(57)【要約】【課題】無端ベルトの曲率半径を縮小させずに記録媒体の分離性を向上させた定着装置を提供する。【解決手段】無端ベルト１１、加圧回転体２１、無端ベルト１１の内周側から加圧回転体２１に圧接して定着ニップ４１を形成する加圧部材３１を有し、定着ニップ４１で無端ベルト１１と加圧回転体２１が用紙Ｐを狭んで搬送する定着装置である。無端ベルト１１の定着ニップ４１の後端よりも用紙Ｐの搬送方向で下流側に離れた部位に、定着ニップ４１における用紙Ｐの搬送位置よりも加圧回転体２１側へ突出する部位３１ａを有する。部位３１ａにより、用紙Ｐを分離させる用紙の復元力の大きさは、無端ベルト１１のベルト略中心からの距離が長手方向で一定である場合の無端ベルト１１から分離せずに搬送され続けた用紙Ｐに働く復元力よりも大きくなり、用紙Ｐの無端ベルト１１からの分離性が向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有し、回転駆動される無端ベルトと、
前記無端ベルトに対向配置する加圧回転体と、
前記無端ベルトの内周側に設置して、前記無端ベルトを介して前記加圧回転体に圧接し、前記無端ベルトと前記加圧回転体との間に定着ニップを形成する加圧部材と、を有し、
前記定着ニップにおいて前記無端ベルトと前記加圧回転体がシート状の記録媒体を狭んで搬送する定着装置において、
前記無端ベルトの前記定着ニップ後端よりも前記記録媒体の搬送方向で下流側に離れた部位の形状を、前記無端ベルトの回転に伴って前記記録媒体から離れる方向に湾曲しているとともに、前記無端ベルトの長手方向の任意の位置で前記無端ベルトの中心又は略中心からの距離が異なっている形状であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、前記無端ベルトに内接するベルト内接部材を備え、該ベルト内接部材により前記無端ベルト後端よりも前記記録媒体の搬送方向で下流側に離れた部位に前記無端ベルトの中心又は略中心からの距離が異なっている形状を形成することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置において、前記ベルト内接部材が前記加圧部材と同一部材であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記ベルト内接部材が前記加圧部材と別部材であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記無端ベルトが前記ベルト内接部材に接する点が前記定着ニップ後端での前記無端ベルトの移動方向が作る面よりも前記加圧回転体側に存在することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
可撓性を有し、回転駆動される無端ベルトと、
前記無端ベルトに対向配置する加圧回転体と、
前記無端ベルトの内周側に設置して、前記無端ベルトを介して前記加圧回転体に圧接し、前記無端ベルトと前記加圧回転体との間に定着ニップを形成する加圧部材と、を有し、
前記定着ニップにおいて前記無端ベルトと前記加圧回転体がシート状の記録媒体を狭んで搬送する定着装置において、
前記無端ベルトの前記定着ニップ後端よりも前記記録媒体の搬送方向で下流側に離れた部位に、前記定着ニップにおける前記記録媒体の搬送位置よりも前記加圧回転体側へ突出する部位を有することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の定着装置を備え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、記録媒体に画像を定着する定着装置、及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の各種画像形成装置に用いられる定着装置として、回転によりシート状の記録媒体を搬送する無端ベルトを有する定着装置が知られている。このような定着装置では、定着ニップを通過することでトナーの粘着により無端ベルト上へ張りついた状態で搬送される記録媒体を分離する手法として、無端ベルトの定着ニップよりベルト回転方向下流側に、無端ベルトの回転に伴って記録媒体から離れる方向へ湾曲する形状部分を形成し、この無端ベルトの湾曲形状に追従する記録媒体に剛性によって生じる復元力を利用する手法が一般に利用されている。
【０００３】
また、定着ニップの形状変化によるトナー画像品質の低下および無端ベルトの記録媒体搬送性の低下を回避するため、定着ニップの後端よりもさらに記録媒体の搬送方向で下流側に離れた位置に、前記無端ベルトの前記ベルト湾曲形状部分を形成する構成が提案されている。
【０００４】
具体的には、上述のような記録媒体の無端ベルトからの分離性を向上する手法は、無端ベルトの回転方向の曲率半径を縮小することで無端ベルトの湾曲形状を変えるというものであった。このようなベルト曲率半径の縮小によって、記録媒体の剛性による復元力が増大し、無端ベルトからの分離性は向上するものの、無端ベルト内に生じる曲げひずみの増大や、ベルト湾曲形状を形成するために必要なベルト張架力の増大などの問題が発生する。そのためベルト湾曲形状の曲率半径の縮小による分離性の向上には限界があると考えられている。
【０００５】
記録媒体の無端ベルトからの分離性を高めるために、定着ニップの後端よりも記録媒体の搬送方向下流側に離れた位置に、無端ベルトを内側から支持するように剥離パッドを配設し、無端ベルトを剥離パッドへ張架することにより、無端ベルトの回転方向の曲率半径を縮小するという構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成では、記録媒体の分離性が向上するが、無端ベルトの曲率半径の縮小に伴う上述の問題と、分離性の向上に限界があるという問題とは解消できないと考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の点にかんがみ、無端ベルトの曲率半径を縮小させるのではなく、別の手法で無端ベルトに張り付いて搬送され得る記録媒体の分離性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、可撓性を有し、回転駆動される無端ベルトと、前記無端ベルトに対向配置する加圧回転体と、前記無端ベルトの内周側に設置して、前記無端ベルトを介して前記加圧回転体に圧接し、前記無端ベルトと前記加圧回転体との間に定着ニップを形成する加圧部材と、を有し、前記定着ニップにおいて前記無端ベルトと前記加圧回転体がシート状の記録媒体を狭んで搬送する定着装置において、前記無端ベルトの前記定着ニップ後端よりも前記記録媒体の搬送方向で下流側に離れた部位の形状を、前記無端ベルトの回転に伴って前記記録媒体から離れる方向に湾曲しているとともに、前記無端ベルトの長手方向の任意の位置で前記無端ベルトの中心又は略中心からの距離が異なっている形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無端ベルトの湾曲形状の曲率半径を縮小させることなく無端ベルトに張り付いて搬送される記録媒体の分離性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る定着装置を備え得る画像形成装置の一例を示す概略構成図
【図２】図１のような画像形成装置に搭載され得る本発明の一実施形態に係る定着装置の概略構成について示す断面図
【図３】図２の定着装置において、用紙Ｐの搬送方向下流側から見て示す概略構成図
【図４】定着ニップの用紙搬送方向下流側での無端ベルトおよび加圧部材の形状を示す図
【図５】加圧部材の断面形状の設計方法について説明するための図
【図６】加圧部材の形状について説明するためのグラフ図
【図７】加圧部材３１の通紙領域の形状について説明するための図
【図８】記録媒体に生じる剛性の変化について説明するための図
【図９】本発明の実施形態２に係る定着装置の構成を示す図
【図１０】本発明の実施形態３で用いる、突起部のない加圧部材について具体的な構造を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に説明する本発明の実施形態は、シート状の記録媒体を搬送する無端ベルトを備える定着装置と、これを用いた画像形成装置に関し、無端ベルトに張りついて搬送されるシート状の記録媒体を前記無端ベルトから分離することに際して、以下の特徴を有する。すなわち、記録媒体を分離するために定着ニップ後端よりもさらに記録媒体の搬送方向下流側に離れた位置の前記無端ベルトに形成する、回転に伴って前記記録媒体から離れる方向への湾曲形状を、その曲率半径を縮小することなく、前記無端ベルトに張り付いて搬送される前記記録媒体の分離性を向上することができるようにしたものである。
【００１１】
これは、定着ニップ後端よりも記録媒体搬送方向下流側の無端ベルトの形状が、無端ベルトの回転に伴って搬送される記録媒体から離れる方向に湾曲していると同時に、ベルト長手方向の特定位置で無端ベルトの中央又は略中心からの距離が異なっているようにすることで、無端ベルト上に貼り付いて搬送される記録媒体の少なくとも一部において無端ベルトの長手方向に湾曲または屈曲する形状が形成され、無端ベルトの回転方向における無端ベルトの湾曲形状に対し剛性によって生じる復元力が増大することによるものである。
【００１２】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより説明する。
【００１３】
＜実施形態１＞
