(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられる定着ベルトと、
前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように設けられ、前記定着ベルトを回転させる回転可能な駆動部材と、
前記駆動部材に内包される熱源と、
前記駆動部材を挟んで前記加圧部材の逆側に配置され、前記駆動部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように設けられる回転可能な巻き付け部材と、
前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように設けられ、前記定着ベルトと摺接する摺接部材と、を備え、
前記定着ベルトは、少なくとも部分的に緩みのある状態で前記駆動部材及び前記摺接部材に架け渡され、
前記巻き付け部材は、記録媒体の搬送方向において前記駆動部材の回転中心よりも下流側に配置され、
前記摺接部材は、
前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように設けられ、前記加圧部材の外周面に沿って弧状に湾曲する第１ガイド部と、
記録媒体の搬送方向における前記第１ガイド部の上流側の端部から前記加圧部材と離間する側に向かって屈曲される第２ガイド部と、
前記第２ガイド部の前記加圧部材と離間する側の端部から記録媒体の搬送方向における下流側に向かって屈曲される第３ガイド部と、を備え、
前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部は、前記定着ベルトの内周面と摺接し、
前記第３ガイド部は、前記定着ベルトの緩み部と隙間を介して対向していることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ニップは、
前記加圧部材と前記駆動部材が前記定着ベルトを挟み込む部分に形成される第１ニップ部と、
前記加圧部材と前記摺接部材が前記定着ベルトを挟み込む部分に形成される第２ニップ部と、
前記第１ニップ部と前記第２ニップ部の間に形成される第３ニップ部と、を備え、
前記第２ニップ部は、前記定着ベルトの回転方向において前記第１ニップ部の上流側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。
【請求項３】
前記第２ニップ部にかかる力の総和は、前記第１ニップ部にかかる力の総和よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記駆動部材に接続される駆動源を更に備え、
前記駆動源によって前記駆動部材を回転させると、前記駆動部材の回転に従動して前記定着ベルト及び前記加圧部材が回転することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の境界部分及び前記第２ガイド部と前記第３ガイド部の境界部分は、湾曲していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加圧部材は、発泡体によって形成される弾性層を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記定着ベルトは、
記録媒体が通過する通紙領域と、
前記通紙領域外に設けられる非通紙領域と、を備え、
前記巻き付け部材は、前記非通紙領域のみに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。
【請求項８】
前記定着ベルトは、
記録媒体が通過する通紙領域と、
前記通紙領域外に設けられる非通紙領域と、を備え、
前記巻き付け部材は、前記通紙領域及び前記非通紙領域に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。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置を備えて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、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、用紙などの記録媒体にトナー像を定着させる定着装置を備えている。この定着装置には、熱ローラー方式が広く使われている。熱ローラー方式とは、一対のローラーを圧接させて定着ニップを形成する方式である。しかしながら、熱ローラー方式によってニップ幅（定着ニップの幅）を十分に確保するためには、定着ニップを形成する各ローラーの外径を大きくする必要があり、これに伴って、定着ニップを形成する部材の熱容量が大きくなる。そのため、定着装置の復帰時間（記録媒体にトナー像を定着させることが可能な状態に復帰するまでの時間）が長くなり、省エネルギー化の障害となっていた。更に、定着ニップを形成する各ローラーの外径を大きくすることで、各ローラーからの記録媒体の分離性が悪化するという問題も抱えていた。
