JP6141112B2

JP6141112B2 - 画像加熱装置

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Publication number: JP6141112B2
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Inventors: 計成畑崎
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Description

本発明は、用紙などの記録材に形成された画像を加熱する画像加熱装置に関し、特に、定着ローラなどの回転部材とエンドレスベルトとの間で記録材を挟持搬送するニップ部を形成する構成に関する。

従来、電子写真方式などを用いた、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置は、記録材に形成したトナー画像を加熱、加圧して記録材に定着させる画像加熱装置としての定着装置を備える。また、この定着装置として、トナー画像を記録材に定着させる以外に、画像が定着された記録材を再度、加熱、加圧することで記録材上の画像の光沢度を調整する構成もある。

このような定着装置の構成として、回転部材としての定着ローラとエンドレスベルトとの間で記録材を挟持搬送するニップ部を形成する構成が、従来から知られている。例えば、エンドレスベルトの内部に加圧パッドと分離ローラとを配置して、加圧パッドと分離ローラとを別々に付勢することで、定着ローラとエンドレスベルトとの間にニップ部を形成する構成が提案されている（特許文献１参照）。この構成の場合、分離ローラの曲率により記録材を定着ローラから分離するようにしている。

特開平１１−２９７９号公報

上述の特許文献１に記載された構成の場合、加圧パッドと分離ローラとを別々に付勢するために、分離ローラを加圧パッドに対して相対移動可能としている。このため、分離ローラと加圧パッドとの間に所定のギャップを設ける必要がある。このような構成の場合、例えば、コート紙などの透気性の低い記録材を使用した場合に、図１０に示すように、画像上につらら状の光沢の低い部分（以下、光沢ムラと記す）が発生する可能性がある。

即ち、コート紙などの透気性の低い記録材の場合、ニップ部内の空気の膨張や水蒸気の発生による画像乱れが発生する。更に詳しく説明すると、未定着トナー層内に存在している空気は、ニップ部の圧力の低い部分となる加圧パッドと分離ローラとのギャップ部分に滞留する。そして、この空気が、部分的に記録材と定着ローラとの界面に空隙を生じさせるとともに、定着が完了していないトナー画像を乱してしまい、上述のような光沢ムラを生じさせてしまう。

ここで、このような光沢ムラを抑制すべく、図１１に示すように、記録材を分離するための分離部１を加圧パッド２と一体に形成することが考えられる。このように構成することで、ニップ部の圧力が低くなる部分をなくすことができ、上述のようなニップ部の圧力低下部に空気が滞留することにより生じる画像不良（光沢ムラ）の発生を防止できる。

しかしながら、図１１のように、加圧パッド２と分離部１とを一体に形成した一体型パッド３を加圧機構４により１個所で加圧して、エンドレスベルト５と定着ローラ６との間でニップ部を形成する場合、次のような問題が生じる。例えば、記録材として厚紙Ｐをニップ部に通紙した場合、厚紙Ｐがニップ部内全体でニップされているときは、ニップ部に作用する加圧力が厚紙全体にかかる。これに対して、図１２に示すように、厚紙Ｐの搬送方向先端がニップ部に進入し始めると、ニップ部に作用する加圧力が厚紙Ｐの先端に集中してしまう。また、図１３に示すように、厚紙Ｐがニップ部から排出される際には、ニップ部に作用する加圧力が厚紙Ｐの搬送方向後端に集中してしまう。この結果、厚紙Ｐの先端又は後端が定着ローラ６に与えるひずみが大きくなってしまい、定着ローラ６に厚紙Ｐの端部の跡（紙コバ跡）が残ってしまい、それによる画像不良の発生や、定着ローラの短寿命につながる。

本発明は、このような事情に鑑み、光沢ムラの発生を抑制でき、記録材の端部の跡が回転部材に残ることを抑制できる構成を実現すべく発明したものである。

本発明は、回転可能な回転部材と、前記回転部材と接触して回転するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内部に配置され、前記エンドレスベルトを前記回転部材との間で挟持して、記録材を挟持搬送するためのニップ部を形成するニップ形成部、及び、前記ニップ形成部の前記エンドレスベルトの回転方向下流側に配置され、前記ニップ部に搬送された記録材を前記回転部材から分離する分離部を一体に構成した一体型構成部材と、前記ニップ部で搬送される記録材に形成された画像を加熱する加熱手段と、第１付勢手段及び第２付勢手段と、前記第１付勢手段に付勢されることで、前記一体型構成部材の前記エンドレスベルトの回転方向上流側を前記回転部材に向けて加圧する第１部材と、前記第２付勢手段に付勢されることで、前記一体型構成部材の前記エンドレスベルトの回転方向下流側を、前記第１部材とは独立して前記回転部材に向けて加圧する第２部材と、を備えた、ことを特徴とする画像加熱装置にある。

