JP4337449B2 - 熱定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられる画像定着装置に係り、より詳しくは、加熱定着ロールと、エンドレスベルトとの間に未定着のトナー画像を有するシートを挟持して加熱定着を行なう熱定着装置に関する。

従来、加熱定着ロールと、エンドレスベルトとの間に未定着のトナー画像を有するシートを挟持して加熱定着を行なう熱定着装置（Ｆｒｅｅ Ｂｅｌｔ Ｎｉｐ Ｆｕｓｅｒ。以下ＦＢＮＦと略す。）が、例えば、特許文献１等に開示されている。

上記構成の従来の熱定着装置では、エンドレスベルトの内側支持部材（特許文献１の公報の図１５，１７等に記載のベルト支持フレーム７）として、鋼鈑をコの字もしくは溶接して箱型にすることによって、強度を確保した上で、エンドレスベルトの形状保持を確保するとともに、定着ニップを構成させていた。
特開２００２−１４８９８４号公報

しかしながら、上記従来方式の欠点として、板金の加工精度（曲げ加工精度や溶接精度）確保が非常に困難であり、精度確保のためにハンドワークによる修正を必要とするなど、非常に部品の精度確保が困難であった。

したがって、このような部品であるため定着ニップがばらつきやすい構造を有することなり、ニップ調整に多大の時間がかかったり、場合によっては調整検査値が、所望の値とならず、部品そのものが使用できないこともあった。

このような背景から、この構成ではＦＢＮＦの品質が安定していない面があり、製品ごとのばらつきを有す欠点をもっていた。
という問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、部品の寸法精度を容易に向上可能であり、かつ安定した品質を得ることのできる熱定着装置を提供することが目的である。

請求項１に記載の発明は、一対の回転可能な部材の間に未定着トナー画像を保持した記録シートを加熱しながら挟持搬送する熱定着装置であって、前記一対の部材の一方に設けられるエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側に設けられ、金属材料の押出または引抜によって形成され、前記エンドレスベルトの形状を保持するベルト内側支持部材と、前記ベルト内側支持部材に設けられ前記エンドレスベルトを前記一対の部材の他方に押し付けるパッドと、前記一対の部材の一方と他方との間にニップを形成するように前記一対の部材の一方を保持する保持部材と、前記一対の部材の少なくとも他方に設けられる第１の熱源と、を有し、前記ベルト内側支持部材は前記金属材料の押出または引抜方向に延びる溝を備え、前記押出または引抜方向に延びる溝に前記パッドが長手方向を向けて設けられ、前記溝の少なくとも一部にフライス加工が施され、前記フライス加工が施された溝壁に前記パッドを当接させたことを特徴としている。

次に、請求項１に記載の熱定着装置の作用を説明する。

請求項１に記載の熱定着装置では、未定着トナー画像を保持した記録シートが一対の回転可能な部材の間で第１の熱源で加熱されながら挟持搬送されることで画像の定着が行なわれる。

一対の部材の少なくとも一方はエンドレスベルトを備え、エンドレスベルトは内側に設けられたベルト内側支持部材により、その形状が保持される。

ベルト内側支持部材は、金属材料の押出または引抜によって形成されているので、金属板を折り曲げ、溶接した構造のものと比較して寸法精度が良い。

安定したニップを得るためには、ベルト内側支持部材の寸法精度が重要であるが、金属材料の押出材または引抜材は、寸法精度を出すための仕上げ加工があったとしても加工部分は少なくて済む。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱定着装置において、前記パッドは、ニップ圧を軸方向に均一にする第１のパッドを有し、前記第１のパッドが、前記フライス加工が施された溝壁に当接している、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の熱定着装置の作用を説明する。

一般的に、回転可能な部材の軸方向長さが長い場合、また、ニップ圧が大きい場合では、部材が撓んで部材中央のニップ圧が軸方向両側に比較して低下し、軸方向中央部分の搬送力と軸方向両側部分の搬送力との間に差が生じてしまうが、請求項２に記載の熱定着装置では、第１のパッドがニップ圧を軸方向に均一することができ、その結果、搬送力を軸方向に均一化することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の熱定着装置において、前記パッドは、前記第１のパッドよりも前記エンドレスベルトの回転方向上流側に、前記エンドレスベルトをニップ側に付勢するエラストマーからなる第２のパッドを有している、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の熱定着装置の作用を説明する。

