(57)【要約】【課題】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた、定着ベルトの寄り止め部材を有する定着装置であって、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能とした定着装置、これを有するかかる画像形成装置の提供。【解決手段】無端状の定着ベルト６４と、定着ベルト６４を巻き掛けた巻き掛けローラ６５と、巻き掛けローラ６５との間で定着ベルト６４を加圧する加圧ローラ６３と、定着ベルト６４の加圧ローラ６３と逆側の面に設けられ定着ベルト６４の寄りを規制する寄り止め部材６９とを有し、寄り止め部材６９は、巻き掛けローラ６５の、定着ベルト６４を巻き掛けた巻き掛け部６５ｂより小径の小径部６５ａに当接し、加圧ローラ６３により、定着ベルト６４とともに、小径部６５ａとの間に挟まれている定着装置６及びこれを有する画像形成装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを巻き掛けた巻き掛けローラと、この巻き掛けローラとの間で前記定着ベルトを加圧する加圧ローラと、前記定着ベルトの前記加圧ローラと逆側の面に設けられ前記定着ベルトの寄りを規制する寄り止め部材とを有し、
前記寄り止め部材は、前記巻き掛けローラの、前記定着ベルトを巻き掛けた巻き掛け部より小径の小径部に当接し、前記加圧ローラにより、前記定着ベルトとともに、前記小径部との間に挟まれている定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
前記巻き掛けローラは、同巻き掛けローラ本体に対して回転自在の回転部材を有し、この回転部材を前記小径部として備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、
前記巻き掛けローラは、前記小径部を溝形状部として備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記寄り止め部材に対する前記小径部の食い込み量が０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記寄り止め部材は弾性体であることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた、定着ベルトを有する定着装置、これを有するかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられ、用紙等の記録媒体に担持された像をかかる記録媒体に定着するための定着装置であって、無端状の定着ベルトを備えた定着装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献７〕参照）。
このような定着装置では、定着ベルトが、回転により、回転方向に直交する幅方向に移動する、いわゆるベルト寄りという現象が生じる。このベルト寄りが大きくなると、定着ベルトが、これを巻き掛けたローラ状の部材から離脱するという問題が発生する。
そこで、かかるベルト寄りを規制するために、定着ベルトに寄り止め部材を設ける技術が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献４〕参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来提案されているかかる技術では、かかる寄り止め部材を設けると、定着ベルトの、寄り止め部材を設けた部分と設けていない部分との境界部分で、定着ベルトの劣化が生じるという問題がある。すなわち、従来の構成において、寄り止め部材がかかるローラ状の部材の端面に当接した状態で定着ベルトが回転しさらにベルト寄りが大きくなる向きの力が加わると、かかる境界部分に定着ベルトを折り曲げる力がかかる。また、従来の構成において、かかる定着装置に一般に備えられる加圧ローラによって定着ベルトが加圧されると、この加圧によって、かかる境界部分に定着ベルトを折り曲げる力がかかる。このような力が繰り返し長期間にわたって作用すると、定着ベルトが劣化し、やがて定着ベルトに亀裂が入り、破損の原因ともなってしまう。
【０００４】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた、定着ベルトの寄り止め部材を有する定着装置であって、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能とした定着装置、これを有するかかる画像形成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】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを巻き掛けた巻き掛けローラと、この巻き掛けローラとの間で前記定着ベルトを加圧する加圧ローラと、前記定着ベルトの前記加圧ローラと逆側の面に設けられ前記定着ベルトの寄りを規制する寄り止め部材とを有し、前記寄り止め部材は、前記巻き掛けローラの、前記定着ベルトを巻き掛けた巻き掛け部より小径の小径部に当接し、前記加圧ローラにより、前記定着ベルトとともに、前記小径部との間に挟まれている定着装置にある。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、前記巻き掛けローラは、同巻き掛けローラ本体に対して回転自在の回転部材を有し、この回転部材を前記小径部として備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、前記巻き掛けローラは、前記小径部を溝形状部として備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の定着装置において、前記寄り止め部材に対する前記小径部の食い込み量が０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の定着装置において、前記寄り止め部材は弾性体であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを巻き掛けた巻き掛けローラと、この巻き掛けローラとの間で前記定着ベルトを加圧する加圧ローラと、前記定着ベルトの前記加圧ローラと逆側の面に設けられ前記定着ベルトの寄りを規制する寄り止め部材とを有し、前記寄り止め部材は、前記巻き掛けローラの、前記定着ベルトを巻き掛けた巻き掛け部より小径の小径部に当接し、前記加圧ローラにより、前記定着ベルトとともに、前記小径部との間に挟まれている定着装置にあるので、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたって安定した定着動作を行うことができ、画像形成物の生産性向上及び長期にわたる安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。
【００１２】
前記巻き掛けローラは、同巻き掛けローラ本体に対して回転自在の回転部材を有し、この回転部材を前記小径部として備えていることとすれば、寄り止め部材が小径部に当接することによって劣化することを抑制ないし防止することができるとともに、寄り止め部材の回転を定着ベルトの回転に一致させることができ、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化をより高度に抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性がより向上し、故障等の障害がより低減され、ランニングコスト、サービスコストをより低減し得るとともに、長期にわたってより安定した定着動作を行うことができ、画像形成物のさらなる生産性向上及び長期にわたるより安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。
【００１３】
前記巻き掛けローラは、前記小径部を溝形状部として備えていることとすれば、寄り止め部材によるベルト寄り防止機能を高めることができるとともに、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたってより安定した定着動作を行うことができ、画像形成物のさらなる生産性向上及び長期にわたるより安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。
【００１４】
前記寄り止め部材に対する前記小径部の食い込み量が０．２〜１．０ｍｍであることとすれば、かかる食い込み量の最適化により定着ベルトの回転の安定性が向上するとともに、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたって安定した定着動作を行うことができ、画像形成物の生産性向上及び長期にわたる安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。
