JP6093723B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、用紙などの記録媒体にトナー像を定着させる定着装置を備えている。この定着装置の中には、ベルト定着方式を採用するものが存在する。ベルト定着方式とは、定着ベルトと加圧部材（例えば、加圧ローラー）を圧接させて定着ニップを形成する方式である。

例えば、特許文献１には、回転可能に設けられる定着ベルトと、定着ベルトに圧接して定着ニップ（特許文献１の「加熱ニップ部Ｎａ」参照）を形成する加圧部材（特許文献１の「加圧ローラ１７ｂ」参照）と、加圧部材との間に定着ベルトを挟み込むように配置される加熱部材（特許文献１の「張架ローラ１７ａ」参照）と、加圧部材との間に定着ベルトを挟み込むように配置される押圧部材（特許文献１の「摺動体ＳＤａ」参照）と、加熱部材の径方向内側に配置される熱源（特許文献１の「ハロゲンランプＨＬａ」参照）と、を備えた定着装置が開示されている。

特開２００３−３０２８５２号公報

特許文献１では、上記のように加熱部材の径方向内側に熱源が配置されているため、熱源から放射される輻射熱を定着ベルトに直接到達させることができない。そのため、加熱部材からの伝熱のみによって定着ベルトが加熱されることになり、これに伴って、定着ベルトの昇温時間が長くなったり、記録媒体にトナー像を確実に定着させることが困難になったりする恐れがある。

また、上記のように加熱部材の径方向内側に熱源が配置されているため、熱源から放射される輻射熱を押圧部材に直接到達させることができない。そのため、押圧部材の温度が低下し、押圧部材によって定着ベルトの熱が奪われる可能性がある。この点においても、定着ベルトの昇温時間が長くなったり、記録媒体にトナー像を確実に定着させることが困難になったりする恐れがある。

本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトの昇温時間を短縮すると共に、記録媒体にトナー像を確実に定着させることを目的とする。

本発明の定着装置は、回転可能に設けられる定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、回転可能に設けられる加熱部材と、前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、前記定着ベルトの径方向内側且つ前記加熱部材の径方向外側に配置される熱源と、を備え、前記熱源から放射される輻射熱が前記定着ベルトと前記加熱部材と前記押圧部材とに直接到達することを特徴とする。

このような構成を採用することで、熱源から放射される輻射熱によって定着ベルトを直接加熱することが可能となる。そのため、加熱部材からの伝熱のみによって定着ベルトを加熱する場合と比較して、定着ベルトの昇温時間を短縮することができると共に、記録媒体にトナー像を確実に定着させることが可能となる。

また、熱源から放射される輻射熱によって押圧部材を直接加熱することが可能となる。これに伴って、押圧部材の温度が低下しにくくなり、押圧部材によって定着ベルトの熱が奪われるのを抑制することが可能となる。そのため、定着ベルトの昇温時間を一層短縮することができると共に、記録媒体にトナー像を一層確実に定着させることが可能となる。

前記加熱部材の径方向内側に配置される補助熱源を更に備えていても良い。

このような構成を採用することで、加熱部材からの伝熱によって定着ベルトを加熱する機能を高めることができる。そのため、定着ベルトの昇温時間をより一層短縮することができると共に、記録媒体にトナー像をより一層確実に定着させることが可能となる。

前記定着ベルトは、第１サイズの記録媒体が通過する第１通紙領域と、前記第１通紙領域外に設けられ、前記第１サイズの記録媒体よりも幅が広い第２サイズの記録媒体が通過する第２通紙領域と、を備え、前記熱源又は前記補助熱源の一方は、前記第１通紙領域と対応する加熱領域を備え、前記熱源又は前記補助熱源の他方は、前記第１通紙領域及び前記第２通紙領域と対応する加熱領域を備え、前記第１サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際には、前記熱源又は前記補助熱源の前記一方の稼動時間を前記熱源又は前記補助熱源の前記他方の稼動時間よりも長くし、前記第２サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際には、前記熱源又は前記補助熱源の前記他方の稼動時間を前記熱源又は前記補助熱源の前記一方の稼動時間よりも長くしても良い。

このような構成を採用することで、第１サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際に第２通紙領域が第１通紙領域に対して過昇温するのを抑制することができる。これに伴って、第１サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際の生産性（一定時間ごとの定着可能枚数）を向上させることが可能となる。

