(57)【要約】【課題】  定着対象となる記録材の種類に拘わらず、温度の立ち上がりを向上させると共に、記録材の皺などの異常な定着状態が発生するのを防止でき、しかも、定着に用いられるベルトやこれが巻き付けられるローラへの摺擦痕の発生も防止することで定着された画像品質の悪化を抑えることができる構成を備えた定着装置を提供する。【解決手段】  記録材の表裏各面対向する展張面を有した定着ベルト１０１，１１０を備え、該定着ベルト１０１，１１０でニップ部を形成する同一構成の定着ローラ１０１Ａおよび加圧ローラ１１０Ａに対するベルト１０１，１１０の移動方向後方に該定着ローラ１０１Ａおよび加圧ローラ１１０Ａより小径の出口ローラ１０１Ｂ、１１０Ｂを設け、出口ローラ１０１Ｂ、１１０Ｂの配置関係を規定することで本来のニップ部に加えて近似的なニップ部を形成して定着領域の拡大および記録材の平面性確保そして出口ローラによる曲率分離性の確保を可能にすることを特徴とする。【選択図】  図２
2006071921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を記録材に定着する定着装置において、
上記記録材の表裏各面に対向して配置され、少なくとも３カ所以上に位置するローラに掛け回されて該記録材の移動方向に沿って移動可能な展張面を備え、内部に装備された加熱源を有する加熱ローラにより加熱される表面側定着ベルトおよび裏面側定着ベルトと、
上記各定着ベルトが互いに圧接する向きに該定着ベルトを押圧し、定着ベルトにニップ部を形成可能な同一構成からなる定着ローラおよび加圧ローラと、
上記各定着ベルトの内面において未定着トナー像と接触する側の展張面の移動方向で上記定着ローラおよび加圧ローラの後方に配置されて該定着ベルトが掛け回され、該定着ローラおよび加圧ローラよりも小径とされた表面側出口ローラおよび裏面側出口ローラとを備え、
上記表面側および裏面側出口ローラは、上記トナー像と接触する側のベルト展張面の移動方向において上記定着ローラおよび加圧ローラを通過した該ベルトが近接して近似的なニップ部を形成できる構成であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
上記表面側出口ローラおよび裏面側出口ローラの配置構成として、
上記表面側出口ローラの半径をｒ１、裏面側出口ローラの半径をｒ２とし、
上記表面側定着ベルトの厚さをｔ１、上記裏面側定着ベルトの厚さをｔ２とし、
上記表面側出口ローラと上記裏面側出口ローラとの軸間距離をＬとしたとき、
０（ｍｍ）＜Ｌ−（ｒ１＋ｒ２＋ｔ１＋ｔ２）＜５（ｍｍ）
の関係を成立させる配置構成と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記載の定着装置において、
上記加熱ローラ以外のローラに掛け回される表面側および裏面側の各定着ベルトは、該ローラに対する巻き付き角が１２０°以下に設定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの一つに記載の定着装置において、
上記各定着ベルトが掛け回されているローラのうちで、加熱源に相当するローラ以外のローラは断熱構造であることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちの一つに記載の定着装置において、
上記定着ベルトが掛け回されているローラのうちで、加熱源に相当するローラ以外のローラのうちで、上記定着ベルトの移動方向における上記ニップ部の後方に位置して該ベルトが掛け回されているローラには、該ベルトを挟んでクリーニング部が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５記載の定着装置において、
上記クリーニング部は、上記ベルトを挟んで該ベルトが掛け回されているローラに対向するローラと、このローラに対して加圧されることにより従動回転可能なクリーニングローラとを備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちの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。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
