(57)【要約】【課題】  ウォームアップタイムを短縮するとともに消費電力の低減を図りつつ、且つベルトの片寄りを低減することができるとともに、確実にトナー像をシートに定着することができる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】  支持部材２１と加圧部材２４とは、記録体Ｘ搬送方向の上流側または下流側のいずれか一方で圧接され、各支持部材２１の間に掛け渡されたベルト２２の掛渡部２８、２９のうちの一方の掛渡部２８は、一端が支持部材２１と加圧部材２４とに狭持されて引張状態で掛け渡され、他方の掛渡部２９は、無張力状態で掛け渡され、支持部材２１と加圧部材２４との狭持部分からその上流位置までの長さの範囲で一方の掛渡部２８の外側に加圧部材２４が接触して定着ニップ部３０を形成している。【選択図】    図２
2006133322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの支持部材と、各支持部材に巻回されて周方向に移動可能に支持された無端状のベルトと、該ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトに圧接される加圧部材とが備えられ、
前記ベルトと前記加圧部材との間に形成される定着ニップ部に、トナー像が静電気的に担持された記録体を通過させることで、前記トナー像を前記記録体に加熱融着させる定着装置において、
前記支持部材と前記加圧部材とは、前記記録体搬送方向の上流側または下流側のいずれか一方で圧接され、
前記各支持部材の間に掛け渡された前記ベルトの掛渡部のうちの一方の掛渡部は、一端が前記支持部材と前記加圧部材とに狭持されて引張状態で掛け渡され、他方の掛渡部は、無張力状態で掛け渡され、前記支持部材と前記加圧部材との狭持部分からその上流位置までの長さの範囲で前記一方の掛渡部の外側に前記加圧部材が接触して前記定着ニップ部を形成してい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、
前記定着ニップ部よりも上流側の支持部材の側方にはピンチ部材が該支持部材に圧接させて設けられ、前記ベルトは前記支持部材と前記ピンチ部材とによって狭持されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
記録体にトナー像を静電気的に転写させる画像形成手段が備えられている画像形成装置において、
請求項１または２記載の定着装置が備えられ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、例えばレーザープリンターやレザーファックス、デジタル複写機等の電子写真方式の画像形成装置に内蔵される定着装置、およびその定着装置が備えられた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム上をほぼ一様に帯電させた後、当該感光体ドラムをレーザースキャニングユニット等により露光して画像信号に応じた静電潜像を形成し、その後、現像器により帯電されたトナーを前記感光体ドラム上に供給して顕像化し、そのトナー像をシート（記録体）に転写する。シートに転写されたトナー像は、シート上に担持されているだけであって固定されていないため、画像形成装置に備えられた定着装置によりトナー像を加熱するとともに加圧し、トナー像を熱溶融定着させてシート上に固定された画像を形成する。
【０００３】
従来の定着装置は、筒状の金属製ヒートローラー（伝熱部材）と、ヒートローラーに圧接されたプレスローラー（加圧部材）と、ヒートローラー内に挿装されて輻射熱によってヒートローラーを加熱するハロゲンランプ（熱源）とを基本構成としている。この定着装置（２ローラー方式）によれば、ヒートローラーとプレスローラーとが互いに圧接されて形成された定着ニップ部に、トナー像を担持するシートを挟持搬送させることで、シート状のトナー像が、ヒートローラーの熱によって加熱されるとともに、ヒートローラーとプレスローラーとの圧接によって、シートに定着される。
【０００４】
