JP2007219109A

JP2007219109A - 定着装置

Info

Publication number: JP2007219109A
Application number: JP2006038843A
Authority: JP
Inventors: Masashi Tanaka; 正志田中; Akira Kuroda; 明黒田; Tokuyoshi Abe; 篤義阿部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】定着ニップにおけるベルト同士の密着性を更に向上させること。
【解決手段】定着ベルト110と、定着ベルト110と当接して定着ニップＮ１を形成する加圧ベルト109と、を有する定着装置において、定着ベルト110の内側には、定着ニップＮ１において定着ベルト110を内側から外側へ押圧する押圧部材116が配設され、加圧ベルト109の内側には、定着ニップＮ１よりもベルト搬送方向下流側において加圧ベルト109を搬送する駆動ローラ112が配設され、加圧ベルト109は、定着ニップＮ１よりも加圧ベルト109の搬送方向上流側で発生する摺動抵抗により、押圧部材116の方向へ押圧されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被記録材に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する定着装置に関するものである。

電子写真方式で用いられるトナーの定着装置には、従来から熱ローラ方式、フィルム加熱方式などが知られている。近年では、更なる立ち上げ時間の短縮、高速化や低消費電力化のために、定着ニップを形成する定着部材と加圧部材とに、薄いベルト（フィルム）を用いた定着装置（以下、ダブルベルト定着装置と記す）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１においては、定着部材と加圧部材を共に薄いベルトにすることで定着ニップの熱容量を小さくし、所定温度に立ち上げるまでの時間を短縮すると共に、消費電力を低減することができる。また、定着ニップ幅を広くできるため、トナーに十分な熱を加えることができ，高速化にも対応可能である。

しかし、このダブルベルト定着装置は、ベルトとベルトとで形成される定着ニップの密着性が悪く、トナー像のズレや定着不良が発生することがある。このため、ベルト内側から外側へ押出すように押圧部材を設けるなどをして、定着ニップの密着性を良くし、定着不良を防止する構成の定着装置がある（例えば、特許文献２参照）。

特開平２−５８０８４特開平５−０７２９２６

しかしながら、上記従来のダブルベルト定着装置では、ベルト同士の密着性を向上させるため、ベルトの内側に押圧部材を設けても、十分な効果が得られない場合がある。

本発明の目的は、定着ニップにおけるベルト同士の密着性を更に向上させることである。

前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、
第一無端状ベルトと、該第一無端状ベルトと当接して定着ニップを形成する第二無端状ベルトと、を有する定着装置において、
前記第一無端状ベルトの内側には、前記定着ニップにおいて前記第一無端状ベルトを内側から外側へ押圧する押圧部材が配設され、
前記第二無端状ベルトの内側には、前記定着ニップよりもベルト搬送方向下流側において前記第二無端状ベルトを搬送する駆動手段が配設され、
前記第二無端状ベルトは、前記定着ニップよりも前記第二無端状ベルトの搬送方向上流側で発生する摺動抵抗により、前記押圧部材の方向へ押圧されることを特徴とする。

以上の構成により、定着ニップにおいて、ベルト同士の密着性を更に向上させることができる。このため、画像不良や記録材のシワの発生を防止することができる。

〔第１実施形態〕
まず、本実施形態における未定着トナー像を形成する画像形成装置について説明し、次いで、本発明に係わる定着装置について詳しく説明する。

（画像形成装置50）
本実施形態において、記録材に未定着トナー像を形成する画像形成方法及び画像形成装置は一般的であり、概略図を用いて説明する。図１２に画像形成装置の概略断面図を示す。

本実施形態における画像形成装置50は、記録材搬送ベルト９上に担持した記録材Ｐ上に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像を順次転写することで、一つの画像を形成する。

像担持体である感光体ドラム１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザ光を感光体ドラム１に照射する露光装置３、現像器５、記録材搬送ベルト９を介して転写ローラ10、及び感光体ドラムクリーナー16が配置される。これら露光装置３以外は現像カートリッジ30内に一体的に配設される。

感光体ドラム１は、その表面が帯電器２によって負極性に帯電される。帯電された感光体ドラム１は、露光装置３の露光Ｌにより表面に静電潜像が形成（露光された部分は表面電位が上がる）される。１色目のイエロートナーが入った現像器５によって、感光体ドラム１上の静電潜像部にトナーが付着し、トナー像が形成される。

