JP2006146156A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトニップ方式の画像加熱装置におけるにおける加熱ニップ内の圧抜けによって画像面上に起こるツララ状の光沢ムラを防止することを目的とする。使用する記録材が画像不良の最も発生しやすいコート紙である場合においても画像不良の発生を防止すること、生産性を維持しつつ記録材の適用範囲を拡大させて、装置の商品性を向上させることを目的とする。
【解決手段】ベルト５２と分離ローラ５６と加圧パッド１００との間で形成される楔状の空間が滑性シート１０３によって充分に充填されるように構成し、加熱ニップ内での圧の低下を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられ、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置に関する。

この画像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢増大化装置を挙げることができる。

従来より、特許文献１に記載された、定着ローラとベルトを用いたベルト定着装置が考案されている。

このような定着装置においては、記録材搬送方向に沿う定着ニップ幅をベルトの定着ローラに対する腹当て幅の調整により容易に大きく設定することが可能である。

従って、定着ニップ幅を定着ローラの径に依存させずに確保できるため、定着ローラを小径、小熱容量にすることが可能となり、立ち上げ時間を短縮できる。つまり、ベルト定着装置は、より多くのトナーを溶融させることができるので、カラー画像形成装置などの多量のトナーを使用する画像形成装置に適している。

図９は、上記特許文献１に記載されたベルト定着装置の概略図である。５１は回転自在に配設された定着ローラである。５３はこの定着ローラ５１の下側に配設したベルトユニットである。

定着ローラ５１の内部には、ハロゲンランプ等のヒーター５８が配設されている。また、定着ローラ５１には不図示のサーミスタが接触または非接触に配設されており、温度調節回路を介してヒーター５８への電圧を制御することにより定着ローラ５１の表面の温度調節を行っている。

ベルトユニット５３は、可撓性のエンドレスベルトである定着ベルト５２、該定着ベルト５２を懸回張設させた複数のベルト懸回部材としての第１〜第３の３本のローラ５５・５６・５７、加圧パッド１０００等を有する。加圧パッド１０００には低摩擦シートが設けられている。

上記の分離ローラ５６と加圧パッド１０００とが定着ベルト５２を介して定着ローラ５１に対して圧接することで、定着ローラ５１と定着ベルト５２との接触部である定着ニップ部Ｎ’が記録材搬送方向において幅広に形成される。

図１０は定着ニップ部の記録材搬送方向に沿う圧分布例を示し、グラフＡは従来の上記ベルト定着装置の場合である。グラフＢは、従来のローラ対を用いた定着装置の定着ニップ部の圧分布例である。グラフＣは、従来のローラ定着方式の定着装置において、定着ローラの外径をなるべく大きくしないでニップ幅を広げるために、定着ローラの弾性体層を厚くし、かつ加圧ローラとの加圧力をアップして弾性体層の変形量を多くした場合である。

ベルト定着装置は、ニップ幅Ｗ１がローラ定着方式の定着装置のニップ幅Ｗ２よりも大幅に広くすることができる点でメリットがある。ローラ定着方式の定着装置のニップ幅Ｗ３はグラフＢのニップ幅Ｗ２よりも多少広くなるが、ニップ幅を広げる効果は小さく、弾性体層が厚いことで熱容量が大きくなり省エネに対して不利である。

ベルト定着装置は、分離ローラ５６と加圧パッド１０００の間は図９に示すように離れているものの、その間の圧力は図１０のグラフＡの定着ニップ部の圧分布からわかるようにゼロではなく、定着ベルト５２の張力により実質的に圧力が連続的につながっている。
特開平１１−０４５０２５号公報

しかしながら、上記のベルト定着装置では、コート紙などの透気性の低い記録材を使用した場合に、図１１のような、ベタ画像上につらら状の光沢の低い部分（モヤ、以下、光沢ムラと記す）が発生するという新たな問題が発生した。

