(57)【要約】【課題】構造の複雑化やコスト上昇を招くことなく加圧部材の熱膨張による定着ニップ幅の変化を抑制して異常画像の発生を防止できる構成を備えた定着装置を提供することにある。【解決手段】熱源を有する定着部材および回動可能な加圧回転体を互いに接触させて形成される定着ニップにトナー像を通過させる際にトナー像を加熱・加圧することでトナーを記録体に融解・浸透させて定着する定着装置２０において、前記加圧回転体３１は、不動部５４に設けられている突き当て部材５３に突き当たることにより前記定着部材２１との対向間隔を規定され、該突き当て部材５３は、前記定着部材２１からの熱伝達経路の一部に配置されていることを特徴とする。【選択図】図３
2014102409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を有する定着部材および回動可能な加圧回転体を互いに接触させて形成される定着ニップにトナー像を通過させる際にトナー像を加熱・加圧することでトナーを記録体に融解・浸透させて定着する定着装置において、
前記加圧回転体は、不動部に設けられている突き当て部材に突き当たることにより前記定着部材との対向間隔を規定され、
該突き当て部材は、前記定着部材からの熱伝達経路の一部に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記突き当て部材は、前記定着部材および加圧回転体を支持するために用いられる装置フレームに対して該装置フレームとは別体で該装置フレームに取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記突き当て部材は、前記装置フレームに取り付けられて位置決めされる部分とこの取り付けられる部分から前記加圧回転体に向け張り出して位置決めされていない部分とを有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】
前記突き当て部材は、装置フレームに位置決めされる部分の熱膨張率をＡとし、該装置フレームに位置決めされていない部分の熱膨張率をＢとしたとき、Ｂ＞Ａの関係を持つことを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記突き当て部材は、前記定着部材からの伝熱部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項６】
前記伝熱部材は、前記定着部材における非通紙領域から伝熱を行う構造を備えていることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
【請求項７】
前記定着部材は、金属材料が用いられることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項８】
前記突き当て部材は、前記定着部材の熱源とは別に設けられている熱源により加熱されることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項９】
前記突き当て部材を加熱する熱源には、面状ヒータが用いられていることを特徴とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１０】
前記突き当て部材は、前記装置フレームに取り付けられる位置を境にして前記定着部材と加圧回転体との中心を結ぶ線上で前記加圧回転体側に至る端部までの距離を前記装置フレームに位置決めされる部分の端部までの距離よりも長くされていることを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項１１】
前記突き当て部材は、前記装置フレームとの間に断熱材を介して取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のうちのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一つに記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、定着部材と加圧部材との対向間隔制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、電子写真方式を用いる画像形成装置においては、感光体などの像担持体から転写紙に転写されたトナー像が熱・圧力による融解・浸透作用によって定着されて複写物として得られる。
定着方式には、熱源を内蔵した定着ローラと転写紙を加圧するための加圧ローラとを当接させた熱ローラ定着方式とは別に、熱容量の小さい薄膜フィルムや無端ベルト等を加熱体として用いることにより定着温度への立ち上がりを向上させたベルト定着方式がある。
【０００３】
定着装置では、上述した熱・圧力をトナー像に付与するために加熱部材と加圧部材とが互いに当接して定着ニップが形成されるようになっている。
定着ニップは、例えば、両部材の表面に設けられている弾性層が互いに押圧された際に生じる窪み変形などを利用して形成される。
定着ニップは、トナー像の融解・浸透作用に必要な熱および圧力を付与するための領域長さ、いわゆる、トナー像の移動方向に平行する方向の幅（定着ニップ幅）をもたせてある。
【０００４】
上述した定着ニップを形成する構成には、加熱部材に向けてバネなどの弾性体を用いて加圧部材を押圧付勢して加熱部材に加圧部材を引き寄せるようにした構成が知られている。しかし、この構成では、定着装置の停止時に同じ部位が接触したままとなるのでその部分の永久歪みにより回転ムラやスリップが生じる虞があった。
そこで、上記両部材の接触部位での圧力および定着ニップ幅を停止時や稼働時に拘わらず一定とするために上記両部材の対向間隔を一定に維持する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
一方、加熱部材に加圧部材を引き寄せる構成には、次の構成も知られている。
