(57)【要約】  【課題】画像形成装置において、ベルト式定着装置自体を大型化することなく、加熱用ベルトに安定した熱供給を行い、処理速度の高速化に対応できるようにすること。  【解決手段】ベルト式定着装置１は、熱供給回転部３および圧供給回転部２を有している。熱供給回転部３は、ニップ用ローラ５と、加熱源ローラ４と、ニップ用ローラ５および加熱源ローラ４間に張設されている加熱用ベルト８と、加熱用ベルト８の張設域内側に設けられた支持ローラ６と、支持ローラ６および加熱源ローラ４間に張設されている加熱源補助ベルト７と、を有している。加熱源補助ベルト７は、加熱源ローラ４で加熱され、一部架張域が加熱用ベルト８と接しながら回転することで、加熱用ベルト８を加熱する助けをする。  【効果】加熱源ローラを大きくすることなく、加熱用ベルトに対する熱供給域を拡大することができ、加熱用ベルトが用紙Ｐに供給する熱量を安定させることができる。【選択図】        図２
2006227523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱供給回転部および圧供給回転部を有し、両回転部間で用紙をニップして搬送することにより、用紙に転写されているトナー像を用紙に定着させる定着装置であって、
上記熱供給回転部は、
上記圧供給回転部と協働して用紙をニップするためのニップ用ローラと、
加熱源ローラと、
上記ニップ用ローラおよび上記加熱源ローラ間に張設され、上記ニップ用ローラの回転に伴って回転移動するベルトであって、上記加熱源ローラに当接している間に加熱され、上記ニップ用ローラの周面に沿って移動する間に用紙を加熱する加熱用ベルトと、
上記加熱用ベルトの張設域内側に設けられた支持ローラと、
上記支持ローラおよび上記加熱源ローラ間に張設され、架張部の一部が上記加熱用ベルトの内周面に接するように設けられた加熱源補助ベルトと、を有することを特徴とするベルト式定着装置。
【請求項２】
上記支持ローラは、上記加熱用ベルトに張力を付与する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のベルト式定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のベルト式定着装置を有することを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トナー像を用紙に定着させるベルト式定着装置およびそれを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置、たとえば、複写機、プリンタまたはファクシミリなどは、形成したトナー像を用紙に転写し、定着装置を用いてトナー像を定着させる。従来の定着装置には、たとえば特許文献１のように、対を成すローラを有し、当該ローラ対とその間を通る加熱用ベルトによって、ニップ部でトナー像が転写された用紙を加熱および加圧し、トナー像を用紙に定着させる、いわゆるベルト式定着装置がある。
【特許文献１】特開２００３−３３０３０９号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来のベルト式定着装置は、概略、図４のような構成である。この構成では、複写スピードの高速化に伴い、加熱用ベルト８を速く回転移動させなければならず、加熱源ローラ４が加熱用ベルト８を加熱する接触時間が短くなる。その結果、加熱用ベルト８が用紙Ｐに供給する熱量も少なくなる。したがって、通紙時に奪われる熱量に対して加熱用ベルト８への熱量の補給が追いつかない状態となる。
【０００４】
一方、図５のように加熱源ローラ４を大きくして、加熱用ベルト８への熱供給域を拡大する方策が考えられる。しかし、加熱源ローラ４を大きくすることは、加熱源ローラ４内に収容されている加熱源から加熱源ローラ４表面までの距離が格段に長くなり、加熱源ローラ４表面の昇温時間も長くなってしまう。また、加熱源ローラ４を大きくすることで、マシンサイズの大型化が問題となる。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、ベルト式定着装置自体を大型化することなく、安定した熱供給を行え、高速化が可能なベルト式定着装置およびそれを有する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】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、熱供給回転部（３）および圧供給回転部（２）を有し、両回転部間で用紙（Ｐ）をニップして、搬送することにより、用紙（Ｐ）に転写されているトナー像を用紙（Ｐ）に定着させる定着装置であって、上記熱供給回転部（３）は、上記圧供給回転部（２）と協働して用紙（Ｐ）をニップするためのニップ用ローラ（５）と、加熱源ローラ（４）と、上記ニップ用ローラ（５）および上記加熱源ローラ（４）間に張設され、上記ニップ用ローラ（５）の回転に伴って回転移動するベルトであって、上記加熱源ローラ（４）に当接している間に加熱され、上記ニップ用ローラ（５）の周面に沿って移動する間に用紙を加熱する加熱用ベルト（８）と、上記加熱用ベルト（８）の張設域内側に設けられた支持ローラ（６）と、上記支持ローラ（６）および上記加熱源ローラ（４）間に張設され、架張部の一部が上記加熱用ベルト（８）の内周面に接するように設けられた加熱源補助ベルト（７）とを有することを特徴とするベルト式定着装置である。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
