JP2019101364A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトの軸方向端部が過剰に昇温することを抑制することのできる定着装置を提供する。【解決手段】定着装置７は、軸周りに回転しながらシートＳ上のトナー像を加熱する定着ベルト２１と、軸周りに回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナーを加圧する加圧ローラー２２と、磁力線を発生させて定着ベルト２１を誘導加熱する電磁誘導加熱器２３と、磁性材料で定着ベルト２１よりも軸方向に短く形成され、定着ベルト２１の内周面に接触し、且つ漏洩磁束を吸収して定着ベルト２１の加熱を補助するベルトガイド２５と、非磁性材料で形成され、ベルトガイド２５の軸方向外端部に重なる位置から定着ベルト２１の軸方向外端までの範囲の少なくとも一部において定着ベルト２１の径方向内側に配置され、定着ベルト２１を透過した漏洩磁束を打ち消す磁束を発生させる昇温抑制部材２６と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、媒体にトナー像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の定着装置は、定着部材（ローラーやベルト）に対向して配置された磁界発生ユニットと、定着部材の端部に対向して設けられた磁束遮蔽部材と、を備えている。磁界発生ユニットは、定着部材の導電層を誘導加熱する。磁束遮蔽部材は、導電性を有すると共に、定着部材の端部に磁束を集中させる機能を有する。磁束遮蔽部材を設けることで、磁界発生ユニットのコイルの配置関係で定着部材の端部の発熱量が少なくなることが抑制されていた。

特開２００６−２４３１７２号公報

上記のような定着装置では、定着部材の軸方向の寸法は、使用可能なシート状記録部材の最大幅よりも長く設定されている。定着装置による定着動作では、シート状記録部材が定着部材と加圧ローラーとの間を通過するときに定着部材の熱を奪うことになる。シート状記録部材が定着部材と軸方向中央合わせで搬送される場合、シート状記録部材が通過しない範囲となる定着部材の軸方向両端部が過剰に昇温することがあった。

本発明は、上記課題を解決するために、定着ベルトの軸方向端部が過剰に昇温することを抑制することのできる定着装置および画像形成装置を提供する。

上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、筒状に形成され、軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着ベルトと、軸周りに回転しながら前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、前記定着ベルトの径方向外側に設けられ、磁力線を発生させて前記定着ベルトを誘導加熱する電磁誘導加熱器と、磁性材料で前記定着ベルトよりも軸方向に短く形成され、前記定着ベルトの内周面に接触して前記定着ベルトを支持し、且つ前記定着ベルトを透過した漏洩磁束を吸収して前記定着ベルトの加熱を補助するベルトガイドと、非磁性材料で形成され、前記ベルトガイドの軸方向外端部に重なる位置から前記定着ベルトの軸方向外端までの範囲の少なくとも一部において前記定着ベルトの径方向内側に配置され、前記定着ベルトを透過した漏洩磁束を打ち消す磁束を発生させる昇温抑制部材と、を備えている。

この場合、前記昇温抑制部材は、前記定着ベルトの内周面との間に隙間を挟んで配置されていることが好ましい。

この場合、前記ベルトガイドの軸方向外端から前記定着ベルトの軸方向外端までの範囲は、前記加圧領域を通過可能な前記媒体の最大幅よりも軸方向外側に設定されていることが好ましい。

この場合、前記定着ベルトは、ニッケル製の基材と、前記基材上に積層された銅製の第１層と、前記第１層上に積層されたニッケル製の第２層と、を含んでいることが好ましい。

また、上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の定着装置を備えている。

本発明によれば、定着ベルトの軸方向端部が過剰に昇温することを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るプリンターを示す概略図（正面図）である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を構成する部品を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の定着ベルトの断面図である。 図２のＶ−Ｖ断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の定着ベルトの温度と軸方向位置との関係を説明する説明図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、各図に示す「Ｆｒ」は「前」を示し、「Ｒｒ」は「後」を示し、「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｄ」は「下」を示している。また、各図面は各構成の特徴を若干強調して示したものであって、必ずしも正確な寸法を示しているわけではない。

