JP2013231764A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像不良を抑制し、加熱ニップにおける圧抜けの少ない定着装置を提供する。
【解決手段】加圧ベルト５２が定着ローラ５１とともにニップを形成するニップ形成位置（第一位置）と、加圧ベルト５２が定着ローラ５１から離間する離間位置（第二位置）とに、移動させる移動装置を備える。画像形成信号が入力されると、加圧ベルト５２はニップ形成位置に移動して、画像形成動作が終了すると、加圧ベルト５２は離間位置に移動する。すなわち定着動作を実行する間、加圧ベルト５２はニップ形成位置に配置され、画像形成信号を待機する待機時（スタンバイ）には、加圧ベルト５２は離間位置に配置される。離間位置からニップ形成位置へ動かす場合、加圧パッド１００が定着ローラ５１より先に、加圧ベルト５２を回転部材に対して押圧する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式の像加熱装置に関する。

回転部材と、記録材上のトナー像を加熱するニップを回転部材と共に形成するためのエンドレスベルトとを備える像加熱装置では、パッドとローラとが、ベルトを回転部材に対して押圧する構成が採用される（図１９）。このような構成では、ニップ幅を広くとりつつ、ベルトが円滑に回転することができる。

しかしベルトが回転部材と共にニップを常時形成すると、ベルトを余分に熱するおそれがある。そこでベルトを余分に熱するのを抑制するために、ベルトが回転部材と共にニップを形成する位置（ニップ形成位置）から、ベルトが回転部材から離間した位置（離間位置）へ移動可能に構成するのが望ましい。

特許文献１は、ベルトが離間位置からニップ形成位置へ移動する場合に、ローラがパッドより先に、ベルトを回転部材に対して押圧する構成である。

特開平１１−０４５０２５号公報

しかしローラがパッドより先に、ベルトを回転部材に押圧する構成だと、パッドの先端がローラとベルトとの間のくさび形状の隙間に入り込みにくい。その結果、ニップにおいて圧力が抜けた部分が生じるおそれがある。その結果、画像に影響するおそれがある。

上記課題を解決するために本願発明は、回転部材と、前記回転部材に接触可能であって、記録材上の像を加熱するニップを前記回転部材と共に形成するためのベルトと、前記ベルトを前記回転部材に対して前記ニップにおいて押圧するための、前記ベルトを支持するローラと、前記ベルトの内周側に配置されて、前記ベルトを前記回転部材に対して前記ニップにおいて押圧するためのパッドと、前記ベルトが前記回転部材とともに前記ニップを形成する第一状態と、前記ベルトが前記回転部材から離間した第二状態とに、切り替え可能な切り替え手段とを、備える像加熱装置において、前記切り替え手段は、前記第二状態を前記第一状態に切り替える場合、前記パッドが前記ローラより先に、前記ベルトを前記回転部材に対して押圧するように動作することを特徴とする。

回転部材とベルトとで、記録材上のトナー像を加熱するニップを形成する像加熱装置において、パッドとローラとがベルトを回転部材に対して押圧する構成において、ベルトが離間位置からニップ形成位置へ移動する場合に、ニップにおいて圧力抜けが生じるのを抑制することができる。

実施形態１での画像形成装置を示す断面図 実施形態１での定着装置を示す断面図 実施形態１での加圧パッドの詳細図 実施形態１での定着装置のニップ内圧力を示すグラフ 実施形態１での加圧ユニットの加圧した状態を示す断面図 実施形態１での加圧ユニットの加圧を解除した状態を示す断面図 実施形態１での加圧ユニットの加圧を解除した状態から加圧した状態へ移行する状態を示す部分断面図 実施形態１での加圧ユニットの加圧構成を示す部分断面図 実施形態２での定着装置を示す断面図 実施形態２での定着装置のニップ内圧力を示すグラフ 実施形態２での加圧ユニットの加圧を解除した状態を示す断面図 実施形態２での剥離パッドの詳細図 実施形態２での加圧ユニットの加圧を解除した状態から加圧した状態へ移行する状態を示す部分断面図 実施形態３での定着装置を示す断面図 実施形態３での定着装置を示す正面図 実施形態３での加圧パッドの詳細図 実施形態３での加圧ローラ及び加圧パッドの回動中心位置を示す説明図 実施形態３での加圧ユニットの加圧を解除した状態から加圧した状態へ移行する状態を示す部分断面図 従来例のベルトニップ方式の定着装置を示す断面図 従来例のローラ方式とベルトニップ方式のニップの圧力分布を比較するグラフ 画像不良のつらら状光沢ムラを示す図

以下に、実施形態を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施形態にて説明する各種構成にのみに限定されるものではない。即ち、本発明の思想の範囲内において実施形態にて説明する各種構成を他の公知の構成に代替可能である。

