(57)【要約】【課題】  自己温度制御性を有する発熱部材を用いた場合であっても、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止される電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  交番電流が印加されて磁束を発生させる磁束発生手段２５と、磁束によって発熱する発熱部材２３と、を備える。そして、発熱部材２３は、キューリー点が３００℃以下になるように形成された第１発熱層２３ａと、第１発熱層２３ａの体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有する第２発熱層２３ｂと、を具備する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、
交番電流が印加されて磁束を発生させる磁束発生手段と、
前記磁束によって発熱する発熱部材と、を備え、
前記発熱部材は、キューリー点が３００℃以下になるように形成された第１発熱層と、該第１発熱層の体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有する第２発熱層と、を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第２発熱層は、非磁性材料からなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２発熱層は、その厚さが前記交番電流の周波数に対応した浸透深さよりも薄くなるように形成された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】
前記第２発熱層は、銅又はニッケルからなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記発熱部材は、前記第２発熱層に対して前記磁束発生手段の側にニッケル層を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１発熱層は、ニッケル、鉄、クロムの合金からなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記磁束発生手段は、前記発熱部材の表裏面を挟むように配設されたコイル部であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記発熱部材は、前記第１発熱層に対して前記表裏面の側にそれぞれ前記第２発熱層を具備したことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記第１発熱層は、その温度が前記キューリー点よりも低いときの前記交番電流の周波数に対応した浸透深さに対して３倍以上であって１７倍以下の厚さとなるように形成されたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記コイル部は、前記発熱部材の前記表裏面を１回又は複数回挟むように離間して巻回されたことを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１１】
前記磁束発生手段は、前記発熱部材の片面側のみに対向するように配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１２】
前記第１発熱層と前記第２発熱層とは、互いに離間して配設されたことを特徴とする請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記第１発熱層に対して前記第２発熱層と対向しない側に非磁性導電層を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記非磁性導電層は、その体積抵抗率が前記第１発熱層の体積抵抗率よりも低くなるように形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記非磁性導電層は、アルミニウムからなる芯金であることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の定着装置。
【請求項１６】
前記非磁性導電層は、その厚さが前記交番電流の周波数に対応した浸透深さよりも厚くなるように形成されたことを特徴とする請求項１３〜請求項１５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１７】
前記第１発熱層と前記第２発熱層との間に、電気絶縁性を有する弾性層を備えたことを特徴とする請求項１２〜請求項１６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１８】
前記第１発熱層は、そのキューリー点が１００℃以上２５０℃以下になるように形成されたことを特徴とする請求項１２〜請求項１７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１９】
前記第１発熱層は、その厚さが前記交番電流の周波数に対応した浸透深さと同等になるように形成されたことを特徴とする請求項１２〜請求項１８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項２０】
前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱する加熱部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の定着装置。
【請求項２１】
前記定着部材は、定着ベルトであって、
前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項２０に記載の定着装置。
【請求項２２】
前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の定着装置。
【請求項２３】
前記定着部材は、支持ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項２２に記載の定着装置。
【請求項２４】
前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであることを特徴とする請求項２２に記載の定着装置。
【請求項２５】
請求項１〜請求項２４のいずれかに記載の定着装置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】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上げ時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱部材としての支持ローラ（発熱ローラ）、定着補助ローラ（定着ローラ）、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部、定着補助ローラに定着ベルトを介して対向する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に延設されたコイル部（励磁コイル）や、コイル部に対向するコア部等で構成される。
【０００４】
そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に磁界が形成されて、支持ローラ表面近傍に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて、定着ベルトの表面温度（定着温度）を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。
【０００５】
一方、特許文献２等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、定着ベルトを挟むようにコア部を形成する技術が開示されている。すなわち、誘導加熱部のコア部は、定着ベルトの外周面及び内周面に対向するように配設されている。この技術は、定着ベルトにおける発熱効率を向上することを目的としたものである。
【０００６】
また、特許文献３等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、誘導加熱部のコア部（磁性体コア）のキューリー点を幅方向で調整する技術が開示されている。詳しくは、幅方向両端部におけるコア部のキューリー点が、幅方向中央部のキューリー点に比べて小さくなるように形成している。この技術は、小サイズの記録媒体を通紙した場合に定着ベルトの幅方向両端部に生じる昇温を抑止することを目的としたものである。
【０００７】
また、特許文献４等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、定着ローラ（加熱ローラ）の軸芯が加熱されて軸受が劣化するのを抑止することを目的として、定着ローラの発熱層を、磁性材料からなる第１発熱層と、非磁性材料からなる第２発熱層と、で構成する技術が開示されている。
詳しくは、第１発熱層は、その固有抵抗が第２発熱層のものより高く、その肉厚が第２発熱層のものより厚くなるように形成されている。この技術は、非磁性材料からなる第２発熱層を主たる発熱層として、磁性材料からなる第１発熱層を設けることで磁束発生手段から発せられた磁束が定着ローラの軸芯に達しないようにするものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−８２５４９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１４７０３号公報
【特許文献３】特開２０００−１６２９１２号公報
【特許文献４】再表ＷＯ２００３／４３３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の定着装置は、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や、紙詰まり等により装置が突発的に駆動停止した場合に、定着部材の一部又は全部が過昇温することがあった。
【００１０】
詳しくは、次の通りである。
一般的な画像形成装置は、幅方向のサイズが異なる数種類の記録媒体に対して、画像形成ができるように構成されている。ここで、幅方向サイズの異なる記録媒体とは、ＪＩＳ寸法のＡ列やＢ列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれる。また、同一サイズ（例えば、Ａ４サイズである。）の記録媒体であっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向（長手方向に直交する方向である。）を搬送方向にした場合とでは、幅方向サイズの異なる記録媒体を扱っていることになる。
【００１１】
このような幅方向サイズの異なる記録媒体を定着装置で定着する場合には、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着ベルトの幅方向の熱分布が変動して、温度ムラが生じてしまう場合があった。例えば、幅方向サイズの小さな記録媒体を通紙して定着する場合には、その記録媒体の幅方向サイズに対応する定着ベルトの位置（通紙領域である。）では熱が多く奪われて、その他の位置（非通紙領域である。）に比べて定着温度が低くなる。このような現象は、幅方向サイズの小さな記録媒体を連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。
【００１２】
したがって、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度を基準として定着ベルトの幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向両端部の定着温度が上昇（過昇温）してしまうことになる。このように、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度が上昇した状態で、幅方向サイズの大きな記録媒体を定着すると、温度上昇位置に対応した記録媒体上にホットオフセットが発生してしまう。さらに、幅方向両端部の定着温度が定着ベルトの耐熱温度を超えた場合には、定着ベルトに熱的破損が生じることも考えられる。
【００１３】
これに対して、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度を基準として定着ベルトの幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向中央部の定着温度が下降してしまうことになる。このように、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度が下降した状態で記録媒体を定着すると、温度下降位置に対応した記録媒体上にコールドオフセットが発生してしまう。
【００１４】
また、画像形成装置内の搬送経路中に紙詰まり（ジャム）が発生した場合等には、定着装置における駆動が突発的に停止される。このような場合には、誘導加熱部への通電が遮断されるまでの僅かな時間に、誘導加熱部に対向する定着ベルトの部分が瞬時に過昇温してしまう。これによって、定着ベルトや誘導加熱部のコイル部等の構成部材に熱的破損が生じることも考えられる。
【００１５】
