JP4821594B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置において、記録用紙等の記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置として、特許文献１乃至２に開示のごとき構成のものが知られている。
特許文献１に開示の定着器は、２つの定着ローラ間に用紙を通してその用紙の画像形成面上に転写したトナー画像を定着する電子写真装置の定着器において、定着ローラのうち、用紙の画像形成面と対向する画像面対向定着ローラを、芯金の外周に弾性層を設けて構成する一方、ヒータを有するテンションローラをその画像面対向定着ローラの用紙搬送方向上流位置に設け、そのテンションローラと画像面対向定着ローラとの間に定着ベルトを掛け渡してなる。

また、特許文献２に開示の構成は、定着ローラと、加熱ローラと、両ローラに張架された定着ベルトと、該ベルトの外周面に接触して定着ベルトとの間でニップを形成する加圧ローラを備えたベルト定着装置において、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラによって形成されるニップの出口分離部に対応した位置であって定着ベルトの内側に、出口分離部面を曲率の大きな形状部とした固定部材を備えるものである。

特開平３−１３３８７１号公報 特開２００３−５５６６号公報

ところで、定着部材に記録媒体を加圧部材で圧接させて定着作用を行う定着装置では、定着部材の表面に凹みや傷があるとそれが原因となって画像の乱れを生じさせるため、記録媒体が定着部材に凹みや傷を付けることのない構成が望まれる。

本発明は、記録媒体による定着部材の凹みや傷の形成を抑制することのできる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明に係る定着装置は、記録媒体上に転写されたトナー像を当該記録媒体上に定着する定着装置であって、加熱される定着部材と、前記定着部材との間に加圧域を形成する加圧部材と、前記記録媒体の先端部と前記加圧域の入り口部位における前記定着部材の接線とが成す角度が、当該記録媒体の先端部と当該加圧域の入り口部位における前記加圧部材の接線とが成す角度より小さくなる条件を満たすように、当該記録媒体の当該加圧域への進入姿勢を規定する進入姿勢規定手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、前記進入姿勢規定手段は、前記記録媒体を湾曲させて前記条件を満たす姿勢として前記加圧域に進入させることを特徴とすることができる。
また、前記定着部材の前記記録媒体に接する面には樹脂層が形成されており、前記進入姿勢規定手段による当該記録媒体の前記加圧域への進入姿勢の規定によって当該記録媒体の先端部による当該樹脂層の変形が抑制されるように構成されていることを特徴とすることができる。

本発明に係る画像形成装置は、記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記記録媒体上に形成されたトナー像を加熱して当該記録媒体上に定着する定着部材と、前記定着部材との間に加圧域を形成する加圧部材と、前記加圧域に前記記録媒体を案内する案内手段と、を備え、前記案内手段は、前記記録媒体の先端部と前記加圧域の入り口部位における前記定着部材の接線とが成す角度が、当該記録媒体の先端部と当該加圧域の入り口部位における前記加圧部材の接線とが成す角度より小さくなる条件を満たす姿勢で、当該記録媒体が当該加圧域に進入するように当該記録媒体を案内することを特徴とする。

ここで、前記定着部材の前記記録媒体に接する面には樹脂層が形成されており、前記案内手段による当該記録媒体の前記加圧域への進入姿勢の規定によって当該記録媒体の先端部による前記樹脂層の変形が抑制されるように構成されていることを特徴とすることができる。
また、前記案内手段は、前記記録媒体の前記加圧域への進入姿勢を変更可能に構成されていることを特徴とすることができる。
さらに、前記案内手段は、前記条件を満たす姿勢で前記記録媒体を前記加圧域に進入させる第一の案内経路と、前記記録媒体を湾曲させて前記加圧域に進入させる第二の案内経路とを切り替え可能に備えており、前記記録媒体の情報を取得すると共に当該記録媒体の情報に基づいて前記案内手段を切り替える制御手段をさらに備えることを特徴とすることができる。
さらにまた、前記制御手段は、前記記録媒体の坪量が所定値以下では、前記案内手段を前記第二の案内経路とすることを特徴とすることができる。

