(57)【要約】【課題】定着部材を所定の温度にすばやく到達させることができ、かつ、定着部材を所定の回転軌跡で安定的に回転させることができる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】ガイド手段４５は、軸方向一端と他端とにガイド部材４５１を有している。各ガイド部材４５１は、定着ベルト４２の内周面に接触して、定着ベルト４２をガイドするガイド部４５１ａを有している。ガイド部４５１ａの所定の箇所には、磁石４６が設けられ、定着ベルト４２のガイド部４５１ａと対向する箇所には、常磁性体または強磁性体からなる磁性体部４２ｄが設けられている。【選択図】図２
2012145714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端状の回転可能な定着部材と、
上記定着部材に対向するように設けられ上記定着部材の外周面に対して加圧される回転駆動可能な加圧部材と、
上記定着部材を介して上記加圧部材からの加圧を受けることにより、記録媒体が通過する定着ニップ部を形成するニップ形成手段と、
上記定着部材の内周面に囲まれた内部空間に設けられ上記定着部材を加熱する加熱手段と、
上記定着部材の内周面と対向し、上記定着部材が所定の回転軌跡で回転するようガイドするガイド手段とを備えた定着装置において
上記ガイド手段は、上記定着部材の内周面の両端部のみと対向するよう構成されており、
上記定着部材の上記ガイド手段との対向部および上記ガイド手段の一方に磁石を設け、他方に上記磁石と引き合う磁性体または磁石を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と接触する箇所に上記磁石を設け、
上記定着部材の上記ガイド手段との対向部分に常磁性体または強磁性体を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１の定着装置において、
上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と接触する面の裏面に上記磁石を設け、
上記定着部材の上記ガイド手段との対向部分に常磁性体または強磁性体を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１の定着装置において、
上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と対向する箇所に上記磁石を内包し、
上記定着部材の上記ガイド手段との対向部分に常磁性体または強磁性体を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの定着装置において、
上記磁石を、上記ガイド手段の所定の箇所に配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５の定着装置において、
上記定着ニップ部を通過した上記記録媒体の先端を上記定着部材から分離する分離部材を設け、
上記磁石を、上記分離部材と上記定着部材を介して対向する位置に配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項５または６の定着装置において、
上記磁石を定着ニップ部の入口近傍に配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項５乃至７いずれかの定着装置において、
上記定着部材の温度を検知する温度検知手段を備え、
上記磁石を上記温度検知手段が配設された箇所と円周方向同じ位置に配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１の定着装置において、
上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と対向する箇所に常磁性体または強磁性体を設け、
上記定着部材の内周面の上記ガイド手段との対向部分に上記磁石を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１の定着装置において、
上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と対向する箇所に常磁性体または強磁性体を設け、上記定着部材の中間層の上記ガイド手段との対向部分に上記磁石を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかの定着装置において、
上記磁石の周囲に断熱部材を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、
上記画像形成部で形成された上記記録媒体上の画像を定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置において、
上記定着装置として、請求項１乃至１１のいずれかの定着装置を用いた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、定着装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、可撓性の無端ベルト部材である定着ベルトを無張架状態で回転させる定着装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の定着装置は、定着ベルトに内包され、定着ベルトを加熱する加熱手段と、回転駆動する加圧部材たる加圧ローラに圧接して定着ニップを形成するニップ形成手段とを備えている。また、この定着装置には、ベルト幅方向に延び定着ベルトの内周面と対向して、定着ベルトが所定の回転軌跡で回転するようガイドするガイド部材を備えている。
