(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の一方の端部において前記ベルト部材を張架する第１のローラ部材と、
前記ベルト部材の他方の端部において前記ベルト部材を張架する第２のローラ部材と、
内部に発熱体を有する第３のローラ部材と、を備え、
前記ベルト部材を挟んで前記第１のローラ部材或いは前記第２のローラ部材と前記第３のローラ部材との間に形成された加熱ニップ部で転写材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加熱ニップ部を形成しない前記第２のローラ部材或いは前記第１のローラ部材に、表面に一体化した樹脂層を有して弾性部材からなり前記ベルト部材をガイドするベルトガイド部材を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記樹脂層の厚みを０．２〜０．８ｍｍとすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記弾性部材の弾性係数を０．４〜１．５Ｐａとすることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記弾性部材を内部に空隙を有するゴム部材で構成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の一方の端部において前記ベルト部材を張架する第１のローラ部材と、
前記ベルト部材の他方の端部において前記ベルト部材を張架し、内部に発熱体を有する第２のローラ部材と、
第３のローラ部材と、を備え、
前記ベルト部材を挟んで前記第１のローラ部材或いは前記第２のローラ部材と前記第３のローラ部材との間に形成された加熱ニップ部で転写材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加熱ニップ部を形成しない前記第２のローラ部材或いは前記第１のローラ部材に、表面に一体化した樹脂層を有して弾性部材からなり前記ベルト部材をガイドするベルトガイド部材を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
前記樹脂層の厚みを０．２〜０．８ｍｍとすることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記弾性部材の弾性係数を０．４〜１．５Ｐａとすることを特徴とする請求項５または６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記弾性部材を内部に空隙を有するゴム部材で構成することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるベルト式の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置は、弾性層を有して所定の温度に維持された発熱ゴムローラと、発熱ゴムローラに圧接し、弾性層を有する加圧ゴムローラとによって、未定着のトナー画像が形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ定着方式が多用されている。
【０００３】
しかしながら、この種の装置では、発熱ゴムローラの熱容量が大きいので、ウォーミングアップ時間が長くなると共に、弾性層内側の温度が高くなり、発熱ゴムローラの寿命を短くしていた。
【０００４】
また、カラー画像ではベタ面積が大きい画像が多く、そのベタ画像も黒以外のものが多くて光沢むらなどが目立つ。上記の発熱ゴムローラ及び加圧ゴムローラにハードローラを用いる場合は、転写材（記録紙）やトナー層の凹凸に応じた光沢のむらが生じるため、画像品位が低下するという問題点があった。
【０００５】
前記問題点を解決するために、無端状のベルト部材（定着ベルト）を用い、複数のローラ部材により定着ベルトを張架し、定着ベルトと対向して内部に定着ベルトを加熱する発熱体を有する発熱ローラと、定着ベルトを挟んで発熱ローラと対向するローラ部材とを設け、発熱ローラにより加熱された定着ベルトと発熱ローラと対向するローラ部材とにより、定着ベルトの回転方向で、発熱ローラの下流側に設けられる加熱ニップ部にて記録紙上のトナー像を定着する定着方式が、特開平１０−３１９７７２号公報等により開示されている。
【０００６】
また、上記定着ベルトのガイド部材（ベルトガイド部材）の構造としては、定着ベルトの端部に固定したガイド部材を設けた構造の固定式と、定着ベルトを張架する複数のローラ部材の端部にリブ状のガイド部を設ける方式が、定着ベルトの移動の際の片寄りを防止するために一般的に用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記固定式やローラ部材の端部にリブ状のガイド部を設ける方式では、ベルト部材の端部の凹凸やローラ部材の偏心により、固定軸やローラ軸の双方向に周期的あるいはランダムに移動しようとする、所謂ＡＣウォークが起こる。また、ローラ軸の外径やベルト部材の内径のアンバランスやローラ軸が傾いたりしてベルト部材の平行度がでなかったり、ベルト部材やベルト支持周辺部材のテンションや圧力等の幾何学的なアンバランスによってローラ軸方向の一方へ移動しようとする、所謂ＤＣウォークが起こる。