JP2010231106A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動機構を有する定着加圧部材を備える誘導加熱方式の定着装置において定着部材の変形が生じても、定着部材と温度測定手段との接触状態が維持されやすく、定着部材の温度を正確に測定しやすくすることを目的とする。
【解決手段】導電層が電磁誘導加熱されることで用紙Ｐにトナーを定着する定着ベルト６１と、定着ベルト６１を回転駆動させる駆動部と、交流磁界を生成するＩＨヒータ８０と、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接してニップ部Ｎを形成し定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動する加圧ロール６２と、加圧ロール６２の移動に応じて定着ベルト６１が変位した各状態にて定着ベルト６１の内周面と温度検知部との接触を維持しつつ定着ベルト６１の温度を測定する温度センサ１００と、を備えることを特徴とする定着ユニット６０ａ。
【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置、および画像形成装置に関する。

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、発熱層を有する定着ベルトを介して磁界発生装置と対向して配置して、キュリー点を持つ感温磁性金属材料を含んで構成される発熱制御部材を設け、この発熱制御部材を構成する感温磁性金属材料のキュリー点を境とする磁性・非磁性化を利用し、発熱層の発熱を制御する定着装置が記載されている。
また特許文献２には、定着ベルトの内周側に、磁界の作用により発熱する発熱体であって、磁界発生装置に対し定着ベルトを介して対向すると共に定着ベルトの内周面に接触して発熱体を設け、この発熱体を厚みが表皮深さを超え且つ磁性金属材料を含んで構成させる定着装置が記載されている。

特開２００８−１５２２４７号公報 特開２００８−１２９５１７号公報

ここで一般に、電磁誘導コイルにより加熱される定着部材を熱容量の小さいベルト部材で構成することにより、定着部材を定着可能温度まで上昇させる時間（ウォームアップタイム）が短縮される。そしてこの温度を測定するのに、例えば、定着部材の内周面と接触して配設される温度測定手段を用いる。ところが、定着を行なうときには記録材を定着部材に圧設し、定着を行なわないときには定着部材から離間する移動機構を有する定着加圧部材を備える定着装置においては、この移動により定着部材が変形を生じることがある。そして変形が生じると温度測定手段と定着部材の内周面との接触状態を維持できなくなり、定着部材の温度を正確に測定できないことがあった。
本発明は、移動機構を有する定着加圧部材を備える誘導加熱方式の定着装置において定着部材に変形が生じても、定着部材と温度測定手段との接触状態が維持されやすく、定着部材の温度を正確に測定しやすくすることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、導電層を有し、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、前記定着部材を回転駆動させる駆動部と、前記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、定着を行なうときには前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成し、定着を行なわないときには当該定着部材から離間するように移動する定着加圧部材と、温度検知部と支持部とを有し、当該支持部により押されて当該温度検知部が前記定着部材の内周面と接触し当該定着部材の温度を測定すると共に、前記定着加圧部材の移動に応じて当該定着部材が変位した各状態にて当該定着部材の当該内周面と当該温度検知部との接触を維持する温度測定手段と、を備えることを特徴とする定着装置である。

請求項２に記載の発明は、前記温度測定手段は、前記定着部材の変位量が当該温度測定手段の支持部の可動範囲内となる位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記磁界生成部材で生成された交流磁界の磁路を形成すると共に電磁誘導加熱されることで前記定着部材に熱を伝導する磁路形成部材を更に備え、前記温度測定手段は、前記磁路形成部材の前記記録材の排出側の一方の端部に隣接する位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項４に記載の発明は、前記磁路形成部材の他の端部または当該端部に隣接する箇所に配設され、当該磁路形成部材を当該定着部材に押圧する弾性部材を更に備え、前記磁路形成部材は、前記記録材の排出側の端部が固定されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、前記温度測定手段は、前記磁路形成部材の他方の端部に形成された切欠き部または孔部の位置に配置することを特徴とする請求項３に記載の定着装置である。
請求項６に記載の発明は、前記温度測定手段は、当該定着部材の回転軸方向に対しては当該定着部材の中央部に隣接する位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項７に記載の発明は、前記温度測定手段は、前記定着加圧部材の前記移動の前後において、前記定着部材の回転面において前記定着部材の形状が円形形状より凹んだ形状を形成する位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。

