(57)【要約】  【課題】省エネルギ性能を維持しつつウォームアップ時間を短縮することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。  【解決手段】無端状で走行可能なベルト部材２１と、ベルト部材２１を加熱する熱源２５と、ベルト部材２１に接触してベルト部材２１を走行駆動する回転自在な加圧回転体３４と、ベルト部材２１の内周面２１ａ側に配設され加圧回転体３４とによりニップ部を形成するニップ形成部材６１とを有し、加圧回転体３４は弾性層を有しておらず、ニップ形成部材６１はニップ部側に弾性部６１ｂを有する定着装置５５。【選択図】図４
2018146875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状で走行可能なベルト部材と、前記ベルト部材を加熱する熱源と、前記ベルト部材に接触して前記ベルト部材を走行駆動する回転自在な加圧回転体と、前記ベルト部材の内周面側に配設され前記加圧回転体とによりニップ部を形成するニップ形成部材とを有し、前記ニップ部にて被記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置において、
前記加圧回転体は弾性層を有しておらず、前記ニップ形成部材は前記ニップ部側に弾性部を有す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、
前記加圧回転体は厚さ２ｍｍ以下の弾性層を有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、
前記ニップ形成部材は前記弾性部を保持する複数の突起部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３記載の定着装置において、
前記各突起部は前記ニップ形成部材の中央部から両側部に向かうに連れてその高さが徐々に高くなるように形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一つに記載の定着装置において、
前記弾性部はその厚みが０．５〜３ｍｍであることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の定着装置において、
前記ベルト部材と前記弾性部との間に摺動部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一つに記載の定着装置において、
前記ニップ形成部材は前記弾性部側の形状が前記弾性部よりも前記加圧回転体側に中心を有する円弧状であることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
画像を形成する作像部と、前記作像部にて形成された画像を被記録媒体に転写させる転写部と、前記転写部にて被記録媒体上に転写された画像を定着させる定着部とを有し、前記定着部として請求項１ないし７の何れか一つに記載の定着装置を有す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、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタや複写機等の画像形成装置に使用される定着装置として、熱ローラ定着装置が知られている。この装置では、内部にハロゲンランプ等の熱源を備え、加熱されつつ互いに押圧されて回転する２本の回転体である定着ローラと加圧ローラとの当接部である定着ニップ部に未定着トナーを載せた被記録媒体を通過させ、定着ニップ部においてトナー像を溶融させて被記録媒体上に定着させている。
【０００３】
上述の定着装置では、高速化に対応させるためには被記録媒体が定着ニップ部を通過する時間を長くする必要があるため定着ニップ部の幅を大きくする必要があり、このためローラ径を大きくしたり弾性層の厚みを増やしたりするといった手段が採用されてきた。しかし、これ等の手段ではローラの熱容量が大きくなり、省エネ性能やウェイトタイムが悪化するという問題点があった。
そこで、省エネ性能を向上すると共にウェイトタイムを短縮させることを目的として、ウォームアップ時に加圧ローラを定着ローラから離間させる技術が開示されている（例えば「特許文献１」参照）。
【０００４】
一方、近年では装置の省エネルギ化やウェイトタイム短縮等の要求から、加熱ローラに代えてベルトや薄膜フィルム等の無端状ベルト部材を用いた加熱部材を採用することにより、定着装置の低熱容量化を実現しつつ被記録媒体への熱伝達効率の改善を図り、加熱に要する待ち時間、すなわちウォームアップ時間やファーストプリントタイムを大幅に短縮した、いわゆるオンデマンドタイプの定着装置が広く採用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
「特許文献１」に開示された技術では、非回転でウォームアップが可能なローラ定着方式でのみ採用可能な方式であるため、上述した無端状ベルト部材を用いた定着装置においてはウォームアップ時間を短縮することができない。
