(57)【要約】【課題】記録媒体へのトナー像の転写位置からニップ部までの距離が記録媒体の搬送方向での長さよりも短く、かつ、ニップ部での記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体が加圧ローラ側へ撓むのを防止することができる定着装置およびこれを備える画像形成装置を提供すること。【解決手段】定着ローラ９１は、基部９１Ａと、その外周側に設けられた定着側弾性層９１Ｂとを有し、加圧ローラ９２は、基部９２Ａと、その外周側に設けられた加圧側弾性層９２Ｂと、記録媒体の通過方向におけるニップ部Ｎの上流側での圧接力をニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層９２Ｂの変形量を調整する変形量調整手段とを有している。【選択図】図４
2006251249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接回転する定着ローラおよび加圧ローラと、
前記定着ローラを加熱するヒータとを有し、
前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接により形成されたニップ部に、未定着像を担持する記録媒体を通過させて、前記記録媒体を加熱・加圧することにより、前記未定着像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記定着ローラは、基部と、その外周側に設けられた定着側弾性層とを有し、
前記加圧ローラは、基部と、その外周側に設けられた加圧側弾性層と、前記記録媒体の通過方向における前記ニップ部の上流側での圧接力を前記ニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように前記加圧側弾性層の変形量を調整する変形量調整手段とを有していることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記変形量調整手段は、前記加圧側弾性層内において、前記加圧ローラの軸線方向と平行な方向に延び、かつ、その横断面が前記加圧側弾性層の内周側から外周側へ向けて延びる長手形状をなし、前記加圧側弾性層の他の部分よりも容易に変形する変形容易部で構成され、前記変形容易部の横断面は、その長手方向が前記加圧ローラの半径方向に対し傾斜し、かつ、前記長手形状の前記加圧側弾性層の外周側の端部が前記加圧ローラの回転方向下流側に向いている請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記変形容易部は、前記加圧側弾性層に形成された孔である請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記変形容易部の横断面形状は、長方形または楕円形である請求項２または３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記変形容易部は、前記加圧ローラの軸線方向でのほぼ全域に亘って形成されている請求項２ないし４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記変形容易部は、前記加圧ローラの軸線方向での端部が先細りとなっている請求項２ないし５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記変形容易部は、前記加圧ローラの周方向に複数点在している請求項２ないし６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記変形容易部は、前記加圧ローラの外周面側に偏在している請求項２ないし７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記変形容易部の横断面における長手方向での長さをＬ１［ｍｍ］とし、前記変形容易部の横断面における長手方向に直角な方向での長さをＬ２［ｍｍ］としたときに、Ｌ２／Ｌ１が０．２〜０．８である請求項２ないし８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
前記変形容易部の横断面にてその長手方向に延びる線と、前記変形容易部の横断面の前記他端を通り前記加圧ローラの半径方向に延びる線とのなす角をθ［°］としたときに、θが０〜４５［°］である請求項２ないし９のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１１】
一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の定着装置を備え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、定着装置およびこれを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用するプリンタ、コピー、ファクシミリなどの画像形成装置には、トナー像を担持する感光ドラムや中間転写ベルト等のトナー像担持体からトナー像の転写を未定着状態で受けた紙等の記録媒体を加圧しながら加熱することにより、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置が備えられている(例えば、特許文献１参照。)。
