WO2014208190A1

WO2014208190A1 - 定着装置およびそれを備えた画像形成装置

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Publication number: WO2014208190A1
Application number: PCT/JP2014/061670
Authority: WO
Inventors: 鐘浩権
Original assignee: 京セラドキュメントソリューションズ株式会社
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2014-12-31
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Abstract

　定着装置（１０６）は、定着ベルト（６１）と、定着ベルト（６１）の内側に挿入された定着ローラー（６２）と、定着ベルト（６１）に圧接する加圧ローラー（６３）と、定着ベルト（６１）を誘導加熱するための磁束を発生させるコイル（７１）と、定着ローラーの所定方向の端面側に設けられ、定着ベルト（６１）の所定方向への移動を規制するベルト規制板（６４）と、を備え、ベルト規制板（６４）は、定着ベルト（６１）側に配置された樹脂層（６４ａ）と、定着ベルト（６１）側とは反対側に配置された非磁性金属層（６４ｂ）と、を含む多層構造となっている。

Description

定着装置およびそれを備えた画像形成装置

　本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

　従来、誘導加熱方式を採用した定着装置が知られており、たとえば、プリンターなどの画像形成装置に装着されている（たとえば、特許文献１参照）。誘導加熱方式の定着装置は、たとえば、誘導発熱層を有する無端状の定着ベルト、定着ベルトの内側に挿入されて定着ベルトと共に回転する定着ローラー、および、定着ベルトに圧接して定着ベルトとの間で定着ニップを形成する加圧ローラー、などを含む。そして、定着ベルトを誘導加熱するための磁束を発生させるコイルが定着ベルトに対して間隔を隔てて配置される。

特開２０１２－８３６６７号公報

　誘導加熱方式の定着装置では、たとえば、図１０および図１１に示すようなコイル３０１が用いられる。このコイル３０１は、定着ベルト３０２のベルト幅方向（定着ローラー３０３の回転軸方向）の一方端部から他方端部に渡って延びるように定着ベルト３０２のベルト幅方向（定着ローラー３０３の回転軸方向）に沿って環状に巻回される。そして、コイル３０１は、定着ベルト３０２の加圧ローラー３０４に圧接される側とは反対側に配置される。しかし、図１０および図１１に示したようなコイル３０１を用いた場合には、定着ベルト３０２のベルト幅方向の端部付近の温度が中央部付近の温度よりも低下するという不都合が生じる。

　具体的には、図１２に示すように、定着ベルト３０２のベルト幅方向の端部では、コイル３０１の直線部３０１ａ（図１１にも図示）および略Ｕ字状に屈曲した屈曲部３０１ｂ（図１１にも図示）の各部分で発生した磁束が定着ベルト３０２の発熱に寄与する。なお、図１２では、コイル３０１の直線部３０１ａで発生した磁束を点線矢印で示し、コイル３０１の屈曲部３０１ｂで発生した磁束を実線矢印で示している。コイル３０１の直線部３０１ａで発生した磁束は、磁束方向が周期的に変化しても、磁束方向にかかわらず、定着ベルト３０２の外周面側から定着ベルト３０２に侵入する。一方で、コイル３０１の屈曲部３０１ｂで発生した磁束は、磁束方向が周期的に変化することによって、定着ベルト３０２の外周面側から定着ベルト３０２に侵入したり、定着ローラー３０３の回転軸方向の端面を経由して定着ベルト３０２の内周面側から定着ベルト３０２に侵入したりする。

　ここで、定着ベルト３０２の外周面側から侵入した磁束により生じる渦電流の電流方向は、定着ベルト３０２の内周面側から侵入した磁束により生じる渦電流の電流方向とは逆向きとなる。

　したがって、定着ベルト３０２の誘導発熱層の厚さが磁界浸透深さよりも小さい場合には、コイル３０１の屈曲部３０１ｂで発生した磁束が定着ベルト３０２の内周面側から侵入したとき、その定着ベルト３０２の内周面側から侵入した磁束により生じる渦電流が定着ベルト３０２の外周面側から侵入した磁束により生じる渦電流（コイル３０１の直線部３０１ａで発生した磁束により生じる渦電流）と干渉し、定着ベルト３０２の厚さ方向の中間付近において渦電流が相殺されてしまう。このため、定着ベルト３０２の厚さ方向の中間付近では発熱が小さくなる。結果として、定着ベルト３０２のベルト幅方向の端部付近では、定着ベルト３０２のベルト幅方向の中央部付近に比べて、単位面積当りの発熱量が低下する。すなわち、定着ベルト３０２のベルト幅方向の端部付近の温度が中央部付近の温度よりも低下する。

