JP5417215B2 - 定着装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー画像を担持した記録媒体をベルトと加圧ローラとのニップ間に通しながら、未定着トナーを加熱溶融させて用紙に定着させる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置においては近年、定着装置でのウォームアップタイムの短縮や省エネルギー等の要望から、熱容量を少なく設定できるベルト方式が注目されている。また、近年、急速加熱や高効率加熱の可能性をもった電磁誘導加熱方式（ＩＨ）が注目されており、カラー画像を定着させる際の省エネルギー化の観点から、電磁誘導加熱をベルト方式と組み合わせたものが多数製品化されている。

詳しくは、この電磁誘導加熱方式においては、ベルトの外側に電磁誘導のための磁界を発生させるコイルを配置した構造（いわゆる外包ＩＨ）が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。詳しくは、これら各文献では、可撓性を有した摺動ベルトタイプが開示されており、このベルト内部には摺動部材が設置され、薄肉のベルトと加圧ローラとの間にニップを形成する。

また、ベルト内部にはベルトを所定の張力で支持するガイド部材も設置され、ベルトの走行を案内するとともに、コイルからの磁束で発熱する発熱体としても機能する。ガイド部材はベルトの内面に接触するため、ガイド部材で生じた熱をベルトに伝達すれば、ベルトを容易に加熱できるからである。そして、各文献では、ガイド部材及びコイルは上記ニップを挟んで加圧ローラに略対向する位置、換言すれば、ベルトの軸線端部から視てベルト及び加圧ローラの各回転中心を結んだ直線（縦線）上にそれぞれ配置されている。

特開２００６−４７９８８号公報 特開２００８−１６４７８３号公報

ところで、上述の構造では、ガイド部材からベルトへの熱伝達性が重要となり、ベルトの温度維持にはベルトの内面とガイド部材との密着性が非常に重要となる。
しかしながら、上記従来の技術では、ベルトの回転時、特にベルトが加圧ローラに従動回転する場合には、ベルトがガイド部材から離れてガイド部材で生じた熱がベルトに伝達され難くなるとの問題がある。

具体的には、上記縦線を用いて説明すると、この縦線の右側に相当するニップの入口付近では、ベルトをその内側に向けて引っ張って窪ませる力が作用する一方、この縦線の左側に相当するニップの出口付近では、ベルトをその外側に向けて引っ張って膨らませる力が作用することになる。
つまり、ベルトの回転方向で視たガイド部材の下流側（縦線の右側）は、窪ませる力によってガイド部材にベルトの内面が圧接するのに対し、このガイド部材の上流側（縦線の左側）は、膨らませる力によってガイド部材からベルトの内面が離れ、この位置のベルトがガイド部材から浮き気味になり、ガイド部材全幅にわたってベルトを安定してガイド部材に接触させるのが困難になるからである。

また、この問題の解決にあたり、画像形成装置内における外包ＩＨの電磁誘導加熱ユニットの位置は容易に動かせない点にも留意しなければならない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、レイアウト変更を強いることなく、ベルトとガイド部材との密着性を確保する定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、搬送される記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転し、記録媒体上のトナー画像を加熱してこの記録媒体に定着させる定着ベルト部材と、電磁誘導によって発熱する発熱領域、及びこの発熱領域を挟んで定着ベルト部材に略対向する位置に設けられ、この発熱領域の温度を均一にする熱伝導層をそれぞれ有し、定着ベルト部材の内面に接触してこの定着ベルト部材の走行を案内するガイド部材と、定着ベルト部材の外面に沿って配置され、磁界を発生させて発熱領域を誘導加熱する電磁誘導加熱ユニットと、定着ベルト部材の内側に設けられ、この定着ベルト部材の外面に接触する加圧回転体との間にニップを形成させる摺動部材とを具備し、電磁誘導加熱ユニット及び発熱領域の双方は、摺動部材を挟んで加圧回転体に略対向する位置に配置される一方、熱伝導層が、摺動部材を挟んで加圧回転体に略対向する位置よりも記録媒体の搬送方向で視たニップの上流側に向けて延長して配置される。

第１の発明によれば、電磁誘導加熱ユニットで生じた磁界によりガイド部材を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用する。詳しくは、定着ベルト部材を備えており、その内部にはガイド部材が配置される。ガイド部材は、定着ベルト部材の内面に接触してこの定着ベルト部材の走行を案内する。

