(57)【要約】【課題】固定回転体と移動回転体との間の距離を短くして小型化を図ることが可能なベルト装置を提供する。【解決手段】所定の位置に固定された固定回転体と、固定回転体に対して接近離間する方向に移動可能な移動回転体と、固定回転体と移動回転体によって張架された無端状のベルトと、移動回転体を固定回転体に対して離間する方向に付勢してベルトに対して張力を付与する付勢部材５１とを備えたベルト装置におけるものである。固定回転体と移動回転体の同じ端部側に配設されたそれぞれの軸受２１ａ，２３ａを１つの保持部材３１で同一面上に保持した。さらに、付勢部材５１を、固定回転体と移動回転体との各軸受２１ａ，２３ａの間を除く箇所に配設した。【選択図】図３
2012128333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の位置に固定された固定回転体と、前記固定回転体に対して接近離間する方向に移動可能な移動回転体と、前記固定回転体と前記移動回転体によって張架された無端状のベルトと、前記移動回転体を前記固定回転体に対して離間する方向に付勢して前記ベルトに対して張力を付与する付勢部材とを備えたベルト装置において、
前記固定回転体と前記移動回転体の同じ端部側に配設されたそれぞれの軸受を１つの保持部材で同一面上に保持し、
前記付勢部材を、前記固定回転体と前記移動回転体との各軸受の間を除く箇所に配設したことを特徴とするベルト装置。
【請求項２】
前記付勢部材の付勢力を受けて前記移動回転体を前記固定回転体と離間する方向へ押圧する押圧部材を備え、前記押圧部材は前記移動回転体の軸受に当接して押圧する押圧部を有し、前記押圧部材の構成部分のうち、前記押圧部のみを前記移動回転体と前記固定回転体との各軸受の間に配設した請求項１に記載のベルト装置。
【請求項３】
前記押圧部材が、前記押圧部を複数有する請求項２に記載のベルト装置。
【請求項４】
前記保持部材及び前記押圧部材を、冷間圧延鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、あるいは溶融亜鉛メッキ鋼板で構成した請求項２又は３に記載のベルト装置。
【請求項５】
前記付勢部材が、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネである請求項１から４のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項６】
前記固定回転体及び前記移動回転体の各軸受を、玉軸受、焼結軸受、あるいは樹脂軸受とした請求項１から５のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項７】
所定の位置に固定された定着回転体と、前記定着回転体に対して接近離間する方向に移動可能な加熱回転体と、前記定着回転体と前記加熱回転体によって張架された定着ベルトと、前記加熱回転体を前記定着回転体に対して離間する方向に付勢して前記定着ベルトに対して張力を付与する付勢部材と、前記定着ベルトを介して前記定着回転体に当接して定着ニップを形成する対向部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させてその記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、
請求項１から６のいずれか１項に記載のベルト装置を用い、当該ベルト装置の前記固定回転体を前記定着回転体とし、前記移動回転体を前記加熱回転体とし、前記無端状のベルトを前記定着ベルトとして備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項８】
前記定着ベルトの温度を検知する温度検知手段を、前記定着ベルトの外周側に配設すると共に、前記押圧部材と一体的に構成した請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１項に記載のベルト装置を備え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、ベルト装置、そのベルト装置を備える定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式を利用した画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像、可視化し、現像された画像を転写装置により紙等の記録媒体に転写して画像を担時させ、圧力と熱等を用いる定着装置で記録媒体上のトナー画像を定着する。定着装置は、一般に、対向する一対のローラもしくはベルト等の回転部材又は加圧パッドなどの固定部材、もしくはそれらの組合せにより記録媒体を挟み込み、熱及び又は圧力を加え、トナー画像を記録媒体上に定着させるように構成されている。
