(57)【要約】【課題】発熱部材の小熱容量化を図った定着装置において、発熱部材が過度に発熱されることなく、かつ、ウォームアップ時間を有効に短縮できる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】電磁誘導により加熱されるヒートローラ３０と、このヒートローラ３０に圧接する加圧ローラ４０とを備え、用紙Ｐをヒートローラ３０と加圧ローラ４０とのニップ部Ｎで挟持して、用紙Ｐ上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、ヒートローラ３０は、少なくとも整磁金属からなる整磁金属層３１を有し、加圧ローラ４０は、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属からなる非磁性金属層４１を有してなり、電磁誘導によりヒートローラ３０を加熱するコイルユニット３４がヒートローラ３０内に配置され、このコイルユニット３４から発せられる磁束３４３をニップ部Ｎに配向させるように構成される。【選択図】図２
2007272073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と加圧部材とを備え、両部材により形成されるニップ部で未定着トナー像を有する記録媒体を挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、
前記加熱部材側に配設される加熱源としてのコイルユニットと、整磁金属を含んでなる整磁金属層と、前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層とを備え、
前記整磁金属層が前記コイルユニットからの電磁誘導加熱により発熱され、整磁金属のキュリー温度に達したときに、前記コイルユニットから発せられた磁束が前記整磁金属層を経由して前記非磁性金属層に至るような配置関係で、前記整磁金属層および非磁性金属層が前記加熱部材もしくは加圧部材に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
電磁誘導により加熱される円筒状のヒートローラと、該ヒートローラに圧接する加圧ローラとを備え、未定着トナー像を有する記録媒体を前記ヒートローラと前記加圧ローラとのニップ部で挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、
前記ヒートローラは、少なくとも整磁金属を含んでなる整磁金属層を有し、前記加圧ローラは、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層を有してなり、
電磁誘導により前記ヒートローラを加熱するコイルユニットがヒートローラ内に配置され、該コイルユニットから発せられる磁束を前記ニップ部に配向させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
電磁誘導により加熱される無端状の加熱ベルトと、該加熱ベルト内に配設され、該加熱ベルトに当接するパッド部材と、前記加熱ベルトを介して前記パッド部材を押圧する加圧ローラとを備え、未定着トナー像を有する記録媒体を前記加熱ベルトと前記加圧ローラとのニップ部で挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、
前記加熱ベルトは、少なくとも整磁金属を含んでなる整磁金属層を有し、前記加圧ローラは、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層を有してなり、前記パッド部材は、非磁性材料で構成され、
電磁誘導により前記加熱ベルトを加熱するコイルユニットは、前記加熱ベルト内のパッド部材に当接して配置され、該コイルユニットから発せられる磁束を前記ニップ部に配向させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
電磁誘導により加熱される無端状の加熱ベルトと、該加熱ベルト内に内包される定着ローラと、該加熱ベルト内に内包され、該加熱ベルトに張力を与えるヒートローラと、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、未定着トナー像を有する記録媒体を前記加熱ベルトと前記加圧ローラとのニップ部で挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、
前記ヒートローラは、少なくとも整磁金属を含んでなる整磁金属層を有し、
前記加熱ベルトは、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層を有してなり、
電磁誘導により前記加熱ベルトを加熱するコイルユニットは、前記ヒートローラ内に配置され、該コイルユニットから発せられる磁束を前記ヒートローラと前記加熱ベルトが接触する部分に配向させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
電磁誘導により加熱される無端状の加熱ベルトと、該加熱ベルト内に内包される定着ローラと、該加熱ベルト内に内包され、該加熱ベルトに張力を与えるヒートローラと、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、未定着トナー像を有する記録媒体を前記加熱ベルトと前記加圧ローラとのニップ部で挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、
前記加熱ベルトは、少なくとも整磁金属を含んでなる整磁金属層を有し、
前記ヒートローラは、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層を有してなり、
電磁誘導により前記加熱ベルトを加熱するコイルユニットは、前記加熱ベルト外に配置され、該コイルユニットから発せられる磁束を前記ヒートローラと前記加熱ベルトが接触する部分に配向させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
前記整磁金属層と前記非磁性金属層とが離間して配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置を備えて構成される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、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着され、記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着させる定着装置に関し、特に、整磁金属を用いた電磁誘導加熱方式による定着装置、およびこの定着装置を装備する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に搭載される定着装置の熱源として、従来はハロゲンヒータが多く使用されてきた。しかし、ウォームアップ時間の短縮や省エネルギー化への要求が高まる中で、電磁誘導加熱（ＩＨ）方式の熱源を採用することが提案されている。さらに、ＩＨ方式の熱源に使用する発熱部材として、所定の温度（キュリー温度）以上に温度上昇しない整磁金属を使用する構成も提案されている。
【０００３】
一般に、電磁誘導加熱においては、磁性材料に磁束が通った時に、磁束の周りに渦電流が発生し、その電流が発熱層内の抵抗で消費されて発熱する。
【０００４】
整磁金属は、所定のキュリー温度に達すると、磁性を失い、それ以上発熱しなくなるという特性をもっている。また、整磁金属は、合金の組成によりキュリー温度を調整でき、所定のキュリー温度に設定することができる。このようにして、整磁金属のキュリー温度で発熱部材の発熱条件を規定することができ、定着装置の安全性を向上させることができる。また、小サイズの記録媒体の定着処理時において非通紙部の昇温を抑制したり、温度分布が不均一になり、定着ムラが発生しやすくなるのを防止したりすることができる。
【０００５】
一方、ウォームアップ時間の短縮や省エネルギー化の要求から、定着装置における発熱部材の熱容量を小さくすることが必要であり、整磁金属を使用する場合においても肉厚を薄くすることが要望されている。しかしながら、整磁金属が薄く設定され、その肉厚がある厚み以下になると、整磁金属のキュリー温度に達しても発熱が止まらなくなり、温度上昇が続くようになる。これは、整磁金属の厚みが薄くなると、全体の総抵抗が上がり、渦電流による発熱が相対的に大きくなり、整磁金属のキュリー温度に達しても発熱が止まらなくなるためである。
【０００６】
