(57)【要約】【課題】簡単な構成で初期あるいは待機時からの立ち上げ時における転写定着部材から加圧部材への熱流出による熱損失を抑制し、しかも、記録媒体が転写定着部材と加圧部材とのニップへの進入あるいは抜け出し時に発生する記録媒体のショックジターを軽減する。【解決手段】転写定着ローラ１３の端部芯金部１３ｂに加圧ローラ１４の突き当て部１４ｃを突き当て、転写定着ローラ１３の弾性層１３ａと加圧ローラ１４の凹部となる加圧部１４ａとの間に、用紙の紙厚よりも小さい隙間ＧＡＰ１を形成する。この隙間ＧＡＰ１の存在により加圧部材１４への熱流入が少なくなり、しかも、用紙Ｐの先端が加圧部（ニップ）に進入するとき、あらかじめ隙間ＧＡＰ１が設けられているため、紙厚と隙間との差分の量だけ、加圧ローラ１４を押し上げ進入すればよいので、従来のような紙厚分の量を押し上げる場合に比べて負荷が小さくなる。【選択図】図４
2007212839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写定着部材と、該転写定着部材上のトナー像を加熱する加熱部材と、前記転写定着部材に対向設置された加圧部材と、該加圧部材を前記転写定着部材に加圧させる加圧付勢部材とを備え、前記転写定着部材と前記加圧部材との間を通過する記録媒体に対してトナー像を転写定着させる構成の定着装置において、
前記転写定着部材と前記加圧部材との少なくともいずれか一方の記録媒体通過領域に弾性層を設け、該弾性層部分における前記転写定着部材と前記加圧部材との間に、通過する記録媒体の厚みより小さい隙間を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記転写定着部材と前記加圧部材とにおける記録媒体通過領域外のいずれか一方に、他方と接触して前記隙間を維持する鍔部を設け、該鍔部を熱伝導係数の小さい材料で形成したことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記転写定着部材が前記加圧部材に対して駆動部材となり、前記加圧部材が前記転写定着部材に対して被駆動部材となるように構成し、前記鍔部の表面における摩擦係数を高くしたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記転写定着部材を表層と基材との間に断熱層を設けた構成にし、前記加熱部材により前記転写定着部材の前記表層を加熱することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧部材を表層と基材との間に断熱層を設けた構成にしたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の定着装置。
【請求項６】
前記転写定着部材をベルト部材にて構成し、前記加圧部材との対向位置に前記ベルト部材を介して転写定着支持部材を設置し、該転写定着支持部材と前記加圧部材を前記ベルト部材の外側両端部に設けた突き合わせ部にて加圧し、前記ベルト部材と前記加圧部材の間に前記隙間を設けると共に、前記加熱部材により前記ベルト部材の表面を直接輻射加熱することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項７】
前記転写定着支持部材と前記加圧部材における前記突き合わせ部のいずれか一方に、他方と接触するように前記鍔部を設け、該鍔部を熱伝導係数の小さい材料で形成したことを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
前記転写定着支持部材が前記加圧部材に対して駆動部材となり、前記加圧部材が前記転写定着支持部材に対して被駆動部材となるように構成し、前記鍔部が表面の摩擦係数が高いものであることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記転写定着支持部材を表層と基材との間に断熱層を設けた構成にしたことを特徴とする請求項６〜８いずれか１項記載の定着装置。
【請求項１０】
トナー像が形成される像担持体と、転写定着部材と加圧部材との間を通過する記録媒体に対して前記転写定着部材からトナー像を加熱加圧して転写定着させる構成の定着装置を搭載した画像形成装置において、
前記定着装置として請求項１〜９いずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未定着トナーの記録媒体に対する定着処理を行う定着装置、およびその定着装置を搭載する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、記録媒体上に転写した未定着トナー像を定着するための定着装置を備えている。その定着装置として、従来はヒートロール方式の定着装置が広く用いられてきた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ヒートロール方式の定着装置は、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有する定着部材としての定着ローラに、加圧部材としての加圧ローラを圧接させて両ローラ間にニップを形成し、該ニップに記録媒体を通過させることにより未定着トナー像を定着する構成である。この場合、これらのローラ構造が、通常、金属などからなる芯金上に弾性層（断熱層）および離型層を積層したものであって、ローラの熱容量が比較的大きいため、該ローラを室温から設定温度まで加熱するのに必要な立ち上がり時間は長くなる。
