JP2006317769A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 耐熱ベルトが熱定着ロールから浮き上がることをなくし、熱定着ロールと加圧ロールとのニップ部を簡単な構成により安定化し、均一な安定した定着ニップが形成可能となり、定着特性を向上させる。
【構成】 熱定着ロール１と、前記熱定着ロール１に押圧する加圧ロール２と、前記加圧ロール２の回転に伴い摺動する摺動部材４，５と、前記加圧ロール２と前記摺動部材４，５とに張架され、前記加圧ロール１と前記熱定着ロール２との間に挟持されて移動する耐熱ベルト３とを備え、シート材上に形成した未定着トナー像を定着する定着装置であって、前記摺動部材４，５は、剛体からなり、前記熱定着ロール１の外周に被覆された弾性体の厚さよりも薄く形成され、前記熱定着ロール１と前記加圧ロール２とのニップ部内で前記耐熱ベルト３及び前記加圧ロール２に接触する先端部５ｄを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱定着ロールと、前記熱定着ロールに押圧する加圧ロールと、前記加圧ロールの回転に伴い摺動する摺動部材と、前記加圧ロールと前記摺動部材とに張架され、前記加圧ロールと前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルトとを備え、シート材上に形成した未定着トナー像を定着する定着装置および画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載され転写材上に未定着のトナー像を接触加熱定着する加熱ロール型定着装置として、表面に弾性体が被覆され加熱源を内蔵して回転可能にした熱定着ロールと、複数の支持ロールによって張架された無端の耐熱ベルトと、耐熱ベルトを熱定着ロールの廻りに所定角度だけ巻き付けてニップ領域を形成させると共にそのニップ領域の出口に他の部分よりも大きな圧力を局部的に加えて熱定着ロール表面の弾性体に歪みを生じさせる圧力手段とを設け、ニップ部からのシート材の排出を容易にした定着装置（例えば、特許文献１参照）、無端の耐熱ベルトの内側に突出部が設けられた押圧部材を配設し、接触ニップ域の微小圧力領域を減少させるようにした定着装置（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。

これらは、複数の支持ロールとその回転軸受が必要であるため、定着装置が複雑で大型化するだけでなく、高価にし、必然的に当該定着装置を搭載した画像形成装置を複雑、大型化、高価にする。しかも、耐熱ベルトの周長が長くなり、所定の経路で移動する時に、複数の支持ロールによって熱エネルギーが奪われ、周長の長さに応じて自然放熱が増える。そのため、所定の温度に到達するまでの時間が多く必要になり、電源オン時から定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間を長く要することになり、好ましくない。

また、熱定着ロールに対して耐熱ベルトをニップ形成可能な角度だけ巻き付けてニップ部出口で他の部分より大きな圧力を局部的に加え熱定着ロールの弾性層に歪みを形成させる構成では、シート材が熱定着ロールに巻き付くのを抑制するには好適であるが、弾性層の歪みに沿って排出されるシート材は、この歪みに倣ってカールしたり、局部的な高圧力のために皺発生などの変形をもたらす。

他に、ロール間に設定した圧力によってロールを撓ませてロールに接するニップ長を形成し、このニップ間に未定着トナー像を担持したシート材を通過させて定着させ、シート材の特性に合わせロールの駆動速度として、第１の速度か第２の速度かを選択して駆動する定着装置（例えば、特許文献３参照）が提案されているが、ロールの熱容量が大きくてウォーミングアップ時間を長く要して好ましくないばかりでなく、圧力によってロールを撓ませて形成した長ニップ間を通過するシート材は、前者の装置と同様、この圧力によるストレスが大きくてカールや皺などのシート材変形を引き起こす。

そこで、上記のような課題を解決するものとして、張架部材を耐熱ベルトの移動方向上流側で熱定着ロールと加圧ロールとの押圧部の接線より熱定着ロールに耐熱ベルトを巻き付けてニップを形成する位置に配置して揺動可能に支持することにより、熱ロール型定着装置の構造の単純化、小型化、コスト低減を可能にし、ウォーミングアップ時間を短縮でき、シート材へのストレスを小さくしてカールの発生や皺発生など排出されるシート材の変形を抑制できるようにした定着装置（例えば、特許文献４参照）が提案されている。

また、熱源を有する回転可能な加熱ロールに対向してエンドレスベルトを配置し、このエンドレスベルトを加熱ロール方向に押圧する加圧ロールを配置して定着ニップを形成し、この定着ニップの上流側にエンドレスベルトを加熱ロール側に押圧する圧力付与部材を備え、圧力付与部材がエンドレスベルトを押圧する押圧力がニップ入口から下流に行くにしたがって増大し、圧力付与部材の後端部近傍で最大圧力となるように設定されて、エンドレスベルトが加熱ロールに接触して形成する接触ニップ域の圧力分布を改善して定着特性を向上させる定着装置（例えば、特許文献５参照）が提案されている。
特許第３０８４６９２号公報 特許第３４８０２５０号公報 特公平８−４０２３５号公報 特開平２００４−４２３４号公報 特許第３５９６２４４号公報

しかしながら、これまでに提案されている上記従来の各定着装置の構造では、定着特性の向上策としては有効な手段となっているが、熱定着ロールに耐熱ベルトを介して加圧ロールを押圧する部位が安定した接触ニップ域を形成するのに十分ではない。

すなわち、図１５に示すように従来の定着装置の構造では、熱定着ロールと加圧ロールとのニップ部上流に空間が存在する。該空間が存在する状況で熱定着ロールに耐熱ベルトを介して加圧ロールを押圧すると、熱定着ロールの表面に被覆した弾性層は加圧ロールの外径に沿った耐熱ベルトの表面に倣って弾性変形し、耐熱ベルトは自らの弾性力によって当該変形の曲率のまま伸張して前記空間で図１５に示すように熱定着ロールから浮き上がった部位が生じ、定着ニップとしては好ましくない挙動をしめす。なお、図１５における２点鎖線は仮想線である。また、曲がりや反り、軸方向の捻じれなどの変形と微妙な関係にあるため、これらの影響を受け、接触ニップ域が不安定になるのを解消するのが難しく、定着特性を向上できないのが現状である。

さらに、熱定着ロールが発する約２００℃程度の高温の影響を受けてクリープ変形をきたす場合があり、特にウオーミングアップ時間の短縮に効用のある熱容量の小さなプラスチックス素材で形成した張架部材の場合にはこの現象が顕著に現れ、安定した定着ニップの形成に好ましくない場合が生じる。

本発明は、上記課題を解決するものであって、熱定着ロールと加圧ロールとのニップ部を簡単な構成により安定化し、均一な安定した定着ニップが形成可能となり、定着特性を向上させるものである。