本発明によれば、ニップ形成部と分離部とを一体に構成しているため、ニップ形成部と分離部との間の隙間をなくす、或いは、小さくでき、ニップ部の圧力低下部に空気が滞留することにより生じる光沢ムラの発生を抑制できる。また、一体型構成部材の回転方向上流側と下流側とを、それぞれ第１部材と第２部材とで独立して加圧しているため、記録材の端部がニップ部に存在してもこの端部に作用する加圧力を低減でき、記録材の端部の跡が回転部材に残ることを抑制できる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。第１の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。加圧位置をニップ部の内側にずらした場合に、ニップ部に記録材の先端が進入した際に作用する力を模式的に示す図。第１の実施形態でニップ部に記録材の先端が存在する状態を示す定着装置の概略構成断面図。第１の実施形態でニップ部に記録材の後端が存在する状態を示す定着装置の概略構成断面図。第１の実施形態で、記録材が存在しない場合、ニップ部に記録材の先端が存在した場合、及び、ニップ部に記録材の後端が存在した場合の、それぞれニップ部内の圧力分布を示す図。比較例で、記録材が存在しない場合、ニップ部に記録材の先端が存在した場合、及び、ニップ部に記録材の後端が存在した場合の、それぞれニップ部内の圧力分布を示す図。本発明の第２の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。第２の実施形態に係る定着装置の一部を示す概略構成斜視図。従来構造で生じる光沢ムラを示す図。加圧パッドと分離部とを一体に形成した比較例に係る定着装置の概略構成断面図。比較例でニップ部に記録材の先端が存在する状態を示す定着装置の概略構成断面図。比較例でニップ部に記録材の後端が存在する状態を示す定着装置の概略構成断面図。

本発明の第１の実施形態について、図１ないし図７を用いて説明する。まず、本実施形態の画像加熱装置としての定着装置を備えた画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
画像形成装置５００は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色の画像形成部２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋを、中間転写ベルト（中間転写体）１２５の回転方向に直列に配置して構成されている。即ち、可視像化までのプロセスを各色で並列処理するタンデム方式が採用された画像形成装置である。各画像形成部２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋの基本的な構成は同様であるため、以下、各画像形成部の構成であることを示す添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略して説明する。なお、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像形成部の配列順序はそれに限定されない。

画像形成部２００では、以下の各プロセス手段が備わっている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対応して表面に静電潜像を担持する像担持体としての感光ドラム１２０と、一次帯電装置１２１と、露光装置１２２と、そして現像装置１２３とを有している。一次帯電装置１２１は、対応する感光ドラム１２０の表面を設定された電位の帯電バイアス電圧を印加して一様に帯電し、露光装置１２２によって露光して静電潜像を形成される。静電潜像は、現像装置１２３によってトナー現像され、トナー画像として可視画像化される。

感光ドラム１２０の表面に形成して担持された各トナー画像は、一次転写装置１２４によってエンドレスベルトによる中間転写ベルト１２５の上に順次重ねて一次転写される。給紙カセット１３０ａ、１３０ｂの何れかから給紙された、用紙、ＯＨＰシートなどの記録材が、圧縮ユニット５０を通過することによって記録材の端部の厚みが縮小される。これにより定着装置１０及び二次転写装置１２６に記録材が与えるダメージを軽減している。

一次転写装置１２４によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ全色が一次転写された中間転写ベルト１２５上のトナー画像は、その後に二次転写装置１２６によって、給紙カセット１３０ａ又は１３０ｂから給紙された記録材の上に一括して二次転写される。転写されたトナー画像を担持した記録材は定着装置１０に搬送される。定着装置１０では、定着ニップ部にて記録材を挟持して未定着のトナー画像に熱と圧を加えることで定着させる。その後、記録材は排出トレイ１５０上又は記録材材両面搬送パス１４０などに向けて搬送される。このようにして、画像形成装置５００では、帯電、露光、現像、転写、定着など一連の画像形成プロセスを実行して、記録材上にカラートナー画像を形成して排出する。なお、定着装置１０で、トナー画像を記録材に定着させる以外に、画像が定着された記録材を再度、加熱、加圧することで記録材上の画像の光沢度を調整するようにしても良い。

［定着装置］
次に、画像加熱装置としての定着装置１０について、図２を用いて説明する。定着装置１０は、回転部材としての定着ローラ５１と、エンドレスベルトとしての定着ベルト５２と、一体型構成部材としての一体型パッド１００と、加熱手段としてのヒータ５８と、加圧機構６０とを備える。

