JP2003330300A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛇行による張架ローラ部材の一方の端部への
ベルト部材の寄りを抑止して、ベルト部材の端部の破損
の防止を図ると共に、張架ローラ部材やベルト部材の摩
耗を抑止し、ベルト部材の耐久性の向上を図る定着装置
を提供すること。 【解決手段】 張架ローラ部材の基体を中実の丸棒或い
は中空の丸棒とすると共に、張架ローラ部材にクラウン
形状を有する弾性層を設け、張架ローラ部材と加圧ロー
ラ部材との圧接により張架ローラ部材の基体を撓ませる
ことを特徴とする定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられ
るベルト式の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電
子写真方式を用いる高速のカラー画像形成装置に用いら
れる定着装置においては、熱ローラ定着方式の定着装置
が多く用いられているが、該熱ローラ定着方式の定着装
置を用いるとニップ部の幅を稼ぐために熱ローラの径が
大きくなりすぎて、ウオームアップに時間がかかるよう
になり、省エネルギー化の障害となるという問題が生じ
る。また、装置が大型化されてしまうという問題も生じ
る。これらの問題を解決するため、定着ベルト（ベルト
部材）を用いるベルト定着方式が用いられており、例え
ば定着ベルトの加熱ニップ部にて記録紙上のトナー像を
定着する定着方式を用いた画像形成装置が特開平１１−
２５８９４２号公報等により開示されている。

【０００３】また、上記特開平１１−２５８９４２号公
報等により開示される定着装置において、加熱ニップ部
を形成する張架ローラ（張架ローラ部材）に鼓状のクラ
ウンを設け、トナー像を担持する記録紙の、加熱ニップ
部での定着時の定着しわを防止することが試みられてい
る。また、ＷＵＴ（ウォーミングアップ時間）の短縮を
図り、省エネルギー化や装置が大型化を防止するために
定着ベルトを用いる定着装置において、張架ローラ（張
架ローラ部材）に樽型のクラウン形状を設けて、定着ベ
ルトの寄りを防止する方法も多々、開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１１−２５８９４２号公報等によるベルト部材（定
着ベルト）を用い、張架ローラ（張架ローラ部材）に鼓
型のクラウンを設けて加熱ニップ部を形成し、加熱ニッ
プ部により転写材（記録紙）上のトナー像を定着する定
着装置では、加熱ニップ部での定着時の定着しわや装置
の大型化は防止され、装置をあまり大型化することなく
加熱ニップ部の幅がとれるものの張架ローラ（張架ロー
ラ部材）がクラウン形状を採るので、加熱ニップ部の幅
の拡大により張架ローラの左右の違いがあるほど、ロー
ラ軸方向の一方への寄り力が大きくなり、定着ベルトが
蛇行して走行され、例えば張架ローラの両側端に設けら
れるリブ等とによって受ける力が大きくなると、端部が
破損し易くなるという問題が起こる。また高速化により
定着ベルトを張架する張架ローラや定着ベルトの摩耗も
多く、耐久性に欠けるという問題も起こる。

【０００５】本発明は上記の各問題点を解決し、蛇行に
よる張架ローラ部材の一方の端部へのベルト部材の寄り
を抑止して、ベルト部材の端部の破損の防止を図ると共
に、張架ローラ部材やベルト部材の摩耗を抑止し、ベル
ト部材の耐久性の向上を図る定着装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、無端状のベ
ルト部材と、前記ベルト部材の一方の端部において前記
ベルト部材を張架する張架ローラ部材と、前記ベルト部
材の他方の端部において前記ベルト部材を張架し、内部
に加熱部材を有する発熱ローラ部材と、前記ベルト部材
を挟んで前記張架ローラ部材と当接する加圧ローラ部材
との少なくとも複数のローラ部材を備え、転写材上のト
ナー像を定着する定着装置において、前記張架ローラ部
材の基体を中実の丸棒或いは中空の丸棒とすると共に、
前記張架ローラ部材にクラウン形状を有する弾性層を設
け、前記張架ローラ部材と前記加圧ローラ部材との圧接
により張架ローラ部材の基体を撓ませることを特徴とす
る定着装置（第１の発明）によって達成される。

【０００７】また、上記目的は、無端状のベルト部材
と、前記ベルト部材の一方の端部において前記ベルト部
材を張架する張架ローラ部材と、前記ベルト部材の他方
の端部において前記ベルト部材を張架し、内部に加熱部
材を有する発熱ローラ部材と、前記ベルト部材を挟んで
前記張架ローラ部材と当接する加圧ローラ部材との少な
くとも複数のローラ部材を備え、転写材上のトナー像を
定着する定着装置において、前記張架ローラ部材の基体
を中空で薄肉の丸棒とすると共に、前記張架ローラ部材
にクラウン形状を有する弾性層を設け、前記張架ローラ
部材と前記加圧ローラ部材との圧接により張架ローラ部
材の基体を撓ませることを特徴とする定着装置（第２の
発明）によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を説
明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語
の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明
の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを
示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を
限定するものではない。

