(57)【要約】【課題】画像形成装置が備える定着装置において、定着ベルトの搬送を確実にする。【解決手段】定着ユニット２４は、回転ローラである加熱ローラ４０、非回転の押圧部材４１、定着ベルト４２、加圧回転体である加圧ローラ４４などを備える。そして、加熱ローラと押圧部材に定着ベルトを掛け渡して設ける。加熱ローラは、薄肉金属ローラとし、内部に熱源４３を備える。押圧部材は、上部に支持部４１ａを、下部に弾性部４１ｂを備え、細長な板状とする。そのような押圧部材には、定着ベルトに接触して回転する補助ローラ４６を設ける。また、定着ベルトをはさんで押圧部材に押し当てる加圧ローラを設ける。加熱ローラの例えば両端には、付勢部材を設け、図中上向きに付勢して、定着ベルトに所定の張力を与える。また、加圧ローラの両端にも、不図示の付勢部材を設け、同じく図中上向きに付勢して、加圧ローラを、定着ベルトをはさんで押圧部材に押し当てる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ローラと非回転の押圧部材とに定着ベルトを掛け渡して設けるとともに、その定着ベルトをはさんで前記押圧部材に押し当てて加圧回転体を設け、その加圧回転体と前記定着ベルトとの間に転写画像形成後のシートを通して、転写画像をシートに定着する定着装置において、
前記押圧部材に、前記定着ベルトに接触して回転する補助ローラを設けることを特徴とする、定着装置。
【請求項２】
回転ローラと非回転の押圧部材とに定着ベルトを掛け渡して設けるとともに、その定着ベルトをはさんで前記押圧部材を押し当てる定着回転体を設け、その定着回転体と前記定着ベルトとの間に転写画像形成後のシートを通して、転写画像をシートに定着する定着装置において、
前記押圧部材に、前記定着ベルトに接触して回転する補助ローラを設けることを特徴とする、定着装置。
【請求項３】
前記押圧部材のシートに圧力を加えるシート押圧領域に弾性部を設ける一方、前記押圧部材の前記シート押圧領域外に前記補助ローラを設けることを特徴とする、請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加圧回転体または前記定着回転体を回転駆動することにより、前記定着ベルトを従動回転することを特徴とする、請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記補助ローラを回転駆動することにより、前記定着ベルトを従動回転することを特徴とする、請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加圧回転体または前記定着回転体と前記補助ローラをそれぞれ回転駆動することにより、前記定着ベルトを従動回転することを特徴とする、請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加圧回転体または前記定着回転体と前記定着ベルトとの摩擦係数μ１、前記定着ベルトと前記補助ローラとの摩擦係数μ２、前記定着ベルトと前記弾性部との摩擦係数μ３とするとき、
前記摩擦係数μ１、μ２、μ３を、μ１＞μ２＞μ３とすること特徴とする、請求項３に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加圧回転体または前記定着回転体と前記弾性部との定着ニップ幅を、前記加圧回転体または前記定着回転体と前記補助ローラとのニップ幅より大きくすることを特徴とする、請求項３に記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着ベルトと前記補助ローラとの押圧力を、前記定着ベルトと前記弾性部との押圧力よりも大きくすることを特徴とする、請求項３に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１に記載の定着装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートに画像を形成する画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置に備え、転写画像形成後のシートを通して、その転写画像をシートに定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置では、帯電、書込みを行って像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着して現像することにより可視像化し、その可視像化することにより形成した像担持体上のトナー画像をシートに転写して転写画像を形成していた。そして、その転写画像形成後のシートを定着装置を通すことにより、転写画像をシートに定着していた。
【０００３】
そのような定着装置には、例えば、加熱ローラと加圧ローラを備える。その加熱ローラには例えば内部に熱源を設ける一方、加圧ローラには付勢部材を設けて加熱ローラに押し当て、定着ニップを形成していた。
【０００４】
そして、熱源により加熱ローラの周面を定着温度としてから、転写画像形成後のシートを加熱ローラと加圧ローラとの定着ニップに入れ、その定着ニップで熱と圧力とを加えることにより、転写画像をシートに定着していた。
【０００５】
しかし、そのような定着装置は、加熱ローラの熱容量が大きいため、熱源により加熱ローラの周面を定着温度とするのに必要な時間（立上り時間）が長い問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３０７４９６号公報