そのために本発明は、熱定着ロールと、前記熱定着ロールに押圧する加圧ロールと、前記加圧ロールの回転に伴い摺動する摺動部材と、前記加圧ロールと前記摺動部材とに張架され、前記加圧ロールと前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルトとを備え、シート材上に形成した未定着トナー像を定着する定着装置であって、前記摺動部材は、剛体からなり、前記熱定着ロールの外周に被覆された弾性体の厚さよりも薄く形成され、前記熱定着ロールと前記加圧ロールとのニップ部内で前記耐熱ベルト及び前記加圧ロールに接触する先端部を有することを特徴とする。

また、前記摺動部材は、耐熱プラスチックであることを特徴とする。

また、前記摺動部材は、前記加圧ロールの外周に沿って形成され軸方向に配置される複数の円弧状突起部と、前記ニップ部側先端で軸方向に連続して一体に形成される摺接面とを前記加圧ロールの外周の摺接部とすることを特徴とする。

また、前記摺動部材は、前記耐熱ベルトを前記熱定着ロールに押圧する面を前記熱定着ロールの曲率に対応する曲面に形成されていることを特徴とする。

また、前記摺動部材は、前記ニップ部側を一体に形成し、前記ニップ部と反対側に切り欠き部を設けていることを特徴とする。

また、前記摺動部材は、先端部を軸方向に一体の面で形成していることを特徴とする。

また、前記摺動部材は、第１付勢手段により前記熱定着ロールの方向に付勢されていることを特徴とする。

また、前記摺動部材は、前記加圧ロールの回転に伴い摺動し、前記熱定着ロールに押圧するニップ押圧部材と、前記加圧ロールとともに前記耐熱ベルトを張架するベルト張架部材とを備えたことを特徴とする。

また、前記ニップ押圧部材は、耐熱プラスチックであることを特徴とする。

また、前記ニップ押圧部材は、前記加圧ロールの外周に沿って形成され軸方向に配置される複数の円弧状突起部と、前記ニップ部側先端で軸方向に連続して一体に形成される摺接面とを前記加圧ロールの外周の摺接部とすることを特徴とする。

また、前記ニップ押圧部材は、前記熱定着ロールに当接する面を前記熱定着ロールの曲率に対応する曲面に形成されていることを特徴とする。

また、前記ニップ押圧部材は、前記ニップ部側を一体に形成し、前記ニップ部と反対側に切り欠き部を設けていることを特徴とする。

また、前記ニップ押圧部材は、先端部を軸方向に一体の面で形成していることを特徴とする。

また、前記ニップ押圧部材は、第１付勢手段により前記熱定着ロールの方向に付勢されていることを特徴とする。

また、前記ベルト張架部材は、前記ニップ押圧部材を前記熱定着ロール方向に押圧する押圧部を有することを特徴とする。

また、前記押圧部は、一体の壁部上に複数の突起を設けていることを特徴とする。

また、前記ベルト張架部材は、前記ニップ押圧部材に対して前記熱定着ロール側に回動可能に支持されていることを特徴とする。

また、前記ベルト張架部材は、前記耐熱ベルトを前記熱定着ロールに押圧するように配置したことを特徴とする。

また、前記ベルト張架部材は、前記耐熱ベルトを前記熱定着ロールに押圧する面を平坦な面で形成していることを特徴とする。

また、前記ベルト張架部材は、前記熱定着ロールに押圧する部位を除く部位に軸方向と直行する複数のスリットを設けていることを特徴とする。

また、前記ベルト張架部材は、シート材進入時に前記耐熱ベルトを介してシート材をニップ部に案内し、前記熱定着ロールに押圧しない位置に配置されていることを特徴とする。

また、前記ベルト張架部材は、第１付勢手段により前記熱定着ロールの方向に付勢されていることを特徴とする。

また、前記ニップ押圧部材と前記ベルト張架部材との間に、前記ニップ押圧部材を前記加圧ロールの外周に押圧し前記ベルト張架部材を前記耐熱ベルトに張力を付与して張架する方向に付勢する第２付勢手段を配設していることを特徴とする。

また、前記第２バネ付勢手段は、軸方向に所定の間隔で複数個配設していることを特徴とする。

また、前記熱定着ロールの弾性体は０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの厚さからなることを特徴とする。

また、前記耐熱ベルトは、ステンレス管、ニッケル電鋳管、ポリイミド又はシリコンのいずれかの材料からなることを特徴とする。

また、前記定着装置を画像形成装置に搭載したことを特徴とする。

本発明によれば、熱定着ロールと、前記熱定着ロールに押圧する加圧ロールと、前記加圧ロールの回転に伴い摺動する摺動部材と、前記加圧ロールと前記摺動部材とに張架され、前記加圧ロールと前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルトとを備え、シート材上に形成した未定着トナー像を定着する定着装置であって、前記摺動部材は、剛体からなり、前記熱定着ロールの外周に被覆された弾性体の厚さよりも薄く形成され、前記熱定着ロールと前記加圧ロールとのニップ部内で前記耐熱ベルト及び前記加圧ロールに接触する先端部を有し、シート材上に形成した未定着トナー像を定着するので、熱定着ロールと加圧ロールとのニップ部上流の空間で、耐熱ベルトが自らの弾性力によって当該変形の曲率のまま伸張して熱定着ロールから浮き上がることがなく、定着ニップとしては好ましい挙動をしめす。また、熱容量が小さくウオーミングアップ時間の短縮に効用のある剛性の低いプラスチック素材等の部材を用いても、先端部の剛性不足や熱変形によりニップ部の当接が不安定になるのを防いで所望の安定した形状を維持でき、先端部でも十分なニップの押圧力を確保し、安定した定着ニップを形成することができる。したがって、安定した定着ニップを形成することができ、薄型、軽量化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る定着装置の１実施形態を示し、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図であり、装置の右半分は省略している。図２は図１に示す定着装置のベルト張架部材の加圧ロール側から見た斜視図、図３は図１に示す定着装置のニップ押圧部材の加圧ロール側から見た斜視図、図４は図１に示す定着装置の定着ニップ部を拡大して示す図、図５は図４に示す定着装置の定着ニップ部をさらに拡大して示す図、図６は図１の定着装置の変形例を示す断面図、図７は図１乃至図６に示した実施形態に対応するニップ通過位置と定着圧力の変化を示す図である。図中、１は熱定着ロール、２は加圧ロール、３は耐熱ベルト、４はベルト張架部材、４ａはベルト摺動面、４ｂは突壁、４ｃはバネ受け部、４ｄは一体の壁部、４ｅは押圧部、４ｆは壁部、４ｇは開放部、４ｈは平坦な面、５はニップ押圧部材、５ａはフランジ、５ｂは摺接部、５ｃは押圧部、５ｄは先端、５ｅは切り欠き部、５ｆはバネ配設部（穴）、６は第１付勢手段を構成する第１バネ、７はフレーム、９は第２付勢手段を構成する第２バネを示す。