【０００９】本発明に係わる定着装置を用いる画像形成
装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構につ
いて、図１ないし図７を用いて説明する。図１は、本発
明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態
を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２
は、本発明に係わる第１の例の定着装置を示す概要断面
構成図であり、図３は、図２の定着装置に用いられる張
架ローラ部材の他の例を示す図であり、図４は、図２の
定着装置における中実の丸棒からなる張架ローラ部材を
示す概要側断面図であり、図５は、図２の定着装置にお
ける中空（パイプ状）の丸棒からなる張架ローラ部材を
示す概要側断面図であり、図６は、中央部をストレート
とする張架ローラ部材を示す図であり、図７は、本発明
に係わる第２の例の定着装置を示す概要断面構成図であ
る。なお、定着装置の各例において機能、構造を同じく
する部材には同一の番号を付した。

【００１０】図１によれば、本発明に係わる定着装置を
用いるカラー画像形成装置は、転写材の移動方向に沿っ
て黒色、シアン、マゼンタおよびイエローの各カラート
ナー像を形成する画像形成ユニットを配置し、各画像形
成ユニットの像形成体上に形成したカラートナー像を転
写材搬送手段により搬送される転写材（記録紙）上に多
重転写して重ね合わせるものである。

【００１１】図において、転写材搬送手段である搬送ベ
ルト１４Ａの周縁部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色毎の画像形
成用として４組のプロセスユニット１００が、図の矢印
で示す搬送ベルト１４Ａの回転方向に対してＹ、Ｍ、Ｃ
及びＫの順に配置されている。

【００１２】４組のプロセスユニット１００は何れも共
通した構造であり、それぞれ、像形成体である感光体ド
ラム１０と、帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
と、画像書込手段としての露光光学系１２と、現像手段
としての現像器１３と、像形成体クリーニング手段とし
ての感光体クリーニング装置１９からなっている。

【００１３】像形成体である感光体ドラム１０は、例え
ばガラスや透光性アクリル樹脂等の透光性部材によって
形成される円筒状の基体の外周に、透光性の導電層及び
有機感光層（ＯＰＣ）の光導電体層を形成したものであ
る。

【００１４】感光体ドラム１０は、図示しない駆動源か
らの動力により、或いは搬送ベルト１４Ａに従動し、透
光性の導電層を接地された状態で矢印で示す時計方向に
回転される。

【００１５】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
は、感光体ドラム１０の移動方向に対して直交する方向
（図において紙面垂直方向）に感光体ドラム１０と対峙
し近接して取り付けられる。スコロトロン帯電器１１
は、感光体ドラム１０の有機感光体層に対し所定の電位
に保持された制御グリッドと、コロナ放電電極としての
放電ワイヤを備え、トナーと同極性のコロナ放電によっ
て帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯電）を行
い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与える。

【００１６】画像書込手段としての露光光学系１２は、
各色毎に、像露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダ
イオード）を感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレ
イ状に並べた線状の露光素子と等倍結像素子としてのセ
ルフォックレンズとがホルダに取り付けられた露光用ユ
ニットとして構成され、各色毎の露光光学系１２は、露
光光学系保持部材としての円柱状の保持体２０に取付け
られて、一体となって感光体ドラム１０の基体内部に収
容される。露光光学系１２は、別体のコンピュータ（不
図示）から送られメモリに記憶された各色の画像データ
に基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感光体
ドラム１０に裏面から像露光（画像書込）を行い、感光
体ドラム１０上に潜像を形成する。

【００１７】現像手段としての現像器１３は、感光体ド
ラム１０の帯電極性と同極性に帯電されたイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色
（Ｋ）の各色の二成分現像剤（一成分現像剤でもよい）
をそれぞれ収容し、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１
５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはア
ルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ１３
ａを備えている。現像ローラ１３ａは、突き当てコロ
（不図示）により感光体ドラム１０と所定の間隙、例え
ば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光
体ドラム１０の回転方向と順方向に回転するようになっ
ており、現像時、現像ローラ１３ａに対してトナーと同
極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧
或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧
を印加することにより、感光体ドラム１０上の露光部に
対して非接触の反転現像が行われる。

【００１８】転写材搬送手段である搬送ベルト１４Ａ
は、体積抵抗率１０⁸〜１０¹⁵Ω・ｃｍ、表面抵抗率１
０⁸〜１０¹⁵Ω／□の無端ベルトであり、例えば変性ポ
リイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロ
エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンア
ロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分
散した厚さ０．１〜０．５ｍｍの半導電性フィルム基体
の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として
厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層
構成のシームレスベルトである。搬送ベルト１４Ａの基
体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴ
ム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半
導電性ゴムベルトを使用することも出来る。搬送ベルト
１４Ａは、駆動ローラ１４ｄ、従動ローラ１４ｅ、バッ
クアップローラ１４ｊ及びテンションローラ１４ｉに外
接して張架される。

