(57)【要約】【課題】通紙直後から安定した定着が行える定着装置を提供する。【解決手段】加熱源１２を有し駆動回転される定着ローラ１３と該定着ローラに圧接される回転可能な加圧体１４とで規定されるニップ部６の通過により、転写材７上に転写されたトナー像８を熱溶融させて転写材７に融着する定着装置１０。加圧体１４が、円筒状の弾性体１６と、該弾性体１６の内方に配置されニップ部６を形成すべく弾性体１６の周方向へ互いに間隔を置く２箇所の部分で該弾性体を定着ローラ１３に押圧する押圧部材１７とを備える。【選択図】  図１
2004240172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源を有し駆動回転される定着ローラと該定着ローラに圧接される回転可能な加圧体とで規定されるニップ部の通過により、転写材上に転写されたトナー像を熱溶融させて該転写材に融着する定着装置であって、前記加圧体は、円筒状の弾性体と、該弾性体の内方に配置され前記ニップ部を形成すべく前記弾性体の周方向へ互いに間隔を置く２箇所の部分で該弾性体を前記定着ローラに押圧する押圧部材とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記弾性体は、弾性変形可能な円筒状の金属製の芯金と、該芯金の外周面に形成された耐熱性離型層とを有する請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記押圧部材は、前記定着ローラの回転軸線に互いに平行に配置される２つの回転体を有し、該両回転体は前記弾性体の周方向へ間隔をおいて互いに平行に配置されかつ前記定着ローラへ向けてのばね力によりそれぞれが前記弾性体を前記定着ローラに向けて押圧する請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記両回転体のそれぞれに対応して前記転写材の排出側および供給側で前記弾性体に外接して該弾性体の変形を拘束するための保持ロールが配置されている請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記両回転体は、該回転体の回転軸線方向の中央部でそれぞれに外接する回転支持体により、回転可能に保持されている請求項３記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着ローラの回転軸を通る垂直線が前記両回転体の回転軸線を結ぶ線上の中点よりも前記転写材の排出側に偏って配置されている請求項３記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真プロセスを利用した画像形成装置に用いられる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置には、技術的な完成度が高く安定した定着性能が得られる熱ローラ定着方式が幅広く採用されている。
【０００３】
図１２は、この熱ローラ定着方式を用いた従来の定着装置１を示す。定着装置１は、駆動回転され、内部にハロゲンヒータのような加熱源２が収容される定着ローラ３と、例えばばね部材からの外力により定着ローラ３に圧接される回転可能な加圧体４とを備える。この加圧体４として、耐熱弾性層５を有する加圧ローラ４が用いられており、該加圧ローラが定着ローラ３に向けて押圧され、これにより加圧ローラ４の耐熱弾性層５が定着ローラ３との間で部分的に弾性変形を生じることにより、両ローラ３および４間に所望のニップ幅Ｗを有するニップ部６が規定される。
【０００４】
画像形成装置の現像工程でトナー像が転写された記録紙のような転写材７が定着装置１に送り込まれると、定着ローラ３の駆動回転に伴って転写材７が両ローラ３、４間のニップ部６を通過するとき転写材７上のトナー８が熱溶融して転写材７上に融着されることにより、トナー像が転写材７に定着される。
【０００５】
この従来の熱ローラ定着方式の定着装置１では、転写材７やトナー８を加熱する際に熱容量の大きな定着ローラ３を加熱する必要があるためエネルギー効率が悪く、省エネルギー化の点で不利である。またプリント時等の始動時に定着装置１を暖めるのに時間がかかり、ウオーミングアップのための時間が長くなる。
【０００６】
そこで、定着装置１のウオーミングアップ時間の短縮化および省エネルギー化のために、定着ローラ３の芯金３ａの薄肉化を図り、定着ローラ３の熱容量の低減化を図ることが試みられて来た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単に定着ローラ３の芯金３ａを薄肉化すると、ニップ部６への通紙開始直後は、定着ローラ３の熱は加圧ローラ４にも奪われるため、定着ローラ３の表面温度が急激に低下し定着不良が引き起こされるという新たな問題が発生する。
