(57)【要約】【課題】記録媒体の定着ベルトからの剥（はく）離性を向上させ、画像品位を向上させることができるようにする。【解決手段】定着ローラ１１と、張架ローラ１７と、定着ローラ１１と張架ローラ１７との間に張設された無端状の定着ベルト１６と、定着ベルト１６の外側に配設され、定着ローラ１１に圧接させられる加圧ローラ１２と、前記定着ベルト１６の内側に配設され、加圧ローラ１２が定着ローラ１１に圧接させられる圧接部より下流側において、加圧ローラ１２を圧接させるための押圧部材とを有する。この場合、加圧ローラ１２が定着ローラ１１に圧接させられる圧接部より下流側に、押圧部材が配設されるので、ニップ幅を大きくすることができ、ニップ部の出口側における定着ベルト１６の曲率を大きくすることができる。【選択図】図１
2005234103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）定着ローラと、
（ｂ）該定着ローラと平行に配設された張架ローラと、
（ｃ）前記定着ローラと張架ローラとの間に張設された無端状の定着ベルトと、
（ｄ）該定着ベルトの外側に配設され、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接させられる加圧ローラと、
（ｅ）前記定着ベルトの内側に配設され、記録媒体の搬送方向における前記加圧ローラが定着ローラに圧接させられる圧接部より下流側において、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラを圧接させるための押圧部材とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
記録媒体の搬送方向における前記加圧ローラが押圧部材に圧接させられる圧接部より下流側において、定着ベルトは押圧部材側に偏向させられる請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記押圧部材には、前記加圧ローラと当接する部分にＲ形状が形成され、該Ｒ形状の半径が１０〔ｍｍ〕以下にされる請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加圧ローラが前記押圧部材に圧接させられる圧接部の押圧力は、加圧ローラが定着ローラに圧接させられる圧接部の押圧力より大きくされる請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧ローラが前記押圧部材に圧接させられる圧接部の押圧力は、記録媒体の厚さに対応させて変更される請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記押圧部材は前記定着ローラの軸と同軸上で回転自在に配設される請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記押圧部材は、記録媒体の通紙時に前記定着ベルトと接触する作動位置に置かれ、記録媒体の非通紙時に前記定着ベルトと接触しない退避位置に置かれる請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記押圧部材の長手方向に対して直角な方向の断面は、両端部ほど小さく、中央部ほど大きくされる請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記押圧部材は、熱良導体から成り、定着ベルトを介して加圧ローラと当接する当接部、及び該当接部より張架ローラ側に形成され、定着ベルトと接触する接触部を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置、例えば、電子写真式のプリンタにおいては、記録媒体としての用紙に転写されたトナー像を定着させるために定着装置が配設されるようになっている。該定着装置は、定着ローラ及び加圧ローラを備え、前記用紙は、定着ローラと加圧ローラとの間に形成されるニップ部を通過し、その間に、トナー像が用紙に定着させられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２は従来の定着装置の断面図である。
【０００４】
図において、１１は、熱源１３を内蔵し、素管１１ａの外側に弾性層１１ｂが形成され、図示されないモータを駆動することによって回転させられる定着ローラ、１２は、該定着ローラ１１に圧接させて配設され、かつ、熱源１４を内蔵し、素管１２ａの表面に弾性層１２ｂが形成され、定着ローラ１１に対して従動して回転させられる加圧ローラである。
【０００５】
トナー像が転写された用紙１５は、定着ローラ１１と加圧ローラ１２との間に形成されたニップ部を通過し、その間に、トナー像が用紙１５に定着させられる。
【０００６】