まず、図１を参照して、本発明の実施対象となる画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１００は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部１４０Ｙ、１４０Ｍ、１４０Ｃ、１４０Ｋが設けられている。各作像部１４０Ｙ〜１４０Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
【００１４】
具体的に、各作像部１４０Ｙ〜１４０Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１５０と、感光体１５０の表面を帯電させる帯電装置１６０と、感光体１５０の表面にトナーを供給する現像装置１７０と、感光体１５０の表面をクリーニングするクリーニング装置１８０などを備える。なお、図１では、ブラックの作像部１４０Ｋが備える感光体１５０、帯電装置１６０、現像装置１７０、クリーニング装置１８０のみに符号を付しており、その他の作像部１４０Ｙ〜１４０Ｃにおいては符号を省略している。
【００１５】
各作像部１４０Ｙ〜１４０Ｋの下方には、感光体１５０の表面を露光する露光装置１９０が配設されている。露光装置１９０は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体１５０の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００１６】
各作像部１４０Ｙ〜１４０Ｋの上方には、転写装置１３０が配設されている。転写装置１３０は、転写体としての中間転写ベルト１３７と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ１３６と、二次転写バックアップローラ１３２と、クリーニングバックアップローラ１３３と、テンションローラ１３４、ベルトクリーニング装置１３５を備える。
【００１７】
中間転写ベルト１３７は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ１３２、クリーニングバックアップローラ１３３及びテンションローラ１３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ１３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト１３７は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
【００１８】
４つの一次転写ローラ１３１は、それぞれ、各感光体１５０との間で中間転写ベルト１３７を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ１３１には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ１３１に印加されるようになっている。
【００１９】
二次転写ローラ１３６は、二次転写バックアップローラ１３２との間で中間転写ベルト１３７を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ１３１と同様に、二次転写ローラ１３６にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１３６に印加されるようになっている。
【００２０】
ベルトクリーニング装置１３５は、中間転写ベルト１３７に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置１３５から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。
【００２１】
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部１１２が設けられており、ボトル収容部１１２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル１１２Ｙ〜１１２Ｋと上記各現像装置１７０との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル１１２Ｙ〜１１２Ｋから各現像装置１７０へトナーが補給されるようになっている。
【００２２】
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１１０や、給紙トレイ１１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１１等が設けてある。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
【００２３】
プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２２が配設されている。
【００２４】
また、二次転写ローラ１３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置１２０が配設されている。さらに、定着装置１２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１１４が設けてある。
【００２５】
図１に示したカラーレーザープリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各作像部１４０Ｙ〜１４０Ｋにおける各感光体１５０が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体１５０の表面が帯電装置１６０によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体１５０の表面には、露光装置１９０からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体１５０の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体１５０に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体１５０上に形成された静電潜像に、各現像装置１７０によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００２６】
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ１３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト１３７を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ１３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１３１と各感光体１５０との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
【００２７】
その後、各感光体１５０の回転に伴い、感光体１５０上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体１５０上のトナー画像が中間転写ベルト１３７上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト１３７の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト１３７に転写しきれなかった各感光体１５０上のトナーは、クリーニング装置１８０によって除去される。その後、図示しない除電装置によって各感光体１５０の表面が除電され、表面電位が初期化される。
【００２８】
画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１３６と二次転写バックアップローラ１３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１３６には、中間転写ベルト１３７上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
【００２９】
その後、中間転写ベルト１３７の周回走行に伴って、中間転写ベルト１３７上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１３７上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト１３７上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１３５によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。
【００３０】
その後、用紙Ｐは定着装置１２０へと搬送され、定着装置１２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１１４上にストックされる。
【００３１】
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部１４０Ｙ〜１４０Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００３２】
