(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導発熱層を有する無端状の定着ベルトと，前記定着ベルト内側に配置された定着ローラと，前記定着ベルトおよび定着ローラとともにニップ部を形成する加圧ローラと，前記定着ベルトの電磁誘導発熱層に印加する磁束を発生する磁束発生部とを有し，トナー像を担持するシートを前記ニップ部に通してそのトナー像をシートに定着させる定着装置において，
前記定着ローラの外径が前記定着ベルトの内径より小さく，
前記定着ローラの外面と前記定着ベルトの内面とが，前記ニップ部の箇所では接触するとともに，それ以外の箇所では接触しておらず，
前記磁束発生部が，前記定着ベルトを挟んで前記加圧ローラの反対側に位置しており，  前記磁束発生部における前記定着ベルトに対面する面には，前記定着ローラの軸方向（以下，「ローラ軸方向」という）における画像形成領域より外部の両側に，前記定着ベルトに接触するリブが設けられており，
前記磁束発生部における前記リブ以外の部分は，前記定着ベルトに接触しておらず，
前記定着ベルトが，前記電磁誘導発熱層の外面側に弾性層と離型層とを有するものであり，
前記定着ベルトのローラ軸方向における画像形成領域より外部に，前記電磁誘導発熱層が前記定着ベルトの外面側に露出する露出部が形成されており，
前記リブは，前記露出部に接触することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
電磁誘導発熱層を有する無端状の定着ベルトと，前記定着ベルト内側に配置された定着ローラと，前記定着ベルトおよび定着ローラとともにニップ部を形成する加圧ローラと，前記定着ベルトの電磁誘導発熱層に印加する磁束を発生する磁束発生部とを有し，トナー像を担持するシートを前記ニップ部に通してそのトナー像をシートに定着させる定着装置において，
前記定着ローラの外径が前記定着ベルトの内径より小さく，
前記定着ローラの外面と前記定着ベルトの内面とが，前記ニップ部の箇所では接触するとともに，それ以外の箇所では接触しておらず，
前記磁束発生部が，前記定着ベルトを挟んで前記加圧ローラの反対側に位置しており，  前記磁束発生部における前記定着ベルトに対面する面には，前記定着ローラの軸方向（以下，「ローラ軸方向」という）における画像形成領域より外部の両側に，前記定着ベルトに接触するリブが設けられており，
前記磁束発生部における前記リブ以外の部分は，前記定着ベルトに接触しておらず，
前記定着ベルトが，前記電磁誘導発熱層の外面側に弾性層と離型層とを有するものであり，
前記定着ベルトのローラ軸方向における画像形成領域より外部に，前記弾性層と離型層とに代えて滑り層が設けられた領域があり，
前記リブは，前記滑り層に接触することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の定着装置において，
前記リブはフッ素樹脂で形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の定着装置において，
前記定着ローラのローラ軸方向の両端部に，前記定着ベルトの内径より大きい径の蓋部材を有することを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置に関する。さらに詳細には，電磁誘導加熱方式の定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は一般に，用紙等の記録材に転写されたトナー像を加熱加圧して定着させるための定着装置を有している。この定着装置として，例えば，特許文献１に記載されているような電磁誘導加熱方式によるものがある。この文献の装置では，回転可能に設けられた金属スリーブに対向して，高周波磁界を生じるコイル・アセンブリが配置されている。これは，高周波磁界により金属スリーブに誘導渦電流を誘起させることにより，金属スリーブを発熱させるものである。本文献では，この方式により，熱変換効率が良好で摩耗や変形の少ない定着装置が得られるとされている。
