JP3711717B2

JP3711717B2 - 定着装置

Info

Publication number: JP3711717B2
Application number: JP29830697A
Authority: JP
Inventors: 英詞林; 哲米田; 俊雄坂田; 哲也山田; 貴山田; 祥史小鷺
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2017-10-30
Also published as: JPH11133771A; US6002908A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式のプリンタ、複写機などの画像形成装置に備えられる定着装置に係り、さらに詳しくは、熱圧力定着するための定着ベルトの斜行を防止する寄り止め部材を備えた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを利用したプリンタ、複写機などの画像形成装置には、記録媒体としてのシート上に保持された未定着のトナー像を定着する定着装置が備えられている。定着方式には種々の方式があるが、一般に、圧力加熱定着方式が広く採用されている。この圧力加熱定着方式による定着装置には、回転部材の具体的な形態から、ベルト方式や、熱ローラ方式などがある。ベルト方式の定着装置としては、例えば、特開平６−３１８００１号に開示されるものがある。
【０００３】
上記公報（特開平６−３１８００１号）に開示されるようなベルト方式の定着装置は、駆動ローラと、熱源を内蔵した加熱ローラと、これら一対のローラ間に掛け渡されて走行する定着ベルトと、を有し、定着ベルトは加熱ローラからの熱により所定温度まで昇温する。このベルト方式の定着装置では、未定着トナーを保持したシートは定着ベルトに向かい合うようにして搬送されるので、シート上の未定着トナーは、定着ベルトと加圧ローラとが圧接するニップ部に達する前に、定着ベルトからの輻射熱によりある程度予熱されている。このため、ベルト方式の定着装置では定着ベルトのニップ部における温度をローラ定着方式に比べて低く設定でき、省エネルギ化およびクイックプリントの要請に合致した定着装置である。さらに、ニップ部温度を比較的低く設定できるのに伴ってトナーが必要以上に溶融されることがないので、定着ベルトへのトナーの転写つまりオフセット現象を防止する離型剤（例えば、シリコンオイル）の塗布量をローラ定着方式の十分の一程度の量に減らすことが可能である、という利点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の利点がある反面、ベルト方式の定着装置では、一対のローラ間に掛け渡されて走行駆動する定着ベルトが斜行すると、当該定着ベルトが破損したり、定着画像に画像ノイズが発生したりする虞がある。
【０００５】
このため、ベルト方式の定着装置では、一般的に、定着ベルト走行時におけるベルト斜行を防止するため、一方のローラ（例えば、加熱ローラ）の両端部に、寄り止め部材としてガイドリングなどが取り付けられている。
【０００６】
しかしながら、従来のガイドリングを取り付けたベルト方式の定着装置であっても定着ベルトの斜行や損傷が散見されており、そのため、定着ベルトの斜行をより確実に防止し得る寄り止め部材の開発が要請されていた。
【０００７】
本発明は、かかる要請に応えるべくなされたものであり、定着ベルトの斜行や損傷を確実に防止し得る寄り止め部材を備え、もって、画像ノイズが発生することを防止した定着装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、シート上に保持されたトナー像を熱圧力定着するために一対のローラ間に掛け渡されて走行する定着ベルトと、
前記少なくとも一方のローラに取り付けられ、前記定着ベルトの走行時におけるベルト斜行を防止する寄り止め部材と、を有してなる定着装置において、
前記寄り止め部材は、前記ローラが挿通される基部と、前記基部の長手方向両端部のうち前記定着ベルトに向かい合う側の端部に設けられ、前記基部の内周面に対して略直交して立ち上がる第１壁面部と、前記第１壁面部に連続して径方向外方に延伸し、かつ、前記基部の他方の端部に向けて傾斜する第２壁面部と、を有し、
