JP2007292948A - 画像加熱装置及び加圧パッド - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトを用いて画像加熱ニップ部を長くする画像加熱装置構成とした場合であっても、簡易な構成で記録材搬送の安定性、特に記録材のシワ発生を防止した画像加熱装置を提供する。
【解決手段】エンドレスベルトと対向部材との間にニップ部Ｎを形成し、ニップ部Ｎで画像を担持した記録材Ｓを挟持搬送して加熱する画像加熱装置において、ニップ部Ｎの平面形状は、記録材搬送方向Ｃに関する幅Ｗが、記録材搬送方向に直交する方向の中央部から端部に向うにつれて記録材搬送方向上流側に広いこと。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録材に形成された画像を加熱する画像加熱装置、及びこれに用いられる加圧パッドに関する。

この画像加熱装置としては、例えば、記録材上の未定着トナー画像を加熱して定着させる定着装置や、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を増大させる光沢増大装置等を挙げることができる。

電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置においては、記録材（以下、シートと記す）上に未定着トナー画像を形成し、これを加熱溶融して定着させることにより画像を形成している。

このような定着装置としては様々な方式のものが提案されている。現在最も一般的な装置は、内部にヒータを有する加熱ローラ（定着ローラ）に加圧ローラを圧接して画像加熱ニップ部である定着ニップ部を形成し、定着を行うローラ定着方式である。これは、トナーに対し離型性を有する材料（シリコーンゴムやフッ素樹脂）で表面を形成した熱ローラの表面に対して加圧ローラを加圧接触した定着ニップ部に、未定着トナー画像を形成したシートを通過せしめることにより定着を行なうものである。

しかし、ローラ対で定着ニップ部を形成するため、シート搬送方向に関してニップ幅を大きくするためには、ローラ自体を大きくしなければならない。そのため、装置を高速化する場合や高光沢画像を得ようとした場合、定着装置自体が大きくなるという問題があった。

そこで、近年、定着部材や加圧部材としてベルトを使用することで、装置を大きくせず、シート搬送方向に長いニップ幅を形成できる定着装置が注目されている。

このようなベルトを使用した定着装置は、例えば特許文献１、２、３に開示されている。例えば、特許文献１に示された定着装置では、定着ローラに向けて加圧ベルトを分離ローラと加圧パッドにより加圧することで定着ニップ部を形成し、高速定着を可能としている。
特開平５−１５０６７９号公報 特開平１０−２２８１９９号公報 特開２００２−３７２８８７号公報

しかしながら、特許文献１、２、３の構成の場合には、定着ニップ部の入口側を形成するための加圧パッドの形状が長方形状とされているため、シートにシワが発生するなどのシート搬送不良が生じてしまった。

そこで、本発明の目的は記録材の搬送不良の発生を抑制することである。

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、記録材上の画像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、この加熱回転体との間で前記ニップ部を形成するベルトと、このベルトを前記ニップ部にて加圧する加圧パッドと、を有する画像加熱装置において、前記ニップ部の形状は記録材搬送方向と直交する方向の両端側を中央部よりも記録材搬送方向上流側に突出させた形状とされていることを特徴とする。

また、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他の代表的な構成は、記録材上の画像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、この加熱回転体との間で前記ニップ部を形成するベルトと、このベルトを前記ニップ部にて加圧する加圧パッドと、を有する画像加熱装置において、前記ニップ部は記録材の幅方向両端側を中央部よりも先に挟持するように形成されていることを特徴とする。

さらに、上記の目的を達成するための本発明に係る加圧パッドの代表的な構成は、記録材上の画像を加熱するベルトをニップ部にて加圧する加圧パッドであって、弾性体と、この弾性体を支持する支持台と、を有する加圧パッドにおいて、前記弾性体の短手方向一端側の形状は長手方向両端側を中央部よりも短手方向に長くした形状とされていることを特徴とする。

本発明によれば、記録材の搬送不良の発生を抑制することができる。

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、実施例は、本発明を適用できる実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の変形が可能である。

