JP2006201512A - ベルト定着装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルト部材の寄り力に起因するローラ側寄り規制部を備えた支持ローラの軸受部材の軸受倒れを防止することによって、軸受倒れに起因するベルトの耐久性の低下を防止し、部材の高寿命化が可能なベルト定着装置とこのベルト定着装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 該寄り規制支持ローラとしての加熱ローラ８２と定着ローラ８１によって張架されたベルト部材としての定着ベルト８０を有するベルト定着装置８で、加熱ローラ８２の回転軸の端部を支持する軸受部材としてのベアリング８８に接触することでベアリング８８が軸方向に外れることを防止する外れ防止部材９０及び９２を有し、ベアリング８８に対して外れ防止部材が２箇所で接触し得るようにする。
【選択図】 図９

Description

本発明は、本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びこれに採用される定着装置に係り、詳しくは、複数のローラによって張架され表面移動するベルト部材を備えたベルト定着装置、及びベルト定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、定着装置として複数の支持ローラに張架され表面移動するベルト部材を備えたベルト定着装置がよく知られている。このベルト定着装置においては、部品の寸法公差の積み上がりや駆動によって、ベルト部材を張架する複数の支持ローラ間の平行度にズレが生じる。この平行度のズレは小さいほど好ましいが、平行度のズレを完全に無くすことは困難である。支持ローラ間の平行度にズレがある状態でベルト部材を表面移動させると、支持ローラの軸方向の一方にベルト部材が寄ろうとする力（以下、寄り力と呼ぶ）が生じる。ベルト部材に寄り力が生じると、ベルト部材が支持ローラの軸方向に移動し、ベルト部材が支持ローラから外れたり、ベルト部材の端部が支持ローラの軸部を支持する側板と接触したり恐れがあった。ベルト部材が支持ローラからはずれると記録体の搬送性が悪くなり、記録体に皺が発生したり、ジャムが発生したりすることがある。また、ベルト部材の端部が側板と接触すると、ベルト部材が摺擦されて損傷し、ベルト部材の部材寿命が低下することがある。

このような問題点解決するために、特許文献１に記載の定着装置ではベルト部材に寄りを規制するための寄り規制部材を設け、ベルト部材を張架する支持ローラのうちの少なくとも一つにベルトの寄り規制部材と接触することでベルト部材の寄りを規制するローラ側寄り規制部を設けている。具体的にはベルト部材である定着ベルトの裏面の幅方向両端部またはその近傍に突出部を設け、ベルト部材を張架する支持ローラの一つの軸方向両端部にはベルト側の突出部における軸方向内側の側面と当接する当接面を設けている。このような定着装置では定着ベルトに寄り力が生じて軸方向の一方に移動すると、定着ベルトの寄り規制部材としての突出部の内側側面と、上述の支持ローラのローラ側寄り規制部である当接面とが接触する。突出部の内側側面と当接面とが接触することで、定着ベルトが支持ローラに対して軸方向に移動することができなくなり、ベルトの寄りを規制することができる。

特開２００４−１０９４５４号公報

しかしながら、ベルト寄り規制部とローラ側寄り規制部との構成では、ローラ側寄り規制部を備えた支持ローラにベルトの寄り力が伝わり、支持ローラの回転軸が軸方向への力を受け、その回転軸を支持する軸受部材が取り付けられた側壁に対して傾く軸受倒れが生じることがあった。この軸受倒れが生じると軸受倒れが生じた支持ローラと他の支持ローラとの平行度のズレが悪化し、ベルトの寄り力が大きくなる。ベルトの寄り力が大きくなると、寄りを規制するベルト寄り規制部に働く応力が大きくなり、ベルト寄り規制部を備えたベルトの耐久性を低下させるという問題があった。
また、平行度のズレの大きさが同じであってもプリントスピードが速いほどベルトの寄り力は大きくなり、上述の問題がより顕著となる。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ローラ側寄り規制部を備えた支持ローラの軸受部材のベルトの寄り力に起因する軸受倒れを防止することによって、軸受倒れに起因するベルトの耐久性の低下を防止し、部材の高寿命化が可能なベルト定着装置とこのベルト定着装置を備え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に、請求項１の発明は、複数の支持部材に張架され表面移動するベルト部材と、該ベルト部材に当接し定着ニップを形成する加圧部材とを有し、該ベルト部材は該ベルト部材の寄りを規制するためのベルト寄り規制部を備え、該複数の支持部材のうち少なくとも一つはローラ形状で、且つ該ベルト寄り規制部とともに該ベルト部材の寄りを規制するローラ側寄り規制部を備えた寄り規制支持ローラであり、該定着ニップ部で押圧することにより記録体上の未定着画像を定着させるベルト定着装置において、該寄り規制支持ローラの少なくとも一つについて、その回転軸の端部を支持する軸受部材と、該軸受部材と接触することで該軸受部材が軸方向に外れることを防止する外れ防止部材とを有し、該外れ防止部材は一つの軸受部材に対して複数箇所で接触し得ることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のベルト定着装置において、上記複数の支持部材のうち少なくとも一つは上記加圧部材と対向し上記ベルト部材を挟んで定着ニップを形成する加圧支持部材であり、該加圧支持部材は上記寄り規制支持ローラではないことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２のベルト定着装置において、上記外れ防止部材は上記軸受部を構成するベアリングが軸方向に外れることを防止するものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のベルト定着装置において、上記複数の支持部材の少なくとも一つの回転軸の軸方向の一端の位置を調節することで該複数の支持部材間の平行度を調節する平行度調節手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４のベルト定着装置において、上記平行度調節手段が上記寄り規制支持ローラの一端の位置を調節するものであり、上記外れ防止部材を該平行度調節部材により調節される端部とは反対側の端部に有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５のベルト定着装置において、上記複数の支持部材の少なくとも一つはローラ形状であり、且つその内部にベルト部材加熱用の加熱ヒータを有しており、該加熱ヒータはその端部を上記軸受部材よりも外側でヒータ支持部材により支持されており、上記外れ防止部材の少なくとも一つは該ヒータ支持部材と一体となっていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のベルト定着装置において、上記外れ防止部材が備えられた上記軸受部材にその回転軸を支持される上記寄り規制支持ローラは、該軸受部材に軸方向外側と軸方向内側とで接触することにより該軸受部材に対する軸方向の位置を固定する軸方向固定部を有することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、像担持体と、像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、該像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、該転写手段により転写材に転写されたトナー象を定着する定着手段とを備える画像形成装置において、該定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のベルト定着装置を用いることを特徴とするものである。

