JP2004264398A - 定着装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した定着ベルトの駆動、定着ベルト搬送、定着ニップ部の形成が可能な画像形成装置用の定着装置を提供する。
【解決手段】押圧部材１を定着ベルト２の内部に位置を固定して設置し、加圧ローラ３との間に定着ベルト２を介在させた状態でニップ部を形成する。加圧ローラ３側に設けた弾性部材４が用紙Ｐの搬送方向の定着ベルト２の内側面に圧接する。押圧部材１の弾性部材４と加圧ローラ３が定着ベルト２を介して圧接して定着ニップ部を形成する。定着ベルト２は、ハロゲンヒータ６を内蔵する加熱ローラ５に掛け回す。定着ベルト２を駆動する駆動ローラ７を、用紙Ｐの搬送方向でニップ部下流側に設け、定着ベルト２をニップ出口側から引っ張り上げるように連れ回す。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の記録媒体上に形成してあるトナー画像をその記録媒体に定着させる定着装置、及びこれを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、加熱定着ローラに加圧ローラを圧接させた定着装置が広く用いられている。この定着装置は、加熱した定着ローラを回転させながら、この回転する定着ローラと加圧ローラとの間にトナーが転写された印刷用紙を通し、トナーを加熱溶融させ、加圧しつつ印刷用紙上に融着させるものである。定着ローラの熱源として一般的にはハロゲンランプを用いたハロゲンヒータが定着ヒータとして使用してある。
【０００３】
このような各種画像形成装置では、近年の環境規制、環境保護意識の高まりから、不使用時には定着ヒータへの通電を遮断し、必要な時のみ通電して消費電力を低減させることが行われている。一方このような省エネ型の画像形成装置では、印刷時に定着ローラの表面温度が即座に設定温度まで達する必要がある。従来のハロゲンヒータで加熱する方式では、肉厚を１ｍｍ以下にする定着ローラ基体の薄肉化が行われている。これにより定着ローラの熱容量を軽減し、定着ローラを急速に設定温度までに立ち上げることができる。
【０００４】
しかし、定着ローラを剛体で形成した場合は定着時に接触面が記録媒体上の凹凸に対して追従しないので、密着接触ができずに微小な光沢ムラ等の画質劣化という問題が生じる。このような不具合は、モノクロ機では特に問題とならないレベルでも、カラー機では特に顕著に現れるため、カラー機の高画質化には定着面に弾性を持たせることが必須であるとしてある。
【０００５】
したがってカラー複写機等のカラー機では、定着ローラ、加圧ローラともに弾性層（主にシリコーンゴム）を有し、ローラ内部に設置したハロゲンヒータにより内部から加熱を行う定着装置が主流となっている。しかしながら、このようなローラ定着方式では熱容量が膨大なものとなってしまう上に、ローラ内部からローラ表層への伝熱性が悪いので、通電開始時の立ち上がりが著しく遅くなり、待機時に常に予熱を行わなければならず、省エネルギー化が図れないという問題がある。
【０００６】
また近年、カラー機においても弾性層を用いた熱ローラ方式ではない定着方式が検討してある。例えば、導電層を有する薄肉の加熱ベルトを、磁界発生手段が発生する磁界によって誘導加熱し、加熱ベルトと相対して設ける加圧部材との定着ニップ部（以下、単にニップ部等とも記載する。）で、記録媒体上の未定着トナー像を定着する定着装置において、加熱ベルトの内部に、弾性層を有する押圧部材を設け、この押圧部材を加熱ベルトを介して加圧部材に押圧することにより、定着のためのニップ部を形成する定着装置が提案してある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
この特許文献１に記載された例においては次のような問題点を有している。すなわち、近年は立ち上がり時間短縮のために定着ローラ、加圧ローラ等の各部材は低熱容量化しているが、素早い立ち上がりを達成することと引き替えに、部材の強度が弱くなり、そのために大きな圧力を掛けられなくなっている。低圧力化に伴う不具合をカバーするためには、代わりにニップで記録媒体上のトナーを加熱する時間を長くしなければならない。ところが、そのためには低圧力の熱ローラ方式では限界があり、ニップ部形成のために押圧部材等と称する固定式の部材を使用するようになってきている。ところが、特許文献１に記載された技術のように、ニップ部を形成する押圧部材がローラ形状のものではなく、固定した部材であり、加熱ベルトの内側周面と摺動しているため、ニップを形成するための加圧力が加熱ベルトを回転方向に搬送することに対する抵抗力を発生させてしまい、ベルトスリップの原因となっている。なお上述の抵抗力は、広幅の定着ベルトを用いた場合のように、ニップ部の幅が広いほど大きくなる。
【０００８】
