定着装置および画像形成装置
【課題】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられる、定着ベルト等の定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設された加圧ローラ等の加圧回転体と、これらの回転体を加熱するための加熱手段とを備え、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着性の低下を回避し得る定着装置、この定着装置を備えたかかる画像形成装置の提供。
【解決手段】記録媒体Ｓの未定着画像を担持する方の面側に位置する定着回転体６３と、定着回転体６３に当接するように配設され記録媒体Ｓの他方の面側に位置する加圧回転体６９と、定着回転体６３を加熱するための定着加熱手段６５と、加圧回転体６９を内側から加熱する加圧加熱手段７８と、加圧回転体６９の表面に対向して配設され加圧回転体６９を外側から加熱する加圧加熱手段７３とを用いる。
【解決手段】記録媒体Ｓの未定着画像を担持する方の面側に位置する定着回転体６３と、定着回転体６３に当接するように配設され記録媒体Ｓの他方の面側に位置する加圧回転体６９と、定着回転体６３を加熱するための定着加熱手段６５と、加圧回転体６９を内側から加熱する加圧加熱手段７８と、加圧回転体６９の表面に対向して配設され加圧回転体６９を外側から加熱する加圧加熱手段７３とを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられる、定着ベルト等の定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設された加圧ローラ等の加圧回転体と、これらの回転体を加熱するための加熱手段とを備えた定着装置、及びこの定着装置を備えたかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられる、定着ベルト等の定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設された加圧ローラ等の加圧回転体と、これらの回転体を加熱するための加熱手段とを備えた定着装置、およびこの定着装置を備えたかかる画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）。
【０００３】
このような定着装置では、定着動作中において、定着回転体の温度を定着に適した温度に保つことが、良好な定着を行ううえで極めて重要である。しかしながら、特に立ち上がり直後など、定着回転体や加圧回転体等が十分に温まっていない状態では、定着のために用紙等の記録媒体を定着回転体と加圧回転体との間のニップ部に通過させると、記録媒体やこれに担持されたトナー、さらにはこれに加えて十分には昇温していない加圧回転体によって、定着回転体の熱が吸収されて定着回転体の温度が低下し、数枚から数十枚の連続通紙を行うと、定着回転体の温度が定着下限温度を割って、定着性が低下することがある。とくに、記録媒体がカラートナーを担持している場合には、１枚の記録媒体に対して定着を行ったときにおいても、その先端部がニップ部を通過するときからその後端部がニップ部を通過するときにかけて定着回転体の温度が低下することで、定着画像の光沢度の差が先端部と後端部とで大きく生じ、後端部では光沢が低い画像になってしまうことがある。
【０００４】
そこで、定着回転体の温度低下を抑制すべく、定着回転体に対して補助的な加熱手段を設ける技術（たとえば、〔特許文献１〕参照）、加圧回転体に対して補助的な加熱手段を設ける技術（たとえば、〔特許文献２〕参照）が提案されている。なお、定着回転体の温度低下を抑制するために加圧回転体に対してかかる加熱手段を設けるのは、上述のように、定着回転体の熱を奪う構成に加圧回転体も含まれるためである。すなわち、加圧回転体の加熱熱量を増加させることで、加圧回転体が奪う定着回転体の熱量を低減させることを狙っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、近年では、定着装置の立ち上がり時間の短縮、省エネルギー化、ＴＥＣ値の低減等のために、スタンバイ時には加熱を停止し、画像形成の開始にあわせて加熱を開始するとともに速やかに定着回転体の昇温を行うべく、定着回転体や、定着回転体が定着ベルトである場合にはこれを張架したローラ等の部材が薄肉化され、熱容量が低減されていることから、上述のように、特に立ち上がり時においては、加圧回転体による吸熱によって定着回転体の温度が低下しやすく、定着回転体に対して補助的な加熱手段を設けていても、依然として、定着性が低下する問題が発生する。
【０００６】
この問題は、加圧回転体に対して補助的な加熱手段を設けても生じる。これは、従来の加熱手段は加圧回転体の内側に配設されているとともに、加圧回転体はある程度の肉厚を持っていることから、加熱手段によって発せられた熱が、加圧回転体の内面から外面に到達するまでに時間がかかるためである。すなわち、加圧回転体の肉厚により、加熱手段によって加熱しても、加圧回転体の内面から外面に向けた肉厚方向に、温度勾配が生じるため、熱応答性に限界がある。
【０００７】
なお、省エネ対応としてトナーを低定着温度化とする技術が検討されており、この技術によれば、立ち上がりの温度低下時においても定着性が維持されるとも考えられる。しかし、この場合、トナーは軟化温度を下げる処方となるために、クリーニングローラ等に付着した回収トナーが使用中に軟化温度を越えて流出開始温度に達すると、いわゆる溶け出しという現象が発生し、クリーニングローラを当接させた部材に再度トナーを逆転写して異常画像となる場合がある。したがって、定着装置側の構成で、立ち上がり時においても定着性を担保することが望ましい。
【０００８】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられる、定着ベルト等の定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設された加圧ローラ等の加圧回転体と、これらの回転体を加熱するための加熱手段とを備えた定着装置であって、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着性の低下を回避し得る定着装置、この定着装置を備えたかかる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、記録媒体の未定着画像を担持する方の面側に位置する定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設され記録媒体の未定着画像を担持する方の面と反対側の面側に位置する加圧回転体と、前記定着回転体を加熱するための定着加熱手段と、前記加圧回転体を内側から加熱する第１の加圧加熱手段と、前記加圧回転体の表面に対向して配設され同加圧回転体を外側から加熱する第２の加圧加熱手段とを有する定着装置にある。
【００１０】
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、第２の加圧加熱手段に電力を供給するキャパシタを備えた補助電源を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、第１の加圧加熱手段の出力と、第２の加圧加熱手段の出力との比は、前記加圧回転体の熱容量と、第２の加圧加熱手段の熱容量との比となるように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、第２の加圧加熱手段による前記加圧回転体の加熱を、前記定着回転体と前記加圧回転体との間に記録媒体を通過させ始める第１のタイミングから、第１のタイミングの後の前記定着回転体の温度が最も低下する第２のタイミングまでを含むように行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の定着装置において、前記加圧回転体の回転方向における、同加圧回転体が前記定着回転体に当接した位置の下流側で、第２の加圧加熱手段が同加圧回転体に対向した位置の上流側において同加圧回転体に当接して配設されたヒートパイプを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の定着装置において、前記ヒートパイプの表面は、画像形成物質と反応して軟化温度を上昇させる架橋剤をコーティングされていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、記録媒体の未定着画像を担持する方の面側に位置する定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設され記録媒体の未定着画像を担持する方の面と反対側の面側に位置する加圧回転体と、前記定着回転体を加熱するための定着加熱手段と、前記加圧回転体を内側から加熱する第１の加圧加熱手段と、前記加圧回転体の表面に対向して配設され同加圧回転体を外側から加熱する第２の加圧加熱手段とを有する定着装置にあるので、加圧回転体を表面側から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００１７】
第２の加圧加熱手段に電力を供給するキャパシタを備えた補助電源を有することとすれば、低格電力を超えることなく電力を加熱回転体の昇温に有効に利用することが可能であり、またかかる昇温を加圧回転体を表面側から加熱して行うことで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００１８】
第１の加圧加熱手段の出力と、第２の加圧加熱手段の出力との比は、前記加圧回転体の熱容量と、第２の加圧加熱手段の熱容量との比となるように設定されていることとすれば、加圧回転体の肉厚方向の温度分布を均一状態に保つように加圧回転体を内外部から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００１９】
第２の加圧加熱手段による前記加圧回転体の加熱を、前記定着回転体と前記加圧回転体との間に記録媒体を通過させ始める第１のタイミングから、第１のタイミングの後の前記定着回転体の温度が最も低下する第２のタイミングまでを含むように行うこととすれば、定着回転体の表面温度落ち込みを最小限にして定着回転体の温度を定着に適した温度に保つように、加圧回転体を表面側から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００２０】
前記加圧回転体の回転方向における、同加圧回転体が前記定着回転体に当接した位置の下流側で、第２の加圧加熱手段が同加圧回転体に対向した位置の上流側において同加圧回転体に当接して配設されたヒートパイプを有することとすれば、加圧回転体の回転方向において加圧回転体が定着回転体に当接した位置の下流側で加圧回転体の温度ムラを速やかに緩和させて画像形成物質のいわゆるオフセットを防止ないし抑制することが可能となるとともに、加圧回転体を表面側から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、より良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００２１】
前記ヒートパイプの表面は、画像形成物質と反応して軟化温度を上昇させる架橋剤をコーティングされていることとすれば、加圧回転体の回転方向において加圧回転体が定着回転体に当接した位置の下流側で加圧回転体の温度ムラを速やかに緩和させることに加えて架橋剤を用いることで画像形成物質のいわゆるオフセットをより良好に防止ないし抑制することが可能となるとともに、加圧回転体を表面側から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、さらに良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００２２】
本発明は、かかる定着装置を有する画像形成装置にあるので、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みが防止され、定着回転体の温度を定着に適した温度に保たれ、定着性の低下が回避され得ることで、良好な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装置の概略正面図である。
【図３】図２に示した定着装置に備えられたヒートパイプの詳細を示した概略正断面である。
【図４】ヒートパイプの有無によって、定着回転体の幅方向における非通紙領域で温度上昇に差が生じることの一例を示したグラフである。
【図５】加圧補助ヒータの有無によって、定着回転体の温度落ち込みに差が生じることの一例を示したグラフである。
【図６】加圧補助ヒータの点灯タイミングを示したグラフである。
【図７】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置の他の構成例の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、フルカラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、印刷機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
