(57)【要約】【課題】定着部材や加圧部材の形状に変化が生じにくく、記録材にしわが生じにくい定着装置等を提供する。【解決手段】用紙Ｐにトナー像を定着する定着ベルト６１と、定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎを形成する加圧ロール６２と、を備え、加圧ロール６２は、回転中心部に配されるコア６２１と、コア６２１の外周に配される圧縮性の弾性層６２２と、弾性層６２２の外周に配され、加圧ロール６２の形状を保持するための形状保持層６２３と、を備えることを特徴とする定着ユニット６０。【選択図】図３
2012203185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナー像を定着する回転可能な定着部材と、
前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する回転可能な加圧部材と、
を備え、
前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方は、
回転中心部に配される芯部と、
前記芯部の外周に配される圧縮性の弾性層と、
前記弾性層の外周に配され、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の形状を保持するための形状保持層と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の前記弾性層のヤング率をＥ１、前記形状保持層のヤング率をＥ２、前記形状保持層の厚さをＴ２、外径をＤとしたときに、以下の（１）式および（２）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
Ｅ１＜Ｅ２    …（１）
（Ｅ２×Ｔ２）／（Ｅ１×Ｄ）≧１５    …（２）
【請求項３】
前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の表面を形成し、当該定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方から記録材を離型させるための離型層を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記弾性層および前記形状保持層を備える前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方は、軸方向において中央部より両端部の外径が大きいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧部材を回転させることで前記定着部材を回転させる駆動源を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材にトナー像を定着する回転可能な定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する回転可能な加圧部材とを備える定着手段と、
を備え、
前記定着手段の前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方は、
回転中心部に配される芯部と、
前記芯部の外周に配される圧縮性の弾性層と、
前記弾性層の外周に配され、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の形状を保持するための形状保持層と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の前記弾性層のヤング率をＥ１、前記形状保持層のヤング率をＥ２、前記形状保持層の厚さをＴ２、外径をＤとしたときに、以下の（１）式および（２）式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
Ｅ１＜Ｅ２    …（１）
（Ｅ２×Ｔ２）／（Ｅ１×Ｄ）≧１５    …（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、更にこのトナー像を記録材に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。
【０００３】
特許文献１には、加熱ローラ、加圧ベルト、加圧ベルトの一部を加熱ローラ側に加圧する加圧パッド、加圧パッドを弾性付勢する加圧バネを備えた定着装置において、加圧パッドで加圧ベルトを加熱ローラ側に加圧して形成されたニップ部の入口側と出口側の両端部の弾性層の断面形状が凸形状、ニップ部の中央部の弾性層の断面形状が凹形状となることを特徴とする定着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０３９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、定着部材や加圧部材の形状に変化が生じにくく、記録材にしわが生じにくい定着装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、記録材にトナー像を定着する回転可能な定着部材と、前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する回転可能な加圧部材と、を備え、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方は、回転中心部に配される芯部と、前記芯部の外周に配される圧縮性の弾性層と、前記弾性層の外周に配され、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の形状を保持するための形状保持層と、を備えることを特徴とする定着装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の前記弾性層のヤング率をＥ１、前記形状保持層のヤング率をＥ２、前記形状保持層の厚さをＴ２、外径をＤとしたときに、以下の（１）式および（２）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
Ｅ１＜Ｅ２    …（１）
（Ｅ２×Ｔ２）／（Ｅ１×Ｄ）≧１５    …（２）
請求項３に記載の発明は、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の表面を形成し、当該定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方から記録材を離型させるための離型層を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置である。
