定着装置及び画像形成装置
【課題】 画像形成品質を損なわずに画像形成速度の高速化に対応できる耐久性が高い定着装置を提供する。
【解決手段】 定着装置は、加熱ローラと、加熱ローラを外面で圧接しながら加熱ローラに従動回転する定着ベルトと、定着ベルトの内面に当接し外部からの押圧力を受けて定着ベルトを内面から圧接する弾性体が取り付けられた加圧パッドとを有する。さらに、定着装置は、上述の弾性体の、定着ベルトの移動方向の上流側部分を押圧する第１の押圧部材と、上述の弾性体の、定着ベルトの移動方向の下流側部分を押圧する、第１の押圧部材とは異なる第２の押圧部材とを有する。
【解決手段】 定着装置は、加熱ローラと、加熱ローラを外面で圧接しながら加熱ローラに従動回転する定着ベルトと、定着ベルトの内面に当接し外部からの押圧力を受けて定着ベルトを内面から圧接する弾性体が取り付けられた加圧パッドとを有する。さらに、定着装置は、上述の弾性体の、定着ベルトの移動方向の上流側部分を押圧する第１の押圧部材と、上述の弾性体の、定着ベルトの移動方向の下流側部分を押圧する、第１の押圧部材とは異なる第２の押圧部材とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は定着装置に関し、特に、加熱ローラに対して無端の定着ベルトを圧接配置し、加熱ローラと定着ベルトの間に形成されたニップ幅に記録媒体を通過させる、いわゆるベルトニップ方式の定着装置の改良に関する。また、本発明は、定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のベルトニップ方式の定着装置は、熱源を内部に有する回転可能な加熱ローラと、この加熱ローラに圧接することで加熱ローラに従動して回転する無端の定着ベルトと、定着ベルトを内側から張架しつつ加熱ローラ側に押圧する加圧ローラと、定着ベルトを内側から付勢部材で加熱ローラ側に押圧する加圧パッドとを備え、定着ベルトを内側から加圧ローラと圧力パッドで加熱ローラ側に圧接することで加熱定着に機能するニップ幅を形成させている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７５３７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置は、記録媒体当りの画像形成時間が短いことが望まれているものである。画像形成時間は、各部を形成可能な状態にする立上り時間と、実際に記録媒体に画像を形成する形成時間との和で表される。形成時間を短くすることは、記録媒体の搬送速度を高速にすることを意味する。定着装置の場合、立上り時間を短くするため、加熱ローラ表面側の弾性層（例えば、シリコンゴムでなる）の厚さを薄くすることが行われている。高速な搬送速度の記録媒体に対し、トナーを確実に定着させる手法として、加熱温度を高くしたり、加圧ローラや圧力パッドと、加熱ローラとの圧接の際の圧力を高くしたり、ニップ幅を広げたりすることが挙げられる。しかし、加熱温度を高くすると、加熱ローラ表面の薄い弾性層が破壊されてしまう。
【０００５】
そのため、加熱温度を高温に上げられず、この状況で高速化に対応するためには、加圧ローラや圧力パッドと、加熱ローラとの圧接の際の圧力を高くし、しかも、十分なニップ幅を確保することが望ましい。
【０００６】
しかし、高圧力で広いニップ幅を確保しようとした場合には、（１）加熱ローラなどの駆動トルクが上昇し定着装置から排出される記録媒体にしわが生じる恐れが高まる、（２）加熱ローラや加圧ローラなどの磨耗が激しく耐久性を確保できない、などというような課題が生じる。
【０００７】
そのため、画像形成品質を損なわずに画像形成速度の高速化に対応できる耐久性が高い定着装置や、そのような定着装置を有する画像形成装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明は、定着用回転ローラと、前記定着用回転ローラを外面で圧接しながら前記定着用回転ローラと共に回転移動する定着用ベルトと、前記定着用ベルトの内面に当接し外部からの押圧力を受けて前記定着用ベルトを内面から圧接するベルト当接体とを有し、記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、（１）前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の上流側部分を押圧する第１の押圧部材と、（２）前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の下流側部分を押圧する、前記第１の押圧部材とは異なる第２の押圧部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明の画像形成装置は、第１の本発明の定着装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像形成品質を損なわずに画像形成速度の高速化に対応できる耐久性が高い定着装置及び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】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る定着装置の構成要素である定着ベルトアセンブリの分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る定着装置の構成要素である加熱ローラの円筒体の層構造を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る定着装置の構成要素である加圧パッドを示す断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る定着装置のニップ幅における圧力分布を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る定着装置の構成を示す断面図である。
【図８】変形実施形態（１）による加圧パッド周りの構成を示す断面図である。
【図９】変形実施形態（２）による加圧パッド周りの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による定着装置及び画像形成装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第１の実施形態に係る画像形成装置は、カラー画像形成装置である。
【００１３】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）カラー画像形成装置の構成
図１は、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置１の機構的な構成を示す概略側面図である。なお、図１では、操作部、表示部、制御部などの電気的構成の図示を省略している。
【００１４】
図１において、カラー画像形成装置１は、４つの色成分（黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ））毎に独立して設けられた画像形成ユニットとしての現像器２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを有する。現像器２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、記録媒体の挿入側から排出側へ向かう媒体搬送路に沿って配置されている。現像器２Ｋは、帯電ローラ５Ｋと、この帯電ローラ５Ｋによって表面が一様に帯電される像担持体としての感光ドラム６Ｋと、感光ドラム６Ｋ上に静電潜像を形成させる露光装置としてのＬＥＤヘッド３Ｋと、静電潜像をトナー画像に現像するための現像ローラ７Ｋと、該当する色成分の着色剤を含有する現像剤としてのトナーを収容している現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１０Ｋと、トナーを帯電させて現像ローラ７Ｋに供給するための現像ブレード８Ｋ及びスポンジローラ９Ｋとを有している。他の現像器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃはいずれも、現像器２Ｋと同様な構成を有しており、利用するトナーの色成分だけが異なっている。
【００１５】
感光ドラム６Ｋ〜６Ｃには、感光ドラム６Ｋ〜６Ｃ上のトナー画像を記録媒体に転写させるための電圧が印加される転写部としての転写ローラ４Ｋ〜４Ｃが近接して設けられている。感光ドラム６Ｋ〜６Ｃと転写ローラ４Ｋ〜４Ｃとの間に搬送ベルト１２が回転可能に配置されている。
【００１６】
搬送ベルト１２は、継ぎ目なしの無端のベルト状に形成されており、駆動ローラ１３及び従動ローラ１４間に掛け渡されている。駆動ローラ１３は、従動ローラ１４より、記録媒体の搬送方向の下流側に設けられている。駆動ローラ１３は、図示しないベルトモータにより矢印ｄ方向に回転し、感光ドラム６Ｋ〜６Ｃと転写ローラ４Ｋ〜４Ｃとの間に配置されている搬送ベルト１２の上部側を、矢印ｅ方向に走行させるようになされている。
【００１７】
また、カラー画像形成装置１内の下方（図１における右下側）には、搬送路に記録媒体を供給するための給紙機構が設けられている。この給紙機構は、ホッピングローラ１６と、レジストローラ１７と、記録媒体収容カセット１９とを有する。
【００１８】
記録媒体収容カセット１９は記録媒体を収容している。収容されている記録媒体が図示しない分離手段により１枚ずつ選択され、ホッピングローラ１６により記録媒体収容カセット１９から取り出されて、ガイド２０に案内されてレジストローラ１７に達する。記録媒体のスキュー（走行速度の揺れ）が、レジストローラ１７と、レジストローラ１７に相対するピンチローラ１８とによって修正されるようになっている。
【００１９】
レジストローラ１７に達した記録媒体は、その後、レジストローラ１７から吸着ローラ１５と搬送ベルト１２との間に導かれる。吸着ローラ１５は、従動ローラ１４との間で記録媒体を圧接して帯電させ、その記録媒体を搬送ベルト１２の上側表面に静電吸着させるものである。
【００２０】
センサ２１及び２２はそれぞれ、レジストローラ１７の前後の搬送路近傍に配置され、設置位置近傍に記録媒体が存在することを検出するためのものである。駆動ローラ１３側の搬送ベルト１２からの排出側には、搬送ベルト１２から分離に失敗した記録媒体をチェックし、あるいは記録媒体の後端位置を検出するためのセンサ２３が設けられている。
【００２１】
搬送ベルト１２から分離されて記録媒体は、第１の実施形態に係る定着装置４０に導かれる。定着装置４０は、記録媒体上のトナーを加熱、溶融して記録媒体にトナー画像を定着させるものである。定着装置４０の構成については後で詳述するが、定着装置４０は、加熱ローラ２５と、加熱ローラ２５と一体になって記録媒体を加圧する定着ベルトアセンブリ２６とを有する。加熱ローラ２５の表面近くには、非接触サーミスタ４１が配置され、加熱ローラ２５の表面温度を検出している。定着ベルトアセンブリ２６内部には、内部の加圧ローラの表面温度を検出する接触サーミスタ４２が設けられている。
【００２２】
定着装置４０の下流側には、トナー画像が定着された記録媒体が定着装置４０から排出されたことを検出するセンサ２７が設けられている。センサ２７より下流には、トナー画像が定着された記録媒体を、カラー画像形成装置１の筐体外部の記録媒体受け面３０に排出する排出ガイド２９が設けられている。
【００２３】
搬送ベルト１２の下側表面にはクリーニング機構が接している。クリーニング機構は、クリーニングブレード３２と廃トナータンク３３とを有する。従動ローラ１４とクリーニングブレード３２が搬送ベルト１２の下側半分１２ｂを挟むように、それぞれが対向する位置に設けられている。搬送ベルト１２が、従動ローラ１４に向かって矢印ｆ方向に移動すると、クリーニングブレード３２が、搬送ベルト１２の表面に付着残留したトナーを廃トナータンク３３に削り落とす。
【００２４】
（Ａ−１−２）定着装置の構成
次に、第１の実施形態に係る定着装置４０の詳細構成について説明する。
【００２５】
図２は、定着装置４０の構成を示す断面図である。図２は、定着装置４０への記録媒体の導入方向及び記録媒体の幅方向の双方に概ね直交している平面による断面図である。図３は、定着装置４０の構成要素である定着ベルトアセンブリ２６の分解斜視図であり、定着ベルトの内部に位置する構成要素については、定着ベルトから引き出して示している。
【００２６】
第１の実施形態において定着用回転ローラに相当する加熱ローラ２５は、外郭としての円筒体５０と、円筒体５０の中央部に、熱源としてのヒータ５１を１又は複数内蔵して、回転可能なものである。但し、ヒータ５１は固定され、回転しないものである（なお、回転可能であっても良い）。ヒータ５１の種類は限定されないが、例えば、ハロゲンランプを適用できる。
【００２７】
円筒体５０は、図４に示すように、アルミニウム又は鉄等の高い熱伝導性を有する金属層５０ａ、金属層５０ａの外側に形成された、圧接時のなじみを高める弾性層５０ｂ、弾性層５０ｂの外側に形成された、定着ベルトアセンブリ２６との接触から非接触への変化を容易にさせる離型層５０ｃを有する。弾性層５０ｂは、シリコンゴム等の弾性体でなる。離型層５０ｃは、例えば、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（以下、ＰＦＡと記載する）等の離型性の高い樹脂でなる。離型層５０ｃは、当該樹脂チューブが弾性層５０ｂの外周に被せられたり、当該樹脂が弾性層５０ｂの外周にコーティングされたりして形成される。
【００２８】
