JP5686288B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上に形成されたトナー像を定着させる定着装置、及びその定着装置を備えたＦＡＸ、プリンタ、複写機などの画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置として、像担持体である感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム上の静電潜像をトナーなどの現像剤によって現像して顕像化し、このトナー像を転写装置により転写紙（記録媒体）に転写する電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、トナー像が転写された転写紙に対して熱及び圧力を加えることにより、転写紙上のトナー像が定着される。

従来、上記定着を行う定着装置として、定着ローラを削除した構成の定着装置が知られている（特許文献１参照）。この定着装置は、可撓性の無端ベルト部材である定着ベルトと、回動可能な円筒状の部材であり前記無端ベルト部材に内包される金属熱伝導体と、前記金属伝導体を加熱する熱源と、前記無端ベルト部材を介し加圧体に押し当てられて形成される定着ニップ部で未定着画像を担持した記録媒体に熱と圧力を与える加圧体と、前記金属熱伝導体と前記無端ベルト部材に挟まれた定着ニップ部の出口側の領域に前記無端ベルト部材裏面と近接し、その位置が金属伝導体に対して固定して配置されたベルトガイド部材とを備える。この構成によれば、高速立上げができ、温度安定性に優れ、更に記録媒体の搬送性に優れた定着装置を提供できる。

しかしながら、上記従来の定着装置では、定着ベルトを加熱するために、まず金属熱伝導体を加熱しなければならず、金属熱伝導体の熱容量分だけウォームアップが遅くなる。また、定着ベルトからベルトガイド部材に伝熱してしまい、ベルトガイド部材が温度平衡に到達するまでは定着ベルトの温度が不安定になり、定着不良が発生する懸念がある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、定着部材の搬送性を確保しつつ、定着部材を所定の温度まで加熱するウォームアップ時間の遅れを抑制するとともに、定着部材の温度の不安定に起因する定着不良の発生を防止す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である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、可撓性を有する無端状の回転可能な定着部材と、前記定着部材に対向するように設けられ該定着部材の外周面に対して加圧される回転駆動可能な加圧部材と、前記定着部材を介して前記加圧部材からの加圧を受けることにより、記録媒体が通過する定着ニップ部を形成する加圧受け部材と、前記定着部材の内周面に囲まれた内部空間に設けられ該定着部材の内周面を加熱する熱を発生する熱源と、を備えた定着装置であって、前記加圧受け部材は、前記定着ニップ部を形成するように前記定着部材を介して前記定着ニップ部に対向するニップ形成部と、前記定着部材の内周面における前記定着ニップ部以外の少なくとも一箇所で摺接する摺接部と、前記定着部材を張架するように前記ニップ形成部と前記摺接部とを連結する連結部とを有し、前記定着部材の軸方向と交差する断面において該定着部材が略長円形状又は略楕円形状になり、その長辺方向の一方の端部が前記定着ニップ部に位置するように、前記定着部材を張架し、前記加圧受け部材は、前記定着部材の内周面に囲まれた内部空間を前記熱源がない第１の内部空間と前記熱源がある第２の内部空間とに区画するように設けられ、前記定着部材の温度を検出する温度検出手段を、前記第１の内部空間における前記定着部材の内周面側に設けたことを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、前記加圧受け部材は、前記定着部材の内周面における前記定着ニップ部以外の二箇所で摺接するように複数の摺接部を有し、前記加圧受け部材の前記連結部は、前記定着部材の軸方向と交差する断面において前記ニップ形成部から前記複数の摺接部それぞれに至るように略コの字形状を有することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、可撓性を有する無端状の回転可能な定着部材と、前記定着部材に対向するように設けられ該定着部材の外周面に対して加圧される回転駆動可能な加圧部材と、前記定着部材を介して前記加圧部材からの加圧を受けることにより、記録媒体が通過する定着ニップ部を形成する加圧受け部材と、前記定着部材の内周面に囲まれた内部空間に設けられ該定着部材の内周面を加熱する熱を発生する熱源と、を備えた定着装置であって、前記加圧受け部材は、前記定着ニップ部を形成するように前記定着部材を介して前記定着ニップ部に対向するニップ形成部と、前記定着部材の内周面における前記定着ニップ部以外の少なくとも一箇所で摺接する摺接部と、前記定着部材を張架するように前記ニップ形成部と前記摺接部とを連結する連結部とを有し、前記定着部材の内周面に囲まれた内部空間に設けられ、前記定着部材の軸方向と交差する断面において該定着部材が略長円形状又は略楕円形状になり、その長辺方向の一方の端部が前記定着ニップ部に位置するように、前記定着部材を張架し、前記加圧受け部材の前記摺接部は、前記定着部材の内周面上で前記定着ニップから最も離れた位置で該定着部材の内周面に摺擦することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの定着装置において、前記加圧受け部材は、前記ニップ形成部と、前記摺接部及び前記連結部とが、別部材で構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの定着装置において、前記加圧受け部材の前記定着部材と摺接する部分を、摺動抵抗を低下させる形状及び材質の少なくとも一方で構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの定着装置において、前記加圧受け部材の前記連結部は、前記定着部材の軸方向と交差する断面において前記ニップ形成部から前記摺接部に直線的に延在する形状を有することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、記録媒体に対して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前記記録媒体上の画像を定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置において、前記定着装置として、請求項１乃至６のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とするものである。