請求項４に記載の発明は、前記弾性層および前記形状保持層を備える前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方は、軸方向において中央部より両端部の外径が大きいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、前記加圧部材を回転させることで前記定着部材を回転させる駆動源を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置である。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材にトナー像を定着する回転可能な定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する回転可能な加圧部材とを備える定着手段と、を備え、前記定着手段の前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方は、回転中心部に配される芯部と、前記芯部の外周に配される圧縮性の弾性層と、前記弾性層の外周に配され、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の形状を保持するための形状保持層と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一方の前記弾性層のヤング率をＥ１、前記形状保持層のヤング率をＥ２、前記形状保持層の厚さをＴ２、外径をＤとしたときに、以下の（１）式および（２）式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。
Ｅ１＜Ｅ２    …（１）
（Ｅ２×Ｔ２）／（Ｅ１×Ｄ）≧１５    …（２）
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、定着部材や加圧部材の形状に変化が生じにくく、記録材にしわが生じにくい定着装置を提供できる。
請求項２の発明によれば、弾性層と形状保持層の特性の関係から記録材にしわが生じにくくするための条件を導出することができる。
請求項３の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、離型層を設ける場合に、離型層をより変形しにくくすることができる。
請求項４の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、定着部材や加圧部材について記録材にしわを生じにくくするための形状を維持しやすくなる。
請求項５の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、加圧部材が駆動源であった場合でも、記録材にしわを生じにくくすることができる。
請求項６の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より良好な画質を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
請求項７の発明によれば、弾性層と形状保持層の特性の関係から、より良好な画質を得ることができるための条件を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。
【図２】本実施の形態の定着ユニットの構成を示す正面図である。
【図３】図２における定着装置のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】定着ベルトの断面層構成図である。
【図５】本実施の形態のＩＨヒータの構成を説明する断面図である。
【図６】定着ベルトの温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線の状態を説明する図である。
【図７】移動機構により加圧ロールを定着ベルトから離間させた状態を説明した図である。
【図８】加圧ロールの外径と上述した（２）式との関係について説明した図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、加圧ロールの軸方向位置と半径変化量について説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置の説明＞
図１は本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部３２、通信部３２にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部３３を備えている。
【００１３】
画像形成部１０は、トナー像を形成するトナー像形成手段の一例であり、予め定められた間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００１４】
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段（定着装置）の一例としての定着ユニット６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２によりトナー像を用紙Ｐに転写する転写手段が構成される。
【００１５】
本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３１による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で一様に帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００１６】
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
【００１７】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
【００１８】
＜定着ユニットの構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着ユニット６０について説明する。
図２および図３は本実施の形態の定着ユニット６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、断面図である図３に示すように、定着ユニット６０は、交流磁界を生成するＩＨ（Induction Heating）ヒータ８０、ＩＨヒータ８０により電磁誘導加熱されて用紙Ｐにトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１、定着ベルト６１に対向するように配置される加圧部材の一例としての加圧ロール６２、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３を備えている。加圧ロール６２は、定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎ（定着加圧部）を形成する。
さらに、定着ユニット６０は、押圧パッド６３等の構成部材を支持するホルダ６５、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界を誘導して磁路を形成する感温磁性部材６４、感温磁性部材６４を通過した磁力線を誘導する誘導部材６６、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材７０を備えている。
【００１９】
＜定着ベルトの説明＞
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３７０ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電発熱層６１２、トナー像の定着性を向上させる弾性層６１３、最上層に被覆された表面離型層６１４からなる多層構造のベルト部材である。
【００２０】