（実施形態１）
［画像形成装置］
まず図１を用いて、画像を形成する画像形成装置の全体構成について説明する。図１に示す画像形成装置は、電子写真方式を採用した画像形成装置（いわゆるプリンタ）である。

図１に示す装置内には第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像を潜像、現像、転写のプロセスで形成する。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ像を担持する像担持体として、本例では電子写真感光ドラム（感光体）３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを具備し、各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに隣接して中間転写体２０が設置される。感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に形成された各色のトナー像が、中間転写体２０上に重ねて１次転写される。さらに中間転写体上のトナー像は２次転写部で記録材Ｐ上に転写される。さらにトナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置９へ搬送される。記録材上のトナーは定着装置９によって加熱及び加圧により定着される。その後、記録材は装置外へ排出される。

感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの外周には、それぞれドラム帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが配置される。１次転写帯電器６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ及びクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられ、装置の上方部にはレーザースキャナ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが設置されている。ドラム帯電器は感光体ドラムを帯電する。レーザスキャナは感光体ドラム表面を露光して静電像を形成する。現像器は静電像を現像してトナー像を形成する。

現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。また、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。また、中間転写体２０は矢示の方向に感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと同じ周速度をもって回転駆動されている。

感光ドラム３ａ上に形成担持された第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム３ａと中間転写体２０とのニップ部を通過する過程で、中間転写体２０に印加される１次転写バイアスによって、中間転写体２０の外周面に中間転写されていく。

１１は２次転写ローラで、中間転写体２０に対応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設してある。記録材は、給紙カセット１０からレジストローラ１２へ搬送される。そしてレジストローラ１２によって、中間転写体２０と２次転写ローラ１１との二次転写部へ搬送される。記録材が搬送されるのと合わせて、２次転写バイアスがバイアス電源からに印加される。２次転写バイアスにより中間転写体２０から記録材Ｐへ合成カラートナー画像が転写される。

以下、同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写体２０上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。合成カラートナー画像は、記録材Ｐの４辺端部より一定の余白部を残して形成される。

一次転写が終了した感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。中間転写体２０上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写体２０の表面にクリーニングウエブ（不織布）３０を当接して、拭い取るようにしている。

トナー画像の転写を受けた記録材Ｐは定着装置９へ順次導入され、記録材に熱と圧力を加えることで定着される。

両面印刷の場合は、給紙カセット１０から給紙された記録材Ｐはレジストローラ１２、転写前ガイド、中間転写体２０と２次転写ローラ１１との当接ニップを通過し定着９で片面定着された後、フラッパー１１０により反転パス１１１に導かれる。

その後記録材Ｐは反転ローラ１１２により反転されて両面パス１１３へと導かれる。そして再び記録材Ｐはレジストローラ１２、転写前ガイド、中間転写体２０と２次転写ローラ１１との当接ニップを通過し、２面目が転写され定着９で両面が定着される。そして、記録材が両面画像形成中に面フラッパー１１０が切り替わっており、両面定着された記録材Ｐは記録画像として装置外に排出される。

［定着装置の構成］
次に図２を用いて定着装置９を説明する。

定着装置９は、記録材上のトナー像をニップで加熱する像加熱装置としての定着装置である。定着ローラ５１は回転部材であり、発熱可能である。加圧ベルト５２は、定着ローラに接触可能であって、記録材上のトナー像を加熱するニップを定着ローラとともに形成するためのベルトである。分離ローラ５６は、加圧ベルトを支持して、加圧ベルトを定着ローラ５１に対して押圧するためのローラとして機能する。加圧パッド１００は、加圧ベルト５２の内周側に配置されて、加圧ベルト５２を定着ローラ５１に対して押圧するためのパッドとして機能する。

定着ローラは、発熱源であるヒータによって加熱され、フレームによって軸支する。定着ローラ５１は、加圧ユニット５３によって加圧されることで、ニップを形成することができる。定着ローラ５１は、内径φ３７．８、外形φ３８．４の０．３ｍｍ厚みのＦｅからなる芯金５１ａを有する。この芯金上に、弾性層５１ｂとして０．５ｍｍ厚のシリコーンゴム層が形成される。このゴム層上に離形層としての３０μｍ厚のＰＦＡチューブが被覆される。定着ローラの外径はφ４０である。

加圧ユニット５３は、加圧ベルト５２を備えるユニットである。加圧ベルトは、入口ローラ５５、分離ローラ５６、テンションローラ５７の３本のローラに張架される。加圧ベルトは、駆動源から分離ローラ５６に入力された駆動力により回転する。すなわち、分離ローラ５６は、加圧ベルト５２を駆動する駆動ローラとして機能する。入口ローラ５５、テンションローラ５７はベルトによって従動回転する。