加熱ローラ２５は、例えば、長手方向の長さが３００ｍｍで外径が３０ｍｍであり、このような加熱ローラ２５の場合、金属層５０ａの厚みは０．４ｍｍであり、弾性層５０ｂの厚さは０．８ｍｍであり、離型層５０ｃの厚さは４０μｍである。
【００２９】
弾性層５０ｂは、弾性変形することで、記録媒体の表面の凹凸による段差や、カラー画像形成によるトナーの多層のため生じる段差に対して、加熱ローラ２５表面を追従させて、定着ムラのない良好な定着を行なえるようにするものである。
【００３０】
定着ベルトアセンブリ２６は、主として、無端の定着ベルト６０と、定着ベルト６０内に配置された後述する各種の構成部材とからなっている。定着ベルト６０は、第１の実施形態において定着用ベルトに相当するものである。
【００３１】
定着ベルト６０は、加熱ローラ２５に圧接され、加熱ローラ２５の回転に連動し、回動するものである。定着ベルト６０は、定着圧を付与するための剛性と、加熱ローラ２５表面の高温に対する耐熱性とを要するため、その材料は、ニッケル、ステンレス等の金属又は耐熱性樹脂であるポリイミド（以下、ＰＩと記載する）をベースとし、柔軟性を得るため薄く形成されている、例えば、材料が金属の場合には、定着ベルト６０の厚みは３０〜５０μｍ程度であり、ＰＩの場合には、定着ベルト６０の厚みは５０〜１００μｍ程度である。
【００３２】
また、両面印刷時において記録媒体の定着後のトナー面が定着ベルト６０に圧接されたときの記録媒体との分離性を高めるため、加熱ローラ２５と同様に、定着ベルト６０の表面（加熱ローラ２５側）に、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂のチューブが被せられたり、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂がコーティングされていたりする。
【００３３】
定着ベルト６０の内部には、加圧ローラ６１、加圧パッド６２、ガイドパッド６３、ガイドパッドスプリング６４、加圧パッドスプリング６５、スプリングホルダ６６、ホルダ受け部６７等を有する。また、定着ベルト６０の内部の構成要素を支持するため、図３に示すように、定着装置４０の長手方向の両端にはそれぞれ、支持用のフランジ６８Ｒ、６８Ｌが設けられている。
【００３４】
ベルト内面ローラとしての加圧ローラ６１は、定着ベルト６０に内側に配置され、加圧パッド６２と同様に、定着ベルト６０を加熱ローラ２５の方向に圧接するものである。加圧ローラ６１は、加圧パッド６２より記録媒体の搬送方向における下流側に配置されている。加圧ローラ６１の両端の回転軸部分はそれぞれ、図３に示すように、ベアリング６９Ｒ、６９Ｌに遊挿され、加圧ローラ６１は、定着ベルト６０の走行により回転し得るものである。
【００３５】
加圧ローラ６１における圧接部分は円筒体になっており、円筒体部分は、内側から、金属層６１ａ及び断熱層６１ｂを有する。金属層６１ａは、圧接時に撓まない程度の強度を要する、鉄等の高い剛性を持つ材質でなっている。断熱層６１ｂは、定着ベルト６０から逃げ出す熱量を抑えると共に弾性変形によって記録媒体の表面段差を吸収するためのものであり、断熱・弾性部材であるシリコンゴムやシリコンスポンジ等でなっている。加圧ローラ６１の一例として、金属層６１ａが鉄でなり、断熱層６１ｂがシリコンスポンジでなっているものを挙げることができる。
【００３６】
加圧ローラ６１には、図示しないサーミスタ（図１の符号４２参照）が接触しており、加圧ローラ６１の表面温度を検出している。
【００３７】
加圧ローラ６１は、加圧パッド６２と共に、加熱ローラ２５と対向する部分に接触ニップ幅Ｎを形成し、加熱ローラ２５の断熱層６１ｂを径方向内側に弾性変形させることで、記録媒体の搬送方向と、接触ニップ幅Ｎの出口における加熱ローラ２５の接線方向との角度を広げて離型性能を高めている。
【００３８】
加圧パッド６２は、定着ベルト６０に内側に配置され、上述したように、加圧ローラ６１と同様に、定着ベルト６０を加熱ローラ２５の方向に圧接するものである。加圧パッド６２は、加圧ローラ６１より記録媒体の搬送方向における上流側に配置されている。
【００３９】
加圧パッド６２は、図５に示すように、加圧パッド基材７０とニップ幅形成用弾性体７１を有する。なお、ニップ幅形成用弾性体７１は、ベルト当接体に相当するものである。
【００４０】
加圧パッド基材７０は、底板部７０ａと、底板部７０ａの幅方向の一方の端部近傍に垂設された第１の立設板部７０ｂとを有する。第１の立設板部７０ｂの上端に、ニップ幅形成用弾性体７１が接着されている。第１の立設板部７０ｂの上端の幅は、加圧パッド６２が圧接している部分と、加圧ローラ６１が圧接している部分との隙間を小さくするように、第１の立設板部７０ｂの中央部の幅より大きくなっており、大きくなった幅の部分は概ね加圧ローラ６１側に寄っている。
【００４１】
ニップ幅形成用弾性体７１は、その上面（加熱ローラ２５側の面）が、加熱ローラ２５の外周面と同様な曲面形状を有するベルト押圧面７１ａとなっている。ニップ幅形成用弾性体７１は、その幅が第１の立設板部７０ａの上端の幅より広く、広くなっている部分は、記録媒体の導入側に寄った自由端部７１ｂとなっており、その残部が第１の立設板部７０ｂの上端に接着されている固定部７１ｃとなっている。自由端部７１ｂにおける下面は、ガイドパッド６２からの付勢力を受けるガイドパッド対向面７１ｄとなっている。自由端部７１ｂは、その先端側の厚みが薄くなっており、記録媒体の挿入時の抵抗を小さくするようになされている。
【００４２】
加圧パッド基材７０は、底板部７０ａの幅方向の他方の端部近傍に垂設された第２の立設板部７０ｃを有し、第２の立設板部７０ｃの高さは、第１の立設板部７０ｂより低くなっている。第１の立設板部７０ｂ、底板部７０ａ及び第２の立設板部７０ｃで形成される溝部７０ｄが、ガイドパッド６２の脚部６２ｃを受け入れるようになっている。
【００４３】
ガイドパッド６３の脚部６３ｃの下端には、第１の立設板部７０ｂ及び第２の立設板部７０ｃに向かう凸部６３ｄが設けられ、一方、第１の立設板部７０ｂ及び第２の立設板部７０ｃの所定の高さの位置には、他方の立設板部に向かう凸部７０ｅが設けられている。これら凸部６３ｄ及び凸部７０ｅが、ガイドパッド６２の押圧方向の位置を規制するストッパ構造になっている。このストッパ構造は、ジャム媒体取り出しのために加熱ローラ２５と定着ベルト６０の圧接を図示しない機構でリリースした場合、ガイドパッド６２が自由端部７１ｂを押し過ぎて変形させることを防止するために設けられている。
【００４４】
加圧パッド基材７０には、定着ベルト６０への付勢による塑性変形を防ぐため、アルミニウム、鉄等の金属が用いられ、定着ベルト６０と圧接するニップ幅形成用弾性体７１には、シリコンゴム等が用いられている。例えば、加圧パッド基材７０は、材料としてアルミニウムを使用し、押出し加工によって幅方向に均一な断面形状を有するように形成する。例えば、ニップ幅形成用弾性体７１は、材料としてシリコンゴムを使用して成形し、その表面に、摺動性の高いポリテトラフルオロエチレン（登録商標：テフロン）をコーティングして、定着ベルト６０内面との摩擦力を低減したものを適用することができる。
【００４５】
加圧パッド６２の自由端部７１ｂの下方には、断面形状が傘部と脚部とでなるきのこ状のガイドパッド６３が配置されている。ガイドパッド６３は、定着ベルト６０をニップ幅に案内すると共に、ニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂを定着ベルト６０に押圧するものである。
【００４６】
ガイドパッド６３の脚部６３ｃには、ガイドパッド付勢手段としてのガイドパッドスプリング６４が挿入される孔（若しくは切り込み）が長手方向に所定間隔で設けられており、この孔にそれぞれ、ガイドパッドスプリング６４が挿入されるようになされている。ガイドスプリンク６４は、例えば、コイルスプリングでなっている。ガイドスプリンク６４の数は、所望する付勢力を発揮できる数であれば良く、いずれかの数に限定されるものではないが、図３は、ガイドスプリンク６４が９個の例を示している。ガイドスプリンク６４が挿入されたガイドパッド６３の脚部６３ｃが、加圧パッド基材７０の溝部７０ｄの長手方向の一方の端部から挿入され、加圧パッド基材７０の溝部７０ｄ内に配置されるようになされている。ガイドパッド６３の脚部６３ｃには、上述したように、ストッパ機能を発揮する凸部６３ｄが設けられている。
【００４７】
ガイドパッド６３の傘部は、定着ベルト６０の走行を案内する案内部分６３ａと、ニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂをその下面から押圧する押圧部分６３ｂと、加圧パッド基材７０の第１の立設板部７０ｂと接して当該ガイドパッド６３の位置を安定させる位置規制部分６３ｅとを有する。
【００４８】
また、ガイドパッド６３は、長手方向に見た中央部が両端よりも加熱ローラ２５方向に強く付勢できるようにクラウン形状を有していることは好ましい態様である。加圧パッド６２も、長手方向に見た中央部が両端よりも加熱ローラ２５方向に強く付勢できるようにクラウン形状を有していることは好ましい態様である。加圧パッド６２のクラウン形状は、ニップ幅形成用弾性体７１の長手方向の厚みの変化で実現しても良く、第１の立設板部７０ｂの長手方向の高さの変化で実現しても良い。
【００４９】
ガイドパッド６３は、ガイドパッドスプリング６４の付勢力によって、ニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂの下面に圧接することで、自由端部７１ｂの上面を定着ベルト６０内側から加熱ローラ２５に圧接させている。
【００５０】
なお、ガイドパッドスプリング６４及びガイドパッド６３が、第１の押圧部材に相当するものである。
【００５１】
ガイドパッド６３の材質は、耐熱性や強度が高い材質であれば良く、合成樹脂（例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ））や、アルミニウム、鉄等の金属が使用可能である。材質の一例としては、ＰＰＳを挙げることができる。
【００５２】
ガイドパッド６３が装着された加圧パッド６２は、その全体が、加圧パッド基材７０の底板部７０ａ下面に接する、コイルスプリングでなる加圧パッドスプリング６５によって付勢されるようになされている。加圧パッドスプリング６５の数は、加圧パッド６２を均一に付勢できる数があれば良く、限定されない。図３は、加圧パッドスプリング６５が５個の例を示している。
【００５３】
複数の加圧パッドスプリング６５は、断面が直方体の棒状のスプリングホルダ６６に等間隔に設けられた貫通孔６６ａに挿通される。貫通孔６６ａの長さ、言い換えると、スプリングホルダ６６の厚みは、加圧パッドスプリング６５の長さより短くなされ、加圧パッドスプリング６５が、貫通孔６６ａに挿通されても付勢力を発揮できるようになされている。加圧パッドスプリング６５が挿通されたスプリングホルダ６６は、ホルダ受け部６７の凹部６７ａに装着される。ホルダ受け部６７の両端はそれぞれ、フランジ６８Ｒ、６８Ｌと係合し得るようになされている。
【００５４】
なお、加圧パッドスプリング６５及び加圧パッド基材７０が、第２の押圧部材に相当するものである。
【００５５】
加圧パッド６２は、ガイドパッド６３のガイドパッドスプリング６４と加圧パッドスプリング６５によって、媒体搬送方向に対して上流側と下流側で加熱ローラ２５に対して、異なる圧接圧力を与えることが可能である。
【００５６】
図６（Ａ）は、定着装置４０のニップ幅Ｎにおける圧力分布を示すグラフである。図６（Ｂ）は、比較例としての定着装置のニップ幅における圧力分布を示すグラフである。比較例の定着装置は、加圧パッド６２とともにガイドパッド６３で加圧する形態のものではなく、加圧パッド６２により加圧する形態のものである。
【００５７】
第１の実施形態の場合、ニップ幅Ｎは、３つにニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３に分けることができる。第１のニップ幅領域Ｎ１は、ガイドパッド６３によって、定着ベルト６０を介して加熱ローラ２５を圧接している加圧パッド６２の自由端部７１ｂによるニップ幅領域である。第２のニップ幅領域Ｎ２は、定着ベルト６０を介して加熱ローラ２５を圧接している加圧パッド６２の自由端部７１ｂ以外の部分（固定部７１ｃ）によるニップ幅領域である。第３のニップ幅領域Ｎ３は、定着ベルト６０を介して加熱ローラ２５を加圧ローラ６１が圧接しているニップ幅領域である。各ニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３における最大圧接圧力（最大圧力)をそれぞれ、Ｓ１〜Ｓ３とする。
【００５８】
定着ベルト６０と加圧パッド６１によって押圧される部分のニップ幅領域Ｎ１、Ｎ２では、主に、加熱ローラ２５の表面温度の熱によりトナーＴが溶解する。定着ベルト６０と加圧ローラ６１により押圧されるニップ幅領域Ｎ３では溶解したトナーを記録媒体に浸透させる。ここで、溶解したトナーを記録媒体の内部に一段と浸透させるように、上流側のニップ幅領域Ｎ１から、下流側のニップ幅領域Ｎ２、Ｎ３に向けて、押圧される部分の圧力が高くなる圧力分布（後述するＳ１≦Ｓ２≦Ｓ３）の関係を適用している。
【００５９】
