JP2019144509A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトの破損を抑制する手段を提供する。【解決手段】媒体に転写された現像剤を定着させる回転可能な定着部材と、前記定着部材の回転方向における両側方にそれぞれ配置された支持部材と、それぞれの前記支持部材に回転可能に支持され、回転する前記定着部材と接触して従動回転する回転部材と、を有し、前記回転部材は、それぞれの前記支持部材に、前記定着部材の外周面と接触する位置に前記定着部材の回転軌道に沿って複数配置されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、回転する定着ベルトにより、熱と圧力で媒体に転写された現像剤を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。

従来の定着装置は、回転する定着ベルトの端部が、定着ベルトを支持するフランジに接触した場合、定着ベルトの端部と静止状態のフランジとの速度差により定着ベルトの端部が破損しないようにするため、定着ベルトの端部とフランジとの間に定着ベルトの回転軌道に沿って回転可能な環状の平板を設け、その平板が従動回転することにより定着ベルトの端部と平板との回転速度差をなくすようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１３４３０６号公報

しかしながら、従来の技術においては、定着部材としての定着ベルトの外径を変えることなく、定着ベルトの回転方向において、定着ベルトと媒体との接触部を拡大した場合、定着ベルトの回転軌道は円形でなくなり、定着ベルトの端部が支持部材としてのフランジと接触してしまい定着ベルトが破損してしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、定着ベルトの破損を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、媒体に転写された現像剤を定着させる回転可能な定着部材と、前記定着部材の回転方向における両側方にそれぞれ配置された支持部材と、それぞれの前記支持部材に回転可能に支持され、回転する前記定着部材と接触して従動回転する回転部材と、を有し、前記回転部材は、それぞれの前記支持部材に、前記定着部材の外周面と接触する位置に前記定着部材の回転軌道に沿って複数配置されていることを特徴とする。

このようにした本発明は、定着ベルトの破損を抑制することができるという効果が得られる。

実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図 実施例における定着装置の構成を示す概略側断面図 実施例における定着ベルトの構成を示す断面図 実施例における定着ベルト、リング機構およびフランジの斜視図 実施例における定着ベルト、リング機構およびフランジの上面図および側面図 実施例におけるリング機構の構成を示す説明図 実施例におけるリングＢの説明図 実施例におけるリング機構の配置の説明図 変形例におけるリングＡの説明図 変形例におけるリングＢの説明図

以下、図面を参照して本発明による定着装置および画像形成装置の実施例を説明する。

図１は実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。
図１において、画像形成装置１は、媒体に画像を形成して印刷するものであり、例えば電子写真方式のカラープリンタである。なお、本実施例では、画像形成装置１をカラープリンタとして説明するが、モノクロプリンタであっても良い。また、本実施例では、予め所定の大きさに切断された定型の媒体（プレカット紙）を印刷するプリンタとして説明するが、連続する媒体（例えば、連続紙にラベル部が設けられた媒体など）を印刷するプリンタとしても良い。

画像形成装置１は、給紙カセット１０と、レジストローラ１１と、現像装置１２（１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫ）と、転写装置１３と、定着装置１４と、排出ローラ１５、１６と、排紙積載部１７とを有している。
給紙カセット１０は、現像剤像が形成される媒体Ｐを積層して収容するものであり、給紙ローラ１０ａが回転することにより、媒体Ｐを１枚ずつ分離して図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に給紙してレジストローラ１１へ搬送する。

レジストローラ１１は、給紙ローラ１０ａにより給紙カセット１０から搬送された媒体Ｐを現像装置１２による現像のタイミングに合わせて現像装置１２に供給するものである。
現像装置１２は、シアン色（Ｃ）の現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置１２Ｃ、マゼンタ色（Ｍ）の現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置１２Ｍ、イエロー色（Ｙ）の現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置１２Ｙ、およびブラック色（ＢＫ）の現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置１２ＢＫを有している。なお、現像装置１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫは、取扱う現像剤としてのトナーは異なるが、構成は同様なので現像装置１２Ｃを代表として説明する。

現像装置１２Ｃは、感光ドラム１２１Ｃと、帯電装置１２２Ｃと、露光装置１２３Ｃと、現像剤供給装置１２４Ｃと、クリーニング装置１２５Ｃとを有している。
像担持体としての感光ドラム１２１Ｃは、露光装置１２３Ｃによって静電潜像が形成されるものである。感光ドラム１２１Ｃは、現像装置１２Ｃに、図中矢印が示す方向に回転可能に支持され、その回転方向の上流から順に、帯電装置１２２Ｃ、露光装置１２３Ｃ、現像剤供給装置１２４Ｃ、およびクリーニング装置１２５Ｃが配置されている。なお、像担持体は、ドラム状でなく、ベルト状のものであっても良い。

帯電装置１２２Ｃは、感光ドラム１２１Ｃの表面を一様に帯電させるものである。
露光装置１２３Ｃは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源により、帯電装置１２２Ｃで帯電された感光ドラム１２１Ｃの表面を選択的に露光し、感光ドラム１２１Ｃの表面に静電潜像を形成するものである。
現像剤供給装置１２４Ｃは、内部にトナーを収容し、露光装置１２３Ｃにより感光ドラム１２１Ｃの表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像するものである。

