(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトと、
前記ベルトを懸架する第１及び第２の加熱ローラと、
前記第１及び第２の加熱ローラの長手方向の両端部で第１の圧縮状態に圧縮されて前記第１及び第２の加熱ローラの間を広げる方向に力を付与する圧縮ばねと、
前記第１及び第２の加熱ローラの少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
前記第１及び第２の加熱ローラを支持する支持部材と、
前記支持部材に設けられ、前記圧縮ばねを支持する圧縮ばね支持部と、
前記圧縮ばねの一端の開口側と他端の開口側でそれぞれ前記圧縮ばねと接触して設けられ、前記圧縮ばねが伸縮可能な状態で前記圧縮ばねを保持する保持部と、を備え、
前記保持部は、前記圧縮ばねの最大の長さが自由長よりも短い所定の長さとなるように前記圧縮ばねの最大の長さを規制するための規制部を有する、
ことを特徴とする加熱ベルトユニット。
【請求項２】
前記保持部は、板形状の弾性ばねで形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱ベルトユニット。
【請求項３】
前記規制部は、前記弾性ばねの一端が前記圧縮ばねの一端の開口から前記圧縮ばねの内部に挿入され、前記弾性ばねの他端が前記圧縮ばねの他端の開口から前記圧縮ばねの内部に挿入され、前記弾性ばねの一端と前記弾性ばねの他端が前記圧縮ばねの内部で連結されて前記圧縮ばねの最大の長さを規制する、
ことを特徴とする請求項２に記載の加熱ベルトユニット。
【請求項４】
前記規制部は、一方に爪形状、他方に前記爪形状が入り込む穴形状を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱ベルトユニット。
【請求項５】
記録材上の画像を加熱する像加熱ローラと前記ベルトを接触させて、前記像加熱ローラを加熱する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加熱ベルトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱ベルトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に対して、高速化、高画質化、カラー化、省エネルギー化等が要求されている。また、厚紙やラフ紙、エンボス紙、コート紙等の様々な記録材に対応できるマルチメディア対応性、及び高い生産性（単位時間当たりのプリント枚数）も要求されている。
【０００３】
ここで、定着ローラを用いる定着装置においては、秤量が大きい記録材（厚紙）の場合、定着ローラの熱量が多く奪われてその表面温度が低下することで、定着不良が生じる。このため、厚紙を定着する際には、定着性（トナーと記録材との接着力）を確保するために、記録材が定着装置を通過する速度を低くして定着処理を行っているのが現状である。
【０００４】
このような定着ローラの表面温度低下は、定着ローラとして金属製のパイプ状の芯金上にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性弾性層を形成した構造である場合、この芯金や弾性層の熱伝導率が低いことが原因の一つである。つまり、定着ローラの芯金内に設けられた発熱体（一例として、ハロゲンヒータ）の熱が、この芯金や弾性層に遮られて、定着ローラ表面に伝わりににくくなるのである。
【０００５】
なお、定着ローラとしてこのような弾性層を設けない構造もあり、この場合、弾性層が無い分表面温度低下は小さいが、芯金の厚みが大きくなるほど熱を遮るので、同様に表面温度低下が発生する。又、この弾性層が無い場合には、凹凸の大きい記録材において、凹部のトナーと定着ローラが接触しにくく、凹部のトナーが定着不良となってしまう。又、特にカラー画像においては、画像の表面を均一に溶融することができないので、定着ムラ、光沢ムラ及び色ムラが発生して、画像品質が低下してしまう問題が発生する。従って、様々な記録材への対応性、画像品質から、このような弾性層を設けることが好適である。
【０００６】
ここで、定着ローラの表面温度低下を防止するため、定格電力の大きな発熱体を設けて定着ローラを急激に加熱すると、芯金の温度が急激に上昇し、芯金と弾性層との接着層が熱劣化により破壊される。その結果、弾性層が芯金から剥離してしまうという問題や、弾性層が熱によって軟化劣化又は硬化劣化して破壊される問題が生ずる。
【０００７】
そこで、記録材が定着装置を通過する際の速度を遅くすることなく定着する技術として、定着ローラの表面に外部加熱装置を当接させ、定着ローラを外部から加熱する外部加熱方式が知られている（特許文献１）。即ち、内部に発熱体としてハロゲンランプを備えた複数の加熱ローラに外部加熱ベルトを懸架し、発熱体であるハロゲンランプの熱が加熱ローラを介して、外部加熱ベルト、定着ローラ表面の順に伝わり、定着ローラ表面温度の低下を防止する構成となっている。
