(57)【要約】【課題】定着ベルトの端部の過大な昇温を防止する。【解決手段】定着軸部２４の外周側に弾性部材２７を介して定着ベルト２８を設け、定着ベルト２８を誘導加熱コイル４３で加熱する定着装置２１において、定着ベルト２８の軸方向の位置ずれを制限する非磁性金属製の移動制限部材４９を、定着ベルト２８の端部の軸方向外側に設ける。さらに、移動制限部材４９には、その外周部から定着ベルト２８の軸方向内側に向かって軸方向に伸長し、誘導加熱コイル４３と定着ベルト２８の端部の間を遮断すると共に、定着ベルト２８の端部と移動制限部材４９との間に隙間が形成された場合には、その隙間と誘導加熱コイル４３との間を遮断する磁束抑制部５１を設ける。磁束抑制部５１によって、誘導加熱コイル４３により生成された磁束が定着ベルト２８の端部を通ることを抑制し、定着ベルト２８の端部の昇温を抑える。【選択図】図４
2016114731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に像を定着させる定着装置であって、
第１の軸を中心に回転可能な定着軸部と、
前記定着軸部の外周側において前記定着軸部に対して移動可能に設けられた無端状の定着ベルトと、
前記第１の軸と平行な第２の軸を中心に回転可能に設けられ、前記定着ベルトに押し付けられることにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧ローラーと、
前記定着ベルトの外周側の一部と対向する位置に配置され、前記定着ベルトの軸方向における一端側から他端側に向けて直線状に伸長した後、前記定着ベルトの他端側で湾曲し、さらに前記定着ベルトの他端側から一端側に向けて直線状に伸長した後、前記定着ベルトの一端側で湾曲することを繰り返すように導線を配設することにより形成され、前記定着ベルトを加熱する誘導加熱コイルと、
前記定着軸部に設けられ、前記定着ベルトの軸方向における一方または他方の端部よりも軸方向外側において前記定着ベルトの前記端部の端面と対向するように配置され、前記定着ベルトの前記定着軸部に対する軸方向の移動を制限する移動制限部材と、
前記移動制限部材の外周部に形成され、前記移動制限部材の外周部から前記定着ベルトの軸方向内側に向かって軸方向に伸長し、前記誘導加熱コイルにおいて前記定着ベルトの前記端部と対向する部分と前記定着ベルトの前記端部との間を遮断することにより、前記誘導加熱コイルにより生成された磁束が前記定着ベルトの前記端部を通ることを抑制する磁束抑制部とを備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記磁束抑制部は前記移動制限部材の外周部の全周に亘って形成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３】
前記磁束抑制部は前記定着ベルトの前記端部の外周面と対向し、かつ前記定着ベルトの前記端部の外周面から離間していることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記移動制限部材および前記磁束抑制部は非磁性金属により形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記移動制限部材において前記定着ベルトの前記端部の端面と対向する部分には、樹脂材料により形成され、前記定着ベルトが前記移動制限部材に向かって軸方向に移動したときに前記定着ベルトの前記端部の端面が摺接する摺接部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙等の記録媒体に像を定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばプリンタ、コピー機、ファクリミリ装置、複合機等に適用可能な電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成された静電潜像をトナーにより可視像化してトナー像を形成した後、そのトナー像を用紙上に転写し、さらに、その用紙を定着装置に通し、トナー像を用紙上に定着させる。
【０００３】
一般に、定着装置は、定着ベルトまたは定着ローラーを有する定着ユニットと、定着ベルトまたは定着ローラーを加熱する熱源と、定着ベルトまたは定着ローラーに押し付けられ、定着ベルトまたは定着ローラーとの間にニップ部を形成する加圧ローラーとを備え、用紙がニップ部を通過する際に、用紙上のトナー像に熱と圧力を加えることにより、トナー像を用紙上に定着させる。熱源には、電源から供給される電力により熱を作り出すヒーターが用いられる。また、加圧ローラーはモーター等により回転駆動され、定着ベルトまたは定着ローラはその周面に押し付けられる加圧ローラーの回転を受けて回転する。
【０００４】
定着装置には、定着ベルトまたは定着ローラーの加熱に消費する電力を削減すること、または、稼働開始時に定着ベルトまたは定着ローラーを加熱して所定の温度にするまでにかかる時間（安定時間）を短縮すること等の課題がある。このような課題を解決すべく、近年、熱容量の小さい定着ユニットの開発が進められている。
【０００５】
熱容量の小さい定着ユニットの１つとして、円柱状または円筒状の定着軸部の周囲に円筒状の弾性部材を設け、その弾性部材の周囲に、厚さの薄い無端状の定着ベルトを被せたものが開発されている。このような構成を有する定着ユニットは、２つのローラーに定着ベルトを掛ける従来の定着ユニットが「二軸型」と呼ばれるのに対し、「一軸型」と呼ばれている。
【０００６】
一軸型の定着ユニットにおいて、定着軸部、弾性部材および定着ベルトは、加圧ローラーの回転を受けて一体的に回転する。しかし、定着軸部の周囲に設けられた弾性部材は定着軸部に固定されているが、弾性部材の周囲に設けられた定着ベルトは、弾性部材に固定されていない。したがって、定着ベルトは弾性部材に対して軸方向または周方向に移動することができる。
【０００７】