クリーニング装置１２５Ｃは、感光ドラム１２１Ｃの表面に残留した転写残トナー等のトナーを除去するものである。
転写装置１３は、２つのローラ１３２、１３３に張架され、図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に回転可能な転写ベルト１３１を有するものである。転写装置１３は、現像装置１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫと対向配置され、回転する転写ベルト１３１により、媒体Ｐを搬送するとともに、現像装置１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫの感光ドラムに形成されたトナー像を媒体Ｐに転写する。

なお、ローラ１３２、１３３の少なくともいずれか一方はモータ等の駆動源により回転可能に構成されている。
定着装置１４は、転写装置１３から搬送された媒体Ｐに転写されたトナー像を熱と圧力で定着させるものである。
排出ローラ１５、１６は、定着装置１４でトナー像が定着された媒体Ｐを装置外へ搬送し、排出するものである。
排紙積載部１７は、排出ローラ１５、１６により排出された媒体Ｐを積載するものである。

図２は実施例における定着装置の構成を示す概略側断面図である。なお、図２は、図中矢印Ａが示す媒体搬送方向における定着装置１４の断面を示している。
図２において、定着装置１４は、上部ユニット２０と、上部ユニット２０に対向配置された下部ユニット３０とを有し、上部ユニット２０と下部ユニット３０との間を搬送される媒体Ｐに転写されたトナー像を熱と圧力で定着させるものである。

第１のユニットとしての上部ユニット２０は、駆動ローラ２１と、定着ベルト２２と、張架ローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、加圧部材２５と、ハロゲンランプ２６と、反射板２７と、フランジ２８と、サーモパイル２９とを有している。
第２のユニットとしての下部ユニット３０は、駆動ローラ３１と、定着ベルト３２と、張架ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃと、加圧部材３５と、ハロゲンランプ３６と、反射板３７と、フランジ３８と、サーモパイル３９とを有している。

なお、上部ユニット２０と下部ユニット３０とは、上下対称な構成となっている。また、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃおよびフランジ２８は、定着ベルト２２の回転方向（図中矢印Ｂ１が示す方向）における両側方に、即ち回転する定着ベルト２２を挟んで対向配置されている。同様に、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃおよびフランジ３８は、定着ベルト３２の回転方向（図中矢印Ｂ２が示す方向）における両側方に、即ち回転する定着ベルト３２を挟んで対向配置されている。

また、上部ユニット２０の定着ベルト２２と下部ユニット３０の定着ベルト３２とが接触し、その定着ベルト２２および定着ベルト３２を介して上部ユニット２０と下部ユニット３０とが対向配置されている。

第１の駆動手段としての駆動ローラ２１は、定着ベルト２２の内周側に配設され、定着ベルト２２の回転方向と直交する方向に延伸するローラシャフトにより回転可能に支持され、ギヤ等を介してモータからの駆動力により回転するものである。駆動ローラ２１は、定着ベルト２２の内周面と接触し、回転することにより、定着ベルト２２を回転させる。

第１の定着部材としての定着ベルト２２は、媒体に転写されたトナーを定着させる無端状のベルトであり、駆動ローラ２１により図中矢印Ｂ１が示す方向に回転可能なものである。定着ベルト２２は、回転することにより媒体を図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に搬送するとともに、回転軌道の内側に配置された熱源（ハロゲンランプ２６）により加熱されて媒体と面接触することにより媒体に転写されたトナーを熱と圧力で定着させる。

ここで、定着ベルト２２の構成を図３の実施例における定着ベルトの構成を示す断面図に基づいて説明する。

図３に示すように、定着ベルト２２は、基材２２１と、弾性層２２２と、離型層２２３とを有し、最も内側の基材２２１に、弾性層２２２が積層され、弾性層２２２に離型層２２３が積層されて形成されたものである。

基材２２１は、ニッケルやＳＵＳ（ステンレス）等の金属基材、またはＰＩ（ポリイミド）樹脂基材で構成されたものである。本実施例では、基材２２１に厚さ５０μｍのＳＵＳ材を使用した。なお、基材２２１に厚さ３０μｍ〜５０μｍのＳＵＳ材を使用することができる。

弾性層２２２は、厚さ１００μｍ〜３５０μｍのシリコンゴムを成形したものであり、本実施例では、厚さを３００μｍとした。
離型層２２３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）等の樹脂で構成されたものである。
図２の説明に戻る。

第１の張架部材としての張架ローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、定着ベルト２２を張架するものであり、定着ベルト２２の回転軌道の内側に回転可能に支持され、定着ベルト２２の回転に従動して回転するものである。

第１の回転部材としてのリング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、フランジ２８に回転可能に支持され、回転する定着ベルト２２と接触して従動回転するリングを有するものである。このリング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、定着ベルト２２を挟んで対向配置されたそれぞれのフランジ２８に、定着ベルト２２の外側となるように、回転可能に支持されている。また、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、媒体搬送方向と直交する媒体幅方向における定着ベルト２２の端部と接触し、定着ベルト２２の回転に従動して回転する２つのリングを有している。なお、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃの構成は同様の構成であり、その詳細は後述する。

第１の加圧部材２５は、媒体搬送方向（定着ベルト２２の回転方向）における駆動ローラ２１の上流に配置され、定着ベルト２２を通過する媒体および下部ユニット３０の定着ベルト３２に押圧するものである。
定着ベルト２２は、駆動ローラ２１および加圧部材２５により、下部ユニット３０の定着ベルト３２と面接触する接触部としてのニップ部を形成する。

