JP2020095231A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体を十分に加熱すると共に定着動作後の記録媒体の定着ベルトからの剥離性を確保する。【解決手段】無端状の定着ベルト２２と、定着ベルト２２を加圧する加圧ローラ２３と、定着ベルト２２の内側に、当該定着ベルト２２を介して加圧ローラ２３に当接して定着ニップＮ１，Ｎ２を形成するニップ形成部材３２と、定着ベルト２２の内側で、ニップ形成部材３２を支持するステー３３とを備えた定着装置７であって、ニップ形成部材３２は、第一定着ニップＮ１を形成する第一ニップ形成部３２ａと、当該第一ニップ形成部３２ａよりも加圧ローラ２３側で、かつ、用紙搬送方向下流側に設けられ、定着ベルト２２を介して加圧ローラ２３に当接して第二定着ニップＮ２を形成する第二ニップ形成部３２ｅと、第一ニップ形成部３２ａの記録媒体搬送方向下流側に設けられ、ステー３３によって支持される被支持部３２ｃとを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、未定着画像が形成された用紙などの記録媒体を、定着装置の定着ベルトと加圧部材との間に形成される定着ニップに搬送し、記録媒体を加圧および加熱することにより、記録媒体の表面に画像を定着させる。

そして定着装置には、定着ベルトの内側に、定着ベルトを介して加圧部材に当接して、定着ニップを形成するニップ形成部材と、ニップ形成部材を支持する支持部材とが設けられる。

この種の定着装置では、定着ニップを通過した記録媒体を定着ベルトから剥離させ、下流側へ搬送することが必要になる。そして、記録媒体の定着ベルトからの剥離性を向上させるために、定着ニップ通過後の記録媒体の搬送方向と定着ベルトとの角度である剥離角度を大きく設けることにより、記録媒体の剥離性を向上させる手法が既に知られている。

例えば特許文献１（特開２０１４−６６８５１号公報）の定着装置１００では、図９に示すように、ニップ板１０３が、定着ベルト１０１を介して加圧ローラ１０２に当接して、定着ニップＮを形成している。ニップ板１０３は、平坦な板状部１０３ａと、板状部１０３ａの後端から下方へ向けて延びる屈曲部１０３ｂと、屈曲部１０３ｂの下端から後方へ向けて延びる底部１０３ｃ等を有する。定着ニップＮで加熱および加圧された用紙Ｓは、屈曲部１０３ｂによってその搬送方向が変化する。つまり、用紙Ｓの搬送方向と定着ベルト１０１との間に剥離角αをなし、定着ベルト１０１から剥離される。

特許文献１のように、定着ニップの下流側に、加圧部材の側へ屈曲した屈曲部を設けることで、記録媒体の定着ベルトからの剥離角を大きく設けることができ、記録媒体の剥離性を向上させることができる。しかし、特許文献１のような構成では、屈曲部１０３ｂから下流側の部分が加圧部材に当接していないため、この部分で加圧部材との間にニップ部を形成することができず、定着ニップの搬送方向長さが小さくなってしまうという問題があった。従って、定着装置の構成によっては、記録媒体を十分に加熱することができなくなってしまうという問題があった。

このような事情から、本発明では、記録媒体を十分に加熱すると共に定着動作後の記録媒体の定着ベルトからの剥離性を確保することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを加圧する加圧部材と、前記定着ベルトの内側に設けられ、当該定着ベルトを介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着ベルトを加熱するための加熱部材と、前記定着ベルトの内側に設けられ、前記ニップ形成部材を支持する支持部材とを備えた定着装置であって、前記ニップ形成部材は、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に当接し、第一定着ニップを形成する第一ニップ形成部と、当該第一ニップ形成部の記録媒体搬送方向下流側に設けられ、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に当接して第二定着ニップを形成する第二ニップ形成部と、前記ニップ形成部材の延在方向が変化する変曲部とを有し、前記支持部材によって、直接または間接的に当接される、前記第一ニップ形成部の記録媒体搬送方向下流側部分を被支持部とすると、前記記録媒体搬送方向において、前記被支持部の位置、あるいは、それよりも下流側に前記変曲部が設けられ、当該変曲部の下流側に、前記第二ニップ形成部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、定着動作後の記録媒体の定着ベルトからの剥離性を確保すると共に、記録媒体を十分に加熱することができる。

