(57)【要約】【課題】トナーに含まれるワックスが、ケース部材としてのモールド部材７ｃの表面のうち、加熱部材としての定着ベルト１及び搬送路８ａ、８ｂに対向する部分の少なくとも一部に固着しにくい構造を実現する。【解決手段】モールド部材７ｃは、定着ベルト１の上側に配置される。モールド部材７ｃの表面のうち、定着ベルト１及び搬送路８ａ、８ｂと対向する部分である対向面５１、５２、５３の少なくとも一部を、水に対する接触角が８４度以上のコート材５４により覆う。これにより、モールド部材７ｃの表面のうちの対向面５１、５２、５３の少なくとも一部にワックスが固着しにくくできる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路を搬送される記録材上のトナー画像を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材の上側に配置されるケース部材と、を備え、
前記ケース部材の表面のうち、前記加熱部材及び前記搬送路と対向する部分の少なくとも一部を、水に対する接触角が８４度以上のコート材により覆った、
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記コート材は、水に対する接触角が９６度以上である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記加熱部材と当接し、記録材を挟持して加熱するニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記ニップ部の記録材搬送方向上流側の前記搬送路で、記録材の下側に配置されて記録材を前記ニップ部に案内する上流側案内部材と、
前記ニップ部の記録材搬送方向下流側の前記搬送路で、記録材の上側及び下側に配置されて、前記ニップ部から排出された記録材を案内する下流側案内部材と、を有し、
前記コート材は、前記ケース部材の表面のうち、前記加熱部材及び前記ニップ部の記録材搬送方向上流側の前記搬送路と対向する部分を覆っている、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記加熱部材の周囲の空気を排気する排気手段を有し、
前記コート材は、前記ケース部材の表面のうち、前記加熱部材及び前記加熱部材よりも前記排気手段による空気が流れる方向の下流側の前記搬送路と対向する部分を覆っている、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記コート材は、前記ケース部材の表面のうち、前記加熱部材及び前記搬送路と対向する部分の全体を覆っている、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記加熱部材の周囲の空気を排気する排気手段と、
前記加熱部材の温度及び前記排気手段の駆動を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成ジョブの終了後、前記加熱部材の温度を、前記コート材の表面温度がトナーに含有されているワックスの気化温度以上となるように制御すると共に、前記排気手段を所定時間駆動する、
ことを特徴とする、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記制御手段は、画像形成ジョブの終了後の前記加熱部材の温度を、画像形成ジョブの実行時の温度よりも低く、且つ、前記コート材の表面温度がトナーに含有されているワックスの気化温度以上となるように制御する、
ことを特徴とする、請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記加熱部材の上側に配置され、磁束を発生する磁束発生手段を有し、
前記加熱部材は、前記磁束発生手段により発生した磁束が通過することにより発熱し、
前記ケース部材は、内部に前記磁束発生手段が配置され、一部が前記磁束発生手段と前記加熱部材との間に位置する、
ことを特徴とする、請求項１ないし７のうちの何れか１項に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記ケース部材の一部と前記加熱部材との間に進入自在に設けられ、前記磁束発生手段から前記加熱部材に流れる磁束を調整する磁束調整部材を有し、
前記コート材は、前記ケース部材の表面のうち、前記磁束調整部材が移動する領域を覆っている、
ことを特徴とする、請求項８に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記磁束調整部材の表面のうち、前記ケース部材の一部と前記加熱部材との間に進入した状態で前記加熱部材と対向する部分を前記コート材により覆った、
ことを特徴とする、請求項９に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
搬送路を搬送される記録材上のトナー画像を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材を覆うケース部材と、
前記加熱部材の周囲の空気を排気する排気手段と、
前記加熱部材の温度及び前記排気手段の駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、画像形成ジョブの終了後、前記加熱部材の温度を、前記ケース部材の表面温度がトナーに含有されているワックスの気化温度以上となるように制御すると共に、前記排気手段を所定時間駆動する、
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、画像形成ジョブの終了後の前記加熱部材の温度を、画像形成ジョブの実行時の温度よりも低く、且つ、前記ケース部材の表面温度がトナーに含有されているワックスの気化温度以上となるように制御する、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の像加熱装置。
【請求項１３】
磁束を発生する磁束発生手段を有し、
前記加熱部材は、前記磁束発生手段により発生した磁束が通過することにより発熱し、
前記ケース部材は、内部に前記磁束発生手段が配置され、一部が前記磁束発生手段と前記加熱部材との間に位置する、
ことを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の像加熱装置。
