JP2008015482A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ローラの回転によって走行する循環ベルトと、循環ベルトと摩擦接触するガイドローラの両端との摩擦を減少させることが可能な、新規かつ改良された定着装置及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】ヒータが内蔵された加熱ローラと、加熱ローラの軸方向と平行に配置された少なくとも２つのガイドローラと、ガイドローラによって支持され、加熱ローラに押圧されて、加熱ローラの回転によって無限軌道上を走行し、加熱ローラとの間に印刷媒体が挿入される循環ベルトとを備え、循環ベルトの内面と摩擦接触するガイドローラの両端の外面に、突起部が形成されたことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置において、印刷媒体に転写された画像を加熱圧着して定着させる定着装置、及び電子写真方式の画像形成装置に関する。

一般的に、レーザービームプリンタのような電子写真方式の画像形成装置は、現像器において、トナーで形成されたトナー画像を現像して、印刷媒体、例えば用紙にトナー画像を転写し、定着器で、トナー画像を用紙に加熱圧着してトナー画像を完全に用紙に定着させる構成を有している。このような構成によって、画像形成装置は、例えば、手で擦ってもにじまないように用紙に画像を完全に定着させることができる。

定着器は、通常、２つのローラが強い圧力で密着して回転する構造が多く採用されてきた。すなわち、この定着器は、２つのローラが密着されて形成されるニップに用紙が通過すると、両ローラのうちいずれか１つに内蔵されたヒータが、用紙に転写されたトナーを加熱しながら、トナーを用紙に完全に融着させる構成を有する。なお、ニップは、２つのローラが圧力をかけて接触することによって形成される幅を有する。

最近では、印刷速度が速くなるにつれて、このようなローラタイプの定着器は、定着に必要な、十分な熱を与えることが不可能になっている。これは、印刷速度が速くなれば、それだけニップで用紙が接触している時間が減少して、定着が完了する前に用紙がローラを通過してしまうためである。言い換えれば、２つのローラの密着によって生じる短いニップでは、高速印刷条件で十分なニップ通過（滞留）時間を確保するのに限界がある。

一方、ニップの幅を広げるために、ローラの直径を過度に大きくすれば、画像形成装置全体の体積も大きくなり過ぎ、ウォーミングアップにかかる時間も長くなるなど、他の問題が発生する。

そこで、近年では、図１に示すように、循環ベルト２０を利用するベルト型定着器が多く採用されている。図１は、従来の画像形成装置のベルト型定着器を示す斜視図である。

この定着器は、ヒータ（図示せず。）が内蔵された加熱ローラ３０に密着する部材を、ローラの代わりに循環ベルト２０に代替したものである。この構成によって、用紙が加熱ローラ３０の熱を受けながら通過するニップＮの長さは、大幅に拡大する。すなわち、循環ベルト２０が加熱ローラ３０に密着することで形成されるニップＮは、既存の定着器の２つのローラが接触することで形成されるニップに比べてはるかに長い。そのため、循環ベルト２０を有する定着器は、印刷が高速で進行しても十分なニップ通過時間を確保することができる構造として注目されている。

参照符号１１及び１２は、循環ベルト２０の走行をガイドするガイドローラを示し、参照符号１３と１４は、両ガイドローラ１１、１２が加熱ローラ３０方向に密着するように弾性力を提供する密着用スプリングを示し、参照符号１５は、循環ベルト２０に高い張力が印加されるように、両ガイドローラ１１、１２の間を広げるテンション用スプリングを示す。

そして、ガイドローラ１１、１２のうち、用紙１の進行方向に入り口側のガイドローラ１１を加圧ローラ、出口側のガイドローラ１２を分離ローラとも呼ぶ。出口側のガイドローラ１２が分離ローラと呼ばれる理由は、その硬度が加熱ローラ３０の外周にあるゴム層より大きく、図２に示すように、定着器を抜け出す用紙１の先端が、加熱ローラ３０に巻かれずに分離ローラ１２側に向かうように、ニップＮを形成する役割を担うためである。図２は、従来の定着器のニップを示す説明図である。ここでは、両ローラを総称してガイドローラ１１、１２と呼ぶ。

そして、この両ガイドローラ１１、１２の両端部には、循環ベルト２０の蛇行防止のためのブッシング１０が結合されているが、このブッシング１０は、ガイドローラ１１、１２を回転自在に支持しながら、スプリング１３、１４、１５を連結する役割も担い、特に、図３に示すように規制部１０ａが設けられていて、循環ベルト２０がブッシング１０を越えて蛇行しないように防ぐ役割も担う。

