JP2015161842A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトの端部の座屈を抑制する。【解決手段】本発明の定着装置は、回転可能に設けられる定着ベルト２２と、定着ベルト２２に圧接して定着ニップ９０を形成し、回転可能に設けられる加圧部材２３と、加圧部材２３との間に定着ベルト２２を挟み込むように配置され、回転可能に設けられる加熱部材２４と、加圧部材２３との間に定着ベルト２２を挟み込むように配置され、定着ベルト２２を加圧部材２３側に向かって押圧する押圧部材と、加熱部材２４と同軸上に設けられ、定着ベルト２２の端部２２ａ、２２ｂの外側に配置されるフランジ２９と、加熱部材２４との間に定着ベルト２２の端部２２ａ、２２ｂを挟み込むように配置される補強部材３０と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、用紙などの記録媒体にトナー像を定着させる定着装置を備えている。この定着装置の中には、ベルト定着方式を採用するものが存在する。ベルト定着方式とは、定着ベルトと加圧部材（例えば、加圧ローラー）を圧接させて定着ニップを形成する方式である。

例えば、特許文献１には、回転可能に設けられる定着ベルトと、定着ベルトに圧接して定着ニップ（特許文献１の「加熱ニップ部Ｎａ」参照）を形成する加圧部材（特許文献１の「加圧ローラ１７ｂ」参照）と、加圧部材との間に定着ベルトを挟み込むように配置される加熱部材（特許文献１の「張架ローラ１７ａ」参照）と、加圧部材との間に定着ベルトを挟み込むように配置される押圧部材（特許文献１の「摺動体ＳＤａ」参照）と、を備えた定着装置が開示されている。

特開２００３−３０２８５２号公報

特許文献１のような構成の定着装置では、各構成部品の個体差等に起因して、定着ベルトを片側（一端側又は他端側）に寄せる力が不可避的に発生する。これに伴って、定着ベルトが片側に大きく寄ると、定着ベルトの端部の外側に配置されたフランジに定着ベルトの端部が接触し、定着ベルトの端部が座屈する恐れがある。

本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトの端部の座屈を抑制することを目的とする。

本発明の定着装置は、回転可能に設けられる定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、回転軸を中心に回転可能に設けられる加熱部材と、前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、前記加熱部材と同軸上に設けられ、前記回転軸方向において前記定着ベルトの端部の外側に配置されるフランジと、前記加熱部材との間に前記定着ベルトの前記端部を挟み込むように配置される補強部材と、を備えていることを特徴とする。

このような構成を採用することで、加熱部材、フランジ及び補強部材によって定着ベルトの端部を３方向から囲むことが可能となる。これに伴って、定着ベルトが片側（一端側又は他端側）に寄った際に定着ベルトの端部がフランジに接触したとしても、定着ベルトの端部が座屈しにくくなる。

前記補強部材は、前記定着ベルトの回転に従動して回転しても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの端部と補強部材の間の摩擦を抑制することができる。これに伴って、定着ベルト及び補強部材の長寿命化を図ることが可能となる。

前記補強部材は、前記定着ベルトを摺動可能に支持しても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトと補強部材の接触面積を大きくすることが可能となり、定着ベルトの端部の座屈を一層効果的に抑制することが可能となる。

前記補強部材を前記定着ベルトの前記端部に押し付ける付勢体を更に備えていても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの端部と補強部材の接触の安定性を確保することができる。これに伴って、定着ベルトの端部の座屈を一層効果的に抑制することが可能となる。

前記フランジは、前記加熱部材と一体に形成されていても良い。

このような構成を採用することで、定着装置の部品点数を削減し、定着装置の製造コストを低廉化することが可能となる。

前記フランジは、前記加熱部材と別体に形成されていても良い。

このような構成を採用することで、加熱部材の形状の複雑化を回避することが可能となる。

前記補強部材は、前記加熱部材を挟んで前記加圧部材の反対側に配置されていても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの端部の座屈をより一層効果的に抑制することが可能となる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、定着ベルトの端部の座屈を抑制することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。 図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置において、押圧部材を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置において、展開した状態のシート部材を示す平面図である。 本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置を示す断面図である。 本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。 図９のＸ−Ｘ断面図である。

＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、用紙（記録媒体）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の側方に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。

プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が排紙トレイ４の下方に配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１５が設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送経路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送経路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部１９が設けられている。搬送経路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２０が形成されている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１９から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。

