定着装置および画像形成装置
【課題】本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置で用いられる定着部材における温度むらの発生を抑制することを目的とする。
【解決手段】導電層を有し、導電層が電磁誘導加熱されて発熱する定着ベルト６１と、定着ベルト６１の導電層と交差する交流磁界を生成する励磁コイル８２と、励磁コイル８２を介して定着ベルト６１に対向し、定着ベルト６１の幅方向に並んで設けられる複数の磁心片８４ａと、定着ベルト６１の内周面に接触して配置される感温磁性部材６４と、感温磁性部材６４の内周面に接触して配置される誘導部材６６とを備え、定着ベルト６１は、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向する部位を通過する第１領域Ｓ１と磁心片８４ａと対向しない部位を通過する第２領域Ｓ２とを有し、感温磁性部材６４および誘導部材６６は、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と対向する部位に切欠き部６９を有する。
【解決手段】導電層を有し、導電層が電磁誘導加熱されて発熱する定着ベルト６１と、定着ベルト６１の導電層と交差する交流磁界を生成する励磁コイル８２と、励磁コイル８２を介して定着ベルト６１に対向し、定着ベルト６１の幅方向に並んで設けられる複数の磁心片８４ａと、定着ベルト６１の内周面に接触して配置される感温磁性部材６４と、感温磁性部材６４の内周面に接触して配置される誘導部材６６とを備え、定着ベルト６１は、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向する部位を通過する第１領域Ｓ１と磁心片８４ａと対向しない部位を通過する第２領域Ｓ２とを有し、感温磁性部材６４および誘導部材６６は、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と対向する部位に切欠き部６９を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および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に搭載する定着装置として、電磁誘導加熱方式を用いたものが知られている。
例えば、特許文献１には、フェライト等の高透磁率を有する材料で構成され、少なくとも一方向に配列された複数の芯材に励磁コイルを巻き付けて構成した磁場発生手段を、導電部材としてのエンドレス状フィルムの内部に、複数の芯材がエンドレス状フィルムの幅方向に並ぶように配置し、励磁コイルにて生成した誘導磁界によりエンドレス状フィルムに渦電流を発生させることで、エンドレス状フィルムを直接的に加熱する電磁誘導加熱方式の定着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１６００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置で用いられる定着部材における温度むらの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、無端帯状の形状を備えるとともに導電層を有し、回転可能に設けられ、当該導電層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材と対向して設けられ、交流電流が供給されることで、当該定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材を介して前記定着部材に対向して設けられ、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する複数の第１磁路形成部材と、
前記定着部材を介して前記磁界生成部材に対向して設けられ、複数の前記第１磁路形成部材とともに、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する第２磁路形成部材とを備え、
複数の前記第１磁路形成部材は、それぞれが前記定着部材の回転方向に沿って延びるとともに、隣接する当該第１磁路形成部材との間に間隔を有するように、当該定着部材の回転方向と交差する当該定着部材の幅方向に並んで設けられ、
前記定着部材は、前記磁界生成部材を介して前記第１磁路形成部材と対向する部位を通過する第１領域と、当該第１領域と隣接して設けられ、当該磁界生成部材を介して当該第１磁路形成部材と対向しない部位を通過する第２領域とを有し、
前記第２磁路形成部材は、前記定着部材の前記第１領域と対向する第１部位と、当該定着部材の前記第２領域と対向し、当該第１部位よりも熱容量が低い第２部位とを有することを特徴とする定着装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における体積が、前記第２部位における体積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における前記定着部材の回転方向に沿った長さが、前記第２部位における当該定着部材の回転方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
請求項４に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、外周面が前記定着部材の内周面に接触して配置され、磁気特性が温度に応じて強磁性と常磁性との間で変化し、磁気特性が強磁性の場合に、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成し、磁気特性が常磁性の場合に、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を透過させる感温磁性部材と、外周面が当該感温磁性部材の内周面に接触して配置され、当該感温磁性部材の磁気特性が常磁性の場合に、当該感温磁性部材を透過した交流磁界を誘導する誘導部材とを備え、
前記感温磁性部材および前記誘導部材は、前記第２部位に、前記定着部材の回転方向に沿った切欠きを有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における厚さが、前記第２部位における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
請求項６に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、外周面が前記定着部材の内周面に接触して配置され、磁気特性が温度に応じて強磁性と常磁性との間で変化し、磁気特性が強磁性の場合に、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成し、磁気特性が常磁性の場合に、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を透過させる感温磁性部材と、外周面が当該感温磁性部材の内周面に接触して配置され、当該感温磁性部材の磁気特性が常磁性の場合に、当該感温磁性部材を透過した交流磁界を誘導する誘導部材とを備え、
前記誘導部材は、前記第１部位において、前記感温磁性部材の内周面と接する面とは反対側に、前記第２部位よりも突出する凸部を有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
【０００７】
請求項７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、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
無端帯状の形状を備えるとともに導電層を有し、回転可能に設けられ、当該導電層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材と対向して設けられ、交流電流が供給されることで、当該定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材を介して前記定着部材に対向して設けられ、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する複数の第１磁路形成部材と、
前記定着部材を介して前記磁界生成部材に対向して設けられ、複数の前記第１磁路形成部材とともに、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する第２磁路形成部材とを備え、
複数の前記第１磁路形成部材は、それぞれが前記定着部材の回転方向に沿って延びるとともに、隣接する当該第１磁路形成部材との間に間隔を有するように当該定着部材の回転方向と交差する当該定着部材の幅方向に並んで設けられ、
前記定着部材は、前記磁界生成部材を介して前記第１磁路形成部材と対向する部位を通過する第１領域と、当該第１領域と隣接して設けられ、当該磁界生成部材を介して当該第１磁路形成部材と対向しない部位を通過する第２領域とを有し、
前記第２磁路形成部材は、前記定着部材の前記第１領域と対向する第１部位と、当該定着部材の前記第２領域と対向し、当該第１部位よりも熱容量が低い第２部位とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
請求項８に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における体積が、前記第２部位における体積よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。
請求項９に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における前記定着部材の回転方向に沿った長さが、前記第２部位における当該定着部材の回転方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置である。
請求項１０に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における厚さが、前記第２部位における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、定着部材における温度むらの発生を抑制することができる。
請求項２の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、より簡易な構成で、第２磁路形成部材における第１部位の熱容量を第２部位の熱容量よりも大きくすることができる。
請求項３の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、第２磁路形成部材における熱容量の分布を、より簡易な構成で実現することができる。
請求項４の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、定着部材における過剰な温度上昇を抑制することができる。
請求項５の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、第２磁路形成部材における熱容量の分布を、より簡易な構成で実現することができる。
請求項６の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、定着部材における過剰な温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
請求項７の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、定着部材における温度むらの発生を抑制することができる。
請求項８の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、より簡易な構成で、第２磁路形成部材における第１部位の熱容量を第２部位の熱容量よりも大きくすることができる。
請求項９の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、第２磁路形成部材における熱容量の分布を、より簡易な構成で実現することができる。
請求項１０の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、第２磁路形成部材における熱容量の分布を、より簡易な構成で実現することができる。
【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における定着ユニットのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】定着ベルトの層構成を説明する図である。
【図５】（ａ）がエンドキャップ部材の側面図であり、（ｂ）がＶＢ方向から見たエンドキャップ部材の平面図である。
【図６】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７】本実施の形態におけるＩＨヒータ、定着ベルト、感温磁性部材および誘導部材の積層構造を説明する図である。
【図８】本実施の形態のＩＨヒータにおける磁心、感温磁性部材および誘導部材の関係を説明する図である。
【図９】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１０】本実施の形態におけるＩＨヒータ、定着ベルト、感温磁性部材および誘導部材の積層構造を説明する斜視図である。
【図１１】本実施の形態におけるＩＨヒータ、定着ベルト、感温磁性部材および誘導部材の積層構造を説明する断面図である。
【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。
［実施の形態１］
＜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、画像形成装置１に対して供給される用紙Ｐを保持する用紙保持部４０、画像が形成された用紙Ｐを積載する用紙積載部４５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、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である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、二次転写後の中間転写ベルト２０表面を清掃するベルトクリーナ２５、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帯電され、画像処理部３３から送信された黒（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上には黒（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上に形成された黒（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上に黒（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、ＩＨ（Induction Heating）ヒータ８０、ＩＨヒータ８０により電磁誘導加熱されて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の外周側において、定着ベルト６１に対向するように配置された加圧ロール６２、定着ベルト６１の内周側に設けられるとともに、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧され、加圧ロール６２との間にニップ部Ｎを形成する押圧パッド６３を備えている。なお、本実施の形態においては、ＩＨヒータ８０は定着ベルト６１の外周側に設けられている。
さらに、定着ユニット６０は、定着ベルト６１の内周側において定着ベルト６１に接触して設けられ、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、定着ベルト６１の内周側に設けられるとともに感温磁性部材６４に接触して設けられ、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の内周側に設けられ、押圧パッド６３、感温磁性部材６４および誘導部材６６を支持するホルダ６５、定着ベルト６１の外周側に設けられ、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１７３を備えている。なお、本実施の形態の定着ユニット６０では、感温磁性部材６４と誘導部材６６とにより第２磁路形成部材が構成される。
【００１９】
＜定着ベルトの説明＞
図４は、定着ベルト６１の層構成を説明する図である。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に示したように、定着ベルト６１は、内周側から、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電層の一例としての導電発熱層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が積層された多層構造のベルト部材である。したがって、本実施の形態においては、定着ベルト６１の内周側において基材層６１１が感温磁性部材６４と接触し、定着ベルト６１の外周側において表面離型層６１４が加圧ロール６２およびＩＨヒータ８０に対向している。
【００２０】
基材層６１１は、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、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８８（後段の図６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（１）式から導かれる。（１）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に侵入し通過するように、（１）式で規定される導電発熱層６１２の表皮深さ（δ）よりも薄く構成される。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】
【００２４】
具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗値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）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、薄層に構成される。
【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用いられる。
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が用いられる。