特開２００２−８２５３１号公報 特開平５−３２３８１１号公報 特開平１１−２４４５８号公報 特開２００２−４９２６８号公報

しかし、このブッシング１０は、循環ベルト２０と共に回転するのではなく、固定された部材であるため、循環ベルト２０の走行時に問題が発生した。すなわち、循環ベルト２０の走行時には、図３に示すように循環ベルト２０が、両ガイドローラ１１、１２の胴部１１ａ、１２ａだけでなく、ブッシング１０にも接触しながら循環する。図３は、従来の定着器のガイドローラを示す正面図である。胴部１１ａ、１２ａは、循環ベルト２０と共に回転するために問題とならないが、ブッシング１０は、固定体であるため、循環ベルト２０との間に持続的に摩擦が生じる。そして、このように摩擦が持続されれば、循環ベルト２０の摩耗が大きくなって寿命が短縮された。また、摩擦が制動力として作用するため、加熱ローラ３０を回転するための駆動トルクが必要以上に増加するという問題もあった。上記の問題は、循環ベルト２０が、一般的に、加熱ローラ３０の回転に従動されて走行するように構成されているため生じる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、加熱ローラの回転によって走行する循環ベルトと、循環ベルトと摩擦接触するガイドローラの両端との摩擦を減少させることが可能な、新規かつ改良された定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ヒータが内蔵された加熱ローラと、加熱ローラの軸方向と平行に配置された少なくとも２つのガイドローラと、ガイドローラによって支持され、加熱ローラに押圧されて、加熱ローラの回転によって無限軌道上を走行し、加熱ローラとの間に印刷媒体が挿入される循環ベルトとを備え、循環ベルトの内面と摩擦接触するガイドローラの両端の外面に、突起部が形成されたことを特徴とする定着装置が提供される。

かかる構成により、加熱ローラと循環ベルトの間に印刷媒体が挿入され、印刷媒体は、加熱ローラによって加熱されながら、加熱ローラと循環ベルトとの間を通過する。また、加熱ローラが回転駆動することによって、加熱ローラに押圧された循環ベルトが無限軌道上を走行する。このとき、循環ベルトの内面はガイドローラの両端の外面と摩擦接触する。ガイドローラの両端の外面には突起部が形成されているため、突起部が循環ベルトと摩擦接触し、循環ベルトとの摩擦は、突起部が形成されていない場合に比べて低減する。

上記循環ベルトが蛇行しないように突起した規制部が形成され、ガイドローラの両端で、ガイドローラを回動可能に支持するブッシングを備え、ブッシングの外面に、突起部が形成されてもよい。かかる構成により、ブッシングがガイドローラの両端に設けられ、ガイドローラを回動可能に支持する。ブッシングには、規制部が形成され、規制部は、ブッシングから突起して形成されるので、循環ベルトが無限軌道上を走行する際、蛇行することを防止することができる。また、ブッシングの外面には突起部が形成され、該突起部が循環ベルトと摩擦接触する。

上記突起部は、略球面状又は楕円球状に形成され、複数形成されてもよい。かかる構成により、突起部の頂点付近で循環ベルトと接触する面積が減少し、摩擦が低減する。

上記突起部は、突起部の略球面又は楕円球状の頂点を通過し、ガイドローラの軸方向に沿って切断した断面の曲率半径をＲ１、突起部の略球面又は楕円球状の頂点を通過し、ガイドローラの軸方向に対して垂直方向に切断した断面の曲率半径をＲ２としたとき、０．０５ｍｍ≦Ｒ１≦Ｒ２の条件を満たすとしてもよい。かかる構成により、循環ベルトの走行方向に対して垂直のガイドローラの軸方向に長く突起部が形成されれば、摩擦を起こす突起部の頂点付近のガイドローラの軸方向に平行な接触部分の面積がそれだけ広くなることによって、摩擦が増加することを防止することができる。また、曲率半径を０．０５ｍｍ以下とすることによって、循環ベルトと突起部とが接触する部分について、ガイドローラの軸方向に平行な接触面積を減らすために突起部の曲率半径を過度に小さくすれば、すなわち、あまりに鋭くすれば、その頂点によって循環ベルトに擦り傷が発生しうるが、この問題を防止することができる。

上記複数の突起部は、千鳥状に配置されてもよい。かかる構成により、１つの突起部が循環ベルトと接触することで、たとえ点接触に近くなるとしても、循環ベルトが、例えば、千鳥状に配置された複数の突起部上を接触しながら通過することで、循環ベルトは、ブッシングの外面上をよりスムーズに回転することが可能となる。