前記定着ベルトは、第１サイズの記録媒体が通過する第１通紙領域と、前記第１通紙領域外に設けられ、前記第１サイズの記録媒体よりも幅が広い第２サイズの記録媒体が通過する第２通紙領域と、を備え、前記熱源又は前記補助熱源の一方は、前記第１通紙領域と対応する加熱領域を備え、前記熱源又は前記補助熱源の他方は、前記第２通紙領域と対応する加熱領域を備え、前記第１サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際には、前記熱源又は前記補助熱源の前記一方を稼働させ、前記第２サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際には、前記熱源及び前記補助熱源の両方を稼動させても良い。

このような構成を採用することで、第１サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際に第２通紙領域が第１通紙領域に対して過昇温するのを抑制することができる。これに伴って、第１サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際の生産性（一定時間ごとの定着可能枚数）を向上させることが可能となる。

前記押圧部材は、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部と、記録媒体の搬送方向における前記押圧部の上流側の端部から前記加圧部材と離間する側に向かって屈曲されるガイド部と、を備え、前記熱源の前記加圧部材側は、前記押圧部によって覆われ、記録媒体の搬送方向における前記熱源の上流側は、前記ガイド部によって覆われ、記録媒体の搬送方向における前記熱源の下流側は、前記加熱部材によって覆われていても良い。

このような構成を採用することで、簡易な構成によって熱源の設置スペースを確保することが可能となる。

前記押圧部材は、前記ガイド部の前記加圧部材と離間する側の端部から記録媒体の搬送方向における下流側に向かって屈曲される屈曲部を更に備え、前記熱源は、記録媒体の搬送方向において前記屈曲部よりも下流側に配置されていても良い。

このような構成を採用することで、熱源から放射される輻射熱が定着ベルトに直接到達しやすくなる。そのため、定着ベルトの昇温時間をより一層短縮することができると共に、記録媒体にトナー像をより一層確実に定着させることが可能となる。また、押圧部材が屈曲部を有することで、ガイド部の端部によって定着ベルトが傷つけられるのを防止しつつ、定着ベルトをスムーズにガイド部の側へと導くことが可能となる。

また、前記ガイド部は、前記定着ベルトの内周面と接触し、前記定着ベルトを摺動可能に支持していても良い。

このような構成を採用することで、押圧部からの伝熱だけでなくガイド部からの伝熱によっても定着ベルトを加熱することができるため、定着ベルトの加熱効率を向上させることが可能となる。また、定着ベルトを定着ニップへとスムーズに導くことができる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、定着ベルトの昇温時間を短縮すると共に、記録媒体にトナー像を確実に定着させることが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。 本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。 本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置を示す断面図である。

＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、用紙（記録媒体）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の側方に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。

プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が排紙トレイ４の下方に配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１５が設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送経路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送経路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部１９が設けられている。搬送経路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２０が形成されている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１９から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。

次に、図２、図３を用いて、定着装置１８について詳細に説明する。以下、説明の便宜上、図２における紙面手前側を定着装置１８の前側（正面側）とする。図２の矢印Ｙは、用紙の搬送方向を示している。各図に適宜付される矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。

図２、図３に示されるように、定着装置１８は、定着フレーム２１（図２では図示省略）と、定着フレーム２１の上部に内設される定着ベルト２２と、定着フレーム２１の下部に内設される加圧ローラー２３（加圧部材）と、定着ベルト２２の径方向内側に配置される加熱ローラー２４（加熱部材）と、定着ベルト２２の径方向内側且つ加熱ローラー２４の右側（径方向外側）に配置される押圧部材２６と、押圧部材２６と同様に定着ベルト２２の径方向内側且つ加熱ローラー２４の右側（径方向外側）に配置されるヒーター２７（熱源）と、を備えている。

図３に示されるように、定着フレーム２１は、上フレーム３２と下フレーム３３によって構成されている。上フレーム３２は、下フレーム３３に対して昇降可能に設けられている。

定着フレーム２１の上フレーム３２は、鉛直方向に延びる前後一対の上側ベース板３４を備えている。前後一対の上側ベース板３４の上端部は、連結フレーム３５によって連結されている。各上側ベース板３４の上面には、左右一対のコイルバネ３６（付勢部材）の下端部が当接している。コイルバネ３６は、上フレーム３２を下側（下フレーム３３側）に付勢している。各上側ベース板３４の外面には、支持片３７が固定されている。支持片３７の左右方向中央部には、取付溝３８が凹設されている。