【０００３】
上記の文献の装置では，金属スリーブは，その内面に当接する内部加圧部材とその内部加圧部材に対向する外部加圧部材とに挟持され，従動回転されている。そのため，金属スリーブの外面とコイル・アセンブリとの距離は，必ずしも安定しているとは言い難い。これに対し，渦電流が誘起される誘導発熱層を含む定着ベルトが，その内周に配置される定着ローラに接着されているものがある。またあるいは，少なくとも使用時にはたるみがない程度に，定着ベルト内に定着ローラが挿入されているものもある（例えば，特許文献２参照。）。このようにすれば，定着ローラを回転駆動させることにより，定着ベルトは安定して回転される。
【特許文献１】特開平１０−７４００７号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記した特許文献２に記載の定着装置では，定着ベルトと定着ローラとが接触している。そのため，定着ベルトの誘導発熱層で発生した熱が，定着ローラへ逃げるという問題点があった。定着ローラには，その最外層として，断熱層を兼ねたスポンジ層が設けられているものがある。そのような定着ローラを使用しても，熱の逃げを完全には防止できなかった。これに対し，熱の逃げを防いで，より昇温性を向上させたいという要望があった。そのようにできれば，予熱時間を短縮するとともに，定着装置における消費電力を低減させることができるからである。
【０００５】
本発明は，前記した従来の定着装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，定着ベルトの誘電発熱層で発生した熱が定着ローラへと逃げることを防止し，短時間で昇温させることのできる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の定着装置は，電磁誘導発熱層を有する無端状の定着ベルトと，定着ベルト内側に配置された定着ローラと，定着ベルトおよび定着ローラとともにニップ部を形成する加圧ローラと，定着ベルトの電磁誘導発熱層に印加する磁束を発生する磁束発生部とを有し，トナー像を担持するシートをニップ部に通してそのトナー像をシートに定着させる定着装置であって，定着ローラの外径が定着ベルトの内径より小さく，定着ローラの外面と定着ベルトの内面とが，ニップ部の箇所では接触するとともに，それ以外の箇所では接触しておらず，磁束発生部が，定着ベルトを挟んで加圧ローラの反対側に位置しており，磁束発生部における定着ベルトに対面する面には，定着ローラの軸方向の２箇所以上の箇所に，定着ベルトに接触するリブが設けられており，磁束発生部におけるリブ以外の部分は，定着ベルトに接触していないものである。
【０００７】
本発明の定着装置によれば，定着ローラの外径がその外側の定着ベルトの内径より小さい。すなわち，定着ローラの外周長が定着ベルトの内周長より小さく，適切に配置すれば，これらが互いに接触しないようにできる。そして，定着ローラの外面と定着ベルトの内面とが，ニップ部の箇所では接触するとともに，それ以外の箇所では接触していないようにすることができる。従って，定着ローラと定着ベルトとの間に空気の層ができる。この空気の層が，断熱作用をすることができる。さらに，ニップ部の反対側に配置された磁束発生部にリブが設けられている。従って，定着ローラと接触していない部分の定着ベルトが，リブによって安定して配置される。これにより，空気の層が安定して形成される。よって，定着ベルトの誘電発熱層で発生した熱が定着ローラへと逃げることを防止し，短時間で昇温させることのできる定着装置となっている。
【０００８】
さらに本発明では，リブは，ローラ軸方向における画像形成領域より外部の両側に設けられている。
そのため，リブが画像形成の障害となることはない。
【０００９】
さらに本発明では，定着ベルトが，電磁誘導発熱層の外面側に弾性層と離型層とを有するものであり，定着ベルトのローラ軸方向における画像形成領域より外部に，電磁誘導発熱層が定着ベルトの外面側に露出する露出部が形成されており，リブが，露出部に接触するものである。
