JP6082708B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

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、定着ベルトの外側に配置された他の部材に定着ベルトが接触し、定着ベルトの座屈や破損につながる恐れがある。

本発明は上記事情を考慮し、片側（一端側又は他端側）への定着ベルトの大きな寄りを抑制し、定着ベルトの座屈や破損を防止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、前記定着ベルトの内周面に接触する支持面を有する支持部材と、を備え、前記支持面は、前記回転軸方向における前記定着ベルトの両端側から中央側に向かって前記定着ベルトの径方向内側に傾斜し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、定着ベルトが片側（一端側又は他端側）に寄った場合に、定着ベルトを回転軸方向における中央側に滑らせる力を発生させて、定着ベルトの片側への大きな寄りを抑制することが可能となる。これに伴って、定着ベルトの外側に配置された他の部材に定着ベルトが接触するのを抑制することができ、定着ベルトの座屈や破損を防止することが可能となる。

前記加熱部材は、前記回転軸方向における前記定着ベルトの両端側から中央側に向かって拡径していても良い。

このような構成を採用することで、回転軸方向における定着ベルトの中央側における加熱部材の線速を回転軸方向における定着ベルトの両端側における加熱部材の線速よりも速くすることが可能となる。これに伴って、定着ベルトを回転軸方向における中央側に滑らせる力を増大させることが可能となり、定着ベルトの片側への大きな寄りを一層確実に抑制することが可能となる。

前記回転軸方向に対する前記支持面の傾斜角度は、前記回転軸方向に対する前記加熱部材の外周面の傾斜角度よりも大きくても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトを回転軸方向における中央側に滑らせる機能を支持面に十分に発揮させることが可能となる。

前記支持部材は、少なくとも前記支持面を構成する部分が弾性材料によって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、定着ベルトの内周面と支持面の接触の安定性を高めることが可能となる。

前記押圧部材は、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体と、前記押圧体に装着される装着体と、を備え、前記支持部材は、前記装着体に固定されていても良い。

このような構成を採用することで、支持部材を押圧部材に確実に固定することが可能となる。

前記押圧体と前記装着体の間に挟み込まれる補強板を更に備え、前記支持部材は、前記定着ベルトの回転方向における下流側の面を前記補強板によって支持されていても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの回転に伴って定着ベルトの回転方向における下流側に支持部材がずれるのを抑制することが可能となる。

前記支持部材は、前記定着ベルトの回転方向において前記定着ニップの上流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、定着ベルトのうちで大きな張力が掛かる部分の内周面に支持面を接触させることが可能となる。これに伴って、支持面によって定着ベルトを回転軸方向における中央側に滑らせる効果を高め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、片側（一端側又は他端側）への定着ベルトの大きな寄りを抑制し、定着ベルトの座屈や破損を防止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る定着装置において、定着ベルトが後端側に寄った状態を示す模式的な平面図である。（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る定着装置において、定着ベルトが前端側に寄った状態を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、押圧部材及び支持部材を示す分解斜視図である。 本発明の一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模式的な平面図である。 本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。

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（ａ）、図４（ｂ）の矢印Ｉは前後方向内側を示し、図４（ａ）、図４（ｂ）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。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示されるように、加熱ローラー２４は、所謂「正クラウン形状」を成しており、定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって直線状に拡径している。そのため、加熱ローラー２４の外周面のうちの定着ベルト２２と接触している部分は、定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって定着ベルト２２の径方向外側に傾斜している。前後方向（図４（ａ）の一点鎖線Ｚ参照）に対する加熱ローラー２４の外周面の傾斜角度θ１は、例えば、０．０１°≦θ１≦０．１°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。

図５等に示されるように、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。図４（ａ）、図４（ｂ）等に示されるように、固定体８１は、定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって縮径している。そのため、固定体８１の右面（外面）は、定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって左側（定着ベルト２２の径方向内側）に直線状に傾斜している。

