JP6083393B2

JP6083393B2 - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6083393B2
Application number: JP2014014466A
Authority: JP
Inventors: 浩崇狩野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: JP2015141330A; US20150212463A1; US9201358B2

Description

本願発明は、定着回転部材と加圧回転部材との間の定着ニップ部に未定着トナー像付きの記録材を通過させて定着させる定着装置と、これを備えた画像形成装置とに関する。画像形成装置には、複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機といった各種のものが含まれる。

従来、電子写真方式を採用した画像形成装置では、記録材上の未定着トナー像を加熱する定着回転部材とこれに圧接する加圧回転部材との間の定着ニップ部に、未定着トナー像を転写した記録材を搬送し加熱及び加圧することによって、トナー像を記録材に定着させることが広く行われている。

この種の定着装置として、特許文献１に示すように、定着回転部材の外周部を無端状のベルト体で構成するものがある。また、特許文献１には、定着ニップ部の上流側にガイドを設け、ベルト体の軸方向における周回位置の安定化を図った構成が開示されている。

特開２０１３−１１４０５８号公報

しかし、特許文献１で開示されているような従来の定着装置では、図１１に示すように、常温下において押圧部材とベルト体との間には隙間があり、ウォームアップを開始した際に、ベルト体が押圧部材に対して浮き、ベルト体の径方向における周回位置が不安定になってしまう。周回位置が不安定になったベルト体は、隙間（例えば０．２〜０．７ｍｍ）をもって配置されている分離部材に接触してしまう。そして、ベルト体が分離部材に接触すると、ベルト体に接触跡が残り、その接触跡により画像定着時に光沢ムラが発生するという問題があった。

また、従来の定着装置の構成では、上記のようなベルト体と分離部材との接触を回避するために、ベルト体と分離部材との相対位置の調整幅を非常に狭くして、その調整幅の中で調整するなどしていたが、調整作業が非常に細かい作業になり、熟練した技術者が必要になるとともに、調整に長い時間がかかるという問題があった。

一方、ベルト体と分離部材との接触を回避するだけであれば、ベルト体と分離部材との隙間を大きくするという方法も考えられる。しかし、ベルト体と分離部材との隙間を大きくしすぎると、トナー量の多い画像（ベタ画像）の載った薄紙などでは、分離されずにベルト体に巻き付いてしまうなど、分離部材がその機能を果たさなくなってしまうという問題があった。

本願発明は上記のような問題に鑑み成されたものであり、ベルト体の周回位置を安定させ、ベルト体と分離部材との接触を防止して定着品質を確実に確保できる定着装置、並びに、これを備えた画像形成装置を提供することを技術的課題としている。

請求項１の発明は、記録材上の未定着トナー像を加熱する定着回転部材と、これに圧接する加圧回転部材とを備え、前記定着回転部材と前記加圧回転部材との間の定着ニップ部に、前記記録材を通過させてトナー像を定着させる定着装置であって、前記定着回転部材又は前記加圧回転部材の外周部を構成し、所定の周回経路で周回する無端状のベルト体と、前記ベルト体の内側から前記定着ニップ部を押圧する押圧部材と、前記ベルト体から前記記録材を分離させる分離部材と、前記ベルト体と前記分離部材との隙間を維持すると共に前記ベルト体の周回経路を維持するように前記ベルト体の内側に当接して、前記ベルト体にテンションをかけるテンション部材と、を備え、前記押圧部材はローラー形状で、加熱時に熱膨張する材料から形成されており、前記押圧部材が熱膨張した場合に、前記テンション部材と前記ベルト体との接触圧が低くなるように構成されているというものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ベルト体と前記押圧部材との間に、前記定着ニップ部及び前記定着ニップ部近傍を除いて、隙間が形成されているというものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記テンション部材が、前記ベルト体の周回経路における前記定着ニップ部よりも下流側において、前記ベルト体の内面と接触し、前記ベルト体の周回経路を外側に突出させて曲率を大きくする突起部を有するというものである。

請求項４の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記テンション部材は、前記ベルト体の長手方向の略全体に亘って延設され、前記ベルト体の内側に当接するというものである。