【請求項１４】
前記ケース部材の一部と前記加熱部材との間に進入自在に設けられ、前記磁束発生手段から前記加熱部材に流れる磁束を調整する磁束調整部材を有する、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に設けられた、記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式などにより画像を形成する画像形成装置は、画像形成部により形成されたトナー画像を記録材に転写し、トナー画像が転写された記録材を像加熱装置としての定着装置で加熱して、トナー画像を記録材に定着させる。また、このような像加熱装置としての定着装置に、定着画像が形成された記録材を通すことにより、光沢度を調整する構造もある。
【０００３】
このような定着装置は、例えば、加熱部材としての定着ローラと、ニップ形成部材としての加圧ローラとの間にニップ部で記録材を挟持して、加熱・加圧しながら搬送することにより、記録材に形成された画像を加熱する。また、定着装置として、高速昇温させるために、定着ローラを薄肉小径化したもの、樹脂フィルムの回転体に対しその内側から加熱体を圧接したもの、薄肉金属の回転体を誘導加熱により加熱するものなどが知られている。これらは何れも加熱部材としての回転体の熱容量を小さくし、加熱効率の良い熱源で加熱しようとしたものである。また、非接触の加熱源を用いたものもあるが、コストやエネルギー効率の点から、複写機などの画像形成装置では、薄肉の回転体を記録材に接触させて記録材上の現像剤を加熱溶融させるタイプの定着装置が多く提案されている。
【０００４】
このような定着装置のうち、加熱部材としての薄肉金属の回転体の上部に近接した位置に、電磁誘導するためのコイルユニットを配置し、薄肉金属の回転体を効率よく加熱する構成が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７８９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１のように、加熱部材の上部にコイルユニットを近接させて配置した構造の場合、次のような問題点がある。即ち、画像形成ジョブ中に、未定着のトナー画像が載った記録材がニップ部に突入した際に、未定着トナーに含まれるワックス成分が気化し、コイルユニットと加熱部材との間に滞留する。その後、画像形成ジョブが終了し、コイルユニットを構成するケース部材や加熱部材の温度が低下することにより、気化したワックスが、ケース部材の加熱部材に対向する側の面に固着する場合が考えられる。その場合、画像形成ジョブが再開し、当該温度がワックスの溶融温度を超えると、液化したワックスが、加熱部材の表面や、記録材を搬送する搬送路に落下し、画像不良などの問題を発生させてしまう可能性がある。
【０００７】
また、電磁誘導（ＩＨ）により加熱部材を発熱させる構成では、非通紙部昇温の抑制のために、コイルユニットと加熱部材との間で磁束を遮蔽する磁束遮蔽板（磁束調整部材）を進入自在とする場合がある。このような構成の場合で、上述のようにワックスがコイルユニットのケース部材に固着すると、磁束調整部材と干渉して、磁束調整部材の移動を円滑に行えない可能性がある。
【０００８】
このような問題は、ＩＨの構成以外にも、加熱部材の上側にケース部材が配置される構成であれば、同様に生じ得る。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、トナーに含まれるワックスが、ケース部材の表面のうち、加熱部材及び搬送路に対向する部分の少なくとも一部に固着しにくい構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、搬送路を搬送される記録材上のトナー画像を加熱する加熱部材と、前記加熱部材の上側に配置されるケース部材と、を備え、前記ケース部材の表面のうち、前記加熱部材及び前記搬送路と対向する部分の少なくとも一部を、水に対する接触角が８４度以上のコート材により覆った、ことを特徴とする像加熱装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ケース部材の表面のうち、加熱部材及び搬送路と対向する部分の少なくとも一部を、水に対する接触角が８４度以上のコート材により覆っているため、このケース部材の表面の少なくとも一部にワックスが固着しにくくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の概略構成横断面図。
【図３】定着ベルトの層構造図。
【図４】定着装置の概略構成縦断面図。
【図５】磁束遮蔽板が挿入された状態を示す定着装置の概略構成横断面図。
【図６】定着装置を正面から見た模式図。
【図７】第１の実施形態でコート材により覆った部分を示す定着装置の模式図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る定着装置の模式図。
【図９】第２の実施形態の画像形成ジョブ終了後の制御の流れの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図７を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１４】
［画像形成装置］
図１に示す画像形成装置Ｅは、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色トナー画像を形成する４つの画像形成部であり、図の下から上に順に配列してある。各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫは、それぞれ、像担持体体としての感光ドラム（感光体）２１、帯電装置２２、現像装置２３、クリーニング装置２４などを有している。
【００１５】
画像形成部ＰＹの現像装置２３にはイエロートナーを、画像形成部ＰＣの現像装置２３にはシアントナーを、画像形成部ＰＭの現像装置２３にはマゼンタトナーを、画像形成部ＰＫの現像装置２３にはブラックトナーを、それぞれ収容させている。
【００１６】
また、感光ドラム２１に露光を行うことにより静電潜像を形成する露光装置２５が、上記４色の画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫに対応して設けられている。露光装置２５としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【００１７】