定着フレーム２１の下フレーム３３は、鉛直方向に延びる前後一対の下側ベース板４１を備えている。前後一対の下側ベース板４１の下部は、連結板４２によって連結されている。連結板４２の左右両縁部には、ガイド板４３が固定されている。各ガイド板４３は、左右方向内側に向かって屈曲されて加圧ローラー２３の側方まで延びている。各下側ベース板４１の外面には、軸受板４４が固定されている。

定着ベルト２２は、前後方向に長い円筒状を成している。つまり、本実施形態では、前後方向が定着ベルト２２の軸線方向である。定着ベルト２２は、可撓性を有している。定着ベルト２２は、前述のコイルバネ３６によって下側（加圧ローラー２３側）に付勢されている。

図２に示されるように、定着ベルト２２は、上部に緩みのある状態で加熱ローラー２４及び押圧部材２６に架け渡されている。定着ベルト２２は、回転可能に設けられている。図２の矢印Ａは、定着ベルト２２の回転方向を示している。

定着ベルト２２は、例えば、直径２４ｍｍである。定着ベルト２２は、例えば、基材層と、この基材層に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト２２の基材層は、例えば、厚さ５０μｍのＰＩ（ポリイミド）によって形成されている。定着ベルト２２の弾性層は、例えば、厚さ２００μｍのシリコンゴムによって形成されている。定着ベルト２２の離型層は、例えば、厚さ１０μｍのＰＦＡコーティングによって形成されている。なお、各図において、定着ベルト２２の各層（基材層、弾性層、離型層）は、特に区別されていない。

加圧ローラー２３は、前後方向に長い円柱状を成している。図３等に示されるように、加圧ローラー２３は、定着ベルト２２の下側（径方向外側）に配置されている。加圧ローラー２３の前後両端部は、下フレーム３３の各軸受板４４に軸支されている。これにより、加圧ローラー２３が下フレーム３３に回転可能に支持されている。加圧ローラー２３の後端部には、伝達ギア５１が固定されている。伝達ギア５１は、モーター等の駆動源５２に接続されている。このような構成により、駆動源５２が伝達ギア５１を介して加圧ローラー２３に接続されており、駆動源５２の回転が伝達ギア５１を介して加圧ローラー２３に伝達され、加圧ローラー２３が回転するように構成されている。つまり、駆動源５２によって加圧ローラー２３を回転させるように構成されている。

図２に示されるように、加圧ローラー２３は、例えば、円柱状（中実状）の芯材５３と、この芯材５３に周設される弾性層５４と、を備えている。加圧ローラー２３の芯材５３は、例えば、アルミニウムなどの金属によって形成されている。加圧ローラー２３の弾性層５４は、例えば、直径２０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、硬度４４°の発泡シリコンゴムによって形成されている。加圧ローラー２３の弾性層５４は、加圧ローラー２３の芯材５３よりも摩擦係数が高い。

加熱ローラー２４は、前後方向に長い円筒状を成している。加熱ローラー２４は、加圧ローラー２３との間に定着ベルト２２を挟み込むように配置されている。加熱ローラー２４は、例えば、基材層６１と、この基材層６１を被覆するコーティング層６２と、を備えている。加熱ローラー２４の基材層６１は、例えば、直径１５ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウムによって形成されている。加熱ローラー２４のコーティング層６２は、例えば、フッ素系の樹脂、ＰＩ（ポリイミド）、セラミック系の材料等によって形成されており、加熱ローラー２４の基材層６１よりも摩擦係数が高い。加熱ローラー２４のコーティング層６２は、定着ベルト２２の内周面に接触している。

加熱ローラー２４の前後両端部は、上フレーム３２（図３参照）の支持片３７にベアリング（図示せず）を介して軸支されている。これにより、前後方向に延びる回転軸Ｓ（図３参照）を中心に回転可能となるように加熱ローラー２４が上フレーム３２に支持されている。つまり、本実施形態では、前後方向が加熱ローラー２４の回転軸方向である。

押圧部材２６（図２参照）は、前後方向に長い形状を成している。押圧部材２６は、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ、鉄などの金属又はＰＩ（ポリイミド）などの耐熱性樹脂によって形成されている。押圧部材２６の前後両端部は、上フレーム３２（図３参照）の各上側ベース板３４に固定されている。これにより、押圧部材２６が上フレーム３２に支持されている。

