(57)【要約】【課題】定着部材における記録媒体の通過領域と非通過領域の温度差が低減される定着装置を得る。【解決手段】定着装置１００は、磁界を発生する励磁コイル１１０と、電磁誘導により発熱する発熱層及び定着設定温度以上で且つ耐熱温度以下の温度領域に透磁率変化開始温度を有する感温層１３０を有する定着ロール１０２と、定着ロール１０２の外周面に圧接されて変形する加圧ロール１０４とを有している。ここで、定着ロール１０２の記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄで、温度が透磁率変化開始温度２００℃を超えたとき、感温層１３０の磁性が消失すると共に電磁誘導による渦電流が減少し、発熱層１２８の発熱量が低減される。これにより、小サイズの記録用紙Ｐの定着後に大サイズの記録用紙Ｐを定着しても、大サイズの記録用紙Ｐの端部でホットオフセット現象が起こりにくい。【選択図】図２
2009217160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を発生する磁界発生手段と、
前記磁界発生手段と対向配置され、前記磁界の電磁誘導により発熱し、表皮深さより薄い厚さの発熱層と、定着設定温度以上で且つ耐熱温度以下の温度領域に透磁率が連続的に低下し始める透磁率変化開始温度を有し、前記発熱層の前記磁界発生手段と反対側の面に接する感温層と、を有する円筒状の定着部材と、
前記定着部材の外周面に圧接されて変形する加圧回転体と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧部材が、無端状のベルト部材からなり、前記定着部材と共に前記ベルト部材を挟む支持部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材の内側又は外側で前記磁界発生手段と対向配置され、非磁性金属からなる閉磁路部材を設け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】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置と、
露光光を出射する露光部と、
前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、
前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、
前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタや複写機等の画像形成装置において、記録用紙上に転写されたトナー像を、熱源により加熱される熱ロールと、加圧ロールとで形成されるニップ部に通して、熱と圧力の作用でトナーを溶融して定着する定着装置が利用されている。ここで、熱ロール及び加圧ロールを用いた定着装置の一例として、熱ロールを所定のキュリー温度からなる感温磁性金属パイプで構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の定着装置は、感温磁性金属パイプの温度がキュリー温度より低い場合は、感温磁性金属パイプに誘導電流が流れて発熱するが、キュリー温度より高い場合は、感温磁性金属パイプが非磁性体となって磁束が通過し、非磁性材料に誘導電流が流れて温度上昇が止まる。
【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】
【０００４】
本発明は、定着部材における記録媒体の通過領域と非通過領域の温度差が低減される定着装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る定着装置は、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界発生手段と対向配置され、前記磁界の電磁誘導により発熱し、表皮深さより薄い厚さの発熱層と、定着設定温度以上で且つ耐熱温度以下の温度領域に透磁率が連続的に低下し始める透磁率変化開始温度を有し、前記発熱層の前記磁界発生手段と反対側の面に接する感温層と、を有する円筒状の定着部材と、前記定着部材の外周面に圧接されて変形する加圧回転体と、を有することを特徴としている。
【０００６】
本発明の請求項２に係る定着装置は、前記加圧部材が、無端状のベルト部材からなり、前記定着部材と共に前記ベルト部材を挟む支持部材を設けたことを特徴としている。
【０００７】
本発明の請求項３に係る定着装置は、前記定着部材の内側又は外側で前記磁界発生手段と対向配置され、非磁性金属からなる閉磁路部材を設けたことを特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置と、露光光を出射する露光部と、前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材における記録媒体の通過領域と非通過領域の温度差が低減される。
