JP4855814B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、感光体ドラムの表面を、帯電ローラによって帯電させ、ＬＥＤヘッドによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像ローラ上で薄層化されたトナーが静電的に付着させられてトナー像が形成され、該トナー像を転写ローラによって用紙に転写するようになっている。そして、用紙に転写されたトナー像は、定着装置としての定着器において用紙に定着され、排出される。

ところで、加圧ベルトを介して加圧パッドが定着部材としての定着ローラに押し付けられるベルトニップ方式の定着器が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。

図２は従来の定着器の断面図である。

図において、１０１は定着器、１０２は加圧ベルトアッセンブリ、１０３は該加圧ベルトアッセンブリ１０２と対向させて配設された定着ローラ、１０５は加圧ベルト、１０６は加圧パッド、１０７は前記加圧ベルト１０５を介して前記加圧パッド１０６を定着ローラ１０３に押し付けるスプリング、１０８は前記加圧パッド１０６を保持するホルダ、１１１はヒータである。前記ホルダ１０８は、図示されない案内部材によって摺動自在に案内され、進退させられる。

また、ｎは加圧ベルトアッセンブリ１０２と定着ローラ１０３との間に形成されたニップ部であり、該ニップ部ｎにおいて、トナー像が転写された図示されない用紙が通過する際に、該トナー像は、定着ローラ１０３によって加熱され、加圧ベルトアッセンブリ１０２によって加圧されて用紙に定着させられる。
特開平９−３４２９１号公報

しかしながら、前記従来の定着器１０１においては、加圧ベルト１０５が走行するのに伴って、加圧ベルト１０５の内周面と、加圧パッド１０６の上面との間に摺動抵抗が発生し、加圧パッド１０６が傾いたり、振動、がたつき等が生じたりして、ホルダ１０８と案内部材との間にかじりが発生することがある。その場合、定着ローラ１０３に加圧パッド１０６を安定して押し付けることができなくなり、画像に、乱れ、ずれ、むら等が発生し、画像品位が低下してしまう。

本発明は、前記従来の定着器の問題点を解決して、定着部材に加圧パッドを安定して押し付けることができ、画像品位を向上させることができる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。

そのために、本発明の定着装置においては、現像剤像を保持する記録媒体を加熱する定着ローラと、前記記録媒体を前記定着ローラに押し付ける加圧ローラと、該加圧ローラと並設され、前記記録媒体を定着ローラに押し付ける加圧パッドと、支持軸を回動中心にして回動自在に配設され、前記加圧ローラを回転自在に支持する第１の支持部材と、該第１の支持部材を所定の回転方向に付勢し、前記加圧ローラを定着ローラに向けて付勢する第１の付勢部材と、前記支持軸を回動中心にして回動自在に配設され、前記加圧パッドを固定して支持する第２の支持部材と、該第２の支持部材を所定の回転方向に付勢し、前記加圧パッドを定着ローラに向けて付勢する第２の付勢部材と、前記定着ローラに接触させて懸架されたベルト部材とを有する。
そして、前記加圧ローラ及び加圧パッドは、ベルト部材を介して記録媒体を定着ローラに押し付ける。

本発明によれば、定着装置においては、現像剤像を保持する記録媒体を加熱する定着ローラと、前記記録媒体を前記定着ローラに押し付ける加圧ローラと、該加圧ローラと並設され、前記記録媒体を定着ローラに押し付ける加圧パッドと、支持軸を回動中心にして回動自在に配設され、前記加圧ローラを回転自在に支持する第１の支持部材と、該第１の支持部材を所定の回転方向に付勢し、前記加圧ローラを定着ローラに向けて付勢する第１の付勢部材と、前記支持軸を回動中心にして回動自在に配設され、前記加圧パッドを固定して支持する第２の支持部材と、該第２の支持部材を所定の回転方向に付勢し、前記加圧パッドを定着ローラに向けて付勢する第２の付勢部材と、前記定着ローラに接触させて懸架されたベルト部材とを有する。
そして、前記加圧ローラ及び加圧パッドは、ベルト部材を介して記録媒体を定着ローラに押し付ける。