【０００４】
立ち上がり時間を短縮することは省エネルギのために重要である。定着ローラなどにおいては芯金や弾性層を薄肉化することによって低熱容量にすることができ、立ち上がり時間の短縮化が可能である。
【０００５】
しかし、従来の定着ローラでは、ローラ内部に熱源を配置しているためローラ表面まで熱が伝わるのに時間的なロスがあり、特に、充分な厚さの弾性層を必要とするカラー画像定着用の加熱ローラにおいては、前記時間的なロスが大きくなる。そのため、立ち上がり時間の遅れ、あるいは通紙時の温度低下からの復帰に時間が掛かり、連続通紙時に定着部材の温度が下がることにより定着性が低下するなどの課題があった。
【特許文献１】特開２００５−１８９６９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１９８５３７号公報
【特許文献３】特開２００５−３１３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、特許文献２に記載されているように、ローラの外部に熱源を配置し、定着ローラ表面を直接加熱する外部加熱方式が提案されている。この外部加熱方式では、加熱が必要な表層のみを加熱しているので、立ち上がり時間は非常に速くなり、また、通紙時の温度低下からの復帰のレスポンスも良くなっている。
【０００７】
しかし、実際は、定着ローラの表層の熱が加熱を必要としないローラ内部や加圧ローラなどに逃げて行くため、表層のみを加熱する場合の理論値よりも立ち上がり時間は遅くなる。
【０００８】
その対策として、ローラの表層より内部に断熱層を設けて断熱性を向上させることにより、立ち上がり時間を短縮することが可能である。断熱性の良い部材としては、熱伝導率の低い空気などの気体を内部に含んだ発泡シリコンゴムが一般的に使用されている。この発泡シリコンゴムは、空気を含むため熱伝導率が低く断熱性に優れるが、ニップ内では圧縮されて空気含有率が小さくなり、熱伝導率が大きくなってしまう。
【０００９】
また、圧縮変形するため高面圧を加えることができず、変形の繰り返しにより経時劣化を生じるなどの問題がある。さらに圧縮により回転半径が変化するため、記録媒体を一定速度で搬送する駆動ローラとしては不向きであるという問題がある。
【００１０】
また、低温定着が可能でウォームアップ（立ち上がり時間）が短く、省エネルギ性に優れた方式として、像担持体上のトナー像を転写定着部材に転写し、転写定着部材を加熱することによりトナーを溶融軟化させて、記録媒体を転写定着部材と加圧部材との定着ニップにおいて加圧，熱定着する転写定着方式がある（特許文献１参照）。
【００１１】
この方式は既述した課題と同様の課題を抱えているが、さらに、定着ニップを記録媒体の先端／後端が進入する際および抜ける際に発生するショックジターも１つの課題としてあげられる。
【００１２】
また、加圧ローラを転写定着部材に対して接離させる接離手段を備えて、転写定着部材から加圧ローラへ伝わる熱を少なくして、熱効率を向上させようとする構成が特許文献３に記載されているが、接離手段に係る構成が複雑になるという課題がある。
【００１３】
本発明の目的は、前記従来技術の課題を解決し、簡単な構成で初期あるいは待機時からの立ち上げ時における転写定着部材から加圧部材への熱流出による熱損失を抑制し、立ち上げ時間の短縮化、省エネルギ化を図ることができ、しかも、転写定着部材と加圧部材とのニップへの進入あるいは抜け出し時に発生する記録媒体のショックジターも軽減できる定着装置、およびその定着装置を搭載した画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写定着部材と、該転写定着部材上のトナー像を加熱する加熱部材と、前記転写定着部材に対向設置された加圧部材と、該加圧部材を前記転写定着部材に加圧させる加圧付勢部材とを備え、前記転写定着部材と前記加圧部材との間を通過する記録媒体に対してトナー像を転写定着させる構成の定着装置において、前記転写定着部材と前記加圧部材との少なくともいずれか一方の記録媒体通過領域に弾性層を設け、該弾性層部分における前記転写定着部材と前記加圧部材との間に、通過する記録媒体の厚みより小さい隙間を設けたことを特徴とし、この構成によって、前記隙間の存在により、加熱される転写定着部材が、転写定着領域部分において加圧部材と非接触であるため、初期あるいは装置待機時からの立ち上げ時の加圧部材への熱流入が少なくなり、立ち上げ時間を短縮でき、省エネルギ効果が得られ、しかも、隙間は通過する記録媒体の厚みより小さいく設定されているため、紙などの記録媒体が転写定着部材と加圧部材とのニップへ進入あるいは抜け出す時に発生するショックジターも軽減することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、転写定着部材と加圧部材とにおける記録媒体通過領域外のいずれか一方に、他方と接触して隙間を維持する鍔部を設け、該鍔部を熱伝導係数の小さい材料で形成したことを特徴とし、この構成によって、隙間を安定的に保持する鍔部を熱伝導係数の小さい材料とすることにより、鍔部を介する加圧部材への熱流出を最小に抑えられ、より立ち上げ時間の短縮化、省エネルギ化を図ることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の定着装置において、転写定着部材が加圧部材に対して駆動部材となり、加圧部材が転写定着部材に対して被駆動部材となるように構成し、鍔部の表面における摩擦係数を高くしたことを特徴とし、この構成によって、加圧部材と転写定着部材とが確実に連れ回ることになり、記録媒体が進入する前から回転しているため、記録媒体が進入したときのショック負荷を軽減することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の定着装置において、転写定着部材を表層と基材との間に断熱層を設けた構成にし、加熱部材により転写定着部材の表層を加熱することを特徴とし、この構成によって、断熱層を設けた転写定着部材を表面から加熱することにより、基材への熱の流入を抑制でき、さらに立ち上げ時間が短縮される。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の定着装置において、加圧部材を表層と基材との間に断熱層を設けた構成にしたことを特徴とし、この構成によって、加圧部材に断熱層を設けることにより、記録媒体が進入しているときも、転写定着部材から記録媒体を介して加圧部材へ熱が流入することを抑制することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、前記転写定着部材をベルト部材にて構成し、前記加圧部材との対向位置に前記ベルト部材を介して転写定着支持部材を設置し、該転写定着支持部材と前記加圧部材を前記ベルト部材の外側両端部に設けた突き合わせ部にて加圧し、前記ベルト部材と前記加圧部材の間に前記隙間を設けると共に、前記加熱部材により前記ベルト部材の表面を直接輻射加熱することを特徴とし、この構成によって、転写定着部材として比較的熱容量が小さいベルト部材を加熱することと、ベルト部材と加圧部材との間に隙間を設けることにより、さらに立ち上げ時間を短縮することが可能になる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の定着装置において、転写定着支持部材と加圧部材における突き合わせ部のいずれか一方に、他方と接触するように鍔部を設け、該鍔部を熱伝導係数の小さい材料で形成したことを特徴とし、この構成によって、請求項２に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載の定着装置において、前記転写定着支持部材が前記加圧部材に対して駆動部材となり、前記加圧部材が前記転写定着支持部材に対して被駆動部材となるように構成し、前記鍔部が表面の摩擦係数が高いものであることを特徴とし、この構成によって、加圧部材と転写定着支持部材とが確実に連れ回ることになり、記録媒体が進入する前から回転しているため、記録媒体が進入したときのショック負荷を軽減することができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項６〜８いずれか１項記載の定着装置において、転写定着支持部材を表層と基材との間に断熱層を設けた構成にしたことを特徴とし、この構成によって、転写定着支持部材の基材への熱流入を断熱層により抑制して熱損失を抑制することができ、さらに立ち上げ時間が短縮される。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、トナー像が形成される像担持体と、転写定着部材と加圧部材との間を通過する記録媒体に対して前記転写定着部材からトナー像を加熱加圧して転写定着させる構成の定着装置を搭載した画像形成装置において、前記定着装置として請求項１〜９いずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、良好な転写定着が行われ、高品位の画像形成が可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る定着装置によれば、転写定着部材と加圧部材との少なくともいずれか一方の幅方向における記録媒体通過領域に弾性層を設け、この弾性層部分における転写定着部材と加圧部材との間に、通過する記録媒体の厚みより小さい隙間を設けたことにより、隙間の存在により、加熱される転写定着部材が転写定着領域部分において加圧部材と非接触であるため、初期あるいは装置待機時からの立ち上げ時の加圧部材への熱流入が少なくなり、立ち上げ時間を短縮でき、省エネルギ効果が得られる。しかも隙間が、通過する記録媒体の厚みより小さいため、紙などの記録媒体が転写定着部材と加圧部材とのニップへ進入あるいは抜け出す時に発生するショックジターも軽減することができる。