［プリンターの全体構成］
図１を参照して、画像形成装置の一例としてのプリンター１について説明する。図１はプリンター１を示す概略図（正面図）である。

プリンター１は、略直方体状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下部には、例えば、普通紙等のシートＳ（媒体）を収容する給紙カセット３が設けられている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。なお、シートＳは、紙製に限らず、樹脂製等であってもよい。

また、プリンター１は、給紙装置５と、作像装置６と、定着装置７と、を備えている。給紙装置５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びた搬送路８の上流端部に設けられている。作像装置６は搬送路８の中間部に設けられ、定着装置７は搬送路８の下流側に設けられている。

作像装置６は、トナーコンテナ１０と、ドラムユニット１１と、光走査装置１２と、を含んでいる。トナーコンテナ１０は、例えば、黒色のトナー（現像剤）を収容している。ドラムユニット１１は、感光体ドラム１３と、帯電装置１４と、現像装置１５と、転写ローラー１６と、を含んでいる。転写ローラー１６は、下側から感光体ドラム１３に接触して転写ニップを形成している。なお、トナーは、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよいし、磁性トナーから成る一成分現像剤であってもよい。

プリンター１の制御装置（図示せず）は各装置を適宜制御し、以下のように画像形成処理を実行する。帯電装置１４は、感光体ドラム１３の表面を帯電させる。感光体ドラム１３は、光走査装置１２から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。現像装置１５は、トナーコンテナ１０から供給されたトナーを用いて感光体ドラム１３上の静電潜像をトナー像に現像する。シートＳは給紙装置５によって給紙カセット３から搬送路８に送り出され、感光体ドラム１３上のトナー像は転写ニップを通過するシートＳに転写される。定着装置７は、トナー像をシートＳに定着させる。その後、シートＳは、排紙トレイ４に排出される。

［定着装置］
次に、図２ないし図６を参照して、定着装置７について説明する。図２は定着装置７を模式的に示す断面図である。図３は定着装置７を構成する部品を模式的に示す平面図である。図４は定着ベルト２１の断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ断面図である。図６は定着ベルト２１の温度と軸方向位置との関係を説明する説明図である。

図２に示すように、定着装置７は、定着ベルト２１と、加圧ローラー２２と、電磁誘導加熱器２３と、押圧部２４と、ベルトガイド２５と、一対の昇温抑制部材２６と、を備えている。定着ベルト２１および加圧ローラー２２は、筐体２０（図１参照）の内部に設けられている。電磁誘導加熱器２３は、定着ベルト２１の径方向外側に設けられている。押圧部２４、ベルトガイド２５および昇温抑制部材２６は、定着ベルト２１の径方向内側に設けられている。定着ベルト２１、加圧ローラー２２、電磁誘導加熱器２３、押圧部２４およびベルトガイド２５は、互いに軸方向中央を合わせて（揃えて）配置されている。この定着装置７は、電磁誘導加熱器２３によって定着ベルト２１を誘導加熱するベルトＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）方式を採用している。

＜定着ベルト＞
図２および図３に示すように、定着部材の一例としての定着ベルト２１は、無端状のベルトであって、前後方向（軸方向）に長い略円筒状（直径約３０ｍｍ）に形成されている。定着ベルト２１の軸方向の寸法Ｗ１（例えば約３７０ｍｍ）は、画像形成に使用されるシートＳの最大幅Ｗ０（例えば約３３０ｍｍ）よりも長く設定されている（図３参照）。定着ベルト２１は、筐体２０の内部上方に配置されている（図１参照）。定着ベルト２１の軸方向両端部には、略円筒状の一対のキャップ（図示せず）が装着されている。なお、定着ベルト２１の内部には、サーミスタやサーモスタット（いずれも図示せず）が設けられている。サーミスタは、定着ベルト２１の内周面に接触しており、定着ベルト２１の温度を検知する。サーモスタットは、後述するベルトガイド２５の温度を非接触で検知する。