【００１０】
請求項２の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材と加圧部材の接触領域を広げることができ、該接触領域での面圧を上げることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材の非通紙領域の昇温を抑えられる。
【００１２】
請求項４の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着装置を長期間使用できるので、画像形成装置としての使用期間を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の定着装置及び画像形成装置の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１４】
図１には、画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。プリンタ１０は、プリンタ１０の本体を構成する筐体１２に光走査装置５４が固定されており、光走査装置５４に隣接する位置に、光走査装置５４及びプリンタ１０の各部の動作を制御する制御ユニット５０が設けられている。
【００１５】
光走査装置５４は、図示しない光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び ブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋを出射するようになっている。光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、それぞれ対応する各感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに導かれる。
【００１６】
プリンタ１０の下方側には、記録用紙Ｐを収納する用紙トレイ１４が設けられている。用紙トレイ１４の上方には、記録用紙Ｐの先端部位置を調整する一対のレジストロール１６が設けられている。また、プリンタ１０の中央部には、画像形成ユニット１８が設けられている。画像形成ユニット１８は、前述の４つの感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えており、これらが上下一列に並んでいる。
【００１７】
感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向上流側には、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面を帯電する帯電ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。また、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に現像する現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが設けられている。
【００１８】
一方、感光体２０Ｙ、２０Ｍには第１中間転写体２６が接触し、感光体２０Ｃ、２０Ｋには第２中間転写体２８が接触している。そして、第１中間転写体２６、第２中間転写体２８には第３中間転写体３０が接触している。第３中間転写体３０と対向する位置には、転写ロール３２が設けられている。転写ロール３２と第３中間転写体３０との間を記録用紙Ｐが搬送され、第３中間転写体３０上のトナー像を記録用紙Ｐに転写させる。
【００１９】
記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３４の下流には、定着装置１００が設けられている。定着装置１００は、定着ロール１０２と加圧ロール１０４を有しており、記録用紙Ｐを加熱・加圧してトナー像を記録用紙Ｐに定着させる。トナー像が定着された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール３６でプリンタ１０の上部に設けられたトレイ３８に排出される。
【００２０】
ここで、プリンタ１０の画像形成について説明する。
【００２１】
画像形成が開始されると、各感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面が帯電ローラ２２Ｙ〜２２Ｋによって一様に帯電される。光走査装置５４から出力画像に対応した光ビーム６０Ｙ〜６０Ｋが、帯電後の感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面に照射され、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像に対して、現像器２４Ｙ〜２４Ｋが選択的に各色、すなわちＹ〜Ｋのトナーを付与し、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が形成される。
