(57)【要約】【課題】ニップ部において所望のニップ圧分布を容易に確保することができる構成を備える定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】記録媒体を上流側から下流側に向けて搬送しながら、記録媒体上に形成されたトナー画像を定着させる定着装置であって、加圧ローラー５８を加圧パッド５２側に向けて加圧する加圧機構６０を備え、加圧パッド５２の加圧ローラー５８に対向する側には、対向配置された加圧ローラー５８に対して遠ざかる方向に凹む凹部領域５２ａと、加圧ローラー５８に対して突出する方向に膨らみ、凹部領域５２ａよりも下流側に位置する下流側凸部領域５２ｃとが設けられ、加圧機構６０は、凹部領域５２ａの接線に対して垂直方向に加圧ローラー５８を加圧パッド５２側に向けて加圧する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を上流側から下流側に向けて搬送しながら、前記記録媒体上に形成されたトナー画像を定着させる定着装置であって、
回転可能に構成された無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内周側に配置された加圧パッドと、
前記加圧パッドに対向するとともに前記定着ベルトの外周面に対向することで定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
前記トナー画像に熱を供給する加熱ローラーと、
前記加圧ローラーを前記加圧パッド側に向けて加圧する加圧機構と、
を備え、
前記加圧パッドの前記加圧ローラーに対向する側には、
対向配置された前記加圧ローラーに対して遠ざかる方向に凹む凹部領域と、
前記加圧ローラーに対して突出する方向に膨らみ、前記凹部領域よりも下流側に位置する下流側凸部領域とが設けられ、
前記加圧機構は、前記凹部領域の接線に対して垂直方向に前記加圧ローラーを前記加圧パッド側に向けて加圧する、定着装置。
【請求項２】
前記加圧機構は、前記凹部領域と前記下流側凸部領域とが接合する変局点を通過する前記凹部領域の接線に対して垂直方向に前記加圧ローラーを前記加圧パッド側に向けて加圧する、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧機構は、前記凹部領域の中心位置を通過する接線に対して垂直方向に前記加圧ローラーを前記加圧パッド側に向けて加圧する、請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加圧パッドの前記凹部領域の曲率半径は、前記加圧ローラーの外周面の曲率半径よりも大きく設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧パッドは、前記凹部領域の上流側に、前記加圧ローラーの外周側に対向して凸となる円弧状の上流側凸部領域を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加圧機構は、前記加圧ローラーを前記加圧パッド側に向けて加圧する付勢部材を含み、前記付勢部材はバネである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱ローラーは、加熱源を含み、前記加熱源は、ハロゲンヒーターである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加圧パッドと前記定着ベルトとの間には、摺動部材が設けられている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記加圧パッドを挟んで前記加圧ローラーとは反対側に支持部材が配置され、前記支持部材はコの字形状であり、前記支持部材の下流側の立ち上がり部は上流側より長く設けられている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
記録媒体を上流側から下流側に向けて搬送しながら、前記記録媒体上に形成されたトナー画像を定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、
前記定着装置は、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の定着装置である、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の定着装置および画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成する定着装置および画像形成装置に関する。画像形成装置は、カラー、モノクロを問わず、デジタル複写機、ＦＡＸ、プリンタなどの電子写真装置、記録機器、表示装置などを含む。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１７−７２７１１号公報（特許文献１）に開示される定着装置においては、いわゆるパッド加圧定着方式が採用されている。パッドの外形形状には、ニップ下流側に加圧ローラの外周面に沿って湾曲する凹面部が設けられ、凹面の曲率半径は加圧ローラの曲率半径より大きいことを特徴としている。この構成により、湾曲面と加圧ローラとの接触面が広くなり、ニップ幅を確保し、定着装置の省エネルギー性の低下、ベルトの回転トルクの上昇、回転不良の解題を解決できることが記載されている。
