JP5991171B2 - 定着装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体の未定着像を定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

一般に、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に使用される定着装置は、内部の熱源で加熱される定着ローラとこの定着ローラを加圧する加圧ローラとを含んで構成されている。この定着ローラと加圧ローラとの間に形成されるニップ部を、未定着像が形成された記録媒体が通過するようになっている。記録媒体の未定着像は、ニップ部を通過する際に定着ローラで加熱されるとともに加圧ローラで加圧され、記録媒体に定着される。

このような定着装置が使用される複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に対して、近年、省エネルギー化や画像形成の高速化についての市場要求が強くなってきている。このような省エネルギー化、高速化に対応する定着装置として、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式などの接触加熱方式により加熱する定着装置が広く採用されている。

従来、この種の定着装置として、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されるニップ部を、未定着像が形成された記録媒体が通過することにより記録媒体の未定着像を定着させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この定着装置の定着ベルトは、加熱ローラとニップ形成部材とに巻き掛けられており、記録媒体上の未定着像を加熱するとともに、加圧ローラで加圧するようになっている。
この定着装置においては、定着ベルトを薄肉化して低熱容量にし、ウォーミングアップタイムの短縮や、消費電力の低減を図るようにしている。

しかしながら、このような定着ベルトで構成される定着装置においては、電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度、すなわちリロード温度までに要する時間であるウォームアップ時間の短縮化が課題となっている。また、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印刷動作を行い記録媒体がトレイに排出されて印刷が完了するまでの時間であるファーストプリント時間の短縮化も課題となっている。また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりに記録媒体を通過させるいわゆる通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足するという、いわゆる温度落ち込みや高速回転時の熱量不足も課題となっている。

この点、セラミックヒータを用いたサーフ定着などのフィルム加熱方式による定着装置の場合、定着ベルトで構成される定着装置に比べ、低熱容量化、小型化が可能となるが、定着が不十分となってしまう。このフィルム加熱方式による定着装置は、ニップ部のみを局所加熱しているため、その他の部分では加熱されておらず、ニップ部の記録媒体などの入口において定着ベルトは最も冷えた状態にあり、定着不良が発生しやすくなるという課題がある。
特に、高速の画像形成装置においては、定着ベルトの回転が速く、ニップ部以外での定着ベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生しやすくなるという課題がある。

これらの課題を解決するために、定着ベルト全体を加熱することを可能にした定着装置が提案されている（例えば、特許文献２、３、４参照）。
この定着装置は、無端状に形成された定着ベルトと、パイプ状の金属熱伝導体と、ヒータからなる熱源と、定着ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラとを有している。この定着装置においては、金属熱伝導体が定着ベルトの内部に、定着ベルトの移動をガイドすることが可能に設けられるとともに、金属熱伝導体の内部に熱源が設けられており、定着ベルトは熱源により加熱されるようになっている。この定着ベルトは加圧ローラの回転により連れ回るようにして周方向に移動するようになっている。
この構成により、定着ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することを可能としている。

また、定着装置として、変動磁界を形成し、定着ベルトの導電性層内に生じる渦電流で導電性層を発熱させる電磁誘導加熱装置を有するものが知られている（例えば、特許文献５参照）。
この定着装置は、導電性層を有する定着ベルトと、定着ベルトの内周面に接触するパッドと、定着ベルトの外周面に接触する加圧部材と、定着ベルトに対向して配置された電磁誘導加熱装置とを有している。また、この定着装置は、電磁誘導加熱装置で定着ベルトを加熱するとともに、定着ベルトの幅方向における温度ムラを是正するように吸熱する吸熱部材が定着ベルトの内周面に接触している。
吸熱部材は、定着ベルトの幅方向における中央部側に張り出すよう、内面ガイド部材と一体に形成されている。この内面ガイド部材は、定着ベルトの両側縁部における内周面に接触する円筒曲面を有しており、定着ベルトの幅方向の動きを規制するとともに、定着ベルトの蛇行を防止するようにしている。

しかしながら、特許文献２から特許文献５に記載の従来の定着装置においては、定着ベルトを熱源により直接加熱する構成とすることで、従来の問題を解決できたが、次のような問題がある。

これらの従来の定着装置においては、直接加熱による省エネルギー化が図られ、加熱待機時からのファーストプリントタイムがさらに短縮されたが、この定着ベルトを両端部で保持する保持部材を設けた場合に、定着ベルトの変形や損傷の問題が起きてしまう。
定着ベルトを直接加熱する場合、定着ベルトを間接的に加熱する金属熱伝導体を設けずに、定着ベルトを両端部で保持する保持部材を設けた構造で定着装置が構成される。

この保持部材を設けた構造の場合、金属熱伝導体がないので、いわゆるジャム処理の際に起きる分離部材の定着ベルトへの叩き付けられるような再接触による衝撃が金属熱伝導体で緩和することができず、定着ベルトの変形や損傷が発生してしまう可能性がある。
このジャム処理は、記録媒体が分離部材により、定着部材から分離されずニップ部の搬送方向の前方側で詰まってしまうという、いわゆるジャムが起きた際に、詰まった記録媒体を除去する処理で、ユーザーにより行われる。

