JP2018189871A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】普通紙通紙時の定着性や分離性を確保しつつ、封筒通紙時にシワや画像ズレを軽減可能な定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ベルト１８３と、加熱ローラー１８２と、ハロゲンランプヒーター１８２ａと、定着ローラー１８１と、加圧ローラー１８４と、定着ベルトの内側かつ定着ローラー１８１と加圧ローラー１８４との間に形成されるニップ部ＮＰの用紙搬送方向に対して下流側に配置される分離パッド１９１と、分離パッドを、定着ベルトのニップ部下流側の領域を加圧ローラー側に押圧して屈曲させる第１の位置と、定着ベルトを屈曲させない第２の位置と、に移動可能にする移動機構１９３と、分離パッドの移動を制御する制御部と、を備え、制御部は、封筒状の用紙を通紙する場合に、移動機構により分離パッドを第２の位置に移動させる。【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

従来、感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー画像を形成し、形成されたトナー画像を用紙に転写し、転写されたトナー画像を定着装置における加熱された定着ローラーと加圧ローラーとで形成されたニップ部を通紙させることで加熱定着し、用紙上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が用いられている。

このような画像形成装置においては、定着装置におけるニップ部を凸形状に形成することで、用紙の曲率分離性を確保している。即ち、定着ローラーに張架された定着ベルトは、ニップ部出口において曲率を有しているため、用紙は自身の剛性によって湾曲している定着ベルトから剥離する。

しかしながら、封筒状の用紙を通紙する際には、ニップ部の凸形状により、上面の紙と下面の紙との間に搬送距離の差が生じ、シワや画像ズレ等が発生する。このような問題の解決策として、２つの方法が挙げられる。
一つ目は、定着ローラー及び加圧ローラーの硬度を同一とし、ニップ部の形状が平坦となるようなフラットニップ形状を有する定着装置が挙げられる。しかしながら、フラットニップ形状とすると厚紙や封筒等、高剛度の用紙の分離性には問題はないが、普通紙等の剛度の低い用紙の分離性が確保されず、ニップ部通過後の用紙が定着ベルトから剥離されないことで起こる用紙詰まり等が発生する。したがって、このような定着装置は封筒専用となってしまう。

これに対し二つ目の方法として、特許文献１には、封筒の通紙時にニップ荷重を下げることでフラットニップ形状に近付ける技術が開示されている。即ち、普通紙の通紙時にはニップ荷重を高くすることでニップ部を凸形状とし、用紙の曲率分離性を確保する。この時、定着ベルトの内側かつニップ部の下流側に分離パッドを配置させ、定着ベルトを加圧ローラー側に押圧することで、ニップ部における分離性を更に向上させている。
一方で、分離性の高い封筒の通紙時には、ニップ部をフラットニップ形状とすることでシワや画像ズレを抑制する。この時、荷重を下げる前の分離パッドとニップ部出口の位置関係を揃えるため、分離パッドをニップ部出口に近付ける制御を行っている。

特開２０１５−６９０４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の定着装置においては、ニップ部の荷重を下げることによって、ニップ幅が小さくなり、十分な定着性を確保できなくなってしまう。さらに、封筒通紙時に分離パッドをニップ部出口付近に近付けることによって、ニップ部出口付近の定着ベルトに曲率を付与してしまうこととなり、結果的にシワや画像ズレを生じさせてしまう。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、普通紙通紙時の定着性や分離性を確保しつつ、封筒通紙時にシワや画像ズレを軽減可能な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の定着装置は、
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
前記定着ベルトの内側に配置される第１加圧部材と、
前記加熱部材により加熱された前記定着ベルトを介して、前記第１加圧部材に用紙を圧接させ、用紙に形成されたトナー画像を定着させる第２加圧部材と、
前記定着ベルトの内側かつ前記第１加圧部材と前記第２加圧部材との間に形成されるニップ部の用紙搬送方向に対して下流側に配置される曲率付与部材と、
前記曲率付与部材を、前記定着ベルトの前記ニップ部下流側の領域を前記第２加圧部材側に押圧して屈曲させる第１の位置と、前記定着ベルトを屈曲させない第２の位置と、に移動可能にする移動機構と、
前記曲率付与部材の移動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
封筒状の用紙を通紙する場合に、前記移動機構により前記曲率付与部材を前記第２の位置に移動させる
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、
前記移動機構は、前記定着ベルトの張力を変更する張力変更部材を備え、
前記制御部は、前記張力変更部材によって前記定着ベルトの張力を変更させることにより、前記曲率付与部材を移動させる
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の定着装置において、
前記移動機構は、前記定着ベルトの内側に配置され、前記定着ベルトを張架する張架部材を備え、
前記張力変更部材は、前記張架部材を移動させることにより、前記定着ベルトの張力を変更する
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の定着装置において、
前記制御部は、前記張力変更部材によって前記定着ベルトの張力を上昇させることにより、前記曲率付与部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置において、
前記ニップ部は、略平坦であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の定着装置において、
前記第１加圧部材と前記第２加圧部材の硬度が略同一であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置において、
前記曲率付与部材は、前記定着ベルトの幅方向の全域に亘って設けられた、単一の剛体からなる分離パッドであることを特徴とする。