【０００３】
加圧ローラから回転駆動力を受け所定の回転軌跡で回転している定着ベルトに何らかの力が生じ、波打ちが発生しようとすると、定着ベルトがガイド部材に突き当り、波打ちが規制される。これにより、定着ベルトを所定の回転軌跡で安定的に回転させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ガイド部材は、定着ベルトの内周面とベルト幅方向全域で対向させる構成であり、熱容量が多い。このため、加熱手段の熱がガイド部材に奪われ、定着ベルトの昇温を阻害していた。その結果、定着ベルトが所定の温度に到達するまでの時間がかかり、ファーストプリント開始まで時間がかかるという課題があった。
【０００５】
そこで、ガイド部材を定着ベルトの内周面における両端部のみに対向させるように構成し、ガイド部材の熱容量を、定着ベルトの内周面とベルト幅方向全域で対向させる構成のガイド部材よりも少なくすることも考えられる。しかし、このような形状にすると、定着ベルトに波打ちが発生しようとしたとき、ベルト幅方向中央部には、このような波打ちを規制する部材がない。このため、ベルト幅方向中央部に波打ちが生じ、その波打ちの影響がベルト端部まで及んで、結果的に定着ベルト幅方向全体で波打ちが生じ、定着ベルトが、所定の回転軌跡で安定的に回転しなくなるという課題が生じてしまう。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、定着部材を所定の温度にすばやく到達させることができ、かつ、定着部材を所定の回転軌跡で安定的に回転させることができる定着装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、可撓性を有する無端状の回転可能な定着部材と、上記定着部材に対向するように設けられ上記定着部材の外周面に対して加圧される回転駆動可能な加圧部材と、上記定着部材を介して上記加圧部材からの加圧を受けることにより、記録媒体が通過する定着ニップ部を形成するニップ形成手段と、上記定着部材の内周面に囲まれた内部空間に設けられ上記定着部材を加熱する加熱手段と、上記定着部材の内周面と対向し、上記定着部材が所定の回転軌跡で回転するようガイドするガイド手段とを備えた定着装置において上記ガイド手段は、上記定着部材の内周面の両端部のみと対向するよう構成されており、上記定着部材の上記ガイド手段との対向部および上記ガイド手段の一方に磁石を設け、他方に上記磁石と引き合う磁性体または磁石を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と接触する箇所に上記磁石を設け、上記定着部材の上記ガイド手段との対向部分に常磁性体または強磁性体を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の定着装置において、上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と接触する面の裏面に上記磁石を設け、上記定着部材の上記ガイド手段との対向部分に常磁性体または強磁性体を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の定着装置において、上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と対向する箇所に上記磁石を内包し、上記定着部材の上記ガイド手段との対向部分に常磁性体または強磁性体を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの定着装置において、上記磁石を、上記ガイド手段の所定の箇所に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の定着装置において、上記定着ニップ部を通過した上記記録媒体の先端を上記定着部材から分離する分離部材を設け、上記磁石を、上記分離部材と上記定着部材を介して対向する位置に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の定着装置において、上記磁石を定着ニップ部の入口近傍に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５乃至７いずれかの定着装置において、上記定着部材の温度を検知する温度検知手段を備え、上記磁石を上記温度検知手段が配設された箇所と円周方向同じ位置に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１の定着装置において、上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と対向する箇所に常磁性体または強磁性体を設け、上記定着部材の内周面の上記ガイド手段との対向部分に上記磁石を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１の定着装置において、上記ガイド手段の上記定着部材の内周面と対向する箇所に常磁性体または強磁性体を設け、上記定着部材の中間層の上記ガイド手段との対向部分に上記磁石を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかの定着装置において、上記磁石の周囲に断熱部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、上記画像形成部で形成された上記記録媒体上の画像を定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置において、上記定着装置として、請求項１乃至１１のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、定着部材の両端部を、磁力によりガイド部材に引き付けている。