JP4952620B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。

プリンタ、複写機等の画像形成装置としては、現像剤で現像されて形成される未定着の像を用紙等の記録媒体に転写し、その未定着の像が転写された記録媒体を定着装置で定着することにより、文字、図形、模様、写真画等からなる画像を形成するものがある。また、このような画像形成装置で使用される定着装置としては、次のように構成されるものが存在する。

その定着装置とは、加熱手段により加熱されて回転するロール形態等の加熱回転体と、加熱回転体の回転軸方向に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルトと、無端ベルトをその内周面側から加熱回転体の当該表面部分に押し当てて圧接部を形成する押当て体と、押当て体を支持する支持材と、支持材を介して押当て体を加熱回転体にむけて押し付ける押付け機構とを備えたものである。このタイプの定着装置では、押当て体で押し当てられた無端ベルトと加熱回転体との間に形成される圧接部に対し未定着の像が保持された用紙等の記録媒体を導入して通過させることにより、その未定着像が加熱加圧されて記録媒体に定着される。

このタイプの定着装置としては、図１２に示すように、押当て体１１０の支持材１２０が、押当て体１１０等を装着する溝１２３を表面に形成した中空形状からなる押出成型品で構成されており、その溝１２３がフライス加工等の二次加工を施すことにより高い平面度で形成されているものが知られている（特許文献１）。また、このタイプの定着装置としては、図１３に示すように、押当て体１１０の支持材１２０が、押当て体１１０を設置する凹部１３４が形成された合成樹脂製のベルトハウジング１３０と、ベルトハウジング１３０を支持するように装着される断面ほぼＵ字形状の金属製のベルトフレーム１４０とで構成されているものも知られている（特許文献２）。図１２及び図１３において符合１００は無端ベルト、１１２は押当て体における部材、１１３は押当て体における非弾性部材、２００は加熱回転体を示す。

また、他のタイプの定着装置としては、ロール形態等の回転体と、その回転体の回転軸方向に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルトと、無端ベルトをその内周面側から回転体の当該表面部分に押し当てて圧接部を形成するとともに加熱する押当て加熱体と、その押当て加熱体を支持する支持材と、その支持材を介して押当て加熱体を回転体にむけて押し付ける押付け機構とを備えたものもある。この定着装置では、押当て加熱体で押し当てられた無端ベルトと回転体との間に形成される圧接部に対して未定着像が保持された記録媒体を導入して通過させることにより、その未定着像が加熱加圧されて記録媒体に定着される。
特開２００５−３７６７８号公報 特許第３８０４４７３号公報

この発明は、無端ベルトを加熱回転体に押し当てて圧接部を形成する押当て体又は回転体に押し当てて圧接部を形成する押当て加熱体を支持する支持材として、低コストで寸法精度が得やすく時間の経過（経時）による変形がしにくいものを適用し、その圧接部の加熱回転体又は回転体の回転軸方向における圧力分布が安定した定着を行うことができる定着装置を提供することを目的とするものである。また、この発明は、その圧接部の回転軸方向における圧力分布が長期にわたって安定した定着を可能とし、その圧力分布の変動に起因した定着むらが発生することのない安定した画像の形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

この発明（Ａ１）の定着装置は、
加熱手段により加熱されて回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体の回転軸方向に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルトと、
前記無端ベルトをその内周面側から前記加熱回転体の当該表面部分に押し当てて圧接部を形成する押当て体と、
前記押当て体を支持する支持材と、
前記支持材を介して前記押当て体を前記加熱回転体にむけて押し付ける押付け機構とを備え、
前記支持材が、裁断加工した長辺部を有する複数の板状支持材であり、その各板状支持材の当該長辺部を前記押当て体に前記加熱回転体の回転軸方向に沿ってそれぞれ接触させた状態で支持しているものである。

この発明（Ａ２）の定着装置は、
回転体と、
前記回転体の回転軸方向に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルトと、
前記無端ベルトをその内周面側から前記回転体の当該表面部分に押し当てて圧接部を形成するとともに加熱する押当て加熱体と、
前記押当て加熱体を支持する支持材と、
前記支持材を介して前記押当て加熱体を前記回転体にむけて押し付ける押付け機構とを備え、
前記支持材が、裁断加工した長辺部を有する複数の板状支持材であり、その各板状支持材の当該長辺部を前記押当て加熱体に前記回転体の回転軸方向に沿ってそれぞれ接触させた状態で支持しているものである。

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、
前記押当て体が、前記圧接部のうち前記無端ベルトの回転方向上流側の領域に配置される弾性部材の上流側押当て部とその上流側押当て部よりも当該回転方向下流側の領域に配置される非弾性部材の下流側押当て部とで構成されており、
前記複数の板状支持材の少なくとも１つを、前記押当て体の下流側押当て部を支持する状態で設置しているものである。

この発明（Ａ４）の定着装置は、上記発明Ａ１〜Ａ３のいずれかの定着装置において、
前記複数の板状支持材のうちの少なくとも１つが、前記押当て体又は押当て加熱体と接触する長辺部と対向する長辺部を折り曲げた折り曲げ部を有しているものである。

この発明（Ａ５）の定着装置は、上記発明Ａ４の定着装置において、
前記複数の板状支持材が、前記押当て体の前記加熱回転体の回転軸方向の両端部よりも外側に位置する両端部において保持された状態で前記押付け機構の押し付け力を受けるように取り付けられており、
前記折り曲げ部を有する板状支持材では、その折り曲げ部の両端部が、前記押当て体における有効押当て領域部の端部と接触する地点と当該板状支持材の両端部の保持される地点との間に存在するように形成されているものである。