図１において、熱定着ロール１は、例えば外径２５ｍｍ程度、肉厚０．７ｍｍ程度のパイプ材をロール基材１ｂとして、その外周に厚み０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ、特に０．４ｍｍ程度のゴム等のような弾性体１ｃを被覆して形成し、ロール基材１ｂの内部に加熱源として１０５０Ｗ、２本の柱状ハロゲンランプ１ａを内蔵して回転可能にしたものである。加圧ロール２は、例えば外径２５ｍｍ程度、肉厚０．７ｍｍ程度のパイプ材をロール基材、さらには、その外周に厚み０．２ｍｍ程度の弾性体を被覆して形成し、熱定着ロール１に対向して配置して、熱定着ロール１と加圧ロール２の圧接力Ｆを１０ｋｇ以下、ニップ長を１０ｍｍ程度で構成し、図示矢印Ｒの方向に回転可能にした構造になっている。加圧ロール２の両端の回転軸２ａは、図１（Ｂ）に示すように左右のフレーム７に軸受７ａを介して回転自在に支持されている。

耐熱ベルト３は、熱定着ロール１と加圧ロール２との間に挟持されて加圧ロール２とベルト張架部材４の外周に張架され移動可能になったエンドレスのベルトであり、例えば０．０３ｍｍ以上の厚みを有するステンレス管やニッケル電鋳管等の金属管、ポリイミドやシリコン等の耐熱樹脂等管で構成される。

ベルト張架部材４は、耐熱ベルト３の内周に嵌挿して加圧ロール２との間で耐熱ベルト３に張力ｆを付与すると共に、熱定着ロール１と加圧ロール２のニップ部よりもシート材Ｓの搬送方向上流側で、耐熱ベルト３を熱定着ロール１に巻き付けて熱定着ロール１とニップ部を形成する位置に配設された、略半月状の耐熱ベルト３を摺動させる部材である。ベルト張架部材４は、加圧ロール２の回転軸２ａを中心として矢印Ｗの方向に揺動可能に配設され、シート材Ｓが定着ニップを非通過の状態において耐熱ベルト３を熱定着ロール１の接線方向に張架する構成にしている。

ニップ押圧部材５は、加圧ロール２の外周に沿って摺接する摺接部５ｂ及び熱定着ロール１と加圧ロール２とのニップ部上流側で耐熱ベルト３を熱定着ロール１に押圧する押圧部５ｃを有し、加圧ロール２に摺動する摺動部材である。ニップ押圧部材５は、加圧ロール２の方向に軽くバネ付勢されることにより、加圧ロール２の回転に伴いその外周に沿って摩擦力が作用し摺動して押圧部５ｃが耐熱ベルト３を介して熱定着ロール１に押圧し、その先端５ｄが熱定着ロール１と加圧ロール２とのニップ部内で耐熱ベルト３及び加圧ロール２に接触し、ニップ部内に食い込むようになっている。

本実施の形態ではベルト張架部材４とニップ押圧部材５とで摺動部材を構成しているが、一体の部材として摺動部材を構成しても良い。

ベルト張架部材４は、図２に示すようにベルト摺動面４ａの両端又は一端に耐熱ベルト３の蛇行を規制するための突壁４ｂを有し、後述するニップ押圧部材５のバネ配設部５ｆに対向するベルト摺動面４ａの裏側の位置にバネ受け部４ｃを有する。そして、ニップ押圧部材５の押圧部５ｃの裏側壁面のエッジ部に押圧部４ｅが当接して押圧すると共に、エッジ部を回動支点として熱定着ロール１側に回動し耐熱ベルト３を熱定着ロール１に押圧するように配置したものである。そのため、ベルト張架部材４の耐熱ベルト３を熱定着ロール１に押圧する部位には、平坦な面４ｈが形成される。

ベルト張架部材４と熱定着ロール１の相対的な位置関係は、加圧ロール２とベルト張架部材４に耐熱ベルト３を張架して張力を付与した状態で決定付けられ、微細な関係においては、熱定着ロール１に対して軸方向に平行な状態ではなく、所謂スキューした相対関係であったり、ベルト張架部材４の反りや曲がりなどの真直性に影響されたりする。このような場合、耐熱ベルト３の内側から熱定着ロール１に軽押圧するベルト張架部材４の部位が円筒状の曲面になっていると、耐熱ベルト３の内側から熱定着ロール１にベルト張架部材４が軽押圧する部位における定着ニップの様相が均一に形成できない場合がある。しかし、上記のようにベルト張架部材４が耐熱ベルト３の内側から熱定着ロール１に軽押圧する部位を略平坦な面４ｃで形成すると、この部位での定着ニップの不均一な状態を緩和することができ、好ましい定着ニップの形成が容易にできる。

さらに、ベルト張架部材４が軽押圧する部位で安定したニップが形成されれば、耐熱ベルト３の張力から生じる摺動摩擦力に対応して耐熱ベルト３とベルト張架部材４の摺動摩擦力が付加される。このことにより、加圧ロール２で耐熱ベルト３を駆動する場合、熱定着ロール１にベルト張架部材４が軽押圧する部位と熱定着ロール１に加圧ロール２が押圧する部位との中間領域（定着ニップの中間領域）では、耐熱ベルト３がニップ押圧部材５の押圧部５ｃの曲面で押圧され熱定着ロール１に巻き付けされた押圧状態の連続した定着ニップを形成できる。

ニップ押圧部材５は、図３に示すように、両端にフランジ５ａが形成され、加圧ロール２、ベルト張架部材４の両端面に延び、加圧ロール２、ベルト張架部材４を端面に接触してガイドするガイド部となっている。ガイド部の加圧ロール２、ベルト張架部材４の端面に接触する部分は、摺接する面であっても、複数の突起、回動接触するボールやコロでもよいし、これらをニップ押圧部材５でなくその相手側に設けてもよい。また、ニップ押圧部材５は、内面に摺接部５ｂとして、軸方向にほぼ等間隔に配置されて加圧ロール２の外周に沿って摺接する複数の円弧状突起部５ｂ′と、その熱定着ロール１と加圧ロール２とのニップ部側先端で軸方向に連続して一部又は全面が加圧ロール２に摺接する摺接面５ｂ″を構成し、側面に押圧部５ｃとして、軸方向に一定の幅で耐熱ベルト３を熱定着ロール１に押圧する、耐熱ベルト３の厚みを含む熱定着ロール１の曲率に対応する曲面を有している。そして、押圧部５ｃの裏側の面にベルト張架部材４の突起状押圧部４ｅが当接するようになっている。

