(57)【要約】【課題】ベルトの寄りを防止するにあたりベルトの破損や異音の発生を押さえるベルト駆動装置及びこれを用いる定着装置、画像形成装置を提供することである。【解決手段】無端状ベルト２５１と、該無端状ベルト２５１を張架する複数の張架ローラ２５２とを備え、少なくとも１つの張架ローラを回転させて、前記無端状ベルト２５１を周回させる定着装置２５において、前記無端状ベルト２５１が直線的に搬送されている領域で、該無端状ベルト２５１の幅方向の片寄りを防止する応力をかける。【選択図】      図１
2010176045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状ベルトと、
該無端状ベルトを張架する複数の張架ローラとを備え、
少なくとも１つの張架ローラを回転させて駆動ローラとして前記無端状ベルトを周回させるベルト駆動装置において、
前記無端状ベルトが直線的に搬送されている領域で、該無端状ベルトの幅方向の片寄りを防止する応力をかける
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のベルト駆動装置において、
前記ベルト駆動装置は、当接する２つの無端状ベルトを備え、かつ
前記２つの無端状ベルトが直線的に搬送されている領域で形成するニップ部で、該無端状ベルトの幅方向の片寄りを防止する応力をかける
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のベルト駆動装置において、
前記ベルト駆動装置は、無端状ベルトの幅方向の片寄りを防止する圧力をかける寄り止め部材を備え、
前記寄り止め部材は、該無端状ベルトの動きに応じて可動である
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のベルト駆動装置において、
前記寄り止め部材は、無端状ベルトに接触する部分は、ベルト基材より柔らかい樹脂又はゴムで形成されている
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のベルト駆動装置において、
前記寄り止め部材は、駆動する
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のベルト駆動装置において、
前記寄り止め部材は、押し当て部材で押圧されている
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のベルト駆動装置において、
前記寄り止め部材は、ローラ形状である
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載のベルト駆動装置において、
前記寄り止め部材は、ベルト形状である
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれかに記載のベルト駆動装置において、
前記寄り止め部材は、チェーンである
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項１０】
複数の張架ローラで張架し、少なくとも１つの張架ローラを回転させて周回させる前記無端状ベルトを、相対向させて２つ備え、
該２つの無端状ベルトが形成するニップ部で、記録部材上に形成したトナー像に熱及び圧力で定着させる定着装置において、
前記定着装置は、請求項１ないし９のいずれかに記載のベルト駆動装置を備える
ことを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
潜像を形成する像担持体と、
像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、
帯電した像担持体表面に露光し潜像を書き込む露光装置と、
像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し可視像化する現像装置と、
像担持体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、
像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体に転写した後に記録媒体に転写する転写装置と、
記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１ないし９のいずれかに記載のベルト駆動装置、または、
請求項１０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー画像を定着ベルトを用いて加熱して定着するベルト駆動装置、定着装置およびこれらを用いる複写機、ファクシミリ、プリンターなどに適用され、トナーを用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法や静電記録法を利用した画像形成装置を用いることにより、静電潜像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。例えば、電子写真法においては、画像情報は、帯電工程に続く露光工程により感光体上に静電潜像とされた後、現像剤で顕像化され、次いで転写工程及び定着工程を経て画像情報が再生される。
複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機等の画像形成装置においては、上述の定着工程において、紙などの記録媒体上に転写されて担持されている未定着画像を定着して複写物や印刷出力とすることがある。
定着に用いられる定着装置には、一対のローラを対向させて配置し、一方のローラを加熱ローラとして用い、他方のローラを記録媒体の加圧ローラとしてニップ部を形成する構成がある。または、複数のベルトを用いて、同様に対向して配置してニップ部を形成する構成がある。この構成では加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に記録媒体を挟持させて搬送しながら熱及び圧力を加えながら未定着画像を融着させて定着する。
