(57)【要約】【課題】立上げ時間の早いベルト方式において、特にオイルレス定着でも異常画像のない定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】押圧部材３０を含む支持体に巻き掛けられた無端状の定着ベルト１１と、定着ベルト１１を介して押圧部材３０に対向しニップ部ｎを形成する加圧ローラ１４を備えており、押圧部材３０は、その長手方向両端に該押圧部材３０が保持されるための支持軸４２を有し、かつ、該支持軸４２を中心に回転自在であることを特徴としている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの押圧部材を含む支持体に巻き掛けられた無端状のベルト部材と、該ベルト部材を介して前記押圧部材に対向しニップ部を形成する加圧部材を備え、前記ベルト部材、或いは前記加圧部材を加熱する加熱手段を有し、前記ニップ部にトナー像を担持した記録シートを搬送し、前記ニップ部を通過させることで該トナー像を加熱溶融して記録シートに定着させる定着装置において、
前記押圧部材は、その長手方向両端に該押圧部材が保持されるための支点を有し、かつ、該支点を中心に回転自在であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
少なくとも１つの押圧部材と定着部材を含む支持体に巻き掛けられた無端状のベルト部材と、該ベルト部材を介して前記押圧部材と前記定着部材に対向しニップ部を形成する加圧部材を備え、前記ベルト部材、或いは前記加圧部材を加熱する加熱手段を有し、前記ニップ部における前記押圧部材は前記定着部材より前記ベルト部材の走行方向上流側に位置し、前記ニップ部にトナー像を担持した記録シートを搬送し、前記ニップ部を通過させることで該トナー像を加熱溶融して記録シートに定着させる定着装置において、
前記押圧部材は、その長手方向両端に該押圧部材が保持されるための支点を有し、かつ、該支点を中心に回転自在であり、前記押圧部材のニップ部最下流部は前記定着部材のニップ部最上流部に近接していることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記押圧部材の支点位置が前記ベルト部材の走行時に、前記押圧部材が前記加圧部材に対し、逃げ方向に回転する位置であ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】
前記押圧部材が、押圧体と、該押圧体を前記加圧部材に圧接する方向へ付勢する付勢手段とを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記押圧体が、剛体の支持部材と、その支持部材の押圧面側に設けられた弾性層を有することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記押圧部材の支点部と、ベルト部材に面する部位とが一体であ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】
前記押圧部材のニップ部上流側長手方向側面に、前記ベルト部材走行時に、該ベルト部材に接触する潤滑部材を設けていることを特徴とする請求項１〜４，６の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記押圧部材と前記ベルト部材との間に低摩擦部材が存在し、前記押圧部材と前記ベルト部材との間の摩擦係数μ１ は、前記ベルト部材と前記加圧部材との間の摩擦係数μ２ より小さい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９】
前記低摩擦部材がグラファイトシートであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１つに記載のベルト定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像形成装置において、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有したトナーを用い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】
本発明は、電子写真方式の定着装置および該定着装置を用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、立上げの早い定着装置としてベルトを用いた定着方式が知られている。この種の定着装置は、少なくとも１つ以上の圧力部材にベルトが張架され、そのベルトを介して圧力部材に対向して配置された加圧部材とよってニップ部を形成する。そして、トナー像を担持した用紙を、前記ニップ部を通過させることにより定着を行うように構成している。