従来の定着装置では、常温状態のヒートローラーを、トナーが溶融される１６０℃〜２００℃程度の定着温度まで加熱するには、相当の時間がかかる。よって、従来の定着装置では、電源を入れたときから実際にプリントを開始するまでには、相当長いウォームアップタイムが必要である。また、プリント待機時からのプリント開始までの時間を短くするため、定着装置の温度を常に高温に保つ必要があるが、定着装置の温度を高温に保つにはハロゲンランプで常に加熱する必要があり、消費電力が増大する。
【０００５】
上記した従来の定着装置に鑑み、近年、ウォームアップタイムを短縮するとともに消費電力の低減を図った定着装置が多々提案されている。
【０００６】
例えば、磁束により電流を誘導させて発熱させる電磁誘導加熱方式の定着装置がある。電磁誘導加熱方式の定着装置は、円筒状または断面半円弧状のホルダーと、ホルダーに外嵌され、且つ導電層および抵抗体層が積層されてなる円筒状のフィルムと、ホルダーの内部に設けられた励磁コイルおよび磁性コアからなる磁場発生手段と、フィルムの外周面に圧接されて定着ニップ部を形成するプレスローラーとを基本構成としている。上記した電磁誘導加熱方式の定着装置によれば、磁場発生手段により発生する磁束によって渦電流が発生し、この渦電流により導電層にジュール熱が発生し、このジュール熱によって定着ニップ部の温度が上昇する。このように、ＩＨ方式によって定着ニップ部が定着温度まで加熱されるため、定着ニップ部の温度を短時間で定着温度まで上昇させることができ、ウォームアップタイムを短縮することができる。また、フィルムはヒートローラーに比べ低熱容量なため、消費電力を低減させることができる（例えば、特許文献１参照。）。しかし、磁場発生手段を備える必要があるため、２ローラー方式の定着装置に比べて部品コストが高くなるという問題がある。また、フィルム内周面がホルダー等に対して摺動されるため、摺動部分の磨耗によってフィルムの寿命が限られるとともに材料の選択も狭められるという問題がある。
【０００７】
また、上記した２ローラー方式の定着装置に備えられたプレスローラーをチューブ状のプレスベルトに置き換え、このプレスベルトの一部をその内方からヒートローラーに向けて押圧して定着ニップ部を形成するプレスベルト押圧方式の定着方式がある。このプレスベルト押圧方式の定着装置は、ハロゲンランプ等の熱源によって加熱されるとともに軸回転するヒートローラーと、ヒートローラーに当接して従動される無端状のプレスベルトと、プレスベルトをその内方からヒートローラーに向けて面で押圧する押圧部材とを基本構成としている。このような構成からなるプレスベルト押圧方式の定着装置によれば、面で押圧されたプレスベルトがヒートローラーに圧接されて定着ニップ部を形成しているため、広い定着ニップ部が形成され、これによって、ウォームアップタイムを短縮するとともに消費電力を低減させることができ、且つ、部品コストは電磁誘導加熱方式の定着装置に比べて軽減することができる（例えば、特許文献２参照。）。しかし、プレスベルトの内周面が、押圧部材によって面で押圧されて摺動されるため、摺動部分の磨耗によってプレスベルトや押圧部材の寿命が限られるとともに材料の選択も狭められるという問題が解決できない。
【０００８】
また、上記した２ローラー方式の定着装置に備えられたヒートローラーを、周方向に移動自在のヒートベルトを用いたヒートベルトユニットに置き換え、ヒートベルトとプレスローラーとを圧接させることで定着ニップ部を形成するヒートベルト方式の定着装置がある。このヒートベルト方式の定着装置は、支持ローラーおよび円筒状の加熱ローラーに無端状のヒートベルトを巻回してなるヒートベルトユニットと、支持ローラーおよび加熱ローラーの間に掛け渡されたヒートベルトの掛渡部に圧接された円筒状のプレスローラーと、加熱ローラー内やプレスローラー内に内蔵されたハロゲンランプとを基本構成としている。このような構成からなるヒートベルト方式の定着装置によれば、広い定着ニップ部が形成されるため、ウォームアップタイムを短縮するとともに消費電力を低減させることができ、且つ、摺動する部分もないため、部材が磨耗することもなく、材料選択の余地も広げられる。また、部品コストも電磁誘導加熱方式の定着装置に比べて軽減することができる（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１２６２７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１２６８２号公報