【０００３】
近年、上記のような問題を解消するために、ベルト定着方式が用いられている。ベルト定着方式とは、定着ベルトと加圧部材（例えば、加圧ローラー）を圧接させて定着ニップを形成する方式である。ベルト定着方式を採用することで、定着ベルトや加圧部材の外径を大きくしなくてもニップ幅を十分に確保することが可能となる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、回転可能に設けられる定着ベルトと、定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧部材（特許文献１の「加圧ローラ１７ｂ」参照）と、加圧部材との間に定着ベルトを挟み込むように設けられる張架ローラーと、加圧部材との間に定着ベルトを挟み込むように設けられる摺接部材（特許文献１の「摺動体ＳＤａ」参照）と、を備えた定着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０２８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、張架ローラーと摺接部材に定着ベルトが張架されており、定着ベルトの全域に一定の張力が付与されている。このような状態で定着ベルトを回転させると、定着ベルトの摺動負荷（定着ベルトを摺接部材に対して摺動させるのに必要な負荷）が大きくなる。これに伴って、定着ベルトが急速に摩耗し、定着ベルトの耐久性が損なわれる恐れがある。また、摺動負荷が大きい状態で定着ベルトが回転し、摺接部材の形状に合わせて繰り返し屈曲されると、定着ベルトの破損に繋がる恐れがある。
【０００７】
また、定着ベルトの全域に一定の張力が付与された状態で定着ベルトを回転させるには、ニップ圧（定着ニップの圧力）を増加させる必要があり、これに伴って、定着ベルトの駆動トルク（定着ベルトを回転させるのに必要なトルク）が増大する。また、上記のようにニップ圧を増加させると、増加後のニップ圧に耐えうる強度を確保するために定着装置の各構成部品を大型化しなければならず、定着装置全体の大型化に繋がる恐れがある。更に、上記のようにニップ圧が増加すると、定着ベルトが長手方向片側に寄る力が大きくなるため、定着ベルトの端部が他の部材と干渉して破損する恐れがある。
【０００８】
本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトの摺動負荷を小さくすることで定着ベルトの摩耗を抑制し、定着ベルトの耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の定着装置は、回転可能に設けられる定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように設けられ、前記定着ベルトを回転させる駆動部材と、前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように設けられ、前記定着ベルトと摺接する摺接部材と、を備え、前記定着ベルトは、少なくとも部分的に緩みのある状態で前記駆動部材及び前記摺接部材に架け渡されていることを特徴とする。
【００１０】
上記のように少なくとも部分的に緩みのある状態で定着ベルトが駆動部材及び摺接部材に架け渡されることで、定着ベルトの全域に一定の張力が付与されている場合と比較して、定着ベルトの摺動負荷を小さくすることができる。これに伴って、定着ベルトの摩耗を抑制し、定着ベルトの耐久性を向上させることが可能となる。また、定着ベルトの回転に伴って定着ベルトが摺接部材の形状に合わせて繰り返し屈曲されても、定着ベルトが破損しにくくなる。
【００１１】
また、加圧部材と駆動部材の間に定着ベルトが挟み込まれているため、駆動部材の駆動力を定着ベルトに確実に伝達することができる。そのため、定着ベルトに緩みが有っても、定着ベルトを安定して回転させることが可能となる。
【００１２】