次に、図２〜図５を用いて、定着装置１８について詳細に説明する。以下、説明の便宜上、図２における紙面手前側を定着装置１８の前側（正面側）とする。図２の矢印Ｙは、用紙の搬送方向を示している。各図に適宜付される矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。図４の矢印Ｉは前後方向内側を示し、図４の矢印Ｏは前後方向外側を示している。

図２、図３に示されるように、定着装置１８は、定着フレーム２１と、定着フレーム２１の上部に内設される定着ベルト２２と、定着フレーム２１の下部に内設される加圧ローラー２３（加圧部材）と、定着ベルト２２の径方向内側に配置される加熱ローラー２４（加熱部材）と、加熱ローラー２４の径方向内側に配置されるヒーター２５（熱源）と、定着ベルト２２の径方向内側において加熱ローラー２４の右側（用紙搬送方向における上流側）に配置される押圧部材２６と、定着ベルト２２の径方向内側において押圧部材２６の右側（用紙搬送方向における上流側）に配置される支持部材２７と、定着ベルト２２と押圧部材２６の間に介装されるシート部材２８と、加熱ローラー２４の前後両端側に配置されるフランジ２９及び補強ローラー３０（補強部材）と、を備えている。

図３に示されるように、定着フレーム２１は、上フレーム３２と下フレーム３３によって構成されている。上フレーム３２は、下フレーム３３に対して昇降可能に設けられている。

定着フレーム２１の上フレーム３２は、鉛直方向に延びる前後一対の上側ベース板３４を備えている。前後一対の上側ベース板３４の上端部は、連結フレーム３５によって連結されている。各上側ベース板３４の上面には、左右一対のコイルバネ３６（付勢部材）の下端部が当接している。コイルバネ３６は、上フレーム３２を下側（下フレーム３３側）に付勢している。各上側ベース板３４の外面には、支持片３７が固定されている。支持片３７の左右方向中央部には、取付溝３８が凹設されている。各上側ベース板３４の内面には、規制板３９が固定されている。

定着フレーム２１の下フレーム３３は、鉛直方向に延びる前後一対の下側ベース板４１を備えている。前後一対の下側ベース板４１の下部は、連結板４２によって連結されている。連結板４２の左右両縁部には、ガイド板４３が固定されている。各ガイド板４３は、左右方向内側に向かって屈曲されて加圧ローラー２３の側方まで延びている。各下側ベース板４１の外面には、軸受板４４が固定されている。

定着ベルト２２は、前後方向に長い円筒状を成している。つまり、本実施形態では、前後方向が定着ベルト２２の軸線方向である。定着ベルト２２は、可撓性を有している。定着ベルト２２は、前述のコイルバネ３６によって下側（加圧ローラー２３側）に付勢されている。

図２に示されるように、定着ベルト２２は、上部に緩みのある状態で加熱ローラー２４、押圧部材２６及び支持部材２７に架け渡されている。定着ベルト２２は、回転可能に設けられている。図２の矢印Ａは、定着ベルト２２の回転方向を示している。

定着ベルト２２は、例えば、直径２４ｍｍである。定着ベルト２２は、例えば、基材層と、この基材層に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト２２の基材層は、例えば、厚さ５０μｍのＰＩ（ポリイミド）によって形成されている。定着ベルト２２の弾性層は、例えば、厚さ２００μｍのシリコンゴムによって形成されている。定着ベルト２２の離型層は、例えば、厚さ１０μｍのＰＦＡコーティングによって形成されている。なお、各図において、定着ベルト２２の各層（基材層、弾性層、離型層）は、特に区別されていない。

加圧ローラー２３は、前後方向に長い円柱状を成している。図３等に示されるように、加圧ローラー２３は、定着ベルト２２の下側（径方向外側）に配置されている。加圧ローラー２３の前後両端部は、下フレーム３３の各軸受板４４に軸支されている。これにより、加圧ローラー２３が下フレーム３３に回転可能に支持されている。加圧ローラー２３の後端部には、伝達ギア５１が固定されている。伝達ギア５１は、モーター等の駆動源５２に接続されている。このような構成により、駆動源５２が伝達ギア５１を介して加圧ローラー２３に接続されており、駆動源５２の回転が伝達ギア５１を介して加圧ローラー２３に伝達され、加圧ローラー２３が回転するように構成されている。つまり、駆動源５２によって加圧ローラー２３を回転させるように構成されている。