かかる定着装置は、例えば、互いに圧接回転する定着ローラおよび加圧ローラと、この定着ローラを加熱するヒータとを有している。定着動作時には、記録媒体上のトナー像を定着ローラ側にして、定着ローラおよび加圧ローラの圧接により形成されたニップ部に、記録媒体を通紙することにより、記録媒体を加熱および加圧して、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。
従来、加圧ローラの硬度が周方向にて均一である。したがって、記録媒体の搬送方向におけるニップ部の上流側と下流側での定着ローラおよび／または加圧ローラの変形量は同じになり、また、ニップ部では、定着ローラが加圧ローラに食い込むようにして、主として加圧ローラが変形する。
【０００３】
ところで、近年の画像形成装置の小型化により、一般に、トナー像担持体から記録媒体へのトナー像の転写位置と、定着ローラおよび加圧ローラの圧接により形成されたニップ部との間の距離が小さくなっている。このような場合、通常、トナー像担持体から記録媒体へトナー像を安定的に転写するために、ニップ部での記録媒体の搬送速度が転写位置での記録媒体の搬送速度よりも遅くなっている。その結果、記録媒体は、転写位置とニップとの間で撓むようになる。
【０００４】
しかし、従来では、ニップ部にて、定着ローラが加圧ローラに食い込むようにして、主として加圧ローラが変形しているため、ニップ部に突入した記録媒体に対し定着ローラ側へもたらす力が生じる。その結果、記録媒体がトナー像担持体側へ撓んで、トナー像担持体と記録媒体との距離が小さくなって、一旦記録媒体上に転写されたトナー像がトナー像担持体に再転写して、画像品位を低下させるおそれがある。
【０００５】
【特許文献１】特公昭５９−７３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、記録媒体へのトナー像の転写位置からニップ部までの距離が記録媒体の搬送方向での長さよりも短く、かつ、ニップ部での記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体が加圧ローラ側へ撓むのを防止することができる定着装置およびこれを備える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】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の定着装置は、互いに圧接回転する定着ローラおよび加圧ローラと、
前記定着ローラを加熱するヒータとを有し、
前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接により形成されたニップ部に、未定着像を担持する記録媒体を通過させて、前記記録媒体を加熱・加圧することにより、前記未定着像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記定着ローラは、基部と、その外周側に設けられた定着側弾性層とを有し、
前記加圧ローラは、基部と、その外周側に設けられた加圧側弾性層と、前記記録媒体の通過方向における前記ニップ部の上流側での圧接力を前記ニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように前記加圧側弾性層の変形量を調整する変形量調整手段とを有していることを特徴とする。
【０００８】
これにより、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側における定着ローラの外周面が加圧ローラ側を凸面とする湾曲面となる。このような湾曲面は、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側で記録媒体を加圧ローラ側の位置へもたらす。したがって、記録媒体へのトナー像の転写位置からニップ部までの距離が記録媒体の搬送方向での長さよりも短く、かつ、ニップ部での記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体は加圧ローラ側へ撓むこととなる。その結果、記録媒体が中間転写体等のトナー像担持体からトナーの転写を受ける際に、転写位置を通過した後の記録媒体の領域がトナー像担持体に接近して記録媒体上のトナー像がトナー像担持体に再転写するのを防止して、良好な画像を得ることができる。
【０００９】
本発明の定着装置では、前記変形量調整手段は、前記加圧側弾性層内において、前記加圧ローラの軸線方向と平行な方向に延び、かつ、その横断面が前記加圧側弾性層の内周側から外周側へ向けて延びる長手形状をなし、前記加圧側弾性層の他の部分よりも容易に変形する変形容易部で構成され、前記変形容易部の横断面は、その長手方向が前記加圧ローラの半径方向に対し傾斜し、かつ、前記長手形状の前記加圧側弾性層の外周側の端部が前記加圧ローラの回転方向下流側に向いていることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
【００１０】
本発明の定着装置では、前記変形容易部は、前記加圧側弾性層に形成された孔であることが好ましい。
これにより、より簡単な構成で、加圧側弾性層に変形容易部を形成することができる。
本発明の定着装置では、前記変形容易部の横断面形状は、長方形または楕円形であることが好ましい。
これにより、より簡単な構成で、加圧側弾性層に変形容易部を形成することができる。
【００１１】
