(57)【要約】【課題】ベルト定着装置の加熱ベルト脱着時における安全性の向上を図る。【解決手段】加熱ベルト１９において、保護部材である凸型ガイド１９ｂをベルト本体１９ａの下方であってベース層２９に使用される金属材料のエッジ部分より延出させるように貼付し、加熱ベルト１９の脱着時に作業者の指等が金属材料のエッジ部分に触れることのない構造とした。これにより、加熱ベルト１９の脱着時に作業者が金属材料のエッジに触れることによるケガの発生を防止することができ、安全性を向上させることが可能になる。【選択図】　　図３
2004109648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に回転駆動する定着ローラと、
発熱体を有し回転自在に取り付けられている加熱ローラと、
異種材料によって層構造が形成されその下層となるベース層が金属材料で形成されており、前記定着ローラと前記加熱ローラとの間に張設され、前記加熱ローラが有する前記発熱体によってその表面が加熱されてその熱を前記定着ローラ表面に伝達する加熱ベルトと、
用紙の搬送経路の一部を構成し、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラと圧接し、その圧接する部分にニップ部を形成する加圧ローラと、
前記加熱ベルトの所定の位置において、外部からの接触を防止する保護部材と、
を具備するベルト定着装置。
【請求項２】
前記保護部材は、前記加熱ベルトの端面の少なくとも一部を覆うように形成されている請求項１記載のベルト定着装置。
【請求項３】
前記保護部材は、前記加熱ベルトの前記ベース層である金属材料の下層に設けられており保護層を形成する請求項１記載のベルト定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一記載のベルト定着装置を備え、画像データに基づき電子写真プロセスによって用紙上に画像を形成するプリンタを具備する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱ベルトを回転駆動させて画像の定着を行うベルト加圧方式の定着装置及びその定着装置を用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置等に備えられている定着装置には、用紙の搬送と紙面上に形成された画像の定着とを行うシームレスの加熱ベルト（継ぎ目無しベルト）が複数のローラ間に張設されており、加熱ベルトを介して加圧するベルト加圧方式による定着装置と、定着ローラ内に発熱装置が備えられているローラ加圧方式がある。
【０００３】
ベルト加圧方式を採用するベルト定着装置では、複数の異種材料が層構造を成して形成されている加熱ベルトが用いられているものもある。このような加熱ベルトは、その内周面に下方へ突出する凸型ガイドが樹脂材料によって形成され、接着剤等の接着部材によって下層であるベース層の金属材料と接着されている。このとき、凸型ガイドは、その外側端面の位置と加熱ベルトの端面の位置とを合わせて貼付されるか、若しくは加熱ベルトの端面より内側に貼付される。また、この凸型ガイドは、ローラに対する加熱ベルトの片寄りを防止する機能を備えている。
【０００４】
このような構造を有するベルト定着装置の一例として、加熱ベルトに張力を付加するテンションローラと駆動ローラとの平行度により加熱ベルトの片寄り量を求め、その片寄り量に基づいてテンションローラの駆動ローラに対する平行度を変更することにより、ベルトの片寄りを制御するベルト定着装置が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３２４８０号公報（第２頁−第４頁、図３、図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
複数の異種材料が層構造を成して形成されている加熱ベルトには、ベース層に板厚の薄い金属材料を用いる場合がある。この金属材料のエッジ部分は、板厚が薄いことが原因となって鋭利に形成されており、またこのエッジ部分は加熱ベルトの製作段階において、加熱ベルトの端面から延出する場合が生じる。このため、ベルト定着装置製作時やメンテナンス時において、加熱ベルトの脱着を行う際に作業者が加熱ベルトの端面に触れると金属材料のエッジに触れ、それによってケガをするおそれがあり、安全性に問題がある。
【０００７】