このジャム処理の際、除去される記録媒体により分離部材が定着ベルトから離れることになるが、記録媒体が除去されたときに、分離部材に設けられたばねの復元力により、分離部材が強く定着ベルトに叩き付けられるように再接触してしまう。
従来の金属熱伝導体を設けた定着装置においては、この金属熱伝導体は記録媒体の幅方向の全域にわたって存在していたため、このような定着ベルトへの分離部材の再接触を緩和することができた。しかしながら、保持部材を設けた構造の場合、定着ベルトへの分離部材の再接触の問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、定着ベルトを両端部で保持する保持部材を設けた構造で、分離部材による定着ベルトの変形や損傷の発生を防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するため、回転可能に構成され記録媒体の未定着像を定着させる定着部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材を外周側で加圧する加圧部材と、前記定着部材の内周側で前記加圧部材と対向してニップを形成するニップ形成部材と、前記ニップを通過する前記記録媒体を前記定着部材から分離する分離部材と、前記定着部材の前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向の端部を保持する保持部材と、を備え、前記保持部材が、基端から前記幅方向の中央に向かって突出する第１突出部を有し、前記第１突出部の先端の一部分が前記幅方向の中央に向かってさらに突出するとともに、前記分離部材と対向する第２突出部を有することを特徴とする。

本発明によれば、定着ベルトを両端部で保持する保持部材を設けた構造で、分離部材による定着ベルトの変形や損傷の発生を防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を備えたカラー画像形成装置の断面を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の定着ベルトおよび加圧ローラを示す断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の定着ベルトおよび加圧ローラを示す拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の一部を拡大した拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の支持部材の斜視図であり、（ａ）は、収容部側から見た斜視図を示し、（ｂ）は、収容部の反対側から見た斜視図を示す。 本発明の実施形態に係る定着装置の保持部材の斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の保持部材の上面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の定着ベルトおよび加圧ローラを示す断面図であり、（ａ）は、記録紙が分離部材の内側に詰まった状態を示し、（ｂ）は、分離部材が定着ベルトから離隔した状態を示し、（ｃ）は、分離部材が定着ベルトに再接触する状態を示す。

本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置をカラー画像形成装置１に適用した実施形態について説明する。

（実施形態）
図１に示すように、実施形態に係るカラー画像形成装置１は、装置本体２と、光書込装置３と、プロセスユニット４と、転写装置５と、ベルトクリーニング装置６と、シート給送装置７と、排紙トレイ８と、レジストローラ９と、定着装置１０とを有している。
このカラー画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）およびブラック（Ｂｋ）の各色に色分解された色にそれぞれ対応する画像を形成する像担持体からなる感光体ドラムが並設されたタンデム構造で構成されている。
なお、本発明に係る画像形成装置は、タンデム構造に限定されることはなく、他の構造であってもよい。また、本発明に係る画像形成装置は、カラー画像形成装置１に限定されることはなく、他の画像形成装置であってもよい。例えば、複写機やファクシミリ装置であってもよい。

装置本体２は、各構成要素を収容する筐体で構成されており、シート給送装置７に収容された記録媒体としての記録紙Ｓを搬送する搬送経路Ｒが筐体内部に形成されている。
装置本体２の排紙トレイ８の下部には、イエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの各色のトナーが充填されたトナーボトル２ａＹ、２ａＣ、２ａＭ、２ａＢｋが着脱可能に装着されている。また、装置本体２の内部には、図示しない廃トナー収容器が設けられており、その入口部には、トナー移送ホースが接続され、トナー移送ホースから入った廃トナーが収容されるようになっている。

光書込装置３は、光源としての図示しない半導体レーザー、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび回転多面鏡を含んで構成されている。
この光書込装置３は、プロセスユニット４に対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂを照射してプロセスユニット４に静電潜像を形成するよう構成されている。照射されるレーザー光に含まれる画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの各色情報に分解した単色の画像情報で構成されている。

プロセスユニット４は、プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋの４つのプロセスユニットで構成されている。プロセスユニット４Ｙは、感光体ドラム４ｄと、帯電ローラ４ｒと、現像装置４ｇと、クリーニングブレード４ｂとを有している。このプロセスユニット４Ｙは、帯電、光書込、現像、転写、クリーニングおよび除電が順に行われるよう構成されている。

このプロセスユニット４Ｙにおいては、まず、帯電ローラ４ｒにより感光体ドラム４ｄに静電気を蓄える帯電がなされ、帯電した感光体ドラム４ｄの表面へ光書込装置３による光書込がなされ、感光体ドラム４ｄに静電気のパターンからなる静電潜像が形成される。そして、現像装置４ｇにより感光体ドラム４ｄ上の静電潜像にイエロートナーの付着、すなわち現像がなされトナー像が形成され、転写装置５へトナー像が形成される転写が行われる。そして、次の転写に備えて、クリーニングブレード４ｂにより感光体ドラム４ｄ上に残ったトナーが取り除かれ、さらに、感光体ドラム４ｄ上に残った静電気が取り除かれる除電が行われる。