請求項５の発明は、請求項１〜３のうちいずれかに記載の定着装置において、前記ベルト体がその長手方向において前記定着ニップ部よりも長く、前記テンション部材は、前記定着ニップ部の領域外に配置しているというものである。

請求項６の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ベルト体の長手方向における両端面に沿ってそれぞれ配置され、前記ベルト体の長手方向の位置を規制する規制フランジを有し、前記テンション部材が、前記規制フランジに固定され、前記ベルト体の長手方向両端部に当接するというものである。

請求項７の発明は、請求項１〜６のうちいずれかに記載の定着装置において、前記ベルト体の周面に対向して配置され、金属材質を誘導加熱する加熱手段を備え、前記ベルト体が、金属材質を含む発熱層を有するというものである。

請求項８の発明は画像形成装置に係り、請求項１〜７のうちいずれかに記載の定着装置を備えているというものである。

本願の請求項に記載された発明によると、前記ベルト体の内側に当接して、前記ベルト体にテンションをかけるテンション部材を備えているから、ベルト体の周回位置を安定させることができ、ベルト体と分離部材との接触を防止できる。このため、ベルト体に接触跡が付くことを防止し、接触跡による画像定着時の光沢ムラが発生しないので、定着品質を確実に確保できる。

また、ベルト体の周回位置を安定させることができるから、ベルト体と分離部材との相対位置の調整がし易くなる。また、接触防止のために隙間を大きくする必要がなくなるから、ベルト体と分離部材との隙間を記録材の分離に適した設定にすることができ、記録材がベルト体に巻きつくなどの不具合を防止して、定着装置の信頼性を高めることができる。

プリンターの概略説明図である。第１実施形態の定着装置の概略を示す軸方向断面図である。定着装置の概略を示す側面断面図である。定着装置の概略を示す斜視図である。（ａ）は定着装置の概略を示す軸方向断面図、（ｂ）は定着装置の概略を示す側面断面図である。常温の状態における定着装置の概略を示す側面断面図である。定着温度の状態における定着装置の概略を示す側面断面図である。第２実施形態の定着装置の概略を示す側面断面図である。第３実施形態の定着装置の概略を示す側面断面図である。（ａ）は第４実施形態の定着装置の概略を示す定着装置の軸方向断面図、（ｂ）は第４実施形態の定着装置の概略を示す側面断面図である。従来の定着装置の概略を示す側面断面図である。

以下に、本願発明を具現化した実施形態を、画像形成装置の一例であるタンデム方式のカラーデジタルプリンター（以下、プリンターと称する）に適用した場合の図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「上下」等）を用いる場合は、図１において紙面に直交した方向を正面視とし、これを基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）．プリンターの概要
まず、図１を参照しながら、プリンター１の概要を説明する。図１に示すように、プリンター１は、その筐体２内に、画像プロセス装置３、給紙装置４、及び定着装置５等を備えている。詳細は図示していないが、プリンター１は、例えばＬＡＮといったネットワークに接続されていて、外部端末（図示省略）からの印刷指令を受け付けると、当該指令に基づいて印刷を実行するように構成されている。

筐体２内の下部に位置する給紙装置４は、記録材Ｐを収容する給紙カセット２１、給紙カセット２１内の記録材Ｐを最上層から繰り出すピックアップローラー２２、繰り出された記録材Ｐを１枚ずつに分離する一対の分離ローラー２３、及び、１枚に分離された記録材Ｐを所定のタイミングにて画像プロセス装置３に搬送する一対のタイミングローラー２４等を備えている。各給紙カセット２１内の記録材Ｐは、ピックアップローラー２２及び分離ローラー２３の回転にて、最上層のものから１枚ずつ搬送経路３０に送り出される。搬送経路３０は、給紙装置４の給紙カセット２１から、タイミングローラー対２４のニップ部、画像プロセス装置３の二次転写ニップ部、及び定着装置５の定着ニップ部３３を経て、筐体２上部にある排出ローラー対２６に至る。