また、金属材料は、弾性材料と比較すると変形しにくい特性を有するので、大きな力で曲げようとすると金属材料の表面に細かい傷が生じ、それが原因となって金属材料に亀裂の生じるおそれがある。このような亀裂が生じると、亀裂部分に過大な応力が生じるため、加熱ベルトの耐久性が衰えるという問題点を有する。さらに、加熱ベルトの亀裂が生じた部分には鋭利なエッジが形成されるので、メンテナンス時等において加熱ベルトの脱着を行う際に、作業者がケガをするおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、例えばメンテナンス時等におけるケガの発生を未然に防ぐことにより、安全性を向上させることである。
【０００９】
本発明の目的は、金属材料の亀裂の発生を防止させることにより、加熱ベルトの信頼性及び耐久性を向上させることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、軸方向に回転駆動する定着ローラと、発熱体を有し回転自在に取り付けられている加熱ローラと、異種材料によって層構造が形成されその下層となるベース層が金属材料で形成されており、前記定着ローラと前記加熱ローラとの間に張設され、前記加熱ローラが有する前記発熱体によってその表面が加熱されてその熱を前記定着ローラ表面に伝達する加熱ベルトと、用紙の搬送経路の一部を構成し、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラと圧接し、その圧接する部分にニップ部を形成する加圧ローラと、前記加熱ベルトの所定の位置において、外部からの接触を防止する保護部材とを具備する。
【００１１】
したがって、加熱ベルトに保護部材が取り付けられ、保護部材は、加熱ベルトの所定の位置において、外部からの接触を防止する構造としたので、加熱ベルトの取扱いにおいて危険と思われる箇所に予め保護部材を取り付けることにより、例えば製作時やメンテナンス時において、加熱ベルトの脱着を行う際に作業者が誤って金属材料のエッジ部に触れることによるケガの発生を未然に防ぐことができ、安全性を向上させることが可能になる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記保護部材は、前記加熱ベルトの端面の少なくとも一部を覆うように形成されている。
【００１３】
したがって、保護部材が加熱ベルトの端面の少なくとも一部を覆うように形成され、それを加熱ベルトの端面に取り付けることにより、加熱ベルトを形成する金属材料のエッジ部分が完全に露出しなくなるので、例えば製作時やメンテナンス時において、ベルト脱着を行う際に作業者が誤って金属材料のエッジ部に触れることによるケガの発生を完全に防ぐことができ、安全性を更に向上させることが可能になる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記保護部材は、前記加熱ベルトの前記ベース層である金属材料の下層に設けられており保護層を形成する。
【００１５】
したがって、加熱ベルトのベース層を形成する金属材料の下層に保護層を形成することにより、ベース層を形成する金属材料の両面が保護されるので、金属材料の表面に生じる細かい傷やそれによって生じる亀裂の発生を防ぐことが可能になりベルトの信頼性や耐久性を向上させることが可能になるとともに、加熱ベルトの取扱い時において金属材料に生じた亀裂によるケガの発生を防ぐことができ、安全性を向上させることが可能になる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載のベルト定着装置を備え、画像データに基づき電子写真プロセスによって用紙上に画像を形成するプリンタを具備する。
【００１７】
したがって、請求項１ないし３のいずれか一記載のベルト定着装置を具備することにより、ベルト脱着時におけるケガの発生を防止し、安全性を向上させることが可能になるので、画像形成装置製作時やメンテナンス時における安全性及び作業効率を向上させることが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は、本実施の形態であるベルト定着装置を備える画像形成装置の適用例である複写機の構成について示す縦断側面図である。
【００１９】
本実施の形態である複写機１は、スキャナ２、プリンタ３及び給紙装置４から構成されている。
【００２０】
スキャナ２は、原稿の画像を露光して得られる反射光に基づいて信号を読み取る光学部材５、原稿を載置するコンタクトガラス６及び搬送可能な原稿を自動搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）７から構成されている。
【００２１】
プリンタ３は、感光体８を中心として、感光体８の表面を一様に帯電させる帯電装置９、スキャナ２の光学部材５により読み取られた画像信号に基づいて、一様に帯電する感光体の表面を露光し静電潜像を形成する露光装置１０、静電潜像を顕像化するフルカラー現像装置１１、顕像化された画像を中間転写ベルト１２の表面上に一次転写する中間転写装置１３、一次転写後、感光体８の表面に付着したトナー等を掻き落とすクリーニング装置１４から構成されている。
