(57)【要約】【課題】  定着ベルト端部の曲率を大きくすることで、屈曲疲労を軽減し、定着装置の長寿命化を図る。【解決手段】  通紙領域外側に、定着ベルトの曲率が大きくなるよう支持する、ガイド部を設ける。【選択図】  図１
2010266704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブ状の回転体と、該回転体を昇温せしめ、該回転体の回転とともに画像を担持した記録材を加熱する加熱手段と、該回転体と圧接ニップを形成する加圧部材とを有する像加熱装置において、通紙領域内で該回転体の内面を支持する第一のガイド面と、通紙領域外側で該回転体の内面を支持する第二のガイド面を有し、圧接ニップを形成した際には、該第二のガイド面が該第一のガイド面で支持された該回転体の内周面位置より外側にあることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記第二のガイド面が、前記加熱手段の上下流近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記第二のガイド面が、前記加熱手段と前記回転体の間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記回転体のスラスト方向の規制部材が、前記第二のガイド面を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱部材と加圧部材の圧接ニップ部に記録材を通紙して挟持搬送させて記録材に担持された画像を加熱する像加熱装置に関し、特に、複写機やプリンター等の画像形成装置に画像加熱定着装置として搭載するのに好適な像加熱装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、スリーブ状回転体と、該回転体を導くガイド部材と、該回転体を介してニップ内を搬送される記録材を加熱する加熱手段とを有する像加熱装置、及び該像加熱装置を画像の加熱定着装置として備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置において、電子写真プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段で記録材（用紙）に間接（転写）あるいは直接に形成担持させた未定着トナー画像を記録材面に固着画像として加熱定着させる定着装置としては、従来より熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。
【０００４】
近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。また、金属からなるフィルム自身を発熱させる電磁誘導加熱方式の加熱装置も提案されている。
【０００５】
ａ）フィルム式定着装置
フィルム加熱方式の定着装置は例えば特許文献１等に提案されている。すなわち、加熱体としてのセラミックヒーターと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）を挟ませて圧接ニップ（以下、定着ニップ部）を形成させ、該定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた転写材を導入して定着フィルムと一緒に狭持搬送させることで、定着フィルムを介してセラミックヒーターの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を転写材面に定着させるものである。
【０００６】
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒーター及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒーターに通電して所定の定着温度に発熱させれば良く、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、スタンバイ時の消費電力も大幅に削減できる等の利点がある。
【０００７】
ｂ）金属フィルム（定着ベルト）を用いた定着装置
近年、画像形成装置の高速化、カラー化に伴い、フィルム加熱方式の定着装置において、定着フィルムとして、ＳＵＳやニッケル等の金属フィルムを用いたり、更に、金属フィルム上に弾性層を設けたベルト状部材（以下、定着ベルト）を用いた定着装置が提案されている。
【０００８】
従来、定着フィルムの基材としては、耐熱性樹脂等が用いられてきたが、画像形成装置の高速化に伴い、定着フィルムの熱伝導率を高くし、セラミックヒーターの熱をより効率的に転写材に伝える必要が生じた。
【０００９】
このため、定着フィルム基材としては、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いることが好ましい。このような金属製定着フィルムを用いた定着装置については例えば特許文献２や３等に開示されている。
【００１０】
また、画像形成装置のカラー化に伴い、定着フィルムの基材上に、弾性層を設ける必要が生じた。このような定着フィルム及び画像形成装置の例は例えば特許文献４や５等に開示されている。
【００１１】
これは、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、従来のフィルム定着装置では、カラー画像の多重に転写されたトナー像の形状に定着フィルム表面が追随することが出来ず、部分的に定着性のムラが生じるためである。定着性のムラは、画像の光沢ムラとして現れたり、ＯＨＴ（オーバーヘッドプロジェクタ用透明シート）においては、透過性のムラとなり、投影した際に、透過性のムラが画像不良として現れる、という問題点があった。
【００１２】