【００２２】
その後、マゼンタ用の感光体２０Ｍから第１中間転写体２６にマゼンタのトナー像が一次転写される。また、イエロー用の感光体２０Ｙから第１中間転写体２６にイエローのトナー像が一次転写され、第１中間転写体２６上で前記マゼンタのトナー像に重ね合わされる。
【００２３】
一方、同様にブラック用の感光体２０Ｋから第２中間転写体２８にブラックのトナー像が一次転写される。また、シアン用の感光体２０Ｃから第２中間転写体２８にシアンのトナー像が一次転写され、第２中間転写体２８上で前記ブラックのトナー像に重ね合わされる。
【００２４】
第１中間転写体２６へ一次転写されたマゼンタとイエローのトナー像は、第３中間転写体３０へ二次転写される。一方、第２中間転写体２８へ一次転写されたブラックとシアンのトナー像も、第３中間転写体３０へ二次転写される。ここで、先に二次転写されているマゼンタ 、イエローのトナー像と、シアン、ブラックのトナー像とが重ね合わされ、カラー（３色）とブラックのフルカラートナー像が第３中間転写体３０上に形成される。
【００２５】
二次転写されたフルカラートナー像は、第３中間転写体３０と転写ロール３２との間のニップ部に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール１６から記録用紙Ｐが当該ニップ部分に搬送され、記録用紙Ｐ上にフルカラートナー像が三次転写（最終転写）される。
【００２６】
この記録用紙Ｐは、その後、定着装置１００に送られ、定着ロール１０２と加圧ロール１０４とのニップ部を通過する。その際、定着ロール１０２と加圧ロール１０４とから与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー像が記録用紙Ｐに定着する。定着後、記録用紙Ｐは用紙搬送ロール３６によりトレイ３８に排出され、記録用紙Ｐへのフルカラー画像形成が終了する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る定着装置１００について説明する。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、定着装置１００は、記録用紙Ｐの進入又は排出を行うための開口が形成された筐体１２０を備えている。筐体１２０の内部には、矢印Ａ方向へ回転する無端状の定着ロール１０２が設けられている。定着ロール１０２の両端部には、図示しないギヤが接着されている。
【００２９】
定着ロール１０２の外周面と対向する位置には、絶縁性の材料で構成されたボビン１０８が配置されている。ボビン１０８は、定着ロール１０２の外周面に倣った略円弧状に形成されており、定着ロール１０２とは反対側の面の略中央部から凸部１０８Ａが突設されている。ボビン１０８と定着ロール１０２との間隔は１〜３ｍｍ程度となっている。
【００３０】
ボビン１０８には、通電によって磁界Ｈを発生する励磁コイル１１０が、凸部１０８Ａを中心として軸方向（図２（ａ）の紙面奥行き方向）に複数回巻き回されている。励磁コイル１１０と対向する位置には、ボビン１０８の円弧状に倣って略円弧状に形成された磁性体コア１１２が配置され、ボビン１０８に支持されている。
【００３１】
一方、定着ロール１０２の外周面には、定着ロール１０２の回転に対して矢印Ｂ方向に従動回転する加圧ロール１０４が圧接されている。加圧ロール１０４は、鉄等の金属からなる芯金１０６の周囲に、シリコンゴム弾性層とＰＦＡ離型層が被覆された構成となっている。また、加圧ロール１０４は、定着ロール１０２との接触部であるニップ部１１７では、定着ロール１０２の外周面に倣って凹形状となっている。
【００３２】
ニップ部１１７の記録用紙Ｐの搬送方向出口側近傍には、定着ロール１０２側に先端部を向けた図示しない分離爪が設けられており、トナーＴが載った記録用紙Ｐがニップ部１１７を通過したときに、定着ロール１０２側に引かれていくのを防いでいる。このため、矢印ＩＮ方向から搬送されてきた記録用紙Ｐは、矢印ＯＵＴ方向に排出される。
【００３３】
定着ロール１０２の表面で、励磁コイル１１０と対向しない領域で且つ記録用紙Ｐの排出側の領域には、定着ロール１０２表面の温度を測定するサーミスタ１１８が接触して設けられている。サーミスタ１１８の接触位置は、記録用紙Ｐのサイズの大小によって測定値が変わらないように、定着ロール１０２の軸方向（図２の紙面奥行き方向）の略中央部となっている。サーミスタ１１８は、定着ロール１０２表面から与えられる熱量に応じて抵抗値が変化することで、定着ロール１０２表面の温度を計測する。
【００３４】
