JP2017111188A - 定着装置、画像形成装置およびニップ形状変更方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の低下を防止しつつ専用の定着器を必要とせずに、皺や画像ずれの発生を防止することできる定着装置、画像形成装置およびニップ形状変更方法を提供する。【解決手段】トナー像が形成された記録媒体の定着面側に配置される上加圧ローラーと、上加圧ローラーに巻き掛けられ、回転可能な定着ベルトと、上加圧ローラーの下方に配置され、定着ベルトを介して上加圧ローラーを加圧し、定着ベルトとの間に記録媒体を挟持して搬送する定着ニップを形成する下加圧ローラーと、記録媒体の種類に応じて定着ベルトの張力を変更することにより、定着ニップの形状を上凸状とフラット状とに変更するニップ形状変更部と、を備え、上加圧ローラーの外径は下加圧ローラーの外径より大きく、かつ、上加圧ローラーの硬度は下加圧ローラーの硬度より小さい。【選択図】図４

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置およびニップ形状変更方法に関する。

従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子転写方式の画像形成装置に用いられる定着装置としては、例えば、表層にゴム層を有して内部に熱源を有する上加圧ローラーと、上加圧ローラーに圧接され、定着ニップを形成する下加圧ローラーとを備え、印字時に、上下の加圧ローラーにより、未定着のトナー像が形成された転写材（例えば記録媒体）を挟持搬送しつつ加熱して、トナー像を記録紙に定着させるものがある（熱ローラー方式）。

また、例えば、内部に熱源を有する加熱ローラーと、上加圧ローラーと、これらのローラーに巻き掛けられた定着ベルトと、定着ベルトを介して上加圧ローラーに圧接され、定着ニップを形成する下加圧ローラーとを備え、印字時に、定着ベルトおよび下加圧ローラーにより記録媒体を挟持搬送しつつ定着ベルトを介して加熱して、トナー像を記録紙に定着させるベルト方式の定着装置がある。

いずれの方式の定着装置においても、２枚の紙を重ねて接着した封筒が搬入されると、上下の加圧ローラー間で周速度の差が生じ、ひいては２枚の紙の搬送速度に差が生じる。その結果、定着処理後の封筒に、皺や画像ずれが発生する場合があるという問題があった。この問題に対して、定着装置に封筒を通紙する場合、上下の加圧ローラーで封筒を加圧するときのニップ荷重を下げることにより、定着ニップの形状をフラット状にする技術がある（例えば、特許文献１を参照）。

また、例えば、特許文献２には、専用定着器に封筒を通紙する場合、上下のローラーの硬度差を無くし、定着ニップの形状をフラット状にする技術が開示されている。

特開２０１５−６９０８８号公報 特公平７−７２３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、封筒の通紙時にニップ荷重を下げると定着性が不足するため、ニップ荷重を下げた分だけ通紙速度を下げなくてはならず、生産性が低下するという別の問題点があった。

また、特許文献２に記載された技術では、定着ニップにおける封筒の排出部の曲率が低くなるために分離性が悪化し、封筒以外の通常の紙を通紙することが困難となる。これにより、同一の定着装置で、通常通紙と封筒通紙の両方を行うことができないという別の問題があった。

本発明の目的は、生産性の低下を防止しつつ専用の定着器を必要とせずに、皺や画像ずれの発生を防止することが可能な定着装置、画像形成装置およびニップ形状変更方法を提供することにある。

本発明に係る定着装置は、
トナー像が形成された記録媒体の定着面側に配置される上加圧ローラーと、
前記上加圧ローラーに巻き掛けられ、回転可能な定着ベルトと、
前記上加圧ローラーの下方に配置され、前記定着ベルトを介して前記上加圧ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に前記記録媒体を挟持して搬送する定着ニップを形成する下加圧ローラーと、
前記記録媒体の種類に応じて前記定着ベルトの張力を変更することにより、前記定着ニップの形状を上凸状とフラット状とに変更するニップ形状変更部と、
を備え、
前記上加圧ローラーの外径は前記下加圧ローラーの外径より大きく、かつ、前記上加圧ローラーの硬度は前記下加圧ローラーの硬度より小さい。

