JP6705214B2

JP6705214B2 - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP6705214B2
Application number: JP2016042300A
Authority: JP
Inventors: 恭弘新居田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2036-03-04
Also published as: JP2017156691A

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、このトナー像を感光体ドラム上から用紙等の記録媒体に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録媒体に定着している。

定着装置としては、例えば、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能なベルト部材と、ベルト部材と対向配置される回転部材と、ベルト部材の内側に配置され、磁界発生手段にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板と、磁性板の内側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板と、を備える定着装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

一般的に、定着装置は、ベルト部材の内側に配置され、回転部材に向けてベルト部材を押圧する押圧部材と、押圧部材とベルト部材との摩擦力を緩和するために、ベルト部材の内周面に塗布される潤滑剤と、を備える。

ここで、ベルト部材の内側に配置されている磁性板と遮蔽板との間の隙間に潤滑剤が入り込むと、回転するベルト部材の駆動トルクが上昇する場合がある。

特開２０１４−０５６１８４号公報特開２０１３−２０５４５４号公報

本発明の目的は、磁性板と遮蔽板との間の隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材の駆動トルクの上昇を抑制する定着装置及び画像形成装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材の内側に配置され、前記ベルト部材に対向配置される回転部材に向けて前記ベルト部材を押圧する押圧部材と、前記ベルト部材の内周面に塗布される潤滑剤と、前記ベルト部材の内側に配置され、前記磁界発生手段にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板と、前記磁性板が前記ベルト部材と対向する面と反対側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板と、前記磁性板と前記遮蔽板との間の外周縁全体にのみ設けられる封止剤と、を有し、前記封止剤が前記外周縁全体にのみ設けられることで、前記磁性板と前記遮蔽板との間が空間を有して封止されている定着装置である。

請求項２に係る発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤により現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着する請求項１に記載の定着装置と、を備える画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、磁性板と遮蔽板との間の隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材の駆動トルクの上昇が抑制される定着装置が提供される。

請求項２に係る発明によれば、磁性板と遮蔽板との間に形成される隙間が封止されていない場合と比較して、ベルト部材の駆動トルクの上昇が抑制される定着装置を備える画像形成装置が提供される。

本実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る定着装置の構成の一例を示す模式断面図である。図２に示す定着ベルトのＸ部を拡大した模式断面図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置１００は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。図１に示す画像形成装置１００は、電子写真方式により各色成分（イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂ））のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー像を記録媒体（記録紙）Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を記録媒体Ｐ上に定着させる定着装置６０と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施形態において、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図１中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４と、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。

中間転写体である中間転写ベルト１５は、例えば、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルト（エンドレスベルト）で構成されている。そして、中間転写ベルト１５の体積抵抗率は、例えば、１０^６Ωｃｍ以上１０^１４Ωｃｍ以下となるように形成されており、その厚さは、例えば、０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって、図１に示すＢ方向に予め定めた速度で循環駆動（回転駆動）されている。本実施形態では、各種ロールとして、定速性に優れたモーター（図示せず）等により駆動されて中間転写ベルト１５を回転させる駆動ロール３１と、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に対して張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行等を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３と、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５と、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４と、を有している。

本実施形態では、一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６により構成されている。一次転写ロール１６は、例えば、シャフト（不図示）と、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層（不図示）とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が例えば１０^７Ωｃｍ以上１０^９Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接して配置され、さらに一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。

本実施形態では、二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、表面が例えばカーボン等を分散したＥＰＤＭゴムとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部は例えばＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率は、例えば、１０^７Ω／□以上１０^１０Ω／□以下となるように形成され、硬度は、例えば７０°（アスカーＣ：高分子計器社製、以下同様）に設定されている。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスを印加する金属製等の給電ロール２６が接触配置されている。

本実施形態では、二次転写ロール２２は、例えば、シャフト（不図示）と、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層（不図示）とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属等で構成された円柱状等の棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴム等で形成され、体積抵抗率が１０^７Ωｃｍ以上１０^９Ωｃｍ以下のスポンジ状等の円筒状等のロールである。そして、二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接して配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される記録媒体Ｐ上にトナー像が二次転写される。

また、本実施形態では、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉等を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。また、本実施形態では、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側に、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。

