JP2018146690A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転駆動される加圧部材を定着ベルトの内周側に設けた押圧部材に圧接させて、定着ベルトと加圧部材との間に形成されたニップ部において未定着のトナー像を記録媒体に定着させるにあたり、押圧部材の変形量が変化しても、トナー像を記録媒体に適切に定着できるようにする。【解決手段】 回転駆動される加圧部材34を定着ベルト32の内周側に設けた押圧部材31に圧接させて、定着ベルト32と加圧部材との間に形成されたニップ部Nにおいてトナー像tを記録媒体Sに定着させる定着装置30において、定着動作時における押圧部材の変形量が通紙方向Xにおいて変化するのに対応させて、押圧部材が加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させた。【選択図】 図２

Description

本発明は、記録媒体に形成された未定着のトナー像を記録媒体に定着させる定着装置及びこのような定着装置を用いた複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。特に、パッド保持部材にパッド部材が保持された押圧部材を無端状の定着ベルトの内周側に配置させて、前記押圧部材におけるパッド部材を無端状の定着ベルトの内周側に接触させ、回転駆動される加圧部材を、前記定着ベルトを介して前記パッド部材に圧接させて、定着ベルトと加圧部材との間にニップ部を形成し、前記ニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通紙させて、未定着のトナー像を熱と圧力とにより記録媒体に定着させる定着装置において、定着動作時における押圧部材の変形量が通紙方向において変化する場合においても、未定着のトナー像が形成された記録媒体に対して適切な圧力を加えることができるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機，プリンター，ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、記録媒体に転写された未定着のトナー像を、定着装置によって記録媒体上に定着させることが行われている。

ここで、このような定着装置として、記録媒体に転写された未定着のトナー像を熱と圧力とにより記録媒体に定着させるにあたり、省エネ化を図るために、パッド保持部材にパッド部材が保持された押圧部材を無端状の定着ベルトの内周側に配置させて、前記押圧部材におけるパッド部材を無端状の定着ベルトの内周側に接触させ、回転駆動される加圧部材を、前記定着ベルトを介して前記パッド部材に圧接させて、定着ベルトと加圧部材との間にニップ部を形成し、前記ニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通紙させて、未定着のトナー像を熱と圧力とにより記録媒体に定着させるようにしたものが用いられている。

そして、近年においては、例えば、特許文献１に示されるように、ニップ形成部材を支えてニップ位置を位置決めする支持部材について、寸法精度を出しやすく、ニップ幅を安定させるために、加圧ローラーに当接してニップを形成するパッドを支持する支持部材を少なくとも２枚の板材で構成し、２枚の板材をパッドとの接触部の近傍において互いに離間すると共に加圧機構による荷重の向きと平行な面を少なくとも部分的に持ち、かつ接触部と離れた部位で２枚の板材を互いに接合させるようにしたものが示されている。

しかし、特許文献１に示されるように、パッドを支持する支持部材を単に前記のような２枚の板材で構成しただけでは、加圧ローラーを当接させてニップを形成する場合、パッドにおける加圧方向のたわみ量が通紙方向において変化し、未定着のトナー像が形成された記録媒体に対して適切な圧力を加えることが困難になり、また支持部材に少なくとも２枚の板材を使用するので、支持部材が１つの場合に比べて熱容量が大きくなって省エネ性が損なわれ、さらに２枚の板材がパッドの近傍で離間しているので、三角形状のデッドスペースが生じてしまい、ヒーター等の配置場所などの自由性が低下すると共に、装置が大型化して結果的に熱容量が大きくなり、省エネ性が損なわれる等の問題があった。

また、特許文献２においては、前記の特許文献１と同様に構成されたものにおいて、パッドを支持する支持部材の長手方向の中央が凸になる形状にして、通紙方向と交差する長手方向におけるパッドのたわみ量が異なる場合にも、支持部材の長手方向におけるパッドと加圧ローラーとの間の圧力を一定化させることが提案されている。

しかし、この特許文献２に示されるものにおいては、支持部材の長手方向におけるパッドと加圧ローラーとの間の圧力を一定化させることができても、支持部材の長手方向と交差する通紙方向におけるパッドと加圧ローラーとの間の圧力を適切に調整することができないという問題があった。

特開２０１６−１８１６１号公報。 特開２０１６−１８１６０号公報。

本発明は、複写機，プリンター，ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置において、記録媒体に転写された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

そして、本発明においては、パッド保持部材にパッド部材が保持された押圧部材を無端状の定着ベルトの内周側に配置させて、前記押圧部材におけるパッド部材を無端状の定着ベルトの内周側に接触させ、回転駆動される加圧部材を、前記定着ベルトを介して前記パッド部材に圧接させて、定着ベルトと加圧部材との間にニップ部を形成すると共に、定着ベルトを加圧部材に伴って回転駆動させ、前記ニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通紙させて、未定着のトナー像を熱と圧力とにより記録媒体に定着させる定着装置において、定着動作時における押圧部材の変形量が通紙方向において変化する場合においても、未定着のトナー像が形成された記録媒体に対して適切な圧力を加えることができ、適切な画像形成が安定して行えるようにすることを課題とするものである。