【０００８】
また、適正な定着のためには所定長のニップ幅Ｗが必要となり、所望のニップ部６が得られるように耐熱弾性層５に所定の潰れ量を与える必要がある。このニップ幅Ｗを考慮して、加圧ローラ４には定着ローラ３へ向けての適正な押圧力が付与されているが、定着ローラ３の芯金３ａの薄肉化を図った場合、この定着ローラ３に強度不足が生じることがあり、この強度不足のために耐熱弾性層５に適正な潰れ量を与えることができず、所望長のニップ幅Ｗを得ることができないことがある。
【０００９】
定着ローラ３の芯金３ａの薄肉化による定着ローラ３の強度低下に応じて、加圧ローラ４の耐熱弾性層５を軟らかな発泡体で構成し、これにより定着ローラ３の芯金３ａの薄肉化に拘わらず、加圧ローラ４に適正な潰れ量を与えることによって所望のニップ幅Ｗのニップ部６を形成することも考えられる。
【００１０】
ところが、軟らかな耐熱弾性層５のニップ部６での必要以上の大きな変形は耐熱弾性層５にクリープ変形を生じさせることから、この大きな変形は加圧ローラ４の耐久性を損なう。耐熱弾性層５を軟らかな発泡体で構成することによる加圧ローラ４の耐久性の低下は、耐熱弾性層５の厚肉化により防止できるが、この場合、加圧ローラ４の大径化によって加圧ローラ４の熱容量が増大する。そのため、前記したと同様に、ニップ部６への通紙開始直後における定着ローラ３の表面温度の急激な低下により、定着不良を生じるおそれがあった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、通紙開始直後における定着ローラの表面温度の急激な低下を防止し、通紙直後から安定した定着が行える定着装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、加熱源を有し駆動回転される定着ローラと該定着ローラに圧接される回転可能な加圧体とで規定されるニップ部の通過により、転写材上に転写されたトナー像を熱溶融させて該転写材に融着する定着装置であって、前記加圧体が、円筒状の弾性体と、該弾性体の内方に配置され前記ニップ部を形成すべく前記弾性体の周方向へ互いに間隔を置く２箇所の部分で該弾性体を前記定着ローラに押圧する押圧部材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記弾性体が、弾性変形可能な円筒状の金属製の芯金と、該芯金の外周面に形成された耐熱性離型層とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記押圧部材が前記定着ローラの回転軸線に互いに平行に配置される２つの回転体を有し、該両回転体が前記弾性体の周方向へ間隔をおいて互いに平行に配置されかつ前記定着ローラへ向けてのばね力によりそれぞれが前記弾性体を前記定着ローラに向けて押圧することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の定着装置において、前記両回転体のそれぞれに対応して前記転写材の排出側および供給側で前記弾性体に外接して該弾性体の変形を拘束するための保持ロールが配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の定着装置において、前記両回転体が該回転体の回転軸線方向の中央部でそれぞれに外接する回転支持体により、回転可能に保持されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の定着装置において、前記定着ローラの回転軸を通る垂直線が前記両回転体の回転軸線を結ぶ線上の中点よりも前記転写材の排出側に偏って配置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１に記載の定着装置では、加圧体の筒状弾性体は、該弾性体の内方に配置された押圧部材により、前記弾性体の周方向へ互いに間隔をおいた２点で定着ローラに向けて押圧される。従って、弾性体は楕円形状を保持した状態で２点間距離に応じた比較的大きな曲率部分で定着ローラに押し付けられ、これにより比較的低荷重で所望のニップ幅Ｗを有するニップ部が形成される。また、前記弾性体は、押圧部材によって定着ローラへ押圧される２点間の部分で定着ローラに接し、またこの２点部分で押圧部材に接するに過ぎないことから、定着ローラから見て前記弾性体は低熱容量を示す。
【００１９】
従って、本発明によれば、通紙時における定着ローラ表面の温度低下を軽減し、安定した定着性を得ることができる。特に、本発明に係る加圧体を熱容量の低減のために薄肉化あるいは小径化が図られた定着ローラと組み合わせることにより、省力化およびウオーミングアップ時間の短縮化と共に、安定した定着性能を示す省エネルギー型の定着装置が提供される。