そのため，リブは電磁誘導発熱層に接触する。この電磁誘導発熱層は金属製であり，摺動しても摩耗粉等の発生はない。従って，良好な画質での画像形成が可能である。
【００１０】
さらに本発明における別の態様では，定着ベルトが，電磁誘導発熱層の外面側に弾性層と離型層とを有するものであり，定着ベルトのローラ軸方向における画像形成領域より外部に，弾性層と離型層とに代えて滑り層が設けられた領域があり，リブが，滑り層に接触するものである。
そのため，リブは滑り層に接触する。従って，良好な摺動性が得られる。
【００１１】
さらに本発明では，リブはフッ素樹脂で形成されていることが望ましい。
このようになっていれば，リブ自体が摺動性に優れたものである。
【００１２】
さらに本発明では，定着ローラのローラ軸方向の両端部に，定着ベルトの内径より大きい径の蓋部材を有することが望ましい。
このようになっていれば，定着ローラの外面と定着ベルトの内面との間にできた空気の層が，軸方向の両端部の蓋部材によって閉じこめられる。従って，良好な断熱性を保持できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の定着装置によれば，定着ベルトの誘電発熱層で発生した熱が定着ローラへと逃げることを防止し，短時間で昇温させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，誘導加熱方式の定着装置に本発明を適用したものである。
【００１５】
本形態の定着装置１は，図１に示すように，加熱ローラ１１，加圧ローラ１２，磁束発生部１３を有している。加熱ローラ１１と加圧ローラ１２とは互いに平行に配置され，いずれも回転可能に支持されている。加圧ローラ１２は，加熱ローラ１１へ向けて軸と垂直の方向に付勢されている。これにより，図示のように，どちらかというと加熱ローラ１１のほうがより変形して，加熱ローラ１１と加圧ローラ１２との間にニップが形成される。定着処理時には，この加熱ローラ１１と加圧ローラ１２との間のニップを，図中下から上へ用紙が通される。そして，ニップの出口の近傍には，用紙を加熱ローラ１１から分離するための分離爪１４が備えられている。また，磁束発生部１３には，過熱防止のためのサーモスタット１５が設けられている。
【００１６】
加熱ローラ１１は，図２に示すように，内側から芯金２１，断熱層２２，発熱体層２３，弾性層２４，離型層２５の５層構成になっている。このうち，芯金２１と断熱層２２とは互いに接着されており，合わせて定着ローラ２７という。また，発熱体層２３と弾性層２４と離型層２５とは互いに接着されており，合わせて定着ベルト２８という。定着ローラ２７と定着ベルト２８とは接着されていない。無端状の定着ベルト２８の内部に定着ローラ２７が挿入されている。なお，この加熱ローラ１１全体としてのローラ硬度は，アスカーＣ硬度で３０〜９０度程度が好ましい。
【００１７】
本形態では，図１に示すように，定着ベルト２８の内周の径は定着ローラ２７の外周の径と比較して大きく形成されている。そのため，加圧ローラ１２とのニップ部分を除いて，定着ローラ２７と定着ベルト２８との間には空間Ｓがある。定着ベルト２８の内周の径と定着ローラ２７の外周の径との差は，この定着装置１が定着動作のために加熱され，定着ローラ２７が熱膨張された状態でも，空間Ｓがなくならない程度に設定されている。これにより，定着動作中においても定着ローラ２７と定着ベルト２８との間は，空間Ｓの空気によって断熱されている。従って，定着ベルト２８で発生した熱が，定着ローラ２７へ逃げることがかなり防止される。
【００１８】
芯金２１は，加熱ローラ１１の全体を支持する支持体であり，十分な耐熱性と強度を有することが必要である。例えば，壁厚４ｍｍ程度で，径１５〜２５ｍｍφのアルミ製パイプとすればよい。あるいは，ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性のモールドのパイプ，または鉄パイプ等を使用することもできる。できれば，電磁誘導による影響を受けにくい非磁性のものが好ましい。
