JP2005257968A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄肉の定着ロールを用いた場合において撓みが生じても、複雑な位置調整を必要とすることなく、剥離補助部材と定着ロールとの間隔が所定値となるように剥離補助部材を精度良く設定する。
【解決手段】 用紙Ｐを加熱する回動可能な定着ロール６１と、定着ロール６１を押圧してニップ部を形成するエンドレスベルト６２と、ニップ部Ｎを通過して定着ロール６１から剥離された用紙Ｐを定着ロール６１から分離する剥離補助部材７０とを備えており、剥離補助部材７０は、定着ロール６１に面する端部（剥離バッフル７１の定着ロール６１側の辺７１ａ）が長手方向に定着ロール６１の撓み曲線に沿って形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関する。

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では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、このトナー像を感光体ドラム上から記録紙に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録紙に定着する。このようなプロセスによって画像形成が行なわれる。

かかる画像形成装置に用いられる定着装置は、図７に示したように、円筒状の芯金１１１の内部に発熱源１１３を備え、その芯金１１１の外周面に離型層１１２が形成された定着ロール１１０と、この定着ロール１１０に対して圧接配置され、芯金１２１の外周面に耐熱性弾性体層１２２、および耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層１２３が形成された加圧ロール１２０とで構成されている。そして、定着ロール１１０と加圧ロール１２０との間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着する。このような定着装置は、「２ロール方式」と呼ばれて、一般に広く利用されている。

ところで、２ロール方式の定着装置において高速化を図ろうとする場合には、トナーと記録紙に充分な熱量が供給できるように、ニップ幅を定着速度に比例して広くすることが必要となる。ニップ幅を広くする方法として、定着ロールと加圧ロールとの間の荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法、さらにはロール径を大きくする方法がある。
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが生じる等といった画像品質上の問題が発生する。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでの時間（ウォームアップタイム）が長くなるという問題がある。

そこで、これらの問題を解消して、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現するべく、本出願人は、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと定着ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、ベルトニップの出口側を局部的に弾性変形させ、シートを定着ロールから剥離するように構成した定着装置に関する技術を提案している（例えば、特許文献１参照）。

かかる特許文献１に記載した定着装置（「ベルトニップ方式」という。）では、従来の２ロール方式の定着装置における加圧ロールに代え、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを定着ロールに圧接させている。このような構成を採用することにより、定着ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅が従来の定着ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができるとともに、ニップ部において均一で高いニップ圧を付与することができるので、高速化への対応が可能となり、しかも装置の小型化を図ることも容易である。

さらには、定着ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量は小さく、加えて圧力パッドが非回転状態で配置されているので、定着ロールから伝わる熱が外部に発散され難い構成を実現している。そのため、定着ロールの回転が開始されても、定着ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は少なく、トナーの溶融に際しての熱効率を高めることができるとともに、ベルトニップでの温度低下も小さいことから、トナーの定着性の向上を図ることができるという利点も有している。

特許第３２９８３５４号公報(第４-７頁)

ところで、例えば特許文献１に記載したようなベルトニップ方式の定着装置では、圧力パッドによって形成されるニップ部の出口側において、圧力パッドから定着ロールへの押圧力が局所的に高くなるように構成して、ニップ部の出口側に対応する定着ロールの表面部分に局部的な凹みが生じるように弾性変形させている。ニップ部を通過する記録紙は、この局所的な定着ロール表面の凹みを通過することになるので、記録紙にはダウンカールが形成されることとなり、定着ロールからの記録紙の剥離が行なわれる。
さらには、このような剥離機構に加え、ニップ部の下流側近傍には、定着ロールの長手方向に亘って定着ロール表面に近接させるように剥離補助部材が配置されている。そして剥離補助部材は、ニップ部の出口側において剥離された記録紙を定着ロールから完全に分離するように剥離を補助するとともに、画像形成装置の排出部へと向かう排紙通路に記録紙を導いている。特に、カラー画像のように記録紙に担持されるトナー量が多く、記録紙と定着ロールとの付着力が強い場合や、例えばトレーシングペーパのように所謂「こし」の弱い記録紙が用いられる場合等には、ニップ部の出口側における記録紙の剥離量が小さくなるので、定着ロールからの完全な分離を図るため、剥離補助部材を設ける必要性が大きい。

かかる剥離補助部材は、定着ロール表面に近接させて配置するが、定着ロール表面と非接触の状態で設定する必要がある。すなわち、定着ロールに接触すると定着ロールの表面を傷つけ、その結果として画像にスジ状の画像不良を引き起こすこととなる。その一方で、定着ロール表面との間隔を広く設定し過ぎると、上述したようなカラー画像やこしの弱い記録紙を用いた場合等に、記録紙の剥離量が小さいために記録紙が剥離補助部材で引っ掛かりを生じ、記録紙の先端に折れが生じたり、ジャムを発生させることとなる。そのため、剥離補助部材は、定着ロールの長手方向に亘って、所定の間隔（例えば、２００〜４００μｍ）を保つように設定する必要がある。

しかしながら、定着ロールはニップ部において圧力パッドに押圧されているので、定着ロールの長手方向には撓みが生じている。そのため、定着ロールの長手方向の全域に亘って定着ロール表面との間隔が数１００μｍ程度となるように剥離補助部材を精度良く設定するためには、定着ロールは肉厚を厚くした剛性の高いロールで形成して、定着ロールの撓みが極力生じないような構成を採る必要があった。さらには、剥離補助部材と定着ロールとの間隔が所定の許容値内に設定されるように、製造時またはメンテナンス時において、定着ロールの撓みに合わせるための位置調整を行う必要もあった。
そのために、定着ロールを剛性の高い肉厚ロールで形成した場合には、定着ロールの熱容量が大きくなり、定着ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでのウォームアップタイムが長くなるという問題があった。また、製造時またはメンテナンス時の位置調整は、生産効率および作業効率の低下を招いていた。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、薄肉の定着ロールにおいて撓みが生じても、剥離補助部材と定着ロールとの間隔が所定値となるように剥離補助部材を精度良く設定することにある。
さらに他の目的は、複雑な位置調整を必要とすることなく、剥離補助部材と定着ロールとの間隔が所定値となるように剥離補助部材を設定することにある。