本発明は、上述した問題点を解決し、省エネルギ性能を維持しつつウォームアップ時間を短縮することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、無端状で走行可能なベルト部材と、前記ベルト部材を加熱する熱源と、前記ベルト部材に接触して前記ベルト部材を走行駆動する回転自在な加圧回転体と、前記ベルト部材の内周面側に配設され前記加圧回転体とによりニップ部を形成するニップ形成部材とを有し、前記ニップ部にて被記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置において、前記加圧回転体は弾性層を有しておらず、前記ニップ形成部材は前記ニップ部側に弾性部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、一般的な加圧回転体が有する弾性層に比して弾性部の熱容量が小さくベルト部材から奪われる熱量を少なくすることができ、これにより熱効率がよく省エネルギ性能を維持しつつウォームアップ時間を短縮することが可能な定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を適用可能な定着装置の概略正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を適用可能な定着装置の概略平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に用いられる定着装置の概略正面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に用いられる定着装置の概略正面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に用いられる定着装置の概略正面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に用いられる定着装置の概略正面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に用いられる定着装置要部の概略図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に用いられる定着装置要部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置を示している。同図において、画像形成装置としてのタンデム型カラープリンタ１（以下、プリンタ１という）は、装置本体１ａの上方にボトル収容部９１を有している。ボトル収容部９１には、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーを貯留した４個のトナーボトル９２Ｙ，９２Ｍ，９２Ｃ，９２Ｋがそれぞれ着脱可能に配設されている。
【００１０】
ボトル収容部９１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４個の１次転写ローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０等によって構成されている。
中間転写ベルト７８は、３個のローラ８２，８３，８４によって張架及び支持されると共に、２次転写バックアップローラ８２の回転駆動力によって図１に矢印で示す方向に走行駆動される。各１次転写ローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋには、上述したトナーとは逆極性の転写バイアスが印加される。
【００１１】
中間転写ユニット８５の下方には、中間転写ベルト７８と対向するようにイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した４個の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが並設されている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにはそれぞれ像担持体である感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが配設されており、各感光体ドラム５の周囲にはそれぞれ帯電装置７５、現像装置７６、クリーニング装置７７（全て作像部４Ｋのみに示す）及び図示しない除電装置が配設されている。各感光体ドラム５は、それぞれ図示しないモータ等の駆動手段からの駆動力により、図１において時計回り方向に回転駆動される。
【００１２】
上述の構成において、各感光体ドラム５上で帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程からなる作像プロセスが行われ、各感光体ドラム５上に各色の画像、すなわちトナー像が形成されることとなる。
先ず、帯電装置７５と対応する位置において、各感光体ドラム５の表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、各感光体ドラム５の表面は各現像装置７６の下方に配設された露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に到達し、この位置での露光走査により各色に対応した静電潜像が各感光体ドラム５の表面に形成される（露光工程）。
