JP4754198B2 - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される誘導加熱方式の定着装置とに関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、支持ローラ（発熱ローラ）、定着補助ローラ（定着ローラ）、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部、定着補助ローラに定着ベルトを介して当接する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に延設された磁束発生部材（励磁コイル）や、磁束発生部材に対向するコア等で構成される。

そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、磁束発生部材に高周波の交番電流を流すことで、磁束発生部材の周囲に磁界が形成されて、支持ローラ表面近傍に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて、定着ベルトの表面温度（定着温度）を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。

一方、特許文献２等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、強磁性材料からなる定着ローラ（加熱ローラ）の外周面及び内周面を複数周回するように励磁コイルを配設する技術が開示されている。この技術は、定着ローラにおける加熱効率を向上させることを目的としたものである。

特開２００２−８２５４９号公報 特開２００３−７６１７３号公報

第１に、上述した従来の定着装置は、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や、紙詰まり等により装置が突発的に駆動停止した場合に、定着ベルト等の定着部材の一部又は全部が過昇温することがあった。

詳しくは、次の通りである。
一般的な画像形成装置は、幅方向のサイズが異なる数種類の記録媒体に対して、画像形成ができるように構成されている。ここで、幅方向サイズの異なる記録媒体とは、ＪＩＳ寸法のＡ列やＢ列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれる。また、同一サイズ（例えば、Ａ４サイズである。）の記録媒体であっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向（長手方向に直交する方向である。）を搬送方向にした場合とでは、幅方向サイズの異なる記録媒体を扱っていることになる。

このような幅方向サイズの異なる記録媒体を定着装置で定着する場合には、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着ベルトの幅方向の熱分布が変動して、温度ムラが生じてしまう場合があった。例えば、幅方向サイズの小さな記録媒体を通紙して定着する場合には、その記録媒体の幅方向サイズに対応する定着ベルトの位置（通紙領域である。）では熱が多く奪われて、その他の位置（非通紙領域である。）に比べて定着温度が低くなる。このような現象は、幅方向サイズの小さな記録媒体を連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。

したがって、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度を基準として定着ベルトの幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向両端部の定着温度が上昇（過昇温）してしまうことになる。このように、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度が上昇した状態で、幅方向サイズの大きな記録媒体を定着すると、温度上昇位置に対応した記録媒体上にホットオフセットが発生してしまう。さらに、幅方向両端部の定着温度が定着ベルトの耐熱温度を超えた場合には、定着ベルトに熱的破損が生じることも考えられる。

これに対して、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度を基準として定着ベルトの幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ベルトの幅方向両端部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向中央部の定着温度が下降してしまうことになる。このように、定着ベルトの幅方向中央部の定着温度が下降した状態で記録媒体を定着すると、温度下降位置に対応した記録媒体上にコールドオフセットが発生してしまう。

また、画像形成装置内の搬送経路中に紙詰まり（ジャム）が発生した場合等には、定着装置における駆動が突発的に停止される。このような場合には、誘導加熱部への通電が遮断されるまでの僅かな時間に、誘導加熱部に対向する定着ベルトの部分が瞬時に過昇温してしまう。これによって、定着ベルトや誘導加熱部の磁束発生部材等の構成部材に熱的破損が生じることも考えられる。

第２に、上述した従来の定着装置は、加熱部材に対する磁束発生部材の位置がばらついて、加熱部材の加熱効率が安定しなかった。すなわち、磁束発生部材によって発生される磁界における、加熱部材の位置によって、加熱部材の加熱効率が変動していた。このように加熱部材の加熱効率がばらつくと、画像形成装置によって立ち上げ時間が異なることになる。
このような問題は、加熱部材の表裏面に対向するように磁束発生部材を配設した場合に、特に顕著にあらわれる可能性が高い。

第３に、上述した従来の定着装置は、組付性やメンテナンス性が悪かった。特に、加熱部材の表裏面に対向するように磁束発生部材を配設させる場合には、組付性やメンテナンス性が悪くなる可能性が高い。すなわち、軟質なコイル線材等からなる磁束発生部材を加熱部材の表裏面に巻き付けるのは、非常に効率の悪い作業である。また、磁束発生部材が巻き付けられた加熱部材をメンテナンスするのも、加熱部材と磁束発生部材とを分離できないために、非常に作業効率が悪い。定着ベルト等の定着部材は、直接的にトナー像に接触する部材であるために、他の部材に比べて高いメンテナンス性が求められる。

一方、上述の特許文献２等の技術は、強磁性材料からなる定着ローラの外周面及び内周面を複数周回するように励磁コイルを配設することで、定着ローラにおける加熱効率を向上させることを目的としたものである。したがって、上述の定着部材の過昇温を抑止する効果は期待できない。また、加熱部材に対する励磁コイルの位置がばらついて、加熱部材の加熱効率が安定しない可能性がある。さらに、励磁コイルを定着ローラに複数周回させているために、組付性やメンテナンス性が悪くなる可能性がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電磁誘導加熱方式の定着工程において、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温が確実に抑止されるとともに、高い加熱効率が安定的に維持されて、組付性及びメンテナンス性のよい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

本願発明者は、上記課題を解決するために研究を重ねた結果、次の事項を知るに至った。
すなわち、加熱部材の過昇温を防止するためにキューリー点を有する材料（自己温度制御が可能な材料である。）を加熱部材に用いた場合、磁束発生部材を加熱部材の主面に対向させて配設したときに比べて、加熱部材の表裏面を挟むように磁束発生部材を配設したときの方が、加熱部材における自己温度制御の能力が高まる。そして、加熱部材に対する磁束発生部材の位置が変動しないように位置決めをおこなうことで、高い加熱効率を安定的に維持できる。