さらに、本実施形態の画像形成装置１００では、用紙搬送系として、例えば、記録媒体Ｐを収容する用紙トレイ５０と、この用紙トレイ５０に集積された記録媒体Ｐを取り出して搬送するピックアップロール５１と、ピックアップロール５１により繰り出された記録媒体Ｐを搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された記録媒体Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３と、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される記録媒体Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、記録媒体Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６と、を備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。

図１に示すような画像形成装置１００では、画像読取装置（ＩＩＴ）（図示せず）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）等から出力される画像データは、画像処理装置（ＩＰＳ）（図示せず）により画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。具体的には、ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。そして、画像処理が施された画像データは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射する。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により、中間転写ベルト１５の基材に対し、トナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。

トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から予め定めたサイズの用紙である記録媒体Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された記録媒体Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、記録媒体Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、記録媒体Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された記録媒体Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２及びバックアップロール２５によって押圧される二次転写部２０にて、記録媒体Ｐ上に一括して静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された記録媒体Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５により、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、記録媒体Ｐが定着装置６０まで搬送される。定着装置６０に搬送された記録媒体Ｐ上の未定着トナー像は、後述するように、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで記録媒体Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された記録媒体Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。

一方、記録媒体Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナー等は、中間転写ベルト１５の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。

図２は、本実施形態に係る定着装置の構成の一例を示す模式断面図である。図２に示す定着装置６０は、磁界を発生する磁界発生手段の一例としてのＩＨ（ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＨｅａｔｉｎｇ）ヒータ７２と、ＩＨヒータ７２による電磁誘導により発熱する、回転可能な定着部材の一例としての定着ベルト６２、定着ベルト６２に対向するように配置される回転部材の一例としての加圧ロール６３と、を備えている。

ＩＨヒータ７２は、励磁回路７２１と、励磁コイル７２２と、磁心７２３と、シールド７２４とを有する。励磁回路７２１は、定められた周波数の交流電流を励磁コイル７２２に供給する。この周波数は、例えば、一般的な汎用電源により生成される交流電流の周波数であり、例えば２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下の周波数である。励磁コイル７２２は、例えば相互に絶縁された銅線材を束ねたリッツ線が、楕円形状または長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて形成されているコイルである。励磁コイル７２２に励磁回路７２１から上記の交流電流が供給されることにより、励磁コイル７２２の周囲には、上記のリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。上記の電流量が大きいほど、生成される交流磁界の強度が大きくなる。

磁心７２３は、例えば焼成フェライト、フェライト樹脂、パーマロイや感温磁性合金等を材料に形成された円弧形状の強磁性体である。これらの材料は、透磁率が比較的高い酸化物や合金材質である。磁心７２３は、励磁コイル７２２の周囲に生成された交流磁界の磁力線（磁束）を内部に誘導し、磁心７２３から定着ベルト６２を透過して磁心７２３に戻る磁力線の通路（磁路）を形成する。磁心７２３が磁路を形成することにより、上記の交流磁界の磁力線が、定着ベルト６２のうち磁心７２３と対向する部分に集中することになる。シールド７２４は、外部への磁束の漏洩を抑制する。

定着ベルト６２は、対向配置された加圧ロール６３と接触して、ニップ領域Ｒ１を形成している。ニップ領域Ｒ１には、記録媒体Ｐが搬送路Ｂ１を通って搬送されてくる。定着ベルト６２は、不図示の回転機構により、矢印で示す回転方向Ａ５に回転する。加圧ロール６３は、回転する定着ベルト６２により駆動力が与えられて、矢印で示す回転方向Ａ４に回転する。加圧ロール６３及び定着ベルト６２がこれらの方向に回転することで、ニップ領域Ｒ１まで搬送された記録媒体Ｐは、この領域を通過して、再び搬送路Ｂ１を搬送される。

図３は、図２に示す定着ベルトのＸ部を拡大した模式断面図である。定着ベルト６２は、例えば、基材層６２１と、発熱層６２２と、弾性層６２３と、離型層６２４とを有する円筒状の無端ベルトである。

基材層６２１は、ＩＨヒータ７２にて発生した磁界を通過させる物性（比透磁率、固有抵抗）を持った材質、厚さで形成される。基材層６２１は、交流磁界の作用により発熱しない、または発熱層６２２よりも発熱しにくくなっている。基材層６２１は、例えば、厚さ３０μｍ以上２００μｍ以下の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ６０μｍ以上２００μｍ以下の樹脂材料等を用いて形成されている。