請求項１の発明によれば、記録媒体の坪量に応じて記録媒体の加圧域への進入姿勢を適した状態となるように切り替えることができ、記録媒体による定着部材の表面の樹脂層の凹みや傷の形成を抑制するとともに、記録媒体におけるシワの発生を抑制することが可能になる。
請求項２の発明によれば、記録媒体による定着ベルトの表面の樹脂層の凹みや傷の形成を抑制することが可能になる。
請求項３の発明によれば、記録媒体の坪量に応じて記録媒体の加圧域への進入姿勢を適した状態となるように切り替えることができ、記録媒体による定着部材の表面の樹脂層の凹みや傷の形成を抑制するとともに、記録媒体におけるシワの発生を抑制することが可能になる。
請求項４の発明によれば、記録媒体による定着ベルトの表面の樹脂層の凹みや傷の形成を抑制することが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態を適用した画像形成装置１の概略構成図である。
画像形成装置１は、いわゆるタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次重畳して転写（一次転写）させる一次転写部１０とを備えている。また、画像形成装置１は、中間転写ベルト１５上に転写されたトナー画像を記録媒体としての記録用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を記録用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０とを備えている。さらに、画像形成装置１は、上記各装置（各部）の動作を制御する制御手段としての制御部４０と、記録用紙搬送機構５０とを有している。
本実施の形態では、上記画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、中間転写ベルト１５、二次転写部２０等が、本発明におけるトナー像形成手段を構成しているものである。
なお、本発明は、このようなタンデム型のカラー画像形成装置に限るものではなく、回転式現像装置を用いたカラーの画像形成装置や、モノクロの複写機等に適用しても良いものである。

各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、図中画像形成ユニット１Ｙに代表して示すように、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を備えている。感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーを収容して感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４とが配設されている。さらに、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７とが配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。

中間転写ベルト１５は、各種ロールによって各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる経路を有して張架され、図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環（周回）駆動されるようになっている。
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向配置された一次転写ロール１６によって構成されている。一次転写ロール１６は感光体ドラム１１に中間転写ベルト１５を圧接させるようになっている。また、一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト１５に順次静電吸引し、中間転写ベルト１５上にトナー像を重畳形成する。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像形成面側に配置される二次転写ロール２２と、中間転写ベルト１５を挟んでこの二次転写ロール２２に対向配置されたバックアップロール２５とによって構成されている。
バックアップロール２５には二次転写バイアスが印加されると共に、二次転写ロール２２は接地されており、バックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成されるようになっている。そして、中間転写ベルト１５が支持したトナー像を、搬送供給される記録用紙Ｐ上に二次転写する。
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が設けられている。

記録用紙搬送機構５０は、記録用紙Ｐを収容する記録用紙トレイ５１から、記録用紙Ｐを二次転写部２０へと搬送すると共に、二次転写部２０でトナー像が転写（二次転写）された記録用紙Ｐを定着装置６０に搬送する記録用紙搬送経路５２を備えている。
制御部４０は、用紙設定等の各種情報が入力される図示しない操作パネルが接続されており、この操作パネルから入力される情報に基づいて、プロセススピードや、定着装置６０の温度等の定着パラメータを変更する等、画像形成装置１の各機構を制御駆動する。

そして、画像形成装置１は、制御部４０によって制御され、下記のようにして画像形成を行う。
すなわち、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋのそれぞれの感光体ドラム１１上にそれぞれの色のトナー像を形成する。各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにおけるトナー像の形成は、帯電器１２によって帯電された感光体ドラム１１上をレーザ露光器１３で走査露光して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像器１４によって現像してトナー像を形成することによって行われる。

ついで、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの感光体ドラム１１上に形成したトナー像を、各一次転写部１０において中間転写ベルト１５上に重ね合わせて転写し、二次転写部２０において記録用紙搬送機構５０によって搬送される記録用紙Ｐ上に一括して静電転写する。
その後、トナー像が転写された記録用紙Ｐを、記録用紙搬送機構５０によって定着装置６０に搬送し、定着装置６０によって熱および圧力によってトナー像を記録用紙Ｐ上に定着させ、図示しない排紙載置部に排出する。