このような問題を解決するために、発熱部材としての支持ローラを、キューリー点を有する材料（自己温度制御が可能な材料である。）にて形成する方策が考えられる。すなわち、発熱部材のキューリー点をホットオフセットが発生しない温度近傍（例えば、２５０℃である。）に設定することで、発熱部材の過昇温を制限してホットオフセットの発生を抑止する効果が期待できる。
しかし、その場合、発熱部材の昇温はキューリー点近傍で鈍化してしまうために、キューリー点が目標の定着温度（例えば、１８０℃である。）に対してはるかに高くなっている磁性材料（例えば、軟鉄のキューリー点は７９０℃である。）を用いた発熱部材に比べて、目標の定着温度に達するまでの立ち上げ時間が長くなってしまうという問題が生じる。
【００１６】
一方、上述の特許文献２等の技術は、定着ベルトを挟むように配設するコア部の形状を最適化することで、定着ベルトにおける発熱効率を向上させるものである。したがって、上述の定着ベルトの過昇温を抑止する効果は期待できない。
【００１７】
また、上述の特許文献３等の技術は、誘導加熱部のコア部のキューリー点を幅方向で調整している。しかし、誘導加熱部によって加熱される定着部材の過昇温は、コア部に過昇温が生じる前に発生するために、上述の定着ベルトの過昇温を直接的に抑止する効果は期待できない。
【００１８】
また、特許文献４等の技術は、定着ローラの軸芯が加熱されるのを抑止するために、定着ローラの発熱層を磁性材料からなる第１発熱層と非磁性材料からなる第２発熱層とで構成するものであって、発熱部材（定着ローラ）の幅方向両端部における過昇温を防止する効果は期待できない。
【００１９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、自己温度制御性を有する発熱部材を用いた場合であっても、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止される電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願発明者は、前記課題を解決するために研究を重ねた結果、次の事項を知るに至った。
すなわち、キューリー点が３００℃以下になる第１発熱層に加えて、第１発熱層に比べて体積抵抗率が低い第２発熱層を発熱部材に設けることによって、第１発熱層のみで発熱部材を構成するときに比べて、発熱部材における発熱効率を低下させることなく、高い自己温度制御能力（自己温度制御性）を維持することができる。特に、発熱部材の表裏面を挟むようにコイル部を配設する場合には、コイル部を発熱部材の片面側にのみ対向させて配設したときに比べて、その発熱効率及び自己温度制御性が高められる。さらに、第１発熱層と第２発熱層とを発熱部材に設けることによって、磁束発生手段に交番電流を供給する電源部が安定化する。
【００２１】
この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、交番電流が印加されて磁束を発生させる磁束発生手段と、前記磁束によって発熱する発熱部材と、を備え、前記発熱部材は、キューリー点が３００℃以下になるように形成された第１発熱層と、該第１発熱層の体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有する第２発熱層と、を具備するものである。
【００２２】
また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記第２発熱層は、非磁性材料からなるものである。
【００２３】
また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記第２発熱層は、その厚さが前記交番電流の周波数に対応した浸透深さよりも薄くなるように形成されたものである。
【００２４】
また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記第２発熱層は、銅又はニッケルからなるものである。
【００２５】
また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材は、前記第２発熱層に対して前記磁束発生手段の側にニッケル層を具備したものである。
【００２６】
また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記第１発熱層は、ニッケル、鉄、クロムの合金からなるものである。
【００２７】
また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段を、前記発熱部材の表裏面を挟むように配設されたコイル部としたものである。
【００２８】
また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項７に記載の発明において、前記発熱部材は、前記第１発熱層に対して前記表裏面の側にそれぞれ前記第２発熱層を具備したものである。
【００２９】
また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項７又は請求項８に記載の発明において、前記第１発熱層は、その温度が前記キューリー点よりも低いときの前記交番電流の周波数に対応した浸透深さに対して３倍以上であって１７倍以下の厚さとなるように形成されたものである。
【００３０】
また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項７〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記コイル部は、前記発熱部材の前記表裏面を１回又は複数回挟むように離間して巻回されたものである。
【００３１】
また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段を、前記発熱部材の片面側のみに対向するように配設されたものである。
【００３２】
また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１１に記載の発明において、前記第１発熱層と前記第２発熱層とは、互いに離間して配設されたものである。
【００３３】
また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１２に記載の発明において、前記第１発熱層に対して前記第２発熱層と対向しない側に非磁性導電層を備えたものである。
【００３４】
また、請求項１４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１３に記載の発明において、前記非磁性導電層は、その体積抵抗率が前記第１発熱層の体積抵抗率よりも低くなるように形成されたものである。
【００３５】
また、請求項１５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１３又は請求項１４に記載の発明において、前記非磁性導電層を、アルミニウムからなる芯金としたものである。
【００３６】
また、請求項１６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１３〜請求項１５のいずれかに記載の発明において、前記非磁性導電層は、その厚さが前記交番電流の周波数に対応した浸透深さよりも厚くなるように形成されたものである。
【００３７】
また、請求項１７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１２〜請求項１６のいずれかに記載の発明において、前記第１発熱層と前記第２発熱層との間に、電気絶縁性を有する弾性層を備えたものである。
【００３８】
また、請求項１８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１２〜請求項１７のいずれかに記載の発明において、前記第１発熱層は、そのキューリー点が１００℃以上２５０℃以下になるように形成されたものである。
【００３９】
また、請求項１９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１２〜請求項１８のいずれかに記載の発明において、前記第１発熱層は、その厚さが前記交番電流の周波数に対応した浸透深さと同等になるように形成されたものである。
【００４０】
また、請求項２０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材を加熱する加熱部材としたものである。
【００４１】
また、請求項２１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２０に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。
【００４２】
また、請求項２２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材としたものである。
【００４３】
また、請求項２３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２２に記載の発明において、前記定着部材は、支持ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。
【００４４】
また、請求項２４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２２に記載の発明において、前記定着部材を、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラとしたものである。
【００４５】
また、この発明の請求項２５記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項２４のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００４６】
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置において、キューリー点が３００℃以下になる第１発熱層に加えて、第１発熱層に比べて体積抵抗率が低い第２発熱層を発熱部材に設けている。これによって、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、高い自己温度制御性を維持して、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止され、電源部が安定化する定着装置及び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】
【００４７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００４８】
実施の形態１．
図１〜図１６にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、３は画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム１８上に照射する露光部、４は装置本体１に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、７は感光体ドラム１８上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０は出力画像が載置される排紙トレイ、１１、１２は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、１３は記録媒体Ｐを転写部７に搬送するレジストローラ、１５は手差し給紙部、１８は像担持体としての感光体ドラム、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置を示す。
【００４９】
図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部３から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、プロセスカートリッジ４の感光体ドラム１８上に向けて発せられる。感光体ドラム１８は図中の反時計方向に回転しており、所定の電子写真プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム１８上に画像情報に対応したトナー像が形成される。
その後、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像は、転写部７で、レジストローラ１３により搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
【００５０】
一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１１、１２、１５のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１１が選択されたものとする。）。そして、給紙部１１に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラ１３の位置に達する。そして、レジストローラ１３の位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。