そこで、従来の定着装置の中には、例えば特許文献１に記載される技術があった。この定着装置は、図１４に示すように、加熱ローラ８１、定着ローラ８２、加圧ローラ８４などを備える。加熱ローラ８１の内部には熱源８３を設け、その加熱ローラ８１と定着ローラ８２間に定着ベルト８５を掛け渡す。一方、加圧ローラ８４は、付勢部材８６により、定着ベルト８５を介して定着ローラ８２に押し当て定着ニップＡを形成していた。
【０００７】
そして、例えば定着ローラ８２を回転駆動することにより加熱ローラ８１、定着ベルト８５、加圧ローラ８４を従動回転しつつ、熱源８３により定着ベルト８５の表面を定着温度としてから、転写画像形成後のシートＳを、ガイド部材８７により案内して定着ニップＡに入れ、定着ベルト８５および加圧ローラ８４により搬送するとともに、定着ローラ８２と加圧ローラ８４との定着ニップＡで熱と圧力とを加えることにより、未定着トナー（転写画像）８８をシートＳに定着していた。
【０００８】
そのような定着装置おいて、仮に、加熱ローラ８１を小さく設ければ、定着ベルト８５の表面を定着温度とするために必要な熱量を少なくすることができた。そして、そのように熱量を小さくするよう設ければ、上述した立ち上がり時間を短くすることができた。
【０００９】
ところで、近年、シートＳに画像形成すること、を高速に行うことが要望されている。それを行うには、シートＳの搬送速度を上げなければならないため、定着装置におけるシートＳの通過速度も上げなければならない。一方、未定着トナー８８の定着を良好に行うためには、未定着トナー８８を定着するのに必要な熱量を加えなければならない。
【００１０】
したがって、未定着トナー８８の定着を良好に行いつつ、定着装置におけるシートＳの通過速度を上げるためには、、シートＳに熱と圧力を加える定着ニップＡの幅を広くしなければならなかった。
【００１１】
しかし、特許文献１に記載の定着ローラ８２と加圧ロ−ラ８４とは、それら定着ローラ８２と加圧ローラ８４とがともにローラ状であるため、定着ニップＡの幅を広くすることが困難であるという問題があった。
【００１２】
【特許文献２】特開２００２−１４８９８３号公報
そこで、従来の定着装置の中には、例えば特許文献２に記載される技術があった。この定着装置は、図１５に示すように、不図示の付勢部材を備える加圧ローラ（加圧回転体）９１を設ける。その加圧ローラ９１の上には、支持部９２Ａで支持し、弾性部９２Ｂを備える非回転の押圧部材９２を設ける。その押圧部材９２と加圧ローラ９１との間には、発熱層を備える定着ベルト９３を通す。その定着ベルト９３は、不図示のガイド部材により支持する。また、加圧ローラ９１を、不図示の付勢部材により定着ベルト９３を介して、押圧部材９２の弾性部９２に押し当て、弾性部９２をたわませて幅広の定着ニップＡを形成していた。
【００１３】
そして、加圧ローラ９１を回転駆動することにより、定着ベルト９３を従動回転しつつ、定着ベルト９３の上に設けた磁界発生装置９４により交流磁界を発生し、それにより定着ベルト９３の発熱層に熱を発生させて、定着ベルト９３の表面を定着温度としてから、その定着ベルト９３と加圧ローラ９１との間に転写画像形成後のシートＳを入れ、押圧部材９２と加圧ローラ９１との間の定着ニップＡで熱と圧力とを加えることにより、未定着トナー（転写画像）９５をシートＳに定着していた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２に記載の定着装置は、そのように定着ニップＡを幅広とし、定着ベルト９３と押圧部材９２との接触面積を広くするので、定着ベルト９３と非回転の押圧部材９２との摩擦力が大きくなるから、定着ベルト９３の搬送が悪くなる問題があった。
【００１５】
そのように、定着ベルト９３の搬送が悪くなると、シートＳの搬送不良によるジャムが発生する問題や、未定着トナー９５がこすれて、画像形成不良を発生する問題があった。
【００１６】
そこで、この発明の第１の目的は、定着装置において、定着ベルトの搬送を確実にすることにある。
【００１７】
この発明の第２の目的は、定着ムラが発生することを防止することにある。
【００１８】
この発明の第３の目的は、定着ベルトの搬送を一層確実にすることにある。
【００１９】
この発明の第４の目的は、定着ニップ幅が不安定になることを防止して、シートの定着不良を防止することにある。
【００２０】
この発明の第５の目的は、第１から第４の目的を達成した定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
回転ローラと非回転の押圧部材とに定着ベルトを掛け渡して設けるとともに、その定着ベルトをはさんで押圧部材に押し当てて加圧回転体を設け、その加圧回転体と定着ベルトとの間に転写画像形成後のシートを通して、転写画像をシートに定着する定着装置において、
押圧部材に、定着ベルトに接触して回転する補助ローラを設けることを特徴とする。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
回転ローラと非回転の押圧部材とに定着ベルトを掛け渡して設けるとともに、その定着ベルトをはさんで押圧部材を押し当てる定着回転体を設け、その押圧部材と定着ベルトとの間に転写画像形成後のシートを通して、転写画像をシートに定着する定着装置において、
押圧部材に、定着ベルトに接触して回転する補助ローラを設けることを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、