つぎに、本発明の実施の形態である定着装置６０について詳細に説明する。
図２は定着装置６０の概略構成を示す断面図である。
定着装置６０は、定着部材としての定着ベルト６１０を備える定着ベルトモジュール６１、定着ベルトモジュール６１に圧接配置された加圧部材としての加圧ロール６２とによって構成されている。
そして、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２との間に、記録用紙Ｐを加圧加熱してトナー像を定着させる加圧域としてのニップ部Ｎを形成している。ニップ部Ｎは、定着ロール６１１と加圧ロール６２との間に形成されるロールニップ部Ｎ１と、剥離パッド６４と加圧ロール６２との間に形成される剥離パッドニップ部Ｎ２とから成る。
また、ニップ部Ｎの上流側（図中左側）には進入姿勢規定手段および案内手段としての導入機構７０が配設され、下流側（図中右側）には排紙ガイド８０が配設されている。
導入機構７０は、記録用紙Ｐを案内して、ニップ部Ｎに進入する記録用紙Ｐの姿勢を規定する。この導入機構７０については、後に詳述する。
排紙ガイド８０の下流側には、上下の通路板６５Ｕ，６５Ｌが所定間隔で配設されて成る排紙通路６５が接続され、そのさらに下流側に排紙ロール６６が配設されている。

定着ベルトモジュール６１は、定着ベルト６１０と、この定着ベルト６１０を張架しながら回転駆動する定着ロール６１１と、内側から定着ベルト６１０を張架する張架ロール６１２とを備えている。また、定着ベルト６１０の外側に配設されてその周回経路を規定する張架ロール６１３と、定着ロール６１１と張架ロール６１２との間の定着ベルト６１０の内側に配設されて定着ベルト６１０の経路を規定する張架ロール６１４とを備えている。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内の下流側の、定着ロール６１１の近傍に配置された剥離部材としての剥離パッド６４と、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架する張架ロール６１５とを備えている。

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。たとえば、厚さ８０μｍ程度のポリイミド樹脂等で形成された基材の表面側（外周面側）に、厚さ２００μｍのシリコーンゴムからなる弾性層と、さらに弾性層上に被覆された厚さ３０μｍのフッ素樹脂（たとえば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）からなる剥離層とが積層形成され構成されている。なお、この定着ベルト６１０の構成は、使用目的や使用条件等の装置設計条件に応じて、材質・厚さ・硬度等を適宜選択することができる。

定着ロール６１１は、たとえば、アルミニウム等によって形成された外径１００ｍｍ，厚さ１０ｍｍで所定長さの円筒状のハードロールである。ただし、定着ロール６１１は、この構成に限るものではなく、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎを形成する際に、加圧ロール６２からの押圧力に対して殆ど変形を生じないものであればよい。また、その表面に金属磨耗を防止する保護層として、厚さ２００μｍのフッ素樹脂等を被覆しても良い。そして、定着ロール６１１は、図示しない駆動モータによって、たとえば２６０ｍｍ／ｓの周速度で図２中矢印Ｃ方向に回転駆動され、これによって定着ベルト６１０を周回駆動するようになっている。
定着ロール６１１の内部には、加熱手段としてハロゲンヒータ６１６ａが配設されている。このハロゲンヒータ６１６ａは、定着ロール６１１の表面に接触するように配置された温度センサ６１７ａの計測値に基づいて画像形成装置１の制御部４０によって制御され、これによって定着ロール６１１はその表面温度がたとえば１５０℃に加熱制御されるようになっている。

張架ロール６１２は、たとえば、アルミニウム等によって形成された外径３０ｍｍ，厚さ２ｍｍで所定長さの円筒状ロールであり、その内部には加熱源としてのハロゲンヒータ６１６ｂが配設されている。このハロゲンヒータ６１６ｂは、張架ロール６１２の表面に接触するように配置された温度センサ６１７ｂの計測値に基づいて画像形成装置１の制御部４０によって制御され、これによって張架ロール６１２はその表面温度がたとえば１９０℃に加熱制御されるようになっている。つまり、張架ロール６１２は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を内周面側から加熱する機能をも併せ持っている。
また、張架ロール６１２の両端部には定着ベルト６１０を外側に押圧するバネ部材（不図示）が配設され、定着ベルト６１０全体の張力を１５ｋｇｆに設定し、定着ベルト６１０の張力を幅方向に亘って均一としている。
さらに、この張架ロール６１２は、詳細は図示しないが、一方の端部を支点として他端が定着ロール６１１に対して離接する方向に揺動可能に設けられており、その揺動によって定着ベルト６１０の蛇行を所定の範囲に規定する機能を有している。