【０００８】
このような外部加熱装置を用いた場合、外部加熱装置は通紙前のスタンバイ時には定着ローラから離間している必要がある。通紙前のスタンバイ時に定着ローラに外部加熱装置が当接すると、定着ローラが外部加熱装置によって外周面が加熱され、定着ローラ表層が所定の温度に達してしまい、定着ローラ内部の温度が低下してしまう。そのような状態になると、通紙初期において定着ローラの表面温度が急激に低下してしまい、トナーの定着不良が発生してしまうことが生ずるからである。
【０００９】
よって、外部加熱ベルト構成においても、定着ローラに対して、着脱する構成が必要となってくる。ここで、外部加熱ベルトを懸架する加熱ローラ間が固定されていると、定着ローラからの退避（離間）時に定着ローラの曲率の分だけ外部加熱ベルトが弛むことになる。そして、離間時に定着ローラから複数の加熱ローラに懸架されたベルトを十分に退避させるためには、外部加熱ベルトユニットの退避量を非常に大きくする必要がある。そのため、定着装置全体の構成が大きくなり、定着ローラを設置するスペースを広く取らなければならないという問題が生ずる。
【００１０】
それを解決するために、従来、外部加熱ベルトを懸架する複数の加熱ローラの両端部にそれぞれ配置され加熱ローラを回転可能に支持する回転部材の間に圧縮ばねを取り付けることにより、加熱ローラ間にテンションをかけることが知られる。この場合、２つの加熱ローラのうち一方を移動可能にし、外部加熱ベルトユニットが退避しているときのベルトの弛みを抑える構成にすることで、外部加熱ベルトユニットの離間量を小さくする。また、定着ローラに外部加熱ベルトユニットが当接した際に十分な密着性を得る構成とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１９８６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、外部加熱ベルトユニットを組み立てる際に、外部加熱ベルトを懸架する複数の加熱ローラの長手方向両端部に配置され加熱ローラを回転可能に支持する複数の回転部材の間に圧縮ばねを配置する必要がある。そして、その組立方法としては、圧縮ばねが設置されたところに、外部加熱ベルトを懸架した複数の加熱ローラの軸線方向（長手方向）両端部に回転部材を取り付けたユニットを押し込むようにして行うこととなる。
【００１３】
この場合、図１５のように、配置された圧縮ばねの複数の回転部材を結ぶ方向の位置が定まっていないところに、外部加熱ベルト等を圧縮ばねに対して組み付けることで、端部の回転部材１３２が圧縮ばね３０１の上に接触してしまう。これにより、作業性が非常に低下し、さらには圧縮バネを変形させてしまうという問題が生ずる。
【００１４】
この問題を解決する方法として、図１６のように線ばね３０７を圧縮ばね３０１の間に通すことによって、ある程度の範囲に圧縮ばねを規制するとともに、圧縮ばねの加圧力の妨げにならない構成が提案されている。しかし、この従来構成においても、圧縮ばねの複数の回転部材を結ぶ方向の位置のズレが十分に抑えられていないため、上記問題を理想的に解決することはできない。
【００１５】
本発明の目的は、加熱ベルトを懸架する第１及び第２の加熱ローラ間に圧縮ばねによってテンションをかける構成の場合に、組み立てが容易な加熱ベルトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係る加熱ベルトユニットは、ベルトと、前記ベルトを懸架する第１及び第２の加熱ローラと、前記第１及び第２の加熱ローラの長手方向の両端部で第１の圧縮状態に圧縮されて前記第１及び第２の加熱ローラの間を広げる方向に力を付与する圧縮ばねと、前記第１及び第２の加熱ローラの少なくとも一方を加熱する加熱手段と、前記第１及び第２の加熱ローラを支持する支持部材と、前記支持部材に設けられ、前記圧縮ばねを支持する圧縮ばね支持部と、前記圧縮ばねの一端の開口側と他端の開口側でそれぞれ前記圧縮ばねと接触して設けられ、前記圧縮ばねが伸縮可能な状態で前記圧縮ばねを保持する保持部と、を備え、前記保持部は、前記圧縮ばねの最大の長さが自由長よりも短い所定の長さとなるように前記圧縮ばねの最大の長さを規制するための規制部を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、加熱ベルトを懸架する第１及び第２の加熱ローラ間に圧縮ばねによってテンションをかける構成の場合に、加熱ベルトユニットを組み立てる際の組立性を向上させることが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る外部加熱ベルトユニットを有する定着装置の概略構成図
