(57)【要約】【課題】定着立ち上がり時間を短くする一方、定着部材の温度上昇によって像担持体が悪影響を受けることがないようにする。【解決手段】定着ローラ（定着回転体）１０と、それに掛けまわして転写部Ｂで像担持体２０上の画像が転写される定着ベルト１２と、その定着ベルトを介して定着ローラに押し当てて定着ニップ部Ａを形成する加圧ローラ（加圧部材）１３と、転写部を通過後であって定着ニップ部に至る前に定着ベルトを加熱する加熱部材１７とが設けられ、定着ベルトに転写された画像が、定着ニップ部で、その定着ニップ部を通過する記録材２４に転写と同時に定着される。そのような転写定着装置において、定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないように、定着ローラに対する定着ベルトの、定着ニップ部下流側の巻き付け角θ２を規制するニップ後案内板（規制部材）１５が備えられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着回転体と、それに掛けまわして転写部で像担持体上の画像が転写される定着ベルトと、その定着ベルトを介して前記定着回転体に押し当てて定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記転写部を通過後であって前記定着ニップ部に至る前に前記定着ベルトを加熱する加熱部材とが設けられ、
前記定着ベルトに転写された画像が、前記定着ニップ部で、その定着ニップ部を通過する記録材に転写と同時に定着される転写定着装置において、
前記定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないように、前記定着回転体に対する前記定着ベルトの、前記定着ニップ部下流側の巻き付け角を規制する規制部材が備えられていることを特徴とする転写定着装置。
【請求項２】
前記定着回転体に対する前記定着ベルトの、前記定着ニップ部上流側の巻き付け角を規制するニップ前案内部材が備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の転写定着装置。
【請求項３】
前記定着回転体と前記加圧部材の少なくとも一方を冷却する冷却装置が備えられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の転写定着装置。
【請求項４】
前記定着ニップ部通過後に、前記巻き付け角の範囲内で前記定着ベルトを直接冷却する冷却部材が備えられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の転写定着装置。
【請求項５】
前記冷却部材が、前記定着ベルトを清掃するクリーニング機能を有していることを特徴とする、請求項４に記載の転写定着装置。
【請求項６】
前記像担持体が感光体であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１に記載の転写定着装置。
【請求項７】
前記像担持体が中間転写体であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１に記載の転写定着装置。
【請求項８】
前記定着回転体と前記加熱部材との間に、熱を遮蔽する遮蔽部材が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１に記載の転写定着装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１に記載の転写定着装置が備えられてい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】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、像担持体上に担持する画像が定着ベルトに転写され、その定着ベルト上の画像が、定着ニップ部で、その定着ニップ部を通過する記録材に転写と同時に定着される転写定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置では、ドラム状やベルト状の感光体の回転とともに、その感光体上に帯電、書込みを行って静電潜像が形成されて後、現像装置でトナーを付着することにより可視像化してトナー像が形成され、そのトナー像を直接、またはベルト状等の中間転写体を介して間接的に転写して、最終的に、搬送する用紙、ＯＨＰフィルム等の記録材に画像が記録される。
【０００３】
この種の画像形成装置の中には、感光体や中間転写体などの像担持体上に担持する画像がベルト状やローラ状の定着部材に転写され、その定着部材に転写された画像が、定着ニップ部で、その定着ニップ部を通過する記録材に転写と同時に定着される転写定着装置が備えられているものがある。
【０００４】