上記請求項１乃至８のベルト定着装置においては、外れ防止部材が一つの軸受部材に対して複数箇所で接触し得るので、一箇所のみで接触するものよりも軸受部材が傾きにくく、軸受部材が軸方向外れてしまうことだけでなく、軸受部材が側壁に対して傾く軸受倒れの発生を防止することができる。

請求項１乃至８の発明によれば、寄り規制支持ローラの回転軸を支持する軸受部材の軸受倒れの発生を防止することにより、軸受倒れの発生に起因するベルト部材の耐久性の低下を防止することができ、ベルト部材の高寿命化を図ることできるという優れた効果がある。

以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ１００に適用した実施形態について説明する。
まず、図１を用いてこのプリンタ１００の概略について説明する。プリンタ１００は、原稿を走査して読み取り、デジタル化して記録体に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能を有している。また、原稿の画像情報を遠隔地と送受信するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能も有している。

図１において、プリンタ１００の略中央に画像形成部１が設けられている。この画像形成部１の下方には、多段状の給紙部２が配置されている。この給紙部２の各段には、記録体としての普通紙や、ＯＨＰシート、第２原図などのシート束を積載した給紙装置としての給紙トレイ２１が配設されている。この給紙部２は、必要に応じて別の給紙装置２２を増設することができるように構成されている。画像形成部１の図中右側には開閉可能な手差しトレイ１２０も設けられている。図示のように上部が本体から離れるように移動して開いた状態で、この手差しトレイ１２０上にシート束を積載可能である。画像形成部１の上方には、原稿を読み取る読取部３が配設されている。また、画像形成部１の左側には、画像が形成されたシートを排紙収納するための排紙収納部４が配設されている。

画像形成部１には、４色のトナー像を個別に形成するための各色の作像部６が、無端状の中間転写ベルト５の外周面に対向するように並列に配置されている。各作像部６は、ドラム状の感光体６１を備えている。各感光体６１の周囲には、感光体６１の表面に帯電処理を行う帯電装置６２、画像情報を感光体表面にレーザ光で照射する露光装置７が配置されている。また、感光体６１の表面に露光されて形成された静電潜像を可視化するための現像装置６３、及び、感光体６１上の残留トナーを除去回収するクリーニング装置６４が配置されている。

読取部３には、コンタクトガラス３１上に載置された原稿（不図示）の読み取り走査を行うための、原稿照明用光源とミラーよりなる読み取り走行体３２、３３が往復移動自在に配設されている。この読み取り走行体３２、３３により走査された画像情報は、レンズ３４の後方に設置されているＣＣＤ３５に画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、露光装置７内のレーザダイオードＬＤ（不図示）の発光により、感光体６１の表面に静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体６１に至る。読取部３の上方には、原稿を自動的にコンタクトガラス３１上に搬送するための自動原稿搬送装置３６が取り付けられている。

中間転写ベルト５の周囲には、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像を記録体に転写するための転写装置５１が配置されている。また、この転写装置５１によりフルカラートナー像が記録体に転写された後の、中間転写ベルト５表面に残留しているトナーを除去回収するための中間転写クリーニング装置５２が配置されている。

次に、この画像形成装置の作像プロセスについて説明する。図１において、各作像部６では、周知の電子写真プロセスにより、中間転写ベルト５の回転に合せて、各感光体６１上に所定のタイミングで４色のトナー像が形成される。まず、イエロー作像部６Ｙでは、左端の感光体上に形成されたイエロートナー像が中間転写ベルト５に転写される。
マゼンタ作像部６Ｍでは、次の感光体上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。シアン作像部６Ｃでは、更に次の感光体上に形成されたシアントナー像がマゼンタトナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。ブラック作像部６Ｋでは、右端の感光体上に形成されたブラックトナー像がシアントナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。このように、各感光体上に形成された４色のトナー像が順次重ね合わされて転写されることにより、中間転写ベルト５にフルカラートナー像が形成される。