これにより、定着部材幅方向中央部に定着部材の波打ちを規制する部材がなく、定着部材幅方向中央部に波打ちが発生しようとしても、次のような作用により、定着部材の波打ちを抑制することができる。すなわち、定着部材の幅方向中央部に波打ちが発生しようとして、両端部を幅方向中央部側へ引き寄せる力などが生じても、磁力により定着部材の両端部を幅方向所定位置に留めることができ、結果的に定着部材の波打ちを抑制することができるのである。従って、ガイド手段を、定着部材の内周面における両端部にのみ対向させる構成でも、良好に定着部材の波打ちを抑制することができ、定着部材を所定の回転軌跡で安定的に回転させることができる。
また、定着部材を外側に湾曲させるような力が生じたとしても、磁力により定着部材の両端部がガイド部材から離間することがなく、これにより、定着部材が、外側へ大きく振れるのも抑制することができる。
また、ガイド手段を、定着部材の内周面における両端部にのみ対向させる構成としたので、ガイド手段を、定着部材の内周面における幅方向全域にわたって対向させる構成した特許文献１に記載の定着装置に比べて、ガイド手段の熱容量を低減することができる。これにより、定着部材を所定の温度にすばやく到達させることができ、特許文献１の定着装置に比べて、ファーストプリント開始時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る定着装置の概略構成図。
【図３】（ａ）は、ガイド部材の斜視図であり、（ｂ）は、ガイド部材の正面図。
【図４】定着ベルトの断面図。
【図５】ガイド部の対向面の裏面に磁石を設けた構成例を示す図。
【図６】ガイド部に磁石を内包した構成例を示す図。
【図７】ガイド部の分離板との対向位置に磁石を設けた構成例を示す図。
【図８】ガイド部の定着ニップ部入口近傍に磁石を設けた構成例を示す図。
【図９】ガイド部の温度センサと定着ベルトを介して対向する位置に磁石を設けた構成例を示す図。
【図１０】定着ベルトの弾性層に磁石を設けた構成の定着ベルトの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照にして本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図１に示すように、画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の複数色からなるカラートナー像が形成される像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト１と、カラートナー像用の各色トナーを補給するトナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋとを、画像形成装置本体内に収納するように構成されている。中間転写ベルト１は張架ローラ１ａや中間転写ベルト駆動ローラ１ｂなどにより回転可能に張架されており、中間転写ベルト駆動ローラ１ｂが図中反時計回りに回転することで中間転写ベルト１も図中反時計回りに回転する。
【００１１】
また、画像形成装置は、画像形成装置本体の下部の給紙トレイ８に積載されて収納された記録紙Ｓを、中間転写ベルト１に対向する二次転写位置に所定のタイミングで搬送し、中間転写ベルト１上のカラートナー像を記録紙Ｓに転写しさらに記録紙Ｓ上のカラートナー像を定着させて、定着後の記録紙Ｓを上部から排出するように構成されている。すなわち、画像形成装置の下部から上部に掛けて、１枚の記録紙Ｓをフィードする給紙コロ７と、トナー像転写用の搬送タイミングを確保するレジストローラ対６と、中間転写ベルト１に接するように中間転写ベルト駆動ローラ１ｂと対向配置され中間転写ベルト１との間に所定圧を確保した二次転写ニップを形成した２次転写ローラ５と、所定に加熱および加圧する定着装置４と、記録紙Ｓを装置外部に排出する排紙ローラ対３とが配置されており、記録紙Ｓに対して、これらのコロやローラによって形成した搬送経路を搬送する過程で、順次、二次転写ニップにより中間転写ベルト１からトナー像を転写し、定着装置４により記録紙Ｓ上に転写したトナー像を定着している。
【００１２】
カラー画像を形成するための各色を担当してその色のトナー像を形成する４つのカラー画像形成部である画像ステーションとしてプロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋは、図中の斜め左上がりに傾斜して配設された中間転写ベルト１の長手方向に沿って配置されている。これらのプロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋからなる各画像ステーションには、像担持体として感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋをそれぞれ有している。
【００１３】
また、各感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋは、中間転写ベルト１を介して一次転写ローラ１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋに所定圧を確保して接している。感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの回りには、それぞれ専用の帯電装置１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｋと、現像手段としての現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋと、感光体をクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーニング装置１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋとを有している。