ところで、定着装置の定着効率を高くするためにベルト式の定着装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
図３は従来のベルト式の定着装置の断面図である。
【０００８】
この場合、定着ローラ１１と張架ローラ１７との間に定着ベルト１６が張設され、定着ローラ１１の回転に伴って、定着ベルト１６が矢印方向に走行させられる。また、加圧ローラ１２が定着ベルト１６を介して定着ローラ１１に対して圧接させられ、定着ベルト１６と加圧ローラ１２との間にニップ部が形成される。前記加圧ローラ１２側の弾性層１２ｂの硬度が定着ローラ１１側の弾性層１１ｂの硬度より低く形成されるので、ニップ部において、加圧ローラ１２を定着ローラ１１に圧接させることによって、前記弾性層１２ｂが定着ローラ１１の形状にならって変形し、凹面を形成する。そして、定着ベルト１６の走行方向における前記ニップ部より上流側に、定着ベルト１６と加圧ローラ１２とが低い圧力で接触する接触領域が形成される。該接触領域は、加熱領域として機能し、熱源１３、１４によって発生させられた熱は、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２を介して定着ベルト１６に伝達され、更に用紙１５上のトナー像に伝達される。したがって、定着装置の定着効率を高くすることができる。
【特許文献１】特開平５−２３２８２９号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の定着装置においては、前述されたように、前記ニップ部において加圧ローラ１２側に凹面が形成されるので、ニップ部より下流側、すなわち、ニップ部の出口側の曲率は定着ローラ１１の直径によって決まることになる。したがって、直径が所定以上大きくなり、トナー像と対向する側の曲率が小さくなると、用紙１５を定着ベルト１６から剥（はく）離するための力を得ることができなくなり、用紙１５が定着ベルト１６に巻き付いてしまう。特に、用紙１５として腰の弱い薄紙を使用したり、使用されるトナーの量が多いべた印刷を高速で行う場合、定着ローラ１１の直径が２０〔ｍｍ〕以上になると、用紙１５が定着ベルト１６に巻き付くことが多くなってしまうことが経験上分かっている。そして、用紙１５が定着ベルト１６に巻き付くことによってトナー像のトナーに乱れが発生し、画像品位が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、前記従来の定着装置の問題点を解決して、記録媒体の定着ベルトからの剥離性を向上させ、画像品位を向上させることができる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのために、本発明の定着装置においては、定着ローラと、該定着ローラと平行に配設された張架ローラと、前記定着ローラと張架ローラとの間に張設された無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの外側に配設され、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接させられる加圧ローラと、前記定着ベルトの内側に配設され、記録媒体の搬送方向における前記加圧ローラが定着ローラに圧接させられる圧接部より下流側において、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラを圧接させるための押圧部材とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、定着装置においては、定着ローラと、該定着ローラと平行に配設された張架ローラと、前記定着ローラと張架ローラとの間に張設された無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの外側に配設され、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接させられる加圧ローラと、前記定着ベルトの内側に配設され、記録媒体の搬送方向における前記加圧ローラが定着ローラに圧接させられる圧接部より下流側において、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラを圧接させるための押圧部材とを有する。
【００１３】
この場合、加圧ローラが定着ローラに圧接させられる圧接部より下流側に、押圧部材が配設されるので、ニップ幅を大きくすることができるとともに、ニップ部の出口側における定着ベルトの曲率を大きくすることができる。したがって、記録媒体の定着ベルトからの剥離性を向上させることができるので、記録媒体が定着ベルトに巻き付くのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としての電子写真式のプリンタに適用される定着装置について説明する。