張架ロール６１３は、たとえば、アルミニウム等によって形成された外径３０ｍｍ，厚さ２ｍｍで所定長さの円筒状ロールである。その表面にはたとえば厚さ２０μｍのフッ素樹脂からなる剥離層が形成されている。この剥離層は、定着ベルト６１０の外周面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が張架ロール６１３に堆積するのを防止するために形成されるものである。
張架ロール６１３の内部には、加熱手段としてのハロゲンヒータ６１６ｃが配設されており、このハロゲンヒータ６１６ｃは、張架ロール６１３の表面に接触するように配置された温度センサ６１７ｃの計測値に基づいて画像形成装置１の制御部４０によって制御され、これによって張架ロール６１３はその表面温度がたとえば１９０℃に加熱制御されるようになっている。つまり、張架ロール６１３は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を外周面側から加熱する機能をも併せ持っている。したがって、本実施の形態では、定着ロール６１１と張架ロール６１２および張架ロール６１３とによって定着ベルト６１０を加熱する構成となっているものである。
張架ロール６１４は、アルミニウムによって所定径および長さに形成された円柱状ロールである。回転自在に支持されており、張架ロール６１２から定着ロール６１１に至る定着ベルト６１０の経路を規定している。

剥離パッド６４は、例えばＳＵＳの金属や樹脂等の剛体で形成された断面が略円弧形状のブロック部材であり、ロールニップ部Ｎ１の下流側における定着ベルト６１０の内側に、定着ロール６１１の軸方向全域に亘って配置されている。スプリング等の図示しない付勢手段によって加圧ロール６２に所定の荷重で押圧するように設けられており、これによって、たとえば、定着ベルト６１０の進行方向に沿って５ｍｍの長さの剥離パッドニップ部Ｎ２を形成する。また、加圧ロール６２を押圧する面と背面との角部で定着ベルト６１０の進行方向を急激に変化させるようになっている。

張架ロール６１５は、たとえば、アルミニウム等によって外径１２ｍｍで所定の長さに形成された円柱状ロールである。そして、剥離パッド６４を通過した定着ベルト６１０が定着ロール６１１に向けて円滑に回動するように、剥離パッド６４の定着ベルト６１０の進行方向下流側近傍に配置されている。

加圧ロール６２は、たとえば、アルミニウム等によって外径７９．８ｍｍで所定の長さに形成された円柱状ロール６２１を基体とし、その周面に基体側から順に、たとえばゴム硬度３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムからなる厚さ１０ｍｍの弾性層６２２と、膜厚１００μｍのＰＦＡチューブからなる剥離材層６２３とが積層されて成るソフトロールである。そして、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、定着ベルトモジュール６１の定着ロール６１１の回転に伴って従動し、図２中矢印Ｅ方向に回転する。

排紙ガイド８０は、その先端を定着ベルト６１０に近接させて、所定角度で設けられている。そして、剥離パッド６４に沿うことで経路が急変した定着ベルト６１０から剥離した記録用紙Ｐの先端を捕捉し、その剥離を促進させると共に移動方向を案内して排紙通路６５に導くようになっている。

そして、上記のごとき構成の定着装置６０は、下記のようにして定着作用を行う。
すなわち、画像形成装置１の二次転写部２０（図１参照）において未定着トナー像が静電転写されて、記録用紙搬送機構５０によって図２中矢印Ｆで示す方向に搬送される記録用紙Ｐを、ニップ部Ｎを通過させて、ここで作用する主に熱によってトナー像を記録用紙Ｐに定着させる。
このとき、ニップ部Ｎに作用する熱は、主として定着ベルト６１０によって供給される。定着ベルト６１０は、定着ロール６１１の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ａから定着ロール６１１を通じて供給される熱と、張架ロール６１２の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ｂから張架ロール６１２を通じて供給される熱と、張架ロール６１３の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ｃから張架ロール６１３を通じて供給される熱とによって加熱される。そのため、主に張架ロール６１２および張架ロール６１３から適切かつ速やかに定着ベルト６１０に熱エネルギーを補給することができるので、ニップ部Ｎにおいては、プロセススピードがたとえば２６０ｍｍ／ｓという高速であっても充分な熱量を確保することができる。なお、プロセススピードと温度等の定着パラメータは、制御部４０によって画像形成する記録用紙Ｐに応じて変更されるようになっているものである。

