(57)【要約】【課題】定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動する振動部材を備える構成で、一部が定着ニップに到達した記録媒体上のトナー像の乱れの発生を抑制できる定着方法、定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ベルト２と、定着ベルト２の表面に接触して定着ニップ９を形成する加圧ローラ３と、定着ニップ９以外の位置で定着ベルト２に接触して振動する振動器１とを有する定着装置１００で、定着ベルト２の移動方向において、振動部材が接触する振動付与部１０９から定着ニップ９までの距離は、定着ニップ９から振動付与部１０９までの距離以下であり、定着ベルト２に接触して振動を吸収する振動吸収部材４を、定着ベルトの移動方向において、振動付与部１０９よりも下流側、且つ、定着ニップ９よりも上流側に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端移動する熱定着ベルトと、
該定着ベルトの表面に接触して定着ニップを形成する加圧部材と、
該定着ニップ以外の位置で該定着ベルトに接触して振動する振動部材とを有する定着装置において、
上記定着ベルトの移動方向において、上記振動部材が該定着ベルトに接触する振動付与部から該定着ニップまでの距離は、該定着ニップから該振動付与部までの距離以下であり、
該定着ベルトに接触して振動を吸収する振動吸収部材を、該定着ベルトの移動方向において、振動付与部よりも下流側、且つ、上記定着ニップよりも上流側の位置に配置することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
無端移動する定着ベルトと、
該定着ベルトの表面に接触して定着ニップを形成する加圧部材と、
該定着ニップ以外の位置で該定着ベルトに接触して振動する振動部材とを有する定着装置において、
上記定着ベルトに接触して振動を吸収する振動吸収部材を、該定着ベルトの移動方向において、該振動部材が接触する振動付与部よりも下流側、且つ、上記定着ニップよりも上流側の位置と、
該定着ニップよりも下流側、且つ、該振動付与部よりも上流側の位置とのそれぞれに配置することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２の定着装置において、
上記振動吸収部材を、上記定着ニップの近傍に配置することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
トナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面を加熱し、トナー像を形成するとトナーを軟化もしくは溶融させて、該記録媒体上にトナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
該定着手段として、請求項１乃至３の何れかの定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
トナーを用いて記録媒体上に形成されたトナー像を、該記録媒体に定着させる定着方法において、
加圧部材との当接部で定着ニップを形成して無端移動する定着ベルトに、振動部材によって定着ニップ以外の位置で振動を付与する振動付与工程と、
該振動付与工程によって振動が付与される位置に対して、該定着ベルトの移動方向の下流側の位置で該定着ベルトの振動を振動吸収部材で吸収する振動吸収工程と、
該振動吸収工程で吸収した振動の振動エネルギーを熱エネルギーに変換し、該熱エネルギーを該定着ベルトに付与する発熱工程と、
該振動吸収工程で振動が吸収され、発熱工程で熱エネルギーが付与される位置に対して、該定着ベルトの移動方向の下流側の定着ニップで該定着ベルトが上記記録媒体に接触し、該定着ベルトの熱エネルギーを該記録媒体に付与することで、該記録媒体上のトナー像を形成するトナーを軟化もしくは溶融させて、該記録媒体に定着させる記録媒体熱付与工程とを有することを特徴とする定着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着方法、定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ及び複写装置のような画像形成装置は、紙、布、及びＯＨＰ用シートのような記録媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。特に、電子写真方式の画像形成装置は、普通紙に高精細な画像を高速で形成することができるため、広くオフィスで使用されている。このような電子写真方式の画像形成装置においては、記録媒体上のトナーを１２０［℃］〜１６０［℃］で加熱して軟化または溶融させ、軟化または溶融したトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く用いられている。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。
【０００３】
一般に熱定着方式の定着装置では、加熱のための赤外線ヒーター等の熱源を内包する加熱部材と、この加熱部材と当接して定着のための定着ニップを形成する加圧部材とを備える。加熱部材と加圧部材とによって形成される定着ニップにトナー像が転写された転写用紙等の記録媒体を通過させることで、加熱すると共に加圧することにより、トナー像を記録媒体に定着させるようになっている。また、この加熱部材を定着に必要な温度にするためには時間がかかることから、定着を行わない装置待機時においても加熱部材が一定温度以下にならないように通電し続けるものもある。
【０００４】
このような熱定着方式の定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置における消費電力の約半分以上は、定着装置においてトナーを加熱することに消費されている。一方、近年における環境問題対策の観点からは、消費電力を抑えて省エネルギー化を図ることが出来る画像形成装置が望まれている。このため、従来の画像形成装置における消費電力の半分以上を消費する定着装置での省エネルギー化が求められている。
【０００５】
加熱定着方式の熱源として、ヒーターを用いずに超音波振動を利用する定着装置が特許文献１や特許文献２等に開示されている。
特許文献１には、定着ニップで記録媒体のトナー像を担持する面に接触する定着ローラと、定着ニップで記録媒体のトナーを担持する面の反対側の面に接触する加圧ローラとの何れかに超音波振動を伝達する超音波発生器を備える構成が記載されている。この定着装置では、超音波振動の振動エネルギーがトナー像に伝わり、振動エネルギーが衝撃エネルギーや摩擦エネルギーになって、最終的に熱エネルギーに変換され、トナー像が記録媒体に定着される。この定着装置では、未定着のトナーを担持した記録媒体が定着装置にあるときのみに超音波振動を与えればよいため、エネルギーの削減につながる。
【０００６】
また、特許文献２には、定着ニップで記録媒体のトナー像を担持する面に接触する定着ベルトと、定着ニップで記録媒体のトナーを担持する面の反対側の面に接触する加圧ローラと、定着ベルトに接触して振動する振動部材とを備えた定着装置が記載されている。この定着装置では、振動部材は定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触しており、振動部材と定着ベルトとの接触部で、振動部材の振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、定着ベルトが加熱される。そして、定着ベルトが無端移動することで、定着ベルトにおける加熱された部分が定着ニップに到達し、トナー像が記録媒体に定着される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の定着装置では、定着ニップを形成する定着ローラまたは加圧ローラを振動させることで、トナーに超音波振動が伝達するため、超音波振動は定着ニップに到達したトナーだけでなくトナーが載っている記録媒体にも伝達する。一部が定着ニップに到達した記録媒体に超音波振動が伝達して記録媒体が振動すると、その記録媒体の搬送方向上流側の定着ニップに到達していない部分に担持された未定着トナーが振動によって飛散して、画像が乱れるという問題があった。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の定着装置では、定着ニップ以外の位置で振動エネルギーを熱エネルギーに変換し、変換した熱エネルギーが定着ベルトの表面移動によって定着ニップに伝達する。このため、定着ニップで振動エネルギーをトナーに付与する構成に比べて、定着ニップで超音波振動が記録媒体に伝達することを抑制できる。しかし、振動部材と定着ベルトとの接触部では、振動部材の振動エネルギーの一部のみが熱エネルギーに変換して定着ベルトを加熱し、残った振動エネルギーは定着ベルトを振動させることがある。この定着ベルトの振動が定着ニップに伝達すると、記録媒体が振動し、その記録媒体の搬送方向上流側の定着ニップに到達していない部分に担持された未定着トナーが振動によって飛散して、画像が乱れるという問題が生じるおそれがある。