定着フィルム上に弾性層を設けることにより、弾性層がトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えることにより、均一な定着が達成される。
【００１３】
しかしながら、弾性層を設ける分、定着フィルムとしての熱伝導性は劣るため、その分の熱量を余計に与える必要がある。とりわけ、定着装置のオンデマンド性を確保するためには、定着装置を速やかに所定温度に立ち上げる必要があるため、通常の定着フィルムより、基材を金属フィルムとすることにより、熱伝導率を向上した定着ベルトの使用が有利である。
【００１４】
フィルム加熱方式でフィルムを用いる場合においては、フィルムのスラスト方向への寄りが発生する場合があり、これを厳しくコントロールすることは難しい。そこで、特許文献６や７等で、フィルムをルーズに懸回し、フィルムの寄り力を低減しフィルム端部をフランジのフィルム端部規制面（以下、「規制面」とも称する）で受け止めて寄り規制を行なうことが提案されている。この装置ではフィルムを介して加熱体とニップを形成する加圧回転体でフィルムを駆動し、フランジの規制面はニップ部を除いて設けられている。しかし、上記のようにフィルム端部をフランジで規制する場合、フィルムの寄り力が大きくなると、フィルムの膜厚、材質によってはフィルムに折れ、シワあるいは亀裂を生じる現象（以下、「フィルム端部破損」「スリーブ裂け」とも称する）がみられ、その結果として画像加熱定着装置における定着画像の劣化、定着フィルムの走行不良、耐久寿命の低下、フィルムの寄り規制音の発生等の可能性があった。
【００１５】
上記課題を解決するため、特許文献８では、フランジのフィルム規制面形状に関する提案がなされている。この提案では、図１６に示すように、可撓性を有するスリーブ状回転体としての、エンドレスベルト状（円筒状）の定着フィルム４０３はフィルムガイド（不図示）にルーズに懸回されており、少なくとも停止時は定着ニップ部Ｎを除いて張力が働かない。加圧ローラ４０４は不図示の駆動源によりギアＧを介して駆動され、定着フィルム４０３は定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ４０４との摩擦力のみで回転走行する。定着フィルム４０３の内面を長手方向全域にわたってガイドするフィルムガイドと当接したセラミックヒーター（不図示）と加圧ローラ４０４は定着フィルム４０３を挟んで加圧バネ４０５により所定の当接圧をもって互いに圧接状態にして定着ニップ部Ｎを形成している。また、定着フィルム４０３のスラスト方向両端には、定着フィルム４０３の回転方向軌道およびスラスト方向端部を規制するフランジ（端部ホルダー）４０２が嵌合されている。フランジ４０２の外周面である４０２ａと定着フィルム４０３の内周面とを摺動させることによって定着フィルム４０３の回転方向軌道を規制し、フィルム端部規制面４０２ｂは定着フィルム４０３がスラスト方向に寄った場合でも上記フィルム端部規制面４０２ｂに突き当たることによってフィルム端部を規制している。
【００１６】
そして、定着ニップ部Ｎ後のフィルム移動方向形状に関して、規制面と定着フィルム端部との間隙が徐々に小さくなる箇所を設け、定着ニップ部Ｎ後の定着フィルム端部を緩やかに規制している。しかしながら、この状態では、定着フィルム端部破損が発生する可能性があった。図１７は、定着フィルム４０３の回転方向軌道およびスラスト方向端部を規制するフランジ４０２の組み付け公差等によりフランジ４０２全体がスラスト方向外側に若干傾いた状態で、定着フィルム寄り力が生じて規制面に定着フィルム端部が突き当たったときの概念図を示す。図１７によると、フランジ４０２全体が外側に傾くと同時に規制面４０２ｂも外側に傾いてしまうため、定着フィルム端部が寄り力により突き当たる規制面上の箇所は、より定着ニップ部Ｎに近い側の局部的な箇所となっている（点線で囲まれた部分）。この状態において強い定着フィルム寄り力が作用すると、定着フィルム端部破損が生じる。更には、フランジ４０２が外側に傾いた場合は定着ニップ部Ｎの上下流近傍のどちらかでも定着フィルム端部が突き当たってしまうと寄り力によって破損が生じてしまう。
【００１７】
これは、定着フィルムを挟みこんでいる定着ニップ部Ｎ近傍では定着フィルム自身の柔軟性が失われやすく、そのような部分でフランジ４０２の規制面に局部的に突き当たって定着フィルム端部に強いストレスが加わってしまうことが主要因であり、そのストレスが定着フィルムの破断強度を超えることでフィルム破損が生じる。
【００１８】
また、別の例として、金属フィルムを用いた定着ベルトでは、定着ベルト自体の剛性は高いものの、定着ベルト製造工程において、定着ベルトを定着装置に適切な長さに切断するに際し、バリや微小なクラックが生じ、繰り返し回転による摺擦で、こうしたバリや微小なクラック等を起点とした亀裂が生じていた。
【００１９】
こうした定着ベルト端部の亀裂を防止するために、特許文献９において、定着ベルト端部を支持するフランジを、定着ベルト外周面から支持する構造とし、定着ベルトと共に回転する構成とすることで、定着ベルト端部と定着装置の摺擦を防止する構成が開示されている。
【００２０】
図１８と図１９に、定着フランジ５００を定着ベルト外周面から支持し、定着ベルト５０１と共に回転させる構成の一例の斜視図及び長手方向から見た断面図を示す。
【００２１】
定着フランジ５００の内径は、定着ベルト５０１の外径より大きく設定されており、定着ベルト５０１は加圧ローラ５０２によって押さえられ変形することで、定着フランジ５００の内面受け部５００ａに表面が接触し、摩擦力を生じる。この摩擦力により定着フランジ５００は、定着ベルト５０１の回転に伴って回転する。
【００２２】
定着フランジ５００は、内面受け部５００ａによって支持され、定着ベルト５０１が長手方向の寄りを生じた場合においても定着フランジ５００から脱落することを防止している。
