JP2006337693A - 加熱装置、定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の立ち上がりを鈍化させることなく、発熱部材の自己温度制御によって過昇温を簡易かつ確実に防止するとともに、発熱部材の構造が簡易で、発熱部材の破損等の不具合が生じることのない、加熱装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】 電磁誘導加熱される発熱部材２３と、発熱部材２３の表裏面を挟むように離間して配設される励磁部材２５と、発熱部材２３の表裏面のうち少なくとも一方の面に対する励磁部材２５の対向距離Ｍ１〜Ｍ３を可変する可変手段と、を備える。
【選択図】 図６

Description

この発明は、電磁誘導加熱方式の加熱装置と、それを備えた画像形成装置の定着装置と、それを備えた複写機、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、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広く知られている（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（加熱ローラ）、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（誘導加熱手段）、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。）に延設された励磁コイルや、励磁コイルに対向する励磁コイル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、励磁コイルに高周波の交番電流を流すことで、励磁コイルの周囲に交番磁界が形成されて、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、熱ローラ方式等の他方式のものに比べて、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、発熱部材（発熱部）にキューリー点を有する磁性導体を用いて発熱部材に自己温度制御機能を持たせる技術が従来技術として開示されている。

さらに、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、キューリー点を有する磁性導体を用いて発熱部材に自己温度制御機能を持たせた場合であっても装置の立ち上げ時の昇温時間（立ち上げ時間）が長くなるのを防止することを目的として、発熱部材としてキューリー点の異なる２つの磁性金属部材を積層したものを用いて、励磁部材（励磁手段）に供給する交番電流の周波数を可変する技術が開示されている。

他方、特許文献３等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、定着ベルトを挟むようにコアを形成する技術が開示されている。すなわち、誘導加熱部のコアは、定着ベルトの外周面及び内周面に対向するように配設されている。この技術は、定着ベルトにおける発熱効率を向上することを目的としたものである。

特開２００５−７０３７６号公報 特許第３３９９８４９号公報 特開２０００−２１４７０３号公報

上述した特許文献２等に開示された定着装置は、発熱部材に自己温度制御機能を持たせているために、特許文献１等のものと比較して、電気回路による複雑な温度制御をおこなうことなく定着部材の過昇温を防止できる。しかし、種々の不具合も生じていた。

具体的に、発熱部材のキューリー点近傍では、発熱部材（導電層）の比透磁率が低下して発熱部材の昇温勾配が小さくなってしまう。したがって、その昇温勾配が小さくなる領域の分だけ、定着装置の立ち上がり時の昇温時間が余計にかかってしまう可能性が高かった。すなわち、発熱部材の自己温度制御によって過昇温を防止できるものの、定着装置の立ち上がりが不充分であった。

これに対して、発熱部材としてキューリー点の異なる２つの磁性金属部材を積層したものを用いて、励磁部材に供給する交番電流の周波数を可変することで、発熱部材の自己温度制御によって過昇温を防止するとともに、定着装置の立ち上がりを短縮化する効果が期待できる。すなわち、交番電流の周波数を調整することで、装置の立ち上がり時には定着温度を超えたキューリー点を有する磁性金属部材を発熱させて昇温時間の低下を防止して、装置が立ち上がった後には定着温度近傍にキューリー点を有する磁性金属部材を発熱させて発熱部材の過昇温を防止する。

しかし、このような定着装置は、立ち上がり時間の短縮化と過昇温の防止とが両立される効果が期待できるものの、発熱部材が多層構造になって構造が複雑化するとともに高価なものになる不具合があった。さらに、発熱部材が線膨張率の異なる２つの磁性金属部材で多層構造化されているために、発熱部材に線膨張率差による熱ひずみが生じてしまう可能性が高かった。このように発熱部材に熱ひずみが生じた場合には、発熱部材の層間が剥離して破損したり、発熱部材の性能（例えば、発熱部材が定着ベルトである場合のベルト搬送性能等である。）が低下したりすることになる。

一方、上述の特許文献３等の技術は、定着ベルトを挟むように配設するコアの形状を最適化することで、定着ベルトにおける発熱効率を向上させるものである。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。

上述した種々の不具合は、画像形成装置の定着装置として機能する加熱装置に限定されずに、その他の電磁誘導加熱方式を用いた加熱装置に共通するものである。

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、装置の立ち上がりを鈍化させることなく、発熱部材の自己温度制御によって過昇温を簡易かつ確実に防止するとともに、発熱部材の構造が簡易で、発熱部材の破損等の不具合が生じることのない、加熱装置、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、前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、発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。）を発熱部材に用いた場合、交番磁界を生成する励磁部材を発熱部材の発熱主面に対向して配設したときに比べて、発熱部材の表裏面（発熱主面とその反対側の面とである。）を挟むように励磁部材を離間して配設したときの方が、発熱部材における自己温度制御の能力が高まる。さらに、発熱部材の表裏面を挟むように離間して配設した励磁部材の発熱部材に対する対向位置（対向距離）を可変することで、発熱部材が単層構造であっても、交番電流の周波数を可変しなくても、その昇温停止温度（昇温勾配がほぼゼロになる温度である。）を変化させることができる。

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加熱装置は、電磁誘導加熱される発熱部材と、前記発熱部材の表裏面を挟むように離間して配設される励磁部材と、前記発熱部材の前記表裏面のうち少なくとも一方の面に対する前記励磁部材の対向距離を可変する可変手段と、を備えたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる加熱装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記発熱部材の温度を検知する検知手段をさらに備え、前記可変手段は、前記検知手段の検知結果に基いて前記対向距離を可変するものである。

