JP2003005553A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 加圧部材として無端状のベルトを使用し
た定着装置において、無端ベルト状の加圧部材を圧接部
材によって加熱部材に圧接させる際に、加熱部材の周方
向に沿って均一に圧力が付与することができ、ニップ部
に効率良く圧力を作用させることが可能となり、圧力部
材の圧接力の低減、加熱部材の薄肉化、圧力部材の取付
位置の誤差に起因する圧力変動の低減が可能な定着装置
を提供することを課題とする。 【解決手段】 加熱源によって加熱される加熱部材と、
無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベル
トの内部に配設され、当該定着ベルトを加熱部材の表面
に圧接させる剛性を有する部材からなる圧接部材とを備
え、前記加熱部材と定着ベルトの間に形成されるニップ
部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させる
ことにより定着を行なう定着装置において、前記圧接部
材の剛性を有する部材が圧接する方向を、前記加熱部材
の中心近傍に向けるように構成して課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明が属する技術分野】この発明は、電子写真方式、
静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画
像形成方式を採用し、カラーや白黒の画像を形成する複
写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用い
られる定着装置に関し、特に、加圧部材として無端状の
ベルトを使用した定着装置において、無端ベルト状の加
圧部材を加熱部材に圧接させる際に、当該加熱部材の変
形等を防止可能とした定着装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、上記電子写真方式等の画像形成方
式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ
等の画像形成装置においては、フルカラー化や高画質化
などの画質面での要求は勿論のこと、装置の小型化、長
寿命化、高生産性、省電力化、ファーストプリントアウ
トタイム（電源投入後、１枚目のプリントが可能になる
までの時間）の短縮など、様々な要求を満たすことが求
められてきている。 【０００３】本出願人は、かかる複写機やプリンタ等の
画像形成装置に求められるニーズに応えるべく、種々の
画像形成装置を提案してきており、例えば、特開平１０
−７８６８６号公報に開示されているように、装置の小
型化が可能であり、しかも複雑な画像の位置ずれ防止技
術を用いることなく、高画質のカラー画像を形成するこ
とが可能な画像形成装置について、既に提案している。 【０００４】この特開平１０−７８６８６号公報に開示
された画像形成装置は、種々の実施の形態を含むもので
あるが、その実施の形態の１つとして、２つの感光体と
１つの中間転写体とからなる単位構成体と、他の２つの
感光体と１つの中間転写体とからなる単位構成体が備え
られており、２つの中間転写体は、さらにもう１つの中
間転写体に接するように構成したものが提案されてい
る。ここに示された４つの感光体は共通の接線を有して
おり、したがって、これらの４つの感光体の周囲に配置
された帯電装置、露光装置、現像装置、クリーニング装
置は、それぞれの感光体に対し同一位置に配置すること
ができ、各装置種類毎に装置の共通化が図られている。 【０００５】この画像形成装置の場合、２つの感光体上
に形成された各色のトナー画像は、中間転写体に転写さ
れた後最終の中間転写体に転写され、他方の２つの感光
体上に形成された各トナー画像は他方の中間転写体に転
写された後最終の中間転写体に転写され、最終の中間転
写体に転写されたトナー画像は、搬送されてきた記録用
紙上に一括して転写される。用紙上に転写されたトナー
画像は、定着装置によって記録用紙上に定着される。上
記中間転写体は、ドラム型であって剛体からなるため、
トナー画像どうしの位置ずれは生じにくい。 【０００６】ところで、この種の所謂タンデム型の画像
形成装置に使用される定着装置には、省電力化やファー
ストプリントアウトタイム（電源投入後、１枚目のプリ
ントが可能になるまでの時間）の短縮などの要求を満た
すことが求められる。 【０００７】かかる要求に応える定着装置としては、例
えば、特開平１１−１３３７７６号公報等に開示されて
いるものがある。この特開平１１−１３３７７６号公報
に係る定着装置は、図１４に示すように、円筒状芯金１
００に耐熱弾性体層１０１が形成され、さらにその表面
に耐熱性樹脂層１０２が被覆された加熱定着ローラ１０
３と、エンドレスベルト１０４と、該エンドレスベルト
１０４内側に配置された圧力部材１０５と、を具備した
定着装置であって、前記エンドレスベルト１０４を前記
加熱定着ローラ１０３に所定角度巻き付けて、該エンド
レスベルト１０４と該加熱定着ローラ１０４との間に記
録シート１０６が通過させられるニップ部を形成し、該
ニップ部において、前記圧力部材１０５を前記エンドレ
スベルト１０４を介して加熱定着ローラ１０３に押圧さ
せることにより、前記加熱定着ローラ１０３の耐熱弾性
体層１０１に歪みを生じさせるように構成したものであ
る。また、上記定着装置では、圧力部材１０５の非弾性
部材からなる部分１０５ａを、加熱定着ローラ１０３の
中心から外れた領域に押圧させるように構成されてい
る。 【０００８】また、この定着装置は、加圧部材がロール
状の部材ではなく、エンドレスベルト１０４を、圧力部
材１０５によって加熱定着ローラ１０３に押圧させるよ
うに構成されているので、加圧部材の熱容量を小さくす
ることができるとともに、加熱定着ローラ１０３の薄肉
化が可能となり、加熱定着ローラ１０３を所定の定着温
度に加熱するための電力を低減することや時間を短縮す
ることができ、省電力化やファーストプリントアウトタ
イム（電源投入後、１枚目のプリントが可能になるまで
の時間）の短縮を実現することが可能となる。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記従来の画像形成装置に使用される定着装置
の場合には、図１４に示すように、加圧部材がロール状
の部材ではなく、エンドレスベルト１０４を、圧力部材
１０５によって加熱定着ローラ１０３に押圧させるよう
に構成されているので、加圧部材の熱容量を小さくする
ことができるものの、圧力部材１０５の非弾性部材から
なる部分１０５ａを、加熱定着ローラ１０３の中心から
外れた領域に押圧させるように構成されているため、円
筒形状の加熱定着ローラ１０３にその周方向に沿って不
均一に圧力がかかり、ニップ部に効率良く圧力を作用さ
せることができないばかりか、加熱定着ローラ１０３が
歪みやすいという問題点を有していた。 【００１０】また、上記従来の画像形成装置に使用され
る定着装置の場合には、円筒形状の加熱定着ローラ１０
３にその周方向に沿って不均一に圧力がかかり、ニップ
部に効率良く圧力を作用させることができないため、十
分な定着性を得るためには、圧力部材１０５の押圧力を
大きく設定せざるを得ず、加熱定着ローラ１０３の薄肉
化にも限界があるという問題点を有していた。 【００１１】さらに、上記従来の画像形成装置に使用さ