このような転写定着装置にあっては、定着部材を定着温度まで短時間に加熱して定着立ち上がり時間を短くする一方、定着部材の熱が感光体や中間転写体などの像担持体に悪影響を及ぼさないようにする必要がある。定着立ち上がり時間を短くするには、定着部材の熱容量を小さくすること、定着ニップ部通過後の定着部材を冷却しすぎないようにすること、転写部通過後の定着部材を効率的に加熱することなどが必要である。
【０００５】
従来、転写定着装置には、例えば、特許文献１に記載されるように、定着部材として薄肉弾性円筒状のものが用いられ、その定着部材が、発熱体を内蔵する定着ローラに巻き掛けられて、像担持体と、定着ローラに押し当てられる加圧部材間で非円筒状に圧縮変形して設けられているものがある。
【０００６】
また、特許文献２に記載されるように、定着部材としてベルト状のものが用いられ、その定着部材が定着ローラに巻き付けられて、その定着ローラに定着部材を介して像担持体と加圧ローラとが押し当てられているものがある。定着部材は、加圧部材が押し当てられる定着ニップ部の上流で内側から加熱部材が押し当てられ、下流は定着ローラに密着して巻き付けられている。
【０００７】
さらに、特許文献３に記載されるように、定着部材としてローラ状のものが用いられ、そのローラ状の定着部材に、ともにローラ状の像担持体と加圧部材とが押し当てられているものがある。加圧部材が押し当てられる定着ニップ部の上流には、定着部材のまわりにその上のトナーを予め加熱するヒータが設けられ、また加圧部材のまわりに、定着ニップ部をする記録材を予め加熱するヒータが設けられている。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３０３２９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１８３９２３号公報
【特許文献３】特許第３１４２３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１に記載される転写定着装置では、定着部材に薄肉で弾性を持たせるためには、ある程度の剛性が必要である。例えば、薄い金属板などでは、厚さ数十μｍから数百μｍのものが必要であることから、定着部材の熱容量が大きくなって定着立ち上がり時間が長くなる問題があった。また、定着ニップ部でのみ定着部材を加熱することから、定着部材の加熱効率が悪く、温度の上昇が遅くなって定着立ち上がり時間が長くなる問題があった。加えて、定着部材により熱せられて像担持体の温度が徐々に上昇し、像担持体に熱の影響を与えて異常画像を発生するなどの問題があった。
【００１０】
特許文献２に記載される転写定着装置では、一般的にコンセントの容量が１５００ｗ以下の場合、定着部材を加熱するためにかけられる電力には限りがある。一方、定着部材に要求される機能は、耐熱性があること、機械的に十分な強度を有すること、熱容量が小さいこと、トナーなどを記録材に定着するために弾性を有することなどが挙げられる。このため、ある程度の厚さが必要となり、その結果、熱容量も大きくなっていた。例えば、基材として、ポリイミドフィルムに耐熱ゴムなどの弾性層を設け、その上にＰＴＦＥなどの離型層を設けるようにすると、通常、定着部材の厚さは、８０μｍ〜３００μｍ程度となっていた。
【００１１】
このような定着部材を加熱部材により一度の通過で所望の定着温度（例えば１５０℃）まで上げることはかなり難しい。特に、特許文献２に記載される転写定着装置では、定着部材が定着ローラに密着して巻き付けられて、十分に冷却されるため、加熱位置を通過しても一度で定着温度に達するようにすることは難しかった。よって、定着ローラの温度がある程度上がってくることにより、はじめて定着準備完了となるなどの欠点があった。
【００１２】
特許文献３に記載される転写定着装置では、定着部材として剛性ローラを使用するから、非常に熱容量が大きくなり、定着立ち上がり時間が長くなるとともに、その結果ファンなどの冷却装置がおおがかりになり、コストの負担が大きくなるなどの問題があった。
【００１３】
そこで、この発明の第１の目的は、定着立ち上がり時間を短くする一方、定着部材の温度上昇によって像担持体が悪影響を受けることがないようにすることにある。
【００１４】
この発明の第２の目的は、定着ニップ部の上流で定着部材の温度低下を防止して定着立ち上がり時間を一層短くすることにある。
【００１５】
ところで、朝一番の電源投入時などでは、定着ニップ部通過後の定着ベルトは、定着ローラに接触することにより温度低下する。しかし、連続運転していると、定着ローラに熱が蓄積し、徐々に定着ベルトの温度低下が小さくなっていき、やがて定着部材の熱を受けて像担持体の画像安定性が損なわれることとなる。
そこで、この発明の第３の目的は、連続運転時に定着部材の温度低下が鈍化したとき、定着部材の熱によって像担持体の画像安定性が損なわれることを確実に防止することにある。
【００１６】
この発明の第４の目的は、クリーニング部材を別途設けて部品点数を増加することなく、定着ニップ部通過後に定着ベルトに残留するトナーを除去して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１７】