【００２３】
しかしながら、上記の特許文献９のものも、定着ベルト５０１は、回転に伴い、定着ニップ部Ｎ近傍では加圧ローラ５０２による変形を受け、定着フランジ５００に対して、半径方向（図２０の斜線部矢印ａ・ｂ方向）の運動を繰り返すため、定着フランジ５００が、定着ベルト５０１と共に回転していても、定着ベルト５０１の端面と定着フランジ５００との、ある程度の摺擦は避けられない。
【００２４】
これについては、図２１に示すように、長手方向に対し直角方向より見た断面図のごとく、定着フランジ５０３端部に向かってテーパ形状を取り、定着ベルト５０１の長手延長線と定着フランジ５０３が定着ベルト５０１端面に接する面とのなす角度θを９０°以上にすることにより、定着ベルト５０１が回転に伴い、加圧ローラ５０２による変形を受けて、定着フランジ５０３端面で摺擦することをある程度防止する構成も提案されているものの、定着ニップ部Ｎ近傍での変形し始めと元に戻る最後の位置では、定着ベルト５０１端面と定着フランジ５０３が半径方向に摺擦する場所が必ず存在する。
【００２５】
また、定着ベルト５０１の寄り力が大きい場合においては、定着フランジ５０３の受け部において摩擦力が生じ、定着フランジ５０３が定着ベルト５０１の回転と同期して回転しない場合がある。そのような場合においては、定着フランジ５０３と定着ベルト５０１の回転速度が異なるため、定着フランジ５０３と定着ベルト５０１の摺動性が低い場合には比較的大きな力が定着ベルトに働いてしまう。この時定着フランジ或いは定着ベルトが傾き、ニップ近傍で定着ベルトと定着フランジが接触すると非常に大きな座屈押力が働き、定着ベルトに亀裂が発生してしまう場合があった。
【００２６】
さらに、θを大きく取った場合は、定着ベルト５０１の長手方向の寄り力により、定着フランジ５０３が図２１の矢印方向に引き込まれ、定着ベルト５０１に長手方向の歪みが生じ、定着ベルト５０１にかかるストレスが大きくなるため、かえって定着ベルト５０１が疲労破壊を起こしてしまう、という問題があった。
【００２７】
特に、基層を、しごき加工等、塑性加工により形成した定着ベルト５０１においては、金属層の残留応力が大きく、こうした定着ベルト端面の摺擦や、長手方向の歪みにより、定着ベルト端面の微小なクラックを起点とした亀裂が生じたり、疲労破壊を起こしやすい。
【００２８】
また、特にカラー画像形成装置においては、白黒画像形成装置と比較して、定着ニップ部Ｎの圧力を大きくする必要がある。これは、複数色のトナーを重ねることによりカラー画像を形成するため、白黒画像形成装置よりもトナー像高さが高くなり、定着部において、均一に平滑な画像を得るためには、より高い圧力が必要となるためである。
【００２９】
定着ニップ部Ｎの圧力を大きくした場合、定着ベルトが長手方向に寄る力も大きくなるため、定着ベルトの座屈による亀裂が生じやすくなってしまう。
【００３０】
そこで、図２２に示すように、端部ホルダー１０９の定着ベルト端部規制面１０９ｃと定着フランジ１０８は、定着ベルト端部において、定着ニップ部Ｎのニップラインに平行な直線で定着ベルト周長を略２等分した際、定着ニップ部Ｎ側では当接せず、定着ニップ部Ｎに対向する領域の一部で、かつ定着ベルト１０３の外周より外側でのみ当接し、定着ベルト１０３がスラスト方向に寄ったときに、定着ベルト１０３により定着フランジ１０８が２点鎖線示から実線示のように傾斜し、定着ベルト１０３端部は定着ニップ部Ｎに対向する側でのみスラスト方向を規制するような構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開２００３−０４５６１５号公報
【特許文献３】特開２００３−１５６９５４号公報
【特許文献４】特開平１０−１０８９３号公報
【特許文献５】特開平１１−１５３０３号公報
【特許文献６】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献７】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献８】特開平５−２０８７５０号公報
【特許文献９】特開２００２−２３１４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
しかしながら、定着ベルトが寄り力によって定着フランジから受けるストレスや、定着フランジとの摺擦を軽減しても、端部を起点としたクラックが発生していた。これに関し、定着ベルト端部にかかる他のストレスとしては、回転時の繰り返し「屈曲」による疲労が考えられる。これは図２３の破線部で示すごとく、定着ベルト回転時に、圧接二ップ前後で生じる定着ベルト６０１の曲率最小部aに起因する。機器の小型化に伴い、この最小曲率はますます小さくなる傾向にある。
【００３３】
厚み３４μmの薄膜SUSの場合、最小曲率を１０％増加すると、疲労破壊に至るまでの寿命が２倍以上になることが、繰り返し曲げ試験により確認された。また、実際に、最小曲率の大きな他の構成では、クラックが発生しにくい。以上から、回転時の繰り返し「屈曲」による恒久的なストレスに、寄り力によるストレスが断続的に組み合わさることで，端部を起点としたクラックが生じ、定着ベルトの寿命を低下させている。
【００３４】
これらの理由から、定着ベルト回転時の曲率を大きくし、繰り返しの「屈曲」によるストレスを緩和することが求められる。しかし、通紙領域における定着ベルトの回転をガイドしているヒーターホルダー６０２の形状は、定着条件を満足できるよう最適化されているため、従来のヒーターホルダー形状を維持する必要があり、定着ベルト６０１形状もこれにならう形で必然的に決まってしまう。そこで、定着ベルト６０１端部についてのみ、回転時の曲率が大きくなるような構成にする必要がある。
【００３５】