感光体ドラム４ｄは、円筒形の表面に、無機や有機の感光体からなる感光層を有しており、帯電ローラ４ｒは、感光体ドラム４ｄに近接して配置され感光体ドラム４ｄとの間の放電により感光体ドラム４ｄを帯電させるようになっている。
現像装置４ｇは、イエロートナーを供給する供給部分と、感光体ドラム４ｄにイエロートナーを付着させる現像部分により構成されている。クリーニングブレード４ｂは、ゴムなどの弾力性のある帯状部材とブラシなどのトナー除去部材とを有している。現像装置４ｇは、装置本体２に着脱可能に収容されている。
プロセスユニット４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋも、それぞれプロセスユニット４Ｙと同様に構成されており、プロセスユニット４Ｃは、シアンのトナー像を、プロセスユニット４Ｍは、マゼンダのトナー像を、プロセスユニット４Ｂｋは、ブラックのトナー像をそれぞれ転写装置５に転写するようになっている。

転写装置５は、転写ベルト５ａと、駆動ローラ５ｂと、従動ローラ５ｃと、一次転写ローラ５ｄと、二次転写ローラ５ｅとを有している。
転写ベルト５ａは、端末の無いいわゆる無端状のベルトから構成されており、駆動ローラ５ｂと従動ローラ５ｃと間に張力がかかった状態で掛け渡されている。また、転写ベルト５ａは、駆動ローラ５ｂおよび従動ローラ５ｃにより、図の矢印Ａ１の方向に回転可能、すなわち周回走行可能に構成されている。

一次転写ローラ５ｄは、プロセスユニット４Ｙの感光体ドラム４ｄを転写ベルト５ａを介して押し付ける一次転写ローラ５ｄＹと、プロセスユニット４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋの感光体ドラム４ｄを同様に押し付ける一次転写ローラ５ｄＣ、５ｄＭ、５ｄＢｋを有している。プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋと押し付けられた転写ベルト５ａとの接触部分に、それぞれ一次転写ニップが形成されている。
二次転写ローラ５ｅは、転写ベルト５ａの外周面を介して押し付けることにより駆動ローラ５ｂを押し付けており、二次転写ローラ５ｅと転写ベルト５ａとの接触部分に、二次転写ニップが形成されている。

ベルトクリーニング装置６は、二次転写ニップとプロセスユニット４Ｙとの間に配置されている。このベルトクリーニング装置６は、二次転写ニップにおける転写の際に、転写ベルト５ａの外周表面に残ったトナーを取り除く図示しないトナー除去部材と、除去された廃トナーを廃トナー収容器に移送するトナー移送ホースとを有している。

シート給送装置７は、装置本体２の下部に配置されており、記録紙Ｓを収容する給紙カセット７ａと、給紙ローラ７ｂとを有している。シート給送装置７においては、給紙ローラ７ｂにより給紙カセット７ａから記録紙Ｓが１枚ずつ取り出され搬送経路Ｒに送り出すようになっている。

排紙トレイ８は、光書込装置３の上方で装置本体２の上部に配置されており、記録された記録紙Ｓを収容するトレイ８ａと、一対の排紙ローラ８ｂとを有している。
排紙トレイ８においては、一対の排紙ローラ８ｂにより搬送経路Ｒから排出された記録紙Ｓをトレイ８ａに１枚ずつ順次載せて重ね合わせるようになっている。

レジストローラ９は、一対のローラを有しており、シート給送装置７の給紙ローラ７ｂにより送り出され搬送経路Ｒにある記録紙Ｓの搬送を調節するよう構成されている。
搬送経路Ｒ上のレジストローラ９と給紙ローラ７ｂとの間で、図示しないレジストセンサが装置本体２に配置されており、記録紙Ｓの先端部分の通過が検知されるようになっている。このレジストセンサが記録紙Ｓの先端部分の通過を検知した後、所定時間が経過すると、記録紙Ｓはレジストローラ９に突き当てられて一端停止する。このレジストローラ９は、突き当てられた記録紙Ｓを所定のタイミングで挟み込んで回転し、二次転写ニップまで搬送するようになっている。所定のタイミングとしては、例えば、転写ベルト５ａの回転によりフルカラーで重ね合わさったトナー画像が二次転写ニップの位置まで搬送された時機が挙げられる。

定着装置１０は、図２に示すように、定着ベルト２１と、加圧ローラ２２と、ヒータ２３と、反射部材２４と、ニップ形成部材２５と、支持部材２６と、分離部材２７と、一対の保持部材２８と、一対の保護部材２９とを含んで構成されている。定着装置１０は、さらに、これらの各構成要素を収容する筐体３１と、保持部材２８を筐体３１に固定するボルト３２と、定着ベルト２１における定着温度などの温度制御を実行させる図示しない制御部とを有し装置本体２に着脱可能に構成されている。

この定着装置１０においては、トナー画像が転写された記録紙Ｓが、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間に形成されるニップ部Ｎを通過中に加熱および加圧されてトナー画像が記録紙Ｓに定着されるようになっている。そして、記録紙Ｓが、ニップ部Ｎから排出される際に定着ベルト２１から分離し、搬送経路Ｒを通って排紙ローラ８ｂに向かって搬送されるようになっている。

定着ベルト２１は、図３に示すように、ベルト基材２１ａと、ベルト基材２１ａの外周面に形成された弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外周面に形成された離型層２１ｃとを有している。
定着ベルト２１は、厚みが１ｍｍ程度で形成され可撓性を有している。定着ベルト２１は、外周面を通過する記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、幅方向に直交する断面が直径２５ｍｍ程度になるよう環状に形成されている。

