(57)【要約】【課題】ニップ幅を増やすとともに画像のずれを防止することが可能な定着装置を提供する。【解決手段】本発明の定着装置１３０は、少なくとも２つの懸架ローラ１３１、１３２により懸架された定着ベルト１３３と、定着ベルト１３３を加熱する加熱部材１３２ａと、懸架ローラ１３１、１３２のそれぞれと対向して設けられ、定着ベルト１３３を介して懸架ローラ１３１、１３２を押圧する少なくとも２つの加圧ローラ１３４、１３５とを備える。かかる定着装置１３０において、各懸架ローラ１３１、１３２と各加圧ローラ１３４、１３５とが対向して加圧ローラ１３４、１３５と定着ベルト１３３とが接触する接触領域には、トナー像を担持した像担持体を連続的に通過させてトナー像を定着させるニップ部１５１、１５２がそれぞれ形成されることを特徴とする。【選択図】図２
2009145493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの懸架ローラにより懸架された定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
前記懸架ローラのそれぞれと対向して設けられ、前記定着ベルトを介して前記懸架ローラを押圧する少なくとも２つの加圧ローラと、
を備え、
前記各懸架ローラと前記各加圧ローラとが対向して前記加圧ローラと前記定着ベルトとが接触する接触領域には、トナー像を担持した像担持体を連続的に通過させて前記トナー像を定着させるニップ部がそれぞれ形成され、
前記２つのニップ部間において、前記像担持体を前記定着ベルトから一旦離隔させることを特徴とする、定着装置。
【請求項２】
２つの前記ニップ部の間において、前記像担持体の搬送路には、前記像担持体の搬送方向に前記像担持体を案内するガイド部材を備えることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ガイド部材は、前記像担持体の搬送方向を変更可能な可動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４】
前記ガイド部材は、前記像担持体を前記ニップ部に通過させるように案内する第１の位置と、前記像担持体を前記ニップ部に通過させないように案内する第２の位置との間を移動することを特徴とする、請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つの加圧ローラのうち相隣接する第１の加圧ローラおよび第２の加圧ローラと、前記第１の加圧ローラと対向する一の懸架ローラとは、
前記第１の加圧ローラの回転中心と前記一の懸架ローラの回転中心とを結ぶ線と、前記第２の加圧ローラの回転中心と前記一の懸架ローラの回転中心とを結ぶ線とがなす角が４５°〜１８０°となるように配置され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】
前記加熱部材は、少なくとも１つの前記懸架ローラの内部に設けられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材は、前記定着ベルトの外周面から前記定着ベルトに接触して配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
少なくとも像担持体搬送方向最上流側の前記ニップ部を形成する前記懸架ローラは表面に弾性層を備え、
像担持体搬送方向最下流側の前記ニップ部を形成する前記懸架ローラは金属管から形成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記加圧ローラは、最外周面に離型層を有する弾性層を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像領域に前記静電潜像担持体と対向して設けられ、周面に現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記静電潜像担持体上のトナー像を像担持体に転写させる転写領域に、前記静電潜像担持体と対向して設けられる転写ローラと、
前記像担持体に転写されたトナー像を定着する定着器と、
を備える画像形成装置であって、
前記定着器は、
少なくとも２つの懸架ローラにより懸架された定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
前記懸架ローラのそれぞれと対向して設けられ、前記定着ベルトを介して前記懸架ローラを押圧する少なくとも２つの加圧ローラと、
を備え、
前記各懸架ローラと前記各加圧ローラとが対向して前記加圧ローラと前記定着ベルトとが接触する接触領域には、前記像担持体を連続的に通過させて前記トナー像を定着させるニップ部がそれぞれ形成され、
前記２つのニップ部間において、前記像担持体を前記定着ベルトから一旦離隔させ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、像担持体上の未定着トナーを定着させる定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンターや複写機、ファクシミリ等の電子写真画像形成方式を用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置には、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させて固定化した画像とすることが要求される。トナー像の定着方法は、大きく３つに分類される。第１の方法は、加熱のみでトナー像を溶融させる方法であって、例えばキセノンランプなどの熱源により短時間で熱エネルギーをトナー像に与えて溶融固着させる。第２の方法は、トナー像を加熱すると同時に加圧してトナー像を溶融固着させる。第３の方法は、トナー像を加圧のみで押し潰し定着させる方法である。
【０００３】
現在、電子写真装置では、第２の方法である熱と圧力とを利用した定着方式が最も多く使用されている。この理由は、比較的簡単な構成であり、また低速から高速まで幅広い範囲で安定した良好な定着性が得られるためである。
【０００４】
例えば、ヒートロール方式の定着装置１０は、図１２に示すように、熱源を内包した加熱（定着）ローラ１２と、加熱ローラ１２に押圧接触する加圧ローラ１１とから構成される。加熱ローラ１２は、例えばアルミニウムや鉄等の金属を用いた円筒１２ｃからなり、その周面には例えばシリコンゴムからなる弾性層１２ｄと、最外周面に例えばＰＦＡ等からなる表面剥離層１２ｅが形成される。金属製の円筒１２ｃの内部（空洞部１２ｂ）には、例えばハロゲンランプなどの輻射熱源１２ａが設けられる。このような定着装置１０では、輻射熱源１２ａにより加熱ローラ１２の内部から加熱ローラ１２全体を加熱して、加圧ローラ１１との間にできる定着ニップにトナー像が転写された記録媒体である例えば用紙Ｐを通過させ、トナーＴを溶融固着させる。
【０００５】
かかる定着装置１０は、低速の白黒プリンタに適用される場合には、問題なく用紙Ｐ上のトナー層を平滑に溶融させることができる。しかし、画像形成装置の印刷速度が高速化する場合には、記録媒体が定着装置１０を通過する時間が短くなるため、十分に加熱、加圧することができない。また、カラープリンタに適用する場合には、トナー層が厚くなるため溶融熱量が多く必要となり、グロスを出すために白黒プリンタより定着後の表面平滑性を高める必要がある。このため、トナー層を十分に加熱して押圧するためにニップ幅を大きくすることが要求される。定着装置１０のように、ハードローラである加熱ローラ１２と加圧ローラ１１とを押圧して形成されたニップのニップ幅を大きくするためには、ローラの径を大きくしたりハードローラに弾性層を設けたりすることが考えられる。しかし、十分なニップ幅およびニップ時間を確保できないため、定着不良やグロス低下等の問題が生じていた。
【０００６】
このような問題に対し、例えば、特許文献１には、弾性層を有する２つのローラを圧接して形成されるニップ部に像担持体を通過させ、トナー像を像担持体に定着させる定着装置が開示されている。このような定着装置２０は、図１３に示すように、一方に加熱部２２ａが設けられた２つの懸架ローラ２１、２２により懸架された定着ベルト２３と、定着ベルト２３を介して懸架ローラ２１を押圧する加圧ローラ２４とから構成される。懸架ローラ２１と加圧ローラ２４との加圧接触領域であるニップ部にトナー像を担持した像担持体である用紙Ｐを通過させることにより、トナー像が定着される。ニップ部を通過した用紙Ｐは，ガイド部材２５ａ、２５ｂに沿って移送されて、補助ローラ２６ａ、２６ｂにより外部へ移送される。かかる構成の定着装置２０は、弾性層を有する２つのローラ２１、２４を圧接してニップ部を形成するため、ニップ幅を大きくすることができる。