そごで、このような問題の対策として、下記の特許文献１では、整磁金属に、この整磁金属より電気抵抗率の低い非磁性金属を組み合わせることにより、安定してキュリー温度レベルの発熱を維持することのできる構成が提案されている。すなわち、組成を調整することによって所定のキュリー温度とした感温磁性金属パイプ（もしくはフィルム）と、感温磁性金属パイプを構成する金属材料（整磁金属）よりも電気抵抗率が低い非磁性金属とを相互に空間をあけて配設し、感温磁性金属パイプを誘導加熱する誘導加熱部を備えた熱ローラ装置（ヒートローラ）が開示されている。このような熱ローラ装置では、感温磁性金属パイプを誘導加熱することによって感温磁性金属パイプがキュリー温度以上に上昇し、非磁性となったときに、誘導電流（渦電流）が感温磁性金属材料よりも電気抵抗率が低い非磁性金属中を流れるため、発熱量が減少する自己温度制御性を備えることができるとしている。
【特許文献１】特開２０００−３０８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されている構成では、感温磁性金属パイプに圧接する加圧ローラ内に誘導加熱コイルが配置されており、誘導加熱コイルから出た磁束が加圧ローラの構成材を通り抜けて、感温磁性金属パイプの感温磁性金属材料（整磁金属）に達する構成となっているため、加圧ローラ構成材の影響を受けやすくなっている。すなわち、加圧ローラ構成材の種類や肉厚にもよるが、整磁金属に達する磁束の一部が加圧ローラ構成材により吸収されてしまい、整磁金属上での磁束密度が少なからず減少されることから、ウォームアップ時間の短縮効果が損なわれることになる。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、発熱部材の小熱容量化を図った定着装置において、発熱部材等に整磁金属とそれより抵抗率の低い非磁性金属を組み合せて用いることにより、発熱部材が整磁金属のキュリー温度以上に発熱されることなく、かつ、誘導加熱コイルから発せられた磁束が吸収されずに整磁金属に達してウォームアップ時間を有効に短縮できる定着装置、およびそのような定着装置を装備する画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、加熱部材と加圧部材とを備え、両部材により形成されるニップ部で未定着トナー像を有する記録媒体を挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、前記加熱部材側に配設される加熱源としてのコイルユニットと、整磁金属を含んでなる整磁金属層と、前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層とを備え、前記整磁金属層が前記コイルユニットからの電磁誘導加熱により発熱され、整磁金属のキュリー温度に達したときに、前記コイルユニットから発せられた磁束が前記整磁金属層を経由して前記非磁性金属層に至るような配置関係で、前記整磁金属層および非磁性金属層が前記加熱部材もしくは加圧部材に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、加熱部材と加圧部材とを備え、それらニップ部で未定着トナー像を有する記録媒体を挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、加熱部材を電磁誘導加熱するコイルユニットが加熱部材側に配設されるとともに、整磁金属層と非磁性金属層とが加熱部材もしくは加圧部材に形成され、コイルユニットから発せられる磁束を受けて整磁金属層が発熱させられる。そして、整磁金属層の温度が整磁金属のキュリー温度に達した時には、整磁金属が磁性を失い、コイルユニットからの磁束が整磁金属層を経由して非磁性金属層に至るため、渦電流が非磁性金属層を流れ、整磁金属層の発熱が抑制され、加熱部材がそれ以上に発熱されることがない。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、電磁誘導により加熱される円筒状のヒートローラと、該ヒートローラに圧接する加圧ローラとを備え、未定着トナー像を有する記録媒体を前記ヒートローラと前記加圧ローラとのニップ部で挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、前記ヒートローラは、少なくとも整磁金属を含んでなる整磁金属層を有し、前記加圧ローラは、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層を有してなり、電磁誘導により前記ヒートローラを加熱するコイルユニットがヒートローラ内に配置され、該コイルユニットから発せられる磁束を前記ニップ部に配向させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、ヒートローラと加圧ローラを備え、それらのニップ部で記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、ヒートローラを電磁誘導加熱するコイルユニットがヒートローラ内に配置され、コイルユニットから発せられる磁束を受けてヒートローラの整磁金属層が発熱させられる。そして、整磁金属層の温度が整磁金属のキュリー温度に達した時には、整磁金属が磁性を失い、渦電流が加圧ローラの非磁性金属層を流れるため、発熱が抑制され、それ以上に発熱されることがない。このとき、コイルユニットをヒートローラ内に配置して、磁束を吸収するような介在物（部材）を経由させることなくコイルユニットからの磁束をヒートローラ（整磁金属層）に配向させる構成を容易に実現でき、そのような構成を採ることによって、磁束は吸収されることなくヒートローラに到達し、ヒートローラの整磁金属層を効率よく発熱させ、ウォームアップ時間を有効に短縮することができる。
【００１３】
また、コイルユニットから発せられる磁束がヒートローラと加圧ローラとのニップ部に配向されるため、ニップ部における発熱が効率よく行われ、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化の実効を上げることができる。このように、本発明によると、薄肉の整磁金属層を有するヒートローラで発熱部材等の小熱容量化を図った定着装置においても、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現しつつ、整磁金属のキュリー温度以上に発熱するのを防いで安全性を高めることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、電磁誘導により加熱される無端状の加熱ベルトと、該加熱ベルト内に配設され、該加熱ベルトに当接するパッド部材と、前記加熱ベルトを介して前記パッド部材を押圧する加圧ローラとを備え、未定着トナー像を有する記録媒体を前記加熱ベルトと前記加圧ローラとのニップ部で挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、前記加熱ベルトは、少なくとも整磁金属を含んでなる整磁金属層を有し、前記加圧ローラは、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層を有してなり、前記パッド部材は、非磁性材料で構成され、電磁誘導により前記加熱ベルトを加熱するコイルユニットは、前記加熱ベルト内のパッド部材に当接して配置され、該コイルユニットから発せられる磁束を前記ニップ部に配向させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、加熱ベルトと加圧ローラを備え、それらのニップ部で記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、加熱ベルトを電磁誘導加熱するコイルユニットが加熱ベルト内でパッド部材に当接して配置され、コイルユニットから発せられる磁束を受けて加熱ベルトの整磁金属層が発熱させられる。そして、整磁金属層の温度が整磁金属のキュリー温度に達した時には、整磁金属が磁性を失い、渦電流が加圧ローラの非磁性金属層を流れるため、発熱が抑制され、それ以上に発熱されることがない。このとき、コイルユニットと加熱ベルト（整磁金属層）との間にはパッド部材が介在するが、このパッド部材は非磁性材料で構成されているため、磁束は吸収されることなく加熱ベルトに到達し、加熱ベルトの整磁金属層を効率よく発熱させ、ウォームアップ時間を有効に短縮することができる。
【００１６】
