(57)【要約】【課題】レイアウト設計が容易となる定着装置を得る。【解決手段】定着装置１００は、磁界を発生する励磁コイル１１０と、前記磁界によって発熱する発熱層１３２を有する定着ベルト１０２と、押圧パッド１１８と、加圧ロール１０４と、励磁コイル１１０によって磁界が発生したときに閉磁路を形成する一対の磁性磁路形成部材１１２、１１６と、を備えている。磁性磁路形成部材１１２、１１６は、弾性変形及び塑性変形のいずれか一方の変形が可能となっており、励磁コイル１１０又は定着ベルト１０２の形状に合わせて定着装置１００内に配置することができるので、定着装置１００のレイアウト設計が容易となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を発生する磁界発生手段と、
前記磁界によって電磁誘導され発熱する発熱層を有し、無端状に形成されるとともに両端部が回転可能に支持される定着部材と、
前記定着部材の内側へ配置された支持体と、
前記定着部材を前記支持体へ加圧する加圧回転体と、
前記定着部材及び前記磁界発生手段を間に置いて配置され、弾性変形または塑性変形のいずれかの変形を与えて使用することが可能であり、前記磁界発生手段によって前記磁界が発生したときに閉磁路を形成する一対の閉磁路形成部材と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記閉磁路形成部材が、前記閉磁路形成部材の厚さｔが前記閉磁路形成部材の材料の表皮深さδより厚いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記閉磁路形成部材が、非晶質金属を含むものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記閉磁路形成部材が、多層構造を有しており、前記非晶質金属を含む層を有していることを特徴とする請求項３の定着装置。
【請求項５】
前記定着部材側に配置された閉磁路形成部材が、定着設定温度以上で、且つ前記定着部材の耐熱温度以下のキュリー温度を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】
前記磁界発生手段側に配置された閉磁路形成部材が、前記磁界発生手段の発熱温度以上で、且つ前記磁界発生手段の耐熱温度以下のキュリー温度を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置と、
露光光を出射する露光部と、
前記露光部の前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、
前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、
前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いて画像形成を行うプリンタや複写機等の画像形成装置において、記録用紙上に転写されたトナー像を、ハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ローラ又は定着ベルトと加圧ローラとで形成されるニップ部に通して、熱と圧力の作用でトナーを溶融して定着する定着装置が利用されている。
【０００３】
一方、熱源として、通電により磁界を発生するコイルと、磁界の電磁誘導により渦電流が生じて発熱する発熱体とを用いた電磁誘導発熱方式の定着装置がある。
【０００４】
電磁誘導発熱方式の定着装置では、コイルで発生する磁界を有効利用するために、コイルに隣接する位置に磁性材料で構成されるコア材や磁路形成部材を配置し、コイル磁界との間に磁路を形成したものがある。
【０００５】
電磁誘導発熱方式の定着装置に用いられるコア材や磁路形成部材の第１例として、キュリー点が４００℃以上で電気抵抗率が０.０３Ωｍ以上のコア材がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
電磁誘導発熱方式の定着装置に用いられるコア材磁路形成部材の第２例として、キュリー点が異なる２種類以上の小ブロックのマグネタイト、マンガンフェライトを組み合わせて磁路を形成したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
電磁誘導発熱方式の定着装置に用いられるコア材や磁路形成部材の第３例として、コイルの中心に位置する中心コアと、発熱ローラの回転軸方向に複数配置したＣ型形状の磁路形成部材を形成したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
電磁誘導発熱方式の定着装置に用いられるコア材や磁路形成部材の第４例として、コイルの耐熱温度より低いキュリー点を有するフェライト、パーマロイ、センダストを用いたものがある（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２４０３５
【特許文献２】特開平０９−０２６７１７
【特許文献３】特開２００４−０９４２６６