比較例としての定着装置は、上述した３つのニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３のうち、概ね２つのニップ幅領域Ｎ２及びＮ３でニップ幅が構成されている。ニップ幅領域Ｎ２を構成するニップ幅形成用弾性体は、記録媒体の導入側（上流側）が、加熱ローラ２５の曲面になじむように厚くなっているが、導入時の摩擦抵抗を抑えるように奥側は薄くなっている。そのため、ニップ幅領域Ｎ２中に圧接圧力が落ち込む領域（例えば、０．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以下になる領域）が存在し、比較例としての定着装置におけるニップ幅領域Ｎ２の圧力分布は２山を有する圧力分布となっている。その結果、ニップ幅領域Ｎ２の前半側で定着されたトナーの定着が不十分になり、ニップ幅領域Ｎ２の後半側でトナーが記録媒体から離れてしまい、定着画像上に部分的にトナーが付着していない部分が発生してしまう、画ズレという現象が発生する恐れがある。
【００６０】
第１の実施形態の場合、加圧パッド６２の自由端部７１ｂにより記録媒体の導入のし易さが確保されており、自由端部７１ｂと固定部７１ｃとが一体となってニップ幅形成用弾性体７１が形成されていて圧力が落ち込む領域がなく、しかも、ニップ幅領域Ｎ２に加えてニップ幅領域Ｎ１をも形成して広いニップ幅を稼ぐことができる。
【００６１】
また、加圧パッド６２の自由端部７１ｂは、ガイドパッド６３によって、加熱ローラ２５に対して、フレキシブルに圧接できるため、加熱ローラ２５の熱膨張や外径バラツキにも関係なく一様なニップ面を確保することができる。
【００６２】
さらに、ニップ幅Ｎに搬送される記録媒体の厚い場合、記録媒体が第１のニップ幅領域Ｎ１に突入する際に、記録媒体の搬送速度が一瞬止まることで、その際に、現像器２Ｋ〜２Ｃの感光体ドラム６Ｋ〜６Ｃと接触している印刷面に横スジが発生する定着ショックを発生させてしまう。このような不都合を回避すべく、この第１の実施形態では、第１及び第２のニップ幅領域Ｎ１及びＮ２における最大圧力Ｓ１及びＳ２の関係を、Ｓ１≦Ｓ２の関係にして、記録媒体がスムーズに定着装置４０内に搬送されるようにしている。
【００６３】
また、第３のニップ幅領域Ｎ３における最大圧力Ｓ３は、記録媒体が加熱ローラ２５から分離してその接線方向に排出され易くするために、加熱ローラ２５の弾性層を変形させる必要がある圧力である。そのため、第３のニップ幅領域Ｎ３における最大圧力Ｓ３が、３つの最大圧力Ｓ１〜Ｓ３の中で最も大きいようにしている。すなわち、Ｓ１≦Ｓ２≦Ｓ３の関係を満足するように、第３のニップ幅領域Ｎ３における最大圧力Ｓ３が選定される。
【００６４】
定着装置４０として、最大圧力Ｓ１を０．５Ｋｇｆ／ｃｍ２、最大圧力Ｓ２を０．７５Ｋｇｆ／ｃｍ２、最大圧力Ｓ３を２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２に選定すると共に、ニップ幅領域Ｎ１の幅を３ｍｍ、ニップ幅領域Ｎ２の幅を４ｍｍ、ニップ幅領域Ｎ３の幅を６ｍｍに選定した一例を挙げることができる。
【００６５】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置１及び定着装置４０の動作を説明する。
【００６６】
まず、カラー画像形成装置１の図示しない電源がオンされた場合の動作を説明する。
【００６７】
電源がオンされると、カラー画像形成装置１の加熱ローラ２５内部のヒータ５９が点灯され、予め設定された温度に、非接触サーミスタ４１又はサーミスタ４２の検出温度に基づいて温度制御されて、定着可能状態になり、印刷開始指令が出される。このとき、図示しない機構制御部は、図示しないベルトモータ及びドラムモータを起動させ、ベルト駆動ローラ１３を駆動させて搬送ベルト１２を走行させると共に、各現像器２Ｋ〜２Ｙを駆動させる。このとき、各現像器２Ｋ〜２Ｙ内のトナーは、スポンジローラ９Ｋ〜９Ｙと現像ローラ７Ｋ〜７Ｃに強く擦られて摩擦帯電する。
【００６８】
その後、図示しない機構制御部は、図示しないホッピングモータを起動し、給紙ローラ１６を回転させ、記録媒体収容カセット１９の記録媒体をガイド２０へ送り込む。記録媒体の先端が、レジストローラ１７とピンチローラ１８の間に到達すると、ホッピングモータは停止する。
【００６９】
次に、図示しない機構制御部は、レジストローラ１７及び加熱ローラ２５をそれぞれ回転させ、これと同時に、図示しない吸着帯電電源をオンにして吸着ローラ１５に電圧を供給させる。記録媒体は、レジストローラ１７によって搬送され、その先端が吸着ローラ１５と搬送ベルト１２との間に達する。
【００７０】
この時点で、記録媒体の先端は、吸着ローラ１５と従動ローラ１４間の静電力により搬送ベルト１２に吸着される。さらに、レジストローラ１７が回転すると、記録媒体は搬送ベルト１２に吸引されながら矢印ｅ方向に搬送される。
【００７１】
各現像器２Ｋ〜２Ｙの帯電ローラ５Ｋ〜５Ｃ及び現像ローラ７Ｋ〜７Ｃに電圧を供給するために、図示しない機構制御部は、帯電バイアス電源、現像バイアス電源をオンする。以上により、各現像器２Ｋ〜２Ｙの感光ドラム６Ｋ〜６Ｃ表面は均一に帯電され、各現像器２Ｋ〜２Ｙの現像ローラ７Ｋ〜７Ｃは所定の高電圧に帯電される。これにより、帯電しているトナーは、現像ローラ７Ｋ〜７Ｃの表面に、現像ブレード８Ｋ〜８Ｃによって均一な厚さで付着する。
【００７２】
次に、図示しない機構制御部は、記録媒体が所定の位置に到達したことを通知し、図示しない画像処理部は、ブラックの画像データに基づいて、ＬＥＤの点灯のオン・オフ信号をＬＥＤヘッド３Ｋへ与える。ＬＥＤヘッド３Ｋは、与えられた画像データ信号に対応してＬＥＤを点灯させ、帯電した感光ドラム６Ｋの表面に画像データに応じた１ライン分の静電潜像を形成する。ＬＥＤヘッド３Ｋに順次与えられた信号により、画像データは、１ページ分、次々に感光ドラム６Ｋの表面に静電潜像化される。静電潜像が形成された感光ドラム６Ｋの表面には、帯電した現像ローラ７Ｋからブラックトナーが供給されて付着される。感光ドラム６Ｋの回転により、静電潜像は、ブラックのトナーにより現像されてトナー画像が形成される。
【００７３】
記録媒体の先端が、感光ドラム６Ｋと転写ローラ４Ｋの間に到達すると、図示しない機構制御部は、図示しない高圧制御部に指令を出し、ブラックの転写用電源をオンする。これにより、感光ドラム６Ｋの表面のトナー画像は、転写ローラ４Ｋにより電気的に記録媒体上に転写される。感光ドラム６Ｋの回転により、トナー画像は次々に記録媒体上に転写され、１ページ分のブラック画像が記録媒体に転写される。以上により、画像形成部２Ｋによる記録媒体へのブラックのトナー画像の転写が終了する。
【００７４】
搬送ベルト１２は引続き移動しており、記録媒体は、画像形成部２Ｋから画像形成部２Ｙへ移り、画像形成部２Ｙによるイエローのトナー画像の転写が行われる。イエローの画像形成動作はブラックの画像形成動作と同様であり、その詳細説明は省略する。以下、マゼンタ、シアンと連続して同様な動作により、トナー画像が転写される。
【００７５】
以上のようにして、各色成分のトナー画像が記録媒体上に重ねて転写される。その後、記録媒体は、搬送ベルト１２により定着装置４０へ案内される。
【００７６】
定着装置４０においては、ヒータ５１を発熱させて加熱ローラ２５を加熱すると共に、加熱ローラ２５を図示しない駆動モータにより回転させて、定着ベルトアセンブリ２６の定着ベルト６０及び加圧ローラ６１を従動回転させる。
【００７７】
加熱ローラ２５の表面温度は非接触サーミスタ４１より検出され、図示しない温度コントローラにより所定の温度に保たれている。
【００７８】
なお、加熱ローラ２５は、ヒータ５１によって加熱されることにより、熱膨張で外径が増加する。また、加熱ローラ２５の表面温度は、定着させる記録媒体Ｐ（図２参照）の厚さや記録媒体Ｐの連続数によって変化し、加熱ローラ２５の外径も一定ではなく変化している。
【００７９】
このような場合でも、加熱ローラ２５に定着ベルト６０を介して圧接している加圧パッド６２は、自由端部７１ｂが、ガイドパッドスプリング６４によって付勢されたガイドパッド６３によって定着ベルト６０の内面から加熱ローラ２５へ圧接されているため、加熱ローラ２５の外径変化に追従でき、変化範囲が狭く変化が緩やかな圧力（図６参照）の広いニップ幅Ｎ（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）を形成することができる。
【００８０】
搬送ベルト１２から送られてきた記録媒体Ｐは、この広いニップ幅Ｎを通過することで、トナーＴの画像が記録媒体Ｐの表面上に定着され、排出ガイド２９を通ってカラー画像形成装置１の筐体外部に排出される。
【００８１】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、１本の加圧パッドにて加熱ローラとの接触域が広く、変化範囲が狭く変化が緩やかな圧力特性を有するニップ幅を容易に実現でき、高速対応可能な定着装置及びカラー画像形成装置を提供することができる。
【００８２】
高速対応を可能としても、広いニップ幅を確保できるので、圧力の上限を押さえることができ、加熱ローラの駆動トルクに悪影響を及ぼすことがなく、排出される記録媒体にしわが生じる恐れを押さえることができ、また、圧力の上限を押さえることができるため、加熱ローラや加圧ローラなどの磨耗を抑えて耐久性を高めることができる。
【００８３】
また、上述した効果を発揮させるために定着装置の構成部品を増やす必要はなく、コストの上昇を招くことはない。定着ベルト内部の１本の加圧パッドにて広いニップ幅を容易に確保できるので、小形の定着装置を実現することができる。
【００８４】
さらに、加圧パッドの圧力特性として、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側まで低圧領域を作ることない特性を形成することができるため、定着性を効率良く確保できる果がある。また、加圧パッドの圧力特性として、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側に向けて、徐々に強める特性が可能になることでも定着性を効率良く確保することができる。
【００８５】
ところで、広いニップ幅を、加圧パッド基材の上端の幅を広げ、そこにほぼ同じ幅の弾性体を設けて確保することも考えられる。しかし、このような方法では、加圧パッドの接触面と、加圧パッドが圧接する加熱ローラ表面との隙間がどのニップ幅位置でもなくなり、隙間に余裕がない分だけ均一な接触面を広い範囲で実現させることは困難であり、また、均一な接触面を広い範囲で実現させようとすると、加圧パッド基材の高い寸法精度が要求され、その分、コストが増加してしまう。
【００８６】
第１の実施形態によれば、加圧パッド基材の上端に接着するニップ幅形成用弾性体に自由端部を設けて、広いニップ幅を確保するようにしたので、このような不都合を回避することができる。
【００８７】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による定着装置及び画像形成装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第２の実施形態は、定着装置が第１の実施形態と異なっている。
【００８８】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図７は、第２の実施形態に係る定着装置の構成を示す断面図であり、第１の実施形態に係る図２、図３との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【００８９】
第２の実施形態に係る定着装置４０Ａのカラー画像形成装置における配置は、第１の実施形態と同様である（図１参照）。
【００９０】
第２の実施形態に係る定着装置４０Ａは、加熱ベルト６０Ａを有する加熱ベルトアセンブリ２６Ａと、駆動ローラ２５Ａとを有する。すなわち、第２の実施形態は、ヒータを備える側の部材が第１の実施形態と異なっている。なお、加熱ベルト６０Ａは、第２の実施形態において定着用ベルトに相当するものである。
【００９１】
加熱ベルトアセンブリ２６Ａは、主として、無端の加熱ベルト６０Ａと、加熱ベルト６０Ａの内部や外部に配置された後述する各種の構成部材とからなっている。加熱ベルト６０Ａは、駆動ローラ２５Ａに圧接され、駆動ローラ２５Ａに従動回転するものである。駆動ローラ２５Ａは、第２の実施形態において定着用回転ローラに相当するものである。
【００９２】
加熱ベルト６０Ａの内部には、ベルト内面ローラとしての上側ローラ６１Ａ、加圧パッド６２、ガイドパッド６３、ガイドパッドスプリング６４、加圧パッドスプリング６５、スプリングホルダ６６、ホルダ受け部６７に加え、ヒータ８０、ヒータホルダ８１、ベルトガイド８２、ベルト内基部８３を有する。また、加熱ベルト６０Ａの外部には、プレッシャローラ８４及びホルダローラ８５を有する。ここで、上側ローラ６１Ａ（第１の実施形態の加圧ローラ６１に対応する）、加圧パッド６２、ガイドパッド６３、ガイドパッドスプリング６４、加圧パッドスプリング６５、スプリングホルダ６６及びホルダ受け部６７は、第１の実施形態のものと同様である。但し、ホルダ受け部６７は、長手方向の両端に設けられているフランジ（図３のフランジ６８Ｒ、６８Ｌ参照）に係合しているだけでなく、ベルト内基部８３にも係合して位置が安定するようになされている。
【００９３】
加熱ベルト６０Ａは、内側から付勢された上側ローラ６１Ａ及び加圧パッド６２によって、駆動ローラ２５Ａと圧接している。駆動ローラ２５Ａは、中心部に圧接時に撓まない程度の強度を要するため、中心部に鉄等の高い剛性を持つ金属シャフト２５Ａａが設けられ、その外側には、加熱ベルト６０Ａから逃げ出す熱量を抑えるため、断熱部材であるシリコンゴムやシリコンスポンジ等の弾性層２５Ａｂが形成されている。また、シリコンゴムやシリコンスポンジ等の弾性層２５Ａｂの表面には、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂のチューブが被せられたり、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂がコーティングされたりして形成された離型層２５Ａｃが設けられている。一例として、駆動ローラ２５Ａの中心部にメッキされた鉄製シャフト（２５Ａａ）を用い、弾性層２５Ａｂにシリコンゴムを用い、離型層２５ＡｃにＰＦＡチューブを被せた駆動ローラ２５Ａを挙げることができる。