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の概略構成図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る外部加熱ベルトユニットの正面図
【図４】第１の実施形態に係る外部加熱ベルトユニットの長手方向の概略図
【図５】第１の実施形態に係る組立装置におけるバネ保持部材３０２を示す図
【図６】第１の実施形態に係る圧縮バネ３０１をバネ保持部材３０２で保持している状態を示す概略図
【図７】第１の実施形態に係る外部加熱ベルト１０５の組み付け（組立）時を示す図
【図８】第１の実施形態に係る外部加熱ベルト１０５を組み付けた状態を示す断面図
【図９】第１の実施形態に係る外部加熱ベルトの退避動作に関する構成を示す図
【図１０】第１の実施形態に係る外部加熱ベルトの当接動作に関する構成を示す図
【図１１】第１の実施形態に係る第１及び第２の加熱ローラの間隔、圧縮バネ等に関する寸法を示す図
【図１２】第２の実施形態に係るバネ保持部材３０４、３０５を示す図
【図１３】第２の実施形態に係る圧縮バネ３０１の固定方法、及び外部加熱ベルト１０５の組み付け（組立）時を示す図
【図１４】第２の実施形態に係る外部加熱ベルト１０５の組み付け後の状態を示す図
【図１５】従来例における外部加熱ベルトの組立時の問題点を示す図
【図１６】従来例における線ばねを用いた外部加熱ベルトの組立改善を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
本発明の実施形態に係る外部加熱ベルトユニットを有する定着装置を搭載した画像形成装置について、図２を用いて説明する。図２に示す装置内には、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像（現像剤像）が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【００２２】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを具備し、各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに隣接して中間転写体１３０が設置され、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に形成された各色のトナー像が、中間転写体１３０上に１次転写され、２次転写部で記録材ｐ上に転写される。さらにトナー像が転写された記録材ｐは、定着部９で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【００２３】
感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの外周には、それぞれドラム帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１次転写帯電器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ及びクリーナー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられる。そして、装置の上方部にはさらに図示しない光源装置およびポリゴンミラーが設置されている。
【００２４】
光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの母線上に集光して露光する。これにより、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【００２５】
現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。
【００２６】
テンションローラ１３、二次転写内ローラ１４、駆動ローラ１５に懸架された中間転写体１３０は、矢印の方向に感光ドラム３と同じ周速度をもって回転駆動されている。感光ドラム３ａ上に形成担持された第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム３と中間転写体１３０とのニップ部を通過する過程で、中間転写体１３０に印加される１次転写バイアスにより、中間転写体１３０の外周面に中間転写されていく。
【００２７】
１１は２次転写ローラで、中間転写体１３０に対応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設してある。２次転写ローラ１１には、２次転写バイアス源によって所望の２次転写バイアスが印加されている。
【００２８】