図４に示すように、定着ベルト２１は、径方向内側から外側に向かって順に、基材２１Ａと、第１層２１Ｂと、第２層２１Ｃと、ゴム層２１Ｄと、離型層２１Ｅと、を積層することで形成されている。基材２１Ａは、厚み３０μｍ程度のニッケル製の層である。第１層２１Ｂは、基材２１Ａ上に積層された厚み１２μｍ程度の銅製の層であり、第２層２１Ｃは、第１層２１Ｂ上に積層された厚み１μｍ程度のニッケル製の層である。基材２１Ａおよび第１層２１Ｂは、電磁誘導加熱器２３によって加熱される発熱層として機能する。第２層２１Ｃは、第１層２１Ｂの酸化を防止する機能と、ゴム層２１Ｄの密着性を確保する機能とを有している。ゴム層２１Ｄは、第２層２１Ｃ上に積層された厚み３００μｍ程度のシリコンゴム製の層である。離型層２１Ｅは、ゴム層２１Ｄ上に積層されたフッ素樹脂（ＰＦＡ，ＰＴＦＥ等）製の層である。離型層２１Ｅは、シートＳの貼り付き等を抑制する機能を有している。また、基材２１Ａ（定着ベルト２１）の内周面には、ポリイミド樹脂（ＰＩ）やフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）製のコート層２１Ｆが積層されている。コート層２１Ｆは、後述する押圧パッド４１（摺動シート４２）との摩擦を低減する機能を有している。

＜加圧ローラー＞
図２および図３に示すように、加圧部材の一例としての加圧ローラー２２は、前後方向（軸方向）に長い略円筒状（直径３０〜３５ｍｍ程度）に形成されている。加圧ローラー２２の軸方向の寸法Ｗ２（例えば約３４２ｍｍ）は、シートＳの最大幅Ｗ０よりも長く、且つ定着ベルト２１の軸方向の寸法Ｗ１よりも短く設定されている。加圧ローラー２２は、筐体２０の内部下方に配置されている（図１参照）。加圧ローラー２２は、ステンレス等の金属製の芯金２２Ａと、その外周面に積層されたシリコンゴム等の弾性層２２Ｂと、を含んでいる（図２参照）。また、弾性層２２Ｂ上には、フッ素樹脂（ＰＦＡ，ＰＴＦＥ等）製の離型層（図示せず）が積層されている。芯金２２Ａの軸方向両端部は、筐体２０に回転可能に支持されている。芯金２２Ａにはギア列等を介して駆動モーター（図示せず）が接続され、加圧ローラー２２は駆動モーターによって回転駆動される。

また、定着装置７は、加圧ローラー２２を昇降させて定着ベルト２１に対する加圧ローラー２２の接触圧を調整する圧力調整部（図示せず）を備えている。加圧ローラー２２が定着ベルト２１に押し付けられることで、定着ベルト２１と加圧ローラー２２との間に加圧領域Ｎが形成される。また、加圧領域Ｎとは、圧力が０ＰａであるシートＳの搬送方向上流側の位置から最大圧力となる位置を経由して再び圧力が０ＰａとなるシートＳの搬送方向下流側の位置までの領域を指している。

＜電磁誘導加熱器＞
図２に示すように、電磁誘導加熱器２３は、定着ベルト２１を挟んで加圧領域Ｎの反対側に設けられている。電磁誘導加熱器２３は、ボビン部３０と、コイル３１と、２つのサイドコア３２と、複数のアーチコア３３と、センターコア３４と、を含んでいる。

ボビン部３０は、例えば、耐熱性を有する樹脂材料等で定着ベルト２１を覆うような略半円筒状に形成されている。ボビン部３０は、定着ベルト２１の上部表面との間に隙間を挟んで設けられている。ボビン部３０は、定着ベルト２１との隙間を略一定に保つように筐体２０に固定されている。

コイル３１は、ボビン部３０の上面に支持されている。図３に示すように、コイル３１は、平面から見て、前後方向（軸方向）に長い略楕円を描くように形成されている。コイル３１の長径の外寸（最大外径Ｄ１＝約３８０ｍｍ）は、定着ベルト２１の軸方向の寸法Ｗ１よりも長く設定されている。コイル３１の長径の内寸（最大内径Ｄ２＝約３４０ｍｍ）は、加圧ローラー２２の軸方向の寸法Ｗ２と略同一に設定されている。なお、加圧ローラー２２の軸方向の寸法Ｗ２は、コイル３１の最大内径Ｄ２よりも長く設定されてもよい。

サイドコア３２、アーチコア３３およびセンターコア３４は、例えば、フェライト等の強磁性体で形成されている。これらのコア３２〜３４は、コイル３１から発生する磁束を通過させる磁路を形成する機能を有している。