また、一軸型の定着ユニットにおいては、弾性部材に対する定着ベルトの軸方向の移動（蛇行または寄り）を制限する移動制限部材が設けられている。移動制限部材は定着ベルトの軸方向両側にそれぞれ設けられている。各移動制限部材は、定着ベルトの端部よりも軸方向外側に、定着ベルトの端面に対向するように配置されている。具体的には、各移動制限部材は円板状に形成され、中央に孔が設けられ、当該孔を定着軸部に装着することにより、定着軸部に固定されている。例えば、定着ベルトが軸方向一側に移動したときには、定着ベルトの一端部の端面が移動制限部材に当たり、これにより定着ベルトの軸方向の移動が制限される。
【０００８】
一方、近年、熱源として誘導加熱コイルを用いた定着装置の開発が進められている。誘導加熱コイルは発熱効率が良い。したがって、上述した課題を解決するために、誘電加熱コイルと一軸型の定着ユニットを組み合わせることが望ましい。
【０００９】
誘導加熱コイルは、定着ベルトの外周側の一部と対向する位置に配置され、定着ベルトの軸方向に導線を巻き回すことにより形成されている。具体的には、誘導加熱コイルは、定着ベルトの外周側の一部と対向する位置において、定着ベルトの軸方向における一端側から他端側に向けて直線状に伸長した後、定着ベルトの他端側で湾曲し、さらに定着ベルトの他端側から一端側に向けて直線状に伸長した後、定着ベルトの一端側で湾曲することを繰り返すように導線を配設することにより形成されている。
【００１０】
このような構成を有する誘導加熱コイルはストレート部とターン部を有する。すなわち、誘導加熱コイルにおいて、定着ベルトの一端側と他端側との間を導線が直線状に伸長している部分がストレート部であり、定着ベルトの一端側または他端側において導線が湾曲した部分がターン部である。
【００１１】
誘導加熱コイルにより定着ベルトを加熱する場合、多層構造を有する定着ベルトの主たる層を磁性金属により形成する。そして、誘導加熱コイルに交流電流を流し、定着ベルトの外周面を通る磁束を生成する。この結果、電磁誘導により定着ベルトの磁性金属層に渦電流が生じ、当該磁性金属層が発熱する。
【００１２】
誘電加熱コイルと一軸型の定着ユニットを組み合わせた定着装置は、例えば下記の特許文献１または２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−１４５９５８号公報
【特許文献２】特開２００６−３１３２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、誘導加熱コイルのターン部では、ストレート部と比較し、導線が密集している。このため、ターン部では、ストレート部と比較し、生成される磁束の磁束密度が高くなる。したがって、誘導加熱コイルのターン部と定着ベルトの端部とが互いに対向している場合には、定着ベルトの端部を通る磁束の磁束密度が定着ベルトの中間部を通る磁束の磁束密度よりも高くなる。この結果、定着ベルトの端部の発熱温度が、定着ベルトの中間部の発熱温度よりも高くなり、定着ベルトの端部の昇温が過大となるおそれがある。定着ベルトの過大な昇温は、定着ベルトの強度を低下させ、または耐久性を悪くする。
【００１５】
また、上述した一軸型の定着ユニットにおいて、定着ベルトは弾性部材に固定されておらず、軸方向に移動することできる。定着ベルトの両端側には上述したように移動制限部材が設けられ、定着ベルトの軸方向の移動は各移動制限部材により制限されているが、軸方向において短い距離移動することが許されている。このため、定着ベルトが例えば弾性部材に対して軸方向において他側へ移動すると、定着ベルトの一側の端部と、定着軸部の一側に設けられた移動制限部材との間に隙間が形成される。このように定着ベルトの端部と移動制限部材との間に隙間が形成されると、誘導加熱コイルにより生成された磁束がその隙間と通って定着ベルトの内側に入り込む。これにより、誘導加熱コイルにより生成された磁束が定着ベルトの外周面において出入りするだけでなく、定着ベルトの内周面においても出入りすることとなる。この結果、定着ベルトの当該端部の昇温が過大となるおそれがある。
【００１６】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、定着ベルトの端部の過大な昇温を防止することができる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、記録媒体に像を定着させる定着装置であって、第１の軸を中心に回転可能な定着軸部と、前記定着軸部の外周側において前記定着軸部に対して移動可能に設けられた無端状の定着ベルトと、前記第１の軸と平行な第２の軸を中心に回転可能に設けられ、前記定着ベルトに押し付けられることにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧ローラーと、前記定着ベルトの外周側の一部と対向する位置に配置され、前記定着ベルトの軸方向における一端側から他端側に向けて直線状に伸長した後、前記定着ベルトの他端側で湾曲し、さらに前記定着ベルトの他端側から一端側に向けて直線状に伸長した後、前記定着ベルトの一端側で湾曲することを繰り返すように導線を配設することにより形成され、前記定着ベルトを加熱する誘導加熱コイルと、前記定着軸部に設けられ、前記定着ベルトの軸方向における一方または他方の端部よりも軸方向外側において前記定着ベルトの前記端部の端面と対向するように配置され、前記定着ベルトの前記定着軸部に対する軸方向の移動を制限する移動制限部材と、前記移動制限部材の外周部に形成され、前記移動制限部材の外周部から前記定着ベルトの軸方向内側に向かって軸方向に伸長し、前記誘導加熱コイルにおいて前記定着ベルトの前記端部と対向する部分と前記定着ベルトの前記端部との間を遮断することにより、前記誘導加熱コイルにより生成された磁束が前記定着ベルトの前記端部を通ることを抑制する磁束抑制部とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