【００１９】画像形成工程について以下に説明する。画
像記録のスタートにより、不図示の転写材搬送手段の駆
動モータの始動により駆動ローラ１４ｄが回転され、搬
送ベルト１４Ａが図の矢印で示す方向に回転される。

【００２０】またイエロー（Ｙ）のプロセスユニット１
００では、不図示の感光体駆動モータの始動によりＹの
感光体ドラム１０が図の矢印で示す方向へ回転され、Ｙ
のスコロトロン帯電器１１によってＹの感光体ドラム１
０に電位が付与される。Ｙの感光体ドラム１０は電位を
付与された後、Ｙの露光光学系１２によって第１の色信
号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による露
光（画像書込）が行われ、Ｙの感光体ドラム１０上にイ
エロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。
この潜像はＹの現像器１３により接触または非接触の状
態で反転現像され、Ｙの感光体ドラム１０上にイエロー
（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００２１】一方、Ｙの感光体ドラム１０上へのＹのト
ナー像の形成と並行して、記録紙Ｐが送り出しローラに
よって転写材収納手段としての給紙カセット１５から送
り出され、給送ローラを経て転写材給送手段としてのタ
イミングローラ１６へと搬送される。さらに記録紙Ｐ
は、Ｙの感光体ドラム１０上に形成されるＹのトナー像
との同期がとられてタイミングローラ１６から送り出さ
れ、転写材帯電手段としての紙帯電器１５０の帯電によ
り搬送ベルト１４Ａに吸着された後、搬送ベルト１４Ａ
によりＹの転写域へと搬送される。

【００２２】Ｙの転写域では、トナーと反対極性（本実
施形態においてはプラス極性）の電圧が印加されるＹの
転写手段としての転写ローラ１４Ｃにより、Ｙの感光体
ドラム１０上のＹのトナー像が記録紙Ｐ上に転写され
る。

【００２３】Ｙのプロセスユニット１００の作動と同時
または僅かに遅れて、マゼンタ（Ｍ）のプロセスユニッ
ト１００では、Ｍの感光体ドラム１０が図の矢印で示す
方向へ回転され、Ｍのスコロトロン帯電器１１の帯電作
用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２によって
第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに対
応する電気信号による露光（画像書込）によってＭの感
光体ドラム１０上に静電潜像が形成され、さらにＭの現
像器１３による接触または非接触の反転現像によってＭ
の感光体ドラム１０上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が形
成される。

【００２４】Ｍの感光体ドラム１０上へのＭのトナー像
の形成と並行して、前記のイエロー（Ｙ）のトナー像を
担持した記録紙Ｐが搬送ベルトＡによってＭの転写域へ
と搬送され、Ｍの転写域において、Ｍの転写ローラ１４
Ｃによって、Ｍの感光体ドラム１０上に形成されたＭの
トナー像がＭのトナー像を担持した記録紙Ｐ上に転写さ
れ、記録紙Ｐ上にはＹおよびＭの重ね合わせのカラート
ナー像が形成される。

【００２５】同様のプロセスにより、シアン（Ｃ）のト
ナー像と黒（Ｋ）のトナーのトナー像が順次重ね合わせ
て転写され、記録紙Ｐ上にＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの重ね合わ
せのカラートナー像が形成される。

【００２６】重ね合わせのカラートナー像が転写された
記録紙Ｐは、転写材分離手段としての紙分離除電器１４
ｈにより搬送ベルト１４Ａから分離され、後段において
詳述する定着装置１７（或いは定着装置１７Ａ）へと搬
送される。

【００２７】定着装置１７（或いは定着装置１７Ａ）に
おいて、記録紙Ｐ上の重ね合わせのカラートナー像が定
着された後、記録紙Ｐは排紙ローラ１８を経て装置上部
のトレイへ排出される。

【００２８】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは像形成体クリーニング手段としての感光体ク
リーニング装置１９によりクリーニングされ、次の画像
形成サイクルに入る。

【００２９】なお、上記画像形成装置の説明において
は、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形
成する場合も本発明に含まれるものである。

【００３０】図２によれば、本発明の第１の例の定着装
置１７は、無端状のベルト部材として定着ベルト２７を
用い、張架ローラ部材として張架ローラ１７ｃを用い、
加圧ローラ部材として加圧ローラ１７ｂを用い、発熱ロ
ーラ部材として内部に加熱部材としてのハロゲンランプ
ＨＬａを有する発熱ローラ１７ａを用いるもので、定着
ベルト２７の回転方向の一方の端部（下流側）において
張架ローラ１７ｃにより定着ベルト２７を張架し、また
定着ベルト２７の回転方向他方の端部（上流側）におい
て発熱ローラ１７ａにより定着ベルト２７を張架し、ま
た定着ベルト２７を挟んで張架ローラ１７ｃと当接する
加圧ローラ１７ｂを備え、定着ベルト２７を挟んで張架
ローラ１７ｃと加圧ローラ１７ｂとの間に加熱ニップ部
Ｎａを形成し、加熱ニップ部Ｎａを通して熱と圧力とを
加えられることにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカ
ラートナー像）を定着するものである。