請求項１または２に記載の定着装置において、
押圧部材のシートに圧力を加えるシート押圧領域に弾性部を設ける一方、押圧部材のシート押圧領域外に補助ローラを設けることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、
請求項１または２に記載の定着装置において、
加圧回転体または定着回転体を回転駆動することにより、定着ベルトを従動回転することを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、
請求項１または２に記載の定着装置において、
補助ローラを回転駆動することにより、定着ベルトを従動回転することを特徴とする。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、
請求項１または２に記載の定着装置において、
加圧回転体または定着回転体と補助ローラをそれぞれ回転駆動することにより、定着ベルトを従動回転することを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、
請求項３に記載の定着装置において、
加圧回転体または定着回転体と定着ベルトとの摩擦係数μ１、定着ベルトと補助ローラとの摩擦係数μ２、定着ベルトと弾性部との摩擦係数μ３とするとき、
摩擦係数μ１、μ２、μ３を、μ１＞μ２＞μ３とすること特徴とする。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、
請求項３に記載の定着装置において、
加圧回転体または定着回転体と弾性部との定着ニップ幅を、加圧回転体または定着回転体と補助ローラとのニップ幅より大きくすることを特徴とする。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、
請求項３に記載の定着装置において、
定着ベルトと補助ローラとの押圧力を、定着ベルトと弾性部との押圧力よりも大きくすることを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に記載の発明は、上述した第５の目的も達成すべく、
請求項１ないし９のいずれか１に記載の定着装置を備える画像形成装置である、ことを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、カラーレーザプリンタの全体概略構成を示す。
【００３２】
図中符号Ｂは、プリンタ装置本体である。装置本体Ｂ内には、図中右下から左上へと斜めにシート搬送路Ｐを設ける。
【００３３】
シート搬送路Ｐ上には、その搬送路Ｐに沿って右下から左上へと、イエロ・マゼンタ・シアン・ブラックの４つの単色作像手段１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂを順に並べてタンデム型に備える。各単色作像手段１０は、像担持体ユニット１２Ｙ・１２Ｍ・１２Ｃ・１２Ｂと現像ユニット１３Ｙ・１３Ｍ・１３Ｃ・１３Ｂとで構成し、各々装置本体Ｂに対して着脱自在とする。各像担持体ユニットには、それぞれドラム状の像担持体１４Ｙ・１４Ｍ・１４Ｃ・１４Ｂを備える。
【００３４】
そのような単色作像手段１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂ上には、それら単色作像手段１０に沿って、書込みユニット１６を斜めに設ける。
【００３５】
他方、単色作像手段１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂの下には、シート搬送路Ｐを挟んで、無端ベルト状のシート担持体１８を張り渡す。シート担持体１８は、図示例では、４つの支持ローラ１９に掛け回し、像担持体１４Ｙ・１４Ｍ・１４Ｃ・１４Ｂに接触して一部をシート搬送路Ｐに沿って設け、不図示の駆動装置により図中反時計まわりに回転搬送可能とする。
【００３６】
シート担持体１８の内側には、各像担持体１４Ｙ・１４Ｍ・１４Ｃ・１４Ｂごとに対応して、それぞれバックアップローラ２０Ｙ・２０Ｍ・２０Ｃ・２０Ｂと転写ブラシ２１Ｙ・２１Ｍ・２１Ｃ・２１Ｂを配置する。バックアップローラ２０Ｙ・２０Ｍ・２０Ｃ・２０Ｂは、シート担持体１８およびシートＳを各像担持体１４Ｙ・１４Ｍ・１４Ｃ・１４Ｂに密着する。また、転写ブラシ２１Ｙ・２１Ｍ・２１Ｃ・２１Ｂには、不図示の電源より転写バイアスを供給する。図示例では、転写ブラシであるが、非接触のチャージャとしてもよい。
【００３７】
シート搬送路Ｐに沿って、そのようなシート担持体１８の上流位置にはレジストローラ対２３を、下流位置には定着ユニット（定着装置）２４を設ける。その定着ユニット２４は、詳しくは、後述するように構成する。そして、その定着ユニット２４には、出口に排出ローラ対２７を備える。
【００３８】
定着ユニット２４の下流位置には、装置本体Ｂに取り付けて反転ユニット２９を設ける。反転ユニット２９は、シートＳをそのまま排出したり、反転して排出したり、再び装置本体Ｂに戻したりする。
【００３９】
また、定着ユニット２４の下流位置には、シート搬送路Ｐから分岐して反転排紙路Ｐ１を形成し、その先に、装置本体Ｂ上の排紙スタック部３０へとシートＳを排出する排出ローラ対３１を設ける。
【００４０】
一方、シート担持体１８の下には、その張り渡し方向に沿って、反転ユニット２９で反転したシートＳを、一対のガイド板３２間で案内して再給紙する再給紙ユニット３３を斜めに配置する。
【００４１】