【００１３】
静電潜像が形成された各感光体ドラム５の表面は次に現像装置７６との対向部に到達し、この位置で静電潜像が各色トナーによって現像されることにより、各感光体ドラム５上に各色のトナー像が形成される（現像工程）。
次に各感光体ドラム５の表面は、中間転写ベルト７８及び各１次転写ローラ７９との対向位置に到達する。各１次転写ローラ７９は、それぞれ中間転写ベルト７８を各感光体ドラム５との間に挟み込んで１次転写ニップ部を形成している。この１次転写ニップ部において、中間転写ベルト７８が図１の矢印方向に走行して各１次転写ニップ部を順次通過することにより、各感光体ドラム５上のトナー像が中間転写ベルト７８上に重畳転写される（１次転写工程）。このとき、各感光体ドラム５上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００１４】
次に各感光体ドラム５の表面はクリーニング装置７７との対向位置に到達し、この位置において各感光体ドラム５の表面に残存した未転写トナーが、クリーニング装置７７が有する図示しないクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。そして最後に、各感光体ドラム５の表面は図示しない除電装置との対向位置に到達し、この位置で各感光体ドラム５上の残留電位が除去される。
この一連の動作によって各作像部４での作像プロセスが完了し、各感光体ドラム５上から中間転写ベルト７８上に重畳転写された各色トナー像により、中間転写ベルト７８上にフルカラー画像が形成される。
【００１５】
トナー像を担持した中間転写ベルト７８は、走行駆動されて２次転写ローラ８９との対向位置に到達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップ部を形成している。転写部として機能する２次転写ローラ８９は、後述する給紙部１２から給送される被記録媒体Ｐに対して、中間転写ベルト７８上に形成されたトナー像をバイアスによって転写させる。このとき中間転写ベルト７８上には、被記録媒体Ｐ上に転写されなかった未転写トナーが残存する。
【００１６】
露光部３の下方には、転写紙等の被記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納された給紙部１２が配設されている。給紙部１２には、給紙ローラ９７、レジストローラ対９８が配設されており、給紙ローラ９７が図１において反時計回り方向に回転駆動されると収納されている最上位の被記録媒体Ｐがレジストローラ対９８に向けて１枚給送される。
給送された被記録媒体Ｐは、停止しているレジストローラ対９８のローラ間で一時停止される。そして、中間転写ベルト７８上のトナー像が２次転写ニップ部に到達するタイミングに合わせてレジストローラ対９８が回転駆動されることにより、被記録媒体Ｐが２次転写ニップ部に向けて給送される。この一連の動作により、被記録媒体Ｐ上に所望のカラー画像が転写される。
被記録媒体Ｐへの画像転写が完了した中間転写ベルト７８は、走行により中間転写クリーニング部８０と対応する位置に到達し、この位置において中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収され、中間転写ベルト７８上で行われる被記録媒体Ｐへの転写プロセスが完了する。
【００１７】
転写プロセス中、２次転写ニップ部でトナー像が転写された被記録媒体Ｐは、次に定着部である定着装置２０へと搬送される。定着装置２０へと搬送された被記録媒体Ｐは、熱と圧力とにより表面に転写されたトナー像を定着される。この定着装置２０の構成及び動作については後述する。
画像が定着された被記録媒体Ｐは排紙ローラ対９９を介して機外へと排出され、装置本体１ａの上部に設けられたスタック部１００上に出力画像として順次スタックされる。この一連の動作により、プリンタ１における画像形成プロセスが完了する。
【００１８】
次に、本発明の特徴部である定着装置２０について説明する。
定着部である定着装置２０は、図２に示すように、ベルト部材としての定着ベルト２１、ニップ形成部材２６、加熱部材２２、補強部材２３、熱源としてのヒータ２５、加圧回転体としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、接離機構５０等を有している。
定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであり、図２において矢印で示す反時計回り方向に走行駆動される。定着ベルト２１は、ニップ形成部材２６との当接面である内周面２１ａ側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されて構成されており、全体の厚みが１ｍｍ以下となるように設定されている。
【００１９】
定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜１００μｍのニッケル、ステンレス等の金属材料、あるいはポリイミド等の樹脂材料によって構成されている。
