JP2009300863A - 定着装置およびこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトと磁束発生部との相対位置を規制部材により規制する構成において、定着ベルトの長寿命化を図ることができる電磁誘導加熱方式の定着装置を提供すること。
【解決手段】定着ベルト１０１の周回経路の外側に磁束発生部１０４を配置すると共に、定着ベルト１０１を周回方向に案内する規制板１０５を定着ベルト１０１の周回経路の内側に配置した電磁誘導加熱方式の定着部４０において、規制板１０５に複数のリブ１８０を突設して、そのリブ１８０だけがベルト内周面に接触し、規制板１０５のリブ１８０以外の部分がベルト内周面に接触しないように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置およびこれを備える画像形成装置に関する。

プリンタ等の画像形成装置では、近年、ハロゲンヒータを熱源とする定着装置よりも省エネルギー化を図れる電磁誘導加熱方式の定着装置を備えるものが採用され始めている。
図８は、電磁誘導加熱方式の定着装置４００の構成例を示す断面図である。
同図に示すように、定着装置４００は、定着ベルト４０１、定着ローラ４０２、加圧ローラ４０３、磁束発生部４０４および規制板４０５などを備えている。

定着ベルト４０１は、誘導発熱層を含む円筒状の弾性変形可能なベルトであり、矢印Ａ方向に周回駆動される。定着ローラ４０２は、定着ベルト４０１の周回経路の内側に配される。加圧ローラ４０３は、定着ベルト４０１の周回経路の外側に配され、定着ベルト４０１を介して定着ローラ４０２を押圧し、定着ニップ４１０を確保する。加圧ローラ４０３は、駆動モータ（不図示）からの駆動力を受けて矢印Ｂ方向に回転する。この駆動力が定着ローラ４０２と定着ベルト４０１に伝わることにより、定着ローラ４０２と定着ベルト４０１が従動回転する。

磁束発生部４０４は、定着ベルト４０１の周回経路の外側であり定着ベルト４０１を挟んで加圧ローラ４０３に相対する位置に配され、定着ベルト４０１の誘導発熱層を発熱させるための磁束を発生させる。
規制板４０５は、定着ベルト４０１の周回経路の内側であり定着ベルト４０１を介して磁束発生部４０４に対向する位置に配され、定着ベルト４０１の曲率に沿って湾曲しており、周回駆動される定着ベルト４０１の内周面に面接触して定着ベルト４０１をその周回方向に案内しつつ定着ベルト４０１の周回位置を規制する。

規制板４０５を設けることにより、規制板４０５を設けない構成をとった場合に定着ベルト４０１の周回駆動中にその周回位置が周回毎にぶれて、定着ベルト４０１と磁束発生部４０４間の距離がばらつき、このばらつきにより定着ベルト４０１の発熱量が周回毎に大きく変動してしまうといったことの抑制を図れる。
このような構成において、定着ベルト４０１が周回駆動されつつ磁束発生部４０４から磁束が発せられると、定着ベルト４０１内の誘導発熱層の、磁束発生部４０４に対向する部分が主に発熱し、この発熱部分が定着ニップ４１０に至り、定着ニップ４１０の領域が定着に適した目標温度まで昇温され、シートＳ上に形成されたトナー像が定着ニップ４１０を通過する際に、加熱、加圧されて当該シートＳに熱定着される。
特開２００７−２６４４２１号公報

上記の定着装置では、定着ベルト４０１が規制板４０５と面接触した状態で規制板４０５上を摺動する際に生じる両者間の摩擦抵抗により、累積駆動時間が長くなるに連れて定着ベルト４０１の内周面が磨耗して寿命が短くなるという問題がある。
また、定着ベルト４０１の熱が規制板４０５との面接触の部分を介して規制板４０５に逃げ易く、例えば連続して搬送されて来る複数枚のシートに対し定着を行う場合、徐々にベルト温度が低下して定着に支障を来たすような事態が生じることもある。このような事態を回避するにはベルト温度をより高くすれば良いが、それだけ電力消費が多くなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ベルトと磁束発生部との相対位置を規制手段により規制する構成において、ベルトの長寿命化を図ると共にベルトから規制手段への伝熱を抑制することができる電磁誘導加熱方式の定着装置およびこれを備える画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、周回駆動されるベルトの周回経路の内側に配された定着ローラを、前記周回経路の外側から当該ベルトを介して加圧ローラで押圧して、当該ベルト表面と加圧ローラの間に定着ニップを確保すると共に、前記ベルトを電磁誘導により加熱して、未定着画像の形成されたシートを前記定着ニップを通し、前記未定着画像を熱定着する定着装置であって、前記周回経路の外側であり前記ベルトの近傍の位置に配され、前記ベルトを加熱するための磁束を発生させる磁束発生部と、前記周回経路の内側であり前記ベルトを介して前記磁束発生部に対向する位置に配され、前記周回駆動されるベルトをその周回方向に案内しつつ当該ベルトの周回位置を規制する規制部材と、を備え、前記規制部材は、前記周回方向またはこれに斜行する方向に伸びた複数の凸状レールが前記ベルトの幅方向に間隔をおいて形成されてなり、当該凸状レールが前記ベルトの内周面に接触して当該ベルトを案内することを特徴とする。