【００２５】
また、本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る定着装置を搭載することにより、良好な転写定着が行われるため、高品位の画像形成が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１の概略構成図に基づいて本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機の構成および動作の概要を説明する。
【００２８】
本カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に設置される図示しない画像読取部を有している。
【００２９】
画像形成部１Ａには、水平方向に転写面が延在する中間転写体としての中間転写ベルト２が配置され、該中間転写ベルト２の上面に色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂが中間転写ベルト２の転写面に沿って並設されている。
【００３０】
各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂは、それぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラム状のものであり、それらの周囲には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂ，光書き込み手段としての書き込み装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂ，現像装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂ，１次転写装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｂ，およびクリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂが配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体３と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂには、それぞれ色別のカラートナーが収容されている。
【００３１】
中間転写ベルト２は、駆動ローラ９と従動ローラ１０間に架設され、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂとの対向位置において一定方向に移動可能になっており、従動ローラ１０と対向する位置に中間転写ベルト２の表面をクリーニングするクリーニング装置１１が設けられている。
【００３２】
感光体３Ｙを例にとれば、その表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて書き込み装置５Ｙから出射するレーザ光により感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２上に１次転写される。そして他の感光体３Ｍ，３Ｃ，３Ｂにおいても、トナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わせられる。
【００３３】
転写後、各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂ上に残留したトナーはクリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂにより除去され、さらに、図示しない除電ランプにより感光体各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂの電位が初期化され、次の作像工程に備える。
【００３４】
駆動ローラ９の近傍には定着装置１２が設けられており、定着装置１２は、中間転写ベルト２上の画像としての未定着トナー像が転写される転写定着部材としての転写定着ローラ１３と、該転写定着ローラ１３とニップＮ（以下、ニップまたは転写ニップという）を形成する加圧部材としての加圧ローラ１４からなる。
【００３５】