【０００３】
【特許文献】特許第３２８２４９４号公報
【特許文献】特開平９−１６０４０５号公報
特許第３２８２４９４号公報には、弾性層を有した加熱定着ローラと、該加熱定着ローラの外周面に沿って接触し、トナー像を担持した記録シートが、加熱定着ローラとの間に挟み込まれニップ部を形成するエンドレスベルトと、ベルトの内面側に当接され、加熱定着ロールの表面に沿ってベルトを押圧するパット状の圧力付与部材とを有する定着装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平９−１６０４０５号公報には、第１ローラと第２ローラに掛け渡された無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの外側に当接する第３ローラがあり、定着ベルトの第３ローラへの巻き始め位置で、第３ローラを押圧する表面に弾性を有する押圧部材を有する定着装置が開示されている。
【０００５】
特許第３２８２４９４号に記載の定着装置では、加熱定着ロールの表面に沿ってパット状の押圧部材でベルトを押圧しており、その押圧部材の取り付けについて説明されていない。そこで、従来、一般的に採用されている押圧部材の取り付けについて図７を用いて説明する。
【０００６】
図７において、定着装置の両側板に図示するようなガイド穴１１５を設け、押圧部材１１４の両端をそのガイド穴１１５に沿ってスライド可能に支持する。そして、押圧部材１１４は、両端を圧縮ばね１３４で押圧され、定着ベルト１１９を介して加圧ローラ１１７に対し押圧している。
【０００７】
特開平９−１６０４０５号公報では、図１０に示すように、定着ベルト１１６を介して第３ローラ１１８に対向する押圧部材での第１のニップ部と、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２間の定着ベルト１１６だけでの第２のニップ部と、定着ベルト１１６を介して第３ローラ１１８に対向する第２ローラ１１２での第３のニップ部を形成している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の図７に示す定着装置では押圧部材１１４をガイド穴１１５に沿ってスライドさせるため、ガイド穴１１５の寸法は、押圧部材１１４のガイド部に対し若干大きくなっている。さらに、このような装置による押圧部材１１４での押圧では、ベルト１１９と押圧部材１１４との摺動抵抗が大きいため、図８に示すように定着ベルト１１９の駆動によって押圧部材１１４が傾き、或いは振動、ガタツクなどして加圧ローラ１１７に対する加圧が不均一になり、定着ムラ等の異常画像が生じてしまう。また、押圧部材１１４の長手方向についても、図９に示す矢印方向に押圧部材１１４がガタツキ、加圧の不均一な状態が起きて定着ムラ等の異常画像が発生する。また、押圧部材１１４として弾性を有する部材を用いた場合、摺動性や耐摩耗性が必ずしも優れていないため、ベルト１１９の搬送性や耐久性に問題がある。なお、図８では、側板のガイド穴１１５を、図９では定着ベルト１１９、側板のガイド穴１１５を省略している。
【０００９】
また、後者の特開平９−１６０４０５号公報に記載の定着装置では、ニップ部が複数あるため、図１０に示すように、スリップやローラの歪みにより定着ベルト１１６と第３ローラ１１８で周速差が生じ、第３ローラ１１８に対向する部材がない第２のニップ部では、定着ベルト１１６と第３ローラ１１８間で浮きＢが発生してしまう。本構成では、第１ニップ部で溶融したトナーが定着ベルト１１６にオフセットし、定着ベルト１１６と第３ローラ１１８間で浮きＢが生じることにより、第３ニップ部においてずれた位置で再び用紙に定着され、画像ズレなどの異常画像が発生してしまう。
【００１０】
本発明は、上記した問題を解消し、立上げ時間の早いベルト方式において、特にオイルレス定着でも異常画像のない定着装置および画像形成装置を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも１つの押圧部材を含む支持体に巻き掛けられた無端状のベルト部材と、該ベルト部材を介して前記押圧部材に対向しニップ部を形成する加圧部材を備え、前記ベルト部材、或いは前記加圧部材を加熱する加熱手段を有し、前記ニップ部にトナー像を担持した記録シートを搬送し、前記ニップ部を通過させることで該トナー像を加熱溶融して記録シートに定着させる定着装置において、前記押圧部材は、その長手方向両端に該押圧部材が保持されるための支点を有し、かつ、該支点を中心に回転自在であることを特徴としている。