請求項３に記載の熱定着装置では、第１のパッドよりもエンドレスベルトの回転方向上流側に配置された第２のパッドがエンドレスベルトをニップ側に付勢するため、エンドレスベルトの回転に対してブレーキをかけることができる。請求項２の熱定着装置では、搬送力を軸方向に均一化しているが、第２のパッドを設けることで、搬送力を軸方向に変化させることが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の熱定着装置において、前記第２のパッドは、軸方向中央部の付勢力が軸方向両端側の付勢力よりも大きい、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の熱定着装置の作用を説明する。

軸方向中央部の付勢力が軸方向両端側の付勢力よりも大きくなると、軸方向中央部のブレーキ力が軸方向両端側よりも大きくなり、その結果、搬送力は、軸方向両端側が軸方向中央部よりも大きくなる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の熱定着装置において、前記エンドレスベルトと前記ベルト内側支持部材との間に、摩擦係数の小さな材料から形成される摺動部材が配置されている、ことを特徴としている。

次に、請求項５に記載の熱定着装置の作用を説明する。

エンドレスベルトとベルト内側支持部材との間に、摩擦係数の小さな材料から形成される摺動部材を配置したことで、エンドレスベルトは少ない抵抗で回転することが出来る。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の熱定着装置において、前記ベルト内側支持部材の内部に第２の熱源を有する、ことを特徴としている。

次に、請求項６に記載の熱定着装置の作用を説明する。

ベルト内側支持部材を第２の熱源で加熱することにより、その外周に配置されるエンドレスベルトを全体的に均一に加熱することができる。したがって、ニップ部分に入る前に予めエンドレスベルトを加熱することができるので、定着の高速化を図ることが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、熱定着装置の部品の寸法精度を容易に向上可能であり、かつ安定した品質を得ることができる、という優れた効果を有する。

以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施例１に係るタンデム型フルカラープリンタ（画像形成装置）を示すものである。

図２は、図１に示したフルカラープリンタ（画像形成装置）の画像形成要部を示すものである。

このフルカラープリンタ１は、大きく分けて、画像形成部と、中間転写装置、最終転写ロール４０、定着装置５００、給紙部により構成される。

画像形成部は、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、及びブラック（Ｋ）用の４つの画像形成ユニット（画像形成手段）１Ｙ〜Ｋと、露光装置１５とにより構成される。

さらに、各画像形成ユニットは１Ｙ〜Ｋは、それぞれ４つの感光体ドラム（像担持体）１０Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ接触する帯電ロール（接触型帯電体）１１Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ対峙する現像装置１２Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ接触する感光体ブラシロール１３Ｙ〜Ｋで構成されている。

ここで、感光体ドラム１０周辺の各部材の配置としては、各感光体ドラム１０を中心に、感光体ドラム１０の回転方向の上流側から下流側にかけて、帯電ロール１１、現像装置１２（現像装置の現像スリーブ）、（後述する）第一の中間転写ロール、感光体ブラシロール１３が配設されている。

なお、感光体ブラシロール１３は、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。

感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋは、帯電ロール１１Ｙ〜Ｋにより−９００Ｖ程度のＤＣ電圧が印加され、これによって約−３８０Ｖ程度に一様に帯電され、また、露光装置１５で静電潜像が書き込まれた際にその表面電位は約−７０Ｖ程度にまで除電される。

現像装置１２Ｙ〜Ｋは、現像ロール、現像剤量規制部材、現像剤搬送部材、及び現像剤を搬送し攪拌するオーガーを備えた磁気ブラシ接触型二成分現像方式の現像装置である。

上記現像剤量規制部材によって規制されて現像部に搬送される現像剤量は約３０〜４０ｇ／ｍ²であり、この時に現像ロール上に存在するトナーの帯電量は概ね−２０〜−４０μＣ／ｇ程度である。