かかる目的のもと、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、記録材を加熱する回動可能な定着部材と、定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材と、ニップ部を通過して定着部材から剥離された記録材を定着部材から分離する剥離補助部材とを備えており、剥離補助部材は、定着部材に面する端部が長手方向に定着部材の撓み曲線に沿って形成されたことを特徴としている。

ここで、剥離補助部材は、定着部材に面する端部の定着部材側への突き出し長ｙが、Ｉ＝断面二次モーメント、Ｅ＝ヤング率、ω＝均等分布荷重、Ｌ＝定着部材の長さとして、定着部材の長手方向端部からｘ離れた位置において、
ｙ＝ω（Ｌ^３ｘ−２Ｌｘ^３＋ｘ^４）／２４ＥＩ
である構成とすることができる。ここで、突き出し長とは、定着部材と平行な直線を仮定した場合に、この直線から定着部材方向へ突き出た長さをいう（以下同様である）。
また、剥離補助部材は、定着部材に面する端部の定着部材側への突き出し長ｙが、
ｙ＝ωｘ^２（Ｌ−ｘ）^２／２４ＥＩ
である構成とすることもできる。
さらに、剥離補助部材は、定着部材に面する端部と定着部材との間隙が、０．２〜０．４ｍｍの間隔に設定されることを特徴とすることができる。また、剥離補助部材は、定着部材の表面とのなす角度が、２０〜５０°であることを特徴とすることもできる。ここで、剥離補助部材と定着部材の表面とのなす角度とは、剥離補助部材の定着部材と面する部分を延長した面と定着部材の接線面とのなす角度をいう。

また、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、記録材を加熱する回動可能な定着部材と、定着部材を押圧してニップ部を形成する移動可能な加圧部材と、ニップ部を通過して定着部材から剥離された記録材を定着部材から分離する剥離補助部材とを備え、剥離補助部材は、加圧部材の押圧力によって撓んだ定着部材との間隔が長手方向に亘って略一定に設定されたことを特徴としている。
ここで、加圧部材は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置され、エンドレスベルトを定着部材に圧接させてニップ部を形成する圧力部材とを有する構成とすることができる。さらには、剥離補助部材は、定着部材と面する部分が耐熱性樹脂または金属で形成された構成とすることもできる。加えて、定着部材と面する部分が線膨張係数の小さな材質で形成された構成とすることができる。特に、定着部材と面する部分が液晶樹脂で形成することもできる。
また、剥離補助部材は、定着部材と面する部分が形状記憶合金で形成されたことを特徴とすることもできる。

また、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、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、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、記録材を加熱する回動可能な定着部材と、定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材と、ニップ部を通過して定着部材から剥離された記録材を定着部材から分離する剥離補助部材とを備え、剥離補助部材は、定着部材に面する端部が長手方向に定着部材の撓み曲線に沿って形成されたことを特徴としている。
ここで、定着部材は定着ロールで構成され、加圧部材は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置され、エンドレスベルトを定着部材に圧接させてニップ部を形成する圧力部材とを有することを特徴とすることができる。また、定着部材は定着ロールで構成され、加圧部材は加圧ロールで構成されることを特徴とすることもできる。

本発明の効果として、薄肉の定着ロールを用いた場合において撓みが生じても、複雑な位置調整を必要とすることなく、剥離補助部材と定着ロールとの間隔が所定値となるように剥離補助部材を精度良く設定することことが可能となった。

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を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。

中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂をベース層としてカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、各種ロールによって図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極を構成し、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。

また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。

さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。

トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙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、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。

次に、本実施の形態の画像形成装置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。定着装置６０は、定着部材の一例としての定着ロール６１、加圧部材の一例としてのエンドレスベルト６２、およびエンドレスベルト６２を介して定着ロール６１から押圧される圧力パッド６４により主要部が構成されている。

定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性弾性体層６１２、および離型層６１３を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されている。
定着ロール６１の内部には、発熱源としてのハロゲンランプ６６が配設されている。一方、定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置の制御部４０は、この温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンランプ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度（例えば、１５０℃）を維持するように調整している。

エンドレスベルト６２は、エンドレスベルト６２の内部に配置された圧力パッド６４とベルトガイド部材６３、さらにはエンドレスベルト６２の両端部に配置されたエッジガイド８０によって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されるように配置されている。
ここで、図３はエンドレスベルト６２が支持される構成を説明する断面構成図であり、用紙Ｐの搬送方向下流側から見たエンドレスベルト６２の一方の端部領域を示している。
図３に示すように、エンドレスベルト６２の内部に配置されたホルダ６５の両端部にエッジガイド８０が固設されている。エッジガイド８０は、ニップ部Ｎとその近傍に対応する部分に切り欠きが形成された円筒状、すなわち断面がＣ形状のベルト走行ガイド部８０１、ベルト走行ガイド部８０１の外側に設けられ、エンドレスベルト６２の内径よりも大きな外径で形成されたフランジ部８０２、さらにフランジ部８０２の外側に設けられ、エッジガイド８０を定着装置６０本体に位置決めして固定するための保持部８０３で構成されている。