【００９４】
加熱ベルト６０Ａは、ニッケル、ステンレス等の金属又は耐熱性のＰＩをベースとしており、柔軟性を得るために薄く形成されている。例えば、金属の場合は厚さは３０〜５０μｍ程度であり、ＰＩの場合は厚さは５０〜１００μｍ程度である。第２の実施形態の定着装置４０Ａの具体例としては、ＰＩを適用した場合を挙げることができる。
【００９５】
加熱ベルト６０Ａのベースの表面にはシリコンゴム等の弾性層が形成され、弾性層の外には離型層が設けられ、離型層は、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂のチューブが被せられたり、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂がコーティングされたりして形成される。例えば、ＰＦＡチューブを適用する場合を挙げることができる。
【００９６】
加熱ベルト６０Ａの表面には図示しない非接触サーミスタが配置されており、図示しない温度コントローラによって、加熱ベルト６０Ａの表面温度を所定温度にコントロールするようになされている。
【００９７】
上側ローラ６１Ａ（第１の実施形態の加圧ローラ６１に対応する）は、第２の実施形態においても、加熱ベルト６０Ａに内側に配置され、加圧パッド６２と同様に、加熱ベルト６０Ａを駆動ローラ２５Ａの方向に圧接する。上側ローラ６１Ａは、第１の実施形態の加圧ローラ６１と同様なものである。上側ローラ６１Ａの表面には、図示しないサーミスタが接触し、サーミスタの検出温度も温度コントロールに利用される。
【００９８】
第２の実施形態の場合、上述したように、ヒータ８０は、加熱ベルトアセンブリ２６Ａに設けられる。ヒータ８０は、少なくとも一面が発熱する板状の面状ヒータであり、図示しないコネクタをつないで電流を流すことにより発熱する。ヒータ８０は、ヒータホルダ８１上に配置され、加熱ベルト６０Ａの内面と接触して熱を加熱ベルト６０Ａに伝達するものである。ヒータホルダ８１は、ヒータ８０と共に、加熱ベルト６０Ａを加熱するべく、加熱ベルト６０Ａと接する表面積が大きなものである。ヒータホルダ８１の材質として、ヒータ８０による熱に耐えるために鉄又はアルミニウムを適用できる。一例としては、ヒータホルダ８１をアルミニウムで形成したものを挙げることができる
プレッシャローラ７９は、加熱ベルト５０Ａの外面からヒータ８０に対して一定の圧力を付与して、加熱ベルト５０Ａをヒータ８０に圧接させるものである。これにより、加熱ベルト５０Ａの加熱効率を高めることができる。プレッシャローラ７９は、圧接時に撓まない程度の強度を要するため、例えば、中心部に鉄等の高い剛性を持つ金属シャフトがあって、その外側に加熱ベルト６０Ａから逃げ出す熱量を抑えるため、断熱部材であるシリコンゴムやシリコンスポンジ等の断熱層が形成されているものである。
【００９９】
ホルダローラ８０は、加熱ベルト６０Ａの外面を所定圧力で圧接し、ヒータホルダ８１と加熱ベルト６０Ａとが適切に圧接できるように、加熱ベルト６０Ａに張力を付与するものである。
【０１００】
１又は複数（図７は２個の場合を示している）のベルトガイド８２は、加熱ベルト６０Ａの回転を円滑にするようにガイドするものであり、かつ、空回りなどを抑えるように、図示しない付勢部材によって加熱ベルト６０Ａを内側から押圧して張力をかけている。ベルトガイド８２は、耐熱性、耐磨耗性を必要とするため、例えば、ＰＰＳ等の樹脂で形成されている。
【０１０１】
駆動ローラ２５Ａは、図示しないモータにより回転駆動され、記録媒体をニップ幅上で搬送するものである。記録媒体がニップ幅を通過することにより、ヒータ８０によって加熱された熱がニップ幅で記録媒体上のトナーに与えられ、トナーが記録媒体に定着される。
【０１０２】
上側ローラ６１Ａ及び加圧パッド６２は、対向するローラが、第１の実施形態の加熱ローラ２５からヒータを備えない駆動ローラ２５Ａに変更になっているが、第１の実施形態と同様なものである。そのため、第１の実施形態で説明したように、ニップ幅Ｎを、３つのニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３に分割し、各ニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３での最大圧接圧力（最大圧力）をＳ１〜Ｓ３としたときに、Ｓ１≦Ｓ２≦Ｓ３の関係が成立するものとなっている。また、ニップ幅領域Ｎ１及びＮ２が連続し、ニップ幅領域Ｎ１及びＮ２の間には低圧力部は生じない。
【０１０３】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態に係る定着装置４０Ａの動作を、定着装置４０Ａを有する図示しないカラー画像形成装置（図１参照）の動作と共に説明する。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に動作を説明する。
【０１０４】
図示しないカラー画像形成装置の電源がオンされると、定着装置４０Ａは、まず、ヒータ８０を発熱させて加熱ベルト６０Ａを加熱すると同時に、駆動ローラ２５Ａを図示しないモータにより回転させて、加熱ベルト６０Ａを従動回転させる。
【０１０５】
ヒータ８０の温度が上昇し、ヒータ８０の熱がヒータホルダ８１に伝わる。ヒータホルダ８１は、例えば、アルミニウム製で熱伝導率が高く、短時間でヒータ８０とほぼ同じ温度まで表面温度が上昇する。加熱ベルト６０Ａは、ヒータ８０とヒータホルダ８１の両方によって加熱される。ここで、加熱ベルト６０Ａは、ヒータ８０より広い面積にて加熱されるので、加熱ベルト６０Ａを短時間で定着可能な温度まで上昇させることができる。
【０１０６】
加熱ベルト６０Ａの表面温度は、図示しない非接触サーミスタにより検出され、図示しない温度コントローラにより、所定の温度に制御される。
【０１０７】
加熱ベルト６０Ａの表面温度が所定の温度に到達した時点で、記録媒体Ｐをニップ幅Ｎに移動させ、ニップ幅ＮにてトナーＴを記録媒体Ｐに定着させる。
【０１０８】
ニップ幅Ｎ内において、上側ローラ６１Ａの弾性層は、弾性変形することにより記録媒体Ｐの表面の凹凸による段差や、カラー画像のようにトナーＴが多層のために生じる段差を吸収し、上側ローラ６１Ａの表面を段差に追従させるので、定着ムラのない良好な定着を実行させることができる。
【０１０９】
加熱ベルト６０Ａと加圧パッド６２によって押圧されるニップ域では、加圧パッド６２の弾性体７１の自由端部７１ｂが、ガイドパッド６３からの付勢によって、駆動ローラ２５Ａの曲率に沿って上流側のニップ幅領域Ｎ１を形成し、下流側は、加圧パッド基材７０の立設板部７０ｂ上の弾性体部分（固定部）７１ｃによってニップ幅領域Ｎ２を形成する。
【０１１０】
加熱ベルト６０Ａと上側ローラ６１Ａによって押圧される部分のニップ幅領域Ｎ１、Ｎ２では、主に、加熱ベルト６０Ａの表面温度の熱によりトナーＴが溶解する。加熱ベルト６０Ａと上側ローラ６１Ａにより押圧されるニップ幅領域Ｎ３では溶解したトナーＴを記録媒体Ｐに浸透させる。ここで、溶解したトナーＴを記録媒体Ｐの内部に一段と浸透させるように、上流側のニップ幅領域Ｎ１から、下流側のニップ幅領域Ｎ２、Ｎ３に向けて、押圧される部分の圧力が高くなる圧力分布を適用している。
【０１１１】
また、加圧パッド６２の弾性体７１の自由端部７１ｂは、その弾性により、駆動ローラ２５Ａの曲率に追従しているため、弾性体形状を厳しく管理することなく、容易に所望するニップ幅領域Ｎ１を形成することができる。
【０１１２】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、ベルト（加熱ベルト）側がトナー画像面にある上ベルト定着方式の定着装置においても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。すなわち、１本の加圧パッドにて、高速対応可能な定着装置及びカラー画像形成装置を提供することができる。
【０１１３】
（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
【０１１４】
上記各実施形態においては、加圧パッド６２のニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂは、加圧パッド６２の溝部７０ｄに配置されているガイドパッドスプリング６４の付勢力で付勢されるガイドパッド６３で押圧されるものであったが、図８に示すように、ガイドパッドスプリング６４は、加圧パッド６２や加圧パッドスプリング６５の構成から独立して配置され、ガイドパッドスプリング６４の付勢力を受けて加圧パッド６２のニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂを押圧するようにしても良く、このようにしても上記各実施形態と同様な効果を奏することができる。
【０１１５】
また、上記各実施形態においては、加圧パッド基材７０に上端に設けられるニップ幅形成用弾性体７１は、記録媒体の上流側にのみ自由端部を有するものを示したが、図９に示すように、ニップ幅形成用弾性体７１は、記録媒体の下流側にも自由端部を有し、弾性体７１にも加圧ローラ６１や上側ローラ６１Ａにも接していないニップ幅内の領域を極力減少させるようにしても良い。
【０１１６】
さらに、上記各実施形態においては、ニップ幅形成用弾性体７１が自由端部７１ｂを備え、自由端部７１ｂをガイドパッド６３が押圧するものを示したが、自由端部７１ｂであった部分をガイドパッド６３に接着するなどし、自由端部７１ｂでないようにしても良い。
【０１１７】
さらにまた、上記各実施形態においては、定着ベルト６０又は加熱ベルト６０Ａが従動回転するものを示したが、これらベルト側が駆動側であっても良い。
【０１１８】
上記各実施形態においては、画像形成装置がカラー画像形成装置であるものを示したが、本発明の技術思想は、白黒画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１…カラー画像形成装置、２５…加熱ローラ、２５Ａ…駆動ローラ、２６…定着ベルトアセンブリ、２６Ａ…加熱ベルトアセンブリ、６０…定着ベルト、６０Ａ…加熱ベルト、６１…ベルト内面ローラとしての加圧ローラ、６１Ａ…ベルト内面ローラとしての上側ローラ、６２…加圧パッド、６３…ガイドパッド、６４…ガイドパッドスプリング、６５…加圧パッドスプリング、７０…加圧パッド基材、７０ａ…底板部、７０ｂ…第１の立設板部、７０ｃ…第２の立設板部、７０ｄ…溝部、７１…ニップ幅形成用弾性体、７１ａ…ベルト押圧面、７１ｂ…自由端部、７１ｃ…固定部、７１ｄ…ガイドパッド対向面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は定着装置に関し、特に、加熱ローラに対して無端の定着ベルトを圧接配置し、加熱ローラと定着ベルトの間に形成されたニップ幅に記録媒体を通過させる、いわゆるベルトニップ方式の定着装置の改良に関する。また、本発明は、定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のベルトニップ方式の定着装置は、熱源を内部に有する回転可能な加熱ローラと、この加熱ローラに圧接することで加熱ローラに従動して回転する無端の定着ベルトと、定着ベルトを内側から張架しつつ加熱ローラ側に押圧する加圧ローラと、定着ベルトを内側から付勢部材で加熱ローラ側に押圧する加圧パッドとを備え、定着ベルトを内側から加圧ローラと圧力パッドで加熱ローラ側に圧接することで加熱定着に機能するニップ幅を形成させている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７５３７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置は、記録媒体当りの画像形成時間が短いことが望まれているものである。画像形成時間は、各部を形成可能な状態にする立上り時間と、実際に記録媒体に画像を形成する形成時間との和で表される。形成時間を短くすることは、記録媒体の搬送速度を高速にすることを意味する。定着装置の場合、立上り時間を短くするため、加熱ローラ表面側の弾性層（例えば、シリコンゴムでなる）の厚さを薄くすることが行われている。高速な搬送速度の記録媒体に対し、トナーを確実に定着させる手法として、加熱温度を高くしたり、加圧ローラや圧力パッドと、加熱ローラとの圧接の際の圧力を高くしたり、ニップ幅を広げたりすることが挙げられる。しかし、加熱温度を高くすると、加熱ローラ表面の薄い弾性層が破壊されてしまう。
【０００５】
そのため、加熱温度を高温に上げられず、この状況で高速化に対応するためには、加圧ローラや圧力パッドと、加熱ローラとの圧接の際の圧力を高くし、しかも、十分なニップ幅を確保することが望ましい。
【０００６】
しかし、高圧力で広いニップ幅を確保しようとした場合には、（１）加熱ローラなどの駆動トルクが上昇し定着装置から排出される記録媒体にしわが生じる恐れが高まる、（２）加熱ローラや加圧ローラなどの磨耗が激しく耐久性を確保できない、などというような課題が生じる。
【０００７】