【００２５】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を像形成物質としてのトナーを担持することで形成可能な第１の像担持体としての潜像担持体である感光体たる感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを平行配設したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式を採用している。
【００２６】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、画像形成装置１００の本体９９の図示しないフレームに回転自在に支持された可撓性を有する第２の像担持体としての中間転写体たる無端状のベルトである中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の移動方向であって図１において反時計回り方向であるＡ１方向の上流側からこの順で等間隔で並列に並んでいる。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している。
【００２７】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の画像を形成するための作像ユニットである画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００２８】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端のベルトとして構成された転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に位置している。
【００２９】
転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である記録材としての用紙たる転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。よって画像形成装置１００は中間転写方式言い換えると間接転写方式の画像形成装置となっている。したがって画像形成装置１００はタンデム型間接転写方式の画像形成装置である。
【００３０】
転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向しており、この対向した部分が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上のトナー像を転写ベルト１１に転写する１次転写部５８を形成している。
【００３１】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向する位置に配設された一次転写手段としての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００３２】
転写ベルト１１は、Ａ１方向に直交する、図１の紙面に垂直な方向に対応した幅方向において、Ａ４横サイズの転写紙Ｓに対応した幅を有している。よって、画像形成装置１００は、最大でＡ３縦サイズの転写紙Ｓに対する画像形成が可能となっている。
【００３３】
画像形成装置１００は、本体９９内に、４つの画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えたベルトユニットである中間転写ユニットとしての転写ベルトユニット１０と、図１における転写ベルト１１の右側において転写ベルト１１に対向して配設された２次転写手段としての２次転写装置５と、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの下方に対向して配設された潜像形成手段としての光書込みユニットである書き込みユニットとしての露光装置たる光走査装置８とを有している。
【００３４】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、転写ベルト１１と２次転写装置５との間の転写ニップ部たる転写ニップとしての２次転写ニップである２次転写部５７に向けて搬送される転写紙Ｓを多数枚積載可能な給紙カセットとしてのシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙Ｓを、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、２次転写部５７に向けて繰り出すレジストローラ対４と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００３５】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、２次転写部５７でトナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像すなわち未定着トナー画像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての熱定着装置である定着装置６と、シート給送装置６１から送り出された転写紙Ｓを搬送する図示しない搬送ローラを備え、中途部にレジストローラ対４、定着装置６を配設された給紙路３２と、給紙路３２の終端に位置し定着済みの転写紙Ｓである画像出力物を本体９９の外部に排出する排出ローラである排紙ローラ対としての排紙ローラ７と、転写ベルトユニット１０の上方に配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫと、本体９９の上側に配設され排出ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙Ｓを積載する排紙部としての排紙トレイ１７とを有している。
【００３６】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを回転駆動する図示しない駆動手段としての駆動モータを含む駆動装置と、画像形成によって生じた、不要となったトナーを貯留する図示しない廃トナーボトルと、画像形成装置１００の動作全般を制御する図示しないＣＰＵ、メモリ等を含む制御手段９１と、図示しない商用電源から電力の供給を受ける図２に示す主電源装置３１とを有している。
【００３７】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写バイアスローラとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられた、駆動部材である駆動ローラ７２と、張架ローラとしてのクリーニング対向ローラ７４と、駆動ローラ７２及びクリーニング対向ローラ７４とともに転写ベルト１１を張架する支持ローラとしての張架ローラ７５、３３と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１表面をクリーニングする中間転写体クリーニング装置であるベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１３とを有している。
【００３８】
転写ベルトユニット１０はまた、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しない駆動モータを備えた図示しない駆動系と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫにそれぞれ独立して１次転写バイアスを印加する図示しない第１の転写バイアス印加手段としての電源及び制御手段９１の一機能として実現された第１の転写バイアス制御手段とを有している。
【００３９】
駆動ローラ７２、クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ７５、３３は、転写ベルト１１を回転搬送可能に掛け渡し、掛け回した支持ローラとなっている。クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ７５、３３は、駆動ローラ７２によって回転駆動される転写ベルト１１に連れ回りする従動ローラとなっている。支持ローラ７２、７４、７５、３３のうち、張架ローラ３３のみが転写ベルト１１の外周面である表面に当接し、他の支持ローラ７２、７４、７５は、転写ベルト１１の内周面である裏面に当接している。
【００４０】
１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、転写ベルト１１をその裏面から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに向けて押圧してそれぞれ転写ニップとしての１次転写ニップを形成する。この１次転写ニップは、転写ベルト１１の、クリーニング対向ローラ７４と張架ローラ７５との間に張り渡した部分において形成されている。クリーニング対向ローラ７４と張架ローラ７５とは、１次転写ニップを安定化する機能を有する。
【００４１】
各１次転写ニップには、１次転写バイアスの影響により、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫとの間に１次転写電界が形成される。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上に形成された各色のトナー像は、この１次転写電界や、駆動ローラ７２と２次転写ローラ６４との間で転写ベルト１１を挟み付ける圧力であるニップ圧の影響によって転写ベルト１１上に１次転写される。
【００４２】
駆動ローラ７２は、転写ベルト１１を介して２次転写ローラ６４を当接されており、２次転写ローラ６４に対向する位置で転写ベルト１１を巻き掛けて２次転写部５７を形成している。よって駆動ローラ７２は対向ローラとしての２次転写対向ローラを兼ねている。
【００４３】
張架ローラ７５は、２次転写部５７において転写ベルト１１と２次転写ローラ６４とによって形成されるＡ１方向上流側の楔状の空間を、転写紙Ｓが２次転写部５７に滑らかに進入するように形成する入口ガイド材としての機能を有する。
クリーニング対向ローラ７４は、転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
【００４４】
クリーニング装置１３は、図１においてクリーニング対向ローラ７４の左方に配設されている。クリーニング装置１３は、クリーニング対向ローラ７４に対向する位置、すなわち、Ａ１方向において２次転写部５７の下流側且つ１次転写部５８の上流側の位置で転写ベルト１１に当接するように配設されたクリーニングブレード１３ａと、クリーニングブレード１３ａをその内部に収容したケース１３ｂとを有している。
【００４５】
クリーニング装置１３は、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブレード１３ａで掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。
転写ベルトユニット１０は、本体９９に対して一体で着脱可能となっている。
【００４６】
シート給送装置６１は、転写紙Ｓを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容するものであり、本体９９の下部に配設されている。
シート給送装置６１は、最上位の転写紙Ｓの上面に押圧される給紙ローラとしての給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が所定のタイミングで反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓを１枚ずつ分離してレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。この点、給紙ローラ３は分離ローラとしても機能する。
シート給送装置６１から送り出された転写紙Ｓは、給紙路３２を経てレジストローラ対４に至り、レジストローラ対４のローラ間に挟まれる。
【００４７】
２次転写装置５は、駆動ローラ７２に対向して配置されている。２次転写装置５は、駆動ローラ７２との間で転写ベルト１１を挟むようにして配設され、転写ベルト１１との間を通過する転写紙Ｓに転写ベルト１１上のトナー像を転写可能とするための２次転写部材である転写部材としての転写ローラたる回転体である２次転写ローラ６４を有している。
【００４８】
２次転写装置５はまた、Ａ１方向において２次転写部５７の上流側に配設され、レジストローラ対４によって２次転写部５７に向けて繰り出された転写紙Ｓを２次転写部５７に案内する態様で転写紙Ｓの搬送時のガイドを行う紙ガイドとしてのガイド板３８と、Ａ１方向において２次転写部５７の下流側に配設され、２次転写部５７において転写ベルト１１上のトナー像を転写された転写紙Ｓを２次転写ローラ６４から分離して定着装置６に向けて搬送する分離板３９とを有している。
【００４９】
２次転写ローラ６４と、転写ベルト１１の２次転写部５７近傍の一部とは、給紙路３２に臨むように配設されており、２次転写部５７を形成している。２次転写ローラ６４は転写ベルト１１に当接して２次転写部５７を形成する当接部材として機能する。このように、２次転写ローラ６４と転写ベルト１１とが対向し、密着した領域が２次転写部５７となっている。
【００５０】
