JP2008262076A - ベルト装置、定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラ主部とジャーナル部との外径差が小さなローラ部材にベルト部材を張架する場合等であっても、ベルト部材の蛇行や不安定な走行が確実に抑止されて、部品強度が低下することなく、比較的安価で組み付け性が良好な、ベルト装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】ベルト部材２１は、内周側に突出する突出部２１ａを幅方向両端に備える。中空構造のローラ部材２３のジャーナル部２３ｂには、周状に溝部２３ｂ１が形成される。ジャーナル部２３ｂの溝部２３ｂ１に回動自在に係合するとともに、ベルト部材２１が幅方向に所定量変位したときに突出部２１ａに当接するリング部材２４を備える。リング部材２４は、外力により弾性変形されてローラ部材２３のジャーナル部２３ｂから着脱できるように構成される。
【選択図】図４

Description

この発明は、複数のローラ部材に張架された無端状のベルト部材を走行させるベルト装置と、それを備えた定着装置及び画像形成装置と、に関するものである。

従来から、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置において、定着ベルト、転写ベルト等のベルト部材が幅方向に大きく移動（ベルト寄り）するのを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

特許文献１等におけるベルト装置（ベルト駆動装置）には、ベルト部材（ベルト）の両端に突出部（リブ状突起）が設けられるとともに、ベルト部材が張架されたローラ部材のジャーナル部（軸部材）に回転部材が回転自在に設置されている。そして、ベルト部材が大きくベルト寄りしたときに、ベルト部材の突出部が回転自在に設置された回転部材に当接することで、ベルト部材の走行を不安定化することなくベルト部材の脱輪が確実に防止される。

一方、特許文献２等には、ベルト部材（定着ベルト）の両端に突出部（蛇行防止部材）を設けるとともに、ベルト部材が張架された中空構造のローラ部材（加熱ローラ）のジャーナル部に膨出部を形成して溝状の係止部を設ける技術が開示されている。そして、ベルト部材が大きくベルト寄りしたときに、ベルト部材の突出部がローラ部材の係止部に当接することで、ベルト部材の蛇行が防止される。

特開２００２−３７２８７２号公報 特開２００５−３１６０８０号公報

上述した特許文献１等の技術は、３つの問題があった。
第１の問題は、ローラ主部（ベルト部材が直接的に接する位置である。）とジャーナル部との外径差が小さなローラ部材に対して、回転部材を設置するスペースを確保するのが難しいということである。このような問題は、中空構造のローラ部材の内部に複数のヒータ（例えば、３つ以上のヒータである。）を挿入・設置する必要がある場合に、ローラ主部及びジャーナル部の内径を大きく設定しなければならず、ローラ主部とジャーナル部との外径差が小さくなってしまうために、無視できないものになる。
第２の問題は、回転部材がジャーナル部から脱落するのを防止するために止輪を設置する必要があって、部品点数が多くコストが高くなるとともに組み立て作業が複雑化してしまっていたことである。
第３の問題は、回転部材はドーナッツ状に形成されるために、回転部材を樹脂材料で形成する場合に、射出成形によるウェルドラインが生じてしまい部品強度が低下してしまうということである。これを解決するために、圧縮成形にて回転部材を形成すると、部品コストが高くなってしまうことになる。

一方、上述した特許文献２等の技術は、ローラ部材のジャーナル部の内部に突出する膨出部を形成しているために、ジャーナル部の内径が小さくなって、ローラ部材の内部にヒータを挿入しにくいという問題があった。さらに、ベルト寄りが生じたときに、ベルト部材の突出部をローラ部材に直接的に当接させているために、ベルト部材やローラ部材が磨耗したり、突出部がローラ部材の外周面上に乗り上げたり、ベルト部材の走行速度が不安定になるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ローラ主部とジャーナル部との外径差が小さなローラ部材にベルト部材を張架する場合等であっても、ベルト部材の蛇行や不安定な走行が確実に抑止されて、部品強度が低下することなく、比較的安価で組み付け性が良好な、ベルト装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかるベルト装置は、複数のローラ部材に張架された無端状のベルト部材を走行させるベルト装置であって、前記ベルト部材は、内周側に突出する突出部を幅方向両端に備え、前記複数のローラ部材のうち少なくとも１つのローラ部材は、前記ベルト部材の内周面が当接するローラ主部の外径よりも小さな外径を有するジャーナル部を幅方向両端に具備する中空構造のローラ部材であって、前記ジャーナル部は、周状に溝部が形成され、前記ジャーナル部の前記溝部に回動自在に係合するとともに、前記ベルト部材が幅方向に所定量変位したときに前記突出部に当接するリング部材を備え、前記リング部材は、外力により弾性変形されて前記ローラ部材の前記ジャーナル部から着脱できるように構成されたものである。