上記表面側および裏面側定着ベルトには、上記ローラのうちで加熱源に相当するローラの表面温度検知手段が設けられ、該表面温度検知手段は、上記定着ベルトの外側から非接触で対向する構成若しくは該定着ベルトの内側で上記加熱源に相当するローラの表層に接触する構成のいずれかが用いられ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用いる画像形成装置に関し、さらに詳しくは、トナー像に接触するベルトを用いた定着機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像が現像されてトナー像が形成されると、記録紙などの記録材に対してトナー像が転写され、転写を受けた記録材は定着装置によりトナー像を定着される。  
定着装置においては、トナー像に対して熱および圧力を作用させることにより、融解したトナーを記録材に浸透される定着行程が実行される。
【０００３】
定着装置の構成の一つに加熱源を内蔵した加熱ローラおよびこれに対向当接して定着ニップ部を構成可能な加圧ローラを用いて熱ローラ定着方式を実施することができる構成がある。  
熱ローラ定着方式の場合には、熱容量が比較的大きい材質からなるローラを使用することが多いことから、所定温度までの立ち上がりが遅く、待機時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
従来、このような問題を解消する定着方式として、トナーと接触する側の加熱部材として一つのローラに掛け回されたベルトを用い、立ち上がり時間の短縮と共に定着ニップの拡大を可能にした構成が提案されている（例えば、特許文献１）。  
ベルトはローラなどの構造と違って厚さを薄くすることにより熱容量を小さくできることにより所定温度までの立ち上がり時間を短縮することが可能となり、ベルトの可撓性を利用してこれに当接する加圧部材に対する接触面積を拡大して熱伝達領域を拡大できる利点がある。
【０００５】
ベルトをトナーの加熱体として用いる構成として、記録材の表裏両面にトナー像を担持した記録材を対象に、１対のローラにかけ回されているベルトを対向させて配置し、その展張部に配置されている加圧ローラを介して定着時にベルトを互いに接触させるように押圧するようにした構成もある（例えば、特許文献２）。
【０００６】
一方、熱および圧力の作用を受けるトナーは、融解時に一部が加熱部材側に転移し、いわゆるホットオフセットを生じる場合がある。このため、従来では、加熱部材の表面にフッ素系樹脂などを被覆したオフセット防止層やあるいは離型性のよいシリコンオイルなどを塗布する等の対策が採られている。
【０００７】
ホットオフセットを防止するための構成としては、上記特許文献２に開示された構成、つまり、記録材の両面に定着ベルトを配置した構成を対象とした場合、定着ローラと加圧ローラとを通過した位置の定着ベルトに対向して空冷機構などの冷却機構を設ける構成がある（例えば、特許文献３）。
【０００８】
トナー像に用いられるトナーには、近年要求が高まる傾向にある高画質化への対策として、使用する現像剤、特に、トナーに関し、不定形で粒径分布や流動性および転写性さらには不定形による突起などが存在することにより突起部での電荷集中などが起こることで帯電特性が悪化しやすいという不具合がある混連粉砕法によるトナーに代えて、粉砕行程を含まない重合法によるトナーを用いることが提案されている（例えば、特許文献４）。また、前述したオフセット防止対策をトナー自体で賄うためにトナーにワックス成分を含有させたものもある。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３０７５０１号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００２−７２７２４号公報（段落「００４８」〜「００４９」欄）
【特許文献３】実開平５−７２９２６号公報（段落「００２７」欄）
【特許文献４】特開２００２−３５１１４３号公報（段落「００１３」欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
定着ベルトは、定着ニップ部の拡大を図る目的で一方のローラ側に押圧され、他方のローラの周面に食い込ませるような形状を呈する。これにより、一方のローラの周面に沿ったニップ領域の長さを確保できる。
【００１１】