そのため、画像形成品質を損なわずに画像形成速度の高速化に対応できる耐久性が高い定着装置や、そのような定着装置を有する画像形成装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明は、定着用回転ローラと、前記定着用回転ローラを外面で圧接しながら前記定着用回転ローラと共に回転移動する定着用ベルトと、前記定着用ベルトの内面に当接し外部からの押圧力を受けて前記定着用ベルトを内面から圧接するベルト当接体とを有し、記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、（１）前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の上流側部分を押圧する第１の押圧部材と、（２）前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の下流側部分を押圧する、前記第１の押圧部材とは異なる第２の押圧部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明の画像形成装置は、第１の本発明の定着装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像形成品質を損なわずに画像形成速度の高速化に対応できる耐久性が高い定着装置及び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】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る定着装置の構成要素である定着ベルトアセンブリの分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る定着装置の構成要素である加熱ローラの円筒体の層構造を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る定着装置の構成要素である加圧パッドを示す断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る定着装置のニップ幅における圧力分布を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る定着装置の構成を示す断面図である。
【図８】変形実施形態（１）による加圧パッド周りの構成を示す断面図である。
【図９】変形実施形態（２）による加圧パッド周りの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による定着装置及び画像形成装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第１の実施形態に係る画像形成装置は、カラー画像形成装置である。
【００１３】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）カラー画像形成装置の構成
図１は、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置１の機構的な構成を示す概略側面図である。なお、図１では、操作部、表示部、制御部などの電気的構成の図示を省略している。
【００１４】
図１において、カラー画像形成装置１は、４つの色成分（黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ））毎に独立して設けられた画像形成ユニットとしての現像器２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを有する。現像器２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、記録媒体の挿入側から排出側へ向かう媒体搬送路に沿って配置されている。現像器２Ｋは、帯電ローラ５Ｋと、この帯電ローラ５Ｋによって表面が一様に帯電される像担持体としての感光ドラム６Ｋと、感光ドラム６Ｋ上に静電潜像を形成させる露光装置としてのＬＥＤヘッド３Ｋと、静電潜像をトナー画像に現像するための現像ローラ７Ｋと、該当する色成分の着色剤を含有する現像剤としてのトナーを収容している現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１０Ｋと、トナーを帯電させて現像ローラ７Ｋに供給するための現像ブレード８Ｋ及びスポンジローラ９Ｋとを有している。他の現像器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃはいずれも、現像器２Ｋと同様な構成を有しており、利用するトナーの色成分だけが異なっている。
【００１５】
感光ドラム６Ｋ〜６Ｃには、感光ドラム６Ｋ〜６Ｃ上のトナー画像を記録媒体に転写させるための電圧が印加される転写部としての転写ローラ４Ｋ〜４Ｃが近接して設けられている。感光ドラム６Ｋ〜６Ｃと転写ローラ４Ｋ〜４Ｃとの間に搬送ベルト１２が回転可能に配置されている。
【００１６】
搬送ベルト１２は、継ぎ目なしの無端のベルト状に形成されており、駆動ローラ１３及び従動ローラ１４間に掛け渡されている。駆動ローラ１３は、従動ローラ１４より、記録媒体の搬送方向の下流側に設けられている。駆動ローラ１３は、図示しないベルトモータにより矢印ｄ方向に回転し、感光ドラム６Ｋ〜６Ｃと転写ローラ４Ｋ〜４Ｃとの間に配置されている搬送ベルト１２の上部側を、矢印ｅ方向に走行させるようになされている。
【００１７】
また、カラー画像形成装置１内の下方（図１における右下側）には、搬送路に記録媒体を供給するための給紙機構が設けられている。この給紙機構は、ホッピングローラ１６と、レジストローラ１７と、記録媒体収容カセット１９とを有する。
【００１８】
記録媒体収容カセット１９は記録媒体を収容している。収容されている記録媒体が図示しない分離手段により１枚ずつ選択され、ホッピングローラ１６により記録媒体収容カセット１９から取り出されて、ガイド２０に案内されてレジストローラ１７に達する。記録媒体のスキュー（走行速度の揺れ）が、レジストローラ１７と、レジストローラ１７に相対するピンチローラ１８とによって修正されるようになっている。
【００１９】
レジストローラ１７に達した記録媒体は、その後、レジストローラ１７から吸着ローラ１５と搬送ベルト１２との間に導かれる。吸着ローラ１５は、従動ローラ１４との間で記録媒体を圧接して帯電させ、その記録媒体を搬送ベルト１２の上側表面に静電吸着させるものである。
【００２０】
センサ２１及び２２はそれぞれ、レジストローラ１７の前後の搬送路近傍に配置され、設置位置近傍に記録媒体が存在することを検出するためのものである。駆動ローラ１３側の搬送ベルト１２からの排出側には、搬送ベルト１２から分離に失敗した記録媒体をチェックし、あるいは記録媒体の後端位置を検出するためのセンサ２３が設けられている。
【００２１】
搬送ベルト１２から分離されて記録媒体は、第１の実施形態に係る定着装置４０に導かれる。定着装置４０は、記録媒体上のトナーを加熱、溶融して記録媒体にトナー画像を定着させるものである。定着装置４０の構成については後で詳述するが、定着装置４０は、加熱ローラ２５と、加熱ローラ２５と一体になって記録媒体を加圧する定着ベルトアセンブリ２６とを有する。加熱ローラ２５の表面近くには、非接触サーミスタ４１が配置され、加熱ローラ２５の表面温度を検出している。定着ベルトアセンブリ２６内部には、内部の加圧ローラの表面温度を検出する接触サーミスタ４２が設けられている。
【００２２】
定着装置４０の下流側には、トナー画像が定着された記録媒体が定着装置４０から排出されたことを検出するセンサ２７が設けられている。センサ２７より下流には、トナー画像が定着された記録媒体を、カラー画像形成装置１の筐体外部の記録媒体受け面３０に排出する排出ガイド２９が設けられている。
【００２３】
搬送ベルト１２の下側表面にはクリーニング機構が接している。クリーニング機構は、クリーニングブレード３２と廃トナータンク３３とを有する。従動ローラ１４とクリーニングブレード３２が搬送ベルト１２の下側半分１２ｂを挟むように、それぞれが対向する位置に設けられている。搬送ベルト１２が、従動ローラ１４に向かって矢印ｆ方向に移動すると、クリーニングブレード３２が、搬送ベルト１２の表面に付着残留したトナーを廃トナータンク３３に削り落とす。
【００２４】
（Ａ−１−２）定着装置の構成
次に、第１の実施形態に係る定着装置４０の詳細構成について説明する。
【００２５】
図２は、定着装置４０の構成を示す断面図である。図２は、定着装置４０への記録媒体の導入方向及び記録媒体の幅方向の双方に概ね直交している平面による断面図である。図３は、定着装置４０の構成要素である定着ベルトアセンブリ２６の分解斜視図であり、定着ベルトの内部に位置する構成要素については、定着ベルトから引き出して示している。
【００２６】
第１の実施形態において定着用回転ローラに相当する加熱ローラ２５は、外郭としての円筒体５０と、円筒体５０の中央部に、熱源としてのヒータ５１を１又は複数内蔵して、回転可能なものである。但し、ヒータ５１は固定され、回転しないものである（なお、回転可能であっても良い）。ヒータ５１の種類は限定されないが、例えば、ハロゲンランプを適用できる。
【００２７】
円筒体５０は、図４に示すように、アルミニウム又は鉄等の高い熱伝導性を有する金属層５０ａ、金属層５０ａの外側に形成された、圧接時のなじみを高める弾性層５０ｂ、弾性層５０ｂの外側に形成された、定着ベルトアセンブリ２６との接触から非接触への変化を容易にさせる離型層５０ｃを有する。弾性層５０ｂは、シリコンゴム等の弾性体でなる。離型層５０ｃは、例えば、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（以下、ＰＦＡと記載する）等の離型性の高い樹脂でなる。離型層５０ｃは、当該樹脂チューブが弾性層５０ｂの外周に被せられたり、当該樹脂が弾性層５０ｂの外周にコーティングされたりして形成される。
【００２８】
加熱ローラ２５は、例えば、長手方向の長さが３００ｍｍで外径が３０ｍｍであり、このような加熱ローラ２５の場合、金属層５０ａの厚みは０．４ｍｍであり、弾性層５０ｂの厚さは０．８ｍｍであり、離型層５０ｃの厚さは４０μｍである。
【００２９】
弾性層５０ｂは、弾性変形することで、記録媒体の表面の凹凸による段差や、カラー画像形成によるトナーの多層のため生じる段差に対して、加熱ローラ２５表面を追従させて、定着ムラのない良好な定着を行なえるようにするものである。
【００３０】
定着ベルトアセンブリ２６は、主として、無端の定着ベルト６０と、定着ベルト６０内に配置された後述する各種の構成部材とからなっている。定着ベルト６０は、第１の実施形態において定着用ベルトに相当するものである。
【００３１】
定着ベルト６０は、加熱ローラ２５に圧接され、加熱ローラ２５の回転に連動し、回動するものである。定着ベルト６０は、定着圧を付与するための剛性と、加熱ローラ２５表面の高温に対する耐熱性とを要するため、その材料は、ニッケル、ステンレス等の金属又は耐熱性樹脂であるポリイミド（以下、ＰＩと記載する）をベースとし、柔軟性を得るため薄く形成されている、例えば、材料が金属の場合には、定着ベルト６０の厚みは３０〜５０μｍ程度であり、ＰＩの場合には、定着ベルト６０の厚みは５０〜１００μｍ程度である。
【００３２】
また、両面印刷時において記録媒体の定着後のトナー面が定着ベルト６０に圧接されたときの記録媒体との分離性を高めるため、加熱ローラ２５と同様に、定着ベルト６０の表面（加熱ローラ２５側）に、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂のチューブが被せられたり、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂がコーティングされていたりする。
【００３３】
定着ベルト６０の内部には、加圧ローラ６１、加圧パッド６２、ガイドパッド６３、ガイドパッドスプリング６４、加圧パッドスプリング６５、スプリングホルダ６６、ホルダ受け部６７等を有する。また、定着ベルト６０の内部の構成要素を支持するため、図３に示すように、定着装置４０の長手方向の両端にはそれぞれ、支持用のフランジ６８Ｒ、６８Ｌが設けられている。
【００３４】
ベルト内面ローラとしての加圧ローラ６１は、定着ベルト６０に内側に配置され、加圧パッド６２と同様に、定着ベルト６０を加熱ローラ２５の方向に圧接するものである。加圧ローラ６１は、加圧パッド６２より記録媒体の搬送方向における下流側に配置されている。加圧ローラ６１の両端の回転軸部分はそれぞれ、図３に示すように、ベアリング６９Ｒ、６９Ｌに遊挿され、加圧ローラ６１は、定着ベルト６０の走行により回転し得るものである。
【００３５】
加圧ローラ６１における圧接部分は円筒体になっており、円筒体部分は、内側から、金属層６１ａ及び断熱層６１ｂを有する。金属層６１ａは、圧接時に撓まない程度の強度を要する、鉄等の高い剛性を持つ材質でなっている。断熱層６１ｂは、定着ベルト６０から逃げ出す熱量を抑えると共に弾性変形によって記録媒体の表面段差を吸収するためのものであり、断熱・弾性部材であるシリコンゴムやシリコンスポンジ等でなっている。加圧ローラ６１の一例として、金属層６１ａが鉄でなり、断熱層６１ｂがシリコンスポンジでなっているものを挙げることができる。
【００３６】
加圧ローラ６１には、図示しないサーミスタ（図１の符号４２参照）が接触しており、加圧ローラ６１の表面温度を検出している。
【００３７】
加圧ローラ６１は、加圧パッド６２と共に、加熱ローラ２５と対向する部分に接触ニップ幅Ｎを形成し、加熱ローラ２５の断熱層６１ｂを径方向内側に弾性変形させることで、記録媒体の搬送方向と、接触ニップ幅Ｎの出口における加熱ローラ２５の接線方向との角度を広げて離型性能を高めている。