図２は、本発明に係る定着装置の一実施形態の概略構成について示す断面図である。図中１１は無端ベルト、１１ａは分離想定点、２１は加圧回転体、２１ａはその芯金部、２１ｂは同じく弾性層、３１は加圧部材、３１ａはベルト内接部、４１は定着ニップ、Ｒ１は無端ベルト１１の回転方向、Ｒ２は加圧回転体２１の回転方向、Ｔは記録媒体である用紙Ｐ上のトナー画像、Ｙは用紙Ｐの搬送方向である。
【００３３】
無端ベルト１１と加圧回転体２１は対向して配置され、加圧部材３１が無端ベルト１１を介して加圧回転体２１に圧接することで、無端ベルト１１と加圧回転体２１の間に定着ニップ４１を形成する。無端ベルト１１がＲ１方向に回転し、加圧回転体２１がＲ２方向に回転することで、定着ニップ４１においてトナー画像Ｔを有するシート状の記録媒体である用紙ＰをＹ方向に狭んで搬送する。また用紙Ｐの搬送と同時に、定着ニップ４１において用紙Ｐ上のトナー画像Ｔに無端ベルト１１および加圧回転体２１から熱および圧力を加えることでトナー画像Ｔを用紙Ｐに定着させる。なお、定着ニップ４１でトナー画像Ｔに供給する熱の熱源は図示を省略してある。また、加熱源としては、例えばハロゲンヒータ、ＩＨコイル、抵抗発熱体などを挙げることができ、さらにその他のものであっても良い。
【００３４】
本実施形態では、定着ニップ４１が略平坦形状をしているが、必ずしも平坦形状である必要は無く、例えば略凹形状、略凸形状などでも良く、定着ニップを通過するトナー画像Ｔの画像品質および用紙Ｐの搬送性の維持を考慮して適宜決定するのが望ましい。
【００３５】
無端ベルト１１は、一般的なサイズの記録媒体を対象とする画像形成装置に用いるものであれば、例えば直径１５〜１２０ｍｍ、厚さが１ｍｍ以内の薄肉であり可撓性を有するものが望ましい。構造としては、例えば内周面側から順に、基材層、弾性層、離型層が積層されているものがある。ただし、無端ベルト１１の加熱手段としてＩＨコイルを用いる場合は、基材層と弾性層の間に加熱層を形成する。なお本実施形態では、無端ベルト１１の直径を２５ｍｍとして、以下各要素の寸法を説明する。ただし、これはあくまでも一例であり、本発明がこの数値に限定されることはない。
【００３６】
基材層は厚さが２０〜６０μｍで、ポリイミド等の樹脂材料もしくはニッケル、ステンレスなどの金属材料で形成する。加熱層は厚さが１０μｍ程度で、金属材料、特に銅で形成することが望ましく、ＩＨコイルからの相互誘導加熱により発熱するようにする。弾性層は厚さが５０〜３００μｍで、シリコーンゴムなどのゴム材料を用いるとよい。弾性層の変形により、記録媒体である用紙Ｐおよび無端ベルト１１の表面に凹凸があることによる定着ニップ４１における加圧力および熱伝導の不均一化を改善することができる。離型層は３〜５０μｍの厚さ、用紙Ｐおよびトナーの剥離性が高い材料を用いる。例えばＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）などを用いることが好ましい。
【００３７】
加圧回転体２１は金属材料で形成される芯金部２１ａと、シリコーンゴム、発泡シリコーンゴムなどのゴム材料で形成される弾性層２１ｂによって構成する、また図示していないが、弾性層の外周にＰＦＡ、ＰＴＦＥなどで形成される薄肉の離型層を設けても良い。本実施形態では直径を２５ｍｍとする。
【００３８】
加圧部材３１は適宜の手段で紙面垂直方向の両端を固定した固設部材であり、無端ベルト１１が加圧部材３１上を摺動する。加圧部材３１の材質はＬＣＰ（液晶ポリマー）、ポリイミド、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）などの樹脂材料が望ましいが、アルミ、ステンレスなどの金属材料でも良い。また、図示していないが、加圧部材３１の周囲に摩擦係数の低いシート材を巻くなどして、無端ベルト１１の加圧部材３１に対する摺動摩擦抵抗を低下させることが好ましい。
【００３９】
定着ニップ４１において無端ベルト１１に張りついた記録媒体は、そのまま搬送されて定着ニップ４１の後端よりも所定の距離だけ離れた位置の分離想定点１１ａに到達し、分離想定点１１ａにおける無端ベルト１１の形状により分離する。本実施形態では、分離想定点１１ａにおいて略平坦な加圧部材３１に突起状のベルト内接部３１ａを設けることにより、無端ベルト１１に所望の形状を与えている。すなわち、無端ベルト１１がベルト内接部３１ａに接する点が定着ニップ４１後端での無端ベルト１１の移動方向が作る面よりも加圧回転体２１側に存在する。なお、分離想定点１１ａにおける無端ベルト１１の形状および加圧部材３１のベルト内接部３１ａの形状に関しては後述する。
【００４０】
図３は、用紙Ｐの搬送方向下流側から見た定着装置の構成の概略図である。図中６１、６２は端部フランジ、７１、７２は軸受、８１は駆動ギヤ、９１、９２は板金材、Ｘは無端ベルト１１の長手方向、Ｄは用紙Ｐの長手方向通過範囲である。
【００４１】