請求項８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、導電層を有し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、当該定着部材を回転駆動させる駆動部と、当該定着部材の導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、定着を行なうときには当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成し定着を行なわないときには当該定着部材から離間するように移動する定着加圧部材と、温度検知部と支持部とを有し当該支持部により押されて当該温度検知部が当該定着部材の内周面と接触し当該定着部材の温度を測定すると共に前記定着加圧部材の移動に応じて当該定着部材が変位した各状態にて当該定着部材の当該内周面と当該温度検知部との接触を予め定められた範囲内の押圧力で維持する温度測定手段と、を備える定着手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１の発明によれば、移動機構を有する定着加圧部材を備える誘導加熱方式の定着装置において定着部材の変形が生じても、定着部材の温度を正確に測定することができる。
請求項２の発明によれば、本構成を採用しない場合に比べ、定着部材と温度測定手段とが接触する状態を維持しやすくなる。
請求項３の発明によれば、本構成を構成しない場合に比べ、温度測定手段の温度検知部が定着部材を押圧する力の変動を抑制することができる。
請求項４の発明によれば、本構成を構成しない場合に比べ、定着加圧部材の移動による定着部材の変形を抑制することができ、定着部材と温度測定手段とが接触する状態を維持しやすくなる。
請求項５の発明によれば、本構成を採用しない場合に比べ、温度測定手段の取り付け位置に、より大きな自由度が生じる。
請求項６の発明によれば、本構成を採用しない場合に比べ、定着部材と温度測定手段とが接触する状態を維持させることと、種々の大きさの記録材を使用しても定着部材の温度を正確に測定することの両方を両立することができる。
請求項７の発明によれば、本構成を採用しない場合に比べ、磁路形成部材を定着部材に押圧する手段を有しない場合でも、温度測定手段の温度検知部が定着部材を押圧する力の変動を抑制することができる。
請求項８の発明によれば、本構成を採用しない場合に比べ、より良好な画質を維持できる画像形成装置が提供できる。

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。 本実施の形態の定着ユニットの第１の構成を示す正面図である。 図２における定着装置のＸＸ断面図である。 定着ベルトの断面層構成図である。 (ａ)がエンドキャップ部材の側面図であり、(ｂ)がＺ方向から見たエンドキャップ部材の平面図である。 ＩＨヒータの構成を説明する断面図である。 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（Ｈ）の状態を説明する図である。 移動機構により加圧ロールを定着ベルトから離間させた状態を説明した図である。 弾性部材ホルダおよび弾性部材の部分を図３および図８におけるＸ１方向から見た図である。 （ａ）は、図３および図８において温度センサが取り付けられている位置を拡大して説明した図である。（ｂ）は、温度センサを図３および図８のＸ２方向から見た場合を説明した図である。 本実施の形態の定着ユニットの第２の構成を説明した図である。 （ａ）は、加圧ロールが離間した状態における定着ベルトの真円を基準とした変形量を説明した図である。（ｂ）は、加圧ロールが定着ベルトと離間した状態から圧接した状態になる際に、定着ベルトに生じる変形について説明した図である。

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。
＜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。

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像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で一様に帯電する帯電器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略同様に構成され、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。

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。

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、各色毎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一様に帯電され、画像処理部３３から送信された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。

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。

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。

＜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の第１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ＸＸ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６０ａは、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としての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に対向するように配置された定着加圧部材の一例としての加圧ロール６２、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３を備えている。
さらに、定着ユニット６０ａは、押圧パッド６３等の構成部材を支持するフレーム６５、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、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、磁路がフレーム６５の側に漏洩するのを防止する磁路遮蔽部材７３、定着ベルト６１の表面に接触して配設され定着ベルト６１の温度を測定する温度測定手段の一例としての温度センサ１００と、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７０を備えている。

＜定着ベルトの説明＞
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（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電発熱層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からなる多層構造のベルト部材である。

基材層６１１は、薄層の導電発熱層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。

導電発熱層６１２は、導電層の一例であって、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（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。

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）、μ_ｒ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を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）よりも薄層に構成される。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。

具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗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の常磁性体）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、薄層に構成するのが好ましい。

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（定着加圧部）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好適である。
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が好適である。

＜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で構成され、加圧ロール６２と対向する位置にてフレーム６５に支持される。そして、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、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、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、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。

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７０を配置している。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト６１の回転移動方向と対向する向き（所謂カウンタ方向）に定着ベルト６１と近接する状態でフレーム７２によって支持される。そして、押圧パッド６３の出口にて用紙Ｐに形成されたカール部分を剥離バッフル７１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。