一方、記録材搬送ベルト９は、二つの支持軸（駆動ローラ12、テンションローラ14）に支持され、図中矢印Ｒ４方向に回転する駆動ローラ12によって矢印Ｒ３方向に回転する。記録材Ｐは、給送ローラ４によって給送されると、正極性のバイアスが印加された吸着ローラ６によって帯電されて記録材搬送ベルト９上に静電吸着し、搬送される。

記録材Ｐが転写ニップＮに搬送されると、記録材搬送ベルト９に従動回転する転写ローラ10に、不図示の電源から正極性の転写バイアスが印加される。そして、感光体ドラム１上のイエロートナー像は、転写ニップＮにおいて記録材Ｐ上に転写される。転写後の感光体ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光体ドラムクリーナー16によって表面の転写残トナーが除去される。

以上の帯電、露光、現像、転写、クリーニングの一連の画像形成プロセスを、２色目のマゼンタＭ、３色目のシアンＣ、４色目のブラックＫの各現像カートリッジ30についても順次行われる。そして、記録材搬送ベルト９上の記録材Ｐには４色のトナー像が重なる。４色のトナー像を担持した記録材Ｐは、定着装置100に搬送され、表面のトナー像の定着が行なわれる。

（定着装置100）
本発明の特徴である定着装置100について以下に詳しく説明する。本実施形態の定着装置100は、上述のようにクイックスタート、省エネ化及び高速化を目的としたダブルベルト定着装置である。ダブルベルト定着装置は、熱容量の小さい定着ベルトと加圧ベルトをそれぞれ２つのローラに架け渡し、対向設置する。このため、幅の広い定着ニップが形成される。

図１に本発明の第１実施形態に係る定着装置の概略断面図を示す。

定着ベルト（第一無端状ベルト）110は、複数の支持体（加熱ローラ115と定着側テンションローラ114）に架け渡される。加圧ベルト（第二無端状ベルト）109は、駆動ローラ（駆動手段）112と、加圧側テンションローラ（従動ローラ）113に架け渡されている。加熱ローラ115と加圧側テンションローラ113が対向し、定着側テンションローラ114と駆動ローラ112が対向することで、定着ベルト110と加圧ベルト109が接触し、幅W2＝30mmの定着ニップＮ１が形成される。

定着ベルト110及び加圧ベルト109は、共に同じ材質及び形状のものを用いる。また、内側から金属層、弾性層、離型層の３層構成である。

金属層には、ニッケル、SUS等の耐食性に優れる金属を用いると良いが、本実施形態では外形38mm、長手幅240mm、厚さt_m＝40μmのSUS管を用いた。金属層の厚さは、薄いほど熱容量が小さくなるため、省エネ、クイックスタートの観点では有利である。反面、薄すぎると、耐久強度が低下する。このため、30μm≦t_m≦80μm程度が好ましい。

弾性層には耐熱性、熱伝導率が良い材質が好ましく、Siゴムを用い、その厚さt_eは200μmとした。弾性層の厚さt_eは、薄すぎるとベルトの弾性がなくなるため、紙やトナーの凹凸に追従できずに定着画像がガサついてしまう。反面、厚すぎると熱伝導が悪くなるためクイックスタートが困難になる。このため、50μm≦t_e≦500μm程度が好ましい。

離型層は、トナーの離型性がよく耐熱性に優れたPFA（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）等を用いるのが好ましい。本実施形態では、PFAを用いた。離型層の厚さt_sは、熱伝導率の観点から薄いほど良い。しかし、薄すぎると耐久性が無くなるため、20μm≦t_s≦200μm程度が好ましい。

定着ベルト110は、回転移動する加圧ベルト109の動力が定着ニップＮ１を介して伝達され、矢印Ｒ７方向に従動回転する。

加熱ローラ115は、φ20mmで厚さt＝0.8mmのアルミ製の金属素管にSiゴムが200μm被覆されたものである。加熱ローラ115の中心には600Wのハロゲンヒータ101が設けられ、定着ニップＮ１上流側で定着ベルト110により従動回転される。