【００１５】
前記電子写真式のプリンタにおいては、画像形成部において、記録媒体としての用紙に現像材像としてのトナー像が転写され、前記用紙は定着装置に送られ、該定着装置においてトナー像が用紙に定着させられる。なお、本実施の形態においては、記録媒体として用紙を使用しているが、用紙に代えて、ＯＨＰシート、封筒等を使用することができる。
【００１６】
前記画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム、帯電装置としての帯電ローラ、露光装置、現像装置、転写装置としての転写ローラ等を備える。そして、感光体ドラムの表面は帯電ローラによって一様に、かつ、均一に帯電させられ、露光装置によって感光体ドラムの表面が露光され、静電潜像が形成される。続いて、該静電潜像は現像装置によって現像され、トナー像が形成され、該トナー像は転写ローラによって用紙に転写される。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態における定着装置の断面図である。
【００１８】
図において、１１は、ハロゲンヒータ等から成る熱源１３を内蔵する第１のローラとしての定着ローラであり、該定着ローラ１１は、図示されない駆動部としてのモータを駆動することによって回転させられる。また、１２は、前記定着ローラ１１に圧接させて配設され、かつ、ハロゲンヒータ等から成る熱源１４を内蔵する第２のローラとしての加圧ローラであり、該加圧ローラ１２は、定着ローラ１１に対して従動して回転させられる。前記加圧ローラ１２は、第１の付勢部材としてのばね２１によって、定着ローラ１１の方向に向けて付勢され、ばね２１による付勢力は加圧ローラ１２の図示されないシャフトの両端に与えられる。
【００１９】
なお、本実施の形態においては、定着ローラ１１を回転させることによって加圧ローラ１２を回転させるようになっているが、前記モータによって定着ローラ１１及び加圧ローラ１２のいずれも回転させたり、加圧ローラ１２だけを前記モータによって回転させ、定着ローラ１１を加圧ローラ１２に対して従動させて回転させることもできる。
【００２０】
そして、１７は、前記定着ローラ１１と所定の距離を置いて、かつ、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２の平行に配設された、第３のローラとしての張架ローラ、２０は押圧部材としての圧力パッドであり、前記張架ローラ１７と前記定着ローラ１１との間に、定着部材としての無端状の定着ベルト１６が張設される。前記加圧ローラ１２は定着ベルト１６の外側に配設されるのに対して、前記張架ローラ１７、圧力パッド２０及び前記定着ローラ１１は、いずれも定着ベルト１６の内側に配設され、図示されない所定の支持部材によって支持される。張架ローラ１７は、第２の付勢部材としてのばね２２によって、定着ローラ１１と反対の方向に向けて付勢され、定着ベルト１６は張架される。このとき、前記ばね２２による付勢力は、張架ローラ１７の図示されないシャフトの両端に与えられ、定着ベルト１６にテンションを加える。また、定着ベルト１６の表面温度を検出するための温度検出部としてのサーミスタ２３が、前記定着ベルト１６の表面に接触させて、かつ、定着ローラ１１と対向させて配設され、検出された表面温度は図示されない制御部に送られる。
【００２１】
ところで、前記加圧ローラ１２はばね２１による付勢力によって、定着ベルト１６を介して定着ローラ１１及び圧力パッド２０に圧接させられ、加圧ローラ１２と定着ローラ１１との間に、第１の圧接部を、加圧ローラ１２と圧力パッド２０との間に第２の圧接部を形成する。このとき、前記ばね２１による付勢力は、定着ローラ１１及び圧力パッド２０に対する第１、第２の押圧力となる。そして、前記定着ローラ１１及び圧力パッド２０に加圧ローラ１２が圧接させられることによって、定着ローラ１１、圧力パッド２０及び加圧ローラ１２によって、加圧ローラ１２と定着ベルト１６との間にニップ部が形成される。該ニップ部においては、図に示されるように、加圧ローラ１２が定着ローラ１１と圧接させられるのに伴い、加圧ローラ１２が定着ローラ１１によって押し込まれ、凹面の形状を有する。
【００２２】
前記圧力パッド２０は、用紙１５の搬送方向における前記第１の圧接部より下流側、すなわち、第１の圧接部の出口側に配設され、定着ベルト１６を介して加圧ローラ１２を押圧する。そして、圧力パッド２０において、定着ベルト１６と接触し、摺（しゅう）動するとともに、定着ベルト１６を介して加圧ローラ１２と当接する部分、すなわち、当接部２０ａには、Ｒ形状が形成され、ニップ部の出口側において、トナー像と対向する側の定着ベルト１６の曲率を小さくする。したがって、用紙１５の搬送方向における前記第２の圧接部より下流側、すなわち、第２の圧接部の出口側において、定着ベルト１６は、圧力パッド２０側に偏向させられるので、定着ベルト１６に対する記録媒体としての用紙１５の剥離性を向上させることができるとともに、ニップ幅を広くし、かつ、定着性能を向上させることができる。
