JP2013134439A - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトの回転駆動に伴う片寄りを効果的に抑制可能であり、且つ、定着ベルトの端部への負荷も軽減できる定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】ベルト支持部材２２は、定着ベルト２１を介して加圧ローラー２３と当接することで、用紙を挿通させる定着ニップ部Ｎを形成する。また、ベルト支持部材２２の長手方向の両端部を定着ベルト２１の回動方向に対し下流側に延長することにより、定着ベルト２１の片寄り（蛇行）を規制する片寄り規制部４０を形成している。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱した定着ベルトと加圧部材とのニップに、未定着トナー画像を担持した用紙を挿入して未定着トナーを加熱、溶融し、用紙に定着するベルト定着方式の定着装置、及びそれを備えた電子写真方式を用いる画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた従来の画像形成装置においては、ニップを形成する定着ローラー対の少なくとも一方のローラーに熱源を内蔵させて加熱ローラーとし、このローラー対のニップ部に未定着トナー画像を担持した用紙を挿通することによって用紙にトナーを定着する熱ローラー定着方式が広く用いられている。

このような熱ローラー定着方式では、加熱ローラーに内蔵されたハロゲンランプなどの熱源からローラー表面までの熱伝達の効率が低く、熱の損失が大きい。また、ローラー表面まで熱が伝達するのに長い時間が必要である。その結果、加熱効率が悪いために消費電力が多く、ローラー表面が定着可能な温度に達するまでのウォームアップ時間が長くなるなどといった問題があった。

また、加熱ローラーとして金属製の円筒表面にフッ素樹脂をコーティングしたハードローラーを用い、加圧ローラーとしてゴムローラーを用いた場合、ローラー対のニップ部の断面形状が加圧ローラー側に凸の円弧状となる。そのため、加熱により水分が蒸発して加熱ローラー側にカールした用紙がニップ形状によってさらにカールし円筒状になってしまう。逆に、加熱ローラー側にゴムローラーを用い、加圧ローラー側にハードローラーを用いた場合は、用紙の裏面にトナーが存在する両面印字時に加圧ローラー側に用紙が巻き付いてジャムが発生するおそれがあった。一方、加熱ローラー側及び加圧ローラー側の両方にゴムローラーを用いる構成では、ニップ部の断面形状は直線状となり用紙のカールは発生し難くなるが、封筒や送り状のように２枚以上の紙が重なった用紙では紙がずれて皺が発生するという問題点があった。

これらの問題点を改善するために、用紙を加熱するための加熱部材を、加熱ローラーに代えて無端状の定着ベルトとし、定着ベルトとこれに圧接される加圧部材とのニップ部に未定着トナー画像を担持した用紙を挿通することによって用紙にトナーを定着するベルト定着方式が開発されている。このベルト定着方式では、熱ローラー定着方式に比べ加熱部材である定着ベルトの熱容量が小さいため、ウォームアップ時間を短縮するとともに、消費電力を低減することができる。

定着ベルトの駆動方法としては、無端状の定着ベルトの回転軸方向の両端にフランジ状のエンドキャップ部材を固定し、エンドキャップ部材に形成されたギアを介して定着ベルトを駆動する構成や、無端状の定着ベルトの内側のニップ部下流位置に配置された張架ローラーによって定着ベルトを駆動する構成等が知られている。

しかし、上述したような定着ベルトを直接駆動する方法では、定着ベルトの内側に配置したエンドキャップ部材や張架ローラー等の押圧部材を回転させる必要があるため、ニップ部の形状や幅を自由に設定することが困難であった。

また、一般的にニップ幅を広くする方法として、大径の加圧ローラーを用いる方法や、加圧ローラー表面のゴム厚を増加させるか、或いはゴム硬度を低下させる方法、加圧ローラーの押圧力を高める方法等が知られている。しかし、加圧ローラーの大径化は定着装置の大型化やコストアップを招き、ゴム厚の増加はウォームアップ時間の延長を招くおそれがあった。また、ゴム硬度の低下は温度による外径変化が大きくなるため搬送性の低下を招き、耐久性も低下する。さらに加圧ローラーの押圧力の上昇は、ローラー表面の撓み量の過多による搬送性の低下や定着フレーム補強によるコストアップに繋がる。

