JP5087972B2 - 定着装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

特開２００６−１７１６７１号公報 特開２００６−５８５２７号公報

従来、上記定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関する技術としては、例えば、特開２００６−１７１６７１号公報や特開２００６−５８５２７号公報等に開示されているものが既に提案されている。

上記特開２００６−１７１６７１号公報に係るカラー画像形成装置は、画像情報を複数の色相に色分解した後に画像処理を行い、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体を備えた画像形成手段と、前記像担持体に形成された現像剤像を転写する中間転写体を備えた１次転写手段と、前記中間転写体に転写された現像剤像を被転写媒体に転写する２次転写手段と、加熱ローラと該加熱ローラに前記被転写媒体を押圧する加圧ベルトにより該被転写媒体に転写された現像剤像を熱定着させる定着手段とを備えたカラー画像形成装置において、
前記定着手段は、前記加圧ベルトと加熱ローラとの圧接部の範囲内で前記加圧ベルトの背面より該加圧ベルトを加熱ローラに押圧する押圧手段を備え、
前記押圧手段は、押圧位置を変位可能とする機能と、押圧力を調整可能とする機能とを有するように構成したものである。

また、上記特開２００６−５８５２７号公報に係る定着装置は、１対の回転体のニップ部に未定着のトナー像を保持した記録媒体を通過させることよって、前記記録媒体に前記トナー像を定着させる定着装置であって、
前記１対の回転体の少なくとも一方の回転体は、無端ベルトからなり、
前記無端ベルトの内面を圧接し、前記ニップ部に圧力を与える加圧部材を備え、
前記加圧部材が前記無端ベルトの内面を圧接する面は、前記記録媒体が前記ニップ部を通過する通過方向に対する位置と面積とのどちらか一方、又は両方が、前記回転体の回転軸方向で異なっているように構成したものである。

ところで、この発明が解決しようとする課題は、記録シートの厚さ等の種類や環境等の変動に広く対応することができるとともに、簡単な構成で、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、一方が無端ベルト状に形成され、且つ互いに圧接された状態で回転する加熱用の定着部材及び加圧用の定着部材と、
前記無端ベルト状に形成された一方の定着部材を、他方の定着部材に圧接させることにより、前記加熱用の定着部材と加圧用の定着部材との間に圧接領域を形成する定着寄与部と剥離寄与部とを有する押圧部材と、
前記押圧部材を圧接方向と交差する方向に移動させることによって、前記押圧部材の平坦部からなる定着寄与部と湾曲部からなる剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の相対的な寄与率を変更する圧接寄与率変更手段とを備えたことを特徴とする定着装置である。

また、請求項２に記載された発明は、加熱手段によって加熱された状態で回転する加熱ロールと、
前記加熱ロールに圧接された状態で回転する無端ベルト状の加圧ベルトと、
前記加圧ベルトを前記加熱ロールに圧接させることにより、前記加熱ロールと加圧ベルトとの間に圧接領域を形成する定着寄与部と剥離寄与部とを有する押圧部材と、
前記押圧部材を圧接方向と交差する方向に移動させることによって、前記押圧部材の平坦部からなる定着寄与部と湾曲部からなる剥離寄与部が前記加熱ロールに圧接する際の相対的な寄与率を変更する圧接寄与率変更手段とを備えたことを特徴とする定着装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、加熱手段によって加熱された状態で回転する無端ベルト状の加熱ベルトと、
前記加熱ベルトに圧接された状態で回転する加圧ロールと、
前記加熱ベルトを前記加圧ロールに圧接させることにより、前記加熱ベルトと加圧ロールとの間に圧接領域を形成する定着寄与部と剥離寄与部とを有する押圧部材と、
前記押圧部材を圧接方向と交差する方向に移動させることによって、前記押圧部材の平坦部からなる定着寄与部と湾曲部からなる剥離寄与部が前記加圧ロールに圧接する際の相対的な寄与率を変更する圧接寄与率変更手段とを備えたことを特徴とする定着装置である。

更に、請求項４に記載された発明は、前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材を回動させることによって、前記定着寄与部と剥離寄与部の圧接寄与率を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の定着装置である。

また、請求項５に記載された発明は、前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の圧接寄与率を段階的に変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の定着装置である。

さらに、請求項６に記載された発明は、前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の圧接寄与率を、画像が定着されるシートの種類に応じて変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の定着装置である。

又、請求項７に記載された発明は、前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の圧接寄与率を、環境条件に応じて変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の定着装置である。

更に、請求項８に記載された発明は、前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の圧接寄与率を、設定手段によって任意に設定可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の定着装置である。

また、請求項９に記載された発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載された定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、加圧部材の圧接面を予め所定の状態に設定した場合に比較して、記録シートの厚さ等の種類や環境等の変動に広く対応することができ、押圧手段の押圧位置や押圧力を可変とした場合と比較して、簡単な構成で、記録シートの種類や環境等が変動した場合であっても、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することができる。

請求項２に記載された発明によれば、加圧部材の圧接面を予め所定の状態に設定した場合に比較して、記録シートの厚さ等の種類や環境等の変動に広く対応することができ、押圧手段の押圧位置や押圧力を可変とした場合と比較して、簡単な構成で、記録シートの種類や環境等が変動した場合であっても、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することができる。

請求項３に記載された発明によれば、加圧部材の圧接面を予め所定の状態に設定した場合に比較して、記録シートの厚さ等の種類や環境等の変動に広く対応することができ、押圧手段の押圧位置や押圧力を可変とした場合と比較して、簡単な構成で、記録シートの種類や環境等が変動した場合であっても、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することができる。