図２に示されるように、加圧ローラー２３は、例えば、円柱状（中実状）の芯材５３と、この芯材５３に周設される弾性層５４と、を備えている。加圧ローラー２３の芯材５３は、例えば、アルミニウムなどの金属によって形成されている。加圧ローラー２３の弾性層５４は、例えば、直径２０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、硬度４４°の発泡シリコンゴムによって形成されている。加圧ローラー２３の弾性層５４は、加圧ローラー２３の芯材５３よりも摩擦係数が高い。

加熱ローラー２４は、前後方向に長い円筒状を成している。加熱ローラー２４は、加圧ローラー２３との間に定着ベルト２２を挟み込むように配置されている。加熱ローラー２４は、例えば、基材層６１と、この基材層６１を被覆するコーティング層６２と、を備えている。加熱ローラー２４の基材層６１は、例えば、直径１５ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウムによって形成されている。加熱ローラー２４のコーティング層６２は、例えば、厚さ５０μｍのシリコンゴムによって形成されており、加熱ローラー２４の基材層６１よりも摩擦係数が高い。加熱ローラー２４のコーティング層６２は、定着ベルト２２の内周面に接触している。

加熱ローラー２４の前後両端部は、上フレーム３２（図３参照）の支持片３７にベアリング（図示せず）を介して軸支されている。これにより、前後方向に延びる回転軸Ｓ（図３参照）を中心に回転可能となるように加熱ローラー２４が上フレーム３２に支持されている。つまり、本実施形態では、前後方向が加熱ローラー２４の回転軸方向である。

ヒーター２５は、前後方向に長い形状を成している。図２に示されるように、ヒーター２５は、加熱ローラー２４の中央部に収容されている。ヒーター２５は、例えば、８００Ｗのハロゲンヒーターによって構成されている。ヒーター２５は、通電によって発熱し、加熱ローラー２４を加熱するように構成されている。ヒーター２５の前後両端部は、上フレーム３２（図３参照）の支持片３７の取付溝３８に挿入されている。これにより、ヒーター２５が上フレーム３２に支持されている。

押圧部材２６は、前後方向に長い形状を成している。押圧部材２６の前後両端部は、上フレーム３２（図３参照）の各上側ベース板３４に固定されている。これにより、押圧部材２６が上フレーム３２に支持されている。図２、図５に示されるように、押圧部材２６は、押圧体６７と、押圧体６７の上側に配置される装着体６８と、を備えている。

押圧部材２６の押圧体６７は、例えば、液晶ポリマーやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの耐熱性樹脂やアルミニウム、ＳＵＳ又は鉄などの金属によって形成されている。押圧体６７は、加圧ローラー２３との間に定着ベルト２２を挟み込むように配置されている。押圧体６７は、定着ベルト２２を下側（加圧ローラー２３側）に向かって押圧している。

押圧体６７は、ベース部６９と、ベース部６９の上面に設けられる複数の突出部７０と、を備えている。ベース部６９は、前後方向に長い板状を成している。ベース部６９の上面には、複数の突出部７０の形成間隔に突部７１が設けられている。ベース部６９の下面は、加圧ローラー２３の外周面に沿って円弧状に湾曲している。ベース部６９の左面（加熱ローラー２４側の面）は、下側（加圧ローラー２３側）に向かって左側（加熱ローラー２４側）に傾斜している。複数の突出部７０は、前後方向に間隔をおいて設けられている。各突出部７０は、円柱状を成している。各突出部７０の上面には、ビス穴７２が設けられている。

押圧部材２６の装着体６８は、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ又は鉄などの金属によって形成されている。装着体６８は、前後方向に長い形状を成している。装着体６８は、押圧体６７を支えるベースフレームとしての機能を果たしている。

装着体６８は、鉛直方向に延びる側壁部７３と、側壁部７３の上端から左側（左右方向内側）に向かって屈曲される上壁部７４と、を備えている。上壁部７４には、前後方向に間隔をおいて複数の貫通穴７６が上下方向に設けられている。そして、各貫通穴７６を貫通するビス７９が各突出部７０のビス穴７２に螺合することにより、装着体６８が押圧体６７に装着されている。

支持部材２７は、前後方向に長い形状を成している。図２に示されるように、支持部材２７は、加圧ローラー２３との間に定着ベルト２２を挟み込んでいない。支持部材２７は、定着ベルト２２の回転方向（図２の矢印Ａ参照）において後述する定着ニップ９０の上流側に配置されている。支持部材２７の下面（定着ベルト２２の回転方向における下流側の面）は、押圧部材２６の押圧体６７と装着体６８の間に挟み込まれた補強板８３によって支持されている。