【０００３】
従来から、上述した定着装置では、画像を加熱するニップ部を通過するニップ時間の確保は重要な課題であった。例えば、定着ローラに対してゴムローラを加圧した場合などゴムを柔らかくまたゴム肉厚を厚くし、強くゴムローラを押し当てることでゴムが変形し定着ローラ側へ座屈することで接触幅、所謂ニップ幅を確保してきた。しかし、ゴムへの押し付け圧を高くしてもゴムの柔らかさや押し付け圧には限界がある。また、ゴムを柔らかくすると形状の維持が難しくくなり、さらに、押し付け圧力を強くするとゴムローラ自身が変形してしまう。このため、ゴムの代わりに、非常に柔らかい発泡状ゴム（以下、「スポンジゴム」と記す。）を用いることで、適度な押し付け圧でも充分なニップ幅が確保できるようになった。しかし、スポンジゴムは寿命が短く、繰り返し圧縮、開放でゴムスポンジが疲労しスポンジの脆性破壊が起こり、初期性能の維持がむずかしかった。
【０００４】
これらに対して、最近では、ニップ時間の確保のために定着ローラと無端状の定着ベルトの組み合わせによる定着装置、複数のベルトで挟み込みニップ時間を長くとるという定着装置が提案されている。
例えば、定着ローラと定着ベルトの組み合わせの定着装置では、円筒状の定着ローラの円弧に対して定着ベルトを巻きつけ気味にすることでニップ時間を長くすることができる。
また、複数のベルトを用いる定着装置では、定着ベルトを挟み込むことでニップ部を形成するので、定着ベルトの挟み込むを長くすることで、ニップ時間を長くすることができる。この場合、薄いベルトを複数枚使用しており、それぞれの定着ベルトが左右いずれかに移動し寄ってしまうという不具合がある。この解決方法として、ベルト端部に寄止部材を配置し強制的にベルトの寄りを押さえ込む方法がある。しかし、ベルトを変形させてニップ幅を増やす代償としてベルトの回転は真円状ではなくなりベルト端部を寄止部材で押さえる場合はベルトの軌道変動によるベルトの周に対して垂直な方向の力が加わることでベルトの破壊や大きな異常音の発生があり、また寄止部材との摩擦によるベルト端部の磨耗が発生し問題となっている。
【０００５】
上述したベルトの破壊による異常音、寄止部材との摩耗等の不具合に対して、特許文献１では、定着部材と、ベルト本体の片側又は両側の端部に潤滑剤を保持する潤滑剤保持部を備えるエンドレスベルトと、該エンドレスベルトの内側に配置され、該エンドレスベルトを前記定着部材に圧接させて前記定着部材と前記エンドレスベルトとの接触部分を形成する押圧部材と、を有し、さらに、前記エンドレスベルトの端面と接触し、該エンドレスベルトの蛇行を防止する蛇行防止部材を有する定着装置が開示されている。
また、特許文献２では、画像が転写された転写材の未定着
画像担持面に外周面を対向するエンドレス状の定着ベルトと、前記転写材の未定着 画像の非担持面に外周面を対向するエンドレス状の加圧ベルトと、前記定着ベルト及び前記加圧ベルトのそれぞれの内面にあって、ベルト走行を案内する複数のガイド部材とを有し、前記定着ベルトと前記加圧ベルトの接触領域に前記転写材を通過させることによって前記転写材上の画像を定着する定着装置において、前記転写材の搬送方向で前記定着ニップ域外に設け、前記ガイド部材の軸方向の延長線上の少なくとも一方には、前記定着ベルト及び前記加圧ベルトの両端縁を規制する規制部材を設けた定着装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８５６６１号公報
【特許文献２】特開２００７−２４０７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した開示された技術では、ベルトの寄りを防止して、ベルトの破損や異音の発生を押さえることは困難である。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、ベルトの寄りを防止するにあたりベルトの破損や異音の発生を押さえるベルト駆動装置及びこれを用いる定着装置、画像形成装置を提供することである。
さらに、ベルトが軌道変動によるベルトの周方向に対して垂直な方向の力が加わることによる破壊や異音の発生、ベルトと固定の寄止部材等の寄り止め部材との摩擦による破壊や異音の発生を防ぐベルト駆動装置及びこれを用いる定着装置、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明のベルト駆動装置は、無端状ベルトと、該無端状ベルトを張架する複数の張架ローラとを備え、少なくとも１つの張架ローラを回転させて駆動ローラとして前記無端状ベルトを周回させるベルト駆動装置において、前記無端状ベルトが直線的に搬送されている領域で、該無端状ベルトの幅方向の片寄りを防止する応力をかけることを特徴とする。
また、本発明のベルト駆動装置は、さらに、当接する２つの無端状ベルトを備え、かつ
前記２つの無端状ベルトが直線的に搬送されている領域で形成するニップ部で、該無端状ベルトの幅方向の片寄りを防止する応力をかけることを特徴とする。
また、本発明のベルト駆動装置は、さらに、無端状ベルトの幅方向の片寄りを防止する圧力をかける寄り止め部材を備え、前記寄り止め部材は、該無端状ベルトの動きに応じて可動であることを特徴とする。
また、本発明のベルト駆動装置は、さらに、前記寄り止め部材は、無端状ベルトに接触する部分は、ベルト基材より柔らかい樹脂又はゴムで形成されていることを特徴とする。
また、本発明のベルト駆動装置は、さらに、前記寄り止め部材は、駆動することを特徴とする。
また、本発明のベルト駆動装置は、さらに、前記寄り止め部材は、押し当て部材で押圧されていることを特徴とする。