給紙カセット２１内の記録材Ｐは、通紙幅（矢印Ｓ方向と直交する幅寸法）の中央を基準にして、搬送経路３０に向けて矢印Ｓ方向に搬送するセンター基準にセットされる。図示は省略するが、給紙カセット２１内には、給紙前の記録材Ｐをセンター基準に幅寄せする一対の側部規制板を備えている。一対の側部規制板は、通紙幅方向に互いに連動して遠近移動するように構成されている。給紙カセット２１内の記録材Ｐを一対の側部規制板にて通紙幅方向両側から挟持することによって、給紙カセット２１内の記録材Ｐがその規格に拘らずセンター基準にセットされる。従って、画像プロセス装置３での転写処理や、定着装置５での定着処理もセンター基準で実行される。

給紙装置４の上方に位置する画像プロセス装置３は、像担持体の一例である感光体ドラム１３上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写する役割を担うものであり、中間転写体としての中間転写ベルト６、並びに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応する計４つの作像部７等を備えている。

中間転写ベルト６は導電性を有する素材からなる無端状のものであり、像担持体の一例でもある。中間転写ベルト６は、筐体２内の中央部右側に位置する駆動ローラー８と、同じく中央部左側に位置する従動ローラー９とに巻き掛けられている。中間転写ベルト６のうち駆動ローラー８に巻き掛けられた部分の外側に二次転写ローラー１０が配置されている。主モーター（図示省略）の動力伝達にて駆動ローラー８を図１の反時計方向に回転させることにより、中間転写ベルト６は図１の反時計方向に周回する。

中間転写ベルト６のうち駆動ローラー８に巻き掛けられた部分の外周側には、二次転写ローラー１０が配置されている。二次転写ローラー１０は中間転写ベルト６に当接していて、中間転写ベルト６と二次転写ローラー１０との間（当接部分）が二次転写領域としての二次転写ニップ部になっている。二次転写ローラー１０は、中間転写ベルト６の回転に伴って、又は二次転写ニップ部に挟持搬送される記録材Ｐの移動に伴って、図１の時計方向に回転する。中間転写ベルト６のうち従動ローラー９に巻き掛けられた部分の外周側には、中間転写ベルト６上の未転写トナーを除去する転写ベルトクリーナー１２が配置されている。転写ベルトクリーナー１２は中間転写ベルト６に当接している。

４つの作像部７は、中間転写ベルト６の下方において、図１の左からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、中間転写ベルト６に沿って並べて配置されている。図１では説明の便宜上、各作像部７に、再現色に応じて符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを添えている。各作像部７は図１の時計方向に回転する像担持体の一例としての感光体ドラム１３を備えている。感光体ドラム１３の周囲には、図１における時計回りの回転方向に沿って順に、帯電装置１４、露光装置１９、現像装置１５、一次転写ローラー１６及び感光体クリーナー１７が配置されている。

感光体ドラム１３は負帯電性のものであり、主モーターからの動力伝達によって図１の時計方向に回転するように構成されている。帯電装置１４は、感光体ドラムの表面を一様に帯電させるものである。現像装置１５は、負の極性を呈するトナーを利用して、感光体ドラム１３上に形成された静電潜像を反転現像にて顕在化させるものである。

一次転写ローラー１６は中間転写ベルト６の内周側に位置していて、中間転写ベルト６を挟んで、対応する作像部７の感光体ドラム１３に対峙している。一次転写ローラー１６も、中間転写ベルト６の回転に伴って図１の反時計方向に回転する。中間転写ベルト６と一次転写ローラー１６との間（当接部分）は一次転写領域としての一次転写ニップ部になっている。感光体クリーナー１７は、感光体ドラム１３上に残留する未転写トナーを除去するためのものであり、感光体ドラム１３に当接している。４つの作像部７の下方には露光装置１９が配置されている。露光装置１９は、外部端末等からの画像情報に基づき、レーザー光によって各感光体ドラム１３に静電潜像を形成するものである。

各作像部７は、感光体ドラム１３、帯電装置１４、露光装置１９、現像装置１５及び感光体クリーナー１７をひとまとまりにハウジング２０内に収容してカートリッジ化（一体構造化）されていて、いわゆるプロセスカートリッジとして筐体２に交換可能（着脱可能）に装着されている。なお、中間転写ベルト６の上方には、各現像装置１５に供給されるトナーを収容するホッパー（図示省略）が配置されている。