【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やＬＣＰ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂で構成され、図３に示すように加圧ロール６２と対向する位置にてホルダ６５に支持される。そして、押圧パッド６３は、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、押圧パッド６３は、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、均一で幅の広いニップ部Ｎを形成する。また、押圧パッド６３は、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、押圧パッド６３は、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１７３を配置している。剥離補助部材１７３は、ニップ部Ｎよりも用紙搬送方向下流側において、定着ベルト６１に向かって延びる剥離バッフル１７１と、剥離バッフル１７１を支持するホルダ１７２とから構成される。そして、ニップ部Ｎの出口にて押圧パッド６３により用紙Ｐに形成されたカール部分を剥離バッフル１７１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について説明する。図３に示すように、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、外周面が定着ベルト６１の内周面と接触するように配置される。それにより、感温磁性部材６４の温度は定着ベルト６１の温度に対応して変化し、感温磁性部材６４は定着ベルト６１の温度を検知する検知部として機能する。
そして、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」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。それにより、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の内部を通過する磁路を形成する。そして、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６参照）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。
【００２９】
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定着設定温度として用いられる例えば１４０℃〜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２２０℃〜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、伝熱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（１）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。
【００３０】
また、本実施の形態の感温磁性部材６４は発熱体としても機能して、接触して配置される定着ベルト６１に対して熱を供給する。それにより、感温磁性部材６４は、トナー像を定着する定着部材として機能する定着ベルト６１の発熱を補助して、画像形成時の定着ベルト６１の温度を定着設定温度の範囲内に維持する。例えば、感温磁性部材６４自らが発熱して定着ベルト６１に対して熱を供給することで、定着動作の開始時に生じ易い定着ベルト６１の温度の一時的な落ち込み（所謂「温度ドループ現象」）の発生等を抑制して、定着ベルト６１の温度が定着設定温度の範囲内に安定的に維持されるように構成している。
なお、本実施の形態における感温磁性部材６４の構造については、後段で詳細に説明する。
【００３１】
＜ホルダの説明＞
図３に示すように、ホルダ６５は、定着ベルト６１の内周側に設けられ、押圧パッド６３、感温磁性部材６４および誘導部材６６を支持する。そして、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、押圧パッド６３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における定着ベルト６１の幅方向の圧力（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＞
図３に示すように、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の内周面と接触して配置される。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（１）式参照）よりも充分に厚い厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成される。なお、本実施の形態では、誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向全域に亘って、感温磁性部材６４よりも厚く形成されている。
【００３３】
さらに、誘導部材６６は、感温磁性部材６４と接触して配置されることにより、感温磁性部材６４にて発生した熱を蓄える蓄熱体としても機能する。そして、誘導部材６６は、蓄えた熱を感温磁性部材６４を介して定着ベルト６１に供給することで、画像形成時の定着ベルト６１の温度を定着設定温度の範囲内に維持する。すなわち、本実施の形態の誘導部材６６は、感温磁性部材６４にて発熱した熱を貯蔵し、温度が落ち込んだ定着ベルト６１に対し感温磁性部材６４を介して熱を供給する。それにより、例えば定着動作の開始時に生じ易い定着ベルト６１の温度の一時的な落ち込み（温度ドループ現象）等の発生の抑制を補助して、定着ベルト６１の温度が定着設定温度の範囲内に安定的に維持されるように機能する。
なお、本実施の形態における誘導部材６６の構造については、後段で詳細に説明する。
【００３４】
＜定着ベルトの駆動機構の説明＞
次に、定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
正面図である図２に示したように、ホルダ６５（図３参照）の軸方向両端部には、定着ベルト６１の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト６１を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材６７が固定されている。そして、定着ベルト６１は、両端部からエンドキャップ部材６７を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで図３の矢印Ｃ方向に回転移動する。
ここで図５は、（ａ）がエンドキャップ部材６７の側面図であり、（ｂ）がＶＢ方向から見たエンドキャップ部材６７の平面図である。図５に示したように、エンドキャップ部材６７は、定着ベルト６１の両端部内側に嵌め合わされる固定部６７ａ、固定部６７ａより外径が大きく形成され、定着ベルト６１に装着された際に定着ベルト６１よりも半径方向外側に張り出すように形成されたフランジ部６７ｄ、回転駆動力が伝達されるギヤ部６７ｂ、ホルダ６５の両端部に形成された支持部６５ａと結合部材１６６を介して回転自在に結合されたベアリング軸受部６７ｃを備える。すなわち、エンドキャップ部材６７は、定着ベルト６１の軸方向中央から外側に向かって、固定部６７ａ、フランジ部６７ｄおよびギヤ部６７ｂが順に配置された構造を有する。そして、上記図２に示したように、ホルダ６５（図３参照）の両端部の支持部６５ａが定着ユニット６０の筐体７０の両端部に固定されることで、エンドキャップ部材６７は、支持部６５ａに結合されたベアリング軸受部６７ｃを介して回転自在に支持される。
エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が用いられる。
【００３５】
そして、図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達ギヤ９１、９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４、９５から両エンドキャップ部材６７のギヤ部６７ｂ（図５参照）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。
このように、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回転するので、定着ベルト６１は安定して回転する。
【００３６】
ここで、定着ベルト６１が両端部のエンドキャップ部材６７から駆動力を直接受けて回転する場合には、一般に、０．１〜０．５Ｎ・ｍ程度のトルクが作用する。ところが、本実施の形態の定着ベルト６１では、基材層６１１を機械的強度の高い例えば非磁性ステンレススチール等で構成している。そのため、定着ベルト６１全体に０．１〜０．５Ｎ・ｍ程度のねじりトルクが作用した場合でも、定着ベルト６１には座屈等が生じ難い。
また、エンドキャップ部材６７のフランジ部６７ｄにより定着ベルト６１の片寄りを抑えているが、その際の定着ベルト６１には、一般に、端部（フランジ部６７ｄ）側から軸方向に向けて１〜５Ｎ程度の圧縮力が働く。しかし、定着ベルト６１がこのような圧縮力を受けた場合においても、定着ベルト６１の基材層６１１が非磁性ステンレススチール等で構成されていることから、座屈等の発生が抑制される。
上記のように、本実施の形態の定着ベルト６１においては、定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、安定した回転が行われる。また、その際に、定着ベルト６１の基材層６１１を機械的強度の高い例えば非磁性ステンレススチール等で構成することで、ねじりトルクや圧縮力に対して座屈等が発生し難い構成を実現している。さらには、基材層６１１および導電発熱層６１２を薄層に形成して、定着ベルト６１全体としての柔軟性／フレキシブル性を確保しているので、ニップ部Ｎに倣った変形と形状復元とが行われる。
【００３７】
＜加圧ロールの説明＞
図３に戻り、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、定着ベルト６１に従動して図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、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の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ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る離型層６２３とが積層されて構成される。そして、加圧ロール６２は、押圧バネ６８（図２参照）により例えば２５ｋｇｆ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。
【００３８】
＜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６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り、図７は、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０、定着ベルト６１、感温磁性部材６４および誘導部材６６の積層構造を説明する図である。なお、図７においては、シールド８５（図６参照）の記載を省略している。また、図８は、ＩＨヒータ８０における磁心８４（図６参照）と感温磁性部材６４および誘導部材６６との関係を説明する図である。なお、図８は、定着ベルト６１の外周形状に沿って湾曲した形状の磁心８４、感温磁性部材６４および誘導部材６６の積層構造を平坦とみなして、シールド８５側から見たものに対応する。
【００３９】
図６に示したように、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１の外周面に沿って設けられる支持体８１、支持体８１に支持されるとともに支持体８１を介して定着ベルト６１に対向して設けられ、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としての励磁コイル８２、支持体８１に支持されるとともに励磁コイル８２に対向して設けられ、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。また、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、励磁コイル８２上に設けられ、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性支持部材８３、支持体８１に取り付けられるとともに、励磁コイル８２、弾性支持部材８３および磁心８４を囲んで設けられ、磁界を遮蔽するシールド８５、磁心８４とシールド８５との間に設けられ、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。
さらに、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１を介して、定着ベルト６１の内周側に設けられる感温磁性部材６４および誘導部材６６と対向している（図３参照）。
【００４０】
図７に示したように、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０の支持体８１は、定着ベルト６１の移動方向に直交する方向（以下では、定着ベルト６１の幅方向という）を長手方向とし、定着ベルト６１の全幅に亘って定着ベルト６１と対向して設けられる。
さらに、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（図６参照）が定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（例えば、０．５〜２ｍｍ）を保つように設定されている。
また、図６に示したように、支持体８１には、支持面８１ａにおける定着ベルト６１の移動方向中央部にて、定着ベルト６１の幅方向に沿って平行に配置された一対の磁心支持部８１ｂと、支持面８１ａにおける定着ベルト６１の移動方向両端部に配置され、磁心８４に接触することで、磁心８４の定着ベルト６１の移動方向に対する配置位置を規制する磁心規制部８１ｃとが設けられている。そして、一対の磁心支持部８１ｂは、支持面８１ａにおける定着ベルト６１の移動方向両端部に設けられた２つの磁心規制部８１ｃの間で、磁心８４を定着ベルト６１の移動方向前後に移動自在に支持する。それにより、支持体８１は、製造時の熱処理によって形状にばらつきが生じ易い磁心８４と支持面８１ａとの間隙が、定着ベルト６１の移動方向中央部を中心として上流側領域と下流側領域とにおいて略対称となるように磁心８４を支持する。
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。
【００４１】
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、定着ベルト６１の幅方向が長手方向となるような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。励磁コイル８２は、励磁コイル８２の中空き部から支持体８１の磁心支持部８１ｂが突出するように、支持体８１の支持面８１ａ上に配置される。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２０〜１００ｋＨｚが用いられる。
弾性支持部材８３は、例えばシリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成されたシート状部材である。弾性支持部材８３は、励磁コイル８２が支持体８１の支持面８１ａに密着して固定されるように、励磁コイル８２を支持体８１に対して押圧するように設定されている。
【００４２】
磁心８４（図６参照）は、図７に示すように、複数の第１磁路形成部材の一例としての複数の磁心片８４ａが、隣接する磁心片８４ａとの間に間隔を有するように、定着ベルト６１の幅方向に並んで配置されることで構成される。そして、磁心８４を構成する複数の磁心片８４ａは、それぞれ、断面が定着ベルト６１の断面形状に沿って湾曲するとともに、定着ベルト６１の移動方向を長手方向とする弓状の形状を有している。そして、複数の磁心片８４ａは、それぞれ、支持体８１に設けられた磁心支持部８１ｂおよび磁心規制部８１ｃにより、位置決めされている。
また、図８に示すように、定着ベルト６１の移動方向に沿った磁心片８４ａの長さは、感温磁性部材６４および誘導部材６６の定着ベルト６１の移動方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁心８４を構成する磁心片８４ａから放射される磁力線Ｈ（後述する図９参照）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。
【００４３】
磁心８４を構成する磁心片８４ａを形成する材料としては、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る。磁心片８４ａは、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線Ｈ（磁束）を内部に誘導し、磁心片８４ａから支持体８１を介して定着ベルト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の中を通過して支持体８１を介して磁心片８４ａに戻るといった磁力線Ｈ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片８４ａ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Ｈ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Ｈは、定着ベルト６１のうち磁心片８４ａと対向する領域に集中される。
【００４４】
＜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。
【００４５】
図９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９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の温度が透磁率変化開始温度よりも高い温度範囲にある場合と比較して、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。
【００４６】
すなわち、ＩＨヒータ８０における磁心８４の磁心片８４ａ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での磁束密度は他の領域の磁束密度と比較して高くなる。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が再び磁心片８４ａ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、磁力線Ｈが感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心片８４ａに向けて発生する。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から集中して磁心片８４ａに向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も他の領域の磁束密度と比較して高くなる。
【００４７】
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９に示したように、磁束密度の変化量が他の領域よりも大きい領域Ｒ１、Ｒ２および領域Ｒ３では、他の領域よりも大きな渦電流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、他の領域よりも大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２の領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３では、他の領域よりも大きなジュール熱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において他の領域よりも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。
