(57)【要約】【課題】交換部材を減らすことのできる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】実施形態の定着装置は、金属を内在する発熱層を含むエンドレスの定着ベルトと、前記定着ベルトの軸方向の一端に配置されるとともに磁石を有し、前記定着ベルトと磁気で接続する駆動伝達部とを備えていることを特徴としている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を内在する発熱層を含むエンドレスの定着ベルトと、
前記定着ベルトの軸方向の一端に配置されるとともに磁石を有し、前記定着ベルトと磁気で接続する駆動伝達部とを備えた定着装置。
【請求項２】
前記定着ベルトの外周側に配置され前記定着ベルトを誘導加熱する誘導電流コイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ベルトの内部に空洞を有しるとともに前記定着ベルトの最内層に前記発熱層を有し、
前記駆動伝達部は、前記定着ベルトの内側に着磁していることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ベルトの前記着磁の単位面積あたりの磁束強度をＢｂ、前記駆動伝達部の前記着磁の単位面積あたりの磁束強度をＢｄとすると、Ｂｂ＞２５ｍＴかつＢｄ＞２５ｍＴかつ１．０≦Ｂｄ／Ｂｂ＜１．２である、請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
金属を内在する発熱層を備え、前記記録媒体に接触して前記記録媒体に前記画像を定着するエンドレスの定着ベルトと、
前記定着ベルトの軸方向の一端に配置されるとともに磁石を有し前記定着ベルトと磁気で接続する駆動伝達部と、
を備えた画像形成装置。
【請求項６】
前記定着ベルトの外周側に配置され前記定着ベルトを誘導加熱する誘導電流コイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の定着装置として、電磁誘導加熱方式により加熱される装置がある。
【０００３】
この構造の定着装置は、定着装置が加圧部材と接触していると、加熱昇温時に加圧部材に熱が奪われてしまう虞がある。これを防ぐために定着ベルトのみを加熱する定着装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７６２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、定着ベルトと駆動ギアとが接着されているため、定着ベルトを交換する際に、駆動ギアも同時に交換しなければならない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、交換部材の低コスト化を実現する定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態の定着装置は、金属を内在する発熱層を含むエンドレスの定着ベルトと、前記定着ベルトの軸方向の一端に配置されるとともに磁石を有し前記定着ベルトと磁気で接続する駆動伝達部とを備えることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の定着ユニットを搭載したＭＦＰを示す概略構成図。
【図２】本実施形態の定着ユニットの概略構成図。
【図３】図２のＸ−Ｘ’線に沿う断面を示す図。
【図４】本実施形態の定着ベルトの層構成の説明図。
【図５】本実施形態の定着ベルトの内側の極を示す図。
【図６】本実施形態の定着ベルトと駆動ギアの嵌合を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は画像形成装置であるカラーのＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）１を示す概略構成図である。ＭＦＰ１は、給紙部５、画像形成部であるプリンタ部１０、定着部３０、スキャナ部４０などを備える。
【００１０】
給紙部５は、積層状に積み上げられたシートPを収納するカセット６と、カセット６に収納されたシートPの最上層のシートをプリンタ部１０に給紙するピックアップローラ７などを含む。
【００１１】
プリンタ部１０は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４組の画像形成ステーション１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋと、各画像形成ステーション１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト２０、各画像形成ステーション１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにレーザを照射するレーザ露光装置２２などを備える。
【００１２】