再給紙ユニット３３の下には、給紙カセット３４を上下２段に備える。給紙カセット３４には、各々サイズの異なる、用紙やＯＨＰフィルム等のシートＳを積載して収納する。そして、各々そのシートＳを１枚ずつ分離して給紙する給紙部３５を設ける。
【００４２】
給紙部３５の図中右側には、給紙部３５から給紙するシートＳ、および再給紙ユニット３３を通して再給紙するシートＳを、シート搬送路Ｐのレジストローラ対２３へと導く給紙路Ｐ２を備える。
【００４３】
また、装置本体Ｂの図中右側には、手差し部を設け、そこに開閉自在に手差しトレイ３６を取り付ける。手差し部には、手差しトレイ３６上のシートＳを１枚ずつ分離して給紙する給紙部３７を設け、その給紙部３７から給紙したシートＳをレジストローラ対２３へと導く手差し給紙路Ｐ３を備える。
【００４４】
さて、いま、このカラーレーザプリンタでシートＳに画像を形成するときは、例えばホストからの書込み信号に応じて書込みユニット１６で、各単色作像手段１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂの像担持体１４Ｙ・１４Ｍ・１４Ｃ・１４Ｂにそれぞれ個別に書込みを行い静電潜像を形成してから、各現像ユニット１３Ｙ・１３Ｍ・１３Ｃ・１３Ｂで各色のトナーを付着して、各像担持体上にそれぞれイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの単色トナー画像を形成する。また、各像担持体の回転とともに、不図示の駆動モータで支持ローラ１９の１つを回転駆動して他の支持ローラ１９を従動回転し、シート担持体１８を従動回転する。
【００４５】
同時に、プリンタ装置本体Ｂ内の給紙部３５を選択して駆動し、１の給紙カセット３４内のシートＳを１枚ずつ分離して繰り出し、給紙路Ｐ２に入れてレジストローラ対２３に突き当てて止める。または、手差し給紙部３７を駆動し、手差しトレイ３６上のシートＳを１枚ずつ分離して繰り出し、手差し給紙路Ｐ３に入れてレジストローラ対２３に突き当てて止める。
【００４６】
そして、像担持体の回転にタイミングを合わせてレジストローラ対２３を回転し、シートＳを、シート搬送路Ｐに入れて、単色作像手段１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂとシート担持体１８との間に送り込み、シート担持体１８の回転搬送によりそのシートＳを搬送する。その搬送とともに、個々の像担持体１４Ｙ・１４Ｍ・１４Ｃ・１４Ｂ上の単色トナー画像を転写ブラシ２１Ｙ・２１Ｍ・２１Ｃ・２１Ｂで転写し、該シートＳ上に合成フルカラーの転写画像を形成する。
【００４７】
転写画像形成後のシートＳは、定着ユニット２４へと送り込み、転写画像を定着して後、排出ローラ対２７で排出する。そして、フェイスダウン状態で排出するときは、不図示の切換爪で切り換えて反転排紙路Ｐ１へと導き、排出ローラ対３１で排出して排紙スタック部３０上に頁順にスタックする。
【００４８】
フェイスアップ状態で排出するときは、不図示の切換爪で切り換えて反転ユニット２９へと導き、そのままストレートに排出する。
【００４９】
片面画像形成済みシートＳの裏面にも記録を行うときは、同様に不図示の切換爪で切り換えて反転ユニット２９へと導き、その反転ユニット２９で反転して後、再給紙ユニット３３へと導き、再び給紙路Ｐ２に入れてレジストローラ対２３に突き当てて止める。
【００５０】
そして、再度、シート搬送路Ｐに入れて、単色作像手段１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂとシート担持体１８との間に送り込み、別途個々の像担持体１４Ｙ・１４Ｍ・１４Ｃ・１４Ｂ上に形成した単色トナー画像を転写して裏面にも合成フルカラーの転写画像を形成して後、裏面の転写画像も定着ユニット２４で定着し、例えば反転排紙路Ｐ１を通して排出ローラ対３１で排出して排紙スタック部３０上にスタックする。
【００５１】
次に、そのような図１に示すプリンタ装置本体Ｂに備える定着ユニット（定着装置）２４の一例を図２から図５を用いて説明する。この定着ユニット２４は、回転ローラである加熱ローラ４０、非回転の押圧部材４１、定着ベルト４２、加圧回転体である加圧ローラ４４などを備える。そして、加熱ローラ４０と押圧部材４１とに定着ベルト４２を掛け渡して設ける。
【００５２】
加熱ローラ４０は、アルミニウムまたは鉄を用い、例えば直径が２０ｍｍ〜４０ｍｍで、厚さが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの薄肉金属ローラである。その加熱ローラ４０の内部には、例えばハロゲンヒータ等の熱源４３を備える。
【００５３】
押圧部材４１は、図４に拡大断面を示すように、上部に支持部４１ａを、下部に弾性部４１ｂを、その弾性部４１ｂの表面には低摩擦部４１ｃを備え、細長な板状とする。
【００５４】
支持部４１ａは、例えば鉄、アルミニウム、もしくはステンレスなどの金属、またはポリフェニレンサルファイドなどの樹脂を用いて剛体とする。その支持部４１ａは、例えば２枚の金属板を積層して設け、図３に示すように、内部に２つの凹部Ｃを設ける。そして、その支持部４１ａの例えば両端を、プリンタ装置本体Ｂ内の不図示の固定ブラケットに取り付けて押圧部材４１を支持する。
【００５５】
一方、弾性部４１ｂには、例えば発泡シリコンなどの弾性と断熱性を備えるもの用い、支持部４１ａより厚さが薄い板状とする。図４に示す低摩擦部４１ｃには、例えばフッ素系樹脂を用い、そのフッ素系樹脂の表面にガラス繊維を被覆して設ける。