本発明の定着装置では、前記変形容易部は、前記加圧ローラの軸線方向でのほぼ全域に亘って形成されていることが好ましい。
これにより、定着ローラの軸線方向全域に亘って、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側における定着ローラの外周面を加圧ローラ側を凸面とする湾曲面とすることができる。その結果、より確実に、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
【００１２】
本発明の定着装置では、前記変形容易部は、前記加圧ローラの軸線方向での端部が先細りとなっていることが好ましい。
これにより、変形容易部の端部からその隣接部へ加圧側弾性層の変形量を徐々に変化させて、変形容易部の端部とその隣接部との間での加圧側弾性層の変形量の急激な変化を防止して、加圧側弾性層の耐久性の向上を図ることができる。
【００１３】
本発明の定着装置では、前記変形容易部は、前記加圧ローラの周方向に複数点在していることが好ましい。
これにより、常に、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整することができる。したがって、記録媒体がニップ部に突入するタイミングを加圧ローラの回転状態と同期させなくても、ニップ部の上流側の記録媒体を加圧ローラ側にもたらすことができる。
【００１４】
本発明の定着装置では、前記変形容易部は、前記加圧ローラの外周面側に偏在していることが好ましい。
これにより、変形容易部の形状効果をより効果的に発現させて、より確実に、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
【００１５】
本発明の定着装置では、前記変形容易部の横断面における長手方向での長さをＬ１［ｍｍ］とし、前記変形容易部の横断面における長手方向に直角な方向での長さをＬ２［ｍｍ］としたときに、Ｌ２／Ｌ１が０．２〜０．８であることが好ましい。
これにより、より確実に、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
【００１６】
本発明の定着装置では、前記変形容易部の横断面にてその長手方向に延びる線と、前記変形容易部の横断面の前記他端を通り前記加圧ローラの半径方向に延びる線とのなす角をθ［°］としたときに、θが０〜４５［°］であることが好ましい。
これにより、より確実に、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置は、一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、本発明の定着装置を備えることを特徴とする。
これにより、記録媒体へのトナー像の転写位置からニップ部までの距離が記録媒体の搬送方向での長さよりも短く、かつ、ニップ部での記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体が加圧ローラ側へ撓むのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の定着装置およびこれを備える画像形成装置の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を図１ないし図４に基づき説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の１実施形態を示す全体構成の模式的断面図、図２は、図１に示す画像形成装置に備えられた定着装置の好適な実施形態を示す模式的断面図、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図、図４は、図２に示す定着装置の部分拡大図、図４は、図２に示す定着装置の他の形態を説明するための部分拡大図である。
【００１９】
§画像形成装置§
本発明の定着装置に先立ち、本発明の定着装置を備える画像形成装置を簡単に説明する。
本実施形態の画像形成装置１０は、一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体に記録するものであり、図１に示すように、静電的な潜像を担持し図示矢印方向に回転する感光体２０を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像ユニット５０、一次転写ユニット６０、クリーニングユニット７５が配設されている。また、画像形成装置１０は、図１にて下部に、紙などの記録媒体Ｐを収容する給紙トレイ８２を有し、その給紙トレイ８２に対して記録媒体Ｐの搬送方向下流に、二次転写ユニット８０、定着装置９０が記録媒体Ｐの搬送方向に沿って順次配設されている。また、二次転写ユニット８０と定着装置９０との間には、搬送ガイド８７が配設されている。
【００２０】
感光体２０は、円筒状の導電性基材（図示せず）と、その外周面に形成された感光層（図示せず）とを有し、その軸線まわりに図１中矢印方向に回転可能となっている。
帯電ユニット３０は、コロナ帯電などにより感光体２０の表面を一様に帯電するための装置である。
露光ユニット４０は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体２０上に、レーザを照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