この場合、加圧パッドが、第２の支持部材によって固定して支持され、第２の付勢部材によって定着ローラに向けて付勢されるので、加圧パッドが傾いたり、振動、がたつき等が生じたりすることがなく、加圧パッドと他の部材との間にかじりが発生することがない。したがって、定着ローラに加圧パッドを安定して押し付けることができ、画像に、乱れ、ずれ、むら等が発生するのを防止することができる。その結果、画像品位を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。

図において、１１は記録媒体収容部としての給紙カセットであり、該給紙カセット１１は、プリンタの下部に配設され、記録媒体としての図示されない用紙を収容する。該給紙カセット１１の前端に隣接させて、用紙を１枚ずつ分離して給紙する給紙機構が配設される。該給紙機構は、給紙ローラ１２ａ、１２ｂ及び分離ローラ１３を備え、給紙機構によって給紙された用紙は、上部に配設された搬送ローラ部１４に送られ、更に搬送ローラ部１５に送られ、その後、搬送部材としての、かつ、第１の転写部材としての搬送ベルト１７が走行させられるのに伴って、該搬送ベルト１７によって搬送され、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成を行う画像形成部としての画像形成ユニット（現像装置）１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃと、第２の転写部材としての転写ローラ５１Ｂｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃとの間を通過する。該転写ローラ５１Ｂｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃは、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて、像担持体としての感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃによって形成された各色の現像剤像としてのトナー像を、前記用紙に転写し、カラーのトナー像を形成する。なお、搬送ベルト１７及び各転写ローラ５１Ｂｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃによって転写ユニットが構成される。

続いて、用紙は、定着装置としてのベルトニップ方式の定着器１８に送られ、該定着器１８においてカラーのトナー像が用紙に定着させられ、カラーの画像が形成される。そして、定着器１８から排出された用紙は、搬送ローラ１９によって搬送された後、排出搬送ローラ２０によってプリンタ外に排出される。

前記感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃの表面を露光して静電潜像を形成するために露光装置としての各ＬＥＤヘッド２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃが、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃと対向させて配設される。

前記各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは、プリンタの装置本体に対して着脱自在に配設され、そのために、プリンタの上部に上部カバー２３が開閉自在に配設される。前記各ＬＥＤヘッド２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃは上部カバー２３によって保持される。

なお、前記プリンタにおいては、一般に、用紙として、コピー等に用いられる普通紙のほかに、ＯＨＰシート、カード、葉書、秤量が約１００〔ｇ／ｍ² 〕相当以上の厚紙、封筒、熱容量の大きいコート紙等の特殊紙を使用することができる。

次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。

まず、前記給紙カセット１１に収容された用紙は、給紙ローラ１２ａ、１２ｂ及び分離ローラ１３によって１枚ずつ分離され、繰り出され、搬送ローラ部１４、１５によって搬送され、搬送ベルト１７に送られる。

一方、帯電ローラによって帯電させられた感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃの表面は、ＬＥＤヘッド２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃによって露光され、静電潜像が形成される。該静電潜像は、現像ローラによって現像され、感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ上に現像剤像としてのトナー像が形成される。

続いて、用紙は、搬送ベルト１７の走行に伴って、感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃと転写ローラ５１Ｂｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃとの間を通過する際に、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色のトナー像が順次転写され、カラーのトナー像が形成される。

その後、前記用紙は、定着器１８に送られ、該定着器１８においてカラーのトナー像が定着させられ、カラー画像が形成される。なお、転写後の感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ上に残留したトナーは、クリーニング装置としてのクリーニングブレードによって掻き取られ、除去され、次の帯電に利用される。

次に、前記定着器１８について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における定着器の概略図、図４は本発明の第１の実施の形態における定着器の要部を示す斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態における定着器の要部を示す分解斜視図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるニップ部の圧力分布を示す図、図７はニップ部の圧力分布を示す第１の参考図、図８はニップ部の圧力分布を示す第２の参考図、図９はニップ部の圧力分布を示す第３の参考図である。なお、図６〜９において、横軸にニップ部Ｎの幅を、縦軸に圧力分布を採ってある。

