JP5028838B2

JP5028838B2 - 画像定着装置および画像形成装置

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Publication number: JP5028838B2
Application number: JP2006094890A
Authority: JP
Inventors: 幸一今津; 英一郎徳弘
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP2007271746A

Description

本発明は、画像定着装置および画像形成装置に係り、特に、電子写真方式で形成されたトナー画像を過熱定着するのに好適に使用される画像定着装置、および前記画像定着装置を備える画像形成装置に関する。

一般に、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では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成し、このトナー画像を記録紙やＯＨＰシートなどの記録媒体に転写する。そしてトナー画像が転写された記録媒体を定着装置に送入し、記録媒体上のトナー画像を加熱定着している。

前記画像形成装置においては、記録媒体として所謂ＰＰＣ紙のような薄紙以外に、コート紙のような厚手の用紙や、トレーシングペーパのような半透明で剛直な用紙など、種々の紙質の用紙に対応できることが求められている。

そこでこの要望に答えるべく、いわゆるフリーベルトニップフューザ（ＦｒｅｅＢｅｌｔＮｉｐＦｕｓｅｒ、以下「ＦＢＮＦ」と称する。）定着装置が提案された。ＦＢＮＦ定着装置は、固定された弾性パッドの表面上を摺動自在に配置された定着ベルトと、内部に加熱手段を有し、表面が弾性変形可能に形成されているとともに、前記弾性パッド上において前記定着ベルトにニップされる加熱ローラとを有する。

前記ＦＢＮＦ定着装置においては、トナー画像が転写された記録媒体は、回転駆動された加熱ローラと定着ベルトとの間に送入され、記録媒体上のトナーが加熱ローラからの熱と加熱ローラと定着ベルトとの間のニップ力によって加熱溶融され、トナー画像が記録媒体上に定着される。トナー画像が定着された記録媒体は、定着ベルトから剥離されて外部に搬出される。

前記ＦＢＮＦ定着装置においては、弾力性のある弾性パッド上において加熱ローラが定着ベルトにニップされるから、加熱ローラの表面はニップ力によって変形するとともに、定着ベルトもまた、加熱ローラの表面に沿って変形する。したがって、前記定着ベルトと加熱ローラとがニップされるニップ部分の記録媒体搬送方向、換言すれば前記加熱ローラおよび定着ベルトとの回転方向に沿った幅であるニップ幅が拡大される。したがって、２本のローラの間を記録媒体を通過させてトナー画像を定着する所謂２ローラ方式の定着装置に比較して少ない熱量でトナー画像を定着できる（特許文献１、特許文献２）。
特開平１１−１３３７７６号公報特開２００５−３３１５７６号公報

しかしながら、ＦＢＮＦ定着装置においては、定着ベルトはニップ部分以外ではフリーの状態で回転しているので、定着ベルトの内側に配設された部材の形状次第では、前記定着ベルトが記録媒体とともにニップ部分に突入するときに定着ベルトの挙動が不安定になり、場合によっては記録媒体や定着ベルトに皺や縒れが生じたり、定着ベルトが損傷したりすることがある。