ここで「前記ベルトを電磁誘導により加熱」とは、磁束発生部からの磁束により発熱する発熱部材がベルトの少なくとも一部に含まれており当該発熱部材からの熱によりベルトが加熱される構成の他、発熱部材が規制部材に含まれており規制部材から発せられる熱がベルトに伝わってベルトが加熱される構成、または両方の構成を含む意味で用いられる。
また、前記規制部材は、前記ベルトの幅方向に沿って伸びる長尺状の板状部材であり、前記凸状レールは、前記板状部材に突設されたリブであることを特徴とする。

さらに、前記複数のリブのそれぞれは、前記周回方向に対して斜行する方向に伸びており、前記複数のリブのうち、第１と第２のリブは、前記ベルトの幅方向に対して略垂直な面であり、前記板状部材の、前記幅方向略中央に位置する仮想平面を挟んで当該幅方向の両側に略面対称の位置関係になるように形成されていることを特徴とする。
また、前記第１と第２のリブの前記幅方向における間隔が、前記周回方向上流側の端部同士の間隔よりも、前記周回方向下流側の端部同士の間隔の方が広いことを特徴とする。

また、前記第１と第２のリブの前記幅方向における間隔が、前記周回方向下流側の端部同士の間隔よりも、前記周回方向上流側の端部同士の間隔の方が広いことを特徴とする。
さらに、前記複数のリブのうち、隣り合うリブの組であり、それぞれのリブが前記周回方向に対して斜行する方向に伸びていると共に、それぞれのリブの一部が前記ベルトの幅方向において同じ位置またはオーバーラップする位置関係を有するリブの組を含むことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、シート上に未定着画像を形成し、形成された未定着画像を定着部により熱定着する画像形成装置であって、前記定着部として、上記の定着装置を備えることを特徴とする。

このように規制部材に複数の凸状レールを形成し、凸状レール上をベルトの内周面が接触案内されるようにすれば、規制部材がベルトの内周面と面接触する構成に比べてベルトの内周面との接触面積が減り、ベルトと規制部材間に生じる摩擦抵抗を低減できるので、規制部材の、ベルト内周面との接触部の磨耗を抑制して、よりベルトの長寿命化を図ることが可能になる。また、ベルトの熱が規制部材に逃げ難くなるので、例えば連続して搬送されて来る複数枚のシートに対し定着を行う場合でも、ベルト温度を定着に適した温度の範囲内に維持して良好な定着を行うことができるようになる。

以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例にして説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、プリンタ１の全体の構成を示す図である。
同図に示すように、プリンタ１は、周知の電子写真方式により画像を形成するものであり、画像プロセス部１０と、ベルト搬送部２０と、給送部３０と、定着部４０を備え、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からの印刷（プリント）ジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）色からなるカラーの画像形成を実行する。

画像プロセス部１０は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部１０Ｙ〜１０Ｋを備えている。作像部１０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙと、その周囲に配設された帯電器１２Ｙ、露光部１３Ｙ、現像器１４Ｙ、転写ローラ１５Ｙ、感光体ドラム１１Ｙを清掃するためのクリーナなどを備えており、公知の帯電、露光、現像工程を経て感光体ドラム１１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。この構成は、他の作像部１０Ｍ〜１０Ｋについて同様であり、対応する色のトナー像が感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｋ上に作像される。

給送部３０は、給紙カセットから記録用のシートＳを搬送路３５に１枚ずつ繰り出して、ベルト搬送部２０に送る。本実施の形態では、シートＳを搬送路３５上の幅方向略中央の位置を基準に搬送する、いわゆるセンター基準の搬送方式になっている。
ベルト搬送部２０は、矢印方向に循環走行される搬送ベルト２１を備え、給送部３０からのシートＳを搬送ベルト２１に密着させた状態で感光体ドラム１１Ｙ〜１１Ｋの転写位置に順次搬送する。シートＳが各転写位置を通過する際に、各転写位置において転写ローラ１５Ｙ〜１５Ｋと感光体ドラム１１Ｙ〜１１Ｋ間に生じる電界による静電力の作用を受けて感光体ドラム１１Ｙ〜１１Ｋ上のトナー像がシートＳ上に多重転写される。各色トナー像が転写された後、シートＳは、搬送ベルト２１から離間して定着部４０に送られる。

