(57)【要約】【課題】シートへの現像剤像の定着がより良好になされ、シートのシワが生じにくく、より良好な画質の画像形成を可能とする画像形成装置、定着装置、及び定着ユニットを提供する。【解決手段】画像形成装置１０は、現像剤像形成部１４と、現像剤像形成部１４で形成された現像剤像をシートに定着する定着装置７０とを有する。定着装置７０は、加熱ロール７０２と、加熱ロール７０２にシートを押圧するニップヘッド部材７０９と、ニップヘッド部材７０９が着座するベルトハウジング７０７とを有する。ベルトハウジング７０７は、ニップヘッド部材７０９の弾性変形にならって塑性変形する。【選択図】図３
2007322486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに現像剤像を形成する現像剤像形成部と、
この現像剤像形成部で形成された現像剤像をシートに定着する定着装置と、
を有し、
前記定着装置は、
加熱手段と、
この加熱手段にシートを押圧する押圧部材と、
この押圧部材に対して前記加熱手段と逆側に配置され、前記押圧部材が着座する台座と、
を有し、
前記台座は前記押圧部材の変形にならって塑性変形することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱手段又は前記押圧部材の一方を他方の方向に付勢する付勢手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記付勢手段は、
前記押圧部材の長手方向における一端部側に設けられ、前記加熱手段又は前記押圧部材の一方を他方に付勢する第１の付勢部材と、
前押圧部材の長手方向における多端部側に設けられ、前記加熱手段又は前記押圧部材の一方を他方に付勢する第２の付勢部材と、
を有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の付勢部材は、前記押圧部材の長手方向において前記押圧部材よりも外側に設けられていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記台座の前記押圧部材が着座する側と逆側に装着され、前記台座を支持する支持部材をさらに有し、
この支持部材は剛体からなることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加熱部材と前記押圧部材との間に設けられたベルト部材を有し、
このベルト部材と前記加熱部材とで形成されるニップ部でシートを搬送することを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルト部材は無端状に形成され、このベルト部材の内部に前記押圧部材及び前記台座が配設されていることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記押圧部材は、前記加熱手段にシートを押圧する際に弾性変形することを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記押圧部材は液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記押圧部材は、前記加熱手段に沿った方向の形状が両端部側が低くなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至９いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記台座は樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１２】
加熱手段と、
この加熱手段にシートを押圧する押圧部材と、
この押圧部材に対して前記加熱手段と逆側に配置され、前記押圧部材が着座する台座と、
を有し、
前記台座は前記押圧部材の変形にならって塑性変形することを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
シートに現像剤を形成する現像剤像形成部を有する画像形成装置に着脱可能に構成され、
前記現像剤像形成部で形成された現像剤像をシートに定着することを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１４】
画像形成装置に着脱されるユニット本体と、  
このユニット本体内に配設された加熱手段と、
この加熱手段にシートを押圧する押圧部材と、
この押圧部材に対して前記加熱手段と逆側に配置され、前記押圧部材が着座する台座と、
を有し、