本発明に係る定着装置においては、前記のような課題を解決するため、パッド保持部材にパッド部材が保持された押圧部材を無端状の定着ベルトの内周側に配置させて、前記押圧部材におけるパッド部材を無端状の定着ベルトの内周側に接触させ、回転駆動される加圧部材を、前記定着ベルトを介して前記パッド部材に圧接させて、定着ベルトと加圧部材との間にニップ部を形成を形成すると共に、定着ベルトを加圧部材に伴って回転駆動させ、前記ニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通紙させて、未定着のトナー像を熱と圧力とにより記録媒体に定着させる定着装置において、定着動作時における前記押圧部材の変形量が通紙方向において変化するのに対応させて、前記押圧部材が前記加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させるようにした。

そして、前記の定着装置のように、定着動作時における前記押圧部材の変形量が通紙方向において変化するのに対応させて、前記押圧部材が前記加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させると、定着ベルトを介してパッド部材に圧接させた加圧部材と定着ベルトの間におけるニップ部における圧力を通紙方向において均一化させることができ、適正なニップ圧と熱とによって未定着のトナー像を記録媒体に適切に定着させることができる。

ここで、前記のように押圧部材を加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させるにあたっては、加圧部材に向けて突出する前記パッド部材の高さと、前記パッド保持部材の高さとの少なくとも一方を変更させるようにすることができる。ここで、前記パッド部材に液晶ポリマーなどの耐熱性のある樹脂を用いるようにし、このパッド部材において、加圧部材に向けて突出する高さを変更させるようにすると、板金などプレス品で構成されたパッド保持部材を、加圧部材に向けて突出する高さを変更させる場合に比べて、押圧部材を加圧部材に向けて突出させる突出量の調整を容易に行うことができると共に、適正なニップ圧力を加えられるようになる。一方、前記パッド保持部材にクロムレス鋼板などの板材をプレス成形させたものを用い、このパッド保持部材において、加圧部材に向けて突出する高さを変更させる場合には、前記のパッド部材に比べて、加圧部材に向けて突出する高さの変更量を小さくできて、ベンディングによる部材の疲労を小さくでき、耐久性が向上すると共に、適正なニップ圧力を加えられるようになる。

また、前記の定着装置においては、前記押圧部材におけるパッド保持部材を、通紙方向に対して交差する長手方向の両端部で保持させるようにすることができる。

また、前記の定着装置において、前記パッド保持部材は、通紙方向に略平行な押圧面と、加圧部材による加圧方向と略平行な加圧保持面とを有する「Ｌ」字状又は「Ｔ」字状に形成することができる。このようにすると、定着装置を装着させるスペース等に対応させて定着装置の形状を変更させて、デッドスペースを少なくして、定着装置を小型化することが可能になり、省エネ性も向上する。

また、前記のようにパッド保持部材が「Ｌ」字状又は「Ｔ」字状に形成されており、押圧部材の変形量が通紙方向において変化するのに対応させて、前記通紙方向に略平行な押圧面におけるパッド部材を加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させるにあたり、前記加圧保持面から離れるに従って前記加圧部材に向けて突出する前記パッド部材の突出量を大きくすると共に、前記押圧部材の長手方向中央部におけるパッド部材の突出量を、押圧部材の長手方向端部におけるパッド部材の突出量より大きくすることが好ましい。このようにすると、定着ベルトを介してパッド部材に圧接させた加圧部材と定着ベルトの間におけるニップ部における圧力を通紙方向及び押圧部材の長手方向において均一化させることができ、長手方向中央部が撓むことによる圧力不均一も解消することができ、適正なニップ圧と熱とで未定着のトナー像を記録媒体に適切に定着できるようになる。

また、前記のようにパッド保持部材が「Ｌ」字状になっており、加圧部材による加圧方向と略平行な加圧保持面が、通紙方向に略平行な押圧面における通紙方向上流側の位置に設けられ、前記ニップ部における通紙方向上流側における入口側の圧力が、通紙方向下流側における出口側の圧力に比べて高圧になるようにすることができる。このようにすると、熱膨張や部品精度に誤差等があった場合においても、未定着のトナー像が形成された記録媒体を定着ベルトと加圧部材との間でグリップする力が安定して、記録媒体がスリップしにくくなり、ジャムやシワが発生するのが抑制される。

また、前記のようにパッド保持部材が「Ｌ」字状になっており、加圧部材による加圧方向と略平行な加圧保持面が、通紙方向に略平行な押圧面における通紙方向下流側の位置に設けられ、前記ニップ部における通紙方向下流側における出口側の圧力が、通紙方向上流側における入口側の圧力に比べて高圧になるようにすることができる。このようにすると、熱膨張や部品精度に誤差等があった場合においても、トナー像が定着された記録媒体を定着ベルトと加圧部材との間から剥離させる力が安定して、記録媒体の分離性が良くなると共に、記録媒体に定着されたトナー像における光沢が向上する。さらに、加圧部材の駆動力によって通紙方向に撓む力が働くが、定着ベルトには反通紙方向に撓む力が働くので力が釣り合いやすくなり、定着ベルトにおける通紙方向の変形が抑制され、ニップ部に適正なニップ圧力を加えられるようになる。

また、前記のようにパッド保持部材が「Ｌ」字状になっており、通紙方向に略平行な押圧面と、加圧部材による加圧方向と略平行な加圧保持面との他に、加圧部材による加圧方向と反対方向に向かう略平行な圧力調整面とを有するようにすることができる。このようにすると、通紙方向における加圧方向の変位量の差が小さくなり、熱膨張や部品精度に誤差等があった場合においても、圧力差を少なくして、圧力を均一化ができるようになる。