なお、定着ベルト２１においては、弾性層２１ｂのない構造であってもよい。弾性層２１ｂがない場合は定着ベルト２１の熱容量が小さくなり、熱応答および省エネ性を向上させることができる。定着ベルト２１における前述の直径は、定着装置１０の設定諸元に応じて適宜１５〜１２０ｍｍ程度の範囲内の寸法で選択される。
定着ベルト２１は、図２に示すように、加圧ローラ２２の矢印Ｂ１方向の回転に連れ回り、矢印Ｂ２方向に回転するようになっている。すなわち、定着ベルト２１は、加圧ローラ２２を駆動源としている。定着ベルト２１および加圧ローラ２２の回転により、記録紙Ｓは、ニップ部Ｎに対して矢印Ｂ３方向に進入しニップ部Ｎから排出されるようになっている。

ベルト基材２１ａは、所要の機械的強度を有する材料、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属材料や、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの樹脂材料で形成されており、２０〜１００μｍ程度の厚みを有している。すなわち、厚みの小さな金属フィルムや樹脂フィルムで形成されている。

弾性層２１ｂは、シリコーンゴム（Ｑ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）などのゴム材料で形成されており、２０〜９００μｍ程度の厚みを有している。この弾性層２１ｂが設けられていると、ニップ部Ｎを通過中の記録紙Ｓに熱および圧力を加える際に、記録紙Ｓおよび定着ベルト２１の表面に凹凸があることによる加圧力および熱伝導の不均一化が改善される。
すなわち、記録紙Ｓ上の未定着像を押し潰して記録紙Ｓに定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じることがある。弾性層２１ｂが、例えば、１００μｍ以上設けられていると、弾性層２１ｂの変形により、微小な凹凸が吸収されこのようなユズ肌画像の課題を解消させることができる。

離型層２１ｃは、記録紙Ｓおよびトナー画像に対する剥離性が高い材料、すなわち、トナーや金型などの製品の表面で、相手材料の粘着や焼付きを起こさないようにする性質、いわゆる離型性を良好とする材料で形成されている。離型性を良好とする材料として、具体的には、ＰＦＡ（Tetra Fluoro ethylene-perfluoro Alkylvinyl ether copolymer）、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）、ＰＥＩ（Poly Ether Imide）、ＰＥＳ（Poly Ether Sulphone）などの樹脂材料が挙げられる。この離型層２１ｃは、１〜２００μｍの厚みで形成されている。

加圧ローラ２２は、図２に示すように、心金からなるローラ２２ａと、ローラ２２ａの外周面に形成された弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの外周面に形成された離型層２２ｃを有している。
この加圧ローラ２２は、装置本体２内に設けられた図示しない駆動機構から出力された駆動力により回転するよう構成されている。この駆動機構は、例えば、モータなどの駆動部と減速ギヤなどの減速部とにより構成されている。また、この加圧ローラ２２は、図示しない加圧部材により定着ベルト２１側に加圧され、弾性層２２ｂが押し潰されて弾性変形することによりニップ部Ｎの一部を構成している。

ローラ２２ａは、所要の機械的強度を有し、熱伝導性の良好な炭素鋼材（例えば、ＳＣ、ＳＴＫＭ）やアルミニウム材（Ａｌ）などの金属材料からなり、中実の円柱形に形成されている。なお、ローラ２２ａは、中空の円筒形で形成し、内部にハロゲンヒータなどの熱源を設け、この熱源によりローラ２２ａ、弾性層２２ｂ、離型層２２ｃを介してニップ部Ｎを通過中の記録紙Ｓを加熱するよう構成してもよい。

弾性層２２ｂは、定着ベルト２１の弾性層２１ｂと同様、シリコーンゴム（Ｑ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）などの合成ゴムで形成されている。この合成ゴムは、比較的硬質で発泡がされていない、いわゆるソリッドゴムで構成されている。ローラ２２ａの内部に、熱源が設けられていない構造で構成された場合には、この合成ゴムを発泡がなされ、発泡弾性層からなる、いわゆるスポンジゴムで構成するようにしてもよい。このスポンジゴムは、内部に気泡を有しているので、断熱性が高められ、加熱された定着ベルト２１の熱が加圧ローラ２２に伝熱され難くなり、すなわち熱が奪われ難くなるので省エネルギー化がより図られる。

離型層２２ｃは、定着ベルト２１の弾性層２１ｂと同様、いわゆる離型性を良好とするとともに、弾性層２２ｂの耐久性を高める機能を有し、熱伝導率が高く耐久性に富む材料で形成される。例えば、ＰＦＡやＰＦＡまたはＰＴＦＥからなるフッ素樹脂塗料を塗布したもの、あるいはシリコーンゴム層やフッ素ゴム層を形成したものが用いられる。

ヒータ２３は、定着ベルト２１の内周側で、かつ定着ベルト２１から離隔した位置で筐体３１に固定されている。このヒータ２３は、定着ベルト２１を輻射熱で直接加熱するよう単一の発光領域を有する公知の熱源で構成されている。この熱源としてはいわゆる輻射熱ヒータで構成され、例えば、ハロゲンランプの放射熱を直接利用したハロゲンヒータ、不活性ガス中に炭素繊維を封入した石英管で構成されるカーボンヒータ、セラミック内部に埋め込まれた抵抗配線で構成されるセラミックヒータが挙げられる。ヒータ２３への通電および非通電の制御は、前述の制御部によって行われる。

