JP2007212553A - 定着装置及び情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録シート上の未定着トナーを加熱・加圧により定着する定着装置において、圧力付与部材や圧力ロールの接触荷重を増加しても、加熱定着ロールと圧接されるベルトニップ内で空気や水蒸気の滞留によりトナー像が乱れるのを防止し、透気性の低い記録シートを用いる場合にも良好な定着画像を得る。
【解決手段】 エンドレスベルト１５の内周面と当接する圧力ロール１２の上流側に圧力付与部材１４を配置し、その圧接面によりエンドレスベルト１０を加熱定着ロール１の表面に沿って押圧する。圧力付与部材１４内部に変形を抑える補助プレートを埋め込み、圧力付与部材１４の圧接面に作用する圧力が、ニップ入口から下流側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調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、定着装置及び情報処理装置に関し、更に詳しくは、電子写真方式を利用した複写機及びプリンター等の画像形成装置を含む情報処理装置に使用される定着装置及び該定着装置を有する情報処理装置に関する。

従来、電子写真方式を利用した複写機やプリンター等の画像形成装置においては、潜像形成された感光体上にトナー像を形成し、このトナー像を転写用紙上に転写するか、もしくは中間転写体上に多重転写し、その後一括して転写用紙上に転写することで、転写用紙上にトナー像を形成し、その後熱圧定着処理を施すことで画像形成するように構成されている。

ここで、かかる電子写真装置、特にフルカラー画像を出力する装置においては、光沢度の高い転写用紙を用いる場合があり、このような光沢紙は用紙の繊維層の表面もしくは裏表に合成ゴムや合成樹脂等からなるコート層を有することから、片面コート紙、もしくは両面コート紙（総称でコート紙）と呼ばれて通常の転写用紙とは区別されている。

このようなコート紙上に形成されたトナー像を定着装置によって定着させる場合に、コート紙にある条件以上の熱量や圧力等を加えると、コート層が部分的に押し上げられ火脹れ状に変形する、いわゆる「紙ブリスタ」と呼ばれる現象が発生する場合がある。これは、定着装置によってコート紙に与えられた熱量により、コート紙内部に存在する水分が気化して体積が急激に膨張し、水蒸気等がコート層全体を透過して外部に抜けていく量に比べて気化した量が多すぎる場合に、コート層を外部に押し広げてしまったり、また局部的にコート層の薄い部分から大量の水蒸気が抜けることでコート紙の表面を破断させたりすることによって発生する問題である。

また、上述した「紙ブリスタ」以外にも、コート紙内で発生した水蒸気が局所的に表層に噴出した部分にトナー像がある場合、トナー像が部分的に気泡状に欠落する「トナーブリスタ」と呼ばれる問題も発生する場合がある。

ここで、このような「紙ブリスタ」や「トナーブリスタ」と呼ばれる問題を解決する手段として、ベルトを用いた方式が提案されている（以後このような定着装置をベルトニップ定着装置と呼ぶ）（特許文献１等参照）。
特開平11-45025号公報

しかしながら、以上説明したようなベルトニップ式定着装置は、以下のような問題を抱えている。

まず、印刷速度向上のため、エンドレスベルトの回転速度を上昇させると未定着トナーのベルトニップ内滞在時間が短くなり、トナーの温度が適正温度まで上昇できず、定着性を確保しにくくなる。そこで、圧力付与部材や圧力ロールの接触荷重を増加して定着性を確保する傾向にある。

しかし、シート材料としてコート紙等の透気度の低い用紙を用いた場合には、完全に画像乱れを防止することができない場合がある。

これは、圧力付与部材や圧力ロールの接触荷重増加に伴い、圧力上昇量が不足してしまい、相対的に圧力付与部材と加圧ロールとの境界領域に周囲より圧力が低い部分が発生し、空気のよどみが生じるためである。この状態では画像乱れが生じてしまう。