れる定着装置の場合には、円筒形状の加熱定着ローラ１
０３にその周方向に沿って不均一に圧力がかかるため、
圧力部材１０５の取付位置に誤差があると、ニップ部の
圧力分布が設計したものと異なり、装置間によって定着
性に差が生じやすく、これを防止するためには、定着装
置の各パラメータの設計が難しいという問題点もを有し
ていた。 【００１２】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、加圧部材として無端状のベルトを使用した
定着装置において、無端ベルト状の加圧部材を圧接部材
によって加熱部材に圧接させる際に、加熱部材の周方向
に沿って均一に圧力が付与することができ、ニップ部に
効率良く圧力を作用させることが可能となり、圧力部材
の圧接力の低減、加熱部材の薄肉化、圧力部材の取付位
置の誤差に起因する圧力変動の低減が可能な定着装置を
提供することにある。 【００１３】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載された発明は、加熱源によって加熱
される加熱部材と、無端ベルト状に形成された定着ベル
トと、前記定着ベルトの内部に配設され、当該定着ベル
トを加熱部材の表面に圧接させる剛性を有する部材から
なる圧接部材とを備え、前記加熱部材と定着ベルトの間
に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記
録媒体を通過させることにより定着を行なう定着装置に
おいて、前記圧接部材の剛性を有する部材が圧接する方
向を、前記加熱部材の中心近傍に向けたことを特徴とす
る定着装置である。 【００１４】 【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。 【００１５】図２はこの発明の実施の形態１に係る画像
形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示
すものである。 【００１６】図２において、01はタンデム型のフルカラ
ープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体
01の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行う
プリントヘッドデバイス（Print Head Device ）02と、
このプリントヘッドデバイス02の像担持体としての４つ
の感光体ドラム11, 12, 13, 14に画像露光を施す露光装
置としてのＲＯＳ（Raster Output Scanner ）03と、上
記プリントヘッドデバイス02の各色の現像装置41, 42,
43, 44に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボ
ックス04Y,04M,04C,04K と、上記プリントヘッドデバイ
ス02に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセ
ット05と、上記プリントヘッドデバイス02からトナー像
が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着
装置70と、この定着装置70によって片面に画像が定着さ
れた記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリン
トヘッドデバイス02の転写部へと搬送する両面用搬送経
路07と、プリンタ本体01の外部から所望の記録用紙Ｐを
給紙する手差し給紙手段08と、プリンタの動作を制御す
るコントローラ09と、画像信号に対して画像処理を施す
画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路10とが
設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された
記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、こ
の排出トイレT は、プリンタ本体01の上部に一体的に配
置されている。 【００１７】上記プリンタ本体01の内部に配設される種
々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ03は、イエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動
される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レー
ザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するため
のｆ−θレンズやポリゴンミラー、あるいは複数枚の反
射ミラーなどから構成されている。 【００１８】図３はこの発明の実施の形態１に係る画像
形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリ
ントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢
印は、各回転部材の回転方向を示している。 【００１９】このプリントヘッドデバイス02は、図３に
示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持
体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3,
4と、これら感光体ドラム11,12, 13, 14に接触する一
次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）21, 22, 23,2
4と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33,
34を照射するＲＯＳ（露光装置）03（図２参照）と、上
記感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像
を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置41,
42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14
のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一
次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光
体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム
（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ド
ラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写
体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転
写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されて
いる。 【００２０】感光体ドラム11, 12, 13, 14は、共通の接
平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されてい