そこで、ベルトの搬送力を上げるための方法として、内側部材と加圧回転体とが無端ベルトを挟んで形成するニップ部のニップ域外に、無端ベルトを回転駆動するための無端ベルト駆動手段を配設しておき、この駆動手段が、無端ベルトの内側かつニップ部のニップ域外に配設した無端ベルト保持部材と、無端ベルトを挟ませて無端ベルト保持部材に対向して配設した駆動回転体である構成とした加熱装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１４８９８３号公報（図７）
【特許文献２】
特開２００１−８３８２２号公報（図１１、図１４）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献に記載の技術においては、さらに次のような問題点を有している。すなわち、無端ベルトを内側部材に対してルーズに外嵌させているため、安定した搬送力を得られないおそれがある。特に、固定ニップ構成の広幅ベルトを用いた定着における記録媒体の定着ベルトによる搬送に問題がある。
【００１１】
また特許文献２に記載された技術では、無端ベルト駆動手段としての駆動ローラの位置をニップ部上流側に位置させているが、そのためには無端ベルトにはある程度の剛性が要求され、剛性が低い薄目の定着ベルト等を用いると、定着ベルトのたわみなどにより、加熱、加圧のためのニップ部の形成やニップ部出口での記録媒体の離型性に問題が出ることが考えられる。
【００１２】
本発明は、上記従来の定着装置、画像形成装置における第１の問題点を解決し、安定した定着ベルトの駆動が可能で、したがって安定したベルト搬送が達成可能な技術を提供することを目的とする。
【００１３】
また本発明は、上記従来の定着装置、画像形成装置における第２の問題点を解決し、剛性の低い定着ベルトでもニップ部の形成並びにニップ部出口での記録媒体の離型性に問題がないようにすることが可能な技術を提供することを目的とする。
【００１４】
さらに本発明は、定着装置としての立ち上がり速度の向上、定着ベルト表面の摺擦傷の低減、定着ベルトに対するグリップ力の向上を図り得る技術を提供することをも目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る定着装置は、上記目的を達成するために、無端状の定着ベルトと該定着ベルトの移動を駆動する駆動ローラとを有し、シート状の記録媒体にトナー画像を加熱、加圧により定着させる定着装置において、上記駆動ローラを、上記記録媒体を加熱、加圧する定着ニップ部の上記定着ベルトの移動方向下流側に配してなることを特徴とする。
【００１６】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、無端状の定着ベルトと該定着ベルトの移動を駆動する駆動ローラとを有し、シート状の記録媒体にトナー画像を加熱、加圧により定着させる定着装置において、上記定着ベルトの内側に、上記定着ベルトを上記駆動ローラに対して押し付ける押圧部材を、上記駆動ローラに対向させて設け、かつ該押圧部材を非回転に配してなることを特徴とする。
【００１７】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項２の定着装置において、上記押圧部材が上記記録媒体を加熱、加圧するための定着ニップ部を形成することを特徴とする。
【００１８】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項２または３の定着装置において、上記押圧部材が、上記駆動ローラとの接触部位及びその近傍以外の上記定着ベルトの移動方向における上流側及び下流側の部位では上記定着ベルトに接しないことを特徴とする。
【００１９】
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、請求項３または４の定着装置において、上記押圧部材が、上記定着ベルトと接する面に弾性層を設けてなり、該押圧部材と対向配置した加圧部材との間に上記定着ベルトを挟んで上記定着ニップ部を形成するすることを特徴とする。
【００２０】
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、請求項５の定着装置において、上記駆動ローラと上記定着ベルトの間の摩擦力が、上記加圧部材と上記定着ベルトの間の摩擦力よりも大きくなるようにしてなることを特徴とする。
【００２１】
同請求項７に係るものは、上記目的を達成するために、請求項６の定着装置において、上記駆動ローラと上記定着ベルトの間の摩擦係数が、上記加圧部材と上記定着ベルトの間の摩擦係数よりも大きくなるようにしてなることを特徴とする。
【００２２】
同請求項８に係るものは、上記目的を達成するために、請求項５ないし７のいずれかの定着装置において、上記加圧部材が加圧ローラであり、該加圧ローラに掛かる動トルクを上記駆動ローラに掛かる動トルク以下としてなることを特徴とする。