請求項８に記載の画像形成装置は、
用紙にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記用紙を加熱圧接して、前記トナー画像を前記用紙に定着させる請求項１から７のいずれか一項に記載の定着装置と、を備える
ことを特徴とする。

本発明によれば、普通紙通紙時の定着性や分離性を確保しつつ、封筒通紙時にシワや画像ズレを軽減可能な定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明を適用した実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明を適用した実施形態に係る画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 本発明を適用した実施形態に係る画像定着部の概略構成の一例を示す図である。 ニップ形状の算出方法の一例を示す図である。 本発明を適用した実施形態に係る画像定着部の概略構成の一例を示す図である。 曲率付与部材の変形例を示す図である。 画像定着部の変形例を示す図である。

以下、本発明の画像形成装置に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施形態ではカラーの画像形成装置を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばモノクロの画像形成装置に適用することも可能である。

［画像形成装置の構成］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す図である。図２は、画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。

画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２及びＲＯＭ（Read Only Memory）１０３を有する制御部１０、記憶部１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部２０等を備える。制御部１０は、バス２１を介して記憶部１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部２０と接続されている。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３又は記憶部１１に記憶されている制御用プログラムを読み出して実行し、各種演算処理を行う。

ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。

ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ１０３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。

これらのＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３を備える制御部１０は、上述の各種制御用プログラムに従って画像形成装置１の各部を統括制御する。例えば、制御部１０は、画像処理部１６に画像データに対する所定の画像処理を行わせて記憶部１１に記憶させる。また、制御部１０は、搬送部２０に用紙を搬送させ、記憶部１１に記憶された画像データに基づいて画像形成部１７により用紙に画像を形成させる。

記憶部１１は、半導体メモリーであるＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段により構成され、スキャナー１５により取得された画像データや、インターフェース１４を介して外部から入力された画像データ等が記憶される。なお、これらの画像データ等はＲＡＭ１０２に記憶されてもよい。

操作部１２は、操作キーや表示部１３の画面に重ねられて配置されたタッチパネル等の入力デバイスを備え、これらの入力デバイスに対する入力操作を操作信号に変換して制御部１０に出力する。

表示部１３は、ＬＣＤ（Liquid crystal display）等の表示装置を備え、画像形成装置１の状態や、タッチパネルへの入力操作の内容を示す操作画面等を表示する。

インターフェース１４は、外部のコンピューター、他の画像形成装置などとの間でデータの送受信を行う手段であり、例えば、各種シリアルインターフェースのいずれかにより構成される。

スキャナー１５は、用紙に形成された画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の単色画像データを含む画像データを生成して記憶部１１に記憶させる。

画像処理部１６は、例えば、ラスタライズ処理部、色変換部、階調補正部、ハーフトーン処理部を備え、記憶部１１に記憶された画像データに各種画像処理を施して記憶部１１に記憶させる。

画像形成部１７は、記憶部１１に記憶された画像データに基づき、用紙に画像を形成する。画像形成部１７は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色成分に各々対応する４組の露光部１７１、感光体ドラム１７２及び現像部１７３を備えている。また、画像形成部１７は、転写体１７４及び２次転写ローラー１７５を備えている。