発熱層６２２は、ＩＨヒータ７２にて発生した交流磁界の電磁誘導で発熱する層である。発熱層６２２の厚さ方向に、ＩＨヒータ７２からの交流磁界が貫通すると、電磁誘導が生じて発熱層６２２の内部に渦電流が流れる。発熱層６２２は、この渦電流が流れることにより熱を発生する。以下では、このように交流磁界における電磁誘導により発熱層６２２を有する定着ベルト６２が熱を発する、すなわち加熱されることを、「電磁誘導加熱」という。発熱層６２２を構成する材料としては、例えば、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕ等の非磁性金属やこれらの金属合金等が挙げられる。発熱層６２２の厚さは、例えば、２μｍ以上２０μｍ以下の範囲が好ましい。発熱層６２２の固有抵抗は、例えば、２．７×１０^−８Ω・ｍ以下であることが好ましい。

弾性層６２３の材質は、耐熱性、熱伝導性、絶縁性等の点から、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が好ましい。弾性層６２３の厚さは、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲が好ましい。離型層６２４の材質は、離型性、耐熱性の観点等から、例えば、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（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂等が挙げられる。離型層６２４の厚さは、例えば２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲が好ましい。

加圧ロール６３は、例えば、中実状のコア（円筒状芯金）と、コアの周囲に配置される弾性体層と、弾性体層の周囲に配置される離型層と、を備える円筒状ロールである。なお、コアの両端部は、例えば、不図示の軸受け部材によって回転自在に支持されていると共に、コアの両端部に配置されたコイルバネ等の付勢部材により定着ベルト６２に対して予め定められた圧力で接触している。コアの材質は、例えば、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ、銅等の金属または合金、セラミックス、繊維強化金属（ＦＲＭ）等が挙げられる。弾性体層の材質は、例えば、硬度（ＪＩＳ−Ａ：ＪＩＳ−ＫＡ型試験機により測定される硬度）が１５°以上６０°以下のゴム、エラストマー、発泡状の樹脂等が挙げられる。弾性体層の厚さは、例えば、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲が好ましい。離型層の材質は、例えば、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（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム等が挙げられる。離型層は、帯電防止性を付与する目的等で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、金属粉末等の導電性を有する粉末を配合していても良く、また、耐摩耗性を向上する目的等で、例えば、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム等の無機化合物の粉末を配合していてもよい。離型層の厚さは、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましい。

また、図２に示す定着装置６０は、定着ベルト６２の内側に配置され、加圧ロール６３に向けて定着ベルト６２を押圧する押圧部材の一例としての圧力パッド６４と、ＩＨヒータ７２にて発生した磁界を誘導して磁路を形成する磁性板６６、磁束の漏洩を抑制する遮蔽板６７と、定着ベルト６２の内面に塗布される潤滑剤と、を備えている。

図２に示す圧力パッド６４は、定着ベルト６２の内側においてホルダ６５に取り付けられている。そして、圧力パッド６４は、定着ベルト６２を介して加圧ロール６３に押圧される状態で配置され、定着ベルト６２と加圧ロール６３との間に、記録媒体Ｐが通過するニップ領域Ｒ１を形成している。圧力パッド６４の材質は、例えば、ＰＥＳ樹脂（ポリエーテルサルフォン）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂材料、鉄、アルミニウム等の金属等が挙げられる。ホルダ６５は、軸方向に延びる棒状部材であり、例えば、ガラス混入ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂や、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の非磁性金属等により形成されている。なお、圧力パッド６４と定着ベルト６２との間には、シート状の摺動部材を設置してもよい。

定着ベルト６２の内面に塗布される潤滑剤により、例えば、回転する定着ベルト６２と圧力パッド６４（又は摺動部材）との間の摩擦力が緩和される。潤滑剤としては、例えばシリコーンオイル、パラフィンオイル、フッ素オイル、その他固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリース、ワックス等が挙げられる。

図２に示す磁性板６６は、定着ベルト６２の内周面に沿って円弧状に形成されており、軸方向に沿って延びている。磁性板６６の端部は、ホルダ６５に取り付けられた支持部材６８に固定され、定着ベルト６２の内側に配置されている。固定方法は、ねじ止め等による固定方法に限られず、はめ込み等による自由度を持たせた固定方法等であってもよい。磁性板６６は、定着ベルト６２の内周面と接触していてもよいし、定着ベルト６２の内周面とは予め定められた大きさの間隔（例えば、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下）を開けて配置されていてもよい。定着ベルト６２と磁性板６６との間に間隔を設けた方が、定着ベルト６２と磁性板６６とが接触している場合に比べて、定着ベルト６２の熱が磁性板６６に流入することが抑制され、ウォームアップタイムが短縮される。