支持部材２７は、固定体８１と、固定体８１の右面（外面）に固定される弾性体８２と、を備えている。固定体８１は、例えば、アルミニウムやＳＵＳや鉄などの金属又は液晶ポリマーやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの耐熱性樹脂によって形成されている。固定体８１は、押圧部材２６の装着体６８の側壁部７３の右面（外面）に固定されている。弾性体８２は、例えば、シリコンスポンジ等の弾性材料によって形成されている。弾性体８２の右面（外面）には、支持面８４が設けられている。支持面８４は、定着ベルト２２の内周面に接触しており、定着ベルト２２を径方向内側から支持している。

図６に示されるように、シート部材２８は、前後方向に長い形状を成している。シート部材２８は、例えば、ガラスクロスシート等の低摩擦材によって形成されており、押圧部材２６及び支持部材２７よりも摩擦係数が低い。シート部材２８の表面には、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂によるコーティングが施されている。なお、図６の二点鎖線Ｌ１は、シート部材２８の幅方向一側部２８ａと幅方向中央部２８ｂの境界を示し、図６の二点鎖線Ｌ２は、シート部材２８の幅方向中央部２８ｂと幅方向他側部２８ｃの境界を示している。シート部材２８の幅方向一側部２８ａには、複数の取付穴８５が前後方向に間隔をおいて形成されている。図２に示されるように、各取付穴８５には、押圧部材２６の押圧体６７の各突出部７０が貫通している。これにより、シート部材２８の幅方向一側部２８ａが押圧部材２６に固定されている。シート部材２８の幅方向一側部２８ａは、押圧部材２６の押圧体６７と装着体６８の間に挟み込まれている。シート部材２８の幅方向中央部２８ｂは、押圧部材２６の押圧体６７のベース部６９の右面（外面）に当接している。シート部材２８の幅方向他側部２８ｃは、押圧部材２６の押圧体６７のベース部６９の下面と定着ベルト２２の内周面の間に介装されている。

図４に示されるように、各フランジ２９は、加熱ローラー２４と同軸上に設けられている。各フランジ２９は、加熱ローラー２４の基材層６１と一体に形成されており、加熱ローラー２４の基材層６１から径方向外側に向かって突出している。各フランジ２９の前後方向外側の面は、加熱ローラー２４の基材層６１の前後方向外側の面よりも前後方向内側に位置している。そのため、各フランジ２９の前後方向外側の面と加熱ローラー２４の基材層６１の前後方向外側の面は、段差状を成している。各フランジ２９は、前後方向において定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂの外側に配置されている。各フランジ２９は、上フレーム３２（図３参照）の各規制板３９に係合することで、前後方向への移動を規制されている。

図２等に示されるように、各補強ローラー３０は、加熱ローラー２４を挟んで加圧ローラー２３の反対側に配置されている。各補強ローラー３０は、例えば、シリコン、フッ素系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）等によって形成されている。図４等に示されるように、各補強ローラー３０は、加熱ローラー２４との間に定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂを挟み込むように配置されている。そのため、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂは、加熱ローラー２４、各フランジ２９及び各補強ローラー３０によって３方向から囲まれている。

各補強ローラー３０は、前後方向に延びるローラー軸８８によって回転可能に支持されている。ローラー軸８８には、コイルスプリング８９（付勢体）が取り付けられている。コイルスプリング８９は、ローラー軸８８を介して各補強ローラー３０を加熱ローラー２４の回転軸Ｓ側に付勢している。これにより、各補強ローラー３０が定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂに押し付けられている。各補強ローラー３０の前後方向の幅Ｗは、例えば、３ｍｍ≦Ｗ≦２０ｍｍであり、少なくとも１０ｍｍ以上であることが好ましい。各補強ローラー３０の前後方向外側の面は、各フランジ２９の前後方向内側の面に接触している。

図２に示されるように、定着ベルト２２と加圧ローラー２３の圧接部分には、定着ニップ９０が形成されている。定着ニップ９０は、第１ニップ部９１と、第１ニップ部９１よりも右側に形成される第２ニップ部９２と、第１ニップ部９１と第２ニップ部９２の間に形成される第３ニップ部９３と、を備えている。