定着装置６は、２次転写部５７において転写ベルト１１から未定着画像であるトナー像を転写され担持する方の転写紙Ｓの面側に位置する定着回転体としての定着ベルト６３と、定着ベルト６３を張架した定着ローラ６８および加熱ローラ６２と、加熱ローラ６２の内部に配設され加熱ローラ６２を加熱することで定着ベルト６３を加熱するための定着加熱手段としての加熱ヒータであるハロゲンヒータ６５とを有している。
【００５１】
定着装置６はまた、定着ローラ６８に対向する位置において定着ベルト６３に加圧された状態で当接するように配設され、転写紙Ｓのトナー像を担持する方の面と反対側の面側に位置する加圧回転体としての中空の加圧ローラ６９と、加圧ローラ６９の内部に配設され加圧ローラ６９を内側から加熱する第１の加圧加熱手段としての加圧ヒータであるハロゲンヒータ７８と、加圧ローラ６９の表面に対向し当接して配設され加圧ローラ６９を外側から加熱する第２の加圧加熱手段であるヒータローラ７３とを有している。
【００５２】
定着装置６はまた、加圧ローラ６９の表面に当接して配設されたヒートパイプであるヒートパイプローラ７７と、２次転写部５７において転写ベルト１１からトナー像を転写された転写紙Ｓを、定着ベルト６３と加圧ローラ６９とが互いに当接することによって形成されたニップ部としての定着ニップ７０に向けて案内する案内部材としてのガイド板７６とを有している。
【００５３】
定着装置６はまた、図２に示すように、主電源装置３１によって電力を供給されるとともに後述する所定のタイミングで加圧ローラ６９を加熱するための電力をヒータローラ７３に供給するキャパシタ８１を備えた補助電源としての補助電源装置８２と、定着ベルト６３の回転方向において定着ニップ７０よりも下流側に配設され、定着ニップ７０を通過した転写紙Ｓを先端部側から定着ベルト６３から剥離して排出ローラ７に向けて定着装置６から排出するための分離板ユニット８１と、加圧ローラ６９の回転方向において定着ニップ７０よりも下流側に配設され、定着ニップ７０を通過した転写紙Ｓを先端部側から加圧ローラ６９から剥離する加圧分離手段としての分離爪８２とを有している。
【００５４】
定着装置６はまた、定着ベルト６３、加圧ローラ６９のそれぞれの表面温度を検知する、図示しない定着温度検知手段、加圧温度検知手段と、以上述べた各構成を囲繞した図１に示すハウジング８５とを有している。
【００５５】
定着ベルト６３は、ＰＩ（ポリイミド）樹脂からなる層厚９０μｍのベース層と、このベース層上に順次積層された、弾性材料で形成された弾性層と、離型層からなる表層とを有する多層構造の無端ベルトである。定着ベルト６３の弾性層は、層厚が２００μｍ程度であって、シリコーンゴム製であるが、弾性材料であれば、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の他の材質で形成しても良い。定着ベルト６３の離型層は、層厚が２０μｍ程度であって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）によって形成されているが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等の、トナーに対する離型性言い換えると剥離性が確保される材質によって形成されていれば良い。
【００５６】
加圧ローラ６９は、芯金と、芯金表面にコーティングされたＰＦＡによる離型層とを有する金属パイプローラである。加圧ローラ６９の芯金の厚さは０．５ｍｍであり、その材質は鉄であるが、アルミニウム等の他の材質で形成しても良いし、芯金の厚さは０．２〜１．０ｍｍの範囲で設定されればよい。離型層の材質は、ＰＦＡに限られるものではない。
【００５７】
ヒートパイプローラ７７は、加圧ローラ６９の回転方向における、定着ニップ７０の下流側で、ヒータローラ７３が加圧ローラ６９に対向し当接した位置の上流側において、加圧ローラ６９に当接して配設されている。
【００５８】
ヒートパイプローラ７７は、加圧ローラ６９の長手方向である同図における紙面に垂直な方向、言い換えると定着ベルト６３の幅方向に延在するように配設され、加圧ローラ６９の長手方向の全域において加圧ローラ６９に当接し、加圧ローラ６９に連れ回りするように構成されている。これにより、ヒートパイプローラ７７は、長手方向における加圧ローラ６９の温度を均一化することで定着ベルト６３の温度を幅方向において均一化する温度均一化部材として機能するとともに、加圧ローラ６９に付着したトナーを吸着することにより加圧ローラ６９をクリーニングする加圧クリーニング部材として機能する。
【００５９】
ヒートパイプローラ７７は、図３に示すように、アルミニウムの素管７７ａと、素管７７ａの内部に熱拡管によって埋め込まれた銅製のヒートパイプ７７ｂと、素管７７ａの表面にコーティングされた架橋剤７７ｃと、素管７７ａの各端部に、ＳＵＭ、ＳＵＳなどの軸部材７７ｄが圧入されることによって形成された軸部７７ｅとを有しており、これら軸部７７ｅによって、ヒートパイプローラ７７はハウジング８５に回転自在に支持されている。架橋剤７７ｃの組成は、加圧ローラ６９側から転移してきたトナーすなわちオフセットトナーと反応して軟化温度を上げる作用をもつサルチル酸鉄とされている。この架橋剤７７ｃにより、ヒートパイプローラ７７は、加圧ローラ６９のクリーニング機能を併せ持ちながらトナーの溶け出しを防止ないし抑制し、かつ加圧ローラ６９の回転方向において下流側に位置するヒータローラ７３の表面の汚れを防止ないし抑制し、良好な定着画像を得ることに寄与する。
【００６０】
ヒートパイプローラ７７が、加圧ローラ６９の温度をその長手方向において均一化する温度均一化部材として機能することについて、図４に沿ってより詳しく説明する。同図は、ヒートパイプローラ７７の有無により定着ベルト６３の幅方向言い換えると定着ベルト６３の回転方向に直交する方向における温度上昇に相違が生じることを示している。具体的には、同図は、定着ニップ７０に小サイズの転写紙Ｓを連続通紙した場合に、定着ベルト６３の幅方向において、この転写紙Ｓが定着ベルト６３に当接する通紙領域と、非通紙領域とでの温度上昇の様子を、ヒートパイプローラ７７の有無で比較したものを示している。
【００６１】
同図に示されているように、かかる転写紙Ｓを連続通紙すると、定着ベルト６３の中央部の通紙領域における定着ベルト６３の温度は一定であるが、定着ベルト６３の両端部の非通紙領域において、定着ベルト６３の温度は、破線で示すように、ヒートパイプローラ７７がない場合のオーバーシュート量が大きく、ホットオフセット領域に入ってしまう場合がある。しかし、ヒートパイプローラ７７を設けると、加圧ローラ６９の長手方向言い換えると軸方向の温度ムラが均一化され、これによって定着ベルト６３の幅方向の温度ムラも均一化されることで、ホットオフセットが防止される。
【００６２】
とくに、ヒートパイプローラ７７の加圧ローラ６９に対する当接位置が、加圧ローラ６９の回転方向における、定着ニップ７０の下流側で、ヒータローラ７３が加圧ローラ６９に対向し当接した位置の上流側であることから、加圧ローラ６９の温度ムラが早期に修復されるため、定着ベルト６３の温度ムラの均一化作用が効率的に得られる。
【００６３】
ヒータローラ７３は、キャパシタ８１によって電力を供給されることで昇温する熱源としての加圧補助ヒータとしてのハロゲンヒータ７３ａと、ハウジング８５によって回転自在に支持され、ハロゲンヒータ７３ａを内蔵しハロゲンヒータ７３ａによって加熱され昇温することで加圧ローラ６９を加熱する金属製の円筒部７３ｂとを有している。このようにしてヒータローラ７３はローラ状に構成されており、加圧ローラ６９に連れ回りするように構成されている。円筒部７３ｂの表面も、ヒートパイプローラ７７と同様に、加圧ローラ６９のクリーニング機能を持っていても良い。ハロゲンヒータ７３ａの駆動制御は、制御手段９１によって行われるようになっている。この点、制御手段９１は、補助加熱制御手段として機能する。
【００６４】
定着装置６は、トナー像を担持した転写紙Ｓをガイド板７６によって定着ニップ７０に案内し、定着ニップ７０に挟み込む態様で通すことで、熱と圧力との作用により、転写紙Ｓに担持されたトナー像を同転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
定着装置６のその余の点については後述する。
【００６５】
トナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、図示しない搬送経路を経て、所定の補給量だけ、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられた現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫに補給される。
【００６６】
画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫは互いに同様の構成となっている。画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫはそれぞれ、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの周囲に、図１中時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、作像手段として、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、クリーニング手段としてのクリーニング器であるクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫと、除電手段としての図示しない除電装置と、帯電バイアス形成のためにＡＣ帯電を行なう帯電ローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１ＢＫを備えた帯電手段としての帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫと、２成分現像剤により現像を行う現像手段としての現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫとを有している。
【００６７】
画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫはそれぞれ、本体９９に固定された図示しないガイドレールに沿って本体９９に対して引き出し自在であるとともに、本体９９に押し込むことが可能であり、本体９９に対して着脱自在に設置されたプロセスカートリッジとなっている。プロセスカートリッジとしての画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫはそれぞれ、本体９９に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことが可能であるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。またプロセスカートリッジの要素である各部の寿命が同等とされているため、不要な交換が防止、抑制され、さらに好ましい構成となっている。
【００６８】
このような構成の画像形成装置１００において、カラー画像を形成すべき旨の信号がユーザによって入力されると、制御手段９１において形成すべき所望の画像であるフルカラー画像に対応した画像情報を含む印刷ジョブである画像形成ジョブがメモリに記憶され保持されるとともに、駆動ローラ７２が駆動され、転写ベルト１１、クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ７５、３３が従動回転するとともに、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫがＢ１方向に回転駆動される。
【００６９】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫにより帯電バイアスによって表面を所定の極性に一様に帯電され、光走査装置８からの、同図の紙面垂直方向に略一致する主走査方向への、上方へ向けた、光変調されたレーザー光の露光走査すなわち照射により、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した静電潜像による、画像情報に応じた潜像を形成され、この静電潜像を現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫの現像バイアス及びトナーの帯電によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより現像されて顕像化され、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像によって構成された単色画像が形成される。
【００７０】
なお、制御手段９１は、光走査装置８を駆動して各色に対応した静電潜像を形成するにあたり、メモリに記憶した画像情報をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の色情報に分解し、各色に分解された単色の画像情報である各色画像情報に基づいて光走査装置８を駆動する。
【００７１】