図２に示されるように、押圧部材２６は、押圧部７１と、押圧部７１の右端部（用紙の搬送方向における上流側の端部）から上側（加圧ローラー２３と離間する側）に向かって屈曲されるガイド部７２と、ガイド部７２の上端部（加圧ローラー２３と離間する側の端部）から左側（用紙の搬送方向における下流側）に向かって屈曲される屈曲部７３と、を備えている。押圧部７１とガイド部７２の境界部分及びガイド部７２と屈曲部７３の境界部分は、エッジを有しておらず、湾曲している。

押圧部７１は、加圧ローラー２３との間に定着ベルト２２を挟み込むように配置されている。押圧部７１は、定着ベルト２２を下側（加圧ローラー２３側）に向かって押圧している。押圧部７１は、加圧ローラー２３の外周面に沿って弧状に湾曲している。

押圧部７１と定着ベルト２２の内周面の間には、シート部材（図示せず）が介装されている。シート部材は、例えば、ガラスクロスシート等の低摩擦材によって形成されており、押圧部材２６よりも摩擦係数が低い。シート部材の表面には、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂によるコーティングが施されている。

ガイド部７２は、略上下方向に沿って直線状に延びている。ガイド部７２は、定着ベルト２２の内周面と接触しており、定着ベルト２２を摺動可能に支持している。

屈曲部７３は、押圧部７１及びガイド部７２よりも長さが短い。屈曲部７３は、定着ベルト２２の内周面と離間している。

ヒーター２７は、前後方向に長い形状を成している。ヒーター２７は、例えば、８００Ｗのハロゲンヒーターによって構成されている。ヒーター２７は、通電によって発熱し、輻射熱を放射するように構成されている。

ヒーター２７は、加熱ローラー２４と押圧部材２６の間に配置されている。ヒーター２７の下側（加圧ローラー２３側）は、押圧部材２６の押圧部７１によって覆われている。ヒーター２７の右側（用紙の搬送方向における上流側）は、押圧部材２６のガイド部７２によって覆われている。ヒーター２７の左側（用紙の搬送方向における下流側）は、加熱ローラー２４によって覆われている。ヒーター２７の上側は、加熱ローラー２４や押圧部材２６によって覆われていない。

ヒーター２７は、押圧部材２６の屈曲部７３の左端部（用紙の搬送方向における下流側の端部）を通過する鉛直線Ｚよりも左側（用紙の搬送方向における下流側）に配置されている。このことから明らかなように、ヒーター２７は押圧部材２６の屈曲部７３よりも左側（用紙の搬送方向における下流側）に配置されている。ヒーター２７の前後両端部は、上フレーム３２（図３参照）の支持片３７に係合している。これにより、ヒーター２７が上フレーム３２に支持されている。

図２に示されるように、定着ベルト２２と加圧ローラー２３の圧接部分には、定着ニップ９０が形成されている。定着ニップ９０は、第１ニップ部９１と、第１ニップ部９１よりも右側に形成される第２ニップ部９２と、第１ニップ部９１と第２ニップ部９２の間に形成される第３ニップ部９３と、を備えている。

第１ニップ部９１は、加圧ローラー２３と加熱ローラー２４が定着ベルト２２を挟み込む部分に形成されている。第１ニップ部９１は、加熱ローラー２４によって定着ベルト２２の径方向内側からバックアップされている。第１ニップ部９１の形成幅は、例えば、１．５ｍｍである。

第２ニップ部９２は、加圧ローラー２３と押圧部材２６の押圧部７１が定着ベルト２２を挟み込む部分に形成されている。第２ニップ部９２は、押圧部材２６の押圧部７１によって定着ベルト２２の径方向内側からバックアップされている。第２ニップ部９２は、定着ベルト２２の回転方向（図２の矢印Ａ参照）において第１ニップ部９１よりも上流側に設けられている。第２ニップ部９２にかかる力の総和は、第１ニップ部９１にかかる力の総和よりも大きい。つまり、加圧ローラー２３と押圧部材２６の押圧部７１が定着ベルト２２を挟み込む力は、加圧ローラー２３と加熱ローラー２４が定着ベルト２２を挟み込む力よりも大きい。第２ニップ部９２の形成幅は、例えば９ｍｍである。

第３ニップ部９３は、加熱ローラー２４の下端部と押圧部材２６の押圧部７１の間に形成される隙間９４と対応する位置に設けられている。そのため、第３ニップ部９３は、定着ベルト２２の径方向内側からバックアップされていない。第３ニップ部９３の形成幅は、例えば、１．５ｍｍである。