【００５６】
弾性部４１ｂの長さは、図１に示すプリンタ装置本体Ｂに用いるシートＳのうち、幅がもっとも広いシートＳのシート幅、つまり最大シート幅に対して少し広くする。そして、図３に示すその弾性部長さＬと弾性部４１ｂの幅により形成する領域をシート押圧領域とする。つまり、押圧部材４１のシートＳに圧力を加えるシート押圧領域に弾性部４１ｂを設ける。
【００５７】
そのような押圧部材４１において、弾性部長さＬの外には、定着ベルト４２に接触して回転する補助ローラ４６を設ける。つまり、押圧部材４１のシート押圧領域外に補助ローラ４６を設ける。
【００５８】
図２に示す補助ローラ４６は、押圧部材４１の支持部４１ａを積層する前に、支持部４１ａの上述した図３に示す凹部Ｃに入れて、押圧部材４１の内部に設ける。
【００５９】
補助ローラ４６は、例えば鉄を用い、直径が５ｍｍ〜１５ｍｍのローラである。その補助ローラ４６の表面には、例えば発泡シリコンゴムや液状シリコンゴムを用いた不図示の弾性層を備える。その弾性層の厚さは、例えば１ｍｍ〜３ｍｍとする。
【００６０】
そのような補助ローラ４６は、図３に示すように、軸４６ａを備える。そして、その軸４６ａにより押圧部材４１に対し補助ローラ４６を回転自在とする。また、補助ローラ４６は、その補助ローラ４６の表面が、押圧部材４１の弾性部４１ｂから少し突出するように、押圧部材４１に設ける。
【００６１】
ところで、定着ベルト４２は、詳しくは図５に示すように、下から順に例えば、基材層４２ａ、弾性層４２ｂ、離型層４２ｃの３つの層を備える。
【００６２】
基材層４２ａには、例えばポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどの耐熱性を有する樹脂を用いる。そのような基材層４２ａは、強度を強くするためには、厚さが厚い方が好ましいが、一方、熱容量を小さくするためには、厚さが薄い方が好ましい。そこで、両者のバランスをとり、３０μｍ〜１００μｍとするのが好ましい。
【００６３】
弾性層４２ｂには、例えばシリコンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴムを用いる。そのような弾性層４２ｂの厚さは、例えば１００μｍ〜３００μｍとする。その弾性層４２ｂは、シートＳを均一に加圧するように設けるものである。
【００６４】
離型層４２ｃには、例えばフッ素系の樹脂を用いる。これは、離型層４２ｃが、後述するように、シートＳおよび転写画像（未定着トナー）と加圧加熱接触するので、耐熱性と離型性を備える材料を用いることが好ましいためである。
【００６５】
ところで、定着ユニット２４には、図２に示すように、そのような定着ベルト４２をはさんで押圧部材４１に押し当てる加圧回転体である加圧ローラ４４を設ける。
【００６６】
その加圧ローラ４４には、アルミニウムまたは鉄を用い、例えば直径が３０ｍｍ〜４０ｍｍで、厚さが０．４ｍｍ〜２．０ｍｍの薄肉金属ローラ４４ａを用いる。その薄肉金属ローラ４４ａの上に、例えばシリコンゴムまたはフッ素ゴムを用いて耐熱弾性層４４ｂを備える。さらに、その耐熱弾性層４４ｂの表面には、例えばフッ素樹脂を用いた不図示の離型層を備える。加圧ローラ４４の表面を離型層とするのは、その離型層が後述するようにシートと加圧加熱接触するので、離型性を備える材料を用いることが好ましいためである。
【００６７】
ところで、そのような定着ユニット２４における加熱ローラ４０の例えば両端には、不図示の付勢部材を設け、図２中上向きに付勢して、定着ベルト４２に所定の張力を与える。また、加圧ローラ４４の両端にも、不図示の付勢部材を設け、同じく図２中上向きに付勢して、加圧ローラ４４を、定着ベルト４２をはさんで押圧部材４１に押し当てる。
【００６８】
それにより、押圧部材４１の弾性部４１ｂは、加圧ローラ４４に沿った形状に変形して、図４に示す定着ニップ幅Ｌａを形成する。このとき、付勢部材による付勢力は所定値以上とすることにより、加圧ローラ４４と弾性部４１ｂとの定着ニップ幅Ｌａを、図２に示す加圧ローラ４４と補助ローラ４６とのニップ幅Ｌｂより大きくする。
【００６９】
さらに、上述したように、補助ローラ４６の表面が押圧部材４１の弾性部４１ｂから突出するように設けるので、定着ベルト４２と補助ローラ４６との押圧力を、定着ベルト４２と弾性部４１ｂとの押圧力よりも大きくしている。例えば、定着ベルト４２と補助ローラ４６との押圧力を４９ｋＰａ〜２９４ｋＰａの範囲とする一方、定着ベルト４２と弾性部４１ｂとの押圧力を１０ｋＰａ〜１９６ｋＰａの範囲とし、定着ベルト４２と補助ローラ４６との押圧力を、定着ベルト４２と弾性部４１ｂとの押圧力よりも大きくする。
【００７０】
さて、このような定着ユニット２４を用い、その定着ユニット２４に転写画像形成後のシートＳを通して、転写画像を定着する場合を説明する。
【００７１】
先ず、例えばホストからの指令に基づいて、例えば加圧ローラ４４を回転駆動することにより、定着ベルト４２を従動回転する。その定着ベルト４２の回転により、補助ローラ４６と加熱ローラ４０がそれぞれ従動回転する。
【００７２】
そのような加圧ローラ４４の回転駆動と、例えば同時に熱源４３をＯＮにして、加熱ローラ４０を加熱する。その加熱ローラ４０の加熱により、定着ベルト４２を加熱して、定着ベルト４２を定着温度とする。
【００７３】
その後、上述したように、合成フルカラーの転写画像形成後のシートＳを、定着ユニット２４の加圧ローラ４４と定着ベルト４２との間に通す。
【００７４】