このベルト端面を固定軸やローラ軸方向には移動しない剛体のベルトガイド部材で受けると、ベルト部材の端面にかかる力の最大押圧力と最小押圧力との差が大きくなり、ベルト部材の端部が破壊し易い。そこで、図７に示すように、ローラ部材９１０の端部のベルトガイドリブ９１１（ベルトガイド部材）をローラ軸方向に可動なバネ９１２で受けて、ベルト（ベルト部材）９２７のＡＣウォークによる蛇行を吸収しようとする方式のものが、例えばベルト状の中間転写体を用いた画像形成装置における転写ベルト等に見られ、これによりベルト部材の寄り力の振幅を押さえ、耐久性を上げることが試みられている。しかしこの方式ではベルト端部の凹凸での凸部や、図８に一点鎖線で示すように、ベルト９２７にズレがあった場合、ローラ部材９１０のガイド鍔９２０（ベルトガイド部材）の箇所にてベルト９２７が弾性変形して欲しいが、ローラ部材９１０のガイド鍔９２０付近でベルト９２７の弾性変形が追従できないという問題が生じる。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決し、ベルト部材の端部の凹凸やベルト部材のローラ軸付近でのベルト部材の弾性変形に追従してベルト部材をガイドするベルトガイド部材を有する定着装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的は下記に記載した発明により達成される。
本発明の定着装置は、無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の一方の端部において前記ベルト部材を張架する第１のローラ部材と、前記ベルト部材の他方の端部において前記ベルト部材を張架する第２のローラ部材と、内部に発熱体を有する第３のローラ部材と、を備え、前記ベルト部材を挟んで前記第１のローラ部材或いは前記第２のローラ部材と前記第３のローラ部材との間に形成された加熱ニップ部で転写材上のトナー像を定着する定着装置において、前記加熱ニップ部を形成しない前記第２のローラ部材或いは前記第１のローラ部材に、表面に一体化した樹脂層を有して弾性部材からなり前記ベルト部材をガイドするベルトガイド部材を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の定着装置は、無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の一方の端部において前記ベルト部材を張架する第１のローラ部材と、前記ベルト部材の他方の端部において前記ベルト部材を張架し、内部に発熱体を有する第２のローラ部材と、第３のローラ部材と、を備え、前記ベルト部材を挟んで前記第１のローラ部材或いは前記第２のローラ部材と前記第３のローラ部材との間に形成された加熱ニップ部で転写材上のトナー像を定着する定着装置において、前記加熱ニップ部を形成しない前記第２のローラ部材或いは前記第１のローラ部材に、表面に一体化した樹脂層を有して弾性部材からなり前記ベルト部材をガイドするベルトガイド部材を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。また以下の実施の形態の説明においては、第１のローラ部材と第２のローラ部材とをベルト部材を張架するローラ部材として用いるが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の複数のローラ部材をベルト部材を張架するローラ部材として用いる場合にも適用されるものである。
【００１４】
本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図１ないし図６を用いて説明する。図１は、本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、定着装置の第１の例を示す図であり、図３は、定着装置の第２の例を示す図であり、図４は、定着装置に設けられるベルトガイド部材の構造の第１の例を示す概要断面構成図であり、図５は、加熱ニップ部或いはニップ部でのベルト部材お押圧状態を示す概要図であり、図６は、定着装置に設けられるベルトガイド部材の構造の第１の例を示す概要断面構成図である。なお、定着装置の各例において機能、構造を同じくする部材には同一の番号を付した。
【００１５】
図１によれば、本発明に係わる定着装置を用いるカラー画像形成装置は、転写材の移動方向に沿って黒色、シアン、マゼンタおよびイエローの各カラートナー像を形成する画像形成ユニットを配置し、各画像形成ユニットの像形成体上に形成したカラートナー像を転写材搬送手段により搬送される転写材（記録紙）上に多重転写して重ね合わせるものである。
【００１６】
図において、転写材搬送手段である搬送ベルト１４Ａの周縁部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色毎の画像形成用として４組のプロセスユニット１００が、図の矢印で示す搬送ベルト１４Ａの回転方向に対してＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの順に配置されている。
【００１７】