また、前記のようにパッド保持部材が「Ｌ」字状になっている場合において、定着ベルトを介してパッド部材に圧接させる前記加圧部材における加圧支点を、ニップ部よりもパッド保持部材側であって、押圧部材の加圧方向における曲げ強さが強い側に位置させるようにすることができる。このようにすると、加圧部材が熱膨張しても、パッド保持部材における曲げ強さが弱い側を押さないようにすることができ、動作初期と定常時とにおいて、加圧部材の熱膨張に差が生じた場合にも、加圧部材を押圧部材に圧接させる圧力を均一化させることができるようになる。

また、前記のようにパッド保持部材が「Ｌ」字状又は「Ｔ」字状に形成されている場合に、前記加圧部材を前記パッド部材に圧接させる前の状態で、前記パッド保持部材とパッド部材との接触する面が平坦面であり、前記パッド部材の長手方向中央部における加圧部材側への突出量が、長手方向端部における突出量よりも大きくなるようにすることができる。このように、加圧部材を前記パッド部材に圧接させる前の状態で、パッド保持部材とパッド部材との接触する面が平坦面になるようにすると、パッド保持部材とパッド部材との位置決めが容易になり、寸法管理も容易に行えるようになる。

また、前記のようにパッド保持部材が「Ｌ」字状又は「Ｔ」字状に形成されている場合に、前記押圧部材におけるパッド保持部材とパッド部材との接触面が、定着動作時における押圧部材の変形量が小さい部分では長手方向に連続して形成される一方、定着動作時における押圧部材の変形量が大きい部分では長手方向に非連続に形成されるようにすることができる。このように、定着動作時における押圧部材の変形量が大きい部分において、パッド保持部材とパッド部材との接触面を長手方向に非連続に形成すると、パッド部材がパッド保持部材の変形にならいやすくなり、パッド部材とパッド保持部材の接触が適切に保たれて、圧抜けがしにくくなり、ニップ部において均一な圧力を与えることができるようになる。

また、前記の定着装置において、前記パッド保持部材を通紙方向及び加圧部材による加圧方向に対して平行でない「く」字状にすることもできる。このようにすると、パッド保持部材を「く」字状にすると、パッド保持部材を「Ｌ」字状や「Ｔ」字状に形成する場合に加えて、さらに定着装置の形状に対応させることができるようになり、「Ｌ」字状や「Ｔ」字状にだけでは対応できない場合においても、デッドスペースを少なくして、定着装置を小型化することが可能になり、省エネ性も向上する。

また、本発明の定着装置においては、前記定着ベルトの内周側に熱源が設けられると共に、前記のパッド保持部材と熱源との両端部が、押圧部材の両側に設けられた側板における取付用の穴部に保持されるようにすることができる。このようにすると、パッド保持部材と熱源とを通紙方向に対して交差する長手方向の両端部で強固に保持させることができると共に、定着装置を小型化できるようになる。

また、本発明の定着装置においては、前記定着ベルトと加圧部材とが形成するニップ部の形状が、押圧部材の長手方向中央部付近の通紙方向の長さに比べて、長手方向端部付近の通紙方向長さが長くなるようにすることができる。このようにすると、定着ベルトと加圧部材との間のニップ部を通過する記録媒体両端の搬送速度が中央部よりも大きくなるので、搬送される記録媒体が両側に引っ張られてシワが発生するのを抑制できるようになる。

また、本発明の画像形成装置においては、記録媒体に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置に、前記のような定着装置を用いるようにした。

本発明の定着装置においては、前記のようにパッド保持部材にパッド部材が保持された押圧部材を無端状の定着ベルトの内周側に配置させ、定着ベルトを介して回転駆動される加圧部材をパッド部材に圧接させ、定着ベルトと加圧部材との間にニップ部において未定着のトナー像を記録媒体に定着させるにあたり、定着動作時における押圧部材の変形量が通紙方向において変化するのに対応させて、前記押圧部材が前記加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させたため、定着ベルトを介してパッド部材に圧接させた加圧部材と定着ベルトとの間におけるニップ部における圧力を通紙方向において均一化させることができ、適正なニップ圧と熱とによって未定着のトナー像を記録媒体に適切に定着させることができるようになる。