そして、そのシートＳを、加圧ローラ４４および定着ベルト４２の回転により搬送しつつ、シート押圧領域の図４に示す定着ニップ幅Ｌａにおいて、熱と圧力とを加えて、未定着トナー（転写画像）４７を溶融することにより、その未定着トナー４７を定着する。
【００７５】
このとき、シートＳに加圧加熱接触する加圧ローラ４４と定着ベルト４２の表面は、それぞれ離型層としているので、定着後のシートＳが、加圧ローラ４４にくっつくこと、および定着ベルト４２にくっつくことを防止している。また、その定着ベルト４２にシート押圧領域で接触する押圧部材４１の弾性部４１ｂ表面には低摩擦部４１ｃを設けるとともに、定着ベルト４２にシート押圧領域外で接触する押圧部材４１には定着ベルト４２に接触して回転する補助ローラ４６を設けるので、押圧部材４１と定着ベルト４２との摩擦力を小さくしている。
【００７６】
また、この定着ユニット２４の押圧部材４１の弾性部４１ｂには、上述したように断熱性を備えるものを用いるので、定着ベルト４２から押圧部材４１を介して失う熱量を少なくして、熱容量を小さくしている。
【００７７】
さらに、このような定着ユニット２４において、加圧ローラ４４と定着ベルト４２との摩擦係数μ１、定着ベルト４２と補助ローラ４６との摩擦係数μ２、定着ベルト４２と弾性部４１ｂとの摩擦係数μ３とするとき、摩擦係数μ１、μ２、μ３を、μ１＞μ２＞μ３とすることが好ましい。このようにすれば、加圧ローラ４４と定着ベルト４２との間に発生するスリップを防止するとともに、定着ベルト４２と弾性部４１ｂとを滑りやすくするから、定着ベルト４２の搬送を一層確実にすることができる。
【００７８】
定着後のシートＳは、図１に示す排出ローラ２７の回転により定着ユニット２４から排出される。
【００７９】
なお、上述には、加圧ローラ４４を回転駆動して、定着ベルト４２などを従動回転する例を示したが、補助ローラ４６を回転駆動することにより、定着ベルト４２などを回転するよう設けても良い。その定着ユニット２４の例を図６および図７を用いて説明する。
【００８０】
この定着ユニット２４は、プリンタ装置本体Ｂ内の例えば固定ブラケットで支持する２つのモータ５０を備える。そのモータ５０の回転軸５０ａには、ギヤ５１をそれぞれ設ける。それらのギヤ５１に接触するように、ギヤ５２をそれぞれ設ける。そして、それらのギヤ５２の軸をそれぞれ延ばして、補助ローラ４６の軸４６ａとする。なお、その他の構成において、図２および図３に示したものと同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
このような定着ユニット２４を用いて、シートＳに定着する場合、例えばホストからの指令に基づいて、モータ５０を作動する。そのモータ５０の作動により、モータ５０の回転軸５０ａが回転し、それによりギヤ５１が回転する。そのギヤ５１の回転により、ギヤ５２が補助ローラ４６とともに回転駆動する。その補助ローラ４６の回転駆動により定着ベルト４２が従動回転する。その定着ベルト４２の従動回転により、加熱ローラ４０および加圧ローラ４４が従動回転する。以下、上述したのと同様にして、シートＳに定着を行う。
【００８２】
なお、図２に示すものには、加圧ローラ４４を回転駆動することにより定着ベルト４２などを従動回転する例を示したが、図示省略するが、加圧ローラ４４と補助ローラ４６をそれぞれ回転駆動することにより定着ベルト４２などを従動回転するよう設けてももちろん良い。
【００８３】
この場合、加圧ローラ４４による定着ベルト４２の搬送速度と、補助ローラ４６による定着ベルト４２の搬送速度を同一にすれば、定着ベルト４２の搬送を一層確実にすることができる。
【００８４】
なお、図２に示すものには、押圧部材４１の幅方向（シート搬送方向）に補助ローラ４６を１つ設ける例を示したが、押圧部材４１の幅方向に補助ローラ４６を複数設けても良い。例えば図８に示すように、押圧部材４１の幅方向に補助ローラ４６を２つ設けてももちろん良い。なお、その他の構成において、図２に示したものと同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【００８５】
また、図２に示すものには、押圧部材４１をシート搬送方向に１つ設ける例を示したが、シート搬送方向に押圧部材４１を複数設けても良い。例えば図９に示すように、シート搬送方向に押圧部材４１を２つ設けてももちろん良い。なお、その他の構成において、図２に示したものと同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【００８６】
さらに、図２に示すものには、回転ロ−ラとして加熱ローラ４０を１つ設ける例を示したが、回転ローラを複数設けても良い。例えば図１０に示すように、第２の回転ローラ５３を１つ設けてももちろん良い。この場合、その回転ローラ５３・加熱ローラ４０・押圧部材４１に定着ベルト４２を掛け渡して設ける。なお、その他の構成において、図２に示したものと同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
なお、上述に説明したものは、加圧ローラ４４（加圧回転体）を、定着ベルト４２をはさんで押圧部材４１に押し当てる例を示したが、この発明はこれに限られず、押圧部材４１を、定着ベルト４２をはさんで定着ローラ（定着回転体）６１に押し当てても良い。そのような定着ユニット２４の一例を、図１１を用いて説明する。
【００８８】
