JP4798621B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置と、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る技術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磁界発生手段（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。磁界発生手段は、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、磁界発生手段との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、磁界発生手段の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、磁界発生手段（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。

特開２００５−７０３７６号公報 特許第３３９９８４９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（発熱層）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、磁界発生手段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、幅方向のサイズが小さな記録媒体（小サイズ紙）が連続的に通紙されたときに定着部材の幅方向両端部（非通紙領域）で過昇温が生じる可能性があった。すなわち、小サイズ紙を連続して通紙したときに、定着部材における通紙領域の温度が低下してその温度を素早く上昇させるためにキューリー点が高い磁性金属部材を発熱させることになる。そのため、定着部材における非通紙領域の温度が短時間に過昇温してしまって、定着部材に熱的破損が生じてしまう可能性があった。

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、小サイズ紙を連続通紙した場合等でも発熱部材の幅方向両端部における過昇温が生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

本願発明者は、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、磁界発生手段により電磁誘導加熱される発熱層（所定のキューリー点を有する発熱層である。）の層厚によって、小サイズ紙を連続通紙した場合の発熱部材の幅方向両端部における昇温の程度が異なる。このような傾向は、磁界発生手段を発熱部材の発熱主面に対向して配設したときも、発熱部材の表裏面（発熱主面とその反対側の面とである。）を挟むように磁界発生手段を離間して配設したときも、ほぼ同様にある。
ただし、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を発熱部材に用いた場合、交番磁界を生成する磁界発生手段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、発熱部材の表裏面を挟むように磁界発生手段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。

この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、交番磁界を発生させる磁界発生手段と、キューリー点が定着目標温度以上であって３５０℃以下になるように形成されるとともに前記交番磁界によって発熱する発熱層を具備する発熱部材と、を備え、前記磁界発生手段は、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って、前記キューリー点を可変したときに、前記発熱層の層厚に関わらずに、小サイズ紙が連続通紙されたときの前記発熱層の幅方向両端部の昇温特性が同等となるキューリー点を所定値と定めて、前記発熱層は、前記キューリー点が前記所定値よりも低く設定されているときには、幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも厚くなるように形成され、前記キューリー点が前記所定値よりも高く設定されているときには、幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも薄くなるように形成されるものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記発熱層は、少なくとも鉄及びニッケルを含有する合金であって、前記所定値が２６０℃になるように形成されたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２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磁界発生手段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、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３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５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４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、前記磁界発生手段は、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６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３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７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項６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、前記磁界発生手段は、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８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項７に記載の発明において、前記発熱層は、幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも厚くなるように形成され、前記定着ローラは、前記発熱層の層厚差に応じてツヅミ状に形成されたものである。

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６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、前記磁界発生手段は、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、前記磁界発生手段は、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１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１１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、所定のキューリー点を有するとともに磁界発生手段により電磁誘導加熱される発熱層が、幅方向両端部の層厚と幅方向中央部の層厚とが異なるように形成されている。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、小サイズ紙を連続通紙した場合等でも発熱部材の幅方向両端部における過昇温が生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

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

実施の形態１．
図１〜図７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電磁誘導加熱方式の定着装置を示す。

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。

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、所定のキューリー点を有する発熱層（円筒部）を備えている。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、鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−クロム合金、等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、発熱層（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（発熱層）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、１６０℃程度である。）以上であって３５０℃以下の範囲となる整磁合金を用いている。具体的には、整磁合金でおける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発熱層にて支持ローラ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。
また、本実施の形態１では、支持ローラ２３（発熱層）のキューリー点が所定値（本実施の形態１では２６０℃である。）よりも低く設定されていて、支持ローラ２３（発熱層）における幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも厚くなるように形成されている。これについては、後で図６にて詳しく説明する。

なお、本実施の形態１では、支持ローラ２３を発熱層のみの構成としたが、支持ローラ２３の発熱層上に補強層、弾性層、断熱層等を設けることもできる。
また、発熱層の表面に、厚さが２μｍ以上の低抵抗層をメッキ、スパッタ等で形成することもできる。低抵抗層の浸透深さを上限に設定することで発熱層の発熱効率をさらに向上することができる。低抵抗層の材料としては、銀、銅、ニッケル等を用いることができる。特に、低抵抗層として銅を用いる場合には、防錆のために厚さが０．５μｍ程度のニッケル層を設けることが好ましい。