加圧ベルトは、エンドレスベルトであり、厚み１００μｍのポリイミドの基層を有する。この基層上に０．２ｍｍ厚のシリコーンゴム層が被覆される。その結果加圧ベルトの外径はφ９０となる。加圧ベルトはシームレスである。

入口ローラ５５は、記録材を搬送する方向において定着装置のニップより上流側に配置され、加圧ベルト内面を支持するローラである。入口ローラは、記録材の搬送路を変更しないようにその位置が固定される。テンションローラ５７は、加圧ベルト５２に所定のテンションを与えるテンションローラであり、バネ付勢される。

分離ローラ５６は、ＳＵＳ製のローラであり、定着装置のニップより下流側に配置され、加圧ベルト内面を支持するローラである。

加圧パッド１００は、加圧ベルト内側に配置される。加圧パッド１００は、弾性層１０１とベースプレート１０２とを持つ（図３）。ベースプレート１０２は、厚さ５ｍｍのステンレス鋼製の部材である。ベースプレート端部１０２ａは、ベースプレートの記録材搬送方向における下流側端部である。ベースプレート端部１０２ａは、弾性層１０１の下流側端部をバックアップするために、分離ローラ５６が加圧ベルトを定着ローラに対して押圧する押圧部に向かう楔形状である。ベースプレート端部１０２ａが弾性層１０１の端部をバックアップすることで、ニップ部Ｎにおいて弾性部材１００と分離ローラ５６間の圧力の落ち込みを減少させている。

弾性層１０１は、ゴム硬度Ｈｓ３０°のシリコーンゴムからなる。弾性層１０１は、加圧ベルトが移動する方向においてベースプレート１０２よりも徐々に厚みが拡大するように構成されている。本例では弾性層１０１は、ニップ出口側（ベルト移動方向における下流側）では半径１６ｍｍの曲率をもつ形状であって、ニップ入口側（ベルト移動方向における上流側）ではベースプレート１０２に平行な直線形状である。弾性層のニップ入口側での厚みは３ｍｍであって、周長は２０ｍｍである。

［定着装置の動作］
本実施形態では、加圧ベルトが定着ローラとともにニップを形成するニップ形成位置（第一位置）と、加圧ベルトが定着ローラから離間する離間位置（第二位置）とに、ベルトを移動させる移動装置を備える。画像形成信号が入力されると、加圧ベルトはニップ形成位置に移動して、画像形成動作が終了すると、加圧ベルトは離間位置に移動する。すなわち定着動作を実行する間、加圧ベルトはニップ形成位置に配置され、画像形成信号を待機する待機時（スタンバイ）には、加圧ベルトは離間位置に配置される。

しかし、加圧ベルトが離間位置からニップ形成位置へ移動する場合に、分離ローラが加圧パッドより先に、加圧ベルトを定着ローラに押圧する構成だと、パッドの先端（加圧ベルトが移動する方向において下流側で加圧ベルトに接触する側の先端）が分離ローラとベルトとの間のくさび形状の隙間に入り込みにくい。その結果、ニップにおいて圧力が抜けた部分が生じるおそれがある。

そこで本実施形態では、加圧パッドが分離ローラより先に加圧ベルトを押圧する。そうすると、加圧パッドの先端が伸びやすいので、分離ローラとベルトとの間のくさび形状の隙間に入りこみやすい。その結果、ニップにおいて圧力が抜けた部分が生じるのが抑制される。

図２０は、従来構成についての、定着ニップでの圧分布例を示す。グラフＡは従来のパッドとローラでニップを形成するベルト定着装置で、グラフＢ、Ｃは、従来のローラ定着方式の定着装置である。グラフＡに示されるように、従来構成では、分離ローラとパッドとの間で圧力が抜ける部分が大きい。

このような圧力抜けが生じると、画像に影響するおそれがある。すなわち、図２１に示されるような、光沢の低い部分が生じるおそれがある。

そこで本実施形態では、加圧パッドが分離ローラより先に、加圧ベルトを定着ローラに対して押圧する構成である。そのための詳細について以下で説明する。

移動装置は、カム２００を備える。分離ローラ側板５６Ｐは、加圧ユニットの長手方向において両端側に配置され、中心軸６２を中心に分離ローラ５６を揺動可能に支持する側版である。加圧ユニットの長手方向において両端側に配置され、加圧パッド側板１００Ｐは、中心軸６２を中心に加圧パッド１００を揺動可能に支持する側版である。モータがカム２００を駆動すると、加圧パッド側版１００Ｐ及び分離ローラ側版５６Ｐが移動する。その結果、加圧ベルトが定着ローラとニップを形成するニップ形成位置と、加圧ベルトが定着ローラから離間する離間位置とに、ベルトが移動することができる。モータは制御部としてのＣＰＵ２０１によって制御される。言い換えると、移動装置は、加圧ベルトが定着ローラとニップを形成するニップ形成状態と、加圧ベルトが定着ローラと離間する離間状態とを切り替える切り替え装置として機能する。