このようにニップ押圧部材５における先端５ｄは、図５に示すように熱定着ロール１の外周に被覆してあるゴム等の弾性体１ｃの厚さよりも薄く突出・伸長し、所定の曲率で楔状の鋭角に、且つ熱定着ロール１の外周に被覆してある弾性体１ｃよりも剛性の高い材質で形成され、摺接面５ｂ″が加圧ロール２の外周に一定幅で軸方向一部又は全面で摺接し、押圧部５ｃが耐熱ベルト３を介して熱定着ロール１に軸方向一部又は全面で押圧して、熱定着ロール１と加圧ロール２とのニップ部に食い込むようになる。このことにより剛性が低下しても、形状の変形が熱定着ロール１と加圧ロール２により規制されるため、熱容量が小さくウオーミングアップ時間の短縮に効用のある剛性の低いプラスチック素材等の部材を用いても、先端５ｄの剛性不足や熱変形によりニップ部の当接が不安定になるのを防いで所望の安定した形状を維持でき、先端５ｄでも十分なニップの押圧力を確保でき、薄型、軽量化を図ることができる。ニップ押圧部材としては、ＰＰＳ、ポリイミド、ポリアミドイミド又はＰＥＥＫ等の耐熱プラスチックを用いると有効である。

また、ニップ押圧部材５における耐熱ベルト３との摺動部分の摩擦係数を、加圧ロール２との摺動部分の摩擦係数よりも低く構成することで、食い込み時のクサビ作用により加圧ロール２の駆動トルクが大きくなることを防止することもできる。具体的にはニップ押圧部材５の耐熱ベルト３との摺動部分をＰＦＡ、ＰＴＦＡ等でフッ素コーティングにより被覆することによって摩擦係数を低く設定する。

さらに、ニップ押圧部材５の熱定着ロール１側と反対側の部分に切り欠き部５ｅを設けて、不連続で開放された部位を形成させることにより、熱定着ロール１側からニップ押圧部材５が加熱されその反対側と温度差が生じても、熱膨張の差により歪みが生じ変形するのを防ぐことができる。

また、本実施形態において、ニップ押圧部材５は、摺接部５ｂの裏側にバネ配設部（穴）５ｆが形成され、バネ配設部５ｆにベルト張架部材４との間で第２バネ９が配設されている。そして、図１（Ｂ）に示すようにフランジ５ａをガイド部として、加圧ロール２の端面とフランジ５ａが接触し、加圧ロール２およびベルト張架部材４をニップ押圧部材５のフランジ５ａ間に位置するように配設し、加圧ロール２に対してニップ押圧部材５およびベルト張架部材４を位置決めしている。この構成により、ベルト張架部材４には、各第２バネ９の付勢力に応じた張力が作用し、耐熱ベルト３に張力ｆが付与される。同時に、加圧ロール２の回動力は摺接部５ｂとの摩擦力によってニップ押圧部材５に伝達され、押圧部５ｃを介して耐熱ベルト３を熱定着ロール１に押圧させることができる。

さらに、耐熱ベルト３の駆動に伴い耐熱ベルト３とベルト摺動面４ａとの摩擦力によってベルト張架部材４が熱定着ロール１側に揺動付勢され、ベルト張架部材４の突起状押圧部４ｅがニップ押圧部材５の押圧部５ｃの裏側を押圧するので、押圧部５ｃの押圧力が付加される。また、図１（Ｂ）、図４に示すようにフランジ５ａに対し第１バネ６による付勢力を矢印Ｗの方向に作用させるようにすれば押圧部５ｃの押圧力をさらに増大させることができる。

図６は図１の定着装置の変形例を示す断面図である。図１においては、ニップ押圧部材５の内面には加圧ロール２の外周面と略同一の曲率面を有する突起状の摺接部５ｂが形成され、摺接部５ｂを介して加圧ロール２に摺接するように配置しているが、図６に示す実施形態において摺接部５ｂは、加圧ロール２の外周面に沿って２つの位置５ｂ′−１、５ｂ′−２のベクトル合力でニップ押圧部材５を摺接させている。

図７は図１乃至図６に示した実施形態に対応するニップ通過位置と定着圧力の変化を示す図である。ニップ通過位置に対応する定着圧力は、図７に示すようにシート材厚によって差が生じるが、ニップ初期位置からベルト張架部材４が押圧する部位よりニップ押圧部材５が押圧する部位で、さらにニップ終了位置で加圧ロール２による押圧で定着圧力が高くなり、より安定した定着ニップの形成が可能になる。なお、定着圧力の変化の様子を、厚めのシート材は点線で、標準厚のシート材は実線で、薄めのシート材は２点鎖線でそれぞれ示している。

図８はニップ押圧部材とベルト張架部材により耐熱ベルトを熱定着ロールに押圧する他の実施の形態を示す図、図９は図８に示す定着装置のベルト張架部材の加圧ロール側から見た斜視図、図１０は図８の定着装置の変形例を示す断面図、図１１は図８乃至図１０に示した実施形態に対応するニップ通過位置と定着圧力の変化を示す図である。

図８において、ベルト張架部材４は、シート材進入時に耐熱ベルト３を介してシート材Ｓをニップ部に案内し、熱定着ロール１に押圧しない位置に配置され、図９に示すように熱定着ロール１側、つまりベルト摺動面４ａの下流側に軸方向に一体の壁部４ｄとその壁部４ｄ上にニップ押圧部材５に当接して押圧する複数の突起状の押圧部４ｅを等間隔に設けると共に、ベルト摺動面４ａの上流側の壁部４ｆ及びベルト摺動面４ａに不連続で開放された開放部（スリット部、切り欠き部）４ｇを設けている。シート材Ｓが定着ニップに進入する初期位置で定着圧力が大きいと進入がスムーズに行われなくて、シート材Ｓの先端が折れた状態で定着される場合があるが、耐熱ベルト３を熱定着ロール１の接線方向に張架する構成にすると、シート材Ｓの進入がスムーズに成される導入口部が形成でき、安定したシート材Ｓの進入が可能になる。

図１０は図８の定着装置の変形例を示す断面図である。図８においては、ニップ押圧部材５の内面には加圧ロール２の外周面と略同一の曲率面を有する突起状の摺接部５ｂが形成され、摺接部５ｂを介して加圧ロール２に摺接するように配置しているが、図１０に示す実施形態において摺接部５ｂは、加圧ロール２の外周面に沿って２つの位置５ｂ′−１、５ｂ′−２のベクトル合力でニップ押圧部材５を摺接させている。

ニップ通過位置における定着圧力は、図１１に示すようにニップ領域において、ニップ初期位置からニップ押圧部材５の押圧により一定の定着圧力になり、ニップ終了位置で加圧ロール２による押圧で定着圧力が高くなる。定着圧力の変化の様子を、厚めのシート材は点線で、標準厚のシート材は実線で、薄めのシート材は２点鎖線でそれぞれ示している。

