JP6222258B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

特許文献１の定着装置は、第１定着部材と、第２定着部材と、第１ニップ形成部材と、駆動部材と、第２支持部材とを有している。第１定着部材は、記録媒体を搬送する。第２定着部材は、第１定着部材に接触する。第１ニップ形成部材は、第１定着部材の内側に接触する。駆動部材は、第２定着部材の内側に接触して第２定着部材を第１定着部材とともに回転駆動する。第２支持部材は、駆動部材よりも上流側で第２定着部材を第１ニップ形成部材に押し付ける。

特開２０１５−１６９８９３号公報

加熱ベルトと、加熱ベルトと接触する加圧ベルトと、加圧ベルトの内側に設けられ加圧ベルトを加熱ベルトに向けて加圧する複数の加圧部材とを有する構成では、複数の加圧部材によりニップ幅が確保される。

しかし、複数の加圧部材を加圧ベルトの内側に配置する構成では、複数の加圧部材を配置する空間を確保する必要があるため、加圧ベルトが大径化する。そして、加圧ベルトが大径化すると、加熱ベルトと加圧ベルトとの接触面積が増え、加圧ベルトが記録媒体の搬送方向と直交する方向に蛇行し易くなる。特に、加圧ベルトの内側に回転しない加圧部材があると、加圧ベルトが蛇行し易くなる。

本発明は、一対のベルトと、該一対のベルトのうち１つのベルトの内側に設けられ少なくとも１つが回転しない複数の加圧部材とを有する構成に比べて、広いニップ幅を確保すると共にベルトの蛇行を抑制することを目的とする。

本発明の第１態様に係る定着装置は、記録媒体の搬送方向とは直交する直交方向を軸方向として回転可能に設けられ、記録媒体上の現像剤を加熱する加熱ベルトと、前記加熱ベルトの内側に設けられ前記加熱ベルトを支持する支持部材と、前記直交方向を軸方向として該軸回りに回転可能とされ、前記搬送方向に並べられ、前記加熱ベルト及び記録媒体を前記支持部材に向けて加圧する複数の加圧回転体と、を有する。

本発明の第２態様に係る定着装置の複数の前記加圧回転体のうち前記搬送方向の最下流に配置された前記加圧回転体は、駆動手段により回転される駆動ロールである。

本発明の第３態様に係る定着装置の複数の前記加圧回転体のうち少なくとも１つは、軸部が中空とされたロールである。

本発明の第４態様に係る定着装置の複数の前記加圧回転体のうち前記搬送方向における上流側に設けられた前記加圧回転体は、加圧ベルトである。

本発明の第５態様に係る定着装置の前記加圧ベルトの内側には、前記加圧ベルトに弾性力を作用させる弾性体が設けられている。

本発明の第６態様に係る画像形成装置は、記録媒体上に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記現像剤像形成手段により形成された記録媒体上の現像剤像を記録媒体に定着する第１態様から第５態様のいずれか１つに記載の定着装置と、を有する。

第１態様の発明は、一対のベルトと、該一対のベルトのうち１つのベルトの内側に設けられ少なくとも１つが回転しない複数の加圧部材とを有する構成に比べて、広いニップ幅を確保すると共にベルトの蛇行を抑制することができる。

第２態様の発明は、加圧回転体が全て従動ロールである構成に比べて、記録媒体の搬送性を上げることができる。

第３態様の発明は、加圧回転体が中実のロールである構成に比べて、加熱ベルトの熱が加圧回転体に奪われるのを抑制することができる。

第４態様の発明は、上流側の加圧回転体が加圧ロールの構成に比べて、定着装置の立ち上げ時間を短くすることができる。

第５態様の発明は、加圧ベルトの外側に設けられた弾性体により加圧ベルトを押圧する構成に比べて、加熱ベルトと複数の加圧回転体とのニップ部における軸方向の加圧力のばらつきを抑制することができる。

第６態様の発明は、第１態様から第５態様のいずれか１つに記載の定着装置を有さない構成に比べて、画像不良を抑制することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。 第１実施形態に係る定着装置の構成を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）第１実施形態に係る定着装置のニップ部においてトナー像が定着される過程を示す説明図である。 第２実施形態に係る定着装置の構成を示す説明図である。 第３実施形態に係る定着装置の構成を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）第３実施形態に係る定着装置のニップ部においてトナー像が定着される過程を示す説明図である。 第４実施形態に係る定着装置の構成を示す説明図である。 第１変形例に係る定着装置の構成を示す説明図である。 第２変形例に係る定着装置の構成を示す説明図である。

本明細書において、「第１実施形態」を「参考例」に、「第２実施形態」を「第１実施形態」に、「第３実施形態」を「第２実施形態」に、「第４実施形態」を「第３実施形態」に、それぞれ読み替えるものとする。
[第１実施形態]
第１実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。

〔全体構成〕
図１には、本実施形態の画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、用紙Ｐを搬送するロール対１３を含む搬送部１２と、搬送部１２により搬送される用紙Ｐ上にトナーＴを用いてトナー像Ｇを形成する画像形成部１４と、形成されたトナー像Ｇを加熱及び加圧して用紙Ｐに定着する定着装置３０と、を有する。用紙Ｐは、記録媒体の一例である。トナーＴは、現像剤の一例である。トナー像Ｇは現像剤像の一例である。画像形成部１４は、現像剤像形成手段の一例である。

なお、以下の説明では、図１に矢印Ｙで示す方向を装置高さ方向、矢印Ｘで示す方向を装置幅方向とする。また、装置高さ方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向（Ｚで示す）を装置奥行き方向とする。そして、画像形成装置１０を正面視して、装置高さ方向、装置幅方向、装置奥行き方向をＹ方向、Ｘ方向、Ｚ方向と記載する。さらに、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、画像形成装置１０を正面視して、上側をＹ側、下側を−Ｙ側、右側をＸ側、左側を−Ｘ側、奥側をＺ側、前側を−Ｚ側と記載する。定着装置３０における用紙Ｐの搬送経路Ｅは、一例として、Ｘ方向に沿っている。