この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、少なくとも２つのローラ部材によって張架されるとともに、トナー像を溶融する定着ベルトを備え、前記２つのローラ部材は、キューリー点が３００℃以下になるように形成された整磁合金からなる加熱層を備えるとともに、前記定着ベルトを加熱する中空構造の支持ローラと、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設された定着補助ローラと、であり、前記定着ベルトを介することなく前記支持ローラの外周面及び内周面にそれぞれ対向するように当該外周面及び内周面に跨って配設されるとともに、通電によって磁束を発生させて当該磁束によって該支持ローラを加熱する磁束発生部材と、前記磁束発生部材を保持する第１保持部と、前記支持ローラに内接して当該支持ローラを回転自在に保持する第２保持部と、が一体化されて、当該磁束発生部材の前記支持ローラに対する位置を定める保持部材と、を具備した誘導加熱ユニットが幅方向に移動して挿脱自在に設置され、前記誘導加熱ユニットの挿入動作によって前記保持部材における幅方向の先端に保持されたコネクタが挿入方向奥側に固設された高周波電源部のコネクタ部に接続されるものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記保持部材は、装置における前記支持ローラの位置を定める位置決め部材に位置決めされるものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記誘導加熱ユニットは、前記支持ローラの幅方向の一端側から当該支持ローラに対して挿脱自在に設置されるものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項３に記載の発明において、前記磁束発生部材は、単数又は複数のＵ字状部材からなるものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記誘導加熱ユニットは、前記支持ローラと一体化され、前記支持ローラの幅方向の一端側から当該支持ローラとともに挿脱自在に設置されるものである。

また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項５に記載の発明において、前記磁束発生部材は、前記支持ローラの外周面及び内周面を複数巻回するように形成されたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記高周波電源部から印加される交番電流の流路が前記磁束発生部材に１つ形成されるように前記コネクタが前記高周波電源部に接続されるものである。

また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項７に記載の発明において、前記コネクタは、２つの入出力端子を備えたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記保持部材は、前記支持ローラと前記磁束発生部材との間隙が前記外周面及び内周面のいずれの側も０．５〜５０ｍｍの範囲になるように当該磁束発生部材を保持するものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生部材は、互いに絶縁された複数の単線を束ねた縒り線構造体を備えたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生部材は、銅からなるものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記保持部材は、耐熱性を有する非磁性材料で形成されたものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１２に記載の発明において、前記非磁性材料を、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、ＰＢＩ樹脂、セラミックのいずれかとしたものである。

また、請求項１４記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置において、加熱部材の表裏面を挟むように配設される磁束発生部材を、磁束発生部材を保持して加熱部材に対する位置を定める保持部材とともにユニット化している。これにより、加熱部材における自己温度制御の能力が高まり、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても過昇温を確実に抑止するとともに、高い加熱効率が安定的に維持されて、組付性及びメンテナンス性のよい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図６にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は画像情報に基づいたレーザ光を発する露光部（書込み部）、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、５１は各プロセスカートリッジ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫにそれぞれ収納された感光体ドラム、５２は感光体ドラム５１上を帯電する帯電部、５３は感光体ドラム５１上に形成される静電潜像を現像する現像部、５４は感光体ドラム５１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５７に転写する転写バイアスローラ、５５は感光体ドラム５１上の未転写トナーを回収するクリーニング部、５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６ＢＫは各現像部５３に各色のトナーを補給するトナー補給部、を示す。

また、５７は各色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、５８は中間転写ベルト５７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、５９は中間転写ベルト５７上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、６０は４色のトナー像が重ねて転写された記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、７１は原稿Ｄを原稿読込部７５に搬送する原稿搬送部、７５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部（スキャナ）、を示す。

ここで、各プロセスカートリッジ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム５１、帯電部５２、現像部５３、クリーニング部５５が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。
各プロセスカートリッジ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫにおける感光体ドラム５１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部７１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部７５のコンタクトガラス７３上に載置される。そして、原稿読込部７５で、コンタクトガラス７３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部７５は、コンタクトガラス７３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号の強度レベルをもとにして画像処理部で色変換処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報は、露光部２に送信される。そして、露光部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫの感光体ドラム５１上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム５１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム５１の表面は、帯電部５２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム５１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム５１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
露光部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ５０Ｙの感光体ドラム５１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム５１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部５２にて帯電された後の感光体ドラム５１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ５０Ｍの感光体ドラム５１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ５０Ｃの感光体ドラム５１表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ５０ＢＫの感光体ドラム５１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム５１表面は、それぞれ、現像部５３との対向位置に達する。そして、各現像部５３から感光体ドラム５１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム５１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム５１表面は、それぞれ、中間転写ベルト５７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト５７の内周面に当接するように転写バイアスローラ５４が設置されている。そして、転写バイアスローラ５４の位置で、中間転写ベルト５７上に、感光体ドラム５１上に形成された各色の画像が、順次転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム５１表面は、それぞれ、クリーニング部５５との対向位置に達する。そして、クリーニング部５５で、感光体ドラム５１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム５１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム５１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム５１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト５７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ５８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ５８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト５７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト５７表面は、中間転写ベルトクリーニング部５９の位置に達する。そして、中間転写ベルト５７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部５９に回収されて、中間転写ベルト５７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、第２転写バイアスローラ５８位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト５７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ５８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、転写ベルト６０により、定着装置２０に導かれる。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間に送入されて、定着ベルト２２から受ける熱と定着補助ローラ２１及び加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体１から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図６にて、画像形成装置本体１における定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、主として、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２、支持ローラ２３、誘導加熱ユニット２４（誘導加熱部）、加圧ローラ３０、等で構成される。

ここで、定着補助ローラ２１は、ステンレス鋼等からなる芯金２１ａの表面に、シリコーンゴム等の弾性層２１ｂを形成したものである。定着補助ローラ２１の弾性層２１ｂは、肉厚が３〜１０ｍｍで、アスカー硬度が１０〜５０度となるように形成されている。定着補助ローラ２１は、不図示の駆動部によって図２の反時計方向に回転駆動される。

加熱部材としての支持ローラ２３は、磁性導電性材料からなる加熱層（円筒部）を備えている。支持ローラ２３の円筒部は、その肉厚（層厚）が０．６ｍｍ程度となるように形成されている。支持ローラ２３は、図２の反時計方向に回転する。支持ローラ２３の表裏面（外周面及び内周面である。）に対向するように、磁束発生部材２５が表裏面に跨って配設されている（図３〜図５を参照できる。）。

ここで、加熱部材としての支持ローラ２３の材料として、ニッケル、鉄、クロム、又は、それらの合金等の磁性導電性材料を用いることができる。本実施の形態１では、支持ローラ２３の材料として、キューリー点が定着可能温度以上であって３００度以下となる整磁合金を用いている。具体的には、ニッケル、鉄、クロムの合金であって、各材料の添加量と加工条件とを調整することで所望のキューリー点を得ることができる。このように、キューリー点が定着ベルト２２の定着温度近傍となる磁性導電性材料にて支持ローラ２３を形成することで、支持ローラ２３は電磁誘導によって過昇温されることなく加熱されることになる。これについては、後で詳しく説明する。
なお、本実施の形態１では、支持ローラ２３を加熱層のみの構成としたが、支持ローラ２３の加熱層上に補強層、弾性層、断熱層等を設けることもできる。