また、本発明に係る画像形成装置は、
定着装置を備える。

さらに、本発明に係るニップ形状変更方法は、
下加圧ローラーの外径より大きい外径および下加圧ローラーの硬度より小さい硬度を有する上加圧ローラーと前記下加圧ローラーとを定着ベルトを介して圧接することにより、記録媒体を挟持して搬送する定着ニップを形成し、
前記記録媒体の種類に応じて前記定着ベルトの張力を変更することにより、前記定着ニップの形状を上凸状とフラット状とに変更する。

本発明によれば、生産性の低下を防止しつつ専用の定着器を必要とせずに、皺や画像ずれの発生を防止することできる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置を概略的に示す図である。 面圧分布を示す図である。 変形例１に係る定着装置を概略的に示す図である。 変形例１に係る定着装置を概略的に示す図である。 変形例２に係る定着装置を概略的に示す図である。 面圧分布を示す図である。 変形例３に係る定着装置を概略的に示す図である。 変形例３に係る定着装置を概略的に示す図である。 変形例４に係る定着装置を概略的に示す図である。 変形例４に係る定着装置を概略的に示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［画像形成装置１の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓ（記録媒体）に二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部１１２に格納されている各種データが参照される。記憶部１１２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部１１１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部１１１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種の入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング部４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される上加圧ローラー６３、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される下加圧ローラー６５、及び加熱源６０Ｃ等を備える。上加圧ローラー６３に下加圧ローラー６５が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、二次転写ＴＲ２の位置（図３参照）でトナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。定着部６０の詳細については後述する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓが予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

［定着部６０の構成］
次に、図３を参照し、定着部６０の構成について説明する。図３は、定着部６０の構成を概略的に示す図である。

なお、定着部６０および制御部１００は、定着装置として機能する。定着部６０および制御部１００は、ユニットとして構成されて画像形成装置１に取り付けられても良いし、それぞれが別々に画像形成装置１に組み込まれて、定着装置として機能するものであっても良い。

定着部６０は、無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２、上加圧ローラー６３、下加圧ローラー６５、懸架部６６およびガイド部６８（本発明の「進入方向案内部材」に対応）を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と上加圧ローラー６３とに巻き掛けられている。

定着ベルト６１は、例えば外径が９９ｍｍであり、厚さ７０μｍのＰＩ（ポリイミド）からなる基体の外周面を弾性層として厚さ２００μｍの耐熱性のシリコンゴムで被覆し、さらに、表層に耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）のチューブを被覆またはコーティングをしてなる。定着ベルト６１は、下加圧ローラー６５とともに、定着ニップＮＰを形成する。

定着ベルト６１は、トナー像が形成された記録媒体に接触して、当該トナー像を記録媒体にニップ荷重（例えば、１０００Ｎ）で加熱定着させる。

加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する。加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する例えばハロゲンヒーターである加熱源６０Ｃを内蔵している。加熱ローラー６２は、例えば、アルミニウム等から形成された円筒状の芯金における外周面をＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆されている。

加熱源６０Ｃの温度は、制御部１００によって制御される。加熱源６０Ｃによって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

上加圧ローラー６３は、例えば外径が７０ｍｍであり、弾性層として厚さ１０ｍｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度：ＪＩＳ−Ａ５°）で被覆したものである。上加圧ローラー６３の硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃ３０°である。

上加圧ローラー６３は、定着部６０における主駆動源（図示略）により駆動回転する下加圧ローラー６５に定着ベルト６１を介して圧接される。上加圧ローラー６３は、懸架部６６により懸架されている。

下加圧ローラー６５は、その外径が６０ｍｍであり、アルミニウム等から形成された円筒状の芯金の外周面を、弾性層として厚さ２ｍｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度：ＪＩＳ−Ａ１０°）で被覆し、さらに、ＰＦＡチューブの樹脂層で被覆したものである。下加圧ローラー６５の硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃ７０°である。