上述した本発明の定着装置によれば、誘導加熱コイルの導線が湾曲した部分（ターン部）と定着ベルトの端部とが互いに対向している場合、両者間を磁束抑制部により遮断することができる。これにより、誘導加熱コイルにより生成されて定着ベルトの端部を通る磁束の磁束密度を下げることができる。したがって、定着ベルトの端部の昇温が過大となるのを防止することができる。
【００１９】
また、本発明の定着装置によれば、定着ベルトの端部と移動制限部材との間に隙間が形成された場合、当該隙間と誘導加熱コイルとの間を磁束抑制部により遮断することができる。これにより、誘導加熱コイルにより生成された磁束が当該隙間を通って定着ベルトの内側に入り込み、定着ベルトの端部の内周面において出入りするのを抑制することができる。したがって、定着ベルトの端部の昇温が過大となるのを防止することができる。
【００２０】
また、上述した本発明の定着装置において、前記磁束抑制部は前記移動制限部材の外周部の全周に亘って形成されていることが望ましい。
【００２１】
これにより、定着軸部が第１の軸を中心に回転する間、磁束抑制部により、誘導加熱コイルにおいて定着ベルトの端部と対向する部分と定着ベルトの端部との間を常に遮断することができるので、誘導加熱コイルにより生成された磁束が定着ベルトの端部を通ることを抑制する効果を高めることができる。
【００２２】
また、上述した本発明の定着装置において、前記磁束抑制部は前記定着ベルトの前記端部の外周面と対向し、かつ前記定着ベルトの前記端部の外周面から離間していることが望ましい。
【００２３】
これにより、誘導加熱コイルにおいて定着ベルトの端部と対向する部分と定着ベルトの端部との間を磁束抑制部により確実に遮蔽することができると共に、定着軸部に対して定着ベルトが移動可能な状態を維持することができる。
【００２４】
また、上述した本発明の定着装置において、前記移動制限部材および前記磁束抑制部は非磁性金属により形成されていることが望ましい。
【００２５】
これにより、誘導加熱コイルにより生成された磁束が定着ベルトの端部を通ることを抑制する効果を高めることができる。
【００２６】
また、上述した本発明の定着装置の前記移動制限部材において前記定着ベルトの前記端部の端面と対向する部分には、樹脂材料により形成され、前記定着ベルトが前記移動制限部材に向かって軸方向に移動したときに前記定着ベルトの前記端部の端面が摺接する摺接部材が設けられていることが望ましい。
【００２７】
このような構成において、定着ベルトが移動制限部材に向かって移動したときには、定着ベルトの端部の端面が、金属材料に比して摺動性のよい樹脂材料により形成された摺接部材に接触する。これにより、定着ベルトの端部が摺接部材に接触している状態で、定着ベルトが移動制限部材に対して周方向に位置ずれしても、定着ベルトの端部が摺接部材上で円滑に摺動する。したがって、定着ベルトの端部が接触による摩擦等により損傷するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、定着ベルトの端部の過大な昇温を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態による定着装置が設けられた画像形成装置を示す説明図である。
【図２】図１中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向から見た定着装置を示す断面図である。
【図３】図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た定着ユニット、加圧ローラーおよびヒーターユニット等を示す断面図である。
【図４】図２中の定着ユニット、加圧ローラーおよびヒータユニット等の一方の端部を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による定着装置における誘導加熱コイルを示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による定着装置における移動制限部材および磁束抑制部を示す斜視図である。
【図７】本実施形態の第１の実施形態による定着装置において定着ベルトの端部と誘導加熱コイルのターン部とが互いに対向している部分を示す説明図である。
【図８】第１の比較例による定着装置において定着ベルトの端部と誘導加熱コイルのターン部とが互いに対向している部分を示す説明図である。
【図９】第２の比較例による定着装置において定着ベルトの端部と誘導加熱コイルのターン部とが互いに対向している部分を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による定着装置における定着ユニットの端部、移動制限部材、磁束抑制部および摺接部材等を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施の形態につき、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（画像形成装置）
図１は本発明の第１の実施形態による定着装置が設けられた画像形成装置を示している。図１において、本発明の第１の実施形態による画像形成装置１は電子写真方式の画像形成装置であり、例えばプリンターである。画像形成装置１は略箱型の筐体２を備え、筐体２の下部には給紙カセット３が設けられている。給紙カセット３には記録媒体としての用紙が収容される。また、筐体２の上部には排紙トレイ４が設けられている。さらに、筐体２の上部にはトナーコンテナ５を収容する収容部が設けられ、筐体２にはこの収容部を開閉する蓋部６が設けられている。
【００３２】
筐体２内には、給紙カセット３に収容された用紙を排紙トレイ４に向けて搬送する搬送経路７が形成されている。搬送経路７の上流側には給紙ローラー８が設けられ、その下流側には搬送ローラー９が設けられている。搬送ローラー９の下流側には画像形成部１０が設けられている。画像形成部１０は、感光体ドラム１１、帯電器１２、現像器１３、転写ローラー１４およびクリーニング装置１５を有している。また、画像形成部１０の上方には露光器１６が設けられている。また、搬送経路７において、画像形成部１０の下流側には、本発明の第１の実施形態による定着装置２１が設けられている。定着装置２１は、後述するように、定着ユニット２３、加圧ローラー３１、およびヒーターユニット４１等を備えている。また、定着装置２１の下流側には搬送ローラー１８が設けられ、搬送ローラー１８の下流側であって排紙トレイ４の近傍には排紙ローラー１９が設けられている。