また、本発明のベルト駆動装置は、さらに、前記寄り止め部材は、ローラ形状であることを特徴とする置。
また、本発明のベルト駆動装置は、さらに、前記寄り止め部材は、ベルト形状であることを特徴とする。
また、本発明のベルト駆動装置は、さらに、前記寄り止め部材は、チェーンであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の定着装置は、複数の張架ローラで張架し、少なくとも１つの張架ローラを回転させて周回させる前記無端状ベルトを、相対向させて２つ備え、該２つの無端状ベルトが形成するニップ部で、記録部材上に形成したトナー像に熱及び圧力で定着させる定着装置において、上記のいずれかに記載のベルト駆動装置を備えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、潜像を形成する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体表面に露光し潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し可視像化する現像装置と、像担持体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体に転写した後に記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、上記のいずれかに記載のベルト駆動装置、または、
上記に記載の定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明のベルト駆動装置及びこれらを用いる定着装置、画像形成装置では、ベルトが軌道変動によるベルトの周方向に対して垂直な方向の力が加わることによる破壊や異音の発生、ベルトと固定の寄止部材等の寄り止め部材との摩擦による破壊や異音の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１２】
図１は、この発明の画像形成方法を実施する画像形成装置を示す全体構成図であり、ここではその一例としてカラー画像形成装置を示している。このカラー画像形成装置１は中間転写ベルト１１を用いたタンデム型の電子写真装置であり、最下部に給紙テーブル２を、その上方に画像形成装置本体１を、さらにその上部にスキャナ３及び原稿自動給送装置（ＡＤＦ）４をそれぞれ設けてある。
発明の画像形成方法は、図１に示す画像形成装置１によって、静電潜像形成工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、定着工程等が行われる。以下に、そのための画像形成装置１の構成について詳述する。
画像形成装置本体１には、ほぼ中央に無端状の中間転写ベルト１１を備えた転写装置９が設けてあり、中間転写ベルト１１は駆動ローラ１４と従動ローラ１５、１６により張架され、回転駆動される。従動ローラ１５の左方には、図示しないベルトクリーニング装置により、画像転写後その表面に残留する残留トナーが除去されて次の画像形成に備えられる。
駆動ローラ１４と従動ローラ１５との間に架け渡された直線状の中間転写ベルト１１の上方には、その移動方向に沿って、感光体５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５K（以下、色を特定する必要がない場合には単に感光体５という）を、回転可能に設けてあり、その周りには現像装置７、帯電装置６、感光体クリーニング装置８を設けてある。これらを一つのユニットとして画像形成ユニット１０を形成する。この画像形成ユニット１０の現像装置７によって現像工程が行われる。
また、感光体５には、レーザ光を照射する公知の露光装置２１が設けられている。この露光装置２１で静電潜像形成工程が行われる。
一次転写手段を構成する一次転写ローラ９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋが設けてある。この感光体５の近傍には、画像濃度検出手段２９がそれぞれ設けられている。さらに、感光体５の周りには、そのほかに図示しない除電装置、潤滑剤塗布装置をそれぞれ設けてあり、これらは１つの画像形成部１０を構成している。
一方、中間転写ベルト１１の下側には二次転写手段を構成する二次転写装置２２を設けてある。この二次転写装置２２が中間転写ベルト１１を介して従動ローラ１６に圧接するようになっている。そして、この二次転写装置２２が中間転写ベルト１１との間に送り込まれる記録媒体として用紙Ｐに、中間転写ベルト１１上のトナー画像を一括転写する。
二次転写装置２２の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐ上に形成されたトナー画像を無端状の定着ベルトに加圧ローラで加熱・圧接する定着装置２５が設けられている。画像転写後の用紙Ｐは、一対のローラ２３、２３間に架け渡された無端状の搬送ベルト２４によって定着装置２５へ搬送される。なお、この二次転写装置２２は転写ローラや非接触のチャージャを用いた転写方式であっても差し支えない。この中間転写ベルト１１を含む転写装置９で転写工程が行われる。
そして、この二次転写装置２２の下側には、用紙表裏両面に画像を形成する際に用紙Ｐを反転させる用紙反転装置２８を設けてある。
【００１３】
上記のような構成からなるカラー画像形成装置１でカラーのコピーをとるときは、通常、原稿自動給送装置４の原稿台３０上に原稿をセットするが、手動で原稿をセットする場合には、原稿自動給送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、この原稿を原稿自動給送装置４を閉じることによりコンタクトガラス３２へ押圧する。