図に示されるように、定着器１８は、未定着のトナー像Ｔを用紙Ｐに定着させるためのニップ部Ｎが、加熱部材としての、かつ、定着部材としての定着ローラ３２と、加圧ユニットとしての加圧ベルトアッセンブリ３３とを圧接させることによって形成される。

前記定着ローラ３２は、図示されない軸受けによって回転自在に支持され、図示されない定着用の駆動部としての定着用モータからの回転を受け、時計回り方向に所定の周速度で回転させられる。また、前記定着ローラ３２の表面付近には、温度検出部としての図示されないサーミスタが配設され、定着ローラ３２内には、加熱体としての、かつ、熱源としてのヒータ３７が配設される。本実施の形態においては、ヒータ３７としてハロゲンランプが使用されるようになっているが、該ハロゲンランプに代えて誘導加熱体等を使用することができる。

一方、加圧ベルトアッセンブリ３３は、加圧部材としての加圧ローラ３４、ベルト部材としての無端状の加圧ベルト３５及び押圧部材としての加圧パッド３６を備える。前記加圧ローラ３４は、後述されるように、第１の付勢部材としてのスプリング３８によって定着ローラ３２に向けて付勢され、加圧ベルト３５を挟んで定着ローラ３２に対して所定の、押し付ける力、すなわち、押圧力で押し付けられ、用紙Ｐを定着ローラ３２に押し付ける。また、加圧ベルト３５は前記定着ローラ３２と接触させて懸架される。なお、前記スプリング３８としてコイルスプリングが使用される。

前記加圧パッド３６は、加圧ベルト３５の内側で、加圧ベルト３５の走行方向において加圧ローラ３４より上流側に配設され、第２の付勢部材してのスプリング４２によって定着ローラ３２に向けて付勢され、加圧ベルト３５を挟んで定着ローラ３２に対して所定の押圧力で押し付けられ、用紙Ｐを定着ローラ３２に押し付ける。なお、前記スプリング４２としてコイルスプリングが使用される。

前記加圧ローラ３４と加圧パッド３６との間の部分の加圧ベルト３５と定着ローラ３２との接触領域がニップ部Ｎになる。そして、前記加圧ベルト３５は、定着ローラ３２の回転に伴い、ニップ部Ｎにおいて定着ローラ３２との間に発生する摩擦力によって従動し、回転方向に走行させられる。なお、前記ニップ部Ｎの幅（加圧ベルト３５の走行方向における距離）は、加圧パッド３６の幅を変更することによって容易に変更することができる。

前記定着ローラ３２は、外径が約２８〔ｍｍ〕の中空ローラから成り、鉄の芯金の上にシリコーンゴムから成る厚さが１．２〔ｍｍ〕の、耐熱性を有する弾性層、すなわち、耐熱弾性層３２ａを被覆し、更にその外周面に離型層として厚さ３０〔μｍ〕のフッ素樹脂層３２ｂを被覆することによって形成される。なお、本実施の形態においては、芯金として鉄が使用されるようになっているが、該鉄に代えてアルミニウム等の他の金属を使用することができる。

前記加圧ベルト３５は、基層、及び基層の上に被覆された離型層の２層構造から成り、本実施の形態において、基層は、耐熱性樹脂としてのポリイミドによって形成され、直径が３０〔ｍｍ〕で厚さが８０〔μｍ〕のベルトによって形成され、離型層は、厚さが２０〔μｍ〕のＰＦＡコーティングによって形成される。

前記加圧ローラ３４は、少なくとも定着ローラ３２より高硬度で形成され、加圧ローラ３４の定着ローラ３２に対する圧接部において、定着ローラ３２が弾性変形し、用紙Ｐのセルフストリッピング機能を維持するようになっている。

前記加圧ローラ３４は、外径が１６〔ｍｍ〕の弾性体ローラから成り、鉄の芯金軸３４ａの上に、厚さが１〔ｍｍ〕のシリコーンスポンジから成り、耐熱性を有する弾性体３４ｂを被覆することによって形成される。前記シリコーンスポンジは、加圧ローラ３４の軸方向における圧力分布を均一にするために、外径差が０．１〔ｍｍ〕のクラウン形状を有する。そして、加圧ローラ３４と定着ローラ３２とが形成するニップ領域Ｃのニップ幅は約４〔ｍｍ〕にされる。