【００３３】
また、図示しないが、画像形成装置１には、半導体記憶素子を有し、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置から受け取った画像データを一時的に記憶する記憶部と、演算処理装置を有し、露光器１６、画像形成部１０、定着装置２１等を制御する制御部と、画像形成装置１を稼働させるための電力の供給を制御する電源回路とが設けられている。
【００３４】
このような構成を有する画像形成装置１の印刷動作は次の通りである。すなわち、用紙に印刷すべき画像のデータが画像形成装置１に入力されると、帯電器１２により感光体ドラム１１の表面が帯電され、画像データに対応したレーザー光Ｌが露光器１６から感光体ドラム１１へ照射され、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。さらに、現像器１３により静電潜像に対応したトナー像が感光体ドラム１１の表面に形成される。一方、給紙カセット３に収容された用紙が給紙ローラー８および搬送ローラー９により搬送され、感光体ドラム１１と転写ローラー１４との間を通過する。このとき、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が用紙の表面に転写される。トナー像が転写された後、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーはクリーニング装置１５により回収される。続いて、トナー像が転写された用紙は、定着装置２１における定着ユニット２３の定着ベルト２８（図２参照）と加圧ローラー３１との間を通過する。このとき、ヒーターユニット４１により加熱された定着ベルト２８の熱によりトナー像が溶融すると共に、定着ベルト２８と加圧ローラー３１との間に加えられた押圧力によりトナー像が用紙に押し付けられる。この結果、トナー像が用紙に定着される。トナー像が定着された用紙は、搬送ローラー１８および排紙ローラー１９により搬送され、排紙トレイ４に排出される。
【００３５】
（定着装置）
図２は図１中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向から見た定着装置２１を示している。なお、図２において、ヒーターユニット４１については模式的に示している。図３は図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た定着ユニット２３、加圧ローラー３１、およびヒーターユニット４１等の断面を示している。図４は図２中の定着ユニット２３、加圧ローラー３１、およびヒーターユニット４１等の一方の端部を示している。なお、図４において、ヒッターユニット４１の誘導加熱コイル４３の配置については単純化して図示している（この点は後述の図７ないし図９においても同様である）。
【００３６】
図２において、定着装置２１は、その外枠を構成する、例えば金属板により形成されたフレーム部２２を備えており、フレーム部２２の内側には、定着ユニット２３、加圧ローラー３１、およびヒーターユニット４１が取り付けられている。
【００３７】
定着ユニット２３は、定着軸部２４、弾性部材２７、および定着ベルト２８を備えている。
【００３８】
定着軸部２４は、弾性部材２７および定着ベルト２８を支持する部材である。定着軸部２４は例えばアルミニウム等に非磁性金属により円柱状または円筒状に形成されている。定着軸部２４の軸方向における長さ寸法は、画像形成装置１が取り扱い得る最大サイズの用紙の幅寸法よりも長く設定されている。定着軸部２４の両端部は、フレーム部２２の側板部に設けられた支持部２５にベアリング２６を介して軸Ａ−Ａを中心に回転可能に支持されている。
【００３９】
弾性部材２７は、定着ベルト２８を支持する部材である。弾性部材２７は例えば発泡シリコンゴム等の弾性変形可能な材料により円筒状に形成されている。弾性部材２７の軸方向における長さ寸法は、画像形成装置１が取り扱い得る最大サイズの用紙の幅寸法よりも長く設定されている。弾性部材２７は定着軸部２４の外周側に接着され、固定されている。
【００４０】
図３に示すように、弾性部材２７は、加圧ローラー３１が定着ベルト２８に押し付けられたとき、定着ベルト２８と共に内側に大きく凹むように変形する。このように弾性部材２７を大きく変形させることにより、定着ベルト２８の外周面と加圧ローラー３１の外周面との間に形成されるニップ部３５の面積を大きくすることができ、トナー像の用紙上への加熱および加圧を確実に行うことができる。これにより、モノクロ印刷と比較して像の形成に多くのトナーを要するカラー印刷の品質を高めることができる。
【００４１】
また、図４に示すように、弾性部材２７の軸方向の両端部の外周側には、段部２７Ａが形成され、これにより、弾性部材２７の両端部が他の部分よりも縮径している。これにより、加圧ローラー３１が定着ベルト２８に押し付けられたときに、定着ベルト２８の端部において加圧ローラー３１により押圧された部分が内側に入り込むように変形する。
【００４２】
定着ベルト２８は、用紙上のトナー像に熱を加え、トナー像を溶融させる部材である。定着ベルト２８は、厚さの薄い変形可能な無端状のベルトであり、全体的に見て筒状に形成されている。定着ベルト２８の軸方向における長さ寸法は、画像形成装置１が取り扱い得る最大サイズの用紙の幅寸法よりも長く設定されている。例えば、定着ベルト２８は、厚さが３５μｍ程度のニッケル等の磁性金属により形成されたベース層の外周側に、厚さが０．３ｍｍ程度のシリコンゴム等により形成された弾性層を設け、さらに、その弾性層の表面にペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等により形成されたチューブを被せることにより形成されている。なお、このような定着ベルト２８の多層構造については図示を省略している。