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上に発熱層２２ｂ、弾性層２２ｃ、離型層２２ｄが順次形成された、多層構造のエンドレスベルトである。基材２２ａは、絶縁性の耐熱樹脂材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等を用いることができる。基材２２ａの層厚は、熱容量及び強度の点から、３０〜２００μｍに形成されている。

定着ベルト２２の発熱層２２ｂ（導電層）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。発熱層２２ｂは基材２２ａ上に、メッキ、スパッタ、真空蒸着等によって形成される。
ここで、発熱層２２ｂの材料として、ニッケル、ステンレス鋼等の磁性導電性材料を用いることができる。本実施の形態１では、発熱層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３５０℃以下となる整磁合金を用いている。具体的には、ニッケル、鉄、クロムの合金であって、各材料の添加量と加工条件とを調整することで所望のキューリー点を得ることができる。このように、キューリー点が定着ベルト２２の定着温度近傍となる磁性導電性材料にて発熱層２２ｂを形成することで、発熱層２２ｂは電磁誘導によって過昇温されることなく加熱されることになる。これについては、後で詳しく説明する。
なお、定着ベルト２２の発熱層２２ｂも、支持ローラ２３と同様に、幅方向両端部の層厚と幅方向中央部の層厚とが異なるように形成することが好ましい。

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、発熱層２２ｂ、弾性層２２ｃ、離型層２２ｄからなる。ここで、発熱層２２ｂは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等の樹脂材料に、磁性導電性粒子を分散したものを用いることもできる。その場合、樹脂材料に対して磁性導電性粒子を２０〜９８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、複数の発熱層２２ｂを基材２２ａ中に設けて、その上に弾性層２２ｃ、離型層２２ｄを順次形成している。
図３（Ｄ）の定着ベルト２２は、基材２２ａ上に複数の発熱層２２ｂを備えた弾性層２２ｃを形成して、さらに表面層として離型層２２ｄを形成している。
これらの定着ベルト２２を用いた場合にも、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磁界発生手段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、磁界発生手段としてのコイル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。

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、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。

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及び発熱層２２ｂの温度がキューリー点以下である場合に、支持ローラ２３表面と定着ベルト２２の発熱層２２ｂとに渦電流が生じて、支持ローラ２３及び発熱層２２ｂの電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ２３及び発熱層２２ｂが加熱される。こうして、定着ベルト２２は、発熱した支持ローラ２３から受ける熱と、自身の発熱層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及び発熱層２２ｂの温度がキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３及び発熱層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及び発熱層２２ｂの温度がキューリー点を超えた場合には、支持ローラ２３及び発熱層２２ｂが磁性を失うために、表面近傍での渦電流の発生が制限される。これにより、支持ローラ２３及び発熱層２２ｂにおけるジュール熱の発生量が低下して、過昇温が抑止される。

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１２〜図１４にて説明する。

ここで、本実施の形態１では、図６を参照して、支持ローラ２３（発熱層）において、幅方向両端部の層厚Ｍ２と幅方向中央部の層厚Ｍ１とが異なるように形成されている。この幅方向両端部の層厚Ｍ２と幅方向中央部の層厚Ｍ１との関係は、支持ローラ２３のキューリー点の大きさによって定められる。
具体的に、本実施の形態１では、支持ローラ２３（発熱層）の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて漸減するように形成されている。詳しくは、支持ローラ２３のキューリー点（２５０℃程度に設定されている。）が所定値（２６０℃）よりも低く設定されていて、幅方向両端部の層厚Ｍ２が幅方向中央部の層厚Ｍ１よりも厚くなるように支持ローラ２３が形成されている（Ｍ１＜Ｍ２である。）。

