JP2006242980A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー像の反射濃度を十分に出すことができる定着装置及びその定着装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置３０は、定着フィルム３１と、加圧ローラ３２と、定着フィルム３１と加圧ローラ３２との圧接するニップ領域を加熱する加熱体３３と、定着フィルム３１を案内するフィルムガイド３４とを有する。フィルムガイド３４のうちニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側に位置する部分の一部は、ニップ領域の中心における接線Ｔに対して加圧ローラ３２の側に若しくは接線Ｔ上に位置するように形成されている。定着フィルム３１は、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側では、加圧ローラ３２の近傍を加圧ローラ３２に沿って回ることになり、被記録材は、ニップ領域を通過した後に、その表面が定着フィルム３１の表面と接する状態のまま、所定の距離だけ搬送される。
【選択図】図２

Description

本発明は、未定着像を被記録材に加熱定着する定着装置及びその定着装置を備える画像形成装置に関するものである。

従来より、可視画像形成のためにトナーを用いる画像形成装置では、電子写真方式等の適宜の作像プロセス機構により得られた画像情報をトナー像として被記録材（転写材・印刷紙等の紙葉体）に転写した後、その未定着トナー像を被記録材に加熱定着させる。このように画像形成装置には、未定着トナー像を被記録材に加熱定着するための定着装置が設けられている。かかる定着装置としては、熱ローラ方式のものや、フィルム加熱方式等の接触加熱方式のものが広く用いられている。

図８は従来の熱ローラ方式の定着装置の概略構成図である。この熱ローラ方式の定着装置は、図８に示すように、熱ローラ（定着ローラ）１１１と、加圧ローラ１１２と、ヒータ（発熱体）１１３とを備えている。ヒータ１１３は、熱ローラ１１１の内部に設けられている。加圧ローラ１１２は、熱ローラ１１１に圧接するように配置されている。熱ローラ１１１と加圧ローラ１１２とが互いに圧接する部分がニップ領域Ｎである。未定着トナー像Ｔを担持した被記録材Ｐが熱ローラ１１１と加圧ローラ１１２とにより挟まれながらニップ領域Ｎを通過すると、未定着トナー像Ｔを形成しているトナーが半溶融し、被記録材Ｐの表面の凹凸に浸透する。これにより、加熱定着が完了する。

しかし、この熱ローラ方式の定着装置では、熱ローラ１１１の熱容量が大きいので、ニップ領域Ｎが所定の定着温度に到達するまでに長い時間を要する。また、初期出力時間を短縮するために、常に熱ローラ１１１を温調していることにすると、多くの電力を供給する必要があるという問題があった。

フィルム加熱方式の定着装置は、このような熱ローラ方式の定着装置の問題点を解決するために案出されたものである（例えば、特許文献１参照。）。図９は従来のフィルム加熱方式の定着装置の概略構成図である。このフィルム加熱方式の定着装置は、図９に示すように、無端ベルト状の定着フィルム２１１と、加圧ローラ２１２と、ヒータを有する加熱体２１３と、加熱体２１３を支持する支持部材（フィルムガイド）２１４とを備える。定着フィルム２１１は、耐熱性を有する薄肉のものであり、加熱体２１３及び支持部材２１４の周りを覆うように設けられている。定着フィルム２１１はこの支持部材２１４に沿って回ることができる。加圧ローラ２１２は、定着フィルム２１１を介して加熱体２１３に圧接している。この定着フィルム２１１と加圧ローラ２１２とが互いに圧接する部分がニップ領域Ｎである。未定着トナー像Ｔを担持した被記録材Ｐが定着フィルム２１１と加圧ローラ２１２とにより挟まれながらニップ領域Ｎを通過すると、未定着トナー像Ｔを形成しているトナーが当該被記録材Ｐに加熱定着される。ここで、定着フィルム２１１は、加圧ローラ２１２の表面との摩擦力により回転する。

このフィルム加熱方式の定着装置では、熱容量の小さい薄肉の定着フィルム２１１を通して被記録材Ｐに熱を付与するので、ニップ領域Ｎを所定の定着温度に到達させるまでの時間が非常に短い。このため、フィルム加熱方式の定着装置は、上述した熱ローラ方式の定着装置における問題点を解消することができる。

