JP2020038309A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ニップの出口付近のニップ圧力を入口付近のニップ圧力に対して高くした上で、無端ベルトの回転方向において異なる位置で無端ベルトを回転手段に押し付ける構成と比して、画像が記録媒体に対してずれるのを抑制することができる定着装置、及び画像形成装置を得る。【解決手段】無端ベルト６２の内周面側から無端ベルト６２を回転手段に押し付ける板バネ１０２と無端ベルト６２との間には、弾性変形して回転体５２ａの形状に倣い、回転体５２ａの形状に倣った領域だけで無端ベルト６２と回転体５２ａとの間に定着ニップＮＦを形成する弾性部１２２が配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、定着装置、及び画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の画像加熱装置は、記録材上の画像を加熱する定着ローラと、この定着ローラとの間で記録材を挟持搬送するベルトと、記録材搬送方向に沿って順に並設され、ベルトを定着ローラに向けて加圧することによりニップ部を形成する定着パッドと、これよりも高硬度のブロックとを有する。

特開２００６−３１７８４２号公報

回転する回転手段と、回転手段に接触して回転する無端状の無端ベルトとを備えた定着装置がある。この定着装置では、回転手段と無端ベルトとが接触する領域が定着ニップとされている。そして、定着ニップのニップ幅を予め決められた幅以上に確保するため、無端ベルトの内部には、無端ベルトを回転手段に押し付ける押付部と、無端ベルトの回転方向において押付部の上流側で無端ベルトを回転手段に押し付ける片持ちの板バネとが配置されている。

この構成においては、押付部が無端ベルトを回転手段に押し付けている部分と、板バネが無端ベルトを回転手段に押し付けている部分との２か所で、無端ベルトが回転手段に押し付けられるニップ圧力が他の部分に比して高くなっている。このため、画像が転写された記録媒体がこの２か所の間を通過するときに、画像が記録媒体に対してずれてしまい、定着不良が発生することがある。

一方、定着ニップにおいては、定着ニップの出口付近のニップ圧力を、定着ニップの入口付近のニップ圧力よりも高くすることが定着品質を向上させるために求められている。

本発明の課題は、定着ニップの出口付近のニップ圧力を入口付近のニップ圧力に対して高くした上で、無端ベルトの回転方向において異なる位置で無端ベルトを回転手段に押し付ける構成と比して、画像が記録媒体に対してずれるのを抑制することである。

本発明の第１態様に係る定着装置は、回転する回転手段と、前記回転手段に外周面で接触して回転する無端状の無端ベルトと、前記回転手段及び前記無端ベルトの少なくとも一方を加熱する加熱手段と、前記無端ベルトの内周面側から前記無端ベルトを前記回転手段に押し付ける片持ちの板バネであって、前記無端ベルトの軸方向から見て、自由端が、支持側に対して前記無端ベルトの回転方向の上流側に位置している前記板バネと、前記板バネと前記無端ベルトとの間に配置され、弾性変形して前記回転手段の形状に倣い、前記回転手段の形状に倣った領域だけで前記無端ベルトと前記回転手段との間に定着ニップを形成する弾性部と、を備えることを特徴とする。

本発明の第２態様に係る定着装置は、第１態様に記載の定着装置において、前記軸方向から見て、前記板バネは、前記回転方向の上流側の部分が開放されたＵ字状であって、前記板バネが前記弾性部を介して前記無端ベルトを前記回転手段に押し付ける押付方向から見て、前記弾性部は、Ｕ字状の前記板バネにおける折返し部の少なくとも一部に重なっていることを特徴とする。

本発明の第３態様に係る定着装置は、第１又は２態様に記載の定着装置において、前記弾性部は、弾性特性が等方性である材料によって形成された弾性体と、前記板バネが前記無端ベルトを前記回転手段に押し付ける押付方向の弾性率が前記弾性体の弾性率と比して低いフェルトとで構成されており、前記フェルトと前記弾性体とは、前記回転方向においてこの順番で上流側から並んでいることを特徴とする。

本発明の第４態様に係る定着装置は、第３態様に記載の定着装置において、前記回転手段の形状に倣った領域において、前記弾性体の前記回転方向における長さは、前記フェルトの前記回転方向における長さと比して長いことを特徴とする。

本発明の第５態様に係る定着装置は、第１又は２態様に記載の定着装置において、前記弾性部は、弾性特性が等方性である材料によって形成された弾性体と、弾性率が前記弾性体の弾性率と比して低く、かつ、弾性特性が等方性である材料によって形成された他の弾性体とで構成されており、前記他の弾性体と前記弾性体とは、前記回転方向においてこの順番で上流側から並んでいることを特徴とする。

本発明の第６態様に係る定着装置は、第５態様に記載の定着装置において、前記弾性部が、前記回転手段の形状に倣った領域において、前記弾性体の前記回転方向における長さは、前記他の弾性体の前記回転方向における長さと比して長いことを特徴とする。

本発明の第７態様に係る画像形成装置は、記録媒体に画像を転写する転写部と、記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着する請求項１〜６の何れか１項に記載された定着装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の第１態様の定着装置によれば、定着ニップの出口付近のニップ圧力を入口付近のニップ圧力に対して高くした上で、無端ベルトの回転方向において異なる位置で無端ベルトを回転手段に押し付ける構成と比して、画像が記録媒体に対してずれるのを抑制することができる。