また、コイルユニットから発せられる磁束が加熱ベルトと加圧ローラとのニップ部に配向されるため、ニップ部における発熱が効率よく行われ、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化の実効を上げることができる。このように、本発明によると、薄肉の整磁金属層を有する加熱ベルトで発熱部材等の小熱容量化を図った定着装置においても、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現しつつ、整磁金属のキュリー温度以上に発熱するのを防いで安全性を高めることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、電磁誘導により加熱される無端状の加熱ベルトと、該加熱ベルト内に内包される定着ローラと、該加熱ベルト内に内包され、該加熱ベルトに張力を与えるヒートローラと、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、未定着トナー像を有する記録媒体を前記加熱ベルトと前記加圧ローラとのニップ部で挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、前記ヒートローラは、少なくとも整磁金属を含んでなる整磁金属層を有し、前記加熱ベルトは、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層を有してなり、電磁誘導により前記加熱ベルトを加熱するコイルユニットは、前記ヒートローラ内に配置され、該コイルユニットから発せられる磁束を前記ヒートローラと前記加熱ベルトが接触する部分に配向させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、加熱ベルトとそれに内包する定着ローラとヒートローラと、加熱ベルト外に加圧ローラとを備え、加熱ベルトを介した定着ローラと加圧ローラとのニップ部で記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、ヒートローラを電磁誘導加熱するコイルユニットがヒートローラ内に配置され、コイルユニットから発せられる磁束を受けてヒートローラの整磁金属層が発熱させられる。そして、整磁金属層の温度が整磁金属のキュリー温度に達した時には、整磁金属が磁性を失い、渦電流が加熱ベルトの非磁性金属層を流れるため、発熱が抑制され、それ以上に発熱されることがない。このとき、コイルユニットをヒートローラ内に配置して、磁束を吸収するような介在物（部材）を経由させることなくコイルユニットからの磁束をヒートローラ（整磁金属層）に配向させる構成を容易に実現でき、そのような構成を採ることによって、磁束は吸収されることなくヒートローラに到達し、ヒートローラの整磁金属層を効率よく発熱させ、ウォームアップ時間を有効に短縮することができる。
【００１９】
また、コイルユニットから発せられる磁束がヒートローラと加熱ベルトとが接触する部分に配向されるため、ヒートローラでの発熱と加熱ベルトへの伝熱が効率よく行われ、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化の実効を上げることができる。このように、本発明によると、薄肉の整磁金属層を有するヒートローラで発熱部材等の小熱容量化を図った定着装置においても、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現しつつ、整磁金属のキュリー温度以上に発熱するのを防いで安全性を高めることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、電磁誘導により加熱される無端状の加熱ベルトと、該加熱ベルト内に内包される定着ローラと、該加熱ベルト内に内包され、該加熱ベルトに張力を与えるヒートローラと、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、未定着トナー像を有する記録媒体を前記加熱ベルトと前記加圧ローラとのニップ部で挟持して、前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、前記加熱ベルトは、少なくとも整磁金属を含んでなる整磁金属層を有し、前記ヒートローラは、少なくとも前記整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属を含んでなる非磁性金属層を有してなり、電磁誘導により前記加熱ベルトを加熱するコイルユニットは、前記加熱ベルト外に配置され、該コイルユニットから発せられる磁束を前記ヒートローラと前記加熱ベルトが接触する部分に配向させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、加熱ベルトとそれに内包する定着ローラとヒートローラと、加熱ベルト外に加圧ローラとを備え、加熱ベルトを介した定着ローラと加圧ローラとのニップ部で記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、ヒートローラを電磁誘導加熱するコイルユニットが加熱ベルト外に配置され、コイルユニットから発せられる磁束を受けて加熱ベルトの整磁金属層が発熱させられる。そして、整磁金属層の温度が整磁金属のキュリー温度に達した時には、整磁金属が磁性を失い、渦電流がヒートローラの非磁性金属層を流れるため、発熱が抑制され、それ以上に発熱されることがない。このとき、コイルユニットを加熱ベルト外で、磁束を吸収するような介在物（部材）を経由させることなく加熱ベルトに対向して配置する構成を容易に実現でき、そのような構成を採ることによって、磁束は吸収されることなく加熱ベルトに到達し、加熱ベルトの整磁金属層を効率よく発熱させ、ウォームアップ時間を有効に短縮することができる。
【００２２】
また、コイルユニットから発せられる磁束がヒートローラと加熱ベルトとが接触する部分に配向されるため、加熱ベルトでの発熱・伝熱が効率よく行われ、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化の実効を上げることができる。このように、本発明によると、薄肉の整磁金属層を有する加熱ベルトで発熱部材等の小熱容量化を図った定着装置においても、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現しつつ、整磁金属のキュリー温度以上に発熱するのを防いで安全性を高めることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置において、前記整磁金属層と前記非磁性金属層とが離間して配置されることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、整磁金属層と非磁性金属層とを離間して配置することにより、整磁金属がキュリー温度に達した後において、非磁性金属層で発熱が起こっても、非磁性金属層から整磁金属層への直接的に伝熱されることを妨げている。これにより、発熱部材（整磁金属）はキュリー温度を越えて過度に発熱することなく、キュリー温度付近の温度で安定に維持することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、画像形成装置であって、請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置を備えて構成されることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、以上に述べたような、請求項１乃至６のいずれかに記載した発明の効果を具備した画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、発熱部材の小熱容量化を図った定着装置において、発熱部材等に整磁金属とそれより抵抗率の低い非磁性金属を組み合せて用いることにより、発熱部材が整磁金属のキュリー温度以上に発熱されることなく、かつ、誘導加熱コイルから発せられる磁束が吸収されずに整磁金属に達してウォームアップ時間を有効に短縮できる定着装置、およびそのような定着装置を装備す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】
【００２８】
以下、本発明の定着装置およびこの定着装置を装備した画像形成装置に係る最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【００２９】
［実施の形態１］