【００２３】
次に、各要素の寸法、材質等について説明する。なお、本実施の形態においては、Ａ４判の用紙１５に対応する定着ベルト１６が使用されるようになっている。
【００２４】
前記定着ローラ１１は、外径が３０〔ｍｍ〕であり、厚さが２〔ｍｍ〕のアルミニウム製の素管から成る。また、前記加圧ローラ１２は、外径が４０〔ｍｍ〕であり、厚さが２〔ｍｍ〕の芯（しん）金を構成するアルミニウム製の素管１２ａの外側に、厚さが１〔ｍｍ〕のシリコーンゴムから成る耐熱性のある弾性層１２ｂが形成される。なお、前記弾性層１２ｂの外側に、厚さが約０．０３〜０．０５〔ｍｍ〕のフッ素系の図示されないコート層が形成される。
【００２５】
前記張架ローラ１７は、外径が１６〔ｍｍ〕であり、中実の鉄心の外側に、厚さが１〔ｍｍ〕の断熱性及び耐熱性のある材料、例えば、シリコーンゴムによって形成されたスポンジ層が形成される。
【００２６】
前記圧力パッド２０は、剛性の高い鉄系の金属から成り、定着ベルト１６との摺動部には摩擦力を小さくするための表面処理、例えば、フッ素系の樹脂によるコーティングが施される。また、定着ベルト１６は、厚さが０．０７〔ｍｍ〕程度のポリイミドフィルム、又は厚さが０．０４〔ｍｍ〕程度のニッケル、ステンレス等の金属から成る基材の外側に、厚さが０．２〜０．３〔ｍｍ〕のシリコーンゴム等から成る耐熱性の有する弾性層が形成され、更に外側に、厚さが約０．０３〜０．０５〔ｍｍ〕の離型性の良いフッ素系のコート層が形成される。
【００２７】
また、ニップ幅は約１０〔ｍｍ〕にされ、ニップ部の出口側におけるトナー像と対向する側の定着ベルト１６の曲率を大きくするために、前記当接部２０ａのＲ形状の半径は、上限値以下に設定される。この場合、上限値は、腰の弱い薄紙を使用したり、使用される現像剤としてのトナーの量が多いべた印刷を高速で行う場合でも、用紙１５が定着ベルト１６に巻き付くことがない値として実験によって求められ、本実施の形態においては、１０〔ｍｍ〕とする。
【００２８】
なお、Ｒ形状の半径の上限値については、前述されたように、定着ローラ１１の直径が２０〔ｍｍ〕以上になると、腰の弱い薄紙を使用したり、使用されるトナーの量が多いべた印刷を高速で行う場合に、用紙１５が定着ベルト１６に巻き付くことが多くなっていたことからみても、１０〔ｍｍ〕とするのが好ましい。
【００２９】
前記構成の定着装置において、制御部から印刷命令が出されると、熱源１３、１４が通電され、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２が加熱されるとともに、モータが駆動されて定着ローラ１１が回転させられ、加圧ローラ１２が従動させて回転させられ、定着ベルト１６が走行させられる。
【００３０】
そして、サーミスタ２３によって検出された定着ベルト１６の表面温度が設定値に達すると、前記画像形成部から搬送された未定着のトナー像が転写された用紙１５がニップ部を通過し、トナー像が用紙１５に定着させられる。続いて、用紙１５はニップ部の出口側において定着ベルト１６から剥離させられ、排出される。
【００３１】
このように、本実施の形態においては、定着ベルト１６の内側の第１の圧接部の出口側に圧力パッド２０が配設されるので、ニップ幅を大きくすることができるとともに、当接部２０ａのＲ形状の半径が小さくされるので、ニップ部の出口側における定着ベルト１６の曲率を大きくすることができる。したがって、用紙１５の定着ベルト１６からの剥離性を向上させることができるので、用紙１５を定着ベルト１６から剥離させるための力を大きくすることができる。その結果、用紙１５が定着ベルト１６に巻き付くのを防止することができ、それに伴って、トナー像のトナーが定着ベルト１６に付着して乱れることがなくなるので、画像品位を向上させることができる。
【００３２】
また、定着ローラ１１の直径を小さくする必要がなくなるので、定着ローラ１１の曲げ剛性が低下するのを防止することができる。したがって、第１の押圧力、定着ベルト１６の張力等によって定着ローラ１１が撓むことがなくなり、ニップ幅、及び第１の押圧力を定着ローラ１１の長手方向において均一することができるので、画像品位を向上させることができる。
【００３３】
また、ニップ部の出口側に分離爪を配設する必要がなくなるので、定着ベルト１６の表面を傷付けることがなくなる。したがって、画像品位を向上させることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００３５】
図４は本発明の第２の実施の形態における定着装置の断面図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるニップ部の圧力分布を示す図、図６は本発明の第２の実施の形態におけるニップ部の圧力分布を示す図である。