また、請求項３記載の発明にかかる加熱装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記励磁部材は、前記発熱部材の前記表裏面のうち発熱主面となる表面に対する対向距離と裏面に対する対向距離との総和が一定になるように構成され、前記可変手段は、前記発熱部材の温度が低いときに当該温度が高いときよりも前記表面に対する対向距離が小さくなるように前記励磁部材を移動させるものである。

また、請求項４記載の発明にかかる加熱装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記励磁部材は、前記発熱部材の前記表裏面のうち発熱主面となる表面に対する対向距離のみが可変できるように構成され、前記可変手段は、前記発熱部材の温度が低いときに当該温度が高いときよりも前記表面に対する対向距離が小さくなるように前記励磁部材を移動させるものである。

また、請求項５記載の発明にかかる加熱装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記励磁部材を、前記発熱部材の前記表裏面を１回又は複数回挟むように離間して巻回されたコイルとしたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる加熱装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材は、所望のキューリー点を有するように形成された導電層を備えたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる加熱装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記交番磁界を生成するために前記励磁部材に供給される交番電流の周波数を１０ｋ〜１ＭＨｚの範囲内としたものである。

また、この発明の請求項８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、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の加熱装置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、前記請求項８に記載の発明において、トナー像を溶融する定着部材を備え、前記発熱部材は、キューリー点が前記定着部材の制御温度の目標値近傍から５００℃の範囲になるように形成された導電層を備えたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項９に記載の発明において、前記定着部材の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、前記可変手段は、前記温度検知手段の検知温度に基いて前記対向距離を可変するものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０に記載の発明において、前記可変手段は、前記温度検知手段の検知温度が低いときに当該検知温度が高いときよりも前記発熱部材の前記表裏面のうち発熱主面となる表面に対する対向距離が小さくなるように前記励磁部材を移動させるものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記可変手段は、装置の立ち上げ時に前記発熱部材の前記表裏面のうち発熱主面となる表面に対する対向距離が小さくなるように前記励磁部材を移動させるものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材としたものである。

また、請求項１４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１３に記載の発明において、前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、前記励磁部材は、前記定着ローラの外周面及び内周面に対向するように配設されたものである。

また、請求項１５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１３に記載の発明において、前記定着部材は、周状に張架された定着ベルトであって、前記励磁部材は、前記定着ベルトの外周面及び内周面に対向するように配設されたものである。

また、請求項１６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１５に記載の発明において、前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、前記定着補助ローラは、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ものである。

また、請求項１７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１６に記載の発明において、前記励磁部材は、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設されたものである。

また、請求項１８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８〜請求項１７のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材を加熱する加熱部材としたものである。

また、請求項１９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１８に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、前記励磁部材は、前記定着ベルトの外周面に対向するとともに、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設され、前記定着補助ローラは、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ものである。

また、請求項２０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８〜請求項１９のいずれかに記載の発明において、トナー像を溶融する定着部材と、搬送される記録媒体を加圧するとともに前記定着部材に当接する加圧ローラと、を備え、前記励磁部材は、前記定着部材と前記加圧ローラとの当接位置の上流側になるように配設されたものである。

また、この発明の請求項２１記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項８〜請求項２０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加熱装置において、励磁部材を発熱部材の表裏面を挟むように離間して配設するとともに、励磁部材の発熱部材に対する対向距離を可変しているために、発熱部材の自己温度制御性能を高めるとともに、発熱部材が単層構造であって交番電流の周波数を可変しなくてもその昇温停止温度を変化させることができる。これにより、装置の立ち上がりを鈍化させることなく、発熱部材の自己温度制御によって過昇温を簡易かつ確実に防止するとともに、発熱部材の構造が簡易で、発熱部材の破損等の不具合が生じることのない、加熱装置、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レーザープリンタの装置本体、３は画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム１８上に照射する露光部、４は装置本体１に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、７は感光体ドラム１８上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０は出力画像が載置される排紙トレイ、１１、１２は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、１３は記録媒体Ｐを転写部７に搬送するレジストローラ、１５は手差し給紙部、１８は像担持体としての感光体ドラム、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置を示す。

図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部３から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、プロセスカートリッジ４の感光体ドラム１８上に向けて発せられる。感光体ドラム１８は図中の反時計方向に回転しており、所定の電子写真プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム１８上に画像情報に対応したトナー像が形成される。その後、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像は、転写部７で、レジストローラ１３により搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
なお、図示は省略するが、プロセスカートリッジ４には、感光体ドラム１８、感光体ドラム１８上を帯電する帯電部、トナー（現像剤）が収容されていて感光体ドラム１８上に形成された静電潜像を現像する現像部、感光体ドラム１８上に残存する未転写トナーを除去するクリーニング部、等が一体的に設けられている。

一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１１、１２、１５のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１１が選択されたものとする。）。そして、給紙部１１に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラ１３の位置に達する。そして、レジストローラ１３の位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。

そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラ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、定着ベルトと加圧ローラ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から排出されて、排紙トレイ１０上に載置される。
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、誘導加熱部２４、加圧ローラ３０、サーミスタ３８、ガイド板３５、分離板３６等で構成される。本実施の形態１における定着装置２０は、電磁誘導加熱方式の加熱装置２３〜２５を備えている。

ここで、定着補助ローラ２１は、ステンレス、炭素鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ２１の弾性層は、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、不図示の駆動装置によって図２の反時計方向に回転駆動される。

加熱部材（発熱部材）としての支持ローラ２３は、磁性導電性材料からなる導電層（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、コイル２５が配設されている（図４を参照できる。）。

ここで、発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は、導電層のみで形成されていて、単層構造になっている。具体的には、支持ローラ２３の材料（導電層）として、キューリー点が定着ベルト２２の制御温度の目標値（定着目標温度であって、１５０度程度である。）近傍から５００度（好ましくは、３００度以下である。）の範囲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の定着目標温度近傍となる導電層にて支持ローラ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を導電層のみの構成としたが、支持ローラ２３の導電層上に補強層、弾性層、断熱層等を設けることもできる。