また、圧力付与部材と加圧ロールとの境界領域に周囲より圧力が低い部分の発生するのを抑えるため、突出部の位置を加圧ロール側へ近づけると、突出部とベースプレートのベルトニップ出口側端部との距離が大きくなり、弾性層の変形量が大きくなってしまうため周囲より圧力が低い部分が発生してしまう場合がある。弾性層のベルトニップ下流側側面に取り付けられている規制板が、弾性層のたわみを規制する効果が足りないためである。

さらに、圧力付与部材と加圧ロールとの距離を近づけ、境界領域を狭くして周囲より圧力が低い部分の発生を抑えようとすると、硬質材料で作られた規制板が高速で回転している加圧ロールと接触してしまい、耐久性が著しく低下してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベルトニップ定着装置において「紙ブリスタ」や「トナーブリスタ」の発生を防止し、記録シートの種類に左右されることなく安定してトナー像を定着することができる定着装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明の定着装置は、表面付近に弾性体層を有し、回転可能に支持された加熱定着ロールと、外周面が前記加熱定着ロールに押圧され、トナー像を担持した記録シートが前記加熱定着ロールとの間に挟み込まれるニップを形成するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面側に当接され、 前記加熱定着ロールの表面に沿って前記エンドレスベルトを押圧する圧接面を備えた圧力付与部材と、前記圧力付与部材の下流側で前記エンドレスベルトを押圧する加圧ロールを有する定着装置において、前記圧力付与部材のニップ下流側内部に板状硬質部材を埋め込まれていることを特徴とする。

さらに請求項２に記載の発明によれば、前記圧力付与部材は、前記圧接面の後端表面に、前記エンドレスベルトを押圧する棒状硬質部材を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

さらに請求項３に記載の発明によれば、前記圧力付与部材は、前記圧接面の後端表面に、前記エンドレスベルトを押圧し、前記板状硬質部材と一体構造の棒状硬質部材を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

請求項４に記載の発明によれば、前記前記板状硬質部材と前記棒状硬質部材はベースプレートと一体構造とされてい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に記載の発明によれば、感光体と、該感光体に画像情報を含む光を照射する光源と、該感光体を帯電するための帯電器と、該感光体上に可視像を形成するための現像器と、表面付近に弾性体層を有し、回転可能に支持された加熱定着ロール、外周面が前記加熱定着ロールに押圧され、 トナー像を担持した記録シートが前記加熱定着ロールとの間に挟み込まれるニップを形成するエンドレスベルト、前記エンドレスベルトの内面側に当接され、 前記加熱定着ロールの表面に沿って前記エンドレスベルトを押圧する圧接面を備えた圧力付与部材、前記圧力付与部材の下流側で前記エンドレスベルトを押圧する加圧ロールとを有する定着装置とを、有する情報処理装置において、
前記定着装置の前記圧力付与部材のニップ下流側内部に板状硬質部材を埋め込まれていることを特徴とする情報処理装置。

さらに請求項６に記載の発明によれば、前記圧力付与部材は、前記圧接面の後端表面に、前記エンドレスベルトを押圧する棒状硬質部材を有することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。

さらに請求項７に記載の発明によれば、前記圧力付与部材は、前記圧接面の後端表面に、前記エンドレスベルトを押圧するし、前記板状硬質部材と一体構造の棒状硬質部材を有することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。

請求項８に記載の発明によれば、前記前記板状硬質部材と前記棒状硬質部材はベースプレートと一体構造とされていることを特徴とする請求項７に記載の情報処理装置。

このように、圧力付与部材内部に変形を抑える補助プレートを埋め込み、圧力付与部材の圧接面に作用する圧力が、ニップ入口から下流側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調整する。これにより、定着性確保を狙って圧力付与部材や圧力ロールの接触荷重を増加し、さらに、透気性の低い記録シートを用いた場合にニップ内に空気が発生しても、空気は圧力の小さいニップ入口側にスムーズに流れ、空気の滞留が防止される。