【０００９】
上述した振動によってトナー像が乱れる不具合は、振動の周波数が超音波振動となる周波数である場合に限らず、振動エネルギーを熱エネルギーに変換してトナーを加熱する構成であれば同様の問題が生じる。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、以下のとおりである。すなわち、定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動する振動部材を備える構成で、一部が定着ニップに到達した記録媒体上のトナー像の乱れの発生を抑制できる定着方法、定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、無端移動する定着ベルトと、該定着ベルトの表面に接触して定着ニップを形成する加圧部材とを備える定着装置において、上記定着ニップ以外の位置で上記定着ベルトに接触して振動する振動部材と、該定着ベルトに接触して振動を吸収する振動吸収部材とを有し、該振動吸収部材を、該定着ベルトの移動方向において、該振動部材が接触する振動付与部よりも下流側、且つ、上記定着ニップよりも上流側の位置に配置し、該定着ベルトの移動方向において、該振動付与部から該定着ニップまでの距離は、該定着ニップから該振動付与部までの距離以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動する振動部材を備える構成の定着装置で、一部が定着ニップに到達した記録媒体上のトナー像の乱れの発生を抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１の定着装置の説明図。
【図２】実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】タンデム型画像形成部の一部を示す部分拡大図。
【図４】定着ベルトを構成するベルト部材に超音波振動を付与したときの温度分布を観察した実験例１の説明図。
【図５】実施形態２の定着装置の説明図。
【図６】変形例の定着装置の説明図。
【図７】特許文献４に記載の構成を備えた定着装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機５００という）に適用した一実施形態について説明する。なお、以下に説明する複写機５００は、本発明を適用可能な画像形成装置の一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１５】
まず、複写機５００の基本的な構成について説明する。
図２は、複写機５００を示す概略構成図である。複写機５００は、画像以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態について説明する。複写機５００は、タンデム型カラー画像形成装置であり、画像形成装置本体部であるトナー像形成手段としてのプリンタ部１５０と、給紙装置２００と、スキャナ３００と、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とを備えている。
【００１６】
プリンタ部１５０には、無端ベルト状の中間転写ベルト５０が中央部に設けられている。そして、中間転写ベルト５０は、ベルト駆動ローラ１４、クリーニング対向ローラ１５及び二次転写対向ローラ１６の三つの支持ローラに張架され、図２中の時計回りに回転可能とされている。クリーニング対向ローラ１５の近傍には、中間転写ベルト５０上の残留トナーを除去するための中間転写ベルトクリーニング手段である中間転写ベルトクリーニング装置１７が配置されている。
また、中間転写ベルト５０のベルト駆動ローラ１４とクリーニング対向ローラ１５との間の外周側の張架面に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの各色のトナーに対応した四つの画像形成ユニット１８（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）が並置されている。そして、四つの画像形成ユニット１８（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、中間転写ベルト５０の移動方向上流側からイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の順で並置され、タンデム型画像形成部１２０を構成している。
【００１７】
タンデム型画像形成部１２０の上方には、露光装置２１が配置されている。中間転写ベルト５０を挟んでタンデム型画像形成部１２０が配置された側とは反対側（中間転写ベルト５０の下方）には、二次転写装置２２が配置されている。二次転写装置２２においては、無端ベルトである転写搬送ベルト２４が一対の転写搬送支持ローラ２３に張架されており、一対の転写搬送支持ローラ２３の一方が駆動ローラとして回転駆動することで、転写搬送ベルト２４は図２中の反時計回り方向に回転駆動する。また、図２中の右側の転写搬送支持ローラ２３と二次転写対向ローラ１６とは、中間転写ベルト５０及び転写搬送ベルト２４を挟んで当接しており、この当接による中間転写ベルト５０と転写搬送ベルト２４との接触部分が二次転写ニップとなる。
【００１８】
プリンタ部１５０における二次転写装置２２による記録媒体である転写紙Ｓの搬送方向下流側（図２中の左側）には、トナー像を転写紙Ｓ上に定着する定着装置１００が配置されている。定着装置１００は、詳細は後述する定着ベルト２と、バネ等の不図示の加圧手段によって加圧され、定着ベルト２との接触部で定着ニップを形成する加圧ローラ３とを有している。
プリンタ部１５０における二次転写装置２２及び定着装置１００の下方には、転写紙Ｓの両面に画像形成を行う際に転写紙Ｓを反転させる反転装置２８が配置されている。
【００１９】
次に、複写機５００を用いたフルカラー画像の形成（カラーコピー）について説明する。先ず、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿台１３０上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。
【００２０】
使用者が不図示の操作パネルのスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは原稿が搬送されてコンタクトガラス３２上へと移動された後で、スキャナ３００が駆動し、第一走行体３３及び第二走行体３４が走行する。一方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００が駆動し、第一走行体３３及び第二走行体３４が走行する。このとき、第一走行体３３により、光源からの光が照射されることでこの光が原稿面で反射し、この反射光が第一走行体３３及び第二走行体３４におけるミラーで反射し、結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６で受光される。これにより、カラー原稿（カラー画像）が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像情報とされる。
【００２１】
ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、露光装置２１に伝達され、各画像情報に応じた露光光がタンデム型画像形成部１２０における各画像形成ユニット１８の各感光体１０に向けてそれぞれ照射される。これにより、各画像形成ユニット１８において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。
【００２２】