ニップ部分に突入する際の定着ベルトの挙動を安定化させる方法としては、定着ベルトの軌道の全周に渡って定着ベルトの内周面ぎりぎりにガイドを配設することが考えられるが、定着ベルトとガイドとの接触面積が大きくなるから定着ベルトの回転抵抗が増大する。定着ベルトの回転抵抗を低減する方法として、ガイドの表面にフィルムを貼着することが考えられるが、コスト増大に繋がるという問題点がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、記録媒体とともにニップ部分に突入する際の定着ベルトの挙動を安定化させることができ、しかも定着ベルトの回転抵抗が増大しない画像定着装置、および前記画像定着装置を有する画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、記録媒体に形成されたトナー画像を加熱定着する画像定着装置であって、回転駆動される加熱ローラと、前記加熱ローラにニップされて回転する定着ベルトと、前記定着ベルトの内側に設けられているとともに、前記定着ベルトを前記加熱ローラにニップする弾性パッドおよび、前記定着ベルトの回転方向に沿って前記弾性パッドの下流側に隣接して設けられ、前記定着ベルトが前記加熱ローラにニップされているときに前記加熱ローラに向かって突出する剥離パッドを有するニップ部材と、前記定着ベルトの内側に設けられているとともに、前記ニップ部材が装着されるホルダ部材と、前記ニップ部材と前記ホルダ部材との間に設けられた弾性シート部材と、を備え、前記定着ベルトが前記加熱ローラにニップされていないとき、前記弾性パッドの前記剥離パッドと対向する面は、前記剥離パッドの前記弾性パッドと対向する面より、前記弾性パッドと前記剥離パッドとが対抗する対向線に沿って前記加圧ローラ側に近い位置にあり、前記定着ベルトが前記加熱ローラにニップされているとき、前記加熱ローラのニップ中心位置が前記剥離パッドよりも前記定着ベルト回転方向に対して上流側にあり、前記弾性シート部材が、前記弾性パッドの前記剥離パッドと対向する面から前記対向線に沿って前記ホルダ部材側に伸びる第１の線と、前記剥離パッドの前記弾性パッドと対向する面から前記対向線に沿って前記ホルダ部材側に伸びる第２の線とが通過する位置に設けられたことを特徴とする画像定着装置に関する。そして、請求項２に記載の発明は、記録媒体に形成されたトナー画像を加熱定着する画像定着装置であって、回転駆動される加熱ローラと、前記加熱ローラにニップされて回転する定着ベルトと、前記定着ベルトの内側に設けられ、前記ニップ部材を保持するホルダ部材と、前記ホルダ部材に設けられ、前記定着ベルトを前記加熱ローラにニップするニップ部材と、前記ホルダ部材に設けられ、前記定着ベルトの回転方向に対して前記ニップ部材の上流側に隣接した位置に、前記定着ベルトの全幅に亘って、前記定着ベルトの内周面に当接するガイド部材と、を備えるものに関する。

前記画像定着装置においては、トナー画像が形成された記録媒体は、加熱ローラと定着ベルトとの間に送入される。ここで定着ベルトは、前記ニップ部分で加熱ローラにニップされているので加熱ローラと連れまわって回転するから、送入された記録媒体は加熱ローラと定着ベルトとの間のニップ部分を搬送される。ニップ部分を搬送される間に記録媒体上のトナー画像を形成するトナーは、加熱ローラからの熱で溶融するとともに、加熱ローラと定着ベルトとからの圧力を受ける。これにより、トナー画像が記録媒体上に定着される。

トナー画像が定着された記録媒体は、前期ニップ部分の下流側において定着ベルトから剥離されて外部に排出される。

ここで、前記ニップ部材の上流側にガイド部材が設けられ、しかも前記ガイド部材は、前記定着ベルトの全幅に亘って、前記定着ベルトの内周面に当接するように設けられている。

したがって、定着ベルトは、前記ガイド部材に案内されてニップ部分に突入するから、挙動が安定した状態でニップ部分に突入する。また、定着ベルトを案内するためのガイドを定着ベルトの内周面の全周に亘って設ける必要がないから、定着ベルトの回転抵抗が増大することがなく、また、コスト増にも繋がらない。

請求項２に記載の発明は、トナー画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成されたトナー画像を記録媒体に転写する画像転写部と、前記画像転写部において記録媒体に転写されたトナー画像を定着する請求項１に記載の画像定着装置と、を備える画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、画像定着装置に突入した記録媒体によって定着ベルトが縒れることが防止されるから、突入した記録媒体が前記画像定着部におけるニップ部分で皺になることが防止される。したがって、記録媒体の搬送速度を高めた場合においても良好なトナー画像が得られるから、高速印字にも対応できる。

以上説明したように本発明によれば、記録媒体とともにニップ部分に突入する際の定着ベルトの挙動を安定化させることにより、定着ベルトにおける皺の発生や損傷を防止でき、しかも定着ベルトの回転抵抗が増大しない画像定着装置、および前記画像定着装置を有する画像形成装置が提供される。

１．実施形態１
本発明の画像定着装置を備える画像形成装置の一例である４サイクル方式のフルカラープリンタ１０は、図１に示すように、回転可能に配設された感光ドラム１２と、感光ドラム１２を帯電させる帯電ローラ１４と、感光ドラム１２を露光するレーザ露光器１６と、レーザ露光器１６によって感光ドラム１２の表面上に形成された静電潜像を現像する現像装置１５と、現像装置１５で現像されて形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト１８と、中間転写ベルト１８に転写されたトナー画像を記録媒体の一例である記録用紙２４に転写する二次転写ローラ２２と、二次転写ローラ２２で記録用紙２４に転写されたトナー画像を熱定着する画像定着装置５０と、画像定着装置５０でトナー画像が定着された記録用紙２４を集積する排出トレイ８０とを備える。

