JP4760860B2 - 定着装置およびこれを備える画像形成装置 - Google Patents

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９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、例えば電源オン時などのウォームアップ時間が長くなるという問題もある。

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、前記ベルトの幅方向に沿って長手方向に横たわるコーナー部が前記周回方向に間隔をおいて複数条形成されてなり、このコーナー部のみが前記周回経路の内側において前記ベルトと接触し、前記ベルトがこれらコーナー部に跨って渡されてい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、前記幅方向に沿って伸びている長尺状の板状部材であり、前記周回方向に間隔をおいたそれぞれの位置で所定の角度で屈曲する複数の屈曲部を有する形状に形成されており、前記屈曲部が、前記コーナー部を構成することを特徴とする。

さらに、前記板状部材は、その横断面の形状が、多角形の辺のうち、複数の頂点を含む線分を切り取ったような形状に形成されてなり、前記屈曲部は、前記多角形の頂点の部分に相当することを特徴とする。
ここで、前記周回方向に隣り合う位置関係にあるコーナー部同士の各組について、そのコーナー部同士の前記周回方向における間隔が略等しいことを特徴とする。

また、前記周回方向に隣り合う位置関係にあるコーナー部同士の各組のうち、そのコーナー部同士の前記周回方向における間隔が前記周回方向下流側の組みよりも上流側の組の方が広くなってい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、前記複数のコーナー部は、前記周回方向において前記ベルトの静止時における内周面と略同じ曲率を有する曲面上に位置することを特徴とする。

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。

このように構成すれば、規制部材がベルトの内周面と面接触する構成よりも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りウォームアップ時間の短縮化を図ることもできる。

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表面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、横断面が多角形の辺のうち、複数、ここでは５個の頂点１８１〜１８５を含む線分を切り取ったような形状に形成されてなる。
規制板１０５は、ベルト幅方向に長尺なので、頂点１８１〜１８５の位置でベルト幅方向に沿って線状にベルト内周面１１６に内接し、それ以外の部分（平坦部）１９１〜１９４ではベルト内周面１１６から離間して接触しないようになっている。頂点１８２〜１８４のベルト周回方向の角度（屈曲角）θは、それぞれ同じ角度、例えば１５０〔°〕であり、頂点間の間隔が略等しくなっている。以下、規制板１０５上の各頂点の位置においてベルト内周面１１６に接触している部分を接触部（コーナー部）１８１〜１８５という。

接触部１８１〜１８５は、ベルト周回方向において静止時の定着ベルト１０１の内周面１１６と略同じ曲率を有する曲面上に位置する。
また、定着ローラ１０２の回転軸１６１と加圧ローラ１０３の回転軸１６２の双方を含む平面を仮想平面１６０（図３では、同図が断面図なので直線で示されている。）としたとき、規制板１０５は、その接触部１８３が仮想平面１６０に位置しつつ仮想平面１６０を挟んで左右対称となる対称姿勢の位置に配されている。

周回駆動される定着ベルト１０１は、ベルト内周面１１６が規制板１０５の各接触部において線状に接触した状態でベルト周回方向に各接触部上を摺動して案内されることになる。このように規制板１０５の一部分だけがベルト内周面１１６に接触する構成をとるのは、ベルト内周面１１６との摩擦抵抗を少なくするためである。
図４は、定着ベルトと規制板間の摩擦抵抗の大きさを指標するものとして周回中の定着ベルトの駆動トルクを実測した結果のグラフを示す図であり、実線が本実施の形態に係る実施例を、破線が比較例（規制板の主面がベルト内周面に全面で接触する構成：従来相当）を示している。同図のグラフは、実験において加圧ローラを離間させた状態で、定着ローラを一定速度で駆動させつつ定着ローラと規制板間の相対距離を変えて定着ベルトに掛かるテンションを可変させたときの、当該相対距離に対する駆動トルク（平均値）を実測した結果の例を示したものである。

同図に示すように、ベルト張力を同じとしたときの駆動トルクの値が、実施例が比較例の約半分になっていることが判る。摩擦抵抗と駆動トルクとは、摩擦抵抗が大きくなると、駆動に要するトルクが大きくなり、摩擦抵抗が小さくなるとトルクが小さくなるという関係を有する。従って、駆動トルクが小さくなっているということは、それだけ摩擦抵抗が小さくなっていることになる。ベルト張力を同じ（垂直抗力が同じに相当）とすると、実施例の構成では比較例よりもベルト内周面１１６との接触面積が少ない分だけ摩擦抵抗が小さくなったことになる。ベルト内周面１１６の磨耗は、主に規制板１０５との摩擦抵抗により発生するので、定着ベルトと規制板間の摩擦抵抗が少なくなっているということは、長期的に見てベルト内周面１１６の磨耗を低減できることになる。

このように本実施の形態では、規制板１０５の一部だけがベルト内周面１１６に線状に接触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１０５のベルト内周面１１６との接触面積が少なくなり、定着ベルト１０１と規制板１０５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１１６の磨耗を低減することが可能になり、もって定着ベルト１０１の長寿命化を図ることができる。

