JP2012145647A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱回転ベルトの変形を規制して加熱効率を安定させることができる定着装置を提供すること。
【解決手段】環状の加熱回転ベルト9aと、加熱回転ベルト9aの内面に当接する押圧部材92と、加熱回転ベルト9aとの間に定着ニップFを形成する加圧回転体9bと、加熱回転ベルト9aの外面から所定距離離間して配置され加熱回転ベルト9aを発熱させるための磁束を発生させる誘導コイル71と、誘導コイル71により発生された磁束の磁路を形成する磁性体コア部72と、加熱回転ベルト9aの外面に当接して加熱回転ベルト9aの変形を規制する規制部96と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】環状の加熱回転ベルト9aと、加熱回転ベルト9aの内面に当接する押圧部材92と、加熱回転ベルト9aとの間に定着ニップFを形成する加圧回転体9bと、加熱回転ベルト9aの外面から所定距離離間して配置され加熱回転ベルト9aを発熱させるための磁束を発生させる誘導コイル71と、誘導コイル71により発生された磁束の磁路を形成する磁性体コア部72と、加熱回転ベルト9aの外面に当接して加熱回転ベルト9aの変形を規制する規制部96と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、定着装置及びこれを備える画像形成装置に関する。
従来より、プリンタやコピー機等の画像形成装置においては、立ち上がり時間の短縮化及び省エネルギー化等の要望から、熱容量を小さくすることが可能な加熱回転ベルトを用いた定着装置が注目されている。
また、加熱回転ベルトの加熱手段として、該加熱回転ベルトの外面に沿って誘導コイルを配置し、該誘導コイルにより発生される磁束による電磁誘導作用によって加熱回転ベルトの発熱層を発熱させて加熱する電磁誘導加熱(IH;induction heating)方式を採用した定着装置が注目されている。
また、加熱回転ベルトの加熱手段として、該加熱回転ベルトの外面に沿って誘導コイルを配置し、該誘導コイルにより発生される磁束による電磁誘導作用によって加熱回転ベルトの発熱層を発熱させて加熱する電磁誘導加熱(IH;induction heating)方式を採用した定着装置が注目されている。
加熱回転ベルトを用いた定着装置は、加熱回転ベルトと、加熱回転ベルトの内部に配置されて加熱回転ベルトの内面に当接する押圧部材と、押圧部材との間に加熱回転ベルトを挟んで加熱回転ベルトに対向する加圧回転体と、を有して構成される。加熱回転ベルトは、加圧回転体からの押圧力を受けることで、加圧回転体の押圧方向に直交する方向に広がるような楕円形に変形しやすい。また、加熱回転ベルトは、加圧回転体からの押圧力の大きさの変動により、変形量が変動しやすい。
電磁誘導加熱(IH)方式と加熱回転ベルトとを組み合わせた定着装置においては、加熱回転ベルトが変形することで誘導コイルと加熱回転ベルトの外周面との距離が変動して、定着装置の加熱効率が変化する場合があった。これにより、定着装置の立ち上がり時の昇温時間が安定しない場合があった。
ところで、加熱効率を安定させる定着装置として、誘導コイルを支持する支持部材を移動させることにより、誘導コイルと加熱回転ベルトの外周面との距離を調整することができる定着装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載された定着装置における支持部材を移動させる構成は、複雑である。また、特許文献1に記載された定着装置は、加熱回転ベルトの変形を低減するものではない。
本発明は、簡易な構成により、加熱回転ベルトの変形を規制して加熱効率を安定させることができる定着装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、環状の加熱回転ベルトであって、該加熱回転ベルトの周方向である第1周方向に回転可能な加熱回転ベルトと、前記加熱回転ベルトの内部に配置され、該加熱回転ベルトの内面に当接する押圧部材と、前記加熱回転ベルトに対向して配置される環状の加圧回転体であって、該加圧回転体の周方向である第2周方向に回転可能であると共に、前記押圧部材との間に前記加熱回転ベルトを挟み込んで前記加熱回転ベルトとの間に定着ニップを形成する加圧回転体と、前記加熱回転ベルトの外面から所定距離離間して前記外面に沿って配置され、前記加熱回転ベルトを発熱させるための磁束を発生させる誘導コイルと、前記誘導コイルにより発生された磁束の磁路を形成する磁性体コア部と、前記加熱回転ベルトの外面に当接して該加熱回転ベルトの変形を規制する規制部と、を備える定着装置に関する。
また、前記誘導コイルの前記加熱回転ベルト側に前記加熱回転ベルトの外面に対向して配置され、前記誘導コイルを支持する支持部材を備え、前記規制部は、前記支持部材に配置されると共に、前記加熱回転ベルトの外面に当接することにより前記誘導コイルと前記加熱回転ベルトの外面との距離が一定になるように前記加熱回転ベルトの変形を規制することが好ましい。
また、前記規制部は、前記押圧部材の用紙搬送方向中央部と前記加熱回転ベルトの回転軸とをつないだ面に対して対称に一方側と他方側とに配置されることが好ましい。
また、前記規制部は、前記支持部材から前記加熱回転ベルト側に突出する1又は複数のリブにより構成されることが好ましい。
また、前記規制部は、前記加熱回転ベルトの外面に沿って第1周方向に延びる円弧状のリブにより構成されると共に、前記加熱回転ベルトの外面に沿って当接することが好ましい。
また、前記円弧状のリブにおける前記加熱回転ベルトの第1周方向の上流側の端部は、前記加熱回転ベルトの第1周方向の上流側から下流側に向かって徐々に前記加熱回転ベルトの外面に近接するように形成されることが好ましい。
また、前記規制部は、2つの略半球体状のリブを有して構成されており、該2つの略半球体状のリブは、前記押圧部材と前記加熱回転ベルトの回転軸とを含む面に対して略直交する方向に互いに離間して配置されることが好ましい。
また、前記規制部は、前記加熱回転ベルトの外面に当接して前記加熱回転ベルトの回転に従動して回転する1又は複数の筒状のコロにより構成されることが好ましい。
また、前記支持部材は、前記第1周方向に直交する直交方向に長く形成され、前記規制部は、前記支持部材の前記直交方向の両端部に配置されることが好ましい。
また、前記加熱回転ベルトの外面に形成され、前記定着ニップに搬送される前記直交方向における最大長さのシート状の被転写材が通過する領域の外側の領域である非通紙領域を更に備え、前記規制部は、前記非通紙領域に当接することが好ましい。
また、本発明は、表面に静電潜像が形成される1又は複数の像担持体と、前記1又は複数の像担持体に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像器と、前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、前記定着装置と、を備える画像形成装置に関する。
本発明によれば、加熱回転ベルトの変形を規制して加熱効率を安定させることができる定着装置を提供することができる。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の画像形成装置の第1実施形態を説明する。
図1により、第1実施形態の画像形成装置としてのプリンタ1の全体構造を説明する。図1は、本発明の第1実施形態のプリンタ1の各構成要素の配置を説明するための図である。
図1により、第1実施形態の画像形成装置としてのプリンタ1の全体構造を説明する。図1は、本発明の第1実施形態のプリンタ1の各構成要素の配置を説明するための図である。
図1に示すように、第1実施形態における画像形成装置としてのプリンタ1は、装置本体Mと、画像情報に基づいてシート状の被転写材としての用紙Tにトナー画像を形成する画像形成部GKと、用紙Tを画像形成部GKに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部KHとを有する。
装置本体Mの外形は、筐体としてのケース体BDにより構成される。
装置本体Mの外形は、筐体としてのケース体BDにより構成される。
図1に示すように、画像形成部GKは、像担持体(感光体)としての感光体ドラム2a、2b、2c、2dと、帯電部10a、10b、10c、10dと、露光ユニットとしてのレーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dと、現像器16a、16b、16c、16dと、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dと、トナー供給部6a、6b、6c、6dと、ドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dと、除電器12a、12b、12c、12dと、中間転写ベルト7と、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dと、2次転写ローラ8と、対向ローラ18と、定着装置9と、を備える。