図３は、四つの画像形成ユニット１８（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）からなるタンデム型画像形成部１２０の一部を示す部分拡大図である。四つの画像形成ユニット１８（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図３においては各符号に付すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋという添字を省略している。図３に示すように、画像形成ユニット１８は、ドラム状の感光体１０を備え、この感光体１０の周りに、帯電手段としての帯電装置１６０、現像装置６１、一次転写手段としての一次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４等を備えている。
【００２３】
感光体１０としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。また、感光体１０の表面を一様帯電させる帯電装置１６０としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体１０に当接させながら回転させるものを用いている。帯電手段としては、感光体１０に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。帯電装置１６０によって一様帯電された感光体１０は、各色に対応した画像情報に基づいて露光装置２１によって露光光Ｌが照射されて、その表面上に各色の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２４】
現像装置６１は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて感光体１０上に形成された静電潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ６５に供給する攪拌部６６と、現像スリーブ６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体１０に転移させる現像部６７とを有している。
【００２５】
攪拌部６６は、現像部６７よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された二本の搬送スクリュー６８、これら搬送スクリュー６８間に設けられた仕切り板、現像ケース７０の底面に設けられたトナー濃度センサ７１などを有している。
【００２６】
現像部６７は、現像ケース７０の開口を通して感光体１０に対向する現像スリーブ６５、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ７２、現像スリーブ６５に先端を接近させるドクタブレード７３などを有している。ドクタブレード７３と現像スリーブ６５との間の最接近部における間隔は５００［μｍ］程度に設定されている。
【００２７】
現像スリーブ６５は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状になっている。また、現像スリーブ６５に連れ回らないマグネットローラ７２は、例えば、ドクタブレード７３の箇所から現像スリーブ６５の回転方向にＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３の五磁極を有している。これら五磁極は、それぞれ現像スリーブ６５上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部６６から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ６５表面に引き寄せて担持させるとともに、現像スリーブ６５表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【００２８】
この磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転に伴ってドクタブレード７３との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体１０に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ６５に印加される現像バイアスと、感光体１０の静電潜像との電位差によって静電潜像上に転移して現像に寄与する。更に、現像スリーブ６５の回転に伴って再び現像部６７内に戻り、マグネットローラ７２の磁極間の反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部６６に戻される。攪拌部６６内では、トナー濃度センサ７１による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、本発明を適用した画像形成装置に用いる現像手段としては、現像装置６１のように二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。
【００２９】
現像装置６１に現像されて感光体１０上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５０を介して感光体１０に当接して一次転写ニップを形成する一次転写ローラ６２と、感光体１０との電位差により形成される一次転写電界で、中間転写ベルト５０上に転写される。
【００３０】
感光体クリーニング装置６３としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を感光体１０に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。感光体クリーニング装置６３は、クリーニング性を高める目的で外周面を感光体１０に接触させる接触導電性のファーブラシ７６を、図中矢印方向に回転自在に有するクリーニング装置を採用している。そして、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製の電界ローラ７７を図中矢示方向に回転自在に設け、その電界ローラ７７にスクレーパ７８の先端を押し当てている。スクレーパ７８によって電界ローラ７７から除去されたトナーは、回収スクリュー７９上に落下して回収される。
【００３１】
かかる構成の感光体クリーニング装置６３は、感光体１０に対してカウンター方向に回転するファーブラシ７６で、感光体１０上の残留トナーを除去する。ファーブラシ７６に付着したトナーは、ファーブラシ７６に対してカウンター方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ７７に取り除かれる。電界ローラ７７に付着したトナーは、スクレーパ７８でクリーニングされる。感光体クリーニング装置６３で回収したトナーは、回収スクリュー７９で感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、トナーリサイクル装置８０で現像装置６１へと戻されて再利用される。
【００３２】
除電装置６４は、除電ランプ等からなり、光を照射して感光体１０の表面電位を除去する。このようにして除電された感光体１０の表面は、帯電装置１６０によって一様帯電された後、静電潜像を形成する光書込処理が露光装置２１により行われることとなる。
【００３３】
このように、タンデム型画像形成部１２０の四つの画像形成ユニット１８（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、それぞれの応する色の画像情報に基づいて単色のトナー像を各感光体１０の表面上に形成可能となっている。
こうして形成されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像は、表面移動する中間転写ベルト５０上に、順次、一次転写される。
そして、中間転写ベルト５０上に、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が重ね合わされてカラーのトナー像が形成される。
【００３４】
一方、給紙装置２００では、給紙ローラ１４２の一つを選択的に回転させ、ペーパーバンク１４３に多段に備える給紙カセット１４４の一つから転写紙Ｓを繰り出し、分離ローラ１４５で一枚ずつ分離して給紙路１４６に送出する。そして、搬送ローラ１４７で搬送してプリンタ部１５０内の本体側給紙路１４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。あるいは、手差し給紙ローラ５１を回転して手差しトレイ５４上の転写紙Ｓを繰り出し、手差し分離ローラ５２で一枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、上記同様にレジストローラ４９に突き当てて止める。