第１ニップ部９１は、加圧ローラー２３と加熱ローラー２４が定着ベルト２２を挟み込む部分に形成されている。第１ニップ部９１は、加熱ローラー２４によって定着ベルト２２の径方向内側からバックアップされている。第１ニップ部９１の形成幅は、例えば、１．５ｍｍである。

第２ニップ部９２は、加圧ローラー２３と押圧部材２６の押圧体６７が定着ベルト２２を挟み込む部分に形成されている。第２ニップ部９２は、押圧部材２６の押圧体６７によって定着ベルト２２の径方向内側からバックアップされている。第２ニップ部９２は、定着ベルト２２の回転方向（図２の矢印Ａ参照）において第１ニップ部９１よりも上流側に設けられている。第２ニップ部９２にかかる力の総和は、第１ニップ部９１にかかる力の総和よりも大きい。つまり、加圧ローラー２３と押圧部材２６の押圧体６７が定着ベルト２２を挟み込む力は、加圧ローラー２３と加熱ローラー２４が定着ベルト２２を挟み込む力よりも大きい。第２ニップ部９２の形成幅は、例えば９ｍｍである。

第３ニップ部９３は、加熱ローラー２４の下端部と押圧部材２６の押圧体６７のベース部６９の下端部の間に形成される隙間９４と対応する位置に設けられている。そのため、第３ニップ部９３は、定着ベルト２２の径方向内側からバックアップされていない。第３ニップ部９３の形成幅は、例えば、１．５ｍｍである。

上記のように構成された定着装置１８において、用紙にトナー像を定着させる際には、駆動源５２を駆動させる。このように駆動源５２を駆動させると、駆動源５２の回転が伝達ギア５１を介して加圧ローラー２３に伝達され、図２に矢印Ｂで示されるように、加圧ローラー２３が回転する。このように駆動源５２によって加圧ローラー２３を回転させると、図２に矢印Ａで示されるように、加圧ローラー２３の回転に従動して定着ベルト２２が回転する。また、図２に矢印Ｃで示されるように、定着ベルト２２の回転に従動して加熱ローラー２４が回転する。なお、定着ベルト２２は、加圧ローラー２３と加熱ローラー２４に挟み込まれた状態で、押圧部材２６側から加熱ローラー２４側に向かって回転する。また、上記のように定着ベルト２２が回転すると、定着ベルト２２の回転に従動して各補強ローラー３０が回転する（図２の矢印Ｄ参照）。

また、用紙にトナー像を定着させる際には、ヒーター２５を稼働（点灯）させる。このようにヒーター２５が稼働すると、ヒーター２５によって加熱ローラー２４が径方向内側から加熱され、加熱ローラー２４からの伝熱によって定着ベルト２２が径方向内側から加熱される。この状態で、用紙が定着ニップ９０を通過すると、トナー像が加熱及び加圧されて用紙に定着する。

ところで、上記のように構成された定着装置１８では、各構成部品の個体差等に起因して、定着ベルト２２の回転時に定着ベルト２２を片側（前端側又は後端側）に寄せる力が不可避的に発生する。これに伴って、定着ベルト２２が片側に大きく寄ると、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂが各フランジ２９に接触し、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂが座屈する恐れがある。

しかしながら、本実施形態では、定着ベルト２２の内周面に接触する加熱ローラー２４と、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂの前後方向外側に配置される各フランジ２９と、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂの外周面に接触する各補強ローラー３０と、によって定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂが３方向から囲まれている。そのため、定着ベルト２２が片側（前端側又は後端側）に寄った際に定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂが各フランジ２９に接触したとしても、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂが座屈しにくくなる。

また、本実施形態では、定着ニップ９０以外の領域において定着ベルト２２が径方向内側から加熱ローラー２４によって広範囲に支持されているため、定着ベルト２２が径方向内側には座屈しにくい構成になっている。一方で、定着ニップ９０以外の領域において定着ベルト２２が径方向外側から十分に支持されていない場合には、定着ベルト２２が径方向外側に座屈しやすくなる。しかしながら、本実施形態では、定着ニップ９０以外の領域において定着ベルト２２が各補強ローラー３０によって径方向外側から支持されているため、定着ベルト２２が径方向内側だけでなく径方向外側にも座屈しにくくなる。