（第１実施例）
（１）画像形成部
図３は、本発明に従う画像加熱装置を定着装置Ａとして搭載した画像形成装置の一例の概略構成を示す断面模式図である。

この画像形成装置１は電子写真レーザープリンタであり、像担持体として感光体ドラム（以下、ドラムと記す）２を備えている。ドラム２は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動され、その外面が帯電器３によって所定の極性・電位に一様に帯電される。その一様帯電面に対してレーザースキャナ（露光装置）４により画像情報のレーザー走査露光５がなされる。これにより、ドラム２の面には走査露光した画像情報の静電潜像が形成される。その静電潜像が現像器６によってトナー画像として現像される。そのトナー画像が、ドラム２と転写ローラ７との当接部である転写部において、該転写部に導入された記録材（以下、シートと記す）Ｓに対して順次に静電転写される。

シートＳは装置下部の給紙カセット９内に積載収納されている。所定の給紙タイミングで給紙ローラ１０が駆動されると、給紙カセット９内のシートが１枚分離給紙されて、搬送路１０ａを通ってレジストローラ対１１に至る。レジストローラ対１１はシートＳの先端部を受け止めてシートの斜行修正をする。また、ドラム２上のトナー画像の先端部が転写部に到達したときにシートの先端部も転写部に丁度到達するタイミングとなるように、ドラム２上のトナー画像と同期をとって、シートＳを転写部に給送する。

転写部を通ったシートＳはドラム２の面から分離されて、定着装置Ａへと搬送される。この定着装置ＡによりシートＳ上の未定着トナー画像が加熱・加圧により永久固着画像としてシート面に定着される。そして、そのシートが搬送路１０ｂを通って排出ローラ対１２によって装置上部の排出トレイ１３へ搬送排出される。

また、シート分離後のドラム２の面はクリーニング装置８によって転写残トナー等の残留付着物が除去されて清掃され、繰り返して作像に供される。

（２）定着装置Ａ
図１は本実施例に係わる定着装置Ａの要部の横断面模型図である。２１は加熱回転体（第１の回転体）としての定着ローラ、２２はベルトアセンブリであり、第２の回転体としての加圧ベルト２３を有する。定着ローラ２１とベルトアセンブリ２２は上下に並行に配列して、かつ圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させている。

ここで、定着装置の構成部材に関して、長手方向とは、シートの搬送路面内においてシート搬送方向に直交する方向に並行な方向である。また、短手方向とは、シートの搬送路面内においてシート搬送方向に並行な方向である。上流側と下流側とは、シート搬送方向に関して上流側と下流側である。シートの幅または通紙幅とは、シート搬送方向に直交する方向のシート寸法である。

定着ローラ２１は、外径が４０ｍｍで、厚みが１ｍｍのアルミニウム製の中空ローラを基体２１ａとし、その外周面に厚さ５００ｍｍの弾性層２１ｂを設け、更にその外周面に厚さ３０μｍの表面離型層２１ｃを設けたものである。弾性層２１ｂの材料としては、公知の弾性材料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本実施例では、シリコーンゴムを用いており、硬度はＪＩＳ−Ａ１０度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。離型層２１ｃの材料としては、例えば、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素樹脂等を用いることができる。

定着ローラ２１は、両端部をそれぞれ軸受部材を介して装置フレーム（不図示）に対して回転自由に支持させて配設してあり、駆動モータＭの駆動力を動力伝達機構（不図示）を介して受けて、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ２１の中空部内にはローラ加熱手段としてハロゲンヒータＨを挿入して配設してある。ヒータＨは給電部１０１から電力供給を受けて発熱し、その発熱により定着ローラ２１が内側から加熱される。本実施例ではヒータＨへの入力電力が８００Ｗとなるとなるよう設定した。そして定着ローラ２１の表面温度が、定着ローラ２１の表面に接触あるいは近接させて配設した温度検知手段としてのサーミスタＴＨにより検知され、サーミスタＴＨから制御回路部１００へローラ表面温度に関する電気的情報が入力する。制御回路部１００は、サーミスタＴＨから入力するローラ表面温度に関する電気的情報が所定の定着温度に対応したものに維持されるように、給電部１０１からヒータＨへの供給電力を制御してローラ表面温度を所定の定着温度に温調する。

ベルトアセンブリ２２は、可撓性を有するエンドレスの加圧ベルト２３と、加圧ベルト２３の内側に挿入したベルトガイド部材２４と、ベルトガイド部材２４に保持させた加圧部材としての加圧パッド２５を有している。

