JP7225925B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、定着装置および画像形成装置に関するものである。

従来、ベルト加熱方式の定着装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されているものが知られている。

特許文献１には、未定着像に接触して回転するベルト状定着部材と、そのベルト状定着部材とで定着ニップ部を形成する押圧部材と、ベルト状定着部材を加熱するヒータ部材と、ベルト状定着部材の長手方向の均熱化のためにヒータ部材に接して配される伝熱部材とを有する定着装置において、ヒータ部材が、ガラス又はセラミックから形成され用紙搬送方向に直交する方向に延びる長尺状の基材とその基材の表面に基材の長手方向に延びるように形成された発熱体とから構成され、定着ニップ部の用紙搬送方向上流側よりも用紙搬送方向下流側の方が押圧部材の側に突き出ている定着装置が記載されている。

特開２０１６－１１４７４２号公報（特許第６３９４３５２号公報）

この発明は、加圧手段との間に定着ニップを形成するベルトをそのベルト内周面から発熱層の熱で加熱する加熱手段において、その発熱層が加圧手段の側に突出して段差を生じる状態でかつ定着ニップのベルト回転方向の上流側又は下流側の位置に偏在した状態で設けられている場合でも、その加熱手段を発熱層の偏在する側の端部が定着ニップから離れるよう傾けていない場合に比べて、定着ニップを通過する記録媒体が加熱手段における段差に起因して詰まることを抑制できる定着装置およびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。

この発明（Ａ１）の定着装置は、請求項１に記載されている通り、
回転可能に支持されるベルトと、
基材の片面に少なくとも発熱層および保護層を有し、前記ベルトをその内周面の幅方向に沿って接触した状態で加熱する加熱手段と、
前記ベルトをその外周面から前記加熱手段に押し付けて定着ニップを形成する加圧手段と、
を備え、
前記加熱手段は、前記発熱層が、前記保護層とともに前記加圧手段の側に突出して段差を生じる状態でかつ前記定着ニップの前記ベルトの回転方向の上流側又は下流側になる位置に偏在する状態で設けられており、
前記加熱手段は、前記発熱層の偏在する側の端部が前記定着ニップから離れるよう傾けられているものである。

この発明（Ａ２）の定着装置は、上記発明Ａ１の定着装置において、前記ベルトの内周面側に配置され、前記加熱手段を支持する窪んだ支持面を有する支持手段を備え、前記支持面は、前記加熱手段の前記発熱層の偏在する側の端部を前記定着ニップから離れるよう傾いた状態で支持するよう構成されているものである。
この発明（Ａ３）の定着装置は、上記発明Ａ１の定着装置において、前記ベルトの内周面側に配置され、前記加熱手段を支持する窪んだ支持面を有する支持手段を備え、前記支持手段は、前記加熱手段の前記発熱層の偏在する側の端部を前記定着ニップから離れるよう傾いた状態で支持するよう傾いているものである。
この発明（Ａ４）の定着装置は、上記発明Ａ２の定着装置において、前記支持面は、前記加熱手段の前記発熱層の偏在する側の端部を支持する部分の窪み深さが、前記加熱手段の前記発熱層の偏在しない側の端部を支持する部分の窪み深さよりも深くなるよう形成されているものである。
この発明（Ａ５）の定着装置は、上記発明Ａ３の定着装置において、前記支持手段は、前記加熱手段の前記発熱層の偏在する側の端部が前記定着ニップの当該偏在する側の端部から迫り出す長さが、前記加熱手段の前記発熱層の偏在しない側の端部が前記定着ニップの当該偏在しない側の端部から迫り出す長さよりも長くなる状態で支持しているものである。

この発明（Ａ６）の定着装置は、上記発明Ａ１からＡ５のいずれかの定着装置において、前記加熱手段は、前記定着ニップにおける前記加熱手段の前記発熱層の存在する部分の圧力が、前記加熱手段の前記発熱層の存在しない部分における最大の圧力よりも低くなるよう傾けられているものである。
この発明（Ａ７）の定着装置は、上記発明Ａ１からＡ５のいずれかの定着装置において、前記加熱手段は、前記定着ニップにおける前記加熱手段の前記発熱層の存在する部分の圧力が、前記定着ニップにおける圧力分布のなかで最大の圧力にならないよう傾けられているものである。
この発明（Ａ８）の定着装置は、上記発明Ａ１からＡ７のいずれかの定着装置において、前記加熱手段は、前記発熱層が前記定着ニップの前記ベルトの回転方向の上流側になる位置に偏在する状態で設けられているものである。

また、この発明（Ｂ１）の画像形成装置は、未定着像を記録媒体に定着させる定着装置を備え、前記定着装置が上記発明Ａ１からＡ８のいずれかの定着装置にて構成されているものである。

上記発明Ａ１の定着装置によれば、加圧手段との間に定着ニップを形成するベルトをそのベルト内周面から発熱層の熱で加熱する加熱手段において、その発熱層が加圧手段の側に突出して段差を生じる状態でかつ定着ニップのベルト回転方向の上流側又は下流側の位置に偏在する状態で設けられている場合でも、その加熱手段を発熱層の偏在する側の端部が定着ニップから離れるよう傾けていない場合に比べて、定着ニップを通過する記録媒体が加熱手段における段差に起因して詰まることを抑制できる。