レジストローラ４９は、一般には接地されて使用されるが、転写紙Ｓの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。
【００３５】
レジストローラ４９に突き当てて止めた後、中間転写ベルト５０上に合成されたカラーのトナー像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、上記二次転写ニップに向けて転写紙Ｓを送出させる。二次転写ニップにおける二次転写装置２２側の転写搬送支持ローラ２３と二次転写対向ローラ１６との間に形成される転写電界により中間転写ベルト５０上のカラーのトナー像が転写紙Ｓ上に二次転写され、転写紙Ｓ上にカラーのトナー像が担持される。二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト５０上の転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１７によりクリーニングされる。
【００３６】
カラー画像が形成された転写紙Ｓは、二次転写装置２２により搬送されて、定着装置１００へと送出される。この定着装置１００において、定着ベルト２と加圧ローラ３とによって形成される定着ニップで、熱と圧力とが付与されることにより上述したカラーのトナー像が転写紙Ｓ上に定着される。
【００３７】
定着装置１００を通過した転写紙Ｓは、定着後搬送ローラ対５６によって搬送力を付与され、切換爪５５の位置に到達する。転写紙Ｓは、切換爪５５で搬送方向を切り換えられることで排出ローラ対１５６により排出されて排紙トレイ５７上にスタックされる。あるいは、切換爪５５で搬送方向を切り換えられることで反転装置２８に搬送される。そして、反転装置２８で反転されて再びレジストローラ４９に突き当たる位置まで導かれ、二次転写ニップで裏面にも画像が形成され定着装置１００で定着された後、排出ローラ対１５６により排出されて排紙トレイ５７上にスタックされる。
【００３８】
〔実施形態１〕
次に、本発明を適用した定着装置１００の一つ目の実施形態（以下、実施形態１と呼ぶ）について説明する。
図１は、実施形態１の定着装置１００の説明図である。
図１に示すように、実施形態１の定着装置１００は、振動部材である振動器１と、無端ベルト状の定着ベルト２と、定着ベルト２に当接して定着ニップ９を形成する加圧部材である加圧ローラ３と、振動吸収部材４とを備える。
【００３９】
振動器１は、振動付与部１０９で定着ベルト２に接触して振動する。振動器１は、超音波振動を発生する不図示の振動子と、振動子が発生させた振動の振幅を増幅するホーン部材１０１とから構成されている。振動子としては、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）などによる電歪振動子やフェライト磁歪振動子などを用いることができる。ここではＰＺＴを用いている。ホーン部材１０１の材料としては金属が好適で、アルミニウム、ステンレス、チタンなどを用いることができるが、定着装置１００では加工のしやすさアルミニウムを用いている。
振動器１は、振動子の共振周波数（例えば２８［ｋＨｚ］）と同じ周波数の電圧を図示しない駆動回路からＰＺＴに印加すると、ＰＺＴの電歪によって振動子が共振し、電気エネルギーが振動エネルギーに変換される。
【００４０】
定着ベルト２は張架部材である第一張架ローラ５及び第二張架ローラ６に張架されている。そして、第一張架ローラ５または第二張架ローラ６が図１中の時計回り方向（矢印Ａ１方向）に駆動回転することで、定着ベルト２も図１中の時計回り方向（矢印Ａ方向）に無端移動する。
第一張架ローラ５は、芯材の外周にゴム層を形成したローラ形状の張架部材であり、振動器１の出力端面であるホーン部材１０１の端面に対して定着ベルト２を挟んで対向する位置に配置されている。
【００４１】
ホーン部材１０１の端面が定着ベルト２に接触して振動することで、第一張架ローラ５の表面層が振動して発熱し、定着ベルト２を昇温させる。このようにして振動器１で生じた振動エネルギーが熱エネルギーに変換される。しかし、このホーン部材１０１と定着ベルト２との接触部である振動付与部１０９では、全ての振動エネルギーが熱エネルギーに変換させず、接触部を通過した定着ベルト２は振動した状態となる。
【００４２】
第一張架ローラ５の芯材としてアルミニウム、鉄、ステンレスなどの金属やセラミクスなどの硬質材料であることが望ましい。これは、芯材に柔軟な材料を用いると、振動器１が振動したときに、芯材の外周に形成した弾性材料に十分な圧縮を加えることができず、効率よく発熱させることができなくなるからである。芯材の外周に設けられローラ部材の表面層に形成する弾性材料としては、シリコーンゴムやクロロプレーンゴムなどを用いることができる。
【００４３】
定着ベルト２としては、ニッケルやステンレスなどの金属材料やポリイミドやポリエーテルエーテルケトン、アラミド繊維などの樹脂材料を用いることができる。さらに、定着ニップでの転写紙Ｓの搬送を円滑に行うために、定着ベルト２の表面は、シリコーン樹脂やＰＦＡ、ＰＴＦＥなどのフッ素系の樹脂層を形成していることがより好ましい。
第二張架ローラ６及び加圧ローラ３は、第一張架ローラ５と同様の構成であり、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの金属やセラミクスなどの硬質材料の芯材の表面に弾性層を形成してローラ状とした。加圧ローラ３は、不図示の駆動モータから回転駆動が入力されることで、図１中の矢印Ｃ方向に回転駆動する。
定着ニップ９は、定着ベルト２が第二張架ローラ６とこれに対向する加圧ローラ３とに挟まれる部分である。
【００４４】
また、定着ベルト２の移動方向において、振動器１が接触する振動付与部１０９よりも下流側、且つ、定着ニップ９よりも上流側の定着ベルト２の内周面に接触するように振動吸収部材４が配置されている。また、詳細は後述するように、振動吸収部材４は、定着ベルト２の振動を吸収することで発熱し、発熱した熱を定着ベルト２に付与することで定着ベルト２を加熱する。
【００４５】
定着装置１００では、振動器１によって定着ベルト２に超音波振動を与える。このとき、定着ベルト２に振動が伝播するとともに、第一張架ローラ５の弾性層に振動が伝達することで、弾性層が発熱する。また、定着ベルト２を伝播する振動が振動吸収部材４によって吸収され、振動吸収部材４が発熱する。
第一張架ローラ５と振動吸収部材４とで生じた熱により定着ベルト２が加熱され、加熱された部分からの伝熱と、定着ベルト２の無端移動とにより、定着ベルト２の定着ニップ９を形成する部分が昇温する。そして、昇温した定着ベルト２と、未定着トナー７によって未定着トナー像が形成された転写紙Ｓが定着ニップ９に進入し、第二張架ローラ６と加圧ローラ３とによる圧力と、定着ベルト２からの熱とが加えられ、トナーを転写紙Ｓ上に定着させる。これにより、転写紙Ｓ上のトナーが定着トナー８となり、定着画像が得られる。
【００４６】
振動吸収部材４としては、柔軟で定着ベルト２の振動を吸収することが必要であるが、振動吸収により生じた熱を効率よく定着ベルト２に伝えるために熱伝導率が高いものが好ましい。具体的にはλＧＥＬ（商品名：（株）タイカ）が、熱伝導率および耐熱性が高く好ましい。
【００４７】
また、定着装置１００では、振動付与部１０９に対して定着ベルト２の移動方向下流側の振動付与部１０９から定着ニップ９までの距離が、定着ニップ９に対して定着ベルト２の移動方向下流側の定着ニップ９から振動付与部１０９までの距離以下の距離である。振動の伝達速度は、定着ベルト２の移動速度よりも速いため、振動付与部１０９に対して定着ベルト２の移動方向上流側に向かっても振動は伝達する。しかし、振動付与部１０９から上流側に向かう振動に対して逆方向に定着ベルト２が移動しているため、見た目の距離よりも振動が定着ベルト２を伝達する距離が長くなり、定着ニップ９に伝達するまでに振動が減衰し易い。一方、振動付与部１０９に対して定着ベルト２の移動方向下流側に向かう振動は、振動の伝達方向と定着ベルト２の移動方向とが一致するため、見た目の距離よりも振動が定着ベルト２を伝達する距離が短くなり、振動が減衰し難い。
【００４８】
このため、定着ベルト２の移動方向において、振動付与部１０９から定着ニップ９までの距離が、定着ニップ９から振動付与部１０９までの距離以下であれば、振動付与部１０９から下流側に向かう振動の方が定着ニップ９まで伝達する間に減衰し難い。