本発明によれば、定着部材の内周面に囲まれた内部空間には、定着部材の内周面を加熱する熱を発生する熱源とともに、定着部材を介して加圧部材からの加圧を受けることにより定着ニップ部を形成する加圧受け部材が設けられている。この熱源からの熱により、定着部材の内周面とともに加圧受け部材が直接加熱されるので、定着部材から加圧受け部材への熱伝達が発生しにくく、加熱を開始してから定着部材及び加圧受け部材が速やかに温度平衡に到達する。よって、加熱開始時において定着部材の温度が不安定になりにくく定着不良の発生を防止することができる。しかも、定着部材に内包されるような円筒状の金属熱伝導体を介さずに、熱源からの熱で定着部材の内周面を直接加熱するため、定着部材を所定の温度まで加熱するウォームアップ時間の遅れを抑制することができる。また、定着部材を介して定着ニップ部に対向するニップ形成部と、定着部材の内周面における定着ニップ部以外の少なくとも一箇所で摺接する摺接部とが、定着部材を張架するように連結部で連結されている。このように連結部で連結されたニップ形成部と摺接部とにより定着部材を張架し、定着部材を安定した移動経路で回転させることができるので、定着部材の搬送性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図。 同画像形成装置の定着装置の一構成例を示す概略構成図。 同定着装置の定着ニップ部の出口における曲率を示す説明図。 定着装置の他の構成例を示す概略構成図。 定着装置の更に他の構成例を示す概略構成図。 定着装置の更に他の構成例を示す概略構成図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。図１に示すように、本実施形態における画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写体としての中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。これらの作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ及び中間転写ユニット８５、並びに後述の露光部３、第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２及び２次転写ローラ８９等により、記録媒体Ｐ上のトナー像を形成するトナー像形成手段が構成される。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電手段としての帯電部７５、現像手段としての現像部７６、像担持体クリーニング手段としてのクリーニング部７７、除電手段としての除電部（不図示）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われることにより、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像（トナー像）が形成される。

感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光手段としての露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。静電潜像が形成された感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。トナー像が形成された感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び一次転写手段としての第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で行われる一連の作像プロセスが終了する。現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像は、中間転写ベルト７８上に重ねて転写される。以上により、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。

中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写体クリーニング手段としての中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された用紙（転写紙）等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。

２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、画像形成装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部１２には、用紙（転写紙）等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０による定着位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、感光体ドラムから転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置１における、一連の画像形成プロセスが完了する。