中間転写体１３０上に重畳転写された合成カラートナー画像の転写材Ｐへの転写は、以下のようになされる。即ち、給紙カセット１０からレジストローラ１２、転写前ガイドを通過して中間転写体１３０と２次転写ローラ１１との当接ニップに所定のタイミングで転写材Ｐが給送され、同時に２次転写バイアスがバイアス電源からに印加される。この２次転写バイアスにより、中間転写体１３０から記録材Ｐへ合成カラートナー画像が転写される。
【００２９】
以下、同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写体１３０上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００３０】
一次転写が終了した感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、転写ベルト１３０の表面にクリーニングウエブ（不織布）２０を当接して、拭い取るようにしている。
【００３１】
そして、トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは定着器９へ順次導入され、転写材に熱と圧力を加えることで定着される。
【００３２】
なお、記録材Ｐが両面モードの場合は、給紙カセット１０から給紙された記録材Ｐはレジストローラ１２、転写前ガイド、中間転写体１３０と２次転写ローラ１１との当接ニップを通過し定着器９で片面定着された後、フラッパー１６により反転パスに導かれる。
【００３３】
その後、記録材Ｐは反転ローラ１７により反転されて両面パス１９へと導かれる。そして、再び記録材Ｐはレジストローラ１２、転写前ガイド、中間転写体１３０と２次転写ローラ１１との当接ニップを通過し、２面目が転写され定着器９で両面が定着される。そして、記録材が両面画像形成中に面フラッパー１６が切り替わっており、両面定着された記録材Ｐは記録画像として装置外に排出される。
【００３４】
（定着装置）
次に、本発明に係る外部加熱ベルトユニットの組立装置を用いた定着装置の構成について、図１を用いて詳細に説明する。図１において、定着装置９は、画像加熱部材としての定着ローラ１０１、加圧部材としての加圧ローラ１０２、以下に説明する外部加熱ベルトユニットを有する。
【００３５】
ここで、外部加熱ベルトユニットは、ベルト１０５と、ベルトを懸架する第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４と、第１及び第２の加熱ローラの長手方向の両端部で第１の圧縮状態に圧縮されて加熱ローラの間を広げる方向に力を付与する弾性部材を有する。更に、外部加熱ベルトユニットは、第１及び第２の加熱ローラの少なくとも一方を加熱する加熱手段を有する。
【００３６】
そして、定着ローラ１０１と加圧ローラとで形成される定着ニップ部Ｎに、未定着トナーＫを担持した記録材Ｐを挟持搬送して、記録材Ｐ上にトナーＫを定着させる。
【００３７】
定着ローラ１０１は、図示しない駆動源によって、矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動されるようになっている。定着ローラ１０１の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１１が配置されて、定着ローラ１０１表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００３８】
定着ローラ１０１の表面温度は、定着ローラ１０１に接触する温度検知手段としてのサーミスタ１２１によって検出される。そして、この検出温度に基づいて、温度制御（調整）手段としての制御装置１４０がハロゲンヒータ１１１をＯＮ／ＯＦＦすることで、所定の目標温度で制御される。
【００３９】
加圧ローラ１０２は、図示しない加圧手段により、定着ローラ１０１に所定の圧力で加圧されて、定着ローラ１０１と定着ニップ部Ｎを形成しており、矢印Ｂ方向に所定の速度で、定着ローラ１０１と従動回転される。また、加圧ローラ１０２の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１２が配置されて、加圧ローラ１０２表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００４０】
加圧ローラ１０２の表面温度は、加圧ローラ１０２に接触する温度検知手段としてのサーミスタ１２２によって検出され、ヒータ制御手段１４０によってハロゲンヒータ１１２がＯＮ／ＯＦＦされ、所定の目標温度にて制御される。
【００４１】
（外部加熱ベルトユニット）
次に、外部加熱ベルトユニットについて、更に詳しく説明する。図３に示すように、定着ローラ１０１の外周面には、外部加熱部材となる外部加熱ベルト（ベルト）１０５が配置されている。そして、ベルト１０５を張架する第１及び第２加熱ローラ１０３、１０４を含めた外部加熱ベルトユニットを加圧手段２０４によって定着ローラ１０１外周面に対して所定の圧力で押圧する。これにより、ベルト１０５外周面を定着ローラ１０１の外周面に圧接させる。このとき、図３に示すように、ベルト１０５は、定着ローラ１０１と接触面Ｎｅを形成している。