【０００３】
特開２０１２−１０８１８９号公報（特許文献２）に開示される定着装置においては、フラット形状のパッドに対して、加圧ローラから補強部材の厚み方向に垂直に荷重を加える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−７２７１１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される技術においては、パッドの表面は定着性、分離性といった機能に対して、所望のニップ圧にするために、パッドの外形形状には記録媒体の搬送方向に沿ってニップ部には凹面が設けられ、ニップ部の入口の上流側において凸のような円弧が設けられている。
【０００６】
ニップ部において所望のニップ圧分布を確保する場合、パッドの製造公差、支持部材の製造公差、取り付け公差などを考慮して設計する必要がある。そのため、パッド等の部材には、高精度の設計、生産、品質管理等が要求される。具体的なパッドの外形形状として、記録媒体を搬送方向に沿った平面と、ニップ部の下流側に曲率半径が加圧ローラの半径より大きい凹面とを備えているが、荷重方向については何ら言及されていない。特許文献２に開示される技術においては、上記したように、パッドに対してまっすぐな方向に荷重が加えられている。
【０００７】
この発明は、上記課題を解決することを目的とし、ニップ部において所望のニップ圧分布を容易に確保することができる構成を備える定着装置およ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】
【０００８】
この定着装置においては、記録媒体を上流側から下流側に向けて搬送しながら、上記記録媒体上に形成されたトナー画像を定着させる定着装置であって、回転可能に構成された無端状の定着ベルトと、上記定着ベルトの内周側に配置された加圧パッドと、上記加圧パッドに対向するとともに上記定着ベルトの外周面に対向することで定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、上記トナー画像に熱を供給する加熱ローラーと、上記加圧ローラーを上記加圧パッド側に向けて加圧する加圧機構と、を備え、上記加圧パッドの上記加圧ローラーに対向する側には、対向配置された上記加圧ローラーに対して遠ざかる方向に凹む凹部領域と、上記加圧ローラーに対して突出する方向に膨らみ、上記凹部領域よりも下流側に位置する下流側凸部領域とが設けられ、上記加圧機構は、上記凹部領域の接線に対して垂直方向に上記加圧ローラーを上記加圧パッド側に向けて加圧する。
【０００９】
他の形態においては、上記加圧機構は、上記凹部領域と上記下流側凸部領域とが接合する変局点を通過する上記凹部領域の接線に対して垂直方向に上記加圧ローラーを上記加圧パッド側に向けて加圧する。
【００１０】
他の形態においては、上記加圧機構は、上記凹部領域の中心位置を通過する接線に対して垂直方向に上記加圧ローラーを上記加圧パッド側に向けて加圧する。
【００１１】
他の形態においては、上記加圧パッドの上記凹部領域の曲率半径は、上記加圧ローラーの外周面の曲率半径よりも大きく設けられている。
【００１２】
他の形態においては、上記加圧パッドは、上記凹部領域の上流側に、上記加圧ローラーの外周側に対向して凸となる円弧状の上流側凸部領域を含む。
【００１３】
他の形態においては、上記加圧機構は、上記加圧ローラーを上記加圧パッド側に向けて加圧する付勢部材を含み、上記付勢部材はバネである。
【００１４】
他の形態においては、上記加熱ローラーは、加熱源を含み、上記加熱源は、ハロゲンヒーターである。
【００１５】
他の形態においては、上記加圧パッドと上記定着ベルトとの間には、摺動部材が設けられている。
【００１６】
他の形態においては、上記加圧パッドを挟んで上記加圧ローラーとは反対側に支持部材が配置され、上記支持部材はコの字形状であり、上記支持部材の下流側の立ち上がり部は上流側より長く設けられている。
【００１７】
この画像形成装置においては、記録媒体を上流側から下流側に向けて搬送しながら、上記記録媒体上に形成されたトナー画像を定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、上記定着装置は、上述のいずれかに記載の定着装置である。