また、このガイド部材は磁界の電磁誘導によって発熱する発熱領域及び熱伝導層を有する。発熱領域は電磁誘導加熱ユニットで生じた磁界の電磁誘導によって発熱するため、定着ベルト部材を加熱できる。熱伝導層はこの発熱領域の温度ムラを解消でき、定着ベルト部材の均熱化を達成できる。
さらに、この定着ベルト部材の内側に設けられた摺動部材と加圧回転体とは記録媒体に定着処理を行うためのニップを形成する。

ここで、定着ベルト部材の外側に位置する電磁誘導加熱ユニットは、摺動部材を挟んで加圧回転体に略対向する位置に配置されているので、画像形成装置内のレイアウト変更を強いることなく、定着装置を従前の画像形成装置に組み込むことができる。また、定着ベルト部材の内側に位置するガイド部材の発熱領域は、定着ベルト部材を挟んで電磁誘導加熱ユニットに略対向する位置に配置されており、電磁誘導加熱ユニットで生じた磁界の電磁誘導によって発熱できる。

これに対し、定着ベルト部材の内側に位置するガイド部材の熱伝導層は、摺動部材を挟んで加圧回転体に略対向する位置、つまり、摺動部材を挟んで加圧回転体とは反対側の位置よりも記録媒体の搬送方向で視たニップの上流側に向けて延長して配置されている。
このように、可撓性を有した定着ベルト部材のうち、その回転に伴って内側に向けて最も引っ張られる箇所にガイド部材の熱伝導層を配置すれば、ガイド部材は定着ベルト部材の内面を外方向に押圧できるので、上記ニップの入口付近では定着ベルト部材をその内側に引っ張って窪ませる力が抑制され、同時に、このニップの出口付近ではベルト部材をその外側に押し出して膨らませる力が抑制される。

よって、定着ベルト部材の回転方向で視たガイド部材の上流側が定着ベルト部材から離れず、定着ベルト部材とガイド部材との密着性が確保される。この結果、ガイド部材から定着ベルト部材への熱伝達性が高められるとともに、この定着ベルト部材の温度も均一に維持可能になる。
しかも、熱伝導層の延長によって熱伝達領域が拡大すれば、定着ベルト部材とガイド部材との接触域が非常に大きくなるため、この熱伝達性がより一層向上する。

第２の発明は、第１の発明の構成において、定着ベルト部材の周方向で視た電磁誘導加熱ユニットの中心位置及びガイド部材の発熱領域の中心位置の双方は、定着ベルト部材の回転中心と加圧回転体の回転中心とを結んだ線上の位置に配置される一方、ガイド部材の熱伝導層の中心位置は、定着ベルト部材の回転中心と加圧回転体の回転中心とを結んだ線上の位置よりも記録媒体の搬送方向で視たニップの上流側に配置されていることを特徴とする。

第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、定着ベルト部材の周方向で視ると、この定着ベルト部材の外側に位置する電磁誘導加熱ユニットや、この定着ベルト部材の内側に位置するガイド部材はそれぞれ所定幅を有している。ここで、これら電磁誘導加熱ユニットの中心位置及びガイド部材の発熱領域の中心位置の双方は、定着ベルト部材及び加圧回転体の各回転中心を結んだ線上の位置に配置されており、定着装置を組み込むスペースが予め決められて容易には変更できない場合にも何等問題はない。

これに対し、ガイド部材の熱伝導層の中心位置は、定着ベルト部材及び加圧回転体の各回転中心を結んだ線上の位置よりも記録媒体の搬送方向で視たニップの上流側に配置されており、ガイド部材は、定着ベルト部材の回転に伴ってその内側に向けて最も引っ張られる箇所にて、定着ベルト部材の内面を外方向に押圧できる。よって、ガイド部材は定着ベルト部材の周方向で視た全幅に亘って接触し、定着ベルト部材とガイド部材との接触が安定する。

第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、定着ベルト部材の回転方向で視たガイド部材の熱伝導層の下流側端部が、定着ベルト部材の回転中心と加圧回転体の回転中心とを結んだ縦軸とこの定着ベルト部材の回転中心を通ってこの縦軸に直交する横軸とで形成した回転軸線端部から視た直交座標系の第４象限に相当する位置に配置されていることを特徴とする。

第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、その回転軸線端部から視て、定着ベルト部材及び加圧回転体の各回転中心を結んだ縦軸とこの定着ベルト部材の回転中心を通ってこの縦軸に直交する横軸とで形成した直交座標系で考えると、ガイド部材の熱伝導層の下流側端部が、この直交座標系の第４象限に相当する位置に配置されており、ガイド部材は、定着ベルト部材の回転に伴ってその内側に向けて最も引っ張られる箇所にて、定着ベルト部材の内面を外方向に押圧できる。したがって、ガイド部材は定着ベルト部材の周方向で視た全幅に亘って接触し、定着ベルト部材とガイド部材との接触が安定する。