【特許文献４】特開２００６−２０８９０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、閉磁路形成の際の閉磁路形成部材と定着装置の磁界発生手段および定着部材との距離調整が容易となる定着装置、画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る定着装置は、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界によって電磁誘導され発熱する発熱層を有し、無端状に形成されるとともに両端部が回転可能に支持される定着部材と、前記定着部材の内側へ配置された支持体と、前記定着部材を前記支持体へ加圧する加圧回転体と、前記定着部材及び前記磁界発生手段を間に置いて配置され、弾性変形または塑性変形のいずれかの変形を与えて使用することが可能であり、前記磁界発生手段によって前記磁界が発生したときに閉磁路を形成する一対の閉磁路形成部材と、を備えたことを特徴としている。ここで、本発明において、弾性変形または塑性変形のいずれかの変形を与えて使用することが可能とは、閉磁路形成部材として少なくとも５ｍｍ以上変形させても弾性変形またはその後の塑性変形領域まで材料が変化させても所望の磁路形成部材の形状維持した状態で使用可能ということを意味する。
【００１１】
本発明の請求項２に係る定着装置は、前記閉磁路形成部材が、前記閉磁路形成部材の厚さｔが前記閉磁路形成部材の材料の表皮深さδより厚いことを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項３に係る定着装置は、前記閉磁路形成部材が、非晶質金属を含むものであることを特徴としている。ここで、本発明における非晶質とは、空間的に規則的な原子配列が取れていないものを意味する。
【００１３】
本発明の請求項４に係る定着装置は、前記閉磁路形成部材が、多層構造を有しており、前記非晶質金属を含む層を有していることを特徴としている。
【００１４】
本発明の請求項５に係る定着装置は、前記定着部材側に配置された閉磁路形成部材が、定着設定温度以上で、且つ前記定着部材の耐熱温度以下のキュリー温度を有することを特徴としている。ここで、キュリー温度とは、キュリー点、キューリー点、キューリー温度とも称され、この温度以上になると磁性が消失し、非磁性体（常磁性体）になる温度を示す。また、定着設定温度とは、定着動作を開始するときの定着部材の表面温度のことを意味する。また、定着部材の耐熱温度とは、連続して使用したときに、定着部材の構成材料が劣化して機能を損なう温度、あるいは、定着部材の変形が発生する温度である。
【００１５】
本発明の請求項６に係る定着装置は、前記磁界発生手段側に配置された閉磁路形成部材が、前記磁界発生手段の発熱温度以上で、且つ前記磁界発生手段の耐熱温度以下のキュリー温度を有することを特徴としている。ここで、磁界発生手段の発熱温度とは、定着動作を開始するときの磁界発生手段の表面温度のことを意味する。また、磁界発生手段の耐熱温度とは、連続して使用したときに、磁界発生手段の構成材料が劣化して機能を損なう温度、あるいは、磁界発生手段の変形が発生する温度である。
【００１６】
本発明の請求項７に係る画像形成装置は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置と、露光光を出射する露光部と、前記露光部の前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明は、本構成を有さない場合、例えば、閉磁路形成部材としてフェライトを用いた場合などに比べて、閉磁路形成部材と定着装置の磁界発生手段および定着部材との距離調整が容易となる定着装置を提供することができる。
【００１８】
請求項２の発明は、本構成を有さない場合と比較して、電磁誘導による発熱量を増やすことができる。
【００１９】
請求項３の発明は、本構成を有さない場合と比較して、渦電流損を小さくすることができる。
【００２０】
請求項４の発明は、非晶性金属層に結晶性金属層を組み合わせることで、本構成を有さない場合と比較して、磁束の貫通が小さい閉磁路形成部材を容易に形成することが可能となる。
【００２１】
請求項５の発明は、本構成を有さない場合と比較して、小サイズの記録媒体（記録用紙）を使用した際の定着部材の非通紙部分の温度上昇を防ぐことが可能となる。
【００２２】
請求項６の発明は、本構成を有さない場合と比較して、定着装置自体の過昇温を防止することができる。
【００２３】
請求項７の発明は、本構成を有さない場合と比較して、閉磁路形成部材と定着装置の磁界発生手段および定着部材との距離調整が容易となる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の定着装置及び画像形成装置の第１実施形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