図２および図３に示すように、２つのサイドコア３２は、ボビン部３０の左右両端部に設けられている。各サイドコア３２は、前後方向（軸方向）に長い略棒状に形成されている。各サイドコア３２の軸方向の寸法Ｗ３（約３４３ｍｍ）は、コイル３１の最大内径Ｄ２と略同一に設定されている。なお、各サイドコア３２の軸方向の寸法Ｗ３は、コイル３１の最大内径Ｄ２よりも長く設定されてもよい。

複数のアーチコア３３は、２つのサイドコア３２から上方に向かって左右方向中央に湾曲した形状を有している。複数のアーチコア３３は、コイル３１を覆うような略円弧状に形成されている。複数のアーチコア３３は、軸方向に間隔をあけて配置されている。アーチコア３３の配置間隔は、軸方向中央付近よりも軸方向両側において狭く設定されている。軸方向両側において複数のアーチコア３３を密に配置することで、定着ベルト２１の軸方向両端部での温度低下を抑制することができる。軸方向一端のアーチコア３３から軸方向他端のアーチコア３３までの距離Ｗ４（約３２６ｍｍ）は、シートＳの最大幅Ｗ０よりも僅かに短く設定されている。なお、軸方向両端のアーチコア３３間の距離Ｗ４は、シートＳに対する最大の画像幅よりも長く設定されていてもよい。

センターコア３４は、略円形断面を有し、前後方向（軸方向）に長い棒状に形成されている。センターコア３４は、正面から見て左右に対向したアーチコア３３の間に配置され（図２参照）、平面から見てコイル３１の内径領域に配置されている（図３参照）。センターコア３４の軸方向の寸法Ｗ５（約３２６ｍｍ）は、軸方向両端のアーチコア３３間の距離Ｗ４と略同一に設定されている。なお、センターコア３４の軸方向両端部は、樹脂製の軸受け（図示せず）に支持されている。センターコア３４の表面の一部には、銅板等の磁気遮蔽部材（図示せず）が貼付されている。センターコア３４は、軸周りに回転することで磁気の遮蔽状態を変化させ、シートＳが通過しない範囲となる定着ベルト２１の軸方向両端部の温度上昇を抑制する。なお、軸方向両端のアーチコア３３間の距離Ｗ４が、センターコア３４の寸法Ｗ５よりも長く設定されてもよい。

なお、駆動モーターや電磁誘導加熱器２３（コイル３１）等は、各種の駆動回路（図示せず）を介して電源（図示せず）に電気的に接続されている。また、電源、駆動モーターおよびサーミスタ等は、各種の回路を介してプリンター１の制御装置に電気的に接続され、制御装置によって適宜制御されるようになっている。

＜押圧部＞
図２に示すように、押圧部２４は、定着ベルト２１の径方向内側に設けられている。押圧部２４は、支持部材４０と、押圧パッド４１と、摺動シート４２と、ハーネスホルダー４３と、を含んでいる。

支持部材４０は、例えば、鉄やステンレス等の金属材料によって前後方向（軸方向）に略角筒状に形成されている。支持部材４０は定着ベルト２１を軸方向に貫通し、支持部材４０の軸方向両端部は定着ベルト２１よりも外側に延びて筐体２０に固定されている。支持部材４０は、左右一対のキャップを介して定着ベルト２１を軸周りに回転可能に支持している。

押圧パッド４１は、支持部材４０の下面に固定されている。押圧パッド４１は、例えば、耐熱性を有する合成樹脂等によって前後方向に長い略厚板状に形成されている。押圧パッド４１は、定着ベルト２１を挟んで押し付けられる加圧ローラー２２を受け止める機能を有している。

ところで、押圧パッド４１が加圧ローラー２２を受け止めた際、押圧パッド４１が加圧ローラー２２よりも短いと、押圧パッド４１のエッジで定着ベルト２１の内面を傷付けることになる。そこで、押圧パッド４１の軸方向の寸法Ｗ６（約３４９ｍｍ）は、加圧ローラー２２の軸方向の寸法Ｗ２よりも僅かに長く設定されている（図３参照）。これにより、押圧パッド４１のエッジによる定着ベルト２１の損傷を抑制することができる。