以下、定着ベルト２２について詳述する。
図２を参照して、発熱部材としての定着ベルト２２（定着部材）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。
図３（Ａ）に示すように、定着ベルト２２は、基材２２ａ上に導電層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の導電層２２ｂ（発熱層）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。導電層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、導電層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１では、導電層２２ｂの材料として、キューリー点が定着目標温度以上であって５００℃以下（好ましくは、３００度以下である。）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導電層２２ｂを形成することで、導電層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、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１では、発熱部材としての定着ベルト２２を４層構造体（図３（Ａ）の構造体である。）としたが、図３（Ｂ）〜（Ｄ）の多層構造体とすることもできる。
図３（Ｂ）の定着ベルト２２は、導電層２２ｂ、弾性層２２ｃ、離型層２２ｄからなる。ここで、導電層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２０〜９８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３（Ｃ）の定着ベルト２２は、複数の導電層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３（Ｄ）の定着ベルト２２は、基材２２ａ上に複数の導電層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。
これらの場合にも、導電層２２ｂを本実施の形態１と同様の構成とすることで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

図２及び図４を参照して、交番磁界を生成する励磁部材としての誘導加熱部２４は、ループ状に形成されたコイル２５で構成される。
ここで、励磁部材としてのコイル２５は、発熱部材としての定着ベルト２２及び支持ローラ２３の表裏面（内周面及び外周面である。）を１回挟むように離間して巻回された励磁コイルである。換言すると、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の一部が、ループ状のコイル２５のループ内に挟入されている。図４に示すように、コイル２５は、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の幅方向に平行に延設されている。コイル２５の幅方向の一端は内周面側と外周面（発熱主面である。）側とを結ぶ折返し部になっていて、他端には高周波電源部４０が接続されている。そして、高周波電源部４０から、１０ｋ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋ〜３００ｋＨｚである。）の交番電流がコイル２５に印加される。

ここで、コイル２５は、表面に絶縁被膜を施した細い導線が複数撚り合わせて束ねられたリッツ線である。一般に、導線の径が小さいほど高周波交番電流を印加したときの損失が小さくなる反面、強度が低下して巻回による破断が生じ易くなる。そのため、コイルは、各導線の素線径を０．０５ｍｍ以上にすることが好ましい。また、各導線の素線径は、素線全域に電流が流れることを考慮して、コイルに印加される交番電流の周波数から算出される浸透深さの２倍以下にすることが好ましい。なお、浸透深さδは次式で求まる。
δ＝５０３・〔ρ／（μｆ）〕^1/2
上式において、ρは材料の体積固有抵抗率であり、μは材料の比透磁率であり、ｆは材料を励磁する交番電流の周波数である。

また、コイルをリッツ線とする場合、その撚り本数が多ければ断面積が増えるために耐電流量が増加する反面、巻回するための柔軟性が低下するとともに、占有面積が増えてレイアウト上のデメリットとなる。これらのことを考慮して、本実施の形態１のコイル２５は、素線径が０．１５ｍｍの導線を１５０本撚り合わせたものを用いている。

なお、本実施の形態１では、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の表裏面に対してコイル２５を１回（巻数１である。）だけ挟むように離間して巻回したが、図５に示すように、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の表裏面に対してコイル２５を複数回挟むように離間して巻回することもできる。このとき、コイル２５の巻数は、１〜５０回が好ましく、１〜１０回がさらに好ましい。
なお、本実施の形態１では、コイル２５をリッツ線で構成したが、コイル２５を１本の導線で構成することもできる。
また、コイル２５が支持ローラ２３及び定着ベルト２２の表裏面に対向しない領域において漏れ磁場が形成されるのを抑止するために、コアを設置して磁路を整形したり、銅やアルミ等の非磁性低抵抗の導電体カバーを設置したりすることもできる。

このように構成された励磁部材としての誘導加熱部２４（コイル２５）は、図２を参照して、可変手段としての駆動部５１によって破線矢印方向（支持ローラ２３の半径方向である。）に移動可能に構成されている。
詳しくは、図６を参照して、コイル２５は、発熱部材２２、２３の表裏面のうち発熱主面となる表面（おもてめん）に対する対向距離と、裏面に対する対向距離と、の総和Ｌが一定になるように構成されている。すなわち、表面に対向するコイル２５ａと裏面に対向するコイル２５ｂとの距離Ｌは一定である。

そして、発熱部材２２、２３の表裏面に対するコイル２５の対向距離（対向位置）が可変される。すなわち、発熱部材の表面に対向するコイル２５ａの対向距離がＭ１〜Ｍ３の範囲で可変され、発熱部材の裏面に対向するコイル２５ｂの対向距離が（Ｌ−Ｍ１）〜（Ｌ−Ｍ３）の範囲で可変される。具体的には、発熱部材２２、２３の温度が低いときには、発熱部材２２、２３の温度が高いときよりも、発熱部材の表面に対する対向距離が小さくなるように制御される。なお、コイル２５の対向位置の制御については後で詳しく説明する。

図２を参照して、加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層は、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。

定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の入口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。
定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の出口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するとともに記録媒体Ｐが定着ベルト２２から分離するのを促進する分離板３６が配設されている。

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、熱応答性の高いサーミスタ３８（感温素子）が当接されている。そして、温度検知手段（検知手段）としてのサーミスタ３８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、誘導加熱部２４の出力が調整される。
さらに、温度検知手段（検知手段）としてのサーミスタ３８の検知温度（検知結果）に基いて、制御部５０に制御された駆動部５１によって、支持ローラ２３及び定着ベルト２２に対するコイル２５の対向距離が可変されることになる。

