JP7081208B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録シート上の未定着画像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。

プリンターなどの画像形成装置には、無端状のベルトを用いた定着装置を備えるものがある（例えば、特許文献１、２）。

図６は、従来の定着装置の概略構成例を示す断面図である、
同図に示すように定着装置９０は、無端状のベルト９１と、ベルト９１の内側に配された断面コの字状の加圧部材９２と、これを固定支持する支持部材９３と、ベルト９１を張架する加熱ローラー９４と、加熱ローラー９４を加熱するヒーター９５と、ベルト９１の外側に配され、ベルト９１を介して加圧部材９２を押圧して、ベルト９１との間に定着ニップ９を形成する加圧ローラー９６を備える。ベルト９１は、矢印Ａで示す方向に回転する加圧ローラー９６に従動して、矢印Ｂで示す方向に周回走行する。

このような構成において、搬送路９９を矢印Ｄで示す方向に搬送される記録シートＳが定着ニップ９を通過する際に、加熱されたベルト９１の熱と加圧ローラー９６の加圧により、記録シートＳ上の未定着画像が定着される。

特開２００８－４６６６３号公報 特開２００４－１８４４４６号公報

上記の構成では、支持部材９３に固定支持された加圧部材９２に対するベルト９１の周回方向（ベルト周回方向）における巻き掛け長さＬｂがかなり長くなる。このため、加圧部材９２のベルト周回方向一方端から他方端までの全体がベルト９１と直に接触することによる摺動抵抗がかなり大きくなって、ベルト９１の走行速度が不安定になり易い。ベルト９１の走行速度が不安定になると、一定速度で定着ニップ９に搬送されて来る記録シートＳとの間に速度差が生じて定着性の低下を招いてしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ベルトの走行安定性をより向上することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明に係る定着装置は、未定着画像が形成されたシートを定着ニップに通して前記未定着画像を定着させる定着装置であって、加熱された無端状のベルトと、前記ベルトの内側に配された非回転体の第１部材と、前記ベルトの内側に配され、前記第１部材とともに前記ベルトを張架する第２部材と、前記ベルトの外側に配され、前記ベルトを介して前記第１部材を押圧して、前記ベルトとの間に前記定着ニップを形成させる加圧ローラーと、前記ベルトの内側に配され、周回する前記ベルトの内周面に面接触するガイド面により前記ベルトを案内するガイド部材と、前記ベルトと前記第１部材との間に介在される摺動用部材と、前記ベルトの内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、を備え、前記ガイド面は、前記加圧ローラーの軸方向に直交する仮想平面における断面形状が円弧状であり、前記潤滑剤塗布部材は、潤滑剤を含有する弾性材料からなり、前記ガイド面に開けられた凹部に嵌め込まれ、前記凹部の底面に固定されており、前記ベルトが前記定着装置から取り外された状態では、前記潤滑剤塗布部材の上面の方が前記ガイド面よりも前記凹部の底面からの高さが高く、前記ベルトの周回方向において前記凹部の下流側の側壁と前記潤滑剤塗布部材の下流側の側面との間に隙間を有し、前記ベルトが取り付けられた状態では、前記潤滑剤塗布部材が当該ベルトに押されて圧縮され、前記潤滑剤塗布部材の上面が前記ガイド面と同じ高さになり、自己の弾性復元力で前記ベルトの内周面に密着していることを特徴とする。

また、前記ガイド部材は、前記第１部材よりも前記ベルトの周回方向下流側かつ前記第２部材よりも前記ベルトの周回方向上流側に配置されているとしても良い。

ここで、周回する前記ベルトが前記第１部材との間に介在されている前記摺動用部材から離れる箇所が、前記ガイド面の円弧を延長した仮想円上に存するとしても良い。

また、前記ガイド部材は、前記ベルトの周回方向に前記第２部材よりも前記第１部材に近い位置に配置されているとしても良い。

さらに、前記凹部は、前記加圧ローラーの回転軸に沿った溝部であり、前記潤滑剤塗布部材は、前記溝部に沿って長尺状であるとしても良い。

ここで、前記溝部は、前記ガイド面における前記ベルトの周回方向中央の位置に設けられているとしても良い。

また、前記第１部材と前記ガイド部材とを固定支持する支持部材をさらに備えるとしても良い。

また、前記第２部材は、ヒーターにより加熱される加熱ローラーであるとしても良い。

ここで、前記加圧ローラーの回転軸に直交する仮想平面において、前記加圧ローラーの回転軸の軸心と前記定着ニップにおける前記ベルトの周回方向中央部とを結ぶ仮想の直線よりも、前記加熱ローラーの回転軸の軸心が、前記シートの搬送方向上流側に位置するように、前記加圧ローラーと前記第１部材と前記ガイド部材と前記加熱ローラーとの位置関係が決められているとしても良い。