そこで、定着ベルトの内側にベルト支持部材を配置し、定着ベルトの外側からベルト支持部材に加圧ローラーを圧接するとともに、加圧ローラーと定着ベルトの外面との摩擦力によりベルト支持部材と定着ベルトの内面とを摺動させて定着ベルトを回転駆動させる摺動ベルト定着方式が考案されている。この摺動ベルト定着方式では、ベルト支持部材の形状を平面状や曲率の小さいＲ形状とすることにより、低い押圧力で広いニップ幅を得ることができる。

ところで、摺動ベルト定着方式における重要な課題の一つとして、定着ベルトの搬送性の安定化が挙げられる。具体的には、加圧ローラーが定着ベルトの幅方向に対し厳密に平行に配置されていない場合、定着ベルトを回転駆動させると定着ベルトが幅方向の一方に片寄るという問題点があった。

このような定着ベルトの片寄り（蛇行）を抑制する方法として、特許文献１には、定着ベルトのニップ形成部の長手方向両側に、ベルト蛇行規制用突部をニップ形成部材と一体形成した定着装置が開示されている。

特開２００４−２８６９２３号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、ベルト蛇行規制用突部に加圧ローラーがオーバーラップしないように、加圧ローラーの長手方向の寸法を定着ベルトの幅方向寸法（ベルト蛇行規制用突部間の寸法）よりも短くするか、或いは、ベルト蛇行規制用突部の突出量（段差）を定着ベルトの押圧に影響しない程度に制限する必要がある。

ここで、加圧ローラーの長手方向の寸法を定着ベルトの幅方向寸法よりも短くした場合は、定着ベルトの端部が加圧ローラーによりニップされないため、定着ベルトの端部がニップ形成部材から浮き上がり、ベルト蛇行規制用突部に乗り上げることが懸念される。また、定着ベルトの端部の摩耗や破損も懸念される。一方、ベルト蛇行規制用突部の突出量（段差）を制限した場合は、定着ベルトの片寄りを十分に規制することができず、ベルト蛇行規制用突部への定着ベルトの乗り上げが懸念される。

