6036032 定着装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6036032

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】定着装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20161121BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 510

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-195966(P2012-195966)

(22)【出願日】2012年9月6日

(65)【公開番号】特開2014-52484(P2014-52484A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2015年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100091867

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 アキラ

(72)【発明者】

【氏名】福畑好博

【審査官】 國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１９４９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９３０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７１３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５８３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９１３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２０９０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱源により加熱される加熱ローラとニップ形成部材とに定着ベルトを張架し、該定着ベルトを挟んで前記ニップ形成部材に加圧部材を押圧させて定着ニップを形成し、トナー像を担持した記録材を前記定着ニップを通過させることによって前記トナー像を記録材に定着する定着装置であって、
可撓性を有する部材により形成され、前記定着ベルトの張力により初期状態から弾性変形して前記定着ベルトにテンションを付与するとともに、前記定着ベルトの膨張に応じて前記初期状態に戻るように変形して、前記定着ベルトを常時張った状態に維持するベルト張架状態維持手段を備え、
前記ベルト張架状態維持手段が前記ニップ形成部材と一体的に設けられることを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記ベルト張架状態維持手段が、前記定着ニップの上流側と下流側の少なくとも一方側に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記ベルト張架状態維持手段が、前記定着ベルトのループ内側に配置さ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。

【請求項4】

前記ベルト張架状態維持手段による前記定着ベルトの張架角度が鈍角となるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項5】

前記ベルト張架状態維持手段による前記定着ベルトを張架する幅が、前記加熱ローラの外径よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項6】

前記加熱ローラが回転駆動されることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。

【請求項7】

前記ベルト張架状態維持手段は、前記加熱ローラから離間して設けられることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項9】

オイル含有シリカを外添剤に使用したトナーを用いることを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱定着装置及びこれを備える画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙・ＯＨＰシート等の記録媒体（以下、用紙という）上に形成された未定着トナー像を、熱と圧力によって用紙上に定着させる熱定着装置は周知である。そのような熱定着装置において、ウォームアップ時間が短く、消費電力の少ない定着方式として、無端状の定着ベルトを用いるベルト定着装置が知られている。

【0003】

例えば、特開２０１１−５９２４７号公報（特許文献１）には、定着ニップ部の状態を、定着に適した状態に調整可能としたベルト定着装置が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のベルト定着装置においては、室温や待機状態からヒータが点灯し続けると、加熱板や定着ベルトが変形したり、また、加熱板と定着ベルトの密着性が変化して隙間が生じることで、昇温するべき定着ベルトが想定どおりに昇温しなかったり、ベルト内において温度ムラが発生するという問題があった。

【0005】

上記した特許文献１に記載の定着装置でも、ヒータ点灯時や昇温時の定着ベルトの均一性に関しては記載が無く、上記の問題は解消されていない。
そこで本発明は、ベルト内における温度ムラが無くトナーを均一に溶融することができ、安定して良好な定着画像を得ることのできる定着装置、画像形成装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の課題を解決するため、本発明は、加熱源により加熱される加熱ローラとニップ形成部材とに定着ベルトを張架し、該定着ベルトを挟んで前記ニップ形成部材に加圧部材を押圧させて定着ニップを形成し、トナー像を担持した記録材を前記定着ニップを通過させることによって前記トナー像を記録材に定着する定着装置であって、可撓性を有する部材により形成され、前記定着ベルトの張力により初期状態から弾性変形して前記定着ベルトにテンションを付与するとともに、前記定着ベルトの膨張に応じて前記初期状態に戻るように変形して、前記定着ベルトを常時張った状態に維持するベルト張架状態維持手段を備え、前記ベルト張架状態維持手段が前記ニップ形成部材と一体的に設けられることを特徴とする。