そこで本発明では、圧接二ップを形成した際に、通紙領域外側での定着ベルト６０１の最小曲率が大きくなるよう支持することで、回転時の「屈曲」による疲労を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
上記目的を達成するため、本出願に関わる発明は、スリーブ状の回転体と、該回転体を昇温せしめ、該回転体の回転とともに画像を担持した記録材を加熱する加熱手段と、該回転体と圧接ニップを形成する加圧部材とを有する像加熱装置において、略通紙領域内で該回転体の内面を支持する第一のガイド面と、略通紙領域外側で該回転体の内面を支持する第二のガイド面を有し、圧接ニップを形成した際には、該第二のガイド面が該第一のガイド面で支持された該回転体の内周面位置より外側にあることを特徴とするとする。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、定着条件を満足させつつ、定着ベルト端部で生じる繰り返し「屈曲」による疲労を低減することが出来る。これにより、定着ベルト端部でのクラック発生を遅延することが可能となり、長寿命な像加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１における通紙領域および通紙領域外側でのヒーターホルダーと定着ベルトの形状を説明する断面図。
【図２】実施例１におけるヒーターホルダーおよび定着ベルトの外観斜視図。
【図３】実施例１におけるヒーターホルダーの概念図。
【図４】実施例２におけるヒーターとガイド部材および定着ベルトの外観斜視図。
【図５】実施例３における端部フランジの概念図。
【図６】実施例１における画像形成装置例の概略構成図。
【図７】定着装置の斜視図。
【図８】定着装置の途中部分省略の正面図。
【図９】図８の（５）−（５）線に沿う横断面図。
【図１０】ヒーターに対する給電系のブロック図。
【図１１】定着ベルトの層構成を示す断面模型図。
【図１２】定着ベルトを取り外した加熱アセンブリと加圧ローラとの外観斜視図。
【図１３】定着ベルトを取り外した加熱アセンブリの一端部側の分解斜視図。
【図１４】定着フランジと端部ホルダーの内面側の図。
【図１５】定着ベルトと定着フランジの接触位置を説明する図。
【図１６】従来例における定着装置の構成を説明する図。
【図１７】従来例においてフランジが外側に傾いた場合のフィルム寄り概念図。
【図１８】従来例における定着フランジの構成を説明する斜視図。
【図１９】従来例における定着フランジの構成を説明する断面図。
【図２０】従来例における定着ベルトと定着フランジの摺擦状態を説明する図。
【図２１】従来例における定着ベルトの規制状態を説明する図。
【図２２】従来例における定着装置の一端部側の拡大縦断面図。
【図２３】従来例におけるヒーターホルダーおよび定着ベルトの外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（実施例１）
（１）画像形成装置例
図６は本発明の像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセスを用いた、４色フルカラーのレーザービームプリンターである。
【００４０】
ａ）画像形成装置の全体的構成概略
この画像形成装置Ａは、画像形成部として、像担持体としての感光体ドラム１、感光体ドラム１に帯電を行なう帯電装置２、感光体ドラム１上に露光して静電潜像を形成する露光手段（レーザースキャナー）３、前記静電潜像をトナー像として現像する４つの現像器、即ちイエロー現像器４Ｙ、マゼンダ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｂｋを保持したロータリー式の現像器ホルダ４、中間転写体ユニット５、感光体ドラム１の面を清掃するドラムクリーニングユニット（クリーニングブレード）６、等を有する。
【００４１】
中間転写体ユニット５は、中間転写ベルト５ａ、この中間転写ベルト５ａを懸回張設させた駆動ローラ４０及びテンションローラ４１、中間転写ベルト５ａを感光体ドラム１に押圧して一次転写部を形成させた１次転写ローラ５ｊ、駆動ローラ４０の中間転写ベルト巻き掛け部において、それぞれ中間転写ベルト５ａの外面に接離移動制御される２次転写ローラ１１およびベルトクリーニングユニットとしての帯電ローラ５ｆ、等を有する。
【００４２】
また、転写材給送部として、最終記録媒体としての転写材（不図示）を積載収納させた給紙カセット１９、給送ローラ１８、レジストセンサ１４、等とを有し、転写材に対する画像形成後の定着排出部として、オンデマンド方式の定着装置８、排送ローラ対１３、排出ガイド１５、排出ローラ対９、排出トレー１０、等を有する。
【００４３】
中間転写ベルト５ａは矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動され、この中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光体ドラム１を矢印の反時計回りに回転させ、この感光体ドラム１表面を帯電装置２によって均一に帯電するとともに、露光手段３によってイエロー（Ｙ）画像の光照射を行い、感光体ドラム１上にイエロー画像に対応した静電潜像を形成する。
【００４４】
この静電潜像形成と同時に現像器ホルダ４を駆動してイエロー現像器４Ｙを感光体ドラム１に対する現像位置に配置し、感光体ドラム１上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム１の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、１次転写ローラ５ｊにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１上のイエロートナー像を中間転写ベルト５ａ上に１次転写する。
【００４５】