上記突起部は、循環ベルトの内面と接触し、回転自在なボールと、ボールを内部に収容する支持部とを備えてもよい。かかる構成により、突起部は、軸受のように循環ベルトの走行をさらにスムーズに支持できる。

上記突起部は、周方向に沿って連続的に延在して形成され、リング状に形成されてもよい。かかる構成により、突起部によって、ブッシングと循環ベルトとの接触面積が減少するので、循環ベルトの摩耗を減少させ、加熱ローラの駆動トルクを減少させることができる。

画像形成装置に設けられる定着装置であって、ガイドローラの両端で、ガイドローラを回動可能に支持し、画像形成装置に固定されるブッシングを備え、ガイドローラの両端で、循環ベルトがブッシングを超えて蛇行しないように突起した規制部が形成されてもよい。かかる構成により、ブッシングがガイドローラの両端に設けられ、ガイドローラを回動可能に支持する。ブッシングには、規制部が形成され、規制部は、ブッシングから突起して形成されるので、循環ベルトが無限軌道上を走行する際、蛇行することを防止することができる。また、ブッシングの外面には突起部が形成され、該突起部が循環ベルトと摩擦接触する。

上記ガイドローラは、循環ベルトによって回転する胴部を有し、胴部と隣接して循環ベルトと接触するブッシングの外面に突起部が形成されてもよい。かかる構成により、ガイドローラに形成された胴部が、循環ベルトによって回転し、ブッシングが、胴部と隣接しつつ、循環ベルトと接触し、突起部がブッシングの外面に形成される。

上記突起部は、略球面状、楕円球状、円筒の胴体上部に略球面状、又は、四角筒の胴体上部に略球面状に形成され、複数形成されてもよい。かかる構成により、突起部におけるブッシングと循環ベルトとの接触面積が減少する。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、トナーで形成されたトナー画像を現像して印刷媒体に転写する現像器と、転写されたトナー画像を加熱圧着して定着させる定着器とを備え、定着器は、ヒータが内蔵された加熱ローラと、加熱ローラの軸方向と平行に配置された少なくとも２つのガイドローラと、ガイドローラによって支持され、加熱ローラに押圧されて、加熱ローラの回転によって無限軌道上を走行し、加熱ローラとの間に印刷媒体が挿入される循環ベルトとを備え、循環ベルトの内面と摩擦接触するガイドローラの両端の外面に、突起部が形成されたことを特徴とする画像形成装置が提供される。

上記循環ベルトが蛇行しないように突起した規制部が形成され、ガイドローラの両端で、ガイドローラを回動可能に支持するブッシングを備え、ブッシングの外面に、突起部が形成されてもよい。また、上記突起部は、略球面状又は楕円球に形成され、複数形成されてもよい。

上記突起部は、突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、ガイドローラの軸方向に沿って切断した断面の曲率半径をＲ１、突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、ガイドローラの軸方向に対して垂直方向に切断した断面の曲率半径をＲ２としたとき、０．０５ｍｍ≦Ｒ１≦Ｒ２の条件を満たすとしてもよい。

上記複数の突起部は、千鳥状に配置されてもよい。また、上記突起部は、循環ベルトの内面と接触し、回転自在なボールと、ボールを内部に収容する支持部とを備えてもよい。さらに、上記突起部は、周方向に沿って連続的に延在して形成され、リング状に形成されてもよい。

上記定着器を固定する画像形成装置であって、ガイドローラの両端で、ガイドローラを回動可能に支持し、画像形成装置に固定されるブッシングを備え、ガイドローラの両端で、循環ベルトがブッシングを超えて蛇行しないように突起した規制部が形成されてもよい。

上記ガイドローラは、循環ベルトによって回転する胴部を有し、胴部と隣接して循環ベルトと接触するブッシングの外面に突起部が形成されてもよい。

上記突起部は、略球面状、楕円球状、円筒の胴体上部に略球面状、又は、四角筒の胴体上部に略球面状に形成され、複数形成されてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、トナーで形成されたトナー画像を現像して印刷媒体に転写する現像器と、転写されたトナー画像を加熱圧着して定着させる定着器とを備え、定着器は、ヒータが内蔵された加熱ローラと、加熱ローラに押圧されて、加熱ローラの回転によって無限軌道上を走行し、加熱ローラとの間に印刷媒体が挿入される循環ベルトと、循環ベルトによって回転する胴部が形成され、加熱ローラの軸方向と平行に配置され、循環ベルトを支持する少なくとも２つのガイドローラとを備え、ガイドローラの両端で、ガイドローラを回動可能に支持するブッシングと、ガイドローラの両端で、循環ベルトがブッシングを超えて蛇行しないように突起した規制部と、胴部と隣接して循環ベルトと接触するブッシングの外面に形成された突起部とを備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。