【発明の効果】
【００１８】
この定着装置および画像形成装置によれば、ニップ部において所望のニップ圧分布を容易に確保することができる構成を備える定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略図である。
【図２】実施の形態１の定着装置の概略断面図である。
【図３】実施の形態１の加圧機構の概略構成を示す模式図である。
【図４】実施の形態２の加圧機構の概略構成を示す図である。
【図５】実施の形態３の加圧パッドと加圧ローラーの関係のみを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図を参照しながら、実施の形態における定着装置および画像形成装置について説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。図面においては、実際の寸法の比率に従って図示しておらず、構造の理解を容易にするために、構造が明確となるように比率を変更して図示している箇所がある。
【００２１】
（実施の形態１：画像形成装置）
図１を参照して、画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置１００の内部構造の一例を示す図である。
【００２２】
図１には、カラープリンタとしての画像形成装置１００が示されている。以下では、カラープリンタとしての画像形成装置１００について説明するが、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンタであってもよいし、ファックスであってもよいし、モノクロプリンタ、カラープリンタおよびファックスの複合機（ＭＦＰ：Multi−Functional  Peripheral）であってもよい。
【００２３】
画像形成装置１００は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、定着装置５０と、筐体８０と、制御装置１０１とを備える。画像形成装置１００は、表示装置１５０を含み、画像形成装置１００の状態を表示する。表示装置１５０に、タッチ式のディズプレイを用いることで、画像形成装置１００の動作設定等を行なうこともできる。
【００２４】
筐体８０は、画像形成装置１００の外殻を規定する。筐体８０は、内部に、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、定着装置５０と、制御装置１０１とを収容する。
【００２５】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０とによって画像形成部が構成される。この画像形成部は、後述する搬送経路４１に沿って搬送される記録媒体としての用紙Ｓ上にトナー画像を形成する。
【００２６】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト３０に沿って順に並べられている。画像形成ユニット１Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー画像を形成する。画像形成ユニット１Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー画像を形成する。画像形成ユニット１Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー画像を形成する。画像形成ユニット１Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー画像を形成する。
【００２７】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０に沿って中間転写ベルト３０の回転方向の順に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１７とを備える。
【００２８】
帯電装置１１は、感光体１０の表面を一様に帯電する。露光装置１２は、制御装置１０１からの制御信号に応じて感光体１０にレーザー光を照射し、入力された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０上に形成される。
【００２９】
現像装置１３は、現像ローラー１４を回転させながら、現像ローラー１４に現像バイアスを印加し、現像ローラー１４の表面にトナーを付着させる。これにより、トナーが現像ローラー１４から感光体１０に転写され、静電潜像に応じたトナー画像が感光体１０の表面に現像される。
【００３０】