また、請求項２記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記リング部材を、周方向の一部に切欠きを備えたＣ字状のリング部材としたものである。

また、請求項３記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記リング部材は、前記切欠きの切欠き幅が１ｍｍ以下になるように形成されたものである。

また、請求項４記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記リング部材は、前記切欠きの稜線の一部又は全部が面取りされたものである。

また、請求項５記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項２〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記リング部材は、射出成形により形成されたものである。

また、請求項６記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記中空構造のローラ部材は、前記ローラ主部と前記ジャーナル部との外径差が５ｍｍ以下になるように形成されたものである。

また、請求項７記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記ベルト部材は、２００ｍｍ／秒以上で走行するものである。

また、この発明の請求項８記載の発明にかかる定着装置は、記録媒体上にトナー像を定着する定着装置であって、請求項１〜請求項７のいずれかに記載のベルト装置を備えたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８に記載の発明において、定着補助ローラと、ヒータが内設された加熱ローラと、に張架された定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着補助ローラに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記ベルト部材は、前記定着ベルトであって、前記中空構造のローラ部材を、前記加熱ローラとしたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項９に記載の発明において、前記加熱ローラは、３つ以上のヒータが内設されたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項９又は請求項１０に記載の発明において、前記定着補助ローラは、発泡材料からなる弾性層を備えたものである。

また、この発明の請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載のベルト装置を備えたものである。

また、この発明の請求項１３記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

本発明は、ローラ部材のジャーナル部に溝部を形成して、その溝部にリング部材を回転自在に設置して、ベルト寄りが生じたときにベルト部材の突出部をリング部材に当接させるとともに、リング部材を弾性変形させてジャーナル部の溝部に着脱できるように構成している。これにより、ローラ主部とジャーナル部との外径差が小さなローラ部材にベルト部材を張架する場合等であっても、ベルト部材の蛇行や不安定な走行が確実に抑止されて、部品強度が低下することなく、比較的安価で組み付け性が良好な、ベルト装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。

また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図６にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２は、定着装置２０を示す概略断面図である。図３は、定着装置２０を示す正面図であって、主として加圧機構の構成を示す図である。図４は、定着ベルト２１が張架された加熱ローラ２３を示す部分拡大断面図である。また、図５は加熱ローラ２３に着脱自在に設置されるリング部材２４を示す斜視図であって、図６はリング部材２４の切欠き２４ａの近傍を示す部分拡大図である。
図２に示すように、定着装置２０は、ベルト装置２１〜２５、加圧部材としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、ガイド板３５、等で構成される。ベルト装置は、ベルト部材としての定着ベルト２１、定着補助ローラ２２（ローラ部材）、加熱ローラ２３（ローラ部材）、等で構成される。

ここで、ベルト部材としての定着ベルト２１は、樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端状ベルトである。定着ベルト２１の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２１の離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト２１の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト２１は、２つのローラ部材（定着補助ローラ２２と加熱ローラ２３とである。）に張架・支持されて、図２中の矢印方向に走行する。
定着部材として熱容量の低い定着ベルト２１を用いることで、装置の昇温特性が向上する。
なお、図３を参照して、定着ベルト２１の幅方向両端には、内周側に突出する突出部２１ａ（寄り止め部材）が形成されている。これについては、後で詳しく説明する。