定着ローラ５１は、回転可能に配置され、後述する定着ベルト５２の回転により図の矢印Ａ方向に回転駆動される。このような定着ローラ５１は、例えば、厚み２ｍｍのアルミニウム合金からなる芯金５１ａの周囲に、弾性層５１ｂとして２ｍｍ厚のシリコーンゴム層が形成されている。弾性層５１ｂ上には、離形層５１ｃとして５０μｍ厚のＰＦＡチューブが被覆されている。そして、定着ローラ５１の外径を、例えば６０ｍｍとしている。

定着ローラ５１の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ５８が配設されている。ヒータ５８は通電により発熱して定着ローラ５１を加熱することで、後述するニップ部Ｎに搬送される記録材に形成されたトナー画像を加熱する。また、定着ローラ５１には不図示のサーミスタが接触または非接触に配設されており、温度調節回路を介してヒータ５８への通電を制御することで、定着ローラ５１の表面を所定温度に調整するようにしている。

定着ベルト５２は、定着ローラ５１に接離可能に配置され、定着ローラ５１と接触して回転する。このような定着ベルト５２は、例えば、厚みが１００μｍのポリイミド製の基層と、この基層上に０．２ｍｍ厚のシリコーンゴム層を有する構成で、外径が９０ｍｍである。なお、本実施形態の定着ベルト５２はシームレスベルトである。

また、定着ベルト５２は、入口ローラ５５、不図示の駆動ローラ、ステアリングローラ５７、一体型パッド１００に張架されている。また、定着ベルト５２の内側で、入口ローラ５５と一体型パッド１００との間には、潤滑剤塗布ローラ５９を定着ベルト５２の内周面に接触するように配置している。定着ベルト５２は、図示しない駆動源としてのモータから駆動ローラに入力された駆動力により回転する構成とされており、入口ローラ５５、ステアリングローラ５７、潤滑剤塗布ローラ５９は、定着ベルト５２によって従動回転する。

入口ローラ５５は、定着装置１０に記録材が進入する入口側に配置されたローラであり、記録材の搬送路が変化しないよう、回転中心位置が固定されている。ステアリングローラ５７は、定着ベルト５２に所定のテンションを与え、かつ、両端部のうちの少なくとも一方が図の矢印Ｂ方向に移動可能に支持されている。このようなステアリングローラ５７は、例えば、定着ベルト５２のローラ軸方向（幅方向）端部位置を検知するセンサの信号に基づき、不図示の制御装置により端部を矢印Ｂ方向に移動制御される。これにより、定着ベルト５２が入口ローラ５５に対して一定の幅方向位置に留まるように制御される。

潤滑剤塗布ローラ５９は、潤滑剤として例えばシリコーン系オイルが含浸されており、定着ベルト５２の内周面に潤滑剤を塗布する。なお、潤滑剤塗布ローラ５９を省略して、潤滑剤を直接定着ベルト５２の内周面に塗布しておいても良い。何れにしても、定着ベルト５２の内周面に潤滑剤を塗布することで、定着ベルト５２と次述する一体型パッド１００との摺動性を向上させるようにしている。

一体型パッド１００は、定着ベルト５２の内部に配置され、ニップ形成部としてのパッド部１０１と分離部１０２とを一体に構成したものである。パッド部１０１は、定着ベルト５２を定着ローラ５１との間で挟持して、記録材を挟持搬送するためのニップ部Ｎを形成する。このためにパッド部１０１は、例えばアルミニウム合金などの金属や耐熱性の合成樹脂などにより形成されたパッドベース１０１ｂと、このパッドベース１０１ｂ上に固定されたシリコーンゴム層などの弾性層１０１ａにより構成される。即ち、パッド部１０１は、パッドベース１０１ｂに弾性層１０１ａを固定した二重構造を有する。

パッドベース１０１ｂは、後述する加圧機構６０による加圧力に対して十分な剛性を有するパッドホルダ１０３に固定されており、これにより、パッドベース１０１ｂの撓みが抑制される。一体型パッド１００の定着ベルト５２と摺動する部分のうち、少なくとも弾性層１０１ａの表面は、摺動シート１０４により覆われている。摺動シート１０４としては、例えば、ＰＴＦＥをコーティングしたＰＩシートを使用する。これにより一体型パッド１００と定着ベルト５２との摺動抵抗、特に、弾性層１０１ａの表面と定着ベルト５２の内周面との摺動抵抗を軽減するようにしている。本実施形態では、一体型パッド１００は、このようなパッド部１０１、次述する分離部１０２、パッドホルダ１０３、摺動シート１０４により構成している。