上述のようにしてイエロートナー像の１次転写が終了すると、次の色の現像器が回転移動し、感光体ドラム１に対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様にしてマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、そしてブラック（Ｂｋ）の各色について、静電潜像の形成、現像、中間転写ベルト５ａに対する１次転写を順次行い、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００４６】
この間、２次転写ローラ１１は中間転写ベルト５ａとは非接触状態にある。またクリーニングユニットとしての帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。
【００４７】
一方、給送部の給送ローラ１８が駆動されて給紙カセット１９内に積載収納させてある転写材が１枚分離給送されてレジストローラ対７ｄに向かって搬送される。レジストローラ対７ｄの直後には転写材の先端を検知してレジストローラ対７ｄの回転駆動力を遮断し、転写材を所定の位置で待機させるレジストセンサ１４が設けられている。これにより転写材はレジストローラ対７ｄ近辺の所定の位置で一時待機状態にされる。
【００４８】
そして、中間転写ベルト５ａ上への４色のトナー像形成完了後、２次転写ローラ１１が中間転写ベルト５ａに圧接され（図６の状態）、更に中間転写ベルト５ａの回転と同期して、レジストローラ対７ｄ近辺の所定の位置で待機していた転写材がレジストローラ対７ｄの再駆動により中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ１１とのニップ部である二次転写部に送り出される。レジストローラ対７ｄによる転写材の再給送は、中間転写ベルト５ａ上に形成された４色のトナー像の画像先端部が二次転写部に到達したとき転写材の先端部も丁度二次転写部に到達するタイミングでなされる。更に、２次転写ローラ１１にはトナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト５ａ上の４色のトナー像は二次転写部において一括して転写材の表面に２次転写していく。
【００４９】
このようにして、２次転写された転写材は搬送ベルトユニット１２を経由して定着装置８に至り、ここで複数色のトナー像の定着（溶融混色）を受けた後、排送ローラ対１３によって排出ガイド１５に沿って搬送され、排出ローラ対９によって画像形成装置Ａ上部のフェースダウン排出トレー１０に排出され、画像形成を完了する。
【００５０】
一方、二次転写部における、中間転写ベルト５ａから転写材へのトナー像の２次転写後に、ベルトクリーニングユニットとしての帯電ローラ５ｆが中間転写ベルト５ａに圧接され、中間転写ベルト５ａ上に残った残留トナーに転写時と逆の電荷を与える。逆の電荷を付与された残留トナーは、感光体ドラム１に静電気的に付着され、その後感光体ドラム１用のドラムクリーニングユニット６により回収される。回収された残留トナーは、廃トナーとして廃トナーボックス１６に回収され蓄積される。
【００５１】
（２）定着装置８
図７は定着装置８の斜視図、図８は途中部分省略の正面図、図９は図８の（５）−（５）線に沿う横断面図である。
【００５２】
１００と１０４は互いに圧接して記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱するニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している加熱部材としての加熱アセンブリと、加圧部材としての加圧ローラである。
【００５３】
加熱アセンブリ１００は、
ａ：耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成したヒーターホルダー１０１、
ｂ：このヒーターホルダー１０１の下面にホルダー長手に沿って配設した加熱手段としての薄肉・細長のセラミックヒーターＨ、
ｃ：ヒーターホルダー１０１の内側に配設した横断面下向きＵ字型の定着ステー１１０、
ｄ：上記ヒーターホルダー１０１・ヒーターＨ・定着ステー１１０のアセンブリにルーズに外嵌させた、可撓性を有するスリーブ状回転体としての定着ベルト１０３、
ｅ：定着ベルト１０３の両端部側にそれぞれ配設した、定着ベルト１０３の端部のラジアル方向を外周面側から、スラスト方向を側面（端面）から回転支持する定着ベルト支持部材としての定着フランジ１０８と、定着フランジ１０８の内周面を回転支持するボス部１０９ｂと、定着フランジ１０８を介して定着ベルト１０３のスラスト方向端部を規制する定着ベルト端部規制面１０９ｃを設けた規制部材としての端部ホルダー１０９、
ｆ：基部をヒーターホルダー１０１に固定したステンレス製の弾性アーム１０２（図９）の先端部に保持され、該弾性アーム１０２により定着ベルト１０３の内面に弾性的に接触させて配設した検温素子としてのサーミスタＴＨ、
等の組立て体である。
【００５４】
加圧ローラ１０４は、ステンレス製の芯金１０４ａに、射出成形により厚み約３．５ｍｍのシリコーンゴム層１０４ｂを形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ（離形層）１０４ｃを被覆してなる。この加圧ローラ１０４は、図８のように、芯金１０４ａの両端部側をそれぞれ装置フレーム１０７の手前側と奥側の側板１０７ａ間に軸受部材１０７ｂを介して回転自由に軸受させて配設してある。Ｇは芯金１０４ａの一方側の端部に固定して配設したドライブギアである。このドライブギアＧに駆動系Ｍから回転力が伝達されることで加圧ローラ１０４が図９において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