すなわち、コート紙などの透気性の低い記録材の場合、定着ニップ内の空気の膨張や水蒸気の発生による画像乱れが発生する。この原因については、未定着トナー層内に存在している空気はニップ内の圧力の低い部分Ａ´、つまり加圧パッドと分離ローラとの境界領域に滞留する。この空気が部分的に記録材と定着ローラとの界面に空隙を生じさせるとともに、完全に定着が完了していないトナー像を乱してしまうというものである。

普通紙の場合は透気性が大きいため、トナー層内に存在している空気は容積の大きい多孔質体である普通紙内部に保持されるか、または通過して逃げてしまうので、画像乱れの発生は少ないと考えられる。

さらに、特に透気度の低い厚紙コート紙などの記録材の場合、圧力の落ち込み部位Ａ´により多くの空気が滞留しやすく、前述した光沢ムラといった問題が大きくなる。

なお、空気中の水分量が多い多湿環境下においては、このような問題が顕著に発生する。

本発明の目的は画像不良を抑制することができる画像加熱装置を提供することである。

本発明の他の目的は加熱ニップにおいて圧抜けの少ない画像加熱装置を提供することである。

本発明の更なる目的は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、記録材上の画像を加熱ニップにて加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体との間で前記加熱ニップを形成するエンドレスベルトと、前記加熱ニップにおいて前記加熱回転体に向けて前記ベルトを押圧するローラと、前記加熱ニップにおいて前記加熱回転体に向けて前記ベルトを押圧するパッドと、前記ベルトと摺動自在に設けられ前記パッドを覆うシートと、を有する画像加熱装置において、前記ベルトと前記ローラと前記パッドにより囲まれた空間の断面積をＳ０、前記ベルトと前記ローラと前記シートにより囲まれた空間の断面積をＳ１としたとき、０＜Ｓ１／Ｓ０≦０．２５を満足することを特徴とする。

上記の画像加熱装置構成によれば、画像不良を抑制することができる。また、加熱ニップにおいて圧抜けを少なくすることができる。

以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例にて説明する各種構成にのみに限定されるものではない。即ち、本発明の思想の範囲内において実施例にて説明する各種構成を他の公知の構成に代替可能である。

図３は本実施例における画像加熱装置としてのベルト定着装置の概略構成図である。

加熱回転体（定着回転体）としての定着ローラ５１は、内径φ３７．８、外形φ３８．４の０．３ｍｍ厚みのＦｅからなる芯金５１ａを有する構成とされている。この芯金上に、弾性層５１ｂとして０．５ｍｍ厚のシリコーンゴム層が形成されており、このゴム層上に離形層としての３０μｍ厚のＰＦＡチューブが被覆されている。その結果、定着ローラの外径はφ４０とされている。

エンドレスベルトである定着ベルト５２は厚みが１００μｍのポリイミド製の基層を有する構成とされている。この基層上に０．２ｍｍ厚のシリコーンゴム層が被覆されており、その結果、外径がφ９０とされている。なお、本例の定着ベルトはシームレスベルトとされている。

この定着ベルト５２は、入口ローラ５５、分離ローラ５６、テンションローラ５７の３本のローラに張架されている。これらローラ群はベルトと共に回転する構成とされている。具体的には、定着ベルトは、駆動源から分離ローラ５６に入力された駆動力により回転する構成とされており、入口ローラ５５、テンションローラ５７はベルトによって従動回転する構成とされている。

入口ローラ５５は定着装置に記録材が進入する入口側に配置されたローラであり、記録材の搬送路を変更しないよう固定されている。テンションローラ５７は定着ベルト５２に所定のテンションを与えるようバネ付勢がされている。

分離ローラ５６は、ＳＵＳ製の中実のローラであり、加熱ニップとしての定着ニップの最下流位置にて定着ベルトを内面側より張架するローラである。

この分離ローラ５６は加圧機構（バネ）によって定着ローラ５１に向けて定着ベルト５２を加圧する。このとき、分離ローラ５６は定着ローラ５１の弾性層５１ｂが食い込み勝手になるように加圧される。その結果、定着ローラ５１の弾性層が変形されている部分において、記録材Ｐを定着ローラ５１の表面から曲率分離している。本例では分離ローラ５６は外径φ１５ｍｍであり、総圧３９２Ｎ（４０ｋｇｆ）の加圧を行なった。