そして、エンドレスベルト６２は、ニップ部Ｎとその近傍を除いて、両側部の内周面がベルト走行ガイド部８０１の外周面に支持され、ベルト走行ガイド部８０１の外周面に沿って回動する。したがって、ベルト走行ガイド部８０１は、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように摩擦係数の小さな材質で形成され、さらには、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
また、フランジ部８０２は、ホルダ６５の両端部において対向するように配置された両フランジ部８０２の内側面が、エンドレスベルト６２の幅と略一致する間隔を持つように配置されている。そして、エンドレスベルト６２が回動する際には、エンドレスベルト６２の端部がフランジ部８０２の内側面に当接することによって、エンドレスベルト６２の幅方向への移動（ベルトウォーク）が規制されている。このように、エンドレスベルト６２は、エッジガイド８０によって片寄りが規制されるように支持されている。

また、エンドレスベルト６２の両端部を除く長手方向の領域では、エンドレスベルト６２は圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに支持されている（図２も参照）。そして、エンドレスベルト６２の両端部を除く領域では、エンドレスベルト６２の内周面が圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに摺擦しながら回動する。
ベルトガイド部材６３は、エンドレスベルト６２の内部に配置されたホルダ６５に取り付けられ、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように、摩擦係数の小さな材質で形成されている。また、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成するのが好ましい。

次に、圧力パッド６４は、エンドレスベルト６２の内側において、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１に押圧される状態で配置され、定着ロール６１との間でニップ部Ｎを形成している。圧力パッド６４は、幅の広いニップ部Ｎを確保するためのプレニップ部材６４ａをニップ部Ｎの入口側に配置し、定着ロール６１に歪み（凹み）を与えるための剥離ニップ部材６４ｂをニップ部Ｎの出口側に配置している。さらに、エンドレスベルト６２の内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂのエンドレスベルト６２と接する面に低摩擦シート６８が設けられている。そして、圧力パッド６４と低摩擦シート６８とは、金属製のホルダ６５に支持されている。

そして定着ロール６１は、図示しない駆動モータに連結されて矢印Ｃ方向に回転し、この回転に従動してエンドレスベルト６２も定着ロール６１と同じ方向に回動する。図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって導かれて、ニップ部Ｎに搬送される。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ロール６１から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置６０では、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。

加えて、本実施の形態の定着装置６０では、定着ロール６１の外周面に対し突出させて剥離ニップ部材６４ｂを配置することにより、ニップ部Ｎの出口領域（剥離ニップ部）において定着ロール６１表面に配置された耐熱性弾性体層６１２および離型層６１３に歪み（凹み）が局所的に大きく形成されるように構成している。このように剥離ニップ部材６４ｂを配置すれば、定着後の用紙Ｐは、剥離ニップ部を通過する際に、局所的に大きく形成された凹みを通過することになるので、この凹みによって用紙Ｐにはダウンカールが形成され、定着ロール６１に巻き付くことのない用紙Ｐの剥離を効果的に行うことができる。
特に、定着ロール６１の凹みを局所的に大きくすることによって、小さい凹み量で高い剥離性能を得ることが可能となる。そのため、定着ロール６１の離型層６１３として、薄膜の耐熱性樹脂を用いた場合においても、用紙Ｐにおける紙しわの発生を抑制することができる。また、耐熱性弾性体層６１２と離型層６１３との間の剥がれ等も発生し難く、剥離性能の維持と併せて長期に亘る部品性能の信頼性を向上させることができる。

さらには、定着ロール６１の凹みを局所的に大きくすることによって定着ロール６１の凹み量を小さく形成できるので、定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２を薄肉化することができる。そのため、定着ロール６１の熱容量を小さく構成できるので、ウォームアップタイムを短くするとともに、消費電力の低減を図ることもできる。また、熱伝導率の低い耐熱性弾性体層６１２を薄肉化できるため、定着ロール６１の内面と外面との間の熱抵抗が小さくなって熱応答性の向上を図れるため、画像形成装置の高速化にも適している。

また、後段で詳細に説明するが、ニップ部Ｎの下流側近傍には、剥離ニップ部材６４ｂによって定着ロール６１から剥離された用紙Ｐを完全に定着ロール６１から分離し、画像形成装置の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材７０が配設されている。

次に、定着装置６０を構成する各部材について詳細に述べる。まず定着ロール６１では、コア（基材）６１１は、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の熱伝導率の高い金属で形成された外径２５ｍｍ、長さ３５０ｍｍの円筒体で構成されている。
耐熱性弾性体層６１２は、耐熱性の高い弾性体で構成され、特に、硬度が１５〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）程度のゴム、エラストマー等の弾性体を用いるのが好ましい。具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。

離型層６１３には、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂が用いられるが、トナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等が使用できる。離型層６１３の厚みは、好ましくは５〜３０μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍに構成している。離型層６１３の厚みが５μｍ未満であると、定着ロール６１の歪みに基づき用紙Ｐにしわが生じ易くなり、一方、３０μｍを超えると、離型層６１３が硬くなり、画像に光沢むら等の欠陥が生じる可能性が増え、ともに好ましくないからである。

エンドレスベルト６２は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が直径３０ｍｍの円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール６１側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等のポリマーにより形成され、その厚みは、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１２５μｍ、より好ましくは７５〜１００μｍ程度である。ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰで形成され、その厚みは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ程度である。

圧力パッド６４は、上述したように、プレニップ部材６４ａ、剥離ニップ部材６４ｂで構成され、バネや弾性体によって定着ロール６１を付勢するようにホルダ６５に支持されている。プレニップ部材６４ａには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール６１側の面は、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状で形成されている。
剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属で形成されている。剥離ニップ部材６４ｂの形状としては、ニップ部Ｎにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面状に形成されている。