【０００３】
また、定着装置として、加熱手段としての加熱ヒータを内包した定着ローラと、それに当接する加圧ローラ等を備えたものが知られている（特許文献１参照）。この定着装置では、未定着トナー画像を担持した記録媒体が、定着ローラと加圧ローラとの当接部である定着ニップに導入されることにより、トナー画像が加熱及び加圧されて記録媒体に定着される。
【０００４】
ところが、上記のような一対のローラで定着ニップを形成する構成の定着装置では、近年の画像形成装置の高速化に対応するのに限度がある。高速化を図ると、ローラ線速が速くなるので、定着に必要な熱量を同量供給するには定着ニップ幅を拡大する必要があるが、ローラ型の定着装置では、定着ローラに加熱ヒータが内包されているため、ローラが大型化し、画像形成装置が大型化してしまう。また、ローラが大型化すると、そのローラの熱容量が大きくなって昇温時間（待機時間）が長くなったり、消費電力が大きくなったりして省エネに反する。
【０００５】
そこで、従来、ローラの代わりにベルトを用いたベルト型の定着装置が提案されている。ベルト型の定着装置は、定着ローラ、加熱ローラ、テンションローラで支持された耐熱性の無端状の定着ベルトを備えており、加熱ローラから定着ローラに伸びるベルト部分に加圧ローラが接触して定着ニップを形成している（特許文献２参照）。このように、ベルト型の定着装置ではローラ型の定着装置に比べてニップ幅を大きく確保することができ、定着ローラから未定着画像に十分な熱量を効率的に付与することが可能となっている。
【０００６】
また、ベルト型の定着装置には、加熱ローラをテンションローラとして用いたものがある（特許文献３参照）。具体的には、定着ローラと加熱ローラとの間に配設されたバネで加熱ローラを定着ベルト側に付勢することにより、定着ベルトにテンションを付与している。この構成の場合、テンションローラを無くすことができるため、上記テンションローラを有する定着装置に比べて、部品点数が少なくなり、低コストとなる利点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような加熱ローラによってテンションを付与する構成は、定着ローラと加熱ローラとの間にバネを配設するため、ローラ間にスペースが必要になり、ローラ間の距離を短くして小型化を図るのが困難であった。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑み、ベルトを張架する回転体同士の距離を短くして小型化を図ることが可能なベルト装置、そのベルト装置を備える定着装置及び画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、所定の位置に固定された固定回転体と、前記固定回転体に対して接近離間する方向に移動可能な移動回転体と、前記固定回転体と前記移動回転体によって張架された無端状のベルトと、前記移動回転体を前記固定回転体に対して離間する方向に付勢して前記ベルトに対して張力を付与する付勢部材とを備えたベルト装置において、前記固定回転体と前記移動回転体の同じ端部側に配設されたそれぞれの軸受を１つの保持部材で同一面上に保持し、前記付勢部材を、前記固定回転体と前記移動回転体との各軸受の間を除く箇所に配設したものである。
【００１０】
付勢部材を、固定回転体と移動回転体との各軸受の間を除く箇所に配設することにより、各軸受間に付勢部材を配設するスペースが必要なくなるので、各軸受同士の距離を縮めることができる。その結果、固定回転体と移動回転体との間の距離も短くなり、小型化を図ることができる。
【００１１】
また、各軸受を１つの保持部材で同一面上に保持しているので、より一層の小型化が図れる。すなわち、固定回転体と移動回転体との各軸受を別々の保持部材に固定し、移動回転体側の保持部材を固定回転体側の保持部材に対して接近離間するように動かす構成の場合は、保持部材同士が干渉する間際までしか軸受間の距離を縮めることができないが、各軸受を１つの保持部材で保持することで、各軸受が互いに干渉する間際までそれらの間の距離を縮めることができる。このため、各軸受を１つの保持部材で同一面上に保持する構成の場合は、固定回転体と移動回転体との距離をさらに縮めることができ、より一層の小型化を図ることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に貴足のベルト装置において、前記付勢部材の付勢力を受けて前記移動回転体を前記固定回転体と離間する方向へ押圧する押圧部材を備え、前記押圧部材は前記移動回転体の軸受に当接して押圧する押圧部を有し、前記押圧部材の構成部分のうち、前記押圧部のみを前記移動回転体と前記固定回転体との各軸受の間に配設したものである。
【００１３】