本実施例では、駆動ローラ２１および加圧部材２５により、上部ユニット２０の定着ベルト２２と下部ユニット３０の定着ベルト３２との間に形成されるニップ部が媒体搬送方向および媒体搬送方向と直交する方向において広くなるように形成され、トナー像の定着性を向上させるようにしている。

したがって、定着ベルト２２の回転軌道は、回転方向における側面から見て、下部ユニット３０の定着ベルト３２との間に形成されるニップ部が直線状になり、また回転方向における駆動ローラ２１の下流側の湾曲が強く（曲率が大きく）なるようになっている。これは、駆動ローラ２１の回転により媒体搬送方向に送り出された定着ベルト２２を図中矢印Ｂ１が示す方向に回転軌道を変更するためである。

このように、本実施例の定着ベルト２２の回転軌道は、略三角形状の各角が湾曲した形状の非円形軌道を形成している。なお、定着ベルト２２の回転軌道は、上方が半円状の非円形軌道を形成するようにしても良い。
ハロゲンランプ２６は、定着ベルト２２の回転軌道の内側に配設された熱源であり、定着ベルト２２を加熱するものである。
反射板２７は、ハロゲンランプ２６と、駆動ローラ２１および加圧部材２５との間に配設され、ハロゲンランプ２６からの熱を反射させ、定着ベルト２２を加熱するものである。

第１の支持部材としてのフランジ２８は、定着ベルト２２の回転軌道に沿って形成されたものであり、定着ベルト２２の回転方向における定着ベルト２２の両側方の画像形成装置本体にそれぞれ配設されたものである。
また、それぞれのフランジ２８は、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃを支持する。したがって、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、媒体搬送方向と直交する媒体幅方向における定着ベルト２２の両端部と接触するように配設されている。

サーモパイル２９は、定着ベルト２２の外側に配設され、定着ベルト２２の温度を測定するものである。

第２の駆動手段としての駆動ローラ３１は、定着ベルト３２の内周側に配設され、定着ベルト３２の回転方向と直交する方向に延伸するローラシャフトにより回転可能に支持され、ギヤ等を介してモータからの駆動力により回転するものである。駆動ローラ３１は、定着ベルト３２の内周面と接触し、回転することにより、定着ベルト３２を回転させる。

第２の定着部材としての定着ベルト３２は、媒体に転写されたトナーを定着させる無端状のベルトであり、駆動ローラ３１により図中矢印Ｂ２が示す方向に回転可能なものである。定着ベルト３２は、回転することにより媒体を図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に搬送するとともに、回転軌道の内側に配置された熱源（ハロゲンランプ３６）により加熱されて媒体と面接触することにより媒体に転写されたトナーを熱と圧力で定着させる。

なお、定着ベルト３２の構成は、上述した定着ベルト２２の構成と同様なのでその説明を省略する。

第２の張架部材としての張架ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、定着ベルト３２を張架するものであり、定着ベルト３２の回転軌道の内側に回転可能に支持され、定着ベルト３２の回転に従動して回転するものである。

第２の回転部材としてのリング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、フランジ３８に回転可能に支持され、回転する定着ベルト３２と接触して従動回転するリングを有するものである。このリング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、定着ベルト３２を挟んで対向配置されたそれぞれのフランジ３８に、定着ベルト３２の外側となるように、回転可能に支持されている。また、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、媒体搬送方向と直交する媒体幅方向における定着ベルト３２の端部と接触し、定着ベルト３２の回転に従動して回転する２つのリングを有している。なお、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃの構成は同様の構成であり、その詳細は後述する。

第２の加圧部材３５は、媒体搬送方向（定着ベルト３２の回転方向）における駆動ローラ３１の上流に配置され、定着ベルト３２を通過する媒体および上部ユニット２０の定着ベルト２２に押圧するものである。
定着ベルト３２は、駆動ローラ３１および加圧部材３５により、上部ユニット２０の定着ベルト２２と面接触する接触部としてのニップ部を形成する。

本実施例では、駆動ローラ３１および加圧部材３５により、下部ユニット３０の定着ベルト３２と上部ユニット２０の定着ベルト２２との間に形成されるニップ部が媒体搬送方向および媒体搬送方向と直交する方向において広くなるように形成され、トナー像の定着性を向上させるようにしている。

したがって、定着ベルト３２の回転軌道は、回転方向における側面から見て、上部ユニット２０の定着ベルト２２との間に形成されるニップ部が直線状になり、また回転方向における駆動ローラ３１の下流側の湾曲が強く（曲率が大きく）なるようになっている。これは、駆動ローラ３１の回転により媒体搬送方向に送り出された定着ベルト３２を図中矢印Ｂ２が示す方向に回転軌道を変更するためである。

このように、本実施例の定着ベルト３２の回転軌道は、略三角形状の各角が湾曲した形状の非円形軌道を形成している。なお、定着ベルト３２の回転軌道は、下方が半円状の非円形軌道を形成するようにしても良い。
ハロゲンランプ３６は、定着ベルト３２の回転軌道の内側に配設された熱源であり、定着ベルト３２を加熱するものである。
反射板３７は、ハロゲンランプ３６と、駆動ローラ３１および加圧部材３５との間に配設され、ハロゲンランプ３６からの熱を反射させ、定着ベルト３２を加熱するものである。