【００４３】
定着ベルト２８は弾性部材２７の外周側に設けられている。定着ベルト２８は弾性部材２７に接着されておらず、弾性部材２７に対して軸方向または周方向に移動することができる。このように定着ベルト２８の移動を許すことにより、定着動作中に定着ベルト２８に弛みやしわが形成されるのを抑制することができる。
【００４４】
加圧ローラー３１は、用紙上のトナー像を加圧し、定着ベルト２８からの熱により溶融したトナー像を用紙上に固着させる部材である。例えば、加圧ローラー３１は、アルミニウム等により形成された芯金部３２と、芯金部３２の外周側に設けられ、シリコンゴム等により形成された中間層３３と、中間層３３の外周側に設けられ、ＰＦＡ等により形成された表層３４とを備えている。加圧ローラー３１は、図２に示すように、軸Ａ−Ａと平行な軸Ｂ−Ｂを中心に回転可能にフレーム部２２に支持されている。加圧ローラー３１は、図示しない機構により定着ベルト２８に押し付けられ、これにより、定着ベルト２８との間にニップ部３５を形成する。
【００４５】
また、定着装置２１には加圧ローラー３１を回転駆動させるための駆動源（例えばモーター）および動力伝達機構（いずれも図示せず）が設けられている。定着動作時には、駆動源の駆動により加圧ローラー３１が回転し、加圧ローラー３１の回転を受けて定着ユニット２３が回転する。なお、加圧ローラー３１の回転を受け、定着ユニット２３の定着軸部２４、弾性部材２７および定着ベルト２８は一体的に回転する。定着ベルト２８は弾性部材２７に対して移動することができるが、弾性部材２７と独立して自在に回転することはできない。定着ベルト２８の移動は、定着ベルト２８と弾性部材２７との摩擦により制限される。
【００４６】
ヒーターユニット４１は、定着ベルト２８を加熱する装置である。ヒーターユニット４１は定着ベルト２８の外周側の一部と対向する位置に配置されている。本実施形態においては、ヒーターユニット４１は、定着ユニット２３において、加圧ローラー３１と対向している側と反対の側に配置されている。ヒーターユニット４１は、図３に示すように、コイル配置部材４２上に誘導加熱コイル４３を配置し、誘導加熱コイル４３の周囲に、誘導加熱コイル４３を囲むようにセンターコア４４、サイドコア４５およびアーチ型コア４６を設けることにより形成されている。
【００４７】
誘導加熱コイル４３は、定着ベルト２８から離間し、かつ定着ベルト２８の外周側の一部と対向する位置に配置されている。また、誘導加熱コイル４３は、絶縁被覆された導線４７を定着ベルト２８の軸方向に巻き回すことにより形成されている。
【００４８】
ここで、図５は誘導加熱コイル４３を示している。図５に示すように、誘導加熱コイル４３は、定着ベルト２８の外周側の一部と対向する位置において、定着ベルト２８の軸方向における一端側から他端側に向けて直線状に伸長した後、定着ベルト２８の他端側で湾曲し、さらに定着ベルト２８の他端側から一端側に向けて直線状に伸長した後、定着ベルト２８の一端側で湾曲することを繰り返すように導線４７を配設することにより形成されている。
【００４９】
誘導加熱コイル４３はストレート部４３Ａとターン部４３Ｂを有する。すなわち、誘導加熱コイル４３において、定着ベルト２８の一端側と他端側との間を導線が直線状に伸長している部分がストレート部４３Ａであり、定着ベルト２８の一端側または他端側において導線が湾曲した部分がターン部４３Ｂである。
【００５０】
図５に示す誘導加熱コイル４３は、図３中の上側から見下ろした状態を示している。図５中の破線は、誘導加熱コイル４３の下方に配置された定着ベルト２８を示している。図５からわかる通り、本実施形態において、誘導加熱コイル４３の各ストレート部４３Ａは、軸方向において、定着ベルト２８の一端部よりもやや中間寄りの位置から定着ベルト２８の中間部を通り、定着ベルト２８の他端部よりもやや中間寄りの位置まで伸長している。また、誘導加熱コイル４３の各ターン部４３Ｂは、定着ベルト２８の端部と対向する位置に配置されている。
【００５１】
定着動作時には、誘導加熱コイル４３に交流信号を流す。これにより、定着ベルト２８の外周面を通る磁束が誘導加熱コイル４３により生成される。この磁束により、磁性金属により形成された定着ベルト２８のベース層に渦電流が生じ、当該ベース層が発熱する。
【００５２】
一方、定着装置２１は、定着ベルト２８の軸方向の移動を制限する一対の移動制限部材４９を備えている。図２に示すように、一対の移動制限部材４９は定着ベルト２８の両側にそれぞれ設けられている。定着ベルト２８は弾性部材２７に対して移動可能であるため、定着動作時に軸方向の一方に寄ることがあり、あるいは軸方向において蛇行することがある。移動制限部材４９は定着ベルト２８の軸方向の移動を制限することにより、このような定着ベルト２８の寄りまたは蛇行を防止する。
【００５３】
ここで、図６は移動制限部材４９の一例を示している。例えば、図６に示すように、各移動制限部材４９は円板状に形成され、中央に孔４９Ａが設けられている。各移動制限部材４９の外径は定着ベルト２８の外径以上である。また、各移動制限部材４９は、アルミニウムまたは銅等の非磁性金属により形成されている。図４に示すように、各移動制限部材４９は、定着ベルト２８の端部よりも軸方向外側に、定着ベルト２８の端面に対向するように配置されている。各移動制限部材４９は、孔４９Ａを定着軸部２４に装着することにより定着軸部２４に固定されている。また、各移動制限部材４９は、定着ベルト２８の軸方向中央側に向いた面のうち外周側に位置する部分が定着ベルト２８の端面と対向している。例えば、定着ベルト２８が軸方向一側に移動したときには、定着ベルト２８の一端部の端面が移動制限部材４９に当たり、これにより定着ベルト２８の軸方向の移動が制限される。
【００５４】