図1に示すように、給排紙部KHは、給紙カセット52と、用紙Tの搬送路Lと、レジストローラ対80と、複数のローラ又はローラ対と、排紙部50と、を備える。
以下、画像形成部GK及び給排紙部KHの各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に沿って順に、上流側から下流側に順に、帯電部10a、10b、10c、10dによる帯電、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dによる露光、現像器16a、16b、16c、16dによる現像、中間転写ベルト7及び1次転写ローラ37a、37b、37c、37dによる1次転写、除電器12a、12b、12c、12dによる除電、及びドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dによるクリーニングが行われる。
また、画像形成部GKにおいては、中間転写ベルト7、2次転写ローラ8及び対向ローラ18による2次転写、並びに定着装置9による定着が行われる。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に沿って順に、上流側から下流側に順に、帯電部10a、10b、10c、10dによる帯電、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dによる露光、現像器16a、16b、16c、16dによる現像、中間転写ベルト7及び1次転写ローラ37a、37b、37c、37dによる1次転写、除電器12a、12b、12c、12dによる除電、及びドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dによるクリーニングが行われる。
また、画像形成部GKにおいては、中間転写ベルト7、2次転写ローラ8及び対向ローラ18による2次転写、並びに定着装置9による定着が行われる。
感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれは、円筒形状の部材からなり、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれは、中間転写ベルト7の進行方向に対して直交する方向に延びる回転軸を中心に、図1に示した矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれにおける表面には、静電潜像が形成され得る。
帯電部10a、10b、10c、10dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。帯電部10a、10b、10c、10dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を一様に負(マイナス極性)又は正(プラス極性)に帯電させる。
レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dは、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面から離間して配置される。
レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれは、PC(パーソナルコンピュータ)等の外部機器から入力された画像情報に基づいて、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を走査露光することで感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に静電潜像を形成することができる。
現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dにそれぞれ対応して設けられ、感光体ドラム2a、2b、2c、2dの表面に対向して配置される。現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させて、カラーのトナー画像を感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成する。現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの色に対応する。現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dの表面に対向配置された現像ローラ、トナー攪拌用の攪拌ローラ等を有して構成される。
トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれは、現像器16a、16b、16c、16dそれぞれに対応して設けられており、現像器16a、16b、16c、16dそれぞれに対して供給される各色のトナーを収容する。トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれは、イエローのトナー、シアンのトナー、マゼンタのトナー、ブラックのトナーを収容する。
トナー供給部6a、6b、6c、6dそれぞれは、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5d及び現像器16a、16b、16c、16dにそれぞれ対応して設けられており、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれに収容された各色のトナーを、現像器16a、16b、16c、16dそれぞれに対して供給する。
中間転写ベルト7には、感光体ドラム2a、2b、2c、2dの表面に形成された各色のトナー画像が順次1次転写される。中間転写ベルト7は、従動ローラ35、駆動ローラからなる対向ローラ18、テンションローラ36等に掛け渡される。テンションローラ36が中間転写ベルト7を内側から外側に付勢するため、中間転写ベルト7には所定の張力が与えられる。
中間転写ベルト7を挟んで感光体ドラム2a、2b、2c、2dと反対の側には、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれが対向して配置される。
中間転写ベルト7における所定部分は、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれと、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれとにより挟み込まれる。この挟み込まれた所定部分は、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれにおける表面に押し当てられる。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれと1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれとの間で、それぞれ1次転写ニップN1a、N1b、N1c、N1dが形成される。1次転写ニップN1a、N1b、N1c、N1dそれぞれにおいて、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれに形成された各色のトナー画像が中間転写ベルト7に順次1次転写される。これにより、中間転写ベルト7には、フルカラーのトナー画像が形成される。
除電器12a、12b、12c、12dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。
ドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。
2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に1次転写されたフルカラーのトナー画像を用紙Tに2次転写させる。2次転写ローラ8には、不図示の2次転写バイアス印加部により、中間転写ベルト7に形成されたフルカラーのトナー画像を用紙Tに転写させるための2次転写バイアスが印加される。
2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に対して当接したり離間したりする。具体的には、2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に当接される当接位置と中間転写ベルト7から離間する離間位置とに移動可能に構成される。
中間転写ベルト7における2次転写ローラ8とは反対側には、対向ローラ18が配置される。中間転写ベルト7における所定部分は、2次転写ローラ8と対向ローラ18とによって挟み込まれる。そして、用紙Tは中間転写ベルト7の外面(トナー画像が1次転写された面)に押し当てられる。中間転写ベルト7と2次転写ローラ8との間には、2次転写ニップN2が形成される。2次転写ニップN2において、中間転写ベルト7に1次転写されたフルカラーのトナー画像が用紙Tに2次転写される。