【００３８】
加圧パッド６２は、定着ベルト６０に内側に配置され、上述したように、加圧ローラ６１と同様に、定着ベルト６０を加熱ローラ２５の方向に圧接するものである。加圧パッド６２は、加圧ローラ６１より記録媒体の搬送方向における上流側に配置されている。
【００３９】
加圧パッド６２は、図５に示すように、加圧パッド基材７０とニップ幅形成用弾性体７１を有する。なお、ニップ幅形成用弾性体７１は、ベルト当接体に相当するものである。
【００４０】
加圧パッド基材７０は、底板部７０ａと、底板部７０ａの幅方向の一方の端部近傍に垂設された第１の立設板部７０ｂとを有する。第１の立設板部７０ｂの上端に、ニップ幅形成用弾性体７１が接着されている。第１の立設板部７０ｂの上端の幅は、加圧パッド６２が圧接している部分と、加圧ローラ６１が圧接している部分との隙間を小さくするように、第１の立設板部７０ｂの中央部の幅より大きくなっており、大きくなった幅の部分は概ね加圧ローラ６１側に寄っている。
【００４１】
ニップ幅形成用弾性体７１は、その上面（加熱ローラ２５側の面）が、加熱ローラ２５の外周面と同様な曲面形状を有するベルト押圧面７１ａとなっている。ニップ幅形成用弾性体７１は、その幅が第１の立設板部７０ａの上端の幅より広く、広くなっている部分は、記録媒体の導入側に寄った自由端部７１ｂとなっており、その残部が第１の立設板部７０ｂの上端に接着されている固定部７１ｃとなっている。自由端部７１ｂにおける下面は、ガイドパッド６２からの付勢力を受けるガイドパッド対向面７１ｄとなっている。自由端部７１ｂは、その先端側の厚みが薄くなっており、記録媒体の挿入時の抵抗を小さくするようになされている。
【００４２】
加圧パッド基材７０は、底板部７０ａの幅方向の他方の端部近傍に垂設された第２の立設板部７０ｃを有し、第２の立設板部７０ｃの高さは、第１の立設板部７０ｂより低くなっている。第１の立設板部７０ｂ、底板部７０ａ及び第２の立設板部７０ｃで形成される溝部７０ｄが、ガイドパッド６２の脚部６２ｃを受け入れるようになっている。
【００４３】
ガイドパッド６３の脚部６３ｃの下端には、第１の立設板部７０ｂ及び第２の立設板部７０ｃに向かう凸部６３ｄが設けられ、一方、第１の立設板部７０ｂ及び第２の立設板部７０ｃの所定の高さの位置には、他方の立設板部に向かう凸部７０ｅが設けられている。これら凸部６３ｄ及び凸部７０ｅが、ガイドパッド６２の押圧方向の位置を規制するストッパ構造になっている。このストッパ構造は、ジャム媒体取り出しのために加熱ローラ２５と定着ベルト６０の圧接を図示しない機構でリリースした場合、ガイドパッド６２が自由端部７１ｂを押し過ぎて変形させることを防止するために設けられている。
【００４４】
加圧パッド基材７０には、定着ベルト６０への付勢による塑性変形を防ぐため、アルミニウム、鉄等の金属が用いられ、定着ベルト６０と圧接するニップ幅形成用弾性体７１には、シリコンゴム等が用いられている。例えば、加圧パッド基材７０は、材料としてアルミニウムを使用し、押出し加工によって幅方向に均一な断面形状を有するように形成する。例えば、ニップ幅形成用弾性体７１は、材料としてシリコンゴムを使用して成形し、その表面に、摺動性の高いポリテトラフルオロエチレン（登録商標：テフロン）をコーティングして、定着ベルト６０内面との摩擦力を低減したものを適用することができる。
【００４５】
加圧パッド６２の自由端部７１ｂの下方には、断面形状が傘部と脚部とでなるきのこ状のガイドパッド６３が配置されている。ガイドパッド６３は、定着ベルト６０をニップ幅に案内すると共に、ニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂを定着ベルト６０に押圧するものである。
【００４６】
ガイドパッド６３の脚部６３ｃには、ガイドパッド付勢手段としてのガイドパッドスプリング６４が挿入される孔（若しくは切り込み）が長手方向に所定間隔で設けられており、この孔にそれぞれ、ガイドパッドスプリング６４が挿入されるようになされている。ガイドスプリンク６４は、例えば、コイルスプリングでなっている。ガイドスプリンク６４の数は、所望する付勢力を発揮できる数であれば良く、いずれかの数に限定されるものではないが、図３は、ガイドスプリンク６４が９個の例を示している。ガイドスプリンク６４が挿入されたガイドパッド６３の脚部６３ｃが、加圧パッド基材７０の溝部７０ｄの長手方向の一方の端部から挿入され、加圧パッド基材７０の溝部７０ｄ内に配置されるようになされている。ガイドパッド６３の脚部６３ｃには、上述したように、ストッパ機能を発揮する凸部６３ｄが設けられている。
【００４７】
ガイドパッド６３の傘部は、定着ベルト６０の走行を案内する案内部分６３ａと、ニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂをその下面から押圧する押圧部分６３ｂと、加圧パッド基材７０の第１の立設板部７０ｂと接して当該ガイドパッド６３の位置を安定させる位置規制部分６３ｅとを有する。
【００４８】
また、ガイドパッド６３は、長手方向に見た中央部が両端よりも加熱ローラ２５方向に強く付勢できるようにクラウン形状を有していることは好ましい態様である。加圧パッド６２も、長手方向に見た中央部が両端よりも加熱ローラ２５方向に強く付勢できるようにクラウン形状を有していることは好ましい態様である。加圧パッド６２のクラウン形状は、ニップ幅形成用弾性体７１の長手方向の厚みの変化で実現しても良く、第１の立設板部７０ｂの長手方向の高さの変化で実現しても良い。
【００４９】
ガイドパッド６３は、ガイドパッドスプリング６４の付勢力によって、ニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂの下面に圧接することで、自由端部７１ｂの上面を定着ベルト６０内側から加熱ローラ２５に圧接させている。
【００５０】
なお、ガイドパッドスプリング６４及びガイドパッド６３が、第１の押圧部材に相当するものである。
【００５１】
ガイドパッド６３の材質は、耐熱性や強度が高い材質であれば良く、合成樹脂（例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ））や、アルミニウム、鉄等の金属が使用可能である。材質の一例としては、ＰＰＳを挙げることができる。
【００５２】
ガイドパッド６３が装着された加圧パッド６２は、その全体が、加圧パッド基材７０の底板部７０ａ下面に接する、コイルスプリングでなる加圧パッドスプリング６５によって付勢されるようになされている。加圧パッドスプリング６５の数は、加圧パッド６２を均一に付勢できる数があれば良く、限定されない。図３は、加圧パッドスプリング６５が５個の例を示している。
【００５３】
複数の加圧パッドスプリング６５は、断面が直方体の棒状のスプリングホルダ６６に等間隔に設けられた貫通孔６６ａに挿通される。貫通孔６６ａの長さ、言い換えると、スプリングホルダ６６の厚みは、加圧パッドスプリング６５の長さより短くなされ、加圧パッドスプリング６５が、貫通孔６６ａに挿通されても付勢力を発揮できるようになされている。加圧パッドスプリング６５が挿通されたスプリングホルダ６６は、ホルダ受け部６７の凹部６７ａに装着される。ホルダ受け部６７の両端はそれぞれ、フランジ６８Ｒ、６８Ｌと係合し得るようになされている。
【００５４】
なお、加圧パッドスプリング６５及び加圧パッド基材７０が、第２の押圧部材に相当するものである。
【００５５】
加圧パッド６２は、ガイドパッド６３のガイドパッドスプリング６４と加圧パッドスプリング６５によって、媒体搬送方向に対して上流側と下流側で加熱ローラ２５に対して、異なる圧接圧力を与えることが可能である。
【００５６】
図６（Ａ）は、定着装置４０のニップ幅Ｎにおける圧力分布を示すグラフである。図６（Ｂ）は、比較例としての定着装置のニップ幅における圧力分布を示すグラフである。比較例の定着装置は、加圧パッド６２とともにガイドパッド６３で加圧する形態のものではなく、加圧パッド６２により加圧する形態のものである。
【００５７】
第１の実施形態の場合、ニップ幅Ｎは、３つにニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３に分けることができる。第１のニップ幅領域Ｎ１は、ガイドパッド６３によって、定着ベルト６０を介して加熱ローラ２５を圧接している加圧パッド６２の自由端部７１ｂによるニップ幅領域である。第２のニップ幅領域Ｎ２は、定着ベルト６０を介して加熱ローラ２５を圧接している加圧パッド６２の自由端部７１ｂ以外の部分（固定部７１ｃ）によるニップ幅領域である。第３のニップ幅領域Ｎ３は、定着ベルト６０を介して加熱ローラ２５を加圧ローラ６１が圧接しているニップ幅領域である。各ニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３における最大圧接圧力（最大圧力)をそれぞれ、Ｓ１〜Ｓ３とする。
【００５８】
定着ベルト６０と加圧パッド６１によって押圧される部分のニップ幅領域Ｎ１、Ｎ２では、主に、加熱ローラ２５の表面温度の熱によりトナーＴが溶解する。定着ベルト６０と加圧ローラ６１により押圧されるニップ幅領域Ｎ３では溶解したトナーを記録媒体に浸透させる。ここで、溶解したトナーを記録媒体の内部に一段と浸透させるように、上流側のニップ幅領域Ｎ１から、下流側のニップ幅領域Ｎ２、Ｎ３に向けて、押圧される部分の圧力が高くなる圧力分布（後述するＳ１≦Ｓ２≦Ｓ３）の関係を適用している。
【００５９】
比較例としての定着装置は、上述した３つのニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３のうち、概ね２つのニップ幅領域Ｎ２及びＮ３でニップ幅が構成されている。ニップ幅領域Ｎ２を構成するニップ幅形成用弾性体は、記録媒体の導入側（上流側）が、加熱ローラ２５の曲面になじむように厚くなっているが、導入時の摩擦抵抗を抑えるように奥側は薄くなっている。そのため、ニップ幅領域Ｎ２中に圧接圧力が落ち込む領域（例えば、０．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以下になる領域）が存在し、比較例としての定着装置におけるニップ幅領域Ｎ２の圧力分布は２山を有する圧力分布となっている。その結果、ニップ幅領域Ｎ２の前半側で定着されたトナーの定着が不十分になり、ニップ幅領域Ｎ２の後半側でトナーが記録媒体から離れてしまい、定着画像上に部分的にトナーが付着していない部分が発生してしまう、画ズレという現象が発生する恐れがある。
【００６０】
第１の実施形態の場合、加圧パッド６２の自由端部７１ｂにより記録媒体の導入のし易さが確保されており、自由端部７１ｂと固定部７１ｃとが一体となってニップ幅形成用弾性体７１が形成されていて圧力が落ち込む領域がなく、しかも、ニップ幅領域Ｎ２に加えてニップ幅領域Ｎ１をも形成して広いニップ幅を稼ぐことができる。
【００６１】
また、加圧パッド６２の自由端部７１ｂは、ガイドパッド６３によって、加熱ローラ２５に対して、フレキシブルに圧接できるため、加熱ローラ２５の熱膨張や外径バラツキにも関係なく一様なニップ面を確保することができる。
【００６２】
さらに、ニップ幅Ｎに搬送される記録媒体の厚い場合、記録媒体が第１のニップ幅領域Ｎ１に突入する際に、記録媒体の搬送速度が一瞬止まることで、その際に、現像器２Ｋ〜２Ｃの感光体ドラム６Ｋ〜６Ｃと接触している印刷面に横スジが発生する定着ショックを発生させてしまう。このような不都合を回避すべく、この第１の実施形態では、第１及び第２のニップ幅領域Ｎ１及びＮ２における最大圧力Ｓ１及びＳ２の関係を、Ｓ１≦Ｓ２の関係にして、記録媒体がスムーズに定着装置４０内に搬送されるようにしている。
【００６３】
また、第３のニップ幅領域Ｎ３における最大圧力Ｓ３は、記録媒体が加熱ローラ２５から分離してその接線方向に排出され易くするために、加熱ローラ２５の弾性層を変形させる必要がある圧力である。そのため、第３のニップ幅領域Ｎ３における最大圧力Ｓ３が、３つの最大圧力Ｓ１〜Ｓ３の中で最も大きいようにしている。すなわち、Ｓ１≦Ｓ２≦Ｓ３の関係を満足するように、第３のニップ幅領域Ｎ３における最大圧力Ｓ３が選定される。
【００６４】
定着装置４０として、最大圧力Ｓ１を０．５Ｋｇｆ／ｃｍ２、最大圧力Ｓ２を０．７５Ｋｇｆ／ｃｍ２、最大圧力Ｓ３を２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２に選定すると共に、ニップ幅領域Ｎ１の幅を３ｍｍ、ニップ幅領域Ｎ２の幅を４ｍｍ、ニップ幅領域Ｎ３の幅を６ｍｍに選定した一例を挙げることができる。
【００６５】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置１及び定着装置４０の動作を説明する。
【００６６】
まず、カラー画像形成装置１の図示しない電源がオンされた場合の動作を説明する。
【００６７】
電源がオンされると、カラー画像形成装置１の加熱ローラ２５内部のヒータ５９が点灯され、予め設定された温度に、非接触サーミスタ４１又はサーミスタ４２の検出温度に基づいて温度制御されて、定着可能状態になり、印刷開始指令が出される。このとき、図示しない機構制御部は、図示しないベルトモータ及びドラムモータを起動させ、ベルト駆動ローラ１３を駆動させて搬送ベルト１２を走行させると共に、各現像器２Ｋ〜２Ｙを駆動させる。このとき、各現像器２Ｋ〜２Ｙ内のトナーは、スポンジローラ９Ｋ〜９Ｙと現像ローラ７Ｋ〜７Ｃに強く擦られて摩擦帯電する。
【００６８】