一方、中間転写ベルト５上へのフルカラートナー像の画像形成動作に平行して、給紙部２の選択された給紙トレイ２１から記録体が順次１枚ずつ分離給紙される。すなわち、図示の給紙部２においては、給紙トレイ２１に回動可能に支持された底板２４上に記録体束が積載されている。この底板２４の回動により記録体束の最上位の記録体がピックアップローラ２５に当接可能な位置まで上昇する。この最上位の記録体は、ピックアップローラ２５の回転により給紙されて、リバースローラ２７により１枚に分離される。そして、１枚に分離された最上位の記録体は、給紙ローラ２６の回転により、給紙トレイ２１から送り出されて、その搬送経路下流側に配置されているレジストローラ２３へと搬送される。

上述のようにして分離搬送された記録体は、レジストローラ２３のニップに突き当たることにより搬送が一時止められて待機される。レジストローラ２３は、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像と、記録体の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転を開始するように制御される。このレジストローラ２３の回転により、待機されている記録体が再び給紙される。これにより、この記録体の所定位置に、転写装置５１によって中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像が転写される。

このようにしてフルカラートナー像が転写された記録体は、その搬送経路の下流側の定着装置８に送り込まれる。この定着装置８は、転写装置５１により転写されたフルカラートナー像をシート上に定着する。定着装置８についての詳細は後述する。フルカラートナー像が定着された記録体は、排紙ローラ４１により排紙収納部４に排紙収納される。
ここで、記録体の両面に画像形成を行う際は、分岐部９１にて記録体を分岐し、両面装置９を経由させることにより、記録体の表裏を反転させる。この表裏が反転された記録体は、レジストローラ２３のニップに突き当たることで、そのスキューが補正された後、上述の片面への画像形成時と同様にして裏面への画像形成が行われる。

次に、ベルト定着装置８について説明する。図２は本実施形態に係るベルト定着装置８の概略構成図である。
ベルト定着装置８では図２に示すように加圧支持部材である定着ローラ８１と加熱ローラ８２とにベルト部材である定着ベルト８０が張架されている。定着ローラ８１と対向する位置に、定着ベルト８０を挟んで定着ローラ８１に当接し定着ニップＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ８３が有り、加圧ローラ８３は適正な加圧力で定着ローラ８１に加圧している。
定着ローラ８１は不図示の駆動源によって回転駆動され、定着ベルト８０を図中の矢印Ａ方向に無端移動し、これによって加熱ローラ８２が従動回転する。また上述の駆動源による回転は不図示のギアを介して加圧ローラ８３に伝達され、加圧ローラ８３が図中の矢印Ｂ方向に回転駆動される。

定着ローラ８１、加熱ローラ８２及び加圧ローラ８３のそれぞれの回転軸中心は中空に形成されており、その内部にはそれぞれ第１ヒータ８１Ｈ、第２ヒータ８２Ｈ及び第３ヒータ８３Ｈが内蔵されている。第１ヒータ８１Ｈ及び第２ヒータ８２Ｈによって定着ローラ８１及び加熱ローラ８２が加熱され、定着ローラ８１と加熱ローラ８２とにより張架される定着ベルト８０が加熱される。また、第２ヒータ８３Ｈによって加圧ローラ８３が加熱される。また、定着温度を管理するために定着ベルト８０や加圧ローラ８３の表面温度を検知するサーミスタ等の不図示の温度検知部材を備えており、この温度検知部材の検知結果の基づいて第１ヒータ８１Ｈ、第２ヒータ８２Ｈ及び第３ヒータ８３Ｈが制御され、定着ベルト８０と加圧ローラ８３との温度が定着に適した温度となる。

定着ベルト８０としては、例えばポリイミド樹脂などからなる基体層と、この基体上に設けられたシリコンゴムからなる弾性層と、この弾性層上に設けられたＦＰＡ（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）やＰＦＡ及びＰＦＴＥなどのフッ素樹脂からなる表面層とを有する多層構造ベルトを用いることができる。

定着ローラ８１は、金属からなる中空の芯金としての定着ローラ芯金部８１ａと、定着ローラ芯金部８１ａの表面に設けられたシリコンゴムからなる定着ローラ弾性層８１ｂと、定着ローラ弾性層８１ｂの表面に積層されたＦＰＡやフッ素樹脂からなる定着ローラ表面層８１ｃとによって構成されている。

また、加熱ローラ８２は、アルミニウム等の金属性の加熱ローラ芯金部８２ａと、フッ素樹脂からなる表層（不図示）により構成されている。加熱ローラ芯金部８２ａの材質は、比熱が小さく、熱伝導率が大きいものが好ましく、他にも鉄、銅、ステンレス等の金属を使用することができる。表層をフッ素樹脂より構成しているのは、ベルトの寄り防止、及び加熱ローラ８２表面の耐磨耗性を向上させるためである。また、加熱ローラ芯金部８２ａをアルミニウムにより構成した場合には、その外面にあるまいと処理により参加アルミニウム層を形成することが好ましい。