つまり、加熱されたベルトを掛け回されている定着ローラとこれに対向する加圧ローラとを用いる構成を対象としたものである（例えば、特許文献２）。
特許文献２には、定着ローラと加圧ローラとの軸間距離を一定に維持する突き当て部材を備え、加圧ローラが弾性体により加圧付勢された際の移動位置を突き当て部材により規定する構成が開示されている。この構成では、突き当て部材に加圧ローラが突き当たることで両ローラ間の軸間距離が維持された状態で加圧ローラが定着ローラに引き寄せられている。
【０００６】
ところで、加熱部材側に引き寄せられる加圧部材は、加熱部材からの伝熱により熱膨張する部材である。このため、加圧部材が熱膨張した場合には、定着ニップ幅が所定条件から変化することがある。例えば、停止時あるいは始動時に所定の定着ニップ幅が得られるように両部材の当接条件を決めた場合、加圧部材が熱膨張すると加圧部材が拡径することにより定着ニップ幅が増加する。
弾性体により加熱部材に引き寄せる単純な構成では、熱膨張した加圧部材が加熱部材から遠ざかる向きに変位することができるので、定着ニップ幅はさほど変化しない。
しかし、対向間隔を固定した構成では、加圧ローラが熱膨張すると拡径してしまい、これにより定着ニップ幅が増加することになる。
【０００７】
突き当て部材を用いて対向間隔を固定している特許文献２での構成では、次に挙げる理由によって定着ニップ幅が変化する。
つまり、特許文献２に開示されている構成では、加熱、加圧の両部材が突き当て部材により軸間距離を一定に維持されているので、加圧ローラが熱膨張すると拡径して線速が変化すると共に定着ローラとの間の接触幅に相当する定着ニップ幅が増加することになる。
線速の変化は記録媒体の皺発生などの原因となり、また、定着ニップ幅が所定条件から増加すると、過剰な熱や圧力が作用することにより定着条件が変化してしまい、結果として、画像の潰れや白抜けなどの異常画像が発生する。
【０００８】
そこで、特許文献２においては、加圧ローラの熱膨張時での定着ニップ幅を初期状態に維持する構成として、次の構成が用いられている。
ベルトに対向する距離センサを配置し、距離センサに対するベルトの距離変化を加熱ローラの熱膨張による定着ニップ幅の変化として判断し、距離変化に応じてベルトを展張方向に牽引して定着ニップ幅を基の状態に復元する構成である。
つまり、熱膨張により加圧ローラの周方向での接触幅が大きくなった場合にベルトを展張方向に牽引して加圧ローラ側から離す方向に動かして接触幅を小さくするようになっている。
【０００９】
また、定着ニップ幅を加熱部材および加圧部材間での対向間隔を変化させて一定化する構成としては、揺動可能なレバーの揺動端側に操作ネジによりレバーの揺動量を変更可能なニップ圧調整機構を備えた構成が提案されている（例えば、特許文献３）。
この構成においては、レバーの揺動量を調整することにより揺動支点側近傍に支持されている加圧部材の位置を変化させて加熱部材に対する加圧部材との接触圧を調整することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に開示された構成では、突き当て部材により軸間距離が一定化されている加圧ローラの熱膨張が生じた場合の定着ニップをベルトの牽引により接触幅を変えることで定着ニップを一定化している。
しかし、距離センサやベルトを展張方向に沿って牽引するための機構などが必要となることから、構成が複雑化する。
特に距離センサによるベルトの変位を検出する場合には、ベルトの弛みなどによっても距離センサとベルトとの間の距離が変化することを判別することができない。このため、不用意にベルトの牽引が行われると、定着ニップ幅が正常であるにも拘わらず不適正な幅に変更されてしまう虞がある。
【００１１】
一方、加熱部材に対する加圧部材の接触圧力を加熱部材に対する加圧部材の食い込み量により変更する用になっている特許文献３に開示された構成では、加熱部材と加圧部材との対向間隔を調整するための機構を新たに設ける必要がある。このため、構成の複雑化によるコスト上昇を招く虞がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来の定着装置における問題に鑑み、構造の複雑化やコスト上昇を招くことなく加圧部材の熱膨張による定着ニップ幅の変化を抑制して異常画像の発生を防止できる構成を備えた定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するため、本発明は、熱源を有する定着部材および回動可能な加圧回転体を互いに接触させて形成される定着ニップにトナー像を通過させる際にトナー像を加熱・加圧することでトナーを記録体に融解・浸透させて定着する定着装置において、
前記加圧回転体は、不動部に設けられている突き当て部材に突き当たることにより前記定着部材との対向間隔を規定され、
該突き当て部材は、前記定着部材からの熱伝達経路の一部に配置されていることを特徴とする定着装置にある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、突き当て部材が定着部材からの伝熱により熱膨張すると加圧回転体を定着部材から離して定着ニップ幅が増加するのを防ぐことができる。これにより、既存構成部品である突き当て部材を用いるだけの簡単な構成により定着ニップ幅の変化を抑えて異常画像の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置を適用した画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の原理構成を説明するための模式図である。
【図３】図２に示した定着装置による作用を説明するための模式図である。
【図４】図２に示した定着装置の要部変形例を説明するための模式図である。
【図５】図２に示した定着装置を要部の他の変形例を説明するための模式図である。
【図６】図２に示した定着装置における伝熱機構に関する実施例を説明するための模式図である。
【図７】図６に示した伝熱機構における要部変形例を説明するための模式図である。