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、コイル２５との対向位置（支持ローラ２３の位置である。）で加熱される。

詳しくは、高周波電源部４０からコイル２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交番電流を流すことで、コイル２５の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及び導電層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の導電層２２ｂとに渦電流が生じて、支持ローラ２３及び導電層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及び導電層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、自身の導電層２２ｂの発熱と、によって加熱される。

その後、コイル２５によって発熱した定着ベルト２２表面は、サーミスタ３８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３５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、その後に再びコイル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及び導電層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及び導電層２２ｂの発熱が制限されることになる。
すなわち、誘導加熱部２４によって加熱された支持ローラ２３及び導電層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及び導電層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及び導電層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。

このような自己温度制御能力は、本実施の形態１のように発熱部材２２ｂ、２３に対してコイル２５をループ状に配設した場合、発熱部材２２ｂ、２３の発熱主面側（外周面側である。）のみに対向するようにコイル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１１〜図１３にて説明する。

ここで、可変手段としての駆動部５１は、温度検知手段としてのサーミスタ３８が検知した検知温度に基いて、支持ローラ２３（又は定着ベルト２２）に対するコイル２５の対向位置を調整する。
具体的には、サーミスタ３８の検知温度が所定値以下である場合には、図６（Ａ）に示すように、支持ローラ２３の表面に対向するコイル２５ａの対向距離（Ｍ１）が小さくなるようにコイル２５を移動させる。ここで、サーミスタ３８の検知温度が所定値以下となるのは、主として定着装置２０の立ち上げ時であって定着ベルト２２の定着温度が定着目標温度近傍に達していない状態（すばやく昇温する必要がある状態である。）である。
これに対して、サーミスタ３８の検知温度が所定値を超えている場合には、図６（Ｃ）に示すように、支持ローラ２３の表面に対向するコイル２５ａの対向距離（Ｍ３）が大きくなるようにコイル２５を移動させる（図６（Ａ）の状態から図６（Ｂ）の状態を経て移動される。）。ここで、サーミスタ３８の検知温度が所定値を超えるのは、主として定着装置２０の立ち上げ後であって定着ベルト２２の定着温度が定着目標温度近傍に達している状態（すばやく昇温する必要がない状態である。）である。

このように、発熱部材２２、２３の表裏面を挟むように離間して配設したコイル２５の発熱部材２２、２３に対する対向位置（対向距離）を可変することで、発熱部材２２、２３が単層構造であっても、又、交番電流の周波数を可変しなくても、発熱部材２２、２３の昇温停止温度（昇温勾配がほぼゼロになる温度である。）を変化させることができる。具体的には、コイル２５が図６（Ａ）の位置にあるときには、コイル２５が図６（Ｃ）の位置にあるときに比べて、発熱部材２２、２３を透過する磁束が増加して、昇温停止温度が高くなる。

そのため、定着ベルト２２表面の温度が低くてすばやく昇温したいときには、コイル２５を図６（Ａ）の位置にすることで、発熱部材２２、２３は定着目標温度を超えてオーバーシュートするような熱量を得て短時間で昇温することになる。特に、画像形成装置１が長時間放置された後に画像形成装置１（定着装置２０）を立ち上げる場合等には、定着装置２０の立ち上げにともない定着装置２０の周囲の部材に奪われる熱量が多くなるために、上述の制御が有効になる。
これに対して、定着ベルト２２表面の温度が定着目標温度近傍に達していてすばやく昇温する必要がないときには、コイル２５を図６（Ｃ）の位置にすることで、発熱部材２２、２３が昇温停止温度（図６（Ａ）のときの昇温停止温度から低下した昇温停止温度である。）近傍に自己温度制御される。したがって、図６（Ｃ）のコイル２５の位置は、その昇温停止温度が過昇温を防止する温度に一致するように設定されることになる。
なお、以上述べた効果を示す実験例については、後で図１４にて説明する。

以上説明したように、本実施の形態１における電磁誘導加熱方式の定着装置２０は、コイル２５を発熱部材２２、２３の表裏面を挟むように離間して配設するとともに、発熱部材２２、２３に対するコイル２５の対向距離Ｍ１〜Ｍ３を可変するように構成している。これによって、発熱部材２２、２３の自己温度制御性能を高めるとともに、発熱部材２２、２３の昇温停止温度を変化させることができる。したがって、定着装置２０の立ち上がりを鈍化させることなく、発熱部材２２、２３の自己温度制御によって過昇温を簡易かつ確実に防止するとともに、発熱部材２２、２３の構造が簡易で、発熱部材２２、２３の破損等の不具合が生じるのを抑止することができる。

なお、本実施の形態１では、導電層２２ｂを有する定着ベルト２２と、導電層を有する支持ローラ２３と、を発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発熱部材として用いることもできる。その場合も、発熱部材として用いた一方の部材に本実施の形態１と同様の導電層を設けるとともに、発熱部材をループ状のコイル２５に挟入するとともに、コイル２５の対向距離を可変することで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
特に、支持ローラ２３のみを発熱部材とする場合には、定着ベルト２２の導電層２２ｂが不要になるとともに、支持ローラ２３が単層構造（導電層のみの構造である。）になるために、定着装置２０全体の構成が一層簡易なものになる