この結果、前記のような定着装置を用いた画像形成装置においては、記録媒体に形成されたトナー像を記録媒体に適切に定着させて、良好な画像形成を安定して行えるようになる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を使用する画像形成装置の例を示した概略説明図である。 前記の実施形態に係る定着装置において、（Ａ）は加圧部材を押圧部材におけるパッド部材に定着ベルトを介して圧接させる前の状態を示した長手方向中央部の概略断面図、（Ｂ）は回転駆動される加圧部材を押圧部材におけるパッド部材に定着ベルトを介して圧接させて、トナー像を記録媒体に定着させる状態を示した長手方向中央部の概略断面図である。 前記の実施形態に係る定着装置において、加圧部材を圧接させる前における押圧部材の状態を示し、（Ａ）はパッド保持部材からパッド部材を分離させた状態を示した概略斜視図、（Ｂ）は、パッド保持部材にパッド部材を取り付けた状態を示した概略斜視図である。 前記の実施形態に係る定着装置において、加圧部材を圧接させて押圧部材を変形させた状態を示し、（Ａ）はパッド保持部材からパッド部材を分離させた状態を示した概略斜視図、（Ｂ）は、パッド保持部材にパッド部材を取り付けた状態を示した概略斜視図である。 前記の実施形態に係る定着装置において、定着ベルトと加圧部材とが形成するニップ部の形状が、押圧部材の長手方向中央部付近の通紙方向の長さに比べて、長手方向端部付近の通紙方向長さが長くなっている状態を示した概略説明図である。 前記の実施形態に係る定着装置において、（Ａ）はパッド保持部材と熱源との端部を保持する取付用の穴部が設けられた側板の概略側面図、（Ｂ）はパッド保持部材と熱源との端部を側板に設けられた取付用の穴部に嵌め込んで保持させると共に、定着ベルトの内周側に押圧部材におけるパッド部材を接触させた状態を示した概略説明図である。 前記の実施形態に係る定着装置において、回転駆動される加圧部材を押圧機構によって定着ベルトを介して押圧部材に加圧させる状態を示し、（Ａ）は加圧部材が熱膨張する前の状態を示した概略説明図、（Ｂ）は加圧部材が熱膨張した状態を示した概略説明図である。 前記の実施形態に係る定着装置に使用する押圧部材の第１の変更例において、パッド保持部材からパッド部材を分離させた状態を示した概略斜視図である。 前記の実施形態に係る定着装置に使用する押圧部材の第２の変更例において、加圧部材によって押圧部材を加圧させる前の状態を示した概略斜視図である。 前記の実施形態に係る定着装置に使用する押圧部材の第３の変更例において、加圧部材によって押圧部材を加圧させる前の状態を示した概略斜視図である。 前記の実施形態に係る定着装置に使用する押圧部材の第４の変更例において、（Ａ）は押圧部材に用いるパッド保持部材の概略斜視図、（Ｂ）は前記のパッド保持部材の概略平面図、（Ｃ）は前記のパッド保持部材の長手方向中央部の概略断面図、（Ｄ）は前記のパッド保持部材の長手方向端部の概略断面図、（Ｅ）は前記のパッド保持部材における押圧面に厚みが一定したパッド部材を取り付けた状態を示した概略斜視図である。 前記の実施形態に係る定着装置に使用する押圧部材における第５の変更例を示し、（Ａ）は加圧部材によって押圧部材を加圧させる前の状態を示した概略断面図、（Ｂ）は加圧部材によって押圧部材を加圧させた状態を示した概略断面図である。 前記の実施形態に係る定着装置に使用する押圧部材における第６の変更例を示し、（Ａ）は加圧部材によって押圧部材を加圧させる前の状態を示した概略断面図、（Ｂ）は加圧部材によって押圧部材を加圧させた状態を示した概略断面図である。

次に、この発明の実施形態に係る定着装置及びこの定着装置を使用する画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態の画像形成装置１においては、図１に示すように、その内部に４つのイメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄを装着させている。

ここで、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいては、感光体１１と、この感光体１１の表面を帯電させる帯電装置１２と、帯電された感光体１１の表面に画像情報に応じた露光を行って感光体１１の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置１３と、感光体１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置１４と、感光体１１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２１に転写させた後に残留するトナーを感光体１１の表面から除去する第１クリーニング装置１５とを設けている。

また、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける現像装置１４においては、それぞれ色彩の異なったトナーを収容させ、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを収容させている。

そして、この画像形成装置１においては、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいて、それぞれ感光体１１の表面を帯電装置１２によって帯電させ、このように帯電された各感光体１１の表面に、それぞれ潜像形成装置１３によって画像情報に応じた露光を行い、各感光体１１の表面にそれぞれ画像情報に応じた静電潜像を形成し、このように各感光体１１の表面に形成された静電潜像に、前記の各現像装置１４からそれぞれの色彩のトナーを供給して、各感光体１１の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。

次いで、このように各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける各感光体１１の表面に形成された各色彩のトナー像を、駆動ローラー２０ａと回転ローラー２０ｂとに掛け渡されて回転駆動される中間転写ベルト２１の上に一次転写ローラー２２により順々に転写させて、この中間転写ベルト２１の上に合成されたトナー像を形成し、このように形成されたトナー像を中間転写ベルト２１により二次転写ローラー２３と対向する位置に導く一方、転写後の各感光体１１の表面に残留するトナーを、それぞれ対応する第１クリーニング装置１５によって各感光体１１の表面から除去するようにしている。

一方、この画像形成装置１内に収容された記録媒体Ｓを、給紙ローラー２４により給紙してタイミングローラー２５に導き、このタイミングローラー２５によって記録媒体Ｓを適当なタイミングで前記の中間転写ベルト２１と二次転写ローラー２３との間に導くようにする。

そして、この記録媒体Ｓに、中間転写ベルト２１の上に形成された前記のトナー像を二次転写ローラー２３により転写させる一方、記録媒体Ｓに転写されずに中間転写ベルト２１の上に残ったトナーを、第２クリーニング装置２６によって中間転写ベルト２１から除去するようにしている。

次いで、このようにトナー像が転写された記録媒体Ｓを定着装置３０に導いて、記録媒体Ｓに転写された未定着のトナー像を、定着装置３０において記録媒体Ｓに定着させた後、トナー像が定着された記録媒体Ｓを、定着装置３０から分離させて排紙ローラー２７に導き、この排紙ローラー２７によってトナー像が定着された記録媒体Ｓを排紙させるようにしている。

ここで、この実施形態における定着装置３０においては、図１及び図２（Ａ），（Ｂ）等に示すように、パッド保持部材３１１にパッド部材３１２が保持された押圧部材３１を無端状の定着ベルト３２の内周側に配置させ、前記の押圧部材３１におけるパッド部材３１２を前記の定着ベルト３２の内周側に接触させるようにすると共に、定着ベルト３２の内周側に、定着ベルト３２を加熱させるヒーター等の熱源３３を設けている。