上記発明Ａ２の定着装置では、支持手段の支持面が加熱手段を傾いた状態で支持するよう構成されていない場合に比べて、加熱手段を容易に傾けた状態にすることができる。
上記発明Ａ３の定着装置では、支持手段が加熱手段を傾いた状態で支持するよう傾けられていない場合に比べて、加熱手段を容易に傾けた状態にすることができる。
上記発明Ａ４の定着装置では、支持手段における支持面の窪み深さを発明Ａ４における上記深浅関係になるよう形成していない場合に比べて、加熱手段をより簡単に傾けることができる。
上記発明Ａ５の定着装置では、支持手段が加熱手段をその端部の迫り出す長さが発明Ａ５における上記長短関係になる状態で支持していない場合に比べて、加熱手段をより簡単に傾けることができる。
上記発明Ａ６の定着装置では、加熱手段を定着ニップ部の圧力分布が発明Ａ６における上記関係になるよう傾けていない場合に比べて、定着ニップを通過する記録媒体が加熱手段における段差に起因して詰まることを確実に防ぐことができる。
上記発明Ａ７の定着装置では、加熱手段を定着ニップ部の圧力分布が発明Ａ７における上記関係になるよう傾けていない場合に比べて、定着ニップを通過する記録媒体が加熱手段における段差に起因して詰まることを確実に防ぐことができる。
上記発明Ａ８の定着装置では、発熱層が定着ニップのベルトの回転方向の上流側になる位置に偏在する状態で設けられていない場合に比べて、ベルトを定着ニップの入口側の位置で加熱することができる。

上記発明Ｂ１の画像形成装置によれば、定着装置における加熱手段の発熱層が加圧手段の側に突出して段差を生じる状態でかつ定着ニップのベルト回転方向の上流側又は下流側の位置に偏在する状態で設けられている場合でも、その加熱手段を発熱層の存在する側の端部が定着ニップから離れるよう傾けていない場合に比べて、定着装置において定着ニップを通過する記録媒体が加熱手段における段差に起因して詰まることを抑制できる。

実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示す概要図である。 実施の形態１に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。 図２の定着装置のＱ－Ｑ線に沿う概略断面図である。 （Ａ）は定着装置における加熱板の構成を示す概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の加熱板における表面形状を示す図である。 図２の定着装置の一部と定着ニップの圧力分布を示す概要図である。 図２の定着装置における支持枠の構成を示す概略断面図である。 実施の形態２に係る定着装置の一部と定着ニップの圧力分布を示す概要図である。 図７の定着装置における支持枠の構成を示す概略断面図である。 実施の形態３に係る定着装置の一部を示す概要図である。 （Ａ）は図９の定着装置の一部を示す概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の定着装置における支持枠の構成を示す概略断面図である。 比較例としての定着装置の一部と定着ニップの圧力分布を示す概要図である。

以下、この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。

［実施の形態１］
図１および図２は、実施の形態１に係る画像形成装置を示すものである。図１にはその画像形成装置の概要が示され、図２にはその画像形成装置が備える定着装置の概要が示されている。
図１を初めとする各図面中に符号Ｘ，Ｙ，Ｚで示す矢印は、各図面において想定した３次元空間の幅、高さ及び奥行の各方向を示している。また、図１等における符号Ｘ，Ｙの矢印が交わる交点における丸印は、奥行き方向を示す矢印Ｚが紙面の垂直下方を向く方向であることを示している。

＜画像形成装置＞
画像形成装置１は、図１に示されるように、筐体１０の内部空間に、現像剤（トナー）からなる未定着像の一例であるトナー像Ｔｇを形成して記録媒体の一例である用紙９に転写する像形成手段２と、像形成手段２に供給する用紙９を収容して送り出す給紙手段４と、像形成手段２で転写されたトナー像Ｔｇを用紙９に定着させる定着装置５等が配置されている。図１に示される一点鎖線は、筐体１０の内部空間において用紙９が搬送される主な搬送経路である。

像形成手段２は、電子写真方式等の画像形成方式により乾式のトナーで構成されるトナー像を形成した後に用紙９に転写させるという公知の機能を有する部分である。この像形成手段２は、情報端末機等の外部機器から取得される画像情報に対応する単色又は多色のトナー像を形成し、そのトナー像を用紙９に対して直接転写するか又は中間転写体を経由して間接的に転写する構成になっている。このような像形成手段２は、例えば、感光体、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、清掃装置等を用いて構成される。

給紙手段４は、所望のサイズ、種類等の用紙９を積み重ねた状態で収容する図示しない用紙収容体や、その用紙収容体から用紙９を１枚ずつ像形成手段２における転写部にむけて送り出す図示しない送出装置等を備えている。用紙９は、画像形成装置１内での搬送が可能でかつトナー像の転写および定着が可能な記録媒体であればよい。この給紙手段４は、筐体１０の内部に存在するよう配置されるものに限らず、筐体１０の外部に存在して接続されるよう配置されるものであってもよい。

像形成手段２と給紙手段４は、画像を形成する時期になると、像形成手段２において電子写真方式等の画像形成方式における公知の工程（帯電、露光および現像の工程）により画像情報に対応したトナー像が形成された後、そのトナー像が給紙手段４から供給される用紙９の片面に対して転写される。

定着装置５は、図１や図２に示されるように、用紙９の図示しない導入口および排出口が設けられた筐体（ハウジング）５０の内部に、回転可能に支持されるベルト５１と、ベルト５１をその内周面５１ｂの幅方向に沿って接触した状態で加熱するよう配置される加熱手段の一例である加熱板５２と、ベルト５１をその外周面５１ａから加熱板５２に押し付けて定着ニップＦＮを形成する加圧手段の一例である加圧ロール５３とを備えている。