４組のプロセスユニット１００は何れも共通した構造であり、それぞれ、像形成体である感光体ドラム１０と、帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１と、画像書込手段としての露光光学系１２と、現像手段としての現像器１３と、像形成体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１９からなっている。
【００１８】
像形成体である感光体ドラム１０は、例えばガラスや透光性アクリル樹脂等の透光性部材によって形成される円筒状の基体の外周に、透光性の導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の光導電体層を形成したものである。
【００１９】
感光体ドラム１０は、図示しない駆動源からの動力により、或いは搬送ベルト１４Ａに従動し、透光性の導電層を接地された状態で矢印で示す時計方向に回転される。
【００２０】
帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１は、感光体ドラム１０の移動方向に対して直交する方向（図において紙面垂直方向）に感光体ドラム１０と対峙し近接して取り付けられる。スコロトロン帯電器１１は、感光体ドラム１０の有機感光体層に対し所定の電位に保持された制御グリッドと、コロナ放電電極としての放電ワイヤを備え、トナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与える。
【００２１】
画像書込手段としての露光光学系１２は、各色毎に、像露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に並べた線状の露光素子と等倍結像素子としてのセルフォックレンズ（登録商標：Ｒ）とがホルダに取り付けられた露光用ユニットとして構成され、各色毎の露光光学系１２は、露光光学系保持部材としての円柱状の保持体２０に取付けられて、一体となって感光体ドラム１０の基体内部に収容される。露光光学系１２は、別体のコンピュータ（不図示）から送られメモリに記憶された各色の画像データに基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感光体ドラム１０に裏面から像露光（画像書込）を行い、感光体ドラム１０上に潜像を形成する。
【００２２】
現像手段としての現像器１３は、感光体ドラム１０の帯電極性と同極性に帯電されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の各色の二成分現像剤（一成分現像剤でもよい）をそれぞれ収容し、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ１３ａを備えている。現像ローラ１３ａは、突き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光体ドラム１０の回転方向と順方向に回転するようになっており、現像時、現像ローラ１３ａに対してトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１０上の露光部に対して非接触の反転現像が行われる。
【００２３】
転写材搬送手段である搬送ベルト１４Ａは、体積抵抗率１０8〜１０15Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０8〜１０15Ω／□の無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した厚さ０．１〜０．５ｍｍの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層構成のシームレスベルトである。搬送ベルト１４Ａの基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを使用することも出来る。搬送ベルト１４Ａは、駆動ローラ１４ｄ、従動ローラ１４ｅ、バックアップローラ１４ｊ及びテンションローラ１４ｉに外接して張架される。
【００２４】
画像形成工程について以下に説明する。
画像記録のスタートにより、不図示の転写材搬送手段の駆動モータの始動により駆動ローラ１４ｄが回転され、搬送ベルト１４Ａが図の矢印で示す方向に回転される。
【００２５】
またイエロー（Ｙ）のプロセスユニット１００では、不図示の感光体駆動モータの始動によりＹの感光体ドラム１０が図の矢印で示す方向へ回転され、Ｙのスコロトロン帯電器１１によってＹの感光体ドラム１０に電位が付与される。Ｙの感光体ドラム１０は電位を付与された後、Ｙの露光光学系１２によって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が行われ、Ｙの感光体ドラム１０上にイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はＹの現像器１３により接触または非接触の状態で反転現像され、Ｙの感光体ドラム１０上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００２６】