定着側テンションローラ114は、φ20mで厚さt＝1mmの中空アルミ管である。ローラ114の軸方向の両端は、各1kgf（9.80N）のバネ力、即ち総圧2kgf（1.96×10N）で矢印V1方向に付勢されつつ定着ベルト110に当接する。このため、定着側テンションローラ114は、定着ベルト110を張架しながら、定着ニップＮ１の下流側で、定着ベルト110の移動により従動回転される。

押圧部材116は、定着ニップＮ１中央部に固定配設される。押圧部材116の幅W1は17mmである。押圧部材116は、定着ベルト110を内側から外側（図１においては下側及び加圧ベルト109側）へ押し出し、定着ベルト110と加圧ベルト109との密着性を向上させる。押圧部材116による定着ベルト110の押し込み量W3は3mmである。押圧部材116は材質にSUSを用い、その表面を厚さ200μmのPTFEで被覆する。このため、定着ベルト110との摺動性が向上する。

加圧ベルト109は、前述のように、駆動ローラ112と加圧側テンションローラ113に架け渡される。そして、定着ニップＮ１中央部を前記押圧部材116によって内側に押し込まれている。

駆動ローラ112は、表面移動速度が200mm/secで矢印Ｒ５方向に回転する。そして、定着ニップＮ１の上流側で、加圧ベルト109を矢印Ｒ６方向に回転移動させる。駆動ローラ112は、外形が20mmであり、φ12mmの芯金に厚さ4mmのSiゴムを巻いたものである。

加圧側テンションローラ113は、φ20mで厚さt＝1mmの中空アルミ管である。加圧側テンションローラ113の回転軸方向の両端は、各2kgf（1.96×10N）のバネ力、即ち総圧4kgf（3.92×10N）で矢印V2方向に付勢されつつ加圧ベルト109に当接する。このため、加圧側テンションローラ113は、加圧ベルト109を張架しながら、定着ニップＮ１の上流側で、加圧ベルト109の移動により従動回転される。

駆動ローラ112の回転が停止している場合、この加圧側テンションローラ113による加圧ベルト109が張架されると、略20gf/cm²（1.96×10³N/m²）の圧力が矢印V3方向（定着ベルト110方向）に生じる。すると、定着ニップＮ１中、押圧部材116がある部分を加圧ベルト109が押し上げる。このため、加圧ベルト109と定着ベルト110とが密着する。

ここで、加圧側テンションローラ113には、回転負荷がかけられている。本実施形態では、回転負荷をかけるために加圧側テンションローラ113の軸にクラッチブレーキ（不図示）を用いた。また、回転負荷は2kgf・cm（1.96×10^-1N・m）となるようにした。

このように、加圧側テンションローラ113に回転負荷がかけられていると、加圧ベルト109が搬送されるとき、加圧ベルト109と加圧側テンションローラ113との間に摺動抵抗が発生する。加圧ベルト109と加圧側テンションローラ113との間に摺動抵抗が発生すると、加圧側テンションローラ113よりもベルト搬送方向の下流側のベルトに、張力を発生させることができる。

この構成により、加圧ベルト109が定着ニップＮ１の下流側の駆動ローラ112により駆動されると、加圧ベルト109には次のように力が働く。即ち、加圧ベルト109と駆動ローラ112との当接面においては加圧ベルト109の搬送方向に力が働き、加圧ベルト109と加圧側テンションローラ113との当接面においては搬送方向と逆方向の力が働く。これにより、加圧ベルト109は、駆動ローラ112と加圧側テンションローラ113との間の定着ニップＮ１において、引っ張られる。

このように、加圧ベルト109が引っ張られると、加圧ベルト109の搬送方向と直交する方向（矢印V3方向：鉛直上方）に向かって、押圧力が生じることとなる。本実施形態においては、圧力略10gf/cm²（9.80×10²N/m）の力が矢印V3方向に加わる。この結果、加圧ベルト109が上方にある定着ベルト110に対して押圧され、加圧ベルト109と定着ベルト110との密着性が更に向上する。

また、ベルトの張力を利用して定着ニップＮ１の加圧力を得る場合、常にベルトに張力が働いていると、ベルトへの負荷が大きくなってしまう。しかし本実施形態の構成では、クラッチブレーキを有する構成であるため、駆動ローラ112が回転している定着時にのみ、加圧ベルト109に必要な張力を生じさせることができる。これにより、定着をしない駆動ローラ112の停止時には、加圧ベルト109への負荷を低減することができる。