加圧ベルト２３は、内径が４０ｍｍで、厚みが７５μｍのポリイミドベルトを基層とし、その外周面に離型層として３０μｍ厚のＰＦＡチューブを積層して設けた、全体に可撓性を有する耐熱性ベルトである。

ベルトガイド部材（以下、ガイド部材と記す）２４は、加圧ベルト２３にルーズに内嵌して加圧ベルト２３の回転をガイドする、剛性を有する耐熱性樹脂成形体である。

加圧パッド２５は、金属製の支持台（基体）２５ａ、本実施例ではステンレス支持台上に、弾性体２５ｂを設けた細長い部材である。弾性体２５ｂは、定着ローラ２１の弾性層２１ｂと同様に公知の弾性材料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本実施例では、弾性体２５ｂとして、硬度ＪＩＳ−Ａ１０度、熱伝導率０．８Ｗ／ｍＫのシリコーンゴムを用い、厚みは３．０ｍｍである。加圧パッド２５は、ガイド部材２４の上面側に該部材の長手に沿って設けた溝部に支持台２５ａ部分を嵌め込んで、ガイド部材２４に保持させてある。

そして、上記のベルトアセンブリ２２を、加圧パッド２５側を上向きにして、定着ローラ２１の下側に、かつ定着ローラ２１に並行に配列し、ガイド部材２４の長手方向両端部の被支持部２４ａをそれぞれ加圧機構（不図示）に支持させてある。ガイド部材２４は加圧機構により所定の押し上げ力Ｆをもって押し上げ附勢されて、加圧パッド２５の弾性体２５ｂが加圧ベルト２３を挟んで定着ローラ２１の下面に圧接する。これにより、定着ローラ２１と加圧ベルト２３との間に定着ニップ部Ｎが形成される。

加圧ベルト２３は、定着ローラ２１が回転駆動されると、定着ニップ部Ｎにおいて回転力を受けて、ベルト内面が加圧パッド２５の弾性層２１ｂの表面に密着して摺動しながら、矢印の反時計方向に従動回転する。この加圧ベルト２３の従動回転時のベルト内面と加圧パッド２５との摺動抵抗を低減させるために、加圧ベルト２３の内面にシリコーンオイルあるいはグリス等の潤滑剤を塗布する手段（不図示）を配設してある。

定着ローラ２１が回転駆動され、かつ所定の定着温度に温調されている状態において、画像形成部側から定着装置Ａの定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像Ｔを担持したシートＳが入口ガイド２６に案内されて導入されて、定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。記録材Ｓは、未定着トナー画像を担持した面を、定着ローラ２１側にして導入される。ＣはシートＳの搬送方向である。この挟持搬送過程において、シートＳ上の未定着トナー画像Ｔが定着ローラ２１の熱と定着ニップ部Ｎの圧力によりシートＳ面に永久固着画像として定着される。定着ニップ部Ｎを出たシートＳは定着ローラ２１の面から分離して排出搬送される。定着ローラ２１の弾性層２１ｂは定着ニップ部Ｎにおいてニップ圧により弾性変形する。この弾性層２１ｂの弾性変形により、定着ニップ部Ｎのシート出口部においてシートＳの定着ローラ２１への巻きつきを防止し、定着ローラ２１からの良好なシート分離性能を得ことができる。

図２の（ａ）は、加圧パッド２５の平面模型図である。本実施例の加圧パッド２５は、加圧面の平面形状に関して、シート搬送方向Ｃに関する幅Ｗを、長手方向中央部から端部に向かうにつれてシート搬送方向上流側に広くてある。すなわち、弾性体２５ｂの短手方向一端側の形状は長手方向両端側を中央部よりも短手方向に長くした形状とされている。また、シート搬送方向下流側の辺２５ｃが長手方向に略直線である。より具体的には、長手方向中央部の幅Ｗ１を７ｍｍ、端部の幅Ｗ２を８ｍｍに設定し、中央部から端部にかけて線形的（直線的）に幅が広くなる構成となっている。

図２の（ｂ）はこの加圧パッド２５を用いて形成される定着ニップ部Ｎの平面模型図である。定着ニップ部Ｎの平面形状は、加圧ベルト２３が可撓性を有し、肉薄であることから、加圧パッド２５の上記（ａ）の加圧面の平面形状に略倣った形状になる。