【０００７】
また、例えば、特許文献２には、図１４に示すように、一方に加熱部が設けられた２つの懸架ローラ３１、３２と、懸架ローラ３１、３２により懸架された定着ベルト３３と、定着ベルト３３を介して懸架ローラ３１を押圧する加圧ローラ３５とを備え、さらに、定着ベルト３３の内部に加圧ローラ３５を押圧する固定部３４を備えた定着装置３０が開示されている。かかる構成の定着装置３０によれば、懸架ローラ３１と加圧ローラ３５とにより形成されるニップ部から固定部３４と加圧ローラ３５とにより形成されるニップ部にわたってニップ幅の大きい１つのニップを形成することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２２４０１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２２８２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の定着装置２０は、懸架ローラ２１および加圧ローラ２４の弾性体の柔らかさに限界があるため、形成可能なニップ幅の大きさに限界があった。このため、高速のカラープリンタなどには適用することができなかった。また、ニップ幅を大きくすることはできるが、定着装置２０のニップ部を通過する用紙Ｐに加えられる圧力は、図１５（ａ）に示すように、破線で示す従来の定着装置と比較して小さくなる。このため、ベルトと像担持体間で局部的なスリップが発生し、像が用紙Ｐに十分に定着されないという問題があった。
【００１０】
一方、特許文献２の定着装置３０においては、２つのニップ部に加えて定着ベルト３３の張力が働いている領域が存在することから、ニップ時間を増大させることができる。しかし、図１５（ｂ）に示すように、２つのニップ部の間では定着ベルト３３の張力が低下して、用紙Ｐに対してかかる圧力が弱くなる部分が発生する。このため、画像がずれるなどの問題が発生していた。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ニップ幅を増やすとともに画像のずれを防止することが可能な、新規かつ改良された定着装置および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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、少なくとも２つの懸架ローラにより懸架された定着ベルトと、定着ベルトを加熱する加熱部材と、懸架ローラのそれぞれと対向して設けられ、定着ベルトを介して懸架ローラを押圧する少なくとも２つの加圧ローラとを備える定着装置が提供される。かかる定着装置において、各懸架ローラと各加圧ローラとが対向して加圧ローラと定着ベルトとが接触する接触領域には、トナー像を担持した像担持体を連続的に通過させてトナー像を定着させるニップ部がそれぞれ形成され、２つのニップ部間において、像担持体を定着ベルトから一旦離隔させることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、少なくとも２つの懸架ローラと加圧ローラとの対を設けることにより、加圧ローラと定着ベルトとの間に少なくとも２つのニップ部が形成される。像担持体搬送方向上流側から移送される像担持体は、少なくとも２つのニップ部を連続的に通過される。像担持体は、搬送方向上流側のニップ部を通過すると一旦定着ベルトから離隔され、その後搬送方向下流側に位置するニップ部に移送される。このように、相隣接する２つのニップ部間において像担持体を一旦定着ベルトから離隔させることにより、像担持体がニップ部間を移送される間に像担持体にかかる圧力をほぼゼロにすることができる。このように、ニップ部の増加によりトナー像を像担持体に定着させるための十分なニップ幅を確保することができるとともに、画像のずれを防止することができる。
【００１４】
ここで、２つのニップ部の間において、像担持体の搬送路には、像担持体の搬送方向に像担持体を案内するガイド部材が備えられる。かかるガイド部材は、像担持体の搬送方向を変更可能な可動部材として形成することができる。例えば、ガイド部材は、像担持体をニップ部に通過させるように案内する第１の位置と、像担持体をニップ部に通過させないように案内する第２の位置との間を移動するようにしてもよい。これにより、形成する画像の種類等に応じてトナー像を像担持体に定着させる回数を変更することができる。
【００１５】
また、少なくとも２つの加圧ローラのうち相隣接する第１の加圧ローラおよび第２の加圧ローラと、第１の加圧ローラと対向する一の懸架ローラとは、第１の加圧ローラの回転中心と一の懸架ローラの回転中心とを結ぶ線と、第２の加圧ローラの回転中心と一の懸架ローラの回転中心とを結ぶ線とがなす角が４５°〜１８０°となるように配置させてもよい。これにより、第１の加圧ローラと懸架ローラとにより形成されるニップ部を通過した像担持体を、定着ベルトから容易に離隔させることができる。
【００１６】
さらに、加熱部材は、少なくとも１つの懸架ローラの内部に設けてもよく、定着ベルトの外周面から定着ベルトに接触させて配置してもよい。
【００１７】
また、少なくとも像担持体搬送方向最上流側のニップ部を形成する懸架ローラは表面に弾性層を備え、像担持体搬送方向最下流側の前記ニップ部を形成する懸架ローラは金属管から形成することもできる。一方、加圧ローラは、最外周面に離型層を有する弾性層を備えるように構成することもできる。懸架ローラの表面に弾性層を設けることによりニップ幅を大きくすることができ、懸架ローラを金属管から形成することによりニップ部を通過する像担持体に対して加える圧力を大きくすることができる。また、加圧ローラの最外周面の離型層により、搬送する像担持体を加圧ローラから容易に分離することができる。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像領域に静電潜像担持体と対向して設けられ、周面に現像剤を担持する現像剤担持体と、静電潜像担持体上のトナー像を像担持体に転写させる転写領域に、静電潜像担持体と対向して設けられる転写ローラと、像担持体に転写されたトナー像を定着する定着器とを備える画像形成装置が提供される。ここで、本発明の定着器は、少なくとも２つの懸架ローラにより懸架された定着ベルトと、定着ベルトを加熱する加熱部材と、懸架ローラのそれぞれと対向して設けられ、定着ベルトを介して懸架ローラを押圧する少なくとも２つの加圧ローラと、を備える。そして、各懸架ローラと各加圧ローラとが対向して加圧ローラと定着ベルトとが接触する接触領域には、像担持体を連続的に通過させてトナー像を定着させるニップ部がそれぞれ形成され、２つのニップ部間において、像担持体を定着ベルトから一旦離隔させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、ニップ幅を増やすとともに画像のずれを防止することが可能な定着装置および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】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
（第１の実施形態）
まず、図１に基づいて、本発明の実施形態にかかる定着装置を備える画像形成装置について説明する。なお、図１は、本実施形態にかかる定着装置を備える画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【００２２】
本実施形態にかかる定着装置は、例えばレーザプリンターや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置１００に備えられる。一例として、図１に、４つのローラ１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄによって懸架される転写ベルト１０５上を搬送される用紙Ｐに対してトナー像を多段に転写して画像を得る方式の画像形成装置１００を示す。かかる画像形成装置１００は、用紙供給ユニット１１０と、画像形成ユニット１２０と、定着ユニット１３０とを備える。