この発明（Ａ６）の定着装置は、上記発明Ａ４の定着装置において、
前記複数の板状支持材が、前記押当て加熱体の前記回転体の回転軸方向の両端部よりも外側に位置する両端部において保持された状態で前記押付け機構の押し付け力を受けるように取り付けられており、
前記折り曲げ部を有する板状支持材では、その折り曲げ部の両端部が、前記押当て加熱体における有効押当て領域部の端部と接触する地点と当該板状支持材の両端部の保持される地点との間に存在するように形成さ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〜Ａ６のいずれかの定着装置において、前記板状支持材が鋼板であるものである。

この発明（Ａ８）の画像形成装置は、
未定着の像を形成して記録媒体に転写する作像装置と、前記作像装置で転写された未定着の像を記録媒体に定着する定着装置とを有し、前記定着装置が請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置であるものである。

上記発明Ａ１の定着装置によれば、その構成を有しない場合に比べて、押当て体を支持する支持材が低コストで寸法精度を得られて経時による変形が抑制されるものとなり、その支持材で直接支持される押当て体の押し当てにより形成される圧接部の回転軸方向における圧力分布を安定させることができる。この結果、圧接部の当該圧力分布が長期にわたって安定した定着を行うことができる。

上記発明Ａ２の定着装置によれば、その構成を有しない場合に比べて、押当て加熱体を支持する支持材が低コストで寸法精度を得られて経時による変形が抑制されるものとなり、その支持材で直接支持される押当て加熱体の押し当てにより形成される圧接部の回転軸方向における圧力分布を安定させることができ、その結果、圧接部の圧力分布が長期にわたって安定した定着を行うことができる。

上記発明Ａ３の定着装置では、その構成を有しない場合に比べて、押当て体の下流側押当て部が板状支持材で確実に支持され、その押当て部で形成される圧接部領域の回転軸方向における圧力分布を確実に安定させることができる。

上記発明Ａ４の定着装置では、その構成を有しない場合に比べて、押当て体又は押当て加熱体の支持材が圧接部における記録媒体の通過方向下流側にずれて湾曲するように撓むことが抑制され、その支持材の撓みに起因して圧接部の形状が歪んで圧接部の圧力分布が変動してしまうおそれがない。

上記発明Ａ５の定着装置では、その構成を有しない場合に比べて、押当て体の支持材が押付け機構の押し付け力を受けて発生する応力集中が分散されて支持材の不要な変形が低減され、その支持材の変形に伴う圧接部の圧力分布が変動することが抑制される。

上記発明Ａ６の定着装置では、その構成を有しない場合に比べて、押当て加熱体の支持材が押付け機構の押し付け力を受けて発生する応力集中が分散されて支持材の不要な変形が低減され、その支持材の変形に伴う圧接部の圧力分布が変動することが抑制される。

上記発明Ａ７の定着装置では、その構成を有しない場合に比べて、板状支持材の荷重に対する加熱環境下での撓み変形が発生しにくく、その支持材の撓み変形に起因して圧接部の圧力分布が変動することが抑制される。

上記発明Ａ８の画像形成装置では、その構成を有しない場合に比べて、圧接部の回転軸方向における圧力分布が長期にわたって安定した定着ができ、ひいては圧力分布の変動に起因した定着むらの発生がない安定した画像の形成を行うことができる。

図１は、この発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１（及び定着装置４）を示すものである。

画像形成装置１は、図示していない筐体の内部に、画像情報に基づく未定着のトナー像を形成するとともにそのトナー像を最終的に用紙等の記録媒体１０に転写する作像装置２と、記録媒体１０を収容するとともに作像装置２に搬送して供給する給紙装置３と、作像装置２で転写されたトナー像を記録媒体１０に定着する定着装置４とを主に装備している。図１中の矢付き一点鎖線は、記録媒体１０の主な搬送経路を示す。

作像装置２は、例えば公知の電子写真方式等を利用してトナー像を形成して転写することができるものである。具体的には、矢印方向に回転する感光ドラム１２を備えており、感光ドラム１２の周囲に、感光ドラム１２の表面（像保持面）を帯電させる帯電装置１３と、感光ドラム１２の帯電された表面に画像情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある静電潜像を形成する露光装置１４と、その感光ドラム１２上の静電潜像を現像剤としてのトナーにより現像してトナー像にする現像装置１５と、そのトナー像を給紙装置３から供給される記録媒体１０に転写する転写装置１６と、転写後の感光ドラム１２の表面に残留するトナー等を除去して清掃する清掃装置１７とが主に配置されている。

例えば、感光ドラム１２としては、円筒状の基体に有機感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。帯電装置１３としては、感光ドラム１２の表面に接触して回転する帯電ロールに所定の帯電電圧を印加して帯電を行う接触帯電方式のものが使用される。露光装置１４としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）式記録ヘッド、半導体レーザ走査装置等で構成されるものが使用される。露光装置１４には、画像形成装置１に装備又は接続（無線通信を含む）される画像読取装置又は記憶媒体読取装置や、コンピュータ等の画像作成元となる外部機器から入力される画像情報を図示しない画像処理装置で所要の処理をした後に得られる画像信号が入力されるようになっている。