実施形態１の定着装置１００では、定着ニップ９に振動が伝達するまでに振動が減衰し難い振動の伝達経路、すなわち、振動付与部１０９に対して下流側、且つ、定着ニップ９よりも上流側に振動吸収部材４を配置している。このような位置に振動吸収部材４を配置し、振動を吸収させることでトナー像の乱れを抑制する。さらに、振動吸収で生じた熱が付与された定着ベルト２の部分が、定着ベルト２の無端移動によって定着ニップ９に向かうため、振動吸収で生じた熱を効率的に定着ニップ９に伝達でき、効率よくトナーを軟化もしくは溶融することができる。
【００４９】
〔実験例１〕
次に、振動吸収部材４による発熱を確認した実験例１について説明する。
図４は、定着ベルト２を構成するベルト部材２０１に超音波振動を付与したときの温度分布を観察した実験例１の説明図である。
実験例１では、硬質部材の基台２０２の上に、ベルト部材２０１を載置し、ベルト部材２０１の上面の一端側に振動器１の先端を接触させ、振動吸収部材４の配置条件を変えて、振動器１を超音波振動させたときのベルト部材２０１の温度分布を観察した。実験例１では、ベルト部材２０１は基台２０２や振動器１に対して位置が固定されており、ベルト部材２０１の移動による熱の移動は生じない。
【００５０】
また、ベルト部材２０１の上面に振動器１が接触する部分におけるベルト部材２０１の下には、シリコーンシート等の不図示の弾性部材が敷かれている。
この状態で振動器１を振動させると、振動器１近傍の弾性部材は圧縮、開放の力を繰り返し受け、その結果、振動エネルギーが熱エネルギーへと変換される。このときのエネルギーの変換は、次のようにして生じると考えられる。すなわち、振動によって弾性部材が繰り返し変形することで、ベルト部材２０１の表面と弾性部材の表面との接触位置、及び、ベルト部材２０１の表面と振動器１の表面との接触位置が繰り返し微小に変位する。接触位置が微小に変位するときに接触位置に動摩擦が作用して摩擦熱が生じ、振動数が速いほど、接触位置の変位の相体速度が速くなって、より高温の摩擦熱が生じると考えられる。また、ベルト部材２０１及び弾性部材は、振動によって微小な変形を繰り返しており、この変形による各部材の内部摩擦によっても摩擦熱が発生すると考えられる。
ベルト部材２０１に超音波振動を付与したときの温度分布は、サーモビュアで観察した。図４では、温度の高低を模式的に色の濃さで示し、濃い色が高温であることを示している。
【００５１】
図４（ａ）の条件では、ベルト部材２０１の上面の他端側に振動吸収部材４を貼り付けており、図４（ｂ）の条件では、振動吸収部材４を配置していない。また、図４（ｃ）の条件では、図４（ａ）の振動吸収部材４と同じ位置に第一振動吸収部材４ａ貼り付けるとともに、振動器１が接触する位置と第一振動吸収部材４ａを貼り付けた位置との間のベルト部材２０１の上面に、第二振動吸収部材４ｂを貼り付けている。
【００５２】
図４（ａ）に示すベルト部材２０１の温度は、振動器１の振動によってベルト部材２０１が昇温する第一発熱部Ｈ１近傍が最も高温になり、距離が離れるにつれて温度は低くなる。しかし、振動吸収部材４を貼り付けた部分は、振動器１から最も離れているにもかかわらず、その付近よりも高温になり、第二発熱部Ｈ２を形成した。
この原因について、本発明者らが鋭意検討をしたところ、ベルト部材２０１を伝播した振動エネルギーが振動吸収部材４により吸収される際に、熱エネルギーに変換された結果という仮説を導き出した。
【００５３】
この仮説を検証するために、図４（ｂ）に示す条件で実験を行った。図４（ｂ）に示す条件のように、振動吸収部材４を剥がして振動器１を振動させたところ、図４（ａ）の条件で振動吸収部材４を貼り付けていた部分は高温にならなかった。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す条件の実験結果より、振動吸収部材４は振動を吸収して発熱することが確認できた。振動吸収部材４は、振動を吸収する際に振動吸収部材４が微小変形を繰り返すことによって、内部摩擦が生じ、この内部摩擦による摩擦熱によって発熱すると考えられる。
【００５４】
次に、図４（ｃ）に示す条件で実験を行った。図４（ｃ）に示す条件のように、図４（ａ）の条件で振動器１の振動を加えると、第二振動吸収部材４ｂを貼り付けた部分はその近傍よりも高温となり、振動器１が接触する第一発熱部Ｈ１と同等の温度の第二発熱部Ｈ２となった。さらにそこから振動器１より離れる側（図中左側）では第一振動吸収部材４ａを配置しているにも関わらずまったく発熱が生じなかった。図４（ｃ）に示す条件の結果から、第二振動吸収部材４ｂで振動器１の振動がすべて吸収され熱に変換されれば、その位置よりも振動器１から離れる側には振動は伝わらないことが確認できた。
実験例１の実験結果から、超音波振動を利用した定着装置において、振動部と、振動吸収部と、定着ニップ部とをそれぞれ分離した構成にすれば、効率よくトナーを軟化あるいは溶融でき、かつトナー飛散を防止できることがわかった。
【００５５】
図１に示す実施形態１の定着装置１００では、振動器１が接触する振動器１が定着ベルト２に接触する振動部と、振動吸収部材４が接触する振動吸収部と、定着ニップ９とをそれぞれ分離した構成である。このような構成であれば、振動エネルギーは振動部及び振動吸収部で熱エネルギーに変換されて、定着ベルト２を昇温し、定着ニップ９での熱定着を行うことが出来る。振動吸収部で振動を吸収しつつ、定着ベルト２を昇温するため、効率よくトナーを軟化あるいは溶融できる。また、振動吸収部で振動を吸収するため、振動吸収部よりも振動器１から離れる側、すなわち、定着ベルト２の移動方向下流側に振動が伝わらないため、定着ニップ９を通過する転写紙Ｓに振動が伝わることを抑制できる。これにより、転写紙Ｓが振動することに起因するトナー飛散を抑制できる。
【００５６】
振動器１が付与する振動の振動周波数としては２０［ｋＨｚ］以上、１［ＭＨｚ］の範囲であることが望ましい。２０［ｋＨｚ］以下の周波数では人間の可聴音域であり定着装置１００を動作させることにより周囲への騒音になる。さらに、振動による発熱間隔が長くなり周囲への熱の散逸が無視できなくなり、定着に必要となる温度が得られなくなる。また、１［ＭＨｚ］以上の周波数では振動工具の振幅が小さくなることから発熱量が少なくなり、やはり定着に必要な温度が得られなくなる。
また、振動吸収部材４は、定着ニップ９に対して定着ベルト２の移動方向上流側の位置で、定着ニップ９の近傍の位置に配置することが望ましい。これは、振動吸収部材４によって熱エネルギーに変換されて生じた熱が、定着ニップ９に到達する前に散逸してしまうことを抑制するためである。
【００５７】
〔実施形態２〕
次に、本発明を適用した定着装置１００の二つ目の実施形態（以下、実施形態２と呼ぶ）について説明する。
図５は、実施形態２の定着装置１００の説明図である。
実施形態２の定着装置１００は、実施形態１の定着装置１００と同様に、振動部材である振動器１と、無端ベルト状の定着ベルト２と、定着ベルト２に当接して定着ニップ９を形成する加圧部材である加圧ローラ３と、振動吸収部材４とを備える。
実施形態２の定着装置１００は、振動吸収部材４の形状が実施形態１の定着装置１００と異なり、ローラ対となっている。他の点は共通するため、共通する点については説明を省略する。
振動吸収部材４を構成する衝撃吸収材は一般的に粘着質な表面をもつ材質が多いため、定着ベルト２が滑らかに動きにくくなる。そこで、実施形態２では、衝撃吸収材を硬質の芯材の外周に巻きつけた二つのローラからなるローラ対を振動吸収部材４とした。このローラ対からなる振動吸収部材４は、定着ベルト２と接触し、定着ベルト２の無端移動によって連れ回るため、振動を吸収しつつ、ローラによって定着ベルト２の動きも滑らかになる。
【００５８】
ここで、従来の定着装置について説明する。
特許文献３には、定着ニップに到達する前の記録媒体上に担持され、超音波振動が付加されていない未定着トナーを記録媒体に仮止めするための仮止め装置を定着ニップよりも記録媒体の搬送方向の上流側に配設した定着装置が記載されている。この定着装置では、定着ニップに到達する前の未定着トナーを記録媒体に仮止めすることで、記録媒体が振動することに起因して画像が乱れることを防止できる。仮止め装置としては磁気力、定着液、予備加熱を利用したものが示されている。
【００５９】
特許文献３に記載の仮止め装置のうち、磁気力を用いる構成では、仮止めをするトナーが磁性トナーである必要があるため、適用範囲が限られる。一般に磁性トナーは内包する磁性体が金属粉末であることに由来する着色の影響で、カラートナーには向かずモノクロ用としてしか適用できないという問題がある。
