JP5343344B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、複写処理やプリント処理に対する高速化への要求が高い。そのため、トナー像を記録材に定着する定着装置では、トナー像を加熱する加熱部材として定着ロール等のロール部材よりも熱容量の小さなベルト部材を用い、定着可能温度に到達するまでに要する時間を短縮化したものが開発されている。
このようなベルト部材を用いる定着装置においては、記録材をベルト部材表面から剥離する部材をベルト部材に接触させるように配置すると、薄いフィルム状のベルト部材が磨耗によって破断する場合等がある。これに対応する方法として、ベルト部材の曲率の変化を利用することで、剥離のための部材をベルト部材に接触させずに記録材を剥離する方法が知られている。
例えば特許文献１には、記録材の表裏各面に対向する展張面を有する定着ベルトを備え、定着ベルトの記録材の出口部を張架するロールを小径に構成して、記録材を曲率分離する定着装置に関する技術が記載されている。

特開２００６−７１９２１号公報

ここで一般に、ベルト部材は、ロール部材を含む複数の部材に張架されながら移動するように構成される。そのため、ベルト部材を張架する部材との摩擦力に変動が生じると、記録材を剥離する領域におけるベルト部材に弛みが生じて充分な曲率が形成されず、記録材がベルト部材から剥離されない場合がある。
本発明は、ベルト部材を用いる定着装置において、ニップ領域を通過した領域にてベルト部材の張力が低下することを抑え、記録材をベルト部材から安定的に剥離することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ベルト状に形成され、加熱されながら移動するベルト部材と、ロール状に形成され、前記ベルト部材を張架する定着ロールと、前記ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域にて当該定着ロールを加圧するように配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域を通過させて当該トナー像を定着する加圧ロールと、前記ニップ領域の前記ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる押当部を有する押当部材と、前記押当部材の前記押当部が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域の当該ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材に張力を付与する張力付与手段とを備え、前記張力付与手段は、前記押当部が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域を通過した後の当該ベルト部材に接する前記押当部材の側面部に配置され、当該ベルト部材の内周面を支持する支持面を有するベルト支持部と、当該ベルト支持部を当該ベルト部材に向けて押圧する押圧部とを含むことを特徴とする定着装置である。

請求項２に記載の発明は、ベルト状に形成され、加熱されながら移動するベルト部材と、ロール状に形成され、前記ベルト部材を張架する定着ロールと、前記ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域にて当該定着ロールを加圧するように配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域を通過させて当該トナー像を定着する加圧ロールと、前記ニップ領域の前記ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる押当部材と、前記押当部材が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域の当該ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材に張力を付与する張力付与手段とを備え、前記張力付与手段は、前記ベルト部材を張架するロール状の張架ロールと、当該張架ロールを当該ベルト部材に向けて押圧する押圧部とを含み、当該押圧部が前記押当部材を当該ベルト部材に向けて押圧することを特徴とする定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記張力付与手段は、前記張架ロールの長手方向に沿ってバネ定数の異なる複数の前記押圧部が設けられたことを特徴とする請求項２記載の定着装置である。

請求項４に記載の発明は、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、ベルト状に形成され、加熱されながら移動するベルト部材と、ロール状に形成され、前記ベルト部材を張架する定着ロールと、前記ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域にて当該定着ロールを加圧するように配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域を通過させて当該トナー像を定着する加圧ロールと、前記ニップ領域の前記ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる押当部を有する押当部材と、前記押当部材の前記押当部が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域の当該ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材に張力を付与する張力付与手段と
を備え、前記定着手段の前記張力付与手段は、前記押当部が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域を通過した後の当該ベルト部材に接する前記押当部材の側面部に配置され、当該ベルト部材の内周面を支持する支持面を有するベルト支持部と、当該ベルト支持部を当該ベルト部材に向けて押圧する押圧部とを含むことを特徴とする画像形成装置である。

請求項５に記載の発明は、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、ベルト状に形成され、加熱されながら移動するベルト部材と、ロール状に形成され、前記ベルト部材を張架する定着ロールと、前記ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域にて当該定着ロールを加圧するように配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域を通過させて当該トナー像を定着する加圧ロールと、前記ニップ領域の前記ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる押当部材と、前記押当部材が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域の当該ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材に張力を付与する張力付与手段とを備え、前記定着手段の前記張力付与手段は、前記ベルト部材を張架するロール状の張架ロールと、当該張架ロールを当該ベルト部材に向けて押圧する押圧部とを含み、当該押圧部が前記押当部材を当該ベルト部材に向けて押圧することを特徴とする画像形成装置である。
請求項６に記載の発明は、前記定着手段の前記張力付与手段は、前記張架ロールの長手方向に沿ってバネ定数の異なる複数の前記押圧部が設けられたことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置である。

本発明の請求項１によれば、ベルト部材を用いる定着装置において、本発明を採用しな
い場合に比べて、ニップ領域を通過した領域にてベルト部材の張力が低下することを抑え
、記録材をベルト部材から安定的に剥離することができる。

本発明の請求項２によれば、ベルト部材を用いる定着装置において、本発明を採用しな
い場合に比べて、ニップ領域を通過した領域にてベルト部材の張力が低下することを抑え
、記録材をベルト部材から安定的に剥離することができる。
本発明の請求項３によれば、本発明を採用しない場合に比べて、ベルト部材の片寄りを
抑えることができる。

本発明の請求項４によれば、ベルト部材を用いる定着装置を搭載した画像形成装置にお
いて、本発明を採用しない場合に比べて、ニップ領域を通過した領域にてベルト部材の張
力が低下することを抑え、記録材をベルト部材から安定的に剥離することができる。
本発明の請求項５によれば、ベルト部材を用いる定着装置を搭載した画像形成装置にお
いて、本発明を採用しない場合に比べて、ニップ領域を通過した領域にてベルト部材の張
力が低下することを抑え、記録材をベルト部材から安定的に剥離することができる。
本発明の請求項６によれば、本発明を採用しない場合に比べて、ベルト部材の片寄りを抑えることができる。

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。
[実施の形態１]
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置１の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置４等といった外部装置に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部３５、各部に電力を供給する主電源５０を備えている。

画像形成プロセス部１０には、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）が備えられている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を所定電位で一様に帯電する帯電器１３、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１４、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１５を備えている。
また、各画像形成ユニット１１は、現像器１４に収納されるトナーを除いて、略同様に構成される。そして、各画像形成ユニット１１は、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

さらに、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１それぞれに配設された感光体ドラム１２を露光するレーザ露光器４０、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段（定着装置）の一例である定着装置６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。

本実施の形態の画像形成装置１において、ＰＣ３や画像読取装置４から入力された画像データは、画像処理部３５によって所定の画像処理が施された後、不図示のインターフェースを介して各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えばイエロー（Ｙ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｙでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら、帯電器１３により所定電位で一様に帯電され、レーザ露光器４０により画像処理部３５から送信された画像データに基づいて点灯制御されたレーザ光で走査露光される。それにより、感光体ドラム１２上には、イエロー（Ｙ）色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は現像器１４により現像され、感光体ドラム１２上にはイエロー（Ｙ）色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいても、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色トナー像が形成される。