【００４２】
ここで、定着ローラ１０１に押圧されたベルト１０５は、定着ローラ１０１の回転に従動回転するように加熱ローラ１０３、１０４によって回転自在に支持される。
【００４３】
ベルト１０５の外周面には、ベルト１０５の表面をクリーニングするクリーニングローラ１０８が、ベルトの回転方向に対してサーミスタ１２３及びサーミスタ１２４より上流に設けられる（不図示の加圧手段により、所定の圧力でベルト１０５に押圧される）。
【００４４】
ベルト１０５は、金属製の基材（ステンレスやニッケル等）又は樹脂製の基材（ＰＩ等）の層を有し、トナーとの付着を防止するために、耐熱性の摺動層としてフッ素系樹脂で被覆されている。そして、ベルト１０５は、図１に示す矢印Ｃ方向に所定の速度で定着ローラ１０１に従動回転し、定着ローラ１０１の表面を加熱する。
【００４５】
また、第１加熱ローラ１０３の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１３が配置されて、ベルト１０５の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。そして、ベルト１０５の表面温度は、温度検知手段である、第１加熱ローラ１０３とベルト１０５の接触領域Ｄ１に接触するサーミスタ１２３によって検出される。そして、検出された温度に基づいて、ヒータ制御手段１４０はハロゲンヒータ１１３をＯＮ／ＯＦＦ（オンオフ）し、所定の目標温度になるように制御（温度調節制御）する。
【００４６】
ベルト１０５を張架する第２加熱ローラ１０４は、第１加熱ローラ１０３とほぼ同様の構成で、定着ローラ回転方向下流側に配置される。第２加熱ローラ１０４もベルト１０５の内面に接触して、ベルト１０５を加熱する。また、第２加熱ローラ１０４の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１４が配置されて、ベルト１０５の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００４７】
そして、ベルト１０５の表面温度は、温度検知手段である、第２加熱ローラ１０４とベルト１０５の接触領域Ｄ２に接触するサーミスタ１２４によって検出される。そして、検出された温度に基づいて、ヒータ制御手段１４０はハロゲンヒータ１１４をＯＮ／ＯＦＦ（オンオフ）し、所定の目標温度になるように制御（温度調節制御）する。
【００４８】
ベルト１０５の目標温度は、定着ローラ１０１の目標温度よりも高く設定してあるため、定着ローラ１０１の表面温度が記録材との接触により降下することに対してレスポンス（熱の感応精度）良くベルト１０５から定着ローラ１０１に熱が供給される。
【００４９】
本実施形態の外部加熱ベルトユニットの正面図を示す図３に対し、図４は本実施形態の外部加熱ベルトユニットの長手方向（記録材搬送方向に直交する方向）の概略図である。図３、図４、更には後述する図７、図８、図１０に示す保持部材（第２の保持部材）２０６（２０６ａ、ｂ）は、第１加熱ローラ１０３及び第２加熱ローラ１０４の各々の長手方向における両端部を回転自在に支持する軸受としての回転部材１３１及び１３２を保持している。この保持部材２０６（２０６ａ、ｂ）は、図３に示す加圧アーム１１７（１１７ａ、ｂ）に各々回転自在に支持されている。
【００５０】
ここで、ベルト１０５を含む外部加熱ベルトユニットは、定着ローラ１０１に対して当接／退避可能に構成されている。具体的には、図３で、加圧アーム１１７が、長手方向両端部の本体側板２０２（図４）の間に配置されたシャフト２０３の周りに回転し、加圧ばね２０４（図３）による加圧力を受け定着ローラ１０１の方向に付勢される。そして、カム２０５（図３）が回転することにより、加圧アーム１１７を昇降させ、ベルト１０５の定着ローラ１０１に対する当接／退避動作を行う。
【００５１】
図９及び図１０にベルト１０５の定着ローラ１０１に対する当接／退避に関する動作を詳細に示す。
【００５２】
１）ベルトの定着ローラからの退避
先ず、ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避する構成に関して説明する。
【００５３】
図９（ａ）に比較例、図９（ｂ）に本発明の実施形態を示す。図９（ａ）では図９（ｂ）と異なり、外部加熱ベルト１０５を懸架する第１加熱ローラ１０３と第２加熱ローラ１０４の間を広げる方向に力を掛ける（外部加熱ベルト１０５に後述するテンションを付与する）構成が無い。
【００５４】