図３に示すように、サーミスタ１１８は、配線１３２を介して、前述の制御ユニット５０（図１参照）の内部に設けられた制御回路１３４に接続されている。また、制御回路１３４は、配線１３６を介して通電回路１３８に接続されており、通電回路１３８は、配線１４０、１４２を介して前述の励磁コイル１１０に接続されている。
【００３５】
ここで、制御回路１３４は、サーミスタ１１８から送られた電気量に基づいて定着ロール１０２表面の温度を測定し、この測定温度と予め記憶させてある定着設定温度（本実施形態では１７０℃）と比較する。そして、測定温度が定着設定温度よりも低い場合は、通電回路１３８を駆動して励磁コイル１１０に通電し、磁気回路としての磁界Ｈ（図２（ａ）参照）を発生させる。一方、測定温度が定着設定温度よりも高い場合は、通電回路１３８を停止するようになっている。
【００３６】
通電回路１３８は、制御回路１３４から送られる電気信号に基づいて駆動又は駆動停止され、配線１４０、１４２を介して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を供給（矢印方向）又は供給停止するようになっている。
【００３７】
次に、定着ロール１０２の構成について説明する。なお、本実施形態では、ニップ部１１７において、撓みはするが凹状に変形しないもの、または加圧回転体と対向してニップ部を形成するための押圧部材を定着部材内周面に別途設ける必要がないものを定着ロール１０２としており、凹状に変形するもの、または加圧回転体と対向してニップ部を形成するための押圧部材を定着部材内周面に別途設ける必要があるものは定着ベルトとしている。
【００３８】
定着ロール１０２は、図２（ｂ）に示すように、内側から外側に向けて厚さ２００μｍ（１５０〜２００μｍ以下）の感温層１３０、厚さ１０μｍ（２〜２０μｍ）の発熱層１２８、厚さ４００μｍの弾性層１２６、及び厚さ３０μｍの離型層１２４で構成されており、これらが積層され一体となっている。定着ロール１０２の直径は、３０ｍｍとしている。
【００３９】
感温層１３０は、定着ロール１０２の強度を保持するための基層に位置しており、鉄、ニッケル、クロム、シリコン、ホウ素、ニオブ、銅、ジルコニウム、コバルト等からなる合金で構成される金属軟磁性材料が用いられる。また、感温層１３０は、発熱層１２８（あるいは定着ロール１０２）の耐熱温度（熱による変形が始まる温度）以下で、定着装置１００の定着設定温度（定着ロール１０２で必要とされる定着温度）以上の温度領域に、透磁率が連続的に低下し始める透磁率変化開始温度を有するものが用いられる。なお、透磁率変化開始温度とは、図４に示すように、透磁率（ＪＩＳ−Ｃ２５３１で測定）が連続的に低下し始める温度であり、磁界の磁束の貫通量が変化し始める点をいう。
【００４０】
これらに基づき、本実施形態では、耐熱温度２４０℃、定着設定温度１７０℃と設定し、感温層１３０として、透磁率変化開始温度が２００℃程度の鉄−ニッケル合金を用いている。感温層１３０の固有抵抗は、７０×１０−８Ωｍ以上となっている。
【００４１】
感温層１３０は、透磁率変化開始温度より低い温度では強磁性体となり、前述の磁界Ｈ（図２（ａ）参照）を侵入させる。また、透磁率変化開始温度を超えると、透磁率が低下し始め非磁性体（常磁性体）に近づき、磁界Ｈの磁束貫通量が多くなる。
【００４２】
ここで、感温層１３０の感温機能を十分に発現させるためには、透磁率変化開始温度より低い温度で磁界Ｈが侵入できる深さを示す表皮深さδを感温層１３０の厚み以下にする必要がある。表皮深さδは（１）式で与えられる。
【００４３】
【数１】
2009217160.tif 000003
（１）式において、ρは固有抵抗、ｆは周波数（電磁誘導加熱周波数）、μｒは比透磁率（室温）である。いま、ρ≧７０×１０−８Ωｍ、ｆ≧２０ｋＨｚを必要条件として、（１）式に基づいて例えばδ≦２００μｍとなる比透磁率を求めると、少なくとも比透磁率μｒ≧２３０が必要となる。本実施形態の感温層１３０は、比透磁率μｒが２３０以上となるように、予め熱処理（焼鈍）によって高透磁率化されている。固有抵抗ρはＪＩＳ  Ｋ６９１１の方法で求められる。
【００４４】
なお、感温層１３０は、例えば２００μｍの厚さで、電磁誘導加熱周波数が２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの領域においては、固有抵抗が十分に高いため、発熱層１２８より発熱し難い。これにより、感温層１３０が過剰に発熱して、発熱層１２８の発熱温度に影響することはほとんど無い。また、感温層１３０は、定着ロール１０２の強度を確保する観点からも、１５０μｍ以上で設計される。
【００４５】
