JP2010079078A - 定着装置、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルト端部の破損を防ぎ耐久性を向上させ経時に亘り安定した定着性能を得る。
【解決手段】定着装置１５Ａは、定着ローラ１５ｂおよび加熱ローラ１５ａに架けられて周回する定着ベルト１５ｄを有している。定着ローラ１５ｂには、当該定着ローラ１５ｂの軸と平行な方向の両端に定着ベルト１５ｄの蛇行を規制する規制部材１５ｅが設けられている。定着ベルト１５ｄは、ベルトのエッジを含む端部領域１５ｈと、端部領域以外の領域である非端部領域１５ｉとを含む。加熱ローラ１５ａと非端部領域１５ｉとは接触している一方、加熱ローラ１５ａと端部領域１５ｈとの間は隙間Ｇになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンタ、複合機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置としては、一般的に、圧接し合う定着ローラと加圧ローラとからなるローラ対と、定着ローラと加圧ローラとの両方或いはいずれか一方の内部に配置されたハロゲンヒータ等からなる加熱手段とを備えたもの（熱ローラ定着方式）が多用されている。

このような定着装置では、加熱手段によって上記ローラ対が所定の温度（定着温度）に加熱された後、未定着トナー画像の形成された記録紙が加圧ローラと定着ローラとの圧接部（定着ニップ部）を通過したとき、圧接部に作用している熱と圧力とによって上記記録紙にトナー画像の定着が行われる。

また、上記定着ローラとして、弾性層を有する定着ローラ（弾性ローラ）が用いられることがある。弾性ローラを用いると、ローラ表面が未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形するため、トナー画像面は当該ローラ表面に覆い包まれるように接触する。そのため、トナー量の多い未定着画像に対しても効果的に熱を伝えることができ、良好に熱圧力定着を行うことができる。なお、カラー画像はモノクロ画像よりもトナー量が多く、カラー画像用の定着装置には弾性層を有する定着ローラを備えることが好ましい。

更に、弾性層を有する定着ローラを備えた定着装置においては、定着ニップ部にて歪んでいる弾性層の復元作用によって、モノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対する離型性を向上させることができる。その上、弾性層を有する定着ローラを備えた定着装置においては、定着ニップ部のニップ形状が定着ローラ側に凸（所謂、逆ニップ形状）となることから、用紙の剥離性能が向上し、剥離爪等の剥離手段を用いずとも用紙の剥離が可能となり（セルフストリップが可能となり）、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。

しかし、弾性層を具備する定着ローラにおいては弾性層の熱伝導性が非常に悪い。したがって、定着ローラ内部に加熱手段を設けた場合、熱伝達効率が低下し、ウオームアップ時間が長くなるという問題が生じる。また、定着ローラの熱伝達効率が低いと、画像形成プロセスのプロセス速度を高速にした場合に定着ローラから用紙に対して必要十分な熱を供給することが困難になるといった問題が生じる（定着ローラの熱追随性が低下するという問題が生じる）。

このような問題を解決するために、定着ローラの表面に加熱手段を当接させ、定着ローラの表面を外部から加熱する外部加熱定着方式の定着装置が提案されている。特に近年では、加熱手段として無端ベルトを使用し、定着ローラの表面温度よりも高温に加熱された無端ベルトを定着ローラ表面に当接させるベルト加熱定着方式の定着装置が提案されている。

上述のベルト加熱定着方式の定着装置として、たとえば特許文献１では、加熱ローラの非加熱領域に凹形状の断熱領域を設けて加熱ローラ端部の軸受け部などを介して外部へ熱が流出することによる温度低下を軽減するものが提案されている。
特開２００６−８４６４７号公報（第３図、第４図）

しかしながら、このような特許文献１のベルト加熱定着方式の定着装置は、以下のような課題を有している。

特許文献１の構成では、加熱ローラ端部の温度低下を軽減する効果を奏するものの、ベルト部材の端部に対して多量の熱を与えてしまう。ここで、ベルト部材の端部は、ローラに形成されている規制部材（ベルトの寄りを規制する部材）と頻繁に接触あるいは摺擦を繰り返しており、非常に負荷のかかる部位である。この部位に多量の熱が加われば、ベルト材料は少なからず軟化して座屈強度が低下する。これにより、ベルト部材は、蛇行（加熱ローラ軸方向へ寄ってしまう）し易くなり、その結果規制部材に乗り上げてしまい、また、最悪の場合にはベルト端部の破損を引き起こすという課題が発生する。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベルト端部の破損を防ぎ耐久性を向上させ経時に亘り安定した定着性能を得ることができる定着装置を提供することである。