ロールニップ部Ｎ１を形成する一方の定着ロール６１１は前述のごとくハードロールであり、他方の加圧ロール６２はその周面に弾性層６２２を備えるソフトロールである。このため、ロールニップ部Ｎ１は、専ら加圧ロール６２の弾性層６２２の変形によって形成され、定着ベルト６１０がラップしている定着ロール６１１は殆ど変形しない。その結果、定着ロール６１１の表面に沿って周回する定着ベルト６１０の周回半径は変化しない。このため、定着ベルト６１０はその進行速度を一定に維持してロールニップ部Ｎ１を通過することができ、その通過の際に記録用紙Ｐにシワや歪みを生ずることがない。その結果、表面側（定着ベルト６１０と接している側）の定着画像の画像乱れが抑制され、良質の定着画像を安定的に提供することができる。

つぎに、前述の図１および図２と、図３乃至図５を参照して本実施の形態に特徴的な構成である導入機構７０について詳細に説明する。
図３は導入機構７０による記録用紙Ｐの姿勢規定を説明する定着装置６０の概略拡大図、図４は記録用紙Ｐのニップ部Ｎへの進入姿勢による定着ベルト６１０への接触状態を説明する図、図５は記録用紙Ｐによる定着ベルト６１０の傷形成の説明図、図６は比較実験の結果を示すグラフである。

導入機構７０は、上下二系統の搬送路７１（第一の案内経路としての上部搬送路７１Ｕ，第二の案内経路としての下部搬送路７１Ｌ）と、その上流側に位置する切り替え装置７２と、を備えている。そして、切り替え装置７２の切り替えによって、上部搬送路７１Ｕと下部搬送路７１Ｌの何れかを選択的に用いて定着装置６０のニップ部Ｎに記録用紙Ｐを進入させるようになっている。
上部搬送路７１Ｕおよび下部搬送路７１Ｌは、それぞれ、無端ベルトが搬送プーリに張架されて成るフィーダ７３（上部フィーダ７３Ｕ，下部フィーダ７３Ｌ）と、その下流側にニップ部Ｎに隣接して位置するガイド板７４（上部ガイド板７４Ｕ，下部ガイド板７４Ｌ）とから成る。そして、フィーダ７３が記録用紙Ｐを支持して搬送すると共に、ガイド板７４がその上面で記録用紙Ｐの進入姿勢を規定して、ニップ部Ｎに案内するようになっている。

ここで、上部搬送路７１Ｕの上部ガイド板７４Ｕは、定着装置６０のニップ部Ｎに進入する記録用紙Ｐを、下記のごとき姿勢に規定するように設定されている。
すなわち、
記録用紙Ｐの先端部とニップ部Ｎの入り口部位における定着ベルトモジュール６１の接線Ａ（定着ロール６１１を巻回する定着ベルト６１０の接線）とが成す角度：φ１
記録用紙Ｐの先端部とニップ部Ｎの入り口部位における加圧ロール６２の接線Ｂとが成す角度：φ２
として、
φ１＜φ２
の条件を満たす姿勢とする。
つまり、換言すれば、図３に示すように、上部ガイド板７４Ｕは、ニップ部Ｎの入り口部位における定着ベルトモジュール６１の接線Ａと、加圧ロール６２の接線Ｂとが成す角度：φを二分する中心線Ｃより定着ベルトモジュール６１側で、記録用紙Ｐを定着ベルトモジュール６１に沿わせてニップ部Ｎに案内するように設けられているものである。
また、図４（ａ）が上記条件を満たす場合、（ｂ）が条件を満たさない場合を示している。

一方、下部搬送路７１Ｌの下部ガイド板７４Ｌは、上記条件から下側（加圧ロール６２側）に外れた領域、すなわち、ニップ部Ｎの入り口部位における定着ベルトモジュール６１の接線Ａと加圧ロール６２の接線Ｂとが成す角度を二分する中心線Ｃより加圧ロール６２側の領域から、加圧ロール６２の周面に沿って記録用紙Ｐをニップ部Ｎに進入するように設定されている。
これにより、下部ガイド板７４Ｌは、下部フィーダ７３Ｌによって搬送される記録用紙Ｐの経路を上側に向けて偏向するようになっており、下部搬送路７１Ｌによって搬送される記録用紙Ｐは、図２中に破線で示すように下側に凸に屈曲してニップ部Ｎに案内されるようになっている。