以上のように、本発明によれば、定着ロールおよび無端ベルトを用いた定着装置において、転写用紙中に含まれる水分等の気化によって発生する「紙ブリスタ」や「トナーブリスタ」等の現象を防止しつつ、定着性能を向上した定着装置を提供することができる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

以下、本発明を必要に応じて図面を参照しつつ説明するが、本発明は以下の説明及び図面に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲において適宜変形・組み合わせが可能であることをいうまでもない。

図６は画像形成装置例の概略図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。

１３１は像担持体としての電子写真感光体ドラム（以下、ドラムと略記する）であり、矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度、画像形成速度）で回転駆動される。

ドラム１３１は回転過程において帯電手段としての帯電ローラ１３２により所定の極性・電位に一様に一次帯電処理を受ける。本例はマイナス帯電である。Ｓ１は帯電ローラ１３２に対する帯電バイアス印加電源である。

次いで、その一次帯電面に、レーザースキャナＬＳから出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザー光による走査露光Ｌを受けることで露光明部のドラム電位が減衰して、ドラム周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

次いで、その静電潜像が現像手段としての反転現像装置１３３によりネガ現像剤（マイナス帯電トナー）によりトナー画像として反転現像（ドラム面の露光明部にトナーが付着）される。１３３ａは現像ローラ（または現像スリーブ）である。Ｓ２は現像ローラ１３３ａに対する現像バイアス印加電源である。

次いで、そのトナー画像が、ドラム１３１と転写手段としての転写ローラ１３４との圧接ニップ部である転写部１３４ａにおいて、該転写部１３４ａに不図示の給紙部から所定のタイミングで給送された記録材（転写材）Ｐの面に順次に転写される。Ｓ３は転写ローラ１３４に対する転写バイアス印加電源である。本例では転写バイアスが印加された転写ローラ１３４により記録材Ｐの裏面がトナーの帯電極性（マイナス）とは逆極性であるプラスに帯電されることで、ドラム１３１面側のマイナス極性のトナー画像が記録材Ｐ面側に静電気力で転写される。

転写部１３４ａを通った記録材は除電針１３５（或は分離チャージャー）により除電され不図示の分離手段との協動でドラム１３１面から分離され、加熱定着装置１３７へ搬送導入されてトナー画像の加熱定着処理を受けてプリントとして出力される。あるいは両面プリントモードまたは多重プリントモードの場合には転写部１３４ａへの再給送部へ導入される。

記録材分離後のドラム１３１面はクリーニング装置１３６により転写残りトナー等の残留付着物の除去を受けて、繰り返して作像に供される。

図１−aは本発明に係わる請求項１に記載される定着装置の一実施の形態を示す構成図である。図１−aにおいて、1は加熱源を有する定着部材としての加熱定着ロールを示すものであり、この加熱定着ロール１は、不図示の駆動源によって矢印方向に沿って所定の周速で回転駆動されるようになっている。上記加熱定着ロール１は、金属製の芯金２を備えており、この芯金２としては、例えば、アルミニウムや鉄等からなるものが用いられる。上記芯金２の表面には、弾性体層３としてシリコンゴムが被覆されているとともに、この弾性体層３の表面には、さらにフッ素樹脂の離型層４がコーティングされている。

また、上記芯金２の内部には、加熱源としてハロゲンランプ５が配置されており、加熱定着ロール１は、このハロゲンランプ５によって表面温度が所定の温度となるよう内部から加熱されるようになっている。上記加熱定着ロール１の表面温度は、当該加熱定着ロール１の中央部表面に接触する温度センサ６によって検出され、加熱定着ロール１の表面温度が例えば１５０℃となるように、不図示の温度制御装置によって制御されるように構成されている。

