(57)【要約】【課題】簡単な構成で、定着ベルトの折れ，シワ，亀裂等の損傷や、蛇行を防止し、また、シートの斜行を防止する。【解決手段】定着ローラ３６の外周面５０を、端部５０ａの直径Ｄａよりも中央部５０ｂの直径Ｄｂのほうが大きいクラウン形状に形成する。定着ベルト４０を、中央部４０ｂの厚さＴｂよりも端部４０ａの厚さＴａのほうが厚くなるように形成する。肉厚差Ｔ（＝Ｔａ−Ｔｂ）の２倍が、クラウン量Ｄ（＝Ｄｂ−Ｄａ）を超えるようにすることで、定着ベルト４０を定着ローラ３６に張架したときに、定着ベルト４０の表面４０ｄに、中央部が凹んだ逆クラウン形状が形成されるようにする。【選択図】図５
2008185855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、前記定着ローラの外周面に張架された無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを前記定着ローラの外周面に押圧して前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラとを備え、シート表面に未定着トナー像を担持したシートを前記未定着トナー像が前記定着ベルトに接触するように前記定着ニップに挿通することで前記未定着トナー像を定着する定着装置において、
前記定着ローラは、回転軸を基準とした外周面の直径が、前記回転軸方向に沿っての端部よりも中央部のほうが大きいクラウン形状に形成され、
前記定着ベルトは、裏面が前記定着ローラの前記外周面に接触するように張設された状態において、前記回転軸を基準とした表面の直径が、前記回転軸方向に沿っての端部よりも中央部のほうが小さい逆クラウン形状となる、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ベルトは、前記回転軸方向に沿っての端部の厚さよりも中央部の厚さのほうが薄い、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ローラの外周面における、前記回転軸方向に沿っての中央部の直径と端部の直径との差をクラウン量とし、張架されない状態の前記定着ベルトにおける、前記回転軸方向に沿っての端部の厚さと中央部の厚さの差を肉厚差としたときに、
前記定着ローラ及び前記定着ベルトは、前記肉厚差の２倍が、前記クラウン量を超えるように形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ベルトは、厚さ方向に積層された金属層と弾性層とを有し、前記弾性層における端部の層厚を中央部の層厚よりも厚くすることで、前記逆クラウン形状を形成する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
【請求項５】
定着に係るシートの搬送方向に沿っての前記定着ニップ部の下流側に、前記定着ローラのとの間に前記定着ベルトを張架する分離ローラを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着ローラは、円筒状に形成されていて、内側に前記定着ローラを加熱するヒータが配設されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
シートを給紙搬送するシート給送部と、前記シート給送部から供給されたシートにトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部においてシート上に形成された未定着トナー像をシート上に定着させる定着部とを備えが画像形成装置において、
前記定着部に、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置が配設されている、
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、定着ベルトを使用してトナー像を加熱・加圧することでシート上に定着させる定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機，プリンタ等の画像形成装置に使用される定着装置において、未定着トナー像を、定着ベルトによって加熱・加圧して熱定着させるものが知られている。
【０００３】
その一例として、図８に、オンデマンドタイプの定着装置６０を示す。下端にセラミックヒータ６１を保持した馬蹄形のホルダ６２の周囲に定着ベルト６３を遊嵌し、この定着ベルト６３を下方から加圧ローラ６４によってセラミックヒータ６１に押圧して、定着ニップ部Ｎを構成する。表面に未定着トナー像を担持したシートＰを定着ニップ部Ｎに挿通し、加圧ローラ６４とセラミックヒータ６１とにより、シートＰと定着ベルト６３とを密着させた状態で挟持搬送する。これにより、未定着トナー像を加熱・加圧してシートＰ表面に定着させる。