画像形成装置の概略構成図である。 定着装置の側面断面図である。 定着装置の斜視断面図である。 定着装置の正面断面図である。 本発明と異なる定着装置の側面断面図である。 異なる実施形態の定着装置の側面断面図である。 異なる実施形態の第二ニップ形成部の弾性変形の様子を示す、定着装置の側面断面図である。 第二ニップ形成部を付勢する付勢手段を示す図である。 従来の定着装置の側面断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１に示すカラー画像形成装置１の中央には、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋが着脱可能に設けられた画像形成部２が配置されている。各プロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的な各プロセスユニット９としては、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像ローラを有する現像装置１２等を備えている。

プロセスユニット９の下方には、露光部３が配置されている。露光部３は、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。

画像形成部２の上方には転写部４が配置されている。転写部４は、駆動ローラ１４及び従動ローラ１５に周回走行可能に張架されている無端状の中間転写ベルト１６、各プロセスユニット９の感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト１６を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ１７等で構成されている。各一次転写ローラ１７はそれぞれの位置で中間転写ベルト１６の内周面を押圧しており、中間転写ベルト１６の押圧された部分と各感光体ドラム１０とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。

また、中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４と、中間転写ベルト１６を挟んで駆動ローラ１４に対向した位置には二次転写ローラ１８が配設されている。二次転写ローラ１８は中間転写ベルト１６の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。

給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙カセット１９や、給紙カセット１９から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ２０等からなっている。

搬送路６は、給紙部５から搬出された用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ２１の他、後述する排紙部８に至るまで、搬送ローラ対が搬送路６の途中に適宜配置されている。

定着装置７は、加熱源によって加熱される定着ベルト２２、その定着ベルト２２を加圧可能な加圧ローラ（加圧部材）２３等を有している。

排紙部８は、画像形成装置１の搬送路６の最下流に設けられる。この排紙部８には、用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ２４と、排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２５とが配設されている。

画像形成装置１の上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル２９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが着脱可能に設けられている。そして、このトナーボトル２９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋから各現像装置１２との間に設けた補給路を介して、各色の現像装置１２に各色トナーが補給される。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋの感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム１０に露光部３によって露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。各感光体ドラム１０上には静電潜像が形成され、各現像装置１２に蓄えられたトナーが、ドラム状の現像ローラによって感光体ドラム１０に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

転写部４では、駆動ローラ１４の回転駆動により中間転写ベルト１６が図の矢印Ａの方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１７には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ニップにおいて転写電界が形成され、各感光体ドラム１０に形成されたトナー画像は一次転写ニップにて中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。

一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の給紙ローラ２０が回転駆動することによって、給紙カセット１９に収容された用紙Ｐが搬送路６に送り出される。搬送路６に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ２１によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１８と駆動ローラ１４との間の二次転写ニップに送られる。このとき、中間転写ベルト１６上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置７へと搬送され、定着ベルト２２と加圧ローラ２３とによって用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着ベルト２２から分離され、搬送ローラ対によって搬送され、排紙部８において排紙ローラ２４によって排紙トレイ２５へと排出される。

以上の説明は、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニット９を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２に示すように、定着装置７は、定着ベルト２２と、加圧ローラ２３と、加熱部材としてのハロゲンヒータ３１と、ニップ形成部材３２と、支持部材としてのステー３３と、反射部材３４等を備えている。図３に示すように、ハロゲンヒータ３１やニップ形成部材３２、ステー３３、および、反射部材３４は、定着ベルト２２の内側に設けられ、定着ベルト２２の幅方向（図２の紙面と直交する方向で、以下、単に幅方向とも呼ぶ）に渡って設けられる。

図２に示すように、定着ベルト２２は、用紙Ｐに未定着画像Ｔを定着させる筒状の定着部材であり、用紙Ｐの未定着画像担持面側に配置される。本実施形態では、定着ベルト２２が、ニッケルやＳＵＳ等の金属材料やポリイミドなどの樹脂材料で形成された内周側の基材と、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）などで形成された外周側の離型層と、を有する無端状のベルト（フィルムも含む。）で構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡シリコーンゴム、あるいはフッ素ゴムなどのゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。この弾性層の厚さを１００μｍ程度にすれば、未定着画像（未定着トナー）を押し潰して定着させるときに弾性層の弾性変形により、ベルト表面の微小な凹凸を吸収でき、光沢ムラの発生を回避できる。また、本実施形態では、定着ベルト２２の低熱容量化の観点から、定着ベルト２２として、薄肉で小径のベルトを採用している。具体的には、定着ベルト２２を構成する基材、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、定着ベルト２２全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２２が弾性層を有する場合は、弾性層の厚さを、１００〜３００μｍに設定するとよい。さらに低熱容量化を図るには、定着ベルト２２全体としての厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、本実施形態では、定着ベルト２２の直径が、２０〜４０ｍｍに設定されており、望ましくは、直径を３０ｍｍ以下とするのがよい。