押圧部材の構成部分のうち、押圧部のみを移動回転体と固定回転体との各軸受の間に配設することにより、各軸受間のスペースの拡大を招くのを防止できる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載のベルト装置において、前記押圧部材が、前記押圧部を複数有するものである。
【００１５】
押圧部材が押圧部を複数有することにより、軸受を安定的に押圧できるようになる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載のベルト装置において、前記保持部材及び前記押圧部材を、冷間圧延鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、あるいは溶融亜鉛メッキ鋼板で構成したものである。
【００１７】
保持部材及び押圧部材の材料として、冷間圧延鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、あるいは溶融亜鉛メッキ鋼板を適用可能である。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のベルト装置において、前記付勢部材が、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネである。
【００１９】
付勢部材として、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネを適用可能である。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のベルト装置において、前記固定回転体及び前記移動回転体の各軸受を、玉軸受、焼結軸受、あるいは樹脂軸受としたものである。
【００２１】
軸受として、玉軸受、焼結軸受、あるいは樹脂軸受を適用可能である。
【００２２】
請求項７の発明は、所定の位置に固定された定着回転体と、前記定着回転体に対して接近離間する方向に移動可能な加熱回転体と、前記定着回転体と前記加熱回転体によって張架された定着ベルトと、前記加熱回転体を前記定着回転体に対して離間する方向に付勢して前記定着ベルトに対して張力を付与する付勢部材と、前記定着ベルトを介して前記定着回転体に当接して定着ニップを形成する対向部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させてその記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、請求項１から６のいずれか１項に記載のベルト装置を用い、当該ベルト装置の前記固定回転体を前記定着回転体とし、前記移動回転体を前記加熱回転体とし、前記無端状のベルトを前記定着ベルトとして備えたものである。
【００２３】
定着装置が、請求項１から６のいずれか１項に記載のベルト装置を用いていることにより、これらベルト装置の上記効果が得られる。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の定着装置において、前記定着ベルトの温度を検知する温度検知手段を、前記定着ベルトの外周側に配設すると共に、前記押圧部材と一体的に構成したものである。
【００２５】
この場合、温度検知手段をベルトの外周側に配設しているので、固定回転体と移動回転体との間の距離を縮めることができる。また、温度検知手段は、押圧部材と一体的に構成されているので、押圧部材が移動回転体に追随して移動する際、温度検知手段も一緒に移動することができる。これにより、温度検知手段は、移動回転体の移動によって変位するベルトとの相対的位置関係を一定に維持することができ、正確な温度検知を行うことが可能となる。
【００２６】
請求項９の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載のベルト装置を備えた画像形成装置である。
【００２７】
画像形成装置が、請求項１から６のいずれか１項に記載のベルト装置を備えることにより、これらベルト装置の上記効果が得られる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、付勢部材を、固定回転体と移動回転体との軸受同士の間を除く箇所に配設し、さらに、同じ端部側の各軸受を１つの保持部材によって同一面上に保持することにより、固定回転体と移動回転体との軸間距離を大幅に縮めることができ、装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】前記画像形成装置に搭載された定着装置の全体構成を示す斜視図である。
【図３】図２において手前側に示す片方の側板の周辺構造を示す図である。
【図４】前記片方の側板のみを示す図である。
【図５】図３の要部を拡大した図である。