一方、Ｙの感光体ドラム１０上へのＹのトナー像の形成と並行して、記録紙Ｐが送り出しローラによって転写材収納手段としての給紙カセット１５から送り出され、給送ローラを経て転写材給送手段としてのタイミングローラ１６へと搬送される。さらに記録紙Ｐは、Ｙの感光体ドラム１０上に形成されるＹのトナー像との同期がとられてタイミングローラ１６から送り出され、転写材帯電手段としての紙帯電器１５０の帯電により搬送ベルト１４Ａに吸着された後、搬送ベルト１４ＡによりＹの転写域へと搬送される。
【００２７】
Ｙの転写域では、トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の電圧が印加されるＹの転写手段としての転写ローラ１４Ｃにより、Ｙの感光体ドラム１０上のＹのトナー像が記録紙Ｐ上に転写される。
【００２８】
Ｙのプロセスユニット１００の作動と同時または僅かに遅れて、マゼンタ（Ｍ）のプロセスユニット１００では、Ｍの感光体ドラム１０が図の矢印で示す方向へ回転され、Ｍのスコロトロン帯電器１１の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２によって第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）によってＭの感光体ドラム１０上に静電潜像が形成され、さらにＭの現像器１３による接触または非接触の反転現像によってＭの感光体ドラム１０上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が形成される。
【００２９】
Ｍの感光体ドラム１０上へのＭのトナー像の形成と並行して、前記のイエロー（Ｙ）のトナー像を担持した記録紙Ｐが搬送ベルトＡによってＭの転写域へと搬送され、Ｍの転写域において、Ｍの転写ローラ１４Ｃによって、Ｍの感光体ドラム１０上に形成されたＭのトナー像がＭのトナー像を担持した記録紙Ｐ上に転写され、記録紙Ｐ上にはＹおよびＭの重ね合わせのカラートナー像が形成される。
【００３０】
同様のプロセスにより、シアン（Ｃ）のトナー像と黒（Ｋ）のトナーのトナー像が順次重ね合わせて転写され、記録紙Ｐ上にＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの重ね合わせのカラートナー像が形成される。
【００３１】
重ね合わせのカラートナー像が転写された記録紙Ｐは、転写材分離手段としての紙分離除電器１４ｈにより搬送ベルト１４Ａから分離され、後段において詳述する定着装置１７（或いは定着装置１７Ａ）へと搬送される。
【００３２】
定着装置１７（或いは定着装置１７Ａ）において、記録紙Ｐ上の重ね合わせのカラートナー像が定着された後、記録紙Ｐは排紙ローラ１８を経て装置上部のトレイへ排出される。
【００３３】
転写後の感光体ドラム１０の周面上に残ったトナーは像形成体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１９によりクリーニングされ、次の画像形成サイクルに入る。
【００３４】
図２によれば、本発明の第１の例の定着装置１７は、無端状のベルト部材として定着ベルト２７を用い、第１のローラ部材として第１の張架ローラ１７ｂを用い、第２のローラ部材として第２の張架ローラ１７ｃを用い、第３のローラ部材として発熱ローラ１７ａを用いるもので、定着ベルト２７の回転方向の一方の端部（下流側）において第１の張架ローラ１７ｂにより定着ベルト２７を張架し、また定着ベルト２７の回転方向他方の端部（上流側）において第２の張架ローラ１７ｃにより定着ベルト２７を張架し、また定着ベルト２７を挟んで第１の張架ローラ１７ｂと当接し内部に発熱体としてのハロゲンランプＨＬａを有する発熱ローラ１７ａを備え、第１の張架ローラ１７ｂと発熱ローラ１７ａとの間に加熱ニップ部Ｎａを形成すると共に、定着ベルト２７と発熱ローラ１７ａとの間に前加熱ニップ部Ｎｂを形成し、加熱ニップ部Ｎａ及び前加熱ニップ部Ｎｂを通して熱と圧力とを加えられることにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。
【００３５】
定着ベルト２７としては、基体として内径６０〜１５０ｍｍ程度で厚さ２０〜８０μｍ程度の、例えばニッケル電鋳ベルトを用いた金属ベルトの外側（外周面）に、厚さ３０〜２００μｍ程度の絶縁性のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施したものを用いる。
【００３６】
第１の張架ローラ１７ｂは、定着ベルト２７の駆動ローラとして作用させるもので、アルミ材やステンレス等を用いた金属管や金属棒の外周面にシリコンゴム等の発泡体よりなるスポンジローラ層を設けた、外径が２０〜３０ｍｍ程度のものが用いられ、さらにスポンジローラ層の外周に離型層として厚さ３０〜５０μｍ程度のフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施したものを用いる。
【００３７】
第２の張架ローラ１７ｃは、アルミ材やステンレス等を用いた外径が２０〜３０ｍｍ程度の金属管や金属棒が用いられるが、定着ベルト２７の駆動ローラとして用いる場合は金属管や金属棒の外周面にシリコンゴム或いはテフロン（Ｒ）等を被覆したものを用いることが好ましい。
【００３８】