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍのシリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料によって構成されている。弾性層を設けることにより、後述する定着ニップ部において定着ベルト２１の表面に微小な凹凸が形成されることがなくなり、被記録媒体Ｐ上のトナー像に対して均一に熱が伝達されていわゆるユズ肌画像の発生が抑制される。
【００２０】
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等の樹脂材料によって構成されている。離型層を設けることにより、トナー像に対する離型性（剥離性）が担保される。
定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍとなるように設定されており、本実施形態では３０ｍｍに設定されている。
【００２１】
定着ニップ部において定着ベルト２１の外周面に接触する加圧ローラ３１は、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を有する直径３０ｍｍ程度の回転体である。弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料で形成されているが、その表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けてもよい。加圧ローラ３１は所定の圧力で定着ベルト２１に対して圧接し、両者の間に所望の定着ニップ部を形成する。
【００２２】
接離機構５０は、加圧レバー５１、偏心カム５２、加圧スプリング５３等によって構成されている。加圧レバー５１は、一端側に設けられた支軸５１ａを中心として定着装置２０の図示しない側板に回転自在に支持されている。加圧レバー５１の中央部は、加圧ローラ３１が有する、定着装置２０の図示しない側板に形成された長穴に移動自在に支持された図示しない軸受に当接している。
加圧レバー５１の他端側には加圧スプリング５３の一端が接続されており、加圧スプリング５３の他端には保持板５３ａを介して、図示しないモータにより回転駆動される偏心カム５２が当接配置されている。
【００２３】
上述の構成より、偏心カム５２の回転により加圧レバー５１が支軸５１ａを中心に揺動し、加圧ローラ３１が図２に破線矢印で示す方向に移動する。これより、通常の定着工程時には偏心カム５２がその大径部を保持板５３ａに当接させる図２に示す状態を占め、加圧ローラ３１は定着ベルト２１を加圧して所望の定着ニップ部を形成する。
これに対し、通常の定着工程時以外の場合（例えばジャム処理時や待機時等）には、偏心カム５２がその小径部を保持板５３ａに当接させる状態を占め、加圧ローラ３１は定着ベルト２１から離間する、または定着ベルト２１に対しての圧接力を減少される。
【００２４】
上述した定着装置２０の、通常の定着工程時における動作を以下に説明する。
装置本体１ａに設けられた図示しない電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されると共に加圧ローラ３１が図２において時計回り方向に回転を開始する。加圧ローラ３１の回転に伴い、その摩擦力によって定着ベルト２１も図２において反時計回り方向への従動を開始して走行駆動される。その後、給紙部１２から被記録媒体Ｐが給送され、２次転写ニップ部において被記録媒体Ｐ上に未定着のトナー像が転写される。
【００２５】
トナー像である未定着画像Ｔが転写された被記録媒体Ｐは、装置本体１ａに設けられた図示しないガイド板に案内されつつ図２に矢印Ｙ１０で示す方向に搬送され、所定の圧力で圧接状態にある定着ベルト２１と加圧ローラ３１との圧接部である定着ニップ部に送られる。送られた被記録媒体Ｐは、ヒータ２５及びこの熱を伝達させる加熱部材２２によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強されたニップ形成部材２６及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、その表面に未定着画像Ｔを定着される。定着後、定着ニップ部から送り出された被記録媒体Ｐは、図２に矢印Ｙ１１で示す方向に搬送されて排紙ローラ対９９へと送られる。
【００２６】
加圧ローラ３１は、図３に示すように、軸受４２を介して定着装置２０の側板４３にその長手方向である幅方向の両端部を回転自在に支持されており、一方の端部近傍には図示しない駆動機構に設けられた駆動ギヤに噛合するギヤ４５が設けられている。加圧ローラ３１は、その内部にハロゲンヒータ等の熱源を設けることも可能である。
なお、弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状材料で形成した場合には、定着ニップ部に作用する加圧力を減少させることができるため、ニップ形成部材２６に生じる撓みを軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められるので定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなり、定着ベルト２１の加熱効率を向上することができる。
【００２７】