露光部１７１は、発光素子としてのＬＤ（Laser Diode）を備えている。露光部１７１は、画像データに基づいてＬＤを駆動し、帯電する感光体ドラム１７２上にレーザー光を照射、露光して感光体ドラム１７２上に静電潜像を形成する。現像部１７３は、露光された感光体ドラム１７２上に帯電する現像ローラーにより所定の色（Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫのいずれか）のトナー（色材）を供給して、感光体ドラム１７２上に形成された静電潜像を現像する。
Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫに対応する４つの感光体ドラム１７２上に各々Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫのトナーで形成された画像（単色画像）は、各感光体ドラム１７２から転写体１７４上に順次重ねられて転写される。これにより、転写体１７４上にＣ、Ｍ、Ｙ及びＫを色成分とするカラー画像が形成される。転写体１７４は、複数の転写体搬送ローラーに巻き回された無端ベルトであり、各転写体搬送ローラーの回転に従って回転する。
２次転写ローラー１７５は、転写体１７４上のカラー画像を、給紙トレイ２２又は外部に設けられる給紙装置から給紙された用紙上に転写する。詳しくは、一対の２次転写ローラー１７５が圧接して形成された転写ニップ部において用紙及び転写体１７４を挟持し、２次転写ローラー１７５に所定の転写電圧が印加されることにより、転写体１７４上においてカラー画像を形成しているトナーが用紙側に引き寄せられて用紙に転写される。

画像定着部１８は、トナーが転写された用紙を加熱及び加圧してトナーを用紙に定着させる定着処理を行う。
図３は、画像定着部１８の構成を示す模式図である。画像定着部１８は、定着ローラー１８１（第１加圧部材）、加熱ローラー１８２（張架部材）、定着ローラー１８１及び加熱ローラー１８２に張架された定着ベルト１８３、定着ベルト１８３を介して定着ローラー１８１に圧着される加圧ローラー１８４（第２加圧部材）、加熱ローラー１８２の内部に配置され、回転軸方向に延在するハロゲンランプヒーター１８２ａ（加熱部材）、定着ベルト１８３の内側に配置された分離パッド１９１（曲率付与部材）、分離パッド１９１の軸方向端部を支持する長穴１９２、分離パッド１９１を長穴１９２に沿って移動させる移動機構１９３を備える。画像定着部１８及び制御部１０により定着装置が構成される。
なお、ここでは図３の紙面に対して左右方向をＸ方向、紙面に対して上下方向をＹ方向とする。

定着ベルト１８３は、定着ローラー１８１と加熱ローラー１８２とに張架され、定着ローラー１８１及び加圧ローラー１８４は、当該定着ベルト１８３を介して、用紙を挟持して搬送する圧接部としてのニップ部を構成する。
定着ベルト１８３は、例えば耐熱性のポリイミドからなるフィルム基材の外周面に、シリコーンゴムからなる弾性層と、フッ素系樹脂からなる表面離型層が順に積層した構成を有する。フッ素系樹脂は、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）の何れかを含有、又は好ましくは何れかを主として構成される。これにより、トナー樹脂やトナー粒子に含まれるワックスに対する定着ベルト１８３の表面離型性が向上し、定着時の定着ベルト１８３へのトナーの付着を防ぐことができる。

加熱ローラー１８２はアルミニウム等から合成された芯金の外周面に、ＰＦＴＥ等からなる樹脂層が形成された構成を有する。芯金の内部には、回転軸方向に延在するハロゲンランプヒーター１８２ａ及び軸１８２ｂを備える。ハロゲンランプヒーター１８２ａは、制御部１０による制御下で通電することにより発熱し、芯金及び樹脂層を介して定着ベルト１８３を加熱する。
なお、加熱ローラー１８２を用いず、電磁誘導加熱（IH：Induction Heating）により定着ベルト１８３を加熱する構成としてもよい。この場合、定着ベルト１８３の基体は、Ｎｉ等の電磁誘導発熱可能な材料で構成されるものとする。
また、加熱ローラー１８２は、定着ローラー１８１とともに定着ベルト１８３を張架し、定着ベルト１８３に張力を付与する張架部材として機能する。加熱ローラー１８２の支軸はＹ方向に移動可能に設けられており、その移動は、後述するように移動機構１９３によって制御される。

定着ローラー１８１は第１加圧部材として、定着ベルト８３を介して加圧ローラー１８４に圧着され、加圧ローラー１８４の回転に伴って従動回転する。なお、加圧ローラー１８４ではなく、定着ベルト１８３の張架により連動する加熱ローラー１８２が、制御部１０による制御下で図示しないモーター等の回転駆動手段により駆動されて回転し、定着ローラー１８１はこれに伴って従動回転するものとしてもよい。
定着ローラー１８１は、鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層が形成された構成を有する。さらに、弾性層の外周面に、前述のようなフッ素系樹脂から成る表面離型層を形成することも可能である。