【００５１】
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体１から排出されて、排紙トレイ１０上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００５２】
次に、画像形成装置本体１における定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、主として、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２、支持ローラ２３、誘導加熱部２４、加圧ローラ３０、サーミスタ３８、ガイド板３５、分離板３６等で構成される。
【００５３】
ここで、定着補助ローラ２１は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ２１の弾性層は、肉厚が３〜１０ｍｍで、アスカー硬度が１０〜５０度となるように形成されている。定着補助ローラ２１は、不図示の駆動部によって図２の反時計方向に回転駆動される。
【００５４】
加熱部材（発熱部材）としての支持ローラ２３は、直径が２０ｍｍの円筒状に形成されている。支持ローラ２３は、磁性導電性材料からなる第１発熱層２３ａと、導電性材料からなる第２発熱層２３ｂと、で構成されている。詳しくは、図４に示すように、第１発熱層２３ａに対して表裏面の側（内周面側と外周面側とである。）にそれぞれ第２発熱層２３ｂが設けられている。
【００５５】
ここで、支持ローラ２３の第１発熱層２３ａは、キューリー点が３００℃以下となる材料で形成されている。第１発熱層２３ａの材料として、ニッケル、鉄、クロム、又は、それらの合金等の磁性導電性材料を用いることができる。本実施の形態１では、第１発熱層２３ａの材料として、キューリー点が定着可能温度以上であって３００℃以下となる整磁合金を用いている。具体的には、ニッケル、鉄、クロムの合金であって、各材料の添加量と加工条件とが調整されてキューリー点が２５０℃に設定されている。
このように、キューリー点が定着ベルト２２の定着温度近傍となる整磁合金からなる第１発熱層２３ａを支持ローラ２３に設けることで、支持ローラ２３は電磁誘導によって過昇温されることなく加熱されることになる。
【００５６】
なお、第１発熱層２３ａの厚さ（層厚）Ｄ１は、第１発熱層２３ａの温度がキューリー点以下であるときの浸透深さ（第１発熱層の体積抵抗率及び比透磁率と、コイル部２５に印加される交番電流の周波数と、で定まる。）をδ１としたときに、
３×δ１≦Ｄ１≦１７×δ１        …式（１）
なる関係が成立するように設定されている。これによって、支持ローラ２３における発熱効率及び自己温度制御性が向上することになる。
【００５７】
一方、支持ローラ２３の第２発熱層２３ｂは、第１発熱層２３ａの体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有する導電性材料で形成されている。第１発熱層２３ａの体積抵抗率が８．０×１０-7Ω・ｍであるために、第２発熱層２３ｂは体積抵抗率が８．０×１０-7Ω・ｍよりも低い材料にて形成されている。具体的には、体積抵抗率が３．０×１０-8Ω・ｍ以下となる、銅、アルミニウム、金、銀、等を第２発熱層２３ｂとして用いることが好ましい。本実施の形態１では、第２発熱層２３ｂの材料として、非磁性材料の銅を用いている。
【００５８】
なお、第２発熱層２３ｂの厚さ（層厚）Ｄ２は、第２発熱層２３ｂの浸透深さ（第２発熱層の体積抵抗率及び比透磁率と、コイル部２５に印加される交番電流の周波数と、で定まる。）をδ２としたときに、
Ｄ２≦δ２        …式（２）
なる関係が成立するように設定されている。これによって、支持ローラ２３における発熱効率及び自己温度制御性が向上することになる。
【００５９】
このように構成された支持ローラ２３は、図２の反時計方向に回転する。支持ローラ２３の表裏面（外周面及び内周面である。）に対向するように、コイル部２５が配設されている（図３を参照できる。）。磁束発生手段としてのコイル部２５から発生される磁束によって、第１発熱層２３ａが主たる発熱層（発熱主層）として電磁誘導加熱され、第２発熱層２３ｂが従たる発熱層（発熱補助層）として電磁誘導加熱されることになる。
なお、本実施の形態１では、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで構成したが、支持ローラ２３の発熱層２３ａ、２３ｂ上に補強層、弾性層、断熱層等を設けることもできる。
【００６０】
以下、定着ベルト２２について詳述する。
図２を参照して、定着部材としての定着ベルト２２は、支持ローラ２３と定着補助ローラ２１とに張架・支持されている。
定着ベルト２２は、基材（内周面側に配設される。）上に、弾性層、離型層が順次形成された、多層構造のエンドレスベルトである。基材は、絶縁性の耐熱樹脂材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等を用いることができる。基材の層厚は、熱容量及び強度の点から、３０〜２００μｍに形成されている。
【００６１】
定着ベルト２２の弾性層は、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等からなり、層厚が５０〜５００μｍでアスカー硬度が５〜５０度となるように形成されている。これにより、出力画像において、光沢ムラのない均一な画質を得ることができる。
【００６２】
定着ベルト２２の離型層は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、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樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又は、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたものである。離型層の層厚は、５〜５０μｍ（好ましくは、１０〜３０μｍである。）に形成されている。これにより、定着ベルト２２上のトナー離型性が担保されるとともに、定着ベルト２２の柔軟性が確保される。
なお、定着ベルト２２の各層の間に、プライマ層等を設けることもできる。
【００６３】
図２及び図３を参照して、磁束発生手段としての誘導加熱部２４は、ループ状に形成されたコイル部２５で構成される。
ここで、コイル部２５は、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の表裏面（内周面及び外周面である。）を挟むように配設された励磁コイルである。定着ベルト２２及び支持ローラ２３の一部は、ループ状のコイル部２５のループ内に挟入されている。
詳しくは、図３に示すように、コイル部は、定着ベルト２２及び支持ローラ２３（発熱部材）の表裏面を１回挟むように離間して巻回されている。また、コイル部２５は、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の幅方向に平行に延設されている。コイル部２５の幅方向の一端は内周面側と外周面側とを結ぶ折返し部になっていて、他端には高周波電源部４０が接続されている。
【００６４】
ここで、高周波電源部４０は、周波数が１０ｋ〜１ＭＨｚ（好ましくは、１０ｋ〜３００ｋＨｚである。）の範囲の交番電流をコイル部２５に印加することになる。しかし、高周波電源部４０から印加される交番電流の周波数が高くなるほど、支持ローラ２３の発熱効率は大きくなるが、高周波電源部４０が大型化、高コスト化してしまう。その点を考慮して、本実施の形態１では、高周波電源部４０における使用周波数帯を２０ｋ〜４０ｋＨｚの範囲として、主として周波数が３０ｋＨｚの交番電流をコイル部２５に印加している。
【００６５】
なお、本実施の形態１では、コイル部２５を１本のループ状の励磁コイルとしたが、複数本のループ状のコイル部とすることもできる。すなわち、コイル部を、定着ベルト２２及び支持ローラ２３（発熱部材）の表裏面を複数回挟むように離間して巻回させることもできる。
【００６６】
図２を参照して、加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層は、肉厚が１〜５ｍｍで、アスカー硬度が２０〜５０度となるように形成されている。加圧ローラ３０は、定着ベルト２２を介して定着補助ローラ２１に圧接している。そして、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。
【００６７】
定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の入口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。
定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の出口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するとともに記録媒体Ｐが定着ベルト２２から分離するのを促進する分離板３６が配設されている。
【００６８】
定着ベルト２２の外周面上であって定着ニップ部の上流側には、熱応答性の高い感温素子としてのサーミスタ３８が当接されている。そして、サーミスタ３８によって、定着ベルト２２上の表面温度（定着温度）が検知されて、誘導加熱部２４の出力が調整される。
【００６９】
このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着補助ローラ２１の回転駆動によって、定着ベルト２２は図２中の矢印方向に周回するとともに、支持ローラ２３も反時計方向に回転して、加圧ローラ３０も矢印方向に回転する。定着ベルト２２は、支持ローラ２３によって加熱される。
【００７０】
詳しくは、高周波電源部４０からコイル部２５に上述した周波数の高周波交番電流を流すことで、コイル部２５のループ内に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ２３の温度がキューリー点以下である場合に、支持ローラ２３の表裏面にそれぞれ渦電流が生じて、支持ローラ２３の電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ２３が加熱される。そして、定着ベルト２２は、発熱した支持ローラ２３から受熱して加熱される。
【００７１】
その後、加熱された定着ベルト２２表面は、サーミスタ３８の位置を通過して、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、ガイド板３５に案内されながら定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙの搬送方向の移動である。）。そして、定着ベルト２２から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間から送出される。
【００７２】
加圧ローラ３０の位置を通過した定着ベルト２２表面は、その後に再びコイル部２５との対向位置に達する。このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
【００７３】
このような定着工程において、支持ローラ２３の温度が自身のキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３の発熱が制限されることになる。
すなわち、誘導加熱部２４によって誘導加熱された支持ローラ２３（第１発熱層２３ａ）の温度がキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３（第１発熱層２３ａ）が磁性を失うことにより、支持ローラ２３（第１発熱層２３ａ）の発熱が制限される。これにより、支持ローラ２３におけるジュール熱の発生量が低下して、過昇温が抑止される。
【００７４】
このような自己温度制御能力（自己温度制御性）は、本実施の形態１のように発熱部材２３に対してコイル部２５をループ状に配設した場合、発熱部材２３の片側（例えば、外周面側である。）にのみにコイル部２５が対向するように配設した場合に比べて、特に高くなる。
【００７５】
以下、自己温度制御能力について詳述する。
図４は支持ローラ２３とコイル部２５とを示す断面図であって、図５及び図６は、支持ローラ２３とコイル部２５とを幅方向にみた断面図である。図５及び図６中の破線矢印は、コイル部２５に交番電流が流れたときに発生する磁力線を示している。
図４に示すように、コイル部２５は支持ローラ２３の表裏面を挟むように配設されている。これにより、図５に示すように、支持ローラ２３外周面に対向するコイル部２５と支持ローラ２３内周面に対向するコイル部２５とには、互いに逆向きのコイル電流Ｈが常に流れることになる。したがって、支持ローラ２３を挟む双方のコイル部２５によって発生される磁力線Ｂ１、Ｂ２も互いに逆の方向に回転する。そして、発熱部材としての支持ローラ２３の表面と裏面とには、逆向きの渦電流Ａ１、Ａ２が流れて、表裏面の双方でジュール損による発熱が生じることになる。
【００７６】
ここで、交番電流によって生じる交番磁束が発熱層（金属）に誘導する渦電流は、発熱層の表面に近くなるほど大きくなって、表面から離れるにつれて指数関数的に小さくなる。発熱層が磁性体である場合には、誘導される渦電流はさらに発熱層表面に集中する。