懸架部６６は、懸架ばね６６ａと、加熱ローラー６２の軸受部６２ａの高さ位置を変更するように懸架ばね６６ａの長さを変更する加熱ローラー移動部６６ｂ（図２参照）と、を有する。制御部１００は、加熱ローラー６２の軸受部６２ａを低位置と高位置との間に移動するように加熱ローラー移動部６６ｂを制御する。

ガイド部６８は、定着ニップＮＰにおける記録媒体の進入口側に配置されている。制御部１００は、記録媒体の種類に応じてガイド部６８の位置および傾きを変更するように、ガイド移動部６８ｂ（図２参照）を制御する。

定着部６０において、通常通紙の場合、図３に示すように、加熱ローラー移動部６６ｂが加熱ローラー６２の軸受部６２ａを低位置に移動することで、定着ベルト６１の張力が手前側および奥側共に２０Ｎずつの合計４０Ｎとなる。上加圧ローラー６３が大きな力で懸架されないため、また、上加圧ローラー６３の硬度が下加圧ローラー６５の硬度より低いため、さらに、上加圧ローラー６３の外径が下加圧ローラー６５の外径より大きいため、定着ニップＮＰの形状が上凸状となる。また、定着ニップＮＰにおける記録媒体の進入口側および排出口側に大きな曲率のバルジ部（膨らみ部）が形成される。これにより、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に周速度の差が生じる。ところで、加熱ローラー６２の軸受部６２ａが低位置に移動されて、定着ニップＮＰの形状が上凸状である場合において、定着ニップＮＰに普通紙が通紙されるとき、普通紙に皺が発生するおそれはない。また、定着ニップＮＰにおける記録媒体の排出口側のバルジ部の曲率が大きいため、記録媒体の分離性が低下するおそれはない。

また、記録媒体の進入口側にバルジ部が形成される場合、記録媒体の搬送経路ＲＴが斜め下方から記録媒体の進入口に向かう傾斜路となるため、ガイド移動部６８ｂは、ガイド部６８を傾斜路に沿わせるようにガイド部６８の位置および傾きを変更する。つまり、封筒通紙時、定着ニップＮＰにおいて疑似ニップ部が作られる場合、記録媒体の進入口の向き（水平方向）に合わせてガイド部６８の傾き角度が水平方向にされる。通常通紙時、定着ニップＮＰにおいてバルジ部が作られる場合、記録媒体の進入口の向き（斜め下方）に合わせてガイド部６８の傾き角度が斜め下方にされる。これにより、ガイド部６８が記録媒体の搬送経路ＲＴに沿うようになるため、記録媒体を定着ニップＮＰに円滑に案内することが可能となる。

一方、封筒通紙の場合、図４に示すように、加熱ローラー移動部６６ｂが加熱ローラー６２の軸受部６２ａを低位置から上方に移動することにより、定着ベルト６１の張力が上がって、定着ニップＮＰのバルジ部が徐々に持ち上げられる。

ローラー移動部６４ｂが加熱ローラー６２の軸受部６２ａを高位置に移動すると、定着ベルト６１の張力が手前側および奥側共に１００Ｎずつの合計２００Ｎとなる。上加圧ローラー６３が大きな力で懸架されるため、定着ニップＮＰのバルジ部がさらに持ち上げられる。これにより、定着ニップＮＰの形状がフラット状となる。なお、ここで、定着ニップＮＰとは、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを圧接させた部分ばかりでなく、定着ベルト６１が上加圧ローラー６３に巻き掛け部分（疑似ニップ部）も含まれるものとする。定着ニップＮＰにおける記録媒体の排出側の形状がバルジ部の形状からフラット状となり、記録紙排出側の曲率が小さくなる。しかし、定着ニップＮＰにおいては、封筒が通紙される場合、記録媒体の分離性が低下するおそれがない。また、定着ニップＮＰの形状がフラット状であるため、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に周速度の差が生じない。これにより、封筒における２枚の紙の搬送速度に差がなく、封筒に皺が発生するおそれがない。