その後、図示しない機構制御部は、図示しないホッピングモータを起動し、給紙ローラ１６を回転させ、記録媒体収容カセット１９の記録媒体をガイド２０へ送り込む。記録媒体の先端が、レジストローラ１７とピンチローラ１８の間に到達すると、ホッピングモータは停止する。
【００６９】
次に、図示しない機構制御部は、レジストローラ１７及び加熱ローラ２５をそれぞれ回転させ、これと同時に、図示しない吸着帯電電源をオンにして吸着ローラ１５に電圧を供給させる。記録媒体は、レジストローラ１７によって搬送され、その先端が吸着ローラ１５と搬送ベルト１２との間に達する。
【００７０】
この時点で、記録媒体の先端は、吸着ローラ１５と従動ローラ１４間の静電力により搬送ベルト１２に吸着される。さらに、レジストローラ１７が回転すると、記録媒体は搬送ベルト１２に吸引されながら矢印ｅ方向に搬送される。
【００７１】
各現像器２Ｋ〜２Ｙの帯電ローラ５Ｋ〜５Ｃ及び現像ローラ７Ｋ〜７Ｃに電圧を供給するために、図示しない機構制御部は、帯電バイアス電源、現像バイアス電源をオンする。以上により、各現像器２Ｋ〜２Ｙの感光ドラム６Ｋ〜６Ｃ表面は均一に帯電され、各現像器２Ｋ〜２Ｙの現像ローラ７Ｋ〜７Ｃは所定の高電圧に帯電される。これにより、帯電しているトナーは、現像ローラ７Ｋ〜７Ｃの表面に、現像ブレード８Ｋ〜８Ｃによって均一な厚さで付着する。
【００７２】
次に、図示しない機構制御部は、記録媒体が所定の位置に到達したことを通知し、図示しない画像処理部は、ブラックの画像データに基づいて、ＬＥＤの点灯のオン・オフ信号をＬＥＤヘッド３Ｋへ与える。ＬＥＤヘッド３Ｋは、与えられた画像データ信号に対応してＬＥＤを点灯させ、帯電した感光ドラム６Ｋの表面に画像データに応じた１ライン分の静電潜像を形成する。ＬＥＤヘッド３Ｋに順次与えられた信号により、画像データは、１ページ分、次々に感光ドラム６Ｋの表面に静電潜像化される。静電潜像が形成された感光ドラム６Ｋの表面には、帯電した現像ローラ７Ｋからブラックトナーが供給されて付着される。感光ドラム６Ｋの回転により、静電潜像は、ブラックのトナーにより現像されてトナー画像が形成される。
【００７３】
記録媒体の先端が、感光ドラム６Ｋと転写ローラ４Ｋの間に到達すると、図示しない機構制御部は、図示しない高圧制御部に指令を出し、ブラックの転写用電源をオンする。これにより、感光ドラム６Ｋの表面のトナー画像は、転写ローラ４Ｋにより電気的に記録媒体上に転写される。感光ドラム６Ｋの回転により、トナー画像は次々に記録媒体上に転写され、１ページ分のブラック画像が記録媒体に転写される。以上により、画像形成部２Ｋによる記録媒体へのブラックのトナー画像の転写が終了する。
【００７４】
搬送ベルト１２は引続き移動しており、記録媒体は、画像形成部２Ｋから画像形成部２Ｙへ移り、画像形成部２Ｙによるイエローのトナー画像の転写が行われる。イエローの画像形成動作はブラックの画像形成動作と同様であり、その詳細説明は省略する。以下、マゼンタ、シアンと連続して同様な動作により、トナー画像が転写される。
【００７５】
以上のようにして、各色成分のトナー画像が記録媒体上に重ねて転写される。その後、記録媒体は、搬送ベルト１２により定着装置４０へ案内される。
【００７６】
定着装置４０においては、ヒータ５１を発熱させて加熱ローラ２５を加熱すると共に、加熱ローラ２５を図示しない駆動モータにより回転させて、定着ベルトアセンブリ２６の定着ベルト６０及び加圧ローラ６１を従動回転させる。
【００７７】
加熱ローラ２５の表面温度は非接触サーミスタ４１より検出され、図示しない温度コントローラにより所定の温度に保たれている。
【００７８】
なお、加熱ローラ２５は、ヒータ５１によって加熱されることにより、熱膨張で外径が増加する。また、加熱ローラ２５の表面温度は、定着させる記録媒体Ｐ（図２参照）の厚さや記録媒体Ｐの連続数によって変化し、加熱ローラ２５の外径も一定ではなく変化している。
【００７９】
このような場合でも、加熱ローラ２５に定着ベルト６０を介して圧接している加圧パッド６２は、自由端部７１ｂが、ガイドパッドスプリング６４によって付勢されたガイドパッド６３によって定着ベルト６０の内面から加熱ローラ２５へ圧接されているため、加熱ローラ２５の外径変化に追従でき、変化範囲が狭く変化が緩やかな圧力（図６参照）の広いニップ幅Ｎ（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）を形成することができる。
【００８０】
搬送ベルト１２から送られてきた記録媒体Ｐは、この広いニップ幅Ｎを通過することで、トナーＴの画像が記録媒体Ｐの表面上に定着され、排出ガイド２９を通ってカラー画像形成装置１の筐体外部に排出される。
【００８１】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、１本の加圧パッドにて加熱ローラとの接触域が広く、変化範囲が狭く変化が緩やかな圧力特性を有するニップ幅を容易に実現でき、高速対応可能な定着装置及びカラー画像形成装置を提供することができる。
【００８２】
高速対応を可能としても、広いニップ幅を確保できるので、圧力の上限を押さえることができ、加熱ローラの駆動トルクに悪影響を及ぼすことがなく、排出される記録媒体にしわが生じる恐れを押さえることができ、また、圧力の上限を押さえることができるため、加熱ローラや加圧ローラなどの磨耗を抑えて耐久性を高めることができる。
【００８３】
また、上述した効果を発揮させるために定着装置の構成部品を増やす必要はなく、コストの上昇を招くことはない。定着ベルト内部の１本の加圧パッドにて広いニップ幅を容易に確保できるので、小形の定着装置を実現することができる。
【００８４】
さらに、加圧パッドの圧力特性として、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側まで低圧領域を作ることない特性を形成することができるため、定着性を効率良く確保できる果がある。また、加圧パッドの圧力特性として、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側に向けて、徐々に強める特性が可能になることでも定着性を効率良く確保することができる。
【００８５】
ところで、広いニップ幅を、加圧パッド基材の上端の幅を広げ、そこにほぼ同じ幅の弾性体を設けて確保することも考えられる。しかし、このような方法では、加圧パッドの接触面と、加圧パッドが圧接する加熱ローラ表面との隙間がどのニップ幅位置でもなくなり、隙間に余裕がない分だけ均一な接触面を広い範囲で実現させることは困難であり、また、均一な接触面を広い範囲で実現させようとすると、加圧パッド基材の高い寸法精度が要求され、その分、コストが増加してしまう。
【００８６】
第１の実施形態によれば、加圧パッド基材の上端に接着するニップ幅形成用弾性体に自由端部を設けて、広いニップ幅を確保するようにしたので、このような不都合を回避することができる。
【００８７】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による定着装置及び画像形成装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第２の実施形態は、定着装置が第１の実施形態と異なっている。
【００８８】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図７は、第２の実施形態に係る定着装置の構成を示す断面図であり、第１の実施形態に係る図２、図３との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【００８９】
第２の実施形態に係る定着装置４０Ａのカラー画像形成装置における配置は、第１の実施形態と同様である（図１参照）。
【００９０】
第２の実施形態に係る定着装置４０Ａは、加熱ベルト６０Ａを有する加熱ベルトアセンブリ２６Ａと、駆動ローラ２５Ａとを有する。すなわち、第２の実施形態は、ヒータを備える側の部材が第１の実施形態と異なっている。なお、加熱ベルト６０Ａは、第２の実施形態において定着用ベルトに相当するものである。
【００９１】
加熱ベルトアセンブリ２６Ａは、主として、無端の加熱ベルト６０Ａと、加熱ベルト６０Ａの内部や外部に配置された後述する各種の構成部材とからなっている。加熱ベルト６０Ａは、駆動ローラ２５Ａに圧接され、駆動ローラ２５Ａに従動回転するものである。駆動ローラ２５Ａは、第２の実施形態において定着用回転ローラに相当するものである。
【００９２】
加熱ベルト６０Ａの内部には、ベルト内面ローラとしての上側ローラ６１Ａ、加圧パッド６２、ガイドパッド６３、ガイドパッドスプリング６４、加圧パッドスプリング６５、スプリングホルダ６６、ホルダ受け部６７に加え、ヒータ８０、ヒータホルダ８１、ベルトガイド８２、ベルト内基部８３を有する。また、加熱ベルト６０Ａの外部には、プレッシャローラ８４及びホルダローラ８５を有する。ここで、上側ローラ６１Ａ（第１の実施形態の加圧ローラ６１に対応する）、加圧パッド６２、ガイドパッド６３、ガイドパッドスプリング６４、加圧パッドスプリング６５、スプリングホルダ６６及びホルダ受け部６７は、第１の実施形態のものと同様である。但し、ホルダ受け部６７は、長手方向の両端に設けられているフランジ（図３のフランジ６８Ｒ、６８Ｌ参照）に係合しているだけでなく、ベルト内基部８３にも係合して位置が安定するようになされている。
【００９３】
加熱ベルト６０Ａは、内側から付勢された上側ローラ６１Ａ及び加圧パッド６２によって、駆動ローラ２５Ａと圧接している。駆動ローラ２５Ａは、中心部に圧接時に撓まない程度の強度を要するため、中心部に鉄等の高い剛性を持つ金属シャフト２５Ａａが設けられ、その外側には、加熱ベルト６０Ａから逃げ出す熱量を抑えるため、断熱部材であるシリコンゴムやシリコンスポンジ等の弾性層２５Ａｂが形成されている。また、シリコンゴムやシリコンスポンジ等の弾性層２５Ａｂの表面には、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂のチューブが被せられたり、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂がコーティングされたりして形成された離型層２５Ａｃが設けられている。一例として、駆動ローラ２５Ａの中心部にメッキされた鉄製シャフト（２５Ａａ）を用い、弾性層２５Ａｂにシリコンゴムを用い、離型層２５ＡｃにＰＦＡチューブを被せた駆動ローラ２５Ａを挙げることができる。
【００９４】
加熱ベルト６０Ａは、ニッケル、ステンレス等の金属又は耐熱性のＰＩをベースとしており、柔軟性を得るために薄く形成されている。例えば、金属の場合は厚さは３０〜５０μｍ程度であり、ＰＩの場合は厚さは５０〜１００μｍ程度である。第２の実施形態の定着装置４０Ａの具体例としては、ＰＩを適用した場合を挙げることができる。
【００９５】
加熱ベルト６０Ａのベースの表面にはシリコンゴム等の弾性層が形成され、弾性層の外には離型層が設けられ、離型層は、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂のチューブが被せられたり、ＰＦＡ等の離型性の高い樹脂がコーティングされたりして形成される。例えば、ＰＦＡチューブを適用する場合を挙げることができる。
【００９６】
加熱ベルト６０Ａの表面には図示しない非接触サーミスタが配置されており、図示しない温度コントローラによって、加熱ベルト６０Ａの表面温度を所定温度にコントロールするようになされている。
【００９７】
上側ローラ６１Ａ（第１の実施形態の加圧ローラ６１に対応する）は、第２の実施形態においても、加熱ベルト６０Ａに内側に配置され、加圧パッド６２と同様に、加熱ベルト６０Ａを駆動ローラ２５Ａの方向に圧接する。上側ローラ６１Ａは、第１の実施形態の加圧ローラ６１と同様なものである。上側ローラ６１Ａの表面には、図示しないサーミスタが接触し、サーミスタの検出温度も温度コントロールに利用される。
【００９８】
第２の実施形態の場合、上述したように、ヒータ８０は、加熱ベルトアセンブリ２６Ａに設けられる。ヒータ８０は、少なくとも一面が発熱する板状の面状ヒータであり、図示しないコネクタをつないで電流を流すことにより発熱する。ヒータ８０は、ヒータホルダ８１上に配置され、加熱ベルト６０Ａの内面と接触して熱を加熱ベルト６０Ａに伝達するものである。ヒータホルダ８１は、ヒータ８０と共に、加熱ベルト６０Ａを加熱するべく、加熱ベルト６０Ａと接する表面積が大きなものである。ヒータホルダ８１の材質として、ヒータ８０による熱に耐えるために鉄又はアルミニウムを適用できる。一例としては、ヒータホルダ８１をアルミニウムで形成したものを挙げることができる
プレッシャローラ７９は、加熱ベルト５０Ａの外面からヒータ８０に対して一定の圧力を付与して、加熱ベルト５０Ａをヒータ８０に圧接させるものである。これにより、加熱ベルト５０Ａの加熱効率を高めることができる。プレッシャローラ７９は、圧接時に撓まない程度の強度を要するため、例えば、中心部に鉄等の高い剛性を持つ金属シャフトがあって、その外側に加熱ベルト６０Ａから逃げ出す熱量を抑えるため、断熱部材であるシリコンゴムやシリコンスポンジ等の断熱層が形成されているものである。
【００９９】
ホルダローラ８０は、加熱ベルト６０Ａの外面を所定圧力で圧接し、ヒータホルダ８１と加熱ベルト６０Ａとが適切に圧接できるように、加熱ベルト６０Ａに張力を付与するものである。
【０１００】
１又は複数（図７は２個の場合を示している）のベルトガイド８２は、加熱ベルト６０Ａの回転を円滑にするようにガイドするものであり、かつ、空回りなどを抑えるように、図示しない付勢部材によって加熱ベルト６０Ａを内側から押圧して張力をかけている。ベルトガイド８２は、耐熱性、耐磨耗性を必要とするため、例えば、ＰＰＳ等の樹脂で形成されている。