【００２２】
給紙装置４は、用紙をストックする給紙トレイ１５、用紙が搬送される搬送経路１６、搬送経路１６の一部を構成し中間転写ベルト１２の表面上に転写されたカラー画像を用紙上に転写する転写装置１７、転写装置１７によって転写されたカラー画像を用紙上に定着させるベルト定着装置１８（図１では簡略化して示している）から構成されている。
【００２３】
次いで、ベルト定着装置の構成について、図２に基づいて説明する。図２は、ベルト定着装置の構成について示す縦断側面図である。なお、本実施の形態で用いる定着ベルトは、オイルレス定着ベルトを用いる。オイルレス定着ベルトには、オイルを含まない定着ベルトのほか、微量のオイルを含浸させた定着ベルトも含むものとする。
【００２４】
ベルト定着装置１８は、加熱ベルト１９、定着ローラ２０、発熱体２１を有する加熱ローラ２２、張設手段であるバネ２３を有するテンションローラ２４、発熱体２１を有する加圧ローラ２５から構成されている。
【００２５】
加熱ベルト１９は、定着ローラ２０と加熱ローラ２２との間に張設されている。また、加熱ベルト１９には、テンションローラ２４を介して、張設手段であるバネ２３によって常に張力が付加され弛まないようにしている。加熱ベルト１９は、加熱ローラ２２に設けられている発熱体２１によって、その表面が加熱される。
【００２６】
定着ローラ２０は、搬送経路１６の上方に位置づけられている。定着ローラ２０の回転軸には、例えば図示しないモータのような駆動装置が取り付けられている。
【００２７】
加圧ローラ２５は、定着ローラ２０の下方に位置し、搬送経路１６の一部を構成する。また、図示しないバネのような加圧手段によって搬送経路１６が設けられている方向（図２においては上向き）に力が付加されており、加圧ローラ２５の外周面上部と定着ローラ２０の外周面下部とは、加熱ベルト１９を介して常に圧接している。その圧接する部分には、用紙に形成されたカラー画像を定着させるニップ部２６（図２の矢印部分）が形成されている。また、加圧ローラ２５には、発熱体２１が設けられておりその表面が加熱される。
【００２８】
次いで、加熱ベルトの構成及び加熱ベルトと定着ローラとの位置関係について、図３及び図４に基づいて説明する。図３は、加熱ベルトの構造を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は縦断正面図、図４は、加熱ベルトと定着ローラとの位置関係について示す縦断正面図である。
【００２９】
加熱ベルト１９は、ベルト本体１９ａと保護部材である凸型ガイド１９ｂとから構成されている。ベルト本体１９ａは、異種材料を貼付した層構造を成している。例えば、加熱ベルト１９の表面に位置する表層２７にはＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）等のような樹脂材料、中間層２８にはシリコンゴム等のような弾性材料、ベース層２９にはニッケル等のような金属材料が用いられている。ベース層２９の下部には、シリコンゴム等のような弾性材料から形成されている凸型ガイド１９ｂが、接着剤等の接着部材３０によって貼付されている。このとき、凸型ガイド１９ｂは、図３（ｂ）に示すように、加熱ベルト１９の軸方向における左右両端に、またベルト本体１９ａの端面から軸方向に延出するように貼付されている。また、定着ローラ２０は、加熱ベルト１９の軸方向における左右両端に形成されている凸型ガイド１９ｂの内側に設けられている。なお、定着ローラ２０の回転時において、凸型ガイド１９ｂは、加熱ベルト１９の片寄りを防止するガイドとしての機能も有する。
【００３０】
このような構成において、用紙上に転写されたトナー画像がベルト定着装置１８によって定着されるプロセスについて説明する。
【００３１】
用紙上に形成されたカラー画像を定着させる際は、加熱ベルト１９及び加圧ローラ２５は、予め発熱体２１によって加熱されている。なお、加熱ベルト１９の加熱は、加熱ローラ２２を介して行われている。次に、定着ローラ２０の回転に伴い、加熱された加熱ベルト１９及び加圧ローラ２５は回転動作を行う。用紙上に形成されたカラー画像は、定着ローラ２０と加圧ローラ２５とが圧接するニップ部２６を通過する際、用紙上に形成されたカラー画像は、ニップ部２６で加えられる圧力と熱によって用紙上に定着される。
【００３２】
次いで、加熱ベルト１９を脱着する際に、本実施の形態による加熱ベルトを用いると安全性が向上する理由について説明する。
【００３３】