本発明に係る画像形成装置は、搬送される記録シート上に形成された未定着画像を定着させる定着部を備える画像形成装置であって、前記定着部として、上記の定着装置を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、ベルトと第１部材との間に摺動用部材が介在されており、第１部材とは分離して配置されているガイド部材の円弧状のガイド面にベルトの内周面が面接触することで安定した搬送を行いつつ潤滑剤をベルトの内周面に塗布することができ、その潤滑剤がベルトの周回走行により、ベルトの内周面に接する摺動用部材に供給される。

これにより、ベルトと第１部材との間の摩擦による摺動抵抗が低減されるので、従来よりもベルトの走行安定性を向上することができる。

プリンターの全体構成を示す概略図である。 プリンターの定着部の概略構成を示す断面図である。 支持部材と加圧部材とガイド部材と摺動用部材と潤滑剤塗布部材の概略分解斜視図である。 図２に示すベルトを取り外した状態におけるガイド部材を拡大して示す断面図である。 変形例に係る定着部の構成を示す断面図である。 従来の定着装置の概略構成例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る定着装置と画像形成装置について、タンデム型のカラープリンター（以下、単に「プリンター」という。）を例に、図面を参照して説明する。

（１）プリンターの全体構成
図１は、プリンター１の全体構成を示す概略断面図である。

同図に示すようにプリンター１は、画像形成部１０と、給紙部２０と、定着部３０を備える。

画像形成部１０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応する作像ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、中間転写ベルト１３を備える。

作像ユニット１１Ｋは、感光体ドラム１２と、感光体ドラム１２の周方向に沿って配置された帯電部１６、露光部１７、現像部１８及びクリーナー１９を備える。

露光部１７は、レーザーダイオードなどの発光素子及びレンズ等を備え、不図示の制御部からの駆動信号により、レーザー光を変調して感光体ドラム１２上を露光走査する。

感光体ドラム１２は、不図示の駆動源により回転駆動され、上記露光を受ける前にクリーナー１９で表面の残存トナーが除去された後、帯電部１６により一様に帯電されており、このように一様に帯電した状態で、上記レーザー光による露光を受けると、感光体ドラム１２の表面に静電潜像が形成される。

感光体ドラム１２に形成された静電潜像は、現像部１８により現像され、これにより感光体ドラム１２表面にＫ色のトナー像が作像される。このＫ色のトナーは、周回走行する中間転写ベルト１３を介して感光体ドラム１２とは反対側に配された一次転写ローラー１４により感光体ドラム１２から中間転写ベルト１３上に一次転写される。

作像ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃについても、作像ユニット１１Ｋと同様の構成であり、作像ユニットごとに、対応する色（Ｙ、ＭまたはＣ色）のトナー像が感光体ドラム１２に作像され、一次転写ローラー１４により中間転写ベルト１３上に一次転写される。

各作像ユニット１１Ｙ～１１Ｋにおける作動動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１３上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。これにより、中間転写ベルト１３上にＹ～Ｋ色のカラートナー像が形成される。

給紙部２０は、記録シートＳを収容する給紙カセット２１と、繰り出しローラー２２と、搬送ローラー２３と、タイミングローラー２４を備える。

繰り出しローラー２２は、給紙カセット２１の最上位の記録シートＳに接触して、これを搬送路２５に繰り出す。搬送ローラー２３は、繰り出しローラー２２により繰り出された記録シートＳをタイミングローラー２４に向けて搬送する。タイミングローラー２４は、不図示の制御部から指示されたタイミングで記録シートＳを下流側に送り出す。

画像形成部１０において中間転写ベルト１３上に多重転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト１３の周回走行により、中間転写ベルト１３と二次転写ローラー１５との接触位置である二次転写位置１５ａに移動する。

周回走行する中間転写ベルト１３上のトナー像の移動タイミングに合わせて、給紙部２０のタイミングローラー２４から記録シートＳが搬送路２５上を給送されて来ており、記録シートＳが二次転写位置１５ａを通過する際に二次転写ローラー１５により、中間転写ベルト１３上のカラートナー像が記録シートＳ上に二次転写される。二次転写位置１５ａを通過した記録シートＳは、定着部３０に送られる。

定着部３０は、二次転写ローラー１５から矢印Ｄで示す方向（シート搬送方向）に搬送されて来る記録シートＳを定着ニップ３に通して、記録シートＳ上のカラートナー像（未定着画像）を加熱、加圧により記録シートＳに定着する。

定着部３０を通過した記録シートＳは、排出ローラー２６により機外に排出され、排紙トレイ２７に収容される。

（２）定着部の構成
図２は、定着部３０の構成を示す概略断面図である。ここで、同図においてＸ軸方向、Ｙ軸方向は、プリンター１を正面側から見たときの左右方向、上下方向を表し、Ｚ軸方向は、Ｘ軸とＹ軸の双方に直交する方向であり、プリンター１の奥行方向に相当する。同図は、Ｚ軸に直交するＸ－Ｙ平面で定着部３０を切断した場合の横断面図である。