上記のように構成された定着装置１８において、用紙にトナー像を定着させる際には、駆動源５２を駆動させる。このように駆動源５２を駆動させると、駆動源５２の回転が伝達ギア５１を介して加圧ローラー２３に伝達され、図２に矢印Ｂで示されるように、加圧ローラー２３が回転する。このように駆動源５２によって加圧ローラー２３を回転させると、図２に矢印Ａで示されるように、加圧ローラー２３の回転に従動して定着ベルト２２が回転する。また、図２に矢印Ｃで示されるように、定着ベルト２２の回転に従動して加熱ローラー２４が回転する。なお、定着ベルト２２は、加圧ローラー２３と加熱ローラー２４に挟み込まれた状態で、押圧部材２６側から加熱ローラー２４側に向かって回転する。

また、用紙にトナー像を定着させる際には、ヒーター２７を稼働（点灯）させる。このようにヒーター２７が稼働すると、ヒーター２７から輻射熱が放射される。ヒーター２７から放射される輻射熱の一部は、図２に矢印Ｈ１で示されるように、定着ベルト２２の内周面に直接到達する。これにより、ヒーター２７から放射される輻射熱によって定着ベルト２２が直接加熱される。

ヒーター２７から放射される輻射熱の別の一部は、図２に矢印Ｈ２で示されるように、加熱ローラー２４の外周面に直接到達する。これにより、ヒーター２７から放射される輻射熱によって加熱ローラー２４が直接加熱される。これに伴って、加熱ローラー２４からの伝熱によって定着ベルト２２が加熱される。

ヒーター２７から放射される輻射熱の更に別の一部は、図２に矢印Ｈ３で示されるように、押圧部材２６の押圧部７１、ガイド部７２及び屈曲部７３に直接到達する。これにより、ヒーター２７から放射される輻射熱によって押圧部材２６が直接加熱される。

以上のように定着ベルト２２及び加圧ローラー２３が回転すると共にヒーター２７によって定着ベルト２２が加熱されている状態で、用紙が定着ニップ９０を通過する。これにより、トナー像が加熱及び加圧されて用紙に定着する。

本実施形態では上記のように、ヒーター２７から放射される輻射熱によって定着ベルト２２を直接加熱している。そのため、加熱ローラー２４からの伝熱のみによって定着ベルト２２を加熱する場合と比較して、定着ベルト２２の昇温時間を短縮することができると共に、用紙にトナー像を確実に定着させることが可能となる。

また、ヒーター２７から放射される輻射熱によって押圧部材２６を直接加熱している。これに伴って、押圧部材２６の温度が低下しにくくなり、押圧部材２６によって定着ベルト２２の熱が奪われるのを抑制することが可能となる。そのため、定着ベルト２２の昇温時間を一層短縮することができると共に、用紙にトナー像を一層確実に定着させることが可能となる。

また、ヒーター２７の下側（加圧ローラー２３側）は、押圧部材２６の押圧部７１によって覆われ、ヒーター２７の右側（用紙の搬送方向における上流側）は、押圧部材２６のガイド部７２によって覆われ、ヒーター２７の左側（用紙の搬送方向における下流側）は、加熱ローラー２４によって覆われている。このような構成を採用することで、簡易な構成によってヒーター２７の設置スペースを確保することが可能となる。

また、ヒーター２７は、押圧部材２６の屈曲部７３よりも左側（用紙の搬送方向における下流側）に配置されている。このような構成を採用することで、ヒーター２７から放射される輻射熱が定着ベルト２２に直接到達しやすくなる。そのため、定着ベルト２２の昇温時間をより一層短縮することができると共に、用紙にトナー像をより一層確実に定着させることが可能となる。また、押圧部材２６が屈曲部７３を有することで、ガイド部７２の上端部によって定着ベルト２２が傷つけられるのを防止しつつ、定着ベルト２２をスムーズにガイド部７２の側へと導くことが可能となる。

また、本実施形態では、加熱ローラー２４の基材層６１よりも摩擦係数が高い加熱ローラー２４のコーティング層６２を定着ベルト２２の内周面に接触させている。このような構成を採用することにより、加圧ローラー２３と加熱ローラー２４によって定着ベルト２２を強力にグリップし、定着ニップ９０の第１ニップ部９１において定着ベルト２２を左側（定着ベルト２２の回転方向における下流側）に引っ張ることができる。これに伴って、定着ニップ９０の第１ニップ部９１と第２ニップ部９２の間で定着ベルト２２が張架されることになるため、定着ニップ９０の第３ニップ部９３における定着ベルト２２の撓みや座屈を効果的に防止することが可能となり、画像劣化を抑制することができる。