【００３６】
この場合、本実施の形態における第１、第２の押圧力ｆ１、ｆ２は、第１の実施の形態における第１、第２の押圧力ｇ１、ｇ２と異なる。
【００３７】
すなわち、第１の実施の形態においては、第１の圧接部における第１の押圧力ｇ１（例えば、８〔ｋｇｆ〕）が第２の圧接部における第２の押圧力ｇ２（例えば、５〔ｋｇｆ〕）より大きくされ、ニップ部には、図５に示されるような圧力分布が形成される。これに対して、本実施の形態においては、第１の圧接部における第１の押圧力ｆ１（例えば、４〔ｋｇｆ〕）が第２の圧接部における第２の押圧力ｆ２（例えば、８〔ｋｇｆ〕）より小さくされ、ニップ部には、図６に示されるような圧力分布が形成される。
【００３８】
すなわち、図５に示される圧力分布において、定着ローラ１１側及び圧力パッド２０側の各圧力分布領域ｑ１、ｑ２のうちの圧力分布領域ｑ１に、第１の押圧力ｇ１の最大値が形成され、図６に示される圧力分布において、定着ローラ１１側及び圧力パッド２０側の各圧力分布領域ｐ１、ｐ２のうちの圧力分布領域ｐ２に、第２の押圧力ｆ２の最大値が形成され、本実施の形態において、ニップ部の圧力分布の圧力重心が、用紙１５の搬送方向及び定着ベルト１６の走行方向における下流側に移動させられる。
【００３９】
そのために、加圧ローラ１２に対する定着ローラ１１及び圧力パッド２０の位置が設定される。なお、必要に対応させて圧力パッド２０を加圧ローラ１２に向けて所定の付勢力で付勢するために第３の付勢部材としてのばねを配設し、前記第２の押圧力ｆ２を大きくすることができる。また、本実施の形態において、定着ローラ１１の素管の厚さが１〔ｍｍ〕にされる。
【００４０】
ところで、定着装置において、記録媒体としての用紙１５上の現像剤像としてのトナー像はニップ部に進入するのに伴って、加熱され軟化するが、十分な定着性を得るためには適当な圧力が必要となる。すなわち、用紙１５の表面において軟化し溶融させられたトナーを用紙１５に良好に密着させることによって、定着性を向上させることができるが、そのためには、適当な圧力が必要になる。
【００４１】
この場合、用紙１５がニップ部を通過する前半においては、前記圧力を高くする必要はなく、定着部材としての定着ベルト１６からトナー像に熱を伝達することができるように、定着ベルト１６とトナー像とを確実に接触させるだけの圧力があればよい。また、カラーの定着装置においては、一般に、ニップ部の最大の圧力は３〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕程度である。
【００４２】
そこで、前述されたように、第１の押圧力ｆ１が第２の押圧力ｆ２より小さくされ、用紙１５がニップ部を通過する前半において前記圧力を低くし、後半において前記圧力を高くするようにしている。
【００４３】
したがって、本実施の形態においては、印刷を高速で行う場合でも、定着を良好に行うことができる。
【００４４】
さらに、第１の押圧力ｆ１を小さくすることができる分だけ、定着ローラ１１の剛性を小さくし、素管の厚さを小さくすることができる。したがって、定着ローラ１１の熱応答性を向上させることができ、定着ローラ１１を加熱するのに必要な時間、すなわち、立上り時間を短くすることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態においては、第１の押圧力ｆ１が第２の押圧力ｆ２の１／２に設定されるので、外径が３０〔ｍｍ〕の定着ローラ１１を使用したとき、定着ローラ１１の撓み量が等しくなる芯金の厚さを２〔ｍｍ〕から０．９〔ｍｍ〕まで薄くすることができる。
【００４６】
ところで、用紙１５がニップ部を通過して定着が終了すると、用紙１５はカールするが、カールする量、すなわち、カール量及びカールする方向は、ニップ部の断面の形状、押圧力、用紙１５の厚さ等によって大きく影響される。例えば、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２だけを備えた上下ローラ方式の定着装置においては、ニップ部の断面の形状が、加圧ローラ１２側に凹部を形成する形状である場合、用紙１５は定着ローラ１１側にカールし、定着ローラ１１の曲率が大きいほどカール量は多くなる。また、押圧力が大きいほど、カール量が多くなる。そして、用紙１５の厚さが大きいほどニップ部の断面の形状の癖が付きやすく、カール量は大きくなる。
【００４７】
前記各実施の形態においては、押圧部材としての圧力パッド２０が配設されているので、当接部２０ａ（図１）のＲ形状がカール量に最も影響を与え、Ｒ形状の半径が大きいほどカール量は少なく、Ｒ形状の半径が小さいほどカール量は多くなる。
【００４８】
