(57)【要約】【課題】加圧ローラによるトナー像の加圧が不均一となることを防止し、これによって画像の劣化を防止する。【解決手段】記録用紙上に配置されたトナー像を上記記録用紙に対して定着させる定着装置であって、上記記録用紙を搬送するための環状ベルト７１と、該環状ベルト７１を回転可能に複数箇所にて支持する回転支持手段７２、７３と、上記環状ベルト７１の上記回転支持手段７２、７３と当接しない領域Ａに当接されると共に上記環状ベルトと当接される領域Ｂにおいて上記トナー像を加圧することにより上記記録用紙に定着させる加圧ローラ７４とを備える。【選択図】図３
2009133972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用紙上に配置されたトナー像を前記記録用紙に対して定着させる定着装置であって、
前記記録用紙を搬送するための環状ベルトと、
該環状ベルトを回転可能に複数箇所にて支持する回転支持手段と、
前記環状ベルトの前記回転支持手段と当接しない領域に当接されると共に前記環状ベルトと当接される領域において前記トナー像を加圧することにより前記記録用紙に定着させる加圧ローラと
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記環状ベルトが前記加圧ローラに向けて押し付けられるように前記環状ベルトに対しテンションを加えるテンション付加手段を備えることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記テンション付加手段は、前記環状ベルトの前記回転支持手段と当接する領域及び前記加圧ローラと当接する領域と異なる領域を押すことにより前記環状ベルトに対してテンションを加えるテンションローラであることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記加圧ローラが前記トナー像を加熱する加熱機能を有していることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記回転支持手段が、前記加圧ローラにて加圧される前において前記トナー像を加熱する加熱機能を有していることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
記録用紙に対してトナー像を配置するトナー像配置装置と、配置されたトナー像を前記記録用紙に定着させる定着装置とを備える画像形成装置であって、
前記定着装置として、請求項１〜５いずれかに記載の定着装置を備える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、記録用紙上に配置されたトナー像を上記記録用紙に対して定着させる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置においては、記録用紙上にトナー像を配置し、定着装置によって配置されたトナー像を記録用紙に対して定着させることによって記録用紙に対する画像形成を行っている。
【０００３】
定着装置は、特許文献１に示すように、記録用紙を搬送するための環状の定着ベルトと、該定着ベルトを回転すると共に支持する定着ローラと、トナー像の加熱を行うと共に定着ベルトの支持を行う加熱ローラと、定着ベルトと当接すると共に定着ベルトを介して搬送されてくるトナー像を加圧することにより記録用紙に定着させる加圧ローラとを備えるものがある。
このような定着装置によれば、定着ベルトと加圧ローラとが当接する領域の全体でトナー像を加圧することができるため、加圧ローラを含む一対のローラ間においてトナー像の加圧を行う場合と比較してより確実にトナー像の記録用紙に対する定着を実現することができる。
【特許文献１】特開平１１−３８８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、定着装置においては、トナー像の効率的な加熱及びトナー像に対する効率的な加圧を実現するために、加圧ローラは、定着ベルトを介して加熱ローラ及び定着ローラと当接されている。
しかしながら、このように加圧ローラを加熱ローラ及び定着ローラと当接させた場合には、加圧ローラと定着ベルトとが当接している領域と当接していない領域においてトナー像に作用する圧力が変化する。具体的には、加圧ローラと定着ローラとの間の領域における圧力が、加圧ローラが加熱ローラ及び定着ローラと当接されている領域に比較して減少する。