また、上記加熱定着ロール１の下方には、無端ベルト状の加圧部材として加圧ベルト10を備えたベルトモジュール9が、所定のニップ幅に渡って圧接するように配置されている。このベルトモジュール９は、加圧ベルト10と、この加圧ベルト10を張架する３本のロール11,12,13とから主に構成されている。上記加圧ベルト10は、例えば、厚さ100μm、幅320mm、周長188ｍｍのポリイミドフィルム等によって形成され、３本のロール11、12、13により、約12ｋｇの張力にて張架されている。3本のロールはそれぞれ、内部にハロゲンヒータ等の加熱源15を持ち加圧ベルト10を暖める加熱ロール11と、定着ロール１に加圧ベルト10を介して加圧する加圧ロール12と、加圧ベルトの長手方向の移動を制御するステアリングローラ13である。上記３本のロール11、12、13の直径は、例えば、それぞれ18mmに設定されている。また、上記３本のロール11、12、13は、例えば、ステンレス等によって円筒状又は円柱状に形成されており、ステアリングロール13の回転軸を傾斜させることにより、加圧ベルト10の片寄りを防止することができる。さらに、上記ロール11とロール12との間には、エンドレスベルト10を加熱定着ロール１の表面に所定の圧力で押圧するための圧接部材14が配置されている。また、ベルトニップの出口は、加圧ロール12がベルト10を介して約３０ｋｇｆの荷重で加熱定着ロール１に圧接されている。このため、加熱定着ロール１の弾性体層３は変形し、その表面には歪みεが発生し、転写用紙16がそれ自身の剛性により剥離可能となっている。

上記圧接部材14は、図１−ｂの断面図及び図１−ｃの斜視図に示すように、ベースプレート14ａの表面に弾性層１４ｂを積層するとともに、この弾性体層14ｂの表面を低摩擦層14ｃによって被覆して構成されており、ベースプレート14ａ側に配置された圧縮コイルスプリング18によって加熱定着ロール１に向けて約５０ｋｇｆの荷重で加熱定着ロール１に押圧されている。上記ベースプレート14ａとしては、例えば、幅（ベルトの走行方向）20mm、長さ（紙面の垂直方向）320mm、厚さ5mmのステンレス鋼製のものが用いられる。また、弾性層14ｂとしては、ゴム硬度15°のシリコンゴムからなり、幅（ベルトの走行方向）がベースプレート１１ａよりも徐々に拡大するように構成されている。なお、ここでゴム硬度は、高分子科学社製のアスカーＣタイプのスポンジ用ゴム硬度計により、荷重１kgfを付加して計測した結果である。

この弾性層１４ｂは、ベルトニップ域を圧力ロール１２のニップ域の近傍に近づけるために、圧力付与部材１４の圧力ロール１２側の部分が三角形状になっている。このような形状をとすることによって、圧力付与部材１４はなるべく広くエンドレスベルト１０と接触し、また圧力付与部材１４と圧力ロール１２との間の低圧部領域をできる限り狭くすることができる。

低摩擦層１４ｃとしては、本実施例ではガラス繊維シートを用いている。ベルトニップにおける低摩擦層１４ｃの接触面の幅（ベルトの走行方向）は約１５ｍｍとなっている。

上記圧力付与部材１４は、弾性層１４ｂが設けられていることにより、低摩擦層１４ｃのエンドレスベルト１０と接触する接触面が加熱定着ロール１の外周面と整合可能になっている。すなわち、一定以上の荷重によって圧力付与部材１４を加熱定着ロール１に向けて押圧すれば、弾性層１４ｂが変形し、低摩擦層１４ｃの接触面が加熱定着ロール１の外周面に沿った形状に変形するようになっている。したがって、圧力付与部材１４が圧縮コイルスプリング１８によってエンドレスベルト１０を介して加熱定着ロール１に押圧されると、エンドレスベルト１０は加熱定着ロール１に隙間なく圧接される。ここでエンドレスベルト１０と加熱定着ロール１との接触面の幅は約１５ｍｍであり、接触面の軸方向の長さは３２０ｍｍである。