現像により得られたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像は、Ａ１方向の最上流側に位置するイエロートナー画像から、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、ブラックトナー画像の順で、順次、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによって形成される１次転写バイアスにより、Ａ１方向に回転している転写ベルト１１上の同じ位置に１次転写されて色重ねが行われ、転写ベルト１１上にはフルカラーのトナー画像である合成カラー画像が形成され担持される。
【００７２】
一方、カラー画像を形成すべき旨の信号の入力に伴い、シート給送装置６１に備えられた給送ローラ３が回転して転写紙Ｓを繰り出すとともに１枚ずつ分離して給紙路３２に送り込み、給紙路３２に送り込まれた転写紙Ｓは図示しない搬送ローラでさらに搬送されレジストローラ対４に突き当てられた状態で停止する。
【００７３】
転写ベルト１１上に重ね合わされた合成カラー画像が転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴って２次転写部５７まで移動するタイミングに合わせて、言い換えると給紙タイミングを計られて、レジストローラ対４が回転し、２次転写部５７では、転写ベルト１１に担持されている合成カラー画像が、２次転写部５７に送り込まれた転写紙Ｓに密着し、２次転写バイアス及びニップ圧の作用によって他の媒体である転写紙Ｓに一括して２次転写され、記録される。
【００７４】
転写紙Ｓは２次転写装置５によって搬送されて定着装置６に送り込まれ、定着装置６において定着ベルト６３と加圧ローラ６９との間の定着ニップ７０すなわち定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像すなわち合成カラー画像を定着される。
【００７５】
定着装置６を通過した、合成カラー画像を定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て本体９９外に排出され、本体９９の上部の排紙トレイ１７上にスタックされる。
【００７６】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、転写後に残留し不要なトナーとなった残留トナーである転写残トナーをクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫにより表面から拭い去られて除去され、除電装置によって除電され、表面電位を初期化されて、帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫによる次の帯電に供される。クリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫにより感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの表面から除去された転写残トナーは廃トナーボトルに貯留される。
【００７７】
２次転写を終えた２次転写部５７通過後の転写ベルト１１は、クリーニング装置１３に備えられたクリーニングブレード１３ａによって転写後にその表面に残留した不要なトナーである転写残トナーを拭い去られ、除去されてクリーニングされ、次の転写に備える。クリーニング装置１３により転写ベルト１１の表面から除去された転写残トナーは廃トナーボトルに貯留される。
【００７８】
このような画像形成を行うに際し、定着装置６においては、定着動作中の定着ベルト６３の温度を定着に適した温度に保つことが、良好な定着を行ううえできわめて重要である。そのため、定着温度６では、定着温度検知手段、加圧温度検知手段によって検知された、定着ベルト６３、加圧ローラ６９の温度に基づいて、ハロゲンヒータ６５、ハロゲンヒータ７８の駆動が制御される。この制御は制御手段９１によって行われる。定着ベルト６３の温度を適温に保つために加圧ローラ６９の温度を制御するのは、加圧ローラ６９の温度が低いと加圧ローラ６９が定着ニップ７０において定着ベルト６３の熱を奪って定着ベルト６３の温度を低下させることで、定着ベルト６３が適温よりも低い温度となることを防止するためである。
【００７９】
ところが、すでに述べたように、定着装置６の立ち上がり直後など、定着ベルト６３や加圧ローラ６９等が十分に温まっていない状態では、定着のために転写紙Ｓを定着ニップ７０に通過させると、十分には昇温していない加圧ローラ６９等によって定着ベルト６３の熱が吸収されて、図５において破線で示すように、定着ベルト６３の温度が低下し、数枚から数十枚の連続通紙を行うと、定着ベルト６３の温度が定着下限温度を割って、定着性が低下することがある。特に、カラー画像形成時には、１枚の転写紙Ｓに対して定着を行ったときにおいても、その先端部が定着ニップ７０を通過するときからその後端部が定着ニップ７０を通過するときにかけて定着ベルト６３の温度が低下することで、定着画像の光沢度の差が先端部と後端部とで大きく生じ、後端部では光沢が低い画像になってしまうことがある。
【００８０】
このような問題は、ハロゲンヒータ７８のように加圧ローラ６９を内側から加熱する構成を用いても、完全に解消することが難しい場合がある。これは、加圧ローラ６９は、定着ニップ７０を形成するためのある程度の強度を要すること等の理由により、ある程度の肉厚を持っているため、内側から加熱しても、その肉厚による熱容量に起因して、表面が昇温するまでにタイムラグがあり、熱応答性に限界があるからである。
【００８１】
そこで、定着装置６においては、ヒータローラ７３具体的にはハロゲンヒータ７３ａにより加圧ローラ６９を表面側から加熱することで、図５において実線で示すように、立ち上がり直後の画像形成時すなわち定着時においても加圧ローラ６９が定着ベルト６３の温度を低下させることを防止ないし抑制し、定着ベルト６３の温度を立ち上がり直後の定着においても適温に保つようになっている。
【００８２】
そのため、図６に示すように、ハロゲンヒータ７３ａによる加圧ローラ６９の加熱は、補助加熱制御手段として機能する制御手段９１により、定着ニップ７０に転写紙Ｓを通過させ始める第１のタイミングである画像形成開始時から、画像形成開始後に定着ベルト６３の温度が最も低下する第２のタイミングであるＴｍｉｎ時までのΔｔの時間を含むＴ１時間の間、行われるようになっている。
【００８３】
ハロゲンヒータ７３ａへの電力供給は、キャパシタ８１によって行われるようになっているため、キャパシタ８１からハロゲンヒータ７３ａへの放電が、補助加熱制御手段として機能する制御手段９１により、画像形成開始時から、時間Δｔよりも長い通電時間Ｔ１で行われる。これにより、同図に示すように、Ｔｍｉｎ時においても、定着ベルト６３の温度が定着加減温度を割り込むことが防止される。キャパシタ８１による放電量、時間は、定着ベルト６３の温度が定着加減温度を割り込むことを防止するように設定される。キャパシタ８１を補助電源に用い、キャパシタ８１の充電を、同図に示されているように、待機時に行うため、定着ベルト６３を適温に保つために必要とされるエネルギーが、比較的大きな場合であっても、画像形成装置１００の定格電力を超えることなく、立ち上がり直後の画像形成時に不足なく得られる。
【００８４】
ハロゲンヒータ７３ａの出力と、ハロゲンヒータ７８の出力との比は、円筒部７３ｂの熱容量と、加圧ローラ６９の熱容量との比となるように設定されている。すなわち、ハロゲンヒータ７３ａのヒータＷ数をＱ１、ハロゲンヒータ７８のヒータＷ数をＱ２とし、円筒部７３の熱容量をＣ１、加圧ローラ６９の熱容量をＣ２としたとき、
Ｑ１：Ｑ２＝Ｃ１：Ｃ２
の関係を満たすようになっている。
本形態において、Ｃ１＞Ｃ２であるため、Ｑ１＞Ｑ２となっている。
【００８５】
このように設定するのは、加圧ローラ６９の内部、外部それぞれからの加熱による断面方向言い換えると肉厚方向における温度分布を均一状態に保つには、ハロゲンヒータ７３ａの出力と、ハロゲンヒータ７８の出力とを、ヒータローラ７３と加圧ローラ６９との熱容量比にほぼ比例した配分に設定することが望ましいためである。
【００８６】
定着装置６は、以上のような構成、動作により、図６に示すように、立ち上がり直後においても、転写紙Ｓを定着ニップ７０に通過させたとき、これが数枚から数十枚の連続通紙であっても、定着ベルト６３の温度が定着下限温度を割って、定着性が低下することが回避される。カラー画像形成時においても、転写紙Ｓの先端部が定着ニップ７０を通過するときから後端部が定着ニップ７０を通過するときにかけての定着ベルト６３の温度が低下することが防止ないし抑制され、定着画像の光沢度の差が防止ないし抑制される。
【００８７】
このように、定着装置６では、ハロゲンヒータ７３ａを用いることで、立ち上がり直後においても定着ベルト６３の表面温度の落ち込みが防止ないし抑制され、かかる表面温度が定着に適した温度に保たれて、光沢度が適正となるなど、良好な定着が行われる。
【００８８】
なお、ハロゲンヒータ７３ａを用いることにより、加圧ローラ６９、さらには定着ベルト６３は、ハロゲンヒータ７３ａがない場合と比べて昇温する傾向にあり、たとえば小サイズの転写紙Ｓに定着を行う場合には、非通紙領域においてかかる昇温傾向が大きくなり得るが、ヒートパイプローラ７７により、加圧ローラ６９、定着ベルト６３の長手方向における温度を均一化することでこれらが過剰に昇温することが防止ないし抑制される。
【００８９】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００９０】
たとえば、定着加熱手段は、上述したハロゲンヒータ６５でなく、電磁誘導により定着ベルト６３を直接加熱する電磁誘導加熱タイプを採用し、ＩＨヒータ６６としても良い。なお、同図において、符号６７は、ＩＨヒータ６６によって定着ベルト６３に向けて形成された電磁場が他の部材に影響を与えることを防止するための磁束遮蔽部材を示している。
【００９１】
また、定着回転体は、定着ベルト６３のような無端ベルト状の部材に限らず、ローラ状の定着ローラであっても良い。加圧回転体は、加圧ローラ６９のようなローラ状の部材に限らず、無端ベルト状の加圧ベルトであっても良い。
【００９２】
本発明を適用する画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、直接転写方式を採用可能である。また、画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能であるし、他にも、シート状の有機感光体等の像担持体上に各色のトナー像を現像するものの色重ね自体は別にある中間転写体を用いる方式、あるいは中間転写体を複数用いる方式、中間色トナーを用いる方式等の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。
【００９３】
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
【００９４】
このような画像形成装置に用いる画像形成物質として現像剤を用いる場合、この現像剤は、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。さらには、画像形成物質は、定着を要するものであれば、インク等であっても良い。
【００９５】
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
【００９６】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９７】
６ 定着装置
６３ 定着回転体
６５、６６ 定着加熱手段
６９ 加圧回転体
７３ 第２の加圧加熱手段
７７ ヒートパイプ
７７ｃ 架橋剤
７８ 第１の加圧加熱手段
８１ キャパシタ
８２ 補助電源
１００ 画像形成装置
Ｓ 記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９８】
【特許文献１】特開２００９−１３９６７４号公報
【特許文献２】特開２００７−７９１４２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられる、定着ベルト等の定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設された加圧ローラ等の加圧回転体と、これらの回転体を加熱するための加熱手段とを備えた定着装置、及びこの定着装置を備えたかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられる、定着ベルト等の定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設された加圧ローラ等の加圧回転体と、これらの回転体を加熱するための加熱手段とを備えた定着装置、およびこの定着装置を備えたかかる画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）。
【０００３】
このような定着装置では、定着動作中において、定着回転体の温度を定着に適した温度に保つことが、良好な定着を行ううえで極めて重要である。しかしながら、特に立ち上がり直後など、定着回転体や加圧回転体等が十分に温まっていない状態では、定着のために用紙等の記録媒体を定着回転体と加圧回転体との間のニップ部に通過させると、記録媒体やこれに担持されたトナー、さらにはこれに加えて十分には昇温していない加圧回転体によって、定着回転体の熱が吸収されて定着回転体の温度が低下し、数枚から数十枚の連続通紙を行うと、定着回転体の温度が定着下限温度を割って、定着性が低下することがある。とくに、記録媒体がカラートナーを担持している場合には、１枚の記録媒体に対して定着を行ったときにおいても、その先端部がニップ部を通過するときからその後端部がニップ部を通過するときにかけて定着回転体の温度が低下することで、定着画像の光沢度の差が先端部と後端部とで大きく生じ、後端部では光沢が低い画像になってしまうことがある。