各画像形成ユニット１１で形成された各色トナー像は、矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に、一次転写ロール２１により順次静電吸引されて、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されるタイミングに合わせて、選択された用紙保持部７１ａ,７１ｂのいずれかから用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界の作用により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２０から剥離され、搬送ベルト７６,７７により定着装置６０まで搬送される。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着装置６０によって熱および圧力による定着処理を受けて用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた排紙積載部（不図示）に搬送される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返して実行される。

次に、本実施の形態の画像形成装置１に用いられる定着装置６０について説明する。
図２は本実施の形態の定着装置６０の構成を示す側断面図である。この定着装置６０は、定着ベルトモジュール６１と、定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置された加圧ロール６２とを備えている。
定着ベルトモジュール６１は、ベルト部材の一例としての定着ベルト６１０、定着ベルト６１０を張架しながら回転駆動する定着ロール６１１、内側から定着ベルト６１０を張架するテンションロール６１２、外側から定着ベルト６１０を張架する外部加熱ロール６１３、定着ロール６１１とテンションロール６１２との間で定着ベルト６１０の姿勢を矯正する姿勢矯正ロール６１４、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接される領域であるニップ部（ニップ領域）Ｎ内の下流側領域に配置され、用紙Ｐを定着ベルト６１０から剥離する剥離パッド６４、ニップ部Ｎの下流側であって、定着ベルト６１０が再び定着ロール６１１に張架されるまでの領域において定着ベルト６１０を張架するアイドラーロール６１５を備えている。

定着ロール６１１は、例えば外径６５ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのアルミニウムからなる円筒状のコアロール（芯金）に、コアロール表面の金属磨耗を防止する保護層として、厚さ２００μｍのフッ素樹脂が皮膜して形成されたハードロールである。ただし、定着ロール６１１は、この構成に限られるものではなく、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎを形成する際に、加圧ロール６２からの押圧力に対して殆ど変形を生じない充分にハードなロールとして機能する構成であればよい。そして定着ロール６１１は、図示しない駆動モータからの駆動力を受けて、例えば４４０ｍｍ／ｓの表面速度で矢印Ｃ方向に回転する。
また、定着ロール６１１の内部には、加熱源として定格９００Ｗのハロゲンヒータ６１６ａが配設され、定着ロール６１１の表面に接触するように配置された温度センサ６１７ａの計測値に基づき、画像形成装置１の制御部３０（図１参照）が定着ロール６１１の表面温度を１５０℃に制御している。

定着ベルト６１０は、例えば周長３１４ｍｍ、幅３４０ｍｍの変形可能な無端ベルトである。また、定着ベルト６１０は多層構造を有しており、例えば、厚さ８０μｍのポリイミド樹脂で形成されたベース層と、ベース層の表面側（外周面側）に積層された厚さ２００μｍのシリコーンゴムからなる弾性体層と、さらに弾性体層上に被覆された例えば厚さ３０μｍのテトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）チューブからなる離型層とで構成される。ここでの弾性体層は、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１０表面を変形させ、トナー像の全体に均一に熱を供給することで、カラー画像の画質を向上するために設けられる。なお、定着ベルト６１０の構成は、使用目的や使用条件等の装置設計条件に応じて、材質・厚さ・硬度等が適宜選択される。そして、定着ベルト６１０は、定着ロール６１１によって矢印Ｄ方向に移動する。

テンションロール６１２は、例えば外径３０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ３６０ｍｍのアルミニウムで形成された円筒状ロールである。そして、テンションロール６１２の内部には加熱源として定格１５００Ｗのハロゲンヒータ６１６ｂが配設されており、温度センサ６１７ｂと制御部３０（図１参照）とによって、表面温度が１９０℃に制御されている。したがって、テンションロール６１２は、定着ベルト６１０を張架する機能と、定着ベルト６１０を内周面側から加熱する機能とを併有する。
また、テンションロール６１２の両端部には、定着ベルト６１０を外側に押圧するバネ部材（不図示）が配設されている。それにより、テンションロール６１２は、定着ベルト６１０の張力を所定値（例えば、１５ｋｇｆ）に調整する機能を有する。
さらに、テンションロール６１２の近傍には、定着ベルト６１０のエッジ位置を検知するベルトエッジ位置検知機構（不図示）が配置される。そして、テンションロール６１２は、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて定着ベルト６１０の軸方向における当接位置を変位させる軸変位機構が設けられ、定着ベルト６１０の蛇行（ベルトウォーク）を制御する蛇行制御ロール（ステアリングロール）としても機能する。
なお、このような定着ベルト６１０に対する蛇行制御は、例えば姿勢矯正ロール６１４において行うように構成してもよい。

外部加熱ロール６１３は、例えば外径２５ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ３６０ｍｍのアルミニウムで形成された円筒状ロールである。また、外部加熱ロール６１３の表面には例えば厚さ２０μｍのＰＦＡからなる離型層が形成されている。この離型層は、定着ベルト６１０の外周面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が外部加熱ロール６１３に堆積するのを抑制するために形成される。
外部加熱ロール６１３の内部には、加熱源としての定格１０００Ｗのハロゲンヒータ６１６ｃが配設されており、温度センサ６１７ｃと制御部３０（図１参照）とによって、表面温度が１９０℃に制御される。したがって、外部加熱ロール６１３は、定着ベルト６１０を張架する機能と、定着ベルト６１０を外周面側から加熱する機能とを併有する。
このように、本実施の形態では、定着ロール６１１とテンションロール６１２および外部加熱ロール６１３とによって定着ベルト６１０が加熱される構成を採用している。

また、姿勢矯正ロール６１４は、例えば外径１５ｍｍ、長さ３６０ｍｍのアルミニウムで形成された円柱状ロールである。姿勢矯正ロール６１４は、ニップ部Ｎに進入する定着ベルト６１０の姿勢を矯正する機能を有する。

剥離パッド６４は、断面が略円弧形状のブロック部材であり、例えばＳＵＳ等の金属や剛性の高い樹脂等といった剛体で構成される。そして、加圧ロール６２が定着ベルト６１０を介して定着ロール６１１に圧接される領域（「ロールニップ部Ｎ１」：後段の図３参照）の下流側近傍位置において、定着ロール６１１の軸方向全域に亘って固定配置される。また剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を加圧ロール６２に向けて所定の荷重（例えば、１０ｋｇｆ）で均一に押し当てるように設置され、後段で述べる「剥離ニップ部Ｎ２」（後段の図３参照）を形成する。すなわち、剥離パッド６４は、押当部材の一例である。
また、アイドラーロール６１５は、張架ロールの一例であって、例えば外径１２ｍｍ、長さ３６０ｍｍのステンレスで形成された円柱状ロールである。そして、剥離ニップ部Ｎ２を通過した定着ベルト６１０が定着ロール６１１に向けて円滑に移動するように、剥離パッド６４の定着ベルト６１０移動方向下流側近傍に配置される。