【００１４】
プロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋの下方には、各感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの表面をレーザー光によって所定に露光させて静電潜像を書き込む書き込みユニット９が配置されている。
【００１５】
また、中間転写ベルト１の長手方向の一方の端部側には、中間転写ベルト１上の残留トナーを収集してクリーニングするクリーニング手段であるベルトクリーニング装置１２が、中間転写ベルト１を介して張架ローラ１ａに対向して設けられている。
【００１６】
現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋにトナーを供給するトナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、装置内の上部で図中の左側から右側に順次、複数個、配置され、画像形成装置本体に着脱して交換可能に設けられている。これら複数のトナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋそれぞれには、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーが充填されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋから図示しない搬送経路を介して、各トナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対応した各色の現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋにトナー供給可能に接続され、所定の補給量だけ各色のトナーが補給される。
【００１７】
このように構成された画像形成装置では、記録紙Ｓが給紙コロ７でフィードされ、その先端がレジストローラ対６まで到達すると、記録紙Ｓの先端が図示しないセンサによって検知される。そして、この検出信号に基づき同期のタイミングを取りながら、レジストローラ対６によって記録紙Ｓを２次転写ローラ５と中間転写ベルト１とにより形成したニップに搬送し、中間転写ベルト１から記録紙Ｓに中間転写ベルト１上に形成した画像を２次転写する。
【００１８】
感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋは、あらかじめ帯電装置１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｋによって一様に帯電され、次に書き込みユニット９によって画像データに基づいてレーザー光が露光走査され、感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋにより現像され、これにより感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。次に、一次転写ローラ１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋに電圧が印加され各感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ上のトナーが、中間転写ベルト１上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト１の送り方向における上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト１上に形成されたトナー画像は、２次転写ローラ５が対向する二次転写位置まで搬送され、記録紙Ｓに２次転写される。各色からなるカラートナー像が転写された記録紙Ｓは定着装置４に搬送されてそのトナー像が圧力と熱とにより定着され、排紙ローラ対３で排紙される。
【００１９】
図２に定着装置４の拡大図を示す。
定着装置４内には、回転駆動する加圧部材である加圧ローラ４１や、無端状定着部材である定着ベルト４２などが設けられている。また、定着ベルト４２内には、加熱手段たる熱源４３と、ニップ形成手段４４と、定着ベルト４２の内周面の両端部のみに対向し、定着ベルト４２が所定の回転軌跡で回転するようガイドするガイド手段４５を備えている。
【００２０】
熱源４３は、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、その両端部が定着装置４の側板に固定されている。そして、装置本体の電源部により出力制御された熱源４３の輻射熱によって定着ベルト４２がニップ部を除く位置で全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト４２の表面から記録紙Ｓ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、熱源４３の出力制御は、定着ベルト４２表面に対向するサーミスタ等の温度センサ（図９参照）によるベルト表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。また、このような熱源４３の出力制御によって、定着ベルト４２の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