この現像装置１２Ｙ〜Ｋには、ＡＣ＋ＤＣの現像電圧を印加して現像が実施されるが、この現像電圧はＡＣが４ｋＨｚ、１．６ｋＶｐｐで、ＤＣが−３００Ｖ程度である。

中間転写装置は、一次転写位置において感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍに接触する第一 の上流側中間転写ロール（第一の上流側中間転写体）２０ａと、一次転写位置において感光体ドラム１０Ｃ、１０Ｋに接触する第一の下流側中間転写ロール（第一の上 流側中間転写体）２０ｂと、これら二つの第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂにそれぞれ二次転写位置において接触する第二の中間転写ロール３０と、第二の中間転写ロール３０上のトナー画像の有無及び濃度を光学的に非接触で検知するトナーセンサ８を備えている。

さらに、第一の上流側中間転写ロール２０ａはクリーニング装置（クリーニング手段）２１ａを備えている。

この第一の上流側クリーニング装置２１ａは、第一の上流側中間転写ロール２０ａに接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（下流側クリーニングロール）２１０ａと、そのクリーニングロール２１０ａに当接する金属（ステンレス）製のクリーニングブレード２１１ａと、クリーニングブレード２１１ａ により掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置２１ａ外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）２１４ａ、クリーニ ングロール２１０ａよりも第一の上流側中間転写ロール２０ａの回転方向上流側近傍において中間転写ロール２０ａに接触する中間転写ブラシロール（下流側クリーニングブラシ）２１３ａと、これらクリーニングロール２１０ａ、クリーニングブレード２１１ａ、スクリューオーガ２１４ａ、中間転写ブラシロール２１３ａを収容するクリーナハウジング（収容体）２１２ａを備えている。

なお、中間転写ブラシロール２１３ａは、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。

同に、第一の下流側中間転写ロール２０ｂはクリーニング装置（クリーニング手段）２１ｂを備えている。

この第一の下流側クリーニング装置２１ｂは、第一の下流側中間転写ロール２０ｂに接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（下流側クリーニングロール）２１０ｂと、そのクリーニングロール２１０ｂに当接する金属（ステンレス）製のクリーニングブレード２１１ｂと、クリーニングブレード２１１ｂにより掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置２１ｂ外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）２１４ｂ、クリーニングロール２１０ｂよりも第一の下流側中間転写ロール２０ｂの回転方向上流側近傍において中間転写ロール２０ｂに接触する中間転写ブラシロール２１３ｂと、これらクリーニングロール２１０ｂ、クリーニングブレード２１１ｂ、スクリューオーガ２１４ｂ、中間転写ブラシロール２１３ｂを収容するクリーナハウジング（収容体）２１２ｂを備えている。

なお、中間転写ブラシロール２１３ｂは、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。

また、第二の中間転写ロール３０はクリーニング装置（クリーニング手段）３１を備えている。

この第ニクリーニング装置３２は、第二の中間転写ロール３０に接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（上流側クリーニングロール）３１０と、そのクリーニングロール３１０に当接する金属（ステンレス）製のクリーニングブレード３１１と、クリーニングブレード３１１により掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置３１外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）３１４、クリーニングロール３１０よりも第二の中間転写ロール３０の回転方向下流側近傍において中間転写ロール３０に接触する中間転写ブラシロール（上流側クリーニングブラシ）３１３と、これらクリーニングロール３１０、クリーニングブレード３１１、スクリューオーガ３１４、中間転写ブラシロール３１３を収容するクリーナハウジング（収容体）３１２を備えている。

なお、中間転写ブラシロール３１３は、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。

ここで、第一の上流側中間転写ロール２０ａの周辺部材の配置としては、第一の上流側中間転写ロール２０ａを中心に、第一の上流側中間転写ロール２０ａの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム１０Ｍ、感光体ドラム１０Ｙ、第二の中間転写ロール３０、中間転写ブラシロール２１３ａ、クリーニングロール２１０ａが配設されている。

また、第一の下流側中間転写ロール２０ｂの周辺部材の配置としては、第一の下流側中間転写ロール２０ｂを中心に、第一の下流側中間転写ロール２０ｂの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム１０Ｋ、感光体ドラム１０Ｃ、第二の中間転写ロール３０、中間転写ブラシロール２１３ｂ、クリーニングロール２１０ｂが配設されている。

さらに、第二の中間転写ロール３０の周辺部材の配置としては、第二 の中間転写ロール３０を中心に、第二の中間転写ロール３０の回転方向の上流側から下流側にかけて、第一の上流側中間転写ロール２０ａ、第一の下流側中間転写ロール２０ｂ、トナーセンサ８、最終転写ロール４０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３が配設されている。