【００３１】定着ベルト２７としては、基体として内径
６０〜１５０ｍｍ程度で厚さ２０〜８０μｍ程度の、例
えばニッケル電鋳ベルトを用いた金属ベルトや、厚さ４
０〜１５０μｍ程度のポリイミドやポリアミド等を用い
た耐熱性の樹脂ベルトの外側（外周面）に、厚さ３０〜
２００μｍ程度の絶縁性のシリコンゴムを被覆したもの
に、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のフッ
素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施したものを用い
る。

【００３２】張架ローラ１７ｃは、基体として炭素鋼を
用いる中実の丸棒或いは中空の丸棒からなる芯金１７１
ｃと、該芯金１７１ｃの外周面に設けられ、ゴム硬度が
２５〜３０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコン
のゴム部材からなる弾性層１７２ｃと、弾性層１７２ｃ
表面の厚さ１５〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロ
アルコキシ）チューブを用いた離型層１７３ｃとからな
る軟らかめソフトローラとして形成される。後段におい
て詳述するように、弾性層１７２ｃは樽型のクラウン形
状とされる。

【００３３】内部にハロゲンランプＨＬａを有する発熱
ローラ１７ａは、例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜２
ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ａと、該金属パイ
プ１７１ａの外周面に被覆した厚さ１５〜５０μｍ程度
のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブからなる
離型層１７３ａとを形成した、外径３５〜６０ｍｍ程度
のローラ部材として構成される。

【００３４】加圧ローラ１７ｂとしては、例えばＳＴＫ
Ｍ（機械構造用炭素鋼鋼管）を用いた、肉厚２〜５ｍｍ
程度の円筒状の金属パイプ１７１ｂと、該金属パイプ１
７１ｂの外周面に例えばシリコン材を用い、厚さ（肉
厚）１〜５ｍｍ厚の薄肉で、ゴム硬度が４０Ｈｓ〜７０
Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）のやや硬めのゴム層よりな
るゴムローラ層１７２ｂと、該ゴムローラ層１７２ｂの
表面に厚さ１５〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロ
アルコキシ）チューブを被覆した離型層１７３ｂとを形
成した、外径３０〜６０ｍｍ程度のやや硬めのハードロ
ーラとして構成される。

【００３５】ソフトローラである張架ローラ１７ｃと、
ハードローラである加圧ローラ１７ｂとの間に加熱ニッ
プ部Ｎａが形成され、記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカ
ラートナー像）が定着される。

【００３６】また、発熱ローラ１７ａに定着ベルト２７
を挟んで接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、
発熱ローラ１７ａおよび定着ベルト２７の温度制御を行
う。

【００３７】張架ローラ部材としては、図３に示すよう
に、基体としてＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼鋼管）を用
いる中空（パイプ状）で薄肉（厚さ１５０〜３００μｍ
程度）の丸棒からなる芯金１７１Ｃを用いてもよく、該
芯金１７１Ｃの外周面に、ゴム硬度が２５〜３０Ｈｓ
（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコンのゴム部材から
なる弾性層１７２Ｃと、該弾性層１７２Ｃの表面に厚さ
１５〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキ
シ）チューブを被覆した離型層１７３Ｃとからなる軟ら
かめソフトローラとして形成される張架ローラ１７Ｃを
用いてもよい。後段において詳述するように、弾性層１
７２Ｃは樽型のクラウン形状とされる。

【００３８】上記定着装置１７においては、冒頭にて述
べたように、定着ベルト２７を用い、張架ローラ１７ｃ
（或いは張架ローラ１７Ｃ）に鼓状のクラウンを設けて
加熱ニップ部Ｎａを形成し、加熱ニップ部Ｎａにより記
録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着す
る定着装置では、加熱ニップ部Ｎａでの定着時の定着し
わや装置の大型化は防止され、装置をあまり大型化する
ことなく加熱ニップ部Ｎａの幅がとれるものの張架ロー
ラ部材としての張架ローラ１７ｃ（或いは張架ローラ１
７Ｃ）がクラウン形状を採るので、加熱ニップ部Ｎａの
幅の拡大により張架ローラ１７ｃ（或いは張架ローラ１
７Ｃ）の左右の違いがあるほど、ローラ軸方向の一方へ
の寄り力が大きくなり、定着ベルト２７が蛇行して走行
され、例えば張架ローラ１７ｃ（或いは張架ローラ１７
Ｃ）の両側端に設けられるリブ等とによって受ける力が
大きくなると、張架ローラ１７ｃ（或いは張架ローラ１
７Ｃ）の端部が破損し易くなる。また高速化により定着
ベルト２７を張架する張架ローラ１７ｃ（或いは張架ロ
ーラ１７Ｃ）や定着ベルト２７の摩耗も多く、耐久性に
欠ける。

【００３９】これらの問題を解決するため、一方の端部
への寄りを防止するための、張架ローラ部材の基体と弾
性層のクラウン形状とについて以下の図４または図５に
て説明する。