【００２０】
請求項２に記載の定着装置では、加圧体の弾性体は、ばね特性を有する金属製の芯金と、該芯金の外周面に形成され、記録媒体の剥離を促進する耐熱性離型層とを備える。離型層が設けられた前記弾性体は、そのばね特性により、所望のニップ部が形成されるように適正な曲率でもって押圧部材により定着ローラに向けて押圧される。
【００２１】
芯金はステンレス鋼やリン青銅等のような薄肉の金属材料で形成することができる。耐熱性離型層は、例えばＰＦＡフッ素樹脂チューブで弾性体の外周面を被覆することにより、あるいは弾性体の外周面にＰＦＡフッ素樹脂塗料あるいはＰＴＦＥフッ素樹脂塗料を塗布することにより、形成することができる。
【００２２】
薄肉芯金と耐熱性離型層との間に、必要に応じて、例えばシリコンゴムのような弾性層を設けることができる。この弾性層の介在により、たとえ定着ローラの芯金の薄肉化が図られていても、当該定着ローラへの押圧による加圧体の適正な潰れ量を確保することができるので、該加圧体のニップ幅の増大を図ることが可能となる。
【００２３】
請求項３に記載の定着装置では、定着ローラの回転軸線に互いに平行に配置される２つの回転体で前記押圧部材が構成される。定着ローラへ向けて押圧される筒状の前記弾性体が定着ローラの回転に伴って回転すると、この弾性体の回転に伴なって押圧部材の前記回転体が従動することから、定着ローラおよび加圧体の円滑な動作が妨げられることはなく、それらの円滑な動作が確保される。
【００２４】
この回転体として、その外径を両端から中央部へ向けて漸増させた太鼓状の荷重印加ロールを採用することができる。この太鼓状の荷重印加ロールを用いることにより、定着ローラがその回転体の回転軸線方向に沿った中央部での撓み変形を生じても、この撓み変形による定着ローラへの部分的な加圧力の低下を防止することができ、定着ローラに、その回転軸線方向に沿ってほぼ均一な加圧力を確実に作用させることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明では、両回転体により筒状弾性体が定着ローラへ向けて押圧されたとき、前記転写材の排出側および供給側で前記弾性体に外接する保持ロールが弾性体の外周面に当接して該筒状の弾性体のニップ部近傍での拡がり変形を規制するので、該ニップ部に強い反発力を担わせることができることから、薄肉の弾性体であってもそのニップ部で比較的大きな適切な加圧力を作用させることができる。
【００２６】
請求項５に記載の定着装置では、回転体の中央部でそれぞれに外接する回転支持体が回転体のためのバックアップロールとして機能することから、定着ローラ、回転体を構成する荷重印加ロールの円滑な回転を妨げることなく、この荷重印加ロールの軸線方向に沿った撓み変形が防止され、定着ローラにその軸線方向にほぼ均等な加圧力を作用させることができる。
【００２７】
筒状の弾性体の内方で、このバックアップロールから見て両荷重印加ロールのような回転体が設けられる側とは反対側に、弾性体に係合可能の案内ロールを配置することができる。この案内ロールは、回転体と反対の側で弾性体に係合してこれを案内することにより、弾性体の下方部分での弛みによる不規則な揺動および振動を防止する。このような案内ロール、バックアップロールおよび荷重印加ロールは、定着ローラへ向けてのばね力を受ける一対のブラケットのような左右の側板を介してそれらの回転軸線が一体的に上下方向へ移動可能なように、各端部を保持することができる。
【００２８】
請求項６に記載の定着装置では、前記定着ローラの回転軸を通る垂直線が前記両回転体の回転軸線を結ぶ線上の中点よりも前記転写材の排出側に偏って配置されているので、熱容量の低減を図った薄肉状の筒状弾性体であっても定着に充分な加圧力を得ることができ、これにより通紙時における定着ローラ表面の温度低下を軽減し、安定した定着性を得ることができる。
【００２９】
前記定着ローラの回転軸線を通る垂直線を前記転写材の供給側に偏って配置することもできるが、定着ローラによる充分な加熱でもって確実にトナー像を転写材上に定着させる上で、前記したように定着ローラを排出側の回転体の側に偏って配置することが望ましい。
【００３０】
また、偏って配置された定着ローラに係合する両回転体のうち、その一方の外径を他方よりも大きくすることにより、加圧力を与える回転体に過不足なく必要な強度を付与することができる。
【００３１】
