JP5928052B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

定着装置および画像形成装置に関する。

従来技術として、例えば、加熱手段で加熱され移動する無端状の定着ベルトと、定着ベルトの内側に設けられる押圧部材と、押圧部材と対向し定着ベルトを介してニップ部を形成する加圧ローラとを備え、ニップ部にトナー像を保持した記録材を通過させて定着を行う定着装置が知られている（特許文献１）。

特開２００６−３０１４０１号公報

本発明は、無端状のベルト部材の幅方向端部に対する記録材の巻き付きを抑制することを目的とする。

請求項１記載の発明は、加熱手段により加熱されるとともに回転可能な定着部材と、無端帯状の形状を備え、前記定着部材に接して設けられるとともに回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材の内周に設けられ、当該ベルト部材を介して前記定着部材を押圧し、当該定着部材と当該ベルト部材との間に、記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着ニップ部を形成する押圧部材とを備え、前記ベルト部材は、前記定着ニップ部から記録材が排出される当該定着ニップ部の排出領域において、前記ベルト部材を輪切りにした断面形状にて当該ベルト部材の幅方向中央部の曲率に比べて幅方向端部の曲率が大きくなるように設けられ、前記ベルト部材の前記幅方向端部における前記断面形状にて、前記定着ニップ部における当該定着ニップ部に記録材が突入する突入領域の曲率と前記排出領域の曲率とは異なり、少なくとも当該排出領域の曲率は前記幅方向中央部の曲率よりも大きいことを特徴とする定着装置である。
請求項２記載の発明は、前記定着ニップ部における前記突入領域の前記断面形状は、前記幅方向中央部と前記幅方向端部とで等しいことを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
請求項３記載の発明は、前記排出領域において、前記幅方向中央部における前記断面形状は円弧形状を有し、前記幅方向端部における前記断面形状は、当該幅方向中央部よりも径が小さい円弧形状を有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
請求項４記載の発明は、加熱手段により加熱されるとともに回転可能な定着部材と、無端帯状の形状を備え、前記定着部材に接して設けられるとともに回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材の内周に設けられ、当該ベルト部材を介して前記定着部材を押圧し、当該定着部材と当該ベルト部材との間に、記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着ニップ部を形成する押圧部材とを備え、前記ベルト部材は、前記定着ニップ部から記録材が排出される当該定着ニップ部の排出領域において、前記ベルト部材を輪切りにした断面形状にて当該ベルト部材の幅方向中央部の曲率に比べて幅方向端部の曲率が大きくなるように設けられ、前記排出領域において、前記幅方向中央部における断面形状は円弧形状を有し、前記幅方向端部における断面形状は、楕円の一部を構成する曲線形状を有することを特徴とする定着装置である。

請求項５記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、前記転写手段により記録材上に転写されたトナー像を、当該記録材に定着する定着手段とを有し、前記定着手段は、加熱手段により加熱されるとともに回転可能な定着部材と、無端帯状の形状を備え、前記定着部材に接して設けられるとともに回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材の内周に設けられ、当該ベルト部材を介して前記定着部材を押圧し、当該定着部材と当該ベルト部材との間に、記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着ニップ部を形成する押圧部材とを備え、前記定着ニップ部から記録材が排出される当該定着ニップ部の排出領域において、前記ベルト部材の幅方向と交差し且つ当該定着ニップ部における記録材搬送方向に沿うとともに、前記押圧部材により規定される当該ベルト部材の断面形状は、当該ベルト部材の幅方向端部の方が幅方向中央部よりも曲率が大きく、前記ベルト部材の前記幅方向端部における前記断面形状にて、前記定着ニップ部における当該定着ニップ部に記録材が突入する突入領域の曲率と前記排出領域の曲率とは異なり、少なくとも当該排出領域の曲率は前記幅方向中央部の曲率よりも大きいことを特徴とする画像形成装置である。
請求項６記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、前記転写手段により記録材上に転写されたトナー像を、当該記録材に定着する定着手段とを有し、前記定着手段は、加熱手段により加熱されるとともに回転可能な定着部材と、無端帯状の形状を備え、前記定着部材に接して設けられるとともに回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材の内周に設けられ、当該ベルト部材を介して前記定着部材を押圧し、当該定着部材と当該ベルト部材との間に、記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着ニップ部を形成する押圧部材とを備え、前記定着ニップ部から記録材が排出される当該定着ニップ部の排出領域において、前記ベルト部材の幅方向と交差し且つ当該定着ニップ部における記録材搬送方向に沿うとともに、前記押圧部材により規定される当該ベルト部材の断面形状は、当該ベルト部材の幅方向端部の方が幅方向中央部よりも曲率が大きく、前記排出領域において、前記幅方向中央部における断面形状は円弧形状を有し、前記幅方向端部における断面形状は、楕円の一部を構成する曲線形状を有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、無端状のベルト部材の幅方向端部に対する記録材の巻き付きを抑制することが可能になる。
請求項２記載の発明によれば、ベルト部材の幅方向端部と幅方向中央部とで、定着性能に差が出るのを抑制することが可能になる。
請求項３記載の発明によれば、ベルト部材の幅方向端部の曲率と幅方向中央部の曲率との関係を、容易に実現することが可能になる。
請求項４記載の発明によれば、無端状のベルト部材の幅方向端部に対する記録材の巻き付きを抑制することが可能になる。
請求項５記載の発明によれば、無端状のベルト部材の幅方向端部に対する記録材の巻き付きを抑制することが可能になる。
請求項６記載の発明によれば、無端状のベルト部材の幅方向端部に対する記録材の巻き付きを抑制することが可能になる。