この発明の第５の目的は、熱の利用効率を向上することにある。
【００１８】
この発明の第６の目的は、定着立ち上がり時間を短くする一方、定着部材の温度上昇によって像担持体が悪影響を受けることがない転写定着装置を備える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】
【００１９】
このため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、定着ローラ等の定着回転体と、それに掛けまわして転写部でベルト状やローラ状の像担持体上の画像が転写される定着ベルトと、その定着ベルトを介して前記定着回転体に押し当てて定着ニップ部を形成するローラ、ベルト、パッドなどの加圧部材と、前記転写部を通過後であって前記定着ニップ部に至る前に前記定着ベルトを加熱する加熱部材とが設けられ、
前記定着ベルトに転写された画像が、前記定着ニップ部で、その定着ニップ部を通過する記録材に転写と同時に定着される転写定着装置において、
前記定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないように、前記定着回転体に対する前記定着ベルトの、前記定着ニップ部下流側の巻き付け角を規制する規制部材が備えられていることを特徴とする。
【００２０】
そして、規制部材により、定着回転体に対する定着ベルトの、定着ニップ部下流側の巻き付け角が規制されて、定着回転体に対する定着ベルトの接触時間が制限され、定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないようにされる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の転写定着装置において、前記定着回転体に対する前記定着ベルトの、前記定着ニップ部上流側の巻き付け角を規制するニップ前案内板等のニップ前案内部材が備えられていることを特徴とする。
【００２２】
そして、ニップ前案内部材により定着ベルトが定着ニップ部に案内され、定着回転体に対する定着ベルトの、定着ニップ部上流側の巻き付け角が規制されて、定着回転体に対する定着ベルトの接触時間が制限される。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の転写定着装置において、前記定着回転体と前記加圧部材の少なくとも一方を冷却する冷却装置が備えられていることを特徴とする。
【００２４】
そして、例えば連続運転などによって定着ベルトの温度低下が鈍くなったことが検知されたとき、冷却装置で定着回転体と加圧部材の少なくとも一方が冷却され、その冷却された部材を介して、定着ニップ部から転写部に至るまでの間で、定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないように定着ベルトが冷却される。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の転写定着装置において、前記定着ニップ部通過後に、前記巻き付け角の範囲内で前記定着ベルトを直接冷却するヒートパイプローラ等で構成される冷却部材が備えられていることを特徴とする。
【００２６】
そして、例えば連続運転などによって定着ベルトの温度低下が鈍くなったことが検知されたとき、定着ニップ部通過後に、巻き付け角の範囲内で、冷却部材により定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないように定着ベルトが直接冷却される。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項４に記載の転写定着装置において、前記冷却部材が、前記定着ベルトを清掃するクリーニング機能を有していることを特徴とする。そして、冷却部材で定着ベルトが冷却されるとき、その冷却部材により同時に定着ベルトが清掃される。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の転写定着装置において、前記像担持体が感光体であることを特徴とする。そして、感光体上に形成した画像が定着ベルトに転写され、その定着ベルトに転写された画像が、定着ニップ部で、その定着ニップ部を通過する記録材に、転写と同時に定着される。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の転写定着装置において、前記像担持体が中間転写体であることを特徴とする。そして、感光体上に形成した画像が中間転写体に転写されてその中間転写体が担持する画像が定着ベルトに転写され、その定着ベルトに転写された画像が、定着ニップ部で、その定着ニップ部を通過する記録材に転写と同時に定着される。