摺動シート４２は、例えば、ＰＴＦＥ繊維等を用いて織った織物である。定着ベルト２１の回転方向上流側となる摺動シート４２の一端部は、支持部材４０の左側面に固定されている。摺動シート４２は、定着ベルト２１と押圧パッド４１との間を通って定着ベルト２１の回転方向下流側に延びている。摺動シート４２は、加圧領域Ｎに対向した定着ベルト２１の内周面に接触し、定着ベルト２１との摩擦を低減する機能を有している。なお、摺動シート４２は、押圧パッド４１に巻き付けられていてもよい。

ハーネスホルダー４３は、支持部材４０の上面に固定されている。ハーネスホルダー４３は、例えば、ステンレス等の金属材料によって前後方向に長い略板状に形成されている。ハーネスホルダー４３は、略Ｕ字状断面を有しており、サーミスタやサーモスタットの配線等の電気部品を保持する機能を有している。

＜ベルトガイド＞
図２および図３に示すように、ベルトガイド２５は、例えば、磁性を有するステンレス等の金属材料（磁性材料）によって前後方向（軸方向）に長い略半円筒状に形成されている。ベルトガイド２５は、湾曲面を定着ベルト２１の上側内面に接触させ、定着ベルト２１を挟んでコイル３１（電磁誘導加熱器２３）に対向配置されている。ベルトガイド２５は、定着ベルト２１と軸方向中央を合わせた位置で、支持部材４０に固定されている。

ところで、定着ベルト２１の端部にはキャップが取り付けられるため、ベルトガイド２５がキャップ近傍まで延びていると、ベルトガイド２５のエッジで定着ベルト２１の内面を傷付けることになる。そこで、ベルトガイド２５の軸方向の寸法Ｗ７（約３４０ｍｍ）は、シートＳの最大幅Ｗ０よりも長く、且つ定着ベルト２１の軸方向の寸法Ｗ１よりも短く設定されている（図３参照）。これにより、ベルトガイド２５のエッジによる定着ベルト２１の損傷を抑制することができる。

本実施形態に係る定着装置７では、シートＳは、その軸方向（前後幅）の中央を定着ベルト２１の軸方向中央に合わせた（揃えた）状態で搬送される。したがって、図３および図５に示すように、ベルトガイド２５の軸方向外端から定着ベルト２１の軸方向外端までの範囲（非通過領域Ａ１）は、加圧領域Ｎを通過可能なシートＳの最大幅Ｗ０よりも軸方向外側に設定されている。つまり、非通過領域Ａ１は、定着ベルト２１の軸方向外端部においてシートＳが通過しない領域に設定されている。なお、定着ベルト２１の軸方向外端部を除く範囲においてシートＳが通過する領域を「通過領域Ａ２」と呼ぶこととする（図３参照）。

＜昇温抑制部材＞
図２および図３に示すように、一対の昇温抑制部材２６は、例えば、アルミニウム、銅、非磁性ステンレス等の非磁性材料によって略半円筒状に形成されている。昇温抑制部材２６の軸方向の寸法Ｗ８は、例えば、約１０ｍｍに設定されている（図３参照）。昇温抑制部材２６の厚みは、例えば、０．２〜０．５ｍｍの範囲で設定されている。一対の昇温抑制部材２６は、定着ベルト２１を挟んでコイル３１の軸方向両端部に対向する位置で支持部材４０に固定されている。詳細には、一対の昇温抑制部材２６は、ベルトガイド２５の軸方向外端に隣接し、且つ定着ベルト２１の軸方向外端から露出しないように配置されている（図５参照）。すなわち、昇温抑制部材２６の軸方向外端は、定着ベルト２１の軸方向外端よりも内側に位置している。

また、図５に示すように、昇温抑制部材２６は、定着ベルト２１の内周面との間に隙間Ｇを挟んで配置されている。つまり、昇温抑制部材２６は、定着ベルト２１の内周面から径方向内側に離間している。昇温抑制部材２６と定着ベルト２１との隙間Ｇは、例えば、１〜３ｍｍの範囲で設定されている。

なお、ベルトガイド２５や昇温抑制部材２６は、ネジや接着剤を用いて支持部材４０に固定されてもよいし、支持部材４０に溝を設けてベルトガイド２５や昇温抑制部材２６を溝に差し込むことで固定されてもよい。