【００２３】
用紙供給ユニット１１０は、後述する画像形成ユニット１２０により形成されたトナー像を転写させる用紙Ｐをスタックし、用紙Ｐを画像形成ユニット１２０へ供給するユニットである。
【００２４】
画像形成ユニット１２０は、用紙Ｐに転写するトナー像を形成するユニットであり、本実施形態では４色（ブラック、シアン、イエロー、マゼンタ）のトナー像を形成するため４つの画像形成部１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｃ、１２０Ｂを有する。画像形成部１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｃ、１２０Ｂはそれぞれ、静電潜像が形成される感光体ドラム１２１と、感光体ドラム１２１の周面を帯電する帯電ローラ１２２と、帯電された感光体ドラム１２１の周面を露光して静電潜像を形成する露光装置１２３と、現像剤であるトナーを攪拌する攪拌器１２４と、攪拌器１２４から供給されたトナーを感光体ドラム１２１に形成された静電潜像に付着させて、トナー像を形成する現像ローラ１２５と、トナー像を用紙Ｐに転写した後、感光体ドラム１２１上に残存したトナーを除去するクリーニングローラ１２６とからなる。また、トナー像を用紙Ｐに転写させるための転写ローラ１２７が、転写ベルト１０５を介して感光体ドラム１２１と対向して配置される。
【００２５】
定着ユニット１３０は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させる定着装置である。定着ユニット１３０の詳細な構成については後述する。
【００２６】
画像形成装置１００では、用紙供給ユニット１１０から搬出された用紙Ｐが転写ベルト１０５によって画像形成ユニット１２０へ搬送される。用紙Ｐは、感光体ドラム１２１と転写ローラ１２７との間を転写ベルト１０５とともに通過することにより、各画像形成部１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｃ、１２０Ｂにおいて形成されたトナー像が順次転写される。画像形成ユニット１２０を通過することにより４つのトナー像が転写された用紙Ｐは定着ユニット１３０へ搬送され、用紙Ｐにトナー像が定着される。
【００２７】
以上、本実施形態にかかる画像形成装置１００の構成について説明した。次に、図２に基づいて、本実施形態にかかる定着ユニット１３０の構成について説明する。なお、図２は、本実施形態にかかる定着ユニット１３０の構成を示す概略構成図である。また、以下において、用紙Ｐの搬送方向上流側とは、画像形成ユニット１２０においてトナー像が付着された用紙Ｐが定着ユニット１３０に挿入される側をいい、搬送方向下流側とは、定着ユニット１３０によってトナー像が定着された用紙Ｐが排出される排出先側をいう。
【００２８】
本実施形態にかかる定着ユニット１３０は、図２に示すように、第１の懸架ローラ１３１と、第２の懸架ローラ１３２と、定着ベルト１３３と、第１の加圧ローラ１３４と、第２の加圧ローラ１３５と、ガイド部材１３６とから構成される。
【００２９】
第１の懸架ローラ１３１は、後述する定着ベルト１３３を懸架するとともに、定着ベルト１３３を回転駆動するローラである。第１の懸架ローラ１３１は、図２に示すように、第１ローラ回転軸１３１ａと、弾性層１３１ｂとからなる。第１ローラ回転軸１３１ａは、例えば金属製の芯金であって、外部の駆動部（図示せず。）と接続されており、弾性層１３１ｂとともに時計回りに回転する。弾性層１３１ｂは、第１ローラ回転軸１３１ａの周囲に設けられ、その周面の一部が定着ベルト１３３と接している。弾性層１３１ｂは、加熱された定着ベルト１３３と接するため、例えば耐熱性を有する発泡性シリコンゴムなどから形成される。
【００３０】
第２の懸架ローラ１３２は、定着ベルト１３３を懸架するローラである。第２の懸架ローラ１３２は、熱源１３２ａと、内部に熱源１３２ａを有する円筒部１３２ｂとからなる。熱源１３２ａは、例えばハロゲンランプなどを用いることができる。円筒部１３２ｂは、定着ベルト１３３へ熱を伝達しやすいように、例えばアルミニウムや鉄などの金属からなる、厚さが約０．２〜０．３ｍｍの薄肉金属管を用いることができる。第２の懸架ローラ１３２は、外部の駆動部（図示せず。）によって、接触する定着ベルト１３３の移動速度と略同一の速度で回転されている。
【００３１】
定着ベルト１３３は、用紙Ｐに転写されたトナーを溶融するための熱を供給する部材である。定着ベルト１３３は、例えば、約１００μｍの厚さを有する、例えば熱容量の小さいステンレスやニッケルなどの金属や、ＰＩなどの耐熱樹脂からなる薄肉の無端ベルトである。定着ベルト１３３の外周側には、定着均一性を満たすため、厚さが約２００〜３００μｍのシリコンゴム層が設けられ、されたに、定着ニップにおいてトナー像と接触する際トナーが付着しないように、厚さが約３０〜５０μｍの例えばＰＦＡなどからなる離型層が最外層に設けられる。
【００３２】
第１の加圧ローラ１３４は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させるための圧力を加えるローラであって、定着ベルト１３３を介して第１の懸架ローラ１３１に圧接して設けられる。定着ベルト１３３を介して第１の加圧ローラ１３４と第１の懸架ローラ１３１とを押圧させることにより、第１の加圧ローラ１３４と定着ベルト１３３とが接触する領域（以下、「第１のニップ部」という。）１５１に未定着トナー像が形成された用紙Ｐを通紙させることにより、トナー像が用紙Ｐに定着される。
【００３３】
第１の加圧ローラ１３４は、図２に示すように、第１加圧ローラ回転軸１３４ａと、弾性層１３４ｂと、離型層１３４ｃとからなる。第１加圧ローラ回転軸１３４ａは、第１の加圧ローラ１３４の回転中心となる軸である。第１加圧ローラ回転軸１３４ａは、例えば金属製の芯金であって、支持部材（図示せず。）により回転可能に支持されている。第１加圧ローラ回転軸１３４ａの周囲には、弾性層１３４ｂ、離型層１３４ｃが内部から順に形成されている。弾性層１３４ｂは、定着ベルト１３３から熱を奪わないようにするために断熱性を有する材質の部材から形成されており、例えば発泡性シリコンゴムなどからなる。最外層の離型層１３４ｃは、離型層１３４ｃと接する定着ベルト１３３または用紙Ｐから離れ易くするために離型性を有する材質から生成されている。離型層１３４ｃは、例えばＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素樹脂フィルムまたはこれらの材質のコーティングがなされて形成されている。
【００３４】
第２の加圧ローラ１３５は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させるための圧力を加えるローラであって、定着ベルト１３３を介して第２の懸架ローラ１３２に圧接して設けられる。定着ベルト１３３を介して第２の加圧ローラ１３５と第２の懸架ローラ１３２とを押圧させることにより、第２の加圧ローラ１３５と定着ベルト１３３とが接触する領域（以下、「第２のニップ部」という。）１５２に未定着トナー像が形成された用紙Ｐを通紙させることにより、トナー像をより確実に用紙Ｐに定着させる。かかる第２の加圧ローラ１３５は、図２に示すように、第２加圧ローラ回転軸１３５ａと、弾性層１３５ｂと、離型層１３５ｃとからなる。第２の加圧ローラ１３５は、第１の加圧ローラ１３４と同様の構成とすることができる。
【００３５】
ガイド部材１３６は、第１のニップ部１５１を通過した用紙Ｐを第２のニップ部１５２へ移送させるための部材である。ガイド部材１３６は、第１の加圧ローラ１３４と第２の加圧ローラ１３５との間に、定着ベルト１３３と対向して設けられる。ガイド部材１３６の定着ベルト１３３と対向する側の面を、例えば略円弧状の凹部として形成することにより、用紙Ｐを円滑に第２のニップ部１５２へ移送することができる。
【００３６】
かかる定着ユニット１３０は、画像形成ユニット１２０によりトナー像が付着された用紙Ｐが移送されてくると、まず、第１のニップ部１５１を通過させることによりトナー像が定着される（第１定着段階）。次いで、第１のニップ部１５１を通過した用紙Ｐは、一旦定着ベルト１３３から離隔された後、ガイド部材１３６に案内されて第２のニップ部１５２へ移送される。そして、用紙Ｐ上のトナー像は、用紙Ｐが第２のニップ部１５２を通過することによりさらに定着される（第２定着段階）。第２のニップ部１５２を通過した用紙Ｐは、搬送ガイド１４１ａ、１４１ｂにガイドされて搬送ローラ１４２ａ、１４２ｂにより、排出先へ搬送される。