特開昭６３−３１３１８２号公報

ところで、図９に示すようなフィルム加熱方式の定着装置は、図８に示すような熱ローラ方式の定着装置に比べ、定着装置の周辺温度が低い。これは、熱ローラ方式では常にヒータが発熱しているのに対し、フィルム加熱方式では、プリント時のみヒータが発熱し、それ以外の時間はヒータがオフしているからである。このことから、フィルム加熱方式の定着装置では、消費電力が少なく、しかも本体部の昇温を効果的に防止することができるという利点がある。しかしながら、その一方で、フィルム加熱方式の定着装置では、定着装置の周辺温度が低いことにより、トナー像の反射濃度が出にくいという現象が見られる。そのメカニズムは以下の通りである。

被記録材上のトナーは、ニップ領域にて溶融された後、空気層に出て固化する。熱ローラ方式では、空気層の温度が高いため、トナーはゆっくり固化するのに対し、フィルム加熱方式では、空気層の温度が低いため、トナーは急激に冷却されて固化する。空気層で急激に固化したトナー像の表面は滑らかになっておらず、したがって、フィルム加熱方式の定着装置では、熱ローラ方式の定着装置に比べてトナー像の反射濃度が出にくい。トナー像の反射濃度を十分に出すことができなければ、当然のことであるが、プリント品質が低下してしまう。

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、トナー像の反射濃度を十分に出すことができる定着装置及びその定着装置を備え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。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、所定の経路に沿って回ることができる無端ベルト状の定着フィルムと、前記定着フィルムの一部と圧接するように設けられた、回転可能な加圧体と、前記定着フィルムと前記加圧体との圧接するニップ領域を加熱する加熱手段とを有し、被記録材を前記定着フィルムと前記加圧体とで挟持しながら搬送することにより前記被記録材に未定着像を定着させる定着装置において、前記定着フィルムの内側には前記定着フィルムが所定の経路に沿って回るのを案内するための案内部材が設けられており、前記案内部材のうち前記ニップ領域よりも前記被記録材の搬送方向下流側に位置する部分の一部が、前記ニップ領域の中心における前記加圧体の接線に対して前記加圧体の側に若しくは前記接線上に位置するように形成されていることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、前記加圧体の中心と前記ニップ領域の中心とを通る直線と、前記加圧体の中心と前記案内部材の前記一部とを通る直線とのなす角度が２０度から６０度までの範囲内にあることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の定着装置において、前記定着フィルムの内面に接するように一又は複数の回転体が設けられており、前記定着フィルムは前記回転体より駆動を受けて回ることを特徴とするものである。

上記の目的を達成するための請求項４記載の発明は、所定の経路に沿って回ることができる無端ベルト状の定着フィルムと、前記定着フィルムの一部と圧接するように設けられた、回転可能な加圧体と、前記定着フィルムと前記加圧体との圧接するニップ領域を加熱する加熱手段とを有し、被記録材を前記定着フィルムと前記加圧体とで挟持しながら搬送することにより前記被記録材に未定着像を定着させる定着装置において、前記被記録材が前記ニップ領域を通過した後に、前記被記録材の表面が前記定着フィルムの表面と接する状態のまま、前記被記録材が所定の距離だけ搬送されるように構成したことを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の定着装置において、前記ニップ領域よりも前記被記録材の搬送方向下流側では、前記定着フィルムが前記加圧体の近傍を前記加圧体に沿って回るように、前記定着フィルムの経路を設定したことを特徴とするものである。

上記の目的を達成するための請求項６記載の発明は、所定の経路に沿って回ることができる無端ベルト状の定着フィルムと、前記定着フィルムの一部と圧接するように設けられた、回転可能な加圧体と、前記定着フィルムと前記加圧体との圧接するニップ領域を加熱する加熱手段とを有し、被記録材を前記定着フィルムと前記加圧体とで挟持しながら搬送することにより前記被記録材に未定着像を定着させる定着装置において、前記定着フィルムの経路が、前記ニップ領域よりも前記被記録材の搬送方向上流側では前記加圧体から離れるように、前記ニップ領域よりも前記被記録材の搬送方向下流側では前記加圧体に近づくように、非対称に設定されていることを特徴とするものである。

