JP2015118170A - 定着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、尾引きや飛び散りが抑制された高画質な画像が得られる定着方法を提供することにある。
【解決手段】 記録材上の画像の最大通過領域の一端から他端までの区間において、コアの磁気抵抗は、導電層の磁気抵抗と、導電層とコアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下である定着装置と磁性トナーを組み合わせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真法に用いる定着方法に関する。

近年、デジタル複写機、デジタルプリンタといった画像形成装置は、テキスト文字などをプリントする事務処理用というだけでなく、例えば、グラフィックデザイン等の高細密画像の出力用に使われはじめている。そのため、出力画像に、より高精細、高画質な画像が要求されている。

これら画像形成装置の中でも、メンテナンスフリー化や、システムの小規模化に有利という観点から、磁性一成分現像方式を用いた画像形成装置が提案されている。

磁性一成分現像方式では、内部にマグネットロール等の磁界発生手段を設けたトナー担持体（以下、現像スリーブという）を用いて磁性トナーを現像領域に搬送し、現像する。この際、現像スリーブ上の磁性トナーは、磁界の磁力線に沿って、磁気穂を形成し、高密度に詰まった磁気穂の状態で感光体に現像され、その後、記録材へ転写、定着される。

この現像方式においては、潜像に対し、磁気穂でトナーが飛翔するために、トナーが潜像を忠実に再現できないという懸念がある。特に、感光体の回転方向の下流側に静電潜像部からトナーがはみ出る現象（尾引き）が発生する場合がある。

これが、より高精細、高画質な画像が要求される上述したような用途においては、問題となりうる場合がある。

この尾引きという画像弊害に対して、磁性トナーの磁気特性を最適化し、現像時の磁気穂の高さや太さを制御した設計もなされている。（例えば特許文献１）
磁気穂を短く、細くすることで、潜像に対し忠実に再現できる方向にはなるが、穂で現像されていることには変わらず、高画質が求められる用途で用いることを考慮すると、改善の余地は大きい。

特許文献２では、磁性トナーの誘電率および磁性トナー中に含有される磁性酸化鉄の磁化および保持力を規定することにより、磁気穂を制御し、尾引きを抑制させる提案がなされている。しかし、この場合でも、高画質が求められる用途で用いる場合には、さらなる改良の余地は多い。

また、磁性トナー粒子表面の外添剤により、穂を崩すという考え方もあるが、帯電バランスが崩れたり、現像時に、磁性トナー粒子表面から遊離した外添剤により、飛び散りが発生し、画質低下につながる可能性があるため、好ましくない。

このように、磁性一成分現像方式で、高画質が求められる用途においても、満足できる画像を得るには、未だ改善の余地が多い。

特開２００６−３５０３０９号公報 特開２００８−２８１６９７号公報

本発明の目的は上記問題点を解消した定着方法を提供することにある。

本発明の目的は、尾引きや飛び散りが抑制された高画質な画像が得られる定着方法を提供することにある。

本発明は、トナーにより形成される記録材上のトナー画像を、加熱加圧手段によって加熱加圧定着して、記録材に定着画像を形成する定着方法において、
前記加熱加圧手段は、加熱部材と、加圧部材とを有する加熱加圧手段であり、
前記加熱部材は、
導電層を有する筒状の回転体と、
前記回転体の内部に配置され、螺旋軸が前記回転体の母線方向と略平行である螺旋形状部を有し、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するためのコイルと、
前記螺旋形状部の中に配置され、前記交番磁界の磁力線を誘導するためのコアと、
を備え、
前記母線方向に関し、記録材上の画像の最大通過領域の一端から他端までの区間において、前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下であって、
前記トナーは、結着樹脂、磁性体を含有する磁性トナー粒子を有する磁性トナーであることを特徴とする定着方法に関する。

本発明によれば、尾引きや飛び散りが抑制された高画質な画像を提供することができる。

定着フィルムと磁性コアとコイルの斜視図 定着装置１の画像形成装置の概略構成図 定着装置１の定着装置の断面模式図 駆動周波数と出力電力との関係図 ソレノイドコイルと磁性コア周辺の磁界の模式図 ソレノイドコイルの磁性コアの端部近傍の模式図 回路を貫く磁束が安定する領域の模式図 円筒形回転体と磁束が安定する領域の模式図 定着装置１の目的に沿わない磁力線形状の例 有限長ソレノイドを配置した構造体の模式図 単位長さ当たりのコア・コイル・円筒体を含む空間の磁気等価回路図 磁性コアとギャップの模式図 円筒形回転体内部の電流と磁場の断面模式図 渦電流Ｅ／／の説明図 渦電流Ｅ⊥の説明図 定着装置１の構成において電力の変換効率を測定した結果 定着装置２としての誘導加熱方式の定着装置構成 定着装置２の発熱の模式図 定着装置５の定着装置の模式図 コイルとスリーブの等価回路 回路の効率に関する説明図 電力の変換効率の測定実験に用いる実験装置の図 円筒形回転体外部磁束の比率と変換効率の関係の図

従来の穂現像を利用した磁性一成分現像方式は、磁性トナーが、磁気穂で現像されるため、感光体の回転方向の下流側に、静電潜像部からトナーがはみ出る現象（尾引き）が発生しやすい。特に、この尾引きは、横ライン画像で顕著に生じる現象である。

この尾引きを改良するためには、磁性トナーの磁気穂を如何に崩すかが重要であるが、単に、磁性トナーの飽和磁化や残留磁化を低下させる方向は、現像スリーブでの磁気拘束力を低下させる方向でもあり、トナー飛散等の弊害につながる場合もある。

ところで、近年ウォームアップ時間を短縮するために、電磁誘導加熱方式の定着装置が使用されるようになってきた。

この定着装置は、磁界発生手段から発生した磁界で加熱回転体の導電層に誘導された渦電流によって導電層が発熱するものである。このような定着装置は、加熱回転体の導電層として、磁束を通しやすい、厚さが２００μｍ〜１ｍｍの鉄やニッケル等の磁性金属又はこれらが主体の合金を用いている。

通常、この方式の定着装置は、加熱回転体の導電層に、磁束を通す方式をとっている。しかし、この磁束を加熱回転体の外側を通る事ができれば、例え、現像時に尾引きが発生していた画像でも、定着装置から発生する磁束と、未定着画像中の磁気穂とが相互作用し、画質に何らかの影響を及ぼすのではないかと考えた。

そこで、本発明者らは、定着装置の外側を通る磁力線の状態と、磁性トナーの磁気穂との関連を精査し、加熱回転体の外側を通る交番磁界の量が一定量以上となった際に、未定着画像の画質が向上する事を突き止めた。この要因は定かではないが、定着装置の外側を通る、交番磁界が磁性トナーの磁気穂を崩すと同時に、記録材上で再配列させているためではないかと考えている。

定着装置から発生する磁力線の走査方向の詳細に関しては後述するが、本発明の定着装置において、加熱回転体の長手方向の一端を出た磁束は、円筒形回転体の外部を通って加熱回転体の他端に戻る。その際、磁束は記録材の進行方向に対し、ほぼ垂直方向、つまり横ライン画像と平行に磁力線が走る。そのため、横ラインからはみ出した磁気穂を崩し、横ライン上にトナーを再配列する事で、上述する効果につながったものと考えられる。

以下本発明に関して、詳細を説明する。

本発明の定着装置は、導電層を有する筒状の加熱回転体と、前記回転体の内部に配置され、螺旋軸が前記回転体の母線方向と略平行である螺旋形状部とを有する。更に、前記定着装置は、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するためのコイルと、前記螺旋形状部の中に配置され、前記交番磁界の磁力線を誘導するためのコアと、を備える定着装置において、前記母線方向に関し記録材上の画像の最大通過領域の一端から他端までの区間において、前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下であることを特徴とする。

これは、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻る磁束の割合が７０％以上である事を表している。

この外部に出る７０％以上の磁束が、磁性トナーの磁気穂を再配列させ、画質を向上させるものと考えられる。また、上記のような定着装置構成にする事で、加熱回転体がより均一に発熱されるという効果も得られる。そのため、定着ムラのない均一な画像を得られ、高画質化という観点からもより好ましい形態といえる。

以下、図面に基づき本発明について説明する。

（１）画像形成装置
図２は本実施例に係る画像形成装置１００の概略構成図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタである。１０１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）であり、所定の周速度にて回転駆動される。

感光体ドラム１０１は回転する過程において帯電ローラ１０２により所定の極性、所定の電位、に一様に帯電処理される。１０３は露光手段としてのレーザービームスキャナである。スキャナ１０３は、不図示のイメージスキャナやコンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に応じて変調したレーザー光Ｌを出力して、感光体ドラム１０１の帯電処理した面を走査露光する。この走査露光により感光体ドラム１０１表面の電荷が除電され感光体ドラム１０１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。１０４は現像装置であり、現像スリーブ１０４ａから感光体ドラム１０１表面に磁性トナーが供給されて静電潜像がトナー像として現像される。この際、磁性トナーは磁気穂として、現像される。１０５は、記録材Ｐが積載して収納される給紙カセットである。給紙開始信号に基づいて給紙ローラ１０６が駆動されて給紙カセット１０５内の記録材Ｐが一枚ずつ分離して給紙される。その記録材Ｐは、レジストレーションローラ１０７を介して、感光体ドラム１０１と転写ローラ１０８とで形成された転写部位１０８Ｔ所定のタイミングで導入される。すなわち、感光体ドラム１０１上のトナー像の先端部が転写部位１０８Ｔに到達するタイミングで、記録材Ｐの先端部が転写部位１０８Ｔに到達するようにレジストレーションローラ１０７で記録材Ｐの搬送が制御される。転写部位１０８Ｔに導入された記録材Ｐは、この転写部位１０８Ｔで搬送され、その間、転写ローラ１０８は不図示の転写バイアス印加電源によって転写バイアス電圧が印加される。転写ローラ１０８は磁性トナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加されることで転写部位１０８Ｔにおいて感光体ドラム１０１の表面側のトナー像が記録材Ｐの表面に転写される。転写部位１０８Ｔにおいてトナー像が転写された記録材Ｐは感光体ドラム１０１の表面から分離されて搬送ガイド１０９を経由し定着装置Ａで定着処理される。定着装置Ａについては後述する。一方、記録材が感光体ドラム１０１から分離した後の感光体ドラム１０１の表面はクリーニング装置１１０でクリーニングされ、繰り返し画像形成動作に供される。定着装置Ａを通った記録材Ｐは、排紙口１１１から排紙トレイ１１２上に排出される。

（２）定着装置
２−１）概略構成
図３は定着装置１の概略断面図である。定着装置１は、加熱部材と加圧部材とを有する加熱加圧手段により、記録材上の磁性トナーによって形成された画像を加熱加圧定着する定着装置である。具体的構成としては、筒状の加熱回転体しての定着フィルム１（加熱部材）と、定着フィルム１の内面と接触するニップ部形成部材としてのフィルムガイド９（ベルトガイド）と、対向部材としての加圧ローラ７（加圧部材）と、を有する。加圧ローラ７は、定着フィルム１を介してニップ部形成部材と共にニップ部Ｎを形成する。トナー像Ｔを担持した記録材Ｐをニップ部Ｎを通過させることによって、トナー像Ｔを加熱し、記録材Ｐに定着する。

ニップ部形成部材９は、不図示の軸受け手段及び付勢手段により総圧約５０〜１００Ｎ（約５ｋｇｆ〜約１０ｋｇｆ）の押圧力で加圧ローラ７に対して定着フィルム１を挟んで押圧されている。そして、加圧ローラ７は、不図示の駆動源によって矢印方向に回転駆動され、ニップ部Ｎにおける摩擦力で定着フィルム１に回転力が作用し、定着フィルム１は加圧ローラ７に従動して回転する。ニップ部形成部材９は、定着フィルム１の内面をガイドするフィルムガイドとしての機能もあり、耐熱性樹脂であるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等で構成されている。

定着フィルム１（定着ベルト）は、直径（外径）が１０〜１００ｍｍの金属製の導電層１ａ（基層）と、導電層１ａの外側に形成した弾性層１ｂと、弾性層１ｂの外側に形成した表層１ｃ（離型層）と、を有する。以後、導電層１ａを「円筒形回転体」又は「円筒体」と記す。定着フィルム１は、可撓性を有する。

実施例１に用いた定着装置１においては、円筒形回転体１ａは、比透磁率が１．０で、厚さが２０μｍのアルミニウムを用いる。円筒形回転体１ａの材質としては、非磁性材料であるアルミニウム、銅（Ｃｕ）、Ａｇ（銀）及び、オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ）のうち、少なくとも一つで形成されていることが好ましい。

本定着装置の特徴の一つとして、円筒形回転体１ａに使用できる材質の選択肢が広いこと挙げられる。これにより、加工性に優れた材質やコストの安い材質を使うことが出来るというメリットがある。

円筒形回転体１ａの厚みは７５μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下が良い。なぜなら、円筒形回転体１ａに適度な可撓性を持たせ且つ熱容量を小さくしたいためである。直径が小さい方が、熱容量を小さくするのに有利である。

以上の理由により、熱容量の極小化を実現するためには、導電層１ａの厚みを５０μｍ以下で使いこなすことが重要である。本発明の定着装置は、後述するが、電磁誘導加熱方式の定着装置においても、導電層１ａの厚みを５０μｍ以下にできるというメリットがある。

弾性層１ｂは、硬度が２０度（ＪＩＳ−Ａ、１ｋｇ加重）のシリコーンゴムで形成され、厚みが０．１〜０．３ｍｍである。そして、弾性層１ｂ上に表層１ｃ（離型層）として厚みが１０〜５０μｍのフッ素樹脂チューブを被覆している。磁性コア２は、定着フィルム１の中空部に、定着フィルム１の母線方向に挿通されている。その磁性コア２の外周に励磁コイル３が巻かれている。

２−２）磁性コア
図１は円筒形回転体１ａ（導電層）と、磁性コア２と、励磁コイル３の斜視図である。

磁性コア２は、円柱形状をしており、不図示の固定手段で定着フィルム１のほぼ中央に配置させている。磁性コア２は、励磁コイル３にて生成された交番磁界の磁力線（磁束）を円筒形回転体１ａの内部（円筒形回転体１ａと磁性コア２の間の領域）に誘導し、磁力線の通路（磁路）を形成する役割がある。この磁性コア２の材質は、ヒステリシス損が小さく比透磁率の高い材料、例えば、焼成フェライト、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好ましい。特に２１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ帯の高周波交流を励磁コイルに流す場合、高周波電流において損失の小さな焼成フェライトが好ましい。磁性コア２は、円筒形回転体１ａの中空部に収納可能な範囲で、断面積をできるだけ大きくすることが好ましい。本実施例では磁性コアの直径は５ｍｍ〜４０ｍｍとし、長手方向の長さ２３０〜３００ｍｍとする。尚、磁性コア２の形状は円柱形状に限定されず、角柱形状などでも良い。また、磁性コアを長手方向に複数分割し、各コア間にギャップ（空隙）を設けても良いが、その際は後述する理由により分割した磁性コア同士のギャップを極力小さく構成することが好ましい。

この磁性コア２内部の磁路が適切に形成される事で、磁性コア２の長手方向の一端を出た磁束が、円筒形回転体の外部を通り、磁性コアの他端に戻る本発明の定着装置の磁路が形成されやすくなる。

２−３）励磁コイル
励磁コイル３は、耐熱性のポリアミドイミドで被覆した直径１〜２ｍｍの銅線材（単一導線）を、磁性コア２に約１０巻〜１００巻で螺旋状に巻いて形成する。本実施例では励磁コイル３の巻き数は１８回とする。励磁コイル３は、磁性コア２に定着フィルム１の母線方向に交差する方向に巻回されているため、この励磁コイルに高周波電流を流すと、定着フィルム１の母線方向に平行な方向に交番磁界を発生させることができる。