転写定着ローラ１３は、アルミニウムなどの金属を芯金としてパイプ状に形成されており、その上にゴムなどの弾性層が設けられ、表面には離型層がコーティングされて構成され、さらに転写定着ローラ１３の内部に転写定着ローラ１３上の画像を加熱する加熱部材としてのハロゲンヒータ１５が設けられている。また、加圧ローラ１４は芯金１４ａと離型層１４ｂからなる。
【００３６】
給紙部１Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１６と、該給紙トレイ１６内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１７と、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対１８と、用紙Ｐを一旦停止させ、転写定着ローラ１３上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出すレジストローラ１９とを備えている。
【００３７】
感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂから中間転写ベルト２上に１次転写されたトナー像Ｔ（以下、単にトナーともいう）は、図示しないバイアス印加手段により駆動ローラ９に印加されるバイアス（交流、パルスなどの重畳を含む）により転写定着ローラ１３に静電気力で２次的に転写される。
【００３８】
中間転写ベルト２から転写定着ローラ１３に転写されたトナー像Ｔは、ニップＮで用紙Ｐに定着されるまで、転写定着ローラ１３上において単独で加熱される。トナーＴのみを予め加熱する過程が十分に得られるため、トナーＴと用紙Ｐを同時に加熱する従来方式に比べて加熱温度を低くすることができる。実験によれば転写定着ローラ１３の温度は、１１０〜１２０℃の低温でも十分な画質が得られることが確認された。
【００３９】
上述のように、従来のカラー画像形成装置では十分な光沢を得るために用紙による温度低下を考慮して白黒画像形成装置に比べて１．５倍ほどの熱量を与えていた。このため、用紙が必要以上に加熱されるとともに、トナーと用紙の密着性も必要以上に高められていた。
【００４０】
本実施形態では、用紙Ｐを考慮せずに十分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、転写定着ローラ１３の温度（定着設定温度）を低くすることができる。また、用紙Ｐは、ニップＮのみで加熱されるため過剰に加熱されず、トナーＴの用紙Ｐへの密着性も必要以上に高められることはない。
【００４１】
また、本実施形態によれば、低温定着が可能でウォームアップ時間を短くすることができ、省エネルギ性を向上させることができる。また、中間転写体への熱移動を抑制できるので耐久性を向上させることができる。
【００４２】
以上のように、本実施形態における定着装置１２は、それ自体が未定着トナー像の被転写機能を有するものであり、未定着トナー像を保持した用紙を単に加熱加圧する定着装置に対し、転写定着装置として位置付けられるものである。
【００４３】
図２は本発明に係る定着装置の実施形態１における加圧ローラの加圧機構と転写定着ローラの駆動構成を示す構成図、図３は実施形態１の定着装置における転写定着ローラと加圧ローラとの関連構成を示す斜視図である。
【００４４】
図３において、転写定着ローラ１３は、既述したように金属の芯金の表面にゴム製の弾性層１３ａが設けられ、弾性層１３ａの表面には、トナーが剥がれやすいようにフッ素樹脂製のチューブあるいはコーティング層などからなる後記する離型層が設けられ、さらに弾性層１３ａおよび離型層の層は、記録媒体としての用紙が通過する領域Ａより若干広めに設けられ、その外側両端における転写定着ローラ１３は円筒形の芯金のままで端部芯金部１３ｂとなっている。また、転写定着ローラ１３の芯金の中は中空になっており、図１に示すハロゲンヒータ１５などの加熱部材が内設されている。
【００４５】
一方、加圧ローラ１４は、金属などからなる芯金に、転写定着ローラ１３の周囲から突出する弾性層１３ａに対向する位置（加圧部１４ａ）を凹状とするための段差１４ｂが設けられ、加圧ローラ１４の外側端部の凸部１４ｃが、転写定着ローラ１３の端部芯金部１３ｂと突き当るように押圧当接している。また、加圧ローラ１４の加圧部１４ａには表面がフッ素樹脂などのチューブあるいはコーティング層が設けられている。
【００４６】
図２に示すように、加圧ローラ１４は両端部が軸受２１で回転自在に支持されている。この軸受２１に対して、端部に回動支点２２ａを有する加圧レバー２２における前記回動支点２２ａと反対側の端部を、加圧付勢部材としての加圧スプリング２３によって加圧ローラ１４側に付勢することによって、加圧ローラ１４を転写定着ローラ１３に加圧している。
【００４７】