前記第２壁面部の前記第１壁面部に対する傾斜角度θは、２度＜θ＜３２度であることを特徴とする定着装置である。
【０００９】
ローラ外周面に対して略直交する第１壁面部と、第１壁面部に連続して傾斜する第２壁面部とを形成した寄り止め部材により、寄り止め部材がローラに対して多少傾いたとしても定着ベルトが第２壁面部に乗り上げることがなくなり、定着ベルトの斜行や損傷がなくなる。もって、かかる寄り止め部材を備えた定着装置では、定着ベルトの斜行や損傷に起因する画像ノイズが発生することがない。
【００１０】
また、請求項２に記載の定着装置は、前記寄り止め部材は、前記ローラと同期して回転することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、寄り止め部材はローラと同期して回転するので、相対的に見れば、定着ベルトの縁は寄り止め部材の表面に対してほとんど摺動しないことになり、定着ベルトの走行安定性が高まる。
【００１２】
また、請求項３に記載の定着装置は、前記ローラは、前記定着ベルトが走行する大径部と、前記寄り止め部材が取り付けられる小径部との間に段差部を有し、前記寄り止め部材の前記第１壁面部と前記段差部との間に形成される軸方向の隙間を、前記定着ベルトが入り込まない寸法に設定したことを特徴とする。具体的には、前記軸方向の隙間は２ｍｍ以下の寸法に設定するのがよい。
【００１３】
かかる構成によれば、寄り止め部材の基部内周面とローラ外周面との間の隙間に定着ベルトが入り込まず、さらに、寄り止め部材の第１壁面部とローラの段差部との間に形成される軸方向の隙間に定着ベルトが入り込まない。これにより、定着ベルトが斜行したり破損したりすることがない。
【００１４】
また、請求項４に記載の定着装置は、前記寄り止め部材は、繊維質の添加物を含まない素材から形成されることを特徴とする。具体的には、寄り止め部材はポリイミド樹脂から形成するとよい。
【００１５】
かかる構成によれば、寄り止め部材の表面に繊維が露出しないことから定着ベルト走行時の抵抗ないし負荷が増加することがなく、ベルト割れなどの不具合の発生がなくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
《実施の形態に係るプリンタの全体構成》
図１は、本発明に係る定着装置を組み込んだ電子写真式のフルカラープリンタを示す概略構成図である。
【００１８】
図１に示されるプリンタ１１は、像担持体としての感光体ドラム１２と、レーザ発生器１４と、を備え、矢印方向に回転する感光体ドラム１２の周辺には、感光体ドラム１２の外周面を帯電する帯電装置１３と、第１〜第４の現像器１５、１６、１７、１８を備えた現像装置と、転写ベルト１９と、感光体ドラム１２上の残留トナーを除去する図示しないクリーニング装置と、プリンタ１１内の温度を検出する機内温度検出センサＴＳと、が配置されている。レーザ発生器１４は、図示しないコンピュータなどから送られてくる画像信号のレベルに応じて半導体レーザを駆動変調する。レーザ光は、図示しないポリゴンミラー、ｆ−θレンズおよび折り返しミラーなどを経由し、帯電装置１３と現像装置との間の位置で、感光体ドラム１２に照射される。レーザ光の照射により感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、第１現像器１５によりイエローのトナー像として顕像化される。このイエロートナー像は、矢印方向に回転移動する転写ベルト１９上に保持される。感光体ドラム１２上に次に形成された静電潜像は、第２現像器１６によりマゼンタのトナー像として顕像化され、このマゼンタトナー像は、転写ベルト１９上のイエロートナー像の上に重ねられる。同様に、感光体ドラム１２上に次に形成された静電潜像は、第３現像器１７によりシアンのトナー像として顕像化され、このシアントナー像を転写ベルト１９上のトナー像の上に重ねることによって、フルカラートナー像が作成される。なお、第４現像器１８にはブラックのトナーが収容されており、モノクロプリントが指定された場合には、感光体ドラム１２上の静電潜像は、この第４現像器１８により顕像化される。