フルカラープリンタ１０においては、装置の小型化を達成しつつ、中間転写ベルト１８や大きなスペースを占める回転式の現像装置１５などのメンテナンス性を向上させるために、中間転写ベルト１８と感光ドラム１２と帯電ローラ１４と二次転写ローラ２２とは画像形成ユニット４８として一体化されている。画像形成ユニット４８はフルカラープリンタ１０に対して着脱可能に構成されている。

感光ドラム１２は、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された直径が約４７ｍｍの導電性円筒体で構成し、図示しない駆動手段により、矢印Ａ方向に沿ってたとえば約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。

感光ドラム１２の表面には、帯電手段としての帯電ローラ１４が転接され、これによって感光ドラムの表面は所定の電位に帯電される。表面が帯電された感光ドラム１２は、レーザ露光器１６によって、レーザービーム（ＬＢ）によって像様露光され、静電潜像が形成される。

現像装置１５は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋを周方向に沿って配置した回転式の現像装置である。

表面に静電潜像が形成された感光ドラム１２が現像装置１５の現像器１５Ｙ〜１５Ｋに当接することにより、Ｙ〜Ｋの各色のトナー画像が感光ドラム１２上に形成される。

中間転写ベルト１８は、ラップインローラ３６と、ラップアウトローラ３８と、バックアップローラ４０と、第１クリーニングバックアップローラ４４と、第２クリーニングバックアップローラ４６とによって所定の張力で張架され、感光ドラム１２の回転に同期した所定のプロセススピード（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印Ｃの方向に周回する。

中間転写ベルト１８は、ラップインローラ３６とラップアウトローラ３８との間の部分において感光ドラム１２に重なっている。ラップインローラ３６は、中間転写ベルト１８の周回方向Ｂに対して転写ベルト１８における感光ドラム１２に重なった部分の上流側に位置し、ラップアウトローラ３８は、転写ベルト１８の前記部分の下流側に位置している。

中間転写ベルト１８を挟んで感光ドラム１２の反対側には、一次転写ローラ２０が配設されている。また、中間転写ベルト１８を挟んでバックアップローラ４０の反対側には、二次転写ローラ２２が配設されている。更に、第１クリーニングバックアップローラ４４と、第２クリーニングバックアップローラ４６とは、中間転写ベルト１８を挟んでクリーニング装置４２に対向するように設けられている。

二次転写ローラ２２は、図示しない駆動源からギアを介して回転駆動され、また、所定のタイミングで中間転写ベルト１８の表面に接離する。

クリーニング装置４２は、必要なタイミングで離間位置から中間転写ベルト１８の表面に摺擦するように移動操作可能に装着されたスクレーパとクリーニングブラシ（図示せず）とを備える。これらのスクレーパやクリーニングブラシによって除去された残留トナーや紙粉は、クリーニング装置４２の内部に回収されるようになっている。

感動ドラム１２の中間転写ベルト１８が巻き掛けられた部分よりも感光ドラム１２の回転方向に沿って下流側において、感光ドラムに相対するようにクリーニング装置３５が配設されている。クリーニング装置３５はクリーニングブレードを有し、感光ドラム１２が１回転する毎に、トナー画像の転写工程が終了した後の感光ドラム１２の表面に前記クリーニングブレードの先端が当接して残留トナーや紙粉などを除去する。これにより、感光ドラム１２の表面は、次の画像形成工程に備えて清掃される。

図２〜図４に示すように、画像定着装置５０は、いわゆるフリーベルトニップフューザ（ＦｒｅｅＢｅｌｔＮｉｐＦｕｓｅｒ）方式の定着装置であって、加熱ローラ５２と、加熱ローラ５２に相対して配設された定着ベルト５４と、定着ベルト５４を加熱ローラ５２に押圧するニップ部材５６とを有する。

加熱ローラ５２は、所定長さの円筒状に形成された金属製のコア（円筒状芯金）の周囲に耐熱性弾性体層及び離型層を積層した円筒体であって、コアは、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の熱伝導率の高い金属製の円筒体で構成される。この画像定着装置５０におけるニップ部材５６の押圧力が小さくすることにより、コアを小径化、薄肉化することができる。

