(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接するように配設され、少なくとも一方がベルト状の部材からなる加熱部材及び加圧部材と、前記加熱部材及び加圧部材のうち、ベルト状に形成される部材の両端部の内側に嵌合された状態に配設され、当該ベルト状部材の内面を回転自在にガイドするベルトガイド部材と、前記ベルト状部材の内部に配設されて当該ベルト状部材をを他方の部材の表面に圧接させる圧接部材とを備え、前記加熱部材と加圧部材の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより定着を行なう定着装置において、前記ベルト状部材の内径と前記ベルトガイド部材の外径との差を、０．７ｍｍ以上に設定し、
かつ、前記ベルトガイド部材のベルト状部材端面が当接する部分の一部に、ベルト回転方向の上流側から下流側に向けて、ベルト回転方向の上流側がベルト状部材の軸方向内側に位置するように傾斜したテーパー部を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ベルトガイド部材を耐熱性樹脂によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ベルトガイド部材を摺動性の高い材料によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ベルトガイド部材の摺動部の表面粗さを３．２Ｒａ以下に設定したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
１つ又は複数の像担持体上に形成された色の異なるトナー像を、複数の中間転写体を介して記録媒体上に転写した後、互いに圧接するように配設され、少なくとも一方がベルト状の部材からなる加熱部材及び加圧部材と、前記加熱部材及び加圧部材のうち、ベルト状に形成される部材の両端部の内側に嵌合された状態に配設され、当該ベルト状部材の内面を回転自在にガイドするベルトガイド部材と、前記ベルト状部材の内部に配設されて当該ベルト状部材をを他方の部材の表面に圧接させる圧接部材とを備えた定着装置によって、前記加熱部材と加圧部材の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させて定着させることにより画像を形成する画像形成装置において、前記定着装置は、前記ベルト状部材の内径と前記ベルトガイド部材の外径との差を、０．７ｍｍ以上に設定し、
かつ、前記ベルトガイド部材のベルト状部材端面が当接する部分の一部に、ベルト回転方向の上流側から下流側に向けて、ベルト回転方向の上流側がベルト状部材の軸方向内側に位置するように傾斜したテーパー部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画像形成方式を採用し、カラーや白黒の画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置、及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、加圧部材又は／及び加熱部材として無端状のベルトを使用した定着装置において、当該無端状ベルトの内面にオイル等の潤滑剤を塗布するように構成した場合でも、オイル等の潤滑剤が漏れるのを確実に防止可能とした定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式等の画像形成方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置においては、フルカラー化や高画質化などの画質面での要求は勿論のこと、装置の小型化、長寿命化、高生産性、省電力化、ファーストプリントアウトタイム（電源投入後、１枚目のプリントが可能になるまでの時間）の短縮など、様々な要求を満たすことが求められてきている。
【０００３】
本出願人は、かかる複写機やプリンター等の画像形成装置に求められるニーズに応えるべく、種々の画像形成装置を提案してきており、例えば、特開平１０−７８６８６号公報に開示されているように、装置の小型化が可能であり、しかも複雑な画像の位置ずれ防止技術を用いることなく、高画質のカラー画像を形成することが可能な画像形成装置について、既に提案している。
【０００４】
この特開平１０−７８６８６号公報に開示された画像形成装置は、種々の実施の形態を含むものであるが、その実施の形態の１つとして、２つの感光体と１つの中間転写体とからなる単位構成体と、他の２つの感光体と１つの中間転写体とからなる単位構成体が備えられており、一方の２つの中間転写体は、さらにもう１つの中間転写体に接するように構成したものが提案されている。ここに示された４つの感光体は共通の接線を有しており、したがって、これらの４つの感光体の周囲に配置された帯電装置、露光装置、現像装置、クリーニング装置は、それぞれの感光体に対し同一位置に配置されており、各装置種類毎に装置の共通化が図られている。
【０００５】
この画像形成装置の場合、２つの感光体上に形成された各トナー画像は、中間転写体に転写された後第３の中間転写体に転写され、他方の２つの感光体上に形成された各トナー画像は他方の中間転写体に転写された後第３の中間転写体に転写され、第３の中間転写体に転写されたトナー画像が搬送されてきた記録用紙上に一括して転写される。用紙Ｐ上に転写されたトナー画像は、定着装置により記録用紙上に定着される。上記中間転写体は、ドラム型であって剛体からなるため、トナー画像どうしの位置ずれは生じにくい。
【０００６】
ところで、この種の所謂タンデム型の画像形成装置に使用される定着装置には、省電力化やファーストプリントアウトタイム（電源投入後、１枚目のプリントが可能になるまでの時間）の短縮などの要求を満たすことが求められる。
【０００７】
かかる要求に応える定着装置としては、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの両端部を回転自在に支持するベルトガイド部材と、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材とを備え、前記加熱ロールと定着ベルトの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより、熱及び圧力によって定着処理を行なうように構成したものがある。
【０００８】