【００１９】
一方、プリンタ本体に対して着脱自在に取り付けられる給紙カセット２０には、複数枚のシート１０が積層した状態で収納されている。シート１０は、給紙ローラ２１により１枚ずつ捌かれて給紙され、タイミングローラ２２によりトナー像とタイミングをとって転写領域２３に向けて搬送される。この転写領域２３において、転写ベルト１９上のフルカラートナー像がシート１０に転写される。転写後のシート１０は、転写ベルト１９から分離され、定着装置２４に向けて搬送ベルト２５により搬送される。シート１０上に転写された未定着トナーが定着装置２４において溶融定着され、トナーが固定されたシート１０は、排紙トレイ２６に排出される。本実施形態の定着装置２４はベルト方式によるものであり、その構成については後述する。
【００２０】
シート１０への転写が終了すると、感光体ドラム１２は、クリーニング装置にて残留トナーが除去され、イレーサによって残留電荷が除電される。その後、感光体ドラム１２は、帯電装置１３によって再度帯電され、レーザ光による潜像形成を受け、現像器１５〜１８によって現像される。
【００２１】
シート搬送経路にはシート１０を検出する複数のセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置され、各センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３でシート１０の先端および／または後端を検出した信号に基づいて、プリンタ内に設けられた各部材の制御タイミングがとられる。
【００２２】
《定着装置の全体構成》
図２は、図１に示されるベルト方式の定着装置を示す断面図である。
定着装置２４は、矢印ａ方向に回転駆動可能に設けられた駆動ローラ３１と、熱源であるハロゲンヒータランプ３２が内蔵された加熱ローラ３３と、駆動ローラ３１と加熱ローラ３３との間に掛け渡されて走行する定着ベルト３４と、定着ベルト３４を介して駆動ローラ３１に圧接する加圧ローラ３５と、オフセット防止のための離型剤を定着ベルト３４の外周面に塗布するオイル塗布ユニット３６と、を有する。定着ベルト３４が掛け渡される一対のローラ３１、３３のうち少なくとも一方のローラ（図示例では、加熱ローラ３３）の軸方向両端部には、定着ベルト３４の走行時におけるベルト斜行ないし蛇行を防止する寄り止め部材８０が取り付けられ、定着ベルト３４の走行の安定化を図っている。寄り止め部材８０の構成については後に詳述する。離型剤としては、シリコンオイルが用いられる。
【００２３】
前記定着ベルト３４は、薄肉の好ましくはシームレスベルトであり、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケルあるいは耐熱性樹脂などからなるベルト基材を有し、当該ベルト基材の表面にシリコンオイルに対して親和性が良いシリコンゴムを被覆し、トナーに対して良好な離型性と耐熱性とを有する耐熱離型層を形成したエンドレスベルトである。ベルト基材の厚さは約４０μｍ、ゴム被覆の厚さは約２００μｍである。なお、定着ベルト３４の耐熱離型層として、４フッ化エチレン樹脂を用いてもかまわない。
【００２４】
前記駆動ローラ３１は、その片端に図示しない駆動ギアが固定され、この駆動ギアに接続された図示しないモータなどの駆動源によって矢印ａ方向に回転駆動される。駆動ローラ３１は、定着ベルト３４の裏面に接触して当該定着ベルト３４を矢印ｂ方向に移動させる。定着ベルト３４を確実に移動させるために、駆動ローラ３１の外周面は摩擦係数の大きな材料（例えば、シリコンゴム等）で被覆され、定着ベルト３４との間でスリップが発生しないようにしてある。なお、所定量のニップ幅を確保するため、駆動ローラ３１の外周面を被覆する材料は硬度が比較的低い材料（例えは、シリコンスポンジ）であることがさらに好ましい。
【００２５】
前記加熱ローラ３３は、中空の金属ローラからなり、中心軸上には、ハロゲンヒータランプ３２が配置されている。熱源として、抵抗発熱体や電磁誘導加熱装置などを使用してもよい。また、定着ベルト３４に熱を効率的に供給する観点から、加熱ローラ３３は例えばアルミニウムや銅などのように熱伝導性の高い材料から形成するのが好ましい。