低摩擦シート６８は、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗（摩擦抵抗）を低減するために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質が適している。具体的には、シンタード成型したＰＴＦＥ樹脂シート、テフロン(登録商標)を含浸させたガラス繊維シート、またガラス繊維にフッ素樹脂からなるスカイブフィルムシートを加熱融着サンドした積層シート等を用いることができる。なお、低摩擦シート６８は、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと別体に構成しても、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと一体的に構成しても、いずれでもよい。

また、ベルトガイド部材６３は、上述したように、エンドレスベルト６２の内周面と摺擦するため、摩擦係数が低く、かつ、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質が適しており、ＰＦＡやＰＰＳ等の耐熱性樹脂が用いられる。
ホルダ６５には、定着装置６０の長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材６７が配設されている。潤滑剤塗布部材６７は、エンドレスベルト６２内周面に対して接触するように配置され、アミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート６８を介したエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト６２の円滑な回動を図っている。

続いて、剥離補助部材７０について説明する。図４は、剥離補助部材７０の構成を説明する斜視図であり、定着装置６０の斜め下側から見た状態を天地逆転させて示した図である。図４に示すように、剥離補助部材７０は、剥離ニップ部において定着ロール６１から剥離された用紙Ｐを完全に定着ロール６１から分離する剥離バッフル７１、分離された用紙Ｐを排紙通路に誘導する用紙ガイド７２、剥離バッフル７１と用紙ガイド７２とを支持する剥離バッフル支持部材７３、剥離バッフル７１と定着ロール６１表面との間隔を設定する剥離バッフル突当部材７４で構成されている。

剥離バッフル７１は、ニップ部Ｎの定着ロール６１回転方向（矢印Ｃ）下流側に位置し、定着ロール６１の長手方向の全域に亘って配置されている。また剥離バッフル７１は、定着ロール６１の回転方向に対してカウンタ方向を向くように設定され、定着ロール６１表面とは所定の間隔を保持する状態で剥離バッフル支持部材７３に支持されている。
また、剥離バッフル７１を構成する材質は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等の耐熱性樹脂、鉄、ＳＵＳ等の金属を用いることができる。耐熱性樹脂では射出成形によって形成でき、金属では打ち抜き加工によって安価に形成できる。

ここで、剥離バッフル７１は、定着ロール６１との間隔を所定値に保持する必要があることから、定着ロール６１からの熱を受けても膨張し難いように、線膨張係数の小さな材質を用いるのが好ましい。すなわち、剥離バッフル７１の膨張により剥離バッフル７１が定着ロール６１表面に接触して、定着ロール６１の表面に損傷を与えることを防ぐ必要があるからである。
なお、定着ロール６１との所定の間隔を保持するため、剥離バッフル７１の定着ロール６１方向（幅方向）への膨張は抑える必要があるが、剥離バッフル７１の長手方向の膨張は定着ロール６１との間隔に影響がないので、線膨張係数において異方性を持った材質を用いることができる。具体的には、幅方向への線膨張係数が極めて小さく、長手方向の線膨張係数が幅方向に比べて大きい特性を有する液晶プラスチックや液晶ポリマー（「液晶樹脂」）を用いることができる。

また、剥離バッフル７１の厚さとしては、搬送される用紙Ｐからの押圧力によって変形を生じない強度を有するように、例えばポリイミド等の樹脂を用いる場合には、５０μｍ以上で構成するのが適している。さらに、強度を確保するため、リブを形成することも有効である。
また、剥離バッフル７１の用紙Ｐが搬送される側の表面は、ＰＦＡ等のフッ素樹脂で被覆されるのが好ましい。摩擦係数の低いフッ素樹脂で被覆することによって、剥離バッフル７１によって定着ロール６１から分離された用紙Ｐをスムーズに搬送することができるからである。

さらに、定着ロール６１に対する剥離バッフル７１の傾斜角θ、すなわち剥離バッフル７１を延長した面と定着ロール６１の接線面とのなす角θ（図２参照）は、２０〜５０°であることが好ましい。傾斜角が２０°よりも小さければ、ニップ部Ｎの剥離ニップ部で剥離された用紙Ｐがニップ部Ｎを通過した後であって剥離バッフル７１によって分離されるまでの間に再度定着ロール６１表面に接触して、剥離バッフル７１と定着ロール６１との間隙に挟み込まれ易くなるからである。一方、傾斜角が５０°よりも大きければ、ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐの進行方向が大きく曲げられることとなるので、用紙Ｐにカールが生じ易くなるからである。

ここで、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する側の辺の長手方向の形状について述べる。本実施の形態の定着装置６０では、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する側の辺７１ａ（定着ロール６１に面する端部）は、定着ロール６１の長手方向における撓み形状に対応した形状で形成されている。
定着ロール６１は、上述したように圧力パッド６４によって長手方向の全域に亘って一様な押圧力を受けている。一方、定着ロール６１は両端部において回動自在に支持されている。そのため、定着ロール６１には圧力パッド６４からの押圧力方向に撓みが生じている。この場合の定着ロール６１の撓み量は、定着ロール６１の両端を自由端として、圧力パッド６４から長手方向の全域に亘って均等分布荷重を受けていると仮定することができる。