【００１５】
前記寄り止め部材は弾性体であることとすれば、寄り止め部材の弾性変形により定着ベルトの回転の安定性が向上するとともに、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたって安定した定着動作を行うことができ、画像形成物の生産性向上及び長期にわたる安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。
【００１６】
本発明は、かかる定着装置を有する画像形成装置にあるので、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたって安定した定着動作を行うことができ、画像形成物の生産性向上及び長期にわたる安定した画像形成を行うことが可能な画像形成想定を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた複数の像担持体のうち１つの像担持体周りの構成を示す概略正面図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装置の概略正断面図である。
【図４】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装置の概略右側断面図である。
【図５】図３、図４に示した定着装置に備えられた定着ベルト及び寄り止め部材を示す概略斜視図である。
【図６】図３、図４に示した定着装置において定着ベルトが安定して走行する様子を示した概略図である。
【図７】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置の他の構成例を示す概略図である。
【図８】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置のさらに他の構成例を示す概略図である。
【図９】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置とは異なる構成の定着装置において生じ得る不具合を示した概略図である。
【図１０】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置とは異なる構成の定着装置において生じ得る他の不具合を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能になっているが、他の画像形成装置、すなわち、モノクロ機や、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の複合機であっても良い。画像形成装置１００は、プリンタとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。
【００１９】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置１００は、記録媒体としての記録体である転写紙の両面に画像形成可能な両面画像形成装置でもある。
【００２０】
画像形成装置１００は、上下方向において中央位置を占めプリンタ部として機能する本体１０１と、本体１０１の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての読取装置２１および原稿を積載され積載された原稿を読取装置２１に向けて送り出すＡＤＦといわれる原稿自動搬送装置である自動原稿給紙装置２２と、本体１０１の下側に位置し感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙を積載した給紙テーブルとしての給紙装置であるシート給送装置２３とを有している。
【００２１】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを並設したタンデム構造を採用したタンデム型の画像形成装置である。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、同一径であり、画像形成装置１００の本体１０１の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写体たる中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。
【００２２】
転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対峙しながら図中時計方向である矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、転写紙に一括転写されるようになっている。このように画像形成装置１００は間接転写方式を採用している。よって画像形成装置１００はタンデム型間接転写方式の電子写真装置となっている。
【００２３】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫのそれぞれに対向する位置に配設され転写ベルト１１の内周面に接触配置された転写チャージャとしての１次転写装置としての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの真下の位置すなわち１次転写位置である転写位置にて行われる。なお、転写ベルト１１もこの転写に寄与するため、１次転写装置を構成しているといえる。
【００２４】
各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、Ａ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００２５】
画像形成装置１００は、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによって構成される画像形成部としての画像形成手段である作像部６０と、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの下方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写ユニットであるベルトユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１を挟んで作像部６０と反対の側において、転写ベルト１１に対向して配設され、転写ベルト１１に当接し、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転し無端移動する転写部材としての紙搬送ベルトである搬送ベルトたる２次転写ベルト５を備え転写ベルト１１上のトナー像を転写紙に転写するとともに搬送する２次転写装置としての２次転写手段である２次転写ユニット７６とを有している。
【００２６】
画像形成装置１００はまた、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての光書込みユニットである露光装置たる光走査装置８と、シート給送装置２３から搬送されてきた転写紙が当接してこの転写紙を一旦停止状態とし、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミング言い換えると転写ベルト１１上のトナー像の位置に合わせた所定のタイミングで回転し、転写ベルト１１と２次転写ベルト５との間の転写部に向けて繰り出し送り込むレジストローラ対１３と、転写紙の先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００２７】
画像形成装置１００はまた、２次転写ユニット７６によって転写ベルト１１上のトナー像を転写され搬送されてきた転写紙が進入し、転写紙にトナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしてのベルト定着装置である定着装置６と、定着済みの転写紙を本体１０１外に排出する排紙経路と再度レジストローラ対１３に向けて搬送する反転経路とを備え転写紙を何れかの経路に搬送する排紙ユニット７９と、２次転写ユニット７６および定着装置６の下方に、作像部６０と平行に配設され、転写紙の表裏両面に画像を記録すべく、排紙ユニット７９が一方の面に画像を形成された転写紙を反転経路に搬送した場合に、その転写紙をスイッチバックして反転させ、再度、レジストローラ対１３に向けて搬送する再給紙ユニットとしてのシート反転装置である用紙反転装置たる両面ユニット９６とを有している。
【００２８】
画像形成装置１００はまた、本体１０１外部に配設され画像形成済みの転写紙を積載するスタック部としての排紙トレイ７５と、図１における本体１０１の右側面に配設された手差し給紙装置３３と、画像形成装置１００の操作を行う図示しない操作パネルと、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御部としての図示しない制御手段とを有している。