上記突起部は、突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、ガイドローラの軸方向に沿って切断した断面の曲率半径をＲ１、突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、ガイドローラの軸方向に対して垂直方向に切断した断面の曲率半径をＲ２としたとき、０．０５ｍｍ≦Ｒ１≦Ｒ２の条件を満たすとしてもよい。

上記複数の突起部は、千鳥状に配置されてもよい。また、上記突起部は、循環ベルトの内面と接触し、回転自在なボールと、ボールを内部に収容する支持部とを備えてもよい。更に、上記突起部は、周方向に沿って連続的に延在して形成され、リング状に形成されてもよい。

上記突起部は、略球面状、楕円球状、円筒の胴体上部に略球面状、又は、四角筒の胴体上部に略球面状に形成され、複数形成されてもよい。

本発明によれば、加熱ローラの回転によって走行する循環ベルトと、循環ベルトと摩擦接触するガイドローラの両端との摩擦を減少させることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の定着器について説明する。図４は、本実施形態の定着器を示す斜視図である。図５は、本実施形態のガイドローラ１１０、１２０及びブッシング１００を示す部分拡大斜視図である。

図４に示すように、本実施形態の定着器は、ヒータ（図示せず。）が内蔵された加熱ローラ３００と、加熱ローラ３００の軸方向と平行に配置された２つのガイドローラ１１０、１２０と、加熱ローラ３００に密着して長いニップＮを形成し、無限軌道上を循環走行する循環ベルト２００とを備える。定着器は、ベルト型の定着器である。トナーで形成されるトナー画像が転写された用紙１がこのニップＮを通過するとき、加熱ローラ３００から伝達される高温の熱と、循環ベルト２００の高い張力による密着力とを同時に受け、画像が熱圧着によって完全に定着される。ニップＮは、循環ベルト２００と加熱ローラ３００とが密着することで形成され、図４において矢印で示すように、用紙１の進行方向に形成される幅を有する。なお、定着器は、定着装置の一例でもある。

加熱ローラ３００は、円柱形状の部材である。加熱ローラ３００は、例えば両端部に支持軸３０２を有しており、支持軸３０２に伝達された動力を受けて、支持軸３０２を中心として回転駆動する。加熱ローラ３００の外面は、循環ベルト２００の外面と接触する。

循環ベルト２００は、帯状部材であり、ガイドローラ１１０、１２０によって支持される。循環ベルト２００は、加熱ローラ３００に押圧されて、加熱ローラ３００の回転によって、無限軌道上を走行し回転する。循環ベルト２００は、循環ベルト２００の内面が、ガイドローラ１１０、１２０の胴部１１１、１２１の外面と、ブッシング１００の外面に接触しながら循環する。循環ベルト２００と、加熱ローラ３００との間には、印刷媒体である、例えば用紙１が挿入される。

ガイドローラ１１０、１２０は、循環ベルト２００の走行をガイド（案内）する。ガイドローラ１１０、１２０のうち、用紙１の進行方向に入り口側のガイドローラ１１０を加圧ローラ、出口側のガイドローラ１２０を分離ローラとも呼ぶ。出口側のガイドローラ１２０が分離ローラと呼ばれる理由は、その硬度が加熱ローラ３００の外周にあるゴム層より大きく、定着器を抜け出す用紙１の先端が、加熱ローラ３００に巻かれずにガイドローラ（分離ローラ）１２０側に向かうように、ニップＮを形成する役割を担うためである。ここでは、両ローラを総称してガイドローラ１１０、１２０と呼ぶ。なお、ガイドローラは、定着器に２つ設けられる例を示したが、かかる例に限定されず、３つ以上設けられてもよい。

ガイドローラ１１０、１２０は、両端部に結合されたブッシング１００によって回動可能に支持され、円柱形状の胴部１１１、１２１と、胴部１１１、１２１の端部の中心から軸方向に突出した円柱状の支持軸１１２、１２２を有する。胴部１１１、１２１は、外面が循環ベルト２００の内面と接触する。胴部１１１、１２１は、循環ベルト２００との間に生じる摩擦力を受け、循環ベルト２００の走行に従って、支持軸１１２、１２２を中心として回転する。支持軸１１２、１２２は、ブッシング１００の中心に形成された穴に挿入される。