【００２６】
前記加圧ローラ３５は、金属製パイプの外周をシリコンゴム被覆またはテフロン被覆したローラからなり、スプリング３７のばね力が付勢されて定着ベルト３４を介して駆動ローラ３１に圧接している。駆動ローラ３１の回転に伴って定着ベルト３４が矢印ｂ方向に移動すると、加圧ローラ３５は、定着ベルト３４との間の摩擦により、矢印ｃ方向に従動回転する。駆動ローラ３１および加圧ローラ３５相互の表面硬度の関係は、「加圧ローラ３５の表面硬度≧駆動ローラ３１の表面硬度」に設定されている。このような関係としたのは次の理由による。つまり、加圧ローラ３５と定着ベルト３４とのニップ部３８からトナー定着後のシート１０を円滑に排出するためには、当該シート１０を駆動ローラ３１周面から離れる方向あるいは平坦に送り出せばよく、このためには、加圧ローラ３５が定着ベルト３４を介して駆動ローラ３１に若干食い込むような状態で圧接すればよいからである。
【００２７】
未定着トナーを保持したシート１０を定着ベルト３４に触れることなくニップ部３８まで案内するため、定着ベルト３４の下方位置にガイド板３９が設けられている。また、ニップ部３８の下流には排紙ガイド４０が設けられている。
【００２８】
加熱ローラ３３の温度を検出する第１の温度センサＴＨ１が定着ベルト３４の内方位置に配置され、また、加圧ローラ３５の温度を検出する第２の温度センサＴＨ２が加圧ローラ３５に隣接して配置されている。第１と第２の温度センサＴＨ１，ＴＨ２は、例えばサーミスタから構成され、各ローラ３３、３５の表面に当接してローラ表面温度を検出している。第１温度センサＴＨ１は、加熱ローラ３３の回転軸に対して位置決めされたサポート４１に保持され、加熱ローラ３３との相対的な位置関係すなわち接触状態が一定に保たれている。
【００２９】
本実施形態のプリンタ１１では、熱源を備えていない加圧ローラ３５の表面温度を第２温度センサＴＨ２で検出し、この加圧ローラ３５の表面温度に基づいて、ハロゲンヒータランプ３２の制御温度を決定すると共に印字開始のタイミングを制御している。また、ハロゲンヒータランプ３２の温度を決定された前記制御温度に調整するため、加熱ローラ３３の表面温度を第１温度センサＴＨ１で検出しつつ、ハロゲンヒータランプ３２への通電をオンオフ制御している。なお、ハロゲンヒータランプ３２が異常高温になったときの安全機構として、サポート４１にサーモスタットを設け、異常高温時にハロゲンヒータランプ３２への電力供給を遮断するようにしてもよい。
【００３０】
ところで、定着ベルト３４の外周面のうち加熱ローラ３３に接触している部分に第１温度センサＴＨ１を当接させる構成も考えられる。かかる構成では、トナーに直接接触する定着ベルト３４外周面の温度を直接測定するので確かに精度の高い温度調整を行い得るが、その反面、第１温度センサＴＨ１との接触によって定着ベルト３４の表面が削られて傷が付いてしまう。定着ベルト３４外周面が傷付くと、オイル筋などの画像ノイズが生じて画像品質が低下したり、ベルトの耐久寿命が短くなったりするという問題を招いてしまう。そこで、本実施形態では、第１温度センサＴＨ１を加熱ローラ３３に接触させる構成を採用している。また、この構成を採用したのに伴い、加熱ローラ３３の外周を、摩擦係数の低い材料（例えはフッ素系樹脂）で被覆している。さらに、第１温度センサＴＨ１を定着ベルト３４の内方位置に配置すると、定着ベルト３４の周囲に形成される空気流の影響を受けないという利点もある。
【００３１】
前記オイル塗布ユニット３６は、定着ベルト３４の上方位置に配置され、定着ベルト３４に塗布されるオイルを内部に保持したオイル塗布ローラ５０と、オイル塗布ローラ５０の表面に当接し当該オイル塗布ローラ５０から供給されたオイルを定着ベルト３４の外周面に塗布するオイル転写ローラ５１と、オイル転写ローラ５１の表面に当接し当該オイル転写ローラ５１に付着した紙粉やトナーを除去するクリーニングローラ５２と、これらのローラ５０、５１、５２を回転自在に支持するホルダ５３と、を有する。オイル転写ローラ５１は、定着ベルト３４が駆動ローラ３１から加熱ローラ３３に向かって移動する領域において当該定着ベルト３４に圧接し、定着ベルト３４に適度のテンションを加えている。これにより、定着ベルト３４の走行が安定すると共に、オイル転写ローラ５１から定着ベルト３４へのオイル塗布も安定する。