しかし、周面の窪み変形に倣った状態で定着ベルトが変形すると、定着ベルトの平面性がなくなる。このため、定着対象として、比較的長尺の転写紙ではなく、移動方向の長さが転写紙に比べて短いもの、例えば、封筒などは、ニップ部で平面性が損ねられて皺が発生しやすくなったり、フラップがずれやすくなるという問題がある。
【００１２】
また、ニップ部を通過した記録材は上述したように、ローラの曲率を利用した曲率分離を受けるが、ローラの外径が大きい場合には曲率を利用した分離だけでなく、ローラ近傍に配置した分離爪による剥離作用により分離されることがある。  しかし、分離爪を設けた場合には、分離爪先端をローラの周面に当接させて記録材を周面から掬い上げるような状態で剥離することから、分離爪先端によって記録材上のトナー像が摺擦されることによる摺擦痕が発生したり、ベルトの摩耗による耐久性低下を招く虞もある。摺擦痕に関しては、ベルト事態が摺擦された際に生じる摺擦痕が定着時に軟化しているトナーと接触した場合にトナーに生じることもある。
【００１３】
摺擦の際の摩擦抵抗を低減するには、上述したオフセット防止対策に用いられる離型剤の塗布がある。しかし、近年では、トナーにワックス成分を含有させる構成を用いる場合があり、この場合には、ベルトやローラへの強制的な潤滑剤の塗布によるベルトやローラ表面の保護が行われないことにより上述した摺擦痕の解消が達成しにくくなる。
【００１４】
一方、ベルトを用いた場合にはベルト自体の熱容量が小さいことを利用して温度の立ち上がり時間を短くすることができるが、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、ベルトが巻き付けられているローラは加熱ローラと定着用のニップ部を形成するための定着ローラであり、そのうち、定着ローラ（特許文献１）、加圧ローラ（特許文献２）には、ベルトの加熱源が配置されていない。このため、定着装置が停止している状態では定着ベルトからの熱が定着ローラに奪われてしまうことになり、再起動時には所定温度までの立ち上がりが遅くなったり、温度の平衡状態が不安定となる虞がある。
【００１５】
本発明は、上記従来の定着装置における問題に鑑み、定着対象となる記録材の種類に拘わらず、温度の立ち上がりを向上させると共に、記録材の皺などの異常な定着状態が発生するのを防止でき、しかも、定着に用いられるベルトやこれが巻き付けられるローラへの摺擦痕の発生も防止することで定着された画像品質の悪化を抑えることができる構成を備えた定着装置及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】
【００１６】
請求項１記載の発明は、未定着トナー像を記録材に定着する定着装置において、上記記録材の表裏各面に対向して配置され、少なくとも３カ所以上に位置するローラに掛け回されて該記録材の移動方向に沿って移動可能な展張面を備え、内部に装備された加熱源を有する加熱ローラにより加熱される表面側定着ベルトおよび裏面側定着ベルトと、上記各定着ベルトが互いに圧接する向きに該定着ベルトを押圧し、定着ベルトにニップ部を形成可能な同一構成からなる定着ローラおよび加圧ローラと、上記各定着ベルトの内面において未定着トナー像と接触する側の展張面の移動方向で上記定着ローラおよび加圧ローラの後方に配置されて該定着ベルトが掛け回され、該定着ローラおよび加圧ローラよりも小径とされた表面側出口ローラおよび裏面側出口ローラとを備え、上記表面側および裏面側出口ローラは、上記トナー像と接触する側のベルト展張面の移動方向において上記定着ローラおよび加圧ローラを通過した該ベルトが近接して近似的なニップ部を形成できる構成であることを特徴としている。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、上記表面側出口ローラおよび裏面側出口ローラの配置構成として、上記表面側出口ローラの半径をｒ１、裏面側出口ローラの半径をｒ２とし、上記表面側定着ベルトの厚さをｔ１、上記裏面側定着ベルトの厚さをｔ２とし、上記表面側出口ローラと上記裏面側出口ローラとの軸間距離をＬとしたとき、
０（ｍｍ）＜Ｌ−（ｒ１＋ｒ２＋ｔ１＋ｔ２）＜５（ｍｍ）