次に、加圧ロール６２は、例えば、直径４５ｍｍ、長さ３６０ｍｍのアルミニウムからなる円柱状ロール６２１を基体として、基体側から順に、シリコーンゴムからなる厚さ１０ｍｍの弾性層６２２と、膜厚１００μｍのＰＦＡチューブからなる離型層６２３とが積層されて構成されたソフトロールである。そして、加圧ロール６２は、定着ベルトモジュール６１に押圧されるように設置され、定着ベルトモジュール６１の定着ロール６１１が矢印Ｃ方向へ回転するのに伴い、定着ロール６１１に従動して矢印Ｅ方向に回転する。その移動速度は、定着ロール６１１の表面速度と同じ４４０ｍｍ／ｓである。

続いて、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接されたニップ部Ｎについて説明する。
図３は、ニップ部Ｎの近傍領域における定着装置６０の構成を説明する概略断面図である。図３に示したように、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接されたニップ部Ｎには、定着ベルト６１０が定着ロール６１１に巻き付けられた（ラップされた）領域（ラップ領域）内において、加圧ロール６２が定着ベルト６１０の外周面に圧接するように配置される。それにより、ロールニップ部Ｎ１が形成される。

ここで、本実施の形態の定着装置６０では、上述したように、ロールニップ部Ｎ１を形成する一方のロールである定着ロール６１１は、アルミニウムの芯金（コアロール）の表面に耐熱性樹脂（フッ素樹脂）を被覆して構成されたハードロールであって、定着ロール６１１には弾性層は設けていない。また、ロールニップ部Ｎ１を形成する他方の加圧ロール６２は、弾性層６２２が被覆されたソフトロールである。
このような定着ロール６１１と加圧ロール６２との構成により、加圧ロール６２の弾性層６２２が変形することでロールニップ部Ｎ１が形成される。すなわち、ロールニップ部Ｎ１では、定着ロール６１１には凹みが殆ど生じず、加圧ロール６２表面のみが凹んだ状態（加圧ロール６２の凹み量＞定着ロール６１１の凹み量）が形成されることで、定着ベルト６１０の移動方向に所定の幅を持ったロールニップ部Ｎ１を作り出している。
それにより、ロールニップ部Ｎ１では、定着ベルト６１０は定着ロール６１１表面の円周面に沿って回転移動し、その回転半径に変動が生じない。そのため、定着ベルト６１０は移動速度を一定に維持しながらロールニップ部Ｎ１を通過する。それによって、定着ベルト６１０がロールニップ部Ｎ１を通過するに際して、定着ベルト６１０にはシワや歪みが発生し難い。なお、本実施の形態の定着装置６０では、ロールニップ部Ｎ１は定着ベルト６１０の移動方向に沿って約１５ｍｍの幅に設定されている。

また、ロールニップ部Ｎ１の下流側近傍には、剥離パッド６４が配設されている。そして、剥離パッド６４は定着ベルト６１０を加圧ロール６２表面に向けて押圧する。それにより、ロールニップ部Ｎ１の下流側には、ロールニップ部Ｎ１に連続して、定着ベルト６１０が加圧ロール６２表面にラップされた剥離ニップ部Ｎ２が形成される。
図３に示したように、剥離ニップ部Ｎ２を形成する剥離パッド６４は、断面が略円弧形状に形成され、ロールニップ部Ｎ１の下流側近傍にて定着ロール６１１の軸方向に沿って配置される。そして、剥離ニップ部Ｎ２を通過した後の定着ベルト６１０は、剥離パッド６４の外側面に倣って移動する。それにより、定着ベルト６１０の移動方向は剥離パッド６４によってアイドラーロール６１５方向に屈曲するように急激に変化する。そのため、ロールニップ部Ｎ１および剥離ニップ部Ｎ２を通過した用紙Ｐは、剥離ニップ部Ｎ２を出た時点で定着ベルト６１０の移動方向の変化に追随できなくなり、用紙Ｐは自身の剛性（所謂「コシ」）によって定着ベルト６１０から剥離される。このようにして、剥離ニップ部Ｎ２の出口部において、用紙Ｐに対する分離（所謂「曲率分離」）が行われる。なお、本実施の形態の定着装置６０では、剥離ニップ部Ｎ２は定着ベルト６１０の移動方向に沿って約８．５ｍｍの幅に設定される。

続いて、剥離パッド６４の配置位置と、剥離パッド６４により形成される剥離ニップ部Ｎ２のニップ圧分布（ニップ圧プロファイル）とについて述べる。
剥離パッド６４は、上述したようにロールニップ部Ｎ１の下流側近傍に配設される。それにより、ロールニップ部Ｎ１および剥離ニップ部Ｎ２からなるニップ部Ｎ内においては、ロールニップ部Ｎ１内でニップ圧がピークとなる位置（後段の図５参照）から剥離ニップ部Ｎ２の最下流位置に至るまでの領域で、ニップ圧が所定値以下に落ち込んだ谷間の領域が発生することを抑制して、ニップ圧が連続的に単調減少するように設定している。
ここでは、まず、ロールニップ部Ｎ１の下流側近傍に配設された剥離パッド６４により、ニップ圧が所定値以下に落ち込む谷間の領域が発生することが抑制され、ニップ部Ｎ内でニップ圧が連続的に単調減少するように設定される点について説明する。

本実施の形態の定着装置６０では、加熱部材としての定着ベルト６１０が定着ロール６１１を含む複数のロールで張架されて構成された定着ベルトモジュール６１を用いる。このような定着ベルトモジュール６１を用いた構成は、後段で述べるように、画像形成装置１の高速化が図られた場合にも、定着装置６０において所定の定着温度を維持し、また、高速定着動作の開始時に定着温度が落ち込む所謂「温度ドループ現象」の発生を抑制する。
しかし、かかる定着ベルトモジュール６１を用いた定着装置６０においても、用紙Ｐの表面にはトナー像が保持されているため、定着ベルト６１０の熱によってトナー像が溶融した際に、トナー像が接着剤となって用紙Ｐと定着ベルト６１０との間に付着力が働く。そのため、従来の定着装置と同様に、定着ベルト６１０表面から用紙Ｐを剥離する機構を設ける必要がある。特に画像形成装置１の高速化を図った場合には、定着装置６０において一旦剥離不良が生じて紙詰まり（ジャム）が生じると、その影響を受けて損傷する後続の用紙Ｐの枚数も多くなる。そのことから、ニップ部Ｎを高速で通過した用紙Ｐを定着ベルト６１０側から安定的に、かつ確実に剥離する必要がある。