無端ベルト１１、加圧回転体２１、加圧部材３１によって構成される定着ニップ４１の長手方向（Ｘ方向）に関する幅は、用紙Ｐの長手方向に関する通過範囲（あるいは通過領域）Ｄよりも広く作ってある。加圧部材３１は、例えば板金製の側板９１、９２に固定支持してある。また図示していないが、加圧回転体２１への圧接により加圧部材３１が長手方向に大きく変形することを防ぐために、加圧部材３１の加圧回転体２１から見て裏側から加圧部材３１を支持するような支持部材を設置しても良い。この場合、加圧部材３１の加圧力を均一にするために支持部材が加圧部材３１の裏面に広い範囲に渡って当接していることが望ましく、また支持部材の材質としてはステンレスや鉄など剛性の高い金属材料が望ましい。
【００４２】
端部フランジ６１、６２は、それぞれ側板９１、９２に固定してある。端部フランジ６１、６２は、無端ベルト１１の長手方向端部に内接し、無端ベルト１１が周囲を摺動することでベルト概形が形成される。また端部フランジ６１は無端ベルト１１の長手方向への寄りを止める手段ともなっている。本実施形態において加圧回転体２１は芯金部２１ａが側板９１、９２に固接した軸受７１、７２に回転自在に支持されている。なお定着ニップ４１の記録媒体搬送方向における幅を調整するために、側板９１、９２に対する位置決めした別部材に軸受７１、７２を固接しても良い。駆動ギヤ８１は加圧回転体２１の芯金部２１ａに固定してあり、駆動ギヤ８１を駆動することにより加圧回転体２１が回転し、また駆動トルクが定着ニップ４１を介して無端ベルト１１に伝達されることで無端ベルト１１が回転する。
【００４３】
図４は、定着ニップ４１の用紙搬送方向下流側での無端ベルト１１および加圧部材３１の形状を示す図である。図中４１ａは定着ニップ後端、ｙ１は定着ニップ後端４１ａから分離想定点１１ａまでの距離、θ１は定着ニップ後端での無端ベルト１１の移動方向と、無端ベルト１１とベルト内接部３１ａとの接点と定着ニップ後端を結んだ線とが成す角度、ｈは加圧部材３１のベルト内接部３１ａの頂点の加圧部材３１平坦部からの高さであえる。
【００４４】
無端ベルト１１において、定着ニップ後端４１ａよりも下流側に所定の距離ｙ１だけ離れた分離想定点１１ａにおいて、加圧部材３１のベルト内接部３１ａに張架された無端ベルト１１は、回転に伴って用紙Ｐから離れる方向に湾曲しており、用紙Ｐを無端ベルト１１から分離させることが可能である。定着ニップ４１を形成する加圧部材３１と分離想定点１１ａにおけるベルト内接部３１ａが同一部材として形成されていることで、ベルト内接部３１ａの定着ニップ４１に対する位置決め精度が高くなり、また装置の単純化、小型化が可能である。
【００４５】
定着ニップ後端４１ａから分離想定点１１ａまでの距離ｙ１は、その区間を用紙Ｐが無端ベルト１１上に張り付いた状態で搬送される間に、無端ベルト１１から受ける熱によって用紙Ｐ上のトナー画像の品質低下が生じないようにすることを考慮して設定することが好ましい。本願発明者は、例えばｙ１が７ｍｍ以下の場合においては、トナー画像の品質低下が許容範囲内に納まることを実験的に確認した上で、ｙ１を３ｍｍに設定した。
【００４６】
加圧部材３１のベルト内接部３１ａは、分離想定点１１ａにおいて無端ベルトに内接している。本実施形態においてはベルト内接部３１ａの半径を０．５ｍｍとし、後述するようにベルト内接部３１ａの高さｈの値によって分離想定点１１ａの位置での無端ベルト１１のベルト略中心からの距離が定まるようにしている。
【００４７】
ベルト内接部３１ａの高さｈの値は、無端ベルト１１上を搬送される用紙Ｐが定着ニップ後端４１ａ以降において加圧回転体２１に再接触しない範囲内である必要がある。本実施形態においては例えば０．５ｍｍ以下に設定した。
【００４８】
角度θ１が充分に大きい場合、定着ニップ後端４１ａにおいて無端ベルト１１が加圧回転体２１および加圧部材３１の間で固定支持されていることから、分離想定点１１ａにおける無端ベルト１１はベルト剛性によってベルト内接部３１ａに張架され、後述するベルト内接部３１ａに形成されているＸ方向の形状分布と同様の形状が無端ベルト１１に形成される。なお、角度θ１が小さい場合においても、無端ベルト１１を張架する部材を配設するなどの手段により加圧部材３１の下流側の形状に無端ベルト１１を張架することにより、無端ベルトに同様の形状が形成される。
【００４９】
図５は、加圧部材３１の断面形状の設計方法について説明するための図である。図中３２、３３は加圧部材３１の断面形状例、ｈ１、ｈ２はベルト内接部３１ａの高さ例である。ベルト内接部３１ａの高さｈを前記の範囲内で設定することにより、加圧部材３１の断面形状例３２、３３のように加圧部材３１の断面形状が設計される。これをＸ方向に渡って設計することにより加圧部材３１の用紙Ｐの通過領域Ｄにおける形状分布が設計される。なお、断面形状例３２、３３は高さｈの変化を分かりやすくするために、高さｈの変化量は前記した範囲を逸脱している。