【図６】定着装置を図２の矢印Ｃで示す方向から見た図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る定着装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００３１】
まず、図１を参照して、本発明を適用する画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。
【００３２】
具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ３等を備えた帯電装置と、感光体２の表面にトナー（現像剤）を供給する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード５等を備えたクリーニング装置などで構成されている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。
【００３３】
図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００３４】
また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。
【００３５】
４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。
【００３６】
また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。
【００３７】
また、中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。
【００３８】
装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰ等のシート状の記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１５が配設されている。給紙カセット１５には、収容されている記録媒体Ｐを送り出す給紙ローラ１６が設けてある。一方、装置本体１００の上部には、記録媒体を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。
【００３９】
装置本体１００内には、記録媒体Ｐを給紙カセット１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向上流側には一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、定着装置２０が配設されている。
【００４０】
以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置６から各感光体２の帯電面にレーザー光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００４１】
中間転写ベルト８を張架する駆動ローラ９が回転駆動し、中間転写ベルト８を図の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体２上の各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。
【００４２】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１６が回転して、給紙カセット１５から記録媒体Ｐが搬出される。搬出された記録媒体Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録媒体Ｐ上に一括して転写される。その後、記録媒体Ｐは定着装置２０に送り込まれトナー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。そして、記録媒体Ｐは一対の排出ローラ１７によって排紙トレイ１８に排出される。
【００４３】
以上の説明は、記録媒体にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００４４】
次に、画像形成装置本体１００に設置されている定着装置２０の構成及び動作について詳述する。
図１に示すように、定着装置２０は、定着回転体としての定着ローラ２１と、加熱源としてのヒータ２５を内包した加熱回転体としての加熱ローラ２３と、これらのローラ２１，２３に張架された無端状の定着ベルト２４と、定着ベルト２４を介して定着ローラ２１に当接して定着ニップを形成する対向部材（又は加圧回転体）としての加圧ローラ２２等で構成される。
【００４５】