そして、上述のように加圧ローラと定着ベルトとが当接している領域と当接していない領域においてトナー像に作用する圧力が変化する場合、すなわち加圧ローラによるトナー像に対する加圧が不均一である場合には、トナー像が記録用紙に対してずれる場合があり、トナー像の定着後における記録用紙上の画像が劣化する虞がある。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、加圧ローラによるトナー像の加圧が不均一となることを防止し、これによって画像の劣化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の定着装置は、記録用紙上に配置されたトナー像を上記記録用紙に対して定着させる定着装置であって、上記記録用紙を搬送するための環状ベルトと、該環状ベルトを回転可能に複数箇所にて支持する回転支持手段と、上記環状ベルトの上記回転支持手段と当接しない領域に当接されると共に上記環状ベルトと当接される領域において上記トナー像を加圧することにより上記記録用紙に定着させる加圧ローラとを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の定着装置においては、上記環状ベルトが上記加圧ローラに向けて押し付けられるように上記環状ベルトに対しテンションを加えるテンション付加手段を備えるという構成を採用する。
【０００８】
また、本発明の定着装置においては、上記テンション付加手段は、上記環状ベルトの上記回転支持手段と当接する領域及び上記加圧ローラと当接する領域と異なる領域を押すことにより上記環状ベルトに対してテンションを加えるテンションローラであるという構成を採用する。
【０００９】
また、本発明の定着装置においては、上記回転支持手段が、上記加圧ローラにて加圧される前において上記トナー像を加熱する加熱機能を有しているという構成を採用する。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、記録用紙に対してトナー像を配置するトナー像配置装置と、配置されたトナー像を上記記録用紙に定着させる定着装置とを備える画像形成装置であって、上記定着装置として、本発明の定着装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加圧ローラが、環状ベルトの回転支持手段と当接しない領域に当接されている。
このため、加圧ローラと定着ベルトとが当接している領域においてトナー像に作用する圧力が均一化する。
したがって、本発明によれば、加圧ローラによるトナー像の加圧が不均一となることを防止し、これによって画像の劣化を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、本発明の画像形成装置の一実施形態として複写機を挙げて説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の複写機の機能構成を示すブロック図である。また、図２は、本実施形態の複写機の概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、複写機Ｓ１は、表示操作部１、画像読取部２、画像記憶部３、画像処理部４、印刷部５及び制御部６を備えている。
【００１４】
表示操作部１は、ユーザと複写機Ｓ１とを関係付けるマンマシンインタフェースとして装置の前面に設置される（図２においては不図示）ものであり、タッチパネル１ａ及び操作キー１ｂを備えている。
タッチパネル１ａは、表示面に抵抗膜方式等の透明な面状押圧センサを設けた表示パネルであり、ユーザに提供する情報の表示を行うと共に、ユーザの操作に基づく操作信号を出力する。
操作キー１ｂは、例えば電源ボタンやコピー開始ボタン等の、タッチパネル１ａに表示される操作ボタン以外の操作キー（ハードウェアキー）であり、ユーザの操作に基づく操作信号を出力する。
【００１５】
画像読取部２は、制御部６から入力される制御指令に基づいて、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）によって自動給紙される原稿あるいはプラテンガラス上に載置された原稿の画像をラインセンサで読み取って原稿画像データに変換するものであり、この原稿画像データを出力するものである。
この画像読取部２は、図２に示すように、複写機Ｓ１の上部を構成するものである。そして、上記表示操作部１は、例えば、画像読取部２の近傍に配置される。
【００１６】
図１に戻り、画像記憶部３は、半導体メモリあるいはハードディスク装置等であり、制御部６から入力される制御指令に基づいて、画像読取部２から入力される上記原稿画像データを記憶すると共に当該原稿画像データを読み出して出力する。
【００１７】
画像処理部４は、制御部６から入力される制御指令に基づいて、画像記憶部３から入力される原稿画像データを印刷形式の画像データに変換して出力するものであり、必要に応じて原稿画像データに各種画像処理を施して印刷形式の画像データに変換する。
【００１８】
印刷部５は、制御部６から入力される制御指令に基づいて用紙カセット７あるいは給紙トレー８（図２参照）から給紙される記録用紙Ｘに印刷（画像形成）を行うものであり、複写機Ｓ１の略中央部を構成している。
この印刷部５は、図２に示すように、感光体ドラム１０、帯電器２０、レーザスキャニングユニット３０、現像装置４０、クリーニングユニット５０及び定着装置７０を備えている。