転写定着ローラ１３は、一方の端部に固定される転写定着ギヤ２４が、駆動モータ２５の出力軸に固定されて回転するモータギヤ２６と噛合しており、駆動モータ２５の回転駆動力が伝達されることによって回転駆動される。そして、転写定着ローラ１３の端部芯金部１３ｂには、加圧ローラ１４の突き当て部１４ｃが加圧当接されているため、接触抵抗にて加圧ローラ１４が転写定着ローラ１３と連れ回りすることになる。
【００４８】
図４，図５は実施形態１における転写定着ローラと加圧ローラとの関係を示す説明図であり、図４は用紙が通過していない状態のときの位置関係を示しており、転写定着ローラ１３の端部芯金部１３ｂと加圧ローラ１４の突き当て部１４ｃとが、加圧ローラ１４が加圧スプリング２３によって加圧されることにより突き当たり、転写定着ローラ１３の弾性層１３ａの部分が、加圧ローラ１４の凹部となる加圧部１４ａにおける実際に用紙を加圧する部位に対してＧＡＰ１の隙間が発生するように設定されている。このＧＡＰ１は本体装置にて使用することができる用紙の紙厚よりも小さくなるように設定してある。
【００４９】
図５は用紙Ｐが通過しているときの関係を示しており、用紙Ｐが通過中には、転写定着ローラ１３の弾性層１３ａと加圧ローラ１４の凹部である加圧部１４ａとで用紙Ｐは挟まれて、転写定着ローラ１３上における加熱されたトナーが用紙Ｐに転写定着されながら搬送される。このとき、元の隙間ＧＡＰ１が紙厚より小さいため、用紙Ｐがニップに進入すると、突き当たっていた転写定着ローラ１３の端部芯金部１３ｂと加圧ローラ１４の突き当て部１４ｃとにはＧＡＰ２（ＧＡＰ２＞ＧＡＰ１）の隙間が発生して、図２にて説明した加圧ローラ１４への加圧付勢機構による加圧力が全て用紙Ｐに加えられることになる。
【００５０】
このように、転写定着ローラ１３の幅方向（用紙通過方向に直交する方向）における記録媒体通過領域に弾性層１３ａを設け（加圧部材１４に設けてもよい）、この弾性層１３ａ部分における転写定着ローラ１３と加圧ローラ１４との間に、通過する用紙Ｐの厚みより小さい隙間ＧＡＰ１を設けたことにより、この隙間ＧＡＰ１の存在により、加熱される転写定着ローラ１３が転写定着領域部分において加圧ローラ１４と非接触であるため、初期あるいは装置待機時からの立ち上げ時の加圧部材１４の熱流入が少なくなり、立ち上げ時間を短縮でき、省エネルギ効果が得られる。
【００５１】
しかも、用紙Ｐの先端が加圧部（ニップ）に進入、抜けるとき、例えば、用紙Ｐの先端が加圧部（ニップ）１４ａに進入するときには、あらかじめ隙間ＧＡＰ１が設けられているため、紙厚と隙間との差分の量だけ、加圧力が付勢された加圧ローラ１４を押し上げて進入すればよいので、従来のような紙厚分の量を押し上げるときの負荷に比べて小さくなり、その分、所謂ショックジターを抑制することができる。
【００５２】
図６は本実施形態の加圧ローラの一例を示す構成図であり、加圧ローラ１４における前記突き当て部１４ｃを設置した両端外側の芯金部の位置に、熱伝導係数の小さい材料で構成された鍔部としてのカラー部材２８を、芯金部と一体的に設けた構成になっている。具体的にはカラー部材２８は、ポリイミド，ＰＥＥＫ，ＰＰＳなどの樹脂からなり、加圧ローラ１４の芯金部に接着あるいは圧入して固定されている。
【００５３】
図６に示すように、本例では転写定着ローラ１３の弾性層１３ａが、芯金１３ｃの表面を覆うように芯金１３ｃより径が大きく構成されているが、転写定着ローラ１３の芯金１３ｃに凹部を形成する段差（図示せず）を設け、その凹部に弾性層１３ａを設け、かつ弾性層１３ａと芯金１３ｃの表面とを同一面にし、該芯金１３ｃか、加圧ローラ１４において前記カラー部材２８を設けた位置に、該カラー部材２８の代わりに紙厚よりも薄いフィルム（テープ）を設けて、前記ＧＡＰ１を形成するようにしてもよい。
【００５４】
また、図６に示すカラー部材２８、あるいは図３に示す端部芯金部１３ｂまたは突き当て部１４ｃの表面に、摩擦係数の高いシリコンゴムなどをコーティングしたり、摩擦係数の高い表面加工を施すことにより、図２で説明した加圧付勢機構と駆動伝達系により駆動回転する転写定着ローラ１３に加圧ローラ１４が圧接して連れ回る作動が、確実かつ良好に行われることになる。このように、加圧ローラ１４が連れ回っている状態で用紙Ｐが進入することにより、用紙進入時の転写定着ローラ１３への負荷を軽減することができる。
【００５５】
図７に示す断面図のように、転写定着ローラ１３は、金属の芯金３１に多孔質セラミックスなどからなる断熱層３２を設け、また断熱層３２の表面にシリコンゴムなどの弾性層３３を設け、さらにＰＦＡなどの離型層３４を設けることにより構成されている。
【００５６】
また、加圧ローラ１４も、転写定着ローラ１３と同様に、芯金３５，断熱層３６，離型層３７を設けることにより構成されており、さらに断熱層３６あるいは芯金３５に段差を形成し、表面が同一面になるようにした該芯金３５の両端部にカラー部材２８を設けている。このように、加圧ローラ１４に断熱層３６を設けることにより、用紙Ｐが進入しているときも、転写定着ローラ１３から用紙Ｐを介して加圧ローラ１４へ熱が流入することを抑制することができる。