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし７のいずれか１に記載の転写定着装置において、前記定着回転体と前記加熱部材との間に、熱を遮蔽する遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。そして、遮蔽部材により遮蔽されて、放射や対流などにより加熱部材の熱が定着回転体に伝達されないようにする。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、上述した第６の目的を達成すべく、請求項１ないし８のいずれか１に記載の転写定着装置が備えられていることを特徴とする、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置である。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、転写部通過後であって定着ニップ部に至る前に加熱部材により、熱容量の小さい定着ベルトが加熱されるので、定着設定温度までの立ち上がり時間を小さくすることができる。また、定着ニップ部から転写部に至る前に定着回転体に接触して定着ベルトが冷やされるので、定着ベルトの温度上昇によって像担持体が悪影響を受けることがないようにすることができる。加えて、規制部材により、定着回転体に対する定着ベルトの、定着ニップ部下流側の巻き付け角が規制されて、定着回転体に対する定着ベルトの接触時間が制限され、定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないようにするので、必要以上に低下することなく、同じく定着設定温度までの立ち上がり時間を小さくすることができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、ニップ前案内部材により定着ベルトが定着ニップ部に案内され、定着回転体に対する定着ベルトの、定着ニップ部上流側の巻き付け角が規制されて、定着回転体に対する定着ベルトの接触が制限されるので、加熱部材で加熱した定着ベルトの表面温度を低下することなく、定着設定温度までの定着立ち上がり時間を一層短くすることができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、例えば連続運転時に定着ベルトの温度低下が鈍化したとき、冷却装置で冷却した定着回転体もしくは加圧部材またはそれらの双方を介して、定着ニップ部から転写部に至るまでの間で、定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないように定着ベルトが冷却されるので、定着ベルトの熱によって像担持体の画像安定性が損なわれることを確実に防止することができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、例えば連続運転時に定着ベルトの温度低下が鈍化したとき、定着ニップ部通過後に、巻き付け角の範囲内で、冷却部材により定着ベルトの表面温度が所望の設定温度を下回らないように定着ベルトが直接冷却されるので、定着ベルトの熱によって像担持体の画像安定性が損なわれることを確実に防止することができる。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、冷却部材で定着ベルトが冷却されるとき、その冷却部材により同時に定着ベルトが清掃されるので、クリーニング部材を別途設けて部品点数を増加することなく、定着ニップ部通過後に定着ベルトに残留するトナーを除去して画像品質の低下を防止することができる。また、この発明によれば、冷却とともにクリーニングされるので、冷却により固化状態とした残トナーを効果的にクリーニングすることができる。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、感光体上に形成した画像が定着ベルトに転写され、その定着ベルトに転写された画像が記録材に転写と同時に定着されるので、中間転写体を不要として小型化を図ることができる。また、定着ニップ部から転写部に至る前に定着回転体に接触して定着ベルトが冷やされるので、定着ベルトの温度上昇によって感光体が悪影響を受けることがないようにすることができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、感光体上に形成した画像が中間転写体に転写されてその中間転写体が担持する画像が定着ベルトに転写され、その定着ベルトに転写された画像が記録材に転写と同時に定着されるので、定着ニップ部から転写部に至る前に定着回転体に接触して定着ベルトが冷やされ、定着ベルトの温度上昇によって中間転写体が悪影響を受けることがないようにすることができる。
【００３９】
請求項８に記載の発明によれば、遮蔽部材により遮蔽されて、加熱部材の熱が定着回転体に伝達されないようにするので、熱の利用効率を向上することができる。