図２は、画像形成装置１に設置された定着装置２０の一構成例を示す概略構成図である。図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト、熱源としてのヒータ、加圧部材としての加圧ローラ、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１からの加圧を受ける加圧受け部材２２等を備えている。

加圧ローラ３１は、定着ベルト２１に対向するように設けられ、図示しないスプリングや板バネ等の加圧手段により定着ベルト２１の外周面に対して加圧される。加圧ローラ３１は、例えば、直径が２５〜３０ｍｍであって中空もしくは中実構造の芯金上に弾性層を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層は、例えば、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層の表層にＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン）等の樹脂からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望の定着ニップ部を形成する。また、加圧ローラ３１には駆動機構の駆動ギアに噛合するギアが設置されていて、加圧ローラ３１は矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向の両端部が定着装置２０の側板に軸受を介して回転自在に支持されている。なお、中空の芯金を用いた加圧ローラであれば、芯金内部にハロゲンヒータ（ハロゲンランプ）等の熱源を設けることもできる。

加圧受け部材２２は、加圧ローラ３１からの加圧を受けて、定着ベルト２１と加圧ローラ３１とを圧接させることにより、定着ニップ部Ｎを形成する。加圧受け部材２２は、定着ニップ部Ｎを形成するように定着ベルト２１を介して定着ニップ部Ｎに対向するニップ形成部２２ａと、定着ベルト２１の内周面における定着ニップ部Ｎ以外の一箇所で摺接する摺接部２２ｂと、定着ベルト２１を張架するようにニップ形成部２２ａと摺接部２２ｂとを連結する連結部２２ｃとを有している。ニップ形成部２２ａは、例えば、フッ素ゴム等をＰＴＦＥ（４フッ化エチレン）樹脂からなるシート等で巻いた部材で構成される。また、連結部２２ｃは、加圧受け部材２２の強度を高める補強部材（補強ステー）としても機能する。

加圧受け部材２２は、熱源としてのヒータ２５及び温度検出手段としての温度センサ２６とともに、定着ベルト２１の内周面に囲まれた内部空間に設けられている。

定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図中矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。定着ベルト２１は、基材上に弾性層及び離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが所定厚さ（例えば、１ｍｍ）以下に設定されている。定着ベルト２１の基材は、例えば、層厚が２０〜７０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成される。

定着ベルト２１の弾性層は、例えば、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることにより、定着ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像に均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。

定着ベルト２１の離型層は、例えば、層厚が５〜５０μｍであって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン）樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が確保される。また、定着ベルト２１の直径は、例えば１５〜１２０ｍｍの範囲内に設定されている。なお、本実施形態では、定着ベルト２１の直径は３０ｍｍに設定されている。

定着ベルト２１の内部（内周面側）には、ヒータ２５、支持ステー２３等が固設されている。定着ベルト２１は、支持ステー２３に押圧されて加圧ローラ３１との間に定着ニップ部を形成する。また、定着ベルト２１の内周面には、ヒータ２５からの輻射熱を吸収しやすい黒色系の耐熱コーティングを施すことが望ましい。

ヒータ２５は、定着ベルト２１の内周面を加熱する熱を発生する熱源である。本実施形態では、ヒータ２５としてハロゲンヒータ（ハロゲンランプ）からなる赤外線ヒータを用いているが、カーボンヒータ等の赤外線ヒータで構成してもよい。また、ヒータ２５は、その両端部が定着装置２０の側板に固定され、画像形成装置１の本体の電源部やコントローラにより出力制御される。このヒータ２５からの輻射熱によって定着ベルト２１が加熱され、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像に熱が加えられる。