定着装置9は、用紙Tに2次転写されたトナー画像を構成する各色のトナーを溶融及び加圧して、用紙Tに定着させる。
定着装置9の詳細については後述する。
定着装置9の詳細については後述する。
次に、給排紙部KHについて説明する。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する給紙カセット52が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。載置板60に載置された用紙Tは、カセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対81とからなる重送防止機構を備える。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する給紙カセット52が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。載置板60に載置された用紙Tは、カセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対81とからなる重送防止機構を備える。
用紙Tを搬送する搬送路Lは、カセット給紙部51から2次転写ニップN2までの第1搬送路L1と、2次転写ニップN2から定着装置9までの第2搬送路L2と、定着装置9から排紙部50までの第3搬送路L3と、第3搬送路L3を上流側から下流側へ搬送する用紙を、表裏反転させて第1搬送路L1に戻す戻り搬送路Lbと、を備える。
また、第1搬送路L1の途中には、第1合流部P1及び第2合流部P2が設けられている。第3搬送路L3の途中には、第1分岐部Q1が設けられている。
第1搬送路L1の途中(詳細には、第2合流部P2と2次転写ニップN2との間)には、用紙Tを検出するための用紙検出センサ(図示せず)と、用紙Tのスキュー(斜め給紙)補正や画像形成部GKにおけるトナー画像の形成と用紙Tの搬送のタイミングを合わせるためのレジストローラ対80とが配置される。
第1搬送路L1における第1合流部P1と第2合流部P2との間には、中間ローラ対82が配置される。中間ローラ対82は、給紙ローラ対81の下流側に配置され、給紙ローラ対81より搬送される用紙Tを挟持して、レジストローラ対80へ搬送する。
第1分岐部Q1には、整流部材58が設けられている。整流部材58は、定着装置9から搬出され第3搬送路L3を上流側から下流側に向けて搬送する用紙Tの搬送方向を、排紙部50に向かう方向に整流すると共に、排紙部50から第3搬送路L3を下流側から上流側に向けて搬送する用紙Tの搬送方向を、戻し搬送路Lbに向かう方向に整流する。
第3搬送路L3の用紙搬送方向側の端部には、排紙部50が形成される。排紙部50は、装置本体Mの上方部に配置される。排紙部50は、用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。
排紙部50における開口側には、排紙集積部M1が形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面(外面)に形成される。なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
次に、第1実施形態のプリンタ1における特徴部分である定着装置9に係る構成について詳細に説明する。図2は、第1実施形態のプリンタ1における定着装置9の各構成要素を説明するための断面図である。図3は、図2に示す定着装置9における誘導コイル71の支持部材77及び規制部96を用紙Tの搬送方向D1から視た図である。
図2に示すように、定着装置9は、加熱回転ベルト9aと、加熱回転ベルト9aに圧接(当接)される加圧回転体9bと、加熱ユニット70と、押圧部材92と、複数の温度センサ95と、を備える。
加熱回転ベルト9aは、円環状(無端ベルト状)に形成される。加熱回転ベルト9aは、熱容量が小さいベルトにより形成される。加熱回転ベルト9aは、用紙幅方向D2に平行な第2回転軸J2を中心に第1周方向R1に回転可能に構成される。本実施形態においては、第1周方向R1に直交する直交方向D2を「用紙幅方向D2」ともいう。加熱回転ベルト9aは、後述する加熱ユニット70を用いることで、電磁誘導を利用した電磁誘導加熱(IH;induction heating)により発熱される。
加熱回転ベルト9aは、後述する加熱ユニット70の誘導コイル71により発生された磁束が通る領域に配置される。これにより、加熱回転ベルト9aは、加熱ユニット70の誘導コイル71により発生される磁束の磁路を形成する。
加熱回転ベルト9aの内部には、押圧部材92が配置される。加熱回転ベルト9aは、押圧部材92に掛け渡される。加熱回転ベルト9aの内周面(内面)には、後述する加圧回転体9b側(加熱回転ベルト9aの内部の垂直方向の下方側)において押圧部材92が当接する。
加熱回転ベルト9aは、磁性金属層からなる基材層(不図示)と、基材層の表面に形成された弾性層(不図示)と、表面離型層(不図示)とを有する。加熱回転ベルト9aには、加熱回転ベルト9aを突き抜けずに加熱回転ベルト9aの基材層を通る磁束により、電磁誘導によって渦電流(誘導電流)が発生する。加熱回転ベルト9aには、渦電流が流れることで、加熱回転ベルト9aが有する電気抵抗によりジュール熱が発生する。このように、加熱回転ベルト9aは、後述する加熱ユニット70によって電磁誘導を利用した電磁誘導加熱(IH)により発熱される。本実施形態においては、基材層は厚さ30〜50μm程度のニッケル(Ni)から形成されており、弾性層には厚さ数百μmのシリコンゴムを用いている。また、表面離型層には厚さ数十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)のチューブを用いている。
加圧回転体9bとしての加圧ローラは、円筒状(円環状)に形成される。加圧ローラ9bは、加熱回転ベルト9aの垂直方向下方側に加熱回転ベルト9aに対向して配置される。加圧ローラ9bは、用紙幅方向D2に平行な第1回転軸J1を中心に、加圧ローラ9bの周方向である第2周方向R2に回転可能に構成される。加圧ローラ9bは、第1回転軸J1方向に延びるように形成される。
加圧ローラ9bは、その外周面が、加熱回転ベルト9aの外周面(外面)に当接するように配置される。加圧ローラ9bは、加熱回転ベルト9aを介して押圧部材92を押圧するように配置される。加圧ローラ9bは、押圧部材92との間に加熱回転ベルト9aの一部を挟み込んで、加熱回転ベルト9aとの間に定着ニップFを形成する。定着ニップFは、用紙Tを挟み込むと共に、用紙Tを搬送する。
加圧ローラ9bと押圧部材92(後述)とによって、加熱回転ベルト9aは、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2とをつないだ面の方向(垂直方向)の上方側へ向かう押圧力を受けている。これにより、加熱回転ベルト9aには、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2をつないだ面に直交する方向において、加熱回転ベルト9aを外部に向けて広げるような力が作用している。
加圧ローラ9bは、加圧ローラ本体941と、第1回転軸J1と同軸の軸部材942と、を有する。加圧ローラ本体941は、円筒状の芯金部材と、芯金部材の外周面に形成される弾性層と、弾性層の外周面に形成される離型層と、を有する。本実施形態においては、芯金部材には鉄を用いており、弾性層には発泡シリコンゴムを用いており、離型層にはPFAチューブを用いている。
加圧ローラ9bの軸部材942には、加圧ローラ9bを回転駆動させる回転駆動部(不図示)が接続される。この回転駆動部により、加圧ローラ9bが所定速度で回転駆動されると共に、加圧ローラ9bの回転に従動して、加圧ローラ9bの外周面に当接する加熱回転ベルト9aが回転される。
押圧部材92は、加熱回転ベルト9aの内部に配置される。押圧部材92の加熱回転ベルト9aの内周面に当接する部分は、多孔質ガラスクロスシート等の低摩擦層により形成されている。
押圧部材92は、用紙幅方向D2に長く延びて形成される。押圧部材92は、加熱回転ベルト9aの内部の加圧ローラ9b側において、加熱回転ベルト9aの内周面に当接する。押圧部材92は、加熱回転ベルト9aを加圧ローラ9bとの間に挟み込んで、加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとの間に定着ニップFを形成する。押圧部材92は、低摩擦層が加熱回転ベルト9aの内周面に摺動しながら接触する。