請求項１記載の発明によれば、加熱源ローラを大きくすることなく、加熱用ベルトに対する熱供給域を拡大することができ、加熱用ベルトが用紙Ｐに供給する熱量を安定させることができる。これにより、通紙時に奪われる熱量に対して加熱用ベルトへの安定した熱量が補給できる。したがって、複写スピードの高速化に対応することができる。
【０００８】
上記の目的を達成するための請求項２記載の発明は、上記支持ローラ（６）は、上記加熱用ベルト（８）に張力を付与する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のベルト式定着装置である。
請求項２記載の発明によれば、加熱用ベルトの加熱域を保ったまま、熱供給回転部の高さを低くすることができる。これにより、熱供給回転部を含むベルト式定着装置の大型化を防止することができる。また、加熱用ベルトとニップ用ローラとの接触部が少なくなり、加熱用ベルトのニップ用ローラに奪われる熱量を低減させることができる。これにより、ウォームアップ時間の短縮化ができる。
【０００９】
また、上記の目的を達成するための請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のベルト式定着装置（１）を有することを特徴とする電子写真方式の画像形成装置である。
請求項３記載の発明によれば、ベルト式定着装置自体の大型化をすることなく、加熱用ベルトに対する熱供給域を拡大することができる。したがって、用紙へ安定した熱供給を行え、高速化ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかるベルト式定着装置１を備える複写機１０の概略構成を示す図である。複写機１０は、原稿画像を読み取り、それに基づいて電子写真方式によってトナー像を形成し、それを用紙Ｐに転写し、転写したトナー像を用紙Ｐに定着させるものである。
【００１１】
複写機１０は、感光体ドラム１３を有する画像形成・転写装置１２と、ベルト式定着装置１と、これら画像形成・転写装置１２およびベルト式定着装置１を収容するハウジング１１とを有している。
転写位置Ｔでトナーが転写された用紙Ｐは、ベルト式定着装置１に送られる。
ベルト式定着装置１に送られた用紙Ｐは、加熱および加圧され、トナーが用紙に定着される。ベルト式定着装置１を通過した用紙Ｐは、複写機１０から排出される。
【００１２】
次に、図２は、この発明にかかるベルト式定着装置の構造を示す概略断面図である。
ベルト式定着装置１は、図２の紙面と垂直方向に平行に伸びる熱供給回転部３および圧供給回転部としての圧ローラ２を有している。そして、これらの回転部材間に形成されたニップ部Ｎで、用紙Ｐは加熱および加圧され搬送される。その結果、用紙Ｐに転写されているトナー像は用紙Ｐに定着される。
【００１３】
上記圧ローラ２は、円筒状の筒体部２２を備え、その中心には加熱源２１が収容されている。したがって、圧ローラ２は、用紙Ｐを加圧するのに加え、補助的に加熱する機能を有しており、複写機１０の起動時のウォームアップ時間の短縮等を図ることができる。なお、圧ローラ２は、加熱機能のないローラとしても、もちろん、かまわない。
次に、上記熱供給回転部３は、上記圧ローラ２と協働して用紙Ｐをニップするためのニップ用ローラ５と、加熱源ローラ４と、ニップ用ローラ５および加熱源ローラ４間に張設され、ニップ用ローラ５の回転に伴って回転移動する加熱用ベルト８とを有する。また、上記加熱用ベルト８の張設域内側には、加熱用ベルト８に接する位置に支持ローラ６が備えられている。さらに、支持ローラ６と加熱源ローラ４間とによって張設された加熱源補助ベルト７は、その架張部の一部が加熱用ベルト８の内周面に接するように設けられている。
【００１４】
上記加熱源ローラ４は、中心部に加熱源４１が収容されている円筒部４２を有し、ニップ用ローラ５よりも径が小さい。円筒部４２は、加熱源４１からの輻射熱によって加熱されやすい素材、たとえば、金属製などであることが望ましい。
次に、加熱源ローラ４と支持ローラ６とによって張設されている加熱源補助ベルト７は、加熱源４１および円筒部４２によって加熱され、その熱を加熱用ベルト８に伝える役目をする。加熱源補助ベルト７は、加熱源４１や円筒部４２からの熱を効率よく吸収できる素材、たとえば、金属製のベルトなどであることが望ましい。