現像装置１５としては、所定の色のトナーを含む現像剤（一成分現像剤、二成分現像剤など）が帯電した状態で、現像電圧が印加される現像ロール１５ａを介して感光ドラム１２の表面に供給されるものが使用される。転写装置１６としては、感光ドラム１２の表面に接触して回転する転写ロールに所定の転写電圧を印加して転写を行う接触方式のものが使用される。

給紙装置３は、作像装置２に供給すべき複数枚の所定サイズ等の記録媒体１０を積み重ねた状態で収容する収容カセット３１と、この収容カセット３１に収容される記録媒体１０を１枚ずつ送り出して搬送する送出装置３２とを主に備えている。収容カセット３１は、必要により複数装備される。記録媒体１０としては、特に限定されないたが、主に、用紙、厚紙、透明性シート、はがき等のシート状の記録媒体が使用される。また、給紙装置３は、記録媒体１０を収容カセット３１から作像装置２の転写部（感光ドラム１２と転写装置１６との間）まで搬送するための複数の搬送ロール対３３，３４，…や搬送案内材等で構成される給紙用の用紙搬送路と接続されている。用紙搬送ロール対３４は、搬送される記録媒体１０の先端部を一時的に停止させた後、所定の送り出しタイミングが到来した時点で駆動して送り出すための搬送時期調整ロール対として構成されている。用紙搬送路は、作像装置２と定着装置４の間などにも設置されている。

定着装置４は、筐体４１の内部に、加熱手段によって表面温度が所定の温度に保持されるように加熱されるとともに矢印方向に回転するロール形態の加熱回転体５と、加熱回転体５の回転軸方向にほぼ沿う表面部分に所定の圧力で接触して圧接部（定着処理部）ＮＰを形成しつつ回転するベルト形態の加圧回転体６とを設置したものである。図１中の符合３９は、定着後の記録媒体１０を定着装置４から排出する排出ロール対である。なお、定着装置４の詳細については後述する。

このような画像形成装置１は、画像形成時になると、次のように作動する。

まず、作像装置２において、感光ドラム１２が回転し始め、その回転する感光ドラム１２の表面が帯電装置１３により所定の帯電電位に帯電された後、その帯電された感光ドラム１２の表面に露光装置１４から画像信号に基づく光が照射されて所定の潜像電位からなる静電潜像が形成される。続いて、その静電潜像が感光ドラム１２の回転に伴って移動して現像装置１５を通過する際に、その潜像部分に現像装置１５の現像ロール１５ａから供給されるトナーが静電的に付着することでトナー像として現像される。しかる後、感光ドラム１２上のトナー像が、転写装置１６と対向する転写位置において、給紙装置３から送り出されて搬送される記録媒体１０に静電的に転写される。トナー像の転写が終了した後の感光ドラム１２は、その表面が清掃装置１７によって清掃される。

次いで、作像装置２において未定着のトナー像が形成された記録媒体１０は、定着装置４に搬送され、加熱回転体５と加圧回転体６との圧接部ＮＰに導入される。これにより、定着装置４では、記録媒体１０が圧接部ＮＰに挟まれた状態で搬送されて通過し、その際に未定着のトナー像が加熱加圧されて記録媒体１０に定着される。定着後の記録媒体１０は、定着装置４から排出された後に排出ロール対３９等により搬送されて図示しない排出収容部に送られる。

次に、定着装置４の詳細について説明する。

定着装置４は、図２〜図４に示すように、前記したロール形態の加熱回転体５及びベルト形態の加圧回転体６に加えて、加圧回転体６を加熱回転体５に押し付ける押付け機構７を備えている。図２と図３では、加圧回転体６の構成部品の一部（ベルト内面保持部品など）についての図示を省略している。

ロール形態の加熱回転体５は、加熱ロール５１と、加熱ロール５１を加熱する加熱源５２と、加熱ロール５１をその両端部において回転自在に支持する加熱支持フレーム５３とで主に構成されている。

加熱ロール５１は、定着対象となる記録媒体１０の最大搬送幅よりも大きい寸法の長さを有する金属製の円筒基材の表面に、弾性層と離型層がこの順で形成されたものである。加熱ロール５１は、その両端部がベアリング式の軸受け５４を介して加熱支持フレーム５３に回転自在に支持されているとともに、その一方の端部に取り付けたギア５５に対し画像形成装置１本体側に配置された回転駆動部からの回転動力が伝達されることにより、矢印で示す方向に回転駆動する。加熱源５２は、例えば、加熱ロール５１の円筒内部に設置される２本のハロゲンランプで構成されており（図４）、その両端部が定着装置４の筐体４１に支持されている。加熱ロール５１は、そのロール表面の温度が図示しない温度検出器により検出され、その検出情報に基づいて加熱源５２の加熱動作が制御されることにより所定の温度に保たれる。

加熱支持フレーム５３は、加熱回転体５と加圧回転体６とで形成される圧接部ＮＰを挟んで記録媒体１０の導入側となる部分に支持軸５６が設けられており、その圧接部ＮＰを挟んで記録媒体の排出側となる部分に押付け機構７と組み合わせて使用されるばね支持面部５７が形成されている。加熱支持フレーム５３は、その取付け面部５９などを定着装置４の筐体４１にねじ止め等により固定された状態で取り付けられる。

ベルト形態の加圧回転体６は、図４、図５等に示すように、加熱ロール５１の回転軸方向Ａ（図２）に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルト６１と、無端ベルト６１をその内周面側から加熱ロール５１の当該表面部分に押し当てて圧接部ＮＰを形成する押当て体６２と、無端ベルト６１を回転自在に支持するとともに押当て体６２を支持する支持材８と、無端ベルト６１を回転可能に保持するベルト保持体６３とで構成されている。