上記の目的を達成するための請求項７記載の発明は、一連の画像形成プロセスによって形成された画像を被記録材に記録する画像形成装置において、請求項１、２、３、４、５又は６記載の定着装置を備えることを特徴とするものである。

請求項１記載の発明に係る定着装置では、定着フィルムの内側に、定着フィルムが所定の経路に沿って回るのを案内するための案内部材が設けられており、その案内部材のうちニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側に位置する部分の一部が、ニップ領域の中心における加圧体の接線に対して加圧体の側に若しくは前記接線上に位置するように形成されている。これにより、被記録材は、ニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルムの表面と接する状態のまま、所定の距離だけ搬送される。このため、本発明の定着装置では、ニップ領域を通過する際に溶融したトナーは、その直後に当該被記録材がニップ領域よりも被記録材の搬送方向の下流側を通過するときに定着フィルムの面に倣って固化することになるので、トナー像の表面を滑らかにすることができる。表面が滑らかなトナー像では光沢が出るようになり、これに伴い、トナー像の反射濃度を十分に出すことができる。

また、加圧体の中心とニップ領域の中心とを通る直線と、加圧体の中心と案内部材の前記一部とを通る直線とのなす角度を、２０度から６０度までの範囲内の角度に設定することにより、トナー像の反射濃度を十分にしかも確実に出すことができる。

更に、定着フィルムの回転移動を駆動する一又は複数の回転体を定着フィルムの内面に接するように設けたことにより、定着フィルムは、シワにならずに、所定の周速度で正確に回転移動することができる。

請求項４記載の発明に係る定着装置は、被記録材がニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルムの表面と接する状態のまま、被記録材が所定の距離だけ搬送されるように構成されている。これは、例えば、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側では、定着フィルムが加圧体の近傍を加圧体に沿って回るように、定着フィルムの経路を設定することにより実現することができる。これにより、本発明の定着装置では、ニップ領域を通過する際に溶融したトナーは、その直後に当該被記録材がニップ領域よりも被記録材の搬送方向の下流側を通過するときに定着フィルムの面に倣って固化することになるので、トナー像の表面を滑らかにすることができる。表面が滑らかなトナー像では光沢が出るようになり、これに伴い、トナー像の反射濃度を十分に出すことができる。

請求項６記載の発明に係る定着装置では、定着フィルムの経路が、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向上流側では加圧体から離れるように、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側では加圧体に近づくように、非対称に設定されている。これにより、被記録材は、ニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルムの表面と接する状態のまま、所定の距離だけ搬送される。このため、本発明の定着装置では、ニップ領域を通過する際に溶融したトナーは、その直後に当該被記録材がニップ領域よりも被記録材の搬送方向の下流側を通過するときに定着フィルムの面に倣って固化することになるので、トナー像の表面を滑らかにすることができる。表面が滑らかなトナー像では光沢が出るようになり、これに伴い、トナー像の反射濃度を十分に出すことができる。

請求項７記載の発明に係る画像形成装置では、上記の定着装置を備えているので、トナー像の反射濃度を十分に出すことができる。

［第一実施形態］
以下に、図面を参照して、本願に係る発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の第一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。ここでは、画像形成装置として、回転ドラム型で転写式の電子写真複写装置を用いた場合を説明する。

図１に示す画像形成装置は、レーザスキャナ１１と、固定ミラー１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、一次帯電器１３と、感光ドラム１４と、現像装置１５と、転写帯電器１６と、除電針１７と、クリーニング器１８と、用紙カセット２１と、給紙ローラ２２と、ガイド２３と、搬送部２４と、入口ガイド２５と、排紙ローラ２６と、定着装置３０とを備える。

ユーザは、原稿を画像形成装置にセットし、操作部（不図示）を操作して所要の複写条件を設定する。次に、ユーザがその操作部におけるコピースタートキーを押すと、コピー動作が開始され、原稿の画像情報が読み取られる。そして、感光ドラム１４が図１において矢印で示す方向（時計回り方向）に所定の周速度で回転駆動すると共に、レーザスキャナ１１からレーザ光が発生される。このレーザ光は、固定ミラー１２ａ，１２ｂ，１２ｃを介して、回転する感光ドラム１４の表面に露光される。ここで、回転する感光ドラム１４の表面は、一次帯電器１３により正又は負の所定電位に一様に帯電処理されている。この感光ドラム１４の帯電面に露光がなされることにより、感光ドラム１４の表面に原稿画像に対応したパターンの静電潜像が形成される。