＜感温磁性部材の説明＞
本実施の形態において、透磁率変化開始温度以下の温度範囲において感温磁性部材６４は、強磁性体である。そのため電磁誘導加熱により自己発熱する。ここで定着ベルト６１は、定着を行なうことで熱を奪われるため、その温度が下がるが、同様に電磁誘導加熱により定着ベルト６１から発熱する熱と併せて、この感温磁性部材６４により発生した熱により再加熱を行うことができる。そのため定着ベルト６１の温度を定着設定温度まで速やかに昇温させることが可能である。
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、定着ベルト６１の内周面と接触して配置される。感温磁性部材６４を定着ベルト６１と接触させて配置するのは、電磁誘導加熱により感温磁性部材６４から発生した熱を定着ベルト６１に供給しやすくするためである。また感温磁性部材６４は、定着ベルト６１に熱を供給するため、定着ベルト６１に対し、２０℃〜３０℃高い温度に保持される。

また、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」（後段参照）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。そして、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の内部を通過する交流磁界（磁力線）の磁路を形成する。それにより、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。
なお、ここでの「透磁率変化開始温度」とは、透磁率（例えば、ＪＩＳ Ｃ２５３１で測定される透磁率）が連続的に低下を開始する温度であり、例えば感温磁性部材６４等の部材を透過する磁束量（磁力線の数）が変化し始める温度点をいう。したがって、透磁率変化開始温度は、物質の磁性が消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。

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例えば１４０（定着設定温度）〜２４０℃の範囲内に設定された例えばＦｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）等の二元系整磁鋼やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の三元系の整磁鋼等が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系整磁鋼においては約Ｆｅ６４％、Ｎｉ３６％（原子数比）とすることで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整磁鋼等の金属合金等は、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）よりも薄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。

＜フレームの説明＞
押圧パッド６３を支持するフレーム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における長手方向の圧力（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６０ａ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、フレーム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等の常磁性金属材料等が用いられる。

＜誘導部材の説明＞
本実施の形態において、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。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）を内部に誘導して、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。

感温磁性部材６４を通過した後の磁力線Ｈは、誘導部材６６に到達してこの内部に誘導される。その際に、誘導部材６６が励磁コイル８２からの磁力線Ｈの殆どを誘導して定着ユニット６０ａからの磁力線Ｈの漏洩を抑えるように、誘導部材６６の厚さ、材質、および形状が選定される。具体的には、誘導部材６６を渦電流Ｉが流れ易いように、表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも充分に厚い予め定められた厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成すればよい。それにより、誘導部材６６に渦電流Ｉが流れても発熱量も極力小さくなる。本実施の形態では、誘導部材６６を感温磁性部材６４に沿う略円形形状の厚さ１ｍｍのＡｌ（アルミニウム）で構成し、感温磁性部材６４の内周面と接触して配置している。その他の材料としては、ＡｇやＣｕが好適である。
また、誘導部材６６は、上述したように感温磁性部材６４を通過した磁力線を誘導する機能を有するが、それと共に感温磁性部材６４にて発生した熱を拡散させる機能を有する。実際の定着動作においては、定着ユニット６０ａを通過する用紙Ｐは種々の大きさを有する。そのため定着ベルト６１の用紙Ｐが通過した部分については、定着のために熱が奪われ温度が低下するが、用紙Ｐが通過しなかった部分については定着ベルト６１の温度低下は生じにくい。そのため定着ベルト６１の温度分布に不均一が生じる。そのため誘導部材６６により、この温度分布の不均一を速やかに解消し、均一化させることができる。

＜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る。図６に示したように、ＩＨヒータ８０は、例えば耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体８１、交流磁界を生成する励磁コイル８２を備えている。また、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性体で構成された弾性支持部材８３、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。さらには、磁界を遮蔽するシールド８５、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。

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）を保つように形成されている。また、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。
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。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２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚが用いられる。

磁心８４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、整磁鋼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、磁路形成手段として機能する。磁心８４は、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を内部に誘導し、磁心８４から定着ベルト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の中を通過して磁心８４に戻るといった磁力線の通路（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８４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が定着ベルト６１の磁心８４と対向する領域に集中される。
ここで、磁心８４は磁路形成による損失が小さい材料が望ましい。具体的には、磁心８４は渦電流損を小さくする形態（スリット等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等）での使用が望ましく、ヒステリシス損の小さい材料で形成されることが望ましい。
また、定着ベルト６１の回転方向に沿った磁心８４の長さは、感温磁性部材６４の定着ベルト６１の回転方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁力線の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。

＜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。

図７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７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を交差して透過し、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。

すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４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８４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、感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心８４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８４に向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も高くなる。

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７に示したように、磁束密度の変化量が大きい領域Ｒ１,Ｒ２および領域Ｒ３では、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＝Ｉ^２Ｒ）を発生させる。それにより、大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２では、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。

ところで、本実施の形態の定着ユニット６０ａでは、定着ベルト６１の内周面側において定着ベルト６１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。