その場合には、定着ロール６１の端部からｘ（ｍｍ）だけ離れた位置における定着ロール６１の撓み量ρは、定着ロール６１の両端部での撓み量ρを０として、以下の（１）式で表すことができる。
ρ＝ω（Ｌ^３ｘ−２Ｌｘ^３＋ｘ^４）／２４ＥＩ ………（１）
ここで、Ｉ＝断面二次モーメント（ｍｍ^４）、Ｅ＝ヤング率（ｋｇｆ／ｍｍ^２）、ω＝均等分布荷重（ｋｇｆ／ｍｍ）、Ｌ＝定着ロール長（ｍｍ）である。
したがって、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する側の辺７１ａは、上記した（１）式（定着ロール６１の撓み曲線）に沿った曲線、すなわち（１）式の定着ロール６１の撓み曲線と略一致した曲線で形成する。
なお、定着ロール６１が両端を強固に固定されている場合には、定着ロール６１の撓み量ρは、定着ロール６１の両端を固定端として、圧力パッド６４から長手方向の全域に亘って均等分布荷重を受けていると仮定することもできる。この場合には、定着ロール６１の端部からｘ（ｍｍ）だけ離れた位置における定着ロール６１の撓み量ρは、以下の（２）式で表すことができる。
ρ＝ωｘ^２（Ｌ−ｘ）^２／２４ＥＩ ………（２）
このように、定着ロール６１の撓み曲線は、定着ロール６１の両端部の固定方法によって異なるが、本実施の形態では、定着ロール６１の両端は自由端であると仮定した（１）式を用いて説明する。

図５は、それぞれ異なる定着ロール６１を用いた場合の剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する側の辺７１ａの形状を示した図である。図５（ａ）は、外径２５．２６ｍｍ、内径２４．２６ｍｍ、ロール長３４８ｍｍの鉄製のコア６１１を用いた定着ロール６１であって、圧力パッド６４からの押圧力が３０ｋｇｆ（ω＝０．０８６２ｋｇｆ／ｍｍ）に設定された定着ロール６１を用いた場合における剥離バッフル７１の辺７１ａの形状である。なお、このケースでは、Ｉ＝２９８１．７ｍｍ^４、Ｅ＝２１０８８ｋｇｆ／ｍｍ^２である。
また、図５（ｂ）は、外径２５．４６ｍｍ、内径２２．１０ｍｍ、ロール長３７３ｍｍのアルミニウム製のコア６１１を用いた定着ロール６１であって、圧力パッド６４からの押圧力が３３ｋｇｆ（ω＝０．０８８４ｋｇｆ／ｍｍ）に設定された定着ロール６１を用いた場合における剥離バッフル７１の辺７１ａの形状である。なお、このケースでは、Ｉ＝８９１５．９ｍｍ^４、Ｅ＝６３９１ｋｇｆ／ｍｍ^２である。

このような定着ロール６１では、撓み量は中央部で最大となり、この最大撓み量ρ_ｍａｘはρ_ｍａｘ＝５ωＬ^４／３８４ＥＩで表される。したがって、剥離バッフル７１の辺７１ａは、中央部で５ωＬ^４／３８４ＥＩだけ突き出た凸状湾曲させた形状に形成する。具体的には、図５（ａ）に示した剥離バッフル７１では、辺７１ａは中央部が両端部よりも０．２６２ｍｍだけ突き出た凸状湾曲形状に形成される。また、図５（ｂ）に示した剥離バッフル７１では、辺７１ａは中央部が両端部よりも０．３９２ｍｍだけ突き出た凸状湾曲形状に形成される。
そして、剥離バッフル７１の辺７１ａの形状は、上記した（１）式に示した定着ロール６１の撓み曲線に沿った（撓み曲線と略一致する）凸状湾曲形状で形成する。すなわち、辺７１ａの突き出し長ｙは、
ｙ＝ω（Ｌ^３ｘ−２Ｌｘ^３＋ｘ^４）／２４ＥＩ ………（３）
と設定している。ここで、辺７１ａの突き出し長ｙとは、定着ロール６１と平行な直線を仮定した場合における、この直線から定着ロール６１方向へ突き出た長さをいう。

そして、このように形成された剥離バッフル７１は、剥離バッフル突当部材７４を定着ロール６１の表面に当接することによって、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する辺７１ａと定着ロール６１表面との間隔Ｇが、Ｇ＝０．２〜０．４ｍｍとなるように設定される。このように間隔Ｇを設定するのは、剥離バッフル７１の設定誤差を考慮すると、Ｇ＜０．２ｍｍでは剥離バッフル７１が定着ロール６１に接触する可能性があり、また、Ｇ＞０．４ｍｍでは、剥離バッフル７１が定着ロール６１表面から離れすぎた場合に、例えばカラー画像のように用紙Ｐに担持されるトナー量が多く、用紙Ｐと定着ロール６１との付着力が強い場合や、例えばトレーシングペーパのように所謂「こし」の弱い記録紙が用いられる場合等に、用紙Ｐが剥離バッフル７１と定着ロール６１との間隙に挟まれ、ジャムとなる可能性があるからである。

このように本実施の形態の剥離補助部材７０では、定着ロール６１が圧力パッド６４によって押圧されることで撓みを生じるのに対応させて、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する辺７１ａの形状を、定着ロール６１の撓み曲線に沿った形状で形成している。すなわち、定着ロール６１が撓むことによって、定着ロール６１の長手方向中央部に向かう程、ニップ部Ｎの出口近傍に配置された剥離バッフル７１と定着ロール６１との間隔が広がるのに対応させて、剥離バッフル７１の辺７１ａを中央部が両端部よりも突き出た凸状湾曲形状に形成している。そして、その剥離バッフル７１の辺７１ａの形状は、定着ロール６１の撓み曲線に略一致させて形成している。