前記定着ニップは、前記加圧部材と前記駆動部材が前記定着ベルトを挟み込む部分に形成される第１ニップ部と、前記加圧部材と前記摺接部材が前記定着ベルトを挟み込む部分に形成される第２ニップ部と、前記第１ニップ部と前記第２ニップ部の間に形成される第３ニップ部と、を備え、前記第２ニップ部は、前記定着ベルトの回転方向において前記第１ニップ部の上流側に設けられていても良い。
【００１３】
このような構成を採用することにより、第１ニップ部では、定着ベルトを回転させようとする力が駆動部材から定着ベルトに働く。一方で、第２ニップ部では、定着ベルトを静止状態に保持しようとする力が摺接部材から定着ベルトに働く。そのため、定着ベルトの回転方向において第１ニップ部の上流側に第２ニップ部を設けることで、第１ニップ部と第２ニップ部の間に形成される第３ニップ部では、定着ベルトに一定の張力が付与されることになる。そのため、第３ニップ部において定着ベルトに撓みが発生するのを抑制することが可能となり、定着不良に伴う画像の劣化を防止することができる。
【００１４】
前記第２ニップ部にかかる力の総和は、前記第１ニップ部にかかる力の総和よりも大きくても良い。
【００１５】
このような構成を採用することにより、第２ニップ部において記録媒体にトナー像を確実に定着させることが可能となり、定着不良に伴う画像の劣化を一層効果的に防止することができる。
【００１６】
前記駆動部材に接続される駆動源を更に備え、前記駆動源によって前記駆動部材を回転させると、前記駆動部材の回転に従動して前記定着ベルト及び前記加圧部材が回転しても良い。
【００１７】
このような構成を採用することにより、定着ベルト及び加圧部材の回転速度を安定させることが可能となる。
【００１８】
前記摺接部材は、前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように設けられ、前記加圧部材の外周面に沿って弧状に湾曲する第１ガイド部と、記録媒体の搬送方向における前記第１ガイド部の上流側の端部から前記加圧部材と離間する側に向かって屈曲される第２ガイド部と、前記第２ガイド部の前記加圧部材と離間する側の端部から記録媒体の搬送方向における下流側に向かって屈曲される第３ガイド部と、を備え、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の境界部分及び前記第２ガイド部と前記第３ガイド部の境界部分は、湾曲していても良い。
【００１９】
上記のように第１ガイド部を加圧部材の外周面に沿って弧状に湾曲させることで、定着ベルトを加圧部材の外周面に沿った形状に変形させやすくなり、広いニップ幅を確保することが可能となる。これに伴って、定着ニップにおいて記録媒体にトナー像を確実に定着させることが可能となる。また、第１ガイド部と第２ガイド部の境界部分及び第２ガイド部と第３ガイド部の境界部分を湾曲させることで、定着ベルトと摺接部材の間の引っ掛かりを抑制することが可能となる。
【００２０】
前記加圧部材は、発泡体によって形成される弾性層を備えていても良い。
【００２１】
このような構成を採用することにより、中実な材料（無垢材）によって加圧部材の弾性層を形成する場合と比較して、加圧部材の熱容量を小さくすることが可能となる。そのため、加圧部材に奪われる熱量を少なくすることができ、定着ベルトをより迅速に加熱することが可能となる。
【００２２】
前記定着装置は、前記駆動部材に内包される熱源と、前記駆動部材を挟んで前記加圧部材の逆側に配置され、前記駆動部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように設けられる巻き付け部材と、を更に備えていても良い。
【００２３】
このような構成を採用することにより、駆動部材の加圧部材側の領域から駆動部材の加圧部材とは逆側の領域に亘って、定着ベルトを駆動部材に確実に接触させることが可能となる。これに伴って、駆動部材からの伝熱によって定着ベルトを迅速に加熱することが可能となり、定着装置の復帰時間を短縮し、省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００２４】
前記定着ベルトは、記録媒体が通過する通紙領域と、前記通紙領域外に設けられる非通紙領域と、を備え、前記巻き付け部材は、前記非通紙領域のみに接触していても良い。
【００２５】
このような構成を採用することにより、定着ベルトの通紙領域の熱が巻き付け部材に奪われるのを防止することが可能となる。
【００２６】
前記定着ベルトは、記録媒体が通過する通紙領域と、前記通紙領域外に設けられる非通紙領域と、を備え、前記巻き付け部材は、前記通紙領域及び前記非通紙領域に接触していても良い。