同図に示すように定着部３０は、無端状のベルト３１と、摺動用部材３７を介してベルト３１の内周面３１１に接する加圧部材３２と、ベルト３１の内周面３１１に接してベルト３１を案内するガイド部材３３と、加圧部材３２とガイド部材３３とを固定支持する支持部材３４と、ベルト３１を加熱する加熱ローラー３５と、加熱ローラー３５に熱を付与するヒーター３６と、ベルト３１の内周面３１１に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材３８と、ベルト３１の外周面３１２を押圧する加圧ローラー３９を備える。

ベルト３１は、加圧部材３２（第１部材）と加熱ローラー３５（第２部材）とガイド部材３３とに巻き掛けられており、加熱ローラー３５が不図示のバネなどの弾性部材により加圧部材３２から離れる方向に付勢されることにより、ベルト３１に一定の大きさの張力が作用するようになっている。

ベルト３１は、ポリイミドやＳＵＳ（ステンレス鋼）、Ｎｉ（ニッケル）電鋳等からなる基層の上に、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い材料からなる弾性層と、フッ素チューブおよびフッ素コーティング等の離型性を付与した離型層とがこの順に積層されてなる。

加圧ローラー３９は、アルミ、鉄等からなる中実の芯金３９ａに、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性の高い材料からなる弾性層３９ｂと、フッ素チューブやフッ素系コーティング等の離型性を付与した離型層３９ｃとがこの順に積層されてなる。

加圧ローラー３９は、その回転軸の軸心３９９がＺ軸に平行であり、加圧ローラー３９の軸方向両端部が定着部３０の筐体を構成する固定フレーム（不図示：以下、単に「フレーム」という。）に回転自在に支持されるとともに、バネなどの弾性部材（不図示）からの付勢力により、加圧ローラー３９の外周面３９１がベルト３１に押圧される。

加圧ローラー３９は、定着搬送モーター４０の回転駆動力により矢印Ａで示す方向に所定の回転速度で回転駆動される。この加圧ローラー３９の回転により、ベルト３１が矢印Ｂで示す方向（ベルト周回方向）に従動回転（走行）する。なお、芯金３９ａは、中実に限られず、例えば金属製のパイプなどでも良い。

加圧部材３２とガイド部材３３とは、ベルト周回方向に沿って並ぶように配置されており、それぞれが周回するベルト３１とともに回転しない非回転体であり、Ｚ軸方向長さがベルト３１のＺ軸方向長さ（ベルト幅）と略同じ長さになっている。

加圧部材３２は、ベルト３１を挟んでベルトの外側に位置する加圧ローラー３９とは反対側の位置に配されている加圧パッドであり、ベルト３１の内周面３１１との間に介在される摺動用部材３７を介して加圧ローラー３９からの押圧力を受け止める。これにより、加圧ローラー３９の外周面３９１とベルト３１の外周面３１２とが圧接して、ベルト３１と加圧ローラー３９間に定着ニップ３が形成される。

ガイド部材３３は、加圧部材３２よりもベルト周回方向下流側かつ加熱ローラー３５よりもベルト周回方向上流側であり、加熱ローラー３５よりも加圧部材３２に近い位置、ここでは加圧部材３２の近傍の位置に空間４５を介して配置されており、ベルト３１における定着ニップ３を通過直後のベルト部分３１７をさらにベルト周回方向下流に案内する。

ガイド部材３３は、ベルト周回方向に定着ニップ３から外れた位置に存しており、定着ニップ３の形成には寄与していない。

このガイド部材３３は、非回転体である加圧部材３２と回転体である加熱ローラー３５とに巻き掛けられて張架されるベルト３１の周回経路を滑らかな湾曲形状にするために設けられている。仮にガイド部材３３を設けない構成をとれば、ベルト３１が加圧部材３２の上端部３２１で屈曲して加熱ローラー３５に向かうような経路になり、その屈曲部分で応力集中が生じて、ベルト３１に大きな負荷が掛かるからである。なお、加圧部材３２の上端部３２１は、厳密には、周回走行するベルト３１が加圧部材３２との間に介在されている摺動用部材３７から離れる箇所に相当する。

加圧部材３２とガイド部材３３とは、ここでは同じ材料から形成されている。例えば、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミド、液晶ポリマー等の樹脂が用いられ、耐熱性の優れたものが望ましい。また、アルミ、鉄等の金属、セラミック等で構成されても良いし、これらとシリコーンゴムやフッ素ゴム等とを複合したものを用いるとしても良い。また、加圧部材３２とガイド部材３３とを別の材料のものを用いるとしても良い。