そこで、圧力パッド２０の形状を変更することなく、第２の押圧力ｆ２を用紙１５の種類によって調整し、カール量を少なくすることができるようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００４９】
図７は本発明の第３の実施の形態における定着装置の断面図である。
【００５０】
この場合、押圧部材としての圧力パッド２０は、第２のローラとしての加圧ローラ１２の径方向において移動自在に支持され、かつ、第３の付勢部材としてのばね３０によって加圧ローラ１２に向けて所定の付勢力で付勢される。したがって、第１の付勢部材としてのばね２１による付勢力及びばね３０による付勢力によって第２の押圧力ｆ２が構成される。
【００５１】
また、前記ばね３０の後方（図において左方）に、押圧力調整装置としてのカム機構Ｍが配設され、該カム機構Ｍは、回転自在に配設されたカム３１、及び前記ばね３０の後方に接続された従動節３２を備える。前記カム３１は、記録媒体としての用紙１５の厚さに対応させて前記ばね３０の付勢力を変更することができるように、複数の位置に位置決めされるようになっている。そして、カム３１は、位置決め用の駆動部としての図示されない位置決め用モータに連結され、該位置決め用モータを駆動し、カム３１を回転させ、位置決めすることによって、前記第２の押圧力ｆ２を調整することができる。
【００５２】
ところで、プリンタの装置本体には、用紙１５の種類に対応させて最適な印刷条件で印刷を行うためのメニューを設定する設定機構、及び用紙１５の厚さを検出する検出装置が配設され、前記制御部の押圧力調整処理手段は、押圧力調整処理を行い、設定機構及び検出装置からの情報に基づいて、前記位置決め用モータを駆動し、用紙１５の種類に対応させて、定着装置の特性を変更する。
【００５３】
次に、前記構成の定着装置の動作について説明する。
【００５４】
前記制御部は、印刷指令を出すと、検出装置からあらかじめ取得されている用紙１５の厚さの情報に基づいて、前記位置決め用モータを駆動し、カム３１を位置決めする。例えば、用紙１５が薄紙である場合は、カール量は小さいので、前記第２の押圧力ｆ２をデフォルト設定の状態にし、用紙１５が厚紙である場合は、カール量が多くなるので、位置決め用モータを駆動し、第２の押圧力ｆ２が小さくなる位置にカム３１を回転させ、位置決めする。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、用紙１５の厚さに対応させて第２の押圧力ｆ２が調整されるので、用紙１５の種類によらずカール量を少なくすることができる。
【００５６】
ところで、前記圧力パッド２０は常に定着部材としての定着ベルト１６に対して摺動するようになっているので、定着ベルト１６及び圧力パッド２０が摩耗して定着装置の耐久性が低くなったり、定着ベルト１６を走行させるためのトルク、すなわち、第１のローラとしての定着ローラ１１を回転させるためのトルクが大きくなり、定着装置の経時的な信頼性が低下してしまう。
【００５７】
そこで、必要なときだけ圧力パッド２０を定着ベルト１６に対して摺動させるようにした本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００５８】
図８は本発明の第４の実施の形態における圧力パッドを作動位置に置いた状態を示す断面図、図９は本発明の第４の実施の形態における圧力パッドを退避位置に置いた状態を示す断面図である。
【００５９】
前記押圧部材としての圧力パッド２０を定着部材としての定着ベルト１６と接触させる必要があるのは、記録媒体としての用紙１５がニップ部を通過するとき、すなわち、通紙時だけであるので、通紙時に圧力パッド２０を定着ベルト１６と接触する位置、すなわち、作動位置に置き、それ以外の場合、すなわち、非通紙時に圧力パッド２０を定着ベルト１６と接触しない位置、すなわち、退避位置に置く。
【００６０】
そのために、前記圧力パッド２０は、第１のローラとしての定着ローラ１１の軸と同軸上で回転自在な支持部材２５によって支持される。該支持部材２５は、定着ローラ１１の外周面に沿って、所定の角度にわたって延びる円弧状の形状を有するとともに、図示されない摺動部を備え、該摺動部において、定着ローラ１１の軸受けを固定する図示されない装置本体に形成された丸枠に内接させられ、回転自在に支持される。前記支持部材２５の一端に圧力パッド２０が取り付けられ、他端には、突起部２５ａが径方向外方に突出させて一体に形成される。そして、前記突起部２５ａと、装置本体との間に、第４の付勢部材としてのばね２７が配設され、該ばね２７は、所定の付勢力によって、突起部２５ａを、圧力パッド２０を定着ベルト１６を介して第２のローラとしての加圧ローラ１２に圧接させる方向に付勢する。そして、前記ばね２７の付勢力及び第１の付勢部材としてのばね２１の付勢力が加算され、第２の押圧力ｆ２が構成される。
【００６１】