無端ベルト６１は、加熱ロール５１の長さとほぼ同じ寸法の幅を有する円筒状のベルトである。無端ベルト６１としては、ポリイミド等の合成樹脂にて薄肉の円筒状に形成されるベルト基材の表面に、フッ素系樹脂等からなる離型層を形成したものが使用される。

押当て体６２は、図４、図５等に示すように、無端ベルト６１の幅とほぼ同じ長さを有する細長い形状からなるヘッド部６４とパッド部６５で構成されている。ヘッド部６４は、合成樹脂、金属等で構成される非弾性部材で形成されるものである。この実施形態におけるヘッド部６４は、圧接部ＮＰの記録媒体排出側に位置して実際に無端ベルト６１を加熱ロール５１の表面に押し付ける接触部６４ａと、圧接部ＮＰの記録媒体導入側に位置してパッド部材６５を保持する保持面部６４ｂと、支持材８が接触して支持する平面状の接触面部６４ｃを有する形状で形成されている。パッド部６５は、ゴム材料等で構成される弾性部材で形成されるものである。この実施形態におけるパッド部６５は、細長い板状形体に形成したシリコンゴムを、その押当て面６５ａを上にした状態で基板６５ｂに固定している。

支持材８は、２つの支持板８１，８２で構成されている。この支持材８の詳細については後述する。

ベルト保持体６３は、図５等に示すように、ベルト内面保持部品６６と、ベルト端部保持部品６７とで構成されている。

ベルト内面保持部品６６は、無端ベルト６１の両端部を除く内側の内周面を主に回転可能に保持するガイド用の側面部及び底面部を形成した断面ほぼＵ字状の形態からなる合成樹脂製の保持材である。この内面保持部品６６は、その両端部に差込突部６６ａを形成しているとともに、そのガイド側面部に複数のガイドリブ（突条）６１ｂを形成している。また、ガイド側面部の一部には、後述するフェルトを取り付ける取付け面部６６ｃが形成されている。

ベルト端部保持部品６７は、無端ベルト６１の両端部の内周面をそれぞれ回転可能に保持する円盤状ガイド部６７ａが形成された合成樹脂製の保持材である。この端部保持部品６７は、そのガイド部６７ａの内側面にベルト内面保持部品６６の差込突部６６ａが嵌め入れられる取付け孔６７ｂを形成しているとともに、そのガイド部６７ａの内側面の他部に支持板８１，８２の端部８１ｃ，８２ｃが差し込まれて支持される支持孔６７ｃを形成している。ガイド部６７ａの周面には、押当て体６２のヘッド部材６４の端部を取り付けて位置決めする装着部６７ｄが形成されている。また、端部保持部品６７は、そのガイド部６７ａの外面側に、押当て機構７の構成部品（加圧揺動支持フレーム）に取り付ける際に使用される取付け部６７ｅが形成されている。

ベルト保持体６３は、ベルト内面保持部品６６の差込突部６６ａをベルト端部保持部品６７の取付け孔６７ｂに嵌め入れて一体化することで組み立てられる。また、押当て体６２は、パッド部材６５を保持面部６４に設置したヘッド部材６４の両端部をベルト端部保持部品６７の装着部６７ｄに取り付けることで、ベルト内面保持部品６６の上に位置する状態で設置される。図６等において、符合６８は無端ベルト３５の内周面に塗布する離型剤オイルを含浸したフェルト、符合６９は押当て体６２と無端ベルト６１の間の摩擦抵抗を低減する摩擦軽減シートである。摩擦軽減シート６９は、その一端部６９ａを押当て体６２とベルト保持体６３の間に挟んだ状態で取りつけた後、その自由端側６９ｂを押当て体６２と無端ベルト６１の間に介在させる状態に装着される。

押付け機構７は、加圧回転体６の両端部を支持して揺動する１対の加圧揺動支持フレーム７１と、各加圧揺動支持フレーム７１を加熱回転体５に近づく方向に揺動させるように押し付ける圧縮コイルばね７３とで構成されている。

加圧揺動支持フレーム７１は、図４等に示すように、全体がほぼＶ字状の形状で形成されたものであり、その支点側となる一端部７１ａが加熱支持フレーム５３に対し前記支持軸５６を介して回転自在に取り付けられ、その支持軸５６を支点として矢印Ｃ，Ｄの方向に揺動するようになっている。また、この揺動支持フレーム７１は、そのほぼ中央の曲げ部分に形成する装着部に、ベルト保持体６３のベルト端部保持部品６７における取付け部６７ｅを嵌め込むことにより加圧回転体６を支持する。そして、加圧揺動支持フレーム７１は、加圧回転体６を支持したうえで、加熱回転体５（加熱ロール５１）に近づく方向（矢印Ｃ方向）に揺動する状態に保たれることにより、加圧回転体６を加熱回転体５の表面に接触させるようになっている。また、揺動支持フレーム７１は、その変位側となる他端部７１ｂに圧縮コイルばね７３の力がおよんで押し付けるばね押付け面部７２が形成されている。ばね押付け面部７２は、加熱支持フレーム５３のばね支持面部５７と隙間をあけて対向し得る状態で形成されている。

