(57)【要約】【課題】  ローラ長手中央部の圧抜けによる定着不良や光沢むら等の画像不良発生の防止とベルトの安定した走行を可能にする。【解決手段】  定着体および加圧体の少なくとも一方は、複数のローラに張架された無端ベルト状の部材からなるとともに、定着体と加圧体は、無端ベルトを介して互いに圧接するローラ対を有し、ローラ対は、互いの軸線が交差するように配置しており、無端ベルトを張架するローラは、無端ベルトを介して対向するローラと圧接している押圧ローラとの軸線が平行となるように配置している。【選択図】  図１
2006201261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、前記定着体を加熱する加熱手段とを備え、未定着トナー像を担持した記録材を前記定着体及び前記加圧体によって形成されるニップ領域で挟持搬送しながら加熱及び加圧することによりトナー像を定着する定着装置において、
前記定着体および前記加圧体の少なくとも一方は、複数のローラに張架された無端ベルト状の部材からなるとともに、前記定着体と前記加圧体は、前記無端ベルトを介して互いに圧接するローラ対を有し、
前記ローラ対は、互いの軸線が交差するように配置しており、前記無端ベルトを張架するローラは、前記無端ベルトを介して対向するローラと圧接している押圧ローラとの軸線が平行となるように配置していることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記無端ベルトを張架する複数のローラのうち、いずれかのローラの軸線方向を変更することで前記無端ベルトの寄り制御を行う制御手段を有し、前記無端ベルトを張加するローラは、寄り制御に係わるローラを除き、前記無端ベルトを介して対向するローラと圧接している押圧ローラとの軸線が平行となるように配置していることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用するレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置に使用される定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備される定着装置としては、熱ローラ方式の定着装置が広く用いられている。熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とするものであり、前記ローラ対を回転させ、前記ローラ対の相互圧接部である定着（加熱）ニップ部に未定着画像が形成された被記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部での加圧力にて未定着画像を被記録材に熱圧定着させるものである。
【０００３】
この方式をカラー画像のような複数のトナーが重畳された記録材を定着させる場合には大きな熱エネルギーを必要とするため、ニップを広くとらなければならなくなり、ローラは大径化してしまう。ローラが大径化すると、ローラの熱容量が大きくなり、ヒータによってローラを所定の温度にするまでの時間（ウォームアップタイム）が長くなるという問題がある。そこで、ローラを大径化することなしに、広いニップ幅を確保する方法としてベルト定着方式がある。
【０００４】
又、別の従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平10-307496号公報
【特許文献２】特開2002-189364号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ベルト定着方式は、ニップ幅をローラ径に依存せず確保できるため、ローラを小径、低熱容量にすることが可能となり、立ち上げ時間を短縮できる。
【０００６】
しかしながら、ベルト定着方式で、熱容量の小さい薄肉のローラや小径ローラを用いる場合においては、加熱ローラにベルトを介して加圧ローラを圧接させてニップを形成している部分において、加圧によってローラのたわみが大きくなり、ローラ軸線方向中央部の加圧力低下による定着不良や光沢むら等の画像不良が発生するという問題がある。
【０００７】
このような問題を解決する手段として、圧力定着やローラ定着方式において、対向するローラの軸線が互いに交差するように配置することにより、ローラ軸線方向中央部の加圧力低下を抑制するという方法が一般的に用いられている。しかしながら、複数のローラに張架されたベルト定着方式においては、ベルトを張架しているローラの軸線方向を傾けてしまうと、ベルトの張力がベルト長手方向で不均一になり、ローラ回転時に一方向にベルトが寄り続け、最終的にはベルトが破損するという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、定着体および加圧体の低熱容量化を図りつつ、ローラ軸線方向中央部の加圧力低下による定着不良や光沢むら等の画像不良発生の防止とベルトの安定した走行を可能にした定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に係わる発明は、互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、前記定着体を加熱する加熱手段とを備え、未定着トナー像を担持した記録材を前記定着体及び前記加圧体によって形成されるニップ領域で挟持搬送しながら加熱及び加圧することによりトナー像を定着する定着装置において、