各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫにおいて、帯電装置２２により一様に帯電された感光ドラム２１に対して露光装置２５より画像データに基づいた走査露光がなされる。これにより、各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫのそれぞれの感光ドラム２１の表面に、各色の走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００１８】
そして、これらの静電潜像が現像装置２３によりトナー画像として現像される。即ち、画像形成部ＰＹの感光ドラム２１にはイエロートナー画像が、画像形成部ＰＣの感光ドラム２１にはシアントナー画像が形成される。また、画像形成部ＰＭの感光ドラム２１にはマゼンタトナー画像が、画像形成部ＰＫの感光ドラム２１にはブラックトナー画像が形成される。
【００１９】
各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光ドラム２１上に形成された各色トナー画像は、各感光ドラム２１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体としての中間転写ベルト２６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより中間転写ベルト２６上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施形態においては、中間転写ベルト２６として、エンドレスベルトを用いており、駆動ローラ２７、二次転写対向ローラ２８、テンションローラ２９の３本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ２７によって駆動される。
【００２０】
各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光ドラム２１上から中間転写ベルト２６上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ３０を用いている。一次転写ローラ３０に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫの感光ドラム２１上から中間転写ベルト２６に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部ＰＹ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＫにおいて感光ドラム２１上から中間転写ベルト２６への一次転写後、感光ドラム２１上に転写残として残留したトナーは、クリーニング装置２４により除去される。
【００２１】
上述のような工程を中間転写ベルト２６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト２６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００２２】
一方、記録材カセット３１内の記録材Ｐは、給送ローラ３２により一枚ずつ分離給送される。そして、レジストローラ３３により所定のタイミングで、二次転写対向ローラ２８に巻きかけられている中間転写ベルト２６部分と二次転写ローラ３４との圧接部である二次転写部Ｔ２に搬送される。
【００２３】
中間転写ベルト２６上に形成された一次転写合成トナー画像は、二次転写ローラ３４に不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材Ｐ上に一括転写される。二次転写後に中間転写ベルト２６上に残留した二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置３５により除去される。
【００２４】
記録材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、像加熱装置としての定着装置Ａにより、記録材Ｐ上に溶融混色定着され、フルカラープリントとして排紙パス３６を通って排紙トレイ３７に送り出される。
【００２５】
［定着装置］
次に、上述の定着装置Ａについて、図２ないし図７を用いて説明する。なお、以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材の長手方向（幅方向）とは、記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向である。また短手方向とは、記録材搬送方向に平行な方向である。定着装置に関し、正面とは装置を記録材入口側からみた面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。
【００２６】
定着装置Ａは、図２に示すように、加熱部材としての定着ベルト１と、ニップ形成部材としての加圧ローラ２と、磁束発生手段としての誘導加熱装置７０とを備える。定着ベルト１は、金属層を有する無端状ベルトにより構成される。加圧ローラ２は、定着ベルト１の外周と接するように配設された加圧回転体である。
【００２７】
定着ベルト１は、図３に示すように、例えば内径が３０ｍｍで電気鋳造法によって製造したニッケルの基層（金属層）１ａを有している。この基層１ａの厚みは４０μｍである。基層１ａの外周には弾性層１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。本実施形態では、定着ベルト１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みは３００μｍとされている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。更に弾性層１ｂの外周には、表面離型層１ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。
【００２８】