定着部４０は、定着ベルト１０１を備える電磁誘導加熱方式によるものであり、搬送ベルト２１から送られて来るシートＳ上の各色トナー像を加熱、加圧して、各色トナー像をシートＳに定着させる。定着後のシートＳは、排出トレイ３９上に排出される。
図２は、定着部４０の構成を示す斜視図であり、図３（ａ）は、定着部４０の構成を示す横断面図であり、図３（ｂ）は、定着ベルト１０１の構成を示す断面図である。図２では、構成を判り易くするために一部を切り欠いて示している。

両図に示すように、定着部４０は、定着ベルト１０１と、定着ローラ１０２と、加圧ローラ１０３と、磁束発生部１０４と、規制板１０５を備える。
定着ベルト１０１は、矢印Ａ方向に周回駆動される円筒状のベルトであり、図３（ｂ）に示すように離型層１１１と、弾性層１１２と、発熱層１１３と、整磁合金層１１４が、この順に離型層１１１が表面側になるように積層されてなる。

定着ベルト１０１は、その内径が約４０〔ｍｍ〕であり、自立して略円筒形を保持できる弾性の自己形状保持可能なベルトが用いられている。定着ベルト１０１のベルト幅方向（定着ローラ１０２の回転軸方向に相当）長さは、最大サイズのシートの幅方向長さよりも長くなっている。図２では、最大サイズよりもサイズの小さい小サイズ紙が定着ニップ１０７を通過している様子を示している。

離型層１１１は、厚みが約２０〔μｍ〕の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共重合体）などからなる。弾性層１１２は、厚みが約２００〔μｍ〕のシリコンゴムなどからなる。発熱層１１３は、厚みが約１０〔μｍ〕のニッケルなどからなり、磁束発生部１０４から発せられる磁束により発熱する。
整磁合金層１１４は、ニッケルと鉄の合金などからなり、厚みが約３０〔μｍ〕であり、所定温度（キュリー温度）以上になると磁性体から非磁性体に変化し、当該温度を下回ると磁性を取り戻す可逆的な変化特性を有する。整磁合金層１１４が非磁性体に変化することで、磁束発生部１０４からの磁束が発熱層１１３から整磁合金層１１４を介して規制板１０５に通り抜け易くなり、後述のように規制板１０５による当該磁束を打ち消す方向の磁束発生の作用により、発熱層１１３の発熱が抑えられる。

本実施の形態では、キュリー温度が、定着に適した温度（目標温度）よりも約２０〔℃〕高い温度に設定されており、これにより多数枚の小サイズのシートを連続してプリントする場合に、定着ベルト１０１のうち、ベルト幅方向に当該シートが通過しない両端側の部分（非通紙部）Ｐ（図２）の温度が、当該シートに熱が奪われないために目標温度より上昇しても、整磁合金層１１４の非磁性体への磁性変化による温度抑制の作用が働くことによりキュリー温度を大幅に超えることがなくなって、定着ベルト１０１にダメージを与えるような高温に至るといったことが防止される。

なお、キュリー温度は、過昇温を防止できる温度であれば上記の温度に限られることはない。整磁合金層１１４の素材についても上記のものに限られない。定着部４０の構成に応じて適切な温度が所定温度として実験などから予め設定され、設定された温度で上記の磁性変化が生じるように整磁合金層１１４の素材等が決められる。
定着ローラ１０２は、長尺で円柱状の芯金１２１の周囲に弾性層１２２を介して表層１２３が積層されてなり、定着ベルト１０１の周回経路（周回走行路）の内側に配される。

芯金１２１は、アルミニウムまたはステンレス等からなり、弾性層１２２は、ウレタンゴム等からなり断熱層としても機能し、表層１２３は、ＰＦＡチューブなどからなる。定着ローラ１０２の外径は、約３５〔ｍｍ〕である。
加圧ローラ１０３は、長尺で円柱状の芯金１３１の周囲に、弾性層１３２を介して離型層１３３が積層されてなり、定着ベルト１０１の周回経路外側に配置され、定着ベルト１０１の外側から定着ベルト１０１を介して定着ローラ１０２を押圧して、定着ベルト１０１の表面１１５との間に定着ニップ１０７を確保する。

芯金１３１は、アルミニウム等からなり、弾性層１３２は、シリコンスポンジゴム等からなり、離型層１３３は、ＰＦＡやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）コート等からなる。加圧ローラ１０３の外径は、約３５〔ｍｍ〕である。
定着ローラ１０２の芯金１２１と加圧ローラ１０３の芯金１３１は、その軸方向両端部が図示しないフレームに軸受部材などを介して回転自在に支持されると共に、加圧ローラ１０３は、駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより矢印Ｂ方向に回転駆動される。この加圧ローラ１０３の回転に伴って定着ベルト１０１と定着ローラ１０２が矢印Ａ方向に従動回転する。