第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂは、金属パイプの上にシリコーンゴム層（導電性弾性層）を設け、更にその上に高離型層（導電性弾性層よりも高電気抵抗な抵抗層）をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０５〜１０９Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０８ Ω程度とされている。

そして、上記感光体１０Ｙ〜Ｋからこの第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂにトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋２５０〜５００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。

第二の中間転写ロール３０も、上記第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂと同様に、金属パイプの上にシリコーンゴム層（導電性弾性層）を設け、更にその上に高離型層（導電性弾性層よりも高電気抵抗な抵抗層）をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０８〜１０１２Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０１１Ω程度とされている（すなわち、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂよりも高抵抗に構成される）。

そして、上記第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂからこの第二の中間転写ロール３０にトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋６００〜１２００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。

最終転写ロール（最終転写体）４０は、最終転写位置において第二の中間転写ロール３０に接触し、金属パイプの上にウレタンゴム層を設け、更にその上に樹脂コーティングが施されてており、その抵抗値については、通常１０６〜１０９Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０８Ω（すなわち、第二の中間転写ロール３０よりも低抵抗に構成される）程度とされている。

そして、上記第二の中間転写ロール３０から用紙（記録シート）Ｓ上にトナー像を転写するのにこの最終転写ロール４０に印加する転写電圧は、通常＋１２００〜５０００Ｖ程度の範囲であり、雰囲気温度、湿度、用紙Ｓの種類（抵抗値等）等により最適値を設定することになるが、ここでは定電流方式を採用して常温常湿環境下で約＋６μＡを印加しほぼ適正な最終転写電圧＋１６００〜２０００Ｖ程度を得ている。

また、最終転写ロール４０は、（第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、第二の中間転写ロール３０とは異なり）クリーニングロール（クリーニング体）が当接されていない。

さらに、（画像形成ユニット取替え時を除き、画像形成モード時、プロセスコントロールモード時、クリーニングモード時を含め）、最終転写ロール４０は、第二の中間転写ロール３０に接触しており、特別なリトラクト機構などを有しない。

なお、最終転写ロール４０の表面粗さ（Ｒｚ）は、２０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下、例えば１０〔μｍ（Ｒｚ）〕とすることができ、第一及び第二の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、３０の表面粗さ（Ｒｚ）は、１０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下、例えば１〔μｍ（Ｒｚ）〕とすることができる。

さらに、第一及び第二の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、３０ よりも最終転写ロール４０の方が表円粗さ（Ｒｚ）が粗い。これらの表面粗さ（Ｒｚ）は、トナー画像を構成するトナーの平均粒径以下であることが好ましい。
（定着装置の構成）
図５に示すように、定着装置５００は、加熱ロール５０２、ベルト回転体５０４、及び合成樹脂の成形品であるケース５０６を備え、ユニット化されている。

図６に示すように、加熱ロール５０２は、一定径の金属パイプ５０７の中に熱源としてのハロゲンランプ５０８が配設され、定着時には加熱ロール５０２表面を所定の定着温度に加熱するように構成されている。

この加熱ロール５０２は、ケース５０６に回転可能に設けられており、図示しないモータからの駆動力を得て回転するようになっている。

図６乃至８に示すように、ベルト回転体５０４は、エンドレスベルト５１０、ベルト内側支持部材５１２、ハードパッド５１４、ソフトパッド５１６、摺動部材５１８、ガイド部材５２０、フェルトパッド５２２、及び取付金具５２４を備えている。

本実施形態のエンドレスベルト５１０は、ポリイミド樹脂で円筒状に形成されており、表面にフッ素樹脂がコーティングされている。

本実施形態のベルト内側支持部材５１２は、アルミニュームの中空の押出成形品である。

ベルト内側支持部材５１２には、軸方向に延びる第１の溝５２６、第２の溝５２８、及び第３の溝５３０を備えている。

第２の溝５２８の溝壁５２８Ａの両端付近、及び第３の溝５３０の溝壁５３０Ａの両端付近はそれぞれフライス加工され、フライス加工部分が後述する第１の溝５２６の溝壁５２６Ａ、及び溝壁５２６Ｂをフライス加工する際の基準面とされている。