【００３７】
本実施形態にかかる定着ユニット１３０では、第１のニップ部１５１における第１定着段階と、第２のニップ部１５２における第２定着段階の２段階で用紙ＰへのトナーＴの定着が行われる。ニップ部を２つ設けることによりトナー像がニップ部を通過するニップ時間を長くすることができるため、用紙ＰのトナーＴを十分に加熱することができる。ここで、トナーＴを所定の温度まで加熱して固体状態から液体状態とした後に押圧することにより、トナーＴの定着性を向上させることができる。したがって、トナーＴの定着性を向上させるために、第１定着段階および第２定着段階におけるニップ幅、ニップ時間および圧力をそれぞれ設定することもできる。
【００３８】
例えば、第１定着段階では、第１のニップ部１５１ではトナーＴを十分に加熱する。このため、トナーＴに加える圧力を大きくするよりもニップ時間が長くなるように、懸架ローラ１３１を例えば発泡性シリコンゴムなどの柔らかい材質から形成する。これにより、懸架ローラ１３１と第１の加圧ローラ１３４との接触部が広くなり、第１のニップ部１５１のニップ幅が大きくなる。したがって、第１定着段階におけるニップ時間が長くなり、トナーＴの加熱時間を増加させることができる。
【００３９】
一方、第２定着段階では、第１定着段階において加熱されたトナーＴをさらに加熱して押圧する。このとき、トナーＴは第１定着段階において一度加熱されているため、トナーＴを加熱するニップ時間は第１定着段階と比較して短くてもよい。また、トナーＴを押しつぶすためには所定の圧力を加えることが必要である。したがって、第２の懸架ローラ１３２を例えば金属などの固い材質から形成することにより、トナーに対して十分な圧力を加えることができ、トナーＴを確実に押しつぶすことができる。
【００４０】
すなわち、図３に示すように、第１定着段階においてトナーＴに加えられる圧力を第２定着段階に比べて小さくする一方で、第１定着段階におけるニップ時間は第２定着段階と比べて長くする。これにより、第１定着段階においてトナーＴが溶融しきれず押しつぶすことができなかったトナーＴが用紙Ｐ上に存在しても第２定着段階でさらに加熱して押圧されるので、トナーＴを用紙Ｐに確実に定着させることができる。
【００４１】
なお、用紙Ｐの搬送方向最上流に形成されるニップ部である第１のニップ部１５１では、トナーＴと用紙Ｐとの界面付近が十分に溶融されない場合にトナー像の一部が取り去られるコールドオフセット（Ｃｏｌｄ  Ｏｆｆｓｅｔ）が発生しないように構成される。また、用紙Ｐの搬送方向最下流に形成されるニップ部である第２のニップ部１５２では、トナーＴが過加熱されてトナー層が分断するホットオフセット（Ｈｏｔ  Ｏｆｆｓｅｔ）が発生しないように構成される。
【００４２】
また、本実施形態にかかる定着ユニット１３０では、第１のニップ部１５１と第２のニップ部１５２との間において用紙Ｐを一旦定着ベルト１３３から離隔させる。図３に示すように、第１定着段階と第２定着段階との間、すなわち用紙Ｐが第１のニップ部１５１を通過してから第２のニップ部１５２に挿入されるまでの間において用紙Ｐに圧力が加わらない構成とすることにより、トナー定着時における画像のずれを回避することができる。すなわち、トナー定着時における画像のずれは、２つのニップ部の間における張力が弱まって用紙Ｐに撚りが生じることによって発生する。このため、本実施形態にかかる定着ユニット１３０では、用紙Ｐが第１のニップ部１５１を通過した後第２のニップ部１５２に入るまでの間において、定着ベルト１３３から用紙Ｐを一旦離隔して力が作用しないようにする。
【００４３】
このとき、図４に示すように、第１の懸架ローラ１３１の回転中心と第１の加圧ローラ１３４の回転中心とを結んだ線と、第１の懸架ローラ１３１の回転中心と第２の加圧ローラ１３５の回転中心とを結んだ線とがなす角度θが約４５°〜１８０°となるように、各構成部材は配置される。用紙Ｐは、第１のニップ部１５１を通過したとき、第１の懸架ローラ１３１の回転中心と第１の加圧ローラ１３４の回転中心とを結んだ線に対して略直交する方向に移送される。このため、かかる用紙Ｐの搬送方向と第１のニップ部１５１と第２のニップ部１５２との間における定着ベルト１３３とをある程度離隔することにより、第１のニップ部１５１を通過した用紙Ｐが定着ベルト１３３から離れ易くなる。すなわち、角度θを約４５°〜１８０°とすることにより、用紙Ｐを定着ベルト１３３から容易に離隔させることができる。
【００４４】
以上、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０について説明した。かかる定着ユニット１３０は、トナーを定着させる第１のニップ部１５１と第２のニップ部１５２とを備え、第１のニップ部１５１を通過後第２のニップ部１５２に挿入されるまでの間は、用紙Ｐを定着ベルト１３３から一旦離隔させる。これにより、用紙Ｐ上のトナー像の定着時間を長くすることができ、トナーＴの定着性を高めることができる。また、第１のニップ部１５１と第２のニップ部１５２との間では用紙Ｐに圧力がかからないため、用紙Ｐに撚りが発生せず、定着時の画像のずれを回避することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、図５に基づいて、本発明の第２の実施形態にかかる定着ユニットについて説明する。なお、図５は、本実施形態にかかる定着ユニット２３０の構成を示す概略構成図である。本実施形態にかかる定着ユニット２３０は、第１の実施形態と比較して、定着ベルトを懸架する懸架ローラを１つ追加した構成となっている。以下では、第２の実施形態にかかる定着ユニット２３０の構成について、第１の実施形態との相違点を主に説明する。また、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０と同様の構成、機能については、詳細な説明を省略する。
【００４６】
本実施形態にかかる定着ユニット２３０は、図５に示すように、第１の懸架ローラ２３１と、第２の懸架ローラ２３２と、第３の懸架ローラ２３３と、定着ベルト２３４と、第１の加圧ローラ２３５と、第２の加圧ローラ２３６と、ガイド部材２３７とから構成される。
【００４７】
第１の懸架ローラ２３１および第２の懸架ローラ２３２は、後述する定着ベルト２３４を懸架するとともに、定着ベルト２３４を回転駆動するローラである。第１の懸架ローラ２３１および第２の懸架ローラ２３２は、例えば、第１の実施形態にかかる第１の懸架ローラ１３１と同様の構成とすることができる。第３の懸架ローラ２３３は、定着ベルト２３４を懸架するローラであって、その内部に定着ベルト２３４を加熱する熱源２３３ａを備える加熱部材でもある。第３の懸架ローラ２３３は、例えば第１の実施形態にかかる第２の懸架ローラ２３２と同様の構成とすることができる。
【００４８】
定着ベルト２３４は、用紙Ｐに転写されたトナーを溶融するための熱を供給する部材である。本実施形態にかかる定着ベルト２３４は、第１の実施形態にかかる定着ベルト１３３と同様の構成とすることができ、第１の懸架ローラ２３１、第２の懸架ローラ２３２および第３の懸架ローラ２３３に懸架されて例えば時計回りに回転される。
【００４９】
第１の加圧ローラ２３５および第２の加圧ローラ２３６は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させるための圧力を加えるローラである。第１の加圧ローラ２３５は、定着ベルト２３４を介して第１の懸架ローラ２３１に圧接して設けられており、押圧接触領域である第１のニップ部２５１を形成する。また、第２の加圧ローラ２３６は、定着ベルト２３４を介して第２の懸架ローラ２３２に圧接して設けられており、押圧接触領域である第２のニップ部２５２を形成する。第１の加圧ローラ２３５および第２の加圧ローラ２３６は、第１の実施形態にかかる第１の加圧ローラ１３４と同様に構成することができる。
【００５０】
ガイド部材２３７は、第１のニップ部２５１を通過した用紙Ｐを第２のニップ部２５２へ移送させるための部材である。ガイド部材２３７は、第１の実施形態にかかるガイド部材１３６と同様に形成することができ、第１の加圧ローラ２３５と第２の加圧ローラ２３６との間に、定着ベルト２３４と対向して設けられる。ガイド部材２３７は、定着ベルト２３４と対向する側の面を例えば略円弧状の凹部として形成することにより、用紙Ｐを円滑に第２のニップ部２５２へ移送させることができる。