図１には、画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。
【００２６】
プリンタ１０において、プリンタ１０の本体を構成する筐体１２に光走査装置５４が固定されており、光走査装置５４に隣接する位置に、光走査装置５４及びプリンタ１０の各部の動作を制御する制御ユニット５０が設けられている。
【００２７】
光走査装置５４は、図示しない光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び ブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋを出射するようになっている。
【００２８】
光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、それぞれ対応する各感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに導かれる。
【００２９】
プリンタ１０の下方側には、記録用紙Ｐを収納する用紙トレイ１４が設けられている。用紙トレイ１４の上方には、記録用紙Ｐの先端部位置を調整する一対のレジストローラ１６が設けられている。
【００３０】
プリンタ１０の中央部には、画像形成ユニット１８が設けられている。画像形成ユニット１８は、前述の４つの感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えており、これらが上下一列に並んでいる。
【００３１】
感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向上流側には、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面を帯電する帯電ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。
【００３２】
また、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に現像する現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが設けられている。
【００３３】
一方、感光体２０Ｙ、２０Ｍには第１中間転写体２６が接触し、感光体２０Ｃ、２０Ｋには第２中間転写体２８が接触している。そして、第１中間転写体２６、第２中間転写体２８には第３中間転写体３０が接触している。
【００３４】
第３中間転写体３０と対向する位置には、転写ロール３２が設けられている。転写ロール３２と第３中間転写体３０との間を記録用紙Ｐが搬送され、第３中間転写体３０上のトナー画像を記録用紙Ｐに転写させる。
【００３５】
記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３４の下流には、定着装置１００が設けられている。定着装置１００は、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４を有しており、記録用紙Ｐを加熱・加圧してトナー画像を記録用紙Ｐ上に定着させる。
【００３６】
トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール３６でプリンタ１０の上部に設けられたトレイ３８に排出される。
【００３７】
ここで、プリンタ１０の画像形成について説明する。
【００３８】
画像形成が開始されると、各感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面が帯電ローラ２２Ｙ〜２２Ｋによって一様に帯電される。
【００３９】
光走査装置５４から出力画像に対応した光ビーム６０Ｙ〜６０Ｋが、帯電後の感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面に照射され、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。
【００４０】
この静電潜像に対して、現像装置２４Ｙ〜２４Ｋが選択的に各色、すなわちＹ〜Ｋのトナーを付与し、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー画像が形成される。
【００４１】
その後、マゼンタ用の感光体２０Ｍから第１中間転写体２６にマゼンタのトナー画像が一次転写される。また、イエロー用の感光体２０Ｙから第１中間転写体２６にイエローのトナー画像が一次転写され、第１中間転写体２６上で前記マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。
【００４２】
一方、同様にブラック用の感光体２０Ｋから第２中間転写体２８にブラックのトナー画像が一次転写される。また、シアン用の感光体２０Ｃから第２中間転写体２８にシアンのトナー画像が一次転写され、第２中間転写体２８上で前記ブラックのトナー画像に重ね合わされる。
【００４３】