加圧ローラー１８４は、図３（Ａ）に示すように、図示しない弾性部材等により定着ローラー１８１に近づく方向に付勢され、第２加圧部材として定着ベルト１８３を介して定着ローラー１８１に圧着され、定着ローラー１８１との間にニップ部ＮＰを形成しながら、制御部１０による制御下で図示しないモーター等の回転駆動手段により駆動されて回転する。なお、加圧ローラー１８４は、定着ローラー１８１の回転に伴って従動回転するものとしてもよく、また、内部にハロゲンランプヒーター等の加熱源が内蔵されていてもよい。

なお、加圧ローラー１８４の構成は定着ローラー１８１の構成と同様であり、定着ローラー１８１が有する弾性層と、加圧ローラー１８４が有する弾性層の硬度は略同一である。したがって、定着ローラー１８１と加圧ローラー１８４の間のニップ部ＮＰは、用紙搬送方向に略平坦な略フラットニップ形状を有する。

定着ローラー１８１及び加圧ローラー１８４は、用紙をニップ部ＮＰで挟持して、所定の搬送方向に搬送しながら用紙を加熱及び加圧し、用紙上のトナーを溶融させて定着させる。ハロゲンランプヒーター１８２ａは、加熱ローラー１８２を介して定着ベルト１８３の温度が、例えば１８０℃以上２００℃以下の範囲となるように、加熱ローラー１８２を加熱する。

分離パッド１９１は、定着ベルト１８３の内部かつニップ部ＮＰの下流側に配置される。分離パッド１９１の軸方向端部は、定着装置の筐体の壁面にＹ方向に長く伸びるように形成された長穴１９２によって支持されており、長穴１９２に沿ってＹ方向に移動可能に設けられている。

移動機構１９３は、図３に示すように、加熱ローラー１８２の内部に配置された軸１８２ｂの下面に接触するように配置された支持板１９３ｂと、一端が定着装置の筐体に、他端が支持板１９３ｂに接続され、加熱ローラー１８２を上方に付勢するバネ１９３ａと、支持板１９３ｂの下面に当接された楕円形のカム１９３ｃと、カム１９３ｃを回転駆動する駆動部１９３ｄ（図２参照）と、を備えて構成され、定着ベルト１８３の張力を変更するとともに、分離パッド１９１を長穴１９２に沿って移動させる。

カム１９３ｃの回転により、図３（Ａ）に示すように、支持板１９３ｂと当該支持板１９３ｂに当接するカム１９３ｃとの接点と、カム１９３ｃの軸との距離が最小になると、支持板１９３ｂが下方に移動し、支持板１９３ｂによって支持された軸１８２ｂがこれに伴って下方に移動することにより、加熱ローラー１８２が下降し、定着ベルト１８３の張力が減少する。
また、カム１９３ｃの回転により、図３（Ｂ）に示すように、支持板１９３ｂと当該支持板１９３ｂに当接するカム１９３ｃとの接点と、カム１９３ｃの軸との距離が最大になると、支持板１９３ｂが上方に移動し、支持板１９３ｂによって支持された軸１８２ｂがこれに伴って上方に移動することにより、加熱ローラー１８２が上昇し、定着ベルト１８３の張力が増加する。
なお、駆動部１９３ｄはソレノイドやモーター等からなり、制御部１０の制御下でカム１９３ｃを回転駆動する。

即ち、移動機構１９３は、支持板１９３ｂと１９３ｃとの接点と、カム１９３ｃの軸との距離を変えることで、加熱ローラー１８２を上下動させ、これに伴って定着ベルト１８３の張力を変更する。

搬送部２０は、図１に示すように、用紙を挟持した状態で回転することで用紙を搬送する用紙搬送ローラーを複数備え、所定の搬送経路で用紙を搬送する。搬送部２０は、画像定着部１８により定着処理が行われた用紙の表裏を反転させて２次転写ローラー１７５へ搬送する反転機構２０１を備えている。画像形成装置１では、用紙の両面に画像を形成する場合に反転機構２０１による用紙の表裏の反転が行われて両面に画像が形成された後に用紙が排紙トレイ２３に排出される。用紙の片面にのみ画像を形成する場合には、反転機構２０１による用紙の表裏の反転が行われることなく片面に画像が形成された用紙が排紙トレイ２３に排出される。