加圧ローラ２３は、定着ベルト２２の外周側に対向するように配置された対向部材である。本実施形態では、加圧ローラ２３が、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴムやフッ素ゴムなどから成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡやＰＴＦＥなどから成る離型層と、で構成されている。また、本実施形態では、加圧ローラ２３を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。中空ローラの場合、加圧ローラ２３の内部にハロゲンヒータなどの加熱部材を配置することも可能である。また、加圧ローラ２３の弾性層は、ソリッドゴムでもよいが、内部に加熱部材が配置されていない場合は、弾性層にスポンジゴムを用いて加圧ローラ２３の断熱性を高めることが望ましい。これにより、定着ベルト２２の熱が加圧ローラ２３に奪われにくくなり、定着ベルト２２の熱効率が向上する。

また、加圧ローラ２３は、画像形成装置本体に設けられた駆動源によって図２中の矢印Ａで示す方向に回転駆動するように構成されている。一方、定着ベルト２２は、加圧ローラ２３が回転駆動することにより、これに伴って図２中の矢印Ｂ方向に従動回転する。定着ベルト２２と加圧ローラ２３との間に未定着画像Ｔが転写された用紙Ｐが送られると、回転する定着ベルト２２と加圧ローラ２３とによって用紙Ｐが搬送されて定着ニップＮ１、Ｎ２を通過する。このとき、用紙Ｐに対して熱と圧力が付与されることで、未定着画像Ｔが用紙Ｐに定着される。

また、加圧ローラ２３と定着ベルト２２は、互いに接近離間するように構成されている。万が一、定着ニップＮ１、Ｎ２に用紙が詰まった場合は、加圧ローラ２３と定着ベルト２２を互いに離間させ、定着ニップＮ１、Ｎ２を開放することで、詰まった用紙のジャム処理などのメンテナンス作業を行うことが可能である。加圧ローラ２３と定着ベルト２２とは、いずれか一方に対して他方を動かして接近離間させるように構成されていてもよいし、両方を動かすことで接近離間させる構成であってもよい。

ハロゲンヒータ３１は、定着ベルト２２の内周側に配置され、赤外線光を放射することで、定着ベルト２２を輻射熱により内周側から加熱する加熱部材である。加熱部材として、ハロゲンヒータ３１以外に、カーボンヒータやセラミックヒータなどを用いることも可能である。本実施形態では、定着ベルト２２内にハロゲンヒータ３１が１本だけ配置されているが、用紙の幅サイズに応じて異なる発熱領域を有する複数のハロゲンヒータ３１を用いてもよい。

ニップ形成部材３２は、加圧ローラ２３との間で定着ベルト２２を挟んで定着ニップＮ１、Ｎ２を形成するものである。詳しくは、ニップ形成部材３２は、定着ベルト２２の内周側で幅方向に渡って長手状に配置されており、定着ベルト２２の内周面に接触する平板状の第一ニップ形成部３２ａと、第一ニップ形成部３２ａのベルト回転方向上流側端部から加圧ローラ２３側とは反対側に屈曲する屈曲部３２ｂと、第一ニップ形成部３２ａのベルト回転方向下流側には、後述する第二ニップ形成部３２ｅ等が設けられる。加圧ローラ２３がバネなどの加圧手段によってニップ形成部材３２側に加圧されることで、加圧ローラ２３と定着ベルト２２とが接触し、これらの間に定着ニップＮ１、Ｎ２が形成される。

第一ニップ形成部３２ａおよび第二ニップ形成部３２ｅの定着ベルト２２側のニップ形成面３２ａ１、３２ｅ１は、定着ベルト２２の内周面に対して直接接触しており、定着ベルト２２が回転したとき、定着ベルト２２はニップ形成面３２ａ１、３２ｅ１に対して摺動する。このため、ニップ形成面３２ａ１、３２ｅ１の耐摩耗性や摺動性を向上させるために、ニップ形成面３２ａ１、３２ｅ１にアルマイト処理やフッ素樹脂系材料の塗布することが好ましい。また、経時的な摺動性の確保のために、ニップ形成面３２ａ１、３２ｅ１にフッ素系グリース等の潤滑剤を塗布してもよい。本実施形態では、ニップ形成面３２ａ１が、平坦面状となっているが、凹形状やその他の形状であってもよい。