［定着装置の作用］
次に、図２を参照して、定着装置７の作用について説明する。

まず、プリンター１の制御装置は、駆動モーターや電源等を駆動制御する。加圧ローラー２２は駆動モーターの駆動力を受けて回転し、定着ベルト２１は加圧ローラー２２に従動して回転する（図２の実線矢印参照）。ベルトガイド２５は、定着ベルト２１の内周面に接触して定着ベルト２１を支持することで、定着ベルト２１の略円筒形状を保持しつつ定着ベルト２１の回転軌道を安定させる。

電磁誘導加熱器２３（コイル３１）は、電源からの電力を受けて、磁力線を発生させて定着ベルト２１を誘導加熱する。具体的には、コイル３１に交流電流が流れると、コイル３１の周囲には高周波磁界が発生し、定着ベルト２１には渦電流が発生する。定着ベルト２１に含まれる発熱層（基材２１Ａ、第１層２１Ｂ、第２層２１Ｃ）は、自身の電気抵抗によって自己発熱する。ベルトガイド２５は、定着ベルト２１を透過した漏洩磁束を吸収して自己発熱し、定着ベルト２１の加熱を補助する。なお、ベルトガイド２５は、押圧部２４（ハーネスホルダー４３）側に漏れる磁束（漏洩磁束）を低減する機能も有している。

続いて、サーミスタ等は、定着ベルト２１の温度を検出し、入力回路を介して検出信号を制御装置に送信する。制御装置は、設定温度（例えば１５０〜２００℃）に達したことを認識すると、その設定温度を維持するように電磁誘導加熱器２３を制御しながら、既に説明した画像形成処理の実行を開始する。トナー像が転写されたシートＳは筐体２０内に進入し、定着ベルト２１は、軸周りに正回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナー（トナー像）を加熱する。加圧ローラー２２は、軸周りに回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナーを加圧する。すると、トナー像がシートＳに定着する。そして、トナー像が定着したシートＳは、筐体２０の外部に送り出されて排紙トレイ４に排出される（図１参照）。

ここで、定着ベルト２１の軸方向の温度分布としては、定着ベルト２１の通過領域Ａ２では設定温度にして、定着ベルト２１の非通過領域Ａ１では設定温度以下にすることが理想である。しかしながら、定着ベルト２１の通過領域Ａ２を設定温度に制御した場合、定着ベルト２１の非通過領域Ａ１ではシートＳの通過で熱を奪われることが無いため、設定温度よりも高くなる傾向があった。また、定着ベルト２１が過剰に昇温すると、定着ベルト２１の耐熱温度上限を超えて破損したり、定着ベルト２１の径方向内側に配置したサーミスタや配線等が故障したりする虞もあった。

ニッケルと銅を積層した（Ｎｉ＋Ｃｕ積層型）定着ベルト２１では、非通過領域Ａ１で高温になる傾向が強いという問題があった。これに対して、第１層２１Ｂと第２層２１Ｃとが削除され、基材２１Ａが発熱層となるニッケル（Ｎｉ）単層型の定着ベルト（図示せず）では、非通過領域Ａ１で高温になる傾向が弱かった。以下、その理由を考察する。

ベルトガイド２５が存在しない非通過領域Ａ１では、定着ベルト２１はベルトガイド２５による加熱補助を受けることができないため、定着ベルト２１の温度はコイル３１から発生する磁力線（磁束）による誘導加熱に依存して上昇する。このため、定着ベルト２１は、漏洩磁束が少ないほど効率良く加熱されて高温になると考えられる。ここで、Ｎｉ＋Ｃｕ複層型の定着ベルト２１は、Ｎｉ単層型の定着ベルトに比べて漏洩磁束が少なく、発熱効率（発熱性能）が良いことが知られている。したがって、Ｎｉ＋Ｃｕ複層型の定着ベルト２１では、Ｎｉ単層の定着ベルトに比べて漏洩磁束が少ないため、非通過領域Ａ１での発熱量（温度）が高くなると考えられる。