［分離パッドの動作］
次に、本実施形態に係る分離パッド１９１の動作について説明する。

本実施形態における定着装置のニップ部ＮＰは、封筒通紙時に封筒に発生するシワ等を抑制するため、略フラット形状を有する。しかし、ニップ部ＮＰが略フラット形状であると、普通紙等の分離性の低い用紙を略フラット形状のニップ部ＮＰに通紙する際に、定着ベルト１８３や加圧ローラー１８４からの用紙が十分に分離しない、所謂分離不良が生じる場合がある。

このような問題に対し、本実施形態においては、図３（Ａ）に示すように、分離性の低い普通紙を通紙する際には、分離パッド１９１はニップ部通過直後の領域に配置させる。即ち、分離パッド１９１は、曲率付与部材として定着ベルト１８３の内側から加圧ローラー１８４側へ定着ベルト１８３を押圧し、ニップ部ＮＰの出口付近の定着ベルト１８３の形状を、加圧ローラー１８４側に凸となる形状とする。これにより、略フラットニップ形状のニップ部ＮＰにおいても、上凸ニップ形状（定着ローラー１８１側に凸となる形状）又は下凸ニップ形状（加圧ローラー１８４側に凸となる形状）を有するニップ部と同等の曲率分離性を確保することができる。

一方で、封筒の通紙時には、分離パッド１９１がニップ部ＮＰの出口付近で定着ベルト１８３を押圧することで、封筒に対して上記のように曲率を与えると、上下の紙の搬送距離差によって封筒のシワや画像ズレなどを発生させるおそれがある。
したがって封筒通紙時には、図３（Ｂ）に示すように、定着ベルト１８３を押圧しない位置に分離パッド１９１を移動させる。なお、封筒は普通紙に比べて剛度が高く、分離性が高いことから、上記のように曲率を付与しなくても十分な分離性が確保される。

具体的には、普通紙の通紙時には、図３（Ａ）に示すように、移動機構１９３は加熱ローラー１８２を下方に移動させる。この時、分離パッド１９１は長穴１９２に沿ってＹ方向に移動し、加圧ローラー１８４に最も近づく位置（Ｙ方向に最も低くなる位置：第１の位置）で停止し、定着ベルト１８３を内側から加圧ローラー１８４側へと押圧する。これにより、定着ローラー１８１と加圧ローラー１８４との間に形成されたニップ部を通過した用紙に、定着ベルト１８３からの曲率分離性を付与することができる。

これに対し、封筒の通紙時には、図３（Ｂ）に示すように、移動機構１９３は加熱ローラー１８２を上方に移動させ、定着ベルト１８３に張力を付与する。これにより、分離パッド１９１は長穴１９２に沿ってＹ方向に移動し、加圧ローラー１８４から最も離れた位置（Ｙ方向に最も高くなる位置：第２の位置）で停止するため、定着ベルト１８３を押圧することなく、曲率分離性を付与しない状態となる。

［定着分離実験］
以下、ニップ部ＮＰの形状と定着分離性との関係を検証した実験について説明する。

（評価方法）
（１）用紙のズレ量の評価
ニップ部ＮＰの形状を振りながら、厚紙を２枚重ねて通紙し、用紙搬送方向における２枚の用紙のズレ量を測定した。評価結果は、ズレ量が１．０［ｍｍ］以下であると良好であるとした。なお、厚紙の厚みは３００μｍ、サイズはＡ３である。
（２）画像ズレ及びシワの評価
（１）と同様のニップ部ＮＰに封筒を通紙し、画像ズレ及びシワを確認した。

（フラットニップ形状）
本実施形態の効果を最大限に発揮可能なニップ部ＮＰの形状は、用紙搬送方向に完全に平坦な形状を有するフラットニップ形状である。フラットニップ形状は、定着ローラー１８１及び加圧ローラー１８４の硬度及び厚みが同一である場合に実現する。
したがって、以下のような定着装置によってフラットニップ形状を形成し、定着分離性を検証する。
１．定着ローラー１８１
外径φ６０ｍｍ、芯金径φ４０ｍｍであり、厚さ１０ｍｍの弾性層を有する定着ローラー１８１を用いた。弾性層は、ＡＳＫＥＲ Ｃ 硬度で３０°のシリコーンゴムからなる。定着ローラー１８１は、加圧ローラー１８４との間にニップ部を形成しながら、加圧ローラー１８４の回転に伴って従動回転する。
２．定着ベルト１８３
外径φ９９ｍｍの定着ベルト１８３を用いた。厚さ７０μｍのポリイミドを基体とし、厚さ２００μｍのシリコーンゴムからなる弾性層及びＰＦＡからなる表層を有する。
３．加圧ローラー１８４
外径φ６０ｍｍ、芯金径φ４０ｍｍであり、厚さ１０ｍｍの弾性層を有する加圧ローラー１８４を用いた。弾性層は、ＡＳＫＥＲ Ｃ 硬度で３０°のシリコーンゴムからなり、その表面にＰＦＡコートからなる表層を有する。制御部１０による制御下でモーター等の回転駆動手段により駆動されて回転する。
４．定着荷重
ニップ部ＮＰにかかる定着荷重を１０００Ｎとした。
５．ベルトテンション
定着ローラー１８１を挟んで、定着ベルト１８３の用紙搬送方向上流側及び下流側それぞれの面における張力を２０Ｎとし、合計４０Ｎをベルトテンションとした。