ヒータ２５の出力制御は、例えば、定着ベルト２１の表面（外周面）に対向するように設けられたサーミスタやサーモパイル等の温度センサ２６によるベルト表面温度の検出結果に基づいて行う。また、ヒータ２５の出力制御は、加圧受け部材２２によってヒータ２５からの光（熱輻射）が遮断された定着ベルト２１の内部空間の領域に、接触式のサーミスタ等の温度センサ２６を定着ベルト２１の内周面に当接させるように配置し、その温度センサの温度検出結果に基づいて行ってもよい。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の目標温度に設定することができる。また、ヒータ２５で定着ベルト２１を直接加熱することで、熱容量が削減され、更なるウォームアップ短縮と省エネルギー化が可能となる。

図２の構成の定着装置２０において、加圧受け部材２２は定着ニップ部Ｎの機能も含めた一体型の加圧ステーで構成されている。定着ニップ部Ｎは、加圧ローラ３１の外径に略沿う円弧形状をしており、定着ニップ部Ｎの記録媒体搬送方向における出口において、定着ベルト２１が定着ベルト外側中心曲率から定着ベルト内側中心曲率に切り替わり、記録媒体Ｐのコシがトナーと定着ベルト２１との接着力に打ち勝ち、記録媒体Ｐが分離されるようになっている。

加圧受け部材（加圧ステー）２２は、定着ニップ部Ｎから加圧ローラ３１が配置された方向とは逆側に直線状に伸びた形状で配置されている。すなわち、加圧受け部材２２の連結部２２ｃは、定着ベルト２１と部材の軸方向（幅方向、長手方向）と交差する断面においてニップ形成部２２ａから摺接部２２ｂに直線的に延在する形状を有している。しかも、その加圧受け部材２２の摺接部２２ｂは、定着ベルト２１の内周面上で定着ニップ部Ｎから最も離れた位置で定着ベルト２１の内周面に摺擦するように構成されている。これにより、加圧ローラ３１からの加圧方向に対する断面二次モーメントを大きくすることができ、定着ニップ部Ｎを安定化することができる。

また、加圧受け部材（加圧ステー）２２の軸方向（幅方向、長手方向）における両端部は、剛性のある両側板などで支持されているが、定着ベルト２１のかかる部分に関しては、少なくとも加圧時において、定着ニップ部Ｎとは反対側の部分も定着ベルトの内周面と摺接するように構成されている。この構成により、もともと無負荷状態では自身の有する弾性によって真円形状を保とうとする定着ベルト２１が、図２のように加圧受け部材２２を長辺とした略楕円形状又は略長円形状となり、その定着ベルト２１の長辺方向の一方の端部が定着ニップ部Ｎに位置するようになる。このように構成することにより、図３に示すように、定着ニップ部Ｎの出口Ｎ’におけるの定着ベルト２１の形状の曲率（中心は定着ベルト内側方向）が、真円形状のベルト２１’を用いて定着ニップ部を形成した場合の曲率よりも大きくなる。言い換えると、定着ニップ部Ｎの出口Ｎ’におけるの定着ベルト２１の形状の曲率半径が、真円形状のベルト２１’を用いて定着ニップ部を形成した場合の曲率半径よりも小さくなる。従って、トナーを定着させた記録媒体Ｐを定着ベルト２１から分離しやすくなる。

なお、上記実施形態において、加圧受け部材２２のニップ形成部２２ａは形状が比較的複雑であるので、加圧受け部材２２は、上記ニップ形成部と、上記摺接部及び連結部とを、別部材（別体）で構成してもよい。図４の例では、加圧受け部材２２は、上記ニップ形成部に対応するニップ形成部材２２０と、上記摺接部及び連結部に対応するステー部材２２１とで形成してもよい。ステー部材２２１の定着ベルト２１の内周面に摺接している先端部分が上記摺接部２２ｂに相当する。このような構成においても、ニップ形成部材とステー部材が、加圧方向に対して縦列に連なった一連の構成になっており、上記図２の一体化した場合と同等の強度を持たせることができる。