本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。 本実施の形態の定着装置の構成を示す図である。 図２（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 本実施の形態における加圧ベルトの第１の形状について説明するための模式図である。 本実施の形態における加圧ベルトの第２の形状について説明するための模式図である。 図２（ａ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の定着装置２０が適用される画像形成装置１の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、画像データに基づき用紙Ｐに対して画像形成を行う画像形成部１００、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３００、画像形成部１００に対して用紙Ｐを供給する用紙供給部３０、画像形成部１００により画像が形成された用紙Ｐの表裏を反転させてこの用紙Ｐを再び画像形成部１００に供給する用紙反転機構５０、画像が形成された用紙Ｐを積載する用紙積載部ＹＳを備えている。また、画像形成装置１は、画像形成部１００に対してトナーを供給するトナーカートリッジ６０を備えている。さらに、画像形成装置１は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等との通信を行って画像データを受信する受信部２００、受信部２００にて受信した画像データに対して予め定めた画像処理を施す画像処理部４００、ユーザからの指示を受け付けるとともにユーザに対してメッセージ等を表示するユーザインタフェース（ＵＩ）５００を備えている。

また、本実施の形態の画像形成装置１には、用紙供給部３０から転写部Ｔｐ、定着装置２０を介して用紙積載部ＹＳに向けて用紙が搬送される用紙搬送経路ＹＲが設けられている。さらに、定着装置２０の下流側において用紙搬送経路ＹＲに接続されるとともに、転写部Ｔｐの上流側にて用紙搬送経路ＹＲに合流し、用紙反転機構５０により表裏を反転された用紙Ｐを再度画像形成部１００へ搬送する反転用搬送経路ＳＲが設けられている。

本実施の形態の画像形成部１００は、表面に感光層を備え、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１１、感光体ドラムを予め定めた電位で帯電する帯電装置１２、帯電装置１２によって帯電された感光体ドラム１１を画像データに基づき露光する露光装置１３、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像する現像装置１４、転写後の感光体ドラム１１の表面を清掃するクリーニング装置１６を備えている。

また、画像形成部１００は、感光体ドラム１１との間に転写部Ｔｐを形成し、感光体ドラム１１にて形成されたトナー像を用紙Ｐに対して転写する転写手段の一例としての転写装置１５、および、用紙Ｐに転写されたトナー像を用紙Ｐ上に定着する定着手段の一例としての定着装置２０を備えている。

さらに、画像形成部１００には、レジストレーションロール（レジロール）４７、排出ロール４９および搬送ロール５１が設けられている。
レジロール４７は、回転を停止した状態で用紙Ｐの搬送を一時的に止め、予め定められたタイミングにて回転を行うことにより、転写部Ｔｐに対してレジストレーション調整を施しながら用紙Ｐを供給する。
排出ロール４９は、定着装置２０の下流側において、定着装置２０により定着処理を施された用紙Ｐを用紙積載部ＹＳに向けて排出する。
搬送ロール５１は、用紙反転機構５０により表裏を反転された用紙Ｐを、再度レジロール４７に向けて搬送する。

本実施の形態の用紙供給部３０は、用紙収容部３１、引き込みロール３３および捌き機構３５を備えている。用紙収容部３１は、例えば上部に開口を有する直方体状の形状を有しており、内部に用紙Ｐを複数枚収容する。引き込みロール３３は、用紙収容部３１に収容される複数枚の用紙Ｐのうち上部にある用紙Ｐを捌き機構３５に向けて送り出す。捌き機構３５は、引き込みロール３３により送り出された用紙Ｐを１枚ずつに捌き、レジロール４７に向けて送り出す。

続いて、本実施の形態の画像形成装置１において行われる画像形成処理のプロセスについて説明する。
まず、ＰＣ等にて形成された画像データが受信部２００にて受信され、受信部２００から画像処理部４００へこの画像データが出力される。そして、画像処理部４００に出力された画像データは、画像処理部４００により画像処理が施され、露光装置１３に対して出力される。画像データを取得した露光装置１３は、帯電装置１２により帯電された感光体ドラム１１を、取得した画像データに基づいて選択的に露光して静電潜像を形成する。感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、現像装置１４により例えば黒（Ｋ）色のトナー像として現像される。

一方、用紙供給部３０では、画像形成のタイミングに合わせて引き込みロール３３が回転し、用紙収容部３１から用紙Ｐが供給される。そして、捌き機構３５により一枚ずつに捌かれた用紙Ｐは、レジロール４７まで搬送され、一旦、停止される。その後、感光体ドラム１１の回転タイミングに合わせてレジロール４７が回転し、用紙Ｐが転写部Ｔｐに供給される。そして、この転写部Ｔｐにおいて感光体ドラム１１に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写される。

その後、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置２０にて定着処理を受け、排出ロール４９によって用紙積載部ＹＳに排出される。なお、用紙Ｐの第１面のみならず第２面にも画像が形成（用紙Ｐの両面に画像が形成）される際には、定着装置２０を通過した用紙Ｐは、用紙反転機構５０により表裏が反転されたうえで転写部Ｔｐに再度供給される。そして、転写部Ｔｐにて、感光体ドラム１１に形成されたトナー像が用紙Ｐの第２面に転写される。その後、第２面にトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置２０によって定着処理を受け、排出ロール４９によって用紙積載部ＹＳに排出される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。