【0007】

また、前記の課題を解決するため、本発明は、加熱源により加熱される加熱ローラとニップ形成部材とに定着ベルトを張架し、該定着ベルトを挟んで前記ニップ形成部材に加圧部材を押圧させて定着ニップを形成し、トナー像を担持した記録材を前記定着ニップを通過させることによって前記トナー像を記録材に定着する定着装置であって、弾性部材により付勢されて移動可能に設けられ、前記定着ベルトの張力により初期位置から移動して前記定着ベルトにテンションを付与するとともに、前記定着ベルトの膨張に応じて前記初期位置に戻るように移動して、前記定着ベルトを常時張った状態に維持するベルト張架状態維持手段を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の定着装置によれば、可撓性を有する部材により形成され、前記定着ベルトの張力により初期状態から弾性変形して前記定着ベルトにテンションを付与するとともに、前記定着ベルトの膨張に応じて前記初期状態に戻るように変形して、前記定着ベルトを常時張った状態に維持するベルト張架状態維持手段、または、弾性部材により付勢されて移動可能に設けられ、前記定着ベルトの張力により初期位置から移動して前記定着ベルトにテンションを付与するとともに、前記定着ベルトの膨張に応じて前記初期位置に戻るように移動して、前記定着ベルトを常時張った状態に維持するベルト張架状態維持手段を備えるので、定着ベルトが熱膨張した場合でもベルトが伸びた分だけ張架状態維持手段が初期状態に戻るように変形または初期位置に戻るように移動して定着ベルトにテンションを付与するため、定着ベルトは、熱膨張の度合いにかかわらず、常時張られた状態に維持される。したがって、常時、定着ベルトを加熱ローラに隙間が生じることなく密着させることができる。そのため、定着ベルト内における温度ムラが無くトナーを均一に溶融することができ、安定して良好な定着画像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る定着装置を備えるレーザプリンタの概略を模式的に示す構成図である。

【図2】定着装置の要部構成を示す断面図である。

【図3】定着動作時の定着装置を示す断面図である。

【図4】弾性部材により形成されたベルト張架状態維持手段を説明する図である。

【図5】張架状態維持手段により形成される定着ベルトの角部の角度について説明する図である。

【図6】張架状態維持手段が定着ベルトを張架する幅について説明する図である。

【図7】第２実施形態の定着装置を示す断面構成図である。

【図8】張架状態維持手段を有していない比較例を示すものである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるレーザプリンタの概略を模式的に示す構成図である。この図に示すレーザプリンタ１００は、像担持体としての感光体ドラム１を備えており、感光体ドラム１の周囲には、帯電手段２，現像装置３，転写手段４，クリーニング手段５，除電手段６等が配設されている。帯電手段２と現像装置３の間は露光位置となっており、上方に配置されたレーザ書込み装置装置７からの書き込み光が感光体ドラム１に照射される。

【0011】

装置下方には給紙カセット８が設けられており、用紙を給送するための給紙ローラ９や搬送ローラ対１０、レジストローラ対１１等が配設されている。また、上記感光体ドラム１と転写手段４が対向する転写部の側方には定着装置７０が配置されている。定着装置７０については後述する。

【0012】

上記のように構成されたレーザプリンタ１００における画像形成動作について簡単に説明する。
画像形成動作が開始されると、感光体ドラム１が図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動され、その感光体ドラム１の表面が帯電手段２によって所定の極性に一様に帯電される。レーザ書込み装置７においては、パソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいて図示しないＬＤ（レーザダイオード）が駆動され、書込み光としてのレーザ光を感光体ドラム１上に照射する。これにより感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。その静電潜像に現像装置３からトナーが付与され、トナー像として可視化される。

【0013】

一方、給紙カセット８からは記録用紙が給紙ローラ９により送り出され、搬送ローラ対１０により搬送される。その用紙はレジストローラ１１に一旦突き当てられた後、上記可視像に同期するようにして送出され、感光体ドラム１と転写手段４とが対向する転写部にて上記トナー像が用紙上に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着装置２０を通過する時に、熱と圧力とによりトナー像が用紙上に定着される。トナー像定着後の用紙は、図示しない排紙ローラにより排紙トレイ１２上に排出されてスタックされる。

【0014】

用紙上へのトナー像転写後、感光体ドラム１の表面に付着した残留トナーなどの付着物はクリーニング手段５によりクリーニングされ、さらに、感光体ドラム１の表面の残留電荷が除電手段６により除去されて、次の画像形成に備える。

【0015】

図２及び図３は、定着装置７０の要部構成を示す断面図であり、図２は、待機時の、図３は定着動作時の様子を示すものである。
これらの図に示すように、定着装置７０は、定着部材としての無端状ベルト部材からなる定着ベルト２１、定着ベルト２１内に設けられて定着ベルトを保持する保持部材の機能を備えると共に定着ベルト２１に熱を付与する機能を果たす加熱ローラ２２、加熱手段であるハロゲンヒータ２３、定着ベルト２１に接触ないし近接して表面温度を検知する温度センサであるサーミスタ（図示せず）、加熱ローラ２２と接触し定着ベルト内で定着ベルトを保持する定着パッド２４、定着ベルト２１と接して定着ニップを形成する加圧部材としての加圧ローラ３１などにより構成されている。