図９（ａ）では、外部加熱ベルト１０５を懸架する第１加熱ローラ１０３と第２加熱ローラ１０４が固定されて２軸間の距離が一定に保たれているため、ベルト１０５に弛みが生じ、定着ローラ１０１に近づく方向にベルト１０５が撓んでしまう。そのため、定着ローラ１０１から外部加熱ベルト１０５を十分に離間させるためには、外部加熱ベルトユニットの退避量を大きくする必要があり、定着ユニット自体のサイズを大きくする必要性が生ずる。
【００５５】
一方、図９（ｂ）では、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避した際に、第１加熱ローラ１０３と第２加熱ローラ１０４間が広がる。そのため、ベルト１０５が第１加熱ローラ１０３と第２加熱ローラ１０４の接線方向に引っ張られて張りが付与される。これにより、定着ローラ１０１から外部加熱ベルト１０５を十分に離間させるための、外部加熱ベルトユニットの退避量を小さくすることが可能となる。
【００５６】
２）ベルトの定着ローラへの当接
次に、ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接する構成に関して説明する。本実施形態では、ベルト１０５を懸架する加熱ローラ間に後述するテンションを付与しベルトに張りを与える構成を採る。
【００５７】
そして、図１０のように、定着ローラ１０１にベルト１０５を当接させたときに、第２加熱ローラ１０４は保持部材２０６によって位置を固定されているために動かない。一方、第１加熱ローラ１０３は保持部材２０６との間にクリアランスがあるために、定着ローラ１０１に当接した際に、第１加熱ローラ１０３が第２加熱ローラ１０４に近づく方向に移動する。そして、所望のニップ幅で定着ローラ１０１にベルト１０５が密着する位置に第１加熱ローラが配置される。このような所望のニップ幅で密着性を得るために、加圧部材２０４（図３）によって外部加熱ベルトユニットが加圧される。
【００５８】
このように、本実施形態では、定着ローラ１０１から退避している際の外部加熱ベルトユニットの退避量を小さくすると伴に、定着ローラ１０１へ当接させた際のベルト１０５の密着性を向上することが可能になる。
【００５９】
（ベルト１０５へのテンションの付与）
次に、本実施形態におけるベルト１０５へのテンションの付与に関して説明する。本実施形態では、圧縮バネ３０１を以下に説明する組立装置を用いて、第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４の長手方向の回転部材１３１、１３２（図３）との間に挿入する。そして、図１に示すように、第１加熱ローラ１０３と第２加熱ローラの間隔を広げる方向に力を付与する（テンションを付与）。
【００６０】
１）外部加熱ベルトユニットの組立装置
図７で、保持部材２０６は、圧縮バネ３０１を保持するバネ保持部材（第１の保持部材）３０２を、加熱ローラの長手方向両端部（ベルト１０５の外側領域）に備える。そして、図５に概観図を示すバネ保持部材３０２は、アーム部３０３ａ、３０３ｂを備え、圧縮バネ３０１を圧縮した状態で保持する。このとき、圧縮バネ３０１が自由長から縮んでいる為に、バネ保持部材３０２の面を介して、第１加熱ローラ１０３と第２加熱ローラ１０４の間を広げる方向に力が掛かる。また、バネ保持部材３０２によって圧縮バネ３０１の加圧方向に対して垂直方向への移動が防止される。
【００６１】
バネ保持部材３０２については、圧縮バネ３０１が第１加熱ローラ１０３と第２加熱ローラ１０４の間にテンションを付与することへの妨げになってしまわないようにする必要がある。本構成では板形状の弾性部材（板バネ）で形成されたバネ保持部材３０２が、第１加熱ローラ１０３と第２加熱ローラ１０４の間隔を広げる方向に力をアシストする構成になっているが、板バネの厚みを薄くしている。このため、その力は圧縮バネ３０１によって生じるテンションに比べて非常に小さい構成になっている。よって、所望の加熱ローラ間のテンションを実現することが可能になる。
【００６２】
図７において、保持部材２０６は、第１加熱ローラ１０３との間にクリアランスがありクリアランスの範囲内で第１加熱ローラ１０３は変位可能である。一方、第２加熱ローラ１０４との間にはクリアランスがなく、第２加熱ローラ１０４は固定される。
【００６３】
２）組立手順
本実施形態における外部加熱ベルトユニットの組立手順を、以下に示す。先ず、自由長Ｌ０（後述する図１１では自由長Ｇ）の圧縮バネ３０１は、図５に示す板バネで形成されたバネ保持部材３０２の間に通され、その内部においてバネ保持部材３０２のフック状のアーム部３０３ａ及び３０３ｂに引っかかる。これにより、圧縮バネ３０１をバネ保持部材３０２のアーム部３０３ａと３０３ｂの間に保持することができる（図６）。この際に、バネ保持部材３０２に挟まれることによって、圧縮バネ３０１が圧縮され（第２の圧縮状態）、長さＬ１に保持される（図６）。
【００６４】