各作像部７において、帯電装置１４にて帯電される感光体ドラム１３に、露光装置１９から画像信号に対応したレーザー光が投射されると、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置１５から供給されるトナーにて反転現像されて各色のトナー像となる。各感光体ドラム１３上のトナー像は、それぞれ対応した一次転写ニップ部において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体ドラム１３から中間転写ベルト６の外周面に一次転写されて重ねられる。感光体ドラム１３に残った未転写トナーは感光体クリーナー１７にて掻き取られ、感光体ドラム１３上から取り除かれる。そして、記録材Ｐが二次転写ニップ部を通過する際に、重ね合わせられた４色のトナー像が記録材Ｐに一括して二次転写される。中間転写ベルト６に残った未転写トナーは転写ベルトクリーナー１２にて掻き取られ、中間転写ベルト６上から取り除かれる。

二次転写ローラー１０の上方に位置する定着装置５は、定着回転部材３１とこれに圧接する加圧回転部材３２とを備えている。定着回転部材３１と加圧回転部材３２との当接部分が定着領域である定着ニップ部３３になっている。二次転写ニップ部を通過して未定着トナー像を載せた記録材Ｐは、定着回転部材３１と加圧回転部材３２との間の定着ニップ部３３を通過する際に加熱・加圧され、記録材Ｐ上にトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは、定着ニップ部３３の下流側に設けられた分離部材３４により定着回転部材３１から分離され、搬送経路３０上を搬送されたのちに排出ローラー対２６の回転にて排紙トレイ２７上に排出される。

筐体２内部のうち画像プロセス装置３と給紙装置４との間には、プリンター１の制御全般を司る制御部２８が配置されている。制御部２８には、各種演算処理、記憶及び制御を実行するコントローラー（図示省略）が内蔵されている。

（２）．第１実施形態の定着装置及びその周辺の詳細構造
次に、図２及び図３を参照しながら、第１実施形態の定着装置５及びその周辺の詳細構造について説明する。前述の通り、定着装置５は、互いに通紙幅方向に延びて圧接した状態で回転可能な定着回転部材３１と、加圧回転部材３２と、分離部材３４と、加熱部３５とを備えている。

定着回転部材３１は、回転可能に設けられた押圧部材４１と、この押圧部材４１に巻き掛けたベルト体としての定着ベルト４２と、定着ベルト４２の内側に当接して、定着ベルト４２にテンションをかけるテンション部材４３と、定着ベルト４２の長手方向における両端面に沿ってそれぞれ配置された規制フランジ４４とを備えている。本実施形態では、押圧部材４１は、棒状の芯金に固定された断面略円状のローラーであり、定着ベルト４２の内側から定着ニップ部３３を押圧するものである。押圧部材４１は、例えばシリコーンスポンジなどからなり、熱膨張する。そして、押圧部材４１は、非磁性材質からなる芯金を介してプリンター１の筐体２に回転可能に軸支している。第１実施形態の定着ベルト４２は、定着回転部材３１の外周部を構成する無端状のものである。定着ベルト４２は通紙幅方向に長い筒形状のものである。この定着ベルト４２は、押圧部材４１、テンション部材４３及び自身の張力によって筒形状を保持しており、この筒形状に沿って定着ベルト４２が周回する。また、押圧部材４１は、その外形が定着ベルト４２の内径よりも小さいものである。一例として、押圧部材４１の外形を常温で数ｍｍ程度定着ベルト４２の内径よりも小さくすることが考えられる。

押圧部材４１は、圧縮バネ等の付勢部材（図示省略）によって、搬送経路３０方向に向けて常時付勢されている。これにより、押圧部材４１は、定着ベルト４２を搬送経路３０と直交する方向に向けて押圧している。そして、図３に示すように、押圧部材４１の外形が定着ベルト４２の内径よりも数ｍｍ小さいので、定着ベルト４２と押圧部材４１との間には、定着ニップ部３３及び定着ニップ部３３の近傍を除いて、隙間が形成されている。

本実施形態の定着ベルト４２は、外側から順に、離型層、弾性を有する弾性層、発熱層を有する構成である。各層の構成の一例としては、離型層はフッ素樹脂層などで構成され、弾性層はシリコーンゴムなどで構成される。発熱層は、Ｎｉ、ＳＵＳ、Ｆｅ等の導電性材料を含むものである。

