JP2011043669A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱回転体を均一に加熱することが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】第１回転体９ａと、第１回転体９ａの内部に配置され、第１回転体９ａを内側から加熱するヒータ９２０と、第１回転体９ａの内部に配置され、第１回転体９ａの内周面に当接する受圧部材９４０と、第１回転体９ａの内部に配置され、受圧部材９４０を支持し、ヒータ９２０から放射される赤外線を透過する透過部材を主体として構成される支持部材９６０と、第１回転体９ａを介して受圧部材９４０との間で被転写材Ｔを挟持して定着ニップＮ９を形成する回転可能な第２回転体９ｂと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複合機などの画像形成装置、及び画像形成装置に設けられた状態で、トナー画像を構成するトナーを溶融して用紙などの被転写材に定着させる定着装置に関する。

従来より、用紙に画像を形成（印刷）するための装置として、コピー機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複合機などの画像形成装置が知られている。画像形成装置においては、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電工程、帯電した感光体ドラムにレーザ光を照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光工程、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像工程、感光体ドラムの表面に付着したトナーから形成されるトナー画像を用紙へ転写する転写工程、及び用紙に転写されたトナー画像を用紙に定着させる定着工程の各工程が順次行われることによって、用紙に画像が形成される。

上記の各工程のうち、定着工程では、用紙に転写されたトナー画像を構成するトナーを用紙に定着させるために、トナーに熱を与えてトナーを溶融させる必要がある。定着工程を行う定着装置として、例えば、加熱ベルト機構と、加熱ベルト機構との間でトナー画像が転写された用紙を挟み込んで定着ニップを形成する加圧回転体と、加熱ベルト機構の内側から定着ニップを加熱するヒータとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような定着装置において、加熱ベルト機構は、無端ベルト状（無端フィルム状を含む）で周方向に回転可能な加熱回転体（第１回転体）と、加熱回転体の内部に配置され加熱回転体の内周面に当接する受圧部材と、加熱回転体の内部に配置され受圧部材を支持する支持部材とを備え、回転駆動される加圧回転体の回転により加熱回転体を従動回転させるように構成されている。

加熱ベルト機構を用いた定着装置によれば、加熱回転体の熱容量が小さく、定着装置のウォームアップに要する時間の短縮や待機温度の低温度化が可能となるため、定着工程における消費電力を極力抑制することができるという利点がある。

特開２００８−１５８４８２号公報

特許文献１に記載の定着装置では、支持部材が金属（例えば、ＳＵＳ（ステンレス鋼））で構成されている。そのため、ヒータにより加熱回転体を加熱する際に、加熱回転体の内周面において、ヒータから放射される赤外線が照射されて加熱される部位と、赤外線が支持部材によって遮断され、赤外線により加熱された支持部材を介して加熱される部位とで加熱状態に偏りが生じ、加熱回転体全体が均一に加熱されないおそれがあった。

従って、本発明は、加熱回転体を均一に加熱することが可能な定着装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、画像形成装置に設けられた状態で、シート状の被転写材に転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融して前記被転写材に定着させる定着装置であって、無端ベルト状で周方向に回転可能な第１回転体と、前記第１回転体の内部に配置され、該第１回転体を内側から加熱するヒータと、前記第１回転体の内部に配置され、該第１回転体の内周面に当接する受圧部材と、前記第１回転体の内部に配置され、前記受圧部材を支持し、前記ヒータから放射される赤外線を透過する透過部材を主体として構成される支持部材と、前記第１回転体を介して前記受圧部材との間で前記被転写材を挟持して定着ニップを形成する回転可能な第２回転体と、を備える定着装置に関する。

また、前記受圧部材は、前記透過部材を主体として構成されることが好ましい。

また、前記受圧部材と前記支持部材とは、一体的に形成された単一の部材で構成されることが好ましい。

また、前記透過部材は、ガラスからなることが好ましい。

また、前記受圧部材における前記第１回転体の内周面との接触面には、前記受圧部材と前記第１回転体の前記内周面との摩擦抵抗を低減する多数の微細な凹凸が形成されることが好ましい。

また、本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像にトナー画像を現像する現像器と、前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、前記定着装置と、を備える画像形成装置に関する。

本発明によれば、加熱回転体を均一に加熱することが可能な定着装置を提供することができる。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。

第１実施形態のプリンタ１における各構成要素の配置を説明するための左側面図である。 第１実施形態の定着装置９を示す斜視図である。 第１実施形態の定着装置９の構成を示す概略図である。 第２実施形態の定着装置９の構成を示す概略図（図３対応図）である。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１により、本発明の画像形成装置の第１実施形態としてのプリンタ１における全体構造を説明する。図１は、第１実施形態のプリンタ１における各構成要素の配置を説明するための左側面図である。