上記エンドレスベルト１０は、ポリイミドフィルムにより厚さ７５μｍ、幅３２０ｍｍ、周長１８８ｍｍに形成されている。このエンドレスベルト１５は、加熱定着ロール１と離れた位置に配置された圧力ロール１２及び支持ロール１３，１４の周囲に巻回されている。圧力ロール１２及び支持ロール１３，１４はステンレスによって形成されており、その直径は、それぞれ２３ｍｍ，１８ｍｍ，１８ｍｍである。

上記圧力ロール１２は、スプリング１９によってエンドレスベルト１０を介して加熱定着ロール１に押圧されている。圧力ロール１２で押圧されることによって、加熱定着ロール１の被覆層３が局所的に弾性変形するようになっている。

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、高速定着を可能とするため、加圧部材や加熱部材として無端ベルト状部材を使用した場合でも、コート紙に”ブリスタ”や”トナーブリスタ”が発生するのを確実に防止し、記録シートの種類に左右されることなく安定してトナー像を定着させる性能を維持している。

この定着装置で用いられる圧力付与部材１４は、ベースプレート１４ａの表面に弾性層１４ｂおよび低摩擦層１４ｃを積層したものであるが、ベルトニップの下流側から０．５ｍｍ、弾性層１４ｂ表面から１．０ｍｍの位置を最上端部とする補助プレート１４ｄをベースプレート１４ａに対して４５°の傾きをもって弾性層１４ｂ内部に埋め込まれている。本実施例においては、補助プレート１４ｄはステンレス製で厚さ０．１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、幅３２０ｍｍである。このような定着装置では、圧力付与部材１４のベルトニップ下流側の変形がよりダイレクトに抑えられるため、圧力付与部材１４がエンドレスベルトに押圧されることによって、ベルトニップに作用する圧力が、圧力付与部材１４の後端部に近いところで最大値となり、しかも、この圧力最大位置と圧力ロール１２の間の圧力低下量を抑えることが可能となる。このため、トナー層内及びコート紙内の熱膨張した大部分の空気は圧力の低いニップ入口側にスムーズに流れ、圧力付与部材と圧力ロールの境に空気が流れ込むことがなくなり、画質劣化の発生が防止される。

図２は、請求項３に記載の発明の一実施形態である定着装置で用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。この定着装置は、図１に示す定着装置とほぼ同じ構成であるが、圧力付与部材２４の構成が異なる。この圧力付与部材２４は、図１−ｂと同様に、ベースプレート２４ａの表面に弾性層２４ｂと低摩擦層２４ｃとを積層したものであり、ベースプレート２４ａ側に配置された圧縮コイルスプリングによって加熱定着ロールに向けて押圧されている。

この定着装置で用いられる圧力付与部材２４は、ベースプレート２４ａの表面に弾性層２４ｂおよび低摩擦層２４ｃを積層したものであるが、実施例１に示したものと同様の補助プレート２４ｄの上端部に直径１．２ｍｍのステンレス製の中実棒を一体成型し、中実棒がベルトニップの下流側から０．１ｍｍの位置にあり、中実棒の表面は弾性体ゴム表面から約１ｍｍ突き出している。補助プレート２４ｄをベースプレート２４ａに対して４５°の傾きをもって弾性層２４ｂ内部に埋め込まれている。本実施例においては、補助プレート２４ｄはステンレス製で厚さ０．１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、幅３２０ｍｍである。

このような定着装置では、中実棒がエンドレスベルトに押圧され、さらに、圧力付与部材２４のベルトニップ下流側の変形がよりダイレクトに抑えられるため、ベルトニップに作用する圧力が、圧力付与部材２４の後端部に近いところで最大値となり、しかも、この圧力最大位置と圧力ロール１２の間の圧力低下量を抑えることが可能となる。