転写材の供給側に位置する回転体には、筒状弾性体に所望のニップ幅を形成するのに必要な荷重が作用するに過ぎない。これに対し、排出側に位置する回転体には、ニップ幅の形成に必要な荷重に加えてトナーを圧着するに必要な荷重等が作用する。そのため、排出側に位置する回転体の外径を供給側の回転体のそれよりも大きくして排出側の回転体の強度が高められる。強度が高められた排出側の回転体は、その回転軸線方向に沿った撓み変形が抑制されるので、回転軸線方向に沿った全域にわたってほぼ均等な加圧力を確実に作用させることができ、これにより一層確実に全域にわたっての安定した定着性能の得ることができる。
【００３２】
また、供給側の回転体は、排出側に配置された回転体に比較して大きな強度は不要であることから、転写材の供給側に配置される回転体に小径の回転体を適用することができ、この回転体の小径化により、定着ローラから見た加圧体の熱容量の削減が可能となり、通紙時における定着ローラ表面の温度低下を軽減して安定した定着性能を得ることが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に沿って詳細に説明する。
【００３４】
〈実施の形態１〉
本発明に係る定着装置は、例えば電子写真式画像形成装置に現像装置と共に組み込まれる。図１は本発明に係る定着装置の実施の形態１を示す横断面図であり、図１（ａ）は加圧体が加圧位置にある動作状態を示し、図１（ｂ）は加圧体が非加圧位置にある非作動状態を示す。
【００３５】
本発明に係る定着装置１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、加熱源１２が内部に収容され駆動回転される定着ローラ１３と、加圧体１４とを備える。
【００３６】
定着ローラ１３は、筒状の例えばアルミニゥム合金あるいは鉄鋼から成る芯金１３ａと、該芯金の外周面を覆う耐熱性の離型層１３ｂとを備える従来よく知られた定着ローラである。芯金１３ａは、後述するように、その両端に設けられた軸受け１５（図２参照）を介して回転可能に支承されており、駆動源（図示せず）からの駆動力により、図１（ａ）に矢印ａで示す時計方向に駆動回転される。芯金１３ａの内方には、加熱源１２として例えばハロゲンランプが芯金１３ａの回転軸線に沿って配置されている。
【００３７】
この定着ローラ１３は、その熱容量の低減化のために、小径および肉薄の芯金１３ａのものを用いることが望ましい。
【００３８】
加圧体１４は、筒状の弾性体１６と、該弾性体の内方に配置される押圧部材１７とを備える。押圧部材１７は、定着ローラ１３の近傍で筒状弾性体１６の内方にあって該弾性部材を定着ローラ１３に押し付けるための図１（ａ）に示す押圧位置と、図１（ｂ）に示す押圧解除位置との間で上下方向へ移動可能であり、押圧位置では、定着ローラ１３へ向けてのばね力Ｆを受ける。
【００３９】
実施の形態１では、押圧部材１７は、定着ローラ１３の下方で該定着ローラの回転軸線に沿って伸長するブロック部材からなる。ブロック部材１７の定着ローラ１３の側には、一対の押圧部１７ａ、１７ａが形成されている。両押圧部１７ａ、１７ａは、円弧状の横断面形状を有し、定着ローラ１３の長手方向に沿って平行に延在するように、ブロック部材１７の横方向に互いに間隔をおいて該ブロック部材の長手方向に伸長して形成されている。また、両押圧部１７ａ、１７ａは、定着ローラ１３の中心軸線を通る垂直線Ｌに関して対称的に形成されている。
【００４０】
弾性体１６は、ばね特性を有する金属材料から成る芯金１６ａと、該芯金の外周面を覆う例えばシリコンゴムから成る弾性層１６ｂと、該弾性層の外周面を覆う耐熱性の離型層１６ｃとを備える。
【００４１】
芯金１６ａは例えばステンレス鋼あるいはリン青銅等の薄肉の金属材料から成る円筒体で形成されており、例えば径方向に作用する圧縮力あるいは引張り力により弾性変形可能である。弾性層１６ｂを介して芯金１６ａの外周面を覆う耐熱性の離型層１６ｃは、例えばＰＦＡフッ素樹脂チューブで弾性層１６ｂの外周面を被覆することにより、あるいは該弾性層の外周面にＰＦＡフッ素樹脂塗料あるいはＰＴＦＥフッ素樹脂塗料を塗布することにより、形成することができる。この離型層１６ｃは、定着ローラ１３の離型層１３ｂと同様に、トナー像を形成するトナー８あるいはトナー像が転写される転写材である記録紙７の付着を防止し、その剥離を容易とする。
【００４２】
芯金１６ａ、弾性層１６ｂおよび離型層１６ｃの積層体からなる弾性体１６は、全体に筒状を示す。この筒状の弾性体１６は、ブロック部材１７が図１（ｂ）に示す解除位置にあるとき、該ブロック部材によって定着ローラ１３に押し付けられることはなく、横断面形状は半径Ｒを有する円筒形状を保持する。
【００４３】