る。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次
中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 1
2, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした
面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二
次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14
と回転軸が平行であるように配置されている。 【００２１】各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回
路10（図２参照）に配設された画像処理回路によりラス
タライジングされてＲＯＳ03に入力される。このＲＯＳ
03では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33,
34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13,
14に照射される。 【００２２】上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲
では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロ
セスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 1
3, 14としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体
を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラ
ム11, 12, 13, 14は、例えば、95ｍｍ／ｓｅｃの回転速
度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14
の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての
帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-840ＶのＤＣ電圧を印
加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電され
る。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイ
プのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの
等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。
この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用
されている帯電ロールを採用している。また、感光体ド
ラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実
施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっている
が、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。 【００２３】その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表
面には、露光装置としてのＲＯＳ03によってイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射
され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成さ
れる。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、ＲＯＳ03で静電
潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は
-60 Ｖ以下程度にまで除電される。 【００２４】また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の
表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像
は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像
され、感光体ドラム11, 12,13, 14上にイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。 【００２５】この実施の形態では、現像装置41, 42, 4
3, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採
用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限
定されるものではなく、非接触型の現像方式においても
この発明を充分に適用することができることは勿論であ
る。 【００２６】現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色
の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからな
る現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42,
43, 44には、図２に示すように、対応する色のトナーボ
ックス04Y,04M,04C,04K からトナーが補給されると、こ
の補給されたトナーは、オーガー404 で充分にキャリア
と攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部に
は、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロー
ル（不図示）が固定した状態で配置されている。この現
像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、
当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、
現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が
規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、
30〜50ｇ／ｍ² であり、また、このとき現像ロール401
上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g
程度である。 【００２７】上記現像ロール401 上に供給されたトナー
は、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナ
ーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブ
ラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。こ
の現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加し