【００２７】
このような構成を採用することにより、定着ベルトの通紙領域及び非通紙領域の両方を駆動部材に確実に接触させることが可能となり、駆動部材から定着ベルトへの伝熱効率を高めることが可能となる。
【００２８】
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、定着ベルトの摺動負荷を小さくすることで定着ベルトの摩耗を抑制し、定着ベルトの耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る定着装置を示す右側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る定着装置を示す右側面図である。
【図６】他の異なる実施形態に係る定着装置を示す右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。
【００３２】
プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、用紙（記録媒体）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の側方に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。
【００３３】
プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が排紙トレイ４の下方に配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。
【００３４】
プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１５が設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送経路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送経路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部１９が設けられている。搬送経路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２０が形成されている。
【００３５】
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。
【００３６】
プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
【００３７】
まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。
【００３８】
一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１９から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。
【００３９】
次に、図２、図３を用いて、定着装置１８について詳細に説明する。以下、説明の便宜上、図２における紙面手前側を定着装置１８の前側（正面側）とする。図２の矢印Ｙは、用紙の搬送方向を示している。図３の矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。
【００４０】
図２に示されるように、定着装置１８は、定着ベルト２１と、定着ベルト２１の下側（外側）に配置される加圧ローラー２２（加圧部材）と、定着ベルト２１の内側に配置される駆動ローラー２３（駆動部材）と、駆動ローラー２３に内包されるヒーター２４（熱源）と、定着ベルト２１の内側において駆動ローラー２３の左側（用紙の搬送方向における上流側）に配置される摺接部材２５と、を備えている。
【００４１】
定着ベルト２１は、前後方向に長い筒状を成している。定着ベルト２１は、回転可能に設けられている。図２の矢印Ａは、定着ベルト２１の回転方向を示している。定着ベルト２１は、可撓性を有しており、周方向には無端状である。定着ベルト２１は、上部２１ａに緩みのある状態で駆動ローラー２３及び摺接部材２５に架け渡されている。つまり、定着ベルト２１は、駆動ローラー２３及び摺接部材２５に張架されていない。
【００４２】