【０００４】
そこで、定着回転体の温度低下を抑制すべく、定着回転体に対して補助的な加熱手段を設ける技術（たとえば、〔特許文献１〕参照）、加圧回転体に対して補助的な加熱手段を設ける技術（たとえば、〔特許文献２〕参照）が提案されている。なお、定着回転体の温度低下を抑制するために加圧回転体に対してかかる加熱手段を設けるのは、上述のように、定着回転体の熱を奪う構成に加圧回転体も含まれるためである。すなわち、加圧回転体の加熱熱量を増加させることで、加圧回転体が奪う定着回転体の熱量を低減させることを狙っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、近年では、定着装置の立ち上がり時間の短縮、省エネルギー化、ＴＥＣ値の低減等のために、スタンバイ時には加熱を停止し、画像形成の開始にあわせて加熱を開始するとともに速やかに定着回転体の昇温を行うべく、定着回転体や、定着回転体が定着ベルトである場合にはこれを張架したローラ等の部材が薄肉化され、熱容量が低減されていることから、上述のように、特に立ち上がり時においては、加圧回転体による吸熱によって定着回転体の温度が低下しやすく、定着回転体に対して補助的な加熱手段を設けていても、依然として、定着性が低下する問題が発生する。
【０００６】
この問題は、加圧回転体に対して補助的な加熱手段を設けても生じる。これは、従来の加熱手段は加圧回転体の内側に配設されているとともに、加圧回転体はある程度の肉厚を持っていることから、加熱手段によって発せられた熱が、加圧回転体の内面から外面に到達するまでに時間がかかるためである。すなわち、加圧回転体の肉厚により、加熱手段によって加熱しても、加圧回転体の内面から外面に向けた肉厚方向に、温度勾配が生じるため、熱応答性に限界がある。
【０００７】
なお、省エネ対応としてトナーを低定着温度化とする技術が検討されており、この技術によれば、立ち上がりの温度低下時においても定着性が維持されるとも考えられる。しかし、この場合、トナーは軟化温度を下げる処方となるために、クリーニングローラ等に付着した回収トナーが使用中に軟化温度を越えて流出開始温度に達すると、いわゆる溶け出しという現象が発生し、クリーニングローラを当接させた部材に再度トナーを逆転写して異常画像となる場合がある。したがって、定着装置側の構成で、立ち上がり時においても定着性を担保することが望ましい。
【０００８】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられる、定着ベルト等の定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設された加圧ローラ等の加圧回転体と、これらの回転体を加熱するための加熱手段とを備えた定着装置であって、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着性の低下を回避し得る定着装置、この定着装置を備えたかかる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、記録媒体の未定着画像を担持する方の面側に位置する定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設され記録媒体の未定着画像を担持する方の面と反対側の面側に位置する加圧回転体と、前記定着回転体を加熱するための定着加熱手段と、前記加圧回転体を内側から加熱する第１の加圧加熱手段と、前記加圧回転体の表面に対向して配設され同加圧回転体を外側から加熱する第２の加圧加熱手段とを有する定着装置にある。
【００１０】
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、第２の加圧加熱手段に電力を供給するキャパシタを備えた補助電源を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、第１の加圧加熱手段の出力と、第２の加圧加熱手段の出力との比は、前記加圧回転体の熱容量と、第２の加圧加熱手段の熱容量との比となるように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、第２の加圧加熱手段による前記加圧回転体の加熱を、前記定着回転体と前記加圧回転体との間に記録媒体を通過させ始める第１のタイミングから、第１のタイミングの後の前記定着回転体の温度が最も低下する第２のタイミングまでを含むように行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の定着装置において、前記加圧回転体の回転方向における、同加圧回転体が前記定着回転体に当接した位置の下流側で、第２の加圧加熱手段が同加圧回転体に対向した位置の上流側において同加圧回転体に当接して配設されたヒートパイプを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の定着装置において、前記ヒートパイプの表面は、画像形成物質と反応して軟化温度を上昇させる架橋剤をコーティングされていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、記録媒体の未定着画像を担持する方の面側に位置する定着回転体と、この定着回転体に当接するように配設され記録媒体の未定着画像を担持する方の面と反対側の面側に位置する加圧回転体と、前記定着回転体を加熱するための定着加熱手段と、前記加圧回転体を内側から加熱する第１の加圧加熱手段と、前記加圧回転体の表面に対向して配設され同加圧回転体を外側から加熱する第２の加圧加熱手段とを有する定着装置にあるので、加圧回転体を表面側から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００１７】
第２の加圧加熱手段に電力を供給するキャパシタを備えた補助電源を有することとすれば、低格電力を超えることなく電力を加熱回転体の昇温に有効に利用することが可能であり、またかかる昇温を加圧回転体を表面側から加熱して行うことで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００１８】
第１の加圧加熱手段の出力と、第２の加圧加熱手段の出力との比は、前記加圧回転体の熱容量と、第２の加圧加熱手段の熱容量との比となるように設定されていることとすれば、加圧回転体の肉厚方向の温度分布を均一状態に保つように加圧回転体を内外部から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００１９】
第２の加圧加熱手段による前記加圧回転体の加熱を、前記定着回転体と前記加圧回転体との間に記録媒体を通過させ始める第１のタイミングから、第１のタイミングの後の前記定着回転体の温度が最も低下する第２のタイミングまでを含むように行うこととすれば、定着回転体の表面温度落ち込みを最小限にして定着回転体の温度を定着に適した温度に保つように、加圧回転体を表面側から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００２０】
前記加圧回転体の回転方向における、同加圧回転体が前記定着回転体に当接した位置の下流側で、第２の加圧加熱手段が同加圧回転体に対向した位置の上流側において同加圧回転体に当接して配設されたヒートパイプを有することとすれば、加圧回転体の回転方向において加圧回転体が定着回転体に当接した位置の下流側で加圧回転体の温度ムラを速やかに緩和させて画像形成物質のいわゆるオフセットを防止ないし抑制することが可能となるとともに、加圧回転体を表面側から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、より良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００２１】
前記ヒートパイプの表面は、画像形成物質と反応して軟化温度を上昇させる架橋剤をコーティングされていることとすれば、加圧回転体の回転方向において加圧回転体が定着回転体に当接した位置の下流側で加圧回転体の温度ムラを速やかに緩和させることに加えて架橋剤を用いることで画像形成物質のいわゆるオフセットをより良好に防止ないし抑制することが可能となるとともに、加圧回転体を表面側から加熱することで、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みを防止し、定着回転体の温度を定着に適した温度に保ち、定着性の低下を回避し得ることで、さらに良好な画像形成に寄与し得る定着装置を提供することができる。
【００２２】
本発明は、かかる定着装置を有する画像形成装置にあるので、立ち上がり直後においても、加圧回転体による定着回転体の吸熱を抑制して定着回転体の急激な温度落ち込みが防止され、定着回転体の温度を定着に適した温度に保たれ、定着性の低下が回避され得ることで、良好な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装置の概略正面図である。
【図３】図２に示した定着装置に備えられたヒートパイプの詳細を示した概略正断面である。
【図４】ヒートパイプの有無によって、定着回転体の幅方向における非通紙領域で温度上昇に差が生じることの一例を示したグラフである。
【図５】加圧補助ヒータの有無によって、定着回転体の温度落ち込みに差が生じることの一例を示したグラフである。
【図６】加圧補助ヒータの点灯タイミングを示したグラフである。
【図７】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置の他の構成例の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、フルカラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、印刷機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
【００２５】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を像形成物質としてのトナーを担持することで形成可能な第１の像担持体としての潜像担持体である感光体たる感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを平行配設したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式を採用している。
【００２６】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、画像形成装置１００の本体９９の図示しないフレームに回転自在に支持された可撓性を有する第２の像担持体としての中間転写体たる無端状のベルトである中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の移動方向であって図１において反時計回り方向であるＡ１方向の上流側からこの順で等間隔で並列に並んでいる。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している。
【００２７】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の画像を形成するための作像ユニットである画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００２８】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端のベルトとして構成された転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に位置している。
【００２９】
転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である記録材としての用紙たる転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。よって画像形成装置１００は中間転写方式言い換えると間接転写方式の画像形成装置となっている。したがって画像形成装置１００はタンデム型間接転写方式の画像形成装置である。
【００３０】
転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向しており、この対向した部分が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上のトナー像を転写ベルト１１に転写する１次転写部５８を形成している。
【００３１】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向する位置に配設された一次転写手段としての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００３２】