反射部材２４は、図３に示すように、筐体３１に固定される固定部２４ａと、ヒータ２３から出射される輻射熱を定着ベルト２１の内周側に向けて反射する反射面部２４ｂと、支持部材２６を覆うカバー部２４ｃとを有している。固定部２４ａは、紙幅方向の両端部に形成されており、両端部で保持部材２８を介して筐体３１に固定されている。反射面部２４ｂは、支持部材２６とヒータ２３との間に位置し、ヒータ２３に対向する側に配置され、ヒータ２３を囲むよう中央部で屈曲した屈曲面を有している。

カバー部２４ｃは、支持部材２６の支持部２６ａの反対側で開口する開口部分の紙幅方向のほぼ全体を覆うよう構成されている。この反射部材２４により、ヒータ２３からの輻射熱などにより支持部材２６が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギーの消費が抑制される。なお、反射部材２４を備える代わりに、支持部材２６の収容部２６ｂの内周面に鏡面処理を行っても同様の反射効果を得ることが可能となる。また、支持部材２６の収容部２６ｂの内周面側を、ヒータ２３から伝わる熱を断熱する断熱材で形成してもヒータ２３の断熱効果が得ることが可能となる。

ニップ形成部材２５は、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、幅方向に直交する断面が略長方形に形成されており、定着ベルト２１が接触しつつ移動する、すなわち摺動する摺動面部２５ａと、支持部材２６と連結される連結部２５ｂとを有している。このニップ形成部材２５は、定着ベルト２１の内周側に配置され、筐体３１に固定されている。

摺動面部２５ａは、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラ２２と対向する側に形成された平坦面を有している。この平坦面に加圧ローラ２２の加圧力により定着ベルト２１が接触するようになっている。また、加圧ローラ２２が定着ベルト２１を加圧する際に、主に弾性層２２ｂが押し潰されて、摺動面部２５ａの平坦面に習って平坦に変形することになる。
この加圧ローラ２２が平坦に変形した部分、すなわち所定のニップ幅を有するニップ部Ｎが構成されている。

なお、摺動面部２５ａは、平坦面を有する構造で構成しているが、平坦面以外の構造で構成するようにしてもよい。例えば、摺動面部２５ａを、加圧ローラ２２から見て定着ベルト２１側に凹んで形成された湾曲面を有する構造で構成するようにしてもよい。
このような湾曲面を有する構造の場合、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓの先端の排出方向が加圧ローラ２２側に傾くことになるので、定着ベルト２１から分離され易くなり、記録紙Ｓが搬送途中で詰まってしまうという、いわゆるジャムの発生が抑制される。

支持部材２６は、図４、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、ニップ形成部材２５と同様、記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、幅方向に直交する断面がヒータ２３側に開口して形成されている。この支持部材２６は、ニップ形成部材２５を支持する支持部２６ａと、開口側でヒータ２３および反射部材２４を収容する収容部２６ｂと、両端部で筐体３１に取り付ける取付部２６ｃとを有している。支持部２６ａは、ニップ形成部材２５の連結部２５ｂに連結され、ニップ形成部材２５が加圧ローラ２２の加圧力によって紙幅方向に撓まないよう支持している。したがって、ニップ形成部材２５は、支持部材２６により記録紙Ｓの幅方向で均一なニップ幅が得られるようになっている。
この支持部材２６は、ニップ形成部材２５と同様に、定着ベルト２１の内周側に配置され、取付部２６ｃで筐体３１に取り付けられ、図示しない締結具により筐体３１に締結されている。

分離部材２７は、図２、図４に示すように、分離板４１と、分離板４１の両端部で分離板４１を回転可能に支持する一対の支持軸４２と、分離板４１を定着ベルト２１に押圧するよう設けられた図示しない押圧ばねとを有している。
分離板４１は、一対の支持部４１ａと、分離部４１ｂと、位置決め部４１ｃとを有している。一対の支持部４１ａは、分離板４１の両端部にそれぞれ設けられ、支持軸４２に支持されるようになっている。分離部４１ｂは、平板状に形成されており、ニップ部Ｎを通過した記録紙Ｓの先端部分で、記録紙Ｓを定着ベルト２１から分離するようになっている。
位置決め部４１ｃは、分離板４１の両端部にそれぞれ設けられ、図２に示す定着ベルト２１に接触するよう先端部分が屈曲して形成され、この屈曲部分で定着ベルト２１に接触することで分離板４１の姿勢が決まるようになっている。

保持部材２８は、図６、図７に示すように、フランジ部５１と、基端部５２と、第１突出部５３と、第２突出部５４とを有し各構成要素は一体的に形成されている。
この保持部材２８は、優れた機械的強度を有するとともに高い耐熱性を有する、いわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックで形成されている。このスーパーエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ＰＰＳ（Polyphenylene sulfide）、ＰＡＩ(Polyamide Imide)、ＰＥＥＫ（Polyetheretherketone）などの樹脂材料が挙げられる。