また、本実施形態では定着ベルト２１の直径を加圧ローラ３１の直径とほぼ同じとなるように形成したが、定着ベルト２１の直径を加圧ローラ３１の直径よりも小さく形成してもよい。この場合、定着ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるため、定着ニップ部から送り出される被記録媒体Ｐの定着ベルト２１からの分離を容易化することができる。
また本実施形態では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも大きくなるように形成することも可能であるが、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ３１の直径との関係にかかわらず、加圧ローラ３１の加圧力が加熱部材２２に作用しないように構成されている。
【００２８】
ニップ形成部材２６は、その長手方向である幅方向両端部を側板４３に固定されている。ニップ形成部材２６における側板４３との固定支持は、少なくとも被記録媒体Ｐの搬送方向における位置決めがなされていて加圧ローラ３１による加圧方向においては補強部材２３と位置決めがなされる構成であることが望ましい。ニップ形成部材２６については後述する。
【００２９】
ヒータ２５の輻射熱（輻射光）により加熱されて定着ベルト２１を加熱する加熱部材２２は、その長手方向である幅方向両端部を側板４３に固定支持されている。すなわち加熱部材２２がヒータ２５によって直接的に加熱され、加熱部材２２を介して定着ベルト２１がヒータ２５によって間接的に加熱されることとなる。装置本体１ａの図示しない電源部によって出力制御されたヒータ２５はハロゲンヒータやカーボンヒータであり、その両端部が側板４３に固定されている。
定着ベルト２１は定着ニップ部を除く位置で加熱部材２２によって全体的に加熱され、加熱された定着ベルト２１の表面から被記録媒体Ｐ上の未定着画像Ｔに熱が加えられる。なおヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１の表面に対するサーミスタ等の温度センサ４０による温度検知結果に基づいて行われる。また、このようなヒータ２５の出力制御により、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
【００３０】
このように本実施形態で示した定着装置２０によれば、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、加熱部材２２によって定着ベルト２１が周方向のほぼ全体にわたって加熱されることとなるため、定着装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が十分に加熱されて定着不良の発生を抑制することができる。
すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱することができるので、ウォームアップ時間やファーストプリントタイムが短縮されると共に装置の小型化を達成することができる。
【００３１】
上述の構成において、常温時における定着ベルト２１と加熱部材２２とのギャップＸ（定着ニップ部を除いた位置でのギャップ）は０ｍｍより大きく１ｍｍ以下とすることが好ましい（０ｍｍ＜Ｘ≦１ｍｍ）。これにより、加熱部材２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなり、定着ベルト２１の摩耗が加速する不具合の発生を抑制することができると共に、加熱部材２２と定着ベルト２１とが離れすぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合の発生を抑制することができる。
さらに、加熱部材２２と定着ベルト２１とが接近することにより可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形に起因する劣化や破損を軽減することができる。また、加熱部材２２と定着ベルト２１との摺動抵抗を低下させるため、加熱部材２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり内周面２１ａにフッ素を含む材料からなる表面層を形成したりすることも可能である。
【００３２】
補強部材２３は、長手方向である幅方向の長さがニップ形成部材２６と同じとなるように形成されており、その幅方向両端部を側板４３に固定支持されている。補強部材２３は、図２に示すようにニップ形成部材２６、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３４に当接することにより、定着ニップ部においてニップ形成部材２６が加圧ローラ３４の圧力を受けて大きく変形してしまうという不具合の発生を抑制している。補強部材２３は、このような機能を満足するため、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料によって形成することが望ましい。