定着ベルト２１は、例えば、内側から順に、基材層と、この基材層に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト２１の基材層は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）などの樹脂又はＳＵＳやニッケルなどの金属によって形成されている。定着ベルト２１の基材層は、例えば、厚さ１５μｍ〜１００μｍである。定着ベルト２１の弾性層は、例えば、シリコンゴムによって形成されている。定着ベルト２１の弾性層は、例えば、厚さ５０μｍ〜５００μｍである。定着ベルト２１の離型層は、例えば、ＰＦＡチューブによって形成されている。定着ベルト２１の離型層は、例えば、厚さ１５μｍ〜７０μｍである。なお、各図において、定着ベルト２１の各層（基材層、弾性層、離型層）は、特に区別されずに表示されている。
【００４３】
加圧ローラー２２は、前後方向に長い略円筒状を成している。加圧ローラー２２は、回転可能に設けられている。加圧ローラー２２は、定着ベルト２１に対向すると共に、定着ベルト２１に圧接している。
【００４４】
加圧ローラー２２は、例えば、内側から順に、円筒状の芯金２６と、この芯金２６に周設される弾性層２７と、この弾性層２７を被覆する離型層（図示せず）と、によって構成されている。加圧ローラー２２の芯金２６は、例えば、アルミニウムなどの金属によって形成されている。加圧ローラー２２の弾性層２７は、例えば、発泡シリコンゴム（発泡体）によって形成されている。加圧ローラー２２の弾性層２７は、例えば、厚さ１ｍｍ〜１０ｍｍである。加圧ローラー２２の離型層は、例えば、ＰＦＡチューブによって形成されている。加圧ローラー２２の離型層は、例えば、厚さ１５μｍ〜７０μｍである。
【００４５】
駆動ローラー２３は、例えば、アルミニウムやＳＵＳや鉄などの金属によって形成されている。駆動ローラー２３は、例えば、厚さ０．３ｍｍ〜０．７ｍｍである。駆動ローラー２３の外径は、加圧ローラー２２の外径よりも小さい。駆動ローラー２３の外径は、好ましくは、加圧ローラー２２の外径の２０％〜８０％である。駆動ローラー２３の前後両端部は、定着ベルト２１の前後両端部よりも前後方向外側まで延びている（図３参照）。
【００４６】
図２に示されるように、駆動ローラー２３は、モーター等によって構成される駆動源２８に接続されており、駆動源２８によって駆動ローラー２３を回転させることができるようになっている。駆動ローラー２３は、加圧ローラー２２との間に定着ベルト２１を挟み込むように設けられている。
【００４７】
ヒーター２４は、例えば、ハロゲンヒーターやカーボンヒーターによって構成されている。ヒーター２４は、通電によって発熱し、駆動ローラー２３を加熱するように構成されている。
【００４８】
摺接部材２５は、例えば、基材層と、この基材層の表面を覆う表面層と、を備えている。摺接部材２５の基材層は、例えば、アルミニウムやＳＵＳや鉄などの金属又は液晶ポリマーやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの耐熱性樹脂によって形成されている。摺接部材２５の表面層は、定着ベルト２１の内周面と部分的に摺接している。摺接部材２５の表面層は、例えば、耐熱性及び滑り性を備えたフッ素コーティングやセラミックコーティングによって形成されるか、又は、不織布によって形成されている。なお、各図において、摺接部材２５の各層（基材層、表面層）は、特に区別されずに表示されている。
【００４９】
摺接部材２５は、第１ガイド部３１と、第１ガイド部３１の左端部（用紙の搬送方向における上流側の端部）から上側（加圧ローラー２２と離間する側）に向かって屈曲される第２ガイド部３２と、第２ガイド部３２の上端部（加圧ローラー２２と離間する側の端部）から右側（用紙の搬送方向における下流側）に向かって屈曲される第３ガイド部３３と、を備えている。第１ガイド部３１と第２ガイド部３２の境界部分Ｚ１及び第２ガイド部３２と第３ガイド部３３の境界部分Ｚ２は、エッジを有しておらず、湾曲している。
【００５０】
第１ガイド部３１は、定着ベルト２１の内周面と摺接している。第１ガイド部３１は、加圧ローラー２２との間に定着ベルト２１を挟み込むように設けられている。第１ガイド部３１は、加圧ローラー２２の外周面に沿って弧状に湾曲している。第１ガイド部３１の右端部（用紙の搬送方向における下流側の端部）は、駆動ローラー２３の外周面と間隔３４を介して対向している。
【００５１】
第２ガイド部３２は、略上下方向（正確には、上方に向かって僅かに左方に傾斜する方向）に沿って直線状に延びている。第２ガイド部３２は、定着ベルト２１の内周面と摺接している。第３ガイド部３３は、第１ガイド部３１及び第２ガイド部３２よりも長さが短い。第３ガイド部３３は、定着ベルト２１の内周面と離間している。