定着ニップFに搬送される用紙Tは、定着装置9の通紙領域内を通過して搬送された場合にトナー画像が定着される。ここで、「通紙領域」とは、定着ニップFに搬送される用紙Tが加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとに挟まれて通過する領域のことである。また、用紙Tが定着ニップFに搬送される場合における通紙領域よりも外側の領域である用紙Tが通過しない領域を「非通紙領域」ともいう。
図3に示すように、加熱回転ベルト9aの外周面には、用紙幅方向D2における最大長さの用紙Tが定着ニップFに搬送される場合における通紙領域として、最大通紙領域901が設定される。最大通紙領域901における用紙幅方向D2に平行な方向の長さを、「最大通紙幅W1」という。
また、加熱回転ベルト9aの外周面には、用紙幅方向D2における最小長さの用紙Tが定着ニップFに搬送される場合における用紙Tが通過する通紙領域として、最小通紙領域903が設定される。最小通紙領域903における用紙幅方向D2に平行な方向の長さを、「最小通紙幅W3」という。
更に、加熱回転ベルト9aの外周面には、用紙幅方向D2における長さが最大長さよりも短く且つ最小長さ(最小幅)よりも長い長さである中間長さ(中間幅)の用紙Tが定着ニップFに搬送される場合における用紙Tが通過する通紙領域として、中間通紙領域902が設定される。中間通紙領域902における用紙幅方向D2に平行な方向の長さを、「中間通紙幅W2」という。
なお、用紙Tの通紙領域は、これに制限されず、各サイズの用紙Tに対応して適宜設定することができる。また、加圧ローラ9bの外周面には、加熱回転ベルト9aの最大通紙領域901、最小通紙領域903及び中間通紙領域902に対応して、加圧側最大通紙領域、加圧側最小通紙領域及び加圧側中間通紙領域が設定されるが、これら各領域については図示を省略する。なお、用紙Tの通紙領域は、これに制限されず、各サイズの用紙Tに対応して適宜設定することができる。
加熱ユニット70について説明する。図2及び図3に示すように、加熱ユニット70は、誘導コイル71と、磁性体コア部72と、誘導コイル71を支持する支持部材77と、規制部96と、を備える。
誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aの外周面から所定距離だけ離間すると共に、加熱回転ベルト9aの外周面に沿って配置される。誘導コイル71は、平面視(図2における上方から視た場合)において、用紙幅方向D2に長い形状に線材を巻き回して形成される。
誘導コイル71は、用紙幅方向D2において加熱回転ベルト9aの長さよりも長く形成される。
誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aの外周面から所定距離だけ離間すると共に、加熱回転ベルト9aの外周面に沿って配置される。誘導コイル71は、平面視(図2における上方から視た場合)において、用紙幅方向D2に長い形状に線材を巻き回して形成される。
誘導コイル71は、用紙幅方向D2において加熱回転ベルト9aの長さよりも長く形成される。
誘導コイル71は、用紙幅方向D2に延びるように形成される中央領域718を囲むように銅製のリッツ線を巻き回して形成される。誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aの垂直方向の上方側の略3分の1の周の外周面に対向して配置される。
支持部材77は、加熱回転ベルト9aの垂直方向の上方側に、加熱回転ベルト9aに対向して、加熱回転ベルト9aから離間して配置される。支持部材77は、加熱回転ベルト9aの垂直方向の上方側において、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度において略180°の範囲に亘って、加熱回転ベルト9aの外周面に沿って円弧状に形成される。支持部材77は、用紙幅方向D2に長く形成され、誘導コイル71の用紙幅方向D2の長さと同程度の長さに形成される。
支持部材77は、保持部分771と、カバー部分772とを有する。保持部分771及びカバー部分772は、用紙幅方向D2から見た場合に、円弧状に湾曲した板部材により形成される。
保持部分771は、誘導コイル71における加熱回転ベルト9a側に加熱回転ベルト9aの外周面に対向して配置される。保持部分771は、誘導コイル71を所定の位置で保持した状態で支持する。
カバー部分772は、誘導コイル71に対して加熱回転ベルト9aとは反対側に配置される。カバー部分772は、誘導コイル71を覆うように配置される。
カバー部分772は、誘導コイル71に対して加熱回転ベルト9aとは反対側に配置される。カバー部分772は、誘導コイル71を覆うように配置される。
誘導コイル71は、不図示の誘導加熱用回路部に接続される。誘導コイル71には、誘導加熱用回路部から所定周波数の交流電流が印加される。誘導コイル71は、誘導加熱用回路部から交流電流が印加されることにより、加熱回転ベルト9aの磁性金属層(第1発熱層)を発熱させるための磁束を発生させる。例えば、誘導コイル71には、周波数が30kHz程度の交流電流が印加される。
誘導コイル71により発生された磁束は、加熱回転ベルト9a及び磁性体コア部72(後述)により形成された磁束の経路である磁路に導かれる。
磁路は、誘導コイル71により発生された磁束が周回方向R3に周回するように、加熱回転ベルト9a及び磁性体コア部72(後述)により形成される。周回方向R3とは、誘導コイル71の内周縁711Aの内側と外周縁711Bの外側とを通り誘導コイル71の線材の部分を囲むように周回する方向である。誘導コイル71により発生された磁束は、磁路を通過する。
誘導コイル71により発生される磁束は、誘導加熱用回路部(不図示)から所定周波数の交流電流が印加されるため、交流電流のプラス又はマイナスへの周期的な変動により、その大きさ及び方向が変化する。加熱回転ベルト9aには、この磁束の変化により誘導電流(渦電流)が発生する。
磁性体コア部72は、図2に示すように、周回方向R3に周回する磁路を形成する。磁性体コア部72は、誘導コイル71により発生される磁束が通る領域に配置されると共に、強磁性材料を主体として形成されるため、誘導コイル71により発生される磁束の経路である磁路を形成する。
磁性体コア部72は、センターコア部73と、一対のサイドコア部76、76と、を有する。
センターコア部73は、用紙幅方向D2に視た場合に、加熱回転ベルト9aの垂直方向の上方側(中央領域718の近傍)において、加熱回転ベルト9aの用紙Tの搬送方向D1の略中央に配置される。
センターコア部73は、用紙幅方向D2に視た場合に、加熱回転ベルト9aの垂直方向の上方側(中央領域718の近傍)において、加熱回転ベルト9aの用紙Tの搬送方向D1の略中央に配置される。
センターコア部73は、図2に示すように、磁路の周回方向R3において、加熱回転ベルト9aとの間の磁路を形成する。センターコア部73は、中央領域718の近傍(誘導コイル71の内周縁711Aの近傍)に配置される。
センターコア部73は、加熱回転ベルト9aの外周面から所定距離だけ離間して加熱回転ベルト9aの外周面に対向する。センターコア部73は、誘導コイル71の線材の部分を挟まずに加熱回転ベルト9aの外周面に対向する第1対向面731を有する。
また、センターコア部73は、用紙幅方向D2に長い略直方体形状に形成される。センターコア部73は、用紙幅方向D2において、最大通紙領域901に対応する領域よりも長く形成される。
一対のサイドコア部76、76それぞれは、図2に示すように、磁路の周回方向R3において、センターコア部73との間における磁路を形成する。一対のサイドコア部76、76それぞれは、磁路の周回方向R3において、センターコア部73に並んで配置される。
一対のサイドコア部76、76それぞれは、誘導コイル71の外周縁711Bの近傍に配置される。一対のサイドコア部76、76それぞれは、加熱回転ベルト9aの外周面から所定距離だけ離間して加熱回転ベルト9aの外周面に対向して配置される。一対のサイドコア部76、76それぞれは、誘導コイル71における線材の部分を挟まずに加熱回転ベルト9aの外周面に対向する第2対向面761を有する。また、一対のサイドコア部76、76それぞれは、用紙幅方向D2に長い略直方体形状に形成される。
一対のサイドコア部76、76それぞれは、用紙幅方向D2において、最大通紙領域901に対応する領域よりも長く形成される。
一対のサイドコア部76、76それぞれは、用紙幅方向D2において、最大通紙領域901に対応する領域よりも長く形成される。
次に、規制部96について説明する。規制部96は、加熱回転ベルト9aの外周面に当接することにより、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離が一定になるように、加熱回転ベルト9aの変形を規制する。規制部96は、図3に示すように、支持部材77における用紙幅方向D2の両端部近傍に配置される。規制部96は、支持部材77に固定される。規制部96は、支持部材77から加熱回転ベルト9a側に突出するように形成される。