前記加圧パッド３６は、ベース部材の所定の箇所に、耐熱弾性層を部分成形し、加圧ベルト３５と接触する面に低摩擦部材を被覆することによって形成され、低摩擦部材を加圧ベルト３５の内面に接触させて配設される。

前記ベース部材は、金属材料の押出し又は引抜きによって形成され、本実施の形態においては、アルミ押出し材を使用した。また、前記耐熱弾性層は、ゴム硬度がＪＩＳＡ１５〜４０〔°〕のシリコーンゴムから成り、本実施の形態においては、ゴム硬度がＪＩＳＡ４０〔°〕に、厚さが約１〔ｍｍ〕に、加圧ベルト３５の走行方向における加圧ベルト３５との接触幅が約４〔ｍｍ〕になるように形成した。さらに、加圧パッド３６の長手方向における圧力分布を均一にするために、中央部が両端部に対して０．１〔ｍｍ〕突出するクラウン形状とした。そして、前記低摩擦部材は、加圧ベルト３５の内周面と加圧パッド３６の表面との間の摩擦抵抗を小さくするために形成され、グラファイトを含有するシリコーン系のコーティングから成り、厚さが２０〔μｍ〕にされる。

加圧パッド３６と加圧ローラ３４との間隙は約１〔ｍｍ〕に設定される。前記加圧パッド３６は、定着ローラ３２の軸方向における複数箇所に配設されたスプリング４２によって、加圧ベルト３５を介して定着ローラ３２に押し付けられる。前記加圧ベルト３５を挟んで加圧パッド３６と定着ローラ３２とが形成するニップ領域Ａのニップ幅は約４〔ｍｍ〕にされる。

図６に示されるように、ニップ領域Ａにおいて加圧パッド３６が定着ローラ３２に押し付けられる平均面圧は、ニップ領域Ｃにおいて加圧ローラ３４が定着ローラ３２に押し付けられる平均面圧より低く設定される。該平均面圧は、各ニップ領域Ａ及びＣに加わる総圧を各ニップ領域Ａ及びＣの面積によって除算することにより算出することができる。本実施の形態において、前記加圧ローラ３４を付勢するスプリング３８、及び加圧パッド３６を付勢するスプリング４２によって、前記平均面圧が、ニップ領域Ｃにおいて約２．０〔ｋｇ／ｃｍ² 〕に、ニップ領域Ａにおいて約０．８〔ｋｇ／ｃｍ² 〕になるように設定される。また、ニップ領域Ａ、Ｃ間に、加圧ベルト３５が定着ローラ３２に押し付けられるニップ領域（微小加圧領域）Ｂが形成され、該ニップ領域Ｂにおいて、加圧ベルト３５は、テンションによって定着ローラ３２に押し付けられる。

ところで、前記加圧ローラ３４は、両端が軸受けｂｒ１を介して第１の支持部材としての左右の加圧ローラレバー４１ａに対して回転自在に支持され、該加圧ローラレバー４１ａは、両端の側板に配設された支持軸ｓｈ１を揺動中心にして揺動自在に支持される。そして、前記加圧ローラレバー４１ａと前板９１との間に、前記スプリング３８が配設され、該スプリング３８の付勢力によって、加圧ローラレバー４１ａは図１における反時計回りの回転方向に付勢され、それに伴って、加圧ローラ３４が定着ローラ３２に向けて付勢される。

また、前記加圧パッド３６は、両端が第２の支持部材としての左右の加圧パッドレバー４１ｂに固定されて支持され、該加圧パッドレバー４１ｂは、前記支持軸ｓｈ１を揺動中心にして揺動自在に支持される。そして、前記加圧パッド３６と、前記加圧ローラレバー４１ａに固定されたフレーム部材４５との間に前記スプリング４２が配設され、加圧パッド３６が定着ローラ３２に向けて付勢される。前記スプリング４２は、加圧パッド３６の長手方向に複数配設され、ニップ領域Ａの長手方向における圧力分布が均一化される。