尚、励磁コイル３は、必ず磁性コア２に巻きつけられている必要はない。励磁コイル３は螺旋形状部を有し、その螺旋形状部の螺旋軸が円筒形回転体の母線方向と平行になるように螺旋形状部が円筒形回転体の内部に配置され、磁性コアが螺旋形状部の中に配置されていれば良い。例えば、円筒形回転体の内部に励磁コイル３が螺旋状に巻かれたボビンを有し、磁性コア２がそのボビンの内部に配置されている構成でも良い。

また、発熱原理的に螺旋軸と円筒形回転体の母線方向が平行である時に、発熱効率は最も高くなる。しかしながら、螺旋軸の円筒形回転体の母線方向に対する平行度がずれた場合、「回路を平行に貫く磁束の量」がわずかに減少し、その分発熱効率が減少するものの、数度程度傾くだけであれば、実用上全く問題はない。

この励磁コイル３によって、上述した磁性コア２内部の磁路が適切に形成される。

２−４）温度制御手段
図１における温度検知部材４は、定着フィルム１中央部の表面温度を検知するために設けられる。本実施例では、温度検知部材４として非当接型サーミスタを用いている。高周波コンバータ５は、励磁コイル３に、給電接点部３ａ、３ｂを介して高周波電流を供給する。なお、日本国内では電波法施行規則により電磁誘導加熱の利用周波数は２０．０５ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲に定められている。また、電源の部品コスト上、周波数は低いことが好ましいため、利用周波数帯の下限付近２１ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの領域において周波数変調制御を行う。以下周波数変調制御について説明する。共振回路を用いて誘導発熱を行う電磁誘導方式においては図４のグラフのように、駆動周波数により出力電力が変化する。これは、駆動周波数が共振周波数と一致するときに電力は最大となり、駆動周波数が共振周波数から遠ざかると電力が下がるという性質を利用したものである。すなわち、目標温度と温度検知部材４の温度差に応じて、駆動周波数を２１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚまで変化させることにより、出力電力を調整するという方法である。制御回路６は、温度検知部材４によって検出された温度を基に高周波コンバータ５を制御する。これにより、定着フィルム１は電磁誘導加熱されて表面の温度が所定の目標温度（約１５０℃〜２００℃）になるように電力が制御される。

（３）発熱原理
３−１）磁力線の形状と誘導起電力
図５（ａ）は、同形状のソレノイドコイル３の中心に磁性コア２を挿通して磁路を形成した場合の、コイル形状と磁界の対応図である。本磁力線の向きは、矢印Ｉの向きに電流が増加している瞬間である。磁性コア２は、ソレノイドコイル３にて生成された磁力線を内部に誘導し、磁路を形成する部材として機能する。定着装置１の磁性コア２は、環状になっているものではなく、長手方向にそれぞれ端部を有するものである。そのため、磁力線は、大多数がソレノイドコイル中央の磁路に集中して通って、磁性コア２の長手方向の端部において拡散する形状の開磁路となる。そのため、コイルの隙間Δｄにおける磁力線の漏えいも少なく、両極から出た磁力線は、外周の遥か遠くで繋がる形状の開磁路となる（図の表記上は端部で途切れている）。

このコイルの隙間Δｄにおける磁力線の漏えいの少ない開磁路によって、未定着画像の磁気穂が崩れやすい状況が生まれる。

図５（ｂ）は、ソレノイド中心軸Ｘにおける磁束密度の分布を示す。磁束密度は、グラフ上の曲線Ｂ２に示すように、Ｂ１と比較してソレノイドコイル３の端部での磁束密度の減衰が少なくなっており、台形に近い形状となる。

３−２）誘導起電力
まず初めに、定着装置としての発熱原理に関して説明する。

発熱原理はファラデーの法則に従う。ファラデーの法則とは、「回路の中の磁界を変化させると、その回路の中に電流を流そうとする誘導起電力が生じ、誘導起電力は回路を垂直に貫く磁束の時間変化に比例する」というものである。図６（ａ）に示すソレノイドコイル３の磁性コア２の端部近傍に、コイルと磁性コアより直径の大きな回路Ｓを置き、コイル３には高周波交流を流す場合を考える。高周波交流を流した場合、ソレノイドコイル周辺には交番磁界（時間と共に大きさと方向が変化を繰り返す磁界）が形成される。その時、回路Ｓに発生する誘導起電力は、以下の式（１）に従い、ファラデーの法則より回路Ｓの中を垂直に貫く磁束の時間変化に比例する。

Ｖ：誘導起電力
Ｎ：コイル巻き数
ΔΦ／Δｔ：微小時間Δｔでの回路を垂直に貫く磁束の変化
すなわち、励磁コイルに直流電流を流して静磁界を形成した状態において、回路Ｓの中を磁力線の垂直成分がより多く通過していると、高周波の交流電流を流して交番磁界を発生させた時の際の磁力線の垂直成分の時間変化も大きくなる。その結果、発生する誘導起電力も大きくなり、その磁束の変化を打ち消す方向に電流が流れる。すなわち、交番磁界を発生させた結果、電流が流れると、磁束の変化は打消されて静磁界を形成した際とは異なる磁力線形状となる。また、この誘導起電力Ｖは、交流電流の周波数が高い（すなわちΔｔが小さい）ほど大きくなる傾向がある。したがって、５０〜６０Ｈｚの低周波数の交流電流を励磁コイルに流した場合と、２１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの高周波数の交流電流を励磁コイルに流した場合では、所定の磁束の量で発生させることのできる起電力は大きく異なる。交流電流の周波数を高周波数にすると、少ない磁束でも高い起電力を発生させることが出来るのである。従って、交流電流の周波数を高周波数することは、断面積の小さな磁性コアで大きい熱量を発生させることができるため、小さな定着装置に大きな熱量を発生させたい場合に非常に有効である。これは、交流電流の周波数を大きくすることによって、トランスを小型化できることと似ている。例えば、低周波数帯（５０〜６０Ｈｚ）で用いられるトランスは、Δｔが大きい分だけ磁束Φを大きくする必要があり、磁性コアの断面積を大きくする必要がある。これに対して高周波数帯（ｋＨｚ）で用いられるトランスは、Δｔが小さい分だけ磁束Φを小さくすることが可能であり、磁性コアの断面積を小さく設計することができる。

以上述べたことから、交流電流の周波数を２１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの高周波数帯で用いることで、磁性コアの断面積を小さくして画像形成装置の小型化を実現することができる。

交番磁界によって高効率で回路Ｓに誘導起電力を発生させるためには、回路Ｓの中を磁力線の垂直成分がより多く通過している状態を設計する必要がある。しかし、交番磁界においては、コイルに誘導起電力が発生した際の反磁界の影響等も考慮する必要があり、現象が複雑となってしまう。

本発明で用いられる定着装置については後述するが、定着装置を設計するためには、誘導起電力の発生していない静磁界の状態の磁力線の形によって議論を進めることによって、より簡単な物理モデルで設計を進めることが出来る。すなわち静磁界における磁力線形状を最適化することによって、交番磁界において高効率に誘導起電力を発生させる定着装置が設計できる。

図６（ｂ）は、ソレノイド中心軸Ｘにおける磁束密度の分布を示す。コイルに直流電流を流して静磁界（時間的に変動しない磁界）を形成した場合を考えると、回路Ｓを位置Ｘ１に置いたときの磁束に対して、位置Ｘ２に置いたときに、回路Ｓを垂直に貫く磁束はＢ２に示すように増加する。そして位置Ｘ２において、磁性コア２に束縛された磁力線がほぼ全て回路Ｓの中に納まり、位置Ｘ２よりもＸ軸正方向の安定領域Ｍにおいては、回路を垂直に貫く磁束は飽和し、常に最大となる。同様のことは反対側端部にも言え、図７（ｂ）の磁束密度の分布に示すように位置Ｘ２から、反対側端部のＸ３までの安定領域Ｍは、回路Ｓの中を垂直に貫く磁束密度は飽和し、安定している。図７（ａ）に示すように、この安定領域Ｍは、磁性コア２のある領域内に存在する。

図８（ａ）に示すように、本発明における磁力線構成としては、静磁界を形成した場合において円筒形回転体１ａを、Ｘ２からＸ３の領域で覆せる。そして磁性コア２の一端（磁極ＮＰ）から他端（磁極ＳＰ）まで、円筒形回転体の外部を磁束が通る磁力線の形状を設計する。そうする事で、未定着画像の磁気穂が崩れやすい状況が生まれる。

また、本発明の定着装置では、安定領域Ｍを用いて記録材の画像を加熱している。従って、本発明の定着装置においては、少なくとも磁路を形成するための磁性コア２の長手方向の長さは、記録材Ｐの最大の画像加熱領域ＺＬよりも長い構成とする必要がある。

更に好ましい構成としては、磁性コア２と励磁コイル３の両方の長手方向の長さを最大の画像加熱領域ＺＬよりも長い構成とすると良い。そうすることによって、記録材Ｐ上のトナー像を端部まで均一に加熱することが可能となるからである。

また、円筒形回転体１ａの長手方向の長さは、最大の画像加熱領域ＺＬより長く構成することが必要である。本定着装置において、図８（ａ）に示すソレノイド磁場を形成した際に、２つの磁極ＮＰとＳＰが最大の画像加熱領域ＺＬよりも外側に出ていることが重要である。そうすることによって、ＺＬの範囲の磁性トナーの磁気穂に対し、均一な磁束を与えることができる。

尚、最大の画像加熱領域の代わりに記録材の最大搬送領域を用いても良い。

本定着装置では、磁性コア２の長手方向の両端部がそれぞれ、定着フィルム１の母線方向の端面から外側に突出している。これによって、定着フィルム１の母線方向全域の発熱量を安定させ、なおかつ、未定着画像全面に均一な磁束を与えることができる。

従来の電磁誘導加熱方式の定着装置は、円筒形回転体の材料内部に磁力線を注入するという技術思想で設計されている。これに対して、本定着装置の電磁誘導加熱方式は回路Ｓを垂直に貫く磁束が最大となる状態で、円筒形回転体の全域を発熱させる、つまり、円筒形回転体の外部を磁束が通るようにするという技術思想で設計されていることが特徴である。

以下に、本発明の目的に沿わない磁力線形状の例を３つ示す。

図９（ａ）は、磁力線が円筒形回転体の内側（円筒形回転体と磁性コアの間の領域）を通っている例を示す。この場合、磁力線は未定着画像に何ら影響を与えない。

さらに、円筒形回転体の内側を通る磁束は、図中で左方向に向かう磁束と右方向に向かう磁束とが混在するため、両者は打ち消し合ってファラデーの法則上、Φの積分値は減少してしまい、発熱効率が減少するため好ましくない。

このような磁力線形状は、磁性コアの断面積が小さい場合、磁性コアの比透磁率が小さい場合、磁性コアが長手方向に分割して大きなギャップを形成している場合、円筒形回転体の直径が大きい場合に生じる。

図９（ｂ）は、磁力線が円筒形回転体の材料内部を通っている例を示す。このような状態は、円筒形回転体の材質がニッケルや鉄などの比透磁率の高い材質である場合に生じやすい。この場合は、定着ニップ部でのみ、磁力線の影響を未定着画像の磁性トナーに与える可能性はある。しかしながら、円筒回転体外部を通る磁力線がほとんどない事、さらに、定着ニップ部は、極短時間の上、同時に熱による定着も行われため、磁性トナーが再配列する前に、定着される事となり、画質改善にはつながらない。

以上述べたことから、本発明の目的に沿わない磁力線形状は、下記の（Ｉ）〜（Ｖ）の場合に形成され、これは円筒形回転体の材料内部に発生する渦電流損によるジュール熱で発熱する従来の定着装置である。
（Ｉ）円筒形回転体の材質の比透磁率が大きい
（ＩＩ）円筒形回転体の断面積が大きい
（ＩＩＩ）磁性コアの断面積が小さい
（ＩＶ）磁性コアの比透磁率が小さい
（Ｖ）磁性コアが長手方向に分割して大きなギャップを形成している
図９（ｃ）は、磁性コアが長手方向に複数に分割されていて磁性コアの両端部ＮＰ、ＳＰ部分以外の箇所ＭＰにおいても磁極ができている場合である。本発明の目的を達成するためには、ＮＰとＳＰの２つのみを磁極とするよう磁路を形成するのが好ましく、磁性コアを長手方向で複数に分割して磁極ＭＰを作ることは好ましくない。これは、磁極ＭＰ部で磁力線が途切れることで、この領域での磁力線の影響を磁性トナーに与えらず、磁性トナーの部分的な再配列にしかつながらないためである。

分割する場合は、磁性コアが十分磁路として働くよう、磁気抵抗を小さく、パーミアンスを大きく保てる範囲に限られる。

３−３）磁気回路とパーミアンス
次に、３−２に説明した磁力線形状を達成するための、具体的な設計指針について説明する。そのためには、定着装置の各構成部品の円筒形回転体の母線方向への磁気の通りやすさを、形状係数によって表現する必要がある。その形状係数は、「静磁界における磁気回路モデル」の「パーミアンス」を用いる。まず、一般的な磁気回路の考え方について説明する。磁束が主として通る磁路の閉回路を、電気回路に対して磁気回路という。磁気回路において磁束を計算する際、電気回路の電流の計算に準じて行うことが出来るものである。磁気回路の基礎計算式は、電気回路に関するオームの法則と同一であり、全磁束をΦ、起磁力をＶ、磁気抵抗をＲとすると、この３つの要素は
全磁束Φ＝起磁力Ｖ／磁気抵抗Ｒ・・・・・（２）
の関係にある（従って、電気回路における電流は磁気回路における全磁束Φと対応し、電気回路における起電力は磁気回路における起磁力Ｖと対応し、電気回路における電気抵抗は磁気回路における磁気抵抗と対応する）。しかし、ここでは原理をより理解しやすく説明するために磁気抵抗Ｒの逆数であるパーミアンスＰを用いて説明する。従って上記（２）は
全磁束Φ＝起磁力Ｖ×パーミアンスＰ・・・・・（３）
で置き換えられる。このパーミアンスＰは、磁路の長さをＢ、磁路の断面積をＳ、磁路の透磁率をμとした時、
パーミアンスＰ＝透磁率μ×磁路断面積Ｓ／磁路長Ｂ・・・・・（４）
で表される。パーミアンスＰは、磁路長Ｂが短く、磁路断面積Ｓ及び透磁率μが大きい程大きくなることを示し、パーミアンスＰが大きい部分に磁束Φがより多く形成される。

図８（ａ）に示すように、静磁界において磁性コアの長手方向の一端から出る磁力線の大部分が円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端まで戻るように設計する。その設計の際は、定着装置を磁気回路に見立て、「磁性コア２のパーミアンスは十分大きく、かつ円筒形回転体と円筒形回転体の内側のパーミアンスが十分小さい状態」にすれば良い。

図１０において、円筒形回転体（導電層）を円筒体と記す。図１０（ａ）は、円筒体１ａ内部に、半径：ａ１［ｍ］、長さ：Ｂ［ｍ］、比透磁率：μ１の磁性コア２に、巻き数：Ｎ［回］の励磁コイル３を巻いた有限長ソレノイドを配置した構造体である。ここで、円筒体は、長さ：Ｂ［ｍ］、円筒内側半径：ａ２［ｍ］、円筒外側半径：ａ３［ｍ］、比透磁率：μ２の導体である。円筒体内側および外側の真空の透磁率：μ０［Ｈ／ｍ］とする。ソレノイドコイルに電流：Ｉ［Ａ］を流したときに、磁性コアの任意の位置の単位長さ当たりに発生する磁束８をφｃ（ｘ）とした。