【００５０】
図６は、加圧部材３１の形状について説明するためのグラフ図である。図中Ｌ１〜Ｌ６はベルト内接部３１ａの高さｈのＸ方向の分布例を示す。また図７は、加圧部材３１の通紙領域の形状（斜投影図）について説明するための図である。図中３４は本実施形態における加圧部材３１の通紙領域の形状を示す。
【００５１】
ベルト内接部３１ａの高さｈのＸ方向の分布をＬ１〜Ｌ６のように定めることで、加圧部材３１の形状が設計される。ただし、図６中において、Ｌ１〜Ｌ６の各形状を表すグラフは高さｈのＸ方向における変化を模式的に表しているのみであり、各グラフ間での値の大小を表すものではない。
【００５２】
分離想定点１１ａにおいてベルト内接部３１ａに張架された無端ベルト１１には、その可撓性によって、加圧部材３１のベルト内接部３１ａに形成されたＸ方向の形状分布と同様の形状が形成される。以上により、ベルト内接部３１ａのＸ方向の形状分布によって無端ベルト１１のベルト中心又は略中心からの距離をＸ方向で異ならせることが可能となる。また、ベルト内接部３１ａに張架された無端ベルト１１は、回転に伴って搬送される用紙Ｐから離れる方向に湾曲しているため、無端ベルト１１は分離想定点１１ａで用紙Ｐを分離することができる。
【００５３】
本実施形態では、加圧部材３１の形状としてＬ１に定める形状を実施したが、加圧部材３１の形状は分離性の向上の他にも無端ベルト１１の耐久性、用紙Ｐの幅の異なる場合の分離性などへの影響を考慮して最適な形状に設定することが望ましく、他の形状を実施しても良い。
【００５４】
例えば、Ｌ１はベルト内接部３１ａの稜線を通過領域ＤのＸ方向中心で屈曲する対称な直線とすることができる。用紙Ｐの中心が通過領域Ｄの中心を通過するようにすることにより、用紙ＰのＸ方向の幅が小さい場合においても分離性向上の効果を同等とすることができる。
またＬ２はベルト内接部３１ａの稜線を１つの円弧形状とすることができる。無端ベルトの長手方向に沿った湾曲形状の曲率半径が一定となるため、局所的なひずみの増加を防ぐことができる。
Ｌ３はベルト内接部３１ａの稜線を、同一の曲率半径を有する円弧形状が連続した波形状とすることができる。高さｈの上下限の幅をＬ２よりも狭めた状態で用紙Ｐの分離性を向上することができる。
Ｌ１〜Ｌ３と比較して形状は複雑となるが、Ｌ４〜Ｌ６のように略平坦なベルト内接部３１ａの稜線の一部の高さを変動させることで、当該部分での無端ベルト１１の略中心からの高さを異ならせても良い。
Ｌ４はベルト内接部３１ａの稜線に対して、通過領域Ｄの両端部のみに湾曲形状を形成する。本実施形態の実施と共に用紙Ｐの左右端にトナー画像のない余白領域を設けることで、用紙Ｐの端部が分離しやすい状態とし、端部の分離により張りつき領域が減少することを利用して、用紙Ｐ全体を分離させることができる。
Ｌ５はベルト内接部３１ａの稜線に対して、通過領域Ｄの中心部のみに湾曲形状を形成すると、高さｈの上下限の幅を狭めた状態でＬ１と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
ベルト内接部３１ａの製作を容易にするために、Ｌ６のようにベルト内接部３１ａの稜線に段差を設けた形状でも良いが、角部での無端ベルト１１の損傷を防ぐために面取りなどの対策を施す必要がある。
【００５６】
なお例示した全ての加圧部材３１のベルト内接部３１ａの形状は、用紙Ｐの長手方向の通過領域Ｄにおいて中央部での高さｈが端部での高さｈより大きくなっているものの、必ずしも本形態を取る必要はなく、例えば図中のＬ１〜Ｌ６に示した高さｈの形状分布はそれらを上下に反転させた形状であっても良い。
【００５７】
図８は、記録媒体に生じる剛性の変化について説明するための図である。図中Ｐ１はＸ方向に平坦な無端ベルト１１と共にベルト回転方向に湾曲した記録媒体である用紙、Ｐ２は本実施形態における無端ベルト１１と共にベルト回転方向に湾曲した用紙、Ｆ１は用紙Ｐ１が点線形状の状態に戻ろうとする復元力、Ｆ２は用紙Ｐ２が点線形状に戻ろうとする復元力を示す。
【００５８】
分離想定点１１ａにおいて無端ベルト１１の回転に伴って用紙Ｐをから離れる方向に湾曲していると同時に無端ベルト１１の長手方向の特定位置での無端ベルト１１の中心又は略中心からの距離が異なっている無端ベルト１１に対し、定着ニップ４１から無端ベルト１１に張りついて用紙Ｐが搬送される場合、分離想定点１１ａにおいて無端ベルト１１から分離せずに搬送され続けた用紙Ｐは、例えば用紙Ｐ２のようにＸ方向の少なくとも一部に湾曲または屈曲する形状が形成され、また同時に無端ベルトの回転方向に沿って湾曲した形状となっている。この時に用紙Ｐ２の剛性による復元力Ｆ２は、搬送方向下流側の一部分を無端ベルト１１から分離し、図中の点線形状となろうとする力として働く。用紙Ｐ２を分離させる復元力Ｆ２の大きさは、無端ベルト１１のベルト略中心からの距離が長手方向で一定である場合の無端ベルト１１から分離せずに搬送され続けた用紙Ｐ１に働く復元力Ｆ１よりも大きくなる。これにより、無端ベルト１１の長手方向の特定位置でのベルト略中心からの距離を異ならせることにより、用紙Ｐの無端ベルト１１からの分離性を向上できる。なお本願発明者の行った実験では、無端ベルト１１の端部の高さを中央に比較して０．２ｍｍ以上高くすることで用紙Ｐの無端ベルト１１からの分離性に向上が見られた。