圧縮コイルばね７３は、そのコイルばねの自由長よりも長い支柱本体の上部及び下部にばね止め突出部７７ａとネジ部７７ｂが形成されたばね取付け支柱７７により、加圧揺動支持フレーム７１の移動端部側に取り付けられている。すなわち、圧縮コイルばね７３の巻き空間内に差し入れてそのコイルばねの一端部から突出する支柱７７の下部を、揺動支持フレーム７１のばね押付け面部７２に開設された貫通孔から加熱支持フレーム５３側に突出させ、しかる後、その突出した支柱のネジ部７７ｂを加熱支持フレーム５３のばね支持面部５７に開設するネジ孔に嵌め入れてからナット７７ｄで締めて支柱７７を固定することにより取り付けられる。圧縮コイルばね７３は、支柱７７のばね止め突出部７７ａとばね押付け面部７２の間に挟まれて所定の量だけ圧縮された状態で保持される。これにより、ばね押付け面部７２をばね支持面部５７に近づける方向に押すばね力（Ｆ：図４）を発揮する。

この押付け機構７によれば、圧縮コイルばね７３のばね力（Ｆ）によりばね押付け面部７２が押されて加圧揺動支持フレーム７１が加熱ロール５１に近づく方向（矢印Ｃ方向）に揺動する状態に保たれる。これにより、その揺動支持フレーム７１に支持された加圧回転体６が加熱ロール５１の表面に対して所定の圧力で接触した状態に保たれる。

詳しくは、圧縮コイルばね７３のばね力で矢印Ｃ方向に揺動する加圧揺動支持フレーム７１において（てこの原理で）最終的に発生する力（押し付け力）Ｇが、加圧回転体６のベルト端部保持部品６７及び支持板８１，８２を経由して押当て体６２に伝えらる。これにより、押当て体６２が無端ベルト６１を介して加熱ロール５１の表面に所定の圧力で押し付けられる。

ここで、支持材８の詳細について説明する。

支持材８としての２つの支持板８１，８２は、図５、図６等に示すように、所定の厚さＥを有する鋼板で形成されたものである。厚さＥについては、支持材として要求される物理的強度、設置スペース、コスト等の観点から選定されるものであって特に限定されないが、例えば１．０〜２．０ｍｍである。支持板８１，８２は、基本的に、押付け体６２の長さ（加熱ロール５１の回転軸方向の長さ）よりも少し大きい長さを有する長方形の板状に形成されている。鋼板としては、例えば亜鉛メッキ鋼板が使用される。

この支持板８１，８２は、上長辺部８１ａと下長辺部８１ｂを有しており、その２つの長辺部のうち少なくとも上長辺部８１ａについては裁断（せん断）加工（例えばプレス機械によるせん断加工）を施して寸法精度の高い部分として形成している。また、この支持板８１，８２は、その両端部８１ｃ，８２ｃの上長辺部の一部領域を裁断加工により除去して前記ベルト端部保持体６７の板支持孔６７ｃに差し込むための端部として形成している。このような支持板８１，８２で構成される平板状の支持材８は、簡素な板状の形状であるので、高価な二次加工を施すこともなく低コストで良好な寸法精度を容易に得ることができる。

支持板８２は、平板としている。一方、支持板８１は、図６〜８等に示すように、平板の下長辺部８１ｂの一部領域を折り曲げ加工した折り曲げ部８５を有する形態にしている。折り曲げは、その折り曲げる下長辺部８１ｂの２箇所に切り欠き部８６を形成し、その２つの切り欠き部８６に挟まれた下長辺部の領域をほぼ直角に折り曲げることで行っている。このときの折り曲げ加工は、例えばプレス成形機等の装置を用いて行う。

この支持板８１，８２は、図２〜４及び図７に示すように、間隔をあけてほぼ平行に並べたうえで、その上長辺部８１ａ、８２ａを押当て体６２（のヘッド部材６４の接触面部６４ｃ）に加熱回転ロール５１の回転軸方向Ａに沿って接触させた状態で設置されている。また、支持板８１，８２自体は、前記したように、その両端部８１ｃ，８２ｃをベルト端部保持部品６７の支持孔６７ｃに嵌め入れることでベルト保持体６３に保持される。

これにより、支持板８１，８２は、押当て体６２（のヘッド部６４）をその押当て面部とは反対側の接触面部６４ｃに直接接触した状態で支持する。そして、この支持板８１，８２は、押付け機構７で発生する前記押し付け力Ｇを受けて押付け体６２を加熱ロール５１にむけて押し付ける。この際、支持板８１，８２は、その裁断加工されて寸法精度の高い上長辺部８１ａ、８２ａが接触面部６４ｃとほとんど隙間なく密着した状態となり、累積公差が減少されて押付け体６２を精度よく支持する。

そして、定着装置４においては、押付け体６２が無端ベルト６１を加熱ロール５１に押し付けることで、その加熱ロール５１と無端ベルト６１（押当て体６２）との間に、無端ベルト６１が加熱ロール５１の表面と所定の幅（回転方向の長さ）で接触した定着用の圧接部ＮＰが形成される（図４）。このとき圧接部ＮＰは、押当て体６２のヘッド部６４及びパッド部６５の双方が加熱ロール５１の表面に無端ベルト５１を介して接触した状態になって形成される。また、無端ベルト６１は、加熱ロール５１が回転すると、その回転に追従して矢印で示す方向に回転する。

この圧接部ＮＰにおける加熱ロール５１にかかる圧力分布は、図９に示すように、圧接部ＮＰの記録媒体導入側に配置されているパッド部６５がおよぼす圧力に比べて、その排出側に配置されているヘッド部６４（の接触部６４ａ）がおよぼす圧力のほうが大きくなる。また、このときの圧接部ＮＰの加熱ロール５１の回転軸方向Ａにおける加圧分布は、図８の下部に示すように、その両端部Ｒ１，Ｒ２の一部を除いた主要領域においてほぼ一定したものとなる。両端部Ｒ１，Ｒ２の圧力がそれ以外の領域（中央部側の主要領域）の圧力に比べて少し高いのは、圧接部ＮＰを通過する際に記録媒体１０に不要な皺が発生するのを抑制するためである。