【００５１】
本実施形態にかかる定着ユニット２３０は、画像形成ユニット１２０によりトナー像が付着された用紙Ｐが移送されてくると、まず、第１のニップ部２５１において、トナーを加熱しながら押圧する（第１定着段階）。次いで、第１のニップ部２５１を通過した用紙Ｐは、一旦定着ベルト２３４から離隔された後、ガイド部材２３７に案内されて第２のニップ部２５２へ移送される。そして、用紙Ｐ上のトナー像は、用紙Ｐが第２のニップ部２５２を通過することによりさらに定着される（第２定着段階）。第２のニップ部２５２を通過した用紙Ｐは、搬送ガイド２４１ａ、２４１ｂにガイドされて搬送ローラ２４２ａ、２４２ｂにより排出先へ搬送される。
【００５２】
定着ユニット２３０では、第１の懸架ローラ２３１および第２の懸架ローラ２３２に柔らかいローラを用いるため、第１のニップ部２５１および第２のニップ部２５２のニップ幅を大きくすることができる。これにより、トナーＴを加熱するニップ時間を長くすることができるので、トナーＴを十分に加熱することができ、トナー像の定着性を高めることができる。また、第１のニップ部２５１と第２のニップ部２５２との間では用紙Ｐに圧力がかからないため、用紙Ｐに撚りが発生しない。これにより、定着時の画像のずれを回避することができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
次に、図６に基づいて、本発明の第３の実施形態にかかる定着ユニットについて説明する。なお、図６は、本実施形態にかかる定着ユニット３３０の構成を示す概略構成図である。本実施形態にかかる定着ユニット３３０は、第１の実施形態と比較して、定着ベルトを懸架する懸架ローラおよび加圧ローラをそれぞれ１つ追加した構成となっている。以下では、第３の実施形態にかかる定着ユニット３３０の構成について、第１の実施形態との相違点を主に説明する。また、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０と同様の構成、機能については、詳細な説明を省略する。
【００５４】
本実施形態にかかる定着ユニット３３０は、図６に示すように、第１の懸架ローラ３３１と、第２の懸架ローラ３３２と、第３の懸架ローラ３３３と、定着ベルト３３４と、第１の加圧ローラ３３５と、第２の加圧ローラ３３６と、第３の加圧ローラ３３７と、ガイド部材３３８ａ、３３８ｂとから構成される。
【００５５】
第１の懸架ローラ３３１および第２の懸架ローラ３３２は、後述する定着ベルト３３４を懸架するとともに、定着ベルト３３４を回転駆動するローラである。第１の懸架ローラ３３１および第２の懸架ローラ３３２は、例えば、第１の実施形態にかかる第１の懸架ローラ１３１と同様の構成とすることができる。第３の懸架ローラ３３３は、定着ベルト３３４を懸架するローラであって、定着ベルト３３４を加熱する熱源３３３ａを備える加熱部材でもある。第３の懸架ローラ３３３は、例えば第１の実施形態にかかる第２の懸架ローラ１３２と同様の構成とすることができる。
【００５６】
定着ベルト３３４は、用紙Ｐに転写されたトナーを溶融するための熱を供給する部材である。本実施形態にかかる定着ベルト３３４は、第１の実施形態にかかる定着ベルト１３３と同様の構成とすることができ、第１の懸架ローラ３３１、第２の懸架ローラ３３２および第３の懸架ローラ３３３に懸架されて、例えば時計回りに回転される。
【００５７】
第１の加圧ローラ３３５、第２の加圧ローラ３３６および第３の加圧ローラ３３７は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させるための圧力を加えるローラである。第１の加圧ローラ３３５は、定着ベルト３３４を介して第１の懸架ローラ３３１に圧接して設けられ、押圧接触領域である第１のニップ部３５１を形成する。また、第２の加圧ローラ３３６は、定着ベルト３３４を介して第２の懸架ローラ３３２に圧接して設けられ、押圧接触領域である第２のニップ部３５２を形成する。第３の加圧ローラ３３７は、定着ベルト３３４を介して第３の懸架ローラ３３３に圧接して設けられ、押圧接触領域である第３のニップ部３５３を形成する。第１の加圧ローラ３３５、第２の加圧ローラ３３６および第３の加圧ローラ３３７は、第１の実施形態にかかる第１の加圧ローラ１３４と同様に構成することができる。
【００５８】
ガイド部材３３８ａは、第１のニップ部３５１を通過した用紙Ｐを第２のニップ部３５２へ移送させるための部材である。また、ガイド部材３３８ｂは、第２のニップ部３５２を通過した用紙Ｐを第３のニップ部３５３へ移送させるための部材である。ガイド部材３３８ａ、３３８ｂは、第１の実施形態にかかるガイド部材１３６と同様に形成することができ、ガイド部材３３８ａは第１の加圧ローラ３３５と第２の加圧ローラ３３６との間に、ガイド部材３３８ｂは第２の加圧ローラ３３６と第３の加圧ローラ３３７との間に、定着ベルト３３４と対向して設けられる。ガイド部材３３８ａ、３３８ｂは、定着ベルト３３４と対向する側の面を例えば略円弧状の凹部として形成することにより、用紙Ｐを円滑に移送させることができる。
【００５９】
本実施形態にかかる定着ユニット３３０は、画像形成ユニット１２０によりトナー像が付着された用紙Ｐが移送されてくると、まず、第１のニップ部３５１において、トナーＴを加熱しながら押圧する（第１定着段階）。次いで、第１のニップ部３５１を通過した用紙Ｐは、一旦定着ベルト３３４から離隔された後、ガイド部材３３８ａに案内されて第２のニップ部３５２に移送される。用紙Ｐ上のトナー像は、用紙Ｐが第２のニップ部３５２を通過することによりさらに定着される（第２定着段階）。第２のニップ部３５２を通過した用紙Ｐは、一旦定着ベルト３３４から離隔された後、ガイド部材３３８ｂに案内されて第３のニップ部３５３に移送される。用紙Ｐ上のトナー像は、用紙が第３のニップ部３５３を通過することによりさらに定着される（第３定着段階）。第３のニップ部３５３を通過した用紙Ｐは、搬送ガイド３４１ａ、３４１ｂにガイドされて搬送ローラ３４２ａ、３４２ｂにより排出先へ搬送される。
【００６０】
定着ユニット３３０では、３つのニップ部３５１、３５２、３５３を設けることにより、トナーＴを定着させるための定着時間を長くすることができる。また、第１の懸架ローラ３３１および第２の懸架ローラ３３２に柔らかいローラを用いるため、第１のニップ部３５１および第２のニップ部３５２のニップ幅をさらに広くすることができる。これにより、トナーＴを十分に加熱することができる。さらに、第３の懸架ローラ３３３には表面の硬いローラを用いることにより、トナーＴに対して大きな圧力を加えることができる。このように、トナーＴの加熱時間を長くして、用紙Ｐの搬送方向最下流に位置する第３のニップ部３５３において大きな圧力を加えることにより、トナー像の定着性を高めることができる。また、第１のニップ部３５１と第２のニップ部３５２との間、および第２のニップ部３５２と第３のニップ部３５３との間では用紙Ｐに圧力がかからないため、用紙Ｐに撚りが発生しない。これにより、定着時の画像のずれを回避することができる。
【００６１】
（第４の実施形態）
次に、図７に基づいて、本発明の第４の実施形態にかかる定着ユニットについて説明する。なお、図７は、本実施形態にかかる定着ユニット４３０の構成を示す概略構成図である。本実施形態にかかる定着ユニット４３０は、第３の実施形態と比較して、定着ベルトを懸架する懸架ローラを１つ追加した構成となっている。以下では、第４の実施形態にかかる定着ユニット４３０の構成について、第３の実施形態との相違点を主に説明する。また、第３の実施形態にかかる定着ユニット３３０と同様の構成、機能については、詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施形態にかかる定着ユニット４３０は、図７に示すように、第１の懸架ローラ４３１と、第２の懸架ローラ４３２と、第３の懸架ローラ４３３と、第４の懸架ローラ４３４と、定着ベルト４３５と、第１の加圧ローラ４３６と、第２の加圧ローラ４３７と、第３の加圧ローラ４３８と、ガイド部材４３９ａ、４３９ｂとから構成される。
【００６３】