磁性板６６の材質は、キュリー点を有する感温磁性合金等が挙げられ、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ系、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系の整磁合金等が挙げられる。キュリー点は、定着ベルト６２の設定温度以上、定着ベルト６２の耐熱温度以下の範囲であることが望ましく、例えば、１７０℃以上２５０℃以下の範囲であることが好ましく、１９０℃以上２３０℃以下であることがより好ましい。

磁性板６６は、例えば、キュリー点を下回る温度において強磁性体であるため、ＩＨヒータ７２にて発生し、定着ベルト６２の一部を透過した磁束は、磁性板６６の形状に沿ってその内部を通過し、ＩＨヒータ７２に戻る磁路を形成する。こうして形成された磁路により、定着ベルト６２のうち、二点鎖線の矢印で示す範囲Ｙに位置する部分において電磁誘導が生じて、この範囲Ｙに熱が発生する。一方、キュリー点以上の温度において、磁性板６６は非磁性体となるため、ＩＨヒータ７２にて発生し、定着ベルト６２の一部を透過した磁束は、磁性板６６を通過し、遮蔽板６７に到達する磁路を形成する。この場合、定着ベルト６２を透過する磁束密度は、キュリー点を下回る温度の場合と比較して低下するため、定着ベルト６２の発熱量も小さくなる。

図２に示す遮蔽板６７は、磁性板６６が定着ベルト６２と対向する面と反対側（磁性板６６の内周面側）に配置され、ＩＨヒータ７２にて発生する磁束の漏えいを抑制する（磁束がホルダ６５や圧力パッド６４側に漏えいすることを抑制する）。遮蔽板６７の端部は、ホルダ６５に取り付けられた支持部材６８に固定されている。固定方法は、ねじ止め等による固定方法に限られず、はめ込み等による自由度を持たせた固定方法等であってもよい。図２に示す遮蔽板６７は、磁性板６６の内周面に沿って円弧状に形成されているが、遮蔽板６７の形状はこれに限定されるものではない。また、遮蔽板６７は、アルミニウム等の非磁性体で構成されていれば、その材質は特に制限されるものではない。

磁性板６６と遮蔽板６７との間には封止剤６９が設けられている。図２に示す定着装置６０では、遮蔽板６７の外周縁全体に封止剤６９を塗布し、封止剤６９上に磁性板６６を配置することで、磁性板６６と遮蔽板６７との間に形成される隙間を封止剤６９により封止している。また、遮蔽板６７の面全体に封止剤６９を塗布し、塗布した封止剤６９上に磁性板６６を配置したり、遮蔽板６７等に注入口を設け、当該注入口から遮蔽板６７と磁性板６６との間の空間全体に封止剤６９を充填したりして、磁性板６６と遮蔽板６７との間に形成される隙間を封止剤６９により封止してもよい。また、遮蔽板６７とホルダ６５との間に封止剤を設け、遮蔽板６７とホルダ６５との間に形成される隙間を封止してもよい。

図での説明は省略するが、本実施形態の定着装置６０には、磁性板６６と遮蔽板６７との間に、グラファイト、炭素繊維等の炭素材料等で構成された拡散板や、アルミニウム等の非磁性体で構成された蓄熱板が設置されてもよい。通常、拡散板は、磁性板６６の内周面に沿って円弧状に形成され、磁性板６６の内周面上に配置され、蓄熱板は、拡散板の内周面に沿って円弧状に形成され、拡散板の内周面上に配置される。蓄熱板は、例えば定着ベルト６２や磁性板６６で発生した熱を蓄えるものであり、定着ベルト６２や磁性板６６に比べて熱容量が大きいことが好ましい。また、拡散板は、例えば磁性板６６と蓄熱板との間の熱の授受を仲介するものであり、磁性板６６や蓄熱板より熱伝導率が高いことが好ましい。

このように、磁性板６６と遮蔽板６７との間に、蓄熱板や拡散板を設置した定着装置においては、磁性板６６、蓄熱板、拡散板及び遮蔽板６７の側面或いはこれらの外周縁等に封止剤を塗布（配置）し、磁性板６６と遮蔽板６７との間の隙間（例えば、磁性板と拡散層との間、拡散層と蓄熱層との間、蓄熱層と遮蔽板との間の隙間）を封止剤により封止する。