次に、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動給送装置４に原稿をセットしたときは原稿が自動でコンタクトガラス３２上に給送され、手動でコンタクトガラス３２上にセットしたときは直ちにスキャナ３が作動し、第一走行体３３及び第二走行体３４が走行を開始する。これにより、第一走行体３３の光源からの光が原稿に向けて照射され、さらに第二走行体３４の一対のミラーにより１８０度方向を変えて結象レンズ３５を通り読取りセンサ３６に入射して原稿の内容が読取られる。
また、上述したスタートスイッチの押下により、中間転写ベルト１１が回動を開始すると同時に各感光体５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Kも回動を開始してそれぞれの感光体上にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各単色画像を形成する。このようにして各感光体上に形成された各単色画像は、図1で時計回り方向に回動する中間転写ベルト１１上に重ね合わせて順次転写されてフルカラーの合成カラー画像が形成される。
【００１４】
一方、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、給紙ユニット４３内の選択された給紙トレイ４４から用紙Ｐが繰り出され、分離ローラ４５により一枚に分離されて搬送ガイド板４８に搬送される。繰り出された用紙Ｐは搬送ローラ４７により複写機本体１に搬送され、レジストローラ４９に当接して一旦停止状態になる。レジストローラ４９は中間転写ベルト１１上のカラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、停止状態にあった用紙Ｐを中間転写ベルト１１と二次転写ローラ２２との間に送り込み、用紙Ｐ上に上記の二次転写装置２２によりカラー画像を転写する。カラー画像が転写された用紙Ｐは、搬送機能も有する二次転写装置２２により、定着装置２５へ搬送され、加熱・加圧されて転写画像が定着される。この定着装置２５によって定着工程が行われる。
その後、排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されてスタックされる。
なお、両面コピーモードが選択されている場合には、表面に画像を形成した用紙Ｐは用紙反転装置２８側に搬送され、反転して再び２次転写位置２２へ導かれ、裏面に画像が形成された後、排出ローラ５６により排紙トレイ上に排出されてスタックされる。また、ブラック単色画像を中間転写ベルト１１上に形成する場合には、駆動ローラ１４以外の従動ローラ１５、１６を移動させてイエロー、シアン、マゼンタの感光体５Ｙ、５Ｃ、５Ｍを中間転写ベルト１１から離間させるようにしている。なお、図１に示したタンデム型でなく、感光体５が一つしかない所謂１ドラム型の画像形成装置１にあっては、ファーストコピー速度を早くするために、最初に黒色を作像するのが一般的であり、その後原稿がカラーの場合のみ残りの色の作像を行うようにしている。
【００１５】
本発明のベルト駆動装置は、無端状ベルトと、該無端状ベルトを張架する複数の張架ローラとを備え、少なくとも１つの張架ローラを回転させて、前記無端状ベルトを周回させるベルト駆動装置において、無端状ベルトが直線的に搬送されている領域で、無端状ベルトの幅方向の片寄りを防止する応力をかける。このベルト駆動装置は、画像形成装置で、中間転写ベルトの駆動装置、ベルト定着方式の定着装置に適用することができる。ここでは、ベルト定着方式の定着装置を用いて説明する。
図２は、本発明のバルト駆動装置を用いる定着装置の構成を示す概略図である。 図３は、この定着装置の断面図である。
図１及び２に示すように、無端状ベルトである上方にある第１ベルト２５１ａ及び下方に置かれている第２ベルト２５１ｂが対向して配置されている。これらの第１ベルト２５１ａ及び第２ベルト２５１ｂの内部にはそれぞれ設けられた第１駆動ローラ２５２ａ及び第２駆動ローラ２５２ｂによって、これらの駆動ローラ軸間が加圧されている。第１駆動ローラ２５２ａ及び第２駆動ローラ２５２ｂは、不図示の駆動源から、それぞれギヤを介して等速に駆動される。第１ベルト２５１ａ及び第２ベルト２５１ｂの両端は、図１に示すように、側板２５８ａ、２５８ｂの突き当てられてに固定されている。
また、第１ベルト２５１ａ及び第２ベルト２５１ｂの内部には、第１駆動ローラ２５２ａ及び第２駆動ローラ２５２ｂとともにそれぞれ第１ガイドローラ２５３ａ及び第２ガイドローラ２５３ｂが設けられており、これによって、直線的に搬送されている領域Ｌを形成している。なお、直線的に搬送されている領域（直線搬送部）Ｌを形成するためのガイドがあれば良く、第１ベルト２５１ａ及び第２ベルト２５１ｂの内部にローラでなく、滑らかで湾曲形状を有する平板であっても良い。
【００１６】
従来の熱定着方式では、トナー像を加熱するニップ時間を確保するために、例えば、定着ローラに対してゴムローラを加圧した場合などゴムを柔らかくまたゴム肉厚を厚くし、強くゴムローラを押し当てることでゴムが変形し定着ローラ側へ座屈することで接触幅、所謂ニップ幅を確保してきた。しかし、ゴムを柔らかく押し付け圧を高くしてもゴムの柔らかさや押し付け圧には限界があり、ゴムが柔らかすぎると、形状の維持が難しく、押し付け圧力を強くするとローラがベントしてしまう。
このため、ゴムの代わりにスポンジゴムを利用することも考えられており、非常に柔らかいスポンジ利用で押し付け圧も適度で充分なニップ幅が確保できるようになった。しかし、スポンジは寿命が短く、繰り返し圧縮、開放でゴムスポンジが疲労しスポンジの脆性破壊が起こり、初期性能の維持がむずかしかった。
これらに対して、ローラとベルトの組み合わせによる方法や複数のベルトで挟み込みニップ時間を長くとるという方法もある。しかし、ローラとベルトの組み合わせではローラの円弧に対してベルトを巻きつけ気味にすることでニップ時間を稼ぐやり方である。