発熱ローラ１７ａは、例えばアルミ材やスチール材等を用いた、肉厚１〜３ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ａと、該金属パイプ１７１ａの外周面に例えばシリコン材を用い、厚さ（肉厚）１〜４ｍｍ厚の薄肉で、ゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の軟らかめのゴム層よりなるゴムローラ層１７２ａと、ゴムローラ層１７２ａの表面に５〜２０μｍ程度のフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施した離型層１７３ａとを形成した、外径３０〜５０ｍｍ程度の軟らかめのソフトローラとして構成される。ソフトローラの機能を有する発熱ローラ１７ａにより重ね合わせのカラートナー像のカラートナー像が良好に定着される。発熱ローラ１７ａのゴムローラ層１７２ａは、モノクロ画像形成を兼用するものとして、ゴム硬度が３０Ｈｓ〜６０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のものを用いてもよい。また、発熱ローラ１７ａに接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、発熱ローラ１７ａの温度制御を行う。
【００３９】
上記定着装置１７において、定着ベルト２７の両側端で、第２の張架ローラ１７ｃの両端部に、後段において詳述する定着ベルト２７の凹凸や弾性変形に追従するためのベルトガイド部材としての円板状のベルトガイドＢＧａ（或いは円板状のベルトガイドＢＧｂ）を設ける。円板状のベルトガイドＢＧａ（或いは円板状のベルトガイドＢＧｂ）を、第１の張架ローラ１７ｂ或いは発熱ローラ１７ａに設けてもよいが、定着ベルト２７の凹凸や弾性変形に追従するための円板状のベルトガイドＢＧａ（或いは円板状のベルトガイドＢＧｂ）を第２の張架ローラ１７ｃの両端部に設けるのは、加熱ニップ部Ｎａを形成する第１の張架ローラ１７ｂと発熱ローラ１７ａとでは定着ベルト２７が加熱ニップ部Ｎａに挟まれた状態で搬送されるので、定着ベルト２７の寄りが良好に補正できないからである。
【００４０】
なお上記において、第３のローラ部材としての発熱ローラ１７ａは、第１のローラ部材としての第１の張架ローラ１７ｂと当接し、定着ベルト２７との間に加熱ニップ部Ｎａおよび前加熱ニップ部Ｎｂを形成し、記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するような構成としたが、一点鎖線で示すように、発熱ローラ１７ａが定着ベルト２７を挟んで第１の張架ローラ１７ｂと加熱ニップ部Ｎａのみを形成し、記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するような構成としてもよく、また、発熱ローラ１７ａを第２のローラ部材としての第２の張架ローラ１７ｃと当接させ、定着ベルト２７との間に加熱ニップ部Ｎａおよび後加熱ニップ部Ｎｃを形成し、記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するような構成としてもよい。なお、発熱ローラ１７ａを第２の張架ローラ１７ｃと当接して設ける場合は、定着ベルト２７の両側端で、第１のローラ部材としての第１の張架ローラ１７ｂの両端部に、定着ベルト２７の凹凸や弾性変形に追従するためのベルトガイド部材としての円板状のベルトガイドＢＧａ（或いは円板状のベルトガイドＢＧｂ）を設けるようにする。
【００４１】
図３によれば、本発明の第２の例の定着装置１７Ａは、無端状のベルト部材として定着ベルト２７を用い、第１のローラ部材として張架ローラ１７ｅを用い、第２のローラ部材として内部に発熱体としてのハロゲンランプＨＬａを有する発熱ローラ１７ａを用い、第３のローラ部材として加圧ローラ４７ａを用いるもので、定着ベルト２７の回転方向の一方の端部（下流側）において張架ローラ１７ｅにより定着ベルト２７を張架し、また定着ベルト２７の回転方向他方の端部（上流側）において発熱ローラ１７ａにより定着ベルト２７を張架し、また定着ベルト２７を挟んで張架ローラ１７ｅと当接する加圧ローラ４７ａを備え、張架ローラ１７ｅと加圧ローラ４７ａとの間にニップ部Ｎを形成し、ニップ部Ｎを通して熱と圧力とを加えられることにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。
【００４２】
発熱ローラ１７ａおよび定着ベルト２７としては、前記第１の例の定着装置にて説明したと同様な構造の部材が用いられる。
【００４３】
張架ローラ１７ｅとしては、例えばアルミ材やステンレス材等を用いた、肉厚１〜３ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ｅと、該金属パイプ１７１ｅの外周面に例えばシリコン材を用い、厚さ（肉厚）２〜５ｍｍ厚の薄肉で、ゴム硬度が１Ｈｓ〜３０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の軟らかめのゴム層よりなるゴムローラ層１７２ｅと、ゴムローラ層１７２ｅの表面に５〜３０μｍ程度のフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施した離型層（符号なし）とを形成した、外径２５〜５０ｍｍ程度の軟らかめのソフトローラとして構成される。張架ローラ１７ｅとしては、上記構成の他にシリコンゴム等の発泡体からなるスポンジローラを用いることも可能である。