［圧力分布］
分離ローラによる圧力は、分離ローラバネ５６ＳＰによって決まり、加圧パッドによる圧力は、加圧パッドバネ１００ＳＰによって決まる。分離ローラバネ５６ＳＰ及び加圧パッドバネ１００ＳＰはそれぞれ、分離ローラ側版５６Ｐ、加圧パッド側版１００Ｐを定着ローラ側へ圧するための弾性部材である。

ベルトがニップ形成位置に配置されるとき、加圧パッドが加圧ベルトを定着ローラに対してニップで押圧するとともに、分離ローラも加圧ベルトを定着ローラに対してニップで押圧する。ニップ形成位置では、分離ローラ５６ＳＰが分離ローラを圧する総圧は３９２Ｎ（４０ｋｇｆ）である。一方で、加圧パッドバネ１００ＳＰが加圧パッド１００を押圧する総圧は５５８Ｎ（６０ｋｇｆ）である。合計では、加圧パッド１００の５５８Ｎと分離ローラ５６の３９２Ｎで総圧９８０Ｎ（１００ｋｇｆ）の加圧力となる。すなわち、ニップ部Ｎ内の加圧パッド１００による最大圧力は、分離ローラ５６によるピーク圧よりも低くなるように設定される。

図４は画像加熱装置のニップ内圧力を説明するために模式的に示したグラフである。横軸が搬送方向ニップ内の位置を示し、縦軸はニップ内の圧力を示している。実線が理想とする圧分布形状でニップ入り口から出口に至るまで、低圧のＰ１（０．０５〜０．２ＭＰａ）から高圧のＰ３（０．３〜０．５ＭＰａ） まで下がることなく連続的に上昇する形状が望ましい。途中で圧が下がると、画像ズレや光沢ムラが生じるからである。

記録材上のトナー像はニップ入り口から加温され、ニップ出口で最高温度に達するが、トナーが十分溶融している状態で高圧をかけることが定着性を良くする効率的な加圧方法である。また、特に圧Ｐ２（０．２ＭＰａ程度）は、記録材Ｓを定着ローラ５１から分離するために必要な圧であり、分離ローラ５６が部分的に定着ローラ５１のゴム層を変形させて分離する。定着ローラ５１のゴム層が変形した部分の曲率を利用することで、記録材Ｐを定着ローラ５１から分離するのに有利である。

図５は加圧ユニット５３を定着ローラ５１に対して加圧した状態（ニップ形成位置）を示す断面図である。分離ローラ５６は、分離ローラバネ５６ＳＰによって分離ローラ側板５６Ｐを介して定着ローラ５１に押し付けられ、ニップ部で圧力が高い部分を形成する。加圧パッド１００は、加圧パッドバネ１００ＳＰによって、分離ローラより圧力の低い部分を形成する。なおこれらの圧力は、加圧ユニット５３を押圧するためのカム２００が所定位置に配置されるときのそのバネの圧力によって決まる。

なお、加圧ユニットの移動は、ＣＰＵ２０１によって制御される。加圧ユニットがニップ形成位置に移動する場合には、ＣＰＵ２０１がニップ形成信号を出す。ニップ形成信号がＣＰＵ２０１より出されると、モータドライバにより加圧モータ２０２が所定の向き（第１向き）に所定の回転数Ｎ、回転する。その結果、カム２００を回転して、加圧ユニット５３がニップ形成位置に移動する。その結果、定着ニップが形成される。加圧ユニットが離間位置に移動する場合も同様である。ＣＰＵ２０１より離間信号が出されると、加圧モータ２０２が第一向きと逆向きに、所定回転数Ｒ、回転する。その結果、加圧ユニット５３が離間位置に移動する。その結果、定着ニップが解除される。

図６は、加圧ユニット５３の定着ローラ５１に対する加圧を解除した状態（離間位置）を示す断面図である。ニップは、加圧ユニット５３が定着ローラ５１から離間することで解除する。ニップが解除すると、加圧ベルト５２の内部の分離ローラ５６、加圧パッド１００は各々の圧縮バネの付勢力によって上方に移動する。その上で、図８に示す各々の側板上面突き当て部５６Ｐａ、１００Ｐａが各々のビス下面５６Ｂａ、１００Ｂａに当接する。