図１に示すように、画像形成装置としてのプリンタ１は、装置本体Ｍと、所定の画像情報に基づいてシート状の被転写材としての用紙Ｔに所定のトナー画像を形成する画像形成部ＧＫと、用紙Ｔを画像形成部ＧＫに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Ｔを排紙する給排紙部ＫＨとを有する。
装置本体Ｍにおける外形は、筐体としてのケース体ＢＤにより構成される。

図１に示すように、画像形成部ＧＫは、像担持体（感光体）としての感光体ドラム２と、帯電部１０と、露光ユニットとしてのレーザスキャナユニット４と、現像器１６と、トナーカートリッジ５と、トナー供給部６と、ドラムクリーニング部１１と、除電器１２と、転写ローラ８と、定着装置９とを備える。

図１に示すように、給排紙部ＫＨは、給紙カセット５２と、手差し給紙部６４と、用紙Ｔの搬送路Ｌと、レジストローラ対８０と、排紙部５０とを備える。

以下、画像形成部ＧＫ及び給排紙部ＫＨの各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部ＧＫについて説明する。
画像形成部ＧＫにおいては、感光体ドラム２の表面に沿って順に、上流側から下流側に順に、帯電部１０による帯電、レーザスキャナユニット４による露光、現像器１６による現像、転写ローラ８による転写、除電器１２による除電、及びドラムクリーニング部１１によるクリーニングが行われる。

感光体ドラム２は、円筒形状の部材からなり、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム２は、搬送路Ｌにおける用紙Ｔの搬送方向に対して直交する方向に延びる機軸を中心に、矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム２の表面には、静電潜像が形成され得る。

帯電部１０は、感光体ドラム２の表面に対向して感光体ドラム２の上方に配置される。帯電部１０は、感光体ドラム２の表面を一様に負（マイナス極性）又は正（プラス極性）に帯電させる。

レーザスキャナユニット４は、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム２の表面から上方に離間して配置される。レーザスキャナユニット４は、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータなどを有して構成される。

レーザスキャナユニット４は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの外部機器から入力された画像情報に基づいて、感光体ドラム２の表面を走査露光する。レーザスキャナユニット４により走査露光されることで、感光体ドラム２の表面の露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。

現像器１６は、感光体ドラム２に対応して感光体ドラム２の前方（図１における右側）に設けられ、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。現像器１６は、感光体ドラム２に形成された静電潜像に単色（通常はブラック）のトナーを付着させて、単色のトナー画像を感光体ドラム２の表面に形成する。現像器１６は、感光体ドラム２の表面に対向配置された現像ローラ１７、トナー攪拌用の攪拌ローラ１８などを有して構成される。

トナーカートリッジ５は、現像器１６に対応して設けられており、現像器１６に対して供給されるトナーを収容する。

トナー供給部６は、トナーカートリッジ５及び現像器１６に対応して設けられており、トナーカートリッジ５に収容されたトナーを現像器１６に対して供給する。トナー供給部６と現像器１６とは、不図示のトナー供給路により結ばれている。

転写ローラ８は、感光体ドラム２の表面に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる。転写ローラ８には、不図示の転写バイアス印加部により、感光体ドラム２に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させるための転写バイアスが印加される。

転写ローラ８は、感光体ドラム２に対して当接したり離間したりする。具体的には、転写ローラ８は、感光体ドラム２に当接される当接位置と、感光体ドラム２から離間する離間位置とに移動可能に構成される。詳細には、転写ローラ８は、感光体ドラム２に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる場合に当接位置に配置され、他の場合に離間位置に配置される。

感光体ドラム２と転写ローラ８との間で、搬送路Ｌを搬送される用紙Ｔが挟み込まれる。挟み込まれた用紙Ｔは、感光体ドラム２の表面に押し当てられる。感光体ドラム２と転写ローラ８との間で、転写ニップＮが形成される。転写ニップＮにおいて、感光体ドラム２に現像されたトナー画像が用紙Ｔに転写される。

除電器１２は、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。除電器１２は、感光体ドラム２の表面に光を照射することにより、転写が行われた後の感光体ドラム２の表面を除電する（電荷を除去する）。

ドラムクリーニング部１１は、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。ドラムクリーニング部１１は、感光体ドラム２の表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナーなどを所定の回収機構へ搬送して、回収させる。

定着装置９は、用紙Ｔに転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融及び加圧して、用紙Ｔに定着させる。定着装置９は、ヒータ９２０（後述）により加熱される第１回転体としての加熱回転ベルト９ａと、加熱回転ベルト９ａに圧接される第２回転体としての加圧ローラ９ｂと、を備える。加熱回転ベルト９ａと加圧ローラ９ｂとは、トナー画像が転写された用紙Ｔを挟み込んで加圧すると共に、搬送する。加熱回転ベルト９ａと加圧ローラ９ｂとの間に挟みこまれた状態で用紙Ｔが搬送されることで、用紙Ｔに転写されたトナーは、溶融及び加圧され、用紙Ｔに定着される。
定着装置９の構成の詳細については後述する。