さらに、中実棒が補助プレート２４ｄと一体構造物になっていることにより、圧力付与部材２４がベルトニップに作用する圧力の最大値をより大きくすることが可能になり、圧力ロール１２がベルトニップに作用する圧力の最大値との段差を小さくすることが出来る。

このため、トナー層内及びコート紙内の熱膨張した大部分の空気は圧力の低いニップ入口側にスムーズに流れ、圧力付与部材と圧力ロールの境に空気が流れ込むことがなくなり、画質劣化の発生が防止される。

また、必ずしも中実棒が補助プレート２４ｄと一体構造物になっている必要は無く、請求項２に記載の定着器のように、中実棒が補助プレート２４ｄと別々に弾性層２４ｂ内部に設けられていてもよい。

図３は、請求項４に記載の発明の一実施形態である定着装置で用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。この定着装置は、図１に示す定着装置とほぼ同じ構成であるが、圧力付与部材３４の構成が異なる。この圧力付与部材３４は、図１−ｂと同様に、ベースプレート３４ａの表面に弾性層３４ｂと低摩擦層３４ｃとを積層したものであり、ベースプレート３４ａ側に配置された圧縮コイルスプリングによって加熱定着ロールに向けて押圧されている。

この定着装置で用いられる圧力付与部材３１は、ベースプレート３４ａの表面に弾性層３４ｂおよび低摩擦層３４ｃを積層したものであるが、実施例１に示した物と同様の補助プレート３４ｄの上端部に直径１．２ｍｍのステンレス製の中実棒を一体成型し、中実棒がベルトニップの下流側から０．１ｍｍの位置にあり、中実棒の表面は弾性体ゴム表面から約１ｍｍ突き出している。補助プレート３４ｄをベースプレート３４ａに対して４５°の傾きをもって弾性層３４ｂ内部に埋め込まれており、その下端部は。ベースプレート３４ａと一体成型されている。

このような定着装置では、中実棒がエンドレスベルトに押圧され、さらに、圧力付与部材３４のベルトニップ下流側の変形がよりダイレクトに抑えられるため、ベルトニップに作用する圧力が、圧力付与部材３４の後端部に近いところで最大値となり、しかも、この圧力最大位置と圧力ロール１２の間の圧力低下量を抑えることが可能となる。

さらに、中実棒が補助プレート３４ｄと一体構造物になっていることにより、圧力付与部材３４がベルトニップに作用する圧力の最大値をより大きくすることが可能になり、圧力ロール１２がベルトニップに作用する圧力の最大値との段差を小さくすることが出来る。

このため、トナー層内及びコート紙内の熱膨張した大部分の空気は圧力の低いニップ入口側にスムーズに流れ、圧力付与部材と圧力ロールの境に空気が流れ込むことがなくなり、画質劣化の発生が防止される。

また、必ずしも中実棒が補助プレート２４ｄと一体構造物になっている必要は無く、中実棒が補助プレート２４ｄと別々に弾性層２４ｂ内部に設けられていてもよい。

（比較例１）
以下図４は、エンドレスベルト側に突出した突出部と、荷重をかけない状態で三角形状の弾性層との間に隙間が形成されるように設けられた規制板とを組み合わせた場合の比較例である。

この定着装置は、図１に示す定着装置とほぼ同じ構成であるが、圧力付与部材４４の構成が異なる。この圧力付与部材４４は、図１−ｂと同様に、ベースプレート４４ａの表面に弾性層４４ｂと低摩擦層４４ｃとを積層したものであり、ベースプレート４４ａ側に配置された圧縮コイルスプリングによって加熱定着ロールに向けて押圧されている。