一方、発熱層１２８は、前述の磁界Ｈ（図２（ａ）参照）を打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料が用いられる。このような金属材料としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリウム、アンチモン、又はこれらの合金を用いることができる。また、定着装置１００のウォームアップ時間を短くするためにも、発熱層１２８の厚さはできるだけ薄くした方がよく、発熱層１２８として厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗２．７×１０−８Ωｃｍ以下の非磁性金属材料を用いれば、汎用電源が活用できる交流周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲において必要な発熱量を効率よく得ることができる。本実施形態では、発熱効率とコストの観点から、銅を用い、厚さ１０μｍとしている。これは表皮深さδよりも十分に薄いため、磁束を貫通させる。
【００４６】
弾性層１２６は、優れた弾性と耐熱性が得られる等の観点から、シリコン系ゴム、又はフッ素系ゴムが用いられ、本実施形態ではシリコンゴムを用いている。
【００４７】
離型層１２４は、記録用紙Ｐ上で溶融されたトナーＴ（図２（ａ）参照）との接着力を弱めて、記録用紙Ｐを定着ロール１０２から剥離し易くするために設けられる。優れた表面離型性を得るためには、離型層１２４として、フッ素樹脂、シリコン樹脂、又はポリイミド樹脂を用いることが用いられ、本実施形態ではＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。
【００４８】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
【００４９】
図１〜図３に示すように、プリンタ１０の画像形成工程を経て、トナーＴが転写された記録用紙Ｐが定着装置１００に送られる。定着装置１００では、定着ロール１０２が矢印Ａ方向への回転駆動を開始し、加圧ロール１０４がそれに従動して矢印Ｂ方向へ回転する。このとき、制御回路１３４からの電気信号に基づいて通電回路１３８が駆動され、励磁コイル１１０に交流電流が供給される。
【００５０】
励磁コイル１１０に交流電流が供給されると、励磁コイル１１０の周囲に磁気回路としての磁界Ｈが生成消滅を繰り返す。そして、磁界Ｈが定着ロール１０２の発熱層１２８を横切ると、磁界Ｈの変化を妨げる磁界が生じるように発熱層１２８に渦電流（図示せず）が発生する。
【００５１】
発熱層１２８は、発熱層１２８の表皮抵抗、及び発熱層１２８を流れる渦電流の大きさに比例して発熱し、これによって定着ロール１０２が加熱される。定着ロール１０２表面の温度は、サーミスタ１１８で検知され、定着設定温度１７０℃に到達していない場合は、制御回路１３４が通電回路１３８を駆動制御して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を通電する。また、定着設定温度に到達している場合は、制御回路１３４が通電回路１３８の制御を停止する。
【００５２】
続いて、図２に示すように、定着装置１００に送り込まれた記録用紙Ｐは、発熱層１２８が発熱して所定の定着設定温度（１７０℃）となっている定着ロール１０２と、加圧ロール１０４とによって加熱押圧され、トナー像Ｔが記録用紙Ｐ表面に定着される。定着装置１００から排出された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール３６によりトレイ３８に排出される。
【００５３】
ここで、小サイズの記録用紙Ｐを連続して通紙して定着を行い、続いて大サイズの記録用紙を通紙する場合について説明する。
【００５４】
図２及び図５に示すように、定着ロール１０２において、小サイズの記録用紙Ｐが通過する領域をＣ、大サイズの記録用紙Ｐが通過する領域をＢ＋Ｃ＋Ｄ、記録用紙Ｐが通過せず励磁コイル１１０が配置されていない領域をＡ及びＥとする。また、感温層１３０が無い、もしくは、感温層１３０の透磁率変化開始温度が１７０℃〜２４０℃に存在しない場合の定着ロールの温度グラフをＧ１、本実施形態の定着ロール１０２の温度グラフをＧ２とする。
【００５５】
まず、小サイズの記録用紙Ｐが連続して通紙され定着が行われると、定着ロール１０２における記録用紙Ｐの通過領域Ｃでは、記録媒体Ｐに熱量が奪われて定着ロール１０２の温度が定着設定温度（１７０℃）よりも低下する。
【００５６】
制御回路１３４（図３参照）は、サーミスタ１１８で検知された温度と定着設定温度の差に基づいて、定着ロール１０２の温度を定着設定温度に近づけるように通電回路１３８を制御し、発熱層１２８が発熱する。これにより、定着ロール１０２の温度が上昇する。定着ロール１０２における記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄ（Ａ、Ｅ含む）では、記録用紙Ｐに熱量が奪われないので、発熱層１２８の発熱によって温度がさらに上昇する。
【００５７】