【００５９】
＜実施形態２＞
図９は、本発明の実施形態２に係る定着装置の構成を示す図である。実施形態１においては、分離想定点１ａの無端ベルト１１に内接するベルト内接部３１ａは加圧部材３１と一体に形成してあるが、本実施形態では、無端ベルト１１に内接する部材が加圧部材３１と別部材としてある。加圧部材３１とベルト内接部３１ａとを別部材によって構成することで、ベルト内接部３１ａを摩擦係数が低い樹脂素材もしくは回転体とするなどの手段により、装置の耐久性および無端ベルト１１の摺動トルクを向上させることができる。なお図示の実施形態２では回転体を用いたベルト内接部３１ｂを有している。
【００６０】
＜実施形態３＞
図１０は、本発明の実施形態３で用いる、突起部のない加圧部材３５について具体的な構造を示す図である。図中３１ｃは、加圧部材３１の後端のＲ形状部である。実施形態１においては、ベルト内接部３１ａ、３１ｂの高さｈをＸ方向で変化させることによって無端ベルト１１の長手方向の特定位置でのベルト略中心からの距離を異ならせたが、同様の効果は定着ニップ後端４１ａから分離想定点１１ａまでの距離ｙ１をＸ方向で変化させることでも達成できる。また、この実施形態の場合は分離想定点１１ａにおいて必ずしも加圧部材３１に突起部を設ける必要は無く、加圧部材３１の後端にＲ形状３１ｃを設け、そのＲ形状のＹ方向上流端を分離想定点１１ａとすれば良い。
【００６１】
なお、以上説明してきた本発明に係る定着装置は、図１に示すカラーレーザープリンタに限らず、モノクロ画像形成装置や、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に搭載することももちろん可能である。
【００６２】
また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１１      ：無端ベルト
１１ａ    ：分離想定点
２１      ：加圧回転体
２１ａ    ：芯金部
２１ｂ    ：弾性層
３１      ：加圧部材
３１ａ    ：ベルト内接部
３１ｂ    ：ベルト内接部
３１ｃ    ：Ｒ形状
３５      ：加圧部材
４１      ：定着ニップ
４１ａ    ：定着ニップ後端
６１      ：端部フランジ
７１      ：軸受
８１      ：駆動ギヤ
９１      ：側板
１００    ：画像形成装置
１１０    ：給紙トレイ
１１１    ：給紙ローラ
１１２    ：ボトル収容部
１１２Ｙ  ：トナーボトル
１１３    ：排紙ローラ
１１４    ：排紙トレイ
１２０    ：定着装置
１２２    ：レジストローラ
１３０    ：転写装置
１３１    ：一次転写ローラ
１３２    ：二次転写バックアップローラ
１３３    ：クリーニングバックアップローラ
１３４    ：テンションローラ
１３５    ：ベルトクリーニング装置
１３６    ：二次転写ローラ
１３７    ：中間転写ベルト
１４０Ｋ  ：作像部
１４０Ｙ  ：作像部
１５０    ：感光体
１６０    ：帯電装置
１７０    ：現像装置
１８０    ：クリーニング装置
１９０    ：露光装置
Ｄ        ：通過領域
Ｆ１      ：復元力
Ｆ２      ：復元力
Ｐ        ：用紙
Ｐ１      ：用紙
Ｐ２      ：用紙
Ｒ        ：搬送路
Ｔ        ：トナー画像
ｙ１      ：距離
θ１      ：角度
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２００６‐２４３４７１号公報
【図１】
2013186197.tif 000003
【図２】
2013186197.tif 000004
【図３】
2013186197.tif 000005
【図４】
2013186197.tif 000006
【図５】
2013186197.tif 000007
【図６】
2013186197.tif 000008
【図７】
2013186197.tif 000009
【図８】
2013186197.tif 000010
【図９】
2013186197.tif 000011
【図１０】
2013186197.tif 000012