本発明の第２態様の定着装置によれば、押付方向から見て、弾性部が折返し部に対して離間している場合と比して、定着ニップの出口付近のニップ圧力を安定させることができる。

本発明の第３態様の定着装置によれば、弾性部の弾性特性が全体的に同様である場合と比して、記録媒体の先端部分に形成された画像が記録媒体に対してずれるのを抑制することができる。

本発明の第４態様の定着装置によれば、弾性体の長さがフェルトの長さに対して短い場合と比して、画像が記録媒体に対してずれるのを抑制することができる。

本発明の第５態様の定着装置によれば、弾性部の弾性特性が全体的に同様である場合と比して、記録媒体の先端部分に形成された画像が記録媒体に対してずれるのを抑制することができる。

本発明の第６態様の定着装置によれば、弾性体の長さが他の弾性体の長さに対して短い場合と比して、画像が記録媒体に対してずれるのを抑制することができる。

本発明の第７態様の画像形成装置によれば、第１〜第６形態の何れか１形態に記載の定着装置を備えていない場合と比して、出力画像の品質低下を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示し、加圧部材が加熱ロールに押し付けられていない状態を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の支持機構を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置、第１変形形態に係る定着装置、第２変形形態に係る定着装置、及び比較形態に係る定着装置を用いて評価した評価結果をグラフで示した図面である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 本発明の実施形態に対する第１変形形態に係る定着装置を示した断面図である。 本発明の実施形態に対する第１変形形態に係る定着装置を示し、加圧部材が加熱ロールに押し付けられていない状態を示した断面図である。 本発明の実施形態に対する第２変形形態に係る定着装置を示した断面図である。 本発明の実施形態に対する第２変形形態に係る定着装置を示し、加圧部材が加熱ロールに押し付けられていない状態を示した断面図である。 本発明の実施形態に対する比較形態に係る定着装置を示した断面図である。

本発明の実施形態に係る定着装置、及び画像形成装置の一例を図１〜図１０に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。

（全体構成）
図５に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、上下方向（矢印Ｈ方向）の下方側から上方側へ向けて、記録媒体としてのシート部材Ｐが収容される収容部１４と、収容部１４に収容されたシート部材Ｐを搬送する搬送部１６と、収容部１４から搬送部１６によって搬送されるシート部材Ｐに画像形成を行う画像形成部２０とが、この順で備えられている。

〔収容部１４〕
収容部１４には、画像形成装置１０の装置本体１０Ａから装置奥行方向の手前側に引き出し可能な収容部材２６が備えられており、この収容部材２６にシート部材Ｐが積載されている。さらに、収容部１４には、収容部材２６に積載されたシート部材Ｐを、搬送部１６を構成する搬送経路２８に送り出す送出ロール３０が備えられている。

〔搬送部１６〕
搬送部１６には、予め定められた搬送経路２８に沿ってシート部材Ｐを搬送する複数の搬送ロール３２が備えられている。

〔画像形成部２０〕
画像形成部２０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが備えられている。なお、以後の説明では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを区別して説明する必要が無い場合は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略して記載することがある。

各色の画像形成ユニット１８には、像保持体３６と、像保持体３６の表面を帯電させる帯電ロール３８と、帯電した像保持体３６に露光光を照射する露光装置４２とが備えられている。さらに、画像形成部２０には、前述した露光装置４２が帯電した像保持体３６を露光して形成された静電潜像を現像してトナー画像として可視化する現像装置４０が備えられている。

また、画像形成部２０には、図中矢印Ａ方向に周回する無端状の転写ベルト２２と、各色の画像形成ユニット１８によって形成されたトナー画像を転写ベルト２２に転写する一次転写ロール４４とが備えられている。さらに、画像形成部２０には、転写ベルト２２のトナー画像をシート部材Ｐに転写する二次転写ロール４６と、シート部材Ｐを加熱、加圧してトナー画像をシート部材Ｐに定着する定着装置５０とが備えられている。なお、定着装置５０については、詳細を後述する。

（画像形成装置の作用）
画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。

先ず、電圧が印加された各色の帯電ロール３８は、各色の像保持体３６の表面と接触して像保持体３６の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、外部から入力されたデータに基づいて露光装置４２は、帯電した各色の像保持体３６の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する。

これにより、データに対応した静電潜像が各色の像保持体３６の表面に形成される。さらに、各色の現像装置４０は、この静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。また、各色の像保持体３６の表面に形成されたトナー画像は、一次転写ロール４４によって転写ベルト２２に転写される。

そこで、収容部材２６から送出ロール３０によって搬送経路２８へ送り出されたシート部材Ｐは、転写ベルト２２と二次転写ロール４６とが接触する転写位置Ｔへ送り出される。転写位置Ｔでは、シート部材Ｐが転写ベルト２２と二次転写ロール４６とで搬送されることで、転写ベルト２２の表面のトナー画像は、シート部材Ｐに転写される。

シート部材Ｐに転写されたトナー画像は、定着装置５０によってシート部材Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着されたシート部材Ｐは、搬送ロール３２によって装置本体１０Ａの外部へ排出される。