基材層６１１は、薄層の導電発熱層６１２を支持するとともに、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。また、基材層６１１は、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界が感温磁性部材６４まで作用するように、磁界を通過させる物性（比透磁率、固有抵抗）を持った材質、厚さで形成される。一方、基材層６１１自身は、磁界の作用により発熱しないか、または発熱し難く構成される。
具体的には、基材層６１１として、例えば、厚さ３０〜２００μｍ（好ましくは５０〜１５０μｍ）の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ６０〜２００μｍの樹脂材料等が用いられる。
【００２１】
導電発熱層６１２は、導電層の一例であって、ＩＨヒータ８０にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層である。すなわち、導電発熱層６１２は、ＩＨヒータ８０からの交流磁界が厚さ方向に通過することにより、渦電流を発生させる層である。
通常、ＩＨヒータ８０に交流電流を供給する励磁回路（後段の図５も参照）の電源として、安価に製造できる汎用電源が使用される。そのため、ＩＨヒータ８０により生成される交流磁界の周波数は、一般に、汎用電源による２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚとなる。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
【００２２】
導電発熱層６１２に交流磁界が侵入できる領域は、交流磁界が１/ｅに減衰する領域である「表皮深さ（δ）」として規定され、次の（３）式から導かれる。（３）式において、ｆは交流磁界の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）、ρは固有抵抗値（Ω・ｍ）、μｒは比透磁率である。
そのため、導電発熱層６１２の厚さは、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が導電発熱層６１２を侵入し通過するように、（３）式で規定される導電発熱層６１２の表皮深さ（δ）よりも薄層に構成される。また、導電発熱層６１２を構成する材料として、例えば、Ａｕ,Ａｇ,Ａｌ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｓｎ,Ｐｂ,Ｂｉ,Ｂｅ,Ｓｂ等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
【００２３】
【数１】
2012203185.tif 000003
【００２４】
具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗２．７×１０−８Ω・ｍ以下の例えばＣｕ等の非磁性金属（比透磁率が概ね１の非磁性体）が用いられる。
また、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱されるまでに要する時間（以下、「ウォームアップタイム」）を短縮する観点からも、導電発熱層６１２は、薄層に構成するのが好ましい。
【００２５】
次に、弾性層６１３は、シリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される。定着対象となる用紙Ｐに保持されるトナー像は、粉体である各色トナーが積層して形成されている。そのため、ニップ部Ｎにおいてトナー像の全体により均一に熱を供給するには、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１表面が変形することが好ましい。そこで、弾性層６１３には、例えば厚みが１００〜６００μｍ、硬度が１０°〜３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムが好適である。
表面離型層６１４は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えば、ＰＦＡ(テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体)、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層６１４の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層６１４の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１〜５０μｍが好適である。
【００２６】
＜押圧パッドの説明＞
押圧パッド６３は、シリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成され、加圧ロール６２と対向する位置にてホルダ６５に支持される。そして、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される状態で配置され、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎ（定着加圧部）を形成する。
また、押圧パッド６３は、ニップ部Ｎの入口側（用紙Ｐの搬送方向上流側）のプレニップ領域６３ａと、ニップ部Ｎの出口側（用紙Ｐの搬送方向下流側）の剥離ニップ領域６３ｂとで異なるニップ圧が設定されている。すなわち、プレニップ領域６３ａでは、加圧ロール６２側の面がほぼ加圧ロール６２の外周面に倣う円弧形状に形成され、より均一で幅の広いニップ部Ｎを形成する。また、剥離ニップ領域６３ｂでは、剥離ニップ領域６３ｂを通過する定着ベルト６１の曲率半径が小さくなるように、加圧ロール６２表面から局所的に大きなニップ圧で押圧されるように形成される。それにより、剥離ニップ領域６３ｂを通過する用紙Ｐに定着ベルト６１表面から離れる方向のカール（ダウンカール）を形成して、用紙Ｐに対する定着ベルト６１表面からの剥離を促進させている。
【００２７】
なお、本実施の形態では、押圧パッド６３による剥離の補助手段として、ニップ部Ｎの下流側に、剥離補助部材７０を配置している。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト６１の回転移動方向と対向する向き（所謂カウンタ方向）に定着ベルト６１と近接する状態でホルダ７２によって支持される。そして、押圧パッド６３の出口にて用紙Ｐに形成されたカール部分を剥離バッフル７１により支持することで、用紙Ｐが定着ベルト６１方向に向かうことを抑制する。
【００２８】
＜感温磁性部材の説明＞
次に、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の内周面に倣った円弧形状で形成され、定着ベルト６１の内周面とは予め定めた間隙（例えば、０．５〜１．５ｍｍ）を有するように近接させるが、非接触で配置される。感温磁性部材６４を定着ベルト６１と近接させて配置するのは、感温磁性部材６４の温度が定着ベルト６１の温度に対応して変化する、すなわち、感温磁性部材６４の温度が定着ベルト６１の温度と略同じ温度となるように構成するためである。また、感温磁性部材６４を定着ベルト６１と非接触で配置するのは、画像形成装置１のメインスイッチがオンされ、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱される際に、定着ベルト６１の熱が感温磁性部材６４に流入するのを抑制して、ウォームアップタイムの短縮を図るためである。