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は、前端側から後端側まで同一幅で形成されている。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。支持面８４は、定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって左側（定着ベルト２２の径方向内側）に直線状に傾斜しており、Ｖ字状を成している。支持面８４は、全域に亘って傾斜している。前後方向（図４（ａ）の一点鎖線Ｚ参照）に対する支持面８４の傾斜角度θ２は、例えば、０．３°≦θ２≦５．０°であり、前後方向に対する加熱ローラー２４の外周面の傾斜角度θ１よりも大きい。

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（ａ）、図４（ｂ）に示されるように、各フランジ２９は、加熱ローラー２４の基材層６１の前後両端部に設けられている。各フランジ２９は、定着ベルト２２の前後両端部の前後方向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、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の前後両端部の前後方向外側に配置されたフランジ２９に定着ベルト２２が接触し、定着ベルト２２の座屈や破損につながる恐れがある。そこで、本実施形態では、以下のようにして定着ベルト２２の片側への大きな寄りを防止している。

図４（ａ）は、定着ベルト２２が後端側に寄った状態を示している。前述のように支持面８４は定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって左側に傾斜しているため、上記のように定着ベルト２２が後端側に寄ると、定着ベルト２２を前後中央側（前側）に滑らせる力が発生する（図４（ａ）の白抜き矢印参照）。そのため、定着ベルト２２が支持面８４に対して前後中央側に滑り、定着ベルト２２の後端側への大きな寄りが抑制される。

一方で、図４（ｂ）は、定着ベルト２２が前端側に寄った状態を示している。前述のように支持面８４は定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって左側に傾斜しているため、上記のように定着ベルト２２が前端側に寄ると、定着ベルト２２を前後中央側（後側）に滑らせる力が発生する（図４（ｂ）の白抜き矢印参照）。そのため、定着ベルト２２が支持面８４に対して前後中央側に滑り、定着ベルト２２の前端側への大きな寄りが抑制される。

本実施形態ではこのように、定着ベルト２２が片側（前端側又は後端側）に寄った場合に、定着ベルト２２を前後中央側に滑らせる力を発生させて、定着ベルト２２の片側への大きな寄りを抑制することが可能となっている。これに伴って、定着ベルト２２の前後両端部の前後方向外側に配置されたフランジ２９に定着ベルト２２が接触するのを抑制することができ、定着ベルト２２の座屈や破損を防止することが可能となる。

また、加熱ローラー２４が定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって拡径している。このような構成を採用することで、定着ベルト２２の前後中央側における加熱ローラー２４の線速を定着ベルト２２の前後両端側における加熱ローラー２４の線速よりも速くすることが可能となる。これに伴って、定着ベルト２２を前後中央側に滑らせる力を増大させることが可能となり、定着ベルト２２の片側への大きな寄りを一層確実に抑制することが可能となる。

また、加熱ローラー２４の外周面のうちの定着ベルト２２と接触している部分は、定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって定着ベルト２２の径方向外側に傾斜している。これに対して、支持面８４は、定着ベルト２２の前後両端側から前後中央側に向かって定着ベルト２２の径方向内側に傾斜している。つまり、加熱ローラー２４の外周面のうちの定着ベルト２２と接触している部分と支持面８４とでは、傾斜が逆になっている。このような構成を採用することで、定着ベルト２２が支持面８４に対して摺動する部分では定着ベルト２２を前後中央側に滑らせると共に、定着ベルト２２から加熱ローラー２４に回転を伝達する部分では定着ベルト２２を前後中央側に引っ張ることができる。これに伴って、定着ベルト２２の片側への大きな寄りをより一層確実に抑制することが可能となる。

また、前後方向（加熱ローラー２４の回転軸方向）に対する支持面８４の傾斜角度θ２は、前後方向（加熱ローラー２４の回転軸方向）に対する加熱ローラー２４の外周面の傾斜角度θ１よりも大きい。このような構成を採用することで、定着ベルト２２を前後中央側に滑らせる機能を支持面８４に十分に発揮させることが可能となる。

また、支持部材２７の弾性体８２（支持面８４を構成する部分）が弾性材料によって形成されている。そのため、定着ベルト２２の内周面と支持面８４の接触の安定性を高めることが可能となる。