の関係を成立させる配置構成とすることを特徴としている。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、上記加熱ローラ以外のローラに掛け回される表面側および裏面側の各定着ベルトは、該ローラに対する巻き付き角が１２０°以下に設定されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の定着装置において、上記各定着ベルトが掛け回されているローラのうちで、加熱源に相当するローラ以外のローラは断熱構造であることを特徴としている。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のうちの一つに記載の定着装置において、上記定着ベルトが掛け回されているローラのうちで、加熱源に相当するローラ以外のローラのうちで、上記定着ベルトの移動方向における上記ニップ部の後方に位置して該ベルトが掛け回されているローラには、該ベルトを挟んでクリーニング部が設けられていることを特徴としている。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の定着装置において、上記クリーニング部は、上記ベルトを挟んで該ベルトが掛け回されているローラに対向するローラと、このローラに対して加圧されることにより従動回転可能なクリーニングローラとを備えていることを特徴としている。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のうちの一つに記載の定着装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、上記表面側および裏面側定着ベルトには、上記ローラのうちで加熱源に相当するローラの表面温度検知手段が設けられ、該表面温度検知手段は、上記定着ベルトの外側から非接触で対向する構成若しくは該定着ベルトの内側で上記加熱源に相当するローラの表層に接触する構成のいずれかが用いられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、転写対象となる記録材の表裏各面に対向して設けられている定着ベルトが掛け回されているローラのうちで、表面側および裏面側出口ローラが定着ローラおよび加圧ローラを通過したベルトが表面側および裏面側の出口ローラの配置構成により、近似的なニップ部を形成できるので、定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部だけでなく、記録材上のトナーに対する定着領域を拡大することができる。これにより、定着ローラと加圧ローラとで形成されたニップ部だけでなくさらにそのニップ部後方にも近似的なニップ部が連続していることにより、ベルトの設定温度を低くしても記録材上のトナーの定着に必要な熱量を確保することができる。このため、ベルトの設定温度が低くなることで設定温度までの立ち上がりを速めることが可能となる。
【００２５】
しかも、ニップ部を形成する定着ローラと加圧ローラとは同一構成とされているので、互いにベルトを押圧した場合でも一方のローラに窪み変形などが起こることがないので、記録材の平面性を維持することができる。これにより、単葉の記録材はもちろん、封筒等の２枚重ねとなった記録材でも曲がり変形を生じさせることなく移動させることができ、曲がり変形などが原因する皺の発生を防止することができる。
【００２６】
さらに、出口ローラを通過した際に定着ローラおよび加圧ローラの外径よりも出口ローラが小径であることによる曲率分離作用を良好に行わせることができるので、分離爪などのようなベルトへの摺擦部材を設ける必要がなくなる。これにより、ベルト表面への摺擦損傷やトナーへの摺擦損傷を防止して画像品質の悪化を防止することが可能となる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、定着ローラおよび加圧ローラによるニップ部を通過した位置でベルト同士の配置構成を規定することにより、ニップ部が複数できるようなことをなくすことができる。これにより、ニップ部が複数存在した場合に各ニップ部での移動速度や面圧の違いが原因してトナーの定着に必要な熱量や圧力が不安定となることによる画像乱れを防止することが可能となる。しかもニップ部での接触状態を安定させて記録材の剥離を定着ローラおよび加圧ローラよりも小径の出口ローラにより行わせることも可能となる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、加熱ローラ以外のローラに対する定着ベルトの巻き付け角を規定することにより定着ベルトと加熱ローラ以外のローラとの接触面積を少なくしてベルトからの放熱が原因する温度の立ち上がり悪化を防止することが可能となる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、定着ベルトが掛け回されているローラの打ち出か熱源に相当するローラ以外のローラが断熱構造とされているので、ベルトとローラとの接触による放熱を抑えて温度の立ち上がりが悪化するのを防止して待機時間を短縮することが可能となる。