【００５７】
さらに、転写定着ローラ１３の転写定着部上流側の表面を輻射加熱するハロゲンヒータ３８および熱反射板３９からなる加熱部材を配設することにより、トナーを長い距離、直接加熱することができるため、低温定着が可能となり、また、断熱層３２の存在により基材である芯金への熱の流入を抑制でき、立ち上げ時間をさらに短縮することができる。
【００５８】
図８は本発明に係る定着装置における実施形態２である転写定着部材をベルト構成にした定着装置の要部を示す斜視図である。
【００５９】
実施形態２では、転写定着部材である転写定着ベルト４１を転写定着支持ローラ４２に張架して、図３にて説明した加圧ローラ１４の突き当て部１４ｃを転写定着支持ローラ４２に加圧当接する構成にしている。
【００６０】
図９は実施形態２の全体構成を説明するための概略構成図であり、転写定着ベルト４１は、中間転写ベルト４３からトナー像を２次転写するための２次転写ローラ４４と、転写定着ベルト４１上に転写されたトナー像を加熱後に、用紙に転写定着するための転写定着支持ローラ４２と、用紙への転写定着後に転写定着ベルト４１上に残留したトナーをクリーニングするクリーニングローラ４５の対向位置に設けられた対向ローラ４６との３本のローラに張架されている。
【００６１】
さらに、転写定着ベルト４１を加熱するハロゲンヒータ４７が、２次転写ローラ４４と転写定着支持ローラ４２間のベルト内側を加熱する位置に配設されている。ハロゲンヒータ４７をベルト外側に配設して加熱する構成にしてもよい。
【００６２】
前記対向ローラ４６にはクリーニングローラ４５が転写定着ベルト４１を介して加圧されて回転可能になっており、転写定着後の残留トナーをクリーニングする。転写定着支持ローラ４２には、実施形態１の加圧ローラと同様な構成の加圧ローラ１４が加圧されている。
【００６３】
また、転写定着支持ローラ４２は、その軸端部に転写定着支持ローラギヤ４８が固定され、かつ転写定着支持ローラギヤ４８が、駆動モータ４９の出力軸に設けられたモータギヤ５０と噛合していることにより、駆動モータ４９によって回転駆動される。
【００６４】
図１０，図１１は実施形態２における転写定着ベルトと転写定着支持ローラと加圧ローラとの関係を示す説明図であり、図１０は用紙Ｐが通過していないときの位置関係を示しており、転写定着支持ローラ４２と加圧ローラ１４の突き当て部１４ｃとが、加圧ローラ１４が加圧レバー２２（図２参照）などによって加圧されることにより突き当たり、転写定着ベルト４１と、加圧ローラ１４の用紙を加圧する加圧部１４ａとの間にＧＡＰ１の隙間が生じるように設定されている。ＧＡＰ１は実施形態１と同様に、本体装置にて使用できる紙厚よりも小さくなるように設定している。
【００６５】
図１１は用紙Ｐが通過しているときの関係を示しており、用紙Ｐが通過中には、転写定着ベルト４１と加圧ローラ１４の凹状になっている加圧部１４ａに用紙Ｐは挟まれて、転写定着ベルト４１上の加熱されたトナーが用紙Ｐに転写定着されながら搬送される。このとき、元の隙間ＧＡＰ１が紙厚より小さいため、用紙Ｐがニップに進入すると、突き当たっていた転写定着支持ローラ４２と加圧ローラ１４の突き当て部１４ｃとに、ＧＡＰ２（ＧＡＰ２＞ＧＡＰ１）の隙間が発生して、図２で説明したと同様に、加圧ローラ１４への加圧機構による加圧力が全て用紙Ｐに加えられることになる。
【００６６】
用紙Ｐの先端が加圧部（ニップ）に進入、抜けるとき、例えば、用紙Ｐの先端が進入するときは、あらかじめ隙間がＧＡＰ１設けられているため、紙厚と隙間との差分の量だけ、加圧力が付勢された加圧ローラ１４を押し上げて進入すればよいので、従来のような紙厚分の量を押し上げる時の負荷に比べて小さくなり、その分、ショックジターを抑制することができる。
【００６７】
実施形態２においても、実施形態１と同様に、加圧ローラ１４の突き当て部１４ｃとして、熱伝導係数の小さい材料で構成された鍔部としてのカラー部材２８を設けたり、カラー部材２８、あるいは突き当て部１４ｃの表面に、摩擦係数の高いシリコンゴムなどをコーティングしたり、摩擦係数の高い表面加工を施したりすることにより、実施形態１と同様の作用効果が得られる。
【００６８】
また、図１２に示すように、実施形態２は、転写定着支持ローラ４２を、金属の芯金５１に多孔質セラミックスなどからなる断熱層５２を設け、この断熱層５２の表面にシリコンゴムなどの弾性層５３を設けることにより構成しており、また、加圧ローラ１４としては、実施形態１にて説明したと同様の構成のものを使用することができる。
【００６９】
このように構成したことにより、転写定着支持ローラ４２の基材である芯金５１への熱流入を断熱層５２により抑制することができ、熱損失を抑制することができるため、その分、立ち上げ時間を短縮することができる。
【００７０】