ここで、定着ローラ２１は、アルミニウム、鉄等の金属材料からなる円筒体（肉厚が１ｍｍ、外径が３０ｍｍ）上にシリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の耐熱弾性材料で形成されている（肉厚は数ｍｍ程度）。加熱ローラ２３は、定着装置のウォームアップタイムを短縮するために、小径かつ薄肉の金属パイプを使用して低容量化されている。この金属パイプはアルミニウム、鉄、ステンレス等で構成されたものが用いられるが、ここでは熱伝導性の優れたアルミニウムを用い、外径２０ｍｍ、肉厚１ｍｍのものを使用した。
【００４６】
定着ベルト２４は、ニッケル電鋳シートあるいはポリイミド等の耐熱樹脂フィルム（厚み６０μｍ）の上にシリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の耐熱弾性材料で形成されている（厚み１５０μｍ）。その表層に離型層としてＰＦＡ（４フッ化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樹脂）、ＰＴＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）が数十μｍの厚みで形成されている。
【００４７】
また、上記加熱ローラ２３の内部に配設されたヒータ２５は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０のフレームに固定されている。そして、装置本体１００の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって金属材料からなる円筒体が加熱され、さらに弾性材料、離型層へと熱が伝えられ、記録媒体上のトナー画像に熱が加えられる。
【００４８】
ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２４の表面に接触対向する温度検知手段としてのサーミスタ（不図示）によって、定着ベルト２４の表面温度を検知し、その検知結果に基づいて行われる。詳しくは、サーミスタの検知結果に基づいて定められた通電時間だけ、ヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２４の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。また、定着ベルト２４が高温異常となった場合に、それを検知してヒータ２５の加熱を強制的に停止させる温度検知手段として、サーモスタット（不図示）も配設されている。
【００４９】
続いて、加圧ローラ２２は、金属芯金上にシリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等からなる肉厚が４ｍｍの耐熱弾性材料が形成されたものである。加圧ローラ２２は外径が３５ｍｍ程度に設定されている。なお、弾性材料の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる離型層を設けることもできる。
【００５０】
そして、加圧ローラ２２は加圧手段によって定着ベルト２４を介して定着ローラ２１に圧接する。こうして、加圧ローラ２２と定着ローラ２１との間に、所望のニップ部（定着ニップ）が形成される。ここで、定着ローラ２１は、駆動モータ（不図示）によって回転駆動されるようになっている。
【００５１】
なお、本実施形態においては、加圧ローラ２２を直接的に加熱するヒータ等の加熱手段を設置することもできるし、ヒータ２５の出力制御に定着ベルト２４の表面に非接触で対向するサーモパイルを用いることもできる。
【００５２】
定着ローラ２１と加圧ローラ２２との当接部（定着ニップ）の入口側には、記録媒体の搬送を案内するガイド板が配設されている。また、定着ローラ２１に当接する位置であって、定着ニップの出口側近傍には、定着ニップから送出された定着工程後の記録媒体が定着ローラ２１に巻き付く不具合を抑止する分離板が設置されている。
【００５３】
上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１００の電源スイッチが投入されると、交流電源からヒータ２５に交流電圧が印加（給電）されるとともに、不図示の駆動モータによって定着ローラ２１が回転駆動を開始されて、それと同時に加圧ローラ２２が従動回転する。その後、給紙カセット１５から記録媒体が給送されて、二次転写ニップの位置で記録媒体上に未定着画像が担持される。未定着画像（トナー像）が担持された記録媒体は、定着装置２０に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１と加圧ローラ２２の定着ニップに送入される。そして、定着ベルト２４による加熱と、定着ローラ２１及び、加圧ローラ２２の押圧力とによって、記録媒体の表面にトナー画像が定着される。その後、回転する定着ローラ２１及び、加圧ローラ２２によってその定着ニップから送出された記録媒体は、排紙ローラ１７により排紙トレイ１８に搬送排出される。