　なお、定着ベルト３０２の誘導発熱層の厚さが磁界浸透深さよりも十分大きい場合（たとえば、誘導発熱層の厚さが磁界浸透深さの２倍より大きい場合）には、コイル３０１の屈曲部３０１ｂで発生した磁束が定着ベルト３０２の内周面側から侵入したときに、その定着ベルト３０２の内周面側から侵入した磁束により生じる渦電流は定着ベルト３０２の外周面側から侵入した磁束により生じる渦電流（コイル３０１の直線部３０１ａで発生した磁束により生じる渦電流）と殆ど干渉しない。したがって、定着ベルト３０２の誘導発熱層の厚さを磁界浸透深さよりも十分大きくすれば、定着ベルト３０２のベルト幅方向の端部付近での発熱量の低下が抑制される。

　ただし、定着ベルト３０２の厚さが大きくなると、定着ベルト３０２の可撓性が低下する。このため、定着ベルト３０２と加圧ローラー３０４との圧接部分における定着ベルト３０２の撓みが小さくなり、定着ニップ３００Ｎのニップ幅を十分確保できなくなるという新たな不都合が生じると考えられる。

　また、図１０～図１２に示した構成では、コイル３０１の屈曲部３０１ｂで発生した磁束が定着ベルト３０２のベルト幅方向の端部の縁（エッジ）に集中し、定着ベルト３０２のエッジにおいて発熱が大きくなる。この場合、定着ベルト３０２の厚さが小さければ、定着ベルト３０２のベルト幅方向の熱伝導も小さくなるので、定着ベルト３０２のエッジでの発熱はベルト幅方向に伝導され難い。したがって、定着ベルト３０２のエッジが過剰に昇温するという不都合が生じる。

　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、誘導加熱方式により定着ベルトを加熱する構成において、定着ベルトのベルト幅方向の端部での温度低下を抑制し、かつ、定着ベルトのエッジが過剰に昇温するのを抑制することが可能な定着装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、誘導発熱層を有する無端状の定着ベルトと、定着ベルトの内側に挿入され、所定方向に延びる軸を回転軸として回転可能に支持されているとともに、定着ベルトと共に回転する定着ローラーと、定着ベルトに圧接し、回転することによって定着ベルトおよび定着ローラーを従動回転させる加圧ローラーと、定着ベルトの加圧ローラー側とは反対側において定着ベルトに対して間隔を隔てて配置されているとともに、定着ベルトの所定方向の一方端部から他方端部に渡って延びるように所定方向に沿って環状に巻回され、定着ベルトを誘導加熱するための磁束を発生させるコイルと、定着ローラーの所定方向の端面側に設けられ、所定方向に移動しようとする定着ベルトと当接し、定着ベルトの所定方向への移動を規制するベルト規制板と、を備える。そして、ベルト規制板は、定着ベルト側に配置された樹脂層と、定着ベルト側とは反対側に配置された非磁性金属層と、を含む多層構造となっている。

　本発明では、ベルト規制板のうち定着ベルト側とは反対側の部分を非磁性金属層で構成しているので、定着ローラーの所定方向の端面を経由して定着ベルトの内周面に向かう磁束が非磁性金属層によって遮断され、定着ベルトの内周面側から定着ベルトに侵入する磁束が減少する。このため、定着ベルトのベルト幅方向（所定方向）の端部付近において、定着ベルトの外周面側から侵入した磁束により生じる渦電流と定着ベルトの内周面側から侵入した磁束により生じる渦電流とが干渉して渦電流が相殺される（熱変換される渦電流が減少する）、という現象が起こり難い。これにより、定着ベルトのベルト幅方向（所定方向）の端部付近の温度が中央部付近の温度よりも低下するのを抑制することができる。

　さらに、非磁性金属層を含むベルト規制板が定着ローラーの所定方向の端面側に設けられていれば、定着ベルトのベルト幅方向の端部の縁（エッジ）が非磁性金属層でシールドされた状態となるので、定着ベルトのエッジへの磁束の集中が軽減される。このため、定着ベルトのエッジが過剰に昇温するのも抑制することができる。

　ところで、定着ベルトのうち定着ニップを通過するベルト部分（加圧ローラーに圧接されるベルト部分）は、加圧ローラーに圧接されることで撓み、定着ニップを抜けると加圧ローラーによる圧接が解除されて復元する。すなわち、定着ベルトは、その一部を径方向に変位させながら回転する。このため、定着ベルトは、ベルト幅方向（所定方向）に位置ずれしてベルト規制板と当接していれば、ベルト規制板と共に回転していたとしても、定着ニップの近傍においてベルト規制板を擦るような挙動をとる。したがって、定着ベルトにストレスが加わる。