他方、ブロック部材１７が図１（ａ）に示す押圧位置にあるとき、弾性体１６は、ブロック部材１７によって定着ローラ１３に押し付けられる。このブロック部材１７による押し付けでは、ブロック部材１７の押圧部１７ａ、１７ａにより、弾性体１６はその内方から周方向に互いに間隔をおいた２点部分で定着ローラ１３に押し付けられる。これにより弾性体１６は、定着ローラ１３への押圧部分近傍における曲率が半径Ｒよりも大きな曲率Ｒ１を示すように全体に楕円状に変形する。また、弾性体１６の前記押圧部分によって、定着ローラ１３および加圧体１４間には、一対の押圧部１７ａ、１７ａ間距離に対応した幅寸法Ｗを有するニップ部６が形成される。
【００４４】
定着ローラ１３が図１（ａ）に示す矢印ａで示す時計方向へ駆動回転されると、押圧部材１７によって定着ローラ１３に押圧される弾性体１６が、定着ローラ１３との間にニップ部６を保持した状態で、定着ローラ１３の回転に伴って押圧部材１６上を摺動しながら順次回転する。
【００４５】
図示しない画像形成装置の現像装置によってトナー像を転写された記録紙のような転写材７が、図１（ａ）に符号ｂで示す矢印方向へ移動され、定着装置１０に送り込まれると、定着ローラ１３の駆動回転に伴って転写材７が定着ローラ１３および弾性体１６間のニップ部６を通過する。このニップ部６では、転写材７上のトナー８が、定着ローラ１３からの熱により溶融し、弾性体１６のニップ部６と定着ローラ１３との間で、押圧部材であるブロック部材１７の押圧部１７ａ、１７ａからの加圧力を受けて転写材７上に融着され、定着ローラ１３および加圧体１４間から排出される。これにより、トナー像が転写材７に定着される。
【００４６】
本発明に係る定着装置１０では、加圧体１４の筒状弾性体１６は、押圧部材であるブロック部材１７の押圧部１７ａ、１７ａにより、弾性体１６の周方向へ互いに間隔をおいた２点で定着ローラ１３に向けて押圧される。このとき、弾性体１６は、主として芯金１６ａのばね特性すなわち弾性により、楕円形状を保持した状態で２点間距離に応じた比較的大きな曲率Ｒ１を示す部分で定着ローラ１３に押し付けられることから、定着ローラ１３および加圧体１４間には比較的小さな荷重Ｆで所望のニップ幅Ｗを有するニップ部６が形成される。
【００４７】
また、加圧体１４の弾性体１６は、従来のような芯金により保持されておらず、押圧部材１７によって定着ローラ１３へ押圧されることから、この押圧部材１７の押圧部１７ａ、１７ａに対応した２点間の部分（ニップ部６）で定着ローラに接し、またこの２点部分で押圧部材１７に接するに過ぎないことから、定着ローラ１３から見て加圧体１４は従来の加圧ローラに比較して低い熱容量を示す。
【００４８】
従って、本発明に係る定着装置１０によれば、通紙時における定着ローラ１３の表面の温度低下を軽減し、安定した定着性を得ることができる。
【００４９】
また、本発明に係る加圧体１４は、熱容量の低減のために芯金１３ａが薄肉化あるいはその小径化が図られた定着ローラ１３と組み合わせることにより、省力化およびウオーミングアップ時間の短縮化と共に、安定した定着性能を示す省エネルギー型の定着装置が提供される。
【００５０】
実施の形態１では、加圧体１４の弾性体１６に弾性層１６ｂを形成した例を示したが、弾性層１６ｂを不要とし、芯金１６ａ上に離型層１６ｃを直接的に形成することができる。しかしながら、弾性層１６ｂを設けることにより、弾性体１６の定着ローラ１３への押し付けで弾性体１６の潰れ量の増大を図ることができるので、ニップ部６の幅寸法Ｗの増大を図る上で、弾性層１６ｂを設けることが望ましい。
【００５１】
〈実施の形態２〉
図２および図３に示す定着装置１１０は、加圧体１４の押圧部材として、一対の回転体を用いた例を示す。
【００５２】
加熱源１２を内蔵する定着ローラ１３は、実施の形態１で述べたと同様な構成を有し、図２に示すように、その両端で軸受け１５を介して回転可能に支承され、一方向に駆動回転される。また、加圧体１４の弾性体１６は、実施の形態１におけるそれと同一である。
【００５３】
しかしながら、実施の形態２を示す定着装置１１０では、弾性体１６を定着ローラ１３に押圧する押圧部材が一対の回転体１８、１８から成る。回転体１８、１８として、荷重印加ロール１８、１８が示されており、両荷重印加ロール１８、１８は、弾性体１６の内方でそれぞれの回転軸線が定着ローラ１３の回転軸線と平行になるように、弾性体１６の両端より突出する両端部分で軸受け１９を介して一対のブラケットから成る側板２０、２０に支持されている。
【００５４】
両荷重印加ロール１８、１８は、その回転軸線に沿って一様な外径を有し、図３に示すように、定着ローラ１３の中心軸線を通る垂直線Ｌに関して対称となるように、互いに間隔をおいて側板２０、２０に回転可能に支持されている。側板２０、２０は、図１（ａ）に示したと同様な図３に示す押圧位置でばね荷重Ｆを受けることにより、荷重印加ロール１８、１８を介して弾性体１６をその内方から定着ローラ１３へ向けて押圧する。これにより定着ローラ１３と加圧体１４の弾性体１６間には、両荷重印加ロール１８、１８間の間隔に応じたニップ幅Ｗを有するニップ部６が形成される。