このとき、分離ローラバネ５６ＳＰ及び加圧パッドバネ１００ＳＰの使用長を、５６ＳＰ０、１００ＳＰ０とすると、
５６ＳＰ０＜１００ＳＰ０を満たす。

このとき（離間位置）の加圧パッド先端１００ａと分離ローラ先端５６ｂの位置関係について説明する。離間位置では、加圧パッド先端１００ａが鉛直方向において分離ローラ５６より上方（定着ローラ側）に位置する。ここで、加圧パッド加圧面１００ｂは、加圧パッド１００が加圧ベルト５２を加圧するための第１加圧面としての加圧面である。また分離ローラ加圧面５６ｃは、分離ローラ５６が加圧ベルト５２を加圧するための第２加圧面としての加圧面である。ベルトへの加圧を解除した状態（離間位置）において、加圧パッド当接面１００ｂが、分離ローラ当接面５６ｃより定着ローラ５１側に突出するように配置される。

図７において、ＮＲは、圧解除状態（離間位置）の分離ローラ当接面５６ｃと定着ローラ５１のニップＮ形成部Ｎ１間の距離とする。ＮＰは、圧解除状態（離間位置）の加圧パッド当接面１００ｂと定着ローラ５１のニップＮ形成部Ｎ１間の距離とする。本実施形態では、ＮＲ＞ＮＰを満たすように、離間位置で分離ローラと加圧パッドが配置される。そのため、ベルトが離間位置からニップ形成位置へ移動する場合、加圧パッド１００が分離ローラ５６より先に、加圧ベルトを定着ローラに対して押圧する。その結果、ニップＮにおいて加圧パッド先端１００ａが安定的に分離ローラ当接面５６ｃに入り込むことができる。加圧パッドと分離ローラとの境界で圧抜けを抑制して、ニップ内の空気の膨張や水蒸気の発生による画像乱れを抑制することができる。

（実施形態２）
図９を用いて本実施形態２での定着装置９を説明する。重複する点については説明を省略する。実施形態１が、発熱する定着ローラと加圧ベルトとでニップを形成する構成であるのに対して、実施形態には、発熱する定着ベルトと加圧ローラとでニップを形成する構成である。

図９は、定着装置９の概略構成を示す側断面図である。定着装置９は、定着ベルトモジュール６１と、定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置された加圧ロール６２とで主要部が構成されている。

定着ベルトモジュール６１は、回転可能（Ｄ向き）に設けられた無端状の定着ベルト６１０と、定着ベルト６１０の内側に回転可能に配設された定着ロール６１１と、内側から定着ベルト６１０を張架するテンションロール６１２と、を備えている。さらに、外側から定着ベルト６１０を張架して、定着ベルト６１０を加熱する外部加熱ロール６１３と、定着ロール６１１とテンションロール６１２との間で定着ベルト６１０の姿勢を矯正する姿勢矯正ロール６１４と、を備える。さらに、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接する領域であるニップ部Ｎ内の下流側領域であって定着ロール６１１の近傍位置に、定着ベルト６１０からの用紙Ｐの剥離を促す剥離パッド６４を備えている。また、剥離パッド６４を加圧ロール６２に向けて押圧するばね部材６１８とを備えている。さらに、剥離パッド６４に接近する方向および離間する方向（図中矢印Ｇ参照）に移動可能に設けらればね部材６１８の一端部を支持する支持部材６１９と、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架するアイドラロール６１５とを備えている。

定着ベルトモジュール６１は、定着ロール６１１の内部に配設され定着ロール６１１を加熱するハロゲンヒータ等の加熱源６１６ａを備える。さらに、外部加熱ロール６１３の内部に配設され外部加熱ロール６１３を加熱するハロゲンヒータ等の加熱源６１６ｃを備えている。さらに、テンションロール６１２の内部に設けられテンションロール６１２を加熱するハロゲンヒータ等の加熱源６１６ｂを備えている。さらに、定着ロール６１１を回転駆動させるモータ等の駆動源を備える。さらに、テンションロール６１２の両端部近傍に配置され、テンションロール６１２を定着ベルト６１０方向に向けて押圧し、定着ベルト６１０に所定の張力を付与するばね部材を備えている。

定着ベルト６１０は、所定幅で所定周長のフレキシブルなエンドレスベルトである。定着ベルト６１０はベース層、弾性層、剥離層とを備える。ベース層はポリイミド樹脂等で形成される。弾性層は、ベース層の表面側（外周面側）に積層されたシリコーンゴム等からなる。剥離層は、弾性体層上に被覆されたテトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）チューブ等からなる。

定着ロール６１１は、弾性層を持たない。定着ローラ６１１は、アルミニウムの芯金（コアロール）の表面に耐熱性樹脂（フッ素樹脂）を被覆して構成される。テンションロール６１２は、アルミニウム等によって形成された円筒状ロールである。