まず、本発明の実施の形態１に係る定着装置２０が適用された画像形成装置の一例であるプリンタ（画像形成装置）１０について図１に基づき説明する。図１は、本発明に係る定着装置を備えたプリンタの内部構造（一実施形態として）の概要を説明するための正面断面視の説明図である。この図に示すように、プリンタ１０は、印刷処理に供する用紙Ｐ（記録媒体）を貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙Ｐに対して画像の転写処理を施す画像形成部１３と、この画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とが装置本体１１に内装されると共に、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が装置本体１１の頂部に設けられることによって構成されている。
【００３０】
用紙貯留部１２には、所定数（実施の形態１では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の下流端（図１の右方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して画像形成部１３に給紙されるようになっている。
【００３１】
画像形成部１３は、コンピュータ等から電送された画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、前後方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びるドラム心回りに回転可能に設けられた感光体ドラム１３１の周面に沿うように、当該感光体ドラム１３１の直上位置から時計方向に向けて帯電器１３２、露光装置１３３、現像装置１３４、転写ローラ１３５およびクリーニング装置１３６が配設されることによって形成されている。
【００３２】
感光体ドラム１３１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像を形成させるためのものであり、周面にアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。
【００３３】
帯電器１３２は、ドラム心回り時計方向に回転している感光体ドラム１３１の周面に一様な電荷を形成させるものであり、図１に示す例では、コロナ放電によって感光体ドラム１３１の周面に電荷を付与する方式が採用されている。なお、感光体ドラム１３１の周面に電荷を付与する部材として帯電器１３２に代えて周面が感光体ドラム１３１の周面と当接しながら従動回転しつつ電荷を付与する帯電ローラを採用してもよい。
【００３４】
露光装置１３３は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づき強弱の付与されたレーザー光を回転している感光体ドラム１３１の周面に照射し、これによる感光体ドラム１３１周面のレーザー光が照射された部分の電荷の消去によって当該感光体ドラム１３１の周面に静電潜像を形成させるものである。
【００３５】
現像装置１３４は、感光体ドラム１３１の周面にトナーを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させ、これによって感光体ドラム１３１の周面にトナー像を形成させるものである。
【００３６】
転写ローラ１３５は、感光体ドラム１３１の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム１３１の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与するようになっている。
【００３７】
従って、感光体ドラム１３１の直下位置に到達した用紙Ｐは、転写ローラ１３５と感光体ドラム１３１とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム１３１周面のトナー像がマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施されることになる。
【００３８】
クリーニング装置１３６は、転写処理後の感光体ドラム１３１の周面に残留しているトナーを取り除いて清浄化するためのものである。このクリーニング装置１３６によって清浄化された感光体ドラム１３１の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電器１３２へ向かうことになる。
【００３９】
定着部１４は、画像形成部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像に加熱による定着処理を施すものであり、用紙Ｐに熱を加えるヒートローラ（定着ローラ）３０と、このヒートローラ３０の下部に対向配置された加圧ローラ４０とを有する定着装置２０を備えて構成されている。ヒートローラ３０には筐体２１に配設された不図示の駆動装置および減速機構から回転駆動力が与えられ、このヒートローラ３０の回転駆動に伴い、加圧ローラ４０が従動回転するとともに、ヒートローラ３０と加圧ローラ４０との間にニップ部Ｎが形成される。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ヒートローラ３０と加圧ローラ４０との間に形成されたニップ部Ｎへ向けて送り込まれ、当該ニップ部Ｎを通過することによって、ヒートローラ３０からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出されることになる。
【００４０】
排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態１に係る定着装置２０の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る定着装置の構成を示す図であり、（ａ）は、概略斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２において、Ｘ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。
【００４２】
この実施の形態１に係る定着装置２０は、左右方向に長尺の異形を呈した筐体２１内に上下で互いに対向したヒートローラ３０および加圧ローラ４０が装着されるとともに、筐体２１の前面位置における上下方向の中央部に左右方向に長尺の支持部材８０が架設され、この支持部材８０の左右方向の中央位置にヒートローラ３０の周面温度を検出するサーミスタ９０が装着されることによって構成されている。
【００４３】
筐体２１は、左右方向一対の異形の側板２１１（左方の側板２１１ａ、右方の側板２１１ｂ）と、これら一対の側板２１１の下端位置間に架設された側面視で階段状を呈する底板２１２と、この底板２１２の後端位置から立設されて筐体２１の後方下半分を覆う後方板２１３と、一対の側板２１１の前縁上半分間に架設された前方板２１４と、一対の側板２１１の前縁下半分の位置で、底板２１２より上方位置間に架設されて用紙Ｐをニップ部Ｎへ案内する前方ガイド板２１５と、一対の側板２１１の後方位置で、後方板２１３の上縁部に固定されてニップ部Ｎからの用紙Ｐを外部へ案内する後方ガイド板２１６とを備えている。
【００４４】
支持部材８０は、ヒートローラ３０の周面と対向配置され、筐体２１における前方板２１４と前方ガイド板２１５との間に形成された大きな隙間を埋めるように一対の側板２１１間に架設されている。また、サーミスタ９０は、金属酸化物を主原料とし、高温にて焼結されるセラミック半導体であり、温度が上がると抵抗値の下がる負の温度係数を有し、温度センサとしてヒートローラ３０の周面温度を検出するものである。このサーミスタ９０で検出されたヒートローラ３０の周面温度に係る信号に基づいて、図略の制御部にて後述のコイル３２に供給する高周波電流が調整され、ヒートローラ３０の周面温度が所定の温度に維持されるよう制御されている。サーミスタ９０は、その温度検出面がヒートローラ３０の周面に対向する状態で、支持部材８０の左右方向のほぼ中央位置に保持されている。
【００４５】
前方ガイド板２１５はその後縁部がニップ部Ｎに臨んだ状態で前方に向かって先下がりに形成されている一方、支持部材８０はその後縁部がヒートローラ３０の周面に臨んだ状態で前方に向かって先上がりに傾斜するように設置姿勢が設定され、これら前方ガイド板２１５と支持部材８０と間の隙間によって用紙Ｐをニップ部Ｎへ導く導入開口２２が形成されている。そして、画像形成部１３から送り込まれた用紙Ｐは、この導入開口２２において前方が大きく開いた前方ガイド板２１５および支持部材８０の下面に案内されつつ、ニップ部Ｎへ向けて送り込まれることになる。
【００４６】