もう一方は、複数のベルトによる挟み込みであり密着によるニップの長さはベルトの周長が許す限り任意である。この場合、薄いベルトを複数枚使用しており、おのおのが左右いずれかに移動し寄ってしまうことがある。
【００１７】
このために、本発明の定着装置２５では、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの端部に寄止部材２５４を配置することであり、これによって、強制的に定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの寄りを押さえ込む。しかし、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂを変形させて、ニップ領域となる直線的に搬送されている領域Ｌを増やす代償として、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの回転は真円状ではなくなる。このような定着装置２１で、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの端部を寄止部材２５４で押さえること、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの軌道変動により、周回方向に対して垂直な方向の力が加わることで、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの破壊や大きな異常音の発生を抑え、また、寄止部材２５４との摩擦による定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの端部の磨耗を防止している。
【００１８】
本発明の寄止部材は、固定ではなく可動であってもよく、裏側に押し当て部材を設けることが可能であり、これは寄り力が非常に強い場合反力補助として有効である。この場合の押し当て部材は固定部材であっても良く、またローラやベルトのような回転部材であっても良い。
更に、定着ベルト２５１の直線的に搬送される領域外に、補助寄り止め機構を設けることが可能である。本発明は、定着ベルト２５１の直線的に搬送される領域Ｌに寄止部材２５４をあて、定着ベルト２５１の軌道変動による定着ベルト２５１の破壊や異音を防止することである。従って、この場合接触する部分を狭くし極限値をとれば直線と考えられるので、軌道変動の影響を考慮し、定着ベルト２５１の端面に接触する幅は極力狭くするのが望ましい。具体的には小径のローラやベルト、チェーンなどが使用可能である。
可動な部材としてはローラ、ベルト、チェーンなどが考えられ装置の構成や形状に合わせて適宜選べる。また材質は耐熱の金属、樹脂、ゴムが全て使用できる。
以上より、本発明による定着装置２５は非常に有用なものであることがあきらかとなった。また、本発明の定着装置を用いた複写機やプリンターの場合、定着ベルト２５１を用いて適度なニップを余裕で形成することが可能となり、ニップ部を広げるためのローラの巨大化やコスト増を押さえることが可能となった。また、定着ベルト２５１の端部にかかる負担が非常に軽減されているので寿命も従来のベルト方式に比べ格段に上がった。
【００１９】
（実施例１）
本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置は、単独の１枚のベルト使用を含め、２枚の複数のベルトを使用した場合であっても、定着ベルト２５１の破壊や大きな異常音の発生を抑え、また、寄止部材２５４との摩擦による定着ベルト２５１の端部の磨耗を防止している。
図４は、本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。図５は、定着ベルトと寄止部材とを拡大して示す図である。
本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置では、図４に示すように、無端状ベルトである上方にある第１ベルト２５１ａ及び下方に置かれている第２ベルト２５１ｂが対向して配置されている。これらの第１ベルト２５１ａ及び第２ベルト２５１ｂの内部にはそれぞれ設けられた第１駆動ローラ２５２ａ及び第２駆動ローラ２５２ｂによって、これらの駆動ローラ軸間が加圧されている。第１ベルト２５１ａの内部には、第１ガイドローラ２５３ａ、第２ガイドローラ２５３ａ′、第３ガイドローラ２５３ａ″によって第１ベルト２５１ａの周回方向の軌道が形成されている。そして、この周回方向の軌道において直線的に搬送されている領域Ｌを形成されている。同様に、第１ベルト２５１ｂの内部には、第１ガイドローラ２５３ｂ、第２ガイドローラ２５３ｂ′、第３ガイドローラ２５３ｂ″によって第１ベルト２５１ｂの周回方向の軌道が形成されている。そして、この周回方向の軌道において直線的に搬送されている領域Ｌを形成されている。
定着ベルト２５１が回転しても軌道変動しない直線的に搬送されている領域Ｌにおいて定着ベルト２５１の片寄り防止の応力をかけることにより、定着ベルト２５１は、図５の矢印Ａで示すように周回方向に走行することで、寄止部材２５４のある方向となる幅方向への矢印Ｂの垂直な方向の力に、大きな寄り力が加わり破壊されることを防ぐことが可能となる。
また、図５は、寄止部材２５４と定着ベルト２５１との位置関係を示しており、無端状の定着ベルト２５１の幅方向の片寄りを防止する圧力をかける寄り止め部材となる寄止部材２５４を備え、寄止部材２５４は、定着ベルト２５１の動きに応じて可動にする。この時、寄止部材２５４をベルト端部で、定着ベルト２５１の動きに合わせて可動にすることで、ベルト端部の摩擦による破壊と異音の発生を防ぐことができる。寄止部材２５４の表面に樹脂、ゴムなどのベルト基材より柔らかい部材で構成すると、硬い物同士の接触の場合に比べ格段に音の発生を防ぐことが可能となった。また、寄止部材２５４を積極的に駆動することで更に摩擦を減らすことが可能となる。