磁束発生部１０４は、励磁コイル１４１と、メインコア１４２と、センターコア１４３と、裾コア１４４と、カバー１４５と、コイルボビン１４６を有し、定着ベルト１０１の周回経路の外側であり定着ベルト１０１の近辺の位置に、定着ベルト１０１にその幅方向に沿うように配置される。
コイルボビン１４６は、定着ベルト１０１の周回方向（以下、「ベルト周回方向」という。）に沿って円弧状に湾曲する部分を含む板状部材であり、ベルト幅方向両端部が図示しないフレームなどに固定されている。コイルボビン１４６と定着ベルト１０１の表面１１５との間隔（ベルト−ボビン間距離）が約２．５〔ｍｍ〕になるように、コイルボビン１４６の配設位置が調整される。メインコア１４２、センターコア１４３、裾コア１４４は、高透磁率のフェライトなどからなり、コイルボビン１４６の、定着ベルト１０１側とは反対側の面に配置される。

励磁コイル１４１は、ベルト幅方向に沿って長く伸びると共に横断面が円弧状の形状になるようにコイルボビン１４６に導線を巻き回してなる。励磁コイル１４１の長手方向長さは、定着ベルト１０１の幅方向長さよりもやや長くなっている。励磁コイル１４１は、公知の高周波インバータを含む励磁コイル駆動回路（不図示）に接続され、励磁コイル駆動回路からの交流電力の供給により、定着ベルト１０１の発熱層１１３を加熱するための磁束を発生させる。

励磁コイル１４１から発せられた磁束は、メインコア１４２〜裾コア１４４により定着ベルト１０１に導かれ、定着ベルト１０１の発熱層１１３の、主に磁束発生部１０４に対向する部分を貫き、この発熱層１１３の部分に渦電流を発生させて発熱層１１３を発熱させる。この発熱量は、用紙幅方向にどの位置でも略均一になるようになっている。
この発熱した部分の熱が定着ベルト１０１の周回駆動により定着ニップ１０７の位置で加圧ローラ１０３等に伝わることにより定着ニップ１０７の領域が昇温される。なお、図示していないが定着ベルト１０１の温度を検出するためのセンサが別途配置されており、このセンサの検出信号により定着ベルト１０１の現在の温度を検出し、この検出温度に基づき定着ニップ１０７の領域の温度が目標温度に維持されるように励磁コイル１４１への電力供給が制御される。定着ニップ１０７の領域が目標温度に維持された状態でシートＳが定着ニップ１０７を通過する際に、シートＳ上の未定着のトナー像が加熱、加圧されて当該シートＳ上に熱定着される。

規制板１０５は、定着ベルト１０１の周回経路の内側かつ定着ベルト１０１を介して磁束発生部１０４に対向する位置に配置され、周回駆動される定着ベルト１０１の内周面（以下、「ベルト内周面」という。）１１６に接触して、定着ベルト１０１をベルト周回方向に案内しつつ、定着ベルト１０１の周回位置（定着ベルト１０１と磁束発生部１０４の相対位置）を規制する。

規制板１０５は、厚みが約１〔ｍｍ〕の銅またはアルミニウムなどの低抵抗導電材料からなる板状部材であり、ベルト幅方向に伸びる長尺状でベルト幅方向両端部が不図示のフレームに固定されると共に、ベルト周回方向に所定の曲率で湾曲する形状に形成されてなる。規制板１０５の、ベルト内周面１１６に近い方の主面１０６（図２）には、複数のリブ（凸状レール）１８０が突設されている。

図４（ａ）は、規制板１０５に設けられたリブ１８０の構成を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、平面図である。両図に示すように、リブ１８０は、湾曲する主面１０６に沿ってベルト周回方向上流側の端部から下流側の端部にかけて伸びると共に、ベルト幅方向に垂直な面であり規制板１０５のベルト幅方向中央（搬送路３５のベルト幅方向中央に相当）を含む仮想平面Ｒ（図４（ｂ）では同図が平面図なので直線で示している。）を挟んで、ベルト幅方向両側に同じ数、本例では７個ずつ配置されている。

一方の側に配されるリブ１８０、１８０・・と、他方の側に配されるリブ１８０、１８０・・は、仮想平面Ｒに対し略面対称の位置関係になると共に、ベルト周回方向に対して、下流側（図３のニップ入口側）で外側に広がるように傾斜角θをもって傾斜している。これにより、面対称の位置関係にあるリブ、例えば同図のリブ１８０ａと１８０ｂについて、そのベルト周回方向上流側の端部同士のベルト幅方向における間隔をＬ１、下流側の端部同士のベルト幅方向における間隔をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２の関係になる。このことは、他の面対称の位置関係にあるリブ同士について同じである。