支持部材３４は、断面コの字状のアルミ、鉄、ＳＵＳ等の金属製の部材であり、加圧部材３２とガイド部材３３と摺動用部材３７を固定支持する。

図３は、支持部材３４と加圧部材３２とガイド部材３３と摺動用部材３７と潤滑剤塗布部材３８の概略分解斜視図であり、ベルト３１については図示していない。

同図に示すように支持部材３４は、Ｚ軸方向に長尺状であり、その長手方向両端部がフレームに固定支持されており、上下方向に沿った中央部３４１と、中央部３４１の上端から左方向に延出された上側水平部３４２と、中央部３４１の下端から左方向に延出された下側水平部３４３とを有する。

加圧部材３２は、支持部材３４の中央部３４１の右側面３４５に、摺動用部材３７を介して接着等により固定支持されており、ガイド部材３３は、支持部材３４の上側水平部３４２の上面３４６に接着等により固定支持されている。

潤滑剤塗布部材３８は、Ｚ軸方向に長尺であり、ベルト３１のベルト幅と略同じ長さになっており、ガイド部材３３に設けられた、Ｚ軸方向に沿った溝部３３９の中に嵌め込まれている。潤滑剤塗布部材３８は、潤滑剤ｇを含有しており、上面３８１がベルト３１の内周面３１１に接触して潤滑剤ｇをベルト３１の内周面３１１に塗布する。

潤滑剤塗布部材３８は、潤滑剤ｇの保持に適した素材、例えばアラミド繊維やフッ素繊維などの繊維状のものやシリコンスポンジ等の多孔質のものが用いられている。ここでは、弾性変形可能なものが用いられるが、これに限られない。潤滑剤ｇとしては、シリコン系またはフッ素系の潤滑剤が用いられるが、他の材料のものであっても良い。

摺動用部材３７は、低摩擦シートであり、ここでは加圧部材３２の周囲を約１周分に亘って取り囲むように加圧部材３２に巻き付けられており、例えばガラスクロスを基材とした摺動面（外表面）をフッ素系樹脂で被覆した構成のシートが用いられる。

摺動用部材３７の、ベルト３１側の面３７１には、微小な凹凸が形成されており、この凹凸によりベルト３１との接触面積が少なくなって摩擦力が低減される。摺動用部材３７は、ベルト３１との摺動抵抗を低減できる素材からなる部材であれば良く、例えばフッ素繊維の織物や、フッ素樹脂シート、ガラスコートを用いるとしても良い。

ベルト３１と加圧部材３２間に摺動用部材３７を介在させつつ、潤滑剤塗布部材３８によりベルト３１の内周面３１１に塗布された潤滑剤ｇがベルト３１を介して摺動用部材３７の面３７１に供給されることにより、ベルト３１との摺動抵抗が小さくなり、長期に亘ってベルト３１の周回走行の安定性が確保され、ベルト３１の摩耗も低減される。

図２に戻って、加熱ローラー３５は、アルミやＳＵＳ等の金属製の円筒からなり、その回転軸の軸心３５９がＺ軸方向に平行であり、加熱ローラー３５の軸方向両端部がフレームに回転自在に支持される。

加熱ローラー３５の直径は、定着ニップ３のニップ長（ベルト周回方向長さ）の１．５倍以下にすることが望ましい。加熱ローラー３５の直径を小さくすることで熱容量を抑制して、ウォームアップの短縮、省エネの向上を図ることができる。

また、ベルト３１のうち、加熱ローラー３５から定着ニップ３までのベルト部分３１５の周方向長さをα、定着ニップ３からガイド部材３３を介して加熱ローラー３５までのベルト部分３１６の周方向長さをβとしたとき、α＜βの関係を有するように、加熱ローラー３５を配置している。

ベルト部分３１５の周方向長さαが短くなった分、これを長くとるよりも加熱ローラー３５から定着ニップ３に至るまでの間の放熱量を抑制でき、加熱ローラー３５からベルト３１に伝達された熱を効率よく定着ニップ３に供給することができる。

また、加圧ローラー３９の回転軸に直交する仮想平面（Ｘ－Ｙ平面）において、加圧ローラー３９の回転軸の軸心３９９と定着ニップ３におけるベルト周回方向の中央部３ａとを結ぶ仮想の直線５０よりも、加熱ローラー３５の回転軸の軸心３５９が、シート搬送方向（矢印Ｄで示す方向）上流側に位置するように、加圧ローラー３９と加圧部材３２とガイド部材３３と加熱ローラー３５との位置関係が決められている。

これにより、ベルト部分３１５の、加圧部材３２の下端部３２２（ベルト周回方向最上流端）への進入角度θを大きくとることができる。この進入角度θが大きいほど、加圧部材３２の下端部３２２に当たるベルト部分３１５の曲率が小さくなって湾曲が緩やかになり、屈曲によるベルト３１への負荷が小さくなる。