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも１つの押圧部材と定着部材を含む支持体に巻き掛けられた無端状のベルト部材と、該ベルト部材を介して前記押圧部材と前記定着部材に対向しニップ部を形成する加圧部材を備え、前記ベルト部材、或いは前記加圧部材を加熱する加熱手段を有し、前記ニップ部における前記押圧部材は前記定着部材より前記ベルト部材の走行方向上流側に位置し、前記ニップ部にトナー像を担持した記録シートを搬送し、前記ニップ部を通過させることで該トナー像を加熱溶融して記録シートに定着させる定着装置において、前記押圧部材は、該押圧部材の長手方向両端に前記押圧部材を保持するための支点を有し、前記押圧部材はその支点を中心に回転自在であり、前記押圧部材のニップ部最下流部は前記定着部材のニップ部最上流部に近接していることを特徴としている。
【００１３】
なお、本発明は、前記押圧部材の支点位置が前記ベルト部材の走行時に、前記押圧部材が前記加圧部材に対し、逃げ方向に回転する位置であると、効果的である。
【００１４】
さらに、本発明は、前記押圧部材が、押圧体と、該押圧体を前記加圧部材に圧接する方向へ付勢する付勢手段とを有すると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記押圧体が、剛体の支持部材と、その支持部材の押圧面側に設けられた弾性層を有すると、効果的である。
【００１５】
さらにまた、本発明は、前記押圧部材の支点部と、ベルト部材に面する部位とが一体であると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記押圧部材のニップ部上流側長手方向側面に、前記ベルト部材走行時に、該ベルト部材に接触する潤滑部材を設けていると、効果的である。
【００１６】
さらにまた、本発明は、前記押圧部材と前記ベルト部材との間に低摩擦部材が存在し、前記押圧部材と前記ベルト部材との間の摩擦係数μ１ は、前記ベルト部材と前記加圧部材との間の摩擦係数μ２ より小さいと、効果的である。
【００１７】
さらにまた、本発明は、前記低摩擦部材がグラファイトシートであると、効果的である。
また、上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、請求項１〜１８の何れか１つに記載のベルト定着装置を有することを特徴としている。
【００１８】
なお、本発明の画像形成装置において、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有したトナーを用いると、効果的である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る定着装置を備えたカラー画像形成装置である。
図１において、画像形成装置本体の像担持体は光導電性を有する有機または無機材料からなるドラム状の感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫである。本発明が適用されるカラー画像形成装置は、複数の感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫが複数のローラ２１に巻き掛けられた転写ベルト２０の一走行辺に沿って配列され、図の矢印方向に回転する。
【００２０】
電子写真法を用いたフルカラー画像形成装置としては、色分解重ね合わせ転写方式が一般に使用される。この方式の画像形成装置では、原稿を青、赤、緑の３色に色分解した画像情報光を各々原稿読み取り部（２９）で読み取り、その各色光の強度レベルをもとにして画像演算処理を行って得られたイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（ＢＫ）の各色で現像すべき書込画像データに基づいて、４つの感光体１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａ上に光書込を行い、得られた静電潜像を各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫに対して設けられたイエロー、シアン、マゼンダ、黒の現像剤を内蔵する現像器２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫで現像する。この現像により各感光体上に形成された各色トナー像を、給紙部からレジストローラ２７を経て各感光体に順次接して周動する転写ベルト２０に静電的に吸着される記録シートの一例である転写紙に、各感光体に対設された転写部材である転写ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３ＢＫの作用のもとに重ね合わせ転写する。転写後、転写紙は分離装置２８により転写ベルト２０から分離され、定着装置１０で定着してカラー画像が得られる。