剥離パッド６４は、定着ロール６１１の軸方向に沿って設けられた部材であり、断面が略円弧形状に形成される。剥離パッド６４は、ＳＵＳの金属や樹脂等により形成される。剥離パッド６４は、加圧ロール６２が定着ベルト６１０を介して定着ロール６１１に圧接される領域（「ロールニップ部Ｎ１」）の下流側近傍位置に配置されている。さらに、剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を介して加圧ロール６２を所定の幅領域に亘って所定の荷重で均一に押圧するように設置される。

加圧ロール６２は、円柱状ロール６２１を基体としている。そして、基体側から、弾性層６２２と、離型層６２３とが順に積層されてソフトロールを構成している。また、加圧ロール６２は、定着ベルトモジュール６１に押圧されるように設置されている。さらに、加圧ロール６２は、定着ベルトモジュール６１に接近する方向および定着ベルトモジュール６１から離間する方向（図中矢印Ｆ方向）に移動可能に設けられている。加圧ローラは、モータによってカム２００が回転することによって、移動する。カム２００の回転はＣＰＵ２０１によって制御される。すなわちカム２００が加圧ローラを移動させる移動装置として機能する。言い換えると、移動装置は、加圧ベルトが定着ローラとニップを形成するニップ形成状態と、加圧ベルトが定着ローラと離間する離間状態とを切り替える切り替え装置として機能する。

次に、定着装置９の動作について説明する。定着装置９にて定着が行われる際、まず定着ベルトモジュール６１に対し離間状態にある加圧ロール６２が、不図示の駆動源により定着ベルトモジュール６１に押圧される。次いで、トナー像が保持された用紙Ｐがニップ部Ｎに導入される。このとき、定着ロール６１１は、駆動源（不図示）からの駆動力を受けて、矢印Ｃ方向に回転している。また、定着ベルト６１０は、定着ロール６１１の回転に伴い、定着ロール６１１に従動して矢印Ｄ方向に回転する。さらに、加圧ロール６２も、定着ベルト６１０の回転に従動して矢印Ｅ方向に回転を行っている。ニップ部Ｎ内に導入された用紙Ｐは、この回転している定着ベルト６１０および加圧ロール６２により下流方向に搬送され、ロールニップ部Ｎ１および剥離パッドニップ部Ｎ２を順次通過していく。

そして、用紙Ｐは、このロールニップ部Ｎ１および剥離パッドニップ部Ｎ２を通過する過程において、定着ベルト６１０および加圧ロール６２から加圧、および加熱作用を受ける。この結果、用紙Ｐに対しトナー像の定着が行われる。一方で、剥離パッドニップ部Ｎ２を通過した定着ベルト６１０は、その後剥離パッド６４の側面に倣って移動する。これにより、定着ベルト６１０の進行方向は、アイドラロール６１５方向に屈曲するように急激に変化する。このため、用紙Ｐは、剥離パッドニップ部Ｎ２を出た時点で定着ベルト６１０の進行方向の変化に追随できなくなる。この結果、用紙は自身の所謂「コシ」によって定着ベルト６１０から剥離される。このようにして、ニップ部Ｎの出口部において、用紙に対する曲率分離が安定的に行なわれる。なお、定着ベルト６１０から分離された用紙は、ニップ部Ｎの下流側に配設された剥離案内板（不図示）により、その進行方向が導かれる。このようにして定着処理が完了すると、加圧ロール６２は、不図示の駆動源により定着ベルトモジュール６１から後退し、定着ベルトモジュール６１から離間した所定の位置に配置される。

また、加圧ロール６２は定着ベルト６１０に向けて加圧するとき、剥離パッド６４が定着ベルト６１０を介して加圧ロール６２に押圧され、定着ベルト５２は加圧ロール６２に隙間なく圧接される。この時、ニップ部Ｎ内の剥離パッド６４におけるピーク圧は定着ロール６１１におけるピーク圧よりも低くなるように設定されている。図９は加圧ロール６２を定着ベルト６１０に対して加圧した状態を示す断面図である。

図１０は画像加熱装置のニップ内圧力を説明するために模式的に示したグラフである。横軸が搬送方向ニップ内の位置を示し、縦軸はニップ内の圧力を示している。実線が理想とする圧分布形状でニップ入り口から出口に至るまで、高圧のＰ１（０．０５〜０． ２ＭＰａ）から低圧のＰ３（０．３〜０．５ＭＰａ） まで下がることなく連続的に上昇する形状が望ましい。途中で圧が下がると、画像ズレや光沢ムラが生じるからである。