【００４８】
本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周面に接触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（磁心片８４ａ）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。
【００４９】
また、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度よりも高い温度範囲にある場合には、感温磁性部材６４の温度も透磁率変化開始温度より高くなるため、感温磁性部材６４の比透磁率が低下する。そのため、ＩＨヒータ８０の励磁コイル８２により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、感温磁性部材６４を容易に透過するように変化する。それにより、励磁コイル８２により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、磁心８４（磁心片８４ａ）から定着ベルト６１に向けて拡散するように放射され、感温磁性部材６４を透過して誘導部材６６に到達するようになる。
【００５０】
一方、感温磁性部材６４を透過した磁力線Ｈが到達した誘導部材６６では、磁力線Ｈを打ち消す方向の磁力線を生じさせる渦電流が発生する。そして、誘導部材６６にて発生した渦電流により生じた磁力線と、感温磁性部材６４を透過して誘導部材６６に到達した磁力線Ｈとが打ち消し合うことになる。
そのため、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度を超える温度範囲にある場合には、導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈの磁束密度が減少することとなる。それにより、磁力線Ｈが厚さ方向に横切る導電発熱層６１２に発生する渦電流Ｉは減り、定着ベルト６１に発生するジュール熱Ｗは減少する。これにより、定着ベルト６１の温度上昇が抑制される。
【００５１】
また、感温磁性部材６４を透過して誘導部材６６に到達した磁力線Ｈの一部は、誘導部材６６の内部に誘導される。磁力線Ｈが誘導部材６６の内部に誘導されるようになると、定着ベルト６１の導電発熱層６１２より渦電流Ｉの流れやすい誘導部材６６のほうに多くの渦電流Ｉが流れる。そのため、導電発熱層６１２で流れる渦電流Ｉの量はさらに抑制され、定着ベルト６１の温度上昇がさらに抑制されることになる。
【００５２】
その後、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度よりも低くなると、感温磁性部材６４の温度も透磁率変化開始温度よりも低くなるため、感温磁性部材６４は再び強磁性に変化する。これにより、磁力線Ｈが再び感温磁性部材６４の内部に誘導されるため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に渦電流Ｉが多く流れるようになる。そのため、定着ベルト６１が再び加熱されるようになる。
【００５３】
ここで、図７および図８に示すように、本実施の形態のＩＨヒータ８０では、磁心８４（図６参照）は、励磁コイル８２の長手方向（定着ベルト６１の幅方向）に亘って並んで形成される複数の磁心片８４ａから構成されている。
本実施の形態においては、回転する定着ベルト６１のうち、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向する部位を通過する領域を第１領域Ｓ１と呼び、回転する定着ベルト６１のうち、第１領域Ｓ１と隣接して設けられ、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向しない部位を通過する領域を第２領域Ｓ２と呼ぶ。したがって、図７に示すように、本実施の形態の定着ベルト６１においては、定着ベルト６１の幅方向に、第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とが交互に並んで存在することとなる。なお、図８には、定着ベルト６１に設定される第１領域Ｓ１と対応する領域および第２領域Ｓ２と対応する領域を示している。
【００５４】
上述したように、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、磁力線Ｈは、磁心８４（磁心片８４ａ）から放出され、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切り感温磁性部材６４を通過した後、再び磁心８４（磁心片８４ａ）に向かうことになる。したがって、定着ベルト６１のうち、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向する部位を通過する第１領域Ｓ１の方が、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向しない部位を通過する第２領域Ｓ２と比較して、導電発熱層６１２に磁力線Ｈが集中し、磁束密度が高くなりやすい。そして、定着ベルト６１の導電発熱層６１２では、第２領域Ｓ２と比較して第１領域Ｓ１で渦電流Ｉが生じやすくなり、ジュール熱Ｗが発生しやすくなる。
これにより、定着ベルト６１では、第２領域Ｓ２と比較して第１領域Ｓ１のほうが温度上昇しやすいため、定着ベルト６１において、第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２との間で温度むらが生じやすくなる傾向がある。
【００５５】
＜定着ベルトにおける温度むらの発生を抑制する構成の説明＞
この場合に定着ベルト６１において温度むらの発生を抑制するためには、隣接する磁心片８４ａ同士の間隔を狭くして励磁コイル８２の長手方向に亘って磁心片８４ａを敷き詰めるように配置することで、磁心８４を形成する構成や、磁心８４を励磁コイル８２の長手方向に亘って一体的に形成する構成等を採用することが挙げられる。しかし、このような構成では、ＩＨヒータ８０全体の重量が大きくなり、また製造コストも高価なものとなる。また、磁心８４をフェライトで形成する場合には、成形後の熱処理によって磁心８４の形状にばらつきが生じ易く、磁心８４の寸法精度を高めることが困難である。そのため、磁心片８４ａを励磁コイル８２の長手方向に亘って敷き詰めることで磁心８４を形成したり、磁心８４を励磁コイル８２の長手方向に亘って一体構成としたりする場合には、励磁コイル８２の長手方向に亘って、磁心８４と励磁コイル８２との間隔のばらつきが大きくなりやすい。その結果、定着ベルト６１に供給する磁力線が不均一となって、定着ベルト６１の発熱量においても、定着ベルト６１の幅方向においてばらつきが生じ、定着ベルト６１に温度むらが生じる懸念がある。
【００５６】
そこで、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周側に設けられる誘導部材６６において、定着ベルト６１における第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、定着ベルト６１における第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくすることで、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制している。
【００５７】
上述したように、感温磁性部材６４は発熱体としても機能し、接触して配置される定着ベルト６１に対して熱を供給して、定着ベルト６１での発熱量を補助する。
すなわち、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下であり、感温磁性部材６４が強磁性を呈する状態であっても、ＩＨヒータ８０からの磁力線Ｈの中には、感温磁性部材６４を厚さ方向に横切る磁力線Ｈが存在する。それにより、感温磁性部材６４の内部には弱い渦電流Ｉが発生し、感温磁性部材６４自身も発熱する。その場合に、本実施の形態の感温磁性部材６４では、スリット等の渦電流Ｉを抑制する機構を設けず、積極的に感温磁性部材６４が発熱するように構成している。そして、円弧形状の感温磁性部材６４が同様に円弧形状の内周面をもった定着ベルト６１と大きな面積領域において接触するように配置して、感温磁性部材６４にて発生した熱が定着ベルト６１に伝熱するように構成している。それにより、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１に対して熱を供給する。
またその際に、感温磁性部材６４と接触して配置される誘導部材６６には、感温磁性部材６４にて発生した熱が伝導され、誘導部材６６は、その熱を蓄える蓄熱材としての機能を有する。さらに、誘導部材６６は、感温磁性部材６４から蓄えた熱を、感温磁性部材６４を介して定着ベルト６１に供給する。
【００５８】
誘導部材６６から感温磁性部材６４を介して定着ベルト６１に供給される熱量は、感温磁性部材６４に接して設けられる誘導部材６６の熱容量に依存する。すなわち、誘導部材６６の熱容量が大きいほど、感温磁性部材６４にて発生した熱のうち誘導部材６６にて蓄えられる熱量が多くなるため、それに伴って感温磁性部材６４にて発生した熱のうち定着ベルト６１に供給される熱量が少なくなる。逆に、誘導部材６６の熱容量が小さいほど、感温磁性部材６４にて発生した熱のうち誘導部材６６にて蓄えられる熱量が少なくなるため、感温磁性部材６４にて発生した熱のうち定着ベルト６１に供給される熱量が多くなる。
したがって、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周側に設けられる誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と比較して、導電発熱層６１２でジュール熱Ｗが発生しやすく温度上昇しやすい定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくすることで、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制している。
【００５９】
ここで、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向に亘って一体的に構成されるとともに、定着ベルト６１の幅方向に亘って同一の非磁性金属材料にて形成されている。したがって、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の誘導部材６６の体積を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の誘導部材６６の体積よりも大きくすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくすることが可能になる。
なお、本実施の形態の説明において、「体積」とは、誘導部材６６における、定着ベルト６１の幅方向に沿った単位長さ当たりの体積をいうものとする。同様に、「熱容量」とは、誘導部材６６における、定着ベルト６１の幅方向に沿った単位長さ当たりの熱容量をいうものとする。
【００６０】
続いて、本実施の形態において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、誘導部材６６のうち定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくするための構成について説明する。
本実施の形態の誘導部材６６は、図７に示すように、感温磁性部材６４の内周面に倣った形状で形成されている。そして、誘導部材６６の外周面は、感温磁性部材６４の内周面に接触して配置される。また、本実施の形態においては、誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向に亘って一体的に構成されている。
さらに、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位と第２領域Ｓ２が通過する部位とで、厚さが等しくなるように構成される。
さらにまた、図７および図８に示すように、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、定着ベルト６１の移動方向上流側に切欠きが形成されている。これにより、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが第１の長さとなる長径部６６ａを有し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが第１の長さよりも短い第２の長さとなる短径部６６ｂを有している。
【００６１】
本実施の形態の誘導部材６６は、上記構成を有することで定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する長径部６６ａの方が、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する短径部６６ｂよりも体積が大きくなる。
これにより、本実施の形態では、誘導部材６６において定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する長径部６６ａの方が、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する短径部６６ｂよりも熱容量が大きくなる。したがって、本構成を有さない場合と比較して、誘導部材６６の長径部６６ａから定着ベルト６１の第１領域Ｓ１に供給される熱量の方が、誘導部材６６の短径部６６ｂから定着ベルト６１の第２領域Ｓ２に供給される熱量よりも小さくなる。
以上より、本実施の形態では、本構成を有さない場合と比較して、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおいて温度むらが発生するのを抑制することが可能になる。
【００６２】
また、図７および図８に示すように、本実施の形態の感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、定着ベルト６１の移動方向上流側に切欠きが形成されている。これにより、本実施の形態の感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが第３の長さとなる長径部６４ａを有し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが第３の長さよりも短い第４の長さとなる短径部６４ｂを有している。
【００６３】
そして、本実施の形態では、感温磁性部材６４の内周側に誘導部材６６の外周が接触して配置されるとともに、感温磁性部材６４の短径部６４ｂと誘導部材６６の短径部６６ｂとが重なり、感温磁性部材６４の長径部６４ａと誘導部材６６の長径部６６ａとが重なって配置される。これにより、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位には、感温磁性部材６４および誘導部材６６の双方が切欠かれた切欠き部６９が形成されている。
なお、本実施の形態の定着ユニット６０においては、誘導部材６６の長径部６６ａと感温磁性部材６４の長径部６４ａとにより、第２磁路形成部材の第１部位が構成され、誘導部材６６の短径部６６ｂと感温磁性部材６４の短径部６４ｂとにより、第２磁路形成部材の第２部位が構成されている。
【００６４】
本実施の形態では、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、感温磁性部材６４と誘導部材６６との双方を切欠いて形成される切欠き部６９を有することで、この切欠き部６９に、定着ベルト６１の温度を検知するサーミスタ（図示せず）や、定着ベルト６１の温度が異常に上昇した場合に定着ユニット６０への電力の供給を遮断するサーモスイッチ（図示せず）を設けることができる。これにより、切欠き部６９以外にサーミスタやサーモスイッチを設置した場合と比較して、定着ユニット６０の省スペース化を図ることが可能になる。また、本実施の形態では、サーミスタやサーモスイッチを設置するために、切欠き部６９以外に感温磁性部材６４および誘導部材６６をさらに切欠く必要がなく、サーミスタやサーモスイッチを設置するために感温磁性部材６４および誘導部材６６を切欠いたことによる、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制することが可能になる。
【００６５】
さらに、本実施の形態では、磁心片８４ａにおける定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが、感温磁性部材６４の長径部６４ａおよび誘導部材６６の長径部６６ａにおける定着ベルト６１の移動方向に沿った長さよりも短い。そして、磁心片８４ａにおける定着ベルト６１の移動方向に沿った両端部は、ともに、感温磁性部材６４の長径部６４ａおよび誘導部材６６の長径部６６ａにおける定着ベルト６１の移動方向に沿った両端部よりも内側に設けられる。
これにより、磁心片８４ａから放射される磁力線Ｈ（図９参照）がＩＨヒータ８０周辺へ漏洩するのを抑制でき、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ことが可能になる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、感温磁性部材６４において長径部６４ａおよび短径部６４ｂを形成するとともに、誘導部材６６において長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成した。しかし、例えば、感温磁性部材６４において、長径部６４ａおよび短径部６４ｂを形成せずに、誘導部材６６のみに長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成してもよい。
また、本実施の形態では、誘導部材６６における定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、定着ベルト６１の移動方向上流側を切欠くことで、誘導部材６６に長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成した。しかし誘導部材６６を切欠く場所はこれに限られず、誘導部材６６における定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、定着ベルト６１の移動方向下流側を切欠いても良いし、定着ベルト６１の移動方向上流側および下流側の双方を切欠くことで、長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成しても良い。
【００６７】
さらに、本実施の形態では、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において誘導部材６６を矩形状に切欠くことで、誘導部材６６において矩形状の長径部６６ａおよび矩形状の短径部６６ｂを形成した。しかし、誘導部材６６の長径部６６ａの形状および短径部６６ｂの形状は矩形に限られず、三角形状や半円形状等、あらゆる形状を採用することができる。