【００１９】
感光体ドラム１０は、円柱に形状設定されると共に図２の紙面奥行き方向に延在して配置されており、その周面に静電潜像及び該静電潜像に基づくトナー像が形成されるものである。
帯電器２０は、感光体ドラム１０に対して対向配置されており、感光体ドラム１０の周面を帯電状態とするものである。
レーザスキャニングユニット３０は、感光体ドラム１０の上方に配置されており、印刷形式の画像データに基づいて射出されるレーザ光を感光体ドラム１０の周面において走査するものである。
そして、帯電器２０によって感光体ドラム１０の周面が帯電され、レーザスキャニングユニット３０によって帯電された感光体ドラム１０の周面にレーザ光が走査されることで、感光体ドラム１０の周面に、印刷形式の画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００２０】
現像装置４０は、感光体ドラム１０の周面に対してトナーを供給することによって感光体ドラム１０の周面上に静電潜像に基づく画像を現像するものであり、感光体ドラム１０に対向配置される。
現像装置４０は、感光体ドラム１０にトナーを供給する現像器４１と、該現像器４１に補給するトナーを収容するコンテナ４２とが接続された構成を有する。
【００２１】
クリーニングユニット５０は、感光体ドラム１０から記録用紙にトナー像が転写された後に、感光体ドラム１０に残存するトナーを除去するものであり、感光体ドラム１０に対向配置される。
【００２２】
なお、本実施形態の複写機Ｓ１においては、上述した感光体ドラム１０、帯電器２０、レーザスキャニングユニット３０、現像装置４０及びクリーニングユニット５０によって記録用紙にトナー像を配置するトナー像配置装置が構成されている。
【００２３】
定着装置７０は、熱及び圧力をトナー像に加えることによって、トナー像を記録用紙に対して定着させるものであり、記録用紙の搬送経路であって、現像装置４０の後流側に配置されている。
図３は、定着装置７０の概略構成を示す模式図である。なお、図３においては、記録用紙の搬送方向を紙面の左右方向として図示している。
この図に示すように定着装置７０は、定着ベルト７１（環状ベルト）と、加熱ローラ７２と、定着ローラ７３と、加圧ローラ７４と、テンションローラ７５（テンション付加手段）とを有している。
【００２４】
定着ベルト７１は、記録用紙を搬送するものであり、記録用紙のトナー像が形成されていない面と当接された状態にて回転されることによって記録用紙を搬送する。
【００２５】
加熱ローラ７２は、記録用紙に現像されたトナー像を加圧ローラにて加圧される前に加熱すると共に、定着ベルト７１を支持するものである。そして、加熱ローラ７２は、内部にヒータ７２ａを備えており、当該ヒータ７２ａによって、定着ベルト７１を介して間接的にトナー像を加熱する。なお、加熱ローラ７２は、不図示の支持機構によって軸支されており、定着ベルト７１の回転により従動回転する。
定着ローラ７３は、定着ベルト７１を回転可能に支持するものであり、加熱ローラ７２に対して記録用紙の搬送方向に離間して配置されている。この定着ローラ７３は、不図示のモータにより回転駆動され、当該回転駆動により、定着ベルト７１をスリップさせることなく紙面左回りに回転させる。
なお、これらの加熱ローラ７２と定着ローラ７３とは、本発明における回転支持手段を構成する。つまり、加熱ローラ７２及び定着ローラ７３によって、定着ベルト７１が回転可能に複数箇所にて支持されている。また、本実施形態においては、回転支持手段が加熱ローラ７２を含むため、回転支持手段がトナー像を加熱する加熱機能を有している。
【００２６】
加圧ローラ７４は、定着ベルト７１の加熱ローラ７２及び定着ローラ７３と当接しない領域Ａ（加熱ローラ７２と定着ローラ７３との間の領域）に、加熱ローラ７２及び定着ローラ７３と異なる側（外側）から定着ベルト７１に当接されおり、定着ベルト７１と当接される領域Ｂ（以下、ニップ部Ｂと称する）においてトナー像を加圧することにより記録用紙に定着させるものである。
【００２７】
テンションローラ７５は、定着ベルト７１が加圧ローラ７４に向けて押し付けられるように定着ベルト７１に対してテンションを加えるものである。このテンションローラ７５は、不図示の移動機構により定着ベルト７１と交差する方向に移動可能に軸支されている。そして、テンションローラ７５は、定着ベルト７１の加熱ローラ７２と定着ローラ７３との間の領域Ａ、ニップ部Ｂ、及び定着ベルト７１と加熱ローラ７２及び定着ローラ７３とが当接する領域Ｃと異なる領域Ｄを押圧することにより、加圧ローラ７４に向けて押し付けられるように定着ベルト７１に対してテンションを加える。  
【００２８】