加熱ローラ５２における耐熱性弾性体層は、耐熱性の高い弾性体であればどのような材料を用いることも可能である。特に、ゴム硬度が２５〜４０度程度のゴム、エラストマ等の弾性体を用いるのが好ましく、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を利用することができる。

加熱ローラ５２における離型層は、耐熱性の樹脂であればどのような樹脂を用いてもよく、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等を用いることができるが、離型層のトナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ、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）等が使用できる。離型層の厚みとしては、好ましくは１０〜５０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍである。離型層の厚みが前記の範囲内であれば、加熱ローラ５２が歪んで記録用紙２４に皺が生じることもなく、また、離型層が硬くなり過ぎて画像に光沢むら等の欠陥が生じることもない。

加熱ローラ５２の内部には、発熱源としてのハロゲンランプが配設されている。なお、加熱ローラ５２の表面には、温度センサを接触させ、この温度センサによる温度計測値に基づいてフルカラープリンタ１０の制御部（図示せず。）がハロゲンランプの点灯を制御し、加熱ローラ５２の表面温度が所定の設定温度（たとえば１７０℃）を維持するように調整する。

加熱ローラ５２に圧接しながら同期して周回動作する定着ベルト５４は、エンドレスベルト状であり、ベース層と、このベース層の加熱ローラ５２側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等のポリマーやＳＵＳ、ニッケル、銅等の金属により形成され、その厚みは、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１２５μｍ、より好ましくは７５〜１００μｍ程度である。ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰで形成され、その厚みは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ程度である。

また、定着ベルト５４の内周面は、ニップ部材５６との摺擦抵抗を低減するため、表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を０．４μｍ以下に設定している。また、定着ベルト５４の外周面は、加熱ローラ５２からの駆動力を受け易いように、表面粗さＲａを１．２〜２．０μｍに設定している。

定着ベルト５４は、内周面に摺接するニップ部材５６と、その両端内周面部に摺動自在に摺接することにより、それぞれ支受する各エッジガイド５８とによって回転自在（周回動作自在）に支受されている。

ニップ部材５６は、定着ベルト５４の内側にあって、定着ベルト５４を介して加熱ローラ５２を所定の圧力分布で押圧するようにし、加熱ローラ５２との間でニップ部分を構成する。ここで、ニップ部分とは、図５に示すように、定着ベルト５４と加熱ローラ５２とが弾性変形しながら転接する領域である。

図２および図３に示すように、ニップ部材５６は、弾性パッド６０と加熱ローラ５２および定着ベルト５４の回転方向ａに対して弾性パッド６０の下流側に位置する剥離パッド６２とで構成されている。

弾性パッド６０は、ニップ部分の搬送方向入口側に配置し、記録媒体である記録用紙２４の搬送方向に対して広いニップ部分を確保し、記録用紙２４が所定の温度となるように加熱し所要の圧力を加えられるように構成する。弾性パッド６０は、角柱状に形成された弾性部材６０Ａの底面に、金属製の長板材で形成した補助部材６０Ｂを固着した構成を有する。なお、弾性部材６０Ａの上面は、加熱ローラ５２の外周面にほぼ倣う凹形状に形成されている。弾性部材６０Ａは、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性材料で形成することができる。

ニップ部材５６の剥離パッド６２は、ニップ部分の搬送方向出口側に対応する位置に配置され、加熱ローラ５２および定着ベルト５４を弾性変形させることにより、加熱ローラ５２の表面から記録用紙２４を剥離させるように形成されている。

剥離パッド６２は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェエレンサルファイド）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または普通鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属材料から形成することができる。剥離パッド６２の形状は、ニップ部分における外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面形状（いわゆる蒲鉾型）に形成する。

図３に示すように、剥離パッド６２は、その長手方向に沿って搬送方向上流側に隣接し、弾性パッド６０が装着される設置部６２Ａと一体に形成されている。

剥離パッド６２は設置部６２Ａと一体的に形成されてパッド保持部材６３を構成する。弾性パッド６０が設置部６２Ａに装着されることにより、弾性パッド６０と剥離パッド６２とがそれぞれの長手方向で隣接した、一つのニップ部材５６を構成する。

パッド保持部材６３は、弾性パッド６０が組み付けられた状態で、ホルダ部材７０に装着される。

ホルダ部材７０は、図２〜図４に示すように、アルミニュウム等の金属製で、略断面矩形の一つの角部を小円弧状に突出させた変形筒型に形成する。

ホルダ部材７０は、小円弧状に突出させたガイド角部７２を記録用紙２４の搬送方向上流側に向けて設置されるもので、このガイド角部７２の外周面が定着ベルト５４の内周面に摺接してその周回動作をガイドする。