フランジ部５１は、平板状に形成され、筐体３１に取り付けるための取付孔５１ａ、５１ｂが形成されており、この取付孔５１ａ、５１ｂにはそれぞれ図２に示すボルト３２が挿通されるようになっている。このフランジ部５１には、第１突出部５３の反対側に突出する突起部５１ｃが形成されており、この突起部５１ｃにより保持部材２８を筐体３１に取り付ける際の位置決めがなされるようになっている。

基端部５２は、フランジ部５１から記録紙Ｓの幅方向の中央に向かって環状に突出して形成され、保護部材２９が装着されるようになっており、保護部材２９とともに定着ベルト２１の記録紙Ｓの幅方向への移動を規制している。

第１突出部５３は、基端部５２から記録紙Ｓの幅方向の中央に向かって環状に突出して形成され、定着ベルト２１の紙幅方向の両端側を案内する走行ガイドとしての機能を有している。
この第１突出部５３および基端部５２には、取付孔５１ａ、５１ｂの反対側に切欠き部５２ａが形成されており、この切欠き部５２ａの内側には、図４に示すように、ニップ形成部材２５および支持部材２６の各端部が挿入され保持されるようになっている。
したがって、ニップ形成部材２５および支持部材２６は、この保持部材２８により、各両端部で筐体３１に保持されている。

第２突出部５４は、第１突出部５３の先端の一部分が記録紙Ｓの幅方向の中央に向かってさらに突出して形成されている。また、第２突出部５４は、図４に示すように、分離部材２７における分離板４１の位置決め部４１ｃと対向する位置に設けられている。
また、この第２突出部５４は、図６に示すように、ニップ部Ｎに対して矢印Ｂ３方向に進入しニップ部Ｎから排出される記録紙Ｓの進行方向となる定着ベルト２１の回転方向におけるニップ形成部材２５よりも前方側に位置するよう形成され、筐体３１に取り付けられている。

また、この第２突出部５４は、図３に示すように、ヒータ２３からの輻射熱を反射するようヒータ２３と対向して配置された反射部材２４の裏側、すなわち、反射部材２４のヒータ２３と対向する反射面部２４ｂと反対する反対側に位置するように形成されている。
また、この第２突出部５４は、支持部材２６の裏側、すなわち、支持部材２６のヒータ２３と対向する収容部２６ｂと反対する反対側に位置するように形成されている。

この第２突出部５４は、第１突出部５３の摩擦係数と異なる摩擦係数を有している。
具体的には、第２突出部５４の静止摩擦係数および動摩擦係数は、それぞれ第１突出部５３の静止摩擦係数および動摩擦係数よりも小さくなるよう形成されている。
第２突出部５４の摩擦係数は、例えば、分離部材２７における分離板４１の位置決め部４１ｃと対向する対向面部にフッ素樹脂（Fluorocarbon Polymers）をコーティングすることにより、第１突出部５３の摩擦係数よりも小さくなるよう形成してもよい。

また、第２突出部５４の摩擦係数は、例えば、第１突出部５３の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する材料で第２突出部５４の前述の対向面部を形成するようにしてもよい。
第１突出部５３の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する材料で形成した部片を前述の対向面部に埋め込んだり、貼り付けたりして形成するようにしてもよい。

保護部材２９は、図３、図４に示すように、中央部に貫通孔２９ａを有する円盤で形成されており、この貫通孔２９ａには保持部材２８の第１突出部５３および第２突出部５４が挿入されるようになっている。保護部材２９は、保持部材２８の基端部５２に装着され基端部５２とともに、定着ベルト２１の記録紙Ｓの幅方向への移動を規制している。
この保護部材２９の平坦な側面には、定着ベルト２１の端部が突き当たるとともに、接触しながら回転するので、比較的弾力性があり、摩擦係数の比較的小さな表面が滑らかな材料で形成されている。

筐体３１は、図４に示すように、ニップ形成部材２５、支持部材２６および保持部材２８の右側を支持する右側板３１ａと、ニップ形成部材２５、支持部材２６および保持部材２８の左側を支持する図示しない左側板を有している。またこの筐体３１は、右側板３１ａおよび左側板を連結する連結板を有しており、これらの構成要素は一体化されている。
この筐体３１には、図示しない取手部が設けられており、この取手部を操作することにより、図１に示すカラー画像形成装置１の装置本体から定着装置１０を着脱できるようになっている。

以下、図１を参照して上記カラー画像形成装置１の基本動作について説明する。
カラー画像形成装置１は、その作像動作が開始されると、各プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋの感光体ドラム４ｄが図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム４ｄの表面が帯電ローラ４ｒによって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体ドラム４ｄの表面には光書込装置３からレーザー光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム４ｄの表面には静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム４ｄに光書込する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム４ｄ上に形成された静電潜像に、各現像装置４ｇによってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

駆動ローラ５ｂが図の反時計回りに回転駆動されることにより、転写ベルト５ａが図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ５ｄに、トナーの帯電極性と逆特性の定電圧または定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ５ｄと各感光体ドラム４ｄとの間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
そして、各プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋの感光体ドラム４ｄに形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、転写ベルト５ａ上に順次重ね合わせて転写される。このようにして転写ベルト５ａはその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。