また、本実施の形態１では、発熱部材としての定着ベルト２２の温度をサーミスタ３８にて直接的に検知して、その検知温度に基いて駆動部５１を制御してコイル２５の対向距離を可変した。これに対して、発熱部材の温度を間接的に検知して、その検知温度に基いて駆動部５１を制御してコイル２５の対向距離を可変することもできる。その場合にも、本実施の形態１と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における定着装置においてコイルの対向距離が可変している状態を示す概略図であって、前記実施の形態１における図６に対応する図である。本実施の形態２の定着装置は、発熱部材の表面（発熱主面）に対するコイルの対向距離のみが可変される点が、発熱部材の表面に加えて裏面に対するコイルの対向距離も同時に可変される前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態２の定着装置も、前記実施の形態１のものと同様に、定着補助ローラ、定着ベルト、支持ローラ２３、誘導加熱部２４、加圧ローラ、サーミスタ、等で構成される。
さらに、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、電磁誘導加熱方式の加熱装置を備えていて、所望のキューリー点を有する発熱部材２２、２３の表裏面を挟むようにコイル２５を離間して配設している。

ここで、本実施の形態２の定着装置は、前記実施の形態１のものとは異なり、可変手段としての駆動部によって、発熱部材２２、２３の表裏面のうち発熱主面となる表面（おもてめん）に対する対向距離のみが可変される。すなわち、表面に対向するコイル２５ａの対向距離がＭ１〜Ｍ３の範囲で可変され、裏面に対向するコイル２５ｂの対向距離Ｎは一定である。表面側のコイル２５ａのみを可変する具体的な駆動機構としては、例えば、表面側のコイル２５ａを支持ローラ２３の半径方向に移動する機構、裏面側のコイル２５ｂを固定支持する機構、表裏面のコイル２５ａ、２５ｂを中継するとともに支持ローラ２３の半径方向に伸縮するコイル、等で構成することができる。

そして、可変手段としての駆動部は、サーミスタ（温度検知手段）が検知した検知温度に基いて、支持ローラ２３に対する表面側コイル２５ａの対向距離を調整する。
具体的には、サーミスタの検知温度が所定値以下である場合には、図７（Ａ）に示すように、支持ローラ２３の表面に対向するコイル２５ａの対向距離（Ｍ１）が小さくなるようにコイル２５ａを移動させる。ここで、サーミスタ３８の検知温度が所定値以下となるのは、定着ベルトの定着温度が定着目標温度近傍に達していない状態である。
これに対して、サーミスタの検知温度が所定値を超えている場合には、図７（Ｂ）に示すように、支持ローラ２３の表面に対向するコイル２５ａの対向距離（Ｍ３）が大きくなるようにコイル２５ａを移動させる。ここで、サーミスタの検知温度が所定値を超えるのは、定着ベルトの定着温度が定着目標温度近傍に達している状態である。

このように、発熱部材２２、２３の表裏面を挟むように離間して配設したコイル２５の発熱部材２２、２３に対する対向位置（表面側コイル２５ａの対向位置である。）を可変することで、発熱部材２２、２３が単層構造であって交番電流の周波数を可変しなくても、発熱部材２２、２３の昇温停止温度を変化させることができる。具体的には、表面側コイル２５ａが図７（Ａ）の位置にあるときには、表面側コイル２５ｂが図７（Ｂ）の位置にあるときに比べて、発熱部材２３を透過する磁束が増加して、昇温停止温度が高くなる。

以上説明したように、本実施の形態２における構成によれば、前記実施の形態１と同様に、発熱部材２３の自己温度制御性能を高めるとともに、発熱部材２３の昇温停止温度を変化させることができる。したがって、定着装置の立ち上がりを鈍化させることなく、発熱部材２３の自己温度制御によって過昇温を簡易かつ確実に防止するとともに、発熱部材２３の構造が簡易で、発熱部材２３の破損等の不具合が生じるのを抑止することができる。

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における画像形成装置の要部を示す断面図である。本実施の形態３の画像形成装置は、タンデム型のカラー画像形成装置である点と、発熱部材として定着ローラ３１を用いている点とが、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態３における画像形成装置は、タンデム型のカラー画像形成装置である。図８に示すように、作像部には、複数の感光体ドラム１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃが転写ベルト８上に並設されている。図示は省略するが、複数の感光体ドラム１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃの外周には、帯電部、露光部、現像部、クリーニング部、除電部が配設されている（図１のプロセスカートリッジ４を参照できる。）。そして、各感光体ドラム１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ上で、各色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）のトナー像が形成される。

転写部７は、記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト８、各感光体ドラム１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃに対して転写ベルト８を介して対向するバイアスローラ９、転写ベルト８表面を清掃するクリーニングローラ１４、等で構成される。
転写ベルト８は、矢印方向から搬送される記録媒体Ｐを、各感光体ドラム１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８ＢＫとの対向位置に順次搬送する。このとき、バイアスローラ９に印加される転写バイアスによって、記録媒体Ｐ上に各色のトナー像が重ねて転写される。こうして、記録媒体Ｐ上にフルカラーのトナー像が形成される。その後、フルカラーのトナー像が形成された記録媒体Ｐは、転写ベルト８から分離されて、定着装置２０に向けて搬送されることになる。

一方、本実施の形態３の定着装置２０は、主として、発熱部材としての定着ローラ３１（定着部材）、加圧ローラ３０、誘導加熱部２４等で構成される。
定着ローラ３１は、磁性導電性材料からなる導電層２２ｂ、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物等からなる離型層、等で構成される。定着ローラ３１の導電層２２ｂは、前記実施の形態１と同様に、キューリー点が定着目標温度以上であって５００℃以下となる整磁合金によって形成されている。定着ローラ３１は、加圧ローラ３０の加圧力に抗するだけの機械的強度をもつ。

また、誘導加熱部２４は、前記実施の形態１と同様に、ループ状に形成されたコイル２５で構成される。すなわち、コイル２５は、定着ローラ３１の表裏面（内周面及び外周面である。）を挟むように離間して配設されている。
そして、コイル２５に１０ｋ〜１ＭＨｚの交番電流が供給されることで、コイル２５のループ内に交番磁界が生成されて、定着ローラ３１が電磁誘導加熱される。このようにして、電磁誘導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。
なお、励磁部材としてのコイル２５（誘導加熱部２４）は、定着ニップ部の上流側（発熱部材３１の回転方向に対する上流側である。）に設置されている。これにより、定着ニップ部における温度変動にすばやく対応できることになる。