第１の溝５２６の溝壁５２６Ａ、及び溝壁５２６Ｂは、前記フライス加工部分を基準として全体がフライス加工されて０．１ｍｍ以下の平面度にされており、かつフライス加工により壁面５２６Ａと溝壁５２６Ｂとの直角度が出されている。

第１の溝５２６には、ハードパッド５１４が配置されている。このハードパッド５１４は、寸法精度の高い合成樹脂の成形品である。

ハードパッド５１４は、ベルト内側支持部材５１２の溝壁５２６Ａと当接する第１の板状部５３２と、ベルト内側支持部材５１２の溝壁５２６Ｂと当接する第２の板状部５３４とを有し、長手方向直角断面が略Ｌ字形状を呈している。

ハードパッド５１４を長手方向に直角な断面で見た時に、第１の板状部５３２の先端部分は、円弧形状に形成されている。

また、第１の板状部５３２は、幅Ｈが軸方向中央部分において最大で、軸方向両端へ向かうにしたがって徐々に減少しており、軸方向に湾曲（正面視した形状が略円弧形状であるが、実際には殆ど直線に見える）している。本実施形態では、ハードパッド５１４の長さが３４２ｍｍであり、第１の板状部５３２の幅Ｈは、軸方向中央部分で８．８ｍｍ、軸方向両端部分で７．５１ｍｍである。

ハードパッド５１４の第２の板状部５３４には、長手方向に沿って溝５３６が形成されている。

第２の板状部５３４は、溝部分において、軸方向中央部分の厚さが最大で、軸方向両端部へ向かうにしたがって徐々に薄く形成されており、溝底面が軸方向に湾曲した円弧曲面（実際には、殆ど平面に見える）とされている。

第２の板状部５３４の溝部分の厚みは、軸方向中央部分で３．０５ｍｍ、軸方向両端部分で１．９９ｍｍである。

ハードパッド５１４の溝５３６には、ソフトパッド５１６が配置されている。

ソフトパッド５１６は、一定厚さのアルミニューム板からなる長尺状のベースプレート５３８と、ベースプレート５３８に固着されオイルを含んだシリコーンゴム製の長尺状のパッド本体５４０とから構成されている。

パッド本体５４０は、断面略台形状とされ、かつ長尺状に形成されている。このパッド本体５４０も成形品であり、寸法精度が高い。

ここで、ハードパッド５１４の第２の板状部５３４には、長手方向に沿って複数の突起５４２（図６参照）が形成されている。

摺動部材５１８は、フッ素系樹脂（例えば、ＰＴＦＥ）の繊維からなる布状の長尺状シートであり、係止孔５４４が長手方向に沿って複数形成されている。なお、摺動部材５１８の動摩擦係数は０．０５〜０．０７程度である。

摺動部材５１８は、係止孔５４４に突起５４２が挿入されることでハードパッド５１４に係止されている。

なお、摺動部材５１８は、ハードパッド５１４、及びソフトパッド５１６と、エンドレスベルト５１０との間に配置され、ハードパッド５１４、及びソフトパッド５１６はエンドレスベルト５１０に直接接触しない構成となっている。

ガイド部材５２０は、ベルト内側支持部材５１２の長手方向両端側に配置されている。

ガイド部材５２０は、寸法精度の高い合成樹脂の成形品であり、ベルト内側支持部材側の片面には、ベルト内側支持部材５１２の端部と係合する係合部５４６が形成されている。

ガイド部材５２０の反ベルト内側支持部材側の片面には、位置決め用の第１の突起５４８、及び第２の突起５５０が一体的に形成されている。

また、ガイド部材５２０には、第１の孔５５２、及び第２の孔５５４が形成されている。

ベルト内側支持部材５１２の第３の溝５３０には、フェルトパッド５２２が固着されている。

ガイド部材５２０の反ベルト内側支持部材側には、鋼鈑のプレス成形品である取付金具５２４が配置されている。

取付金具５２４には、第１の位置決め孔５５６、及び第２の位置決め孔５５８が精度良く形成されており、第１の突起５４８が第１の位置決め孔５５６に挿入され、第２の突起５５０が第２の位置決め孔５５８に挿入され、ベルト内側支持部材５１２の所定の位置に取付金具５２４が精度良く配置される。