また、ニップ形成部材３２は、ステー３３よりも熱伝導率が大きい材料で形成されている。例えば、ニップ形成部材３２の材料として、銅（熱伝導率：３９８Ｗ／ｍｋ）やアルミニウム（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍｋ）などが好ましい。このように、ニップ形成部材３２が熱伝導率の大きい材料で形成されていることで、ハロゲンヒータ３１からの輻射熱はニップ形成部材３２によって吸収され定着ベルト２２へ効率良く伝達される。例えば、ニップ形成部材３２の厚みを１ｍｍ以下に設定することで、ニップ形成部材３２から定着ベルト２２への熱伝達時間を短くすることができるため、定着装置７の立ち上がり速度を速める点において有利である。また、ニップ形成部材３２の厚みを１ｍｍより大きく５ｍｍ以下に設定した場合は、ニップ形成部材３２の蓄熱性を高めることができる。

ステー３３は、加圧ローラ２３とは反対側（図の上側）から、他の部材（本実施形態では、反射部材３４の屈曲部３４ｂ）を介してニップ形成部材３２に間接的に当接し、加圧ローラ２３の加圧力に抗してニップ形成部材３２を支持する支持部材である。ステー３３は、ニップ形成部材３２と同様、定着ベルト２２の内周側でベルト幅方向に渡って長手状に配置されている。本実施形態では、ステー３３が、一対の側壁部３３ａと、これらを連結する底壁部３３ｂとから成る、断面Ｕ字状に形成されている。ニップ形成部材３２は、そのベルト回転方向Ｂの両端部にて、ステー３３の一対の側壁部３３ａによって支持されている。また、各側壁部３３ａが、加圧ローラ２３の加圧方向（図２における上下方向）に延在していることで、加圧方向の剛性が高まり、加圧ローラ２３の加圧力による第一ニップ形成部３２ａの撓みが抑制される。このため、長手方向に渡って均一な幅のニップ部が得られる。ステー３３は、その剛性を確保するため、ＳＵＳやＳＥＣＣなどの鉄系金属材料によって形成されることが好ましい。

なお、ステー３３がニップ形成部材３２を「支持する」とは、ステー３３のうち、加圧ローラ２３の加圧方向（図の上下方向）に延在した部分（本実施形態では、側壁部３３ａ）、あるいは、厚みを持った部分を、ニップ形成部材３２に対して、加圧ローラ２３と反対側（図の上側）から当接させることをいう。これにより、加圧ローラ２３からの加圧力によるニップ形成部材３２の撓み（本実施形態では、特に長手方向の撓み）を抑制するものである。ただし、上記の当接には、ステー３３がニップ形成部材３２に直接当接している場合に限らず、本実施形態のように、他の部材を介して当接する場合も含むものである。「他の部材を介した当接」とは、図の上下方向において、ステー３３とニップ形成部材３２との間に他の部材が挟まれ、かつ、少なくともその一部が対応する位置で、ステー３３が他の部材に当接し、他の部材がニップ形成部材３２に当接する状態を指す。また、上記の加圧方向に延在する、とは、加圧ローラ２３の加圧方向と同一の方向に限らず、加圧ローラ２３の加圧方向から、ある程度の角度をもった方向へ延在する場合も含むものである。これらの場合でも、ステー３３が、加圧ローラ２３からの加圧力に抗してニップ形成部材３２の撓みを抑制できることはもちろんである。

反射部材３４は、定着ベルト２２の内周側でハロゲンヒータ３１と対向するように配置されており、ハロゲンヒータ３１から放射される輻射熱（赤外線光）をニップ形成部材３２側へ反射するものである。本実施形態では、反射部材３４が、楕円状の断面に形成された反射部３４ａと、反射部３４ａのベルト回転方向Ｂの両端部から互いに離れる方向に屈曲する一対の屈曲部３４ｂと、を有している。反射部材３４は、各屈曲部３４ｂがステー３３の各側壁部３３ａとニップ形成部材３２の第一ニップ形成部３２ａとの間に挟まれることで保持されている。

反射部３４ａは、その楕円状の凹曲面がニップ形成部材３２側へ向くように配置されていることで、ハロゲンヒータ３１からの輻射熱をニップ形成部材３２側へ反射する。すなわち、ニップ形成部材３２は、ハロゲンヒータ３１から直接照射される赤外線光に加えて、反射部３４ａによって反射された赤外線光の熱も照射されるため、効果的に加熱される。