画像形成部１４は、複数の画像形成ユニット２０と、複数の画像形成ユニット２０の各部の動作を制御して用紙Ｐ上にトナー像Ｇを形成させる制御部２２とを有している。画像形成ユニット２０は、一例として、公知の電子写真方式である帯電、露光、現像、転写の各工程を行うように構成されている。

〔要部構成〕
次に、定着装置３０について説明する。

図２に示す定着装置３０は、用紙Ｐの搬送経路ＥのＹ側に設けられトナー像Ｇを加熱する加熱部３２と、搬送経路Ｅの−Ｙ側に設けられ用紙Ｐ及びトナー像Ｇを加熱部３２に向けて加圧する加圧部３４とを有している。本実施形態では、一例として、定着装置３０における用紙Ｐの搬送方向が、既述のようにＸ方向となっており、Ｘ方向と直交する直交方向（用紙Ｐの幅方向）がＺ方向となっている。

＜加熱部＞
加熱部３２は、定着ベルト３６と、モータ３７と、ホルダ３８と、パッド４２と、ハロゲンランプ４４と、反射部材４６と、伝熱部材４８と、摺動シート５２と、図示しない温度センサとを有している。定着ベルト３６は、加熱ベルトの一例である。パッド４２は、支持部材の一例である。

（定着ベルト）
定着ベルト３６は、Ｚ方向の幅が用紙Ｐの幅よりも長い無端状のエンドレスベルトとされており、一例として、基層と、該基層の外周面に被覆された離型層とから構成されている。基層を構成する材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドなどのポリマーや、ステンレス、ニッケル、銅などの金属が挙げられる。本実施形態では、一例として、ポリイミドを用いている。離型層は、一例として、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）製となっている。

また、定着ベルト３６は、用紙Ｐの搬送経路Ｅに対してＹ側にＺ方向を軸方向として、該軸周りに回転（周回移動）可能に設けられている。具体的には、定着ベルト３６のＺ方向両端部には、図示しない軸部を有するキャップが嵌められており、該軸部が図示しない軸受により回転可能に支持されている。該軸部には図示しないギヤが嵌められており、該ギヤが後述するモータ３７により駆動されることで、該軸部及び定着ベルト３６が回転するようになっている。

さらに、定着ベルト３６は、後述するパッド４２と加圧ロール５６、５８とで挟まれている。加えて、定着ベルト３６のキャップが嵌まっていない部位は、定着ベルト３６の内側に向けて作用する外力に対する剛性により、Ｚ方向に見て、後述するニップ部Ｎ以外において、半円に近い移動の軌跡を描いて周回するようになっている。また、定着ベルト３６の外周面は、搬送経路Ｅを搬送されてきた用紙Ｐ上のトナー像Ｇと接触する。そして、定着ベルト３６は、後述する伝熱部材４８により加熱されることで、後述するニップ部Ｎにおいて、用紙Ｐ上のトナー像Ｇ（トナーＴ）を加熱するようになっている。

定着ベルト３６の温度は、図示しない温度センサにより検知されるようになっている。そして、制御部２２（図１参照）は、該温度センサにより検知された温度が、定着装置３０における設定温度よりも低い場合に後述するハロゲンランプ４４に通電し、設定温度よりも高い場合にハロゲンランプ４４への通電を停止するようになっている。なお、設定温度とは、トナー像Ｇを用紙Ｐに定着可能となる温度（定着温度）である。

（モータ）
モータ３７は、制御部２２（図１参照）により回転及び停止が制御されるようになっている。また、モータ３７は、図示しないギヤ及びキャップを介して定着ベルト３６に接続されており、定着ベルト３６を周回移動させるようになっている。そして、後述する加圧ロール５６及び加圧ロール５８は、定着ベルト３６の移動に伴い従動回転するようになっている。

（ホルダ）
ホルダ３８は、板金製でＺ方向に定着ベルト３６の幅よりも長い長尺状の部材であり、Ｘ−Ｙ断面がＵ字状に形成された部材である。また、ホルダ３８は、定着ベルト３６の内側にＹ側に開口した状態で配置されている。ホルダ３８は、Ｚ方向両端部が図示しないブラケットにより支持されている。

（パッド）
パッド４２は、一例として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製であり、Ｚ方向の幅が定着ベルト３６のＺ方向の幅とほぼ同じ長さの長尺状で樹脂製の部材である。また、パッド４２は、Ｘ−Ｙ断面がＸ方向に長い矩形状とされている。さらに、パッド４２は、定着ベルト３６の内側でホルダ３８のＸ方向に沿った下壁に固定されることにより、定着ベルト３６の内側に設けられている。加えて、パッド４２の−Ｙ側の面には、後述する摺動シート５２が接触している。パッド４２のＸ方向両端部は、定着ベルト３６に向けて凸となるＲ形状とされている。そして、パッド４２は、定着ベルト３６が加圧されたときに摺動シート５２を介して定着ベルト３６を支持するようになっている。

（ハロゲンランプ）
ハロゲンランプ４４は、定着ベルト３６の内側でかつ後述する反射部材４６よりもＹ側に、反射部材４６とは非接触状態でＺ方向を長手方向として設けられている。ハロゲンランプ４４の発光部のＺ方向の長さは、画像形成装置１０（図１参照）に使用される用紙Ｐのうち、最大幅の用紙ＰのＺ方向の長さとほぼ同じ長さとなっている。そして、ハロゲンランプ４４は、図示しない電源からの通電により点灯して輻射熱（光）を放射するようになっている。