次に、給排紙部ＫＨについて説明する。
図１に示すように、装置本体Ｍの下部には、用紙Ｔを収容する１個の給紙カセット５２が配置される。給紙カセット５２は、装置本体Ｍの前側（図１における右側）から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット５２には、用紙Ｔが載置される載置板６０が配置される。給紙カセット５２には、用紙Ｔが載置板６０の上に積層された状態で収容される。載置板６０に載置された用紙Ｔは、給紙カセット５２における用紙送り出し側の端部（図１において右側の端部）に配置されるカセット給紙部５１により搬送路Ｌに送り出される。カセット給紙部５１は、載置板６０上の用紙Ｔを取り出すための前送りコロ６１と、用紙Ｔを１枚ずつ搬送路Ｌに送り出すための給紙ローラ対６３からなる重送防止機構を備える。

装置本体Ｍの前面（図１において右側）には、手差し給紙部６４が設けられる。手差し給紙部６４は、給紙カセット５２にセットされる用紙Ｔとは異なる大きさや種類の用紙Ｔを装置本体Ｍに供給することを主目的として設けられる。手差し給紙部６４は、閉状態において装置本体Ｍの前面一部を構成する手差しトレイ６５と、給紙コロ６６とを備える。手差しトレイ６５は、その下端が給紙コロ６６の近傍に回動自在（開閉自在）に取り付けられる。開状態の手差しトレイ６５には、用紙Ｔが載置される。給紙コロ６６は、開状態の手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔを手差し搬送路Ｌａに給紙する。

装置本体Ｍにおける上方側には、排紙部５０が設けられる。排紙部５０は、第３ローラ対５３により用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排紙する。排紙部５０の詳細については後述する。

用紙Ｔを搬送する搬送路Ｌは、カセット給紙部５１から転写ニップＮまでの第１搬送路Ｌ１と、転写ニップＮから定着装置９までの第２搬送路Ｌ２と、定着装置９から排紙部５０までの第３搬送路Ｌ３と、手差し給紙部６４から供給される用紙を第１搬送路Ｌ１に合流させる手差し搬送路Ｌａと、第３搬送路Ｌ３を上流側から下流側へ搬送する用紙を表裏反転させて第１搬送路Ｌ１に戻す戻り搬送路Ｌｂとを備える。

また、第１搬送路Ｌ１の途中には、第１合流部Ｐ１及び第２合流部Ｐ２が設けられている。第３搬送路Ｌ３の途中には、第１分岐部Ｑ１が設けられている。
第１合流部Ｐ１は、手差し搬送路Ｌａが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。第２合流部Ｐ２は、戻り搬送路Ｌｂが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。
第１分岐部Ｑ１は、戻り搬送路Ｌｂが第３搬送路Ｌ３から分岐する分岐部で、第１ローラ対５４ａ及び第２ローラ対５４ｂを有する。第１ローラ対５４ａの一方のローラと第２ローラ対５４ｂの一方のローラとは兼用される。

第１搬送路Ｌ１の途中（詳細には、第２合流部Ｐ２と転写ローラ８との間）には、用紙Ｔを検出するためのセンサと、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正や画像形成部ＧＫにおけるトナー画像の形成とタイミングを合わせるためのレジストローラ対８０が配置される。センサは、用紙Ｔの搬送方向におけるレジストローラ対８０の直前（搬送方向における上流側）に配置される。レジストローラ対８０は、センサからの検出信号情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Ｔを搬送する。

戻し搬送路Ｌｂは、用紙Ｔに両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面（非印刷面）を感光体ドラム２に対向させるために設けられる搬送路である。
戻し搬送路Ｌｂによれば、第１分岐部Ｑ１から第１ローラ対５４ａにより排紙部５０側に搬送された用紙Ｔを表裏反転させて第２ローラ対５４ｂにより第１搬送路Ｌ１に戻して、転写ローラ８の上流側に配置されたレジストローラ対８０の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Ｌｂにより表裏反転された用紙Ｔには、感光体ドラム２により非印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。

第３搬送路Ｌ３における端部には、排紙部５０が形成される。排紙部５０は、装置本体Ｍにおける上方側に配置される。排紙部５０は、装置本体Ｍの前面側（図１において右側、手差し給紙部６４側）に向けて開口している。排紙部５０は、第３搬送路Ｌ３を搬送される用紙Ｔを第３ローラ対５３により装置本体Ｍの外部に排紙する。

