JP4665995B2 - 定着装置およびこれを備える画像形成装置 - Google Patents
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Description
図6は、電磁誘導加熱方式の定着装置300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300は、定着ベルト301、定着ローラ302、加圧ローラ303、磁束発生部304および規制板305などを備えている。なお、同図では、定着ベルト301が静止状態の様子を示している。
規制板305は、定着ベルト301の周回経路内側であり定着ベルト301を介して磁束発生部304に対向する位置に配され、定着ベルト301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301の裏面に面接触して定着ベルト301をその周回方向に案内しつつ定着ベルト301と磁束発生部304との相対位置を規制する。
このような構成において、定着ベルト301が周回駆動されつつ磁束発生部304から磁束が発せられると、定着ベルト301内の誘導発熱層の、磁束発生部304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310に至り、定着ニップ310の領域が定着に適した温度まで昇温され、シートS上に形成されたトナー像が定着ニップ310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。
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部材により規制する構成において、ベルトの温度ばらつきの防止と共に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。
また、前記案内面のうち、前記第1端縁から前記周回方向に前記第1ローラと第2ローラ双方の回転軸を含む仮想平面と交わる位置までの部分の曲率をC1、当該位置から前記周回方向に前記第2端縁までの部分の曲率をC2としたとき、C1<C2の関係を有することを特徴とする。
さらに、前記ベルトは、自己形状保持可能な円筒形状であり、前記磁束発生部からの磁束により発熱する発熱層を含み、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、所定温度を超えると非磁性に変わる整磁合金層と、当該整磁合金層よりも前記磁束発生部から遠い側に設けられた導電層とを含み、前記案内面の曲率が前記ベルトの静止状態における裏面の曲率と略同じになっていることを特徴とする。
<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。
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。
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。また、図3(a)は、定着ベルト101等の部材が静止した状態を示している。
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。
整磁合金層114は、ニッケルと銅の合金などからなり、厚みが約30〔μm〕であり、予め設定されたキュリー温度を超えると非磁性になる特性を有する。整磁合金層114が非磁性に変わ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、発熱層113の発熱が抑えられる。
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。
励磁コイル141は、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ものであり、コイルボビン146に巻かれている。励磁コイル141から発生される磁束は、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自体を発熱させる。
同図に示すように、規制板表面151を、仮想平面160を挟んでベルト周回方向上流側の部分(端縁152からベルト周回方向に位置150までの部分)155と下流側の部分(位置150からベルト周回方向に端縁153までの部分)156に分け、上流側の部分155の曲率をC1、下流側の部分156の曲率をC2としたとき、C1<C0<C2の関係になっている。このような関係を満たすことにより、次のような効果を得られる。
一方、ベルト周回方向上流側では、曲率C1をC0よりも小さくすれば、規制板表面151のベルト周回方向上流側の端縁152が、曲率の差分だけ定着ニップ107から離れる方向に位置する。従って、定着ベルト101のニップ出口側の部分118が弛み気味になるときのそのベルト裏面115の周回経路の位置に丁度、規制板105の端縁153が位置するように曲率C1の大きさを決めることにより、ベルト裏面115が規制板105から浮くようなことがなく規制板表面151に面接触した状態で定着ベルト101を周回方向に案内できるようになり、規制板105の端縁152付近における定着ベルト101と磁束発生部104間の距離の変動を抑制できる。
このように定着ベルト101と規制板105との磨耗が抑制されることにより定着ベルト101の長寿命化を図りつつ、規制板105の端縁152付近において定着ベルト101と磁束発生部104間の距離がより安定化することによりベルト温度のばらつきを抑制して、定着ムラ等の発生を防止することが可能になる。