【００３０】
請求項５および６記載の発明によれば、定着ベルトが掛け回されているローラに対向してこのローラに加圧されることで従動回転可能なローラに圧接するクリーニングローラを用いたクリーニング部が設けられているので、定着ベルトが掛け回されているローラをクリーニングローラの裏当て部材として定着ベルトを挟持することができるので、定着ベルトに対する異物掻き取り能力を高めてクリーニング効率を向上させることが可能となる。
【００３１】
請求項７記載の発明によれば、定着温度までの立ち上がり時間を短縮できると共に、記録材の皺や画質悪化を防止することができる画像形成装置を得ることが可能となる。  
請求項８記載の発明によれば、温度検知手段がベルトに対しては非接触な状態で、またベルト以外においては接触する構成であるので、ベルトに対する直接的な接触を行わないようにしてベルトへの摺擦損傷を防止することができる。特に、接触する部材としてベルトの加熱源に相当するローラを選択しているので、ベルトの表層温度をほぼ近似的に求めることができるので、ベルトに対する非接触の場合と同様に、ベルトに対する温度管理精度を損ねないようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００３３】
図１は、本発明の実施例に係る定着装置を適用される画像形成装置を示しており、同図に示す画像形成装置２０は、異なる色毎の画像情報に対応したレーザ光による書き込みが可能なカラーレーザプリンタであるが、本発明はこれに限らず、複写機、印刷機およびファクシミリ装置なども画像形成装置として含む。
【００３４】
図１に示す画像形成装置２０は、色分解毎の画像を転写体として用いられる転写ベルトに吸着した紙などの記録シートや２枚重ねとされた封筒などが用いられる記録材（以下、単葉形式である記録シートの場合で説明する）に重畳転写することでカラー画像が潜像担持体からカラー画像が直接記録材に形成される方式が用いられている。  
図１において、画像形成装置２０は、次に挙げる各装置を備えている。  
原稿画像に応じた色毎の画像を形成する作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫと、各作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫおよび転写装置２２とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ２３と、給紙装置２４に装備されている第１給紙カセット２４Ａおよび第２給紙カセット２４Ｂと、該手差しトレイ２３あるいは給紙カセット２４、２４から搬送されてきた記録シートを作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ３０と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行う定着装置１とが備えられている。
【００３５】
定着装置１は、図２以降の図において詳細を説明するが、記録シートの表裏各面に対向して位置する加熱されたベルトを備えたベルト定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置１には、記録材の表裏各面でベルトを加熱するための熱源およびベルトに対向してシートを挟持搬送しながら定着領域であるニップ部を構成する定着ローラおよび加圧ローラが装備され、ベルトは定着ローラと熱源とを含む少なくとも３本以上のローラ間に掛け回され、上述した定着ローラと加圧ローラとで狭持される位置で上記ニップ部を通過する構成とされている。
【００３６】