また、本実施の形態では、誘導部材６６の長径部６６ａにおける、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅と、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１における、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅とを等しくし、誘導部材６６の短径部６６ｂにおける、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅と、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２における、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅とを等しくした。しかし、誘導部材６６における長径部６６ａおよび短径部６６ｂの幅はこれに限られない。例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位のうち、少なくとも一部の部位に短径部６６ｂが形成されていれば足りる。
【００６８】
また、本実施の形態においては、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において誘導部材６６を切欠くことで、誘導部材６６に長径部６６ａと短径部６６ｂとを形成した。しかし、誘導部材６６に長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成する方法はこれに限られない。例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の材料を引き伸ばす等の方法で、誘導部材６６に長径部６６ａと短径部６６ｂとを形成してもよい。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位よりも第２領域Ｓ２と対向する部位の熱容量を小さくするために、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位に長径部６６ａを形成し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と対向する部位に短径部６６ｂを形成した。しかし、例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と対向する部位に孔を設けることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位よりも第２領域Ｓ２と対向する部位の体積を小さくし、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位よりも第２領域Ｓ２と対向する部位の熱容量を小さくしても良い。
【００７０】
［実施の形態２］
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。
実施の形態１では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位に長径部６６ａを形成し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と対向する部位に短径部６６ｂを形成し、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の体積を第２領域Ｓ２が通過する部位の体積よりも大きくすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくし、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制する構成について説明した。
本実施の形態では、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位と第２領域Ｓ２が通過する部位とで、誘導部材６６の定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが等しくなるように構成するとともに、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位と第２領域Ｓ２が通過する部位とで、誘導部材６６の厚さを異ならせることで、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制する構成について説明する。
なお、実施の形態１と同様な構成については同様の符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００７１】
図１０は、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０（図７参照）、定着ベルト６１、感温磁性部材６４および誘導部材６６の積層構造を説明する斜視図であり、図１１は、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０（図７参照）、定着ベルト６１、感温磁性部材６４および誘導部材６６の積層構造を説明する断面図である。図１１は、図３のＸＩ−ＸＩ断面に相当する。なお、図１０においては、シールド８５の記載を省略し、図１１においては、支持体８１、弾性支持部材８３およびシールド８５の記載を省略している。
【００７２】
図１０に示すように、本実施の形態の感温磁性部材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、感温磁性部材６４の外周面は、定着ベルト６１の内周面に接触して設けられる。
また、本実施の形態の誘導部材６６は、図１０に示すように、感温磁性部材６４の内周面に倣った形状で形成されている。そして、誘導部材６６の外周面は、感温磁性部材６４の内周面に接触して設けられる。さらに、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向に亘って一体的に構成されるとともに、定着ベルト６１の幅方向に亘って同一の非磁性金属にて形成されている。
【００７３】
本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位と第２領域Ｓ２が通過する部位とで、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが等しくなるように構成される。
さらに、図１１に示すように、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿って感温磁性部材６４と接触する側とは反対側に突出することで、厚さが第１の厚さとなる肉厚部６６ｃを有し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿って延びるとともに、厚さが第１の厚さよりも薄い第２の厚さとなる肉薄部６６ｄを有している。
本実施の形態の定着ユニット６０では、誘導部材６６における肉厚部６６ｃと感温磁性部材６４のうち誘導部材６６の肉厚部６６ｃに接する部位とにより第１部位が構成され、誘導部材６６における肉薄部６６ｄと感温磁性部材６４のうち誘導部材６６の肉薄部６６ｄに接する部位とにより第２部位が構成されている。
【００７４】
本実施の形態の誘導部材６６では、肉厚部６６ｃと肉薄部６６ｄとで、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが等しくなるように形成されるため、本実施の形態の誘導部材６６は、上記構成を有することで、肉厚部６６ｃの方が肉薄部６６ｄよりも体積が大きくなる。
これにより、本実施の形態では、誘導部材６６において肉厚部６６ｃの方が肉薄部６６ｄよりも熱容量が大きくなるため、本構成を有さない場合と比較して、誘導部材６６の肉厚部６６ｃから定着ベルト６１の第１領域Ｓ１に供給される熱量の方が、誘導部材６６の肉薄部６６ｄから定着ベルト６１の第２領域Ｓ２に供給される熱量よりも小さくなる。
したがって、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおいて温度むらが発生するのを抑制することが可能になる。
【００７５】
なお、本実施の形態の誘導部材６６において、肉厚部６６ｃの厚さは、例えば０．８〜１．２ｍｍであり、肉薄部６６ｄの厚さは、例えば０．４〜０．６ｍｍである。また、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向の全域に亘って、感温磁性部材６４よりも厚く形成されている。
【００７６】
ここで、誘導部材６６において肉厚部６６ｃおよび肉薄部６６ｄを形成する方法としては、例えば、絞りプレス加工による方法や、厚さが定着ベルト６１の幅方向に亘って第１の厚さになるように形成された基部に対して、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位を削ることで、肉厚部６６ｃと肉薄部６６ｄとを形成する方法等が挙げられる。
また、厚さが定着ベルト６１の幅方向に亘って第２の厚さに形成された基部に対して、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位に、他の部材を接着することで肉厚部６６ｃと肉薄部６６ｄとを形成してもよい。この場合、密着性等の観点から、誘導部材６６の基部と、基部に接着する他の部材とは同一の材料から構成されることが好ましい。
【００７７】
また、本実施の形態では、誘導部材６６の肉厚部６６ｃにおける、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅と、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１における、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅とを等しくし、誘導部材６６の肉薄部６６ｄにおける、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅と、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２における、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅とを等しくした。しかし、誘導部材６６における肉厚部６６ｃおよび肉薄部６６ｄの幅はこれに限られない。例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位のうち、少なくとも一部の部位に肉厚部６６ｃが形成されていれば足りる。
【００７８】
実施の形態１では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位よりも、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位における、定着ベルト６１の進行方向に沿った長さを長くすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおける温度むらの発生を抑制する構成について説明した。また、実施の形態２では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位よりも、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位における厚さを厚くすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおける温度むらの発生を抑制する構成について説明した。
しかし、誘導部材６６において定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくする方法はこれらの形態に限られない。例えば、実施の形態１の構成と実施の形態２の構成とを併用してもよい。具体的には、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位を切欠くとともに、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の厚みを定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位よりも厚く形成することで、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制することも可能である。
【００７９】
また、実施の形態１および実施の形態２では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位における体積を、第２領域Ｓ２が通過する部位における体積よりも大きくすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおける温度むらの発生を抑制する構成について説明した。しかし、例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位を第１の材料で形成し、第２領域Ｓ２が通過する部位を第１の材料よりも単位体積当たりの熱容量が小さい第２の材料で形成することで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくし、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおける温度むらの発生を抑制することも可能である。このような構成を採用する場合、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の体積と第２領域Ｓ２が通過する部位の体積とを等しくしても良いし、第１領域Ｓ１が通過する部位の体積を第２領域Ｓ２が通過する部位の体積よりも小さくしても良い。
【符号の説明】
【００８０】
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、６４…感温磁性部材、６６…誘導部材、６９…切欠き部、８０…ＩＨヒータ、８２…励磁コイル、８４…磁心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および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に搭載する定着装置として、電磁誘導加熱方式を用いたものが知られている。
例えば、特許文献１には、フェライト等の高透磁率を有する材料で構成され、少なくとも一方向に配列された複数の芯材に励磁コイルを巻き付けて構成した磁場発生手段を、導電部材としてのエンドレス状フィルムの内部に、複数の芯材がエンドレス状フィルムの幅方向に並ぶように配置し、励磁コイルにて生成した誘導磁界によりエンドレス状フィルムに渦電流を発生させることで、エンドレス状フィルムを直接的に加熱する電磁誘導加熱方式の定着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１６００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置で用いられる定着部材における温度むらの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、無端帯状の形状を備えるとともに導電層を有し、回転可能に設けられ、当該導電層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材と対向して設けられ、交流電流が供給されることで、当該定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材を介して前記定着部材に対向して設けられ、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する複数の第１磁路形成部材と、
前記定着部材を介して前記磁界生成部材に対向して設けられ、複数の前記第１磁路形成部材とともに、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する第２磁路形成部材とを備え、
複数の前記第１磁路形成部材は、それぞれが前記定着部材の回転方向に沿って延びるとともに、隣接する当該第１磁路形成部材との間に間隔を有するように、当該定着部材の回転方向と交差する当該定着部材の幅方向に並んで設けられ、
前記定着部材は、前記磁界生成部材を介して前記第１磁路形成部材と対向する部位を通過する第１領域と、当該第１領域と隣接して設けられ、当該磁界生成部材を介して当該第１磁路形成部材と対向しない部位を通過する第２領域とを有し、
前記第２磁路形成部材は、前記定着部材の前記第１領域と対向する第１部位と、当該定着部材の前記第２領域と対向し、当該第１部位よりも熱容量が低い第２部位とを有することを特徴とする定着装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における体積が、前記第２部位における体積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における前記定着部材の回転方向に沿った長さが、前記第２部位における当該定着部材の回転方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
請求項４に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、外周面が前記定着部材の内周面に接触して配置され、磁気特性が温度に応じて強磁性と常磁性との間で変化し、磁気特性が強磁性の場合に、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成し、磁気特性が常磁性の場合に、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を透過させる感温磁性部材と、外周面が当該感温磁性部材の内周面に接触して配置され、当該感温磁性部材の磁気特性が常磁性の場合に、当該感温磁性部材を透過した交流磁界を誘導する誘導部材とを備え、
前記感温磁性部材および前記誘導部材は、前記第２部位に、前記定着部材の回転方向に沿った切欠きを有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における厚さが、前記第２部位における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
請求項６に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、外周面が前記定着部材の内周面に接触して配置され、磁気特性が温度に応じて強磁性と常磁性との間で変化し、磁気特性が強磁性の場合に、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成し、磁気特性が常磁性の場合に、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を透過させる感温磁性部材と、外周面が当該感温磁性部材の内周面に接触して配置され、当該感温磁性部材の磁気特性が常磁性の場合に、当該感温磁性部材を透過した交流磁界を誘導する誘導部材とを備え、
前記誘導部材は、前記第１部位において、前記感温磁性部材の内周面と接する面とは反対側に、前記第２部位よりも突出する凸部を有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
【０００７】