（要部構成）
次に、定着装置５０について説明する。

定着装置５０は、装置本体１０Ａに着脱可能とされており、図１に示されるように、加熱ロール５２と、加熱ロール５２との間で搬送するシート部材Ｐを加熱ロール５２側に加圧する加圧部材５４とを備えている。

〔加熱ロール５２〕
加熱ロール５２は、装置奥行方向を軸方向とする円筒状の円筒体５２ａと、円筒体５２ａの内部に配置され、円筒体５２ａを加熱するために発熱する発熱体５２ｂとを備えている。そして、円筒体５２ａは、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて、図中矢印Ｒ１方向（反時計方向）に回転するようになっている。本実施形態では、一例として、円筒体５２ａの外径は、２５〔ｍｍ〕とされている。円筒体５２ａは、回転手段の一例であり、発熱体５２ｂは、加熱手段の一例である。

〔加圧部材５４〕
加圧部材５４は、装置奥行方向に延びている無端状（環状）の無端ベルト６２と、無端ベルト６２の内部に配置されると共に無端ベルト６２を回転可能（周回可能）に支持する支持機構６４とを備えている。

［無端ベルト６２］
無端ベルト６２は、樹脂材料で形成され、図１に示されるように、外周面で加熱ロール５２の円筒体５２ａに接触し、回転する円筒体５２ａと従動して図中矢印Ｒ２方向（時計方向）に回転（周回）するようになっている。本実施形態では、一例として、無端ベルト６２は、表面にフッ素コートが施されたポリイミド樹脂で形成されており、無端ベルト６２の厚さは、１００〔μｍ〕とされている。

この構成において、無端ベルト６２は、加熱ロール５２との間でシート部材Ｐを挟んで搬送する。これにより、無端ベルト６２と加熱ロール５２とは、トナー画像をシート部材Ｐに定着する。

［支持機構６４］
支持機構６４は、図１、図３に示されるように、無端ベルト６２を加熱ロール５２の円筒体５２ａに押し付ける板バネ１０２と、断面Ｌ字状のフレーム６６と、断面Ｉ字状のフレーム９６とを備えている。さらに、支持機構６４は、板バネ１０２が取り付けられている取付部材７０と、フレーム６６に取り付けられているフェルト６８と、無端ベルト６２と加熱ロール５２との間に定着ニップＮＦを形成させる弾性部１２２とを備えている。

−取付部材７０−
取付部材７０は、装置奥行方向（無端ベルト６２の軸方向）に延びて、樹脂材料で一体的に形成されている。この取付部材７０は、図１に示されるように、無端ベルト６２が加熱ロール５２と対向するように無端ベルト６２を内周面側から支持する支持部７２、８２と、板バネ１０２が取り付けられている取付部７４とを有している。そして、支持部８２、取付部７４、及び支持部７２は、シート部材Ｐの搬送方向において上流側からこの順番に並んでいる。

支持部７２は、装置奥行方向に延びており、装置奥行方向から見て、加熱ロール５２とは反対側が開放された断面Ｕ字状とされている。そして、加熱ロール５２と反対側に、フレーム６６の後述する長尺部６６ａを挟み込んでフレーム６６を支持する空隙７２ａが形成されている。

取付部７４は、装置奥行方向に延びており、装置奥行方向から見て、上下方向に対して傾斜する方向に延びている。この取付部７４には、加熱ロール５２側を向いた取付面７４ａが形成されている。この取付面７４ａには、図示せぬ取付部材を用いて板バネ１０２が取り付けられている。そして、取付部７４の上端は、支持部７２と連結されており、取付部７４の下端は、支持部８２と連結されている。さらに、取付面７４ａの下端には、装置奥行方向に延びている溝７４ｂが形成されている。

支持部８２は、装置奥行方向に延びており、装置奥行方向から見て、取付部７４を挟んで支持部７２の反対側に配置されている。そして、支持部７２と支持部８２とで無端ベルト６２を内周面側から支持することで、この支持部７２と支持部８２とで支持されている間の部分の無端ベルト６２が加熱ロール５２側を向くようになっている。

−フレーム６６、９６−
フレーム６６は、装置奥行方向に延びており、装置奥行方向から見て、図１に示されるように、支持部７２を挟んで加熱ロール５２の反対側に配置されている。また、フレーム６６は、板金を折り曲げることで形成され、断面Ｌ字状とされている。

そして、フレーム６６は、加熱ロール５２の径方向に延びている長尺部６６ａと、長尺部６６ａを挟んで加熱ロール５２の反対側に配置されると共に長尺部６６ａに対して装置幅方向の一方側（図中右側）に配置されている短尺部６６ｂとを有している。さらに、長尺部６６ａの加熱ロール５２側の部分が、支持部７２の空隙７２ａに挟み込まれている。これより、フレーム６６が支持部７２に支持されている。

フレーム９６は、装置奥行方向に延びており、装置奥行方向から見て、図１に示されるように、取付部７４を挟んで加熱ロール５２の反対側に配置されている。また、フレーム９６は、板金によって形成され、断面Ｉ字状とされている。そして、フレーム９６の板面が、フレーム６６の長尺部６６ａの板面と対向しており、フレーム９６において取付部７４側の部分が、取付部７４に図示せぬ取付部材を用いて取り付けられている。