【００２１】
本実施の形態における定着装置４は、定着ベルト４２の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、定着ベルト４２が周方向にわたってほぼ全体的に加熱されるため、装置を高速化した場合であっても定着ベルト４２を充分に加熱することができ、定着不良の発生を抑止することができる。また、効率よく定着ベルト４２を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
【００２２】
定着ベルト４２は、ニッケルやステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属ベルトや、ポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端状ベルトもしくはフィルムである。定着ベルト４２の表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性をもたせている。
【００２３】
ニップ形成手段は、定着装置４に支持された支持部材たる支持ステー４４ｂと、定着ベルト４２を介して加圧ローラ４１と当接する当接部材４４ａとで構成されている。支持ステー４４ｂは、ニップ部を形成する当接部材４４ａを補強・支持するためのもので、定着ベルト４２の内周面側に固設されている。支持ステー４４ｂは、記録紙Ｓ幅方向（以下、主走査方向という）の長さが当接部材４４ａと同等になるように形成されていて、その主走査方向両端部が定着装置４の側板に固定支持されている。支持ステー４４ｂは、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。また、支持ステー４４ｂにおける、熱源４３に対向する面の一部又は全部に、断熱部材を設けたり、ＢＡ処理や鏡面研磨処理を施したりすることもできる。これにより、熱源４３から支持ステー４４ｂに向かう熱（支持ステー４４ｂを加熱する熱）が定着ベルト４２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト４２の加熱効率をさらに向上することができる。
【００２４】
当接部材４４ａは、フッ素ゴムや耐熱性のある樹脂、例えば液晶ポリマーなどをＰＴＥＦシートなどの潤滑シートで巻いて構成されている。当接部材４４ａの定着ベルト４２を介して加圧ローラ４１と当接する当接面４４ｃは、加圧ローラ４１の曲率にならうように軸方向から見たとき凹状に形成されている。これにより、記録紙Ｓは加圧ローラ４１の曲率にならうように定着ニップから送出されるために、定着工程後の記録紙Ｓが定着ベルト４２に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。また、当接部材４４ａを軸方向から見たときの形状を平面状にしてもよい。このように構成することで、定着ニップの形状が記録紙Ｓの画像面に対して略平行になり、定着ベルト４２と記録紙Ｓとの密着性が高まり、定着性が向上する。さらに、定着ニップの出口側における定着ベルト４２の曲率が大きくなるために、定着ニップを抜ける記録紙Ｓを定着ベルト４２から容易に分離することができる。また、当接部材４４ａが、フッ素ゴムなどの弾性部材で構成した場合は、定着ニップに搬送される記録紙Ｓのトナー画像の微小な凹凸に追従できて、良好な定着画像を得ることができる。また、潤滑シートが巻きつけられているため、当接部材４４ａと定着ベルト４２との摺動抵抗が低減される。
【００２５】
加圧ローラ４１は、芯金４１ａである金属ローラの表面にシリコーンゴム層からなる弾性層４１ｂを接着させたものであり、離型性を得るために弾性層４１ｂの外側表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。
【００２６】
また、加圧ローラ４１は図示しないスプリングなどにより定着ベルト４２側に押し付けられており、加圧ローラ４１と定着ベルト４２とが圧接して当接部材４４ａが押しつぶされて変形することにより、定着ニップで所定のニップ幅を得ている。
【００２７】
加圧ローラ４１は、画像形成装置に設けられた図示しないモータや駆動ローラやギヤなどからなる駆動装置により駆動力が伝達され回転し、画像形成装置本体に設けられたＣＰＵやメモリーなどからなる制御部により駆動装置を制御することによって、所定のタイミングで加圧ローラ４１の回転速度であるプロセス線速を自在に変更することができる。
【００２８】
定着ベルト４２は外部のローラにより連れ回り回転し、本実施形態においては加圧ローラ４１が駆動装置により回転し、定着ニップで加圧ローラ４１から定着ベルト４２に駆動力が伝達されることにより定着ベルト４２が回転する。
【００２９】
ガイド手段４５は、軸方向一端と他端とにガイド部材４５１を有している（図３参照）。各ガイド部材４５１は、定着ベルト４２の内周面に接触して、定着ベルト４２をガイドするガイド部４５１ａを有している。軸方向一端部に設けられたガイド部材４５１のガイド部４５１ａは、定着ベルト４２の内周面の一端と対向し、軸方向他端部に設けられたガイド部材４５１のガイド部４５１ａは、定着ベルト４２の内周面の他端と対向している。ガイド部材４５１は、ＰＰＳなどの耐熱性のある材料で形成されており、定着ニップを除く位置で定着ベルト４２の内周面の端部に直接的に対向するように形成されている。各ガイド部材４５１は、定着装置４の側板に固定されている。
【００３０】