また、各移動制限部材４９には磁束抑制部５１が設けられている。図６に示すように、磁束抑制部５１は、移動制限部材４９の外周部に形成され、移動制限部材４９の外周部から定着ベルト２８の軸方向内側に向かって軸方向に伸長している。磁束抑制部５１は、移動制限部材４９の外周部の全周に亘って形成されており、全体的に見て筒状に形成されている。磁束抑制部５１の外径は定着ベルト２８の外径よりも大きい。磁束抑制部５１は、移動制限部材４９と一体的に形成され、移動制限部材４９と同一の材料、すなわち、アルミニウムまたは銅等の非磁性金属により形成されている。
【００５５】
図４に示すように、磁束抑制部５１は定着ベルト２８の端部の外周面と対向し、かつ定着ベルト２８の端部の外周面から離間している。磁束抑制部５１が定着ベルト２８の外周面から離間しているので、定着ベルト２８の弾性部材２７に対する移動は磁束抑制部５１によっては制限されない。
【００５６】
ここで、図７は、本実施形態の定着装置２１において定着ベルト２８の端部と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとが互いに対向している部分を示している。図７に示すように、磁束抑制部５１は、互いに対向する定着ベルト２８の端部と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとの間に位置し、両者間を遮断する。また、定着ベルト２８の軸方向の移動により、定着ベルト２８の端部と移動制限部材４９との間に隙間Ｇ１が形成された場合には、磁束抑制部５１は、互いに対向する隙間Ｇ１と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとの間に位置し、両者間を遮断する。
【００５７】
隙間Ｇ１と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとの間を確実に遮断するために、磁束抑制部５１の軸方向における長さ寸法は、例えば、定着ベルト２８と移動制限部材４９との間に形成され得る隙間Ｇ１の最大寸法以上に設定することが望ましい。
【００５８】
また、磁束抑制部５１は移動制限部材４９の外周部の全周に亘って形成されているので、定着ユニット２３が回転している間、定着ベルト２８の端部と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとの間、および隙間Ｇ１と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとの間を常時遮断することができる。
【００５９】
磁束抑制部５１は、このように定着ベルト２８の端部と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとの間、または隙間Ｇ１と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとの間を遮断することにより、誘導加熱コイル４３により生成された磁束が定着ベルト２８の端部を通ることを抑制する。
【００６０】
一方、図３に示すように、定着装置２１には、用紙をニップ部３５に案内する搬送部材６１、ニップ部３５を通過した用紙を定着ベルト２８から分離させる分離部材６２、および定着ベルト２８の温度を検出するサーミスタ６３等が設けられている。
【００６１】
（磁束抑制部による磁束の抑制）
磁束抑制部５１による磁束抑制作用につき、図７に示す本発明の実施形態による定着装置２１、図８に示す第１の比較例による定着装置１１１、および図９に示す第２の比較例による定着装置１２１とを比較しながら説明する。
【００６２】
まず、図８に示す第１の比較例による定着装置１１１は、定着装置２１における磁束抑制部５１が設けられた非磁性金属製の移動制限部材４９を取り除き、その代わりに、磁束抑制部を有さず、かつ耐熱性樹脂により形成された移動制限部材１１２を設けたものである。
【００６３】
図８に示す第１の比較例による定着装置１１１において、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂではストレート部４３Ａと比較して導線が密集している。このため、誘導加熱コイル４３により形成される磁場において、ターン部４３Ｂの方がストレート部４３Ａよりも磁束密度が高くなる。
【００６４】
また、誘導加熱コイル４３により形成される磁場において、ストレート部４３Ａで生成される磁束はそれらのほとんどが定着ベルト２８の外周面において出入りする。
【００６５】
これに対し、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂで生成される磁束については、定着ベルト２８の外周面において出入りするものもあれば、定着ベルト２８の端部と移動制限部材１１２との間の隙間Ｇ２から定着ベルト２８の内部に入り込むものもある。さらに、この第１の比較例による定着装置１１１においては、移動制限部材１１２が磁性金属ではなく耐熱樹脂材料により形成されているので、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂで生成される磁束の中には、移動制限部材１１２を通り抜けて定着ベルト２８の内部に入り込むものもある。そして、定着ベルト２８の内部に入り込んだ磁束は、定着ベルト２８の内周面において出入りする。
【００６６】
これらの結果、第１の比較例による定着装置１１１においては、定着ベルト２８の端部を通る磁束の磁束密度が、定着ベルト２８の中間部を通る磁束の磁束密度よりも高くなる。このため、定着ベルト２８の端部の発熱温度が、定着ベルト２８の中間部の発熱温度よりも高くなる。したがって、定着ベルト２８の端部の昇温が過大となるおそれがある。
【００６７】
次に、図９に示す第２の比較例による定着装置１２１は、定着装置２１における磁束抑制部５１が設けられた非磁性金属製の移動制限部材４９を取り除き、その代わりに、磁束抑制部を有さず、かつ非磁性金属により形成された移動制限部材１２２を設けたものである。
【００６８】
図９に示す第２の比較例による定着装置１２１においても、第１の比較例による定着装置１１１と同様に、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂの方がストレート部４３Ａよりも導線が密集しているため、誘導加熱コイル４３により形成される磁場において、ターン部４３Ｂの方がストレート部４３Ａよりも磁束密度が高くなる。