ヒートローラ３０は、円筒状の被加熱体であり、このヒートローラ３０の内部に、電磁誘導によりヒートローラ３０を加熱するコイルユニット３４が配置されている。コイルユニット３４は、磁心材料（フェライト）３４１に銅線３４２が巻回され、磁心材料３４１の長軸方向がヒートローラ３０の軸心方向と平行になるよう配され、このコイルユニット３４には図略の高周波電源から高周波電流が供給される。コイルユニット３４から発せられる磁束３４３は、図２（ｂ）の紙面に平行な方向に発せられ、後述のヒートローラ３０の整磁金属層３１を貫通して、キュリー温度以下の温度域にて磁束の周りに渦電流が発生し、整磁金属層３１内の抵抗で消費されて整磁金属を発熱させることになる。
【００４７】
ヒートローラ３０は、整磁金属からなる基材としての整磁金属層３１と、その基材表面側に積層された離型層３３により構成される。必要に応じて整磁金属層３１と離型層３３との間に弾性層３２を介設するようにしてもよい。整磁金属としては、鉄−ニッケル合金、鉄―ニッケル―クロム合金もしくは鉄−ニッケル−コバルト合金等が用いられ、その合金組成を調整することにより、整磁金属のキュリー温度が約２００℃となるように設定されている。また、本実施形態ではヒートローラ形式を採用しているので、整磁金属層３１の厚みは、熱容量が大きくならない範囲で且つローラ強度を維持できる範囲に選ばれ、例えば０．１〜２ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定される。整磁金属層３１の肉厚が薄いと、キュリー温度に達しても発熱が止まらなくなる危惧があり、また、余り厚いと、発熱部材の小熱容量化（ウォームアップ時間の短縮、省エネルギー化）に逆行することになる。
【００４８】
加圧ローラ４０は、上記の整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属からなる非磁性金属層４１の上に、上記のヒートローラ３０の場合と同様の、弾性層４２と離型層４３とを積層して構成される。非磁性金属としてはアルミニウム、銅、銀、オーステナイト系のステンレス鋼等が用いられ、加圧ローラ４０としての必要な強度と剛性をもたせるため、非磁性金属層４１はその素材に対応した適当な肉厚に設定される（例えば１〜５ｍｍ程度の範囲）。
【００４９】
ヒートローラ３０および加圧ローラ４０表面の離型層３３，４３は、四フッ化エチレン重合体（ＰＴＦＥ）樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂等のフッ素樹脂塗料（コーティング剤）をコーティングすることにより得られる。また、上記のフッ素樹脂に有機バインダー樹脂を加えて変性した樹脂コーティング剤を用いてもよい。この離型層の厚みは、例えば１０〜１００μｍ程度の範囲における適宜な厚さに設定される。）ヒートローラ３０および加圧ローラ４０表面に離型層３３，４３を設けることにより、ヒートローラ３０と加圧ローラ４０とのニップ部Ｎで記録媒体を挟持搬送して、未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させることができる。また、上記のようなフッ素樹脂を用いることで、ヒートローラ３０および加圧ローラ４０の耐熱性、耐久性を向上させることができる。
【００５０】
また、ヒートローラ３０および加圧ローラ４０の弾性層３２，４２は、シリコンゴムやシリコン発泡ゴム等の弾性材料により形成され、ヒートローラ３０と加圧ローラ４０とが当接することにより凹没し、適当な形状（ニップ幅など）と弾性をもったニップ部Ｎをヒートローラ３０と加圧ローラ４０との間に形成することができ、均質なトナー像の定着性を得ることができるようになる。なお、ヒートローラ３０の整磁金属層３１と離型層３３の間に弾性層３２を介設する場合、その厚みは、ヒートローラ３０の熱容量が大きくならない範囲で画質を維持させるという観点からは、０．１〜０．５ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定されることが望ましい。また、加圧ローラ４０の弾性層４２の厚みは１〜３ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定される。弾性材料としてシリコンゴムを用いる場合には加工しやすいが、シリコンゴムの代わりにシリコン発泡ゴムを用いてもよい。シリコン発泡ゴムを用いると、より断熱性、反撥弾性に優れた弾性層３２，４２とすることができる。
【００５１】
次に、実施の形態１の定着装置２０における発熱部（機構）について説明する。図３は、実施の形態１における発熱部（機構）の要部構成を示す断面説明図である。
【００５２】
コイルユニット３４は、ヒートローラ３０と加圧ローラ４０とのニップ部Ｎに近いヒートローラ３０内部の位置に配設され、このニップ部Ｎ付近を中心に磁束３４３（図中、３４３Ａで表示）を集中的に配向させてヒートローラ３０の発熱部材（整磁金属層３１）を発熱させる。本実施の形態１では、コイルユニット３４とヒートローラ３０（整磁金属層３１）との間には、磁束を実質的に吸収してしまうような部材が介在しない構成としているので、磁束３４３（３４３Ａ）は吸収されることなくヒートローラ３０に到達し、ヒートローラ３０の整磁金属層３１を効率よく発熱させ、ウォームアップ時間を有効に短縮することができる。
【００５３】
そして、整磁金属層３１の温度が整磁金属のキュリー温度に達すると、整磁金属が磁性を失い、磁束３４３（図中、３４３Ｂで表示）が加圧ローラ４０の非磁性金属層４１にまで到達する。それにより、抵抗率の低い非磁性金属層４１の内部を渦電流が流れて、整磁金属層３１での発熱が抑制されることとなり、それ以上に発熱されることがない。すなわち、発熱部材の温度がキュリー温度付近で安定的に維持されることになる。
【００５４】
また、コイルユニット３４から発せられる磁束３４３がヒートローラ３０と加圧ローラ４０とのニップ部Ｎに集中的に配向されるため、ニップ部Ｎにおける発熱が効率よく行われ、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化の実効を上げることができる。このように、本実施の形態１によると、薄肉の整磁金属層３１を有するヒートローラ３０で発熱部材等の小熱容量化を図った定着装置２０において、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現するとともに、整磁金属のキュリー温度以上に発熱するのを防いでその安全性を高めることができる。
【００５５】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係る定着装置の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る定着装置の構成を示す、上記図２（ｂ）と同様の断面図である。この実施の形態２に係る定着装置２０Ａは、ヒートローラ３０に代えて、肉厚の薄い整磁金属層５２Ａを有する加熱ベルト５０を用いる点で、上記の実施の形態１に係る定着装置２０と相違している。本実施の形態２で用いられる整磁金属や非磁性金属の種類、弾性層や離型層の構成、それらに用いられる材料等については、上記の実施の形態１の場合と同様であり、重複する説明は省略する。
【００５６】
この実施の形態２に係る定着装置２０Ａは、無端状の加熱ベルト５０と加圧ローラ４０とで構成されるとともに、加熱ベルト５０内に、電磁誘導により加熱ベルト５０を加熱するコイルユニット５６が配置されている。加圧ローラ４０は、加熱ベルト５０を挟んでコイルユニット５６の反対側に配置され、加熱ベルト５０内のコイルユニット５６に組み付けられたパッド部材５５により加熱ベルト５０を加圧ローラ４０に圧接している。この加熱ベルト５０には筐体２１に配設された不図示の駆動装置および減速機構から回転駆動力が与えられ、この加熱ベルト５０の回転駆動に伴い、加圧ローラ４０が従動回転するとともに、パッド部材５５により押圧された加熱ベルト５０と加圧ローラ４０との間にニップ部Ｎが形成され、トナー像を保持した用紙Ｐがこのニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上の未定着トナー像を溶融定着する。
【００５７】
コイルユニット５６は、磁心材料（フェライト）５６１に銅線５６２が巻回され、磁心材料５６１の長軸方向が加熱ベルト５０の軸心方向と平行になるよう配され、このコイルユニット５６には図略の高周波電源から高周波電流が供給される。コイルユニット５６から発せられる磁束５６３は、図４の紙面に平行な方向に発せられ、後述の加熱ベルト５０の整磁金属層５２Ａを貫通して、キュリー温度以下の温度域にて磁束５６３の周りに渦電流が発生し、整磁金属層５２Ａ内の抵抗で消費されて整磁金属（加熱ベルト５０）を発熱させることになる。