図１２はベルト張架部材のバネ付勢力を大きくしたニップ通過位置と定着圧力の変化を示す図である。先の実施形態において、第１バネ６は、ニップ押圧部材５を熱定着ロール１に軽押圧する部位に配設したが、ベルト張架部材４の突壁４ｂの熱定着ロール１と反対側端部のフレームとの間に配設し、ベルト張架部材４を耐熱ベルト３の内側から熱定着ロール１に軽押圧する方向にバネ付勢する軽押圧付勢手段としてもよい。このような第１バネ６の付勢によりベルト張架部材４がニップ押圧部材５の押圧部５ｃの裏側を押圧し、ニップ押圧部材５の押圧部５ｃが耐熱ベルト３の内側から熱定着ロール１に軽押圧して、熱定着ロール１に摺接すると、図１２に示すようにニップ初期位置でも定着圧力を高くすることができる。なお、図１２（ａ）は図１乃至図７に示した実施形態に対応するニップ通過位置と定着圧力の変化を示し、図１２（ｂ）は図８乃至図１１に示した実施形態に対応するニップ通過位置と定着圧力の変化を示している。勿論、第１バネ６を省いても、加圧ロール２とニップ押圧部材５との摩擦力、耐熱ベルト３と張架部材４との摩擦力により所望の押圧力、位置決めの実現は可能であることはいうまでもない。

本実施形態においては、熱定着ロール１の内部に２本の加熱源１ａを内蔵しており、このハロゲンランプの発熱エレメントを異なった配置に構成して選択的に点灯すると、後述する耐熱ベルト３が熱定着ロール１に巻き付いた定着ニップ部位とベルト張架部材４が熱定着ロール１に摺接する部位のような異なった条件や、幅の広いシート材と幅の狭いシート材とのように異なった条件下での温度コントロールを容易に行うことができる。

さらに、本実施形態によれば、熱定着ロール１および加圧ロール２の外径を２５ｍｍ程度の小径に構成しているため、定着後のシート材Ｓが熱定着ロール１または耐熱ベルト３に巻き付くこともないので、シート材Ｓを強制的に剥がすための手段が不要になる。また、熱定着ロール１の弾性体１ｃの表層には約３０μｍのＰＦＡ層を設ければ、その分だけ剛性が向上し略均一な弾性変形をして所謂水平ニップが形成されて熱定着ロール１の周速に対して耐熱ベルト３またはシート材Ｓの搬送速度に差異が生じることもなく、極めて安定した画像定着が可能となる。

ベルト張架部材４は、本実施形態のように耐熱ベルト３を摺動させる非回転部材にすると、回転部材ではないので軸受等が不要になるので、支持構造が簡単になる。加えてベルト張架部材４を略半月状とすることにより、加圧ロール２側にその半月欠方向を向けてベルト張架部材４を配置し、加圧ロール２に対して極限まで接近した配置が可能になる。このことによりまた、耐熱ベルト３の周長を短縮して構成することが可能になる。したがって、熱ロール型定着装置を簡単な構造にして小型で安価にすることができる。

耐熱ベルト３は、必要最小限の経路で移動するので、加熱源を内蔵して回転可能な熱定着ロール１とのニップ部で加熱され、所定の経路で移動する時に奪われる熱エネルギーを最小限に抑えることができる。さらに、周長を短くすることができるので、自然放熱による温度低下も少なく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間の短縮が可能になる。しかも、耐熱ベルト３は、図１に示すように加圧ロール２とベルト張架部材４の協働によって張力が付与されて熱定着ロール１に巻き付けてニップを形成しているので、容易にニップ長を長く構成することができ、構造が簡単になり小型で安価にすることができる。

耐熱ベルト３を加圧ロール２とベルト張架部材４により張架して加圧ロール２で安定して駆動するには、加圧ロール２と耐熱ベルト３との摩擦係数をベルト張架部材４と耐熱ベルト３との摩擦係数より大きく設定するとよいが、摩擦係数に関しては異物の侵入や摩耗などによって不安定になる場合がある。これに対し、加圧ロール２と耐熱ベルト３の巻き付け角よりベルト張架部材４と耐熱ベルト３の巻き付け角が小さくなるように、また、加圧ロール２の径よりベルト張架部材４の径が小さくなるように設定すると、耐熱ベルト３がベルト張架部材４を摺動する長さが短くなり、経時変化や外乱などに対する不安定要因から回避でき耐熱ベルト３を加圧ロール２で安定して駆動することができる。

また、シート材Ｓの上に形成した未定着トナー像を安定して定着するには、未定着トナー像を十分に溶融して定着することが必須であり、所望の温度と溶融時間を必要とするが、本実施形態の構成によれば、図１に示すように耐熱ベルト３をベルト張架部材４で張架して張力を付与し熱定着ロール１に巻き付けてニップを形成し、耐熱ベルト３の内側から加圧ロール２で押圧すると共に、ニップ押圧部材５、ベルト張架部材４で軽押圧することにより、ニップ長を長く構成するために、熱定着ロール１の表面に被覆した弾性体を大きく歪ませてニップ長を長くするような手段は必要なく、弾性体の厚みは薄く構成可能である。しかも、弾性体を歪ませるために加圧ロール２の圧接圧力を大きく設定する必要もなく、未定着トナー像を担持したシート材Ｓが熱定着ロール１と耐熱ベルト３の間を通過するときに通過するシート材へのストレスが小さいので、未定着トナー像の定着後に排出されるシート材に皺発生などのシート材Ｓの変形が抑制される。

したがって、熱ロール型定着装置の機械的剛性アップは不要であるばかりでなく、熱定着ロール１の薄肉厚化が可能であり、加熱源から耐熱ベルト３を加熱する加熱速度が向上する。また、加圧ロール２も同様に薄肉厚化が可能であり、熱容量を小さく構成できるので、耐熱ベルト３からの熱エネルギー吸収が小さく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間の短縮が可能である。

ベルト張架部材４又はニップ押圧部材５は、耐熱ベルト３が摺動する軸方向の中央近傍がやや凸状に突出したクラウン形状とすることにより、中央近傍で耐熱ベルト３に付与する張力ｆを大きくなるようにし、耐熱ベルト３の端部への寄りや蛇行をなくし、耐熱ベルト３がベルト張架部材４又はニップ押圧部材５の摺動面を滑らかに摺動でき、ベルト張架部材４又はニップ押圧部材５が変形して略真直な状態を得るようにすることもできる。このクラウン形状は、耐熱ベルト３の張架方向のみならず、熱定着ロール１に軽押圧する方向において形成しておくことも安定した定着ニップの形成に有効である。もちろんベルト張架部材４及びニップ押圧部材５の両者を耐熱ベルト３が摺動する軸方向の中央近傍がやや凸状に突出したクラウン形状とすることも可能である。また、加圧ロール２の軸方向の中央近傍を前記熱定着ロール側１にやや凸状に突出したクラウン形状とすることも可能である。