定着補助ローラ２２は、ＳＵＳ３０４等の芯金２２ａ上に、発泡性シリコーンゴム等の発泡材料からなる弾性層２２ｂが形成されたローラ部材であって、加圧部材としての加圧ローラ３１に定着ベルト２１を介して当接してニップ部を形成する。弾性層２２ｂを発泡材料で形成することで、ニップ部におけるニップ幅（ニップ量）を比較的大きく設定できるとともに、定着ベルト２１の熱が定着補助ローラ２２に移行しにくくなる。定着補助ローラ２２は、図２中の時計方向に回転する。

加熱ローラ２３は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料からなる中空構造のローラ部材（円筒体）であって、その円筒体の内部には３つのヒータ２５（熱源）が固設されている。
加熱ローラ２３のヒータ２５は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板（不図示である。）に固定されている。そして、装置本体１の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって加熱ローラ２３が加熱されて、さらに加熱ローラ２３によって加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に非接触で対向する温度センサ４０（サーモパイル）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
ここで、ヒータ２５は、定着補助ローラ２２、定着ベルト２１、加熱ローラ２３等を交換する際に、定着装置２０から一旦着脱される。特に、定着補助ローラ２２は他の部品に比べて寿命が短いために、ヒータ２５の着脱作業は所定のサイクルでおこなわれることになる。なお、ヒータ２５の着脱は、図３を参照して、加熱ローラ２３のジャーナル部２３ｂの開口から挿入・取出することでおこなわれる。ヒータ２５を３つ設置することで、定着装置２０の昇温効率が向上することになる。

また、加圧部材としての加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。
そして、加圧ローラ３１は、図３に示す加圧機構５０〜５２によって定着ベルト２１を介して定着補助ローラ２２に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ベルト２１との間に、所望のニップ部が形成される。

また、上述の加圧機構は加圧解除（又は減圧）ができるように構成されている。詳しくは、図３に示すように、加圧機構は、加圧ローラ３１の軸部に係合するレバー５０、レバー５０に作用して加圧ローラ３１を定着補助ローラ２２に向けて付勢するスプリング５２、レバー５０に係合して加圧ローラ３１の加圧・解除をするためのカム５１、カム５１を駆動する駆動モータ（不図示である。）、等で構成される。そして、定着工程がおこなわれるときには、カム５１を図３の姿勢になるように回転駆動して、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対して加圧ローラ３１を加圧する（図３の状態である。）。これに対して、定着工程がおこなわれないときには、カム５１を図３の姿勢から半周ほど回転駆動して、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対する加圧ローラ３１の加圧を解除（又は減圧）する。
なお、本実施の形態において、加圧ローラ３１を直接的に加熱するヒータ等の加熱手段を設置することもできる。これにより、定着装置２０の昇温特性がさらに向上することになる。

図２を参照して、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。ガイド板３５は、定着装置２０の側板に固設されている。
また、図示は省略するが、定着ベルト２１の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍には、分離板が配設されている。分離板は、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１の走行に沿って定着ベルト２１に巻き付いてしまう不具合を抑止する。

上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、交流電源からヒータ２５に交流電圧が印加（給電）されるとともに、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２、加熱ローラ２３）及び加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。
その後、給紙部７から記録媒体Ｐが給送されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが記録媒体Ｐ上に未定着画像として担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、回転する定着ベルト２１及び加圧ローラ３１によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、図４〜図６にて、本実施の形態の定着装置２０において特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
図４に示すように、中空構造のローラ部材としての加熱ローラ２３には、定着ベルト２１の内周面が当接するローラ主部２３ａと、ローラ主部２３ａの外径よりも小さな外径を有するジャーナル部２３ｂと、が設けられている。ジャーナル部２３ｂは軸方向両端に設けられていて、ジャーナル部２３ｂは軸受（不図示である。）を介して装置２０の側板に回転自在に支持されている。そして、加熱ローラ２３は、当接する定着ベルト２１との摩擦抵抗によって、定着ベルト２１の走行に従動して所定方向に回転することになる。
なお、図示は省略するが、加熱ローラ２３及び定着ベルト２１の他方の幅方向端部も、図４と同様に（線対称形に）構成されている。