また、ホルダ部材７０のガイド角部７２に隣接した部分には、パッド保持部材６３が装着される取付部７４が形成されている。

取付部７４上には、弾性シート部材７６が配置され、その上にパッド保持部材６３が装着される。

また、ホルダ部材７０におけるガイド角部７２とパッド保持部材６３との間には、略三角形状の断面を有するガイド部材７１が固定されている。ガイド部材７１は、転写ベルト５４の全幅に亘って定着ベルト５４の内周面に当接するように設けられている。そして、図５に示すように、定着ベルト５４の回転方向ａに沿った寸法が、画像定着装置５０に送入された記録用紙２４が定着ベルト５４に衝突する用紙突入部分、言い換えれば記録媒体突入部分をカバーする大きさである。なお、図２〜図５に示す例においては、ガイド部材７１は、ホルダ部材７０およびパッド保持部６３の何れとも別体であるが、ガイド部材７１は、ホルダ部材７０またはパッド保持部材６３と一体に形成されていてもよい。

図２乃至図４に示すように、ホルダ部材７０には、取付部７４と対向する側部の外側面７９に長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材７８を配設する。潤滑剤塗布部材７８は、帯状の耐熱性フェルトで構成され、例えば粘度３００ｃｓのアミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤が３ｇ程度含浸されている。そして、潤滑剤塗布部材７８は、定着ベルト５４の内周面に対して摺接するように配置され、耐熱性フェルトからの浸透圧により、潤滑剤を常時適量ずつ定着ベルト５４内周面に供給するよう構成されている。なお、潤滑剤塗布部材７８は、耐熱性フェルトからの潤滑剤の供給が過多にならないように、耐熱性フェルトのエッジ部のみを定着ベルト５４内周面に接触させるようにすることが望ましい。これにより、定着ベルト５４と低摩擦シート部材６６との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート部材６６を介した定着ベルト５４とニップ部材５６との摺擦抵抗をさらに低減して、定着ベルト５４の円滑な動作を図っている。

定着ベルト５４は、更に、両端内周面部において、エッジガイド５８によって周方向に回転自在に支受されている。

エッジガイド５８は、断面が略Ｃ形状のベルト走行ガイド部材５９の外側に設けられている。また、ベルト走行ガイド部材５９は、摺擦抵抗を極力小さくし、熱の損失も小さくするため、静止摩擦係数が小さく熱伝導率の低い材質で形成されている。さらに、ベルト走行ガイド部材５９には、エッジガイド５８の外側に、定着ベルト５４の内径よりも大きく張り出すように突設されたフランジ部６１が形成されている。

各ベルト走行ガイド部材５９は、それぞれ螺子６７をホルダ部材７０の筒穴内に設けたねじ穴６５に嵌合することによってホルダ部材７０の両端部に締結されている。なお、定着ベルト５４の内側におけるニップ部材５６の位置を画像定着装置５０に対して固定する手段があれば、ベルト走行ガイド部材５９およびホルダ部材７０は省略することもできる。

次に、フルカラープリンタ１０の作用について説明する。

図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）により所定の画像処理が施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理装置においては、更に、画像処理が施された画像データを、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換し、レーザ露光器１６に入力する。

レーザ露光器１６では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射されたレーザビームＬＢを感光ドラム１２に照射する。感光ドラムでは、帯電ローラ１４によって表面が帯電された後、レーザ露光器１６によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。

感光ドラム１２の表面上に形成された静電潜像は、現像器１５の有する現像器１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５ＫによってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーで現像され、トナー画像が形成される。このとき、感光ドラム１２の表面では、形成する画像の色数に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。更に詳しく説明すると、現像装置１５は、所定のタイミングで回転駆動され、現像する色に対応した現像器１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋが、感光ドラム１２と対向する現像位置に移動する。例えば、フルカラーの画像を形成する場合には、感光ドラム１２の表面上で、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返される。そして、この感光ドラム１２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー画像が順次形成される。

トナー画像が形成されるにあたって感光ドラム１２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、Ａ４サイズであれば１色の画像を形成するために、感光ドラム１２が３回転する。つまり、感光ドラム１２の表面には、感光ドラム１２が３回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー画像が順次形成される。なお、感光ドラム１２上に順次形成されるトナー画像は、一次転写位置を通過する際に、中間転写ベルト１８上に互いに重ね合わされた状態で一次転写される。