本実施形態においては、定着ベルト４２の内周面と対向して、定着ベルト４２が所定の回転軌跡でガイドするガイド部４５１ａが、定着ベルト４２の両端にしかない。このため、ガイド部４５１ａを、ベルト幅方向全体にわたり形成した場合に比べて、ガイド部４５１ａの熱容量を少なくすることができる。これにより、熱源４３の熱が、ガイド部材４５１に奪われるのを抑制することができ、定着ベルト４２を所定の温度に迅速に加熱することができる。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化される。
【００３１】
しかしながら、ガイド部４５１ａを、定着ベルト４２の内周面の両端のみに対向させるようにした場合、ベルト幅方向中央部は、ベルトの波打ちを規制することができない。よって、ベルト幅方向中央部で発生した波打ちが、端部にまで波及して、結果的、定着ベルト４２が大きく波打ってしまう。その結果、記録紙Ｓと定着ベルト４２との分離不良や、画像の乱れ、トルクの上昇などを招いてしまう。
【００３２】
そこで、本実施形態においては、ガイド部４５１ａと定着ベルト４２の内周面のガイド部４５１ａと対向する箇所である両端部のいずれか一方に磁石４６を設け、他方に常磁性体、強磁性体を設け、定着ベルト４２の両端部を磁力によりガイド部４５１ａに引き付けることで、定着ベルト４２の波打ちを抑制する。以下に、具体的に説明する。
【００３３】
図３（ａ）は、ガイド部材４５１の斜視図であり、（ｂ）は、ガイド部材４５１の正面図である。
図３に示すように、ガイド部材４５１は、定着装置４の側板に取り付けられる取り付け部４５１ｂと、定着ベルト４２の内周面の一端と対向するガイド部４５１ａとを備えている。そして、ガイド部４５１ａの所定の位置には、磁石４６が設けられている。磁石４６はサマリウム・コバルト系などが適しており、耐熱性が高いグレードを使用することが望ましい。また、断熱部材としてセラミック系の塗料を磁石４６に塗布してもよい。このように、断熱を施すことで、磁石４６の熱減磁を防止でき、高温下でも磁力の低下を抑えることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、磁石４６は、ガイド部４５１ａのベルト内周面と対向する対向面に設けている。磁石４６は、対向面に磁石４６の厚み分だけの固定溝を設けそこに接着剤で固定されている。また、磁石４６が磨耗した際の交換性を考慮して、耐熱性のある両面テープ（例えばアクリル系など）などで磁石４６を固定溝に固定してもよい。また、磁石４６の定着ベルト４２の内周面と対向する面に、摩擦係数を下げる目的で、フッ素系コーティングを施してもよい。また、この実施形態では、磁石４６は、ガイド部４５１ａの所定の箇所にしか設けてないが、ガイド部４５１ａのベルト摺動部全域に磁石４６を設置した構成でもよい。
【００３５】
図４は、定着ベルト４２の断面図である。
図に示すように、定着ベルト４２は、ニッケル、ＳＵＳ、ポリイミドからなる無端状の基材４２ａの外周面にシリコーンゴムからなる弾性層（中間層）４２ｂが形成され、その弾性層４２ｂの外周面にＰＦＡなどからなる離型層（表面層）４２ｃが形成されている。そして、基材４２ａの両端には、鉄などの強磁性体や常磁性体からなる磁性体部４２ｄが設けられている。この場合、最下層が基材４２ａと磁性体部４２ｄとで構成されるため、端部と中央部とで剛性が異ならないよう、磁性体部４２ｄの剛性と基材４２ａの剛性が近くなるようにするのが望ましい。あるいは、ベルト端部のみではなく、磁性体部４２ｄを長手方向全域に設けてしまってもよい。このように構成することによって、定着ベルト４２が片方に寄ってしまっても定着ベルト４２を規制する磁力の変化を無くすことができる。さらに、摩擦係数を軽減するため、磁性体部４２ｄのガイド部４５１ａと接触する面にフッ素系のコーティングをしてもよい。また、基材４２ａが、ニッケルなどの常磁性体または強磁性体の場合は、基材４２ａをベルト端部まで延設させた構成でもよい。この場合も、定着ベルト４２が片方に寄ってしまっても定着ベルト４２を規制する磁力の変化を無くすことができる。
【００３６】
このように、本実施形態においては、定着ベルト４２の両端部に磁性体部４２ｄが設けられていることで、各ガイド部材４５１のガイド部４５１ａに設けた磁石４６に定着ベルト４２の両端部が吸着した状態で、定着ベルト４２が回転する。定着ベルト４２に定着ベルト４２を外側に変形させる力が生じた場合、定着ベルト４２の両端部は、変形する力に打ち勝って、ガイド部４５１ａに沿って移動する。このように、定着ベルト４２両端部が、磁石４６に吸着されて移動することで、定着ベルト４２を湾曲させる力が生じたとしても、両端部はガイド部４５１ａから離間することなく、ガイド部４５１ａに沿って移動する。これにより、定着ベルト４２が外側に湾曲するのが抑制される。また、定着ベルト４２に内側に変形させるような力が生じて、定着ベルト４２の幅方向中央部が内側へ湾曲しようとしても、両端部は、ベルト幅方向側へ移動することなく、ベルト幅方向所定の位置に留まる。これにより、定着ベルト４２が内側へ湾曲するのが抑制される。このように、定着ベルト４２が外側へ湾曲したり、内側へ湾曲したりするのを抑制することができるので、定着ベルト４２の波打ちや振れを抑制することができ、所定の回転軌跡で、安定的に回転することができる。
【００３７】
また、上記では、ガイド部４５１ａの定着ベルト４２の内周面に対向する対向面に磁石４６を設けているが、図５に示すように、対向面の裏面に磁石４６を設けてもよい。図３の構成では、磁石４６が直接定着ベルト４２と接触するため、強い磁力を得ることができるが、定着ベルト４２と摺擦するため、磨耗してしまう。一方、図５に示すように構成することで、定着ベルト４２と直接接触しないため磁石４６が磨耗することはない。また、磁石４６の磨耗粉などが、回り込むことで発生するトルク上昇や、磨耗粉そのものが記録紙Sに移ってしまうことも防止できる。また、この構成では、磁石４６と定着ベルト４２との距離が離れるため、定着ベルト４２に作用する磁力が弱まる。このため、対向面に設けた構成に比べて、強い磁力の磁石を用いる。