また、押圧部材２６のガイド部７２は、定着ベルト２２の内周面と接触しており、定着ベルト２２を摺動可能に支持している。このような構成を採用することで、押圧部材２６の押圧部７１からの伝熱だけでなくガイド部７２からの伝熱によっても定着ベルト２２を加熱することができるため、定着ベルト２２の加熱効率を向上させることが可能となる。また、定着ベルト２２を定着ニップ９０へとスムーズに導くことができる。

本実施形態では、押圧部材２６及びヒーター２７が加熱ローラー２４の右側（用紙の搬送方向における上流側）に配置される場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、押圧部材２６及びヒーター２７が加熱ローラー２４の左側（用紙の搬送方向における下流側）に配置されていても良い。

本実施形態では、加圧ローラー２３に伝達ギア５１を固定し、この伝達ギア５１を介して加圧ローラー２３に駆動源５２を接続する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図４に示されるように、加熱ローラー２４に伝達ギア５１を固定し、この伝達ギア５１とギア列９５を介して加熱ローラー２４に駆動源５２を接続しても良い。この場合には、駆動源５２によって加熱ローラー２４を回転させると、加熱ローラー２４の回転に従動して定着ベルト２２及び加圧ローラー２３が回転することになる。

本実施形態では、コイルバネ３６（付勢部材）によって定着ベルト２２を下側（加圧ローラー２３側）に付勢する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図４に示されるように、コイルバネ３６（付勢部材）によって加圧ローラー２３を上側（定着ベルト２２側）に付勢しても良い。

本実施形態では、定着ベルト２２が上部に緩みのある状態で加熱ローラー２４及び押圧部材２６に架け渡される場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、定着ベルト２２が緩みの無い状態で加熱ローラー２４及び押圧部材２６に架け渡されていても良い。

本実施形態では、定着ベルト２２の基材層が樹脂（ＰＩ（ポリイミド））によって形成される場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、定着ベルト２２の基材層がＳＵＳやニッケルなどの金属によって形成されていても良い。

本実施形態では、加圧ローラー２３が芯材５３と弾性層５４を備えている場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、加圧ローラー２３が、芯材５３と弾性層５４の他に弾性層５４を被覆する離型層を備えていても良い。加圧ローラー２３の離型層は、例えば、ＰＦＡチューブによって形成される。

本実施形態では、ハロゲンヒーターによって構成されるヒーター２７を熱源として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カーボンヒーター、セラミックヒーターなどを熱源として用いても良い。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態にかかる定着装置１００について、図５、図６を用いて説明する。

図５に示されるように、定着装置１００は、定着フレーム２１（図５では図示省略）と、定着フレーム２１の上部に内設される定着ベルト２２と、定着フレーム２１の下部に内設される加圧ローラー２３（加圧部材）と、定着ベルト２２の径方向内側に配置される加熱ローラー２４（加熱部材）と、定着ベルト２２の径方向内側且つ加熱ローラー２４の右側（径方向外側）に配置される押圧部材２６と、押圧部材２６と同様に定着ベルト２２の径方向内側且つ加熱ローラー２４の右側（径方向外側）に配置されるヒーター１０１（熱源）と、加熱ローラー２４の径方向内側に配置される補助ヒーター１０２（補助熱源）と、を備えている。なお、定着ベルト２２、ヒーター１０１及び補助ヒーター１０２以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図６に示されるように、定着ベルト２２は、第１通紙領域Ｒ１と、第１通紙領域Ｒ１の前後両側（第１通紙領域Ｒ１外）に設けられる第２通紙領域Ｒ２と、を備えている。第１通紙領域Ｒ１は、第１サイズの用紙（例えば、Ａ５サイズの用紙）が通過する領域である。第２通紙領域Ｒ２は、第１サイズの用紙よりも前後方向の幅が広い第２サイズの用紙（例えば、Ａ４サイズの用紙）が通過する領域である。定着ベルト２２のその他の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ヒーター１０１は、加熱領域Ｌを備えている。ここで、「加熱領域」とは、輻射熱を放射する機能を有する領域のことである。ヒーター１０１の加熱領域Ｌは、定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１及び第２通紙領域Ｒ２と前後方向の位置が対応している。ヒーター１０１のその他の構成については、第１の実施形態の「ヒーター２７」と同様であるため、説明を省略する。