請求項４に記載された発明によれば、簡単な構成で、画像が定着されるシートの種類や環境等が変動した場合であっても、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することができる。

請求項５に記載された発明によれば、簡単な構成で、画像が定着されるシートの種類や環境等が変動した場合であっても、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することができる。

請求項６に記載された発明によれば、記録シートの種類や環境等の変動に対応することが容易となり、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することができる。

請求項７に記載された発明によれば、画像が定着されるシートの種類が変化した場合であっても、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することができる。

請求項８に記載された発明によれば、環境条件が変化した場合であっても、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することができる。

請求項９に記載された発明によれば、ユーザーの希望に応じて押圧部材の圧接寄与率を任意に設定することができ、例えば、定着されるシートの種類や環境等が変動した場合や所期設定されていないシートにおいても、剥離不良や定着不良が発生するのを一層確実に防止することができる。

請求項１０に記載された発明によれば、上述した効果を奏する画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。

図２において、１はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体１の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行う画像形成ユニット２と、この画像形成ユニット２の像担持体としての４つの感光体ドラム３、４、５、６に画像露光を施す画像露光装置７と、上記画像形成ユニット２の各色の現像装置８、９、１０、１１に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋと、上記画像形成ユニット２に画像が定着されるシートとしての記録用紙１３を供給する給紙カセット１４と、上記画像形成ユニット２からトナー像が転写された記録用紙１３に対して定着処理を施す定着装置１５と、この定着装置１５によって片面に画像が定着された記録用紙１３を、表裏を反転した状態で、再度画像形成ユニット２の転写部へと搬送する両面用搬送経路１６と、プリンタ本体１の外部から所望の記録用紙１３を給紙する手差し給紙装置１７と、プリンタの動作を制御するとともに画像信号に対して画像処理を施す制御回路１８と、高圧電源回路等からなる電気回路１９とが設けられている。なお、図２中、２０は画像が形成された記録用紙１３を排出する排出トレイを示すものであり、この排出トレイ２０は、プリンタ本体１の上部に一体的に配置されている。

上記プリンタ本体１の内部に配設される種々の部材のうち、画像露光装置７は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザ２０、２１、２２、２３や、これら４つの半導体レーザ２０、２１、２２、２３から出射される４本のレーザ光ＬＢを、偏向走査するためのｆ−θレンズ２４やポリゴンミラー２５、あるいは複数枚の反射ミラー２６、２７などから構成されている。

図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタの画像形成ユニットを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。

この画像形成ユニット２は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した感光体ドラム３、４、５、６を有する画像形成部２８、２９、３０、３１と、これら感光体ドラム３、４、５、６に接触する一次帯電用の帯電ロール３２、３３、３４、３５と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光ＬＢ−Ｙ〜ＬＢ−Ｋを照射する画像露光装置７（図２参照）と、上記感光体ドラム３、４、５、６上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置８、９、１０、１１と、上記４つの感光体ドラム３、４、５、６のうちの２つの感光体ドラム３、４に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）３６及び他の２つの感光体ドラム５、６に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）３７と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム３６、３７に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）３８と、この二次中間転写ドラム３８に接触する最終転写ロール（転写部材）３９とで、その主要部が構成されている。

上記感光体ドラム３、４、５、６は、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて互いに平行に配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム３６及び第２の一次中間転写ドラム３７は、各回転軸が該感光体ドラム３、４、５、６軸に対して平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム３８は、該感光体ドラム３、４、５、６と回転軸が平行であるように配置されている。

各色毎の画像情報に応じた信号は、制御回路１８（図２参照）に配設された図示しない画像処理回路によりラスタライジングされて画像露光装置７に入力される。この画像露光装置７では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光ＬＢ−Ｙ〜ＬＢ−Ｋが変調され、対応する色の感光体ドラム３、４、５、６に照射される。

上記各感光体ドラム３、４、５、６の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム３、４、５、６としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム３、４、５、６は、例えば、９５ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム３、４、５、６の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール３２、３３、３４、３５に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの以外に、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム３、４、５、６の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。

その後、感光体ドラム３、４、５、６の表面には、画像露光装置７によってイエロー （Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光ＬＢ−Ｙ〜ＬＢ−Ｋが照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム３、４、５、６は、画像露光装置７で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は、例えば、−６０Ｖ以下程度にまで除電される。

また、上記感光体ドラム３、４、５、６の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置８、９、１０、１１によって反転現像され、感光体ドラム３、４、５、６上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。

この実施の形態では、現像装置８、９、１０、１１として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、非接触型の現像方式を採用しても良いことは勿論である。

現像装置８、９、１０、１１には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーとキャリアからなる二成分の現像剤が充填されている。これらの現像装置８、９、１０、１１には、図２に示すように、対応する色のトナーボックス１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋからトナー又はトナーとキャリアからなる現像剤が所定のタイミングで補給されると、この補給されたトナー等は、図３に示すように、２連のオーガー４０で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４１の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４１に現像剤を搬送するパドル４２によって、当該現像ロール４１の表面へと搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４３によって現像部に搬送される現像剤の量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ² 程度であり、また、このとき現像ロール４１上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０〜３５μＣ／g 程度である。

上記現像ロール４１上に供給された現像剤は、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム３、４、５、６と接触している。この回転駆動される現像ロール４１にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４１上のトナーを感光体ドラム３、４、５、６上に形成された静電潜像上に転移させて現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のＡＣ成分が４ｋＨｚ、１．５ｋＶppで、ＤＣ成分が−２３０Ｖ程度に設定されている。