以上説明した構成では、駆動ローラ112の回転すると、定着ベルト110と加圧ベルト109とが十分に密着する。このため、定着ニップでトナー像を乱すことがない。

また、上記の作用に加えて、定着ベルト110と加圧ベルト109とが十分に密着することにより、記録材Ｐの搬送性も向上し、紙シワの発生を抑えることができる。

また、ベルトの密着性や加圧力が更に必要な場合には、本実施形態に加えて、更なる付勢手段を有することとしてもよい。例えば、図２に示すように、押圧部材116に対向して、押圧支持部材117と支持バネ118等の付勢手段を設け、支持バネ118によって押圧支持部材117を押圧部材116側に加圧しても良い。

また、本実施形態では、従動ローラの回転負荷にクラッチブレーキを用いたが、これに限るものではない。例えば、感光体ドラムや記録材搬送ベルト等を回転するギアと連動することで、従動ローラの回転負荷としても良い。また、コスト低減及び画像形成装置簡単化のために図３に示すような、回転しない摺動部材119を用いて、定着ニップＮ１の上流でベルトの回転に負荷を与えても同様の作用効果を得ることができる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態を以下に説明する。第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態の構成により、ベルト同士の密着性を向上させることができた。ここで、図４に、第１実施形態の構成における定着ニップＮ１の圧力分布を示す。図４に示すように、押圧部材116と駆動ローラ112の駆動によって得られる幅W1の圧力の前後に圧の弱い部分（圧抜け部）が存在する。圧抜けは、定着ベルト110と加圧ベルト109のみで形成されるニップにおいて、ベルト同士の密着性をあげる押圧部材116が存在しないことにより生じる。この圧抜けが生じると、長手方向で圧抜け部の圧力にムラが生じ、画像の品質に影響を与える場合がある。

よって、この圧力ムラを解消することで、より画像の品質を安定することができる。これは、定着ベルトと記録材との間において、密着している部分と密着していない部分をなくし、光沢ムラを生じさせないようにすることができることによる。この効果は特に、グロス紙やコート紙などの表面が平滑な記録材を用いた場合に顕著である。次に具体的に説明する。図５は第２実施形態に係る定着装置の概略断面図である。

図５に示すように、定着ベルト110と加圧ベルト109をそれぞれ架け渡している各ローラ112、113、114、115は、定着ベルト110と加圧ベルト109とが、押圧部材116無しで直接接触しないように、幅W5＝2mmの間を隔てて離れている。具体的には、定着側テンションローラ114と駆動ローラ112との間、及び加熱ローラ115と加圧側テンションローラ113との間に間隔W5を有する。

定着ベルト110の内側で加圧ベルト109と対向する位置には、押圧部材116が配設され、定着ベルト110を加圧ベルト109側に押し込んでいる。押圧部材116の幅W1は17mmである。このため、押圧部材116の幅W1と同じ17mmの定着ニップＮ２が形成される。押圧部材116による定着ベルト110の押し込み量W3は、第１実施形態同様、W3＝3mmである。

本実施形態では、押圧部材116に対向する位置で加圧ベルト109の内側に、押圧支持部材117及び支持バネ118を設ける。支持バネ118は、長手方向に55mm間隔で5つ設けられ、総圧2kgf（1.96×10N）の力で押圧支持部材117を支える。

この構成により、支持バネ118が押圧支持部材117を押圧部材116方向に押圧する。このように、定着ベルト110を押圧する押圧部材116のみならず、加圧ベルト109を付勢する押圧支持部材117の存在により、上下のベルトの密着性を更に上げることができる。

この押圧支持部材117による加圧と、加圧側テンションローラ113による加圧ベルト109の張力と、駆動ローラ112の駆動による加圧ベルト109の張力により、定着ニップＮ２は矢印V3方向から略80gf/cm²（7.84×10³N/m²）の圧力が得られる。

図６に第２実施形態の構成における定着ニップＮ２の圧力分布を示す。定着ニップＮ２は、押圧部材116により押し込まれている部分のみからなる。また、押圧部材116がない部分においては、定着ベルト110と加圧ベルト109が離間する。即ち、定着ニップＮ２は、押圧部材116と対向する部分のみで定着ベルト110と加圧ベルト109とが当接することで構成される。このため、定着ベルト110と加圧ベルト109のみでニップが形成されるような部分がない。このため、圧抜け部が存在せず、圧力ムラを解消することができる。