（反射部材）
反射部材４６は、Ｚ方向を長手方向とする板材を短手方向の複数箇所でＵ字状に屈曲させた部材である。反射部材４６の一端部は、ホルダ３８に固定されている。また、反射部材４６は、ホルダ３８のＹ側を覆うように配置され、ハロゲンランプ４４と対向している。反射部材４６のハロゲンランプ４４と対向する面は鏡面とされている。そして、反射部材４６は、ハロゲンランプ４４の光をニップ部Ｎ側とは反対側（伝熱部材４８側）に向けて反射させるようになっている。

（伝熱部材）
伝熱部材４８は、Ｚ方向の長さが定着ベルト３６のＺ方向の長さよりも長い部材であり、定着ベルト３６の内側でかつハロゲンランプ４４よりもＹ側に配置されている。また、伝熱部材４８は、一端部が反射部材４６と共にホルダ３８に固定され、中央から他端にかけて湾曲した湾曲部が定着ベルト３６の内周面と接触している。そして、伝熱部材４８は、定着ベルト３６との接触状態において、ハロゲンランプ４４の輻射熱を吸収して定着ベルト３６に熱を伝えるようになっている。

（摺動シート）
摺動シート５２は、パッド４２の−Ｙ側の面を覆った状態でホルダ３８に固定されている。また、摺動シート５２は、定着ベルト３６が後述する加圧部３４により加圧されることで、定着ベルト３６とパッド４２とに挟まれている。さらに、摺動シート５２は、定着ベルト３６とパッド４２との摩擦係数よりも、定着ベルト３６と摺動シート５２との摩擦係数の方が低くなる材料で構成されている。

＜加圧部＞
加圧部３４は、一例として、Ｘ方向に並べられた加圧ロール５６及び加圧ロール５８を有している。加圧ロール５６及び加圧ロール５８は、加圧回転体の一例である。

加圧ロール５６は、用紙Ｐの搬送方向におけるパッド４２の中央よりも上流側の部位と対向する位置に、Ｚ方向を軸方向として配置されている。また、加圧ロール５６は、円柱状の芯金５６Ａと、芯金５６Ａの外周面に形成されたスポンジ層５６Ｂとを有している。芯金５６Ａの軸方向両端部は、図示しないブラケットに取り付けられたベアリングにより回転可能に支持されている。

さらに、芯金５６Ａは、スポンジ層５６Ｂの外周面が定着ベルト３６の外周面と接触して後述するニップ部Ｎ内に加圧領域を形成するように、バネ５７により定着ベルト３６に向けて押し付けられている。このように、加圧ロール５６は、Ｚ方向を軸方向として該軸回りに回転可能に設けられ、定着ベルト３６をパッド４２に向けて加圧して、第１加圧領域Ｎ１を形成している。第１加圧領域Ｎ１は、用紙Ｐの搬送方向における後述するニップ部Ｎの上流側部分（用紙Ｐの進入側部分）を構成している。

加圧ロール５８は、用紙Ｐの搬送方向におけるパッド４２の中央よりも下流側の部位と対向する位置に、Ｚ方向を軸方向として配置されている。また、加圧ロール５８は、円柱状の芯金５８Ａと、芯金５８Ａの外周面に形成されたスポンジ層５８Ｂとを有している。芯金５８Ａの軸方向両端部は、図示しないブラケットに取り付けられたベアリングにより回転可能に支持されている。

さらに、芯金５８Ａは、スポンジ層５８Ｂの外周面が定着ベルト３６の外周面と接触して後述するニップ部Ｎ内に加圧領域を形成するように、バネ５７により定着ベルト３６に向けて押し付けられている。このように、加圧ロール５８は、Ｚ方向を軸方向として該軸回りに回転可能に設けられ、定着ベルト３６をパッド４２に向けて加圧して、第２加圧領域Ｎ２を形成している。第２加圧領域Ｎ２は、用紙Ｐの搬送方向における後述するニップ部Ｎの下流側部分（用紙Ｐの出口側部分）を構成している。そして、加圧ロール５６及び加圧ロール５８は、定着ベルト３６及び用紙Ｐ上のトナー像Ｇ（トナーＴ）をパッド４２に向けて加圧する。

ここで、定着ベルト３６と加圧ロール５６とが用紙Ｐを挟む部位から、定着ベルト３６と加圧ロール５８とが用紙Ｐを挟む部位までをニップ部Ｎと称する。つまり、加圧ロール５６、５８は、定着ベルト３６と共に用紙Ｐを挟むニップ部Ｎを形成している。本実施形態では、一例として、Ｚ方向に見て、ニップ部ＮがＸ方向に沿った直線状に形成されている。

また、本実施形態では、一例として、芯金５６Ａの外径と芯金５８Ａの外径がほぼ同じ長さとなっており、スポンジ層５６Ｂの外径とスポンジ層５８Ｂの外径がほぼ同じ長さとなっている。第１加圧領域Ｎ１のＸ方向における幅Ｌ１は、第２加圧領域Ｎ２のＸ方向の幅Ｌ２とほぼ同じ長さとなっている。なお、ニップ部Ｎにおける第１加圧領域Ｎ１と第２加圧領域Ｎ２との間の領域を中間領域Ｍと称する。中間領域ＭのＸ方向における幅Ｌ３は、一例として、幅Ｌ１、幅Ｌ２よりも長くなっている。ニップ部ＮのＸ方向の合計幅は、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３である。

中間領域Ｍは、定着ベルト３６がパッド４２により内側（Ｙ側）から支持されかつ用紙Ｐが−Ｙ側から支持されていない領域である。つまり、中間領域Ｍでは、用紙Ｐが、第１加圧領域Ｎ１及び第２加圧領域Ｎ２の加圧によりＸ方向に張られているが、用紙Ｐには加圧力が作用していない。ここで、ニップ部Ｎにおいて用紙Ｐに作用する単位面積当たりの力について、第１加圧領域Ｎ１での加圧力をＰＳ１、第２加圧領域Ｎ２での加圧力をＰＳ２、中間領域Ｍでの加圧力をＰＳ３（＝０）とする。本実施形態では、一例として、ＰＳ１＝ＰＳ２＞ＰＳ３となっている。