【００５８】
加熱ベルト５０は、内側から樹脂基材層５１、整磁金属層５２Ａ、離型層５４が積層されて構成される。整磁金属層５２Ａと離型層５４との間に、必要に応じて弾性層５３が介設されてもよい。樹脂基材層５１は、耐熱性樹脂で形成されており、耐熱性樹脂として、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を用いることができる。樹脂基材層５１は、加熱ベルト５０に必要とされる強度と耐熱性を確保し、可撓性を付与するとともに、パッド部材５５との摺接に対する摩擦耐久性を向上させるものである。本実施の形態２において、整磁金属層５２Ａは、整磁金属を薄く圧延した薄板が用いられており、本実施形態ではベルト形式が採用されているため可撓性を考慮して整磁金属層５２Ａの厚みは１０〜５０μｍの範囲における適宜な厚さに設定される。このように、本実施の形態２では、上記実施の形態１より、整磁金属層５２Ａの肉厚を薄くして、発熱部材の小熱容量化を図っている。なお、弾性層５３が介設される場合、弾性層５３の厚みは０．１〜０．５ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定される。
【００５９】
整磁金属層５２Ａは、上記の耐熱性樹脂と同様の樹脂中に整磁金属の粉末体を分散させた上で成形したものであってもよい。また、耐熱性樹脂により形成される樹脂基材層５１と整磁金属層５２Ａとが交互に複数層にわたって形成され、その上に離型層５４が積層されて構成されてもよい。このように整磁金属層５２Ａを整磁金属の粉末体が耐熱性樹脂中に分散された層として形成したり、樹脂基材層５１と整磁金属層５２Ａとを交互に積層したりすることにより、加熱ベルト５０の可撓性を向上させることができる。なお、このように形成した加熱ベルト５０により十分な可撓性を得ることができる場合には、整磁金属層５２Ａの内側の樹脂基材層５１を省略することができる。
【００６０】
パッド部材５５は、コイルユニット５６で発生した磁束５６３からの影響を少なくするため、非磁性材料（例えば、樹脂、シリコンゴム等）で構成され、加熱ベルト５０の内面（樹脂基材層５１）との摩擦係数が小さな低摩擦部材が使用される。また、パッド部材５５の表面が、加熱ベルト５０との摩擦係数を小さくするため、フッ素樹脂等により表面処理（コーティング）されていてもよい。パッド部材の表面を摩擦係数の小さな材料で構成することで、その耐久性を向上させることができる。
【００６１】
加圧ローラ４０は、上記の加熱ベルトに用いられる整磁金属より抵抗率の低い非磁性金属からなる非磁性金属層４１の上に、弾性層４２と離型層４３とが積層されて構成される。弾性層４２の厚みは１〜３ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定される。
【００６２】
加熱ベルト５０および加圧ローラ４０表面に離型層５４，４３を設けることにより、加熱ベルト５０と加圧ローラ４０とのニップ部Ｎで記録媒体を挟持搬送して、未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させることができる。また、加熱ベルト５０および加圧ローラ４０の耐熱性、耐久性を向上させることができる。また、加熱ベルト５０、定着ローラ７０および加圧ローラ４０の弾性層５３，７２，４２は、加熱ベルト５０を介して定着ローラ７０と加圧ローラ４０とが当接することにより凹没し、適当な形状（ニップ幅など）と弾性をもったニップ部Ｎを加熱ベルト５０と加圧ローラ４０との間に形成することができ、均質なトナー像の定着性を得ることができるようになる。
【００６３】
実施の形態２の定着装置２０Ａにおける発熱部（機構）の要部構成は、上記の実施の形態１の場合（図３参照）と同様であり、コイルユニット５６は、加熱ベルト５０内部のニップ部Ｎに近い位置に配設され、ニップ部Ｎ付近を中心に磁束５６３（図中、５６３Ａで表示）を集中的に配向させて加熱ベルト５０の整磁金属層５２Ａを発熱させる。ここでは、コイルユニット５６と加熱ベルト５０（整磁金属層５２Ａ）との間には、磁束を実質的に吸収してしまうような部材が介在しない構成としているので、磁束５６３（５６３Ａ）は吸収されることなく加熱ベルト５０に到達し、加熱ベルト５０の整磁金属層３１を効率よく発熱させ、ウォームアップ時間を有効に短縮することができる。
【００６４】
そして、整磁金属層５２Ａが整磁金属のキュリー温度に達すると、整磁金属の磁性がなくなり、磁束５６３（図中、５６３Ｂで表示）が加圧ローラ４０の非磁性金属層４１にまで到達する。それにより、抵抗率の低い非磁性金属層４１内部を渦電流が流れて整磁金属での発熱が抑制されることとなり、発熱部材（加熱ベルト５０等）はキュリー温度以下で安定的に維持される。
【００６５】
また、コイルユニット５６から発せられる磁束５６３が加熱ベルト５０と加圧ローラ４０とのニップ部Ｎに集中的に配向されるため、ニップ部Ｎにおける発熱が効率よく行われ、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化の実効を上げることができる。このように、本実施の形態２によると、薄肉の整磁金属層５２Ａを有する加熱ベルト５０で発熱部材等の小熱容量化を図った定着装置２０Ａにおいて、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現するとともに、整磁金属のキュリー温度以上に発熱するのを防いでその安全性を高めることができる。
【００６６】
［実施の形態３］
続いて、本発明の実施の形態３に係る定着装置の構成について説明する。図５は、本発明の実施の形態３に係る定着装置の構成を示す、上記図２（ｂ）と同様の断面図である。この実施の形態３に係る定着装置２０Ｂは、加圧ローラ４０と離れた位置にヒートローラ６０を配置し、加圧ローラ４０に圧接する定着ローラ７０とヒートローラ６０との間に加熱ベルト５０を架設している点で、上記の実施の形態１に係る定着装置２０と相違している。本実施の形態３で用いられる整磁金属や非磁性金属の種類、弾性層や離型層の構成、それらに用いられる材料等については、上記の実施の形態１の場合と同様であり、重複する説明は省略する。
【００６７】
この実施の形態３に係る定着装置２０Ｂでは、無端状の加熱ベルト５０内に２つのローラ６０，７０が配置され、一方のローラ（定着ローラ７０）が加熱ベルト５０を介して加圧ローラ４０と圧接しており、他方のローラ（ヒートローラ６０）は加熱ベルト５０に張力を与えている。この定着ローラ７０には筐体２１に配設された不図示の駆動装置および減速機構から回転駆動力が与えられ、この定着ローラ７０の回転駆動に伴い、加圧ローラ４０とヒートローラ６０が従動回転するとともに、加熱ベルト５０と加圧ローラ４０との間にニップ部Ｎが形成され、トナー像を保持した用紙Ｐがこのニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上の未定着トナー像を溶融定着する。そして、本実施の形態３においては、コイルユニット６３が、ヒートローラ６０内であって、加熱ベルト５０を介してヒートローラ６０と対向する位置に配設されている。
【００６８】
コイルユニット６３は、不図示の磁心材料（フェライト）に銅線が巻回され、磁心材料の長軸方向がヒートローラ６０の軸心方向と平行になるよう配され、このコイルユニット６３には図略の高周波電源から高周波電流が供給される。コイルユニット６３から発せられる磁束６３１は、図５の紙面に平行な方向に発せられ、後述のヒートローラ６０の整磁金属層６１を貫通して、キュリー温度以下の温度域にて磁束６３１の周りに渦電流が発生し、整磁金属層６１内の抵抗で消費されて整磁金属（ヒートローラ６０）を発熱させることになる。
【００６９】
加熱ベルト５０は、内側から非磁性金属層５２Ｂ、弾性層５３、離型層５４が積層されて構成される。非磁性金属は、ヒートローラ６０に使用される整磁金属より抵抗率が低い非磁性の金属（例えば、アルミニウム、銅、銀、オーステナイト系ステンレス鋼等）であり、非磁性金属層５２Ｂはこのような非磁性金属の薄板を用いて形成される。また、非磁性金属層５２Ｂは、耐熱性樹脂中に非磁性金属の粉末体を分散させたものであってもよく、実施の形態２で例示したような耐熱性樹脂からなる樹脂基材層５１と上記の非磁性金属層５２Ｂとを積層したものであってもよい。なお、このように非磁性金属の粉末体を耐熱性樹脂中に分散させたり、非磁性金属層５２Ｂに樹脂基材層５１を加えたりする構成とすることにより、より可撓性に優れた加熱ベルトとすることができる。
【００７０】