図２を参照して、定着部材としての定着ベルト２２は、支持ローラ２３と定着補助ローラ２１とに張架・支持されている。
定着ベルト２２は、基材上に弾性層、離型層が順次形成された、多層構造のエンドレスベルトである。基材は、絶縁性の耐熱樹脂材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルフォン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、フッ素樹脂等を用いることができる。基材の層厚は、熱容量及び強度の点から、３０〜２００μｍに形成されている。

定着ベルト２２の弾性層は、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等からなり、層厚が５０〜５００μｍでアスカー硬度が５〜５０度となるように形成されている。これにより、出力画像において、光沢ムラのない均一な画質を得ることができる。
定着ベルト２２の離型層は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又は、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたものである。離型層の層厚は、５〜５０μｍ（好ましくは、１０〜３０μｍである。）に形成されている。これにより、定着ベルト２２上のトナー離型性が担保されるとともに、定着ベルト２２の柔軟性が確保される。

図２〜図５を参照して、誘導加熱ユニット２４は、支持ローラ２３の表裏面に対向する磁束発生部材２５と、磁束発生部材２５及び支持ローラ２３を保持する保持部材４０と、で構成される。
ここで、磁束発生部材２５は、複数のＵ字状部材２５ａ〜２５ｃからなり、支持ローラ２３の表裏面（内周面及び外周面である。）を挟むように配設された励磁コイルである。図５を参照して、複数のＵ字状部材２５ａ〜２５ｃは、それぞれ、互いに絶縁された複数の単線を束ねた縒り線構造体であって、支持ローラ２３の幅方向に平行に延設されている。図４を参照して、各Ｕ字状部材２５ａ〜２５ｃの幅方向の一端は内周面側と外周面側とを結ぶ折返し部になっていて、他端にはコネクタ４１を介して高周波電源部４９が接続されている。そして、通電部としての高周波電源部４９から、１０ｋ〜１ＭＨｚ（好ましくは、１０ｋ〜３００ｋＨｚである。）の交番電流が磁束発生部材２５に印加される。なお、誘導加熱ユニット２４のコネクタ４１の構成については、後で図６にて詳述する。

図３〜図５に示すように、磁束発生部材２５は、保持部材４０の第１保持部４０ａに保持されている。詳しくは、保持部材４０の第１保持部４０ａは、中空構造になっていて、その内部に複数のＵ字状部材２５ａ〜２５ｃが整列するように保持されている（図５を参照できる。）。
保持部材４０には、第１保持部４０ａとともに、第２保持部４０ｂが一体的に形成されている。保持部材４０の第２保持部４０ｂは、支持ローラ２３の内周面に当接して支持ローラ２３を回転自在に保持する（図３及び図４を参照できる。）。

保持部材４０は、耐熱性を有する非磁性材料で形成されている。これによって、磁束発生部材２５によって発生される磁束による加熱効率を低減することなく、磁束発生部材２５及び支持ローラ２３を保持することができる。具体的には、保持部材４０の材料として、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（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ樹脂（ポリエーテルスルフォン）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＢＩ樹脂（ポリベンゾイミダゾール）、セラミック等を用いることができる。

さらに、保持部材４０の第２保持部４０ｂは、その外周面（支持ローラ２３との摺動面である。）に低摩擦材料がコーティング又は塗布されている。具体的には、第２保持部４０ｂの外周面に、耐熱性を有するフッ素樹脂がコーティングされたり、フッ素グリスが塗布されたりしている。これによって、支持ローラ２３が第２保持部４０ｂの周りを回転するときの摩擦抵抗を低減することができる。

このような構成によって、加熱部材としての支持ローラ２３に対する磁束発生部材２５の位置が定まることになる。すなわち、支持ローラ２３に内接する第２保持部４０ｂと、第２保持部４０ｂと一体化された第１保持部４０ａとによって、支持ローラ２３に対する磁束発生部材２５の位置決めがされる。具体的に、図４（Ａ）を参照して、支持ローラ２３の内周面とその内周面に対向する磁束発生部材２５との間隙Ｇと、支持ローラ２３の外周面とその外周面に対向する磁束発生部材２５との間隙Ｇと、は、いずれも０．５〜５０ｍｍの範囲になるように位置決めされる。

ここで、図４（又は図３）を参照して、保持部材４０は、定着装置２０の幅方向両端に固設された２つの側板２７によって支持される。これによって、定着装置２０における支持ローラ２３及び磁束発生部材２５の位置も定まる。
このとき、保持部材４０によって保持されたコネクタ４１（磁束発生部材２５の両先端に接続されている。）は、幅方向の奥側（図４の右側である。）に固設された高周波電源部４９のコネクタ部に接続される。これによって、高周波電源部４９から磁束発生部材２５への通電が可能になる。

ここで、３つのＵ字状部材２５ａ〜２５ｃからなる磁束発生部材２５に印加される交流電流の流路について説明する。
図６（Ａ）に示すように、本実施の形態１では、３つのＵ字状部材２５ａ〜２５ｃのそれぞれの両端子が、独立して２つのコネクタ４１に配置されている。具体的には、一方のコネクタ４１には、第１のＵ字状部材２５ａの一方の端子４１ａ１、第２のＵ字状部材２５ｂの一方の端子４１ｂ１、第３のＵ字状部材２５ｃの一方の端子４１ｃ１が配設されている。他方のネクタ４１には、第１のＵ字状部材２５ａの他方の端子４１ａ２、第２のＵ字状部材２５ｂの他方の端子４１ｂ２、第３のＵ字状部材２５ｃの他方の端子４１ｃ２が配設されている。

そして、一方のコネクタ４１の端子４１ａ１〜４１ｃ１は、それぞれ、高周波電源部４９の端子４９ａ１〜４９ｃ１に接続される。他方のコネクタ４１の端子４１ａ２〜４１ｃ２は、それぞれ、高周波電源部４９の端子４９ａ２〜４９ｃ２に接続される。ここで、高周波電源部４９において、端子４９ｂ１と端子４９ａ２は接続され、端子４９ｃ１と端子４９ｂ２は接続され、端子４９ａ１と端子４９ｃ２は交流電源に接続されている。これによって、高周波電源部４９に接続された磁束発生部材２５に、交流電流の流路が１つ形成される。こうして、１つの交流電源を用いて、３つのＵ字状部材２５ａ〜２５ｃによる効率のよい交番磁界の形成が可能になる。