また、反射部３４ａは、ハロゲンヒータ３１とステー３３との間に介在していることで、ハロゲンヒータ３１からステー３３への赤外線光の照射を遮断する機能も兼ねる。これにより、ステー３３が加熱されることによる無駄な熱エネルギーの消費が抑制される。さらに、本実施形態では、ステー３３と反射部３４ａとの間に空気層（隙間）が介在していることで、この空気層の断熱効果によってステー３３への熱伝達がより一層抑制される。

以上のように、本実施形態では、ハロゲンヒータ３１を覆うようにして反射部材３４が設けられ、反射部材３４の開口側、つまり、ニップ形成部材３２の側に、ハロゲンヒータ３１からの輻射熱および反射部材３４からの反射熱が効率良く集熱されるようになっている。そして、加熱されたニップ形成部材３２が、定着ニップＮ１、Ｎ２において、定着ベルト２２を効率良く加熱することができる。また、反射部材３４の外周側を覆うようにステー３３が設けられ、このステー３３の外周側に、定着ベルト２２が設けられる。言い換えると、定着ベルト２２は、その周方向において、定着ニップＮ１の部分では、ニップ形成部材３２を介してハロゲンヒータ３１に対向し、定着ニップＮ１以外の部分では、反射部材３４およびステー３３を介して、ハロゲンヒータ３１に対向する。

反射部材３４（反射部３４ａ）のハロゲンヒータ３１側の面は、反射率を高くするような鏡面処理や表面処理がなされている。本実施形態では、反射率を分光光度計（日立ハイテクサイエンス社製の紫外可視赤外分光光度計ＵＨ４１５０）を用いて測定し、測定時の入射角は５°である。一般的に、ハロゲンヒータは用途により色温度が異なるが、定着装置の加熱用としては色温度が２５００Ｋ程度のものが用いられている。本実施形態で用いられる反射部材３４の反射率は、発光強度の高いハロゲンヒータ３１の波長、具体的には９００〜１６００ｎｍの波長、より好ましくは１０００〜１３００ｎｍの波長に対して７０％以上であるのがよい。

また、反射部材３４の反射と断熱の機能を、ステー３３に持たせてもよい。例えば、ステー３３の内面（ハロゲンヒータ３１側の面）に断熱処理又は鏡面処理を施すことで、ステー３３が反射部材３４の機能を兼ねるように構成することができる。この場合、ステー３３とは別体の反射部材３４を省略することが可能である。また、ステー３３を鏡面処理した場合のステー３３の反射率は、上記反射部材３４の反射率と同等であることが望ましい。

温度センサ２８は、定着ベルト２２の外周側に配置され、定着ベルト２２の温度を検知するものである。本実施形態では、温度センサ２８を、定着ベルト２２に対してベルト幅方向の中央部と一端部側との２箇所に配置している。温度センサ２８による定着ベルト２２の表面温度の検知結果に基づいてハロゲンヒータ３１の出力制御が行われる。これにより、定着ベルト２２の温度が所望の温度（定着温度）となるように制御される。また、温度センサ２８は、接触型又は非接触型のいずれでもよい。温度センサ２８としては、例えばサーモパイル、サーモスタット、サーミスタ、ＮＣセンサなど、公知の温度センサを適用可能である。

図４に示すように、定着ベルト２２は、その両端部に挿入された一対のベルト支持部材３５によって回転可能に支持されている。このように、定着ベルト２２の内周にベルト支持部材３５が挿入されることによって、定着ベルト２２は非回転状態では基本的に周方向の張力が付与されない状態、いわゆるフリーベルト方式で支持されている。

加圧ローラ２３はその長手方向両端で、バネ等の付勢手段により定着ベルト２２の側へ付勢され（図の矢印Ｈ参照）、定着ベルト２２に押し付けられている。これにより、加圧ローラ２３の弾性層が押しつぶされ、定着ニップＮが形成される。

次に、ニップ形成部材３２に設けられた第二ニップ形成部３２ｅについて、図２を用いてより詳細に説明する。

図２に示すように、ニップ形成部材３２は、用紙搬送方向の上流側（図の右側）に第一ニップ形成部３２ａを有し、その下流側に第二ニップ形成部３２ｅを有する。第一ニップ形成部３２ａが略平板状をなし、用紙Ｐの定着ニップＮ１への進入方向Ｃ１に対して平行に設けられるのに対して、第二ニップ形成部３２ｅは、第一ニップ形成部３２ａと第二ニップ形成部３２ｅとの境である変曲部３２ｄを境にして、第一ニップ形成部３２ａよりも加圧ローラ２３の側へ湾曲している。言い換えると、第二ニップ形成部３２ｅは、定着ベルト２２と加圧ローラ２３との当接方向（図の上下方向）において、第一ニップ形成部３２ａよりも加圧ローラ２３側に設けられており、特に本実施形態では、用紙搬送方向の下流側へ向かうほど、加圧ローラ２３の側（図の下側）へ傾斜している。以下、用紙搬送方向の上流側、下流側を、単に上流側、下流側とも呼ぶ。