そして、このように構成された印刷部５においては、帯電器２０によって感光体ドラム１０の表面が帯電され、この帯電された感光体ドラム１０に対してレーザスキャニングユニット３０にてレーザ光を照射することによって感光体ドラム１０に静電潜像を形成する。その後、当該静電潜像を現像装置４０によって現像し、現像されたトナー像を記録用紙に転写することで配置した後、定着装置７０にてトナー像を記録用紙に定着させることによって印刷が行われる。
【００２９】
ここで、定着装置７０においては、加熱ローラ７２側からトナー像が現像された記録用紙が搬送されてくる。そして、記録用紙のトナー像が現像された側と反対側の面と定着ベルト７１が接触する。
定着ベルト７１が定着ローラ７３の回転駆動により紙面左回りに回転されているため、定着ベルト７１に接触した記録用紙は、定着ベルト７１の回転に伴って加熱ローラ７２から加圧ローラ７４に向けて搬送される。なお、加熱ローラ７２は内部のヒータ７２ａにより発熱しているため、この熱量によって記録用紙上のトナーが加熱される。
そして、記録用紙は、加圧ローラ７４と定着ベルト７１との当接領域であるニップ部Ｂに供給される。ニップ部Ｂにおいては、加圧ローラ７４によってトナー像が加圧され、これによって記録用紙にトナー像が定着される。
トナー像が定着された記録用紙は、定着ベルト７１及び加圧ローラ７４の回転に伴ってニップ部Ｂから排出され、さらに定着ベルト７１の搬送によって定着装置７０の外部まで排出される。
【００３０】
このような定着装置７０によれば、加圧ローラ７４が、定着ベルト７１の加熱ローラ７２及び定着ローラ７３に当接していない領域である領域Ａに当接されている。
このため、加圧ローラ７４と定着ベルト７１とが当接している領域であるニップ部Ｂにおいてトナー像に作用する圧力が均一化する。
したがって、定着装置７０によれば、加圧ローラ７４によるトナー像の加圧が不均一となることを防止し、これによって画像の劣化を防止することが可能となる。
【００３１】
また、定着装置７０においては、定着ベルト７１が加圧ローラ７４に向けて押し付けられるように定着ベルト７１に対しテンションを加えるテンションローラ７５を備える構成を採用している。
このため、定着ベルト７１を加圧ローラ７４に対して強く押し付けることが可能となり、ニップ部Ｂにおいてトナー像を記録用紙に対して確実に定着させることが可能となる。
【００３２】
また、上記テンションローラ７５は、加熱ローラ７２と定着ローラ７３との間の領域Ａ、ニップ部Ｂ、及び定着ベルト７１と加熱ローラ７２及び定着ローラ７３とが当接する領域Ｃと異なる領域Ｄを押圧することにより、加圧ローラ７４に向けて押し付けられるように定着ベルト７１に対してテンションを加える。
このため、図４に示すように、テンションローラ７５を加圧ローラ７４から離間する方向に移動させてさらに定着ベルト７１に作用させるテンションを増加させた場合であっても、加熱ローラ７２、定着ローラ７３及び加圧ローラ７４の位置関係が変化しないため、記録用紙のニップ部Ｂへ進入角度及び記録用紙のニップ部Ｂからの排出角度が変化しない。したがって、トナー像の記録用紙への定着を安定して行うことができる。
つまり、定着装置７０によれば、記録用紙へのトナー像の定着状態を変化させることなく、テンションローラ７５による定着ベルト７１へ作用させるテンションの強弱を任意に設定することができる。
【００３３】
なお、定着ベルト７１へ作用させるテンションは、複写機の電源切断時やメンテナンス時において緩めても良い。ただし、電源切断時に定着ベルト７１へ作用させるテンションを緩める場合には、定着ベルト７１に作用するテンションが頻繁に変化することとなり定着ベルト７１の劣化が生じる可能性があるため、このような可能性がある場合には電源切断時に定着ベルト７１のテンションを緩める必要はない。
【００３４】
図１に戻り、制御部６は、本実施形態の複写機Ｓ１の全体の制御を行うものであり、表示操作部１、画像読取部２、画像記憶部３、画像処理部４及び印刷部５と電気的に接続されている。
【００３５】
以上のような構成を有する本実施形態の複写機Ｓ１においては、制御部６の制御の下、ユーザの表示操作部１の操作に基づいて、画像読取部２にセットされた原稿の画像データが読み込まれ、読み込まれた画像データが画像記憶部３に記憶される。画像記憶部３に記憶された画像データは、画像処理部４において印刷形式の画像データに変換され印刷部５に入力する。そして、印刷部５では、画像処理部４から入力された印刷形式の画像データに基づいて印刷用紙への画像形成が行われる。その後、画像が形成された印刷用紙が印刷物として複写機Ｓ１の外部に排出される。
【００３６】
このような本実施形態の複写機Ｓ１は、加圧ローラ７４によるトナー像の加圧が不均一となることを防止し、これによって画像の劣化を防止することが可能な定着装置７０を備えているため、定着装置７０における画像の劣化が抑制され、良好な画質状態における印刷を安定して行うことが可能なものとなる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３８】