また、上記実施形態において、加圧受け部材２２の定着ベルト２１の内周面と摺接する部分（定着ニップ部Ｎ、摺接部２２ｂ）については、例えば、耐熱性と摺動性に優れたＰＴＦＥ等のフッ素系繊維シートを定着ベルトとの間に介在させるか、フッ素系塗装等を施すことが望ましい。これにより、定着ベルト２１の摺動箇所の摩擦抵抗が小さくなり、定着ベルト２１を連れ回すためのトルクを小さくすることができる。

また、図５に示すように、加圧受け部材２２を構成するステー部材２２１先端部の摺接部２２ｂ（定着ベルト２１を張る部分）については、摺動抵抗を低下させるために小径のローラ２２２などを取り付けてもよい。

また、上記図２の構成例における加圧受け部材２２の形状は、連結部２２ｃが定着ベルト２１の軸方向（幅方向、長手方向）と直交する断面においてニップ形成部２２ａから一箇所の摺接部２２ｂに直線的に延在するストレート形状を有しているが、ストレート形状以外の形状であってもよい。例えば、図６に示すように、加圧受け部材２２は、定着ベルト２１の軸方向（幅方向、長手方向）と直交する断面においてニップ形成部材（ニップ形成部）２２０から複数の摺接部２２３ａ，２２３ｂそれぞれに至るように略コの字形状を有するステー部材２２３を用いて構成してもよい。このような略コの字形状の構成の場合は、ステー部材２２３の断面二次モーメントは多少小さくなるものの、定着ベルト２１で囲まれた内部空間におけるスペース確保（例えば、ヒータ２５を設けるスペースの確保）が容易で、定着ベルト２１の更なる小径化が可能となる。

上記構成の定着装置２０は、例えば次のように動作する。画像形成装置１の本体の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も従動（回転）する。その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ８９の位置で、記録媒体Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図示しないガイド板に案内されながら搬送され、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１の定着ニップ部Ｎに送入される。そして、ヒータ２５によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、定着ニップ部Ｎから送出された記録媒体Ｐは、スタック部１００に向けて搬送される。