（略フラットニップ形状）
フラットニップ形状に近く、若干の曲率を有する略フラットニップ形状を有する定着装置において、定着分離性を検証する。
ニップ部ＮＰの形状の算出方法を説明する。ニップ部ＮＰの形状は、定着ローラー１８１及び加圧ローラー１８４の硬度及び厚みを変えることで、変更する。

図４は、ニップ形状の求め方を説明する図である。
定着ローラー１８１の曲率半径をＲとすると、Ｒ＝∞でニップ部ＮＰはフラットニップ形状となる。ニップ部ＮＰの中心角度：θ、ニップ幅：ｌとすると、ｌは下記の式（１）によって求められる。
ｌ＝Ｒθ ・・・（１）

下紙Ｓ１の中心線の曲率半径及びニップ幅内での円弧長を、それぞれＲ１及びｌ１とする。また、上紙Ｓ２の中心線の曲率半径及びニップ幅内での円弧長を、それぞれＲ２及びｌ２とする。また、厚紙の厚みをＴ（Ｔ＝Ｒ２−Ｒ１）とする。下紙Ｓ１と上紙Ｓ２のニップ幅内での円弧長の差は、上記した式（１）を利用して、下記の式（２）のように求められる。
ｌ２−ｌ１＝Ｒ２θ―Ｒ１θ
＝（Ｒ２−Ｒ１）θ
＝Ｔθ ・・・（２）

また、単位長さ当たりの円弧長の差をΔｌとすると、Δｌは下記の式（３）によって求められる。
Δｌ＝（ｌ２−ｌ１）／ｌ ・・・（３）

用紙の搬送方向長さをＬとすると、下紙Ｓ１と上紙Ｓ２の後端のズレ量ΔＬは、上記した式（１）〜（３）を利用して、以下のように求められる。
ΔＬ＝Δｌ＊Ｌ
＝（ｌ２−ｌ１）／ｌ＊Ｌ
＝Ｔθ／ｌ＊Ｌ
＝Ｔ／Ｒ＊Ｌ・・・（４）

ここで、Ｔ＝０．３［ｍｍ］、Ｌ＝４２０［ｍｍ］の厚紙を２枚重ねで通紙したときの後端のズレ量ΔＬは、上記した式（４）を用いて、以下のように求められる。
ΔＬ＝０．３／Ｒ＊４２０
＝１２６／Ｒ

即ち、後端のズレ量ΔＬを１ｍｍ以下とするには、曲率半径はＲ≧１２６であればよいことがわかる。したがって、本実験においては、Ｒ≧１２６となるようなニップ部ＮＰの形状を、略フラットニップ形状とする。

（結果）
定着ローラー及び加圧ローラーを異ならせることにより、ニップ部の形状を振りながら、上記の評価を行った。
本実験の結果を、表１に示す。なお、曲率半径Ｒは、各ローラー構成時のニップ形状をシミュレーション解析し、その時の曲率半径Ｒを算出したものである。

（１）用紙のズレ量の評価
表Ｉに示すように、用紙の後端のズレ量は、Ｒ≧１２０において１［ｍｍ］以下となった。上記したように、計算上は曲率半径ＲがＲ≧１２６であることが望ましいが、実験上においてもこれに近い値で用紙の後端のズレ量が適正値となることがわかる。
（２）画像ズレ及びシワの評価
封筒を通紙した際に生じるシワや画像ズレも、Ｒ≧１２０において抑制されることが明らかとなった。