ヒートローラ６０は、整磁金属からなる基材としての整磁金属層６１と、その基材表面側に配された離型層６２とで構成される。整磁金属としては鉄−ニッケル合金等が用いられ、整磁金属層６１の厚みはヒートローラ形式を採用しているため０．１〜２ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定される。離型層６２は、加熱ベルト５０との摩擦抵抗を小さく抑えて、加熱ベルトが蛇行しないようにする。
【００７１】
定着ローラ７０は、金属基材層７１の上に、弾性層７２が配されて構成される。金属基材層７１の金属は特に限定されるものではなく、任意の金属が使用可能である。弾性層７２は、シリコン発泡ゴムから形成され、加熱ベルト５０から定着ローラ７０への伝熱を小さくするための断熱層として、また、定着ニップＮを形成するための弾性材としての機能を有する。
【００７２】
加圧ローラ４０は、金属基材層４１Ｂの上に、弾性層４２と離型層４３が配されて構成される。金属基材層４１Ｂの金属は特に限定されるものではなく、任意の金属が使用可能である。弾性層４２の厚みは適宜に決定して良いが、例えば１〜１０ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定される。なお、実施の形態３においては、加圧ローラ４０内部にハロゲンヒータ等の熱源を配設してもよい。加圧ローラ４０内部に熱源を設けない場合には、弾性層４２は、シリコンゴムの代わりにシリコン発泡ゴムを用いて形成されてもよい。
【００７３】
加熱ベルト５０および加圧ローラ４０表面に離型層５４，４３を設けることにより、加熱ベルト５０と加圧ローラ４０とのニップ部Ｎで記録媒体を挟持搬送して、未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させることができる。また、加熱ベルト５０および加圧ローラ４０の耐熱性、耐久性を向上させることができる。また、加熱ベルト５０、定着ローラ７０および加圧ローラ４０の弾性層５３，７２，４２は、加熱ベルト５０を介して定着ローラ７０と加圧ローラ４０とが当接することにより凹没し、適当な形状（ニップ幅など）と弾性をもったニップ部Ｎを加熱ベルト５０と加圧ローラ４０との間に形成することができ、均質なトナー像の定着性を得ることができるようになる。
【００７４】
次に、実施の形態３の定着装置２０Ｂにおける発熱部（機構）について説明する。図６は、実施の形態３における発熱部（機構）の要部構成を示す断面説明図である。コイルユニット６３は、ヒートローラ６０内に配設され、ヒートローラ６０と加熱ベルト５０とが接触する部分に磁束６３１（図中、６３１Ａで表示）を集中的に配向させてヒートローラ６０の整磁金属層６１を発熱させる。ここでは、コイルユニット６３とヒートローラ６０（整磁金属層６１）との間には、磁束を実質的に吸収してしまうような部材が介在しない構成としているので、磁束６３１（６３１Ａ）は吸収されることなくヒートローラ６０に到達し、ヒートローラ６０の整磁金属層６１を効率よく発熱させ、ウォームアップ時間を有効に短縮することができる。
【００７５】
そして、整磁金属がキュリー温度に達すると、整磁金属の磁性がなくなり、磁束６３１（図中、６３１Ｂで表示）が加熱ベルト５０の非磁性金属層５２Ｂにまで到達する。それにより、抵抗率の低い非磁性金属層５２Ｂ内部を渦電流が流れて整磁金属での発熱が抑制されることとなり、発熱部材（ヒートローラ６０等）はキュリー温度以下で安定的に維持される。
【００７６】
また、コイルユニット６３から発せられる磁束６３１がヒートローラ６０と加熱ベルト５０とが接触する部分に集中的に配向されるため、この部分における発熱が効率よく行われ、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化の実効を上げることができる。このように、本実施の形態３によると、薄肉の整磁金属層６１を有するヒートローラ６０で発熱部材等の小熱容量化を図った定着装置２０Ｂにおいて、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現するとともに、整磁金属のキュリー温度以上に発熱するのを防いでその安全性を高めることができる。
【００７７】
［実施の形態４］
さらに、本発明の実施の形態４に係る定着装置の構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態４に係る定着装置の構成を示す、上記図２（ｂ）と同様の断面図である。この実施の形態４に係る定着装置２０Ｃは、上記の実施の形態３に係る定着装置２０Ｂと類似した構成をとっているが、コイルユニット６８が加熱ベルト５０の外側に配置されている点で、相違している。本実施の形態４で用いられる整磁金属や非磁性金属の種類、弾性層や離型層の構成、それらに用いられる材料等については、上記の実施の形態１の場合と同様であり、重複する説明は省略する。
【００７８】
この実施の形態４に係る定着装置２０Ｃでは、無端状の加熱ベルト５０内に２つのローラ６５，７０が配置され、一方のローラ（定着ローラ７０）が加熱ベルト５０を介して加圧ローラ４０と圧接しており、他方のローラ（ヒートローラ６５）は加熱ベルト５０に張力を与えている。この定着ローラ７０には筐体２１に配設された不図示の駆動装置および減速機構から回転駆動力が与えられ、この定着ローラ７０の回転駆動に伴い、加圧ローラ４０とヒートローラ６５が従動回転するとともに、加熱ベルト５０と加圧ローラ４０との間にニップ部Ｎが形成され、トナー像を保持した用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナー像を溶融定着する。そして、本実施の形態４においては、コイルユニット６８が、加熱ベルト５０外であって、加熱ベルト５０を介してヒートローラ６５と対向する位置に配設されている。
【００７９】
コイルユニット６８は、不図示の磁心材料（フェライト）に銅線が巻回され、磁心材料の長軸方向がヒートローラ６５の軸心方向と平行になるよう配され、このコイルユニット６８には図略の高周波電源から高周波電流が供給される。コイルユニット６８から発せられる磁束６８１は、図７の紙面に平行な方向に発せられ、後述の加熱ベルト５０の整磁金属層５２Ａを貫通して、キュリー温度以下の温度域にて磁束６８１の周りに渦電流が発生し、整磁金属層５２Ａ内の抵抗で消費されて整磁金属（加熱ベルト５０）を発熱させることになる。
【００８０】
加熱ベルト５０は、内側から整磁金属層５２Ａ、弾性層５３、離型層５４が積層されて構成される。本実施の形態４において、整磁金属層５２Ａは、整磁金属層５２Ａは、整磁金属を薄く圧延した薄板が用いられており、整磁金属層５２Ａの厚みはベルト形式を採用しているため１０〜５０μｍの範囲における適宜な厚さに設定される。なお、整磁金属層５２Ａは、耐熱性樹脂中に整磁金属の粉末体を分散させたもので記録媒体があってもよい。また、加熱ベルト５０は、整磁金属層５２Ａの内側に、耐熱性樹脂により形成される樹脂基材層５１が設けられたものであってもよく、また、そのような樹脂基材層５１と整磁金属層５２Ａとが交互に複数層にわたって形成され、その上に弾性層５３、離型層５４が積層されて構成されていてもよい。整磁金属層５２Ａを整磁金属の粉末体が耐熱性樹脂中に分散された層として形成したり、整磁金属層５２Ａに加えて樹脂基材層５１を設けたりすることにより、加熱ベルト５０の可撓性を向上させることができる。弾性層が積層される場合、その厚みは、熱容量が大きくならず画質を維持させる観点からは、０．１〜０．５ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定されることが望ましい。
【００８１】
ヒートローラ６５は、加熱ベルト５０に使用される整磁金属より抵抗率が低い非磁性金属を用いた非磁性金属層６６と、その表面側に配された離型層６７とで構成される。この非磁性金属層６６の厚みは、熱容量が大きくならずローラ強度を維持させるという観点からは、０．１〜２ｍｍの範囲における適宜な厚さに設定されることが望ましい。また、離型層６７は、加熱ベルト５０との摩擦抵抗を小さく抑えて、加熱ベルト５０が蛇行しないようにする。
【００８２】
定着ローラ７０は、金属基材層７１の上に、弾性層７２が配されて構成される。金属基材層７１の金属は特に限定されるものではなく、任意の金属が使用可能である。弾性層７２は、シリコン発泡ゴムから形成され、加熱ベルト５０から定着ローラ７０への伝熱を小さくするための断熱層として、また、定着ニップＮを形成するための弾性材としての機能を有する。
【００８３】