第１の懸架ローラ４３１、第２の懸架ローラ４３２および第３の懸架ローラ４３３は、後述する定着ベルト４３５を懸架するとともに、定着ベルト４３５を回転駆動するローラである。第１の懸架ローラ４３１、第２の懸架ローラ４３２および第３の懸架ローラ４３３は、例えば、第１の実施形態にかかる第１の懸架ローラ１３１と同様の構成とすることができる。第４の懸架ローラ４３４は、定着ベルト４３５を懸架するローラであって、定着ベルト４３５を加熱する熱源４３４ａを備える加熱部材でもある。第４の懸架ローラ４３４は、例えば第１の実施形態にかかる第２の懸架ローラ１３２と同様の構成とすることができる。
【００６４】
定着ベルト４３５は、用紙Ｐに転写されたトナーを溶融するための熱を供給する部材である。本実施形態にかかる定着ベルト４３５は、第１の実施形態にかかる定着ベルト１３３と同様の構成とすることができ、第１の懸架ローラ４３１、第２の懸架ローラ４３２、第３の懸架ローラ４３３および第４の懸架ローラ４３４に懸架されて、例えば時計回りに回転される。
【００６５】
第１の加圧ローラ４３６、第２の加圧ローラ４３７および第３の加圧ローラ４３８は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させるための圧力を加えるローラである。第１の加圧ローラ４３６は、定着ベルト４３５を介して第１の懸架ローラ４３１に圧接して設けられ、押圧接触領域である第１のニップ部４５１を形成する。また、第２の加圧ローラ４３７は、定着ベルト４３５を介して第２の懸架ローラ４３２に圧接して設けられ、押圧接触領域である第２のニップ部４５２を形成する。第３の加圧ローラ４３８は、定着ベルト４３５を介して第３の懸架ローラ４３３に圧接して設けられ、押圧接触領域である第３のニップ部４５３を形成する。第１の加圧ローラ４３６、第２の加圧ローラ４３７および第３の加圧ローラ４３８は、第１の実施形態にかかる第１の加圧ローラ１３４と同様に構成することができる。
【００６６】
ガイド部材４３９ａは、第１のニップ部４５１を通過した用紙Ｐを第２のニップ部４５２へ移送させるための部材である。また、ガイド部材４３９ｂは、第２のニップ部４５２を通過した用紙Ｐを第３のニップ部４５３へ移送させるための部材である。ガイド部材４３９ａ、４３９ｂは、第１の実施形態にかかるガイド部材１３６と同様に形成することができ、ガイド部材４３９ａは第１の加圧ローラ４３６と第２の加圧ローラ４３７との間に、ガイド部材４３９ｂは第２の加圧ローラ４３７と第３の加圧ローラ４３８との間に、定着ベルト４３５と対向して設けられる。ガイド部材４３９ａ、４３９ｂは、定着ベルト４３５と対向する側の面を例えば略円弧状の凹部として形成することにより、用紙Ｐを円滑に移送することができる。
【００６７】
本実施形態にかかる定着ユニット４３０は、画像形成ユニット１２０によりトナー像が付着された用紙Ｐが移送されてくると、まず、第１のニップ部４５１において、トナーを加圧しながら押圧する（第１定着段階）。次いで、第１のニップ部４５１を通過した用紙Ｐは、一旦定着ベルト４３５から離隔された後、ガイド部材４３９ａに案内されて第２のニップ部４５２に移送される。用紙Ｐ上のトナー像は、用紙Ｐが第２のニップ部４５２を通過することによりさらに定着される（第２定着段階）。第２のニップ部４５２を通過した用紙Ｐは、一旦定着ベルト４３５から離隔された後、ガイド部材４３９ｂに案内されて第３のニップ部４５３に移送される。用紙Ｐ上のトナー像は、用紙が第３のニップ部４５３を通過することによりさらに定着される（第３定着段階）。第３のニップ部４５３を通過した用紙Ｐは、搬送ガイド４４１ａ、４４１ｂにガイドされて搬送ローラ４４２ａ、４４２ｂにより排出先へ搬送される。
【００６８】
定着ユニット４３０では、３つのニップ部４５１、４５２、４５３を設けることにより、トナーＴを定着させるための定着時間を長くすることが可能となる。また、第１の懸架ローラ４３１、第２の懸架ローラ４３２および第３の懸架ローラ４３３に柔らかいローラを用いるため、第１のニップ部４５１、第２のニップ部４５２および第３のニップ部４５３のニップ幅をさらに広くすることができる。これにより、トナーＴを十分に加熱することができ、３つのニップ部を通過させるのでトナーＴに対して十分に圧力を加えることができる。したがって、トナー像の定着性を高めることができる。また、第１のニップ部４５１と第２のニップ部４５２との間、および第２のニップ部４５２と第３のニップ部４５３との間では用紙Ｐに圧力がかからないため、用紙Ｐに撚りが発生しない。これにより、定着時の画像のずれを回避することができる。
【００６９】
（第５の実施形態）
次に、図８に基づいて、本発明の第５の実施形態にかかる定着ユニットについて説明する。なお、図８は、本実施形態にかかる定着ユニット５３０の構成を示す概略構成図である。本実施形態にかかる定着ユニット５３０は、第１の実施形態と比較して、加熱部材を定着ベルトの外部に設けた構成となっている。以下では、第５の実施形態にかかる定着ユニット５３０の構成について、第１の実施形態との相違点を主に説明する。また、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０と同様の構成、機能については、詳細な説明を省略する。
【００７０】
本実施形態にかかる定着ユニット５３０は、図８に示すように、第１の懸架ローラ５３１と、第２の懸架ローラ５３２と、加熱部材５３３と、定着ベルト５３４と、第１の加圧ローラ５３５と、第２の加圧ローラ５３６と、ガイド部材５３７とから構成される。
【００７１】
第１の懸架ローラ５３１および第２の懸架ローラ５３２は、後述する定着ベルト５３４を懸架するとともに、定着ベルト５３４を回転駆動するローラである。第１の懸架ローラ５３１および第２の懸架ローラ５３２、例えば、第１の実施形態にかかる第１の懸架ローラ１３１と同様の構成とすることができる。
【００７２】
加熱部材５３３は、定着ベルト５３４を加熱するローラである。加熱部材５３３は、定着ベルト５３４の、２つの懸架ローラ５３１、５３２により懸架されて張られた部分に外周側から押し付けるように設けられる。加熱部材５３３は、例えば第１の実施形態にかかる第２の懸架ローラ１３２と同様の構成とすることができる。
【００７３】
定着ベルト５３４は、用紙Ｐに転写されたトナーを溶融するための熱を供給する部材である。本実施形態にかかる定着ベルト５３４は、第１の実施形態にかかる定着ベルト１３３と同様の構成とすることができ、第１の懸架ローラ５３１および第２の懸架ローラ５３２に懸架されて、例えば時計回りに回転される。
【００７４】
第１の加圧ローラ５３５および第２の加圧ローラ５３６は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させるための圧力を加えるローラである。第１の加圧ローラ５３５は、定着ベルト５３４を介して第１の懸架ローラ５３１に圧接して設けられ、押圧接触領域である第１のニップ部５５１を形成する。また、第２の加圧ローラ５３６は、定着ベルト５３４を介して第２の懸架ローラ５３２に圧接して設けられ、押圧接触領域である第２のニップ部５５２を形成する。第１の加圧ローラ５３５および第２の加圧ローラ５３６は、第１の実施形態にかかる第１の加圧ローラ１３４と同様に構成することができる。
【００７５】
ガイド部材５３７は、第１のニップ部５５１を通過した用紙Ｐを第２のニップ部５５２へ移送させるための部材である。ガイド部材５３７は、第１の実施形態にかかるガイド部材１３６と同様に形成することができ、ガイド部材５３７は第１の加圧ローラ５３５と第２の加圧ローラ５３６との間に、定着ベルト５３４と対向して設けられる。ガイド部材５３７は、定着ベルト５３４と対向する側の面を例えば略円弧状の凹部として形成することにより、用紙Ｐを円滑に移送することができる。
【００７６】
本実施形態にかかる定着ユニット５３０は、画像形成ユニット１２０によりトナー像が付着された用紙Ｐが移送されてくると、まず、第１のニップ部５５１において、トナーを加熱しながら押圧する（第１定着段階）。次いで、第１のニップ部５５１を通過した用紙Ｐは、一旦定着ベルト５３４から離隔された後、ガイド部材５３７に案内されて第２のニップ部５５２に移送される。用紙Ｐ上のトナー像は、用紙Ｐが第２のニップ部５５２を通過することによりさらに定着される（第２定着段階）。第２のニップ部５５２を通過した用紙Ｐは、搬送ガイド５４１ａ、５４１ｂにガイドされて搬送ローラ５４２ａ、５４２ｂにより排出先へ搬送される。
【００７７】