また、定着ニップを形成するため、定着ベルトの内面から定着ローラに向けて加圧するパッド（圧力付与部材）としての加圧機構１００が設けられている。

この加圧機構１００は、図４の（ａ）に示すように、ベースプレート１０２と、その上に積層された弾性体としての弾性層１０１が設けられている。さらに、加圧機構１００は、弾性層１０１の記録材搬送方向下流側端部に設けられた棒状部材としての硬質のロッド（ワイヤー）１０４が設けられている。

そして、この加圧機構１００と定着ベルト内面との摺動抵抗を軽減するため、即ち、弾性層１０１と定着ベルト内面との摺動抵抗を軽減するため、ロッド１０４の部分を含めて弾性層１０１を被覆するように滑性シート（低摩擦シート）１０３が設けられている。

ロッド１０４は本例のものは直径１．２ｍｍの金属製の断面円形状のロッドである。滑性シート１０３としては、ＰＴＦＥをコーティングしたガラスクロスシートを使用し、潤滑材としてシリコンオイルを塗布している。本例では滑性シート１０３の厚みを１００μｍとした。

上記の加圧パッド１００は、ベースプレート１０２側に配置された不図示のバネによって定着ベルト５２を介して定着ロール５１に向けて押圧されている。

上記弾性部材１００は、弾性層１０１が設けられていることにより、滑性シート１０３の定着ベルト裏面と接触する接触面が定着ローラ５１の外周面と整合可能になっている。すなわち、一定以上の荷重によって弾性部材１００を定着ロール５１に向けて押圧すれば、弾性層１０１が変形し、滑性シート１０３の接触面が定着ロール５１の外周面に沿った形状に変形するようになっている。したがって、弾性部材１００が不図示のバネによって定着ベルト５２を介して定着ロール５１に押圧されると、定着ベルト５２は定着ロール５１に隙間なく圧接される。本例では、弾性部材１００に総圧５５８Ｎ（６０ｋｇｆ）の加圧を行った。このため弾性部材１００の５５８Ｎと分離ローラ５６の３９２Ｎで総圧９８０Ｎ（１００ｋｇｆ）の加圧力となる。この時、定着ニップ部Ｎ内の弾性部材１００におけるピーク圧は分離ローラ５６におけるピーク圧よりも低くなるように設定されている。

ベースプレート１０２は、厚さ５ｍｍのステンレス鋼製の部材であり、記録材搬送方向下流側の端部１０２ａが弾性層１０１のその側の端部をバックアップするように定着ローラ５１と分離ローラ５６の圧接部に向かって楔形状をしている。上記のようにベースプレート端部１０２ａが弾性層１０１の端部をバックアップすることで、定着ニップ部Ｎにおいて弾性部材１００と分離ローラ５６間の圧力の落ち込みを減少させている。

弾性層１０１は、ゴム硬度Ｈｓ３０°のシリコーンゴムからなり、定着ベルト移動方向にベースプレート１０２よりも徐々に厚みが拡大するように構成されている。本例では半径１６ｍｍの曲率をもつ形状とし、ニップ入口部ａでベースプレート１０２に平行な直線に接する形状となっている。ニップ入口部ａのゴム厚みは３ｍｍ、周長は２０ｍｍとした。

弾性層１０１の記録材搬送方向下流側端部に設けたロッド１０４は弾性層１０１のこの側の端部の加圧力を高めるようになっている。滑性シート１０３はこのロッド１０４をカバーして弾性層１０１を被覆している。

図４の（ｂ）に示すように、弾性層１０１はロッド１０４を設けた記録材搬送方向下流側端部の側面が滑性シート１０３を介して分離ローラ５６と摺擦部Ｆを形成している。そしてこの弾性層１０１のロッド１０４を設けた記録材搬送方向下流側端部は分離ローラ５６と定着ローラ５１に挟まれて弾性変形することで、定着ニップ部Ｎにおいて弾性部材１００と分離ローラ５６との間の圧力の落ち込みを減少させている。