【００２９】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写手段としての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられ掛け回し張架した第１ないし第３の支持ローラである、転写ベルト１１を回転駆動する回転駆動ローラとしての駆動ローラ７２、従動ローラとしての転写入口ローラ７３および従動ローラとしてのテンションローラ７４と、テンションローラ７４との間に転写ベルト１１を挟み込み転写ベルト１１表面をクリーニングするベルトクリーニング装置としての中間転写ベルトクリーニング装置１４と、駆動ローラ７２を回転駆動することで転写ベルト１１をＡ１方向に無端移動させる図示しないベルト駆動モータと、画像形成が２色以上の多色画像で行われるか黒色のみの単色画像すなわちモノクロ画像で行われるかに応じて転写ベルト１１等を変位させる図示しない転写ベルトユニット駆動手段とを有している。なお回転駆動ローラはテンションローラ７４または転写入口ローラ７３によって構成してもよく、この場合はその他のローラが従動回転することとなる。
【００３０】
転写ベルトユニット駆動手段は、画像形成が２色以上の多色画像で行われるときには、転写ベルト１１が図１に示すように略水平に張架される態位として転写ベルト１１を各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに接触させ、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、テンションローラ７４を変位させ同図左方を下側に変位させるようにして転写ベルト１１を感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃから離間させ転写ベルト１１が各感光体ドラム２０ＢＫのみに接触する態位とする。なお、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの回転をはじめとして画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃの各構成の動作が停止される。なお、このような構成においては、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫは、Ａ１方向上流から、画像ステーション６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｙ、６０ＢＫの順で横に並べ、後述のような現像を行うことが好ましいが、何れにしても、作像部６０は、テンションローラ７４と駆動ローラ７２との間に張り渡し架け渡された直線状の転写ベルト１１上に配置される。また、このように、画像を形成する色の順番は、画像形成装置１００の持つ狙いや特性によって異なってくるものであり、限定されるものではない。
【００３１】
２次転写ユニット７６は、２次転写ベルト５の他に、２次転写ベルト５を巻き掛けた張架ローラである、駆動ローラ１５及び従動ローラ１６と、２次転写ベルト５に対向して配設され転写ベルト１１を介して押圧され圧接された対向ローラとしてのバックアップローラである転写入口ローラ７３と、トナーと逆極性の２次転写バイアスを駆動ローラ１５に印加する図示しない電源とを有している。
【００３２】
駆動ローラ１５と転写入口ローラ７３とは、これらの間に転写ベルト１１と２次転写ベルト５とを挟み込んでおり、この挟み込みにより、転写ベルト１１と２次転写ベルト５とが接触する２次転写ニップが形成されている。２次転写ニップには、２次転写バイアスの印加により、後述するようにして転写ベルト１１上に担持されたトナー像を、転写ベルト１１側から駆動ローラ１５側に向けて静電移動させる、２次転写電界が形成される。かかるトナー像は、後述するようにしてレジストローラ１３により転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙に、２次転写電界、ニップ圧によって転写される。
【００３３】
２次転写ユニット７６は、転写ベルト１１からトナー像を転写された転写紙を定着装置６へと搬送するシート搬送機能も備えているが、２次転写ユニット７６としては、転写ローラや非接触のチャージャを採用した構成を用いても良く、この場合には他に転写紙を定着装置６に向けて搬送する部材を要する。
【００３４】
光走査装置８は、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしての図２に示すレーザー光Ｌを発する図示しない光源と、光源によって発せられたレーザー光をその回転により走査する図示しないポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転駆動する図示しないポリゴンモータと、ポリゴンミラーによって走査されたレーザー光を感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂ上に結像させ走査する図示しないｆ−θレンズ、反射ミラー等の図示しない多数の光学素子とを有している。光源としてはＬＥＤを用いてもよい。
【００３５】
定着装置６は、無端状の定着ベルト６４と、定着ベルト６４を巻き掛けた巻き掛けローラとしての定着ローラ６５と、定着ローラ６５とともに定着ベルト６４を巻き掛けた張架ローラ６２と、定着ローラ６５との間で定着ベルト６４に圧接して定着ベルト６４を加圧し圧接部である定着部としての定着ニップを形成する加圧ローラ６３とを有している。このように、定着ベルト６は、昇温時間が非常に短かい定着ベルト６４を備えているため、消費エネルギーが低減されているとともに、電源投入後、画像形成開始可能となるまでのユーザの待ち時間が低減されている。
【００３６】
張架ローラ６２と、定着ベルト６４と、定着ローラ６５とは、定着ベルト６４が無端移動するベルトユニットを構成している。定着装置６は、トナー像を担持した転写紙を定着ニップに通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着する定着工程を行うようになっている。
定着装置６の詳細については後述する。
【００３７】
排紙ユニット７９は、定着装置６から搬送されてきた定着済みの転写紙を、両面ユニット９６に向けて搬送する搬送ローラ９７と、本体１０１外に排出する排紙ローラ９８と、定着済みの転写紙を搬送ローラ９７のある排紙経路に導いて本体１０１外に排出するか、排紙ローラ９８のある反転経路に導いて両面ユニット９６に進入させるかを切り換える切換爪９４とを備えている。
【００３８】
両面ユニット９６は、排紙ユニット７９から搬送されてきた、一方の面に画像形成された転写紙を一旦積載するトレイ９２と、トレイ９２上の転写紙をスイッチバックさせる反転ローラ９３と、反転ローラ９３によってスイッチバックされた転写紙をレジストローラ１３に向けて送り出す給紙ローラ９５等を有している。
【００３９】
シート給送装置２３は、複数枚の転写紙を紙束の状態で収容可能な給紙カセット２５を鉛直方向に複数重なるように配置したペーパーバンク２６と、給紙カセット２５に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ２４と、給送ローラ２４により繰り出された転写紙を１枚ずつ分離する分離ローラ２７と、給紙ローラ２４及び分離ローラ２７により送り出された転写紙が通過する給紙路２９とを有している。
【００４０】
給紙路２９は、給紙ローラ２４及び分離ローラ２７により送り出された転写紙をレジストローラ対１３に向けて搬送するための搬送ガイド板３７及び搬送ローラ２８と、転写紙の搬送方向下流端に位置するレジストローラ１３とを備え、搬送ローラ２８によって搬送される転写紙シート給送装置２３から本体１０１内に連続するように設けられており、本体１０１内の給紙路２９にも搬送ローラ２８が配設されている。
【００４１】
シート給送装置２３は、給送ローラ２４が図中反時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ２７が作用することにより、最上位の転写紙を給紙路２９内に導き、搬送ローラ２８の回転によりレジストローラ対１３に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対１３に突き当てて止められるようになっている。
【００４２】
手差し給紙装置３３は、転写紙を積載する手差しトレイ３４と、手差しトレイ３４に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３５と、給送ローラ３５により繰り出された転写紙を１枚ずつ分離する分離ローラ３６と、手差しトレイ３４上に転写紙が載置されたことを検知する用紙センサとを有している。