【００２１】
現像ユニット５０は、ブラック現像装置５１と、マゼンタ現像装置５２と、シアン現像装置５３と、イエロー現像装置５４との４つの現像装置を有し、これらの現像装置を感光体２０上の潜像に対応して選択的に用いて、潜像をトナー像として可視化する装置である。ブラック現像装置５１はブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置５２はマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置５３はシアン（Ｃ）トナー、イエロー現像装置５４はイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像を行う。
【００２２】
本実施形態における現像ユニット５０は、前述の４つの現像装置５１、５２、５３、５４を選択的に感光体２０に対向するように、回転可能となっている。具体的には、この現像ユニット５０は、軸５０ａを中心として回転可能な保持体５５の４つの保持部５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄにそれぞれ４つの現像装置５１、５２、５３、５４が保持されており、保持体５５の回転により、４つの現像装置５１、５２、５３、５４が相対位置関係を維持したまま、感光体２０に選択的に対向するようになっている。
【００２３】
一次転写ユニット６０は、感光体２０に形成された単色のトナー像を中間転写体７０に転写するための装置である。
中間転写体７０は、エンドレスのベルトであり、図１に示す矢印方向に、感光体２０とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。中間転写体７０上には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのうちの少なくとも１色のトナー像が担持され、例えばフルカラー画像の形成時に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。
【００２４】
二次転写ユニット８０は、中間転写体７０上に形成された単色やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐに転写するための装置である。
搬送ガイド８７は、二次転写ユニット８０でトナー像の転写を受けた記録媒体Ｐの裏面（トナー像を担持する面と反対側の面）と摺接しながら、この記録媒体Ｐを定着装置９０へ案内するものである。
【００２５】
定着装置９０は、前述したようにトナー像の転写を受けた記録媒体Ｐを加熱および加圧することにより、記録媒体Ｐ上のトナー像を記録媒体Ｐに融着させて永久像として定着させるための装置である。なお、定着装置９０については、後に詳述する。
クリーニングユニット７５は、一次転写ユニット６０と帯電ユニット３０との間で感光体２０の表面に当接する例えばゴム製のクリーニングブレード７６を有し、一次転写ユニット６０によって中間転写体７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０上に残存するトナーをクリーニングブレード７６により掻き落として除去するための装置である。
【００２６】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作を説明する。
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体２０、現像ユニット５０に設けられた現像ローラ（図示せず）、および中間転写体７０が回転を開始する。そして、感光体２０は、回転しながら、帯電ユニット３０により順次帯電される。
感光体２０の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた露光処理を受ける。これにより、感光体２０上に第１色目の画像情報に応じた潜像が形成される。
【００２７】
感光体２０上に形成された潜像は、感光体２０の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像装置５４によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体２０上にイエロートナー像が形成される。このとき、現像ユニット５０は、イエロー現像装置５４が、現像位置にて感光体２０と対向している。
感光体２０上に形成されたイエロートナー像は、感光体２０の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット６０によって、中間転写体７０に転写される。このとき、一次転写ユニット６０には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。なお、この間、二次転写ユニット８０は、中間転写体７０から離間している。
【００２８】
一方、感光体２０は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット７５のクリーニングブレード７６によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット７５内の残存トナー回収部に回収される。