この実施の形態では、上記現像装置８、９、１０、１１において、トナーとして略球形状のトナーである所謂“球形トナー" であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ程度、カラートナーの平均粒径は７μｍ程度に設定される。

次に、上記各感光体ドラム３、４、５、６上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム３６及び第２の一次中間転写ドラム３７上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム３、４上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム３６上に、感光体ドラム５、６上に形成されたシアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム３７上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム３６上には、感光体ドラム３または４のどちらかから転写された単色像、又は感光体ドラム３及び４の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム３７上にも、感光体ドラム５、６から同様な単色像又は二重色像が形成される。

上記第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７上に感光体ドラム３、４、５、６からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇ程度の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。

この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム３６、３７は、例えば、外径が４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０⁸ Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム３６、３７は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０² 〜１０³ Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム３６、３７の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００μｍの高離型層（Ｒ＝１０⁵ 〜１０⁹ Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０⁵ 〜１０⁹ Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。

このように第１、第２の一次中間転写ドラム３６、３７上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム３８上に静電的に三次転写される。従って、二次中間転写ドラム３８上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。

この二次中間転写ドラム３８上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム３、４、５、６から第１の一次中間転写ドラム３６及び第２の一次中間転写ドラム３７へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７と二次中間転写ドラム３８との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇ程度の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム３８の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７と二次中間転写ドラム３８との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望ましい。

この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム３８は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム３８も第１、第２の一次中間転写ドラム３６、３７と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０² 〜１０³ Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム３８の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム３８の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム３８が第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム３６、３７の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。

次に、上記二次中間転写ドラム３８上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール３９によって、用紙搬送路を通る記録用紙１３上に三次転写される。この記録用紙１３は、図２に示すように、給紙カセット１４から所望のサイズ及び材質のものが、略半月形状の給紙ローラ４４によって給紙され、分離ローラ対４５によって一枚ずつ分離された状態で、搬送ローラ４６を介してレジストロール４７によって、二次転写ドラム３８と最終転写ロール３９のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、最終的なトナー像が転写された記録用紙１３は、定着装置１５によって定着され、排出ロール４８によってプリンタ本体１の上部に設けられた排紙トレイ２０上に排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。なお、図３中、符号４９は最終転写ロール３９の表面をクリーニングするクリーニングブレード５０を備えたクリーニング装置を示している。

ところで、この実施の形態に係る定着装置は、一方が無端ベルト状に形成され、且つ互いに圧接された状態で回転する加熱用の定着部材及び加圧用の定着部材と、
前記無端ベルト状に形成された一方の定着部材を、他方の定着部材に圧接させることにより、前記加熱用の定着部材と加圧用の定着部材との間に圧接領域を形成する定着寄与部と剥離寄与部とを有する押圧部材と、
前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の寄与率を変更する圧接寄与率変更手段とを備えるように構成されている。

また、この実施の形態に係る定着装置は、加熱手段によって加熱された状態で回転する加熱ロールと、
前記加熱ロールに圧接された状態で回転する無端ベルト状の加圧ベルトと、
前記加圧ベルトを前記加熱ロールに圧接させることにより、前記加熱ロールと加圧ベルトとの間に圧接領域を形成する定着寄与部と剥離寄与部とを有する押圧部材と、
前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が加熱ロールに圧接する際の寄与率を変更する圧接寄与率変更手段とを備えるように構成されている。

図４はこの実施の形態に係る定着装置の外観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置の基本的な構成を示す断面図である。

この実施の形態に係る定着装置１５は、図５に示すように、内部に加熱源５１を有する加熱部材としての加熱ロール５２と、無端ベルト状の定着ベルト５３と、前記定着ベルト５３が回転自在となるように当該定着ベルト５３の両端を支持するベルトガイド部材５４と、前記定着ベルト５３の内部に配設され、当該定着ベルト５３を加熱ロール５２の表面に圧接させる剛性を有する部材と弾性部材とを有する圧接部材５５と、前記定着ベルト５３の内面にオイルを供給するオイル供給部材としてのフェルト部材５６とを備えるように構成されている。この実施の形態では、加圧部材として、定着ベルト５３及び圧接部材５５等から構成されたものが用いられている。なお、図５中、５７は定着装置１５の出口ロールを示している。

上記加熱ロール５２は、図６に示すように、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金５２ａと、当該芯金５２ａの表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層５２ｂと、当該弾性層５２ｂの表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層５２ｃとから構成されている。また、上記加熱ロール５２の内部には、図５に示すように、例えば、加熱源として６００Ｗのハロゲンランプ５１が配設されている。

また、上記定着ベルト５３は、ポリイミド等の合成樹脂によって、例えば、外径が３０ｍｍ、肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。

さらに、上記定着ベルト５３の内部に配設される圧接部材５５は、図７及び図８に示すように、合成樹脂製のベルトハウジング６０と、当該ベルトハウジング６０に嵌合状態に装着される断面略コ字形状の金属製のベルトフレーム５８と、ベルトハウジング６０の上端面に嵌合された状態で配設され、定着ベルト５３を加熱ロール５２に圧接させるための剛性を有する部材としてのニップヘッド部材６１と、当該ニップヘッド部材６１に装着される弾性部材としてのパッド部材６２とから、主に構成されている。

上記ベルトガイド部材５４は、図７及び図８に示すように、ベルトフレーム５８の両端部に互いに平行に突設された嵌合部５８ａに嵌合された状態で、ベルトハウジング６０の両端部に固定された状態で装着されるようになっている。