感光ドラム１２上に順次形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１８が感光ドラム１２に巻き付けられた一次転写位置において一次転写ローラ２０によって中間転写ベルト１８に一次転写される。

一方、記録用紙２４は、フルカラープリンタ１０の下部に配置された給紙部２６から、ピックアップローラ２８によって送り出されるとともに、フィードローラ３０及びリタードローラ３２によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストローラ３４によって中間転写ベルト１８上に転写されたトナー画像と同期した状態で、中間転写ベルト１８の二次転写位置へと搬送される。

中間転写ベルト１８上に転写されたトナー画像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙２４上に、二次転写ローラ２２によって一括して二次転写される。

上述のようにして中間転写ベルト１８からトナー画像が転写された記録用紙２４は、画像定着装置５０へと搬送される。

画像定着装置５０では、加熱ローラ５２が図示しない駆動モータにより矢印Ｂ方向に回転し、この回転により定着ベルト５４も従動回転されており、トナー画像が静電転写された記録用紙２４が、加熱ローラ５２とニップ部材５６との間位置にあるニップ部分に搬入される。そして、記録用紙２４がニップ部分を通過する際に、記録用紙２４上のトナー画像はニップ部分に作用する圧力と、加熱ローラ５２から供給される熱とによって定着される。

画像定着装置５０でトナー画像が定着されて画像形成が完成された記録用紙２４は、図１に示すように、画像定着装置５０から搬出され、排出トレイ８０上に集積される。

画像定着装置５０がガイド部材７１を有しない場合は、図５において（Ｂ）に示すように、ホルダ部材７０におけるガイド角部７２とニップ部材５６におけるパッド保持部材６３との間に段差が形成されるから、ニップ部分の手前において、定着ベルト５４とホルダ部材７０およびパッド保持部材６３との間に定着ベルト５４が自由に動ける大きな空間が形成され、定着ベルト５４の挙動が不安定になる。したがって、記録用紙２４が画像形成装置５０の記録用紙突入部分に突入するタイミングや角度が所定の範囲からずれると、定着ベルト５４に縒れが生じやすい。そして、中間転写ベルト５４が縒れたままでニップ部分に突入すると、記録用紙２４も同様に縒れて皺が生じる。また定着ベルト５４そのものも損傷を受ける。

実施形態１に係るフルカラープリンタ１０においては、画像定着装置５０における定着ベルト５４の内側であってホルダ部材７０におけるガイド角部７２とニップ部材５６におけるパッド保持部材６３との間にガイド部材７１が配設されているから、図５において（Ａ）に示すように、ガイド角部７２とパッド保持部材６３との間に段差が生じることはない。したがって、ニップ部分手前において、定着ベルト５４とホルダ部材７０およびパッド保持部材６３との間に定着ベルト５４が自由に動けるような空間が形成されることがないから、定着ベルト５４の動きが不安定になることもない。したがって、画像記録装置５０における記録用紙突入部分に記録用紙２４が突入するタイミングや角度が所定の範囲から多少ずれた程度では定着ベルト５４に縒れが生じることはない。したがって、記録用紙２４も皺になることなくニップ部分に送られる。また、定着ベルト５４も損傷することがない。

また、画像定着装置５０では、略加熱ローラ５２の外周面に倣う凹形状の弾性パッド６０によりニップ部分を広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。

これに加えて、画像定着装置５０では、加熱ローラ５２の外周面に食い込むように突出させた剥離パッド６２により、ニップ部分の出口領域（剥離ニップ部分）において加熱ローラ５２表面層の歪みが局所的に大きくなるので、定着処理後の記録用紙２４が剥離ニップ部分を通過する際に局所的に大きく形成された歪みを通過することになって、加熱ローラ５２に巻き付くことの無く確実に剥離される。すなわち、加熱ローラ５２の歪みを剥離パッド６２によって局所的に大きくし、小さい歪み量で高い剥離性能を得ることが可能となる。そのため、加熱ローラ５２の離型層として、薄膜の耐熱性樹脂を用いた場合においても、記録用紙２４における紙しわの発生を抑制できる。また、耐熱性弾性体層と離型層との間の剥がれ等も発生し難く、剥離性能の維持と併せて長期に亘る部品性能の信頼性を向上させることができる。