また、上記トナー画像が転写された後の各感光体ドラム４ｄの表面に付着する残留トナーは、クリーニングブレード４ｂによって除去され、次いで、各感光体ドラム４ｄの表面上の電荷が図示していない徐電装置によって除かれるいわゆる徐電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

また、形成された各感光体ドラム４ｄ上の静電潜像に対して現像手段によりトナーを付着させてトナー画像を形成する作像動作が開始されると、カラー画像形成装置１の下部では、給紙ローラ７ｂが回転駆動する。この回転駆動によって、記録紙Ｓのシート給送装置７に収容された記録紙Ｓが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録紙Ｓは、レジストローラ９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ５ｅとそれに対向する駆動ローラ５ｂとの間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ５ｅに、転写ベルト５ａ上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。

そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって転写ベルト５ａ上のトナー画像が記録紙Ｓ上に一括して転写される。未定着像としてのトナー画像が転写された記録紙Ｓは定着装置１０へと搬送され、定着ベルト２１と加圧ローラ２２によって記録紙Ｓが加熱および加圧されてトナー画像が定着される。記録紙Ｓが定着装置１０へ搬送されるとき、ヒータ２３からの輻射熱が直接定着ベルト２１に伝熱される。

トナー画像が定着された記録紙Ｓは、図示しない分離機構により定着ベルト２１から分離され、排紙ローラ８ｂによって排紙トレイ８のトレイ８ａへと排出される。また、転写後の転写ベルト５ａ上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置６によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器へ搬送され回収される。

以上の説明は、記録紙Ｓ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの各プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つまたは３つのプロセスユニットを使用して、２色または３色の画像を形成したりすることも可能である。

この定着装置１０において、図８（ａ）に示すように、記録紙Ｓが分離部材２７により、定着ベルト２１から分離されずニップ部Ｎの搬送方向の前方側で詰まってしまうという、いわゆるジャムが起きることがある。この場合、ユーザーにより詰まった記録紙Ｓを除去するジャム処理が行われる。
この処理の際、除去される記録紙Ｓにより分離部材２７が引っ張られて、図８（ｂ）に示すように、分離部材２７が定着ベルト２１から離れることになる。この記録紙Ｓが除去されたときに、図８（ｃ）に示すように、分離部材２７に設けられた押圧ばねの復元力により、分離部材２７の位置決め部４１ｃが定着ベルト２１に勢いよく突き当たるという再接触が起きてしまう。

しかしながら、実施形態に係る定着装置１０は、保持部材２８の第２突出部５４が、分離部材２７の位置決め部４１ｃに対向して設けられているので、位置決め部４１ｃの定着ベルト２１への再接触の際、第２突出部５４で定着ベルト２１を受けることができる。
その結果、保持部材２８の第２突出部５４で定着ベルト２１への再接触による衝撃が緩和される。

実施形態に係る定着装置１０は、上述のように構成されているので、次のような効果が得られる。

実施形態に係る定着装置１０は、定着ベルト２１、加圧ローラ２２、ヒータ２３、ニップ形成部材２５、支持部材２６、一対の分離部材２７および一対の保持部材２８を備えている。そして、保持部材２８が、第１突出部５３および第１突出部５３の先端の一部分が幅方向の中央に向かってさらに突出するとともに、分離部材２７の位置決め部４１ｃと対向する第２突出部５４を有している。

この構成により、従来の定着装置において発生していた定着ベルトの座屈や塑性変形の問題が解消されるという効果が得られる。すなわち、従来の定着装置においては、前述のジャム処理の際に、分離部材が浮き上がり押圧ばねの復元力で定着ベルトに対して再接触するとき、復元力によっては定着ベルトが座屈や塑性変形を起こす可能性があった。

実施形態に係る定着装置１０においては、この再接触の部分に対して、分離部材２７の位置決め部４１ｃと対向する第２突出部５４が保持部材２８に設けられているので、再接触の際、第２突出部５４で定着ベルト２１への再接触による衝撃が緩和される。
その結果、従来の定着装置において発生していた定着ベルトの座屈や塑性変形などの損傷の発生を防止することができるという効果が得られる。

また、保持部材２８の第２突出部５４が、定着ベルト２１の回転方向におけるニップ形成部材２５よりも前方側に配置されているので、定着ベルト２１が駆動されているとき、第２突出部５４と定着ベルト２１との接触が回避される。

すなわち、定着ベルト２１の回転方向のニップ形成部材２５よりも前方側は、加圧ローラ２２により押し出される側となっているので、比較的、定着ベルト２１の張力（Ｎ）が低くなっており、いわゆるたるみ側となっている。このようなたるみ状態で定着ベルト２１が回転するので、定着ベルト２１が第２突出部５４に強く接触することがなくなる。
その結果、定着ベルト２１と第２突出部５４との接触により生ずる摩擦力（Ｎ）が減少するので、定着ベルト２１の回転抵抗が減少し、定着ベルト２１を回転させるトルク（Ｎ・ｍ）の上昇を抑制することができるという効果が得られる。

また、実施形態に係る定着装置１０においては、この第２突出部５４は、図３に示すように、ヒータ２３からの輻射熱を反射する反射部材２４のヒータ２３と対向する側の裏側に形成されている。その結果、ヒータ２３からの輻射熱が第２突出部５４に直接伝達されないので、保持部材２８を高い耐熱性を有する材料の選択をする必要がなく、設計の自由度が高まり、安価でより成形性のある材料を選択することができるという効果が得られる。
また、ヒータ２３からの輻射熱が第２突出部５４に直接伝達されないので、保持部材２８の耐久性が向上するという効果が得られる。