　しかし、本発明では、ベルト規制板のうち、定着ベルト側とは反対側の部分は非磁性金属層で構成しているが、定着ベルト側の部分を樹脂層で構成している。これにより、定着ベルトがベルト幅方向（所定方向）に位置ずれしたとき、その定着ベルトは樹脂層と当接することになる。したがって、定着ベルトがベルト規制板を擦るような挙動をとったとしても、定着ベルトが当接しているのは樹脂層であり、定着ベルトは樹脂層に対して滑り易いので、定着ベルトに加わるストレスが軽減される。このため、定着ベルトの変形や劣化が抑制される。

　本発明によれば、定着ベルトのベルト幅方向の端部での温度低下を抑制し、かつ、定着ベルトのベルト幅方向の端部の縁が過剰に昇温するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態による画像形成装置の概略図本発明の一実施形態による画像形成装置の定着部（定着装置）の概略図図２に示した定着部のベルト規制板の構造を説明するための図図２に示した定着部のコイルの形状を説明するための図図２に示した定着部の定着ベルトのベルト幅方向の中央部付近における磁束の流れを説明するための図（磁束および磁束方向を矢印で示す）図２に示した定着部の定着ベルトのベルト幅方向の端部付近における磁束の流れを説明するための図（磁束および磁束方向を矢印で示す）図２に示した定着部の定着ベルトのエッジ近傍における磁束の流れを説明するための図（磁束および磁束方向を矢印で示す）図２に示した定着部からベルト規制板（非磁性金属層）を省略した場合の定着ベルトのエッジ近傍における磁束の流れを説明するための図本発明の効果を説明するための図（定着ベルトのベルト幅方向の位置と発熱量との関係を示したグラフ）従来の定着装置の一例を示した図図１０に示した従来の定着装置のコイルの形状を説明するための図図１０に示した従来の定着装置の定着ベルトのベルト幅方向の端部付近における磁束の流れを説明するための図（磁束および磁束方向を矢印で示す）

　以下、本発明の一実施形態による定着装置およびそれを備えた画像形成装置について、モノクロ複合機を例にとって説明する。

　図１に示すように、画像形成装置１００は、原稿搬送部１０１、画像読取部１０２、給紙部１０３、用紙搬送部１０４、画像形成部１０５および定着部１０６を備える。

　原稿搬送部１０１は、給紙トレイ１１にセットされた原稿Ｄを原稿搬送路ＤＰに供給した後、搬送読取位置に搬送し、排出トレイ１２に排出する。この原稿搬送部１０１には、原稿搬送路ＤＰに原稿Ｄを供給するための給紙ローラー１３や、原稿搬送路ＤＰに沿って原稿Ｄを搬送するための複数の搬送ローラー対１４が設けられている。

　画像読取部１０２は、搬送読取用のコンタクトガラス２０ａ上（搬送読取位置）に搬送される原稿Ｄあるいは載置読取用のコンタクトガラス２０ｂ上に載置された原稿Ｄを読み取り、原稿Ｄの画像データを生成する。この画像読取部１０２には、ランプ２１、ミラー２２、レンズ２３およびラインセンサー２４などによって構成される読取機構が設けられている。

　給紙部１０３は、用紙Ｐを収容する給紙カセット３１を有し、その給紙カセット３１内に収容された用紙Ｐを用紙搬送路ＰＰに供給する。給紙部１０３には、用紙搬送路ＰＰに用紙Ｐを供給するための給紙ローラー３２が設けられている。

　用紙搬送部１０４は、用紙搬送路ＰＰに供給された用紙Ｐを転写ニップおよび定着ニップの順番で搬送し、排出トレイ４１に排出する。この用紙搬送部１０４には、用紙搬送路ＰＰに沿って用紙Ｐを搬送するための複数の搬送ローラー対４２が設けられている。複数の搬送ローラー対４２のうち１つの搬送ローラー対４２は、レジストローラー対４３である。レジストローラー対４３は、用紙Ｐを転写ニップの手前で待機させ、画像形成部１０５によるトナー像の形成にタイミングを合わせて転写ニップに送り出す。

　画像形成部１０５は、画像データ（たとえば、画像読取部１０２の読み取りによって得られた画像データ）に基づきトナー像を形成し、そのトナー像を用紙Ｐに転写する。画像形成部１０５は、感光体ドラム５１、帯電装置５２、露光装置５３、現像装置５４、転写ローラー５５およびクリーニング装置５６を含む。