て、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12,
13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、
トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、
現像バイアス電圧のAC成分が4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、
ＤＣ成分が-230Ｖ程度に設定されている。 【００２８】この実施の形態では、上記現像装置41, 4
2, 43, 44において、トナーとして略球形状のトナーで
ある所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜
１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色の
トナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は
７μｍに設定される。 【００２９】次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14
上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の
一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52
上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上
に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色の
トナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体
ドラム13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック
（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上
に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写
ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから
転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から
転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が
形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラ
ム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二
重色像が形成される。 【００３０】上記第１及び第２の一次中間転写ドラム5
1,52 上に感光体ドラム11,12,13,14からトナー像を静電
的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程
度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気
温度、湿度によって最適値に設定されることになる。こ
の雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗
値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知すること
で簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナ
ーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常
湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写
ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。 【００３１】この実施の形態で用いる第１、第２の一次
中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成
され、抵抗値は１０⁸ Ω程度に設定される。第１、第２
の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層
からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の
回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製
コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム
等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10² 〜10³ Ω）
が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第
１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的に
はフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜
100 μｍの高離型層（Ｒ＝10⁵ 〜10⁹ Ω）として形成
し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接
着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型
性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝10 ⁵ 〜10⁹ Ω程度で
あり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定
されない。 【００３２】このように第１、第２の一次中間転写ドラ
ム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、
二次中間転写ドラム53上に静電的に３次転写される。従
って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成され
ることになる。 【００３３】この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第
２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に
転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度で
ある。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14か
ら第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写
ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や
雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることにな
る。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間
転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位
差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,5
2 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。
上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範
囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の
一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場
合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程
度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と
二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に
設定することが望ましい。 【００３４】この実施の形態で用いる二次中間転写ドラ
ム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ド
ラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω
程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も
第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、
あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を
有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等
からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性
シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝
10² 〜10³ Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられてい
る。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的に
はフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜
100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング
剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、
二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次
中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。
そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の
一次中間転写ドラム51,52を帯電してしまい、第１及び
第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難
しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に
材料は限定されない。 【００３５】次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成
された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、
最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに
３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を
経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53
と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最
終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像
は、定着装置70によって定着され、一連の画像形成プロ
セスが完了する。 【００３６】ところで、この実施の形態に係る定着装置
は、加熱源によって加熱される加熱部材と、無端ベルト
状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの内部に
配設され、当該定着ベルトを加熱部材の表面に圧接させ
る剛性を有する部材からなる圧接部材とを備え、前記加
熱部材と定着ベルトの間に形成されるニップ部に、未定
着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより
定着を行なう定着装置において、前記圧接部材の剛性を
有する部材が圧接する方向を、前記加熱部材の中心近傍
に向けるように構成されている。 【００３７】上記圧接部材の剛性を有する部材は、例え
ば、耐熱性を有する合成樹脂で形成され、この圧接部材
の剛性部材が、弾性部材の台座部を兼ねるように構成し
ても良い。 【００３８】図４はこの実施の形態に係る定着装置の外
観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置
の基本的な構成を示す断面図である。 【００３９】この実施の形態に係る定着装置70は、図５
に示すように、内部に加熱源701 を有する加熱部材とし
ての加熱ロール702 と、無端ベルト状の定着ベルト703
と、前記定着ベルト703 が回転自在となるように当該定
着ベルト703 の両端を支持するベルトガイド部材704
と、前記定着ベルト703 の内部に配設され、当該定着ベ
ルト703 を加熱ロール702 の表面に圧接させる剛性を有
する部材と弾性部材とからなる圧接部材705 と、前記定
着ベルト703 の内面にオイルを供給するオイル供給部材
としてのフェルト部材706 とを備えるように構成されて
いる。なお、図５中、750 は定着装置70の出口ロールを
示している。 【００４０】上記加熱ロール702 は、鉄やステンレス等
からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆さ
れたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾
性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からな
る肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。ま
た、上記加熱ロール702 の内部には、加熱源として６０
０Ｗのハロゲンランプ701 が配設されている。 【００４１】また、上記定着ベルト703 は、ポリイミド
等の合成樹脂によって、外径が３０ｍｍ、肉厚が７５μ
ｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表
面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。 【００４２】さらに、上記ベルトガイド部材704 は、図
６及び図７に示すように、ベルトフレーム708 の両端部
に互いに平行に突設された嵌合部708aに嵌合された状態
で、ベルトハウジング707 の両端部に装着されるように
なっている。 【００４３】この圧接部材705 は、図６及び図７に示す
ように、合成樹脂製のベルトハウジング707 と、当該ベ
ルトハウジング707 に嵌合状態に装着される断面略コ字
形状の金属製のベルトフレーム708 と、定着ベルト703
を加熱ロール702 に圧接させるための剛性を有する部材
としてのニップヘッド部材709 と、当該ニップヘッド部
材709 に装着される弾性部材としてのパッド部材710 と
から、主に構成されている。 【００４４】上記圧接部材の剛性を有する部材としての
ニップヘッド部材709 は、耐熱性を有する合成樹脂で形
成されている。このニップヘッド部材709 は、例えば、
ＬＣＰ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＥＳ等の合成樹脂
によって形成される。また、上記圧接部材705 のニップ
ヘッド部材709 は、図８及び図９に示すように、細長い
略直方体状に形成されているとともに、その上面には、
パッド部材710 を嵌合するための凹所720 が長手方向に
沿って設けられている。また、上記ニップヘッド部材70
9 は、その幅方向の一端部に、加熱ロール702 に圧接す
る所定の幅の圧接部721 が、直線状に形成されており、
この圧接部721 は、ニップヘッド部材709 の表面から所
定量だけ突出するようになっている。さらに、上記ニッ
プヘッド部材709 の圧接部721 は、ニップ部の出口側の
部分721 ａがＲ形状に湾曲させて形成されている。 【００４５】また、上記ニップヘッド部材709 の圧接部
721 は、その上面が定着ベルト703の軸方向に沿って平
坦に形成されている訳ではなく、当該圧接部721 の上面
は、中央部が高く、両端部が低くなるように、上向きに
凸形状となるよう湾曲した形状に形成されている。 【００４６】さらに、上記パッド部材710 は、図９に示
すように、ニップヘッド部材709 の凹所720 に嵌合され
た状態で配設されており、当該ニップヘッド部材709
は、パッド部材710 の台座部を兼ねている。このパッド
部材710 は、図８に示すように、薄い金属板722 上に接
着された細長い直方体状のゴム材料723 から構成されて
いる。パッド部材710 のゴム材料723 は、硬度が１０〜
３０度（アスカーＣ硬度）のゴム材料で形成されてお
り、例えば、シリコンゴム等からなるものが用いられ
る。 【００４７】また、上記パッド部材710 は、加熱ロール
702 の表面に圧接した際の圧力分布が、定着ベルト703
の軸方向に沿って均一に形成されている訳ではなく、当
該パッド部材710 の圧力分布は、中央部が高く、両端部
が低くなるように、上向きに凸形状となるよう湾曲した
形状に設定されている。そのため、パッド部材710 は、
その中央部が厚く、両端部が薄くなるように形成しても
良いが、この実施の形態では、パッド部材710 の精度や
製造コスト等を考慮して、当該パッド部材710が装着さ
れるニップヘッド部材709 の凹所720 の底面を、定着ベ
ルト703 の軸方向に沿って、中央部が高く、両端部が低
くなるように設定されている。 【００４８】さらに、上記パッド部材710 は、ニップ部
の出口側に位置するニップヘッド部材709 の圧接部側に
傾斜した状態で、ニップヘッド部材709 に取り付けられ
ている。そのため、上記ニップヘッド部材709 の凹所72
0 の底面は、図８に示すように、幅方向に沿って、圧接
部側が低く、当該圧接部721 と反対側が高くなるよう傾
斜した状態で形成されている。このパッド部材710 は、
例えば、ニップ部の出口側に向けて、３〜１０度傾斜さ
せた状態で取り付けられる。なお、パッド部材710 は、
必ずしも、ニップ部の出口側に位置するニップヘッド部
材709 の圧接部側に傾斜した状態で取り付けなくとも良
い。 【００４９】上記の如く構成されるニップヘッド部材70
9 とパッド部材710 は、図１に示すように、ニップヘッ
ド部材709 の圧接部721 が、加熱ロール702 の中心を向
くように、加熱ロール702 に圧接されている。 【００５０】さらに、上記圧接部材705 は、図１に示す
ように、ベルトガイド部材704 を介して、アーム部材71
7 に取り付けられており、このアーム部材717 は、コイ
ルスプリング718 によって圧接部材705 を加熱ロール70
2 に所定の圧力で圧接させるように構成されている。上
記アーム部材717 は、支点717 ａを中心にして傾動自在
に支持されているとともに、その他端部717 ｂに圧接す
るコイルスプリング718 によって、圧接部材705 を加熱
ロール702 に所定の圧力で圧接させるようになってい
る。その際、上記圧接部材705 を保持したベルトハウジ
ング707 は、アーム部材717 の中央部717 ｃに取り付け
られており、圧接部材705 のニップヘッド部材709 の圧
接部721 は、定着ベルト703 を加熱ロール702 に圧接さ
せる圧接力Ｆが、加熱ロール702 の中心を向くように構
成されている。 【００５１】なお、図１及び図７中、719 は定着ベルト
703と圧接部材705 との間に介在される合成樹脂製のフ
ィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベル
ト703 と圧接部材705 との間の摩擦を低減するものであ
るが、必ずしも設けなくとも良い。 【００５２】また、上記オイル供給部材としてのフェル
ト部材706 は、例えば、ノーメックス（商品名）からな
り、当該フェルト部材706 には、粘度３００ｃｓのアミ
ノＳｉオイル等からなるオイルが、２．０ｇ程度含浸さ
れている。このフェルト部材706 は、図５及び図７に示
すように、ベルトフレーム708 の背面側に接着等の手段
によって固定した状態で取り付けられている。 【００５３】以上の構成において、この実施の形態に係
る定着装置では、次のようにして、加圧部材として無端
状のベルトを使用した定着装置において、無端ベルト状
の加圧部材を圧接部材によって加熱部材に圧接させる際
に、加熱部材の周方向に沿って均一に圧力が付与するこ
とができ、ニップ部に効率良く圧力を作用させることが
可能となり、圧力部材の圧接力の低減、加熱部材の薄肉
化、圧力部材の取付位置の誤差に起因する圧力変動の低
減が可能となっている。 【００５４】すなわち、この実施の形態に係る定着装置
70では、図５に示すように、内部に加熱源701 を有する
加熱ロール702 と、無端ベルト状に形成された定着ベル
ト703 と、前記定着ベルト703 が回転自在となるように
当該定着ベルト703 の両端を支持するベルトガイド部材
704 と、前記定着ベルト703 の内部に配設され、前記加
熱ロール702 の表面に定着ベルト703 を圧接させる圧接
部材705 と、前記定着ベルト703 の内面にオイルを供給
するフェルト部材706 とを備え、前記加熱ロール702 と
定着ベルト703 の間に形成されるニップ部に、未定着ト
ナー像を担持した記録媒体P を通過させることにより定