上記圧接部材５５の剛性を有する部材としてのニップヘッド部材６１は、耐熱性を有する合成樹脂で形成されている。このニップヘッド部材６１は、例えば、ＬＣＰ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＥＳ等の合成樹脂によって形成される。また、上記圧接部材５５のニップヘッド部材６１は、図９及び図１０に示すように、細長い略直方体状に形成されているとともに、その上面には、パッド部材６２を嵌合するための凹所６３が長手方向に沿って設けられている。また、上記ニップヘッド部材６１は、その幅方向の一端部に、加熱ロール５２に圧接する所定幅の圧接部６４が設けられており、この圧接部６４は、ニップヘッド部材６１の表面から所定量だけ突出するように形成されている。

また、上記ニップヘッド部材６１の圧接部６４は、その上面が加熱ロール５２の軸方向に沿って平坦に形成されていても良いが、当該圧接部６４の上端面は、加熱ロール５２の軸方向に沿って中央部が高く、両端部が低くなるように、上向きに凸形状となるよう大きく湾曲した形状に形成されている。

さらに、上記パッド部材６２は、図１０に示すように、ニップヘッド部材６１の凹所６３に嵌合された状態で配設されており、当該ニップヘッド部材６１は、パッド部材６２の台座部を兼ねている。このパッド部材６２は、図９に示すように、薄い金属板６５上に接着された細長い直方体状のゴム材料６６から構成されている。パッド部材６２のゴム材料６６は、硬度が１０〜３０度（アスカーＣ硬度）のゴム材料で形成されており、例えば、シリコンゴム等からなるものが用いられる。

また、上記パッド部材６２は、加熱ロール５２の表面に圧接した際の圧力分布が、加熱ロール５２の軸方向に沿って均一に形成されている訳ではなく、当該パッド部材６２の圧力分布は、加熱ロール５２の軸方向に沿って中央部が高く、両端部が低くなるように、上向きに凸形状となるよう大きく湾曲した形状に設定されている。そのため、パッド部材６２は、その中央部が厚く、両端部が薄くなるように形成しても良いが、この実施の形態では、パッド部材６２の精度や製造コスト等を考慮して、当該パッド部材６２が装着されるニップヘッド部材６１の凹所６３の底面を、加熱ロール５２の軸方向に沿って、中央部が高く、両端部が低くなるように設定されている。

さらに、上記パッド部材６２は、加熱ロール５２の回転方向に沿った厚みが、ニップ部Ｎ（圧接領域）に要求される所定の圧力分布に従って様々に設定され、パッド部材６２の加熱ロール５２の回転方向に沿った厚みは、均一に設定しても良いが、この実施の形態では、図１に示すように、ニップ部Ｎの入口側の厚みが厚く、出口側が薄くなるように設定されている。その際、上記ニップヘッド部材６１の凹所６３の底面は、平坦に形成される。

また、上記パッド部材６２の加熱ロール５２の回転方向に沿った厚みは、均一に設定し、ニップヘッド部材６１の凹所６３の底面が、ニップ部Ｎの入口側から出口側に向けて傾斜するように構成しても良い。

さらに、上記圧接部材５５には、図７及び図１１に示すように、ベルトガイド部材５４の凹溝５４ａにアーム部材６７が嵌合された状態で取り付けられており、このアーム部材６７は、コイルスプリング６８によって圧接部材５５を加熱ロール５２に所定の圧力で圧接させるように構成されている。上記アーム部材６７は、支点６７ａを中心にして傾動自在に支持されているとともに、その他端部６７ｂに圧接するコイルスプリング６８によって、圧接部材５５を加熱ロール５２に所定の圧力で圧接させるようになっている。その際、上記圧接部材５５は、アーム部材６７の中央部６７ｃに取り付けられており、圧接部材５５のニップヘッド部材６１の圧接部６４は、定着ベルト５３を加熱ロール５２に圧接させる圧接力Ｆが、図１２に示すように、加熱ロール５２の中心を向くように構成されている。

その結果、上記定着ベルト５３は、図６に示すように、裏面側が圧接部材５５によって押圧された状態で、加熱ロール５２の表面に所定の圧接力Ｆで圧接されており、当該加熱ロール５２表面と定着ベルト５３との間に、定着用のニップ部Ｎが形成されている。また、上記加熱ロール５２の弾性層５２ｂ及び離型層５２ｃは、圧接部材５５によって押圧された状態で定着ベルト５３が圧接されることにより、後述するように変形した状態となる。

また、上記圧接部材５５は、図１１に示すように、ベルトガイド部材５４の凹溝５４ａにアーム部材６７が嵌合された状態で取り付けられているが、当該圧接部材５５は、ベルトガイド部材５４に設けられた凹溝５４ａを介して、アーム部材６７に対しニップ部Ｎの記録用紙１３の進行方向に沿って略平行にスライド自在に取り付けられている。

なお、図８及び図１１中、６９は定着ベルト５３と圧接部材５５との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベルト５３と圧接部材５５との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。

また、上記オイル供給部材としてのフェルト部材５６は、例えば、ノーメックス（商品名）からなり、当該フェルト部材５６には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなるオイルが、２．０ｇ程度含浸されている。このフェルト部材５６は、図５及び図８に示すように、ベルトフレーム５８の背面側に接着等の手段によって固定した状態で取り付けられている。

ところで、この実施の形態では、図１に示すように、圧接部材５５のニップヘッド部材６１において、当該ニップヘッド部材６１の圧接部６４が、ニップ部Ｎの記録用紙１３の進行方向に沿った平面状に形成された平坦部６４ａと、当該平坦部６４ａの上方 （用紙進行方向の下流側）に連続して形成された所定の曲率半径を有する湾曲部６４ｂとを備えるように構成されている。