ここで、感温層１３０が無い、もしくは、感温層１３０の透磁率変化開始温度が１７０℃〜２４０℃に存在しない定着ロールを用いている場合は、記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄにおける温度上昇を低減する手段を有していないため、グラフＧ１のように、定着ロールにおける記録用紙Ｐの通過領域Ｃと非通過領域Ｂ、Ｄの温度差が大きくなる。
【００５８】
記録用紙Ｐの通過領域Ｃと非通過領域Ｂ、Ｄの温度差が大きくなると、小サイズの記録用紙Ｐの後に大サイズの記録用紙Ｐを定着したときに、記録用紙Ｐの端部（領域Ｂ、Ｄ）に過剰な熱量が与えられてしまい、トナーＴの一部が定着ロール側に残ってしまう、いわゆるホットオフセット現象となって、画像の定着むらが生じる。
【００５９】
一方、本実施形態の定着装置１００では、記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄで温度が上昇し、定着ロール１０２表面の温度が定着設定温度１７０℃よりも高く、且つ透磁率変化開始温度２００℃を超えたとき、非通過領域Ｂ、Ｄの感温層１３０の比透磁率が１に近づき始める。このとき、前述の（１）式で求められる表皮深さδが、感温層１３０の厚さよりも大きくなり、磁界Ｈの磁束が感温層１３０を貫通するようになる。これにより、磁界Ｈの磁束密度が減少して電磁誘導による渦電流が減少し、記録用紙Ｐの非通過領域における発熱層１２８の発熱量が低減される。
【００６０】
このようにして、定着ロール１０２における記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄでは、感温層１３０が無いときよりも定着温度がΔＴ１低下し、温度上昇が低減される。
【００６１】
なお、定着ロール１０２における記録用紙Ｐの通過領域Ｃでは、感温層１３０の温度が透磁率変化開始温度２００℃に到達せず、強磁性体のままとなっているので、発熱層１２８の発熱量は低減されず、定着設定温度１７０℃まで温度上昇する。
【００６２】
以上説明したように、定着ロール１０２における記録用紙Ｐの通過領域Ｃと非通過領域Ｂ、Ｄの温度差が低減され、温度分布がグラフＧ２のようになるので、小サイズの記録用紙Ｐの定着後に大サイズの記録用紙Ｐを定着しても、大サイズの記録用紙Ｐの端部で前述のホットオフセット現象が起こりにくい。
【００６３】
また、ニップ部１１７の形状は、加圧ロール１０４側に凸となっており、定着ロール１０２の外形は保持された状態となっている。このため、定着ロール１０２の発熱層１２８に、圧縮力又は引張力が作用しにくい。
【００６４】
次に、本発明の定着装置及び画像形成装置の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００６５】
図６には、定着装置１５０が示されている。定着装置１５０は、第１実施形態の定着装置１００の加圧ロール１０４に替えて、無端状の加圧ベルト１５２が用いられている。加圧ベルト１５２は、厚さ１００μｍのポリイミドからなる無端ベルト状の基層上に、厚さ３０μｍのＰＦＡからなる離型層が被覆された構成となっている。
【００６６】
加圧ベルト１５２の内側には、加圧ベルト１５２の幅方向に沿って支持部材１５４が設けられている。支持部材１５４は、定着ロール１０２と加圧ベルト１５２が接触するニップ部１１９と対向する側に、凹部１５４Ａが形成されており、凹部１５４Ａと反対側に円弧部１５４Ｂが形成されている。
【００６７】
なお、支持部材１５４は、長手方向の両端部に図示しない支軸が設けられており、支軸は筐体１２０に固定されている。また、加圧ベルト１５２の両端部には、支軸に外挿されるベアリングを備えた図示しない円板状のキャップが取付けられており、加圧ベルト１５２が回転可能に軸支されている。加圧ベルト１５２は、定着ロール１０２の回転に従動して回転する。
【００６８】
支持部材１５４の凹部１５４Ａには、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の耐熱性樹脂（２層）からなる加圧パッド１５６が接着されている。加圧パッド１５６は、加圧ベルト１５２の内周面に接触しており、ニップ部１１９を加圧している。
【００６９】
一方、定着装置１５０において、定着ロール１０２の内側には、励磁コイル１１０と対向する位置で、定着ロール１０２と非接触で誘導体１１４が設けられている。誘導体１１４は、非磁性体であるアルミニウムからなり、定着ロール１０２に沿って円弧状に形成され、両端が筐体１２０に固定されている。また、誘導体１１４は、抵抗値が２．７×１０−８Ωｍ以下となっている。なお、誘導体１１４の位置は、定着ロール１０２を磁界Ｈの磁束が貫通した場合に、磁界Ｈの磁束を誘導する位置となっている。誘導体１１４と定着ベルト１０２との間は１．５ｍｍ（１〜５ｍｍ）離れている。
【００７０】