また、補強部材２３のヒータ２５に対向する面の一部または全面に、断熱部材を設けたりＢＡ処理や鏡面研磨処理を施したりしてもよい。この構成により、ヒータ２５から補強部材２３に向かう熱（補強部材２３を加熱する熱）が加熱部材２２の加熱にも用いられることとなるため、加熱部材２２及び定着ベルト２１の加熱効率をさらに向上することができる。
【００３３】
本発明の第１の実施形態を採用した定着装置５５を示す図４において、加圧回転体である加圧ローラ３４は、加圧ローラ３１とは異なり弾性体３３を有しておらず、芯金３２のみを有する構成である。また、図示はしていないが、表層として芯金３２の表面にＰＦＡ等の離型層を形成してもよい。
加圧ローラ３４に対向配置されたニップ形成部材６１は、断面コ字形状を呈する荷重支持部材６１ａと、荷重支持部材６１ａの定着ニップ部側に形成されたニップ形成面上に設けられた弾性部を構成する弾性部材６１ｂとを有している。弾性部材６１ｂは、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１と同様に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料によって構成されており、接着剤や粘着テープ等の固定手段によって荷重支持部材６１ａに固定されている。
【００３４】
上述の構成により、表面に弾性層を有していない加圧回転体を用いた場合であっても、ニップ形成部材６１が弾性部材６１ｂを有しているので定着ニップ部を形成することができる。本実施形態において、弾性部材６１ｂは定着ニップ部を形成することが可能な最低限度の厚みがあればよく、その具体的な厚みは０．５〜３ｍｍ程度である。この構成より一般的な加圧回転体、すなわち加圧ローラ３１が有する弾性層３３に比して弾性部材の容量が小さく熱容量も小さいため、定着ベルト２１から奪われる熱量を少なくすることができ、これにより熱効率がよく省エネルギ性能を維持しつつウォームアップ時間を短縮することが可能な定着装置５５を提供することができる。
また、画像を形成する各作像部４と、各作像部４にて形成された画像を被記録媒体Ｐに転写させる２次転写ローラ８９と、２次転写ローラ８９にて被記録媒体Ｐ上に転写された画像を定着させる定着装置５５とを有するプリンタ１により、熱効率がよく省エネルギ性能を維持しつつウォームアップ時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００３５】
上述の構成において、ニップ形成部材６１と定着ベルト２１との摺動抵抗が大きい場合には、弾性部材６１ｂと定着ベルト２１との間に摺動部材２７を配設することにより、定着ベルト２１の搬送性を改善することができる。これにより、定着装置２０の被記録媒体搬送性を向上することができると共に定着ベルト２１の長寿命化を図ることができる。摺動部材２７としては四フッ化エチレン樹脂等の低摩擦抵抗部材が望ましく、接着剤や粘着テープ等の固定手段によって弾性部材６１ｂに固定される。
【００３６】
図５は、本発明の第２の実施形態を採用した定着装置５６を示している。この定着装置５６は上述した定着装置５５と比較すると、加圧ローラ３４に代えて加圧回転体としての加圧ローラ３５を用いる点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。
加圧ローラ３５は、加圧ローラ３１と同様に芯金３２の表面に弾性層３３を有しているが、弾性層３３の厚みが２ｍｍ以下となるように構成されている。
弾性層３３の厚みが大きすぎると熱容量が大きくなり、結果として省エネルギ性能が低下するが、弾性層３３の厚みを２ｍｍ以下とすることにより熱容量が大きくなりすぎず、省エネルギ性能が低下することを抑制することができ、第１の実施形態と同様に熱効率がよく省エネルギ性能を維持しつつウォームアップ時間を短縮することが可能な定着装置５６を提供することができる。
【００３７】
上記各実施形態では、ニップ形成部材として、断面コ字形状を呈する荷重支持部材６１ａと、荷重支持部材６１ａの定着ニップ部側に形成されたニップ形成面上に設けられた弾性部を構成する弾性部材６１ｂとを有するニップ形成部材６１を示した。しかし本発明が適用可能なニップ形成部材はこれには限定されず、例えば本発明の第３の実施形態である図６に示すように、定着装置２０と同様の補強部材２３を備え、補強部材２３の定着ニップ部側に設けられた板状のニップ形成部材６２を本発明に適用することも可能である。
この定着装置５７では、ニップ形成部材６２の定着ニップ部側に形成されたニップ形成面上に、弾性部材６１ｂと同様に構成され弾性部を構成する弾性部材６２ａが設けられている。弾性部材６２ａは、接着剤や粘着テープ等の固定手段によってニップ形成部材６２に固定されている。
このような構成でも、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
上述した各実施形態では、ニップ形成部材６１，６２に弾性部である弾性部材６１ｂ，６２ａを設けることによって定着ニップ部におけるニップ幅を形成することができる。しかし、弾性部材６１ｂ，６２ａの厚みが厚すぎる場合や弾性が低すぎる場合には、弾性部材６１ｂ，６２ａの一面で構成されるニップ形成面が定着ベルト２１の移動に伴って移動し易く、スティックスリップ等の異音問題が発生する場合がある。
【００３９】
上述の問題点を解決する定着装置５８を、本発明の第４の実施形態として図７に示す。