本発明に係る定着装置は、上記の課題を解決するために、複数の支持部材と、上記複数の支持部材に架けられて周回する定着ベルトと、上記定着ベルトを介して複数の支持部材のうちの少なくとも１つの支持部材を押圧する加圧部材とを有する定着装置において、上記複数の支持部材のうち、少なくとも１つの支持部材は上記定着ベルトを上記周回させるためのローラであり、少なくとも１つの支持部材は上記定着ベルトを加熱する加熱部材であり、少なくとも１つの支持部材には上記ローラの軸と平行な方向の両端に上記定着ベルトの蛇行を規制する規制部材が設けられ、上記定着ベルトにおいて上記平行な方向の端部を含む端部領域の方が上記端部領域以外の非端部領域よりも上記加熱部材からの熱が伝わり難くなるように、上記加熱部材が形成されていることを特徴としている。

上記の構成により、定着ベルト端部の昇温が軽減されるため、定着ベルトの端部の熱劣化や硬度変化に伴う座屈強度の低下を抑制できる。それゆえ、定着ベルトが上記軸の方向へ寄ってしまう（蛇行）事を抑制でき、これに伴い、定着ベルトが規制部材へ乗り上げてしまうといった弊害や定着ベルトの端部割れの弊害を抑制できる。したがって、本発明の構成によれば、ベルト端部の破損を防ぎ耐久性を向上させることができ、経時に亘り安定した定着性能を得ることができるという効果を奏する。

本発明に係る定着装置は、上記の構成に加えて、上記加熱部材と上記非端部領域とが接触し、上記加熱部材と上記端部領域との間は隙間になっていることを特徴とする。

上記の構成によれば、定着ベルト端部と加熱部材との間に空隙が形成されているため、加熱部材から定着ベルト端部へ伝導される熱量を抑制できる。

本発明に係る定着装置は、上記の構成に加えて、上記加熱部材は加熱ローラであり、上記加熱ローラは、上記非端部領域に接触する第１部分と、上記隙間を介して上記端部領域に対向している第２部分とを有し、上記第２部分の直径は上記第１部分の直径よりも短いことを特徴としている。

上記の構成によれば、第１部分の直径と第２部分の直径とに差を設けることにより定着ベルト端部と加熱部材との間に空隙を形成できる。そして、第１部分の直径と第２部分の直径とに差があるローラの作成には複雑な加工を必要としない。つまり、定着ベルト端部と加熱部材との間に空隙を形成し、定着ベルトの端部領域の方が非端部領域よりも加熱部材からの熱が伝わり難くする構成を簡易な加工によって実現できる。

本発明に係る定着装置は、上記の構成に加えて、上記加熱部材の表面にはフッ素樹脂がコーティングされていることを特徴としている。

上記の構成により、定着ベルトと加熱部材との間の摩擦が低減されるため、定着ベルトの端部の劣化を一層抑制できる。それゆえ、定着ベルトの蛇行抑制および定着ベルトの耐久性向上の効果がより明確になる。

本発明に係る定着装置は、上記の構成に加えて、上記加圧部材は、上記定着ベルトを介して上記支持部材を押圧する本体を含むものであり、上記本体に押圧されている支持部材に上記規制部材が設けられており、上記規制部材は、上記本体と上記定着ベルトとの圧接面よりも上記本体側に突出している突出部を有し、上記本体における上記平行な方向の端部と上記突出部とが接触していることを特徴としている。

上記の構成により、定着ベルトの規制部材への乗り上げを抑制でき、定着ベルトの耐久性をさらに向上させることが出来る。

本発明に係る定着装置は、上記の構成に加えて、上記規制部材は、上記加熱部材以外の支持部材に設けられていてもよい。また、本発明に係る定着装置は、上記の構成に加えて、上記加圧部材は、上記定着ベルトを介して、上記加熱部材以外の支持部材を押圧している構成であってもよい。

また、上記定着装置を画像形成装置に搭載してもよい。上記の構成により、ベルトの耐久性を確保できるため、経時に亘り安定したトナー画像の定着性能を提供することが出来る。

なお、ある着目した請求項に記載された構成と、その他の請求項に記載された構成との組み合わせが、その着目した請求項で引用された請求項に記載された構成との組み合わせのみに限られることはなく、本発明の目的を達成できる限り、その着目した請求項で引用されていない請求項に記載された構成との組み合わせが可能である。

本発明に係る定着装置は、以上のように、上記定着ベルトが架けられた複数の支持部材の少なくとも１つに上記定着ベルトの蛇行を規制する規制部材を設け、上記定着ベルトにおいて上記定着ベルトを周回させるローラに平行な方向の端部を含む端部領域の方が上記端部領域以外の非端部領域よりも上記加熱部材からの熱が伝わり難くなるように、上記加熱部材が形成されていることを特徴とする。