一方、圧縮バネ３０１が無い状態の外部加熱ベルトユニットは、長手方向両端部に回転部材１３１及び１３２を配置した第１加熱ローラ１０３及び第２加熱ローラ１０４がベルト１０５の内部に通され、ベルト１０５を懸架した状態とされる。
【００６５】
ここで、図７に示すように、回転部材１３１、１３２の間にバネ保持部材３０２で保持される圧縮バネ３０１が配置されるように、外部加熱ベルトユニットにおける回転部材１３１、１３２を押し込む。バネ保持部材３０２がテーパ形状をしているため、図７の状態から図８の状態へ、圧縮バネ３０１を圧縮させながら第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４の間に圧縮バネ３０１を装着できる。このとき、圧縮バネ３０１は回転部材１３１、１３２の間で更に圧縮することで、長さＬ２に保持される（図８）。
【００６６】
そして、図８に示すように、加熱ローラ１０３及び１０４の落下を防止するため、加熱ローラ固定部材２０９を取り付ける。なお、加熱ローラ固定部材２０９は、外部加熱ベルトユニットの定着ローラ１０１への取り付け（組付け）の前に外される。
【００６７】
３）圧縮バネの組立前後の比較
本構成で示す圧縮バネ３０１のバネ保持部材３０２に保持されている状態での長さＬ１と、回転部材１３１と１３２の間に配置され加熱ローラ間にテンションを付与している際の長さＬ２と、自由長Ｌ０と、の関係は、以下の式（ａ）のようになっている。
【００６８】
Ｌ０＞Ｌ１＞Ｌ２  ・・・・（ａ）
ここで、Ｌ２は第１の圧縮状態（組立後の定着状態）の長さ、Ｌ１は第１の圧縮状態より圧縮度が弱い第２の圧縮状態（組立前）の長さである。
【００６９】
４）効果
図１４のように、従来例では、ベルト１０５を組み付ける際に、第１加熱ローラ１０３及び第２加熱ローラ１０４を回転可能に支持する回転部材１３１、１３２が、第１及び第２加熱ローラを結ぶ方向の位置が規制されていない圧縮バネ３０１に接触する。そして、圧縮バネ３０１の位置が大きくずれてしまい、第１加熱ローラ１０３又は第２加熱ローラ１０４の端部の下側に潜り込んでしまう可能性があった。更には、圧縮バネ３０１の脱落や接触による圧縮バネ３０１の変形も考えられるために、組み立てることが非常に困難となっていた。
【００７０】
一方、本構成では、バネ保持部材３０２により、第１及び第２加熱ローラを結ぶ方向の位置が規制されて自由長Ｌ０より短い状態で圧縮バネ３０１が配置され、このような圧縮バネ３０１が配置されているところに回転部材１３１、１３２を押し込む。このため、圧縮バネ３０１の円筒部側面に加熱ローラの両端部に配置された回転部材が接触することを防止することが可能になり、組立時の圧縮バネ３０１の変形を防止することができる。
【００７１】
また、バネ保持部材３０２が板バネで形成されていることにより、この板バネの平面部に回転部材１３１、１３２を滑りこませるように押し込むことで、容易に組み付けることが可能になる。
【００７２】
以上、本実施形態のように組み立てられる外部加熱ベルトユニットでは、ベルト１０５を懸架する第１加熱ローラ１０３及び第２加熱ローラ１０４間にローラ間が広がる方向に加圧する圧縮バネを設けると共に、いずれかの加熱ローラを移動可能に配置する。これにより、ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避した際に、加熱ローラ１０３、１０４によってベルト１０５に張りが付与され、ベルト１０５の弛みが防止される。このために、外部加熱ベルトユニットの退避量を小さくすることができる。
【００７３】
更に本実施形態では、加熱ローラ１０３、１０４間にテンションを付与するための圧縮バネ３０１を自由長より短く、且つ、加熱ローラ１０３、１０４間にテンションを付与している際の長さ（Ｌ２）よりも長い状態（長さＬ１）で保持しておく。これにより、組立性および交換性を向上することが可能になる。
【００７４】
ここで、図１１に具体的な寸法を示す。図１１（ａ）、（ｂ）は第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４の間隔に関する寸法を示し、第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４の軸受としての回転部材１３１、１３２の最小間隔をＡ、テンション時の間隔をＢとする。また、第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４のテンション時の間隔をＣとする。また、第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４の最小ローラ軸間距離をＨ、テンション時ローラ軸間距離をＩとする。
【００７５】
また、圧縮バネ３０１の自由長をＧ、固定時長さをＥとし、バネ保持フレーム長さをＦ、固定部材頭長さをＤとする。
【００７６】