また、加熱ローラー２４、各フランジ２９及び各補強ローラー３０によって定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂが３方向から囲まれることで、定着ベルト２２にかかる応力を、定着ベルト２２の前後両端面だけでなく、定着ベルト２２の内周面及び定着ベルト２２の外周面にも分散させることができる。これに伴って、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂの座屈を一層確実に抑制することが可能となる。

また、各補強ローラー３０が定着ベルト２２の回転に従動して回転するため、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂと各補強ローラー３０の間の摩擦を抑制することができる。これに伴って、定着ベルト２２及び各補強ローラー３０の長寿命化を図ることができる。

また、各補強ローラー３０がコイルスプリング８９によって定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂに押し付けられている。このような構成を採用することで、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂと各補強ローラー３０の接触の安定性を確保することができる。これに伴って、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂの座屈を一層効果的に抑制することが可能となる。

また、各フランジ２９が加熱ローラー２４の基材層６１と一体に形成されているため、定着装置１８の部品点数を削減し、定着装置１８の製造コストを低廉化することが可能となる。

また、各補強ローラー３０が加熱ローラー２４を挟んで加圧ローラー２３の反対側に配置されているため、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂの座屈をより一層効果的に抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、加熱ローラー２４の基材層６１よりも摩擦係数が高い加熱ローラー２４のコーティング層６２を定着ベルト２２の内周面に接触させている。このような構成を採用することにより、加圧ローラー２３と加熱ローラー２４によって定着ベルト２２を強力にグリップし、定着ニップ９０の第１ニップ部９１において定着ベルト２２を左側（定着ベルト２２の回転方向における下流側）に引っ張ることができる。これに伴って、定着ニップ９０の第１ニップ部９１と第２ニップ部９２の間で定着ベルト２２が張架されることになるため、定着ニップ９０の第３ニップ部９３における定着ベルト２２の撓みや座屈を効果的に防止することが可能となり、画像劣化を抑制することができる。

本実施形態では、各フランジ２９が加熱ローラー２４の基材層６１と一体に形成される場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図７に示されるように、各フランジ２９が加熱ローラー２４の基材層６１と別体に形成されていても良い。このような構成を採用することで、加熱ローラー２４の形状の複雑化を回避することが可能となる。なお、各フランジ２９が加熱ローラー２４の基材層６１と別体に形成される場合には、各フランジ２９が加熱ローラー２４の基材層６１に相対回転可能に支持されていても良いし、各フランジ２９が加熱ローラー２４の基材層６１に固定されていても良い。

本実施形態では、各フランジ２９の前後方向外側の面と加熱ローラー２４の基材層６１の前後方向外側の面が段差状を成している場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、各フランジ２９の前後方向外側の面と加熱ローラー２４の基材層６１の前後方向外側の面が面一であっても良い。

本実施形態では、各補強ローラー３０の前後方向外側の面が各フランジ２９の前後方向内側の面に接触している場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、各補強ローラー３０の前後方向外側の面が各フランジ２９の前後方向内側の面とわずかな隙間を介して対向していても良い。

本実施形態では、加圧ローラー２３に伝達ギア５１を固定し、この伝達ギア５１を介して加圧ローラー２３に駆動源５２を接続する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図８に示されるように、加熱ローラー２４に伝達ギア５１を固定し、この伝達ギア５１とギア列１００を介して加熱ローラー２４に駆動源５２を接続しても良い。この場合には、駆動源５２によって加熱ローラー２４を回転させると、加熱ローラー２４の回転に従動して定着ベルト２２及び加圧ローラー２３が回転することになる。

本実施形態では、コイルバネ３６（付勢部材）によって定着ベルト２２を下側（加圧ローラー２３側）に付勢する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図８に示されるように、コイルバネ３６（付勢部材）によって加圧ローラー２３を上側（定着ベルト２２側）に付勢しても良い。

本実施形態では、定着ベルト２２が上部に緩みのある状態で加熱ローラー２４、押圧部材２６及び支持部材２７に架け渡される場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、定着ベルト２２が緩みの無い状態で加熱ローラー２４、押圧部材２６及び支持部材２７に架け渡されていても良い。

本実施形態では、定着ベルト２２の基材層が樹脂（ＰＩ（ポリイミド））によって形成される場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、定着ベルト２２の基材層がＳＵＳやニッケルなどの金属によって形成されていても良い。

本実施形態では、加圧ローラー２３が芯材５３と弾性層５４を備えている場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、加圧ローラー２３が、芯材５３と弾性層５４の他に弾性層５４を被覆する離型層を備えていても良い。加圧ローラー２３の離型層は、例えば、ＰＦＡチューブによって形成される。