本発明は、上記問題点に鑑み、定着ベルトの回転駆動に伴う片寄りを効果的に抑制可能であり、且つ、定着ベルトの端部への負荷も軽減できる定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、記録媒体の搬送速度と略等速で回動可能な無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを加熱する加熱手段と、前記定着ベルトに内接して前記定着ベルトを摺動可能に支持するベルト支持部材と、該ベルト支持部材に前記定着ベルトを介して所定の圧力で当接するとともに前記定着ベルトに回転駆動力を付与する加圧部材と、を備え、前記定着ベルトと前記加圧部材により形成された定着ニップ部に記録媒体を挿通させて記録媒体上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置において、前記ベルト支持部材の長手方向両端部を、前記定着ベルトの回動方向に対し前記定着ニップ部の下流側または上流側の少なくとも一方に前記定着ベルトの側端縁と所定の間隔を隔てて延長することにより、前記定着ベルトの片寄りを規制する片寄り規制部を設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記片寄り規制部の内側面に、前記定着ベルトの回動方向に対し順方向に回転可能な第１の従動回転体を配置したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記第１の従動回転体は、前記片寄り規制部の内側面から突出する回転軸に回転可能に支持され、側面が前記定着ベルトの側端縁に対向する円板状の回転コロであることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記片寄り規制部の内側面に、前記回転コロ及び前記加圧部材の両方の外周面に当接する第２の従動回転体を配置したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記片寄り規制部を、前記定着ベルトの回動方向に対し前記定着ニップ部の少なくとも下流側に設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置が搭載された画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、ベルト支持部材の長手方向両端部を定着ベルトの回動方向に対し定着ニップ部の下流側または上流側の少なくとも一方に延長した片寄り規制部を設けて定着ベルトの片寄りを規制するため、定着ニップ部において定着ベルトの片寄りを規制する従来の構成に比べて定着ベルトの側端縁まで十分にニップを形成することができ、また規制部の突出量を制限する必要がなくなる。従って、定着ベルトの側端縁の強度が不足したり、定着ベルトが規制部に乗り上げたりすることなく、定着ベルトの片寄りを効果的に抑制することができる。また、片寄り規制部がベルト支持部材と一体形成されるため、片寄り規制部を別部材とする構成に比べてコスト面でも有利となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の定着装置において、片寄り規制部の内側面に、定着ベルトの回動方向に対し順方向に回転可能な第１の従動回転体を配置することにより、片寄り規制部の内側面と定着ベルトの側端縁との摺動負荷を軽減することができる。従って、定着ベルトの側端縁の摩耗や破損を抑制して、定着ベルトの長寿命化に寄与することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の定着装置において、第１の従動回転体として、片寄り規制部の内側面から突出する回転軸に回転可能に支持され、側面が定着ベルトの側端縁に対向する円板状の回転コロを用いることにより、定着ベルトの片寄りが発生すると回転コロの側面と定着ベルトの側端縁とが線接触する。これにより、定着ベルトの片寄りを精度良く規制することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の定着装置において、片寄り規制部の内側面に、円板状の回転コロ及び加圧部材の両方の外周面に当接する第２の従動回転体を配置することにより、加圧部材の回転駆動力が第２の従動回転体を介して回転コロに伝達される。従って、回転コロが定着ベルトの回動方向に対し順方向に回転するため、回転コロと定着ベルトの側端縁との摺動負荷をより一層軽減することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の定着装置において、片寄り規制部を定着ニップ部の少なくとも下流側に設けることにより、定着ベルトは加圧部材から回転駆動力が伝達された直後に片寄り規制部の内面に接触することになる。そのため、片寄り規制部の内面との干渉によって定着ベルトの回動が不安定になり難く、定着ベルトを安定して回動させることができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の定着装置を搭載することにより、定着ベルトの片寄りに起因する定着不良を効果的に抑制することができ、高画質な画像形成が可能で、定着ベルトの耐久性にも優れたベルト定着方式の画像形成装置となる。

本発明の定着装置が搭載された画像形成装置１００の概略断面図 本発明の第１実施形態に係る定着装置１６の側面断面図 第１実施形態の定着装置１６に用いられる誘導加熱部２５の平面図 第１実施形態の定着装置１６に用いられる定着ベルト２１及びベルト支持部材２２を図２の右側から見た側面図 本発明の第２実施形態に係る定着装置１３の側面断面図 第２実施形態の定着装置１３を図５の右側から見た側面図 本発明の第３実施形態に係る定着装置１３の側面断面図 本発明の第４実施形態に係る定着装置１３の側面断面図 第４実施形態の定着装置１３を図８の右側から見た側面図 本発明の第５実施形態に係る定着装置１３の側面断面図 本発明の第６実施形態に係る定着装置１３の側面断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の定着装置が搭載された画像形成装置の構成を示す模式断面図である。ここでは画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラー９の作用によって記録媒体の一例としての用紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着装置１３において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、カラープリンター１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング部７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング部７ａ〜７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、定着ベルト２１及び加圧ローラー２３（図２参照）により加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１３を通過した用紙Ｐは一旦排出ローラー対１５方向に搬送され、用紙Ｐの後端が分岐部１４を通過した後に排出ローラー対１５を逆回転させるとともに分岐部１４の搬送方向を切り換えることで、用紙Ｐの後端から反転搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。

図２は、本発明の第１実施形態に係る定着装置１３の側面断面図であり、図３は、定着装置１３に用いられる誘導加熱部２５の平面図である。図２に示すように、定着装置１３は、図２において反時計回り方向に回動する無端状の定着ベルト２１と、定着ベルト２１に内接するベルト支持部材２２と、定着ベルト２１を介してベルト支持部材２２及び押圧コロ３１に圧接され、図２において時計回り方向に回転する加圧ローラー２３と、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラー２３の反対側に配置される誘導加熱部２５と、を含む構成である。