【特許文献３】特開２００４−２０５８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来のヒートベルト方式の定着装置では、支持ローラーおよび加熱ローラーによってヒートベルトを張架させており、ヒートベルトは張力が作用した状態で掛け渡されているため、ヒートベルトを回転させていると、各ローラーの寸法精度や組付け精度の誤差およびヒートベルト周長の幅方向のばらつきなどにより、ヒートベルトが支持ローラーや加熱ローラーの軸方向に移動し、一方側に寄っていくという問題が存在する。
【００１０】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、ウォームアップタイムを短縮するとともに消費電力の低減を図りつつ、且つベルトの片寄りを低減することができるとともに、確実にトナー像をシートに定着することができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１２】
請求項１に係る発明は、少なくとも２つの支持部材と、各支持部材に巻回されて周方向に移動可能に支持された無端状のベルトと、該ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトに圧接される加圧部材とが備えられ、前記ベルトと前記加圧部材との間に形成される定着ニップ部に、トナー像が静電気的に担持された記録体を通過させることで、前記トナー像を前記記録体に加熱融着させる定着装置において、前記支持部材と前記加圧部材とは、前記記録体搬送方向の上流側または下流側のいずれか一方で圧接され、前記各支持部材の間に掛け渡された前記ベルトの掛渡部のうちの一方の掛渡部は、一端が前記支持部材と前記加圧部材とに狭持されて引張状態で掛け渡され、他方の掛渡部は、無張力状態で掛け渡され、前記支持部材と前記加圧部材との狭持部分からその上流位置までの長さの範囲で前記一方の掛渡部の外側に前記加圧部材が接触して前記定着ニップ部を形成していることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の定着装置において、前記定着ニップ部よりも上流側の支持部材の側方にはピンチ部材が該支持部材に圧接させて設けられ、前記ベルトは前記支持部材と前記ピンチ部材とによって狭持されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に係る発明は、記録体にトナー像を静電気的に転写させる画像形成手段が備えられている画像形成装置において、請求項１または２記載の定着装置が備えられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に係る発明によれば、少なくとも２つの支持部材に加圧部材が、記録体搬送方向の上流側または下流側の一方で圧接されるとともに、少なくとも２つの支持部材間に掛け渡されているベルトの引張状態とされる掛渡部に加圧部材が圧接されることで、広い定着ニップ部が形成される。これによって、定着時間が長くなり、充分な定着性を得ることができ、また、加熱されるベルトが低熱容量であるため、ウォームアップタイムを短縮するとともに、消費電力の低減を図ることができる。しかも、上流側または下流側の一方で支持部材に加圧部材が圧接されることにより、加圧部材側の掛渡部を張力状態とすることができるとともに、定着ニップ部に圧力勾配を付与することができ、これにより、トナー像をより確実にシートに定着させることができる。また、加圧部材が接触しない掛渡部は無張力状態で掛け渡されているため、無張力状態の掛渡部のところで、ベルト自体の歪みや支持部材の断面形状の歪み等によるベルトの動きを吸収することができ、ベルトが支持部材の軸方向に移動することを低減することができる。さらに、本発明は、高価な部品等を使わずに構成されているため、経済的にも有利な効果を有する。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、定着ニップ部よりも上流側の支持部材の側方に定着ベルトを介してピンチ部材が圧接され、下流側の支持部材に定着ベルトを介して加圧部材が圧接されていることによって、加圧部材側の掛渡部を張力状態とすることができるとともに、定着ニップ部に上流側から下流側に向かって圧接力が大きくなる圧力勾配を付与することができ、定着ニップ部の最後の方でより強く圧接することができる。