【００１９】
断熱層２２は，発熱体層２３によって発生した熱を芯金２１へ逃がさないためのものである。そのために，熱伝導率が低く，耐熱性および弾性を有する，ゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）のものが好ましい。このようにすれば，芯金２１と発熱体層２３との間を断熱して保持できる。また，定着ベルト２８のたわみを許容し，ニップ幅を大きく保つことができる。また，加熱ローラ１１全体としての硬度を小さくして，変形しやすくできる。これにより，排紙性や用紙の分離性を向上させることができる。
【００２０】
また，例えば，断熱層２２として，シリコンスポンジ材を用いる場合は，厚さ２〜１５ｍｍさらに望ましくは３〜１０ｍｍのものを使用する。また，この断熱層２２の硬度は，アスカーＣ硬度で２０〜６０度，さらに望ましくは３０〜５０度の範囲内とする。あるいは，断熱層２２は，ゴム材と樹脂材との２層構造としたものでもよい。
【００２１】
発熱体層２３は，磁束発生部１３によって発生される磁束を受けて誘導電流が誘起され，それによって発熱する層である。例えば，無端状のニッケル電鋳ベルトによって形成されている。この場合は，厚さ１０〜１００μｍさらに望ましくは２０〜５０μｍのものを使用することが望ましい。
【００２２】
あるいは，発熱体層２３の材料としては，以下のものでもよい。例えば，磁性ステンレスのようなその他の磁性材料（磁性金属）でもよい。比較的透磁率μが高く，適切な範囲内の抵抗率ρを持つ材料であれば使用できる。また，非磁性材料であっても，金属などの導電性のある材料であれば，薄膜にする等の工夫により使用可能である。また，樹脂に金属粒子等の発熱粒子を分散させたものでもよい。また，この発熱体層２３に樹脂ベースのものを用いれば，用紙の分離性を向上させることができる。
【００２３】
弾性層２４は，加熱ローラ１１の表面と用紙との密着性を高めるためのものである。これは，耐熱性と弾性とを有するゴム材や樹脂材の層である。その材料としては，例えば，定着温度での使用に耐えられるシリコンゴム，フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーが適している。また，上記の材料に，熱伝導性や補強等を目的とした各種の充填材を混入したものでもよい。熱伝導性の向上のために充填される粒子の例としては，ダイヤモンド，銀，銅，アルミニウム，大理石，ガラス等が挙げられる。実用的には，シリカ，アルミナ，酸化マグネシウム，窒化ホウ素，酸化ベリリウム等が好ましい。
【００２４】
この弾性層２４としては，厚さ１０〜８００μｍ，さらに望ましくは１００〜３００μｍのものとする。弾性層２４の厚さが１０μｍ未満では厚さ方向の十分な弾力性を得ることが難しい。また，この厚さが８００μｍを超えると，発熱体層２３で発生した熱を加熱ローラ１１の外周面まで到達させることが難しく，熱効率が悪化するので好ましくない。
【００２５】
弾性層２４の硬度は，ＪＩＳ硬度で１〜８０度，さらに望ましくは５〜３０度のものとする。この範囲内の硬度であれば，弾性層２４の強度の低下や密着性の低下を防止しつつ，安定した定着性を確保できる。硬度がこの範囲内となるシリコンゴムとして，例えば，１成分系，２成分系，または３成分系以上のシリコンゴム，ＬＴＶ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：低温加硫）型，ＲＴＶ（Ｒｏｏｍ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：常温加硫）型，またはＨＴＶ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：高温加硫）型のシリコンゴム，縮合型または付加型のシリコンゴム等が使用できる。ここでは，ＪＩＳ硬度１０度で厚さ２００μｍのシリコンゴムを使用している。