前記定着体および前記加圧体の少なくとも一方は、複数のローラに張架された無端ベルト状の部材からなるとともに、前記定着体と前記加圧体は、前記無端ベルトを介して互いに圧接するローラ対を有し、
前記ローラ対は、互いの軸線が交差するように配置しており、前記無端ベルトを張架するローラは、前記無端ベルトを介して対向するローラと圧接している押圧ローラとの軸線が平行となるように配置していることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明において、前記無端ベルトを張架する複数のローラのうち、いずれかのローラの軸線方向を変更することで前記無端ベルトの寄り制御を行う制御手段を有し、前記無端ベルトを張加するローラは、寄り制御に係わるローラを除き、前記無端ベルトを介して対向するローラと圧接している押圧ローラとの軸線が平行となるように配置していることを特徴とする。
【００１１】
（作用）
本発明においては、ベルトを介して内側から押圧する加圧ローラとそれに対向するローラの軸線が互いに交差するように配置することにより、小径・低熱容量のローラを用いた場合でも、ローラ軸線方向中央部の加圧力低下を抑制でき、定着不良や光沢むら等の画像不良の発生を防止可能となる。また、ベルトを張架するローラを前記加圧ローラと平行となるように傾斜させることで、ベルト回転時にベルトが長手方向の片側に寄ることなく、ベルトを安定して走行させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、ベルトを介して内側から押圧する加圧ローラとそれに対向するローラの軸線が互いに交差するように配置することにより、小径・小熱容量のローラを用いた場合でも、ローラ軸線方向中央部の加圧力の低下を防ぐとともに、ベルトを張架するローラをベルト内部の加圧ローラと平行となるように傾斜させることで、ベルトが一方向のみに寄ることなく、ベルトを安定して走行させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本実施例の定着装置の概略構成図である。
【００１５】
上部がハロゲンヒータを内包した定着ローラ1で、下部が2本のローラによって張架された無端状のベルト5とベルトを所定の圧力で押圧するためのパッド8で構成されている。
【００１６】
定着ローラ1は中空の肉厚0.5mmの鉄製の芯金3上に1mm厚のシリコーンゴム層2、この外側に30μm厚のPFA（テトラフルオロエチレン-パーフルオロアリキルビニルエーテル共重合体）チューブ層を有し、直径40mmに形成されている。一方、ベルト5は70μm厚のポリイミドの基層の上に、30μm厚のPFAチューブ層を有し、直径40mmに形成されている。ベルトを張架する2本のローラのうち、記録材搬送方向の下流側に配設された加圧ローラ7は、直径20mmのステンレス製ローラで、ベルトを介して定着ローラに30kgfで加圧されている。また、搬送方向上流側に配設された支持ローラ6は直径15mm、肉厚1mmのステンレス製ローラである。
【００１７】
パッド8は幅7mm、厚み5mmのシリコーンゴムとそれを固定する支持体によって形成されている。また、ベルト5の内側と摺擦するパッド8の表面には摩擦力を低減するため、ガラス樹脂からなるシートを設けている。このパッド8は定着ローラ1に20kgfで加圧されている。
【００１８】
図２に示すように、定着ローラと記録材搬送方向の下流側に配設された加圧ローラ7は、所定の交差角をもち、お互いの軸線が交差するように配置されている。本実施例において、交差角は2.0°である。また、図3に示すように、上流側に配設された支持ローラ6は、下流側に配設された加圧ローラと平行になるように配置されている。
【００１９】
不図示の駆動源により、プロセススピード150mm/sで定着ローラ1は回転され、それに伴い加圧ベルト5も回転する。
【００２０】
上述の定着装置では、未定着トナー像を表面に担持した記録材が定着ローラと加圧ベルトとの間の定着ニップに挟持搬送され、このとき加熱および加圧されてトナーの定着が行なわれることになる。
【００２１】
そこで、本実施例の構成において、定着動作を繰り返し行ったところ、長期に渡って、ベルトの寄りによるベルト破損が生じることなく、安定したベルト走行を行うことができた。また、得られた定着画像には、ローラ軸線方向中央部の定着不良や光沢むら等の不良画像は発生しなかった。
【００２２】