図５は、面圧分布を示す図である。図５に通常通紙時の面圧を点線で示し、封筒通紙時の面圧実線で示す。図５に示すように、定着ニップＮＰの形状をフラット状にした場合、記録媒体の搬送方向における定着ニップＮＰのニップ幅が狭くなるが、面圧のピーク圧が通常通紙時のピーク圧と変わらないのに加えて、上加圧ローラー６３の外径が大きいために、定着ニップＮＰにおける記録媒体の進入口側の疑似ニップ部で封筒を加熱することで、実質的なニップ幅の低下量が最小限に抑え、定着性の悪化を防ぐことができる。また、疑似ニップ部では面圧が低いために、定着ベルト６１と封筒の密着性が落ち、熱エネルギーの伝達が若干低下するが、低下する分、制御部１００によって加熱源６０Ｃの温度を制御することで、定着ニップＮＰにおける定着温度を上げることで、定着性の低下を防止することができる。さらに、制御部１００は、疑似ニップ部の高さ位置にガイド部６８を合わせるようにガイド移動部６８ｂを制御する。これにより、ガイド部６８を疑似ニップ部に近接させて、疑似ニップ部において、封筒と定着ベルト６１とを確実に接触させることができる。

上記の実施形態に係る定着装置によれば、封筒通紙時に、ニップ荷重を変えずに定着ベルト６１の張力を上げるので、ニップ幅は若干小さくなるものの、面圧のピーク圧が通常通紙時のピーク圧と変わらない。さらに、疑似ニップ部で定着前にも加熱を行う。これにより、定着性の悪化を抑え、生産性の低下を防止することが可能である。

また、加熱ローラー６２の軸受部６２ａを低位置に移動し、定着ベルト６１の張力を下げるだけで、通常通紙を可能にする。これにより、同一の定着装置で、通常通紙と封筒通紙との両方を行うことが可能となる。

（変形例１）
次に、本実施の形態の変形例１について図６および図７を参照して説明する。図６は変形例１に係る定着装置を概略的に示す図である。
上記の実施の形態では、定着ニップＮＰにおける記録媒体の進入口側にガイド部６８が配置され、記録媒体の種類に応じてガイド部６８の位置および傾きが変更される。しかし、ガイド部６８と記録媒体の進入口との間の距離によっては、疑似ニップ部で封筒を加熱する際に、封筒が定着ベルト６１から離れてしまい、密着不良による定着性不足や画像ずれが発生するおそれがある。

そこで、本変形例１では、図６に示すように、定着ニップＮＰにおける記録媒体の進入口側に搬送補助部材としてのバックアップローラー６９が配置される。制御部１００は、定着ニップＮＰの形状がフラット状である場合（封筒通紙時）、バックアップローラー６９を疑似ニップ部の高さ位置に上昇させて、疑似ニップ部の近傍位置で封筒を押さえ、疑似ニップ部において、封筒の裏面を支持して、封筒を押さえて定着ベルト６１に確実に接触させるようにして搬送可能なようにバックアップローラー移動部６９ｂを制御する。一方、制御部１００は、定着ニップＮＰの形状がフラット状でない場合（通常通紙時）、バックアップローラー６９を通常通紙の妨げにならない位置に下降させるようにバックアップローラー移動部６９ｂを制御する。

ところで、バックアップローラー６９で封筒を搬送する場合、バックアップローラー６９にトナーや紙粉が付着することが問題となる。
そこで、本変形例１では、クリーニング部材７２を備える。クリーニング部材７２は、テープ状のクリーニングウェブ７２ａと、クリーニングウェブ７２ａを繰り出し可能な第１ローラー７２ｂと、繰り出されたクリーニングウェブ７２ａを巻き取る第２ローラー７２ｃと、クリーニングウェブ７２ａを介してバックアップローラー６９に圧接する第３ローラー７２ｄを有する。クリーニングウェブ７２ａをバックアップローラー６９に摺接させることで、バックアップローラー６９に付着したトナーや紙粉を効果的に回収することができる。

上記の変形例１では、定着ニップＮＰの形状がフラット状の場合、バックアップローラー６９を上昇させて、封筒を押さえて搬送可能な例について説明したが、本発明はこれに限らない。
図７は、変形例１に係る定着装置を概略的に示す図である。
図７に示すように、バックアップローラー６９を、定着ニップＮＰにおける記録媒体の進入口から斜め下方に離間した位置と、記録媒体の進入口に近接した位置との間を移動可能に配置する。制御部１００は、定着ニップＮＰの形状がフラット状である場合、バックアップローラー６９を離間した位置から近接した位置に移動するようにバックアップローラー移動部６９ｂ（図２参照）を制御する。