【００２９】
また、感温磁性部材６４は、その磁気特性の透磁率が急変する温度である「透磁率変化開始温度」（後段参照）が各色トナー像が溶融する定着設定温度以上であって、定着ベルト６１の弾性層６１３や表面離型層６１４の耐熱温度よりも低い温度範囲内に設定された材質で構成される。すなわち、感温磁性部材６４は、定着設定温度を含む温度領域において強磁性と非磁性（常磁性）との間を可逆的に変化する特性（「感温磁性」）を有する材質で構成される。そして、感温磁性部材６４は、強磁性を呈する透磁率変化開始温度以下の温度範囲において磁路形成部材として機能し、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を内部に誘導して、感温磁性部材６４の内部を通過する交流磁界（磁力線）の磁路を形成する。それにより、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１とＩＨヒータ８０の励磁コイル８２（後段の図５参照）とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。一方、透磁率変化開始温度を超える温度範囲においては、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を、感温磁性部材６４の厚さ方向に横切るように透過させる。それにより、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線は、感温磁性部材６４を透過し、誘導部材６６の内部を通過してＩＨヒータ８０に戻る磁路を形成する。
なお、ここでの「透磁率変化開始温度」とは、透磁率（例えば、ＪＩＳ Ｃ２５３１で測定される透磁率）が連続的に低下を開始する温度であり、例えば感温磁性部材６４等の部材を透過する磁束量（磁力線の数）が変化し始める温度点をいう。したがって、透磁率変化開始温度は、物質の磁性が消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。
【００３０】
感温磁性部材６４に用いる材質としては、透磁率変化開始温度が例えば１４０（定着設定温度）〜２４０℃の範囲内に設定された例えばＦｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）等の二元系感温磁性合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の三元系の感温磁性合金等が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系感温磁性合金においては約Ｆｅ６４％、Ｎｉ３６％（原子数比）とすることで２２５℃前後に透磁率変化開始温度を設定することができる。このようなパーマロイや感温磁性合金等の金属合金等は、成型性や加工性に優れ、熱伝導性も高く安価である等の理由から、感温磁性部材６４に適する。その他の材質としては、Ｆｅ,Ｎｉ,Ｓｉ,Ｂ,Ｎｂ,Ｃｕ,Ｚｒ,Ｃｏ,Ｃｒ,Ｖ,Ｍｎ,Ｍｏ等からなる金属合金が用いられる。
また、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）に対する表皮深さδ（上記（３）式参照）よりも厚い厚さで形成される。具体的には、例えばＦｅ−Ｎｉ合金を用いた場合には５０〜３００μｍ程度に設定される。
【００３１】
＜ホルダの説明＞
押圧パッド６３を支持するホルダ６５は、押圧パッド６３が加圧ロール６２からの押圧力を受けた状態での撓み量が一定量以下となるように、剛性の高い材料で構成される。それにより、ニップ部Ｎにおける長手方向の圧力（ニップ圧）の均一性を維持している。さらに、本実施の形態の定着ユニット６０では、電磁誘導を用いて定着ベルト６１を加熱する構成を採用していることから、ホルダ６５は、誘導磁界に影響を与えないか、または与え難い材料であり、かつ、誘導磁界から影響を受けないか、または受け難い材料で構成される。例えば、ガラス混入ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂や、例えばＡｌ,Ｃｕ,Ａｇ等の非磁性金属材料等が用いられる。
【００３２】
＜誘導部材の説明＞
誘導部材６６は、感温磁性部材６４の内周面に倣った円弧形状で形成され、感温磁性部材６４の内周面とは予め定めた間隙（例えば、１．０〜５．０ｍｍ）を有する非接触に配置される。また、誘導部材６６は、例えばＡｇ,Ｃｕ,Ａｌといった固有抵抗値が比較的小さい非磁性金属で構成される。そして、感温磁性部材６４が透磁率変化開始温度以上の温度に上昇した際に、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）を誘導して、定着ベルト６１の導電発熱層６１２よりも渦電流Ｉが発生し易い状態を形成する。それにより、誘導部材６６の厚さは、渦電流Ｉが流れ易いように、表皮深さδ（上記（３）式参照）よりも充分に厚い予め定められた厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成される。
【００３３】
＜ＩＨヒータの説明＞
続いて、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱するＩＨヒータ８０について説明する。
図５は、本実施の形態のＩＨヒータ８０の構成を説明する断面図である。図５に示したように、ＩＨヒータ８０は、例えば耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体８１、交流磁界を生成する励磁コイル８２を備えている。また、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性体で構成された弾性支持部材８３、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心８４を備えている。さらには、磁界を遮蔽するシールド８５、磁心８４を支持体８１側に加圧する加圧部材８６、励磁コイル８２に交流電流を供給する励磁回路８８を備えている。
【００３４】
支持体８１は、断面が定着ベルト６１の表面形状に沿って湾曲した形状で形成され、励磁コイル８２を支持する上部面（支持面）８１ａが定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（例えば、０．５〜２ｍｍ）を保つように形成されている。また、支持体８１を構成する材質としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の耐熱性のある非磁性材料が用いられる。
励磁コイル８２は、相互に絶縁された例えば直径０．１７ｍｍの銅線材を例えば９０本束ねたリッツ線が長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成される。そして、励磁コイル８２に励磁回路８８から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル８２の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路８８から励磁コイル８２に供給される交流電流の周波数は、一般に、上記した汎用電源により生成される２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚが用いられる。