続いて、本実施の形態の定着装置２０について説明する。
図２は、本実施の形態の定着装置２０の構成を示す図である。図２（ａ）は、定着装置２０の正面図であり、図２（ｂ）は本実施の形態の定着装置２０の分解図である。なお、図２（ｂ）においては、定着ロール２１を省略している。
また、図３は、図２（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

図２（ａ）に示すように、定着装置２０は、定着部材の一例としての定着ロール２１と、無端状に形成され、定着ロール２１の外周面に接触して配置され、定着ロール２１との間にニップ部Ｎ（図３参照）を形成するベルト部材の一例としての加圧ベルト２２とを備えている。
また、図２（ｂ）および図３に示すように、定着装置２０は、加圧ベルト２２の内周側に配置され、加圧ベルト２２を介して定着ロール２１を押圧する押圧部材の一例としての押圧パッド２３と、加圧ベルト２２と押圧パッド２３との間に設けられ、押圧パッド２３を支持するパッド支持部材２５と、加圧ベルト２２の内周側から加圧ベルト２２を支持し、加圧ベルト２２の形状を保持するベルト支持部材２６と、加圧ベルト２２の幅方向両端側にそれぞれ設けられ、加圧ベルト２２、押圧パッド２３、パッド支持部材２５およびベルト支持部材２６の両端部を支持するエンドキャップ部材２７とを備えている。
なお、本発明において、ニップ部Ｎにおける用紙搬送方向と交差する加圧ベルト２２の幅方向を、単に幅方向と呼ぶことがある。

本実施の形態の定着装置２０では、駆動モータ（図示せず）の駆動力により定着ロール２１が予め定められた速度で一方向（図３において反時計方向）に回転駆動される。加圧ベルト２２は、定着ロール２１の回転に伴い定着ロール２１に追従して一方向（図３において時計方向）に従動回転する。すなわち、加圧ベルト２２は、定着ロール２１から回転駆動力を受けることで、定着ロール２１に連動して回転する。
なお、この定着装置２０は、用紙詰まり等の対応のために、定着ロール２１と加圧ベルト２２とを互いに離間できるように構成されている。

定着ロール２１は、全体として円筒形状を有しており、外周面の直径は例えば３０ｍｍに形成されている。また、定着ロール２１は、金属製の円筒状部材２１ａと、円筒状部材２１ａの外周面に被覆され、例えばシリコーンスポンジ等から構成される弾性体層２１ｂと、弾性体層２１ｂの外周面に被覆され、例えばカーボン配合のＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等から構成される表面離型層２１ｃとが積層されて構成される。
また、定着ロール２１における円筒状部材２１ａの中心部には、ヒータ（熱源）２１ｄを備えている。ヒータ２１ｄとしては、例えば５７０Ｗのハロゲンランプ等を用いる。

加圧ベルト２２は、原型が例えば円筒形状の、無端状のベルト部材で構成される。本実施の形態の加圧ベルト２２は、例えば、原型（円筒形状）時における幅方向中央部の直径が３０ｍｍ、幅方向の長さが３７０ｍｍに形成されている。なお、詳細については後段で説明するが、本実施の形態の加圧ベルト２２は、定着ロール２１と接触させた状態では、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向両端部とで、幅方向と垂直な面に沿った断面形状が異なっている。そして、図３に示すように、加圧ベルト２２の幅方向中央部における断面は、円弧形状となっている。
また、加圧ベルト２２は、内周面側から順に、耐熱性の高いシート状部材からなる基層、基層の上に積層された弾性層、および、弾性層の上に積層され、加圧ベルト２２の外周面に露出する表面離型層が積層されて構成されている。

基層としては、フレキシブルで機械的強度に優れ、耐熱性を有する材料が用いられる。基層を構成する材料としては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂、ＦＥＰ（四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体）樹脂等が挙げられる。基層の厚さは、例えば１０〜１５０μｍが好ましく、３０〜１００μｍがより好ましい。
弾性層としては、耐熱性、熱伝導性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が用いられる。厚さは、１０〜５００μｍが好ましく、５０〜３００μｍがより好ましい。
また、表面離型層としては、例えば、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、シリコーンゴム等が用いられる。

図２および図３に示すように、押圧パッド２３は、加圧ベルト２２の内周において加圧ベルト２２の幅方向に沿って設けられる。そして、押圧パッド２３は、加圧ベルト２２を介して定着ロール２１を押圧し、定着ロール２１との間にニップ部Ｎを形成する。
押圧パッド２３を構成する材料としては、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂等が挙げられる。

なお、詳細については後段にて説明するが、本実施の形態の押圧パッド２３は、加圧ベルト２２を介して定着ロール２１に対向する部分の形状が、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向端部とで異なっている。したがって、本実施の形態のニップ部Ｎの形状は、幅方向中央部と幅方向端部とで異なっている。
また、本実施の形態の押圧パッド２３のうち、加圧ベルト２２を介して定着ロール２１に対向する部分の形状は、用紙Ｐの搬送方向上流側（記録材が突入する突入領域）と下流側（記録材が排出される排出領域）とで異なっている。これにより、本実施の形態のニップ部の形状は、幅方向中央部および幅方向端部の双方において、用紙Ｐの搬送方向上流側と下流側とで異なっている。