分離部１０２は、パッド部１０１の定着ベルト５２の回転方向下流側に配置され、ニップ部Ｎに搬送された記録材を定着ローラ５１から分離する。本実施形態では、分離部１０２は、パッド部１０１の定着ベルト５２の回転方向下流端部にパッド部１０１と一体に形成され、且つ、定着ベルト５２の内周面に対して摺動する所定の曲率の外周面１０２ａを有する。具体的には、パッドベース１０１ｂの下流端部を定着ローラ５１側に突出させると共に、その外周面１０２ａを所定の曲率で形成することで分離部１０２を構成している。パッド部１０１の弾性層１０１ａは、分離部１０２の側面に隙間なく密着している。

図示の例では、パッドベース１０１ｂの定着ローラ５１側の面を、平坦面１１０と、平坦面１１０よりも定着ローラ５１側に突出した分離部１０２の外周面１０２ａと、平坦面１１０と外周面１０２ａとを連続させる連続面１１１とで構成している。連続面１１１は、平坦面１１０から分離部１０２の外周面１０２ａに向かって滑らかに傾斜或いは湾曲した面である。そして、平坦面１１０と連続面１１１上に弾性層１０１ａを接着などにより固定している。

このように構成することで、パッド部１０１により形成されたニップ部Ｎを通過した記録材は、分離部１０２の外周面１０２ａの曲率により定着ローラ５１から容易に分離される。また、このように定着ベルト５２と定着ローラ５１とでニップ部Ｎを形成した場合、記録材搬送方向に沿うニップ部Ｎの幅を、定着ベルト５２の定着ローラ５１に対して接触する幅の調整により容易に大きく設定することが可能である。したがって、ニップ部の幅を定着ローラ５１の径に依存させずに確保できるため、定着ローラ５１を小径、小熱容量にすることが可能となり、立ち上げ時間を短縮できる。つまり、このようなベルト式の定着装置は、より多くのトナーを溶融させることができるので、カラー画像形成装置などの多量のトナーを使用する画像形成装置に適している。

［加圧機構］
次に、一体型パッド１００を定着ローラ５１に向けて加圧する加圧機構６０について説明する。加圧機構６０は、第１加圧部材６１と第２加圧部材６２とを備える。第１加圧部材６１は、一体型パッド１００の定着ベルト５２の回転方向上流側を定着ローラ５１に向けて加圧する。第２加圧部材６２は、一体型パッド１００の定着ベルト５２の回転方向下流側を、第１加圧部材６１とは独立して定着ローラ５１に向けて加圧する。

このために第１加圧部材６１は、第１部材及び第１揺動部材としての第１アーム６１ａと、第１付勢手段としての第１バネ６１ｂとを有する。第１アーム６１ａは、入口ローラ５５と平行に配置された揺動軸６３に対して、図の矢印Ｃ方向に揺動自在に支持されている。第１バネ６１ｂは、後述するカム機構６４を構成する移動部材６４ａと第１アーム６１ａとの間に弾性的に圧縮された状態で配置され、弾性復元力により第１アーム６１ａを一体型パッド１００に向けて付勢する。

第２加圧部材６２は、第２部材及び第２揺動部材としての第２アーム６２ａと、第２付勢手段としての第２バネ６２ｂとを有する。第２アーム６２ａは、上述の揺動軸６３に対して、図の矢印Ｄ方向に第１アーム６１ａとは独立して揺動自在に支持されている。第２バネ６２ｂは、移動部材６４ａと第２アーム６２ａとの間に弾性的に圧縮された状態で配置され、弾性復元力により第２アーム６２ａを一体型パッド１００に向けて付勢する。

一体型パッド１００のパッドホルダ１０３のベルト回転方向両端寄り部分には、それぞれ上流側回動軸１０３ａ及び下流側回動軸１０３ｂを設けている。そして、第１アーム６１ａの先端寄り部分を上流側回動軸１０３ａに、第２アーム６２ａの先端寄り部分を下流側回動軸１０３ｂに、それぞれ当接させている。これにより、一体型パッド１００は、図の矢印Ｅ、Ｆで示すように、第１加圧部材６１及び第２加圧部材６２により定着ローラ５１に向けて加圧される。本実施形態では、第１加圧部材６１の加圧力よりも第２加圧部材６２の加圧力を大きくしている。例えば、第１加圧部材６１から上流側回動軸１０３ａに加わる力を４００Ｎ（≒４０ｋｇｆ）、第２加圧部材６２から下流側回動軸１０３ｂに加わる力を６００Ｎ（≒６０ｋｇｆ）とする。