また、渦電流が表面における電流密度の０．３６８倍に減少した位置における表面からの深さを電流の浸透深さδと呼ぶ。なお、浸透深さδは次式で求まる。
δ（ｍ）＝５０３・〔ρ／（μｆ）〕1/2        …式（３）
上式（３）において、ρは発熱層の体積抵抗率（Ω・ｍ）であり、μは発熱層の比透磁率であり、ｆは発熱層を励磁する交番電流の周波数（Ｈｚ）である。
浸透深さより発熱層表面から遠い位置に流れる渦電流は、発熱層表面近傍のものと比較して、非常に小さく誘導加熱にほとんど影響を与えない。発熱層の厚さが浸透深さ以上であれば、発熱層表面から進入した磁束は発熱層中でエネルギーを消失して、発熱層をほとんど透過することができなくなる。
【００７７】
本実施の形態１では、支持ローラ２３の第１発熱層２３ａの材料として整磁合金を用いている。整磁合金（第１発熱層２３ａ）の温度がキュリー点以下であって交番電流の周波数が３０ｋＨｚのとき、図５に示すように、支持ローラ２３の表面側と裏面側とに流れる渦電流はそれぞれ表裏面から近い位置に集中して、互いの渦電流が干渉することなく支持ローラ２３は誘導加熱されることになる。
【００７８】
これに対して、整磁合金の温度がキュリー点以上（比透磁率が１となる。）であって交番電流の周波数が３０ｋＨｚのとき、支持ローラ２３外周面に対向するコイル部２５と支持ローラ２３内周面に対向するコイル部２５とによって発生する交番磁束は、整磁合金（第１発熱層２３ａ）を貫いて干渉してしまう。そのため、整磁合金に流れる渦電流Ａ１、Ａ２は相殺されて、支持ローラ２３の発熱量が著しく低下してしまう。
【００７９】
このように、支持ローラ２３（発熱部材）の表裏面を挟むようにコイル部２５を配設することで、非常に高い自己温度制御能力と発熱効率とを得ることができる。
その際、コイル部２５によって表裏面を挟まれるように配設される第１発熱層２３ａの厚さが、式（１）の関係を満足することで、上述の効果が確実なものになる。
【００８０】
具体的に、第１発熱層２３ａの厚さを薄くしていくと、コイル部２５に等しい電圧をかけたとき、第１発熱層２３ａの温度がキュリー点以下であるときの第１発熱層２３ａの発熱量が低下していく。この発熱量低下は第１発熱層２３ａの厚さが所定値よりも薄くなったところで急激に大きくなって、支持ローラ２３の発熱効率が低下する。本願発明者は、研究を重ねた結果、第１発熱層２３ａの温度がキューリー点以下であるときの交番電流の周波数に対応した浸透深さに対して３倍以上の厚さ（Ｄ≧３×δ）となるように、第１発熱層２３ａを形成することで、支持ローラ２３における良好な発熱効率と自己温度制御性とを維持できることを知得した。
さらに、第１発熱層２３ａの厚さを厚くしていくと、第１発熱層２３の温度がキュリー点よりも高くなったときの発熱量が大きくなるために、第１発熱層２３ａの温度がキュリー点以下のときの発熱量に対する発熱量の低下率が低くなって、第１発熱層２３ａの自己温度制御性が低下してしまう。本願発明者は、研究を重ねた結果、第１発熱層２３ａの温度がキューリー点以下であるときの交番電流の周波数に対応した浸透深さに対して１７倍以下の厚さ（Ｄ≦１７×δ）となるように、第１発熱層２３ａを形成することで、支持ローラ２３における高い自己温度制御性を維持できることを知得した。
【００８１】
以上述べた自己温度制御能力は、第１発熱層２３ａのみで支持ローラ２３を構成した場合であっても発現するものである。しかし、第１発熱層２３ａのみで支持ローラ２３を構成した場合には、支持ローラ２３における発熱効率が低下しまう。これに対して、本実施の形態１のように、第１発熱層２３ａに加えて第２発熱層２３ｂを支持ローラ２３に設けることで、支持ローラ２３における発熱効率を低下させることなく、高い自己温度制御能力を維持することができる。
【００８２】
以下、実験結果やシミュレーション結果に基いて詳しく説明する。
図７は、本実施形態１における定着装置２０において、支持ローラ２３をキュリー点が２５０℃の整磁合金のみで形成した場合（グラフＱ１である。）と、支持ローラ２３を磁性ステンレス（ＳＵＳ４３０）のみで形成した場合（グラフＱ０である。）と、の定着装置の昇温特性（立ち上げ特性）を比較した実験結果である。具体的には、それぞれの定着装置について、電力投入と同時に支持ローラ２３を回転させて定着ベルト２２を昇温させて、定着ベルト２２の表面温度の経時変化を測定した。なお、加熱初期の投入電力は、それぞれ同等になるように調整した。
ここで、昇温特性とは、定着ベルト２２がトナーを定着するために必要な温度（本実施の形態１では１８０℃である。）まで昇温する時間の長短であって、昇温時間が短いほどユーザーにとって使いやすい装置ということになる。
【００８３】
図７のグラフＱ０から、支持ローラ２３をＳＵＳ４３０のみで形成した場合には、自己温度制御性がないために、電力を投入しつづけると定着ベルト２２の温度が定着可能温度（１８０℃）を超えても昇温を続けてしまう。そのために、過昇温を防止するためには、温度センサ等を用いた温度制御が必要になる。
なお、グラフＱ０から、昇温速度が時間とともに緩やかに低下していくことがわかる。これは、ＳＵＳ４３０の体積抵抗率が、温度が上昇するにつれて高くなることに起因している。体積抵抗率が大きくなることによって、定着装置全体のインピーダンスが大きくなり、発熱に使用される電力が小さくなることが原因である。
【００８４】
図７のグラフＱ１から、支持ローラ２３を整磁合金のみで形成した場合には、支持ローラがキュリー点（２５０℃）まで昇温すると、それ以上温度が上がらない。そのため、定着ベルト２２の温度は、低下した整磁合金の発熱量と定着ベルト２２の放熱量とがつりあう温度（約２３０℃である。）で停止する。このような整磁合金の自己温度制御能力によって、温度センサ等がなくても支持ローラ２２（又は定着ベルト２２）の過昇温を防止することができる。
【００８５】
ところが、支持ローラ２３を整磁合金のみで形成した場合には、支持ローラ２３をＳＵＳ４３０のみで形成した場合と比較して、昇温特性（立ち上げ時間）が低下している。これは、整磁合金における透磁率の経温変化によるものである。
整磁合金は、その温度がキュリー点以上になると急峻に透磁率が減少して非磁性になる合金ではあるが、温度がキュリー点になった瞬間に非磁性になるわけではない。キュリー点以下の温度のときであっても、その温度がキュリー点近傍であれば昇温するに連れて徐々に磁性は弱くなっていく。そのため、ＳＵＳ４３０のように体積抵抗率が高くなるだけではなく、透磁率が低くなる現象も重なって、温度上昇による昇温速度の低下率がＳＵＳ４３０よりも大きくなる。結果として、定着可能温度までの昇温時間がＳＵＳ４３０よりも長くなってしまう。
この問題を解決するために、整磁合金のキュリー点を高く設定して、定着可能温度近傍の温度では透磁率の減少が生じないようにする方策も考えられる。しかし、その場合、整磁合金による自己温度制御能力が低下してしまい、過昇温を防止するためには温度センサ等を用いた温度制御が必要になる。
【００８６】
本願発明者は、鋭意検討の結果、発熱部材である支持ローラ２３を、整磁合金からなる第１発熱層２３ａと、第１発熱層２３ａよりも体積抵抗率の低い導電性材料からなる第２発熱層２３ｂと、によって構成することで、上述の問題を解決できることを知得した。
電磁誘導加熱の発熱効率を高めるためには、差交する磁束量を多くするとともに、発熱部材の導電率を大きくしてやるとよい。支持ローラ２３を上述の構成とすることで、支持ローラ２３の導電率が大きくなって、発熱効率と自己温度制御性とが高められる。
【００８７】
具体的に、図４を参照して、整磁合金からなる第１発熱層２３ａは、その層厚が０．３ｍｍに設定されている。第１発熱層２３ａの両側に形成された銅メッキの第２発熱層２３ｂは、それぞれの層厚が５μｍ（合計層厚１０μｍである。）に設定されている。
このように、第１発熱層２３ａの両側に第２発熱層２３ｂを設けることで、支持ローラ２３を挟み込む双方のコイル部２５から発生する磁束を双方の第２発熱層２３ｂに鎖交させることができるために、支持ローラ２３の発熱効率が向上する。
【００８８】
なお、本実施の形態１では、第１発熱層２３ａの両側に第２発熱層２３ｂを設けたが、第１発熱層２３ａの片側（内周面側又は外周面側である。）のみに第２発熱層２３ｂを設けることもできる。この場合でも、支持ローラ２３の発熱効率の低下を軽減しつつ、高い自己温度制御性を維持して支持ローラ２３の過昇温を防止することができる。
また、第２発熱層２３ｂの工法は、メッキ工法に限定されることなく、蒸着、溶着、金属箔の接着、等の他の工法を用いることもできる。
【００８９】
図８は、支持ローラ２３をキュリー点が２５０℃で厚さが０．３ｍｍの整磁合金のみで形成した場合（グラフＱ１である。）と、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで形成した場合（本実施の形態１の構成であって、グラフＳ１である。）と、の定着装置の昇温特性（立ち上げ特性）を比較した結果である。
図８から、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで形成した場合には、昇温特性が著しく向上していることがわかる。具体的に、定着ベルト２２の表面温度が定着可能温度（１８０℃）まで昇温する時間は、グラフＱ１が５０秒であるのに対して、グラフＳ１が３０秒であった。
また、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで形成した場合には、自己温度制御能力も向上していることがわかる。具体的に、定着ベルト２２の表面温度が制御維持される温度は、グラフＱ１が２３０℃であるのに対して、グラフＳ１が２２０℃であった。
【００９０】
図９は、交流磁場解析シミュレーションによって計算した支持ローラ２３の発熱量を、本実施の形態１のものと従来のものとで比較した結果である。図９は、支持ローラ２３をキュリー点が２５０℃で厚さが０．３ｍｍの整磁合金のみで形成したときの支持ローラ２３の発熱量を１００とした場合の、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで形成したとき（本実施の形態１の構成である。）の支持ローラ２３の発熱量の比率を表示している。なお、双方の定着装置において、コイル部２５に入力する電圧の大きさは等しくしている。
【００９１】
図９から、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで形成した場合には、支持ローラ２３を整磁合金のみで形成した場合に比べて、発熱量が１６４％に向上していることがわかる。この結果は、図８にて昇温効率が向上した結果とも一致している。
計算結果からも発熱量が向上した理由としては、整磁合金に銅メッキを施すことによって支持ローラ２３（発熱部材）の導電率が向上したことがあげられる。具体的には、支持ローラ２３のインダクタンスが低下して、実効抵抗が増加することによって、コイル部２５に同じ電圧をかけたときに得られる有効電力が大きくなるとともに、磁気結合も向上して電力の熱変換効率も向上する。
【００９２】
図１０も、交流磁場解析シミュレーションによって計算した支持ローラ２３の発熱量を、本実施の形態１のものと従来のものとで比較した結果である。図１０（Ａ）は、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで形成したとき（本実施の形態１の構成である。）、支持ローラ２３の温度がキューリー点以下であるときの発熱量を１００とした場合の、支持ローラ２３の温度がキューリー点以上であるときの発熱量の比率を表示している。図１０（Ｂ）は、支持ローラ２３を整磁合金のみで形成したとき、支持ローラ２３の温度がキューリー点以下であるときの発熱量を１００とした場合の、支持ローラ２３の温度がキューリー点以上であるときの発熱量の比率を表示している。
【００９３】
図１０から、支持ローラ２３の温度がキュリー点以下からキュリー点以上になることで、整磁合金の磁性が失われて発熱量が低下するのがわかる。そして、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで形成した場合には、発熱量の低下率が大きくなることがわかる。具体的に、温度がキューリー点以下からキューリー点以上になった場合の発熱量低下率は、支持ローラ２３を整磁合金のみで形成した場合には３２％であるのに対して、支持ローラ２３を整磁合金（第１発熱層２３ａ）及び銅メッキ（第２発熱層２３ｂ）で形成した場合には１２％であった。すなわち、本実施の形態１の構成によって、定着装置における自己温度制御能力が向上していることが確認できる。
【００９４】
これは、第２発熱層２３ｂの材料として用いた銅が、非磁性かつ低抵抗の金属であることによる。すなわち、非磁性かつ低抵抗の金属は、渦電流が流れやすいが、実効抵抗が低いためジュール熱があまり発生せずにコイル部２５からの磁界に対する反作用磁界が多く発生する。したがって、支持ローラ２３の温度がキュリー点以下のときには、銅メッキにより支持ローラ２３全体に渦電流が流れやすくなって、整磁合金の発熱量が大きくなる。これに対して、支持ローラ２３の温度がキュリー点以上のときには、整磁合金が誘導加熱されにくい材料になるとともに、銅の反作用磁界を発生する効果によってコイル部２５からの磁束が弱められて発熱量が非常に小さくなる。