【００２６】
離型層２５は，加熱ローラ１１の最外層をなし，加熱ローラ１１と用紙との離型性を高めるためのものである。この離型層２５としては，定着温度での使用に耐えられるとともにトナーに対する離型性に優れたものを使用する。例えば，シリコンゴムやフッ素ゴム，あるいはＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体），ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン），ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体），ＰＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素樹脂が好ましい。離型層２５の厚さは５〜１００μｍ，さらに望ましくは１０〜５０μｍとする。また，この離型層２５と弾性層２４との接着力を向上させるために，プライマー等による接着処理を行ってもよい。また，離型層２５の中に，必要に応じて，導電材，耐摩耗材，良熱伝導材をフィラーとして添加してもよい。
【００２７】
次に，加圧ローラ１２について説明する。加圧ローラ１２は，図３に示すように，芯金３１，断熱層３２，離型層３３を有している。芯金３１は，壁厚３ｍｍのアルミ製パイプである。強度が確保できれば，芯金３として，ＰＰＳのような耐熱性のモールドのパイプや鉄パイプを使用することもできる。しかし，この芯金３１の材質としても，加熱ローラ１１の芯金２１と同様に，電磁誘導による影響を受けにくい非磁性のものがより好ましい。
【００２８】
芯金３１の外周には，断熱層３２が設けられている。断熱層３２は，厚さ３〜１０ｍｍの範囲内のシリコンスポンジゴムの層である。１層の断熱層３２に代えて，シリコンゴムとシリコンスポンジとの２層構造としてもよい。
【００２９】
加圧ローラ１２の最外周の離型層３３は，加熱ローラ１１の離型層２５と同様に，用紙に対するローラ表面の離型性を向上させるためのものである。この離型層３３は，ＰＴＦＥまたはＰＦＡ等のフッ素系樹脂による厚さ５〜１００μｍ，さらに望ましくは１０〜５０μｍの層である。なお本形態では，この加圧ローラ１２は，加熱ローラ１１に対して３００〜５００Ｎの荷重で加圧されており，ニップ幅は約５〜１５ｍｍである。ニップ幅を変更して使用したい場合には荷重を異なる大きさとすればよい。
【００３０】
次に，磁束発生部１３について説明する。磁束発生部１３は，加熱ローラ１１の外周に対面するとともに，加熱ローラ１１の長手方向に沿って，加熱ローラ１１に平行に配置されている。磁束発生部１３は，図１に示すように，励磁コイル４１と磁性体コア４２とがコイルボビン４３に覆われているものである。
【００３１】
励磁コイル４１は，加熱ローラ１１の長手方向に沿って巻かれたコイルである。その横断面（図１参照）は，加熱ローラ１１の外周に倣ってやや湾曲した形状となっている。この励磁コイル４１には，高周波インバータ４４が接続され，１０〜１００ｋＨｚ，１００〜２０００Ｗの高周波電力が供給される。そのため，本形態では，励磁コイル４１の巻き線として，細い線を数十〜数百本束ねてリッツ線としたものを使用している。さらには，巻き線に伝熱した場合を想定して，本形態では，巻き線に耐熱性の樹脂が被覆されたものを使用している。
【００３２】
励磁コイル４１は，メインコイル５１と消磁コイル５２とを有している。メインコイル５１は，加熱ローラ１１の軸方向に少なくとも画像形成可能な最大幅以上の長さで設けられている。それに対し，消磁コイル５２は，メインコイル５１の長手方向両端部に設けられている短いコイルである。これらにより，幅の広い用紙に画像形成する場合では，メインコイル５１のみを使用して，加熱ローラ１１の幅の広い範囲を加熱する。幅の狭い用紙に画像形成する場合では，メインコイル５１による磁束のうち両端部のものを消磁コイル５２で打ち消すことにより，加熱ローラ１１のうち，中央部の幅の狭い範囲のみを加熱する。
【００３３】