【００１５】
上記支持ローラ６は、加熱源補助ベルト７を介して、加熱用ベルト８に接する位置、もしくは加熱用ベルト８に多少の張力を付与する位置に配置されている。加熱された加熱源補助ベルト７を架張することから、支持ローラ６は、熱容量の小さい、もしくは吸熱をしにくい素材、たとえば、熱容量の小さな薄肉円筒部材や発泡系シリコンなどの断熱部材などを用いることができる。
【００１６】
加熱用ベルト８は、加熱源ローラ４および加熱源補助ベルト７の架張域と接するベルト加熱域８１で熱が供給され、ニップ用ローラ５の回転に伴いながら加熱用ベルト８全体が加熱される。
上記ニップ用ローラ５は、ローラ軸５１と、ローラ軸５１に外嵌した弾性層から成る表層部５２とを有する。
【００１７】
ところで、ニップ部Ｎは、ニップ用ローラ５および加熱用ベルト８と、圧ローラ２とによって形成されている。また、ニップ部Ｎは、ニップ用ローラ５の表層部５２が弾性を有しているので、ニップ用ローラ５側に凹む構造をなす。この凹む構造により、ニップ部Ｎから排出される用紙Ｐが、加熱用ベルト８の表面に巻きつくことを防止する。
また、トナー像が転写された用紙Ｐは、ニップ部Ｎで加圧され、加熱用ベルト８によって加熱され、トナー像が溶かされる。そのため、加熱用ベルト８は、ムラなく熱を伝達でき、用紙Ｐの離型しやすい低摩擦の素材、たとえば、最表部にフッ素コートされた熱伝導のよい薄肉ニッケルの金属ベルトや、耐熱樹脂であるポリイミドや低摩擦特性を持つシリコンゴムなどでできていることが望ましい。
【００１８】
以上の構成により、ベルト式定着装置１の構成範囲を大きくすることなく、加熱用ベルト８に対する熱供給域を拡大することができる。したがって、加熱用ベルト８が用紙Ｐに安定した熱を供給することができる。
また、加熱用ベルト８を速く回転移動させ、加熱源ローラ４が加熱用ベルト８を加熱する接触時間が短くなっても、十分なベルト加熱域８１を確保していることにより、加熱用ベルト８が用紙Ｐに供給する熱量は安定させることができる。したがって、通紙時に奪われる熱量に対して加熱用ベルト８への十分な熱量の補給をすることができ、複写スピードの高速化ができる。
【００１９】
さらに、加熱源ローラ４の径を大きくすることがないので、加熱源ローラ４表面の昇温時間の短縮ができる。これにより、ウォームアップ時間の短縮をすることができる。
図３は、この発明の他の実施形態にかかるベルト式定着装置の構成を示す概略断面図である。図３の構成では、支持ローラ６が、ニップ用ローラ５および加熱源ローラ４に架張された加熱用ベルト８に張力を付与する位置に設けられている。このように支持ローラ６を配置すれば、十分なベルト加熱域８１を保ったまま熱供給回転部３の高さを低くできる。
【００２０】
また、加熱用ベルト８とニップ用ローラ５との接触域が少なくなり、加熱用ベルト８のニップ用ローラ５に奪われる熱量を低減させることができる。これにより、ウォームアップ時間の短縮化が可能となる。
以上の構成により、ベルト加熱域８１を狭めることなく加熱用ベルト８の熱量を十分確保しながら、熱供給回転部３の高さを低くすることができる。したがって、ベルト式定着装置の構成範囲を広げることなく、画像形成装置のマシンサイズの大型化を防止できる。
【００２１】
上述の説明は、いわゆるモノクロの複写機を例にとって説明したが、この発明の定着装置は、カラー複写機、カラープリンタなどの画像形成装置にも適用できる。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態にかかる定着装置を備える複写機の概略構成を示す図である。
【図２】この発明にかかるベルト式定着装置の構造を示す概略断面図である。
【図３】この発明の他の実施形態にかかるベルト式定着装置の構造を示す概略断面図である。
【図４】従来のベルト式定着装置の概略図である。
【図５】従来の他の実施形態を表すベルト式定着装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ベルト式定着装置
１０  複写機
１１  ハウジング
１２  画像形成・転写装置
１３  感光体ドラム
２  圧ローラ
２１  加熱源
２２  筒体部
３  熱供給回転部
４  加熱源ローラ
４１  加熱源
４２  円筒部
５  ニップ用ローラ
５１  ローラ軸
５２  表層部
６  支持ローラ
７  加熱源補助ベルト
８  加熱用ベルト
８１  ベルト加熱域
Ｎ  ニップ部
Ｐ  用紙
Ｔ  転写位置
【図１】
2006227523.tif 000003
【図２】
2006227523.tif 000004
【図３】
2006227523.tif 000005
【図４】
2006227523.tif 000006
【図５】
2006227523.tif 000007