定着ベルト４２のうち押圧部材４１に巻き掛けた部分の外周側、具体的には搬送経路３０を向く方向には、加圧回転部材３２としての加圧ローラー４６を配置している。加圧ローラー４６は定着ベルト４２を介して押圧部材４１に圧接していて、定着ベルト４２と加圧ローラー４６との間（当接部分）が定着領域である定着ニップ部３３である。駆動源である定着モーター（図示省略）から歯車やベルト等の動力伝達系を経由して、加圧ローラー４６に動力伝達され、加圧ローラー４６が図１及び図３の時計方向に回転駆動する。加圧ローラー４６の回転又は定着ニップ部３３を通過する記録材Ｐに伴って、定着ベルト４２が加圧ローラー４６の回転方向と逆向き（図１の反時計方向）に回転する。

テンション部材４３は、定着ベルト４２の周回経路を維持するために、定着ベルト４２にテンションをかけるものである。このテンション部材４３は、定着ベルト４２に中心から外側へ向かう方向のテンションをかけるように構成されている。具体的には、定着ベルト４２の内側から１Ｎ未満、例えば０．３Ｎ程度のテンションをかけるように構成している。そのためテンション部材４３の外形は定着ベルト４２の内径よりもわずかに大きく、テンション部材４３の外形は、例えば常温で数十μｍ〜数百μｍ程度定着ベルト４２の内径よりも大きいものが用いられる。また、テンション部材４３は、押圧部材４１が熱膨張するしないにかかわらず、定着ベルト４２にテンションをかけて、定着ベルト４２の周回経路が変わらないように構成されている。

テンション部材４３を構成する材質は特に限定されず、金属材質や耐熱性樹脂等の中から適宜選択されれば良い。テンション部材４３を構成する材質の一例としては、定着ベルト４２との摩擦摺動による定着ベルト４２及びテンション部材４３の磨耗を低減させる観点からＰＡＩ（ポリアミドイミド）とし、定着ベルト４２の内側にフッ素コートを施した上で、定着ベルト４２の内側又はテンション部材４３の外側（定着ベルト４２の内側に対峙する部分）にフッ素系のグリスを塗布することも考えられる。

図４及び図５に示すように、本実施形態のテンション部材４３は、押圧部材４１の芯金に対し定着ニップ部３３と反対側の位置に設けられた接続部４５により規制フランジ４４に一部連結されており、定着ベルト４２の長手方向両端部に当接する構成となっている。この形態では、テンション部材４３と規制フランジ４４との接続部４５以外にはスリット（隙間）が形成されている。この場合、テンション部材４３と規制フランジ４４とは同一の材質で構成しても良いし、別の材質で構成しても良い。また、テンション部材４３と規制フランジ４４とを一体化したものであっても良いし、他の連結部材を介して固定するものであっても良い。

更に、図５に示すように、テンション部材４３は、側面視において断面Ｃ字状をなし、定着ベルト４２と接触しない開口領域４７を有するものである。この場合、テンション部材４３の開口領域４７を定着ニップ部３３（搬送経路３０方向）に一致させることにより、テンション部材４３の開口領域４７における定着ベルト４２の形状が、定着ニップ部３３の領域内外にかかわらず、テンション部材４３が配置されている位置であっても、一様に断面凹形状となる。これにより、変形応力を一定にすることができ、定着ベルト４２の耐久性能を向上させることができる。

加えて、テンション部材４３は、規制フランジ４４との連結部以外にはスリットが形成されており、かつ、断面Ｃ字状をなし、定着ベルト４２と接触しない開口領域４７を有するから、テンション部材４３の径方向（定着ベルト４２の径方向）に弾性変形する構成となっている。これにより、テンション部材４３に定着ベルト４２をはめ込み易くなり、組立作業がし易くなっている。

なお、テンション部材４３と規制フランジ４４との連結部の範囲、テンション部材４３の側面視における断面形状、及びテンション部材４３の開口領域４７は、上記の構成に限定されないが、組立作業性確保の観点から、テンション部材４３がその径方向に弾性変形可能になるようにそれぞれ設定されていることが望ましい。