図１０（ｂ）は、磁性コア２の長手方向に垂直な断面を拡大した図である。図中の矢印は、ソレノイドコイルに電流：Ｉを流したときに、磁性コアの内部、円筒体内外の空気、及び、円筒内を通る磁性コアの長手方向に平行な磁束を表している。磁性コア中を通る磁束をφｃ（＝φｃ（ｘ））、円筒体の内側の空気中を通る磁束をφａ＿ｉｎ、円筒体内を通る磁束をφｃｙ、円筒体外側の空気中を通る磁束をφａ＿ｏｕｔとしている。

図１１（ａ）に、図１０（ｂ）に示した単位長さ当たりのコア・コイル・円筒体を含む空間の磁気等価回路を示す。磁性コアを通る磁束φｃにより生じる起磁力をＶｍ、磁性コアのパーミアンスをＰｃ、円筒体の内側の空気中のパーミアンスをＰａ＿ｉｎ、円筒体内のパーミアンスをＰｃｙ、円筒体外側の空気のパーミアンスをＰａ＿ｏｕｔとしている。

円筒体内部または円筒体のパーミアンスＰａ＿ｉｎ、Ｐｃｙに比べて磁性コアのパーミアンスＰｃが十分大きい時、以下の関係が成り立つ。
φｃ＝φａ＿ｉｎ＋φｃｙ＋φａ＿ｏｕｔ ・・・・・（５）
すなわち、磁性コアの内部を通過した磁束は、φａ＿ｉｎ、φｃｙ、φａ＿ｏｕｔの何れかを必ず通過して磁性コアに戻ってくることを意味する。
φｃ＝Ｐｃ・Ｖｍ ・・・・・（６）
φａ＿ｉｎ＝Ｐａ＿ｉｎ・Ｖｍ ・・・・・（７）
φｃｙ＝Ｐｃｙ・Ｖｍ ・・・・・（８）
φａ＿ｏｕｔ＝Ｐａ＿ｏｕｔ・Ｖｍ ・・・・・（９）
よって、（５）に（６）〜（９）を代入すると下記のようになる。
Ｐｃ・Ｖｍ＝Ｐａ＿ｉｎ・Ｖｍ＋Ｐｃｙ・Ｖｍ＋Ｐａ＿ｏｕｔ・Ｖｍ
＝（Ｐａ＿ｉｎ＋Ｐｃｙ＋Ｐａ＿ｏｕｔ）・Ｖｍ
∴Ｐｃ−Ｐａ＿ｉｎ−Ｐｃｙ−Ｐａ＿ｏｕｔ＝０ ・・・・・（１０）
図１０（ｂ）より、磁気コイルの断面積：Ｓｃ、円筒体内側空気の断面積：Ｓａ＿ｉｎ、円筒体の断面積：Ｓｃｙとすると、各領域の単位長さ当たりのパーミアンスは以下のように、「透磁率×断面積」で表すことができ、単位は［Ｈ・ｍ］である。
Ｐｃ＝μ１・Ｓｃ＝μ１・π（ａ１）^２ ・・・・・（１１）
Ｐａ＿ｉｎ＝μ０・Ｓａ＿ｉｎ＝μ０・π・（（ａ２）^２−（ａ１）^２） ・・・（１２）
Ｐｃｙ＝μ２・Ｓｃｙ＝μ２・π・（（ａ３）^２−（ａ２）^２） ・・・・（１３）
更に、Ｐｃ−Ｐａ＿ｉｎ−Ｐｃｙ−Ｐａ＿ｏｕｔ＝０であるから、円筒体外側空気中のパーミアンスは次のように表すことができる。
Ｐａ＿ｏｕｔ＝Ｐｃ−Ｐａ＿ｉｎ−Ｐｃｙ
＝μ１・Ｓｃ−μ０・Ｓａ＿ｉｎ−μ２・Ｓｃｙ
＝π・μ１・（ａ１）^２
−π・μ０・（（ａ２）^２−（ａ１）^２）
−π・μ２・（（ａ３）^２−（ａ２）^２） ・・・・・（１４）
各領域を通る磁束は、式（５）〜式（１０）に示すように、各領域のパーミアンスに比例する。式（５）〜（１０）を用いれば、後述する表１のように各領域を通る磁束の比率を算出することができる。尚、円筒体の中空部に、空気以外の材質が存在していた場合も、その断面積と透磁率から、円筒体内の空気と同じ方法でパーミアンスを求めることが出来る。この場合のパーミアンスの計算の仕方は後述する。

本発明においては、「磁気の通りやすさを表現する形状係数」として、上記した「単位長さ当たりのパーミアンス」を利用する。まず、式（５）〜（１０）を用いて磁性コア、フィルムガイド（ニップ部形成部材）、円筒体内空気、円筒体に対して、断面積と透磁率から単位長さ当たりのパーミアンスを計算する。そして、式（１４）を用いて円筒体外空気のパーミアンスを計算する。本計算は、「円筒体に内包し、磁路になり得る部材」は全て考慮する。そして磁性コアのパーミアンスの値を１００％として、各部分のパーミアンスの割合が何％になるかを示している。これによれば、どの部分において最も磁路が形成されやすいか、磁束がどの部分を通過するかについて磁気回路を用いて数値化することができる。つまり、円筒体外部にどの程度、磁路が存在するかを数値化することができる。

パーミアンスの代わりに磁気抵抗Ｒ（パーミアンスＰの逆数）を用いても良い。なお、磁気抵抗を用いて議論する場合、磁気抵抗は単純にパーミアンスの逆数であるので、単位長さ当たりの磁気抵抗Ｒは「１／（透磁率×断面積）」で表すことができ、単位は「１／（Ｈ・ｍ）」である。

次に、「磁束の比率」について、磁気等価回路を図１１（ｂ）を用いて説明する。

本発明において、静磁界における磁気回路モデル上で、磁性コア内部を通って磁性コアの一端から出た磁束１００％が通る経路は次のような内訳である。磁性コアを通過して磁性コアの一端を出た磁束１００％のうち０．０％がフィルムガイドを、０．１％が円筒体内の空気を、０．０％が円筒体を、９９．９％が円筒体外の空気を通る。以後この状態を、「円筒体外部磁束の比率：９９．９％」と表現する。なお、本発明の目的を達成するためには「静磁界における磁気回路モデル上、円筒体外部を通る磁束の比率」の値が１００％に近い程良い。

「円筒体外部を通る磁束の比率」は、励磁コイルに直流電流を流し、静磁界を形成した際に磁性コアの内部をフィルムの母線方向に通過して磁性コアの長手方向の一端から出た磁束のうち円筒形回転体の外側を通って磁性コアの他端に戻る磁束の割合である。

式（５）〜（１０）に記載したパラメータで表すと、「円筒体外部を通る磁束の比率」は、Ｐｃに対するＰａ＿ｏｕｔの比率（＝Ｐａ＿ｏｕｔ／Ｐｃ）である。

そして、「円筒体外部磁束の比率」の高い構成を作るためには、具体的には下記のような設計手段が好ましい。
手段１）磁性コアのパーミアンスを大きくする。（磁性コア断面積大、材質の比透磁率大）
手段２）円筒体内のパーミアンスを小さくする。（空気部分の断面積小）
手段３）円筒体内に鉄等のパーミアンスの大きい部材を配置しない。
手段４）円筒体のパーミアンスを小さくする。（円筒体の断面積小、円筒体に用いる材質の比透磁率小）
手段４より、円筒体は比透磁率μの低い材質が好ましい。円筒体として比透磁率μの高い材質を用いる際は、円筒体の断面積をより小さくする必要がある。これは、円筒体の断面積が大きい程、円筒体を貫く磁束が多くなり発熱効率が高くなる従来の定着装置とは反対である。また、円筒体内にはパーミアンスの大きい部材を配置しないことが望ましいものの、やむを得ず鉄等を配置しなければならない場合は、断面積を小さくする等によって、「円筒体外部を通る磁束の比率」をコントロールする必要がある。

尚、磁性コアを長手方向で複数に分割し、分割した各磁性コア同士の間に空隙（ギャップ）を設ける場合もある。その場合、この空隙が空気又は比透磁率が１．０とみなせるもの等の磁性コアの比透磁率よりも小さいもので満たされている場合、磁性コア全体の磁気抵抗は大きくなり磁路形成能力を減少させることになる。よって、本発明の定着装置を達成するためには、磁性コアのギャップを厳しく管理する必要がある。

磁性コアのパーミアンスの計算方法は複雑になる。以下に、磁性コアを複数分割し、空隙またはシート状非磁性体を挟んで等間隔に並べた場合の磁性コア全体のパーミアンスの計算方法について説明する。この場合長手全体の磁気抵抗を導出し、それを全体長さで割って単位長さ当たりの磁気抵抗を求め、その逆数を取って単位長さ当たりのパーミアンスを求める必要がある。

まず、磁性コアの長手構成図を図１２に示す。磁性コアｃ１〜ｃ１０は、断面積：Ｓｃ、透磁率：μｃ、分割された磁性コア１個当たりの長手寸法：Ｌｃとなっており、ギャップｇ１〜ｇ９は、断面積：Ｓｇ、透磁率：μｇ、１ギャップ当たりの長手寸法：Ｌｇとなっている。その時長手全体の磁気抵抗Ｒｍ＿ａｌｌは、以下の式で与えられる。
Ｒｍ＿ａｌｌ＝（Ｒｍ＿ｃ１＋Ｒｍ＿ｃ２＋・・・・・＋Ｒｍ＿ｃ１０）＋
（Ｒｍ＿ｇ１＋Ｒｍ＿ｇ２＋・・・・・＋Ｒｍ＿ｇ９）・・・（１５）
本構成の場合は、磁性コアの形状と材質、ギャップ幅は一様であるので、Ｒｍ＿ｃの足し合わせた合計をΣＲｍ＿ｃ、Ｒｍ＿ｇの足し合わせた合計をΣＲｍ＿ｇとすると、次のようになる。
Ｒｍ＿ａｌｌ＝（ΣＲｍ＿ｃ）＋（ΣＲｍ＿ｇ）・・・・・（１６）
磁性コアの長手：Ｌｃ、透磁率：μｃ、断面積：Ｓｃ、ギャップの長手：Ｌｇ、透磁率：μｇ、断面積：Ｓｇとすると、
Ｒｍ＿ｃ＝Ｌｃ／（μｃ・Ｓｃ）・・・・・（１７）
Ｒｍ＿ｇ＝Ｌｇ／（μｇ・Ｓｇ）・・・・・（１８）
（１６）式に代入して、長手全体の磁気抵抗Ｒｍ＿ａｌｌは
Ｒｍ＿ａｌｌ＝（ΣＲｍ＿ｃ）＋（ΣＲｍ＿ｇ）
＝（Ｌｇ／（μｃ・Ｓｃ））×１０＋（Ｌｇ／（μｇ・Ｓｇ））×９・・（１９）
となる。単位長さ当たりの磁気抵抗Ｒｍは、Ｌｃの足し合わせた合計をΣＬｃ、Ｌｇの足し合わせた合計をΣＬｇとすると、
Ｒｍ＝Ｒｍ＿ａｌｌ／（ΣＬｃ＋ΣＬｇ）
＝Ｒｍ＿ａｌｌ／（Ｌ×１０＋Ｌｇ×９）・・・・・（２０）
となり、単位長さあたりのパーミアンスＰｍは、以下のように求められる。
Ｐｍ＝１／Ｒｍ＝（ΣＬｃ＋ΣＬｇ）／Ｒｍ＿ａｌｌ＝（ΣＬｃ＋ΣＬｇ）／［｛ΣＬｃ／（μｃ＋Ｓｃ）｝＋｛ΣＬｇ／（μｇ＋Ｓｇ）｝］・・（２１）
ΣＬｃ：分割された磁性コアの長さの合計
μｃ：磁性コアの透磁率
Ｓｃ：磁性コアの断面積
ΣＬｇ：ギャップの長さの合計
μｇ：ギャップの透磁率
Ｓｇ：ギャップの断面積
式（２１）より、ギャップＬｇを大きくすることは、磁性コアの磁気抵抗の増加（パーミアンスの低下）につながる。本定着装置を構成する上で、磁性コアの磁気抵抗が小さく（パーミアンスが大きく）なるように設計することが望ましいため、ギャップを設けることはあまり好ましくない。しかし、磁性コアを割れにくくするために磁性コアを複数に分割してギャップを設ける場合がある。この場合ギャップＬｇは極力小さく（好ましくは５０μｍ以下程度）構成し、後述するパーミアンス又は磁気抵抗の設計条件から外れないように設計することで、本発明の目的を達成することができる。

３−４）円筒形回転体内部の周回電流
図８（ａ）において、中心から磁性コア２、励磁コイル３、円筒形回転体（導電層１ａ）が同心円状に配置されており、励磁コイル３の中に矢印Ｉ方向に電流が増加している時は、概念図においては８本の磁力線が磁性コア２の中を通過している。

図１３（ａ）は、図８（ａ）の位置Ｏにおける断面構成の概念図を示したものである。

磁路の中を通過する磁力線Ｂｉｎを、図中奥行き方向に向かう矢印（×印８個）で示す。そして図中手前方向に向かう矢印Ｂｏｕｔ（●印８個）は、静磁界を形成した時に磁路の外から戻ってくる磁力線を表している。これによると、円筒形回転体１ａの中を紙面奥方向に向かう磁力線Ｂｉｎは８本であり、円筒形回転体１ａの外を紙面手前方向に戻ってくる磁力線Ｂｏｕｔも８本である。励磁コイル３の中に電流が矢印Ｉの向きに電流が増加している瞬間は、磁路の中に図中奥行き方向に向かう矢印（○の中に×印）のように磁力線が形成される。実際に交番磁界を形成した時には、このように形成されようとする磁力線を打ち消すように、円筒形回転体１ａの周方向全域に誘導起電力がかかり、電流は矢印Ｊの方向に流れる。この、円筒形回転体１ａに電流が流れると、円筒形回転体１ａは金属なので電気抵抗によりジュール発熱する。

この電流Ｊが円筒形回転体１ａを周回方向に流れることは、本発明の重要な特徴である。本発明の構成は、静磁界において磁性コアの内部を通過する磁力線Ｂｉｎが円筒形回転体１ａの中空部を通過し、磁路コアの一端から出て磁性コアの他端に戻ってくる磁力線Ｂｏｕｔが円筒形回転体１ａの外部を通過する。これは、交番磁界において、円筒形回転体１ａ内部において周回電流が支配的となり、図１４で示すような磁束が導電層の材料内部を貫いて発生する渦電流Ｅ／／は発生しにくい。尚、以後、一般に誘導加熱の説明で使用される「渦電流」と区別するため本実施例の構成で円筒形回転体を矢印Ｊの方向（またはその逆方向）に一様に流れる電流を「周回電流」と呼ぶ。

ファラデーの法則に従う誘導起電力は、円筒形回転体１ａの周回方向に生じているので、この周回電流Ｊは円筒形回転体１ａ内部を一様に流れる。そして磁力線は、高周波電流により生成消滅と方向反転を繰り返すため、周回電流Ｊは高周波電流と同期して生成消滅と方向反転を繰り返し、円筒形回転体の材料の厚み方向全域の抵抗値によってジュール発熱する。図１３（ｂ）は、磁性コアの磁路の中を通過する磁力線Ｂｉｎと、磁路の外から戻ってくる磁力線Ｂｏｕｔと、円筒形回転体１ａ内部を流れる周回電流Ｊの方向を示す長手斜視図である。

周回電流による発熱は、定着装置として以下１）、２）のメリットを有する。

１）円筒形回転体の熱を奪い、大きく温度低下したとしても、図３のＡ→Ｂに至る回転中に発熱し、失われた熱を補給する時間が十分にある。従って、Ｂ点における温度低下は小さい。