加圧ローラ４０は、金属基材層４１Ｂの上に、弾性層４２と離型層４３が配されて構成される。金属基材層４１Ｂの金属は特に限定されるものではなく、任意の金属が使用可能である。弾性層４２は、シリコンゴムから形成され、その厚みは例えば１〜１０ｍｍ程度とすることができる。なお、実施の形態４においては、加圧ローラ４０内部にハロゲンヒータ等の熱源を配設してもよい。加圧ローラ４０内部に熱源を設けない場合には、弾性層４２は、シリコンゴムの代わりにシリコン発泡ゴムを用いて形成されてもよい。
【００８４】
加熱ベルト５０および加圧ローラ４０表面に離型層５４，４３を設けることにより、加熱ベルト５０と加圧ローラ４０とのニップ部Ｎで記録媒体を挟持搬送して、未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させることができる。また、加熱ベルト５０および加圧ローラ４０の耐熱性、耐久性を向上させることができる。また、加熱ベルト５０、定着ローラ７０および加圧ローラ４０の弾性層５３，７２，４２は、加熱ベルト５０を介して定着ローラ７０と加圧ローラ４０とが当接することにより凹没し、適当な形状（ニップ幅など）と弾性をもったニップ部Ｎを加熱ベルト５０と加圧ローラ４０との間に形成することができ、均質なトナー像の定着性を得ることができるようになる。
【００８５】
次に、実施の形態４の定着装置２０Ｃにおける発熱部（機構）について説明する。図８は、実施の形態４における発熱部（機構）の要部構成を示す断面説明図である。コイルユニット６８は、加熱ベルト５０外に配設され、ヒートローラ６５と加熱ベルト５０が接触する部分に磁束６８１（図中、６８１Ａで表示）を集中的に配向させて加熱ベルト５０の整磁金属層５２Ａを発熱させる。ここでは、コイルユニット６８と加熱ベルト５０（整磁金属層５２Ａ）との間には、磁束を実質的に吸収してしまうような部材が介在しない構成としているので、磁束６８１（６８１Ａ）は吸収されることなく加熱ベルト５０に到達し、加熱ベルト５０の整磁金属層５２Ａを効率よく発熱させ、ウォームアップ時間を有効に短縮することができる。
【００８６】
そして、整磁金属がキュリー温度に達すると、整磁金属の磁性がなくなり、磁束６８１（図中、６８１Ｂで表示）がヒートローラ６５の非磁性金属層６６にまで到達する。それにより、抵抗率の低い非磁性金属層６６内部を渦電流が流れて整磁金属での発熱が抑制されることとなり、発熱部材（加熱ベルト５０等）はキュリー温度以下で安定的に維持される。
【００８７】
また、コイルユニット６８から発せられる磁束６８１がヒートローラ６５と加熱ベルト５０とが接触する部分に集中的に配向されるため、この部分における発熱が効率よく行われ、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化の実効を上げることができる。このように、本実施の形態４によると、薄肉の整磁金属層５２Ａを有する加熱ベルト５０で発熱部材等の小熱容量化を図った定着装置２０Ｃにおいて、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現するとともに、整磁金属のキュリー温度以上に発熱するのを防いでその安全性を高めることができる。
【００８８】
以上、本発明に係る定着装置２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃについて述べてきたが、実施の形態１〜４のいずれかに記載の定着装置２０〜２０Ｂを備えて構成される画像形成装置１０であれば、各実施の形態で述べたと同様の発明の効果を具備した画像形成装置１０を得ることができる。
【００８９】
なお、上記開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれると解される。
【００９０】
上記の実施の形態１〜４では、いずれも整磁金属層と非磁性金属層とは離間して配置されている。これは、離間して配置することにより、整磁金属がキュリー温度に達した後において、非磁性金属層で発熱が起こっても、非磁性金属層から整磁金属層への直接的に伝熱されることを妨げるためである。しかしながら、必ずしも離間して配置しなくてもよく、その場合、非磁性金属層での発熱が整磁金属層に多少伝熱されるものの、整磁金属のキュリー温度を越えて過度に発熱することを避けるという本発明の効果を同様に得ることができる。ただし、離間して配置した場合には、非磁性金属層から整磁金属層への伝熱を確実に防止でき、より安定にキュリー温度付近の温度で維持することができる。
【００９１】
さらに、本発明の技術的範囲は、上記の実施の形態１〜４に例示された構成に限定されるものではない。要は、加熱部材（ヒートローラ、加熱ベルト等）を電子誘導加熱するコイルユニットが加熱部材側に配設されるとともに、整磁金属層と非磁性金属層とが加熱部材ないしは加圧部材（加圧ローラ等）に設けられており、コイルユニットから発せられる磁束を受けて整磁金属層が発熱させられ、整磁金属層の温度が整磁金属のキュリー温度に達した時に、コイルユニットからの磁束が整磁金属層を経由して非磁性金属層に至るように整磁金属層と非磁性金属層とが配置されていればよい。これにより、整磁金属層の発熱が抑制され、加熱部材が過度に発熱されることなく、ウォームアップ時間を短縮できるという、本発明の効果を遍く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係る定着装置が適用された画像形成装置（プリンタ）の内部構造の概要を説明するための正面断面視の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る定着装置の構成を示す図であり、（ａ）は、概略斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態１および実施の形態２における発熱部（機構）の要部構成を示す断面説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る定着装置の構成を示す、上記図２（ｂ）と同様の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る定着装置の構成を示す、上記図２（ｂ）と同様の断面図である。
【図６】実施の形態３における発熱部（機構）の要部構成を示す断面説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る定着装置の構成を示す、上記図２（ｂ）と同様の断面図である。
【図８】実施の形態４における発熱部（機構）の要部構成を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０    プリンタ（画像形成装置）      １１    装置本体
１２    用紙貯留部                    １２１  用紙カセット
１３    画像形成部                    １３１  感光体ドラム
１３２  帯電器                        １３３  露光装置
１３４  現像装置                      １３５  転写ローラ
１３６  クリーニング装置
１４    定着部                        １５    排紙部
２０，２０Ａ〜２０Ｃ  定着装置        ２１    筐体
２１１  側板                          ２２    導入開口
３０    ヒートローラ                  ３１    整磁金属層
３２    弾性層                        ３３    離型層
３４    コイルユニット
４０    加圧ローラ                    ４１Ａ  非磁性金属層
４２    弾性層                        ４３    離型層
５０    加熱ベルト                    ５１    樹脂基材層
５２Ａ  整磁金属層                    ５２Ｂ  非磁性金属層
５３    弾性層                        ５４    離型層
５５    パッド部材                    ５６    コイルユニット
６０，６５  ヒートローラ              ６３，６８  コイルユニット
７０    定着ローラ                    ８０    支持部材
９０    サーミスタ                    Ｎ      ニップ部
Ｐ      用紙                          Ｐ１    用紙束
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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