定着ベルト２１は、ベルト支持部材２２に接する最内側に設けられた誘導発熱層や、加圧ローラー２３に接する最外側に設けられた離型層を含む複数の層が積層されて成る無端状のベルトである。この定着ベルト２１は、ベルト支持部材２２と、定着ハウジング（図示せず）の内面から突出して定着ベルト２１の幅方向両端部に内接する円弧状のフランジ部２４とに巻き掛けられ、所定の張力が与えられるとともに、ベルト支持部材２２に接していない部分が誘導加熱部２５と所定の間隔を隔てた円弧形状に保持されている。なお、フランジ部２４に代えて、ベルト支持部材２２の反対側（誘導加熱部２５と対向する側）において定着ベルト２１に内接する断面視アーチ形状の支持部材を配置しても良い。

定着ベルト２１の誘導発熱層としては、ニッケル等の金属をメッキ、又は圧延処理した金属層が用いられる。離型層としては、ＰＦＡ（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）等のフッ素系樹脂が用いられ、塗料の塗布やチューブを被せることによって形成されている。離型層は、ＰＦＡチューブであれば１０〜５０μｍ、フッ素樹脂塗料であれば１０〜３０μｍ程度の厚さが適当である。

また、誘導発熱層と離型層との間に、弾性層として厚さ１００〜１０００μｍ程度のシリコンゴム層を設けても良い。この構成によれば、弾性層が用紙上の未定着トナー像を包み込んで、ソフトに定着できる。その結果、画像の高画質化を図ることが可能となり、高性能な定着装置１３を得ることができる。

また、誘導発熱層と離型層との間に蓄熱層を設けて誘導発熱層で発生した熱を逃がさないようにし、且つ定着ベルト２１の表面の温度を均一に保持することもできる。その結果、さらに高い加熱効率が得られるとともに、ウォームアップ時間の短縮及び消費電力の低減の効果を高めることが可能となる。

蓄熱層は、シリカやアルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末をフィラーとして配合して熱伝導率を高めたシリコンゴムや、アルミ、銅、ニッケル等の熱伝導率の高い金属で構成され、これらをチューブ状に成型したものを被覆する、或いはメッキするなどして設けられている。蓄熱層は、シリコンゴムのように弾性がある材料であれば良いが、金属で構成した場合、肉厚を厚くし過ぎるとベルトの硬度が上がり、トナーを溶融するのに必要なニップ量が得られなくなってしまう。したがって、蓄熱層の厚さは、１０〜１０００μｍ、望ましくは５０〜５００μｍとする。

本実施形態に用いる定着ベルト２１の構成としては、例えば、厚さ３５μｍのニッケル層（誘導発熱層）上に厚さ２００μｍのシリコンゴム層（弾性層）を積層し、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ（離型層）で被覆した外径４０ｍｍ、幅３６０ｍｍのベルトが挙げられる。

また、定着ベルト２１の表面に接するようにサーミスター（図示せず）が設けられている。このサーミスターにより定着ベルト２１の温度を検知し、誘導加熱部２５に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦすることによって定着温度の制御を行う。

また、定着ベルト２１の幅方向（図２の紙面と垂直方向）の寸法は、誘導加熱部２５の幅方向の寸法よりも狭く、且つ定着ニップ部Ｎを通過する最大の用紙幅よりも広く設定されている。これにより、誘導加熱部２５は定着ベルト２１全体を均一に加熱して定着むらの発生を防止するとともに、定着ベルト２１は用紙サイズに係わらず用紙全面を覆うことができるため、ベルト支持部材２２への未定着トナーの付着を防止できる。