この定着装置５は、画像を形成する時期になると、像形成手段２で転写されたトナー像Ｔｇを保持する用紙９が定着ニップＦＮに導入させられて通過することにより、その定着ニップＦＮ内で定着処理（加熱および加圧）が行われてトナー像Ｔｇが用紙９に定着させられる。
定着後の用紙９は、例えば筐体１０の外部に設けられる図示しない排出収容部に搬送されて収容される。これにより、画像形成装置１は、１枚の用紙９の片面に対する画像の形成を終了する。

＜定着装置＞
次に、定着装置５について詳細に説明する。

定着装置５におけるベルト５１は、所要の周長、幅および厚さを有する環状のベルトである。このベルト５１は、例えば、ポリイミド等の材料からなるベルト基材と、ベルト基材の外周面に形成する離型層等の機能層とからなる構造になっている。また、ベルト５１は、その内周面５１ｂにベルト基材が位置するようになる。

ベルト５１は、図２や図３に示されるように、ベルト５１の内周面５１ｂ側の空間内に存在する状態で配置される支持手段の一例である支持枠５４と、ベルト５１の幅方向Ｃの両端部５１ｃ，５１ｄにそれぞれ配置される左右の端部保持材５５Ａ，５５Ｂとにより、回転可能に支持される。このうち端部保持材５５Ａ，５５Ｂは、ベルト５１の両端部５１ｃ，５１ｄの下端部を除く部分を内周面５１ｂ側から接触し得る状態で保持するようになっている。図２では、右の端部保持材５５Ｂを図示していない。
ベルト５１は、図２に示されるように、矢印Ａで示す方向に回転するよう駆動する後述の加圧ロール（５３）に追従して矢印Ｂで示す方向に回転するようになっている。

定着装置５における加圧ロール５３は、図２や図３に示されるように、アルミニウム等の材料からなるロール基体５３１の外周面に、シリコーンゴム等の材料からなる弾性層５３２と、フッ素系樹脂等の材料からなる離型層５３３を順次積層するよう設けた構造のロールである。

この加圧ロール５３は、図３に示されるように、ロール基体５３１の両端部から突出する軸部５３１ｂ，５３１ｃが回転可能に支持されているとともに、図示しない回転駆動装置から伝達される回転動力を受けて矢印Ａで示す方向に回転するようになっている。また、加圧ロール５３は、ロール基体５３１における軸部５３１ｂ，５３１ｃに対して図示しない加圧機構からベルト５１および加熱板５２にむけて所要の圧力Ｆが加えられて付勢されている。さらに、加圧ロール５３は、図示しない変位機構によりベルト５１および加熱板５２から離間して退避する位置に変位し得るよう支持されている。

定着装置５における加熱板５２は、図２、図４等に示されるように、基材５２１に、発熱層５２２および保護層５２３をこの順に設けた構造からなるものである。

基材５２１は、平板状の部材である。この基材５２１としては、例えば、ベルト５１の幅方向Ｃの寸法とほぼ同じ長さと、定着ニップＦＮの幅（ベルト５１の幅方向Ｃと直交する方向の寸法）を越える幅とからなる細長い長方形の平板が適用される。また、基材５２１は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）、セラミック等の材料で構成されている。

発熱層５２２は、ベルト５１の幅方向Ｃ（基材５２１の長手方向）に沿って連続する所要の幅および高さからなる層である。この発熱層５２２は、ベルト５１の回転方向Ｂにおいて間隔をあけて複数（本例では２つ）存在するよう設けられる。また、発熱層５２２は、例えば銀（Ａｇ）・パラジウム（Ｐｄ）合金を主成分とする金属ペースト等の材料を用いて、フォトレジスト、スクリーン印刷等の製法により形成される。そして発熱層５２２は、図示しない給電装置と電気的に接続されており、給電装置から供給される電力に応じて所定の温度まで発熱するよう構成されている。

保護層５２３は、発熱層５２２や基材５２１等を回転時のベルト５１の内周面との間に生じる摩擦から保護する層である。この保護層５２３は、所要の厚さで発熱層５２２が形成される基材５２１の片面全面を覆うように形成される。また保護層５２３は、例えばガラスペースト等の材料を用いて、例えば、スクリーン印刷等の製法により形成される。

加熱板５２は、図２等に示されるように、上記支持枠５４に支持された状態で取り付けられる。

支持枠５４は、定着ニップＦＮと向き合う領域が開口した形状からなる枠材である。
この支持枠５４は、例えば、ベルト５１の回転方向Ｂの上流側に位置する上流枠部５４ａと、この上流枠部５４ａから定着ニップＦＮになる領域を開けてベルト５１の回転方向Ｂの下流側に位置する下流枠部５４ｂと、上流枠部５４ａおよび下流枠部５４ｂのうちベルト５１の幅方向Ｃに沿う方向における両端部を結合する左右の端部枠部５４ｃ，５４ｄとを有する部材である。

上流枠部５４ａと下流枠部５４ｂには、加熱板５２のベルト５１の回転方向Ｂの上流側になる上流側の端部５２ａとその回転方向Ｂの下流側になる下流側の端部５２ｂとをそれぞれ支持するための窪んだ形状からなる支持面（５４１，５４２）が設けられている（図５，図６）。
また、上流枠部５４ａと下流枠部５４ｂには、後述する固定部材（５６）の垂下部（５６ｂ，５６ｃ）を嵌め入れるための装着溝５４ｅがベルト５１の幅方向Ｃに存在するよう設けられている。
さらに、上流枠部５４ａと下流枠部５４ｂには、図２や図３に示されるように、ベルト５１の回転時に湾曲した状態で移動するよう内周面５１ｂ側から案内するベルト案内部５４ｆが、ベルト５１の幅方向Ｃに間隔をあけて設けられている。上流枠部５４ａには、後述する温度均一化部材（５７）を配置して取り付ける空間を確保する取付け枠部５４ｇが形成されている。