このような構成によって、剥離補助部材７０を剥離バッフル突当部材７４が定着ロール６１の表面に当接するように配置するだけで、複雑な調整を必要とすることなく、定着ロール６１の長手方向の全域に亘って、剥離バッフル７１の辺７１ａと定着ロール６１との間隔を一定値に保つことができる。それによって、剥離バッフル７１が定着ロール６１に接触することが無くなり、定着ロール６１の表面を傷つけることを回避することができる。また、例えばカラー画像のように用紙Ｐに担持されるトナー量が多く、用紙Ｐと定着ロール６１との付着力が強い場合や、例えばトレーシングペーパのように「こし」の弱い記録紙が用いられる場合等においても、用紙Ｐが剥離バッフル７１と定着ロール６１との間隙に挟まれてジャムが発生し、用紙Ｐの損傷や装置自体の破損が生じることを抑制することも可能となる。

なお、本実施の形態の定着装置６０は、定着ロール６１とエンドレスベルト６２とで主要部が構成されており、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１が圧力パッド６４から押圧されることで撓みを生じる定着ロール６１に対応した剥離補助部材７０を用いた場合について説明したが、定着ロールと加圧ロールとが圧接して構成される従来の２ロール方式の定着装置においても、事情は同様である。すなわち、２ロール方式の定着装置においては、定着ロールは加圧ロールから押圧されるため撓みを生じるので、ニップ部の出口近傍に剥離補助部材を配置する場合には、本発明は、本実施の形態の定着装置６０の場合と同様に適用することができる。

また、本実施の形態の定着装置６０では、剥離補助部材７０の剥離バッフル７１が定着ロール６１に接触しないように所定の間隔を持って設定したが、剥離バッフル７１が定着ロール６１の表面と接触しても傷つけない程度に硬度が低く、かつ耐熱性の高い材質を用いる場合には、剥離バッフル７１を定着ロール６１に接触するように配置することもできる。この場合にも、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する辺７１ａの形状を、定着ロール６１の撓みに沿って形成することで、剥離バッフル７１と定着ロール６１とは、長手方向の全域に亘って均一な圧力で当接させることができるので、部分的に押圧力の強い部分が生じて、定着ロール６１表面が摩耗することを抑制することができる。その結果、長期に亘り高品質の定着画像を形成することが可能となる。

さらには、剥離補助部材７０の剥離バッフル７１は、定着動作が行なわれる温度環境（例えば、１５０℃）において、剥離バッフル７１の辺７１ａを中央部が両端部よりも突き出た凸状湾曲形状であって、定着ロール６１の撓み曲線に略一致させて形成されていればよいので、剥離バッフル７１の材質として、辺７１ａが定着動作が行なわれる温度環境において定着ロール６１の撓み曲線に略一致する凸状湾曲形状を形成するように形成された形状記憶合金を用いることもできる。
また、剥離補助部材７０の剥離バッフル７１は、線膨張係数の異なる２枚の板材を貼り合わせて構成し、定着動作が行なわれる温度環境においてバイメタル効果によって変形し、その変形によって剥離バッフル７１の辺７１ａが定着ロール６１の撓み曲線に略一致する凸状湾曲形状を形成するように構成することもできる。

以上説明したように、本実施の形態の定着装置６０によれば、定着ロール６１が圧力パッド６４によって押圧されることで撓みを生じるのに対応させて、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する辺７１ａの形状を、定着ロール６１の長手方向中央部に向かう程、剥離バッフル７１の辺７１ａを中央部が両端部よりも突き出た凸状湾曲形状に形成するとともに、その剥離バッフル７１の辺７１ａの形状は、定着ロール６１の撓み曲線に沿った形状で形成している。
このように構成することによって、剥離補助部材７０を剥離バッフル突当部材７４が定着ロール６１の表面に当接するように配置するだけで、定着ロール６１の長手方向の全域に亘って、剥離バッフル７１の辺７１ａと定着ロール６１との間隔を一定値に保つことができる。その結果、剥離バッフル７１が定着ロール６１に接触することが無くなり、定着ロール６１の表面を傷つけることを回避することができる。また、例えばカラー画像のように用紙Ｐに担持されるトナー量が多く、用紙Ｐと定着ロール６１との付着力が強い場合や、例えばトレーシングペーパのように「こし」の弱い記録紙が用いられる場合等においても、用紙Ｐが剥離バッフル７１と定着ロール６１との間隙に挟まれてジャムが発生し、用紙Ｐの損傷や装置自体の破損が生じることを抑制することも可能となる。
さらには、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する辺７１ａは、定着ロール６１の長手方向の全域に亘って、定着ロール６１の撓みに対応させて形成されているので、剥離補助部材７０を配置するに際しては、剥離バッフル突当部材７４を定着ロール６１の表面に当接するだけでよく、複雑な調整を必要とすることもない。

[実施の形態２]
実施の形態１では、加熱手段として発熱源を有する定着ロール６１を用い、加圧手段として圧力パッド６４が押圧されたエンドレスベルト６２を用いた定着装置６０が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態２では、図１に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱源を有する定着ロールを用い、加圧手段として３本のロールにより張架された加圧ベルトを用いた定着装置について説明する。尚、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６は本実施の形態の定着装置１００の構成を示す側断面図である。図６に示すように、この定着装置１００は、定着部材の一例としての定着ロール６１、加圧部材の一例としての加圧ベルト６２０、および加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１から押圧される圧力パッド６４により主要部が構成されている。
加圧ベルト６２０は、インレットロール６３１、圧力ロール６３２および張架ロール６３３の３本のロールにより張架されている。そして、加圧ベルト６２０は、定着ロール６１が矢印Ｅ方向へ回転するのに伴い、定着ロール６１に従動して矢印Ｆ方向に回動する。その進行速度は、定着ロール６１の表面速度と同じである。