それゆえ、定着ベルト端部の昇温を軽減し、定着ベルトの端部の熱劣化や硬度変化に伴う座屈強度の低下を防ぎ、定着ベルト端部の寄りを規制する規制部材への乗り上げや端部割れを抑制することが可能となり定着ベルトの耐久性を向上させることができるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図１は画像形成装置（カラー複合機）の概略構成図である。図１に示すように、この画像形成装置１００は、光学系ユニットＥ、４組の可視画像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄ、中間転写ベルト１１、２次転写ユニット１４、定着装置１５Ａ、内部給紙ユニット１６及び手差し給紙ユニット１７を備えている。

４組の可視画像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄの代表例として、可視画像形成ユニットｐａについて説明する。可視画像形成ユニットｐａはトナー像担持体となる感光体１０１ａの周囲に、帯電ユニット１０３ａ、現像ユニット１０２ａ、クリーニングユニット１０４ａが配置された構成となっている。その他の３組の可視画像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄは可視画像形成ユニットｐａと同様の構成を備えており、ここでは説明を省略する。各可視画像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄの現像ユニット１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄにはブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナーがそれぞれ収容されている。

感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの上方に配置された中間転写ベルト１１はテンションローラ１１ａおよび１１ｂに架けられている。中間転写ベルト１１は両テンションローラ１１ａ、１１ｂにより撓まないように張力がかけられている。１次転写ユニット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは中間転写ベルト１１を介してそれぞれ感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに圧接されている。２次転写ユニット１４は中間転写ベルト１１を介してテンションローラ１１ａに圧接されている。中間転写ベルト１１に残留したトナーを回収する廃トナーＢＯＸ１２に配置されたクリーニングブレード１２ａは中間転写ベルト１１を介してテンションローラ１１ｂに圧接されている。

光学系ユニットＥは、図示しないレーザービーム光源、ポリゴンミラー等の偏向器４、偏向したビームを４組の感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄへ導く折り返しミラー８等を備えている。図示しないレーザービーム光源から射出されたビームは偏向器４により感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの軸方向（主走査方向）へ偏向される。そして、偏向されたビームは折り返しミラー８等を介して感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ表面を走査する。

定着装置（定着ユニット）１５Ａは、２次転写ユニット１４よりも記録紙搬送経路の下流に配置されており、主に、加熱ローラ１５ａ、定着ローラ１５ｂ、加圧ローラ１５ｃ、及び定着ベルト１５ｄから構成されている。定着装置１５Ａの詳細については後述する。

次に画像形成工程について説明する。可視画像形成ユニットｐａにおいて、感光体（感光体ドラム）１０１ａの表面は帯電ユニット１０３ａにより一様に帯電された後、光学系ユニットＥにより画像情報に応じてレーザー露光される。これにより、静電潜像が感光体１０１ａの表面に形成される。ここで、オゾンの発生を極力抑えながら感光体１０１ａ表面を一様に帯電するために、図１のように、帯電ユニット１０３ａとして帯電ローラ方式のものを採用することが好ましい。その後、感光体１０１ａ表面の静電潜像は現像ユニット１０２ａのトナーにより顕像化される。更に、顕像化によって得られたトナー画像はトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された１次転写ユニット１３ａにより中間転写ベルト１１表面に転写される。

他の可視画像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄも可視画像形成ユニットｐａと同様に動作する。可視画像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄで形成されたトナー画像は可視画像形成ユニットｐｄから順に中間転写ベルト１１表面に重ねられて２次転写ユニット１４まで搬送される。そして、中間転写ベルト１１表面のトナー画像はトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された２次転写ユニット１４により内部給紙ユニット１６の給紙ローラ１６ａまたは手差し給紙ユニット１７の給紙ローラ１７ａから給紙された記録紙に転写される。更に、トナー画像の形成された記録紙が定着装置１５Ａに搬送され、定着装置１５Ａを通過するときにトナー画像が十分に加熱・加圧されて記録紙上に融着され、排紙ローラ１８ａにより外部へ排出される。

次に、定着装置１５Ａの主要な構成について、図２を用いて説明する。定着装置１５Ａは、記録紙Ｐの表面に形成された未定着のトナー画像Ｔを、熱及び圧力によって記録紙Ｐ上に定着させるものである。なお、この未定着のトナー画像Ｔは、例えば、非磁性１成分現像剤（非磁性トナー）、非磁性２成分現像剤（非磁性トナー及びキャリア）、磁性現像剤（磁性トナー）等の現像剤（トナー）によって形成することが可能である。

定着装置１５Ａは、主に、定着ローラ１５ｂと、加熱ローラ１５ａと、無端状の定着ベルト１５ｄと、加圧ローラ１５ｃと、加熱ローラ１５ａを加熱するヒータランプ３４ａおよび３４ｂと、加圧ローラ１５ｃを加熱するヒータランプ３４ｃと、定着ベルト１５ｄの表面温度を検出するサーミスタ３５ａと、加圧ローラ１５ｃの表面温度を検出するサーミスタ３５ｂと、から構成されている。定着ベルト１５ｄは支持部材である加熱ローラ（加熱部材）１５ａ及び定着ローラ１５ｂに架けられている。加圧ローラ（加圧部材）１５ｃは図示しない加圧手段によって定着ベルト１５ｄを介して定着ローラ１５ｂに圧接されている。