現像装置１５は、現像ローラ１５ａを回転することによりトナーを感光ドラム１４の表面に飛翔させて、静電潜像を現像するものである。かかる現像ローラ１５ａからのトナーにより、感光ドラム１４の表面に形成された静電潜像はトナー像として顕画像化される。

一方、被記録材Ｐは、用紙カセット２１から給紙ローラ２２により給紙され、ガイド２３を通って所定のタイミングで感光ドラム１４と転写帯電器１６との間の転写領域に導かれる。そして、被記録材Ｐは、転写帯電器１６からの転写コロナを受けることにより感光ドラム１４に接する。これにより、感光ドラム１４側のトナー像（トナー顕画像）が被記録材Ｐの上面に転写される。

転写領域を通過した被記録材Ｐは、除電針１７によりその背面電荷の除電を受けて、感光ドラム１４の表面から順次に分離される。その後、被記録材Ｐは、搬送部２４によって搬送され、入口ガイド２５を介して定着装置３０に送られる。

定着装置３０は、転写帯電器１６で被記録材Ｐに転写されたトナー像を定着させるものである。定着装置３０によりトナー像が定着された被記録材Ｐは、排紙ローラ２６により機外に排出される。

尚、転写後に感光ドラム１４の表面に残留したトナー等の汚れは、クリーニング器１８のクリーニングブレード１８ａによって清掃除去される。

次に、第一実施形態の定着装置３０について詳しく説明する。図２はその定着装置３０の概略構成図、図３はその定着装置３０に備えられた加熱体の概略平面図である。

定着装置３０は、図２に示すように、定着フィルム３１と、加圧ローラ（加圧体）３２と、加熱体（加熱手段）３３と、フィルムガイド（案内部材）３４と、加圧ステー３５とを備える。

加圧ローラ３２は、定着フィルム３１を介して加熱体３３を加圧するものであり、定着フィルム３１の下側に配置されている。かかる加圧ローラ３２は、図２に示すように、金属製の芯金３２ａと、弾性層３２ｂと、フッ素樹脂層３２ｃとにより構成されている。芯金３２ａの上には弾性層３２ｂが設けられている。この弾性層３２ｂの厚さは比較的厚く形成されている。弾性層３２ｂの材料としては、例えばシリコンゴムが用いられる。また、弾性層３２ｂの上には、フッ素樹脂層３２ｃが設けられている。このフッ素樹脂層３２ｃの厚さは薄く形成されている。かかる加圧ローラ３２は、駆動手段（不図示）により回転駆動される。

定着フィルム３１は、無端ベルト状に形成されている。この定着フィルム３１の材料としては、耐熱性の材料が用いられる。また、定着フィルム３１の内側下部には、フィルムガイド３４が配置されている。フィルムガイド３４は、定着フィルム３１が所定の経路に沿って回るのを案内するためのものである。定着フィルム３１と加圧ローラ３２とは互いに圧接しており、定着フィルム３１は加圧ローラ３２に従動して回る。すなわち、定着フィルム３１は、加圧ローラ３２が回転すると、加圧ローラ３２の表面若しくは被記録材の表面との摩擦力により回転移動する。このとき、定着フィルム３１は、フィルムガイド３４の形状に沿って動くことになる。

また、フィルムガイド３４の上部には加圧ステー３５が設けられている。この加圧ステー３５は、フィルムガイド３４を加圧ローラ３２の側へ加圧するためのものである。ここで、加圧ステー３５としては、剛性・耐熱性を有するものが用いられる。

定着フィルム３１と加圧ローラ３２との圧接する部分がニップ領域である。加熱体３３は、ニップ領域に対応するフィルムガイド３４の下面に設けられている。この加熱体３３は、ニップ領域を加熱することにより、そのニップ領域に定着プロセスに必要な熱を供給するものである。ニップ領域で被記録材の担持する未定着トナー像が定着フィルム３１に接するようにして、被記録材を定着フィルム３１と加圧ローラ３２とで挟持しながら搬送することにより、未定着トナー像が被記録材に定着される。