前記実施形態１，２の定着装置を、図１に示すタンデム型のカラー複写機などの画像形成装置に搭載することにより、良好な転写定着が行われ、高品位の画像形成が実現する。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、プリンタ，ファクシミリ装置，複写機などの画像形成装置に搭載され、加熱加圧処理にてトナー像の定着を行う定着装置として有用であり、特に、簡単な構成で構成部材における熱損失を防止することができる定着装置の構成として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る実施形態の画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機の構成および動作の概要を説明する概略構成図
【図２】本発明に係る定着装置の実施形態１における加圧ローラの加圧機構と転写定着ローラの駆動構成を示す構成図
【図３】実施形態１の定着装置における転写定着ローラと加圧ローラと関連構成を示す斜視図
【図４】実施形態１における転写定着ローラと加圧ローラとの関係を示す説明図（用紙が通過していない状態）
【図５】実施形態１における転写定着ローラと加圧ローラとの関係を示す説明図（用紙が通過している状態）
【図６】実施形態１の加圧ローラの一例を示す構成図
【図７】実施形態１における転写定着ローラと加圧ローラとの内部構成を示す断面図
【図８】本発明に係る定着装置における実施形態２である転写定着部材をベルト構成にした定着装置の要部を示す斜視図
【図９】実施形態２の全体構成を説明するための概略構成図
【図１０】実施形態２における転写定着ローラと加圧ローラとの関係を示す説明図（用紙が通過していない状態）
【図１１】実施形態２における転写定着ローラと加圧ローラとの関係を示す説明図（用紙が通過している状態）
【図１２】実施形態２における転写定着支持ローラと加圧ローラとの内部構成を示す断面図
【符号の説明】
【００７３】
２，４３  中間転写ベルト
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂ  感光体
１２  定着装置
１３  転写定着ローラ
１３ａ  弾性層
１３ｂ  端部芯金部
１４  加圧ローラ
１４ａ  加圧部
１４ｃ  突き当て部
１５，４７  ハロゲンヒータ
２２  加圧レバー
２３  加圧スプリング
２８  カラー部材
３１，３５，５１  芯金
３２，３６，５２  断熱層
３３，５３  弾性層
３４，３７  離型層
４１  転写定着ベルト
４２  転写定着支持ローラ
４４  ２次転写ローラ
【図１】
2007212839.tif 000003
【図２】
2007212839.tif 000004
【図３】
2007212839.tif 000005
【図４】
2007212839.tif 000006
【図５】
2007212839.tif 000007
【図６】
2007212839.tif 000008
【図７】
2007212839.tif 000009
【図８】
2007212839.tif 000010
【図９】
2007212839.tif 000011
【図１０】
2007212839.tif 000012
【図１１】
2007212839.tif 000013
【図１２】
2007212839.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写定着部材と、該転写定着部材上のトナー像を加熱する加熱部材と、前記転写定着部材に対向設置された加圧部材とを備え、前記転写定着部材と前記加圧部材との間を通過する記録媒体に対してトナー像を転写定着させる構成の定着装置において、
前記転写定着部材と前記加圧部材との少なくともいずれか一方の記録媒体通過領域に弾性層を設け、該弾性層部分における前記転写定着部材と前記加圧部材との間に、通過する記録媒体の厚みより小さい隙間を設けたことを特徴とする定着装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写定着部材と、該転写定着部材上のトナー像を加熱する加熱部材と、前記転写定着部材に対向設置された加圧部材とを備え、前記転写定着部材と前記加圧部材との間を通過する記録媒体に対してトナー像を転写定着させる構成の定着装置において、前記転写定着部材と前記加圧部材との少なくともいずれか一方の記録媒体通過領域に弾性層を設け、該弾性層部分における前記転写定着部材と前記加圧部材との間に、通過する記録媒体の厚みより小さい隙間を設けたことを特徴とし、この構成によって、前記隙間の存在により、加熱される転写定着部材が、転写定着領域部分において加圧部材と非接触であるため、初期あるいは装置待機時からの立ち上げ時の加圧部材への熱流入が少なくなり、立ち上げ時間を短縮でき、省エネルギ効果が得られ、しかも、隙間は通過する記録媒体の厚みより小さく設定されているため、紙などの記録媒体が転写定着部材と加圧部材とのニップへ進入あるいは抜け出す時に発生するショックジターも軽減することができる。