基層１ａの内面側には、定着ベルト内面と後述する温度センサＴＨ１（図２）との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層（滑性層）１ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施形態では、この層１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。
【００２９】
なお、定着ベルト１の基層１ａにはニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。基層１ａの厚みは、後で説明する励磁コイルに流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整して良く、５〜２００μｍ程度の間で設定すると良い。
【００３０】
加圧ローラ２は、図２に示すように、例えば、外径が３０ｍｍで長手方向中央部の径が２０ｍｍで両端部の径が１９ｍｍである鉄合金製の芯金２ａに、弾性層２ｂとしてシリコーンゴム層が設けてある。表面は、離型層２ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられる。加圧ローラ２の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。芯金２ａにテーパー形状をつけているのは、加圧した時に後述する圧力付与部材３が撓んでも、定着ベルト１と加圧ローラ２で挟まれる定着ニップ内の圧力が長手方向にわたって均一にするためである。
【００３１】
本実施形態における定着ベルト１と加圧ローラ２との定着ニップ部Ｎの回転方向の幅は、定着ニップ圧が６００Ｎにおいては、長手方向両端部で約９ｍｍ、中央部では約８．５ｍｍである。これは記録材Ｐの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので紙しわが発生しにくくなるという利点がある。
【００３２】
また、定着ベルト１内には、定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する圧力付与部材３を長手方向に配置している。圧力付与部材３は、長手方向に配設された金属製のステー４に保持されている。また、ステー４の誘導加熱装置７０側には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア５が設けられている。
【００３３】
このようなステー４は、図４に示す定着フランジ１０により長手方向両端部を支持されている。定着フランジ１０は、定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材として、定着ベルト１の長手方向両端部に配置さている。１２は定着ベルト１を支持するための支持側板であり、定着フランジ１０は支持側板１２に支持されている。そして、支持側板１２により、定着フランジ１０を介して定着ベルト１の長手方向の位置が規制されている。回転する定着ベルト１は、基層が金属で構成されている。このため、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト１の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ１０を設ければ十分であり、これにより、定着装置の構成を簡略化できるという利点がある。
【００３４】
また、定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と、装置シャーシ側のバネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを縮設することでステー４に加圧ローラ２に向かう力を作用させている。これにより、圧力付与部材３と加圧ローラ２の外周面とが定着ベルト１を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３５】
圧力付与部材３は、耐熱性樹脂であり、ステー４は圧接部に圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施形態では鉄製である。また、圧力付与部材３は特に両端部で後述する励磁コイル６と接近しており、圧力付与部材３の発熱を防止するために励磁コイル６で生じる磁界を遮蔽するために、圧力付与部材３の上面に長手方向にわたって磁気遮蔽コア５を配置してある。
【００３６】
誘導加熱装置７０は、定着ベルト１を電磁誘導（ＩＨ）により加熱する加熱源（誘導加熱手段）である。この誘導加熱装置７０は、励磁コイル６と外側磁性体コア７ａとを有する。励磁コイル６は、電線として例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にして定着ベルト１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。外側磁性体コア７ａは、励磁コイル６によって発生した磁界が定着ベルト１の金属層（導電層）以外に実質漏れないように励磁コイル６を覆うように配置されている。このような励磁コイル６及び外側磁性体コア７ａは、モールド部材７ｃにより電気絶縁性の樹脂によって支持される。即ち、モールド部材７ｃは、内部に磁束発生手段としての誘導加熱装置７０が配置される。励磁コイル６により発生した磁束は、外側磁性体コア７ａにより定着ベルト１に導かれ、定着ベルト１が磁束の通過により発熱する。本実施形態では、モールド部材７ｃが、定着ベルト１の上側に配置されるケース部材に相当する。
【００３７】
このような誘導加熱装置７０は、定着ベルト１の外周面の上側において、定着ベルト１に所定のギャップ（隙間）を存して対面させて配設してある。また、外側磁性体コア７ａは、長手方向に複数に分割して配置され、長手方向両端側にそれぞれ配置された複数の磁性体コアは、定着ベルト１に対して遠近動自在に配置されている。そして、定着ニップ部Ｎの長手方向に関して記録材が通過しない非通紙部で、定着ベルト１と外側磁性体コア７ａとの隙間を広げることで、定着ベルト１を通過する磁束密度を低め、定着ベルト１の発熱量を低下させようにしている。
【００３８】
誘導加熱装置７０の構成について、より具体的に説明する。本実施形態では、定着ベルト１と誘導加熱装置７０の励磁コイル６は０.５ｍｍのモールドにより電気絶縁の状態を保つ。そして、定着ベルト１と励磁コイル６との間隔は１.５ｍｍ（モールド表面と定着ベルト表面の距離は１.０ｍｍ）で一定であり、定着ベルト１は均一に加熱される。