具体的に、加熱体３３は、図２及び図３に示すように、基板３３ａと、抵抗発熱体３３ｂと、オーバーコート層３３ｃと、給電用電極３３ｄ，３３ｄと、検温素子３３ｅとを有する。ここで、図３では、加熱体３３の途中を省略すると共に加熱体３３の両端部においてオーバーコート層３３ｃを切り欠いて示している。

基板３３ａは、細長の形状のものであり、耐熱性、絶縁性及び良熱伝導性を有している。かかる基板３３ａとしては、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等で作製された、厚さ約１ｍｍ、幅約１０ｍｍ、長さ約３３０ｍｍのものが用いられる。この基板３３ａは、その長手方向が、被記録材の搬送方向Ａ（定着フィルム３１の移動方向）に対して略直交するようにして、フィルムガイド３４の下面に配設される。

抵抗発熱体３３ｂは、定着フィルム３１を介してニップ領域を通過する被記録材を加熱するものである。この抵抗発熱体３３ｂは、基板３３ａの表面側の中央部であって基板３３ａの長手方向に沿って直線状に形成されている。具体的に、抵抗発熱体３３ｂを基板３３ａ上に形成するには、例えば、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等の電気抵抗材料を、スクリーン印刷等により、厚さ約１０μｍ、幅１〜３ｍｍの線状若しくは細帯状に塗工すればよい。加熱体３３は、この抵抗発熱体３３ｂが定着フィルム３１と対向するようにして、フィルムガイド３４の下面に配設される。

オーバーコート層３３ｃは、抵抗発熱体３３ｂの形成された加熱体３３の表面を保護するためのものであり、耐熱性を有している。具体的に、オーバーコート層３３ｃとしては、例えば約５０μｍ厚の耐熱性ガラス層が用いられる。

給電用電極３３ｄ，３３ｄは、抵抗発熱体３３ｂの左右の両端部に形成されている。給電用電極３３ｄとしては、例えばＡｇ等のスクリーン印刷パターン層が形成されている。この給電用電極３３ｄから電力が供給されることにより、抵抗発熱体３３ｂが発熱する。また、検温素子３３ｅは、加熱体３３の温度を検知するものであり、基板３３ａの裏面側に設けられている。この検温素子３３ｅとしては、例えばサーミスタが用いられる。

尚、このような構造の加熱体３３としては、例えば特開平４−４４０７５号公報〜特開平４−４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０号公報〜特開平４−２０４９８４号公報等に開示されたいわゆるテンションレスタイプのものが知られている。

第一実施形態の定着装置３０では、フィルムガイド３４のうちニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側に位置する部分の一部が、ニップ領域の中心における加圧ローラ３２の接線Ｔに対して加圧ローラ３２の側に若しくはその接線Ｔ上に位置するように形成されている。具体的には、図２に示すように、フィルムガイド３４として、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側に位置する部分を斜め下方向に突出させた形状を有するものを用いている。これにより、被記録材は、ニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルム３１の表面と接する状態のまま、所定の距離だけ搬送される。すなわち、換言すれば、定着装置３０では、定着フィルム３１の経路が、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向上流側では加圧ローラ３２から離れるように、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側では加圧ローラ３２に近づくように、非対称に設定されているのである。これにより、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側では、定着フィルム３１は加圧ローラ３２の近傍を加圧ローラ３２に沿って回ることになる。このため、ニップ領域を通過する際に溶融したトナーは、その直後に当該被記録材がニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側を通過するときに定着フィルム３１の面に倣って固化することになる。そして、被記録材は、フィルムガイド３４の突出している部分（フィルムガイド３４の前記一部）を通過した後に、排紙ローラ２６により機外に排出される。

このように、被記録材は、ニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルム３１の表面と接する状態のまま、所定の距離だけ搬送されることにより、ニップ領域を通過する際に溶融したトナーは、定着フィルム３１の面に倣って固化することになるので、トナー像の表面を滑らかにすることができる。したがって、表面が滑らかなトナー像では光沢が出るようになり、これに伴い、トナー像の反射濃度を十分に出すことができる。

次に、本発明者等は、第一実施形態の定着装置３０において、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側における定着フィルム３１の移動経路をどのように設定すれば、十分なトナー像の反射濃度を出すことができるのかを調べる実験を行った。