【００５５】
加熱アセンブリ１００は、上記加圧ローラ１０４の上側に、ヒーターＨ側を下向にして加圧ローラ１０４に並行に配設される。両端部側の端部ホルダー１０９はそれぞれ装置フレーム１０７の手前側と奥側の側板１０７ａに形成した縦スリット孔部１０７ｃから外方に突出させ、かつその縦スリット孔部１０７ｃの縦縁に縦ガイド溝部１０９ｄを係合させてあり、縦スリット孔部孔部１０７ｃの縦縁に沿って上下方向にスライド移動自由である。
【００５６】
各端部ホルダー１０９の上面の押圧部１０９ａがそれぞれ加圧板（加圧レバー）１１２により下向の押圧力Ｆを受けることで、定着ステー１１０により加熱アセンブリ１００が加圧ローラ１０４の方向に加圧ローラ１０４のシリコーンゴム層１０４ｂ弾性に抗して押し下げられる。これによりヒーターＨが定着ベルト１０３を挟んで加圧ローラ１０４に対して圧接して、加熱アセンブリ１００と加圧ローラ１０４との間に所定幅の定着ニップ部（圧接ニップ部）Ｎが形成される。
【００５７】
定着ベルト１０３の全長は加圧ローラ１０４の当接面長さ（定着ニップ部Ｎの長手長さ）よりも大きく設定してある。
【００５８】
加圧板１１２はそれぞれ装置フレーム１０７の手前側と奥側の側板１０７ａの外側に一端側を軸支させて回動自由に設けられ、加圧板途中部の下面を端部ホルダー１０９の上面押圧部１０９ａに当接させ、加圧板自由端側の上面と側板１０７ａの固定の折り曲げ部１０７ｄとの間に加圧バネ１１１を縮設して各端部ホルダー１０９の上面押圧部１０９ａに加圧力Ｆを加えている。本実施例では総圧２０ｋｇｆ（片側１０ｋｇｆ）の力で加熱アセンブリ１００を加圧ローラ１０４方向に加圧している。
【００５９】
なお、上記の加圧機構１１１・１１２は、不図示の圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、転写材の除去が容易な構成となっている。
【００６０】
ヒーターホルダー１０１は、その両端部にそれぞれ装置フレーム１０７の手前側と奥側の側板１０７ａに形成した縦スリット孔部１０７ｃから外方に突出する延長アーム部１０１ａを有する。ヒーターＨはその両端部がこの延長アーム部１０１ａまで延長されていて、図５のように、一方側の端部には給電用電気接点ａが設けられており、他方側の端部には温調用電気接点ｂが設けられている。そして、ヒーターホルダー１０１の一方側の延長アーム部１０１ａには給電用コネクタ１２１が嵌着される。これにより、給電用コネクタ１２１側の電気接点とヒーターＨ側の給電用電気接点ａとが導通して、ヒーターＨと画像形成装置本体側の給電回路１２０とが電気的に連絡状態になる。またヒーターホルダー１０１の他方側の延長アーム部１０１ａには温調用コネクタ１２２が嵌着される。これにより、温調用コネクタ１２２側の電気接点とヒーターＨ側の温調用電気接点ｂが導通してサーミスタＴＨ（図９）の電気的検温情報が温調用電気接点ｂ・温調用コネクタ１２２を介して画像形成装置本体側の制御回路（ＣＰＵ）１０６に入力可能な状態になる。
【００６１】
本実施例の定着装置８においては、加圧ローラ１０４が回転駆動されることによって、定着ベルト１０３が定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力でヒーターホルダー１０１・定着ステー１１０の外回りを図９の矢印の時計方向に従動回転する。その際、定着ベルト１０３内面とヒーター１００及びヒーターホルダー１０１は摺動する構成となっている。ヒーター１００の摺動面にはグリスが塗布され、定着ベルト１０３が回転することにより、定着ベルト内面全域にグリスが行き渡り、ヒーター１００及びヒーターホルダー１０１と定着ベルト１０３内面との摺動性を確保している。
【００６２】
通常使用においては、定着装置の回転開始（加圧ローラ１０４の回転駆動、これに伴う定着ベルト１０３の従動回転）とともに、給電回路１２０からヒーターＨへの給電が開始される。ヒーターＨは迅速に昇温し、その発熱により、回転している定着ベルト１０３が加熱される。定着ベルト１０３の上昇が定着ベルト１０３の内面に接触させているサーミスタＴＨにより検知され、その電気的検温情報が制御回路１０６に入力する。制御回路１０６はサーミスタＴＨから入力する定着ベルト１０３の検温情報が所定の定着温度に維持されるように給電回路１２０からヒーターＨへの給電電力を制御してヒーターＨ、即ち定着ベルト１０３の温度を所定に温調する。サーミスタＴＨは、ステンレス製のアーム１０２の先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アーム１０２が揺動することにより、定着ベルト１０３内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着ベルト１０３内面に常に接する状態に保たれる。
【００６３】
そして、定着装置の回転が開始され、ヒーターＨへの給電が開始され、定着ベルト１０３が所定の定着温度に温調された状態において、図９のように、画像定着すべき転写材Ｓが入り口ガイド１０５に案内されて定着ニップ部Ｎに導入される。入り口ガイド１０５は装置フレーム１０７に組みつけられ、二次転写ニップを抜けた転写材Ｓが定着ニップ部Ｎに正確にガイドされるよう転写材を導く役割を果たす。
【００６４】
定着ニップ部Ｎに導入された転写材Ｓは定着ニップ部Ｎを挟持搬送され、その挟持搬送過程で定着ベルト１０３の熱で加熱され、また定着ニップ部Ｎの加圧力で加圧されることで転写材Ｓ上の４色のトナー像が転写材Ｓ上に固着画像として定着（溶融混色）される。定着ニップ部Ｎを出た転写材Ｓは定着ベルト１０３の面から曲率分離し、排送ローラ対１３によって排出ガイド１５に沿って搬送され、排出ローラ対９によって画像形成装置Ａ上部のフェースダウン排出トレー１０に排出され、画像形成を完了する。
【００６５】
（３）定着ベルト１０３