また、前記突起部２５ａと対向させてプランジャ２６が配設され、該プランジャ２６がオンにされると、プランジャ２６の押圧子としてのロッド２６ａが前進（図において右方向に移動）させられ、突起部２５ａをばね２７の付勢力に抗して押圧し、図９に示されるように、圧力パッド２０を退避位置に置く。また、プランジャ２６がオフにされると、前記ロッド２６ａが後退（図において左方向に移動）させられ、突起部２５ａは、ばね２７の付勢力によって戻され、図８に示されるように、圧力パッド２０を作動位置に置く。
【００６２】
次に、前記構成の定着装置の動作について説明する。
【００６３】
この場合、プリンタの停止時において、前記押圧力調整処理手段は、プランジャ２６をオフにし、圧力パッド２０をばね２７の付勢力によって定着ベルト１６に圧接させ、作動位置に置く。そして、制御部が、印刷指令を出すと、定着ベルト１６の表面温度が規定の温度になるまでヒータ１３、１４の通電が行われるが、前記制御部は、その間、定着ローラ１１、加圧ローラ１２、定着ベルト１６、第３のローラとしての張架ローラ１７等がむらなく加熱されるように、駆動部としてのモータを駆動する。それに伴って、定着ローラ１１が回転させられ、加圧ローラ１２が回転させられ、定着ベルト１６が走行させられ、更に張架ローラ１７が回転させられる。
【００６４】
このとき、前記押圧力調整処理手段は、前記モータを駆動する前に、プランジャ２６をオンにし、圧力パッド２０をばね２７の付勢力に抗して定着ベルト１６から離し、退避位置に置く。
【００６５】
その後、定着ベルト１６の表面温度が規定の温度になると、用紙１５が画像形成部側から定着装置に送られるが、ニップ部の直前の設定位置に到達すると、位置検出部としての用紙センサによって用紙１５の前端が検出され、検出信号を制御部に送る。
【００６６】
そして、前記押圧力調整処理手段は、プランジャ２６をオフにし、圧力パッド２０をばね２７の付勢力によって定着ベルト１６に圧接させ、作動位置に置く。
【００６７】
このように、本実施の形態においては、プリンタの作動時において、圧力パッド２０は用紙１５の通紙時だけ作動位置に置かれ、定着ベルト１６と接触させられるので、圧力パッド２０と定着ベルト１６とが摺動する時間を短くすることができる。したがって、定着ベルト１６及び圧力パッド２０が摩耗するのを抑制することができるので、定着装置の耐久性を向上させることができ、定着ローラ１１を回転させるためのトルクを小さくすることができ、定着装置の経時的な信頼性を向上させることができる。
【００６８】
また、前記圧力パッド２０は、定着ローラ１１の外周面に沿って移動するので、圧力パッド２０と定着ローラ１１とが干渉する心配がない。
【００６９】
ところで、前記各実施の形態において、加圧ローラ１２は、定着ベルト１６のテンション、第２の押圧力ｆ２等によって撓む。
【００７０】
図１０は圧力パッドの状態を示す参考図である。
【００７１】
図に示されるように、加圧ローラ１２が撓むと、加圧ローラ１２の長手方向における第２の押圧力ｆ２が均一にならず、加圧ローラ１２の両端部において大きく、中央部において小さくなり、画像品位が低下してしまう。
【００７２】
そこで、加圧ローラ１２が撓むのを抑制することができるようにした本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第２〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００７３】
図１１は本発明の第５の実施の形態における圧力パッドの状態を示す図、図１２は本発明の第５の実施の形態における圧力パッドの両端部の断面図、図１３は本発明の第５の実施の形態における圧力パッドの中央部の断面図である。
【００７４】
本実施の形態においては、図に示されるように、押圧部材としての圧力パッド２０において、当接部２０ａから背面部２０ｄまでの距離が、両端部ほど短く、長手方向の中央部ほど長くされ、圧力パッド２０の長手方向に対して直角な方向の断面は、両端部ほど小さく、中央部ほど大きくされる。定着ベルト１６のテンション、第２の押圧力ｆ２等によって加圧ローラ１２が撓むが、前記圧力パッド２０の中央部ほど加圧ローラ１２側に突出させて形成されるので、前記第２の押圧力ｆ２を圧力パッド２０の長手方向において均一にすることができる。
【００７５】
したがって、定着むらが発生するのを防止することができるので、画像品位を向上させることができる。
【００７６】
ところで、前記各実施の形態において、定着ベルト１６及び加圧ローラ１２の表面温度は、用紙１５が通過する部分、すなわち、通紙部において、用紙１５が通過するのに伴って、用紙１５に熱が伝達されるので、低くなり、用紙１５が通過しない部分、すなわち、非通紙部において、高くなり、通紙部と非通紙部とで温度差が生じてしまう。したがって、連続印刷を行っていると、前記温度差が多くなり、定着むらが発生してしまう。特に、幅が狭い用紙１５に対して連続印刷を行った後、幅が広い用紙１５に対して印刷を行おうとすると、幅が狭い用紙１５の通紙部と、該通紙部の外側の、幅が広い用紙１５の通紙部との温度差が大きくなり、定着むらが発生し、画像品位が低下してしまう。