【００３５】
磁心８４は、例えばソフトフェライト、フェライト樹脂、非晶質合金（アモルファス合金）、やパーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される強磁性体が用いられ、磁路形成手段として機能する。磁心８４は、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を内部に誘導し、磁心８４から定着ベルト６１を横切って感温磁性部材６４方向に向かい、感温磁性部材６４の中を通過して磁心８４に戻るといった磁力線の通路（磁路）を形成する。すなわち、励磁コイル８２にて生成された交流磁界が磁心８４の内部と感温磁性部材６４の内部とを通過するように構成して、磁力線が定着ベルト６１と励磁コイル８２とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。それにより、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁力線が定着ベルト６１の磁心８４と対向する領域に集中される。
ここで、磁心８４は磁路形成による損失が小さい材料が望ましい。具体的には、磁心８４は渦電流損を小さくする形態（スリット等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等）での使用が望ましく、ヒステリシス損の小さい材料で形成されることが望ましい。
また、定着ベルト６１の回転方向に沿った磁心８４の長さは、感温磁性部材６４の定着ベルト６１の回転方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁力線のＩＨヒータ８０周辺への漏洩が減り、力率が向上する。さらには、定着ユニット６０を構成する金属製部材への電磁誘導を抑え、定着ベルト６１（導電発熱層６１２）での発熱効率を高める。
【００３６】
＜定着ベルトが発熱する状態の説明＞
引き続いて、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界によって定着ベルト６１が発熱する状態を説明する。
まず、上記したように、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度は、各色トナー像を定着する定着設定温度以上であって定着ベルト６１の耐熱温度以下となる温度範囲内（例えば、１４０〜２４０℃）に設定されている。そして、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の状態にある場合には、定着ベルト６１に近接する感温磁性部材６４の温度も定着ベルト６１の温度に対応して、透磁率変化開始温度以下となる。そのため、感温磁性部材６４は強磁性を呈するので、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を透過した後、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過する磁路を形成する。ここでの「広がり方向」とは、感温磁性部材６４の厚さ方向と直交する方向を意味する。
【００３７】
図６は、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線（Ｈ）の状態を説明する図である。図６に示したように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を交差して透過し、感温磁性部材６４の内部を広がり方向（厚さ方向と直交する方向）に沿って通過する磁路を形成する。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域での単位面積あたりの磁力線Ｈの数（磁束密度）は多くなる。
【００３８】
すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４から磁力線Ｈが放射されて定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１,Ｒ２を通過した後、磁力線Ｈは強磁性体である感温磁性部材６４の内部に誘導される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは感温磁性部材６４の内部に進入するように集中し、領域Ｒ１,Ｒ２での磁束密度は高くなる。また、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過した磁力線Ｈが再び磁心８４に戻るに際しても、導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る領域Ｒ３では、感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心８４に向けて放射される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは、感温磁性部材６４から集中して磁心８４に向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も高くなる。
【００３９】
磁力線Ｈが厚さ方向に横切る定着ベルト６１の導電発熱層６１２では、単位面積当たりの磁力線Ｈの数（磁束密度）の変化量に比例した渦電流Ｉが発生する。それにより、図６に示したように、磁束密度の変化量が大きい領域Ｒ１,Ｒ２および領域Ｒ３では、大きな渦電流Ｉが発生する。導電発熱層６１２に生じた渦電流Ｉは、導電発熱層６１２の固有抵抗値Ｒと渦電流Ｉの二乗の積であるジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を発生させる。それにより、大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２では、大きなジュール熱Ｗが発生する。
このように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、磁力線Ｈが導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１,Ｒ２や領域Ｒ３において大きな熱が発生する。それにより、定着ベルト６１は加熱される。
【００４０】
ところで、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周面側において定着ベルト６１に近接させて感温磁性部材６４を配置している。それにより、励磁コイル８２にて生成された磁力線Ｈを内部に誘導する磁心８４と、定着ベルト６１を厚さ方向に横切って透過した磁力線Ｈを内部に誘導する感温磁性部材６４とが近接した構成を実現している。そのため、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）により生成された交流磁界は、磁路が短いループを形成するので、磁路内での磁束密度や磁気結合度は高まる。それにより、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合、定着ベルト６１にはさらに効率的に熱が発生する。
【００４１】
＜移動機構の説明＞
次に図２および図３に戻り、移動機構２００の説明を行なう。