この定着装置で用いられる圧力付与部材４４は、ベースプレート４４ａの表面に弾性層４４ｂおよび低摩擦層４４ｃを積層したものであるが、直径１．２ｍｍのステンレス製の中実棒４４ｅがベルトニップの下流側から０．１ｍｍの位置にあり、中実棒４４ｅの表面は弾性体ゴム表面から約１ｍｍ突き出している。また、弾性層４４ｂの下流側の側面に補助プレート４４ｄを設けてある。補助プレート４４ｄは、ステンレス製で厚さ０．１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、幅３２０ｍｍであり、その下端を圧力付与部材のベースプレート４４ａにネジ止めされている。また、荷重をかけない状態では、補助プレート４４ｄと三角形状の弾性層４４ｂとの間には０．２ｍｍの隙間が形成されている。

図５は、比較例１と本実施例1〜３までの４つの場合について、ベルトニップの圧力分布を調べた結果を示したものである。なお、４通りとも、荷重を圧力付与部材で約５０ｋｇｆ、圧力ロールで約３０ｋｇｆに一致させてある。

この図に示すように、比較例１では圧力付与部材の最大圧力作用域と圧力ロールの最大圧力作用域に挟まれた領域での圧力低下が大きいことがわかる。このため、トナー層内に存在した空気が両方の最大圧力に阻まれて、この低圧領域に滞留してしまうことがわかる。

一方、第１の実施形態から第３の実施形態に示す構成では、圧力付与部材の圧接面に作用する圧力が、ニップ入口から下流側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っている。また、圧力付与部材の最大圧力作用域と圧力ロールの最大圧力作用域に挟まれた領域での圧力低下量ほとんどないことがわかる。このため、ベルトニップのトナー層内及びコート紙内の熱膨張した大部分の空気は圧力の低いニップ入口側にスムーズに流れ、圧力付与部材と圧力ロールの境の低圧部分に空気が流れ込むのを防止できる。

さらに、第２の実施形態と第３の実施形態に示す構成では、圧力付与部材による最大圧力が大きくなることにより、圧力ロールによる最大圧力値との差が小さくなることでよりニップ内圧力変化が滑らかになり、ニップ内の熱膨張した空気がニップ入口側へスムーズに流れることが可能となるため、滞留した空気がトナー像を乱すことが防止され、良好な画質が得られる。

また、比較例１の場合、圧力付与部材と加圧ロールとの距離を近づけ、境界領域を狭くして周囲より圧力が低い部分の発生を抑えようとすると、硬質材料で作られた補助プレートが高速で回転している加圧ロールと接触し、耐久性が著しく低下してしまうことがあった。

一方、第１の実施形態から第３の実施形態に示す構成では、加圧ロールと接触するのは弾性体ゴムであり、加圧ロール表面を傷付けるような心配は少なく、より圧力付与部材と加圧ロールとの距離を近づけることが可能となる。

上記のように本発明は、圧力付与部材内部に変形を抑える補助プレートを埋め込むことで特段の改善を得ることができる。現象的に見れば、圧力付与部材の圧接面に作用する圧力が、ニップ入口から下流側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調整することでより一層の効果を挙げることができる。従って、これらを達成できるならば、補助プレート及び中実棒の形状、構成、材質はこれを限定しない。例えば、上述した実施形態では、ベースプレート、弾性層、中実棒および補助プレートの長さ（紙面の垂直方向）を全て320mmに揃えたが、これらは必ずしも揃っている必要はなく、通される記録シートの長さなどを鑑みて、必要な圧力分布を考えて長さを調節してもよい。同様に、中実棒や補助プレートは長さ方向に断続的に分割されて設けられていてもよい。さらに、中実棒直径や補助プレート厚さは長さ方向に一定ではなく、必要に応じて部分的に変化させてもよい。また、使用される材質に関しても、ステンレス等の金属に限定されるものではなく、定着における熱的な問題を解決できるのであれば有機樹脂やセラミックもその選択肢の一つとして挙げることができる。