第1実施形態においては、規制部96は、図2に示すように、加熱回転ベルト9aの外周面に沿って第1周方向R1に延びる円弧状の第1リブ961により構成される。第1リブ961の突出量は、誘導コイル711と加熱回転ベルト9aの外周面との距離を設定している。
第1リブ961は、図2及び図3に示すように、最大通紙領域901の外側の非通紙領域において、加熱回転ベルト9aにおける垂直方向の上方側の略半周の外周面に沿って当接する。詳細には、第1リブ961は、加熱回転ベルト9aにおける垂直方向の中央部分から上方側において、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度において180°の範囲に亘って延びるように形成されて、加熱回転ベルト9aの外周面に沿って当接する。第1リブ961は、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2とをつないだ面に対して対称に、加熱回転ベルト9aの第1周方向R1の上流側(一方側)から下流側(他方側)まで連続して形成される。
これにより、第1リブ961は、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2とをつないだ面に直交する方向への環状の加熱回転ベルト9aの変形を規制する。また、同時に、第1リブ961は、支持部材77に対する加熱回転ベルト9aの垂直方向の上方側の部分の位置を規制している。従って、第1リブ961は、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離を一定にすることができる。
図2に示すように、第1リブ961における加熱回転ベルト9aの第1周方向R1の上流側(用紙Tの搬送方向D1の下流側)の端部961aは、加熱回転ベルト9aの第1周方向R1の上流側から下流側に向かって徐々に加熱回転ベルト9aの外周面に近接するようにしてから加熱回転ベルト9aの外周面に当接する。第1リブ961における加熱回転ベルト9aの第1周方向R1の下流側(用紙Tの搬送方向D1の上流側)の端部961bは、加熱回転ベルト9aの外周面に略垂直に当接している。
温度センサ95は、加熱回転ベルト9aの外周面の温度を検知する。温度センサ95は、加熱回転ベルト9aの外周面に対向して非接触の状態で配置される。
次に、本実施形態の定着装置9を含むプリンタ1の動作について説明する。
まず、プリンタ1は、電源がONされると、電源部(不図示)から帯電部10a、10b、10c、10d、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4d、現像器16a、16b、16c、16d、1次転写ローラ37a、37b、37c、37d、2次転写ローラ8、プリンタ制御部(不図示)、定着装置9それぞれに電力が供給される。そして、プリンタ制御部からの制御信号により、帯電部10a、10b、10c、10d、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4d、現像器16a、16b、16c、16d、1次転写ローラ37a、37b、37c、37d、2次転写ローラ8、中間転写ベルト7、定着装置9それぞれの動作が制御される。
まず、プリンタ1は、電源がONされると、電源部(不図示)から帯電部10a、10b、10c、10d、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4d、現像器16a、16b、16c、16d、1次転写ローラ37a、37b、37c、37d、2次転写ローラ8、プリンタ制御部(不図示)、定着装置9それぞれに電力が供給される。そして、プリンタ制御部からの制御信号により、帯電部10a、10b、10c、10d、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4d、現像器16a、16b、16c、16d、1次転写ローラ37a、37b、37c、37d、2次転写ローラ8、中間転写ベルト7、定着装置9それぞれの動作が制御される。
プリンタ1の受け付け部(不図示)は、プリンタ1の電源がONの状態において、例えばプリンタ1の外部に配置されている操作部(不図示)が操作されたことに基づいて発生する画像形成指示情報を受け付ける。
次に、プリンタ1は、印刷動作を開始する。
具体的には、レジストローラ対80から送り出された用紙Tは、第1搬送路L1を通って中間転写ベルト7と2次転写ローラ8との間の転写ニップN2へ搬送される。このように用紙Tが転写ニップN2へ搬送されるとき、まず、帯電部10a、10b、10c、10dそれぞれが、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を一様に負(マイナス極性)又は正(プラス極性)に帯電させると共に、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dが、レーザ光源(不図示)から感光体ドラム2a、2b、2c、2dに向けてレーザ光を照射し、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を走査露光して電荷を除去する。これにより、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に静電潜像が形成される。
具体的には、レジストローラ対80から送り出された用紙Tは、第1搬送路L1を通って中間転写ベルト7と2次転写ローラ8との間の転写ニップN2へ搬送される。このように用紙Tが転写ニップN2へ搬送されるとき、まず、帯電部10a、10b、10c、10dそれぞれが、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を一様に負(マイナス極性)又は正(プラス極性)に帯電させると共に、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dが、レーザ光源(不図示)から感光体ドラム2a、2b、2c、2dに向けてレーザ光を照射し、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を走査露光して電荷を除去する。これにより、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に静電潜像が形成される。
続けて、現像器16a、16b、16c、16dそれぞれが、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させて、カラーのトナー画像を感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成する。ついで、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成された各色のトナー画像が中間転写ベルト7に順次1次転写される。これにより、中間転写ベルト7には、フルカラーのトナー画像が形成される。
続いて、中間転写ベルト7と2次転写ローラ8との間の転写ニップN2を通過する用紙Tにトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙Tは、第2搬送路L2を通って定着装置9へ向けて搬送される。具体的には、トナー画像が形成された用紙Tは、定着装置9の加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとにより形成される定着ニップFへ向けて搬送される。
そして、定着装置9の駆動制御部への電力の供給が開始されると、回転駆動部(不図示)により加圧ローラ9bが回転駆動される。加圧ローラ9bの回転駆動に伴って加熱回転ベルト9aは、従動して回転される。
次に、定着装置9は、発熱動作を開始する。
これにより、誘導コイル71には、誘導加熱用回路部(不図示)から交流電流が印加される。誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aを発熱させるための磁束を発生させる。
これにより、誘導コイル71には、誘導加熱用回路部(不図示)から交流電流が印加される。誘導コイル71は、加熱回転ベルト9aを発熱させるための磁束を発生させる。
誘導コイル71により発生された磁束は、加熱回転ベルト9a、センターコア部73及び一対のサイドコア部76、76により形成される磁路において、誘導コイル71の内周縁711Aの内側と外周縁711Bの外側とをつなぐように周回方向R3、R3に通過(周回)する。
そして、磁路を通過する磁束の大きさと方向が変化することにより、加熱回転ベルト9aの磁性金属層(第1発熱層)には、電磁誘導により渦電流(誘導電流)が発生する。加熱回転ベルト9aには、渦電流が流れることで、加熱回転ベルト9aが有する電気抵抗によりジュール熱が発生して加熱回転ベルト9aが発熱される。