さらには、加熱ローラ５２の歪み量を小さく形成できるので、加熱ローラ５２は、その耐熱性弾性体層を薄肉化することができる。そのため、加熱ローラ５２の熱容量を小さく構成できるので、ウォームアップタイムを短くするとともに、消費電力の低減を図ることもできる。また、熱伝導率の低い耐熱性弾性体層を薄肉化できるため、加熱ローラ５２の内面と外面との間の熱抵抗が小さくなって熱応答性の向上を図れるため、画像形成装置の高速化にも適している。

また、画像定着装置５０では、ホルダ部材７０の取付部７４に対して弾性シート部材７６を介してパッド保持部材６３を装着しているから、剥離パッド６２に局部的に強い荷重が負荷された場合には、パッド保持部材６３における剥離パッド６２の前記部分に対応する部分が弾性シート部材７６を押し潰すように局所的に撓むよう変形するから、荷重が１１箇所に集中することがない。

画像定着装置５０において、局部的に厚みが厚い記録媒体（例えば封筒等）を定着処理する場合には、記録媒体の局部的に厚みが厚い部分が加熱ローラ５２と剥離パッド６２との間位置のニップ部分を通過する際に、剥離パッド６２上に記録媒体の局部的に厚みが厚い部分が乗った所に大きな荷重が加わる。すると、剥離パッド６２が、大きな荷重が加わった部分で弾性シート部材７６を弾性変形させながら加熱ローラ５２から離れる方向へ凹むように局所的に撓むよう弾性変形して逃げる。このため、剥離パッド６２は、その長手方向の荷重が加わっている部分の全長に渡って平均的に荷重が負荷されるようになって、剥離パッド６２における長手方向の荷重の分布が許容範囲内に収まり、記録用紙２４に皺が生じたり、加熱ローラ５２の表面に塑性変形に起因する皺が生じたりすることなく、定着処理することが可能となる。

図１は、実施形態１に係るフルカラープリンタの全体的な構成を示す縦断面概略構成図である。図２は、図１に示すフルカラープリンタの備える画像定着装置の構成を示す分解斜視図である。図３は、図２に示す画像定着装置の腰部を示す部分斜視図である。図４は、図２に示す画像定着装置の備えるホルダ部材およびその周辺の構成を示す斜視図である。図５は、本発明および従来の画像定着装置における加熱ローラ、定着ベルト、およびその周辺の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０フルカラープリンタ
５０定着装置
５２加熱ローラ
５４定着ベルト
５６ニップ部材
６０弾性パッド
６２剥離パッド
６３パッド保持部材
７０ホルダ部材
７２ガイド角部
７４取付部

Claims

記録媒体に形成されたトナー画像を加熱定着する画像定着装置であって、
回転駆動される加熱ローラと、
前記加熱ローラにニップされて回転する定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に設けられているとともに、前記定着ベルトを前記加熱ローラにニップする弾性パッドおよび、
前記定着ベルトの回転方向に沿って前記弾性パッドの下流側に隣接して設けられ、前記定着ベルトが前記加熱ローラにニップされているときに前記加熱ローラに向かって突出する剥離パッドを有するニップ部材と、
前記定着ベルトの内側に設けられているとともに、前記ニップ部材が装着されるホルダ部材と、
前記ニップ部材と前記ホルダ部材との間に設けられた弾性シート部材と、
を備え、

前記定着ベルトが前記加熱ローラにニップされていないとき、前記弾性パッドの前記剥離パッドと対向する面は、前記剥離パッドの前記弾性パッドと対向する面より、前記弾性パッドと前記剥離パッドとが対抗する対向線に沿って前記加圧ローラ側に近い位置にあり、
前記定着ベルトが前記加熱ローラにニップされているとき、前記加熱ローラのニップ中心位置が前記剥離パッドよりも前記定着ベルト回転方向に対して上流側にあり、
前記弾性シート部材が、前記弾性パッドの前記剥離パッドと対向する面から前記対向線に沿って前記ホルダ部材側に伸びる第１の線と、前記剥離パッドの前記弾性パッドと対向する面から前記対向線に沿って前記ホルダ部材側に伸びる第２の線とが通過する位置に設けられたことを特徴とする
画像定着装置。
トナー画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部で形成されたトナー画像を記録媒体に転写する画像転写部と、
前記画像転写部において記録媒体に転写されたトナー画像を定着する請求項１に記載の画像定着装置と、
を備える画像形成装置。