ここで、加圧手段の一例としては、加圧スプリングが用いられる。加圧スプリングは所定の荷重（例えば、本実施の形態では２１６Ｎ）で加圧ローラ１５ｃを定着ローラ１５ｂ側へ押圧し、両ローラ間に定着ニップ部（定着ベルト１５ｄと加圧ローラ１５ｃとが互いに当接する部分）Ｎが形成される。なお、本実施の形態では、ニップ幅（定着ニップ部Ｎの記録紙搬送方向の長さ）を７ｍｍとしている。

この定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像Ｔが形成された記録紙Ｐを通過させることで、トナー画像Ｔは記録紙Ｐに定着されるようになっている。記録紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する時、定着ベルト１５ｄは記録紙Ｐのトナー画像形成面に当接する一方、加圧ローラ１５ｃは記録紙Ｐにおけるトナー画像形成面とは反対側の面に当接するようになっている。

定着ローラ１５ｂは、図示しない駆動機構により、図２の矢印Ｘ方向へ回転する。定着ローラ１５ｂの回転により、定着ベルト１５ｄは矢印Ｗ方向へ搬送される。加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｃは定着ベルト１５ｄに連れ回りする形となり、それぞれ矢印Ｖ方向及び矢印Ｚ方向へ回転する。定着ベルト１５ｄの矢印Ｗ方向への搬送により、定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐは矢印Ｙ方向へ搬送される。

円筒状の加熱ローラ１５ａの内周側の中空部に、加熱ローラ１５ａを加熱するヒータランプ（一例としてハロゲンランプ）３４ａ、３４ｂが配置されている。ヒータランプ３４ａ、３４ｂは、制御回路（不図示）によって制御される電源回路（不図示）から供給される電力により発光し、赤外線を放射する。これにより、加熱ローラ１５ａの内周面が赤外線を吸収して加熱され、加熱ローラ１５ａ全体が加熱される。そして、加熱ローラ１５ａの熱は定着ベルト１５ｄへ伝達される。定着ベルト１５ｄが定着ローラ１５ｂの矢印Ｘ方向への回転駆動により矢印Ｗ方向へ搬送されることによって、加熱ローラ１５ａから定着ベルト１５ｄへ伝達された熱は定着ニップ部Ｎへ運ばれる。なお、本実施の形態では、加熱ローラ１５ａの内周部のヒータランプ３４ａ、３４ｂとして、それぞれ定格電力７００Ｗ及び５００Ｗのランプが用いられる。

また、上記の制御回路は、サーミスタ３５ａによって検出される定着ベルト１５ｄの表面温度に基づいて、ヒータランプ３４ａ、３４ｂへの通電制御を行う。この通電制御により、定着ベルト１５ｄの表面温度は所定範囲に維持される。

円筒状の加圧ローラ１５ｃの内周側の中空部に、加圧ローラ１５ｃを加熱するヒータランプ（一例としてハロゲンランプ）３４ｃが配置されている。ヒータランプ３４ｃは、制御回路（不図示）によって制御される電源回路（不図示）から供給される電力により発光し、赤外線を放射する。これにより、加圧ローラ１５ｃの内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ１５ｃ全体が加熱される。なお、本実施の形態では、加圧ローラ１５ｃの内周部のヒータランプ３４ｃとして、定格電力４００Ｗのランプが用いられる。

また、上記の制御回路は、サーミスタ３５ｂによって検出される加圧ローラ１５ｃの表面温度に基づいて、ヒータランプ３４ｃへの通電制御を行う。この通電制御により、加圧ローラ１５ｃの表面温度は所定範囲に維持される。

図３は、定着ベルト１５ｄ、加熱ローラ１５ａ、定着ローラ１５ｂ及び加圧ローラ１５ｃの配置を示している。

定着ローラ１５ｂとして、例えば、内側から順に芯金、弾性層が形成された２層構造のものを用いることができる。芯金には、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層には、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適している。なお、本実施の形態では、定着ローラ１５ｂの直径は３０ｍｍである。また、定着ローラ１５ｂの芯金は直径２０ｍｍの鉄であり、定着ローラ１５ｂの弾性層は厚さ５ｍｍのシリコンスポンジゴムである。

定着ローラ１５ｂは、定着ベルト１５ｄの端部（エッジ）と接する規制部材１５ｅを備えている。通常、複数のローラにベルトを架ける構成では、ベルトやローラ自体の精度やベルトとローラとの組み付け精度等により、ベルトがローラの軸方向に寄ってしまい（蛇行してしまう）、この寄りがひどくなると、ベルトがローラからはずれてしまうという事態が生じる。そこで、この事態を抑制するために、本実施形態では、図３に示すように、定着ベルト１５ｄの定着ローラ１５ｂの軸に平行な方向への寄りに対して限界となる位置（限界位置）に規制部材１５ｅを配置している。これにより、定着ベルト１５ｄは限界位置を超えてしまう事がないため、以上の事態の発生を防ぐことができる。