この支持枠５４は、図２や図３に示されるように、筐体５０の側面部に固定される固定部材５６に取り付けられている。

固定部材５６は、ベルト５１の幅方向Ｃに延びる板状の本体部５６ａと、本体部５６ａのベルト５１の回転方向Ｂの上流側および下流側になる端部（長辺部）から垂下するよう設けられる板状の垂下部５６ｂ，５６ｃとを有する形状の部材である。
また、固定部材５６は、図３に示されるように、本体部５６ａのベルト５１の幅方向Ｃにおける左右の両端部から突出する取付け部５６ｄ，５６ｅが、筐体５０の側面部に設けられる装着部５９Ａ，５９Ｂに固定されるよう取り付けられる。

支持枠５４は、その上流枠部５４ａと下流枠部５４ｂにおける装着溝５４ｅに、固定部材５６の垂下部５６ｂ，５６ｃを嵌め入れた状態にすることで、固定部材５６に取り付けられる。
また、支持枠５４は、その左右の端部枠部５４ｃ，５４ｄが、ベルト５１の端部５１ｃ，５１ｄを回転可能に保持する左右の端部保持材５５Ａ，５５Ｂに設ける図示しない装着孔に挿入されて保持される。左右の端部保持材５５Ａ，５５Ｂは、その一部に設ける図示しない装着孔に、固定部材５６における取付け部５６ｄ，５６ｅが嵌め入れられた状態にすることで固定部材５６に固定される。

加熱板５２は、図５等に示されるように、その上流側の端部５２ａと下流側の端部５２ｂを、支持枠５４の上流枠部５４ａおよび下流枠部５４ｂにおける支持面５４１，５４２にそれぞれ支持させた状態で取り付けられる。
この際、加熱板５２は、基材５２１が支持面５４１，５４２に最初に接触した状態となり、発熱層５２２が保護層５２３を介してベルト５１の内周面５１ｂに接触し得る状態となるよう取り付けられる。また、加熱板５２の上流側の端部５２ａと下流側の端部５２ｂは、支持面５４１，５４２に接着剤、両面接着テープ、嵌め込み構造等の手段により固定される。

また、定着装置５においては、図２等に示されるように、温度均一化部材５７が設けられている。温度均一化部材５７は、加熱板５２の発熱層５２２で得られる熱の温度を均一化して保持するための部材（「温均部材」と略称することもできる。）であり、例えば、銅等の材料にて構成される。また、温度均一化部材５７は、基材５２１のうち発熱層５２２がある部分を含む範囲と向き合う状態でかつベルト５１の幅方向Ｃに沿って連続した状態で配置される。実施の形態１では、温度均一化部材５７を、支持枠５４における上記取付け枠部５４ｇで形成される空間内に収容させた状態で取り付けている。
また、定着装置５では、図２等に示されるように、温度均一化部材５７の加熱板５２と対向する底面部に断熱層５８が設けられている。この断熱層５８は、定着装置５の立ち上げ時間を短縮させるため加熱板５２から温度均一化部材５７に移動する熱の量を減らすための層であり、例えばポリイミド等の材料からなるシート等で構成される。
図２における符号６１は、定着ニップＦＮにおける温度を測定する温度センサを示している。温度センサ６１は、加熱板５２の基材５２１に接触した状態で配置される。定着装置５では、温度センサ６１の測定結果が図示しない制御手段に送られ、その測定結果等の情報に基づいて制御手段により加熱板５２の加熱動作が制御されるようになっている。

そして、この定着装置５においては、加熱板５２を支持する支持枠５４と端部保持材５５Ａ，５５Ｂにより回転可能に支持されたベルト５１が、加圧ロール５３により加熱板５２に所要の圧力Ｆで押し付けられて定着ニップＦＮが形成される。

また、定着装置５においては、加圧ロール５３が矢印Ａで示す方向に回転し始めると、ベルト５１が定着ニップＦＮで加圧ロール５３の回転移動により動力を受けて矢印Ｂで示す方向に従動して回転（循環移動）するようになる。さらに、定着装置５においては、加熱板５２における発熱層５２２が発熱すると、その熱がベルト５１に伝導されてベルト５１が加熱される。
これにより、定着装置５では、上記したように定着ニップＦＮ内で定着処理（加熱および加圧）が行われる状態になり、未定着像であるトナー像Ｔｇを用紙９に定着することが可能になる。

また、この定着装置５における加熱板５２は、図４（Ａ）等に示されるように、発熱層５２２を、保護層５２３とともに加圧ロール５３の側に突出して段差Ｅが生じる状態で設けているとともに定着ニップＦＮのベルト５１の回転方向Ｂの上流側の位置に偏在する状態で設けている。