前記台座は前記押圧部材の変形にならって塑性変形することを特徴とする定着ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、主としてこれらに用いられる定着装置、及び定着ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置、定着装置、及び定着ユニットに用いられる技術であって、現像剤像が形成されたシートを例えば加熱ロール等の加熱手段に押圧する押圧部材と、押圧部材が着座する台座とを有する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７２８８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、例えば使用に伴う劣化等を理由として、使用開始時と使用を開始してから一定枚数のシートへの定着を行った後で、シートを加熱手段に押圧する圧力に変化が生じることがあった。そして、シートを加熱手段に押圧する圧力に変化が生じると、現像剤像のシートへの定着が良好になされなかったり、シートにシワが生じたり、また、定着が良好にされなかったりシートにシワが生じることを原因としてシートへの定着が良好になされず、形成される画像が品質が低下したりすることがあるとの問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、シートへの現像剤像の定着がより良好になされ、シートのシワが生じにくく、より良好な画質の画像形成を可能とする画像形成装置、定着装置、及び定着ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴とするところは、シートに現像剤像を形成する現像剤像形成部と、この現像剤像形成部で形成された現像剤像をシートに定着する定着装置とを有し、前記定着装置は、加熱手段と、この加熱手段にシートを押圧する押圧部材と、この押圧部材に対して前記加熱手段と逆側に配置され、前記押圧部材が着座する台座とを有し、前記台座は前記押圧部材の変形にならって塑性変形する画像形成装置にある。
【０００７】
好適には、前記加熱手段又は前記押圧部材の一方を他方の方向に付勢する付勢手段をさらに有する。
【０００８】
また、好適には、前記付勢手段は、前記押圧部材の長手方向における一端部側に設けられ、前記加熱手段又は前記押圧部材の一方を他方に付勢する第１の付勢部材と、前押圧部材の長手方向における多端部側に設けられ、前記加熱手段又は前記押圧部材の一方を他方に付勢する第２の付勢部材とを有する。
【０００９】
また、好適には、前記第１及び第２の付勢部材は、前記押圧部材の長手方向において前記押圧部材よりも外側に設けられている。
【００１０】
また、好適には、前記台座の前記押圧部材が着座する側と逆側に装着され、前記台座を支持する支持部材をさらに有し、この支持部材は剛体からなる。
【００１１】
また、好適には、前記加熱部材と前記押圧部材との間に設けられたベルト部材を有し、このベルト部材と前記加熱部材とで形成されるニップ部でシートを搬送する。
【００１２】
また、好適には、前記ベルト部材は無端状に形成され、このベルト部材の内部に前記押圧部材及び前記台座が配設されている。
【００１３】
また、好適には、前記押圧部材は、前記加熱手段にシートを押圧する際に弾性変形する。
【００１４】
また、好適には、前記押圧部材は液晶ポリマーからなる。
【００１５】
また、好適には、前記押圧部材は、前記加熱手段に沿った方向の形状が両端部側が低くなるように設定されている。
【００１６】
また、好適には、前記台座は樹脂からなる。
【００１７】
また、本発明の第２の特徴とするところは、加熱手段と、この加熱手段にシートを押圧する押圧部材と、この押圧部材に対して前記加熱手段と逆側に配置され、前記押圧部材が着座する台座とを有し、前記台座は前記押圧部材の変形にならって塑性変形する定着装置にある。
【００１８】
また、好適には、シートに現像剤を形成する現像剤像形成部を有する画像形成装置に着脱可能に構成され、前記現像剤像形成部で形成された現像剤像をシートに定着する。
【００１９】
また、本発明の第３の特徴とするところは、画像形成装置に着脱されるユニット本体と、  このユニット本体内に配設された加熱手段と、この加熱手段にシートを押圧する押圧部材と、この押圧部材に対して前記加熱手段と逆側に配置され、前記押圧部材が着座する台座とを有し、前記台座は前記押圧部材の変形にならって塑性変形することを特徴とする定着ユニットにある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、シートへの現像剤像の定着がより良好になされ、シートのシワが生じにくく、より良好な画質の画像形成を可能とする画像形成装置、定着装置、及び定着ユニットが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２の上部に画像形成がなされたシートが排出される排出部１３が設けられている。また、画像形成装置本体１２内にシートに現像剤像を形成する現像剤像形成部１４と、現像剤像形成部１４で形成された現像剤像をシートに定着する定着装置７０と、現像剤像形成部１４に、例えば普通紙やＯＨＰ等のシートを供給するシート供給装置８０とが配設されている。