さらに、本実施の形態３の定着装置も、前記実施の形態１のものと同様に、サーミスタ（温度検知手段）が検知した検知温度に基いて、可変手段としての駆動部によって誘導加熱部２４（コイル２５）が破線矢印方向（定着ローラ３１の半径方向である。）に移動される。

以上説明したように、本実施の形態３における構成によれば、前記実施の形態１と同様に、定着ローラ３１（発熱部材）の自己温度制御性能を高めるとともに、定着ローラ３１の昇温停止温度を変化させることができる。したがって、定着装置２０の立ち上がりを鈍化させることなく、定着ローラ３１の自己温度制御によって過昇温を簡易かつ確実に防止するとともに、定着ローラ３１（発熱部材）の構造が簡易で、定着ローラ３１の破損等の不具合が生じるのを抑止することができる。

実施の形態４．
図９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。本実施の形態４の定着装置は、誘導加熱部２４の位置が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態４における定着装置２０は、主として、定着ベルト２２（定着部材）、発熱部材としての加熱ローラ２８（加熱部材）、誘導加熱部２４、支持ローラ２３、加圧ローラ３０等で構成される。
加熱ローラ２８は、前記実施の形態１における支持ローラ２３と同様に、キューリー点が定着目標温度以上であって５００℃以下となる整磁合金によって形成されている。加熱ローラ２８は、定着ニップ部の上流側（定着ベルト２２の走行方向の上流側である。）であって、定着ベルト２２の内周面に所定の圧力で当接している。

図９に示すように、本実施の形態４の誘導加熱部２４は、支持ローラ２３から定着補助ローラ２１に至る定着ベルト２２の外周面及び内周面に対向する位置に配設されたループ状のコイル２５である。すなわち、コイル２５は、定着ベルト２２及び加熱ローラ２８の表裏面を挟さむように離間して配設されている。

このように構成された定着装置２０において、ループ状のコイル２５に１０ｋ〜１ＭＨｚの交番電流が供給されることで、定着ベルト２２及び加熱ローラ２８を挟むコイル２５の間に交番磁界が生成されて、加熱ローラ２８が電磁誘導加熱される。なお、本実施の形態４では、定着ベルト２２は、導電層を備えておらず、加熱ローラ２８から受熱されて所望の定着温度に達することになる。

さらに、本実施の形態４の定着装置も、前記実施の形態１のものと同様に、サーミスタ（温度検知手段）が検知した検知温度に基いて、可変手段としての駆動部によって誘導加熱部２４（コイル２５）が破線矢印方向（加熱ローラ２８の半径方向である。）に移動される。

以上説明したように、本実施の形態４における構成によれば、前記実施の形態１と同様に、加熱ローラ２８（発熱部材）の自己温度制御性能を高めるとともに、加熱ローラ２８の昇温停止温度を変化させることができる。したがって、定着装置２０の立ち上がりを鈍化させることなく、加熱ローラ２８の自己温度制御によって過昇温を簡易かつ確実に防止するとともに、加熱ローラ２８（発熱部材）の構造が簡易で、加熱ローラ２８の破損等の不具合が生じるのを抑止することができる。

実施の形態５．
図１０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１０は、実施の形態５における定着装置を示す断面図である。本実施の形態５の定着装置は、誘導加熱部２４に対向する定着部材として円筒状の定着ベルト２２を用いている点が、誘導加熱部２４に対向する定着部材として定着ローラ３１を用いている前記実施の形態３のものとは相違する。

本実施の形態５における定着装置２０は、主として、発熱部材としての定着ベルト２２（定着部材）、定着ベルト２２を保持するためにその内側に設けられた保持部材５５、所望の定着ニップ部を形成するために定着ベルト２２に内設された弾性部材５６、励磁部材としての誘導加熱部２４、加圧ローラ３０等で構成される。定着ベルト２２は、前記実施の形態１における定着ベルト２２と同様に、所望のキューリー点を有する導電層を備えている。

また、誘導加熱部２４は、前記実施の形態１と同様に、ループ状に形成されたコイル２５で構成される。すなわち、コイル２５は、定着ベルト２２の表裏面を挟むように離間して配設されている。
そして、コイル２５に１０ｋ〜１ＭＨｚの交番電流が供給されることで、コイル２５のループ内に交番磁界が生成されて、定着ベルト２２が電磁誘導加熱される。このようにして、電磁誘導加熱された定着ベルト２２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。
なお、励磁部材としてのコイル２５（誘導加熱部２４）は、定着ニップ部の上流側（発熱部材２２の回転方向に対する上流側である。）に設置されている。これにより、定着ニップ部における温度変動にすばやく対応できることになる。

さらに、本実施の形態５の定着装置も、前記実施の形態１のものと同様に、サーミスタ（温度検知手段）が検知した検知温度に基いて、可変手段としての駆動部によって誘導加熱部２４（コイル２５）が破線矢印方向（定着ベルト２２の半径方向である。）に移動される。

以上説明したように、本実施の形態５における構成によれば、前記実施の形態１と同様に、定着ベルト２２（発熱部材）の自己温度制御性能を高めるとともに、定着ベルト２２の昇温停止温度を変化させることができる。したがって、定着装置２０の立ち上がりを鈍化させることなく、定着ベルト２２の自己温度制御によって過昇温を簡易かつ確実に防止するとともに、定着ベルト２２（発熱部材）の構造が簡易で、定着ベルト２２の破損等の不具合が生じるのを抑止することができる。