排紙部５０における開口側には、排紙集積部Ｍ１が形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面（外面）に形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部Ｍ１の底面は、装置本体Ｍにおける上面の一部を構成する。排紙集積部Ｍ１には、所定のトナー画像が形成され排紙部５０から排紙された用紙Ｔが積層して集積される。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。

以下、図面を参照して、第１実施形態のプリンタ１における特徴部分に係る構成について説明する。図２は、第１実施形態の定着装置９を示す斜視図である。図３は、第１実施形態の定着装置９の構成を示す概略図である。

図２及び図３に示すように、第１実施形態の定着装置９は、筐体９１０と、第１回転体としての加熱回転ベルト９ａと、第２回転体としての加圧ローラ９ｂと、受圧部材９４０と、支持部材９６０と、２つのヒータ９２０と、を備える。

図２に示すように、筐体９１０は、加熱回転ベルト９ａ及び加圧ローラ９ｂの軸線方向（第２方向）Ｄ２と平行な方向に長く形成される。筐体９１０は、主として、矩形状の上面板９１１と上面板９１１の長手方向（第２方向Ｄ２）の端部に取り付けられた一対の側面板９１２，９１２との３つの部材から構成される。筐体９１０は、用紙Ｔの搬送方向Ｄ１から視て略コの字状に形成される。一対の側面板９１２，９１２それぞれには、長孔形状の貫通孔９１４が設けられている。

加熱回転ベルト９ａは、ロール状（無端ベルト状）に形成されると共に耐熱性を有する。加熱回転ベルト９ａは、用紙Ｔの搬送方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に延びる回転軸を中心に回転可能になされて構成される。例えば、加熱回転ベルト９ａは、肉厚が３０μｍ程度のＳＵＳ（ステンレス鋼）などの金属ベルトの外周面に、厚さが０．３ｍｍ程度のシリコンゴムの弾性層を設け、更に、この弾性層の外周面に、肉厚が３０μｍ程度の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）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂製の耐熱性フィルムからなる離型層を設けることで構成される。

図２に示すように、加圧ローラ９ｂは、その外周面が、加熱回転ベルト９ａの外周面に当接するように配置される。加圧ローラ９ｂは、加熱回転ベルト９ａよりも軸線方向（第２方向）Ｄ２に長く形成されている。加圧ローラ９ｂの軸線方向の中点と加熱回転ベルト９ａの軸線方向の中点とは略一致している。
加圧ローラ９ｂは、加熱回転ベルト９ａの軸線と平行な回転軸（第２方向Ｄ２）を中心に回転可能に構成される。詳述すると、加圧ローラ９ｂは、直径が１４ｍｍ程度のアルミニウムや鉄などの芯金の外周面に、肉厚５．５ｍｍ程度のシリコンゴムなどの弾性層を設け、更に、この弾性層の表面に厚み５０μｍ程度のＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素樹脂からなる離型層を設けることで構成される。

また、図２に示すように、加圧ローラ９ｂの軸線方向（第２方向Ｄ２）の両端部から、回転軸となるローラ軸９３１が突出している。このローラ軸９３１は、プリンタ１における装置本体Ｍのケースやその他の部材により回転可能に支持される。
加圧ローラ９ｂのローラ軸９３１には、加圧ローラ９ｂを回転駆動させる第２回転体駆動部としての電動モータなどの加圧ローラ駆動部（図示せず）が直結される。この加圧ローラ駆動部により、加圧ローラ９ｂが所定速度で回転駆動されると共に、加圧ローラ９ｂの回転に従動して、加圧ローラ９ｂの外周面に当接する加熱回転ベルト９ａが回転される。これにより、加圧ローラ９ｂと加熱回転ベルト９ａとの間で、トナー画像が転写された用紙Ｔを挟持する定着ニップＮ９が形成される。

図３に示すように、２つのヒータ９２０，９２０は、加熱回転ベルト９ａと加圧ローラ９ｂとの当接部である定着ニップＮ９を加熱する。このヒータ９２０は、例えば、ハロゲンヒータやセラミックヒータから構成される。
２つのヒータ９２０，９２０は、第１ヒータ９２０Ａ及び第２ヒータ９２０Ｂにより構成される。第１ヒータ９２０Ａは、加熱回転ベルト９ａの内部における支持部材９６０よりも搬送方向Ｄ１の下流側（図３において左側）に配置される。第２ヒータ９２０Ｂは、加熱回転ベルト９ａの内部における支持部材９６０よりも搬送方向Ｄ１の上流側（図３において右側）に配置される。
そして、ヒータ９２０は、加熱回転ベルト９ａと加圧ローラ９ｂとの間に挟み込まれた状態で搬送される用紙Ｔに加熱回転ベルト９ａを介して熱を付与する。これにより、トナー画像が転写された用紙Ｔを定着ニップＮ９に搬送し、通過させることで、用紙Ｔ上のトナーＴＮが溶融して用紙Ｔに定着される。