磁性体コア４２は，磁気回路の効率を上げるためと，磁気遮蔽のためのものである。この磁性体コア４２は，メインコア５３，端部コア５４，裾コア５５を有している。メインコア５３は，その横断面が図１に示すような湾曲した形状であり，励磁コイル４１を覆うように配置されている。メインコア５３の両裾に裾コア５５が配置されている。メインコア５３の軸方向の両端部には端部コア５４が配置されている。なお，メインコア５３として，断面が略「Ｅ」字の形状で，中央部に加熱ローラ１１側へ突出した部分のあるコアを使用しても良い。このようにすれば，さらに発熱効率を高めることができる。
【００３４】
磁性体コア４２はいずれも，高透磁率かつ低損失の材質で形成されている。本形態では高周波を用いるため，パーマロイのような合金によるコアでは，コア内の渦電流損失が大きくなりがちである。そこで，このような材質を使用する場合は積層構造のコアとすることが望ましい。なお，励磁コイル４１と磁性体コア４２とによる磁気回路部分の磁気遮蔽が，他の手段によって十分にできる場合には，コアなし（空芯）にしてもよい。さらに，磁性体コア４２として，樹脂材に磁性粉を分散させたものを用いることもできる。この素材は，透磁率はやや低いが，形状を自由に設定できるという利点がある。
【００３５】
コイルボビン４３は，磁性体コア４２と励磁コイル４１との全体を覆っているボビン本体５６と，ボビン本体５６の外部に設けられたリブ５７とを有している。リブ５７は，ボビン本体５６の軸方向両端部に設けられた，略円弧状の凸部である。リブ５７は，ボビン本体５６と一体的に成型されている。そして，定着装置１として組み立てられたときには，リブ５７は，定着ベルト２８の軸方向の両端部の通紙領域外の範囲５８（図４参照）にそれぞれ接触する位置に設けられている。定着ベルト２８は，リブ５７に接触することにより，回転時にも安定した配置が保持される。従って，定着ベルト２８と定着ローラ２７との間の空間Ｓも安定して保持される。従って，リブ５７により，精度や耐久性に優れた定着ベルト２８の位置決めが可能となっている。
【００３６】
なお，本形態では，図４に示すように，定着ベルト２８の軸方向の両端部の通紙領域外に，弾性層２４と離型層２５とが設けられていない範囲５８がある。すなわち，この範囲５８では，発熱体層２３が露出している。そして，リブ５７は，この範囲５８にそれぞれ接触する位置に設けられている。すなわち，リブ５７は，発熱体層２３に直接接触している。発熱体層２３は，離型層２５や弾性層２４と異なり，金属であり樹脂ではない。従って，リブ５７が発熱体層２３に対して摺動し続けたとしても，摩耗は起こりにくい。もし，リブ５７が離型層２５に直接接触していると，樹脂の摩耗による摩耗粉等が出ることにより，画質劣化の原因となるおそれがある。本形態では，リブ５７が範囲５８に接触しているのでそのようなことはない。
【００３７】
また，リブ５７として，耐熱性，摺動性に優れたフッ素樹脂等の材質のものを用いてもよい。この場合には，ボビン本体５６とは別に形成し，はめ込み等によって取り付けるとよい。このようにすれば，リブ５７と定着ベルト２８との摺動性がさらに向上する。また，この場合，リブ５７は必要に応じて交換可能である。さらには，図５に示すように，リブ５７が接触する定着ベルト２８の範囲５８にも，フッ素樹脂等の滑り層５９を設けるようにしても良い。このようにすれば，リブ５７と定着ベルト２８との間の摺動性がさらに向上する。
【００３８】
さらに，加熱ローラ１１の軸方向両端部には，図６と図７に示すように，封止板６１が設けられている。この封止板６１は，その中央部に加熱ローラ１１の回転軸（芯金２１）を通すための貫通穴６２が設けられた円板状の部材である。封止板６１の外径は，加熱ローラ１１の外径より大きい。従って，両端側の封止板６１によって，定着ローラ２７と定着ベルト２８との間の空間Ｓ内の空気がある程度封止される。つまり，この空間Ｓにある空気は，あまり外部と入れ替わらない。これにより，空間Ｓの空気層の気密性をある程度保つことができるので，この空気層による断熱効果が向上される。
【００３９】