【００２３】
同請求項９に係るものは、上記目的を達成するために、請求項８の定着ローラにおいて、上記加圧ローラの駆動源を備えることを特徴とする。
【００２４】
同請求項１０に係るものは、上記目的を達成するために、請求項９の定着ローラにおいて、上記加圧ローラと上記駆動ローラの駆動源を、これらローラを等速駆動する同一の動力源としてなることを特徴とする。
【００２５】
同請求項１１に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし１０の定着装置において、上記駆動ローラの表層または表層近傍に断熱層を有することを特徴とする。
【００２６】
同請求項１２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし１１のいずれかの定着装置において、上記駆動ローラの表層または表層近傍にゴム層等の弾性層を有することを特徴とする。
【００２７】
同請求項１３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし１１のいずれかの定着装置において、上記駆動ローラと上記定着ベルトが、上記定着ベルトに対して上記記録媒体が通常非接触の部分で圧接していることを特徴とする。
【００２８】
本発明の請求項１４に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、潜像担持体に静電潜像を形成し、上記静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に定着して画像形成する装置であって、トナー画像を上記記録媒体に定着する定着装置が上記請求項１ないし１３のいずれかの定着装置であることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施対象となる電子写真方式のフルカラープリンタを示す。図１において、箱状の装置本体１０１内には複数個の像担持体ユニットとしての感光体ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋがそれぞれ装置本体１０１に対して着脱可能に装着してある。装置本体１０１内の略中央部には、転写部材であり記録媒体の担持体となる転写ベルト１０３を有する転写手段６０が配置してある。転写ベルト１０３は、その１つに回転駆動力を伝達する複数のローラに架け渡して矢印Ａで示す方向に回転駆動可能に設けてある。転写ベルト１０３は、像担持体としてのドラム状の感光体１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋの表面に圧接可能に設けてある。本例において、転写手段６０には接触転写方式を採用している。
【００３０】
感光体ユニット１０２Ｙ〜１０２Ｋは、感光体１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋを有し、各感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋの表面が転写ベルト１０３と接触するようにして転写ベルト１０３の上方に配設してある。感光体ユニット１０２Ｙ〜１０２Ｋの配列は、感光体ユニット１０２Ｙが記録材給送側に、感光体ユニット１０２Ｋが定着装置１０９側に位置し、それらの間に感光体ユニット１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋが順に位置している。なお感光体としては、ベルト状の感光体を用いてもよい。
【００３１】
各感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋに対向させて現像手段となる現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋがそれぞれ配置してある。現像装置１０５Ｙ〜１０５Ｋは、複数色、例えばイエロー（以下Ｙという）、マゼンタ（以下Ｍという）、シアン（以下Ｃという）、ブラック（以下Ｋという）の各トナーとキャリアを有する２成分現像剤を、それぞれ感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋ上に形成された静電潜像に供給し、各静電潜像を現像するものである。
【００３２】
感光体ユニット１０２Ｙ〜１０２Ｋの図中上方には、露光手段としての書き込み装置１０６が配置してある。また感光体ユニット１０２Ｙ〜１０２Ｋの図中下方には、両面ユニット１０７が配置してあり、両面ユニット１０７の図中下方には、サイズの異なる記録媒体としての用紙Ｐが収納可能なカセット１１３、１１４が配設してある。さらに、装置本体１０１の図中左側には反転ユニット１０８が配置してあり、同じく右側には手差しトレイ１１５が矢印Ｂ方向に開閉可能に設けてある。またさらに、定着装置１０９による用紙Ｐの搬送方向下流側には反転搬送路１１０が分岐させて形成してあり、用紙Ｐを反転搬送路１１０に配置した排出ローラ１１１によって装置上部に設けた外部トレイ１１２に案内するようになっている。