すなわち、定着ニップ部Ｎの形状はシート搬送方向と直交する方向の両端側を中央部よりもシート搬送方向上流側に突出させた形状とされている。また、定着ニップ部Ｎのシート出口側の形状はシート搬送方向に直交する方向に実質的に沿った形状とされている。より具体的には、定着ニップ部Ｎの平面形状は、シート搬送方向Ｃに関する短手方向幅が、長手方向中央部から端部に向かうにつれてシート搬送方向上流側に広い。かつシート搬送方向下流側の辺が長手方向に略直線である。なお、加圧パッド２５で形成される定着ニップ部Ｎの長手方向の寸法は、シートＳの最大通紙幅寸法よりも大きく設定してある。

このような定着ニップ部Ｎの平面形状により、画像形成部から定着装置Ａの定着ニップ部Ｎに導入されたシートＳは、その先端部が定着ニップ部Ｎへ突入するとき、必ずシート幅方向の端部から定着ニップＮに入ることとなる。すなわち、定着ニップ部ＮはシートＳの幅方向両端側を中央部よりも先に挟持するように形成されている。

そのため、定着ニップ部Ｎの上流側（例えばＢ位置）では、シートＳの幅方向端部が定着ニップ部Ｎに入っている領域Ｄにはシート搬送力Ｖが発生している。一方、シートＳの幅方向中央部が定着ニップ部Ｎに入っていない領域Ｅではほとんどシート搬送力は無い。つまり、定着ニップ部Ｎの上流側すなわちシート入口側では、シート先端部のニップ進入部であるシート端部が、ニップ未進入部であるシート中央部に対して相対的に搬送速度が大きくなる。

このとき、シートＳの上記のニップ進入部と未進入部の相対速度差により、定着ニップ部Ｎの上流側近傍のシート部分には未進入部端を中心に外方への回転モーメントが生じる。これにより、シートＳは中部から端部方向へ伸ばされて、その結果、定着ニップ部Ｎで搬送されるシートＳにはシワが発生することなく、安定したシート搬送が可能となる。すなわち、定着ニップ部におけるシート搬送スピードをシート幅方向両端部で速く、中央部で遅くして、図２の（ｃ）に示すように、シートＳを両側に引っ張る力Ｍを生じさせ、これによりシートシワの発生を防ぐのである。

以上説明したように、本実施例においては、定着ニップ部Ｎを形成する加圧パッド２５の加圧面の平面形状に関して、シート搬送方向Ｃに関する幅Ｗを、長手方向中央部から端部に向かうにつれてシート搬送方向上流側に広く構成している。すなわち、弾性体２５ｂの短手方向一端側の形状は長手方向両端側を中央部よりも短手方向に長くした形状とされていて、長手方向中央部から端部に行くに従い徐々に短手方向に長くした形状とされている。これにより、定着ニップ部Ｎに突入したシートＳに、その幅方向の中央部から端部方向に引き伸ばし力Ｍが発生し、シートシワの発生を防止することが可能となる。

（第２実施例）
本実施例では、図４の（ａ）のように、加圧パッド２５の幅Ｗを、長手方向中央部から端部にかけて非線形形状でシート搬送方向上流側に広くしたことが特徴である。

一般的にシートシワは、幅が広いシートの方が発生しやすく、幅が狭いシートの方が発生しにくい。そのため、幅が広いシートほど、上記のように作用する引っ張り力Ｍが大きいことが好ましい。

本実施例では加圧パッド２５は、長手方向中央部の幅Ｗ１が７．０ｍｍ、端部の幅Ｗ２が８．０ｍｍで、中央部から端部に双曲線形状で幅がシート搬送方向上流側に広くなる構成となっている。

その結果、通紙されるシートが幅広なものであるほど、上記のように作用する引っ張り力Ｍが大きくなることとなる。

以上説明したように、本実施例においては、定着ニップ部Ｎを形成する加圧パッド２５の幅が、長手方向中央から端部にかけて双曲線形状で広く構成されることで、通紙されるシートＳの幅が広いものほどの端部方向へ大きな引き伸ばし力Ｍが発生する。その結果、シートサイズに対応した引っ張り力によりシートシワの発生を防止することが可能となる。