加圧ローラ１５ｃとして、例えば、内側から順に芯金、弾性層、離型層が形成された３層構造のものを用いることができる。芯金には、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層には、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料等が用いられる。また、離型層には、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が適している。なお、本実施の形態では、加圧ローラ１５ｃは直径３０ｍｍ（後述する第３胴部１５ｋの直径）である。また、加圧ローラ１５ｃの芯金は直径２４ｍｍ、肉厚２ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）であり、加圧ローラ１５ｃの弾性層は厚さ３ｍｍのシリコンソリッドゴムであり、加圧ローラ１５ｃの離型層は厚さ３０μｍのＰＦＡチューブである。また、加圧ローラ１５ｃは、図３に示されるように、第３胴部（本体）１５ｋと、第３胴部１５ｋの端面の一部領域からローラ軸方向に突出するように形成されている第４胴部１５ｊとを有している。第４胴部１５ｊの直径は第３胴部１５ｋの直径よりも短くなっている。加圧ローラ１５ｃにおいて、第３胴部１５ｋは定着ベルト１５ｄを定着ローラ１５ｂに押圧するためのものであり、第４胴部１５ｊは第３胴部１５ｋを支持するためのものである。

加熱ローラ１５ａとして、例えば、鉄やアルミなどからなる厚さ０．７〜１．０ｍｍ程度の金属製ローラを用いることができる。

定着ベルト１５ｄとして、例えば、内周側から順にポリイミド等の耐熱樹脂或いはステンレスやニッケル等の金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、耐熱性及び弾性に優れたエラストマー材料（例えばシリコンゴム）からなる弾性層が形成され、さらにその表面に耐熱性及び離型性に優れた合成樹脂材料（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）からなる離型層が形成された３層構成のものを用いることができる。さらに、基材にポリイミド等の耐熱樹脂を用いる場合、フッ素樹脂を内添することがより好ましい。こうすることで、定着ベルト１５ｄと加熱ローラ１５ａとの間に生じる摩擦をさらに低減することができる。なお、本実施の形態では、定着ベルト１５ｄは直径５０ｍｍである。また、定着ベルト１５ｄの基材は厚さ７０μｍのポリイミドであり、定着ベルト１５ｄの弾性層は厚さ１５０μｍのシリコンゴムであり、定着ベルト１５ｄの離型層は厚さ３０μｍのＰＦＡチューブである。

つぎに、加熱ローラ１５ａと定着ベルト１５ｄとの関係について詳述する。なお、本実施形態では、図３に示されるように、定着ベルト１５ｄにおいて、加熱ローラ１５ａおよび定着ローラ１５ｂの軸方向と平行な方向の端部（エッジ）を含む領域を端部領域１５ｈとし、端部領域１５ｈ以外の領域を非端部領域１５ｉとする。

加熱ローラ１５ａは、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈと対向する第２胴部（第２部分）１５ｆと、定着ベルト１５ｄの非端部領域１５ｉと対向する第１胴部（第１部分）１５ｇとを有している。

また、加熱ローラ１５ａの第２胴部１５ｆの直径が第１胴部１５ｇの直径に比べて短くなり、第１胴部１５ｇの回転軸と第２胴部１５ｆの回転軸とが同軸になるように、加熱ローラ１５ａが構成されている。これにより、加熱ローラ１５ａと定着ベルト１５ｄとの関係において、第１胴部１５ｇと非端部領域１５ｉとが接触しつつ、第２胴部１５ｆと端部領域１５ｈとの間には隙間Ｇが形成される（つまり、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈと加熱ローラ１５ａとは非接触である）。

それゆえ、定着ベルト１５ｄにおいては、端部領域１５ｈの方が非端部領域１５ｉよりも加熱ローラ１５ａからの熱が伝わり難くなる。これにより、定着ベルトの端部領域１５ｈに対して熱負荷を軽減することができ、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈの熱劣化や硬度変化に伴う座屈強度の低下を抑制できる。そのため、定着ベルト１５ｄの規制部材１５ｅへの乗り上げやそれに伴う端部領域１５ｈの割れを抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈと加熱ローラ１５ａとの間に隙間Ｇを形成するために、第２胴部１５ｆの直径が第１胴部１５ｇの直径よりも短くなるように加熱ローラ１５ａを構成しているが、このような加熱ローラ１５ａは複雑な加工を必要とせずに製造可能なものである。つまり、本実施形態では、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈと加熱ローラ１５ａとの間に隙間Ｇを形成する構成を、複雑な加工を要することなく実現している。