この構成において、支持機構６４は、フレーム６６、９６の装置奥行方向の両端部で、図示せぬ付勢部材を介して骨格部材に支持されている。これにより、弾性部１２２は、無端ベルト６２を加熱ロール５２に押し付けている。

−フェルト６８−
フェルト６８は、装置奥行方向に延びており、無負荷状態で断面矩形状とされており、図１に示されるように、フレーム６６の短尺部６６ｂに図示せぬボルト等の取付部材を用いて取り付けられている。そして、フェルト６８は、無端ベルト６２の内周面と接触して無端ベルト６２を支持している。また、このフェルト６８には、オイル等の潤滑剤が浸み込んでおり（保持されており）、回転（周回）する無端ベルト６２の内周面に潤滑剤が塗布されるようになっている。

−板バネ１０２−
板バネ１０２は、装置奥行方向に延びており、一例として厚さ０．２〔ｍｍ〕のステンレス鋼板を曲げることで形成されている。そして、板バネ１０２は、図１に示されるように、装置奥行方向から見て、取付部７４の取付面７４ａと、無端ベルト６２との間に配置されている。

この板バネ１０２は、装置奥行方向から見て、定着ニップＮＦでの無端ベルト６２の回転方向の上流側が開放されたＵ字状とされており、取付面７４ａに接触して取り付けられている基部１０４と、湾曲状の折返し部１０６と、片持ち部１０８とを有している。

基部１０４の基端には、フランジ１０４ａが形成されており、このフランジ１０４ａが、前述した溝７４ｂに嵌め込まれている。また、折返し部１０６の一端は、基部１０４の先端に接続されており、取付面７４ａに接触している。ここで、折返し部１０６とは、装置奥行方向から見て、凸状に湾曲している部分である。

片持ち部１０８の支持端は、折返し部１０６の他端に接続されている。また、装置奥行方向から見て、片持ち部１０８の中央側の部分には、装置奥行方向に延びていると共に基部１０４側が凸となっている屈曲部１０８ａが形成されている。そして、片持ち部１０８において屈曲部１０８ａに対して折返し部１０６側が、ベース板１０８ｂとされ、持ち部１０８において屈曲部１０８ａに対して自由端側が、補助板１０８ｃとされている。

このベース板１０８ｂと補助板１０８ｃとの成す角度は、本実施形態では、一例として１５５〔度〕とされている。このように、屈曲部１０８ａを形成されるため（折り曲げられるため）、弾性部１２２を加熱ロール５２との間に挟んだ状態で、ベース板１０８ｂと加熱ロール５２との距離と、補助板１０８ｃと加熱ロール５２との距離の差が、屈曲部を形成させない場合と比して小さくなる。つまり、屈曲部１０８ａは、両者の距離の差を小さくする減少手段として機能している。

この構成において、板バネ１０２の折返し部１０６及び片持ち部１０８が弾性変形することで、板バネ１０２は、弾性部１２２を介して無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付けている。

ここで、前述したように、板バネ１０２は、装置奥行から見て、定着ニップＮＦでの無端ベルト６２の回転方向の上流側が開放されたＵ字状とされている。つまり、片持ち部１０８の支持端側の部分を押してこの部分の変位させたときに発生する荷重は、片持ち部１０８の自由端側の部分を押してこの部分を同量だけ変位させたときに発生する荷重と比して大きくなる。すなわち、板バネ１０２の片持ち部１０８の支持端側の部分で無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付ける押付力（ニップ圧力）は、片持ち部１０８の自由端側の部分で無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付ける押付力（ニップ圧力）と比して大きくなっている。このように、板バネ１０２は、無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付つける押付位置によって押付力が変化する押付力変化部材として機能している。

−弾性部１２２−
弾性部１２２は、装置奥行方向に延びており、弾性特性が等方性で、かつ、アスカーＣ硬度が２０〔度〕のシリコンゴムによって形成されている。また、弾性部１２２は、図１に示されるように、装置奥行方向から見て、板バネ１０２と、無端ベルト６２との間に配置されている。ここで、弾性特性が等方性の材料（ゴム）とは、異なる方向（縦方向及び横方向）の弾性率の値が同様の材料である。なお、アスカーＣ硬度については、高分子計器株式会社のアスカー硬度計Ｃ型を用いて測定することができる。

この弾性部１２２は、無負荷状態（外力が負荷されていない状態）で、直方体状（板状）とされており、板バネ１０２の片持ち部１０８に接着剤等の図示せぬ取付部材で取り付けられている（図２参照）。具体的には、弾性部１２２は、装置奥行方向から見て、板バネ１０２によって加熱ロール５２に押し付けている方向の厚さが、無負荷状態で同様となっている。そして、弾性部１２２は、片持ち部１０８のベース板１０８ｂ及び補助板１０８ｃに取り付けられている。

そして、弾性部１２２において補助板１０８ｃに取り付けられている部分は、片持ち部１０８の自由端まで延びている。また、弾性部１２２においてベース板１０８ｂに取り付けられている部分は、板バネ１０２のベース板１０８ｂが弾性部１２２を介して無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付ける押付方向から見て、板バネ１０２の折返し部１０６の少なくとも一部に重なっている。ここで、押付方向とは、ベース板１０８ｂの板厚方向である。つまり、弾性部１２２は、ベース板１０８ｂの板厚方向から見て、板バネ１０２の折返し部１０６の少なくとも一部に重なっている。具体的には、弾性部１２２は、片持ち部１０８と接続されている折返し部１０６の他端と少なくとも重なっている。