ここで、リブ１８０の高さは、例えば２〔ｍｍ〕、傾斜角θは、例えば３０〔°〕とすることができるが、これに限られることはない。
このようにリブ１８０を下流側で外側に広がるように設けることにより、定着ベルト１０１をベルト幅方向中央から外側に広がるように張力を掛けつつベルト周回方向に案内することができ、周回中における定着ベルトの皺発生の防止を図ることができる。

また、隣り合うリブ同士について、中央に近い方に位置するリブのベルト周回方向下流側の端部１８１（図４（ｂ））と、遠い方に位置するリブのベルト周回方向上流側の端部１８２（図４（ｂ））とがベルト幅方向において略同じ位置になる、または一部が重なる（オーバーラップする）ように形成されている。同図では、同じ位置の例を示している。
このような位置関係をとることにより、各リブ１８０をベルト幅方向に間隔をあけて配置しても、ベルト幅方向について見ると隣り合うリブ同士が連続的に繋がったようになる。従って、定着ベルト１０１が周回すれば、ベルト内周面１１６のベルト幅方向略全域がリブ１８０と接触することになり、非接触の部分がなくなる。

定着ベルト１０１にリブと非接触の部分が存在する場合、その非接触の部分では定着ベルト１０１の熱が直接、規制板１０５に伝わらないので、リブとの接触領域との間で、ある程度の温度差が生じることになる。この温度差は、定着ベルト１０１を低熱容量化により薄肉にしたものほど熱移動が少なくなるために現われ易くなる。
図５は、リブを本実施の形態のように傾斜させた構成と、傾斜させない構成（θ＝０〔°〕）における定着ベルト１０１のベルト幅方向の温度分布を実験により測定した結果のグラフを示す図である。同図は、定着部４０をウォームアップ、ここでは室温程度の温度から目標温度まで昇温させたときの当該目標温度に達した時点におけるベルト表面温度の分布を示している。横軸がベルト幅方向の位置を示しており、ゼロの位置が中央（仮想面Ｒ（図４（ｂ））の位置）に相当し、縦軸がベルト表面温度を示している。

同図に示すように、本実施の形態に係る構成の温度分布（実線）を見ると、ベルト幅方向全域に渡ってベルト表面温度が安定的に維持されているが、リブを傾斜させない構成の温度分布（破線）を見ると、略一定間隔をおいた各位置でピーク状に落ち込んでベルト表面温度が低下していることが判る。このベルト表面温度が低下している位置は、リブ（θ＝０〔°〕）の突設位置に相当し、リブと接触している部分になる。リブとの接触により定着ベルトの熱がリブを介して直接、規制板に伝わって温度が低下したものである。

リブが設けられていない部分（温度が実線よりも高くなっている部分）は、定着ベルトの熱がリブを介して直接、規制板に伝わらないことから、その熱が定着ベルトに籠って、その分リブ傾斜の構成（実線）よりもベルト表面温度が高くなったものと考えられる。
なお、ウォームアップが終了して時間が経過するに連れて、定着ベルト１０１では、温度の高い部分の熱が低い部分に伝わってベルト表面温度がベルト幅方向に均等化する。

本実施の形態のようにリブ１８０をベルト周回方向に対し斜行させることにより、定着ベルト１０１の周回によりベルト内周面１１６にリブとの非接触の部分ができないようにして、時間経過によらず温度分布をベルト幅方向に略均等化することができ、ベルト幅方向における定着ムラ発生の抑制を図れる。
また、リブ１８０を設けることにより、リブを設けない構成（従来相当）に比べて連続通紙中におけるベルト表面温度の低下量を少なくすることができる。

図６は、本実施の形態に係るリブを設けた構成と従来相当のリブを設けない構成において連続通紙中におけるベルト表面温度を実験により測定した結果のグラフを示す図である。同図は、定着部４０がウォームアップした後、複数枚のシートを連続してプリントしたときのベルト表面温度を示している。
同図に示すように、ウォームアップ後、プリント開始直後（約３０秒）頃からリブを設けない構成（破線）の方がリブを設けた構成（実線）よりもベルト表面温度が低くなっていることが判る。これは、次の理由による。