更に、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈは、定着ニップ部Ｎにおいて、記録紙Ｐのトナー画像形成領域以外の領域に接触し、記録紙Ｐのトナー画像形成領域には接触しない。これにより、トナー画像の加熱不足による定着不良を抑制できる。

以上では、定着装置１５Ａの一方の端部側（加熱ローラ１５ａの軸方向と平行な方向における一方の端部側）の構成について図３を用いて説明した。ここで、定着装置１５Ａの他方の端部側は図示されていないが一方の端部側と同様の構成となっているため、その説明を省略する。

更に、加熱ローラ１５ａの表面には、フッ素樹脂からなり且つ厚さ２０〜３０μｍのコーティング層が形成されている。これにより、加熱ローラ１５ａと定着ベルト１５ｄとの摩擦を低減することで定着ベルト１５ｄの耐久性の確保及び軸方向への寄り力をさらに小さくできる。

また、図４に示すように、規制部材１５ｅは、定着ベルト１５ｄと加圧ローラ１５ｃとの圧接面より加圧ローラ１５ｃ側へ突出している突出部１５ｅ１を有している。この突出部１５ｅ１は、図４に示すように、第３胴部１５ｋの端面（定着ローラ１５ｂの軸方向と平行な方向の端部）に接触するように構成されている。

この構成によれば、規制部材１５ｅの突出部１５ｅ１と加圧ローラ１５ｃの第３胴部１５ｋの端面とが接触しているため、図４に示されるように、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈは加圧ローラ１５ｃの第３胴部１５ｋによって定着ローラ１５ｂに押さえつけられる。それゆえ、定着ベルト１５ｄが規制部材１５ｅへ乗り上げてしまうという事態が抑制され、定着ベルト１５ｄの耐久性を向上させることができる。これに対し、図５に示すように、規制部材１５ｅの突出部と加圧ローラ１５ｃの第３胴部１５ｋの端面とが非接触である場合、規制部材１５ｅと加圧ローラ１５ｃの第３胴部１５ｋの端面との隙間において定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈが規制部材１５ｅを乗り越えてしまう弊害が起こり得る。

また、図４の構成のように、規制部材１５ｅの突出部１５ｅ１と加圧ローラ１５ｃの第３胴部１５ｋの端面とを接触させることが好ましいが、規制部材１５ｅの突出部と加圧ローラ１５ｃの第３胴部１５ｋの端面との間の隙間の許容量を検討すべく、出願人が実験した。この実験の結果、両者の隙間は２ｍｍまで許容されることがわかった。具体的に説明すると、隙間２ｍｍ以下では、定着ベルト１５ｄの目標交換枚数である印刷処理量が記録紙３０００００枚を超えても、定着ベルト１５ｄの耐久性能を維持できた。隙間２ｍｍを越えると、記録紙１０００００枚以下で定着ベルト１５ｄが破損した。

なお、本実施形態では、定着ニップ部Ｎを形成するための加圧部材として円柱状の加圧ローラ１５ｃを採用しているが、加圧部材は円柱状のもの（ローラ）に限られず、周知の加圧部材であれば本実施形態の定着装置１５Ａに適用可能である。例えば、略直方体形状の弾性体（スポンジ）を加圧部材とし、この弾性体の一面を定着ベルト１５ｄに接触させる構成であってもよい。また、この弾性体を加圧部材とする場合、弾性体の側面（定着ローラ１５ｂの軸方向と平行な方向の端部にある側面）と規制部材１５ｅの突出部１５ｅ１とを接触するように構成すれば、図４の構成と略同一の効果を得ることができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図６及び図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態の定着装置１５Ｂにおいては、図６に示されるように、加熱ローラ１５ａの代わりに、加熱部材として略円弧形状のパネル部材１５ａ１が設けられる。なお、パネル部材１５ａ１以外の構成要素は実施の形態１と同一であるため、以下ではその説明を省略する。

パネル部材１５ａ１からは熱が生じており、定着ベルト１５ｄはパネル部材１５ａ１の外周面に接触しながら搬送される。それゆえ、パネル部材１５ａ１から定着ベルト１５ｄに熱が伝わるようになっている。

図７（ａ）はパネル部材１５ａ１の断面図の一例である。図７（ａ）に示されるように、パネル部材１５ａ１は、定着ベルト１５ｄと接触する側から順にコート層、基材、絶縁層、発熱層が形成された４層構造で構成されている。コート層は、加熱ローラ１５ａの表面のコーティング層と同様、コーティングによって形成され、フッ素樹脂などからなる厚さ２０〜３０μｍ程度の層である。これにより、パネル部材１５ａ１と定着ベルト１５ｄとの摩擦を低減でき、定着ベルト１５ｄの耐久性の確保及び定着ローラ１５ｂの軸に平行な方向への寄り力をさらに小さくできる。基材はアルミなどの安価で強度を有する熱伝導性の高い金属からなる。絶縁層は基材と発熱層の間に設けられている。基材と発熱層との絶縁性を確保することにより加熱部材は安全なものとすることが可能となる。なお、絶縁層と発熱層で面状発熱体を形成している。