前述の処理と同様の処理が、第２色目、第３色目および第４色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写体７０に重なり合って転写される。これにより、中間転写体７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００２９】
一方、記録媒体Ｐは、給紙トレイ８２から、給紙ローラ８４、レジローラ８６によって二次転写ユニット８０へ搬送される。
中間転写体７０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体７０の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ユニット８０によって記録媒体Ｐに転写される。このとき、二次転写ユニット８０は中間転写体７０に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。
記録媒体Ｐに転写されたフルカラートナー像は、定着装置９０によって加熱および加圧されて記録媒体Ｐに融着される。
【００３０】
§定着装置§
ここで、定着装置９０を図２ないし図４に基づいて詳細に説明する。
定着装置９０は、図２に示すように、互いに圧接回転する定着ローラ９１および加圧ローラ９２と、定着ローラ９１を加熱するためのヒータ９３と、定着ローラ９１の温度を検知するための温度検知体９４と、定着ローラ９１および加圧ローラ９２のそれぞれの周面の一部を覆うカバー９５とを有している。
【００３１】
この定着装置９０は、定着ローラ９１および加圧ローラ９２の圧接により形成されるニップ部Ｎに対し、図２にて下方から、未定着像を担持する記録媒体がニップ部Ｎへ搬送され、前記記録媒体を加熱および加圧することにより、前記未定着像を前記記録媒体に定着させる。本実施形態では、ニップ部Ｎに搬送される記録媒体は定着ローラ９１側に未定着像を担持している。
定着ローラ９１は、円筒状をなし、その軸線まわりに回転可能となっている。
【００３２】
また、定着ローラ９１は、図２および図３に示すように、円柱状をなす金属製の基部（芯金）９１Ａと、基部９１Ａの外周面を覆う定着側弾性層９１Ｂと、定着側弾性層９１Ｂの外周面を覆う離型層９１Ｃとを有している。
また、離型層９１Ｃの厚さは、１０〜８０μｍであるのが好ましく、２０〜５０μｍであるのがより好ましい。これにより、離型層９１Ｃに必要な強度を保ちつつ、定着側弾性層９１Ｂの弾性を十分に発揮させることができる。
【００３３】
また、離型層９１Ｃの構成材料としては、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡなどを好適に用いることができる。
また、定着側弾性層９１Ｂの厚さは、０．３〜５ｍｍであるのが好ましく、０．３〜３ｍｍであるのがより好ましい。これにより、定着側弾性層９１Ｂの耐久性とヒータ９３から定着ローラ９１の外周面への熱伝導性とを優れたものとしつつ、後述するような比較的小さい湾曲面を定着ローラ９１の外周面に形成することができる。
【００３４】
また、定着ローラ９１の内部空間には、ヒータ９３が配設され、定着ローラ９１は、ヒータ９３により加熱される。これにより、加圧ローラ９２において、後述する加圧側弾性層９２Ｂの弾性を十分に発揮させて、十分なニップ部幅を得つつ、定着ローラ９１を効率よく加熱して、ニップ部Ｎの温度を安定的なものとすることができる。
このような定着ローラ９１の温度を検知するための温度検知体９４は、例えばサーミスタであり、定着ローラ９１の周面に接触または近接して設けられている。このような温度検知体９４によって検知された温度に基づき、図示しない制御手段により、定着ローラ９１の外表面が目標温度となるように、前述したヒータ９３の駆動が制御される。
【００３５】
加圧ローラ９２は、円筒状または円柱状をなし、その軸線まわりに回転可能となっているとともに、定着ローラ９１に圧接している。
また、加圧ローラ９２は、図２および図３に示すように、円柱状をなす金属製の基部（芯金）９２Ａと、基部９２Ａの外周面を覆う加圧側弾性層９２Ｂと、加圧側弾性層９２Ｂの外周面を覆う離型層９２Ｃとを有している。
加圧側弾性層９２Ｂの構成材料としては、例えば、Ｓｉゴム、ＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどを好適に用いることができる。
【００３６】
また、加圧側弾性層９２Ｂは、図２ないし図４に示すように、加圧ローラ９１の軸線に平行な方向に延びる孔として形成された変形容易部９２Ｂ１を有している。このような変形容易部９２Ｂ１の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、基部９２Ａ上に均質な弾性層を形成した後に、これにドリルやレーザ等により穿孔する方法、中空弾性部材を予め基部９２Ａ上に配置し、その上に弾性材料を付与する方法、弾性層を押出し成型する際に、予め孔を設けた形状に押出し成型する方法等が挙げられる。
【００３７】
この変形容易部９２Ｂ１は、加圧側弾性層９２Ｂの他の部分よりも容易に変形するものであり、図４に示すように、その横断面が加圧側弾性層９２Ｂの内周側から外周側に向けて延びる長手形状（本実施形態では楕円形状）をなしている。そして、変形容易部９２Ｂ１の横断面は、その長手方向が加圧ローラ９２の半径方向に対し傾斜し、かつ、長手形状の加圧側弾性層９２Ｂの外周側の端部が加圧ローラ９２の回転方向下流側に向いている。
【００３８】