【０１０１】
駆動ローラ２５Ａは、図示しないモータにより回転駆動され、記録媒体をニップ幅上で搬送するものである。記録媒体がニップ幅を通過することにより、ヒータ８０によって加熱された熱がニップ幅で記録媒体上のトナーに与えられ、トナーが記録媒体に定着される。
【０１０２】
上側ローラ６１Ａ及び加圧パッド６２は、対向するローラが、第１の実施形態の加熱ローラ２５からヒータを備えない駆動ローラ２５Ａに変更になっているが、第１の実施形態と同様なものである。そのため、第１の実施形態で説明したように、ニップ幅Ｎを、３つのニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３に分割し、各ニップ幅領域Ｎ１〜Ｎ３での最大圧接圧力（最大圧力）をＳ１〜Ｓ３としたときに、Ｓ１≦Ｓ２≦Ｓ３の関係が成立するものとなっている。また、ニップ幅領域Ｎ１及びＮ２が連続し、ニップ幅領域Ｎ１及びＮ２の間には低圧力部は生じない。
【０１０３】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態に係る定着装置４０Ａの動作を、定着装置４０Ａを有する図示しないカラー画像形成装置（図１参照）の動作と共に説明する。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に動作を説明する。
【０１０４】
図示しないカラー画像形成装置の電源がオンされると、定着装置４０Ａは、まず、ヒータ８０を発熱させて加熱ベルト６０Ａを加熱すると同時に、駆動ローラ２５Ａを図示しないモータにより回転させて、加熱ベルト６０Ａを従動回転させる。
【０１０５】
ヒータ８０の温度が上昇し、ヒータ８０の熱がヒータホルダ８１に伝わる。ヒータホルダ８１は、例えば、アルミニウム製で熱伝導率が高く、短時間でヒータ８０とほぼ同じ温度まで表面温度が上昇する。加熱ベルト６０Ａは、ヒータ８０とヒータホルダ８１の両方によって加熱される。ここで、加熱ベルト６０Ａは、ヒータ８０より広い面積にて加熱されるので、加熱ベルト６０Ａを短時間で定着可能な温度まで上昇させることができる。
【０１０６】
加熱ベルト６０Ａの表面温度は、図示しない非接触サーミスタにより検出され、図示しない温度コントローラにより、所定の温度に制御される。
【０１０７】
加熱ベルト６０Ａの表面温度が所定の温度に到達した時点で、記録媒体Ｐをニップ幅Ｎに移動させ、ニップ幅ＮにてトナーＴを記録媒体Ｐに定着させる。
【０１０８】
ニップ幅Ｎ内において、上側ローラ６１Ａの弾性層は、弾性変形することにより記録媒体Ｐの表面の凹凸による段差や、カラー画像のようにトナーＴが多層のために生じる段差を吸収し、上側ローラ６１Ａの表面を段差に追従させるので、定着ムラのない良好な定着を実行させることができる。
【０１０９】
加熱ベルト６０Ａと加圧パッド６２によって押圧されるニップ域では、加圧パッド６２の弾性体７１の自由端部７１ｂが、ガイドパッド６３からの付勢によって、駆動ローラ２５Ａの曲率に沿って上流側のニップ幅領域Ｎ１を形成し、下流側は、加圧パッド基材７０の立設板部７０ｂ上の弾性体部分（固定部）７１ｃによってニップ幅領域Ｎ２を形成する。
【０１１０】
加熱ベルト６０Ａと上側ローラ６１Ａによって押圧される部分のニップ幅領域Ｎ１、Ｎ２では、主に、加熱ベルト６０Ａの表面温度の熱によりトナーＴが溶解する。加熱ベルト６０Ａと上側ローラ６１Ａにより押圧されるニップ幅領域Ｎ３では溶解したトナーＴを記録媒体Ｐに浸透させる。ここで、溶解したトナーＴを記録媒体Ｐの内部に一段と浸透させるように、上流側のニップ幅領域Ｎ１から、下流側のニップ幅領域Ｎ２、Ｎ３に向けて、押圧される部分の圧力が高くなる圧力分布を適用している。
【０１１１】
また、加圧パッド６２の弾性体７１の自由端部７１ｂは、その弾性により、駆動ローラ２５Ａの曲率に追従しているため、弾性体形状を厳しく管理することなく、容易に所望するニップ幅領域Ｎ１を形成することができる。
【０１１２】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、ベルト（加熱ベルト）側がトナー画像面にある上ベルト定着方式の定着装置においても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。すなわち、１本の加圧パッドにて、高速対応可能な定着装置及びカラー画像形成装置を提供することができる。
【０１１３】
（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
【０１１４】
上記各実施形態においては、加圧パッド６２のニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂは、加圧パッド６２の溝部７０ｄに配置されているガイドパッドスプリング６４の付勢力で付勢されるガイドパッド６３で押圧されるものであったが、図８に示すように、ガイドパッドスプリング６４は、加圧パッド６２や加圧パッドスプリング６５の構成から独立して配置され、ガイドパッドスプリング６４の付勢力を受けて加圧パッド６２のニップ幅形成用弾性体７１の自由端部７１ｂを押圧するようにしても良く、このようにしても上記各実施形態と同様な効果を奏することができる。
【０１１５】
また、上記各実施形態においては、加圧パッド基材７０に上端に設けられるニップ幅形成用弾性体７１は、記録媒体の上流側にのみ自由端部を有するものを示したが、図９に示すように、ニップ幅形成用弾性体７１は、記録媒体の下流側にも自由端部を有し、弾性体７１にも加圧ローラ６１や上側ローラ６１Ａにも接していないニップ幅内の領域を極力減少させるようにしても良い。
【０１１６】
さらに、上記各実施形態においては、ニップ幅形成用弾性体７１が自由端部７１ｂを備え、自由端部７１ｂをガイドパッド６３が押圧するものを示したが、自由端部７１ｂであった部分をガイドパッド６３に接着するなどし、自由端部７１ｂでないようにしても良い。
【０１１７】
さらにまた、上記各実施形態においては、定着ベルト６０又は加熱ベルト６０Ａが従動回転するものを示したが、これらベルト側が駆動側であっても良い。
【０１１８】
上記各実施形態においては、画像形成装置がカラー画像形成装置であるものを示したが、本発明の技術思想は、白黒画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１…カラー画像形成装置、２５…加熱ローラ、２５Ａ…駆動ローラ、２６…定着ベルトアセンブリ、２６Ａ…加熱ベルトアセンブリ、６０…定着ベルト、６０Ａ…加熱ベルト、６１…ベルト内面ローラとしての加圧ローラ、６１Ａ…ベルト内面ローラとしての上側ローラ、６２…加圧パッド、６３…ガイドパッド、６４…ガイドパッドスプリング、６５…加圧パッドスプリング、７０…加圧パッド基材、７０ａ…底板部、７０ｂ…第１の立設板部、７０ｃ…第２の立設板部、７０ｄ…溝部、７１…ニップ幅形成用弾性体、７１ａ…ベルト押圧面、７１ｂ…自由端部、７１ｃ…固定部、７１ｄ…ガイドパッド対向面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着用回転ローラと、前記定着用回転ローラを外面で圧接しながら前記定着用回転ローラと共に回転移動する定着用ベルトと、前記定着用ベルトの内面に当接し外部からの押圧力を受けて前記定着用ベルトを内面から圧接するベルト当接体とを有し、記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、
前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の上流側部分を押圧する第１の押圧部材と、
前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の下流側部分を押圧する、前記第１の押圧部材とは異なる第２の押圧部材と
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ベルト当接体による圧接圧力は、前記第１の押圧部材によって押圧されている上流側部分の方より、前記第１の押圧部材によって押圧されている下流側部分の方が高いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ベルト当接体が圧接する前記定着用ベルトのニップ幅領域より、前記定着用ベルトの移動方向の下流で、前記定着用ベルトの内面を圧接するベルト内面ローラを備え、
前記ベルト当接体による圧接圧力は、前記ベルト内面ローラによる圧接圧力より低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の下流側部分は、前記第２の押圧部材の構成要素に取り付けられ、前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の上流側部分は自由端部になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１の押圧部材は、前記ベルト当接体の上流側部分を圧接する面と前記定着用ベルトの移動を案内する面とを有するガイドパッドと、前記ガイドパッドを付勢するガイドパッド付勢手段と、前記ガイドパッドの付勢方向の限界位置を規定するストッパ構造とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記ガイドパッドは、長手方向において、その中央部が高いクラウン形状を有していることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記ベルト当接体は、長手方向において、その中央部が厚いクラウン形状を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着用回転ローラがヒータを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着用ベルトに直接接して前記定着用ベルトを加熱するヒータを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
定着用回転ローラと、前記定着用回転ローラを外面で圧接しながら前記定着用回転ローラと共に回転移動する定着用ベルトと、前記定着用ベルトの内面に当接し外部からの押圧力を受けて前記定着用ベルトを内面から圧接するベルト当接体とを有し、記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、
前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の上流側部分を押圧する第１の押圧部材と、
前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の下流側部分を押圧する、前記第１の押圧部材とは異なる第２の押圧部材と
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ベルト当接体による圧接圧力は、前記第１の押圧部材によって押圧されている上流側部分の方より、前記第１の押圧部材によって押圧されている下流側部分の方が高いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ベルト当接体が圧接する前記定着用ベルトのニップ幅領域より、前記定着用ベルトの移動方向の下流で、前記定着用ベルトの内面を圧接するベルト内面ローラを備え、
前記ベルト当接体による圧接圧力は、前記ベルト内面ローラによる圧接圧力より低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の下流側部分は、前記第２の押圧部材の構成要素に取り付けられ、前記ベルト当接体の、前記定着用ベルトの移動方向の上流側部分は自由端部になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１の押圧部材は、前記ベルト当接体の上流側部分を圧接する面と前記定着用ベルトの移動を案内する面とを有するガイドパッドと、前記ガイドパッドを付勢するガイドパッド付勢手段と、前記ガイドパッドの付勢方向の限界位置を規定するストッパ構造とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記ガイドパッドは、長手方向において、その中央部が高いクラウン形状を有していることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記ベルト当接体は、長手方向において、その中央部が厚いクラウン形状を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着用回転ローラがヒータを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着用ベルトに直接接して前記定着用ベルトを加熱するヒータを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４１１８３（Ｐ２０１３−４１１８３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７９１４２（Ｐ２０１１−１７９１４２）
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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