請求項７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、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
無端帯状の形状を備えるとともに導電層を有し、回転可能に設けられ、当該導電層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材と対向して設けられ、交流電流が供給されることで、当該定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材を介して前記定着部材に対向して設けられ、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する複数の第１磁路形成部材と、
前記定着部材を介して前記磁界生成部材に対向して設けられ、複数の前記第１磁路形成部材とともに、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する第２磁路形成部材とを備え、
複数の前記第１磁路形成部材は、それぞれが前記定着部材の回転方向に沿って延びるとともに、隣接する当該第１磁路形成部材との間に間隔を有するように当該定着部材の回転方向と交差する当該定着部材の幅方向に並んで設けられ、
前記定着部材は、前記磁界生成部材を介して前記第１磁路形成部材と対向する部位を通過する第１領域と、当該第１領域と隣接して設けられ、当該磁界生成部材を介して当該第１磁路形成部材と対向しない部位を通過する第２領域とを有し、
前記第２磁路形成部材は、前記定着部材の前記第１領域と対向する第１部位と、当該定着部材の前記第２領域と対向し、当該第１部位よりも熱容量が低い第２部位とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
請求項８に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における体積が、前記第２部位における体積よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。
請求項９に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における前記定着部材の回転方向に沿った長さが、前記第２部位における当該定着部材の回転方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置である。
請求項１０に記載の発明は、前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における厚さが、前記第２部位における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、定着部材における温度むらの発生を抑制することができる。
請求項２の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、より簡易な構成で、第２磁路形成部材における第１部位の熱容量を第２部位の熱容量よりも大きくすることができる。
請求項３の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、第２磁路形成部材における熱容量の分布を、より簡易な構成で実現することができる。
請求項４の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、定着部材における過剰な温度上昇を抑制することができる。
請求項５の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、第２磁路形成部材における熱容量の分布を、より簡易な構成で実現することができる。
請求項６の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、定着部材における過剰な温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
請求項７の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、定着部材における温度むらの発生を抑制することができる。
請求項８の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、より簡易な構成で、第２磁路形成部材における第１部位の熱容量を第２部位の熱容量よりも大きくすることができる。
請求項９の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、第２磁路形成部材における熱容量の分布を、より簡易な構成で実現することができる。
請求項１０の発明によれば、本構成を有さない場合と比較して、第２磁路形成部材における熱容量の分布を、より簡易な構成で実現することができる。
【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における定着ユニットのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】定着ベルトの層構成を説明する図である。
【図５】（ａ）がエンドキャップ部材の側面図であり、（ｂ）がＶＢ方向から見たエンドキャップ部材の平面図である。
【図６】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７】本実施の形態におけるＩＨヒータ、定着ベルト、感温磁性部材および誘導部材の積層構造を説明する図である。
【図８】本実施の形態のＩＨヒータにおける磁心、感温磁性部材および誘導部材の関係を説明する図である。
【図９】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１０】本実施の形態におけるＩＨヒータ、定着ベルト、感温磁性部材および誘導部材の積層構造を説明する斜視図である。
【図１１】本実施の形態におけるＩＨヒータ、定着ベルト、感温磁性部材および誘導部材の積層構造を説明する断面図である。
【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。
［実施の形態１］
＜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、画像形成装置１に対して供給される用紙Ｐを保持する用紙保持部４０、画像が形成された用紙Ｐを積載する用紙積載部４５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、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である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、二次転写後の中間転写ベルト２０表面を清掃するベルトクリーナ２５、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帯電され、画像処理部３３から送信された黒（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上には黒（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上に形成された黒（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上に黒（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、ＩＨ（Induction Heating）ヒータ８０、ＩＨヒータ８０により電磁誘導加熱されて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の外周側において、定着ベルト６１に対向するように配置された加圧ロール６２、定着ベルト６１の内周側に設けられるとともに、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧され、加圧ロール６２との間にニップ部Ｎを形成する押圧パッド６３を備えている。なお、本実施の形態においては、ＩＨヒータ８０は定着ベルト６１の外周側に設けられている。
さらに、定着ユニット６０は、定着ベルト６１の内周側において定着ベルト６１に接触して設けられ、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、定着ベルト６１の内周側に設けられるとともに感温磁性部材６４に接触して設けられ、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の内周側に設けられ、押圧パッド６３、感温磁性部材６４および誘導部材６６を支持するホルダ６５、定着ベルト６１の外周側に設けられ、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１７３を備えている。なお、本実施の形態の定着ユニット６０では、感温磁性部材６４と誘導部材６６とにより第２磁路形成部材が構成される。
【００１９】
＜定着ベルトの説明＞
図４は、定着ベルト６１の層構成を説明する図である。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に示したように、定着ベルト６１は、内周側から、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電層の一例としての導電発熱層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が積層された多層構造のベルト部材である。したがって、本実施の形態においては、定着ベルト６１の内周側において基材層６１１が感温磁性部材６４と接触し、定着ベルト６１の外周側において表面離型層６１４が加圧ロール６２およびＩＨヒータ８０に対向している。
【００２０】
基材層６１１は、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、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８８（後段の図６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（１）式から導かれる。（１）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に侵入し通過するように、（１）式で規定される導電発熱層６１２の表皮深さ（δ）よりも薄く構成される。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】
【００２４】
具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗値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）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、薄層に構成される。
【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用いられる。
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が用いられる。
【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やＬＣＰ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂で構成され、図３に示すように加圧ロール６２と対向する位置にてホルダ６５に支持される。そして、押圧パッド６３は、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、押圧パッド６３は、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、均一で幅の広いニップ部Ｎを形成する。また、押圧パッド６３は、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、押圧パッド６３は、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１７３を配置している。剥離補助部材１７３は、ニップ部Ｎよりも用紙搬送方向下流側において、定着ベルト６１に向かって延びる剥離バッフル１７１と、剥離バッフル１７１を支持するホルダ１７２とから構成される。そして、ニップ部Ｎの出口にて押圧パッド６３により用紙Ｐに形成されたカール部分を剥離バッフル１７１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について説明する。図３に示すように、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、外周面が定着ベルト６１の内周面と接触するように配置される。それにより、感温磁性部材６４の温度は定着ベルト６１の温度に対応して変化し、感温磁性部材６４は定着ベルト６１の温度を検知する検知部として機能する。
そして、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」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。それにより、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の内部を通過する磁路を形成する。そして、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６参照）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。
【００２９】
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定着設定温度として用いられる例えば１４０℃〜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２２０℃〜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、伝熱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（１）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。
【００３０】
また、本実施の形態の感温磁性部材６４は発熱体としても機能して、接触して配置される定着ベルト６１に対して熱を供給する。それにより、感温磁性部材６４は、トナー像を定着する定着部材として機能する定着ベルト６１の発熱を補助して、画像形成時の定着ベルト６１の温度を定着設定温度の範囲内に維持する。例えば、感温磁性部材６４自らが発熱して定着ベルト６１に対して熱を供給することで、定着動作の開始時に生じ易い定着ベルト６１の温度の一時的な落ち込み（所謂「温度ドループ現象」）の発生等を抑制して、定着ベルト６１の温度が定着設定温度の範囲内に安定的に維持されるように構成している。
なお、本実施の形態における感温磁性部材６４の構造については、後段で詳細に説明する。
【００３１】
＜ホルダの説明＞
図３に示すように、ホルダ６５は、定着ベルト６１の内周側に設けられ、押圧パッド６３、感温磁性部材６４および誘導部材６６を支持する。そして、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、押圧パッド６３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における定着ベルト６１の幅方向の圧力（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＞
図３に示すように、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の内周面と接触して配置される。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（１）式参照）よりも充分に厚い厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成される。なお、本実施の形態では、誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向全域に亘って、感温磁性部材６４よりも厚く形成されている。
【００３３】
さらに、誘導部材６６は、感温磁性部材６４と接触して配置されることにより、感温磁性部材６４にて発生した熱を蓄える蓄熱体としても機能する。そして、誘導部材６６は、蓄えた熱を感温磁性部材６４を介して定着ベルト６１に供給することで、画像形成時の定着ベルト６１の温度を定着設定温度の範囲内に維持する。すなわち、本実施の形態の誘導部材６６は、感温磁性部材６４にて発熱した熱を貯蔵し、温度が落ち込んだ定着ベルト６１に対し感温磁性部材６４を介して熱を供給する。それにより、例えば定着動作の開始時に生じ易い定着ベルト６１の温度の一時的な落ち込み（温度ドループ現象）等の発生の抑制を補助して、定着ベルト６１の温度が定着設定温度の範囲内に安定的に維持されるように機能する。
なお、本実施の形態における誘導部材６６の構造については、後段で詳細に説明する。
【００３４】
＜定着ベルトの駆動機構の説明＞
次に、定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
正面図である図２に示したように、ホルダ６５（図３参照）の軸方向両端部には、定着ベルト６１の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト６１を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材６７が固定されている。そして、定着ベルト６１は、両端部からエンドキャップ部材６７を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで図３の矢印Ｃ方向に回転移動する。
ここで図５は、（ａ）がエンドキャップ部材６７の側面図であり、（ｂ）がＶＢ方向から見たエンドキャップ部材６７の平面図である。図５に示したように、エンドキャップ部材６７は、定着ベルト６１の両端部内側に嵌め合わされる固定部６７ａ、固定部６７ａより外径が大きく形成され、定着ベルト６１に装着された際に定着ベルト６１よりも半径方向外側に張り出すように形成されたフランジ部６７ｄ、回転駆動力が伝達されるギヤ部６７ｂ、ホルダ６５の両端部に形成された支持部６５ａと結合部材１６６を介して回転自在に結合されたベアリング軸受部６７ｃを備える。すなわち、エンドキャップ部材６７は、定着ベルト６１の軸方向中央から外側に向かって、固定部６７ａ、フランジ部６７ｄおよびギヤ部６７ｂが順に配置された構造を有する。そして、上記図２に示したように、ホルダ６５（図３参照）の両端部の支持部６５ａが定着ユニット６０の筐体７０の両端部に固定されることで、エンドキャップ部材６７は、支持部６５ａに結合されたベアリング軸受部６７ｃを介して回転自在に支持される。
エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が用いられる。
【００３５】
そして、図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達ギヤ９１、９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４、９５から両エンドキャップ部材６７のギヤ部６７ｂ（図５参照）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。