不図示の駆動機構により定着ローラ５１が回転駆動され、これに従動して定着ベルト５２が回転し、ヒーター５８への通電により定着ローラ５１が加熱され、定着ローラ５１が所定の定着温度に立ち上り温調されている。この状態において、ベルトユニット５３の入口ローラ５５側から未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが画像面上向きで定着ニップ部Ｎのニップ入口ａに導入される。定着ニップ部Ｎに導入された記録材Ｐは定着ローラ５１と定着ベルト５２との間に挟持されて搬送されていく。この記録材Ｐの定着ニップ部Ｎにおける挟持搬送過程で、記録材Ｐの未定着トナー像が定着ローラ５１の表面に密着して熱により溶融されかつ定着ニップ部Ｎの圧により記録材Ｐに押し付けられて永久固着像として定着される。

そして、記録材Ｐは定着ニップ部Ｎのニップ出口ｂにおいて定着ローラ５１の弾性体層５１ｂに対する分離ローラ５６の食い込みにより定着ローラ５１の表面から自然に曲率分離されて排出搬送されていく。

本例では、回転駆動される定着ローラ５１とこれに従動回転する定着ベルト５２との定着ニップ部Ｎにおける過度のスリップ現象を防止する構成とされている。つまり、記録材分離部を形成している分離ローラ５６の回転速度が定着ベルト５２の回転よりも一定量遅い回転速度になると、分離ローラに駆動力を印加する手段５９（図３）が設けられている。

具体的には、定着ローラギアには一方向クラッチギアを噛合させてあり、この一方向クラッチギアと同軸上に第１のベルトプーリを設ける。また、分離ローラの端部には第２のベルトプーリを設けてあり、前記の第１のベルトプーリとこの第２のベルトプーリとはタイミングベルトにより駆動連結されている。タイミングベルトはテンショナーにより適正なベルトテンションに保たれている。されに、上記定着ローラと分離ローラとの間の駆動列は加圧状態時において、定着ベルトが定着ローラと従動回転している時は、一方向クラッチギアの一方向クラッチにより分離ローラに駆動が入力されないようになっている。定着ベルトが定着ローラに対して滑り始めると、定着ベルトの速度が定着ローラの速度に対し、例えば４％以上滑る前に定着ローラからの駆動力が分離ローラに入力されるようにギア比が設定されている。

ここで、圧力付与部材である加圧パッド１００の記録材搬送方向下流側端部における滑性シート（低摩擦シート）１０３の被覆の仕方として図１のようにした。

１）加圧パッド１００が定着ローラ５１に対向している側において、ロッド１０４が、滑性シート１０３と接する位置をＡ１、および滑性シート１０３を介して定着ベルト５２と接する位置をＡ２とする。

２）加圧パッド１００が分離ローラ５６に対向している側において、ロッド１０４が滑性シート１０３と接する位置をＢ１、および滑性シート１０４を介して分離ローラ５６と接する位置をＢ２とする。

３）分離ローラ５６が定着ローラ５１に対向している側において、分離ローラ５６が定着ベルト５２と接する位置をＣとする。

４）前記位置Ａ１及びＡ２と前記位置Ｂ１及びＢ２から突出した滑性シート１０３の外面と、ロッド１０４の外周に沿って形成される空間（空間の断面積）をＳとする。

５）前記位置Ａ１と前記位置Ａ２と前記位置Ｂ１と前記位置Ｂ２と前記位置Ｃを頂点にして、定着ベルト５２と分離ローラ５６とロッド１０４の外周に沿って形成される空間（空間の断面積）をＳ０とする。

このとき、前記空間Ｓと前記空間Ｓ０との間に
０．７５≦Ｓ／Ｓ０＜１
の関係式が成り立つように滑性シート１０３を被覆した。

なお、定着ベルトと分離ローラと滑性シートにて囲まれた空間をＳ１とした場合（図１）、空間Ｓ１と空間Ｓ０との間に、
０＜Ｓ１／Ｓ０≦０．２５
の関係式が成り立っていると言える。