以上説明した構成において、駆動ローラ112が回転すると、定着ベルト110と加圧ベルト109とが十分に密着する。このため、定着ニップＮ２でトナー像を乱すことがなく、紙シワも発生しない。更に、定着ニップにおいて圧抜け部が存在しない。このため、グロス紙やコート紙などの表面が平滑な記録材を用いても、上述のような光沢ムラは発生しない。

本実施形態では、ベルトを支持しているローラ（ローラ114とローラ112、及びローラ115とローラ113）の間隔（幅W5）を離すことで、定着ニップＮ２での圧抜けを防いだが、これに限るものではない。

例えば、図７に示すように、定着側テンションローラ114と駆動ローラ112とが当接し、且つ加熱ローラ115と加圧側テンションローラ113とが当接する構成としてもよい。この場合、定着ベルト110を支持しているローラの軸と加圧ベルト109を支持しているローラのと軸をベルトの搬送方向にずらして配設する。そして、定着ベルト110の内側に押圧部材116を配設する。押圧部材116は、駆動ローラ112と加圧側テンションローラ113に渡る幅広の部材で、定着ベルト110の内側から加圧ベルト109側へ、押圧バネ126を用いて付勢する。

これにより、定着ベルト110と加圧ベルト109のみで形成される、圧力ムラの原因となるニップ部分を無くすことができるため、圧抜けを防ぐことができる。また、この構成では、押圧部材116が駆動ローラ112を押圧する構成である。このため、更に、加圧ベルト109の駆動ローラ112への巻付き角が広くなり、駆動ローラ112による加圧ベルト109の搬送力をも増すことができる。

以上のように本実施形態では、押圧部材116等が存在しないで、定着ベルト110と加圧ベルト109のみでニップが形成されるような部分を無くすことができる。このため、定着ニップの圧抜けを防止し、光沢ムラのない、より高品質の画像を安定的に提供することができる。

〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態を以下に説明する。第１実施形態や第２実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態又は第２実施形態においては、駆動ローラ112を駆動するだけで、加圧ベルト109と定着ベルト110が回転移動する構成である。このため、ベルトの搬送機構がシンプルで良い。

しかし、駆動ローラ112による加圧ベルト109の搬送によって得られる定着ニップ部の加圧力は、駆動ローラ112より上流における加圧ベルト109への回転負荷が効いてくる。即ち、加圧ベルト109と定着ベルト110の摩擦抵抗も、この回転負荷に含まれる。このため、加圧ベルト109と定着ベルト110の摩擦抵抗が変動すると、定着ニップ部の加圧力も変動し、定着画像の定着性や光沢度に影響を与える場合があった。尚、摩擦抵抗の変動として、紙サイズ、画像パターン、トナーの乗り量の違いにより生じる変動が考えられる。

よって、この摩擦抵抗の変動を解消することで、より画像の品質を安定することができる。本実施形態では、ベルトの張力により得られる定着ニップ部の加圧力を更に安定化させ、ベルト同士の密着性を向上させることで、摩擦変動を解消し、画像の品質を安定化する。図８は第３実施形態に係る定着装置の概略断面図であり、図９は本実施形態の定着装置の定着ニップ下流から見た概略図である。

図８に示すように、定着ベルト110は、加熱ローラ115と定着側駆動ローラ（第一駆動手段）123に架け渡される。一方、加圧ベルト109は、加圧側駆動ローラ（第二駆動手段）122と加圧側テンションローラ113に架け渡される。また、定着ベルト110と加圧ベルト109には、それぞれ形状の違う押圧部材が固定配設される。具体的には、定着側押圧部材（第一押圧部材）120と、加圧側押圧部材（第二押圧部材）121である。

定着ベルト110の内面には、定着側押圧部材120が固定配設され、定着ベルト110を内側から外側へ押し込むように構成される。一方、加圧ベルト109の内面には、加圧側押圧部材121が固定配設され、加圧ベルト109を内側から外側へ押し込むように構成される。これらの押圧部材120、121により、幅W11＝20mmの定着ニップＮ３が形成される。