２）また、（１）式によって誘起される誘導電流は、円筒形回転体の周回方向に、全周にわたって均一な熱を発生させる。従って、円筒形回転体の温度差が起き難い。

このように、本発明の定着装置は、周回電流によって、円筒形回転体全体を発熱させるために、定着温度が非常に安定する構成となっており、定着ムラのない均一な定着性を得られる。

３−５）電力の変換効率
定着フィルムの円筒形回転体（導電層）を発熱させる際は、励磁コイルに高周波交流電流を流し、交番磁界を形成する。その交番磁界は円筒形回転体に電流を誘導する。物理モデルとしては、トランスの磁気結合と良く似ている。そのため、電力の変換効率を考える際には、トランスの磁気結合の等価回路を用いることが出来る。その交番磁界によって励磁コイルと円筒形回転体が磁気結合して、励磁コイルに投入した電力が円筒形回転体に伝達される。ここで述べる「電力の変換効率」は、磁界発生手段である励磁コイルに投入する電力と、円筒形回転体により消費される電力の比率である。本実施例の場合、図１に示す励磁コイル３に対して高周波コンバータ５に投入した電力と、円筒形回転体１ａで発生した熱として消費される電力の比率である。この電力の変換効率は以下の式で表すことができる。
電力の変換効率＝円筒回転体で熱として消費される電力／励磁コイルに投入した電力
励磁コイルに投入して円筒回転体以外で消費される電力は、励磁コイルの抵抗による損失、磁性コア材料の磁気特性による損失などがある。

図２０に回路の効率に関する説明図を示す。図２０（ａ）において１ａは円筒形回転体、２は磁性コア、３は励磁コイルであり、円筒形回転体１ａに周回電流Ｊが流れる。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示した定着装置の等価回路である。

Ｒ_１は励磁コイルおよび磁性コアの損失分、Ｌ_１は磁性コアに周回した励磁コイルのインダクタンス、Ｍは巻き線と円筒形回転体との相互インダクタンス、Ｌ_２は円筒形回転体のインダクタンス、Ｒ２は円筒回転体の抵抗である。円筒回転体を取り外した時の等価回路を図２１のうち（ａ）に示す。インピーダンスアナライザやＬＣＲメータといった装置により、励磁コイル両端からの直列等価抵抗はＲ_１、等価インダクタンスＬ_１を測定すると、励磁コイル両端から見たインピーダンスＺ_Ａは
Ｚ_Ａ＝Ｒ_１＋ｊωＬ_１ ・・・・・（２２）
とあらわされる。この回路に流れる電流は、Ｒ_１により損失する。即ちＲ_１はコイル及び磁性コアによる損失を表している。

円筒回転体を装荷したときの等価回路を図２１のうち（ｂ）に示す。この時の直列等価抵抗Ｒｘ及びＬｘを測定しておけば、図２１のうち（ｃ）のように等価変換することで以下のような関係式を得ることが出来る。

・・・・・（２３）

・・・・（２４）
Ｍは励磁コイルと円筒形回転体の相互インダクタンスを表す。

図２１のうち（ｃ）に示すように、Ｒ_１に流れる電流をＩ_１、Ｒ_２に流れる電流をＩ_２とおくと

・・・・（２５）
が成り立つため、

・・・・・（２６）
となる。

効率は抵抗Ｒ_２の消費電力／（抵抗Ｒ_１の消費電力＋抵抗Ｒ_２の消費電力）で表される為、

・・・・・（２７）
となり、円筒形回転体を装荷する前の直列等価抵抗Ｒ_１と、円筒形回転体を装荷した後の直列等価抵抗Ｒｘを測定すると、励磁コイルに投入した電力のうち、どれだけの電力が円筒回転体で発生する熱として消費されるかを示す電力の変換効率を求めることができる。なお、実施例１の構成においては、電力の変換効率の測定には、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製のインピーダンスアナライザ４２９４Ａを用いた。まず、円筒形回転体の無い状態において巻線両端からの直列等価抵抗Ｒ_１を測定し、次に円筒形回転体に磁性コアを挿入した状態において巻線両端からの直列等価抵抗Ｒｘを測定した。Ｒ_１＝１０３ｍΩ、Ｒｘ＝２．２Ωとなり、この時電力の変換効率は式（２７）により、９５．３％と求めることが出来る。以後この電力の変換効率を用いて、電磁誘導加熱方式の定着装置の性能を評価する。

３−６）「円筒体外部磁束の比率」に求められる条件
本実施例の定着装置においては、静磁界において円筒体外部を通る磁束の比率と、交番磁界において励磁コイルに投入した電力が円筒回転体に伝達される電力の変換効率（電力の変換効率）とは、相関がある。円筒体外部を通る磁束の比率が増加するほど電力の変換効率は高くなる。その理由は、トランスの場合に、漏れ磁束が十分少なく、トランスの１次巻線と２次巻線の中を通過する磁束の数が等しいと電力の変換効率は高くなることと同じ原理である。つまり、磁性コアの内部を通過する磁束と、円筒形回転体の外部を通過する磁束の数が近い程、周回電流への電力の変換効率は高くなる。これは、磁性コアの長手方向の一端から出て他端に戻る磁束（磁性コアの内部を通過する磁束と向きが反対の磁束）が、円筒形回転体の中空部を通過し磁性コアの内部を通過する磁束をキャンセルする割合が少ないということである。つまり、図１１（ｂ）の磁気等価回路に示すように、磁性コアの長手方向の一端から出て他端に戻る磁束が円筒形回転体の外（円筒体外空気）を通過するということある。故に本実施例の骨子は、円筒体外部磁束の比率を高くすることによって、励磁コイルに流した高周波電流を円筒形回転体内部の周回電流として効率よく誘導することである。具体的にはフィルムガイド、円筒体内空気、円筒体を通る磁束を減らすことである。

図２２は、電力の変換効率の測定実験に用いる実験装置の図である。金属シート１Ｓは、面積２３０ｍｍ×６００ｍｍ、厚み２０μｍのアルミニウムシートであり、磁性コア２と励磁コイル３を囲むように円筒上に丸め、太線１ＳＴ部分において導通することによって円筒形回転体と同じ導電経路を形成している。磁性コア２は、比透磁率が１８００、飽和磁束密度が５００ｍＴのフェライトであり、断面積２６ｍｍ^２、長さＢ＝２３０ｍｍの円柱形状をしている。磁性コア２は不図示の固定手段でアルミニウムシート１Ｓの円筒のほぼ中央に配置させており、長さＢ＝２３０ｍｍの円筒の中空部を貫通して、円筒の内部に磁路を形成する。励磁コイル３は円筒の中空部において、磁性コア２に巻数２５回で螺旋状に巻き回して形成される。

ここで、金属シート１Ｓの端部を矢印１ＳＺ方向に引くと、円筒の直径１ＳＤを小さく出来る。この実験装置を用いて、円筒の直径１ＳＤを１９１ｍｍから１８ｍｍまで変化させながら、電力の変換効率を測定した。なお、１ＳＤ＝１９１ｍｍの時の円筒体外部磁束の比率の計算結果を下記の表１に示し、１ＳＤ＝１８ｍｍの時の円筒体外部磁束の比率の計算結果を下記の表２に示す。

電力の変換効率の測定は、まず、円筒形回転体の無い状態において巻線両端からの直列等価抵抗Ｒ_１を測定する。その次に、円筒形回転体の中空部に磁性コアを挿入した状態において巻線両端からの直列等価抵抗Ｒｘを測定し、式（２７）に従って電力の変換効率を測定する。図２３は、円筒の直径に対応する円筒体外部磁束の比率［％］を横軸にとり、２１ｋＨｚの周波数における電力の変換効率を縦軸にとったものである。プロットは、グラフ中のＰ１以降に電力の変換効率が急上昇して７０％を超え、矢印で示す領域Ｒ１の範囲で電力の変換効率７０％以上を維持している。Ｐ３付近において電力の変換効率は再度急上昇し、領域Ｒ２において８０％以上となっている。Ｐ４以降の領域Ｒ３においては電力の変換効率が９４％以上と高い値を維持している。この、電力の変換効率が急上昇し始めたことは、円筒体の内部に効率的に周回電流が流れ始めるようになったことに起因する。

電磁誘導加熱方式の定着装置を設計する上で、この電力の変換効率は極めて重要なパラメータである。例えば電力の変換効率８０％であった場合、残り２０％の電力は、円筒形回転体以外の箇所に熱エネルギーとして発生する。発生する箇所は、主に励磁コイル、磁性コア、円筒形回転体内部に磁性体等の部材を配置した場合はその部材に発生する。つまり電力の変換効率が低ければ、励磁コイルや磁性コアに発生する熱のための対策を講じなければならない。そしてその対策の程度は、発明者らの検討によると、電力の変換効率７０％、８０％を境界として大きく変化する。従って領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の構成において、定着装置としての構成が大きく異なる。設計条件Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の３種類と、いずれにも属さない定着装置の構成について説明する。以下に定着装置を設計する上で、必要な電力の変換効率について詳細を説明する。

下記の表３は、図２３のＰ１〜Ｐ４に該当する構成を、実際に定着装置として設計し、評価した結果である。

（定着装置Ｐ１）
本構成は、磁性コアの断面積が５．７５ｍｍ×４．５ｍｍであり、円筒体（導電層）の直径が１４３．２ｍｍの場合である。この時インピーダンスアナライザによって求められる電力の変換効率は５４．４％であった。電力の変換効率は定着装置に投入した電力のうち、円筒（導電層）の発熱に寄与した分を示すパラメータである。従って最大１０００Ｗ出力可能な定着装置として設計しても約４５０Ｗが損失となってしまい、その損失はコイル及び磁性コアの発熱となる。本構成の場合、立ち上げ時数秒間１０００Ｗを投入しただけでもコイル温度は２００℃を超える場合がある。コイルの絶縁体の耐熱温度が２００℃後半であること、フェライトの磁性コアのキュリー点は通常２００℃〜２５０℃程度であることを考えると、損失４５％では励磁コイル等の部材を耐熱温度以下に保つことは難しくなる。また、磁性コアの温度がキュリー点を超えるとコイルのインダクタンスが急激に低下し、負荷変動となる。

定着装置に供給した電力の約４５％が無駄になるので、円筒体に９００Ｗ（１０００Ｗの９０％を想定）の電力を供給するためには約１６３６Ｗの電力供給する必要がある。これは１００Ｖ入力時、１６．３６Ａを消費する電源という事になる。商用交流のアタッチメントプラグから投入できる許容電流は１５Ａという制限がある場合、許容電流をオーバーする可能性がある。よって、円筒体外部磁束の比率６４％、電力の変換効率５４．４％の定着装置Ｐ１は、定着装置に供給する電力が不足する可能性がある。

（定着装置Ｐ２）
本構成は、磁性コアの断面積が５．７５ｍｍ×４．５ｍｍであり、円筒体の直径が１２７．３ｍｍの場合である。この時インピーダンスアナライザによって求められる電力の変換効率は７０．８％であった。この時、定着装置の印字動作によっては、励磁コイル等に定常的に大きな熱量が発生し、励磁コイルユニット、特に磁性コアの昇温が課題となる場合がある。本構成の定着装置を６０枚／分の印字動作ができる高スペックな装置にすると、円筒形回転体の回転速度は３３０ｍｍ／ｓｅｃとなる。よって、円筒形回転体の表面温度を１８０℃に維持するケースがある。そうすると、磁性コアの温度は２０秒間で２４０℃を超え、円筒体（導電層）の温度より高くなる場合が考えられる。磁性コアとして用いるフェライトのキュリー温度は通常２００℃〜２５０℃程度であり、フェライトがキュリー温度を超えた場合、透磁率は急激に減少する。透磁率が急激に減少すると、磁性コアの中に磁路を形成することができない。磁路を形成することができなくなると、本実施例においては、周回電流を誘導して発熱することが難しくなる場合がある。

従って、設計条件Ｒ１の定着装置を、前述した高スペックの装置にすると、フェライトコアの温度を下げるために冷却手段を設けることが望ましい。冷却手段としては、空冷ファン、水冷、放熱板、放熱フィン、ヒートパイプ、または、ベルチェ素子などを用いることができる。もちろん、本構成においてそこまでの高スペックを要求しない場合は、冷却手段は不要である。

（定着装置Ｐ３）
本構成は、磁性コアの断面積が５．７５ｍｍ×４．５ｍｍであり、円筒体の直径が６３．７ｍｍの場合である。この時インピーダンスアナライザによって求められる電力の変換効率は８３．９％であった。この時、励磁コイル等には定常的に熱量が発生したものの、熱伝達と自然冷却で放熱出来る熱量を大きく上回ることはなかった。本構成の定着装置を６０枚／分の印字動作ができる高スペックな装置にすると、円筒体の回転速度は３３０ｍｍ／ｓｅｃとなる。従って、円筒体の表面温度を１８０℃に維持するケースであっても、フェライトの磁性コアの温度は２２０℃以上に上昇することはなかった。そのため本構成においては、定着装置を前述した高スペックする場合、キュリー温度２２０℃以上のフェライトを用いることが望ましい。設計条件Ｒ２の構成の定着装置を高スペックな定着装置として使用する場合は、フェライト等の耐熱設計を最適化することが望ましい。本構成に、前述した高スペックを要求しない場合は、そこまでの耐熱設計は不要である。

（定着装置Ｐ４）
本構成は、磁性コアの断面積が５．７５ｍｍ×４．５ｍｍであり、円筒体の直径が４７．７ｍｍの場合である。この時インピーダンスアナライザによって求められる電力の変換効率は９４．７％であった。本構成の定着装置を６０枚／分の印字動作ができる高スペックな装置にすると、円筒体の回転速度は３３０ｍｍ／ｓｅｃとなり、円筒体の表面温度を１８０℃に維持するケースにおいて励磁コイル等は、１８０℃以上に上昇することはなかった。これは、励磁コイルがほとんど発熱しないことを示す。円筒体外部磁束の比率９４．７％、電力の変換効率９４．７％（設計条件Ｒ３）は、電力の変換効率が十分高いため、更なる高スペックの定着装置として用いても、冷却手段は必要ない。

また、電力の変換効率が高い値で安定しているこの領域においては、円筒形回転体と磁性コアの位置関係が変動しても、電力の変換効率が変動しない。電力の変換効率が変動しない場合、円筒形回転体から常に安定した熱量を供給することができる。よって、可撓性を有する定着フィルムを用いる定着装置において、この電力の変換効率が変動しない領域Ｒ３を用いることは、大きなメリットがある。

以上、円筒形回転体に対してその軸方向に磁界を発生させ、円筒形回転体を電磁誘導発熱させる定着装置において、円筒体外部磁束の比率に求められる設計条件は、図２３中矢印Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に領域分けすることができる。
Ｒ１：円筒体外部磁束の比率７０％以上９０％未満
Ｒ２：円筒体外部磁束の比率９０％以上９４％未満
Ｒ３：円筒体外部磁束の比率９４％以上
３−７）「周回電流」による発熱の特徴
３−４で説明した「周回電流」は、図６の回路Ｓ内に生じる誘導起電力によって生じるものである。そのため、回路Ｓに内包する磁束と、回路Ｓの抵抗値に依存する。後述する「渦電流Ｅ／／」とは異なり、材料内部の磁束密度とは関係しない。そのため、磁路とならない薄い磁性金属製の円筒形回転体でも、非磁性金属製の円筒回転体でも高い効率で発熱することが可能である。また、抵抗値が大きく変わらない範囲においては、材料の厚みにも依存しない。図１６（ａ）は、厚さ２０μｍのアルミニウムの円筒形回転体における電力の変換効率の周波数依存性である。２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数帯域において、電力の変換効率は９０％以上を維持している。特に、２１〜４０ｋＨｚの周波数帯域を発熱に利用する場合において、高い電力の変換効率を持っている。次に図１６（ｂ）は、同形状の円筒形回転体における、周波数２１ｋＨｚでの電力の変換効率の厚み依存性である。黒丸―実線はニッケル、白丸―点線はアルミニウムの実験結果を示している。両者は厚み２０μｍ〜３００μｍの領域において、電力の変換効率は９０％以上を維持しており、両者とも厚みに寄らず、定着装置用発熱材料として使用可能である。