なお、図１のように弾性層１０１の先端にロッド１０４を設けない構成としても構わない。この場合、弾性層１０１自身の形状を図１に示したようなロッド１０４を設けた場合の稜線とほぼ一致するように構成するのが好ましい。従って、上述した位置Ａ１、Ｂ１などを定義する基準は、ロッドの代わりに弾性層１０１となる。

上述の各位置は、定着ローラに向けて、滑性シートが被覆された加圧パッドと分離ローラとを定着時と同様に総加圧力９８０Ｎ（１００ｋｇｆ）にて押圧させた静止状態において測定した。つまり、分離ローラの回転軸方向から（断面方向）から見た各々の接点Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃを割り出し、各々の距離を測定し、空間Ｓ、Ｓ０の断面積を算出して充填率Ｓ／Ｓ０を求めた。Ｓ１／Ｓ０もＳ／Ｓ０と同様に求めた。

上記のＳ／Ｓ０は、定着ニップ領域内で加圧パッド１００と分離ローラ５６との境界領域における圧力の落ち込み部位に対応するベルト裏面側空間部分Ｓ０に対する滑性シート１０３の充填率である。充填率Ｓ／Ｓ０を０．７５以上（Ｓ１／Ｓ０を０．２５以下）にした状態にすることで上記部位での圧力の落ち込みを抑えて、コート紙を使用した場合でも画像不良を防止することが可能となる。

本実施例では上記の充填率Ｓ／Ｓ０が０．７５（Ｓ１／Ｓ０＝０．２５）となるようにした。

一方、比較例として、図５、図６のような場合を検証した。図５は、充填率がＳ／Ｓ０＝０．３（Ｓ１／Ｓ０＝０．７）の場合の比較例１であり、図６は充填率がＳ／Ｓ０＝０．５（Ｓ１／Ｓ０＝０．５）の場合の比較例２である。

以上の実施例１、比較例１、２の定着ニップ圧力分布をニッタ株式会社製のタクタイルセンサシステムを用いて測定した。タクタイルセンサシステムは薄いフィルム上に圧力センサ素子が２次元配置されており、記録材搬送方向に１．０ｍｍピッチ、記録材搬送方向と垂直方向に６．６ｍｍピッチの測定が可能である。以下に示す定着ニップの圧力分布は記録材搬送方向に垂直な方向のセンサ素子の圧力を積算したものである。

この測定装置で実施例１、比較例１、２の定着ニップ圧力分布を測定すると、それぞれ図２の定着ニップ圧力分布となった。

つまり、定着ニップＮの記録材搬送方向に沿う実質的な圧分布が、定着ニップに沿って位置ｘの軸をとり、これに直交する軸に圧力Ｐをとり、圧力Ｐを位置ｘの関数Ｐ（ｘ）として、
ａ）定着ローラ５１と加圧パッド１００が定着ベルト５２を介して圧接されることによって形成されるニップ部での圧力が最大となる位置をＸ１とする。

ｂ）位置Ｘ１における圧力をＰ（Ｘ１）とする。

ｃ）定着ローラ５１と分離ローラ５６が定着ベルト５２を介して圧接されることによって形成されるニップ部での圧力が最大となる位置をＸ２とする。

ｄ）位置Ｘ２における圧力をＰ（Ｘ２）とする。

ｅ）位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の圧力をＰ（Ｘ）とする。

このとき、Ｐ（Ｘ）の最小値Ｐｍｉｎ（Ｘ）は表１のような圧力になった。

以上のような実施例１、比較例１、２の定着装置で以下のような比較実験を行った。

定着条件は、定着ローラ５１の表面温度を１７０℃に温調、定着ベルト５２の表面温度を１００℃〜１５０℃まで振り、プロセススピードは３００ｍｍ／ｓｅｃとした。

通紙する記録材Ｐおよび未定着トナーの条件は、透気度４５秒の普通紙６４ｇ／ｍ^２、透気度１０００秒のコート紙１０５ｇ／ｍ^２、透気度２００００秒のコート紙１４８ｇ／ｍ^２を使用した。これらのコート紙に対し各々未定着のベタ画像をのせて定着したところ、光沢ムラの発生状況は表２のような結果となった。なお、透気度はＪＩＳ Ｐ８１１１に準拠した方法で測定した。