前述したように、加熱ベルト１９のベルト本体１９ａは、複数の異種材料が層構造をなして構成されており、本実施の形態のように、ベース層には金属材料が用いられる場合もある。この場合、ベース層に用いられる金属材料の板厚は数十μｍ程度であり、非常に薄く形成されている。
【００３４】
しかし、加熱ベルト１９は、それぞれの材料を貼付して形成するため、製作段階において金属材料のエッジ部分が露出した状態でベルト本体１９ａが形成される場合もある。このような場合は、メンテナンス等で加熱ベルト１９を取り外す際に、露出したエッジ部分で指を切る等のケガを伴いやすく、必ずしも安全とは言えない場合がある。
【００３５】
本実施の形態の加熱ベルト１９によって形成される凸型ガイド１９ｂを露出する金属材料のエッジ部分より延出させて貼付する。これにより、金属材料のエッジ部分に作業者の指等が触れないようにする効果を有する。
【００３６】
したがって、メンテナンス時に加熱ベルト１９の脱着を行う際においても、作業者の指等が金属材料のエッジ部分に触れることが減少するので、安全性を向上させることが可能となる。
【００３７】
次いで、本発明の第二の実施の形態について、図５に基づいて説明する。
【００３８】
図５は、本実施の形態であるベルト定着装置のうち、凸型ガイドの構造について示す斜視図、図６は、図５で図示した凸型ガイドとベルト本体との位置関係について示す縦断側面図である。なお、第一の実施の形態と同一の部分については、その説明を省略し、同一の符号を用いる。
【００３９】
本実施の形態であるベルト定着装置１８に用いられている加熱ベルト１９は、ベルト本体１９ａ及び凸型ガイド３１から構成されている。凸型ガイド３１は、図５に示すように断面がコの字型を有しており、溝３２が形成されている。凸型ガイド３１は、溝３２とベルト本体１９ａの端部とが嵌合可能な形状を有しており、接着剤等の接着部材３０によって接着が可能である。これらを接着する際、接着部材３０は、溝３２のうちベルト本体１９ａの表面及び裏面と接触する接着面３３に設けられる。また、凸型ガイド３１は、溝３２が形成されている端面３４と定着ローラ２０の端面とが接触することによって、ベルト回転時における加熱ベルト１９の片寄りを防止する機能も有する。
【００４０】
このような構成において、凸型ガイド３１はベルト本体１９ａに対して、図６に示すように取り付けられる。つまり、凸型ガイド３１の溝３２とベルト本体１９ａとは嵌合可能な構造を有しているので、これらを嵌合させ、接着部材３０で接着することにより、ベルト本体１９ａの端面を全体的に覆うことが可能になる。したがって、ベルト本体１９ａの製作段階等において露出する金属材料のエッジによって作業者がケガをすることが一切なくなるので、より安全性を向上させることが可能になる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、接着面３３を２箇所としているが、接着面をどちらか一方の面のみとしてもよい。
【００４２】
本実施の第３の実施の形態を図７に基づいて説明する。図７は、本実施の形態であるベルト定着装置のうち、加熱ベルトの構造について示す縦断側面図である。なお、第一の実施の形態と同一の部分については、その説明を省略し、同一の符号を用いる。
【００４３】
本実施の形態であるベルト定着装置１８に用いられている加熱ベルト３５は、異種材料が四層構造を成しており、ベース層２９の下方に保護層３６が形成されている。したがって、表層２７にはＰＦＡ等のような樹脂材料、中間層２８にはシリコンゴムのような弾性材料、ベース層２９にはニッケルのような金属材料、保護層３６にはポリイミドのような樹脂材料が用いられている。
【００４４】
このような構成において、加熱ベルト３５は金属材料を用いたベース層２９の下層に保護層３６を設け、樹脂材料によって金属材料を保護するように形成されているので、金属材料の両面を保護することが可能になると共に、金属材料の表面における亀裂の発生を防止し、ベルトの耐久性及び信頼性を向上させることが可能になる。また、亀裂が発生した場合であっても、亀裂によって生じる金属材料のエッジがむき出しになることがないので、メンテナンス時等において、加熱ベルトを安全に取扱うことが可能になる。
【００４５】
加熱ベルトを四層とし、ベース層の下方に保護層を設けた理由について説明する。
【００４６】
金属材料は、弾性材料や樹脂材料と比較すると、曲げ等による変形量が少ないため、無理な力を金属材料に付加すると、その表面に亀裂や割れが生じやすいという特性や、金属材料の表面に発生する亀裂や割れは金属材料の両面に弾性材料が接着されている状態と金属材料の表面がむき出しの状態とを比較すると、後者の方が亀裂の発生が伴いやすいという特性を有する。金属材料の表面に亀裂や割れが生じると、割れ等によって生じる新たなエッジがむき出しになり、そのエッジによって定着ローラ２０等の表面を損傷させるおそれや、メンテナンス時等に加熱ベルトを脱着させる際の安全性を損ねるおそれがある。