なお、前記フレーム部材４５の周囲には、加圧ベルト３５の走行を案内するガイド部材４４が配設される。前記加圧ベルト３５は、周方向において、ニップ部Ｎ及びその近傍部以外の部分はテンションが加わらない状態に置かれる。

前記加圧ベルト３５は、走行に伴って、加圧ローラ３４の軸方向、すなわち、加圧パッド３６の長手方向に移動しようとするが、前記ガイド部材４４と加圧ローラレバー４１ｂとの間に配設されたフランジ部材ｆ１の内側面に加圧ベルト３５の端部が当接して、移動を阻止する。ここで、前記加圧ローラレバー４１ａによる加圧ローラ３４の回転半径をＲ１とし、加圧パッドレバー４１ｂによる加圧パッド３６の回転半径をＲ２とすると、
Ｒ１≦Ｒ２
となる位置に支持軸ｓｈ１が配設される。なお、本実施の形態においては、定着器１８の部品点数を少なくしたり、定着器１８を小型化したりすることができるように、共通の支持軸ｓｈ１を中心にして加圧ローラレバー４１ａ及び加圧パッドレバー４１ｂを揺動させるようになっているが、異なる支持軸を中心にして加圧ローラレバー４１ａ及び加圧パッドレバー４１ｂを揺動させることができる。

次に、前記構成の定着器１８の動作について説明する。

まず、定着器１８においては、プリンタにおける印刷の開始に伴って、定着ローラ３２の回転が開始されるが、定着ローラ３２の一端に図示されないギヤを一体に備え、該ギヤは、プリンタの装置本体に配設され、前記定着用モータの出力軸に取り付けられた駆動用のギヤと噛合し、回転を受けて、用紙Ｐを搬送する方向に回転させられる。前記加圧ベルト３５は定着ローラ３２の回転に伴って、ニップ部Ｎにおける定着ローラ３２との摩擦力によって従動して走行させられる。

また、前記ヒータ３７は、図示されない給電回路からの電流が供給されて発熱し、定着ローラ３２を内部から加熱する。そして、加熱された定着ローラ３２の表面温度がサーミスタによって検出され、図示されない制御部の温調回路に入力される。該温調回路は、検出された定着ローラ３２の表面温度に基づいて、給電回路からヒータ３７への電流の供給を制御し、定着ローラ３２の表面温度を定着温度に維持する。

前記定着ローラ３２がヒータ３７によって加熱され、表面温度が定着温度に維持された状態において、案内部材９２を介してニップ部Ｎに用紙Ｐが供給され、前記ニップ部Ｎにおいて、トナー像Ｔが加熱され、加圧されて用紙Ｐ上に固着像として定着させられる。

ところで、従来の定着器１０１（図２参照）においては、加圧パッド１０６が案内部材に対して摺動自在に配設されるようになっているので、加圧パッド１０６が傾いたり、振動、がたつき等が生じたりして、加圧パッド１０６と案内部材との間にかじりが発生することがある。

本実施の形態において、仮に、加圧パッド３６と他の部材との間でかじりが発生し、加圧パッド３６が加圧位置に戻らない場合、加圧パッド３６を定着ローラ３２に向けて押圧する力が小さくなる。そして、前記加圧パッド３６の押圧力は、スプリング４２によって発生させられているので、反力はフレーム部材４５を下に押し下げるように働き、加圧ローラレバー４１ａを時計回りの回転方向に回転させる方向に働く。したがって、図７に示されるように、加圧パッド３６の押圧力が小さくなると、加圧ローラ３４の押圧力はその分大きくなる。

本実施の形態における加圧パッド３６は、両端が加圧パッドレバー４１ｂに固定され、かつ、加圧ベルト３５より外側に配設された支持軸ｓｈ１を揺動中心にして揺動自在に配設されるので、加圧パッド３６が傾いたり、振動、がたつき等が生じたりすることがなく、加圧パッド３６と他の部材との間にかじりが発生することがない。したがって、定着ローラ３２に加圧パッド３６を安定して押し付けることができ、画像に、乱れ、ずれ、むら等が発生するのを防止することができる。その結果、画像品位を向上させることができる。