また、図１に示すように第２バネ９の軸芯を通る線を、加圧ロール２の回転軸２ａの軸芯から熱定着ロール１に対して外側にずらした位置を通る線上とすると、ベルト張架部材４を付勢する方向は、付勢力の分力が耐熱ベルト３を熱定着ロール１に押圧する方向になる。なお、この場合、第２バネ９によりニップ押圧部材５に作用する反力は、加圧ロール２の回転に伴い摺動する方向と逆の方向になるので、少なくともその反力より加圧ロール２の回転に伴いニップ押圧部材５の摺接部５ｂに作用する摩擦力の方が大きくなるように設定される。このことにより、ベルト張架部材４に付与される付勢力の分力が耐熱ベルト３を熱定着ロール１に軽押圧する押圧力に付加される。熱定着ロール１にニップ押圧部材５が軽押圧する部位から熱定着ロール１に加圧ロール２が押圧する部位まで、耐熱ベルト３が熱定着ロール１に巻き付けられ押圧状態の連続した定着ニップを形成できるので、より安定した定着ニップの形成が可能になる。

加圧ロール２の外周に捲着し熱定着ロール１との間に挟持し移動する耐熱ベルト３をベルト張架部材４により張架し熱定着ロール１に巻き付けてニップを形成する場合、ベルト張架部材４は、軸方向に撓みが生じたり、約２００℃程度の高温になる熱定着ロール１の影響を受けてクリープ変形が生じたりする。特にベルト張架部材４をウォーミングアップタイムの短縮に効用のあるものとして、熱容量の小さなプラスチック素材で形成した場合に、この現象が顕著に現れ安定した定着ニップの形成に好ましくない。本実施形態においては、ベルト張架部材４には、軸方向全域にわったて各第２バネ９の付勢力に応じた張力が作用するため、このような軸方向の撓みやクリープ変形を所定の許容幅で防止できるので、軸方向全域にわたって均一な安定した定着ニップが形成可能となる。

図１３はバネによる定着圧力分布の設定例を示す図である。本実施形態のようにベルト張架部材４とニップ押圧部材５との間に複数の第２バネ９を配設して耐熱ベルト３に張力を付与する構成を採用すると、複数の第２バネ９の付勢力の調整、付勢力の選択組み合わせによって、ベルト張架部材４の軸方向に目的に応じて任意、所望の定着圧力分布の設定が可能になる。

図１３（ａ）は複数の第２バネ９の付勢力を、等分布定着圧力になるように選択配置したものである。シート材上に形成した未定着トナー像を定着ニップ部を通過させて定着した時に、定着強度や定着光沢等の定着特性は定着ニップ部の温度と圧力によって左右される。従って、等分布定着圧力に構成することにより定着特性はシート材全域にわたって均一な定着画像を得ることができる。

図１３（ｂ）は複数の第２バネ９の付勢力を、中央部が大きく両端部が小さい定着圧力分布になるように選択配置したものである。熱定着ロール１、加圧ロール２、ベルト張架部材４、ニップ押圧部材５の軸撓みが生じると、中央部の定着圧力が低下して好ましくない状態が生じるが、複数の第２バネ９の付勢力を、ベルト張架部材４の中央部が大きく両端部を小さく設定することにより、定着特性はシート材全域にわたって均一な定着画像を得ることができる。

図１３（ｃ）は複数の第２バネ９の付勢力を、両端部が大きく中央部が小さい定着圧力分布になるように選択配置したものである。シート材上に形成した未定着トナー像を定着ニップ部を通過させて定着した時に、定着圧力とシート材搬送力のバランスによってシート材の中央部にシワなどが発生して好ましくない場合がある。この場合の対策として一般的には加圧ロールまたは熱定着ロールの外径の中央部を細くした逆クラウン形状のロール対を用いてシート材の両端部の搬送力を大きくして対応するものがあるが、本実施形態によれば、複数の第２バネ９の付勢力を、ベルト張架部材４の両端部が大きく中央部を小さくなるように設定することにより、両端部のシート材搬送力を高めることができ、上記の加圧ロールまたは熱定着ロールの外径の中央部を細くした逆クラウン形状のロール対を用いてシート材の両端部の搬送力を大きくしてシート材の中央部に発生するシワ防止を行う内容と同等の効果を発揮することができる。

図１３（ｄ）は複数の第２バネ９の付勢力を、ベルト張架部材４の両端部と中央部で大きくなるように設定した場合で、図１３（ｂ）、（ｃ）を併せた定着圧力分布を有し、中央部の定着圧力を高め両端部でのシート材搬送力を高めることができる。

図１４は本発明に係る画像形成装置の１実施の形態を示す全体構成の模式的断面図である。図中、１０は画像形成装置、１０ａはハウジング、１０ｂは扉体、１１は紙搬送ユニット、１５はクリーニング手段、１７は像担持体、１８は画像転写搬送手段、２０は現像手段、２１はスキャナ手段、２１ｂは回転多面鏡、２９は転写ベルトユニット、３０は給紙ユニット、４０は定着手段、Ｗは露光ユニット、Ｄは画像形成ユニットを示す。

本実施形態の画像形成装置１０は、ハウジング１０ａと、ハウジング１０ａの上部に形成された排紙トレイ１０ｃと、ハウジング１０ａの前面に開閉自在に装着された扉体１０ｂを有し、ハウジング１０ａ内には、露光ユニット（露光手段）Ｗ、画像形成ユニットＤ、画像転写搬送手段を有する転写ベルトユニット２９、給紙ユニット３０が配設され、扉体１０ｂ内には紙搬送ユニット１１が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

画像形成ユニットＤは、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体１７と、像担持体１７の周囲に配設された、帯電手段１９および現像手段２０を有する。これら各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、転写ベルトユニット２９の下側に斜めアーチ状のラインに沿って像担持体１７が上向きになるように並列配置されている。なお、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。

転写ベルトユニット２９は、ハウジング１０ａの下側に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１２と、駆動ローラ１２の斜め上方に配設される従動ローラ１３と、バックアップローラ（テンションローラ）１４と、これら３本、少なくとも２本のローラ間に張架されて図示矢印方向（反時計方向Ｘ）へ循環駆動される中間転写ベルトからなる画像転写搬送手段１８と、画像転写搬送手段１８の表面に当接するクリーニング手段１５とを備えている。従動ローラ１３、バックアップローラ１４および画像転写搬送手段１８は、駆動ローラ１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設され、これにより画像転写搬送手段１８駆動時のベルト搬送方向Ｘが下向きになるベルト面１８ａが下方に位置し、搬送方向が上向きになるベルト面１８ｂが上方に位置するようにされている。