さらに、加圧ローラ８３は、鋼、鉄等の金属からなる中空の芯金としての加圧ローラ芯金部８３ａと、加圧ローラ芯金部８３ａの表面に設けられたシリコンゴムからなる加圧ローラ弾性層８３ｂと、加圧ローラ弾性層８３ｂの鏡面に積層されたＦＰＡやフッ素樹脂からなる加圧ローラ表面層８３ｃとによって構成されている。
このように、加圧ローラ弾性層８３ｂを有する加圧ローラ８３と定着ローラ弾性層８１ｂを有する定着ローラ８１とが、定着ベルト８０を介して、圧接することにより、定着ベルト８０と加圧ローラ８３との当接部である定着ニップ部Ｎを比較的広く形成することができる。
また、定着装置８には、定着される記録体を定着ニップＮに向けて案内するガイド部材８４等が設けられている。さらに、定着ベルト８０上には、図示は省略するがオフセット防止用のオイルを塗布するオイル塗布部材、トナーがベルト上に付着した場合に備えてクリーニング部材等を備えるようにしてもよい。
なお、ベルト定着装置８では定着ベルト８０が定着ローラ８１と加熱ローラ８２との２つのローラによって張架されているが、それら以外のローラや支持部材を用いて３つ以上の支持部材で張架してもよい。
また、定着ベルト８０に適当な所定の張力を与えるため、加熱ローラ８２はバネなどの図示しない弾性体によって定着ローラ８１から離間させる方向に付勢されている。

図３は、定着ローラ８１、加熱ローラ８２およびそれらに張架された定着ベルト８０を上から見た図である。定着装置８において、部品の寸法公差の積み上がりや駆動によって、定着ローラ８１と加熱ローラ８２との間には平行度のズレが生じている。
このように平行度にズレがある状態で、定着ローラ８１を回転駆動させ、定着ベルト８０を無端移動させると、定着ベルト８０に寄り力生じて、定着ベルト８０が図３中の矢印Ｉ方向又は矢印Ｊ方向に寄る。ここで矢印Ｉ方向は図１における手前側で、矢印Ｊ方向は奥側である。

図４は、定着ベルト８０が備えるベルト寄り規制部材である寄り規制ガイド８５と加熱ローラ８２端部との形状及び長さの関係を示す図である。定着ベルト８０の内面の両端部には、加熱ローラ８２の端部と接触して寄りを規制するストッパの役割を果たす寄り規制ガイド８５が接着されている。

図５は図４中の領域α部分の寄り規制ガイドの拡大説明図ある。図に示すように、寄り規制ガイド８５の内側のガイド内側面８５ｆはテーパ面が形成されている。さらに、加熱ローラ８２の端部の寄り規制ガイド８５のテーパ面と対向するローラ側寄り規制部である接触面８２ｆはガイド内側面８５ｆと同角度（図中θ）のテーパ面が形成されており、ガイド内側面８５ｆと接触面８２ｆとの間は両端側共に間隙を有するように形成されている。このように加熱ローラ８２は寄り規制支持ローラとしての役割を有している。

次に、定着ベルト８０に寄り力生じた状態について考える。例えば定着ベルト８０に図中Ｉ方向に寄り力Ｆが生じた場合、定着ベルト８０は寄り力Ｆにより図中Ｉ方向に移動する。定着ベルト８０がＩ方向に移動するとガイド内側面８５ｆと接触面８２ｆとの間隙がつまって接触する。このようにガイド内側面８５ｆと接触面８２ｆとが接触すると、定着ベルト８０がＩ方向に移動できなくなり、ベルトの寄りを規制することができる。定着ベルト８０に加わる寄り力がＪ方向の場合でも軸方向反対側の寄り規制ガイド８５および加熱ローラ８２の端部の接触面でベルトの寄りを規制することができる。

寄り規制ガイド８５のガイド内側面８５ｆと加熱ローラ８２の接触面８２ｆとが接触することにより、定着ベルト８０の寄りを規制すると、寄り規制ガイド８５と加熱ローラ８２とに寄り力Ｆが加わった状態となる。ガイド内側面８５ｆと接触面８２ｆとの接触する部分は同角度のテーパ面が形成されていて、無端状定着ベルトの寄り力Ｆを分散させることができる。これにより、ガイド内側面８５ｆと接触面８２ｆとを軸方向に対して垂直な面により構成したものに比べて、定着ベルト８０に発生する応力を抑えることができ、無端状定着ベルトの高寿命化を図ることができる。

また、図４に示すように、寄り規制ガイド及び各ローラの長さは、定着ベルト８０の両端部の寄り規制ガイド８５の内側の長さをＬ、加熱ローラ８２の両端のテーパ部間の長さをＬ１、定着ローラ８１の胴部長さをＬ２とすると、Ｌ＞Ｌ１＞Ｌ２の関係になっている。このため、定着ベルト８０が何れの方向に寄った時も、加熱ローラ８２の端部のみが寄り規制ガイド８５と接触する。
定着ローラ８１の端部を寄り規制ガイド８５と接触するように構成することもできるが、定着ローラ８１の薄い定着ローラ表面層８１ｃの内側はシリコンゴムなどからなる定着ローラ弾性層８１ｂである。このような構造の定着ローラ８１の端部に寄り規制ガイド８５が接触するように構成すると、定着ローラ弾性層８１ｂの端面が早期に磨耗して、定着ローラ８１の部材寿命が短くなる恐れがある。
一方、加熱ローラ８２の不図示の表面層の内側は金属からなる加熱ローラ芯金部８２ａである。そして、寄り規制ガイド８５とはこの加熱ローラ芯金部８２ａの端面が接触することになる。金属は弾性材料に比べて耐磨耗性に優れているため、加熱ロ−ラ８２の部材寿命が大きく縮められることがない。
このように、定着ベルト８０の寄り規制ガイド８５が加熱ローラ８２のみの端部に接触する構成とすることにより、定着ベルト８０を張架する支持ローラである定着ローラ８１及び加熱ローラ８２の寿命の低下を防止することができる。