一方、比較例として、定着ローラと記録材搬送方向の下流側に配設された加圧ローラ7の交差角を0°で定着動作を行ったところ、得られた定着画像は、ローラ軸線方向中央部の加圧力低下により、中央部の定着不良や光沢むら等の画像不良が生じた。
【００２３】
また、定着ローラと記録材搬送方向の下流側に配設された加圧ローラ7の交差角は2.0°に設定し、上流側に配設された支持ローラ6は、加圧ローラと平行となるように傾けることなしに、記録材搬送方向に垂直となる方向に配設し、定着動作を繰り返したところ、ベルトが端部に寄ってしまい、ベルト破損が生じた。
【００２４】
このように、本実施例では、ベルトを介して内側から押圧する加圧ローラとそれに対向するローラの軸線が互いに交差するように配置することにより、ローラ軸線方向中央部の圧力低下を防ぐとともに、ベルトを張架する支持ローラを加圧ローラと平行となるように傾斜させることで、ベルトが一方向のみに寄ることなく、ベルトを安定して走行させることが可能となる。
【００２５】
なお、本実施例においては、加圧側にベルトを用いた構成であるが、これに限定されるものではなく、図4や図5に示すように、定着側にベルトを用いた構成や両側にベルトを用いた構成においても同様の効果が得られる。
【実施例２】
【００２６】
図６は定着装置の他の実施態様を示すもので、実施例１の構成に加えて、ベルトの寄り制御を行う寄り制御ローラをベルト内下部に配置している。
【００２７】
ベルト内下部に配設された寄り制御ローラ13は、直径15mm、肉厚1mmのステンレス製芯金で、不図示のベルト位置検知手段により、ローラ軸線方向のベルトの位置を検知して、その検知結果に応じてローラ片側が前後に移動することで、寄り制御を行っている。
【００２８】
また、定着ローラと加圧ローラは、所定の交差角をもち、お互いの軸線が交差するように配置されている。本実施例においては交差角は2.0°である。その加圧ローラと平行になるようにベルト上流側の支持ローラが配置されている。
不図示の駆動源により、プロセススピード200mm/sで定着ローラ1は回転され、それに伴い加圧ベルト5も回転する。
【００２９】
そこで、本実施例の構成において、定着動作を繰り返し行ったところ、長期に渡って、ベルトの寄りによるベルト破損が生じることなく、安定したベルト走行を行うことができた。また、得られた定着画像には、ローラ軸線方向中央部の定着不良や光沢むら等の不良画像は発生しなかった。
【００３０】
一方、比較例として、定着ローラと記録材搬送方向の下流側に配設された加圧ローラ7の交差角を0°で定着動作を行ったところ、得られた定着画像は、ローラ軸線方向中央部の加圧力低下により、中央部の定着不良や光沢むら等の画像不良が生じた。
【００３１】
また、定着ローラと記録材搬送方向の下流側に配設された加圧ローラ7の交差角は2.0°に設定し、上流側に配設された支持ローラ6は、加圧ローラと平行となるように傾けることなしに、記録材搬送方向に垂直となる方向に配設し、定着動作を繰り返したところ、ベルトが端部に寄ってしまい、ベルト破損が生じた。
【００３２】
このように、本実施例では、ベルトを介して内側から押圧する加圧ローラとそれに対向するローラの軸線が互いに交差するように配置することにより、ローラ軸線方向中央部の圧力低下を防ぐとともに、ベルトを張架する支持ローラを加圧ローラと平行となるように傾斜させることで、ベルトが一方向のみに寄ることなく、ベルトを安定して走行させることが可能となる。
【００３３】
なお、本実施例においても、加圧側にベルトを用いた構成に限定されるものではなく、定着側にベルトを用いた構成や両側にベルトを用いた構成においても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の定着装置の一実施例を示す概略構成図。
【図２】本発明の定着装置の定着ローラと加圧ローラとの配置関係図。
【図３】本発明の定着装置の定着ローラと加圧ローラと支持ローラとの配置関係図。
【図４】本発明の定着装置の一実施例を示す概略構成図。
【図５】本発明の定着装置の一実施例を示す概略構成図。
【図６】本発明の他の一実施例を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００３５】
１  定着ローラ
２  シリコーンゴム層
３  芯金
４  ハロゲンヒータ
５  ベルト
６  支持ローラ
７  加圧ローラ
８  加圧パッド
１０  記録材
１１  トナー画像
１３  寄り制御ローラ
３１  加圧ローラ
３２  シリコーンゴム層
３３  芯金
５１  セラミックヒータ
【図１】
2006201261.tif 000003
【図２】
2006201261.tif 000004
【図３】
2006201261.tif 000005
【図４】
2006201261.tif 000006
【図５】
2006201261.tif 000007
【図６】
2006201261.tif 000008