　画像形成時には、感光体ドラム５１が回転し、その感光体ドラム５１の表面を帯電装置５２が所定電位に帯電させる。また、露光装置５３は、露光用の光Ｌを発光する発光素子（図示せず）を有しており、その発光素子を画像データに基づき点消灯させつつ、感光体ドラム５１の表面を走査露光する。これにより、感光体ドラム５１の表面に静電潜像を形成する。現像装置５４は、感光体ドラム５１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する。

　転写ローラー５５は、感光体ドラム５１の表面に圧接し、感光体ドラム５１との間で転写ニップを形成する。その状態で、レジストローラー対４３がタイミングを計り、転写ニップに用紙Ｐを進入させる。このとき、転写ローラー５５には転写用電圧が印加される。これによって、感光体ドラム５１の表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。クリーニング装置５６は、用紙Ｐへのトナー像の転写が終わると、感光体ドラム５１の表面に残留するトナーなどを除去する。

　定着部１０６は、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱および加圧し、それによってトナー像を用紙Ｐに定着させる。なお、定着部１０６は、誘導加熱方式を採用したものであって、本発明の「定着装置」に相当する。

　図２に示すように、定着部１０６は、定着ベルト６１、定着ローラー６２、加圧ローラー６３および誘導加熱ユニット７０を備える。なお、以下の説明では、定着ローラー６２および加圧ローラー６３の回転軸方向（図２の紙面に対して垂直な方向）をＸ方向と称し、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向と称する。この場合、Ｘ方向は本発明の「所定方向」に相当する。

　定着ベルト６１は、無端状のベルトであり、その内周径が約４０ｍｍとなるよう形成されている。たとえば、定着ベルト６１は、内側から順に、誘導発熱層６１ａ、弾性層６１ｂおよび離型層６１ｃが積層されて成る。誘導発熱層６１ａは、たとえば、ベルト基材でもあり、ニッケル電鋳を用いて、約３０μｍ～約５０μｍの厚さとなるように形成されている。弾性層６１ｂは、たとえば、シリコーンゴムを用いて、約２００μｍ～約５００μｍの厚さとなるように形成されている。離型層６１ｃは、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）などを用いて形成されている。なお、磁性金属であるニッケルに代えて、ＰＩ（ポリイミド）などからなる樹脂ベルトに非磁性金属（銅や銀など）を積層したものを基材としてもよい。

　定着ローラー６２は、Ｘ方向に延びる軸を回転軸として回転可能に支持され、定着ベルト６１の内側に挿入されているとともに、定着ベルト６１と共に回転する。なお、定着ベルト６１の内側に定着ローラー６２が挿入された状態では、定着ベルト６１のベルト幅方向がＸ方向となる。定着ローラー６２は、芯金６２ａ上に弾性層６２ｂが形成されたローラーであり、その外周径が定着ベルト６１の内周径（約４０ｍｍ）と略同じとされている。芯金６２ａは、非磁性金属であるアルミニウムや非磁性ステンレスなどを用いて形成されている。弾性層６２ｂは、たとえば、シリコーンゴムを用いて、約８ｍｍ～約１０ｍｍの厚さとなるように形成されている。

　加圧ローラー６３は、Ｘ方向に延びる軸を回転軸として回転可能に支持されており、図示しないモーターから駆動力が伝達されて回転する。加圧ローラー６３は、芯金６３ａ上に弾性層６３ｂおよび離型層６３ｃが順次形成されたローラーであり、その外周径が約３０ｍｍ～約３５ｍｍとされている。芯金６３ａは、アルミニウムを用いて形成されている。弾性層６３ｂは、たとえば、シリコーンゴムを用いて、約２ｍｍ～約５ｍｍの厚さとなるように形成されている。離型層６３ｃは、ＰＦＡなどからなる。

　この加圧ローラー６３は、定着ベルト６１に圧接し、その状態で回転駆動することによって定着ベルト６１および定着ローラー６２を従動回転させる。そして、定着ベルト６１と加圧ローラー６３との間（圧接部分）が定着ニップ６０Ｎとなる。すなわち、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着ニップ６０Ｎに進入すると、加熱および加圧されつつ加圧ローラー６３の回転方向に送られることになる。

　また、図３に示すように、定着ローラー６２のＸ方向の一方端面側および他方端面側には、それぞれ、定着ベルト６１のＸ方向への移動を規制するための円盤状のベルト規制板６４が１つずつ設けられている。なお、図３では、図面の簡略化のため、定着ローラー６２のＸ方向の一方端面側に設けられたベルト規制板６４のみを図示している。ベルト規制板６４は、軸受け６５によって支持される定着ローラー６２のローラー軸６２ｃに取り付けられ、定着ベルト６１および定着ローラー６２と共に回転する。また、ベルト規制板６４は、定着ベルト６１の外周径よりも大きい直径を有する。これにより、定着ベルト６１がＸ方向に移動しようとすると、定着ベルト６１がベルト規制板６４に当接し、定着ベルト６１のＸ方向への移動が規制される（定着ベルト６１の蛇行が抑制される）。