このように、支持ローラ２３を、整磁合金からなる第１発熱層２３ａと、第１発熱層２３ａよりも体積抵抗率の低い導電性材料からなる第２発熱層２３ｂと、によって構成することにより、発熱効率が良好で、自己温度制御能力の高い定着装置を提供することができる。
【００９５】
図１１は、本実施の形態１の支持ローラ２３における第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂの発熱の割合を、交流磁場解析シミュレーションによって計算した結果である。図１１に示すように、整磁合金（第１発熱層２３ａ）の発熱量Ｎ１は支持ローラ２３全体の発熱量の７８％であって、銅（第２発熱層２３ｂ）の発熱量Ｎ２は全体の２２％であった。図１１から、整磁合金（第１発熱層２３ａ）が主たる発熱層として機能して、銅（第２発熱層２３ｂ）が支持ローラ２３全体の導電率を大きくして従たる発熱層として機能することがわかる。そして、支持ローラ２３の温度がキュリー点以上のときには、銅（第２発熱層２３ｂ）は発熱せずに、自己温度制御機能を向上させることになる。
【００９６】
図１２は、第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂからなる本実施の形態１の支持ローラ２３の構成において、第２発熱層２３ｂ（銅）の厚さを変更したときの、第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂの発熱の割合を交流磁場解析シミュレーションによって計算した結果である。図１３は、第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂからなる本実施の形態１の支持ローラ２３の構成において、第２発熱層２３ｂ（銅）の厚さを変更したときの、支持ローラ２３の総発熱量の変化を交流磁場解析シミュレーションによって計算した結果である。なお、図１２及び図１３における交流磁場解析シミュレーションは、整磁合金の外周のみに銅メッキを施した支持ローラを計算モデルとしている。
【００９７】
図１２及び図１３から、銅（第２発熱層２３ｂ）の厚さが厚くなるほど、整磁合金（第１発熱層２３ａ）の発熱の割合Ｎ１が増加して、銅の発熱の割合Ｎ２が低下していき、支持ローラ２３全体の発熱量が増加していくことがわかる。これは、銅を厚くすることによって支持ローラ２３全体の導電率が大きくなることによる。したがって、銅（第２発熱層２３ｂ）の厚さは、コイル部２５に印加される交番電流の周波数が３０ｋＨｚのときの浸透深さ（３８０μｍ）よりも薄い範囲であれば、厚いほど良いことになる。なお、銅（第２発熱層２３ｂ）の厚さが浸透深さ（３８０μｍ）よりも厚くなってしまうと、コイル部２５の磁束が整磁合金にまで届かなくなってしまうために、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで構成する技術的意義がなくなってしまう。
【００９８】
また、図１３から、銅メッキの厚さが所定値よりも厚くなると、支持ローラ２３全体の発熱量の増加率が減少することがわかる。支持ローラ２３を素早く昇温させるためには発熱量の増大と熱容量の低下とが必要であるために、実際に使用する銅（第２発熱層２３ｂ）の厚さは１０〜６０μｍとすることが好ましい。なお、この値は整磁合金（第１発熱層２３ａ）の片側に施す銅メッキの最適な厚さを示している。したがって、図４に示すように整磁合金（第１発熱層２３ａ）の両側に第２発熱層２３ｂを設ける場合には、両側の第２発熱層２３ｂの厚さをそれぞれ１０〜６０μｍとすることになる。
【００９９】
なお、本実施の形態１では、第２発熱層２３ｂを銅にて形成したが、第２発熱層２３ｂをニッケルにて形成することもできる。
図１４は、交流磁場解析シミュレーションによって計算した支持ローラ２３の発熱量を、従来のものと比較した結果であって、先に説明した図９に対応するものである。図１４は、支持ローラ２３をキュリー点が２５０℃で厚さが０．３ｍｍの整磁合金のみで形成したときの支持ローラ２３の発熱量を１００とした場合の、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ（整磁合金）及び第２発熱層２３ｂ（ニッケル）で形成したときの支持ローラ２３の発熱量の比率を表示している。第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂの層厚や、交番電流の周波数は、本実施の形態１のものと同等である。
【０１００】
図１４から、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂ（ニッケル）で形成した場合には、支持ローラ２３を整磁合金のみで形成した場合に比べて、発熱量が１２５％に向上していることがわかる。これは、第２発熱層２３ｂ（ニッケル）の体積抵抗率が７．２４×１０-8Ω・ｍであって、第１発熱層２３ａ（整磁合金）の体積抵抗率（８．０×１０-7Ω・ｍ）よりも低いことによるものである。このように、磁性体であるニッケルを第２発熱層２３ｂに用いた場合であっても、第１発熱層２３ａよりも体積抵抗率の低い導電性材料であれば、本実施の形態１とほぼ同等の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、第２発熱層２３ｂ（ニッケル）の厚さは、コイル部２５に印加される交番電流の周波数が３０ｋＨｚのときの浸透深さ以下であれば自己温度制御機能が充分に発揮されることから、１０〜３０μｍ程度が好ましい。
このように第２発熱層２３ｂとしてニッケルメッキを使用することによって、発熱量の向上効果は銅メッキよりも減少するものの、支持ローラ２３に対する防錆性や耐磨耗性が向上して、長寿命な定着装置を提供することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態１における定着装置は、コイル部２５に交番電流を印加する高周波電源部４０が安定化する効果を得ることができる。
図１５及び図１６は、本実施形態１における定着装置において、第１発熱層２３ａに用いる整磁合金のキュリー点を２５０℃よりも低く２２０℃に設定したときの、定着ベルト２２の表面温度変化（支持ローラ２３の昇温特性である。）と電源部４０の消費電力特性とを確認した実験結果である。なお、定着ベルト２２の表面を１８０℃に制御するとき、支持ローラ２３から定着ベルト２２を経由して定着装置を構成する周辺部材への伝熱による損失があるために、整磁合金は制御温度以上のキュリー点を有さなければならない。
【０１０３】
図１５は、支持ローラ２３を上述の整磁合金のみで構成した場合の、定着ベルト２２の表面温度変化と電源部４０の消費電力特性とを確認した実験結果である。図１６は、支持ローラ２３を上述の整磁合金（第１発熱層２３ａ）と銅（第２発熱層２３ｂ）とで構成した場合の、定着ベルト２２の表面温度変化と電源部４０の消費電力特性とを確認した実験結果である。なお、図１６に係わる第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂの層厚や配置は、本実施の形態１のものと同等である。また、図１５及び図１６の定着装置に交番電流を供給する高周波電源部４０には、どちらも同等のものを用い、その消費電力が１２００Ｗとなるように制御した。
【０１０４】
図１５に示すように、支持ローラ２３を整磁合金のみで構成した場合には、定着ベルト２２の表面温度が１８０℃に到達する前に、電源部４０の許容電流・電圧を超過して電源部４０が非常停止してしまった。
これに対して、図１６に示すように、支持ローラ２３を整磁合金（第１発熱層２３ａ）と銅（第２発熱層２３ｂ）とで構成した場合には、定着ベルト２２の表面温度が定着温度まで加熱されて、さらに定着ベルト２２の昇温が所望の２００℃程度で抑えられた。また、電源部４０の非常停止がなくて、電源部４０が安定的に動作していることが確認された。
【０１０５】
以下、電源部４０の非常停止について説明する。
定着ベルト２２表面を１８０℃に加熱するとき、支持ローラ２３はキュリー点近傍まで発熱している。このとき、第１発熱層２３ａの磁性が低下するために、コイル部２５と組み合わせたときの電気特性が変化する。具体的には、インダクタンス及び抵抗が低下して、インピーダンスが低下することから、電源部４０（インバータ電源）から見ると、コイル部へ電流・電圧を給電しやすい状態になる。このとき、第１発熱層２３ａの磁性が低下する前と同じ電圧をコイル部２５に加えていると、電源部４０から給電可能な電流を超えようとするために、予め回路の過電流を防止するために具備されている安全装置が働いて、非常停止が発生する。すなわち、整磁合金のキュリー点と制御温度との差が小さくなることによって、支持ローラ２３が制御温度近傍に昇温したときの電気特性の変化が大きくなるために、電源部４０の許容電流・電圧に対して余裕度が低下してしまう。
【０１０６】
整磁合金（第１発熱層２３ａ）に第２発熱層２３ｂを付加したときに電源部４０の非常停止が生じないのは、第２発熱層２３ｂとして非磁性材料（又は、キュリー点が制御温度よりも充分に高い磁性材料）が使用されることによって、第１発熱層２３ａのキュリー点近傍で第１発熱層２３ａの電気特性が変化しても第２発熱層２３ｂの電気特性が変化しないことによる。そのため、支持ローラ２３全体（第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂ）の電気特性の変化が抑制される。
このように、本実施の形態１における定着装置２０は、支持ローラ２３の昇温特性及び自己温度制御能力の向上に加えて、電源部４０の許容電流・電圧に対する余裕度が向上して電源部４０の安定化が達成される。
【０１０７】
以上説明したように、本実施の形態１では、電磁誘導加熱方式の定着装置２０において、キューリー点が３００℃以下になる第１発熱層２３ａに加えて、第１発熱層２３ａに比べて体積抵抗率が低い第２発熱層２３ｂを発熱部材としての支持ローラ２３に設けている。これによって、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、高い自己温度制御性を維持して、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止され、さらには電源部４０を安定化することができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態１では、第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂを有する支持ローラ２３を発熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト２２に第１発熱層及び第２発熱層を設けて、支持ローラの代わりに定着ベルトを発熱部材として用いることもできる。また、定着ベルト２２と支持ローラ２３とを発熱部材として用いることもできる。その場合も、発熱部材として用いる部材に本実施の形態１と同様の第１発熱層及び第２発熱層を設けることで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
実施の形態２．
図１７〜図１９にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図１７は、実施の形態２における定着装置の支持ローラ及びコイル部を示す断面図であって、前記実施の形態１における図４に対応する図である。本実施の形態２における定着装置は、支持ローラ２３が第２発熱層２３ｂに対してコイル部２５側にニッケル層を具備している点が、前記実施の形態１のものとは相違する。
【０１１０】
図１７に示すように、本実施の形態２における、発熱部材としての支持ローラ２３は、第１発熱層２３ａと、第１発熱層２３ａの両側にそれぞれ配設された第２発熱層２３ｂと、第２発熱層２３ｂ上にそれぞれ形成されたニッケル層２３ｃと、で構成されている。
第１発熱層２３ａは、前記実施の形態１と同様の整磁合金からなり、厚さが０．３ｍｍになるように形成されている。第２発熱層２３ｂは、銅メッキ層であって、それぞれの厚さが７．５μｍ（合計の厚さが１５μｍである。）になるように形成されている。ニッケル層２３ｃは、ニッケルメッキ層であって、それぞれの厚さが０．５μｍ（合計の厚さが１μｍである。）になるように形成されている。
【０１１１】
本実施の形態２の定着装置も、前記実施の形態１のものと同様に、支持ローラ２３の表裏面を挟むように、コイル部２５が配設されている。そして、コイル部２５から発生される磁束によって、支持ローラ２３が電磁誘導加熱されることになる。
【０１１２】
図１８は、交流磁場解析シミュレーションによって計算した支持ローラ２３の発熱量を、前記実施の形態１のものと本実施の形態２ものとで比較した結果である。図１８は、前記実施の形態１における第２発熱層の厚さをそれぞれ７．５μｍとしたときの支持ローラ２３の発熱量を１００とした場合の、本実施の形態２における支持ローラ２３の発熱量の比率を表示している。なお、交流磁場解析シミュレーションによる計算条件は、先に説明した図９、図１４のものと同様である。
【０１１３】
図１８から、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂ及びニッケル層２３ｃで形成した場合の発熱量は、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂで形成した場合の発熱量の９９％であって、双方にほとんど差異がないことがわかる。