第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、発熱領域は、整磁金属で構成されていることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、発熱領域を整磁金属で構成すれば、電磁誘導加熱ユニットからの磁束で速やかに発熱でき、また、定着ベルト部材の走行を案内するガイド部材としての機能も確実に満たす。

第５の発明は、第１から第４の定着装置を搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を記録媒体に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、熱応答性を高めて良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置の信頼性が向上する。

本発明によれば、定着ベルト部材のうち、その回転に伴って内側に向けて最も引っ張られる箇所にガイド部材を配置しており、ベルトとガイド部材との密着性を確保できる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

一実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。 定着ユニットの外観斜視図である。 定着ユニットの構造例を示す縦断面図である。 図３の定着ユニットに基準線を追加した部分縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、一実施形態の画像形成装置１の構成を示した概略図である。画像形成装置１は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて記録媒体の一例としての用紙の表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。また、以下の実施形態では、記録媒体は用紙に限らず、用紙以外の記録媒体（ＯＨＰシートなど）であっても実施可能である。

図１に示される画像形成装置１は、例えばタンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１は、内部で用紙にカラー画像を形成（プリント）する四角箱状の装置本体２を備え、この装置本体２の上面部には、カラー画像が印刷された用紙を排出するための排出トレイ３が設けられている。
装置本体２内において、その下部には、用紙を収納する給紙カセット５が配設されている。また、装置本体２内の中央部には、給紙カセット５に収容していない種類の用紙を装置本体２へ供給するスタックトレイ６が配設されている。そして、装置本体２の上部には画像形成部７が設けられており、この画像形成部７は、画像形成装置１と接続されたＰＣ等の上位装置から送信される文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。

図１で視て装置本体２の左部には、給紙カセット５から繰り出された用紙を後述の二次転写部２３に搬送する第１の搬送路９が配設されており、装置本体２の右部から左部にかけては、スタックトレイ６から繰り出された用紙を二次転写部２３に搬送する第２の搬送路１０が配設されている。また、装置本体２内の左上部には、二次転写部２３で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット（定着装置）１４と、定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する第３の搬送路１１とが配設されている。

給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば図１の手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にする。この給紙カセット５は収納部１６を備えており、この収納部１６には、給紙方向のサイズが異なる少なくとも２種類の用紙を選択的に収納可能である。なお、収納部１６に収納されている用紙は、給紙ローラ１７及び捌きローラ対１８により１枚ずつ第１の搬送路９側に繰り出される。

スタックトレイ６は、装置本体２の外面にて開閉可能であり、その手差し部１９には用紙が１枚ずつ載置されるか、又は複数枚が積載される。なお、手差し部１９に載置された用紙はピックアップローラ２０及び捌きローラ対２１により１枚ずつ第２の搬送路１０側に繰り出される。
第１の搬送路９と第２の搬送路１０とはレジストローラ対２２の手前で合流しており、レジストローラ対２２に到達した用紙はここで一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を行った後、二次転写部２３に向けて送出される。送出された用紙には、二次転写部２３で中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が用紙に二次転写される。この後、定着ユニット１４でトナー画像が定着された用紙は、必要に応じて第４の搬送路１２で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部２３でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面のトナー画像が定着ユニット１４で定着された後、第３の搬送路１１を通って排出ローラ対２４により排出トレイ３に排出される。

画像形成部７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各トナー画像を形成する４つの画像形成ユニット２６〜２９を備える他、これら画像形成ユニット２６〜２９で形成した各色別のトナー画像を重畳して担持する中間転写部３０を備えている。
各画像形成ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、帯電部３３の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット３４と、レーザ走査ユニット３４からのレーザビーム照射位置の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像部３５と、現像部３５の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備えている。

なお、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、図示しない駆動モータにより図中の反時計回り方向に回転する。また、各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５には、各現像装置５１にブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーをそれぞれ含む二成分現像剤がそれぞれ収納されている。

中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に配設された後ローラ３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に配設された前ローラ３９と、後ローラ３８と前ローラ３９とに跨って配設された中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２における現像部３５の感光体ドラム３２の回転方向下流側の位置に中間転写ベルト４０を介して圧接可能に配設された４つの一次転写ローラ４１とを備えている。