また、定着ベルト８０上にオフセット防止用のオイルを塗布する構造の定着装置の場合、寄り規制ガイド８５と定着ローラ８１の端面とが接触する構成では、定着ベルト８０に塗布されたオイルが寄り規制ガイド８５を介して定着ローラ８１に移行することがあった。定着ローラ８１にオイルが移行すると定着ローラ弾性層８１ｂがオイルによって膨潤し、定着ローラ８１の径が変化することがある。このとき、定着ローラ８１の径が不均一に変化してしまうと、定着ベルト８０の寄りを発生させる原因となる。一方、定着ローラ８１と寄り規制ガイド８５とが接触しない構成では、定着ベルト８０の表面にオイルを塗布してもそのオイルが定着ローラ８１に回り込むことがない。よって、定着ローラ弾性層８１ｂが膨潤することにより定着ローラ８１の径が不均一になることがなく、これに起因する定着ベルト８０の寄りの発生を防止することができる。

上述の説明では、寄り規制ガイド８５が加熱ローラ８２の端面に接触することで定着ベルト８０の寄りを規制する構成について説明したが、寄り規制ガイド８５が接触するローラは加熱ローラに限るものではない。また、ベルト部材が定着ベルト以外のベルトであってもよく、ベルト部材を張架する複数の支持部材のうちの少なくとも一つが、ベルト寄り規制部材と接触し、ベルトの寄りを規制するものであればよい。また、ベルト寄り規制部材と接触する接触面を構成する部材には金属などの耐磨耗性に優れた材料を使用することが好ましい。

定着ベルト８０に寄りが生じると、ベルト寄り規制部材としての寄り規制ガイド８５が加熱ローラ８２の端面に接触する構成により、定着ベルト８０の寄りを規制することができる。さらに、ガイド内側面８５ｆと加熱ローラ８２の端面である接触面８２ｆとをテーパ面とすることで定着ベルト８０に発生する応力を抑えることができるが、定着ローラ８１と加熱ローラ８２との平行度が著しく悪化していると、寄り力大きくなり、定着ベルト８０に発生する応力も大きくなる。
そこでベルト定着装置８では、加熱ローラ８２の端部のうち図１における手前側端部を支持するベルト定着装置８の手前側の側板に、加熱ローラ８２の一端の位置を調節することにより、定着ローラ８１と加熱ローラ８２との平行度を調節する平行度調節手段を有している。

図６は、図１における奥側から見たベルト定着装置８の上部断面図であり、平行度調節手段の説明図である。
図に示すように、ベルト定着装置８の手前側の側板である上前側板８６の内側には定着ローラ８１の胴体部と加熱ローラ８２の胴体部とが有り、このふたつのローラの胴体部で定着ベルト８０を張架している。加熱ローラ８２の軸部は上前側板８６に設けられた前側軸受孔８６ａを貫通するようになっている。そして、加熱ローラ８２の前側軸受孔８６ａと接触し得る位置には、軸受部材としてのベアリング８８が設けられており、加熱ローラ８２の回転がスムーズになるようになっている。

前側軸受孔８６ａの下方には、ベアリング８８の下部に接触して支持する平行度調節手段としての加熱ローラ高さ調節部材８９を設けている。また、図７は図６中の領域βの拡大図であるが、図に示すようにベアリング８８の上部と前側軸受孔８６ａとの間には高さ位置を調整するための微小隙間Ｘを備えている。
加熱ローラ高さ調節部材８９の上前側板８６に対する固定位置を調節することにより、ベアリング８８の高さを調節することができ、加熱ローラ８２の高さを調節することができ、加熱ローラ８２と定着ローラ８１との平行度を調節することができる。
この平行度の調節としては、製造後出荷前に加熱ローラ８２と定着ローラ８１との平行度または定着ベルト８０の寄り量を測定し、その測定結果に応じて、加熱ローラ８２と定着ローラ８１との平行度のズレをできるだけ小さくするように加熱ローラ高さ調節部材８９の固定位置を調節する。
このように、平行度調節手段としての加熱ローラ高さ調節部材８９を設けることで、定着ローラ８１と加熱ローラ８２との平行度が著しく悪いことに起因する定着ベルト８０の応力の増大を防止することができ、定着ベルト８０の高寿命化を図ることができる。