【００４０】先ず、張架ローラ部材の基体を中実の丸棒
とする形態について図４にて説明する。

【００４１】図４に示すように、ベルト部材としての定
着ベルト２７を挟んで加圧ローラ１７ｂと対向して設け
られる張架ローラ部材としては、基体として中実の丸棒
からなる芯金１７１ａとすると共に、基体として炭素鋼
を用いる中実の丸棒からなる芯金１７１ｃと、該芯金１
７１ｃの外周面に設けられ、樽型のクラウン形状を有す
る弾性層１７２ｃと、該弾性層１７２ｃの表面の離型層
１７３ｃとからなる張架ローラ１７ｃを用い、張架ロー
ラ１７ｃと加圧ローラ１７ｂとの圧接により張架ローラ
１７ｃの芯金１７１ｃを撓ませるものであり、中実の丸
棒からなる芯金１７１ｃを内包する弾性層１７２ｃを樽
型のクラウン形状とすることにより、記録紙Ｐを中央部
に寄せる力を働かせ記録紙Ｐが張架ローラ１７ｃの一方
の端部に寄ることを防止するものである。従来から芯金
１７１ｃの撓みによる加熱ニップ部Ｎａの幅の不均一を
弾性層１７２ｃにクラウンを付けてうち消すというもの
はあったが、従来は芯金１７１ｃにできるだけ強度をも
たせて、仕方なく撓んでしまう分、弾性層１７２ｃにク
ラウンを付けて影響をうち消していたもので、積極的に
クラウンを付けている下記の如き本発明とは技術に意味
が異なり、クラウン量も小さいものであった。

【００４２】張架ローラ１７ｃの弾性層１７２ｃを樽型
のクラウン形状とすると、当然、クラウン形状による弾
性層１７２ｃの加熱ニップ部Ｎａの中央部が太くなって
しまい、両端部では細くなり、中央部の押圧力が強くな
り、加熱ニップ部Ｎａの両側端での押圧力が弱くなって
しまって定着性に影響が出てしまう。そこで本発明の如
く、加熱ニップ部Ｎａの中央部が太くなった分だけ、張
架ローラ１７ｃの芯金１７１ｃを細くして撓ませて、芯
金１７１ｃの強度を、定着荷重でクラウンをうち消す量
だけ撓むようにし、加熱ニップ部Ｎａの中央部が太くな
るのを打ち消し、中央部の押圧力が強くなることを防止
し、加熱ニップ部Ｎａの幅が全域でほぼ均一になるよう
にして、記録紙Ｐが中央部へ寄せられるような力を働か
せる。これにより、記録紙Ｐが張架ローラ１７ｃの一方
の端部に寄らせることが防止され、記録紙Ｐが張架ロー
ラ１７ｃの中央部に寄らせ、定着ベルト２７の寄りが防
止される。

【００４３】具体的には、張架ローラ１７ｃに、樽型
で、（０．２〜３ｍｍ）／３００ｍｍ（記録紙ＰをＡ−
４横送りサイズ、２９７ｍｍとするとき）程度のクラウ
ン量を設けるもので、張架ローラ１７ｃと加圧ローラ１
７ｂとの圧接による張架ローラ１７ｃの芯金１７１ｃの
撓み量（ｍｍ）ΔＬ１を、前記張架ローラ１７ｃの弾性
層１７２ｃのクラウン量の０．４〜０．６倍程度とし、
張架ローラ１７ｃの軸方向長さ（ｍｍ）をＬ１とすると
き、 ０．０００６・Ｌ１＜ΔＬ１＜０．０１・Ｌ１ と設定することがベルト寄り防止の点で好ましい。

【００４４】比ΔＬ１／Ｌ１が０．０００６以下で小さ
いと、定着ベルト２７の中央部への寄せの効果が弱過
ぎ、ΔＬ１／Ｌ１が０．０１以上で大きいと、定着ベル
ト２７にしわが生じ定着ベルト２７の耐久性が損なわれ
る。ΔＬ１／Ｌ１を０．０００６５および０．０００９
５と設定し、図２の定着装置１７（或いは後述する図７
の定着装置１７Ａ）に、図４の張架ローラ部材を適用し
て５万コピーを行い評価を行ったところ、定着ベルト２
７の寄りが少なく、また定着ベルト２７の耐久性を向上
することが実証され、本発明の課題の効果を見いだすこ
とができた。さらにΔＬ１／Ｌ１が０．００５のときに
も更によい効果が見いだされた。ところが、ΔＬ１／Ｌ
１が０．０００６或いは０．０１のときでは、本発明の
課題を越え本発明の効果を見いだすことができなかっ
た。