この中間転写部３０では、各画像形成ユニット２６〜２９の一次転写ローラ４１の位置で、中間転写ベルト４０上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写されて、最後にはフルカラーのトナー画像となる。
第１の搬送路９や第２の搬送路１０は、給紙カセット５やスタックトレイ６から繰り出されてきた用紙を二次転写部２３側に搬送するものであり、装置本体２内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ対４３と、二次転写部２３の手前に配設され、画像形成部７における画像形成動作と用紙の搬送動作とのタイミングを取るためのレジストローラ対２２とを備えている。

定着ユニット１４は、画像形成部７でトナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、未定着トナー画像を用紙に定着させる処理を行うものである。定着ユニット１４は、例えば加圧ローラ（加圧回転体）４４と可撓性を有した摺動ベルト（定着ベルト部材）４５とを備え、このうち加圧ローラ４４が例えば金属製の芯金と弾性体の表層及び離型層を有するものであり、摺動ベルト４５が金属製の基材と弾性体の表層及び離型層を有するものである。なお、定着ユニット１４の詳細な構造についてはさらに後述する。

用紙の搬送方向で視て、定着ユニット１４の上流側及び下流側にはそれぞれ搬送路４７が設けられており（図１）、二次転写部２３を通って搬送されてきた用紙は上流側の搬送路４７を通じて加圧ローラ４４と摺動ベルト４５との間のニップに導入される。そして、加圧ローラ４４及び摺動ベルト４５間を通過した用紙は下流側の搬送路４７を通じて第３の搬送路１１に案内される。

第３の搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する。このため第３の搬送路１１には、適宜位置に搬送ローラ対４９が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ対２４が配設されている。
〔定着ユニットの詳細〕
次に、本実施形態の画像形成装置１に適用された定着ユニット１４の詳細について説明する。

図２は、定着ユニット１４の外観斜視図であり、図３は、この定着ユニット１４の構造例を示す縦断面図である。なお、これら図２，３では、画像形成装置１に実装した状態から向きを約９０°反時計回りに転回させて示している。したがって、図１中で視て下方から上方への用紙搬送方向は、図２，３でみると右方から左方となる。つまり、図３の用紙Ｐは定着ユニット１４に搬送される直前の状態である。なお、装置本体２がより大型（複合機等）である場合、図３に示される向きで実装されることもある。また、この他のレイアウトとして、図３に示される状態から左右いずれかに傾斜した姿勢で定着ユニット１４が配置される場合もある。

本実施例の定着ユニット１４は、上記のように加圧ローラ４４及び摺動ベルト４５を備えている。加圧ローラ４４は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み２〜５ｍｍ程度のシリコンゴム層を形成し、さらにＰＦＡチューブを被せた直径２５ｍｍ程度のローラとしている。なお、加圧ローラ４４の内側にはハロゲンヒータが設けられていてもよい。

摺動ベルト４５は、その基材の厚みが例えば３５μｍ（１μｍ＝１×１０^−６ｍ）の強磁性材料（例えばＮｉ電鋳基材）であり、その表層に厚み３００μｍ程度の薄膜の弾性層（例えば、シリコンゴム）が形成され、その外面には離型層（例えば、ＰＦＡ）が形成されており、その発熱温度を例えば１５０〜２００℃の範囲に調整される直径３０ｍｍ程度の無端状の薄肉ベルトである。

この摺動ベルト４５の表面温度は、ベルト４５の径方向外側に所定距離をおいて配置された非接触タイプの温度センサで測定される。
また、図２に示されるように、加圧ローラ４４にはステッピングモータ６６が装備されており、加圧ローラ４４はこのモータ６６からの動力により、搬送される用紙の幅方向に延びた軸線回りに回転する。この加圧ローラ４４の回転駆動（図３で視て反時計回り）に伴い、摺動ベルト４５が従動回転（図３で視て時計回り）し、摺動ベルト４５と加圧ローラ４４との間にはニップが形成される。

〔摺動部材〕
詳しくは、この摺動ベルト４５の内面にて加圧ローラ４４との対峙部分には、摺動部材７０が固定配置されている（図３）。この摺動部材７０は、上記軸線方向に沿って延びた薄板状に形成され、その両端が定着ユニット１４の図示しないカバー等に支持される。そして、この固定の摺動部材７０の下面部分が回転する摺動ベルト４５の内面に擦れ合って接触し、摺動部材７０は軸線方向に亘って加圧ローラ４４からの押圧力を受ける。これにより、摺動ベルト４５と加圧ローラ４４との間にはトナー画像を用紙Ｐに定着させるフラットなニップが形成される。