このような構成により、小サイズ紙を連続通紙した場合であっても、支持ローラ２３（発熱部材）の幅方向両端部における過昇温の発生を抑止することができる。
これは、誘導加熱部２４により電磁誘導加熱される発熱層（所定のキューリー点を有する発熱層である。）の層厚によって、小サイズ紙を連続通紙した場合の発熱部材の幅方向両端部における昇温の程度が異なるという性質によるものである。具体的に、発熱層のキューリー点が所定値よりも低く設定されている場合には、発熱層の層厚が厚いほど幅方向両端部における過昇温の発生が抑えられる。これに対して、発熱層のキューリー点が所定値よりも高く設定されている場合には、発熱層の層厚が薄いほど幅方向両端部における過昇温の発生が抑えられる。ここで、発熱層の材料を少なくとも鉄及びニッケルを含有する整磁合金とした場合に、上述のキューリー点の所定値は２６０℃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１５〜図１８にて説明する。

なお、本実施の形態１では、支持ローラ２３（発熱層）の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて曲線状に漸減するように形成した。これに対して、図７（Ａ）に示すように支持ローラ２３の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて段階的に減少するように形成することもできるし、図７（Ｂ）に示すように支持ローラ２３の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて直線状（ツヅミ状）に漸減するように形成することもできる。これらの場合にも、本実施の形態１と同様の効果を奏することになる。

以上説明したように、本実施の形態１では、所定のキューリー点を有するとともに誘導加熱部２４（磁界発生手段）により電磁誘導加熱される支持ローラ２３（発熱層）が、幅方向両端部の層厚と幅方向中央部の層厚とが異なるように形成されている。これにより、定着装置の立ち上がりを鈍化させることなく、支持ローラ２３（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、支持ローラ２３の構造が簡易で、小サイズ紙を連続通紙した場合等でも支持ローラ２３の幅方向両端部において過昇温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、発熱層２２ｂを有する定着ベルト２２と、発熱層を有する支持ローラ２３と、を発熱部材として用いて、支持ローラ２３の層厚のみを幅方向位置によって変化させた。これに対して、定着ベルト２２の発熱層２２ｂの層厚を幅方向位置によって変化させることもできる。また、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。それらの場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
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の発熱層２２ｂが不要になるとともに、支持ローラ２３が単層構造（発熱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。

実施の形態２．
図８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８は、実施の形態２における定着装置の支持ローラ２３を示す断面図である。本実施の形態２の定着装置は、支持ローラ２３（発熱層）のキューリー点の設定温度と、支持ローラ２３の形状と、が前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態２において、支持ローラ２３のキューリー点は所定値（２６０℃）よりも高く設定されている。そして、図８に示すように、幅方向両端部の層厚Ｍ２が幅方向中央部の層厚Ｍ１よりも薄くなるように、支持ローラ２３を形成している（Ｍ１＞Ｍ２である。）。
具体的には、図８（Ａ）に示すように支持ローラ２３の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて曲線状に漸増するように形成することもできるし、図８（Ｂ）に示すように支持ローラ２３の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて段階的に増加するように形成することもできるし、図８（Ｃ）に示すように支持ローラ２３の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて直線状に漸増するように形成することもできる。

このような構成により、小サイズ紙を連続通紙した場合であっても、支持ローラ２３（発熱部材）の幅方向両端部における過昇温の発生を抑止することができる。これは、発熱層のキューリー点が所定値よりも高く設定されている場合には、発熱層の層厚が薄いほど幅方向両端部における過昇温の発生が抑えられるという性質によるものである。以上述べた効果を示す実験例についても、後で図１５〜図１８にて説明する。

以上説明したように、本実施の形態２では、所定のキューリー点を有するとともに誘導加熱部２４（磁界発生手段）により電磁誘導加熱される支持ローラ２３（発熱層）が、幅方向両端部の層厚と幅方向中央部の層厚とが異なるように形成されている。これにより、定着装置の立ち上がりを鈍化させることなく、支持ローラ２３（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、支持ローラ２３の構造が簡易で、小サイズ紙を連続通紙した場合等でも支持ローラ２３の幅方向両端部において過昇温が生じるのを抑止することができる。

実施の形態３．
図９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９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９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、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、所定のキューリー点を有する発熱層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の発熱層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３５０℃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。