【００４０】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１ないし８のいずれか１に記載の転写定着装置が備えられているので、定着立ち上がり時間を短くする一方、定着ベルトの温度上昇によって像担持体が悪影響を受けることがない転写定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、この発明による画像形成装置に備える転写定着装置を示す。
図中符号１０は、定着回転体としての定着ローラであり、ＳＵＳなどの金属材料からなる芯金のまわりにシリコンなどのゴム層を設けて形成されている。
【００４２】
定着ローラ１０には、エンドレスの定着ベルト１２が掛けまわされている。定着ベルト１２は、樹脂材料からなるベース層に、弾性層、離型層を設けて構成された多層構造となっている。ここで、弾性層は、フッ素ゴム、シリコンゴム、発泡性シリコンゴムなどの弾性材料で構成されており、離型層は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥなどの材料で構成されている。定着ベルト１２の全体の厚みが薄いほど、総じて熱容量が小さくなるので、ベルトの厚さはなるべく薄く形成されることが好ましい。例えば、ポリイミドのベース層を４０〜１００μｍ、シリコンゴムの弾性層を３０〜２００μｍ、ＰＴＦＥの離型層を５〜３０μｍとして構成され、全体の厚みが８０〜３００μｍとされる。
【００４３】
そのような定着ベルト１２を介して、定着ローラ１０には、加圧部材としての加圧ローラ１３を押し当てて、定着ニップ部Ａが形成されている。加圧ローラ１３も、定着ローラ１０とほぼ同様に構成されているが、表面に、ＰＦＡなどの離型層が設けられる場合がある。
【００４４】
定着ベルト１２は、定着ローラ１０とともに、ニップ前案内板１４とニップ後案内板１５と伝熱板１６とに掛けまわされ、それらで案内されて定着ローラ１０の回転とともに時計まわりに回転されるようになっている。
【００４５】
ニップ前案内板１４は、金属板でつくり、形状や設置位置を工夫して、定着ローラ１０に対する定着ベルト１２の、定着ニップ部Ａ上流側の巻き付け角θ１を規制し、定着ローラ１０に接触して定着ベルト１２の表面温度が低下しないように、定着ベルト１２を定着ニップ部Ａの近傍まで案内する。
【００４６】
ニップ後案内板１５は、この発明でいう規制部材であって転写部材も兼ねており、同様に金属板でつくり、形状や設置位置を工夫して、定着ローラ１０に対する定着ベルト１２の、定着ニップ部Ａ下流側の巻き付け角θ２を規制し、定着ローラ１０に接触して定着ベルト１２の表面温度が所望の設定温度を下回らないように、定着ローラ１０に対する定着ベルト１２の接触時間を制限する。
【００４７】
伝熱板１６は、ＳＵＳなどの熱伝導性のよい金属板で構成される。そして、伝熱板１６の裏側には、加熱部材１７が一体に設けられている。加熱部材１７は、例えば抵抗発熱体やＰＴＣ（静特性サーミスタヒータ）などで構成される。
【００４８】
ニップ後案内板１５には、定着ベルト１２を介して、ベルト状の像担持体２０を巻き掛けたローラ２１が押し当てられ、転写部Ｂが形成されている。像担持体２０は、転写部材を兼ねるローラ２１とその他の不図示のローラ間に掛けまわされてなり、その上にトナー像２２を担持している。
【００４９】
図中符号２４は、用紙等の記録材であり、図中矢示するように定着ニップ部Ａに向けて導かれる。
【００５０】
そして、画像形成装置本体の駆動にともない、不図示のモータにより加圧ローラ１３を反時計まわりに従動回転しながら定着ローラ１０を時計まわりに回転し、定着ベルト１２が時計まわりに回転されるとともに、像担持体２０を掛けまわすローラの１つを回転して他のローラを従動回転し、定着ベルト１２の回転に同期して像担持体２０が反時計まわりに回転される。
【００５１】
このとき、ローラ２１とニップ後案内板１５間に電圧を印加して、像担持体２０で担持するトナー像２２が、転写部Ｂで定着ベルト１２に転写される。定着ベルト１２に転写されたトナー像２２は、転写部Ｂを通過後であって転写ニップ部Ａに至る前に定着ベルト１２に、加熱部材１７の熱が伝熱板１６を介して伝えられることによって溶融される。
【００５２】
その後、定着ベルト１２は、定着ローラ１０に直接接触して定着ベルト１２の表面温度が低下することがないように、ニップ前案内板１４により、定着ニップ部Ａの近傍まで定着ローラ１０から離して案内され、定着ベルト１２上のトナー像が、定着ニップ部Ａで、その定着ニップ部Ａを通過する記録材２４に転写と同時に定着される。
【００５３】
定着ニップ部Ａを通過後の定着ベルト１２は、定着ローラ１０に接触して定着ベルト１２の表面温度が所望の設定温度を下回らないように、ニップ後案内板１５により、転写部Ｂまで定着ローラ１０から離して案内される。
【００５４】
図示例の転写定着装置によれば、加熱部材１７によって、熱容量の小さい定着ベルト１２のみを加熱すればよいから、定着設定温度までの立ち上がり時間を小さくすることができる。特に図示例では、伝熱板１６により、定着ベルト１２が長時間加熱され、ニップ前案内板１４により定着ローラ１０との接触長さが最小になるように案内されているので、定着ベルト１２の熱は、定着ローラ１０に奪われることなく、温度降下せずに、定着設定温度まで短時間で立ち上がることができる。