【００３３】
感光体ユニット１０２Ｙ〜１０２Ｋは、感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色に対応するのトナー像を形成するためのユニットであり、各感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋを帯電させる帯電手段としての帯電装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋを付設してある。感光体ユニット１０２Ｙ〜１０２Ｋ及び帯電装置８０Ｙ〜８０Ｋは、装置本体１０１に配置する場所を除いては同一構成となっている。また帯電装置８０Ｙ〜８０Ｋは、対応関係の感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋの表面を均一に帯電するもので、感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋの表面に接触する帯電部材としての周知の帯電ローラをそれぞれ備えている。
【００３４】
両面ユニット１０７は、対をなす搬送ガイド４１、４２と、複数の搬送ローラ対４３を備えている。両面ユニット１０７は、用紙Ｐの両面に画像を形成する両面画像形成モード時に、片面に画像を形成されてから反転ユニット１０８の反転搬送路４４に搬送されてスイッチバック搬送されることで表裏が反転した用紙Ｐを受け入れ、これを感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋと転写ベルト１０３との間に形成する転写部へと再搬送するようになっている。
【００３５】
反転ユニット１０８は、複数の搬送ローラと、複数の搬送ガイド板とからなり、両面画像形成モード時に片面画像形成後の用紙Ｐを、その表裏を反転させて両面ユニット１０７へ送り出す機能や、画像形成後の用紙Ｐをそのままの向きで機外へ排出する機能、画像形成後の用紙Ｐを、その表裏を反転させて機外へ排出する機能を備えている。またカセット１１３、１１４が配置してある記録材給送部には、カセット１１３、１１４上の用紙Ｐを１枚ずつに分離して給送する記録材分離部４５、４６が設けてある。さらに転写ベルト１０３の内側には、転写手段としての転写ブラシ４７、４８、４９、５０が感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋに対向させて設けてある。
【００３６】
次にこのようなフルカラープリンタの動作を説明する。図示しない操作部により画像形成が指示されると、感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋがこれも図示しない駆動源により回転駆動されて時計回り方向に回転する。感光体ユニット１０２Ｙ〜１０２Ｋの各帯電ローラは、図示しない電源から帯電バイアスが印加されて感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋをそれぞれ一様に帯電させる。感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋは、それぞれ帯電ローラにより一様に帯電された後に書き込み装置１０６にて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像データで変調されたレーザ光により露光されて、各表面に静電潜像が形成される。これら感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋ上の静電潜像は、感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋの回転と、現像装置１０５Ｙ〜１０５Ｋの現像剤担持体としての図示しない現像スリーブが図示しない駆動源で回転駆動されることにより現像され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像となる。
【００３７】
カセット１１３、１１４のうち選択された方のカセットからは、１枚の用紙Ｐが分離されて、感光体ユニット１０２Ｙよりも記録材給送部側に配設したレジストローラ５１へ給送される。本例では、装置本体１０１の右側に配置した手差しトレイ１１５からも用紙Ｐがレジストローラ５１へ給送可能となっている。レジストローラ５１は、これら用紙Ｐを感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋ上のトナー像と先端が一致するタイミングで転写ベルト１０３上へ送り出す。送り出された用紙Ｐは、吸着ローラ５２によって帯電させた転写ベルト１０３に静電的に吸着されて各転写部へと搬送される。