封止剤６９は、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等が挙げられ、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体、α-オレフィン樹脂、メラミン樹脂、等が挙げられ、耐熱性の点で、シリコーン樹脂が好ましい。具体的な封止剤６９として、例えば、ヘンケル社製の５９２０、信越化学工業社製のＫＥ−３４１８、セメダイン社製の８０６０ＰＲＯ、スリーボンド社製の５２１１等が挙げられる。

定着装置６０の動作においては、定着ベルト６２が図示しない駆動モータに連結されて矢印Ａ５方向に回転し、この回転に従動して加圧ロール６３は矢印Ａ４方向に回転する。そして記録媒体Ｐが、搬送路Ｂ１を通って、定着ベルト６２と加圧ロール６３との間に形成されたニップ領域Ｒ１に搬送される。そして、記録媒体Ｐがニップ領域Ｒ１を通過した際に、ニップ領域Ｒ１に作用する圧力、ＩＨヒータ７２により電磁誘導加熱された定着ベルト６２から供給される熱等が記録媒体Ｐに加えられ、未定着トナー像が記録媒体Ｐに定着される。定着後の記録媒体Ｐは、ニップ領域Ｒ１を通過後、搬送路Ｂ１を通って、定着装置６０から排出される。定着処理の際には、定着ベルト６２の内周面に塗布された潤滑剤により、例えば、回転する定着ベルト６２と圧力パッド６４との摩擦力が緩和される。

ここで、磁性板６６と遮蔽板６７との間の隙間が封止剤６９により封止されていないと、定着装置の長期使用において、定着ベルト６２の内周面に塗布された潤滑剤が、磁性板６６と遮蔽板６７との間の隙間に侵入し、定着ベルト６２の内周面上の潤滑剤量が減少する場合がある。その結果、定着ベルト６２と圧力パッド６４との摩擦力が増加して、定着ベルト６２の駆動トルクが上昇する虞があった。しかし、本実施形態では、磁性板６６と遮蔽板６７との間の隙間が封止剤６９により封止されているため、磁性板６６と遮蔽板６７との間の隙間に潤滑剤が入り込むことが抑制される。その結果、定着ベルト６２の内周面上の潤滑剤量の減少等が抑制され、定着ベルト６２の駆動トルクの上昇が抑えられると考えられる。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、図２に示す定着装置を用いて試験を行った。定着装置の具体的構成は以下の通りである。

＜定着ベルト＞
外径３０．５ｍｍ、厚み６０μｍのポリイミド基材上に、１０μｍのニッケル層、１０μｍの銅層、１μｍのニッケル層を積層した発熱層を設け、発熱層上に、厚さ２００μｍの液状硬化シリコーンゴム（ゴム硬度３３度：ＪＩＳ−Ａ）で構成された弾性層を設け、弾性層上に、厚さ３０μｍの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チューブで構成された離型層を被覆したものを定着ベルトとして用いた。発熱層と弾性層との間、弾性層と離型層との間には、シランカップリング剤による接着層を設けた。定着ベルトの表面温度は、定着ベルト内面に当接した状態で配置された感温素子である温度センサ及び温度コントローラーにより制御した。

＜潤滑剤＞
上記定着ベルトの内周面に塗布する潤滑剤として信越化学工業社製のＸ−２２−９４４６を用いた。

＜加圧ロール＞
φ１８の鉄製の中実ロールをコアとし、その上に接着層を介して５ｍｍのシリコーンゴムスポンジ層で構成される弾性層を設け、その上に接着層を介して、５０μｍのカーボンブラックを配合した導電性ＰＦＡチューブで構成される離型層を設けたものを加圧ロールとして用いた。

＜磁性板及び遮蔽板＞
定着ベルトの内周面に沿った円弧形状（厚み０．１５ｍｍ）の鉄−ニッケル合金板を磁性板として用いた。また、磁性板の内周面に沿った円弧形状（厚み１ｍｍ）のアルミニウム板を遮蔽板として用いた。

＜封止剤＞
信越化学工業社製のＫＥ−３４１８を封止剤として用いた。上記封止剤を上記遮蔽板の外周縁全体に塗布し、その上に磁性板を被せ、磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止した。