ブッシング１００は、ガイドローラ１１０、１２０の両端部に、循環ベルト２００の蛇行防止のため結合されている。ブッシング１００には、密着用スプリング１３０、１４０が結合され、ガイドローラ１１０のブッシング１００と、ガイドローラ１２０のブッシング１００との間には、テンション用スプリング１５０が設けられる。

密着用スプリング１３０、１４０は、ガイドローラ１１０、１２０が加熱ローラ３００に密着するように弾性力を提供する。テンション用スプリング１５０は、循環ベルト２００に高い張力が印加されるように、ガイドローラ１１０、１２０の間を広げる。

ブッシング１００は、ガイドローラ１１０、１２０を回転自在に支持する。ブッシング１００は、密着用スプリング１３０、１４０やテンション用スプリング１５０と連結され、ブッシング１００は、循環ベルト２００が高い張力を維持しながら、無限軌道を安定的に走行するように、ガイドローラ１１０、１２０を支持している。ブッシング１００は、ブッシング１００の外面から突出した規制部１００ａが設けられ、循環ベルト２００がブッシング１００を越えて蛇行しないように防ぐ。規制部１００ａは、ブッシング１００の周方向に沿って、半径方向に突出し、循環ベルト２００の厚さよりも高く突出して形成される。

ブッシング１００は、循環ベルト２００と共に回転する回転体ではなく、ガイドローラ１１０、１２０の胴部１１１、１２１の回転を支持しながら、規制部１００ａで循環ベルト２００の蛇行を防止している固定された部材である。したがって、ブッシング１００は、循環ベルト２００に対して固定されていることから、循環ベルト２００との間に持続的に摩擦が生じる。

突起部１０１は、ブッシング１００の外面に突出して複数形成される。突起部１０１は、図４及び図５に示すように、例えば、略球面形状、円形ドーム状に形成される。突起部１０１は、循環ベルト２００の内面と摩擦接触し、循環ベルト２００は、突起部１０１上と接しながら通過する。

突起部１０１がブッシング１００の外面に形成されることにより、突起部１０１のない場合に比べて循環ベルト２００との接触面積を減少させることができ、摩擦を低減させることができる。

そして、この突起部１０１は、図４及び図５に示すように、例えば、千鳥状に配置される。例えば、ガイドローラ１１０、１２０の軸方向に平行な２列のラインに沿って形成された突起部１０１に着目すると、それぞれの突起部１０１は、ジグザグ状に交互に配置されている。複数の突起部１０１は、例えば、軸方向に平行な隣接した複数のライン沿って配置されており、第１のラインに沿って配置された突起部１０１は、第１のラインに隣接するライン沿って配置された突起部１０１の間に配置される。

これにより、１つの突起部１０１が循環ベルト２００と接触することで、たとえ点接触に近くなるとしても、循環ベルト２００が、例えば、千鳥状に配置、ジグザグ状に配置された複数の突起部１０１上を接触しながら通過することで、循環ベルト２００は、ブッシング１００の外面上をよりスムーズに回転することが可能となる。

以上のようにブッシング１００に複数の略球面状、ドーム状の突起部１０１を例えば千鳥状に配置、ジグザグ状に配置することによって、循環ベルト２００の両端部は、突起部１０１の頂点付近のごく狭い面積にのみ接触した状態で通過するので、摩擦力を減少させることが可能になり、それによって、循環ベルト２００の摩耗量を減少させたり、加熱ローラ３００を駆動するための駆動トルクを減少させたりすることができる。

次に、本実施形態の突起部の変更例について説明する。図６Ａ、図６Ｂは、本実施形態の突起部の変更例を示す斜視図である。図６Ｃ、図６Ｄは、本実施形態のブッシング及び突起部の変更例を示す斜視図である。

上述した本発明の第１の実施形態の突起部１０１は、形状が略球面状、円形ドーム状である場合を例示したが、突起部の形状は、この例に限定されない。例えば、図６Ａに示すように、突起部１０２が、円筒の胴体を有し、円筒の胴体上部にドーム（略球面）が形成された形状を有するとしてもよい。また、突起部１０３が、図６Ｂに示すように、四角筒の胴体を有し、四角筒の胴体上部にドーム（略球面）が形成された形状を有するとしてもよい。