【００３８】
搬送された用紙Ｐには、各転写部を順に通過する際に、転写ブラシ４７〜５０により感光体１０４Ｙ〜１０４Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像を順次重ね合わせて転写することで、４色重ね合わせのフルカラートナー像を形成する。そして定着装置１０９により用紙Ｐにフルカラートナー像を溶融定着させ、その後、指定モードに応じた記録材排出路に用紙Ｐを通し、外部トレイ１１２へ反転排出するか、あるいは定着装置１０９から直進させて反転ユニット８内を通してストレートに排出する。
【００３９】
この画像形成装置において、両面画像形成モードが選択してあるときには、用紙Ｐの片面にトナー像を形成し、定着装置１０９でトナー像を定着させ、反転ユニット１０８内の反転搬送路４４内を通ってスイッチバックにより表裏反転させ、両面ユニット１０７に搬送し、そこから再給送して表面画像形成時と同様に裏面に画像を形成して排出する。
【００４０】
以上の作像動作は、４色重ね合わせのフルカラーモードを図示しない操作部で選択したときの動作であるが、３色重ね合わせのフルカラーモードを操作部で選択したときには、Ｋトナー像の形成を省略してＹ、Ｍ、Ｃ３色のトナー像の重ね合わせによるフルカラー画像を用紙Ｐ上に形成する。また、白黒画像形成モードを操作部で選択したときには、Ｋトナー像の形成のみを行って白黒画像を用紙Ｐ上に形成する。
【００４１】
＜定着装置の第１実施形態＞
図２は、本発明に係る定着装置の第１の実施形態の概略断面図、図３は、図２の定着装置の概略正面図である。本実施形態の定着装置１０９は、主に、押圧部材１、定着ベルト２、押圧部材１に対向設置した加圧部材としての加圧ローラ３、定着ベルト２を加熱するための加熱ローラ５及び定着ベルト２を図中矢印方向へ移動させるための駆動ローラ７からなる。加熱ローラ５はハロゲンヒータ６を内蔵している。
【００４２】
押圧部材１は定着ベルト２の内部に位置を固定して設置してあり、加圧ローラ３との間に定着ベルト２を介在させた状態でニップ部を形成するために、用紙Ｐの搬送方向で所要寸法の幅を有する。そして、この幅方向のほぼ全体にわたって、加圧ローラ３側の凹部に設けた弾性部材４が用紙Ｐの搬送方向の定着ベルト２の内側面に圧接するように、バネ等の加圧手段１ｃにより付勢してある。なお図示の例では、用紙Ｐの搬送方向と直交する方向での押圧部材１の断面形状を略Ｈ字形状としてあるが、もちろんこの形状のものには限定されない。
【００４３】
加圧ローラ３は、押圧部材１に対し、定着ベルト２を介在させた状態でバネ等の加圧手段３ａにより一定の加圧力で押し当ててある。すなわち、押圧部材１の弾性部材４と加圧ローラ３が定着ベルト２を介して圧接することにより定着のためのニップ部を形成している。
【００４４】
定着ベルト２は、例えば図４に示すように、基材層２ａ、弾性層２ｂ、表面離型層２ｃその他の所要の層（各層の素材、性状、厚さ等は公知かつ同種のものと同様のものであってよい。実施例を後述する。）からなり、図示のように無端環状に形成してあり、その内側で弾性部材４とそれを保持する押圧部材１と摩擦摺動して回転する。弾性部材４及び押圧部材１のニップ部出側と入側に設けた搬送ガイド部１ａ、１ｂの図中下端部及び外側面とが定着ベルト２と接触する形状を有している。
【００４５】
また定着ベルト２は、ハロゲンヒータ６により加熱される加熱部材としての加熱ローラ５に掛け回してあり、接触面で加熱されるようになっている。加熱ローラ５は、バネ等の加圧手段５ａにより図中上方へ一定の張力で引っ張り付勢してあり、押圧部材１が定着ベルと２を図中下方へ押し下げ付勢することともあいまって、ニップ部出口において定着ベルト１にたるみが出ないようにしている。
【００４６】
なお定着装置としての熱的な立ち上がりを早急なものとするため、加圧ローラ３と加熱ローラ５は例えば肉厚が１ｍｍ以下の薄肉ローラを用いるとよい。
【００４７】
駆動ローラ７は、用紙Ｐの搬送方向でニップ部下流側（すなわち出口側）に位置し、定着ベルト２を介して押圧部材１の搬送ガイド部１ａ、１ｂのうちニップ部下流側に位置する搬送ガイド部１ｂの外側面に、バネ等の加圧手段７ｃにより一定の加圧力で付勢しつつ押し当ててある。このため、押圧部材１のニップ部出側の搬送ガイド部１ｂは、加圧力に耐え得るような厚さとしてある。図では搬送ガイド部１ｂを搬送ガイド部１ａより厚く描くことでこれを示してあるが、もちろん両搬送ガイド部１ａ、１ｂを同等の性状、機能のものとしてもよいし、加圧力に耐えるために厚さを増す以外の手段を講じてもよい。
【００４８】
駆動ローラ７の軸端にはギヤ８が設けてあり、図示しないモータ等の駆動源によってトルクをギヤ８に伝達して駆動ローラ７を図中矢印方向に回転させると、押圧部材１のニップ部出側の搬送ガイド部１ｂ外周面との間に挟んだ部位で定着ベルト２をニップ出口側から引っ張り上げるように連れ回す。すなわち、駆動ローラ７と押圧部材１で定着ベルト２を挟み込むことによって、より大きな搬送力を得ている。