このような定着装置２５にすることで、５０時間回転させたが破損は殆ど観られなかった。音に関しては異音というほどではないが軽い摺擦音が聞えたが、実用上問題のない状態であった。ただし、６０時間目で、定着ベルト２５１の端部に亀裂が入った。
【００２０】
（実施例２）
図６は、本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置２５では、２つの無端状の定着ベルト２５１ａ、２５１ｂが形成するニップ部で直線的に搬送されている領域Ｌを形成しており、この領域Ｌに寄止部材２５４を設ける。この寄止部材２５４で、図５に示したように、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの幅方向の片寄りを防止する応力をかける。定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの直線的に搬送されている領域Ｌとなるニップ部で、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの寄り防止の応力をかけることは、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの寄り力が定着ベルト２５１ａ、２５１ｂのニップ部内の周面の摩擦力によって発生することから、直線的に搬送されている領域Ｌであって、ニップ部で寄止部材２５４で定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの寄りを抑えることは、実際に効果的であった。
この実施例２の定着装置２５を１００時間回転させたが、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂの破損は殆ど観られなかった。しかし、定着ベルト２５１の端部がやや磨耗しているのが観察された。
音に関しては異音というほどではないが軽い摺擦音が聞えた程度であり、実用上問題のない範囲であった。ニップ部の方が効果が高いのは寄り力がニップ部内で発生しており、応力発生地点近傍で押し戻すことが効果的である。これに対して、単純に、定着ベルト２５１の端部で、直線的に搬送されている領域以外に寄止部材２５４を設置した場合は異音の発生と端部のダメージが観測され１０時間で使用不能となった。
また、図７は、本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。
図７に示すように、第１定着ベルト２５１ａのガイドローラ２５３ａ′、２５３ａ″が省略され、同様に、第１定着ベルト２５１ａのガイドローラ２５３ｂ′、２５３ｂ″が省略されて、ガイドローラ２５３ａ、２５３ｂのみで、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂがフリーテンションでも、定着ベルト２５１ａ、２５１ｂが直線的に搬送される領域Ｌのニップ部に寄止部材２５４を設けることで、実施例２と同様の結果であった。
【００２１】
（実施例３）
図８は、本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図であり、寄止部材を拡大して示めす図である。図８に示すように、寄止部材２５４を、第１ガイド２５４ｄ′と第２ガイド２５４ｄ″との間に寄止部材用ベルト２５４ｃを構成し、この寄止部材用ベルト２５４ｃを、直線的に搬送される領域Ｌで、定着ベルト２５１に押し当てて、定着ベルト２５１の片寄り防止の応力をかけることにより、定着ベルト２５１は、図８の矢印Ａで示すように周回方向に走行することで、寄止部材用ベルト２５４ｃのある方向となる幅方向への矢印Ｂの垂直な方向の力に、大きな寄り力が加わり破壊されることを防ぐことが可能となる。
また、図８は、寄止部材用ベルト２５４ｃと定着ベルト２５１との位置関係を示しており、無端状の定着ベルト２５１の幅方向の片寄りを防止する圧力をかける寄止部材用ベルト２５４ｃを、定着ベルト２５１の動きに応じて可動にする。この時、寄止部材２５４をベルト端部で、定着ベルト２５１の動きに合わせて可動にすることで、ベルト端部の摩擦による破壊と異音の発生を防ぐことができる。
この寄止部材用ベルト２５４ｃをステンレスフィルムで、厚さｔ＝０．１ｍｍを用いた。これで、２００時間回転させたが、定着ベルト２５１の破損は殆ど観られなかった。定着ベルト２５１の端部の磨耗も殆どなかった。音に関しては異音というほどではないが軽い接触音がかすかに聞えたが、実用上問題はなかった。
また、この定着装置を複写機やプリンターに用いた場合、ベルトを用いて適度なニップを余裕で形成することが可能となり、ニップ幅を広げるためのローラの巨大化やコスト増を押さえることが可能となった。またベルト端部にかかる負担が非常に軽減されているので寿命も従来のベルト方式に比べ２倍に上がった。
【００２２】
（実施例４）
実施例３で示した寄止部材用ベルト２５４ｃの表面にシリコンゴムを０．１ｍｍかぶせた寄止部材２５４を設けた。これで、２００時間回転させたが、定着ベルト２５１の破損は殆ど観られなかった。定着ベルト２５１の端部の磨耗もなかった。音に関しては異音の発生もなかった。
【００２３】
（実施例５）
実施例３で示した寄止部材用ベルト２５４ｃのステンレスフィルムで、厚さｔ＝０．０４ｍｍを用い、その表面にシリコンゴムを０．１ｍｍかぶせた寄止部材２５４を設けた。寄止部材用ベルト２５４ｃが座屈し安定しなかったが、図示しないが、寄止部材用ベルト２５４ｃの中央部に裏側から押し当てブロックをつけることで座屈は解消された。これで、２００時間回転させたが、定着ベルト２５１の破損は殆ど観られなかった。定着ベルト２５１の端部の磨耗もなかった。音に関しては異音の発生もなかった。
【００２４】
（実施例６）