加圧側押圧部材121は、定着ニップＮ３の上流側に設置されており、下流に行くに従って定着ベルト110を押し込むような形状である。加圧側押圧部材121による定着ベルト110への最大押し込み量W9は1mmである。

一方、定着側押圧部材120は、定着ニップＮ３の下流側に設置されており、加圧側押圧部材121同様、下流に行くに従って加圧ベルト109を押し込むようになっている。定着側押圧部材120による加圧ベルト109への最大押し込み量W10は3mmである。

また、第２実施形態同様、定着ベルト110と加圧ベルト109は、この押圧部材120、121のない箇所では、互いに接触しないように構成される。即ち、定着ニップＮ３は、押圧部材121又は／及び押圧部材120と対向する部分のみで、加圧ベルト109と定着ベルト110とが当接することで構成される。具体的には、ベルトを介して対向するローラ（ローラ123とローラ122、及びローラ115とローラ113）は、それぞれ幅W8＝2mmの間を隔てて配設する。これにより、上述のような定着ニップＮ３が形成される。

また、本実施形態においては、定着側駆動ローラ123と加圧側駆動ローラ122は同じ材質及び形状であり、φ12mmの芯金に厚さ4mmのSiゴムを巻き、外形が20mmのものを用いた。本実施形態においては、ベルトを介して２つの駆動ローラ122、123が対向して配設される。

定着側駆動ローラ123は、その両端を各2kgf（1.96×10N）のバネ力、即ち総圧4kgf（3.92×10N）で矢印V1方向に定着ベルト110を張架しながら、表面移動速度が200mm/secで矢印Ｒ８方向に回転する。110は、定着ニップＮ３の下流側で定着ベルト110を矢印Ｒ７方向に回転移動させる。

本実施形態における定着装置を矢印V5方向から見た模式図を図９に示す。定着側駆動ローラ123の軸には定着側駆動ギア125が設けられており、加圧側駆動ローラ122の軸には加圧側駆動ギア124が設けられている。このため、定着側駆動ローラ123が回転すると、定着側駆動ギア125から加圧側駆動ギア124に対して駆動力が伝達され、加圧側駆動ローラ122が図８中矢印Ｒ５方向に回転する。

定着側駆動ギア125と加圧側駆動ギア124の比は同じであり、加圧側駆動ローラ122も、表面移動速度が200mm/secで回転する。加圧側駆動ローラ122が矢印Ｒ５方向に回転すると加圧ベルト109は、矢印Ｒ６方向へ回転移動する。

加圧側テンションローラ113は、第１実施形態同様に回転負荷がかけられている。このため、加圧側駆動ローラ122が駆動することにより、加圧ベルト109が引っ張られ、加圧側駆動ローラ122と加圧側テンションローラ113の間に張力が生じる。

本実施形態では、加圧側テンションローラ113同様、加熱ローラ115にも、クラッチブレーキを用いた2kgf・cm（1.96×10^-1N・m）の回転負荷がかけられている。このため、回転する定着側駆動ローラ123の駆動により、定着側駆動ローラ123と加熱ローラ115の間にも張力が生じる。そして、定着ニップＮ３の下流側で定着ベルト110が引っ張られ、矢印Ｖ4方向に加圧力が加えられる。

本実施形態では、定着ベルト110と加圧ベルト109をそれぞれ別の駆動ローラを用いて同じスピードで回転移動させている。このため、紙サイズ、画像パターン、トナーの乗り量によって定着ニップにおける定着ベルト110と加圧ベルト109の摩擦抵抗の変動がなく、ベルトの張力によって得られる加圧力の変動が少ない。この結果、定着画像の定着性や光沢度を安定させることができる。

また、図１０に第３実施形態の構成における定着ニップＮ３の圧力分布を示す。本実施形態では、押圧部材によるベルトの押し込み量を、定着ニップＮ３の上流から下流にかけて増加するように構成している。即ち、定着ニップＮ３の上流にある加圧側押圧部材121よりも、下流にある定着側押圧部材120の押し込み量を大きくしている。

このように、加圧ベルト109と定着ベルト110の押し込み量をそれぞれ異ならせて押圧部材を設置すると、定着ニップＮ３の上下流において図１０のような圧力分布となる。即ち、定着ニップＮ３の下流側に行くに従って圧力が増加するように圧力分布を調整することができる。