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、定着ローラ３１の発熱層２２ｂの層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて漸減するように形成されている。詳しくは、発熱層２２ｂのキューリー点（２５０℃程度に設定されている。）が所定値（２６０℃）よりも低く設定されていて、幅方向両端部の層厚Ｍ２が幅方向中央部の層厚Ｍ１よりも厚くなるように発熱層２２ｂが形成されている（Ｍ１＜Ｍ２である。）。
ここで、定着ローラ３１は、上述した発熱層２２ｂの層厚差に応じてツヅミ状に形成されている。詳しくは、ツヅミ量（＝Ｍ２−Ｍ１）が０．１ｍｍ程度になるように形成されている。これにより、定着ニップ部において記録媒体Ｐは幅方向両端部が外側に引っ張られるように通紙されることになり、定着工程時において記録媒体Ｐにシワが生じるのを抑止することができる。

以上説明したように、本実施の形態３では、所定のキューリー点を有するとともに誘導加熱部２４（磁界発生手段）により電磁誘導加熱される定着ローラ３１の発熱層２２ｂが、幅方向両端部の層厚と幅方向中央部の層厚とが異なるように形成されている。これにより、定着装置の立ち上がりを鈍化させることなく、発熱層２２ｂ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、小サイズ紙を連続通紙した場合等でも定着ローラ３１の幅方向両端部において過昇温が生じるのを抑止することができる。

実施の形態４．
図１０にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図１０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、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３５０℃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１０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、発熱層を備えておらず、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、加熱ローラ２８（発熱層）の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて漸減するように形成されている。詳しくは、加熱ローラ２８（発熱層）のキューリー点が所定値よりも低く設定されていて、幅方向両端部の層厚Ｍ２が幅方向中央部の層厚Ｍ１よりも厚くなるように発熱層が形成されている（Ｍ１＜Ｍ２である。）。

以上説明したように、本実施の形態４では、所定のキューリー点を有するとともに誘導加熱部２４（磁界発生手段）により電磁誘導加熱される加熱ローラ２８の発熱層が、幅方向両端部の層厚と幅方向中央部の層厚とが異なるように形成されている。これにより、定着装置の立ち上がりを鈍化させることなく、発熱層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、小サイズ紙を連続通紙した場合等でも加熱ローラ２８の幅方向両端部において過昇温が生じるのを抑止することができる。

実施の形態５．
図１１にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図１１は、実施の形態５における定着装置を示す断面図である。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、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、磁界発生手段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発熱層を備えている。

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。

さらに、本実施の形態５の定着装置は、定着ベルト２２の発熱層の層厚が幅方向両端部から幅方向中央部にかけて漸減するように形成されている。詳しくは、定着ベルト２２の発熱層のキューリー点が所定値よりも低く設定されていて、幅方向両端部の層厚Ｍ２が幅方向中央部の層厚Ｍ１よりも厚くなるように発熱層が形成されている（Ｍ１＜Ｍ２である。）。

以上説明したように、本実施の形態５では、所定のキューリー点を有するとともに誘導加熱部２４（磁界発生手段）により電磁誘導加熱される定着ベルト２２の発熱層が、幅方向両端部の層厚と幅方向中央部の層厚とが異なるように形成されている。これにより、定着装置の立ち上がりを鈍化させることなく、発熱層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、小サイズ紙を連続通紙した場合等でも定着ベルト２２の幅方向両端部において過昇温が生じるのを抑止することができる。

実験例．
図１２〜図１８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１２〜図１４にて、発熱部材の表裏面を挟むように磁界発生手段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１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、実験装置を示す概略図である。図１２（Ａ）の実験装置は、発熱層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１２（Ｂ）の実験装置は、発熱層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１２（Ａ）の実験装置と図１２（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、発熱層３３のみのものと、発熱層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、発熱層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。テストピースの発熱層３３は、表裏面の大きさが２５ｍｍ×５０ｍｍであって、厚さが０．２２ｍｍであって、キューリー温度が２４０℃の整磁合金からなる。テストピースの非磁性導電層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１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すような磁力線が形成される。

図１３及び図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１３及び図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、縦軸は発熱層３３上の温度を示す。
図１３は図１２（Ａ）の実験装置を用いたときの実験結果であり、図１４は図１２（Ｂ）の実験装置を用いたときの実験結果である。