次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。
【００７１】
図６に示すように、画像形成工程を経てトナーＴが転写された記録用紙Ｐが、定着装置１５０に送られる。定着装置１５０では、定着ロール１０２が矢印Ａ方向への回転駆動を開始し、加圧ベルト１５２がそれに従動して矢印Ｂ方向へ回転する。このとき、制御回路１３４（図３参照）からの電気信号に基づいて通電回路１３８が駆動され、励磁コイル１１０に交流電流が供給される。
【００７２】
励磁コイル１１０に交流電流が供給されると、励磁コイル１１０の周囲に磁気回路としての磁界Ｈが生成消滅を繰り返す。そして、磁界Ｈが定着ロール１０２の発熱層１２８を横切ると、磁界Ｈの変化を妨げる磁界が生じるように発熱層１２８に渦電流（図示せず）が発生する。
【００７３】
発熱層１２８は、発熱層１２８の表皮抵抗、及び発熱層１２８を流れる渦電流の大きさに比例して発熱し、これによって定着ロール１０２が加熱される。定着ロール１０２表面の温度は、サーミスタ１１８で検知され、定着設定温度１７０℃に到達していない場合は、制御回路１３４が通電回路１３８を駆動制御して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を通電する。また、定着設定温度に到達している場合は、制御回路１３４が通電回路１３８の制御を停止する。
【００７４】
続いて、定着装置１５０に送り込まれた記録用紙Ｐは、発熱層１２８が発熱して所定の定着設定温度（１７０℃）となっている定着ロール１０２と、加圧ベルト１５２とによって加熱押圧され、トナー像Ｔが記録用紙Ｐ表面に定着される。定着装置１５０から排出された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール３６によりトレイ３８に排出される。
【００７５】
ここで、定着装置１５０において、小サイズの記録用紙Ｐを連続して通紙して定着を行い、続いて大サイズの記録用紙を通紙する場合について説明する。
【００７６】
図６及び図８に示すように、定着ロール１０２において、小サイズの記録用紙Ｐが通過する領域をＣ、大サイズの記録用紙Ｐが通過する領域をＢ＋Ｃ＋Ｄ、記録用紙Ｐが通過せず励磁コイル１１０が配置されていない領域をＡ及びＥとする。また、感温層１３０が無い、もしくは、感温層１３０の透磁率変化開始温度が１７０℃〜２４０℃に存在しない場合の定着ロールの温度グラフをＧ３、本実施形態の定着ロール１０２の温度グラフをＧ４とする。
【００７７】
まず、小サイズの記録用紙Ｐが連続して通紙され定着が行われると、定着ロール１０２における記録用紙Ｐの通過領域Ｃでは、記録媒体Ｐに熱量が奪われて定着ロール１０２の温度が定着設定温度（１７０℃）よりも低下する。
【００７８】
制御回路１３４（図３参照）は、サーミスタ１１８で検知された温度と定着設定温度の差に基づいて、定着ロール１０２の温度を定着設定温度に近づけるように通電回路１３８を制御し、発熱層１２８が発熱する。これにより、定着ロール１０２の温度が上昇する。定着ロール１０２における記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄ（Ａ、Ｅ含む）では、記録用紙Ｐに熱量が奪われないので、発熱層１２８の発熱によって温度がさらに上昇する。
【００７９】
ここで、感温層１３０が無い、もしくは、感温層１３０の透磁率変化開始温度が１７０℃〜２４０℃に存在しない定着ロールを用いている場合は、記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄにおける温度上昇を低減する手段を有していないため、グラフＧ３のように、定着ロールにおける記録用紙Ｐの通過領域Ｃと非通過領域Ｂ、Ｄの温度差が大きくなり、そのまま連続通紙を継続すると耐熱温度を超えて定着ロール１０２の弾性層１２６や離型層１２４を破壊してしまう。
【００８０】
記録用紙Ｐの通過領域Ｃと非通過領域Ｂ、Ｄの温度差が大きくなると、小サイズの記録用紙Ｐの後に大サイズの記録用紙Ｐを定着したときに、記録用紙Ｐの端部（領域Ｂ、Ｄ）に過剰な熱量が与えられてしまい、トナーＴの一部が定着ロール側に残ってしまう、いわゆるホットオフセット現象となって、画像の定着むらが生じる。
【００８１】
一方、本実施形態の定着装置１５０では、記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄで温度が上昇し、定着ロール１０２表面の温度が定着設定温度１７０℃よりも高く、且つ透磁率変化開始温度２００℃を超えたとき、非通過領域Ｂ、Ｄの感温層１３０の比透磁率が１に近づき始める。このとき、前述の（１）式で求められる表皮深さδが、感温層１３０の厚さよりも大きくなり、磁界Ｈの磁束が感温層１３０を貫通するようになる。
【００８２】