感光体１０と中間転写ベルト３０とは、一次転写ローラー３１を設けている部分で互いに接触している。一次転写ローラー３１は、ローラー形状を有し、回転可能に構成される。トナー画像と反対極性の転写電圧が一次転写ローラー３１に印加されることによって、トナー画像が感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。イエロー（Ｙ）のトナー画像、マゼンタ（Ｍ）のトナー画像、シアン（Ｃ）のトナー画像、およびブラック（ＢＫ）のトナー画像が順に重ねられて感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー画像が中間転写ベルト３０上に形成される。
【００３１】
中間転写ベルト３０は、従動ローラー３８および駆動ローラー３９に張架されている。駆動ローラー３９は、たとえばモーター（図示しない）によって回転駆動される。中間転写ベルト３０および従動ローラー３８は、駆動ローラー３９に連動して回転する。これにより、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ローラー３３に搬送される。
【００３２】
クリーニング装置１７は、感光体１０に圧接されている。クリーニング装置１７は、トナー画像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。
【００３３】
カセット３７には、用紙Ｓがセットされる。用紙Ｓは、カセット３７から１枚ずつタイミングローラー４０によって搬送経路４１に沿って二次転写ローラー３３に送られる。二次転写ローラー３３は、ローラー形状を有し、回転可能に構成される。二次転写ローラー３３は、トナー画像と反対極性の転写電圧を搬送中の用紙Ｓに印加する。これにより、トナー画像は、中間転写ベルト３０から二次転写ローラー３３に引き付けられ、中間転写ベルト３０上のトナー画像が転写される。
【００３４】
二次転写ローラー３３への用紙Ｓの搬送タイミングは、中間転写ベルト３０上のトナー画像の位置に合わせてタイミングローラー４０によって調整される。タイミングローラー４０により、中間転写ベルト３０上のトナー画像は、用紙Ｓの適切な位置に転写される。
【００３５】
定着装置５０は、自身を通過する用紙Ｓを加圧および加熱する。これにより、トナー画像は用紙Ｓに定着する。このように、定着装置５０は、搬送経路４１に沿って搬送される用紙Ｓ上のトナー画像を定着させる。トナー画像が定着された用紙Ｓは、トレイ４８に排紙される。
【００３６】
上述では、印刷方式としてタンデム方式を採用している画像形成装置１００について説明したが、画像形成装置１００の印刷方式は、タンデム方式に限定されない。画像形成装置１００内における各構成の配置は、採用される印刷方式に従って適宜変更され得る。画像形成装置１００の印刷方式として、ロータリー方式や直接転写方式が採用されてもよい。
【００３７】
ロータリー方式の場合、画像形成装置１００は、１つの感光体１０と、同軸上で回転可能に構成される複数の現像装置１３で構成される。画像形成装置１００は、印刷時には、各現像装置１３を感光体１０に順に導き、各色のトナー画像を現像する。直接転写方式の場合、画像形成装置１００は、感光体１０上に形成されたトナー画像が用紙Ｓに直接転写される。
【００３８】
感光体１０の回転軸が延びる方向の一端側には、廃棄トナーおよび／または廃棄現像剤を収容する廃棄トナー回収容器２００が設けられている。本実施の形態では、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対して共通の廃棄トナー回収容器２００が設けられている。なお、それぞれの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに、対応する廃棄トナー回収容器を設けてもよい。
【００３９】
（定着装置５０）
図２を参照して、定着装置５０の概略構成について説明する。図２は、定着装置５０の概略断面図である。
【００４０】
定着装置５０は、回転可能に構成された無端状の定着ベルト５１と、加圧ローラー５８と、加圧部材である加圧パッド５２と、摺動部材５３と、支持部材５４と、潤滑剤塗布部５５と、加圧ローラー５８とともに定着ベルト５１を張架する加熱ローラー５７と、を含む。
【００４１】
図２中に示された矢印は、搬送方向ＤＲ１、厚み方向ＤＲ２を示している。搬送方向ＤＲ１は、用紙Ｓの搬送方向であり、図２中の上方向である。厚み方向ＤＲ２は、用紙Ｓの厚み方向であり、図２中の左右方向である。
【００４２】
（定着ベルト５１）
定着ベルト５１の外径は任意であるが、たとえば１０［ｍｍ］〜１００［ｍｍ］である。定着ベルト５１は、基層、弾性層、および離型層を有している。基層は、たとえばポリイミド（ＰＩ）、ＳＵＳ、Ｎｉ等からなる。基層の厚みは、たとえば５［μｍ］〜８０［μｍ］である。
【００４３】