（第３実施例）
図５は本実施例に係わる定着装置Ａの要部の横断面模型図である。図６は図５の部分的拡大図である。

３１は定着ベルトアセンブリであり、加熱回転体としての定着ベルト３２を有する。３７は加圧ベルトアセンブリであり、加圧回転体としての加圧ベルト３８を有する。定着ベルトアセンブリ３１と加圧ベルトアセンブリ３３は上下に配列して、かつ定着ベルト３２と加圧ベルト３８を圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させている。定着ベルト３２と加圧ベルト３８によって定着ニップ部Ｎの幅（シート搬送方向に関して）を広くすることで、第１又は第２実施例で説明した利点を損なわずに高速で定着することが可能になるものである。

定着ベルトアセンブリ３１は、誘導加熱される、エンドレスで可撓性の定着ベルト３２と、ベルト懸架部材としての定着ローラ３３および定着テンションローラ３４と、定着ベルト３１を加圧ベルト３８に向けて加圧する固定の定着パッド３５を有する。また、定着ベルトアセンブリ３１は、定着ベルト３２を誘導加熱する加熱源としてのコイルユニット３６を有する。

定着ベルト３２は、金属層を基層とし、その外周面に弾性層と表面離型層を、内周面に定着ベルト内包物との摺動摩擦を低下させるための樹脂層を形成した、全体に可撓性を有するエンドレスベルト体である。具体的には、基層としての金属層は、電気鋳造法によって製造した、内径が４０ｍｍ・厚み５０μｍのエンドレスで可撓性のニッケルベルト体である。弾性層は耐熱性シリコーンゴム層であり、厚みは１００〜１０００μｍの範囲で選択可能である。定着ベルト３１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、本実施例では、弾性層は５００μｍの厚みで設けられている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ１０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。表面離型層は、３０μｍの厚みのフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）である。基層内面の樹脂層は、厚さ１０〜５０μｍのフッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層である。本実施例では、ポリイミド層を厚さ２０μｍで設けた。

上記の定着ベルト３２は、装置フレーム（不図示）に対して回転自由に支持させて配設した、ベルト懸架部材としての定着ローラ３３と定着テンションローラ３４によって張架されている。定着ローラ３３は、長手方向中央部の径が１６ｍｍで、両端部の径が１４ｍｍであるクラウン形状の鉄合金製の芯金３３ａに、シリコーンゴムスポンジ層３３ｂが設けた、外径２０ｍｍの弾性ローラである。シリコーンゴムスポンジ層３３ｂは、定着ローラ３３の熱伝導率を小さくして定着ベルト３２からの熱伝導を少なくする。長手方向中央部での定着ローラ３３の硬度はＡＳＫ−Ｃ硬度計で約６０度である。芯金３３にクラウンのテーパー形状をつけているのは、加圧ローラ３９を押し付けて加圧した時に定着ローラ３３が撓んでも加圧ローラ３９との圧接部の幅を長手方向にわたって均一にするためである。定着テンションローラ３４は外径２０ｍｍ・肉厚１ｍｍの鉄合金製中空ローラである。

加圧ベルトアセンブリ３７は、エンドレスで可撓性の加圧ベルト３８と、ベルト懸架部材としての加圧ローラ３９および加圧テンションローラ４０と、加圧ベルト３８を定着ベルト３２に向けて加圧する加圧パッド４１を有する。

加圧ベルト３８は、第１実施例の加圧ベルト２３と同様に、内径が４０ｍｍで、厚みが７５μｍの円筒状のポリイミドベルトを基層とし、その外周面に離型層として３０μｍ厚のＰＦＡチューブを積層して設けた、全体に可撓性を有する耐熱性ベルトである。加圧ベルト３８は、装置フレーム（不図示）に対して回転自由に支持させて配設した、ベルト懸架部材としての加圧ローラ３９と加圧テンションローラ４０によって張架されている。加圧ローラ３９と加圧テンションローラ４０外径２０ｍｍ・肉厚１ｍｍの鉄合金製中空ローラである。

そして、加圧ローラ３９を、該ローラの両端部を加圧機構（不図示）により矢印Ｐの方向に押し上げ附勢して、加圧ベルト３８と定着ベルト３２を挟んで定着ローラ３３に対して所定の加圧力で圧接させてある。また、加圧パッド４１を加圧機構（不図示）により矢印Ｑの方向に押し上げ附勢して、加圧ベルト３８と定着ベルト３２を挟んで固定の定着パッド３５に対して所定の加圧力で圧接させてある。また、図６のように、加圧パッド４１の最下流先端部にはパッド長手に沿ってＳＵＳからなるφ０．８のワイヤー４１ｃが加圧ローラ３９と加圧ベルト３８の内面とに滑性（摺動性）を有する摺動シート４１ｄを介して圧接するように配置されている。