転写装置２２は、転写体として複数のローラに掛け回されているベルト（以下、これを転写ベルトという）２２Ａが用いられたベルト装置に相当しており、詳細は図２において説明するが、各作像装置における感光体ドラムと対向する位置には転写バイアスを印加する転写バイアス手段２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２ＢＫがそれぞれ配置され、さらに転写ベルト２２Ａの移動方向（図１中、矢印Ａで示す方向）において第１色目を転写される側には、第１色目の転写に先立ち記録シートを転写ベルト２２Ａに吸着させるための吸着用バイアスを印加する吸着用バイアス手段３１が転写ベルト２２Ａに当接可能に配置されている。
【００３７】
画像形成装置２０では、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをも記録シートとして用いることが可能である。
【００３８】
図２は、前述した定着装置１の構成を示す図であり、同図において定着装置１は、記録材Ｓの表裏各面に対向して配置された表面側定着ベルト１０１および裏面側定着ベルト１１０を有する表面側定着ユニット１００Ａおよび裏面側定着ユニット１００Ｂをそれぞれ備えている。
【００３９】
各定着ユニットは同様な構成を備えているので、記録材ＳのトナーＴを担持している表面側のユニットである表面側定着ユニット１０１について説明すると次の通りである。なお、裏面側定着ユニット１００Ｂの各部材に関しては、符号を１１０番台から初めてその後に付されるアルファベットを表面側定着ユニット１００Ａの部材に用いたものと同じにして示してある。  
表面側定着ユニット１００Ａに設けられている表面側定着ベルト１０１は、基体として厚みが９０μｍのポリイミド樹脂からなるφ７０ｍｍの無端状ベルトで構成され、表面には厚みが２００μｍのシリコンゴムが被覆されるとともに最外層に３０μｍの厚みを有するパーフルオロアルコキシ・フッ素樹脂（ＰＦＡ）などを用いたフッ素系樹脂層が設けられて構成されている。
【００４０】
表面側定着ベルト１０１は、少なくとも３カ所以上に配置されたローラ１０１Ａ、１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに掛け回されて記録材Ｓの移動方向（図２中、記録材Ｓの先端の矢印で示す方向）に沿って移動可能な展張面を形成されて回動するようになっている。
【００４１】
記録材Ｓの移動方向に沿った展張面を形成するために、その移動方向に沿って定着ローラ１０１Ａおよび定着ローラ１０１Ａの後方に表面側出口ローラ１０１Ｂがそれぞれ配置されており、そして、これら以外のローラとして、表面側定着ベルト１０１の張力付加用のテンションローラ１０１Ｃおよび加熱ローラ１０１Ｄがそれぞれ設けられている。
【００４２】
定着ローラ１０１Ａは、芯金表面に断熱性を有する弾性体層を有し、裏面側定着ユニット１１０側において対向する位置に設けられている加圧ローラ１１０Ａと協働してニップ部を形成する同一構成からなるローラであり、表面側出口ローラ１０１Ｂは、定着ローラ１０１Ａよりも小径とされている。本実施例では、定着ローラ１０１Ａおよび加圧ローラ１１０Ａが共に同じ構成とされており、鉄製中実の芯金に厚みが６ｍｍの発泡シリコンからなる断熱性の弾性体層を備えた構成とされているので、定着ローラ１０１Ａおよび加圧ローラ１１０Ａとで形成されるニップ部では記録材Ｓの挟持面が同じ変形を生じることになり、換言すれば、記録材Ｓが両方のローラ間で押し付けられても窪んだりすることがない状態で移動することができる。
【００４３】
加熱ローラ１０１Ｄには、熱源となるハロゲンヒータ１０１Ｄ１が内部に備えられて表面側定着ベルト１０１を加熱する部材であり、ハロゲンヒータ１０１Ｄ１の点灯制御は、加熱ローラ１０１Ｄの近傍で表面側定着ベルト１０１の表面温度を検知可能な赤外線センサなどを用いた非接触型の温度検知手段１０２による検知結果に基づき実行される。
【００４４】
裏面側定着ユニット１００Ｂ側での加熱ローラ１１０Ｄでは、温度検知手段１１２として表面側定着ユニット１００Ａにおいて用いた非接触型ではなく、加熱ローラ１１０Ｄの表面温度を直接接触することで検知可能なサーミスタなどが用いられている。加熱ローラ１０１Ｄ、１１０Ｄにおける温度管理に用いられる温度検知手段１０２，１１２は、表面側および裏面側定着ベルト１０１，１１０に直接接触することがないので、接触した場合に発生するベルト表面での摺擦損傷をなくすことができるようになっている。
【００４５】
テンションローラ１０１Ｃ、１１０Ｃは、定着ローラ１０１Ａ、加圧ローラ１１０Ａと同様に断熱構造を有したローラであり、表面側定着ベルト１０１を挟んでクリーニング部１０３，１１３に対向している。  