これによって、定着ニップ部内をシートが搬送される際に徐々に溶融されるトナー像を、定着ニップ部の上流側から下流側に向かって大きくなり、最後の方でより強くなる圧接力によって定着させることができるため、確実にトナー像をシートに定着させることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、ウォームアップタイムが短縮されるとともに消費電力が低減され、且つベルトの片寄りが低減され、さらに低コストの部品で構成された定着装置が備えられていることによって、ウォームアップタイムが短縮され、消費電力が低減され、低コスト且つ機械的不具合が生じ難い画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、画像形成装置１の主要部の概略構成を示す模式図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態による画像形成装置１には、搬送ユニット２と、搬送ユニット２上に配設されて紙等のシート（記録体）Ｘにトナー像を静電気的に転写させる複数の画像形成ユニット（画像形成手段）３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫと、トナー像を担持するシートＸを挟持搬送しつつ、トナー像をシートＸに溶融加圧固定（定着）させる定着器（定着装置）４とが備えられている。
【００２０】
予め、画像形成ユニット３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫについて説明しておく。
画像形成ユニット３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫは、感光体ドラム（像担持体）６を帯電させ、帯電された感光体ドラム６表面上にレーザー光１１を走査させて露光を行い、露光によって形成された潜像の現像を行い、現像によって形成された顕像（トナー像）を後述する転写ベルト１０によって搬送されたシートＸに転写するものである。複数ある画像形成ユニット３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫは、ここでは、後述する転写ベルト１０に沿ってその移送方向に順に配置されるものであり、転写ベルト１０の移送方向を基準に、最上流側からそれぞれマゼンタ、イエロー、シアン、ブラック各色のトナー像を形成するものである。画像形成ユニット３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫには、感光体ドラム６、露光装置（露光手段）７、現像器（現像手段）８、帯電ローラー９およびクリーニング手段１９がそれぞれ備えられている。
【００２１】
感光体ドラム６は像担持体の一例であり、図１に示す矢印方向に軸回転するものであり、露光装置７からのレーザー光１１が照射されて表面に潜像を形成するものである。
露光装置７は、微小スポットに結像されたレーザー光１１を、感光体ドラム６上の露光位置において、感光体ドラム６の回転軸に平行な直線上を一定方向に走査させるものである。
【００２２】
現像器８は、潜像を現像して顕像を形成するものであって、所定の色を有する粉体のトナーを摩擦帯電させて、負電荷を帯びさせ、露光により非露光部分と比較し現像電位に対して正電位とされた感光体ドラム６の露光部分にトナーを供給して、トナーを感光体ドラム６の表面に付着させるものである。現像器８内には、トナーと、トナーを撹拌して帯電させる撹拌器１２ｄと、帯電したトナーを現像ローラー１２ａ側に搬送する供給ローラー１２ｃと、供給ローラー１２ｃで供給されたトナーをその帯電電荷によるクーロン力で表面に付着させ、感光体ドラム６近傍に搬送する現像ローラー１２ａと、現像ローラー１２ａ上でトナーの層厚を一定厚さに規制するための現像ブレード１２ｂとが設けられている。
【００２３】
クリーニング手段１９は、感光体ドラム６に当接して感光体ドラム６表面のトナーを除去する感光体ドラムクリーニングローラー１９ａと、クリーニングローラー１９ａの近傍に配置され該クリーニングローラー１９ａによって除去されたトナーを収集する図示せぬ箱体とから構成される。