よって、「周回電流による発熱」は、従来の渦電流損による発熱より、円筒形回転体の材質や厚み、そして、交流電流の周波数に対する設計自由度を広げることができる。

また、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻る割合が７０％以上であることが本定着装置の特徴である。

磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻る割合が７０％以上であることは、円筒体のパーミアンスと円筒体内部（円筒体と磁性コアの間の領域）のパーミアンスとの和が磁性コアのパーミアンスの３０％以下であることと等価である。従って、本発明の特徴的な構成の一つは、磁性コアのパーミアンスをＰｃ、円筒体内部のパーミアンスをＰａ、円筒体のパーミアンスＰｓとした時に、０．３０×Ｐｃ≧Ｐｓ＋Ｐａの関係を満足する構成である。

また、パーミアンスの関係式を磁気抵抗に置き換えて表現すると下記のようになる。

・・・・・（２８）
ただし、ＲｓとＲａの合成磁気抵抗Ｒｓａは以下のように計算する。

Ｒｃ：磁性コアの磁気抵抗
Ｒｓ：導電層の磁気抵抗
Ｒａ：導電層と磁性コアとの間の領域の磁気抵抗
Ｒｓａ：ＲｓとＲａの合成磁気抵抗
上記の関係式を、定着装置の記録材の最大搬送領域全域で、円筒形回転体の母線方向に直交する方向の断面において満足するのが好ましい。

上記の関係式を、定着装置の記録材の最大搬送領域全域で、円筒形回転体の母線方向に直交する方向の断面において満足するのが好ましい。

この合成磁気抵抗の値が低い程、（１）式によって誘起される誘導電流による発熱の割合は高くなり、合成磁気抵抗が０％の構成では、ほぼ１００％、（１）式の周回電流による発熱が起きていることになる。よって、合成磁気抵抗の値が低ければ低い程、先述したメリット１）、２）を出すことができる。

このように、上述したような定着装置構成とし、磁性コアの磁気抵抗を低く抑えることで、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻る磁束の割合が増える。その結果、定着前の磁性トナーに作用する磁束の割合が増え、磁性トナーの磁気穂を崩すことで、尾引き等のない高画質な画像が得られるものと考えられる。

本発明のトナー画像で用いる磁性トナーとしては公知の磁性トナーを用いることができる。その中でもある程度、磁性トナーの磁気特性を制御することが、磁気穂の形成状態を制御する上でも好ましい。

磁性トナーの、７９．６ｋＡ／ｍにおける飽和磁化σｓは、１０．０Ａｍ^２／ｋｇ以上４０．０Ａｍ^２／ｋｇ以下、好ましくは１５．０Ａｍ^２／ｋｇ以上４０．０Ａｍ^２／ｋｇ以下であることが、現像スリーブで均一な磁気穂を形成する上で好ましい。

また、７９．６ｋＡ／ｍにおける残留磁化σｒが、１．０Ａｍ^２／ｋｇ以上６．０Ａｍ^２／ｋｇ以下、好ましくは２．０Ａｍ^２／ｋｇ以上５．５Ａｍ^２／ｋｇ以下であることが定着前の磁気穂の再配列し易さという観点から好ましい。

本発明の磁性トナー粒子は、少なくとも結着樹脂、磁性体を含有する。

本発明の磁性トナーに使用される結着樹脂としては、以下のものが挙げられる。

ビニル系樹脂（例えば、スチレン系樹脂、スチレンアクリル系共重合樹脂）、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂等である。中でも好ましく用いられる樹脂として、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂である。

本発明に用いられるポリエステル樹脂の成分は以下の通りである。

２価の酸成分としては、以下のジカルボン酸又はその誘導体が上げられる。フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸の如きベンゼンジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル；コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル；ｎ−ドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸の如きアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸類、又はその無水物又はその低級アルキルエステル；フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル。

２価のアルコール成分としては、以下のものが挙げられる。エチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）、水素化ビスフェノールＡ、式（１）で表されるビスフェノール及びその誘導体：

（式中、Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ、ｙはそれぞれ０以上の整数であり、かつ、ｘ＋ｙの平均値は０乃至１０である。）
本発明で使用される、ポリエステル樹脂は、上述の２価のカルボン酸化合物および２価のアルコール化合物以外に、１価のカルボン酸化合物、１価のアルコール化合物、３価以上のカルボン酸化合物、３価以上のアルコール化合物を構成成分として含有してもよい。

１価のカルボン酸化合物としては、安息香酸、ｐ−メチル安息香酸等の炭素数３０以下の芳香族カルボン酸や、ステアリン酸、ベヘン酸等の炭素数３０以下の脂肪族カルボン酸等が挙げられる。

また、１価のアルコール化合物としては、ベンジルアルコール等の炭素数３０以下の芳香族アルコールや、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベへニルアルコール等の炭素数３０以下の脂肪族アルコール等が挙げられる。

３価以上のカルボン酸化合物としては、特に制限されないが、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。

また、３価以上のアルコール化合物としては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン等が挙げられる。

本発明のポリエステル樹脂の製造方法については、特に制限されるもではなく、公知の方法を用いることができる。

上記ビニル系樹脂に用いられるモノマーは、次のものが挙げられる。

スチレン；ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体；エチレン、プロピレンの如き不飽和モノオレフィン類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチルの如きアクリル酸エステル類等が挙げられる。

さらに、マレイン酸、フマル酸の如き不飽和二塩基酸；マレイン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物等が挙げられる。

結着樹脂にビニル系樹脂を使用する場合は、上記アクリル酸エステル類や不飽和二塩基酸などの酸価を有するモノマーを添加し、酸価を１以上４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下に適宜調整する必要がある。

上記ビニル系樹脂のビニル系重合体ユニットの重合に用いられる重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、等が挙げられる。

結着樹脂は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される分子量分布において、以下の分子量分布を有することが好ましい。

結着樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は５，０００以上５０，００００以下であることが好ましい。さらに、結着樹脂の酸価は、２ｍｇＫＯＨ／ｇ以上４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが、トナーの良好な帯電特性の観点から好ましい。

本発明の磁性トナーに用いられる磁性体は、磁性酸化鉄であることが好ましい。

磁性酸化鉄としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄が用いられる。また、磁性酸化鉄はトナー粒子中への分散性を制御する目的で、製造時のスラリーにせん断をかけ、磁性酸化鉄を一旦ほぐす処理を施すことが好ましい。

磁性酸化鉄は、７９．６ｋＡ／ｍ印加での磁気特性として、飽和磁化σｓが３０．０Ａｍ^２／ｋｇ以上９０．０Ａｍ^２／ｋｇ以下であることが好ましい。さらに、残留磁化σｒは２．０Ａｍ^２／ｋｇ以上２０．０Ａｍ^２／ｋｇ以下であることが好ましい。

また、これらの磁性酸化鉄は個数平均粒径が０．０５μｍ以上０．５０μｍ以下であることが好ましい。

また、磁性酸化鉄の形状は、球状及び八面体であることが好ましい。このような形状を呈する磁性酸化鉄は粒子同士が分離しやすく、凝集性が少なく、結着樹脂への分散制御がしやすいためである。

また、本発明において、磁性トナー粒子中における磁性体の含有量は、磁性トナー粒子の質量を基準として、５．０質量％以上６０．０質量％以下、より好ましくは３０．０質量％以上６０．０質量％以下であることが、上記磁気特性を得る上で、好ましい。

さらに、離型性を高めるために、融点が６０℃以上１１０℃以下であるワックスを含有することが好ましい。

ワックスとしては、トナー中での分散のしやすさ、離型性の高さの観点から、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスの如き炭化水素系ワックスが好ましい。必要に応じて、二種以上のワックスを併用してもかまわない。

ワックスとしては、具体的には以下のものが挙げられる。ビスコール（登録商標）３３０−Ｐ、５５０−Ｐ、６６０−Ｐ、ＴＳ−２００（三洋化成工業社）、ハイワックス４００Ｐ、２００Ｐ、１００Ｐ、４１０Ｐ、４２０Ｐ、３２０Ｐ、２２０Ｐ、２１０Ｐ、１１０Ｐ（三井化学社）、サゾールＨ１、Ｈ２、Ｃ８０、Ｃ１０５、Ｃ７７（シューマン・サゾール社）、ＨＮＰ−１、ＨＮＰ−３、ＨＮＰ−９、ＨＮＰ−１０、ＨＮＰ−１１、ＨＮＰ−１２、ＨＮＰ−５１（日本精鑞株式会社）、ユニリン（登録商標）３５０、４２５、５５０、７００、ユニシッド（登録商標）、ユニシッド（登録商標）３５０、４２５、５５０、７００（東洋アドレ株式会社）、木ろう、蜜ろう、ライスワックス、キャンデリラワックス、カルナバワックス（株式会社セラリカＮＯＤＡにて入手可能）。

ワックスの添加量は、磁性トナー粒子の質量を基準として、１．０質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。

トナー粒子の表面には、無機微粉体等の流動性向上剤を存在させることが好ましい。流動性向上剤としては、以下のものが挙げられる。フッ化ビニリデン微粒子、ポリテトラフルオロエチレン微粒子の如きフッ素系樹脂微粒子；湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粒子シリカ、それらシリカをシランカップリング剤、チタンカップリング剤、又はシリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ。好ましい流動性向上剤としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粒子であり、乾式法シリカ又はヒュームドシリカとである。

その中でも、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粒子に疎水化処理した処理シリカ微粒子が好ましく用いられる。処理シリカ微粒子は、メタノール滴定試験によって滴定された疎水化度が３０以上、９８以下であることが好ましい。

シリカ微粒子の疎水化方法としては、シリカ微粒子と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物で化学的に処理する方法が挙げられる。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粒子を有機ケイ素化合物で処理する方法である。有機ケイ素化合物としては、以下のものが挙げられる。ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフエニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、１−ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサンおよび１分子当り２から１２個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ１個当りのＳｉに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン。これらは１種あるいは２種以上の混合物で用いられる。

シリカ微粒子は、シリコーンオイルによって処理されても良く、また、シリコーンオイルと上記有機ケイ素化合物とを併用して処理されていても良い。シリコーンオイルとしては、２５℃における粘度が３０ｍｍ^２／ｓ以上、１０００ｍｍ^２／ｓ以下であるものが好ましい。例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルが挙げられる。

シリコーンオイルによるシリカ微粒子の疎水化処理の方法としては、以下の方法が挙げられる。シランカップリング剤で処理されたシリカ微粒子とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合する方法；ベースとなるシリカ微粒子にシリコーンオイルを噴霧する方法。あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、シリカ微粒子を加え混合し溶剤を除去する方法。シリコーンオイル処理シリカは、シリコーンオイルの処理後にシリカを不活性ガス中で温度２００℃以上（より好ましくは２５０℃以上）で加熱し、表面のコートを安定化させたものがより好ましい。

流動性向上剤は、トナー粒子１００．０質量部に対して０．１質量部以上８．０質量部以下用いることが好ましく、より好ましくは０．１質量部以上４．０質量部以下である。

トナーには、必要に応じて他の外部添加剤を添加しても良い。例えば、帯電補助剤、導電性付与剤、ケーキング防止剤、熱ローラ定着時の離型剤、滑剤、研磨剤の働きをする樹脂微粒子や無機微粉体である。

導電性付与剤としては酸化チタン微粒子、滑剤としては、ポリフッ化エチレン微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子、ポリフッ化ビニリデン微粒子が挙げられる。中でもポリフッ化ビニリデン微粒子が好ましい。研磨剤としては、酸化セリウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、チタン酸ストロンチウム微粒子が挙げられる。

本発明のトナーを得るための製造方法は、特に限定されるものではない。以下、粉砕法及び懸濁重合法によって本発明のトナーを得るための方法を説明する。

まず、粉砕法に関して説明する。原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、結着樹脂、磁性体、その他の添加剤等を、所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、Ｖ型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、メカノハイブリッド（日本コークス工業株式会社製）などが挙げられる。

次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中に着色剤等を分散させる。溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーの如きバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。連続生産できる優位性から、１軸又は２軸押出機が主流となっている。例えば、ＫＴＫ型２軸押出機（神戸製鋼所社製）、ＴＥＭ型２軸押出機（東芝機械社製）、ＰＣＭ混練機（池貝鉄工製）、２軸押出機（ケイ・シー・ケイ社製）、コ・ニーダー（ブス社製）、ニーデックス（日本コークス工業株式会社製）などが挙げられる。更に、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、２本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。

ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルの如き粉砕機で粗粉砕した後、更に、例えば、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）、スーパーローター（日清エンジニアリング社製）、ターボ・ミル（ターボ工業製）やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット（日鉄鉱業社製）、遠心力分級方式のターボプレックス（ホソカワミクロン社製）、ＴＳＰセパレータ（ホソカワミクロン社製）、ファカルティ（ホソカワミクロン社製）の如き分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得る。

必要に応じて、粉砕後に、ハイブリタイゼーションシステム（奈良機械製作所製）、メカノフージョンシステム（ホソカワミクロン社製）、ファカルティ（ホソカワミクロン社製）、メテオレインボー ＭＲ Ｔｙｐｅ（日本ニューマチック社製）を用いて、球形化処理の如きトナー粒子の表面処理を行うこともできる。

更に必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により十分混合することができる。

次に、水系媒体中で重合性単量体組成物を造粒し、該重合性単量体組成物の粒子を形成する懸濁重合法について説明する。

重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系モノマーが用いられる。前記ビニル系モノマーとしては、単官能性モノマー或いは多官能性モノマーを使用することができる。

単官能性モノマーとしては、スチレン；α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレンのようなスチレン誘導体；メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｉｓｏ−プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、２−ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体；メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体；メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンのようなビニルケトンが挙げられる。

本発明に用いる重合性単量体は、上記の中でも、スチレン又はスチレン誘導体を含むことが好ましい。

多官能性モノマーとしては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル等が挙げられる。

本発明においては、前記した単官能性モノマーを単独で或いは２種以上組み合わせて、又は前記した単官能性モノマーと多官能性モノマーを組み合わせて使用する。多官能性モノマーは架橋剤として使用することも可能である。

本発明に用いられる重合開始剤としては、油溶性開始剤及び／又は水溶性開始剤が用いられる。好ましくは、重合反応時の反応温度における半減期が０．５時間以上３０時間以下のものである。また重合性単量体１００質量部に対し０．５質量部以上２０質量部以下の添加量で重合反応を行うと、通常、分子量５０００以上１０万以下の間に極大を有する重合体が得られ、適当な強度と溶融特性を有するトナー粒子を得ることができるため好ましい。

重合開始剤としては、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル如きのアゾ系またはジアゾ系重合開始剤；ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド如きの過酸化物系重合開始剤等が例示できる。

本発明においては、重合性単量体の重合度を制御する為に、公知の連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。

また、磁性トナーを重合法に適用する場合には、磁性体として使用される磁性酸化鉄微粒子は、疎水化処理されたものであることが好ましい。この疎水化処理を調整することで、磁性酸化鉄のトナー中での存在状態を厳密にコントロールできる。