【００３９】
励磁コイル６には、２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、定着ベルト１の基層１ａが誘導発熱する。そして、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節される。
【００４０】
即ち、定着ベルト１の回転状態において、誘導加熱装置７０の励磁コイル６には電源装置（励磁回路）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加される。そして、励磁コイル６によって発生した磁界により定着ベルト１の金属層（導電層）が誘導発熱する。温度センサＴＨ１は、例えばサーミスタ等の温度検出素子であり、定着ベルト１の幅方向中央内面部の位置に当接させて配設してある。具体的には、温度センサＴＨ１は、圧力付与部材３に弾性支持部材を介して取り付けられており、定着ベルト１の当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもこれに追従して良好な接触状態が維持されるように構成されている。
【００４１】
この温度センサＴＨ１は、記録材の通紙域になる定着ベルト１の部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御手段としての制御回路部１０２にフィードバックされる。制御回路部１０２はこの温度センサＴＨ１から入力する検知温度が所定の目標温度（定着温度）に維持されるように電源装置１０１から励磁コイル６に入力する電力を制御している。即ち、定着ベルトの検出温度が所定温度に昇温した場合、励磁コイル６への通電が遮断される。本実施形態では、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節を行っている。
【００４２】
本実施形態では、励磁コイル６を含む誘導加熱装置７０が、高温になる定着ベルト１の内部ではなく外部に配置されている。このため、励磁コイル６の温度が高温になりにくく、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減する事が可能となる。また、励磁コイル６を外部に配置したことで定着ベルト１の小径化（低熱容量化）にも寄与しており、延いては省エネルギー性にも優れていると言える。本実施形態の定着装置Ａのウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えば励磁コイル６に１２００Ｗ入力すると約１５秒で目標温度である１８０℃に到達できる。このため、スタンバイ中の加熱動作が不要であるため、電力消費量を非常に低く抑える事が可能である。
【００４３】
また、本実施形態の場合、図５及び図６に示すように、誘導加熱装置７０と定着ベルト１との間に進入自在に設けられ、誘導加熱装置７０から定着ベルト１に流れる磁束を調整する磁束調整部材としての磁束遮蔽板１１を有する。磁束遮蔽板１１は、アルミニウム、銅、銀、金、真鍮などの非磁性金属やその合金、高透磁率部材であるフェライトやパーマロイなどの材料により構成され、励磁コイル６で発生した磁束が定着ベルト１を通過することを低減若しくは遮蔽する。
【００４４】
磁束遮蔽板１１は、モータやベルトなどにより構成される移動機構９０により、誘導加熱装置７０を支持するモールド部材７ｃの一部と定着ベルト１との間に進入自在に長手方向に移動自在である。即ち、磁束遮蔽板１１が、モールド部材７ｃの定着ベルト１の外周面と対向する対向面５１の長手方向両端寄り部分と定着ベルト１との間への進入、及び、この間からの退避を可能にしている。そして、図６に示すように、各種記録材のサイズ（例えばハガキ、Ａ５、Ｂ４、Ａ４、Ａ３ノビサイズ等）に対応して磁束遮蔽板１１を移動させ、定着ベルト１に通過する磁束密度を弱めることで、非通紙部での昇温を抑制することが可能である。なお、磁束遮蔽板１１は、モールド部材７ｃの一部と摺動しつつ移動するように構成しても良い。
【００４５】
定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部１０２で制御されるモータ（駆動手段）Ｍ１によって加圧ローラ２が回転駆動されることで、従動回転する。そして、図１の二次転写部Ｔ２側（記録材搬送方向上流側）から搬送路８ａを通って搬送されてくる、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。本実施形態の場合、定着ベルト１の表面回転速度が、３００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、フルカラーの画像を１分間にＡ４サイズで８０枚、Ａ４Ｒサイズで５８枚定着することが可能である。
【００４６】
未定着トナー画像Ｔを有する記録材Ｐは、図２に示すように、そのトナー画像担持面側を定着ベルト１側に向けてガイド部材８で案内されて、定着ニップ部Ｎ導入される。即ち、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向上流側の搬送路８ａには、記録材Ｐの下側に配置されて記録材を定着ニップ部Ｎに案内する上流側案内部材としてのガイド部材８を設けている。そして、定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト１の外周面に密着し、定着ベルト１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。これにより、主に定着ベルト１の熱が付与され、また定着ニップ部Ｎの加圧力を受けて未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐの表面に熱圧定着される。
【００４７】