【００５５】
定着装置１１０では、押圧部材が回転可能に支承された一対の回転体１８、１８から成るので、弾性体１６が両回転体すなわち両荷重印加ロール１８、１８で定着ローラ１３に押圧されたとき、該定着ローラの回転に伴い、荷重印加ロール１８、１８は弾性体１６を介して円滑に従動する。この荷重印加ロール１８、１８の回転により、弾性体１６は、押圧部材上を摺動することなく、荷重印加ロール１８、１８の案内作用により、円滑に回転する。
【００５６】
従って、定着ローラ１３、加圧体１４の弾性体１６の円滑な動作が妨げられることはなく、それらの円滑な動作が確保されることにより、定着ローラ１３の回転軸線方向に一様なニップ幅Ｗを有するニップ部６を継続的に確実に形成することができるので、より安定した定着性能を得ることができる。
【００５７】
〈実施の形態３〉
図４に示す定着装置１２０では、荷重印加ロールの外径をその両端から中央部へ向けて漸増させた太鼓状の荷重印加ロール１８′、１８′が採用されている。この太鼓状の荷重印加ロール１８′、１８′を用いることにより、例えば定着ローラ１３が図４に示すようにその中央部が上方へ反るような撓み変形を起こしても、定着ローラ１３の撓み変形に拘わらず、撓み変形による定着ローラ１３の中央部での加圧力の低下を防止することができるので、定着ローラ１３に、その回転軸線方向に沿ってほぼ均一な加圧力を確実に作用させることができる。従って、定着ローラ１３の中央部に潰れや撓み変形が生じても、定着ローラ１３の回転軸線方向に一様なニップ幅Ｗを有するニップ部６を確実に形成することができ、これにより、より安定した定着性能を得ることができる。
【００５８】
〈実施の形態４〉
図５に示す定着装置１３０では、弾性体１６の内方に配置された回転体である荷重印加ロール１８、１８のそれぞれに対応して、転写材７の排出側および供給側で弾性体１６に外接する保持ロール２１、２１が配置されている。
【００５９】
保持ロール２１、２１は、荷重印加ロール１８、１８が弾性体１６を定着ローラ１３に押圧する押圧位置に移動したとき、定着ローラ１３に押圧された弾性体１６に外接する位置で、その回転軸線を荷重印加ロール１８、１８のそれと平行に、保持されている。
【００６０】
回転可能な保持ロール２１、２１は、荷重印加ロール１８、１８により定着ローラ１３に押圧された状態にある弾性体１６の内方に位置する荷重印加ロール１８、１８の両外側で対応する荷重印加ロール１８、１８と共同して弾性体１６の変形を拘束する。
【００６１】
両保持ロール２１、２１は、筒状の弾性体１６が定着ローラ１３へ向けて押圧されたとき、弾性体１６の外周面に当接して該弾性体のニップ部６近傍での拡がり変形を規制するので、該ニップ部に強い反発力を担わせることができることから、薄肉の弾性体１６であってもそのニップ部で比較的大きな適切な加圧力を作用させることができる。従って薄肉の弾性体１６であっても、適正なニップ部６を形成することができ、安定した定着性能を得ることができる。
【００６２】
〈実施の形態５〉
図６および図７に示す定着装置１４０では、弾性体１６内に配置される一対の荷重印加ロール１８、１８のための回転支持体２２が設けられている。
【００６３】
回転支持体２２は、弾性体１６内で両荷重印加ロール１８、１８に沿ってその下方に配置されている。回転支持体２２の両端は、荷重印加ロール１８、１８を支持する側板２０、２０に固定的に支持されている。回転支持体２２の中央部には、該回転支持体を取り巻いて装着された環状ベアリング２２ａが設けられており、該ベアリングのアウタレースが両荷重印加ロール１８、１８の中央部分の下部に当接する。回転支持体２２の中央部に設けられた環状ベアリング２２ａは、両荷重印加ロール１８、１８の中央部分の下部に外接することから、回転支持体２２は、全体に、荷重印加ロール１８、１８の撓み変形を防止するバックアップロールとして機能する。
【００６４】
回転支持体２２の両端を側板２０、２０に回転可能に支持することにより、中央部に設けられる環状ベアリング２２ａを不要とすることができ、この場合、回転支持体２２の中央部に荷重印加ロール１８、１８に外接する増径部が環状ベアリング２２ａに代えて設けられる。
【００６５】
回転支持体２２は、回転体を構成する荷重印加ロール１８、１８の円滑な回転を妨げることなく、この荷重印加ロールの軸線方向に沿った撓み変形を防止することから、定着ローラ１３へ向けての加圧力を該定着ローラの軸線方向にほぼ均等に作用させることができる。従って、定着ローラ１３の回転軸線方向に一様なニップ幅Ｗを有するニップ部６を確実に形成することができ、これにより、より安定した定着性能を得ることができる。