　このベルト規制板６４は、多層構造（２層構造）となっており、定着ローラー６２のＸ方向の端面側から順に樹脂板６４ａおよび非磁性金属板６４ｂを含む。すなわち、樹脂板６４ａは、定着ベルト６１側（定着ローラー６２の端面側）に配置され、非磁性金属板６４ｂは、定着ベルト６１側とは反対側に配置される。したがって、定着ベルト６１がＸ方向に移動したとき、定着ベルト６１は樹脂板６４ａと当接し、非磁性金属板６４ｂとは当接しない。なお、樹脂板６４ａは本発明の「樹脂層」に相当し、非磁性金属板６４ｂは本発明の「非磁性金属層」に相当する。

　樹脂板６４ａは、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）およびＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの耐熱性樹脂を用いて形成されている。また、樹脂板６４ａのＸ方向の厚さは、定着ベルト６１のＸ方向の端部の縁（定着ローラー６２のＸ方向の端面）と非磁性金属板６４ｂとの間のＸ方向の間隔Ｄが約５ｍｍ以下となるように設定されている。以下、定着ベルト６１のＸ方向の端部の縁を単にエッジと称する。なお、樹脂板６４ａのＸ方向の厚さとしては、間隔Ｄが約３ｍｍ以下となるように設定するのがより好ましく、約１ｍｍ以上約２ｍｍ以下となるように設定するのが最も好ましい。

　非磁性金属板６４ｂは、アルミニウム、銅および非磁性ステンレスなどの非磁性金属を用いて形成されている。また、非磁性金属板６４ｂのＸ方向の厚さは、たとえば、約０．５ｍｍに設定されている。なお、非磁性金属板６４ｂのＸ方向の厚さとしては、０．１ｍｍ以上であればよい。非磁性金属板６４ｂのＸ方向の厚さの上限値は特に限定されないが、たとえば、約１ｍｍである。ただし、ベルト規制板６４の設置スペースに余裕があれば、ベルト規制板６４の剛性を高めるため、非磁性金属板６４ｂのＸ方向の厚さを１ｍｍより大きくしてもよい。

　たとえば、ベルト規制板６４として、樹脂板６４ａおよび非磁性金属板６４ｂを互いに一体化した部材が用いられる。この場合には、樹脂板６４ａに非磁性金属板６４ｂを接着してもよいし、非磁性金属板６４ｂの構成材料を樹脂板６４ａに蒸着してもよい。あるいは、樹脂板６４ａおよび非磁性金属板６４ｂが互いに異なる部材であってもよい。この場合には、ベルト規制板６４の組み付け時に、樹脂板６４ａおよび非磁性金属板６４ｂを互いに密接するように保持すればよい。

　誘導加熱ユニット７０は、図２および図４に示すように、互いに絶縁された複数本のエナメル線を撚り合わせて成り、定着ベルト６１の加圧ローラー６３側とは反対側において定着ベルト６１に対して間隔を隔てて配置されたコイル７１を含む。このコイル７１は、図示しない電源に接続されており、電源から高周波電流が供給されることにより、定着ベルト６１（誘導発熱層６１ａ）を誘導加熱するための磁束を発生させる。なお、コイル７１に供給される電流は交流電流であるため、コイル７１から発生する磁束の方向は周期的に変化する。

　コイル７１は、平面視（図４参照）において、定着ベルト６１のＸ方向の一方端部から他方端部に渡って延びるように、Ｘ方向に沿って環状（楕円形状）に巻回されている。さらに、コイル７１は、断面視（図２参照）において、定着ベルト６１の加圧ローラー６３側とは反対側の略半分（上半分）に沿った円弧状に形成されている。そして、コイル７１は、コイルボビン７２に保持されることによって、定着ベルト６１の加圧ローラー６３側とは反対側において定着ベルト６１に対して間隔を隔てて配置される。

　コイルボビン７２は、円弧部７２ａを有する。円弧部７２ａは、定着ベルト６１の加圧ローラー６３側とは反対側の略半分（上半分）を定着ベルト６１のＸ方向の一方端部から他方端部に渡って覆う。この円弧部７２ａの頂点部には、上方に突出する壁部７２ｂがＸ方向を長手方向とする矩形状の空間を囲むように設けられている。円弧部７２ａのＹ方向の両端部には、それぞれ、定着ベルト６１から離れる方向に延びるフランジ部７２ｃが設けられている。また、このコイルボビン７２には、磁性体コア７３（センターコア７３ａ、サイドコア７３ｂおよびアーチコア７３ｃ）が取り付けられている。