ベルト部分３１５は、加圧ローラー３９の回転に従動するベルト３１が引っ張られる側である定着ニップ３の入口部３ｂ（シート搬送方向上流端）に進入する部分であるので、進入角度θが小さいほど、加圧部材３２の下端部３２２に当たるベルト部分３１５の湾曲が急になるとともに、引っ張り力による下端部３２２から受ける押圧力が大きくなり、ベルト３１への負荷が大きくなり易い。

この進入角度θが小さい構成をとる場合、ベルト部分３１５に対しても、ガイド部材３３と同じようなガイド部材を別途、設ける必要が生じ得るが、本実施の形態では、進入角度θをできるだけ大きくとることで、別のガイド部材の配置を不要として、その分、小型化や低コスト化が可能になる。なお、加熱ローラー３５は、異物等による傷を防止するためのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）コートが外表面に施されるとしても良い。

ヒーター３６は、加熱ローラー３５の軸方向に沿って長尺のハロゲンヒーターであり、筒状の加熱ローラー３５の内空間に挿通され、不図示の電源からの電力供給により発熱した熱を加熱ローラー３５に付与する。ハロゲンヒーターから加熱ローラー３５への伝熱が効率良く行われるように、加熱ローラー３５の内周面を黒色にすることが望ましい。

上記の構成において、加圧ローラー３９が矢印Ａで示す方向に回転駆動されると、その回転駆動力をベルト３１が受けて矢印Ｂで示す方向に従動して走行する。加圧ローラー３９の回転駆動中にヒーター３６が通電されると、ヒーター３６から発せられた熱が加熱ローラー３５からベルト３１に伝わり、ベルト３１の周回走行により定着ニップ３に至る。これにより、ヒーター３６の熱が定着ニップ３に供給される。

本実施の形態では、図示していないがベルト３１の表面温度を検出してその検出結果を不図示の制御部に送るセンサーが定着部３０に配置されている。制御部は、センサーの検出温度に基づいて定着ニップ３の温度が定着に必要な定着温度（例えば１７０℃）に維持されるようにヒーター３６の点灯と消灯を切り替える温調制御を行う。

この温調制御により、定着ニップ３の温度が定着温度で安定するようになり、搬送路２５を搬送される記録シートＳが定着ニップ３を通過する際に、記録シートＳ上の未定画像が加熱溶融されると共に加圧されて記録シートＳ上に定着される。

（３）ガイド部材３３の構成について
図４は、図２に示すベルト３１を取り外した状態におけるガイド部材３３を拡大して示す断面図であり、加圧部材３２と摺動用部材３７の上端部も合わせて示している。

同図に示すようにガイド部材３３は、ベルト３１を案内するガイド面３３５の、ベルト周回方向中央の位置に溝部３３９が設けられてなる。ここでは、ガイド部材３３を、ベルト周回方向に沿って上流側から下流側に第１ガイド部３３１、中間部３３２、第２ガイド部３３３に分けて説明する。

ガイド面３３５は、Ｘ－Ｙ平面における断面形状が円弧状であり、その円弧の中心点をＯｃで示している。同図の一点鎖線３３０は、点Ｏｃを中心とする円の円周の一部を仮想して示しており、第１ガイド部３３１と第２ガイド部３３３の各上面がガイド面３３５を構成する。

第１ガイド部３３１と第２ガイド部３３３の間の中間部３３２の上面３３６は、ガイド面３３５よりも中心点Ｏｃ側に落ち込んでいる。これにより、ガイド面３３５と上面３３６との間に段差が生じ、中間部３３２の上面３３６を底面とするＺ軸方向に沿った溝部３３９が形成される。以下、溝部の底面を底面３３６という。

この溝部３３９の中に、Ｚ軸方向に長尺でＹ軸方向の厚みが薄い潤滑剤塗布部材３８が嵌め込まれ、溝部３３９の底面３３６に潤滑剤塗布部材３８が接着等により固定される。

潤滑剤塗布部材３８は、上記のように弾性変形可能なスポンジなどが用いられており、ベルト３１が取り外された状態（自然状態）では、潤滑剤塗布部材３８の上面３８１が一点鎖線３３０よりも上に突き出している。つまり、自然状態では、潤滑剤塗布部材３８の上面３８１の方がガイド面３３５よりも溝部３３９の底面３３６からの高さが高くなっている。

ベルト３１が加圧部材３２とガイド部材３３と加熱ローラー３５とに巻き掛けられて張架されると、ベルト３１の内周面３１１がガイド面３３５に面接触しつつ、潤滑剤塗布部材３８の上面３８１がベルト３１により厚み方向に下方に押されて、破線３８２で示す位置、つまりガイド面３３５と同じ高さ位置になるまで圧縮される。破線３８２は、一点鎖線３３０と重複する線である。これにより、潤滑剤塗布部材３８は、自己の復元力により、上面３８１がベルト３１の内周面３１１に密着する。