【００２２】
現像剤像形成部１４は、カラー現像剤像を形成する電子写真方式のもので、画像形成装置本体１２に着脱自在に装着される４個のプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂと、プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂがそれぞれ有する例えば感光体ドラムからなる像担持体２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂに光により静電潜像を書き込む光書き込み装置６０と、像担持体２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂに形成された現像剤像をシートに転写する転写装置６２とを有する。
【００２３】
プロセスカートリッジ２０Ｙはイエロー現像剤像の形成用であり、像担持体２４Ｙ表面にイエロー現像剤像を形成する。プロセスカートリッジ２０Ｍはマゼンダ現像剤像の形成用であり、像担持体２４Ｍの表面にマゼンダ現像剤像を形成する。プロセスカートリッジ２０Ｃはシアン現像剤像の形成用であり、像担持体２４Ｃにシアン現像剤像を形成する。そして、プロセスカートリッジ２０Ｂはブラック現像剤像の形成用であり、像担持体２４Ｂの表面にブラック現像剤像を形成する。これらのプロセスカートリッジは、画像形成装置本体１２内において、上からプロセスカートリッジ２０Ｙ、プロセスカートリッジ２０Ｍ、プロセスカートリッジ２０Ｃ、プロセスカートリッジ２０Ｂの順に縦方向に配列されている。
【００２４】
光書き込み装置６０は、レーザ露光装置からなり、プロセスカートリッジ２０Ｙに設けられた像担持体２４Yにイエロー画像に対応するレーザ光を、プロセスカートリッジ２０Ｍに設けられた像担持体２４Mにマゼンダ画像に対応するレーザ光を、プロセスカートリッジ２０Ｃに設けられた像担持体２４Cにシアン画像に対応するレーザ光を、プロセスカートリッジ２０Ｂに設けられた像担持体２４Bにブラック画像に対応するレーザ光を発し、各像担持体２４に静電潜像を書き込む。
【００２５】
転写装置６２は、各プロセスカートリッジ２０の像担持体２４に形成された現像剤像が転写される２つの１次中間転写体６４、６５と、１次中間転写体６４、６５に転写された現像剤像がさらに転写される２次中間転写体６６と、２次中間転写体に転写された現像剤像をさらにシートへと転写する３次転写ロール６８とを有する。
【００２６】
１次中間転写体６４はドラム形状を有し、先述のシアン用のプロセスカートリッジ２０Ｃに設けられた像担持体２４Cと、ブラック用のプロセスカートリッジ２０Ｂに設けられた像担持体２４Bとに当接しており、像担持体２４Bに形成されたブラック現像剤像と像担持体２４Cに形成されたシアン現像剤像とが転写されて、シアン現像剤像とブラック現像剤像とが１次中間転写体６４の表面で重ねあわされる。
【００２７】
１次中間転写体６５はドラム形状を有し、１次中間転写体６４の上方に配設されている。この１次中間転写体６５は、先述のイエロー用のプロセスカートリッジ２０Ｙに設けられた像担持体２４Yと、マゼンダ用のプロセスカートリッジ２０Ｍに設けられた像担持体２４Mとに当接しており、像担持体２４Yに形成されたイエロー現像剤像と像担持体２４Mに形成されたマゼンダ現像剤像とが転写されて、イエロー現像剤像とマゼンダ現像剤像とが１次中間転写体６５の表面で重ねあわされる。
【００２８】
２次中間転写体６６は、ドラム形状を有し、１次中間転写体６４と１次中間転写体６５とに当接しており、１次中間転写体６４表面のシアン現像剤像とブラック現像剤像とが転写され、また、１次中間転写体６５表面のイエロー現像剤像とマゼンダ現像剤像とが転写される。このようにして、２次中間転写体６６の表面にイエロー、マゼンダ、ブラック、シアンの4色の現像剤像が重ねられる。
【００２９】
３次転写ロール６８は、２次中間転写体６６に当接しており、２次中間転写体６６との間に３次転写ニップＮを形成し、この３次転写ニップＮを通過するシートにイエロー、マゼンダ、ブラック、シアンの4色の現像剤像が重ねられたカラー現像剤像をシートへと転写する。
【００３０】