【００２１】
図示の例では、各色分解画像情報はカラー画像形成装置本体の上部に設けられた原稿読み取り部２９で光学的に色分解され、３つのＣＣＤ２５で各々よみとられ、その出力信号を基に演算処理して得られた各色データにより、感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫに対設されたレーザ書き込み装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫにより光書き込みが行われる。
【００２２】
感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫは、それぞれ帯電装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５ＢＫにより負に帯電され、光書込の行われた部分が負帯電トナーにより反転現像される。帯電装置はコロトロン、スコロトロンなど、コロナ放電により電荷を発生させて像担持体表面に散布する方式のものが用いられる。現像器の配列は、給紙側から２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫをそれぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒トナー用としており、この順に順次正のコロナにより重ね転写が行われる。転写ベルト２０はポリエステルフイルムなどの誘電体から成り、転写ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３ＢＫにより正に帯電するので、転写紙の分離後に転写ベルト２０を除電装置２６により除電する。除電装置２６は転写ベルト２０の両面からチャージャで負のＡＣコロナ放電を行い、転写ベルト２０の蓄積電荷を中和（除電）して転写ベルト２０を初期化する。また転写ベルト２０はクリーニングユニット２２により残留トナーのクリーニングが行われる。
【００２３】
分離装置２８は、転写紙の上面からチャージャで負のＡＣコロナ放電を行い、転写紙の蓄積電荷を中和（除電）し、転写紙が転写ベルト２０から分離する際の剥離放電によるトナーのチリを防止する。
【００２４】
定着装置１０は、図２に示すように、押圧部材３０と、テンションをかける加熱ローラ１２と、押圧部材３０の前後に配置された支持ローラ１３を備え、これらに矢印方向に回転するエンドレスのベルト部材としての定着ベルト１１が巻き掛けられている。押圧部材３０は、後に詳述するように、定着ベルト１１を介して加圧ローラ１４に対し加圧している。加熱ローラ１２の内部には、ハロゲンヒータ１５が、加圧ローラ１４の内部にはハロゲンヒータ１６がそれぞれ設けられ、定着ベルト１１及び加圧ローラ１４を加熱する。そして、表面にトナー像を担持した用紙Ｐは、押圧部材３０と加圧ローラ１４のニップ部ｎを通過することによりトナー像を定着される。
【００２５】
本実施形態の押圧部材３０は、図２および図３に示すように、アルミ等から作られた剛性を有する支持部材としてのホルダ３１と、該ホルダ３１の定着ベルト１１を介して加圧ローラ１４と対向する位置に設けられた弾性層３２と、該弾性層３２を被覆する低摩擦部材シート３３とを有している。そして、ホルダ３１が定着装置の側板４０、４１に設けられた支持軸４２に軸支されていることにより、押圧部材３０が支持軸４２を中心として回転自在となっている。すなわち、押圧部材３０はその長手方向である通紙方向（定着ベルト１１の走行方向）と直交する方向の両端にて支持軸４２に回転自在に装着されている。さらに、押圧部材３０にはその両端近くにホルダ３１を介して弾性層３２を加圧ローラ１４側へ押圧する押圧力付勢手段としての圧縮バネ３４が設けられている。なお、本実施形態ではホルダ３１および低摩擦部材シート３３が被覆された弾性層３２とで押圧部材３０の押圧体を構成している。また、押圧力付勢手段は圧縮バネ３４に限らず、捩りバネ、弾性ゴムさらには錘等でも適用できるが、組み付け性等において圧縮バネが好ましい。
【００２６】
このように構成された押圧部材３０は、支持軸４２が定着ニップ部の上流側、すなわち図２の右側に設けられており、これは押圧部材３０が時計方向に走行した定着ベルト１１によって受ける回転作用が加圧ローラ１４から逃げる方向であるので、押圧部材３０圧縮バネ３４によって均一に加圧される。逆に、支持軸４２が定着ニップ部ｎの下流側であったとすると、定着ベルト１１の走行で受ける回転作用が加圧ローラ１４に食い込む方向となり、該作用によって押圧部材３０が傾く等によって偏加圧が生ずることがあるからである。