図２に示すように、受圧部材９４０は、加熱回転ベルト９ａの内部において、加熱回転ベルト９ａの軸線方向（第２方向）Ｄ２に長く延びて形成される。受圧部材９４０は、その長手方向の両端それぞれにおいて、固定部材９５０，９５０により固定される。詳細には、固定部材９５０，９５０は、筐体９１０の長手方向の両端に位置する側面板９１２，９１２の内側と外側とに跨るようにして、貫通孔９１４，９１４の下部に配置される。固定部材９５０，９５０は、加熱回転ベルト９ａの軸線方向（第２方向）Ｄ２から視て凸型の形状を有し、筐体９１０に固定される。

受圧部材９４０は、加熱回転ベルト９ａを介して加圧ローラ９ｂとの間に定着ニップＮ９を形成する部材である。受圧部材９４０には、加圧ローラ９ｂから加熱回転ベルト９ａが受ける圧力を受け止めるために、一定以上の強度が必要である。また、受圧部材９４０は、加熱回転ベルト９ａの内周面と接しているため、熱容量、耐熱性、耐摩耗性などにも優れていることが必要である。更に、受圧部材９４０は、ヒータ９２０，９２０から放射される赤外線を透過させるために光透過性にも優れていることが好ましい。

受圧部材９４０は、これらの必要条件を備えるため、例えば、ヒータ９２０，９２０から放射される赤外線を透過する透過部材を主体として構成される。「透過部材を主体として構成される」とは、例えば、全体が透過部材から構成される場合の他、大部分が透過部材から構成され、残りの部分が非透過部材から構成される場合も含む。例えば、受圧部材９４０のうち、他の部材との連結に用いられる部分や補強すべき部分のみに金属部材（ＳＵＳなど）を用いてもよい。透過部材は、ガラスからなることが好ましいが、光透過性を有する耐熱性樹脂からなってもよい。

受圧部材９４０の具体的な構成について説明する。受圧部材９４０における加熱回転ベルト９ａの内周面と摺動しながら接触する摺接面９４１と、摺接面９４１よりも搬送方向Ｄ１の下流側（図３において左側）及び摺接面９４１よりも搬送方向Ｄ１の上流側（図３において右側）に形成される２つの傾斜面９４２，９４２とを有する。受圧部材９４０は、例えば、厚みが３．８ｍｍ程度のガラスを主体として構成される。受圧部材９４０は、例えば、耐摩耗性を向上させるために、受圧部材９４０の固定部材９５０，９５０と接触する部位をＳＵＳで構成し、受圧部材９４０の他の部位をガラスで構成することができる。

摺接面９４１には、受圧部材９４０と加熱回転ベルト９ａの内周面との摩擦抵抗を低減する多数の微細な凹凸が形成される。「多数の微細な凹凸」とは、平滑な面ではなく、且つ巨視的に視て明確な凹凸が形成されない凹凸をいう。また、「摩擦抵抗を低減する」とは、具体的には、摺接面９４１に形成される多数の微細な凹凸により受圧部材９４０と加熱回転ベルト９ａの内周面との接触面積が減少するため、摩擦抵抗が低減することをいう。摺接面９４１における多数の微細な凹凸の形成には、例えば、サンドブラスト加工を用いることができる。また、２つの傾斜面９４２，９４２は、加熱回転ベルト９ａの内周面側に凸の曲面形状を有する。受圧部材９４０は、摺接面９４１及び摺接面９４１の両側に２つの傾斜面９４２，９４２を有し、且つ摺接面９４１に多数の微細な凹凸が形成されることで、受圧部材９４０に対する加熱回転ベルト９ａの摺動が滑らかになる。

図３に示すように、支持部材９６０は、受圧部材９４０が加圧ローラ９ｂから受ける圧力を受け止めて支持するために、すなわち、受圧部材９４０を補強するために、加熱回転ベルト９ａの内部に配置される。支持部材９６０は、加熱回転ベルト９ａの回転軸方向（第２方向）Ｄ２の断面において、略矩形状を有する。また、第２方向Ｄ２の断面における受圧部材９４０と支持部材９６０とが接続される部位の左右両側は、不図示の締結部材で保持されている。

支持部材９６０は、加熱回転ベルト９ａよりも加熱回転ベルト９ａの回転軸方向（第２方向）Ｄ２に長く形成される。支持部材９６０の長手方向（第２方向Ｄ２）の中点は、加熱回転ベルト９ａの軸方向の中点と略一致している。そのため、支持部材９６０の長手方向の両端部は、加熱回転ベルト９ａの外部に配置される。