【００５４】
以下、図２〜図６を用いて、本実施形態において特徴的な、定着装置２０の構成及び動作について説明する。
図２は、本実施形態の定着装置の全体構成を示す斜視図である。
図２において、符号２１ａ，２１ｂは、定着ローラの両端部を回転可能に支持する軸受、符号２３ａ，２３ｂは、加熱ローラの両端部を回転可能に支持する軸受、符号３１，３２は、定着ローラと加熱ローラの各軸受２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂを保持する一対の保持部材としての側板である。両側板３１，３２には、それぞれ、回動部材４１，４２が支点４１０，４２０を中心に回動可能に取り付けられている。各回動部材４１，４２は、加圧ローラ２２の両端を回転可能に支持する軸受２２ａ，２２ｂを保持しており、回動部材４１，４２が支点４１０，４２０を中心に回動することにより、加圧ローラ２２は定着ベルト２４に対して接離可能となっている。さらに、各回動部材４１，４２には、一端部が各側板３１，３２に取り付けられた引張コイルバネ（加圧手段）４３，４４の他端部が取り付けられており、引張コイルバネ４３，４４の付勢力によって加圧ローラ２２が定着ベルト２４へ加圧され定着ニップを形成している。
【００５５】
本実施形態では、定着ローラ、加熱ローラ及び加圧ローラの各軸受を、高荷重に耐え、信頼性の高い玉軸受としているが、安価で量産性に優れる焼結軸受や樹脂軸受等を用いることも可能である。どの軸受を選択するかは、荷重条件やコスト等のバランスを鑑みて適宜選択すればよい。
【００５６】
図３は、図２において手前側に示す片方の側板の周辺構造を示す図、図４は、その側板のみを示す図、図５は、図３の要部を拡大した図である。
上記一対の側板３１，３２、及びこれらの周辺構成は互いに対称となっているので、説明を簡略化するために図３〜図５に示す片方の側板の周辺構造についてのみ説明する。
【００５７】
図４に示すように、側板３１には、定着ローラの軸受２１ａを保持するための定着軸受保持孔３１ａと、加熱ローラの軸受２３ａを保持するための加熱軸受保持孔３１ｂと、加圧ローラの回転軸を挿通するための軸挿通孔３１ｃが形成されている。
【００５８】
定着軸受保持孔３１ａは、定着ローラの軸受２１ａの外周に嵌合可能な円形に形成されている。この定着軸受保持孔３１ａに定着ローラの軸受２１ａを嵌合することにより、定着ローラは側板３１に対して固定される。
【００５９】
加熱軸受保持孔３１ｂは、水平方向（図の矢印Ａ方向）に長く形成されており、この孔３１ｂ内に挿入された加熱ローラの軸受２３ａは、孔３１ｂに沿って定着ローラ２１の軸受２１ａに対して接近離間する方向（水平方向）に移動可能となっている。また、加熱軸受保持孔３１ｂの垂直方向の幅は、加熱ローラの軸受２３ａの外径とほぼ同等に形成されており、加熱ローラの軸受２３ａは、加熱軸受保持孔３１ｂ内で垂直方向への移動は規制される。また、加熱ローラの軸受２３ａが側板３１に対してローラ軸方向に移動して脱落しないように、側板３１には加熱ローラの軸受２３ａを係止するための脱落防止用の爪部３１ｄが設けてある。
【００６０】
軸挿通孔３１ｃは、上記回動部材４１，４２が回動する際に加圧ローラの軸が移動する軌跡（図の矢印Ｂ方向）に沿った円弧状の長孔に形成されている。これにより、加圧ローラの定着ベルトに対する接離動作が許容されるようになっている。
【００６１】
図３において、符号５０は、付勢部材としての引張コイルバネ５１の付勢力を受けて加熱ローラの軸受２３ａを押圧する押圧部材である。引張コイルバネ５１の両端部５１ａ，５１ｂは、押圧部材５０に設けられた爪状の取付部５０ａと、側板３１に設けられた爪状の取付部３１ｅ（図４参照）とに引っ掛けて取り付けられており、押圧部材５０は、引張コイルバネ５１によって水平方向に引っ張られている。これにより、加熱ローラの軸受２３ａは、押圧部材５０によって加圧軸受保持孔３１ｂの長手方向に沿って定着ローラの軸受２１ａとは離間する方向に押圧され、定着ベルトにテンションが付与される。
【００６２】
また、本実施形態では、押圧部材５０と側板３１は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ等）、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ等）、あるいは溶融亜鉛メッキ鋼板（ＳＧＣＣ等）をプレス板金加工により作製したものを用いている。
【００６３】
図５に示すように、押圧部材５０は、加熱ローラ２３の軸受２３ａの外周面に当接する爪状の押圧部５０ｂを有しており、この押圧部５０ｂによって加熱ローラ２３の軸受２３ａを押圧している。本実施形態では、押圧部５０ｂは、１つの押圧部材５０に１つだけ設けているが、複数の押圧部５０ｂを設けて軸受２３ａを安定的に押圧できるように構成してもよい。