シート供給装置８０は、シートが積層された状態で保持されるシート供給カセット８２と、シート供給カセット８２からシートをピックアップするとともにシート搬送路８８に向けて搬送する搬送ロール８４とを有する。このシート搬送路８８は、シート供給カセット８２から排出ロール９０までシートが搬送される経路であり、シート搬送方向上流側から順に、先述の搬送ロール８４、レジストロール８６、先述の３次転写ロール６８と２次中間転写体６６とで形成される３次転写ニップＮ、先述の定着装置７０、及び、排出ロール９０が配置される。
【００３１】
図２にはプロセスカートリッジが示されている。プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂは用いる現像剤の色が異なるものの構成は同じであるので、以下、プロセスカートリッジ２０と総称して説明する。
【００３２】
プロセスカートリッジ２０は、プロセスカートリッジ本体２２を有し、このプロセスカートリッジ本体２２内に、先述の像担持体２４と、この像担持体２４を一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電装置２６と、この帯電装置２６により帯電され後述する光書き込み装置６０により像担持体２４に書き込まれた潜像を現像剤で現像する現像装置２８と、転写装置による現像剤像の転写がなされた後に像担持体２４に残留する現像剤をクリーニングブレード５８によりクリーニングする像担持体クリーニング装置５６とが配設されている。
【００３３】
プロセスカートリッジ本体２２には、水平方向における一端部から他端部近傍まで至るレーザ光路２２ａが形成されていて、光書き込み装置６０からのレーザ光がレーザ光路２２ａを通過して像担持体２４へと到達する。
【００３４】
現像装置２８は、像担持体２４に形成された潜像を現像剤で現像する現像ロール３０が配置された現像室３６と、この現像室３６に現像剤を供給する第１の現像剤供給室３８と、この第１の現像剤供給室に現像剤を供給する第２の現像剤供給室４６とからなる。現像室３６と第１の現像剤供給室３８とはプロセスカートリッジ本体２２に設けられた現像剤通路３７で連通され、第１の現像剤供給室３８と第２の現像剤供給室４６とは現像剤搬送路５４で連通されている。
【００３５】
現像室３６は像担持体２４の下方に位置しており、先述の現像ロール３０とあわせて、２個のオーガ３２、３２が設けられ、このオーガ３２、３２が現像室３６内の現像剤を現像ロール３０へと搬送し、オーガ３２、３２により搬送された現像剤を現像ロール３０が像担持体２４へと供給する。
【００３６】
第１の現像剤供給室３８は現像室３６の側方に位置しており、この第１の現像剤供給室３８内に貯蔵された現像剤が、現像室３６との間の位置に設けられた現像剤搬送ロール３４により先述の現像剤通路３７を介して現像室３６へと供給される。また、第１の現像剤供給室３８には、２つのスクレーパ４０、４０が設けられていて、スクレーパ４０、４０が第１の現像剤供給室３８内の現像剤を撹拌するとともに、現像剤搬送ロール３４の方向へ現像剤を搬送する。
【００３７】
第２の現像剤供給室４６は、第１の現像剤供給室３８の上方に位置しており、第２の現像剤供給室４６内に貯蔵された現像剤が先述の現像剤搬送路５４を通過して第１の現像剤供給室４６へ供給される。
【００３８】
図３乃至１０には定着装置７０が示されている。図３に示されように定着装置７０は、画像形成装置本体１２に着脱可能な定着ユニットとして構成され、ユニット本体として用いられる定着ユニット本体７１を有する。定着ユニット本体７１内には、内部に加熱源７０１を有し、加熱手段として用いられる加熱ロール７０２と、ベルト部材として用いられる無端ベルト状の定着ベルト７０３と、定着ベルト７０３が回転自在となるように定着ベルト７０３の両端を支持するベルトガイド部材７０４と、定着ベルト７０３の内部に配設され、当該定着ベルト７０３を加熱ロール７０２の表面に押圧する押圧ユニット７０５と、定着ベルト７０３ の内面にオイルを供給するオイル供給部材として用いられるフエルト部材７０６ と、シートを定着ユニット本体７１から排出する出口部に設けられた出口ロール７５０が配設されている。
【００３９】
上記加熱ロール７０２ は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる例えば０．６５ｍｍ程度の薄肉に構成された弾性層と、弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。加熱源７０１としては、例えば、６００Ｗのハロゲンランプが用いられる。
【００４０】