実験例．
図１１〜図１４にて、前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。
まず、図１１〜図１３にて、発熱部材の表裏面を挟むように励磁部材を離間して配設することによって発熱部材における自己温度制御能力が高まる効果を確認する実験例について説明する。
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、実験装置を示す概略図である。図１１（Ａ）の実験装置は、導電層３３を有するテストピース（前記各実施の形態の発熱部材に相当するものである。）の表裏面を挟むようにコイル２５を離間させたものである（前記各実施の形態における定着装置の構成である。）。図１１（Ｂ）の実験装置は、導電層３３を有するテストピースの発熱主面にコイル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１１（Ａ）の実験装置と図１１（Ｂ）の実験装置とは、コイル２５の構成は同等であって、コイル２５に対向するテストピースの向きのみが異なることになる。

ここで、テストピースは、導電層３３のみのものと、導電層３３上にアルミニウムからなる非磁性導電層３４を厚さ０．３ｍｍにて形成したものと、導電層３３上にアルミニウムからなる非磁性導電層３４を厚さ０．８ｍｍにて形成したものと、の３種類を用意した。テストピースの導電層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。テストピースの非磁性導電層３４も、表裏面の大きさを２５ｍｍ×５０ｍｍとした。

また、実験装置のコイル２５には、高周波電源部４０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、コイル２５近傍には、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すような磁力線が形成される。

図１２及び図１３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１２及び図１３において、横軸は電磁誘導を開始してからの時間を示し、縦軸は導電層３３上の温度を示す。
図１２は図１１（Ａ）の実験装置を用いたときの実験結果であり、図１３は図１１（Ｂ）の実験装置を用いたときの実験結果である。

図１２（Ａ）は、高周波電源部４０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１２（Ｂ）は、高周波電源部４０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１２において、実線Ｒ０は導電層３３のみのテストピースを用いた場合であり、実線Ｒ１は導電層３３上に厚さ０．３ｍｍの非磁性導電層３４を形成したテストピースを用いた場合であり、実線Ｒ２は導電層３３上に厚さ０．８ｍｍの非磁性導電層３４を形成したテストピースを用いた場合である。

図１３（Ａ）は、高周波電源部４０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１３（Ｂ）は、高周波電源部４０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１３において、実線Ｑ０は導電層３３のみのテストピースを用いた場合であり、実線Ｑ１は導電層３３上に厚さ０．３ｍｍの非磁性導電層３４を形成したテストピースを用いた場合であり、実線Ｑ２は導電層３３上に厚さ０．８ｍｍの非磁性導電層３４を形成したテストピースを用いた場合である。

図１２より、非磁性導電層３４の有無や交番電流の周波数に係わらず、導電層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１３（Ａ）より、励磁周波数を３６ｋＨｚにすると、厚さが０．８ｍｍ以上の非磁性導電層３４を設けなければ、導電層３３の過昇温を防止できないことがわかる。同様に、図１３（Ｂ）より、励磁周波数を１３０ｋＨｚにすると、厚さが０．３ｍｍ以上の非磁性導電層３４を設けなければ、導電層３３の過昇温を防止できないことがわかる。このように、コイル２５を発熱部材（導電層３３）の発熱主面に対向させる場合には、発熱主面の反対側に低抵抗率の非磁性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、ループ状のコイル２５内に発熱部材を挟入することで、発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１２と図１３との比較から、ループ状のコイル２５内に発熱部材を挟入することで、発熱部材の発熱効率（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、発熱部材に非磁性導電層３４を設けることなく得られるものであるため、発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発熱部材を提供することができる。

次に、図１４にて、発熱部材の表裏面を挟むように離間して配設した励磁部材の対向位置を可変することで、発熱部材における昇温停止温度が変化する効果を確認する実験例について説明する。
この実験は、キューリー点が１９０度の導電層のみからなる発熱部材（外径が２０ｍｍ、厚さが０．３ｍｍ、幅方向長さが５０ｍｍの円筒である。）の表裏面にコイル２５を離間配置した装置（実施の形態１の加熱装置に相当するものである。）を用いて、発熱部材に対するコイル２５の対向距離を可変したときの昇温特性を測定したものである。なお、コイル２５に供給する交番電流の周波数は２０ｋＨｚとして、供給電力は６３０Ｗ（９０Ｖ×７Ａ）とした。また、発熱部材に対するコイル２５の対向距離は、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示すＭ１〜Ｍ３が１〜５ｍｍとなる範囲で可変させた。

図１４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、縦軸は発熱部材の表面（発熱主面）上の温度を示す。また、図１４において、実線Ｓ１はコイルが図６（Ａ）の位置にあるとき（Ｍ１＝１ｍｍである。）の昇温特性を示し、実線Ｓ２はコイルが図６（Ｂ）の位置にあるとき（Ｍ２＝３ｍｍである。）の昇温特性を示し、実線Ｓ１はコイルが図６（Ｃ）の位置にあるとき（Ｍ３＝５ｍｍである。）の昇温特性を示す。

図１４に示す実験結果から、発熱部材の表裏面を挟むように離間して配設したコイルの対向位置を可変することで、発熱部材における昇温停止温度が変化することが確認された。具体的に、表面側コイルが発熱部材に近接するとき（実線Ｓ１のときである。）には昇温停止温度が高まり（約２３０度である。）、表面側コイルが発熱部材から退避するとき（実線Ｓ３のときである。）には昇温停止温度が低下する（約１５０度である。）。

このような特性を利用して、前記各実施の形態で述べたように、発熱部材の急速な立ち上げ（立ち上げ時間の短縮化）と、発熱部材の自己温度制御による過昇温の防止と、を簡易に両立させることが可能になる。
なお、実験結果の図示を省略するが、表面側コイルのみを移動可能に構成した場合（実施の形態２における加熱装置の構成である。）であっても、図１４の実験結果とほぼ同様の結果が確認された。