この圧接部ＮＰにおける定着は、次のようにして行われる。すなわち、定着対象である記録媒体１０が圧接部ＮＰに導入されると、はじめに圧接部ＮＰの記録媒体導入側に配置されているパッド部６５が（無端ベルト６１を介して）その記録媒体１０を加熱されて回転する加熱ロール５１に押し付け、続いて、圧接部ＮＰの記録媒体排出側に配置されているヘッド部６４（の接触部６４ａ）が（無端ベルト６１を介して）その記録媒体１０を上記加熱ロール５１に押し付ける。

この定着時には、圧接部ＮＰが高加圧の状態にあるうえに加熱ロール５１の加熱により高温状態（例えば８０〜２００℃）になるが、その高圧で高温の状況下であるにもかかわらず支持板８１，８２は塑性変形することなく形状を維持して押付け体６２を支持し続けることができ、これにより圧接部ＮＰの回転軸方向における圧力分布が変動するおそれもない。また、支持板８１，８２は、押付け体６２に直接接触して支持し、押付け体６２との間に合成樹脂製の支持材を介在させて支持することがないため、例えば、その介在させる支持材が高圧や高温により経時変形することで押付け体６２の支持が不安定になるおそれがなく、これによっても上記圧力分布が変動するおそれがない。

また、２つの支持板のうちの一方の支持板８１は、図７等に示すように、押当て体６２のヘッド部６４における接触部６４ａと対向する部位に接触してヘッド部６４を支持する状態に設置される。このときの支持板８１は、加熱ロール５１の回転中心点Ｋから押当て体６２のヘッド部６４（の接触部６４ａ）が加熱ロール５１と接触する領域に伸ばした直線Ｍの延長線上において、その上長辺部８１ａがヘッド部６４の接触面部６４ｃに接触し、その回転中心点Ｋにむけて押当て体６２のヘッド部６４を加熱ロール５１に押し付けて支持するように設置される。

この支持板８１のヘッド部６４下への設置により、その支持材８１が受ける押付け機構７の押し付け力Ｇを押当て体６２のヘッド部６４に対して直接的に効率よく伝達させることができ、これによって圧接部ＮＰの回転軸方向における圧力分布がより安定したものになる。

また、２つの支持板のうちの一方の支持板８１として、折り曲げ部８５を形成したものを使用している。これにより、支持板８１はねじれ剛性のより強い支持材になる。このため、一般に圧接部ＮＰでは、図１０ｂに示すように、記録媒体１０が導入されて通過する際に、その通過の方向Ｂに沿う力が発生し、これにより静止状態にある押当て体６２がその通過の方向Ｂの下流側に湾曲するような状態に撓むことがある。これに対し、この折り曲げ部８５を有する支持板８１を用いて支持した場合には、その支持板８１で支持される押当て体６２において上記撓み変形が発生することが抑制される（図１０ａ）。これによっても、圧接部ＮＰの回転軸方向における圧力分布の変動が抑えられる。

さらに、折り曲げ部８５を有する支持板８１においては、図８に示すように、その折り曲げ部８５の回転軸方向Ａにおける両端部８５ａが、押当て体６２（のヘッド部６４）における有効押当て領域部Ｈの端部と接触する地点（Ｐ１）と支持板８１の両端部８１ｃの保持される地点（Ｐ２）との間（Ｗ）に存在するように形成している。有効押当て領域部Ｈとは、最大送り幅の記録媒体１０に対する定着を行うことができる圧接部領域を形成するために押し付け力Ｇをおよぼすべき保障領域である。この領域部Ｈは、例えば、押当て体６２のヘッド部６４の回転軸方向Ａにおける両端部に加熱ロール５１の表面から少しずつ遠ざかる側に傾斜する傾斜面を形成して加熱ロール５１に対する押し付け圧を相対的に弱めた領域Ｓの内側に存在する領域として構成される。支持板の両端部８１ｃが保持される地点（Ｐ２）は、そのベルト両端部８１ｃが嵌め入れられる端部保持部品６７の支持孔６７ｃの入り口部分にほぼ相当する。

支持板８１は、図８に示すように、その両端部８１ｃにおいて押付け機構７からの押し付け力Ｇをベルト端部保持部品６７の支持孔６７ｃを介して受け、押当て体６２（のヘッド部６４）を加熱ロール５１に押し付けるが、この際、固定された状態にある加熱ロール５１からの反力（荷重）Ｊを押当て体６２を介して受ける。この際、支持板８１の折り曲げ部８５の両端部８５ａが上記２地点の間（Ｗ）に存在するので、その折り曲げ部８５を形成する際に使用される切り欠き８６がその２地点間（Ｗ）内に存在することとなり、これにより押し付け力Ｇを受けて支持板両端部８１ａの保持地点Ｐ２に発生する応力集中が分散され、その応力集中により支持板の両端部８１ｃが保持地点Ｐ２を境に折れ曲がるように変形することが抑制される。