なお、加圧パッド３６の長手方向においても、定着ローラ３２に加圧パッド３６を均一な押圧力で安定して押し付けることができ、むらが発生するのを防止することができる。

また、仮に、加圧ローラ３４の押圧力が大きくなると、用紙上のトナー像が搬送方向に沿ってずれる現象、すなわち、画像のずれが発生する。該画像のずれは、加圧ローラ３４による大きい押圧力によって定着ローラ１０３上の弾性層に極度の歪みが発生させられることに起因する。

これに対して、本実施の形態においては、加圧パッド３６にかじりが発生することがないので、加圧ローラ３４の押圧力が大きくならない。したがって、画像のずれが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。

また、従来の定着器１０１においては、加圧パッド１０６を案内部材に対して摺動させるために、加圧パッド１０６と案内部材との間に隙間が形成されるので、加圧ベルトの走行に伴って、摩擦力が加圧パッド１０６に加わり、加圧パッド１０６が傾き、図８に示されるように、ニップ領域Ｂにおける加圧パッド１０６の押圧力が小さくなるとともに、ニップ領域Ｂの範囲が広がってしまう。

その場合、ニップ領域Ｂにおいて、トナーから発生する空気、水蒸気等の動きを抑え込むことができず、トナーから放出される空気、水蒸気等の量が多くなり、コート紙等のように通気性の低い用紙を使用した場合、画像の乱れが発生しやすくなる。

これに対して、本実施の形態においては、加圧ベルト３５の走行に伴って加圧パッド３６が傾くのを防止することができるので、ニップ領域Ｂにおける加圧パッド３６の押圧力が小さくなるのを防止することができるとともに、ニップ領域Ｂの範囲が広がることがなくなる。したがって、トナーから発生する空気、水蒸気等の動きを抑え込むことができ、画像の乱れが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。

ところで、仮に、加圧ベルト３５の走行に伴って加圧パッド３６が定着ローラ３２に対して食い込むと、図９に示されるように、加圧パッド３６の押圧力が大きくなり、加圧ローラ３４の押圧力はその分小さくなる。このとき、加圧パッド３６の押圧力が過剰に大きくなると、加圧ベルト３５と加圧パッド３６との間の摩擦力が、加圧ベルト３５と定着ローラ３２との間の摩擦力より大きくなり、加圧ベルト３５の走行性が著しく悪化する。その場合、加圧ベルト３５に、びびりによるスリップスティック現象が発生し、画像にジッタが発生してしまう。

ところが、本実施の形態においては、加圧パッド３６の回転半径Ｒ２が加圧ローラ３４の回転半径Ｒ１より大きくされるので、加圧ベルト３５の走行に伴って加圧パッド３６が定着ローラ３２に対して食い込むのを防止することができる。したがって、加圧パッド３６の押圧力が過剰に大きくなるのを防止することができるので、加圧ベルト３５の走行性を良好にすることができる。その結果、加圧ベルト３５を安定させて走行させることができ、画像にジッタが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図１０は本発明の第２の実施の形態における定着器の概略図、図１１は本発明の第２の実施の形態における定着器の要部を示す斜視図、図１２は本発明の第２の実施の形態における定着器の要部を示す分解斜視図である。

図に示されるように、加圧部材としての加圧ローラ３４は、両端が軸受けｂｒ１を介して第１の支持部材としての左右の加圧ローラレバー６１ａに対して回転自在に支持され、該加圧ローラレバー６１ａは、両端の側板に配設された支持軸ｓｈ１を揺動中心にして揺動自在に支持される。そして、前記加圧ローラレバー６１ａと前板９１との間に、第１の付勢部材としてのスプリング３８が配設され、該スプリング３８の付勢力によって、加圧ローラレバー６１ａは図１０における反時計回りの回転方向に付勢され、それに伴って、加圧ローラ３４が加熱部材としての、かつ、定着部材としての定着ローラ３２に向けて付勢される。