本実施形態では、定着ニップＮ３の下流側に圧力ピークを設定したが、紙サイズ、画像パターン、トナーの乗り量等の条件に応じて、好適な状態に調整することも可能である。例えば、上流側の加圧側押圧部材121の押し込み量を大きくし、定着ニップＮ３上流側に圧力ピークを設定しても良い。また、定着ニップＮ３上流側のローラの回転負荷を調整することで、ベルトの張力を変更し、上下のベルトの密着性を調整しても良い。

本実施形態では、第２実施形態と同様、ベルトを支持するローラ113、115、122、123が離れている（間隔W8）。しかしながら、これに限るものではなく、互いに当接する構成でもよい。

例えば、図１１示すように、ベルトを支持しているローラが接している構成にしても良い。図１１においては、ローラを当接させた構成にすることで、定着ニップＮ３を広くすることができる。また、トナーに熱を十分に供給することが可能である。また、定着側押圧部材120が加圧側駆動ローラ122を押圧する構成である。このため、更に、加圧ベルト109の駆動ローラ112に対する巻付き角を広くすることができ、駆動ローラ112による加圧ベルト109の搬送力をも増すことができる。

尚、ベルト同士の密着性や加圧力が更に必要な場合は、第２実施形態の押圧支持部材117と同様に、定着側押圧部材120や加圧側押圧部材121に対向して、押圧支持部材を、片方又は両方に設けて、加圧力を増加させても良い。この場合、例えば定着側押圧部材120を支持するものを第一押圧支持部材とし、加圧側押圧部材121を支持するものを第二押圧支持部材とすることができる。

以上説明した実施形態においては、押圧部材によって押し込まれているベルトの定着ニップ上流における回転負荷に、クラッチブレーキを用いた。しかしながらこれに限るものではなく、感光体ドラムや記録材搬送ベルト等を回転するギアと連動することで回転負荷を付与しても良い。また、上記回転負荷は、ベルト内部からの回転負荷に限らない。例えば、外部からの従動ローラや摺動部材によって回転負荷としても同様の効果作用を得ることができる。

また、押圧部材の設置は、加熱手段により加熱された定着ベルトの内側に限ることはなく、定着ベルトを外側から押し込むように、加圧ベルトの内側に設置してもよい。この場合、定着ベルトを定着ニップ下流で搬送することで発生するベルトの張力により、加圧力を得る。この構成でも同様の効果作用を得ることができる。また、定着ベルト側だけを加熱する構成について説明したが、これに限らず、加圧ベルト側を加熱する構成でも良い。

第１実施形態に係る定着装置の概略断面図。第１実施形態の変形例に係る定着装置の概略断面図。第１実施形態の変形例に係る定着装置の概略断面図。第１実施形態の構成における定着ニップＮ１の圧力分布を示す図。第２実施形態に係る定着装置の概略断面図。第２実施形態の構成における定着ニップＮ２の圧力分布を示す図。第２実施形態の変形例に係る定着装置の概略断面図。第３実施形態に係る定着装置の概略断面図。第３実施形態に係る定着装置の定着ニップ下流から見た概略図。第３実施形態の構成における定着ニップＮ３の圧力分布を示す図。第３実施形態の変形例に係る定着装置の概略断面図。画像形成装置の概略断面図。

符号の説明

Ｌ…露光、Ｎ…転写ニップ、Ｎ１…定着ニップ、Ｎ２…定着ニップ、Ｎ３…定着ニップ、Ｐ…記録材、１…感光体ドラム、２…帯電器、３…露光装置、４…給送ローラ、５…現像器、６…吸着ローラ、９…記録材搬送ベルト、10…転写ローラ、12…駆動ローラ、14…テンションローラ、16…感光体ドラムクリーナー、30…現像カートリッジ、50…画像形成装置、100…定着装置、101…ハロゲンヒータ、109…加圧ベルト、110…定着ベルト、112…駆動ローラ、113…加圧側テンションローラ、114…定着側テンションローラ、115…加熱ローラ、116…押圧部材、117…押圧支持部材、118…支持バネ、119…摺動部材、120…定着側押圧部材、121…加圧側押圧部材、122…加圧側駆動ローラ、123…定着側駆動ローラ、124…加圧側駆動ギア、125…定着側駆動ギア