図２（ｂ）および図３に示すように、押圧パッド２３と加圧ベルト２２との間には、ニップ部Ｎにおける押圧パッド２３と加圧ベルト２２との摺動性を向上させるため、摺動性に優れ、耐摩耗性が高いポリイミドフィルムやフッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シート等からなる摺動シート２４が設けられている。さらに、加圧ベルト２２の内周面には、アミノ変性シリコーンオイルやジメチルシリコーンオイル等の潤滑剤が塗布されている。これらにより、加圧ベルト２２と押圧パッド２３との間の摩擦抵抗が小さくなり、加圧ベルト２２が円滑に回転する。

図２および図３に示すように、パッド支持部材２５は、加圧ベルト２２の内周側に設けられ、押圧パッド２３を支持する。そして、パッド支持部材２５は、押圧パッド２３が、加圧ベルト２２を介して定着ロール２１から押圧力を受けた状態で、押圧パッド２３の撓み量が一定量以下となるように、剛性の高い材料で構成される。

ベルト支持部材２６は、図２および図３に示すように、加圧ベルト２２の内周において加圧ベルト２２の幅方向に沿って延びるとともに、断面形状が加圧ベルト２２の内周面に倣った円弧形状となるように形成される。そして、ベルト支持部材２６は、加圧ベルト２２の内周面と接触して配置されることで、加圧ベルト２２の姿勢を加圧ベルト２２の内周面側から保持している。なお、詳細については後段で説明するが、本実施の形態のベルト支持部材２６の形状は、幅方向中央部と幅方向両端部とで異なっている。

続いて、定着装置２０にて行われる定着動作について説明する。
画像形成装置１（図１参照）において、トナー像が形成される動作が開始されると、定着装置２０の定着ロール２１を駆動する駆動モータ（図示せず）および定着ロール２１に設けられるヒータ２１ｄに電力が供給される。これにより、定着ロール２１が発熱するとともに回転し、さらに定着ロール２１の回転に従動して、加圧ベルト２２が回転する。そして、定着ロール２１が予め定められた温度に加熱されるとともに、定着ロール２１と接触する加圧ベルト２２についても、定着ロール２１により加熱されることになる。
定着ロール２１が加熱される定着温度は、例えば１８０℃に設定される。定着ロール２１が１８０℃に加熱された場合には、加圧ベルト２２の表面温度は約１６０℃となっている。

次に、定着ロール２１が予め定められた温度に加熱された状態で、未定着トナー像を有する用紙Ｐが、定着ロール２１と加圧ベルト２２との間に形成されたニップ部Ｎに送り込まれる。ニップ部Ｎでは、用紙Ｐは、未定着トナー像が形成された面が定着ロール２１に対向し、未定着トナー像が形成された面とは反対側の面が加圧ベルト２２に対向した状態で搬送される。そして、ニップ部Ｎにおいて、用紙Ｐおよび用紙Ｐ上に形成された未定着トナー像が、定着ロール２１により加熱されるとともに、定着ロール２１と加圧ベルト２２とにより押圧されることで、用紙Ｐ上に定着される。その後、トナー像が定着された用紙Ｐは、定着ロール２１および加圧ベルト２２から剥離されて、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部ＹＳ（図１参照）に搬送される。

用紙Ｐの第１面（表面）だけでなく、用紙Ｐの第２面（裏面）にも画像形成を行う場合には、第１面に形成されたトナー像を用紙Ｐに定着した後、用紙Ｐの第２面にトナー像を形成し、用紙Ｐを再び定着装置２０へ送り出して、第２面に形成されたトナー像を用紙Ｐに定着する。
第２面に形成されたトナー像を定着する際には、定着装置２０のニップ部Ｎにおいて、未定着トナー像が形成された第２面が定着ロール２１に対向するとともに、既に定着された定着済トナー像が形成された第１面が加圧ベルト２２に対向した状態で搬送される。

ここで、上述したように、定着動作時には、定着ロール２１が設定定着温度に加熱されるとともに、定着ロール２１に接する加圧ベルト２２についても定着ロール２１により加熱される。したがって、ニップ部Ｎにおいて、用紙Ｐの第２面にトナー像を用紙Ｐに定着する際には、用紙Ｐの第２面に形成された未定着トナー像が定着ロール２１により加熱されるとともに、用紙Ｐの第１面に形成された定着済トナー像が加圧ベルト２２により再び加熱されることになる。これにより、用紙Ｐの第１面に定着された定着済トナー像が再び溶融してしまう場合がある。

用紙Ｐにおける第１面の定着済トナー像が再溶融した場合には、溶融したトナーによって、第１面が対向する加圧ベルト２２に対して用紙Ｐが吸着しやすくなっている。そして、用紙Ｐが加圧ベルト２２に吸着した状態で搬送されると、用紙Ｐが加圧ベルト２２に対して巻き付いて、ジャムが発生するおそれがある。

また、用紙Ｐの両面（第１面および第２面の双方）に画像を形成しない場合であっても、加圧ベルト２２の表面に設けられた表面離型層等が劣化した場合などには、用紙Ｐが加圧ベルト２２から剥離せずに、加圧ベルト２２に巻き付いてしまう場合がある。