また、第１アーム６１ａと第２アーム６２ａとの何れか一方の部材は、一体型パッド１００を回転のみ自在に支持しており、他方の部材は、一体型パッド１００を回転及び一体型パッド１００が他方の部材に沿って移動可能に支持している。具体的には、第１アーム６１ａの先端寄り部分に円弧状の凹溝６１ｃを形成し、この凹溝６１ｃに上流側回動軸１０３ａを回動自在に係合させている。一方、下流側回動軸１０３ｂと当接する第２アーム６２ａの先端寄り部分は、溝などを形成していない当接面６２ｃとしている。これにより、第１アーム６１ａは、上流側回動軸１０３ａと凹溝６１ｃとの係合によって一体型パッド１００を回転のみ自在に支持する。一方、第２アーム６２ａは、下流側回動軸１０３ｂが当接面６２ｃ上で回転可能で、且つ、当接面６２ｃに沿って移動可能であるため、一体型パッド１００を回転及び一体型パッド１００が第２アーム６２ａに沿って移動可能に支持する。このように、第１アーム６１ａ、第２アーム６２ａ及び一体型パッド１００のパッドホルダ１０３でリンク機構を構成することで、揺動軸６３を中心として第１アーム６１ａ及び第２アーム６２ａを揺動させて、一体型パッド１００を加圧可能としている。

なお、このように一体型パッド１００を加圧するためのリンク機構は、他の構成であっても良い。例えば、第１アーム６１ａが一体型パッド１００を回転のみ自在に支持する構成は、第１アーム６１ａに上流側回動軸１０３ａを嵌合する穴を形成しても良いし、軸と孔或いは凹溝の関係を逆にしても良い。また、第２アーム６２ａが一体型パッド１００を回転及び移動自在に支持する構成は、第２アーム６２ａに長穴を形成して、この長穴に下流側回動軸１０３ｂをスライド自在に支持する構成としても良いし、軸と長穴或いは当接面の関係を逆にしても良い。更に、例えば、上述の関係を逆に、即ち、第２アーム６２ａが一体型パッド１００を回転のみ自在に支持し、第１アーム６１ａが一体型パッド１００を回転及び移動可能に支持するようにしても良い。

上述のように第１加圧部材６１により一体型パッド１００を加圧する第１加圧位置と、第２加圧部材６２により一体型パッド１００を加圧する第２加圧位置とは、次のような位置にそれぞれ配置されている。まず、定着ローラ５１の回転中心Ｏとニップ部Ｍのベルト回転方向上流端とを通る第１仮想線αと、回転中心Ｏとニップ部Ｎのベルト回転方向下流端とを通る第２仮想線βとを規定する。この場合に、第１加圧位置は、第１仮想線αよりもベルト回転方向上流側に位置させ、第２加圧位置は、第２仮想線βよりもベルト回転方向下流側に位置させる。

本実施形態では、第１加圧位置は、第１アーム６１ａの凹溝６１ｃと上流側回動軸１０３ａとが係合する位置である。このため、上流側回動軸１０３ａを第１仮想線αよりもベルト回転方向上流側に配置させる。また、第２加圧位置は、第２アーム６２ａの当接面６２ｃと下流側回動軸１０３ｂとが当接する位置である。このため、下流側回動軸１０３ｂを第２仮想線βよりもベルト回転方向下流側に位置させる。要は、上流側回動軸１０３ａと下流側回動軸１０３ｂとを、第１仮想線αと第２仮想線βとの間の領域Ｇの外側に配置する。

このように第１加圧位置及び第２加圧位置を配置する理由について、図３を用いて説明する。第１加圧位置及び第２加圧位置が領域Ｇ内に存在した場合、記録材として厚紙Ｐの先端がニップ部Ｎの上流に進入すると、図の矢印で示すように、一体型パッド１００に対して下流側回動軸１０３ｂを支点にしてモーメントが発生してしまう。この結果、一体型パッド１００によるニップ部Ｎの下流側の圧が増して、定着ローラ５１やニップ部Ｎ下流側の摺動シート１０４に与えるひずみが拡大し、装置の寿命低下につながる。また、厚紙の後端がニップ部の下流側のみにニップされた場合も同様で、ニップ入口側の圧が増す方向にモーメントが発生し、やはり装置の寿命低下につながる。これに対して、第１加圧位置及び第２加圧位置を領域Ｇの外側に配置することで、記録材の先端又は後端がニップ部Ｎの上流側又は下流側にニップされた状態でも上述のようなモーメントの発生を抑制できる。そして、定着ローラ５１や定着ベルト５２を駆動するベルトユニットの寿命向上を図れる。