また、押圧部材としての加圧パッド３６は、両端が第２の支持部材としての左右の加圧パッドレバー６１ｂに固定されて支持され、該加圧パッドレバー６１ｂは、前記支持軸ｓｈ１を中心に揺動自在に支持される。そして、前記加圧パッド３６と、前記加圧ローラレバー６１ａとの間に第２の付勢部材としてのスプリング６２が配設され、加圧パッド３６が定着ローラ３２に向けて付勢される。前記スプリング６２は、加圧パッド３６の両端に配設され、一端が、加圧ローラレバー６１ａの所定の箇所に、切り起こしによって形成されたストッパ９３と当接させられ、他端が、加圧パッドレバー６１ｂの所定の箇所に、切り起こしによって形成されたストッパ９４と当接させられる。

この場合、スプリング６２が加圧ローラレバー６１ａと加圧パッドレバー６１ｂとの間に直接配設されるので、加圧ユニットとしての加圧ベルトアッセンブリ３３を小型化することができるだけでなく、加圧ベルト３５の周長を短くすることができる。

前記定着ローラ３２は、外径が約２５〔ｍｍ〕の中空ローラから成り、鉄の芯金の上にシリコーンゴムから成る厚さが１．０〔ｍｍ〕の耐熱弾性層３２ａを被覆し、更にその外周面に離型層として厚さ３０〔μｍ〕のフッ素樹脂層３２ｂを被覆することによって形成される。

前記加圧ベルト３５は、基層、及び基層の上に被覆された離型層の２層構造から成り、本実施の形態において、基層は、耐熱性樹脂としてのポリイミドによって形成され、直径が２４〔ｍｍ〕で厚さが７０〔μｍ〕のベルトによって形成され、離型層は、厚さが１０〔μｍ〕のＰＦＡコーティングによって形成される。

前記加圧ローラ３４は、外径が１４〔ｍｍ〕の弾性体ローラから成り、鉄の芯金軸３４ａの上に、厚さが１〔ｍｍ〕のシリコーンスポンジから成り、耐熱性を有する弾性体３４ｂを被覆することによって形成される。前記シリコーンスポンジは、加圧ローラ３４の軸方向における圧力分布を均一にするために、外径差が０．２〔ｍｍ〕のクラウン形状を有する。そして、加圧ローラ３４と定着ローラ３２とが形成するニップ領域Ｃのニップ幅は約３〔ｍｍ〕にされる。

前記耐熱弾性層は、ゴム硬度がＪＩＳＡ１５〜４０〔°〕のシリコーンゴムから成り、本実施の形態においては、ゴム硬度がＪＩＳＡ４０〔°〕に、厚さが約１〔ｍｍ〕に、加圧ベルト３５の走行方向における加圧ベルト３５との接触幅が約３〔ｍｍ〕になるように形成した。さらに、加圧パッド３６の長手方向における圧力分布を均一にするために、中央部が両端部に対して０．２〔ｍｍ〕突出するクラウン形状とした。そして、前記低摩擦部材は、加圧ベルト３５の内周面と加圧パッド３６の表面との間の摩擦抵抗を小さくするために形成され、グラファイトを含有するシリコーン系のコーティングから成り、厚さが２０〔μｍ〕にされる。

加圧パッド３６と加圧ローラ３４との間隙は約１〔ｍｍ〕に設定される。前記加圧パッド３６は、定着ローラ３２の軸方向における複数箇所に配設されたスプリング４２によって、加圧ベルト３５を介して定着ローラ３２に押し付けられる。前記加圧ベルト３５を挟んで加圧パッド３６と定着ローラ３２とが形成するニップ領域Ａのニップ幅は約３〔ｍｍ〕にされる。

また、本実施の形態においては、前記加圧ローラ３４を付勢するスプリング３８、及び加圧パッド３６を付勢するスプリング６２によって、前記平均面圧が、ニップ領域Ｃにおいて約２．０〔ｋｇ／ｃｍ² 〕に、ニップ領域Ａにおいて約０．８〔ｋｇ／ｃｍ² 〕になるように設定される。また、ニップ領域Ａ、Ｃ間に、加圧ベルト３５が定着ローラ３２に押し付けられるニップ領域（微小加圧領域）Ｂが形成され、該ニップ領域Ｂにおいて、加圧ベルト３５は、テンションによって定着ローラ３２に押し付けられる。