＜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、フレーム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Ｚ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の両端部内側に嵌合される固定部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、フレーム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。そして、上記図２に示したように、フレーム６５の両端部の支持部６５ａが定着ユニット６０ａの筐体６９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、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樹脂等が適する。

そして、図２に示すように、定着ユニット６０ａでは、駆動部の一例としての駆動モータ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。

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。

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、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。

一方、加圧ロール６２のコア６２１以外の耐熱性弾性体層６２２、離型層６２３は上述した通り比較的柔らかい素材により形成される。そのため、定着時以外においても図３の状態で加圧ロール６２を定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧する状態のまま放置すると、元の形状に復元することができなくなるおそれがある。即ち、加圧ロール６２は、ニップ部Ｎにより形成される形状のまま変形してしまう。その場合、ニップ部Ｎに押圧する圧力が設計通りとはならないため、定着を規定通りに行なうことができなくなり、定着ユニット６０ａそのものの性能を損なうことになる。

＜加圧ロールの移動機構の説明＞
よって、以上の事を抑制するため、加圧ロール６２に図示しない移動機構を設け、定着時以外の時間帯は、加圧ロール６２を、定着ベルト６１から離間させる動作を行なう。即ち、加圧ロール６２は、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着画像を保持した用紙Ｐを挿通するためのニップ部Ｎを形成し、定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動する。
図８は移動機構により加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させた状態を説明した図である。
図８に示すように加圧ロール６２と定着ベルト６１とは離間した状態にある。その結果、加圧ロール６２は、元の円形形状に形状復元がなされるため、加圧ロール６２が変形し元の形状に戻らなくなるおそれが少なくなる。
なお定着を行なう際には、移動機構により再び加圧ロール６２を図３で説明した定着ベルト６１と接触し、ニップ部Ｎを形成する位置に戻すことが可能である。

ここで、図８のような加圧ロール６２が離間した状態においては、通常は定着ベルト６１の形状は楕円形状となる。一方、図３で説明を行なった定着ベルト６１は略円形形状である。即ち、移動機構により加圧ロール６２と定着ベルト６１とが接触、離間を繰り返すので、定着ベルト６１の形状は楕円形状と略円形形状とで形状の変化を繰り返すことになる。そしてこの場合、感温磁性部材６４の定着ベルト６１の回転方向に対し下流側の端部７５が定着ベルト６１と接触、非接触を繰り返す。その結果、定着ベルト６１の内面を傷つけ破損させるおそれがある。そして定着ベルト６１の内面が傷ついた場合、その傷が更に拡大し、導電発熱層６１２（図４参照）にクラックを生じさせることがある。このように定着ベルト６１が破損すると、定着ベルト６１が設計通りの発熱を生じなくなる。更に定着ベルト６１の熱分布が不均一なものとなる。

このような定着ベルト６１の破損を防止するため、例えば、感温磁性部材６４の位置を図３および図８における下方向に移動させて配置することが考えられる。この場合、定着ベルト６１と感温磁性部材６４の端部７５が接触することを抑制できる。しかしながらこの場合、感温磁性部材６４と定着ベルト６１との接触状態も弱くなり、感温磁性部材６４で発生した熱が定着ベルト６１に伝導しにくくなる。そのため定着ベルト６１の温度の維持や、温度分布の均一性を保つのが難しくなる。
そこで、本実施の形態では、弾性部材７４を設け、この弾性部材７４の押圧作用により、感温磁性部材６４を定着ベルト６１に押圧することで感温磁性部材６４と定着ベルト６１との接触状態を保つことでこの問題を解決する。

＜弾性部材の説明＞
以下この弾性部材７４と、その作用により更に詳しく説明を行なう。
図３および図８に示すように弾性部材７４は弾性部材ホルダ７６と磁路遮蔽部材７３の間に配置される。また磁路遮蔽部材７３の一方の端部７７は、フレーム６５に取付けられた固定ホルダ７９により固定されている。即ち、用紙Ｐの排出側の端部が固定されているまた固定ホルダ７９は、感温磁性部材６４および誘導部材６６の定着ベルト６１の回転方向上流側の端部、即ち、用紙Ｐの排出側の端部も同様に固定する。そして、磁路遮蔽部材７３の他の端部７８は、感温磁性部材６４および誘導部材６６と結合されている。