つぎに、パネル部材１５ａ１の変形例を図７（ｂ）に示す。この例において、パネル部材１５ａ１´は、定着ベルト１５ｄと接触する側から順に、コート層、発熱層、絶縁層、基材が形成された４層構造で構成されている。図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、発熱層の形成方法を変更することにより適宜発熱層をパネル部材の内側または外側に形成することができる。

つぎに、パネル部材１５ａ１と定着ベルト１５ｄとの関係について説明する。パネル部材１５ａ１において、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈと対向する領域を第２胴部１５ｆ１とし、定着ベルト１５ｄの非端部領域１５ｉと対向する領域を第１胴部１５ｇ１とする。ここで、図６に示されるように、パネル部材１５ａ１の第２胴部１５ｆ１は第１胴部１５ｇ１に比べて曲率半径が短くなっている。

また、第１胴部１５ｇ１は、定着ローラ１５ｂの軸方向と平行な方向において第２胴部１５ｆ１よりも短くなっている。また、第２胴部１５ｆ１の上面において上記平行な方向の両端部が露出するように、第１胴部１５ｇ１の下面が第２胴部１５ｆ１の上面に貼り付けられている。これにより、パネル部材１５ａ１と定着ベルト１５ｄとの関係において、第１胴部１５ｇ１と非端部領域１５ｉとが接触しつつ、第２胴部１５ｆ１と端部領域１５ｈとの間には隙間Ｇが形成される（つまり、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈとパネル部材１５ａ１とは非接触である）。それゆえ、本実施形態のパネル部材１５ａ１を用いる構成であっても、定着ベルト１５ｄにおいて端部領域１５ｈの方が非端部領域１５ｉよりも加熱ローラ１５ａからの熱が伝わり難くなる。

〔実施の形態３〕
実施の形態１では、規制部材１５ｅは定着ローラ１５ｂ側に設けられ、定着ベルト１５ｄに熱を与えるヒータランプ３４ａ、３４ｂは定着ローラ１５ｂ以外の定着ベルト１５ｄの支持部材（加熱ローラ１５ａ）に設けられている。

しかし、規制部材１５ｅの設置箇所は定着ローラ１５ｂではなく、図１の加熱ローラ１５ａに相当する支持部材に規制部材１５ｅが設けられてもよい。

また、ヒータランプ３４ａ、３４ｂの設置箇所は図１の加熱ローラ１５ａに相当する支持部材ではなく、定着ローラ１５ｂにヒータランプ３４ａ、３４ｂが設けられてもよい。

なお、ヒータランプ３４ａ、３４ｂを定着ローラ１５ｂに設置する場合、定着ローラ１５ｂは、定着ベルト１５ｄを加熱するための加熱部材として機能する。そして、加熱部材として機能する定着ローラ１５ｂは、図１の加熱ローラ１５ａと同様、定着ベルト１５ｄの非端部領域１５ｉと接触しつつ定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈと非接触になるように設計される。

更に、ヒータランプ３４ａ、３４ｂと規制部材１５ｅとは、図１に示されるローラ１５ａ・１５ｂのうちのいずれか一方にまとめて設けられてもよい。

〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態について図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態の定着装置では、図３の加熱ローラ１５ａの代わりに、図８（ａ）の加熱ローラ１５ａ´が用いられる。なお、加熱ローラ１５ａ´以外の構成要素は実施の形態１と同一であるため、以下では加熱ローラ１５ａ´を説明し、他の構成要素の説明は省略する。

図８（ａ）は、本実施形態の加熱ローラ１５ａ´を示した斜視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の加熱ローラ１５ａの軸方向端部付近と定着ベルト１５ｄとの断面を示した図である。

実施の形態１は、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈと加熱ローラ１５ａとの間に隙間Ｇが形成される構成であったが、以下に示す実施の形態のように、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈと加熱ローラ１５ａ´とが接触している構成であってもよい。以下、本実施形態の加熱ローラ１５ａ´について詳細に説明する。

加熱ローラ１５ａ´は、図３の加熱ローラ１５ａに対して、図８に示す断熱リングＲを嵌めこむことによって形成されるものである。つまり、加熱ローラ１５ａ´は、図８に示されるように、第１胴部１５ｇ´と第２胴部１５ｆ´と断熱リングＲとを有する構成である。

断熱リングＲは、外径が第１胴部１５ｇ´の直径と同じになり、内径が第２胴部１５ｆ´の直径と同じになるように設計されている。また、この断熱リングＲは、図８に示すように、断熱リングＲの軸方向の端面と第１胴部１５ｇ´の軸方向の端面とが接触するように、第２胴部１５ｆ´にはめ込まれている。