ここで、加熱板５２において段差Ｅが生じるのは、保護層５２３を少なくとも発熱層５２２の厚さ（高さ）よりも薄くなる層で形成しているためである。これは、保護層５２３を厚く形成すれば段差Ｅがほぼ生じないようにすることも可能であるが、発熱層５２２を覆う部分の保護層５２３も厚くなって発熱層５２２で生じる熱の熱伝導性が悪くなるため、その熱伝導性を良好にする観点から保護層５２３を薄く形成する必要がある。しかし、その結果として、段差Ｅが生じてしまうのである。
また、加熱板５２が発熱層５２２を偏在する状態で設けているのは、定着ニップＦＮ内でトナー像Ｔｇを含む用紙９に加える熱量を最大化するためである。発熱層５２２が定着ニップＦＮの上流側の位置に偏在するとは、図４（Ａ）に示されるように、定着ニップＦＮのベルト５１の回転方向Ｂにおける中央点Ｎｃを境にしてその回転方向Ｂの上流側になるニップ領域ＦＮ１内に、すべての発熱層５２２が存在している状態のことをいう。

このときの加熱板５２の発熱層５２２が設けられている側の表面形状は、図４（Ｂ）に示されるように、相対的に大きい２つの突出部７ａ，７ｂを有した凹凸面になっている。
２つの突出部７ａ，７ｂは、ベルト５１の回転方向Ｂの上流側に位置する上流側の発熱層５２２ａとその下流側に位置する下流側の発熱層５２２ｂとが設けられている部分に対応している。また突出部７ａ，７ｂは、他の部位７ｃに対して所要量（１０μｍ以上）の段差Ｅを形成している。図４（Ｂ）中における部位７ｃは、加熱板５２の上流側の端部５２ａおよび下流側の端部５２ｂにほぼ相当する部分であり、この例では保護層５２３をガラスペーストによりスクリーン印刷で形成した際、そのペースト材の表面張力により突出した状態になっている。

ところが、このような定着装置５により定着を行った場合、トナー像Ｔｇを保持した用紙９が定着ニップＦＮを通過する際に良好に移動せず、通過の途中で詰まってしまうこと（紙詰まり）が発生することがある。この紙詰まりは、用紙９として特に薄紙（例えば坪量が６０ｇ／ｍ²以下の用紙）を使用する場合に特に顕著に発生する傾向にある。

ちなみに、このときの定着装置５は、図１１の比較例に示されるように、加熱板５２（具体的には基材５２１など）が、加圧ロール５３の回転中心点から定着ニップＦＮのベルト５１の回転方向Ｂにおける中央点とを結んだときの線と直交する基準線ＳＬとほぼ平行な状態になるよう配置されている。
また、このときの定着装置５の定着ニップＦＮにおける圧力分布を調べると、図１１の下部に示されるような結果が得られる。この圧力分布では、相対的に高い圧力Ｐ１，Ｐ２を示す２つの部分が存在する。またこの圧力Ｐ１，Ｐ２を示す２つの部分は、加熱板５２における上流側の発熱層５２２ａと下流側の発熱層５２２ｂとが設けられている部分にほぼ対応している。なお、このときの圧力は、例えば、所定の温度条件下（例えば５℃～５０℃の範囲内）にて挟み込み領域（定着ニップＦＮ）に圧力センサを挟み、所定の圧力分布測定機（例えば、ニッタ株式会社製：タクタイルセンサシステム）を用いて測定することが可能である。

そこで、この定着装置５では、図５等に示されるように、加熱板５２について、その発熱層５２２の偏在する側である上流側の端部５２ａが定着ニップＦＮから離れるよう傾けた状態で配置している。

このときの加熱板５２の上流側の端部５２ａが定着ニップＦＮから離れるよう傾けた状態とは、基材５２１が平板であれば、加熱板５２の上流側の端部５２ａに相当する基材５２１の端部が、加熱板５２の下流側の端部５２ｂに相当する基材５２１の端部よりも定着ニップＦＮから遠ざけられるよう全体的に傾けられた状態にあることをいう。
また、このときの加熱板５２は、上記した基準線ＳＬを適用してみた場合、その上流側の端部５２ａに相当する基材５２１の端部が、その下流側の端部５２ｂに相当する基材５２１の端部よりも、基準線ＳＬから離れた状態になるよう配置されていることになる。

実施の形態１では、加熱板５２を上記したように傾けた状態で配置するために、支持枠５４の上流枠部５４ａおよび下流枠部５４ｂにおける支持面５４１，５４２について、加熱板５２の発熱層５２２の偏在する上流側の端部５２ａを定着ニップＦＮから離れるよう傾いた状態で支持するよう構成している。
具体的には、図６に示されるように、その支持面５４１，５４２について、加熱板５２の発熱層５２２の偏在する上流側の端部５２ａを支持する部分の窪み深さｄ１が、加熱板５２の発熱層５２２の偏在しない側となる下流側の端部５２ｂを支持する部分の窪み深さｄ２よりも深くなるよう形成されている（ｄ１＞ｄ２）。この窪み深さｄ１、ｄ２は、加熱板５２を傾けるべき度合に対応した値になる。

また、このときの定着装置５は、定着ニップＦＮにおける圧力分布の観点からすると、図５の下部に実線で示されるように、定着ニップＦＮにおける圧力分布のうち加熱板５２の発熱層５２２（５２２ａ，５２２ｂ）の存在する部分の圧力Ｐａ，Ｐｂが、加熱板５２の発熱層５２２の存在しない部分における最大の圧力Ｐｍａｘよりも低くなる（Ｐａ＜Ｐｍａｘ，Ｐｂ＜Ｐｍａｘ）よう、加熱板５２を傾けて配置しているということもできる。
さらには、このときの定着装置５は、図５の下部に実線で示されるように、定着ニップＦＮにおける加熱板５２の発熱層５２２（５２２ａ，５２２ｂ）の存在する部分の圧力Ｐａ，Ｐｂが、定着ニップＦＮにおける圧力分布のなかで最大の圧力Ｐｍａｘにならないよう、加熱板５２を傾けて配置しているということもできる。
図５に示す圧力分布は、上記した測定機を同様に用いて測定することが可能である。また、図５の下部に破線で示す圧力分布は、図１１に示す比較例の定着装置における圧力分布の結果である。