ここで、ニップ部Ｎにおいては、加圧ベルト２２を介して押圧パッド２３が定着ロール２１を押圧しており、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐに対しても、用紙搬送方向と交差する方向に向かって圧力がかかっている。そして、用紙Ｐに対してかかる圧力の大きさは、用紙Ｐにおける幅方向（用紙Ｐ搬送方向と直交する方向）中央部と幅方向端部とで異なる傾向がある。用紙Ｐにかかる圧力の大きさ等が幅方向中央部と幅方向端部とで異なる場合には、用紙Ｐが圧力により変形し、ニップ部Ｎを通過する際やニップ部Ｎを通過した後の用紙Ｐの搬送姿勢等が、幅方向中央部と幅方向端部とで異なる場合がある。
特に、本実施の形態のように、無端状の加圧ベルト２２を用い、このような加圧ベルト２２と定着ロール２１等の定着部材とが押圧される構成を有する場合には、加圧ベルト２２の幅方向中央部よりも幅方向端部において、ニップ部Ｎを通過した後の用紙Ｐが加圧ベルト２２に沿って搬送されやすい。そして、加圧ベルト２２の幅方向中央部よりも幅方向端部において、用紙Ｐが加圧ベルト２２に対して巻き付きやすくなる傾向がある。一方、加圧ベルト２２の幅方向中央部では、幅方向端部と比較してニップ部Ｎを通過した後の用紙Ｐが加圧ベルト２２ではなく定着ロール２１に沿って搬送されやすく、幅方向端部と比較して用紙Ｐが加圧ベルト２２に対して巻き付きにくい。

加圧ベルト２２の幅方向端部に対する用紙Ｐの巻き付きの発生を抑制するための方法として、例えば、加圧ベルト２２の表面に設ける表面離型層を、離型性のより高い材料で形成することが考えられる。しかし、離型性の高い材料は、一般に価格が高いものが多く、表面離型層としてこのような離型性の高い材料を用いた場合には、加圧ベルト２２のコストが上昇してしまうおそれがあった。また、離型性が高い材料は、耐摩耗性が低いものが多く、表面離型層として離型性の高い材料を用いたとしても、この表面離型層が摩耗してしまった場合には、加圧ベルト２２に対する用紙Ｐの巻き付きを抑制することが困難になる場合があった。

そこで、本実施の形態では、加圧ベルト２２の幅方向端部における、加圧ベルト２２に対する用紙Ｐの巻き付きの発生を抑制するために、加圧ベルト２２を輪切りにした（加圧ベルト２２の仮想回転軸に対して垂直に切断した）断面形状を、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向端部とで異ならせることを特徴としている。
具体的には、ニップ部Ｎから用紙Ｐが排出されるニップ部Ｎの排出領域（ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側）において、加圧ベルト２２を輪切りにした断面形状にて幅方向中央部の曲率と比べて幅方向端部の曲率が大きくなるように、加圧ベルト２２を設けた。

続いて、本実施の形態の加圧ベルト２２の形状について、模式図を用いて説明する。図４および図５は、本実施の形態の加圧ベルト２２の形状を説明するための図である。なお、図４および図５は、加圧ベルト２２および定着ロール２１の構成について簡略的に示した模式図であり、定着装置２０における加圧ベルト２２および定着ロール２１以外の構成については記載を省略している。
以下の説明においては、加圧ベルト２２の幅方向両端部のうち一方の端部における形状について説明するが、本実施の形態の加圧ベルト２２における他方の端部も、一方の端部と同様の形状を有している。また、以下の説明では、加圧ベルト２２を輪切りにした断面形状を、単に加圧ベルト２２の断面形状と呼ぶことがある。

（加圧ベルト２２の第１の形状）
図４は、本実施の形態における加圧ベルト２２の第１の形状について説明するための模式図である。図４（ａ）は、加圧ベルト２２および定着ロール２１の関係を示した斜視模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＩＶＢ−ＩＶＢ断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）におけるＩＶＣ−ＩＶＣ断面図である。なお、図４（ｃ）において、破線は、図４（ｂ）に示した幅方向中央部における加圧ベルト２２の断面形状を示したものである。

図４（ａ）に示すように、加圧ベルト２２は、幅方向端部から幅方向中央部に向かって徐々に直径が大きくなる所謂クラウン形状を備えている。
そして、図４（ｂ）に示すように、加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面形状は、円弧形状となっている。加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面における直径ｄ１は、例えば３０ｍｍである。また、図４（ｃ）に示すように、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面形状は、幅方向中央部よりも径が小さな円弧形状となっている。加圧ベルト２２の幅方向端部の断面における直径ｄ２は、例えば２０ｍｍである。
これにより、この例では、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側（排出領域）において、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面形状が、幅方向中央部の断面形状と比較して曲率が大きい曲線形状となっている。

このような構成を有することで、加圧ベルト２２の幅方向端部では、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過した場合に、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側において用紙Ｐが加圧ベルト２２の屈曲に追従できずに、用紙Ｐ自身の剛性により加圧ベルト２２の表面から剥離しやすくなる。そして、加圧ベルト２２の幅方向端部において、用紙Ｐが加圧ベルト２２に巻き付くのを抑制することが可能になる。