そして、この実施形態の定着装置３０においては、回転駆動される加圧部材３４を、前記の定着ベルト３２を介して押圧部材３１におけるパッド部材３１２に圧接させ、前記の熱源３３によって加熱された定着ベルト３２と加圧部材３４との間にニップ部Ｎを形成すると共に、定着ベルト３２を加圧部材３４の回転に伴って回転駆動させ、前記ニップ部Ｎに未定着のトナー像ｔが形成された記録媒体Ｓを通紙させて、未定着のトナー像ｔを熱と圧力とにより記録媒体Ｓに定着させるようにしている。

ここで、前記の定着ベルト３２としては、ポリイミド（ＰＩ）などの耐熱性のある熱硬化性樹脂や金属で構成され、摺動性を高めるためにコーティングを施したものや、記録媒体Ｓとの接触面を平らにするためのゴム等による弾性層を設けたものを用いることができる。また、前記の加圧部材３４としては、芯金３４ａの外周にゴム等で構成された弾性層３４ｂを設けたものを用いることができる。

そして、この実施形態の定着装置３０においては、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記の押圧部材３１におけるパッド保持部材３１１として、クロムレス鋼板などの板材を、通紙方向Ｘに略平行で加圧部材３４の軸方向に延びた長尺状の押圧面３１１ａと、この押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ下流側の端部から加圧部材３４による加圧方向と略平行になった加圧保持面３１１ｂとを有する「Ｌ」字状にプレス成形させたものを用い、このパッド保持部材３１１の長手方向両端部を、後述するように側板３６によって保持させるようにしている。

また、前記のパッド保持部材３１１における押圧面３１１ａに保持させるパッド部材３１２としては、前記のように液晶ポリマーなどの耐熱性のある樹脂で構成され、押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ下流側に向かうにつれて厚みが減少すると共に、押圧面３１１ａの長手方向中央部から端部に向かうに連れて厚みが減少するように形成されたものを用いるようにした。なお、前記のパッド部材３１２においては、定着ベルト３２との摺動性を高めるため、滑り性の良いシートが巻かれたものや、潤滑剤が塗布されたものを用いることができる。

そして、図２（Ｂ）に示すように、回転駆動される加圧部材３４を、定着ベルト３２を介して押圧部材３１におけるパッド部材３１２に圧接させて、前記の熱源３３によって加熱された定着ベルト３２と加圧部材３４との間にニップ部Ｎを形成する場合、加圧部材３４により押圧部材３１が加圧されて、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、長手方向両端部が保持されたパッド保持部材３１１の長手方向中央部が加圧方向に凹むように湾曲して変形されると共に、パッド保持部材３１１における前記の押圧面３１１ａは、前記の加圧保持面３１１ｂが設けられた通紙方向Ｘ下流側よりも通紙方向Ｘ上流側の部分が加圧方向に大きく凹むようにして変形される。

このため、前記のようにパッド保持部材３１１の押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ上流側に向かうにつれて厚みが減少すると共に、押圧面３１１ａの長手方向中央部から端部に向かうに連れて厚みが減少したパッド部材３１２は、加圧部材３４によって定着ベルト３２を介して押圧部材３１におけるパッド部材３１２を押圧させた場合、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、パッド部材３１２の加圧部材３４と対向する面は、通紙方向Ｘと略平行な平坦な状態になり、定着ベルト３２と加圧部材３４との間に形成されるニップ部Ｎが、通紙方向Ｘと略平行な平坦な状態になって、未定着のトナー像ｔが記録媒体Ｓに一定した圧力と熱とによって適切に定着されるようになる。

また、このようにすると、ニップ部Ｎにおける通紙方向Ｘ下流側における出口側の圧力を通紙方向Ｘ上流側における入口側の圧力に比べて高圧にすることができ、熱膨張や部品精度に誤差等があった場合においても、トナー像ｔが定着された記録媒体Ｓを定着ベルト３２と加圧部材３４との間から剥離させる力が安定して、記録媒体Ｓの分離性が良くなると共に、記録媒体Ｓに定着されたトナー像ｔにおける光沢が向上する。

また、未定着のトナー像ｔが形成された記録媒体Ｓを、前記のように形成された定着ベルト３２と加圧部材３４との間に形成されるニップ部Ｎに通紙させるにあたっては、図５に示すように、ニップ部Ｎの形状が長手方向中央部付近の通紙方向Ｘの長さに比べて、長手方向端部付近の通紙方向Ｘ長さが長くなるようにしている。このようにすると、前記のように定着ベルト３２と加圧部材３４との間のニップ部Ｎを通過する記録媒体Ｓ両端の搬送速度が中央部よりも大きくなり、搬送される記録媒体Ｓが両側に引っ張られて、記録媒体Ｓにシワが発生するのが抑制されるようになる。

また、前記のようにパッド保持部材３１１の長手方向両端部を側板３６によって保持させるにあたっては、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、側板３６に、パッド保持部材３１１の長手方向端部を嵌め込むパッド保持部材用穴部３６ａを設けると共に、前記の熱源３３を保持する熱源保持部材３３ａを嵌め込む熱源保持部材用穴部３６ｂを設け、パッド保持部材用穴部３６ａにパッド保持部材３１１の長手方向端部を保持させると共に、熱源保持部材用穴部３６ｂに熱源保持部材３３ａを介して熱源３３を保持させるようにし、さらにベルト案内保持部材３６ｃを設け、前記の定着ベルト３２を熱源３３やパッド保持部材３１１等に衝突しないように保持して案内するようにしている。