各画像形成ステーション１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、感光体ドラム１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋを備える。また、各画像形成ステーション１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、感光体ドラム１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの周囲に、感光体ドラム１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの表面を均一に帯電するチャージャ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋ、感光体ドラム１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに作成された静電潜像にトナーによって顕像化する現像装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ及び１５Ｋ、顕像化されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する１次転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋ、及び１次転写ローラによって中間転写ベルト２０に転写されずに感光体ドラム１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに残ったトナーをクリーニングする感光体クリーナ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ及び１７Ｋを備えている。感光体ドラム１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは図１の矢印ａ方向に回転する。
【００１３】
レーザ露光装置２２は、各感光体ドラム１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに、各色に対応したレーザ光２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋを照射する。
【００１４】
プリンタ部１０は、中間転写ベルト２０の内方に中間転写ベルト１５を支持する駆動ローラ２０ａ及び従動ローラ２０ｂを備え、中間転写ベルト２０を、矢印ｂ方向に走行する。  プリンタ部１０は、中間転写ベルト１５を介して駆動ローラ２０ａと対向する位置に２次転写ローラ２０ｃを備える。
【００１５】
プリンタ部１０の上部に２次転写ローラによってシートＰに転写されたトナー像を定着する定着部３０が備えられている。この定着部３０については図２以降で詳細に説明をする。
【００１６】
ＭＦＰ１は、そのほかに、定着部３０の上方に定着されたシートＰをＭＦＰ１外部に排出する排紙ローラ３３を備えている。また、カセット６から給紙されたシートＰを駆動ローラ２０ａと２次転写ローラ２０ｃの間を通り定着部３０へガイドし、さらに定着部３０から排紙ローラ３３へとガイドする搬送路３６などを有している。
【００１７】
これらの構成によってカセット６から給紙されたシート（記録媒体）は、プリンタ部１０によって形成された画像が転写され、定着されて排出される。
【００１８】
次に定着部３０について詳述する。図２に示すように、定着部３０は、定着ベルト５０、プレスローラ６０、誘導電流発生コイル(以下ＩＨコイルと省略する)７０、定着ベルトを回転させるモータ８０、モータ８０の動力を伝達する駆動伝達ギア群８１、駆動伝達ギア群８１の動力を受け取る駆動ギア９０などからのなどが備えている。  
定着ベルト５０は、内部に空洞になっているエンドレスベルトになっており、空洞部分には、内部にステイ５１と、パッド５２などを有している。定着ベルト５０のエンドレスベルトの軸方向の両端内側は空洞になっている。定着ベルト５０の内側と駆動ギア９０の一方の外周面が接触している。また、定着ベルト５０の他端側には従動ホイール９５が設けられている。定着ベルト５０の他端側に従動ホイール９５の回転を検知するセンサ９６が配置されている。
【００１９】
図３は、図２のＸ-Ｘ’線に沿う断面を示した図である。パッド５２は、耐熱性のシリコンスポンジもしくはシリコーンゴムで形成し、表面にフッ素樹脂の離型層を備える。パッド５２は、定着ベルト５０を挟んでプレスローラ６０が設けられた側と反対側に設けられ、定着ベルト５０の内周面を内側から押圧する。
【００２０】
プレスローラ６０は、芯金６４の周囲に、例えば耐熱性のシリコンスポンジ或いはシリコーンゴム層のような弾性体層６６を備え、表面に例えばＰＦＡ樹脂等のフッ素系樹脂からなる離型層６８を備える。
【００２１】
定着ベルト５０は多層構造を有する。定着ベルト５０は、図４に示すように、内周側から外周側へ、発熱層５０ａ、弾性層５０ｂ、離型層５０ｃの順に層が設けられている構成である。
【００２２】
発熱層５０ａは、ＩＨコイル７０から発生する磁界により渦電流を発生させることで発熱するための層である。発熱層５０ａを構成する金属として、例えばＮｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等が挙げられる。金属は単独で用いても良いし、２種類以上の合金を用いても良い。ただしＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌは固有抵抗率が低く、約１０μｍ以下の薄層にする必要がある。そのためＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌを用いる場合は、発熱層５０ａの強度を保つために、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌとは別の基材が更に必要となる。発熱層５０ａとして、例えばＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉの３層構造が挙げられる。
【００２３】