この定着装置は、加圧部材がロール状の部材ではなく、無端ベルト状に形成された定着ベルトを、圧接部材によって加熱ロールに圧接させることによって構成されているので、加圧部材の熱容量を小さくすることができるとともに、加熱ロールの薄肉化が可能となり、加熱ロールを所定の定着温度に加熱するための電力を低減することや時間を短縮することができ、省電力化やファーストプリントアウトタイム（電源投入後、１枚目のプリントが可能になるまでの時間）の短縮を実現することが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記従来の画像形成装置に使用される定着装置の場合には、無端ベルト状に形成された定着ベルトを、当該定着ベルトの両端部の内側にそれぞれ嵌合状態に配設されたベルトガイド部材によって回転自在に支持するように構成されているので、定着ベルトが回転する際に、ベルトガイド部材の嵌合部の外径によっては、定着ベルトがスムースに回転せず、当該定着ベルトの軸方向に沿った一部に座屈が発生して、定着ベルトの耐久性が低下したり、ベルトの座屈の発生時や座屈が戻るときに異音が発生するという問題点を有していた。
【００１０】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、無端ベルト状に形成された定着ベルトを、当該定着ベルトの両端部の内側にそれぞれ嵌合状態に配設されたベルトガイド部材によって回転自在に支持するように構成された定着装置において、定着ベルトに座屈が発生するのを確実に防止することができ、定着ベルトの耐久性が低下したり異音が発生するのを抑制することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、互いに圧接するように配設され、少なくとも一方がベルト状の部材からなる加熱部材及び加圧部材と、前記加熱部材及び加圧部材のうち、ベルト状に形成される部材の両端部の内側に嵌合された状態に配設され、当該ベルト状部材の内面を回転自在にガイドするベルトガイド部材と、前記ベルト状部材の内部に配設されて当該ベルト状部材をを他方の部材の表面に圧接させる圧接部材とを備え、前記加熱部材と加圧部材の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより定着を行なう定着装置において、前記ベルト状部材の内径と前記ベルトガイド部材の外径との差を、０．７ｍｍ以上に設定し、
かつ、前記ベルトガイド部材のベルト状部材端面が当接する部分の一部に、ベルト回転方向の上流側から下流側に向けて、ベルト回転方向の上流側がベルト状部材の軸方向内側に位置するように傾斜したテーパー部を設けたことを特徴とする定着装置である。
【００１２】
上記加熱部材としては、例えば、内部に加熱源を有する加熱ロールが用いられ、加圧部材としては、ベルト状の定着ベルトが用いられるが、加熱部材がベルト状の部材であって、加圧部材がロール状の部材であっても、加熱部材及び加圧部材がともにベルト状の部材であっても勿論よい。
【００１３】
また、請求項２に記載された発明は、前記ベルトガイド部材を耐熱性樹脂によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１４】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記ベルトガイド部材を摺動性の高い材料によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１５】
また更に、請求項４に記載された発明は、前記ベルトガイド部材の摺動部の表面粗さを３．２Ｒａ以下に設定したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１７】
又、請求項５に記載された発明は、１つ又は複数の像担持体上に形成された色の異なるトナー像を、複数の中間転写体を介して記録媒体上に転写した後、互いに圧接するように配設され、少なくとも一方がベルト状の部材からなる加熱部材及び加圧部材と、前記加熱部材及び加圧部材のうち、ベルト状に形成される部材の両端部の内側に嵌合された状態に配設され、当該ベルト状部材の内面を回転自在にガイドするベルトガイド部材と、前記ベルト状部材の内部に配設されて当該ベルト状部材をを他方の部材の表面に圧接させる圧接部材とを備えた定着装置によって、前記加熱部材と加圧部材の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させて定着させることにより画像を形成する画像形成装置において、前記定着装置は、前記ベルト状部材の内径と前記ベルトガイド部材の外径との差を、０．７ｍｍ以上に設定し、
かつ、前記ベルトガイド部材のベルト状部材端面が当接する部分の一部に、ベルト回転方向の上流側から下流側に向けて、ベルト回転方向の上流側がベルト状部材の軸方向内側に位置するように傾斜したテーパー部を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１８】
上記複数の像担持体としては、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するものが用いられるが、これらの色の順番や種類は、他のものであっても勿論よい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
【００２１】
図２において、01はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体01の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（Print Head Device ）02と、このプリントヘッドデバイス02の像担持体としての４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（Raster Output Scanner ）03と、上記プリントヘッドデバイス02の各色の現像装置41, 42, 43, 44に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス04Y,04M,04C,04K と、上記プリントヘッドデバイス02に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット05と、上記プリントヘッドデバイス02からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置70と、この定着装置70によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス02の転写部へと搬送する両面用搬送経路07と、プリンタ本体01の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段08と、プリンタの動作を制御するコントローラ09と、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路10とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレT は、プリンタ本体01の上部に一体的に配置されている。