　センターコア７３ａは、コイルボビン７２の壁部７２ｂで囲まれた空間内のＸ方向の一方端側および他方端側にそれぞれ１つずつ配置され（図４参照）、コイルボビン７２の円弧部７２ａの頂点部に接着されている。サイドコア７３ｂは、コイルボビン７２の一対のフランジ部７２ｃにそれぞれ複数個ずつＸ方向に隙間無く並べられ（図４参照）、コイルボビン７２の円弧部７２ａとフランジ部７２ｃとの連結部分（フランジ部７２ｃの円弧部７２ａ側の部分）に接着されている。アーチコア７３ｃは、コイルボビン７２の円弧部７２ａを外側（定着ベルト６１側とは反対側）から覆うように配置され、コイルボビン７２の円弧部７２ａを外側から覆うアーチ状のアーチコアホルダー７４に接着されている。アーチコアホルダー７４のＹ方向の両端部はそれぞれコイルボビン７２の一対のフランジ部７２ｃに固定されており、それによって、アーチコア７３ｃがコイルボビン７２に取り付けられた状態となっている。なお、図示しないが、アーチコア７３ｃの使用数は複数であり、複数のアーチコア７３ｃは、Ｘ方向に互いに所定の間隔を隔てて並べられている。

　そして、コイル７１は、コイルボビン７２の壁部７２ｂを囲むように巻回され、コイルボビン７２の円弧部７２ａに接着されている。これにより、コイル７１は、定着ベルト６１の加圧ローラー６３側とは反対側において定着ベルト６１に対して間隔を隔てて保持される。このようにコイル７１が保持された状態において、コイル７１に高周波電流が供給されると、コイル７１で発生した磁束が磁性体コア７３に導かれて定着ベルト６１に侵入する。このとき、定着ベルト６１の誘導発熱層６１ａに渦電流が流れ、誘導発熱層６１ａの電気抵抗によって誘導発熱層６１ａにジュール熱が生じ、定着ベルト６１が発熱する。

　以下に、図５および図６を参照して、定着ベルト６１に侵入する磁束の流れについて詳細に説明する。なお、図中の矢印は、コイル７１で発生した磁束および磁束方向を模式的に表したものである。

　まず、図５を参照して、定着ベルト６１のＸ方向の中央部付近では、コイル７１の直線部７１ａ（図４にも図示）で発生した磁束が定着ベルト６１の発熱に寄与する。コイル７１の直線部７１ａで発生した磁束は、磁束方向が周期的に変化しても、磁束方向にかかわらず、定着ベルト６１の外周面側から定着ベルト６１に侵入し、定着ベルト６１の内周面側からは定着ベルト６１に侵入しない。したがって、定着ベルト６１の誘導発熱層６１ａに生じる渦電流は定着ベルト６１の外周面に近いほど大きく、発熱量も定着ベルト６１の外周面に近いほど大きい。

　次に、図６を参照して、定着ベルト６１のＸ方向の端部付近では、コイル７１の直線部７１ａおよび略Ｕ字状に屈曲した屈曲部７１ｂ（図４にも図示）の各部分で発生した磁束が定着ベルト６１の発熱に寄与する。なお、図６では、コイル７１の直線部７１ａで発生した磁束を点線矢印で示し、コイル７１の屈曲部７１ｂで発生した磁束を実線矢印で示している。コイル７１の直線部７１ａで発生した磁束は、磁束方向が周期的に変化しても、磁束方向にかかわらず、定着ベルト６１の外周面側から定着ベルト６１に侵入し、定着ベルト６１の内周面側からは定着ベルト６１に侵入しない。すなわち、定着ベルト６１のＸ方向の中央部付近における磁束の挙動と略同じである（図５参照）。

　一方で、コイル７１の屈曲部７１ｂで発生した磁束は、磁束方向が周期的に変化することにより、定着ベルト６１の外周面側から定着ベルト６１の外周面に向かう磁束と、定着ローラー６２のＸ方向の端面を経由して定着ベルト６１の内周面に向かう磁束と、を含む。定着ベルト６１の外周面側から定着ベルト６１の外周面に向かう磁束は、そのまま定着ベルト６１の外周面に侵入する。しかし、定着ローラー６２のＸ方向の端面を経由して定着ベルト６１の内周面に向かう磁束は、非磁性金属板６４ｂを含むベルト規制板６４が定着ローラー６２のＸ方向の端面側に設けられているため、定着ローラー６２のＸ方向の端面に至る前にベルト規制板６４（非磁性金属板６４ｂ）によって遮断される。