また、前記のように回転駆動される加圧部材３４を押圧部材３１に対して加圧させるにあたっては、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記の加圧部材３４を押圧部材３１に加圧させる押圧機構４０として、加圧支点４１を中心に回動する回動アーム４２の一端部に加圧部材３４の芯金３４ａを保持させる一方、回動アーム４２の他端部に加圧部材３４を押圧部材３１に対して加圧させる方向に付勢するバネ等の加圧部材４３を設け、前記の加圧支点４１を、ニップ部Ｎを介して加圧部材３４と反対側のパッド保持部材３１１側であって、加圧部材３４による加圧方向と略平行になった加圧保持面３１１ｂが設けられて押圧部材３１の加圧方向における曲げ強さが強くなったパッド保持部材３１１よりも通紙方向Ｘ下流側の位置に設けるようにした。このようにすると、図７（Ａ）に示す状態から図７（Ｂ）に示すように、加圧部材３４が熱膨張しても、パッド保持部材３１１における曲げ強さが弱い通紙方向Ｘ上流側における押圧面３１１ａの部分が強く押されるのが抑制され、動作初期と定常時とにおいて、加圧部材３４の熱膨張に差が生じた場合にも、加圧部材３４を押圧部材３１に圧接させる圧力を均一化させることができる。

また、この実施形態の定着装置３０における押圧部材３１においては、前記のようにパッド保持部材３１１に、通紙方向Ｘに略平行で加圧部材３４の軸方向に延びた長尺状の押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ下流側の端部に加圧部材３４による加圧方向と略平行になった加圧保持面３１１ｂを設けた「Ｌ」字状のものを用い、このパッド保持部材３１１の押圧面３１１ａに、通紙方向Ｘ上流側に向かうにつれて厚みが減少すると共に、押圧面３１１ａの長手方向中央部から端部に向かうに連れて厚みが減少したパッド部材３１２を取り付けたものを用いするようにしたが、使用する押圧部材３１はこのようなものに限定されない。

例えば、図８に示す押圧部材３１のように、パッド保持部材３１１として、前記の実施形態と同様に、通紙方向Ｘに略平行で加圧部材３４の軸方向に延びた長尺状の押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ下流側の端部に、加圧部材３４による加圧方向と略平行になった加圧保持面３１１ｂを設けた「Ｌ」字状になったものを用いる一方、パッド部材３１２における通紙方向Ｘ下流側の端部に長手方向に沿って連続する連続接触帯３１２ａをパッド保持部材３１１に向けて突出するように設け、この連続接触帯３１２ａを前記のパッド保持部材３１１において加圧保持面３１１ｂが設けられて加圧時における変形が少ない押圧面３１１ａの通紙方向Ｘ下流側の端部に沿って接触させるようにすると共に、この連続接触帯３１２ａから通紙方向Ｘ上流側に向かうリブ部３１２ｂを長手方向に所要間隔を介して複数設け、各リブ部３１２ｂをパッド保持部材３１１における押圧面３１１ａに接触させるようにしたものを用いることができる。このように、加圧時における変形が大きくなる押圧面３１１ａの通紙方向Ｘ上流側に向かうリブ部３１２ｂを長手方向に所要間隔を介して複数設けると、パッド部材３１２がパッド保持部材３１１の変形にならいやすくなり、パッド部材３１２とパッド保持部材３１１との接触が適切に保たれ、圧抜けがしにくくなり、ニップ部Ｎに対して均一な圧力を与えることができるようになる。

また、図９に示す押圧部材３１のように、パッド保持部材３１１として、通紙方向Ｘに略平行で加圧部材３４の軸方向に延びた長尺状の押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ下流側の端部から加圧部材３４による加圧方向と略平行になった加圧保持面３１１ｂを設けると共に、押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ上流側の端部から加圧部材による加圧方向と反対方向に向かう略平行な圧力調整面３１１ｃとを設けたものを用いるようにすることができる。このようにすると、圧力調整面３１１ｃによってパッド保持部材３１１の押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ上流側の部分における変形もある程度抑制されるようになり、押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ上流側と下流側とにおけるパッド保持部材３１１の変形量の差が少なくなり、熱膨張や部品精度の誤差があった場合においても、圧力が逃げにくくなって、ニップ部Ｎに対する圧力を均一化できるようになる。

また、図１０に示す押圧部材３１のように、パッド保持部材３１１として、通紙方向Ｘに略平行で加圧部材３４の軸方向に延びた長尺状の押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ上流側の端部から加圧部材３４による加圧方向と略平行になった加圧保持面３１１ｂを設けたものを用いると共に、パッド部材３１２としては、押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘ下流側に向かうにつれて厚みが増加すると共に、押圧面３１１ａの長手方向中央部から端部に向かうに連れて厚みが減少するように形成されたものを用いるようにすることができる。このようにすると、前記の記録媒体Ｓがニップ部Ｎに突入される入口側のニップ圧が高圧になるため、熱膨張や部品精度に誤差等があった場合においても、未定着のトナー像ｔが形成された記録媒体Ｓを、定着ベルト３２と加圧部材３４との間のニップ部Ｎでグリップする力が安定して、記録媒体Ｓがスリップしにくくなり、ジャムやシワが発生するのが抑制される。

また、図１１（Ａ）〜（Ｅ）に示す押圧部材３１のように、パッド保持部材３１１として、通紙方向Ｘにおける押圧面３１１ａを、通紙方向Ｘ下流側から上流側に向かうに連れて加圧部材３４に向けて突出させると共に、通紙方向Ｘ下流側から上流側に向かうに連れて加圧部材３４の軸方向に延びた長尺状の押圧面３１１ａの長手方向中央部が端部よりも加圧部材３４に向けて突出させるようにしたものを用いる一方、このパッド保持部材３１１の押圧面３１１ａに取り付けるパッド部材３１２に厚みが一定のものを用いるようにすることもできる。