〔作用〕
次に、第１実施形態の作用について説明する。

図１に示す画像形成装置１０では、画像形成部１４による用紙Ｐへのトナー像Ｇの形成に合わせて、定着装置３０の立ち上げ動作が開始される。具体的には、図２に示す定着装置３０において、ハロゲンランプ４４が点灯され、モータ３７により定着ベルト３６が周回移動を開始し、加圧ロール５６及び加圧ロール５８が従動回転を開始する。このとき、定着ベルト３６のニップ部Ｎ側とは反対側の部位において、ハロゲンランプ４４により加熱された伝熱部材４８と定着ベルト３６の内周面とが接触して定着ベルト３６が加熱され、定着ベルト３６の温度が定着温度となる。ニップ部Ｎでは、搬送されてきた用紙Ｐ上のトナー像Ｇが、加熱及び加圧されることで、用紙Ｐに定着される。

具体的には、図３（Ａ）に示すように、ニップ部Ｎに進入した用紙Ｐ上のトナー像Ｇは、第１加圧領域Ｎ１において、定着ベルト３６により加熱されて溶融すると共に加圧ロール５６による加圧力で加圧され始める。

続いて、図３（Ｂ）に示すように、第１加圧領域Ｎ１を通って中間領域Ｍに進入した用紙Ｐ上のトナー像Ｇは、定着ベルト３６に加熱され続けて溶融が進行する。

続いて、図３（Ｃ）に示すように、中間領域Ｍから第２加圧領域Ｎ２に進入した用紙Ｐ上のトナー像Ｇは、第２加圧領域Ｎ２において、定着ベルト３６により加熱されて溶融すると共に加圧ロール５８による加圧力で加圧される。このように、用紙Ｐ上のトナー像Ｇは、３段階の加熱と２段階の加圧とが行われることにより、用紙Ｐに定着される。

ここで、図２に示す定着装置３０では、第１加圧領域Ｎ１及び第２加圧領域Ｎ２が形成されていることによって、１つの加圧部材によりニップ部Ｎを形成する場合に比べて、広いニップ幅が確保される。さらに、第１加圧領域Ｎ１及び第２加圧領域Ｎ２で用紙Ｐに加圧力が作用することにより、中間領域Ｍにおいて用紙Ｐが搬送方向に張られた状態となり、用紙Ｐ上のトナー像Ｇの加熱が行われる。つまり、第１加圧領域Ｎ１及び第２加圧領域Ｎ２だけでなく中間領域Ｍもニップ部Ｎに含まれるので、さらに広いニップ幅が確保される。

また、定着装置３０では、複数の加圧ロール５６及び加圧ロール５８を用いてニップ部Ｎを形成しており、１つのベルトを用いてニップ部Ｎを形成する構成に比べて、加圧ロール５６及び加圧ロール５８の外径を小さくすることが可能となる。これにより、ニップ部Ｎにおける定着ベルト３６と加圧部材との接触面積が小さくなり、ニップ部ＮにおけるＺ方向の加圧力のばらつきが抑制されるので、定着ベルト３６がＺ方向に蛇行することが抑制される。特に、定着装置３０では、加圧部３４を構成する加圧ロール５６及び加圧ロール５８が回転する。このため、回転しない加圧部材を含む構成に比べて、定着ベルト３６の周回移動が安定するので、定着ベルト３６がＺ方向に蛇行することが抑制される。

さらに、定着装置３０では、ニップ部Ｎのうち第１加圧領域Ｎ１及び第２加圧領域Ｎ２において定着ベルト３６の加圧が行われるが、中間領域Ｍでは定着ベルト３６の加圧がほとんど行われない。このため、ニップ部Ｎ全体で加圧を行う構成に比べて、ニップ部ＮにおけるＺ方向の加圧力のばらつきが抑制されるので、定着ベルト３６がＺ方向に蛇行することが抑制される。

加えて、定着装置３０では、加圧ロール５６及び加圧ロール５８を用いることで、１本の加圧ロールを用いて同じニップ幅を得る場合に比べて、加圧ロール５６及び加圧ロール５８の直径が小さくなり、つまり、加圧部３４を設けるのに必要なスペースが小さくなる。これにより、定着装置３０の小型化が可能となる。

また、定着装置３０では、中間領域Ｍが形成されており、中間領域Ｍの幅Ｌ３が、第１加圧領域Ｎ１の幅Ｌ１、第２加圧領域Ｎ２の幅Ｌ２よりも長くなっている。これにより、ニップ部Ｎ全体で加圧を行う構成に比べて、用紙Ｐが加圧される領域が小さくなるので、用紙Ｐにしわが生じ難くなる。

画像形成装置１０（図１参照）では、定着装置３０において定着ベルト３６のＺ方向の蛇行が抑制されることで、用紙Ｐ上にトナー像Ｇを定着するときに、用紙Ｐ上でのトナー像Ｇの位置ずれが抑制される。このため、定着装置３０を有さない構成に比べて、画像形成装置１０における画像不良（例えば、画像の位置ずれ）が抑制される。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図４には、第２実施形態の定着装置７０が示されている。定着装置７０は、第１実施形態の定着装置３０（図２参照）において、加圧ロール５８（図２参照）に換えて駆動ロール７２及びモータ７４が設けられている。駆動ロール７２は、加圧回転体の一例である。モータ７４は、駆動手段の一例である。また、定着ベルト３６は、モータ３７（図２参照）が取り外され、駆動ロール７２の回転により従動回転するようになっている。

駆動ロール７２は、用紙Ｐの搬送方向（Ｘ方向）におけるパッド４２の中央よりも下流側の部位と対向する位置に、Ｚ方向を軸方向として配置されている。つまり、駆動ロール７２は、搬送方向の最下流に配置されている。また、駆動ロール７２は、円柱状の芯金７２Ａと、芯金７２Ａの外周面に形成されたゴム層７２Ｂとを有している。芯金７２Ａの軸方向両端部は、図示しないブラケットに取り付けられたベアリングにより回転可能に支持されている。