ここで、図７（ａ）は、感温層１３０の温度が感温層１３０の透磁率変化開始温度以下の場合を表しており、図７（ｂ）は、感温層１３０の温度が感温層１３０の透磁率変化開始温度以上の場合を表している。
【００８３】
図７（ａ）に示すように、感温層１３０の温度が透磁率変化開始温度以下の場合は、感温層１３０が強磁性体であるため、発熱層１２８を貫通した磁界Ｈ１は、感温層１３０に侵入して閉磁路を形成し、磁界Ｈ１を強める。これにより、発熱層１２８の発熱量を十分得られる。
【００８４】
一方、図７（ｂ）に示すように、感温層１３０の温度が透磁率変化開始温度以上の場合は、磁界Ｈ２は感温層１３０を貫通して磁界Ｈ２が弱まる。磁界Ｈ２は、感温層１３０を貫通した後、さらに誘導体１１４に向かう。誘導体１１４は、磁性体コア１１２から誘導体１１４にかけて閉磁路が形成され、磁界Ｈ２の作用によって渦電流が流れるが、抵抗が小さいために発熱量は少ない。また、定着ロール１０２と非接触のため、定着ロール１０２の温度を上昇させることはない。
【００８５】
ここで、誘導体１１４では渦電流が増加するのに対して、発熱層１２８では渦電流が減少するため、発熱量が減少する。このようにして、記録用紙Ｐの非通過領域における発熱層１２８の発熱量が低減され、定着ロール１０２における記録用紙Ｐの非通過領域Ｂ、Ｄでは、感温層１３０が無いときよりも定着温度がΔＴ２低下し、温度上昇が低減される。
【００８６】
なお、誘導体１１４がある方が非通過領域Ｂ、Ｄの温度上昇が低減されるため、第１実施形態のΔＴ１よりも第２実施形態のΔＴ２の方が大きくなる。
【００８７】
以上説明したように、定着ロール１０２における記録用紙Ｐの通過領域Ｃと非通過領域Ｂ、Ｄの温度差が低減され、温度分布がグラフＧ４のようになるので、小サイズの記録用紙Ｐの定着後に大サイズの記録用紙Ｐを定着しても、大サイズの記録用紙Ｐの端部で前述のホットオフセット現象が起こりにくい。
【００８８】
また、ニップ部１１９の形状は、加圧ベルト１５２側に凸となっており、定着ロール１０２の外形は保持された状態となっている。このため、定着ロール１０２の発熱層１２８に、圧縮力又は引張力が作用しにくく、定着ベルトを用いる場合に比較して耐久性は高い。
【００８９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【００９０】
プリンタ１０は、固体の現像剤を用いる乾式の電子写真方式だけでなく、液体現像剤を用いるものであってもよい。また、定着ロール１０２の温度の検知手段として、サーミスタ１１８の代わりに熱電対を用いてもよい。
【００９１】
サーミスタ１１８の取付け位置は、定着ロール１０２の表面に限定されず、定着ロール１０２の内周面に取付けてもよい。この場合、定着ロール１０２の表面が摩耗しにくくなる。また、サーミスタ１１８は、加圧ロール１０４の表面に取付けてもよい。
【００９２】
励磁コイル１１０は、定着ロール１０２の内側に配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】（ａ）本発明の第１実施形態に係る定着装置の断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る定着ロールの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制御回路及び通電回路の接続図である。
【図４】透磁率と温度の関係を示した模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る定着ロールの温度分布を示したグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る定着装置の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る定着ロールを磁界が貫通する状態を示した模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る定着ロールの温度分布を示したグラフである。
【符号の説明】
【００９４】
１０  プリンタ（画像形成装置）
２４  現像器（現像部）
３２  転写ロール（転写部）
３４  用紙搬送路（搬送部）
５４  光走査装置（露光部）
１００  定着装置（定着装置）
１０２  定着ロール（定着部材）
１０４  加圧ロール（加圧回転体）
１１０  励磁コイル（磁界発生手段）
１１４  誘導体（閉磁路部材）
１２８  発熱層（発熱層）
１３０  感温層（感温層）
１３８  通電回路（磁界発生手段）
１５０  定着装置（定着装置）
１５２  加圧ベルト（加圧回転体、ベルト部材）
１５６  加圧パッド（支持部材）
【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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