【００５５】
また、定着ベルト１２は、従来のような円筒状のものを圧縮変形するものではないので、記録材２４の搬送の邪魔にならない構成とすることができる。さらに、ニップ後案内板１５により、定着ベルト１２は、定着ローラ１０との接触時間が短く設定されているため、立ち上がり当初は、定着ベルト１の温度を十分に冷却せずに、次の加熱サイクルに入れることができる。定着ニップ部Ａでの定着温度が１４０℃である場合、例えば４０℃位に冷却されるように設定することが好ましい。８０〜１００μｍ程度の厚さであれば、１回の加熱部通過（１パス加熱）で定着温度に立ち上がることが可能である。
【００５６】
図２には、この発明による画像形成装置に備える転写定着装置の他例を示す。
この図２に示す例の転写定着装置は、基本的には、図１で示す転写定着装置と同様であり、対応する部分には互いに同一の符号を付している。
【００５７】
この例では、規制部材として、上述のニップ後案内板１５に代えて転写ローラ２６が用いられている。転写ローラ２６は、一般的には金属ローラで構成され、定着ローラ１０に対する定着ベルト１２の、定着ニップ部Ａ下流側の巻き付け角θ２を規制し、定着ローラ１０に接触して定着ベルト１２の表面温度が所望の設定温度を下回らないように、定着ローラ１０に対する定着ベルト１２の接触時間を制限している。そして、ローラ２１と転写ローラ２６間に電圧を印加して、像担持体２０で担持するトナー像２２が、転写部Ｂで定着ベルト１２に転写される。
【００５８】
また、図２に示す例では、図１に示すニップ前案内板１４と伝熱板１６とが一体に形成されて、熱伝導率のよい伝熱案内板２７が用いられている。このようにすると、定着ニップ部Ａの近傍まで長時間にわたり定着ベルト１２を加熱して、熱効率を向上することができる。
【００５９】
さらに、図２に示す例では、定着ローラ１０と加熱部材１７との間に遮蔽部材２８が設けられている。このようにすると、遮蔽部材２８により遮蔽されて、加熱部材１７の熱が放射、対流により定着ローラ１０に伝達されないようにし、熱の利用効率を向上することができる。
【００６０】
加えて、図２に示す例では、定着ニップ部Ａを通過後に、巻き付け角θ２の範囲内で、定着ベルト１２を直接冷却する冷却部材３０が備えられている。冷却部材３０は、例えばヒートパイプローラ等で構成されるようにする。このような構成とすると、例えば連続運転時に定着ベルト１２の温度低下が鈍化したとき、定着ニップ部Ａを通過後に、巻き付け角θ２の範囲内で、冷却部材３０により定着ベルト１２の表面温度が所望の設定温度を下回らないように定着ベルト１２が直接冷却されるので、定着ベルト１２の熱によって像担持体２０の画像安定性が損なわれることを確実に防止することができる。
【００６１】
ここで、冷却部材３０に、定着ベルト１２を清掃するクリーニング機能を持たせると、冷却部材３０で定着ベルト１２が冷却されるとき、その冷却部材３０により同時に定着ベルト１２が清掃されるので、クリーニング部材を別途設けて部品点数を増加することなく、定着ニップ部Ａを通過後に定着ベルト１２に残留するトナーを除去して画像品質の低下を防止することができる。また、この発明によれば、冷却とともにクリーニングされるので、冷却により固化状態とした残トナーを効果的にクリーニングすることができる。
【００６２】
すなわち、従来、定着ニップ部Ａを通過後、定着ベルト１２に残った残トナーをクリーニングするクリーニングローラが設置されていた。この例では、このクリーニングローラを冷却ローラ３０が兼用することで、クリーニング効果を得ることと部品点数を削減することの両立が図れる。クリーニング性能は、残トナーがある程度固化状況にあった方が良いと考えられており、クリーニング効果は、実際に冷却した方が高いことが実験的にも確かめられている。
【００６３】
そして、この図２に示す例でも、加熱されるのは定着ベルト１２のみであるから、定着設定温度までの立ち上がり時間を最小にすることができる。伝熱案内板２７により、定着ベルト１２は長時間加熱され、定着ローラ１０との接触長さが最小になるように案内されているので、定着ベルト１２の熱は定着ローラ１０によって奪われることなく、温度降下しないという利点があり、定着設定温度まで短時間で立ち上がることができる。また、定着ベルト１２は、従来のような円筒状のものを圧縮変形するものではないので、記録材２４の搬送の邪魔にならない構成とすることができる。
【００６４】
さらに、立ち上がり時間の短縮が望める。熱容量の非常に小さい定着ベルト１２上でトナーが長時間加熱されること、それがニップ直前まで継続し、非常に熱効率が良くなっていることなどから、定着設定温度を下げることができるので、より１パス加熱が可能となり、立ち上り特性が改善できる。
【００６５】