なお、芯金７２Ａは、ゴム層７２Ｂの外周面が定着ベルト３６の外周面と接触してニップ部Ｎ内に第２加圧領域Ｎ２を形成するように、パッド４２及び定着ベルト３６に対する配置が予め設定されている。つまり、駆動ロール７２は、バネにより加圧されていないが、定着ベルト３６及び用紙Ｐ（トナー像Ｇ含む）を加圧するようになっている。

モータ７４は、制御部２２（図１参照）により回転及び停止が制御されるようになっている。また、モータ７４は、図示しないギヤを介して芯金７２ＡのＺ方向一端部に接続されており、駆動ロール７２を軸回りに回転させる。

〔作用〕
次に、第２実施形態の作用について説明する。

図４に示す定着装置７０において、モータ７４が駆動され駆動ロール７２が回転すると、定着ベルト３６が周回移動する。そして、定着ベルト３６が周回移動することにより、加圧ロール５６が従動回転する。ここで、中間領域Ｍから第２加圧領域Ｎ２に進入した用紙Ｐは、第２加圧領域Ｎ２で加圧されると共に駆動ロール７２の回転によりＸ方向下流側へ引っ張られた状態で搬送される。これにより、加圧側のロールが全て従動回転する構成に比べて、第２加圧領域Ｎ２に用紙Ｐが進入し易くなるので、用紙Ｐの搬送性が上がる。

定着装置７０を有する画像形成装置１０（図１参照）では、定着装置７０において定着ベルト３６のＺ方向の蛇行が抑制されることで、用紙Ｐ上にトナー像Ｇを定着するときに、用紙Ｐ上でのトナー像Ｇの位置ずれが抑制される。このため、定着装置７０を有さない構成に比べて、画像形成装置１０における画像不良（例えば、画像の位置ずれ）が抑制される。

[第３実施形態]
次に、第３実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第１、第２実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１、第２実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図５には、第３実施形態の定着装置８０が示されている。定着装置８０は、ニップ部Ｎを形成する加熱部３２及び加圧部８２を有している。また、定着ベルト３６は、モータ３７（図２参照）が取り外され、後述する駆動ロール８６の回転により従動回転するようになっている。

加圧部８２は、一例として、Ｘ方向に並べられた加圧ベルト８４及び駆動ロール８６と、モータ７４と、加圧ベルト８４の内側に設けられ加圧ベルト８４及び定着ベルト３６をパッド４２に向けて押圧する押圧部８８とを有している。加圧ベルト８４及び駆動ロール８６は、加圧回転体の一例である。押圧部８８は、押圧手段の一例である。

（駆動ロール）
駆動ロール８６は、用紙Ｐの搬送方向であるＸ方向におけるパッド４２の中央よりも下流側の部位と対向する位置に、Ｚ方向を軸方向として設けられている。また、駆動ロール８６は、円柱状の芯金８６Ａと、芯金８６Ａの外周面に形成されたゴム層８６Ｂとを有している。芯金８６Ａの軸方向両端部は、図示しないブラケットに取り付けられたベアリングにより回転可能に支持されている。

なお、芯金８６Ａは、ゴム層８６Ｂの外周面が定着ベルト３６の外周面と接触してニップ部Ｎ内に第２加圧領域Ｎ２を形成するように、パッド４２及び定着ベルト３６に対する配置が予め設定されている。つまり、芯金８６Ａは、バネなどの加圧手段により加圧されていないが、定着ベルト３６及び用紙Ｐ（トナー像Ｇ含む）を加圧するようになっている。ゴム層８６Ｂの材料（例えばシリコンゴム）は、第２加圧領域Ｎ２の加圧力が第１加圧領域Ｎ１の加圧力よりも大きくなるように設定されている。モータ７４は、図示しないギヤを介して芯金８６ＡのＺ方向一端部に接続されており、駆動ロール８６を軸回りに回転させる。

（加圧ベルト）
加圧ベルト８４は、Ｚ方向の幅が用紙Ｐの幅よりも長いエンドレスベルトとされており、一例として、基層と、該基層の外周面に被覆された離型層とから構成されている。基層を構成する材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドなどのポリマーや、ステンレス、ニッケル、銅などの金属が挙げられる。本実施形態では、一例として、ポリイミドを用いている。離型層は、一例として、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）製となっている。

また、加圧ベルト８４は、Ｘ方向におけるパッド４２の中央よりも上流側と対向する位置に、Ｚ方向を軸方向として該軸周りに回転（周回移動）可能に設けられている。具体的には、加圧ベルト８４は、定着ベルト３６と、後述する加圧パッド９４とで挟まれており、駆動ロール８６の回転により従動回転する定着ベルト３６の回転によって、従動回転するようになっている。

さらに、加圧ベルト８４は、定着ベルト３６と共に用紙Ｐを挟む第１加圧領域Ｎ１を形成している。第１加圧領域Ｎ１は、用紙Ｐの搬送方向におけるニップ部Ｎの上流側部分（用紙Ｐの進入側部分）を構成している。なお、加圧ベルト８４の外周面は、搬送経路Ｅを搬送されてきた用紙Ｐのトナー像Ｇ側とは反対側の面と接触する。そして、加圧ベルト８４は、後述する押圧部８８により押圧されることで、用紙Ｐ上のトナー像Ｇを加圧するようになっている。

（押圧部）
押圧部８８は、一例として、ホルダ９２と、加圧パッド９４と、バネ９６とを有している。

ホルダ９２は、Ｚ方向を長手方向とする板金を短手方向に屈曲させた部材であり、Ｚ方向に見て逆Ｌ字状に形成されている。また、ホルダ９２は、加圧ベルト８４の内側に加圧ベルト８４とは接触しないように配置されており、Ｚ方向両端部が図示しないブラケットにより支持されている。なお、ホルダ９２には、オイルを含み加圧ベルト８４の内周面と接触するフェルト材９８が取り付けられている。