【００６４】
また、図５に示すように、押圧部材５０を付勢する上記引張コイルバネ５１は、２本設けられている。従って、押圧部材５０には、各引張コイルバネ５１の一端部５１ａを取り付ける取付部５０ａが２つ設けられ、側板３１にも、各引張コイルバネ５１の他端部５１ｂを取り付ける上記取付部３１ｅが２つ設けてある。なお、図５において、側板３１は図示省略している。２本のコイルバネ５１は、加熱ローラ２３の軸中心を挟んで互いに対称となる位置に配設されており、それぞれ同じ引張力のバネを用いている。本実施形態では、付勢力が１０Ｎの引張コイルバネ５１を用いており、片方の側板側では２本の引張コイルバネ５１で２０Ｎ、両方合わせて４０Ｎの力によって加熱ローラ２３が付勢されている。ただし、引張コイルバネ５１の付勢力は、これに限定されず、適宜設定可能である。
【００６５】
また、押圧部材５０は、加熱ローラ２３の端部及び加熱ローラに内包されたヒータ２５が挿通される挿通孔５０ｃと、この挿通孔５０ｃに挿通されたヒータ２５の端部を保持して固定するアーム状の固定部５０ｄとを有している。
【００６６】
このように、押圧部材５０は、取付部５０ａ、押圧部５０ｂ、挿通孔５０ｃ、固定部５０ｄ、及びこれらを設けた本体部５０ｅとで構成されているが、それらの構成部分のうち、押圧部５０ｂのみ、加熱ローラの軸受２３ａと定着ローラ２１の軸受２１ａとの間に配設されている。なお、図５において、定着ローラ２１の軸受２１ａは図示省略している。すなわち、押圧部５０ｂ以外の構成部分は、加熱ローラの軸受２３ａと定着ローラ２１の軸受２１ａとの間には配設されていない。具体的には、本体部５０ｅ、これに設けられた挿通孔５０ｃ、取付部５０ａ及び固定部５０ｄは、加熱ローラの軸受２３ａの軸方向に対向した位置に配設されている。従って、各取付部５０ａに取り付けられる引張コイルバネ５１も、加熱ローラの軸受２３ａの軸方向に対向した位置に配設されており、加熱ローラの軸受２３ａと定着ローラ２１の軸受２１ａとの間には配設されていない。
【００６７】
図６は、定着装置を図２の矢印Ｃで示す方向から見た図である。
図６の左側と右側に示された一対の押圧部材５０は、定着ベルト２４の外周面に対向して配設された長手状の連結部材６０を介して連結されている。この連結部材６０と各押圧部材５０は、それぞれ複数のネジ６１によって締結されている。また、連結部材６０には、定着ベルト２４の温度を検知する温度検知手段としての、複数のサーミスタ７１と１つのサーモスタット７２とが配設されている。
【００６８】
上記のように、本実施形態に係る定着装置２０では、押圧部材５０を構成する各部分のうち、押圧部５０ｂ以外の大部分と、引張コイルバネ５１とを、加熱ローラ２３の軸受２３ａと定着ローラ２１の軸受２１ａとの間に配設していないので、加熱ローラ２３と定着ローラ２１との距離を縮めることができ、小型化を図ることが可能である。また、各軸受２３ａ，２１ａ間には、押圧部５０ｂが配設されているが、押圧部５０ｂは爪状の小さな部材で構成されているので、各軸受２３ａ，２１ａ間のスペースの拡大を招くことはない。
【００６９】
さらに、本実施形態に係る定着装置２０は、加熱ローラ２３と定着ローラ２１との同じ端部側の各軸受２３ａ，２１ａを、１つの側板３１で同一面上に保持しているので、より一層の小型化が可能である。すなわち、加熱ローラと定着ローラの各軸受を別々の側板に固定し、加熱ローラ側の側板を定着ローラ側の側板に対して接近離間するように動かす構成の場合は、側板同士が干渉する間際までしか軸受間の距離を縮めることができないが、本実施形態のように、各軸受を１つの側板で保持することで、各軸受が互いに干渉する間際までそれらの間の距離を縮めることができる。このため、各軸受を１つの側板で同一面上に保持する構成の場合は、加熱ローラと定着ローラとの距離をさらに縮めることができ、より一層の小型化を図ることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、サーミスタ７１及びサーモスタット７２が、定着ベルト２４の外周側に配設されており、加熱ローラ２３と定着ローラ２１との間には配設されていないので、これによっても、各ローラ２３，２１間の距離を縮めることが可能である。
【００７１】
また、サーミスタ７１及びサーモスタット７２は、押圧部材５０同士を連結する連結部材６０に配設されているので、押圧部材５０が加熱ローラ２３に追随して移動する際、サーミスタ７１とサーモスタット７２も押圧部材５０と一体的に移動することができる。これにより、サーミスタ７１及びサーモスタット７２は、加熱ローラ２３の移動によって変位する定着ベルト２４との相対的位置関係を一定に維持することができ、正確な温度検知を行うことが可能となる。
【００７２】