上述のように、加熱ローラ８２端部と寄り規制ガイド８５が接触することで、定着ベルト８０の寄りを規制する構成では、加熱ローラ８２はＩ方向又はJ方向のうち寄り力が生じる方向に力を受ける状態となる。
図８は加熱ローラ８２の端部のうち図１における奥側端部を支持するベルト定着装置８の奥側の側板（以下、上後側板８７と呼ぶ）に、軸受部材としてのベアリング８８と、その上部に接触することでベアリング８８が軸方向に外れることを防止する上部外れ防止部材９０とを設けた構成で、図中矢印Ｊ方向に寄り力を受けた時の状態を示す説明図である。上部外れ防止部材は加熱ローラ８２の軸方向に対して垂直な面を有しており、この面がベアリング８８に接触することで、ベアリングが軸方向外側に外れることを防止している。
加熱ローラ８２がベルトの矢印Ｊ方向の寄り力を受けると、ベアリング８８も矢印Ｊ方向に力を受ける。上部外れ防止部材９０により、ベアリングが軸方向に外れることは防止することができるが、上部外れ防止部材９０が接触しないベアリング８８の下方が軸方向外側にずれて、ベアリング８８が上後側板８７に対して傾くベアリング倒れが生じる。

ベアリング倒れが生じると軸受部材としてのベアリング８８が支持する加熱ローラ８２の回転軸も傾くため、加熱ローラ８２と定着ローラ８１との平行度のズレが悪化する。これにより、定着ベルト８０の手前側と奥側のベルトテンションが不均一となり、ベルト寄りを悪化させ、ベルトを早期に破断させてしまうことがある。
また、ベアリングに限らず、ベルトの寄りによって軸受部材が傾く構成であれば軸受倒れが生じて同様の問題が生じる。特にベアリングの場合、軸方向に力を受けて傾くと、図８に示すように上後側板８７と上部外れ防止部材９０とに接触してかじりが生じる。ベアリング８８にかじりが生じると、回転をスムーズにするというベアリングの作用を得ることができなくなることがある。さらに、かじりの状態から元に戻らなくなり、平行度のズレが悪化したままとなってしまう。また、上述の説明では、軸受部材の上部に接触し得る外れ防止部材を設けた構成での不具合について説明したが、上部に限らずどこで接触する構成であっても、外れ防止部材が一箇所のみであればベアリング倒れは発生し得る。
外れ防止部材を設けない構成も考え得るが、外れ防止部材を設けないとベアリング倒れだけでなく、ベアリング８８が軸方向外側へ完全に外れてしまう恐れがある。

ベルトの寄り力は線速に比例して大きくなるため、プリントスピードの遅いプリンタであればベルトが破損するまでには至らないが、プロセス線速がおおよそ２５０［ｍｍ／ｓｅｃ］を越えるような高速な画像形成装置の場合、経時でベルト破損が発生するおそれがある。

図９は本実施形態のベルト定着装置８の上部を図１における奥側から見た説明図である。また、図１０は図９における矢印Ｃ方向から見た上後側板８７側の加熱ローラ８２端部の説明図である。
図に示すように、ベアリング８８が外れることを防止する外れ防止部材をベアリング８８の上部に接触し得る上部外れ防止部材９０だけでなく、ベアリング８８の下部に接触し得る下部外れ防止部材９２を設けている。
このように、上下２箇所に外れ防止部材を設けることにより、ベアリング８８の円周上の２箇所を支持することができ、ベアリング８８が部分的に軸方向外側にずれることを防止でき、これに起因するベアリング倒れの発生を防止することができる。
また、上下２ヶ所に限らず、ベアリング８８の外れ防止部材として、加熱ローラ８２の軸方向に対して垂直な面を複数箇所形成することにより、ベアリング倒れを防止することができる。
さらに、複数の面で構成するものに限らず、一つの面でもベアリング８８に対して複数箇所で接触するような、例えば円弧状の部材を設けることにより、ベアリング倒れを防止することができる。

本実施形態で採用した上部外れ防止部材９０は加熱ローラ８２及び定着ローラ８１が備えるベルト部材加熱用の加熱ヒータとしての第２ヒータ８２Ｈ及び第１ヒータ８１Ｈを支持する、ヒータ支持部材としてのヒータホルダ９３と一体となっている。図１１はヒータホルダ９３の斜視図であり、図１２はヒータホルダ９３を設置したベルト定着装置８の上部側面図である。
また、上部外れ防止部材９０だけでなく、図１３に示すように下部外れ防止部材９２もヒータホルダ９３と一体としたものを採用しても良い。
このように、外れ防止部材とヒータホルダとを一体とすることで、部品点数を少なくすることができ、組み付け性の向上につながる。また、部品点数を少なくすることでコストダウンにもつながる。