第２の支持部材としてのフランジ３８は、定着ベルト３２の回転軌道に沿って形成されたものであり、定着ベルト３２の回転方向における定着ベルト３２の両側方の画像形成装置本体にそれぞれ配設されたものである。
また、それぞれのフランジ３８は、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃを支持する。したがって、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、媒体搬送方向と直交する媒体幅方向における定着ベルト３２の両端部と接触するように配設されている。

サーモパイル３９は、定着ベルト３２の外側に配設され、定着ベルト３２の温度を測定するものである。

このように、本実施例の定着装置１４は、上部ユニット２０では、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃが、定着ベルト２２を挟んで対向配置されるそれぞれのフランジ２８に、定着ベルト２２の外周面と接触する位置に定着ベルト２２の回転軌道に沿って複数配置されている。また、同様に、下部ユニット３０では、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、定着ベルト３２を挟んで対向配置されるそれぞれのフランジ３８に、定着ベルト３２の外周面と接触する位置に定着ベルト３２の回転軌道に沿って複数配置されている。

より具体的には、上部ユニット２０では、定着ベルト２２が駆動ローラ２１と加圧部材２５との間で媒体と面接触して非円形軌道で回転し、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃが定着ベルト２２の非円形回転軌道に沿って複数配置されている。また、同様に、下部ユニット３０では、定着ベルト３２が駆動ローラ３１と加圧部材３５との間で媒体と面接触して非円形軌道で回転し、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃが定着ベルト３２の非円形回転軌道に沿って複数配置されている。

また、上部ユニット２０では、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃのうち、少なくとも１つのリング機構２４（２４ａ）が定着ベルト２２の回転方向における駆動ローラ２１の直下流に配置されている。また、同様に、下部ユニット３０では、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃのうち、少なくとも１つのリング機構３４（３４ａ）が定着ベルト３２の回転方向における駆動ローラ３１の直下流に配置されている。

なお、本実施例では、上部ユニット２０では、３つのリング機構２４を設けたものとしたが、２つ以下または４つ以上のリング機構２４を定着ベルト２２の回転軌道に沿って配置するようにしても良い。また、同様に、下部ユニット３０では、３つのリング機構３４を設けたものとしたが、２つ以下または４つ以上のリング機構３４を定着ベルト３２の回転軌道に沿って配置するようにしても良い。

図４は実施例における定着ベルト、リング機構およびフランジの斜視図、図５は実施例における定着ベルト、リング機構およびフランジの上面図および側面図である。

なお、図５（ａ）は定着ベルト、リング機構およびフランジの上面図、図５（ｂ）は定着ベルト、リング機構およびフランジの側面図である。

また、定着ベルト、リング機構およびフランジの構成は、図２に示す上部ユニット２０と下部ユニット３０において同様の構成を有するため、上部ユニット２０の定着ベルト２２、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃおよびフランジ２８の構成を説明する。

さらに、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃおよびフランジ２８は、媒体搬送方向（回転方向）における定着ベルト２２の両側部にそれぞれ配設されているが、それぞれ同様の構成を有しているため、一方のリング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃおよびフランジ２８を説明する。

また、図４および図５は、定着ベルト２２の側端部付近を示している。

図４および図５において、定着ベルト２２は、内側の側端部を、フランジ２８に形成されたガイドリブ２８１に支持され、そのガイドリブ２８１に案内されながら回転するように構成されている。

リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、ガイドリブ２８１に案内されながら回転する定着ベルト２２の回転方向における側端部と常に接触するように配設されている。

図６は実施例におけるリング機構の構成を示す説明図であり、例えば図５（ｂ）におけるリング機構２４ａのＣＣ矢視断面図である。なお、図２に示すリング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、同様の構成なのでリング機構２４ａを代表として以下に説明する。

図６において、リング機構２４（２４ａ）は、定着ベルト２２の回転方向（図５（ｂ）中の矢印Ｂ１が示す方向）における一側方である左側のフランジ２８Ｌと、他側方である右側のフランジ２８Ｒとに、定着ベルト２２に向かって突出するように対向し、それぞれ設けられている。

リング機構２４は、第１の回転体としてのリングＡ２４１Ｌ、２４１Ｒと、第２の回転体としてのリングＢ２４２Ｌ、２４２Ｒと、回転軸２４３Ｌ、２４３Ｒとを有している。なお、リングＡ２４１ＬとリングＡ２４１Ｒは同じ構成であり、リングＢ２４２ＬとリングＢ２４２Ｒは同じ構成であり、回転軸２４３Ｌと回転軸２４３Ｒは同じ構成である。
リングＡ２４１ＬおよびリングＢ２４２Ｌは、フランジ２８Ｌと一体に構成された回転軸２４３Ｌにそれぞれ個別に回転可能に支持されたものである。

また、リングＡ２４１ＲおよびリングＢ２４２Ｒは、フランジ２８Ｒと一体に構成された回転軸２４３Ｒにそれぞれ個別に回転可能に支持されたものである。

リングＡ２４１Ｌは、定着ベルト２２の外周面２２ａと接触する当接面２４１ａＬを有し、その当接面２４１ａＬが回転する定着ベルト２２の回転方向における左側端部の外周面２２ａと常に接触し、押圧するように配設されている。