この結果、支持板８１の両端部８１ｃにおける変形による圧接部ＮＰの圧力分布が変動することが抑制される。ちなみに、折り曲げ部８５の両端部８５ａが上記の接触地点Ｐ１よりも内側の領域（有効押付け領域：Ｈに相当する領域）に存在すると、その切り欠き８６も同じ領域に存在するようになり、切り欠き８６における押し付け力が他の部位の押し付け力と相違して圧接部ＮＰの圧力分布が変動するおそれがある。

なお、この実施形態においては、支持材８として、折れ曲がり部８５を有する支持板８１を使用せず、折り曲げ部８５を有していない支持板８２を２つ適用してもかまわない。また、支持材８として、平板の支持板８２を使用せず、折れ曲がり部８５を有する支持板８１を２つ適用してもよい。

［第２の実施形態］
図１１は、第２の実施形態に係る定着装置を示すものである。

この定着装置４０は、ロール形態の回転体６０と、回転体６０の回転軸方向に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルト９１と、無端ベルト９１をその内周面側から回転体６０の当該表面部分に押し当てて圧接部ＮＰを形成するとともに加熱する押当て加熱体９５と、押当て加熱体９５を支持する支持材８と、支持材８を介して押当て加熱体９５を回転体６０にむけて押し付ける図示しない押付け機構とを備えたものである。

回転体６０は、金属等で形成された円筒状又は円柱状のロールである。この回転ロール６０は、図示しない固定支持フレームに軸受けを介して回転自在に取り付けられているとともに、第１の実施形態における加熱ロール５１と同様に画像形成装置１本体側の回転駆動部からの回転動力を受けて矢印で示す方向に回転駆動するようになっている。

押当て加熱体９５は、回転ロール６０の回転軸方向の長さとほぼ同じ長さを有する加熱源が配置された加熱本体９６と、加熱本体９６を保持する加熱保持体９７とで構成されている。加熱保持体９７は、加熱本体９６を保持する側とは反対側に支持材８が接触して支持する接触面部９７ｃが形成されている。無端ベルト９１は、例えば、第１の実施形態における無端ベルト６１と同様のもので構成されている。

支持材８は、２つの支持板８１，８２で構成されている。この２つの支持板８１，８２は、そのいずれも第１の実施形態における平板からなる鋼板製の支持板８２を適用している。また、この支持板８１，８２は、所定の間隔をあけて平行した状態に並べ、その裁断加工した下長辺部８１ｂ，８２ｂを加熱保持体９７の接触面部９７ｃに回転体６０の回転軸方向に沿って接触させた状態で押当て加熱体９５を支持している。また、支持板８１，８２は、その両端部において第１の実施形態におけるベルト支持材６３のベルト端部保持部品６７とほぼ同様の保持部品で保持されている。

押付け機構としては、例えば、第１の実施形態における押付け機構７と同様のものを適用することができる。この場合、押付け機構による押し付け力（Ｇ）は、ベルト端部保持部品６７を介して支持板８１，８２に伝えられ、これにより支持板８１，８２が押当て加熱体９５を回転ロール６０にむけて押し付けるようになっている。この際、支持板８１，８２は、その裁断加工されて寸法精度の高い下長辺部８１ｂ、８２ｂが接触面部９７ｃとほとんど隙間なく密着した状態となり、累積公差が減少されて押付け加熱体９５を精度よく支持する。

そして、定着装置４０においては、押当て加熱体９５が無端ベルト９１を回転ロール６０に押し付けることで、その回転ロール５１と無端ベルト９１（押当て加熱体９５）との間に、無端ベルト９１が回転ロール６０の表面と所定の幅（回転方向の長さ）で接触した定着用の圧接部ＮＰが形成される。このとき圧接部ＮＰは、押当て加熱体９５の加熱本体９６が回転ロール６０の表面に無端ベルト９１を介して接触した状態になって形成される。また、無端ベルト９１は、回転ロール６０が回転すると、その回転に追従して矢印で示す方向に回転する。

この圧接部ＮＰにおける定着は、次のようにして行われる。すなわち、定着対象である記録媒体１０が圧接部ＮＰに導入されると、押当て加熱体９５の加熱本体９６が（無端ベルト９１を介して）その記録媒体１０を加熱しながら回転する回転ロール６０に押し付ける。

この定着時には、圧接部ＮＰが高加圧の状態にあるうえに回転ロール６０の加熱により高温状態になるが、その高圧で高温の状況下であるにもかかわらず支持板８１，８２は塑性変形することなく形状を維持して押付け加熱体９５を支持し続けることができ、これにより圧接部ＮＰの回転軸方向における圧力分布が変動するおそれもない。また、支持板８１，８２は、押付け加熱体９５に直接接触して支持し、押付け加熱体９５との間に合成樹脂製の支持材を介在させて支持することがないため、例えば、その介在させる支持材が高圧や高温により経時変形することで押付け加熱体９５の支持が不安定になるおそれがなく、これによっても上記圧力分布が変動するおそれがない。

なお、この実施形態においては、支持材８の２つの支持板の一方又は双方として、第１の実施形態における折り曲げ部８５を有する支持板８１を同様に適用することができる。折り曲げ部８５を有する支持板を適用する場合、第１の実施形態における支持板８１の場合（図８）と同様に、その折り曲げ部８５の回転軸方向Ａにおける両端部８５ａが、押当て加熱体９５（の加熱保持体９７）における有効押当て領域部Ｈの端部と接触する地点（Ｐ１）と支持板８１の両端部８１ｃの保持される地点（Ｐ２）との間（Ｗ）に存在するように形成するようにするとよい。