なお、本例では、入口ローラ５５内にヒーターを設置し、このヒーターへの通電量を制御することにより定着ベルト５２の表面温度を所定の制御している。定着ベルト５２についての上記の表面温度の変更手段は１００℃〜１５０℃まで振れれば手段は上記の手段でなくても構わない。例えば、以下のような手段もある。定着ローラと定着ベルトが接離可能に構成され、独立に温度制御する。この状態で、定着ローラと定着ベルトを接触させ、直ぐに通紙することで所望の表面温度にすることが可能となる。また、定着ベルトの温度制御は、上記のように入口ローラ５５にヒーターを内臓してもよいし、定着ローラと定着ベルトの接離を制御して定着ローラから熱を受けて所望の表面温度にすることも可能である。

表２の結果より、普通紙６４ｇ／ｍ^２では実施例１、比較例１、２の全ての定着装置において光沢ムラは発生していないが、比較例１ではコート紙１で△レベル、コート紙２では×レベルとなった。比較例２ではコート紙１で○レベル、コート紙２で△レベルと、比較例１よりもレベルが良くなっている。実施例１ではコート紙１、コート紙２においても、光沢ムラは発生していないという結果となった。

以上から、分離ローラ５６と圧力付与部材である弾性部材１００の間の圧力の低下部分Ｐｍｉｎ（Ｘ）が大きいほど、光沢ムラの発生レベルは良くなり、
Ｐｍｉｎ（Ｘ）＝０．６×Ｐ（Ｘ１）
となると、光沢ムラは発生しなくなることが判った。

次に、本発明者が観察した比較例１、２の定着装置での空気の滞留を示唆する実験結果を示す。

図１２は空気の滞留跡を観察したものを表した図で、ベタの未定着トナーを載せた記録材を定着装置に通紙中に停止させたもので、図の上側が定着済み部、下側が未定着部である。その間の定着ニップ通過中の跡が定着装置を通紙中に停止させたことで過熱気味となり高温オフセットとなっている。この高温オフセット部で弾性部材部（圧力付与部材部）、分離ローラ部、弾性部材部と分離ローラ間の高温オフセットが軽微な部分がそれぞれ観察できる。つらら状の光沢ムラの下流で、かつ、弾性部材部と分離ローラ間の低圧力部に空気滞留の跡が見られる。滞留した空気は定着ローラ５１と記録材Ｐの間にあり、定着ローラ５１から記録材Ｐに熱伝導が無いため、高温オフセットが発生していないことがわかる。

以上の２つの実験結果から、前記充填率Ｓ／Ｓ０が
Ｓ／Ｓ０＝０．７５（Ｓ１／Ｓ０＝０．２５）
となるように滑性シート１０３を被覆した。

さらに、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の圧力をＰ（Ｘ）としたとき、定着ニップ内の圧力分布が以下の式を満足するように構成した。

Ｐ（Ｘ１）≦Ｐ（Ｘ２）
０．６＊Ｐ（Ｘ１）≦Ｐ（ｘ）≦Ｐ（Ｘ２）
このような式を満たす定着装置を用いることにより、コート紙等の透気度の低い用紙上の未定着トナー像を定着する場合においても、弾性部材１００と分離ローラ５６の境界領域に未定着トナー層内の空気が滞留することを防止できる。

従って空気が部分的に記録材Ｐと定着ローラ５１との界面に空隙を生じさせるとともに定着ローラ５１から記録材Ｐへの熱伝導を阻害し、空気の滞留部と非滞留部で該熱伝導が異なることで光沢が異なるという現象を防止することが可能になる。

本実施例２では、滑性シート１０３の被覆の仕方として、図８の（ａ）のようにした。つまり、滑性シート１０３の充填率Ｓ／Ｓ０が
Ｓ／Ｓ０＝０．８０（Ｓ１／Ｓ０＝０．２０）
となるように滑性シート１０３を被覆した。それ以外の構成は実施例１と同様とした。