加圧パッド９４は、ホルダ９２のＹ側端部に固定されており、加圧ベルト８４の内側でＹ側（ニップ部Ｎ側）に配置されている。また、加圧パッド９４は、樹脂製でＺ方向を長手方向とする直方体状に形成されており、Ｘ−Ｚ面に沿った上面９４Ａを有している。上面９４ＡのＸ方向の幅は、第１加圧領域Ｎ１のＸ方向の幅Ｌ１とほぼ等しくなっている。さらに、加圧パッド９４は、加圧ベルト８４側の端部でかつＸ方向の両端部がＲ形状とされており、加圧ベルト８４の一部が巻き掛けられている。

バネ９６は、定着装置８０に設けられた図示しないブラケットとホルダ９２とで挟まれてＹ方向に圧縮されることで、ホルダ９２をＹ側（ニップ部Ｎ側）に向けて押圧している。なお、本実施形態では、バネ９６がホルダ９２及び加圧ベルト８４を押すことを押圧と称し、バネ９６により押圧された加圧ベルト８４が定着ベルト３６を押圧することを加圧と称して区別している。ここで、第３実施形態の第１加圧領域Ｎ１、第２加圧領域Ｎ２、中間領域Ｍでは、一例として、Ｘ方向の幅がＬ１＞Ｌ３＞Ｌ２となっている。

〔作用〕
次に、第３実施形態の作用について説明する。

図５に示す定着装置８０において、モータ７４が駆動され駆動ロール８６が回転すると、定着ベルト３６が周回移動する。そして、定着ベルト３６が周回移動することにより、加圧ベルト８４が従動回転する。

図６（Ａ）に示すように、ニップ部Ｎに進入した用紙Ｐ上のトナー像Ｇは、第１加圧領域Ｎ１において、定着ベルト３６により加熱されて溶融すると共に押圧部８８及び加圧ベルト８４による加圧力で加圧され始める。

続いて、図６（Ｂ）に示すように、第１加圧領域Ｎ１を通って中間領域Ｍに進入した用紙Ｐ上のトナー像Ｇは、定着ベルト３６に加熱され続けて溶融が進行する。

続いて、図６（Ｃ）に示すように、中間領域Ｍから第２加圧領域Ｎ２に進入した用紙Ｐ上のトナー像Ｇは、第２加圧領域Ｎ２において、定着ベルト３６により加熱されて溶融すると共に駆動ロール８６による加圧力で加圧される。このように、用紙Ｐ上のトナー像Ｇは、３段階の加熱と２段階の加圧とが行われることにより、用紙Ｐに定着される。

ここで、定着装置８０において、中間領域Ｍから第２加圧領域Ｎ２に進入した用紙Ｐは、第２加圧領域Ｎ２で加圧されると共に駆動ロール８６の回転によりＸ方向下流側へ引っ張られた状態で搬送される。これにより、加圧部８２側のロールが全て従動回転する構成に比べて、第２加圧領域Ｎ２に用紙Ｐが進入し易くなるので、用紙Ｐの搬送性が上がる。

さらに、図５に示す定着装置８０では、第１加圧領域Ｎ１を形成する加圧回転体が加圧ベルト８４となっている。このため、加圧回転体が芯金及び弾性層を有する加圧ロールの構成に比べて、加圧回転体の熱容量が小さくなるので、定着装置８０の動作開始時点からの立ち上げ時間が短くなる。

また、定着装置８０では、加圧パッド９４が直方体状に形成されているため、加圧ロールを用いる構成に比べて、第１加圧領域Ｎ１を第２加圧領域Ｎ２に近づけて、中間領域ＭのＸ方向の幅を短く設定することが可能となる。そして、加圧ロールを用いる構成に比べて、第１加圧領域Ｎ１のＸ方向の幅Ｌ１を長くして第２加圧領域Ｎ２のＸ方向の幅Ｌ２を短くすることが可能になる。これにより、駆動ロール８６のゴム層８６Ｂを薄くすることが可能となり、駆動ロール８６の外径を小さくすることが可能となる。

定着装置８０を有する画像形成装置１０（図１参照）では、定着装置８０において定着ベルト３６のＺ方向の蛇行が抑制されることで、用紙Ｐ上にトナー像Ｇを定着するときに、用紙Ｐ上でのトナー像Ｇの位置ずれが抑制される。このため、定着装置８０を有さない構成に比べて、画像形成装置１０における画像不良（例えば、画像の位置ずれ）が抑制される。

[第４実施形態]
次に、第４実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第１、第２、第３実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１、第２、第３実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図７には、第４実施形態の定着装置１００が示されている。定着装置１００は、第３実施形態の定着装置８０（図５参照）において、押圧部８８（図５参照）に換えて押圧部１０２が設けられている。押圧部１０２は、押圧手段の一例である。

押圧部１０２は、加圧ベルト８４の内側に配置されており、一例として、ホルダ９２と、取付板１０４と、板バネ１０６とを有している。板バネ１０６は、弾性体の一例である。

取付板１０４は、ホルダ９２のＹ側端部に固定されており、Ｚ方向に見て、加圧ベルト８４の内側のＹ方向におけるほぼ中央に配置されている。また、取付板１０４は、樹脂製でＺ方向を長手方向とする直方体状に形成されている。さらに、取付板１０４は、Ｘ方向両端がＹ−Ｚ面に沿った側面とされており、この側面が加圧ベルト８４の内周面と接触している。

板バネ１０６は、Ｚ方向を長手方向とする板材を短手方向に曲げることで、Ｚ方向に見てＵ字状に形成されている。また、板バネ１０６は、Ｘ側が開口側となるように配置され、取付板１０４のＹ側の面に図示しないネジを用いて固定されることで、加圧ベルト８４の内側に設けられている。さらに、板バネ１０６は、Ｙ方向に圧縮された状態で、Ｙ側の部位が加圧ベルト８４の内周面に接触している。つまり、板バネ１０６は、加圧ベルト８４に弾性力を作用させることで、加圧ベルト８４を定着ベルト３６に向けて押圧しており、第１加圧領域Ｎ１を形成している。