この構成において、磁路遮蔽部材７３はアルミニウム等により形成され、弾性を有するため端部７８は端部７７を支点として上下方向に移動が可能である。また弾性部材７４は、図３および図８で見て上方向、即ちＹ１方向の力を発生する。そしてこの力により磁路遮蔽部材７３の端部７８側がＹ１方向に押し上げられる。磁路遮蔽部材７３と感温磁性部材６４および誘導部材６６とは磁路遮蔽部材７３の端部７８の部分で結合されているため、弾性部材７４により発生した力は感温磁性部材６４および誘導部材６６を定着ベルト６１に押圧する方向の力として作用する。この結果、感温磁性部材６４は定着ベルト６１に押しつけられる状態となる。即ち、上述したように移動機構により加圧ロール６２が定着ベルト６１と接触、離間を繰り返しても感温磁性部材６４は定着ベルト６１に押しつけられたままの状態を保つ。そのため定着ベルト６１の形状の変化はわずかとなり、略円形形状を保つ。その結果、定着ベルト６１と感温磁性部材６４との接触状態に変化が生じにくい。よって、感温磁性部材６４の端部７５において定着ベルト６１の内面を傷つけ、損傷させることが生じにくくなる。更に、誘導部材６６も感温磁性部材６４に押圧される方向に移動し、感温磁性部材６４と誘導部材６６との接触状態にも変化が生じにくい。そのため磁路形成の状態に変化が生じにくく、また誘導部材６６による熱拡散効果にも変化が生じにくい。そのため、移動機構により加圧ロール６２が定着ベルト６１と離間していても、接触していても、定着ベルト６１、感温磁性部材６４、誘導部材６６相互の接触状態が保たれる。その結果、定着動作を行なうため移動機構により加圧ロール６２が定着ベルト６１と接触する状態に戻った際にも、感温磁性部材６４で発生した熱の定着ベルト６１への供給の状態に変化が生じにくく、速やかに定着動作を開始することが可能となる。

更に、定着ベルト６１、感温磁性部材６４、誘導部材６６相互の接触状態が保たれることにより熱が外部に拡散しにくくなり、定着動作を行なっていないときでも定着ベルト６１、感温磁性部材６４、誘導部材６６の温度変化が生じにくい。そのためこの点でも定着動作を速やかに開始することができるばかりでなく、電力を節約することも可能である。更に、定着ユニット６０ａの動作の安定化にも寄与するため、より良好な画像を維持することができる画像形成装置１（図１参照）が実現できる。

なお弾性部材７４は、特に限定されることはなく、板ばね、コイルスプリング等が使用可能である。ただし、組み立てが容易であり、設計の自由度が高いという観点からコイルスプリングを使用するのが好ましい。また弾性部材７４の取り付け位置については感温磁性部材６４および誘導部材６６を定着ベルト６１に押圧することができる位置であれば特に限定されることはない。ただし上述した移動機構に加圧ロール６２が離間したときに定着ベルト６１の形状に変化が生じやすいのは、定着ベルト６１の回転方向下流側である。また、上述した感温磁性部材６４の下流側の端部７５による定着ベルト６１の破損防止の観点から、感温磁性部材６４の端部７５または端部７５に隣接する箇所であって定着ベルト６１の回転方向に対し下流側に配設することが好ましい。
また上述した例では、磁路遮蔽部材７３の一方の端部７７は、固定されているとしたが、本実施の形態では、接着、溶接、ネジ止め等により完全に固定する場合に限らず、本実施の形態では、例えば、はめ込み等により多少の自由度を持たして、固定する場合も含む。そしてこの場合、組み立てが容易になりやすい。

図９は、上述した弾性部材ホルダ７６および弾性部材７４の部分を図３および図８におけるＸ１方向から見た図である。ここでは、説明を簡単にするため感温磁性部材６４、誘導部材６６等は図示していない。なお図３および図８で図示した弾性部材ホルダ７６および弾性部材７４は、図９におけるＹＹ断面において見た場合を示している。
図９に示した例では、弾性部材７４としてコイルスプリングを使用している。そしてこのコイルスプリングは、弾性部材ホルダ７６に定着ベルト６１の回転軸方向に複数配置されている。図９に挙げた例では、弾性部材７４としてのコイルスプリングは６個設けられ、大体等間隔で配置されている。このようにコイルスプリングを複数設けることで、設置スペースの関係で小さなコイルスプリングを使用しなければならない場合でも、小さな変位量で大きな力を発生させることができる。またコイルスプリングをこのように分散して配置することで、より均等に力を発生させることができる。そのためより円滑に感温磁性部材６４および誘導部材６６を定着ベルト６１を押圧する方向に移動させることができる。

＜温度センサの説明＞
次に、温度センサ１００について詳細に説明を行う。
図１０（ａ）は、図３および図８において温度センサ１００が取り付けられている位置を拡大して説明した図である。
図１０（ａ）に例示した温度センサ１００はサーミスタ式の温度センサであり、温度の変化により抵抗値が変化する材料であるサーミスタを有する温度検知部１０１と、温度センサ１００を定着ユニット６０ａに取り付けるための支持部１０２とを備える。