【０００４】
この種の定着装置６０においては、定着ベルト６３の幅方向の両端部近傍にフランジ部材（不図示）を設け、これらフランジ部材に両端部を摺擦させることで、蛇行を防止して良好な定着を行うようにしている。このため、定着ベルト６３は、端部の摩耗が促進されて強度が低下し、折れ，シワ，亀裂等の損傷が発生して長期間の耐熱耐久性を維持することが困難となる。
【０００５】
そこで、特許文献１では、定着ベルトを、金属層及び弾性層を有する層構成とし、さらに幅方向に沿っての金属層の端部を中央部よりも肉厚に構成している。これにより、定着ベルトの端部の強度が増すことで、定着ベルトの折れ，シワ，亀裂等の損傷を防止して、長期間の耐熱耐久性を維持することが可能となった。また、定着ベルトは、金属層の端部が中央部よりも肉厚であるために、表面が逆クラウン形状となり、シートのシワや斜行を防止することができる。
【特許文献１】特開２００４−３０２３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１によると、定着ベルトの蛇行を防止するためにフランジ部材を設けているため、その分、構成が複雑になる。また、定着ベルトは、金属層の端部を中央部よりも肉厚にすることで、端部の強度を確保することができるものの、フランジ部材との摺擦による摩耗をなくすことができるわけではなく、依然として端部は摩耗し、また、フランジ部材側の摩耗に起因する定着ベルトの蛇行を防止することはできない。
【０００７】
そこで、本発明は、フランジ部材が不要な簡単な構成であり、したがって、定着ベルトの端部の摩耗がない構成でありながら、定着ベルトの蛇行を確実に防止することができ、しかも、定着ベルトの表面に逆クラウン形状を形成して、シートのシワ及び斜行を防止することができる定着装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、定着ローラと、前記定着ローラの外周面に張架された無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを前記定着ローラの外周面に押圧して前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラとを備え、シート表面に未定着トナー像を担持したシートを前記未定着トナー像が前記定着ベルトに接触するように前記定着ニップに挿通することで前記未定着トナー像を定着する定着装置に関する。この発明に係る定着装置は、前記定着ローラは、回転軸を基準とした外周面の直径が、前記回転軸方向に沿っての端部よりも中央部のほうが大きいクラウン形状に形成され、前記定着ベルトは、裏面が前記定着ローラの前記外周面に接触するように張設された状態において、前記回転軸を基準とした表面の直径が、前記回転軸方向に沿っての端部よりも中央部のほうが小さい逆クラウン形状となる、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る定着装置において、前記定着ベルトは、前記回転軸方向に沿っての端部の厚さよりも中央部の厚さのほうが薄い、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る定着装置において、前記定着ローラの外周面における、前記回転軸方向に沿っての中央部の直径と端部の直径との差をクラウン量とし、張架されない状態の前記定着ベルトにおける、前記回転軸方向に沿っての端部の厚さと中央部の厚さの差を肉厚差としたときに、前記定着ローラ及び前記定着ベルトは、前記肉厚差の２倍が、前記クラウン量を超えるように形成されている、ことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る定着装置において、前記定着ベルトは、厚さ方向に積層された金属層と弾性層とを有し、前記弾性層における端部の層厚を中央部の層厚よりも厚くすることで、前記逆クラウン形状を形成する、ことを特徴としている。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に係る定着装置において、定着に係るシートの搬送方向に沿っての前記定着ニップ部の下流側に、前記定着ローラのとの間に前記定着ベルトを張架する分離ローラを有する、ことを特徴としている。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に係る定着装置において、前記定着ローラは、円筒状に形成されていて、内側に前記定着ローラを加熱するヒータが配設されている、ことを特徴としている。