また、本実施形態の場合、図２に示すように、カム機構６４により、定着ベルト５２を定着ローラ５１に対して接離可能としている。カム機構６４は、移動部材６４ａと、カム６４ｂと、モータ６４ｃとを有する。そして、モータ６４ｃによりカム６４ｂを回転駆動することにより移動部材６４ａに当接するカム６４ｂの位相を変更することで、定着ベルト５２を定着ローラ５１に対して接離可能としている。記録材にトナー画像を定着させる場合には、カム６４ｂにより移動部材６４ａを移動させて、加圧機構６０を介して定着ベルト５２を定着ローラ５１に圧接させ、ニップ部Ｎを形成する。一方、待機状態など定着装置１０により記録材へのトナー画像の定着動作を行わない場合には、定着ベルト５２を定着ローラ５１から離間させる。また、カム６４ｂの位相を変えることで、第１バネ６１ｂ、第２バネ６２ｂによる付勢力を変更して一体型パッド１００による加圧力を変えて、ニップ部Ｎの記録材搬送方向の幅を変更するようにしても良い。

本実施形態の場合、上述のように構成することで、一体型パッド１００及び定着ローラ５１の弾性層がたわんで、ニップ部Ｎが形成される。そして、記録材がニップ部Ｎに存在しない場合のニップ部Ｎの記録材搬送方向の圧力分布は、後述する図６の実線ａのような形状を得る。これに対して、ニップ部Ｎに記録材の先端が存在した場合、及び、ニップ部Ｎに記録材の後端が存在した場合について、図４ないし図７を用いて説明する。

図４に示すように、記録材として厚紙Ｐの先端がニップ部Ｎ内に入り始めた状態では、ニップ部Ｎの搬送方向上流部のみに厚紙Ｐの先端がニップされているので、第１アーム６１ａが揺動軸６３を中心に矢印Ｃ１方向に回転する。そして、一体型パッド１００のニップ部Ｎの上流側が、厚紙Ｐの厚さ分、定着ローラ５１から離れる。ここで、本実施形態の場合、一体型パッド１００を加圧する位置を上流と下流とに分けている、即ち、加圧ポイントを分けて加圧している。このため、一体型パッド１００の上流側が定着ローラ５１から離れても、下流側は圧を維持した状態を保つ。この状態でのニップ部Ｎ内の圧力分布は、図６の鎖線ｂに示すようになる。

一方、比較例として、前述の図１２に示したような加圧ポイントを分けない構成の場合、厚紙Ｐの先端がニップし始めると、一体型パッド３全体が定着ローラ６から離れる。そして、一体型パッド３の下流側で隙間が生まれ、定着ベルト５が定着ローラ６と当接しない状態となる。このとき、一体型パッド３にかかる荷重は一定であるので、ニップ部Ｎの搬送方向の幅が縮小し、厚紙Ｐの先端に荷重が集中して、ピーク圧が極端に上昇してしまう。このような比較例におけるニップ部に厚紙Ｐの先端が存在した場合のニップ部内の圧力分布は、図７の鎖線ｂに示すようになる。なお、図７の実線ａは、比較例における、厚紙Ｐがニップ部Ｎに存在しない場合のニップ部Ｎの記録材搬送方向の圧力分布である。図６の鎖線ｂと図７の鎖線ｂとを比べると、厚紙Ｐの先端がニップ部Ｎに存在していても、本実施形態の構成の場合、比較例に比べて、ニップ部Ｎの圧力分布が安定していることがわかる。

また、図５に示すように、厚紙Ｐがニップ部Ｎから排出される際に厚紙Ｐの後端がニップ部Ｎ内にニップされた状態では、第２アーム６２ａが揺動軸６３を中心に矢印Ｄ１方向に回転する。そして、一体型パッド１００のニップ部Ｎの下流側が、厚紙Ｐの厚さ分、定着ローラ５１から離れる。本実施形態の場合、一体型パッド１００の上流と下流とに加圧ポイントを分けて加圧しているため、一体型パッド１００の下流側が定着ローラ５１から離れても、上流側は圧を維持した状態を保つ。この状態でのニップ部Ｎ内の圧力分布は、図６の破線ｃに示すようになる。

一方、比較例として、前述の図１３に示したような加圧ポイントを分けない構成の場合、厚紙Ｐの後端のみをニップすることで、一体型パッド３全体が定着ローラ６から離れる。そして、図１２と同様に、ニップ部Ｎの搬送方向の幅が縮小し、厚紙Ｐの後端に荷重が集中して、ピーク圧が極端に上昇してしまう。このような比較例におけるニップ部に厚紙Ｐの後端が存在した場合のニップ部内の圧力分布は、図７の破線ｃに示すようになる。図６の破線ｃと図７の破線ｃとを比べると、厚紙Ｐの後端がニップ部Ｎに存在していても、本実施形態の構成の場合、比較例に比べて、ニップ部Ｎの圧力分布が安定していることがわかる。