磁性酸化鉄表面をカップリング剤等で処理する方法としては、乾式処理と湿式処理の二つがある。本発明ではどちらの方法で行っても良いが、水系媒体中での湿式処理方法は、気相中での乾式処理に比べ、酸化鉄粒子同士の合一が生じにくく、また疎水化処理による磁性酸化鉄間の帯電反発作用が働き、磁性酸化鉄はほぼ一次粒子の状態でカップリング剤による表面処理されるようになるため好ましい。

本発明において磁性酸化鉄の表面処理に使用できるカップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤を用いることが好ましく、一般式（Ａ）：
ＲｍＳｉＹｎ（Ａ）
［式中、Ｒはアルコキシ基を示し、ｍは１〜３の整数を示し、Ｙはアルキル基、ビニル基、メタクリル基、フェニル基、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基又はこれらの誘導体を示し、ｎは１〜３の整数を示す。］
で示されるものが特に好ましい。例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシランを挙げることができる。

特に、式（Ｂ）
Ｃ_ｐＨ_２ｐ＋１−Ｓｉ−（ＯＣ_ｑＨ_２ｑ＋１）_３（Ｂ）
［式中、ｐは２〜２０の整数を示し、ｑは１〜３の整数を示す］
で示されるアルキルトリアルコキシシランカップリング剤を使用して磁性酸化鉄表面を疎水化処理するのが良い。

懸濁重合法のトナー粒子の製造方法において、上述した融点が６０℃以上１１０℃以下であるワックスを含有することが好ましい。

また、それ以外に、上述した着色剤、ポリエステル樹脂、帯電制御剤等を添加しても良い。

懸濁重合トナー粒子は、これら添加材を、均一に溶解または分散せしめて重合性単量体組成物とする。その後この重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に適当な撹拌機を用いて分散させ、そして必要に応じて、芳香族溶剤及び重合開始剤を添加して重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子を得るものである。

上記トナー粒子に対し重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、必要により流動性向上剤を混合し表面に付着させることで、本発明のトナーを得ることができる。

結着樹脂、磁性体及び磁性トナー等に係る物性の測定方法は以下に示す通りである。後述の実施例においてもこれらの方法に基づいて物性値を測定している。

＜ＧＰＣによる重量平均分子量の測定＞
４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてＴＨＦを毎分１ｍＬの流速で流し、ＴＨＦ試料溶液を約１００μＬ注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント値との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては例えば、東ソー社製あるいは昭和電工社製の分子量が１０^２〜１０^７程度のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。又、検出器はＲＩ（屈折率）検出器を用いる。尚、カラムとしては市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＫＦ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８００Ｐの組み合せや、東ソー社製のＴＳＫｇｅｌ Ｇ１０００Ｈ（Ｈ_ＸＬ）、Ｇ２０００Ｈ（Ｈ_ＸＬ）、Ｇ３０００Ｈ（Ｈ_ＸＬ）、Ｇ４０００Ｈ（Ｈ_ＸＬ）、Ｇ５０００Ｈ（Ｈ_ＸＬ）、Ｇ６０００Ｈ（Ｈ_ＸＬ）、Ｇ７０００Ｈ（Ｈ_ＸＬ）、ＴＳＫｇｕｒｄ ｃｏｌｕｍｎの組み合せを挙げることができる。

また、試料は以下のようにして作製する。

試料をＴＨＦ中に入れ、２５℃で数時間放置した後、十分振とうし、ＴＨＦとよく混ぜ（試料の合一体が無くなるまで）、更に１２時間以上静置する。その時ＴＨＦ中への放置時間が２４時間となるようにする。その後、サンプル処理フィルター（ポアサイズ０．２μｍ以上０．５μｍ以下、例えばマイショリディスクＨ−２５−２（東ソー社製）など使用できる。）を通過させたものをＧＰＣの試料とする。又、試料濃度は、樹脂成分が０．５ｍｇ／ｍＬ以上５．０ｍｇ／ｍＬ以下となるように調整する。

＜結着樹脂の軟化点の測定＞
結着樹脂の軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターＣＦＴ−５００Ｄ」（島津製作所社製）を用い、装置付属のマニュアルに従って行う。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。

「流動特性評価装置 フローテスターＣＦＴ−５００Ｄ」に付属のマニュアルに記載の「１／２法における溶融温度」を軟化点とする。尚、１／２法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量Ｓｍａｘと、流出が開始した時点におけるピストンの降下量Ｓｍｉｎとの差の１／２を求める（これをＸとする。Ｘ＝（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）／２）。そして、流動曲線においてピストンの降下量がＸとＳｍｉｎの和となるときの流動曲線の温度が、１／２法における溶融温度である。

測定試料は、約１．０ｇの試料を、２５℃の環境下で、錠剤成型圧縮機（例えば、ＮＴ−１００Ｈ、エヌピーエーシステム社製）を用いて約１０ＭＰａで、約６０秒間圧縮成型し、直径約８ｍｍの円柱状としたものを用いる。

ＣＦＴ−５００Ｄの測定条件は、以下の通りである。
試験モード：昇温法
昇温速度：４℃／ｍｉｎ
開始温度：５０℃
到達温度：２００℃
＜ワックスの融点の測定＞
ワックスの融点は、示差走査熱量分析装置「Ｑ２０００」（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を用いてＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８２に準じて測定したＤＳＣ曲線において、最大吸熱ピークのピーク温度を融点とする。

装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。具体的には、試料約２ｍｇを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲３０〜２００℃の間で、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定を行う。尚、測定においては、一度２００℃まで昇温させ、続いて３０℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この２度目の昇温過程での温度３０〜２００℃の範囲におけるＤＳＣ曲線の最大の吸熱ピーク温度を、融点とする。

＜結着樹脂の酸価の測定＞
酸価は試料１ｇに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのｍｇ数である。ポリエステル樹脂の酸価はＪＩＳ Ｋ ００７０−１９９２に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。

（１）試薬の準備
フェノールフタレイン１．０ｇをエチルアルコール（９５ｖｏｌ％）９０ｍＬに溶かし、イオン交換水を加えて１００ｍＬとし、フェノールフタレイン溶液を得る。

特級水酸化カリウム７ｇを５ｍＬの水に溶かし、エチルアルコール（９５ｖｏｌ％）を加えて１Ｌとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて３日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、０．１モル／Ｌ塩酸２５ｍＬを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記０．１モル／Ｌ塩酸は、ＪＩＳ Ｋ ８００１−１９９８に準じて作成されたものを用いる。

（２）操作
（Ａ）本試験
粉砕したポリエステル樹脂の試料２．０ｇを２００ｍＬの三角フラスコに精秤し、トルエン／エタノール（２：１）の混合溶液１００ｍＬを加え、５時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約３０秒間続いたときとする。

（Ｂ）空試験
試料を用いない（すなわちトルエン／エタノール（２：１）の混合溶液のみとする）以外は、上記操作と同様の滴定を行う。

（３）得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。

Ａ＝［（Ｃ−Ｂ）×ｆ×５．６１］／Ｓ
ここで、Ａ：酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、Ｂ：空試験の水酸化カリウム溶液の添加量（ｍＬ）、Ｃ：本試験の水酸化カリウム溶液の添加量（ｍＬ）、ｆ：水酸化カリウム溶液のファクター、Ｓ：試料（ｇ）である。

＜磁性体の粒径及び形状＞
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）Ｈ−７００Ｈ、Ｈ−８００、Ｈ−７５００（いずれも日立製作所製）又は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）Ｓ−８００又はＳ−４７００（いずれも日立製作所製）を用い、磁性体を２０，０００倍以上１００，０００倍以下で撮影し、１倍以上５倍以下の焼き付け倍率として、任意の倍率で試料を観察することができる。粒径は、０．０３μｍ以上の粒子１００個をランダムに選び出して、各粒子の最大長（μｍ）を計測し、その平均をもって個数平均粒径とする。

＜磁性体及び磁性トナーの磁気特性＞
磁性体及び磁性トナーの磁気特性（残留磁化σｒ、飽和磁化σｓ）は、振動試料型磁力計ＶＳＭ−３Ｓ−１５（東英工業株式会社製）を用い、外部磁場を７９．６ｋＡ／ｍ（１ｋＯｅ）として測定することができる。

＜重量平均粒径（Ｄ４）の測定方法＞
トナーの重量平均粒径（Ｄ４）は、１００μｍのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３」（登録商標、ベックマン・コールター社製）と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３ Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５１」（ベックマン・コールター社製）を用いて、実効測定チャンネル数２万５千チャンネルで測定し、測定データの解析を行ない、算出した。

測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約１質量％となるようにしたもの、例えば、「ＩＳＯＴＯＮ ＩＩ」（ベックマン・コールター社製）が使用できる。

尚、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行った。

専用ソフトの「標準測定方法（ＳＯＭ）を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を５００００粒子に設定し、測定回数を１回、Ｋｄ値は「標準粒子１０．０μｍ」（ベックマン・コールター社製）を用いて得られた値を設定する。閾値／ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを１６００μＡに、ゲインを２に、電解液をＩＳＯＴＯＮ ＩＩに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。

専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを２５６粒径ビンに、粒径範囲を２μｍから６０μｍまでに設定する。

具体的な測定法は以下の通りである。

１．Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３専用のガラス製２５０ｍＬ丸底ビーカーに前記電解水溶液約２００ｍＬを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで２４回転／秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。

２．ガラス製の１００ｍＬ平底ビーカーに前記電解水溶液約３０ｍＬを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンＮ」（非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液、和光純薬工業社製）をイオン交換水で３質量倍に希釈した希釈液を約０．３ｍＬ加える。

３．発振周波数５０ｋＨｚの発振器２個を位相を１８０度ずらした状態で内蔵し、電気的出力１２０Ｗの超音波分散器「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｔｏｒａ１５０」（日科機バイオス社製）の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンＮを約２ｍＬ添加する。

４．前記２．のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。

５．前記４．のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約１０ｍｇを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに６０秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が１０℃以上４０℃以下となる様に適宜調節する。

６．サンプルスタンド内に設置した前記１．の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記５．の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約５％となるように調整する。そして、測定粒子数が５００００個になるまで測定を行う。

７．側定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径（Ｄ４）を算出する。尚、専用ソフトでグラフ／体積％と設定したときの、分析／体積統計値（算術平均）画面の「平均径」が重量平均粒径（Ｄ４）である。

以上、本発明の基本的な構成と特色について述べたが、以下実施例にもとづいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、これによって本発明の実施の態様がなんら限定されるものではない。

＜定着装置１＞
図３は本発明の定着装置の概略断面図であり、加圧ローラ７は、例えばφ１４のアルミあるいは鉄製芯金の外側にシリコーンのソリッドあるいはスポンジゴム等の厚み３ｍｍの弾性層と、ＰＦＡ等の離型層を厚み３０μｍで積層している。そして、不図示の軸受け手段・付勢手段により総圧約２００〜約１００Ｎ（約２０ｋｇｆ〜約１０ｋｇｆ）の押圧力をもってフィルムガイド９との間に定着フィルムを挟ませて圧接させてある。そして、不図示の定着器回転制御手段は、加圧ローラ７を矢印方向に回転駆動し、５〜１０ｍｍ程度の幅のニップ部Ｎにおける摩擦力で定着スリーブ１に回転力が作用し、従動回転状態になる。フィルムガイド９は、耐熱性樹脂ＰＰＳ等で構成されている。定着フィルム１は、直径５０〜１０ｍｍの、基層となる導電性部材でできた発熱層１ａと、その外面に積層した弾性層１ｂと、その外面に積層した離型層１ｃの複合構造の円筒形回転体である。発熱層１ａは、本装置では、厚さ２０μｍの比透磁率１、断面積１．５×１０^−６ｍ^２、直径は２４ｍｍのアルミの円筒形状部材である。弾性層１ｂは、硬度が２０度（ＪＩＳ−Ａ、１ｋｇ加重）のシリコーンゴムを０．３〜０．１ｍｍに成形している。そして、弾性層１ｂ上に表層１ｃ（離型層）として５０〜１０μｍの厚さのフッ素樹脂チューブを被覆している。円筒形状部材である定着フィルム１の内部にて、この回転軸線方向に磁性コア２が挿通されている。その磁性コア２の周囲に励磁コイル３が巻き回されている。

磁性コア２は、分割されていない一体部品で円柱形状をしている。磁性コア２は、不図示の固定手段で定着フィルム１内に配置させており、励磁コイル３にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を定着フィルム１内部に誘導し、磁力線の通路（磁路）を形成する部材として機能する。この磁性コア２は、比透磁率が１８００のフェライトであり、直径１４ｍｍ、断面積１．５×１０^−４ｍ^２、長さＢ＝２３０ｍｍである。

フィルムガイド９は、比透磁率１のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）であり、断面積１．０×１０^−４［ｍ^２］である。詳細は表１に記載する。

定着フィルムの弾性層１ｂ、定着フィルムの表層１ｃは、発熱層である円筒形回転体（導電層）１ａより外側にあり、かつ発熱に寄与していない。従って、パーミアンス（または磁気抵抗）を計算する必要はなく、本磁気回路モデルにおいては「円筒体外空気」に含めて扱うことができる。

上記寸法と比透磁率から計算した定着装置１の各構成物の「単位長さ当たりのパーミアンスと磁気抵抗」を下記の表４にまとめる。

「単位長さ当たりのパーミアンス」に関して、図１１（ａ）の磁気等価回路図と実機上の数値の対応関係について説明する。磁性コアの単位長さ当たりのパーミアンスＰｃは、次のように表される。
Ｐｃ＝３．５×１０^−７［Ｈ・ｍ］
導電層と磁性コアとの間の領域の単位長さ当たりのパーミアンスＰａ＿ｉｎは、フィルムガイドの単位長あたりのパーミアンスと円筒体内の空気の単位長さ当たりのパーミアンスとの合成であるから次のように表される。
Ｐａ＿ｉｎ＝１．３×１０^−１０＋２．５×１０^−１０［Ｈ・ｍ］
導電層の単位長さ当たりのパーミアンスＰｃｙは、表４に記載の円筒体であり、次のように表される。
Ｐｃｙ＝１．９×１０^−１２［Ｈ・ｍ］
Ｐａ＿ｏｕｔは、表４に記載された円筒体外空気であり、次のように表せる。
Ｐａ＿ｏｕｔ＝Ｐｃ−Ｐａ＿ｉｎ−Ｐｃｙ＝３．５×１０^−７［Ｈ・ｍ］
よって、定着装置１は下記のパーミアンスの関係式を満たしている。
Ｐｃｙ＋Ｐａ＿ｉｎ≦０．３０×Ｐｃ
次に、パーミアンスの逆数である、磁気抵抗を用いた場合について説明する。
磁性コアの単位長さ当たりの磁気抵抗は次のようになる。
Ｒｃ＝２．９×１０^６［１／（Ｈ・ｍ）］
導電層と磁性コアとの間の領域の磁気抵抗は、フィルムガイドの抵抗Ｒｆと円筒体内空気の抵抗Ｒａの合成抵抗となるから、下記の式を用いて計算すると、
Ｒａ＝２．７×１０^９［１／（Ｈ・ｍ）］となる。

Ｒｃｙに該当するのは、表４に記載の円筒体であり、Ｒｃｙ＝Ｒｓ＝５．３×１０^１１［１／（Ｈ・ｍ）］となっているから、ＲｓとＲａとの合成磁気抵抗Ｒｓａは以下の式で計算できて、Ｒｓａ＝２．７×１０^９［１／（Ｈ・ｍ）］となる。

なお、円筒体と磁性コアの間の領域のうち空気の断面積は、直径２４［ｍｍ］の円筒体の中空部の断面積から磁性コアの断面積とフィルムガイドの断面積を差し引いて計算した。

従って、定着装置１は下記の磁気抵抗の式を満たしており、前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下である。また、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち９９．９％が円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻っていることがわかる。

＜定着装置２＞
比較例として用いる定着装置２は、定着装置１の定着装置の構成に対して磁性コアの断面積と円筒形回転体の材質及び断面積が異なり、「コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下」を満たしていない構成について説明する。特に、円筒形回転体が主磁路になっている構成について説明する。図１７は定着装置２の定着装置の断面図であり、電磁誘導発熱回転体は定着フィルムではなく定着ローラ１１を用いる。定着ローラ１１と加圧ローラ７の押圧力をもってニップＮを形成し、像担持体Ｐとトナー像Ｔを挟ませて矢印方向に回転する構成である。

定着ローラ１１の円筒体（円筒形回転体）１１ａは比透磁率６００、厚み１００μｍ、直径は４８ｍｍのニッケル（Ｎｉ）を用いる。尚、円筒体の材質がニッケルに限られるわけではなく、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）等の比透磁率の高い磁性金属を用いても良い。定着装置１の円筒体（円筒形回転体）が、非磁性材料であるアルミニウムであるのに対し、定着装置２では、磁性材料であるニッケルを用いている。

磁性コア２は、分割されていない一体部品で円柱形状をしている。磁性コア２は、不図示の固定手段で定着ローラ１１内に配置させており、励磁コイル３にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を定着ローラ１１内部に誘導し、磁力線の通路（磁路）を形成する部材として機能する。この磁性コア２は、比透磁率が１８００、飽和磁束密度が５００ｍＴのフェライトであり、直径５ｍｍ、長さＢ＝２３０ｍｍである。

その他の構成は定着装置１と同一である。発熱の模式図（図１８）に示すように、本構成では円筒体を磁路として通る磁力線が存在する。円筒体の内部を通る磁力線は、図中Ｅ／／に示すように渦電流を流して発熱に寄与する。この磁力線の通り道は、スリーブとコアが近傍に位置している部分に集中し、図のようにコアに最も近い所に発熱集中を起こす。

定着装置２の各構成物のパーミアンスと磁気抵抗の計算結果を表５にまとめる。

また、定着装置２の各構成物のパーミアンスは下記のようになる。
磁性コアのパーミアンスＰｃ＝４．４×１０^−８［Ｈ・ｍ］
円筒体内部のパーミアンスＰａ＝１．３×１０^−１０＋２．１×１０^−９［Ｈ・ｍ］
円筒体のパーミアンスＰｓ＝１．１×１０^−８ ［Ｈ・ｍ］
よって、定着装置２は下記のパーミアンスの関係式を満たしていない。
Ｐｓ＋Ｐａ≦０．３０×Ｐｃ
これを磁気抵抗に置き換えると、
磁性コアの磁気抵抗Ｒｃ＝２．３×１０^７［１／（Ｈ・ｍ）］
円筒体内部の磁気抵抗はフィルムガイドＲｆと円筒体内空気Ｒａｉｒの磁気抵抗の合成抵抗であるから、下記の式を用いて計算すると、Ｒａ＝４．５×１０^８［１／（Ｈ・ｍ）］となる。

円筒体の磁気抵抗Ｒｓ＝８．８×１０^７［１／（Ｈ・ｍ）］であるから、ＲｓとＲａの合成磁気抵抗Ｒｓａは以下のように求められ、Ｒｓａ＝７．４×１０^７［１／（Ｈ・ｍ）］となる。

よって、定着装置２は下記の磁気抵抗の式を満たさず、定着装置２は、「前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下」ではない。また、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち６９．７％が円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻っていることがわかる。

この場合、アルミニウムの円筒形回転体内部には、一部周回電流と、一部図１５に示す方向の渦電流Ｅ⊥が流れ、両者が発熱に寄与していると考えられる。この渦電流Ｅ⊥について説明する。Ｅ⊥は材料の表面に近い程大きく、材料の内部に行くにつれて指数関数的に小さくなるという性質がある。その深さを浸透深さδと言い、以下の式で表される。
δ＝５０３×（ρ／ｆμ）^１／２ ・・・・・（２２）
δ：浸透深さ〔ｍ〕
ｆ：励磁回路の周波数〔Ｈｚ〕
μ：透磁率〔Ｈ／ｍ〕
ρ：抵抗率〔Ωｍ〕
浸透深さδは電磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強度は１／ｅ以下になるというものである。そしてその深さは周波数と透磁率、抵抗率に依存する。

＜定着装置３＞
本定着装置３は先に説明をした定着装置１に関する他の例であり、円筒形回転体（導電層）としてオーステナイト系のステンレス（ＳＵＳ３０４）を用いた点が定着装置１と異なる。以下は参考として各種金属における抵抗率と比透磁率について纏め、式２２に従い２１ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、１００ｋＨｚにおける浸透深さδを計算した結果である。

表６によると、ＳＵＳ３０４は抵抗値が高く、比透磁率が低いため、浸透深さδが大きい。すなわち電磁波は透過しやすいため誘導加熱の発熱体として好適に用いられることは少ない。よって従来の電磁誘導加熱方式の定着装置においては、高い電力の変換効率を実現することが困難であった。しかし、本定着装置においては、高い電力の変換効率を実現することが可能であることを示す。

なお、定着装置３の構成は、円筒形回転体の材質としてＳＵＳ３０４を用いている以外は定着装置１の構成と同じである。定着装置の横断面形状も定着装置１と同様である。発熱層は、比透磁率１．０のＳＵＳ３０４を用い、膜厚３０μｍ、直径Φ２４ｍｍとした。弾性層、表層は定着装置１と同様である。磁性コア、励磁コイル、温度検知部材、温度制御は定着装置１と同様である。

本定着装置３の各構成物のパーミアンスと磁気抵抗を下記の表７に示す。

表７から定着装置３の各構成物のパーミアンスは下記のようになる。
コアのパーミアンスＰｃ＝３．５×１０^−７［Ｈ・ｍ］
円筒体内部のパーミアンスＰａ＝１．３×１０^−１０＋２．５×１０^−１０［Ｈ・ｍ］
円筒体のパーミアンスＰｓ＝２．８×１０^−１２［Ｈ・ｍ］
よって、定着装置３は下記のパーミアンスの関係式を満たしている。
Ｐｓ＋Ｐａ≦０．３０×Ｐｃ
これを磁気抵抗に置き換えると、
磁性コアの磁気抵抗Ｒｃ＝２．９×１０^６［１／（Ｈ・ｍ）］
円筒体内部の磁気抵抗はフィルムガイドＲｆと円筒体内空気Ｒａｉｒの磁気抵抗の合成抵抗であるから、下記の式を用いて計算すると、Ｒａ＝２．７×１０^９［１／（Ｈ・ｍ）］となる。

円筒体の磁気抵抗Ｒｓは、Ｒｓ＝３．５×１０^１１［１／（Ｈ・ｍ）］となっているから、ＲｓとＲａとの合成磁気抵抗Ｒｓａは以下の式で計算できて、
Ｒｓａ＝２．７×１０^９［１／（Ｈ・ｍ）］となる。

以上から定着装置３の定着装置は、下記の磁気抵抗の式を満たしており、前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下である。また、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち９９．９％が円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻っていることがわかる。

＜定着装置４＞
本定着装置４は、円筒形回転体として比透磁率の高い金属を用いる構成について解説する。本定着装置のように主に周回電流によって円筒形回転体を発熱させる構成は、円筒形回転体として必ずしも比透磁率の低い金属を用いなければならないものではなく、比透磁率の高い金属でも使用することができる。

従来の電磁誘導加熱方式の定着装置においては、円筒形回転体として比透磁率の高いニッケル等を用いた場合であっても、円筒形回転体の厚みを薄くすると、電力の変換効率が小さくなるという課題があった。そこで、本実施例において、ニッケルの厚みが薄い場合であっても円筒形回転体を高効率で発熱させることが可能であることを示す。円筒形回転体の厚みを薄くすることによって、繰り返し屈曲に対する耐久性向上や熱容量削減によるクイックスタート性向上などのメリットがある。

尚、円筒形回転体にニッケルを用いることを除いて、画像形成装置の構成は定着装置１と同じである。定着装置４においては、円筒形回転体として比透磁率が６００のニッケルを用いる。円筒形回転体の厚みは７５μｍで、直径がΦ２４ｍｍとした。弾性層、表層は定着装置１と同じであるので説明を省略する。また、励磁コイル、温度検知部材、温度制御についても定着装置１と同様である。この磁性コア２は、比透磁率が１８００、飽和磁束密度が５００ｍＴのフェライトであり、直径１４ｍｍ、長さＢ＝２３０ｍｍである。

定着装置４の各構成物のパーミアンスと磁気抵抗の割合を下記の表８に示す。

表８から定着装置４の各構成物のパーミアンスは下記のようになる。
磁性コアのパーミアンス：Ｐｃ＝３．５×１０^−７［Ｈ・ｍ］
円筒体内部のパーミアンス：Ｐａ＝１．３×１０^−１０＋２．４×１０^−１０［Ｈ・ｍ］
円筒体のパーミアンス：Ｐｓ＝４．２×１０^−９［Ｈ・ｍ］
よって、下記のパーミアンスの関係式を満たす。
Ｐｓ＋Ｐａ≦０．３０×Ｐｃ
ここで、上記のパーミアンスの関係式を磁気抵抗の関係式に置き換えると、下記のようになる。
磁性コアの磁気抵抗：Ｒｃ＝２．９×１０^６［１／（Ｈ・ｍ）］
円筒体と磁性コアの間の領域の磁気抵抗：Ｒａ＝２．７×１０^９［１／（Ｈ・ｍ）］
円筒体の磁気抵抗：Ｒｓ＝２．４×１０^８［１／（Ｈ・ｍ）］
ＲｓとＲａの合成磁気抵抗：Ｒｓａ＝２．２×１０^８［１／（Ｈ・ｍ）］
よって、定着装置４は、下記の磁気抵抗の式を満たしており、前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下である。また、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち９８．７％が円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻っている事がわかる。

＜定着装置５＞
本定着装置は定着装置４の変形例であり、磁性コアを長手方向で複数に分割し、分割した各コア間に空隙（ギャップ）を設けた点のみが定着装置４の構成と異なっている。

つまり、磁性コアを長手方向で複数に分割し、その分割した磁性コアの間に空隙を設けて、磁性コアのパーミアンスを小さく（磁気抵抗を高く）した構成である。磁性コアを分割することで、磁性コアを分割せずに一体部品で構成した時よりも磁性コアは外部の衝撃に対して破損しにくくなるというメリットがある。

例えば、磁性コアの長手方向に対して直交する方向に磁性コアに衝撃が加えられた時に、磁性コアが一体部品の場合割れやすいが、複数に分割されていると割れにくい。その他の構成は定着装置４と同じであるので省略する。

本定着装置の構成のうち、円筒形回転体１ａ、磁性コア３、及び、コイル２を有し、磁性コア３が１０分割されている構成を、図１９に示す。定着装置５においては分割コア同士のギャップの長さが２０μｍある。ギャップに比透磁率１、厚みＧ＝２０μｍのポリイミド等の絶縁シート部材を挟んでいる。このように、その磁性コア同士の間に薄い絶縁シートを挟むことで分割された磁性コアのギャップを保証することができる。磁性コア全体の磁気抵抗の増加を極力抑えるために、分割コア同士のギャップを極力小さく設計している。この構成において、磁性コア３の単位長さ当たりのパーミアンスを求めると、下記の表９のようになる。

磁性コアの単位長さ当たりのパーミアンスは、式（１５）〜（２１）に表９に示した各パラメータを代入して算出した。

また、上記計算より磁性コアの単位長さ当たりのパーミアンスを１．９×１０^−７［Ｈ・ｍ］として、各領域を通る磁束の比率を算出すると、下記の表１０のようになる。

また、表１０から定着装置５の各構成物のパーミアンスは下記のようになっている。
磁性コアのパーミアンス：Ｐｃ＝１．９×１０^−７［Ｈ・ｍ］
円筒体内部のパーミアンス：Ｐａ＝１．３×１０^−１０＋１．８×１０^−１０［Ｈ・ｍ］
円筒体のパーミアンス：Ｐｓ＝４．３×１０^−９［Ｈ・ｍ］
よって、定着装置５は、下記のパーミアンスの関係式を満たす。
Ｐｓ＋Ｐａ≦０．３０×Ｐｃ
これを磁気抵抗に置き換えると、
磁性コアの磁気抵抗：Ｒｃ＝５．２×１０^６［１／（Ｈ・ｍ）］
円筒体内部の磁気抵抗：Ｒａ＝３．２×１０^９［１／（Ｈ・ｍ）］
円筒体の磁気抵抗：Ｒｓ＝２．４×１０^８［１／（Ｈ・ｍ）］
ＲｓとＲａの合成磁気抵抗：Ｒｓａ＝２．２×１０^８［１／（Ｈ・ｍ）］
よって、定着装置５は、下記の磁気抵抗の式を満たしており、前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下である。また、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち９７．７％が円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻っていることがわかる。

＜定着装置６＞
定着装置６として、定着装置１の構成に対して磁性コア２の断面積と円筒形回転体の材質及び断面積が異な構成について説明する。本構成は「コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下」を満たしているものの円筒形回転体が一部、磁路になっている構成である。

定着ローラ１１の円筒体（円筒形回転体）１１ａは比透磁率６００、厚み０．２ｍｍ、直径は４８ｍｍのニッケル（Ｎｉ）を用いる。尚、円筒体の材質がニッケルに限られるわけではなく、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）等の比透磁率の高い磁性金属を用いても良い。

磁性コア２は、分割されていない一体部品で円柱形状をしている。磁性コア２は、不図示の固定手段で定着ローラ１１内に配置させており、励磁コイル３にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を定着ローラ１１内部に誘導し、磁力線の通路（磁路）を形成する部材として機能する。この磁性コア２は、比透磁率が１８００、飽和磁束密度が５００ｍＴのフェライトであり、直径１２ｍｍ、長さＢ＝２３０ｍｍである。その他の構成は定着装置１と同一である。発熱の模式図に示すように、本構成では円筒体を磁路として通る磁力線が存在する。円筒体の内部を通る磁力線は、図中Ｅ／／に示すように渦電流を流して発熱に寄与する。この磁力線の通り道は、スリーブとコアが近傍に位置している部分に一部集中し、図のようにコアに最も近い所は発熱量が約１０％程度多くなる。

定着装置６の定着装置の各構成物のパーミアンスと磁気抵抗の計算結果を表１１にまとめる。

表１１から定着装置６の各構成物のパーミアンスは下記のようになっている。
磁性コアのパーミアンス：Ｐｃ＝２．６×１０^−７［Ｈ・ｍ］
円筒体内部のパーミアンス：Ｐａ＝１．３×１０^−１０＋２．０×１０^−９［Ｈ・ｍ］
円筒体のパーミアンス：Ｐｓ＝２．３×１０^−８［Ｈ・ｍ］
よって、定着装置６は、下記のパーミアンスの関係式を満たす。
Ｐｓ＋Ｐａ≦０．３０×Ｐｃ
これを磁気抵抗に置き換えると、
磁性コアの磁気抵抗：Ｒｃ＝３．９×１０^６［１／（Ｈ・ｍ）］
円筒体内部の磁気抵抗：Ｒａ＝４．８×１０^８［１／（Ｈ・ｍ）］
円筒体の磁気抵抗：Ｒｓ＝４．４×１０^７［１／（Ｈ・ｍ）］
ＲｓとＲａの合成磁気抵抗：Ｒｓａ＝４．０×１０^７［１／（Ｈ・ｍ）］
よって、定着装置６は、下記の磁気抵抗の式を満たしており、前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下である。また、磁性コアの長手方向の一端を出た磁束のうち９０．４％が円筒形回転体の外部を通って磁性コアの他端に戻っていることがわかる。