また、リングＡ２４１Ｒは、定着ベルト２２の外周面２２ａと接触する当接面２４１ａＲを有し、その当接面２４１ａＲが回転する定着ベルト２２の回転方向における右側端部の外周面２２ａと常に接触し、押圧するように配設されている。

さらに、リングＡ２４１ＬおよびリングＡ２４１Ｒは、定着ベルト２２の回転方向と直交する方向において印刷可能範囲ＰＲ（例えば、１３０ｍｍ）の外側になるように配置されている。即ち、リングＡ２４１ＬおよびリングＡ２４１Ｒは、媒体に転写されたトナーが通過する定着ベルト２２の領域（印刷可能範囲ＰＲ）外に対応して配置されている。

このように、リングＡ２４１ＬおよびリングＡ２４１Ｒを配置することにより、リングＡ２４１ＬおよびリングＡ２４１Ｒによる印刷品位への影響を最小限に留めている。

リングＢ２４２Ｌは、フランジ２８ＬとリングＡ２４１Ｌとの間に、定着ベルト２２の回転方向における定着ベルト２２の左側端部と接触可能に配設された円板状（本実施例では、厚さ１．０ｍｍ）のものである。なお、リングＢ２４２Ｌは、回転する定着ベルト２２の回転方向における左側端部と常に接触しているものではない。

また、リングＢ２４２Ｒは、フランジ２８ＲとリングＡ２４１Ｒとの間に、定着ベルト２２の回転方向における定着ベルト２２の右側端部と接触可能に配設された円板状（本実施例では、厚さ１．０ｍｍ）のものである。なお、リングＢ２４２Ｒは、回転する定着ベルト２２の回転方向における右側端部と常に接触しているものではない。

リングＢ２４２ＬおよびリングＢ２４２Ｒは、リングＡ２４１ＬおよびリングＡ２４１Ｒ側の面と、フランジ２８Ｌおよびフランジ２８Ｒ側の面とで表面粗さが異なっている。

具体的には、図７に示すように、リングＢ２４２のフランジ側の面２４２ａの表面粗さを、リングＡ側の面２４２ｂの表面粗さより大きく（粗く）、即ちリングＢ２４２のリングＡ側の面２４２ｂの表面粗さを、フランジ側の面２４２ａの表面粗さより小さくしてある。このようにすることより、フランジとフランジ側の面２４２ａとの摩擦が少なくなり、リングＢに定着ベルトが接触した場合、フランジに対してリングＢの回転が滑らかになるようにしている。なお、図７（ａ）はリングＢを回転軸方向から見た正面図であり、図７（ｂ）はリングＢを回転軸方向と直交する方向から見た側面図である。

定着ベルト２２の回転方向において定着ベルト２２の両側方に配置された２つのフランジ２８Ｌ、２８Ｒの間の距離は、定着ベルト２２の回転方向と直交する方向の定着ベルト２２の幅より大きく（本実施例では、２．０ｍｍ〜６．０ｍｍ）設定されており、定着ベルト２２の左側端部とフランジ２８Ｌとの間に隙間ＤＬ１（例えば、２ｍｍ）が形成され、また定着ベルト２２の左側端部とリングＢ２４２Ｌとの間に隙間ＤＬ２（例えば、１ｍｍ）が形成されている。同様に、定着ベルト２２の右側端部とフランジ２８Ｒとの間に隙間ＤＲ１（例えば、２ｍｍ）が形成され、また定着ベルト２２の右側端部とリングＢ２４２Ｒとの間に隙間ＤＲ２（例えば、１ｍｍ）が形成されている。

本実施例では、隙間ＤＬ２と隙間ＤＲ２とを合わせた隙間が、例えば１ｍｍ〜４ｍｍとなっており、定着ベルト２２がリングＢ２４２ＬおよびリングＢ２４２Ｒとの間の幅方向（回転方向と直交する方向）に移動できる隙間が形成されている。

なお、リングＡ２４１Ｌ、２４１ＲおよびリングＢ２４２Ｌ、２４２Ｒの材料は、耐熱性に優れたエンジニアリングプラスチック（例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド））を使用することが望ましい。

上述した構成の作用について説明する。

まず、画像形成装置が行う画像形成動作を図１に基づいて説明する。

画像形成装置１は、通信回線等で接続された外部装置から画像情報を含む印刷命令を受信すると、給紙ローラ１０ａを回転させ、給紙カセット１０に積載した媒体Ｐを分離し、図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に送り出し、レジストローラ１１、現像装置１２、および転写装置１３へと搬送する。

このとき、現像装置１２（１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫ）では、トナー像を感光ドラムに形成する現像工程が行われる。
ここで、現像装置１２Ｃで行われる現像工程を代表として説明する。なお、現像装置１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫでも同様な現像工程が行われる。

現像工程が開始されると、現像装置１２Ｃの感光ドラム１２１Ｃは、図中矢印が示す方向に回転し、その回転に伴い、帯電装置１２２Ｃにより表面が一様に帯電され、画像情報に応じた露光装置１２３Ｃの露光により静電潜像が形成され、さらに現像剤供給装置１２４Ｃにより静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
感光ドラム１２１Ｃ上に形成されたトナー像は、転写装置１３の転写ベルト１３１により媒体搬送方向に搬送される媒体Ｐ上に転写される。