【００４９】
また、加圧ローラ３に掛かる動トルクが駆動ローラ７に掛かる動トルク以下になるように構成する。それによって、ニップ部における定着ベルト２のスリップがなくなり、安定したベルト搬送を実現できるだけでなく、ニップ部出口付近での定着ベルト２のたるみも防止できる。
【００５０】
また、駆動ローラ７と定着ベルト２の間に発生する摩擦力が加圧ローラ３と定着ベルト２の間に発生する摩擦力よりも大きくなるように構成する。換言すれば、駆動ローラ７と定着ベルト２の間の摩擦係数が加圧ローラ３と定着ベルト２の間の摩擦係数よりも大きくなるように、各部材の表層材料を選ぶ。そのようにすることにより、駆動ローラ７の加圧力を増大させることなく、定着ベルト２の搬送力を容易に上げることができるようになる。
【００５１】
＜定着装置の第２実施形態＞
図５は、本発明に係る定着装置の第２の実施形態の概略断面図である。この実施形態における定着装置１０９は、駆動ローラ７の軸にもうけたギヤ８に加え、加圧ローラ３の軸にもギヤ８ａを設け、両ギヤ８、８ａの間に中間ギヤ８ｂを配し、加圧ローラ３のギヤ８ａに、図示しないモータ等の動力源により回転駆動する駆動ギヤ８ｃを噛み合わせてある。
【００５２】
すなわち、駆動ギヤ８ｃを回転させることによって、ギヤ８ａ、８ｂ、８の順に動力を伝達させ、加圧ローラ３と駆動ローラ７を同一の動力源により同時駆動及び等速駆動する。加圧ローラ３も駆動することにより、駆動ローラ７にかかる負荷を低減させ得るだけでなく、同時かつ等速駆動のため、ニップ部出口における定着ベルト２のたるみ発生を防止している。なおその他の構成、動作については先の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００５３】
＜第３の実施形態＞
図６は、本発明に係る定着装置の第３の実施形態の概略断面図である。この実施形態における定着装置１０９は、おおむね第１の実施形態と同一の構成を有するが、駆動ローラ７は芯金７ａの表層にゴム層７ｂを有する構成となっている。ゴム層７ｂは断熱性がより高いものが望ましい。すなわち駆動ローラ７の表層の断熱性が高ければ、定着装置の立ち上がり時に駆動ローラ７への熱の逃げが少なくなるので、熱的な立ち上がり速度の低下を防ぐことができる。また、定着ベルト２の表層への加傷を低減させ、定着ベルト２との摩擦力向上による回転搬送力の向上が期待できる。
【００５４】
＜第４の実施形態＞
図７は、本発明の第４の実施形態の概略正面図である。本実施形態の定着装置１０９は、駆動ローラは芯金７ａの両端の非通紙領域にコロ７ｄ、７ｅを有する構成となっており、定着ベルト２の中央側の通紙領域には、駆動ローラの接触部分が存在しないようにしてある。すなわち、コロ７ｄ、７ｅが定着ベルト２に接触する部位が非通紙領域であるため、定着ベルト２の表面に摺擦傷が発生してしまっても、その影響による異常画像を防止することができる。
【００５５】
＜実施例＞
図４をもとにして既に述べたように、定着ベルト２は押圧部材１と接する内側から、基材層２ａ、弾性層２ｂ、離型層２ｃと積層してあるが、基材層２ａには耐熱性樹脂を用い、材質としては例えばポリイミド、ポリアミドイド、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を使用するとよい。その厚さは例えば５０〜１２５μｍが望ましく、これより薄い場合は充分な強度が得られずに耐久性が低くなり、また剛性も低くなって定着ベルト２の搬送性が悪くなる。逆に上記値より厚い場合は、定着ベルト２自体の熱容量が大きくなってしまうので、定着装置全体の高速な立ち上がりを阻害してしまう。弾性層２ｂは充分に軟らかくて耐熱性がある材料、例えばシリコーンゴムが望ましい。またその厚さは１００〜３００μｍの範囲が望ましく、これより薄い場合は、弾性層２ｂの持つ効果が充分に活かされず、記録媒体である用紙Ｐ等の表面の凹凸に追従することが難くなる。また、これより厚い場合は定着ベルト２自体の熱容量が大きくなってしまうので、定着装置全体の高速な立ち上がりを阻害してしまう。そして離型層２ｃは、フッ素系樹脂、高離型シリコーンゴム等からなる耐熱離型層として構成し、その厚さは１０〜３０μｍの範囲とすることが、良好な定着性、耐久性及び熱応答性を得る条件として望ましい。
【００５６】