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Ｒ０は発熱層３３のみのテストピースを用いた場合であり、実線Ｒ１は発熱層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は発熱層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１４（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１４（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１４において、実線Ｑ０は発熱層３３のみのテストピースを用いた場合であり、実線Ｑ１は発熱層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は発熱層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、発熱層３３の温度がキューリー点に達するとそれ以上の過昇温が防止されることがわかる。
これに対して、図１４（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、発熱層３３の過昇温を防止できないことがわかる。同様に、図１４（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、発熱層３３の過昇温を防止できないことがわかる。このように、コイル２５を発熱部材（発熱層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１３と図１４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、層間剥がれ等の発熱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１５〜図１８にて、磁界発生手段により電磁誘導加熱される発熱層（所定のキューリー点を有する発熱層である。）の層厚によって、小サイズ紙を連続通紙した場合の発熱部材の幅方向両端部における昇温の程度が異なることを確認する実験例について説明する。
図１５〜図１７に関わる実験は、実施の形態１における定着装置において定着ベルト２２に発熱層を設けないものを用いて、小サイズ紙を連続通紙したときの発熱層（支持ローラ２３）の幅方向両端部の昇温特性を測定したものである。詳しくは、発熱層（支持ローラ２３）の層厚が０．２ｍｍ、０．３ｍｍのもの（いずれも幅方向にわたって層厚が均一なものである。）を用意して、それぞれの幅方向両端部における昇温特性を測定した。また、実験は幅方向両端部の２箇所の温度を測定して、昇温温度が高いものを各図中に記載した。なお、実験において、定着ベルト２２の幅方向中央部に当接したサーミスタ３８によって、定着ベルト２２上の定着温度が１６０℃になるように温度調整制御した。

図１５〜図１８において、横軸は電磁誘導を開始してからの時間を示し、縦軸は支持ローラ２３上の端部温度を示す。また、各図において、実線Ｗ１は発熱層の層厚が０．２ｍｍのときの昇温特性を示し、実線Ｗ２は発熱層の層厚が０．３ｍｍのときの昇温特性を示す。
また、図１５は発熱層（支持ローラ２３）のキューリー点が２３０℃に設定されていて、図１６は発熱層（支持ローラ２３）のキューリー点が３００℃に設定されていて、図１７は発熱層（支持ローラ２３）のキューリー点が２６０℃に設定されている。

図１７から、発熱層（支持ローラ２３）のキューリー点が２６０℃に設定されているとき、発熱層の層厚に関わらず、幅方向両端部の昇温特性がほぼ同等であることがわかる。
これに対して、図１５から、発熱層のキューリー点（２３０℃）が所定値（２６０℃）よりも低く設定されている場合には、発熱層の層厚が厚いほど幅方向両端部における過昇温の発生が抑えられることがわかる。詳しくは、発熱層の層厚が０．２ｍｍのものは２１０℃まで昇温し、発熱層の層厚が０．３ｍｍのものは２００℃以下で昇温が飽和する。また、発熱層の層厚が０．２ｍｍのものは立ち上り時間が１６秒であって、発熱層の層厚が０．３ｍｍのものは立ち上り時間が２０秒であった。このように、制御温度にキューリー点を近づけることで、発熱部材の端部昇温が低減される反面、キューリー点近傍で昇温が鈍化して立ち上りが不利になることがわかる。したがって、幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも厚くなるように支持ローラ２３（前記実施の形態１の構成である。）を形成することで、キューリー点が低い発熱層を用いた場合であっても立ち上げ時間の短縮化と小サイズ紙連続通紙時の端部過昇温の抑止とが両立されることになる。

さらに、図１６から、発熱層のキューリー点（３００℃）が所定値（２６０℃）よりも高く設定されている場合には、発熱層の層厚が薄いほど幅方向両端部における過昇温の発生が抑えられることがわかる。詳しくは、発熱層の層厚が０．２ｍｍのものは２１０℃まで昇温し、発熱層の層厚が０．３ｍｍのものは２２０℃まで昇温する。また、発熱層の層厚が０．２ｍｍのものは立ち上り時間が１３秒であって、発熱層の層厚が０．３ｍｍのものは立ち上り時間が１４秒であった。このように、キューリー点を高く設定した場合には、発熱部材の端部昇温が不利になることがわかる。したがって、幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも薄くなるように支持ローラ２３（前記実施の形態２の構成である。）を形成することで、キューリー点が高い発熱層を用いた場合であっても立ち上げ時間の短縮化と小サイズ紙連続通紙時の端部過昇温の抑止とが両立されることになる。