このような本実施形態の場合、パッド部１０１と分離部１０２とを一体に構成しているため、パッド部１０１と分離部１０２との間の隙間をなくすことができる。この結果、ニップ部Ｎの圧力低下部に空気が滞留することにより生じる光沢ムラの発生を抑制できる。また、一体型パッド１００の回転方向上流側と下流側とを、それぞれ第１加圧部材６１と第２加圧部材６２とで独立して加圧している。このため、上述のように、記録材の端部（例えば厚紙Ｐの先端又は後端）がニップ部Ｎに存在しても、図１２、１３に示したような記録材の端部がニップされることで圧が集中することを抑制でき、この端部に作用する加圧力を低減できる。この結果、記録材の端部の跡が定着ローラ５１に残ることを抑制できる。

ここで、本実施形態の構成と比較例とで、記録材として、１枚の厚紙（坪量３５０ｇ／ｍ^２、サイズＡ４）を、ニップ部を通過させた場合に、定着ローラの表面に残った跡を測定した。この結果、比較例の表面の跡の深さが６μｍであったのに対し、本実施形態の構成の場合、２．５μｍと、比較例の半分以下に低減できた。これにより、定着ローラについた跡による画像不良を大幅に改善でき、定着ローラに与えるダメージも軽減できるので、定着ローラ寿命向上につながる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図８及び図９を用いて説明する。本実施形態の定着装置１０Ａは、一体型構成部材としての一体型パッド１００Ａを、ニップ形成部としてのパッド部１０１Ａと、分離部としての分離ローラ１０２Ａとした以外、上述の第１の実施形態と同様である。このため、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態の場合、パッド部１０１Ａは、定着ベルト５２に対して摺動するパッド部材である。また、分離ローラ１０２Ａは、パッド部１０１Ａの定着ベルト５２の回転方向（搬送方向）下流側に、パッド部１０１Ａに対して回転のみ自在に位置決めされ、定着ベルト５２と接触して従動回転する分離回転体である。そして、パッド部１０１Ａと分離ローラ１０２Ａによってニップ部Ｎを形成する。

このために本実施形態の場合、分離ローラ１０２Ａをパッド部１０１Ａと一体のパッドホルダ１０３Ａに回転自在に支持されている。即ち、パッドホルダ１０３Ａの搬送方向上流側ないし中間部にパッド部１０１Ａを構成する弾性層１０１Ａａ及びパッドベース１０１Ａｂを支持している。また、パッドホルダ１０３Ａの搬送方向下流側には、回転軸１０３Ｂを固定しており、この回転軸１０３Ｂに分離ローラ１０２Ａを回転自在に支持している。これにより、パッド部１０１Ａと分離ローラ１０２Ａとを一体的に定着ローラ５１に向けて加圧できるようにしている。

これらパッド部１０１Ａと分離ローラ１０２Ａとから構成される一体型パッド１００Ａは、上述の第１の実施形態と同様に、第１加圧部材６１と第２加圧部材６２とにより、一体型パッド１００Ａの上流側と下流側とでそれぞれ独立して加圧される。なお、図８及び図９では、ヒータ５８やカム機構６４を省略しているが、本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に備えている。

ここで、前述の特許文献１に記載された従来構造の場合、本実施形態のパッド部１０１Ａに相当する加圧パッドと分離ローラとをそれぞれ独立して加圧していた。しかし、このように独立して加圧すると、分離ローラと加圧パッドが独立して動くことになるので２部材間の間に一定以上のギャップが必要となる。例えば、このギャップは、２ｍｍ程度である。この結果、このギャップによりニップ部で圧抜けが発生し、前述の図１０に示したようなつらら状の光沢ムラが発生してしまう。光沢ムラは圧抜けの幅（即ち、ギャップの大きさ）に感度があるため、このギャップを小さくすることで、図１０に示したような光沢ムラを抑制できる。

本実施形態の構成では、分離ローラ１０２Ａは、パッド部１０１Ａと一体に加圧されるようにパッドホルダ１０３Ａで固定されているので、位置関係は常に一定に保つことができる。つまり、それぞれが独立して動くことによるギャップマージンを設けなくてもよくなり、ギャップを縮小することが可能となる。例えば、ギャップを０．８ｍｍまで縮小することができる。この結果、圧抜けの幅が縮小して、図１０に示したようなつらら状の光沢ムラを改善することができる。

また、分離ローラ１０２Ａとパッド部１０１Ａとを一体化することで、記録材の端部がニップ部に存在した場合に、記録材端部への荷重集中による定着ローラへのダメージが生じうる。但し、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、一体型パッド１００Ａの加圧ポイントを上流側と下流側とに分けているため、このような集中荷重を軽減でき、定着ローラへのダメージも低減できる。