定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは、定着ベルト１の外周面から定着ベルト１の表面が定着ニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離されて定着装置外へ搬送される。定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側の搬送路８ｂには、記録材Ｐの上側及び下側に配置されて、定着ニップ部Ｎから排出された記録材Ｐを案内する下流側案内部材としての１対のガイド板８１、８２が配置されている。定着ニップ部Ｎを抜けた記録材Ｐは、ガイド板８１、８２の間を通って、排紙パス３６に搬送される。これらガイド板８１、８２には、複数の通孔が形成されており、記録材Ｐが加熱されることにより排出される水分が排出されるようになっている。これにより、例えば、画像形成装置の立ち上げ時など、装置内の温度が低い状態で画像形成が開始された場合に、ガイド板８１、８２内で、記録材から排出された水分による結露を低減するようにしている。
【００４８】
［ワックスの付着低減］
本実施形態では、上述したような構成で、未定着トナー画像Ｔが載った記録材Ｐを定着出力するが、その際に、定着ニップ部Ｎにてトナーに含まれるワックス成分が気化する。図７に示すように、気化したワックス成分５０は、矢印イのように、密度の関係で上方に移動し、その一部が、誘導加熱装置７０を支持するモールド部材７ｃの定着ベルト１側の面に滞留する。この状態のまま、モールド部材７ｃの表面の温度が下がると、この表面にワックスが固着してしまうことが懸念される。
【００４９】
そこで、本実施形態では、モールド部材７ｃの定着ベルト１側の面をコート材５４により覆っている。本実施形態では、コート材５４を水に対する接触角が８４度以上となるフッ素コートにより覆っている。具体的には、モールド部材７ｃの表面のうち、定着ベルト１と対向する領域αに存在する対向面５１、及び、搬送路８ａ、８ｂと対向する領域β、γにそれぞれ存在する対向面５２、５３の全体をコート材５４により覆っている。対向面５１〜５３をコート材５４により覆う方法としては、例えば、対向面５１〜５３にコート材を吹き付けて加熱する（焼く）方法が挙げられる。
【００５０】
また、このようなコート材としては、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が挙げられ、特に、水に対する接触角が９６度以上のものを使用することが好ましい。本実施形態では、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）をコート材として使用した。また、コート材としては、これ以外に、例えば、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥなどの各種フッ素樹脂を使用できる。なお、量産性を高める観点では、接触角が１７０度以下のものを使用することが好ましい。
【００５１】
本実施形態の場合、定着ベルト１の上側に配置される誘導加熱装置７０を支持するモールド部材７ｃの表面のうち、定着ベルト１及び搬送路８ａ、８ｂと対向する対向面５１〜５３を、水に対する接触角が８４度以上のコート材５４により覆っている。このため、定着ニップ部Ｎにて気化したトナーのワックス成分が、モールド部材７ｃの表面のうちの対向面５１〜５３に付着しにくくなり、対向面５１〜５３にワックスが固着しにくくできる。
【００５２】
特に、本実施形態のように、定着ベルト１を誘導加熱装置７０を用いて加熱する構成の場合、定着ベルト１と誘導加熱装置７０との隙間が狭くなる。例えば、本実施形態では、磁束遮蔽板１１が存在するため、この隙間を２ｍｍとしている。但し、磁束遮蔽板１１がない場合には、この隙間を例えば１ｍｍ程度にする場合もある。このため、ワックス成分が定着ベルト１と誘導加熱装置７０との間に滞留し易く、ワックスの固着も生じ易い。このため、本実施形態のようにコート材５４によりモールド部材７ｃの表面を覆うことで、誘導加熱装置７０を用いた構造であっても、ワックスの固着の発生を低減できる。
【００５３】
この結果、固着したワックスが液化して定着ベルト１や搬送路８ａ、８ｂを搬送される記録材Ｐに落下して画像不良が発生することを抑制できる。即ち、定着ベルト１にワックスが付着した場合、定着ニップ部Ｎで加熱定着される画像に影響を与える可能性がある。また、搬送路８ａ、８ｂに搬送される記録材Ｐにワックスが付着した場合にも、記録材上の画像に影響を与えてしまう。
【００５４】
本実施形態の場合、定着ニップ部Ｎの上流側の搬送路８ａでは、ガイド部材８が記録材Ｐの下側に配置され、搬送路８ａではモールド部材７ｃと記録材Ｐとの間には遮るものはない。このため、モールド部材７ｃに固着したワックスが液化して落下した場合には、搬送路８ａでは記録材Ｐに直接ワックスが当たる可能性がある。一方、定着ニップ部Ｎの下流側の搬送路８ｂでは、１対のガイド板８１、８２の間を記録材Ｐが通過するため、搬送路８ｂではモールド部材７ｃと記録材Ｐとの間にガイド板８１が存在することになる。このため、搬送路８ｂではワックスが液化して落下した場合にはガイド板８１に当たる。但し、前述したように、搬送路８ｂに配置される１対のガイド板８１、８２には、複数の通孔が形成されているため、落下したワックスがこの通孔を通じて、ガイド板８１、８２内の記録材Ｐに当たる可能性がある。したがって、本実施形態では、モールド部材７ｃの表面のうち、定着ベルト１に対向する対向面５１及び搬送路８ａと対向する対向面５２に加えて、搬送路８ｂと対向する対向面５３も、コート材５４で覆うようにしている。
【００５５】
また、前述したように、モールド部材７ｃと定着ベルト１との間には、磁束遮蔽板１１が移動自在に配置されている。したがって、モールド部材７ｃの表面のうち、磁束遮蔽板１１が移動する領域にワックスが固着すると、磁束遮蔽板１１の移動を円滑に行えない可能性がある。本実施形態では、モールド部材７ｃの表面のうちの対向面５１〜５３をコート材５４により覆っているため、磁束遮蔽板１１が移動する領域にワックスが固着しにくい。この結果、ワックスの固着により磁束遮蔽板１１の移動が円滑に行われないことを防止できる。言い換えれば、磁束遮蔽板１１の移動を長期に亙って円滑に行える。
【００５６】
［実験］
このような本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、モールド部材７ｃの表面を、次述する表１に示すような各種のコート材で覆って、それぞれワックスの付着状況を調べた。実験は、坪量８０ｇ／ｍ２の普通紙を、画像比率１０％で３０万枚通紙した後に、モールド部材７ｃの表面へのワックスの付着状況を調べることにより行った。この条件は、通常のオフィス環境での使用条件を想定して設定している。表１に各種のコート材の水に対する接触角とワックスの付着状況の結果を示す。