その際に、用紙Ｐを定着ベルト６１０表面から剥離する機構として従来からの分離爪を用いるとすると、用紙Ｐを定着ベルト６１０側から安定的に剥離するために、分離爪を定着ベルト６１０に当接させて配置する必要がある。そのために、分離爪を用いた場合には定着ベルト６１０表面が分離爪によって磨耗され易くなり、次のような問題が発生し易い。すなわち、定着ベルト６１０表面に分離爪による磨耗痕が生じ、定着画像上に定着ベルト６１０表面の磨耗痕に対応した定着ムラが発生して画像品質を低下させる場合がある。また、磨耗痕上にオフセットしたトナーが次第に付着堆積して、定着画像上に汚れを生じさせることもある。さらには、薄いフィルム状の定着ベルト６１０表面の磨耗が進むと、定着ベルト６１０は最終的に破断するに至り、定着装置６０の機能が損なわれるおそれもある。そのため、定着ベルト６１０を用いる定着ベルトモジュール６１において用紙分離を行うには、上述したように、分離爪のような当接部材を必要としない、曲率分離による剥離機構が適する。
そこで、本実施の形態の定着ベルトモジュール６１では、ニップ部Ｎの下流部に定着ベルト６１０の移動方向を急激に変化させて、用紙Ｐを定着ベルト６１０から剥離する剥離部材、すなわち剥離パッド６４を設けている。

ところが、剥離パッド６４を設けることにより、ロールニップ部Ｎ１に連続して剥離ニップ部Ｎ２を形成すると、剥離ニップ部Ｎ２内の剥離パッド６４が配設された領域（剥離パッド６４と加圧ロール６２との圧接部）Ｎ２Ｔよりもロールニップ部Ｎ１側に位置する境界領域Ｎ２Ｓ（図３参照）では、定着ベルト６１０を定着ロール６１１および加圧ロール６２のいずれにも直接押圧する部材が存在しない。そのため、この境界領域Ｎ２Ｓでは定着ベルト６１０の張力のみによって加圧ロール６２に圧接されることとなり、この境界領域Ｎ２Ｓでのニップ圧（以下、境界領域Ｎ２Ｓでのニップ圧をＰｎとする。）は定着ベルト６１０の張力のみで形成されることとなる。そのために、剥離パッド６４をロールニップ部Ｎ１の下流側端部Ｎ１Ｅ（図３参照）から所定の距離以上に離隔して配設すると、境界領域Ｎ２Ｓのニップ圧Ｐｎは、ロールニップ部Ｎ１のニップ圧と剥離パッド６４が配設された領域Ｎ２Ｔでのニップ圧との狭間となって、ニップ圧Ｐｎが所定値（これをＰｎ１とする。）よりも低く落ち込んだ谷間の領域として形成される。そして、境界領域Ｎ２Ｓのニップ圧Ｐｎは、ロールニップ部Ｎ１のニップ圧および剥離パッド６４が配設された領域Ｎ２Ｔのニップ圧よりも相対的に低くなる。
ここで図４は、剥離パッド６４をロールニップ部Ｎ１の下流側端部Ｎ１Ｅから所定の距離以上に離隔して配設した場合のニップ部Ｎ（ロールニップ部Ｎ１および剥離ニップ部Ｎ２）のニップ圧プロファイルの概略を示した図である。図４に示したように、この場合には、剥離ニップ部Ｎ２において、ロールニップ部Ｎ１との境界領域Ｎ２Ｓにニップ圧Ｐｎが所定値Ｐｎ１以下に落ち込んだ谷間の領域が形成される。

ところで、本実施の形態の定着装置６０による定着プロセスでは、トナー像を保持した用紙Ｐは、ロールニップ部Ｎ１において加熱および加圧されてトナーが溶融圧着される。その際に、ロールニップ部Ｎ１内において熱を受けた用紙Ｐやトナーからは、用紙Ｐ中の水分が気化して水蒸気を発生させたり、トナー中の空気が熱膨張しようとする。ところが、ロールニップ部Ｎ１では高いニップ圧が印加されているため、定着ベルト６１０と加圧ロール６２との間に水蒸気や膨張した空気によるエアーギャップ（気泡）が生じることは殆どない。
しかし、剥離ニップ部Ｎ２内のロールニップ部Ｎ１との境界領域Ｎ２Ｓにおけるニップ圧Ｐｎが所定値Ｐｎ１以下の低い状態に形成されていると、ロールニップ部Ｎ１で抑え込まれていた気泡が境界領域Ｎ２Ｓにおいては抑止できずに発生する。そして、気泡が発生した状態で、用紙Ｐが剥離パッド６４の配設されたニップ圧の高い領域Ｎ２Ｔに進入すると、境界領域Ｎ２Ｓにおいて発生した気泡がその高いニップ圧によって用紙Ｐの表面上を動き回る。そうすると、用紙Ｐ上のトナー像は、ロールニップ部Ｎ１を通過した直後であって、溶融したトナーが未だ完全に固化されていない状態にあるため、気泡が動き回ることによってトナー像が乱される現象が生じる。

そこで、本実施の形態の定着装置６０では、剥離パッド６４は、ロールニップ部Ｎ１の下流側近傍に配置している。このように剥離パッド６４を配置することで、剥離ニップ部Ｎ２内におけるロールニップ部Ｎ１と剥離パッド６４が配置された領域Ｎ２Ｔとの間の境界領域Ｎ２Ｓの幅が極力狭く設定される。それにより、定着ベルト６１０の張力のみによって加圧ロール６２に圧接される領域が狭くなる。そのため、図５（本実施の形態の剥離パッド６４を配設した場合のニップ部Ｎのニップ圧プロファイルの概略を示した図）に示したように、境界領域Ｎ２Ｓにおいてニップ圧Ｐｎが所定値Ｐｎ１よりも落ち込む谷間の領域の発生が抑制される。それによって、ニップ部Ｎ内におけるロールニップ部Ｎ１内でニップ圧がピークとなる位置から剥離ニップ部Ｎ２の最下流位置に至る領域において、ニップ圧は、連続的に単調減少するように設定される。
このように、境界領域Ｎ２Ｓのニップ圧Ｐｎが所定のＰｎ１よりも高く設定されるので、境界領域Ｎ２Ｓでの気泡の発生が抑えられる。さらには、ロールニップ部Ｎ１内でのニップ圧が、ピークとなる位置から剥離ニップ部Ｎ２の最下流位置に至るまで連続的に単調減少するように設定されることにより、ロールニップ部Ｎ１にて抑え込まれていた水蒸気や熱膨張しようとする空気は、剥離ニップ部Ｎ２を通過するまでの経路で徐々に開放され、上記したような気泡が動き回る現象が抑えられる。そのため、未だ完全に固化されていない状態のトナー像の乱れが抑制される。

ここで、境界領域Ｎ２Ｓにおいて気泡が発生するのを抑止するためには、境界領域Ｎ２Ｓ内の圧力(ニップ圧)Ｐｎが次の（１）式を満たすことが必要である。
Ｐｎ≧Ｐｏ×（Ｔｎ／Ｔｏ−１） ……（１）
すなわち、上記した境界領域Ｎ２Ｓでのニップ圧Ｐｎの所定値Ｐｎ１は、
Ｐｎ１＝Ｐｏ×（Ｔｎ／Ｔｏ−１）
となる。
なお、Ｔｎは定着ベルト６１０の絶対温度、Ｔｏは定着ロール６１１から充分に離れた位置における空気の絶対温度（環境温度）、Ｐｏは大気圧である。