そして、上記圧接部６４の平坦部６４ａは、図６に示すように、パッド部材６２とともに、定着ベルト５３を加熱ロール５２の表面に圧接させることにより、記録用紙１３上に未定着トナー像を定着させるのに寄与する定着寄与部として、主に機能するものである。

また、上記圧接部６４の湾曲部６４ｂは、平坦部６４ａに連続して形成されているが、所定の曲率半径を有して加熱ロール５２の表面から離間するように構成されており、図６に示すように、加熱ロール５２表面の弾性層５２ｂを、定着ベルト５３側に向けて凹形状（定着ベルト５３側が凹形状となり、加熱ロール５２側が凸形状となる形状）に弾性変形させることにより、ニップ領域Ｎにおいて定着処理が施された記録用紙１３を、定着ベルト５３側に向けて凹形状となるように変形させ、記録用紙１３自身のコシ（剛性）によって、当該記録用紙１３を加熱ロール５２の表面から剥離する剥離寄与部として、主に機能するものである。

さらに、上記圧接部材５５の圧接部６４は、通常の状態では、常温常湿環境（２５℃、６０％程度）下において、普通紙を良好に定着処理することができるように、平坦部６４ａ及び湾曲部６４ｂの圧接状態が設定されており、ニップ部Ｎにおける圧力分布は、例えば、図１３に示すように、設定されている。このニップ部Ｎにおける圧力分布は、同図に示すように、ニップ部Ｎの入口側において、弾性体からなるパッド部材６２が圧接し、圧接圧力が所定の値まで上昇するとともに、ニップ部Ｎの出口側が高くなるように傾斜した第１の領域８１と、剛体からなるニップヘッド部材６１の圧接部６４のうち、平坦部６４ａが圧接して、圧接圧力がピーク値８４まで急激に上昇する第２の領域８２と、圧接部６４の湾曲部６４ｂが圧接して、圧接圧力がピーク値８４から急激に下降する第３の領域８４とを有するように設定されている。

さらに、この実施の形態では、図１に示すように、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向Ｘと同一方向又は略同一方向に移動させる移動手段７１を備えており、当該移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに移動させることにより、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の平坦部６４ａと湾曲部６４ｂとが、定着処理に占める寄与率を変更することが可能となるように構成されている。

上記圧接部材５５は、上述した如く、図１１に示すように、ベルトガイド部材５４の凹溝５４ａにアーム部材６７が嵌合された状態で取り付けられているが、当該圧接部材５５は、ベルトガイド部材５４に設けられた凹溝５４ａを介して、アーム部材６７に対しニップ部Ｎの記録用紙１３の進行方向Ｘに沿って略平行にスライド自在に取り付けられている。

上記移動手段７１は、図１及び図７に示すように、ベルトガイド部材５４の端面５４ｂに固定した状態で取り付けられたラックギア７２と、当該ラックギア７２と噛み合うピニオンギア７３と、当該ピニオンギア７３を駆動するステッピングモータ等からなる駆動モータ７４とを備えている。この駆動モータ７４は、ＣＰＵ１００から出力される制御パルスに基づいて、ピニオンギア７３の回転量を連続的に変化させることが可能であるが、所定のパルス数ずつ駆動することによって、ピニオンギア７３をプラス１、プラス２といったように所定の回転角度（・・・−２θ、−θ、０、＋θ、＋２θ、・・・）ずつ、段階的に制御するように構成しても良い。

そして、この移動手段７１は、図１に示すように、駆動モータ７４によってピニオンギア７３を所定量だけ回転駆動することにより、ラックギア７２を介して圧接部材５５を、記録用紙１３の進行方向Ｘに沿って略平行に所定量だけスライドさせることが可能となっている。

上記移動手段７１は、例えば、図１４に示すように、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った上流側に移動させることによって、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の湾曲部６４ｂが占める寄与率を相対的に増加させるとともに、平坦部６４ａが占める寄与率を相対的に低下させることが可能となっている。このように、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った上流側に移動させた場合には、図１５に示すように、圧接圧力のピーク値８４近傍に占める平坦部６４ａの寄与が小さくなり、ピーク値８４の幅が狭くなり、圧接圧力が急変することにより、記録用紙１３の剥離性が向上する。また、ピーク値８４の上流側の圧力上昇が緩やかとなり、ニップ部Ｎにおけるパッド部材６２の寄与も合わせて減少するため、第１の領域８１の立ち上がりも若干遅くなる。

一方、上記移動手段７１は、例えば、図１６に示すように、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った下流側に移動させることによって、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の平坦部６４ａが占める寄与率を相対的に増加させるとともに、湾曲部６４ｂが占める寄与率を相対的に低下させることが可能となっている。このように、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った下流側に移動させた場合には、図１７に示すように、圧接圧力のピーク値８４近傍に占める平坦部６４ａの寄与が大きくなり、ピーク値８４の幅が広くなり、記録用紙１３の定着性が向上する。また、ピーク値８４の上流側の圧力上昇が急峻となり、ニップ部Ｎにおけるパッド部材６２の寄与も合わせて増加するため、第１の領域８１の圧力も中立位置に比較して高くなる。