【００４３】
手差し給紙装置３３は、給送ローラ３５が図中時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ３６が作用することにより、最上位の転写紙を本体１０１側の給紙路２９内に導くとともにレジストローラ対１３に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対１３に突き当てて止められるようになっている。
【００４４】
読取装置２１は、原稿を載置するコンタクトガラス２１ａ、コンタクトガラス２１ａに載置された原稿に光を照射する図示しない光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する図示しない第１の反射体を備え図１における左右方向に走行する第１走行体２１ｂ、第１走行体２１ｂの反射体によって反射された光を反射して１８０度方向を変える図示しない一対の第２の反射体を備えた第２走行体２１ｃ、第２走行体２１ｃからの光を結像するための結像レンズ２１ｄ、結像レンズ２１ｄを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ２１ｅ等を備えている。
【００４５】
自動原稿給紙装置２２は原稿を載置する原稿台２２ａを有している。自動原稿給紙装置２２は読取装置２１に対して回動自在であって、上方に向けて回動したときコンタクトガラス２１ａを露出させるようになっている。
【００４６】
操作パネルは、液晶ディスプレイ、複写を開始するためのコピースタートスイッチ等として機能するスタートボタン、複写枚数等を入力するためのテンキー等の各種キーボタン等を有する操作表示部となっている。操作パネルにおいては、画像形成を多色画像で行うかモノクロ画像で行うかを指定可能となっているとともに、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードを設定可能となっている。片面プリントモードには、ダイレクト排出モード、反転排出モード、反転デカール排出モードが含まれ、このうちの１つが選択される。
制御手段は、ＣＰＵ、記憶手段としてのメモリ等を備えている。
【００４７】
画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーションの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００４８】
図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、画像濃度検出手段１７Ｙと、クリーニング手段としての感光体クリーニング装置である１次転写クリーニング装置たるクリーニング装置７０Ｙと、除電手段としての除電装置９０Ｙと、帯電手段である帯電ユニットとしての帯電装置３０Ｙと、現像手段としての現像ユニットである現像装置８０Ｙと、これらを一体化したカートリッジケース５９Ｙとを有している。
【００４９】
感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置７０Ｙと、除電装置９０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置８０Ｙと、画像濃度検出手段１７Ｙとはカートリッジケース５９Ｙによって一体化されており、プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０Ｙを構成している。プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０Ｙは、カートリッジケース５９Ｙを、本体１０１に固定された図示しないガイドレールに沿って本体１０１に対して引き出し自在であるとともに、本体１０１に押し込むことが可能であり、本体１０１に対して着脱自在に設置されている。
【００５０】
プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０Ｙは、本体１０１に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことが可能であるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。またプロセスカートリッジの要素である各部の寿命が同等とされているため、不要な交換が防止、抑制され、さらに好ましい構成となっている。
【００５１】
プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置７０Ｙと、除電装置９０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置８０Ｙと、画像濃度検出手段１７Ｙとのうち、少なくとも感光体ドラム２０Ｙと他の１つの構成とが、一体化されることによって構成され、本体１０１に着脱自在に設置されるユニットである。
【００５２】
１次転写ローラ１２Ｙが転写ベルト１１を感光体ドラム２０Ｙに向けて押圧して形成された、転写ベルト１１と感光体ドラム２０Ｙとの当接位置である１次転写ニップは、感光体ドラム２０Ｙ上のトナー像が転写ベルト１１に転写される転写位置ＮＰを構成している。なお１次転写装置は本形態のようなローラ状に限らず、導電性のブラシ形状、非接触のコロナチャージャなどによって構成してもよい。
【００５３】
感光体ドラム２０Ｙの線速は２００ｍｍ／ｓ、直径はφ５０ｍｍ、厚みは３０μｍである。
【００５４】
除電装置９０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの表面に近接して配設された図示しない除電ランプを備えており、感光体ドラム２０Ｙの表面を除電して電気的に清浄な状態とすることでかかる表面の電位を初期化する除電工程を行うものである。
【００５５】
帯電装置３０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの表面に当接して従動回転する帯電ローラ３１Ｙと、帯電ローラ３１Ｙに当接し従動回転する帯電クリーニング部材としてのクリーニングローラ３２Ｙとを有している。
【００５６】
帯電ローラ３１Ｙには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム２０Ｙと対向する帯電領域において、除電装置９０Ｙによって除電された感光体ドラム２０Ｙの表面を所定の極性に一様に帯電する帯電工程を行うようになっている。帯電ローラ３１Ｙによる感光体ドラム２０Ｙの帯電電位すなわち露光前電位Ｖ０は−７００Ｖである。
【００５７】
クリーニングローラ３２Ｙは帯電ローラ３１Ｙに従動回転することで帯電ローラ３１Ｙをクリーニングするようになっている。
このように、本形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、非接触のスコロトロンチャージャを採用したものであっても良い。
【００５８】
図１に示した光走査装置８は、感光体ドラム２０Ｙに帯電装置３０Ｙが対向した帯電領域と現像装置８０Ｙが対向した現像領域との間の領域に、光変調及び偏向されたレーザー光Ｌを走査しながら照射して、帯電装置３０Ｙにより帯電された後の感光体ドラム２０Ｙの表面の被走査面をスポット照射によって露光し、現像装置８０Ｙによってイエロートナー像として可視像化される、画像情報に応じた静電潜像を書き込む静電潜像形成工程を行うようになっている。光走査装置８による感光体ドラム２０Ｙ表面のビームスポット径は５０×６０μｍ、光量は０．４７ｍＷとなっている。光走査装置８による露光後の感光体ドラム２０Ｙの帯電電位すなわち露光後電位ＶＬは−１２０Ｖである。
【００５９】
図２に示すように、現像装置８０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに近接対向して配設されたトナーとキャリアとを含む二成分現像剤（以下、現像剤）を担持する現像ローラ８１Ｙと、現像ローラ８１Ｙ上の現像剤を一定の高さに規制するドクターブレード８２Ｙと、互いに平行に配設され、現像剤を攪拌するとともに現像ローラ８１Ｙに現像剤を供給するためのスクリュである第１搬送スクリュ８３Ｙ及び第２搬送スクリュ８４Ｙと、第１搬送スクリュ８３Ｙと第２搬送スクリュ８４Ｙとの間に設けられた仕切り板である仕切り壁８７Ｙと、これらを収容した、カートリッジケース５９Ｙの一部によって構成された現像ケース８５Ｙとを有している。
【００６０】
現像装置８０Ｙはまた、第１搬送スクリュ８３Ｙの下方において現像ケース８５Ｙに取り付けられたトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ８６Ｙと、イエロートナーを収容したトナーボトル８８Ｙと、直流成分の現像バイアスを現像ローラ８１Ｙに印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ８１Ｙ、第１搬送スクリュ８３Ｙ、第２搬送スクリュ８４Ｙ等を駆動する図示しない駆動手段としての現像駆動手段等とを有している。