　さらに、定着ベルト６１のエッジと非磁性金属板６４ｂとの間のＸ方向の間隔Ｄが約５ｍｍ以下と小さい（樹脂板６４ａの厚さが小さい）ので、図７に示すように、定着ベルト６１のエッジと非磁性金属板６４ｂとの間（樹脂板６４ａの配置領域）を通って定着ベルト６１の内周面に侵入する磁束も減少する。仮に、定着ベルト６１のエッジと非磁性金属板６４ｂとの間のＸ方向の間隔Ｄを大きく（樹脂板６４ａの厚さを大きく）すると、図８に示すように、定着ベルト６１のエッジと非磁性金属板６４ｂとの間（樹脂板６４ａの配置領域）を通過した磁束が定着ベルト６１の内周面に侵入することにより、磁束遮断効果が若干低下してしまう。したがって、定着ベルト６１のエッジと非磁性金属板６４ｂとの間のＸ方向の間隔Ｄとしては、約５ｍｍ以下に設定するのが好ましい。

　本実施形態の画像形成装置１００の定着部１０６（定着装置）は、上記のように、誘導発熱層６１ａを有する無端状の定着ベルト６１と、定着ベルト６１の内側に挿入され、Ｘ方向（所定方向）に延びる軸を回転軸として回転可能に支持されているとともに、定着ベルト６１と共に回転する定着ローラー６２と、定着ベルト６１に圧接し、回転することによって定着ベルト６１および定着ローラー６２を従動回転させる加圧ローラー６３と、定着ベルト６１の加圧ローラー６３側とは反対側において定着ベルト６１に対して間隔を隔てて配置されているとともに、定着ベルト６１のＸ方向の一方端部から他方端部に渡って延びるようにＸ方向に沿って環状に巻回され、定着ベルト６１を誘導加熱するための磁束を発生させるコイル７１と、定着ローラー６２のＸ方向の端面側に設けられ、Ｘ方向に移動しようとする定着ベルト６１と当接し、定着ベルト６１のＸ方向への移動を規制するベルト規制板６４と、を備える。そして、ベルト規制板６４は、定着ベルト６１側に配置される樹脂板６４ａ（樹脂層）と、定着ベルト６１側とは反対側に配置される非磁性金属板６４ｂ（非磁性金属層）と、を含む多層構造となっている。

　本実施形態では、ベルト規制板６４のうち定着ベルト６１側とは反対側の部分を非磁性金属板６４ｂで構成しているので、定着ローラー６２のＸ方向の端面を経由して定着ベルト６１の内周面に向かう磁束が非磁性金属板６４ｂによって遮断され、定着ベルト６１の内周面側から定着ベルト６１に侵入する磁束が減少する。したがって、定着ベルト６１のベルト幅方向（Ｘ方向）の端部付近において、定着ベルト６１の外周面側から侵入した磁束により生じる渦電流と定着ベルト６１の内周面側から侵入した磁束により生じる渦電流とが干渉して渦電流が相殺される（熱変換される渦電流が減少する）、という現象が起こり難い。定着ベルト６１のベルト幅方向（Ｘ方向）の位置と発熱量との関係を示したグラフ（図９参照）を用いて説明すると、非磁性金属板６４ｂを含むベルト規制板６４が定着ローラー６２のＸ方向の端面側に設けられている場合（グラフ中の実線Ａを参照）には、非磁性金属板６４ｂを含むベルト規制板６４が定着ローラー６２のＸ方向の端面側に設けられていない場合（グラフ中の点線Ｂを参照）に比べて、定着ベルト６１のベルト幅方向（Ｘ方向）の端部における発熱量の低下が小さくなる。これにより、定着ベルト６１のベルト幅方向（Ｘ方向）の端部付近の温度が中央部付近の温度よりも低下するのを抑制することができる。

　さらに、非磁性金属板６４ｂを含むベルト規制板６４が定着ローラー６２のＸ方向の端面側に設けられていれば、定着ベルト６１のエッジが非磁性金属板６４ｂでシールドされた状態となるので、定着ベルト６１のエッジへの磁束の集中が軽減される。このため、図９に示すように、非磁性金属板６４ｂを含むベルト規制板６４が定着ローラー６２のＸ方向の端面側に設けられている場合（グラフ中の実線Ａを参照）には、非磁性金属板６４ｂを含むベルト規制板６４が定着ローラー６２のＸ方向の端面側に設けられていない場合（グラフ中の点線Ｂを参照）に比べて、定着ベルト６１のエッジが過剰に昇温するのも抑制することができる。