なお、定着ベルト１０１は、非接触部１９１〜１９４上で規制板１０５から浮いたような状態になるが、静止時の定着ベルト１０１のベルト内周面１１６と略同じ曲率を有する曲面上にベルト周回方向に並ぶように位置する接触部１８１〜１８５上を、定着ベルト１０１の本来の曲面に沿うように案内される。そのため、浮いた部分が周回駆動中に振れたとしても、その振れ幅が電磁誘導によるベルト温度変化の許容範囲内に十分に収まり、定着ムラ等に至ることはない。

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、それだけ、目標温度への昇温時間を短くでき、もってウォームアップ時間を短縮化できる。
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、規制板１０５を上記のような多角形状に形成する方法としては、例えば平板を板金加工する方法や引き抜きや押し出し加工する方法などを用いることができる。
＜実施の形態２＞
上記実施の形態では、規制板１０５に５箇所の接触部が設けられていたが、本実施の形態では、４箇所になっており、規制板の形状が実施の形態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５は、本実施の形態に係る定着部２００の構成を示す横断面図であり、図６は、定着部２００の規制板２０５だけを抜き出して示した図である。
両図に示すように、定着部２００の規制板２０５は、ベルト周回方向に上流側から下流側にかけて４箇所の接触部２８１〜２８４を有し、接触部２８２、２８３における屈曲角θ１、θ２が異なる鈍角であり、ここではθ１＜θ２の関係になっている。

接触部２８２は、仮想平面１６０上に位置すると共に、接触部２８１は、仮想平面１６０に対しシート搬送方向下流側に位置し、接触部２８３、２８４は、シート搬送方向上流側に位置する。そして、接触部２８１〜２８４以外の部分（平坦部）２９１〜２９３がベルト内周面１１６に接触しないようになっている。
規制板２０５は、実施の形態１に対し接触部が１箇所減らされると共に、隣り合う接触部同士の各組みのうち、その接触部間のベルト周回方向における間隔がベルト周回方向下流側に位置する組みよりも上流側に位置する組の方が広くなるように形成されている。具体的には、図６に示すように接触部２８１、２８２の組の間隔をＬ１、接触部２８２、２８３の組の間隔をＬ２、接触部２８３、２８４の組の間隔をＬ３としたとき、Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１の関係になっている。このような形状にしたのは、次の理由による。

すなわち、定着ベルトと規制板との接触を線状にしても、定着ベルトが規制板上を摺動する際に両者間に生じる摩擦抵抗がゼロになることはなく、この摩擦抵抗により、定着ベルト１０１のうち、ニップ入口側の部分２１１は引っ張られ気味になり易い。
引っ張られ気味になると、定着ベルト１０１の、規制板２０５のベルト周回方向下流側に位置する平坦部２９３付近のベルト部分では、規制板２０５の表面に押し付けられるようになりながら案内されるので、ベルト周回方向下流側では接触部同士の間隔Ｌが狭い方が周回中の振れが少なくなり安定し易くなる。

一方、ニップ出口側の部分２１２では、入口側とは逆に定着ベルト１０１が弛み気味になり易い。弛み気味になると、定着ベルト１０１の、規制板２０５のベルト周回方向上流側に位置する平坦部２９１付近のベルト部分が規制板２０５から浮いて外側に膨れるようになる。そうなるとその上流側の位置に接触部を設けてもその接触部には定着ベルト１０１が接触し難くなる。そうであれば、周回中の定着ベルト１０１の振れが定着ムラ等の発生することのない範囲内になることを条件に、その上流側の位置に接触部を設けない構成をとることにより、ベルト内周面１１６との摩擦抵抗をより少なくしてベルト内周面１１６の磨耗を抑制しつつ、定着ベルト１０１から発せられる熱のうち、接触部を介して規制板２０５に逃げる熱の量をより低減でき、もってウォームアップ時間のさらなる短縮化を図れるからである。

図７は、電源オンから定着ベルト１０１を加熱したときのベルト表面温度を実測した結果のグラフを示す図であり、実線が本実施の形態に係る実施例を、破線が比較例（規制板の主面がベルト内周面に全面で接触する構成）を示している。
同図は、定着ベルト１０１として内径が約４０〔ｍｍ〕のものを用いると共に、定着ローラ１０２の軸芯（回転軸）２１０（図６）を中心にベルト周回方向に角度θ（図６）、ここでは約１２０〔°〕の範囲に規制板２０５が配置されている定着装置を用いて実験したときの結果を示したものである。

同図に示すように、ベルト表面温度が室温（約２５℃）から１５０〔℃〕まで昇温するのに要する時間が実施例で約８．５〔秒〕、比較例で約１０〔秒〕になっており、約１５〔％〕昇温に要する時間が短くなっていることが判る。また、従来相当（図９）の構成に対して熱容量を約３〔％〕低減できた。
このように規制板２０５の形状を工夫することにより、さらなるウォームアップ時間の短縮化を図りつつベルト内周面１１６の磨耗を抑制することができる。