次に、加熱回転ベルト9aの回転により、加熱回転ベルト9aの電磁誘導加熱(IH)により発熱された部分(磁性金属層)は、定着装置9の加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとにより形成される定着ニップFに向けて順次移動される。プリンタ1は、定着ニップFにおいて、所定の温度になるように、誘導加熱用回路部(不図示)を制御している。
そして、トナー画像が形成された用紙Tが、定着装置9の定着ニップFに導入されることにより、定着ニップFにおいて、トナーが溶融し、トナーが用紙Tに定着される。
定着装置9による定着動作時において、加熱回転ベルト9aは、加熱回転ベルト9aの内周面に当接する押圧部材92と、加熱回転ベルト9aに対向して配置される環状の加圧回転体9bとにより、垂直方向の上方側へ向かう押圧力を受けている。これにより、加熱回転ベルト9aには、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2をつないだ面に直交する方向において、加熱回転ベルト9aを外部に向けて広げるような力が作用している。
本実施形態においては、上述したような円弧状の第1リブ961からなる規制部96が設けられている。第1リブ961は、押圧部材92の用紙Tの搬送方向D1の中央部と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2をつないだ面に対して対称に、加熱回転ベルト9aの第1周方向R1における上流側(一方側)及び下流側(他方側)に配置される。これにより、第1リブ961は、用紙Tの搬送方向D1の上流側及び下流側から加熱回転ベルト9aを挟み込むように加熱回転ベルト9aの外周面に当接して、加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。
また、円弧状の第1リブ961は、加熱回転ベルト9aにおける垂直方向の中央部分から上方側において、加熱回転ベルト9aの外周面に沿って当接している。そのため、加熱回転ベルト9aの変形を規制すると共に、加熱回転ベルト9aの外周面と誘導コイル71との距離が一定になるように加熱回転ベルト9aの垂直方向の上方側の部分の位置を規制している。これにより、定着装置9の加熱効率を安定させることができる。そして、定着装置9の立ち上がり時における昇温時間を安定させることができる。
また、規制部96は、最大通紙領域901の外側の非通紙領域において、加熱回転ベルト9aに当接する。そのため、規制部96によって、加熱回転ベルト9aの通紙領域において熱が奪われることを抑制しつつ、規制部96は定着装置9の加熱効率を安定させることができる。そして、定着装置9の立ち上がり時間を安定させることができる。
また、円弧状の第1リブ961からなる規制部96における加熱回転ベルト9aの第1周方向R1の上流側の端部961aは、加熱回転ベルト9aの第1周方向R1の上流側から下流側に向かって徐々に加熱回転ベルト9aの外周面に近接するように形成されている。そのため、加熱回転ベルト9aが回転して移動する際に、規制部96の端部961aに加熱回転ベルト9aが引っ掛かることが低減されて、規制部96が加熱回転ベルト9aにダメージを与えることはほとんどない状態で当接して、加熱回転ベルト9aをスムーズに回転させることができる。
本実施形態のプリンタ1においては、環状の加熱回転ベルト9aと、加熱回転ベルト9aの内面に当接する押圧部材92と、加熱回転ベルト9aとの間に定着ニップFを形成する加圧回転体9bと、加熱回転ベルト9aの外周面から所定距離離間して配置され加熱回転ベルト9aを発熱させるための磁束を発生させる誘導コイル71と、誘導コイル71により発生された磁束の磁路を形成する磁性体コア部72と、加熱回転ベルト9aの外周面に当接して加熱回転ベルト9aの変形を規制する第1リブ961と、を備える。そのため、簡易な構成により、加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。これにより、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離を一定にすることができる。従って、定着装置9の加熱効率を安定させることができる。その結果、定着装置9の立ち上がり時間を安定させることができる。
また、本実施形態のプリンタ1においては、第1リブ961は、支持部材77に配置される。そのため、第1リブ961を支持部材77に設けるだけの簡易な構成により、加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。
また、本実施形態のプリンタ1においては、第1リブ961の突出量は、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との間の距離に設定する。そのため、第1リブ961の突出量を調整するだけで、定着装置9の加熱設計を容易に行うことができる。これにより、定着装置9の加熱効率を安定させることができる。従って、定着装置9の立ち上がり時間を安定させることができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態については、主として、第1実施形態とは異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様な構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。第2実施形態において特に説明しない点は、第1実施形態ついての説明が適宜適用又は援用される。
図4は、本発明の第2実施形態のプリンタ1における定着装置9の各構成要素を説明するための断面図である。図5は、図4に示す定着装置9における加熱ユニット70の斜視図である。
第2実施形態においては、規制部96の形状及び規制部96の位置が第1実施形態とは主に異なる。
第2実施形態においては、規制部96の形状及び規制部96の位置が第1実施形態とは主に異なる。
図4及び図5に示すように、第2実施形態における規制部96は、2つの略半球体状の第2リブ962、962を有して構成される。2つの第2リブ962、962は、加熱ユニット70における支持部材77における用紙幅方向D2の両端部近傍に配置されると共に、支持部材77と一体的に形成される。2つの第2リブ962、962は、2つの第2リブ962、962それぞれの球面状の頂部が最大通紙領域901の外側の非通紙領域において加熱回転ベルト9aの外周面に当接する。
2つの第2リブ962、962は、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2とを含む面に対して対称に、加熱回転ベルト9aの第1周方向R1における上流側(一方側)及び下流側(他方側)に離間して配置される。2つの第2リブ962、962は、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2とを含む面に対して略直交する方向に互いに離間して配置される。
また、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aの外周面における誘導コイル71側において、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度θ1において略180°離間して配置される。そのため、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aが最も変形する可能性の高い部分に当接している。
2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aにおける垂直方向の中央部を、用紙Tの搬送方向D1の上流側及び下流側から加熱回転ベルト9aを挟み込むように加熱回転ベルト9aの内部に向けて押圧するようにして、加熱回転ベルト9aの外周面に当接する。これにより、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aの変形を規制して、支持部材77に対する加熱回転ベルト9aの位置を規制している。従って、支持部材77に支持される誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離を一定にすることができる。その結果、定着装置9の加熱効率を安定させることができ、定着装置9の立ち上がり時間を安定させることができる。
第2実施形態のプリンタ1によれば、第1実施形態で示した効果の他に、次のような効果が奏される。
第2実施形態のプリンタ1の定着装置9においては、規制部96は、2つの略半球状の第2リブ962、962を有して構成される。そして、2つの第2リブ962、962は、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2とを含む面に対して略直交する方向に互いに離間して配置される。そのため、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aにおける垂直方向の中央部を、用紙Tの搬送方向D1の上流側及び下流側から加熱回転ベルト9aを挟み込むように加熱回転ベルト9aの内部に向けて押圧する。これにより、2つの第2リブ962、962は、安定した状態で、加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。従って、安定した状態で、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離を一定にすることができる。