封筒通紙時には、封筒が定着ニップＮＰとバックアップローラー６９に支えられるので、封筒を定着ベルト６１に接触させたまま搬送でき、定着性の低下を防止することができる。なお、バックアップローラー６９を定着ベルト６１に接触させる場合の接触荷重はできるだけ小さくする方が好ましい。その理由は、接触荷重を大きくしてしまうと、図７の部分拡大図に示すように、その位置で上凸形状ができ、封筒にしわが生じるおそれがあるからである。

なお、バックアップローラー６９に限らず、本発明として、封筒の裏面を支持して、封筒を定着ベルト６１に確実に接触させるものとして、搬送補助部材としてのガイド部材を設けてもよい。また、記録媒体の種類に応じて、搬送補助部材としてのバックアップローラー６９を、封筒を押さえて搬送可能な位置と通常通紙の妨げにならない位置とに移動させるものを示したが、本発明はこれに限らず、搬送補助部材が、封筒を押さえて搬送可能な角度と通常通紙の妨げにならない角度とに傾きが変更されるように構成されてもよい。また、搬送補助部材が定着ニップＮＰの進入口側に設けられたものを説明したが、本発明はこれに限らず、定着ニップＮＰの排出口側に設けられてもよい。排出口側の搬送補助部材においても、進入口側の搬送補助部材と同じように封筒を押さえて定着ベルト６１に確実に接触させる効果が期待できる。なお、上述する構成および効果は、記録媒体の種類に応じてその傾きを変更可能な搬送補助部材についても同様である。

（変形例２）
次に、本実施の形態の変形例２について説明する。
上記の実施の形態に示すように、封筒通紙時に定着ベルト６１の張力を上げることにより、定着ニップＮＰの形状がフラット状となって、定着ニップＮＰとして、定着ベルト６１を介して上下の加圧ローラー６３，６５を圧接させた部分（加圧部分）ばかりでなく、加圧部分に対し記録媒体の搬送方向の上流側および下流側に疑似ニップ部が作られる。

ところで、定着性を向上するためには、トナー像が加圧部分で加圧される前の上流の疑似ニップ部でトナー像を十分に加熱させる必要がある。つまり、定着ニップＮＰにおいて一番加熱を行いたい場所は上流の疑似ニップ部となる。そのため、下流側の疑似ニップ部を加熱しても定着性の向上に寄与しないばかりか、加熱の効果が十分に発揮できないために、定着性が足りなくなってしまう場合がある。

図８は、変形例２に係る定着装置を概略的に示す図である。
変形例２において、ニップ位置変更部７４（図２参照）は、図８に示すように、定着ニップＮＰの形状がフラット状になる場合、下加圧ローラー６５を定着ニップＮＰに対して記録媒体の搬送方向の下流側に移動（シフト）させる。これにより、定着ニップＮＰの上流側の疑似ニップ部の幅が広がり、定着性を向上させることができる。なお、ニップ位置変更部７４は、下加圧ローラー６５を移動させるとき、加熱ローラー６２を下加圧ローラー６５の移動方向と同じ方向に移動させてもよい。これにより、上流側の疑似ニップ部をさらに効率的に作ることができる。

図９は、面圧分布を示す図である。図９に通等通紙時の面圧を点線で示し、シフト時の面圧実線で示す。図９に示すように、下加圧ローラー６５を記録媒体の搬送方向の下流側に移動（シフト）させることにより、上流側の疑似ニップ部において、封筒通紙時のニップ幅Ｗに対しシフト時のニップ幅Ｗ１を大幅に増やすことができる。