定着ベルト１０３は、金属製の基層上に弾性層、離型性層を形成してなる。図１１に、本実施例で使用した定着ベルト１０３の層構成を示す断面模型図を示す。
【００６６】
定着ベルト１０３は、ＳＵＳの素管を引き抜き加工により、厚さ３４μｍの厚みのシームレスベルト状に形成したＳＵＳベルト（基層）１０３ａ上に、シリコーンゴム層（弾性層）１０３ｂを、リングコート法により形成した上に、離型性層１０３ｃとして、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。シリコーンゴム層１０３ｂには、極力熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト１０３の熱容量を小さくすることが、温度立上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約１．０×１０−３ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。
【００６７】
一方、ＯＨＴ透過性や、画像上の「す」（微小なグロスムラ）といった、画質の観点からは、定着ベルト１０３のシリコーンゴム層１０３ｂを極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、２００μｍ以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。
【００６８】
本実施例におけるシリコーンゴム層１０３ｂは、厚み２７５μｍとした。また、本実施例における定着ベルト１０３の内径はφ２４ｍｍとした。
【００６９】
さらに、定着ベルト１０３表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着ベルト１０３表面にトナーが一旦付着し、再度転写材Ｓに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。
【００７０】
また、定着ベルト１０３表面の離型性層１０３ｃを、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一な離型性層を形成することが可能となる。
【００７１】
（４）定着フランジ１０８、端部ホルダー１０９
図１２は、定着ベルト１０３を取り外した加熱アセンブリと加圧ローラとの外観斜視図、図１３は定着ベルト１０３を取り外した加熱アセンブリの一端部側の分解斜視図、図１４は定着フランジ１０８と端部ホルダー１０９の内面側の図である。
【００７２】
定着フランジ１０８は、定着ベルト１０３の端部のラジアル方向を外周面側から、スラスト方向を側面（端面）から回転支持する定着ベルト支持部材としての環状短筒状部材である。
【００７３】
端部ホルダー１０９はボス部１０９ｂにおいて上記の定着フランジ１０８の内周面を回転自由に支持するともに、定着フランジ１０８のスラスト方向の動きを規制している。すなわち、端部ホルダー１０９は定着フランジ１０８の内周面を回転支持するボス部１０９ｂと、定着フランジ１０８を介して定着ベルト１０３のスラスト方向端部を規制する定着ベルト端部規制面１０９ｃを設けた規制部材として機能している。
【００７４】
図１４に示すように、定着フランジ１０８は、定着ベルト１０３の外径より大きな内径φ２６を持ち、加圧ローラ１０４により変形を受けた定着ベルト１０３が定着フランジ１０８に内接することで摩擦力を生じ、定着ベルト１０３と定着フランジ１０８が共に回転することにより、定着ベルト１０３の端面の摺擦を防止する構成をとっている。
【００７５】
また本実施例においては、端部ホルダー１０９の定着フランジ１０８との摺擦面（定着ベルト端部規制面）１０９ｃは、図８に示すように、定着ニップ部Ｎから遠い部分は定着ベルト１０３に近づく方向に、定着ニップ部Ｎに近い部分は定着ベルト１０３から遠ざかる方向にテーパが設けられている。その結果、定着ベルト１０３と定着フランジ１０８は、定着ニップ部Ｎから遠く柔軟性がある部分（接触点１１３）でのみ接触しているため、寄り力によって規制面１０８ａに定着ベルト端部が突き当たった場合においても定着ベルト端部には大きなストレスが加えられることはない。またニップ形成により変形する領域（図１５の斜線領域β）においても定着ベルト１０３に摺擦力が働かないので、定着ベルト端部に存在する微小クラック等の不良を拡大することがない。
【００７６】
ここで、本発明に関わる構成を図１〜３を用いて説明する。図１〜３は、図８で言うところのヒーターホルダー１０１、ヒーターH、定着ベルト１０３、加圧ローラ１０４のみを抜き出して簡略化し、本発明で主張する形状を付け加えた図である。まず、図２では、通紙領域外側において、ヒータH格納部の出入り口にスリーブの内面をガイドする突起部１０１ｐが設けられている。これらの中から、ヒーターホルダー１０１のみを抜き出して描いたものが図１であり、通紙領域外側にのみ突起部１０１ｐが設けられ、通紙領域に向かって緩やかに消滅している。本実施例においては、図２に示したごとく、定着ベルト端部と加圧ローラ端部の距離ｙが５mmであるのに対し、突起部１０１ｐの高さｘを０．５ｍｍと設定した。なお、突起部の高さｘは定着ベルト端部と加圧ローラ端部の距離ｙに応じて決まり、ｙが大きくなれば、ｘも大きくする必要がある。一方、通紙領域の形状については、定着条件を満足できるよう最適化されているため、従来のヒーターホルダー形状が維持されており、何ら変化を加えていない。続いて、図３を用いて、通紙領域および通紙領域外側における圧接ニップ形成時の定着ベルトの断面形状を説明する。破線部で示したごとく、二ップ前後における定着ベルトの形状はヒーターホルダーの形状にならうため、通紙領域外側における最小曲率ｂは、通紙領域での最小曲率ｃよりも大きくなる。本実施例においては、通紙領域外側での最小曲率ｂが上流側でおよそR８．０、通紙領域での最小曲率ｃが上流側でおよそR７．０である。このように、曲率をおよそ１０％緩和することで、通紙領域外側における最小曲率も通紙領域と同等であった従来例（図２３）に比べ、定着ベルト端部における繰り返し「屈曲」による疲労を低減することができ、疲労破壊に対して２倍以上の延命効果が期待できる。