図９は、本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図であり、寄止部材を拡大して示めす図である。
図６に示すような直線的に搬送される領域Ｌのニップ部内に、図８に示した寄止部材用ベルト２５４ｃの代わりに、ミニローラ２５５ｅ′、２５５ｅ″を並べたところ同様の効果が得られた。ここでは、ミニローラ２５５ｅを２個示しているが、３個以上であっても良い。これによって、２００時間回転させたが破損は殆ど観られなかった。ベルト端部の磨耗も殆どなかった。音に関しては異音というほどではないが軽い接触音がかすかに聞えたが、実用上問題はなかった。
【００２５】
（実施例７）
図６に示すように示すような直線的に搬送される領域Ｌのニップ部内に、図８に示した寄止部材用ベルト２５４ｃの代わりに、図示しないがチェーンを配置したところ同様の効果が得られた。これによって、２００時間回転させたが破損は殆ど観られなかった。ベルト端部の磨耗も殆どなかった。音に関しては異音というほどではないが軽い接触音がかすかに聞えたが、実用上問題はなかった。
【００２６】
（実施例８）
図１０は、本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。
この定着装置２５は、互いに圧接して回転するエンドレス状の第１定着ベルト２５１ａ並びに第２定着ベルト２５１ｂを有している。この定着装置２５は、上に配設した定着ユニットは、ケーシングの内側に、エンドレス状（無端）の第１定着ベルト２５１ａ、第１駆動ローラ２５２ａ、支持部材としての第１ガイドローラ２５３ａ、誘導加熱コイル２５５などを組み込んだアセンブリである。第１駆動ローラ２５２ａ（ベルト懸架部材）は、定着ベルト２５１ａを懸架するとともにこれを回転駆動する機能を有している。この第１駆動ローラ２５２ａは、その左右の両端軸部をそれぞれケーシングの左右の側板間に軸受を介して回転可能に支持させて配設してある。第１ガイドローラ２５３ａ（支持部材）は、定着ベルト２５１ａを回動自在に支持するとともにその幅方向の位置を制御する機能を有している。この第１ガイドローラ２５３ａは、その左右の両端軸部をそれぞれケーシングの左右の側板間に軸受を介して回転可能に支持させて配設してある。また、第１ガイドローラ２５３ａは長手方向一端側を中心にして他端側を変位させることによってその傾き（姿勢）を変更することが可能な構成とされている。第１ガイドローラ２５３ａは、その左右の軸受をそれぞればね部材により第１駆動ローラ２５２ａから離れる方向に付勢されることで、第１定着ベルト２５１ａに張りを与えるテンションローラとしても機能している。
第１定着ベルト２５１ａは、加熱源としての誘導加熱コイルヒータ２５５ａにより電磁誘導加熱されるものである。例えば、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層をベルト基層とし、その外面に、厚さ３００μｍのシリコンゴム層をコーティングしたものが用いられる。誘導加熱コイル２５５は、長円状に扁平巻きされたリッツ線コイルと、板状の磁性コアを組み合わせたものであり、第１定着ベルト２５１ａの外面に対して隙間を存して対向させて、ケーシングに支持させて配設してある。
この定着装置２５は、下に配設した加圧ユニットは、ケーシングの内側に、エンドレス状（無端）の第２定着ベルト２５１ｂ、第２駆動ローラ２５２ｂ、支持部材としての第２ガイドローラ２５３ｂなどを組み込んだアセンブリである。
このように、図１０の状態は、定着ユニットと加圧ユニットとが圧着状態であり、第１定着ベルト２５１ａと第２定着ベルト２５１ｂとで、直線的に搬送される領域Ｌを形成しており、その部分に寄止部材２５４が設けられている。
【００２７】
（実施例９）
図１１は、本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。この定着装置２５は、転写紙上のトナー画像を加熱する第１定着ベルト２５１ａと、第１定着ベルト２５１ａよりも内側に配置されて第１定着ベルト２５１ａの長手方向の温度分布差を低減させるヒートパイプ２５５ｂとを備える。
さらに、この定着装置２５は、第１定着ベルト２５１ａとの間で転写紙を加圧する第２定着ベルト２５１ｂとを備えている。第１定着ベルト２５１ａと第２定着ベルト２５１ｂとは圧接／離間が可能に組み立てられており、転写紙の通過時には圧接状態で連動循環しているが、転写紙の待機中は離間されて、それぞれ個別に循環している。この定着装置２５の加熱手段は、磁束発生手段としてのコイルユニット２５５ａと、コイルユニット２５５ａからの磁束により誘導発熱する発熱部材としての第１定着ベルト２５１ａを有する。更に、この第１定着ベルト２５１ａに巻かれ、この第１定着ベルト２５１ａを所定の張力にて張架する懸架部材としての第１駆動ローラ２５２ａ及び第１ガイドローラ２５３ａを有している。
コイルユニット２５５ａは、通電されることで磁束を発生する励磁コイル、発生した磁束を集める磁性体コア、励磁コイル及び磁性体コアを支持するホルダー等からなる。
第１定着ベルト２５１ａは、厚み７５μｍのニッケルを基層とし、基層の外周には３００μｍの弾性層が設けられている。弾性層の材料としては、シリコンゴムを用い、硬度はＪＩＳ−Ａ２０度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。第１定着ベルト２５１ａと第２定着ベルト２５１ｂのニップの出口では、弾性層が変形することによって、転写紙をベルトから良好に分離して、第１定着ベルト２５１ａへの転写紙の巻きつきが防止されている。弾性層の材料としては、この他にも公知の弾性材料を使用することができる。例えば、フッ素ゴム等を用いることも可能である。弾性層の外周には、表面離型層としてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。