〔電磁誘導加熱ユニット〕
この他に定着ユニット１４は、摺動ベルト４５の外側にＩＨコイルユニット（電磁誘導加熱ユニット）５０を備えている（図１，２には示されていない）。ＩＨコイルユニット５０は、細い線材を束ねたリッツ線である誘導加熱コイル５２をはじめ、一対のアーチコア５４、同じく一対のサイドコア５６及びセンタコア５８から構成されている。

〔コイル〕
図３の例では、摺動ベルト４５の円弧状の部分で誘導加熱を行うため、誘導加熱コイル５２は摺動ベルト４５の円弧状の外面に沿う仮想的な円弧面上に配置されている。実際には、摺動ベルト４５の外側に、図示しないコイルボビンが配置されており、このボビン上に誘導加熱コイル５２が巻線状に配置される構成である。なお、ボビンの材質は、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましく、また、コイル５２のコイルボビンへの固定は、例えばシリコン系接着剤を用いて行う。

〔アーチコア、サイドコア、センタコア〕
図３で視てセンタコア５８はＩＨコイルユニット５０の中央に位置し、その両側で対をなすように上記のアーチコア５４及びサイドコア５６が配置されている。このうち両側のアーチコア５４は、互いに対称をなす断面アーチ形に成形されたフェライト製コアであり、それぞれ全長は誘導加熱コイル５２が配置された領域よりも長い。また、両側のサイドコア５６は、ブロック形状に成形されたフェライト製のコアである。両側のサイドコア５６は各アーチコア５４の一端に連結して設けられており、これらサイドコア５６は誘導加熱コイル５２が配置された領域の外側を覆っている。

アーチコア５４は、例えば摺動ベルト４５の長手方向（軸線方向）に間隔をおいて複数箇所に配置されている。また、サイドコア５６は、この摺動ベルト４５の軸線方向に間隔をあけずに連続して配置されている。サイドコア５６を配置する範囲の全長は誘導加熱コイル５２が配置された領域の長さに対応している。なお、各コア５４，５６の配置は、例えば誘導加熱コイル５２の磁束密度（磁界強度）分布に合わせて決定されており、アーチコア５４がある程度の間隔をおいて配置されている分、その抜けた箇所でサイドコア５６が磁束の集束効果を補い、長手方向での磁束密度分布（温度分布）を均している。

アーチコア５４及びサイドコア５６の外側には、例えば図示しない樹脂製のコアホルダが設けられており、このコアホルダによりアーチコア５４及びサイドコア５６が支持される構造である。コアホルダの材質もまた、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましい。
センタコア５８は、例えば断面四角形状をなすフェライト製コアであり、摺動ベルト４５と略同様に、用紙の最大通紙幅１３インチ（約３４０ｍｍ程度）に対応するだけの長さを有してアーチコア５４に固定されている。なお、このセンタコア５８に相当するコアはアーチコア５４と一体形成であってもよい。

〔ガイド部材〕
ここで、上述した摺動ベルト４５の走行はガイド部材８０で案内される。詳しくは、ガイド部材８０は、全体的に円弧状に湾曲した平面視板状で形成され、上記軸線方向の両端が定着ユニット１４の図示しないカバー等に支持される。そして、図３に示されるように、摺動ベルト４５を挟んでコイル５２に対向する位置、つまり、摺動ベルト４５の内部に配置され、しかも、この摺動ベルト４５の内面に接触するように固定されている。

また、本実施例のガイド部材８０はコイル５２からの磁束によって発熱可能に構成される。具体的には、ガイド部材８０は発熱層（発熱領域）８２と熱伝導層８６との２層で形成されている。
〔発熱層〕
まず、発熱層８２は、例えば整磁金属（Ｆｅ−Ｎｉ合金など）で構成された上記軸線方向の長さ２９４ｍｍ、厚み０．６ｍｍ程度の薄板状であり、その表面が摺動ベルト４５の内面に接触し、その裏面が熱伝導層８６の表面に接している。そして、発熱層８２は、常温では磁性を有するのに対し、この発熱層８２が所定の温度（キュリー温度）以上になると磁性が消失して非磁性（常磁性）になる性質を有しており、自己温度制御可能に構成されている。

〔熱伝導層〕
一方、熱伝導層８６は、例えばアルミニウム若しくは銅で構成された上記軸線方向の長さ２９４ｍｍ、厚み０．３ｍｍ程度の薄板状であり、その表面が発熱層８２の裏面に重ねられて一体形成されており、発熱層８２で生じた熱を全域に伝導させて発熱層８２の温度を均一にする機能を有している。