【００２２】
上記プリンタ本体01の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ03は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのｆ−θレンズやポリゴンミラー、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００２３】
図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００２４】
このプリントヘッドデバイス02は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）21, 22, 23, 24と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射するＲＯＳ（露光装置）03（図２参照）と、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。
【００２５】
感光体ドラム11, 12, 13, 14は、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２６】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路10（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ03に入力される。このＲＯＳ03では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射される。
【００２７】
上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、95ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-840ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００２８】
その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光装置としてのＲＯＳ03によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、ＲＯＳ03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２９】
また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００３０】
この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００３１】
現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44には、図２に示すように、対応する色のトナーボックス04Y,04M,04C,04K からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ2 であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。
【００３２】
上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のAC成分が4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣ成分が-230Ｖ程度に設定されている。
【００３３】
この実施の形態では、上記現像装置41, 42, 43, 44において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００３４】
次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３５】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。
【００３６】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層（Ｒ＝105 〜109 Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝105 〜109 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３７】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３８】
この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００３９】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０11Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００４０】
次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置70によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４１】
ところで、この実施の形態に係る定着装置は、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの両端部の内側に嵌合された状態に配設され、当該定着ベルトの内面を回転自在にガイドするベルトガイド部材と、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材と、前記定着ベルトの内面にオイルを供給するオイル供給部材とを備え、前記加熱ロールと定着ベルトの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより定着を行なうように構成されている。
【００４２】
図４はこの実施の形態に係る定着装置の外観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。
【００４３】