なお、前記各実施の形態では、画像形成装置の定着装置２０に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、定着装置以外の加熱装置（例えば、電磁誘導加熱方式の調理器具や加熱器具等である。）であっても本発明を適用することができる。そして、その場合であっても、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、加熱装置における発熱部材の急速な立ち上げと、発熱部材の自己温度制御による過昇温の防止と、を簡易に両立させることが可能になる。

なお、本発明が前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、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前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、前記構成部材の数、位置、形状等は前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の定着装置における定着ベルトを示す断面図である。 図２の定着装置における加熱装置を示す斜視図である。 別の加熱装置を示す斜視図である。 加熱装置の励磁部材の対向距離が可変している状態を示す概略図である。 この発明の実施の形態２における定着装置において加熱装置の励磁部材の対向距離が可変している状態を示す概略図である。 この発明の実施の形態３における画像形成装置の要部を示す構成図である。 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。 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。 効果確認のための実験装置を示す概略図である。 図１１の実験装置による実験結果を示すグラフである。 図１２に続く実験結果を示すグラフである。 効果確認のための別の実験の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（加熱装置）、 ２１ 定着補助ローラ、
２２ 定着ベルト（発熱部材、定着部材）、 ２２ａ 基材、
２２ｂ 導電層（発熱層）、 ２２ｃ 弾性層、 ２２ｄ 離型層、
２３ 支持ローラ（加熱部材）、 ２４ 誘導加熱部（励磁部材）、
２５ コイル、 ２８ 加熱ローラ（発熱部材、加熱部材）、
３０ 加圧ローラ、 ３１ 定着ローラ（発熱部材、定着部材）、
３３ 導電層（発熱部材）、 ３４ 非磁性導電層、
３８ サーミスタ（温度検知手段、検知手段）、 ４０ 高周波電源部、
５１ 駆動部（可変手段）、 ５５ 保持部材、 ５６ 弾性部材。

Claims (21)

1. 電磁誘導加熱される発熱部材と、
   前記発熱部材の表裏面を挟むように離間して配設される励磁部材と、
   前記発熱部材の前記表裏面のうち少なくとも一方の面に対する前記励磁部材の対向距離を可変する可変手段と、
   を備えたことを特徴とする加熱装置。
2. 前記発熱部材の温度を検知する検知手段をさらに備え、
   前記可変手段は、前記検知手段の検知結果に基いて前記対向距離を可変することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記励磁部材は、前記発熱部材の前記表裏面のうち発熱主面となる表面に対する対向距離と裏面に対する対向距離との総和が一定になるように構成され、
   前記可変手段は、前記発熱部材の温度が低いときに当該温度が高いときよりも前記表面に対する対向距離が小さくなるように前記励磁部材を移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱装置。
4. 前記励磁部材は、前記発熱部材の前記表裏面のうち発熱主面となる表面に対する対向距離のみが可変できるように構成され、
   前記可変手段は、前記発熱部材の温度が低いときに当該温度が高いときよりも前記表面に対する対向距離が小さくなるように前記励磁部材を移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱装置。
5. 前記励磁部材は、前記発熱部材の前記表裏面を１回又は複数回挟むように離間して巻回されたコイルであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の加熱装置。
6. 前記発熱部材は、所望のキューリー点を有するように形成された導電層を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の加熱装置。
7. 前記交番磁界を生成するために前記励磁部材に供給される交番電流の周波数は１０ｋ〜１ＭＨｚの範囲内であ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加熱装置。
8. トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、
   請求項１〜請求項７のいずれかに記載の加熱装置を備えたことを特徴とする定着装置。
9. トナー像を溶融する定着部材を備え、
   前記発熱部材は、キューリー点が前記定着部材の制御温度の目標値近傍から５００℃の範囲になるように形成された導電層を備えたことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記定着部材の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、
    前記可変手段は、前記温度検知手段の検知温度に基いて前記対向距離を可変することを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
11. 前記可変手段は、前記温度検知手段の検知温度が低いときに当該検知温度が高いときよりも前記発熱部材の前記表裏面のうち発熱主面となる表面に対する対向距離が小さくなるように前記励磁部材を移動させることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
12. 前記可変手段は、装置の立ち上げ時に前記発熱部材の前記表裏面のうち発熱主面となる表面に対する対向距離が小さくなるように前記励磁部材を移動させることを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置。
13. 前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材であることを特徴とする請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の定着装置。
14. 前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであって、
    前記励磁部材は、前記定着ローラの外周面及び内周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
15. 前記定着部材は、周状に張架された定着ベルトであって、
    前記励磁部材は、前記定着ベルトの外周面及び内周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
16. 前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、
    前記定着補助ローラは、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ことを特徴とする請求項１５に記載の定着装置。
17. 前記励磁部材は、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１６に記載の定着装置。
18. 前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱する加熱部材であることを特徴とする請求項８〜請求項１７のいずれかに記載の定着装置。
19. 前記定着部材は、定着ベルトであって、
    前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、
    前記励磁部材は、前記定着ベルトの外周面に対向するとともに、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設され、
    前記定着補助ローラは、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ことを特徴とする請求項１８に記載の定着装置。
20. トナー像を溶融する定着部材と、
    搬送される記録媒体を加圧するとともに前記定着部材に当接する加圧ローラと、を備え、
    前記励磁部材は、前記定着部材と前記加圧ローラとの当接位置の上流側になるように配設されたことを特徴とする請求項８〜請求項１９のいずれかに記載の定着装置。
21. 請求項８〜請求項２０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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