ところで、図２に示す例では、冷却部材３０を用いて定着ベルト１２を直接冷却するが、定着ローラ１０と加圧ローラ１３の少なくとも一方を冷却する冷却装置３５が備えられる構成であってもよい。
図３には、加圧ローラ１３を冷却する冷却装置が備えられている例を示す。
【００６６】
この図３に示す例では、付勢部材３１により付勢されて定着ローラ１０に押し当てられる加圧ローラ１３が、ヒートパイプローラで構成されている。そして、その端部に、ファン３２を作用させるヒートシンク３３を設けて冷却装置３５が構成されている。これにより、ファン３２をオンオフするか、その風量を変えるかすることにより、定着ニップ部Ａから冷却作用がはじまり、巻き付け角θ２の間で、定着ベルトの温度上昇によって像担持体が悪影響を受けることがないように冷却することができる。
【００６７】
朝一番の電源投入などでは、定着ニップ部Ａを通過後の定着ベルト１２が定着ローラ１０に接触していることから、温度降下することができる。しかし、連続運転をしていると、定着ローラ１０が加熱されて蓄熱し、徐々に定着ベルト１２の温度降下が小さくなる。この場合、あらかじめ、冷却装置３５を設けておき、温度降下が鈍くなったことを検知したときに冷却装置３５を作動することにより、温度降下を一定に保つようにすると、像担持体２０への熱的影響を小さくして、画像安定性を確保することができる。
【００６８】
定着ニップ部Ａから冷却が始まっても、トナーへの熱降下の影響は定着ベルト１２の厚み方向の温度勾配（定着ローラ１０への熱伝達による定着ベルト１２の厚み方向の温度低下）によって定着に及ぼす悪影響はほとんどない程度に、ニップ時間を設定することがより好ましい。
【００６９】
なお、像担持体２０の温度が、ある一定以上（たとえば６０℃以上）になると、その像担持体２０自身である感光体、またはその像担持体２０に接触している感光体などに悪い影響を与え、異常画像などが発生する。よって、悪影響を与えないように、定着ニップ部Ａから転写部Ｂまでの間で定着ベルト１２の温度を下げて、その定着ベルト１２に接触する像担持体２０の温度をある程度以下に保つ必要がある。
【００７０】
図４には、像担持体である感光体上の画像を記録材に転写同時定着する転写定着装置を示す。
【００７１】
この例の転写定着装置は、定着回転体である定着ローラ４０と、規制部材である規制ローラ４１と、転写ローラ４２と、裏側に加熱部材４３を一体的に設ける伝熱板４４と、それらに掛けまわすエンドレスの定着ベルト４５と、定着ベルト４５を介して定着ローラ４０に押し当てて定着ニップ部Ａを形成する加圧部材である加圧ローラ４６とで構成されている。また、転写ローラ４２は、定着ベルト４５を介してドラム状の感光体５０に押し当てて転写部Ｂが形成されている。
【００７２】
感光体５０のまわりには、帯電装置５１、不図示の書込み装置、現像装置５２、クリーニング装置５３が備えられている。そして、感光体５０の時計まわりの回転とともに、感光体５０の表面が帯電装置５１により一様に帯電され、次いで書込み装置からの書込み光Ｌにより書込みが行われて感光体１０上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置５２によりトナーを付着することにより可視像化され、その可視像化したトナー像が転写ローラ４２で定着ベルト４５に転写され、転写後の感光体５０の表面がクリーニング装置５３によりクリーニングされる。
【００７３】
感光体５０からトナー像が転写された定着ベルト４５は、定着ローラ４０の回転とともに反時計まわりに走行され、伝熱板４４を介して加熱部材４３により加熱されてトナー像が溶融され、定着ニップ部Ａで、その定着ニップ部Ａを通過して図中矢示方向に搬送される記録材に転写と同時に定着される。
【００７４】
規制部材である規制ローラ４１は、定着ベルト４５の表面温度が所望の設定温度を下回らないように、定着ローラ４０に対する定着ベルト４５の、定着ニップ部Ａ下流側の巻き付け角を規制するものである。
【００７５】
このように、像担持体を感光体５０とすると、中間転写体を不要として小型化を図ることができる。また、定着ニップ部Ａから転写部Ｂに至る前に定着ローラ４０に接触して定着ベルト４５が冷やされるので、定着ベルト４５の温度上昇によって感光体５０が悪影響を受けることがないようにすることができる。
【００７６】
図５には、像担持体である中間転写体上の画像を記録材に転写同時定着する転写定着装置を示す。
【００７７】
この例の転写定着装置は、定着回転体である定着ローラ６０と、規制部材であるニップ後案内板６１と、転写ローラ６２と、裏側に加熱部材６３を一体的に設ける伝熱板６４と、ニップ前案内板６５と、それらに掛けまわすエンドレスの定着ベルト６６と、定着ベルト６６を介して定着ローラ６０に押し当てて定着ニップ部Ａを形成する加圧部材である加圧パッド６７とで構成されている。加圧部材は、上述した従動回転する加圧ローラ１３に限らず、この例のような回転しない加圧パッドでもよいし、複数のローラ間に掛けまわしたベルト状の加圧ベルトであってもよい。
【００７８】