図５は、本実施形態の複写機が備える定着装置８０の概略構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態における定着装置８０は、上記第１実施形態において示した加熱ローラ７２の換わりに内部にヒータを備えない回転ローラ８１が設置され、さらに加圧ローラ７４の換わりに内部にヒータ８２ａを備える加圧ローラ８２が設置されている。
【００３９】
上記第１実施形態における定着装置７０によれば、記録用紙上のトナー像が加圧ローラ７４より前で加熱されるため、予め十分にトナー像を加熱した上で加圧ローラ７４に供給することができるが、記録用紙が加熱ローラ７２に対して押圧されていないため、トナー像の加熱に大きな熱量が必要となる。
これに対して、本実施形態における定着装置８０によれば、トナー像に対して直接接触して押圧される加圧ローラ８２がヒータ８２ａを備えているため、少ない熱量で効率的にトナー像を加熱することが可能となる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳説したが、具体的な構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更等が可能である。
【００４１】
例えば、上記実施形態においては、本発明の画像形成装置の一例として複写機を挙げて説明した。
しかしながら、画像形成装置がファクシミリや複合機等であっても良い。  
【００４２】
また、本発明の画像形成装置は、色ごとの感光体ドラムを備えるいわゆるタンデム方式の複写機や、円筒形に配列された４つ現像装置を用いて単一の感光体ドラムに対して現像を行ういわゆる４サイクル方式の複写機に適用することもできる。
【００４３】
また、本発明の画像形成装置は、感光体ドラムに現像されたトナー像を一旦中間転写体に転写し、当該中間転写体から記録用紙にトナー像を転写する複写機に適用することもできる。
【００４４】
また、上記実施形態においては、本発明の回転支持手段が２つのローラ（加熱ローラ７２あるいは回転ローラ８１と定着ローラ７３）によって構成されている例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、加熱ローラ７２及び回転ローラ８１の換わりに、定着ベルト７１を摺動支持するガイドを設置しても良い。なお、加熱ローラ７２の換わりにガイドを設置する場合には、ガイドの内部にヒータを設置すれば良い。また、回転支持手段が、さらに多くのローラやガイドを備えていても良い。
【００４５】
また、上記実施形態においては、テンションローラ７５を用いて定着ベルト７１にテンションを加える構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、加圧ローラ７４，８２、加熱ローラ７２、定着ローラ７３あるいは回転ローラ８１を上下動可能とし、この上下動可能とされたローラを、定着ベルト７１を押圧する方向に移動させることによって定着ベルト７１にテンションを加えても良い。
なお、このような構成を採用する場合には、上下動可能とされたローラが本発明におけるテンション付加手段として機能する。
【００４６】
また、上記実施形態においては、加熱ローラ７２あるいは加圧ローラ８２がヒータを備える構成、すなわち回転支持手段あるいは加圧ローラが加熱機能を有している構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ヒータを別途設置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態における複写機の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態における複写機の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における複写機が備える定着装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態における複写機が備える定着装置の動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態における複写機が備える定着装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｓ１……複写機（画像形成装置）、７０，８０……定着装置、７１……定着ベルト（環状ベルト）、７２……加熱ローラ（回転支持手段）、７３……定着ローラ（回転支持手段）、７４，８２……加圧ローラ、７５……テンションローラ、８１……回転ローラ（回転支持手段）
【図１】
2009133972.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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