温度検知部１０１に使用されるサーミスタとしては、例えば、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタ、温度の上昇に対して抵抗が増加するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ、温度の上昇に対して抵抗が減少するが特定の温度範囲で感度が良好となるＣＴＲ（Critical Temperature Resistor）サーミスタ等の種々のサーミスタを使用することができる。ただし、温度と抵抗値の変化が比例的なため温度検出用として好ましいという観点からＮＴＣサーミスタを使用することが好ましい。ＮＴＣサーミスタとしては、例えば、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄等の酸化物を混合して焼結した焼結体が挙げられる。

本実施の形態では、支持部１０２は、固定ホルダ７９に取り付けられている。また、支持部１０２は、可撓性のある板状の弾性体よりできており、この支持部１０２により温度検知部１０１を押すことで、定着ベルト６１と温度センサ１００の温度検知部１０１が定着ベルト６１の内周面と接触する状態を維持し、定着ベルト６１の温度を測定する。支持部１０２は、例えば、耐熱性を有する樹脂フィルム等により作成することができる。そしてこの支持部１０２内部には温度検知部１０１と接続する図示しないリード線が２本内蔵されている。そして温度検知部１０１を挟んでこの２本のリード線が接続されている。このリード線に電流を流し、温度検知部１０１の抵抗値をモニタリングすることで定着ベルト６１の温度を測定することができる。

ここで、定着ベルト６１の温度を正確に測定するためには、温度センサ１００の温度検知部１０１と定着ベルト６１の内周面とが離間しにくい、即ち接触を維持することが必要となる。
そのために、図１０（ａ）で挙げた温度センサ１００では、上述したように支持部１０２により温度検知部１０１を定着ベルト６１の内周面に押しつける構成となっている。一方、例えば、図８において説明したように移動機構により加圧ロール６２が離間し、定着ベルト６１が変形する場合には、温度センサ１００の取り付け部と定着ベルト６１との距離が変化しやすいため、温度検知部１０１と定着ベルト６１の内周面とが離間しやすい状態となる。即ち、接触する状態を維持しにくくなる。
本実施の形態の定着ユニット６０ａにおいては、上述したように弾性部材７４により定着ベルト６１、感温磁性部材６４、誘導部材６６相互の接触状態が保たれるため、温度センサ１００の温度検知部１０１と定着ベルト６１の内周面とが比較的離間しにくい状態にある。ただし、本実施の形態では、更に離間を生じにくくし、接触を維持するため、温度センサ１００を配置する位置について選択を行なっている。

まず定着ベルト６１の回転方向に対し上流側である感温磁性部材６４の用紙Ｐの排出側の一方の端部に隣接する位置であることが好ましい。この部分は、図８においては磁路遮蔽部材７３の一方の端部７７近辺に対応する。即ち、この近辺においては、移動機構によって加圧ロール６２が離間しても、比較的定着ベルト６１の変形が生じにくいため、温度センサ１００の温度検知部１０１と定着ベルト６１の内周面とが、より接触を維持しやすくなる。
更に、この端部７７は上述した通り固定されている。対して、定着ベルト６１の回転方向に対し下流側、即ち用紙Ｐの挿入側である弾性部材７４近辺は、弾性部材７４の作用により弾性部材７４周辺の部材が図８で見た方向で上下方向に変動する。そのため弾性部材７４近辺に温度センサ１００を設置すると、この変動の影響を受け、温度検知部１０１と定着ベルト６１の内周面とが離間しやすくなり、接触を維持しにくくなる。そのためこの観点からも弾性部材７４の動作の影響を受けにくい感温磁性部材６４の用紙Ｐの排出側の一方の端部に隣接する位置に温度センサ１００を設置するのは有効である。
即ち、温度センサ１００は、加圧ロール６２の移動に応じて定着ベルト６１が変位した各状態にて定着ベルト６１の内周面と温度検知部１０１との接触を維持するのが容易な位置に配設することが好ましい。これは定着ベルト６１の変位量が温度センサ１００の支持部１０２の可動範囲内となりやすい位置である。更に、定着ベルト６１と温度センサ１００の検知部１０１との接触を予め定められた範囲内の押圧力で維持しやすい位置である。