定着ベルト７０３ は、加熱ロール７０２とニップヘッド部材７０９との間に設けられ、定着ベルト７０３と加熱ロール７０２との間でニップ部を形成し、このニップ部でシートを搬送する。また、定着ベルト７０３は例えばポリイミド等の合成樹脂によって例えば外径が３０ｍｍ、肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。また、定着ベルト７０３は、先述のように無端状に形成されていて、定着ベルト７０３の内部に後述するニップヘッド部材７０９、ベルトハウジング７０７、及びベルトフレーム７０８が配設されている。
【００４１】
図４及び図５に示されるように、ベルトガイド部材７０４ は、ベルトフレーム７０８ の両端部に互いに平行に突設された嵌合部７０８ａに嵌合された状態で、ベルトハウジング７０７ の両端部に装着されるようになっている。
【００４２】
押圧ユニット７０５ は、加熱ロール７０２にシートを押圧する押圧部材として用いられるニップヘッド部材７０９を有している。ニップヘッド部材７０９には、パット部材７１０が装着されていて、パット部材７１０と定着ベルト７０３（図３参照）とを介して、ニップヘッド部材７０９はシートを加熱ロール７０２に押圧する。また、ニップヘッド部材７０９は、台座として用いられるベルトハウジング７０７に着座している。ベルトハウジング７０７は、ニップヘッド部材７０９に対して加熱ロール７０２と逆側に配置されている。ベルトハウジング７０７のニップヘッド部材７０９が着座する側と逆側にはベルトフレーム７０８が装着されている。ベルトフレーム７０８は、ベルトハウジング７０７を支持する支持部材として用いられ、剛体からなり、例えば金属から構成されていて、断面が略コ字形状をしている。
【００４３】
ニップヘッド部材７０９ は、例えば、熱伝導率が１０（Ｗ・ｍ−1・Ｋ−１）以下の耐熱性を有する合成樹脂で形成されている。ニップヘッド部材７０９は、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の弾性を有する合成樹脂によって形成される。
【００４４】
図５中、７１９ は定着ベルト７０３と押圧ユニット７０５ との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示している。シート部材７１９は定着ベルト７０３と押圧ユニット７０５との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。
【００４５】
図６乃至図８に示されるように、押圧ユニット７０５ のニップヘッド部材７０９は、細長い略直方体状に形成されているとともに、その上面には、パッド部材７１０を嵌合するための凹所７２０が長手方向に沿って設けられている。また、上記ニップヘッド部材７０９は、その幅方向の一端部に、加熱ロール７０２に圧接され所定の幅の圧接部７２１が直線状に形成されており、この圧接部７２１はニップヘッド部材７０９の表面から所定量だけ突出するようになっている。さらに、上記ニップヘッド部材７０９の圧接部７２１ は、そのニップ部の出口側の部分７２２がＲ形状に湾曲させて形成されている。
【００４６】
ニップヘッド部材７０９の圧接部７２１は、その上面が加熱ロール７０２の軸方向に沿って平坦に形成されているのではなく、圧接部７２１の上面が、中央部が高く、両端部が低くなるように、上向きに凸形状となるよう湾曲した形状になるように構成されている。
【００４７】
図７及び図８に示されるように、パッド部材７１０は、ニップヘッド部材７０９の凹所７２０に嵌合された状態で配設されており、ニップヘッド部材７０９は、パッド部材７１０の台座部を兼ねるように構成されている。このパッド部材７１０は、図７に示されるように、薄い金属板７２３上に接着された細長い直方体状に形成された弾性体７２４から構成されている。パッド部材７１０の弾性体７２４は、例えば硬度が１０〜３０度（アスカーＣ硬度）のゴム材料で形成されており、例えば、シリコンゴム等からなるものが用いられる。また、上記パッド部材７１０の金属板７２３ の両端部には、ニップヘッド部材７０９の凹所７２０の両端部に形成された溝７２５に嵌合される凸片７２６が設けられている。
【００４８】
図７中、パッド部材７１０の金属板７２３は、ニップヘッド部材７０９の凹所７２０から中央部が浮き上がった状態に図示されているが、ニップヘッド部材７０９及びパッド部材７１０を加熱ロール７０２に圧接させた状態では、当該金属板７２３はニップヘッド部材７０９の凹所７２０の底面に密着した状態となる。
【００４９】