この定着ユニット２４は、回転ローラ６０と非回転の押圧部材４１とに定着ベルト４２を掛け渡して設ける。そして、定着ベルト４２をはさんで、押圧部材４１を押し当てる定着回転体である定着ローラ６１を設ける。その定着ローラ６１の内部には、熱源４３を設ける。定着ローラ６１は、上述した加圧ローラ４４と例えば同様な構成する。
【００８９】
また、押圧部材４１の例えば両端には、不図示の付勢部材を設け、図１１中上向きに付勢して、定着ベルト４２に所定の張力を加えるとともに、押圧部材４１を、定着ベルト４２をはさんで定着ローラ６１に押し当てる。
【００９０】
それにより、押圧部材４１の弾性部４１ｂは、定着ローラ６１に沿った形状に変形して、上述と同様な定着ニップ幅を形成する。なお、その他の構成において、図２に示したものと同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
さて、このような定着ユニット２４を用い、その定着ユニット２４に転写画像形成後のシートＳを通して、転写画像を定着する場合を説明する。
【００９２】
先ず、例えばホストからの指令に基づいて、例えば定着ローラ６１を回転駆動することにより、定着ベルト４２を従動回転する。その定着ベルト４２の回転により、補助ローラ４６と回転ローラ６０がそれぞれ従動回転する。
【００９３】
そのような定着ローラ６１の回転駆動と、例えば同時に熱源４３をＯＮにして、定着ローラ６１を加熱して、定着ベルト４２の周面を定着温度とする。
【００９４】
その後、上述したように、合成フルカラーの転写画像形成後のシートＳを、定着ユニット２４の定着ローラ６１と定着ベルト４２との間に通す。
【００９５】
そして、そのシートＳを、定着ローラ６１および定着ベルト４２の回転により搬送しつつ、シート押圧領域の定着ニップ幅において、熱と圧力とを加えて、未定着トナー（転写画像）４７を溶融することにより、その未定着トナー４７を定着する。
【００９６】
このとき、シートＳに加圧加熱接触する定着ローラ６１の表面は、離型層としているので、定着後のシートＳが、定着ローラ６１にくっつくことを防止している。
【００９７】
さらに、このような定着ユニット２４において、定着ローラ６１と定着ベルト４２との摩擦係数μ１、定着ベルト４２と補助ローラ４６との摩擦係数μ２、定着ベルト４２と弾性部４１ｂとの摩擦係数μ３とするとき、摩擦係数μ１、μ２、μ３を、μ１＞μ２＞μ３とすることが好ましい。このようにすれば、定着ローラ６１と定着ベルト４２との間に発生するスリップを防止するとともに、定着ベルト４２と弾性部４１ｂとを滑りやすくするから、定着ベルト４２の搬送を一層確実にすることができる。
【００９８】
定着後のシートＳは、図１に示す排出ローラ２７の回転により定着ユニット２４から排出される。
【００９９】
なお、図１１に示すものには、押圧部材４１をシート搬送方向に１つ設ける例を示したが、シート搬送方向に押圧部材４１を複数設けても良い。例えば図１２に示すように、シート搬送方向に押圧部材４１を２つ設けてももちろん良い。なお、その他の構成において、図１１に示したものと同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【０１００】
さらに、図１１に示すものには、回転ロ−ラを１つ設ける例を示したが、回転ローラを複数設けても良い。例えば図１３に示すように、第２の回転ローラ６２を１つ設けてももちろん良い。この場合、回転ローラ６０・６２および押圧部材４１に定着ベルト４２を掛け渡して設ける。なお、その他の構成において、図１１に示したものと同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
なお、図１１に示すものには、定着ローラ６１を回転駆動することにより定着ベルト４２などを従動回転する例を示したが、図示省略するが、補助ローラ４６を回転駆動することにより定着ベルト４２などを従動回転するよう設けてももちろん良いし、定着ローラ６１と補助ローラ４６をそれぞれ回転駆動することにより定着ベルト４２などを従動回転するよう設けてももちろん良い。
【０１０２】
なお、上述には、熱源４３を、加熱ローラ４０または定着ローラ６１の内部に設ける例を示したが、この発明はこれに限られず、例えば、加熱ローラ４０・定着ローラ６１の外部に設けても良い。
【０１０３】
また、この発明に用いる熱源４３は、ハロゲンヒータなどに限られず、例えば図５に示す定着ベルト４２の基材層４２ａをフェライト系ステンレス等の金属を用いて形成するするとともに、定着ベルト４２の周囲に、熱源４３に代えて、磁界発生装置を設けても良い。
【０１０４】
そして、磁界発生装置を作動して交流磁場を形成し、それにより定着ベルト４２の基材層４２ａを発熱して、定着ベルト４２を定着温度としても良い。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１および請求項２に係る発明によれば、押圧部材に、定着ベルトに接触して回転する補助ローラを設けるので、押圧部材と定着ベルトとの摩擦力を小さくして、定着ベルトの搬送を確実にすることができる。加えて、そのように定着ベルトの搬送を良好とするので、シートの搬送不良や画像形成不良を防止することができる。
【０１０６】
前述に記載の効果に加えて、定着ベルトを用いて転写画像をシートに定着するので、熱容量を小さくすることができるから、立上り時間を短くすることができる。
【０１０７】