この構成において、弾性部１２２は、板バネ１０２によって、加熱ロール５２との間に無端ベルト６２を挟んだ状態で、円筒体５２ａに押し付けられる。また、弾性部１２２は、弾性変形して、加熱ロール５２の円筒体５２ａの形状に倣う。そして、無端ベルト６２の一部が円筒体５２ａに巻き掛けられ、弾性部１２２が円筒体５２ａの形状に倣った領域だけで無端ベルト６２と円筒体５２ａとの間に定着ニップＮＦが形成されている。ここで、定着ニップＮＦとは、加熱ロール５２と無端ベルト６２とが接触している領域である。

このように、本実施形態では、無端ベルト６２の一部が円筒体５２ａに巻き掛けられることで定着ニップＮＦが形成され、ニップ幅が確保されている。具体的には、定着ニップＮＦのニップ幅は、円筒体５２ａの周長の１０〔％〕以上３５〔％〕以下となっている。なお、トナー画像をシート部材Ｐに定着させる観点から定着ニップＮＦのニップ幅は、広い方が好ましい。一方、トナー画像が定着したシート部材Ｐを円筒体５２ａから剥離させる観点から定着ニップＮＦのニップ幅は、狭い方が好ましい。以上より、定着ニップＮＦのニップ幅については、好ましくは円筒体５２ａの周長の１５〔％〕以上３０〔％〕以下で、より好ましくは１８〔％〕以上２８〔％〕以下で、特に好ましくは２０〔％〕以上２５〔％〕以下とされる。

また、定着ニップＮＦのニップ幅については、弾性部１２２が、弾性変形して、加熱ロール５２の円筒体５２ａの形状に倣うことで確保されている。つまり、弾性部１２２は、ニップ幅確保手段として機能している。

また、弾性部１２２については、アスカーＣ硬度が２０〔度〕のシリコンゴムによって形成されているが、ニップ幅を広くする観点からアスカーＣ硬度は低い方が好ましく、ニップ圧力を高くする観点からアスカーＣ硬度は高い方が好ましい。これより、弾性部１２２を形成する弾性材料のアスカーＣ硬度については、好ましくは５〔度〕以上４０〔度〕以下で、より好ましくは１０〔度〕以上３０〔度〕以下で、特に好ましくは１５〔度〕以上２０〔度〕以下とされる。

〔評価〕
次に、定着ニップＮＦの入口から出口までのニップ圧力の変化について説明する。

［評価仕様］
−実施形態−
実施形態に係る定着装置５０は、図１に示されるように、弾性変形して円筒体５２ａの形状に倣う弾性部として、前述したように、弾性特性が等方性で、かつ、アスカーＣ硬度が２０〔度〕のシリコンゴムによって形成された弾性部１２２を備えている。また、定着ニップＮＦのニップ幅は、１８〔ｍｍ〕とされている。

−第１変形形態−
第１変形形態に係る定着装置１５０は、図６に示されるように、弾性変形して円筒体５２ａの形状に倣う弾性部１７２として、弾性特性が等方性で、かつ、アスカーＣ硬度が２０〔度〕のシリコンゴムによって形成された弾性体１７４と、フェルト１７６とを備えている。このフェルト１７６は、板バネ１０２が無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付ける押付方向の弾性率が弾性体１７４と比して低くされている。つまり、フェルト１７６は、弾性体１７４と比して容易に変形する低弾性体として機能している。ここで、フェルトとは、ウール（毛）などの動物繊維を圧縮してシート状にした部材である。

さらに、無端ベルト６２の回転方向における弾性体１７４の長さは、無端ベルト６２の回転方向におけるフェルト１７６の長さと比して長くなっている。

また、弾性体１７４は、無負荷状態で、直方体状とされており、円筒体５２ａに押し付けられる押付方向の厚さは、弾性部１２２と同様の値とされている（図７参照）。この弾性体１７４は、片持ち部１０８のベース板１０８ｂに図示せぬ取付部材で取り付けられている。さらに、円筒体５２ａに押し付けられる押付方向から見て、弾性体１７４は、板バネ１０２の折返し部１０６の少なくとも一部に重なっている。具体的には、弾性体１７４は、片持ち部１０８と接続されている折返し部１０６の他端と少なくとも重なっている。

フェルト１７６は、無負荷状態で、直方体状とされており、円筒体５２ａに押し付けられる押付方向の厚さは、弾性体１７４と同様の値とされている（図７参照）。このフェルト１７６は、片持ち部１０８の補助板１０８ｃに図示せぬ取付部材で取り付けられている。さらに、円筒体５２ａに押し付けられた状態で、フェルト１７６の加熱ロール５２側の部分と、弾性体１７４の加熱ロール５２側の部分とが接触して繋がるようになっている。

そして、弾性体１７４及びフェルト１７６が円筒体５２ａの形状に倣った領域だけで無端ベルト６２と加熱ロール５２との間に定着ニップＮＦが形成されている。また、この定着ニップＮＦのニップ幅は、１８〔ｍｍ〕とされている。他の仕様については、実施形態と同様である。