【００１４】
請求項７に係る発明は、シートを給紙搬送するシート給送部と、前記シート給送部から供給されたシートにトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部においてシート上に形成された未定着トナー像をシート上に定着させる定着部とを備えが画像形成装置に関する。この発明に係る画像形成装置は、前記定着部に、請求項１乃至６のいずれか１項に係る定着装置が配設されている、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、定着ローラの外周面がクラウン形状に形成されているので、この外周面に張架された定着ベルトの蛇行を防止することができる。また、定着ベルトは、定着ローラに張架された状態において、その表面が逆クラウン形状に形成されるので、加圧ローラとの間の定着ニップ部に挿通されるシートの斜行を防止することができる。つまり、上述の従来例におけるフランジ部材等の、定着ベルトの蛇行を防止するための部材が不要な簡単な構成でありながら、定着ベルトの蛇行を確実に防止することができる。また、従来例とは異なり、定着ベルトの端部がフランジ部材に摺擦されることがないので、定着ベルトの寿命を延ばすことができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、定着ベルトは、回転軸方向（定着ベルトの回転方向に直交する幅方向：以下適宜「ベルト幅方向」という。）に沿っての端部の厚さよりも中央部の厚さを薄く構成することで、定着ローラに張架されたときに表面に逆クラウン形状が形成されるようにしている。つまり、定着ベルトの厚さをその中央部と端部とに差異をももたせる簡単な構成で、シートのシワ及び斜行を防止することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、定着ローラのクラウン量と、定着ベルトの肉厚差との関係を、肉厚差の２倍が、クラウン量を超えるように形成するといった簡単な構成で、定着ベルトの表面に逆クラウンを形成することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、定着ベルトは、金属層及び弾性層を有しているので、ベルト幅方向の中央部と端部とで厚さを変える場合、いずれの層の肉厚を変えることも可能ではあるが、本発明では、弾性層の層厚を変えるようにしている。その理由としては、金属層の層厚を変化させた場合には、弾性層の層厚を変化させた場合と比較して、定着ベルトの物理的性質を大きく変化させてしまうことになるので、本発明では、金属層よりも層厚を変更することについての自由度の高い弾性層の層厚を変化させることで、逆クラウン形状を実現するようにした。
【００１９】
請求項５の発明によれば、定着ニップ部におけるトナー像の定着により、シートは定着ベルトの表面に密着されるが、このシートを定着ニップ部の下流側に配設された分離ローラによって定着ベルトから分離することができる。なお、分離ローラは、定着ローラと比較してその大きさ（直径）についての設計の自由度が高いので、例えば、この分離ローラを小さめに設定した場合には、シートを円滑に曲率分離することができる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、ヒータが、円筒状の定着ローラの内側に配設されているので、定着ローラの外部にヒータを配設するためのスペースを確保する必要がない。
【００２１】
請求項７の発明によれば、定着装置としての上述の効果を、画像形成装置として奏することができる。すなわち、例えば、画像形成装置の構成要素である定着装置の定着ベルトの折れ，シワ，亀裂等の損傷が低減されて寿命が延びることで、画像形成装置としては、これらに起因する画質の低下を防止することができるとともに、定着ベルトを交換するための画像形成装置のダウンタイムが短縮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。
【００２３】
＜実施形態１＞
図１，図２を参照して、本発明に係る定着装置３４及びこれを備えた画像形成装置１の概略について説明する。なお、画像形成装置１としては、複写機，プリンタ，ファクシミリ、及びこれらの複合機等が挙げられるが、本実施形態では、合成樹脂せいの粉体を主成分とするトナーを使用して画像を形成する電子写真方式の４色フルカラーのプリンタである場合を例に説明する。さらに、図１に示す画像形成装置１は、ロータリ現像方式，中間転写方式を採用している。