【００５７】
【表１】
2014052465.tif 000003
【００５８】
表１の丸印は、ワックスの付着が少量又は殆どなく、画像不良や磁束遮蔽板１１の動作不良が生じなかった場合を示す。三角印は、ワックスの付着は生じているが、画像不良や磁束遮蔽板１１の動作不良が生じなかった場合を示す。バツ印は、ワックスの付着量が多かった場合を示す。
【００５９】
表１から明らかなように、コート材の水に対する接触角が８４度以上であれば、ワックスの付着による画像不良や磁束遮蔽板１１の動作不良が生じないことがわかった。また、コート材の水に対する接触角が９６度以上であれば、ワックスの付着量をより抑えられることがわかった。ユーザの使用状況によっては、画像比率が高い画像を多く形成する場合があるため、より確実にワックスの付着を防止するためには、コート材の水に対する接触角が９６度以上とすることが好ましい。
【００６０】
なお、コート材５４により覆う部分は、モールド部材７ｃの表面のうち、定着ベルト１及び搬送路８ａ、８ｂと対向する部分の少なくとも一部であっても良い。上述したように、本実施形態の場合、定着ニップ部Ｎの上流側の搬送路８ａでは、モールド部材７ｃと記録材Ｐとの間には遮るものはない。一方、定着ニップ部Ｎの下流側の搬送路８ｂでは、モールド部材７ｃと記録材Ｐとの間にガイド板８１が存在することになる。このため、モールド部材７ｃに固着したワックスが液化して落下した場合には、搬送路８ａでは記録材Ｐに直接ワックスが当たる可能性があるが、搬送路８ｂではワックスがガイド板８１に当たる。したがって、コート材５４は、モールド部材７ｃの表面のうち、定着ベルト１及び定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向上流側の搬送路８ａと対向する部分を覆うようにしても良い。即ち、モールド部材７ｃの表面のうち、定着ベルト１と対向する領域αに存在する対向面５１と、搬送路８ａと対向する領域βに存在する対向面５２とをコート材５４により覆うようにしても良い。この場合、搬送路８ｂと対向する領域γに存在する対向面５３はコート材で覆わない。
【００６１】
また、搬送路８ａ、８ｂとモールド部材７ｃとの間に遮る部材があるような場合には、定着ベルト１と対向する対向面５１のみをコート材５４により覆うようにしても良い。この場合、対向面５１の長手方向両端側では磁束遮蔽板１１が移動するため、少なくとも磁束遮蔽板１１が移動する領域はコート材５４により覆われることになる。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図８及び図９を用いて説明する。本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、定着ベルト１の上側に配置されるモールド部材７ｃの表面の対向面５１〜４３をコート材５４により覆っている。但し、本実施形態では、定着ベルト１の周囲の空気を排気する排気手段としての排気ファン６０を有する。この排気ファン６０は、画像形成装置Ｅの本体に通常備えられている、定着装置Ａの熱を排出するファンである。なお、別途、専用のファンを設けても良い。
【００６３】
何れにしても、排気ファン６０は、画像形成装置Ｅの本体の筐体を構成する側板に設けられ、この排気ファン６０から定着装置Ａの近傍までダクトが配設されている。そして、定着装置Ａの周囲の空気、延いては、定着ベルト１の周囲をこのダクトを介して排気ファン６０により、画像形成装置Ｅの本体の外部に排出するようにしている。なお、排気ファン６０は、モールド部材７ｃの定着ベルト１側の面よりも上方に配置することが好ましい。
【００６４】
本実施形態では、図８に示すように、定着装置Ａの記録材搬送方向上流側に排気ファン６０が設置されており、定着ベルト１の周囲の空気は矢印ロで示すように、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向上流側に流れる。これにより、定着ベルト１の周囲に存在する気化したトナーのワックス成分５０を排気ファン６０により吸い出すことができる。排気ファン６０の上流側には、フィルターが設けられており、排気ファン６０により吸い出されたワックス成分５０を補足する。
【００６５】
例えば、画像比率が高い画像を数多く出力した場合、発生するワックスも比例して多くなる。このため、本実施形態では、画像形成ジョブ終了後に、排気ファン６０を駆動させることで、気体状態で滞留したワックス成分５０を吸い出し、ワックスがモールド部材７ｃの表面に固着しにくくしている。
【００６６】
また、本実施形態の場合、制御手段としての制御回路部１０２は、定着ベルト１の温度に加えて排気ファン６０の駆動を制御する。そして、制御回路部１０２は、画像形成ジョブの終了後、定着ベルト１の温度を、モールド部材７ｃの表面温度がトナーに含有されているワックスの気化温度以上となるように制御すると共に、排気ファン６０を所定時間駆動する。
【００６７】
即ち、本実施形態では、画像形成ジョブの終了後に、排気ファン６０を駆動して、定着ベルト１の周囲のワックス成分５０を排気するようにしている。この際、定着ベルト１の加熱を終了すると、モールド部材７ｃの温度が低くなり、排気ファン６０を駆動させてもワックスの固着が始まってしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、画像形成ジョブの終了後であっても、定着ベルト１の加熱を行い、コート材５４の表面温度がトナーに含有されているワックスの気化温度以上とすることで、ワックスを気化したまま或いは気化させている。そして、排気ファン６０を所定時間駆動して気化したワックスを排出できるようにしている。なお、排気ファン６０が画像形成ジョブ中も駆動している場合には、画像形成ジョブ終了後も、引き続き所定時間排気ファン６０を駆動する。
【００６８】
排気ファン６０を駆動する所定時間は、定着ベルト１の周囲のワックスが十分に排出される時間とし、予め実験などにより求めておく。本実施形態では、３０秒とした。また、この所定時間は、画像形成条件、例えば、装置内の温度、画像形成枚数、画像比率などに応じて変更するようにしても良い。例えば、画像比率が大きい画像を多く出力した場合には、所定時間を長くする。
【００６９】