第１中間転写体２６へ一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第３中間転写体３０へ二次転写される。一方、第２中間転写体２８へ一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第３中間転写体３０へ二次転写される。
【００４４】
ここで先に二次転写されているマゼンタ 、イエローのトナー画像と、シアンおよびブラックのトナー画像とが重ね合わされ、カラー（３色）とブラックのフルカラートナー画像が第３中間転写体３０上に形成される。
【００４５】
二次転写されたフルカラートナー画像は、第３中間転写体３０と転写ロール３２との間のニップ部に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール１６から記録用紙Ｐが当該ニップ部分に搬送され、記録用紙Ｐ上にフルカラートナー画像が三次転写（最終転写）される。
【００４６】
この記録用紙Ｐは、その後、定着装置１００に送られ、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とのニップ部を通過する。その際、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とから与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像が記録用紙Ｐに定着する。定着後、記録用紙Ｐは用紙搬送ロール３６によりトレイ３８に排出され、記録用紙Ｐへのフルカラー画像形成が終了する。
【００４７】
次に、本実施形態に係る定着装置１００について説明する。
【００４８】
図２ａに示すように、定着装置１００は、記録用紙Ｐの進入又は排出を行うための開口が形成された筐体１２２を備えている。
【００４９】
筐体１２２の内部には、矢印Ｄ方向へ回転する無端状の定着ベルト１０２が設けられている。
【００５０】
定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、絶縁性の材料で構成されたボビン１０８が配置されている。ボビン１０８と定着ベルト１０２との間隔は１〜３ｍｍ程度となっている。ボビン１０８は、定着ベルト１０２の外周面に倣った略円弧状に形成されており、凸部１０８Ａが突設されている。
【００５１】
ボビン１０８には、励磁コイル１１０が、凸部１０８Ａを中心として軸方向（図２の紙面奥行き方向）に複数回巻き回されている。
【００５２】
励磁コイル１１０と対向する位置には、ボビン１０８の円弧状に倣って略円弧状に形成された磁性磁路形成部材１１２が配置され、ボビン１０８に支持されている。
【００５３】
一方、定着ベルト１０２の内側には、非磁性体であるアルミニウムからなる支持部材１１４が、定着ベルト１０２と非接触で配置され、両端が定着装置１００の筐体１２２に固定されている。
【００５４】
支持部材１１４は、定着ベルト１０２と対向して円弧状に形成された円弧部１１４Ａと、柱状に形成された柱部１１４Ｂとで構成され、円弧部１１４Ａと柱部１１４Ｂは一体成形されている。
【００５５】
支持部材１１４の円弧部１１４Ａには、該円弧部１１４Ａに沿って、前述の磁性磁路形成部材１１２と同様の材質からなる磁性磁路形成部材１１６が設けられている。磁性磁路形成部材１１６は、定着ベルト１０２と非接触状態となっている。この磁性磁路形成部材１１６と磁性磁路形成部材１１２との間で、励磁コイル１１０に通電されたときに発生する磁界Ｈによる閉磁路が形成される。
【００５６】
ここで、磁性磁路形成部材１１２、１１６について説明する。
【００５７】
図４ａに示すように、磁性磁路形成部材１１２、１１６は、対向して配置されており、いずれも定着ベルト１０２の軸方向（図４ａの紙面左右方向）に長く伸びている。磁性磁路形成部材１１２は、前述の筐体１２２（図２ａ参照）との間に設けられる支持部材１５４によって支持されている。
【００５８】
励磁コイル１１０で発生する磁界Ｈ（図２ａ参照）は、磁性磁路形成部材１１２、１１６の間で磁界Ｈ１として閉磁路を形成するようになっている。
【００５９】
また、磁性磁路形成部材１１２、１１６は、鉄（Ｆｅ）を主成分とするアモルファスの非晶質金属で構成されており、弾性変形または塑性変形のいずれかの変形を与えて使用することが可能となっている。例として、鉄（Ｆｅ）を主成分にして、シリコン（Ｓｉ）、ボロン（Ｂ）、微量の銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）を添加したファインメットを用いることができる。「ファインメット」は日立金属株式会社の登録商標である（特開平６−９３３９０号公報、特開平１０−８２２４号公報参照）。
【００６０】
磁性磁路形成部材１１２、１１６は、高透磁率（比透磁率１０００以上）で、且つ高抵抗（１×１０−６Ωｍ以上）となっている。また、磁性磁路形成部材１１２、１１６の厚さは、温度分布、発熱効率、力率で確認した結果、０．０５ｍｍ以上あれば、好ましいことが分かった。また、磁性磁路形成部材１１２、１１６の厚さｔは、磁性磁路形成部材の材料の表皮深さδ以上の厚みであることが好ましい。表皮深さは、（１）式で与えられる。