Claims

第一無端状ベルトと、該第一無端状ベルトと当接して定着ニップを形成する第二無端状ベルトと、を有する定着装置において、
前記第一無端状ベルトの内側には、前記定着ニップにおいて前記第一無端状ベルトを内側から外側へ押圧する押圧部材が配設され、
前記第二無端状ベルトの内側には、前記定着ニップよりもベルト搬送方向下流側において前記第二無端状ベルトを搬送する駆動手段が配設され、
前記第二無端状ベルトは、前記定着ニップよりも前記第二無端状ベルトの搬送方向上流側で発生する摺動抵抗により、前記押圧部材の方向へ押圧されることを特徴とする定着装置。
前記摺動抵抗は、前記第二無端状ベルトと、前記第二無端状ベルトの内側で且つ前記定着ニップよりもベルト搬送方向上流側に配設される従動ローラと、の間に発生することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記摺動抵抗は、前記第二無端状ベルトと、前記第二無端状ベルトの内側で且つ前記定着ニップよりもベルト搬送方向上流側に配設される摺動部材と、の間に発生することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記第二無端状ベルトの内側には、前記定着ニップにおいて前記押圧部材と対向する位置に押圧支持部材が配設され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。
前記定着ニップは、前記押圧部材と対向する部分のみで前記第一無端状ベルトと前記第二無端状ベルトとが当接することで構成され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。
前記押圧部材は、前記第一無端状ベルト及び前記第二無端状ベルトを介して、前記第二無端状ベルトの駆動手段を押圧する構成であ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。
第一無端状ベルトと、該第一無端状ベルトに当接して定着ニップを形成する第二無端状ベルトと、を有する定着装置において、
前記第一無端状ベルトの内側には、前記定着ニップにおいて前記第一無端状ベルトを内側から外側へ押圧する第一押圧部材と、前記定着ニップよりもベルト搬送方向下流側において前記第一無端状ベルトを搬送する第一駆動手段と、が配設され、
前記第二無端状ベルトの内側には、前記定着ニップよりもベルト搬送方向下流側において前記第二無端状ベルトを搬送する第二駆動手段が配設され、
前記第二無端状ベルトは、前記定着ニップよりも前記第二無端状ベルトの搬送方向上流側で発生する摺動抵抗により、前記第一押圧部材の方向へ押圧されることを特徴とする定着装置。
前記第二無端状ベルトの内側には、前記定着ニップにおいて前記第一押圧部材と対向する位置に第一押圧支持部材が配設されることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
前記第二無端状ベルトの内側には、前記定着ニップにおいて前記第二無端状ベルトを内側から外側へ押圧する第二押圧部材が配設されることを特徴とする請求項７又は８に記載の定着装置。
前記第一無端状ベルトは、前記定着ニップよりも前記第一無端状ベルトの搬送方向上流側で発生する摺動抵抗により、前記第二押圧部材の方向へ押圧されることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
前記第一無端状ベルトの内側には、前記定着ニップにおいて前記第二押圧部材に対向する位置に第二押圧支持部材が配設されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の定着装置。
前記摺動抵抗は、前記第一無端状ベルト又は前記第二無端状ベルトと、該第一無端状ベルト又は前記第二端状ベルトの内側で且つ前記定着ニップよりもベルト搬送方向上流側に配設される従動ローラと、の間に発生することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の定着装置。
前記摺動抵抗は、前記第一無端状ベルト又は前記第二無端状ベルトと、該第一無端状ベルト又は前記第二端状ベルトの内側で且つ前記定着ニップよりもベルト搬送方向上流側に配設される摺動部材と、の間に発生することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の定着装置。
前記定着ニップは、前記第一押圧部材又は／及び前記第二押圧部材と対向する部分のみで前記第一無端状ベルトと前記第二無端状ベルトとが当接することで構成されることを特徴とする請求項７乃至１３のいずれかに記載の定着装置。
前記第一押圧部材又は前記第二押圧部材は、前記第一無端状ベルト及び前記第二無端状ベルトを介して、前記第二駆動手段又は前記第一駆動手段を押圧することを特徴とする請求項７乃至１４のいずれかに記載の定着装置。