また、画像形成ジョブの終了後の定着ベルト１の温度は、画像形成ジョブの実行時の温度よりも低くしている。例えば、画像形成ジョブの終了後も、画像形成ジョブの実行時と同じような高い温度を維持すると、定着ベルト１や加圧ローラ２の寿命が低下する可能性がある。このため、本実施形態では、定着ベルト１の温度は、画像形成ジョブの実行時の温度よりも低く、且つ、コート材５４の表面温度がトナーに含有されているワックスの気化温度以上となるようにする。具体的には、本実施形態のトナーのワックスの気化温度が７０℃であるため、コート材５４の表面温度が７０℃以上となるようにしている。これにより、定着ベルト１や加圧ローラ２の寿命低下を抑制しつつ、排気ファン６０によるワックスの排気を効率良く行える。
【００７０】
このような制御の流れについて、図９を用いて説明する。まず、画像形成ジョブ終了後（Ｓ１）、モールド部材７ｃの表面を覆ったコート材５４の表面温度が７０℃以上になるように、定着ベルト１を所定温度に温調する（Ｓ２）。即ち、温度センサＴＨ１の検知に基づいて誘導加熱装置７０（図２）を制御し、定着ベルト１の温度を所定温度に調整する。これと共に、排気ファン６０を所定時間駆動させる（Ｓ３）。所定時間駆動したら（Ｓ４）、排気ファン６０の駆動を停止すると共に（Ｓ５）、定着ベルト１の温調を終了する（Ｓ６）。
【００７１】
本実施形態の場合、モールド部材７ｃの対向面５１〜５３をコート材５４により覆うと共に、画像形成ジョブ終了後に、定着ベルト１の温度を所定温度に温調して、排気ファン６０による排気を行うようにしている。このため、より効果的に、ワックスが定着ベルト１の上側に存在するモールド部材７ｃの表面に固着することを低減できる。
【００７２】
なお、本実施形態では、モールド部材７ｃの対向面５１〜５３の全体をコート材５４により覆っているが、コート材５４により覆う部分は、対向面５１及び対向面５２だけであっても良い。即ち、本実施形態の場合、排気ファン６０により定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向上流側に向けて、定着ベルト１の周囲の空気を吸い出す構成としている。このため、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向上流側の対向面５２にはワックスが付着し易いが、下流側の対向面５３にはワックスが付着しにくい。したがって、本実施形態の場合、モールド部材７ｃの表面のうち、定着ベルト１及び定着ベルト１よりも排気ファン６０による空気が流れる方向の下流側の搬送路８ａと対向する部分を覆うようにしても良い。なお、排気ファン６０による空気が流れる方向が、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側であれば、対向面５２はコート材５４で覆わずに、搬送路８ｂと対向する対向面５３をコート材５４により覆うようにする。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。
【００７３】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、磁束遮蔽板１１はコート材５４により覆っていないが、磁束遮蔽板１１にもワックスが固着する可能性もあるので、磁束遮蔽板１１もコート材５４により覆うことが好ましい。即ち、磁束遮蔽板１１の表面のうち、モールド部材７ｃの一部と定着ベルト１との間に進入した状態で定着ベルト１と対向する部分をコート材５４により覆う。これにより、磁束遮蔽板１１にワックスが固着することを低減できる。
【００７４】
また、第２の実施形態では、モールド部材７ｃの表面をコート材５４により覆うと共に、画像形成ジョブ終了後に、排気ファン６０による排気を行うようにしているが、排気ファン６０による排気が十分であれば、コート材５４は省略しても良い。即ち、モールド部材７ｃの表面をコート材５４により覆うことなく、第２の実施形態と同様の制御を行う。具体的には、画像形成ジョブの終了後、定着ベルト１の温度を、モールド部材７ｃの表面温度がトナーに含有されているワックスの気化温度以上となるように制御すると共に、排気ファン６０を所定時間駆動する。この場合、コート材５４がないため、モールド部材７ｃの表面温度がワックスの気化温度以上となるようにすれば良い。コート材５４に関する以外は、第２の実施形態と同様である。
【００７５】
更に、上述の各実施形態では、誘導加熱装置を用いて定着ベルト１を加熱する構成について説明したが、本発明は、その他の構成にも勿論適用可能である。例えば、加熱部材としての定着ベルトをセラミックヒータにより加熱したり、加熱部材としての定着ローラをハロゲンヒータにより加熱したりする構成であっても良い。この場合、加熱部材としての定着ベルトや定着ローラの上側に存在する、定着装置のケース部材の表面を、上述の各実施形態と同様に、コート材５４により覆う。特に本発明は、加熱部材とケース部材の隙間が１〜５ｍｍ程度である構成に好ましく適用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・定着ベルト（加熱部材）、２・・・加圧ローラ（ニップ形成部材）、５・・・磁気遮蔽コア、６・・・励磁コイル、７ａ・・・外側磁性体コア、７ｃ・・・モールド部材（ケース部材）、１１・・・磁束遮蔽板（磁束調整部材）、７０・・・誘導加熱装置（磁束発生手段）、８・・・ガイド部材（上流側案内部材）、８ａ、８ｂ・・・搬送路、８１、８２・・・ガイド板（下流側案内部材）、５０・・・ワックス成分、５１、５２、５３・・・対向面、６０・・・排気ファン、１０２・・・制御回路部（制御手段）、ＴＨ１・・・温度センサ、Ｔ・・・未定着トナー像、Ｐ・・・記録材、Ｎ・・・定着ニップ部
【図１】
2014052465.tif 000004
【図２】
2014052465.tif 000005
【図３】
2014052465.tif 000006
【図４】
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【図５】
2014052465.tif 000008
【図６】
2014052465.tif 000009
【図７】
2014052465.tif 000010
【図８】
2014052465.tif 000011
【図９】
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