図１１は加圧ロール６２を定着ベルト６１０に対する加圧を解除した状態（離間位置）を示す断面図である。加圧ロール６２が定着ベルト６１０から離間することで、ニップを解除する。ニップを解除すると、定着ベルト６１０の内部の剥離パッド６４が圧縮バネの付勢力によって下方へ移動する。

このとき、図１３に示す剥離パッド先端６４ａと定着ロール先端６１１ｂの位置関係は、剥離パッド先端６４ａが下方に位置し、定着ロール６１１が剥離パッド６４より出っ張ることはない。剥離パッド加圧面６４ｂは、剥離パッド６４が定着ベルト６１０を加圧する第１加圧面である。定着ロール加圧面５１１ｃは、定着ロール６１１が定着ベルト６１０を加圧する第２加圧面である。ベルトへの加圧を解除した状態において、剥離パッド当接面６４ｂは定着ロール当接面６１１ｃより加圧ロール６２側に突出する。図１３は加圧ユニット５３が圧解除状態から加圧状態へ移行する図である。圧解除状態の定着ロール当接面５１１ｃと加圧ロール６２のニップＮ形成部Ｎ２間の距離をＮＲ、圧解除状態の剥離パッド当接面６４ｂと加圧ロール６２のニップＮ形成部Ｎ２間の距離をＮＰとすると、
ＮＲ＞ＮＰを満たす。

そのため、圧解除状態（離間位置）が加圧状態（ニップ形成位置）に切り替わる場合、定着ベルト６１０を加圧するとき剥離パッド６４が定着ロール６１１よりも先に当接するよう構成されている。よって、解除状態が加圧状態に切り替わる場合は、剥離パッド当接面６４ｂが定着ロール当接面６１１ｃより先に、定着ベルト６１０を加圧ロール６２に対して押圧する。

その結果、課題で述べたような剥離パッドと定着ローラとの境界領域を形成することなく、ニップ内の空気の膨張や水蒸気の発生による画像乱れを抑制することができる。

（実施形態３）
図１４から図１８を用いて本実施形態３での定着装置９を説明する。実施形態１と重複する点については説明を省略する。

実施形態１が、定着ローラを備える構成であるのに対して、実施形態３は、定着ベルトを備える構成である。

加圧ベルト１２０は、加圧ロール１２１とテンションロール１２２とによって支持されるエンドレスベルトである。加圧ベルト１２０として、厚さ５０μｍのニッケル金属層に厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、ＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。

定着ベルト１３０は、駆動ロール１３１とテンションロール１３２によって支持されるエンドレスベルトである。定着ベルト１３０として、厚さ７５μｍのニッケル金属層に厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、ＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。

加圧パッド１２５は、加圧ローラより入口側（記録材搬送方向における上流側）で、加圧ベルト１２０の内側に配置される。加圧パッド１２５は、シリコンゴムで形成され、所定圧（４００Ｎ）で加圧ベルト１２０に押し当てられる。

加圧ロール１２１は、加圧パッド１２５より下流側で加圧ベルト１２０を支持する。加圧ロール１２１はステンレス製で、外径φ２０ｍｍである。テンションロール１２２はステンレス製で、外径がφ２０ｍｍ、内径φ１８ｍｍ程度に形成された中空ロールである。テンションロール１２２両端部は軸受１２６によって支持され、テンションバネ１２７によって２０ｋｇｆのテンションを加圧ベルトに付与する。

パッドステー１３７は、定着ベルト１３０の内側で、駆動ロール１３１より入口側（記録材搬送方向における上流側）に配置される。パッドステー１３７はステンレス鋼（ＳＵＳ材）製で、所定圧（例えば４００Ｎ）で加圧パッド１２５に押し当てられる。加圧パッド１２５は実施形態１の加圧パッド１００と同様の構成である。

駆動ロール１３１は、パッドステー１３７より下流側に配置され、定着ベルト１３０を支持する。ステンレス製で外径φ１８の芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成型したロールである。駆動ロール１３１は、加圧ロール１２１の圧接により弾性層が所定量弾性的に歪ませられる。

テンションロール１３２は、ステンレス製で、外径φ２０ｍｍ内径φ１８ｍｍの中空ロールである。テンションロール１３２両端部は軸受１３３によって支持され、テンションバネ１３４によって２０ｋｇｆのテンションを定着ベルトに付与する。