弾性層は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が好ましい。弾性層の厚みは、たとえば１０［μｍ］〜３００［μｍ］である。離型層は、フッ素チューブおよびフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が好ましい。離型層は、たとえば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（ＰＦＡ）チューブである。離型層の厚みは、たとえば５［μｍ］〜１００［μｍ］である。
【００４４】
（加圧パッド５２）
加圧パッド５２は、定着ベルト５１の内周側に配置されている。加圧パッド５２は支持部材５４によって固設されており、定着ベルト５１の内周面と摺動する。加圧パッド５２は、たとえば、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミド、液晶ポリマー等の樹脂や、アルミ、鉄等の金属、セラミック等からなり、形状は任意である。シリコーンゴム、フッ素ゴム等からなう支持部材５４との２部品構成としてもよい。
【００４５】
（支持部材５４）
支持部材５４は、加圧パッド５２を挟んで加圧ローラー５８とは反対側に配置されている。支持部材５４はコの字形状であり、支持部材５４に下流側の立ち上がり部は上流側より長く設けられ、定着ニップ部Ｎの上流側より下流側の方が大きい圧力を受けるため、コの字形状の支持部材５４に下流側の強度が強くなると、定着ニップ部Ｎにおいて、穏やかな圧力を与えることができる。支持部材５４は、軸方向（紙面の垂直方向）の両端部で、図示しないフレームに固定されており、軸方向に平行な面により加圧部材を押圧することで、所望のニップ圧力分布の確保を可能としている。
【００４６】
（加圧ローラー５８／加圧パッド５２）
加圧ローラー５８は、モーター等の駆動装置（図示しない）によって、所定の回転速度、たとえば４１５［ｍｍ／ｓ］で回転する（図２中のＡ方向）。加圧ローラー５８の回転に従動して定着ベルト５１が回転する（図２中のＢ方向）。
【００４７】
加圧ローラー５８の外径は、たとえば５０［ｍｍ］である。加圧ローラー５８は、鉄製の芯金と、弾性層と、離型層とを有している。芯金の厚みは、たとえば４０［ｍｍ］である。弾性層の厚みは、たとえば５［ｍｍ］である。離型層は、たとえばＰＦＡチューブである。上記離型層の厚みは、たとえば２０［μｍ］である。
【００４８】
加圧ローラー５８は、定着ベルト５１を介して加圧パッド５２を押圧する。加圧ローラー５８は、加圧パッド５２に対向するとともに定着ベルト５１の外周面に対向することで定着ニップ部Ｎを形成する。定着ニップ部Ｎは、加圧ローラー５８が加圧パッド５２を押圧することにより形成される領域である。
【００４９】
（摺動部材５３）
摺動部材５３は、加圧パッド５２と定着ベルト５１の内周面との間に配置されている。摺動部材５３は、加圧パッド５２と定着ベルト５１の内周面との間に生じる摩擦力を低減する。これにより、安定した定着ベルト５１の回転性が得られる。摺動部材５３は、加圧パッド５２に巻付けて固定されている。
【００５０】
摺動部材５３は、ガラスクロスを基材とし、摺動面をフッ素系樹脂で被覆した構成が一般的であるが、フッ素繊維の織物や、フッ素樹脂シート、ガラスコートなどが用いられる。摺動部材５３は、ガラスクロスのフッ素樹脂含浸タイプのものを用いてよい。たとえば、摺動部材５３には、中興化成工業社製のフッ素樹脂ファブリック（ＭＳファブリック）、住友電工ファインポリマー社製の架橋フッ素樹脂ＦＥＸなどの耐摩耗性、耐熱性が高い素材が好ましい。
【００５１】
（支持部材５４／潤滑剤塗布部５５）
潤滑剤塗布部５５は、加圧パッド５２に対して定着ベルト５１の回転方向の下流側に配置されている。潤滑剤塗布部５５は、支持部材５４によって固定されている。潤滑剤塗布部５５は、定着ベルト５１の内周側に配置されており、定着ベルト５１を支持している。
【００５２】
潤滑剤塗布部５５は、定着ベルト５１の内周面に潤滑剤を塗布する。潤滑剤は、シリコンオイルでもよいし、フッ素グリスでもよい。シリコンオイルの場合は、信越シリコーン社製のＫＦ９６−３００ＣＳ、フッ素グリスの場合は、東レダウコーニング社製のＧ８００５が好ましい。潤滑剤は、定着ベルト５１の内周面と摺動部材５３との間に設けらている。摺動部材５３が無い構成の場合、潤滑剤は、定着ベルト５１の内周面と加圧パッド５２との間に設けられる。
【００５３】
潤滑剤塗布部５５は、図示しないフェルト保持している。フェルトは、定着ベルト５１の内周面と接触している。フェルトは、潤滑剤を含浸している。これにより、潤滑剤塗布部５５は、定着ベルト５１の内周面に均一に潤滑剤を塗布することができる。
【００５４】
（加熱ローラー５７）