図９及び図１０に示されるように押圧ユニット７０５は、ベルトガイド部材７０４を介して、付勢部材として用いられる２つのアーム部材７１７、７１７に接触しており、アーム部材７１７、７１７は、コイルスプリング７１８、７１８の弾性力によって、押圧ユニット７０５を加熱ロール７０２の方向に付勢し、押圧ユニット７０５を加熱ロール７０２に所定の圧力で押圧するように構成されている。このように、アーム部材７１７、７１７、及びコイルスプリング７１８、７１８は、ニップヘッド部材７０９を加熱ロール７０２の方向に付勢する付勢手段として用いられている。この実施形態においては、ニップヘッド部材７０９を加熱ロール７０２の方向に付勢するように構成されているが、加熱ロール７０２をニップヘッド部材７０９の方向に付勢するように付勢手段を構成しても良い。
【００５０】
アーム部材７１７、７１７の一方はニップヘッド部材７０９の一方の端部側に設けられ、アーム部材７１７、７１７の他方は、ニップヘッド部材７０９の他方の端部側に設けられている。また、アーム部材７１７、７１７は、ニップヘッド部材７０９の長手方向においてニップヘッド部材７０９よりも外側に設けられている。
【００５１】
以上のように構成された定着装置７０では、定着ベルト７０３の内部に配設された押圧ユニット７０５によって、定着ベルト７０３ を加熱ロール７０２の表面に圧接させ、加熱ロール７０２と定着ベルト７０３の間に形成されるニップ部に、現像剤が形成されたシートを通過させることにより、加熱ロール７０２によって未定着トナー像を加熱溶融させるとともに、加熱ロール７０２ と定着ベルト７０３との圧接力によって、加熱溶融された現像剤像をシートに定着させる。
【００５２】
図１１（ａ）には、定着装置７０の使用を開始した時点における加熱ロール７０２の軸に沿った方向の、加熱ロール７０２と定着ベルト７０３とで形成されるニップ部の圧力分布が模式的に示されている。先述のように、定着装置７０では、コイルスプリング７１８、７１８を用いてニップヘッド部材７０９を加熱ロール７０２に押圧している。このため、軸方向両端部側で支持されている加熱ロール７０２は、圧力を受けて中央部がニップヘッド部材７０９と逆側に撓んだ状態となる。よって、この撓みを原因として、圧力分布は加熱ロール７０２の軸方向において両端部の圧力が比較的に高く、中央部の圧力が比較的に低くなっている。このように両端部が比較的に高い圧力分布は、シートに現像剤像を良好に定着し、シートを良好に搬送するために望ましい。しかしながら、中央部の圧力が両端部と比較して低くなりすぎると、シートが加熱ロール７０２から剥離しにくくなることがある。そこで、この実施形態では、先述のようにニップヘッド部材７０９を中央部が高く、両端部が低くなるように凸形状に構成することで、中央部の圧力分布が低くなりすぎないようにしている。
【００５３】
図１１（ｂ）には、従来の定着装置で一定枚数のシートへの定着を行った後おける加熱ロール７０２の軸に沿った方向の加熱ロール７０２と定着ベルト７０３とで形成されるニップ部の圧力分布が模式的に示されている。図１１（ａ）の圧力分布と比較すると、圧力が全体として低下していて、且つ両端部の圧力の低下が中央部圧力の低下よりも大きい。その結果として、中央部の圧力が両端部の圧力よりも若干大きくなっている。このように従来の定着装置では、使用に伴って加熱ロールの軸方向に圧力分布が変化し、中央部の圧力が他の部分との比較で高くなりすぎることがあり、この場合、シートの中央部にシワが生じやすくなる等、定着が良好になされないことがあるとの問題が生じることがあった。そこで、この実施形態では、ニップヘッド部材７０９を加熱ロール７０２に押圧する構成を工夫することにより、加熱ロール７０２の軸方向に沿ったニップ圧分布の変化を生じにくくして、定着不良を発生しにくくしている。
【００５４】
従来の定着装置でニップ部の圧力が全体として低下している理由は、コイルスプリング７１８、７１８の劣化にある。すなわち、一定枚数のシートへの定着を行う間にバネ定数の低下が生じることで、コイルスプリング７１８、７１８がニップヘッド部材７０９を加熱ロール７０２に押圧する押圧力が弱まり圧力低下が生じている。中央部の圧力の低下が両端部の圧力低下よりも小さい理由は、ニップヘッド部材７０９を中央部が高く両端部が低くなるように凸形状に構成しているためである。例えば、シートへの現像剤像の定着を高速で行いたい等の理由で、ニップヘッド部材７０９を加熱ロール７０２へ強く押圧するようにした場合、加熱ロール７０２はより撓みやすくなる。そして、加熱ロールがより撓みやすくなることから、ニップヘッド部材７０９にはより大きな凸形状が形成されることになる。この場合、一定枚数のシートへの定着を行った後におけるニップ圧の分布の変化が、より発生しやすくなる。
【００５５】