（１）式は、次のように導かれる。まず、理想気体の状態方程式は次の（２）式で表される。
ＰＶ ＝ ｎＲＴ ……（２）
なお、Ｐは圧力、Ｖは体積、ｎはモル数、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度である。
したがって、次の（３）式および（４）式が導かれる。
（Ｐｏ＋Ｐｎ）×Ｖｎ ＝ ｎＲＴｎ ……（３）
ＰｏＶｏ ＝ ｎＲＴｏ ……（４）
なお、Ｖｎは境界領域Ｎ２Ｓ内の気泡の体積、Ｖｏは大気圧下での気泡の体積である。 境界領域Ｎ２Ｓ内で気泡の発生を抑制するには、Ｖｎ≦Ｖｏなる条件を満たせばよい。そこで、（３）式および（４）式より、次の（５）式が導かれる。
Ｔｎ／（Ｐｏ＋Ｐｎ）≦Ｔｏ／Ｐｏ ……（５）
さらに（５）式を変形すると、上記した式（１）が導かれる。
そして、剥離パッド６４は、式（１）を満たすニップ圧Ｐｎとなるような充分に狭い境界領域Ｎ２Ｓを形成するように、ロールニップ部Ｎ１の下流側近傍位置に配設される。

続いて、ロールニップ部Ｎ１の下流側近傍に配置される剥離パッド６４の構成について述べる。
図６は、剥離パッド６４が配置された領域周辺を表す概略断面図である。図６に示したように、剥離パッド６４は、定着ロール６１１側に面する内側面６４ａ、剥離ニップ部Ｎ２を通過した定着ベルト６１０の移動方向を急激に変化させる外側面６４ｂ、定着ベルト６１０を加圧ロール６２に向けて押圧する押圧面６４ｃが形成されている。
剥離パッド６４の内側面６４ａは、剥離パッド６４を定着ロール６１１側に極力近接させて（例えば、剥離パッド６４と定着ロール６１１とのギャップを０．５ｍｍ）配置するために、定着ロール６１１の周面に倣った湾曲面で形成される。すなわち、図６に示した境界領域Ｎ２Ｓを極力狭く設定するためには、ロールニップ部Ｎ１（図３も参照）の下流側近傍であって、定着ロール６１１と加圧ロール６２とで画成されたくさび状領域Ｑにおいて、剥離パッド６４が加圧ロール６２表面を押圧するように配置する必要がある。そのため、内側面６４ａの上流側端部（押圧面６４ｃの上流側端部）６４ｐをロールニップ部Ｎ１の下流側端部Ｎ１Ｅの近傍、すなわち上記したくさび状領域Ｑ内の定着ロール６１１に近接した位置に設置するように、内側面６４ａは定着ロール６１１の周面に倣った湾曲面に形成される。本実施の形態の剥離パッド６４では、内側面６４ａは曲率半径３３ｍｍの略円周面で形成している。なお、内側面６４ａは、定着ロール６１１の周面に倣う湾曲面であれば、略円周面等の曲面に限らず、複数の平面を段階的に屈曲させて形成してもよい。
また、内側面６４ａの上流側端部６４ｐをくさび状領域Ｑ内の定着ロール６１１に近接した位置に設置するようにするとともに、上流側端部６４ｐ部分の強度および剛性を確保するために、内側面６４ａと押圧面６４ｃとのなす角度θ１は、２０〜５０°に設定するのが好ましい。

剥離パッド６４の押圧面６４ｃは、定着ベルト６１０を加圧ロール６２に押圧し、加圧ロール６２表面に圧接させる面である。そのため、定着ベルト６１０が加圧ロール６２に対して均一に押圧されるように、押圧面６４ｃは平面で形成される。さらに、押圧面６４ｃは、加圧ロール６２の円周面に倣った凹状曲面で形成してもよく、それにより、押圧力の均一性が高まる。

剥離パッド６４の外側面（側面部）６４ｂは、アイドラーロール６１５および定着ロール６１１と協働して定着ベルト６１０を導き、その移動方向を急激に変化させることで、定着ベルト６１０から用紙Ｐを剥離する面である。そのため、用紙Ｐが定着ベルト６１０から剥離されるように、外側面６４ｂの上流側端部領域、すなわち定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔する領域（剥離領域）Ｒにおいて、加圧ロール６２の接線と外側面６４ｂの接線とのなす角θ２（図６参照）が２５°以上となるように設定される。また、急激に屈曲している剥離領域Ｒにおいて定着ベルト６１０が円滑に移動するように、剥離領域Ｒでは外側面６４ｂは曲面で形成される。

さらに、剥離パッド６４の外側面６４ｂは、定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔した後、アイドラーロール６１５および定着ロール６１１の方向に円滑に移動するように、アイドラーロール６１５に向けて傾斜した平面で形成される。そして、外側面６４ｂには、外側面６４ｂの一部（すなわち、定着ベルト６１０の内周面を支持する支持面）を構成するとともに定着ベルト６１０に対して張力を付与するベルト支持部の一例としての張力付与部材６４１と、張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押圧する押圧部の一例としての押圧部材６４２とが設けられている。張力付与部材６４１および押圧部材６４２は、張力付与手段を構成する。

張力付与部材６４１は、例えばＳＵＳ等の金属や剛性の高い樹脂等といった剛体で構成される。そして、張力付与部材６４１の定着ベルト６１０に面する側面は、剥離パッド６４の外側面６４ｂの一部を構成する。そのため、張力付与部材６４１の定着ベルト６１０に面する側面は、剥離領域Ｒ側の外側面６４ｂからの連続したアイドラーロール６１５に向けて傾斜した平面で形成される。そのため、定着ベルト６１０に面する側面は、定着ベルト６１０の内周面と摺擦することから、定着ベルト６１０の移動を円滑に行うため、摩擦係数が小さく、かつ耐摩耗性に優れた例えばテフロン（登録商標）等が被覆された構成としてもよい。
一方、張力付与部材６４１の定着ロール６１１側の側面は、押圧部材６４２に支持され、押圧部材６４２によって定着ベルト６１０側に押圧される。

押圧部材６４２は、所定の厚さ、所定の弾性率の例えば発泡ウレタンゴム等の弾性体からなる板状の部材で構成される。そして、図６に示したように、一方の面が剥離パッド６４に支持され、他方の面が張力付与部材６４１を支持する。そして、所定の押圧力で張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押圧する状態に設定され、後段で述べるように、定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔してアイドラーロール６１５に向けて移動する領域において、定着ベルト６１０に張力を付与する。それにより、加圧ロール６２とアイドラーロール６１５との間の領域で、定着ベルト６１０に弛みが生じるのを抑制し、剥離領域Ｒにおいて、定着ベルト６１０が外側面６４ｂから離れた状態（浮き上がった状態）となるのを抑える。