上記実施の形態では、規制板105の曲率を仮想平面160を挟んでベルト周回方向上流側の部分と下流側の部分で異ならせるとしたが、本実施の形態では、曲率が略一定のものを用いるとしており、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。
同図に示すように、定着部200は、基本的に実施の形態1の定着部40と同様の構成であるが、規制板205の形状および仮想平面160との位置関係が異なる。
規制板205は、規制板表面251の曲率が、静止時における定着ベルト101の、磁束発生部104に対向する部分の裏面115の曲率に略等しくなるように湾曲した断面円弧状に形成されている。曲率は、規制板表面251のベルト周回方向上流側の端縁252から下流側の端縁253までの間において略一定である。
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、規制板表面151の曲率が仮想平面160を挟んで異なる構成と、曲率が略一定の規制板205をそのベルト周回方向中央の法線201が仮想平面160に対し傾斜する姿勢で固定する構成の2つの例を説明したが、上記距離L1とL2の大小関係を満たす構成であれば、これらに限られることはない。例えば、実施の形態2と同じ規制板を用い、この規制板を、シート搬送方向に対しベルト周回方向に所定角度だけ傾斜した方向を設定し、設定した方向に沿って平行移動した位置に配置する構成をとることもできる。ずれ量は、上記のように装置構成に応じて適切な値が決められる。
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。さらに、定着ベルト101、規制板105、磁束発生部104等の大きさ、材料、形状、厚み、長さ、構成要素、定着ベルトとコイルボビン(励磁コイル)の間隔等が上記の形状、数値、部材等に限られないことはいうまでもない。
(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第1ローラをその周回経路の外側から定着ベルトを介して第2ローラで押圧して定着ニップを確保すると共に、定着ベルトの周回経路の内側に規制板を配し、その規制板により定着ベルトを周回方向に案内しつつ定着ベルトの周回経路の外側に配された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。
40、200 定着部
101 定着ベルト
102 定着ローラ(第1ローラ)
103 加圧ローラ(第2ローラ)
104 磁束発生部
105、205 規制板
107 定着ニップ
115 定着ベルトの裏面
151 規制板の表面
152、252 規制板表面のベルト周回方向上流側の端縁
153、253 規制板表面のベルト周回方向下流側の端縁
155 規制板表面のベルト周回方向上流側の部分
156 規制板表面のベルト周回方向下流側の部分
160 仮想平面
161 定着ローラの回転軸
162 加圧ローラの回転軸
201 法線
250 規制板のベルト周回方向の中央
Claims (5)
- 周回駆動されるベルトの周回経路内側に配された第1ローラを、前記周回経路外側から当該ベルトを介して第2ローラで押圧して、当該ベルト表面と当該第2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、
前記周回経路外側であり前記ベルトを挟んで前記第2ローラと相対する位置に配され、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の裏面に接触して、当該ベルトをその周回方向に案内しつつ当該ベルトと前記磁束発生部の相対位置を規制する規制部材と、を備え、
前記規制部材は、
前記ベルトの裏面に接触する案内面が前記周回方向に沿って円弧状に湾曲し、前記案内面における前記周回方向上流側の第1端縁から前記第1ローラの軸芯までの距離をL1、前記周回方向下流側の第2端縁から前記第1ローラの軸芯までの距離をL2としたとき、L1>L2の関係を有する位置に配置されていることを特徴とする定着装置。 - 前記案内面のうち、前記第1端縁から前記周回方向に前記第1ローラと第2ローラ双方の回転軸を含む仮想平面と交わる位置までの部分の曲率をC1、当該位置から前記周回方向に前記第2端縁までの部分の曲率をC2としたとき、C1<C2の関係を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記案内面の曲率が前記第1端縁から前記周回方向に第2端縁までの間で略一定であり、当該案内面の前記周回方向中央における法線が前記第1ローラと第2ローラ双方の回転軸を含む仮想平面に対し、前記周回方向に所定角度だけ傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記ベルトは、
自己形状保持可能な円筒形状であり、
前記磁束発生部からの磁束により発熱する発熱層を含み、
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、
所定温度を超えると非磁性に変わる整磁合金層と、
当該整磁合金層よりも前記磁束発生部から遠い側に設けられた導電層とを含み、
前記案内面の曲率が前記ベルトの静止状態における裏面の曲率と略同じになっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置。 - シート上に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4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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