加熱ローラー５７は、定着ベルト５１の内周側に配置されている。加熱ローラー５７は、加熱源５６を有している。加熱ローラー５７は、アルミやＳＵＳ等の金属の円筒からなる。外径は任意であるが、１０［ｍｍ］〜１００［ｍｍ］が望ましく、厚みは０．１［ｍｍ］〜５［ｍｍ］が望ましい。加熱源５６にハロゲンヒータを用いる場合は、内表面を黒色にすることが望ましい。異物等による外表面への傷を防止するため、外表面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のコートなどを行ってもよい。コーティング層の厚みは、たとえば４０［μｍ］である。
【００５５】
加熱源５６（ハロゲンヒーター等）の出力は、たとえば１０００［Ｗ］である。温調温度は、たとえば１７０［℃］である。加熱源５６は、加熱ローラー５７を介して定着ベルト５１を加熱する。実施の形態において、加熱源５６は、定着ベルト５１を介してトナー画像Ｔに熱を供給する。加熱ローラー５７、加圧パッド５２、および潤滑剤塗布部５５は、定着ベルト５１を張架している。
【００５６】
加熱源５６はハロゲンヒータの他に、加熱ローラー５７、定着ベルト５１をＩＨで加熱する方式、加熱ローラー５７、定着ベルト５１を抵抗発熱体とし発熱させる方式などがあげられる。
【００５７】
上記構成の定着装置５０において、定着ニップ部Ｎにおける荷重の大きさは、たとえば７００［Ｎ］以上１０００［Ｎ］以下である。搬送方向ＤＲ１における定着ニップ部Ｎの幅（ニップ幅）は、たとえば１８［ｍｍ］である。幅方向ＤＲ３における定着ニップ部Ｎの長さは、たとえば３２０［ｍｍ］である。
【００５８】
用紙Ｓには、トナー画像Ｔが形成されている。用紙Ｓの厚み方向ＤＲ２における長さは、たとえば１４０［μｍ］である。用紙Ｓは、図示しないローラーによって搬送方向ＤＲ１に搬送され、トナー画像Ｔとともに定着ニップ部Ｎに突入する。定着ニップ部Ｎにおいて、用紙Ｓ上のトナー画像Ｔが加熱および加圧され用紙Ｓに定着される。
【００５９】
（加圧機構６０）
図３を参照して、加圧ローラー５８への加圧機構６０について説明する。図３は、実施の形態１の加圧機構６０の概略構成を示す模式図である。図３において、説明の便宜上、定着ベルト５１の記載は省略している。
【００６０】
加圧パッド５２の加圧ローラー５８に対向する側には、対向配置された加圧ローラー５８に対して遠ざかる方向に凹む凹部領域５２ａと、加圧ローラー５８に対して突出する方向に膨らむ上流側凸部領域５２ｂおよび下流側凸部領域５２ｃとが設けられている。上流側凸部領域５２ｂが、用紙Ｓの搬送方向の最も上流側に位置し、次いで凹部領域５２ａ、用紙Ｓの搬送方向の最も下流側に下流側凸部領域５２ｃが位置している。
【００６１】
凹部領域５２ａは、一定の曲率半径で凹面形状に湾曲し、上流側凸部領域５２ｂおよび下流側凸部領域５２ｃも、それぞれ一定の曲率半径で凸面形状に突出している。上流側凸部領域５２ｂと凹部領域５２ａとが接合するポイントは、変局点Ａ１を構成し、凹部領域５２ａと下流側凸部領域５２ｃとが接合するポイントは、変局点Ａ２を構成し、下流側に位置する変局点Ａ２の方が変局点Ａ１よりも加圧ローラー５８に対して食い込んでいる。
【００６２】
加圧ローラー５８には、加圧ローラー５８を加圧パッド５２側に向けて加圧する加圧機構６０が設けられている。この加圧機構６０は、一端が支点Ｂで回転可能に設けられた加圧レバー６１を有している。加圧レバー６１は、加圧ローラー５８のたとえば回転軸に連結され、加圧レバー６１の移動にともなって加圧ローラー５８を加圧パッド５２側に向けて移動させる。
【００６３】
加圧レバー６１の他端には、付勢部材としてのコイルバネ６２が連結されている。加圧レバー６１の他端に連結されるコイルバネ６２の力が加わる方向（図中のＸ２方向）は、加圧レバー６１に対して略９０度の方向であって、加圧パッド５２が設けられている側に引っ張られる方向に力が加えられている。コイルバネ６２に移動方向（図中のＸ２方向）の規制は、図示しないフレームに設けられた溝に沿って移動させる構成を採用するとよい。
【００６４】
変局点Ａ１においては、変局点Ａ１を通過する凹部領域５２ａに対する接線Ｌ１に対して垂直方向（図中のＸ１方向）に荷重が加わるように、支点Ｂの位置が選択されている。
【００６５】
上記のように変局点Ａ１は、定着ニップ部Ｎにおける圧が最も高くなる位置（ピーク圧が生じる位置）である。この点に対して、その接線Ｌ１に対して鉛直方向に荷重を加える。これにより用紙Ｓの厚み方向に対して鉛直方向に荷重が加わるため、加圧による荷重の分散を回避することができる。
【００６６】
その結果、荷重が分散することを見越した大きな荷重の負荷が回避され、穏やかな加圧での加圧パッド５２の設計、製造が可能となる。加圧ローラー５８への加圧機構６０についても複雑な装置構成ではないことから、その製造や品質管理を容易に実施することができる。
【００６７】
適切な荷重がコントロールされることで、高すぎるピーク圧の発生を防止し、定着ベルト５１に掛かるストレスを抑制することができる。さらに、定着ベルト５１の回転トルクの上昇、定着ベルト５１の磨耗、およびそれに起因する画像不良の発生を抑制することが可能になる。