すなわち、リブを設けない構成では、規制板が定着ベルトに面接触するので定着ベルトの熱が規制板に伝わり易く、一方でリブを設けた構成では、面接触に比べて接触領域が少なくなると共に、隣り合うリブとリブの間では空気層が断熱層の作用をするので定着ベルトの熱が規制板に伝わり難いからである。また、ある時間が経過した頃から温度差が出て来ているのは、定着ベルトから規制板への熱の移動が瞬時に行われるのではなく、ある程度の時間をかけて徐々に行われ易いことによる。これらのことから、プリント開始直後頃からこれ以降に、リブを設けない構成の方がリブを設けた構成よりも定着ベルトの熱がより多く規制板に奪われてベルト表面温度が低下したものである。

同図から本実施の形態に係るリブを設けた構成では、プリント開始時とプリント中の温度変化がそれほど大きくないので定着ムラに至り難いが、リブを設けない構成では、温度変化が大きくなるので、それだけ定着ムラの発生に至り易いということになる。
以上説明したように、本実施の形態では、規制板１０５に複数のリブ１８０を設け、各リブ１８０がベルト内周面１１６に線状に接触して定着ベルト１０１をベルト周回方向に案内する構成をとったので、規制板がベルト内周面に面接触する構成に比べて規制板のベルト内周面との接触面積が少なくなり、定着ベルトと規制板間の摩擦抵抗を低減できる。これにより、長期的にベルト内周面の磨耗を低減することが可能になり、もって定着ベルトの長寿命化を図ることができる。

また、ベルト内周面１１６との接触面積が少なくなる分、従来よりも接触している部分を介して直接、定着ベルト１０１の熱が規制板１０５に伝わり難くなる。これにより、電磁誘導により定着ベルト１０１から発せられる熱が規制板１０５に逃げ難くなって、例えば連続プリント中におけるベルト表面温度の低下を防止して良好な定着を行うことができる。また、目標温度への昇温時間を短くでき、ウォームアップ時間を短縮化も図れる。

さらに、規制板１０５を銅などの低抵抗導電材料で形成することにより、整磁合金層１１４の非通紙部Ｐに対応する部分が磁性体から非磁性体に変化したときに、磁束発生部１０４から発せられる磁束のうち、整磁合金層１１４の当該非磁性体に変化した部分と規制板１０５とを通過する磁束に対して、打ち消す方向の磁束が規制板１０５において発生し易くなり、発熱層１１３の発熱をより抑制することができる。なお、低抵抗導電材料としては、上記のものに限られない。例えば、金鍍金したものを用いるとしても良い。

なお、リブ１８０は規制板１０５と一体成型により設けられるとしても良いし、別体として接着等により設けられるとしても良い。
＜実施の形態２＞
上記実施の形態１では、規制板１０５のリブ１８０をベルト周回方向に対して下流側で外側に広がるように設けるとしたが、本実施の形態では広がる方向を逆、すなわちベルト周回方向の反対方向に対してベルト周回方向上流側で外側に広くなるようにしており、この点が実施の形態１と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、第１の実施の形態と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。

図７は、本実施の形態に係る規制板２０５の構成を示す平面図である。
同図に示すように、規制板２０５のリブ２８０、２８０・・は、仮想平面Ｒを挟んで面対称の位置関係にあるリブ同士を仮想平面Ｒに対し角度θを有すると共に、ベルト周回方向の反対方向に対して上流側（ニップ出口側）で外側に広がるように設けられている。
このようにリブの向きを実施の形態１に対し逆向きにするのは、次の理由による。

すなわち、実施の形態２ではベルト内周面１１６と規制板２０５間の摩擦抵抗をより低減させる目的でベルト内周面１１６に潤滑剤、例えばオイルを塗布している。
このオイルは、定着ベルト１０１の周回に連れてリブ２８０を介して規制板２０５の面２０６にも伝わることになるが、リブが実施の形態１のように下流側で外側が広がるようになっていると、定着ベルト１０１が周回する毎にオイルがリブの向きに従ってベルト内周面１１６を伝って外側に徐々に移動して行き、定着ベルト１０１のベルト幅方向端部から外に流れ出ることが生じ易くなる。オイルが流れ出ると、その分を追加供給しない限り、やがてオイル切れになって潤滑機能を発揮できなくなってしまう。

そこで、リブ２８０の向きをベルト周回方向上流側で外側に広がるようにしてオイルがベルト幅方向中央に集まり易くする、換言すると端部からの流出が抑制されるようにして、早期のオイル切れ防止を図れるようにするためである。
潤滑剤としては、潤滑機能を発揮できるものであれば、オイル以外の他のものを用いるとしても良い。また、潤滑剤は、例えば製造時やメンテナンス時などに塗布される。

なお、リブ２８０の向きを実施の形態１に対し逆向きにすることは、定着ベルト１０１に皺が発生するように思われるが、潤滑剤により定着ベルト１０１がリブ２８０上をベルト周回方向だけでなく幅方向にも滑り易くなるので皺が発生し難く、画質劣化に至る程度の皺が発生することはない。もちろん、実施の形態１と２のいずれの構成を用いるかは、潤滑液の使用の有無に関わらず装置構成に応じて適切なものが実験などから決められることになる。