【００３８】
また、図６に示すように、ガイド部４５１ａに磁石４６を内包してもよい。このように、ガイド部４５１ａの磁石を内包させることで、ガイド部４５１ａの対向面や裏面に設けた場合に比べて、熱の伝わりを軽減でき、熱減磁を防止する事ができる。具体的な設置方法としては、インサート成型して磁石４６をガイド部４５１ａの内部に埋め込んでしまう方法が望ましい。これにより、磁石４６の磨耗もなく、かつ定着ベルト４２との距離はある程度近く、熱減磁も防止できるため充分な磁力を確保できる。
【００３９】
また、磁石４６を設ける箇所は、定着ベルト４２に振れや波打ちが発生すると、問題が生じる箇所に設ければよい。このように、定着ベルト４２に振れや波打ちが発生すると、問題が生じる箇所にのみ磁石４６を設けることで、ガイド部４５１ａ全周に磁石４６を設けた場合に比べてトルクの上昇を抑えることができる。具体的には、図７に示すように、分離部材たる分離板４７の当接部４７ｂの近傍に磁石４６を設ける。図７に示すように、分離板４７の略中央には、定着ベルト４２と当接する当接部４７ｂが設けられており、この当接部４７ｂが定着ベルト４２に当接することにより、分離板４７の先端４７ａと定着ベルト４２とのギャップが所定のギャップとなるようにしていている。この当接部４７ｂ近傍で、定着ベルト４２が波打ったり振れたりすると、分離板４７の先端４７ａと定着ベルト４２とのギャップが変動してしまい、良好な分離性が得られなくなってしまう。このため、この分離板４７の当接部４７ｂ近傍に磁石４６を設けることで、定着ベルト４２の当接部近傍が振れたり波打ったりはしなくなり、定着ベルト４２は、両端のガイド部４５１ａに沿って移動する。これにより、分離板４７の先端４７ａと定着ベルト４２とのギャップを所定のギャップに維持することができ、安定した分離性を確保できる。
【００４０】
また、図８に示すように、定着ニップ入口の近傍に磁石４６を配置してもよい。定着ニップの近傍で、定着ベルト４２に振れや波打ちが発生すると、定着ニップ入口近傍で、定着ベルト４２が図示しない加圧ローラ側に膨らんでしまう場合がある。この際、進入してきた記録紙Ｓ上の未定着トナー像と定着ベルト４２とが接触するなどして、画像不良（トナー散り、ミミズ画像）などが生じてしまう。このため、定着ニップ入口近傍に磁石４６を配置して、定着ニップ入口近傍における振れや波打ちを抑制することにより、定着ニップ入口の定着ベルト４２がガイド部４５１ａに対して綺麗に摺接しながら移動する。これにより、定着ニップ入口近傍で、定着ベルト４２が加圧ローラ側に膨らむことによる画像不良を防止する事ができる。
【００４１】
さらに、図９に示すように、定着ベルト４２の温度を検出する温度検知手段たる温度センサ４９と円周方向同じ位置に磁石４６を配置してもよい。定着ベルト４２の温度を測定する差温度センサ４９として用いられる非接触サーミスタなどは、一般的に定着ベルト４２に対して２［ｍｍ］弱程度離した位置設けるのが制御的には理想的である。このため、この温度センサ４９が設けられた位置で定着ベルト４２に波打ちや振れが生じてしまうと、定着ベルト４２と温度センサ４９とのギャップが変動して、精度の高い温度検出ができない。よって、ガイド部４５１ａの温度センサ４９と定着ベルト４２を介して対向する箇所に磁石４６を設けることで、温度センサ４９の測定位置での波打ちや振れが抑制され、定着ベルト４２がガイド部４５１ａに沿って移動する。これにより、定着ベルト４２と温度センサ４９とのギャップを所定のギャップに維持することができ、精度の高い温度検出を行うことができる。
【００４２】
また、上述では、各ガイド部材４５１のガイド部４５１ａに磁石４６を設け、定着ベルト４２の両端部に常磁性体や強磁性体を設けたが、ガイド部材４５１に常磁性体や強磁性体を設け、定着ベルト４２の両端部に磁石４６を設けた構成でもよい。この場合、図７〜図９に示す磁石４６を設けた位置に、常磁性体や強磁性体を設け、図４に示すように、磁性体部４２ｄを、磁石４６に変更する。定着ベルト４２の内周面に磁石４６を配置することで、ガイド部４５１ａとの距離も近く充分な磁力を得ることができる。この場合、最下層が、基材４２ａと磁石４６になるため、端部のみ剛性が変わってしまう。このため、磁石４６の剛性と基材４２ａの剛性が近くなるようにするのが望ましい。あるいは、ベルト端部のみではなく、磁石４６を長手方向全域に設けてしまってもよい。このように構成することによって、定着ベルト４２が片方に寄ってしまっても定着ベルト４２を規制する磁力の変化を無くすことができる。さらに、摩擦係数を軽減するため、磁石４６のガイド部４５１ａと接触する面にフッ素系のコーティングをすることもよい。
【００４３】
また、図１０に示すように、定着ベルト４２の中間層である弾性層４２ｂに磁石４６を設けてもよい。これによって磁石４６とガイド部４５１ａとが直接接触しなくなり磁石４６の磨耗を防止でき、磨耗粉によるトルクの上昇・画像への影響を防止できる。また、磁石４６の角が残っていると角部で弾性層４２ｂの応力集中が発生してしまうため、磁石４６の角は十分にＲ形状を付ける事が望ましい。
【００４４】
また、上述では、定着ベルト４２およびガイド部４５１ａの一方を、強磁性体または常磁性体とし、他方を磁石としているが、両方磁石としてもよい。両方を磁石とすることで、強い磁力で定着ベルト４２の両端部をガイド部４５１ａへ引き付けることができる。
【００４５】