規制フランジ４４は、図２に示すように、定着ベルト４２の長手方向の位置を規制するものであり、定着ベルト４２の長手方向両端部のいずれか一方が規制フランジ４４のいずれか一方に突き当たるように構成されている。また、規制フランジ４４を構成する材質は特に限定されず、金属材質や耐熱性樹脂等の中から適宜選択されれば良い。

図３に示すように、定着装置５における定着ニップ部３３の下流側には、記録材Ｐを定着ベルト４２から分離させるための分離部材３４が、定着ベルト４２に近接して配置されている。定着ベルト４２と分離部材３４との隙間（ギャップ）は、記録材Ｐの最大通紙領域（最大通紙サイズ）や周辺の部品構成などにより適宜設定されるものであるが、一例として０．２ｍｍ〜０．７ｍｍ程度に設定することが考えられる。ここで、分離部材３４は、定着ベルト４２の長手方向に沿って、記録材Ｐの最大通紙領域の略全体に亘って延びるものであっても良いし、分離部材３４が複数に分割されたものであって、定着ベルト４２の長手方向に沿って並んで配置されるものであっても良い。

加熱部３５は、本実施形態では磁束発生装置であり、定着ベルト４２に形成された発熱層を誘導加熱するものである。具体的に加熱部３５は、定着回転部材３１における搬送経路３０と反対側（図２及び図３の上側）において、定着ベルト４２の長手方向に沿わせて導線を巻いて構成された励磁コイル３６を有するものである。この励磁コイル３６は高周波電源（図示省略）に接続されて、２０〜９０ｋＨｚ、１００〜１５００Ｗの高周波電流が供給されるため、一例として耐熱性の樹脂で被覆した細い線を数十〜数百本束ねたリッツ線を用いることが考えられる。この励磁コイル３６によって誘起された磁束により、定着ベルト４２に形成された発熱層に渦電流が誘起され、発熱層がジュール熱により発熱し、定着ベルト４２が加熱される。

なお、定着ベルト４２には、温度センサー（図示省略）を接触又は近接配置している。温度センサーの検出結果に応じて加熱部３５を制御し、定着ベルト４２を所定の定着温度に維持するように構成している。

第１実施形態の構成であれば、テンション部材４３は、定着ベルト４２の周回経路を維持するために、定着ベルト４２に中心から外側へ向けてテンションをかけるから、定着ベルト４２の周回位置を安定させることができ、定着ベルト４２と分離部材３４との接触を防止できる。このため、定着ベルト４２に接触跡が付くことを防止し、接触跡による画像定着時の光沢ムラが発生しないので、定着品質を確実に確保できる。

また、定着ベルト４２の周回位置を安定させることができるから、定着ベルト４２と分離部材３４との相対位置の調整がし易くなる。また、接触防止のために隙間を大きくする必要がなくなるので、定着ベルト４２と分離部材３４との隙間を記録材Ｐの分離に適した設定にすることができるから、記録材Ｐが定着ベルト４２に巻き付くなどの不具合を防止して、定着装置５の信頼性を高めることができる。

更に、定着ベルト４２が導電性金属を含む発熱層を有し、この発熱層が磁束発生装置である加熱部３５により誘導加熱されて定着ベルト４２自体を加熱するものであり、低熱容量である発熱層を加熱体とするから、定着ベルト４２を高速かつ省エネルギーで所定の定着温度まで上昇させることができるとともに、省エネルギーで所定の定着温度を維持することができる。

加えて、定着ベルト４２と押圧部材４１との間には、定着ニップ部３３及び定着ニップ部３３の近傍を除いて、隙間が形成されており、この隙間がテンション部材４３により維持されるから、加熱した定着ベルト４２の熱が押圧部材４１に逃げにくくなり、定着ベルト４２を高速かつ省エネルギーで所定の定着温度まで上昇させることができるとともに、省エネルギーで所定の定着温度を維持することができる。