第2実施形態のプリンタ1の定着装置9においては、規制部96は、2つの略半球状の第2リブ962、962を有して構成される。そして、2つの第2リブ962、962は、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2とを含む面に対して略直交する方向に互いに離間して配置される。そのため、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aにおける垂直方向の中央部を、用紙Tの搬送方向D1の上流側及び下流側から加熱回転ベルト9aを挟み込むように加熱回転ベルト9aの内部に向けて押圧する。これにより、2つの第2リブ962、962は、安定した状態で、加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。従って、安定した状態で、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離を一定にすることができる。
また、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aの外周面における誘導コイル71側において、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度θ1において略180°離間して配置される。そのため、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aが最も変形する可能性の高い部分に当接している。これにより、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aの変形をより規制することができる。従って、定着装置9の加熱効率を一層安定させることができ、定着装置9の立ち上がり時間を一層安定させることができる。
また、第2リブ962、962は、球面状の頂部により加熱回転ベルト9aの外周面に当接している。そのため、第2リブ962、962の接触による加熱回転ベルト9aの損傷等のダメージを低減させた状態で、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離を一定にすることができる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態については、主として、第1実施形態及び第2実施形態とは異なる点を中心に説明し、第1実施形態及び第2実施形態と同様な構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。第3実施形態において特に説明しない点は、第1実施形態及び第2実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。
図6は、第3実施形態のプリンタ1における定着装置9の各構成要素を説明するための断面図である。
第3実施形態においては、加熱ユニット70における支持部材77を加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度において略120°の円弧状に形成した点、及び、規制部96として3つの略半球状の第3リブ963A、963A、963Bにより構成した点について第2実施形態とは主に異なる。
第3実施形態においては、加熱ユニット70における支持部材77を加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度において略120°の円弧状に形成した点、及び、規制部96として3つの略半球状の第3リブ963A、963A、963Bにより構成した点について第2実施形態とは主に異なる。
具体的には、3つの略半球状の第3リブ963A、963A、963Bは、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度θ2における略120°の範囲において形成されている。3つの第3リブ963A、963A、963Bは、支持部材77の保持部分771において、加熱回転ベルト9aの第1周方向R1の上流側端部、下流側端部及びこれらの中間位置にそれぞれ離間して配置されている。3つの略半球状の第3リブ963A、963A、963Bは、球面状の頂部が最大通紙領域901の外側の非通紙領域において加熱回転ベルト9aの外周面の3箇所に当接する。
支持部材77の保持部分771における加熱回転ベルト9aの第1周方向R1の上流側端部及び下流側端部それぞれには、第3リブ963A、963Aが配置される。上流側端部及び下流側端部の第3リブ963A、963Aは、加熱回転ベルト9aの外周面における誘導コイル71側において、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度θ2が略120°となる位置に離間して配置される。そのため、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aが変形する可能性のある部分に当接している。上流側端部及び下流側端部の2つの第3リブ963A、963Aは、加熱回転ベルト9aの外周面に当接して加熱回転ベルト9aの変形を規制する。
支持部材77の保持部分771における上流側端部及び下流側端部の中間位置には、第3リブ963Bが配置される。中間位置の第3リブ963Bは、加熱回転ベルト9aの垂直方向の最上部において加熱回転ベルト9aの外周面に当接して、支持部材77に対する加熱回転ベルト9aの外周面の位置を規制する。
第3実施形態のプリンタ1によれば、第1実施形態及び第2実施形態で示した効果の他に、次のような効果が奏される。
第3実施形態のプリンタ1の定着装置9においては、上流側端部及び下流側端部の第3リブ963A、963Aは、加熱回転ベルト9aの外周面における誘導コイル71側において、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度θ2における略120°離間して配置される。そのため、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aが変形する部分に当接している。2つの第3リブ963A、963Aは、加熱回転ベルト9aの外周面に当接して加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。従って、定着装置9の加熱効率を安定させることができ、定着装置9の立ち上がり時間を安定させることができる。
第3実施形態のプリンタ1の定着装置9においては、上流側端部及び下流側端部の第3リブ963A、963Aは、加熱回転ベルト9aの外周面における誘導コイル71側において、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度θ2における略120°離間して配置される。そのため、2つの第2リブ962、962は、加熱回転ベルト9aが変形する部分に当接している。2つの第3リブ963A、963Aは、加熱回転ベルト9aの外周面に当接して加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。従って、定着装置9の加熱効率を安定させることができ、定着装置9の立ち上がり時間を安定させることができる。
更に、中間位置の第3リブ963Bは、上流側端部及び下流側端部の2つの第3リブ963A、963Aの間において、支持部材77に対する加熱回転ベルト9aの外周面の位置を規制する。
これにより、3つの第3リブ963A、963A、963Bの全体で、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離が一定になるように加熱回転ベルト9aの位置を規制する。従って、定着装置9の加熱効率を一層安定させることができると共に、定着装置9の立ち上がり時間を一層安定させることができる。
これにより、3つの第3リブ963A、963A、963Bの全体で、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離が一定になるように加熱回転ベルト9aの位置を規制する。従って、定着装置9の加熱効率を一層安定させることができると共に、定着装置9の立ち上がり時間を一層安定させることができる。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態については、主として、第1実施形態から第3実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態から第3実施形態と同様な構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。第4実施形態において特に説明しない点は、第1実施形態における説明が適宜適用又は援用される。