実施形態に係る定着装置７０においては、ベルトハウジング７０７を、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の塑性変形が可能な樹脂により構成している。そして、先述のようにニップヘッド部材７０９をＬＣＰ（液晶ポリマー）等の弾性を有する合成樹脂によって構成している。このため、ニップヘッド部材７０９が加熱ロール７０２に押圧されると、ニップヘッド部材７０９は弾性変形しつつ、ベルトハウジングに押圧される。そして、ニップヘッド部材７０９が押圧されることで、ベルトハウジング７０７はニップヘッド部材７０９の弾性変形にならって塑性変形する。先述のようにニップヘッド部材７０９は中央部が高くなった凸部を有している。よって、この凸部が加熱ロール７０２に押圧されることで、ニップヘッド部材７０９は中央部が加熱ロール７０２と逆側に押し出されるように弾性変形する。このため、ベルトハウジング７０７は、ニップヘッド部材７０９に押圧されて、中央部が凹むようにニップヘッド部材７０９にならって塑性変形する。このため、使用に伴ってコイルスプリング７１８、７１８が劣化しても、両端部の圧力が中央部と比較して大きく低下することがなくなり圧力分布の変化が生じにくくなる。
【００５６】
図１１（ｃ）には、実施形態に係る定着装置７０で一定枚数のシートへの定着を行った後おける加熱ロール７０２の軸に沿った方向の加熱ロール７０２と定着ベルト７０３とで形成されるニップ部の圧力分布が模式的に示されている。図１１（ｂ）に示す従来の定着装置と同様に圧力の低下が生じているものの、中央部と比較して両端部の圧力が高いとの圧力分布が保たれている。このため、シートのシワが従来技術と比較して生じにくくなるとともに、より良好な定着がなされる。
【００５７】
定着装置７０では、先述のようにベルトフレーム７０８が剛体である金属から構成される。このため、ベルトフレーム７０８に支持されるベルトハウジング７０７の塑性変形が大きくなりすぎ、ニップ部における圧力分布形状が崩れることが防止されている。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上述べたように、本発明は現像剤像をシートに定着する定着装置、及びこの種の定着装置を備えた画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に用いられるプロセスカートリッジを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に用いられる押圧ユニットを示す外観斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に用いられる押圧ユニットを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に用いられる押圧部材を示す構成図である。
【図７】本発明の実施形態に用いられる押圧部材を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に用いられる押圧部材を示す外観斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に用いられる押圧部材を加熱手段に押圧する構成を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に用いられる押圧部材を加熱手段に押圧する構成を模式的に示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）は本発明の実施形態に係る定着装置の使用を開始した時点における定着ニップ部の圧力分布を示すグラフであり、図１１（ｂ）は従来の定着装置の使用を開始した後、一定枚数のシートへの定着を行った時点における定着ニップ部の圧力分布を示すグラフであり、図１１（ｃ）は本発明の実施形態に係る定着装置の使用を開始した後、一定枚数のシートへの定着を行った時点における定着ニップ部の圧力分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１０      画像形成装置
１２      画像形成装置本体
１４      現像剤像形成部
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂ    像担持体
７０      定着装置
７１      定着ユニット本体
７０１    加熱源
７０２    加熱ロール
７０３    定着ベルト
７０４    ベルトガイド部材
７０５    押圧ユニット
７０７    ベルトハウジング
７０８    ベルトフレーム
７０９    ニップヘッド部材
７１７、７１７    アーム部材
７１８、７１８    コイルスプリング
７２４    弾性体
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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