まず、図２に示すように、加圧ローラ３２の中心とニップ領域の中心とを通る直線をＬ１、加圧ローラ３２の中心とフィルムガイド３４の前記一部とを通る直線をＬ２とする。ここで、フィルムガイド３４の前記一部とは、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側に位置するフィルムガイド３４の部分のうち接線Ｔに対して加圧ローラ３２の側に若しくは接線Ｔ上に位置する部分のことであり、特に、図２の例では、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側において斜め下方向に突出しているフィルムガイド３４の部分の最下端を指す。そして、直線Ｌ１と直線Ｌ２とのなす角度をθとする。この角度θは、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側における定着フィルム３１の移動経路を特徴付けるパラメータである。すなわち、角度θが大きくなればなるほど、被記録材がニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルム３１の表面と接した状態のまま搬送される距離が長くなる。また、角度θがゼロであることは、フィルムガイド３４が、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側において斜め下方向に突出していないこと、すなわち従来の定着装置であることを意味する。本発明者等は、角度θの大きさに応じて、定着後のトナー像の光沢度及び反射濃度がどのように変化するかを調べた。

この実験では、原稿として、ベタ黒のものを用いた。また、定着装置３０のスピードを１２０ｍｍ／ｓ、プリント温度を１８０℃に設定した。濃度計としては、マクベス反射濃度計ＲＤ９４８を用い、また、グロス計としては、堀場製作所製のグロスチェッカＩＧ−３２０を用いた。ここでは、このグロス計を用いて、６０度鏡面光沢度を測定した。

実験の結果を図４及び図５に示す。図４は角度θとトナー像の光沢度との関係を示すグラフ、図５は角度θとトナー像の反射濃度との関係を示すグラフである。図４において、縦軸はトナー像の光沢度、横軸は角度θ（度）を表す。また、図５において、縦軸はトナー像の反射濃度を、横軸は角度θ（度）を表す。

図４及び図５から分かるように、従来の定着装置に対応する角度θ＝０°のときには、トナー像には光沢がほとんど出なく、トナー像の反射濃度はとても低い。角度θが０°より大きくなると、０°≦θ≦１０°の範囲では、トナー像の光沢度と反射濃度はそれぞれ、若干増えてはいるものの、角度θが０°のときとそれ程変わらない。角度θが１０°よりも大きくなると、トナー像の光沢度と反射濃度はそれぞれ、ともに大きく増加する。このような傾向は角度θが６０°になるまで続いた。そして、角度θが７０°以上になると、被記録材が加圧ローラ３２に巻きついてしまった。したがって、実験の結果によれば、角度θが２０°以上６０°以下であるような定着装置を用いることにより、トナー像の反射濃度を十分にしかも確実に出すことができると考えられる。

第一実施形態の定着装置では、フィルムガイドのうちニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側に位置する部分の一部を、ニップ領域の中心における加圧ローラの接線に対して加圧ローラの側に若しくは前記接線上に位置するように形成したことにより、被記録材は、ニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルムの表面と接する状態のまま、所定の距離だけ搬送される。このため、ニップ領域を通過する際に溶融したトナーは、その直後に当該被記録材がニップ領域よりも被記録材の搬送方向の下流側を通過するときに定着フィルムの面に倣って固化することになるので、トナー像の表面を滑らかにすることができる。表面が滑らかなトナー像では光沢が出るようになり、これに伴い、トナー像の反射濃度を十分に出すことができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。図６は本発明の第二実施形態に係る定着装置の概略構成図である。尚、第二実施形態において、第一実施形態のものと同一の機能を有するものには、同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。

第二実施形態の定着装置３０Ａは、図６に示すように、定着フィルム３１と、加圧ローラ３２と、加熱体３３と、フィルムガイド３４と、加圧ステー（不図示）と、回転ローラ３６ａ，３６ｂとを備える。上記の第一実施形態では、定着フィルムが加圧ローラに従動して回転移動する場合について説明したが、第二実施形態の定着装置３０Ａでは、定着フィルム３１は回転ローラ３６ａ，３６ｂより駆動を受けて回転移動する。その他の点については、上記の第一実施形態のものと同じである。