また、転写ローラ６２は、定着ベルト６６を介して、エンドレスベルト状の中間転写体７０を掛けまわす転写ローラ７１に押し当てて転写部Ｂが形成されている。中間転写体７０は、転写ローラ７１と別のローラ７２に掛けまわして設けられ、別のローラ７２のまわりにはクリーニング装置７３が設置されている。
【００７９】
ローラ７１、７２間で張り渡した中間転写体７０の上には、中間転写体７０に沿ってイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの作像装置７４Ｙ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｋが配置されている。各作像装置７４には、感光体のまわりに帯電装置、書込み装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置が備えられており、感光体上に個別に各色トナー像が形成されるようになっている。
【００８０】
そして、中間転写体７０の時計まわりの回転とともに、各作像装置７４でそれぞれ感光体上に形成した各色トナー像が順次中間転写体７０に転写されて重ね合わされ、カラートナー像が形成されて転写部Ｂで定着ベルト６６に転写される。転写後に中間転写体７０上に残留する残トナーは、クリーニング装置７３で除去される。
【００８１】
転写部Ｂでカラートナー像が転写された定着ベルト６６は、定着ローラ６０の回転とともに反時計まわりに走行され、伝熱板６４を介して加熱部材６３により加熱されてトナー像が溶融され、そのトナー像が定着ニップ部Ａで記録材に転写定着される。
【００８２】
ニップ前案内板６５は、定着ローラ６０に対する定着ベルト６６の、定着ニップ部Ａ上流側の巻き付け角を規制する。一方、規制部材であるニップ後案内板６１は、定着ローラ６０に対する定着ベルト６６の、定着ニップ部Ａ上流側の巻き付け角を規制する。
【００８３】
このように、像担持体が中間転写体７０であると、感光体上に形成した画像が中間転写体７０に転写されてその中間転写体７０が担持する画像が定着ベルト６６に転写され、その定着ベルト６６に転写された画像が記録材に転写と同時に定着されるので、定着ニップ部Ａから転写部Ｂに至る前に定着ローラ６０に接触して定着ベルト６６が冷やされ、定着ベルト６６の温度上昇によって中間転写体７０が悪影響を受けることがないようにすることができる。
【００８４】
ところで、上述したすべての例では、加熱部材と電熱板とが一体に設けられる構成について説明したが、この発明において、電熱板は、加熱部材と必ずしも一体に設ける必要はないし、必須不可欠なものでもない。また、加熱部材も、それ自体が発熱体である必要はなく、例えば電磁誘導加熱のように定着ベルトの発熱層を発熱するものであってもよく、定着ベルトの内側に限らず、外側に配置するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】この発明による画像形成装置に備える転写定着装置の概略構成図である。
【図２】この発明による画像形成装置に備える転写定着装置の他例の概略構成図である。
【図３】加圧ローラを冷却する冷却装置が備えられている例の構成図である。
【図４】像担持体である感光体上の画像を記録材に転写同時定着する転写定着装置の概略構成図である。
【図５】像担持体である中間転写体上の画像を記録材に転写同時定着する転写定着装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０    定着ローラ（定着回転体）
１２    定着ベルト
１３    加圧ローラ（加圧部材）
１４    ニップ前案内板（ニップ前案内部材）
１５    ニップ後案内板（規制部材）
１６    伝熱板
１７    加熱部材
２０    像担持体
２１    転写ローラ
２２    トナー像
２４    記録材
２６    転写ローラ（規制部材）
２７    伝熱案内板
２８    遮蔽部材
３０    冷却ローラ（冷却部材）
３５    冷却装置
４０    定着ローラ（定着回転体）
４１    規制ローラ（規制部材）
４２    転写ローラ
４３    加熱部材
４４    伝熱板
４５    定着ベルト
４６    加圧ローラ（加圧部材）
５０    感光体（像担持体）
６０    定着ローラ（定着回転体）
６１    ニップ後案内板（規制部材）
６２    転写ローラ
６３    加熱部材
６４    伝熱板
６５    ニップ前案内板（ニップ前案内部材）
６６    定着ベルト
６７    加圧パッド（加圧部材）
７０    中間転写体（像担持体）
Ａ      定着ニップ部
Ｂ      転写部
θ１    定着ニップ部上流側の巻き付け角
θ２    定着ニップ部下流側の巻き付け角
【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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