以上、本実施形態の定着装置によれば、可撓性を有する無端状の回転可能な定着部材たる定着ベルト４２と、定着ベルト４２に対向するように設けられ定着ベルト４２の外周面に対して加圧される回転駆動可能な加圧部材たる加圧ローラ４１と、定着ベルト４２を介して加圧ローラ４１からの加圧を受けることにより、記録媒体たる記録紙Ｓが通過する定着ニップ部を形成するニップ形成手段４４と、定着ベルト４２の内周面に囲まれた内部空間に設けられ定着ベルト４２を加熱する加熱手段たる熱源４３と、定着ベルト４２の内周面と対向し、上記定着ベルト４２が所定の回転軌跡で回転するようガイドするガイド手段４５とを備えている。このガイド手段４５は、定着ベルト４２の内周面の両端部のみと対向するガイド部４５１ａを備え、定着ベルト４２のガイド部４５１ａとの対向部およびガイド部４５１ａの一方に磁石４６を設け、他方に磁性体または磁石を設けた。その結果、定着ベルト４２の両端部は、磁力によりガイド部４５１ａに当接して回転する。これにより、上述したように、定着ベルト４２の波打ちや振れが抑制され、定着ベルト４２を所定の回転軌跡で安定的に回転させることができる。
【００４６】
また、図３に示すように、ガイド手段４５の上記定着ベルト４２の内周面と接触する箇所であるガイド部４５１ａの対向面に磁石４６を設け、定着ベルト４２のガイド部４５１ａと対向する箇所に常磁性体または強磁性体からなる磁性体部４２ｄを設けた。これにより、磁石４６を磁性体部４２ｄに直接接触させることができる。よって、強い磁力で定着ベルト４２の両端部をガイド部４５１ａへ引き付けることができる。これにより、波打ちや振れの発生を良好に抑制することができ、安定した定着ベルト４２の回転が可能となる。
【００４７】
また、図５に示すように、磁石４６を、ガイド部４５１ａの対向面の裏面に設けてもよい。このように構成することで、磁石４６の磨耗を防止することができる。
【００４８】
また、図６に示すように、磁石４６をガイド部４５１ａに内包してもよい。このように構成することで、磁石４６の温度上昇を抑えることができ、熱減磁による磁力の低下を抑えることができる。
【００４９】
また、磁石４６を、ガイド部４５１ａの所定の箇所に配置することにより、磁石４６をガイド部４５１ａの円周方向全域に配置した場合に比べて、トルクのロスを少なくすることができる。
【００５０】
また、磁石４６は、図７に示すように、分離部材たる分離板４７と定着ベルト４２を介して対向する位置に配置するのが好ましい。これにより、分離位置で、定着ベルト４２が波打ったり、振れたりするのを抑制することができ、定着ベルト４２がガイド部４５１ａに沿って移動する。その結果、常に定着ベルト４２と分離板４７の先端４７ａとの距離を一定に保つことができ、良好な分離性を確保することができる。
【００５１】
また、磁石４６を、図８に示すように、定着ニップ部の入口近傍に配置してもよい。これにより、定着ニップ入口近傍で、定着ベルト４２が波打ったり、振れたりするのを抑制することができ、定着ベルト４２がガイド部４５１ａに沿って移動する。その結果、記録紙上の未定着トナー像に、定着ベルト４２が触れて、記録紙上の画像を乱してしまうのを抑制することができる。
【００５２】
また、図９に示すように、磁石４６を温度検知手段たる温度センサ４９が配設された箇所と円周方向同じ位置に配置してもよい。これにより、定着ベルト４２の温度センサ４９との対向位置で、定着ベルト４２が波打ったり、振れたりするのを抑制することができ、定着ベルト４２がガイド部４５１ａに沿って移動する。その結果、温度センサ４９と定着ベルト４２とのギャップを所定の関係に維持することができ、精度の高い温度検知を行うことができる。
【００５３】
また、ガイド部４５１ａに常磁性体または強磁性体を設け、定着ベルト４２の内周面のガイド部４５１ａとの対向部分に磁石４６を設けた構成でもよい。この場合も、定着ベルト４２の磁石４６とガイド部４５１ａの磁性体とを直接接触させることができる。よって、強い磁力で定着ベルト４２の両端部をガイド部４５１ａへ引き付けることができる。これにより、波打ちや振れの発生を良好に抑制することができ、安定した定着ベルト４２の回転が可能となる。
【００５４】
また、図１０に示すように、定着ベルト４２の中間層である弾性層４２ｂに磁石４６を設けた構成でもよい。このように構成することで、磁石４６が、ガイド部４５１ａと摺動することがないので、磁石４６の磨耗を防止することができる。
【００５５】
また、磁石４６の周囲に断熱部材を設けることで、磁石４６の熱減磁を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５６】
４：定着装置
４１：加圧ローラ
４２：定着ベルト
４２ａ：基材
４２ｂ：弾性層
４２ｃ：離型層
４２ｄ：磁性体部
４３：熱源
４４：ニップ形成手段
４４ａ：当接部材
４４ｂ：支持ステー
４５：ガイド手段
４６：磁石
４７：分離板
４７ｂ：当接部
４９：温度センサ
４５１：ガイド部材
４５１ａ ガイド部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開２００６−１５３９４８号公報
【図１】
2012145714.tif 000003
【図２】
2012145714.tif 000004
【図３】
2012145714.tif 000005
【図４】
2012145714.tif 000006
【図５】
2012145714.tif 000007
【図６】
2012145714.tif 000008
【図７】
2012145714.tif 000009
【図８】
2012145714.tif 000010
【図９】
2012145714.tif 000011
【図１０】
2012145714.tif 000012