【図８】図６に示した伝熱機構を用いない従来の構成を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による定着装置を用いる画像形成装置を示す模式図である。
同図に示す画像形成装置は、中間転写体として用いられるベルトの展張面に沿って複数の色画像を形成可能な作像部を並置したタンデム方式のプリンタである。
しかし、本発明はこれに限ることなく、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機を対象とすることも可能である。
【００１７】
以下、画像形成装置の構成を説明する。
図１において、画像形成装置１は、複数の色の画像形成が可能な作像部を並置したタンデム構造が用いられている。つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する画像を形成可能な像担持体である感光体ドラム５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋを備えた作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを並設したタンデム構造が採用されている。
【００１８】
画像形成装置１の本体上方にはボトル収容部１０１が設けられており、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。
中間転写ユニット８５には、２次転写バックアップローラ８２に加えて２つのローラ８３，８４に掛け回された中間転写ベルト７８が備えられている。
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、中間転写ベルト７８の展張面に沿って対向するように並設されている。
【００１９】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。
また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、画像形成処理を実行するために、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（図示されず）等が配設されている。
各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が実行されて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成される。
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。
【００２０】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに対する作像工程は次の通りである。
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、帯電部７５の位置で、表面を一様に帯電される（帯電工程）。
帯電後の感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達し、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。
【００２１】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達する。この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。
このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００２２】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達する。この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
以上が各作像部で実行される作像工程の手順であり、この工程を経ることで一連の作像プロセスが終了する。
【００２３】
各作像部で実行される現像工程において可視像化された各色のトナー像は、中間転写ベルト７８に順次転写されることにより重畳転写されたカラー画像が形成される。
中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。
中間転写ベルト７８は、２次転写バックアップローラ８２に加えて２つのローラ８３，８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００２４】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。
１次転写ニップでは、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像は、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【００２５】
各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。
この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。
そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に一括転写される。
【００２６】
一括転写において中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。未転写トナーは、以下に説明する構成を備えた中間転写クリーニング部８０において除去回収される。
以上の工程を経て一連の転写プロセスが終了される。
【００２７】
２次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、以下に説明する構成を備えた給紙部１２から繰り出される。