転写後に感光ドラム１２１Ｃ上に残留したトナーはクリーニング装置１２５Ｃによって掻き取られ、感光ドラム１２１Ｃの表面がクリーニングされた後、感光ドラム１２１Ｃは帯電装置１２２Ｃによる次の帯電に供され、新たな現像工程に入る。

上述した現像工程が現像装置１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫでも行われ、転写装置１３の転写ベルト１３１により媒体搬送方向に搬送される媒体Ｐ上に、画像形成に必要なすべてのトナー像であるブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像が転写され、その媒体Ｐが転写装置１３から定着装置１４へ搬送される。

定着装置１４は、トナー像が転写された媒体Ｐが搬送されると、熱と圧力でトナー像を媒体Ｐに定着させ、その媒体Ｐを排出ローラ１５、１６へ搬送する。
排出ローラ１５、１６に搬送された媒体Ｐは、さらに装置外へと搬送され、排紙積載部１７に積層される。

次に、定着装置の動作を図２および図６に基づいて説明する。

画像形成装置は通信回線等で接続された外部装置から画像情報を含む印刷命令を受信すると、定着装置１４の駆動ローラ２１、３１の回転駆動を開始し、駆動ローラ２１、３１が回転を開始すると、駆動ローラ２１に接触している定着ベルト２２が従動して図２中の矢印Ｂ１が示す方向の回転を開始するとともに、駆動ローラ３１に接触している定着ベルト３２が従動して図２中の矢印Ｂ２が示す方向の回転を開始する。

定着装置１４の定着ベルト２２および定着ベルト３２が回転を開始すると、画像形成装置の制御部の制御により、ハロゲンランプ２６、３６に電流が流され、ハロゲンランプ２６、３６は発熱を開始する。
ハロゲンランプ２６、３６が発熱を開始すると、定着ベルト２２および定着ベルト３２の表面温度が上昇する。

定着ベルト２２表面温度は、サーモパイル２９により測定され、制御部により、予め設定された温度になるように制御され、また定着ベルト３２表面温度もサーモパイル３９により測定され、制御部により、予め設定された温度になるように制御される。

このとき、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃのリングＡ２４１Ｌ、２４１Ｒは、回転する定着ベルト２２の外周面と接触して従動回転することにより、定着ベルト２２のバタつきを抑制して回転走行を安定させるようにしている。同様に、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃのリングＡ２４１Ｌ、２４１Ｒは、回転する定着ベルト３２の外周面と接触して従動回転することにより、定着ベルト３２のバタつきを抑制して回転走行を安定させるようにしている。

定着ベルト２２および定着ベルト３２の表面温度が予め設定された温度になると、トナー像が転写された媒体が上部ユニット２０の定着ベルト２２と下部ユニット３０の定着ベルト３２との間に形成されるニップ部に搬送される。
定着ベルト２２と定着ベルト３２との間のニップ部に媒体が搬送されると、定着ベルト２２と定着ベルト３２は、媒体との抵抗や媒体から受ける力により、回転方向と直交する方向に徐々に移動し、図６に示すフランジ２８Ｌまたはフランジ２８Ｒに接近する。

ここで、媒体が図６に示すフランジ２８Ｌ側の左端部を基準として搬送される場合、定着ベルト２２と定着ベルト３２は、フランジ２８Ｒ側に移動し、フランジ２８Ｒに接近する。
なお、媒体が図６に示すフランジ２８Ｌとフランジ２８Ｒとの間の中央部を基準として搬送される場合、定着ベルト２２と定着ベルト３２は、媒体の厚さや剛性によってフランジ２８Ｌ側またはフランジ２８Ｒ側に移動し、フランジ２８Ｌまたはフランジ２８Ｒに接近する。

図６に示すように、定着ベルト２２が回転方向と直交する方向に徐々に移動してフランジ２８Ｌまたはフランジ２８Ｒに接近しても、リングＡ２４１Ｌは、リングＢ２４２Ｌと個別に回転可能なので、定着ベルト２２の外周面と接触しているときは従動回転することにより、定着ベルト２２の外周面が接触しても定着ベルト２２の外周面に傷をつけることがない。

同様に、リングＡ２４１Ｒは、リングＢ２４２Ｒと個別に回転可能なので、定着ベルト２２の外周面と接触しているときは従動回転することにより、定着ベルト２２の外周面が接触しても定着ベルト２２の外周面に傷をつけることがない。

定着ベルト２２が回転方向と直交する方向に、さらに移動すると、定着ベルト２２の回転方向における側端部はリングＢ２４２ＬまたはリングＢ２４２Ｒと接触する。

リングＢ２４２ＬまたはリングＢ２４２Ｒは、定着ベルト２２と接触すると、回転しないフランジ２８Ｌまたはフランジ２８Ｒとの間に速度差が発生するが、定着ベルト２２の端部と接触することにより、定着ベルト２２の回転に従動的に回転するため、接触する定着ベルト２２の端部と同速度で回転する。

このように、リングＢ２４２ＬまたはリングＢ２４２Ｒは、接触する定着ベルト２２の端部と速度差を発生させることなく同速度で回転するため、速度差による定着ベルト２２の側端面のせん断力が発生することがなく、定着ベルト２２の破断を抑制し、定着ベルト２２の長寿命化を図ることができる。