この実施の形態に係る定着装置70は、図５に示すように、内部に加熱源701 を有する加熱ロール702 と、無端ベルト状の定着ベルト703 と、前記定着ベルト703 が回転自在となるように当該定着ベルト703 の両端を支持するベルトガイド部材704 と、前記定着ベルト703 の内部に配設され、前記加熱ロール702 の表面に定着ベルト703 を圧接させる圧接部材705 と、前記定着ベルト703 の内面にオイルを供給するオイル供給部材としてのフェルト部材706 とを備えるように構成されている。なお、図５中、750 は定着装置70の出口ロールを示している。
【００４４】
上記加熱ロール702 は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール702 の内部には、加熱源として６００Ｗのハロゲンランプ701 が配設されている。
【００４５】
また、上記定着ベルト703 は、ポリイミド等の合成樹脂によって、内径が３０ｍｍ、肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。
【００４６】
さらに、上記ベルトガイド部材704 は、図６に示すように、圧接部材705 に一体的に組み付けられるように構成されている。
【００４７】
この圧接部材705 は、図６及び図７に示すように、合成樹脂製のベルトハウジング707 と、当該ベルトハウジング707 に嵌合状態に装着される断面略コ字形状の金属製のベルトフレーム708 と、定着ベルト703 を加熱ロール702 に圧接させるためのニップヘッド部材709 と、当該ニップヘッド部材709 に装着されるパッド部材710 とから、主に構成されている。
【００４８】
また、上記ベルトガイド部材704 は、図６及び図７に示すように、ベルトフレーム708 の両端部に互いに平行に突設された嵌合部708aに嵌合された状態で、ベルトハウジング707 の両端部に装着されるようになっている。
【００４９】
このベルトガイド部材704 は、図８及び図９に示すように、定着ベルト703 の両端部に挿入される円筒状の摺動部711 と、当該摺動部711 の反対側に設けられ、ベルトガイド部材704 を後述する加圧手段に取り付けるための取付部712 と、これら摺動部711 と取付部712 との間に設けられた２つのフランジ部713 、714 とから構成されている。上記ベルトガイド部材704 の摺動部711 は、その上端部711aが平坦に形成されており、定着ベルト703 が加熱ロール702 に圧接した際に、定着ベルト703 が撓んで所定幅のニップ部を形成することが可能となっている。また、上記ベルトガイド部材704 の内部には、断面略コ字形状に形成されたベルトフレーム708 と、当該ベルトフレーム708 の両端部に互いに平行に突設された嵌合部708aとに嵌合する断面略コ字形状の凹溝715 が設けられている。さらに、上記ベルトガイド部材704 には、図８及び図９に示すように、フランジ部713 とフランジ部71との間に、加圧部材としてのアーム717 と嵌合するための凹溝716 が設けられている。なお、図８及び図９中、760 、761 はベルトガイド部材704 をベルトハウジング707 に取り付けるため突起をそれぞれ示すものである。
【００５０】
また、上記ベルトガイド部材704 には、図８（ｈ）及び図９（ｈ）に示すように、定着ベルト703 の端面が当接する部分の一部に、ベルト回転方向の上流側から下流側に向けて定着ベルト703 の軸方向内側に向けて傾斜したテーパー部770 を設けるように構成されている。このテーパー部770 は、定着ベルト703 の端面がベルトガイド部材704 に当接する際に、当該定着ベルト703 を軸方向内側に向けて案内することにより、定着ベルト703 が軸方向の外側に移動しようとするのを抑制し、常に定着ベルト703 を安定した状態で回転させることが可能となっている。
【００５１】
また、上記オイル供給部材としてのフェルト部材706 は、例えば、ノーメックス（商品名）からなり、当該フェルト部材706 には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなるオイルが、２．０ｇ程度含浸されている。このフェルト部材706 は、図５及び図７に示すように、ベルトフレーム708 の背面側に接着等の手段によって固定した状態で取り付けられている。
【００５２】
さらに、上記圧接部材705 は、図１０に示すように、ベルトガイド部材704 を介して、アーム部材717 に取り付けられており、このアーム部材717 は、コイルスプリング718 によって圧接部材705 を加熱ロール702 に、所定の圧力（例えば、２４Ｋｇｆ）で圧接させるように構成されている。なお、図７及び図１０中、719 は定着ベルト 703と圧接部材705 との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベルト703 と圧接部材705 との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。
【００５３】
ところで、この実施の形態では、前記定着ベルトの内径（直径）と前記ベルトガイド部材の外径（直径）との差を、０．７ｍｍ以上に設定するように構成されている。
【００５４】
即ち、上記ベルトガイド部材704 は、図１に示すように、その円筒状の摺動部711 の外径（直径）ＤG が２９．３ｍｍに設定されているとともに、定着ベルト703 の内径（直径）ＤB が３０．０ｍｍに設定されており、定着ベルト703 の内径（直径）と前記ベルトガイド部材704 の摺動部711 の外径（直径）との差（ＤB −ＤG ）が、０．７ｍｍとなるように設定されている。
【００５５】
また、上記ベルトガイド部材704 は、例えば、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂によって形成される。
【００５６】
さらに、上記ベルトガイド部材704 は、ＰＰＳ、ＬＣＰ、ＰＢＴ等をベースに摺動性を高くした材料によって形成するのが望ましい。
【００５７】
また更に、上記ベルトガイド部材704 は、その摺動部711 の表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１）が、３．２Ｒａ以下に設定されている。なお、上記ベルトガイド部材704 の摺動部711 の表面粗さが３．２Ｒａを超えると、ベルトの内面が磨耗し、端部の破れなどが発生するため、好ましくない。
【００５８】