なお、加圧ベルト２２の幅方向中央部では、加圧ベルト２２の幅方向端部と比較して、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側において加圧ベルト２２の断面における曲率が小さくなっている。しかし、上述したように、加圧ベルト２２の幅方向中央部では、加圧ベルト２２の幅方向端部と比較して、用紙Ｐが定着ロール２１に沿って搬送されやすく、加圧ベルト２２に沿って搬送されにくい。
したがって、図４（ｂ）に示すように、加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面形状が、幅方向端部と比較して径が大きい円弧形状となり、幅方向端部と比較して曲率が小さい場合であっても、加圧ベルト２２の幅方向中央部においては用紙Ｐの巻き付きが発生しにくい。

なお、加圧ベルト２２の幅方向端部における用紙Ｐの巻き付きを抑制するためには、例えば、加圧ベルト２２全体を、直径ｄ２（本実施の形態における加圧ベルト２２の幅方向端部における直径）の円筒形状とすることも考えられる。しかし、加圧ベルト２２全体を直径ｄ２の円筒形状とした場合には、この例のように加圧ベルト２２をクラウン形状とした場合と比較して、幅方向中央部における加圧ベルト２２の周長が短くなることになる。加圧ベルト２２の周長が短い場合には、定着動作時にニップ部Ｎを通過する頻度が高くなり、加圧ベルト２２の表面が摩耗しやすくなるおそれがある。
したがって、加圧ベルト２２を所謂クラウン形状とすることによって、加圧ベルト２２全体を径の小さな円筒形状とした場合と比較して、加圧ベルト２２の幅方向中央部における摩耗を抑制することが可能になる。

（加圧ベルト２２の第２の形状）
続いて、加圧ベルト２２の第２の形状について説明する。
図５は、本実施の形態における加圧ベルト２２の第２の形状について説明するための模式図である。図５（ａ）は、加圧ベルト２２および定着ロール２１の関係を示した斜視模式図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＶＢ−ＶＢ断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）におけるＶＣ−ＶＣ断面図である。なお、図５（ｃ）において、破線は、図５（ｂ）に示した幅方向中央部における加圧ベルト２２の断面形状を示したものである。

図５（ａ）に示すように、この例の加圧ベルト２２は、外形状が幅方向端部と幅方向中央部とで異なっている。
具体的には、加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面形状は、図５（ｂ）に示すように、円弧形状となっている。本実施の形態において、加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面における直径ｄ３は、例えば３０ｍｍである。また、図５（ｃ）に示すように、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面形状は、短軸が用紙搬送方向に沿い、長軸が用紙搬送方向と交差するような楕円を構成する曲線形状となっている。この例において、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面における楕円の長径ｄ４は、例えば３４ｍｍであり、短径ｄ５は、例えば２６ｍｍである。なお、この例では、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向端部とで、加圧ベルト２２の周長が略等しくなるように形成されている。
これにより、この例では、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側（排出領域）において、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面形状が、幅方向中央部の断面形状と比較して曲率が大きい曲線形状となっている。

このような構成を有することで、加圧ベルト２２の幅方向端部では、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過した場合に、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側において用紙Ｐが加圧ベルト２２の屈曲に追従できずに、用紙Ｐ自身の構成により加圧ベルト２２の表面から剥離しやすくなる。そして、加圧ベルト２２の幅方向端部において、用紙Ｐが加圧ベルト２２に巻き付くのを抑制することが可能になる。

なお、加圧ベルト２２の幅方向中央部では、加圧ベルト２２の幅方向端部と比較して、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側において加圧ベルト２２の断面における曲率が小さくなっている。しかし、上述したように、加圧ベルト２２の幅方向中央部では、加圧ベルト２２の幅方向端部と比較して、用紙Ｐが定着ロール２１に沿って搬送されやすく、加圧ベルト２２に沿って搬送されにくい。
したがって、図５（ｂ）に示すように、加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面形状が、幅方向端部よりも曲率が小さい円弧形状となっている場合であっても、加圧ベルト２２の幅方向中央部においては用紙Ｐの巻き付きが発生しにくい。

また、この例では、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向端部とで、加圧ベルト２２の周長が略等しくなっている。これにより、加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面形状を円弧形状とするとともに幅方向端部の断面形状を楕円を構成する曲線形状とした場合において、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向端部とで加圧ベルト２２の周長が異なる場合と比較して、幅方向中央部と幅方向端部とでニップ部Ｎにおける加圧ベルト２２の進行速度が等しくなる。そして、ニップ部Ｎにおいて、加圧ベルト２２の幅方向中央部または幅方向端部のいずれかが、定着ロール２１の表面と擦れて加圧ベルト２２の表面が摩耗するのを抑制することが可能になる。

なお、図４に示した第１の形状の加圧ベルト２２では、加圧ベルト２２の幅方向端部において、加圧ベルト２２の断面形状全体を、幅方向中央部よりも径が小さい円弧形状とした。また、図５に示した第２の形状の加圧ベルト２２では、加圧ベルト２２の幅方向端部において、加圧ベルト２２の断面形状全体を、短軸が用紙搬送方向に沿う楕円を構成する曲線形状とした。
しかし、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面形状は、少なくともニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側において、幅方向中央部よりも曲率が小さい曲線形状を呈していればよい。すなわち、加圧ベルト２２の幅方向端部において、加圧ベルト２２の周全体のうち、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側が、上述した円弧形状となっていれば、加圧ベルト２２に対する用紙Ｐの巻き付きを抑制することが可能になる。