加圧ベルト６２０は、定着ロール６１の外周面に当接してニップ部Ｎを形成しているが、このニップ部Ｎには、加圧ベルト６２０の内側に圧力パッド６４が加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１に向けて付勢された状態で配置されている。したがって、ニップ部Ｎにおいては、高いニップ圧が均一に付与されている。
また加圧ベルト６２０は、ベース層とその表面（定着ロール６１側の面、または両面）に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の耐熱性の高い樹脂で形成されている。ベース層の厚さは、例えば５０〜１２５μｍ程度に形成される。ベース層の表面に形成される離型層は、例えばＰＦＡ等のフッ素樹脂が５〜２０μｍの厚さでコーティングされている。加えて、必要であればベース層と離型層との間に厚さ１００〜２００μｍの弾性層を積層させた構成を用いることもできる。この場合の弾性層の材料としては、シリコーンゴム等を使用することができる。

加圧ベルト６２０を張架する３個のロールは、ステンレス製のインレットロール６３１、スチールコアに弾性体層としてシリコーンゴムが被覆された圧力ロール６３２、およびステンレス製の張架ロール６３３であり、１０ｋｇｆの張力で加圧ベルト６２０を張架している。また、インレットロール６３１の内部には、加熱源としてハロゲンヒータ６３５が配設されている。そして、図示しない温度センサおよび制御部４０（図１参照）によりその表面温度は１２０℃に制御され、加圧ベルト６２０に予熱を与えている。
また、圧力ロール６３２には、両端部にフランジ６３２ａが配設され、圧力ロール６３２の両端部において対向するように配置された両フランジ６３２ａの内側面が、加圧ベルト６２０の幅と略一致する間隔を持つように設定されている。そして、加圧ベルト６２０が回動する際には、加圧ベルト６２０の端部がフランジ６３２ａの内側面に当接することによって、加圧ベルト６２０の幅方向への移動（ベルトウォーク）が規制されている。このように、加圧ベルト６２０は、圧力ロール６３２の両端部に配置された両フランジ６３２ａによって片寄りが規制されるように構成されている。
なお、圧力ロール６３２のほか、インレットロール６３１および張架ロール６３３の両方、またはいずれか一方においても、ベルトウォークを規制するため、両端部にフランジを配設してもよい。

次に、押圧部材としての圧力パッド６４は、幅の広いニップ部Ｎを確保するための弾性体部材と、弾性体部材が加圧ベルト６２０の内周面と接触する面に設けられた低摩擦層とで構成され、金属等からなるホルダ６５に保持されている。低摩擦層を表面に有する弾性体部材は、定着ロール６１側がほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状に形成され、定着ロール６１に対して押圧されて配置され、ニップ部Ｎの入口側領域を形成している。弾性体部材としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い弾性体や、板バネ等を用いることができる。弾性体部材上に形成された低摩擦層は、加圧ベルト６２０内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性のある材質であることが望ましい。具体的には、テフロン（登録商標）を含浸させたガラス繊維シート、フッ素樹脂シート、フッ素樹脂塗膜等を用いることができる。
なお、圧力パッド６４としては、本実施の形態のようにパッド状に成型されたものの他に、例えば、ロール状に成型されたものを用いることもでき、加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１表面に付勢させて従動回転させてもよい。ただし、本実施の形態のようにパッド状に成型された圧力パッド６４の方が、当接するニップ部Ｎ全域に亘って、広く均一にニップ圧を付与することができる。

このような構成により、本実施の形態の定着装置１００においては、図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって導かれて、ニップ部Ｎに搬送され、トナー像を担持した用紙Ｐは、このニップ部Ｎを通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｐに定着される。本実施の形態の定着装置１００でも、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状の圧力パッド６４によりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。

また、圧力パッド６４に対し用紙Ｐ搬送方向の下流側に配置された圧力ロール６３２は、加圧手段としての圧縮コイルスプリング（不図示）によって、加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１の中心軸に向けて付勢されており、定着ロール６１の当接部に局所的な高圧を生じさせている。それによって、定着ロール６１の表面の弾性層６１２は弾性変形して凹みが生じ、ニップ部Ｎの出口では、この定着ロール６１の凹みにより、用紙Ｐが定着ロール６１側から剥離される。ここで、この定着ロール６１に対する局所的な高圧を低荷重で効率良く与えるために、圧力ロール６３２は定着ロール６１より小径で、その表面は硬質に形成されていることが望ましい。

さらに、ニップ部Ｎの下流側近傍には、圧力ロール６３２によって定着ロール６１から剥離された用紙Ｐを完全に定着ロール６１から分離し、画像形成装置の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材７０が配設されている。
本実施の形態の定着装置１００においても、定着ロール６１は、圧力パッド６４と圧力ロール６３２とによって長手方向の全域に亘って押圧力を受けているが、定着ロール６１の表面の弾性層６１２を弾性変形させるために、圧力ロール６３２による押圧力の方が高く設定されている。一方、定着ロール６１は両端部において回動自在に支持されている。そのため、定着ロール６１には主として圧力ロール６３２からの押圧力によってこの押圧力方向に撓みが生じている。

そこで、本実施の形態の定着装置１００に配設する剥離補助部材７０においても、定着ロール６１が圧力ロール６３２によって押圧されることで撓みを生じるのに対応させて、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する辺７１ａの形状を、定着ロール６１の長手方向中央部に向かう程、剥離バッフル７１の辺７１ａを中央部が両端部よりも突き出た凸状湾曲形状に形成するとともに、その剥離バッフル７１の辺７１ａの形状は、定着ロール６１の撓み曲線に沿った形状で形成している。