給紙部１２には、転写紙などの記録媒体Ｐが複数重ねた状態で積載されるトレイなどの積載部および給紙ローラ９７，レジストローラ対９８が備えられている。
給紙部１２では、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。
そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。
以上の操作により、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２８】
カラー画像を一括転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０に向け搬送される。
定着装置２０では、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
定着を終えた記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。
排紙ローラ対９９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
以上の工程を経ることにより、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２９】
以上の構成を対象として本発明の特徴について以下に説明する。
本発明の特徴は、定着装置にあり、具体的には、定着部材として用いられ定着ベルト２１と加圧回転体として用いられる加圧ローラ３１との対向間隔を規定するために用いられる既存部材である突き当て部材を用いて定着ニップを一定に維持させる点にある。
図２は、この原理構成を説明するための模式図である。
図２において定着装置２０は、次の部材を備えている。
定着部材として用いられるベルト部材としての定着ベルト２１、固定部材２６、加熱部材２２、補強部材２３（支持部材）、ヒータ２５（熱源）、回動可能な加圧回転体としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、加圧機構５１、５２、５３等で構成される。
【００３０】
定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。
定着ベルト２１は、内周面側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。
【００３１】
定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜１００μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。
弾性層を設けることで、定着ニップ（以下、便宜上、ニップ部と称する）における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わり柚子肌画像の発生が抑止される。
【００３２】
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、次の材料が用いられている。
ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等の材料で形成されている。
離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が確保される。また、定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されている。なお、本実施の形態１では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍ程度に設定されている。
【００３３】
ニップ部の位置で定着ベルト２１の外周面に当接する加圧回転体としての加圧ローラ３１は、直径が３０〜４０ｍｍ程度であって、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。
加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。
加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。このニップ部においてトナー像が加熱・加圧されることにより記録媒体Ｐに融解・浸透して定着される。
【００３４】
固定部材２６は、液晶ポリマー等の耐熱樹脂材料等で構成される。
固定部材２６と、定着ベルト２１との間に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性部材を設けることにより、ニップ部において記録媒体Ｐの表面の微小な凹凸にベルト表面が追従して、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わり柚子肌画像の防止に効果がある。
【００３５】
固定部材２６は、加圧ローラ３１側の面が加圧ローラ３１の曲率にならうように断面形状が凹状に形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体が定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。なお、ニップ部を形成する固定部材２６の形状を平面状に形成したり、平面から凹形状に連続的に変化するように形成したりすることもできる。
【００３６】
ニップ形状を任意の形状とすることによって、ニップ部の形状が記録媒体の画像面に対してほぼ平行となる場合には、記録媒体にシワが発生するのを防止する効果がある。また、凹状の断面形状に近づけることによって、定着ベルト２１と記録媒体との密着性が高くなり、定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体を定着ベルト２１から容易に分離することができる。
【００３７】