＜圧力パッド＞
ＰＰＳにガラスファイバーを４０％配合した材料をＮＩＰ幅に相当する７ｍｍ幅で成形したものを圧力パッドとして用いた。圧力パッドを定着ベルト内周面に設置し、定着ベルトを介して加圧ロールに対し、合計３５ｋｇｆの荷重をかけてＮＩＰ部を形成した。

（実施例２）
実施例１で用いた磁性板を円弧形状（厚み０．３ｍｍ）の鉄−ニッケル合金板とした。また、ヘンケル社製の５９２０を封止剤として用いた。上記封止剤を上記遮蔽板の外周縁全体に塗布し、その上に磁性板を被せ、磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止した。それ以外の構成は、実施例１と同様である。

（実施例３）
信越化学工業社製のＫＥ−３４１８を封止剤として用いたこと以外は、実施例２と同様である。

（実施例４）
セメダイン社製の８０６０ＰＲＯを封止剤として用いたこと以外は、実施例２と同様である。

（実施例５）
スリーボンド社製の５２１１を封止剤として用いたこと以外は、実施例２と同様である。

（比較例）
封止剤を用いないこと、すなわち、磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止しなかったこと以外は、実施例２と同様である。

＜駆動トルクの評価＞
実施例１〜５及び比較例の定着装置を稼働させ、普通紙を出力する前と普通紙を４０万枚出力した後の定着ベルトの駆動トルクを計測した。駆動トルクは、定着ベルトを回転させる軸にトルク測定器（TORQUE DETECTOR：ONO SOKKI Co.LTD社製）を設置し、当該トルク測定機のトルクメータにより測定した。駆動トルクの評価を以下の条件で行い、その結果を表１にまとめた。また、試験後、定着装置を分解し、磁性板と遮蔽板との間に潤滑剤が侵入しているかを目視により確認し、その結果も表１にまとめた。
○：出力前と普通紙４０万枚出力後の駆動トルクの差が０．５Ｎｍ以下であった。
△：出力前と普通紙４０枚出力後の駆動トルクの差が０．５Ｎｍ超１．２Ｎｍ未満であった。
×：出力前と普通紙２００，０００枚出力後の駆動トルクの差が１．２Ｎｍ以上であった。

磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止した実施例１〜５の定着装置は、磁性板と遮蔽板との間の隙間を封止剤により封止しなかった比較例１の定着装置と比較して、定着ベルトの駆動トルクの上昇が抑制された。また、試験後、実施例１〜５の定着装置は、磁性板と遮蔽板との間に潤滑剤が侵入していなかったが、比較例の定着装置は、磁性板と遮蔽板との間に潤滑剤が侵入していた。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ画像形成ユニット、１０一次転写部、１１感光体ドラム、１２帯電器、１３レーザ露光器、１４現像器、１５中間転写ベルト、１６一次転写ロール、１７ドラムクリーナ、２０二次転写部、２２二次転写ロール、２５バックアップロール、２６給電ロール、３１駆動ロール、３２支持ロール、３３テンションロール、３４クリーニングバックアップロール、３５中間転写ベルトクリーナ、４０制御部、４２基準センサ、４３画像濃度センサ、５０用紙トレイ、５１ピックアップロール、５２搬送ロール、５３搬送シュート、５５搬送ベルト、５６定着入口ガイド、６０定着装置、６２定着ベルト、６３加圧ロール、６４圧力パッド、６５ホルダ、６６磁性板、６７遮蔽板、６８支持部材、６９封止剤、７２ＩＨヒータ、１００画像形成装置、６２１基材層、６２２発熱層、６２３弾性層、６２４離型層、７２１励磁回路、７２２励磁コイル、７２３磁心、７２４シールド。

Claims

磁界を発生する磁界発生手段と、
前記磁界の電磁誘導により発熱する、回転可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、前記ベルト部材に対向配置される回転部材に向けて前記ベルト部材を押圧する押圧部材と、
前記ベルト部材の内周面に塗布される潤滑剤と、
前記ベルト部材の内側に配置され、前記磁界発生手段にて発生した磁界の磁路を形成する磁性板と、
前記磁性板が前記ベルト部材と対向する面と反対側に設けられ、磁束の漏えいを抑制する遮蔽板と、
前記磁性板と前記遮蔽板との間の外周縁全体にのみ設けられる封止剤と、を有し、
前記封止剤が前記外周縁全体にのみ設けられることで、前記磁性板と前記遮蔽板との間が空間を有して封止されていることを特徴とする定着装置。
像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤により現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着する請求項１に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。