【0016】

上記定着パッド２４は、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性体もしくは耐熱性の樹脂から構成されており、それらの部材が摺動シートを介してもしくは直接に定着ベルト２１の内面と接触する。また、定着ベルト２１の内面に対して摺動シートやグリース等の潤滑剤を介して間接的に摺動する。さらに、定着パッド２４は、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラ３１と圧接し、定着ニップを形成するニップ形成部材でもある。

【0017】

ここで、摺動シートや定着ベルト２１を介して定着パッド２４が加圧ローラ３１と圧接され、加圧ローラからの荷重と定着パッド２４の圧力で定着ニップを構成するのだが、この定着ニップにおける圧力と熱によりトナー像を定着することができる。

【0018】

加圧ローラ３１は、中空の金属ローラ３１ｂにシリコーンゴム層３１ａが設けられ、外表面に離型性を得るために離型層（ＰＦＡ樹脂層またはＰＴＦＥ樹脂層）が設けられている。また、加圧ローラ３１は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤ列などを介して駆動力が伝達され回転駆動される。

【0019】

さらに、加圧ローラ３１は、図示しない加圧機構により定着ベルト側に押し付けられており、加圧ローラのゴム層３１ａが押し潰されて変形することにより，定着ニップにおいて所定のニップ幅が形成される。加圧ローラは、中実のローラから形成してもよいが、中空の方が熱容量が少なくて好ましい。

【0020】

また、加圧ローラ３１にハロゲンヒータなどの加熱源を設けるようにしてもよい。
加圧ローラにおけるシリコーンゴム層３１ａはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ内部にヒータなどの加熱源がない場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムを用いると断熱性が高まり、定着ベルトの熱が加圧ローラに伝導し難くなるため望ましい。

【0021】

定着ベルト２１は、ニッケルやステンレスなどの金属ベルトや、ポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂などの樹脂材料を用いることが出来、無端ベルト（もしくはフィルム）とする。本例ではポリイミドのベルトを用いた。

【0022】

定着ベルト２１の表層はＰＦＡ樹脂層またはＰＴＦＥ樹脂などの離型層を有し、記録媒体上のトナーが付着しないように離型性をもたせている。また、定着ベルト２１の基材とＰＦＡ樹脂層（またはＰＴＦＥ樹脂）との間には、シリコーンゴム層などの弾性層を形成するようにしてもよい。

【0023】

シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着トナー画像を押し潰してしまい、定着の際に定着ベルトの表面の微妙な凹凸が画像に転写されて、画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。これを改善するには、シリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微妙な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。

【0024】

中空の加熱ローラ２２は、芯金２２ａの材質としてアルミ，鉄，ステンレスなどのパイプ状金属を用いる。本実施形態の加熱ローラ２２は、定着ベルト２１の直径より４ｍｍ直径の小さい円形としている。この加熱ローラ２２の内部には、ハロゲンヒータなどからの輻射熱を吸収しやすくするために黒色の塗装を内面に施している。

【0025】

上記加熱ローラ２２は定着パッド２４と接触して設けられている。なお加圧ローラ３１が定着ベルト２１を押す加圧力は、定着ベルト２１、摺動シート（図示せず）、定着パッド２４と伝わり、加熱ローラ２２で受け止めている。また、本実施形態において、加熱ローラ２２は図示しない駆動機構により回転駆動される。回転方向は定着ベルト２１と同じ方向になるように、速度も定着ベルト２１とほぼ同等としている。また、加熱ローラ２２を昇温させる熱源としては、図示したハロゲンヒータでもよいが、後述するようなＩＨ（誘導加熱）方式にしてもよい。さらに、抵抗発熱体やカーボンヒータなども使用することができる。

【0026】

定着ベルト２１は加圧ローラ３１により連れ回り回転する。すなわち、加圧ローラ３１が図示しない駆動源により回転駆動され、定着ニップで定着ベルト２１に駆動力が伝達されることによって定着ベルト２１が回転する。定着ベルト２１は、定着ニップにおいて定着パッド２４と加圧ローラ３１とで挟み込まれて回転するが、定着ニップ以外では定着パッド２４に移送ガイドされている。

【0027】

定着ベルト２１と加熱ローラ２２との界面には、シリコーンオイルやフッ素グリ−スなどの潤滑剤を介在させている。そして、加熱ローラ２２表面の表面粗さを潤滑剤の粒径以上として、潤滑剤を保持しやすくしている。加熱ローラ２２の表面を粗らす方法としては、サンドブラストのように物理的に粗らす方法や、エッチングのように化学的に粗らす方法、あるいは、小径ビーズを混ぜた塗料を塗布する方法などあるが、何れの方法も採用することができる。