詳しくは後述するが、加圧ロール６２を構成する弾性層６２２等は、比較的柔らかい素材により形成されている。そのため、定着時以外においても加圧ロール６２を定着ベルト６１を介して押圧パッド６３に圧接する状態のまま放置すると、元の形状に復元することができなくなるおそれがある。即ち、加圧ロール６２は、ニップ部Ｎ（定着加圧部）により形成される形状のまま変形してしまう。その場合、ニップ部Ｎに押圧する圧力が設計通りとはならないため、定着を規定通りに行なうことができなくなり、定着ユニット６０そのものの性能を損なうことになる。
【００４２】
よって、加圧ロール６２に加圧部材移動手段としての移動機構２００を設け、定着時以外の時間帯は、加圧ロール６２を、定着ベルト６１から離間させる動作を行なう。即ち、加圧ロール６２は、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着画像を保持した用紙Ｐを挿通するためのニップ部Ｎを形成し、定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動する。つまり本実施の形態では、移動機構２００により加圧ロール６２を移動させることで加圧ロール６２が定着ベルト６１の外周面へ圧接する状態と離間する状態とを変更可能としている。
【００４３】
図７は移動機構２００により加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させた状態を説明した図である。
図７に示すように加圧ロール６２と定着ベルト６１とは離間した状態にある。その結果、加圧ロール６２は、元の円形形状に形状復元がなされるため、加圧ロール６２が変形し元の形状に戻らなくなるおそれが少なくなる。
なお定着を行なう際には、移動機構２００により再び加圧ロール６２を定着ベルト６１と接触させ、図３で説明したニップ部Ｎを形成する位置に戻すことが可能である。
【００４４】
＜加圧ロールと定着ベルトの駆動機構の説明＞
続いて図２、図３、図７を使用して、本実施の形態の定着ユニット６０における加圧ロール６２と定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
【００４５】
ここで、まず定着ユニット６０は、図７に示すような、定着動作前の離間状態に設定されているものとする。定着動作前の待機時では、移動機構２００によって、加圧ロール６２は定着ベルト６１から離れたウォームアップ位置に置かれる。このウォームアップ位置は、ウォームアップ時における加圧ロール６２の配置位置であり、加圧ロール６２が定着ベルト６１とは物理的に接触しない所謂ラッチＯＦＦ状態になる。
【００４６】
図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動部の一例としての駆動モータ９０からの回転駆動力が、回転軸９１に固定された伝達ギヤ９２と、伝達ギヤ９３，９４，９５，９６を介してシャフト９７に伝達される。それにより、加圧ロール６２に回転駆動力が伝わり加圧ロール６２が矢印Ｄ方向に回転駆動される。
【００４７】
次に、駆動モータ９０からの回転駆動力は、回転軸９１に伝達ギヤ９２と同軸に固定された伝達ギヤ１０１と、回転伝達制限部材の一例としてのワンウェイクラッチ１０２を介してシャフト１０３に伝達され、シャフト１０３に結合された伝達ギヤ１０４,１０５から定着ベルト６１の両側に配されたエンドキャップ部材６７のギヤ部６７ｂに伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。このとき、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて矢印Ｃ方向に回転する。
【００４８】
次に、定着ユニット６０は、図３に示すような定着動作時には、移動機構２００によって、加圧ロール６２は定着ベルト６１に圧接した所謂ラッチＯＮ状態に置かれる。ラッチＯＦＦ状態で、加圧ロール６２の表面速度に対して定着ベルト６１の表面速度が遅くなるようにギヤ列の減速比を設定する。このためラッチＯＮ状態では定着ベルト６１が加圧ロール６２に従って回転するようにワンウェイクラッチ１０２が作動することになり、駆動モータ９０からシャフト１０３への回転駆動力の伝達が停止する。つまり図３の状態では、加圧ロール６２には、回転駆動力が伝わっているが、定着ベルト６１には回転駆動力が伝わらない状態となる。そのため駆動モータ９０からの回転駆動力を受け、加圧ロール６２は、矢印Ｄ方向に駆動する一方で、定着ベルト６１は、加圧ロール６２の回転に従って矢印Ｃ方向へ回転する状態となる。即ちこの状態で、駆動モータ９０は、加圧ロール６２を回転させることで定着ベルト６１を回転させている。
【００４９】
なお、本実施の形態の定着ユニット６０は、回転検知計１０７を備え、定着ベルト６１の回転数を検知する。回転検知計１０７により検知した定着ベルト６１の回転数は定着ユニット制御部３００に出力される。そして定着ユニット制御部３００は、駆動モータ９０の制御を行なう。即ち、回転検知計１０７により検知した定着ベルト６１の回転数に基づき、駆動モータ９０をフィードバック制御する。また定着ユニット制御部３００は、移動機構２００の制御を行ない、移動機構２００により加圧ロール６２を移動させることで、加圧ロール６２と定着ベルト６１との圧接および離間の各状態を変更する。
【００５０】
移動機構２００は、位置決め駆動源としてのラッチモータ２０１と、ラッチモータ２０１に接続される回転軸２０２と、伝達ギヤ２０３，２０４と、伝達ギヤ２０４に接続されるシャフト２０５と、シャフト２０５により回転する偏心カム２０６と、加圧ロール６２のシャフト９７に接続し偏心カム２０６により移動するレバー２０７とを備えている。そしてこの偏心カム２０６の回転によりレバー２０７が押され、それにより加圧ロール６２が図２で見て上下方向に移動する。これにより加圧ロール６２が、定着ベルト６１との間で圧接、離間の動作を行なう。
【００５１】
＜加圧ロールの説明＞
加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
加圧ロール６２は、回転中心部に配される芯部の一例としての例えば直径１８ｍｍの中実のアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周に配される弾性層６２２と、弾性層６２２の外周に配され、加圧ロール６２の形状を保持するための形状保持層６２３とが積層されて構成される。そして本実施の形態では、加圧ロール６２の表面を形成し加圧ロール６２から用紙Ｐを離型させるための離型層６２４を更に備える。離型層６２４は、例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆により形成することができる。そして、加圧ロール６２は、例えば２０ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
【００５２】
ここで加圧ロール６２は、定着ベルト６１に圧接することで弾性変形し、これによりニップ部Ｎを形成する。このとき加圧ロール６２を形成する上述した各層のうちニップ部Ｎを形成するために主に変形するのは、弾性層６２２である。そして、弾性層６２２として、従来は、シリコーンゴム等の耐熱性のゴム等を使用していた。