【００２４】
図１，図２のうち、図１は、画像形成装置１全体の構成を正面側から見た模式図である。図２は、正面側から見た定着装置３４の拡大図である。
【００２５】
図１に示すように、画像形成装置１には、シート（コピー用紙、封筒、アート紙、透明フィルム等の記録媒体）Ｐを給紙して搬送するシート給送部１０と、このシート給送部１０から供給されたシートＰにトナー像（画像）を形成する画像形成部１１と、シートＰにトナー像を定着させる定着部１２と、トナー像が定着されたシートＰを排出するシート排出部１３とが設けてある。
【００２６】
シート搬送部１０には、シート搬送方向に沿ってのほぼ上流側から順に、給紙カセット１４、給送ローラ１５、給送ガイド１６、レジストローラ対１７等が配設されている。給紙カセット１４内には、シートＰが積層状態で複数枚収納されていて、その最上位のものから順に、給送ローラ１５により、搬送ガイド１６に沿って搬送され、レジストローラ対１７によって、斜行が矯正された後、画像形成部１１に供給される。
【００２７】
画像形成部１１には、矢印Ｒ２０方向に回転する感光ドラム（ドラム形の電子写真感光体）２０が配設されており、その周囲には、感光ドラム２０の回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ２１、露光装置２２、現像装置２３、２本の１次転写ローラ２４、ドラムクリーナ２５等が配設されている。また、上述の１次転写ローラ２４、駆動ローラ２６、テンションローラ２７に掛け渡された中間転写ベルト２８が配設されており、駆動ローラ２６に対向するように２次転写ローラ３０が配設されている。上述の現像装置２３は、回転自在なロータリ３１と、これに搭載された４色の現像器、すなわちイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナーによって現像を行う現像器３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋとを有している。また、上述の中間転写ベルト２８における２本の１次転写ローラ２４の間に位置する部分は、感光ドラム２０の表面に当接されて、１次転写ニップ部Ｔ１を形成している。また、中間転写ベルト２８と２次転写ローラ３０との間には、２次転写ニップ部Ｔ２が形成されている。また、駆動ローラ２６に対応する位置にベルトクリーナ３３が配設されている。
【００２８】
画像形成部１１においては、感光ドラム２０は所定のプロセススピード（周速度）で矢印２０方向に回転駆動され、その表面（外周面）が、帯電ローラ２１によって所定の極性・電位に帯電される。帯電後の感光ドラム２０の表面は、露光装置２２によって画像情報に基づく露光が行われ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置２３によって現像される。現像装置２３は、ロータリ３１の回転によって現像に供される第１色目（例えば、イエロー）の現像器３２Ｙが感光ドラム２０に対向する現像位置Ｄに配置され、静電潜像にトナーを付着させてイエローのトナー像として現像する。このトナー像は、１次転写部Ｔ１において、１次転写ローラ２４により、矢印Ｒ２８方向に回転する中間転写ベルト２８上に１次転写される。トナー像転写後の感光ドラム２０は、中間転写ベルト２８に転写されないで表面に残ったトナー（１次転写残トナー）がドラムクリーナ２５によって除去され、次の第２色目の画像形成に備えられる。上述の帯電、露光、現像、１次転写、クリーニングからなる一連の画像形成プロセスが、残りの３色、すなわち第２色目（例えば、マゼンタＭ）、第３色目（例えばシアンＣ）、第４色目（例えば、ブラックＫ）についても繰り返され、これにより、中間転写ベルト２８上に４色のトナー像が重ね合わされる。これら４色のトナー像は、上述のシート給送部１０から供給されたシートＰに、２次転写ローラ３０によって一括で２次転写される。トナー像の２次転写後の中間転写ベルト２８は、表面に残ったトナー（２次転写残トナー）がベルトクリーナ３３によって除去され、次の１次転写に供される。
【００２９】
定着部１２には、定着装置３４が配設されている。定着装置３４は、ヒータ３５によって加熱される定着ローラ３６と、分離ローラ３７と、テンションローラ３８と、これらのローラに張架された無端状の定着ベルト４０と、加圧ローラ４１とを有している。加圧ローラ４１は、下方から定着ベルト４０を定着ローラ３６に押圧していて、加圧ローラ４１と定着ベルト４０との間には、定着ニップ部Ｎが形成されている。上述の画像形成部１１において、表面にトナー像が転写されたシートＰは、定着ニップ部Ｎを通過する際に加熱・加圧されて表面に４色のトナー像が溶融固着される。なお、定着装置３４については後に詳述する。