さらに，封止板６１は，加熱ローラ１１の両端部を覆っているので，加熱ローラ１１のうち，定着ベルト２８だけが定着ローラ２７から軸方向へずれて，片側へよることが防止されている。すなわち，この封止板６１は，ベルトの寄り防止機能をも有している。なお，図６と図７に示しているのは，加圧ローラ１２による加圧を受けていない状態の加熱ローラ１１である。加圧ローラ１２は，加熱ローラ１１のうち，両側の封止板６１より軸方向の内側のみに圧接される。封止板６１は，加圧ローラによってその一部が加圧された状態の加熱ローラ１１においても，空間Ｓの両端部を覆うような大きさに形成される。なお，ベルトの寄り防止機能は他の部材によって行うこととし，封止板６１に代えて，空気の封止のみを目的とした封止板を設けてもよい。
【００４０】
次に，本形態の定着装置１の動作を説明する。本形態の定着装置１では，図１に示すように，加圧ローラ１２が加熱ローラ１１に押し付けられ，これらの間にニップが形成される。さらに，加圧ローラ１２が図中時計回り方向に回転駆動される。これにより，加熱ローラ１１は，加圧ローラ１２との摩擦力によって，図中反時計回り方向に従動回転される。なお，この駆動と従動との関係は，逆でもよい。
【００４１】
磁束発生部１３においては，高周波インバータ４４によって，励磁コイル４１に高周波電力が供給される。これにより誘導された磁束は，磁性体コア４２の内部を外部に漏れることなく通る。そして，その磁束は，磁性体コア４２の突起部間で外部に出て，加熱ローラ１１の発熱体層２３を貫く。これにより，発熱体層２３に渦電流が流れ，発熱体層２３がジュール発熱する。そして，適切な定着温度（例えば，１００〜２００℃程度）となるように，高周波インバータ４４が制御される。そのために，別にサーミスタを設けておくと良い。
【００４２】
この発生した熱は，発熱体層２３に接着されている弾性層２４を介して，加熱ローラ１１の表面へ伝達される。トナー像を担持する用紙は，トナー像の載っている面を加熱ローラ１１の側に向けた状態で，加熱ローラ１１と加圧ローラ１２との間のニップに挿入される。そして，加熱ローラ１１と加圧ローラ１２との間のニップを通過する間に，トナーが溶融されて用紙に定着される。ニップを通過した用紙は，加熱ローラ１１から分離されて後段へと搬送される。用紙が，ニップを通過した後も加熱ローラ１１に張り付いたままであれば，分離爪１４によって加熱ローラ１１から強制的に分離される。これにより，用紙が定着装置１でジャムになることが防止されている。なお，分離爪１４の先端部は，加熱ローラ１１の表面に接触していてもしていなくてもよい。
【００４３】
本形態の定着装置１では，定着ベルト２８の発熱体層２３の内周側の面と定着ローラ２７の外周の断熱層２２との間に，空間Ｓがある。定着ベルト２８と定着ローラ２７とが接触しているのは，加圧ローラ１２とのニップの部分のみである。従って，この空間Ｓの空気層によって，発熱体層２３と定着ローラ２７との間が断熱されている。
【００４４】
これにより，図８に示すように，定着ベルト２８を短時間で昇温させることができる。この図では，本形態の定着装置１による昇温特性を実線で，定着ベルトと定着ローラとの間に空間のない従来の定着装置による昇温特性を破線で示している。いずれも，磁束発生部１３に同じ一定の電力を投入した際の，加熱ローラの表面の温度の推移をグラフ化したものである。この図から分かるように，本形態の実施例によれば，目標値の１８５℃に到達するまでの時間を，従来のものに比較して約３０％短くすることができた。
【００４５】
なお，本形態の定着装置１には，この他に分離性能が向上するという効果もある。加熱ローラ１１では，加圧ローラ１２によって加圧された際に定着ローラ２７の外周がややつぶれたように変形する。そのため，定着ベルト２８の内径と定着ローラ２７の外径との差が大きいほど，ニップ出口の前後における定着ベルト２８のなす角度が大きくなるのである。例えば，図９に示すように，定着ベルト２８の内径に対して定着ローラ２７の外径が小さいものでは，ニップ出口における定着ベルト２８のなす角度αが大きい。これに対し，定着ベルト２８と定着ローラ２７’との間に空間のない従来の加熱ローラでは，ニップ出口における定着ベルト２８のなす角度βがやや小さい。本形態では，定着ベルト２８のなす角度αが大きいので，用紙はニップの出口で分離されやすいものとできた。