第２定着ベルト２５１ｂは、厚み７５μｍのＮｉを基層とし、基層の外周には３００μｍの弾性層が設けられている。第２定着ベルト２５１ｂの弾性層の表面には、離型層としてフッ素樹脂層（ＰＦＡ）を３０μｍの厚みで設けている。
第１ガイドローラ２５３ａは、外径２０ｍｍ、内径１８ｍｍ、厚さ１ｍｍである鉄製の中空ローラの内部に、熱移動手段としてのヒートパイプ２５５ｂを１本挿入してある。ヒートパイプ２５５ｂのパイプ材料は銅であり、内部には熱媒体として少量の純水が封入されている。
第１駆動ローラ２５２ａは、不図示の駆動機構（モータおよび駆動ギア列）によって回転駆動される。第１駆動ローラ２５２ａは、外径が２０ｍｍで、内径が１８ｍｍである鉄系合金の芯金の表面に、弾性層としてのシリコンゴム層が設けられた弾性ローラである。シリコンゴム層の硬度はＪＩＳ−Ａ１５度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。シリコンゴム層によって、芯金への熱伝導も少なくなり、ウォーミングアップタイムが短縮される効果もある。第１駆動ローラ２５２ａにシリコンゴム層を設けることによって、第１定着ベルト２５１ａとの間に摩擦伝達力が生じているので、第１駆動ローラ２５２ａの回転に追従して第１定着ベルト２５１ａの回転を良好に行える。
また、第２定着ベルト２５１ｂを第１定着ベルト２５１ａへ押し付けて、柔軟なシリコンゴム層を変形させることにより、第１定着ベルト２５１ａからのシートの分離性を確保したニップ出口が形成される。第２定着ベルト２５１ｂは、外形２３ｍｍ、内径２０ｍｍの鉄系合金のローラであり、中心軸上にハロゲンヒータ２５５ｃを配置して、ハロゲンヒータ２５５ｃの外側を回転する。
第２定着ベルト２５１ｂは、第２駆動ローラ２５２ｂと第２ガイドローラ２５３ｂとによって張架されている。第２ガイドローラ２５３ｂは、外径が２０ｍｍで、内径が１６ｍｍである鉄合金製である。
図示しないが、この定着装置２５には所定の圧力で押し付ける加圧機構が設けられており、第２定着ベルト２５１ｂが回動して、第１定着ベルト２５１ａと第２定着ベルト２５１ｂとで、直線的に搬送される領域Ｌを形成しており、その部分に寄止部材２５４が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の画像形成方法を実施する画像形成装置を示す全体構成図であり、ここではその一例としてカラー画像形成装置を示している。
【図２】本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の構成を示す概略図である。
【図３】この定着装置の断面図である。
【図４】本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図５】定着ベルトと寄止部材とを拡大して示す図である。
【図６】本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図７】本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図８】本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図であり、寄止部材を拡大して示めす図である。
【図９】本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図であり、寄止部材を拡大して示めす図である。
【図１０】本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図１１】本発明のベルト駆動装置を用いる定着装置の一実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  画像形成装置
２  給紙テーブル
３  スキャナ
４  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
５  感光体
６  帯電装置
７  現像装置
８  クリーニング装置
９  １次転写装置
１０  画像形成ユニット
１１  中間転写体
２１  露光装置
２２  ２次転写装置
２４  ２次転写ベルト
２５  定着装置
２５１  定着ベルト
２５１ａ  第１ベルト
２５１ｂ  第２ベルト
２５２ａ  第１駆動ローラ
２５２ｂ  第２駆動ローラ
２５３  ガイドローラ
２５３ａ、２５３ａ′、２５３ａ″  第１ベルト用ガイドローラ
２５３ｂ、２５３ｂ′、２５３ｂ″  第２ベルト用ガイドローラ
２５４  寄止部材
２５４ａ  第１寄止部材
２５４ｂ  第２寄止部材
２５４ｃ  寄止部材用ベルト
２５４ｄ′  第１ガイド
２５４ｄ″  第２ガイド
２５５ｅ、２５５ｅ′、２５５ｅ″  ミニローラ
２５５  ヒータ
２５５ａ  コイルヒータ
２５５ｂ  ヒートパイプ
２５５ｃ  ハロゲンヒータ
２５８ａ、２５８ｂ  側板
２９  画像濃度検出手段
４１  ガイド部
４２  給紙ローラ
４３  側板
４４  給紙トレイ
４５  分離部
４６  保持部材
４７  搬送ローラ
４８  搬送ガイド板
４９  レジストローラ
５０  回転体部材
５６  排出ローラ
５７  排紙トレイ
Ｐ  用紙
【図１】
2010176045.tif 000003
【図２】
2010176045.tif 000004
【図３】
2010176045.tif 000005
【図４】
2010176045.tif 000006
【図５】
2010176045.tif 000007
【図６】
2010176045.tif 000008
【図７】
2010176045.tif 000009
【図８】
2010176045.tif 000010
【図９】
2010176045.tif 000011
【図１０】
2010176045.tif 000012
【図１１】
2010176045.tif 000013