ここで、前述したように押圧部材４１を熱膨張する材料で形成することにより、図６及び図７に示すように、押圧部材４１が熱膨張した場合に、テンション部材４３と定着ベルト４２との接触圧が低くなるように構成されている。図６は常温の状態、つまり押圧部材４１が熱膨張する前を示しており、定着ベルト４２と押圧部材４１との隙間が大きく、押圧部材４１の押圧方向以外の方向においてはテンション部材４３により定着ベルト４２の周回経路が維持されている。図７は所定の定着温度の状態、つまり押圧部材４１が熱膨張した状態を示しており、定着ベルト４２とローラー形状の押圧部材４１との隙間が小さくなる。したがって、押圧部材４１により定着ベルト４２の周回経路が維持される範囲が大きくなり、テンション部材４３と定着ベルト４２との接触圧が低減する。したがって、定着動作時にはテンション部材４３による定着ベルト４２への摩擦抵抗は軽減され、定着ベルト４２の寿命を短くするという不都合も軽減される。

（３）．第２、第３及び第４実施形態の定着装置及びその周辺の詳細構造
次に、図８、図９及び図１０を参照しながら、第２、第３及び第４実施形態の定着装置５及びその周辺の詳細構造について説明する。第２、第３及び第４実施形態の定着装置５では、定着回転部材３１の構成を第１実施形態のものと異ならせている。

すなわち、図８に示す第２実施形態の定着回転部材３１では、テンション部材４３１が定着ベルト４２の周回経路における定着ニップ部３３よりも上流側において、定着ベルト４２の周回経路を外側に突出させて一部の曲率を大きくする突起部に構成されている。その他の構成は第１実施形態とほぼ同様である。このように構成した場合も、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。加えて、第２実施形態の構成であれば、記録材Ｐが薄紙や腰の弱いコート紙である場合など、分離しにくいものだったとしても、曲率の大きい部分により記録材Ｐが分離しやすくなり、分離性を向上させることができる。更に、定着ベルト４２と分離部材３４との隙間を従来の設定より広くしても記録材Ｐの分離性を確保できるので、定着ベルト４２と分離部材３４との隙間を広めに設定して調整を簡略化できる。

図９に示す第３実施形態の定着回転部材３１は、テンション部材４３２が、少なくとも定着ベルト４２の長手方向における分離部材３４に対応する範囲において、定着ベルト４２の内側に当接するように構成されている。具体的には、テンション部材４３２は、定着ニップ部３３とは反対側に形成された押圧部材４１と定着ベルト４２との隙間に、定着ベルト４２の長手方向に亘って長板状の基板４３２Ａを設け、この基板４３２Ａ上に、略等間隔に基板４３２Ａと直交する方向に延びるガイド片４３２Ｂを複数設けたもので、基板４３２Ａは定着ベルト４２の両端に設けられたフランジ４４に連結されている。本実施形態では、テンション部材４３２が、定着ベルト４２の長手方向全体にわたって等間隔で複数個所に当接するように構成されている。その他の構成は第１実施形態とほぼ同様である。このように構成した場合も、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。加えて、第３実施形態の構成であれば、テンション部材４３２が、少なくとも定着ベルト４２の長手方向における分離部材３４に対応する範囲に当接するので、分離部材３４に対応する範囲の定着ベルト４２の周回経路を維持することができる。また、定着ベルト４２の長手方向における両端部への応力集中を回避して定着ベルト４２の耐久性能を向上させることができる。

図１０に示す第４実施形態の定着回転部材３１は、テンション部材４３３が定着ベルト４２の周回経路に沿って複数に分割して配置された構成である。また、分割されたテンション部材４３３のテンションをそれぞれ個別に調整できるようにしていることが望ましい。具体的には、複数に分割された各テンション部材４３３がそれぞれ接続部４５により規制フランジ４４に一部連結される構成にしてある。その他の構成は第１実施形態とほぼ同様である。このように構成した場合も、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。加えて、第４実施形態の構成であれば、定着ベルト４２の周回経路に沿って複数に分割されたテンション部材４３３のテンションをそれぞれ個別に調整できるので、定着ベルト４２への荷重分布を平均化することができ、定着ベルト４２の耐久性能を向上させることができる。