＜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）図８は、本変形例に係る定着部３００の構成例を示す図である。
同図に示すように、定着部３００は、実施の形態１の定着部４０と基本的に同じ構成であるが、規制板３０５の形状が異なっている。具体的には、規制板３０５は、ベルト周回方向下流側の端部に接触部３８４からベルト周回方向に伸びる延伸部３０６が設けられてなる。この延伸部３０６は、ベルト内周面１１６のさらなる磨耗抑制を図るために設けられたものである。

すなわち、延伸部３０６を設けない構成では、接触部３８４が規制板のベルト周回方向下流側の側端になる。定着ベルト１０１のニップ入口側の部分３１１が定着ベルト１０１と規制板３０５間の摩擦抵抗により引っ張られ気味になり、その引張り力が強くなって定着ベルト１０１が接触部３８４のところで折れたような状態になりながら周回されるようになると、ベルト内周面１１６と接触部３８４の角との当接圧が強くなり、ベルト内周面１１６の磨耗の進行が進み易くなる。

そこで、規制板３０５のベルト周回方向下流側の端部にベルト周回方向に沿って伸びる延伸部３０６を設け、定着ベルト１０１が引っ張れ気味になっても延伸部３０６の案内により接触部３８４への進入方向に沿って接触部３８４を通過できるようにして（接触部３８４のところで折れたような状態にできるだけならないようにして）、接触部３８４との当接によるベルト内周面１１６の磨耗を抑制するものである。

なお、接触部３８４における屈曲角αは、ベルト搬送性の点から鈍角の範囲内に入るようにすることが望ましい。また、延伸部３０６は、そのベルト幅方向長さが規制板３０５のベルト幅方向長さと略同じになるように設けられているが、例えば両側だけにそれぞれ所定長さのものを分けて設ける構成をとるとしても良い。
（２）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、平板状の部材を屈曲させてその屈曲部をコーナー部として形成してなる規制板を用いるとしたが、これに限られない。

規制部材としては、その横断面の形状がベルト周回方向に複数の箇所でベルト内周面に接触する接触部を有する形状に形成されており、それぞれの接触部がベルト幅方向に沿って線状にベルト内周面１１６に接触する構成（ベルト幅方向に沿って長手方向に横たわると共にベルト周回方向に間隔をおいて複数条形成されてなり、ベルト内周面１１６に接触するコーナー部（角部）を有する構成）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、上記の線状とは、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、断面円弧状の規制板表面上にベルト幅方向に沿って伸びるリブを突設する構成をとるとしても構わない。このリブが上記コーナー部を構成することになる。
また、規制板表面上に複数の凸部をベルト幅方向に沿って間隔をあけて列設して、列設された凸部がコーナー部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、ベルト幅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、溝と溝の間の凸状の部分がコーナー部を構成することになる。

（３）規制板の形状、大きさ、厚み、材料、接触部の数、形成位置、屈曲角度、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１では、規制板のベルト周回方向中央が仮想平面１６０上に位置すると共に仮想平面１６０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、屈曲部の数、配置位置などが予め実験などから決められる。

（４）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ものを用いるとしても構わない。

（５）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。

（６）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。 周回中の定着ベルトの駆動トルクを実測した結果のグラフを示す図である。 実施の形態２に係る定着部の構成を示す横断面図である。 定着部の規制板を抜き出して示した図である。 電源オンから定着ベルトを加熱したときのベルト表面温度を実測した結果のグラフを示す図である。 変形例に係る定着部の構成例を示す横断面図である。 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、２００、３００ 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、３０５ 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
１８１〜１８５、２８１〜２８４ 接触部（コーナー部）

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、
   前記ベルトの幅方向に沿って長手方向に横たわるコーナー部が前記周回方向に間隔をおいて複数条形成されてなり、このコーナー部のみが前記周回経路の内側において前記ベルトと接触し、前記ベルトがこれらコーナー部に跨って渡されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記規制部材は、
   前記幅方向に沿って伸びている長尺状の板状部材であり、
   前記周回方向に間隔をおいたそれぞれの位置で所定の角度で屈曲する複数の屈曲部を有する形状に形成されており、
   前記屈曲部が、
   前記コーナー部を構成することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記板状部材は、
   その横断面の形状が、多角形の辺のうち、複数の頂点を含む線分を切り取ったような形状に形成されてなり、
   前記屈曲部は、
   前記多角形の頂点の部分に相当することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記周回方向に隣り合う位置関係にあるコーナー部同士の各組について、そのコーナー部同士の前記周回方向における間隔が略等しい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。
5. 前記周回方向に隣り合う位置関係にあるコーナー部同士の各組のうち、そのコーナー部同士の前記周回方向における間隔が前記周回方向下流側の組みよりも上流側の組の方が広く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。
6. 前記ベルトは、自己形状保持可能な円筒形状であり、
   前記複数のコーナー部は、
   前記周回方向において前記ベルトの静止時における内周面と略同じ曲率を有する曲面上に位置することを特徴とする請求項１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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