【００６１】
【数１】
2008249850.tif 000003
（１）式において、ρは磁性磁路形成部材１１２、１１６の固有抵抗（電気抵抗率）、ｆは周波数、μｒは磁性磁路形成部材１１２、１１６の比透磁率（室温）である。また、磁性磁路形成部材１１２、１１６の厚さｔは、十分に厚くても温度分布や発熱効率、力率は問題ないが、使用する材料によっては渦電流損が増えるため必要以上の厚みにならないようにし、渦電流損が問題ないレベルにあり、かつ容易に弾性変形や塑性変形をさせて使う場合には１．０ｍｍ以下が望ましい。
【００６２】
本実施形態における磁路形成部材１１２は元の形状は平板であり、その後円弧状に湾曲させて図２（ａ）に示すような状態で支持して使用している。１１２が弾性変形領域内にあれば、板バネのよう使ってレイアウトで使用可能になり、これはプレス成形などしなくても平板を円弧状の湾曲支持体バネとして追従させて所望の形状に維持させてから１０８に固定するなどすることが可能になり、容易に配置可能になるため設計しやすくなるなどのメリット得られる。
【００６３】
本実施形態における磁性磁路形成部材１１２、１１６はいずれも重量が３ｇ程度であり、従来のマンガン（Ｍｎ）−亜鉛（Ｚｎ）系のソフトフェライトを同体積で形成したものより５ｇ程度軽く、重量が半減している。また、従来のＭｎ−Ｚｎ系のソフトフェライトの厚さが３ｍｍ程度であったことから、磁性磁路形成部材１１２、１１６の厚さは従来に比べて１／３以下となっている。
【００６４】
なお、磁性磁路形成部材１１２、１１６は、非晶質金属ということで、数十μｍの薄板でしか成型できない場合もあるので、その場合は、適宜サブミリオーダーまで積層して使用する。また薄板の使いこなしが困難な場合には、耐熱性樹脂で支持やラミネートなどして扱いやすくすることが望ましい。一例として、ポリイミド製の耐熱樹脂シートに非晶質金属をポリイミドテープで貼り付けて使うと扱いやすい。
【００６５】
次に、支持部材１１４の柱部１１４Ｂの端面には、定着ベルト１０２を所定の圧力で外側に向けて押圧するための押圧パッド１１８が固定されている。
【００６６】
押圧パッド１１８は、ウレタンゴム又はスポンジ等の弾性を有する部材で構成され、一端面が定着ベルト１０２の内周面と接触して定着ベルトを外方向へ押圧している。
【００６７】
一方、定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、定着ベルト１０２を押圧パッド１１８に向けて加圧するとともに、図示しないモータ及びギアからなる駆動機構により矢印Ｅ方向に回転する加圧ロール１０４が配置されている。
【００６８】
加圧ロール１０４は、アルミニウム等の金属からなる芯金１０６の周囲に、シリコンゴム及びＰＦＡが被覆された構成となっている。また、加圧ロール１０４は、図示しないソレノイド等の電磁スイッチ、又はカム機構を用いて矢印Ａ、Ｂ方向に移動可能となっており、矢印Ａ方向に移動したときは定着ベルト１０２の外周面と接触して加圧し、矢印Ｂ方向に移動したときは定着ベルト１０２の外周面から離間するようになっている。
【００６９】
ここで、加圧ロール１０４が定着ベルト１０２を押圧パッド１１８側に加圧すると、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の接触部（ニップ部）において、定着ベルト１０２に凹部１０３が形成され、凹部１０３の両側に凸部１０５が形成される。
【００７０】
このニップ部の形状は、トナーＴが載った記録用紙Ｐが通過するときに、定着ベルト１０２から剥離させる方向に湾曲した形状となっている。このため、矢印ＩＮ方向から搬送されてきた記録用紙Ｐは、それ自体の腰の強さでニップ部の形状に倣って矢印ＯＵＴ方向に排出される。
【００７１】
また、押圧パッド１１８は、定着ベルト１０２を加圧ロール１０４側に押圧するとともに定着ベルト１０２の内周面に倣って湾曲し、ニップ幅を広げる。
【００７２】
定着ベルト１０２の表面で、励磁コイル１１０と対向しない領域で且つ記録用紙Ｐの排出側の領域には、定着ベルト１０２表面の温度を測定するサーミスタ１２０が接触して設けられている。サーミスタ１２０の接触位置は、記録用紙Ｐのサイズの大小によって測定値が変わらないように、定着ベルトの軸方向（図２の紙面奥行き方向）の略中央部となっている。
【００７３】
サーミスタ１２０は、定着ベルト１０２表面から与えられる熱量に応じて抵抗値が変化することで、定着ベルト１０２表面の温度を計測する。
【００７４】
図３に示すように、サーミスタ１２０は、配線１４０を介して、前述の制御ユニット５０（図１参照）の内部に設けられた制御回路１４２に接続されている。また、制御回路１４２は、配線１４４を介して通電回路１４６に接続されており、通電回路１４６は、配線１４８、１５０を介して前述の励磁コイル１１０に接続されている。
【００７５】