【００６１】
第１搬送スクリュ８３Ｙと第２搬送スクリュ８４Ｙと仕切り壁８７Ｙとは、現像剤を撹拌しながら搬送し現像ローラ８１Ｙに供給して付着させる撹拌部３８Ｙを構成している。
現像ローラ８１Ｙとドクターブレード８２Ｙとは、撹拌部３８Ｙよりも高い位置を占め、現像ローラ８１Ｙに付着した現像剤のうちのトナーを感光体ドラム２０Ｙに転移させる現像部３９Ｙを構成している。
【００６２】
現像ローラ８１Ｙは、その表面に現像剤を担持する現像剤担持体である図示しない現像スリーブと、現像スリーブの内部に固設された図示しない複数のマグネットとを有している。
【００６３】
ドクターブレード８２Ｙは、その先端が現像スリーブに近接するように配設されている。
バイアス印加手段は現像スリーブに、感光体ドラム２０Ｙの、露光部と非露光部との間の適当な大きさの現像バイアスを印加する。
【００６４】
現像装置８０Ｙ内には、仕切り壁８７Ｙにより、現像ローラ８１Ｙと第１搬送スクリュ８３Ｙとを収容した第１供給部と、第２搬送スクリュ８４Ｙを収容した第２供給部とが分かれた状態で形成されている。
【００６５】
現像ケース８５Ｙ内の現像剤は、磁性キャリアと、帯電極性がマイナスのカラートナーであるイエロートナーとを含む二成分現像剤であって、この現像剤には、トナーボトル８８Ｙからイエロートナーが補給、供給され、第１搬送スクリュ８３Ｙ及び第２搬送スクリュ８４Ｙによって、供給されたイエロートナーと現像剤とが攪拌搬送されながら攪拌混合され、摩擦帯電され、現像ローラ８１Ｙに供給され、マグネットローラによって汲み上げられて現像スリーブに保持され、現像スリーブ上に磁気ブラシが形成される態様で担持される。
【００６６】
現像ローラ８１Ｙは、現像スリーブの回転により、ドクターブレード８２Ｙによって現像剤の担持量を規制され層厚を規制されて磁気ブラシが適正な量に穂切りされ、切り落とされた現像剤は撹拌部３８Ｙに戻される。現像ローラ８１Ｙはまたその回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ８１Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域に、ドクターブレード８２Ｙによって量を適量とされた現像剤を運び、現像剤中のイエロートナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として顕在化させ画像として可視像化する現像工程を行うようになっている。
【００６７】
現像によりイエロートナーを消費した現像剤は、現像ローラ８１Ｙの回転に伴ってマグネットローラの磁力が減少した位置で現像スリーブから離れ、撹拌部３８Ｙに戻る。
この繰り返しにより撹拌部３８Ｙ内のトナー濃度が低くなり、これがトナー濃度センサ８６Ｙによって検知されると、トナー濃度が所定の濃度に達したことがトナー濃度センサ８６Ｙによって検知されるまで、トナーボトル８８Ｙからトナーが補給、供給される。
【００６８】
本形態では、バイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【００６９】
クリーニング装置７０Ｙは、その筐体をなした、カートリッジケース５９Ｙの一部によって構成されたクリーニングケース７１Ｙと、クリーニングケース７１Ｙの内部に収納されその先端が感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の転写残留物である転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物を掻き取って回収しクリーニングするクリーニング工程を行うクリーニング部材としてのクリーニングブレード７８Ｙと、クリーニングブレード７８Ｙをクリーニングケース７１Ｙに対して支持したブレード支持体７３Ｙと、ブレード支持体７３Ｙをクリーニングケース７１Ｙに回動可能に支持した支軸７７Ｙと、クリーニングブレード７８Ｙをそのエッジが感光体ドラム２０Ｙに圧接するように感光体ドラム２０Ｙに所定の弾性力で押し当てるばね７９Ｙとを有している。
【００７０】
クリーニング装置７０Ｙはまた、クリーニングケース７１Ｙに回転自在に支持され、クリーニングブレード７８Ｙによって、感光体ドラム２０Ｙ上から転写残トナー等が掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を図２における紙面手前側の片側に寄せて排出する廃トナー搬送スクリュとしての回収スクリュである排出スクリュ１８Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを保護する滑剤である潤滑剤としての保護剤４２Ｙを感光体ドラム２０Ｙに塗布する保護膜形成手段である滑剤塗布装置である潤滑剤塗布装置としての保護膜形成装置４０Ｙとを有している。
【００７１】
保護膜形成装置４０Ｙは、バー状に成形された固形の潤滑剤である像担持体保護剤、像搬送体保護剤としての保護剤４２Ｙと、感光体ドラム２０Ｙの回転方向Ｂ１に対し逆方向すなわちカウンタ方向となるＤ１方向に回転し、感光体ドラム２０Ｙを保護するために保護剤４２Ｙを掻き取り感光体ドラム２０Ｙに供給して塗布する保護剤供給部材である掻き取り部材としての潤滑剤塗布部材たる潤滑剤塗布ブラシとしてのファーブラシたる塗布ブラシである滑剤塗布用ブラシローラたるブラシローラ４７Ｙとを有している。
【００７２】
保護膜形成装置４０Ｙはまた、保護剤４２Ｙを保持してクリーニングケース７１Ｙに対して支持し、保護剤４２Ｙをブラシローラ４７Ｙに接離する方向に支持した潤滑剤保持部材としての支持体４９Ｙと、支持体４９Ｙを介して保護剤４２Ｙをブラシローラ４７Ｙに押圧する押圧手段としての弾性部材たる加圧バネである潤滑剤加圧バネとしてのバネ部材たるバネ４８Ｙとを有している。
【００７３】
保護膜形成装置４０Ｙはまた、クリーニングブレード７８Ｙと、電圧印加手段と、現像駆動手段によって構成されブラシローラ４７Ｙを回転駆動するための駆動手段としての潤滑剤塗布駆動手段とを有している。
【００７４】
ブラシローラ４７Ｙは、Ｂ１方向において転写位置ＮＰよりも下流側且つ後述するクリーニング位置ＣＰよりも上流側の位置ＴＰで感光体ドラム２０Ｙに当接し、この位置ＴＰで保護剤４２Ｙを感光体ドラム２０Ｙに塗布することが可能となっている。この位置ＴＰは潤滑剤塗布位置となっている。
【００７５】
ブラシローラ４７Ｙは、潤滑剤塗布駆動手段からの回転駆動力の伝達によってＤ１方向に回転する。この回転により、保護剤４２Ｙがブラシローラ４７Ｙの繊維部分に掻き取られて付着した後、ブラシローラ４７Ｙが感光体ドラム２０Ｙに当接している状態において、潤滑剤塗布位置ＴＰで感光体ドラム２０Ｙ表面に塗布される。
【００７６】
クリーニングブレード７８Ｙは、ポリウレタンゴム製であり、いわゆるカウンタータイプ言い換えるとリーディングタイプに類する角度で感光体ドラム２０Ｙに当接している。クリーニングブレード７８Ｙが感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の転写残トナー等の不要物がクリーニングされる位置はクリーニング位置ＣＰとなっている。
【００７７】
クリーニングブレード７８Ｙは、クリーニング位置ＣＰにおいて、ブラシローラ４７Ｙによって潤滑剤塗布位置ＴＰで感光体ドラム２０Ｙに塗布ないし供給された保護剤４２Ｙを感光体ドラム２０Ｙ上に塗布し感光体ドラム２０Ｙ表面に皮膜状の保護層である保護膜を形成する塗布ブレードとして機能する。クリーニングブレード７８Ｙは、感光体ドラム２０Ｙ上の保護剤４２Ｙに多少の分布ムラがあってもこれを解消するように感光体ドラム２０Ｙ上に保護剤４２Ｙを均す。
【００７８】
このように、ブラシローラ４７Ｙが回転駆動するとクリーニング装置７０Ｙが保護膜形成装置４０Ｙとして駆動していることになる。なお、ブラシローラ４７Ｙの回転方向はＢ１方向と逆方向でなく順方向でも良い。
【００７９】
保護剤４２Ｙによって感光体ドラム２０Ｙ表面に形成される皮膜は、近接放電による感光体ドラム２０Ｙ表面の劣化を防止する機能を有しており、保護膜形成装置４０Ｙは放電劣化防止手段として機能するものである。ここでいう劣化とは、放電による感光体ドラム２０Ｙの磨耗及びこの磨耗の加速、ならびに感光体ドラム２０Ｙ表面の活性化の両方を指している。
【００８０】
また、かかる皮膜は、感光体ドラム２０Ｙとクリーニングブレード７８Ｙとが互いに摩擦しあうことによって生じる磨耗等の劣化も防止し、保護膜形成装置４０Ｙは摩擦劣化防止手段として機能するものである。
このように、保護膜形成装置４０Ｙは、保護剤４２Ｙを感光体ドラム２０Ｙ表面に塗布することにより、これら劣化を抑制している。