このように、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回転するので、定着ベルト６１は安定して回転する。
【００３６】
ここで、定着ベルト６１が両端部のエンドキャップ部材６７から駆動力を直接受けて回転する場合には、一般に、０．１〜０．５Ｎ・ｍ程度のトルクが作用する。ところが、本実施の形態の定着ベルト６１では、基材層６１１を機械的強度の高い例えば非磁性ステンレススチール等で構成している。そのため、定着ベルト６１全体に０．１〜０．５Ｎ・ｍ程度のねじりトルクが作用した場合でも、定着ベルト６１には座屈等が生じ難い。
また、エンドキャップ部材６７のフランジ部６７ｄにより定着ベルト６１の片寄りを抑えているが、その際の定着ベルト６１には、一般に、端部（フランジ部６７ｄ）側から軸方向に向けて１〜５Ｎ程度の圧縮力が働く。しかし、定着ベルト６１がこのような圧縮力を受けた場合においても、定着ベルト６１の基材層６１１が非磁性ステンレススチール等で構成されていることから、座屈等の発生が抑制される。
上記のように、本実施の形態の定着ベルト６１においては、定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、安定した回転が行われる。また、その際に、定着ベルト６１の基材層６１１を機械的強度の高い例えば非磁性ステンレススチール等で構成することで、ねじりトルクや圧縮力に対して座屈等が発生し難い構成を実現している。さらには、基材層６１１および導電発熱層６１２を薄層に形成して、定着ベルト６１全体としての柔軟性／フレキシブル性を確保しているので、ニップ部Ｎに倣った変形と形状復元とが行われる。
【００３７】
＜加圧ロールの説明＞
図３に戻り、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、定着ベルト６１に従動して図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、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の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ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る離型層６２３とが積層されて構成される。そして、加圧ロール６２は、押圧バネ６８（図２参照）により例えば２５ｋｇｆ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。
【００３８】
＜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６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り、図７は、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０、定着ベルト６１、感温磁性部材６４および誘導部材６６の積層構造を説明する図である。なお、図７においては、シールド８５（図６参照）の記載を省略している。また、図８は、ＩＨヒータ８０における磁心８４（図６参照）と感温磁性部材６４および誘導部材６６との関係を説明する図である。なお、図８は、定着ベルト６１の外周形状に沿って湾曲した形状の磁心８４、感温磁性部材６４および誘導部材６６の積層構造を平坦とみなして、シールド８５側から見たものに対応する。
【００３９】
図６に示したように、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１の外周面に沿って設けられる支持体８１、支持体８１に支持されるとともに支持体８１を介して定着ベルト６１に対向して設けられ、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としての励磁コイル８２、支持体８１に支持されるとともに励磁コイル８２に対向して設けられ、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。また、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、励磁コイル８２上に設けられ、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性支持部材８３、支持体８１に取り付けられるとともに、励磁コイル８２、弾性支持部材８３および磁心８４を囲んで設けられ、磁界を遮蔽するシールド８５、磁心８４とシールド８５との間に設けられ、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。
さらに、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１を介して、定着ベルト６１の内周側に設けられる感温磁性部材６４および誘導部材６６と対向している（図３参照）。
【００４０】
図７に示したように、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０の支持体８１は、定着ベルト６１の移動方向に直交する方向（以下では、定着ベルト６１の幅方向という）を長手方向とし、定着ベルト６１の全幅に亘って定着ベルト６１と対向して設けられる。
さらに、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（図６参照）が定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（例えば、０．５〜２ｍｍ）を保つように設定されている。
また、図６に示したように、支持体８１には、支持面８１ａにおける定着ベルト６１の移動方向中央部にて、定着ベルト６１の幅方向に沿って平行に配置された一対の磁心支持部８１ｂと、支持面８１ａにおける定着ベルト６１の移動方向両端部に配置され、磁心８４に接触することで、磁心８４の定着ベルト６１の移動方向に対する配置位置を規制する磁心規制部８１ｃとが設けられている。そして、一対の磁心支持部８１ｂは、支持面８１ａにおける定着ベルト６１の移動方向両端部に設けられた２つの磁心規制部８１ｃの間で、磁心８４を定着ベルト６１の移動方向前後に移動自在に支持する。それにより、支持体８１は、製造時の熱処理によって形状にばらつきが生じ易い磁心８４と支持面８１ａとの間隙が、定着ベルト６１の移動方向中央部を中心として上流側領域と下流側領域とにおいて略対称となるように磁心８４を支持する。
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。
【００４１】
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、定着ベルト６１の幅方向が長手方向となるような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。励磁コイル８２は、励磁コイル８２の中空き部から支持体８１の磁心支持部８１ｂが突出するように、支持体８１の支持面８１ａ上に配置される。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２０〜１００ｋＨｚが用いられる。
弾性支持部材８３は、例えばシリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成されたシート状部材である。弾性支持部材８３は、励磁コイル８２が支持体８１の支持面８１ａに密着して固定されるように、励磁コイル８２を支持体８１に対して押圧するように設定されている。
【００４２】
磁心８４（図６参照）は、図７に示すように、複数の第１磁路形成部材の一例としての複数の磁心片８４ａが、隣接する磁心片８４ａとの間に間隔を有するように、定着ベルト６１の幅方向に並んで配置されることで構成される。そして、磁心８４を構成する複数の磁心片８４ａは、それぞれ、断面が定着ベルト６１の断面形状に沿って湾曲するとともに、定着ベルト６１の移動方向を長手方向とする弓状の形状を有している。そして、複数の磁心片８４ａは、それぞれ、支持体８１に設けられた磁心支持部８１ｂおよび磁心規制部８１ｃにより、位置決めされている。
また、図８に示すように、定着ベルト６１の移動方向に沿った磁心片８４ａの長さは、感温磁性部材６４および誘導部材６６の定着ベルト６１の移動方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁心８４を構成する磁心片８４ａから放射される磁力線Ｈ（後述する図９参照）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。
【００４３】
磁心８４を構成する磁心片８４ａを形成する材料としては、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る。磁心片８４ａは、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線Ｈ（磁束）を内部に誘導し、磁心片８４ａから支持体８１を介して定着ベルト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の中を通過して支持体８１を介して磁心片８４ａに戻るといった磁力線Ｈ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片８４ａ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Ｈ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Ｈは、定着ベルト６１のうち磁心片８４ａと対向する領域に集中される。
【００４４】
＜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。
【００４５】
図９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９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の温度が透磁率変化開始温度よりも高い温度範囲にある場合と比較して、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。
【００４６】
すなわち、ＩＨヒータ８０における磁心８４の磁心片８４ａ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での磁束密度は他の領域の磁束密度と比較して高くなる。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が再び磁心片８４ａ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、磁力線Ｈが感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心片８４ａに向けて発生する。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から集中して磁心片８４ａに向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も他の領域の磁束密度と比較して高くなる。
【００４７】
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９に示したように、磁束密度の変化量が他の領域よりも大きい領域Ｒ１、Ｒ２および領域Ｒ３では、他の領域よりも大きな渦電流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、他の領域よりも大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２の領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３では、他の領域よりも大きなジュール熱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において他の領域よりも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。
【００４８】
本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周面に接触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（磁心片８４ａ）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。
【００４９】
また、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度よりも高い温度範囲にある場合には、感温磁性部材６４の温度も透磁率変化開始温度より高くなるため、感温磁性部材６４の比透磁率が低下する。そのため、ＩＨヒータ８０の励磁コイル８２により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、感温磁性部材６４を容易に透過するように変化する。それにより、励磁コイル８２により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、磁心８４（磁心片８４ａ）から定着ベルト６１に向けて拡散するように放射され、感温磁性部材６４を透過して誘導部材６６に到達するようになる。
【００５０】
一方、感温磁性部材６４を透過した磁力線Ｈが到達した誘導部材６６では、磁力線Ｈを打ち消す方向の磁力線を生じさせる渦電流が発生する。そして、誘導部材６６にて発生した渦電流により生じた磁力線と、感温磁性部材６４を透過して誘導部材６６に到達した磁力線Ｈとが打ち消し合うことになる。
そのため、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度を超える温度範囲にある場合には、導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈの磁束密度が減少することとなる。それにより、磁力線Ｈが厚さ方向に横切る導電発熱層６１２に発生する渦電流Ｉは減り、定着ベルト６１に発生するジュール熱Ｗは減少する。これにより、定着ベルト６１の温度上昇が抑制される。
【００５１】
また、感温磁性部材６４を透過して誘導部材６６に到達した磁力線Ｈの一部は、誘導部材６６の内部に誘導される。磁力線Ｈが誘導部材６６の内部に誘導されるようになると、定着ベルト６１の導電発熱層６１２より渦電流Ｉの流れやすい誘導部材６６のほうに多くの渦電流Ｉが流れる。そのため、導電発熱層６１２で流れる渦電流Ｉの量はさらに抑制され、定着ベルト６１の温度上昇がさらに抑制されることになる。
【００５２】
その後、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度よりも低くなると、感温磁性部材６４の温度も透磁率変化開始温度よりも低くなるため、感温磁性部材６４は再び強磁性に変化する。これにより、磁力線Ｈが再び感温磁性部材６４の内部に誘導されるため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に渦電流Ｉが多く流れるようになる。そのため、定着ベルト６１が再び加熱されるようになる。
【００５３】
ここで、図７および図８に示すように、本実施の形態のＩＨヒータ８０では、磁心８４（図６参照）は、励磁コイル８２の長手方向（定着ベルト６１の幅方向）に亘って並んで形成される複数の磁心片８４ａから構成されている。
本実施の形態においては、回転する定着ベルト６１のうち、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向する部位を通過する領域を第１領域Ｓ１と呼び、回転する定着ベルト６１のうち、第１領域Ｓ１と隣接して設けられ、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向しない部位を通過する領域を第２領域Ｓ２と呼ぶ。したがって、図７に示すように、本実施の形態の定着ベルト６１においては、定着ベルト６１の幅方向に、第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とが交互に並んで存在することとなる。なお、図８には、定着ベルト６１に設定される第１領域Ｓ１と対応する領域および第２領域Ｓ２と対応する領域を示している。
【００５４】
上述したように、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、磁力線Ｈは、磁心８４（磁心片８４ａ）から放出され、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切り感温磁性部材６４を通過した後、再び磁心８４（磁心片８４ａ）に向かうことになる。したがって、定着ベルト６１のうち、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向する部位を通過する第１領域Ｓ１の方が、励磁コイル８２を介して磁心片８４ａと対向しない部位を通過する第２領域Ｓ２と比較して、導電発熱層６１２に磁力線Ｈが集中し、磁束密度が高くなりやすい。そして、定着ベルト６１の導電発熱層６１２では、第２領域Ｓ２と比較して第１領域Ｓ１で渦電流Ｉが生じやすくなり、ジュール熱Ｗが発生しやすくなる。
これにより、定着ベルト６１では、第２領域Ｓ２と比較して第１領域Ｓ１のほうが温度上昇しやすいため、定着ベルト６１において、第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２との間で温度むらが生じやすくなる傾向がある。
【００５５】
＜定着ベルトにおける温度むらの発生を抑制する構成の説明＞
この場合に定着ベルト６１において温度むらの発生を抑制するためには、隣接する磁心片８４ａ同士の間隔を狭くして励磁コイル８２の長手方向に亘って磁心片８４ａを敷き詰めるように配置することで、磁心８４を形成する構成や、磁心８４を励磁コイル８２の長手方向に亘って一体的に形成する構成等を採用することが挙げられる。しかし、このような構成では、ＩＨヒータ８０全体の重量が大きくなり、また製造コストも高価なものとなる。また、磁心８４をフェライトで形成する場合には、成形後の熱処理によって磁心８４の形状にばらつきが生じ易く、磁心８４の寸法精度を高めることが困難である。そのため、磁心片８４ａを励磁コイル８２の長手方向に亘って敷き詰めることで磁心８４を形成したり、磁心８４を励磁コイル８２の長手方向に亘って一体構成としたりする場合には、励磁コイル８２の長手方向に亘って、磁心８４と励磁コイル８２との間隔のばらつきが大きくなりやすい。その結果、定着ベルト６１に供給する磁力線が不均一となって、定着ベルト６１の発熱量においても、定着ベルト６１の幅方向においてばらつきが生じ、定着ベルト６１に温度むらが生じる懸念がある。
【００５６】
そこで、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周側に設けられる誘導部材６６において、定着ベルト６１における第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、定着ベルト６１における第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくすることで、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制している。