〔作用〕
次に、第４実施形態の作用について説明する。

図７に示す定着装置１００において、モータ７４が駆動され駆動ロール８６が回転すると、定着ベルト３６が周回移動する。そして、定着ベルト３６が周回移動することにより、加圧ベルト８４が従動回転する。ここで、中間領域Ｍから第２加圧領域Ｎ２に進入した用紙Ｐは、第２加圧領域Ｎ２で加圧されると共に駆動ロール８６の回転によりＸ方向下流側へ引っ張られた状態で搬送される。これにより、加圧部８２側のロールが全て従動回転する構成に比べて、第２加圧領域Ｎ２に用紙Ｐが進入し易くなるので、用紙Ｐの搬送性が上がる。

また、定着装置１００では、板バネ１０６が加圧ベルト８４の内側に１つ配置され、加圧ベルト８４に弾性力を作用させている。つまり、板バネ１０６の弾性力は、直接、第１加圧領域Ｎ１に作用している。これにより、取付板１０４の形状が加圧状態に関係しないので、加圧ベルト８４の外側に設けられた弾性体により取付板１０４を押圧して加圧ベルト８４を押圧する構成に比べて、ニップ部Ｎの第１加圧領域Ｎ１におけるＺ方向の加圧力のばらつきが抑制される。

定着装置１００を有する画像形成装置１０（図１参照）では、定着装置１００において定着ベルト３６のＺ方向の蛇行が抑制されることで、用紙Ｐ上にトナー像Ｇを定着するときに、用紙Ｐ上でのトナー像Ｇの位置ずれが抑制される。このため、定着装置１００を有さない構成に比べて、画像形成装置１０における画像不良（例えば、画像の位置ずれ）が抑制される。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。

（第１変形例）
図８には、第１実施形態の定着装置３０（図２参照）の変形例（第１変形例）として、定着装置１１０が示されている。定着装置１１０は、加熱部３２と、加圧部１１２とを有している。

加圧部１１２は、一例として、Ｘ方向に並べられた３本の加圧ロール１１４を有している。３本の加圧ロール１１４は、加圧回転体の一例である。

３本の加圧ロール１１４は、用紙Ｐの搬送方向におけるニップ部Ｎの上流側、中央、下流側にＺ方向を軸方向として配置されている。また、３本の加圧ロール１１４は、円柱状の芯金１１４Ａと、芯金１１４Ａの外周面に形成されたスポンジ層１１４Ｂとを有している。芯金１１４Ａの軸方向両端部は、図示しないブラケットに取り付けられたベアリングにより回転可能に支持されている。

さらに、３本の芯金１１４Ａは、スポンジ層１１４Ｂの外周面が定着ベルト３６の外周面と接触してニップ部Ｎ内に加圧領域を形成するように、それぞれバネ５７により定着ベルト３６に向けて押し付けられている。このように、加圧ロール５６は、Ｚ方向を軸方向として該軸回りに回転可能に設けられ、定着ベルト３６をパッド４２に向けて加圧して、第１加圧領域ＮＡ、第２加圧領域ＮＢ、第３加圧領域ＮＣを形成している。

ニップ部Ｎにおける第１加圧領域ＮＡと第２加圧領域ＮＢとの間には、用紙Ｐが加圧されない中間領域ＭＡが形成されている。また、ニップ部Ｎにおける第２加圧領域ＮＢと第３加圧領域ＮＣとの間には、用紙Ｐが加圧されない中間領域ＭＢが形成されている。第１加圧領域ＮＡ、第２加圧領域ＮＢ、第３加圧領域ＮＣのＸ方向の幅は、それぞれＬＡとなっている。また、中間領域ＭＡ、中間領域ＭＢのＸ方向の幅は、それぞれＬＢ（＜ＬＡ）となっている。ここで、定着装置１１０では、３本の加圧ロール１１４が回転する。このため、回転しない加圧部材を含む構成に比べて、定着ベルト３６の移動が安定する。このように、定着装置１１０では、定着ベルト３６の移動が安定するので、定着ベルト３６のＺ方向の蛇行が抑制されると共に用紙Ｐの搬送性が上がる。

（第２変形例）
図９には、第３実施形態の定着装置８０（図５参照）の変形例（第２変形例）として、定着装置１２０が示されている。

定着装置１２０は、定着装置８０（図５参照）の駆動ロール８６に換えて、加圧回転体の一例としての駆動ロール１２２が設けられている。なお、駆動ロール１２２を除く他の構成は、定着装置８０と同様の構成となっている。

駆動ロール１２２は、用紙Ｐの搬送方向であるＸ方向におけるパッド４２の中央よりも下流側の部位と対向する位置に、Ｚ方向を軸方向として設けられている。また、駆動ロール１２２は、軸部の一例としての円筒状の芯金１２２Ａと、芯金１２２Ａの外周面に形成されたゴム層１２２Ｂとを有している。芯金１２２Ａの軸方向両端部は、図示しないブラケットに取り付けられたベアリングにより回転可能に支持されている。このように、駆動ロール１２２は、回転する芯金１２２ＡがＺ方向に見て中空とされたロールである。ゴム層１２２Ｂは、既述のゴム層８６Ｂ（図５参照）と同様の構成とされている。

なお、芯金１２２Ａは、ゴム層１２２Ｂの外周面が定着ベルト３６の外周面と接触してニップ部Ｎ内に第２加圧領域Ｎ２を形成するように、パッド４２及び定着ベルト３６に対する配置が予め設定されている。つまり、芯金１２２Ａは、バネなどの加圧手段により加圧されていないが、定着ベルト３６及び用紙Ｐ（トナー像Ｇ含む）を加圧するようになっている。ゴム層１２２Ｂの材料（例えばシリコンゴム）は、第２加圧領域Ｎ２の加圧力が第１加圧領域Ｎ１の加圧力よりも大きくなるように設定されている。モータ７４は、図示しないギヤを介して芯金１２２ＡのＺ方向一端部に接続されており、駆動ロール１２２を軸回りに回転させる。