弾性層５０ｂは発熱層５０ａと離型層５０ｃとの間に設けられる。弾性層５０ｂの構成材料は、シリコーンゴムやフッ素のような耐熱性のゴムを用いることが好ましい。
【００２４】
図５は定着ベルト５０の内側の発熱層５０aの極を表している。Ｎ極とＳ極が交互に配置され、合計で偶数の８極になっている。また、定着ベルト５０の内側の各極の弧の長さは均等に設定されている。
【００２５】
図６は、図２の駆動ギア９０付近の拡大図である。駆動ギア９０は、図６に示すように、歯車部９１とベース部９２と磁石部９３を有しており、ベース部９２を中央にして、歯車部９１と磁石部９３が設けられている。磁石部９３は円柱状になっており、周面にＮ極とＳ極が交互に設けられており、合計で偶数の８極になっている。また、各極の円周方向の弧の長さは均等に設定されている。歯車部９１の径はベース部９２の径より大きく、磁石部９３の径はベース部９２の径より小さい。磁石部９３の径は、定着ベルト５０の内径とほぼ同じ大きさか、やや小さい。磁石部の側面部分と定着ベルトの一端部の内側とはオーバーラップしている。定着ベルト５０の発熱層５０ａが金属で構成されているため、定着ベルト５０と駆動ギア９３は着磁されている。
【００２６】
駆動ギア９０の歯車部９１やベース部９２の構成材料としては、機械的強度や耐熱性の高い樹脂を用いることが好ましい。構成する樹脂材料としては、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が適する。また、歯車部９１の内部の回転軸近傍にはベアリング９１ａが内在している。
【００２７】
定着ベルト５０のモータ８０が配置されている一端側の内側は空洞になっている。定着ベルト５０の着磁領域すなわち磁石部９３は、定着ベルト５０の回転軸方向の一端側から１０ｍｍ乃至２０ｍｍ程度までである。定着ベルト５０への着磁は、定着ベルト５０の最内層である発熱層５０ａに対して行う。
【００２８】
駆動ギア９０と従動ホイール９５はそれぞれベアリングを介してステイ５１に支持される。定着ベルト５０の回転により、駆動ギア９０の回転が従動ホイール９５に伝達される。
【００２９】
従動ホイール９５近傍に回転検知センサ９６を配設して、定着ベルト５０の回転を検知する。回転検知センサ９６によって定着ベルト５０の回転が検知されると、ＩＨコイル７０は誘導加熱を開始する。また、駆動ギア９０が回転しているにも拘らず、定着ベルト５０の回転が検知されない場合は、定着ベルト５０に駆動ギア９０が確実に着磁していないことがわかる。
【００３０】
駆動ギア９０は、定着ベルト５０と等しい極数になっているので、確実に着磁される。図６の矢印Ａは、駆動ギア９０が定着ベルト５０に嵌合する方向を示している。磁力により、矢印Ａ方向に、駆動ギア９０の外周面が、定着ベルト５０の内周面に嵌合する。また、定着ベルト５０と駆動ギア９０aとの嵌合を解くには、矢印Ａと逆の方向に力を加える。
【００３１】
着磁極数は６極以上が好ましい。極数が６極以上であれば良好な駆動トルクが得られる。着磁極数６極以上では然程トルクが変わることはない。
【００３２】
定着ベルト５０ならびに駆動ギア９０の磁気駆動に必要な磁束密度は、定着ベルト５０ならびに駆動ギア８２aの両者ともに２５ｍＴ以上あれば、駆動トルク３０Ｎ・ｃｍ以上得られることがわかった。更に、定着ベルト５０ならびに駆動ギア８２aの磁束密度の大きさは、駆動ギア８２aの磁束密度を定着ベルト６０よりも大きく、１．０≦Ｂｄ／Ｂｂ＜１．２とすることで、定着ベルト６０の微小変形を軽減でき、定着ベルト５０の寿命を延ばすことができることがわかった。Ｂｄ／Ｂｂは駆動ギア９０と定着ベルト５０の磁束密度の比率である。なお、磁束密度の差が大きいとベルトが波打つ問題が起きる。
【００３３】
以上説明した実施形態によれば、定着ベルト５０と駆動ギア９０とが磁力により嵌合するため、接着剤の手間と費用を無くすことができる。また、定着ベルト５０と駆動ギア９０との嵌合部を容易に切り離せるため、定着ベルト５０と駆動ギア９０を同時に破棄する必要が無く、交換部材の低コスト化が実現可能となる。また従動ホイール９５近傍に設けられた回転検出センサ８４により、定着ベルト５０が断絶しているかどうかを把握できる。
【００３４】
本実施形態では、定着ベルト５０の一端側のみに駆動伝達ギア群を設けたが、他端側にも駆動ギア９０を設けるとともに定着ベルト５０の回転軸と平行にシャフトを設け、他端側にもモータの動力を伝達させてもよい。
【００３５】
本実施形態では、定着ベルト５０の最内層の発熱層５０ａが金属を有しているので、定着ベルト５０の内側に駆動ギア９０を挿入して、着磁しているが、これに限定されず、定着ベルト５０の一端側外側に磁石を設け、駆動ギアは定着ベルト５０の外側と着磁する構造であってもよい。
【００３６】
本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば磁性体の駆動ギアを用いる場合は、定着ベルト５０に対してのみ着磁を施せば良い。これは、片側が磁性体（たとえば鉄）であれば、一方のみがマグネットであっても吸着するためである。または定着ベルトとして、ゴムにフィライト粉末を分散させて成型したラバーマグネットを外周に貼り付けたものを用いても良い。
【００３７】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・ＭＦＰ
５０・・・定着ベルト
５０ａ・・・発熱層
８４・・・回転検知センサ
９０・・・駆動ギア
９１・・・歯車部
９３・・・磁石部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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