本実施の形態において、ローラ主部２３ａは、外径が３５ｍｍ、内径が３３．８ｍｍ、に設定されていて、ジャーナル部２３ｂは、外径が３０ｍｍ、内径が２８ｍｍ、に設定されている。
このように、ローラ主部２３ａとジャーナル部２３ｂとの外径差を小さくして、ローラ主部２３ａ及びジャーナル部２３ｂの内径を大きく設定することで、比較的小径であって中空構造の加熱ローラ２３の内部に複数のヒータ２５（例えば、３つ以上のヒータである。）を挿入・設置することができて、定着装置２０が小型化されるとともに、定着装置２０の昇温特性を向上させることができる。

また、ジャーナル部２３ｂには、周状に溝部２３ｂ１が形成されている。そして、この溝部２３ｂ１に対して、リング部材２４（回動部材）が回動自在に係合されている。詳しくは、リング部材２４は、その内径が溝部２３ｂ１の外径よりも僅かに大きくなるように形成されている。このリング部材２４は、定着ベルト２１が幅方向（図４の左右方向である。）に所定量変位したときに突出部２１ａに当接して、大きなベルト寄りを抑止するためのものである。
なお、本実施の形態では、突出部２１ａの高さ（定着ベルト２１の内周面から内側に突出する距離である。）が２ｍｍに設定されている。したがって、突出部２１ａとジャーナル部２３ｂとの隙間は、０．５ｍｍ程度となる。

詳しくは、定着ベルト２１の内周面であって幅方向両端には、内側に向けて起立する突出部２１ａが設けられている。突出部２１ａはゴム材料からなり、定着ベルト２１と一体的に形成することができる。
そして、定着ベルト２１が幅方向に所定量移動（ベルト寄り）したときに、加熱ローラ２３の溝部２３ｂ１に設置されたリング部材２４に、定着ベルト２１の突出部２１ａが当接することになる。これにより、定着ベルト２１が一方の幅方向端部側に位置ずれ（図４の右側への移動である。）しそうになっても、他方の幅方向端部（図４に示す幅方向端部である。）に設けられた突出部２１ａが、ストッパとして機能するリング部材２４に当接することで、定着ベルト２１の幅方向の移動が制限される。

ここで、リング部材２４は加熱ローラ２３に回動自在に保持されているために、突出部２１ａがローラ主部２３ａの外周面に乗り上がろうとするときにその移動エネルギーがリング部材２４の回転エネルギーに変換される。すなわち、リング部材２４を設けることで、突出部２１ａの加熱ローラ２３への乗り上がりが抑止される。

また、本実施の形態では、リング部材２４は、その外径が加熱ローラ２３（ローラ主部２３ａ）の外径と等しくなるように形成されている。これにより、リング部材２４は、定着ベルト２１の内周面を傷つけることなく、突出部２１ａの乗り上げを防止することになる。
また、突出部２１ａは、突出方向に対して傾斜する傾斜面が形成されている。そして、リング部材２４は、突出部２１ａの傾斜面に面接触するように形成されている。すなわち、リング部材２４は、突出部２１ａの傾斜面の傾斜角度とほぼ等しい角度で傾斜する傾斜面が形成されている。これにより、突出部２１ａとリング部材２４との接触面積が大きくなり、突出部２１ａが加熱ローラ２３の外周面に乗り上がろうとする移動エネルギーをリング部材２４の回転エネルギーに変換しやすくなって、突出部２１ａの乗り上げが防止される。

また、リング部材２４及びジャーナル部２３ｂ（溝部２３ｂ１）は、互いの対向面の一部のみが接触面になるように形成されている。すなわち、リング部材２４と溝部２３ｂ１とは、互いの対向面のすべてが接触面となるのではなく、接触面の面積が極力小さくなるように設定されている。具体的には、リング部材２４の内径側に空隙２４ａ（段差）が形成されている。これにより、溝部２３ｂ１に対するリング部材２４の摩擦抵抗が低減されて、リング部材２４が回動しやすくなる。したがって、リング部材２４の回転エネルギーへの変換がスムーズにおこなわれ、突出部２１ａの乗り上げが防止される。なお、リング部材２４の材料（特に、溝部２３ｂ１との接触面の材料である。）としては、摩擦抵抗が小さく耐熱性の高いポリイミド等が好適である。