以上、本実施形態によれば、定着部材としての定着ベルト２１の内周面に囲まれた内部空間には、定着ベルト２１の内周面を加熱する熱を発生する熱源としてのヒータ２５とともに、定着ベルト２１を介して加圧部材としての加圧ローラ３１からの加圧を受けることにより定着ニップ部Ｎを形成する加圧受け部材２２が設けられている。このヒータ２５からの熱により、定着ベルト２１の内周面とともに加圧受け部材２２が直接加熱されるので、定着ベルト２１から加圧受け部材２２への熱伝達が発生しにくく、加熱を開始してから定着ベルト２１及び加圧受け部材２２が速やかに温度平衡に到達する。よって、加熱開始時において定着ベルト２１の温度が不安定になりにくく定着不良の発生を防止することができる。しかも、定着ベルト２１に内包されるような円筒状の金属熱伝導体を介さずに、ヒータ２５からの熱で定着ベルト２１の内周面を直接加熱するため、定着ベルト２１を所定の温度まで加熱するウォームアップ時間の遅れを抑制することができる。また、定着ベルト２１を介して定着ニップ部Ｎに対向するニップ形成部２２ａと、定着ベルト２１の内周面における定着ニップ部Ｎ以外の少なくとも一箇所で摺接する摺接部２２ｂとが、定着ベルト２１を張架するように連結部２２ｃで連結されている。このように連結部２２ｃで連結されたニップ形成部２２ａと摺接部２２ｂとにより定着ベルト２１を張架し、定着ベルト２１を安定した移動経路で回転させることができるので、定着ベルト２１の搬送性を確保することができる。
また、本実施形態によれば、ヒータ２５は、定着ベルト２１の内周面の一部分に熱輻射を照射して加熱するものであり、定着ベルト２１の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ２６を、加圧受け部材２２によってヒータ２５からの熱輻射が遮断された定着ベルト２１の内周面側に設けている。この構成により、ヒータ２５からの熱輻射を直接受けることによる定着ベルト２１の温度誤検出を回避しつつ、温度センサ２６を定着ベルト２１の内周面側に設けることで定着装置２０全体を小型化できる。
また、本実施形態によれば、加圧受け部材２２を、形状が比較的複雑なニップ形成部材（ニップ形成部）２２０と、比較的簡素な構造のステー部材２２１、２２３（摺接部及び連結部）とを用いて、別部材で構成することにより、所定形状の定着ニップ部Ｎを形成しつつ、加圧受け部材２２の生産時のコスト（加工費、運送費等）を抑えることができる。
また、本実施形態によれば、加圧受け部材２２の定着ベルト２１と摺接する部分を、摺動抵抗を低下させる形状及び材質の少なくとも一方で構成することにより、定着ベルト２１を回転させるためのトルクを低減でき、定着ベルト２１や加圧受け部材２２の寿命も向上する。
また、本実施形態によれば、加圧受け部材２２の連結部２２ｃは、定着ベルト２１の軸方向（幅方向、長手方向）と交差する断面においてニップ形成部２２ａから摺接部２２ｂに直線的に延在する形状を有することにより、断面二次モーメントを高めて加圧ローラ３１からの加圧を受けるときの強度を確保し、定着ベルト２１の軸方向（幅方向、長手方向）において均一な定着ニップ部Ｎを安定して形成することができる。
また、本実施形態によれば、加圧受け部材２２の摺接部２２ｂは、定着ベルト２１の内周面上で定着ニップ部Ｎから最も離れた位置で定着ベルト２１の内周面に摺擦することにより、加圧ローラ３１からの加圧を受けるときの強度に寄与する加圧受け部材２２の断面長さを最も稼ぐことができる。
また、本実施形態によれば、加圧受け部材２２３は、定着ベルト２１の内周面における定着ニップ部Ｎ以外の二箇所で摺接するように複数の摺接部２２３ａ、２２３ｂを有し、加圧受け部材２２３の連結部は、定着ベルト２１の軸方向（幅方向、長手方向）と交差する断面においてニップ形成部Ｎから複数の摺接部２２３ａ、２２３ｂそれぞれに至るように略コの字形状を有することにより、断面二次モーメントの低下を抑えつつ、定着ベルト２１の内周面で囲まれた内部空間にヒータ２５を設けた構成においてヒータ２５の設置スペースの確保が容易になる。
また、本実施形態によれば、加圧受け部材２２は、定着ベルト２１の軸方向（幅方向、長手方向）と交差する断面において定着ベルト２１が略長円形状又は略楕円形状になり、その長辺方向の一方の端部が定着ニップ部Ｎに位置するように、定着ベルト２１を張架することにより、真円の定着ベルト２１の場合に比して、定着ベルト２１の定着ニップ部Ｎの出口における曲率が大きく（曲率半径を小さく）することができるので、記録媒体Ｐの分離性が向上し、光沢ムラなどの不具合も防止することができる。
また、本実施形態によれば、加圧受け部材２２の強度の確保によって定着ニップ部Ｎが安定するため定着性が良好で、定着ニップ部Ｎの出口における曲率が大きい（曲率半径が小さい）ため記録媒体Ｐの紙分離性も良く、定着ニップ部Ｎだけでトナー加熱が行われるため光沢ムラなどの不具合が生じない高品質の画像形成装置１を提供できる。

以上、本発明を好適な実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１ 画像形成装置
３ 露光部
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 作像部
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ 加圧受け部材
２２ａ ニップ形成部
２２ｂ 摺接部
２２ｃ 連結部
２２０ ニップ形成部材
２２１ ステー部材
２２２ ローラ
２２３ ステー部材
２５ ヒータ
２６ 温度センサ
３１ 加圧ローラ
７８ 中間転写ベルト
７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ 第１転写バイアスローラ
８２ ２次転写バックアップローラ
８５ 中間転写ユニット
８９ ２次転写ローラ