【００７７】
そこで、定着ベルト１６及び加圧ローラ１２における通紙部と非通紙部との温度差を小さくすることができるようにした本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、第１〜第５の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００７８】
図１４は本発明の第６の実施の形態における定着装置の断面図である。
【００７９】
図において、３５は押圧部材としての圧力パッドであり、該圧力パッド３５は、定着部材としての定着ベルト１６を介して第２のローラとしての加圧ローラ１２と当接する当接部３５ａ、該当接部３５ａより張架ローラ１７側の部分に形成され、定着ベルト１６と接触する接触部３５ｂを備える。前記圧力パッド３５の材質は熱伝導率の高い熱良導体、例えば、金属とするのが好ましい。
【００８０】
次に、前記構成の定着装置の動作について説明する。
【００８１】
この場合、幅が狭い記録媒体としての用紙１５に対して連続印刷を行うと、幅が狭い用紙１５の通紙部において、熱が用紙１５に伝達され、定着ベルト１６及び加圧ローラ１２における通紙部の温度が低くなろうとするが、幅が狭い用紙１５の非通紙部の熱が圧力パッド３５を介して通紙部に伝達される。その結果、定着ベルト１６及び加圧ローラ１２の温度を長手方向において均一にすることができるので、定着むらが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。
【００８２】
前記接触部３５ｂにおいては、圧力パッド３５と定着ベルト１６とが接触する圧力が低くされるので、圧力パッド３５及び定着ベルト１６が摩耗するのを抑制することができる。
【００８３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における定着装置の断面図である。
【図２】従来の定着装置の断面図である。
【図３】従来のベルト式の定着装置の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における定着装置の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるニップ部の圧力分布を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるニップ部の圧力分布を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における定着装置の断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における圧力パッドを作動位置に置いた状態を示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態における圧力パッドを退避位置に置いた状態を示す断面図である。
【図１０】圧力パッドの状態を示す参考図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態における圧力パッドの状態を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態における圧力パッドの両端部の断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態における圧力パッドの中央部の断面図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態における定着装置の断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１１    定着ローラ
１２    加圧ローラ
１６    定着ベルト
１７    張架ローラ
２０、３５    圧力パッド
２０ａ、３５ａ    当接部
３５ｂ    接触部
【図１】
2005234103.tif 000003
【図２】
2005234103.tif 000004
【図３】
2005234103.tif 000005
【図４】
2005234103.tif 000006
【図５】
2005234103.tif 000007
【図６】
2005234103.tif 000008
【図７】
2005234103.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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