ところで、本実施例のガイド部材８０は、用紙Ｐの搬送方向で視て上記ニップの上流側に向けて拡げられている（図３）。
具体的には、ＩＨコイルユニット５０は、摺動部材７０を挟んで加圧ローラ４４とは反対側の位置、換言すれば、この摺動部材７０を挟んで加圧ローラ４４に略対向する位置に配置される一方、ガイド部材８０の特に熱伝導層８６が、この摺動部材７０を挟んで加圧ローラ４４に略対向する位置よりも上記ニップの入口寄りにまで延長して配置されている。

より詳しくは、図４に示される如く上記回転軸線の端部から視た図３に、仮の基準線として、摺動ベルト４５の回転中心と加圧ローラ４４の回転中心とを結んだ縦軸（ｙ軸）と、この摺動ベルト４５の回転中心を通ってこのｙ軸に直交する横軸（ｘ軸）とを追加する。そして、この摺動ベルト４５の回転中心が原点になり、このｘ軸の右方向及びｙ軸の上方向がそれぞれ正になる直交座標系を用いて説明すると、摺動ベルト４５の周方向で視たＩＨコイルユニット５０の中心位置（センタコア５８）はｙ軸上に配置され、また、そのコイル５２からの磁束で発熱する発熱層８２もまた、図４に「発熱領域」で示された領域の中心位置がｙ軸上に配置されている。

しかし、この図４に「熱伝達領域」で示された熱伝導層８６の中心位置は、ｙ軸よりもニップの上流側に配置され、直交座標系の第１象限に相当する位置に配置される。
このように、ガイド部材８０のうち特に熱伝導層８６がニップの入口側にまで延長して形成されているため、摺動ベルト４５の回転方向で云えば、熱伝導層８６の下流側端部（図３，４で視て右下端）が、直交座標系の第４象限に相当する位置に配置されることになる。なお、図３，４では、発熱層８２の下流側端部も同じく第４象限に相当する位置にまで延長されているが、発熱領域として機能するのはコイル５２に対峙する領域であり、図示の発熱層８２のうち当該発熱領域から外れた部分は熱伝導層として機能する。

さらに、この熱伝導層８６の下流側端部は、ニップの入口付近に配置されることから、当該下流側端部と上記原点とを結んだ直線に対する原点よりマイナス側にあるｙ軸とのなす角が鋭角（９０度以下）になっている。
そして、上記の如く構成された定着ユニット１４では、不図示の高周波電源からコイル５２に高周波電流が供給されると、コイル５２には磁界（磁束）が発生する。この磁界は、サイドコア５６、アーチコア５４及びセンタコア５８を通じて摺動ベルト４５及びガイド部材８０に到達して発熱させる。

具体的には、摺動ベルト４５及びガイド部材８０の発熱層８２では渦電流が発生し、それぞれの材料の持つ固有抵抗によりジュール熱が発生して加熱が行われる。特に、発熱層８２では、そのキュリー温度に達するまで発熱し続けて摺動ベルト４５を加熱する。これにより、用紙上のトナー画像は摺動ベルト４５と加圧ローラ４４とのニップで溶融定着される。

一方、発熱層８２は、その温度がキュリー温度に達すると非磁性になる。例えば、仮に幅の狭い用紙を連続して通過させると、上記軸線方向に延びた発熱層８２のうち通紙領域よりも外側部分の温度は上昇して当該キュリー温度を超える。この結果、発熱層８２は非磁性となり、磁束は発熱層８２の厚み方向に貫通する。

この場合、熱伝導層８６は、この通紙領域よりも外側部分で生じた熱を通紙領域の内側部分に伝導することができ、発熱層８２及び摺動ベルト４５の上記軸線方向の温度分布を均一する。
ところで、上述の摺動ベルト４５の内部にはテンションローラが備えられていても良い。

詳しくは、摺動ベルト４５の回転中心を挟んで図４の「熱伝達領域」で示された熱伝導層８６の中心位置とは反対側の位置、つまり、摺動ベルト４５の回転方向で視てニップの下流側（図４の直交座標系の第３象限に相当する位置）に、摺動ベルト４５の内部をその径方向外側に向けて付勢するテンションローラを設ければ、ニップの出口付近では摺動ベルト４５の曲率を大きくすることができる。