【００８１】
さらに、保護膜形成装置４０Ｙは、ブラシローラ４７Ｙが感光体ドラム２０Ｙに接触した接触ブラシとなっており、クリーニングブレード７８と同様に、感光体ドラム２０Ｙ上の転写残トナー等の不要物をクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングブラシとして機能する。
【００８２】
このような構成の画像形成装置１００において、複写を行うときには、自動原稿給紙装置２２の原稿台２２ａに原稿をセットするか、自動原稿給紙装置２２を上方に回動してコンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置したうえで自動原稿給紙装置２２を下方に回動して閉じ原稿を押さえた状態としたうえで、操作パネルのスタートボタンを押下する。なお、自動原稿給紙装置２２にセットされる原稿は、たとえば束状のシート原稿であり、コンタクトガラス２１ａ上にセットされる原稿は、たとえば本状に綴じられている片綴じ原稿である。画像形成装置１００をプリンタとして使用する場合には、画像形成装置１００に接続したＰＣ等の外部入力装置において画像形成を行う画像データを選択、入力等したうえで画像形成開始の操作を行う。
【００８３】
複写を行う場合であって、原稿を原稿台２２ａにセットした場合には、セットした原稿がコンタクトガラス２１ａ上に送り出されてから読取装置２１による原稿の読み取りが行われ、また、原稿をコンタクトガラス２１ａ上に載置したときにはスタートボタンの押下によって読取装置２１による原稿の読み取りが行われ、画像データが生成される。
【００８４】
生成された画像データ又は入力された画像データに基づいて、上述の構成の画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫが作動する。また、スタートボタンの押下により、かかる原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジである画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫ内の各機器や、転写ベルトユニット１０、２次転写ユニット７６、定着装置６等がそれぞれ駆動を開始する。たとえば、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ、転写ベルト１１、定着ベルト６４の回動が開始される。
【００８５】
画像ステーション６０Ｙにおいては、上述したように、感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０Ｙにより表面を一様に帯電され、光走査装置８により静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置８０Ｙによりイエロー色のトナーにより現像され、イエロー色のトナー像を１次転写ローラ１２Ｙによって転写ベルト１１に１次転写されて第１の転写工程が行われ、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置７０Ｙにより除去されて除電装置９０Ｙ、帯電装置３０Ｙによる次の除電、帯電に供される。このとき、潤滑剤４２Ｙはその表面の凹凸が抑制ないし防止されるとともに適した粒径で感光体ドラム２０Ｙに塗布され、感光体ドラム２０Ｙの状態が良好に保たれること等により、イエロー色のトナー像が良好に形成される。
【００８６】
他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいてもその状態が良好に保たれながら同様に各色のトナー像が良好に形成等され、形成された各色のトナー像すなわち単色画像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像によって構成された４色重ね合わせトナー像すなわち４色トナー像であるフルカラーの合成カラー画像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ベルト５との対向位置である２次転写ニップまで移動し、転写紙に２次転写されて第２の転写工程が行われ、転写紙上にフルカラー画像が担持される。
【００８７】
転写ベルト１１と２次転写ベルト５との間に搬送されてきた転写紙は、スタートボタンの押下により、シート給送装置２３の１つの給送ローラ２４が選択されこの回転によって対応する給紙カセット２５から繰り出されてフィードされたものであるか、または、手差し給紙装置３３の給送ローラ３５の回転によって手差しトレイ３４から繰り出されてフィードされたものであるか、または、両面ユニット９６から給紙ローラ９５によって繰り出されてフィードされたものであるかの何れかであって、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ベルト５に対向するタイミングで送り出されたものである。かかるフィード動作は、上述の原稿読取動作と略同時に開始される。
【００８８】
転写紙は、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ベルト６４と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着工程により転写紙上に良好なカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙は、切換爪９４の態位に応じて、排紙ローラ９８を経て排紙トレイ７５上にスタックされるか、または両面複写モードが選択されている場合には搬送ローラ９７を経て両面ユニット９６に進入して両面画像形成に備える。一方、２次転写を終えた転写ベルト１１は、中間転写ベルトクリーニング装置１４によってこれに残留する残留トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。
【００８９】
このような画像形成を行うとき、定着ベルト６４は回転駆動されるとともに加圧ローラ６３による圧力を受けるが、良好な定着を行い高画質の画像形成を行うには、定着ベルト６４の経時劣化を抑制ないし防止することが重要である。そこで、定着装置６においては、定着ベルト６４の経時劣化への対策が施されている。この点を含め、定着装置６の詳細について説明する。
【００９０】
定着装置６は、図３に示すように、定着ベルト６４、定着ローラ６５、加圧ローラ６３、張架ローラ６２の他に、定着ベルト６４の内側すなわち定着ローラ６５、張架ローラ６２に巻き掛けられ当接した側の面である内面の内側に配設された構成として、定着ベルト４４を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒータであるヒータ６６と、ヒータ６６による定着ローラ６５及び張架ローラ６２の加熱を最小限に抑え、定着ベルト４４の加熱効率を向上するための反射板６７、６８とを有している。
【００９１】
定着装置６はまた、図４及び図５に示すように、定着ベルト６４の内面すなわち定着ベルト６４の加圧ローラ６３と逆側の面に設けられ、定着ベルト６４が回転するときにおける、いわゆるベルト寄りといわれる寄り、すなわち図４における左右方向である定着ベルト６４の幅方向への移動を規制する寄り規制部材である寄り止め部材６９を有している。なお、図５において、定着ベルト６４、寄り止め部材６９は、定着ベルト６４が定着ローラ６５、張架ローラ６２に巻き掛けられた状態を解除され、幅方向から見た状態が円形状となっている場合における幅方向の一端側のみを示している。寄り止め部材６９は定着ベルト６４の幅方向の両側に、定着ベルト６４の端部、具体的には端縁に沿って一対備えられたリング状の部材である。
【００９２】
定着装置６はまた、図４に示すように、定着ローラ６５及び加圧ローラ６３の両端部を支持した一対の側板５１と、定着ローラ６５の両端部を側板５１に回転自在に支持した一対の軸受５２と、加圧ローラ６３の両端部を側板５１に回転自在に支持した一対の軸受５３とを有している。なお、張架ローラ６２も側板５１に支持されており、定着装置６は、張架ローラ６２の両端部を側板５１に回転自在に支持した図示しない軸受を有している。
【００９３】
定着装置６はその他、図示を省略するが、加圧ローラ６３を回転駆動する駆動手段と、加圧ローラ６３を定着ローラ６５に向けて加圧する加圧手段と、定着ベルト６４を挟んで定着ローラ６５に対向する位置に配設され定着ベルト６５の外周面の温度を検知する温度検知手段としての温度センサと、温度センサの検知信号を入力されこの検知信号に応じて定着ベルト６５の外周面の温度が所定の温度となるようにヒータ６６の動作を制御する温度制御手段としての温度制御装置と、定着ニップの下流側すなわち図３における左方に配設され、回転する加圧ローラ６３にその先端が摺動し転写紙を加圧ローラ６３から剥離するための分離爪と、同じく定着ニップの下流側に設けられ画像面側である定着ベルト６４の表面側に設けられ転写紙を定着ベルト６４から剥離するための分離板とを有している。