ベルト支持部材２２は、定着ベルト２１を介して加圧ローラー２３と当接することで、用紙を挿通させる定着ニップ部Ｎを形成する。本実施形態に用いるベルト支持部材２２の構成としては、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー樹脂）等の耐熱性樹脂を用いて略直方体形状に成形したものや、直方体形状のステンレス（ＳＵＳ）製の板部材、或いは、金属製の薄板を折り曲げて形成したもの等が挙げられる。特に、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂を用いて成形したベルト支持部材２２は、耐熱性、耐摩耗性に優れ、後述する片寄り規制部４０を一体形成可能であるため特に好ましい。

また、定着ベルト２１との接触面には弾性層として厚さ１００〜１０００μｍ程度のシリコンゴム層が設けられ、シリコンゴム層の表面には離型層としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のシートが定着ベルト２１との接触面の立ち上がり部分まで貼り付けられている。

また、ベルト支持部材２２の長手方向（図２の紙面に垂直な方向）の両端部を定着ベルト２１の回動方向に対し下流側（図２の上方向）に延長することにより、定着ベルト２１の片寄り（蛇行）を規制する片寄り規制部４０を形成している。片寄り規制部４０の作用については後述する。

加圧ローラー２３は、例えば芯金２３ａの外側に弾性層２３ｂが設けられている。芯金２３ａには加圧ローラー２３の圧力を調整する圧調整機構（図示せず）が配置されている。本実施形態では、直径２０ｍｍのアルミニウム製の芯金２３ａの外側に、弾性層を構成する厚さ７．５ｍｍのシリコンゴム層２３ｂが設けられた外径３５ｍｍの加圧ローラー２３を用いている。加圧ローラー２３は図示しない駆動モーターにより時計回りに回転駆動される。なお、加圧ローラー２３の表面はＰＦＡチューブ等の離型層で被覆されていても良い。

誘導加熱部２５は、電磁誘導により定着ベルト２１を加熱するものであり、コイルボビン２７、コイル２９、及びセンターコア３０ａ、アーチコア３０ｂ、サイドコア３０ｃからなるコア部等で構成され、定着ベルト２１の円弧状の外面の一部を囲うように対向して配設される。

コイルボビン２７は、定着ベルト２１の外面に沿う断面円弧状に成形されている。コイルボビン２７の材質は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＬＣＰ（液晶ポリマー樹脂）等の耐熱性樹脂であることが好ましい。

コイルボビン２７上には、細線を束ねたリッツ線を誘導加熱部２５の長手方向（図２の紙面と垂直方向）に複数回（ここでは８回）巻回したコイル２９が配置されている。コイル２９は、図示しない電源に接続されている。また、コイル２９のコイルボビン２７への固定は、例えば耐熱性接着剤（例えばシリコン系接着剤）を用いて行う。

センターコア３０ａは、コイル２９の中央に配置される断面矩形状をなすフェライト製のコアである。センターコア３０ａの両側には一対のアーチコア３０ｂ及びサイドコア３０ｃが配置されている。両側のアーチコア３０ｂは、センターコア３０ａを挟んで互いに対称な形状を有し、その断面形状がアーチ形に成形されたフェライト製コアである。各アーチコア３０ｂの全長はコイル２９が配置された領域よりも長い。また、両側のサイドコア３０ｃ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。サイドコア３０ｃは各アーチコア３０ｂの一端（図２では上下端）に連結して設けられている。各サイドコア３０ｃは、それぞれコイル２９が配置された領域の外側を覆っている。

アーチコア３０ｂは、例えば誘導加熱部２５の長手方向に間隔をおいて複数箇所に配置されている。本実施形態では、隣り合うアーチコア３０ｂ同士の間隔は１０ｍｍ程度としている。また、アーチコア３０ｂの配置密度は、高ければ高いほど磁束の誘導性能が良くなる。しかしながら、ある程度アーチコア３０ｂの配置密度を減らしても磁束の誘導性能の低下は少ないので、充分な性能を発揮できる範囲で高いコストパフォーマンスが得られるようにアーチコア３０ｂの配置密度を設定することが好ましい。また、定着ベルト２１の幅方向の温度分布を調整する場合、アーチコア３０ｂの配置密度を調整することで対応可能である。