【００５２】
図２に示されるように、定着ベルト２１と加圧ローラー２２の圧接部分には、定着ニップ３５が形成されている。定着ニップ３５にかかる力は、全体で１００Ｎ以下に設定されている。
【００５３】
定着ニップ３５は、第１ニップ部３６と、第１ニップ部３６よりも左側に設けられる第２ニップ部３７と、第１ニップ部３６と第２ニップ部３７の間に形成される第３ニップ部３８と、を備えている。
【００５４】
第１ニップ部３６は、加圧ローラー２２と駆動ローラー２３が定着ベルト２１を挟み込む部分に形成されている。第１ニップ部３６は、駆動ローラー２３によって定着ベルト２１の内側からバックアップされている。
【００５５】
第２ニップ部３７は、加圧ローラー２２と摺接部材２５の第１ガイド部３１が定着ベルト２１を挟み込む部分に形成されている。第２ニップ部３７は、摺接部材２５の第１ガイド部３１によって定着ベルト２１の内側からバックアップされている。第２ニップ部３７は、定着ベルト２１の回転方向（図２の矢印Ａ参照）において第１ニップ部３６の上流側に設けられている。第２ニップ部３７にかかる力の総和は、第１ニップ部３６にかかる力の総和よりも大きくなるように構成されている。つまり、加圧ローラー２２と摺接部材２５の第１ガイド部３１が定着ベルト２１を挟み込む力は、加圧ローラー２２と駆動ローラー２３が定着ベルト２１を挟み込む力よりも大きい。
【００５６】
第３ニップ部３８は、間隔３４と対応する位置に設けられている。そのため、第３ニップ部３８は、定着ベルト２１の内側からバックアップされていない。
【００５７】
上記のように構成された定着装置１８において、用紙にトナー像を定着させる際には、図２に矢印Ｂで示されるように、駆動源２８によって駆動ローラー２３を回転させる。これに伴って、図２に矢印Ａ、Ｃで示されるように、駆動ローラー２３の回転に従動して定着ベルト２１及び加圧ローラー２２が回転する。つまり、駆動ローラー２３が定着ベルト２１及び加圧ローラー２２を回転させる。この時、定着ベルト２１は、加圧ローラー２２と駆動ローラー２３に挟み込まれた状態で、摺接部材２５側から駆動ローラー２３側に向かって回転する。
【００５８】
また、用紙にトナー像を定着させる際には、ヒーター２４を稼働（点灯）させる。このようにヒーター２４が稼働すると、ヒーター２４によって駆動ローラー２３が内側から加熱され、駆動ローラー２３からの伝熱によって定着ベルト２１が内側から加熱される。この状態で、用紙が定着ニップ３５を通過すると、トナー像が加熱及び加圧されて用紙に定着する。
【００５９】
本実施形態では上記のように、上部２１ａに緩みのある状態で定着ベルト２１が駆動ローラー２３及び摺接部材２５に架け渡されている。そのため、定着ベルト２１の全域に一定の張力が付与されている場合と比較して、定着ベルト２１の摺動負荷を小さくすることができる。これに伴って、定着ベルト２１の摩耗を抑制し、定着ベルト２１の耐久性を向上させることが可能となる。また、定着ベルト２１の回転に伴って定着ベルト２１が摺接部材２５の形状に合わせて繰り返し屈曲されても、定着ベルト２１が破損しにくくなる。
【００６０】
また、上部２１ａに緩みのある状態で定着ベルト２１が駆動ローラー２３及び摺接部材２５に架け渡されているため、ニップ圧を増加させなくても、十分なニップ幅を確保することができる。これに伴って、定着ベルト２１の駆動トルクを減少させることが可能となる。また、上記のようにニップ圧を増加させる必要が無いため、増加したニップ圧に耐えうる強度を持たせるために定着装置１８の各構成部品を大型化する必要が無い。そのため、定着装置１８全体の小型化を図ることが可能になると共に、定着装置１８を安価に製造することができる。また、ニップ圧の増加を防止することで、定着ベルト２１が前後方向片側に寄る力を小さくすることができるため、定着ベルト２１の端部が他の部材に接触して破損するのを防止することができる。
【００６１】
また、加圧ローラー２２と駆動ローラー２３の間に定着ベルト２１が挟み込まれているため、駆動ローラー２３の駆動力を定着ベルト２１に確実に伝達することができる。そのため、定着ベルト２１の上部２１ａに緩みが有っても、定着ベルト２１を安定して回転させることが可能となる。
【００６２】
また、加圧ローラー２２と駆動ローラー２３の間及び加圧ローラー２２と摺接部材２５の第１ガイド部３１の間に定着ベルト２１を挟み込むことで、定着ニップ３５における定着ベルト２１と加圧ローラー２２の密着性を高めることが可能となる。そのため、適切なニップ圧を確保することができ、定着不良に伴う画像の劣化を抑制することが可能となる。