ところで、加圧ロール６２とアイドラーロール６１５との間の領域は、上流側に高いニップ圧領域である剥離ニップ部Ｎ２が形成されている。また、その下流側には、定着ベルト６１０が剥離パッド６４の外側面６４ｂと接触する領域、および定着ベルト６１０がアイドラーロール６１５からの摩擦力を受ける領域が存在する。そして、その各々の領域において定着ベルト６１０に対する摩擦力が作用する。そのため、加圧ロール６２とアイドラーロール６１５との間の領域においては、定着ベルト６１０の張力は、これらのいずれかと定着ベルト６１０との間の摩擦力の変動に左右され易い。例えば、アイドラーロール６１５と定着ベルト６１０との摩擦力が相対的に大きくなれば、アイドラーロール６１５からの駆動力が強くなって定着ベルト６１０の張力は高まる。その一方で、剥離ニップ部Ｎ２と定着ベルト６１０との摩擦力が相対的に大きくなれば、剥離ニップ部Ｎ２から定着ベルト６１０に働く駆動力が強くなり、定着ベルト６１０の張力は低下する。同様に、剥離パッド６４の外側面６４ｂと定着ベルト６１０との摩擦力が相対的に大きくなれば、剥離領域Ｒでの定着ベルト６１０の張力は低下する。

このように、剥離ニップ部Ｎ２と定着ベルト６１０との摩擦力や、剥離パッド６４の外側面６４ｂと定着ベルト６１０との摩擦力が相対的に大きくなった場合には、剥離領域Ｒにおいて定着ベルト６１０の張力が低下する。
図７は、剥離パッド６４の外側面６４ｂに張力付与部材６４１および押圧部材６４２を設けない構成において、剥離領域Ｒでの定着ベルト６１０の張力が低下した状態を示した図である。この場合には、図７に示したように、剥離領域Ｒに定着ベルト６１０の弛みが生じる。剥離領域Ｒにおいて定着ベルト６１０に弛みが生じると、剥離領域Ｒでの加圧ロール６２の接線と定着ベルト６１０とのなす角度θ３が、加圧ロール６２の接線と外側面６４ｂの接線とのなす角度θ２（図６も参照）よりも小さくなる。すなわち、角度θ３＜角度θ２となる。そのため、剥離領域Ｒにおいて、定着ベルト６１０の急激な屈曲形状を形成できず、剥離領域Ｒでの曲率分離による用紙Ｐの剥離ができない場合が発生する。

これに対し、本実施の形態の定着装置６０では、剥離パッド６４の外側面６４ｂに、定着ベルト６１０に対して張力を付与する張力付与部材６４１と、張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押圧する押圧部材６４２とを設けている。そして、押圧部材６４２は、張力付与部材６４１が定着ベルト６１０の張力から受ける力に応じて伸縮する。そのため、定着ベルト６１０の張力が低下した場合には、張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押し出し、張力付与部材６４１が定着ベルト６１０の張力から受ける力と釣合った位置でその伸長を停止する。それにより、加圧ロール６２とアイドラーロール６１５との間の領域においては、定着ベルト６１０の張力が所定値以下に低下することが抑制される。
図８は、剥離パッド６４の外側面６４ｂに張力付与部材６４１および押圧部材６４２を設けた本実施の形態の定着装置６０において、剥離領域Ｒでの定着ベルト６１０の張力が所定値以下に低下することが抑制される状態を示した図である。図８に示したように、定着ベルト６１０の張力が低下した場合に、押圧部材６４２が張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押し出すことで、定着ベルト６１０には張力が付加される。それにより、剥離領域Ｒでの加圧ロール６２の接線と定着ベルト６１０とのなす角度θ２´は、張力付与部材６４１および押圧部材６４２を設けない構成での加圧ロール６２の接線と定着ベルト６１０とのなす角度θ３から、加圧ロール６２の接線と外側面６４ｂの接線とのなす角度θ２（図６参照）とほぼ同様の状態に補正される。すなわち、角度θ２´≒角度θ２（加圧ロール６２の接線と外側面６４ｂの接線とのなす角度）となる。それによって、剥離領域Ｒにおいて、定着ベルト６１０の急激な屈曲形状が維持され、剥離領域Ｒにおいて曲率分離による用紙Ｐの剥離が行われる。

ここで、押圧部材６４２の厚さおよび弾性率は、加圧ロール６２とアイドラーロール６１５との間の領域において、定着ベルト６１０の張力の変動量に対応して、少なくとも剥離領域Ｒにおける定着ベルト６１０の張力がほぼ一定に維持されるように設定される。
また、本実施の形態の押圧部材６４２では、例えば発泡ウレタンゴム等の弾性体からなる板状の部材で構成される場合を示したが、例えばバネ部材等の弾性部材を用いて構成してもよい。

このように、本実施の形態の定着装置６０では、剥離パッド６４の外側面６４ｂに、張力付与手段の一例として、定着ベルト６１０に対して張力を付与する張力付与部材６４１と、張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押圧する押圧部材６４２とが設けられて構成される。それにより、定着ベルト６１０の張力が低下した場合に、押圧部材６４２が張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押し出すことによって定着ベルト６１０に張力が付加され、定着ベルト６１０の張力が所定値以下に低下することが抑制される。そのため、定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔する剥離領域Ｒにおいて、加圧ロール６２の接線と定着ベルト６１０とのなす角度θ２´は用紙Ｐの曲率分離が行われる角度以上に維持される。

次に、本実施の形態の定着装置６０における定着動作について説明する。
画像形成装置１の二次転写部Ｔ（図１参照）において未定着トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送ベルト７６,７７および定着装置６０の入口ガイド７８により、定着装置６０のニップ部Ｎに向けて（図２参照：矢印Ｆ方向）搬送される。そして、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐ表面の未定着トナー像は、主としてロールニップ部Ｎ１に作用する圧力と熱とにより用紙Ｐに定着される。

このとき、本実施の形態の定着装置６０では、ニップ部Ｎに作用する熱は、主として定着ベルト６１０によって供給される。定着ベルト６１０は、定着ロール６１１の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ａから定着ロール６１１を通じて供給される熱と、テンションロール６１２の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ｂからテンションロール６１２を通じて供給される熱と、外部加熱ロール６１３の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ｃから外部加熱ロール６１３を通じて供給される熱とによって加熱されるように構成されている。そのため、主にテンションロール６１２および外部加熱ロール６１３から速やかに定着ベルト６１０に熱エネルギーを補給されるので、ニップ部Ｎにおいては、プロセススピードが４４０ｍｍ／ｓという高速であっても充分な熱量が確保される。