以上の構成で実施例１と同様の定着ニップ圧力分布を測定すると、図８の（ｂ）の定着ニップ圧力分布となった。この時、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の圧力をＰ（Ｘ）とし、Ｐ（Ｘ）の最小値Ｐｍｉｎ（Ｘ）は
Ｐｍｉｎ（Ｘ）＝０．７×Ｐ（Ｘ１）
となった。

以上の構成で以下の比較実験を行った。定着条件は、定着ローラ５１の表面温度を１７０℃に温調、定着ベルト５２の表面温度を１００℃〜１５０℃まで振った。さらに、プロセススピードは３００ｍｍ／ｓｅｃとした。通紙する記録材Ｐは、透気度２００００秒のコート紙１４８ｇ／ｍ^２、透気度３００００秒のコート紙の坪量が３００ｇ／ｍ^２を使用した。そして各々の記録材に対し未定着のベタ画像をのせて定着したところ、光沢ムラの発生状況は表３のような結果となった。

表３の結果より、コート紙２では実施例１及び実施例２の定着装置において光沢ムラは発生してないが、特に透気度の高いコート紙３においては実施例１では△レベルであるのに対し、実施例２では○レベルになっており、光沢ムラは発生しないという結果となった。

以上の実験結果から、前記充填率Ｓ／Ｓ０が
Ｓ／Ｓ０＝０．８０（Ｓ１／Ｓ０＝０．２０）
となるように滑性シート１０３を被覆した。更に、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の圧力をＰ（Ｘ）としたとき、定着ニップ内の圧力分布が以下を満足するように構成した。

Ｐ（Ｘ１）≦Ｐ（Ｘ２）
０．７＊Ｐ（Ｘ１）≦Ｐ（ｘ）≦Ｐ（Ｘ２）
このような式を満たす定着装置を用いることにより、特に透気度の低い厚紙コート紙上の未定着トナー像を定着する場合においても、弾性部材部１００と分離ローラ５６の境界領域に未定着トナー層内の空気が滞留することを防止できる。

従って空気が部分的に記録材Ｐと定着ローラ５１との界面に空隙を生じさせるとともに定着ローラ５１から記録材Ｐへの熱伝導を阻害し、空気の滞留部と非滞留部で該熱伝導が異なることで光沢が異なるという現象を防止することが可能になる。

本実施例３では、滑性シート１０３の被覆の仕方として、図８の（ａ）のようにした。つまり、前記充填率Ｓ／Ｓ０が
Ｓ／Ｓ０＝０．８５（Ｓ１／Ｓ０＝０．１５）
となるように滑性シート１０３を被覆した。それ以外の構成は実施例１と同様とした。

以上の構成で実施例１と同様の定着ニップ圧力分布を測定すると、図８の（ｂ）の定着ニップ圧力分布となった。この時、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の圧力をＰ（Ｘ）とし、Ｐ（Ｘ）の最小値Ｐｍｉｎ（Ｘ）は
Ｐｍｉｎ（Ｘ）＝０．８×Ｐ（Ｘ１）
となった。

以上の構成で以下の比較実験を行った。定着条件は、定着ローラ５１の表面温度を１７０℃に温調、定着ベルト５２の表面温度を１００℃〜１５０℃まで振り、プロセススピードは３００ｍｍ／ｓｅｃとした。

このときの環境条件は、２３℃／５０％ＲＨ、２３℃／８０％ＲＨとした。通紙する記録材は、透気度３００００秒で、且つ、坪量が３００ｇ／ｍ^２のコート紙を使用した。そして、このコート紙に未定着のベタ画像をのせて定着したところ、光沢ムラの発生状況は表４のような結果となった。

表４の結果より、環境１では実施例１、実施例２の定着装置において光沢ムラは発生してない。一方、８０％ＲＨと高湿度の環境下においては、実施例２では△レベルになるのに対し、実施例３では○レベルになり、光沢ムラは発生しないという結果となった。