また、突起部の形状は、図４、図５、図６Ａ、図６Ｂに示したように、ドームの形状が半円（半球）形のドームである場合に限定されない。例えば、突起部１０４、１０５が、図６Ｃ及び図６Ｄに示すように、楕円形ドーム状（楕円球状）に形成された形状を有するとしてもよい。但し、摩擦を減少させる観点からは、図６Ｄの形状よりも、図６Ｃの形状や図５又は図６Ａ、図６Ｂの円形ドーム状がさらに望ましい。すなわち、図６Ｄに示す突起部１０５のように、循環ベルト２００の走行方向に対して垂直のガイドローラ１１０、１２０の軸方向に長く突起部１０５の楕円球状が形成されれば、摩擦を起こす突起部の頂点付近のガイドローラ１１０、１２０の軸方向に平行な接触部分の面積がそれだけ広くなるため、摩擦が増加するからである。

したがって、突起部について、突起部の略球面の頂点を通過し、ガイドローラ１１０、１２０の軸方向に沿って切断した断面の曲率半径をＲ１（図６Ｄ参照）、突起部の略球面の頂点を通過し、ガイドローラ１１０、１２０の軸方向に対して垂直の方向に切断した断面の曲率半径をＲ２（図６Ｃ参照）とした場合、Ｒ１≦Ｒ２の条件を満たすように突起部の形状を設定することが効果的である。ところが、循環ベルト２００と突起部とが接触する部分について、ガイドローラ１１０、１２０の軸方向に平行な接触面積を減らすために突起部１０１〜１０５の曲率半径を過度に小さくすれば、すなわち、あまりに鋭くすれば、その頂点によって循環ベルト２００に擦り傷が発生しうる。

このことを、図７Ａ、図７Ｂを用いて説明する。図７Ａは、本実施形態の循環ベルトとブッシングの接触面積と摩擦トルクとの関係を示すグラフである。図７Ｂは、本実施形態の突起部の曲率半径と循環ベルトの損傷発生率との関係を示すグラフである。摩擦トルクは、図７Ａに示すようにガイドローラ１１０、１２０の軸方向に平行な接触面積が狭くなるほど比例して減少するが、循環ベルト２００に擦り傷のような部分的な損傷が発生する可能性は、図７Ｂのグラフのように曲率半径が小さくなるほど増加する。特に、曲率半径が０．０５ｍｍ未満となれば、擦り傷が発生する確率が急激に増加する。したがって、０．０５ｍｍ≦Ｒ１≦Ｒ２の条件を満たすように、突起部１０１〜１０５の形状を設定すれば、摩擦も減らし、擦り傷の発生のような問題も抑制できる。

また、突起部は、突起部１０１〜１０５のように一体的に形成される場合について説明したが、この例に限定されない。例えば、図８に示すように、突起部が、支持部１０６とボール１０７から構成されるとしてもよい。図８は、本実施形態の突起部の変更例を示す斜視図である。支持部１０６内に空間を設け、その中にボール１０７を回転自在に設置すれば、突起部は、軸受のように循環ベルト２００の走行をさらにスムーズに支持できる。

なお、以上で例示した全ての突起部は、その頂点がガイドローラ１１０、１２０の胴部１１１、１２１の外面と同じ高さになるように設置される必要があるということは言うまでもない。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の画像形成装置の定着器について説明する。なお、第１の実施形態と本実施形態とは、突起部以外の構成要素は同一であるため、詳細な説明は省略する。以下、突起部について説明する。図９は、本実施形態の定着器を示す斜視図である。ここでは、ガイドローラ１１０、１２０の両端のブッシング１００に設けられた突起部１０８が、独立的に分離された複数のドーム状（球面状）ではなく、円周に沿って連続的に延在して形成され、リング状の形状で構成されている。すなわち、上述した実施形態のように、独立的に分離された複数の小さな突起部で循環ベルト２００を支持してもよいが、本実施形態のように、リング状に結ばれた連続型突起部１０８で循環ベルト２００を支持してもよい。この場合にも、突起部１０８がブッシング１００の外面に形成されない場合に比べて、循環ベルト２００との接触面積が減少するので、循環ベルト２００の摩耗減少と加熱ローラ３００の駆動トルクの減少の効果が得られる。

もちろん、この場合にも突起部１０８の頂点の高さと、ガイドローラ１１０、１２０の胴部１１１、１２１の高さとが一致することで、円滑な支持が可能となる。そして、固定された部材であるブッシング１００と循環ベルト２００との接触面積を減少させることができるので、摩擦によって発生する問題を緩和させることができる。