【００９４】
定着ローラ６５は、図３または図４に示すように、金属製の芯金６５ａと、芯金６５ａの外周に巻かれるようにして設けられた弾性層６５ｂと、芯金６５ａの幅方向における端面から突出するように芯金６５ａと一体に設けられ端部を軸受５２に回転自在に支持された、定着ローラ６５の回転中心となる回転軸６５ｃとを有し、外径が３０ｍｍとなっている。芯金６５ａと回転軸６５ｃとは定着ローラ６５の軸部を構成している。
【００９５】
弾性層６５ｂは、弾性体によって形成されている。この弾性体は、ゴムスポンジ等のスポンジ、柔らかいゴム等から選択された素材によって構成されている。弾性体をスポンジで構成した場合には、高断熱性により温度の立ち上がりが良く、変形量が多く取れて、定着ローラ６５の回転方向に沿って大きなニップ幅が確保される点で有利である。ただし、経時での弾性力の低下などが課題である。
【００９６】
弾性層６５ｂは、その配設領域が、幅方向における芯金６５ａの配設領域の中央に位置するようになっており、芯金６５ａの両端部は露出している。弾性層６５ｂは、その表面に定着ベルト６４を巻き掛けた巻き掛け部となっている。芯金６５ａの両端部の露出した部分は、巻き掛け部としての弾性層６５ｂよりも小径の小径部となっている。この芯金６５ａによって構成されている小径部のそれぞれの幅方向における幅は、４〜８ｍｍである。
【００９７】
張架ローラ６２は、金属製の芯金６２ａと、芯金６２ａの外周に巻かれるようにして設けられた弾性層６２ｂと、芯金６２ａの幅方向における端面から突出するように芯金６２ａと一体に設けられ端部を図示しない軸受に回転自在に支持された、張架ローラ６２の回転中心となる図示しない回転軸とを有している。弾性層６２ｂは、弾性体としてのゴムによって構成され、定着ベルト６４の内面との摩擦を確保するようになっている。これにより、張架ローラ６２と定着ベルト６４との間の摺動による定着ベルト６４の磨耗が低減されている。
【００９８】
加圧ローラ６３は、金属製の芯金６３ａと、芯金６３ａの外周に巻かれるようにして設けられた弾性層６３ｂと、芯金６３ａの幅方向における端面から突出するように芯金６３ａと一体に設けられ端部を軸受５３に回転自在に支持された、加圧ローラ６３の回転中心となる回転軸６３ｃと、弾性層６３ｂの表面に設けられた図示しない表層とを有し、外径が３０ｍｍとなっている。弾性層６３ｂは、弾性体としてのゴムによって構成されている。表層は離型層であってフッ素樹脂コートによって形成されている。
【００９９】
定着ベルト６４は、図示を省略するが、無端状言い換えるとベルト状の基材としての支持体と、支持体の表面に設けられた表面層とを有している。支持体は、耐熱性樹脂、金属等から選択された素材によって構成されている。支持体を形成する耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられ、支持体を形成する金属の材質としては、ニッケル、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。本形態ではステンレスを採用している。支持体は、樹脂と金属とを重層として形成しても良く、特に、ポリイミド樹脂にニッケルを電鋳したベルトが強度と弾性を有し、耐久性があるので好ましい。支持体の厚さは１００μｍ以下の薄肉のものが熱容量を抑える点から望ましく、本形態では３０〜８０μｍである。表面層は、転写紙、トナーと加圧接触するため、高離型性シリコーンゴム等からなる厚さ１００〜３００μｍの弾性層と、弾性層の表面を被覆した離型性の高い樹脂によって形成された厚さ５〜５０μｍの最外層とで構成されている。かかる樹脂としては、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などの高分子樹脂が使用され、本形態ではＰＦＡを弾性層にコートして形成されている。定着ベルト６４の回転方向における長さは、図５に示した、定着ローラ６５、張架ローラ６２に掛け渡される前の状態で直径４０ｍｍである。
【０１００】
ヒータ６６及び反射板６７、６８は、定着ベルト６４の内側言い換えると内部に設けられている。反射板６７、６８は、ヒータ６６から張架ローラ６２及び定着ローラ６５に向かう光を反射し、張架ローラ６２及び定着ローラ６５を極力加熱しないように設けられている。ヒータ６６が極力定着ベルト６４のみを集中加熱するため、定着ベルト６４の昇温効率が向上している。
【０１０１】
加圧手段は、ばねとてこによる加圧により加圧ローラ６３を定着ローラ６５に向けて加圧し、定着ベルト６４と加圧ローラ６３との間に定着ニップを形成する。
温度センサは、熱伝対、サーミスタ等から選択されたものが用いられている。
【０１０２】
駆動手段は、本体１０１側に備えられた駆動部によって駆動されるギヤ等を有しており、加圧ローラ６３を回転駆動するとともに、定着ニップにおける摩擦により定着ベルト６４を１００〜３００ｍｍ／ｓｅｃの線速で従動回転によって走行させ、さらに、定着ローラ６５、張架ローラ６２を定着ベルト６４に従動回転させる。このように、定着ベルト６４を連れ周りで駆動することにより、定着ベルト６４をたとえばギヤによって回転駆動させた場合の加圧ローラ６３との周速のずれが防止ないし抑制され、結果的に定着ベルト６４が加圧ローラ６３と等速で駆動される。かかる周速のずれは、定着ローラ６５と加圧ローラ６３とで、弾性層６５ｂ、６３ｂの厚さや硬度の違いから、これら弾性層６５ｂ、６３ｂのつぶれ具合が異なり、また部品加工公差によっても定着ローラ６５と加圧ローラ６３との周長に差が出やすいことに起因して生ずるものである。このような理由により、定着ベルト６４、定着ローラ６５、張架ローラ６２は、加圧ローラ６３に連れ回りさせているが、この連れ周りによる微小スリップが問題となる場合は、定着ローラ６５にワンウェイクラッチ等を介して駆動部からの駆動を伝達し、スリップ等によって定着ベルト６４、定着ローラ６５、張架ローラ６２の回転速度が加圧ローラ６３の回転速度より遅くなった場合のみに定着ローラ６５を駆動するようにしても良い。
【０１０３】
定着ニップの幅すなわち定着ローラ６５の回転方向に沿ったニップ幅は、定着ローラ６５、加圧ローラ６３の直径、弾性層６５ｂ、６３ｂの厚さや硬度の調整により、所望の値に設定される。定着ニップの温度と面圧は、画像ズレ、光沢不足、粒状性の悪いブツブツとして微小ムラのあるいわゆる柚子肌等の画像不良が発生しないように、温度制御装置、加圧手段により、所定の熱量と圧力とが付与される条件で設定されている。
【０１０４】
寄り止め部材６９は、図４に示すように、その回転方向に直交する断面の形状が、四角形状となっており、幅方向の幅が３〜６ｍｍ、厚さが１ｍｍ以上となっている。寄り止め部材６９は弾性体としての弾性部材であるゴムによって形成されている。かかるゴムは、耐熱性ゴムであり、本形態ではシリコーンゴムである。なおかかる断面の形状は台形状であっても良い。
【０１０５】
寄り止め部材６９は、定着ベルト６４に、製造が容易な接着剤による接着によって固定されている。寄り止め部材６９は、定着ベルト６４の支持体がポリイミド樹脂である場合には、高温に加熱したプレス型で成形、固定しても良く、この場合には、接着工程が不要のため低コストで、耐熱性に優れ、強度も十分で耐久性に優れる。
【０１０６】
ベルト寄りは、定着ベルト６４の回転時に、定着ベルト６４の幅方向に一致する、定着ローラ６５、加圧ローラ６３、張架ローラ６２の軸方向の一方に寄ってしまう現象であり、これは、軸方向における加圧バランスの違いによって生じる。加圧バランスは、経時での弾性層６５ｂ、６３ｂ、６２ｂの変質等によっても変化するものであるため、ベルト寄りは、初期の加圧手段の調整のみでは完全には防止されない。ベルト寄りは、定着ベルト６４の蛇行の原因ともなっており、よって定着ベルト６４の蛇行による画像ズレや紙シワの発生の原因ともなっている。
【０１０７】
したがって、ベルト寄りが生じた場合、かりに寄り止め部材６９がないとすれば、定着ベルト６４の蛇行による画像ズレや紙シワが発生し得ることとなり、またこれに加えて、ベルト寄りを放置するとやがては定着ベルト６４が側板５１等に突き当たることにより破損する可能性がある。寄り止め部材６９はこれを防止するために、ベルト寄りを規制するように設けられており、幅方向における端面が、定着ローラ６５の、定着ベルト６４を巻き掛けた巻き掛け部となっている弾性層６５ｂの端面に突き当たることで、それ以上のベルト寄りを防止し、定着ベルト６４が側板５１等に突き当たるような過剰なベルト寄りを防止している。これにより、定着ベルト６４の蛇行による画像ズレや紙シワが防止ないし抑制されるとともに、定着ベルト６４が側板５１等に突き当たることによる定着ベルト６４の破損の可能性が低減される。
【０１０８】