【００６６】
〈実施の形態６〉
図８および図９に示す定着装置１５０では、さらに、筒状の弾性体１６の内方に、一対の案内ロール２３が、バックアップロールとして機能する回転支持体２２に当接して設けられている。
【００６７】
案内ロール２３は、図８に示すように、回転支持体２２から見て荷重印加ロール１８、１８と反対側すなわち回転支持体２２の下方で該回転支持体に平行に配置されている。案内ロール２３は、その両端で軸受け１９を介して側板２０、２０に支持されており、その中央部で回転支持体２２の環状ベアリング２２ａに外接する。これにより、案内ロール２３は、該案内ロールと平行な荷重印加ロール１８、１８と共に、回転支持体２２をそれら両ロール間に介在させた状態で図９（ａ）に示す押圧位置と図９（ｂ）に示す解除位置との間で、上下方向へ一体的に移動可能であり、また荷重印加ロール１８、１８の回転に伴い、回転支持体２２の環状ベアリング２２ａを介して回転する。側板２０、２０は、前記したように、荷重印加ロール１８、１８および案内ロール２３を上下方向へ一体的に移動させると共に、これらロールの軸線方向へのずれを防止する。
【００６８】
図９（ｂ）に示す解除位置では、弾性体１６は円形に保持されることから、案内ロール２３が弾性体１６の内周面に当接することはないが、図９（ａ）に示す押圧位置では、楕円形に変形した弾性体１６に当接することにより、荷重印加ロール１８、１８と反対の側で弾性体１６の回転による該弾性体の回転移動すなわち循環を案内する。
【００６９】
この案内ロール２３の案内作用により、弾性体１６の下方部分での弛みによる不規則な揺動および振動が防止されるので、この振動等によるニップ部６のニップ幅Ｗの増減を防止することができ、より安定した定着性能を得ることができる。
【００７０】
案内ロール２３は、図示した２本の例に限らず、必要に応じて、その本数を増減することができる。
【００７１】
〈実施の形態７〉
図１０に示す定着装置１６０では、定着ローラ１３は、その回転軸を通る垂直線Ｌが一対の荷重印加ロール１８（１８ａ、１８ｂ）の両回転軸線を結ぶ線上の中点Ｍから見て排出側に位置する一方の荷重印加ロール１８ａの側に偏るように配置されている。これにより、定着ローラ１３は他方のロール１８ｂよりも一方のロール１８ａに近接して配置されている。
【００７２】
そのため、定着ローラ１３への加圧力は、主として、両荷重印加ロール１８（１８ａ、１８ｂ）のうちの定着ローラ１３に近接する排出側に配置された一方の荷重印加ロール１８ａへの加圧力Ｆによって決まり、定着ローラ１３から遠い側である供給側に配置された他方の荷重印加ロール１８ｂは、一方の荷重印加ロール１８ａと共同してニップ部６の幅Ｗを規定する。
【００７３】
定着装置１６０によれば、定着ローラ１３を排出側に位置する一方の荷重印加ロール１８ａの側に偏らせ、これにより、この一方の荷重ロール１８ａの反力によって強い加圧力を定着ローラ１３に作用させることができるので、たとえ両荷重印加ロール１８ａ、１８ｂの熱容量の低減を図るべく芯金１６ａの薄肉化を図っても、それによる定着ローラ１３への加圧力の低下を防止することができる。
【００７４】
従って、通紙時における定着ローラ表面の温度低下を軽減し、より安定した定着性を得ることができる。
【００７５】
〈実施例８〉
図１１に示す定着装置１７０では、定着ローラ１３が一方の荷重印加ロール１８ａの側に偏るように配置されていることに加えて、さらに一方の荷重印加ロール１８ａの外径が他方の荷重印加ロール１８ｂのそれよりも大きく設定されている。
【００７６】
定着ローラ１３への加圧力を決める一方の荷重印加ロール１８ａの外径の増大を図ることにより、該荷重印加ローラの強度を高めることができる。これにより、より強い加圧力Ｆ１に対しても荷重印加ロール１８ａの撓み変形を防止することができ、芯金１６ａの薄肉化を図った荷重印加ロール１８ａによっても、定着ローラ１３への加圧力の低下を防止することができる。
【００７７】
従って、回転軸線方向に沿った全域にわたってほぼ均等な加圧力を確実に作用させることができるので、一層確実に全域にわたっての安定した定着性能を得ることができ、これにより通紙時における定着ローラ表面の温度低下を軽減し、より安定した定着性を得ることができる。
【００７８】