次に、磁性トナーの製造例に関して説明する。以下の例において、部数は質量部基準である。

＜ポリエステル樹脂の製造＞
・テレフタル酸 ４６．０ｍｏｌ％
・無水トリメリット酸 １．０ｍｏｌ％
・エトキシ化ビスフェノールＡ（２．２ｍｏｌ付加物）： ２．０ｍｏｌ％
・プロポキシ化ビスフェノールＡ（２．２ｍｏｌ付加物）： ５１．０ｍｏｌ％
上記のモノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応槽中に入れた後、触媒としてジブチル錫をモノマー総量１００．０質量部に対して１．５質量部添加した。次いで、窒素雰囲気下にて常圧で１８０℃まで素早く昇温した後、１８０℃から２１０℃まで１０℃／時間の昇温速度で加熱しながら水を留去して重縮合を行った。２１０℃に到達してから反応槽内を５ｋＰａ以下まで減圧し、２１０℃、５ｋＰａ以下の条件下にて重縮合を行い、ポリエステル樹脂を得た。その際、得られるポリエステル樹脂の軟化点が１２０℃となるように重合時間を調整した。ポリエステル樹脂の重量平均分子量は２５００００であり、酸価は１０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

＜磁性体１の製造＞
硫酸第一鉄水溶液（１．５ｍｏｌ／Ｌ）中に、Ｆｅ^２＋に対して、０．９６５当量の水酸化ナトリウム水溶液（２．８ｍｏｌ／Ｌ）を混合して、Ｆｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。

その後、ケイ酸ソーダをＦｅ元素に対してＳｉ元素換算で０．４質量％となるように添加した。次いで、Ｆｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液に温度９０℃、流量８０Ｌ／ｍｉｎで空気を通気して、ｐＨ６〜７の条件下で２時間酸化反応をすることにより、Ｓｉ元素を含有する母体磁性体コアを生成した。

さらに、上記母体磁性体コアを含む懸濁液に、（全Ｆｅ元素に対してＳｉ元素換算で）０．２質量％のケイ酸ソーダを溶解した水酸化ナトリウム水溶液（２．８ｍｏｌ／Ｌ）を、残存するＦｅ^２＋に対して１．０５当量添加して、さらに温度９０℃で加熱しながら、ｐＨ８〜１０．５の条件下で１時間酸化反応して、Ｓｉ元素を含有した母体磁性体を生成させた。生成した磁性体を常法により洗浄、ろ過、乾燥後、乾式分級機により分級し、微粗粉をカットして母体磁性体を得た。
次いで、母体磁性体を水中に分散させて、１００ｇ／Ｌの濃度の懸濁水溶液を得た。この懸濁水溶液を８０℃以上に保持し、水酸化ナトリウム水溶液を加えて懸濁水溶液のｐＨを９．８に調整した。この懸濁水溶液を攪拌しながら、これにケイ酸ナトリウム水溶液をＳｉＯ_２／Ｆｅ_３Ｏ_４として、２．１質量％相当分添加した。ついで希硫酸を添加して、懸濁水溶液のｐＨを徐々に下げ、約４時間かけて最終的に懸濁水溶液のｐＨを６．５とした。

これを、常法により洗浄、ろ過、乾燥、解砕処理して、高密度のＳｉＯ_２被覆層が母体磁性体の表面に形成された磁性体１を得た。磁性体１の物性を表１２に示す。

＜磁性体２の製造＞
磁性体１の製造において、酸化反応時の温度及び時間を変更し、生成した磁性体を常法により洗浄、ろ過、乾燥し、母体磁性体を生成させた。この母体磁性体の個数平均粒子径が０．１９μｍであることを確認したのち、特に粗粉をカットするように調整しながら、乾式分級機により分級し、個数平均粒子径が０．１７μｍの母体磁性体を得た。

この母体磁性体に対して、ケイ酸ナトリウム水溶液の量を変更した以外は磁性体１の製造と同様にして、ＳｉＯ_２被覆処理を行って、磁性体２を得た。磁性体２の物性を表１２に示す。

＜磁性体３の製造＞
磁性体１の製造において、酸化反応時の温度及び時間を変更し、反応途中に硫酸マンガンをＦｅ元素に対してＭｎ元素換算で４．０質量％となるように添加し、磁性体を生成させ、ろ過・乾燥した後の分級工程を省略した以外は同様にして、母体磁性体を得た。この母体磁性体に対して、ＳｉＯ_２被覆層を形成することなく、磁性体１の製造と同様にして、磁性体３を得た。磁性体３の物性を表１２に示す。

＜磁性体４の製造＞
硫酸第一鉄水溶液中に、鉄元素に対して１．００当量以上１．１０当量以下の苛性ソーダ溶液、鉄元素に対して珪素元素換算で０．５０質量％となる量のＳｉＯ_２を混合し、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。水溶液のｐＨを８．０とし、空気を吹き込みながら８５℃で酸化反応を行い、種晶を有するスラリー液を調製した。

次いで、このスラリー液に当初のアルカリ量（苛性ソーダのナトリウム成分）に対し０．９０当量以上１．２０当量以下となるよう硫酸第一鉄水溶液を加えた。その後、スラリー液をｐＨ７．６に維持して、空気を吹込みながら酸化反応をすすめ、磁性酸化鉄を含むスラリー液を得た。濾過、洗浄した後、この含水スラリー液を一旦取り出した。この時、含水サンプルを少量採取し、含水量を計っておいた。次に、この含水スラリー液を乾燥せずに別の水系媒体中に投入し、撹拌すると共にスラリーを循環させながらピンミルにて再分散させ、再分散液のｐＨを４．８に調整した。そして、撹拌しながらｎ−ヘキシルトリメトキシシランカップリング剤を磁性体１００質量部に対し１．６質量部（磁性体の量は含水サンプルから含水量を引いた値として計算した）添加し、加水分解を行った。その後、撹拌を十分行い、分散液のｐＨを８．６にして表面処理を行った。生成した疎水性磁性体をフィルタープレスにてろ過し、多量の水で洗浄した後に１００℃で１５分、９０℃で３０分乾燥し、得られた粒子を解砕処理して個数平均粒径が０．２４μｍの磁性体４を得た。磁性体４の物性を表１２に示す。

＜磁性体５及び６の製造＞
磁性体４の製造において、酸化反応時の温度及び時間を変更した以外は、磁性体４と同様にして、磁性体５及び６を得た。磁性体５及び６の物性を表１２に示す。

＜磁性トナー製造例１＞
・ポリエステル樹脂 １００．０質量部
・磁性体１ ８８．０質量部
・フィッシャートロプシュワックス（ＤＳＣピーク温度：１０５℃） ５．０質量部
・電荷制御剤（Ｔ−７７：保土ヶ谷化学社製） ２．０質量部
上記材料をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）で混合した後、二軸混練機（池貝鉄工（株）製ＰＣＭ−３０型））にて回転数３．３ｓ^−１、混練温度１３０℃の条件で混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機（ターボ工業（株）製Ｔ−２５０）にて微粉砕した。さらに、得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径７．０μｍの負摩擦帯電性の磁性トナー粒子を得た。

得られた磁性トナー粒子１００．０質量部に、ヘキサメチルジシラザン２０．０質量％で表面処理した一次平均粒子径１６ｎｍの疎水性シリカ微粒子１．０質量部を添加し、ヘンシェルミキサー（三井三池化工機（株）製ＦＭ−７５型）で混合して、磁性トナー１を得た。

磁性トナー１の諸物性の関しては表１４に記載したとおりである。

＜磁性トナー製造例２〜７＞
処方を表１３に記載の様に変更した以外は、磁性トナー１の製造例と同様にして、磁性トナー２〜７を作成した。磁性トナー２〜７の物性を表１４に示す。

＜磁性トナー製造例８＞
イオン交換水７２０質量部に０．１ｍｏｌ／Ｌ−Ｎａ_３ＰＯ_４水溶液４５０質量部を投入して６０℃に加温した後、１．０ｍｏｌ／Ｌ−ＣａＣｌ_２水溶液６７．７質量部を添加して、分散安定剤を含む水系媒体を得た。

・スチレン ７８．０質量部
・ｎ−ブチルアクリレート ２２．０質量部
・ジビニルベンゼン ０．６質量部
・磁性体４ ４９５．０質量部
・ポリエステル樹脂 ３．０質量部
・帯電制御剤ボントロンＥ−８８（オリエント化学社製） ５．０質量部
上記処方を、ディスパー翼を用いて均一に分散混合して組成物を得た。この組成物を６０℃に加温し、そこにエステルワックス（ベヘン酸ベヘニル）８．０質量部を添加混合し、溶解した後に重合開始剤としてジラウロイルパーオキサイド７．０質量部を溶解し、重合性単量体組成物を得た。

上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、６０℃、Ｎ_２雰囲気下においてＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業（株））にて１２０００ｒｐｍで１０分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ７４℃で６時間反応させた。反応終了後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて洗浄した後に濾過・乾燥して磁性トナー粒子８を得た。

この磁性トナー粒子８を１００質量部と、ヘキサメチルジシラザン２０．０質量％で表面処理した一次平均粒子径１６ｎｍの疎水性シリカ微粒子１．０質量部をヘンシェルミキサー（三井三池化工機（株））で混合し、重量平均粒径（Ｄ４）が７．０μｍの磁性トナー８を得た。磁性トナー８の諸物性の関しては表１４に記載したとおりである。

＜磁性トナー製造例９及び１０＞
磁性トナー製造例８において、磁性体処方を表１３に示すように変更したこと以外は磁性トナー製造例８と同様にして磁性トナー９及び１０を得た。磁性トナー９及び１０の諸物性の関しては表１０に記載したとおりである。

＜実施例１＞
磁性トナー１を用いて、以下の評価を行った。評価結果を表１５に示す。

［画だし評価］
市販のレーザープリンタ（Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ Ｐ４５１５ｎ、ｈｐ社製）の定着装置を取り出し、未定着画像を出力できるように改造を施した。記録材としては、レターサイズのＨＰレーザージェット紙（ＨＰ社製、９０ｇ／ｍ^２）を使用した。

そして、市販のカートリッジから製品トナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、磁性トナー１を４００ｇ充填した。

＜尾引き評価＞
低温低湿環境（温度１５℃、湿度１０％）において、４ドット横線パターンで潜像ライン幅が約１９０μｍの未定着画像を出力した。なお画像は、左右のそれぞれ８０ｍｍ、上下それぞれ１０ｍｍの余白となるように調整した。

次に、上記未定着画像を、評価用の定着装置に通紙し、定着画像を評価した。前記した温度制御手段に基づき、定着器の投入電力を長手中央部のターゲット温度（１８０℃）に合わせて制御し、加圧ローラの回転速度２５０ｍｍ／ｓｅｃとした。

画像先端から１０本の横ラインを観察し、尾引きレベルを評価した。尾引きの判断基準を以下に示す。
Ａ：倍率２５倍のルーペで観察した際、尾引き発生箇所は４箇所以下であり、目視で観察できる尾引きはない。
Ｂ：倍率２５倍のルーペで観察した際、尾引き発生箇所は５箇所以上１０箇所以下であり、目視で観察できる尾引きはない。
Ｃ：倍率２５倍のルーペで観察した際、尾引き発生箇所は１１箇所以上１５箇所以下であり、目視で観察できる尾引きはない。
Ｄ：倍率２５倍のルーペで観察した際、尾引き発生箇所は１６箇所以上ある、或いは、目視でも確認できる尾引き発生箇所がある。

＜飛び散り評価＞
低温低湿環境（温度１５℃、湿度１０％）において、８ポイントの「Ａ」の文字を縦５個、横５個の合計２５個印字した原稿を出力した。なお画像は、左右のそれぞれ８０ｍｍ、上下それぞれ１０ｍｍの余白となるように調整した。

次に、上記未定着画像を、評価を行う定着装置に通紙し、通紙画像を評価した。前記した温度制御手段に基づき、定着器の投入電力を長手中央部のターゲット温度（１８０℃）に合わせて制御し、加圧ローラの回転速度２５０ｍｍ／ｓｅｃとした。

発生した飛び散りレベルを８ポイントの「Ａ」の文字、合計２５個を観察し、評価した。飛び散りの判断基準を以下に示す。
Ａ：倍率２５倍のルーペで観察した際、画像周辺の飛び散り数合計が５個以下であり、目視で観察できる飛び散りはない。
Ｂ：倍率２５倍のルーペで観察した際、画像周辺の飛び散り数合計が６個以上１０個以下であり、目視で観察できる飛び散りはない。
Ｃ：倍率２５倍のルーペで観察した際、画像周辺の飛び散り数合計が１１個以上１５個以下であり、目視で観察できる飛び散りはない。
Ｄ：倍率２５倍のルーペで観察した際、画像周辺の飛び散り数合計が１６個以上である、或いは、目視でも観察できる飛び散り発生箇所がある。

＜実施例２〜１４、比較例１〜５＞
磁性トナー及び定着装置を表１４に記載の様に変更した以外は、実施例１と同様にして、評価を行った。評価結果を表１５に示す。

１ 定着フィルム
１ａ 導電層（円筒形回転体）
１ｂ 弾性層
１ｃ 離型層
２ 磁性コア
２ｃ 閉磁路の磁性コア
３ 励磁コイル
４ 温度検知部材
７ 加圧ローラ
９ ニップ部形成部材
Ｎ ニップ部
Ｍ 誘導起電力安定領域
Ｂｉｎ 円筒形回転体としてのローラ１の中を紙面奥方向に向かう磁力線
Ｂｏｕｔ 円筒形回転体としてのローラ１の外を紙面手前方向に戻ってくる磁力線
１１ａ 導電層
１１ｂ 弾性層
１１ｃ 離型層
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｊ 分割した磁性コア
１００ 本実施例に従う画像形成装置
２００ 円筒形回転体
２００ａ 円筒形回転体の材料内部
Ｂ／／ 軸Ｘと平行方向に発生する磁場
Ｅ／／ Ｂ／／によって発生する渦電流
Ｂ⊥ 軸Ｘと⊥方向に発生する磁場
Ｅ⊥ Ｂ⊥によって発生する渦電流

Claims (6)

1. トナーにより形成される記録材上のトナー画像を、加熱加圧手段によって加熱加圧定着して、記録材に定着画像を形成する定着方法において、
   前記加熱加圧手段は、加熱部材と、加圧部材とを有する加熱加圧手段であり、
   前記加熱部材は、
   導電層を有する筒状の回転体と、
   前記回転体の内部に配置され、螺旋軸が前記回転体の母線方向と略平行である螺旋形状部を有し、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するためのコイルと、
   前記螺旋形状部の中に配置され、前記交番磁界の磁力線を誘導するためのコアと、
   を備え、
   前記母線方向に関し、記録材上の画像の最大通過領域の一端から他端までの区間において、前記コアの磁気抵抗は、前記導電層の磁気抵抗と、前記導電層と前記コアとの間の領域の磁気抵抗と、の合成磁気抵抗の３０％以下であって、
   前記トナーは、結着樹脂、磁性体を含有する磁性トナー粒子を有する磁性トナーであることを特徴とする定着方法。
2. 前記導電層は、銀と、アルミニウムと、オーステナイト系ステンレスと、銅と、のうち少なくとも一つで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着方法。
3. 前記回転体が筒状のフィルムであることを特徴とする請求項１または２に記載の定着方法。
4. 前記磁性トナーは、７９．６ｋＡ／ｍにおける、飽和磁化σｓが１０．０Ａｍ^２／ｋｇ以上４０．０Ａｍ^２／ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着方法。
5. 前記磁性トナーの７９．６ｋＡ／ｍにおける、残留磁化σｒが１．０Ａｍ^２／ｋｇ以上６．０Ａｍ^２／ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着方法。
6. 前記磁性トナー粒子中における該磁性体の含有量が、５．０質量％以上６０．０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項に記載の定着方法。