切り替え装置７２は、無端ベルトが搬送プーリに張架されて成るフィーダが、図示しない揺動駆動手段の駆動によって、その上流側のプーリを中心として上下に揺動可能に設けられて構成されている。そして、図２中実線で示す上側の位置では、下流側のプーリが上部搬送路７１Ｕ（上部フィーダ７３Ｕ）に近接して位置し、図２中二点鎖線で示す下側の位置では、下流側のプーリが下部搬送路７１Ｌ（下部フィーダ７３Ｌ）に近接して位置するようになっている。これにより、記録用紙Ｐを上部搬送路７１Ｕと下部搬送路７１Ｌとのいずれかに向けて搬送することができるようになっている。

上記のごとき構成の導入機構７０は、切り替え装置７２によって記録用紙Ｐを上部搬送路７１Ｕ（上部フィーダ７３Ｕ）または下部搬送路７１Ｌ（下部フィーダ７３Ｌ）に振り分ける。記録用紙Ｐを受け取った上部搬送路７１Ｕまたは下部搬送路７１Ｌは、記録用紙Ｐを上部フィーダ７３Ｕまたは下部フィーダ７３Ｌによって搬送し、上部ガイド板７４Ｕまたは下部ガイド板７４Ｌによってその姿勢を規定して定着装置６０のニップ部Ｎに進入させる。
このような導入機構７０の各部の駆動制御（切り替え装置７２の切り替えおよび搬送路７１のフィーダ７３の駆動制御）は、制御部４０によって行われる。

制御部４０は、図示しない操作パネルから入力される用紙設定（記録用紙Ｐに関する情報）に基づいて、切り替え装置７２を、記録用紙Ｐが厚い場合には上部搬送路７１Ｕ側とし、薄い場合には下部搬送路７１Ｌ側とする。
この切り替え装置７２の判定基準は、記録用紙Ｐの厚さの指標である坪量に基づいて用紙設定の情報と関連して予め定められている。たとえば、記録用紙Ｐの坪量が１２０ｇ／ｍ^２以上では上部搬送路７１Ｕ側とし、１２０ｇ／ｍ^２未満では下部搬送路７１Ｌ側とする。この切り替え装置７２の切り替えは、画像形成装置１に入力された記録用紙Ｐの設定に従って行われる温度や速度等の定着パラメータの変更と同時に行う。

上記のごとき導入機構７０を備えることによって、厚い記録用紙Ｐの先端部による定着ベルト６１０の表面の傷付きや凹みを抑制し、定着ベルト６１０の傷や凹みに起因する定着画像の乱れを防ぐと共に、薄い記録用紙Ｐの定着皺の発生を抑制して、定着作用を行うことができる。
すなわち、定着装置６０のニップ部Ｎに記録用紙Ｐを咬み込む際に、記録用紙Ｐの先端部によって定着ベルト６１０の表面に傷や凹みが形成されることがある。それらは、図５（ａ）に示すように記録用紙Ｐをニップ部Ｎに咬み込む際に、記録用紙Ｐの先端部のエッジが強く当たることによって、定着ベルト６１０の表面の樹脂層（弾性層，剥離層）が弾性変形許容量を超えて塑性変形してしまい、図５（ｂ）に示すように復元しない塑性変形部となってしまうことによって生ずる。これは、記録用紙Ｐの先端がバリ等により鋭くなっていると局部的な圧力が大きくなって生じやすい。また、記録用紙Ｐの厚さが厚い場合にはニップ部Ｎ内の圧力が薄紙と比較して大きくなり、大きな傷や凹みを生ずる。

本実施の形態では、傷や凹みを生じやすい厚い記録用紙Ｐの場合には、図４（ａ）に示すように上部搬送路７１Ｕによって記録用紙Ｐを定着ベルトモジュール６１に沿わせてニップ部Ｎに進入させることで、図４（ｂ）に示す状態のように記録用紙Ｐの先端エッジが定着ベルト６１０の表面に食い込むような状態となることを防ぎ、記録用紙Ｐによる定着ベルト６１０の表面の凹みや傷の形成を抑えることができる。

ここで、上記構成の定着装置６０に対して、比較実験を行った結果を図６に示す。
（Ａ）は、本実施の形態を適用した構成で、
φ１＝１７．５°
φ２＝２７．５°
として、φ１＜φ２の条件を満たすものである。
（Ｂ），（Ｃ）は比較例で、それぞれ
φ１＝２７．５°
φ２＝１７．５°
として、φ１＜φ２の条件を満たさないものである。