図7は、第4実施形態のプリンタ1における定着装置9の各構成要素を説明するための断面図である。
第4実施形態においては、規制部96の形状及び規制部96の位置が第1実施形態から第3実施形態とは主に異なる。
第4実施形態においては、規制部96の形状及び規制部96の位置が第1実施形態から第3実施形態とは主に異なる。
図7に示すように、第4実施形態のプリンタ1の定着装置9においては、規制部96は、2つの筒状のコロ964、964により構成される。2つの筒状のコロ964、964は、加熱ユニット70における支持部材77における用紙幅方向D2の両端部近傍に配置されると共に、支持部材77に設けた軸部材965を介して回転可能に支持される。
2つの筒状のコロ964、964は、押圧部材92と加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2とを含む面に対して対称に、加熱回転ベルト9aの第1周方向R1における上流側及び下流側に離間して配置される。具体的には、2つの筒状のコロ964、964は、加熱回転ベルト9aの第2回転軸J2を中心とする角度θ2において略180°離間して配置される。
また、2つの筒状のコロ964、964は、それらの外周面が最大通紙領域901の外側の非通紙領域において、加熱回転ベルト9aの外周面に当接する。そして、2つの筒状のコロ964、964は、加熱回転ベルト9aの回転に従動して軸部材965の回転軸を中心に回転する。
また、2つの筒状のコロ964、964は、それらの外周面が最大通紙領域901の外側の非通紙領域において、加熱回転ベルト9aの外周面に当接する。そして、2つの筒状のコロ964、964は、加熱回転ベルト9aの回転に従動して軸部材965の回転軸を中心に回転する。
第4実施形態のプリンタ1によれば、第1実施形態から第3実施形態で示した効果の他に、次のような効果が奏される。
第4実施形態のプリンタ1の定着装置9においては、規制部96は、加熱回転ベルト9aの回転に従動して回転する2つの筒状のコロ964、964から構成されている。そのため、規制部96としての筒状のコロ964、964は、加熱回転ベルト9aとの接触抵抗を小さくすることができる。これにより、2つの筒状のコロ964、964は、接触による加熱回転ベルト9aへの損傷等のダメージの発生する可能性を低減することができる。従って、加熱回転ベルト9aをスムーズに回転させながら、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離が一定になるように加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。
第4実施形態のプリンタ1の定着装置9においては、規制部96は、加熱回転ベルト9aの回転に従動して回転する2つの筒状のコロ964、964から構成されている。そのため、規制部96としての筒状のコロ964、964は、加熱回転ベルト9aとの接触抵抗を小さくすることができる。これにより、2つの筒状のコロ964、964は、接触による加熱回転ベルト9aへの損傷等のダメージの発生する可能性を低減することができる。従って、加熱回転ベルト9aをスムーズに回転させながら、誘導コイル71と加熱回転ベルト9aの外周面との距離が一定になるように加熱回転ベルト9aの変形を規制することができる。
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。
例えば、前述の第3実施形態においては、規制部96を3つの第3リブ963、963により構成したが、規制部96を4つ以上のリブにより構成してもよい。
また、前述の第4実施形態においては、規制部96を2つの筒状のコロ964、964により構成したが、規制部96を3つ以上の筒状コロにより構成してもよい。
また、前述の第4実施形態においては、規制部96を2つの筒状のコロ964、964により構成したが、規制部96を3つ以上の筒状コロにより構成してもよい。
本発明の画像形成装置の種類は、特に限定がなく、プリンタ以外に、コピー機、ファクシミリ、又はこれらの複合機などであってもよい。
シート状の被転写材は、用紙に制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
シート状の被転写材は、用紙に制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
1……プリンタ(画像形成装置)、2a、2b、2c、2d……感光体ドラム(像担持体)、8……転写ローラ(転写部)、9……定着装置、9a……加熱回転ベルト、9b……加圧ローラ(加圧回転体)、16a、16b、16c、16d……現像器、71……誘導コイル、72……磁性体コア部、77……支持部材、92……押圧部材、96……規制部、961……第1リブ(円弧状のリブ)、962……第2リブ(略半球状のリブ)、963A、963B……第3リブ(略半球状のリブ)、964……筒状のコロ、F……定着ニップ、J2……第2回転軸(回転軸)、R1……第1周方向、R2……第2周方向、T……用紙(被転写材)
Claims (11)
- 環状の加熱回転ベルトであって、該加熱回転ベルトの周方向である第1周方向に回転可能な加熱回転ベルトと、
前記加熱回転ベルトの内部に配置され、該加熱回転ベルトの内面に当接する押圧部材と、
前記加熱回転ベルトに対向して配置される環状の加圧回転体であって、該加圧回転体の周方向である第2周方向に回転可能であると共に、前記押圧部材との間に前記加熱回転ベルトを挟み込んで前記加熱回転ベルトとの間に定着ニップを形成する加圧回転体と、
前記加熱回転ベルトの外面から所定距離離間して前記外面に沿って配置され、前記加熱回転ベルトを発熱させるための磁束を発生させる誘導コイルと、
前記誘導コイルにより発生された磁束の磁路を形成する磁性体コア部と、
前記加熱回転ベルトの外面に当接して該加熱回転ベルトの変形を規制する規制部と、
を備える定着装置。 - 前記誘導コイルの前記加熱回転ベルト側に前記加熱回転ベルトの外面に対向して配置され、前記誘導コイルを支持する支持部材を備え、
前記規制部は、前記支持部材に配置されると共に、前記加熱回転ベルトの外面に当接することにより前記誘導コイルと前記加熱回転ベルトの外面との距離が一定になるように前記加熱回転ベルトの変形を規制する
請求項1に記載の定着装置。 - 前記規制部は、前記押圧部材の用紙搬送方向中央部と前記加熱回転ベルトの回転軸とをつないだ面に対して対称に一方側と他方側とに配置される
請求項1又は2に記載の定着装置。 - 前記規制部は、前記支持部材から前記加熱回転ベルト側に突出する1又は複数のリブにより構成される
請求項2又は3に記載の定着装置。 - 前記規制部は、前記加熱回転ベルトの外面に沿って第1周方向に延びる円弧状のリブにより構成されると共に、前記加熱回転ベルトの外面に沿って当接する
請求項4に記載の定着装置。 - 前記円弧状のリブにおける前記加熱回転ベルトの第1周方向の上流側の端部は、前記加熱回転ベルトの第1周方向の上流側から下流側に向かって徐々に前記加熱回転ベルトの外面に近接するように形成される
請求項5に記載の定着装置。 - 前記規制部は、2つの略半球体状のリブを有して構成されており、
該2つの略半球体状のリブは、前記押圧部材と前記加熱回転ベルトの回転軸とを含む面に対して略直交する方向に互いに離間して配置される
請求項4に記載の定着装置。 - 前記規制部は、前記加熱回転ベルトの外面に当接して前記加熱回転ベルトの回転に従動して回転する1又は複数の筒状のコロにより構成される
請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。 - 前記支持部材は、前記第1周方向に直交する直交方向に長く形成され、
前記規制部は、前記支持部材の前記直交方向の両端部に配置される
請求項1から8のいずれかに記載の定着装置。 - 前記加熱回転ベルトの外面に形成され、前記定着ニップに搬送される前記直交方向における最大長さのシート状の被転写材が通過する領域の外側の領域である非通紙領域を更に備え、
前記規制部は、前記非通紙領域に当接する
請求項9に記載の定着装置。 - 表面に静電潜像が形成される1又は複数の像担持体と、
前記1又は複数の像担持体に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像器と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
請求項1から10のいずれかに記載の定着装置と、を備える
画像形成装置。
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