転写ベルト１１は、Ａ１方向に直交する、図１の紙面に垂直な方向に対応した幅方向において、Ａ４横サイズの転写紙Ｓに対応した幅を有している。よって、画像形成装置１００は、最大でＡ３縦サイズの転写紙Ｓに対する画像形成が可能となっている。
【００３３】
画像形成装置１００は、本体９９内に、４つの画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えたベルトユニットである中間転写ユニットとしての転写ベルトユニット１０と、図１における転写ベルト１１の右側において転写ベルト１１に対向して配設された２次転写手段としての２次転写装置５と、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの下方に対向して配設された潜像形成手段としての光書込みユニットである書き込みユニットとしての露光装置たる光走査装置８とを有している。
【００３４】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、転写ベルト１１と２次転写装置５との間の転写ニップ部たる転写ニップとしての２次転写ニップである２次転写部５７に向けて搬送される転写紙Ｓを多数枚積載可能な給紙カセットとしてのシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙Ｓを、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、２次転写部５７に向けて繰り出すレジストローラ対４と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００３５】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、２次転写部５７でトナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像すなわち未定着トナー画像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての熱定着装置である定着装置６と、シート給送装置６１から送り出された転写紙Ｓを搬送する図示しない搬送ローラを備え、中途部にレジストローラ対４、定着装置６を配設された給紙路３２と、給紙路３２の終端に位置し定着済みの転写紙Ｓである画像出力物を本体９９の外部に排出する排出ローラである排紙ローラ対としての排紙ローラ７と、転写ベルトユニット１０の上方に配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫと、本体９９の上側に配設され排出ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙Ｓを積載する排紙部としての排紙トレイ１７とを有している。
【００３６】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを回転駆動する図示しない駆動手段としての駆動モータを含む駆動装置と、画像形成によって生じた、不要となったトナーを貯留する図示しない廃トナーボトルと、画像形成装置１００の動作全般を制御する図示しないＣＰＵ、メモリ等を含む制御手段９１と、図示しない商用電源から電力の供給を受ける図２に示す主電源装置３１とを有している。
【００３７】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写バイアスローラとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられた、駆動部材である駆動ローラ７２と、張架ローラとしてのクリーニング対向ローラ７４と、駆動ローラ７２及びクリーニング対向ローラ７４とともに転写ベルト１１を張架する支持ローラとしての張架ローラ７５、３３と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１表面をクリーニングする中間転写体クリーニング装置であるベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１３とを有している。
【００３８】
転写ベルトユニット１０はまた、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しない駆動モータを備えた図示しない駆動系と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫにそれぞれ独立して１次転写バイアスを印加する図示しない第１の転写バイアス印加手段としての電源及び制御手段９１の一機能として実現された第１の転写バイアス制御手段とを有している。
【００３９】
駆動ローラ７２、クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ７５、３３は、転写ベルト１１を回転搬送可能に掛け渡し、掛け回した支持ローラとなっている。クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ７５、３３は、駆動ローラ７２によって回転駆動される転写ベルト１１に連れ回りする従動ローラとなっている。支持ローラ７２、７４、７５、３３のうち、張架ローラ３３のみが転写ベルト１１の外周面である表面に当接し、他の支持ローラ７２、７４、７５は、転写ベルト１１の内周面である裏面に当接している。
【００４０】
１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、転写ベルト１１をその裏面から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに向けて押圧してそれぞれ転写ニップとしての１次転写ニップを形成する。この１次転写ニップは、転写ベルト１１の、クリーニング対向ローラ７４と張架ローラ７５との間に張り渡した部分において形成されている。クリーニング対向ローラ７４と張架ローラ７５とは、１次転写ニップを安定化する機能を有する。
【００４１】
各１次転写ニップには、１次転写バイアスの影響により、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫとの間に１次転写電界が形成される。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上に形成された各色のトナー像は、この１次転写電界や、駆動ローラ７２と２次転写ローラ６４との間で転写ベルト１１を挟み付ける圧力であるニップ圧の影響によって転写ベルト１１上に１次転写される。
【００４２】
駆動ローラ７２は、転写ベルト１１を介して２次転写ローラ６４を当接されており、２次転写ローラ６４に対向する位置で転写ベルト１１を巻き掛けて２次転写部５７を形成している。よって駆動ローラ７２は対向ローラとしての２次転写対向ローラを兼ねている。
【００４３】
張架ローラ７５は、２次転写部５７において転写ベルト１１と２次転写ローラ６４とによって形成されるＡ１方向上流側の楔状の空間を、転写紙Ｓが２次転写部５７に滑らかに進入するように形成する入口ガイド材としての機能を有する。
クリーニング対向ローラ７４は、転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
【００４４】
クリーニング装置１３は、図１においてクリーニング対向ローラ７４の左方に配設されている。クリーニング装置１３は、クリーニング対向ローラ７４に対向する位置、すなわち、Ａ１方向において２次転写部５７の下流側且つ１次転写部５８の上流側の位置で転写ベルト１１に当接するように配設されたクリーニングブレード１３ａと、クリーニングブレード１３ａをその内部に収容したケース１３ｂとを有している。
【００４５】
クリーニング装置１３は、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブレード１３ａで掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。
転写ベルトユニット１０は、本体９９に対して一体で着脱可能となっている。
【００４６】
シート給送装置６１は、転写紙Ｓを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容するものであり、本体９９の下部に配設されている。
シート給送装置６１は、最上位の転写紙Ｓの上面に押圧される給紙ローラとしての給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が所定のタイミングで反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓを１枚ずつ分離してレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。この点、給紙ローラ３は分離ローラとしても機能する。
シート給送装置６１から送り出された転写紙Ｓは、給紙路３２を経てレジストローラ対４に至り、レジストローラ対４のローラ間に挟まれる。
【００４７】
２次転写装置５は、駆動ローラ７２に対向して配置されている。２次転写装置５は、駆動ローラ７２との間で転写ベルト１１を挟むようにして配設され、転写ベルト１１との間を通過する転写紙Ｓに転写ベルト１１上のトナー像を転写可能とするための２次転写部材である転写部材としての転写ローラたる回転体である２次転写ローラ６４を有している。
【００４８】
２次転写装置５はまた、Ａ１方向において２次転写部５７の上流側に配設され、レジストローラ対４によって２次転写部５７に向けて繰り出された転写紙Ｓを２次転写部５７に案内する態様で転写紙Ｓの搬送時のガイドを行う紙ガイドとしてのガイド板３８と、Ａ１方向において２次転写部５７の下流側に配設され、２次転写部５７において転写ベルト１１上のトナー像を転写された転写紙Ｓを２次転写ローラ６４から分離して定着装置６に向けて搬送する分離板３９とを有している。
【００４９】
２次転写ローラ６４と、転写ベルト１１の２次転写部５７近傍の一部とは、給紙路３２に臨むように配設されており、２次転写部５７を形成している。２次転写ローラ６４は転写ベルト１１に当接して２次転写部５７を形成する当接部材として機能する。このように、２次転写ローラ６４と転写ベルト１１とが対向し、密着した領域が２次転写部５７となっている。
【００５０】
定着装置６は、２次転写部５７において転写ベルト１１から未定着画像であるトナー像を転写され担持する方の転写紙Ｓの面側に位置する定着回転体としての定着ベルト６３と、定着ベルト６３を張架した定着ローラ６８および加熱ローラ６２と、加熱ローラ６２の内部に配設され加熱ローラ６２を加熱することで定着ベルト６３を加熱するための定着加熱手段としての加熱ヒータであるハロゲンヒータ６５とを有している。
【００５１】
定着装置６はまた、定着ローラ６８に対向する位置において定着ベルト６３に加圧された状態で当接するように配設され、転写紙Ｓのトナー像を担持する方の面と反対側の面側に位置する加圧回転体としての中空の加圧ローラ６９と、加圧ローラ６９の内部に配設され加圧ローラ６９を内側から加熱する第１の加圧加熱手段としての加圧ヒータであるハロゲンヒータ７８と、加圧ローラ６９の表面に対向し当接して配設され加圧ローラ６９を外側から加熱する第２の加圧加熱手段であるヒータローラ７３とを有している。
【００５２】
定着装置６はまた、加圧ローラ６９の表面に当接して配設されたヒートパイプであるヒートパイプローラ７７と、２次転写部５７において転写ベルト１１からトナー像を転写された転写紙Ｓを、定着ベルト６３と加圧ローラ６９とが互いに当接することによって形成されたニップ部としての定着ニップ７０に向けて案内する案内部材としてのガイド板７６とを有している。
【００５３】
定着装置６はまた、図２に示すように、主電源装置３１によって電力を供給されるとともに後述する所定のタイミングで加圧ローラ６９を加熱するための電力をヒータローラ７３に供給するキャパシタ８１を備えた補助電源としての補助電源装置８２と、定着ベルト６３の回転方向において定着ニップ７０よりも下流側に配設され、定着ニップ７０を通過した転写紙Ｓを先端部側から定着ベルト６３から剥離して排出ローラ７に向けて定着装置６から排出するための分離板ユニット８１と、加圧ローラ６９の回転方向において定着ニップ７０よりも下流側に配設され、定着ニップ７０を通過した転写紙Ｓを先端部側から加圧ローラ６９から剥離する加圧分離手段としての分離爪８２とを有している。
【００５４】
定着装置６はまた、定着ベルト６３、加圧ローラ６９のそれぞれの表面温度を検知する、図示しない定着温度検知手段、加圧温度検知手段と、以上述べた各構成を囲繞した図１に示すハウジング８５とを有している。
【００５５】
定着ベルト６３は、ＰＩ（ポリイミド）樹脂からなる層厚９０μｍのベース層と、このベース層上に順次積層された、弾性材料で形成された弾性層と、離型層からなる表層とを有する多層構造の無端ベルトである。定着ベルト６３の弾性層は、層厚が２００μｍ程度であって、シリコーンゴム製であるが、弾性材料であれば、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の他の材質で形成しても良い。定着ベルト６３の離型層は、層厚が２０μｍ程度であって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）によって形成されているが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等の、トナーに対する離型性言い換えると剥離性が確保される材質によって形成されていれば良い。