すなわち、本実施の形態の定着装置６０では、直接的な加熱部材として機能する定着ベルト６１０は、熱容量が小さい。加えて、定着ベルト６１０は、熱供給部材である定着ロール６１１と、テンションロール６１２および外部加熱ロール６１３とに広いラップ面積（大きなラップ角度）で接触するように構成される。そのため、定着ベルト６１０が１回転する短期間に、定着ロール６１１やテンションロール６１２および外部加熱ロール６１３から充分な熱量が供給されるので、定着ベルト６１０は、必要な定着温度まで短時間に復帰する。それにより、ニップ部Ｎにおいては、定着装置６０が高速化されても、所定の定着温度が維持される。
その結果、連続通紙時においても定着温度が略一定に維持される。また、高速定着動作の開始時に定着温度が落ち込む温度ドループ現象の発生が抑制される。特に、熱容量の大きな厚紙等への定着時にも、定着温度の維持および温度ドループの発生が抑制される。さらには、紙種に対応させて定着温度を途中で切り替える（定着温度のアップおよびダウンの双方を含む。）必要がある場合にも、定着ベルト６１０は熱容量が小さいので、ハロゲンヒータ６１６ａ、さらにはハロゲンヒータ６１６ｂ、ハロゲンヒータ６１６ｃの出力調整により、所望の温度への切り替えが容易、かつ速やかに行われる。

引き続いて、ロールニップ部Ｎ１を通過した後には、用紙Ｐは剥離ニップ部Ｎ２に搬送される。剥離ニップ部Ｎ２では、加圧ロール６２に剥離パッド６４が押圧されて、定着ベルト６１０が加圧ロール６２に圧接される。したがって、図３に示したように、ロールニップ部Ｎ１は定着ロール６１１の曲率によって下に凸である湾曲した形状を形成するのに対し、剥離ニップ部Ｎ２は加圧ロール６２の曲率によって上に凸である湾曲した形状を形成する。
そのため、ロールニップ部Ｎ１において定着ロール６１１の曲率の下で加熱加圧された用紙Ｐは、剥離ニップ部Ｎ２において加圧ロール６２による相反する方向に向いた曲率に移動方向を変化させる。その際に、用紙Ｐ上のトナー像と定着ベルト６１０表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト６１０との付着力が弱められ、用紙Ｐは定着ベルト６１０から剥離され易い状態が形成される。したがって、剥離ニップ部Ｎ２は、最終の剥離工程で確実に剥離が行われるための準備工程にも位置付けられる。

そして、剥離ニップ部Ｎ２の出口（剥離領域Ｒ）では、定着ベルト６１０は剥離パッド６４に巻き付くように搬送されるので、定着ベルト６１０の移動方向はそこで急激に変化する。すなわち、定着ベルト６１０は剥離パッド６４の外側面６４ｂに沿って移動するため、定着ベルト６１０の屈曲は大きなものとなる。そのため、剥離ニップ部Ｎ２内において定着ベルト６１０との付着力が予め弱められた用紙Ｐは、用紙Ｐ自身が有している紙のコシによって定着ベルト６１０から剥離する。
特に、加圧ロール６２とアイドラーロール６１５との間の領域において、例えば、アイドラーロール６１５と定着ベルト６１０との摩擦力、剥離ニップ部Ｎ２と定着ベルト６１０との摩擦力、剥離パッド６４の外側面６４ｂと定着ベルト６１０との摩擦力のいずれかまたは複数が変動した場合にも、剥離領域Ｒでの定着ベルト６１０の大きな屈曲形状は維持される。
そして、定着ベルト６１０から分離された用紙Ｐは、剥離ニップ部Ｎ２の下流側に配設された剥離補助部材の一例としての剥離案内板８３により、その移動方向が導かれる。剥離案内板８３により案内された用紙Ｐは、その後、排紙ガイド６５および排紙ロール６６によって機外に排出されて(図２参照)、定着処理が完了する。

以上説明したように、本実施の形態の定着装置６０では、剥離パッド６４の外側面６４ｂに、張力付与手段の一例として、定着ベルト６１０に対して張力を付与する張力付与部材６４１と、張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押圧する押圧部材６４２とを設けている。それにより、定着ベルト６１０の張力が低下した場合に、押圧部材６４２が張力付与部材６４１を定着ベルト６１０側に押し出すことによって定着ベルト６１０に張力が付加され、定着ベルト６１０の張力が所定値以下に低下することが抑制される。そのため、定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔する剥離領域Ｒにおいて、加圧ロール６２の接線と定着ベルト６１０とのなす角度θ２´は用紙Ｐの曲率分離が行われる角度以上に維持される。それによって、剥離ニップ部Ｎ２を通過した定着ベルト６１０に弛みが生じるのが抑えられ、剥離領域Ｒでの剥離性能の向上が図られる。

[実施の形態２]
実施の形態１では、定着装置６０における剥離パッド６４の外側面６４ｂに、定着ベルト６１０に対して張力を付与する張力付与手段の一例として、張力付与部材６４１と押圧部材６４２とを設ける構成について説明した。本実施の形態では、アイドラーロール６１５を張力付与手段としても機能させる構成について説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。

図９は、本実施の形態の定着装置６０での剥離領域Ｒに定着ベルト６１０の弛みが生じるのを抑制する機構を示した側断面図である。また、図１０は、剥離領域Ｒに定着ベルト６１０の弛みが生じるのを抑制する機構の長手方向の構成を示した図である。図９に示したように、本実施の形態の定着装置６０は、張力付与手段の一部を構成する張架ロールの一例としてのアイドラーロール６１５の回転軸６１５ａを回転自在に支持する支持フレーム１００、支持フレーム１００と剥離パッド６４との間に配置され、支持フレーム１００を介してアイドラーロール６１５を定着ベルト６１０側に向けて押圧する張力付与手段の一部を構成する押圧部の一例としてのバネ部材１１０が設けられている。すなわち、バネ部材１１０は、一端が支持フレーム１００に支持され、他端が剥離パッド６４に支持されている。

また、図１０に示したように、バネ部材１１０は、アイドラーロール６１５の長手方向に複数配置される。さらに、アイドラーロール６１５は、支持フレーム１００の内面に配置された摩擦係数が小さく、かつ耐摩耗性に優れた例えばテフロン（登録商標）等で構成された低摩擦シート部材１１５と接触するように設定される。それにより、アイドラーロール６１５の長手方向全体は、支持フレーム１００および低摩擦シート部材１１５を介して長手方向に複数配置されたバネ部材１１０によって、均等な押圧力で定着ベルト６１０側に押圧される。なお、その際に、アイドラーロール６１５は、低摩擦シート部材１１５との接触によって円滑に回転する。

このような構成により、定着ベルト６１０の張力が低下した場合には、バネ部材１１０がアイドラーロール６１５を定着ベルト６１０側に押し出す。それにより、定着ベルト６１０に張力が付加され、定着ベルト６１０の張力が所定値以下に低下することが抑制される。そのため、定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔する剥離領域Ｒにおいて、加圧ロール６２の接線と定着ベルト６１０とのなす角度θ２´は用紙Ｐの曲率分離が行われる角度以上に維持される。
また、バネ部材１１０の一端が支持フレーム１００に支持され、他端が剥離パッド６４に支持されることから、剥離パッド６４が加圧ロール６２を押圧する押圧力が付加される。それにより、剥離パッド６４が加圧ロール６２表面に侵入する量、すなわち剥離パッド６４による加圧ロール６２表面の凹み量が増え、剥離領域Ｒにおける定着ベルト６１０の屈曲角（図６に示した角度θ２）を大きくする。