【００６０】
また、特許文献３に記載の仮止め装置のうち、定着液を用いる構成としては、超音波噴霧方式やインクジェット方式によって定着液を未定着トナーに付与する構成が記載されている。超音波噴霧方式としては、定着液に超音波振動を付与して定着液の液滴を飛散させることにより、定着液を霧化させ、未定着トナーに定着液を付与する構成が記載されている。このような超音波噴霧方式の場合、定着液がトナー上のみならず画像形成装置内の至るところに到達し、装置内部の部品が定着液によって損傷し、故障する問題が生じるおそれがある。
【００６１】
インクジェット方式としては、特許文献３には、記録媒体上の未定着トナーに向けて定着液を吐出することで、未定着トナーに定着液を付与する構成が記載されている。このようなインクジェット方式では、定着液の着弾部は未定着トナーが定着液の着弾によって移動し、トナー像にクレーター上の乱れが発生する問題がある。この問題について、特許文献３には、超音波振動による熱エネルギーによって確実に定着を行えるため、クレーター状のトナー像の乱れを即座に修正することができるということが記載されている。トナー像の面積が広い部分については、クレーター状に乱れたトナー像に対して、超音波振動の熱エネルギーを付与し、トナーを溶融または軟化させて定着することにより、復元することが出来る可能性がある。しかし、細線部などの面積の小さい部分においては定着液の着弾によってトナーが移動したトナー像を復元することが出来ず、画像抜けとなってしまうという問題が生じる。
【００６２】
さらに、特許文献３に記載の仮止め装置のうち、予備加熱を利用する構成では、予備加熱のためのハロゲンランプやセラミックヒータなどの加熱源が別途必要となり、ヒーターを用いずに超音波振動を利用する構成の利点が失われてしまう。
このように、特許文献３に記載のように、超音波振動を利用する構成で、仮止め装置を備える構成は実現が困難という問題がある。
【００６３】
特許文献４には、定着ニップを形成している定着ベルト部分の内側に振動部材を配置した構成した定着装置が記載されている。この定着装置では、定着ニップに対して定着ベルトの移動方向上流側の定着ベルトの表面部分に接触するように、記録媒体を送り込む。この送り込まれる記録媒体が定着ベルトに最初に接触する表面部分に対して定着ベルトの移動方向下流側で、且つ、定着ニップ対して定着ベルトの移動方向上流側に定着ベルトの振動を吸収する振動吸収部材を配置している。特許文献４に記載の定着装置では、定着ニップでの定着ベルトの超音波振動が振動吸収部材を配置した位置よりも上流側の記録媒体が定着ベルトに最初に接触する表面部分に振動が伝達することを防止できる。このため、未定着トナーを担持した記録媒体が接触したときにトナー像が乱されることを防止できる。しかし、定着ニップでは超音波振動が定着ベルトの厚み方向に伝達して記録媒体に伝達するため、記録媒体の定着ニップに到達していない部分に担持された未定着トナーが振動によって飛散して、画像が乱れるという問題は解消しきれない。
【００６４】
特許文献４には、振動部材の振動が付与される無端ベルトと、無端ベルトを振動が伝播することを防止する部材とを備えた図７に示す定着装置１００の構成が記載されている。
【００６５】
図７に示す定着装置１００は、定着ベルト２を張架する張架部材として、駆動ローラ２１２、ガイドローラ２１１及び二つのテンションローラ２１０を備え、定着ベルト２は図７中の矢印Ａ方向に無端移動する。
定着ベルト２と加圧ローラ３とが当接する定着ニップ９では、定着ベルト２の内側に振動器１の振動する先端が接触し、振動器１は図１中の矢印Ｂで示す方向に振動する。
図７に示す定着装置１００では、未定着トナー７を担持する転写紙Ｓを定着ベルト２に密着させて、定着ニップ９まで搬送する。定着ニップ９では定着ベルト２と加圧ローラ３とで転写紙Ｓを挟み、振動器１が定着ベルト２を介して転写紙Ｓ上のトナーに超音波振動を伝達し、トナーを直接加熱して定着している。
【００６６】
特許文献４には、図７に示す定着装置１００における定着ベルト２のベルト表面をゴム層にする、あるいはベルト表面にシリコーンオイルを塗布してトナーの飛散を防止する構成が記載されている。また、定着ニップ９に対して定着ベルト２の無端移動方向上流側に振動伝播防止部材２０４を備えた構成が記載されている。図７に示す定着装置１００では、定着ニップ９に直接振動を加えているためトナーは効率よく加熱できるが、転写紙Ｓは高い周波数で微小に振動する。振動伝播防止部材２０４では定着ベルト２の振動の伝播を防止しても転写紙Ｓの振動を抑制できない。そして、転写紙Ｓが振動すると、定着ベルト２の表面層をゴム層にする、あるいは定着ベルト２の表面にシリコーンオイルを塗布した程度ではトナーの飛散は防止できないという問題があった。
【００６７】
これに対して、図１や図５に示した本発明を適用した定着装置１００では、定着ニップ９とは異なる位置で定着ベルト２に振動を付与する振動器１を備える。定着ニップ９とは異なる位置で定着ベルト２に振動を付与しているため、定着ベルト２の厚み方向に振動が伝達して、転写紙Ｓを振動させることが無い。また、振動器１と定着ニップ９との間に振動吸収部材４を配置しているため、定着ベルト２の搬送方向に振動が伝達して、定着ニップ９に振動が伝播することを抑制できる。このため、定着ニップ９を通過する転写紙Ｓが振動することに起因するトナーの飛散を抑制できる。
【００６８】
〔変形例〕
図６は、変形例の定着装置１００の説明図である。
図６に示す変形例の定着装置１００は、振動付与部１０９に対して定着ベルト２の移動方向下流側だけでなく、上流側にも振動吸収部材４を配置している点で図１に示す実施形態１の定着装置１００とは異なる。他の点は共通するため、共通する点については説明を省略する。
【００６９】
変形例の定着装置１００は、振動吸収部材４として、振動付与部下流側振動吸収部材４ｃと振動付与部上流側振動吸収部材４ｄとを備える。振動付与部下流側振動吸収部材４ｃは、定着ベルト２の移動方向において、振動付与部１０９よりも下流側、且つ、定着ニップ９よりも上流側の位置に配置されている。また、振動付与部上流側振動吸収部材４ｄは、定着ニップ９よりも下流側、且つ、振動付与部１０９よりも上流側の位置に配置されている。
【００７０】
上述したように、振動の伝達速度は、定着ベルト２の移動速度よりも速いため、振動付与部１０９に対して定着ベルト２の移動方向上流側に向かっても振動は伝達する。このような伝達経路は、振動の減衰が生じ易いが、この伝達経路に振動付与部上流側振動吸収部材４ｄを配置することで、より確実に定着ニップ９に振動が伝達することを抑制できる。
図６に示す変形例の定着装置１００が備える二つの振動吸収部材４（４ｃ及び４ｄ）としては、実施形態２の定着装置１００のようにローラ対としてもよい。
【００７１】
〔実験例２〕
以下、本発明を適用した定着装置１００を用いた実験例について説明する。各実施例として定着装置１００の具体的な構成例について説明するが、本発明は以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
【００７２】
〔実施例１〕
＜未定着トナー像の作成＞
画像形成装置としては、Ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ３３００（リコー製ＭＦＰ）を改造した未定着トナー像作成装置を用いた。この装置を用いて転写紙ＳとしてのＭｙＰａｐｅｒ（リコー製）上にスポットトナーブラックＣ３３００（リコー製）による２０［ｍｍ］×２０［ｍｍ］の黒色単色の未定着ベタ画像を形成した。形成した未定着トナー像領域が中央に来るように５０［ｍｍ］×１００［ｍｍ］に切り出し以降の実験に使用した。
【００７３】
＜定着実験＞
実施例１では、上述した実施形態１の定着装置１００を用いて定着実験を行った。
第一張架ローラ５、第二張架ローラ６及び加圧ローラ３には、φ５０［ｍｍ］で軸方向の長さが１００［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラ表面に、厚さが２［ｍｍ］のシリコーンゴム層を形成したものを用いた。
【００７４】
振動器１には出力が３００［Ｗ］、振動周波数が２８．５［ｋＨｚ］の超音波ウエルダー（精電舎製、ＳＯＮＯＳＣＯＰＥ  ３２５Ｄ）を振動子として用いた。さらに、この振動子に、ホーン部材１０１として、先端部分の形状が、長さ４０［ｍｍ］、幅４０［ｍｍ］、及び厚み１０［ｍｍ］のアルミ合金製板状ホーンを装着した。