また、ベルト部材である定着ベルト８０は本来、Ｉ方向とＪ方向のいずれにも寄る可能性があるが、同じ金型で製作した部品であればベルト寄りの傾向は変わらず，寄り量も大きく変わることはない。そして、本実施形態で用いたベルト定着装置８においてはＪ方向にのみベルトの寄りが生じる傾向があった。
また駆動による平行度のズレについても方向は常に一定で、そのズレ量も大きく変わることはない。仮に、定着ベルト８０がＩ方向に寄った場合でも、できるだけ二つのローラの平行度のズレを少なくするように、且つＪ方向にベルトの寄りが生じるように加熱ローラ高さ調節部材８９の固定位置を調節すればよい。また、Ｉ方向にベルトの寄りが生じる場合は、加熱ローラ８２の手前側端部の高さ位置を調整するための微小隙間Ｘがあるために、ベアリング８８がかじること無く、図８に示すように片側だけを支持した場合のベルト寄りに悪影響を与える程のベアリング倒れには至らない。従って、ベルト定着装置８ではベアリングの倒れ防止部材を上後側板８７側のみに具備している。
ベアリング８８の倒れ防止部材は加熱ローラ８２の軸方向両端側に設けてもよいが、加熱ローラ８２の一端に加熱ローラ高さ調節部材８９が設置されている場合は、その反対側の端部のみに倒れ防止部材を設ければ、その作用を得る事ができる。また、一方のみに倒れ防止部材を設けることで部品点数を減らすことができる。

図１４は従来の加熱ローラ８２の軸部が軸方向に熱膨張した加熱ローラ端部の状態を示す説明図である。
その軸方向端部にベアリングを有する従来の加熱ローラ８２では、ベアリング８８に対して外側のみにベアリング固定用の外側Ｃリング９５を当接していた。このような構成で加熱ローラ８２が第２ヒータ８２Ｈの熱により熱膨張すると図１４のような状態になり、加熱ローラ８２の軸方向に発生するズレを抑えるには不十分であった。定着ベルト８０の寄り量を測定することでローラ同士の平行度のズレを検知する場合、加熱ローラ８２の軸方向にズレが生じると定着ベルト８０の寄り量にバラツキが生じ、検知結果にもバラツキが生じる。
図１５はベルト定着装置８での加熱ローラ８２のジャーナル部のベアリング８８よりも内側に内側Ｃリング９４を設けた加熱ローラ８２の端部説明図である。外側Ｃリング９５だけでなく、内側Ｃリング９４を設けることにより、加熱ローラ８２は軸受部材であるベアリング８８に対する軸方向へのズレを防止するズレ防止機能を有し、加熱ローラ８２の軸方向のズレが抑制され、定着ベルト８０の寄り量のバラツキを抑えることができる。
また、内側Ｃリングを設けるものに限らず、図１６に示すように、ベアリング８８より内側の加熱ローラ８２のジャーナル部の径を大きくすることでも同様の機能を持たせることができる。これによって加熱ローラ８２の軸方向のズレは規制され、定着ベルト８０の寄り量のバラツキを抑えることも可能になる。

ベルト定着装置８では、定着ベルト８０と当接し定着ニップＮを形成する加圧部材としてローラ形状の加圧ローラ８３を採用したが、加圧部材としてはローラ形状に限るものではない。例えば、定着ベルト８０と同様に複数の支持部材に張架されるベルト部材を採用しても良い。

以上、本実施形態によれば、寄り規制支持ローラとしての加熱ローラ８２について、その回転軸を支持する軸受部材であるベアリング８８に接触することでベアリング８８が軸方向に外れることを防止する外れ防止部材として、上部外れ防止部材９０と下部外れ防止部材９２の２つを有し、外れ防止部材がベアリング８８に対して複数箇所で接触し得る。これにより、ベアリング８８が取り付けられた側壁である上後側板８７に対して傾くベアリング倒れの発生を防止することができる。そして、ベアリング倒れに起因するベルト部材である定着ベルト８０の寄り力の増加を防止し、加熱ローラ８２と定着ベルト８０との接触力を減少させることができる。よって、ベアリング倒れに起因する定着ベルト８０の耐久性の低下を防止することができ、定着ベルト８０の高寿命化を図ることができる。
また、加圧支持部材である定着ローラ８１を寄り規制支持ローラとしないことにより、定着ベルトのベルト寄り規制部である寄り規制ガイド８５が定着ローラ弾性層８１ｂに接触することによる定着ローラ８１の部材寿命の低下を防止することができる。
また、外れ防止部材が軸受部を構成するベアリング８８が軸方向に外れることを防止するものであるので、ベアリング倒れによるかじりの発生を防止することができる。
また、平行度調節部材である加熱ローラ高さ調節部材８９を備えることで、加熱ローラ８２と定着ローラ８１との平行度のズレが著しい場合に加熱ローラ８２の高さを調節することで、平行度のズレを低減させることができる。
また、加熱ローラ高さ調節部材８９とは反対側の加熱ローラ８２の端部に上部外れ防止部材９０及び下部外れ防止部材９２を設けることにより、部品点数を減らすことができ、組み付け性の向上、及びコストダウンが可能となる。
また、上部外れ防止部材９０を加熱ヒータである第２ヒータ８２Ｈを支持するヒータ支持部材としてのヒータホルダ９３と一体で形成することにより、部品点数を減らすことができ、組み付け性の向上、及びコストダウンが可能となる。
また、加熱ローラ８２は、外側Ｃリング９５だけでなく、内側Ｃリング９４を設けることにより、加熱ローラ８２は軸受部材であるベアリング８８に対する軸方向へのズレを防止するズレ防止機能を有する。従来の加熱ローラを用いたベルト寄り測定では、定着ベルト８０自身のより量に加えて加熱ローラ８２の軸方向の移動量も含んでいた可能性があった。ベルト定着装置８では加熱ローラ８２が、ベアリング８８に対する軸方向へのズレ防止機能を有することにより、加熱ローラ８２の軸方向への移動を規制することによって、定着ベルト８０の寄り量の測定のバラツキを抑えることが可能となる。