本実施の形態２では、比較的錆や磨耗が生じやすい銅メッキ層（第２発熱層２３ｂ）上にニッケル層２３ｃを設けているために、支持ローラ２３の防錆性や耐磨耗性が向上されて、定着装置を長寿命化することができる。また、図１８の結果から、ニッケル層２３ｃを設けることによる支持ローラ２３の発熱効率の低下もほとんど生じないことがわかる。
【０１１４】
図１９は、本実施の形態２の支持ローラ２３において、温度がキューリー点以下であるときの発熱量を１００とした場合の、支持ローラ２３の温度がキューリー点以上であるときの発熱量の比率を示した計算結果である。
図１９から、支持ローラ２３の温度がキュリー点以上になることでキュリー点以下のときの２４％まで発熱量が低減して、支持ローラ２３の自己温度制御性が充分に確保されていることがわかる。
【０１１５】
これらの結果から、図１７に示すように、支持ローラ２３を第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂ及びニッケル層２３ｃで形成することで、発熱効率及び自己温度制御性が高く、長寿命化された定着装置を提供することができる。この場合、ニッケル層２３ｃは、誘導加熱に影響を与えないような厚さとすることが必要である。具体的に、ニッケル層２３ｃの厚さは片側１０μｍ以下にすることが望ましい。
【０１１６】
以上説明したように、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、電磁誘導加熱方式の定着装置２０において、キューリー点が３００℃以下になる第１発熱層２３ａに加えて、第１発熱層２３ａに比べて体積抵抗率が低い第２発熱層２３ｂを発熱部材としての支持ローラ２３に設けている。これによって、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、高い自己温度制御性を維持して、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止され、さらには電源部４０を安定化することができる。
さらに、本実施の形態２では、第２発熱層２３ｂに対してコイル部２５側にニッケル層２３ｃを設けているために、支持ローラ２３に錆や磨耗が生じるのを軽減することができる。
【０１１７】
実施の形態３．
図２０にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図２０は、実施の形態３における画像形成装置の要部を示す断面図である。本実施の形態３の画像形成装置は、主として、タンデム型のカラー画像形成装置である点と、発熱部材及び定着部材として定着ローラ３１を用いている点とが、前記実施の形態１のものとは相違する。
【０１１８】
本実施の形態３における画像形成装置は、タンデム型のカラー画像形成装置である。図２０に示すように、作像部には、複数の感光体ドラム１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃが転写ベルト８上に並設されている。図示は省略するが、複数の感光体ドラム１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃの外周には、帯電部、露光部、現像部、クリーニング部、除電部が配設されている（図１のプロセスカートリッジ４を参照できる。）。そして、各感光体ドラム１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ上で、各色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）のトナー像が形成される。
【０１１９】
転写部７は、記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト８、各感光体ドラム１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃに対して転写ベルト８を介して対向するバイアスローラ９、転写ベルト８表面を清掃するクリーニングローラ１４、等で構成される。
転写ベルト８は、矢印方向から搬送される記録媒体Ｐを、各感光体ドラム１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８ＢＫとの対向位置に順次搬送する。このとき、バイアスローラ９に印加される転写バイアスによって、記録媒体Ｐ上に各色のトナー像が重ねて転写される。こうして、記録媒体Ｐ上にフルカラーのトナー像が形成される。その後、フルカラーのトナー像が形成された記録媒体Ｐは、転写ベルト８から分離されて、定着装置２０に向けて搬送されることになる。
【０１２０】
一方、本実施の形態３の定着装置２０は、主として、発熱部材としての定着ローラ３１（定着部材）、加圧ローラ３０、誘導加熱部２４等で構成される。
定着ローラ３１は、整磁合金からなる第１発熱層３１ａ、銅からなる第２発熱層３１ｂ、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物等からなる離型層、等で構成される。定着ローラ３１の第１発熱層３１ａは、前記実施の形態１と同様に、キューリー点が定着可能温度以上であって３００℃以下となる整磁合金によって形成されるとともに、その厚さが上式（１）の関係を満足するように形成されている。定着ローラ３１の第２発熱層３１ｂは、前記実施の形態１と同様に、第１発熱層３１ａの体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有する導電性材料で形成されるとともに、その厚さが上式（２）の関係を満足するように形成されている。
【０１２１】
また、誘導加熱部２４は、前記実施の形態１と同様に、ループ状に形成されたコイル部２５で構成される。すなわち、コイル部２５は、定着ローラ３１の表裏面（内周面及び外周面である。）を挟むように配設されている。
そして、コイル部２５に所望の周波数の交番電流が供給されることで、コイル部２５のループ内に磁力線が形成されて、電磁誘導により定着ローラ３１の発熱層３１ａ、３１ｂが加熱される。そして、発熱層３１ａ、３１ｂの発熱によって、定着ローラ３１全体が加熱される。このようにして、加熱された定着ローラ３１は、矢印方向から搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像を加熱・溶融して記録媒体Ｐに定着する。
【０１２２】
本実施の形態３においても、定着ローラ３１の第１発熱層３１ａの温度がキューリー点を超えた場合には、前記実施の形態１と同様に、発熱部材（定着ローラ３１）の発熱が効率よく制限されることになる。
【０１２３】
以上説明したように、本実施の形態３では、電磁誘導加熱方式の定着装置２０において、キューリー点が３００℃以下になる第１発熱層３１ａに加えて、第１発熱層３１ａに比べて体積抵抗率が低い第２発熱層３１ｂを発熱部材としての定着ローラ３１に設けている。これによって、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、高い自己温度制御性を維持して、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止され、さらには電源部を安定化することができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態３では、誘導加熱部２４に対向する定着部材として定着ローラ３１を用いたが、誘導加熱部２４に対向する定着部材として円筒状の定着ベルト（定着フィルム）を用いることもできる。この場合、定着ベルトを円筒状に保持する保持部材を、定着ベルトの内周面の一部に当接させることになる。さらに、定着ベルトと加圧ローラ３０との適正な定着ニップを形成するために、定着ベルトの内周面であって加圧ローラ３０に対向する位置に加圧部材を当接させることになる。このような定着装置２０に対しても、発熱部材としての定着ベルトにおける発熱層の表裏面を挟むようにコイル部２５を配設するとともに、定着ベルトに第１発熱層及び第２発熱層を設けることで、本実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
実施の形態４．
図２１にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図２１は実施の形態４における定着装置を示す断面図であって、前記実施の形態１の図２に相当する図である。本実施の形態４の定着装置は、誘導加熱部２４の位置が、前記実施の形態１のものとは相違する。
【０１２６】
本実施の形態４における定着装置２０は、主として、定着部材としての定着ベルト２２、発熱部材としての発熱板２８、誘導加熱部２４、支持ローラ２３、加圧ローラ３０等で構成される。
発熱板２８は、キューリー点が定着可能温度以上であって３００℃以下となる整磁合金からなる第１発熱層２８ａと、第１発熱層２８ａよりも低い体積抵抗率を有する第２発熱層２８ｂと、で構成されている。発熱板２８は、定着ベルト２２の内周面に、所定の圧力で当接している。
【０１２７】
図２１に示すように、本実施の形態４の誘導加熱部２４は、支持ローラ２３から定着補助ローラ２１に至る定着ベルト２２及び発熱板２８の外周面及び内周面に対向する位置に配設されたループ状のコイル部２５である。すなわち、コイル部２５は、定着ベルト２２及び発熱板２８を挟さむように配設されている。
【０１２８】
このように構成された定着装置２０において、ループ状のコイル部２５に所望の周波数の交番電流が供給されることで、定着ベルト２２及び発熱板２８を挟むコイル部２５の間に磁力線が形成されて、電磁誘導により発熱板２８が誘導加熱される。そして、発熱板２８の発熱によって、定着ベルト２２が加熱される。
本実施の形態４においても、発熱板２８における第１発熱層２８ａの温度がキューリー点を超えた場合には、前記実施の形態１と同様に、発熱部材（発熱板２８）の発熱が効率よく制限されることになる。
【０１２９】
以上説明したように、本実施の形態４では、電磁誘導加熱方式の定着装置２０において、キューリー点が３００℃以下になる第１発熱層２８ａに加えて、第１発熱層２８ａに比べて体積抵抗率が低い第２発熱層２８ｂを発熱部材としての発熱板２８に設けている。これによって、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、高い自己温度制御性を維持して、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止され、さらには電源部を安定化することができる。
【０１３０】
実施の形態５．
図２２〜図２６にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図２２は、実施の形態５における定着装置２０を示す断面図である。図２３は第１発熱層の温度がキューリー点以下であるときに支持ローラに作用する磁束の状態を示す概略図であって、図２４は第１発熱層の温度がキューリー点以上であるときに支持ローラに作用する磁束の状態を示す概略図である。
本実施の形態５における定着装置は、磁束発生手段としての誘導加熱部２４が定着ローラ３１の外周面側のみに対向するように配設されている点が、磁束発生手段としての誘導加熱部２４が定着ローラ３１の表裏面に対向するように配設されている前記実施の形態３のものとは相違する。
【０１３１】
図２２に示すように、磁束発生手段としての誘導加熱部２４は、定着ローラ３１の外周面側のみに対向するように配設されている。誘導加熱部２４は、コイル部２５、コア部２６、コイルガイド２７、等で構成される。コイル部２５は、定着ローラ３１の外周の一部を覆うように配設されたコイルガイド２７上に細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２２の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイド２７は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部２５を保持する。コア部２６は、フェライト等の強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度である。）からなり、発熱層３１ａ、３１ｂに向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコア２６ａやサイドコア２６ｂが設けられている。コア部２６は、幅方向に延設されたコイル部２５に対向するように設置されている。
【０１３２】
定着ローラ３１は、厚さが１ｍｍのアルミニウムからなる芯金３１ｄ上に、弾性層３１ｃ、第１発熱層３１ａ、第２発熱層３１ｂ、離型層（不図示である。）、が順次積層されたものである。
弾性層３１ｃは、シリコーンゴム等の弾性材料からなり、その厚さは５０〜５００μｍになっている。これにより、熱容量がそれ程大きくなく、良好な定着画像を得ることができる。
【０１３３】
第１発熱層３１ａは、キューリー点が３００℃以下になる整磁合金からなり、その厚さは５０μｍになっている。
第２発熱層３１ｂは、第１発熱層３１ａに比べて体積抵抗率が低い銅からなり、その厚さは１５μｍになっている。