回転ローラ３６ａ，３６ｂは、定着フィルム３１の回転移動を駆動するものである。かかる回転ローラ３６ａ，３６ｂは、定着フィルム３１の内面に接するようにして設けられている。図６に示すように、定着フィルム３１は、加熱体３３、回転ローラ３６ａ，３６ｂの三つの部材の間に懸回されている。また、定着フィルム３１は一定のテンションをもつように、張設されている。図示しない駆動手段が二つの回転ローラ３６ａ，３６ｂを回転駆動すると、定着フィルム３１は、その回転する回転ローラ３６ａ，３６ｂにより駆動を受けて、シワになったりすることなく、所定の周速度で回転移動する。

第二実施形態の定着装置では、上記の第一実施形態のものと同様の作用・効果を奏する。特に、第二実施形態では、定着フィルムの回転移動を駆動する回転ローラを設けたことにより、定着フィルムは、シワにならずに、所定の周速度で正確に回転移動することができる。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について図面を参照して説明する。図７は本発明の第三実施形態に係る定着装置の概略構成図である。尚、第三実施形態において、第一実施形態のものと同一の機能を有するものには、同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。

第三実施形態の定着装置３０Ｂは、図７に示すように、定着フィルム３１と、加圧ローラ３２と、加熱体３３と、フィルムガイド３４０と、加圧ステー３５とを備える。上記の第一実施形態では、単体のフィルムガイドを用い、その形状を利用して、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側において、定着フィルムが加圧ローラの近傍を加圧ローラに沿って移動するようにする場合について説明したが、第三実施形態の定着装置３０Ｂでは、フィルムガイド３４０として、ガイド本体部３４１と、回転ローラ３４２とにより構成されるものを用い、回転ローラ３４２を利用して、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側において、定着フィルム３１が加圧ローラ３２の近傍を加圧ローラ３２に沿って移動するようにしている。すなわち、このフィルムガイド３４０と第一実施形態のフィルムガイドとは、構成の点で異なるが、機能の点では全く同じである。その他の点については、上記の第一実施形態のものと同じである。

ガイド本体部３４１は、従来のフィルムガイドと同じものである。すなわち、ガイド本体部３４１としては、第一実施形態のフィルムガイドのようにニップ領域より被記録材の搬送方向下流側に位置する部分を斜め下方向に突出させたものではなく、図７に示すように、その部分を略円弧状に形成したものを用いている。回転ローラ３４２は、ニップ領域より被記録材の搬送方向下流側において、回転ローラ３４２の最下端がニップ領域の中心における加圧ローラ３２の接線Ｔに対して加圧ローラ３２の側に若しくはその接線Ｔ上に位置するように設けられる。そして、定着フィルム３１は、ニップ領域より被記録材の搬送方向下流側では、ガイド本体部３４１ではなく、回転ローラ３４２に懸架されている。これにより、定着フィルム３１は、ニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側では、回転ローラ３４２によって加圧ローラ３２の近傍を加圧ローラ３２に沿って回ることになる。したがって、被記録材は、ニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルム３１の表面と接する状態のまま、所定の距離だけ搬送される。

第三実施形態の定着装置では、上記の第一実施形態のものと同様の作用・効果を奏する。特に、第三実施形態では、フィルムガイドを構成するガイド本体部として従来と同様の形状を有するものを用いることができるので、第三実施形態の定着装置は、第一実施形態のものに比べて製造コストが安いという利点がある。

尚、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

以上説明したように、本発明の定着装置では、定着フィルムの内側に、定着フィルムが所定の経路に沿って回るのを案内するための案内部材が設けられており、その案内部材のうちニップ領域よりも被記録材の搬送方向下流側に位置する部分の一部が、ニップ領域の中心における加圧体の接線に対して加圧体の側に若しくは前記接線上に位置するように形成されている。これにより、被記録材は、ニップ領域を通過した後に、被記録材の表面が定着フィルムの表面と接する状態のまま、所定の距離だけ搬送される。このため、本発明の定着装置では、ニップ領域を通過する際に溶融したトナーは、その直後に当該被記録材がニップ領域よりも被記録材の搬送方向の下流側を通過するときに定着フィルムの面に倣って固化することになるので、トナー像の表面を滑らかにすることができる。表面が滑らかなトナー像では光沢が出るようになり、これに伴い、トナー像の反射濃度を十分に出すことができる。したがって、本発明は、フィルム加熱方式の定着装置及びその定着装置を備える画像形成装置に適用することができる。