１−ａは本発明に係わる定着装置の一実施の形態を示す構成図である。１−ｂは本発明の実施の形態１に係る圧力付与部材の構成を示す断面図である。１−ｃは本発明の実施の形態１に係る圧力付与部材の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る圧力付与部材の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る圧力付与部材の構成を示す断面図である。 本発明の比較例１に係る圧力付与部材の構成を示す断面図である。 上記実施の形態と比較例の定着装置におけるベルトニップの圧力分布を示す図である。 本発明に係る情報処理装置の断面図である。

符号の説明

１ 定着ロール
５ ハロゲンランプ
９ ベルトユニット
１０ 加圧ベルト
１１ 加熱ロール
１２ 加圧ロール
１３ ステアリングロール
１４、２４、３４、４４ 圧力付与部材
１４ａ、２４ａ、３４ａ、４４ａ ベースプレート
１４ｂ、２４ｂ、３４ｂ、４４ｂ 弾性層
１４ｃ、２４ｃ、３４ｃ、４４ｃ 低摩擦層
１４ｄ、２４ｄ、３４ｄ、４４ｄ 補助プレート
４４ｅ 中実棒
１７ 未定着トナー画像
３１ 電子写真感光体ドラム
３２ 帯電ローラ
３３ 反転現像装置
３３ａ 現像ローラ
３４ 転写ローラ
３４ａ 転写部
３５ 除電針
３６ クリーニング装置
３７ 加熱定着装置
Ｐ 記録材
Ｓ１ 帯電バイアス印加電源
Ｓ２ 現像バイアス印加電源
Ｓ３ 転写バイアス印加電源

Claims (8)

1. 表面付近に弾性体層を有し、回転可能に支持された加熱定着ロールと、
   外周面が前記加熱定着ロールに押圧され、トナー像を担持した記録シートが前記加熱定着ロールとの間に挟み込まれるニップを形成するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面側に当接され、前記加熱定着ロールの表面に沿って前記エンドレスベルトを押圧する圧接面を備えた圧力付与部材と、前記圧力付与部材の下流側で前記エンドレスベルトを押圧する加圧ロールを有する定着装置において、
   前記圧力付与部材のニップ下流側内部に板状硬質部材が埋め込まれていることを特徴とする定着装置。
2. さらに前記圧力付与部材は、前記圧接面の後端表面に、前記エンドレスベルトを押圧する棒状硬質部材を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. さらに前記圧力付与部材は、前記圧接面の後端表面に、前記エンドレスベルトを押圧し、前記板状硬質部材と一体構造の棒状硬質部材を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記前記板状硬質部材と前記棒状硬質部材はベースプレートと一体構造とされていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 感光体と、該感光体に画像情報を含む光を照射する光源と、該感光体を帯電するための帯電器と、該感光体上に可視像を形成するための現像器と、表面付近に弾性体層を有し、回転可能に支持された加熱定着ロール、外周面が前記加熱定着ロールに押圧され、トナー像を担持した記録シートが前記加熱定着ロールとの間に挟み込まれるニップを形成するエンドレスベルト、前記エンドレスベルトの内面側に当接され、前記加熱定着ロールの表面に沿って前記エンドレスベルトを押圧する圧接面を備えた圧力付与部材、前記圧力付与部材の下流側で前記エンドレスベルトを押圧する加圧ロールとを有する定着装置とを、有する情報処理装置において、
   前記定着装置の前記圧力付与部材のニップ下流側内部に板状硬質部材を埋め込まれていることを特徴とする情報処理装置。
6. さらに前記圧力付与部材は、前記圧接面の後端表面に、前記エンドレスベルトを押圧する棒状硬質部材を有することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
7. さらに前記圧力付与部材は、前記圧接面の後端表面に、前記エンドレスベルトを押圧するし、前記板状硬質部材と一体構造の棒状硬質部材を有することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
8. 前記前記板状硬質部材と前記棒状硬質部材はベースプレートと一体構造とされていることを特徴とする請求項７に記載の情報処理装置。

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