離型層は、ＰＦＡ等のフッ素化合物で形成され、その厚さは３０μｍになっている。離型層は、トナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着ローラ２０表面のトナー離型性を高めるためのものである。
なお、本実施の形態５では、第２発熱層３１ｂを第１発熱層３１ａの外周面側に配設したが、第２発熱層３１ｂを第１発熱層３１ａの内周面側又は両側に配設することもできる。
【０１３４】
このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
不図示の駆動モータによって、定着ローラ３１が図２２の時計方向に回転駆動されると、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。そして、定着部材としての定着ローラ３１は、誘導加熱部２４との対向位置で、誘導加熱部２４から発生される磁束によって加熱される。
【０１３５】
詳しくは、不図示の電源部からコイル部２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、発熱層３１ａ、３１ｂの近傍に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、定着ローラ２０の発熱層３１ａ、３１ｂに渦電流が生じて、発熱層３１ａ、３１ｂはその電気抵抗によってジュール熱が発生して誘導加熱される。こうして、定着ローラ２０は、自身の発熱層３１ａ、３１ｂの誘導加熱によって加熱される。
【０１３６】
その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ローラ３１表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。定着位置を通過した定着ローラ３１表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
【０１３７】
図２３は、整磁合金からなる第１発熱層３１ａの温度がキュリー点以下であるときにコイル部２５から発生する磁束の状態を破線矢印で示したものである。
第１発熱層３１ａの温度がキュリー点以下であるとき、コイル部２５から発生する磁束は、コア部２６を経路として第２発熱層３１ｂ、第１発熱層３１ａを通り、再びコア部２６に戻る。これは、整磁合金からなる第１発熱層３１ａが磁性体となって、浸透深さが非常に浅くなることによる。そのため、磁束は、第１発熱層３１ａを透過しない磁気回路を形成する。そして、定着ローラ３１に誘導電流が流れてジュール熱によって発熱する。
本実施の形態５でも、第１発熱層３１ａ上に第２発熱層３１ｂを設けているために、良好な発熱効率を得ることができる。
【０１３８】
図２４は、整磁合金からなる第１発熱層３１ａの温度がキュリー点以上であるときにコイル部２５から発生する磁束の状態を破線矢印で示したものである。
第１発熱層３１ａの温度がキュリー点以上であるとき、コイル部２５から発生する磁束は、コア部２６を経路として第２発熱層３１ｂ、第１発熱層３１ａを透過して、芯金３１ｄに達した後に、再びコア部２６に戻る。これは、整磁合金からなる第１発熱層３１ａが非磁性体となって、浸透深さが非常に深くなることによる。そのため、磁束は、第２発熱層３１ｂ、第１発熱層３１ａ、芯金３１ｄを含めた磁気回路を形成する。
【０１３９】
ここで、芯金３１ｄは、非磁性かつ低抵抗であるアルミニウムにて形成されているために、コイル部からの磁界に対する反作用磁界が多く発生して、定着ローラ３１全体のインダクタンスが増大して、実効抵抗が小さくなるためにジュール熱による発熱が非常に小さくなる。すなわち、本実施の形態５では、芯金３１ｄが、定着ローラ３１の剛性を保つ機能のほかに、磁束を遮蔽する機能を有することになる。なお、芯金３１ｄの材料としては、アルミニウムの他に、金、銀、銅、マグネシウム、又は、それらの合金、等の非磁性・低抵抗材料を用いることができる。
このように、図２３及び図２４における磁束の違いから、整磁合金（第１発熱層３１ａ）がキュリー点以上に昇温すると、発熱量が非常に小さくなって自己温度制御が働くことになる。本実施の形態５でも、第１発熱層３１ａ上に第２発熱層３１ｂを設けているために、良好な自己温度制御性を得ることができる。
【０１４０】
以下、本実施の形態５における効果を示すシミュレーション結果について説明する。
図２５は、交流磁場解析シミュレーションによって計算した定着ローラ３１の発熱量を、従来のものと本実施の形態５のものとで比較した結果である。図２５は、本実施の形態５における第１発熱層を設けなかったとき（従来の構成である。）の定着ローラ３１の発熱量を１００とした場合の、本実施の形態５における定着ローラ３１の発熱量の比率を表示している。なお、交流磁場解析シミュレーションによる計算条件として、大きさが等しく周波数が３０ｋＨｚの交番電圧をコイルに印加したこととした。
【０１４１】
図２５から、定着ローラ３１の発熱層として第１発熱層３１ａ及び第２発熱層３１ｂを形成した場合の発熱量は、定着ローラ３１の発熱層として第２発熱層３１ｂのみを形成した場合の発熱量の約１２０％であって、昇温効率が向上していることがわかる。
【０１４２】
図２６は、本実施の形態５の定着ローラ３１において、温度がキューリー点以下であるときの発熱量を１００とした場合の、定着ローラ３１の温度がキューリー点以上であるときの発熱量の比率を示した計算結果である。
図２６から、定着ローラ３１（第１発熱層３１ａ）の温度がキュリー点以上になることで、第１発熱層３１ａの磁性が失われるとともにアルミニウムからなる芯金３１ｄが磁束を遮蔽するために、キュリー点以下のときの１６％まで発熱量が低減して、定着ローラ３１の自己温度制御性が充分に確保されていることがわかる。なお、定着ローラ３１に第１発熱層３１ａを設けないとき（従来の構成である。）には、このような自己温度制御性が確保されないことになる。
【０１４３】
以上説明したように、本実施の形態５では、電磁誘導加熱方式の定着装置２０において、キューリー点が３００℃以下になる第１発熱層３１ａに加えて、第１発熱層３１ａに比べて体積抵抗率が低い第２発熱層３１ｂを発熱部材としての定着ローラ３１に設けている。これによって、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、高い自己温度制御性を維持して、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止され、さらには電源部を安定化することができる。
【０１４４】
なお、本実施の形態５では、定着部材として定着ローラ３１を用いたが、定着部材として定着ベルト２２を用いた場合であっても本実施の形態５と同様の効果を得ることができる。その場合、定着装置は、定着ベルト２２の片面側（例えば、外周面側である。）に誘導加熱部２４が配設されることになる。
【０１４５】
実施の形態６．
図２７にて、この発明の実施の形態６について詳細に説明する。
図２７は、実施の形態６における定着装置２０を示す断面図であって、前記実施の形態５における図２２に対応する。本実施の形態６における定着装置は、磁束発生手段としての誘導加熱部２４が定着ローラ３１の内周面に対向するように配設されている点が、磁束発生手段としての誘導加熱部２４が定着ローラ３１の外周面に対向するように配設されている前記実施の形態５のものとは相違する。
【０１４６】
図２７に示すように、実施の形態６における定着装置２０は、定着ローラ３１の内部に誘導加熱部２４が設置されている。誘導加熱部２５は、コイル部２５、コア部２６等で構成される。
また、定着ローラ３１の外周面に対向するように磁束遮蔽部材５０が設置されている。磁束遮蔽部材５０は、アルミニウム、金、銀、銅、マグネシウム、又は、それらの合金等の非磁性で低抵抗な材料で形成されている。定着ローラ３１を介して誘導加熱部２４に対向するように磁束遮蔽部材５０を設置することで、定着ローラ３１の昇温効率と自己温度制御性とが高められることになる。
【０１４７】
ここで、本実施の形態６における定着ローラ３１は、非磁性ステンレス（ＳＵＳ３０４）からなる芯金３１ｄ上に、弾性層３１ｃ、第２発熱層３１ｂ、第１発熱層３１ａ、離型層（不図示である。）、が順次積層されたものである。なお、定着ローラ３１における各層の材料や構成等については、第２発熱層３１ｂと第１発熱層３１ａとの積層順位が異なる以外は、前記実施の形態５のものとほぼ同等である。
【０１４８】
以上説明したように、本実施の形態６でも、前記実施の形態５と同様に、電磁誘導加熱方式の定着装置２０において、キューリー点が３００℃以下になる第１発熱層３１ａに加えて、第１発熱層３１ａに比べて体積抵抗率が低い第２発熱層３１ｂを発熱部材としての定着ローラ３１に設けている。これによって、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、高い自己温度制御性を維持して、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止され、さらには電源部を安定化することができる。
【０１４９】
実施の形態７．
図２８〜図３４にて、この発明の実施の形態７について詳細に説明する。
図２８は、実施の形態７における定着装置２０を示す断面図であって、前記実施の形態５における図２２に対応する。本実施の形態７における定着装置は、第１発熱層３１ａと第２発熱層３１ｂとが互いに離間して配設されている点が、第１発熱層３１ａと第２発熱層３１ｂとが互いに隣接して配設されている前記実施の形態５のものとは相違する。
【０１５０】
図２８に示すように、本実施の形態７における定着装置２０も、前記実施の形態５のものと同様に、誘導加熱部２４が定着ローラ３１の外周面側のみに対向するように配設されている。
そして、本実施の形態７における定着装置２０においては、定着ローラ３１が、アルミニウムからなる芯金３１ｄ（非磁性導電層）上に、第１発熱層３１ａ、弾性層３１ｃ、第２発熱層３１ｂ、離型層（不図示である。）、が順次積層されたものになっている。すなわち、整磁合金からなる第１発熱層３１ａと、銅からなる第２発熱層３１ｂと、が電気的絶縁性を有する弾性層３１ｃを挟んで互いに離間して配設されている。
【０１５１】
本実施の形態７において、非磁性導電層としての芯金３１ｄは、第１発熱層３１ａに対して第２発熱層３１ｂと対向しない側（内周面側である。）に配設されている。芯金３１ｄは、アルミニウムからなり、その厚さが０．５ｍｍ以上になるように形成されている。詳しくは、芯金３１ｄは、その体積抵抗率が第１発熱層３１ａの体積抵抗率よりも低くなるように形成され、その厚さがコイル部２５に印加される交番電流の周波数に対応した浸透深さよりも厚くなるように形成されている。
これによって、芯金３１ｄ自身の発熱を抑えつつ、磁束を遮蔽する効果を得ることができる。なお、本実施の形態７では、芯金３１ｄの厚さを１ｍｍにした。また、本実施の形態７では、芯金３１ｄの材料としてアルミニウムを用いたが、銅、銀、マグネシウム、又は、それらの合金を用いることもできる。
【０１５２】
第１発熱層３１ａは、キューリー点が１００〜２５０℃になる整磁合金からなる。これにより、定着ローラ３１が電磁誘導によって過昇温することなく加熱される。なお、本実施の形態７では、第１発熱層３１ａのキューリー点が１５０℃に設定されている。
また、第１発熱層３１ａは、その厚さがコイル部２５に印加される交番電流の周波数に対応した浸透深さとほぼ同等になるように形成されている。これにより、電磁誘導加熱によるエネルギーを第２発熱層３１ｂに集中させることができる。なお、本実施の形態７では、第１発熱層３１ａの厚さが５０μｍになっている。
【０１５３】
弾性層３１ｃは、電気的絶縁性を有する発泡シリコーンゴム等の弾性材料からなり、その厚さは３ｍｍになっている。これにより、定着ローラ３１の表面側に配置されている第２発熱層３１ｂの熱が定着ローラ３１内部に流れ込まずに昇温効率が向上する。
【０１５４】
第２発熱層３１ｂは、第１発熱層３１ａに比べて体積抵抗率が低い良伝導材料としての銅からなり、その厚さは１５μｍになっている。また、離型層は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素化合物で形成され、その厚さは５〜５０μｍ（好ましくは、１０〜３０μｍである。）になっている。
【０１５５】
電磁誘導加熱に適した金属としては、一般的に、磁性を有し高抵抗のものが知られている。これに対して、本実施の形態７では、良伝導材料を薄層化することにより、第２発熱層３１ｂの実質的な抵抗を任意に設定することができて発熱量を向上させることができる。なお、第２発熱層３１ｂの材料として、銅以外にも、銀、アルミニウム、マグネシウムを用いることもできるし、磁性良伝導材料であるニッケル等を用いることもできる。
【０１５６】
なお、本実施の形態７では、図示は省略するが、第２発熱層３１ｂが、絶縁性の耐熱樹脂材料からなる基材上にメッキにより形成されている。基材としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等を用いることができる。基材の層厚は、熱容量及び強度の点から、３０〜２００μｍに形成されている。