【００２７】
また、押圧部材３０は弾性層３２を設けていることにより、トナー像に均一な荷重を掛けられ、高画質な定着画像を得ることができる。また、低摩擦部材シート３３を用いることにより、押圧部材３０と定着ベルト１１との間の摩擦係数μ１は、定着ベルト１１と加圧ローラ１４との間の摩擦係数μ２より小さくすることができ、μ１＜μ２によって定着ベルト１１の走行性を向上することができる。
【００２８】
なお、図２に示す構成の定着装置として、ホルダ３１をアルミとし、上記弾性層３２として厚さ３ｍｍの液状シリコーンゴム、低摩擦部材シート３３としてグラファイトシートを使用したところ、偏加圧や押圧部材３０の加圧ローラ１４側への食い込みがなく、低摩擦部材シート３３の偏摩耗も発生したかった。
【００２９】
また、低摩擦部材シート３３としては、グラファイトシートの他にＰＴＦＥシート、ガラス繊維入り樹脂シート等を用いることができるが、ここでは低摩擦部材シート３３にグラファイトシートを用いた場合について説明する。グラファイトシートは、摺動抵抗が小さく、また結晶方向に極めて高熱伝導な素材である。そのため、グラファイトシートの結晶平面と定着ベルト１１の内面を揃え、さらに結晶方向を定着ベルト１１の長手方向に向けると、定着ベルト１１の長手方向の温度分布を均一にすることができ、ニップ部ｎの温度ムラや、特に端部温度上昇の低減にも効果がある。
【００３０】
さらに、押圧部材３０は支持軸４２が軸支される支点部と、押圧部材３０の定着ベルト１１に面する部位であるシート３３が被覆された弾性層３２とが別体でなく一体とすると、押圧部材３０のガタツキをより低減でき、定着ムラ等の異常画像を確実に防止できる。
【００３１】
また、押圧部材３０は耐熱ゴムや、加圧ローラ１４との対向面をＲ形状とした板バネ等の弾性体で形成すると、加圧ローラ１４との対向面に弾性層３２を設けなかったとしても、トナー像に均一な荷重をかけられ、高画質な定着画像を得ることができる。
【００３２】
上記定着ベルト１１は、その基体に耐熱性樹脂や金属から形成されたエンドレスのベルト状基体を用いている。耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイド、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を使用し、金属ベルトの材質としては、ニッケル、アルミニウム、鉄等を使用する。定着ベルト１１の厚さは、１００μｍ以下の薄肉のものが望ましい。定着ベルト１１の表面は、用紙およびトナー像と加圧接触するため離型性が必要であり、また耐熱性、耐久性に優れたものが好ましい。そのため、定着ベルト１１の表層は耐熱離型層（フッ素系樹脂、高離型シリコ−ンゴム等）が被覆された構成になっている。耐熱離型層としてのフッ素樹脂は、吹き付け等により基体表面に塗装し、加熱融着させることにより表面離型層を形成する。
【００３３】
また、定着ベルト１１の別の構成として、ポリイミド等の耐熱性樹脂の基体にシリコ−ンゴム等の弾性層を設け、さらにその弾性層の上にフッ素樹脂、ＰＦＡチューブ等の離型層を設けると、ＯＨＰ透明性、均一定着においてより良好な定着画像を得ることができる。その具体例として、定着ベルト１１基体に厚さ９０μｍのポリイミドを用い、その上に厚さ２００μｍのシリコーンゴムを形成し、さらにその上に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆した。
【００３４】
加圧ローラ１４は、鉄、またはアルミニウムの芯金外周にフッ素系ゴム、シリコーンゴム等の耐熱弾性層と、フッ素系樹脂からなる表面離型層が形成されている。本実施形態では、加圧ローラ１４ の弾性層の厚さは ０．５〜２ｍｍ程度であり、その表面硬度はＡｓｋｅｒＣ７０〜９０Ｈｓ である。加圧ローラ１４の中には、加圧ローラ１４の温度上昇を加速させるため、ハロゲンヒータ１６を設けているが、該ヒータは設けなくても良い。また、加圧ローラ１４は不図示の駆動手段により駆動され、これによって定着ベルト１１が走行させているが、定着ベルト１１は支持ローラ１３の一方を駆動させて走行させても良い。
【００３５】
また、加熱ローラ１２は、外形φ２０〜φ３０の鉄、またはアルミニウム製で、肉厚が ０．３〜１ｍｍの薄肉金属ローラであり、内部にハロゲンヒータ１５を備えている。不図示の温度制御素子で定着ベルト１１が一定温度になるように制御され、定着ベルト１１を必要な温度に加熱する役割を果たしている。また、加熱ローラ１２はテンションローラの役割も兼ねており、引張スプリング１７により定着ベルト１１を図中矢印の方向に張架している。なお、熱源は加熱ローラ１２内部にではなく、ローラ外部さらには定着ベルトを直接加熱するようにベルト外部に設けても良い。また、熱源はハロゲンヒータに限らず、誘導加熱等を用いても構わない。