このようにリブ２８０をベルト周回方向上流側で外側に広がるように設ける構成をとる場合でも、規制板２０５とベルト内周面１１６の接触面積を減らすと共に潤滑剤を用いて両者間の摩擦抵抗をさらに低減させることにより、定着ベルト１０１の長寿命化を図りつつ定着ベルト１０１の規制板２０５への伝熱を抑制して、例えば連続プリント中におけるベルト表面温度の低下を防止して良好な定着を行うことができる。

＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、定着ベルト１０１の周回位置を規制する規制部材として、リブを突設した規制板を用いるとしたが、これに限られない。ベルト周回方向に対し角度θ（０≦θ＜９０°）をなす方向に線状にベルト内周面１１６に接触する接触部を有する形状（ベルト周回方向またはこれに斜行する方向に伸びた凸状レールがベルト幅方向に間隔をおいて形成されてなる形状）であれば、規制板が面接触する構成よりも定着ベルト１０１の長寿命化等の効果を得られる。なお、線状とは、ほとんど幅をもたない線としての線接触と、ある程度の幅を有する帯状での接触を含む意味で用いられる。

例えば、凸状レールとしてのリブに代えて、規制板１０５の主面１０６上に複数の凸部を上記角度θをなす方向に沿って間隔をあけて列設して、列設された凸部が凸状レールとしてベルト内周面に線状に接触する構成をとることも可能である。さらに、角度θをなす方向に沿って伸びる溝部を規制板に設けるとしても良い。この場合、溝と溝の間における凸状の部分が凸状レールを構成することになる。

なお、θ＝０〔°〕の場合、実施の形態１の図５で説明したように定着ベルト１０１のうち、リブと接触する部分と接触しない部分とで温度差が生じるが、この温度差の大きさは、ベルト厚さや材料など装置構成により異なるものである。従って、ある程度の温度差が生じても、その大きさが定着ムラなどの画質劣化に至らない許容範囲内に収まるのであれば、装置構成に応じてθ＝０〔°〕とすることも可能である。

リブと接触する部分と接触しない部分が存在することにより温度差が生じることは、θ＝０〔°〕の場合に限られず、０＜θ＜９０〔°〕の範囲内でもリブのベルト周回方向における長さが短ければ同様に生じ得る。このことから隣り合うリブ同士の端部がベルト幅方向に略同じ位置またはオーバーラップする構成に限られないことになる。
また、規制部材は、板状部材に限られない。定着ベルト１０１の周回経路の内側に配設できれば良く、例えば複数の細い棒状部材をベルト幅方向に間隔をあけると共にベルト周回方向に対し角度θをなす方向に向けて並べたものを用いるとすることも可能であろう。

（２）規制板の形状、大きさ、厚み、材料、リブの数、傾斜角、高さ、突設位置、および定着ベルト１０１や定着ローラ１０２などの他の部材について、その大きさ、形状、材料など、さらにベルト−ボビン間距離などが上記のものに限られないことはいうまでもない。また、実施の形態では、規制板１０５のベルト周回方向中央が仮想平面Ｇ（図３：定着ローラ１０２の回転軸と加圧ローラ１０３の回転軸の双方を含む平面。同図が断面図なので直線で示されている。）上に位置すると共に仮想平面Ｇに対し対称姿勢になるように規制板が配置されたが、これに限られず、ベルト周回方向にずれた位置であっても良い。

定着部の構成に応じた適切な形状、大きさ、材料、リブの数、配置位置などが予め実験などから決められる。
（３）上記実施の形態では、定着ベルト１０１を自己形状保持可能なものを用いるとしたが、これに限られない。また、ベルト周回経路の内側に定着ローラ１０２と規制板１０５を配置できる構成（定着ベルト１０１が定着ローラ１０２にゆるく嵌められているような構成）であれば良く、例えば定着ベルト１０１をその周長が上記のものよりも長いもの、または短いものを用いるとしても良い。規制板１０５についても、そのベルト周回方向長さが上記のものよりも長い、または短いものを用いるとしても構わない。

（４）上記実施の形態では、定着ベルト１０１が整磁合金層を含むとしたが、これに限られることはない。例えば、定着ベルト１０１に整磁合金層が含まれず、規制板１０５に含まれる、具体的には表面側から整磁合金層、低抵抗導電体層の順に積層される構成をとることもできる。また、定着部４０に整磁合金層が配されない構成にも適用できる。また、定着ベルト１０１が発熱層を含むとしたが、これに限られず、例えば規制板１０５に含まれる構成や定着ベルト１０１と規制板１０５両方に含まれる構成をとるとしても良い。