なお、本実施の形態１では、２つのコネクタ４１を保持部材４０に設置したが、１つのコネクタ４１を保持部材４０に設置することも可能である。
具体的に、図６（Ｂ）を参照して、保持部材４０に保持されたコネクタ４１には、２つの入出力端子４１ａ１、４１ｃ２が設置されている。２つの入出力端子は、それぞれ、第１のＵ字状部材２５ａの一方の端子４１ａ２、第３のＵ字状部材２５ｃの他方の端子４１ｃ２である。そして、この２つの入出力端子４１ａ１、４１ｃ２が、高周波電源部４９の２つの端子４９ａ、４９ｃに接続される。また、コネクタ４１内において、第２のＵ字状部材２５ｂの一方の端子４１ｂ１と第１のＵ字状部材２５ａの他方の端子４１ａ２とが接続され、第３のＵ字状部材２５ｃの一方の端子４１ｃ１と第２のＵ字状部材２５ｂの他方の端子４１ｂ２とが接続されている。これによって、高周波電源部４９に接続された磁束発生部材２５に、交流電流の流路が１つ形成される。こうして、１つの交流電源を用いて、３つのＵ字状部材２５ａ〜２５ｃによる効率のよい交番磁界の形成が可能になる。

図２を参照して、加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる芯金３０ａ上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層３０ｂが形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層３０ｂは、肉厚が１〜５ｍｍで、アスカー硬度が２０〜５０度となるように形成されている。加圧ローラ３０は、定着ベルト２２を介して定着補助ローラ２１に圧接している。そして、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。

図示は省略するが、定着ベルト２２の外周面上であって定着ニップ部の上流側には、熱応答性の高い感温素子としてのサーミスタが当接されている。そして、サーミスタによって、定着ベルト２２上の表面温度（定着温度）が検知されて、誘導加熱ユニット２４の出力が調整される。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着補助ローラ２１の回転駆動によって、定着ベルト２２は図２中の矢印方向に周回するとともに、支持ローラ２３も反時計方向に回転して、加圧ローラ３０も矢印方向に回転する。定着ベルト２２は、支持ローラ２３の位置で加熱される。

詳しくは、高周波電源部４９から磁束発生部材２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交番電流を流すことで、磁束発生部材２５のＵ字内（ループ内）に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ２３の温度がキューリー点以下である場合に、支持ローラ２３表面に渦電流が生じて、支持ローラ２３の電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ２３が加熱される。こうして、定着ベルト２２は、発熱した支持ローラ２３から受ける熱によって加熱される。

その後、磁束発生部材２５によって発熱した定着ベルト２２表面は、サーミスタの位置を通過して、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、ガイド板（不図示である。）に案内されながら定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙの搬送方向の移動である。）。そして、定着ベルト２２から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間から送出される。

加圧ローラ３０の位置を通過した定着ベルト２２表面は、その後に再び支持ローラ２３の位置に達する。このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

このような定着工程において、支持ローラ２３の温度がキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３の加熱が制限されることになる。
すなわち、誘導加熱ユニット２４によって加熱された支持ローラ２３の温度がキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３が磁性を失うために、表面近傍での渦電流の発生が制限される。これにより、支持ローラ２３におけるジュール熱の発生量が低下して、過昇温が抑止される。

このような自己温度制御能力は、本実施の形態１のように加熱部材２３に対して磁束発生部材２５をＵ字状に配設した場合、加熱部材２３の主面側（例えば、外周面側である。）に磁束発生部材２５を配設した場合に比べて、特に高くなる。このような効果を示す実験例については、後で図１３〜図１５にて説明する。

次に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）にて、誘導加熱ユニット２４の挿脱動作について説明する。
図４（Ａ）は、定着装置２０に装着された状態の誘導加熱ユニット２４を幅方向にみた概略断面図である。図４（Ｂ）は、定着装置２０から脱離（又は装着）する状態の誘導加熱ユニット２４を幅方向にみた概略断面図である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、誘導加熱ユニット２４は、支持ローラ２３の幅方向の一端側（図４の左側である。）から挿脱自在に設置される。すなわち、磁束発生部材２５及び保持部材４０からなる誘導加熱ユニット２４は、定着装置２から脱離（又は装着）する場合に、図４（Ｂ）の矢印方向に操作される。

なお、保持部材４０の一端側には鍔部４０ｃが設けられている。そして、誘導加熱ユニット２４を定着装置２０に装着するときに、鍔部４０ｃが側板４７に当接することで、誘導加熱ユニット２４の定着装置２０における幅方向の位置が定まる。
また、側板２７と支持ローラ２３との間にはスペーサ４８が設置されている。これにより、支持ローラ２３の定着装置２０における幅方向の位置が定まる。

このように、磁束発生部材２５及び保持部材４０からなる誘導加熱ユニット２４は、メンテナンスの頻度が比較的多い定着ベルト２２に対して容易に着脱することができる。これにより、メンテナンス時（又は組付時）における作業者の作業効率が向上する。特に、定着装置２０をユーザー自身がメンテナンスする場合に、メンテナンス性の高い本実施の形態１の構成は有用となる。

以上説明したように、本実施の形態１では、電磁誘導加熱方式の定着装置２０において、キューリー点を定着温度近傍に設定した支持ローラ２３の表裏面を挟むように磁束発生部材２５を配設している。これにより、支持ローラ２３における自己温度制御の能力が高まり、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても、定着ベルト２２の過昇温を確実に抑止することができる。
また、磁束発生部材２５を保持して支持ローラ２３に対する位置を定める保持部材４０とともに、磁束発生部材２５をユニット化している。これにより、支持ローラ２３に対する高い加熱効率が安定的に維持されるとともに、定着装置２０の組付性及びメンテナンス性が向上する。