【００２４】
帯電ローラー９は、画像形成時に感光体ドラム６の表面電位を所定電位とするためのもので、金属軸に導電性を付与した弾性体によりローラー部が構成され、感光体ドラムクリーニングローラー１９ａの下流側の帯電位置で感光体ドラム６と当接する。そして、図示せぬ軸受けをバネなどの付勢手段により押圧することにより、帯電ローラー９が感光体ドラム６に対して周方向に所定幅で当接するニップ部が形成され、帯電ローラー９に直流電圧が印加されたとき、感光体ドラム６表面を所定電位に帯電できるようになっている。また、帯電ローラー９には、帯電ローラークリーニングローラー２０が当接されており、帯電ローラー９表面の汚れを除去するようになっている。
【００２５】
次に、搬送ユニット２について説明する。
搬送ユニット２には、内周部に配設された従動ローラー１３ｂ、１３ｃおよびテンションローラー１４により一方向に循環移動される無端状の転写ベルト１０と、駆動ローラー１３ａと、転写ベルト１０を感光体ドラム６に転写位置で当接されるように保持される転写ローラー１６ａと、転写ベルト１０にクリーニングブレードを当接して転写ベルト１０表面の付着物をかき落とし、かき落された付着物を回収するスペースを備えるベルトクリーニングユニット１７とが備えられている。
【００２６】
転写ベルト１０の材質は、シートＸを挟んで感光体ドラム６と対向したとき、裏面に当接する転写ローラー１６ａに印加された転写電圧により感光体ドラム６上のトナーを吸引できるようにした例えば誘電体シートが用いられる。また、転写ベルト１０は光を反射させる光反射特性を有するものである。
【００２７】
転写ローラー１６ａは、例えば、金属製の回転軸に導電性または半導電性の合成ゴムなどでローラー部が形成されており、その回転軸には転写用高圧電源（図示省略）が接続され、ローラー部の表面電位が制御されるようになっている。
ここで、転写ローラー１６ａと、そのローラー部の表面電位を制御する制御部１６とにより、画像形成ユニット３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫによって形成されるトナー像を、転写ベルト１０によって搬送されるシートＸに静電気的に転写する転写ユニット１８が構成される。
【００２８】
次に、定着器４について説明する。
図２は定着器４の構成を表す概略図である。図２に示すように、定着器４には、複数（図では２つ）の支持部材２１と、２つの支持部材２１に巻回されて周方向に移動可能に支持された無端状（筒状）の定着ベルト（ベルト）２２と、支持部材２１とともに定着ベルト２２の内部に配置され、定着ベルト２２を内方から加熱する熱源２３と、下流側の支持部材２１に圧接されることにより、下流側の支持部材２１から上流側に向う間の定着ベルト２２に圧接される加圧部材２４と、上流側の支持部材２１の側方に設けられたピンチ部材２５とが備えられている。
【００２９】
２つの支持部材２１は、それぞれ一方向に軸回転可能な円柱形状の部材であり、筒状の定着ベルト２２の内部に配され、一方の支持部材２１は、後述の加圧部材２４のシートＸの搬送方向（加圧部材２４の回転方向）の下流側（図では左側）に、定着ベルト２２を介しつつ圧接されている。他方の支持部材２１は、外周面の一部に定着ベルト２２が掛けられ、加圧部材２４の上流側の近傍に加圧部材２４と離間して配されている。ここで、下流側の一方の支持部材２１は、図示せぬ駆動機構によって軸回転する駆動ローラー２６である。他方、上流側の他方の支持部材２１は、回転抵抗を持ち、この支持部材２１が摩擦接触した定着ベルト２２に周方向移動に対する抵抗を与えるガイドローラー２７である。
【００３０】
定着ベルト２２は、長手方向がシートＸの幅よりも長く、外力を受けていない状態で略円筒形状の薄肉の部材である。また、定着ベルト２２は、数十ミクロンから１５０ミクロン程度の厚さの金属若しくは耐熱樹脂フィルムからなる基層の外周に、数百ミクロン程度の厚さのシリコン等の耐熱ゴムからなる弾性層を積層させ、さらにその弾性層の表面に数十ミクロン程度の厚さの耐熱性に優れたフッ素樹脂やフッ素樹脂の変成体（ポリテトラフルオロエチレン等）等からなるトナー離型層を積層させたものである。
【００３１】