クリーニング部１０３，１１３には、クリーニングローラ１０３Ａ、１１３Ａとこれに圧接している保持ローラ１０３Ｂ、１１３Ｂとがそれぞれ設けられている。  
クリーニング部１０３，１１３は、表面側および裏面側定着ベルト１０１，１１０の内側に位置するテンションローラ１０１Ｃ、１１０Ｃに対向させて配置されているので、テンションローラ１０１Ｃ、１１０Ｃを表面側および裏面側定着ベルト１０１，１１０の裏当て部材として用いることができ、これにより、クリーニング部１０２，１１３に有するクリーニングローラ１０３Ａ、１１３Ａが安定した圧力でベルト１０１，１１０に圧接することになる。この結果、ベルト１０１，１１０上に残留するトナーや紙粉などの異物を効率よく掻き取ることができる。
【００４６】
本実施例では、定着ローラ１０１Ａと表面側出口ローラ１０１Ｂとの間で記録材Ｓの移動方向に沿った展張面が形成されており、定着ローラ１０１Ａと加圧ローラ１１０Ａとで形成されるニップ部に加えて展張面も記録材Ｓ上のトナーに接触して近似的なニップ部を形成できる状態が設定できるようになっており、これにより見かけ上のニップ領域を拡大させている。この場合の見かけ上のニップ部とは、ニップ部で本来得られる作用である加熱・加圧のうちの一方あるいは両方が小さいながらも作用することを意味している。
【００４７】
図２において、見かけ上のニップ部を形成するために、表面側出口ローラ１０１Ｂと裏面側出口ローラ１１０Ｂとの配置構成は、次の関係が成立させてある。  
図２において、上記両方の出口ローラ１０１Ｂ、１１０Ｂの配置位置の構成を拡大した図（一部に引き出して拡大した図）において、表面側出口ローラ１０１Ｂの半径をｒ１、裏面側出口ローラ１１０Ｂの半径をｒ２とし、表面側定着ベルト１０１の厚さをｔ１、裏面側定着ベルト１１１の厚さをｔ２とし、表面側出口ローラ１０１Ｂと裏面側出口ローラ１１０Ｂとの軸間距離をＬとしたとき、
０（ｍｍ）＜Ｌ−（ｒ１＋ｒ２＋ｔ１＋ｔ２）＜５（ｍｍ）
の関係が成立できる配置構成とされている。
【００４８】
図２において符号Ｘで示す寸法が上述した関係を成立されているが、この理由は、本来、定着ローラ１０１Ａ加圧ローラ１１０Ａとで形成される場合と同様なニップ部が複数存在した場合に各ニップ部同士での移動速度差や面圧の違いが生じている場合に画像乱れが生じてしまうのを防止すること、そして、記録材の剥離位置が不安定となることが原因するベタ画像などの光沢度が変化してしまうのを防止することにある。
【００４９】
つまり、図２の拡大図において符号Ｘで示す寸法が０ｍｍである場合には、定着ローラ１０１Ａと加圧ローラ１１０Ａとで形成されるニップ部とは別に各定着ベルト１０１，１１０同士が接触することになり、ニップ部が複数存在することになる。このため、ニップ部同士での移動速度や面圧が異なったり、ニップ部形状の違いにより画像乱れが発生する虞がある。そこで、本実施例では、定着ローラ１０１Ａおよび加圧ローラ１１０Ａにより形成されるニップ部の後方において記録材Ｓに担持されたトナーに対して本来のニップ部での圧力よりも小さい状態で加熱が行える領域を設けて見かけ上のニップ部を形成するようになっている。これにより、本来のニップ部でのみ行われる加熱を対象としたベルトの温度を低くしてもトナーの定着に必要な熱量を加熱範囲の拡大によって可能にすることができ、設定温度までの立ち上がりを速めることが可能となる。
【００５０】
また、配置関係において５ｍｍを超えると、定着ローラ１０１Ａと加圧ローラ１１０Ａとで形成されるニップ部で定着された記録材Ｓがベルトから剥離する位置が不安定となり、定着に必要な熱量の確保ができないことなどが原因してベタ画像などの光沢度に違いが出ることがある。そこで、本実施例では、５ｍｍ以下とすることによりニップ部での記録材Ｓの剥離状態が変化するのを防止して上述した不具合の発生を防いでいる。
【００５１】
記録材Ｓの剥離に関しては、定着ローラ１０１Ａ、加圧ローラ１１０Ａよりも小径の出口ローラ１０１Ｂ、１１０Ｂの曲率を利用することができるので、記録材Ｓの剥離位置が出口ローラ１０１Ｂ、１１０Ｂの一点に規定されることになり、ニップ部を通過した記録材Ｓの剥離状態が不安定とならないようにして上述した不具合を防ぐようになっている。特に、定着ローラ１０１Ａ、加圧ローラ１１０Ａよりも小径の出口ローラを用いることで定着ローラ１０１Ａや加圧ローラ１１０Ａを用いた場合と違って曲率分離を確実に行わせることができるので、従来用いられていた分離爪などの部材を不要にすることができる。これにより、分離爪が記録材上のトナーに接触した場合に発生する摺擦をなくして画像乱れなどの異常画像の発生を防止することができる。