本実施形態では、ハロゲンヒーターによって構成されるヒーター２５を熱源として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カーボンヒーター、セラミックヒーター又はＩＨコイルなどを熱源として用いても良い。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態にかかる定着装置１０１について、図９及び図１０を用いて説明する。

定着装置１０１は、定着フレーム２１と、定着フレーム２１の上部に内設される定着ベルト２２と、定着フレーム２１の下部に内設される加圧ローラー２３（加圧部材）と、定着ベルト２２の径方向内側に配置される加熱ローラー２４（加熱部材）と、加熱ローラー２４の径方向内側に配置されるヒーター２５（熱源）と、定着ベルト２２の径方向内側において加熱ローラー２４の右側（用紙搬送方向における上流側）に配置される押圧部材２６と、定着ベルト２２の径方向内側において押圧部材２６の右側（用紙搬送方向における上流側）に配置される支持部材２７と、定着ベルト２２と押圧部材２６の間に介装されるシート部材２８と、加熱ローラー２４の前後両端側に配置されるフランジ２９及び補強ガイド１０２（補強部材）と、を備えている。なお、補強ガイド１０２以外の部材の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図９に示されるように、各補強ガイド１０２は、加熱ローラー２４を挟んで加圧ローラー２３の反対側に配置されている。各補強ガイド１０２の内面（定着ベルト２２の外周面に接触する面）は、加熱ローラー２４の外周面に沿って円弧状に湾曲している。各補強ガイド１０２は、例えば、シリコン、フッ素系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）等によって形成されている。

図１０に示されるように、各補強ガイド１０２は、加熱ローラー２４との間に定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂを挟み込むように配置されている。そのため、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂは、加熱ローラー２４、各フランジ２９及び各補強ガイド１０２によって３方向から囲まれている。

各補強ガイド１０２は、前後方向に延びる支持板１０３によって支持されている。支持板１０３には、コイルスプリング１０４（付勢体）が取り付けられている。コイルスプリング１０４は、支持板１０３を介して各補強ガイド１０２を加熱ローラー２４の回転軸Ｓ側に付勢している。これにより、各補強ガイド１０２が定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂに押し付けられている。各補強ガイド１０２の前後方向の幅Ｗは、例えば、３ｍｍ≦Ｗ≦２０ｍｍであり、少なくとも１０ｍｍ以上であることが好ましい。各補強ガイド１０２の前後方向外側の面は、各フランジ２９の前後方向内側の面に接触している。

上記のように構成された定着装置１０１において、加圧ローラー２３の回転に従動して定着ベルト２２が回転すると、定着ベルト２２が各補強ガイド１０２に対して摺動する。つまり、各補強ガイド１０２は、定着ベルト２２を摺動可能に支持している。このような構成を採用することで、定着ベルト２２と各補強ガイド１０２の接触面積を大きくすることが可能となり、定着ベルト２２の前後両端部２２ａ、２２ｂの座屈を一層効果的に抑制することが可能となる。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
２２ 定着ベルト
２２ａ （定着ベルトの）前端部
２２ｂ （定着ベルトの）後端部
２３ 加圧ローラー（加圧部材）
２４ 加熱ローラー（加熱部材）
２６ 押圧部材
２９ フランジ
３０ 補強ローラー（補強部材）
８９ コイルスプリング（付勢体）
９０ 定着ニップ
１０１ 定着装置
１０２ 補強ガイド（補強部材）
１０６ コイルスプリング（付勢体）
Ｓ （加熱ローラーの）回転軸

Claims (8)

1. 回転可能に設けられる定着ベルトと、
   前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、回転軸を中心に回転可能に設けられる加熱部材と、
   前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、
   前記加熱部材と同軸上に設けられ、前記回転軸方向において前記定着ベルトの端部の外側に配置されるフランジと、
   前記加熱部材との間に前記定着ベルトの前記端部を挟み込むように配置される補強部材と、を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記補強部材は、前記定着ベルトの回転に従動して回転することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記補強部材は、前記定着ベルトを摺動可能に支持することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記補強部材を前記定着ベルトの前記端部に押し付ける付勢体を更に備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記フランジは、前記加熱部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記フランジは、前記加熱部材と別体に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記補強部材は、前記加熱部材を挟んで前記加圧部材の反対側に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
   

Images