【００６３】
また、定着ベルト２１の回転時に、第１ニップ部３６では、定着ベルト２１を回転させようとする力が駆動ローラー２３から定着ベルト２１に働く。一方で、第２ニップ部３７では、定着ベルト２１を静止状態に保持しようとする力が摺接部材２５の第１ガイド部３１から定着ベルト２１に働く。そのため、定着ベルト２１の回転方向において第１ニップ部３６の上流側に第２ニップ部３７を設けることで、第１ニップ部３６と第２ニップ部３７の間に形成される第３ニップ部３８では、定着ベルト２１に一定の張力が付与されることになる。そのため、第３ニップ部３８において定着ベルト２１に撓みが発生するのを抑制することが可能となり、定着不良に伴う画像の劣化を防止することができる。
【００６４】
また、第２ニップ部３７にかかる力の総和が第１ニップ部３６にかかる力の総和よりも大きい。そのため、第２ニップ部３７において用紙にトナー像を確実に定着させることが可能となり、定着不良に伴う画像の劣化を一層効果的に防止することができる。
【００６５】
また、駆動源２８によって駆動ローラー２３を回転させると、駆動ローラー２３の回転に従動して定着ベルト２１及び加圧ローラー２２が回転するように構成されている。このような構成を採用することにより、定着ベルト２１及び加圧ローラー２２の回転速度を安定させることが可能となる。
【００６６】
また、摺接部材２５の第１ガイド部３１を加圧ローラー２２の外周面に沿って弧状に湾曲させることで、定着ベルト２１を加圧ローラー２２の外周面に沿った形状に変形させやすくなり、広いニップ幅を確保することが可能となる。これに伴って、定着ニップ３５において用紙にトナー像を確実に定着させることが可能となる。また、第１ガイド部３１と第２ガイド部３２の境界部分Ｚ１及び第２ガイド部３２と第３ガイド部３３の境界部分Ｚ２を湾曲させることで、定着ベルト２１と摺接部材２５の間の引っ掛かりを抑制することが可能となる。
【００６７】
また、加圧ローラー２２は、発泡シリコンゴム（発泡体）によって形成される弾性層２７を備えている。このような構成を採用することにより、中実な材料（無垢材）によって加圧ローラー２２の弾性層２７を形成する場合と比較して、加圧ローラー２２の熱容量を小さくすることが可能となる。そのため、加圧ローラー２２に奪われる熱量を少なくすることができ、定着ベルト２１をより迅速に加熱することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態では、駆動ローラー２３の外径が加圧ローラー２２の外径よりも小さいため、駆動ローラー２３の熱容量を小さくすることが可能となり、駆動ローラー２３を短時間で加熱することが可能となる。
【００６９】
また、定着ベルト２１を用いて定着ニップ３５を形成しているため、定着ベルト２１や加圧ローラー２２の外径を大きくしなくても十分なニップ幅を確保することが可能となる。そのため、定着ニップ３５を形成する部材の熱容量を減少させ、省エネルギー化及び定着装置１８の復帰時間の短縮を図ることが可能となる。更に、定着ベルト２１の外径を小さくすることで、定着ベルト２１から用紙を容易に分離することが可能となる。
【００７０】
また、摺接部材２５の表面層は、耐熱性及び滑り性を備えたフッ素コーティングやセラミックコーティングによって形成されるか、又は、不織布によって形成されている。そのため、定着ベルト２１の摺動負荷を軽減し、定着ベルト２１の駆動トルクを小さくすることが可能になると共に、定着ベルト２１の摩耗を抑制することができる。
【００７１】
本実施形態では、基材層と弾性層と離型層とによって定着ベルト２１が構成される場合について説明したが、他の異なる実施形態では、基材層と離型層とによって定着ベルト２１が構成されていても良い。つまり、定着ベルト２１に弾性層が設けられていなくても良い。このように定着ベルト２１に弾性層を設けない場合には、例えば、厚さ１５μｍ〜７０μｍのＰＦＡチューブの代わりに、厚さ１０μｍ〜７０μｍのフッ素コーティングを定着ベルト２１の離型層として用いても良い。
【００７２】
本実施形態では、加圧ローラー２２の弾性層２７が発泡シリコンゴム（発泡体）によって形成される場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、加圧ローラー２２の弾性層２７がソリッドゴム（中実な材料）によって形成されていても良い。
【００７３】