上記の変形例２においては、下加圧ローラー６５を記録媒体の搬送方向の下流側に移動（シフト）させる構成、また、加熱ローラー６２を下加圧ローラー６５の移動方向と同じ方向に移動させる構成を説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、下加圧ローラー６５を記録媒体の搬送方向の上流側に移動（シフト）させ、また、加熱ローラー６２を下加圧ローラー６５の移動方向と同じ方向（上流側）に移動させるようにしてもよい。下加圧ローラー６５を単独または加熱ローラー６２を伴い搬送方向の下流側に移動させると、定着性を向上させることができるが、定着ニップＮＰにおける排出口側の曲率が小さくなり、例えば薄紙の分離性が悪化するおそれがある。薄紙を通紙する場合、下加圧ローラー６５を単独または加熱ローラー６２を伴い搬送方向の上流側に移動させることで、分離性を改善することが可能となる。

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して説明する。

変形例３に係る下加圧ローラー６５は、その外径が６０ｍｍであり、アルミニウム等から形成された円筒状の芯金の外周面を、弾性層として厚さ１０ｍｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度：ＪＩＳ−Ａ５°）で被覆し、さらに、ＰＦＡチューブの樹脂層で被覆したものである。下加圧ローラー６５の硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃ４０°である。なお、変形例３に係る上加圧ローラー６３は、上記の実施の形態の上加圧ローラー６３と同じである。また、変形例３に係る定着ベルト６１は、上記実施の形態に係る定着ベルト６１と同じである。さらに、定着ベルト６１にかかる張力も上記実施の形態と同一である。

つまり、変形例３に係る下加圧ローラー６５は、上記実施の形態の下加圧ローラー６５よりゴム厚が厚く、硬度が低い（上加圧ローラー６３の硬度より高い）構成となる。

上記の構成により、通常通紙時、図１０Ａに示すように、定着ニップＮＰの形状は上凸状であるが、下加圧ローラー６５のゴムの復元力が大きいために、封筒通紙時、図１０Ｂに示すように、定着ベルト６１の張力を上げた場合、下加圧ローラー６５における定着ニップＮＰの記録媒体の進入口側のゴム部分がその復元力により持ち上がる（図１０Ｂに持ち上がる方向を矢印で示す）。下加圧ローラー６５における持ち上がったゴム部分と上加圧ローラー６３（上記実施の形態において上流側および下流側の疑似ニップ部とされた部分）とが定着ベルト６１を介して圧接される。その結果、記録媒体の搬送方向の定着ニップＮＰのニップ幅は、通常通紙時のニップ幅と変わらない。また、面圧のピーク圧も通常通紙時のピーク圧と変わらない。これにより、定着性の悪化を抑えて、生産性の低下を防止することが可能となる。

（変形例４）
次に、上記実施の形態の変形例４について、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して説明する。

変形例４では、下加圧ローラー６５が２層構造にされている。下加圧ローラー６５の外径は、６０ｍｍであり、厚さ１０ｍｍである。下加圧ローラー６５の上層は、スポンジで、厚さ５ｍｍであり、上層の硬度はＡｓｋｅｒ−Ｃ２５°である。また、下加圧ローラー６５の下層は、厚さ５ｍｍのシリコンゴム（硬度：ＪＩＳ−Ａ１０°）であり、下層の硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃ７０°である。なお、変形例４において、上加圧ローラー６３は上記の実施の形態と同じである。また、変形例４に係る定着ベルト６１は、上記実施の形態に係る定着ベルト６１と同じである。さらに、定着ベルト６１にかかる張力も上記実施の形態と同一である。

変形例４において、下加圧ローラー６５の上層は、スポンジ製で、その硬度は加圧ローラー６３の硬度より低い。下加圧ローラー６５の下層はゴム製で、その硬度は上加圧ローラー６３よりも高い。

上記変形例４の構成によれば、下層のゴムが硬いので、通常通紙時に、図１１Ａに示すように、定着ニップＮＰの形状を大きな上凸状とすることができる。また、封筒通紙時、図１１Ｂに示すように、上層のスポンジが復元し、定着ニップＮＰの記録媒体の進入口側のゴム部分がその復元力により持ち上がる。その結果、記録媒体の搬送方向の定着ニップＮＰのニップ幅が通常通紙時のニップ幅と変わらない。また、下層のゴムが上加圧ローラー６３に圧接するようになるため、面圧のピーク圧が通常通紙時のピーク圧と変わらない。このようにして、定着ニップＮＰの形状を効率的にフラット状にすることができる。これにより、定着ベルト６１の張力を変更することで、定着ニップＮＰの形状を効率的に上凸状とフラット状と切り替えることができる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