【００５７】
上述したように、感温磁性部材６４は発熱体としても機能し、接触して配置される定着ベルト６１に対して熱を供給して、定着ベルト６１での発熱量を補助する。
すなわち、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下であり、感温磁性部材６４が強磁性を呈する状態であっても、ＩＨヒータ８０からの磁力線Ｈの中には、感温磁性部材６４を厚さ方向に横切る磁力線Ｈが存在する。それにより、感温磁性部材６４の内部には弱い渦電流Ｉが発生し、感温磁性部材６４自身も発熱する。その場合に、本実施の形態の感温磁性部材６４では、スリット等の渦電流Ｉを抑制する機構を設けず、積極的に感温磁性部材６４が発熱するように構成している。そして、円弧形状の感温磁性部材６４が同様に円弧形状の内周面をもった定着ベルト６１と大きな面積領域において接触するように配置して、感温磁性部材６４にて発生した熱が定着ベルト６１に伝熱するように構成している。それにより、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１に対して熱を供給する。
またその際に、感温磁性部材６４と接触して配置される誘導部材６６には、感温磁性部材６４にて発生した熱が伝導され、誘導部材６６は、その熱を蓄える蓄熱材としての機能を有する。さらに、誘導部材６６は、感温磁性部材６４から蓄えた熱を、感温磁性部材６４を介して定着ベルト６１に供給する。
【００５８】
誘導部材６６から感温磁性部材６４を介して定着ベルト６１に供給される熱量は、感温磁性部材６４に接して設けられる誘導部材６６の熱容量に依存する。すなわち、誘導部材６６の熱容量が大きいほど、感温磁性部材６４にて発生した熱のうち誘導部材６６にて蓄えられる熱量が多くなるため、それに伴って感温磁性部材６４にて発生した熱のうち定着ベルト６１に供給される熱量が少なくなる。逆に、誘導部材６６の熱容量が小さいほど、感温磁性部材６４にて発生した熱のうち誘導部材６６にて蓄えられる熱量が少なくなるため、感温磁性部材６４にて発生した熱のうち定着ベルト６１に供給される熱量が多くなる。
したがって、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周側に設けられる誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と比較して、導電発熱層６１２でジュール熱Ｗが発生しやすく温度上昇しやすい定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくすることで、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制している。
【００５９】
ここで、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向に亘って一体的に構成されるとともに、定着ベルト６１の幅方向に亘って同一の非磁性金属材料にて形成されている。したがって、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の誘導部材６６の体積を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の誘導部材６６の体積よりも大きくすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくすることが可能になる。
なお、本実施の形態の説明において、「体積」とは、誘導部材６６における、定着ベルト６１の幅方向に沿った単位長さ当たりの体積をいうものとする。同様に、「熱容量」とは、誘導部材６６における、定着ベルト６１の幅方向に沿った単位長さ当たりの熱容量をいうものとする。
【００６０】
続いて、本実施の形態において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、誘導部材６６のうち定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくするための構成について説明する。
本実施の形態の誘導部材６６は、図７に示すように、感温磁性部材６４の内周面に倣った形状で形成されている。そして、誘導部材６６の外周面は、感温磁性部材６４の内周面に接触して配置される。また、本実施の形態においては、誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向に亘って一体的に構成されている。
さらに、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位と第２領域Ｓ２が通過する部位とで、厚さが等しくなるように構成される。
さらにまた、図７および図８に示すように、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、定着ベルト６１の移動方向上流側に切欠きが形成されている。これにより、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが第１の長さとなる長径部６６ａを有し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが第１の長さよりも短い第２の長さとなる短径部６６ｂを有している。
【００６１】
本実施の形態の誘導部材６６は、上記構成を有することで定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する長径部６６ａの方が、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する短径部６６ｂよりも体積が大きくなる。
これにより、本実施の形態では、誘導部材６６において定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する長径部６６ａの方が、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する短径部６６ｂよりも熱容量が大きくなる。したがって、本構成を有さない場合と比較して、誘導部材６６の長径部６６ａから定着ベルト６１の第１領域Ｓ１に供給される熱量の方が、誘導部材６６の短径部６６ｂから定着ベルト６１の第２領域Ｓ２に供給される熱量よりも小さくなる。
以上より、本実施の形態では、本構成を有さない場合と比較して、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおいて温度むらが発生するのを抑制することが可能になる。
【００６２】
また、図７および図８に示すように、本実施の形態の感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、定着ベルト６１の移動方向上流側に切欠きが形成されている。これにより、本実施の形態の感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが第３の長さとなる長径部６４ａを有し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが第３の長さよりも短い第４の長さとなる短径部６４ｂを有している。
【００６３】
そして、本実施の形態では、感温磁性部材６４の内周側に誘導部材６６の外周が接触して配置されるとともに、感温磁性部材６４の短径部６４ｂと誘導部材６６の短径部６６ｂとが重なり、感温磁性部材６４の長径部６４ａと誘導部材６６の長径部６６ａとが重なって配置される。これにより、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位には、感温磁性部材６４および誘導部材６６の双方が切欠かれた切欠き部６９が形成されている。
なお、本実施の形態の定着ユニット６０においては、誘導部材６６の長径部６６ａと感温磁性部材６４の長径部６４ａとにより、第２磁路形成部材の第１部位が構成され、誘導部材６６の短径部６６ｂと感温磁性部材６４の短径部６４ｂとにより、第２磁路形成部材の第２部位が構成されている。
【００６４】
本実施の形態では、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、感温磁性部材６４と誘導部材６６との双方を切欠いて形成される切欠き部６９を有することで、この切欠き部６９に、定着ベルト６１の温度を検知するサーミスタ（図示せず）や、定着ベルト６１の温度が異常に上昇した場合に定着ユニット６０への電力の供給を遮断するサーモスイッチ（図示せず）を設けることができる。これにより、切欠き部６９以外にサーミスタやサーモスイッチを設置した場合と比較して、定着ユニット６０の省スペース化を図ることが可能になる。また、本実施の形態では、サーミスタやサーモスイッチを設置するために、切欠き部６９以外に感温磁性部材６４および誘導部材６６をさらに切欠く必要がなく、サーミスタやサーモスイッチを設置するために感温磁性部材６４および誘導部材６６を切欠いたことによる、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制することが可能になる。
【００６５】
さらに、本実施の形態では、磁心片８４ａにおける定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが、感温磁性部材６４の長径部６４ａおよび誘導部材６６の長径部６６ａにおける定着ベルト６１の移動方向に沿った長さよりも短い。そして、磁心片８４ａにおける定着ベルト６１の移動方向に沿った両端部は、ともに、感温磁性部材６４の長径部６４ａおよび誘導部材６６の長径部６６ａにおける定着ベルト６１の移動方向に沿った両端部よりも内側に設けられる。
これにより、磁心片８４ａから放射される磁力線Ｈ（図９参照）がＩＨヒータ８０周辺へ漏洩するのを抑制でき、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ことが可能になる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、感温磁性部材６４において長径部６４ａおよび短径部６４ｂを形成するとともに、誘導部材６６において長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成した。しかし、例えば、感温磁性部材６４において、長径部６４ａおよび短径部６４ｂを形成せずに、誘導部材６６のみに長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成してもよい。
また、本実施の形態では、誘導部材６６における定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、定着ベルト６１の移動方向上流側を切欠くことで、誘導部材６６に長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成した。しかし誘導部材６６を切欠く場所はこれに限られず、誘導部材６６における定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において、定着ベルト６１の移動方向下流側を切欠いても良いし、定着ベルト６１の移動方向上流側および下流側の双方を切欠くことで、長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成しても良い。
【００６７】
さらに、本実施の形態では、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において誘導部材６６を矩形状に切欠くことで、誘導部材６６において矩形状の長径部６６ａおよび矩形状の短径部６６ｂを形成した。しかし、誘導部材６６の長径部６６ａの形状および短径部６６ｂの形状は矩形に限られず、三角形状や半円形状等、あらゆる形状を採用することができる。
また、本実施の形態では、誘導部材６６の長径部６６ａにおける、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅と、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１における、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅とを等しくし、誘導部材６６の短径部６６ｂにおける、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅と、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２における、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅とを等しくした。しかし、誘導部材６６における長径部６６ａおよび短径部６６ｂの幅はこれに限られない。例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位のうち、少なくとも一部の部位に短径部６６ｂが形成されていれば足りる。
【００６８】
また、本実施の形態においては、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位において誘導部材６６を切欠くことで、誘導部材６６に長径部６６ａと短径部６６ｂとを形成した。しかし、誘導部材６６に長径部６６ａおよび短径部６６ｂを形成する方法はこれに限られない。例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の材料を引き伸ばす等の方法で、誘導部材６６に長径部６６ａと短径部６６ｂとを形成してもよい。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位よりも第２領域Ｓ２と対向する部位の熱容量を小さくするために、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位に長径部６６ａを形成し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と対向する部位に短径部６６ｂを形成した。しかし、例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と対向する部位に孔を設けることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位よりも第２領域Ｓ２と対向する部位の体積を小さくし、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位よりも第２領域Ｓ２と対向する部位の熱容量を小さくしても良い。
【００７０】
［実施の形態２］
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。
実施の形態１では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と対向する部位に長径部６６ａを形成し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２と対向する部位に短径部６６ｂを形成し、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の体積を第２領域Ｓ２が通過する部位の体積よりも大きくすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくし、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制する構成について説明した。
本実施の形態では、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位と第２領域Ｓ２が通過する部位とで、誘導部材６６の定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが等しくなるように構成するとともに、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位と第２領域Ｓ２が通過する部位とで、誘導部材６６の厚さを異ならせることで、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制する構成について説明する。
なお、実施の形態１と同様な構成については同様の符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００７１】
図１０は、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０（図７参照）、定着ベルト６１、感温磁性部材６４および誘導部材６６の積層構造を説明する斜視図であり、図１１は、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０（図７参照）、定着ベルト６１、感温磁性部材６４および誘導部材６６の積層構造を説明する断面図である。図１１は、図３のＸＩ−ＸＩ断面に相当する。なお、図１０においては、シールド８５の記載を省略し、図１１においては、支持体８１、弾性支持部材８３およびシールド８５の記載を省略している。
【００７２】
図１０に示すように、本実施の形態の感温磁性部材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、感温磁性部材６４の外周面は、定着ベルト６１の内周面に接触して設けられる。
また、本実施の形態の誘導部材６６は、図１０に示すように、感温磁性部材６４の内周面に倣った形状で形成されている。そして、誘導部材６６の外周面は、感温磁性部材６４の内周面に接触して設けられる。さらに、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向に亘って一体的に構成されるとともに、定着ベルト６１の幅方向に亘って同一の非磁性金属にて形成されている。
【００７３】
本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位と第２領域Ｓ２が通過する部位とで、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが等しくなるように構成される。
さらに、図１１に示すように、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿って感温磁性部材６４と接触する側とは反対側に突出することで、厚さが第１の厚さとなる肉厚部６６ｃを有し、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位に、定着ベルト６１の移動方向に沿って延びるとともに、厚さが第１の厚さよりも薄い第２の厚さとなる肉薄部６６ｄを有している。
本実施の形態の定着ユニット６０では、誘導部材６６における肉厚部６６ｃと感温磁性部材６４のうち誘導部材６６の肉厚部６６ｃに接する部位とにより第１部位が構成され、誘導部材６６における肉薄部６６ｄと感温磁性部材６４のうち誘導部材６６の肉薄部６６ｄに接する部位とにより第２部位が構成されている。
【００７４】
本実施の形態の誘導部材６６では、肉厚部６６ｃと肉薄部６６ｄとで、定着ベルト６１の移動方向に沿った長さが等しくなるように形成されるため、本実施の形態の誘導部材６６は、上記構成を有することで、肉厚部６６ｃの方が肉薄部６６ｄよりも体積が大きくなる。