補助ヒーター１０２は、ヒーター１０１よりも左側（用紙の搬送方向における下流側）に配置されている。補助ヒーター１０２は、加熱領域Ｍを備えている。補助ヒーター１０２の加熱領域Ｍは、定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１と前後方向の位置が対応している。補助ヒーター１０２のその他の構成については、ヒーター１０１と同様であるため、説明を省略する。

上記のように構成された定着装置１００において、第１サイズの用紙にトナー像を定着させる際には、補助ヒーター１０２の稼動時間をヒーター１０１の稼動時間よりも長くする。例えば、補助ヒーター１０２の稼動時間を１とした場合に、ヒーター１０１の稼動時間を０．３とする。あるいは、補助ヒーター１０２の稼動時間を１とした場合に、ヒーター１０１の稼動時間を０とする。つまり、ヒーター１０１を稼働させない。

このように補助ヒーター１０２の稼動時間をヒーター１０１の稼動時間よりも長くすることで、第１サイズの用紙が第１通紙領域Ｒ１から熱を奪ったとしても、第２通紙領域Ｒ２が第１通紙領域Ｒ１に対して過昇温しにくくなる。これに伴って、第１サイズの用紙にトナー像を定着させる際の生産性（一定時間ごとの定着可能枚数）を向上させることが可能となる。

また、第１サイズの用紙が厚紙である場合には、第１サイズの用紙が普通紙や薄紙である場合と比較して、第１サイズの用紙が第１通紙領域Ｒ１から奪う熱量が多くなるため、第２通紙領域Ｒ２が第１通紙領域Ｒ１に対して過昇温しやすい。しかしながら、上記のような構成を用いることで、第１サイズの用紙が厚紙である場合でも、第２通紙領域Ｒ２の第１通紙領域Ｒ１に対する過昇温を効果的に抑制することができる。そのため、メディア対応性（紙の厚さに対する対応性）を向上させることが可能となる。

一方で、上記のように構成された定着装置１００において、第２サイズの用紙にトナー像を定着させる際には、ヒーター１０１の稼動時間を補助ヒーター１０２の稼動時間よりも長くする。例えば、ヒーター１０１の稼動時間を１とした場合に、補助ヒーター１０２の稼動時間を０．３とする。あるいは、ヒーター１０１の稼動時間を１とした場合に、補助ヒーター１０２の稼動時間を０とする。つまり、補助ヒーター１０２を稼働させない。これにより、第２サイズの用紙にトナー像を確実に定着させることができる。

本実施形態では、加熱ローラー２４の径方向内側に配置される補助ヒーター１０２がヒーター１０１とは別個に設けられている。これに伴って、加熱ローラー２４からの伝熱によって定着ベルト２２を加熱する機能を高めることができる。そのため、定着ベルト２２の昇温時間をより一層短縮することができると共に、用紙にトナー像をより一層確実に定着させることが可能となる。

本実施形態では、ヒーター１０１の加熱領域Ｌと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１及び第２通紙領域Ｒ２の前後方向の位置が対応し、補助ヒーター１０２の加熱領域Ｍと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１の前後方向の位置が対応する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、ヒーター１０１の加熱領域Ｌと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１の前後方向の位置が対応し、補助ヒーター１０２の加熱領域Ｍと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１及び第２通紙領域Ｒ２の前後方向の位置が対応しても良い。

本実施形態では、ヒーター１０１の加熱領域Ｌと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１及び第２通紙領域Ｒ２の前後方向の位置が対応し、補助ヒーター１０２の加熱領域Ｍと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１の前後方向の位置が対応する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図７に示されるように、ヒーター１０１の加熱領域Ｌと定着ベルト２２の第２通紙領域Ｒ２の前後方向の位置が対応し、補助ヒーター１０２の加熱領域Ｍと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１の前後方向の位置が対応しても良い。

このような構成を採用する場合には、第１サイズの用紙にトナー像を定着させる際には、補助ヒーター１０２を稼働させる。これにより、本実施形態と同様に、第２通紙領域Ｒ２が第１通紙領域Ｒ１に対して過昇温するのを抑制することができる。これに伴って、第１サイズの用紙にトナー像を定着させる際の生産性（一定時間ごとの定着可能枚数）を向上させることが可能となる。一方で、第２サイズの用紙にトナー像を定着させる際には、ヒーター１０１及び補助ヒーター１０２の両方を稼動させる。これにより、第２サイズの用紙にトナー像を確実に定着させることができる。