図１８に関わる実験は、Ｕ字状のコイルを発熱部材の発熱主面に対向して配設したときの（図１２（Ｂ）の構成である。）、発熱層の昇温特性を測定したものである。詳しくは、発熱層（キューリー点が２００℃に設定されている。）の層厚が０．１ｍｍ、０．２５ｍｍのもの（いずれも幅方向にわたって層厚が均一なものである。）を用意して、それぞれの昇温特性を測定した。
図１８から、磁界発生手段を発熱部材の片面側のみに対向して配設したときも、発熱層の層厚によって昇温特性が異なることがわかる。磁界発生手段を発熱部材の片面側のみに対向して配設したときには、発熱層の層厚が厚くなるほど自己温度制御性が低下する。自己温度制御性を高めようとする場合には、発熱層の温度がキューリー点に達して磁性を失ったときに下層のアルミニウム層（非磁性導電層３４）まで磁束を到達させる必要がある。アルミニウム層は抵抗が低いために発熱効率が小さく、アルミニウム層まで磁束が到達することで発熱部材全体の発熱効率が低下して昇温が飽和する。しかし、発熱層の層厚が厚くなるほど非磁性体であっても磁束を遮る効果が大きくなってアルミニウム層に到達する磁束が減少して、発熱効率の低下が小さくなり昇温飽和温度が高くなる。
したがって、磁界発生手段を発熱部材の片面側のみに対向して配設したときも、発熱層の層厚を幅方向位置によって変化させることで、前記各実施の形態における効果と類似した効果を得ることができる。

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誘導加熱部の近傍を示す斜視図である。 別の誘導加熱部を示す斜視図である。 支持ローラを示す断面図である。 別の支持ローラを示す断面図である。 この発明の実施の形態２における定着装置の支持ローラを示す断面図である。 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１２の実験装置による実験結果を示すグラフである。 図１３に続く実験結果を示すグラフである。 効果確認のための別の実験の結果を示すグラフである。 図１５に続く実験結果を示すグラフである。 図１６に続く実験結果を示すグラフである。 効果確認のためのさらに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、 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 発熱層（導電層）、 ２２ｃ 弾性層、 ２２ｄ 離型層、
２３ 支持ローラ（加熱部材）、 ２４ 誘導加熱部（磁界発生手段）、
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 発熱層（発熱部材）、 ３４ 非磁性導電層、
３８ サーミスタ、 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 (12)

1. トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、
   交番磁界を発生させる磁界発生手段と、
   キューリー点が定着目標温度以上であって３５０℃以下になるように形成されるとともに前記交番磁界によって発熱する発熱層を具備する発熱部材と、
   を備え、
   前記磁界発生手段は、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って、
   前記キューリー点を可変したときに、前記発熱層の層厚に関わらずに、小サイズ紙が連続通紙されたときの前記発熱層の幅方向両端部の昇温特性が同等となるキューリー点を所定値と定めて、
   前記発熱層は、
   前記キューリー点が前記所定値よりも低く設定されているときには、幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも厚くなるように形成され、
   前記キューリー点が前記所定値よりも高く設定されているときには、幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも薄くなるように形成されることを特徴とする定着装置。
2. 前記発熱層は、少なくとも鉄及びニッケルを含有する合金であって、前記所定値が２６０℃になるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記交番磁界を生成するために前記磁界発生手段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又は請求項２に記載の定着装置。
4. 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１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 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、
   前記磁界発生手段は、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４に記載の定着装置。
6. 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１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
7. 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、
   前記磁界発生手段は、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６に記載の定着装置。
8. 前記発熱層は、幅方向両端部の層厚が幅方向中央部の層厚よりも厚くなるように形成され、
   前記定着ローラは、前記発熱層の層厚差に応じてツヅミ状に形成されたことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記定着部材は、周状に張架された定着ベルトであって、
   前記磁界発生手段は、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６に記載の定着装置。
10. 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９に記載の定着装置。
11. 前記磁界発生手段は、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１０に記載の定着装置。
12. 請求項１〜請求項１１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。

Images