そして、このような押圧部材３１を用い、前記のように加圧部材３４によってこの押圧部材３１を加圧させた場合、パッド保持部材３１１における押圧面３１１ａが変形し、前記の場合と同様に、パッド部材３１２が加圧部材３４と対向する面は、通紙方向Ｘと略平行な平坦な状態になり、定着ベルト３２と加圧部材３４との間に形成されるニップ部Ｎが、通紙方向Ｘと略平行な平坦な状態になって、未定着のトナー像ｔが記録媒体Ｓに一定した圧力と熱とによって適切に定着されるようになる。なお、このようにパッド保持部材３１１における押圧面３１１ａを変形させる場合、パッド部材３１２を変形させる場合に比べて、加圧部材３４に向けて突出させる高さの変更量を小さくでき、ベンディングによる部材の疲労を小さくできて耐久性が向上すると共に、適正なニップ圧力が加えられるようになる。

また、前記の実施形態においては、押圧部材３１におけるパッド保持部材３１１に「Ｌ」字状になったものを用いるようにしたが、使用するパッド保持部材３１１の形状はこのようなものに限定されない。

例えば、図１２（Ａ），（Ｂ）に示す押圧部材３１のように、パッド保持部材３１１として、通紙方向Ｘに略平行で加圧部材３４の軸方向に延びた長尺状の押圧面３１１ａにおける通紙方向Ｘの中央部に、加圧部材３４による加圧方向と略平行になった加圧保持面３１１ｂを設けた「Ｔ」字状になったものを用いると共に、加圧部材３４によって押圧部材３１を加圧させる前における前記の押圧面３１１ａに取り付けるパッド部材３１２の通紙方向に沿った断面形状が、図１２（Ａ）に示すように、前記の加圧保持面３１１ｂが設けられた通紙方向Ｘの中央部におけるパッド部材３１２の厚みが薄く、この通紙方向Ｘの中央部から上流側及び下流側に向かって次第にパッド部材３１２の厚みが厚くなったものを用いることができる。

そして、このような押圧部材３１を用い、前記のように加圧部材３４によってこの押圧部材３１を加圧させた場合、図１２（Ｂ）に示すように、加圧保持面３１１ｂより通紙方向Ｘ上流側及び下流側に向かうにつれて、上流側及び下流側おける押圧面３１１ａが加圧部材３４から離れる方向に変形して、前記のパッド部材３１２がパッド保持部材３１１における押圧面３１１ａと一緒に変形し、前記の場合と同様に、パッド部材３１２が加圧部材３４と対向する面は、通紙方向Ｘと略平行な平坦な状態になり、定着ベルト３２と加圧部材３４との間に形成されるニップ部Ｎが、通紙方向Ｘと略平行な平坦な状態になって、未定着のトナー像ｔが記録媒体Ｓに一定した圧力と熱とによって適切に定着されるようになる。

また、図１３（Ａ），（Ｂ）に示す押圧部材３１のように、パッド保持部材３１１として、通紙方向Ｘ及び加圧部材３４による加圧方向に対して平行でない「く」字状になった２面を有するものを用い、通紙方向Ｘの中央部が加圧部材３４に向けて突出するように前記のパッド保持部材３１１を逆「く」字状に保持させると共に、加圧部材３４によって押圧部材３１を加圧させる前における前記のパッド保持部材３１１に取り付けるパッド部材３１２の通紙方向に沿った断面形状が、図１３（Ａ）に示すように、加圧部材３４に向けて突出する逆「く」字状になったパッド保持部材３１１の通紙方向Ｘの中央部におけるパッド部材３１２の厚みが薄く、この通紙方向Ｘの中央部から上流側及び下流側に向かうに従って次第にパッド部材３１２の厚みが厚くなったものを用いることもできる。

そして、このような押圧部材３１を用い、前記のように加圧部材３４によってこの押圧部材３１を加圧させた場合、図１３（Ｂ）に示すように、逆「く」字状になったパッド保持部材３１１の通紙方向Ｘの中央部から通紙方向Ｘ上流側及び下流側に向かうにつれて、上流側及び下流側おけるパッド保持部材３１１が加圧部材３４から離れる方向に変形すると共に、前記のパッド部材３１２がパッド保持部材３１１における押圧面３１１ａと一緒に変形し、前記の場合と同様に、パッド部材３１２が加圧部材３４と対向する面は、通紙方向Ｘと略平行な平坦な状態になり、定着ベルト３２と加圧部材３４との間に形成されるニップ部Ｎが、通紙方向Ｘと略平行な平坦な状態になって、未定着のトナー像ｔが記録媒体Ｓに一定した圧力と熱とによって適切に定着されるようになる。