また、押圧部材５０と連結部材６０は、ネジ６１を取り外すことにより分離することができるので、定着装置の組み立て時に、押圧部材５０を各側板３１，３２の加熱軸受保持孔３１ｂに容易に差し込んで組み立てることができる。仮に、一対の押圧部材５０と連結部材６０とを一体的に構成すると、加熱軸受保持孔３１ｂを大きく形成する必要があり、装置の大型化に繋がる。
【００７３】
また、各押圧部材５０を付勢するために引張コイルバネ５１を２本ずつ設けているので、１本の引張コイルバネ５１で付勢するよりも、バネの長さを短くすることができ、付勢方向への小型化を図れる。なお、付勢力の強いバネを用いれば、１本の引張コイルバネ５１であっても短くすることができるが、この場合、付勢力が強いため作製と組み立てが困難となる不具合がある。
【００７４】
図７は、本発明の他の実施形態に係る定着装置の構成を示す概略図である。
図７に示すように、この実施形態では、加熱ローラ２３と定着ローラ２１の各軸受２３ａ，２１ａに、軸受２３ａ，２１ａ側から各ローラ２３，２１の外周側へと伸びる一対のバネ受け部材５２を設け、各バネ受け部材５２の間に圧縮コイルバネ４５が配設されている。これにより、加熱ローラ２３が定着ローラ２１に対して離間する方向に付勢され、定着ベルト２４にテンションが付与される。
【００７５】
なお、図７に示す実施形態においても、上記実施形態と同様に、加熱ローラ２３と定着ローラ２１の同じ端部側の各軸受２３ａ，２１ａは、１つの側板（不図示）によって同一面上に保持されているが、その側板や、加熱ローラ等は図示省略している。
【００７６】
上記のように、図７に示す実施形態の場合も、付勢部材としての圧縮コイルバネ４５が、加熱ローラ２３と定着ローラ２１の各軸受２３ａ，２１ａ間に配設されないので、加熱ローラ２３と定着ローラ２１との距離を縮めることができ、小型化を図ることが可能である。
【００７７】
以上のように、本発明によれば、引張コイルバネ５１又は圧縮コイルバネ４５を、定着ローラ２１と加熱ローラ２３との軸受２１ａ，２３ａ同士の間を除く箇所に配設し、さらに、同じ端部側の各軸受２１ａ，２３ａを１つの側板３１によって保持することにより、定着ローラ２１と加熱ローラ２３との軸間距離を大幅に縮めることができ、装置の小型化を実現することが可能となる。
【００７８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、定着ベルトを有する定着装置に本発明の構成を適用した場合を例に説明したが、本発明の構成は、定着装置に限らず、感光体ベルトや転写ベルト等を有する他のベルト装置にも適用可能である。
【００７９】
すなわち、本発明の構成は、所定の位置に固定された固定回転体と、固定回転体に対して接近離間する方向に移動可能な移動回転体と、固定回転体と移動回転体によって張架された無端状のベルトと、移動回転体を固定回転体に対して離間する方向に付勢してベルトに対して張力を付与する付勢部材を備えたベルト装置に対して適用可能である。上述の実施形態では、固定回転体を定着ローラ、移動回転体を加熱ローラ、無端状のベルトを定着ベルトとしているが、無端状のベルトを感光体ベルトや転写ベルト等とし、固定回転体と移動回転体を感光体ベルトや転写ベルト等を張架するローラとすることもできる。この場合も上記と同様に、各ローラ間の距離（固定回転体と移動回転体との距離）を縮めることができ、小型化を図れる。
【００８０】
また、本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラーレーザープリンタに限らない。その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも、本発明に係るベルト装置を搭載可能である。
【符号の説明】
【００８１】
２０    定着装置
２１    定着ローラ（固定回転体）
２１ａ  軸受
２１ｂ  軸受
２３    加熱ローラ（移動回転体）
２３ａ  軸受
２３ｂ  軸受
２４    定着ベルト
３１    側板（保持部材）
３２    側板（保持部材）
５１    引張コイルバネ（付勢部材）
７１    サーミスタ（温度検知手段）
７２    サーモスタット（温度検知手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特許３８７１１９８号公報
【特許文献２】特開平９−２１８６０１号公報
【特許文献３】特開２００９−２３７１９１号公報
【図１】
2012128333.tif 000003
【図２】
2012128333.tif 000004
【図３】
2012128333.tif 000005
【図４】
2012128333.tif 000006
【図５】
2012128333.tif 000007
【図６】
2012128333.tif 000008
【図７】
2012128333.tif 000009