定着装置６０の他の条件は、
ニップ部Ｎのニップ幅（記録用紙Ｐの移動方向の長さ）：２０ｍｍ
ニップ荷重：通紙時の最大面圧０．８ＭＰａ（８ｋｇ／ｃｍ^２）
である。
実験方法は、定着ベルト６１０に凹みや傷を形成し易い坪量２００ｇ／ｍ^２以上のＡ４の記録用紙Ｐを、プロセス速度２６０ｍｍ／ｓで通紙した後、坪量１２７ｇ／ｍ^２のコート紙に１２ｇ／ｍ^２の未定着トナー像を形成して６０°画像グロスで６０％の定着画像を得、その画像において定着ベルト６１０の傷に対応したスジを目視評価した。
（Ａ）および（Ｂ）では先端にバリのある記録用紙Ｐを用い、（Ｃ）では先端にバリのない記録用紙Ｐを用いた。
評価階級は、
０：目視では確認できない
１：非常に軽微な線が見えるがほとんど気がつかない
２：わずかに見える
３：薄い線が見える
である。

その結果、定着ベルト６１０に記録用紙Ｐを沿わせるように挿入した本実施の形態では、記録用紙Ｐにバリがあっても、バリ無しの比較例（Ｃ）とほぼ同等の結果が得られ、本構成の有効性が確かめられた。

一方、薄い記録用紙Ｐの場合には、剛性（いわゆるコシ）が小さいために定着時にシワを生ずる虞がある。このようなシワは、記録用紙Ｐの姿勢を湾曲させて幅方向の剛性を高めることで抑制できる。このため、下部搬送路７１Ｌによって記録用紙Ｐを湾曲させて搬送することで、シワを抑制するようになっている。厚さが薄い記録用紙Ｐでは定着ベルト６１０に傷を形成することはなく、上記条件から外れた進入姿勢であっても問題ない。

なお、記録用紙Ｐの進入姿勢を上記の条件に規定する構成は、上記実施の形態に限定されるものではない。
図７は異なる経路規定構成を適用した定着装置を示す。図中、上記構成例と同機能の部位には同符号を付して説明を省略する。
図７に示す構成は、記録用紙Ｐの搬送経路の下側に、搬送加熱ロール７５を備えたものである。
搬送加熱ロール７５は、たとえば、アルミニウム等によって形成された円筒形のロールであり、その内部には、加熱手段としてのハロゲンヒータが配設されてその表面温度がたとえば１００℃に加熱制御されるようになっている。
これにより、記録用紙Ｐをその下面側から加熱することで、上側に凸の形状にカールさせ、上記の条件（φ１＜φ２）を満足させる姿勢でニップ部Ｎに進入させるものである。つまり、この構成では、搬送加熱ロール７５が本発明における進入姿勢規定手段および案内手段である。

また、図８にさらに異なる経路規定構成の概念の説明図を示す。
図８に示す構成は、ニップ部Ｎの上流側に配置された案内板７６によって、記録用紙Ｐを、その先端が定着ベルトモジュール６１（定着ベルト６１０）のニップ部Ｎの入り口より所定量（Ｘ）上流側に接触する経路で案内するように構成したものである。これにより、先端が定着ベルト６１０に接触した記録用紙Ｐは定着ベルト６１０の回転に伴って図中二点鎖線で示すように下側に湾曲し、ニップ部Ｎへの進入状態（記録用紙Ｐの先端のエッジ部が加圧ロール６２によって定着ベルト６１０に圧接される状態）では、上記φ１＜φ２の条件を満たす姿勢となるようになっているものである。
この構成では、先端がニップ部Ｎに至るまでの記録用紙Ｐの搬送経路はφ１＜φ２の条件の範囲内である必要はなく、高い自由度で搬送経路を設定できる。

なお、上記実施の形態は本発明を定着ロール６１１に定着ベルト６１０が張架された定着装置６０に適用したものであるが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。たとえば、定着ロールに加圧ロールを圧接して構成された定着装置に適用しても良いものである。そのような構成の場合には、定着ロールが本発明における定着部材となる。

本実施の形態を適用した画像形成装置の概略構成図である。 定着装置の概略構成を示す断面図である。 導入機構による記録用紙の姿勢規定を説明する定着装置の概略拡大図である。 記録用紙のニップ部への進入姿勢による定着ベルトへの接触状態を説明する図である。 記録用紙による定着ベルトの傷形成の説明図である。 比較実験の結果を示すグラフである。 異なる経路規定構成を適用した定着装置の概略構成断面図である。 異なる経路規定構成の概念説明図である。