請求項３に係る発明によれば、押圧部材のシートに圧力を加えるシート押圧領域に弾性部を設けるので、シートを均一に押圧するから、定着ムラが発生することを防止することができる。加えて、押圧部材のシート押圧領域外に補助ローラを設けるので、シートを通すときにおける、定着ベルトと加圧回転体または定着回転体との接触面積を確保するから、定着ベルトと加圧回転体または定着回転体との間に発生するスリップを確実に防止することができる。
【０１０８】
請求項４に係る発明によれば、加圧回転体または定着回転体を回転駆動することにより、定着ベルトを従動回転するので、定着ベルトをはさんで押圧部材に押し当てる加圧回転体を回転駆動、または定着ベルトをはさんで押圧部材を押し当てる定着回転体を回転駆動するから、それにより従動回転する定着ベルトの搬送を一層確実にすることができる。
【０１０９】
請求項５に係る発明によれば、補助ローラを回転駆動することにより、定着ベルトを従動回転するので、定着ベルトをはさんで加圧回転体を押し当てる押圧部材の補助ローラを回転駆動、または定着ベルトをはさんで定着回転体に押し当てる押圧部材の補助ローラを回転駆動するから、それにより従動回転する定着ベルトの搬送を一層確実にすることができる。
【０１１０】
請求項６に係る発明によれば、加圧回転体または定着回転体と補助ローラをそれぞれ回転駆動することにより、定着ベルトを従動回転するので、加圧回転体または定着回転体による定着ベルトの搬送速度と、補助ローラによる定着ベルトの搬送速度を同一にできるから、定着ベルトの搬送を一層確実にすることができる。
【０１１１】
請求項７に係る発明によれば、加圧回転体または定着回転体と定着ベルトとの摩擦係数μ１、定着ベルトと補助ローラとの摩擦係数μ２、定着ベルトと弾性部との摩擦係数μ３とするとき、摩擦係数μ１、μ２、μ３を、μ１＞μ２＞μ３とするので、加圧回転体または定着回転体と定着ベルトとの間に発生するスリップを防止するとともに、定着ベルトと弾性部とを滑りやすくするから、定着ベルトの搬送を一層確実にすることができる。
【０１１２】
請求項８に係る発明によれば、加圧回転体または定着回転体と弾性部との定着ニップ幅を、加圧回転体または定着回転体と補助ローラとのニップ幅より大きくするので、加圧回転体または定着回転体と弾性部との接触面積を、加圧回転体または定着回転体と補助ローラとの接触面積よりも広くするから、定着ニップ幅が不安定になることを防止して、シートの定着不良を防止することができる。
【０１１３】
請求項９に係る発明によれば、定着ベルトと補助ローラとの押圧力を、定着ベルトと弾性部との押圧力よりも大きくするので、定着ベルトを押圧部材に押し当てる力を大きくした場合でも、定着ベルトの搬送を確実にすることができる。
【０１１４】
請求項１０に係る発明によれば、画像形成装置において、請求項１ないし９のいずれか１に記載の定着装置を備えるので、請求項１から請求項９に係る発明の効果を有する定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による定着装置を備える画像形成装置の全体概略構成図である。
【図２】その定着装置の側面の断面図である。
【図３】図２の矢印Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【図４】図３の矢印Ｅ−Ｅにおける拡大断面図である。
【図５】その定着装置が備える定着ベルトの拡大断面図である。
【図６】この発明による定着装置の別の例の断面図である。
【図７】図５の矢印Ｆ−Ｆにおける断面図である。
【図８】この発明による定着装置のまた別の例の断面図である。
【図９】この発明による定着装置のさらにまた別の例の断面図である。
【図１０】この発明による定着装置のまたさらに別の例の断面図である。
【図１１】この発明による定着装置のさらにまた別の例の断面図である。
【図１２】この発明による定着装置のまたさらに別の例の断面図である。
【図１３】この発明による定着装置のさらにまた別の例の断面図である。
【図１４】従来の定着装置の概略構成図である
【図１５】従来の別の定着装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２４    定着ユニット（定着装置）
４０    加熱ローラ（回転ローラ）
４１    押圧部材
４１ｂ  弾性部
４２    定着ベルト
４４    加圧ローラ（加圧回転体）
４６    補助ローラ
４７    未定着トナー（転写画像）
５３    回転ローラ
６０    回転ローラ
６１    定着ローラ（定着回転体）
６２    回転ローラ
Ｂ      レーザプリンタ装置本体（画像形成装置本体）
Ｌａ    定着ニップ幅
Ｌｂ    ニップ幅
Ｓ      シート
【図１】
2004198556.tif 000003
【図２】
2004198556.tif 000004
【図３】
2004198556.tif 000005
【図４】
2004198556.tif 000006
【図５】
2004198556.tif 000007
【図６】
2004198556.tif 000008
【図７】
2004198556.tif 000009
【図８】
2004198556.tif 000010
【図９】
2004198556.tif 000011
【図１０】
2004198556.tif 000012
【図１１】
2004198556.tif 000013
【図１２】
2004198556.tif 000014
【図１３】
2004198556.tif 000015
【図１４】
2004198556.tif 000016
【図１５】
2004198556.tif 000017