また、図１０（ｂ）は、温度センサ１００を図３および図８のＸ２方向から見た場合を説明した図である。なおこの図では、説明をわかりやすくするため定着ベルト６１は図示していない。
図１０（ｂ）において、温度センサ１００は感温磁性部材６４に形成された切欠き部６４１の位置に温度センサ１００が位置するように設置されている。このようにすることで温度センサ１００の取り付け位置に、より大きな自由度が生じる。なおここで挙げた例は、感温磁性部材６４に切欠き部６４１を設けた例を示したが、これに限られるものではなく、例えば感温磁性部材６４に孔部を設け、その位置に温度センサ１００を設置するようにしてもよい。

なお、本実施の形態が適用できる定着ユニットは、図３および図８に示した定着ユニット６０ａに限られるものではない。
図１１は、本実施の形態の定着ユニットの第２の構成を説明した図である。
図１１に挙げた定着ユニット６０ｂは、図３および図８に示した定着ユニット６０ａと比べて、誘導部材６６が存在しない。また定着ベルト６１と感温磁性部材６４とが接触せず、離間している点で異なる。また、弾性部材７４による感温磁性部材６４を定着ベルト６１に押圧する構造も備えていない。また誘導部材６６がないため、感温磁性部材６４と誘導部材６６とが相互に接触することがない。よって特に定着ユニット６０ｂの立ち上げの際に誘導部材６６に感温磁性部材６４から発生した熱が流入し、熱が奪われることが抑制できる。そのため定着ベルト６１が定着設定温度に達するまでの時間（ウォームアップタイム）が上述した定着ユニット６０ａに対して短縮できるという特徴を有する。

この定着ユニット６０ｂにおいても加圧ロール６２は、移動機構を有する。即ち、加圧ロール６２は、定着を行なう際は定着ベルト６１を圧設し、定着時以外の時間帯は、定着ベルト６１から離間する動作を行なう。
図１２は、定着ベルト６１に生じる変形について説明した図である。
ここで、図１２（ａ）は、加圧ロール６２が離間した状態における定着ベルトの真円を基準とした変形量を説明した図である。図１２（ｂ）は、加圧ロール６２が定着ベルト６１と離間した状態から圧接した状態になる際に、定着ベルト６１に生じる変形について説明した図である。

図１２（ａ）において、定着ベルト６１を周方向に均等に８分割し、それぞれの箇所を〔１〕〜〔８〕の番号で表している。そしてそのうち〔１〕〜〔７〕の箇所の変位を矢印で示している。ここで矢印の向きは変形の方向を表し、長さは変形の大きさ、即ち変形量を表している。
図１２（ａ）からわかるように定着ベルト６１は、加圧ロール６２が離間した状態では、〔１〕、〔２〕、〔５〕、〔６〕で示した箇所において、真円を基準として内側に凹むように変形している。そしてその変形量は、〔２〕の箇所と〔５〕の箇所において小さい。ここで、温度センサ１００の温度検知部１０１と定着ベルト６１の内周面とがより離間しにくく、接触を維持しやすいのは定着ベルト６１が円形形状から凹むように変形している場合である。即ち、この場合、温度センサ１００の温度検知部１０１と定着ベルト６１の内周面とがより近接するため、離間が生じにくく、接触を維持しやすい。

また、加圧ロール６２を定着ベルト６１と圧設する状態にした場合、温度センサ１００は、定着ベルト６１が凹む方向に変位する位置に設置することが好ましい。この場合、温度センサ１００の温度検知部１０１と定着ベルト６１の内周面とがより近接するため、離間が生じにくく、接触を維持しやすい。そして、図示はしていないが加圧ロール６２を定着ベルト６１と圧設する状態にした場合、定着ベルト６１が凹む方向に変位するのは、〔４〕と〔５〕の２箇所である。

以上のことから、加圧ロール６２の移動の前後において、定着ベルト６１の回転面において定着ベルト６１の形状が円形形状より凹んだ形状を形成する位置に温度センサ１００を取り付けるのが好ましい。
つまり、この要件を満たす箇所は、〔５〕の箇所となる。よって、定着ベルト６１の回転面に対しては、この〔５〕の箇所またはこの箇所に隣接する位置に温度センサ１００を配設することが好ましい。ここでこの〔５〕の箇所の位置は、図１１において、実際に温度センサ１００が配置されている位置であり、加圧ロール６２の移動に応じて定着ベルト６１が変位した各状態にて定着ベルト６１の内周面と温度検知部１０１との接触を維持するのが容易な位置である。即ち定着ベルト６１の変位量が温度センサ１００の支持部１０２の可動範囲内となりやすい位置である。そして、感温磁性部材６４の用紙Ｐの排出側の一方の端部に隣接する位置である。更に、定着ベルト６１と温度センサ１００の検知部１０１との接触を予め定められた範囲内の押圧力で維持しやすい位置である。