そして、この定着装置５は、加熱板５２の発熱層５２２が加圧ロール５３の側に突出して段差Ｅを生じる状態でかつ定着ニップＦＮの上流側の領域ＦＮ１に偏在した状態で設けられているにもかかわらず、定着を行うと、加熱板５２を発熱層５２２の偏在する上流側の端部５２ａが定着ニップＦＮから離れるよう傾けていない場合（図１１で示す加熱板５２の配置構成）に比べて、定着ニップＦＮを通過する用紙９が加熱板５２における段差Ｅに起因して詰まることが抑制されるようになる。この紙詰まりの抑制効果は、用紙９として薄紙を適用した場合も同様に得られる。

また、この定着装置５では、加熱板５２における発熱層５２２が定着ニップＦＮの上流側の領域ＦＮ１（図４（Ａ）参照）に偏在して設けられているので、その発熱層５２２が定着ニップＦＮの下流側の領域ＦＮ２（図４（Ａ）参照）に偏在して設けられている場合に比べると、定着ニップＦＮに導入された用紙９がトナー像Ｔｇを含めて定着ニップＦＮの入口側（上流側の領域ＦＮ１）で早めにかつ充分に加熱されやすくなる。この結果、定着装置５による定着が安定して行われる。

したがって、この定着装置５を備えた画像形成装置１によれば、画像の形成を行うと、その定着装置５において用紙９の詰まりの発生が抑制され、この結果、紙詰まりの少ない安定した画像形成が行われる。

［実施の形態２］
図７は、実施の形態２に係る定着装置の一部を示すものである。
実施の形態２に係る定着装置５Ｃは、発熱層５２２が定着ニップＦＮの下流側の領域ＦＮ２（図４（Ａ）参照）に偏在して設けられている加熱板５２Ｃに変更することと、その加熱板５２の変更に合わせて温度均一化部材５７および温度センサ６１の配置を変更することと、温度均一化部材５７および温度センサ６１の配置の変更に合わせて調整した支持枠５４Ｃに変更することが異なる以外は実施の形態１に係る定着装置５と同じ構成になっている。

加熱板５２Ｃは、実施の形態１における加熱板５２の場合と同様に、基材５２１に発熱層５２２および保護層５２３をこの順に設けた構造からなるものであるが、その発熱層５２２を定着ニップＦＮのベルト５１の回転方向Ｂの下流側の位置（下流側の領域ＦＮ２：図４（Ａ）参照）に偏在する状態で設けている点で異なっている。加熱板５２Ｃにおける発熱層５２２は、定着ニップＦＮの下流側の領域ＦＮ２内において、ベルト５１の回転方向Ｂの上流側に位置する上流側の発熱層５２２ｃとその下流側に位置する下流側の発熱層５２２ｄとになる。

そして、定着装置５Ｃにおいては、図７に示されるように、加熱板５２Ｃについて、その発熱層５２２の偏在する側である下流側の端部５２ｂが、定着ニップＦＮから離れるよう傾けた状態で配置している。

実施の形態２では、加熱板５２Ｃを上記したように傾けた状態で配置するために、図７に示されるように、支持枠５４Ｃの上流枠部５４ａおよび下流枠部５４ｂにおける支持面５４１，５４２について、加熱板５２Ｃの発熱層５２２の偏在する下流側の端部５２ｂを定着ニップＦＮから離れるよう傾いた状態で支持するよう構成している。
具体的には、図８に示されるように、その支持面５４１，５４２については、加熱板５２Ｃの発熱層５２２の偏在する下流側の端部５２ｂを支持する部分の窪み深さｄ２が、加熱板５２Ｃの発熱層５２２の偏在しない側となる上流側の端部５２ａを支持する部分の窪み深さｄ１よりも深くなるよう形成されている（ｄ２＞ｄ１）。この窪み深さｄ１、ｄ２は、加熱板５２Ｃを傾けるべき度合に対応した値になる。
なお、支持枠５４Ｃは、実施の形態１における支持枠５４（図６）と比べた場合、温度均一化部材５７を取り付ける取付け部５４ｈを下流枠部５４ｂの側に変更した点で異なるのみである。

また、このときの定着装置５Ｃについても、定着ニップＦＮにおける圧力分布の観点からすると、図７の下部に実線で示されるように、定着ニップＦＮにおける圧力分布のうち加熱板５２Ｃの発熱層５２２（５２２ｃ，５２２ｄ）の存在する部分の圧力Ｐｃ，Ｐｄが、加熱板５２Ｃの発熱層５２２の存在しない部分における最大の圧力Ｐｍａｘよりも低くなる（Ｐｃ＜Ｐｍａｘ，Ｐｄ＜Ｐｍａｘ）よう、加熱板５２Ｃを傾けて配置しているということもできる。
さらには、このときの定着装置５Ｃは、図７の下部に実線で示されるように、定着ニップＦＮにおける加熱板５２Ｃの発熱層５２２（５２２ｃ，５２２ｄ）の存在する部分の圧力Ｐｃ，Ｐｄが、定着ニップＦＮにおける圧力分布のなかで最大の圧力Ｐｍａｘにならないよう、加熱板５２Ｃを傾けて配置しているということもできる。