このように、ニップの出口付近にて摺動ベルト４５の曲がり具合を大きくすれば、摺動ベルト４５の回転方向で視たガイド部材８０の上流側が摺動ベルト４５により強く接触し、摺動ベルト４５とガイド部材８０との密着性がより一層確保される。また、このニップの出口付近にて摺動ベルト４５の曲がり具合を緩くすれば、用紙Ｐは摺動ベルト４５から分離し易くなり、その分離性が向上する。

以上のように、本実施例によれば、ＩＨコイルユニット５０のコイル５２で生じた磁界によりガイド部材８０を誘導加熱してトナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用する。詳しくは、摺動ベルト４５を備えており、その内部にはガイド部材８０が配置される。ガイド部材８０は、摺動ベルト４５の内面に接触してこの摺動ベルト４５の走行を案内する。

また、このガイド部材８０は磁界の電磁誘導によって発熱する発熱層８２及び熱伝導層８６を有する。発熱層８２はコイル５２で生じた磁界の電磁誘導によって発熱するため、摺動ベルト４５を加熱できる。熱伝導層８６はこの発熱層８２の温度ムラを解消でき、摺動ベルト４５の均熱化を達成できる。
さらに、この摺動ベルト４５の内側に設けられた摺動部材７０と加圧ローラ４４とは用紙Ｐに定着処理を行うためのニップを形成する。

ここで、摺動ベルト４５の外側に位置するＩＨコイルユニット５０は、摺動部材７０を挟んで加圧ローラ４４に略対向する位置に配置されているので、画像形成装置１内の定着ユニットのレイアウト変更を強いることなく、定着ユニット１４を従前の画像形成装置に組み込むことができる。また、摺動ベルト４５の内側に位置するガイド部材８０の発熱層８２は、摺動ベルト４５を挟んでＩＨコイルユニット５０に略対向する位置に配置されており、コイル５２で生じた磁界の電磁誘導によって発熱できる。

これに対し、摺動ベルト４５の内側に位置するガイド部材８０の熱伝導層８６は、摺動部材７０を挟んで加圧ローラ４４に略対向する位置、つまり、摺動部材７０を挟んで加圧ローラ４４とは反対側の位置よりも用紙Ｐの搬送方向で視たニップの上流側に向けて延長して配置されている。
このように、可撓性を有した摺動ベルト４５のうち、その回転に伴って内側に向けて最も引っ張られる箇所にガイド部材８０を配置すれば、ガイド部材８０は摺動ベルト４５の内面を外方向に押圧できるので、上記ニップの入口付近では摺動ベルト４５をその内側に引っ張って窪ませる力が抑制され、同時に、このニップの出口付近では摺動ベルト４５をその外側に押し出して膨らませる力が抑制される。

よって、摺動ベルト４５の回転方向で視たガイド部材８０の下流側が摺動ベルト４５から離れず、摺動ベルト４５とガイド部材８０との密着性が確保される。この摺動ベルト４５とガイド部材８０の接触が安定する結果、ガイド部材８０から摺動ベルト４５への熱伝達性が高められるとともに、この摺動ベルト４５の温度も均一に維持可能になる。

しかも、熱伝導層８６の延長によって熱伝達領域が拡大すれば、摺動ベルト４５とガイド部材８０との接触域が非常に大きくなるため、摺動ベルト４５への発熱層８２で発生した熱の熱伝達性がより一層向上する。
また、摺動ベルト４５の周方向で視ると、この摺動ベルト４５の外側に位置するＩＨコイルユニット５０や、この摺動ベルト４５の内側に位置するガイド部材８０はそれぞれ所定幅を有している。ここで、これらＩＨコイルユニット５０の中心位置及び図４に「発熱領域」で示された発熱層８２の中心位置の双方は、摺動ベルト４５及び加圧ローラ４４の各回転中心を結んだ線上の位置に配置されており、定着ユニット１４を組み込むスペースが予め決められて容易には変更できない場合にも何等問題はない。

これに対し、図４に「熱伝達領域」で示された熱伝導層８６の中心位置は、摺動ベルト４５及び加圧ローラ４４の各回転中心を結んだ線上の位置よりも用紙Ｐの搬送方向で視たニップの上流側に配置されており、ガイド部材８０は、摺動ベルト４５の回転に伴ってその内側に向けて最も引っ張られる箇所にて、摺動ベルト４５の内面を外方向に押圧できる。よって、ガイド部材８０は摺動ベルト４５の周方向で視た全幅に亘って接触し、摺動ベルト４５とガイド部材８０との接触が安定する。