また、本実施形態の場合、記録材を定着ローラ５１から分離するための分離部を分離ローラ１０２Ａとしており、この分離ローラ１０２Ａが定着ベルト５２に従動して回転する。このため、第１の実施形態のように分離部を定着ベルト５２に摺動させる構成に比べて、定着ベルト５２の摺動抵抗を小さくできる。

＜他の実施形態＞
上述の説明では、本発明をフルカラー中間転写方式の画像形成装置に適用した場合について説明した。但し、本発明は、画像形成部が１個のモノクロ画像形成装置の場合にも適用可能である。モノクロ画像形成装置の場合は、ブラック（Ｋ）の像担持体のみが存在し、その像担持体に形成されたトナー画像を転写装置で記録材に転写する。また、本発明は、中間転写体を備えた中間転写方式以外に、感光ドラムから直接記録材に転写する直接転写方式にも適用可能である。

また、本発明の画像加熱装置としての定着装置は、上述のような構成に限らない。例えば、定着ローラをエンドレスベルトとしても良い。また、加熱手段としては、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ（電磁誘導加熱）やセラミックヒータなどを用いることができる。

１、１Ａ・・・定着装置（画像加熱装置）／５１・・・定着ローラ（回転部材）／５２・・・定着ベルト（エンドレスベルト）／５８・・・ヒータ（加熱手段）／６１・・・第１加圧部材／６１ａ・・・第１アーム（第１揺動部材）／６１ｂ・・・第１バネ（第１付勢手段）／６２ａ・・・第２アーム（第２揺動部材）／６２ｂ・・・第２バネ（第２付勢手段）／６３・・・揺動軸／１００、１００Ａ・・・一体型パッド（一体型構成部材）／１０１・・・パッド部（ニップ形成部）／１０１Ａ・・・パッド部（ニップ形成部、パッド部材）／１０２・・・分離部／１０２Ａ・・・分離ローラ（分離部、分離回転体）／Ｎ・・・ニップ部／Ｏ・・・回転中心／α・・・第１仮想線／β・・・第２仮想線

Claims

回転可能な回転部材と、
前記回転部材と接触して回転するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトの内部に配置され、前記エンドレスベルトを前記回転部材との間で挟持して、記録材を挟持搬送するためのニップ部を形成するニップ形成部、及び、前記ニップ形成部の前記エンドレスベルトの回転方向下流側に配置され、前記ニップ部に搬送された記録材を前記回転部材から分離する分離部を一体に構成した一体型構成部材と、
前記ニップ部で搬送される記録材に形成された画像を加熱する加熱手段と、
第１付勢手段及び第２付勢手段と、
前記第１付勢手段に付勢されることで、前記一体型構成部材の前記エンドレスベルトの回転方向上流側を前記回転部材に向けて加圧する第１部材と、
前記第２付勢手段に付勢されることで、前記一体型構成部材の前記エンドレスベルトの回転方向下流側を、前記第１部材とは独立して前記回転部材に向けて加圧する第２部材と、を備えた、
ことを特徴とする画像加熱装置。
前記第１部材により前記一体型構成部材を加圧する第１加圧位置は、前記回転部材の回転中心と前記ニップ部の前記回転方向上流端とを通る第１仮想線よりも前記回転方向上流側に位置し、
前記第２部材により前記一体型構成部材を加圧する第２加圧位置は、前記回転部材の回転中心と前記ニップ部の前記回転方向下流端とを通る第２仮想線よりも前記回転方向下流側に位置する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像加熱装置。
前記第１部材は、揺動軸に対して揺動自在に支持された第１揺動部材であり、
前記第２部材は、前記揺動軸に対して、前記第１揺動部材とは独立して揺動自在に支持された第２揺動部材である、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
前記第１揺動部材と前記第２揺動部材との何れか一方の部材は、前記一体型構成部材を回転のみ自在に支持しており、他方の部材は、前記一体型構成部材を回転及び前記一体型構成部材が前記他方の部材に沿って移動可能に支持している、
ことを特徴とする、請求項３に記載の画像加熱装置。
前記分離部は、前記ニップ形成部の前記回転方向下流端部に前記ニップ形成部と一体に形成され、且つ、前記エンドレスベルトに対して摺動する所定の曲率の外周面を有する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像加熱装置。
前記ニップ形成部は、前記エンドレスベルトに対して摺動するパッド部材であり、
前記分離部は、前記パッド部材の前記回転方向下流側に、前記パッド部材に対して回転のみ自在に位置決めされ、前記エンドレスベルトと接触して従動回転する分離回転体である、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像加熱装置。