実施形態に係るプリンタの概略構成図。 同プリンタのベルト定着装置の概略構成図。 定着ベルトの上面図。 定着ベルト、定着ローラ及び加熱ローラの形状及び長さの関係図。 寄り規制ガイドの説明図。 ベルト定着装置の上前側板付近の断面図。 ベアリングと前側軸受孔との微小隙間の説明図。 ベアリング倒れの説明図。 ベルト定着装置の上後側板付近の断面図。 加熱ローラ上後側板側の端部の説明図。 ヒータホルダの斜視図。 ヒータホルダを設置したベルト定着装置の上後側板付近の側面図。 ２つの外れ防止部材と一体のヒータホルダの斜視図。 従来の加熱ローラの軸方向のズレの説明図。 実施形態に係る加熱ローラの軸方向のズレを防止する構成の説明図。 加熱ローラの軸方向ズレを防止する他の構成の説明図。

符号の説明

１ 画像形成部
２ 給紙部
３ 読取部
４ 排紙収納部
５ 中間転写ベルト
６ 作像部
７ 露光装置
８ 定着装置
９ 両面装置
２１ 給紙トレイ
２２ 給紙装置
２３ レジストローラ
２４ 底板
２５ ピックアップローラ
２６ 給紙ローラ
２７ リバースローラ
３１ コンタクトガラス
４１ 排紙ローラ
５１ 転写装置
５２ 中間転写クリーニング装置
６１ 感光体
６２ 帯電装置
６３ 現像装置
６４ クリーニング装置
８０ 定着ベルト
８１ 定着ローラ
８２ 加熱ローラ
８３ 加圧ローラ
８４ ガイド部材
８５ 寄り規制ガイド
８６ 上前側板
８７ 上後側板
８８ ベアリング
８９ 加熱ローラ高さ調節部材
９０ 上部外れ防止部材
９１ 分岐部
９２ 下部外れ防止部材
９３ ヒータホルダ
９４ 内側Ｃリング
９５ 外側Ｃリング
１００ プリンタ
１２０ 手差しトレイ

Claims (8)

1. 複数の支持部材に張架され表面移動するベルト部材と、
   該ベルト部材に当接し定着ニップを形成する加圧部材とを有し、
   該ベルト部材は該ベルト部材の寄りを規制するためのベルト寄り規制部を備え、
   該複数の支持部材のうち少なくとも一つはローラ形状で、且つ該ベルト寄り規制部とともに該ベルト部材の寄りを規制するローラ側寄り規制部を備えた寄り規制支持ローラであり、
   該定着ニップ部で押圧することにより記録体上の未定着画像を定着させるベルト定着装置において、
   該寄り規制支持ローラの少なくとも一つについて、その回転軸の端部を支持する軸受部材と、該軸受部材と接触することで該軸受部材が軸方向に外れることを防止する外れ防止部材とを有し、
   該外れ防止部材は一つの軸受部材に対して複数箇所で接触し得ることを特徴とするベルト定着装置。
2. 請求項１のベルト定着装置において、
   上記複数の支持部材のうち少なくとも一つは上記加圧部材と対向し上記ベルト部材を挟んで定着ニップを形成する加圧支持部材であり、
   該加圧支持部材は上記寄り規制支持ローラではないことを特徴とするベルト定着装置。
3. 請求項１または２のベルト定着装置において、
   上記外れ防止部材は上記軸受部を構成するベアリングが軸方向に外れることを防止するものであることを特徴とするベルト定着装置。
4. 請求項１、２または３のベルト定着装置において、
   上記複数の支持部材の少なくとも一つの回転軸の軸方向の一端の位置を調節することで該複数の支持部材間の平行度を調節する平行度調節手段を有することを特徴とするベルト定着装置。
5. 請求項４のベルト定着装置において、
   上記平行度調節手段が上記寄り規制支持ローラの一端の位置を調節するものであり、上記外れ防止部材を該平行度調節部材により調節される端部とは反対側の端部に有することを特徴とするベルト定着装置。
6. 請求項１、２、３、４または５のベルト定着装置において、
   上記複数の支持部材の少なくとも一つはローラ形状であり、且つその内部にベルト部材加熱用の加熱ヒータを有しており、
   該加熱ヒータはその端部を上記軸受部材よりも外側でヒータ支持部材により支持されており、
   上記外れ防止部材の少なくとも一つは該ヒータ支持部材と一体となっていることを特徴とするベルト定着装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６のベルト定着装置において、
   上記外れ防止部材が備えられた上記軸受部材にその回転軸を支持される上記寄り規制支持ローラは、該軸受部材に軸方向外側と軸方向内側とで接触することにより該軸受部材に対する軸方向の位置を固定する軸方向固定部を有することを特徴とするベルト定着装置。
8. 像担持体と、像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、該像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、該転写手段により転写材に転写されたトナー象を定着する定着手段とを備える画像形成装置において、
   該定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７のベルト定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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