また、サイドコア３０ｃは、誘導加熱部２５の長手方向において複数に分割されており、その１つの長さが３０〜６０ｍｍ程度である。複数のサイドコア３０ｃは誘導加熱部２５の長手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３０ｃを配置する範囲の全長はコイル２９が配置された領域の長さに対応している。このようにサイドコア３０ｃを連続して複数配置することで、アーチコア３０ｂの配置による温度分布の振れ幅を均す効果がある。なお、各アーチコア３０ｂ、サイドコア３０ｃの配置は、例えばコイル２９の磁束密度（磁界強度）分布に合わせて決定されている。アーチコア３０ｂがある程度の間隔をおいて配置されている分、アーチコア３０ｂが抜けた箇所でサイドコア３０ｃ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。

誘導加熱部２５は、コイル２９に高周波電流を供給することにより、センターコア３０ａ及び両側のアーチコア３０ｂ及びサイドコア３０ｃを通じて磁束を発生させる。誘導加熱部２５から発せられる磁束は定着ベルト２１の誘導発熱層に作用する。その結果、誘導発熱層の磁束の周りに渦電流が生じるため、誘導発熱層内の電気抵抗によってジュール熱が発生して定着ベルト２１が発熱することになる。

コイル２９に流れる電流は、サーミスターによって定着ベルト２１が所定の温度となるように制御されている。そして、誘導加熱部２５により定着ベルト２１が加熱されて所定の温度に昇温すると、定着ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｐ（図１参照）が加熱されるとともに、加圧ローラー２３にて加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナーが溶融定着される。

用紙搬送方向（図２の下から上方向）に対し定着ニップ部Ｎの下流側には、定着ベルト２１から用紙を分離する分離板３５と、分離板３５を支持する分離板ホルダー３７とが配置されている。本実施形態では、厚さ０．１ｍｍのステンレス板の表面にフッ素樹脂コーティングを施した長さ３３６ｍｍの分離板３５を、厚さ１．２ｍｍのステンレス製の分離板ホルダー３７に取り付けている。

図４は、定着ベルト２１及びベルト支持部材２２を図２の右側から見た側面図である。なお、図４では加圧ローラー２３及び誘導加熱部２５は記載を省略している。図４に示すように、片寄り規制部４０は定着ベルト２１の回動方向に対し定着ニップ部Ｎの下流側（図４の上側）に突出しており、片寄り規制部４０の内面において定着ベルト２１の片寄りを規制する。

この構成により、定着ニップ部Ｎに片寄り規制部を形成する場合のように加圧ローラー２３の長手方向の寸法を規制部間の距離よりも小さくしたり、規制部の突出量（段差）を制限したりする必要がなくなる。従って、ベルト支持部材２２により定着ベルト２１の両端部を確実にニップすることができ、定着ベルト２１の両端部の摩耗や破損を抑制することができる。また、片寄り規制部４０に定着ベルト２１の両端部が乗り上げるおそれもなくなる。

また、片寄り規制部４０を定着ベルト２１の回動方向に対し定着ニップ部Ｎの下流側に設けることにより、定着ベルト２１は加圧ローラー２３から回転駆動力が伝達された直後に片寄り規制部４０の内面に接触することになる。そのため、片寄り規制部４０の内面との干渉によって定着ベルト２１の回動が不安定になり難く、定着ベルト２１を安定して回動させることができる。

図５は、本発明の第２実施形態に係る定着装置１３の側面断面図であり、図６は、定着装置１３を図５の右側から見た側面図である。以下、図５〜図１１では誘導加熱部２５の記載を省略している。また、図６、図９では加圧ローラー２３の記載も省略している。

図５及び図６に示すように、本実施形態の定着装置１３では、片寄り規制部４０の内側面から突出する回転軸４１ａに回転可能に支持される円板状の回転コロ４１を配置している。他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態の構成によれば、片寄り規制部４０の内側面と定着ベルト２１の側端縁２１ａとの摩擦が回転コロ４１の回転によって低減されるため、第１実施形態に比べて定着ベルト２１の側端縁２１ａの摩耗や破損を抑制することができる。