【００６９】
また、第２の比較例による定着装置１２１においても、第１の比較例による定着装置１１１と同様に、誘導加熱コイル４３により形成される磁場において、ストレート部４３Ａで生成される磁束はそれらのほとんどが定着ベルト２８の外周面において出入りする。
【００７０】
また、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂで生成される磁束については、定着ベルト２８の外周面において出入りするものもあれば、定着ベルト２８の端部と移動制限部材１２２との間の隙間Ｇ３から定着ベルト２８の内部に入り込むものもある。そして、定着ベルト２８の内部に入り込んだ磁束は、定着ベルト２８の内周面において出入りする。もっとも、第２の比較例による定着装置１２１では、移動制限部材１２２が非磁性金属により形成されているので、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂで生成され、移動制限部材１２２を通り抜けて定着ベルト２８の内部に入り込む磁束は、移動制限部材１２２により抑制される。
【００７１】
これらの結果、第２の比較例による定着装置１２１においては、移動制限部材１２２を非磁性金属により形成することにより、移動制限部材１２２を通り抜けて定着ベルト２８の内部に入り込む磁束を抑制することができるものの、定着ベルト２８の端部と移動制限部材１２２との間の隙間Ｇ３を介して定着ベルト２８の内部に入り込む磁束を抑制することができない。したがって、やはり、定着ベルト２８の端部を通る磁束の磁束密度が、定着ベルト２８の中間部を通る磁束の磁束密度よりも高くなる。このため、定着ベルト２８の端部の発熱温度が、定着ベルト２８の中間部の発熱温度よりも高くなるので、定着ベルト２８の端部の昇温が過大となるおそれがある。
【００７２】
最後に、図７に示す定着装置２１は、上述したように、磁束抑制部５１が設けられた非磁性金属製の移動制限部材４９を備えている。
【００７３】
図７に示す定着装置２１においても、上述した２つの比較例による定着装置１１１、１２１と同様に、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂの方がストレート部４３Ａよりも導線が密集しているため、誘導加熱コイル４３により形成される磁場において、ターン部４３Ｂの方がストレート部４３Ａよりも磁束密度が高くなる。
【００７４】
また、図７に示す定着装置２１においても、上述した２つの比較例による定着装置１１１、１２１と同様に、誘導加熱コイル４３により形成される磁場において、ストレート部４３Ａで生成される磁束はそれらのほとんどが定着ベルト２８の外周面において出入りする。
【００７５】
しかし、図７に示す定着装置２１では、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂで生成され、定着ベルト２８の外周面において出入りしようとする磁束は、移動制限部材４９と同様に非磁性金属により形成された磁束抑制部５１により抑制される。また、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂで生成され、定着ベルト２８の端部と移動制限部材４９との間の隙間Ｇ１から定着ベルト２８の内部に入り込もうとする磁束も、磁束抑制部５１により抑制される。さらに、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂで生成され、移動制限部材４９を通り抜けて定着ベルト２８の内部に入り込むもうとする磁束は、非磁性金属製の移動制限部材４９により抑制される。
【００７６】
このように、本発明の実施形態による定着装置２１によれば、非磁性金属製の移動制限部材４９および磁束抑制部５１により、誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂにより生成された磁束が定着ベルト２８の端部を通ることを抑制することができる。したがって、定着ベルト２８の端部を通る磁束の磁束密度を下げ、これを、定着ベルト２８の中間部を通る磁束の磁束密度と同等以下とすることができる。このため、定着ベルト２８の端部の発熱温度が、定着ベルト２８の中間部の発熱温度よりも高くなるのを防止でき、定着ベルト２８の端部の過大な昇温を防止することができる。
【００７７】
（第２の実施形態）
図１０は本発明の第２の実施形態を示している。図１０に示す本発明の第２の実施形態による定着装置１３１において、上述した本発明の第１の実施形態による定着装置２１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
図１０に示すように、本発明の第２の実施形態による定着装置１３１においては、各移動制限部材４９（片側のみ図示）に摺接部材７１が設けられている。摺接部材７１は、定着ベルト２８が移動制限部材４９に向かって軸方向に移動したときに、定着ベルト２８の端部の端面と接触し、定着ベルト２８の周方向における円滑な移動を可能にする部材である。
【００７９】
すなわち、摺接部材７１がない場合、定着ベルト２８が弾性部材２７に対して移動制限部材４９に向かって軸方向に位置ずれすると、定着ベルト２８の端部の端面は、移動制限部材４９に接触する。そして、定着ベルト２８の端面が移動制限部材４９に接触した状態で、定着ベルト２８が弾性部材２７に対して周方向に位置ずれした場合、定着ベルト２８の端面が移動制限部材４９の表面上を摺動する。移動制限部材４９は金属材料により形成されているので、移動制限部材４９の表面は粗い。この結果、定着ベルト２８の端面が移動制限部材４９の表面上を摺動すると、定着ベルト２８の端面と移動制限部材４９の表面との間に大きな摩擦が生じ、この摩擦により、定着ベルト２８の端部が破れ、定着ベルト２８が破損するおそれがある。
【００８０】