この定着ベルト２２は、内部に配された駆動ローラー２６とガイドローラー２７によって支持され、駆動ローラー２６は圧接される加圧部材２４との間に定着ベルト２２を介在させ、これを挟持することによって支持しており、ガイドローラー２７は、外周面の一部に掛けられた定着ベルト２２を、後述のピンチ部材２５に圧接されることによって挟持し支持している。これにより、定着ベルト２２は、内側面が駆動ローラー２６とガイドローラー２７に圧接されるとともに摩擦接触されており、軸方向に回転する駆動ローラー２６に従動して周方向に移動可能とされている。
この構成において、駆動ローラー２６を回転駆動することにより、駆動ローラー２６とガイドローラー２７との間に掛け渡された定着ベルト２２の掛渡部２８、２９のうち、加圧部材２４側の一方（図２において下側）の掛渡部２８は、両端が駆動ローラー２６と加圧部材２４との間及びガイドローラー２７とピンチ部材２５との間で挟持されて、その間で張力が持たされた引張状態で掛け渡され、他方（図２において上側）の掛渡部２９は、張力がない無張力状態で掛け渡されることとなる。
【００３２】
熱源２３は、例えばハロゲンランプ等であり、熱を発する本体部が定着ベルト２２の内側に配置され、その本体部からの輻射熱によって定着ベルト２２を加熱する部材である。熱源２３は、定着ベルト２２の引張状態とされる掛渡部２８の外側が加圧部材２４と接触して形成される定着ニップ部３０の近傍に本体部が配置されるように設けられている。
【００３３】
加圧部材２４は、一方向に軸回転可能な円柱形状の部材であり、金属製の芯材２４ａにシリコンゴム等の耐熱弾性層２４ｂが巻き付けられた構成からなる。加圧部材２４は、駆動ローラー２６と加圧部材２４の間と、ガイドローラー２７とピンチ部材２５の間とによって両端が挟持されることにより引張状態とされた掛渡部２８のうち、駆動ローラー２６の挟持部分からガイドローラー２７側の一部が圧接された状態とされており、掛渡部２８の外側と加圧部材２４とが接触した長さの範囲が定着ニップ部３０とされている。ここで、定着ニップ部３０には、引張状態の掛渡部２８に作用する張力に応じて法線方向の圧接力が作用する。定着ニップ部３０の一方の端部は、駆動ローラー２６によって圧接状態とされ掛渡部２８が挟持されているため、定着ニップ部３０の圧接力は、定着ベルト２２と加圧部材２４が接触した上流側端部から駆動ローラー２６側（下流側）に向けて大きくなる圧力勾配が生じている。これにより、定着ニップ部３０を通過するシートＸに担持されたトナー像は、駆動ローラー２６側に搬送されるにつれ大きな圧接力で加圧され、駆動ローラー２６の部分でより強く加圧される。また、定着ベルト２２外周面に圧接されて摩擦接触された加圧部材２４は、周方向に移動する定着ベルト２２に従動して軸回転される。
【００３４】
ピンチ部材２５は、一方向に軸回転可能な円柱形状の部材であり、上流側の支持部材２１に巻き掛けられた定着ベルト２２の巻掛部３１が、ピンチ部材２５と支持部材２１の間で挟持されるように設けられている。また、定着ベルト２２の外周面に摩擦接触されたピンチ部材２５は、周方向に移動する定着ベルト２２に従動して軸回転されるものである。
【００３５】
上記した構成からなる画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１の全体的な動作は、周知のカラープリンター等の動作と共通するため適宜説明を省略し、定着器４の動作を中心に説明する。
【００３６】
まず、画像形成装置１が操作された時点で熱源２３を作動させて加熱を開始するウォームアップ工程を行う。具体的には、定着器４の温度が所定の定着温度に達するまで加熱を行う。このとき、図示せぬ駆動機構によって駆動ローラー２６を軸回転させるとともに、定着ベルト２２を駆動ローラー２６の回転に従動させて周方向に移動させる。また、定着ベルト２２が移動すると、ガイドローラー２７とピンチ部材２５、および加圧部材２４がそれぞれ従動して軸回転する。なお、定着器４からの放熱によって画像形成装置１内の温度が上昇するため、図示せぬファンによって定着器４の周囲に強制対流を発生させて画像形成装置１内部を冷却する。
【００３７】