【００４５】次に、前記図３にて説明した張架ローラ部
材の基体を中空（パイプ状）の丸棒とする形態について
図５にて説明する。

【００４６】図５に示すように、ベルト部材としての定
着ベルト２７を挟んで加圧ローラ１７ｂと対向して設け
られる張架ローラ部材としては、基体として中空（パイ
プ状）の丸棒からなる芯金１７１Ｃとすると共に、基体
としてＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼鋼管）を用いた薄肉
の中空（パイプ状）の丸棒からなる芯金１７１Ｃと、該
芯金１７１Ｃの外周面に設けられ、樽型のクラウン形状
を有する弾性層１７２Ｃと、該弾性層１７２Ｃの表面の
離型層１７３Ｃとからなる張架ローラ１７Ｃを用い、張
架ローラ１７Ｃと加圧ローラ１７ｂとの圧接により張架
ローラ１７Ｃの芯金１７１Ｃを撓ませるものであり、中
空（パイプ状）の丸棒からなる芯金１７１Ｃを内包する
弾性層１７２Ｃを樽型のクラウン形状とすることによ
り、記録紙Ｐを中央部に寄せる力を働かせ記録紙Ｐが張
架ローラ１７Ｃの一方の端部に寄ることを防止するもの
である。図４にて前述した中実の丸棒からなる張架ロー
ラ部材の効果に加えて、芯金１７１Ｃを薄肉の中空パイ
プの丸棒とすることで、軸方向には撓み難いが、楕円状
に潰れることとなり、加熱ニップ部Ｎａの幅が均一とな
る。

【００４７】具体的には、張架ローラ１７Ｃに、樽型
で、（０．２〜３ｍｍ）／３００ｍｍ（記録紙ＰをＡ−
４横送りサイズ、２９７ｍｍとするとき）程度のクラウ
ンを設けるもので、張架ローラ１７Ｃと加圧ローラ１７
ｂとの圧接による張架ローラ１７Ｃの芯金１７１Ｃの撓
み量（ｍｍ）ΔＬ２を、前記張架ローラ１７Ｃの弾性層
１７２Ｃのクラウン量の０．４〜０．６倍程度とし、張
架ローラ１７Ｃの軸方向長さ（ｍｍ）をＬ２とすると
き、 ０．０００６・Ｌ２＜ΔＬ２＜０．００５・Ｌ２ と設定することがベルト寄り防止の点で好ましい。

【００４８】比ΔＬ２／Ｌ２が０．０００６以下で小さ
いと、定着ベルト２７の中央部への寄せの効果が弱過
ぎ、ΔＬ２／Ｌ２が０．００５以上で大きいと、芯金１
７１Ｃの撓み（潰れ）が大きくなり、芯金１７１Ｃの耐
久性が低下する。また芯金１７１Ｃの中空化により、張
架ローラ１７Ｃの軽量化が図られ、且つ熱容量も小さく
なり、ウォーミングアップ時間（ＷＵＴ）も早くなっ
て、省エネルギー化が図られる。比ΔＬ２／Ｌ２を０．
０００６５および０．００４５と設定し、図２の定着装
置１７（或いは後述する図７の定着装置１７Ａ）に、図
５の張架ローラ部材を適用して５万コピーを行い評価を
行ったところ、定着ベルト２７の寄りが少なく、また定
着ベルト２７の耐久性を向上することが実証され、本発
明の課題の効果を見いだすことができた。さらにΔＬ２
／Ｌ２が０．００２のときにも更によい効果が見いださ
れた。ところが、ΔＬ２／Ｌ２が０．０００６或いは
０．００５のときでは、本発明の課題を越え本発明の効
果を見いだすことができなかった。

【００４９】また張架ローラ部材として、図６に示すよ
うに、芯金１７１ｄの中央部にストレート部ＳＴａを設
けて、弾性層１７２ｄの中央部にストレート部ＳＴｂを
設けると共に、弾性層１７２ｄの両側の端部ＴＴａに、
（０．２〜３ｍｍ）／３００ｍｍ（記録紙ＰをＡ−４横
送りサイズ、２９７ｍｍとするとき）程度の大きなクラ
ウンを設け、弾性層１７２ｄの表面にＰＦＡ（パーフル
オロアルコキシ）チューブを被覆して離型層１７３ｄを
形成するような構成の張架ローラ１７ｄを用いることも
好ましく、定着ベルト２７の中央寄せの精度の向上が図
られる。中央部はストレートとせずに、（５０〜１００
μｍ）／３００ｍｍ（記録紙ＰをＡ−４横送りサイズ、
２９７ｍｍとするとき）程度の僅かなクラウンを設けて
も、同様効果が得られる。クラウンの左右のバランスで
定着ベルト２７の位置が決まるので、上記の如く、クラ
ウン部が両端に分かれていた方が、寄り戻しの力がバラ
ンスよく働いて定着ベルト２７の中央寄せの精度の向上
が図られる。また図６で、張架ローラ１７ｄの両側の端
部ＴＴａのクラウン部の長さＬ３１（ｍｍ）は、弾性層
１７２ｄの全長Ｌ３（ｍｍ）に対して、 ０．２・Ｌ３＜Ｌ３１＜０．４・Ｌ３ と設定することがベルト寄り防止の点でより好ましい。