このような変形容易部９２Ｂ１は、その横断面の長手方向での外力に対しては、比較的剛性が高いため、変形量が少なく、その横断面の長手方向に直角な方向（すなわち、幅方向）での外力に対しては、比較的剛性が低いため、変形量が大きくなる。したがって、変形容易部９２Ｂ１は、図４に示すように、その横断面の長手形状の外周側端部が加圧ローラ９２の回転方向下流側に向いているため、記録媒体の通過方向におけるニップ部Ｎの上流側（以下、ニップ部Ｎの上流側という）では変形量が小さく、記録媒体の通過方向におけるニップ部Ｎの下流側（以下、ニップ部Ｎの下流側という）では変形量が大きくなる。その結果、ニップ部Ｎの上流側での圧接力がニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくなる。
すなわち、変形容易部９２Ｂ１は、ニップ部Ｎの上流側での圧接力をニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくするように、加圧側弾性層９２Ｂの変形量を調整する変形量調整手段を構成する。
【００３９】
ニップ部Ｎの上流側での圧接力がニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくなると、ニップ部Ｎの上流側における定着ローラ９１の外周面が加圧ローラ９２側を凸面とする湾曲面となる。これにより、ニップ部Ｎの上流側で記録媒体を加圧ローラ９２側（すなわち、搬送ガイド８７側）の位置へもたらす。したがって、記録媒体へのトナー像の転写位置（すなわち、中間転写体７０と二次転写ユニット８０との対向部）からニップ部Ｎまでの距離が短く、かつ、ニップ部Ｎでの記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合にあっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体は加圧ローラ９２側へ撓むこととなる。その結果、記録媒体が中間転写体７０からトナーの転写を受ける際に、転写位置を通過した記録媒体の領域が中間転写体７０に接近して記録媒体上のトナー像が中間転写体７０に再転写するのを防止することができる。
【００４０】
本実施形態では、変形容易部９２Ｂ１が加圧側弾性層９２Ｂに形成された孔であるので、より簡単な構成で、加圧側弾性層９２Ｂに変形容易部９２Ｂ１を形成することができる。
また、変形容易部９２Ｂ１の横断面形状が楕円形であるので、より簡単な構成で、加圧側弾性層９２Ｂに変形容易部９２Ｂ１を形成することができる。なお、変形容易部９２Ｂ１の横断面形状は、図５に示すように、長方形であってもよく、この場合も、変形容易部９２Ｂ１の横断面形状が楕円形である場合と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、変形容易部９２Ｂ１は、図３に示すように、加圧ローラ９２の軸線方向でのほぼ全域に亘って形成されている。これにより、定着ローラ９１の軸線方向全域に亘って、ニップ部Ｎの下流側における定着ローラ９１の外周面を湾曲面Ｒとすることができる。その結果、より確実に、ニップ部Ｎの上流側での圧接力をニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
【００４２】
また、変形容易部９２Ｂ１は、図２に示すように、加圧ローラ９２の周方向に複数点在している。これにより、常に、ニップ部Ｎの上流側での圧接力をニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層９２Ｂの変形量を調整することができる。したがって、記録媒体がニップ部Ｎに突入するタイミングを加圧ローラ９２の回転状態と同期させなくても、ニップ部Ｎの上流側の記録媒体を加圧ローラ９２側にもたらすことができる。
【００４３】
また、変形容易部９２Ｂ１は、図２および図４に示すように、加圧側弾性層９２Ｂの外周面側に偏在している。これにより、変形容易部９２Ｂ１の形状効果をより効果的に発現させて、より確実に、ニップ部Ｎの上流側での圧接力をニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層９２Ｂの変形量を調整することができる。
また、加圧側弾性層９２Ｂの厚さは、０．３〜１０ｍｍであるのが好ましく、０．６〜８ｍｍであるのがより好ましい。これにより、加圧側弾性層９２Ｂの耐久性を優れたものとしつつ、ニップ部Ｎの幅を十分なものとすることができる。
【００４４】
また、変形容易部９２Ｂ１の横断面における長手方向での長さをＬ１［ｍｍ］とし、変形容易部９２Ｂ１の横断面における長手方向に直角な方向での長さをＬ２［ｍｍ］としたときに、Ｌ２／Ｌ１が０．２〜０．８であるのが好ましく、０．３〜０．６であるのがより好ましい。これにより、より確実に、ニップ部Ｎの上流側での圧接力をニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層９２Ｂの変形量を調整することができる。
【００４５】
また、変形容易部９２Ｂ１の横断面の長手方向に延びる線と、変形容易部９２Ｂ１の横断面の中心を通り加圧ローラ９２の半径方向に延びる線とのなす角をθ［°］としたときに、θが０〜４５［°］であるのが好ましく、１０〜３０［°］であるのがより好ましい。これにより、より確実に、ニップ部Ｎの上流側での圧接力をニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層９２Ｂの変形量を調整することができる。