図２に示すように、支持部材９６０の長手方向の両端部は、固定部材９５０，９５０の溝部９５１に差し込まれた状態で配置される。

支持部材９６０は、ヒータ９２０，９２０から放射される赤外線を透過する透過部材を主体として構成される。「透過部材を主体として構成される」とは、受圧部材９４０の場合と同様に、例えば、全体が透過部材から構成される場合の他、大部分が透過部材から構成され、残りの部分が非透過部材から構成される場合も含む。例えば、支持部材９６０のうち、他の部材との連結に用いられる部分や補強すべき部分のみに金属部材（ＳＵＳなど）を用いてもよい。透過部材は、前述した受圧部材９４０と同様に、ガラスからなることが好ましい。具体的には、支持部材９６０は、厚みが１０ｍｍ程度のガラスを主体として構成される。詳細には、支持部材９６０は、例えば、耐摩耗性を向上させるために、支持部材９６０の長手方向の両端部をＳＵＳで構成し、他の部位をガラスで構成することができる。また、支持部材９６０は、前述した受圧部材９４０と同様に、熱容量、耐熱性、耐摩耗性及び光透過性を有している。

このような支持部材９６０の存在により、定着ニップＮ９における圧力（定着圧）が安定し、定着ニップＮ９を通過する用紙Ｔに強い圧力を加えることが可能となり、定着不良を防止できる。

次に、ヒータ９２０，９２０から放射される赤外線により加熱回転ベルト９ａの内周面が加熱される際の作用について説明する。
ヒータ９２０，９２０を点灯させると、ヒータ９２０，９２０は、赤外線を放射する。放射された赤外線は、ガラスを主体として構成された受圧部材９４０及び支持部材９６０を透過し、加熱回転ベルト９ａの内周面全体に対して直接的に照射される。すなわち、加熱回転ベルト９ａの内周面全体は、ヒータ９２０，９２０から放射される赤外線により均一に加熱される。
また、定着ニップＮ９は、受圧部材９４０及び支持部材９６０を透過した赤外線により加熱回転ベルト９ａを介して間接的に加熱される。

次に、図１を参照して、第１実施形態のプリンタ１の動作について、簡単に説明する。
まず、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔに片面印刷を行う場合について説明する。
給紙カセット５２に収容された用紙Ｔは、前送りコロ６１及び給紙ローラ対６３によって第１搬送路Ｌ１に送り出され、その後、第１合流部Ｐ１及び第１搬送路Ｌ１を介してレジストローラ対８０に搬送される。
レジストローラ対８０においては、用紙Ｔのスキュー補正や、トナー画像とのタイミング調整が行われる。

レジストローラ対８０から排出された用紙Ｔは、第１搬送路Ｌ１を介して感光体ドラム２と転写ローラ８との間に導入される。そして、用紙Ｔには、感光体ドラム２と転写ローラ８との間において、トナー画像が転写される。
その後、用紙Ｔは、感光体ドラム２と転写ローラ８との間から排出され、第２搬送路Ｌ２を介して、定着装置９における加熱回転ベルト９ａと加圧ローラ９ｂとの間の定着ニップＮ９に導入される。そして、定着ニップＮ９においてトナーＴＮが溶融し、トナーＴＮが用紙Ｔに定着される。

次いで、用紙Ｔは、第１ローラ対５４ａにより第３搬送路Ｌ３を通して排紙部５０に搬送され、第３ローラ対５３により排紙部５０から排紙集積部Ｍ１に排出される。
このようにして、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔの片面印刷が完了する。

手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔに片面印刷を行う場合には、手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔは、給紙コロ６６によって手差し搬送路Ｌａに送り出され、その後、第１合流部Ｐ１及び第１搬送路Ｌ１を介して、レジストローラ対８０に搬送される。それ以降の動作は、前述した、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔの片面印刷の動作と同様であり、説明を省略する。

次に、両面印刷を行う場合のプリンタ１の動作について説明する。
片面印刷の場合には、前述した通り、片面印刷がされた用紙Ｔが、排紙部５０から排紙集積部Ｍ１に排出されて印刷動作が完了する。
これに対し、両面印刷を行う場合には、片面印刷された用紙Ｔが、戻し搬送路Ｌｂを介して、片面印刷時とは表裏反転して、レジストローラ対８０に再度搬送されることにより、用紙Ｔに両面印刷が施される。

詳述すると、片面印刷がされた用紙Ｔが第３ローラ対５３により排紙部５０から排出されるまでは、前述した片面印刷の動作と同様である。而して、両面印刷の場合には、片面印刷がされた用紙Ｔが第３ローラ対５３により保持されている状態において、第３ローラ対５３の回転を停止させ、逆方向に回転させる。このように第３ローラ対５３を逆方向に回転させると、第３ローラ対５３に保持されている用紙Ｔは、第３搬送路Ｌ３を逆方向（排紙部５０から第１分岐部Ｑ１に向かう方向）に搬送される。