【００３２】
オイル塗布ローラ５０は、芯金５５の表面に設けられオイルを保持するオイル保持層５６と、当該オイル保持層５６の表面側に設けられた表層５７とを含む多層構造を有している。オイル転写ローラ５１は、芯金上にシリコンオイルとの親和性が良いシリコンゴムを被覆して形成され、クリーニングローラ５２は、芯金上にフェルトなどを被覆して形成されている。オイル転写ローラ５１の表面は、定着ベルト３４から汚れを付着させるために当該定着ベルト３４の表面よりも表面粗さが粗くされる一方、クリーニングローラ５２の表面は、オイル転写ローラ５１から汚れを付着させるために当該オイル転写ローラ５１の表面よりも離型性を低くしている。
【００３３】
オイル塗布ユニット３６は定着装置２４のフレーム４２に対して着脱自在に構成され、オイル塗布ローラ５０の内部に保持されたオイルを使い切ったときには、使用済みのオイル塗布ユニット３６を前記フレーム４２から取り外し、新たなオイル塗布ユニット３６を前記フレーム４２に取り付ける。なお、クリーニングローラ５２に代えてクリーニングパッドをオイル転写ローラ５１の表面に接触させてもよい。また、オイル塗布ローラ５０を定着ベルト３４に直接圧接させてもよい。
【００３４】
定着装置２４の動作を概説する。
モータを駆動すると、駆動ローラ３１が矢印ａ方向に回転し、定着ベルト３４が矢印ｂ方向に走行する。定着ベルト３４の走行に伴い、加熱ローラ３３が矢印ｄ方向に従動回転すると共に、加圧ローラ３５が矢印ｃ方向に従動回転する。走行する定着ベルト３４は、加熱ローラ３３の上流側位置においてオイルが塗布された後、加熱ローラ３３との接触領域（加熱領域４３）においてハロゲンヒータランプ３２からの熱によって所定の温度に加熱され、ガイド板３９の上方をさらに走行して、加圧ローラ３５との間のニップ部３８に進む。
【００３５】
一方、定着ベルト３４と接触する面側に未定着トナー４４を保持したシート１０は、矢印ｅ方向に沿ってガイド板３９に案内されつつニップ部３８に向けて搬送される。このとき、シート１０および未定着トナー４４は、所定の隙間を隔てて向かい合う定着ベルト３４の熱により加熱（予熱）される。この予熱により、シート１０上の未定着トナー４４が予め程良く軟化される。
【００３６】
シート１０がさらに搬送されてニップ部３８に突入すると、当該シート１０は、接触する定着ベルト３４の熱により十分に加熱され、さらに加圧ローラ３５と駆動ローラ３１との間の圧接力が加えられながら、当該ニップ部３８で挟持されつつ搬送される。これにより、シート１０上の未定着トナー４４は、十分に加熱されて溶融し、さらに加圧されてシート１０に定着される。定着ベルト３４へのトナーの移転すなわちオフセットは定着ベルト３４表面に塗布されたオイルにより抑制される。
【００３７】
ニップ部３８を通過したシート１０は、定着ベルト３４から自然に分離し、排紙トレイ２６（図１参照）に向けて搬送される。また、シート１０との接触により熱が奪われた定着ベルト３４には、所定の温度制御の下、ハロゲンヒータランプ３２から熱が補充される。
【００３８】
この定着装置２４では、定着ベルト３４の加熱をオイル塗布の後に行っているため、定着ベルト３４の温度が安定し、トナーの定着が良好に行われる。また、オイル転写ローラ５１が定着ベルト３４にテンションを付与するため、定着ベルト３４の走行ムラ（ベルトのあばれ）が抑制され、その結果、寄り止め部材８０の作用とあいまって定着ベルト３４は円滑に安定して走行し、ベルト寿命も延びる。
【００３９】
また、定着ベルト３４上の紙粉、トナー等による汚れは、定着ベルト３４に当接するオイル転写ローラ５１からクリーニングローラ５２に付着するため、オイル塗布ローラ５０に付着することが少なくなる。これにより、オイル塗布ローラ５０からオイル転写ローラ５１に均一かつ安定的にオイルが供給され、その結果、オイル転写ローラ５１から定着ベルト３４に均一かつ安定的にオイルを塗布することができる。したがって、オフセットを確実に防止しつつ、定着ベルト３４の清掃もでき、もって、高品位の定着画像が得られる。