以上のように、本実験から、ニップ部ＮＰがフラットニップ形状又は略フラットニップ形状である場合に、本発明の効果を十分に発揮できることが明らかである。

以上説明したように、本実施形態に係る定着装置は、定着ベルト１８３の内側に配置された、曲率付与部材としての分離パッド１９１を備える。分離パッド１９１は、普通紙を通紙する場合にはニップ部ＮＰの出口付近を押圧して屈曲させる第１の位置に配置され、封筒を通紙する場合にはニップ部ＮＰから遠ざかった第２の位置へと移動する。したがって、普通紙の通紙時には定着ベルト１８３の曲率により、十分な分離性を確保するとともに、２枚紙からなる封筒の通紙時には上下の紙の搬送速度差を抑制し、封筒シワや画像ズレ等の発生を防ぐことができる。

また、本実施形態に係る定着装置は、移動機構１９３を備え、制御部１０の制御下により定着ベルト１８３のベルトテンションを変更し、これに伴って分離パッド１９１を移動させる。したがって、分離パッド自体を移動させる機構を要しないため、ニップ部ＮＰ付近の構成に大きな影響を与えることなく実現可能である。

また、本実施形態に係る定着装置は、移動機構１９３によって張架部材としての加熱ローラー１８２を移動させることにより、定着ベルト１８３のベルトテンションを変更する。したがって、比較的簡易な構成によってベルトテンションを変更することができ、低コストで実現可能である。

また、本実施形態に係る定着装置は、移動機構１９３によって定着ベルト１８３のベルトテンションを上昇させることにより、分離パッド１９１を第１の位置へと移動させる。したがって、普通紙の通紙時以上のベルトテンションを維持したまま封筒を通紙することができるため、定着ベルト１８３の弛みによる定着不良等が生じるおそれがない。

また、本実施形態に係る定着装置は、ニップ部ＮＰをフラットニップ形状又は略フラットニップ形状としている。したがって、ニップ部ＮＰが上凸ニップ形状又は下凸ニップ形状の場合に比べて、ニップ部ＮＰを通過時に封筒シワや画像ズレが生じるおそれがない。さらに、上記したように、略フラットニップ形状においても本発明の効果を得ることができるため、定着ローラー１８１及び加圧ローラー１８４の組み合わせ可能な範囲が広い。

また、本実施形態に係る定着装置は、定着ローラー１８１と加圧ローラー１８４の硬度及び厚みを同一とすることで、フラットニップ形状を形成することができる。上記したように、フラットニップ形状によって、最も高い効果を得ることができる。

また、本実施形態に係る定着装置は、曲率付与部材として、定着ベルト１８３の幅方向の全域に亘って設けられた、１つの剛体からなる分離パッド１９１である。したがって、比較的安価な部材によって曲率付与部材を構成することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、上記の実施形態は本発明の好適な例であり、これに限定されない。

上記実施形態においては、封筒通紙時に、定着ベルト１８３のベルトテンションを上げることによって、分離パッド１９１をニップ部ＮＰから遠ざけるように制御する方法について説明したが、これに限定されない。
例えば、長穴１９２を図５に示すようにＸ方向に長く伸びるように配置することで、封筒通紙時に、定着ベルト１８３のベルトテンションを下げることによっても、分離パッド１９１をニップ部ＮＰから遠ざけることは可能である。
即ち、普通紙を通紙する際には、分離パッド１９１は図５（Ａ）に示すようにＸ方向に移動してニップ部ＮＰに最も近づく位置（用紙搬送方向に対して最上流の位置：第１の位置）に配置される。これに対し、封筒通紙時には、ベルトテンションを下げることで、図５（Ｂ）に示すように分離パッド１９１がＸ方向に移動してニップ部ＮＰから離れた位置（用紙搬送方向に対して最下流の位置：第２の位置）へと移動するため、ニップ部ＮＰの出口付近の曲率を下げることができる。

また、上記実施形態においては、定着ベルト１８３のベルトテンションの変更に伴って分離パッド１９１を移動させるものとしたが、これに限定されない。例えば、分離パッド１９１の定着ローラー１８１の軸方向端部を支持する支持部材と、支持部材に接触するカム機構と、カム機構に駆動力を付与するモーターと、を設け、制御部１０による制御下でモーターを駆動し、カム機構の動作によって分離パッド１９１を移動させる構成としてもよい。