本実施形態では、第一ニップ形成部３２ａの下流側部分に、ステー３３の下流側の側壁部３３ａによって支持される被支持部３２ｃが設けられる。なお、被支持部３２ｃとは別に、第一ニップ形成部３２ａの上流側部分にも、上流側の側壁部３３ａによって支持される被支持部３２ｚが設けられる。

第二ニップ形成部３２ｅの下流側端部には、第二ニップ形成部３２ｅの下流側端部から加圧ローラ２３と反対側へ屈曲した屈曲部３２ｆが設けられる。屈曲部３２ｆを含む、第二ニップ形成部３２ｅの下流側は、ステー３３等によって固定（支持）されない自由端となっている。

定着装置７へと運ばれてきた用紙Ｐは、まず矢印Ｃ１方向へ搬送され、第一定着ニップＮ１を通過する。つまり、第一ニップ形成部３２ａに沿って矢印Ｃ１方向へ搬送される。そして、第一定着ニップＮ１を通過した用紙Ｐは、変曲部３２ｄを境にしてその搬送方向が変化し、第二定着ニップＮ２へ搬送される。つまり用紙Ｐは、変曲部３２ｄを境にして、第二ニップ形成部３２ｅに沿った方向へ搬送され、その搬送方向が加圧ローラ２３側である矢印Ｃ２の方向に変化する。

用紙Ｐはさらに搬送されて、第二ニップ形成部３２ｅの下流側端部に設けられた剥離点Ｄで定着ベルト２２から剥離する。剥離点Ｄにおいて、用紙Ｐは、用紙Ｐの下流側への搬送方向である矢印Ｃ２と定着ベルト２２とによって形成される剥離角θで、定着ベルト２２から剥離される。

以上のように本実施形態では、ニップ形成部材３２に、加圧ローラ２３の側へ湾曲した第二ニップ形成部３２ｅを設けることで、剥離角θを大きく設けることができる。例えば、本発明と異なるニップ形成部材として、図５に示すように略平坦面状のニップ形成部３２ａ’の場合、用紙搬送方向と定着ベルト２２の下流側への延在方向にはほとんど差がないため、剥離角θ’は小さくなってしまう。

これに対して、本実施形態のように、ニップ形成部材３２の下流側に、加圧ローラ２３の側へ湾曲した第二ニップ形成部３２ｅを設けることにより（特に、第二ニップ形成部３２ｅの下流側端部を、第一ニップ形成部３２ａよりも加圧ローラ２３側に設けることにより）、下流側において、定着ベルト２２を加圧ローラ２３の側である図の下側へ大きく変位させて、加圧ローラ２３の表面に当接させることができる。つまり、加圧ローラ２３が定着ベルト２２に押し当てられて、定着ベルト２２との間に略水平な定着ニップを形成する領域（図５の定着ニップＮの範囲）よりもさらに下流側で、加圧ローラ２３の外周面が定着ベルト２２の側から離間していく領域（例えば、図５の範囲Ｘのような領域）においても、図２に示すように、定着ベルト２２を加圧ローラ２３の側へ変位させて加圧ローラ２３に当接させ、第二定着ニップＮ２を形成することができる。このように、第二ニップ形成部３２ｅにより、定着ベルト２２を加圧ローラ２３の側へ変形させることで、第二定着ニップＮ２の終点、つまり、用紙Ｐが定着ベルト２２から剥離する剥離点Ｄを起点に、定着ベルト２２を、用紙Ｐの搬送方向Ｃ２や加圧ローラ２３の表面から離れる方向へ立ち上がらせることができる。つまり、用紙Ｐの剥離角θを大きく設けることができ、用紙Ｐの定着ベルト２２からの剥離性を向上させることができる。

特に本実施形態では、第二ニップ形成部３２ｅの下流側端部に、加圧ローラ２３と反対側へ屈曲した屈曲部３２ｆを設けることで、剥離点Ｄの下流側における定着ベルト２２の延在方向を屈曲部３２ｆに沿った方向に設定できるため、剥離角θを安定した角度で設けることができる。このように、剥離点Ｄをニップ形成部材３２の下流側端部よりも上流側に設け、剥離点Ｄよりも下流側部分、つまり、本実施形態の屈曲部３２ｆを、定着ベルト２２の回転をガイドするためのガイド部分として設けることもできる。ただし、屈曲部３２ｆを設けず、剥離点Ｄがニップ形成部材３２の下流側端部に設けられた構成としてもよい。