【００４４】
加圧ローラ４７ａとしては、例えばアルミ材やステンレス材等を用いた、肉厚１〜３ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ４７１ａと、該金属パイプ４７１ａの外周面に例えばシリコン材を用い、厚さ（肉厚）１〜５ｍｍ厚の薄肉で、ゴム硬度が２０Ｈｓ〜７０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）のやや硬めのゴム層よりなるゴムローラ層４７２ａと、ゴムローラ層４７２ａの表面に５〜３０μｍ程度のフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施した離型層（符号なし）とを形成した、外径３０〜５０ｍｍ程度の軟らかめのハードローラとして構成される。
【００４５】
ソフトローラである張架ローラ１７ｅと、ハードローラである加圧ローラ４７ａとの間にニップ部Ｎが形成され、記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が定着される。
【００４６】
また、発熱ローラ１７ａに定着ベルト２７を挟んで接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、発熱ローラ１７ａの温度制御を行う。
【００４７】
上記定着装置１７Ａにおいて、定着ベルト２７の両側端で、発熱ローラ１７ａの両端部に、後段において詳述する定着ベルト２７の凹凸や弾性変形に追従するためのベルトガイド部材としての円板状のベルトガイドＢＧｂ（或いは円板状のベルトガイドＢＧａ）を設ける。円板状のベルトガイドＢＧｂ（或いは円板状のベルトガイドＢＧａ）を、張架ローラ１７ｅ或いは加圧ローラ４７ａに設けてもよいが、定着ベルト２７の凹凸や弾性変形に追従するための円板状のベルトガイドＢＧｂ（或いは円板状のベルトガイドＢＧａ）を発熱ローラ１７ａの両端部に設けるのは、ニップ部Ｎを形成する張架ローラ１７ｅと加圧ローラ４７ａとでは定着ベルト２７がニップ部Ｎに挟まれた状態で搬送されるので、定着ベルト２７の寄りが良好に補正できないからである。
【００４８】
なお上記において、第３のローラ部材としての加圧ローラ４７ａは、第１のローラ部材としての張架ローラ１７ｅと当接し、定着ベルト２７との間にニップ部Ｎを形成し、記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するような構成としたが、一点鎖線で示すように、加圧ローラ４７ａを定着ベルト２７を挟んで第２のローラ部材としての発熱ローラ１７ａと当接させ、定着ベルト２７との間に図２にて述べた加熱ニップ部Ｎａを形成し、記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するような構成としてもよい。なお、加圧ローラ４７ａを発熱ローラ１７ａと当接して設ける場合は、定着ベルト２７の両側端で、第１のローラ部材としての張架ローラ１７ｅの両端部に、定着ベルト２７の凹凸や弾性変形に追従するためのベルトガイド部材としての円板状のベルトガイドＢＧａ（或いは円板状のベルトガイドＢＧａ）を設けるようにする。
【００４９】
上記構成の定着装置１７或いは定着装置１７Ａにおいて、冒頭の図８にて述べたように、ベルト部材としての定着ベルト２７の端部の凹凸での凸部や定着ベルト２７にズレがあった場合、それぞれ第２のローラ部材としての第２の張架ローラ１７ｃや発熱ローラ１７ａにて定着ベルト２７が弾性変形して欲しいが、第２の張架ローラ１７ｃや発熱ローラ１７ａの付近で定着ベルト２７の弾性変形が追従できないという問題が生じる。
【００５０】
この問題を解決するため、図４または図５にて以下に説明するようなガイド方法を用いるベルトガイド部材を用いる。
【００５１】
図４また図５によれば、第１の例のガイド方法を用いるベルトガイド部材としては、前記第１の例の定着装置１７（或いは第２の例の定着装置１７Ａ）における第２のローラ部材としての第２の張架ローラ１７ｃ（或いは発熱ローラ１７ａ）の両端部に定着ベルト２７のベルトガイド部材としての円板状のベルトガイドＢＧａを設けるものであり、定着ベルト２７の端部に、表面に例えばテフロン（Ｒ）材やウレタン材等からなる樹脂層ＪＳを有し、樹脂層ＪＳと一体とされ、例えばシリコンゴムやウレタンゴム等で、内部に空隙を有する発泡ゴムを用いたリング状の弾性部材ＤＮａからなる円板状のベルトガイドＢＧａを当接して、定着ベルト２７をガイドするものである。円板状のベルトガイドＢＧａは、ベルトガイド部材の支持部材であるベルトガイド支持フランジＦＲａに取り付けられ、第２の張架ローラ１７ｃ（或いは発熱ローラ１７ａ）の両側端の中心軸ＰＪａに嵌め込まれた状態で、樹脂層ＪＳを定着ベルト２７の端部と当接されてＥリングＥＲにて位置決めされる。
【００５２】