また図１２（ｂ）では、定着ベルト６１を回転軸方向に８分割し、上記〔５〕の箇所の回転軸方向の変位量を９箇所で測定した場合を図示している。
ここで、横軸は定着ベルト６１の軸方向位置を表し、定着ベルト６１の中央部を０としたときに中央部からの距離を単位をｍｍとして表している。また縦軸は定着ベルト６１の回転軸方向の変位量を単位をμｍとして表している。なお変位量が０より大きい場合は、その箇所が外側に向けて変位、即ち、出っ張る方向に変位したことを示し、変位量が０より小さい場合は、その箇所が内側に向けて変位、即ち、凹む方向に変位したことを示す。

図１２（ｂ）からわかるように定着ベルト６１の回転軸方向の変位量は、定着ベルト６１の中央部で大きく、端部で少なくなる。ただし、温度センサ１００を端部に設置すると、定着ユニット６０ｂに小サイズの用紙Ｐが通紙した場合に、小サイズの用紙Ｐは、定着ベルト６１の端部を通過しない。そのため温度センサ１００により、定着ベルト６１の温度低下をモニタリングできなくなるおそれがある。よってこの観点からは、温度センサ１００は、定着ベルト６１の中央部に近い側に設置する方が好ましい。結論として、この両者のバランスの関係から、温度センサ１００は、定着ベルト６１の回転軸方向に対しては中央部近辺の可能な限り端部側に設置することが好ましい。即ち、温度センサ１００の配置する位置は、定着ベルト６１の回転軸方向に対しては定着ベルト６１の中央部に隣接する位置であることが好ましい。具体的には、定着ベルト６１の中央部から定着ベルト６１の幅の１／４〜１／２０程度離れた位置に温度センサ１００を設置することが好ましい。本実施の形態では、定着ベルト６１の中央部から定着ベルト６１の幅の１／１０の位置に温度センサ１００を設置している。これは例えば４００ｍｍの幅を有する定着ベルト６１の場合、定着ベルト６１の中央部から４０ｍｍ離れた位置に温度センサ１００を設置する場合を意味する。

１…画像形成装置、６０，６０ａ，６０ｂ…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、７３…磁路遮蔽部材、７４…弾性部材、８０…ＩＨヒータ、８２…励磁コイル、８４…磁心、９０…駆動モータ、１００…温度センサ、１０１…温度検知部、１０２…支持部、６１２…導電発熱層

Claims (8)

1. 導電層を有し、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、
   前記定着部材を回転駆動させる駆動部と、
   前記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、
   定着を行なうときには前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成し、定着を行なわないときには当該定着部材から離間するように移動する定着加圧部材と、
   温度検知部と支持部とを有し、当該支持部により押されて当該温度検知部が前記定着部材の内周面と接触し当該定着部材の温度を測定すると共に、前記定着加圧部材の移動に応じて当該定着部材が変位した各状態にて当該定着部材の当該内周面と当該温度検知部との接触を維持する温度測定手段と、
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記温度測定手段は、前記定着部材の変位量が当該温度測定手段の支持部の可動範囲内となる位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記磁界生成部材で生成された交流磁界の磁路を形成すると共に電磁誘導加熱されることで前記定着部材に熱を伝導する磁路形成部材を更に備え、
   前記温度測定手段は、前記磁路形成部材の前記記録材の排出側の一方の端部に隣接する位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記磁路形成部材の他の端部または当該端部に隣接する箇所に配設され、当該磁路形成部材を当該定着部材に押圧する弾性部材を更に備え、
   前記磁路形成部材は、前記記録材の排出側の端部が固定されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記温度測定手段は、前記磁路形成部材の他方の端部に形成された切欠き部または孔部の位置に配置することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 前記温度測定手段は、当該定着部材の回転軸方向に対しては当該定着部材の中央部に隣接する位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
7. 前記温度測定手段は、前記定着加圧部材の前記移動の前後において、前記定着部材の回転面において前記定着部材の形状が円形形状より凹んだ形状を形成する位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 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、
   導電層を有し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、当該定着部材を回転駆動させる駆動部と、当該定着部材の導電層と交差する交流磁界を生成する磁界生成部材と、定着を行なうときには当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成し定着を行なわないときには当該定着部材から離間するように移動する定着加圧部材と、温度検知部と支持部とを有し当該支持部により押されて当該温度検知部が当該定着部材の内周面と接触し当該定着部材の温度を測定すると共に前記定着加圧部材の移動に応じて当該定着部材が変位した各状態にて当該定着部材の当該内周面と当該温度検知部との接触を予め定められた範囲内の押圧力で維持する温度測定手段と、を備える定着手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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