さらに、図４の如く摺動ベルト４５の軸線端部から視て、摺動ベルト４５及び加圧ローラ４４の各回転中心を結んだ縦軸（ｙ軸）とこの摺動ベルト４５の回転中心（原点）を通ってこの縦軸に直交する横軸（ｘ軸）とで形成した直交座標系で考えると、摺動ベルト４５の回転方向で視た熱伝導層８６の下流側端部（図３，４の右下端）が、この直交座標系の第４象限に相当する位置に配置されており、ガイド部材８０は、摺動ベルト４５の回転に伴ってその内側に向けて最も引っ張られる箇所にて、摺動ベルト４５の内面を外方向に押圧できる。したがって、ガイド部材８０は摺動ベルト４５の周方向で視た全幅に亘って接触し、摺動ベルト４５とガイド部材８０との接触が安定する。

さらにまた、発熱層８２を整磁金属で構成すれば、コイル５２からの磁束で速やかに発熱でき、また、摺動ベルト４５の走行を案内する機能も確実に満たす。
また、駆動時の熱応答性を高めるとともに、摺動ベルト４５の均熱化を図って良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置１の信頼性が向上する。

本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、コア部の構成は中実状或いは中空状のいずれでも良く、また、回転若しくは固定のセンタコアにも適用可能である。
また、本実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているものの、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。

そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、レイアウト変更を強いることなく、摺動ベルトとガイド部材との密着性を確保できるとの効果を奏する。

１ プリンタ（画像形成装置）
７ 画像形成部
１４ 定着ユニット（定着装置）
４４ 加圧ローラ（加圧回転体）
４５ 摺動ベルト（定着ベルト部材）
５０ ＩＨコイルユニット（電磁誘導加熱ユニット）
７０ 摺動部材
８０ ガイド部材
８２ 発熱層（発熱領域）
８６ 熱伝導層

Claims (4)

1. 記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、
   搬送される前記記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転し、前記記録媒体上のトナー画像を加熱してこの記録媒体に定着させる定着ベルト部材と、
   電磁誘導によって発熱する発熱領域、及びこの発熱領域を挟んで前記定着ベルト部材に略対向する位置に設けられ、この発熱領域の温度を均一にする熱伝導層をそれぞれ有し、前記定着ベルト部材の内面に接触してこの定着ベルト部材の走行を案内するガイド部材と、
   前記定着ベルト部材の外面に沿って配置され、磁界を発生させて前記発熱領域を誘導加熱する電磁誘導加熱ユニットと、
   前記定着ベルト部材の内側に設けられ、この定着ベルト部材の外面に接触する加圧回転体との間にニップを形成させる摺動部材とを具備し、
   前記電磁誘導加熱ユニット及び前記発熱領域の双方は、前記摺動部材を挟んで前記加圧回転体に略対向する位置に配置される一方、前記熱伝導層が、前記摺動部材を挟んで前記加圧回転体に略対向する位置よりも前記記録媒体の搬送方向で視た前記ニップの上流側に向けて延長して配置されるとともに、前記定着ベルト部材の周方向で視た前記電磁誘導加熱ユニットの中心位置及び前記ガイド部材の発熱領域の中心位置の双方は、前記定着ベルト部材の回転中心と前記加圧回転体の回転中心とを結んだ線上の位置に配置される一方、前記ガイド部材の熱伝導層の中心位置は、前記定着ベルト部材の回転中心と前記加圧回転体の回転中心とを結んだ線上の位置よりも前記記録媒体の搬送方向で視た前記ニップの上流側に配置されることにより、前記定着ベルト部材の回転方向で視た前記ガイド部材の全長さの範囲内にて、前記回転方向の上流側では前記発熱領域を越える前記ニップの下流側領域にまで前記熱伝導層から前記定着ベルト部材に熱を伝達することなく、前記回転方向の下流側では前記発熱領域を越える前記ニップの上流側領域にまで前記熱伝導層から前記定着ベルト部材に熱を伝達することを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置であって、
   前記定着ベルト部材の回転方向で視た前記ガイド部材の前記熱伝導層の下流側端部が、前記定着ベルト部材の回転中心と前記加圧回転体の回転中心とを結んだ縦軸とこの定着ベルト部材の回転中心を通ってこの縦軸に直交する横軸とで形成した前記軸線端部から視た直交座標系の第４象限に相当する位置に配置されていることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１又は２に記載の定着装置であって、
   前記発熱領域は、整磁金属で構成されていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置を搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を前記記録媒体に定着させることを特徴とする画像形成装置。

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