また、円板状の回転コロ４１の側面が定着ベルト２１の側端縁に対向するように配置したので、定着ベルト２１の片寄りが発生すると回転コロ４１の側面と定着ベルト２１の側端縁とが線接触する。これにより、定着ベルト２１の片寄りを精度良く規制することができる。回転コロ４１の構成としては、例えば円板状のＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）樹脂の表面にシリコン樹脂をコーティングしたものが挙げられる。

図７は、本発明の第３実施形態に係る定着装置１３の側面断面図である。本実施形態の定着装置１３では、片寄り規制部４０の内側面から突出する回転軸４３ａに回転可能に支持され、回転コロ４１及び加圧ローラー２３の両方の外周面に当接する円板状のアイドルコロ４３を配置している。他の部分の構成は第２実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態の構成によれば、用紙搬送方向（図７の時計回り方向）に回転する加圧ローラー２３に従動してアイドルコロ４３が矢印方向（反時計回り方向）に回転するため、アイドルコロ４３に当接する回転コロ４１も時計回り方向に従動回転する。この回転コロ４１の回転方向は、定着ベルト２１との接触面において、定着ベルト２１の回動方向と順方向となる。従って、回転コロ４１が定着ベルト２１の回動に対し常に順方向に回転するため、第２実施形態に比べて定着ベルト２１の側端縁２１ａと回転コロ４１との摩擦が低減され、より円滑な定着ベルト２１の回動が可能となる。

図８は、本発明の第４実施形態に係る定着装置１３の側面断面図であり、図９は、定着装置１３を図８の右側から見た側面図である。本実施形態の定着装置１３では、片寄り規制部４０の内側面に沿った回転軸４１ａに回転可能に支持される円筒状の回転コロ４１を配置している。定着装置１３の他の部分の構成や回転コロ４１の材質等は第２実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態の構成によれば、片寄り規制部４０の内側面と定着ベルト２１の側端縁２１ａとの摩擦が回転コロ４１の回転によって低減されるため、第２、第３実施形態と同様に定着ベルト２１の側端縁２１ａの摩耗や破損を抑制することができる。

また、円筒状の回転コロ４１の外周面が定着ベルト２１の側端縁２１ａに対向するように配置したので、円板状の回転コロ４１を用いる第２、第３実施形態の構成に比べて回転コロ４１と定着ベルト２１の側端縁２１ａとの摩擦をより低減することができる。一方、回転コロ４１の外周面と定着ベルト２１の側端縁２１ａとの接触は点接触となるため、定着ベルト２１の片寄りを規制する効果は第２、第３実施形態に比べてやや劣る。

図１０は、本発明の第５実施形態に係る定着装置１３の側面断面図である。本実施形態の定着装置１３では、ベルト支持部材２２を定着ベルト２１の回動方向に対し上流側にも延長している。そして、第２実施形態と同様に、内側面に回転コロ４１が配置された片寄り規制部４０を、定着ニップ部Ｎの上流側にも形成している。他の部分の構成は第２実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態の構成によれば、定着ベルト２１の回動方向に対し定着ニップ部Ｎの下流側及び上流側の両方において定着ベルト２１の片寄りが規制される。従って、定着ベルト２１の片寄りをより効果的に抑制することができる。また、第２実施形態と同様に、片寄り規制部４０の内側面に回転コロ４１を配置したので、定着ベルト２１の側端縁２１ａの摩耗や破損も抑制することができる。