なお、本実施の形態１では、磁束発生部材２５を複数のＵ字状部材２５ａ〜２５ｃで構成したが、磁束発生部材２５を単数のＵ字状部材で構成することもできる。また、本実施の形態１では、Ｕ字状部材２５ａ〜２５ｃを互いに絶縁された複数の単線を束ねた縒り線構造体としたが、Ｕ字状部材２５ａ〜２５ｃを単線構造体（引抜き加工等により製造される。）とすることもできる。これらの場合であっても、本実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図７にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図７は、実施の形態２における定着装置の誘導加熱ユニットを示す断面図であって、前記実施の形態１における図４（Ａ）に相当する図である。本実施の形態２の定着装置は、保持部材４０に支持ローラ２３を保持する第２保持部４０ｂが設けられていない点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図７に示すように、磁束発生部材２５は、Ｕ字状の保持部材４０に保持されている。詳しくは、保持部材４０は、中空構造になっていて、その内部に前記実施の形態１と同様に複数のＵ字状部材２５ａ〜２５ｃが整列するように保持されている。
一方、支持ローラ２３の両端には、それぞれ、ブッシュ４５が挿設されている。ブッシュ４５は、側板４７に支持されている。これにより、支持ローラ２３は、ブッシュ４５を介して側板４７に回転自在に保持されるとともに位置決めされる。なお、定着装置２０における支持ローラ２３の幅方向の位置は、ブッシュ４５の鍔部４５ａとスペーサ４８とによって定まる。また、ブッシュ４５は、その外周面（支持ローラ２３との摺動面である。）に低摩擦材料がコーティング又は塗布されている。

Ｕ字状の保持部材４０は、内周面に対向する側がブッシュ４５に設けられた孔に挿通されて、外周面に対向する側が側板４７に設けられた孔に挿通される。こうして、位置決め部材としての側板４７及びブッシュ４５を介して、保持部材４０の支持ローラ２３に対する位置が定まる。具体的に、支持ローラ２３の内周面とその内周面に対向する磁束発生部材２５との間隙Ｇと、支持ローラ２３の外周面とその外周面に対向する磁束発生部材２５との間隙Ｇと、が精度高く定まることになる。

このとき、保持部材４０によって保持されたコネクタ４１（磁束発生部材２５の両先端に接続されている。）は、幅方向の奥側に固設された高周波電源部４９のコネクタ部に接続される。これによって、高周波電源部４９から磁束発生部材２５への通電が可能になる。

本実施の形態２では、磁束発生部材２５と保持部材４０とからなる誘導加熱ユニットは、支持ローラ２３の幅方向の一端側から挿脱自在に設置される。すなわち、誘導加熱ユニットが脱離された後の定着装置２０には、支持ローラ２３、ブッシュ４５、定着ベルト２２、定着補助ローラ、加圧ローラのみが装着された状態になる。

以上説明したように、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、キューリー点を定着温度近傍に設定した支持ローラ２３の表裏面を挟むように配設された磁束発生部材２５を、支持ローラ２３に対する位置を定める保持部材４０とともにユニット化している。これによって、支持ローラ２３における自己温度制御の能力が高まり、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても、定着ベルト２２の過昇温を確実に抑止することができる。また、支持ローラ２３に対する高い加熱効率が安定的に維持されるとともに、定着装置２０の組付性及びメンテナンス性が向上する。

実施の形態３．
図８にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図８は、実施の形態３における定着装置の誘導加熱ユニットを示す断面図であって、前記実施の形態１における図４に相当する図である。本実施の形態３の定着装置は、磁束発生部材２５が支持ローラ２３の表裏面を複数巻回する構成になっている点と、誘導加熱ユニットに支持ローラ２３が設置されている点と、が前記実施の形態１のものとは相違する。

図８に示すように、磁束発生部材２５は、保持部材４０の第１保持部４０ａに保持されている。詳しくは、保持部材４０の第１保持部４０ａは、中空構造でＯ字状に形成されていて、その内部に磁束発生部材２５が支持ローラ２３の表裏面を複数巻回するように保持されている。
保持部材４０には、第１保持部４０ａとともに、第２保持部４０ｂが一体的に形成されている。保持部材４０の第２保持部４０ｂは、支持ローラ２３の内周面に当接して支持ローラ２３のブッシュとして機能する。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、誘導加熱ユニットは、幅方向の一端側（図８の左側である。）から支持ローラ２３とともに挿脱自在に設置される。すなわち、磁束発生部材２５、保持部材４０、支持ローラ２３からなる誘導加熱ユニットは、定着装置２から脱離（又は装着）する場合に、図８（Ｂ）の矢印方向に操作される。

なお、保持部材４０の一端側には鍔部４０ｃが設けられている。そして、誘導加熱ユニットを定着装置２０に装着するときに、鍔部４０ｃが側板４７に当接することで、誘導加熱ユニットの定着装置２０における幅方向の位置が定まる。
また、保持部材４０によって保持されたコネクタ４１は、誘導加熱ユニットの装着動作に連動して、高周波電源部４９のコネクタ部に接続される。これによって、高周波電源部４９から磁束発生部材２５への通電が可能になる。

本実施の形態３では、磁束発生部材２５と保持部材４０と支持ローラ２３とからなる誘導加熱ユニットは、幅方向の一端側から挿脱自在に設置される。すなわち、誘導加熱ユニットが脱離された後の定着装置２０には、定着ベルト２２、定着補助ローラ、加圧ローラのみが装着された状態になる。

以上説明したように、本実施の形態３では、キューリー点を定着温度近傍に設定した支持ローラ２３の表裏面を挟むように配設された磁束発生部材２５を、保持部材４０及び支持ローラ２３とともにユニット化している。これによって、支持ローラ２３における自己温度制御の能力が高まり、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても、定着ベルト２２の過昇温を確実に抑止することができる。また、支持ローラ２３に対する高い加熱効率が安定的に維持されるとともに、定着装置２０の組付性及びメンテナンス性が向上する。

実施の形態４．
図９及び図１０にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図９は、実施の形態４における定着装置を示す断面図であって、前記実施の形態１の図２に相当する図である。図１０は、定着ベルト２２を示す部分拡大断面図である。本実施の形態４の定着装置は、磁束発生部材２５が支持ローラ２３及び定着ベルト２２の表裏面に対向するように配設されている点が、磁束発生部材２５が支持ローラ２３の表裏面にのみ対向するように配設されている前記実施の形態１のものとは相違する。

図９に示すように、磁束発生部材２５は、定着ベルト２２が巻装された支持ローラ２３の位置であって、支持ローラ２３及び定着ベルト２２の表裏面（内周面及び外周面）に対向するように幅方向に略平行に延設されている。磁束発生部材２５と保持部材（不図示である。）とからなる誘導加熱ユニット２４は、定着装置２０に対して挿脱自在に設置されている。本実施の形態４の定着装置２０は、磁束発生部材２５が設置される位置が異なる以外は、前記実施の形態１のものとほぼ同様の構成になっている。ただし、本実施の形態４の定着ベルト２２には、加熱層が設けられている。