なお上述してきた実施形態では、押圧部材１が駆動ローラ７との接触部位及びその近傍と、ニップ部の定着ベルト２の移動方向における上流側及び下流側の部位で定着ベルト２に接触しているが、本発明はこれに限定されず、駆動ローラ７との接触部位及びその近傍以外の定着ベルト２の移動方向における上流側及び下流側の部位では定着ベルト２に接触しない構造としても良い。押圧部材１が定着ベルト２と接触する面積を減らせば、いっそう立ち上がり時の押圧部材１への熱ロスを低下させることによって、立ち上がり速度が速くなる。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１に係る定着装置は、以上説明してきたように、定着ベルトの移動を駆動する駆動ローラを、記録媒体を加熱、加圧する定着ニップ部の定着ベルトの移動方向で下流側に配してなるので、定着ベルトを用いた固定ニップ構成、特に広幅の定着ベルトを固定ニップ構成で用いた場合における通紙時の定着ベルトの安定した駆動が可能となり、ベルト搬送性が向上する。
【００５８】
請求項２に係る定着装置は、以上説明してきたように、無端状の定着ベルの内側に、定着ベルトを駆動ローラに対して押し付ける押圧部材を対向させて設け、かつ押圧部材を非回転に配してなるので、剛性の低い定着ベルトを用いた場合でも、定着ベルトをほとんどたわませずに安定した定着ニップ部を形成でき、定着ニップ部出口での記録媒体の離型性も安定する。
【００５９】
請求項３に係る定着装置は、以上説明してきたように、押圧部材が記録媒体を加熱、加圧するための定着ニップ部を形成する構成としてなるので、請求項２の定着装置と共通する効果に加え、さらに安定して定着ベルトをたわませないようにすることができる。
【００６０】
請求項４に係る定着装置は、以上説明してきたように、押圧部材が駆動ローラとの接触部位及びその近傍以外の定着ベルトの移動方向における上流側及び下流側の部位で定着ベルトに接しない構成としてなるので、請求項２または３の定着装置と共通する効果に加え、押圧部材がベルトと接する面積を減らすことになるので、立ち上がり時の押圧部材への熱ロスを低下させ、立ち上がり速度の向上を図れる。
【００６１】
請求項５に係る定着装置は、以上説明してきたように、押圧部材の定着ベルトと接する面に弾性層を設け、押圧部材と対向配置した加圧部材との間に定着ベルトを挟んで定着ニップ部を形成する構成としてなるので、請求項３または４の定着装置と共通する効果に加え、さらに安定した定着ニップ部を形成でき、定着ニップ部出口での記録媒体の離型性もいっそう安定する。
【００６２】
請求項６に係る定着装置は、以上説明してきたように、駆動ローラと定着ベルトの間の摩擦力が、加圧部材と定着ベルトの間の摩擦力よりも大きくなるようにしてなるので、請求項５の定着装置と共通する効果に加え、定着ベルトの搬送性を高めることができる。
【００６３】
請求項７に係る定着装置は、以上説明してきたように、駆動ローラと定着ベルトの間の摩擦係数が、加圧部材と定着ベルトの間の摩擦係数よりも大きくなるようにしてなるので、請求項６の定着装置と共通する効果に加え、駆動ローラの加圧力を増大させることなく定着ベルトの搬送力を上げることができ、特に広幅ベルトを用いた定着ベルトの搬送性を高めることができる。
【００６４】
請求項８に係る定着装置は、以上説明してきたように、加圧部材である加圧ローラに掛かる動トルクを駆動ローラに掛かる動トルク以下としてなるので、請求項５ないし７のいずれかの定着装置と共通する効果に加え、いっそう安定して定着ベルトのたるみ発生を防止できる。
【００６５】
請求項９に係る定着装置は、以上説明してきたように、加圧ローラの駆動源を備える構成としてなるので、請求項８の定着ローラと共通する効果に加え、加圧ローラにも動力を持たせることによって駆動ローラに掛かる負荷を低減させることができ、定着ベルトに対する駆動ローラによる駆動力の補助とすることができる。
【００６６】
請求項１０に係る定着装置は、以上説明してきたように、加圧ローラと駆動ローラの駆動源を同一の動力源としてこれらローラを等速駆動する構成としてなるので、請求項９の定着ローラと共通する効果に加え、いっそう安定して定着ベルトのたるみ発生を防止できる。
【００６７】
請求項１１に係る定着装置は、以上説明してきたように、駆動ローラの表層または表層近傍に断熱層を有する構成としてなるので、請求項１ないし１０の定着装置と共通する効果に加え、立ち上がり時の熱ロスをいっそう低下させ、立ち上がり速度の向上を図れる。
【００６８】
請求項１２に係る定着装置は、以上説明してきたように、駆動ローラの表層または表層近傍にゴム層等の弾性層を有する構成としてなるので、請求項１ないし１１の定着装置と共通する効果に加え、定着ベルト表面の摺擦傷低減及び定着ベルトに対して摺接する駆動ローラのグリップ力が向上する。
【００６９】
請求項１３に係る定着装置は、以上説明してきたように、駆動ローラを定着ベルトに対して記録媒体が通常非接触の部分で圧接する構成としてなるので、請求項１ないし１１のいずれかの定着装置と共通する効果に加え、記録媒体に形成された画像と定着ベルト表面の接触による摺擦傷を防止できる。
【００７０】