以上のように、本実施形態によれば、走行する循環ベルトと固定部材であるガイドローラ端部に設けられたブッシングとの接触面積を減少させることにより、循環ベルトの摩耗を抑制し、かつ加熱ローラの駆動トルクも減らすことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、画像形成装置関連の技術分野に好適に用いられる。

従来の画像形成装置のベルト型定着器を示す斜視図である。 従来の定着器のニップを示す説明図である。 従来の定着器のガイドローラを示す正面図である。 本発明の第１の実施形態の定着器を示す斜視図である。 同実施形態のガイドローラ及びブッシングを示す部分拡大斜視図である。 同実施形態の突起部の変更例を示す斜視図である。 同実施形態の突起部の変更例を示す斜視図である。 同実施形態のブッシング及び突起部の変更例を示す斜視図である。 同実施形態のブッシング及び突起部の変更例を示す斜視図である。 同実施形態の循環ベルトとブッシングの接触面積と摩擦トルクとの関係を示すグラフである。 同実施形態の突起部の曲率半径と循環ベルトの損傷発生率との関係を示すグラフである。 同実施形態の突起部の変更例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態の定着器を示す斜視図である。

符号の説明

１００ ブッシング
１００ａ 規制部
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０８ 突起部
１０６ 支持部
１０７ ボール
１１０、１２０ ガイドローラ
１１１、１２１ 胴部
１１２、１２２、３０２ 支持軸
１３０、１４０ 密着用スプリング
１５０ テンション用スプリング
２００ 循環ベルト
３００ 加熱ローラ

Claims (26)