図１８は上記定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの制御回路を示すものである。

図１８において、１００はフルカラープリンタ及び定着装置１５の動作を制御する制御手段としてのＣＰＵ、１０１はＣＰＵ１００が実行する制御プログラム等を記憶したＲＯＭ、１０２はＣＰＵ１００が実行する制御プログラムで使用するパラメータ等を記憶したＲＡＭ、１０３はフルカラープリンタが設置された環境の温度を検知する温度センサー、１０４はフルカラープリンタが設置された環境の湿度を検知する湿度センサー、１０５はフルカラープリンタで使用される記録用紙１３の材質を判別する材質判別手段、７４は駆動モータをそれぞれ示している。上記材質判別手段１０５としては、プリンタのドライバやユーザーインターフェースにおいてユーザーが指定する記録用紙１３の種類等に基づいて、記録用紙１３の材質を判別したり、給紙カセット１４に設けられた記録用紙１３の種類やサイズ等を設定する設定手段によって、記録用紙１３の材質を判別するものが用いられる。また、プリンタドライバやユーザーインターフェースからユーザーが記録用紙１３の種類を任意に指定したり、さらには、後述の設定を可変とすることもできる。

以上の構成において、この実施の形態に係る定着装置では、次のようにして、加圧部材の圧接面を予め所定の状態に設定した場合に比較して、記録シートの厚さ等の種類や環境等の変動に広く対応することができるとともに、押圧手段の押圧位置や押圧力を可変とした装置と比較して、簡単な構成で、しかも、記録シートの種類や環境等が変動した場合であっても、剥離不良や定着不良が発生するのを防止することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係る定着装置１５では、図５に示すように、内部に加熱源５１を有する加熱ロール５２と、無端ベルト状に形成された定着ベルト５３と、前記定着ベルト５３が回転自在となるように当該定着ベルト５３の両端を支持するベルトガイド部材５４と、前記定着ベルト５３の内部に配設され、前記加熱ロール５２の表面に定着ベルト５３を圧接させる圧接部材５５と、前記定着ベルト５３の内面にオイルを供給するフェルト部材５６とを備え、図６に示すように、前記加熱ロール５２と定着ベルト５３の間に形成されるニップ部Ｎに、未定着トナー像を担持した記録媒体１３を通過させることにより定着を行なうようになっている。

ところで、上記定着装置１５では、図１に示すように、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向Ｘと同一方向又は略同一方向に移動させる移動手段７１を備えており、当該移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに移動させることにより、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の平坦部６４ａと湾曲部６４ｂとが、定着処理に占める寄与率を変更することが可能となっている。

ＣＰＵ１００は、図１８に示すように、湿度センサー04からの信号に基づいて、フルカラープリンタが設置された環境の湿度を検知するとともに、画像処理装置からの信号に基づいて、記録用紙１３上に定着処理を行なうトナー像の像密度を検知する。すると、ＣＰＵ１００は、図１９（ａ）に示すように、ＲＡＭ１０２に記憶されたテーブルを参照することによって、定着装置１５の圧接部材５５を移動させる移動量を求めるようになっている。

そして、ＣＰＵ１００は、図１９（ａ）に示すように、例えば、記録用紙１３が薄紙 （坪量が７０ｇｍｓ以下）であって、しかも、環境湿度が９０％で、トナー像の像密度が２００％を越えて２５０％以下であると検知すると、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、プラス３だけ移動させるように駆動モータを制御する。また、ＣＰＵ１００は、図１９（ａ）に示すように、例えば、環境湿度が９０％で、トナー像の像密度が１００％を越えて１５０％以下であると検知すると、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、プラス２だけ移動させるように駆動モータを制御する。ここで、トナー像の像密度が２００％とは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像の像密度の合計が２００％であることを意味しており、例えば、１色のトナーの最高像密度は、１００％である。

このように、環境湿度が９０％と高湿環境下であって、トナー像の像密度が２００％を越えて２５０％以下と非常に高密度である場合には、記録用紙１３上のトナー量が多く、記録用紙１３がトナーの接着作用によって、加熱ロール５２側に捲き付き易くなる。

そのため、この実施の形態では、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、プラス３だけ大きく移動させることにより、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の湾曲部６４ｂが占める寄与率を相対的に増加させるとともに、平坦部６４ａが占める寄与率を相対的に低下させる。そして、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った上流側に移動させた場合には、図１５に示すように、圧接圧力のピーク値８４近傍に占める平坦部６４ａの寄与が小さくなり、ピーク値８４の幅が狭くなり、圧接圧力が急変することにより、記録用紙１３の剥離性が向上し、記録用紙１３が加熱ロール５２側に巻き付いて、当該記録用紙１３に大きなカールが発生するのを防止でき、記録用紙１３の排紙トレイ２０上への収容性も向上する。

なお、環境湿度が５０％以下と低い場合には、記録用紙１３のコシ（剛性）が高温高湿下よりも強く、記録用紙１３のカール等が発生し難いため、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに移動させる制御は不要である。

一方、上記ＣＰＵ１００は、図１９（ｂ）に示すように、温度センサー１０３からの信号に基づいて、フルカラープリンタが設置された環境の温度を検知するとともに、画像処理装置からの信号に基づいて、記録用紙１３の種類（厚さを判定する坪量）を検知する。すると、ＣＰＵ１００は、図１８に示すように、ＲＡＭ１０２に記憶されたテーブルを参照することによって、定着装置１５の圧接部材５５を移動させる移動量を求めるようになっている。なお、ここで、定着装置１５の定着スピードは、普通紙に対応したフルスピードに設定されており、厚紙の場合には、普通紙の１／２程度に減速される。