【００５０】さらに、上記の各張架ローラ部材（張架ロ
ーラ１７ｃ、張架ローラ１７Ｃ或いは張架ローラ１７
ｄ）における弾性層１７２ｃ（或いは、弾性層１７２
Ｃ、弾性層１７２ｄ）は、内部に空隙を有するスポンジ
状のゴム部材で形成されていることが好ましく、無垢の
ゴム部材に比べて、張架ローラ部材（張架ローラ１７
ｃ、張架ローラ１７Ｃ或いは張架ローラ１７ｄ）の弾性
層（弾性層１７２ｃ、弾性層１７２Ｃ或いは弾性層１７
２ｄ）が凸状となった側に生じる定着ベルト２７のしわ
の浅さが浅くなり、定着ベルト２７の耐久性が向上され
る。また定着ベルト２７の基体としてニッケル電鋳ベル
トの金属ベルトを用いる場合に生じる、張架ローラ部材
（張架ローラ１７ｃ、張架ローラ１７Ｃ或いは張架ロー
ラ１７ｄ）のクラウン部に進入する際の定着ベルト２７
の波打ちによるべこべこ音が解消される。

【００５１】また前述したように、各張架ローラ部材
（張架ローラ１７ｃ、張架ローラ１７Ｃ或いは張架ロー
ラ１７ｄ）の構成における弾性層（弾性層１７２ｃ、弾
性層１７２Ｃ或いは弾性層１７２ｄ）の表層に離型層
（離型層１７３ｃ、離型層１７３Ｃ或いは離型層１７３
ｄ）としてフッ素樹脂（ＰＦＡやＰＴＦＥ等）をコーテ
ィングすることが好ましく、これにより、張架ローラ部
材（張架ローラ１７ｃ、張架ローラ１７Ｃ或いは張架ロ
ーラ１７ｄ）の中央部と端部とでの外径の違いによる速
度差（周速差）によって生じる張架ローラ部材（張架ロ
ーラ１７ｃ、張架ローラ１７Ｃ或いは張架ローラ１７
ｄ）の摩耗を防止することが可能となる。特に、定着ベ
ルト２７がポリイミドやポリアミド等の樹脂部材からな
る場合は、ＰＦＡをコーティングすることが好ましい。

【００５２】また特に、定着ベルト２７の基材をポリイ
ミドやポリアミド等の耐熱性の樹脂部材とすることが好
ましく、定着ベルト２７の基材をポリイミドやポリアミ
ド等の耐熱性の樹脂部材を用いた樹脂ベルトとすること
で、定着ベルト２７の基体としてニッケル電鋳ベルトの
金属ベルトを用いる場合に生じる、定着ベルト２７のし
わによる定着ベルト２７の破損や、前述したべこべこ音
等の異音が防止される。

【００５３】また、定着装置の第２の例を図７に示す
が、本発明の第２の例の定着装置１７Ａは、無端状のベ
ルト部材として定着ベルト２７を用い、張架ローラ部材
として張架ローラ１７ｃを用い、加圧ローラ部材とし
て、内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有
する前記第１の例の発熱ローラ１７ａを用い、また第２
の張架ローラ部材として上記発熱ローラ１７ａからハロ
ゲンランプＨＬａを除いた張架ローラ１７ｅを用いるも
ので、定着ベルト２７の回転方向の一方の端部（下流
側）において張架ローラ１７ｃにより定着ベルト２７を
張架し、また定着ベルト２７の回転方向他方の端部（上
流側）において張架ローラ１７ｅにより定着ベルト２７
を張架し、テンションローラ１７ｋにより定着ベルト２
７の緩みを取って定着ベルト２７を張架し、また定着ベ
ルト２７を挟んで張架ローラ１７ｃと当接する発熱ロー
ラ１７ａを備え、定着ベルト２７を挟んで張架ローラ１
７ｃと発熱ローラ１７ａとの間に加熱ニップ部Ｎａを形
成し、加熱ニップ部Ｎａを通して熱と圧力とを加えられ
ることにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナ
ー像）を定着するものである。張架ローラ１７ｃや発熱
ローラ１７ａおよび張架ローラ１７ｅの構成は図２にて
前述したと同様な構成が採られ、図４にて説明したと同
様な構造の中実の丸棒からなる芯金１７１ｃと弾性層１
７２ｃとを有する張架ローラ部材が用いられ、図４にて
説明したと同様なベルト寄り防止の効果が得られる。ま
た定着装置１７Ａの張架ローラ部材として図３にて説明
したと同様な構成が採られ、図５にて説明したと同様な
構造の中空（パイプ状）の丸棒からなる芯金１７１Ｃと
弾性層１７２Ｃとを有する張架ローラ部材（張架ローラ
１７Ｃ）が用いられ、図５にて説明したと同様なベルト
寄り防止の効果が得られる。さらに張架ローラ部材とし
て図６にて説明したと同様なストレート部ＳＴａを有す
る張架ローラ１７ｄを用いることも可能であり、図６に
て説明したと同様なベルト寄り防止の効果が得られる。