請求項１４に係る画像形成装置装置は、以上説明してきた請求項１ないし１３のいずれかの定着装置を用いることにより、これら定着装置と共通する効果を奏し、安定した画像形成ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施対象となる電子写真方式のフルカラープリンタを示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置の第１の実施形態の概略断面図である。
【図３】図２の定着装置の概略正面図である。
【図４】本発明の実施形態で使用する定着ベルトの構造を示す概略断面図である。
【図５】本発明に係る定着装置の第２の実施形態の概略断面図である。
【図６】本発明に係る定着装置の第３の実施形態の概略断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の概略正面図である。
【符号の説明】
１ 押圧部材
２ 定着ベルト
３ 加圧ローラ
４ 弾性部材
５ 加熱ローラ
６ ハロゲンヒータ
７ 駆動ローラ
７ａ 駆動ローラの芯金
７ｂ 同芯金表層のゴム層
７ｃ 加圧手段
７ｄ、７ａ コロ
８、８ａ、８ｂ、８ｃ ギヤ
６０ 転写手段
８０Ｙ〜８０Ｋ 帯電装置
１０１ フルカラープリンタの装置本体
１０３ 転写ベルト
１０２Ｙ〜１０２Ｋ 感光体ユニット
１０４Ｙ〜１０４Ｋ 感光体
１０５Ｙ〜１０５Ｋ 現像装置
１０６ 書き込み装置
１０７ 両面ユニット
１０８ 反転ユニット
１０９ 定着装置
１１０ 反転搬送路
１１１ 排出ローラ
１１２ 外部トレイ
１１３、１１４ カセット
１１５ 手差しトレイ
Ｐ 用紙

Claims (14)

1. 無端状の定着ベルトと該定着ベルトの移動を駆動する駆動ローラとを有し、シート状の記録媒体にトナー画像を加熱、加圧により定着させる定着装置において、上記駆動ローラを、上記記録媒体を加熱、加圧する定着ニップ部の上記定着ベルトの移動方向下流側に配してなることを特徴とする定着装置。
2. 無端状の定着ベルトと該定着ベルトの移動を駆動する駆動ローラとを有し、シート状の記録媒体にトナー画像を加熱、加圧により定着させる定着装置において、上記定着ベルトの内側に、上記定着ベルトを上記駆動ローラに対して押し付ける押圧部材を、上記駆動ローラに対向させて設け、かつ該押圧部材を非回転に配してなることを特徴とする定着装置。
3. 請求項２の定着装置において、上記押圧部材が上記記録媒体を加熱、加圧するための定着ニップ部を形成することを特徴とする定着装置。
4. 請求項２または３の定着装置において、上記押圧部材が、上記駆動ローラとの接触部位及びその近傍以外の上記定着ベルトの移動方向における上流側及び下流側の部位では上記定着ベルトに接しないことを特徴とする定着装置。
5. 請求項３または４の定着装置において、上記押圧部材が、上記定着ベルトと接する面に弾性層を設けてなり、該押圧部材と対向配置した加圧部材との間に上記定着ベルトを挟んで上記定着ニップ部を形成するすることを特徴とする定着装置。
6. 請求項５の定着装置において、上記駆動ローラと上記定着ベルトの間の摩擦力が、上記加圧部材と上記定着ベルトの間の摩擦力よりも大きくなるようにしてなることを特徴とする定着装置。
7. 請求項６の定着装置において、上記駆動ローラと上記定着ベルトの間の摩擦係数が、上記加圧部材と上記定着ベルトの間の摩擦係数よりも大きくなるようにしてなることを特徴とする定着装置。
8. 請求項５ないし７のいずれかの定着装置において、上記加圧部材が加圧ローラであり、該加圧ローラに掛かる動トルクを上記駆動ローラに掛かる動トルク以下としてなることを特徴とする定着装置。
9. 請求項８の定着ローラにおいて、上記加圧ローラの駆動源を備えることを特徴とする定着装置。
10. 請求項９の定着ローラにおいて、上記加圧ローラと上記駆動ローラの駆動源を、これらローラを等速駆動する同一の動力源としてなることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１ないし１０の定着装置において、上記駆動ローラの表層または表層近傍に断熱層を有することを特徴とする定着装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかの定着装置において、上記駆動ローラの表層または表層近傍にゴム層等の弾性層を有することを特徴とする定着装置。
13. 請求項１ないし１１のいずれかの定着装置において、上記駆動ローラと上記定着ベルトが、上記定着ベルトに対して上記記録媒体が通常非接触の部分で圧接していることを特徴とする定着装置。
14. 潜像担持体に静電潜像を形成し、上記静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に定着して画像形成する装置であって、トナー画像を上記記録媒体に定着する定着装置が上記請求項１ないし１３のいずれかの定着装置であることを特徴とする画像形成装置。

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