【００４６】
また、離型層９２Ｃの厚さは、１０〜８０μｍであるのが好ましく、２０〜５０μｍであるのがより好ましい。これにより、離型層９２Ｃに必要な強度を保ちつつ、加圧側弾性層９２Ｂの弾性を十分に発揮させることができる。
また、離型層９２Ｃの構成材料としては、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡなどを好適に用いることができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の定着装置９０は、記録媒体へのトナー像の転写位置からニップ部Ｎまでの距離が記録媒体の搬送方向での長さよりも短く、かつ、ニップ部Ｎでの記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体が加圧ローラ９２側へ撓むのを防止することができる。その結果、記録媒体から中間転写体７０へのトナー像の再転写を防止して、良好な画像を形成することができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を図６に基づき説明する。以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図６は、本実施形態の定着装置を説明するための図である。
本実施形態の定着装置９０’は、加圧ローラの加圧側弾性層の構成が異なる以外は、第１実施形態の定着装置９０と同様である。
【００４９】
定着装置９０’に備えられた加圧ローラ９２’は、図６に示すように、加圧ローラ９２’の軸線方向における加圧側弾性層９２’Ｂの両端部にのみ、加圧ローラ９１の軸線に平行な方向に延びる孔として形成された変形容易部９２’Ｂ１が形成されている。
これにより、ニップ部Ｎの長手方向（定着ローラ９１の軸線に平行な方向）での端部においてのみ、ニップ部Ｎの上流側での圧接力がニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくなる。また、加圧ローラ９２’の軸線方向における加圧側弾性層９２’Ｂの端部での硬度が中央部での硬度よりも小さくなっている。
【００５０】
したがって、定着ローラ９１の軸線方向での端部においては、ニップ部Ｎの上流側における定着ローラ９１の外周面が加圧ローラ９２’側を凸面とする湾曲面となり、前述した第１実施形態と同様に、記録媒体へのトナー像の転写位置からニップ部Ｎまでの距離が記録媒体の搬送方向での長さよりも短く、かつ、ニップ部Ｎでの記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体が加圧ローラ９２’側へ撓むのを防止することができる。
【００５１】
これに加えて、本実施形態では、加圧ローラ９２’の軸線方向における加圧側弾性層９２’Ｂの端部での硬度が中央部での硬度よりも小さくなっているため、ニップ部Ｎの長手方向（加圧ローラ９２’の軸線に平行な方向）における端部の幅が中央部の幅よりも大きくなる。その結果、記録媒体は、ニップ部Ｎを通過している範囲において、その幅方向（ニップ部Ｎの長手方向）での端部側が中央部側よりも定着ローラ９１側に巻き付くような状態、すなわち幅方向に湾曲した状態となる。これにより、ニップ部Ｎ通過後の記録媒体のコシが増大して、定着ローラ９１に接触する部材を設けなくても、定着後の記録媒体を定着ローラ９１から剥離することができる。
【００５２】
また、図６に示すように、加圧ローラ９２’の軸線方向における変形容易部９２’Ｂ１の端部が先細りとなっている。これにより、変形容易部９２’Ｂ１の端部からその隣接部へ加圧側弾性層９２’Ｂの変形量を徐々に変化させて、変形容易部９２’Ｂ１の端部とその隣接部との間での加圧側弾性層９２’Ｂの変形量の急激な変化（ストレスの発生）を防止して、加圧側弾性層９２’Ｂの耐久性の向上を図ることができる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態を図７に基づき説明する。以下、第３実施形態について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図７は、本実施形態の定着装置を説明するための図である。
本実施形態の定着装置９０’’は、加圧ローラの加圧側弾性層の構成が異なる以外は、第１実施形態の定着装置９０と同様である。
【００５４】
定着装置９０’’に備えられた加圧ローラ９２’’は、図７に示すように、加圧ローラ９２’’の軸線方向における加圧側弾性層９２’’Ｂの中央部にのみ、加圧ローラ９１の軸線に平行な方向に延びる孔として形成された変形容易部９２’’Ｂ１が形成されている。
これにより、ニップ部Ｎの長手方向（定着ローラ９１の軸線に平行な方向）での中央部においてのみ、ニップ部Ｎの上流側での圧接力がニップ部Ｎの下流側での圧接力よりも大きくなる。また、加圧ローラ９２’’の軸線方向における加圧側弾性層９２’’Ｂの端部での硬度が中央部での硬度よりも小さくなっている。
【００５５】
したがって、定着ローラ９１の軸線方向での中央部においては、ニップ部Ｎの上流側における定着ローラ９１の外周面が加圧ローラ９２’’側を凸面とする湾曲面となり、前述した第１実施形態と同様に、記録媒体へのトナー像の転写位置からニップ部Ｎまでの距離が記録媒体の搬送方向での長さよりも短く、かつ、ニップ部Ｎでの記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部Ｎとの間で記録媒体が加圧ローラ９２’’側へ撓むのを防止することができる。