また、加熱ローラ１５ａ´において、第１胴部１５ｇ´および第２胴部１５ｆ´は鉄やアルミ等の金属製であるが、断熱リングＲは第１胴部１５ｇ´および第２胴部１５ｆ´よりも熱伝導度が低い材料（例えばポリフエニレンスルフイド樹脂等）から形成される。

以上の構成によれば、定着ベルト１５ｄの非端部領域１５ｉは加熱ローラ１５ａ´の第１胴部１５ｇ´に接触しつつ、定着ベルト１５ｄの端部領域１５ｈは加熱ローラ１５ａ´の断熱リングＲに接触することになる。それゆえ、定着ベルト１５ｄの非端部領域１５ｉのみならず端部領域１５ｈをも加熱ローラ１５ａ´と接触させる構成であっても、端部領域１５ｈの方が非端部領域１５ｉよりも加熱ローラ１５ａ´からの熱が伝わり難くなる。

また、以上では、図８を用いて加熱ローラ１５ａ´の一方の端部側（軸方向の一方の端部側）の構成について説明した。ここで、他方の端部側は図示されていないが一方の端部側と同様の構成となっているため、その説明を省略する。

なお、本実施形態では、第１胴部１５ｇ´の軸方向の長さと、加熱ローラ１５ａ´における一方の端部側の断熱リングＲの軸方向の長さと、加熱ローラ１５ａ´における他方の端部側の断熱リングＲの軸方向の長さとの合計が、定着ベルト１５ｄにおける上記軸方向の長さよりも長くなっていれば、断熱リングＲの軸方向の長さを適宜調整可能である。

本発明の定着装置は、複写機、複合機、プリンタ、ファクシミリに好適である。

本発明に係る画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の構成品の配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る加圧ローラと規制部材との関係を示す図である。 定着ベルトが規制部材を乗り越える状況を示す説明図である。 本発明の別の実施形態に係る定着装置の構成例を示す図である。 （ａ）は、本発明の別の実施形態に係る加熱部材であるパネル部材の構造を示した図であり、（ｂ）は、パネル部材の変形例の構造を示した図である。 （ａ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る定着装置に備えられる加熱ローラを示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の加熱ローラおよび定着ベルトの断面図である。

符号の説明

１５Ａ、１５Ｂ 定着装置
１５ａ 加熱ローラ（支持部材，加熱部材）
１５ａ１、１５ａ１´ パネル部材（支持部材，加熱部材）
１５ｂ 定着ローラ（支持部材）
１５ｃ 加圧ローラ（加圧部材）
１５ｄ 定着ベルト
１５ｅ 規制部材
１５ｅ１ 突出部
１５ｆ 第２胴部（第２部分）
１５ｇ 第１胴部（第１部分）
１５ｈ 端部領域
１５ｉ 非端部領域
１５ｋ 第３胴部（本体）
１００ 画像形成装置
Ｇ 隙間

Claims (8)

1. 複数の支持部材と、上記複数の支持部材に架けられて周回する定着ベルトと、上記定着ベルトを介して複数の支持部材のうちの少なくとも１つの支持部材を押圧する加圧部材とを有する定着装置において、
   上記複数の支持部材のうち、少なくとも１つの支持部材は上記定着ベルトを上記周回させるためのローラであり、少なくとも１つの支持部材は上記定着ベルトを加熱する加熱部材であり、少なくとも１つの支持部材には上記ローラの軸と平行な方向の両端に上記定着ベルトの蛇行を規制する規制部材が設けられ、
   上記定着ベルトにおいて上記平行な方向の端部を含む端部領域の方が上記端部領域以外の非端部領域よりも上記加熱部材からの熱が伝わり難くなるように、上記加熱部材が形成されていることを特徴とする定着装置。
2. 上記加熱部材と上記非端部領域とは接触し、上記加熱部材と上記端部領域との間は隙間になっていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 上記加熱部材は加熱ローラであり、
   上記加熱ローラは、上記非端部領域に接触する第１部分と、上記隙間を介して上記端部領域に対向している第２部分とを有し、
   上記第２部分の直径は上記第１部分の直径よりも短いことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 上記加熱部材の表面にはフッ素樹脂がコーティングされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 上記加圧部材は、上記定着ベルトを介して上記支持部材を押圧する本体を含むものであり、
   上記本体に押圧されている支持部材に上記規制部材が設けられており、
   上記規制部材は、上記本体と上記定着ベルトとの圧接面よりも上記本体側に突出している突出部を有し、
   上記本体における上記平行な方向の端部と上記突出部とが接触していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 上記規制部材は、上記加熱部材以外の支持部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
7. 上記加圧部材は、上記定着ベルトを介して、上記加熱部材以外の支持部材を押圧していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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