また、上記実施形態においては、曲率付与部材として分離パッド１９１を用いるものとしたが、これに限定されない。
図６に、曲率付与部材の変形例を示す。図６（Ａ）に示すように、曲率付与部材としてローラー又はコロ１９１ａを用いることも可能である。ローラー又はコロ１９１ａの軸方向の端部は、定着装置の筐体に形成された図示しない長穴に沿って移動可能に設けることができる。
また、図６（Ｂ）に示すように、曲率付与部材として２本のローラーに張架されたベルト１９１ｂを用いることも可能である。２本のローラーの軸方向の端部は、定着装置の筐体に形成された図示しない長穴に沿って移動可能に設けることができる。

また、上記実施形態においては、定着ベルト１８３の内側に定着ローラー１８１及び加熱ローラー１８２を有する、所謂二軸張架の定着ベルトを用いるものとしたが、これに限定されない。
図７（Ａ）のような、第１加圧部材としての加圧パッド１８５及び加熱手段としてのハロゲンランプヒーター１８２ａを用いた定着装置にも、本発明を適用可能である。この場合、定着ベルト１８３の内部に、定着ベルトを張架する加熱ローラー１８２を持たないため、Ｙ方向に移動可能な張架部材１８６によって定着ベルト１８３を張架する。移動機構１９３は、上記実施形態と同様にバネ１９３ａ、支持板１９３ｂ及び駆動部１９３ｄによって構成され、図に示すように張架部材１８６をＹ方向に移動させることにより、分離パッド１９１の配置を変更する。
また、図７（Ｂ）のように、定着ベルト１８３の内部に、定着ローラー１８１、加熱ローラー１８２の他に、定着ベルト１８３を張架するための張架ローラー１８７を設けた定着装置にも、本発明を適用可能である。この場合、上記実施形態と同様に、バネ１９３ａ、支持板１９３ｂ、駆動部１９３ｄによって移動機構１９３を構成し、図に示すように加熱ローラー１８２を移動させることが可能である。あるいは、張架ローラー１８７をＹ方向に移動可能に設け、移動機構１９３によって張架ローラー１８７を移動させ、ベルトテンションを変更するものとしてもよい。

その他、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の主旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
１８ 画像定着部
１８１ 定着ローラー（第１加圧部材）
１８２ 加熱ローラー（張架部材）
１８２ａ ハロゲンランプヒーター（加熱部材）
１８３ 定着ベルト
１８４ 加圧ローラー（第２加圧部材）
１８５ 加圧パッド（第１加圧部材）
１８６ 張架部材
１８７ 張架ローラー（張架部材）
１９１ 分離パッド（曲率付与部材）
１９２ 長穴
１９３ 移動機構
１９３ａ バネ（張力変更部材）
１９３ｂ 支持板（張力変更部材）
１９３ｃ カム（張力変更部材）
１９３ｄ 駆動部（張力変更部材）

Claims (8)

1. 無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
   前記定着ベルトの内側に配置される第１加圧部材と、
   前記加熱部材により加熱された前記定着ベルトを介して、前記第１加圧部材に用紙を圧接させ、用紙に形成されたトナー画像を定着させる第２加圧部材と、
   前記定着ベルトの内側かつ前記第１加圧部材と前記第２加圧部材との間に形成されるニップ部の用紙搬送方向に対して下流側に配置される曲率付与部材と、
   前記曲率付与部材を、前記定着ベルトの前記ニップ部下流側の領域を前記第２加圧部材側に押圧して屈曲させる第１の位置と、前記定着ベルトを屈曲させない第２の位置と、に移動可能にする移動機構と、
   前記曲率付与部材の移動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   封筒状の用紙を通紙する場合に、前記移動機構により前記曲率付与部材を前記第２の位置に移動させる
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記移動機構は、前記定着ベルトの張力を変更する張力変更部材を備え、
   前記制御部は、前記張力変更部材によって前記定着ベルトの張力を変更させることにより、前記曲率付与部材を移動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記移動機構は、前記定着ベルトの内側に配置され、前記定着ベルトを張架する張架部材を備え、
   前記張力変更部材は、前記張架部材を移動させることにより、前記定着ベルトの張力を変更する
   ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記張力変更部材によって前記定着ベルトの張力を上昇させることにより、前記曲率付与部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させることを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
5. 前記ニップ部は、略平坦であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記第１加圧部材と前記第２加圧部材の硬度が略同一であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記曲率付与部材は、前記定着ベルトの幅方向の全域に亘って設けられた、単一の剛体からなる分離パッドであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置。
8. 用紙にトナー画像を形成する画像形成部と、
   前記用紙を加熱圧接して、前記トナー画像を前記用紙に定着させる請求項１から７のいずれか一項に記載の定着装置と、を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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