これに対し、本発明の第２の実施形態による定着装置１３１においては、移動制限部材４９に摺接部材７１が設けられている。摺接部材７１は樹脂材料により形成されている。摺接部材７１に用いることができる樹脂材料は、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等である。摺接部材７１に用いる樹脂材料は耐熱性を有することが望ましい。摺接部材７１がこのような材料により形成されているため、摺接部材７１の表面は、移動制限部材４９の表面よりも滑りやすい。また、本実施形態において、摺接部材７１は円板状に形成され、その中央に挿通孔７１Ａが形成され、挿通孔７１Ａには定着軸部２４の端部が挿入されている。また、摺接部材７１の外径は定着ベルト２８の外径以上である。また、摺接部材７１は、移動制限部材４９において、定着ベルト２８の端面と対向する側の面に配置されている。また、摺接部材７１は移動制限部材４９または定着軸部２４に例えば接着または嵌合等の手段により固定されている。
【００８１】
摺接部材７１は定着ベルト２８の端部の端面と対向している。定着ベルト２８が移動制限部材４９に向かって軸方向に位置ずれしたときには、定着ベルト２８の端部の端面が摺接部材７１の表面に接触する。そして、定着ベルト２８の端面が摺接部材７１に接触した状態で、定着ベルト２８が周方向に位置ずれした場合、定着ベルト２８の端面が摺接部材７１の表面上を摺動する。摺接部材７１の表面は平滑な滑りやすい面であるため、定着ベルト２８の端面と摺接部材７１との間に生じる摩擦は小さい。したがって、接触の摩擦により定着ベルト２８の端部が破損することが防止される。
【００８２】
このように、本発明の第２の実施形態による定着装置１３１によれば、軸方向に位置ずれした定着ベルト２８の端面を摺接部材７１に接触させる構成としたことにより、定着ベルト２８の端部の破損を防止し、定着ベルトの寿命を延ばすことができる。
【００８３】
なお、上述した実施形態では、磁束抑制部５１の軸方向の長さ寸法は、図４に示すように、定着ベルト２８と移動制限部材４９との間に形成され得る最大寸法の隙間が形成された場合に、その隙間と誘導加熱コイル４３との間を遮断することができる寸法に設定されている。ところが、磁束抑制部５１の軸方向の長さ寸法は、図４に示すように、定着ベルト２８の端部と、誘導加熱コイル４３において当該定着ベルト２８の端部と対向する部分の全部との間を遮断することができる寸法よりも短い寸法に設定されている。本発明はこれに限らず、磁束抑制部５１の軸方向の長さ寸法を、定着ベルト２８の端部と、誘導加熱コイル４３において当該定着ベルト２８の端部と対向する部分の全部との間を遮断することができる寸法に設定してもよい。すなわち、定着ベルト２８の端部と、誘導加熱コイル４３において当該定着ベルト２８の端部と対向する部分の全部との間を磁束抑制部５１により遮断することができるように、磁束抑制部５１の長さを軸方向内側に延長してもよい。さらには、磁束抑制部５１を移動制限部材４９よりも軸方向外側に伸長させてもよい。
【００８４】
また、上述した各実施形態では、定着ベルト２８の両側に設けられた一対の移動制限部材４９のそれぞれに磁束抑制部５１を設ける場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。例えば、軸方向一側においては誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂと定着ベルト２８の端部とが対向するが、軸方向他側においては誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂと定着ベルト２８の端部とが対向しない構成を有する定着装置の場合には、軸方向一側に配置された移動制限部材４９に磁束抑制部５１を設け、軸方向他側に配置された移動制限部材４９には磁束抑制部を設けなくてもよい。
【００８５】
また、定着ベルト２８の端部と誘導加熱コイル４３のターン部４３Ｂとが対向していない構成の定着装置においても、定着ベルト２８の端部と移動制限部材４９との間に形成される隙間に磁束が入り込むことにより、定着ベルト２８の端部が過大に昇温する場合がある。このような定着装置においても、磁束抑制部５１を設けることにより、上記隙間に入り込む磁束を抑制し、定着ベルト２８の端部の過大な昇温を防止することができる。
【００８６】
また、上述した各実施形態では、本発明をプリンタに適用した場合を例にあげたが、本発明はこれに限らず、コピー機、ファクシミリ装置、複合機等にも適用することができる。また、カラー印刷を行う装置に限らず、モノクロ印刷を行う装置にも適用することができる。
【００８７】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う定着装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１  画像形成装置
２１、１１１、１２１、１３１  定着装置
２２  フレーム部
２３  定着ユニット
２４  定着軸部
２５  支持部
２６  ベアリング
２７  弾性部材
２７Ａ  段部
２８  定着ベルト
３１  加圧ローラー
３２  芯金部
３３  中間層
３４  表層
３５  ニップ部
４１  ヒーターユニット
４２  コイル配置部材
４３  誘導加熱コイル
４３Ａ  ストレート部
４３Ｂ  ターン部
４７  導線
４９、１１２、１２２  移動制限部材
４９Ａ  孔
５１  磁束抑制部
７１  摺接部材
７１Ａ  挿通孔
【図１】
2016114731.tif 000003
【図２】
2016114731.tif 000004
【図３】
2016114731.tif 000005
【図４】
2016114731.tif 000006
【図５】
2016114731.tif 000007
【図６】
2016114731.tif 000008
【図７】
2016114731.tif 000009
【図８】
2016114731.tif 000010
【図９】
2016114731.tif 000011
【図１０】
2016114731.tif 000012