−第２変形形態−
第２変形形態に係る定着装置２５０は、図８に示されるように、弾性変形して円筒体５２ａの形状に倣う弾性部２７２として、弾性体１７４と、弾性特性が等方性で、かつ、アスカーＣ硬度が１５〔度〕のスポンジ部２７４とを備えている。具体的には、スポンジ部２７４は、例えば、発泡ゴムであって、スポンジ部２７４の弾性率は、弾性体１７４の弾性率と比して低くされている。つまり、スポンジ部２７４は、弾性体１７４と比して容易に変形する低弾性体として機能している。スポンジ部２７４は、他の弾性体の一例である。

さらに、無端ベルト６２の回転方向における弾性体１７４の長さは、無端ベルト６２の回転方向におけるスポンジ部２７４の長さと比して長くなっている。

弾性体１７４は、第１変形形態と同様に、片持ち部１０８のベース板１０８ｂに図示せぬ取付部材で取り付けられている。

スポンジ部２７４は、無負荷状態で、直方体状とされており、円筒体５２ａに押し付けられる押付方向の厚さは、弾性体１７４と同様の値とされている（図９参照）。このスポンジ部２７４は、片持ち部１０８の補助板１０８ｃに図示せぬ取付部材で取り付けられている。さらに、円筒体５２ａに押し付けられた状態で、スポンジ部２７４の加熱ロール５２側の部分と、弾性体１７４の加熱ロール５２側の部分とが接触して繋がるようになっている。

そして、弾性体１７４及びスポンジ部２７４が円筒体５２ａの形状に倣った領域だけで無端ベルト６２と加熱ロール５２との間に定着ニップＮＦが形成されている。また、この定着ニップＮＦのニップ幅は、１８〔ｍｍ〕とされている。他の仕様については、実施形態と同様である。

−比較形態−
比較形態に係る定着装置３５０は、図１０に示されるように、板バネ３０２を備えている。板バネ３０２は、無端ベルト６２の回転方向の上流側が開放されたＵ字状とされており、取付面７４ａに接触している基部１０４と、湾曲状の折返し部１０６と、片持ち部３０８とを有している。この片持ち部３０８には、屈曲部が形成されておらず、片持ち部３０８は、平板状とされている。なお、定着装置３５０では、板バネ３０２と無端ベルト６２との間に、弾性部が設けられていない。

さらに、定着装置３５０の支持機構６４は、フレーム６６、９６の装置奥行方向の両端部で、図示せぬ付勢部材を介して骨格部材に支持されている。これにより、取付部材７０の支持部７２は、無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付けている。このように、定着装置３５０では、支持部７２は、無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付ける押付部として機能している。

また、定着装置３５０では、支持部７２と、無端ベルト６２の回転方向において支持部７２と異なる位置に配置された板バネ３０２とで無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付けている。つまり、無端ベルト６２の回転方向において異なる位置で無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付けている。

そして、板バネ３０２によって円筒体５２ａに押し付けている部分の無端ベルト６２と支持部７２によって円筒体５２ａに押し付けている部分の無端ベルト６２との間に定着ニップＮＦが形成されている。この定着ニップＮＦのニップ幅は、１８〔ｍｍ〕とされている。他の仕様については、実施形態と同様である。

［評価内容、評価方法］
各仕様に対して、定着ニップＮＦの入口から出口までのニップ圧力の変化（推移）について評価した。具体的には、ニップ圧力を検出可能な素子がマトリックス状に配置されたシート材を各仕様の定着ニップＮＦに挟み込むことで、ニップ圧力の変化（推移）について評価した。

［評価結果、考察］
図４には、評価結果がグラフで示されている。図４のグラフの縦軸がニップ圧力であり、横軸がニップ位置である。

実施形態に係る定着装置５０の評価結果については、グラフ中の一点鎖線Ｌ１で示されている。実施形態については、定着ニップＮＦの入口から定着ニップＮＦの出口付近まで、ニップ圧力が上昇し続けている。そして、ニップ圧力が、定着ニップＮＦの出口付近で他の位置に比して高くなっている。

この結果を考察すると、実施形態については、弾性部１２２が円筒体５２ａの形状に倣った領域だけで定着ニップＮＦが形成されている。さらに、板バネ１０２は、装置奥行方向から見て、無端ベルト６２の回転方向の上流側が開放されたＵ字状とされている。具体的には、前述したように、板バネ１０２の片持ち部１０８の支持端側の部分で無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付ける押付力（ニップ圧力）は、片持ち部１０８の自由端側の部分で無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付ける押付力（ニップ圧力）と比して大きくなっている。このため、このような評価結果になったと考える。

第１、第２変形形態に係る定着装置１５０、２５０の評価結果については、グラフ中の点線Ｌ２で示されている。第１、第２変形形態については、定着ニップＮＦの入口から定着ニップＮＦの出口付近まで、ニップ圧力が上昇し続けている。そして、ニップ圧力が、定着ニップＮＦの出口付近で他の部位に比して高くなっている。