テンションロール１３２内部にはヒートパイプ１３６は配置される。そのため、定着ベルト１３０の長手方向における温度が不均一になるのを抑制する。

駆動ロール１３１は、モータからギア１２８を介して駆動力を受け、定着ベルト１３０を駆動する。そのため、シートを安定的に搬送することができる。

定着ベルト１３０は、誘導加熱コイルによって加熱され１８０℃に温度調整される。

加圧ロール側板１２１Ｐは、加圧ロール中心軸１２１Ｘを中心に加圧ロール１２１を揺動可能に加圧ロールを支持する側板である。加圧パッド側板１２５Ｐは、加圧パッド中心軸１２５Ｘを中心に加圧パッド１２５を揺動可能に支持する側版である。加圧ロールバネ１２１ＳＰ及び加圧パッドバネ１２５ＳＰによって加圧ベルト１２０全体を定着ベルト１３０に加圧する。加圧ロール側板１２１Ｐ、加圧パッド側板１２５Ｐは、加圧ユニット１３の長手方向両端側に配置される。また加圧ロールバネ１２１ＳＰ及び加圧パッドバネ１２５ＳＰは加圧ロールビス１２１Ｂ及び加圧パッドビス１２５Ｂによって所望の圧やニップに調整可能である。

加圧ベルト１２０は、モータによってカム２００が回転することで、移動する。モータは、ＣＰＵによって制御される。すなわちカム２００が加圧ベルト１２０を移動させる移動装置として機能する。言い換えると、移動装置は、加圧ベルトが定着ローラとニップを形成するニップ形成状態と、加圧ベルトが定着ローラと離間する離間状態とを切り替える切り替え装置として機能する。このような構成は実施形態１と同じである。

図１４は加圧ベルト１２０を定着ベルト１３０に対して加圧した状態を示す断面図である。加圧方法については実施形態１と同様である。図１７は、加圧ユニット５３の定着ローラ５１に対する加圧を解除した状態を示す断面図である。加圧解除方法については実施形態１と同様である。このとき、加圧パッド中心軸１２５Ｘの加圧ロール中心軸１２１Ｘに対する位置関係は斜線部の範囲に位置する。つまり、加圧パッド中心軸１２５Ｘの加圧ロール中心軸１２１Ｘに対する位置は、用紙搬送方向下流かつニップに対して上方に存在する。

図１８に示す加圧パッド先端１２５ａと加圧ロール先端１２１ｂの位置関係を説明する。図１８は加圧ベルト１２０が圧解除状態から加圧状態へ移行する図である。θＲは、加圧ロール中心軸１２１Ｘと圧解除状態の加圧ロール１２１中心を通る線と加圧ロール中心軸１２１Ｘと加圧状態の加圧ロール１２１中心を通る線のなす角である。θＰは、加圧パッド中心軸１２５Ｘと圧解除状態の加圧パッド先端１２５ａを通る線と加圧ロール中心軸１２１Ｘと加圧状態の加圧パッド先端１２５ａを通る線のなす角である。このとき、θＲ＞θＰを満たす。

つまり加圧ベルトが離間位置からニップ形成位置へ移動する場合に、加圧パッド１２５が加圧ロール１２１より先に、加圧ベルトを定着ベルトに対して押圧する。

５１ 定着ローラ
５２ 加圧ベルト（エンドレスベルト）
５６ 分離ローラ
５６Ｐ 分離ローラ側板
５６ＳＰ 分離ローラバネ
５８ ハロゲンヒータ
１００ 加圧パッド
１０１ 弾性層
１０２ ベースプレート
１００Ｐ 加圧パッド側板
１００ＳＰ 加圧パッドバネ
２００ カム
２０１ ＣＰＵ

Claims (7)

1. 回転部材と、
   前記回転部材に接触可能であって、記録材上の像を加熱するニップを前記回転部材と共に形成するためのベルトと、
   前記ベルトを前記回転部材に対して前記ニップにおいて押圧するための、前記ベルトを支持するローラと、
   前記ベルトの内周側に配置されて、前記ベルトを前記回転部材に対して前記ニップにおいて押圧するためのパッドと、
   前記ベルトが前記回転部材とともに前記ニップを形成する第一状態と、前記ベルトが前記回転部材から離間した第二状態とに、切り替え可能な切り替え手段とを、
   備える像加熱装置において、
   前記切り替え手段は、前記第二状態を前記第一状態に切り替える場合、前記パッドが前記ローラより先に、前記ベルトを前記回転部材に対して押圧するように動作することを特徴とする像加熱装置。
2. 前記切り替え手段は、前記ベルトを移動させることを特徴とする請求項１に記載された像加熱装置。
3. 前記切り替え手段は、前記ベルトを回動させることを特徴とする請求項２に記載された像加熱装置。
4. 前記切り替え手段は、前記第一状態を前記第二状態へ切り替える場合、前記ローラが前記パッドより先に、前記回転部材に対する押圧を解除するように動作することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載された像加熱装置。
5. 前記第二状態では、前記パッドは前記ローラよりも前記回転部材側に突出するように配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
6. 前記回転部材は、発熱することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載された像加熱装置。
7. 前記回転部材は、ベルトであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載された像加熱装置。
   

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