ガイド部材５２０、及び取付金具５２４は、ビス５６０でベルト内側支持部材５１２に固定されている。

取付金具５２４には、軸受孔５６２、及びレバー部５６４が形成されている。

軸受孔５６２には、図５に示すケース５０６に設けられた軸５６６が挿入されており、ベルト回転体５０４は、軸５６６を中心に揺動可能となっている。

ケース５０６には、スプリング５６８が設けられており、スプリング５６８は、ベルト回転体５０４を加熱ロール５０２側へ付勢するように取付金具５２４のレバー部５６４を押圧している。

図５及び図６において、加熱ロール５０２は図示しないモータにより回転される。

スプリング５６８でベルト回転体５０４が付勢されることで、ベルト回転体５０４のエンドレスベルト５１０が加熱ロール５０２に圧接されて定着ニップＮ（図６参照）を形成し、加熱ロール５０２の矢印ＣＷ方向（図５、図６参照）の回転に従動してエンドレスベルト５１０が矢印ＣＣＷ方向に回転する。

図６に示すように、ハードパッド５１４の第１の板状部５３２、及びソフトパッド５１６のシリコーンゴム製のパッド本体５４０が、摺動部材５１８を介してエンドレスベルト５１０を加熱ロール５０２に押し付けている。

図１に示すように、加熱ロール５０２、及びベルト回転体５０４に対して用紙Ｓの搬送方向下流側に、定着排出ロール対６３ａ、６３ｂが配設されている。

給紙部は、給紙トレイ５０から排出トレイ７０に至るまでの用紙Ｓの搬送経路（図中点線で示す）Ｐに沿って形勢されている。給紙トレイ５０内には複数枚の用紙Ｓが収容されており、その給紙トレイ５０から搬送経路の下流側にかけて、順に、ピックアップロール５１ａとリタードロール５１ｂとのロール対、搬送ロール５２ａ、５２ｂの対、レジストロール５３ａ、５３ｂの対、（最終転写ロール４０、及び定着装置５００を経て）、排出ロール５４ａ、５４ｂの対が配設されている。

図３は、このフルカラープリンタ１の電位制御系を説明するブロック図である。

フルカラープリンタ１の状況、すなわちプリントモード（画像形成モード）、プロセスコントロールモード、クリーニングモードの別に基いて、電位制御部（電位勾配形成手段）９は、各帯電ロール１１、感光体ブラシロール１３、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、クリーニングロール２１０、中間転写ブラシロール２１３、第二の中間転写ロール３０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３、最終転写ロール４０に印加する電圧を制御し、その結果、フルカラープリンタ１の状況に応じて適切な電位勾配をこれら各帯電ロール１１、感光体ブラシロール１３、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、クリーニングロール２１０、中間転写ブラシロール２１３、第二の中間転写ロール３０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３、最終転写ロール４０の間に形成している。

なお、本実施例では、ツェナーダイオードを用いることにより、同一電源から供給されるバイアス電圧を、複数の部材にそれぞれ適切なバイアス電圧にして印加している。
（作用）
以下、このフルカラープリンタ１の動作を説明する。

表１は、プリントモードにおいて、本実施例において電位制御部９が各帯電ロール１１、クリーニングロール２１０、中間転写ブラシロール２１３、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３、最終転写ロール４０に印加するバイアス電圧をまとめたものである。

図４は、出力用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。

図中実線矢印は、出力用画像としてのトナー画像の移動経路を示している。

なお、本実施例で使用するトナーは、マイナス帯電トナーである。

すなわち、正極トナーがマイナス帯電しており、逆極トナーがプラス帯電している。

各画像形成ユニット１Ｙ〜Ｋにより、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ上にはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。

すなわち、各感光体ドラム１０の表面が帯電ロール１１により一様に帯電され、露光装置１５から出力画像に対応したレーザービームＲが帯電後の感光体ドラム１０表面に照射され、露光された部分と露光されなかった部分との電位差により、感光体ドラム１０上には静電潜像が形成される。