［他の実施形態］
第１及び第２の実施形態においては、支持材８として、３つ以上の支持板を適用してもかまわない。また、支持材８は、耐熱性を有して塑性変形しにくいものであれば、鋼板以外のもので構成してもかまわない。

この他、画像形成装置１における作像装置２としては、複数色のトナー像を形成して記録媒体１０にそれぞれ転写することができる多色像形成型の作像装置を適用してもよい。作像装置２における転写方式には、中間転写体を用いる公知の中間転写方式などを採用することも可能である。

第１（第２）の実施形態に係る画像形成装置及び定着装置の要部を示す概略説明図である。 第１の実施形態に係る定着装置の要部を示す斜視図である。 図２の定着装置の上方側から見たときの状態を示す説明図である。 図２の定着装置の片側端部から見たときの状態を示す説明図である。 図２の定着装置における加圧回転体の分解斜視図である。 ２つの支持板を示す斜視図である。 加圧回転体の支持構造と加熱ロールとの関係を示す説明図である。 支持板による押当て体の支持状態と支持板の折り曲げ部の構成を示す説明図である。 図２の定着装置における圧接部の圧力分布を示す説明図である。 圧接部の正常の状態（ａ）と定着時の記録媒体通過により発生する撓み変形の状態（ｂ）を示す説明図である。 第２の実施形態に係る定着装置の要部を示す説明図である。 従来の定着装置における押当て体の支持構成の一例を示す説明図である。 従来の定着装置における押当て体の支持構成の他例を示す説明図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…作像装置、４，４０…定着装置、５…加熱回転体、６…加圧回転体、７…押付け機構、８…支持材、１０…記録媒体、６０…回転ロール（回転体）、６１，９１…無端ベルト、６２…押当て体、６４…ヘッド部（下流側押当て部）、６５…パッド部（上流側押当て部）、８１，８２…支持板、８１ａ，８２ａ…上長辺部、８１ｂ，８２ｂ…下長辺部、８５…折り曲げ部、８５ａ…両端部、９５…押当て加熱体、Ａ…回転軸方向、ＮＰ…圧接部、Ｇ…押し付け力、Ｐ１…有効押当て領域部の端部と接触する地点、Ｐ２…板状支持材の両端部の保持される地点、Ｗ…地点Ｐ１と地点Ｐ２の間。

Claims (8)

1. 加熱手段により加熱されて回転する加熱回転体と、
   前記加熱回転体の回転軸方向に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルトと、
   前記無端ベルトをその内周面側から前記加熱回転体の当該表面部分に押し当てて圧接部を形成する押当て体と、
   前記押当て体を前記加熱回転体の回転軸方向に沿って接触した状態で支持する裁断加工された長辺部を有する独立した複数の板状支持材と、
   前記無端ベルトの両端部の内周面をそれぞれ回転可能に保持するとともに、前記各板状支持材の両端部をそれぞれ差し込んで支持する支持孔が形成されているベルト端部保持材と、
   前記ベルト端部保持材に作用し、当該ベルト端部保持材に支持された前記複数の板状支持材を介して前記押当て体を前記加熱回転体にむけて押し付ける押付け機構と
   を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 回転体と、
   前記回転体の回転軸方向に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルトと、
   前記無端ベルトをその内周面側から前記回転体の当該表面部分に押し当てて圧接部を形成するとともに加熱する押当て加熱体と、
   前記押当て加熱体を前記回転体の回転軸方向に沿って接触した状態で支持する裁断加工された長辺部を有する独立した複数の板状支持材と、
   前記無端ベルトの両端部の内周面をそれぞれ回転可能に保持するとともに、前記各板状支持材の両端部をそれぞれ差し込んで支持する支持孔が形成されているベルト端部保持材と、
   前記ベルト端部保持材に作用し、当該ベルト端部保持材に支持された前記複数の板状支持材を介して前記押当て加熱体を前記回転体にむけて押し付ける押付け機構と
   を備えていることを特徴とする定着装置。
3. 前記押当て体が、前記圧接部のうち前記無端ベルトの回転方向上流側の領域に配置される弾性部材の上流側押当て部とその上流側押当て部よりも当該回転方向下流側の領域に配置される非弾性部材の下流側押当て部とで構成されており、
   前記複数の板状支持材の少なくとも１つを、前記押当て体の下流側押当て部を支持する状態で設置していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記複数の板状支持材のうちの少なくとも１つが、前記押当て体又は押当て加熱体と接触する長辺部と対向する長辺部を折り曲げた折り曲げ部を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記複数の板状支持材が、前記押当て体の前記加熱回転体の回転軸方向の両端部よりも外側に位置する両端部において保持された状態で前記押付け機構の押し付け力を受けるように取り付けられており、
   前記折り曲げ部を有する板状支持材では、その折り曲げ部の両端部が、前記押当て体における有効押当て領域部の端部と接触する地点と当該板状支持材の両端部の保持される地点との間に存在するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記複数の板状支持材が、前記押当て加熱体の前記回転体の回転軸方向の両端部よりも外側に位置する両端部において保持された状態で前記押付け機構の押し付け力を受けるように取り付けられており、
   前記折り曲げ部を有する板状支持材では、その折り曲げ部の両端部が、前記押当て加熱体における有効押当て領域部の端部と接触する地点と当該板状支持材の両端部の保持される地点との間に存在するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
7. 前記板状支持材が鋼板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
8. 未定着の像を形成して記録媒体に転写する作像装置と、前記作像装置で転写された未定着の像を記録媒体に定着する定着装置とを有し、
   前記定着装置が請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。

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