【0028】

ところで、従来のベルト定着装置においては、定着ヒータが点灯し、定着ベルトの温度が室温から定着設定温度まで昇温する際、ベルト自体が熱膨張により伸張する。伸張した分、定着ベルトと加熱ローラの接触が低減するために、定着ベルト表層の温度にバラツキが発生する。温度のバラツキは接触する時間にもよるが、５℃から多いときでは３０℃以上も差が発生する。定着ニップの条件やトナーの溶融特性にもよるが、定着温度が１０℃以上異なると、トナー溶融度が異なり、カラートナーにおいては、色目が異なる（例えばＬａ＊ｂ＊座標空間：ＪＩＳ Ｚ ８７２９に規定されている均等色空間においてΔＥで５以上が発生）不具合が生じる。また３０℃以上バラツキが発生する場合は、色目の違いといったものではなく、トナーは溶融していないため、手で擦ると手が汚れる。また、高温になる部分も出現し、定着ベルトの耐熱性を超え、シリコーンゴムの劣化やベルト材の一部が発煙する不具合が発生する。

【0029】

そのため、加熱ローラと定着ベルトはベルトの熱膨張にかかわらず常時、接触させることが望まれる。本発明では、定着ベルトの熱膨張にかかわらず定着ベルトを加熱ローラに接触させるために、常時定着ベルトにテンションを付与し（常時定着ベルトが張られた状態に維持して）、定着ベルト２１と加熱ローラ２２を安定して密着させ続けるように構成している。

【0030】

さらに、加熱ローラを回転駆動させることで加熱ローラ温度も均一にでき、結果としてベルト温度を安定させることができる。定着ベルトにテンションを印加する方法は定着ベルトの外側から内側に、もしくは内側から外側に印加する方法がある。

【0031】

本実施形態では、定着パッド２４に設けた張架状態維持手段２５，２５により、内側から外側に定着ベルト２１を張架させている。本実施形態では、定着ベルトを張架させる部材（張架状態維持手段２５，２５）が定着パッド２４の一部として設けられている。この定着ベルト２１を張架させる部分は、加圧ローラと定着ニップを形成する部分とは別の部分として設ける。またテンションを付与する位置は、定着ニップの上流、下流のいずれであっても良いし、上下流ともにあっても良い。本実施形態では定着ニップ上下流の双方においてテンションを付与するように構成している。

【0032】

また、本実施形態では、張架状態維持手段２５，２５は、弾性力を利用して定着ベルト２１を張るように構成している。弾性力により定着ベルト２１にテンションを付与する構成としては、張架状態維持手段自体の弾性（部材自体が有している弾性力）によってテンションを付与する方法と、バネ等の弾性部材により張架状態維持手段を付勢してテンションを付与する方法がある。

【0033】

前者の方法を採用する場合、張架状態維持手段２５，２５を弾性部材により形成する。張架状態維持手段２５，２５は、定着パッド２４とは別部材として設け定着パッド２４に固定しても良いし、張架状態維持手段２５，２５を定着パッド２４と一体的に設けても良い（上記したように、定着パッド２４は弾性体として設けることができる）。

【0034】

弾性部材により形成された張架状態維持手段２５は、図４（ａ）に示すように、初期状態（定着ベルト２１の張力が作用しない状態）では外側に大きく開いた状態に設けられる。定着パッド２４と加熱ローラ２２に定着ベルト２１が張架され、定着ベルト２１の張力が張架状態維持手段２５，２５に作用すると、待機時（室温）には図４（ｂ）に示すように、ベルト張力によって押された張架状態維持手段２５が内側に（張架状態維持手段２５の開き角度が小さくなるように）弾性変形した状態となる。そして、定着時（昇温時）に、加熱ローラ２２により定着ベルト２１が加熱されて定着ベルト２１が熱膨張すると、図４（ｃ）に示すように、定着ベルト２１が熱膨張して伸びた分だけ張架状態維持手段２５が外側に（張架状態維持手段２５の開き角度が大きくなるように）弾性変形した状態となる。図４ではニップ上流側のみ図示したが、ニップ下流側も同様である。