1. ヒータが内蔵された加熱ローラと、
   前記加熱ローラの軸方向と平行に配置された少なくとも２つのガイドローラと、
   前記ガイドローラによって支持され、前記加熱ローラに押圧されて、前記加熱ローラの回転によって無限軌道上を走行し、前記加熱ローラとの間に印刷媒体が挿入される循環ベルトと、
   を備え、
   前記循環ベルトの内面と摩擦接触する前記ガイドローラの両端の外面に、突起部が形成されたことを特徴とする、定着装置。
2. 前記循環ベルトが蛇行しないように突起した規制部が形成され、前記ガイドローラの両端で、前記ガイドローラを回動可能に支持するブッシングを備え、
   前記ブッシングの外面に、前記突起部が形成されたことを特徴とする、請求項１記載の定着装置。
3. 前記突起部は、略球面状又は楕円球状に形成され、複数形成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の定着装置。
4. 前記突起部は、前記突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、前記ガイドローラの軸方向に沿って切断した断面の曲率半径をＲ１、前記突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、前記ガイドローラの軸方向に対して垂直方向に切断した断面の曲率半径をＲ２としたとき、
   ０．０５ｍｍ≦Ｒ１≦Ｒ２
   の条件を満たすことを特徴とする、請求項３記載の定着装置。
5. 前記複数の突起部は、千鳥状に配置されたことを特徴とする、請求項３記載の定着装置。
6. 前記突起部は、
   前記循環ベルトの内面と接触し、回転自在なボールと、
   前記ボールを内部に収容する支持部と、
   を備えることを特徴とする、請求項３記載の定着装置。
7. 前記突起部は、周方向に沿って連続的に延在して形成され、リング状に形成されたことを特徴とする、請求項１記載の定着装置。
8. 画像形成装置に設けられる定着装置であって、
   前記ガイドローラの両端で、前記ガイドローラを回動可能に支持し、前記画像形成装置に固定されるブッシングを備え、
   前記ガイドローラの両端で、前記循環ベルトが前記ブッシングを超えて蛇行しないように突起した規制部が形成されたことを特徴とする、請求項１記載の定着装置。
9. 前記ガイドローラは、前記循環ベルトによって回転する胴部を有し、
   前記胴部と隣接して前記循環ベルトと接触する前記ブッシングの外面に前記突起部が形成されたことを特徴とする、請求項８記載の定着装置。
10. 前記突起部は、略球面状、楕円球状、円筒の胴体上部に略球面状、又は、四角筒の胴体上部に略球面状に形成され、複数形成されたことを特徴とする、請求項９記載の定着装置。
11. トナーで形成されたトナー画像を現像して印刷媒体に転写する現像器と、
    前記転写されたトナー画像を加熱圧着して定着させる定着器と、
    を備え、
    前記定着器は、
    ヒータが内蔵された加熱ローラと、
    前記加熱ローラの軸方向と平行に配置された少なくとも２つのガイドローラと、
    前記ガイドローラによって支持され、前記加熱ローラに押圧されて、前記加熱ローラの回転によって無限軌道上を走行し、前記加熱ローラとの間に前記印刷媒体が挿入される循環ベルトと、
    を備え、
    前記循環ベルトの内面と摩擦接触する前記ガイドローラの両端の外面に、突起部が形成されたことを特徴とする、画像形成装置。
12. 前記循環ベルトが蛇行しないように突起した規制部が形成され、前記ガイドローラの両端で、前記ガイドローラを回動可能に支持するブッシングを備え、
    前記ブッシングの外面に、前記突起部が形成されたことを特徴とする、請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記突起部は、略球面状又は楕円球状に形成され、複数形成されたことを特徴とする、請求項１１又は１２記載の画像形成装置。
14. 前記突起部は、前記突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、前記ガイドローラの軸方向に沿って切断した断面の曲率半径をＲ１、前記突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、前記ガイドローラの軸方向に対して垂直方向に切断した断面の曲率半径をＲ２としたとき、
    ０．０５ｍｍ≦Ｒ１≦Ｒ２
    の条件を満たすことを特徴とする、請求項１３記載の画像形成装置。
15. 前記複数の突起部は、千鳥状に配置されたことを特徴とする、請求項１３記載の画像形成装置。
16. 前記突起部は、
    前記循環ベルトの内面と接触し、回転自在なボールと、
    前記ボールを内部に収容する支持部と、
    を備えることを特徴とする、請求項１３記載の画像形成装置。
17. 前記突起部は、周方向に沿って連続的に延在して形成され、リング状に形成されたことを特徴とする、請求項１１記載の画像形成装置。
18. 前記定着器を固定する画像形成装置であって、
    前記ガイドローラの両端で、前記ガイドローラを回動可能に支持し、前記画像形成装置に固定されるブッシングを備え、
    前記ガイドローラの両端で、前記循環ベルトが前記ブッシングを超えて蛇行しないように突起した規制部が形成されたことを特徴とする、請求項１１記載の画像形成装置。
19. 前記ガイドローラは、前記循環ベルトによって回転する胴部を有し、
    前記胴部と隣接して前記循環ベルトと接触する前記ブッシングの外面に前記突起部が形成されたことを特徴とする、請求項１１記載の画像形成装置。
20. 前記突起部は、略球面状、楕円球状、円筒の胴体上部に略球面状、又は、四角筒の胴体上部に略球面状に形成され、複数形成されたことを特徴とする、請求項１１記載の画像形成装置。
21. トナーで形成されたトナー画像を現像して印刷媒体に転写する現像器と、
    前記転写されたトナー画像を加熱圧着して定着させる定着器と、
    を備え、
    前記定着器は、
    ヒータが内蔵された加熱ローラと、
    前記加熱ローラに押圧されて、前記加熱ローラの回転によって無限軌道上を走行し、前記加熱ローラとの間に前記印刷媒体が挿入される循環ベルトと、
    前記循環ベルトによって回転する胴部が形成され、前記加熱ローラの軸方向と平行に配置され、前記循環ベルトを支持する少なくとも２つのガイドローラと、
    を備え、
    前記ガイドローラの両端で、前記ガイドローラを回動可能に支持するブッシングと、
    前記ガイドローラの両端で、前記循環ベルトが前記ブッシングを超えて蛇行しないように突起した規制部と、
    前記胴部と隣接して前記循環ベルトと接触する前記ブッシングの外面に形成された突起部と、
    を備えることを特徴とする、画像形成装置。
22. 前記突起部は、前記突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、前記ガイドローラの軸方向に沿って切断した断面の曲率半径をＲ１、前記突起部の略球面又は楕円球の頂点を通過し、前記ガイドローラの軸方向に対して垂直方向に切断した断面の曲率半径をＲ２としたとき、
    ０．０５ｍｍ≦Ｒ１≦Ｒ２
    の条件を満たすことを特徴とする、請求項２１記載の画像形成装置。
23. 前記複数の突起部は、千鳥状に配置されたことを特徴とする、請求項２１記載の画像形成装置。
24. 前記突起部は、
    前記循環ベルトの内面と接触し、回転自在なボールと、
    前記ボールを内部に収容する支持部と、
    を備えることを特徴とする、請求項２１記載の画像形成装置。
25. 前記突起部は、周方向に沿って連続的に延在して形成され、リング状に形成されたことを特徴とする、請求項２１記載の画像形成装置。
26. 前記突起部は、略球面状、楕円球状、円筒の胴体上部に略球面状、又は、四角筒の胴体上部に略球面状に形成され、複数形成されたことを特徴とする、請求項２１記載の画像形成装置。

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