本実施の形態では、ガイド面３３５が円弧状になっており、ベルト３１がガイド面３３５に沿って円弧状に湾曲した形状で面接触するので、ガイド面３３５上においてベルト周回方向の上流端３３ａから中央寄りの部分３３ｃを介して下流端３３ｂまでのどの部分でもベルト３１との接触圧が略同じになり易い。

例えば、ガイド面３３５を円弧状に代えて、Ｘ軸方向に平行な平面とすれば、その平面からなるガイド面の上流端（３３ａに相当）と下流端（３３ｂに相当）とでベルト３１が大きく屈曲するので、上流端と下流端にはベルト３１からの強い接触圧が作用する。

一方で、その平面からなるガイド面のうちベルト周回方向中央寄りの部分（３３ｃに相当）では、ベルト３１がそのガイド面の中央寄りの部分と略並行な姿勢になって、接触圧がかなり小さくなる。接触圧が小さくなって、潤滑剤塗布部材３８が自己の復元力でベルト３１を浮き上がらせると、ベルト３１がガイド面から浮いた状態になる。

ガイド面上でベルト３１の浮きが生じ、その浮いたベルト部分がベルト３１の周回走行中に振動して、その振動がベルト３１から定着ニップ３を搬送中の記録シートＳに伝わると、定着性に影響を及ぼすおそれが生じる。

本実施の形態では、ベルト３１が円弧状のガイド面３３５に沿った形状で面接触することでベルト周回方向に接触圧が均等化されて、中央寄りの部分３３ｃでも潤滑剤塗布部材３８を圧縮させるのに十分な接触圧が作用し易くなるので、上記のベルト３１の浮きが生じ難く、ベルト３１の周回走行が安定して、定着性に影響を与えることを防止できる。

潤滑剤塗布部材３８の上面３８１がベルト３１に密着することで、潤滑剤塗布部材３８に含浸されている潤滑剤ｇが、ガイド面３３５上をベルト周回方向に案内されるベルト３１の内周面３１１に塗布される。

ベルト３１の内周面３１１に塗布された潤滑剤ｇは、ベルト３１の周回走行により加熱ローラー３５を経て摺動用部材３７との接触領域に至り、摺動用部材３７の、ベルト３１側の面３７１に供給される。摺動用部材３７に供給された潤滑剤ｇは、摺動用部材３７の面３７１に保持されることで、ベルト３１と加圧部材３２との摺動抵抗が長期に亘って低減される。

ガイド面３３５と、これよりもベルト周回方向上流側の加圧部材３２とは、一点鎖線３３０をベルト周回方向上流側に向かって延長した仮想円上に加圧部材３２の上端部３２１が位置する位置関係になっている。

これにより、周回走行するベルト３１が加圧部材３２の上端部３２１を離れてから、ガイド部材３３のガイド面３３５の上流端３３ａに至るまでの経路がガイド面３３５の円弧を延長した線（一点鎖線３３０に相当）に一致して、その経路上におけるベルト３１の断面形状もガイド面３３５と同じ円弧状になる。

従って、加圧部材３２の上端部３２１を離れたベルト３１がガイド面３３５に至るとその円弧形状のままガイド面３３５に面接触しながら案内されることになり、ベルト３１がガイド面３３５に進入するときにガイド面３３５との間に隙間が生じ難くなる。

このように加圧部材３２の上端部３２１が一点鎖線３３０上に位置する構成をとれば、例えば破線３２５や３２６上の位置に存する構成よりもベルト３１のうち、加圧部材３２の上端部３２１やガイド面３３５と接触するベルト部分の曲率が小さくなって湾曲が緩やかなる。湾曲が緩やかな方が急のものよりもベルト部分に掛かる応力が小さくなるので、ベルト３１への負担が減り、それだけベルト３１の摩耗の抑制や長寿命化に繋がり易い。

以上説明したように本実施の構成では、ベルト３１と加圧部材３２との間に摺動用部材３７が介在されており、さらに加圧部材３２とは分離して配置されているガイド部材３３の円弧状のガイド面３３５にベルト３１の内周面３１１が面接触した状態でベルト３１が搬送されつつ、潤滑剤塗布部材３８からの潤滑剤ｇがベルト３１の内周面３１１に塗布されることにより、摺動用部材３７に供給される。

これにより、加圧部材３２と加圧ローラー３９間に強い押圧力が作用しても、ベルト３１と加圧部材３２との間の摩擦による摺動抵抗が低減される。また、ベルト３１を円弧状のガイド面３３５に面接触した状態で搬送でき、ガイド面３３５からの浮き上がりによるベルト３１の振動を防止できる。