ＣＰＵ１００は、図１９（ｂ）に示すように、例えば、記録用紙１３が比較的厚い紙 （坪量が１００ｇｍｓを越えて１１０ｇｍ以下）であって、しかも、環境温度が１０℃以下であると検知すると、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、マイナス３だけ移動させるように駆動モータを制御する。また、ＣＰＵ１００は、図１９（ｂ）に示すように、例えば、記録用紙１３が比較的薄い紙（坪量が７０ｇｍｓを越えて８０ｇｍ以下）であって、しかも、環境温度が１０℃以下であると検知すると、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、マイナス１だけ移動させるように駆動モータを制御する。

このように、記録用紙１３が比較的厚い紙（坪量が１００ｇｍｓを越えて１１０ｇｍ以下）であって、しかも、環境温度が１０℃以下である場合には、低温環境であって、記録用紙１３が比較的厚い紙であると、定着性が低くなり、定着不良が発生する虞れがある。

そのため、この実施の形態では、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、マイナス３だけ大きく移動させることにより、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の平坦部６４ａが占める寄与率を相対的に増加させるとともに、湾曲部６４ｂが占める寄与率を相対的に低下させる。そして、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った下流側に移動させた場合には、図１７に示すように、圧接圧力のピーク値８４近傍に占める平坦部６４ａの寄与が大きくなり、ピーク値８４の幅が広くなり、記録用紙１３の定着性が向上する。

したがって、低温環境であって、記録用紙１３が比較的厚い紙であり、定着性が低くなり、定着不良が発生する虞れがある場合であっても、記録用紙１３の定着性を向上させることができ、定着不良が発生するのを確実に防止することができる。

さらに、上記ＣＰＵ１００は、図１８に示すように、種類判別手段１０５からの信号に基づいて、記録用紙１３の種類（厚さを判定する坪量）を検知する。すると、ＣＰＵ１００は、図１９（ｃ）に示すように、ＲＡＭ１０２に記憶されたテーブルを参照することによって、定着装置１５の圧接部材５５を移動させる移動量を求めるようになっている。なお、ここで、定着装置１５の定着スピードは、普通紙に対応したフルスピードに設定されており、厚紙の場合（例えば、坪量が１１０ｇｍｓを越える場合）には、定着スピードが普通紙の１／２程度に減速されるようになっている。

ＣＰＵ１００は、図１９（ｃ）に示すように、例えば、記録用紙１３が厚紙（坪量が１１０ｇｍｓを越えて１６０ｇｍ以下）であると検知すると、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、プラス２だけ移動させるように駆動モータを制御する。また、ＣＰＵ１００は、図１９（ｃ）に示すように、例えば、記録用紙１３が更に厚紙（坪量が１６０ｇｍｓを越えて２２０ｇｍ以下）であると検知すると、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、プラス３だけ移動させるように駆動モータを制御する。

このように、記録用紙１３が厚紙である場合には、温度や湿度の環境によらず、又は特に高湿環境下において、記録用紙１３のカールが発生し、記録用紙１３の収容性が悪化する虞れがある。

そのため、この実施の形態では、移動手段７１によって圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向と同一方向Ｘに、プラス３又は２だけ大きく移動させることにより、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の湾曲部６４ｂが占める寄与率を相対的に増加させるとともに、平坦部６４ａが占める寄与率を相対的に低下させる。そして、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った上流側に移動させた場合には、図１５に示すように、圧接圧力のピーク値８４近傍に占める平坦部６４ａの寄与が小さくなり、ピーク値８４の幅が狭くなり、記録用紙１３の剥離性を向上させることができ、記録用紙１３が加熱ロール５２側に巻き付いて、当該記録用紙１３に大きなカールが発生するのを防止でき、記録用紙１３の排紙トレイ２０上への収容性も向上する。

また、特殊用途などに用いられる記録用紙であって予めテーブルが用意されていない場合などには、ユーザーが任意に設定を変更してもよい。例えば、病院等で用いられる不定形な薬袋などの場合は、「定着スピードは普通紙と同じ」、「上流側に＋２移動」と指定する。

実施の形態２
図２０はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記圧接寄与率変更手段が、前記押圧部材を回動させることによって、前記定着寄与部と剥離寄与部の圧接寄与率を変更するように構成されている。

すなわち、この実施の形態２では、図２０に示すように、圧接部材５５を時計回り方向及び反時計回り方向に回動させる移動手段７１を備えており、当該移動手段７１によって圧接部材５５を時計回り方向又は反時計回り方向に回動させることにより、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の平坦部６４ａと湾曲部６４ｂとが、定着処理に占める寄与率を変更することが可能となるように構成されている。

上記圧接部材５５は、図１１に示すように、ベルトガイド部材５４の凹溝５４ａにアーム部材６７が嵌合された状態で取り付けられているとともに、当該圧接部材５５は、ベルトガイド部材５４に設けられた円形状の凹溝５４ａを介して、アーム部材６７に対して回動自在に取り付けられている。

上記移動手段７１は、図２０に示すように、ベルトガイド部材５４の端面５４ｂに固定した状態で取り付けられた略半円形状のギア９２と、当該ギア９２と噛み合う円形状のギア９３と、当該ギア９３を駆動するステッピングモータ等からなる駆動モータ７４とを備えている。

そして、この移動手段７１は、図２０に示すように、駆動モータ７４によってギア９３を所定量だけ回転駆動することにより、ギア９２を介して圧接部材５５を、時計回り方向又は反時計回り方向に沿って所定の角度ずつ回動させることが可能となっている。

上記移動手段７１は、例えば、図２１に示すように、圧接部材５５を反時計回り方向に沿って所定の角度だけ回動させることによって、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の湾曲部６４ｂが占める寄与率を相対的に増加させるとともに、平坦部６４ａが占める寄与率を相対的に低下させることが可能となっている。このように、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った上流側に移動させた場合には、図２２に示すように、圧接圧力のピーク値８４近傍に占める平坦部６４ａの寄与が小さくなり、ピーク値８４の幅が狭くなり、記録用紙１３の剥離性も向上する。また、ニップ部Ｎにおけるパッド部材６２の寄与も合わせて減少するため、第１の領域８１の立ち上がりも若干遅くなる。