本実施形態では、ハロゲンヒーターやカーボンヒーターによって構成されるヒーター２４を熱源として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、セラミックヒーターやＩＨコイルなどを熱源として用いても良い。
【００７４】
本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。
【００７５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置４１について、図４及び図５を用いて説明する。以下、説明の便宜上、図４における紙面手前側を定着装置４１の前側（正面側）とする。図４の矢印Ｙは、用紙の搬送方向を示している。図５の矢印Ｆｒは、定着装置４１の前側（正面側）を示している。なお、巻き付けローラー４２（巻き付け部材）以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同一の参照符号を図中に付し、説明を省略する。
【００７６】
図４に示されるように、巻き付けローラー４２は、駆動ローラー２３を挟んで加圧ローラー２２の逆側に配置されている。巻き付けローラー４２は、駆動ローラー２３との間に定着ベルト２１を挟み込むように設けられている。巻き付けローラー４２は、前後方向に延びるローラー軸４３を中心に回転可能に設けられている。
【００７７】
図５に示されるように、定着ベルト２１は、用紙が通過する通紙領域Ｒ１と、通紙領域Ｒ１の前後両側（通紙領域Ｒ１外）に設けられ、用紙が通過しない非通紙領域Ｒ２と、を備えている。巻き付けローラー４２は、定着ベルト２１の通紙領域Ｒ１には接触しておらず、定着ベルト２１の非通紙領域Ｒ２のみに接触している。
【００７８】
巻き付けローラー４２は、円筒状の芯金と、この芯金の表面を被覆する表面層と、を備えている。巻き付けローラー４２の芯金は、例えば、アルミニウムやＳＵＳや鉄などの金属によって形成されている。巻き付けローラー４２の表面層は、例えば、フッ素樹脂のコーティング又はフッ素樹脂のチューブによって形成されている。
【００７９】
上記のように巻き付けローラー４２を設けることで、駆動ローラー２３の下側（加圧ローラー２２側の領域）から駆動ローラー２３の上側（加圧ローラー２２とは逆側の領域）に亘って、定着ベルト２１を駆動ローラー２３に確実に接触させることが可能となる。これに伴って、駆動ローラー２３からの伝熱によって定着ベルト２１を迅速に加熱することが可能となり、定着装置４１の復帰時間を短縮し、省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００８０】
また、巻き付けローラー４２は、定着ベルト２１の非通紙領域Ｒ２のみに接触している。そのため、定着ベルト２１の通紙領域Ｒ１の熱が巻き付けローラー４２に奪われるのを防止することが可能となる。
【００８１】
本実施形態では、巻き付けローラー４２が定着ベルト２１の非通紙領域Ｒ２のみに接触する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図６に示されるように、巻き付けローラー４２が定着ベルト２１の通紙領域Ｒ１及び非通紙領域Ｒ２（定着ベルト２１の略全域）に接触していても良い。このような構成を採用することにより、定着ベルト２１の通紙領域Ｒ１及び非通紙領域Ｒ２の両方を駆動ローラー２３に確実に接触させることが可能となり、駆動ローラー２３から定着ベルト２１への伝熱効率を高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００８２】
１  プリンター（画像形成装置）
１８  定着装置
２１  定着ベルト
２２  加圧ローラー（加圧部材）
２３  駆動ローラー（駆動部材）
２４  ヒーター（熱源）
２５  摺接部材
２７  （加圧ローラーの）弾性層
２８  駆動源
３１  第１ガイド部
３２  第２ガイド部
３３  第３ガイド部
３５  定着ニップ
３６  第１ニップ部
３７  第２ニップ部
３８  第３ニップ部
４１  定着装置
４２  巻き付けローラー（巻き付け部材）
Ｒ１  通紙領域
Ｒ２  非通紙領域
Ｚ１  （第１ガイド部と第２ガイド部の）境界部分
Ｚ２  （第２ガイド部と第３ガイド部の）境界部分
【図１】
0006035222.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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