【００４０】
《寄り止め部材８０の構成》
次に、寄り止め部材８０の構成を詳細に説明する。
図３は、定着ベルト３４が掛け渡される加熱ローラ３３、駆動ローラ３１と、加熱ローラ３３に取り付けられた寄り止め部材８０を示す平面図、図４は、図３の要部断面図、図５（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、寄り止め部材８０を示す断面図、側面図、要部拡大図である。
【００４１】
図３および図４では加熱ローラ３３の軸方向両端部のうち片側のみが示されているが、前述したように、寄り止め部材８０は加熱ローラ３３の軸方向両端部にそれぞれ取り付けられている。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、寄り止め部材８０が加熱ローラ３３に取り付けられた状態を基準にして、定着ベルト３４に向かい合う側を寄り止め部材８０の内方側とも称し、他方側を外方側とも称する。
【００４２】
図５（Ａ）〜（Ｃ）にも示すように、寄り止め部材８０は略円筒形状を呈し、加熱ローラ３３が挿通される筒状の基部８３と、基部８３の長手方向両端部のうち定着ベルト３４に向かい合う側の端部（内方側の端部）に設けられた第１壁面部８１と、第１壁面部８１に連続する第２壁面部８２と、を有する。第１壁面部８１は、基部８３内周面に対して略直交して立ち上がって形成されている。第２壁面部８２は、第１壁面部８１に連続して径方向外方に延伸し、かつ、基部８３の他方の端部（外方側の端部）に向けて傾斜している。
【００４３】
基部８３には、先端に係止爪８４が設けられた弾力性のある係止アーム８５が形成されている。図示例では３個の係止アーム８５を形成してある。図４に示すように、各係止アーム８５の係止爪８４が加熱ローラ３３に形成された穴部８６に係合することにより、寄り止め部材８０は、加熱ローラ３３に止め付けられ、当該加熱ローラ３３と同期して回転する。定着ベルト３４は加熱ローラ３３に対してほとんど滑りが発生しない状態で回転することから、相対的に見れば、定着ベルト３４の縁は寄り止め部材８０の表面に対してほとんど摺動しないことになる。これにより、定着ベルト３４の走行時の抵抗ないし負荷が減少し、定着ベルト３４の走行安定性が高まる。
【００４４】
また、寄り止め部材８０は、繊維質の添加物を含まない素材から形成されている。さらに、寄り止め部材８０は耐熱性（例えば、２００℃）および耐久性（例えば、１０００時間）を有することが望ましい。寄り止め部材８０は、具体的には、ポリイミド樹脂から樹脂成形されている。
【００４５】
図４を参照して、加熱ローラ３３には、定着ベルト３４が走行する大径部８７と、寄り止め部材８０が取り付けられる小径部８８との間に段差部８９が形成されている。この段差部８９は、寄り止め部材８０の基部８３と加熱ローラ３３の外周面との間に定着ベルト３４が入り込むことを防止するために形成されている。段差部８９は、ｍ＝０．５ｍｍ程度の寸法に設定されている。
【００４６】
第１壁面部８１は、加熱ローラ３３外周面に対して略直交することになるが、当該第１壁面部８１は、定着ベルト３４の縁を突き当てるために設けられている。第１壁面部８１を設けないと、定着ベルト３４が第２壁面部８２をなす傾斜面にすぐに乗り上げてしまい、定着ベルト３４の割れが発生する虞がある。かかる不具合を防止するため、加熱ローラ３３の大径部８７外周面から第１壁面部８１が突出する寸法は、定着ベルト３４のベルト基材の厚みよりも大きい寸法であることが好ましい。但し、第１壁面部８１が必要以上に長くても、後述する寄り止め部材８０の傾きにより定着ベルト３４の乗り上げが生じてしまう。このため、第１壁面部８１は、定着ベルト３４の縁を突き当てるという目的を達成し得る範囲内で可及的に短いほうがよく、経済的に量産し得る点を考慮すれば、第１壁面部８１の長さはＬ１＝０．７ｍｍ程度である。
【００４７】
図６（Ａ）（Ｂ）は、寄り止め部材８０における第２壁面部８２の作用の説明に供する図であり、（Ａ）は本実施形態を、（Ｂ）は第２壁面部８２ａを第１壁面部８１と同じ垂直面とした対比例を示す図である。なお、図６においては、簡略化のために加熱ローラ３３の段差部８９は図示省略し、また、理解の容易のために寄り止め部材８０、８０ａの基部８３、８３ａ内周面と加熱ローラ３３外周面との間の隙間９０を誇張して表してある。