（４）．その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば、画像形成装置としてプリンターを例に説明したが、これに限らず、複写機、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等でもよい。また、加熱部３５の他の態様としては、定着回転部材３１の内部にヒータランプ等の抵抗発熱体を備え加熱するものでも良いし、定着ベルト４２内面に黒色塗装を施し定着ベルト４２の内面側にハロゲンヒータを備え、定着部材にハロゲン光反射部材を備え構成であっても良い。また、定着回転部材３１側、加圧回転部材３２側のいずれに転動力を伝達してもよいが、加圧回転部材３２に回転動力を伝達して定着回転部材３１を従動回転させるように構成するのが望ましい。また、両方の回転部材３１，３２にそれぞれ回転動力を伝達するように構成することも可能である。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

更に、加圧回転部材３２が、上記実施形態の定着回転部材３１における押圧部材４１、定着ベルト４２を有するベルト構造のものであれば、加圧回転部材３２に上記実施形態のテンション部材４３、４３１、４３２、４３３のいずれかを適用しても良いし、定着回転部材３１及び加圧回転部材３２の両方がベルト構造であれば、定着回転部材３１及び加圧回転部材３２の両方にテンション部材４３、４３１、４３２、４３３のいずれかを適用しても良い。

加えて、定着回転部材３１及び加圧回転部材３２を、それぞれ互いに圧接する加圧状態と、互いに離間する離間状態とを切り換える接離機構をさらに備えた構成であっても良い。この場合、テンション部材４３、４３１、４３２、４３３は、加圧状態及び離間状態のいずれの状態においても定着ベルト４２にテンションをかけるように構成していることが望ましい。

Ｐ記録材
１プリンター（画像形成装置）
５定着装置
３０搬送経路
３１定着回転部材
３２加圧回転部材
３３定着ニップ部
３４分離部材
３５加熱部
４１押圧部材
４２定着ベルト
４３テンション部材
４４規制フランジ
４５接続部
４６加圧ローラー
４７開口領域

Claims

記録材上の未定着トナー像を加熱する定着回転部材と、これに圧接する加圧回転部材とを備え、前記定着回転部材と前記加圧回転部材との間の定着ニップ部に、前記記録材を通過させてトナー像を定着させる定着装置であって、
前記定着回転部材又は前記加圧回転部材の外周部を構成し、所定の周回経路で周回する無端状のベルト体と、
前記ベルト体の内側から前記定着ニップ部を押圧する押圧部材と、
前記ベルト体から前記記録材を分離させる分離部材と、
前記ベルト体と前記分離部材との隙間を維持すると共に前記ベルト体の周回経路を維持するように前記ベルト体の内側に当接して、前記ベルト体にテンションをかけるテンション部材と、を備え、
前記押圧部材はローラー形状で、加熱時に熱膨張する材料から形成されており、
前記押圧部材が熱膨張した場合に、前記テンション部材と前記ベルト体との接触圧が低くなるように構成されている、
定着装置。
前記ベルト体と前記押圧部材との間には、前記定着ニップ部及び前記定着ニップ部近傍を除いて、隙間が形成されている、
請求項１に記載の定着装置。
前記テンション部材は、前記ベルト体の周回経路における前記定着ニップ部よりも下流側において、前記ベルト体の内面と接触し、前記ベルト体の周回経路を外側に突出させて曲率を大きくする突起部を有する、
請求項１又は２記載の定着装置。
前記テンション部材は、前記ベルト体の長手方向の略全体に亘って延設され、前記ベルト体の内側に当接する、
請求項１又は２記載の定着装置。
前記ベルト体は、その長手方向において前記定着ニップ部よりも長く、
前記テンション部材は、前記定着ニップ部の領域外に配置している、
請求項１〜３のうちいずれかに記載の定着装置。
前記ベルト体の長手方向における両端面に沿ってそれぞれ配置され、前記ベルト体の長手方向の位置を規制する規制フランジを有し、
前記テンション部材が、前記規制フランジに固定され、前記ベルト体の長手方向両端部に当接する、
請求項１に記載の定着装置。
前記ベルト体の周面に対向して配置され、金属材質を誘導加熱する加熱手段を備え、
前記ベルト体が、金属材質を含む発熱層を有する、
請求項１〜６のうちいずれかに記載の定着装置。
請求項１〜７のうちいずれかに記載の定着装置を備えている、
画像形成装置。