以下、定着ベルト２２について詳述する。
図１０（Ａ）に示すように、定着ベルト２２は、基材２２ａ上に加熱層２２ｂ、弾性層２２ｃ、離型層２２ｄが順次形成された、多層構造のエンドレスベルトである。基材２２ａは、絶縁性の耐熱樹脂材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等を用いることができる。基材２２ａの層厚は、熱容量及び強度の点から、３０〜２００μｍに形成されている。

定着ベルト２２の加熱層２２ｂは、磁性導電性材料からなり、その層厚が１〜２０μｍに形成されている。加熱層２２ｂは基材２２ａ上に、メッキ、スパッタ、真空蒸着等によって形成される。
ここで、加熱層２２ｂの材料として、ニッケル、ステンレス鋼等の磁性導電性材料を用いることができる。本実施の形態４では、加熱層２２ｂの材料として、キューリー点が定着可能温度以上であって３００℃以下となる整磁合金を用いている。具体的には、ニッケル、鉄、クロムの合金であって、各材料の添加量と加工条件とを調整することで所望のキューリー点を得ることができる。このように、キューリー点が定着ベルト２２の定着温度近傍となる磁性導電性材料にて加熱層２２ｂを形成することで、加熱層２２ｂは電磁誘導によって過昇温されることなく加熱されることになる。これについては、後で図１３〜図１５を用いて詳しく説明する。

定着ベルト２２の弾性層２２ｃは、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等からなり、層厚が５０〜５００μｍでアスカー硬度が５〜５０度となるように形成されている。これにより、出力画像において、光沢ムラのない均一な画質を得ることができる。

定着ベルト２２の離型層２２ｄは、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又は、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたものである。離型層２２ｄの層厚は、５〜５０μｍ（好ましくは、１０〜３０μｍである。）に形成されている。これにより、定着ベルト２２上のトナー離型性が担保されるとともに、定着ベルト２２の柔軟性が確保される。
なお、定着ベルト２２の各層２２ａ〜２２ｄの間に、プライマ層等を設けることもできる。

なお、本実施の形態４では、加熱部材としての定着ベルト２２を４層構造体（図１０（Ａ）の構造体である。）としたが、図１０（Ｂ）〜（Ｄ）の多層構造体とすることもできる。
図１０（Ｂ）の定着ベルト２２は、加熱層２２ｂ、弾性層２２ｃ、離型層２２ｄからなる。ここで、加熱層２２ｂは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等の樹脂材料に、磁性導電性粒子を分散したものを用いることもできる。その場合、樹脂材料に対して磁性導電性粒子を２０〜９０重量％の範囲内で添加する。具体的には、ワニス状態の樹脂材料中に、ロールミル、サンドミル、遠心脱泡装置等の分散装置を用いて磁性導電性粒子を分散する。これを溶剤により適当な粘度に調整して、金型により所望の層厚に成形する。

図１０（Ｃ）の定着ベルト２２は、複数の加熱層２２ｂを基材２２ａ中に設けて、その上に弾性層２２ｃ、離型層２２ｄを順次形成している。
図１０（Ｄ）の定着ベルト２２は、基材２２ａ上に複数の加熱層２２ｂを備えた弾性層２２ｃを形成して、さらに表面層として離型層２２ｄを形成している。
これらの定着ベルト２２を用いた場合にも、後述する本実施の形態４の効果と同様の効果を得ることができる。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着補助ローラ２１の回転駆動によって、定着ベルト２２は図９中の矢印方向に周回するとともに、支持ローラ２３も反時計方向に回転して、加圧ローラ３０も矢印方向に回転する。定着ベルト２２は、磁束発生部材２５との対向位置で加熱される。

詳しくは、高周波電源部４９から磁束発生部材２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交番電流を流すことで、磁束発生部材２５のＵ字内に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂの温度がキューリー点以下である場合に、支持ローラ２３表面と定着ベルト２２の加熱層２２ｂとに渦電流が生じて、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂの電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂが加熱される。こうして、定着ベルト２２は、発熱した支持ローラ２３から受ける熱と、自身の加熱層２２ｂの発熱と、によって加熱される。

その後、磁束発生部材２５によって発熱した定着ベルト２２表面は、サーミスタの位置を通過して、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔを加熱して溶融する。

加圧ローラ３０の位置を通過した定着ベルト２２表面は、その後に再び磁束発生部材２５との対向位置に達する。このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

このような定着工程において、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂの温度がキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂの加熱が制限されることになる。
すなわち、誘導加熱ユニット２４によって加熱された支持ローラ２３及び加熱層２２ｂの温度がキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂが磁性を失うために、表面近傍での渦電流の発生が制限される。これにより、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂにおけるジュール熱の発生量が低下して、過昇温が抑止される。

以上説明したように、本実施の形態４では、キューリー点を定着温度近傍に設定した支持ローラ２３及び加熱層２２ｂの表裏面を挟むように配設された磁束発生部材２５を、保持部材とともにユニット化している。これによって、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂにおける自己温度制御の能力が高まり、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても、定着ベルト２２の過昇温を確実に抑止することができる。また、支持ローラ２３及び加熱層２２ｂに対する高い加熱効率が安定的に維持されるとともに、定着装置２０の組付性及びメンテナンス性が向上する。

なお、本実施の形態４では、加熱層２２ｂを有する定着ベルト２２と、加熱層を有する支持ローラ２３と、を加熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト２２及び支持ローラ２３のうちいずれか一方のみを加熱部材として用いることもできる。その場合も、本実施の形態４とほぼ同様の効果を得ることができる。

実施の形態５．
図１１にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図１１は、実施の形態５における定着装置を示す断面図であって、前記実施の形態１の図２に相当する図である。本実施の形態５の定着装置は、磁束発生部材２５が定着ベルト２２の表裏面にのみ対向するように配設されている点が、磁束発生部材２５が支持ローラ２３の表裏面にのみ対向するように配設されている前記実施の形態１のものとは相違する。