また、押圧部材２６は、定着ベルト２２を下側（加圧ローラー２３側）に向かって押圧する押圧体６７と、押圧体６７に装着される装着体６８と、を備えており、支持部材２７は、装着体６８に固定されている。このような構成を採用することで、支持部材２７を押圧部材２６に確実に固定することが可能となる。

また、押圧体６７と装着体６８の間には補強板８３が挟み込まれ、この補強板８３が支持部材２７の下面（定着ベルト２２の回転方向における下流側の面）を支持している。このような構成を採用することで、定着ベルト２２の回転に伴って定着ベルト２２の回転方向における下流側に支持部材２７がずれるのを抑制することが可能となる。

また、支持部材２７は、定着ベルト２２の回転方向において定着ニップ９０の上流側に配置されている。このような構成を採用することで、定着ベルト２２のうちで大きな張力が掛かる部分の内周面に支持面８４を接触させることが可能となる。これに伴って、支持面８４によって定着ベルト２２を前後中央側に滑らせる効果を高め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、支持面８４が直線状に傾斜することで支持面８４がＶ字状を成す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（ａ）に示されるように、支持面８４が曲線状に傾斜することで支持面８４がＵ字状を成していても良い。

本実施形態では、前後方向（加熱ローラー２４の回転軸方向）に対して支持面８４が全域に亘って傾斜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、図７（ｂ）に示されるように、前後方向（加熱ローラー２４の回転軸方向）に対して支持面８４の一部分（例えば、前後方向外側の部分）のみが傾斜していても良い。

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、支持部材２７が定着ベルト２２の回転方向において定着ニップ９０の上流側に配置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、支持部材２７が定着ベルト２２の回転方向において定着ニップ９０の下流側に配置されていても良い。

本実施形態では、支持部材２７が押圧部材２６と別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、支持部材２７の一部又は全部が押圧部材２６と一体に形成されていても良い。

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。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
２２ 定着ベルト
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
２７ 支持部材
６７ 押圧体
６８ 装着体
８２ 弾性体（支持面を構成する部分）
８３ 補強板
８４ 支持面
９０ 定着ニップ
Ｓ （加熱ローラーの）回転軸

Claims (9)

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、
   前記定着ベルトの内周面に接触する支持面を有する支持部材と、を備え、
   前記支持面は、前記回転軸方向における前記定着ベルトの両端側から中央側に向かって前記定着ベルトの径方向内側に傾斜し、
   前記加熱部材は、前記回転軸方向における前記定着ベルトの両端側から中央側に向かって拡径し、
   前記回転軸方向に対する前記支持面の傾斜角度は、前記回転軸方向に対する前記加熱部材の外周面の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする定着装置。
2. 前記支持部材は、少なくとも前記支持面を構成する部分が弾性材料によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記押圧部材は、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体と、前記押圧体に装着される装着体と、を備え、
   前記支持部材は、前記装着体に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 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、
   前記定着ベルトの内周面に接触する支持面を有する支持部材と、
   を備え、
   前記支持面は、前記回転軸方向における前記定着ベルトの両端側から中央側に向かって前記定着ベルトの径方向内側に傾斜し、
   前記押圧部材は、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体と、前記押圧体に装着される装着体と、を備え、
   前記押圧体と前記装着体の間に挟み込まれる補強板を更に備え、
   前記支持部材は、前記装着体に固定され、前記定着ベルトの回転方向における下流側の面を前記補強板によって支持されていることを特徴とする定着装置。
5. 前記加熱部材は、前記回転軸方向における前記定着ベルトの両端側から中央側に向かって拡径していることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記回転軸方向に対する前記支持面の傾斜角度は、前記回転軸方向に対する前記加熱部材の外周面の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記支持部材は、少なくとも前記支持面を構成する部分が弾性材料によって形成されていることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 前記支持部材は、前記定着ベルトの回転方向において前記定着ニップの上流側に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 請求項１〜８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。
   

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