ところが、寄り止め部材６９を設けると、定着ベルト６４の、寄り止め部材６９を設けた部分と設けていない部分との境界部分で、定着ベルト６４の劣化が生じる可能性がある。すなわち、たとえば、図９に示すように、寄り止め部材６９が、幅方向における加圧ローラ６３の非配設領域に位置しているとすると、定着ローラ６５の端面に当接した状態で定着ベルト６４が回転しさらにベルト寄りが大きくなる向きの力が加わると、かかる境界部分に定着ベルト６４を折り曲げる力がかかる。また、図１０に示すように、寄り止め部材６９が、幅方向における加圧ローラ６３の配設領域に位置している場合であっても、加圧ローラ６３によって定着ベルト６４が加圧されると、この加圧によって、かかる境界部分に定着ベルト６４を折り曲げる力がかかる。とくに、同図（ｂ）に示されているように、弾性層６３ａを有する加圧ローラ６３においては、弾性層６３ａの弾性変形によって定着ベルト６４が内側に折り曲がるように変形することとなり、この状態で定着装置６が長期間駆動されると、かかる折り曲がり部が弱くなる。さらに、かかる状態で定着ローラ６５や加圧ローラ６３が回転したときの僅かな振れや、弾性層６３ａ、６５ａの硬度の僅かなばらつきにより、かかる折り曲がり部が振動すると、定着ベルト６４に繰り返しの疲労を与えることとなる。このように、定着ベルト６４を折り曲げる力がかかる境界部分に繰り返し長期間にわたって作用すると、定着ベルト６４が劣化し、強度の低下が生じ、さらにはやがて定着ベルトに亀裂が入り、破損の原因ともなってしまう。定着ベルト６４が金属ベルトの場合は、樹脂ベルトの場合よりもこの傾向が顕著となる。また、寄り止め部材６９が定着ローラ６５の端面に当接した状態で定着ベルト６４が回転しさらにベルト寄りが大きくなる向きの力が加わると、寄り止め部材６９が定着ローラ６５を乗り越えて側板５１等に突き当たり、定着ベルト６４を破損することもある。
【０１０９】
定着装置６においては、このような定着ベルト６４の経時劣化等の不具合への対策が施されている。すなわち、寄り止め部材６９を、定着ローラ６５の小径部である芯金６５ａと加圧ローラ６３との間に、定着ベルト６４とともに挟み込み、圧接しており、これによって、図６に示されているように、定着ベルト６４の姿勢を安定させ、かかる境界部分の折り曲がりを抑制ないし防止しているとともに、寄り止め部材６９が定着ローラ６５を乗り越えることを防止している。このように、寄り止め部材６９を、定着ベルト６４の内側から芯金６５ａとニップさせ、内側すなわち芯金６５ａ側と外側すなわち定着ベルト、加圧ローラ６３側とから加圧することで、定着ベルト６４の変形、振動等を大幅に抑制し、または防止することで、定着ベルト６４の経時的な劣化及びこれに起因する破損を低減ないし防止している。
【０１１０】
とくに、本形態では、寄り止め部材６９が弾性体であるため、寄り止め部材６９に対して、小径部である芯金６５ａを食い込ませるようにして挟み付け、圧接することが容易となっているとともに、かかる食い込みにより、部品加工公差、定着ローラ６５や加圧ローラ６３が回転したときの僅かな振れ、弾性層６３ａ、６５ａの硬度の僅かなばらつきがあっても、定着ベルト６４の姿勢がさらに安定し、定着ベルト６４の劣化等がより高度に抑制ないし防止されるとともに、定着ローラ６５の乗り越えもより高度に防止される。かかる食い込み量は、０．２〜１．０ｍｍであると、このような作用がとくに良好に発揮される。なお、小径部となっている芯金６５ａの幅は寄り止め部材６９の幅よりも僅かに大きくなっており、ベルト寄りが大きく生じることが防止されている。
【０１１１】
寄り止め部材６９によりベルト寄りをより良好に規制するために、図７、図８に示すように、定着ローラ６５は、小径部を、凹状の溝からなる溝形状部５４として備えていても良い。溝形状部５４を備えていることにより、寄り止め部材６９は幅方向における両側に移動を規制されるため、ベルト寄りがより良好に規制される。
【０１１２】
図７に示した溝形状部５４は、芯金６５ａがフランジ６５ｄを有していることによって形成されている。溝形状部５４の幅は、上述の構成例と同様に寄り止め部材６９の幅よりも僅かに大きくなっており、ベルト寄りが大きく生じることが防止されている。その余の点でも図７に示した構成例は上述の構成例と同様である。
【０１１３】
図８に示した溝形状部５４は、定着ローラ６５が、回転軸６５ｃ上に、定着ローラ６５本体に対して言い換えると回転軸６５ｃに対して回転自在の回転部材としての軸受６５ｅを有し、この軸受６５ｅがフランジ６５ｆを有していることによって形成されている。軸受６５ｅは、転がり軸受または滑り軸受であり、転がり軸受とする場合には転動体には玉、コロ、円錐の何れを用いても良い。回転軸６５ｃに対し、軸受６５ｅの、寄り止め部材６９が当接している部分が回転部材として自在に回動するので、回転軸６５ｃの周速と寄り止め部材６９の周速とが微妙に異なった場合でも、定着ベルト６４がスムーズに動く。かかる周速の差異は、食い込みによる寄り止め部材６９の変形や、定着ローラ６５の径が小さい場合の寄り止め部材６９の曲げ変形等によって生じる。符号５５は、ストッパーリングを示している。溝形状部５４の幅は、上述の構成例と同様に寄り止め部材６９の幅よりも僅かに大きくなっており、ベルト寄りが大きく生じることが防止されている。その余の点でも図７に示した構成例は上述の構成例と同様である。なお、軸受６５ｅは、必ずしも溝形状部５４を備えていなくとも良く、溝形状部５４を備えていない場合であっても、回転軸６５ｃの周速と寄り止め部材６９の周速とが微妙に異なった場合に定着ベルト６４がスムーズに動くという作用効果を発揮するものである。
【０１１４】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１１５】
たとえば、巻き掛けローラは、定着ベルトを巻き掛けた、加圧ローラとの間で定着ベルトを加圧するローラ状の部材であれば、定着ローラに限らず、上述の張架ローラ６２のような部材であっても良い。
【０１１６】
画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、直接転写方式を採用可能である。直接転写方式の画像形成装置は、上述の転写ベルト１１に代えて像担持体としての記録媒体搬送体であるシート搬送ベルトを備え、シート搬送ベルトで搬送されている過程の転写紙に、画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｙで形成した各色のトナー像を順次重ね転写する。
【０１１７】
また、画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。この場合には、ファーストコピー速度を早くするために、最初に黒色を作像し、その後、原稿がカラーの場合のみ残りの色の作像を行うことが好ましい。
【０１１８】
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
【０１１９】
このような画像形成装置に用いる現像剤は、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。さらには、定着装置により記録媒体に定着する画像は、トナーによって形成されたものに限らず、インク等によって形成されたものであっても良く、画像形成装置はこのようにインク等によって画像を形成するものであっても良い。
【０１２０】
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
【０１２１】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２２】
５４    溝形状部
６３    加圧ローラ
６４    定着ベルト
６５    巻き掛けローラ
６５ａ、６５ｅ    小径部
６５ｂ    巻き掛け部
６５ｅ    回転部材
６９    寄り止め部材
１００    画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２３】
【特許文献１】特開２００５−０１７４８２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６９００８号公報
【特許文献３】特開２００９−１５１２６０号公報
【特許文献４】特開２００５−２５８３４１号公報
【特許文献５】特開２００１−０８３８２２号公報
【特許文献６】特開２００５−２３４２９４号公報
【特許文献７】特許第４２９８５４２号公報
【図１】
2011164165.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011164165.tif 000009
【図８】
2011164165.tif 000010
【図９】
2011164165.tif 000011
【図１０】
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