ここで、アイドラーロール６１５の長手方向に複数配置されたバネ部材１１０は、例えば定着ベルト６１０に蛇行が生じ難いように、それぞれのバネ係数を異なるように設定してもよい。例えば、アイドラーロール６１５の長手方向の中央部に配置されたバネ部材１１０のバネ係数を大きく構成し、両端部側に配置されたバネ部材１１０のバネ係数を小さく構成してもよい。

[実施の形態３]
実施の形態２では、アイドラーロール６１５を張力付与手段としても機能させる構成について説明した。本実施の形態では、アイドラーロール６１５を張力付与手段としても機能させる他の構成について説明するなお、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。

図１１は、本実施の形態の定着装置６０での剥離領域Ｒに定着ベルト６１０の弛みが生じるのを抑制する機構を示した側断面図である。図１１に示したように、本実施の形態の定着装置６０は、張力付与手段の一部を構成する張架ロールの一例としてのアイドラーロール６１５の回転軸６１５ａを回転自在に支持する支持フレーム１０１、支持フレーム１０１と定着装置６０の本体側支持部材１１８との間に配置され、支持フレーム１０１を介してアイドラーロール６１５を定着ベルト６１０側に押圧する張力付与手段の一部を構成する押圧部の一例としてのバネ部材１１１が設けられている。
このような構成により、定着ベルト６１０の張力が低下した場合には、バネ部材１１１がアイドラーロール６１５を定着ベルト６１０側に引き出す。それにより、定着ベルト６１０に張力が付加され、定着ベルト６１０の張力が所定値以下に低下することが抑制される。そのため、定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔する剥離領域Ｒにおいて、加圧ロール６２の接線と定着ベルト６１０とのなす角度θ２´は用紙Ｐの曲率分離が行われる角度以上に維持される。

実施の形態１が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。 実施の形態１の定着装置の構成を示す側断面図である。 ニップ部の近傍領域における定着装置の構成を説明する概略断面図である。 剥離パッドをロールニップ部から所定の距離以上に離隔して配設した場合のニップ部のニップ圧分布の概略を示した図である。 剥離パッドをロールニップ部の下流側近傍に配設した場合のニップ圧分布の概略を示した図である。 剥離パッドが配置された領域周辺を表す概略断面図である。 剥離パッドの外側面に張力付与部材および押圧部材を設けない構成において、剥離領域での定着ベルトの張力が低下した状態を示した図である。 剥離パッドの外側面に張力付与部材および押圧部材を設けた実施の形態１の定着装置において、剥離領域での定着ベルトの張力が所定値以下に低下することが抑制される状態を示した図である。 実施の形態２の定着装置での剥離領域に定着ベルトの弛みが生じるのを抑制する機構を示した側断面図である。 剥離領域に定着ベルトの弛みが生じるのを抑制する機構の長手方向の構成を示した図である。 実施の形態３の定着装置での剥離領域に定着ベルトの弛みが生じるのを抑制する機構を示した側断面図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１１（１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ）…画像形成ユニット、２０…中間転写ベルト、６０…定着装置、６１…定着ベルトモジュール、６２…加圧ロール、６４…剥離パッド、１００,１０１…支持フレーム、１１０,１１１…バネ部材、６１０…定着ベルト、６１１…定着ロール、６１５…アイドラーロール、６４１…張力付与部材、６４２…押圧部材

Claims (6)

1. ベルト状に形成され、加熱されながら移動するベルト部材と、
   ロール状に形成され、前記ベルト部材を張架する定着ロールと、
   前記ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域にて当該定着ロールを加圧するように配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域を通過させて当該トナー像を定着する加圧ロールと、
   前記ニップ領域の前記ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる押当部を有する押当部材と、
   前記押当部材の前記押当部が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域の当該ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材に張力を付与する張力付与手段と
   を備え、
   前記張力付与手段は、前記押当部が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域を通過した後の当該ベルト部材に接する当該押当部材の側面部に配置され、当該ベルト部材の内周面を支持する支持面を有するベルト支持部と、当該ベルト支持部を当該ベルト部材に向けて押圧する押圧部とを含むことを特徴とする定着装置。
2. ベルト状に形成され、加熱されながら移動するベルト部材と、
   ロール状に形成され、前記ベルト部材を張架する定着ロールと、
   前記ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域にて当該定着ロールを加圧するように配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域を通過させて当該トナー像を定着する加圧ロールと、
   前記ニップ領域の前記ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる押当部材と、
   前記押当部材が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域の当該ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材に張力を付与する張力付与手段と
   を備え、
   前記張力付与手段は、前記ベルト部材を張架するロール状の張架ロールと、当該張架ロールを当該ベルト部材に向けて押圧する押圧部とを含み、当該押圧部が前記押当部材を当該ベルト部材に向けて押圧することを特徴とする定着装置。
3. 前記張力付与手段は、前記張架ロールの長手方向に沿ってバネ定数の異なる複数の前記押圧部が設けられたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 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、
   ベルト状に形成され、加熱されながら移動するベルト部材と、
   ロール状に形成され、前記ベルト部材を張架する定着ロールと、
   前記ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域にて当該定着ロールを加圧するように配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域を通過させて当該トナー像を定着する加圧ロールと、
   前記ニップ領域の前記ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる押当部を有する押当部材と、
   前記押当部材の前記押当部が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域の当該ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材に張力を付与する張力付与手段と
   を備え、
   前記定着手段の前記張力付与手段は、前記押当部が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域を通過した後の当該ベルト部材に接する前記押当部材の側面部に配置され、当該ベルト部材の内周面を支持する支持面を有するベルト支持部と、当該ベルト支持部を当該ベルト部材に向けて押圧する押圧部とを含むことを特徴とする画像形成装置。
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、
   ベルト状に形成され、加熱されながら移動するベルト部材と、
   ロール状に形成され、前記ベルト部材を張架する定着ロールと、
   前記ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域にて当該定着ロールを加圧するように配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域を通過させて当該トナー像を定着する加圧ロールと、
   前記ニップ領域の前記ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる押当部材と、
   前記押当部材が前記ベルト部材を前記加圧ロールに押し当てる領域の当該ベルト部材の移動方向下流側であり、かつ当該ベルト部材が前記定着ロールと接触する領域の上流側である領域にて当該ベルト部材に張力を付与する張力付与手段と
   を備え、
   前記定着手段の前記張力付与手段は、前記ベルト部材を張架するロール状の張架ロールと、当該張架ロールを当該ベルト部材に向けて押圧する押圧部とを含み、当該押圧部が前記押当部材を当該ベルト部材に向けて押圧することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記定着手段の前記張力付与手段は、前記張架ロールの長手方向に沿ってバネ定数の異なる複数の前記押圧部が設けられたことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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