【００３０】
シート排出部１３には、搬送ローラ対４２，４３、排紙ローラ対４４、排紙トレイ４５等が配設されている。トナー像が定着されたシートＰは、搬送ローラ対４２，４３によって搬送され、さらに、排出ローラ対４４によって排紙トレイ４５上に排出される。これにより、１枚のシートＰの表面に対する４色フルカラーの画像形成が終了する。
【００３１】
図２に、正面側から見た定着装置３４の拡大図を示す。上述のように、定着装置３４は、ヒータ３５と、定着ローラ３６と、分離ローラ３７と、テンションローラ３８と、定着ベルト４０と、加圧ローラ４１とを有している。
【００３２】
図３に、定着ローラ３６をその回転軸Ａを含む平面で切ったときの断面形状を示す。ただし、同図では、定着ローラ３６の外周面５０がクラウン形状に形成されていることを説明するために、そのクラウン量（本実施形態では１００μｍ）を誇張して図示している。
【００３３】
定着ローラ３６は、剛体であるアルミニウムをほぼ円筒状に形成することによって形成されている。定着ローラ３６は、外周面５０の直径がほぼ４０ｍｍに設定されている。図３に示すように、定着ローラ３６の外周面５０には、回転軸Ａに沿っての端部５０ａの直径Ｄａよりも、中央部５０ｂの直径Ｄｂの方が大きくなるようなクラウン形状に形成されている。本実施形態では、同図に示すように、長さＬのちょうど半分（＝Ｌ／２）となる長手方向の中心が中央部５０ｂに相当する。また、外周面５０の直径は、回転軸Ａ方向に沿って、中央部５０ｂから端部５０ａに進むに連れて直線状に漸減するように設定されている。ここで、外周面５０における中央部５０ｂの直径Ｄｂと端部５０ａの直径Ｄａとの差（＝Ｄｂ−Ｄａ）をクラウン量Ｄとする。本実施形態では、一例として、このクラウン量Ａが１００μｍとなるように、中央部５０ｂの直径Ｄｂ及び端部５０ａの直径５０ａが設定されている。ここで、半径で考えると、中央部５０ｂの半径と端部５０ａの半径との差は、クラウン量Ａの半分（＝Ａ／２）となり、これは、外周面５０における端部５０ａを基準としたときの、中央部５０ｂの突出高さに相当し、本実施形態では、５０μｍである。
【００３４】
分離ローラ３７は、図２に示すように、シート搬送方向（矢印Ｋｐ方向）に沿っての定着ニップ部Ｎの下流側に配設されている。分離ローラ３７は、定着ベルト４０のうち、定着ローラ３６との間に位置する部分がほぼシート搬送方向を向くような位置に配置されている。分離ローラ３７は、定着ローラ３６よりも小径（例えば、直径１４．５ｍｍ）に形成されていて、シートＰを曲率分離する。すなわち、定着ニップ部Ｎにおいてトナー像が定着されたシートＰは、定着ベルト４０に密着された状態で、下流側に向かって挟持搬送され、分離位置Ｓにおいて、分離ローラ３７の曲率によって定着ベルト４０にから分離され、さらに下流側の搬送ローラ対４２に搬送されるようになっている。なお、定着ベルト４０の回転方向（矢印Ｒ４０方向）に沿っての、分離位置Ｓのすぐ下流には、分離部材５１が配設されていて、分離ローラ３７によって、分離されなかったシートＰを分離ベルト４０から分離するようになっている。
【００３５】
テンションローラ３８は、分離ローラ３７の上方、つまり定着ベルト４０の回転方向に沿っての分離ローラ３７の下流側に配設されていて、付勢部材（不図示）により定着ベルト４０を外側に向かって付勢している。これにより、定着ベルト４０に適度な張力を付与している。なお、定着ベルト４０は、その張力によって、後述する逆クラウン量が多少増減することになるが、本実施例では、定着ベルト４０は、張力によって定着ローラ３６の外周面５０の形状に倣って変形するが、厚さ自体の変化はないものとして説明する。
【００３６】
定着ベルト４０は、上述の定着ローラ３６、分離ローラ３７、テンションローラ３８に無端状に張架されている。図４に、定着ベルト４０をそのベルト幅方向でかつ厚さ方向に切った断面を示す。同図に示すように、全体として、中央部４０ｂの厚さＴｂが端部４０ａの厚さＴａよりも薄く、見かけ上、逆クラウン形状となっている。定着ベルト４０は、本実施形態では３層構造のものを採用して折り、内側（図４中の上側）から、金属層５２、弾性層５３、離型層５４の順に積層されている。
【００３７】
金属層５２は、例えば、ニッケルによって形成されていて、厚さｔ１は３５μｍである。この金属層５２は、定着ベルト４０の強度を担保する基層となるものである。この金属層５２は、端部も中央部も同じ厚さ、つまり、全体にわたって均一に形成されている。金属層５２は無端状の定着ベルト４０の内側に位置していて、上述の定着ローラ３６の外周面５０や、分離ローラ３７及びテンションローラ３８の外周面に直接、接触することになる。