また、図４および図５に示した例では、加圧ベルト２２の断面形状を円弧または楕円の一部を構成する曲線としたが、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側において、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面の曲率が幅方向中央部の断面の曲率より大きくなっていれば、その形状は円弧や楕円の一部を構成する曲線に限らない。

続いて、定着装置２０において、加圧ベルト２２に対して上述した形状を実現するための構成について説明する。
図６は、図２（ａ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。すなわち、図６は、加圧ベルト２２の幅方向端部における定着装置２０の断面図である。

図６および上述した図３に示すように、本実施の形態の加圧ベルト２２は、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側（排出領域）において、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面形状が、加圧ベルト２２の幅方向中央部よりも曲率が大きくなるように曲がった形状を呈している。
具体的には、図３に示すように、加圧ベルト２２の幅方向中央部において、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側の断面は、円弧形状となっている。これに対し、図６に示すように、加圧ベルト２２の幅方向端部において、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側の断面は、ニップ部Ｎにおける用紙搬送方向を短軸とする楕円の一部を構成する曲線形状となっている。これにより、加圧ベルト２２の幅方向中央部における断面の曲率と比較して、加圧ベルト２２の幅方向端部における断面の曲率が大きくなっている。

また、本実施の形態では、図６および図３に示すように、ニップ部Ｎに用紙Ｐが搬入される入口部分およびニップ部Ｎにおける用紙搬送方向上流側（突入領域）では、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向端部とで、加圧ベルト２２の断面形状が略等しくなっている。これにより、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向端部とで、ニップ部Ｎにおいて、用紙Ｐに対する定着性能に差が発生するのを抑制することができる。

ここで、上述したように、本実施の形態の加圧ベルト２２は、押圧パッド２３およびベルト支持部材２６によって張架されている。そして、本実施の形態では、加圧ベルト２２の幅方向と垂直な面に沿った断面形状は、押圧パッド２３およびベルト支持部材２６の形状によって定められることになる。
したがって、本実施の形態では、押圧パッド２３およびベルト支持部材２６の幅方向端部の断面形状を幅方向中央部の断面形状と異ならせることで、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面形状を、加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面形状とは異ならせている。

具体的に説明すると、ニップ部Ｎの入口部分およびニップ部Ｎの用紙搬送方向上流側（突入領域）では、加圧ベルト２２は押圧パッド２３により張架されており、加圧ベルト２２の断面形状は、押圧パッド２３の断面形状により規定されている。そして本実施の形態では、図３および図６に示すように、押圧パッド２３のうち、加圧ベルト２２を介してニップ部Ｎの入口部分およびニップ部Ｎの用紙搬送方向上流側に対向する領域の断面形状は、幅方向中央部と幅方向端部とで略等しくなっている。これにより、ニップ部Ｎの入口部分およびニップ部Ｎの用紙搬送方向上流側における加圧ベルト２２の断面形状は、幅方向中央部と幅方向端部とで等しくなっている。

一方、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側（排出領域）では、加圧ベルト２２は押圧パッド２３およびベルト支持部材２６の双方により張架されている。
具体的に説明すると、加圧ベルト２２の幅方向中央部においては、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側における加圧ベルト２２は、押圧パッド２３およびベルト支持部材２６により張架されている。そして、押圧パッド２３およびベルト支持部材２６に張架されることで、幅方向中央部において、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側における加圧ベルト２２の断面形状は、加圧ベルト２２の外周に向かって突出する円弧形状となっている。

加圧ベルト２２の幅方向端部においては、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側における加圧ベルト２２は、押圧パッド２３により張架されており、押圧パッド２３の断面形状により加圧ベルト２２の断面形状が定められている。本実施の形態の押圧パッド２３のうち、幅方向端部において加圧ベルト２２を介してニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側に対向する領域の断面は、ニップ部Ｎにおける用紙搬送方向を短軸とする楕円の一部を構成する曲線を描いている。これにより、加圧ベルト２２の幅方向端部において、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側における加圧ベルト２２の断面形状は、上述した幅方向中央部において押圧パッド２３とベルト支持部材２６とにより規定される加圧ベルト２２の断面形状よりも曲率が大きい曲線形状を有している。

以上のように、本実施の形態では、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側（排出領域）において、加圧ベルト２２の幅方向端部の断面形状を、加圧ベルト２２の幅方向中央部の断面形状と比較して曲率が大きい曲線形状とした。これにより、加圧ベルト２２の幅方向端部において、加圧ベルト２２に対する用紙Ｐの巻き付きが発生するのを抑制することができる。
そして、加圧ベルト２２に対する用紙Ｐの巻き付きの発生が抑制できることにより、加圧ベルト２２の表面に設ける表面離型層について高い離型性を求められず、したがって、表面離型層を、従来よりも離型性能が劣るものの耐摩耗性が高く安価な材料で構成することが可能となる。

また、本実施の形態の加圧ベルト２２では、ニップ部Ｎにおける用紙搬送方向上流側（突入領域）では、加圧ベルト２２の断面形状が、幅方向中央部と幅方向端部とで略等しくなっている。これにより、本構成を採用しない場合と比較して、加圧ベルト２２の幅方向中央部と幅方向端部とで、用紙Ｐに対するトナー像の定着性能に差が生じるのを抑制することが可能になる。