また、転写材の供給側に位置する他方の荷重印加ロール１８ｂには、所望のニップ幅Ｗを形成するのに必要な荷重Ｆ２が作用するに過ぎないことから、この他方の荷重印加ロール１８ｂの外径を排出側に配置された前記一方の荷重ロール１８ａのそれに比較して小さく設定することができる。この他方の荷重印加ロール１８ｂの小径化により、定着ローラ１３から見た加圧体１４の熱容量の削減が可能となり、通紙時における定着ローラ表面の温度低下を軽減して、より安定した定着性能を得ることが可能となる。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、弾性体をその周方向へ互いに間隔をおいた２点で定着ローラに向けて押圧することにより、通紙時における定着ローラ表面の温度低下を軽減し、安定した定着性能を得ることができる。
【００８０】
請求項２に記載の発明によれば、加圧体の弾性体を外周面に耐熱性離型層を有する金属製の芯金で形成することにより、前記弾性体のばね特性により、所望のニップ部が形成されるように適正な曲率でもって前記弾性体を定着ローラに押圧することができ、これにより安定した定着性能を得ることができる。
【００８１】
請求項３に記載の発明によれば、荷重印加ロールのような回転体で押圧部材を構成することにより、定着ローラおよび弾性の円滑な動作を妨げることなく適切に弾性体を定着ローラに向けて押圧することができ、これにより安定した定着性能を得ることができる。
【００８２】
請求項４に記載の発明によれば、弾性体が回転体によって定着ローラに押圧されて楕円状に変形するとき、保持ロールが弾性体のニップ部近傍での拡がり変形を規制するから、薄肉の弾性体であっても該弾性体により比較的強い加圧力を得ることができ、これにより適正な幅寸法のニップ部を形成することができ、安定した定着性能を示す省エネルギー型の定着装置を得ることができる。
【００８３】
請求項５に記載の発明によれば、回転体のためのバックアップロールとして機能する回転支持体により、荷重印加ロールの軸線方向に沿った撓み変形を防止し、定着ローラにその軸線方向にほぼ均等な加圧力を作用させることができるので、定着ローラの回転軸線方向へ連続的かつ均一なニップ部を形成することができ、安定した定着性能を得ることができる。
【００８４】
請求項６に記載の発明によれば、定着ローラを前記転写材の排出側に偏って配置することにより、熱容量の低減を図った薄肉状の筒状弾性体であっても定着に充分な加圧力を得ることができ、これにより通紙時における定着ローラ表面の温度低下を軽減し、安定した定着性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の実施の形態１を示す横断面図であり、図１（ａ）は加圧体が加圧位置にある動作状態を示し、図１（ｂ）は加圧体が非加圧位置にある非作動状態を示す。
【図２】本発明に係る定着装置の実施の形態２を示す縦断面である。
【図３】図２に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って得られた断面図である。
【図４】本発明に係る定着装置の実施の形態３を示す縦断面である。
【図５】本発明に係る定着装置の実施の形態４を示す横断面である。
【図６】本発明に係る定着装置の実施の形態５を示す縦断面である。
【図７】図６に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って得られた断面図である。
【図８】本発明に係る定着装置の実施の形態６を示す縦断面図である。
【図９】図８に示す線ＩＸ−ＩＸに沿って得られた横断面図であり、図９（ａ）は加圧体が加圧位置にある動作状態を示し、図９（ｂ）は加圧体が非加圧位置にある非作動状態を示す。
【図１０】本発明に係る定着装置の実施の形態７を示す横断面図である。
【図１１】本発明に係る定着装置の実施の形態８を示す横断面図である。
【図１２】従来の定着装置を示す横断面図である。
【符号の説明】
６  ニップ部
７  （転写材）記録紙
８  トナー
１０〜１７０  定着装置
１２  加熱源
１３  定着ローラ
１４  加圧体
１６  弾性体
１６ａ  芯金
１６ｂ  弾性層
１６ｃ  離型層
１７  （押圧部材）ブロック部材
１８、１８′、１８ａ、１８ｂ  （押圧部材）荷重印加ロール
１８ａ、
２１  保持ロール
２２  回転体支持体
２３  案内ロール
【図１】
2004240172.tif 000003
【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】
2004240172.tif 000009
【図８】
2004240172.tif 000010
【図９】
2004240172.tif 000011
【図１０】
2004240172.tif 000012
【図１１】
2004240172.tif 000013
【図１２】
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