また定着ベルト２７上を搬送される記録紙Ｐの移動方向に直交する方向のベルト部材としての定着ベルト２７の幅を、図５（Ａ）に示すように、前記第１の例の定着装置１７（或いは第２の例の定着装置１７Ａ）における第１のローラ部材としての第１の張架ローラ１７ｂ（或いは張架ローラ１７ｅ）との間で加熱ニップ部Ｎａ（或いはニップ部Ｎ）を形成する第３のローラ部材としての発熱ローラ１７ａ（或いは加圧ローラ４７ａ）の幅よりも小さく設定する。これにより、図５（Ｂ）に示すように、発熱ローラ１７ａと第１の張架ローラ１７ｂとにより形成される加熱ニップ部Ｎａ（或いは加圧ローラ４７ａと張架ローラ１７ｅとで形成されるニップ部Ｎ）での定着ベルト２７の端部の折れ曲がりが防止される。また、定着ベルト２７をガイドする第２の張架ローラ１７ｃ（或いは発熱ローラ１７ａ）の軸方向の使用スペースも小さく、装置の小型化にも貢献する。
【００５３】
また、定着ベルト２７の端部に当接する円板状のベルトガイドＢＧａの樹脂層ＪＳの厚みを０．２〜０．８ｍｍと設定することが好ましい。樹脂層ＪＳの厚みが０．２ｍｍ未満で薄過ぎると、樹脂層ＪＳが曲がり易くなり、破損の原因となる。また樹脂層ＪＳの厚みが０．８ｍｍを越えて厚過ぎると、樹脂層ＪＳが硬過ぎて定着ベルト２７の端面に追従しにくくなる。樹脂層ＪＳの厚みを０．２ｍｍおよび０．８ｍｍと設定し、図２の定着装置１７または図３の定着装置１７Ａを用いて５万コピーを行い評価を行ったところ、樹脂層ＪＳの曲がりが少なく、また円板状のベルトガイドＢＧａが定着ベルト２７の端面の凹凸や弾性変形に追従し、定着ベルト２７の端面を均一な押圧力でガイドすることがなされ、定着ベルト２７の耐久性を向上することが実証され、本発明の課題の効果を見いだすことができた。さらに樹脂層ＪＳの厚みが０．５ｍｍのときにも更によい効果が見いだされた。ところが、樹脂層ＪＳの厚みが０．１ｍｍ或いは０．９ｍｍのときでは、本発明の課題を越え本発明の効果を見いだすことができなかった。
【００５４】
さらに、上記円板状のベルトガイドＢＧａの樹脂層ＪＳの厚みの適正値の範囲内で、円板状のベルトガイドＢＧａの樹脂層ＪＳと一体とされる前記弾性部材ＤＮａの弾性係数を０．４〜１．５Ｐａと設定することが好ましい。弾性部材ＤＮａの弾性係数が０．４Ｐａ未満で軟らか過ぎると、円板状のベルトガイドＢＧａの樹脂層ＪＳと第２の張架ローラ１７ｃ（或いは発熱ローラ１７ａ）との間に隙間ができて、定着ベルト２７の折れの原因となる。また弾性部材ＤＮａの弾性係数が１．５Ｐａを越えて硬過ぎると、円板状のベルトガイドＢＧａが硬過ぎて定着ベルト２７の端面に追従しにくくなる。弾性部材ＤＮａの弾性係数を０．４Ｐａおよび１．５Ｐａと設定し、図２の定着装置１７または図３の定着装置１７Ａを用いて５万コピーを行い評価を行ったところ、定着ベルト２７の折れがなく、また円板状のベルトガイドＢＧａが定着ベルト２７の端面の凹凸や弾性変形に追従し、定着ベルト２７の端面を均一な押圧力でガイドすることがなされ、定着ベルト２７の耐久性を向上することが実証され、本発明の課題の効果を見いだすことができた。さらに弾性部材ＤＮａの弾性係数が１．０Ｐａのときにも更によい効果が見いだされた。ところが、弾性部材ＤＮａの弾性係数が０．３Ｐａ或いは１．５Ｐａのときでは、本発明の課題を越え本発明の効果を見いだすことができなかった。
【００５５】
上記の如く、ベルト部材の端部を、表面に樹脂層を有する弾性部材からなるベルトガイド部材を当接してベルト部材の寄り規制することにより、ベルト部材の端部の凹凸や弾性変形に追従し、ベルト部材の端面を均一な押圧力でガイドすることがなされ、ベルトの耐久性を向上することが図られる定着装置の提供が可能となる。また、ベルト部材をガイドするローラ部材の軸方向の使用スペースも小さく、装置の小型化にも貢献する。
【００５７】
次に、他のベルトガイド部材について、図６、および前述した図５を用いて以下に説明する。
【００５８】
図６によれば、第２の例のガイド方法を用いるベルトガイド部材としては、前記第１の例の定着装置１７（或いは第２の例の定着装置１７Ａ）における第２のローラ部材としての第２の張架ローラ１７ｃ（或いは発熱ローラ１７ａ）の両端部に定着ベルト２７のベルトガイド部材としての円板状のベルトガイドＢＧｂを設けるものであり、定着ベルト２７の端部に、例えばシリコンゴムやウレタンゴム等で、内部に空隙を有する発泡ゴムを用いたリング状の弾性部材ＤＮｂと、該弾性部材ＤＮｂの定着ベルト２７側の背面に、樹脂フィルム、樹脂板、金属フィルム、金属板等の何れかを用いた剛性部材ＧＮａからなるベルトガイド部材としての円板状のベルトガイドＢＧａを当接して、定着ベルト２７をガイドするものである。円板状のベルトガイドＢＧｂは、ベルトガイド部材の支持部材であるベルトガイド支持フランジＦＲｂに取り付けられ、第２の張架ローラ１７ｃ（或いは発熱ローラ１７ａ）の両側端の中心軸ＰＪａに嵌め込まれた状態で、剛性部材ＧＮａを定着ベルト２７の端部と当接されてＥリングＥＲにて位置決めされる。
【００５９】
また定着ベルト２７上を搬送される記録紙Ｐの移動方向に直交する方向のベルト部材としての定着ベルト２７の幅を、図５（Ａ）にて述べたように、前記第１の例の定着装置１７（或いは第２の例の定着装置１７Ａ）における第１のローラ部材としての第１の張架ローラ１７ｂ（或いは張架ローラ１７ｅ）との間で加熱ニップ部Ｎａ（或いはニップ部Ｎ）を形成する第３のローラ部材としての発熱ローラ１７ａ（或いは加圧ローラ４７ａ）の幅よりも小さく設定する。これにより、図５（Ｂ）にて述べたように、発熱ローラ１７ａと第１の張架ローラ１７ｂとにより形成される加熱ニップ部Ｎａ（或いは加圧ローラ４７ａと張架ローラ１７ｅとで形成されるニップ部Ｎ）での定着ベルト２７の端部の折れ曲がりが防止される。また、定着ベルト２７をガイドする第２の張架ローラ１７ｃ（或いは発熱ローラ１７ａ）の軸方向の使用スペースも小さく、装置の小型化にも貢献する。