【００５６】
これに加えて、本実施形態では、加圧ローラ９２’の軸線方向における加圧側弾性層９２’Ｂの中央部での硬度が端部での硬度よりも小さくなっているため、加圧ローラ９２’’の軸線方向での端部の回転方向での撓みが抑えられる。その結果、加圧ローラ９２’’の軸線方向での端部と中央部とでその外径（周長）が同じであっても、ニップ部Ｎの長手方向（加圧ローラ９２’の軸線に平行な方向）全域に亘って、ニップ部Ｎの幅を均一なものとすることができる。これにより、ニップ部Ｎの幅方向での端部と中央部とでの記録媒体の搬送速度差により定着後の記録媒体に皺が生じるのを防止しつつ、良好な定着性を得ることができる。
【００５７】
また、図７に示すように、加圧ローラ９２’’の軸線方向における変形容易部９２’’Ｂ１の端部が先細りとなっている。これにより、変形容易部９２’’Ｂ１の端部からその隣接部へ加圧側弾性層９２’’Ｂの変形量を徐々に変化させて、変形容易部９２’’Ｂ１の端部とその隣接部との間での加圧側弾性層９２’’Ｂの変形量の急激な変化（ストレスの発生）を防止して、加圧側弾性層９２’’Ｂの耐久性の向上を図ることができる。
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
例えば、本発明の定着装置および画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。
本発明の変形量調整手段は、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整するものであれば、前述した実施形態に限定されない。例えば、前述した実施形態のような変形容易部に代えて、加圧側弾性層の他の部分よりも変形し難い難変形部を加圧側弾性層内または基部に設けて、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整することもできる。
【００５９】
また、前述した実施形態では、変形容易部が加圧側弾性層に形成された孔として形成されたものについて説明したが、変形容易部は、加圧側弾性層の他の部分よりも容易に変形するものであればよい。例えば、加圧側弾性層に形成された孔に、加圧側弾性層の他の部分よりも容易に変形な材料が充填されていてもよい。
また、変形容易部の形状、位置、大きさは、加圧側弾性層の他の部分よりも容易に変形し、かつ、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側での圧接力をニップ部の下流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層の変形量を調整するものであれば任意である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置の全体構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に備えられた定着装置を示す模式的断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２に示す定着装置の部分拡大断面図である。
【図５】図２に示す定着装置の他の形態を説明するための部分拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における定着装置を説明するための図である。
【図７】本発明の第３実施形態における定着装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０‥‥‥画像形成装置  ２０‥‥‥感光体  ３０‥‥‥帯電ユニット  ４０‥‥‥露光ユニット  ５０‥‥‥現像ユニット  ５０ａ‥‥‥軸  ５１‥‥‥ブラック現像装置  ５２‥‥‥マゼンタ現像装置  ５３‥‥‥シアン現像装置  ５４‥‥‥イエロー現像装置  ５５‥‥‥保持体  ５５ａ〜５５ｄ‥‥‥保持部  ６０‥‥‥一次転写ユニット  ７０‥‥‥中間転写体  ７５‥‥‥クリーニングユニット  ７６‥‥‥クリーニングブレード  ８０‥‥‥二次転写ユニット  ８２‥‥‥給紙トレイ  ８４‥‥‥給紙ローラ  ８６‥‥‥レジローラ  ８７‥‥‥搬送ガイド  ９０、９０’、９０’’‥‥‥定着装置  ９１‥‥‥定着ローラ（回転体）  ９１Ａ‥‥‥基部  ９１Ｂ‥‥‥定着側弾性層  ９１Ｃ‥‥‥離型層  ９２、９２’、９２’’‥‥‥加圧ローラ（回転体）  ９２Ａ‥‥‥基部  ９２Ｂ、９２’Ｂ‥‥‥加圧側弾性層  ９２Ｂ１、９２’Ｂ１、９２’’Ｂ１‥‥‥変形容易部  ９２Ｃ‥‥‥離型層  ９３‥‥‥ヒータ  ９４‥‥‥温度検知体  ９５‥‥‥カバー  Ｎ‥‥‥ニップ部  Ｐ‥‥‥記録媒体  Ｒ‥‥‥湾曲面
【図１】
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【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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【図７】
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