【0035】

すなわち、弾性部材により形成された（可撓性を有する）張架状態維持手段２５は、定着ベルト２１の張力によって初期状態から弾性変形して定着ベルト２１にテンションを付与するとともに、定着ベルト２１が熱膨張した場合にはベルトが伸びた分だけ張架状態維持手段２５が初期状態に戻るように変形して定着ベルト２１にテンションを付与する。したがって、定着ベルト２１は、熱膨張の度合いにかかわらず、常時張られた状態に維持される。

【0036】

バネ等の弾性部材により張架状態維持手段を付勢してテンションを付与する方法を採用する場合、張架状態維持手段２５，２５は剛体部材でかまわない。その張架状態維持手段２５，２５を定着パッド２４に対して回動（揺動）可能に装着する（軸支させる）。定着パッド２４に軸支させた張架状態維持手段２５，２５を、バネ等の弾性部材（図示せず）により付勢する。その場合、弾性部材としては、コイルスプリング、板バネ、トーションスプリング等、適宜なものを使用可能である。

【0037】

弾性部材により付勢された張架状態維持手段２５は、図４（ａ）に示すように、初期状態（定着ベルト２１の張力が作用しない状態）では外側に大きく開いた状態に設けられる。定着パッド２４と加熱ローラ２２に定着ベルト２１が張架され、定着ベルト２１の張力が張架状態維持手段２５，２５に作用すると、待機時（室温）には図４（ｂ）に示すように、ベルト張力によって押された張架状態維持手段２５が内側に（張架状態維持手段２５の開き角度が小さくなるように）回動した状態となる。そして、定着時（昇温時）に、加熱ローラ２２により定着ベルト２１が加熱されて定着ベルト２１が熱膨張すると、図４（ｃ）に示すように、定着ベルト２１が熱膨張して伸びた分だけ張架状態維持手段２５が外側に（張架状態維持手段２５の開き角度が大きくなるように）回動する。図４ではニップ上流側のみ図示したが、ニップ下流側も同様である。

【0038】

すなわち、弾性部材により付勢された（可動性を有する）張架状態維持手段２５は、定着ベルト２１の張力によって初期位置から移動して定着ベルト２１にテンションを付与するとともに、定着ベルト２１が熱膨張した場合にはベルトが伸びた分だけ張架状態維持手段２５が初期位置に戻るように移動して定着ベルト２１にテンションを付与する。したがって、定着ベルト２１は、熱膨張の度合いにかかわらず、常時張られた状態に維持される。

【0039】

このように、張架状態維持手段２５，２５は、定着ベルト２１の熱膨張にかかわらず、常に定着ベルト２１に対してテンションを付与する。この際、鋭角に定着ベルトを張架させると、定着ベルトの回転が阻害されるため、鈍角になるように張架させる。すなわち、図５に示すように、待機時及び定着時の双方において、張架状態維持手段２５（図５ではニップ上流側のみ示す）により形成されるベルトの角部の角度α及びβが共に鈍角になるように設けられている。また、張架状態維持手段２５，２５は可動もしくは可撓するが、いずれの場合でも加熱ローラ２２とは接触しないように設定している。

【0040】

張架状態維持手段２５，２５は、定着ベルト２１から熱を受けてある程度まで昇温する。したがって、省エネの観点から、なるべく熱容量を小さくすることが望ましい。
また、張架状態維持手段２５，２５は、待機時、ＪＡＭ処理時、印字時に関わらず、定着ベルト２１が伸張した際は常時、定着ベルト２１にテンションを付与するようにしている。なお、張架状態維持手段２５，２５は少なくともベルト温度に対して、十分に耐熱性を持っている。

【0041】

また、図６に示すように、張架状態維持手段２５，２５が定着ベルト２１を張架する幅Ｗ２は、最大でも加熱ローラの外径Ｗ１以下となるように設定される。これは定着ベルト２１を少なくても加熱ローラ２２の半周部分に接触させるためである。なお、図４（ａ）で説明した初期状態における両側張架状態維持手段２５，２５の最も外側部分の距離をＷ１以下に設定しておけば、Ｗ２は最大でもＷ１以下となる。

【0042】

本実施形態において用いるトナーは粉砕トナー、重合トナーのどちらでもよく、トナー１００部に対して、疎水シリカ ＲＹ５０（アエロジル製）を２部添加し、２０Ｌヘンシェルミキサーで周速４０ｍ／ｓｅｃ、５分間の混合処理を行なった。その後、目開き７５ミクロンの篩を用いてトナーを得た。