また、この第２突出部５４は、支持部材２６の裏側、すなわち、支持部材２６のヒータ２３と対向する収容部２６ｂと反対する反対側に位置するように形成されている。
その結果、反射部材２４と同様、ヒータ２３からの輻射熱が第２突出部５４に直接伝達されないので、保持部材２８を高い耐熱性を有する材料の選択をする必要がなく、設計の自由度が高まり、安価でより成形性のある材料を選択することができる。

また、反射部材２４の代わりに支持部材２６のヒータ２３と対向する面に反射効果のある材料を塗布や貼付などの鏡面処理により形成する構造であっても、支持部材２６があるので、ヒータ２３からの輻射熱が第２突出部５４に直接伝達されることはない。したがって、ヒータ２３からの輻射熱が第２突出部５４に直接伝達されないので、保持部材２８の耐久性が向上するという効果が得られる。

また、第２突出部５４の静止摩擦係数および動摩擦係数は、第２突出部５４以外の部位、例えば、フッ素樹脂コーティングなどの表面処理や異なる材料により、第１突出部５３の静止摩擦係数および動摩擦係数よりも小さくなるよう形成されている。

その結果、通常の設計値を有する定着ベルト２１と異なる定着ベルトが装着されて、定着ベルトと第２突出部５４とが接触し、定着ベルト２１が捩れる方向の力が加わっても、前述の摩擦係数が他の部位よりも小さいので、定着ベルト２１に捩れが生ずることはない。
したがって、定着ベルト２１が円滑に回転し、定着ベルト２１の耐久性が高められるという効果が得られる。

また、定着ベルトと第２突出部５４とが接触しても、第２突出部５４の摩擦係数が他の部位よりも小さいので、定着ベルト２１の回転抵抗が減少し、定着ベルト２１を回転させるトルク（Ｎ・ｍ）の上昇を抑制することができるという効果が得られる。

実施形態に係るカラー画像形成装置１は、定着装置１０を備えているので、従来ジャム処理の際に起きる定着ベルトの座屈や塑性変形などの損傷の発生を防止することができるという効果があり、高い耐久性を有するカラー画像形成装置が得られる。
また、定着装置１０の保持部材２８は、高い耐熱性を有する材料の選択をする必要がなく、設計の自由度が高まり、安価でより成形性のある材料を選択することができるので、より安価で、設計の自由度の高いカラー画像形成装置が得られる。また、定着装置１０の保持部材２８は、摩擦係数が小さいので、定着ベルト２１の耐久性が高められ、耐久性の高いカラー画像形成装置が得られる。

１ カラー画像形成装置（画像形成装置）
１０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加圧ローラ（加圧部材）
２３ ヒータ（熱源）
２４ 反射部材
２５ ニップ形成部材
２６ 支持部材
２７ 分離部材
２８ 保持部材
４１ｃ 位置決め部
５３ 第１突出部
５４ 第２突出部
Ｎ ニップ部（ニップ）
Ｓ 記録紙（記録媒体）

特開２００４−２８６９２２号公報 特開２０１０−９６７８２号公報 特開２００９−３４１０号公報 特開２００７−３３４２０５号公報 特開２００３−９１１８５号公報

Claims (8)

1. 回転可能に構成され記録媒体の未定着像を定着させる定着部材と、
   前記定着部材を加熱する熱源と、
   前記定着部材を外周側で加圧する加圧部材と、
   前記定着部材の内周側で前記加圧部材と対向してニップを形成するニップ形成部材と、
   前記ニップを通過する前記記録媒体を前記定着部材から分離する分離部材と、
   前記定着部材の前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向の端部を保持する保持部材と、
   を備え、
   前記保持部材が、基端から前記幅方向の中央に向かって突出する第１突出部を有し、
   前記第１突出部の先端の一部分が前記幅方向の中央に向かってさらに突出するとともに、前記分離部材と対向する第２突出部を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記分離部材が、前記幅方向の端部に前記分離部材の分離位置を決める位置決め部を有し、前記保持部材の前記第２突出部が、前記位置決め部と対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載された定着装置。
3. 前記保持部材の前記第２突出部が、前記定着部材の回転方向における前記ニップ形成部材よりも前方側に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された定着装置。
4. 前記熱源からの輻射熱を反射するよう前記熱源と対向して配置された反射部材を有し、
   前記保持部材の前記第２突出部が、前記反射部材の前記熱源と対向する側と反対する反対側に位置することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
5. 前記ニップ形成部材を支持する支持部材を有し、
   前記保持部材の前記第２突出部が、前記支持部材の前記熱源と対向する側と反対する反対側に位置することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
6. 前記保持部材の前記第２突出部の摩擦係数が、前記第１突出部の摩擦係数と異なるよう前記第２突出部が形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
7. 前記保持部材の前記第２突出部が、前記定着部材と対向する対向面部を有し、前記対向面部にフッ素樹脂がコーティングされていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１の請求項に記載された定着装置を備えた画像形成装置。

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