なお、本発明における画像形成装置１は、前記の図１に示したものに限られず、その他のカラー形式のものや、モノクロ形式の画像形成装置であってもよい。

１ 画像形成装置
１０Ａ〜１０Ｄ イメージングカートリッジ
１１ 感光体
１２ 帯電装置
１３ 潜像形成装置
１４ 現像装置
１５ 第１クリーニング装置
２０ａ 駆動ローラー、２０ｂ 回転ローラー
２１ 中間転写ベルト
２２ 一次転写ローラー
２３ 二次転写ローラー
２４ 給紙ローラー
２５ タイミングローラー
２６ 第２クリーニング装置
２７ 排紙ローラー
３０ 定着装置
３１ 押圧部材
３２ 定着ベルト
３３ 熱源、３３ａ 熱源保持部材
３４ 加圧部材、３４ａ 芯金、３４ｂ 弾性層
３６ 側板、３６ａ パッド保持部材用穴部、３６ｂ 熱源保持部材用穴部、３６ｃ ベルト案内保持部材
４０ 押圧機構
４１ 加圧支点
４２ 回動アーム
４３ 加圧部材
３１１ パッド保持部材、３１１ａ 押圧面、３１１ｂ 加圧保持面、３１１ｃ 圧力調整面
３１２ パッド部材、３１２ａ 連続接触帯、３１２ｂ リブ部
Ｎ ニップ部
Ｓ 記録媒体
Ｘ 通紙方向
ｔ トナー像

Claims (15)

1. パッド保持部材にパッド部材が保持された押圧部材を無端状の定着ベルトの内周側に配置させて、前記押圧部材におけるパッド部材を無端状の定着ベルトの内周側に接触させ、回転駆動される加圧部材を、前記定着ベルトを介して前記パッド部材に圧接させて、定着ベルトと加圧部材との間にニップ部を形成すると共に、定着ベルトを加圧部材に伴って回転駆動させ、前記ニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通紙させて、未定着のトナー像を熱と圧力とにより記録媒体に定着させる定着装置において、定着動作時における前記押圧部材の変形量が通紙方向において変化するのに対応させて、前記押圧部材が前記加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させたことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、前記押圧部材を前記加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させるにあたり、加圧部材に向けて突出する前記パッド部材の高さと、前記パッド保持部材の高さとの少なくとも一方を変更させたことを特徴とする定着装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、前記押圧部材におけるパッド保持部材が、通紙方向に対して交差する長手方向の両端部で保持されていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の定着装置において、前記パッド保持部材は、通紙方向に略平行な押圧面と、加圧部材による加圧方向と略平行な加圧保持面とを有する「Ｌ」字状又は「Ｔ」字状になっていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項４に記載の定着装置において、前記パッド保持部材が「Ｌ」字状又は「Ｔ」字状に形成されており、押圧部材の変形量が通紙方向において変化するのに対応させて、前記通紙方向に略平行な押圧面におけるパッド部材を加圧部材に向けて突出する突出量を通紙方向において変化させるにあたり、前記加圧保持面から離れるに従って前記加圧部材に向けて突出する前記パッド部材の突出量を大きくすると共に、前記押圧部材の長手方向中央部におけるパッド部材の突出量を、押圧部材の長手方向端部におけるパッド部材の突出量より大きくしたことを特徴とする定着装置。
6. 請求項４に記載の定着装置において、前記パッド保持部材が「Ｌ」字状になっており、加圧部材による加圧方向と略平行な加圧保持面が、通紙方向に略平行な押圧面における通紙方向上流側の位置に設けられ、前記ニップ部における通紙方向上流における入口側の圧力が通紙方向下流側における出口側の圧力に比べ高圧になっていることを特徴とする定着装置。
7. 請求項４に記載の定着装置において、前記パッド保持部材が「Ｌ」字状になっており、加圧部材による加圧方向と略平行な加圧保持面が、通紙方向に略平行な押圧面における通紙方向下流側の位置に設けられ、前記ニップ部における通紙方向下流側における出口側の圧力が通紙方向上流における入口側の圧力に比べ高圧になっていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項４に記載の定着装置において、前記パッド保持部材が「Ｌ」字状になっており、通紙方向に略平行な押圧面と、加圧部材による加圧方向と略平行な加圧保持面との他に、加圧部材による加圧方向と反対方向に向かう略平行な圧力調整面とを有することを特徴とする定着装置。
9. 請求項４に記載の定着装置において、前記パッド保持部材が「Ｌ」字状になっており、定着ベルトを介してパッド部材に圧接させる前記加圧部材における加圧支点が、ニップ部よりもパッド保持部材側であって、押圧部材の加圧方向における曲げ強さが強い側に位置することを特徴とする定着装置。
10. 請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の定着装置において、前記加圧部材を前記パッド部材に圧接させる前の状態で、前記パッド保持部材とパッド部材との接触する面が平坦面であり、前記パッド部材の長手方向中央部における加圧部材側への突出量が、長手方向端部における突出量よりも大きくなっていることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の定着装置において、前記押圧部材におけるパッド保持部材とパッド部材との接触面が、定着動作時における押圧部材の変形量が小さい部分では長手方向に連続して形成されている一方、定着動作時における押圧部材の変形量が大きい部分では長手方向に非連続に形成されていることを特徴とする定着装置。
12. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の定着装置において、前記パッド保持部材は、通紙方向及び加圧部材による加圧方向に対して平行でない「く」字状になった２面を有することを特徴とする定着装置。
13. 請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の定着装置において、前記定着ベルトの内周側に熱源が設けられると共に、前記のパッド保持部材と熱源との両端部が、押圧部材の両側に設けられた側板における取付用の穴部に保持されていることを特徴とする定着装置。
14. 請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の定着装置において、前記定着ベルトと加圧部材とが形成するニップ部の形状は、押圧部材の長手方向中央部付近の通紙方向の長さに比べて、長手方向端部付近の通紙方向長さが長いことを特徴とする定着装置。
15. 記録媒体に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、請求項１〜請求項１４の何れか１項に記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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