着を行なうようになっている。 【００５５】ところで、上記定着装置70では、図１に示
すように、ニップヘッド部材709 の圧接部721 が、加熱
ロール702 の中心を向くように、加熱ロール702 に圧接
されており、当該圧接部721 は、定着ベルト703 を加熱
ロール702 に圧接させる圧接力Ｆが、加熱ロール702 の
中心を向くようになっている。 【００５６】そのため、上記圧接部材705 のニップヘッ
ド部材709 の圧接部721 とパッド部材710 の圧力分布
は、図１０に示すように、ニップヘッド部材709 の圧接
部721が高く、パッド部材710 がニップ部の入口側に低
く分布するようになっている。 【００５７】また、上記の如くニップヘッド部材709 の
圧接部721 は、加熱ロール702 の中心を向くように、加
熱ロール702 に圧接されている。そのため、上記圧接部
721は、図１１に示すように、加熱ロール702 の周方向
に沿って均一に圧力が付与することができ、ニップ部に
効率良く圧力を作用させることが可能となり、圧力部材
705 の圧接力の低減、加熱ロール702 の薄肉化、圧力部
材705 の取付位置の誤差に起因する圧力変動の低減が可
能となっている。 【００５８】さらに説明すると、上記ニップヘッド部材
709 の圧接部721 は、加熱ロール702 の中心を向くよう
に、加熱ロール702 に圧接されているため、当該圧接部
721の圧接力Ｆは、図１１に示すように、加熱ロール702
の表面に対して法線方向を向き、圧接力Ｆのすべてが
定着ベルト703 を加熱ロール702 に圧接させるために作
用する。また、上記ニップヘッド部材709 の圧接部721
の隣りには、パッド部材710 が位置するが、圧接部721
が加熱ロール702 の中心を向いているため、当該圧接部
721 に隣接するパッド部材710 の圧力も効率よく加熱ロ
ール702 に作用する。そのため、圧力部材705 の圧接力
を低減することができるとともに、加熱ロール702 を薄
肉化させることができ、更に圧力部材705 の取付位置の
誤差に起因する圧力変動を低減することができる。 【００５９】これに対して、ニップヘッド部材709 の圧
接部721 の圧接方向が、図１２に示すように、加熱ロー
ル702 の中心からずれると、圧接力Ｆは、加熱ロール70
2 の中心を向く法線方向の分力と、加熱ロール702 の周
方向を向く接線方向の分力とが生じ、その分だけ定着ベ
ルト703 を加熱ロール702 に圧接させるために作用する
力が低減することになる。また、上記ニップヘッド部材
709 の圧接部721 の圧接方向が、加熱ロール702 の中心
からずれると、当該圧接部721 の隣りに位置するパッド
部材710 の圧力が、所定の値よりも過大となったり過少
となり、所望の圧接力を得ることができない。 【００６０】実施の形態２図１３はこの発明の実施の形
態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分
には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態で
は、パッド部材をニップヘッド部材に接着等の手段で一
体的に設けるように構成したものである。そのため、上
記ニップヘッド部材709 は、断面略Ｌ字形状に形成され
ており、当該ニップヘッド部材709 にゴム材料のみから
なるパッド部材710 が接着されている。 【００６１】このように構成することにより、パッド部
材710 とニップヘッド部材709 の構成を簡略化すること
ができ、コストダウンが可能となる。 【００６２】その他の構成及び作用は、前記実施の形態
１と同様であるので、その説明を省略する。 【００６３】 【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
加圧部材として無端状のベルトを使用した定着装置にお
いて、無端ベルト状の加圧部材を圧接部材によって加熱
部材に圧接させる際に、加熱部材の周方向に沿って均一
に圧力が付与することができ、ニップ部に効率良く圧力
を作用させることが可能となり、圧力部材の圧接力の低
減、加熱部材の薄肉化、圧力部材の取付位置の誤差に起
因する圧力変動の低減が可能な定着装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 図１はこの発明の実施の形態１に係る定着装
置を示す構成図である。 【図２】 図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装
置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラ
ープリンタを示す全体構成図である。 【図３】 図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形
成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリン
トヘッドデバイスを示す構成図である。 【図４】 図４は定着装置を示す外観斜視図である。 【図５】 図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装
置を示す断面構成図である。 【図６】 図６は圧接部材を示す外観斜視図である。 【図７】 図７は圧接部材を示す分解斜視図である。 【図８】 図８は加圧部材を示す分解斜視図である。 【図９】 図９は加圧部材を示す斜視図である。 【図１０】 図１０は圧力分布を示すグラフである。 【図１１】 図１１は圧接部材の圧接状態を示す説明図
である。 【図１２】 図１２は圧接部材の圧接状態を示す説明図
である。 【図１３】 図１３はこの発明の実施の形態２に係る定
着装置を示す構成図である。 【図１４】 図１４は従来の定着装置を示す構成図であ
る。 【符号の説明】 70：定着装置、701 ：加熱源、702 ：加熱ロール、703
：定着ベルト、704 ：ベルトガイド部材、705 ：圧接
部材、709 ：ニップヘッド部材（剛性を有する部材）、
710 ：パッド部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 康孝 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内 (72)発明者 福田 剛士 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA21 AA30 AA32 BA02 BA09 BA12 BB29 BB30 BB33 BB38 BB39

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 加熱源によって加熱される加熱部材と、
   無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベル
   トの内部に配設され、当該定着ベルトを加熱部材の表面
   に圧接させる剛性を有する部材からなる圧接部材とを備
   え、前記加熱部材と定着ベルトの間に形成されるニップ
   部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させる
   ことにより定着を行なう定着装置において、 前記圧接部材の剛性を有する部材が圧接する方向を、前
   記加熱部材の中心近傍に向けたことを特徴とする定着装
   置。