ここで、制御回路１４２は、サーミスタ１２０から送られた電気量に基づいて定着ベルト１０２表面の温度を測定し、この測定温度と予め記憶させてある定着設定温度（本実施形態では１７０℃）と比較する。そして、測定温度が定着設定温度よりも低い場合は、通電回路１４６を駆動して励磁コイル１１０に通電し、磁気回路としての磁界Ｈ（図２参照）を発生させる。一方、測定温度が定着設定温度よりも高い場合は、通電回路１４６を停止するようになっている。
【００７６】
通電回路１４６は、制御回路１４２から送られる電気信号に基づいて駆動又は駆動停止され、配線１４８、１５０を介して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を供給又は供給停止するようになっている。
【００７７】
次に、定着ベルト１０２の構成について説明する。
【００７８】
定着ベルト１０２は、図２ｂに示すように、内側から外側に向けて基層１３４、発熱層１３２、保護層１３０、弾性層１２８、及び離型層１２６で構成されており、これらが積層され一体となっている。
【００７９】
基層１３４は、定着ベルト１０２の強度を保持するベースとなるもので、非磁性のステンレス（非磁性ＳＵＳ）で構成されている。
【００８０】
発熱層１３２は、前述の磁界Ｈ（図２参照）を打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料であり、例えば、金、銀、銅、アルミニウム又はこれらの合金の金属材料を用いることができる。本実施形態では、固有抵抗を２．７×１０−８Ωｃｍ以下に小さくして必要な発熱量を効率よく得ること、及び低コストの観点から、発熱層１３２として銅を用いている。
【００８１】
また、発熱層１３２は、熱容量ができるだけ小さい方が定着装置１００のウォームアップ時間を短縮することができるため、できるだけ薄い層を設けることが望ましい。上記の非磁性金属であれば２μｍ〜２０μｍの厚さの層で加熱できる。
【００８２】
なお、発熱層１３２において、均一な膜を成形するためには厚さを５μｍ以上にする必要がある。このため、発熱層１３２の厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、本実施形態では発熱層１２８の厚さを１０μｍとしている。
【００８３】
保護層１３０は、励磁コイル１１０からの磁界Ｈ（図２参照）を発熱層１３２へ作用させなければならず、保護層１３０で磁界Ｈを遮断しないことや、発熱層１３２の発熱効率を阻害しないことが求められる。
【００８４】
前述の磁界Ｈの磁束を発熱層１３２まで侵入させるためには、磁界Ｈが侵入できる深さを示す表皮深さが、少なくとも保護層１３０の厚さと発熱層１３２の厚さの合計以上の厚さであることが必要であるが、表皮深さが十分に大きな値になる非磁性金属（比透磁率が概ね１の常磁性体）が好ましい。
【００８５】
また、保護層１３０が発熱層１３２の発熱を阻害しないためには、概ね発熱し難い高い固有抵抗の材質が好ましい（理想では、比透磁率＝1、固有抵抗＝∞の金属）。
【００８６】
さらに、保護層１３０には、機械的強度が発熱層１３２より高く、繰り返し歪みに強い材料で、錆びや腐食に強い材料が好ましい。
【００８７】
これらの検討結果から、保護層１３０を非磁性スレンレス（固有抵抗６０×１０−８〜９０×１０−８Ωｍ）で構成し、保護層１３０及び基層１３４の厚さをそれぞれ３０μｍとした。
【００８８】
弾性層１２８は、優れた弾性と耐熱性が得られる等の観点から、シリコン系ゴム、又はフッ素系ゴムが好ましく、本実施形態ではシリコンゴムを用いている。本実施形態では、弾性層１２８の厚さを２００μｍとしている。
【００８９】
離型層１２６は、記録用紙Ｐ上で溶融されたトナーＴ（図２参照）との接着力を弱めて、記録用紙Ｐを定着ベルト１０２から剥離し易くするために設けられる。優れた表面離型性を得るためには、離型層１２６として、フッ素樹脂、シリコン樹脂、又はポリイミド樹脂を用いることが好ましく、本実施形態ではＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。なお、本実施形態では、離型層１２６の厚さは３０μｍとしている。
【００９０】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
【００９１】
図１に示すように、前述のプリンタ１０の画像形成工程を経て、トナーが転写された記録用紙Ｐが定着装置１００に送られる。
【００９２】
定着装置１００において、前述の制御ユニット５０の制御により、定着ベルト１０２表面の温度が定着設定温度に到達するまでは、加圧ロール１０４が定着ベルト１０２表面から離間されており、定着ベルト１０２表面の温度が定着設定温度に到達すると、加圧ロール１０４が移動して定着ベルト１０２表面に接触する。定着ベルト１０２表面の温度は、加圧ロール１０４との接触により一時的に低下するが、発熱層１３２（図２ｂ参照）が継続して発熱することで、定着設定温度に到達するようになっている。
【００９３】