以上の構成において、この実施の形態に係る定着装置では、次のようにして、無端ベルト状に形成された定着ベルトを、当該定着ベルトの両端部の内側にそれぞれ嵌合状態に配設されたベルトガイド部材によって回転自在に支持するように構成された定着装置において、定着ベルトに座屈が発生するのを確実に防止することができ、定着ベルトの耐久性が低下したり異音が発生するのを抑制することが可能となっている。
【００５９】
すなわち、この実施の形態に係る定着装置70では、図５に示すように、内部に加熱源701 を有する加熱ロール702 と、無端ベルト状に形成された定着ベルト703 と、前記定着ベルト703 が回転自在となるように当該定着ベルト703 の両端を支持するベルトガイド部材704 と、前記定着ベルト703 の内部に配設され、前記加熱ロール702 の表面に定着ベルト703 を圧接させる圧接部材705 と、前記定着ベルト703 の内面にオイルを供給するフェルト部材706 とを備え、前記加熱ロール702 と定着ベルト703 の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体P を通過させることにより定着を行なうようになっている。
【００６０】
ところで、上記定着装置70では、図１に示すように、ベルトガイド部材704 の摺動部711 の外径（直径）が２９．３ｍｍに設定されているとともに、定着ベルト703 の内径（直径）が３０．０ｍｍに設定されており、定着ベルト703 の内径（直径）と前記ベルトガイド部材704 の摺動部711 の外径（直径）との差が、０．７ｍｍとなるように設定されている。
【００６１】
本発明者らは、図５に示すような定着装置70を試作し、定着ベルト703 の内径（直径）を３０．０ｍｍに設定するとともに、ベルトガイド部材704 の摺動部711 の外径（直径）を、２９．０ｍｍ〜２９．５ｍｍまで、０．１ｍｍ毎に変化させたものを用意して、ベルトガイド部材704 の摺動部711 と定着ベルト703 とのゆるみによる座屈の発生と異音の発生状態を調べる実験を行なった。
【００６２】
この実験では、定着ベルト703 を加熱ロール702 に圧接させた状態で空回転させ、定着ベルト703 の座屈の発生状態を目視によって観察するとともに、異音の発生を観測した。その際、上記定着ベルト703 は、図１１に示すように、加熱ロール702 とのニップ状態によって、当該定着ベルト703 の軸方向のニップが強い側に寄る傾向がある。ノーマルな状態では、通常、定着ベルト703 と加熱ロール702 とのニップが強い側に、定着ベルト703 が寄ることがある。上記実験は、ノーマルな状態と、右側のニップを弱くし、定着ベルトが左側に寄っていく設定と、左側のニップを弱くし、定着ベルトが右側に寄っていく設定との３つの状態で行なった。
【００６３】
図１２は上記実験の結果を示すものである。
【００６４】
この図１２から明らかなように、ベルトガイド部材704 の摺動部711 の外径（直径）が、２９．４ｍｍと２９．５ｍｍの場合には、ノーマル、Ｌ＞Ｒ、Ｒ＞Ｌのいずれかの状態で、異音の発生があり、しかも座屈が発生していることがわかる。なお、摺動部711 の外径（直径）が２９．５ｍｍの場合において、Ｌ＞Ｒのときに、異音及び座屈の発生が無しとなっているが、ノーマルな状況では、異音及び座屈が発生しているため、不可である。
【００６５】
これに対して、ベルトガイド部材704 の摺動部711 の外径（直径）が、２９．３ｍｍ以下の場合には、ノーマル、Ｌ＞Ｒ、Ｒ＞Ｌのいずれの状態でも、異音の発生が無いか、又はわずかであり、しかも座屈の発生が、ノーマルなときは、Ｌ側に少しか、Ｒ側に少し発生しており、Ｌ＞ＲのときはＬ側に少し、Ｒ＞ＬのときはＲ側に少し発生しているものの、問題とならないレベルであった。
【００６６】
したがって、ベルトガイド部材704 の摺動部711 の外径（直径）が、２９．３ｍｍ以下の場合、つまり、定着ベルト703 の内径（直径）と前記ベルトガイド部材704 の摺動部711 の外径（直径）との差が、０．７ｍｍ以下となるように設定することにより、異音の発生を防止でき、しかも、定着ベルトの座屈の発生をも低減することができることがわかる。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、無端ベルト状に形成された定着ベルトを、当該定着ベルトの両端部の内側にそれぞれ嵌合状態に配設されたベルトガイド部材によって回転自在に支持するように構成された定着装置において、定着ベルトに座屈が発生するのを確実に防止することができ、定着ベルトの耐久性が低下したり異音が発生するのを抑制することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す斜視構成図である。
【図２】  図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタを示す全体構成図である。
【図３】  図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示す構成図である。
【図４】  図４は定着装置を示す外観斜視図である。
【図５】  図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。
【図６】  図６は圧接部材を示す外観斜視図である。
【図７】  図７は圧接部材を示す分解斜視図である。
【図８】  図８はベルトガイド部材を示す構成図である。
【図９】  図９はベルトガイド部材を示す構成図である。
【図１０】  図１０はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す構成図である。
【図１１】  図１１は実験例の条件を示す説明図である。
【図１２】  図１２は実験結果を示す図表である。
【符号の説明】
70：定着装置、701 ：加熱源、702 ：加熱ロール、703 ：定着ベルト、704 ：ベルトガイド部材、 705：圧接部材、711 ：摺動部、ＤG ：ベルトガイド部材の摺動部の外径、ＤB ：定着ベルトの内径。
【図１】
0003893903.tif 000002
【図２】
0003893903.tif 000003
【図３】
0003893903.tif 000004
【図４】
0003893903.tif 000005
【図５】
0003893903.tif 000006
【図６】
0003893903.tif 000007
【図７】
0003893903.tif 000008
【図８】
0003893903.tif 000009
【図９】
0003893903.tif 000010
【図１０】
0003893903.tif 000011
【図１１】
0003893903.tif 000012
【図１２】
0003893903.tif 000013