ここで、本実施の形態では、リング部材２４は、外力により弾性変形されてジャーナル部２３ｂ（溝部２３ｂ１）から着脱できるように構成されている。詳しくは、図５を参照して、リング部材２４は、周方向の一部に切欠き２４ａを備えたＣ字状のリング部材である。
具体的に、溝部２３ｂ１に対してリング部材２４を装着するときには、リング部材２４の内径が押し広がるように（切欠き２４ａが広がるように）、外力（人力）によりリング部材２４を周方向に弾性変形させた状態で、ジャーナル部２３ｂの外径部上をスライドさせることになる。そして、リング部材２４が溝部２３ｂ１の位置に達したときに外力を取り除くことで、リング部材２４が元の形状に戻って溝部２３ｂ１にフィットすることになる。また、溝部２３ｂ１からリング部材２４を取出するときには、上述した装着時の工程と逆の工程をおこなうことになる。

このように、本実施の形態では、ローラ主部２３ａとジャーナル部２３ｂとの外径差が小さい場合（ジャーナル部２３ｂに止輪を設置できないほどローラ主部２３ａとの外径差が小さい場合）であっても、ジャーナル部２３ｂに溝部２３ｂ１を設けてリング部材２４を設置するスペースを確保しているために、定着ベルト２１の蛇行や不安定な走行を確実に抑止することができる。
また、リング部材２４は弾性変形されてジャーナル部２３ｂ（溝部２３ｂ１）から着脱されるために、リング部材２４がジャーナル部２３ｂから脱落するのを防止するために止輪を設置する必要がない。したがって、従来の装置に比べて、部品点数が少なく低廉化されるとともに、組み立て作業も簡易になる。
さらに、リング部材２４は切欠き２４ａが形成された有端形状であるために、無端形状（ドーナッツ状）に形成した従来のものに比べて、樹脂材料を用いて射出成形にて形成してもウェルドラインが生じにくくなる。したがって、材料の選択肢が広がるとともに、比較的安価に部品強度を低下させることなく、リング部材２４を形成することができる。

また、本実施の形態では、図６を参照して、リング部材２４の切欠き２４ａの切欠き幅Ａが１ｍｍ以下になるように形成している。これにより、リング部材２４は、内周面が連続的に形成されたドーナツ状のものと近似した形状となり、ジャーナル部２３ｂ（溝部２３ｂ１）に対してスムーズに回動することになる。
さらに、本実施の形態では、リング部材２４の切欠き２４ａの稜線の一部又は全部を面取りしている。具体的に、図６を参照して、リング部材２４の外周面に接する切欠き２４ａの稜線に、Ｃ０．５ｍｍ程度の面取り部２４ｂを形成している。これにより、リング部材２４の切欠き２４ａに、定着ベルト２１や突出部２１ａが引っ掛かる不具合を抑止することができる。

なお、上述した溝部２３ｂや切欠き２４ａを有するリング部材２４を設けることによる効果は、ローラ主部２３ａとジャーナル部２３ｂとの外径差が５ｍｍ以下になるように形成されたローラ部材（複数のヒータ２５が内設される比較的小径のローラ部材である。）を用いたベルト装置に対して、特に顕著である。すなわち、本実施の形態では、突出部２１ａの高さが２ｍｍ程度に設定されていて、突出部２１ａとジャーナル部２３ｂとの隙間が０．５ｍｍ程度となっているために、ジャーナル部２３ｂに止輪を設置してしまうと、止輪と突出部とが干渉してしまう。ところが、本実施の形態では、ジャーナル部２３ｂに溝部２３ｂを設けるとともに、リング部材２４に切欠き２４ａを形成しているために、止輪を設置することなく、限られたスペースにリング部材２４を設置することができる。
また、定着ベルト２１（ベルト部材）が２００ｍｍ／秒以上で走行する高速の定着装置２０（ベルト装置）では、定着ベルト２１の蛇行や不安定な走行が生じやすくなるとともに、定着装置２０の昇温特性を向上させるためにヒータ２５を３本以上設置する場合が多いために、本実施の形態における構成が有用になる。