なお、本実施の形態では、加圧ベルト２２を介して押圧パッド２３に対向させてニップ部Ｎを形成する定着部材として、ロール形状を備える定着ロール２１を用いたが、定着部材の形状はこれに限られず、例えば複数のロール等によって張架されるベルト状の部材であってもよい。
また、本実施の形態では、押圧パッド２３およびベルト支持部材２６により加圧ベルト２２を張架し、加圧ベルト２２の幅方向中央部および幅方向端部における断面形状を規定したが、加圧ベルト２２の断面形状を規定する部材として、押圧パッド２３およびベルト支持部材２６とは異なる他の部材を設けてもよい。

１…画像形成装置、２０…定着装置、２１…定着ロール、２２…加圧ベルト、２３…押圧パッド、２４…摺動シート、２５…パッド支持部材、２６…ベルト支持部材、１００…画像形成部

Claims (6)

1. 加熱手段により加熱されるとともに回転可能な定着部材と、
   無端帯状の形状を備え、前記定着部材に接して設けられるとともに回転可能なベルト部材と、
   前記ベルト部材の内周に設けられ、当該ベルト部材を介して前記定着部材を押圧し、当該定着部材と当該ベルト部材との間に、記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着ニップ部を形成する押圧部材とを備え、
   前記ベルト部材は、前記定着ニップ部から記録材が排出される当該定着ニップ部の排出領域において、前記ベルト部材を輪切りにした断面形状にて当該ベルト部材の幅方向中央部の曲率に比べて幅方向端部の曲率が大きくなるように設けられ、
   前記ベルト部材の前記幅方向端部における前記断面形状にて、前記定着ニップ部における当該定着ニップ部に記録材が突入する突入領域の曲率と前記排出領域の曲率とは異なり、少なくとも当該排出領域の曲率は前記幅方向中央部の曲率よりも大きいことを特徴とする定着装置。
2. 前記定着ニップ部における前記突入領域の前記断面形状は、前記幅方向中央部と前記幅方向端部とで等しいことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記排出領域において、前記幅方向中央部における前記断面形状は円弧形状を有し、前記幅方向端部における前記断面形状は、当該幅方向中央部よりも径が小さい円弧形状を有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 加熱手段により加熱されるとともに回転可能な定着部材と、
   無端帯状の形状を備え、前記定着部材に接して設けられるとともに回転可能なベルト部材と、
   前記ベルト部材の内周に設けられ、当該ベルト部材を介して前記定着部材を押圧し、当該定着部材と当該ベルト部材との間に、記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着ニップ部を形成する押圧部材とを備え、
   前記ベルト部材は、前記定着ニップ部から記録材が排出される当該定着ニップ部の排出領域において、前記ベルト部材を輪切りにした断面形状にて当該ベルト部材の幅方向中央部の曲率に比べて幅方向端部の曲率が大きくなるように設けられ、
   前記排出領域において、前記幅方向中央部における断面形状は円弧形状を有し、前記幅方向端部における断面形状は、楕円の一部を構成する曲線形状を有することを特徴とする定着装置。
5. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
   前記転写手段により記録材上に転写されたトナー像を、当該記録材に定着する定着手段とを有し、
   前記定着手段は、
   加熱手段により加熱されるとともに回転可能な定着部材と、
   無端帯状の形状を備え、前記定着部材に接して設けられるとともに回転可能なベルト部材と、
   前記ベルト部材の内周に設けられ、当該ベルト部材を介して前記定着部材を押圧し、当該定着部材と当該ベルト部材との間に、記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着ニップ部を形成する押圧部材とを備え、
   前記定着ニップ部から記録材が排出される当該定着ニップ部の排出領域において、前記ベルト部材の幅方向と交差し且つ当該定着ニップ部における記録材搬送方向に沿うとともに、前記押圧部材により規定される当該ベルト部材の断面形状は、当該ベルト部材の幅方向端部の方が幅方向中央部よりも曲率が大きく、
   前記ベルト部材の前記幅方向端部における前記断面形状にて、前記定着ニップ部における当該定着ニップ部に記録材が突入する突入領域の曲率と前記排出領域の曲率とは異なり、少なくとも当該排出領域の曲率は前記幅方向中央部の曲率よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
6. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
   前記転写手段により記録材上に転写されたトナー像を、当該記録材に定着する定着手段とを有し、
   前記定着手段は、
   加熱手段により加熱されるとともに回転可能な定着部材と、
   無端帯状の形状を備え、前記定着部材に接して設けられるとともに回転可能なベルト部材と、
   前記ベルト部材の内周に設けられ、当該ベルト部材を介して前記定着部材を押圧し、当該定着部材と当該ベルト部材との間に、記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着ニップ部を形成する押圧部材とを備え、
   前記定着ニップ部から記録材が排出される当該定着ニップ部の排出領域において、前記ベルト部材の幅方向と交差し且つ当該定着ニップ部における記録材搬送方向に沿うとともに、前記押圧部材により規定される当該ベルト部材の断面形状は、当該ベルト部材の幅方向端部の方が幅方向中央部よりも曲率が大きく、
   前記排出領域において、前記幅方向中央部における断面形状は円弧形状を有し、前記幅方向端部における断面形状は、楕円の一部を構成する曲線形状を有することを特徴とする画像形成装置。

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