前述したように、用紙Ｔが、第３搬送路Ｌ３を逆方向に搬送されると、（第１ローラ対５４ａではなく、）第２ローラ対５４ｂに導入される。そして、用紙Ｔは、戻し搬送路Ｌｂ及び第２合流部Ｐ２を介して、第２搬送路Ｌ２に合流する。ここで、用紙Ｔは、片面印刷時とは表裏反転している。

更に、用紙Ｔは、レジストローラ対８０により前記補正又は前記調整が行われ、第１搬送路Ｌ１を介して、感光体ドラム２と転写ローラ８との間に導入される。用紙Ｔは、戻し搬送路Ｌｂを経由することにより、非印刷面が感光体ドラム２に対向するので、非印刷面にトナー画像が転写され、その結果、両面印刷が施される。

次に、図１から図３を参照して、第１実施形態のプリンタ１の特徴部分である定着装置９の動作について説明する。

第１実施形態のプリンタ１においては、プリンタ１の電源をＯＮにすると、電源部から帯電部１０、レーザスキャナユニット４、現像器１６、転写ローラ８、プリンタ制御部（図示せず）及び定着装置９それぞれへ電力が供給されると共に、プリンタ制御部からの制御信号により帯電部１０、レーザスキャナユニット４、現像器１６、転写ローラ８及び定着装置９がそれぞれ制御される。そして、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及び定着工程の各工程が順に行われる。

具体的には、第１実施形態のプリンタ１においては、レジストローラ対８０から送り出された用紙Ｔは、第１搬送路Ｌ１を通って感光体ドラム２と転写ローラ８との間の転写ニップＮへ搬送される。このように用紙Ｔが感光体ドラム２へ向かって搬送されるとき、まず、帯電部１０が、帯電工程において感光体ドラム２の表面全体を帯電させると共に、レーザスキャナユニット４が、露光工程においてレーザ光源（図示せず）から感光体ドラム２へ向けてレーザ光を照射し、感光体ドラム２の表面のうちレーザ光が照射された部分に静電潜像を形成する。

次に、現像器１６が、現像工程において帯電したトナーを現像ローラ１７により感光体ドラム２へ供給することで、感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて、トナー画像を現像する。続いて、転写ローラ８が、転写工程において感光体ドラム２と転写ローラ８との間を通過する用紙Ｔに、感光体ドラム２の表面に付着したトナー画像を転写する。

そして、転写工程においてトナー画像が転写された用紙Ｔは、第２搬送路Ｌ２を通って定着装置９へ向けて搬送され、定着装置９における加熱回転ベルト９ａと加圧ローラ９ｂとの間の定着ニップＮ９へ搬送される。

また、プリンタ制御部から前述の加圧ローラ駆動部へ出力される制御信号をＯＮとすることで、電源部から加圧ローラ駆動部への電力の供給が開始されて、加圧ローラ９ｂが回転駆動されると共に、加圧ローラ９ｂの回転駆動に伴って、加熱回転ベルト９ａが従動回転される。これによって、定着装置９は、定着工程において加熱回転ベルト９ａと加圧ローラ９ｂとの間の定着ニップＮ９を通過する用紙Ｔに付着したトナーＴＮを、ヒータ９２０から加熱回転ベルト９ａを介してトナーＴＮに付与された熱によって溶解させると共に、加圧ローラ９ｂによって用紙Ｔに圧力を加えることで、トナー画像が用紙Ｔに定着される。

第１実施形態の定着装置９によれば、次のような効果が奏される。
第１実施形態においては、支持部材９６０は、ヒータ９２０，９２０から放射される赤外線を透過する透過部材を主体として構成される。ヒータ９２０，９２０から放射される赤外線は、支持部材９６０を透過し、加熱回転ベルト９ａの内周面全体に対して直接的に照射される。そのため、ヒータ９２０，９２０により加熱回転ベルト９ａの内周面を全体的に加熱することができる。従って、加熱回転ベルト９ａの内周面全体の加熱を均一に行うことができる。

また、第１実施形態においては、受圧部材９４０は、ヒータ９２０，９２０から放射される赤外線を透過する透過部材を主体として構成される。そのため、定着ニップＮ９を受圧部材９４０及び支持部材９６０を透過した赤外線により加熱回転ベルト９ａを介して間接的に加熱する。従って、定着ニップＮ９の加熱性をより向上させることができる。

また、第１実施形態においては、受圧部材９４０及び支持部材９６０を主体として構成する透過部材は、ガラスからなる。ガラスは、耐熱性、光透過性を有する部材であるため、受圧部材９４０及び支持部材９６０は、耐熱性、光透過性を好適に発揮することができる。また、第１実施形態においては、透過部材がガラスからなることで、受圧部材９４０及び支持部材９６０の構造を単純化することができる。また、第１実施形態においては、受圧部材９４０及び支持部材９６０の構造を単純化することにより部品点数を削減することができる。