この結果を考察すると、第１変形形態については、弾性体１７４及びフェルト１７６が円筒体５２ａの形状に倣った領域、第２変形形態については、弾性体１７４及びスポンジ部２７４が円筒体５２ａの形状に倣った領域だけで定着ニップＮＦが形成される。また、板バネ１０２は、装置奥行方向から見て、無端ベルト６２の回転方向の上流側が開放されたＵ字状とされている。このため、このような評価結果になったと考える。

さらに、この結果を考察すると、第１、第２変形形態については、定着ニップＮＦの入口付近のニップ圧力が、実施形態と比して低くなっている。これは、第１、第２変形形態については、定着ニップＮＦの入口付近の定着ニップＮＦを形成されるために、弾性体１７４と比して容易に弾性変形するフェルト１７６又はスポンジ部２７４を用いている。このため、このような評価結果になったと考える。

比較形態に係る定着装置３５０の評価結果については、グラフ中の実線Ｌ３で示されている。比較形態については、ニップ圧力が、定着ニップＮＦの出口付近で他の部位に比して高くなっている。しかし、ニップ圧力のピークが２か所に発生している。この結果を考察すると、無端ベルト６２の回転方向において異なる２か所で無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付けている。また、この異なる２か所の間の部分では、無端ベルト６２を円筒体５２ａに押し付けていない。このため、このような評価結果になったと考える。

（作用）
次に、実施形態に係る定着装置５０、第１、第２変形形態に係る定着装置１５０、２５０、及び比較形態に係る定着装置３５０の作用について説明する。定着装置１５０、２５０、３５０の作用については、定着装置５０の作用と異なる部分を主に説明する。

図１に示す定着装置５０に備えられた加熱ロール５２の円筒体５２ａは、図示せぬ駆動源から回転力が伝達され、矢印Ｒ１方向に回転する。さらに、無端ベルト６２は、回転する円筒体５２ａに従動して矢印Ｒ２方向に回転（周回）する。

加熱ロール５２の円筒体５２ａと無端ベルト６２との間には、定着ニップＮＦが形成されている。そして、トナー画像が転写されたシート部材Ｐが、回転する円筒体５２ａと無端ベルト６２とに挟まれながら搬送されてこの定着ニップＮＦを通ることで、シート部材Ｐに転写されたトナー画像は、シート部材Ｐに定着される。

ここで、図１０に示す比較形態に係る定着装置３５０では、前述したように、ニップ圧力のピークが２か所に発生している（図４の実線Ｌ３参照）。このため、トナー画像が転写されたシート部材Ｐがこの２か所の間を通過するときに、トナー画像がシート部材Ｐに対してずれてしまい、定着不良が発生することがある。

これに対して、図１に示す実施形態に係る定着装置５０、図６に示す第１変形形態に係る定着装置１５０、及び図８に示す第２変形形態に係る定着装置２５０では、前述したように、定着ニップＮＦの入口から定着ニップＮＦの出口付近まで、ニップ圧力が上昇し続けている。換言すれば、途中のニップ圧力の抜けが抑制されている。

さらに、第１、第２変形形態に係る定着装置１５０、２５０では、前述したように、定着ニップＮＦの入口付近のニップ圧力が、実施形態の定着装置５０と比して低くなっている。このため、トナー画像が転写されたシート部材Ｐが定着ニップＮＦに突入するときにシート部材Ｐの先端部分が受ける圧力変動が、定着装置５０と比して小さくなっている。

（まとめ）
以上説明したように、定着装置５０、１５０、２５０では、定着ニップＮＦの入口から定着ニップＮＦの出口付近まで、ニップ圧力が上昇し続けている。このため、比較形態に係る定着装置３５０を用いる場合と比して、トナー画像がシート部材Ｐに対してずれるのが抑制される。換言すると、定着装置５０、１５０、２５０では、定着ニップＮＦの出口付近のニップ圧力を入口付近のニップ圧力に対して高くした上で、比較形態に係る定着装置３５０を用いる場合と比して、トナー画像がシート部材Ｐに対してずれるのが抑制される。

また、定着装置５０では、押付方向から見て、弾性部１２２が板バネ１０２の折返し部１０６の少なくとも一部に重なっている。また、定着装置１５０、２５０では、押付方向から見て、弾性体１７４が板バネ１０２の折返し部１０６の少なくとも一部に重なっている。このため、押付方向から見て、弾性部、弾性体が折返し部に重なっていない場合と比して、弾性部、弾性体が板バネ１０２において変形量が少ない折返し部１０６と重なっていることで、ニップ圧力のピーク値（定着ニップＮＦの出口付近のニップ圧力）が安定する。

また、定着装置１５０、２５０では、トナー画像が転写されたシート部材Ｐが定着ニップＮＦに突入するときにシート部材Ｐの先端部分が受ける圧力変動が、定着装置５０を用いる場合と比して小さくなる。圧力変動が小さくなることで、定着装置５０を用いる場合と比して、シート部材Ｐの先端部分に形成されたトナー画像がシート部材Ｐに対してずれるのが抑制される。これは、縁部まで画像が形成されている縁なし画像の場合に特に有効である。

また、定着装置１５０では、無端ベルト６２の回転方向における弾性体１７４の長さは、無端ベルト６２の回転方向におけるフェルト１７６の長さと比して長くなっている。このため、ニップ幅が同じ状態では、弾性体の長さがフェルトの長さに対して短い場合と比して、ニップ圧力が高い領域が広くなることで、トナー画像がシート部材Ｐに対してずれるのが抑制される。