加熱部材２２は、肉厚が０．２ｍｍ以下のパイプ状部材である。加熱部材２２の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属熱伝導体（熱伝導性を有する金属である。）を用いることができる。加熱部材２２の肉厚を０．２ｍｍ以下に設定することで、定着ベルト２１（加熱部材２２）の加熱効率を向上することができる。加熱部材２２は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に近接もしくは接触するように形成され、ニップ部の位置には内部に凹状に形成されるとともに開口部が形成された凹部が設けられている。ここで、常温時における定着ベルト２１と加熱部材２２とのギャップＡ（ニップ部を除く位置のギャップである。）は、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下とすることが好ましい（０ｍｍ＜Ａ≦１ｍｍである）。
【００３８】
これにより、加熱部材２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、加熱部材２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。
さらに、加熱部材２２が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。
また、加熱部材２２と定着ベルト２１との摺動抵抗を低下させるために、加熱部材２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、定着ベルト２１の内周面２１ａにフッ素を含む材料からなる表面層を形成したりすることもできる。
【００３９】
なお、図２では、加熱部材２２の断面形状がほぼ円形になるように形成したが、加熱部材２２の断面形状が多角形になるように形成することもできる。
【００４０】
一方、加熱源からの熱をベルト部材に均一に伝達し、かつ駆動時のベルト部材の走行安定性を確保する手段が別途用意されている場合には、加熱部材２２を有さず、ベルトを直接加熱する方式の定着器を構成することも可能である。その場合は、定着器全体としての熱容量の内、加熱部材２２の熱容量が排除されるため、より昇温性能や省エネ性能に優れた定着器を構成できる利点がある。
【００４１】
さらに補強部材２３（支持部材）は、ニップ部を形成する固定部材２６を補強、支持するためのもので、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。
加熱部材２２は、その幅方向両端部が定着装置２０の図示しない側板に固定支持されている。
加熱部材２２は、ヒータ２５の輻射熱（輻射光）により加熱されて定着ベルト２１を加熱する。すなわち、加熱部材２２がヒータ２５（加熱手段）によって直接的に加熱されて、加熱部材２２を介して定着ベルト２１がヒータ２５によって間接的に加熱されることになる。
【００４２】
なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面にサーミスタ等の温度センサ４０によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
定着装置２０においては、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、加熱部材２２によって定着ベルト２１が周方向にわたってほぼ全体的に加熱されることになる。このため、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。
なお、図２において、ヒータ２５の例としてハロゲンヒータを用いたが、熱源の種類はハロゲンヒータに限定されるものではなく、例えば誘導加熱方式の熱源を有する定着装置であっても良い。
【００４３】
補強部材２３は、幅方向の長さが固定部材２６と同等になるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の図示しない側板に固定支持されている。
補強部材２３は、固定部材２６、定着ベルト２１介して加圧ローラ３１に当接することで、ニップ部において固定部材２６が加圧ローラ３１の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。なお、補強部材２３は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。
【００４４】
ヒータ２５がハロゲンヒータなど輻射熱を利用して加熱する方式の熱源である場合には、次の処理を施すことが可能である。例えば、補強部材２３におけるヒータ２５に対向する面の一部又は全部に断熱部材を設けたり、光沢向上のための熱処理の一つであるＢＡ処理や鏡面研磨処理を施したりすることもできる。
ヒータ２５から補強部材２３に向かう輻射熱、換言すれば、補強部材２３を加熱する熱が加熱部材２２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（加熱部材２２）の加熱効率がさらに向上することになる。
【００４５】
加圧ローラ３１には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギヤが設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の不図示の側板に軸受を介して回転自在に支持されている。
なお、加圧ローラ３１の内部には、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。また加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、固定部材２６に生じる撓みを軽減することができる。
さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。
【００４６】
ところで、図２に示す構成では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。