【００６８】
（実施の形態２：加圧機構６０Ａ）
図４を参照して、実施の形態２における加圧機構６０Ａの構成について説明する。図４は、実施の形態２の加圧機構６０Ａの概略構成を示す図である。図４において、説明の便宜上、定着ベルト５１の記載は省略している。実施の形態２においては、実施の形態１に示した画像形成装置１００および定着装置５０の基本的構成は同じであるため、ここでは重複した説明は繰り返さない。
【００６９】
加圧機構６０Ａの構成も基本的には、実施の形態１で示した加圧機構６０と同じである。加圧パッド５２も実施の形態１と同じである。相違点は、凹部領域５２ａの中心位置Ａ３を通る接線Ｌ１に対して垂直方向（図中のＸ１方向）に荷重が加わるように、支点Ｂおよび支点Ｃの位置が選択されている。
【００７０】
凹部領域５２ａの中心位置に対して加圧ローラー５８を押圧することにより、加圧ローラー５８の加圧パッド５２への食い込み量を中心位置Ａ３を中心として両側に向けて均等に分布させることができる。これにより、加圧による荷重の均一化を図ることができる。
【００７１】
その結果、荷重が不均一になることを見越した大きな荷重の負荷が回避され、穏やかな加圧での加圧パッド５２の設計や製造が可能となる。加圧ローラー５８への加圧機構６０についても複雑な装置構成ではないことから、その製造や品質管理を容易に実施することができる。
【００７２】
（実施の形態３：加圧パッド５２）
図５を参照して、加圧パッド５２の形状について説明する。図５は、加圧パッド５２と加圧ローラー５８の関係のみを示す概略図である。加圧パッド５２の形状としては、加圧パッド５２を加圧ローラー５８に対向して押圧する押圧面は、用紙Ｓの搬送方向において加圧ローラー５８の外周側に沿って湾曲する凹部領域５２ａが設けられている。この凹部領域５２ａの曲率半径は、加圧ローラー５８の外周面の曲率半径よりも大きいことで定着ニップ部Ｎのニップ幅を十分に確保することができる。たとえば、本実施の形態の場合では、凹部領域５２ａの半径Ｒ１は、加圧ローラー５８の半径Ｒ３よりも大きく設けるとよい。
【００７３】
さらに、用紙Ｓの搬送方向（ＤＲ１）における定着ニップ部Ｎの入り口の上流側において、加圧パッド５２には、加圧ローラー５８の外周側に対向して凸となるような円弧状の上流側凸部領域５２ｂが設けられている。これにより、定着ニップ部Ｎの入り口において加圧パッド５２と加圧ローラー５８との間に十分な空間が確保され、定着ニップ部Ｎに用紙Ｓを確実に導入することが可能となる。
【００７４】
以上、本実施の形態における定着装置および画像形成装置によれば、穏やかな加圧での加圧パッド５２の設計、製造が可能となる。加圧ローラー５８への加圧機構６０についても複雑な装置構成ではないことから、その製造や品質管理を容易に実施することができる。
【００７５】
従来の定着装置および画像形成装置によれば、所望の定着ニップ部Ｎの圧力を確保しようとする場合、加圧パッド５２の製造公差、支持部材５４の製造公差、取り付け公差などを考慮して設計することになり、高精度の設計、生産、品質管理等が必要となる。一方、本実施の形態における定着装置および画像形成装置によれば、広くオペーレションウィンドウを確保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が可能となる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１Ｃ，１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ  画像形成ユニット、１０  感光体、１１  帯電装置、１２  露光装置、１３  現像装置、１４  現像ローラー、１５Ｃ，１５Ｋ，１５Ｍ，１５Ｙ  トナーボトル、１７  クリーニング装置、３０  中間転写ベルト、３１  一次転写ローラー、３３  二次転写ローラー、３７  カセット、３８  従動ローラー、３９  駆動ローラー、４０  タイミングローラー、４１  搬送経路、４８  トレイ、５０  定着装置、５１  定着ベルト、５２  加圧パッド、５２ａ  凹部領域、５２ｂ  上流側凸部領域、５２ｃ  下流側凸部領域、５３  摺動部材、５４  支持部材、５５  潤滑剤塗布部、５６  加熱源、５７  加熱ローラー、５８  加圧ローラー、６０，６０Ａ  加圧機構、６１  加圧レバー、６２  コイルバネ、８０  筐体、１００  画像形成装置、１０１  制御装置、１５０  表示装置、２００  廃棄トナー回収容器。
【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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