このように摺動用部材３７の配置、潤滑剤ｇの供給および円弧状のガイド面３３５の組み合わせにより、従来よりもベルトの走行安定性をより向上できる。

また、ベルト３１を案内するガイド面３３５を有するガイド部材３３が、ベルト３１に潤滑剤ｇを塗布する潤滑剤塗布部材３８を支持する部材を兼用している。これにより、ガイド部材３３とは別に、潤滑剤塗布部材３８を支持する専用の部材を設ける必要がなくなり、その分、コスト低下と装置小型化を図ることができる。

さらに、ガイド部材３３を定着ニップ３の出口部３ｃ（シート搬送方向下流端：図２）の近傍に配置しているので、加熱ローラー３５からベルト３１に付与された熱が定着ニップ３を通過中の記録シートＳに付与された直後のベルト部分３１７を案内できる。

例えば、定着ニップ３の入口部３ｂの近傍にガイド部材３３を配置する構成をとれば、定着ニップ３に入る直前のベルト３１から熱がある程度、ガイド部材３３に逃げることになるが、定着ニップ３の出口部３ｃの近傍にガイド部材３３を配置する構成により、このような熱の逃げが防止され、加熱ローラー３５から付与されたベルト３１の熱を記録シートＳに効率良く付与でき、また低熱容量化を図ることができる。

なお、上記の熱の逃げが定着性に影響を与えないような場合には、ガイド部材３３の配置位置を、定着ニップ３の出口部３ｃに代えて入口部３ｂとする構成をとり得る。

また、加圧部材３２は、装置構成に適した定着ニップ３を形成可能なものであれば、図２に示す形状に限られず、同様に、ガイド部材３３もベルト３１を安定走行可能に案内できるものであれば、図２に示す形状に限られない。

（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。

（１）上記実施の形態では、ガイド部材３３が一つだけ配置される構成例を説明したが、これに限られない。

図５は、２つのガイド部材が配置される構成例を示す断面図である。

同図に示すように支持部材３４の上側水平部３４２の上面３４６に第１のガイド部材２０１が固定され、下側水平部３４３の下面３４８に第２のガイド部材２０２が固定される。それぞれのガイド部材２０１、２０１に設けられた溝部２２１、２２２に潤滑剤塗布部材２１１、２１２が嵌め込まれて固定される。また、加圧部材３２を支持部材３４の中央部３４１に直に固定し、摺動用部材３７を加圧部材３２に接着等により固定する構成をとることもできる。なお、第２のガイド部材２０２については、ガイド面に溝部２２２と潤滑剤塗布部材２１２を設けず、ガイド面をベルト周回方向上流端から下流端までの間に亘って連続する円弧面とする構成としても良い。

（２）上記実施の形態では、ガイド部材３３のガイド面３３５のベルト周回方向中央部に溝部３３９を設けた構成例を説明したが、ベルト周回方向中央部に限られない。ベルト周回方向中央に対してベルト周回方向上流側または下流側にずれた位置に設ける構成としても良い。

また、溝部３３９に潤滑剤塗布部材３８を嵌め込む構成例を説明したが、溝に限られない。潤滑剤塗布部材３８を嵌め込むことが可能な凹部が円弧状のガイド面３３５に開けられていれば良い。例えば、溝に代えて、ガイド面３３５上に、複数個の円形の穴をＺ軸方向に沿って並ぶように設け、その各穴に個別に潤滑剤塗布部材を嵌め込む構成などをとることもできる。

（３）上記実施の形態では、ベルト３１を非回転体である加圧部材３２（第１部材）と回転体である加熱ローラー３５（第２部材）とにより張架する構成例を説明したが、第２部材は回転体に限られない。ベルト３１が加圧ローラー３９に従動して周回走行可能であれば、第２部材を、回転体に代えて非回転体、例えば円筒部材の軸方向両端を固定支持したものなどとすることも可能であろう。

（４）上記実施の形態では、加圧部材３２が支持部材３４により固定支持され、加圧ローラー３９がベルト３１を介して加圧部材３２を押圧する構成としたが、これに限られない。加圧部材３２は、ベルト３１の周回走行に伴って回転しない非回転体であれば良く、例えば加圧部材３２がバネなどの付勢部材の付勢力によりベルト３１を介して加圧ローラー３９を押圧する構成でも良い。いずれにしても、加圧ローラー３９と加圧部材３２間に押圧力が作用するので、加圧ローラー３９が加圧部材３２を押圧する構成に含まれる。

（５）上記実施の形態では、ベルト３１を加熱するヒーター３６として、ハロゲンヒーターを用いる構成例を説明したが、これに限られない。ハロゲンヒーターに代えて、赤外線ヒーターや電熱線など他の方式のヒーターを用いることもできる。また、ベルト３１を加熱する熱源であれば良く、例えば電力供給により発熱する抵抗発熱体によりベルト３１を形成する構成としても良い。この構成では、抵抗発熱体への通電がベルト３１の加熱になる。また、ベルト３１が電磁誘導により発熱する、いわゆるＩＨ（Induction Heating）方式のものを用いるとしても良い。