定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも大きくなるように形成することもできるが、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ３１の直径との関係によらず、加圧ローラ３１の加圧力が加熱部材２２に作用しないように構成されている。
【００４７】
一方、定着装置２０には、定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１を加圧する加圧機構５１〜５３が設けられている。詳しくは、接離機構は、加圧レバー５１、加圧スプリング５２、軸間突き当て部材５３等で構成され、加圧レバー５１は、一端側に設けられた支軸５１ａを中心として定着装置２０の図示しない側板に回転自在に支持されている。加圧レバー５１の中央部は、加圧ローラ３１の軸受（図示せず。側板に形成された長穴に移動可能に保持されている。）に当接している。また、加圧レバー５１の他端側には加圧スプリング５２が接続されている。
【００４８】
突き当て部材５３は、加圧ローラ３１の軸受け（図示せず）における加圧レバー５１の対向面と反対側が突き当たることにより定着ベルト２１との対向間隔を規定するようになっている。この場合の対向間隔は、所定のニップ幅が得られる定着ベルト２１との接触幅が得られる加圧ローラ３１の圧力を設定できる間隔に相当している。
【００４９】
以上のような構成により、加圧レバー５１が支軸５１ａを中心にして回転して、加圧ローラ３１が図２の破線矢印方向に移動し、加圧ローラ３１の軸受が、突き当て部材５３に突き当たる。これにより、加圧ローラ３１の位置が決まる。
また、これらの加圧機構には、図２に示されていないが、接離機構が設けられており、通常の定着工程時には、加圧ローラ３１は定着ベルト２１を加圧して所望のニップ部を形成する。
さらに、通常の定着工程時以外のとき（ジャム処理時や待機時等である。）には、加圧ローラ３１は定着ベルト２１から離脱する（又は、定着ベルト２１を減圧する）。
【００５０】
以下、上述のように構成された定着装置２０の、通常時の動作について簡単に説明する。
画像形成装置１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ８９の位置で、記録媒体Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。
【００５１】
未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、不図示のガイド板に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
加熱部材２２（ヒータ２５）によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強された固定部材２６と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
【００５２】
次に本発明の特徴に係る実施例について説明する。
図３において、突き当て部材５３は、定着部材である定着ベルト２１および加圧回転体である加圧ローラ３１を回転自在に支持する装置フレーム５４とは別体が用いられている。突き当て部材５３は、不動部に相当する装置フレーム５４に対し縦方向の２箇所を位置決めされて固定することにより取り付けられている。
【００５３】
突き当て部材５３は、定着ベルト２１側からの熱伝達経路の一部に位置しており、定着ベルト２１が加熱された際の熱を受けることで膨張する部材である。
定着ベルト２１側から熱を受ける構成、いわゆる、伝熱構造に関しては、後で詳しく説明する。
【００５４】
以上の構成においては、突き当て部材が加熱されると、縦方向で位置決めされていることから加圧ローラ３１側に向けて膨張による変形が生じる。この場合の変形は、初期形状寸法が大きくなることを意味する。
この結果、加圧ローラ３１は、突き当て部材５３の熱膨張により破線の矢印で示す方向に押し動かされることとなり、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との対向間隔が広げられる。これにより、ニップ部の幅は減少するので、初期条件下でのニップ幅が増加するのが抑えられて初期条件下でのニップ幅を維持することができる。
【００５５】
次に本発明の特徴に係る別実施例について説明する。
図４において突き当て部材５３は、装置フレーム５４に位置決めされている部分、つまり、装置フレーム５４に対面する部分５３ａと装置フレーム５４から加圧回転体である加圧ローラ３１に向けて張り出している部分５３ｂとを有している。
両方の部分５３ａ、５３ｂは同じ材料でもよいが、張り出している部分５３ｂは位置決めされている部分５３ａに比べて機械的強度はさほど必要ないことを考慮して熱膨張率が異なる材料を用いることができる。
本実施例では、位置決めされている部分５３ａの熱膨張率をＡとし、張り出している部分５３ｂの熱膨張率をＢとしたとき、Ｂ＞Ａとなる関係を持つ材料が用いられている。
【００５６】
以上の構成のおいては、位置決めされている部分５３ａからの伝熱により、張り出している部分５３ｂの熱膨張が大きくなることを利用して対向間隔の距離を図２に示した場合よりも大きくすることができる。この結果、突き当て部材５３の熱膨張によるニップ幅の変動量を、より小さくすることができる。
【００５７】
本実施例において、張り出している部分５３ｂには、単体が用いられるだけでなく、例えば、複数枚の板材を積層したり、加圧ローラ３１の軸方向各端部で異なる枚数を積層することも可能である。
【００５８】
図５は、図４に示した実施例の要部変形例を示す図であり、同図に示す構成では、図４に示した位置決めされる部分５３ａが省かれている。
つまり、加圧ローラ３１に向け張り出している部分５３ｂのみが突き当て部材５３として用いられている。
この構成での張り出している部分５３ｂは、上述した場合と同様に、単体で用いるだけでなく、複数枚積層したり、加圧ローラ３１の軸方向各端部で異なる枚数を積層することも可能である。