　ところで、定着ベルト６１のうち定着ニップ６０Ｎを通過するベルト部分（加圧ローラー６３に圧接されるベルト部分）は、加圧ローラー６３に圧接されることで撓み、定着ニップ６０Ｎを抜けると加圧ローラー６３による圧接が解除されて復元する。すなわち、定着ベルト６１は、その一部を径方向に変位させながら回転する。このため、定着ベルト６１は、ベルト幅方向（Ｘ方向）に位置ずれしてベルト規制板６４と当接していれば、ベルト規制板６４と共に回転していたとしても、定着ニップ６０Ｎの近傍においてベルト規制板６４を擦るような挙動をとる。したがって、定着ベルト６１にストレスが加わる。

　しかし、本実施形態では、ベルト規制板６４のうち、定着ベルト６１側とは反対側の部分は非磁性金属板６４ｂで構成しているが、定着ベルト６１側の部分を樹脂板６４ａで構成している。これにより、定着ベルト６１がベルト幅方向（Ｘ方向）に位置ずれしたとき、その定着ベルト６１は樹脂板６４ａと当接することになる。ここで、定着ベルト６１に当接する部材が金属板であり、その金属板が定着ベルト６１よりも硬ければ、定着ベルト６１と金属板とが擦れると、定着ベルト６１に削れや摩耗が発生する。一方で、定着ベルト６１に当接する部材が樹脂板６４ａであれば、樹脂板６４ａは軟らかいので、定着ベルト６１に削れや摩耗が発生し難い。さらに、樹脂板６４ａの構成材料である樹脂は加工の自由度が高いので、樹脂板６４ａの表面を定着ベルト６１に対して滑り易い形状や表面粗さにすることができる。したがって、定着ベルト６１がベルト規制板６４を擦るような挙動をとったとしても、定着ベルト６１に加わるストレスが軽減される。このため、定着ベルト６１の変形や劣化が抑制される。

　また、本実施形態では、上記のように、非磁性金属板６４ｂのＸ方向の厚さが約０．１ｍｍ以上（具体的には、約０．５ｍｍ）とされている。さらに、アルミニウム、銅および非磁性ステンレスのいずれかの材料で非磁性金属板６４ｂが構成されている。このような非磁性金属板６４ｂを用いることにより、定着ローラー６２のＸ方向の端面を経由して定着ベルト６１の内周面に向かう磁束を非磁性金属板６４ｂによって良好に遮断することができる。また、非磁性金属板６４ｂのＸ方向の厚さが約０．１ｍｍ以上であれば、非磁性金属板６４ｂでの発熱も抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、樹脂板６４ａおよび非磁性金属板６４ｂを互いに一体化した部材がベルト規制板６４として用いられている。これにより、部品点数を削減することができる。また、ベルト規制板６４の組み付け作業が容易になる。

　なお、樹脂板６４ａおよび非磁性金属板６４ｂが互いに異なる部材であってもよく、この場合には、樹脂板６４ａおよび非磁性金属板６４ｂを一体化する工程が不要となる。

　今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

Claims

　誘導発熱層を有する無端状の定着ベルトと、
　前記定着ベルトの内側に挿入され、所定方向に延びる軸を回転軸として回転可能に支持されているとともに、前記定着ベルトと共に回転する定着ローラーと、
　前記定着ベルトに圧接し、回転することによって前記定着ベルトおよび前記定着ローラーを従動回転させる加圧ローラーと、
　前記定着ベルトの前記加圧ローラー側とは反対側において前記定着ベルトに対して間隔を隔てて配置されているとともに、前記定着ベルトの前記所定方向の一方端部から他方端部に渡って延びるように前記所定方向に沿って環状に巻回され、前記定着ベルトを誘導加熱するための磁束を発生させるコイルと、
　前記定着ローラーの前記所定方向の端面側に設けられ、前記所定方向に移動しようとする前記定着ベルトと当接し、前記定着ベルトの前記所定方向への移動を規制するベルト規制板と、を備え、
　前記ベルト規制板は、前記定着ベルト側に配置された樹脂層と、前記定着ベルト側とは反対側に配置された非磁性金属層と、を含む多層構造となっていることを特徴とする定着装置。
　前記非磁性金属層の前記所定方向の厚さは、０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
　前記非磁性金属層の構成材料は、アルミニウム、銅および非磁性ステンレスのいずれかの材料であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
　前記樹脂層および前記非磁性金属層が互いに一体化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。
　前記樹脂層および前記非磁性金属層は、互いに異なる部材であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
　前記樹脂層の前記所定方向の厚さは、前記定着ベルトの前記所定方向の端部の縁と前記非磁性金属層との間の前記所定方向の間隔が５ｍｍ以下となるように設定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。
　請求項１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。