６０ 定着部
６１ 定着ベルト
６２ 加熱ローラー
６２ａ 軸受部
６３ 上加圧ローラー
６５ 下加圧ローラー
６６ 懸架部
６６ａ 懸架ばね
６６ｂ 加熱ローラー移動部
６８ ガイド部
６８ｂ ガイド移動部
６９ バックアップローラー
６９ｂ バックアップローラー移動部
７２ クリーニング部材
７４ ニップ位置変更部
１００ 制御部

Claims (12)

1. トナー像が形成された記録媒体の定着面側に配置される上加圧ローラーと、
   前記上加圧ローラーに巻き掛けられ、回転可能な定着ベルトと、
   前記上加圧ローラーの下方に配置され、前記定着ベルトを介して前記上加圧ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に前記記録媒体を挟持して搬送する定着ニップを形成する下加圧ローラーと、
   前記記録媒体の種類に応じて前記定着ベルトの張力を変更することにより、前記定着ニップの形状を上凸状とフラット状とに変更するニップ形状変更部と、
   を備え、
   前記上加圧ローラーの外径は前記下加圧ローラーの外径より大きく、かつ、前記上加圧ローラーの硬度は前記下加圧ローラーの硬度より小さい、定着装置。
2. 前記定着ニップにおける記録媒体の進入口側もしくは排出口側、または両方に配置され、前記記録媒体の種類に応じて当該記録媒体を押さえて搬送可能な位置に変更される搬送補助部材を備える、
   請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着ニップにおける記録媒体の進入口側もしくは排出口側、または両方に配置され、前記記録媒体の種類に応じて当該記録媒体を押さえて搬送可能なように傾きが変更される搬送補助部材を備える、
   請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記搬送補助部材に付着したトナーを除去するクリーニング部材を備える、
   請求項２または３に記載の定着装置。
5. 前記記録媒体の種類に応じて、前記下加圧ローラーを前記定着ニップの位置に対して記録媒体の搬送方向の下流側もしくは上流側に移動させるニップ位置変更部を備える、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記上加圧ローラーの上方に配置され、前記定着ベルトが巻き掛けられ、前記定着ベルトを加熱する加熱ローラーを備え、
   前記ニップ位置変更部は、前記下加圧ローラーを移動させる場合、前記加熱ローラーを前記下加圧ローラーの移動方向と同じ方向に移動させる、
   請求項５に記載の定着装置。
7. 前記下加圧ローラーは、前記定着ベルトの張力を上げた場合に、前記定着ニップのニップ幅および前記定着ニップにおける面圧のピーク圧が前記定着ベルトの張力を上げる前のニップ幅およびピーク圧と変わらないように構成される、
   請求項１に記載の定着装置。
8. 前記下加圧ローラーは、上層および下層を有し、
   前記上層の硬度は、前記上加圧ローラーの硬度より低く、
   前記下層の硬度は、前記上加圧ローラーの硬度より高い、
   請求項７記載の定着装置。
9. 前記制御部は、前記記録媒体が封筒である場合、前記定着ニップにおける定着温度を通常時の定着温度より高くする制御を行う、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の定着装置。
10. 前記定着ニップにおける記録媒体の進入口側に配置され、前記記録媒体の進入口の向きに応じて傾きを変更する進入方向案内部材を備える、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の定着装置。
11. 前記請求項１から１０のいずれか一項に記載の定着装置を備える、画像形成装置。
12. 下加圧ローラーの外径より大きい外径および下加圧ローラーの硬度より小さい硬度を有する上加圧ローラーと前記下加圧ローラーとを定着ベルトを介して圧接することにより、記録媒体を挟持して搬送する定着ニップを形成し、
    前記記録媒体の種類に応じて前記定着ベルトの張力を変更することにより、前記定着ニップの形状を上凸状とフラット状とに変更する、ニップ形状変更方法。

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