図１１に示すように、磁束発生部材２５は、支持ローラ２３及び定着補助ローラ２１に巻装されていない位置であって、定着ベルト２２の表裏面（内周面及び外周面）に対向するように幅方向に略平行に延設されている。磁束発生部材２５と保持部材（不図示である。）とからなる誘導加熱ユニット２４は、定着装置２０に対して挿脱自在に設置されている。本実施の形態５の定着装置２０は、磁束発生部材２５が設置される位置が異なる以外は、前記実施の形態１のものとほぼ同様の構成になっている。ただし、本実施の形態５の支持ローラ２３には、加熱層が設けられていない。また、本実施の形態５の定着ベルト２２には、前記実施の形態４と同様に、加熱層２２ｂが設けられている。

このように構成された磁束発生部材２５は、通電によって磁束を発生させて定着ベルト２２を加熱する。すなわち、磁束発生部材２５に交番電流が供給されることで、磁束発生部材２５のループ内に磁力線が形成されて、電磁誘導により定着ベルト２２の加熱層２２ｂが加熱される。そして、加熱された定着ベルト２２は、矢印Ｙ方向から搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像を加熱・溶融して記録媒体Ｐに定着する。

以上説明したように、本実施の形態５では、キューリー点を定着温度近傍に設定した定着ベルト２２の表裏面を挟むように配設された磁束発生部材２５を、保持部材とともにユニット化している。これによって、定着ベルト２２の加熱層２２ｂにおける自己温度制御の能力が高まり、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても、定着ベルト２２の過昇温を確実に抑止することができる。また、定着ベルト２２の加熱層２２ｂに対する高い加熱効率が安定的に維持されるとともに、定着装置２０の組付性及びメンテナンス性が向上する。

実施の形態６．
図１２にて、この発明の実施の形態６について詳細に説明する。
図１２は、実施の形態６における定着装置を示す断面図であって、前記実施の形態１の図２に相当する図である。本実施の形態６の定着装置は、加熱部材として定着ローラ３１を用いている点が、加熱部材として支持ローラ２３を用いている前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態６の定着装置２０は、主として、加熱部材としての定着ローラ３１（定着部材）、加圧ローラ３０、誘導加熱ユニット２４等で構成される。
定着ローラ３１は、キューリー点が定着可能温度以上であって３００℃以下となる整磁合金からなる加熱層３１ｂ、シリコーンゴム等からなる弾性層３１ａ、フッ素化合物等からなる離型層、等で構成される。

また、誘導加熱ユニット２４は、定着ローラ３１の表裏面（内周面及び外周面である。）を挟むように配設された磁束発生部材２５と、磁束発生部材２５を保持するとともに定着ローラ３１に対する磁束発生部材２５の位置を定める保持部材（不図示である。）と、で構成される。誘導加熱ユニット２４は、定着装置２０に対して定着ローラ３１の幅方向一端側から挿脱自在に設置されている。

そして、磁束発生部材２５に１０ｋ〜１ＭＨｚの交番電流が供給されることで、磁束発生部材２５のループ内に磁力線が形成されて、電磁誘導により定着ローラ３１が加熱される。このようにして、加熱された定着ローラ３１は、矢印方向から搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像を加熱・溶融して記録媒体Ｐに定着する。
本実施の形態２においても、定着ローラ３１の加熱層３１ｂの温度がキューリー点を超えた場合には、前記実施の形態１と同様に、加熱層３１ｂの加熱が効率よく制限されることになる。

以上説明したように、本実施の形態６では、キューリー点を定着温度近傍に設定した定着ローラ３１の表裏面を挟むように配設された磁束発生部材２５を、保持部材とともにユニット化している。これによって、定着ローラ３１の加熱層３１ｂにおける自己温度制御の能力が高まり、小サイズの記録媒体を連続的に定着した場合や装置が突発的に駆動停止した場合等であっても、定着ローラ３１の過昇温を確実に抑止することができる。また、定着ローラ３１の加熱層３１ｂに対する高い加熱効率が安定的に維持されるとともに、定着装置２０の組付性及びメンテナンス性が向上する。

実験例．
図１３〜図１５にて、上記各実施の形態で述べた効果を確認するための実験例について説明する。
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、実験装置を示す概略図である。図１３（Ａ）の実験装置は、加熱層３３を有するテストピース（上記各実施の形態の加熱部材に相当するものである。）の表裏面にＵ字状の磁束発生部材２５を対向させたものである（上記各実施の形態における定着装置の構成である。）。図１３（Ｂ）の実験装置は、加熱層３３を有するテストピースの主面に磁束発生部材２５を対向させたものである（従来の定着装置の構成である。）。

すなわち、図１３（Ａ）の実験装置と図１３（Ｂ）の実験装置とは、磁束発生部材２５の構成は同等であって、磁束発生部材２５に対向するテストピース３３、３４の向きのみが異なることになる。

ここで、テストピースは、加熱層３３のみのものと、加熱層３３上にアルミニウムからなる導電層３４を厚さ０．３ｍｍにて形成したものと、加熱層３３上にアルミニウムからなる導電層３４を厚さ０．８ｍｍにて形成したものと、の３種類を用意した。テストピースの加熱層３３は、表裏面の大きさが２５ｍｍ×５０ｍｍであって、厚さが０．２２ｍｍであって、キューリー温度が２４０℃の整磁合金からなる。テストピースの導電層３４も、表裏面の大きさを２５ｍｍ×５０ｍｍとした。

また、実験装置の磁束発生部材２５には、高周波電源部４９から、電力が２００〜１２００Ｗであって、励磁周波数が３６ｋＨｚと１３０ｋＨｚとの２種類の交番電流が印加される。これによって、磁束発生部材２５近傍には、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すような磁力線が形成される。

図１４及び図１５は、上述の実験装置を用いておこなった実験例の結果を示すグラフである。図１４及び図１５において、横軸は電磁誘導を開始してからの時間を示し、縦軸は加熱層３３上の温度を示す。
図１４は図１３（Ａ）の実験装置を用いたときの実験結果であり、図１５は図１３（Ｂ）の実験装置を用いたときの実験結果である。

図１４（Ａ）は、高周波電源部４９から出力される交番電流の周波数を３６ｋＨｚとしたときの、時間と温度との関係を示すグラフである。図１４（Ｂ）は、高周波電源部４９から出力される交番電流の周波数を１３０ｋＨｚとしたときの、時間と温度との関係を示すグラフである。また、図１４において、実線Ｒ０は加熱層３３のみのテストピースを用いた場合であり、実線Ｒ１は加熱層３３上に厚さ０．３ｍｍの導電層３４を形成したテストピースを用いた場合であり、実線Ｒ３は加熱層３３上に厚さ０．８ｍｍの導電層３４を形成したテストピースを用いた場合である。