図２及び図３に示すように、定着装置１００では、加圧ロール１０４が矢印Ｅ方向への回転駆動を開始し、定着ベルト１００がそれに従動して矢印Ｄ方向へ回転する。このとき、前述の制御回路１４２からの電気信号に基づいて通電回路１４６が駆動され、励磁コイル１１０に交流電流が供給される。
【００９４】
励磁コイル１１０に交流電流が供給されると、励磁コイル１１０の周囲に磁気回路としての磁界Ｈ（図２参照）が生成消滅を繰り返す。ここで、磁性磁路形成部材１１２と１１６の間で、磁界Ｈの閉磁路が形成される。
【００９５】
そして、図５に示すように、磁界Ｈが定着ベルト１０２の発熱層１３２を横切ると、磁界Ｈの変化を妨げる磁界が生じるように発熱層１３２に渦電流（図示せず）が発生する。
【００９６】
発熱層１３２は、発熱層１３２の表皮抵抗、及び発熱層１３２を流れる渦電流の大きさに比例して発熱し、これによって定着ベルト１０２が加熱される。
【００９７】
このとき、磁性磁路形成部材１１２、１１６が高透磁率のため、磁界Ｈ（図２ａ参照）の磁束密度が高まり、磁界Ｈが強くなる。このため、電磁誘導による発熱量が増え、必要な発熱量が得られる。なお、磁性磁路形成部材１１２、１１６は高抵抗のため、電磁誘導による渦電流が流れにくく、発熱して定着ベルト１０２の温度に影響を与えることがない。
【００９８】
定着ベルト１０２表面の温度は、図３に示すようにサーミスタ１２０で検知され、定着設定温度１６０℃に到達していない場合は、制御回路１４２が通電回路１４６を駆動制御して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を通電する。また、定着設定温度に到達している場合は、制御回路１４２が通電回路１４６の制御を停止する。
【００９９】
続いて、図２に示すように、定着装置１００に送り込まれた記録用紙Ｐは、発熱層１３２が発熱して所定の定着設定温度（１７０℃）となっている定着ベルト１０２と、加圧ロール１０４とによって加熱押圧され、トナーＴの画像が記録用紙Ｐ表面に定着される。
【０１００】
記録用紙Ｐは、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４との間のニップ部から送り出されるとき、それ自体の剛性によってニップ部に沿った方向に直進しようとするため、定着ベルト１０２から剥離される。
【０１０１】
定着装置１００から排出された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール３６によりトレイ３８に排出される。
【０１０２】
なお、磁性磁路形成部材１１２、１１６は、弾性変形または塑性変形いずれかの変形を与えて使用することが可能となっており、励磁コイル１１０又は定着ベルト１０２の形状に合わせて調整して配置することができる。
【０１０３】
また、磁性磁路形成部材１１２、１１６は、前述のように軽量（従来の半分以下）で薄肉（従来の１／３以下）であり、割れにくい閉磁路形成部材を作ることができる。
【０１０４】
次に、本発明の定着装置及び画像形成装置の第２実施形態を図面に基づき説明する。
【０１０５】
なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態では、前述のプリンタ１０（図１参照）における定着装置１００が、定着装置１７０に交換されている。
【０１０７】
図４ｂに示すように、定着装置１７０には、前述の定着ベルト１０２、ボビン１０８、及び励磁コイル１１０と、磁性磁路形成部材１５８、１６０とが設けられている。
【０１０８】
磁性磁路形成部材１５８は、励磁コイル１１０の発熱温度（本実施形態では１７０℃）以上で、且つ励磁コイル１１０の耐熱温度（本実施形態では２５０℃）以下のキュリー温度を有している。また、磁性磁路形成部材１６０は、定着設定温度（本実施形態では１６０℃）以上で、且つ前述の定着ベルト１０２（図２ａ参照）の耐熱温度（本実施形態では２４０℃）以下のキュリー温度を有するものであり、本実施形態では、磁性磁路形成部材１５８、１６０は、キュリー温度が２１０℃である同一のものを使用している。当然のことながら、磁性磁路形成部材１５８、１６０で異なる材料を使用してもかまわない。なお、磁性磁路形成部材１５８、１６０として、例えば、株式会社ＮＥＯＭＡＸマテリアルの整磁合金ＭＳ−１７０、２０５、２２０等を用いることができる。
【０１０９】
磁性磁路形成部材１５８は、略Ｃ字形状に形成された複数の磁性磁路形成部材１５８の小片が、軸方向全面に小片を並べてよいが、できるだけ使用量を少なくするため、本実施形態では所定の隙間をあけて定着ベルト１０２の軸方向に並んだ構成となっており、前述の筐体１２２（図２ａ参照）との間に設けられる支持部材１５６によって支持されている。
【０１１０】
一方、磁性磁路形成部材１６０も軸方向全面に小片を並べてよいが、できるだけ使用量を少なくするため、略Ｃ字形状に形成された複数の磁性磁路形成部材１６０の小片を、所定の隙間をあけて定着ベルト１０２の軸方向に並んだ構成となっており、前述の支持部材１１４に替えて設けられた支持部材１６２によって支持されている。
【０１１１】