定着ユニット５３０では、第１の懸架ローラ５３１および第２の懸架ローラ５３２に柔らかいローラを用いるため、第１のニップ部５５１および第２のニップ部５５２のニップ幅をさらに広くすることができる。これにより、トナーＴを十分に加熱することができ、トナー像の定着性を高めることができる。また、第１のニップ部５５１と第２のニップ部５５２との間では用紙Ｐに圧力がかからないため、用紙Ｐに撚りが発生しない。これにより、定着時の画像のずれを回避することができる。
【００７８】
また、本実施形態にかかる定着ユニットのように外部加熱により定着ベルトを加熱する場合、図９に示すように、加熱部材６３３を設けることもできる。この場合、加熱部材６３３は、例えば用紙Ｐの搬送方向上流側に設けられた第１の懸架ローラ６３１を、定着ベルト６３４を介して押圧するように設けられる。これにより、定着ベルト６３４の加熱部材６３３により加熱された部分と第１のニップ部６５１との距離を短くすることができるので、トナーＴを効率よく加熱することができる。
【００７９】
（第６の実施形態）
次に、図１０に基づいて、本発明の第６の実施形態にかかる定着ユニットについて説明する。なお、図１０は、本実施形態にかかる定着ユニット７３０の構成を示す概略構成図である。本実施形態にかかる定着ユニット７３０は、第１の実施形態と比較して、反転機能を備えた構成となっている。以下では、第６の実施形態にかかる定着ユニット７３０の構成について、第１の実施形態との相違点を主に説明する。また、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０と同様の構成、機能については、詳細な説明を省略する。
【００８０】
本実施形態にかかる定着ユニット７３０は、図１０に示すように、第１の懸架ローラ７３１と、第２の懸架ローラ７３２と、定着ベルト７３３と、第１の加圧ローラ７３４と、第２の加圧ローラ７３５と、ガイド部材７３６とから構成される。これらの構成は、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０と同様である。
【００８１】
本実施形態にかかる定着ユニット７３０は、第２の加圧ローラ７３５に接する第２の搬送ローラ７４３を備える。例えば両面印刷可能な画像形成装置では、片面印刷後に用紙Ｐを反転させる必要がある。本実施形態の定着ユニット７３０は、第１のニップ部７５１および第２のニップ部７５２を通過した用紙Ｐを、搬送ガイド７４１ａ、７４１ｂによりガイドして搬送ローラ７４２ａ、７４２ｂの位置まで搬送した後、搬送ローラ７４２ａ、７４２ｂを逆方向に回転させて用紙Ｐを搬送ガイド７４１ａ、７４１ｃによりガイドしながら反転経路へ移送する。このとき用紙Ｐは、第２の加圧ローラ７３５と第２の搬送ローラ７４３との間を通過して、反転経路に移送される。
【００８２】
このように、本実施形態にかかる定着ユニット７３０は、ニップ部を増加することにより用紙Ｐ上のトナー像の定着時間を長くすることができ、トナーＴの定着性を高めることができる。また、第１のニップ部７５１と第２のニップ部７５２との間では用紙Ｐに圧力がかからないため、用紙Ｐに撚りが発生せず、定着時の画像のずれを回避することができる。さらに、第２の加圧ローラ７３５を反転経路への搬送ローラとして用いることにより、部品数を減少させることができ、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００８３】
（第７の実施形態）
次に、図１１に基づいて、本発明の第７の実施形態にかかる定着ユニットについて説明する。なお、図１１は、本実施形態にかかる定着ユニット８３０の構成を示す概略構成図である。本実施形態にかかる定着ユニット８３０は、第１の実施形態と比較して、ガイド部材が可動である点で相違する。以下では、第７の実施形態にかかる定着ユニット８３０の構成について、第１の実施形態との相違点を主に説明する。また、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０と同様の構成、機能については、詳細な説明を省略する。
【００８４】
本実施形態にかかる定着ユニット８３０は、図１１に示すように、第１の懸架ローラ８３１と、第２の懸架ローラ８３２と、定着ベルト８３３と、第１の加圧ローラ８３４と、第２の加圧ローラ８３５と、ガイド部材８３６とから構成される。これらの構成は、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０と同様である。
【００８５】
ここで、本実施形態にかかるガイド部材８３６は、用紙Ｐの搬送方向を変更するように可動に設けられることを特徴とする。定着ユニット８３０は、第１のニップ部８５１における第１定着段階および第２のニップ部８５２における第２定着段階の、２つの定着工程においてトナーを用紙Ｐに定着させる。このとき、ガイド部材８３６が位置Ａにあるときには、第１のニップ部８５１を通過した用紙Ｐはガイド部材８３６により第２のニップ部８５２へ移動され、経路ＰＡを通って排出される。一方、ガイド部材８３６が位置Ｂにあるときには、第１のニップ部８５１を通過した用紙Ｐはガイド部材８３６と接触しないため、第２のニップ部８５２には搬送されず、経路ＰＢを通って排出される。
【００８６】
このように、本実施形態にかかる定着ユニット８３０は、第１の実施形態にかかる定着ユニット１３０と同様に、ニップ部を増加することにより用紙Ｐ上のトナー像の定着時間を長くすることができ、トナーＴの定着性を高めることができる。また、第１のニップ部８５１と第２のニップ部８５２との間では用紙Ｐに圧力がかからないため、用紙Ｐに撚りが発生せず、定着時の画像のずれを回避することができる。さらに、本実施形態にかかる定着ユニット８３０は、ガイド部材８３６を移動させることにより、用紙Ｐのトナーを１段階定着させるか、または２段階定着させるかを選択することができる。例えば、文字画像や黒色画像などの場合には反射光が多い、すなわちグロスが高いと目に強い刺激を与えてしまう。一般に硬いローラほどグロスが高く、文字画像や黒色画像などに対して２段階定着を行うと反射光の多い画像となって好ましくない。したがって、画像の種類や色の種類に応じて定着工程を選択することにより画質を向上させることができる。
【実施例】
【００８７】
以下に実施例を示す。評価機には、Ｓａｍｓｕｎｇ製ＳＣＸ−６３４５Ｎを用いた。本機は、印字枚数４３ｐｐｍＡ４で２成分現像方式を採用している。本実施例では、線速度を２９５ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００８８】
現像器は、外径２０ｍｍの固定磁石を内蔵したマグネットローラを搭載している。マグロールは、５極の磁極を有し、現像極の磁力を１２０ｍＴとした。また、現像剤を混合攪拌する攪拌器として２軸Ｓｃｒｅｗ構造とした。この攪拌器は、ピッチ２０ｍｍで総現像剤量を３００ｇｒとした。
【００８９】
評価として、平均粒径が約４５μｍのマグネタイトキャリアおよび平均粒径が約８．５μｍのトナーを用いた。マグネタイトキャリアは、表面にＳｉコート層を有している。また、トナーの主成分は、ポリエステル樹脂で内添剤としてＣＣＡ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｇｅｎｔ）、２種類のワックス、カーボンを含み混練粉砕法で製造されたもので、その表面には外添剤としてシリカおよび樹脂ビーズがヘンシルミキサーにより混合帯電処理されている。本評価では、カラートナーとしてマゼンタの顔料を用い、樹脂の熱特性としてＳＰ１／２を１２５℃、Ｔｇ６０℃を用いた。このようなキャリアおよびトナーを、トナー濃度８．５％（Ｔ／Ｃ）で混合したものを現像剤として使用する。現像剤は、上記濃度でポリ瓶にキャリア５００ｇｒ、トナー４２．５ｇｒを秤量し、約１時間１００ｒｐｍで連続攪拌混合して２４時間放置したものを用いた。
【００９０】
感光体は、アルミニウム管に積層された有機感光体を用いた。層膜厚は約２０μｍで、樹脂の主成分はポリカーボネイトである。帯電方式は、接触式帯電ローラを用いる。また、露光手段として、７８０ｎｍのレーザダイオードを用いて、６００ｄｐｉの解像度を持つようにビーム径を約８５μｍに絞る光学系を用いた。現像量として３５ｍｇ／Ａ４、５％印字エリアになるように現像特性を調整するため、感光体の表面電位を約−６００Ｖ，露光後電位を約−１００Ｖ以下となるように設定し、現像器に印可するバイアスを約−４００Ｖとした。
【００９１】
本設定では、約６５〜２００ｇ／ｍ２の各用紙に、ベタ画像および６００ｄｐｉの１ドット２５％のドットを形成し、本発明の第１の実施形態にかかる定着ユニットの定着性を評価した。