また、リングＢ２４２ＬまたはリングＢ２４２Ｒにより、定着ベルト２２の側端面は固定されたフランジ２８Ｌまたはフランジ２８Ｒと接触することがないため、定着ベルト２２の側端面とフランジ２８Ｌまたはフランジ２８Ｒとの摺動音を抑制して異音の発生を抑制することができる。

なお、上述した作用は、図２に示すリング機構２４ｂ、２４ｃ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃも同様である。

さらに、図２に示すように、上部ユニット２０では、リング機構２４ａ、２４ｂ、２４ｃのうち、少なくとも１つのリング機構２４（２４ａ）を定着ベルト２２の回転方向における駆動ローラ２１の直下流に配置するようにしているため、湾曲部の曲率が大きい定着ベルト２２をリング機構２４（２４ａ）で案内することができ定着ベルト２２の回転走行の安定化を図ることができる。また、同様に、下部ユニット３０では、リング機構３４ａ、３４ｂ、３４ｃのうち、少なくとも１つのリング機構３４（３４ａ）を定着ベルト３２の回転方向における駆動ローラ３１の直下流に配置するようにしているため、湾曲部の曲率が大きい定着ベルト３２をリング機構３４（３４ａ）で案内することができ定着ベルト３２の回転走行の安定化を図ることができる。

このように、リングＡ２４１Ｌ、２４１Ｒは、回転する定着ベルトの外周面と接触して従動回転することにより、定着ベルトのバタつきを抑制して回転軌道を安定させるようにしているため、図８に示すように、上部ユニット２０の定着ベルト２２と、定着ベルト２２の幅方向における中央部付近に配置されたサーモパイル２９との間に、リング機構２４ｄを配置することにより、定着ベルト２２とサーモパイル２９との距離を一定に保つことができ、サーモパイル２９による定着ベルト２２の検出温度のバラツキを抑制して印刷品位を安定（向上）させることができる。

また、定着装置にサーモスタットを設ける場合、定着ベルト２２と、サーモスタットとの間に、リング機構２４を配置することにより、定着ベルト２２とサーモスタットとの間の距離が、リングＡ２４１Ｌ、２４１Ｒと接触することなくフリーの状態で回転する定着ベルト２２とサーモパイル２９との間の距離よりも、安定するため、サーモスタットの動作温度のバラツキがなくなり、安全性を向上させることができる。

なお、図２に示す下部ユニット３０も、同様に定着ベルト３２とサーモパイル３９との間に、リング機構を配置することができる。

ここで、各リング機構のリングＡの変形例を説明する。

本実施例では、図４、図５、および図６に示すように、リングＡを円筒（円柱）形状として説明したが、図９（ａ）に示すように、リングＡ２４１に段差部２４１ｂを形成し、リングＡ２４１とリングＢ２４２との接触面積を小さくするようにしても良い。これにより、リングＡ２４１とリングＢ２４２との摩擦が減少し、リングＡ２４１が滑らかに回転することができるようになる。

また、図９（ｂ）に示すように、リングＡ２４１のリングＢ２４２側の外径が小さくなるに絞り部２４１ｃを形成し、リングＡ２４１とリングＢ２４２との接触面積を小さくするようにしても良い。このようにしても、リングＡ２４１とリングＢ２４２との摩擦を減少させることができ、リングＡ２４１が滑らかに回転することができるようになる。

このように、リングＡ２４１におけるリングＢ２４２と接触する摺動部（段差部２４１ｂ、絞り部２４１ｃ）の外径を、定着ベルトの外周面と接触する接触部２４１ａの外径より小さくすることにより、リングＡ２４１の回転を滑らかにすることができる。

次に、リングＢの変形例を説明する。

図１０に示すように、リングＢ２４２のフランジ側の面２４２ｂに、フランジと接触し、リングＢ２４２の外径より小さい外径を有する摺動部材としての段差部２４２ｃを取り付けるようにしても良い。これによりリングＢ２４２とフランジの摩擦を減少させることができ、リングＢ２４２を滑らかに回転させることができるようになる。なお、図１０（ａ）はリングＢを回転軸方向から見た正面図であり、図１０（ｂ）はリングＢを回転軸方向と直交する方向から見た側面図である。

なお、上述したリングＡおよびリングＢの変形例は、図２に示す定着ユニット１４のすべてのリング機構に適用することが可能である。

以上説明したように、本実施例では、定着装置に、回転する定着ベルトの外周面と接触して従動回転するリング機構を設けたことにより、定着ベルトの破損を抑制することができるという効果が得られる。

また、定着ベルトの回転を安定させることができるという効果が得られる。

さらに、リング機構を定着ベルトの非円形回転軌道に沿ってフランジに複数配置したことにより、定着ベルトが円形の回転軌道で回転しない場合であっても、自由に定着ベルトの支持形態を決めることができるという効果が得られる。

また、定着ベルトの支持形態を自由に決めることができるため、定着ベルトの外径（回転軌道）を大きくすることなく、上部ユニットの定着ベルトと下部ユニットの定着ベルトとのニップ部を広くすることができ、定着器の定着動作を高速化することができるという効果が得られる。