ところが定着動作を繰り返すうちに、定着ベルト６１から熱が伝導し、加圧ロール６２の温度が上昇することがある。そしてこの場合、弾性層６２２として、耐熱性のゴム等を使用していた場合、熱膨張を生じるために加圧ロール６２の外径が大きくなることがあった。しかしながら特に小サイズの用紙Ｐを使用して定着動作を行なう場合は、用紙Ｐが通る箇所（通紙する箇所）では、トナー像を定着するために熱が奪われ、加圧ロール６２の温度は上昇しにくい。一方、用紙Ｐが通らない箇所（通紙しない箇所）では、熱が奪われないため、加圧ロール６２の温度は上昇しやすい。より具体的には、用紙Ｐは加圧ロール６２の中央部付近を通紙するため、加圧ロール６２の中央部付近より、端部付近の方が加圧ロール６２の温度が高くなりやすい。そしてその結果、加圧ロール６２の中央部付近より、端部付近の方が加圧ロール６２の外径が大きくなる現象が生じる。実際には、用紙Ｐが通紙する箇所と、用紙Ｐが通紙しなかった箇所とで加圧ロール６２の外径に差異が生じることで、加圧ロール６２に段差が生じる。そして加圧ロール６２に段差が生じると、定着動作を行なう際に用紙Ｐにしわや変形が生じやすくなる。
【００５３】
従来はこの問題を解決するため、例えば加圧ロール６２に接触しつつ回転を行なうヒートパイプロールを設けたり、加圧ロール６２の表面を冷却する装置を設けたりすることで、加圧ロール６２の温度を均一化することが行なわれることがあった。また上述したような小サイズの用紙Ｐの定着動作後は、加圧ロール６２の温度が均一に冷却するまで定着動作を中止するなどの手段が採られることもあった。しかしながら前者は、定着ユニット６０の製造費用が増大しやすく、後者は、画像形成装置１（図１参照）を使用するユーザの利便性を損なう等の問題が新たに生ずる。
【００５４】
そこで本実施の形態では、以下の手法により加圧ロール６２に段差が生じる現象の抑制を行なっている。
即ち本実施の形態では、弾性層６２２を圧縮性の弾性体により構成する。このようにすれば、加圧ロール６２に上述したような温度差が生じても、温度が相対的に高くなりやすい箇所において加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接する際に加圧ロール６２の収縮が生ずる。その結果、温度が相対的に高い箇所と低い箇所との段差が生じにくくなる。対して従来弾性層６２２として使用していたシリコーンゴム等の耐熱性のゴムは、非圧縮性であるためこのような段差を解消するように弾性層６２２が収縮するようなことが生じにくい。
【００５５】
本実施の形態において、弾性層６２２に使用する圧縮性の弾性体のポアソン比ｒは、０．２以下であることが好ましい。なおシリコーンゴム等の非圧縮性の材料のポアソン比は、０．５付近の値をとる。また弾性層６２２の硬度としては、アスカーＣ硬度で、１０°〜７０°であることが好ましい。
一方、弾性層６２２に使用するためには、上記特性に加えて耐熱性を有することが好ましい。つまり本実施の形態では、弾性層６２２として圧縮性と耐熱性を兼ね備えた弾性体を使用することが好ましい。より具体的には、発泡性ゴムを使用することが好ましく、中でも発泡シリコーンゴム等を使用することがより好ましい。
【００５６】
また本実施の形態では、弾性層６２２と離型層６２４の間に形状保持層６２３を設けている。つまり形状保持層６２３は、加圧ロール６２の形状を保持するための層であり、この層を設けることで、加圧ロール６２の形状の変化がさらに生じにくくなる。
つまり本実施の形態では、弾性層６２２を圧縮性の弾性体により構成し、更に弾性層６２２の外周に形状保持層６２３を設けることで、加圧ロール６２の温度が上昇しても加圧ロール６２の段差がさらに生じにくくなる。さらに加圧ロール６２の外径が大きくなりにくくなる。そのため定着ベルト６１の線速度の変化が生じにくくなり、定着を行なう際の用紙Ｐの搬送速度に変化が生じにくくなる。さらにニップ部Ｎの用紙搬送方向における幅が変化しにくい。結局、安定した定着動作が行ないやすくなる。
さらに形状保持層６２３は、離型層６２４のベース層としての機能を有する。つまり形状保持層６２３を離型層６２４のベース層とすることで、離型層６２４が過度に変形することを抑制することができる。そのため離型層６２４の摩耗や汚れの付着を抑制でき、加圧ロール６２の使用寿命を長くすることができる。
【００５７】
形状保持層６２３は、ニップ部Ｎを形成させるのに影響を与えにくくするため、薄膜であることが好ましい。より具体的には、厚さが、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。そしてこの厚さにおいて、可撓性を有するとともに必要とされる剛性を有することが好ましい。一方、形状保持層６２３においても弾性層６２２と同様に耐熱性を有することが好ましい。このような条件を満たす形状保持層６２３の材料として、例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド等からなるプラスチックフィルム（樹脂フィルム）や、ステンレススチール、ニッケル等の金属材料を使用した金属薄膜を使用することができる。
【００５８】
また弾性層６２２と形状保持層６２３の関係として、弾性層６２２のヤング率をＥ１、形状保持層６２３のヤング率をＥ２、形状保持層６２３の厚さをＴ２、加圧ロール６２の外径をＤとしたときに、以下の（１）式および（２）式を満たすことが好ましい。
【００５９】
Ｅ１＜Ｅ２    …（１）
（Ｅ２×Ｔ２）／（Ｅ１×Ｄ）≧１５    …（２）
【００６０】
（１）式では、弾性層６２２のヤング率より形状保持層６２３のヤング率が大きい方が好ましいことを表わしている。つまり弾性層６２２より形状保持層６２３の方が、より変形しにくい方が好ましい。このような構成とすることで、形状保持層６２３が弾性層６２２の膨張を抑える働きをするため、形状保持層６２３としての機能をより発揮しやすい。
【００６１】
一方、（２）式において、右辺の”１５”は、形状保持層６２３を設けることで、弾性層６２２の膨張量を１／１５にすることができることを表わす。この値は厳密な値ではなく、概略値であるが、経験上（２）式を満たすときに、用紙Ｐのしわや変形が生じにくくなる。
【００６２】
また本実施の形態では、加圧ロール６２は、軸方向において中央部より両端部の外径が大きいことが好ましい。本実施の形態では、加圧ロール６２の表面形状は、例えば、軸方向においてテーパ形状を採る。加圧ロール６２がこのような形状を採ることで、用紙Ｐのしわや変形が更に生じにくくなる。また本実施の形態では、加圧ロール６２の形状を維持しやすいため、加圧ロール６２をテーパ形状にすることによる効果がより発揮しやすい。
【００６３】
さらに本実施の形態では、定着動作の際には、回転の駆動源が加圧ロール６２の側であり、定着ベルト６１は加圧ロール６２の回転に従って回転することが好ましい。つまり加圧ロール６２が駆動源であると、加圧ロール６２に段差が生じた場合、用紙Ｐのしわや変形がより生じやすい。そのためこの形態において、本実施の形態の加圧ロール６２を使用することで、用紙Ｐのしわや変形をより抑制する効果がより発揮しやすい。
【００６４】
なお上述した例では、定着部材が定着ベルト６１であり、加圧部材が加圧ロール６２であったがこれに限られるものではない。例えば、定着部材として定着ロールを使用し、加圧ロールとともにロール対により定着を行なう定着ユニットに対しても適用が可能である。この場合、少なくとも一方のロールに本実施の形態の弾性層および形状保持層を適用すればよい。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限りこれらの実施例により限定されるものではない。
【００６６】
＜試験方法＞