以上のような問題に対処するため、本実施形態に係る定着装置７では、定着ベルト２１の軸方向端部（非通過領域Ａ１）の過剰な昇温を抑制するために昇温抑制部材２６が設けられている。昇温抑制部材２６は、定着ベルト２１を透過した漏洩磁束を打ち消す磁束を発生させる。昇温抑制部材２６から発生した磁束は、漏洩磁束とは逆位相であるため、漏洩磁束を相殺することになる。その結果、定着ベルト２１の非通過領域Ａ１での過剰な昇温が抑制され、予め設定された上限温度よりも低い温度に制御される（図６の実線参照）。仮に、昇温抑制部材２６を削除した場合、定着ベルト２１の非通過領域Ａ１において過剰に昇温し、上限温度を超えることが確認された（図６の一点鎖線参照）。

以上説明した本実施形態に係る定着装置７では、非磁性材料である昇温抑制部材２６が、ベルトガイド２５の軸方向外端よりも外側に配置される構成とした。この構成によれば、定着ベルト２１の軸方向端部（非通過領域Ａ１）ではベルトガイド２５が存在しないため、ベルトガイド２５による定着ベルト２１の加熱補助を削減することができる。これに加えて、定着ベルト２１の軸方向端部を透過した漏洩磁束を、昇温抑制部材２６が発する磁束によってキャンセルする（打ち消す）ことができる。これにより、定着ベルト２１の軸方向端部が過剰に昇温することを抑制することができる。また、定着ベルト２１の径方向内側の過剰な昇温を抑えることができるため、サーミスタや配線等の故障を抑制することもできる。

また、本実施形態に係る定着装置７によれば、昇温抑制部材２６が定着ベルト２１の内周面に対して非接触であるため、昇温抑制部材２６と定着ベルト２１との摩擦による損傷を防止することができる。なお、昇温抑制部材２６が定着ベルト２１に近いほど漏洩磁束をキャンセルする効果が強く発揮されるため、昇温抑制部材２６と定着ベルト２１との摩擦が定着ベルト２１の損傷させない程度であれば、昇温抑制部材２６を定着ベルト２１の内周面に接触（隙間Ｇ＝０ｍｍ）させてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７によれば、昇温抑制部材２６が定着ベルト２１の非通過領域Ａ１に対向して配置されているため、非通過領域Ａ１での過昇温を抑制することができる。これにより、非通過領域Ａ１での過昇温を異常加熱として検知されることを抑制することができる。

また、本実施形態に係る定着装置７によれば、Ｎｉ＋Ｃｕ積層型の定着ベルト２１を採用することで、電磁誘導加熱器２３（コイル３１）による誘導加熱を効率良く行うことができる。

なお、本実施形態に係る定着装置７では、Ｎｉ＋Ｃｕ積層型の定着ベルト２１を採用したが、本発明はこれに限定されない。例えば、Ｎｉ＋Ｃｕ積層型の定着ベルト２１に代えて、Ｎｉ単層型の定着ベルト（図示せず）を採用してもよい。Ｎｉ単層型の定着ベルトは、Ｎｉ＋Ｃｕ積層型の定着ベルト２１に比べて、製造コストを抑えることができる利点があるが、発熱性能に劣り、漏洩磁束が多くなるという欠点もある。そこで、Ｎｉ単層型の定着ベルトを採用する場合には、昇温抑制部材２６の大きさ（軸方向の寸法）や配置（軸方向の位置や定着ベルトとの隙間Ｇ等）を調整することが好ましい。また、他にも、Ｎｉ＋Ｃｕ積層型の定着ベルト２１に代えて、ステンレス製の基材を用いたベルトや、ポリイミド樹脂製の基材上に銅層を積層したベルト等を採用してもよい。これらの場合でも、各ベルトの特性に応じて、昇温抑制部材２６の大きさや配置を調整することが好ましい。以上のように、昇温抑制部材２６の大きさや配置を調整することで、特性・仕様の異なる様々な定着ベルトに対応することができる。その結果、定着ベルトの仕様変更に伴って昇温抑制部材２６以外の部品の変更を必要としないため、例えば、仕様の異なる定着装置において電磁誘導加熱器２３等の他の部品を共通化することができる。つまり、定着装置の製造コストを低減することができる。