これにより、本実施の形態では、誘導部材６６において肉厚部６６ｃの方が肉薄部６６ｄよりも熱容量が大きくなるため、本構成を有さない場合と比較して、誘導部材６６の肉厚部６６ｃから定着ベルト６１の第１領域Ｓ１に供給される熱量の方が、誘導部材６６の肉薄部６６ｄから定着ベルト６１の第２領域Ｓ２に供給される熱量よりも小さくなる。
したがって、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおいて温度むらが発生するのを抑制することが可能になる。
【００７５】
なお、本実施の形態の誘導部材６６において、肉厚部６６ｃの厚さは、例えば０．８〜１．２ｍｍであり、肉薄部６６ｄの厚さは、例えば０．４〜０．６ｍｍである。また、本実施の形態の誘導部材６６は、定着ベルト６１の幅方向の全域に亘って、感温磁性部材６４よりも厚く形成されている。
【００７６】
ここで、誘導部材６６において肉厚部６６ｃおよび肉薄部６６ｄを形成する方法としては、例えば、絞りプレス加工による方法や、厚さが定着ベルト６１の幅方向に亘って第１の厚さになるように形成された基部に対して、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位を削ることで、肉厚部６６ｃと肉薄部６６ｄとを形成する方法等が挙げられる。
また、厚さが定着ベルト６１の幅方向に亘って第２の厚さに形成された基部に対して、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位に、他の部材を接着することで肉厚部６６ｃと肉薄部６６ｄとを形成してもよい。この場合、密着性等の観点から、誘導部材６６の基部と、基部に接着する他の部材とは同一の材料から構成されることが好ましい。
【００７７】
また、本実施の形態では、誘導部材６６の肉厚部６６ｃにおける、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅と、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１における、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅とを等しくし、誘導部材６６の肉薄部６６ｄにおける、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅と、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２における、定着ベルト６１の幅方向に沿った幅とを等しくした。しかし、誘導部材６６における肉厚部６６ｃおよび肉薄部６６ｄの幅はこれに限られない。例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位のうち、少なくとも一部の部位に肉厚部６６ｃが形成されていれば足りる。
【００７８】
実施の形態１では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位よりも、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位における、定着ベルト６１の進行方向に沿った長さを長くすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおける温度むらの発生を抑制する構成について説明した。また、実施の形態２では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位よりも、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位における厚さを厚くすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおける温度むらの発生を抑制する構成について説明した。
しかし、誘導部材６６において定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位を、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくする方法はこれらの形態に限られない。例えば、実施の形態１の構成と実施の形態２の構成とを併用してもよい。具体的には、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位を切欠くとともに、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の厚みを定着ベルト６１の第２領域Ｓ２が通過する部位よりも厚く形成することで、定着ベルト６１における温度むらの発生を抑制することも可能である。
【００７９】
また、実施の形態１および実施の形態２では、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位における体積を、第２領域Ｓ２が通過する部位における体積よりも大きくすることで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおける温度むらの発生を抑制する構成について説明した。しかし、例えば、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位を第１の材料で形成し、第２領域Ｓ２が通過する部位を第１の材料よりも単位体積当たりの熱容量が小さい第２の材料で形成することで、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の熱容量を第２領域Ｓ２が通過する部位の熱容量よりも大きくし、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２とにおける温度むらの発生を抑制することも可能である。このような構成を採用する場合、誘導部材６６において、定着ベルト６１の第１領域Ｓ１が通過する部位の体積と第２領域Ｓ２が通過する部位の体積とを等しくしても良いし、第１領域Ｓ１が通過する部位の体積を第２領域Ｓ２が通過する部位の体積よりも小さくしても良い。
【符号の説明】
【００８０】
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、６４…感温磁性部材、６６…誘導部材、６９…切欠き部、８０…ＩＨヒータ、８２…励磁コイル、８４…磁心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端帯状の形状を備えるとともに導電層を有し、回転可能に設けられ、当該導電層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材と対向して設けられ、交流電流が供給されることで、当該定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材を介して前記定着部材に対向して設けられ、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する複数の第１磁路形成部材と、
前記定着部材を介して前記磁界生成部材に対向して設けられ、複数の前記第１磁路形成部材とともに、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する第２磁路形成部材とを備え、
複数の前記第１磁路形成部材は、それぞれが前記定着部材の回転方向に沿って延びるとともに、隣接する当該第１磁路形成部材との間に間隔を有するように、当該定着部材の回転方向と交差する当該定着部材の幅方向に並んで設けられ、
前記定着部材は、前記磁界生成部材を介して前記第１磁路形成部材と対向する部位を通過する第１領域と、当該第１領域と隣接して設けられ、当該磁界生成部材を介して当該第１磁路形成部材と対向しない部位を通過する第２領域とを有し、
前記第２磁路形成部材は、前記定着部材の前記第１領域と対向する第１部位と、当該定着部材の前記第２領域と対向し、当該第１部位よりも熱容量が低い第２部位とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における体積が、前記第２部位における体積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における前記定着部材の回転方向に沿った長さが、前記第２部位における当該定着部材の回転方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記第２磁路形成部材は、外周面が前記定着部材の内周面に接触して配置され、磁気特性が温度に応じて強磁性と常磁性との間で変化し、磁気特性が強磁性の場合に、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成し、磁気特性が常磁性の場合に、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を透過させる感温磁性部材と、外周面が当該感温磁性部材の内周面に接触して配置され、当該感温磁性部材の磁気特性が常磁性の場合に、当該感温磁性部材を透過した交流磁界を誘導する誘導部材とを備え、
前記感温磁性部材および前記誘導部材は、前記第２部位に、前記定着部材の回転方向に沿った切欠きを有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項５】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における厚さが、前記第２部位における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項６】
前記第２磁路形成部材は、外周面が前記定着部材の内周面に接触して配置され、磁気特性が温度に応じて強磁性と常磁性との間で変化し、磁気特性が強磁性の場合に、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成し、磁気特性が常磁性の場合に、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を透過させる感温磁性部材と、外周面が当該感温磁性部材の内周面に接触して配置され、当該感温磁性部材の磁気特性が常磁性の場合に、当該感温磁性部材を透過した交流磁界を誘導する誘導部材とを備え、
前記誘導部材は、前記第１部位において、前記感温磁性部材の内周面と接する面とは反対側に、前記第２部位よりも突出する凸部を有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項７】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
無端帯状の形状を備えるとともに導電層を有し、回転可能に設けられ、当該導電層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材と対向して設けられ、交流電流が供給されることで、当該定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材を介して前記定着部材に対向して設けられ、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する複数の第１磁路形成部材と、
前記定着部材を介して前記磁界生成部材に対向して設けられ、複数の前記第１磁路形成部材とともに、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する第２磁路形成部材とを備え、
複数の前記第１磁路形成部材は、それぞれが前記定着部材の回転方向に沿って延びるとともに、隣接する当該第１磁路形成部材との間に間隔を有するように当該定着部材の回転方向と交差する当該定着部材の幅方向に並んで設けられ、
前記定着部材は、前記磁界生成部材を介して前記第１磁路形成部材と対向する部位を通過する第１領域と、当該第１領域と隣接して設けられ、当該磁界生成部材を介して当該第１磁路形成部材と対向しない部位を通過する第２領域とを有し、
前記第２磁路形成部材は、前記定着部材の前記第１領域と対向する第１部位と、当該定着部材の前記第２領域と対向し、当該第１部位よりも熱容量が低い第２部位とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における体積が、前記第２部位における体積よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における前記定着部材の回転方向に沿った長さが、前記第２部位における当該定着部材の回転方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における厚さが、前記第２部位における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置。
【請求項１】
無端帯状の形状を備えるとともに導電層を有し、回転可能に設けられ、当該導電層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材と対向して設けられ、交流電流が供給されることで、当該定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材を介して前記定着部材に対向して設けられ、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する複数の第１磁路形成部材と、
前記定着部材を介して前記磁界生成部材に対向して設けられ、複数の前記第１磁路形成部材とともに、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する第２磁路形成部材とを備え、
複数の前記第１磁路形成部材は、それぞれが前記定着部材の回転方向に沿って延びるとともに、隣接する当該第１磁路形成部材との間に間隔を有するように、当該定着部材の回転方向と交差する当該定着部材の幅方向に並んで設けられ、
前記定着部材は、前記磁界生成部材を介して前記第１磁路形成部材と対向する部位を通過する第１領域と、当該第１領域と隣接して設けられ、当該磁界生成部材を介して当該第１磁路形成部材と対向しない部位を通過する第２領域とを有し、
前記第２磁路形成部材は、前記定着部材の前記第１領域と対向する第１部位と、当該定着部材の前記第２領域と対向し、当該第１部位よりも熱容量が低い第２部位とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における体積が、前記第２部位における体積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における前記定着部材の回転方向に沿った長さが、前記第２部位における当該定着部材の回転方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記第２磁路形成部材は、外周面が前記定着部材の内周面に接触して配置され、磁気特性が温度に応じて強磁性と常磁性との間で変化し、磁気特性が強磁性の場合に、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成し、磁気特性が常磁性の場合に、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を透過させる感温磁性部材と、外周面が当該感温磁性部材の内周面に接触して配置され、当該感温磁性部材の磁気特性が常磁性の場合に、当該感温磁性部材を透過した交流磁界を誘導する誘導部材とを備え、
前記感温磁性部材および前記誘導部材は、前記第２部位に、前記定着部材の回転方向に沿った切欠きを有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項５】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における厚さが、前記第２部位における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項６】
前記第２磁路形成部材は、外周面が前記定着部材の内周面に接触して配置され、磁気特性が温度に応じて強磁性と常磁性との間で変化し、磁気特性が強磁性の場合に、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成し、磁気特性が常磁性の場合に、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を透過させる感温磁性部材と、外周面が当該感温磁性部材の内周面に接触して配置され、当該感温磁性部材の磁気特性が常磁性の場合に、当該感温磁性部材を透過した交流磁界を誘導する誘導部材とを備え、
前記誘導部材は、前記第１部位において、前記感温磁性部材の内周面と接する面とは反対側に、前記第２部位よりも突出する凸部を有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項７】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
無端帯状の形状を備えるとともに導電層を有し、回転可能に設けられ、当該導電層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材と対向して設けられ、交流電流が供給されることで、当該定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、
前記磁界生成部材を介して前記定着部材に対向して設けられ、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する複数の第１磁路形成部材と、
前記定着部材を介して前記磁界生成部材に対向して設けられ、複数の前記第１磁路形成部材とともに、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界の磁路を形成する第２磁路形成部材とを備え、
複数の前記第１磁路形成部材は、それぞれが前記定着部材の回転方向に沿って延びるとともに、隣接する当該第１磁路形成部材との間に間隔を有するように当該定着部材の回転方向と交差する当該定着部材の幅方向に並んで設けられ、
前記定着部材は、前記磁界生成部材を介して前記第１磁路形成部材と対向する部位を通過する第１領域と、当該第１領域と隣接して設けられ、当該磁界生成部材を介して当該第１磁路形成部材と対向しない部位を通過する第２領域とを有し、
前記第２磁路形成部材は、前記定着部材の前記第１領域と対向する第１部位と、当該定着部材の前記第２領域と対向し、当該第１部位よりも熱容量が低い第２部位とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における体積が、前記第２部位における体積よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における前記定着部材の回転方向に沿った長さが、前記第２部位における当該定着部材の回転方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２磁路形成部材は、前記第１部位における厚さが、前記第２部位における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４１２２３（Ｐ２０１３−４１２２３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７９８７９（Ｐ２０１１−１７９８７９）
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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