【００３８】
弾性層５３は、例えば、シリコーンゴムによって形成されている。弾性層５３は、中央部５３ｂの厚さが端部５３ａの厚さよりも薄くなるように形成されていて、本実施形態では、後述するように、この弾性層５３における中央部５３ｂと端部５３ａとの厚さの差がそのまま、定着ベルト４０全体としての中央部４０ｂと端部４０ａとの厚さの差となる。
【００３９】
離型層５４は、例えば、ＰＦＡ（テロラフルオロエチレンパーフルオロアルキル）によって形成されていて、厚さｔ３は３０μｍである。この離型層５４は、トナー像の定着時に、トナーが定着ベルト４０側に付着するのを防止するためのものである。この離型層５４は、端部も中央部も同じ厚さ、つまり、全体にわたって均一に形成されている。
【００４０】
定着ベルト４０は、図４に示すように、金属層５２と弾性層５３と離型層５４とが積層されて構成されており、ベルト幅方向の中央部４０ｂ、すなわち、上述の定着ローラ３６の長手方向の中央部５０ｂに対応する位置における厚さＴｂが、ベルト幅方向の端部４０ａにおける厚さＴａよりも薄くなるように構成されている。本実施形態では、定着ベルト４０の厚さは、ベルト幅方向の中央部４０ｂから離れて端部４０ａに近づくほど厚さが漸増するようになっている。また、その変化の仕方も、上述の定着ローラ３６のクラウン量Ｄの変化の仕方と同様に直線状となっている。ここで、定着ベルト４０の端部４０ａにおける厚さＴａと中央部４０ｂにおける厚さＴａとの差を肉厚差Ｔ（＝Ｔａ−Ｔｂ）とする。
【００４１】
上述構成の定着ベルト４０は、全体としては、弾性を有しており、図２に示す定着ローラ３６、分離ローラ３７、テンションローラ３８に掛け渡したときには、これらのローラの外周面に倣った形状に変形する。図５に、定着ローラ３６の外周面５０に張架された定着ベルト４０の定着ニップ部Ｎにおける断面を示す。ただし、同図では、説明の便宜上、加圧ローラ４１は、定着ベルト４０の外周面５０から離間させている。同図に示すように、定着ベルト４０は、その裏面４０ｃを定着ローラ３６の外周面５０に密着させるようにして、全体が定着ローラ３６の外周面５０に倣って変形する。本発明においては、この状態において、定着ベルト４０の表面４０ｄが、そのベルト幅方向に沿っての中央部４０ｂが端部４０ａよりもくぼむ、いわゆる逆クラウン形状に形成されるようにしている。言い換えると、定着ローラ３６に張架された状態における、定着ベルト４０の表面４０ｄの直径が、中央部４０ｂよりも端部４０ａのほうが大きくなるような逆クラウン形状に形成されている。
【００４２】
本実施形態では、このような逆クラウン形状を形成する方法として、上述のように、定着ベルト４０の厚さを、ベルト幅方向に沿っての中央部４０ｂの厚さＴｂよりも端部４０ａの厚さ４０ｂのほうが厚くなるようにしている。さらに、その肉厚差Ｔ（＝Ｔａ−Ｔｂ）が、定着ローラ３６のクラウン量Ｄの半分（＝Ｄ／２）を上回るように設定することで、上述の逆クラウン形状を形成するようにしている。以下、この点について説明する。
【００４３】
図５に示すように、逆クライン量をＣとすると、回転軸Ａを基準とした定着ベルト４０の表面４０ｄの端部４０ａにおける半径Ｒａと中央部４０ｂにおける半径Ｒｂとの差は、逆クラウン量Ｃの半分（＝Ｃ／２）となる。図５の右端側に示すように、定着ベルト４０の端部４０ａの厚さＴａと、中央部４０ｂの厚さＴｂと、クラウン量Ｄと、逆クラウン量との間には、
Ｃ／２＝Ｔａ−Ｔｂ−Ｄ／２
＝Ｔ−Ｄ／２
∴Ｃ  ＝２Ｔ−Ｄ
の関係が成り立つ。
【００４４】
ここで、逆クラウン形状が形成されるとは、
Ｃ＝２Ｔ−Ｄ＞０
となることである。
【００４５】
この式から、逆クラウン形状が形成されるためには、定着ベルト４０の肉厚差Ｔの２倍が、定着ローラ３６のクラウン量Ｄを超えることが条件となる。
【００４６】
本実施形態では、上述のように、例えば、クラウン量Ｄを１００μｍ、定着ベルト４０の肉厚差Ｔを１００μｍに設定することで、逆クラウン量Ｃが、
Ｃ＝２×１００−１００＝１００（μｍ）
となるようにした。
【００４７】