【００４７】
本実施の形態である加熱ベルト３５は、ベース層２９の下層に樹脂材料を貼付することにより保護層３６が形成されている。つまり、金属材料の両面に樹脂材料等が貼付された状態になる。このことにより、金属材料の表面には亀裂等の発生を抑制することが可能になると共に、仮に亀裂等が発生した場合であっても金属材料の両面には樹脂材料等が貼付されているので、亀裂等による周辺部材を損傷させるおそれやメンテナンス時に加熱ベルト３５を脱着させる際の安全性を損ねるおそれを解消することが可能になる。また、金属材料の表面に生じる亀裂等を防止することが可能になるので、加熱ベルト３５の耐久性も向上させることが可能になる。
【００４８】
なお、本実施の形態ではベルト本体のみの構造について説明したが、ベルト本体の下方に第一の実施の形態及び第二の実施の形態で説明した凸型ガイドを設けることにより、より安全性を向上させると共に加熱ベルトの片寄り防止を実現させることが可能である。
【００４９】
これらの実施例では、画像形成装置として複写機への適用例として説明したが、プリンタ単体であっても同様に適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、加熱ベルトに保護部材が取り付けられ、保護部材は、加熱ベルトの所定の位置に取り付ける構造としたので、例えば製作時やメンテナンス時において、加熱ベルトの脱着を行う際に作業者が誤ってケガをすることを未然に防ぐことができ、安全性を向上させることが可能になる。
【００５１】
請求項２記載の発明によれば、保護部材が加熱ベルトの端面の少なくとも一部を覆うように形成されており、それを加熱ベルトの端面に取り付けることにより、加熱ベルトを形成する金属材料のエッジ部分が完全に露出しなくなるので、例えば製作時やメンテナンス時において、ベルト脱着を行う際に作業者が誤って金属材料のエッジ部に触れることによるケガの発生を完全に防ぐことができ、安全性を更に向上させることが可能になる。
【００５２】
請求項３記載の発明によれば、加熱ベルトのベース層を形成する金属材料の下層に保護層を形成することにより、ベース層を形成する金属材料の両面が保護されるので、金属材料の表面に生じる細かい傷やそれによって生じる亀裂の発生を防ぐことが可能になり、ベルトの信頼性や耐久性を向上させることが可能になるとともに、加熱ベルトの取扱い時において金属材料に生じた亀裂によるケガの発生を防ぐことができ、安全性を向上させることが可能になる。
【００５３】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載のベルト定着装置を具備することにより、ベルト脱着時におけるケガの発生を防止し、安全性を向上させることが可能になるので、画像形成装置製作時やメンテナンス時における安全性及び作業効率を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態である複写機の構成について示す縦断側面図である。
【図２】本実施の形態であるベルト定着装置の構成について示す縦断側面図である。
【図３】本実施の形態であるベルト定着装置の加熱ベルトの構造を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は縦断正面図である。
【図４】本実施の形態であるベルト定着装置の加熱ベルトと定着ローラとの位置関係について示す縦断正面図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態であるベルト定着装置の凸型ガイド（保護部材）の構造について示す斜視図である。
【図６】本実施の形態であるベルト定着装置の凸型ガイドとベルト本体と定着ローラとの位置関係について示す縦断側面図である。
【図７】本発明の第三の実施の形態であるベルト定着装置の加熱ベルトの構造について示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１　　複写機
２　　スキャナ
３　　プリンタ
１６　　搬送経路
１８　　ベルト定着装置
１９　　加熱ベルト
１９ａ　　凸型ガイド（保護部材）
２０　　定着ローラ
２１　　発熱体
２２　　加熱ローラ
２５　　加圧ローラ
２６　　ニップ部
２９　　ベース層
３１　　凸型ガイド（保護部材）
３５　　加熱ベルト
３６　　保護層
【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】
2004109648.tif 000008
【図７】
2004109648.tif 000009