【００３６】
また、トナーには結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有したトナーを用いると、オイルレスの定着装置においてもカラーの定着画像を得ることができる。また熱源はローラ内部にではなく、ローラ外部に設けても良い。なお、図２の本実施形態において、定着ベルト１１側を用紙の第１面目としたが、加圧ローラ１４側を用紙の第１面目としても適用できる。
【００３７】
図４は、本発明に係る定着装置の他の実施形態を示す説明図である。
図４において、定着装置１０は、押圧部材３０、定着ロ−ラ１８、テンションをかける加熱ローラ１２および支持ローラ１３に巻き掛けられた定着ベルト１１が設けられている。加熱ローラ１２の内部には、ハロゲンヒータ１５が、加圧ローラ１４の内部にはハロゲンヒータ１６がそれぞれ設けられ、定着ベルト１１及び加圧ローラ１４を加熱する。
【００３８】
押圧部材３０と定着ローラ１８は、定着ベルト１１を介して加圧ローラ１４に対し加圧しており、この構成によって本定着装置１０では、定着ベルト１１を介して加圧ローラ１４に対向する押圧部材３０での第１のニップ部ｎ１と、押圧部材３０と定着ローラ１８間の定着ベルト１１だけでの第２のニップ部ｎ２と、定着ベルト１１を介して加圧ローラ１４に対向する定着ローラ１８での第３のニップ部ｎ３が形成される。そして、表面にトナー像を担持した用紙Ｐは、第１、第２、第３のニップ部ｎ１、ｎ２、ｎ３を通過することによりトナー像を定着される。
【００３９】
押圧部材３０は、図２の実施実施形態で説明した押圧部材３０と同様に、両側板（図示せず）に取付けられた支持軸４２を中心として回転自在に保持される。また、押圧部材３０は両側を圧縮バネ３４で押圧され、定着ベルト１１を介して加圧ローラ１４とニップ部ｎ１を形成する。押圧部材３０をこのような形態にすることにより、押圧部材３０のホルダ３１は下流側先端を板形状、或いは支点部より薄肉形状にでき、押圧部材３０の下流側先端を定着ローラ１８に近接することができる。それにより第２ニップ部ｎ２を極めて小さい幅にすることができるので、幅広ニップの定着装置においても、図１０で示した第２ニップ部ｎ２での浮きＢにより生じる画像ズレ等の異常画像を解消することができる。
【００４０】
本実施形態の押圧部材３０は、アルミニウムの薄板形状のホルダ３１の下面に、弾性層３２として厚さ３ｍｍの液状シリコ−ンゴムを設け、その上に低摩擦部材シート３３としてグラファイトシートを用いた。また、別の押圧部材３０の構成として、ホルダ３１を加圧ローラ１４との対向面をＲ形状としたＳＵＳの板バネとし、弾性層３２を設けないとすると、押圧部材３０の下流側先端を定着ローラ１８により近接することができるので、第２ニップ部ｎ２をさらに小さくでき、第２ニップ部ｎ２での浮きＢにより生じる画像ズレ等の異常画像を確実に解消することができる。
【００４１】
定着ローラ１８は外径φ２０〜φ３０で、鉄製芯金の外周にニップ幅を得るために耐熱弾性体、例えば発泡シリコーンゴムや液状シリコーンゴムで構成された弾性層を備えている。弾性層の厚さは３〜６ｍｍ程度である。定着ローラ１８の表面硬度はＡｓｋｅｒＣ３０〜５０Ｈｓ程度である。加圧ローラ１４が不図示の駆動手段により駆動されるが、定着ローラ１８に回転駆動を与えても良い。なお、本実施形態の定着装置において、その他の構成、定着ベル１１、加熱ローラ１２、加圧ローラ１４は、図２の実施形態の定着装置と同一構成であるので、その説明を省略する。なお、本実施形態においても、定着ベルト１１側を用紙の第１面目としたが、加圧ローラ１４側を用紙の第１面目としても適用できる。
【００４２】
図５は、本発明に係る定着装置のさらに他の実施形態を示す説明図である。
図５において、定着装置５０は押圧部材６０と、テンションをかける加熱ローラ５２と、押圧部材６０の前後に支持ローラ５３とに巻き掛けられ、これらに矢印方向に回転するエンドレスの加圧ベルト５４が張設されている。押圧部材６０は、加圧ベルト５４を介して定着ローラ５１に対し加圧する。定着ローラ５１の内部には、ハロゲンヒータ５６を備え、加圧ベルト５４及び定着ローラ５１を加熱する。さらに、加熱ローラ５２の内部にハロゲンヒータ５５を設けてもよい。そして、表面にトナー像を担持した用紙は、押圧部材６０と定着ローラ５１のニップ部ｎを通過することによりトナー像を定着される。本実施例では、定着ローラ５１が不図示の駆動手段によって駆動される。
【００４３】
図２および図４に示す実施形態と同様に、押圧部材６０は支持軸６２を中心として回転自在に保持され、また両側を圧縮バネ６４で押圧され、加圧ベルト５４を介して定着ローラ５１とニップ部ｎを形成する。