定着ベルト２としては、ポリイミド製の無端ベルトを用いた。振動吸収部材４としては、λＧＥＬ（商品名：（株）タイカ）を用い、定着ニップ９に対して定着ベルト２の表面移動方向上流側の３［ｃｍ］の位置に定着ベルト２の裏面に接触するように配置した。
【００７５】
転写紙Ｓの搬送速度が１００［ｍｍ／ｓ］となるように定着ベルト２と加圧ローラ３とを回転させた状態で、振動子を設定出力４０［％］で振動させ、定着ニップ９に未定着トナー像が形成された転写紙Ｓを挿入し定着動作を行った。
【００７６】
＜画像乱れ評価＞
定着後のトナー像（ベタ画像）の濃度ムラを、反射濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ９３９（エックスライト社製）で測定し、以下の評価基準で評価した。
〔評価基準〕
「◎」：濃度ムラが１０［％］未満
「○」：濃度ムラが１０「％」以上、１５［％］未満
「△」：濃度ムラが１５「％」以上、２０［％］未満
「×」：濃度ムラが２０［％］以上
【００７７】
〔実施例２〕
上述した実施形態２の定着装置１００を用いた点以外は、実施例１と同じ条件で定着実験を行った。実施形態２の定着装置１００が備えるローラ対からなる振動吸収部材４としては、φ１０［ｍｍ］で、軸方向の長さが１００［ｍｍ］のＳＵＳ製ローラ表面に、厚さが２［ｍｍ］のλＧＥＬシート層を形成したものを用いた。
【００７８】
〔比較例１〕
定着装置として、図１に示す定着装置１００から振動吸収部材４を除いた定着装置を用いた点以外は、実施例１と同じ条件で定着実験を行った。
【００７９】
〔比較例２〕
定着装置として、図１に示す定着装置１００から振動吸収部材４を除き、トナーの飛散防止策として定着ベルト２の表面にシリコーンオイルを塗布する定着装置を用いた点以外は、実施例１と同じ条件で定着実験を行った。
【００８０】
実験例２の結果の一覧を表１に示す。
【表１】
2014224935.tif 000003
【００８１】
表１に示すように、本発明を適用した実施例１及び２では、未定着トナーへの振動伝達が抑制され、画像が乱れることを抑制することが出来た。
よって、本発明を適用した定着装置１００であれば、超音波振動を利用したヒータレスでの定着を実現しながら、記録媒体上の未定着トナーへの振動伝達が抑えられ、画像乱れの発生を防ぐことができた。
【００８２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
無端移動する定着ベルト２等の定着ベルトと、定着ベルトの表面に接触して定着ニップ９等の定着ニップを形成する加圧ローラ３等の加圧部材と、定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動する振動器１等の振動部材とを有する定着装置１００等の定着装置において、定着ベルトの移動方向において、振動部材が接触する振動付与部１０９等の振動付与部から定着ニップまでの距離は、定着ニップから振動付与部までの距離以下であり、定着ベルトに接触して振動を吸収する振動吸収部材４等の振動吸収部材を、定着ベルトの移動方向において、振動付与部よりも下流側、且つ、定着ニップよりも上流側に配置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、振動部材が定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動し、振動エネルギーを熱エネルギーの変換して、定着ベルトを加熱している。加熱された定着ベルトの部分が、無端移動によって定着ニップに到達し、定着ニップで定着ベルトの熱をトナーに伝達することで、加熱定着を行うことができる。
また、本態様では、振動部材が定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動するため、振動部材の振動が定着ベルトの厚み方向に伝達して、定着ニップに到達することを防止できる。
また、振動付与部では、振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、熱エネルギーに変換されなかった振動エネルギーは定着ベルトを振動させる。振動付与部から定着ベルトの移動方向の上流側に向かって伝達する振動は、定着ベルトの移動方向と振動の伝達方向とが逆方向であるため、減衰が生じ易い。一方、振動付与部から定着ベルトの移動方向の下流側に向かって伝達する振動は、定着ベルトの移動方向と振動の伝達方向とが一致するため、減衰が生じ難い。このため、定着ベルトの移動方向において、該振動付与部から定着ニップまでの距離が、定着ニップから振動付与部までの距離と同じか、それ以下の場合は、振動付与部から定着ベルトの移動方向の下流側に向かって伝達する振動の方が、定着ニップに到達するまでの減衰が少なく、定着ニップでの振動に影響し易い。
本態様では、振動付与部から定着ベルトの移動方向の下流側に向かって伝達する振動の振動エネルギーは振動吸収部材で吸収される。このため、振動部材の振動が定着ベルトの搬送方向に伝達して、定着ニップに到達することを抑制できる。
このように、本態様では、定着ベルトの厚み方向の振動の伝達を防止でき、定着ベルトの搬送方向の振動の伝達を抑制できるため、定着ニップに振動エネルギーが到達することを抑制できる。このため、一部が定着ニップに到達した記録媒体に振動が伝達することを抑制でき、その記録媒体上の未定着のトナー像が振動部材の振動に起因して乱れることを抑制できる。よって、定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動する振動部材を備える構成で、一部が定着ニップに到達した記録媒体上のトナー像の乱れの発生を抑制できる。
さらに、本態様では、振動付与部で熱エネルギーに変換されず、定着ベルトに伝達した振動エネルギーは、振動付与部に対して、定着ベルトの移動方向下流側に配置された振動吸収部材によって吸収される。振動吸収部材は、本発明者らが見出したように、振動を吸収する際に発熱し、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して定着ベルトを加熱する。振動付与部で加熱された定着ベルトを振動吸収部材が接触する位置でさらに加熱することで、振動吸収部材を備えない構成に比べて、定着ベルトをより効率的に加熱することができる。
（態様Ｂ）
無端移動する定着ベルト２等の定着ベルトと、定着ベルトの表面に接触して定着ニップ９等の定着ニップを形成する加圧ローラ３等の加圧部材と、定着ニップ以外の位置で該定着ベルトに接触して振動する振動器１等の振動部材とを有する定着装置１００等の定着装置において、定着ベルトに接触して振動を吸収する振動付与部下流側振動吸収部材４ｃ及び振動付与部上流側振動吸収部材４ｄ等の振動吸収部材を、定着ベルトの移動方向において、振動部材が接触する振動付与部１０９等の振動付与部よりも下流側、且つ、定着ニップよりも上流側の位置と、定着ニップよりも下流側、且つ、振動付与部よりも上流側の位置とのそれぞれに配置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、振動部材が定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動し、振動エネルギーを熱エネルギーの変換して、定着ベルトを加熱している。加熱された定着ベルトの部分が、無端移動によって定着ニップに到達し、定着ニップで定着ベルトの熱をトナーに伝達することで、加熱定着を行うことができる。
また、本態様では、振動部材が定着ニップ以外の位置となる振動付与部で定着ベルトに接触して振動するため、振動部材の振動が定着ベルトの厚み方向に伝達して、定着ニップに到達することを防止できる。
また、振動付与部では、振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、熱エネルギーに変換されなかった振動エネルギーは定着ベルトを振動させる。
本態様では、振動付与部から上流側に向かって伝達する振動と、振動付与部から下流側に向かって伝達する振動との両方の振動エネルギーが、振動付与部下流側振動吸収部材４ｃ及び振動付与部上流側振動吸収部材４ｄ等の振動吸収部材で吸収される。このため、振動部材の振動が定着ベルトの搬送方向に伝達して、定着ニップに到達することをより確実に抑制できる。