【００５４】

【発明の効果】上記の如く、本発明によれば、蛇行によ
る張架ローラ部材の一方の端部へのベルト部材の寄り
が、安価で簡単な構造（小型化可能）にて抑止され、ベ
ルト部材の端部の破損の防止が図られると共に、張架ロ
ーラ部材やベルト部材の摩耗が抑止され、ベルト部材の
耐久性の向上が図られる定着装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置
の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図で
ある。

【図２】本発明に係わる第１の例の定着装置を示す概要
断面構成図である。

【図３】図２の定着装置に用いられる張架ローラ部材の
他の例を示す図である。

【図４】図２の定着装置における中実の丸棒からなる張
架ローラ部材を示す概要側断面図である。

【図５】図２の定着装置における中空の丸棒からなる張
架ローラ部材を示す概要側断面図である。

【図６】中央部をストレートとする張架ローラ部材を示
す図である。

【図７】本発明に係わる第２の例の定着装置を示す概要
断面構成図である。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ スコロトロン帯電器 １２ 露光光学系 １３ 現像器 １７，１７Ａ 定着装置 １７ａ 発熱ローラ １７ｂ 加圧ローラ １７ｃ，１７Ｃ，１７ｄ，１７ｅ 張架ローラ ２７ 定着ベルト １７１ｃ，１７１Ｃ，１７１ｄ 芯金 １７２ｃ，１７２Ｃ，１７２ｄ 弾性層 １７３ｃ，１７３Ｃ，１７３ｄ 離型層 ＨＬａ ハロゲンランプ Ｎａ 加熱ニップ部 ＳＴａ ストレート部 Ｐ 記録紙

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA21 AA23 BA11 BA12 BB03 BB05 BB06 BB13 BB15 BB29 BB30 BB34 3J103 AA06 AA14 AA23 AA24 AA33 AA51 BA31 BA41 CA01 FA02 FA05 FA09 FA12 FA13 GA02 GA32 GA57 GA58 GA60 HA03 HA04 HA05 HA15 HA18 HA32 HA43 HA53

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端状のベルト部材と、 前記ベルト部材の一方の端部において前記ベルト部材を
   張架する張架ローラ部材と、 前記ベルト部材の他方の端部において前記ベルト部材を
   張架し、内部に加熱部材を有する発熱ローラ部材と、 前記ベルト部材を挟んで前記張架ローラ部材と当接する
   加圧ローラ部材との少なくとも複数のローラ部材を備
   え、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、 前記張架ローラ部材の基体を中実の丸棒或いは中空の丸
   棒とすると共に、 前記張架ローラ部材にクラウン形状を有する弾性層を設
   け、 前記張架ローラ部材と前記加圧ローラ部材との圧接によ
   り張架ローラ部材の基体を撓ませることを特徴とする定
   着装置。
2. 【請求項２】 前記張架ローラ部材と前記加圧ローラ部
   材との圧接による張架ローラ部材の基体の撓み量ΔＬ１
   を、前記張架ローラ部材の弾性層のクラウン量の０．４
   〜０．６倍とし、前記張架ローラ部材の軸方向長さをＬ
   １とするとき、 ０．０００６・Ｌ１＜ΔＬ１＜０．０１・Ｌ１ とすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 無端状のベルト部材と、 前記ベルト部材の一方の端部において前記ベルト部材を
   張架する張架ローラ部材と、 前記ベルト部材の他方の端部において前記ベルト部材を
   張架し、内部に加熱部材を有する発熱ローラ部材と、 前記ベルト部材を挟んで前記張架ローラ部材と当接する
   加圧ローラ部材との少なくとも複数のローラ部材を備
   え、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、 前記張架ローラ部材の基体を中空で薄肉の丸棒とすると
   共に、 前記張架ローラ部材にクラウン形状を有する弾性層を設
   け、 前記張架ローラ部材と前記加圧ローラ部材との圧接によ
   り張架ローラ部材の基体を撓ませることを特徴とする定
   着装置。
4. 【請求項４】 前記張架ローラ部材と前記加圧ローラ部
   材との圧接による張架ローラ部材の基体の撓み量ΔＬ２
   を、前記張架ローラ部材の弾性層のクラウン量の０．４
   〜０．６倍とし、前記張架ローラ部材の軸方向長さをＬ
   ２とするとき、 ０．０００６・Ｌ２＜ΔＬ２＜０．００５・Ｌ２ とすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記張架ローラ部材の中央部に僅かなク
   ラウン量を設けるか、或いは中央部をストレートとし、
   両端部のクラウンを大きくすることを特徴とする請求項
   １〜４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記張架ローラ部材の弾性層は、内部に
   空隙を有するゴム部材で形成されていることを特徴とす
   る請求項１〜５の何れか１項に記載の定着装置。
7. 【請求項７】 前記張架ローラ部材の弾性層の表層に、
   離型層を設けることを特徴とする請求項１〜６の何れか
   １項に記載の定着装置。
8. 【請求項８】 前記ベルト部材の基材が樹脂であること
   を特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の定着装
   置。