【００６０】
また、定着ベルト２７の端部に当接する円板状のベルトガイドＢＧａの弾性部材ＤＮｂの背面に設けられる剛性部材ＧＮａの厚みを０．３〜１．０ｍｍと設定することが好ましい。剛性部材ＧＮａの厚みが０．３ｍｍ未満で薄過ぎると、剛性部材ＧＮａが曲がり易くなり、破損の原因となる。また剛性部材ＧＮａの厚みが１．０ｍｍを越えて厚過ぎると、剛性部材ＧＮａが硬過ぎて定着ベルト２７の端面に追従しにくくなる。剛性部材ＧＮａの厚みを０．３ｍｍおよび１．０ｍｍと設定し、図２の定着装置１７または図３の定着装置１７Ａを用いて７万コピーを行い評価を行ったところ、剛性部材ＧＮａの曲がりが少なく、また円板状のベルトガイドＢＧｂが定着ベルト２７の端面の凹凸や弾性変形に追従し、定着ベルト２７の端面を均一な押圧力でガイドすることがなされ、定着ベルト２７の耐久性を向上することが実証され、本発明の課題の効果を見いだすことができた。さらに剛性部材ＧＮａの厚みが０．８ｍｍのときにも更によい効果が見いだされた。ところが、剛性部材ＧＮａの厚みが０．２ｍｍ或いは１．１ｍｍのときでは、本発明の課題を越え本発明の効果を見いだすことができなかった。
【００６１】
さらに、上記円板状のベルトガイドＢＧｂの剛性部材ＧＮａの厚みの適正値の範囲内で、円板状のベルトガイドＢＧａの弾性部材ＤＮｂの弾性係数を０．４〜１．５Ｐａと設定することが好ましい。弾性部材ＤＮｂの弾性係数が０．４Ｐａ未満で軟らか過ぎると、円板状のベルトガイドＢＧａの剛性部材ＧＮａと第２の張架ローラ１７ｃ（或いは発熱ローラ１７ａ）との間に隙間ができて、定着ベルト２７の折れの原因となる。また弾性部材ＤＮａの弾性係数が１．５Ｐａを越えて硬過ぎると、円板状のベルトガイドＢＧａが硬過ぎて定着ベルト２７の端面に追従しにくくなる。弾性部材ＤＮａの弾性係数を０．４Ｐａおよび１．５Ｐａと設定し、図２の定着装置１７または図３の定着装置１７Ａを用いて７万コピーを行い評価を行ったところ、定着ベルト２７の折れがなく、また円板状のベルトガイドＢＧａが定着ベルト２７の端面の凹凸や弾性変形に追従し、定着ベルト２７の端面を均一な押圧力でガイドすることがなされ、定着ベルト２７の耐久性を向上することが実証され、本発明の課題の効果を見いだすことができた。さらに弾性部材ＤＮａの弾性係数が１．０Ｐａのときにも更によい効果が見いだされた。ところが、弾性部材ＤＮａの弾性係数が０．３Ｐａ或いは１．５Ｐａのときでは、本発明の課題を越え本発明の効果を見いだすことができなかった。
【００６２】
上記の如く、ベルト部材の端部を、薄肉の剛性部材とその背面の弾性部材とからなるベルトガイド部材を当接してベルト部材の寄り規制することにより、ベルト部材の端部の凹凸や弾性変形により追従して、ベルト部材の端面を均一な押圧力でガイドすることがなされ、ベルトの耐久性をより向上することが図られる定着装置の提供が可能となる。また、ベルト部材をガイドするローラ部材の軸方向の使用スペースも小さく、装置の小型化にも貢献する。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１ないし８によれば、ベルト部材の端部を、表面に一体化した樹脂層を有して弾性部材からなるベルトガイド部材に当接させて、ベルト部材の寄りを規制することにより、ベルト部材の端部の凹凸に追従してベルト部材の端面を均一な押圧力でガイドすることができるので、ベルト部材の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図２】定着装置の第１の例を示す図である。
【図３】定着装置の第２の例を示す図である。
【図４】定着装置に設けられるベルトガイド部材の構造の第１の例を示す概要断面構成図である。
【図５】加熱ニップ部或いはニップ部でのベルト部材お押圧状態を示す概要図である。
【図６】定着装置に設けられるベルトガイド部材の構造の第１の例を示す概要断面構成図である。
【図７】従来のベルトガイド部材の問題点を示す図である。
【図８】図７におけるベルト部材の弾性変形を示す図である。
【符号の説明】
１０  感光体ドラム
１１  スコロトロン帯電器
１２  露光光学系
１３  現像器
１７，１７Ａ  定着装置
１７ａ  発熱ローラ
１７ｂ  第１の張架ローラ
１７ｃ  第２の張架ローラ
１７ｅ  張架ローラ
２７  定着ベルト
４７ａ  加圧ローラ
ＢＧａ，ＢＧｂ  ベルトガイド
ＤＮａ，ＤＮｂ  弾性部材
ＨＬａ  ハロゲンランプ
ＪＳ  樹脂層
Ｎ  ニップ部
Ｎａ  加熱ニップ部
Ｐ  記録紙
【図１】
0003915541.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003915541.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003915541.tif 000008
【図８】
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