また、第二ニップ形成部３２ｅを加圧ローラ２３の側へ湾曲した形状とすることにより、ステー３３に支持される被支持部３２ｃよりも下流側の部分でも、第二ニップ形成部３２ｅを加圧ローラ２３に接触させ、第二の定着ニップＮ２を形成することができる。従って、十分な搬送方向長さの定着ニップを形成することができ、用紙表面の画像の定着性を向上させることができる。

以下、ニップ形成部材の変形例について説明する。なお、上記実施形態と共通する構成については、その記載を適宜省略する。

図６に示すように、本実施形態では、ステー３３に固定支持される被支持部３２ｃの位置に、第一ニップ形成部３２ａと第二ニップ形成部３２ｅとの変曲部３２ｄが設けられる。これにより、定着ニップの搬送方向の大きさや形状、剥離角などを、この変曲部３２ｄを境にして変更することができる。特に本実施形態では、第一ニップ形成部３２ａの用紙搬送方向下流側端部で、第二ニップ形成部３２ｅの上流側端部の部分が、ステー３３によって支持される。この場合、第二ニップ形成部３２ｅの上流側端部は、ステー３３に固定支持された固定端となるのに対して、屈曲部３２ｆを含む第二ニップ形成部３２ｅの下流側は、ステー３３等によって固定されない自由端となっている。これにより、定着ニップの搬送方向の大きさや形状、剥離角などを、自由端の側で変更することができる。

また、第二ニップ形成部３２ｅは、弾性に富む材質で形成されており、支持部３２ｃを支点に弾性変形することができる。なお、第二ニップ形成部３２ｅが容易に弾性変形できるように、第二ニップ形成部３２ｅを、ニップ形成部材３２のその他の部分に比べて薄肉に設けることが望ましい。

図７（Ａ）に示すように、加圧ローラ２３は、バネ等の加圧手段により矢印Ｅ方向へ加圧されており、加圧ローラ２３が定着ベルト２２に圧接されて定着ニップが形成されている。

本実施形態では、加圧ローラ２３の定着ベルト２２（ニップ形成部材３２）に対する圧接力を変更することにより、第二ニップ形成部３２ｅを弾性変形させてその姿勢を変更し、定着ニップの形状を変更することができる。具体的には、図７（Ｂ）に示すように、加圧ローラ２３をより大きな力で定着ベルト２２に圧接させると、この圧接力が、定着ベルト２２を介してニップ形成部材３２に加えられ、第二ニップ形成部３２ｅが固定端である支持部３２ｃを支点にして加圧ローラ２３とは反対側へ弾性変形する。これにより、図７（Ｂ）に示す、第一ニップ形成部３２ａと第二ニップ形成部３２ｅとが略一直線状（略同一平面状）に並んで、搬送方向に水平な方向に延在する一つの定着ニップＮが形成される。この場合、剥離角θ２は、図７（Ａ）の剥離角θ１よりも小さくなる。なお、第一ニップ形成部３２ａは、その両端をステー３３によって固定支持されているため、上記のように圧接力を変更してもその形状はほとんど変化しない。

加圧ローラ２３の定着ベルト２２（ニップ形成部材３２）に対する圧接力を変更する手段としては、加圧ローラ２３、あるいは、定着ベルト２２および定着ベルト２２内の各部材の配置を変更して、加圧ローラ２３と定着ベルト２２とを接近させてもよいし、加圧ローラ２３を定着ベルト２２の側へ接近させる方向へ加圧するバネ等の加圧手段を、加圧ローラ２３に接近させることで、その加圧力を大きくしてもよい。また、加圧ローラ２３を加圧する加圧手段を、自身の加圧力を可変な構成とすることもできる。なお、本実施形態では、加圧ローラ２３を定着ベルト２２の側へ加圧するものとしたが、これとは逆であってもよい。

さらに、図８に示すように、第二ニップ形成部３２ｅを定着ベルト側（図の下側）へ付勢する付勢バネ（付勢手段）３７を設け、この付勢バネ３７の姿勢を変更する（バネの付勢力を変更する）ことにより、第二ニップ形成部３２ｅの姿勢を変更してもよい。付勢バネ３７は、第二ニップ形成部３２ｅの下流側端部付近に連結され、この部分を定着ベルトの側へ付勢している。付勢バネ３７の付勢力を変更することにより、定着ニップの搬送方向の大きさや形状、剥離角などを変更することができる。