符号の説明

１…画像形成装置、４０…制御部（制御手段）、６０…定着装置、６１０…定着ベルト（定着部材）、６１１…定着ロール、６２…加圧ロール（加圧部材）、７０…導入機構（進入姿勢規定手段，案内手段）、７１Ｕ…上部搬送路（第一の案内経路）、７１Ｌ…下部搬送路（第二の案内経路）、７５…搬送加熱ロール（進入姿勢規定手段，案内手段）、Ｎ…ニップ部、Ｐ…記録用紙（記録媒体）

Claims (4)

1. 記録媒体上に転写されたトナー像を当該記録媒体上に定着する定着装置であって、
   外周面に樹脂層を有し、回転する定着部材と、
   前記定着部材とは反対方向に回転し、当該定着部材との間に前記記録媒体を通過させて加圧する加圧域を形成する加圧部材と、
   前記加圧域の前記記録媒体の入り口部位よりも当該記録媒体の通過方向上流側に設けられ、当該記録媒体を当該入り口部位に向けて案内する案内部材とを備え、
   前記加圧域は、前記加圧部材の凸の円弧形状を有する部位に対して前記定着部材の凸の円弧形状を有する部位が押圧されることにより、当該定着部材の凸の円弧形状に倣って当該加圧部材の凸の円弧形状が凹状に弾性変形した領域であり、
   前記案内部材は、前記入り口部位における前記定着部材の凸の円弧形状の接線および当該入り口部位における前記加圧部材の凸の円弧形状の接線がなす角を二等分する中心線と、当該入り口部位における当該定着部材の凸の円弧形状の接線との間の領域に設けられ、当該入り口部位に向かって延びる第１の案内部材と、当該中心線よりも当該加圧部材に近い領域において、当該入り口部位に向かって延びる第２の案内部材とを有し、
   前記記録媒体の坪量が所定値よりも大きい場合には、当該記録媒体を前記第１の案内部材にて案内し、当該記録媒体の坪量が当該所定値以下の場合には、当該記録媒体を前記第２の案内部材にて案内する
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記定着部材は、基材と、当該基材上に被覆された弾性を有する弾性層と、当該弾性層上に被覆された前記樹脂層とを有し、内周面からロール部材により張架されることにより凸の円弧形状を呈する無端状の定着ベルトから構成され、
   前記加圧部材は、凸の円弧形状を有するとともに、前記定着ベルトを介して前記ロール部材から押圧されることで、凹状に弾性変形する加圧ロールから構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
   外周面に樹脂層を有し、回転する定着部材と、
   外周面が前記定着部材の前記樹脂層と接触して設けられるとともに、当該定着部材との間に、トナー像が転写された記録媒体を通過させて加熱加圧する加圧域を形成する加圧部材と、
   前記加圧域の入り口部位よりも前記記録媒体の通過方向上流側にて、トナー像が転写された当該記録媒体を当該入り口部位に向けて案内する案内部材と、を備え、
   前記加圧域は、前記加圧部材の凸の円弧形状を有する部位に対して前記定着部材の凸の円弧形状を有する部位が押圧されることにより、当該定着部材の凸の円弧形状に倣って当該加圧部材の凸の円弧形状が凹状に弾性変形した領域であり、
   前記案内部材は、前記入り口部位における前記定着部材の凸の円弧形状の接線および当該入り口部位における前記加圧部材の凸の円弧形状の接線がなす角を二等分する中心線と、当該入り口部位における当該定着部材の凸の円弧形状の接線との間の領域に設けられ、当該入り口部位に向かって延びる第１の案内部材と、当該中心線よりも当該加圧部材に近い領域において、当該入り口部位に向かって延びる第２の案内部材とを有し、
   前記記録媒体の坪量が所定値よりも大きい場合には、当該記録媒体を前記第１の案内部材にて案内し、当該記録媒体の坪量が当該所定値以下の場合には、当該記録媒体を前記第２の案内部材にて案内する
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記定着部材は、基材と、当該基材上に被覆された弾性を有する弾性層と、当該弾性層上に被覆された前記樹脂層とを有し、内周面からロール部材により張架されることにより凸の円弧形状を呈する無端状の定着ベルトから構成され、
   前記加圧部材は、凸の円弧形状を有するとともに、前記定着ベルトを介して前記ロール部材から押圧されることで、凹状に弾性変形する加圧ロールから構成されること
   を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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