そして、この定着装置５Ｃにおいても、加熱板５２Ｃの発熱層５２２が加圧ロール５３の側に突出して段差Ｅを生じる状態でかつ定着ニップＦＮの下流側の領域ＦＮ２に偏在した状態で設けられているにもかかわらず、定着を行うと、加熱板５２Ｃを発熱層５２２の偏在する下流側の端部５２ｂが定着ニップＦＮから離れるよう傾けていない場合に比べて、定着ニップＦＮを通過する用紙９が加熱板５２Ｃにおける段差Ｅに起因して詰まることが抑制されるようになる。このときの紙詰まりの抑制効果は、用紙９として薄紙を適用した場合も同様に得られる。

また、この定着装置５Ｃを備えた画像形成装置１によれば、画像の形成を行うと、その定着装置５Ｃにおいて用紙９の詰まりの発生が抑制され、この結果、紙詰まりの少ない安定した画像形成が行われる。

［実施の形態３］
図９は、実施の形態３に係る定着装置を示すものである。
実施の形態３に係る定着装置５Ｂは、支持枠５４が、加熱板５２の発熱層５２２の偏在する上流側の端部５２ａを定着ニップＦＮから離れるよう傾いた状態で支持するよう傾いて配置された構成にした以外は実施の形態１に係る定着装置５と同じ構成になっている。

定着装置５Ｂにおける支持枠５４は、加熱板５２の発熱層５２２の偏在する上流側の端部５２ａを定着ニップＦＮから離れるよう傾いた状態で支持するために、図１０（Ｂ）に示されるように、その支持枠５４全体について、下流枠部５４ｂを実施の形態１における下流枠部５４ｂと同じ位置にしたうえで上記基準線ＳＬに対して上流枠部５４ａが浮き上がるような状態になるよう傾けた状態にしている。
このときの支持枠５４は、基準線ＳＬとなす傾き角αがプラスの角度になるよう全体が傾けられている。このときの傾き角αの大きさは、加熱板５２を傾けるべき度合に対応した値になる。
なお、このとき支持枠５４における加熱板５２の上流側の端部５２ａを支持する支持面５４１の窪み深さと加熱板５２の下流側の端部５２ｂを支持する支持面５４２の窪み深さとは、図１０（Ｂ）に示されるように、同じ深さｄ３としている。

このときの支持枠５４は、固定部材５６ごと同じ傾き角（＋α）だけ傾くようにすればよいが、これに限定されない。他の対処法としては、例えば、支持枠５４のみを固定部材５６に対して必要な傾き角（＋α）だけ傾けた状態で取り付けるよう構成してもよい。この場合は、上流枠部５４ａおよび下流枠部５４ｂにおける装着溝５４ｅの深さ、溝の角度等を調整すればよい。

また、このときの支持枠５４は、そのベルト５１の回転方向Ｂにおける幅の両端部が定着ニップＦＮの幅の両端部からそれぞれ同じ長さだけ突出した関係になるよう配置されることを前提にした場合には、以下の状態になるよう支持していることになる。
すなわち、この前提の支持枠５４の場合は、図１０（Ａ）に示されるように、加熱板５２の発熱層５２２の偏在する上流側の端部５２ａが定着ニップＦＮの当該偏在する上流側の端部ＦＮａから迫り出す長さＭ１が、加熱板５２の発熱層５２２の偏在しない下流側の端部５２ｂが定着ニップＦＮの当該偏在しない下流側の端部ＦＮｂから迫り出す長さＭ２よりも長くなる状態で支持している。

また、この定着装置５Ｂについても、定着ニップＦＮにおける圧力分布の観点からすると、実施の形態１に係る定着装置５の場合（図５の下部に実線で示す圧力分布）と同様に、定着ニップＦＮにおける圧力分布のうち加熱板５２の発熱層５２２（５２２ａ，５２２ｂ）の存在する部分の圧力Ｐａ，Ｐｂが、加熱板５２の発熱層５２２の存在しない部分における最大の圧力Ｐｍａｘよりも低くなる（Ｐａ＜Ｐｍａｘ，Ｐｂ＜Ｐｍａｘ）よう、加熱板５２を傾けて配置しているということもできる。
さらには、このときの定着装置５Ｂは、実施の形態１に係る定着装置５の場合（図５の下部に実線で示す圧力分布）と同様に、定着ニップＦＮにおける加熱板５２の発熱層５２２（５２２ａ，５２２ｂ）の存在する部分の圧力Ｐａ，Ｐｂが、定着ニップＦＮにおける圧力分布のなかで最大の圧力Ｐｍａｘにならないよう、加熱板５２を傾けて配置しているということもできる。

そして、この定着装置５Ｂにおいても、実施の形態１に係る定着装置５と同様に定着を行うと、図１１に示した加熱板５２Ｘを発熱層５２２の偏在する下流側の端部５２ｂが定着ニップＦＮから離れるよう傾けていない比較例の定着装置に比べて、定着ニップＦＮを通過する用紙９が加熱板５２における段差Ｅに起因して詰まることが抑制されるようになる。このときの紙詰まりの抑制効果は、用紙９として薄紙を適用した場合も同様に得られる。
しかも、この定着装置５Ｂにおいても、加熱板５２における発熱層５２２が定着ニップＦＮの上流側の領域ＦＮ１に偏在して設けられているので、実施の形態１に係る定着装置５の場合と同様に、定着ニップＦＮに導入された用紙９がトナー像Ｔｇを含めて定着ニップＦＮの上流側の領域ＦＮ１で早めにかつ充分に加熱されやすくなり、その結果、定着装置５による定着が安定して行われる。