以上の構成においては、突き当て部材５３の構成を簡略化することが可能である。
【００５９】
次に突き当て部材５３への伝熱機構について説明する。
図６（Ａ）は、図２，３に示した定着ベルト２１を対象とした場合の伝熱機構を示す模式図である。
同図において、突き当て部材５３には、定着ベルト２１の熱源であるヒータ２５の一部に接触する伝熱部材２７が接触させてある。この構成では、伝熱部材２７がヒータ２５における非通紙領域で接触させてある。
以上の構成においては、ヒータ２５が点灯されると伝熱部材２７が加熱され、その温度が上昇する。
伝熱部材２７に接触している突き当て部材５３は、伝熱部材２７の温度上昇による熱が伝えられることにより熱膨張する。熱膨張した突き当て部材５３は、加圧ローラ３１を定着ベルト２１から離す方向に膨張することで対向間隔を広げる。この結果、ニップ部の幅が増加するのが抑えられることになる。
【００６０】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示した伝熱機構に関する変形例を示す図である。
同図においては、突き当て部材５３にヒータ２５とは別に、面状ヒータなどを用いた熱源２８が備えられている。
熱源２８は、起動することで突き当て部材５３を直接加熱して熱膨張させる。
熱源２８は、例えば、加圧ローラ３１の外径あるいは表面温度を検知するセンサ（図示されず）によりオン・オフ制御される部材であり、加圧ローラ３１の熱膨張に応じてリアルタイムに突き当て部材５３を熱膨張させる。
【００６１】
図６（Ｃ）は、定着方式のうちで、熱ローラ定着方式を対象とした場合を対象とする伝熱機構を示す図である。
熱ローラ定着方式は、定着部材として熱源２５を内蔵した定着ローラ２１ａおよび、加圧回転体としての加圧ローラ３１が用いられ、両者の軸間距離が突き当て部材５３によって規定されるようになっている。
熱源２５には、その一部に接触する伝熱部材２７が配置されており、伝熱部材２７に突き当て部材５３が接触させてある。
この構成は、図６（Ａ）に示した構成と同様な作用が得られる。
【００６２】
図６（Ｄ）は、加圧回転体として加圧ベルト３１ａを用い、定着部材として図６（Ｃ）に示した定着ローラ２１ａが用いられる構成を対象とした伝熱機構を示す図である。
同図において、  熱源２５には、その一部に接触する伝熱部材２７が配置されており、伝熱部材２７に突き当て部材５３が接触させてある。
この構成は、図６（Ａ）に示した構成と同様な作用が得られる。
【００６３】
以上の実施例においては、ヒータ２５が点灯すると定着ベルト２１からの伝熱により加圧ローラ３１が熱膨張する。
加圧ローラ３１が熱膨張すると加圧ローラ３１の拡径によりニップ幅が大きくなるが、このとき、突き当て部材５３が積極的に熱膨張することにより加圧ローラ３１を定着部材から離すことができる。これにより、定着ベルトや定着ローラと加圧ローラあるいは加圧ベルトとの対向間隔が広げられるのでニップ幅の増加が抑制されることになる。この結果、ニップ幅が初期条件下から増加することに原因がある、画像潰れ等の異常画像の発生を防止することができる。
【００６４】
次に、上述した突き当て部材５３の対向間隔を調整する機構についての変形例を説明する。
図７は、図３に示した構成を対象として、突き当て部材５３の熱膨張量を加圧ローラ３１に向け大きく作用させるための構成を示す図である。
同図において、突き当て部材５３は、装置フレーム５４に取り付けられる位置（Ｌ）を境にして定着ベルト２１と加圧ローラ３１との中心を結ぶ線に平行する幅方向各端部までの距離が異なっている。
つまり、装置フレーム５４に取り付けられる位置（Ｌ）から加圧ローラ３１に至る端部、つまり、加圧回転体側に至る端部までの距離（Ｓ０）が装置フレーム５４に位置決めされる部分の端部までの距離（Ｓ１）よりも長くされている。従って、突き当て部材５３の幅（Ｌ）の中心を境にして両端部までの距離（Ｓ２）を同じにした状態を示す図８の場合に比べて、加圧ローラ３１側に張り出す距離が長いので、熱膨張による変形部分が大きくなる。これにより、加圧ローラ３１が熱膨張した際の突き当て部材５３による対向間隔を拡大する有効長を大きく設定することができる。
この構成においては、熱膨張による変形部分を大きく採ることにより、加圧ローラ３１が熱膨張により拡径した場合の対向間隔を大きくしやすくなるので、ニップ幅の増加を抑制しやすくなる。
【００６５】
突き当て部材５３の熱膨張を有効化する構成としては、これが取り付けられる装置フレーム５４との間に断熱材（図示されず）を配置してヒータ２５からの伝熱効率の低下を抑えるようにすることも可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  画像形成装置
２０  定着装置
２１  定着ベルト
２５  ヒータ
２７  伝熱部材
２８  熱源
３１  加圧ローラ
５３  突き当て部材
Ｌ  突き当て部材が装置フレームに取り付けられる位置  
Ｓ０  加圧回転体側に至る端部までの距離
Ｓ１  装置フレーム５４に位置決めされる部分の端部までの距離
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６７】
【特許文献１】特開平０８−２２２１４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９１３７６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３９８８０号公報
【図１】
2014102409.tif 000003
【図２】
2014102409.tif 000004
【図３】
2014102409.tif 000005
【図４】
2014102409.tif 000006
【図５】
2014102409.tif 000007
【図６】
2014102409.tif 000008
【図７】
2014102409.tif 000009
【図８】
2014102409.tif 000010