【0043】

次に、定着装置の第２実施形態を、図７により説明する。
図７に示す第２実施形態の定着装置７０Ｂは、定着ベルトの外部から常時定着ベルトにテンションを印加してベルトを常時張った状態に維持するように構成したものである。この図に示す定着装置７０Ｂにおいて、定着ベルト２１、加熱ローラ２２、定着パッド２４、加圧ローラ３１は第１実施形態の定着装置７０と同じものである。張架状態維持手段２５Ｂは、定着ベルト２１の外部（ベルトループの外側）に配置されている。本例では、定着ベルト２１を挟んで加熱ローラ２２に当接するように張架状態維持手段２５Ｂが設けられている。

【0044】

上記張架状態維持手段２５Ｂは、図７（ａ）に示すように、加熱ローラ２２の外周部に沿って移動可能に設けられている。そして、バネ等の図示しない付勢部材により付勢されて実線で示す初期位置に位置している。実線で示す初期位置から点線で示す方向に移動する場合には、付勢部材の付勢力に抗して移動することになる。図７（ｂ）は待機時（室温状態）を示しており、定着ベルト２１の張力が張架状態維持手段２５Ｂに作用することによって、張架状態維持手段２５Ｂは初期位置から移動している。その状態から、定着動作時にハロゲンヒータ２３が点灯して定着ベルト２１が熱膨張すると、図７（ｃ）に示すように、張架状態維持手段２５Ｂは点線で示す待機時の位置から初期位置の方向に移動する。

【0045】

すなわち、付勢部材（弾性部材）により付勢された（可動性を有する）張架状態維持手段２５Ｂは、定着ベルト２１の張力によって初期位置から移動して定着ベルト２１にテンションを付与するとともに、定着ベルト２１が熱膨張した場合にはベルトが伸びた分だけ張架状態維持手段２５Ｂが初期位置に戻るように移動して定着ベルト２１にテンションを付与する。したがって、定着ベルト２１は、熱膨張の度合いにかかわらず、常時張られた状態に維持される。

【0046】

このように、張架状態維持手段２５Ｂは、待機時も定着時も、定着ベルトの熱膨張にかかわらず常時、定着ベルト２１を加熱ローラ２２に隙間が生じることなく密着させることができる。なお、張架状態維持手段２５Ｂは、回転可能なローラ部材として設けるのが好ましい。

【0047】

図８は、本発明との比較のために、張架状態維持手段２５又は２５Ｂを有していない構成（比較例）を示すものである。
この図において、定着ヒータが点灯して加熱ローラ１２２が定着ベルト１２１を加熱すると、定着ベルト１２１が熱膨張することにより、定着ベルト１２１と加熱ローラ１２２間に隙間ができてしまい、密着しない。そのため、定着ベルトが想定どおりに昇温しなかったり、ベルト内において温度ムラが発生する。

【0048】

これに対し、本発明による定着装置は、第１実施形態の定着装置７０及び第２実施形態の定着装置７０Ｂでは、張架状態維持手段２５又は２５Ｂを備えていることにより、待機時も定着時も、定着ベルトの熱膨張にかかわらず常時、定着ベルト２１を加熱ローラ２２に隙間が生じることなく密着させることができる。そのため、定着ベルト内における温度ムラが無くトナーを均一に溶融することができ、安定して良好な定着画像を得ることが可能となる。また、不均一な密着による低温オフセットや発煙などを防止することができる。

【0049】

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。定着装置は適宜な構成が可能であり、ヒータをローラ内に配置するものに限らず、外部から加熱するものでも良い。また、ハロゲンヒータ等のヒータに限らず、加熱手段として誘導加熱方式も採用可能である。定着パッド及び可撓性の張架状態維持手段としては適宜な材質を採用可能である。張架状態維持手段の形状や大きさも、本発明の範囲内で適宜に設定できるものである。また、加圧ローラに代えて加圧ベルトを用いることもできる。

【0050】

画像形成装置の各部構成も任意であり、像担持体としてはドラム上に限らず、ベルト状のものを採用することもできる。また、モノクロ装置に限らず、フルカラー機や多色機にも本発明を適用することができる。また、直接転写方式、中間転写方式に限らず、本発明は適用可能である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

【符号の説明】

【0051】

１ 感光体ドラム（像担持体）
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加熱ローラ
２３ ハロゲンヒータ（加熱源）
２４ 定着パッド（ニップ形成部材）
２５，２５Ｂ 張架状態維持手段
３１ 加圧ローラ（加圧部材）
７０，７０Ｂ 定着装置
１００ 画像形成装置

【先行技術文献】

【特許文献】

【0052】

【特許文献1】特開２０１１−５９２４７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】