図１１は、本発明の第６実施形態に係る定着装置１３の側面断面図である。本実施形態の定着装置１３では、ベルト支持部材２２を定着ベルト２１の回動方向に対し上流側にも延長している。そして、第３実施形態と同様に、内側面に回転コロ４１と、回転コロ４１及び加圧ローラー２３の両方に当接するアイドルコロ４３とが配置された片寄り規制部４０を、定着ニップ部Ｎの上流側にも形成している。他の部分の構成は第３実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態の構成によれば、第５実施形態と同様に、定着ベルト２１の回動方向に対し定着ニップ部Ｎの下流側及び上流側の両方において定着ベルト２１の片寄りをより効果的に抑制することができる。また、第３実施形態と同様に、片寄り規制部４０の内側面に回転コロ４１及びアイドルコロ４３を配置したので、定着ベルト２１の回動に対し回転コロ４１が常に順方向に回転する。従って、定着ベルト２１の側端縁２１ａと回転コロ４１との摩擦が低減され、より円滑な定着ベルト２１の回動が可能となる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記第５、第６実施形態では、ベルト支持部材２２を定着ベルト２１の回動方向に対し上流側にも延長して片寄り規制部４０を定着ニップ部Ｎの上流側及び下流側の両方に形成したが、回転コロ４１を設けない第１実施形態の片寄り規制部４０、或いは円筒状の回転コロ４１を設けた第４実施形態の片寄り規制部４０を、定着ニップ部Ｎの上流側及び下流側の両方に形成しても良い。また、上記各実施形態の片寄り規制部４０を、定着ニップ部Ｎの上流側のみに形成することもできる。

また、上記各実施形態で示した定着ベルト２１、加圧ローラー２３の構成は好ましい一例であり、本発明の目的を達成可能な他の構成を採用することもできる。また、誘導加熱部２５に代えてハロゲンランプ等の他の加熱手段を設けても良い。

また、本発明の定着装置は図１に示したタンデム式のカラープリンターに限らず、デジタル複合機やカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機、或いはモノクロプリンターやファクシミリ等の、電子写真プロセスを用いた種々の画像形成装置に適用できる。

本発明は、定着ベルトの内側にベルト支持部材を配置し、定着ベルトの外側からベルト支持部材に加圧ローラーを圧接するとともに、加圧ローラーと定着ベルトの外面との摩擦力によりベルト支持部材と定着ベルトの内面とを摺動させて定着ベルトを回転駆動させる摺動ベルト定着方式の定着装置に利用可能である。本発明の利用により、定着ベルトの回転駆動に伴う片寄りを抑制可能であり、定着ベルトの端部への負荷も軽減された定着装置を提供することができる。

１３ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ ベルト支持部材
２３ 加圧ローラー（加圧部材）
２５ 誘導加熱部（加熱手段）
３５ 分離板
３７ 分離板ホルダー
４０ 片寄り規制部
４１ 回転コロ（第１の従動回転体）
４１ａ （回転コロ４１の）回転軸
４３ アイドルコロ（第２の従動回転体）
４３ａ （アイドルコロ４３の）回転軸
１００ カラープリンター
Ｎ 定着ニップ部
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (6)

1. 記録媒体の搬送速度と略等速で回動可能な無端状の定着ベルトと、
   該定着ベルトを加熱する加熱手段と、
   前記定着ベルトに内接して前記定着ベルトを摺動可能に支持するベルト支持部材と、
   該ベルト支持部材に前記定着ベルトを介して所定の圧力で当接するとともに前記定着ベルトに回転駆動力を付与する加圧部材と、
   を備え、前記定着ベルトと前記加圧部材により形成された定着ニップ部に記録媒体を挿通させて記録媒体上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置において、
   前記ベルト支持部材の長手方向両端部を、前記定着ベルトの回動方向に対し前記定着ニップ部の下流側または上流側の少なくとも一方に前記定着ベルトの側端縁と所定の間隔を隔てて延長することにより、前記定着ベルトの片寄りを規制する片寄り規制部を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 前記片寄り規制部の内側面に、前記定着ベルトの回動方向に対し順方向に回転可能な第１の従動回転体を配置したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１の従動回転体は、前記片寄り規制部の内側面から突出する回転軸に回転可能に支持され、側面が前記定着ベルトの側端縁に対向する円板状の回転コロであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記片寄り規制部の内側面に、前記回転コロ及び前記加圧部材の両方の外周面に当接する第２の従動回転体を配置したことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記片寄り規制部を、前記定着ベルトの回動方向に対し前記定着ニップ部の少なくとも下流側に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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