したがって、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ローラ１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。そして、像担持体１７は、アーチ状のラインに沿って画像転写搬送手段１８の搬送方向下向きのベルト面１８ａに接触し、図示矢印に示すように画像転写搬送手段１８の搬送方向に回転駆動される。可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬送手段１８は、像担持体１７に対して上側から被せるように略同一の巻き付け角度で接触させるため、像担持体１７と画像転写搬送手段１８との間の接触圧やニップ幅は、テンションローラ１４により画像転写搬送手段１８に付与される張力、像担持体１７の配置間隔、巻き付け角度（アーチの曲率）などを制御することにより調整することができる。

駆動ローラ１２は、２次転写ローラ３９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１２の周面には、例えば厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０⁵Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、２次転写ローラ３９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。また、駆動ローラ１２は、その径を従動ローラ１３、バックアップローラ１４の径より小さくすることにより、２次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ１３を後述するクリーニング手段１５のバックアップローラとして兼用させている。

１次転写部材１６は、トナー像を順次重ねて転写して画像を形成する転写バイアス印加手段として、画像転写搬送手段の内側に接する位置に配置しているが、単に画像転写搬送手段への通電を確保可能な手段として接すればよいので、例えば画像転写搬送手段に接して従動回転する導電性ローラやリジッドな接触子、あるいは板バネ等の導電性弾性部材、樹脂等の繊維群によって形成した導電性ブラシ等でも構成可能である。

上記のように本実施形態の画像形成装置では、複数の像担持体１７を並列配置し、各像担持体１７に対して略同一の巻き付け角度を有する姿勢で可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬送手段１８を接触配置して少なくとも２本のローラ１２、１３に張架して回転駆動し、画像転写搬送手段１８には、いずれかのローラ１２、１３によって張力を付与して像担持体１７のトナー像を順次重ねて転写する構造に構成し、略同一の巻き付け角度に応じて像担持体１７と画像転写搬送手段１８との接触部に、容易に略同一のニップを形成し、接触圧力も略同一にする。

クリーニング手段１５は、搬送方向下向きのベルト面１８ａ側に設けられ、二次転写後に画像転写搬送手段１８の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード１５ａと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材１５ｂを備えている。クリーニングブレード１５ａは、従動ローラ１３への画像転写搬送手段１８の巻きかけ部において画像転写搬送手段１８に当接されている。また、画像転写搬送手段１８の裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７に対向して１次転写部材１６が当接され、１次転写部材１６には転写バイアスが印加されている。

露光手段Ｗは、斜め方向に配設された画像形成ユニットＤの斜め下方に形成された空間に配設されている。また、露光手段Ｗの下部でハウジング１０ａの底部には給紙ユニット３０が配設されている。露光手段Ｗは、全体がケースに収納され、ケースは、搬送方向下向きのベルト面の斜め下方に形成される空間に配設されている。ケースの底部には、ポリゴンミラーモータ２１ａ、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２１ｂからなる単一のスキャナ手段２１を水平に配設されるとともに、各色の画像信号により変調される複数のレーザ光源２３からのレーザビームをポリゴンミラー２１ｂで反射させ各像担持体上に偏向走査する光学系Ｂには、単一のｆ−θレンズ２２および各色の走査光路が像担持体１７にそれぞれ非平行になって折り返すように複数の反射ミラー２４が配設されている。

本実施形態においては、装置下方に走査光学系Ｂを配置し、しかも、スキャナ手段２１をケースの底部に配置することにより、ポリゴンモータ２１ａ自身がケース全体に与える振動を最小限にし、振動源であるポリゴンモータ２１ａの数を一つにすることによりケース全体に与える振動を最小限にする。また、各画像ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは斜め方向に配設し、かつ像担持体１７を斜めアーチ状のラインに沿って上向きに並列配置してトナー貯留容器２６を斜め下方に傾斜して配置している。

給紙ユニット３０は、記録媒体が積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５から記録媒体を一枚ずつ給送するピックアップローラ３６を備えている。紙搬送ユニット１１は、二次転写部への記録媒体の給紙タイミングを規定するゲートローラ対３７（一方のローラはハウジング１０ａ側に設けられている）と、駆動ローラ１２および画像転写搬送手段１８に圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ３９と、主記録媒体搬送路３８と、定着手段４０と、排紙ローラ対４１と、両面プリント用搬送路４２を備えている。

本実施形態においては、転写ベルトの搬送方向上向きのベルト面１８ｂの斜め上方に形成される空間、換言すれば、転写ベルトに対して画像形成ステーションと反対側の空間に定着手段４０を配設することが可能になり、露光手段Ｗ、画像転写搬送手段１８、画像形成手段への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。特に、露光手段Ｗは、定着手段４０から最も離れた位置にあり、走査光学系部品の熱による変位を最小限にすることができ、色ズレを防ぐことができる。また、画像転写搬送手段１８を駆動ローラ１２に対して傾斜する方向に配設しているため、図で右側空間に広いスペースが生じその空間に定着手段４０を配設することができ、コンパクト化を実現することができると共に、定着手段４０で発生する熱が、左側に位置する露光ユニットＷ、画像転写搬送手段１８および各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋへ伝達されるのを防止することができる。画像形成ユニットＤの左側下部の空間に露光ユニットＷを配置することができるため、画像形成手段の駆動系がハウジング１０ａへ与える振動による、露光ユニットＷの走査光学系Ｂの振動を最小限に抑えることができ、画質の劣化を防止することができる。

上記実施形態では、中間転写ベルトを画像転写搬送手段１８として像担持体１７に接触させる構成としたが、表面にシート材を吸着して搬送移動し、該シート材の表面にトナー像を順次重ねて転写して画像を形成搬送するシート材搬送ベルトを画像転写搬送手段１８として像担持体１７に接触させる構成としてもよい。この場合、上記各実施形態と異なるのは、画像転写搬送手段１８であるシート材搬送ベルトのベルト搬送方向が像担持体１７に接触する下面で逆方向の上向きになることである。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、ベルト張架部材とニップ押圧部材との間にバネを配設してベルト張架部材により耐熱ベルトに張力を付与し、その反力でニップ押圧部材を加圧ロールに軽押圧するように構成したが、それぞれを別個にバネ付勢するように構成してもよい。また、ニップ押圧部材のフランジによるガイド部は、ベルト張架部材、ニップ押圧部材を支持しバネ付勢する構成によってそれらのいずれかにのみ設けるようにしてもよい。さらに、ベルト張架部材として略半月状の摺動部材を用いたが、１乃至複数の張架ロールを用いて構成してもよい。例えば特許文献４で提案されている定着装置の摺動部材やロール部材を用いたベルト張架部材と加圧ロールとの間に本実施形態のニップ押圧部材を付加するように構成してもよいし、ニップ押圧部材は、他の耐熱ベルトが介在しない定着装置も含め従来の構成の定着装置において、加圧ロールと熱定着ロールとの定着ニップの上流側に同様に配設するように構成してもよい。