【００５２】
本実施例は以上のような構成であるから、トナー像を転写された記録材Ｓは、定着装置１によりトナー像を定着される。  
定着装置１では、熱容量が小さいベルトを用いることに加えてニップ部が定着ローラ１０１Ａと加圧ローラ１１０Ａとの対向位置だけでなくその後方においても近似的なニップ部として拡張されているので、ベルトの設定温度を低くしても定着に必要な熱量を確保することができる。これにより設定温度が低いことにより消費電力の低減に加えて設定温度までの立ち上がりを速めることができる。
【００５３】
一方、定着ローラ１０１Ａと加圧ローラ１１０後で形成されうニップ部ではこれらローラが同じ構成であるので、従来の構成と違って、ニップ部を通過する記録材に撓み変形がおこらないようにできる、つまり、一方のローラの窪み変形を生じるようなことがないのでニップ部を通過する記録材の平面性が維持される。これにより、単葉のシート材などの記録材はもちろんのこと、２枚重ねの封筒などを用いる記録材においても平面性を維持されることにより、ずれたりすることが原因する皺の発生を防止することができる。
【００５４】
本実施例では、加熱ローラ１０１Ｄ、１１０Ｄ以外のローラが断熱構造であるので、不用意な放熱を防止してベルトの温度低下を防ぐことができる、これにより、設定温度までの立ち上がりが遅くなるのを防止できる。
【００５５】
次の本実施例の要部変形例について説明する。  
図３に示す実施例は、加熱ローラ１０１Ｄ、１１０Ｄ以外のローラを対象とした表面側定着ベルト１０１および裏面側定着ベルト１１０の巻き付け角を１２０°以下に設定したことを特徴としている。  
つまり、本実施例では、図３に示すように、加熱ローラ１０１Ｄ、１１０Ｄ以外のローラで巻き付け角が最も大きくなるのが表面側出口ローラ１０１Ｂおよび裏面側出口ローラ１１０Ｂである。つまり、表面側および裏面側出口ローラ１０１Ｂ、１１０Ｂは、他のローラと違って定着ベルト１０１，１１０が迂回させてある配置位置である関係上、最も巻き付け角が大きくなっている。そこで、本実施例では、表面側出口ローラ１０１Ｂでの巻き付け角（θ１）が１０５°に、そして裏面側出口ローラ１１０Ｂでの巻き付け角（θ２）が９８°に設定されている。
【００５６】
本構成において加熱ローラ１０１Ｄ、１１０Ｄ以外のローラでのベルト巻き付け角を１２０°以下とすることにより、ベルトとローラ周面との接触面積を小さくすることができ、これにより、接触面積に比例する放熱面積を少なくして設定温度までの立ち上がり、つまり熱応答性を向上させている。
【００５７】
以上のような実施例によれば、ベルトの設定温度までの熱応答性の向上および記録材上のトナー画像に対する摺擦の抑制により設定温度までの立ち上がり特性の向上および異常画像の発生防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明実施例に係る定着装置が適用される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】本発明実施例による定着装置の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おける要部変形例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  定着装置
２０  画像形成装置
１００Ａ  表面側定着ユニット
１００Ｂ  裏面側定着ユニット
１０１    表面側定着ベルト
１０１Ａ  定着ローラ
１０１Ｂ  表面側出口ローラ
１０１Ｃ、１１０Ｃ  テンションローラ
１０１Ｄ、１１０Ｄ  加熱ローラ
１０２  非接触型温度検知手段
１０３，１１３  クリーニング部
１０３Ａ、１１３Ａ  クリーニングローラ
１０３Ｂ、１１３Ｂ  保持ローラ
１１０    裏面側定着ベルト
１１０Ａ  加圧ローラ
１１２  サーミスタ
ｒ１  表面側出口ローラの半径
ｒ２  裏面側出口ローラの半径
Ｌ  出口ローラ同士の軸間距離
Ｘ  出口ローラ同士間の隙間
【図１】
2006071921.tif 000003
【図２】
2006071921.tif 000004
【図３】
2006071921.tif 000005