【００４４】
加圧ベルト５４を駆動した際に、押圧部材６０が逃げ方向に回転する位置に支持軸６８である支点を配置する。本実施形態の押圧部材６０の構成は、図２の実施形態と同様に、回転支点を有するアルミのホルダ６１と、その上に弾性層６２として厚さ３ｍｍの液状シリコ−ンゴムを設け、低摩擦部材シート６３としグラファイトシートを用いた。
【００４５】
本実施形態では、ホルダ６１に図示するようなニップ部ｎ上側長手方向の壁面を設け、その壁面長手方向に潤滑部材としてグラファイト部材６５を取り付けている。グラファイト部材６５は加圧ベルト５４の内面に接触し、加圧ベルト５４の内面の潤滑性を向上させる。本装置では、ニップ部ｎ入口前の加圧ベルト５４にバックテンションが掛かるので、このようにニップ部ｎ入口部に潤滑部材を取り付けると、加圧ベルト５４の内面への潤滑部材塗布能力が高くなる。その結果、押圧部材６０と加圧ベルト５４との間の摩擦係数を確実に下げられ、加圧ベルト５４の搬送性が向上し、さらに加圧ベルト５４と押圧部材６０の耐久性を向上できる。
【００４６】
なお、定着ローラ５１は、アルミニウムの芯金外周に、２ｍｍのシリコーンゴム層を設け、その上に離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆した。また、本実施形態に用いる定着装置のその他の構成は、図２に示す実施形態の定着装置の構成と同様である。さらに、本実施形態では、定着ローラ５１側を用紙の第１面目としたが、加圧ベルト５４側を用紙の第１面目としても構わない。
【００４７】
上記した実施形態の定着装置は、帯電−露光−現像−転写−定着からなる電子写真プロセスを採用した画像形成装置に用いられるが、図６で示すように、トナーＴ を中間転写体としての中間転写ベルト８１から記録シートではなく、中間転写ベルト８１から定着ベルト１１に転写する電子写真の変形例でも、本発明が適用できることは明らかである。
【００４８】
二次転写部においては必要に応じて従来既知の所望の電位差（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）を設け、画像の移動方向を制御する。二次転写部材８０に対し、中間転写ベルト８１と定着ベルト１１を介してローラ１９を設けた。ここで、ローラ１９に定着ベルト１１に転写するためのバイアスを印加してもよい。それ以外の定着装置の構成は、図２に示す実施形態の定着装置１０の構成と同様の押圧部材３０、加圧ローラ１４、加熱ローラ１２等を備えている。なお、定着部においてもオフセットを防ぐ手段として電位差を設けても良い。
【００４９】
電位差の発生手段は、バイアス印加、アース、除電など公知の方法があり、電流制御・電圧制御などが利用可能である。ツェナーダイオードなどを用いて、一定の電位差を保つ方法も有効である。
【００５０】
本実施例の転写に関して二次転写は常に一定の相手部材、すなわち転写定着部材である定着ベルト１１に行われるので、安定して高画質を得やすい。また、トナーＴの一部は熱で軟化することも転写時の画像の散りを防ぐため、高画質となる。本実施例の定着及び熱に関して二次転写部の中間転写ベルト８１への熱移動はトナーを介して表層のみへ行われるため、中間転写ベルト８１の温度上昇は最小限となる。従って、中間転写ベルト８１の温度上昇による問題点も生じにくい。また、トナー加熱時間は十分設定可能であり、記録シートは従来と同程度の時間加熱できる。
【００５１】
さらに、特筆すべきは、中間転写ベルト８１の加熱時間は最小のまま、トナー加熱時間と記録媒体加熱時間を各々設定可能である点である。従って、光沢などの画質に重要なトナー加熱時間と記録媒体への密着性に重要な記録媒体加熱時間を自由に設定でき、無駄に記録媒体を加熱しないことによる省エネルギー化などの環境性能がはじめて達成される。
【００５２】
４色カラータンデムの実施例しか記載していないが、中間転写体を用いるものであれば、一つの像担持体によるカラー、モノクロ、２色でも同様に適用できるのは明らかである。
【００５３】
なお、本発明の定着装置において、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有したトナーを用いると、オイルレス定着装置においても、記録シートがベルト部材に巻付くことなくカラー画像を定着することができる。このような本発明の定着装置を用いることによって、オイルレス定着の画像形成装置を提供することができる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、押圧部材は、その長手方向両端に該押圧部材が保持されるための支点を有し、かつ、該支点を中心に回転自在であるので、押圧部材を用いた立上げ時間の短い定着装置において、押圧部材での加圧を安定化でき、異常画像を防止することができる。