ここで、具体的な寸法は、Ａがｏ．２ｍｍ、Ｂが１１．７ｍｍ、Ｃが１１．５ｍｍ、Ｄが１２ｍｍ、Ｅが１４ｍｍ、Ｆが６．８ｍｍ、Ｇが１７ｍｍ、Ｈが３２．２ｍｍ、Ｉが４３．６ｍｍである。なお、圧縮バネ３０１のバネ定数は０．６ｋｇｆ／ｍｍである。
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１２、図１３、及び図１４を用いて説明する。本実施形態では、第１の実施形態で示した部分とは異なる部分として、加熱ローラが配置されていない状態で、圧縮バネを自由長より短い状態で保持する第１の実施形態と異なる構成を示す。
【００７７】
本実施形態では、圧縮バネ３０１を自由長より短い状態で配置するために、図１２に示すような爪形状を有するバネ保持部材３０４に圧縮バネ３０１を通し、爪形状が入り込む穴を有する保持部材３０５に対して保持部材３０４を押し込む。そして、保持部材３０４の爪を保持部材３０５の穴に差し込むことで、圧縮バネ３０１を自由長Ｌ０より短い状態（圧縮長さＬ１）で保持部材３０４と保持部材３０５の間に配置する。このときの圧縮バネ３０１の長さＬ１は、加熱ローラが配置された際にテンションを付与する長さＬ２より長いものとする。
【００７８】
このように、本実施形態では、バネ保持部材（第１の保持部材）は一方に爪形状、他方に爪形状が入り込む穴形状を備える２つの保持部材で構成される。このように保持部材３０４及び３０５の間に圧縮バネ３０１を配置し自由長Ｌ０より短い状態（圧縮長さＬ１）を維持したものを、図１３のように、保持部材２０６に形成された略円筒形状の壁３０６の内部に配置する。
【００７９】
更に、保持部材２０６に形成された略円筒形状の壁３０６及び弾性部材３０７によって、圧縮バネ３０１及び保持部材３０４、３０５の回転部材１３１、１３２（図１３）を結ぶ方向の位置が規制されるために、圧縮バネ３０１は一定の位置に配置されることとなる。
【００８０】
以上、本実施形態では、圧縮バネ３０１が保持部材２０６に形成された略円筒形状の壁３０６に配置され、バネ保持部材３０４と３０５の間において自由長Ｌ０よりも短い状態で保持される。これにより、ベルト１０５を組み付ける際に、第１加熱ローラ１０３及び第２加熱ローラ１０４の両端部において圧縮バネ３０１に接触する可能性を回避し、ベルト１０５及び第１加熱ローラ１０３、第２加熱ローラ１０４を組み付けることが容易になる。
【００８１】
（外部加熱ベルトユニットの製造方法）
上述した実施形態で述べたものを外部加熱ベルトユニットの製造方法として表わせば、以下のようになる。
【００８２】
バネ保持部材を用い、圧縮バネ３０１を自由長Ｌ０より短い状態（圧縮長さＬ１）で保持する段階（ステップ）を有する。一方、圧縮バネ３０１が無い状態の外部加熱ベルトユニットは、長手方向両端部に回転部材１３１及び１３２を配置した第１加熱ローラ１０３及び第２加熱ローラ１０４がベルト１０５の内部に通され、ベルト１０５を懸架する段階（ステップ）を有する。そして、回転部材１３１、１３２の間に圧縮バネ３０１が配置されるように、外部加熱ベルトユニットにおける回転部材１３１、１３２を押し込む段階（ステップ）を有する。
【００８３】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００８４】
（変形例１）
上述した実施形態では、第１及び第２の加熱ローラの長手方向の両端部に設けられる回転部材１３１、１３２の間に圧縮バネ３０１を挿入させたが、回転部材１３１、１３２を設けなくても良い。この場合、第１及び第２の加熱ローラの長手方向の両端部で第１及び第２の加熱ローラの間に圧縮バネ３０１を挿入させる。
【符号の説明】
【００８５】
１０３、１０４・・・加熱ローラ、１０５・・・外部加熱ベルト、１１３、１１４・・ハロゲンヒータ、２０６・・保持部材（第２の保持部材）、３０１・・・圧縮バネ、３０２・・・バネ保持部材（第１の保持部材）
【図１】
0006590563.tif 000002
【図２】
0006590563.tif 000003
【図３】
0006590563.tif 000004
【図４】
0006590563.tif 000005
【図５】
0006590563.tif 000006
【図６】
0006590563.tif 000007
【図７】
0006590563.tif 000008
【図８】
0006590563.tif 000009
【図９】
0006590563.tif 000010
【図１０】
0006590563.tif 000011
【図１１】
0006590563.tif 000012
【図１２】
0006590563.tif 000013
【図１３】
0006590563.tif 000014
【図１４】
0006590563.tif 000015
【図１５】
0006590563.tif 000016
【図１６】
0006590563.tif 000017