なお、図７では、ヒーター１０１の加熱領域Ｌと定着ベルト２２の第２通紙領域Ｒ２の前後方向の位置が対応し、補助ヒーター１０２の加熱領域Ｍと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１の前後方向の位置が対応している。一方で、更に他の異なる実施形態では、ヒーター１０１の加熱領域Ｌと定着ベルト２２の第１通紙領域Ｒ１の前後方向の位置が対応し、補助ヒーター１０２の加熱領域Ｍと定着ベルト２２の第２通紙領域Ｒ２の前後方向の位置が対応しても良い。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
２２ 定着ベルト
２３ 加圧ローラー（加圧部材）
２４ 加熱ローラー（加熱部材）
２６ 押圧部材
２７ ヒーター（熱源）
７１ 押圧部
７２ ガイド部
７３ 屈曲部
９０ 定着ニップ
１００ 定着装置
１０１ ヒーター（熱源）
１０２ 補助ヒーター（補助熱源）
Ｒ１ 第１通紙領域
Ｒ２ 第２通紙領域
Ｌ （ヒーターの）加熱領域
Ｍ （補助ヒーターの）加熱領域

Claims (6)

1. 回転可能に設けられる定着ベルトと、
   前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、回転可能に設けられる加熱部材と、
   前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、
   前記定着ベルトの径方向内側且つ前記加熱部材の径方向外側に配置される熱源と、
   前記加熱部材の径方向内側に配置される補助熱源と、
   を備え、
   前記熱源から放射される輻射熱が前記定着ベルトと前記加熱部材と前記押圧部材とに直接到達し、
   前記定着ベルトは、
   第１サイズの記録媒体が通過する第１通紙領域と、
   前記第１通紙領域外に設けられ、前記第１サイズの記録媒体よりも幅が広い第２サイズの記録媒体が通過する第２通紙領域と、を備え、
   前記熱源又は前記補助熱源の一方は、前記第１通紙領域と対応する加熱領域を備え、
   前記熱源又は前記補助熱源の他方は、前記第１通紙領域及び前記第２通紙領域と対応する加熱領域を備え、
   前記第１サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際には、前記熱源又は前記補助熱源の前記一方の稼動時間を前記熱源又は前記補助熱源の前記他方の稼動時間よりも長くし、
   前記第２サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際には、前記熱源又は前記補助熱源の前記他方の稼動時間を前記熱源又は前記補助熱源の前記一方の稼動時間よりも長くすることを特徴とする定着装置。
2. 回転可能に設けられる定着ベルトと、
   前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、回転可能に設けられる加熱部材と、
   前記加圧部材との間に前記定着ベルトを挟み込むように配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、
   前記定着ベルトの径方向内側且つ前記加熱部材の径方向外側に配置される熱源と、
   前記加熱部材の径方向内側に配置される補助熱源と、
   を備え、
   前記熱源から放射される輻射熱が前記定着ベルトと前記加熱部材と前記押圧部材とに直接到達し、
   前記定着ベルトは、
   第１サイズの記録媒体が通過する第１通紙領域と、
   前記第１通紙領域外に設けられ、前記第１サイズの記録媒体よりも幅が広い第２サイズの記録媒体が通過する第２通紙領域と、を備え、
   前記熱源又は前記補助熱源の一方は、前記第１通紙領域と対応する加熱領域を備え、
   前記熱源又は前記補助熱源の他方は、前記第２通紙領域と対応する加熱領域を備え、
   前記第１サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際には、前記熱源又は前記補助熱源の前記一方を稼働させ、
   前記第２サイズの記録媒体にトナー像を定着させる際には、前記熱源及び前記補助熱源の両方を稼動させることを特徴とする定着装置。
3. 前記押圧部材は、
   前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部と、
   記録媒体の搬送方向における前記押圧部の上流側の端部から前記加圧部材と離間する側に向かって屈曲されるガイド部と、を備え、
   前記熱源の前記加圧部材側は、前記押圧部によって覆われ、
   記録媒体の搬送方向における前記熱源の上流側は、前記ガイド部によって覆われ、
   記録媒体の搬送方向における前記熱源の下流側は、前記加熱部材によって覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記押圧部材は、前記ガイド部の前記加圧部材と離間する側の端部から記録媒体の搬送方向における下流側に向かって屈曲される屈曲部を更に備え、
   前記熱源は、記録媒体の搬送方向において前記屈曲部よりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記ガイド部は、前記定着ベルトの内周面と接触し、前記定着ベルトを摺動可能に支持することを特徴とする請求項３又は４に記載の定着装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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