また、定着装置２５０では、無端ベルト６２の回転方向における弾性体１７４の長さは、無端ベルト６２の回転方向におけるスポンジ部２７４の長さと比して長くなっている。このため、弾性体の長さがスポンジ部の長さに対して短い場合と比して、ニップ圧力が高い領域が広くなることで、トナー画像がシート部材Ｐに対してずれるのが抑制される。

また、画像形成装置１０では、比較形態に係る定着装置３５０を用いる場合と比して、像ずれが抑制されることで、出力画像の品質低下が抑制される。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、円筒体５２ａが発熱体５２ｂによって加熱されたが、無端ベルト６２が加熱されてもよい。

また、上記実施形態では、押付方向から見て、弾性部１２２は、折返し部１０６の少なくとも一部に重なっている。しかし、弾性部が折返し部に重なっていなくてもよい。この場合には、弾性部１２２が折返し部１０６の一部に重なっていることで奏する作用は奏しない。

また、上記実施形態では、押付方向から見て、弾性部１２２は、折返し部１０６の少なくとも一部に重なっている。しかし、押付方向から見て、弾性部が、折返し部の全部に重なっていてもよい。これにより、作業ばらつき等で弾性部と板バネとの相対位置が変化した場合でも、弾性部１２２が折返し部１０６の少なくとも一部に重なる。

また、上記実施形態では、弾性部１２２は、弾性特性が等方性である材料によって形成されたが、弾性部は、弾性特性が異方性である材料によって形成されてもよく、円筒体５２ａに押し付けられることで円筒体５２ａの形状に倣えばよい。

また、上記実施形態では、弾性体１７４の回転方向における長さは、フェルト１７６、スポンジ部２７４の回転方向における長さと比して長くされたが、弾性体１７４の長さが短くてもよい。しかし、この場合には、弾性体１７４の長さが長いことで奏する作用は奏しない。

また、上記実施形態では、板バネ１０２の片持ち部１０８に屈曲部１０８ａが形成されたが、片持ち部に屈曲部が形成されなくてもよい。しかし、この場合には、片持ち部に屈曲部が形成されることで奏する作用は奏しない。

また、上記実施形態では、板バネ１０２は、Ｕ字状とされたが、片持ちの板バネであればよい。しかし、この場合には、板バネ１０２がＵ字状であることで奏する作用は奏しない。

１０ 画像形成装置
４６ 二次転写ロール（転写部の一例）
５０ 定着装置
５２ａ 円筒体（回転手段の一例）
５２ｂ 発熱体（加熱手段の一例）
６２ 無端ベルト
１０２ 板バネ
１０６ 折返し部
１２２ 弾性部
１５０ 定着装置
１７２ 弾性部
１７４ 弾性体
１７６ フェルト
２５０ 定着装置
２７２ 弾性部
２７４ スポンジ部（他の弾性体の一例）

Claims (7)

1. 回転する回転手段と、
   前記回転手段に外周面で接触して回転する無端状の無端ベルトと、
   前記回転手段及び前記無端ベルトの少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
   前記無端ベルトの内周面側から前記無端ベルトを前記回転手段に押し付ける片持ちの板バネであって、前記無端ベルトの軸方向から見て、自由端が、支持側に対して前記無端ベルトの回転方向の上流側に位置している前記板バネと、
   前記板バネと前記無端ベルトとの間に配置され、弾性変形して前記回転手段の形状に倣い、前記回転手段の形状に倣った領域だけで前記無端ベルトと前記回転手段との間に定着ニップを形成する弾性部と、
   を備える定着装置。
2. 前記軸方向から見て、前記板バネは、前記回転方向の上流側の部分が開放されたＵ字状であって、
   前記板バネが前記弾性部を介して前記無端ベルトを前記回転手段に押し付ける押付方向から見て、前記弾性部は、Ｕ字状の前記板バネにおける折返し部の少なくとも一部に重なっている請求項１に記載の定着装置。
3. 前記弾性部は、弾性特性が等方性である材料によって形成された弾性体と、前記板バネが前記無端ベルトを前記回転手段に押し付ける押付方向の弾性率が前記弾性体の弾性率と比して低いフェルトとで構成されており、
   前記フェルトと前記弾性体とは、前記回転方向においてこの順番で上流側から並んでいる請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記弾性部が、前記回転手段の形状に倣った領域において、前記弾性体の前記回転方向における長さは、前記フェルトの前記回転方向における長さと比して長い請求項３に記載の定着装置。
5. 前記弾性部は、弾性特性が等方性である材料によって形成された弾性体と、弾性率が前記弾性体の弾性率と比して低く、かつ、弾性特性が等方性である材料によって形成された他の弾性体とで構成されており、
   前記他の弾性体と前記弾性体とは、前記回転方向においてこの順番で上流側から並んでいる請求項１又は２に記載の定着装置。
6. 前記弾性部が、前記回転手段の形状に倣った領域において、前記弾性体の前記回転方向における長さは、前記他の弾性体の前記回転方向における長さと比して長い請求項５に記載の定着装置。
7. 記録媒体に画像を転写する転写部と、
   記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着する請求項１〜６の何れか１項に記載された定着装置と、
   を備える画像形成装置。