【００４８】
寄り止め部材８０、８０ａは加熱ローラ３３に挿通される構成である以上、両者の間の隙間９０を完全にゼロにすることはできない。また、経済的に量産する上で、寄り止め部材８０、８０ａや加熱ローラ３３のそれぞれには寸法バラツキが多少は含まれる。このため、定着ベルト３４の走行に伴って当該定着ベルト３４の縁が寄り止め部材８０、８０ａに当接すると、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、寄り止め部材８０、８０ａが加熱ローラ３３に対して傾くことがある。
【００４９】
ここで、図６（Ｂ）に示す対比例のように、第２壁面部８２ａを垂直面とした場合には、寄り止め部材８０ａの傾きに伴ない当該第２壁面部８２ａの一部が定着ベルト３４の走行領域内に入り込み、定着ベルト３４が第２壁面部８２ａに乗り上がってしまう。定着ベルト３４の寄り止め部材８０ａへの乗り上げにより、定着ベルト３４の斜行や破損が生じる虞がある。
【００５０】
これに対し、図６（Ａ）に示す本実施形態では、第２壁面部８２は、定着ベルト３４の縁から離れるように、第１壁面部８１に対して角度θをなす傾斜面としてある。前記傾斜角度θは、寄り止め部材８０と加熱ローラ３３との取付ガタによる寄り止め部材８０の傾き角度θ１より大きい角度とされる。かかる構成の寄り止め部材８０では、当該寄り止め部材８０が傾いても第２壁面部８２の一部が定着ベルト３４の走行領域内に入り込むことがなく、定着ベルト３４が第２壁面部８２に乗り上がることがなくなる。これにより、定着ベルト３４の斜行や破損の発生が防止される。
【００５１】
図７は、第２壁面部８２の傾斜角度θと定着ベルト３４の寿命との関係を示す図である。経済的な量産可能な製作精度の下では、第２壁面部８２の傾斜角度θを１０度とした場合がベルト寿命が最も長かった。ベルト寿命を目標寿命である例えば１０００時間以上とするためには、θ１＜傾斜角度θ＜３２度を満たす必要があることがわかった。ここに、θ１は、前述したように取付ガタによる寄り止め部材８０の傾き角度を表しており、一例として、θ１＝２度である。
【００５２】
なお、第２壁面部８２の傾斜角度θを大きくしすぎると（例えば、θ＞３５度）、第２壁面部８２に定着ベルト３４の縁が当接したときに、ローラ軸方向にずれようとしている定着ベルト３４から作用する力に第２壁面部８２が十分に抗することができなくなり、定着ベルト３４が第２壁面部８２に乗り上げて定着ベルト３４の挙動が不安定になった。
【００５３】
図４を参照して、寄り止め部材８０の第１壁面部８１と加熱ローラ３３の段差部８９との間には、段差部８９の形成位置や寄り止め部材８０の寸法のバラツキなどから、軸方向に沿う隙間９１が形成される。段差部８９や寄り止め部材８０を経済的に形成ないし量産し得る点を考慮すれば、前記隙間９１の最小値はＬ２＝０．３ｍｍ程度である。但し、軸方向に沿う隙間９１を大きく取りすぎると、定着ベルト３４の縁が当該隙間９１に落ち込んだり嵌まり込んだりして、定着ベルト３４が斜行したり破損したりしてしまう。そこで、本実施形態では、軸方向の隙間９１は、定着ベルト３４が入り込まない寸法、具体的には、Ｌ２＝２ｍｍ以下の寸法に設定してある。
【００５４】
寄り止め部材は前述したように樹脂成形されるものであるが、繊維質の添加物を含んだ素材、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）から形成した場合には、定着ベルト３４との接触により寄り止め部材が摩耗して、当該寄り止め部材の表面に繊維が露出する。この露出した繊維が定着ベルト３４走行時の抵抗ないし負荷となり、定着ベルト３４にベルト割れなどの不具合が発生してしまう。
【００５５】