この静電潜像に対して、現像装置１２が選択的にトナーを付与し、感光体ドラム１０上にトナー画像が形成される。

そして、まずマゼンタ用の感光体ドラム１０Ｍから、第一の上流側中間転写ロール２０ａへとマゼンタのトナー画像が一次転写される。

次いで、イエロー用の感光体ドラム１０Ｙから、第一の上流側中間転写ロール２０ａへとイエローのトナー画像が一次転写され、マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。

一方同様に、ブラック用の感光体ドラム１０Ｋから、第一の下流側中間転写ロール２０ｂへとブラックのトナー画像が一次転写される。

次いで、シアン用の感光体ドラム１０Ｃから、第一の下流側中間転写ロール２０ｂへとシアンのトナー画像が一次転写される。

一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第二の中間転写ロール３０へ二次転写される。

一方、一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第二の中間転写ロール３０へ二次転写され、ここで先に二次転写されているマゼンタ、イエローのトナー画像と、シアンのトナー画像とが重ね合わされ、フルカラーのトナー画像が第二の中間転写ロール３０上に形成される。

二次転写されたフルカラートナー画像及びブラックトナー画像は、第二の中間転写ロール３０と最終転写ロール４０との間のニップ部分に達する。

そのタイミングに同期して、レジストロール対５３ａ、５３ｂ（図１参照）から記録シートとしての用紙Ｓが当該ニップ部分に搬送され、用紙Ｓ上にそのフルカラートナー画像及びブラックトナー画像が三次転写（最終転写）される。

この用紙Ｓは、その後、定着装置５００の加熱ロール５０２とベルト回転体５０４とで形成された定着ニップＮを通過する（図１、及び図６参照）。

その際、加熱ロール５０２とベルト回転体５０４から与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像及びブラックトナー画像が用紙Ｓに定着し、永久像となる。

この定着装置５００では、第１の板状部５３２と加熱ロール５０２との間でエンドレスベルト５１０が挟持されることでエンドレスベルト５１０に回転力、即ち、用紙Ｓの搬送力が生ずる。また、搬送力は、第１の板状部５３２と加熱ロール５０２との間の挟持力に比例する。

ここで、加熱ロール５０２にベルト回転体５０４を付勢すると、加熱ロール５０２が撓むが、本実施形態では、ハードパッド５１４の第１の板状部５３２が軸方向に湾曲しているので、第１の板状部５３２と加熱ロール５０２との間の挟持力を軸方向全長に渡って均一にでき、したがって、搬送力を軸方向に均一化できる。

一方、ソフトパッド５１６は、加熱ロール５０２からの反力を受けてシリコーンゴム製のパッド本体５４０が圧縮され、ベースプレート５３８がハードパッド５１４の溝５３６の溝底面に押し付けられる。

このパッド本体５４０は、搬送力を生じさせる第１の板状部５３２に対して、エンドレスベルト５１０の回転方向上流側に位置しており、エンドレスベルト５１０に対してブレーキの役割を果たしている。

ソフトパッド５１６の配置されているハードパッド５１４の溝５３６は、溝底面が軸方向に湾曲しているため、押圧力を受けたベースプレート５３８が溝５３６の溝底面と同様に湾曲し（軸方向中央部分が軸方向両端部分よりも突出する方向に）、パッド本体５４０は軸方向中央部分の圧縮力（加熱ロール５０２に対しては押圧力）が両端部分よりも大きくなる。

このため、本実施形態では、パッド本体５４０は、軸方向中央部分のブレーキ力が両端部分のブレーキ力よりも大きくなる。

ハードパッド５１４側では軸方向に均一な搬送力を生じさせているが、ソフトパッド５１６側では軸方向中央部分でのブレーキ力を両端部分のブレーキ力よりも大きくしているので、用紙Ｓを搬送するための最終的な搬送力は軸方向中央部分に対して軸方向両側が大となり、用紙Ｓに皺を寄らせることなく安定して搬送することが出来る。

なお、シリコーンゴム製のパッド本体５４０から染み出したオイルは、摩擦係数の小さな摺動部材５１８を透過してエンドレスベルト５１０の内面に微量ながら塗布されるので、少ない抵抗でエンドレスベルト５１０を安定して回転させる事ができる。