【００７７】
（実施例２）
図４に示すように、通紙領域外側において、ヒータH端部と定着ベルト端部との間に、定着ベルト端部の内面をガイドする部材２０５を介在させることで、上述と同様の効果を得ることが出来る。なお、部材２０５は、ヒータHに耐熱樹脂を盛ることで実現してもよい。
【００７８】
（実施例３）
以下、実施例３について説明する。装置全体の構成は前記実施例１で示した図６と同様であるが、定着装置については、次のような構成も考えられる。すなわち、ヒーターホルダー３０１、ヒーターH、定着ベルト３０３、端部フランジ３０５の関係について、図５のごとくに、端部フランジ３０５の外周面である３０５aと定着ベルト３０３の内周面とを摺動させることによって定着ベルト３０３の回転方向軌道を規制し、定着ベルト端部規制面３０５ｂは定着ベルト３０３がスラスト方向に寄った場合でも上記定着ベルト端部規制面３０５ｂに突き当たることによって定着ベルト端部を規制している。さらに、実施例１では、通紙領域外側においてヒーターホルダーに持たせていた突起部１０１ｐの機能を、本実施例においては端部フランジ３０５に持たせるべく、圧接二ップを形成した際に、通紙領域外側での定着ベルトの最小曲率が、通紙領域での最小曲率よりも大きくなるようなガイドを３０５ｃのごとく端部フランジに設ける。
【００７９】
以上のような構成によって、通紙領域でのヒーターホルダーの形状変更を伴うことなく、すなわち、定着条件を維持しつつ、定着ベルト端部で生じるストレスの内、繰り返しの「屈曲」による疲労を低減することが出来る。
【符号の説明】
【００８０】
１  感光体ドラム
２  感光体ドラム帯電ローラ
３  露光手段
４  現像装置（現像ロータリー）
５  中間転写体ユニット
５ａ  第１の実施例に係る中間転写ベルト
５ｆ  第１の実施例に係るクリーニング帯電ローラ
５ｊ  第１の実施例に係る１次転写ローラ
６  第１の実施例に係るクリーニングブレード
７ｄ  第１の実施例に係るレジストローラ対
８  定着装置
９  第１の実施例に係る排出ローラ
１０  第１の実施例に係る排紙トレー
１１  第１の実施例に係る二次転写ローラ
１３  第１の実施例に係る排紙ローラ対
１４  第１の実施例に係るレジセンサ
１５  第１の実施例に係る排紙ガイド
１６  第１の実施例に係る廃トナーボックス
１９  第１の実施例に係る給紙カセット
４０  第１の実施例に係るベルト駆動ローラ
４１  第１の実施例に係るベルト従動ローラ
Ｈ  第１の実施例に係るヒーター
１０１  第１の実施例に係るヒーターホルダー
１０１ｐ  第１の実施例に係るヒーターホルダーの突起部
ＴＨ  第１の実施例に係るサーミスタ
１０３  第１の実施例に係る定着ベルト
１０４  第１の実施例に係る加圧ローラ
１０５  第１の実施例に係る入り口ガイド
１０６  第１の実施例に係るＣＰＵ
１０７  第１の実施例に係るフレーム
１０８  第１の実施例に係る定着フランジ
１０９  第１の実施例に係る端部ホルダー
１１０  第１の実施例に係る定着ステー
１１１  第１の実施例に係る加圧バネ
１１２  第１の実施例に係る加圧板
１１３  第１の実施例に係る定着ベルトと定着フランジの接触点
２０１  第２の実施例に係るヒーターホルダー
２０３  第２の実施例に係る定着ベルト
２０４  第２の実施例に係る加圧ローラ
２０５  第２の実施例に係る介在物
３００  第３の実施例に係る定着フランジ
３０１  第３の実施例に係る定着ベルト
３０３  第３の実施例に係る加圧ローラ
３０５  第３の実施例に係る定着フランジ
４０２  従来例に係る端部ホルダー
４０３  従来例に係る定着フィルム
４０４  従来例に係る加圧ローラ
４０５  従来例に係る加圧バネ
５００  従来例に係る定着フランジ
５０１  従来例に係る定着ベルト
５０２  従来例に係る加圧ローラ
５０３  従来例に係る定着フランジ
６０１  従来例に係る定着ベルト
６０２  従来例に係るヒーターホルダー
【図１】
2010266704.tif 000003
【図２】
2010266704.tif 000004
【図３】
2010266704.tif 000005
【図４】
2010266704.tif 000006
【図５】
2010266704.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010266704.tif 000009
【図８】
2010266704.tif 000010
【図９】
2010266704.tif 000011
【図１０】
2010266704.tif 000012
【図１１】
2010266704.tif 000013
【図１２】
2010266704.tif 000014
【図１３】
2010266704.tif 000015
【図１４】
2010266704.tif 000016
【図１５】
2010266704.tif 000017
【図１６】
2010266704.tif 000018
【図１７】
2010266704.tif 000019
【図１８】
2010266704.tif 000020
【図１９】
2010266704.tif 000021
【図２０】
2010266704.tif 000022
【図２１】
2010266704.tif 000023
【図２２】
2010266704.tif 000024
【図２３】
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