次に、定着器４の温度が所定の定着温度に達した時点で、画像形成ユニット３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫによって、転写ベルト１０により搬送されたシートＸに画像を形成する工程を行う。具体的には、偏向されたレーザー光１１を照射し、帯電ローラー９によって帯電された感光体ドラム６表面にレーザー光１１を走査させて潜像を形成し、該潜像を現像器８によって現像してトナー像を形成し、感光体ドラム６表面に形成されたトナー像を転写ベルト１０によって搬送されたシートＸに転写する。
【００３８】
次に、トナー像を担持したシートＸを定着器４に搬送し、定着ベルト２２と加圧部材２４とでシートＸを挟持搬送しつつトナー像をシートＸに溶融定着させる工程を行う。具体的には、引張状態の掛渡部２８に加圧部材２４が圧接されて形成される定着ニップ部３０の上流側端部（図２において定着ニップ部３０右側）から、定着ベルト２２の周方向の移動とともに、トナー像を担持したシートＸを定着ベルト２２と加圧部材２４とで挟持しつつ定着ニップ部３０の内方に搬入する。定着ニップ部３０内で、シートＸ上に担持されたトナー像が、加熱された定着ベルト２２の熱によって徐々に溶融するとともに加圧部材２４によって、シートＸに定着される。そして、トナー像が定着したシートＸを駆動ローラー２６によって加圧部材２４と定着ベルト２２が圧接された定着ニップ部３０の下流側端部（図２において定着ニップ部３０左側）から搬出する。
この工程において、定着ニップ部３０の下流側端部は、駆動ローラー２６によって加圧部材２４に圧接され掛渡部２８が挟持されているため、定着ニップ部３０の圧接力は、定着ニップ部３０の上流側端部から駆動ローラー２６側（下流側端部）に向かって大きくなっている。このため、定着ニップ部３０内で徐々に溶融されたトナー像は、駆動ローラー２６側に進むにつれ大きな圧接力で加圧されるとともに、駆動ローラー２６の部分でより強く加圧されるため、十分に溶融された状態でシートＸに定着される。
【００３９】
上記した構成からなる定着器４によれば、２つの支持部材２１に加圧部材２４が、シートＸ搬送方向の上流側または下流側のいずれか一方で圧接されるとともに、２つの支持部材２１間に掛け渡されている定着ベルト２２の引張状態とされる掛渡部２８に加圧部材２４が圧接されることで、広い定着ニップ部３０が形成される。これによって、定着時間が長くなり、充分な定着性を得ることができる。また、加熱される定着ベルト２２が低熱容量であるため、ウォームアップタイムを短縮するとともに、消費電力の低減を図ることができる。しかも、上流側または下流側のいずれか一方で支持部材２１が加圧部材２４に圧接されることにより、加圧部材２４側の掛渡部２８を張力状態とすることができるとともに、定着ニップ部３０に圧力勾配を付与することができ、これにより、トナー像をより確実にシートＸに定着させることができる。また、加圧部材２４が接触しない掛渡部２９は無張力状態で掛け渡されているため、無張力状態の掛渡部２９のところで、定着ベルト２２自体の歪みや支持部材２１の断面形状の歪み等による定着ベルト２２の動きを吸収することができ、定着ベルト２２が支持部材２１の軸方向に移動することを防止することができる。また、高価な部品等を使わずに構成されているため、経済的でもある。
【００４０】
また、定着ニップ部３０よりも上流側の支持部材２１の側方に定着ベルト２２を介してピンチ部材２５が圧接され、下流側の支持部材２１に定着ベルト２２を介して加圧部材２４が圧接されていることによって、下流側の支持部材２１の挟持部分から上流側に向けた広い定着ニップ部３０が形成されるとともに、この定着ニップ部３０に上流側から下流側に向かって圧接力が大きくなる圧力勾配を付与することができ、定着ニップ部３０の最後の方でより強く圧接することができる。これによって、定着時間が長くなり、充分な定着性を得ることができる。また、加熱される定着ベルト２２が低熱容量であるため、ウォームアップタイムを短縮するとともに、消費電力の低減を図ることができる。さらに、定着ニップ部３０内をシートＸが搬送される際に徐々に溶融されるトナー像を、定着ニップ部３０の上流側から下流側に向かって大きくなり、最後の方でより強くなる圧接力によって定着させることができるため、確実にトナー像をシートＸに定着させることができる。
【００４１】
さらに、下流側の支持部材２１と加圧部材２４との間と、上流側の支持部材２１とこの支持部材２１の側方に設けられたピンチ部材２５との間で、定着ベルト２２が挟持されることによって、確実に加圧部材２４側の一方の掛渡部２８を張力状態することができ、他方の掛渡部２９を無張力状態とすることができる。