さらにその後、画像の定着の終了した用紙Ｓは、排出ロール対５４ａ、５４ｂにより排出トレイ７０へと排出され、フルカラー画像形成が終了する。

本実施形態の定着装置５００では、ベルト内側支持部材５１２をアルミニュームの押出成形品としたので、鋼鈑を折り曲げ、溶接した構造のものと比較して寸法精度が良い。

本実施形態では、ベルト内側支持部材５１２を部分的にフライス加工しているが、素材が加工し易いアルミニュームであり、かつ加工前の寸法精度が良いため、削る量も少量で済み、従来対比で加工の手間がかからず、修正の手間も必要とせず、極めて高い寸法精度を出すことが出来る。

なお、従来品は、軽量化の為に薄い鋼鈑（例えば、１．６ｍｍ厚）を用いていたため、フライス加工を行なうとビビリが生じて精度の良い加工が出来なかった。

また、本実施形態の定着装置５００では各部品の精度が高いので、加熱ロール５０２とベルト回転体５０４とのアライメントが精度良く確保でき、非常に安定したニップを形成することができる。
［その他の実施形態］
上記実施形態では、加熱ロール５０２にハロゲンランプ５０８を内蔵していたが、ベルト内側支持部材５１２は中空構造であるため、更にベルト内側支持部材５１２の内部にハロゲンランプ５０８を追加しても良い。

ベルト内側支持部材５１２をハロゲンランプ５０８で加熱することにより、その外周に配置されるエンドレスベルト５１０を全体的に均一に加熱することができる。定着ニップＮに入る前に予めエンドレスベルト５１０を加熱することができるので、より一層定着の高速化を図ることが出来る。

フルカラープリンタの断面概略図である。 フルカラープリンタの要部断面である。 フルカラープリンタの電位勾配制御系を説明するブロック図である。 フルカラープリンタにおいて出力用画像としてのトナー画像の移動状況を説明する説明図である。 定着装置の断面図である。 加熱ロール、及びベルト回転体の断面図である。 ベルト回転体の斜視図である。 ベルト回転体の分解斜視図である。

符号の説明

５００ 定着装置（熱定着装置）
５０２ 加熱ロール
５０４ ベルト回転体
Ｓ 用紙（記録シート）
５０８ ハロゲンランプ（第１の熱源、第２の熱源）
５１０ エンドレスベルト
５１２ ベルト内側支持部材
５１４ ハードパッド（第１のパッド）
５１６ ソフトパッド（第２のパッド）
５１８ 摺動部材
５２４ 取付金具（保持部材）

Claims (6)

1. 一対の回転可能な部材の間に未定着トナー画像を保持した記録シートを加熱しながら挟持搬送する熱定着装置であって、
   前記一対の部材の一方に設けられるエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトの内側に設けられ、金属材料の押出または引抜によって形成され、前記エンドレスベルトの形状を保持するベルト内側支持部材と、
   前記ベルト内側支持部材に設けられ前記エンドレスベルトを前記一対の部材の他方に押し付けるパッドと、
   前記一対の部材の一方と他方との間にニップを形成するように前記一対の部材の一方を保持する保持部材と、
   前記一対の部材の少なくとも他方に設けられる第１の熱源と、
   を有し、
   前記ベルト内側支持部材は前記金属材料の押出または引抜方向に延びる溝を備え、前記押出または引抜方向に延びる溝に前記パッドが長手方向を向けて設けられ、前記溝の少なくとも一部にフライス加工が施され、前記フライス加工が施された溝壁に前記パッドを当接させたことを特徴とした熱定着装置。
2. 前記パッドは、ニップ圧を軸方向に均一にする第１のパッドを有し、
   前記第１のパッドが、前記フライス加工が施された溝壁に当接している、ことを特徴とする請求項１に記載の熱定着装置。
3. 前記パッドは、前記第１のパッドよりも前記エンドレスベルトの回転方向上流側に、前記エンドレスベルトをニップ側に付勢するエラストマーからなる第２のパッドを有している、ことを特徴とする請求項２に記載の熱定着装置。
4. 前記第２のパッドは、軸方向中央部の付勢力が軸方向両端側の付勢力よりも大きい、ことを特徴とする請求項３に記載の熱定着装置。
5. 前記エンドレスベルトと前記ベルト内側支持部材との間に、摩擦係数の小さな材料から形成される摺動部材が配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の熱定着装置。
6. 前記ベルト内側支持部材の内部に第２の熱源を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の熱定着装置。

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