【００５６】
加圧ローラ６９は、芯金と、芯金表面にコーティングされたＰＦＡによる離型層とを有する金属パイプローラである。加圧ローラ６９の芯金の厚さは０．５ｍｍであり、その材質は鉄であるが、アルミニウム等の他の材質で形成しても良いし、芯金の厚さは０．２〜１．０ｍｍの範囲で設定されればよい。離型層の材質は、ＰＦＡに限られるものではない。
【００５７】
ヒートパイプローラ７７は、加圧ローラ６９の回転方向における、定着ニップ７０の下流側で、ヒータローラ７３が加圧ローラ６９に対向し当接した位置の上流側において、加圧ローラ６９に当接して配設されている。
【００５８】
ヒートパイプローラ７７は、加圧ローラ６９の長手方向である同図における紙面に垂直な方向、言い換えると定着ベルト６３の幅方向に延在するように配設され、加圧ローラ６９の長手方向の全域において加圧ローラ６９に当接し、加圧ローラ６９に連れ回りするように構成されている。これにより、ヒートパイプローラ７７は、長手方向における加圧ローラ６９の温度を均一化することで定着ベルト６３の温度を幅方向において均一化する温度均一化部材として機能するとともに、加圧ローラ６９に付着したトナーを吸着することにより加圧ローラ６９をクリーニングする加圧クリーニング部材として機能する。
【００５９】
ヒートパイプローラ７７は、図３に示すように、アルミニウムの素管７７ａと、素管７７ａの内部に熱拡管によって埋め込まれた銅製のヒートパイプ７７ｂと、素管７７ａの表面にコーティングされた架橋剤７７ｃと、素管７７ａの各端部に、ＳＵＭ、ＳＵＳなどの軸部材７７ｄが圧入されることによって形成された軸部７７ｅとを有しており、これら軸部７７ｅによって、ヒートパイプローラ７７はハウジング８５に回転自在に支持されている。架橋剤７７ｃの組成は、加圧ローラ６９側から転移してきたトナーすなわちオフセットトナーと反応して軟化温度を上げる作用をもつサルチル酸鉄とされている。この架橋剤７７ｃにより、ヒートパイプローラ７７は、加圧ローラ６９のクリーニング機能を併せ持ちながらトナーの溶け出しを防止ないし抑制し、かつ加圧ローラ６９の回転方向において下流側に位置するヒータローラ７３の表面の汚れを防止ないし抑制し、良好な定着画像を得ることに寄与する。
【００６０】
ヒートパイプローラ７７が、加圧ローラ６９の温度をその長手方向において均一化する温度均一化部材として機能することについて、図４に沿ってより詳しく説明する。同図は、ヒートパイプローラ７７の有無により定着ベルト６３の幅方向言い換えると定着ベルト６３の回転方向に直交する方向における温度上昇に相違が生じることを示している。具体的には、同図は、定着ニップ７０に小サイズの転写紙Ｓを連続通紙した場合に、定着ベルト６３の幅方向において、この転写紙Ｓが定着ベルト６３に当接する通紙領域と、非通紙領域とでの温度上昇の様子を、ヒートパイプローラ７７の有無で比較したものを示している。
【００６１】
同図に示されているように、かかる転写紙Ｓを連続通紙すると、定着ベルト６３の中央部の通紙領域における定着ベルト６３の温度は一定であるが、定着ベルト６３の両端部の非通紙領域において、定着ベルト６３の温度は、破線で示すように、ヒートパイプローラ７７がない場合のオーバーシュート量が大きく、ホットオフセット領域に入ってしまう場合がある。しかし、ヒートパイプローラ７７を設けると、加圧ローラ６９の長手方向言い換えると軸方向の温度ムラが均一化され、これによって定着ベルト６３の幅方向の温度ムラも均一化されることで、ホットオフセットが防止される。
【００６２】
とくに、ヒートパイプローラ７７の加圧ローラ６９に対する当接位置が、加圧ローラ６９の回転方向における、定着ニップ７０の下流側で、ヒータローラ７３が加圧ローラ６９に対向し当接した位置の上流側であることから、加圧ローラ６９の温度ムラが早期に修復されるため、定着ベルト６３の温度ムラの均一化作用が効率的に得られる。
【００６３】
ヒータローラ７３は、キャパシタ８１によって電力を供給されることで昇温する熱源としての加圧補助ヒータとしてのハロゲンヒータ７３ａと、ハウジング８５によって回転自在に支持され、ハロゲンヒータ７３ａを内蔵しハロゲンヒータ７３ａによって加熱され昇温することで加圧ローラ６９を加熱する金属製の円筒部７３ｂとを有している。このようにしてヒータローラ７３はローラ状に構成されており、加圧ローラ６９に連れ回りするように構成されている。円筒部７３ｂの表面も、ヒートパイプローラ７７と同様に、加圧ローラ６９のクリーニング機能を持っていても良い。ハロゲンヒータ７３ａの駆動制御は、制御手段９１によって行われるようになっている。この点、制御手段９１は、補助加熱制御手段として機能する。
【００６４】
定着装置６は、トナー像を担持した転写紙Ｓをガイド板７６によって定着ニップ７０に案内し、定着ニップ７０に挟み込む態様で通すことで、熱と圧力との作用により、転写紙Ｓに担持されたトナー像を同転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
定着装置６のその余の点については後述する。
【００６５】
トナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、図示しない搬送経路を経て、所定の補給量だけ、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられた現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫに補給される。
【００６６】
画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫは互いに同様の構成となっている。画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫはそれぞれ、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの周囲に、図１中時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、作像手段として、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、クリーニング手段としてのクリーニング器であるクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫと、除電手段としての図示しない除電装置と、帯電バイアス形成のためにＡＣ帯電を行なう帯電ローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１ＢＫを備えた帯電手段としての帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫと、２成分現像剤により現像を行う現像手段としての現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫとを有している。
【００６７】
画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫはそれぞれ、本体９９に固定された図示しないガイドレールに沿って本体９９に対して引き出し自在であるとともに、本体９９に押し込むことが可能であり、本体９９に対して着脱自在に設置されたプロセスカートリッジとなっている。プロセスカートリッジとしての画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫはそれぞれ、本体９９に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことが可能であるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。またプロセスカートリッジの要素である各部の寿命が同等とされているため、不要な交換が防止、抑制され、さらに好ましい構成となっている。
【００６８】
このような構成の画像形成装置１００において、カラー画像を形成すべき旨の信号がユーザによって入力されると、制御手段９１において形成すべき所望の画像であるフルカラー画像に対応した画像情報を含む印刷ジョブである画像形成ジョブがメモリに記憶され保持されるとともに、駆動ローラ７２が駆動され、転写ベルト１１、クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ７５、３３が従動回転するとともに、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫがＢ１方向に回転駆動される。
【００６９】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫにより帯電バイアスによって表面を所定の極性に一様に帯電され、光走査装置８からの、同図の紙面垂直方向に略一致する主走査方向への、上方へ向けた、光変調されたレーザー光の露光走査すなわち照射により、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した静電潜像による、画像情報に応じた潜像を形成され、この静電潜像を現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫの現像バイアス及びトナーの帯電によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより現像されて顕像化され、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像によって構成された単色画像が形成される。
【００７０】
なお、制御手段９１は、光走査装置８を駆動して各色に対応した静電潜像を形成するにあたり、メモリに記憶した画像情報をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の色情報に分解し、各色に分解された単色の画像情報である各色画像情報に基づいて光走査装置８を駆動する。
【００７１】
現像により得られたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像は、Ａ１方向の最上流側に位置するイエロートナー画像から、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、ブラックトナー画像の順で、順次、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによって形成される１次転写バイアスにより、Ａ１方向に回転している転写ベルト１１上の同じ位置に１次転写されて色重ねが行われ、転写ベルト１１上にはフルカラーのトナー画像である合成カラー画像が形成され担持される。
【００７２】
一方、カラー画像を形成すべき旨の信号の入力に伴い、シート給送装置６１に備えられた給送ローラ３が回転して転写紙Ｓを繰り出すとともに１枚ずつ分離して給紙路３２に送り込み、給紙路３２に送り込まれた転写紙Ｓは図示しない搬送ローラでさらに搬送されレジストローラ対４に突き当てられた状態で停止する。
【００７３】
転写ベルト１１上に重ね合わされた合成カラー画像が転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴って２次転写部５７まで移動するタイミングに合わせて、言い換えると給紙タイミングを計られて、レジストローラ対４が回転し、２次転写部５７では、転写ベルト１１に担持されている合成カラー画像が、２次転写部５７に送り込まれた転写紙Ｓに密着し、２次転写バイアス及びニップ圧の作用によって他の媒体である転写紙Ｓに一括して２次転写され、記録される。
【００７４】
転写紙Ｓは２次転写装置５によって搬送されて定着装置６に送り込まれ、定着装置６において定着ベルト６３と加圧ローラ６９との間の定着ニップ７０すなわち定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像すなわち合成カラー画像を定着される。
【００７５】
定着装置６を通過した、合成カラー画像を定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て本体９９外に排出され、本体９９の上部の排紙トレイ１７上にスタックされる。
【００７６】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、転写後に残留し不要なトナーとなった残留トナーである転写残トナーをクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫにより表面から拭い去られて除去され、除電装置によって除電され、表面電位を初期化されて、帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫによる次の帯電に供される。クリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫにより感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの表面から除去された転写残トナーは廃トナーボトルに貯留される。
【００７７】