(実施例Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６)
図２〜図７で説明を行なった定着ユニット６０を使用した図１の画像形成装置１により画像形成をする試験を行なった。
定着ユニット６０の加圧ロール６２としては、図３で示すようなコア６２１、弾性層６２２、形状保持層６２３、離型層６２４を備えたものを用いた。このとき加圧ロール６２の外径Ｄ、弾性層６２２のヤング率Ｅ１、形状保持層６２３の材質、ヤング率Ｅ２、厚さＴ２を表１で示すようにそれぞれ変更したものを使用した。なお表１中で、弾性層６２２の材質としてＰＦＡは、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体を意味する。またＰＩは、ポリアミドを、ＳＵＳは、ステンレススチールを意味する。そして弾性層６２２としては、圧縮性の弾性体である発泡シリコーンゴムを使用した。
【００６７】
このとき加圧ロール６２の外径が３．００Ｅ−０２ｍ（３０φ）のものについては、弾性層６２２の厚さを、６ｍｍとした。そして定着ベルト６１が１６０℃であり、加圧ロール６２の通紙箇所が、８０℃、非通紙箇所が、１２０℃となる温度で、４０ｐｐｍ（paper per minute）の速度で画像形成を行なった。このときのニップ部Ｎの用紙搬送方向の長さは、７ｍｍであった。
また加圧ロール６２の外径が５．００Ｅ−０２ｍ（５０φ）のものについては、弾性層６２２の厚さを、８ｍｍとした。そして定着ベルト６１が１７０℃であり、加圧ロール６２の通紙箇所が、８５℃、非通紙箇所が、１３０℃となる温度で、６０ｐｐｍの速度で画像形成を行なった。このときのニップ部Ｎの用紙搬送方向の長さは、１０ｍｍであった。
更に加圧ロール６２の外径が１．００Ｅ−０１ｍ（１００φ）のものについては、弾性層６２２の厚さを、１０ｍｍとした。そして定着ベルト６１が１７５℃であり、加圧ロール６２の通紙箇所が、９０℃、非通紙箇所が、１４０℃となる温度で、１００ｐｐｍの速度で画像形成を行なった。このときのニップ部Ｎの用紙搬送方向の長さは、１５ｍｍであった。
【００６８】
（比較例Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１）
表１に示すように形状保持層６２３を設けなかったこと以外は、実施例Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６と同様の加圧ロール６２を使用して、画像形成を行なった。そしてそれぞれについて比較例Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１とした。
【００６９】
【表１】
2012203185.tif 000004
【００７０】
＜評価＞
実施例Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６、比較例Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１のそれぞれについて、実際に画像形成を行なった。そして紙しわが生じなかったものを○、若干の紙しわが生じることがあるが、ほぼ問題がなかったものを△、許容限度以上の紙しわが生じたものを×として３段階で評価を行なった。また用紙Ｐが通紙した箇所と、通紙しなかった箇所とで加圧ロール６２の半径を測定し、これから加圧ロール６２に生じた段差を算出した。
【００７１】
＜評価結果＞
結果を表１に示す。
表１に示すように加圧ロール６２の弾性層６２２として、圧縮性の弾性体である発泡シリコーンゴムを使用するとともに、形状保持層６２３を設けた実施例Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６は、何れも紙しわの評価が○か△であり、良好な結果となった。一方、形状保持層６２３を設けなかった比較例Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１については、紙しわの評価が×であった。実施例Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６中では、上記（１）式および（２）式を満たす実施例Ａ−３〜Ａ−６、実施例Ｂ−４〜Ｂ−６、実施例Ｃ−４〜Ｃ−６については、満たさない実施例Ａ−１〜Ａ−２、実施例Ｂ−１〜Ｂ−３、実施例Ｃ−１〜Ｃ−３に比較して紙しわの評価がより良好な結果となった。
また紙しわの評価結果と加圧ロール６２に生じた段差の間には、相関関係があり、加圧ロール６２に生じた段差が小さいほど紙しわの評価が良好となった。
【００７２】
ここで図８は、加圧ロール６２の外径Ｄと上述した（２）式との関係について説明した図である。図８において、横軸は、加圧ロール６２の外径Ｄを表わし、縦軸は（２）式の左辺により算出した数値を表わす。
図８では、表１の結果を基にして、実施例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５についてプロットを行なっている。図８に示すように（２）式の左辺の値が１５以上である場合に上述した紙しわの評価が○となる。一方、（２）式の左辺の値が１５未満である場合に上述した紙しわの評価が△または×となる。
【００７３】
一方、図９（ａ）〜（ｃ）は、加圧ロール６２の軸方向位置と半径変化量について説明した図である。図９（ａ）〜（ｃ）において、横軸は、加圧ロール６２の軸方向位置を表わし、縦軸は、加圧ロール６２の軸方向位置に対する半径変化量を表わす。
ここで図９（ａ）は、加圧ロール６２の外径が３０φの場合である。また図９（ｂ）は、加圧ロール６２の外径が５０φの場合であり、図９（ｃ）は、加圧ロール６２の外径が１００φの場合である。そして図９（ａ）中、上から比較例Ａ−１、実施例Ａ−１、実施例Ａ−２、実施例Ａ−３、実施例Ａ−４、実施例Ａ−５、実施例Ａ−６の場合について図示している。また図９（ｂ）中、上から比較例Ｂ−１、実施例Ｂ−１、実施例Ｂ−２、実施例Ｂ−３、実施例Ｂ−４、実施例Ｂ−５、実施例Ｂ−６の場合について図示している。さらに図９（ｃ）中、上から比較例Ｃ−１、実施例Ｃ−１、実施例Ｃ−２、実施例Ｃ−３、実施例Ｃ−４、実施例Ｃ−５、実施例Ｃ−６の場合について図示している。
【００７４】
図９（ａ）〜（ｃ）からわかるように加圧ロール６２の軸方向位置が、０．１ｍ前後と０．３ｍ前後において段差が生じている。ただし、比較例Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１の場合に対し、実施例Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６の場合は、加圧ロール６２に生じる段差がより小さいことがわかる。
【符号の説明】
【００７５】
１…画像形成装置、６０…定着ユニット、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、８０…ＩＨヒータ、９０…駆動モータ、６２１…コア、６２２…弾性層、６２３…形状保持層、６２４…離型層、Ｎ…ニップ部、Ｐ…用紙
【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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【図９】
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