ここで、磁性磁路形成部材１５８と磁性磁路形成部材１６０は、千鳥状に配置されており、励磁コイル１１０で発生する磁界Ｈ２は、図４ｂに示すようにそれぞれ閉磁路を形成するようになっている。
【０１１２】
なお、励磁コイル１１０に接続される前述の配線１４８、１５０（図３参照）は、磁性磁路形成部材１５８の隙間を這わせてから外部に引き出し、通電回路１４６（図３参照）へ接続されている。
【０１１３】
次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。
【０１１４】
図４ｂに示すように、定着装置１７０が動作を開始し、励磁コイル１１０に前述の通電回路１４６（図３参照）から交流電流が供給されると、励磁コイル１１０の周囲に磁気回路としての磁界Ｈ２が生成消滅を繰り返す。ここで、磁性磁路形成部材１５８と１６０の間で、磁界Ｈ２の閉磁路が形成される。
【０１１５】
そして、磁界Ｈ２が定着ベルト１０２の発熱層１３２（図２ｂ参照）を横切ると、磁界Ｈ２の変化を妨げる磁界が生じるように発熱層１３２に渦電流（図示せず）が発生する。
【０１１６】
発熱層１３２は、発熱層１３２の表皮抵抗、及び発熱層１３２を流れる渦電流の大きさに比例して発熱し、これによって定着ベルト１０２が加熱される。
【０１１７】
ここで、発熱層１３２が過剰に発熱して定着ベルト１０２の温度が定着設定温度より高くなり、磁性磁路形成部材１５８、１６０の温度がそれぞれのキュリー温度を超えると、磁性磁路形成部材１５８、１６０はそれぞれ非磁性体（常磁性体）となり、磁界Ｈ２がこれらを容易に貫通するようになって磁界Ｈ２が弱まる。これにより、発熱層１３２の発熱量が減少し、定着ベルト１０２の温度が低下する。例えば、定着ベルト１０２の幅よりも小さい記録媒体を定着した場合には、定着ベルト１０２の記録媒体が接触しない部分（非通紙部）の温度が高くなり、磁性磁路形成部材１６０の温度がキュリー温度を超えると、定着ベルト１０２の非通紙部の発熱量が減少する。また、励磁コイル１１０の温度が高くなり、磁性磁路形成部材１５８の温度がキュリー温度を超えると、定着ベルト１０２発熱量が減少し、定着装置自体に与えられる熱量も低く抑えることができる。
【０１１８】
また、磁性磁路形成部材１５８、１６０がある部分は磁界Ｈ２が強く、逆に隙間の部分は弱くなる。この磁界Ｈ２が弱い隙間に配線１４８、１５０（図３参照）が接続されているので、配線１４８、１５０が磁界Ｈ２によるノイズの影響を受けにくく、あるいは、配線１４８、１５０が発熱するのを防止している。
【０１１９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１２０】
プリンタ１０は、固体の現像剤を用いる乾式の電子写真方式だけでなく、液体現像剤を用いるものであってもよい。
【０１２１】
定着ベルト１０２の温度の検知手段として、サーミスタ１２０の代わりに熱電対を用いてもよい。
【０１２２】
サーミスタ１２０の取付け位置は、定着ベルト１０２の表面に限定されず、定着ベルト１０２の内周面に取付けてもよい。この場合、定着ベルト１０２の表面が摩耗しにくくなる。また、サーミスタ１２０は、加圧ロール１０４の表面に取付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】（ａ）本発明の第１実施形態に係る定着装置の断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る定着ベルトの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制御回路及び通電回路の接続図である。
【図４】（ａ）本発明の第１実施形態に係る磁性磁路形成部材の配置を示した模式図である。（ｂ）本発明の第２実施形態に係る磁性磁路形成部材の配置を示した模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る定着ベルトを磁界が貫通する状態を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  プリンタ（画像形成装置）
１８  画像形成ユニット（現像部）
３２  転写ロール（転写部）
３４  用紙搬送路（搬送部）
５４  光走査装置（露光部）
１００  定着装置（定着装置）
１０２  定着ベルト（定着部材）
１０４  加圧ロール（加圧回転体）
１１０  励磁コイル（磁界発生手段）
１１２  磁性磁路形成部材（閉磁路形成部材）
１１８  押圧パッド（支持体）
１１６  磁性磁路形成部材（閉磁路形成部材）
１３２  発熱層（発熱層）
１５８  磁性磁路形成部材（閉磁路形成部材）
１６０  磁性磁路形成部材（閉磁路形成部材）
１７０  定着装置（定着装置）
Ｈ  磁界（磁界）
Ｐ  記録用紙（記録媒体）
Ｔ  トナー（現像剤）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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