【００５５】
請求項２の構成によれば、押圧部材は、その長手方向両端に該押圧部材が保持されるための支点を有し、かつ、該支点を中心に回転自在であり、押圧部材のニップ部最下流部は定着部材のニップ部最上流部に近接しているので、押圧部材と定着部材を用いたニップ幅の広い定着装置において、押圧部材最下流部と定着部材最上流部間のニップ幅を狭くし、異常画像を防止することができる。
【００５６】
請求項３の構成によれば、押圧部材の支点位置がベルト部材の走行時に、押圧部材が加圧部材に対し、逃げ方向に回転する位置であるので、ベルト部材走行時に押圧部材が加圧部材に食い込むことを防止することができる。
【００５７】
請求項４の構成によれば、押圧部材が、押圧体と、該押圧体を加圧部材に圧接する方向へ付勢する付勢手段とを有するので、押圧部材が加圧部材に対して均一に加圧することができ、定着ムラを防止することができる。
【００５８】
請求項５の構成によれば、押圧体が、剛体の支持部材と、その支持部材の押圧面側に設けられた弾性層を有するので、押圧部材が加圧部材に対して均一な加圧によって高画質の定着画像を得ることができる。
【００５９】
請求項６の構成によれば、押圧部材の支点部と、ベルト部材に面する部位とが一体であるので、押圧部材のガタツキをなくし、異常画像の発生を防止することができる。
【００６０】
請求項７の構成によれば、押圧部材のニップ部上流側長手方向側面に、ベルト部材走行時に、該ベルト部材に接触する潤滑部材を設けているので、ベルト内面の潤滑性を向上でき、ベルトの搬送性を高め、かつベルトと押圧部材の耐久性を高められる。
【００６１】
請求項８の構成によれば、押圧部材とベルト部材との間に低摩擦部材が存在し、押圧部材とベルト部材との間の摩擦係数μ１ は、ベルト部材と加圧部材との間の摩擦係数μ２ より小さいので、押圧部材とベルト部材の摺動抵抗を低減し、ベルトの搬送性を高めるとともに、押圧部材の偏加圧を防止して低摩擦部材の偏摩耗を防止することができる。
【００６２】
請求項９の構成によれば、低摩擦部材がグラファイトシートであるので、摺動抵抗が小さく、高熱伝導材であるグラファイトシートを、押圧部材とベルト部材間のすべり材として用いることで、押圧部材とベルト部材との摺動抵抗を低減するとともに、ニップ部温度ムラを低減することができる。
【００６３】
請求項１０の構成によれば、請求項１〜９の何れか１つに記載のベルト定着装置を有するので、用紙のベルト部材への巻付きを防止したオイルレス定着に用いた画像形成装置を提供することができる。
【００６４】
請求項１１の構成によれば、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有したトナーを用いるので、ベルト部材への巻付きのないオイルレス定着の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】本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図２】本発明に係る定着装置の一実施形態を示す説明図である。
【図３】図２に示す定着装置の側面説明図である。
【図４】本発明に係る定着装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る定着装置のさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明に係るさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図７】従来の定着装置を示す説明図である。
【図８】図７の定着装置の問題点を示す説明図である。
【図９】図７の定着装置における他の問題点を示す説明図である。
【図１０】従来の他の定着装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１０    定着装置
１１    定着ベルト
１４    加圧ローラ
３０    押圧部材
３１    ホルダ
３２    弾性層
３３    低摩擦部材シート
３４    圧縮バネ
４２    支持軸
【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】
2004191857.tif 000009
【図８】
2004191857.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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