これに対して、本実施形態の寄り止め部材８０は繊維質の添加物を含まない素材、例えば、ポリイミド樹脂から形成したので、定着ベルト３４走行時の抵抗ないし負荷が増加することがなく、ベルト割れなどの不具合の発生を防止することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、ローラ外周面に対して略直交する第１壁面部と、第１壁面部に連続して傾斜する第２壁面部とを形成した寄り止め部材により、寄り止め部材がローラに対して傾いたとしても定着ベルトが第２壁面部に乗り上がることがなくなり、定着ベルトの斜行や損傷を確実に防止することができ、もって、画像ノイズが発生することを防止した定着装置を提供できる。しかも、十分なベルト寿命を得ることもできる。
【００５７】
また、請求項２に記載の発明によれば、寄り止め部材はローラと同期して回転するので、相対的に見れば、定着ベルトの縁は寄り止め部材の表面に対してほとんど摺動しないことになり、定着ベルトの走行安定性を高めることができる。
【００５８】
また、請求項３に記載の発明によれば、寄り止め部材の基部内周面とローラ外周面との間の隙間、および、寄り止め部材の第１壁面部とローラの段差部との間に形成される軸方向の隙間に定着ベルトが入り込まず、定着ベルトが斜行したり破損したりすることを防止できる。
【００５９】
また、請求項４に記載の発明によれば、寄り止め部材を繊維質の添加物を含まない素材から形成したので、寄り止め部材の表面に繊維が露出しないことから定着ベルト走行時の抵抗ないし負荷が増加することがなく、ベルト割れなどの不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置を組み込んだ電子写真式のフルカラープリンタを示す概略構成図である。
【図２】図１に示されるベルト方式の定着装置を示す断面図である。
【図３】定着ベルトが掛け渡される加熱ローラ、駆動ローラと、加熱ローラに取り付けられた寄り止め部材を示す平面図である。
【図４】図３の要部断面図である。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、寄り止め部材を示す断面図、側面図、要部拡大図である。
【図６】図６（Ａ）（Ｂ）は、寄り止め部材における第２壁面部の作用の説明に供する図であり、（Ａ）は本実施形態を、（Ｂ）は第２壁面部を第１壁面部と同じ垂直面とした対比例を示す図である。
【図７】第２壁面部の傾斜角度θと定着ベルトの寿命との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０…シート
３１…駆動ローラ（ローラ）
３３…加熱ローラ（ローラ）
３４…定着ベルト
３５…加圧ローラ
４４…未定着トナー
８０…寄り止め部材
８１…第１壁面部
８２…第２壁面部
８３…基部
８４…係止爪
８５…係止アーム
８６…穴部
８７…大径部
８８…小径部
８９…段差部
９１…軸方向の隙間

Claims

シート上に保持されたトナー像を熱圧力定着するために一対のローラ間に掛け渡されて走行する定着ベルトと、
前記少なくとも一方のローラに取り付けられ、前記定着ベルトの走行時におけるベルト斜行を防止する寄り止め部材と、を有してなる定着装置において、
前記寄り止め部材は、前記ローラが挿通される基部と、前記基部の長手方向両端部のうち前記定着ベルトに向かい合う側の端部に設けられ、前記基部の内周面に対して略直交して立ち上がる第１壁面部と、前記第１壁面部に連続して径方向外方に延伸し、かつ、前記基部の他方の端部に向けて傾斜する第２壁面部と、を有し、
前記第２壁面部の前記第１壁面部に対する傾斜角度θは、２度＜θ＜３２度であることを特徴とする定着装置。
前記寄り止め部材は、前記ローラと同期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。
前記ローラは、前記定着ベルトが走行する大径部と、前記寄り止め部材が取り付けられる小径部との間に段差部を有し、
前記寄り止め部材の前記第１壁面部と前記段差部との間に形成される軸方向の隙間を、前記定着ベルトが入り込まない寸法に設定したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記寄り止め部材は、繊維質の添加物を含まない素材から形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。