（５）上記実施の形態では、本発明に係る定着装置および画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロの画像形成に関わらず、定着ベルトの周回経路の内側に配された定着ローラをその周回経路の外側から定着ベルトを介して加圧ローラで押圧して定着ニップを確保すると共に、その周回経路の内側に規制板などの規制部材を配置し、規制部材により定着ベルトを周回方向に案内しつつ定着ベルトと磁束発生部との相対位置を規制する構成の電磁誘導加熱方式の定着装置およびこれを備える画像形成装置であれば、例えば複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等に適用できる。

また、定着ローラ１０２と加圧ローラ１０３を上下の位置関係になるように配置する構成例を説明したが、これに限られず、例えば定着ローラ１０２と加圧ローラ１０３を左右の位置関係になるように配置する構成にも適用できる。
さらに、シート搬送方式としてセンター基準の構成例を説明したが、これに限られない。例えば、シートＳの搬送路幅方向一端側の辺が搬送路３５の一方端側に設けられた基準位置に沿うようにシートＳを搬送する、いわゆる片側基準の搬送方式にも適用できる。

また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置に適用することができる。

実施の形態１に係るプリンタの全体の構成を示す図である。 プリンタに配される定着部の構成を示す斜視図である。 定着部の構成を示す横断面図である。 定着部の規制板に設けられたリブの構成を示す図である。 リブを傾斜させた構成と傾斜させない構成における定着ベルトのベルト幅方向の温度分布を測定した結果を示す図である。 リブを設けた構成と従来相当のリブを設けない構成において連続通紙中におけるベルト表面温度を実験により測定した結果を示す図である。 実施の形態２に係る規制板の構成を示す平面図である。 従来の電磁誘導加熱方式の定着装置の構成例を示す断面図である。

符号の説明

１ プリンタ
４０ 定着部
１０１ 定着ベルト
１０２ 定着ローラ
１０３ 加圧ローラ
１０４ 磁束発生部
１０５、２０５ 規制板
１０７ 定着ニップ
１１５ 定着ベルトの表面
１１６ 定着ベルトの内周面
１８０、２８０ リブ
１８１ リブのベルト周回方向下流側の端部
１８２ リブのベルト周回方向上流側の端部
Ｒ 仮想平面

Claims (7)

1. 周回駆動されるベルトの周回経路の内側に配された定着ローラを、前記周回経路の外側から当該ベルトを介して加圧ローラで押圧して、当該ベルト表面と加圧ローラの間に定着ニップを確保すると共に、前記ベルトを電磁誘導により加熱して、未定着画像の形成されたシートを前記定着ニップを通し、前記未定着画像を熱定着する定着装置であって、
   前記周回経路の外側であり前記ベルトの近傍の位置に配され、前記ベルトを加熱するための磁束を発生させる磁束発生部と、
   前記周回経路の内側であり前記ベルトを介して前記磁束発生部に対向する位置に配され、前記周回駆動されるベルトをその周回方向に案内しつつ当該ベルトの周回位置を規制する規制部材と、を備え、
   前記規制部材は、
   前記周回方向またはこれに斜行する方向に伸びた複数の凸状レールが前記ベルトの幅方向に間隔をおいて形成されてなり、当該凸状レールが前記ベルトの内周面に接触して当該ベルトを案内することを特徴とする定着装置。
2. 前記規制部材は、
   前記ベルトの幅方向に沿って伸びる長尺状の板状部材であり、
   前記凸状レールは、
   前記板状部材に突設されたリブであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記複数のリブのそれぞれは、
   前記周回方向に対して斜行する方向に伸びており、
   前記複数のリブのうち、第１と第２のリブは、
   前記ベルトの幅方向に対して略垂直な面であり、前記板状部材の、前記幅方向略中央に位置する仮想平面を挟んで当該幅方向の両側に略面対称の位置関係になるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記第１と第２のリブの前記幅方向における間隔が、
   前記周回方向上流側の端部同士の間隔よりも、前記周回方向下流側の端部同士の間隔の方が広いことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記第１と第２のリブの前記幅方向における間隔が、
   前記周回方向下流側の端部同士の間隔よりも、前記周回方向上流側の端部同士の間隔の方が広いことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 前記複数のリブのうち、
   隣り合うリブの組であり、それぞれのリブが前記周回方向に対して斜行する方向に伸びていると共に、それぞれのリブの一部が前記ベルトの幅方向において同じ位置またはオーバーラップする位置関係を有するリブの組を含むことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. シート上に未定着画像を形成し、形成された未定着画像を定着部により熱定着する画像形成装置であって、
   前記定着部として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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