一方、上記移動手段７１は、例えば、図２３に示すように、圧接部材５５を時計回り方向に沿って所定の角度だけ回動させることによって、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の平坦部６４ａが占める寄与率を相対的に増加させるとともに、湾曲部６４ｂが占める寄与率を相対的に低下させることが可能となっている。このように、圧接部材５５を記録用紙１３の進行方向に沿った下流側に移動させた場合には、図２４に示すように、圧接圧力のピーク値８４近傍に占める平坦部６４ａの寄与が大きくなり、ピーク値８４の幅が広くなり、記録用紙１３の定着性が向上する。また、ニップ部Ｎにおけるパッド部材６２の寄与も合わせて増加するため、第１の領域８１の圧力も中立位置に比較して高くなる。

そして、ＣＰＵ１００は、前記実施の形態１と同様に、環境温度や湿度、記録用紙１３上の像密度、あるいは記録用紙の種類等に応じて、移動手段７１によって圧接部材５５を反時計回り方向又は時計回り方向に沿って所定の角度だけ回動させることによって、ニップ部Ｎにおける圧接部６４の平坦部６４ａ及び湾曲部６４ｂが占める寄与率を相対的に変化させるようになっている。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

本発明による定着装置は、定着処理を行なう種々の画像形成装置としてのレーザプリンタ、カラープリンタ、複写機、スキャナ装置を備えた複合機、ファックス装置等に適用することができる。

図１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。 図４は定着装置を示す外観斜視図である。 図５は定着装置を示す断面構成図である。 図６は定着装置の要部を示す拡大断面図である。 図７は圧接部材を示す斜視構成図である。 図８は圧接部材を示す分解斜視図である。 図９はパッド部材を示す分解斜視図である。 図１０はパッド部材を示す斜視構成図である。 図１１は定着装置の加圧機構を示す斜視図である。 図１２は定着装置の加圧状態を示す模式図である。 図１３は定着装置のニップ部の圧力分布を示すグラフである。 図１４は定着装置の作用を示す構成図である。 図１５は定着装置のニップ部の圧力分布を示すグラフである。 図１６は定着装置の作用を示す構成図である。 図１７は定着装置のニップ部の圧力分布を示すグラフである。 図１８はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。 図１９はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの制御テーブルを示す図表である。 図２０はこの発明の実施の形態２に係る定着装置の要部を示す構成図である。 図２１は定着装置の作用を示す構成図である。 図２２は定着装置のニップ部の圧力分布を示すグラフである。 図２３は定着装置の作用を示す構成図である。 図２４は定着装置のニップ部の圧力分布を示すグラフである。

符号の説明

１５：定着装置、５２：加熱ロール、５３：定着ベルト、６１：ニップヘッド部材、６２：パッド部材、６４：圧接部、７１：移動手段。

Claims (9)

1. 一方が無端ベルト状に形成され、且つ互いに圧接された状態で回転する加熱用の定着部材及び加圧用の定着部材と、
   前記無端ベルト状に形成された一方の定着部材を、他方の定着部材に圧接させることにより、前記加熱用の定着部材と加圧用の定着部材との間に圧接領域を形成する定着寄与部と剥離寄与部とを有する押圧部材と、
   前記押圧部材を圧接方向と交差する方向に移動させることによって、前記押圧部材の平坦部からなる定着寄与部と湾曲部からなる剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の相対的な寄与率を変更する圧接寄与率変更手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
2. 加熱手段によって加熱された状態で回転する加熱ロールと、
   前記加熱ロールに圧接された状態で回転する無端ベルト状の加圧ベルトと、
   前記加圧ベルトを前記加熱ロールに圧接させることにより、前記加熱ロールと加圧ベルトとの間に圧接領域を形成する定着寄与部と剥離寄与部とを有する押圧部材と、
   前記押圧部材を圧接方向と交差する方向に移動させることによって、前記押圧部材の平坦部からなる定着寄与部と湾曲部からなる剥離寄与部が前記加熱ロールに圧接する際の相対的な寄与率を変更する圧接寄与率変更手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
3. 加熱手段によって加熱された状態で回転する無端ベルト状の加熱ベルトと、
   前記加熱ベルトに圧接された状態で回転する加圧ロールと、
   前記加熱ベルトを前記加圧ロールに圧接させることにより、前記加熱ベルトと加圧ロールとの間に圧接領域を形成する定着寄与部と剥離寄与部とを有する押圧部材と、
   前記押圧部材を圧接方向と交差する方向に移動させることによって、前記押圧部材の平坦部からなる定着寄与部と湾曲部からなる剥離寄与部が前記加圧ロールに圧接する際の相対的な寄与率を変更する圧接寄与率変更手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
4. 前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材を回動させることによって、前記定着寄与部と剥離寄与部の圧接寄与率を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の定着装置。
5. 前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の圧接寄与率を段階的に変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の定着装置。
6. 前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の圧接寄与率を、画像が定着されるシートの種類に応じて変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の定着装置。
7. 前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の圧接寄与率を、環境条件に応じて変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の定着装置。
8. 前記圧接寄与率変更手段は、前記押圧部材の定着寄与部と剥離寄与部が他方の定着部材に圧接する際の圧接寄与率を、設定手段によって任意に設定可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の定着装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載された定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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