以上説明したように、本実施の形態では、加熱ローラ２３（ローラ部材）のジャーナル部２３ｂに溝部２３ｂ１を形成して、その溝部２３ｂ１にリング部材２４を回転自在に設置して、ベルト寄りが生じたときに定着ベルト２１（ベルト部材）の突出部２１ａをリング部材２４に当接させるとともに、リング部材２４を弾性変形させてジャーナル部２３ｂの溝部２３ｂ１に着脱できるように構成している。これにより、ローラ主部２３ａとジャーナル部２３ｂとの外径差が小さな加熱ローラ２３に定着ベルト２１を張架する場合であっても、定着ベルト２１の蛇行や不安定な走行を確実に抑止して、部品強度を低下させることなく、比較的安価で組み付け性を向上させることができる。

なお、本実施の形態では加圧部材として加圧ローラ３１を用いたが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いてもよい。その場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、定着装置２０に設置されるベルト装置に対して本発明を適用したが、画像形成装置に設置される他のベルト装置（例えば、感光体ベルト、転写ベルト、中間転写ベルトをベルト部材とするベルト装置である。）や、画像形成装置以外に用いられるベルト装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。その場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置に設置される定着装置を示す概略断面図である。 定着装置を示す正面図である。 定着ベルトが張架された加熱ローラを示す部分拡大断面図である。 リング部材を示す斜視図である。 リング部材の切欠きの近傍を示す部分拡大図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（ベルト部材）、
２１ａ 突出部、
２２ 定着補助ローラ（ローラ部材）、
２２ｂ 弾性層、
２３ 加熱ローラ（中空構造のローラ部材）、
２３ａ ローラ主部、
２３ｂ ジャーナル部、 ２３ｂ１ 溝部、
２４ リング部材、
２４ａ 切欠き、 ２４ｂ 面取り部、
２５ ヒータ、
３１ 加圧ローラ（加圧部材）。

Claims (13)

1. 複数のローラ部材に張架された無端状のベルト部材を走行させるベルト装置であって、
   前記ベルト部材は、内周側に突出する突出部を幅方向両端に備え、
   前記複数のローラ部材のうち少なくとも１つのローラ部材は、前記ベルト部材の内周面が当接するローラ主部の外径よりも小さな外径を有するジャーナル部を幅方向両端に具備する中空構造のローラ部材であって、
   前記ジャーナル部は、周状に溝部が形成され、
   前記ジャーナル部の前記溝部に回動自在に係合するとともに、前記ベルト部材が幅方向に所定量変位したときに前記突出部に当接するリング部材を備え、
   前記リング部材は、外力により弾性変形されて前記ローラ部材の前記ジャーナル部から着脱できるように構成されたことを特徴とするベルト装置。
2. 前記リング部材は、周方向の一部に切欠きを備えたＣ字状のリング部材であることを特徴とする請求項１に記載のベルト装置。
3. 前記リング部材は、前記切欠きの切欠き幅が１ｍｍ以下になるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載のベルト装置。
4. 前記リング部材は、前記切欠きの稜線の一部又は全部が面取りされたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のベルト装置。
5. 前記リング部材は、射出成形により形成されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のベルト装置。
6. 前記中空構造のローラ部材は、前記ローラ主部と前記ジャーナル部との外径差が５ｍｍ以下になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のベルト装置。
7. 前記ベルト部材は、２００ｍｍ／秒以上で走行することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のベルト装置。
8. 記録媒体上にトナー像を定着する定着装置であって、
   請求項１〜請求項７のいずれかに記載のベルト装置を備えたことを特徴とする定着装置。
9. 定着補助ローラと、ヒータが内設された加熱ローラと、に張架された定着ベルトと、
   前記定着ベルトを介して前記定着補助ローラに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
   を備え、
   前記ベルト部材は、前記定着ベルトであって、
   前記中空構造のローラ部材は、前記加熱ローラであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記加熱ローラは、３つ以上のヒータが内設されたことを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
11. 前記定着補助ローラは、発泡材料からなる弾性層を備えたことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の定着装置。
12. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載のベルト装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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