このように、本態様では、定着ベルトの厚み方向の振動の伝達を防止でき、定着ベルトの搬送方向の振動の伝達を抑制できるため、定着ニップに振動エネルギーが到達することを抑制できる。このため、一部が定着ニップに到達した記録媒体に振動が伝達することを抑制でき、その記録媒体上の未定着のトナー像が振動部材の振動に起因して乱れることを抑制できる。よって、定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動する振動部材を備える構成で、一部が定着ニップに到達した記録媒体上のトナー像の乱れの発生を抑制できる。
さらに、本態様では、振動付与部で熱エネルギーに変換されず、定着ベルトに伝達した振動エネルギーは、振動付与部に対して、定着ベルトの移動方向下流側及び上流側のそれぞれに配置された振動吸収部材によって吸収される。振動吸収部材は、本発明者らが見出したように、振動を吸収する際に発熱し、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して定着ベルトを加熱する。振動付与部で加熱された定着ベルトを振動吸収部材が接触する位置でさらに加熱することで、振動吸収部材を備えない構成に比べて、定着ベルトをより効率的に加熱することができる。
（態様Ｃ）
態様ＡまたはＢにおいて、振動吸収部材４等の振動吸収部材を、定着ニップ９等の定着ニップの近傍に配置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、振動吸収部材によって熱エネルギーに変換されて生じた熱が、定着ニップに到達する前に散逸してしまうことを抑制できる。
（態様Ｄ）
トナーを用いて転写紙Ｓ等の記録媒体上にトナー像を形成するプリンタ部１５０等のトナー像形成手段と、記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面を加熱し、トナー像を形成するとトナーを軟化もしくは溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着せしめる定着装置１００等の定着手段とを備える複写機５００等の画像形成装置であって、定着手段として、態様Ａ乃至Ｃの何れかに記載の定着装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、振動部材の振動エネルギーを熱エネルギーに変換する定着装置を備えた構成で、振動に起因するトナー像の乱れの発生を抑制できるため、画像品質の向上を図ることができる。
（態様Ｅ）
トナーを用いて転写紙Ｓ等の記録媒体上に形成されたトナー像を、記録媒体に定着させる定着方法において、加圧部材との当接部で定着ニップ９等の定着ニップを形成して無端移動する定着ベルト２等の定着ベルトに、振動部材によって定着ニップ以外の位置で振動を付与する振動付与工程と、振動付与工程によって振動が付与される位置に対して、定着ベルトの移動方向の下流側の位置で定着ベルトの振動を吸収する振動吸収工程と、振動吸収工程で吸収した振動の振動エネルギーを熱エネルギーに変換し、熱エネルギーを定着ベルトに付与する発熱工程と、振動吸収工程で振動が吸収され、発熱工程で熱エネルギーが付与される位置に対して、定着ベルトの移動方向の下流側の定着ニップで定着ベルトが記録媒体に接触し、定着ベルトの熱エネルギーを記録媒体に付与することで、記録媒体上のトナー像を形成するトナーを軟化もしくは溶融させて、記録媒体に定着させる記録媒体熱付与工程とを有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、振動付与工程で定着ベルトに振動が付与されることで、この振動の振動エネルギーを熱エネルギーに変換して、定着ベルトを加熱している。加熱された定着ベルトの部分が、無端移動によって定着ニップに到達し、定着ニップで定着ベルトの熱をトナーに伝達することで、記録媒体熱付与工程で加熱定着を行うことができる。
また、本態様では、振動部材が定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動するため、振動部材の振動が定着ベルトの厚み方向に伝達して、定着ニップに到達することを防止できる。
また、振動付与工程では、振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、熱エネルギーに変換されなかった振動エネルギーは定着ベルトを振動させるが、この振動エネルギーは振動吸収工程で吸収される。このため、振動部材の振動が定着ベルトの搬送方向に伝達して、定着ニップに到達することを抑制できる。
このように、本態様では、定着ベルトの厚み方向の振動の伝達を防止でき、定着ベルトの搬送方向の振動の伝達を抑制できるため、定着ニップに振動エネルギーが到達することを抑制できる。このため、記録媒体熱付与工程における定着ニップで一部が定着ニップに到達した記録媒体に振動が伝達することを抑制でき、その記録媒体上の未定着のトナー像が振動工程で付与される振動に起因して乱れることを防止できる。よって、定着ニップ以外の位置で定着ベルトに接触して振動する振動部材を備える構成で、一部が定着ニップに到達した記録媒体上のトナー像の乱れの発生を抑制できる。
さらに、本態様では、振動付与工程で熱エネルギーに変換されず、定着ベルトに伝達した振動エネルギーは、振動付与部に対して、定着ベルトの移動方向下流側の位置での振動吸収工程で吸収される。振動吸収工程では、本発明者らが見出したように、振動を吸収する際に振動エネルギーを熱エネルギーに変換して発熱し、発熱工程として、定着ベルトを加熱する。振動付与工程で加熱された定着ベルトを発熱工程でさらに加熱することにより、振動吸収工程及び発熱工程を備えない定着方法に比べて、定着ベルトをより効率的に加熱することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  振動器
２  定着ベルト
３  加圧ローラ
４  振動吸収部材
４ａ  第一振動吸収部材
４ｂ  第二振動吸収部材
４ｃ  振動付与部下流側振動吸収部材
４ｄ  振動付与部上流側振動吸収部材
５  第一張架ローラ
６  第二張架ローラ
７  未定着トナー
８  定着トナー
９  定着ニップ
１０  感光体
１４  ベルト駆動ローラ
１５  クリーニング対向ローラ
１６  二次転写対向ローラ
１７  中間転写ベルトクリーニング装置
１８  画像形成ユニット
２１  露光装置
２２  二次転写装置
２３  転写搬送支持ローラ
２４  転写搬送ベルト
２８  反転装置
３２  コンタクトガラス
３３  第一走行体
３４  第二走行体
３５  結像レンズ
３６  読み取りセンサ
４９  レジストローラ
５０  中間転写ベルト
５１  手差し給紙ローラ
５２  手差し分離ローラ
５３  手差し給紙路
５４  手差しトレイ
５５  切換爪
５６  定着後搬送ローラ対
５７  排紙トレイ
６１  現像装置
６２  一次転写ローラ
６３  感光体クリーニング装置
６４  除電装置
６５  現像スリーブ
６６  攪拌部
６７  現像部
６８  搬送スクリュー
７０  現像ケース
７１  トナー濃度センサ
７２  マグネットローラ
７３  ドクタブレード
７５  クリーニングブレード
７６  ファーブラシ
７７  電界ローラ
７８  スクレーパ
７９  回収スクリュー
８０  トナーリサイクル装置
１００  定着装置
１０１  ホーン部材
１２０  タンデム型画像形成部
１３０  原稿台
１４２  給紙ローラ
１４３  ペーパーバンク
１４４  給紙カセット
１４５  分離ローラ
１４６  給紙路
１４７  搬送ローラ
１４８  本体側給紙路
１５０  プリンタ部
１５６  排出ローラ対
１６０  帯電装置
２００  給紙装置
２０１  ベルト部材
２０２  基台
２０４  振動伝播防止部材
２１０  テンションローラ
２１１  ガイドローラ
２１２  駆動ローラ
３００  スキャナ
４００  原稿自動搬送装置
５００  複写機
Ｈ１  第一発熱部
Ｈ２  第二発熱部
Ｌ  露光光
Ｓ  転写紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開平４−１９５１７９号公報
【特許文献２】特開２００２−２２９３５８号公報
【特許文献３】特開２０１２−０２２０１６号公報
【特許文献４】特開２００１−２５５７６７号公報
【図１】
2014224935.tif 000004
【図２】
2014224935.tif 000005
【図３】
2014224935.tif 000006
【図５】
2014224935.tif 000007
【図６】
2014224935.tif 000008
【図７】
2014224935.tif 000009
【図４】
2014224935.tif 000010