以上のように本実施形態では、加圧ローラ２３の定着ベルト２２（ニップ形成部材３２）に対する圧接力を調整することにより、定着ニップの搬送方向の大きさや形状、剥離角などを変更することができる。従って、用紙Ｐが定着ベルト２２から剥離しにくい場合には、図７（Ａ）のように、剥離角を大きく設けた姿勢とし、用紙Ｐのシワを抑制したい場合には、図７（Ｂ）のように略平坦面状の定着ニップＮを形成する姿勢とする等、目的に応じて第二ニップ形成部３２ｅの姿勢を変更して定着ニップの形状を変更することができる。

上記の加圧ローラ２３の圧接力の変更による剥離角などの調整は、例えば、定着装置７に通紙される用紙Ｐの種類やサイズなどによって変更してもよい。つまり、用紙Ｐの種類やサイズなどから、用紙Ｐの剥離しやすさ、シワの生じやすさ、画像の定着性等を考慮し、加圧ローラ２３の圧接力を設定することができる。

本実施形態のように、ステー３３によって支持される被支持部３２ｃの位置に第一ニップ形成部３２ａと第二ニップ形成部３２ｅとの変曲部３２ｄを設けることで、弾性変形可能に設けられた第二ニップ形成部３２ｅが、変曲部３２ｄの位置を始点にして、加圧ローラ２３による圧接方向（図７の上方向）へ弾性変形することができる。従って、第二ニップ形成部３２ｅの姿勢、つまり、剥離角や定着ニップの形状を調整しやすくなり、狙いの剥離角や定着ニップの形状に変更することが容易になる。

以上のように、被支持部３２ｃは、第一ニップ形成部３２ａと第二ニップ形成部３２ｅとの変曲部３２ｄに設けられてもよいし、それよりも上流側の第一ニップ形成部３２ａの途中に設けることもできる（図２参照）

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。

１ 画像形成装置
７ 定着装置
２２ 定着ベルト
２３ 加圧ローラ（加圧部材）
３１ ハロゲンヒータ（加熱部材）
３２ ニップ形成部材
３２ａ 第一ニップ形成部
３２ｂ 屈曲部
３２ｃ 被支持部
３２ｄ 変曲部
３２ｅ 第二ニップ形成部
３２ｆ 屈曲部
３３ ステー（支持部材）
３４ 反射部材
３７ 付勢バネ（付勢手段）
Ｄ 剥離点
Ｎ１ 第一の定着ニップ
Ｎ２ 第二の定着ニップ
Ｐ 用紙（記録媒体）
θ 剥離角

特開２０１４−６６８５１号公報

Claims (9)

1. 無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトを加圧する加圧部材と、
   前記定着ベルトの内側に設けられ、当該定着ベルトを介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、
   前記定着ベルトを加熱するための加熱部材と、
   前記定着ベルトの内側に設けられ、前記ニップ形成部材を支持する支持部材とを備えた定着装置であって、
   前記ニップ形成部材は、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に当接し、第一定着ニップを形成する第一ニップ形成部と、当該第一ニップ形成部の記録媒体搬送方向下流側に設けられ、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に当接して第二定着ニップを形成する第二ニップ形成部と、前記ニップ形成部材の延在方向が変化する変曲部とを有し、
   前記支持部材によって、直接または間接的に当接される、前記第一ニップ形成部の記録媒体搬送方向下流側部分を被支持部とすると、
   前記記録媒体搬送方向において、前記被支持部の位置、あるいは、それよりも下流側に前記変曲部が設けられ、当該変曲部の下流側に、前記第二ニップ形成部が設けられることを特徴とする定着装置。
2. 前記変曲部が、前記被支持部に設けられる請求項１記載の定着装置。
3. 前記第二ニップ形成部の前記記録媒体搬送方向下流側端部は、前記支持部材に支持されない請求項１または２記載の定着装置。
4. 前記第二ニップ形成部は弾性材からなる請求項１から３いずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記第二ニップ形成部は前記第一ニップ形成部よりもその厚みが小さい請求項１から４いずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記第二ニップ形成部を前記定着ベルト側へ付勢する付勢手段をさらに有する請求項１から５いずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記ニップ形成部材と前記加圧部材との圧接力を変更することにより、前記第二ニップ形成部が前記第一ニップ形成部に対する姿勢を変更する請求項１から６いずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記圧接力を、定着動作を行う記録媒体の種類に応じて変更する請求項７記載の定着装置。
9. 請求項１から８いずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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