さらに、基材として、非磁性ステンレス（ＳＵＳ３０４）等のように誘導加熱に大きな影響を与えない高抵抗・非磁性金属材料を用いることもできる。ＳＵＳ３０４を基材とすることで、熱容量を小さくするとともに、電磁誘導加熱のエネルギーを第２発熱層３１ｂに集中させることができる。この場合、ＳＵＳ３０４の厚さは、薄ければ薄いほど良く（例えば、５０μｍ以下である。）、少なくとも印加する交流電流の周波数に対応する浸透深さ以下の厚みであることが望ましい。これにより、電磁誘導加熱のエネルギーを第２発熱層３１ｂに集中させることができる。なお、第２発熱層３１ｂの工法は、メッキ工法に限定されることなく、蒸着、溶着、金属箔の接着等の他の工法を用いることもできる。
【０１５７】
このように第１発熱層３１ａと第２発熱層３１ｂとを互いに離間して配設した構成では、コイル部２５から発生される磁束によって、第２発熱層３１ｂが主たる発熱層として電磁誘導加熱される。電磁誘導加熱によって主として加熱される部位を第２発熱層３１ｂに限定する構成をとることにより、立上時に第２発熱層３１ｂを加熱して定着ローラ３１表面を１８０℃まで昇温させても、弾性層３１ｃの存在により第１発熱層３１ａの温度はキュリー点以下のままになる。したがって、整磁合金を用いていても立上速度の鈍化を防止することができる。
また、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合には、定着ローラ３１表面の熱が弾性層３１ｃを介して第１発熱層３１ａに伝熱して、第１発熱層３１ａの温度がキュリー点を超えることでその磁性を失い、定着ローラ３１の発熱量が低下することになる。
【０１５８】
図２９は、整磁合金からなる第１発熱層３１ａの温度がキュリー点以下であるときにコイル部２５から発生する磁束の状態を破線矢印で示したものである。
第１発熱層３１ａの温度がキュリー点以下であるとき、コイル部２５から発生する磁束は、コア部２６を経路として第２発熱層３１ｂ、第１発熱層３１ａを通り、再びコア部２６に戻る。これは、整磁合金からなる第１発熱層３１ａが磁性体となって、浸透深さが非常に浅くなることによる。そのため、磁束は、芯金３１ｄを透過しない磁気回路を形成する。このとき、渦電流は、浸透深さとほぼ同等の厚さに形成された第１発熱層３１ａには流れずに、体積抵抗率の低い第２発熱層３１ｂにほとんど流れる。これにより、第２発熱層３１ｂが集中的に加熱される。
【０１５９】
図３０は、整磁合金からなる第１発熱層３１ａの温度がキュリー点以上であるときにコイル部２５から発生する磁束の状態を破線矢印で示したものである。
第１発熱層３１ａの温度がキュリー点以上であるとき、コイル部２５から発生する磁束は、コア部２６を経路として第２発熱層３１ｂ、第１発熱層３１ａを透過して、芯金３１ｄに達した後に、再びコア部２６に戻る。これは、整磁合金からなる第１発熱層３１ａが非磁性体となって、浸透深さが非常に深くなることによる。そのため、磁束は、第２発熱層３１ｂ、第１発熱層３１ａ、芯金３１ｄを含めた磁気回路を形成する。
【０１６０】
ここで、芯金３１ｄは、非磁性かつ低抵抗であるアルミニウムにて形成されているために、コイル部からの磁界に対する反作用磁界が多く発生して、定着ローラ３１全体のインダクタンスが増大して、実効抵抗が小さくなるためにジュール熱による発熱が非常に小さくなる。
このように、図２９及び図３０における磁束の違いから、整磁合金（第１発熱層３１ａ）がキュリー点以上に昇温すると、発熱量が非常に小さくなって自己温度制御が働くことになる。ここで、本実施の形態７における整磁合金（第１発熱層３１ａ）は、発熱層としての機能がほとんどなく、その温度がキューリー点以上になったときに芯金３１ｄまで磁気回路を形成するための機能を有することになる。
【０１６１】
以下、本実施の形態７における効果を示す、実験結果及びシミュレーション結果について説明する。
図３１は、定着ローラ３１の発熱層をキューリー点が２５０℃で厚さが０．４ｍｍの整磁合金のみで形成した場合（グラフＱ１０である。）と、定着ローラ３１に第１発熱層３１ａ及び第２発熱層３１ｂを設けた場合（本実施の形態７の構成であって、グラフＳ１０である。）と、の定着装置の昇温特性（立ち上げ特性）を比較した結果である。
図３１から、定着ローラ３１に第１発熱層２３ａ及び第２発熱層２３ｂを形成した場合には、昇温特性が著しく向上していることがわかる。具体的に、定着ローラ３１の表面温度が定着可能温度（１８０℃）まで昇温する時間は、グラフＱ１０が３０秒であるのに対して、グラフＳ１０が１０秒であった。
【０１６２】
このように定着ローラ３１の立上時間が短縮されたのは、２つの理由による。第１の理由は、第１発熱層３１ａを整磁合金で形成することにより、立上時には第２発熱層３１ｂによってローラ表面のみが急速に加熱されて、第１発熱層３１ａの温度がキューリー点（本実施の形態７では１５０℃に設定している。）に上昇するまでに立上が完了することによる。そのため、整磁合金の透磁率の低下による立上速度の鈍化が起こらない。第２の理由は、第２発熱層３１ｂとして非常に薄い銅を使用することにより、第２発熱層３１ｂの熱容量が非常に小さくなるためである。
【０１６３】
図３１から、第１発熱層３１ａを整磁合金で形成するとともに、そのキューリー点を最適化することにより、自己温度制御能力が作用していることがわかる。具体的に、定着ローラ３１の表面温度が制御維持される温度は、グラフＱ１０が２３０℃であるのに対して、グラフＳ１０が２６０℃であった。定着ローラ３１が定着不良や熱的破損が生じる温度まで上昇する前に、第１発熱層３１ａの温度は表面側からの伝熱によりキューリー点以上の温度になって発熱量は減少する。
【０１６４】
図３２は、本実施の形態７の定着ローラ３１において、温度がキューリー点以下であるときの発熱量を１００とした場合の、定着ローラ３１の温度がキューリー点以上であるときの発熱量の比率を示した計算結果である。
図３２から、定着ローラ３１（第１発熱層３１ａ）の温度がキュリー点以上になることで、第１発熱層３１ａの磁性が失われるために、キュリー点以下のときの３６％まで発熱量が低減して、定着ローラ３１の自己温度制御性が充分に確保されていることがわかる。
【０１６５】
図３３は、本実施の形態７の定着ローラ３１における第１発熱層３１ａ及び第２発熱層３１ｂ及び芯金３１ｄの発熱の割合を、交流磁場解析シミュレーションによって計算した結果である。図３３に示すように、銅（第２発熱層３１ｂ）の発熱量Ｎ２は定着ローラ３１全体の発熱量の９８．２７％であって、整磁合金（第１発熱層３１ａ）の発熱量Ｎ１は全体の発熱量の１．７％であって、アルミニウム（芯金２３ｄ）の発熱量は全体の０．０３％であった。したがって、銅（第２発熱層３１ｂ）が主たる発熱層として機能していることがわかる。以上の結果から、立上時間（昇温時間）が短縮され、自己温度制御性が作用することがわかる。
【０１６６】
図３４は、本実施の形態７における定着ローラ３１の構成において、芯金２３ｄ（アルミニウム）の厚さを変更したときであって、第１発熱層３１ａ（整磁合金）の温度がキューリー点以上であるときの、定着ローラ３１の発熱量の変動を交流磁場解析シミュレーションによって計算した結果である。グラフは、芯金３１ｄの厚さが０．１ｍｍのときの定着ローラの発熱量を１００としている。また、交流磁場解析シミュレーションによる計算条件として、大きさが等しく周波数が３０ｋＨｚの交番電圧をコイルに印加したこととした。
【０１６７】
図３４から、芯金３１ｄの厚さが０．１ｍｍから厚くなるにしたがって、定着ローラ３１の発熱量が小さくなることがわかる。３０ｋＨｚの交番電流に対するアルミニウム（芯金３１ｄ）の浸透深さは約０．５ｍｍであることから、芯金３１ｄの厚さが浸透深さよりも薄いときには、芯金３１ｄの磁束遮蔽部材としての効果が充分でないことがわかる。具体的に、芯金３１ｄの厚さが浸透深さ以下であるときには、厚さが薄くなるにしたがって整磁合金の温度がキューリー点以上である場合の発熱量が大きくなり、自己温度制御能力が低下することがわかる。これに対して、芯金３１ｄの厚さが浸透深さ（０．５ｍｍ）以上であるときには、厚さが厚くなるほど発熱量が大きくなるが、発熱量の増加率はそれほど大きくならないことがわかる。そして、芯金３１ｄの厚さが１．０ｍｍを越えた時点で、発熱量はほぼ一定となる。これらのことから、芯金３１ｄの厚さは、浸透深さ以上であることが望ましいことがわかる。
【０１６８】
以上説明したように、本実施の形態７では、電磁誘導加熱方式の定着装置２０において、キューリー点が３００℃以下（１００℃以上２５０℃以下である。）になる第１発熱層３１ａと、第１発熱層３１ａに比べて体積抵抗率が低い第２発熱層３１ｂと、を互いに離間するように定着ローラ３１に設けている。これによって、発熱効率が低下することなく立ち上げ時間が短く、高い自己温度制御性を維持して、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止され、さらには電源部を安定化することができる。
【０１６９】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置における定着装置を示す断面図である。
【図３】図２の定着装置におけるコイル部の近傍を示す斜視図である。
【図４】支持ローラ及びコイル部を示す断面図である。
【図５】温度がキューリー点以下であるときに支持ローラに生じる渦電流の状態を示す概略図である。
【図６】温度がキューリー点以上であるときに支持ローラに生じる渦電流の状態を示す概略図である。
【図７】従来の定着装置における昇温特性を示すグラフである。
【図８】実施の形態１における定着装置の昇温特性を示すグラフである。
【図９】支持ローラの発熱量を示すグラフである。
【図１０】温度がキューリー点以下からキューリー点以上に変化するときの支持ローラの発熱量変化を示すグラフである。
【図１１】支持ローラにおける第１発熱層及び第２発熱層の発熱効率を示すグラフである。
【図１２】第２発熱層の厚さと支持ローラの発熱効率との関係を示すグラフである。
【図１３】第２発熱層の厚さと発熱量との関係を示すグラフである。
【図１４】第２発熱層をニッケルで形成した場合の、支持ローラの発熱量を示すグラフである。
【図１５】従来の定着装置における消費電力特性を示すグラフである。
【図１６】実施の形態１における定着装置の消費電力特性を示すグラフである。
【図１７】この発明の実施の形態２における定着装置の支持ローラ及びコイル部を示す断面図である。
【図１８】図１７の支持ローラにおける発熱量を示すグラフである。
【図１９】図１７の支持ローラにおいて、温度がキューリー点以下からキューリー点以上に変化するときの発熱量変化を示すグラフである。
【図２０】この発明の実施の形態３における画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態４における定着装置を示す断面図である。
【図２２】この発明の実施の形態５における定着装置を示す断面図である。
【図２３】第１発熱層の温度がキューリー点以下であるときに定着ローラに作用する磁束の状態を示す概略図である。
【図２４】第１発熱層の温度がキューリー点以上であるときに定着ローラに作用する磁束の状態を示す概略図である。
【図２５】図２２の定着ローラの発熱量を示すグラフである。
【図２６】図２２の定着ローラにおいて、温度がキューリー点以下からキューリー点以上に変化するときの発熱量変化を示すグラフである。
【図２７】この発明の実施の形態６における定着装置を示す断面図である。
【図２８】この発明の実施の形態７における定着装置を示す断面図である。
【図２９】第１発熱層の温度がキューリー点以下であるときに定着ローラに作用する磁束の状態を示す概略図である。
【図３０】第１発熱層の温度がキューリー点以上であるときに定着ローラに作用する磁束の状態を示す概略図である。
【図３１】実施の形態７における定着装置の昇温特性を示すグラフである。
【図３２】図２８の定着ローラにおいて、温度がキューリー点以下からキューリー点以上に変化するときの発熱量変化を示すグラフである。
【図３３】定着ローラにおける第１発熱層及び第２発熱層の発熱効率を示すグラフである。
【図３４】芯金の厚さと定着ローラの発熱量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１７１】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２０  定着装置、  ２１  定着補助ローラ、
２２  定着ベルト（定着部材）、
２３  支持ローラ（発熱部材、加熱部材）、
２３ａ  第１発熱層、  ２３ｂ  第２発熱層、  ２３ｃ  ニッケル層、
２４  誘導加熱部（磁束発生手段）、
２５  コイル部、  ２６  コア部、
２６ａ  センターコア、  ２６ｂ  サイドコア、  ２７  コイルガイド、
２８  発熱板（発熱部材、加熱部材）、
２８ａ  第１発熱層、  ２８ｂ  第２発熱層、
３０  加圧ローラ、
３１  定着ローラ（発熱部材、定着部材）、
３１ａ  第１発熱層、  ３１ｂ  第２発熱層、
３１ｃ  弾性層、  ３１ｄ  芯金、
４０  高周波電源部。
【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】
2007079131.tif 000009
【図８】
2007079131.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2007079131.tif 000012
【図１１】
2007079131.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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