【００４６】
この分離性能について，同一の定着ベルトと径の異なる３種類の定着ローラとを組み合わせた３種類の定着装置を用いて，試験を行った。ここでは，定着ベルト２８として，その内径が約４０ｍｍφのものを使用した。本実施例の定着ローラは，その外径が３４ｍｍφであり，十分な空間Ｓがある。比較例として，定着ローラ２７の外径が３８，４０ｍｍφの２種類のものを試験した。定着ローラの外径が４０ｍｍφの比較例２では，定着ローラと定着ベルトとの間にほとんど隙間がない。
【００４７】
さらに，本試験では，分離不良の起きやすい比較的薄い用紙を用い，先端に僅かな余白を残したほぼ全面ベタ画像を形成した。分離性の評価基準は，以下の通りとした。
光沢ムラの発生がない場合に○
分離不良によって若干の光沢ムラが発生している場合に△
なお，この試験は気温２３℃湿度６５％の通常環境で行った。
【００４８】
【表１】
0005071019.tif 000002
【００４９】
試験の結果は表１に示す通りとなった。実施例ではいずれの画像についても光沢ムラは発生しなかった。先端余白が１．５ｍｍの画像では，比較例１，２のいずれも光沢ムラが発生した。先端余白が３ｍｍの画像では，比較例２で光沢ムラが発生した。この結果から，定着ローラの外径が小さく，定着ベルトの内径との差が大きい本実施例では，用紙分離性能が向上していることが分かった。
【００５０】
以上詳細に説明したように，本形態の定着装置１によれば，加熱ローラ１１の定着ローラ２７の外径が，定着ベルト２８の内径に比較してかなり小さくされている。従って，定着ローラ２７と定着ベルト２８との間に，空間Ｓが形成されている。この空間Ｓの内部の空気が断熱層として機能するので，定着ベルト２８で発生した熱は，定着ローラ２７へは逃げにくい。これにより，本形態は，短時間で昇温させることができる定着装置１となっている。
【００５１】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，磁束発生部１３のボビンの形状やコアの配置等は一例であり，これに限るものではない。また，リブは，定着ベルト２８に接触して適切な位置に保持できればよく，その形状や配置は上記の実施例に限るものではない。また，本形態は，カラーあるいはモノクロの，プリンタ，ＦＡＸ，コピー機等の画像形成装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図２】加熱ローラの層構成を示す説明図である。
【図３】加圧ローラの層構成を示す説明図である。
【図４】リブの配置と定着ベルトの層構成との関係を示す説明図である。
【図５】リブの配置と定着ベルトの層構成との関係を示す説明図である。
【図６】封止板を示す説明図である。
【図７】封止板を示す説明図である。
【図８】本形態の定着装置による昇温特性を示すグラフ図である。
【図９】ニップ出口での定着ベルトの形状を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  定着装置
１２  加圧ローラ
１３  磁束発生部
２７  定着ローラ
２８  定着ベルト
５７  リブ
５９  滑り層
６１  封止板
【図１】
0005071019.tif 000003
【図２】
0005071019.tif 000004
【図３】
0005071019.tif 000005
【図４】
0005071019.tif 000006
【図５】
0005071019.tif 000007
【図６】
0005071019.tif 000008
【図７】
0005071019.tif 000009
【図８】
0005071019.tif 000010
【図９】
0005071019.tif 000011