ここで、定着装置１２０では、駆動ロール１２２及び加圧ベルト８４が回転する。このため、回転しない加圧部材を含む構成に比べて、定着ベルト３６の移動が安定する。このように、定着装置１２０では、定着ベルト３６の移動が安定するので、定着ベルト３６のＺ方向の蛇行が抑制されると共に用紙Ｐの搬送性が上がる。

さらに、定着装置１２０では、駆動ロール１２２の芯金１２２Ａが中空とされている。このため、定着装置１２０では、芯金１２２Ａが中実のロールである構成に比べて、駆動ロール１２２の熱容量が小さくなるので、定着ベルト３６の熱が加圧側のロールに奪われることが抑制される。

（他の変形例）
加圧回転体の一例としての加圧ロールは、２本や３本に限らず、４本以上の複数本で設けられていてもよい。また、加圧回転体の一例としての加圧ロール及び駆動ロールは、軸部が中空とされたものが１本のものに限らず、複数本（全部を含む）の軸部が中空とされていてもよい。複数の加圧領域に作用する加圧力は、同じ加圧力でなくてもよい。用紙Ｐの搬送方向の下流側の加圧領域における加圧力を、上流側の加圧領域における加圧力よりも高く設定してもよい。また、用紙Ｐの搬送方向の上流側の加圧領域における加圧力を、下流側の加圧領域における加圧力よりも高く設定してもよい。加圧回転体の他の例として、加圧ベルトのＺ方向両端部にキャップを嵌めて回転させてもよい。

加圧ロールの加圧手段は、芯金に直接、バネの弾性力を作用させるものに限らず、複数の芯金を支持する複数のベアリングを１つのブラケットで支持して、このブラケットにバネによる弾性力を作用させるものであってもよい。

定着装置１００において、板バネ１０６に換えてゴムを設けて、加圧ベルト８４を加圧してもよい。

定着ベルト３６の内周面にオイル又はグリスを塗布してもよい。

定着装置３０、７０、８０、１００、１１０、１２０において、定着ベルト３６の加熱手段は、ハロゲンランプ４４及び伝熱部材４８に限らない。例えば、面状発熱体を定着ベルト３６の内周面に接触させて加熱する手段や、定着ベルト３６に金属製の発熱層を設けて、該発熱層に磁界を作用させて発熱させる電磁誘導加熱方式の手段を用いてもよい。

１０ 画像形成装置
１４ 画像形成部（現像剤像形成手段の一例）
３０ 定着装置
３６ 定着ベルト（加熱ベルトの一例）
４２ パッド（支持部材の一例）
５６ 加圧ロール（加圧回転体の一例）
５８ 加圧ロール（加圧回転体の一例）
７０ 定着装置
７２ 駆動ロール（加圧回転体の一例）
７４ モータ（駆動手段の一例）
８０ 定着装置
８４ 加圧ベルト（加圧回転体の一例）
８６ 駆動ロール（加圧回転体の一例）
１００ 定着装置
１０６ 板バネ（弾性体の一例）
１１０ 定着装置
１１４ 加圧ロール（加圧回転体の一例）
１２０ 定着装置
１２２ 駆動ロール（加圧回転体及びロールの一例）
１２２Ａ 芯金（軸部の一例）

Claims (7)

1. 記録媒体の搬送方向とは直交する直交方向を軸方向として回転可能に設けられ、記録媒体上の現像剤を加熱する加熱ベルトと、
   前記加熱ベルトの内側に位置するとともに、前記搬送方向に直交する方向から見て、前記加熱ベルトと前記記録媒体とが接触する面が前記搬送方向に直線状となるように、前記加熱ベルトを支持する支持部材と、
   前記直交方向を軸方向として該軸回りに回転可能とされ、前記搬送方向に並べられ、前記加熱ベルト及び前記記録媒体を前記支持部材に向けて加圧する複数の加圧回転体と、
   を有し、
   前記加熱ベルトには、駆動手段が接続されておらず、
   前記複数の加圧回転体のうち、前記搬送方向の最下流に配置された加圧回転体は、駆動手段により回転され、前記加熱ベルトを駆動する駆動ロールであり、前記駆動ロールよりも上流側に配置された加圧回転体は、前記加熱ベルトの回転により従動回転され、
   前記支持部材と前記複数の加圧回転体とによって、前記搬送方向に沿って直線状のニップ部が形成される定着装置。
2. 前記複数の加圧回転体は、前記支持部材の前記搬送方向の上流側に対向する位置と、前記支持部材の前記搬送方向の下流側に対向する位置とに配置されている請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ニップ部は、前記上流側に対向して配置される加圧回転体の位置に形成される第１加圧領域と、前記下流側に対向して配置される加圧回転体の位置に形成される第２加圧領域と、前記第１加圧領域及び前記第２加圧領域の間に形成される中間領域とを含み、前記搬送方向に直線状に形成される請求項２に記載の定着装置。
4. 前記上流側に配置された加圧回転体は、加圧ベルトである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記加圧ベルトの内側に位置するとともに、前記搬送方向に直交する方向から見て、前記加圧ベルトと前記記録媒体とが接触する面が前記搬送方向に直線状となるように、前記加圧ベルトを支持する第２の支持部材が設けられている請求項４に記載の定着装置。
6. 前記加圧ベルトの内側には、前記加圧ベルトに弾性力を作用させる弾性体が設けられている請求項４に記載の定着装置。
7. 記録媒体上に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
   前記現像剤像形成手段により形成された記録媒体上の現像剤像を記録媒体に定着する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置と、
   を有する画像形成装置。