このように構成することによって、剥離補助部材７０を剥離バッフル突当部材７４が定着ロール６１の表面に当接するように配置するだけで、定着ロール６１の長手方向の全域に亘って、剥離バッフル７１の辺７１ａと定着ロール６１との間隔を一定値に保つことができる。その結果、剥離バッフル７１が定着ロール６１に接触することが無くなり、定着ロール６１の表面を傷つけることを回避することができる。また、例えばカラー画像のように用紙Ｐに担持されるトナー量が多く、用紙Ｐと定着ロール６１との付着力が強い場合や、例えばトレーシングペーパのように「こし」の弱い記録紙が用いられる場合等においても、用紙Ｐが剥離バッフル７１と定着ロール６１との間隙に挟まれてジャムが発生し、用紙Ｐの損傷や装置自体の破損が生じることを抑制することも可能となる。
さらには、剥離バッフル７１の定着ロール６１表面と対向する辺７１ａは、定着ロール６１の長手方向の全域に亘って、定着ロール６１の撓みに対応させて形成されているので、剥離補助部材７０を配置するに際しては、剥離バッフル突当部材７４を定着ロール６１の表面に当接するだけでよく、複雑な調整を必要とすることもない。

本発明の活用例として、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への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用、さらには転写ベルト、感光体ベルト、帯電ベルトへの適用がある。また、インクジェト方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。

本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。 実施の形態１に係る定着装置の構成を示す側断面図である。 エンドレスベルトが支持される構成を説明する断面構成図である。 剥離補助部材の構成を説明する斜視図である。 剥離バッフルの定着ロール表面と対向する側の辺の形状を示した図である。 実施の形態２に係る定着装置の構成を示す側断面図である。 従来の定着装置の構成を示す側断面図である。

符号の説明

１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０,１００…定着装置、６１…定着ロール、６２…エンドレスベルト、６３…ベルトガイド部材、６４…圧力パッド、６４ａ…プレニップ部材、６４ｂ…剥離ニップ部材、６５…ホルダ、６６…ハロゲンランプ、６７…潤滑剤塗布部材、６８…低摩擦シート、６９…温度センサ、７０…剥離補助部材、７１…剥離バッフル、７２…用紙ガイド、７３…剥離バッフル支持部材、７４…剥離バッフル突当部材、６２０…加圧ベルト、６３１…インレットロール、６３２…圧力ロール、６３３…張架ロール

Claims (14)

1. 記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
   前記記録材を加熱する回動可能な定着部材と、
   前記定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材と、
   前記ニップ部を通過して前記定着部材から剥離された前記記録材を当該定着部材から分離する剥離補助部材とを備え、
   前記剥離補助部材は、前記定着部材に面する端部が長手方向に当該定着部材の撓み曲線に沿って形成されたことを特徴とする定着装置。
2. 前記剥離補助部材は、前記定着部材に面する端部の当該定着部材側への突き出し長ｙが、Ｉ＝断面二次モーメント、Ｅ＝ヤング率、ω＝均等分布荷重、Ｌ＝定着部材の長さとして、当該定着部材の長手方向端部からｘ離れた位置において、
   ｙ＝ω（Ｌ^３ｘ−２Ｌｘ^３＋ｘ^４）／２４ＥＩ
   であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記剥離補助部材は、前記定着部材に面する端部の当該定着部材側への突き出し長ｙが、Ｉ＝断面二次モーメント、Ｅ＝ヤング率、ω＝均等分布荷重、Ｌ＝定着部材の長さとして、当該定着部材の長手方向端部からｘ離れた位置において、
   ｙ＝ωｘ^２（Ｌ−ｘ）^２／２４ＥＩ
   であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
4. 前記剥離補助部材は、前記定着部材に面する端部と当該定着部材との間隙が、０．２〜０．４ｍｍの間隔に設定されることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
5. 前記剥離補助部材は、前記定着部材の表面とのなす角度が、２０〜５０°であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
6. 記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
   前記記録材を加熱する回動可能な定着部材と、
   前記定着部材を押圧してニップ部を形成する移動可能な加圧部材と、
   前記ニップ部を通過して前記定着部材から剥離された前記記録材を当該定着部材から分離する剥離補助部材とを備え、
   前記剥離補助部材は、前記加圧部材の押圧力によって撓んだ前記定着部材との間隔が長手方向に亘って略一定に設定されたことを特徴とする定着装置。
7. 前記加圧部材は、エンドレスベルトと、当該エンドレスベルトの内側に配置され、当該エンドレスベルトを前記定着部材に圧接させて前記ニップ部を形成する圧力部材とを有することを特徴とする請求項６記載の定着装置。
8. 前記剥離補助部材は、前記定着部材と面する部分が耐熱性樹脂または金属で形成されることを特徴とする請求項６記載の定着装置。
9. 前記剥離補助部材は、前記定着部材と面する部分が線膨張係数の小さな材質で形成されることを特徴とする請求項６記載の定着装置。
10. 前記剥離補助部材は、前記定着部材と面する部分が液晶樹脂で形成されたことを特徴とする請求項９記載の定着装置。
11. 前記剥離補助部材は、前記定着部材と面する部分が形状記憶合金で形成されたことを特徴とする請求項６記載の定着装置。
12. 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含み、
    前記定着手段は、
    前記記録材を加熱する回動可能な定着部材と、
    前記定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材と、
    前記ニップ部を通過して前記定着部材から剥離された前記記録材を当該定着部材から分離する剥離補助部材とを備え、
    前記剥離補助部材は、前記定着部材に面する端部が長手方向に当該定着部材の撓み曲線に沿って形成されたことを特徴とする画像形成装置。
13. 前記定着部材は定着ロールで構成され、前記加圧部材は、エンドレスベルトと、当該エンドレスベルトの内側に配置され、当該エンドレスベルトを前記定着部材に圧接させて前記ニップ部を形成する圧力部材とを有することを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
14. 前記定着部材は定着ロールで構成され、前記加圧部材は加圧ロールで構成されることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。

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