特開２００８−０７０５８２号公報

Claims (7)

1. 可撓性を有する無端状の回転可能な定着部材と、
   前記定着部材に対向するように設けられ該定着部材の外周面に対して加圧される回転駆動可能な加圧部材と、
   前記定着部材を介して前記加圧部材からの加圧を受けることにより、記録媒体が通過する定着ニップ部を形成する加圧受け部材と、
   前記定着部材の内周面に囲まれた内部空間に設けられ該定着部材の内周面を加熱する熱を発生する熱源と、を備えた定着装置であって、
   前記加圧受け部材は、
   前記定着ニップ部を形成するように前記定着部材を介して前記定着ニップ部に対向するニップ形成部と、前記定着部材の内周面における前記定着ニップ部以外の少なくとも一箇所で摺接する摺接部と、前記定着部材を張架するように前記ニップ形成部と前記摺接部とを連結する連結部とを有し、
   前記定着部材の軸方向と交差する断面において該定着部材が略長円形状又は略楕円形状になり、その長辺方向の一方の端部が前記定着ニップ部に位置するように、前記定着部材を張架し、
   前記加圧受け部材は、前記定着部材の内周面に囲まれた内部空間を前記熱源がない第１の内部空間と前記熱源がある第２の内部空間とに区画するように設けられ、
   前記定着部材の温度を検出する温度検出手段を、前記第１の内部空間における前記定着部材の内周面側に設けたことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１の定着装置において、
   前記加圧受け部材は、前記定着部材の内周面における前記定着ニップ部以外の二箇所で摺接するように複数の摺接部を有し、
   前記加圧受け部材の前記連結部は、前記定着部材の軸方向と交差する断面において前記ニップ形成部から前記複数の摺接部それぞれに至るように略コの字形状を有することを特徴とする定着装置。
3. 可撓性を有する無端状の回転可能な定着部材と、
   前記定着部材に対向するように設けられ該定着部材の外周面に対して加圧される回転駆動可能な加圧部材と、
   前記定着部材を介して前記加圧部材からの加圧を受けることにより、記録媒体が通過する定着ニップ部を形成する加圧受け部材と、
   前記定着部材の内周面に囲まれた内部空間に設けられ該定着部材の内周面を加熱する熱を発生する熱源と、を備えた定着装置であって、
   前記加圧受け部材は、
   前記定着ニップ部を形成するように前記定着部材を介して前記定着ニップ部に対向するニップ形成部と、前記定着部材の内周面における前記定着ニップ部以外の少なくとも一箇所で摺接する摺接部と、前記定着部材を張架するように前記ニップ形成部と前記摺接部とを連結する連結部とを有し、
   前記定着部材の内周面に囲まれた内部空間に設けられ、
   前記定着部材の軸方向と交差する断面において該定着部材が略長円形状又は略楕円形状になり、その長辺方向の一方の端部が前記定着ニップ部に位置するように、前記定着部材を張架し、
   前記加圧受け部材の前記摺接部は、前記定着部材の内周面上で前記定着ニップから最も離れた位置で該定着部材の内周面に摺擦することを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかの定着装置において、
   前記加圧受け部材は、前記ニップ形成部と、前記摺接部及び前記連結部とが、別部材で構成されていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかの定着装置において、
   前記加圧受け部材の前記定着部材と摺接する部分を、摺動抵抗を低下させる形状及び材質の少なくとも一方で構成したことを特徴とする定着装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかの定着装置において、
   前記加圧受け部材の前記連結部は、前記定着部材の軸方向と交差する断面において前記ニップ形成部から前記摺接部に直線的に延在する形状を有することを特徴とする定着装置。
7. 記録媒体に対して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前記記録媒体上の画像を定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置において、
   前記定着装置として、請求項１乃至６のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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