なお、前記加圧ベルト３５の走行を案内するガイド部材６４は、加圧パッド３６によって支持される。

また、前記加圧ローラレバー６１ａによる加圧ローラ３４の回転半径をＲ１とし、加圧パッドレバー６１ｂによる加圧パッド３６の回転半径をＲ２とすると、
Ｒ１≦Ｒ２
となる位置に支持軸ｓｈ１が配設される。

各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を、ファクシミリ装置、複写機、複合機等に適用することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における定着器の断面図である。 従来の定着器の断面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。 本発明の第１の実施の形態における定着器の要部を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における定着器の要部を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるニップ部の圧力分布を示す図である。 ニップ部の圧力分布を示す第１の参考図である。 ニップ部の圧力分布を示す第２の参考図である。 ニップ部の圧力分布を示す第３の参考図である。 本発明の第２の実施の形態における定着器の断面図である。 本発明の第２の実施の形態における定着器の要部を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における定着器の要部を示す分解斜視図である。

符号の説明

１８ 定着器
３２ 定着ローラ
３４ 加圧ローラ
３５ 加圧ベルト
３６ 加圧パッド
３８、４２、６２ スプリング
４１ａ、６１ａ 加圧ローラレバー
４１ｂ、６１ｂ 加圧パッドレバー
Ｐ 用紙
ｓｈ１ 支持軸
Ｔ トナー像

Claims (8)

1. （ａ）現像剤像を保持する記録媒体を加熱する定着ローラと、
   （ｂ）前記記録媒体を前記定着ローラに押し付ける加圧ローラと、
   （ｃ）該加圧ローラと並設され、前記記録媒体を定着ローラに押し付ける加圧パッドと、
   （ｄ）支持軸を回動中心にして回動自在に配設され、前記加圧ローラを回転自在に支持する第１の支持部材と、
   （ｅ）該第１の支持部材を所定の回転方向に付勢し、前記加圧ローラを定着ローラに向けて付勢する第１の付勢部材と、
   （ｆ）前記支持軸を回動中心にして回動自在に配設され、前記加圧パッドを固定して支持する第２の支持部材と、
   （ｇ）該第２の支持部材を所定の回転方向に付勢し、前記加圧パッドを定着ローラに向けて付勢する第２の付勢部材と、
   （ｈ）前記定着ローラに接触させて懸架されたベルト部材とを有するとともに、
   （ｉ）前記加圧ローラ及び加圧パッドは、ベルト部材を介して記録媒体を定着ローラに押し付けることを特徴とする定着装置。
2. 前記支持軸はベルト部材の外側に配設される請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加圧ローラを支持する前記第１の支持部材による前記加圧ローラの回転半径をＲ１とし、前記加圧パッドを支持する前記第２の支持部材による前記加圧パッドの回転半径をＲ２としたとき、
   Ｒ１≦Ｒ２
   になる位置に支持軸が配設される請求項１に記載の定着装置。
4. 前記加圧パッドを定着ローラに向けて付勢する前記第２の付勢部材は、加圧パッドの長手方向において複数配設される請求項１に記載の定着装置。
5. 前記加圧パッドを定着ローラに向けて付勢する前記第２の付勢部材は、前記加圧ローラを支持する前記第１の支持部材と、前記加圧パッドを支持する前記第２の支持部材との間に配設される請求項１に記載の定着装置。
6. （ａ）前記加圧パッドにおいて、少なくとも前記ベルト部材と接触する面に低摩擦部材が配設され、
   （ｂ）該低摩擦部材は、グラファイトを含有するシリコーン系のコーティングから成る請求項１に記載の定着装置。
7. 前記加圧パッドが定着ローラに押し付けられる平均面圧は、前記加圧ローラが定着ローラに押し付けられる平均面圧より低くされる請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置が装着された画像形成装置。

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