【００９２】
本定着ユニットは、図２に示すように、表面に弾性層を有する第１の懸架ローラと中空のハロゲンヒータを備える第２の懸架ローラによってＳＵＳ基材にＳｉゴム層とフッ素表面層を有した定着ベルトが懸架されている。第１の懸架ローラに対向するように表面に弾性層を有する第１の加圧ローラと第２の懸架ローラに対向する表面に弾性層を有する第２の加圧ローラとを配置した。各ローラの外径は、第１の懸架ローラ、第２の懸架ローラ、第１の加圧ローラ、第２の加圧ローラそれぞれ３０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、２０ｍｍとした。また、各ローラ間の圧力は、第１の懸架ローラ／第１の加圧ローラ間（すなわち、第１のニップ部）は１４Ｋｇｒ、第２の懸架ローラ／第２の加圧ローラ間（すなわち、第２のニップ部）は１０Ｋｇｒとした。
【００９３】
ここで、第１の懸架ローラの回転軸を定着ユニットのフレームに固定して、定着ベルトおよびローラの駆動を伝達できるようにした。ハロゲンヒータは、メインヒーターとサブヒーターとの２本を備え、メインヒーターを約７００Ｗ、サブヒーターを約５００Ｗとして配光分布を変えて温度均一性を維持している。
【００９４】
用紙の搬送経路を変えて第１の懸架ローラ／第１の加圧ローラ間（第１のニップ部）のみを通過する経路と、その後に第２の懸架ローラ／第２の加圧ローラ間（第２のニップ部）も通過する２つの経路について、定着性および表面グロスを評価した。このとき、定着温度を約１５０℃から１０℃刻みで上昇させて評価した。定着性は、Ｇｉｌｂａｒｔ  ｃｏｔｔｏｎ１００％紙でＳｏｌｉｄ画像を定着し評価した。評価方法は、定着前後の画像濃度差で測定する。測定には、Ｇｒｅｔａｇｍａｃｂｅｔｈ社製ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅを用いた。定着性は、印刷画像パッチにスコッチ（登録商標）メンディングテープを貼り付け後、７５０ｇｒの真鍮製おもりで圧接した後テープを剥がし、その表面濃度を測定し差を計った。定着率は、（定着後濃度／定着前濃度）×１００（％）として評価した。
【００９５】
表１に、定着性についての評価結果を示す。なお、定着性６０％以下を×、６０〜８０％を△、８０％以上を○として評価した。
【００９６】
【表１】
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【００９７】
トナーの定着性については、表１より、第１のニップ部のみを通過させてトナーを定着させた場合には、定着ベルト温度が１８０℃以上の場合に定着性が８０％以上となった。これに対して、第１のニップ部と第２のニップ部の両方を通過させてトナーを定着させた場合には、定着ベルト温度が１６０℃以上であれば定着性が８０％以上となった。これより、２つのニップ部によりトナーを定着させることによってトナーの定着性が向上されることがわかる。
【００９８】
次に、表２に、光沢度についての評価結果を示す。光沢度は、Ｍｕｒａｋａｍｉ  Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｃｅａｒｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ社製ＧＭＸ−１０２で評価した。なお、測定した光沢度について、基準値以上（本実施例では光沢度が１５％以上）を○、１０％〜１５％を△、１０％以下を×として評価した。
【００９９】
【表２】
2009145493.tif 000004
【０１００】
光沢度については、表２より、第１のニップ部のみを通過させてトナーを定着させた場合には、定着ベルト温度を２００℃としても１０〜１５％の光沢度しかなかった。これに対して、第１のニップ部と第２のニップ部の両方を通過させてトナーを定着させた場合には、定着ベルト温度が１８０℃以上であれば光沢度が１５％以上となることがわかった。これより、２つのニップ部を通過させてトナーを定着させることにより、光沢度が向上されることがわかる。
【０１０１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０２】
例えば、上記実施形態では、加圧ローラはすべて同一仕様のローラであり、また懸架ローラについても熱源を備える懸架ローラ以外のものについては同一仕様のローラを用いたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、形成するニップ幅やトナーに与えるべき
圧力等に応じて最適な加圧ローラおよび懸架ローラを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる定着装置を備える画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】同実施形態にかかる定着ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図３】第１のニップ部と第２のニップ部を通過する用紙に加えられる圧力の大きさとニップ時間を示す説明図である。
【図４】第１の懸架ローラ、第１の加圧ローラおよび第２の加圧ローラの位置関係を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる定着ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態にかかる定着ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第４の実施形態にかかる定着ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第５の実施形態にかかる定着ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図９】同実施形態にかかる定着ユニットの構成の他の例を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態にかかる定着ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態にかかる定着ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図１２】従来のヒートロール方式の定着装置を示す説明図である。
【図１３】ニップ幅を大きくするための構成を有する従来の定着装置を示す説明図である。
【図１４】ニップ幅を大きくするための構成を有する従来の定着装置を示す説明図である。
【図１５】従来の定着装置における像担持体に加えられる圧力の大きさを示すグラフであって、（ａ）は図１３の定着装置について、（ｂ）は図１４の定着装置について示す。
【符号の説明】
【０１０４】
１００    画像形成装置
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０、８３０  定着ユニット
１３１、２３１、３３１、４３１、５３１、６３１、７３１、８３１  第１の懸架ローラ
１３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、７３２、８３２  第２の懸架ローラ
１３３、２３４、３３４、４３５、５３４、６３４、７３３、８３３  定着ベルト
１３４、２３５、３３５、４３６、５３５、６３５、７３４、８３４  第１の加圧ローラ
１３５、２３６、３３６、４３７、５３６、６３６、７３５、８３５  第２の加圧ローラ
１３６、２３７、３３８ａ、３３８ｂ、４３９ａ、４３９ｂ、５３７、６３７、７３６、８３６  ガイド部材
１５１、２５１、３５１、４５１、５５１、６５１、７５１、８５１  第１のニップ部
１５２、２５２、３５２、４５２、５５２、６５２、７５２、８５２  第２のニップ部
２３３、３３３、４３３  第３の懸架ローラ
３３７、４３８          第３の加圧ローラ
３５３、４５３          第３のニップ部
４３４                  第４の懸架ローラ
５３３、６３３          加熱部材
【図１】
2009145493.tif 000005
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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