本実施形態によると、定着ローラ３６の外周面５０をクラウン形状に形成することで、定着ベルト４０の蛇行の発生を防止するようにした。従来と異なり、蛇行を防止するためのフランジ部材が不要となり、したがって、簡単な構成で、定着ベルト４０の両端部がフランジ部材に摺擦されて摩耗することによる定着ベルト４０の折れ，シワ，亀裂等の損傷を防止することができ、定着ベルト４０の寿命を延ばすことが出来る。さらに、本実施形態によると、定着ベルト４０をその肉厚差Ｔが、定着ベルト４０を定着ローラ３６に張架したときに、定着ベルト４０の表面４０ｄに逆クラウン形状が形成されるように、定着ベルト４０の端部４０ａと中央部４０ｂとの厚さを設定した。これにより、定着時のシートＰにシワが発生することを防止することができ、また、定着ベルト４０の表面４０ｄの逆クラウン形状に基づくエッジ効果により、シートＰの斜行を防止することができる。
【００４８】
つまり、実施形態によると、簡単な構成で、定着ベルト４０の折れ，シワ，亀裂等の損傷を防止して、寿命を延ばすとともに、定着ローラ３６に対する定着ベルト４０の蛇行を防止し、さらに、定着ベルト４０によるシートＰのシワや斜行を防止することができる。
【００４９】
上述の実施形態では、図４に示すように、定着ベルト４０の断面形状が、表面４０ｄ側が窪んだ逆クラウン形状である場合を例に説明したが、これに代えて、裏面４０ｃ側が窪んだ逆クラウン形状であってもよく、さらには、表面４０ｄと裏面４０ｃとの双方が窪んだ逆クラウン形状であってもよい。また、表面４０ｄ側、又は裏面４０ｃ側が凸状に出っ張った「く」字形に形成されていてよい。ただし、いずれの場合も、定着ベルト４０は、定着ローラ３６の外周面５０に張架した際に弾性変形して表面４０ｄ側に逆クラウン形状が形成されるものとする。
【００５０】
また、上述では、クラウン形状及び逆クラウン形状として、定着ローラ３６の外周面５０の直径が端部５０ａから中央部５０ｂに向かうに連れて直線状に漸増し、また、定着ベルト４０の厚さが端部４０ａから中央部４０ｂに向かうに連れて直線状に漸減する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、定着ローラ３６の外周面５０Ａを、端部５０ａに対して中央部５０ｂが盛り上がった円弧状に形成し、また、これに対応させて、図７に示すように、定着ベルト４０の表面４０ｄを、端部４０ａに対して中央部４０ｂが窪んだ円弧状に形成するようにしてもよい。さらには、このときの曲線は、円弧状に限らず滑らかに連続するものであれば他の曲線であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、定着ローラに定着ベルトを張架して使用する定着装置に適応した場合を説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、一般的な搬送ローラに搬送ベルトを張架し、この搬送ベルトによってシートを搬送するような場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る定着装置、及びこれを備えた画像形成装置を正面側から見た概略構成を模式的に示す図である。
【図２】正面側から見た定着装置近傍の拡大図である。
【図３】定着ローラをその回転軸を含む平面で切ったときの断面形状を示す図である。
【図４】定着ベルトをそのベルト幅方向でかつ厚さ方向に切った断面を示す図である。
【図５】定着ローラの外周面に張架された定着ベルトの、定着ニップ部における断面を示す図である。
【図６】定着ローラの外周面の別の形状を説明する図である。
【図７】定着ベルトの表面の別の形状を説明する図である。
【図８】従来の定着装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１……画像形成装置、１０……シート給送部、１１……画像形成部、１２……定着部、１３……シート排出部、３４……定着装置、３５……ヒータ、３６……定着ローラ、３７……分離ローラ、４０……定着ベルト、４０ａ……定着ベルトの端部、４０ｂ……定着ベルトの中央部、４０ｃ……定着ローラの裏面、４１……加圧ローラ、５０……定着ローラの外周面、５２……金属層、５３……弾性層、Ａ……回転軸、Ｃ……クラウン量、Ｄａ……定着ローラの外周面の中央部における直径、Ｄ……定着ローラの外周面の端部における直径、Ｎ……定着ニップ部、Ｐ……シート、Ｔ……肉厚差、Ｔａ……定着ベルトの端部の厚さ、Ｔｂ……定着ベルトの中央部の厚さ
【図１】
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【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】
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【図８】
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