本発明の第一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。 その定着装置の概略構成図である。 その定着装置に備えられた加熱体の概略平面図である。 角度θとトナー像の光沢度との関係を示すグラフである。 角度θとトナー像の反射濃度との関係を示すグラフである。 本発明の第二実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 本発明の第三実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 従来の熱ローラ方式の定着装置の概略構成図である。 従来のフィルム加熱方式の定着装置の概略構成図である。

符号の説明

１１：レーザスキャナ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ：固定ミラー、１３：一次帯電器、１４：感光ドラム、１５：現像装置、１５ａ：現像ローラ、１６：転写帯電器、１７：除電針、１８：クリーニング器、１８ａ：クリーニングブレード、２１：用紙カセット、２２：給紙ローラ、２３：ガイド、２４：搬送部、２５：入口ガイド、２６：排紙ローラ、３０，３０Ａ，３０Ｂ：定着装置、３１：定着フィルム、３２：加圧ローラ、３２ａ：芯金、３２ｂ：弾性層、３２ｃ：フッ素樹脂層、３３：加熱体、３３ａ：基板、３３ｂ：抵抗発熱体、３３ｃ：オーバーコート層、３３ｄ：給電用電極、３３ｅ：検温素子、３４，３４０：フィルムガイド、３４１：ガイド本体部、３４２：回転ローラ、３５：加圧ステー、３６ａ，３６ｂ：回転ローラ

Claims (7)

1. 所定の経路に沿って回ることができる無端ベルト状の定着フィルムと、前記定着フィルムの一部と圧接するように設けられた、回転可能な加圧体と、前記定着フィルムと前記加圧体との圧接するニップ領域を加熱する加熱手段とを有し、被記録材を前記定着フィルムと前記加圧体とで挟持しながら搬送することにより前記被記録材に未定着像を定着させる定着装置において、
   前記定着フィルムの内側には前記定着フィルムが所定の経路に沿って回るのを案内するための案内部材が設けられており、前記案内部材のうち前記ニップ領域よりも前記被記録材の搬送方向下流側に位置する部分の一部が、前記ニップ領域の中心における前記加圧体の接線に対して前記加圧体の側に若しくは前記接線上に位置するように形成されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧体の中心と前記ニップ領域の中心とを通る直線と、前記加圧体の中心と前記案内部材の前記一部とを通る直線とのなす角度が２０度から６０度までの範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記定着フィルムの内面に接するように一又は複数の回転体が設けられており、前記定着フィルムは前記回転体より駆動を受けて回ることを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
4. 所定の経路に沿って回ることができる無端ベルト状の定着フィルムと、前記定着フィルムの一部と圧接するように設けられた、回転可能な加圧体と、前記定着フィルムと前記加圧体との圧接するニップ領域を加熱する加熱手段とを有し、被記録材を前記定着フィルムと前記加圧体とで挟持しながら搬送することにより前記被記録材に未定着像を定着させる定着装置において、
   前記被記録材が前記ニップ領域を通過した後に、前記被記録材の表面が前記定着フィルムの表面と接する状態のまま、前記被記録材が所定の距離だけ搬送されるように構成したことを特徴とする定着装置。
5. 前記ニップ領域よりも前記被記録材の搬送方向下流側では、前記定着フィルムが前記加圧体の近傍を前記加圧体に沿って回るように、前記定着フィルムの経路を設定したことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
6. 所定の経路に沿って回ることができる無端ベルト状の定着フィルムと、前記定着フィルムの一部と圧接するように設けられた、回転可能な加圧体と、前記定着フィルムと前記加圧体との圧接するニップ領域を加熱する加熱手段とを有し、被記録材を前記定着フィルムと前記加圧体とで挟持しながら搬送することにより前記被記録材に未定着像を定着させる定着装置において、
   前記定着フィルムの経路が、前記ニップ領域よりも前記被記録材の搬送方向上流側では前記加圧体から離れるように、前記ニップ領域よりも前記被記録材の搬送方向下流側では前記加圧体に近づくように、非対称に設定されていることを特徴とする定着装置。
7. 一連の画像形成プロセスによって形成された画像を被記録材に記録する画像形成装置において、請求項１、２、３、４、５又は６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。
   
   
   

Images