【００４２】
また、ウォームアップタイムが短縮されるとともに消費電力が低減され、且つ定着ベルト２２の片寄りが低減され、さらに低コストの部品で構成された定着器４が備えられていることによって、ウォームアップタイムが短縮され、消費電力が低減され、低コスト且つ機械的不具合が生じ難い画像形成装置１を提供することができる。
【００４３】
さらに、定着ベルト２２を支持する２つの支持部材２１は、軸回転可能なローラー状の駆動ローラー２６およびガイドローラー２７からなっており、定着ベルト２２の掛渡部２９に圧接される加圧部材２４も軸回転可能なローラー状のものであるため、定着ベルト２２に対して摺動する部分がなく、定着ベルト２２が磨耗によって損傷することがない。
【００４４】
以上、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、下流側の支持部材２１が加圧部材２４に圧接され、上流側の支持部材２１がピンチ部材２５に圧接されるものとしたが、下流側の支持部材がピンチ部材に圧接され、上流側の支持部材が加圧部材に圧接されてもよいものである。また、熱源２３を無端状の定着ベルト２２の内部にその内周面と離して配置しているが、本発明は、熱源を上流側の支持部材の中に配置し、熱源からの輻射熱によって支持部材を加熱し、加熱された支持部材の熱によってベルトを加熱してもよい。さらに、熱源を無端状のベルトの外側に配置してもよく、熱源を伝熱部材に接触させて伝熱部材を直接加熱してもよい。
【００４５】
上記した実施の形態では、支持部材２１は上流側および下流側にそれぞれ２つ設けられているが、２つ以上の支持部材が備えられていてもよく、上下流側の支持部材をそれぞれガイドローラーとするとともに、もう一つの支持部材を駆動ローラーとしてもよい。
【００４６】
また、上記した実施の形態では、ガイドローラー２７（上流側の支持部材２１）が回転抵抗を持ち、定着ベルト２２に周方向移動に対する抵抗を与えることによって、一方の掛渡部２８に張力を持たせるとともに、他方の掛渡部２９を無張力状態にしているが、本発明は、上流側および下流側の支持部材をそれぞれ軸回転させる駆動機構を備え、下流側の支持部材を上流側の支持部材の線速度よりも早い線速により軸回転させ、且つ定着ベルト２２と駆動ローラー２５との摩擦力を定着ベルト２２とガイドローラー２６との摩擦力よりも大きくして、一方の掛渡部に張力を持たせるとともに、他方の掛渡部を無張力状態にしてもよい。
【００４７】
さらに、上記した実施の形態では、複数の画像形成ユニット３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫを備えるカラー印刷対応の画像形成装置１について説明しているが、本発明に係る画像形成装置は、画像形成ユニットが１つだけ備えられたモノクロ印刷用のものでもよい。なお、本発明は、定着ニップ部が広く加熱溶融時間を長くとることができるため、溶融し難いカラーのトナー像を定着させるカラー印刷対応機種に、特に有効である。
また、記録体はシートＸに限らず、板状の記録体であってもよく、記録体の形状および材質は適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態を説明するための画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態を説明するための定着装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    画像形成装置
３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３ＢＫ    画像ユニット（画像形成手段）
４    定着器（定着装置）
２１  支持部材
２２  定着ベルト（ベルト）
２３  熱源
２４  加圧部材
２５  ピンチ部材
２６  駆動ローラー（支持部材）
２７  ガイドローラー（支持部材）
２８  引張状態の掛渡部（一方の掛渡部）
２９  無張力状態の掛渡部（他方の掛渡部）
３０  定着ニップ部
Ｘ    シート（記録体）
【図１】
2006133322.tif 000003
【図２】
2006133322.tif 000004