本発明の定着装置の１実施形態を説明するための図である。 図１に示す定着装置のベルト張架部材の加圧ロール側から見た斜視図である。 図１に示す定着装置のニップ押圧部材の加圧ロール側から見た斜視図である。 図１に示す定着装置の定着ニップ部を拡大して示す図である。 図１に示す定着装置の定着ニップ部をさらに拡大して示す図である。 図１に示す定着装置の変形例を示す図である。 ニップ通過位置と定着圧力の変化を示す図である。 ニップ押圧部材とベルト張架部材により耐熱ベルトを熱定着ロールに押圧する他の実施の形態を示す図である。 図８に示す定着装置のベルト張架部材の加圧ロール側から見た斜視図である。 図８に示す定着装置の変形例を示す図である。 ニップ通過位置と定着圧力の変化を示す図である。 ベルト張架部材のバネ付勢力を大きくしたニップ通過位置と定着圧力の変化を示す図である。 バネによる定着圧力分布の設定例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の例を示す模式的断面図である。 従来の画像形成装置における定着装置の定着ニップ部を拡大して示す図である。

符号の説明

１…熱定着ロール、２…加圧ロール、３…耐熱ベルト、４…ベルト張架部材、４ａ…ベルト摺動面、４ｂ…突壁、４ｃ…バネ受け部、４ｄ…一体の壁部、４ｅ…押圧部、４ｆ…壁部、４ｇ…開放部、４ｈ…平坦な面、５…ニップ押圧部材、５ａ…フランジ、５ｂ…摺接部、５ｃ…押圧部、５ｄ…先端、５ｅ…切り欠き部、５ｆ…バネ配設部（穴）、６…第１バネ、７…フレーム、９…第２バネ

Claims (27)

1. 熱定着ロールと、前記熱定着ロールに押圧する加圧ロールと、前記加圧ロールの回転に伴い摺動する摺動部材と、前記加圧ロールと前記摺動部材とに張架され、前記加圧ロールと前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルトとを備え、シート材上に形成した未定着トナー像を定着する定着装置であって、前記摺動部材は、剛体からなり、前記熱定着ロールの外周に被覆された弾性体の厚さよりも薄く形成され、前記熱定着ロールと前記加圧ロールとのニップ部内で前記耐熱ベルト及び前記加圧ロールに接触する先端部を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記摺動部材は、耐熱プラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記摺動部材は、前記加圧ロールの外周に沿って形成され軸方向に配置される複数の円弧状突起部と、前記ニップ部側先端で軸方向に連続して一体に形成される摺接面とを前記加圧ロールの外周の摺接部とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記摺動部材は、前記耐熱ベルトを前記熱定着ロールに押圧する面を前記熱定着ロールの曲率に対応する曲面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記摺動部材は、前記ニップ部側を一体に形成し、前記ニップ部と反対側に切り欠き部を設けていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記摺動部材は、先端部を軸方向に一体の面で形成していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記摺動部材は、第１付勢手段により前記熱定着ロールの方向に付勢されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記摺動部材は、前記加圧ロールの回転に伴い摺動し、前記熱定着ロールに押圧するニップ押圧部材と、前記加圧ロールとともに前記耐熱ベルトを張架するベルト張架部材とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
9. 前記ニップ押圧部材は、耐熱プラスチックであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記ニップ押圧部材は、前記加圧ロールの外周に沿って形成され軸方向に配置される複数の円弧状突起部と、前記ニップ部側先端で軸方向に連続して一体に形成される摺接面とを前記加圧ロールの外周の摺接部とすることを特徴とする請求項８又は９に記載の定着装置。
11. 前記ニップ押圧部材は、前記耐熱ベルトを前記熱定着ロールに押圧する面を前記熱定着ロールの曲率に対応する曲面に形成されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の定着装置。
12. 前記ニップ押圧部材は、前記ニップ部側を一体に形成し、前記ニップ部と反対側に切り欠き部を設けていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の定着装置。
13. 前記ニップ押圧部材は、先端部を軸方向に一体の面で形成していることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載の定着装置。
14. 前記ニップ押圧部材は、第１付勢手段により前記熱定着ロールの方向に付勢されていることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれかに記載の定着装置。
15. 前記ベルト張架部材は、前記ニップ押圧部材を前記熱定着ロール方向に押圧する押圧部を有することを特徴とする請求項８乃至１４のいずれかに記載の定着装置。
16. 前記押圧部は、一体の壁部上に複数の突起を設けていることを特徴とする請求項１５に記載の定着装置。
17. 前記ベルト張架部材は、前記ニップ押圧部材に対して前記熱定着ロール側に回動可能に支持されていることを特徴とする請求項８乃至１６のいずれかに記載の定着装置。
18. 前記ベルト張架部材は、前記耐熱ベルトを前記熱定着ロールに押圧するように配置したことを特徴とする請求項８乃至１７のいずれかに記載の定着装置。
19. 前記ベルト張架部材は、前記耐熱ベルトを前記熱定着ロールに押圧する面を平坦な面で形成していることを特徴とする請求項１８に記載の定着装置。
20. 前記ベルト張架部材は、前記耐熱ベルトを前記熱定着ロールに押圧する部位を除く部位に軸方向と直行する複数のスリットを設けていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の定着装置。
21. 前記ベルト張架部材は、シート材進入時に前記耐熱ベルトを介してシート材をニップ部に案内し、前記熱定着ロールに押圧しない位置に配置されていることを特徴とする請求項８乃至１７のいずれかに記載の定着装置。
22. 前記ベルト張架部材は、第１付勢手段により前記熱定着ロールの方向に付勢されていることを特徴とする請求項８乃至２１のいずれかに記載の定着装置。
23. 前記ニップ押圧部材と前記ベルト張架部材との間に、前記ニップ押圧部材を前記加圧ロールの外周に押圧し前記ベルト張架部材を前記耐熱ベルトに張力を付与して張架する方向に付勢する第２付勢手段を配設していることを特徴とする請求項８乃至２２のいずれかに記載の定着装置。
24. 前記第２付勢手段は、軸方向に所定の間隔で複数個配設していることを特徴とする請求項２３に記載の定着装置。
25. 前記熱定着ロールの弾性体は０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの厚さからなることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれかに記載の定着装置。
26. 前記耐熱ベルトは、ステンレス管、ニッケル電鋳管、ポリイミド又はシリコンのいずれかの材料からなることを特徴とする請求項１乃至２５のいずれかに記載の定着装置。
27. 請求項１乃至２６のいずれかに記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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