図１５（Ａ）は、高周波電源部４９から出力される交番電流の周波数を３６ｋＨｚとしたときの、時間と温度との関係を示すグラフである。図１５（Ｂ）は、高周波電源部４９から出力される交番電流の周波数を１３０ｋＨｚとしたときの、時間と温度との関係を示すグラフである。また、図１５において、実線Ｑ０は加熱層３３のみのテストピースを用いた場合であり、実線Ｑ１は加熱層３３上に厚さ０．３ｍｍの導電層３４を形成したテストピースを用いた場合であり、実線Ｑ３は加熱層３３上に厚さ０．８ｍｍの導電層３４を形成したテストピースを用いた場合である。

図１４より、導電層３４の有無や交番電流の周波数に係わらず、加熱層３３の温度がキューリー点に達するとそれ以上の過昇温が防止されることがわかる。
これに対して、図１５（Ａ）より、励磁周波数を３６ｋＨｚにすると、厚さが０．８ｍｍ以上の導電層３４を設けなければ、加熱層３３の過昇温を防止できないことがわかる。同様に、図１５（Ｂ）より、励磁周波数を１３０ｋＨｚにすると、厚さが０．３ｍｍ以上の導電層３４を設けなければ、加熱層３３の過昇温を防止できないことがわかる。このように、磁束発生部材２５を加熱部材（加熱層３３）の主面に対向させる場合には、主面の反対側に非磁性・低抵抗率の導電層を設ける必要がある。このことは、特開２００３−２１５９５６号公報等にある記載内容にも一致するものである。

以上のことから、Ｕ字状の磁束発生部材２５内に加熱部材を挟入することで、加熱部材の自己温度制御の能力が高められることがわかる。さらに、図１４と図１５との比較から、Ｕ字状の磁束発生部材２５内に加熱部材を挟入することで、加熱部材の発熱効率（立ち上がり）も向上することがわかる。しかも、上述の効果は、加熱部材に導電層３４を設けることなく得られるものであるため、加熱部材の構成が簡素化される。したがって、低廉で、層間剥がれ等の導電層を設けることによる不具合がない加熱部材を提供することができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置における定着装置を示す断面図である。 図２の定着装置に設置された誘導加熱ユニットの近傍を示す斜視図である。 誘導加熱ユニットを挿脱する状態を示す断面図である。 誘導加熱ユニットを示す拡大断面図である。 誘導加熱ユニットと通電部との電気的接続状態を示す概略図である。 この発明の実施の形態２における誘導加熱ユニットを示す断面図である。 この発明の実施の形態３における誘導加熱ユニットを示す断面図である。 この発明の実施の形態４における定着装置を示す断面図である。 定着ベルトを示す部分拡大断面図である。 この発明の実施の形態５における定着装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態６における定着装置を示す断面図である。 各実施の形態における効果を確認するための実験装置を示す概略図である。 図１２の実験装置による実験結果を示すグラフである。 図１３に続く実験結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０ 定着装置、 ２１ 定着補助ローラ、
２２ 定着ベルト（加熱部材、定着部材）、
２３ 支持ローラ（加熱部材）、
２４ 誘導加熱ユニット（誘導加熱部）、
２５ 磁束発生部材、 ２５ａ〜２５ｃ Ｕ字状部材、
３０ 加圧ローラ、 ３１ 定着ローラ（加熱部材、定着部材）、
３３ 加熱層（加熱部材）、 ３４ 導電層、
４０ 保持部材、 ４０ａ 第１保持部、 ４０ｂ 第２保持部、
４０ｃ、４５ａ 鍔部、
４１ コネクタ、 ４１ａ１〜４１ｃ１、４１ａ２〜４１ｃ２ 端子、
４５ ブッシュ、
４７ 側板（位置決め部材）、 ４８ スペーサ、
４９ 高周波電源部（通電部）、
４９ａ、４９ｃ、４９ａ１〜４９ｃ１、４９ａ２〜４９ｃ２ 端子。

Claims (14)

1. トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、
   少なくとも２つのローラ部材によって張架されるとともに、トナー像を溶融する定着ベルトを備え、
   前記２つのローラ部材は、
   キューリー点が３００℃以下になるように形成された整磁合金からなる加熱層を備えるとともに、前記定着ベルトを加熱する中空構造の支持ローラと、
   搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設された定着補助ローラと、
   であり、
   前記定着ベルトを介することなく前記支持ローラの外周面及び内周面にそれぞれ対向するように当該外周面及び内周面に跨って配設されるとともに、通電によって磁束を発生させて当該磁束によって該支持ローラを加熱する磁束発生部材と、
   前記磁束発生部材を保持する第１保持部と、前記支持ローラに内接して当該支持ローラを回転自在に保持する第２保持部と、が一体化されて、当該磁束発生部材の前記支持ローラに対する位置を定める保持部材と、
   を具備した誘導加熱ユニットが幅方向に移動して挿脱自在に設置され、
   前記誘導加熱ユニットの挿入動作によって前記保持部材における幅方向の先端に保持されたコネクタが挿入方向奥側に固設された高周波電源部のコネクタ部に接続されることを特徴とする定着装置。
2. 前記保持部材は、装置における前記支持ローラの位置を定める位置決め部材に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記誘導加熱ユニットは、前記支持ローラの幅方向の一端側から当該支持ローラに対して挿脱自在に設置される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。
4. 前記磁束発生部材は、単数又は複数のＵ字状部材からなることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記誘導加熱ユニットは、前記支持ローラと一体化され、前記支持ローラの幅方向の一端側から当該支持ローラとともに挿脱自在に設置される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。
6. 前記磁束発生部材は、前記支持ローラの外周面及び内周面を複数巻回するように形成されたことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記高周波電源部から印加される交番電流の流路が前記磁束発生部材に１つ形成されるように前記コネクタが前記高周波電源部に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記コネクタは、２つの入出力端子を備えたことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記保持部材は、前記支持ローラと前記磁束発生部材との間隙が前記外周面及び内周面のいずれの側も０．５〜５０ｍｍの範囲になるように当該磁束発生部材を保持することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記磁束発生部材は、互いに絶縁された複数の単線を束ねた縒り線構造体を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記磁束発生部材は、銅からなることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の定着装置。
12. 前記保持部材は、耐熱性を有する非磁性材料で形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置。
13. 前記非磁性材料は、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、ＰＢＩ樹脂、セラミックのいずれかであることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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