また、この定着装置５Ｂを備えた画像形成装置１においても、画像の形成を行うと、その定着装置５Ｂで用紙９の詰まりの発生が抑制され、この結果、紙詰まりの少ない安定した画像形成が行われる。

［他の実施の形態］
実施の形態２に係る定着装置５Ｃにおいては、加熱板５２Ｃについてその発熱層５２２の偏在する下流側の端部５２ｂが定着ニップＦＮから離れるよう傾けた状態で配置する場合、実施の形態３に係る定着装置５Ｂの場合（図１０（Ｂ）参照）のように支持枠５４について加熱板５２Ｃの下流側の端部５２ｂを定着ニップＦＮから離れるよう傾いた状態で支持するよう傾けた状態で配置してもよい。

実施の形態１，２では、支持枠５４における支持面５４１，５４２の窪み深さｄ１、ｄ２を所要の異なる値にする構成例を示したが、支持枠５４の支持面５４１，５４２については、加熱板５２を傾斜させる度合いに合わせて傾斜する斜面とするように構成してもよい。

実施の形態１～３では、上記基準線ＳＬが例えば画像形成装置１を設置する場所の床面（ほぼ水平面であると仮定する）とほぼ平行した状態になるタイプの定着装置を例示したが、この発明が適用される定着装置は、その基準線ＳＬが床面と交差する状態になるタイプの定着装置であっても構わない。
上記後者の定着装置としては、例えば、加熱板５２等と加圧ロール５３とが上記床面に対して傾斜した状態で向き合うよう配置されるタイプの定着装置（このときの定着ニップはその全体が傾斜した状態の面になる）や、加熱板５２等と加圧ロール５３とが上記床面に対してほぼ水平の状態で向き合うよう配置されるタイプの定着装置（このときの定着ニップはその全体が垂直方向に延びる状態の面になる）である。

１ …画像形成装置
５ …定着装置
９ …用紙（記録媒体の一例）
５１…ベルト
５１ａ…外周面
５１ｂ…内周面
５２…加熱板（加熱手段の一例）
５２ａ…上流側の端部
５２ｂ…下流側の端部
５３…加圧ロール（加圧手段の一例）
５４…支持枠（支持手段の一例）
５２１…基材
５２２…発熱層
５２３…保護層
５４１，５４２…支持面
Ｂ …ベルトの回転方向
Ｔｇ…トナー像（未定着像の一例）
ＦＮ…定着ニップ
ｄ１～ｄ３…窪み深さ
Ｍ１，Ｍ２…迫り出す長さ

Claims (9)

1. 回転可能に支持されるベルトと、
   基材の片面に少なくとも発熱層および保護層を有し、前記ベルトをその内周面の幅方向に沿って接触した状態で加熱する加熱手段と、
   前記ベルトをその外周面から前記加熱手段に押し付けて定着ニップを形成する加圧手段と、
   を備え、
   前記加熱手段は、前記発熱層が、前記保護層とともに前記加圧手段の側に突出して段差を生じる状態でかつ前記定着ニップの前記ベルトの回転方向の上流側又は下流側になる位置に偏在する状態で設けられており、
   前記加熱手段は、前記発熱層の偏在する側の端部が前記定着ニップから離れるよう傾けられている定着装置。
2. 前記ベルトの内周面側に配置され、前記加熱手段を支持する窪んだ支持面を有する支持手段を備え、
   前記支持面は、前記加熱手段の前記発熱層の偏在する側の端部を前記定着ニップから離れるよう傾いた状態で支持するよう構成されている請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ベルトの内周面側に配置され、前記加熱手段を支持する窪んだ支持面を有する支持手段を備え、
   前記支持手段は、前記加熱手段の前記発熱層の偏在する側の端部を前記定着ニップから離れるよう傾いた状態で支持するよう傾いている請求項１に記載の定着装置。
4. 前記支持面は、前記加熱手段の前記発熱層の偏在する側の端部を支持する部分の窪み深さが、前記加熱手段の前記発熱層の偏在しない側の端部を支持する部分の窪み深さよりも深くなるよう形成されている請求項２に記載の定着装置。
5. 前記支持手段は、前記加熱手段の前記発熱層の偏在する側の端部が前記定着ニップの当該偏在する側の端部から迫り出す長さが、前記加熱手段の前記発熱層の偏在しない側の端部が前記定着ニップの当該偏在しない側の端部から迫り出す長さよりも長くなる状態で支持している請求項３に記載の定着装置。
6. 前記加熱手段は、前記定着ニップにおける前記加熱手段の前記発熱層の存在する部分の圧力が、前記加熱手段の前記発熱層の存在しない部分における最大の圧力よりも低くなるよう傾けられている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記加熱手段は、前記定着ニップにおける前記加熱手段の前記発熱層の存在する部分の圧力が、前記定着ニップにおける圧力分布のなかで最大の圧力にならないよう傾けられている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記加熱手段は、前記発熱層が前記定着ニップの前記ベルトの回転方向の上流側になる位置に偏在する状態で設けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 未定着像を記録媒体に定着させる定着装置を備え、
   前記定着装置が請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置にて構成されている画像形成装置。

Images