（６）上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラープリンターに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。無端状のベルトを有する定着装置およびこれを備える画像形成装置に適用できる。画像形成装置としては、カラー画像形成を実行可能なものやモノクロ画像形成のみが実行可能なものに適用でき、またプリンターに限られず、例えば複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等の画像形成装置に適用できる。

上記の各部材の大きさ、形状、材料、個数などは一例であり、装置構成に応じて適した大きさ、形状、材料、個数等が予め決められる。

また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ可能な限り組み合わせるとしてもよい。本発明の効果を得られる範囲で、定着部などの各部の機構や各部材を別の機構や別の形状の部材に代えて適用することとしても良い。

本発明は、無端状のベルトを有する定着装置に広く適用することができる。

１ プリンター
３ 定着ニップ
３ａ 定着ニップにおけるベルト周回方向中央部
３０ 定着部
３１ ベルト
３２ 加圧部材
３３、２０１、２０２ ガイド部材
３４ 支持部材
３５ 加熱ローラー
３６ ヒーター
３７ 摺動用部材
３８、２１１、２１２ 潤滑剤塗布部材
３９ 加圧ローラー
５０ 仮想の直線
２２１、２２２、３３９ 溝部
３２１ 周回するベルトが摺動用部材から離れる箇所
３３５ ガイド面
３５９ 加熱ローラーの回転軸の軸心
３９９ 加圧ローラーの回転軸の軸心
Ｄ シート搬送方向
ｇ 潤滑剤
Ｓ 記録シート

Claims (10)

1. 未定着画像が形成されたシートを定着ニップに通して前記未定着画像を定着させる定着装置であって、
   加熱された無端状のベルトと、
   前記ベルトの内側に配された非回転体の第１部材と、
   前記ベルトの内側に配され、前記第１部材とともに前記ベルトを張架する第２部材と、
   前記ベルトの外側に配され、前記ベルトを介して前記第１部材を押圧して、前記ベルトとの間に前記定着ニップを形成させる加圧ローラーと、
   前記ベルトの内側に配され、周回する前記ベルトの内周面に面接触するガイド面により前記ベルトを案内するガイド部材と、
   前記ベルトと前記第１部材との間に介在される摺動用部材と、
   前記ベルトの内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、
   を備え、
   前記ガイド面は、前記加圧ローラーの軸方向に直交する仮想平面における断面形状が円弧状であり、
   前記潤滑剤塗布部材は、潤滑剤を含有する弾性材料からなり、前記ガイド面に開けられた凹部に嵌め込まれ、前記凹部の底面に固定されており、
   前記ベルトが前記定着装置から取り外された状態では、前記潤滑剤塗布部材の上面の方が前記ガイド面よりも前記凹部の底面からの高さが高く、前記ベルトの周回方向において前記凹部の下流側の側壁と前記潤滑剤塗布部材の下流側の側面との間に隙間を有し、
   前記ベルトが取り付けられた状態では、前記潤滑剤塗布部材が当該ベルトに押されて圧縮され、前記潤滑剤塗布部材の上面が前記ガイド面と同じ高さになり、自己の弾性復元力で前記ベルトの内周面に密着していることを特徴とする定着装置。
2. 前記ガイド部材は、
   前記第１部材よりも前記ベルトの周回方向下流側かつ前記第２部材よりも前記ベルトの周回方向上流側に配置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. 周回する前記ベルトが前記第１部材との間に介在されている前記摺動用部材から離れる箇所が、前記ガイド面の円弧を延長した仮想円上に存することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記ガイド部材は、
   前記ベルトの周回方向に前記第２部材よりも前記第１部材に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
5. 前記凹部は、前記加圧ローラーの回転軸に沿った溝部であり、
   前記潤滑剤塗布部材は、前記溝部に沿って長尺状であ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. 前記溝部は、前記ガイド面における前記ベルトの周回方向中央の位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記第１部材と前記ガイド部材とを固定支持する支持部材をさらに備え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. 前記第２部材は、
   ヒーターにより加熱される加熱ローラーであ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. 前記加圧ローラーの回転軸に直交する仮想平面において、前記加圧ローラーの回転軸の軸心と前記定着ニップにおける前記ベルトの周回方向中央部とを結ぶ仮想の直線よりも、前記加熱ローラーの回転軸の軸心が、前記シートの搬送方向上流側に位置するように、
   前記加圧ローラーと前記第１部材と前記ガイド部材と前記加熱ローラーとの位置関係が決められていることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 搬送される記録シート上に形成された未定着画像を定着させる定着部を備える画像形成装置であって、
    前記定着部として、請求項１～９のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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