また、本実施形態に係る定着装置７では、シートＳの最大幅Ｗ０に応じて定着ベルト２１の寸法Ｗ１やベルトガイド２５の寸法Ｗ７等が設定されていたが、これらの寸法は一例であって、本発明はこれに限定されない。各部品の軸方向の寸法、昇温抑制部材２６の軸方向の寸法、昇温抑制部材２６と定着ベルト２１との隙間Ｇ等は、使用可能なシートＳの最大幅に応じて適宜調整することが好ましい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、定着ベルト２１の軸方向外端と昇温抑制部材２６の軸方向外端との間隔が約５ｍｍになっていたが、これは一例であって、本発明はこれに限定されない。昇温抑制部材２６は、定着ベルト２１の軸方向外端から露出（突出）しない寸法であればよい。また、本実施形態に係る定着装置７では、定着ベルト２１の軸方向外端とベルトガイド２５の軸方向外端との間隔が約１５ｍｍであるため、昇温抑制部材２６の軸方向の寸法Ｗ８は最大で１５ｍｍに設定することができる。昇温抑制部材２６の軸方向の寸法Ｗ８は、キャップの取付構造等の機構的な制約や発熱を抑制したい範囲に応じて適宜調整することができ、本実施形態であれば、１０〜１５ｍｍの範囲で設定することが好ましい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、昇温抑制部材２６が、ベルトガイド２５の軸方向外端に隣接して配置されていたが、本発明はこれに限定されない。昇温抑制部材２６は、ベルトガイド２５の軸方向外端部に重なる位置から定着ベルト２１の軸方向外端までの範囲の少なくとも一部において定着ベルト２１の径方向内側に配置されていればよい。例えば、昇温抑制部材２６の軸方向内端部は、ベルトガイド２５の軸方向外端部の径方向内側に重なっていてもよい。この場合、昇温抑制部材２６とベルトガイド２５との重なり幅は、シートＳの最大幅Ｗ０や発熱を抑制したい範囲等に応じて適宜調整することができ、例えば、数ｍｍ〜数十ｍｍ程度の範囲で設定することが好ましい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、加圧ローラー２２を回転駆動させ、定着ベルト２１を従動回転させていたが、これに限らず、定着ベルト２１を回転駆動させ、加圧ローラー２２を従動回転させてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、定着ベルト２１に対して加圧ローラー２２を昇降（接近または離間する方向に移動）させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、加圧ローラー２２に対して定着ベルト２１を接近または離間する方向に移動させる構成としてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、電磁誘導加熱器２３のセンターコア３４が回転する構成であったが、これに限らず、センターコアが固定されていてもよい（図示せず）。

また、本実施形態の説明では、一例として、本発明をモノクロのプリンター１に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、カラープリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る定着装置および画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。

１ プリンター（画像形成装置）
７ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ 加圧ローラー（加圧部材）
２３ 電磁誘導加熱器
２５ ベルトガイド
２６ 昇温抑制部材
２１Ａ 基材
２１Ｂ 第１層
２１Ｃ 第２層
Ｓ シート（媒体）
Ｎ 加圧領域

Claims (5)

1. 筒状に形成され、軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着ベルトと、
   軸周りに回転しながら前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、
   前記定着ベルトの径方向外側に設けられ、磁力線を発生させて前記定着ベルトを誘導加熱する電磁誘導加熱器と、
   磁性材料で前記定着ベルトよりも軸方向に短く形成され、前記定着ベルトの内周面に接触して前記定着ベルトを支持し、且つ前記定着ベルトを透過した漏洩磁束を吸収して前記定着ベルトの加熱を補助するベルトガイドと、
   非磁性材料で形成され、前記ベルトガイドの軸方向外端部に重なる位置から前記定着ベルトの軸方向外端までの範囲の少なくとも一部において前記定着ベルトの径方向内側に配置され、前記定着ベルトを透過した漏洩磁束を打ち消す磁束を発生させる昇温抑制部材と、を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記昇温抑制部材は、前記定着ベルトの内周面との間に隙間を挟んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ベルトガイドの軸方向外端から前記定着ベルトの軸方向外端までの範囲は、前記加圧領域を通過可能な前記媒体の最大幅よりも軸方向外側に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記定着ベルトは、
   ニッケル製の基材と、
   前記基材上に積層された銅製の第１層と、
   前記第１層上に積層されたニッケル製の第２層と、を含んでいることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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