この定着装置５８は、上述した定着装置５５と比較すると、ニップ形成部材６１に代えてニップ形成部材６３を用いる点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。
加圧ローラ３４に対向配置されたニップ形成部材６３は、ニップ形成面６３ｃを構成する部材及びこの部材の両端部から延出した２本の脚部を有する荷重支持部材６３ａと、弾性部材６１ｂと同様の弾性部材６３ｂとを有している。
ニップ形成部材６３は、弾性部材６３ｂ側の形状、すなわちニップ形成面６３ｃの形状が、弾性部材６３ｂよりも加圧ローラ３４側に中心を有する円弧状となるように形成されている。具体的には、摺動部材２７が当接する加圧ローラ３４の外周面を構成する円弧形状と相似形状となるように形成されている。弾性部材６３ｂは、接着剤や粘着テープ等の固定手段によって荷重支持部材６３ａのニップ形成面６３ｃに固定されている。
この構成により、ニップ形成面６３ｃが曲率を有しているので、弾性部材６３ｂとして厚みの薄いものを用いても定着ニップ部のニップ幅を容易に確保することができ、スティックスリップ等の異音問題が発生することを抑制することができる。
【００４０】
第１及び第２の各実施形態では荷重支持部材６１ａに弾性部材６１ｂを、第３の実施形態ではニップ形成部材６２に弾性部材６２ａを、第４の実施形態では荷重支持部材６３ａに弾性部材６３ｂをそれぞれ接着剤や粘着テープ等の固定手段によって固定する構成を示した。しかしこの構成では、各弾性部材６１ｂ，６２ａ，６３ｂと定着ベルト２１との間の摩擦係数が高い場合において、各弾性部材６１ｂ，６２ａ，６３ｂが定着ベルト２１の走行に追従して移動してしまい各弾性部材６１ｂ，６２ａ，６３ｂが剥離して定着不良が発生する虞がある。
【００４１】
上述の問題点を解消する構成を本発明の第５の実施形態として図８に示す。図８に示す構成では、図４に示すニップ形成部材６１に代えてニップ形成部材６４が用いられる。ニップ形成部材６４は、ニップ形成部材６１と同様に荷重支持部材６４ａと弾性部を構成する弾性部材６４ｂとを有している。荷重支持部材６１ａと同様に断面コ字形状を呈する荷重支持部材６４ａは、そのニップ形成面側に弾性部材６４ｂの保持手段として機能する複数の突起部６４ｃが植設されている。荷重支持部材６４ａは、この複数の突起部６４ｃをシリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料によって構成された弾性部材６４ｂに対して埋没させることにより、ニップ形成面上に設けられた弾性部材６４ｂを固定している。
上述の構成により、第１ないし第４の実施形態に比して弾性部材６４ｂを強固に固定することができるので、弾性部材の移動や剥離に伴う定着不良の発生を抑制することができる。
【００４２】
図９は、本発明の第６の実施形態に用いられるニップ形成部材を示している。このニップ形成部材６５は、ニップ形成部材６４と比較すると、複数の突起部６４ｃに代えて弾性部材６５ｂの保持手段として機能する複数の突起部６５ｃを有する点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。
ニップ形成部座６５は、荷重支持部材６４ａと同様に構成された荷重支持部材６５ａと、弾性部材６４ｂと同様に弾性部を構成する弾性部材６５ｂとを有している。荷重支持部材６５ａのニップ形成面側には複数の突起部６５ｃが植設されている。複数の突起部６５ｃは、荷重支持部材６５ａのニップ形成面中央部から両側部に向かうに連れて、その高さが徐々に高くなるように形成されている。
上述の構成により、第５の実施形態に比して定着ベルト２１の走行方向における面圧分布に対して複数の突起部６５ｃが及ぼす影響を複数の突起部６４ｃに比して小さくすることができ、定着不良の発生をさらに抑制することができる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像形成装置（タンデム型カラープリンタ）
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  作像部
２１  ベルト部材（定着ベルト）
２５  熱源（ヒータ）
２７  摺動部材
３３  弾性層
３４，３５  加圧回転体（加圧ローラ）
５５，５６，５７，５８  定着装置
６１，６２，６３，６４，６５  ニップ形成部材
６１ｂ，６２ａ，６３ｂ，６４ｂ，６５ｂ  弾性部（弾性部材）
６４ｃ，６５ｃ  突起部
８９  転写部（２次転写ローラ）
Ｐ  被記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特許第５２５７６９１号公報
【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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【図８】
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【図９】
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