以上の実験結果から、
Ｓ／Ｓ０＝０．８５（Ｓ１／Ｓ０＝０．１５）
を満足するように滑性シート（低摩擦シート）１０３を被覆した。さらに、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の圧力をＰ（Ｘ）とたとき、定着ニップ内の圧力分布が以下を満足するように構成した。

Ｐ（Ｘ１）≦Ｐ（Ｘ２）
０．８×Ｐ（Ｘ１）≦Ｐ（ｘ）≦Ｐ（Ｘ２）
このような式を満たす定着装置を用いることにより、特に透気度の低い厚紙コート紙上の未定着トナー像を高湿度の環境下において定着する場合においても、画像不良の発生を防止できる。従って、定着ローラ５１から記録材Ｐへの熱伝導を阻害し、空気の滞留部と非滞留部で該熱伝導が異なることで光沢が異なるという現象を防止することが可能になる。

以上の各実施例によれば、定着ニップ領域内での定着ベルトと弾性部材と分離ローラとで囲まれた空間（断面）が滑性シートにて充分に充填されるように構成したことで、上記空間での圧力の落ち込みを抑えることができる。

これにより、このような空間の部分に空気が滞留することがなく、コート紙などの記録材を使用した場合であっても画像不良の発生を抑制することが可能となる。

具体的には、コート紙等の透気度の低い記録材上の未定着トナー像を定着する場合においても、このような空間の部分において定着ローラから記録材への熱伝導が阻害されることに伴う画像の光沢ムラの発生を抑制することができる。

実施例１の説明図である。 実施例１、比較例１、２の各定着装置における定着ニップの圧力分布を示す図である。 実施例１の定着装置の構成説明図である。 実施例１、２、３の圧力付与部材の構成説明図である。 比較例１の説明図である。 比較例２の説明図である。 実施例２の説明図である。 実施例３の説明図である。 従来例のベルトニップ方式の定着装置の構成説明図である。 従来例のローラ方式とベルトニップ方式の定着ニップの圧力分布を比較する説明図である。 画像不良のつらら状光沢ムラを示す図である。 つらら状光沢ムラの原因となる空気の滞留を示す図である。

符号の説明

５１：定着ローラ、５２：定着ベルト（エンドレスベルト）、５６：分離ローラ、５８：ハロゲンヒータ、１００：弾性部材部（圧力付与部材）、１０１：弾性層、１０２：ベースプレート、１０３：滑性シート（低摩擦シート）、１０４：金属製ロッド、Ｐ：記録材

Claims (5)

1. 記録材上の画像を加熱ニップにて加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体との間で前記加熱ニップを形成するエンドレスベルトと、前記加熱ニップにおいて前記加熱回転体に向けて前記ベルトを押圧するローラと、前記加熱ニップにおいて前記加熱回転体に向けて前記ベルトを押圧するパッドと、前記ベルトと摺動自在に設けられ前記パッドを覆うシートと、を有する画像加熱装置において、
   前記ベルトと前記ローラと前記パッドにより囲まれた空間の断面積をＳ０、前記ベルトと前記ローラと前記シートにより囲まれた空間の断面積をＳ１としたとき、
   ０＜Ｓ１／Ｓ０≦０．２５
   を満足することを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記パッドは、弾性体と、この弾性体の記録材搬送方向下流端に設けられた棒状部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記加熱ニップにおける記録材搬送方向の位置Ｘに対する圧力Ｐとし、更に、前記パッドによる圧力が最大となる位置をＸ１、この位置Ｘ１における圧力をＰ（Ｘ１）、前記ローラによる圧力が最大となる位置をＸ２、この位置Ｘ２における圧力をＰ（Ｘ２）、この位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の圧力をＰ（Ｘ）としたとき、
   Ｐ（Ｘ１）≦Ｐ（Ｘ２）
   ０．６×Ｐ（Ｘ１）≦Ｐ（Ｘ）≦Ｐ（Ｘ２）
   を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
4. 前記シートは樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
5. 前記装置は記録材上の未定着画像を定着することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。