またさらに、リング機構に、リングＡとリングＢの２つの回転体を設けたことにより、定着ベルトの側端面および外周面と回転体との間に回転速度差を発生させることがないため、定着ベルトの側端部の破損を抑制することができるという効果が得られる。

また、定着ベルトの外周面の回転軌道を安定化することができ、異音の発生を抑制することができるという効果が得られる。

またさらに、定着ベルトの表面と温度検知手段としてのサーモパイルとの距離のバラツキを少なくすることができるため、定着ベルトの温度検知精度の向上させることができ、印刷品位のバラツキを最小限に留めることができるという効果が得られる。

また、定着ベルトの表面とサーモスタットとの距離のバラツキを少なくすることができ、安全性を向上させることができるという効果が得られる。

なお、本実施例では、画像形成装置をカラープリンタとして説明したが、それに限られることなく、定着装置を有するものであればモノクロプリンタ、複写装置、ファクシミリ装置、複合機（ＭＦＰ）等としても良い。

１ 画像形成装置
１０ 給紙カセット
１１ レジストローラ
１２（１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫ） 現像装置
１３ 転写装置
１４ 定着装置
１５、１６ 排出ローラ
１７ 排紙積載部
２０ 上部ユニット
２１、３１ 駆動ローラ
２２、３２ 定着ベルト
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 張架ローラ
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ リング機構
２５、３５ 加圧部材
２６、３６ ハロゲンランプ
２７、３７ 反射板
２８、２８Ｌ、２８Ｒ、３８ フランジ
２９、３９ サーモパイル
３０ 下部ユニット
２４１、２４１Ｌ、２４１Ｒ リングＡ
２４２、２４２Ｌ、２４２Ｒ リングＢ
２４３、２４３Ｌ、２４３Ｒ 回転軸

Claims (10)

1. 媒体に転写された現像剤を定着させる回転可能な定着部材と、
   前記定着部材の回転方向における両側方にそれぞれ配置された支持部材と、
   それぞれの前記支持部材に回転可能に支持され、回転する前記定着部材と接触して従動回転する回転部材と、
   を有し、
   前記回転部材は、
   それぞれの前記支持部材に、前記定着部材の外周面と接触する位置に前記定着部材の回転軌道に沿って複数配置されていることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   それぞれの前記回転部材は、
   前記支持部材に回転可能に支持された第１の回転体および第２の回転体を有し、
   前記第１の回転体は、前記定着部材の外周面と接触し、
   前記第２の回転体は、前記支持部材と前記第１の回転体との間に、前記定着部材の回転方向における前記定着部材の側端部と接触可能に配置されていることを特徴とする定着装置。
3. 請求項２に記載の定着装置において、
   前記第１の回転体は、媒体に転写された現像剤が通過する前記定着部材の領域外に対応して配置されていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の定着装置において、
   前記第２の回転体は、
   前記支持部材側の面の表面粗さが、前記第１の回転体側の面の表面粗さより大きいことを特徴とする定着装置。
5. 請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記第１の回転体は、
   前記第２の回転体と接触する摺動部の外径が、前記定着部材の外周面と接触する接触部の外径より小さいことを特徴とする定着装置。
6. 請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記第２の回転体は、前記支持部材側の面に、前記支持部材と接触する摺動部材が取り付けられ、
   前記摺動部材の外径は、前記第２の回転体の外径より小さいことを特徴とする定着装置。
7. 請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記定着部材を回転させる駆動ローラと、
   前記定着部材の回転方向における前記駆動ローラの上流に配置され、前記定着部材を媒体に押圧する加圧部材と、
   を有し、
   前記定着部材は、前記駆動ローラと加圧部材との間で媒体と面接触して非円形軌道で回転し、
   前記回転部材は、前記定着部材の非円形回転軌道に沿って複数配置され、
   前記第１の回転体は、前記定着部材の外周面を押圧することを特徴とする定着装置。
8. 請求項７に記載の定着装置において、
   少なくとも１つの前記回転部材は、前記定着部材の回転方向における前記駆動ローラの下流に配置され、
   前記回転部材の第１の回転体は、前記駆動ローラから送り出される前記定着部材の外周面を押圧することを特徴とする定着装置。
9. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記定着部材を第１の定着部材とし、
   前記支持部材を第１の支持部材とし、
   前記回転部材を第１の回転部材とし、
   前記第１の回転部材が、それぞれの前記第１の支持部材に、前記第１の定着部材の外周面と接触する位置に前記第１の定着部材の回転軌道に沿って複数配置されている第１のユニットと、
   媒体に転写された現像剤を定着させる回転可能な第２の定着部材と、
   前記第２の定着部材の回転方向における両側方にそれぞれ配置された第２の支持部材と、
   それぞれの前記第２の支持部材に回転可能に支持され、回転する前記第２の定着部材と接触して従動回転する第２の回転部材と、
   を有し、
   前記第２の回転部材が、それぞれの前記第２の支持部材に、前記第２の定着部材の外周面と接触する位置に前記第２の定着部材の回転軌道に沿って複数配置されている第２のユニットと、
   を有し、
   前記第１の定着部材と前記第２の定着部材とが接触し、前記第１の定着部材および前記第２の定着部材を介して前記第１のユニットと前記第２のユニットとが対向配置されていることを特徴とする定着装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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