２次転写を終えた２次転写部５７通過後の転写ベルト１１は、クリーニング装置１３に備えられたクリーニングブレード１３ａによって転写後にその表面に残留した不要なトナーである転写残トナーを拭い去られ、除去されてクリーニングされ、次の転写に備える。クリーニング装置１３により転写ベルト１１の表面から除去された転写残トナーは廃トナーボトルに貯留される。
【００７８】
このような画像形成を行うに際し、定着装置６においては、定着動作中の定着ベルト６３の温度を定着に適した温度に保つことが、良好な定着を行ううえできわめて重要である。そのため、定着温度６では、定着温度検知手段、加圧温度検知手段によって検知された、定着ベルト６３、加圧ローラ６９の温度に基づいて、ハロゲンヒータ６５、ハロゲンヒータ７８の駆動が制御される。この制御は制御手段９１によって行われる。定着ベルト６３の温度を適温に保つために加圧ローラ６９の温度を制御するのは、加圧ローラ６９の温度が低いと加圧ローラ６９が定着ニップ７０において定着ベルト６３の熱を奪って定着ベルト６３の温度を低下させることで、定着ベルト６３が適温よりも低い温度となることを防止するためである。
【００７９】
ところが、すでに述べたように、定着装置６の立ち上がり直後など、定着ベルト６３や加圧ローラ６９等が十分に温まっていない状態では、定着のために転写紙Ｓを定着ニップ７０に通過させると、十分には昇温していない加圧ローラ６９等によって定着ベルト６３の熱が吸収されて、図５において破線で示すように、定着ベルト６３の温度が低下し、数枚から数十枚の連続通紙を行うと、定着ベルト６３の温度が定着下限温度を割って、定着性が低下することがある。特に、カラー画像形成時には、１枚の転写紙Ｓに対して定着を行ったときにおいても、その先端部が定着ニップ７０を通過するときからその後端部が定着ニップ７０を通過するときにかけて定着ベルト６３の温度が低下することで、定着画像の光沢度の差が先端部と後端部とで大きく生じ、後端部では光沢が低い画像になってしまうことがある。
【００８０】
このような問題は、ハロゲンヒータ７８のように加圧ローラ６９を内側から加熱する構成を用いても、完全に解消することが難しい場合がある。これは、加圧ローラ６９は、定着ニップ７０を形成するためのある程度の強度を要すること等の理由により、ある程度の肉厚を持っているため、内側から加熱しても、その肉厚による熱容量に起因して、表面が昇温するまでにタイムラグがあり、熱応答性に限界があるからである。
【００８１】
そこで、定着装置６においては、ヒータローラ７３具体的にはハロゲンヒータ７３ａにより加圧ローラ６９を表面側から加熱することで、図５において実線で示すように、立ち上がり直後の画像形成時すなわち定着時においても加圧ローラ６９が定着ベルト６３の温度を低下させることを防止ないし抑制し、定着ベルト６３の温度を立ち上がり直後の定着においても適温に保つようになっている。
【００８２】
そのため、図６に示すように、ハロゲンヒータ７３ａによる加圧ローラ６９の加熱は、補助加熱制御手段として機能する制御手段９１により、定着ニップ７０に転写紙Ｓを通過させ始める第１のタイミングである画像形成開始時から、画像形成開始後に定着ベルト６３の温度が最も低下する第２のタイミングであるＴｍｉｎ時までのΔｔの時間を含むＴ１時間の間、行われるようになっている。
【００８３】
ハロゲンヒータ７３ａへの電力供給は、キャパシタ８１によって行われるようになっているため、キャパシタ８１からハロゲンヒータ７３ａへの放電が、補助加熱制御手段として機能する制御手段９１により、画像形成開始時から、時間Δｔよりも長い通電時間Ｔ１で行われる。これにより、同図に示すように、Ｔｍｉｎ時においても、定着ベルト６３の温度が定着加減温度を割り込むことが防止される。キャパシタ８１による放電量、時間は、定着ベルト６３の温度が定着加減温度を割り込むことを防止するように設定される。キャパシタ８１を補助電源に用い、キャパシタ８１の充電を、同図に示されているように、待機時に行うため、定着ベルト６３を適温に保つために必要とされるエネルギーが、比較的大きな場合であっても、画像形成装置１００の定格電力を超えることなく、立ち上がり直後の画像形成時に不足なく得られる。
【００８４】
ハロゲンヒータ７３ａの出力と、ハロゲンヒータ７８の出力との比は、円筒部７３ｂの熱容量と、加圧ローラ６９の熱容量との比となるように設定されている。すなわち、ハロゲンヒータ７３ａのヒータＷ数をＱ１、ハロゲンヒータ７８のヒータＷ数をＱ２とし、円筒部７３の熱容量をＣ１、加圧ローラ６９の熱容量をＣ２としたとき、
Ｑ１：Ｑ２＝Ｃ１：Ｃ２
の関係を満たすようになっている。
本形態において、Ｃ１＞Ｃ２であるため、Ｑ１＞Ｑ２となっている。
【００８５】
このように設定するのは、加圧ローラ６９の内部、外部それぞれからの加熱による断面方向言い換えると肉厚方向における温度分布を均一状態に保つには、ハロゲンヒータ７３ａの出力と、ハロゲンヒータ７８の出力とを、ヒータローラ７３と加圧ローラ６９との熱容量比にほぼ比例した配分に設定することが望ましいためである。
【００８６】
定着装置６は、以上のような構成、動作により、図６に示すように、立ち上がり直後においても、転写紙Ｓを定着ニップ７０に通過させたとき、これが数枚から数十枚の連続通紙であっても、定着ベルト６３の温度が定着下限温度を割って、定着性が低下することが回避される。カラー画像形成時においても、転写紙Ｓの先端部が定着ニップ７０を通過するときから後端部が定着ニップ７０を通過するときにかけての定着ベルト６３の温度が低下することが防止ないし抑制され、定着画像の光沢度の差が防止ないし抑制される。
【００８７】
このように、定着装置６では、ハロゲンヒータ７３ａを用いることで、立ち上がり直後においても定着ベルト６３の表面温度の落ち込みが防止ないし抑制され、かかる表面温度が定着に適した温度に保たれて、光沢度が適正となるなど、良好な定着が行われる。
【００８８】
なお、ハロゲンヒータ７３ａを用いることにより、加圧ローラ６９、さらには定着ベルト６３は、ハロゲンヒータ７３ａがない場合と比べて昇温する傾向にあり、たとえば小サイズの転写紙Ｓに定着を行う場合には、非通紙領域においてかかる昇温傾向が大きくなり得るが、ヒートパイプローラ７７により、加圧ローラ６９、定着ベルト６３の長手方向における温度を均一化することでこれらが過剰に昇温することが防止ないし抑制される。
【００８９】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００９０】
たとえば、定着加熱手段は、上述したハロゲンヒータ６５でなく、電磁誘導により定着ベルト６３を直接加熱する電磁誘導加熱タイプを採用し、ＩＨヒータ６６としても良い。なお、同図において、符号６７は、ＩＨヒータ６６によって定着ベルト６３に向けて形成された電磁場が他の部材に影響を与えることを防止するための磁束遮蔽部材を示している。
【００９１】
また、定着回転体は、定着ベルト６３のような無端ベルト状の部材に限らず、ローラ状の定着ローラであっても良い。加圧回転体は、加圧ローラ６９のようなローラ状の部材に限らず、無端ベルト状の加圧ベルトであっても良い。
【００９２】
本発明を適用する画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、直接転写方式を採用可能である。また、画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能であるし、他にも、シート状の有機感光体等の像担持体上に各色のトナー像を現像するものの色重ね自体は別にある中間転写体を用いる方式、あるいは中間転写体を複数用いる方式、中間色トナーを用いる方式等の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。
【００９３】
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
【００９４】
このような画像形成装置に用いる画像形成物質として現像剤を用いる場合、この現像剤は、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。さらには、画像形成物質は、定着を要するものであれば、インク等であっても良い。
【００９５】
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
【００９６】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９７】
６ 定着装置
６３ 定着回転体
６５、６６ 定着加熱手段
６９ 加圧回転体
７３ 第２の加圧加熱手段
７７ ヒートパイプ
７７ｃ 架橋剤
７８ 第１の加圧加熱手段
８１ キャパシタ
８２ 補助電源
１００ 画像形成装置
Ｓ 記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９８】
【特許文献１】特開２００９−１３９６７４号公報
【特許文献２】特開２００７−７９１４２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の未定着画像を担持する方の面側に位置する定着回転体と、
この定着回転体に当接するように配設され記録媒体の未定着画像を担持する方の面と反対側の面側に位置する加圧回転体と、
前記定着回転体を加熱するための定着加熱手段と、
前記加圧回転体を内側から加熱する第１の加圧加熱手段と、
前記加圧回転体の表面に対向して配設され同加圧回転体を外側から加熱する第２の加圧加熱手段とを有する定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
第２の加圧加熱手段に電力を供給するキャパシタを備えた補助電源を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、
第１の加圧加熱手段の出力と、第２の加圧加熱手段の出力との比は、前記加圧回転体の熱容量と、第２の加圧加熱手段の熱容量との比となるように設定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、
第２の加圧加熱手段による前記加圧回転体の加熱を、前記定着回転体と前記加圧回転体との間に記録媒体を通過させ始める第１のタイミングから、第１のタイミングの後の前記定着回転体の温度が最も低下する第２のタイミングまでを含むように行うことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の定着装置において、
前記加圧回転体の回転方向における、同加圧回転体が前記定着回転体に当接した位置の下流側で、第２の加圧加熱手段が同加圧回転体に対向した位置の上流側において同加圧回転体に当接して配設されたヒートパイプを有することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５記載の定着装置において、
前記ヒートパイプの表面は、画像形成物質と反応して軟化温度を上昇させる架橋剤をコーティングされていることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置。
【請求項１】
記録媒体の未定着画像を担持する方の面側に位置する定着回転体と、
この定着回転体に当接するように配設され記録媒体の未定着画像を担持する方の面と反対側の面側に位置する加圧回転体と、
前記定着回転体を加熱するための定着加熱手段と、
前記加圧回転体を内側から加熱する第１の加圧加熱手段と、
前記加圧回転体の表面に対向して配設され同加圧回転体を外側から加熱する第２の加圧加熱手段とを有する定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
第２の加圧加熱手段に電力を供給するキャパシタを備えた補助電源を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、
第１の加圧加熱手段の出力と、第２の加圧加熱手段の出力との比は、前記加圧回転体の熱容量と、第２の加圧加熱手段の熱容量との比となるように設定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、
第２の加圧加熱手段による前記加圧回転体の加熱を、前記定着回転体と前記加圧回転体との間に記録媒体を通過させ始める第１のタイミングから、第１のタイミングの後の前記定着回転体の温度が最も低下する第２のタイミングまでを含むように行うことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の定着装置において、
前記加圧回転体の回転方向における、同加圧回転体が前記定着回転体に当接した位置の下流側で、第２の加圧加熱手段が同加圧回転体に対向した位置の上流側において同加圧回転体に当接して配設されたヒートパイプを有することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５記載の定着装置において、
前記ヒートパイプの表面は、画像形成物質と反応して軟化温度を上昇させる架橋剤をコーティングされていることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９４４７８（Ｐ２０１２−１９４４７８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９７３６（Ｐ２０１１−５９７３６）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]