また、第１実施形態においては、摺接面９４１には、受圧部材９４０と加熱回転ベルト９ａの内周面との摩擦抵抗を低減する多数の微細な凹凸が形成される。摺接面９４１は、多数の微細な凹凸により加圧ローラ９ｂとの接触面積を減少させる。従って、摺接面９４１と加圧ローラ９ｂとの摺動をより滑らかに行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態については、主として、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。第２実施形態において、特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が奏される。

第２実施形態のプリンタ１における定着装置９２の構成について説明する。図４は、第２実施形態の定着装置９２の構成を示す概略図（図３対応図）である。図４に示すように、第２実施形態の定着装置９２は、第１実施形態の定着装置９に比して、受圧部材９４０及び支持部材９６０の構成並びにヒータ９２０，９２０の配置が異なる。

具体的には、第２実施形態の定着装置９２では、受圧部材９４０と支持部材９６０とは、一体的に形成された単一の部材で構成される。「一体的に形成された単一の部材」とは、例えば、完全に一体的に単一の部材から形成される場合の他、大部分が単一の部材から形成され、残りの部分が金属などの他の部材から形成され、全体として一体的に形成される場合も含む。詳細には、受圧部材９４０及び支持部材９６０は、例えば、耐摩耗性を向上させるために、受圧部材９４０の固定部材９５０，９５０と接触する部位及び支持部材９６０の長手方向の両端部をＳＵＳで構成し、他の部位をガラスからなる単一の透過部材から構成する。つまり、受圧部材９４０及び支持部材９６０は、ガラスを主体とし、ＳＵＳを補強部材又は連結部材として使用して、全体として一体的に形成される。また、受圧部材９４０及び支持部材９６０は、第１実施形態と同様に、熱容量、耐熱性、耐摩耗性及び光透過性を有している。

また、第２実施形態の定着装置９２では、ヒータ９２０，９２０は、支持部材９６０の上面から所定の間隔で離間した位置に配置されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

第２実施形態の定着装置９２によれば、第１実施形態における効果と同様の効果が奏される。また、第２実施形態によれば、受圧部材９４０と支持部材９６０とは、一体的に形成された単一の部材で構成される。そのため、第１実施形態の定着装置９に比して、部品点数を更に削減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、上述の各実施形態においては、加圧ローラ９ｂ（第２回転体）を回転駆動させ、加熱回転ベルト９ａ（第１回転体）を従動回転させているが、これに制限されず、第１回転体を回転駆動させ、第２回転体を従動回転させてもよい。
また、第２回転体として、加圧ローラ９ｂを用いたが、これに代えて、無端状に形成されたフレキシブルなベルトからなる加圧回転体を用いることができる。

本発明の画像形成装置の種類は、特に限定がなく、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機などであってもよい。
本発明の定着装置は、ユニット化され、画像形成装置の装置本体から着脱自在に構成されていてもよく、あるいは、画像形成装置の装置本体と一体的に構成されていてもよい。
シート状の被転写材は、用紙に制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。

１……プリンタ（画像形成装置）、２……感光体ドラム（像担持体）、１６……現像器、９……定着装置、９ａ……加熱回転体（第１回転体）、９ｂ……加圧回転体（第２回転体）、９２０（９２０Ａ，９２０Ｂ）……ヒータ、９４０……受圧部材、９６０……支持部材、Ｔ……用紙（被転写材）、ＴＮ……トナー

Claims (6)

1. 画像形成装置に設けられた状態で、シート状の被転写材に転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融して前記被転写材に定着させる定着装置であって、
   無端ベルト状で周方向に回転可能な第１回転体と、
   前記第１回転体の内部に配置され、該第１回転体を内側から加熱するヒータと、
   前記第１回転体の内部に配置され、該第１回転体の内周面に当接する受圧部材と、
   前記第１回転体の内部に配置され、前記受圧部材を支持し、前記ヒータから放射される赤外線を透過する透過部材を主体として構成される支持部材と、
   前記第１回転体を介して前記受圧部材との間で前記被転写材を挟持して定着ニップを形成する回転可能な第２回転体と、を備える
   定着装置。
2. 前記受圧部材は、前記透過部材を主体として構成される
   請求項１に記載の定着装置。
3. 前記受圧部材と前記支持部材とは、一体的に形成された単一の部材で構成される
   請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記透過部材は、ガラスからなる
   請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記受圧部材における前記第１回転体の内周面との接触面には、前記受圧部材と前記第１回転体の前記内周面との摩擦抵抗を低減する多数の微細な凹凸が形成される
   請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
6. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像にトナー画像を現像する現像器と、
   前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
   請求項１から５のいずれかに記載の定着装置と、を備える
   画像形成装置。

Images