上記の加圧ローラ３９と加圧パッド４１の押圧力により加圧ローラ３９と加圧パッド４１との間で定着ベルト３２と加圧ベルト３８が圧接して定着ニップ部Ｎが形成される。本実施例での定着ニップ部Ｎの幅（シート搬送方向に関して）は１５ｍｍである。

図７に、加圧ローラ３９と加圧パッド４１とで形成された定着ニップ部Ｎのシート搬送方向に関する圧力分布を示す。加圧ローラ３９と加圧パッド４１の間で圧力が連続的に発生していることが分かる。これにより、画像ズレ等の画像不良を防止することが可能となる。また、加圧ローラ３９を剛体により構成したことで、定着ニップ部Ｎのシート出口近傍でシート分離性を確保できる圧力を十分に確保可能となる。

定着ローラ３３は駆動ローラとして駆動源（モータ）Ｍから不図示の駆動ギア列を介して駆動力が入力されて矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。この定着ローラ３３の回転駆動により定着ベルト３２も回転する。定着ベルト３２は定着ローラ３３のシリコーンゴムスポンジ表面と定着ベルト内周面のポリイミド層との摩擦によって良好に回転する。定着テンションローラ３４は定着ベルト３２の回転に従動して回転する。また、加圧ベルト３８は定着ベルト３２の回転に従動して回転する。加圧ローラ３９と加圧テンションローラ４０は加圧ベルト３８の回転に従動して回転する。

定着ベルト３２の加熱源としてのコイルユニット３６は、誘導加熱コイル３６ａを有する。コイル３６ａは、発生した磁界が定着ベルト３２の金属層以外に漏れないように磁性体コア３６ｂで覆われており、更に電気絶縁性の樹脂によって、コイル３６ａと磁性体コア３６ｂは一体でモールド３６ｃされている。そして、コイルユニット３６は、定着ベルト３２の外面に対して所定の僅少な隙間を存して対向させて配設してある。定着ベルト３２とコイル３６ａは０．５ｍｍのモールドにより電気絶縁の状態を保ち、定着ベルト３２とコイル３６ａとの間隔は１．５ｍｍ（モールド表面と定着ベルト表面の距離は１．０ｍｍ）で一定であり、定着ベルト３２は均一に加熱される。コイル３６ａは、シートＳの長手方向に沿っての長さが、画像形成に供される最大通紙幅のシートＳのその通紙幅よりも長くなるように形成されている。

定着ローラ３３が回転駆動された状態、即ち、定着ベルト３２と加圧ベルト３８が回転している状態において、励磁回路１０２からコイル３６ａに２０〜５０ｋＨｚの高周波電流がながされて、定着ベルト３２の金属層が誘導発熱して定着ベルト３２が加熱される。そして、定着ベルト３２の表面温度が、定着ベルト３２の表面に接触あるいは近接させて配設した温度検知手段としてのサーミスタＴＨにより検知され、サーミスタＴＨから制御回路部１００へローラ表面温度に関する電気的情報が入力する。制御回路部１００は、サーミスタＴＨから入力する定着ベルト表面温度に関する電気的情報が所定の定着温度に対応したものに維持されるように、励磁回路１０２からコイル３６ａへの供給電力を制御して定着ベルト表面温度を所定の定着温度に温調する。

定着ベルト３２が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、画像形成部から定着ニップ部Ｎに、未定着トナー画像Ｔを有する記録材Ｓが入口ガイド４２に案内されて導入される。記録材Ｓは、未定着トナー画像を担持した面を、定着ベルト３２側に向けて導入される。そして、記録材Ｓの未定着トナー画像Ｔが定着ベルト３２の外周面に密着したまま挟持搬送されていくことにより、定着ベルト３２から熱が付与され、また加圧力を受けて記録材Ｓの表面に定着される。

また、定着ベルト３２内の定着ローラ３３がゴム層３３ｂを有する弾性ローラであり、加圧ベルト３８内の加圧ローラ３９は鉄合金製の剛性ローラであるため、定着ベルト３２と加圧ベルト３８との定着ニップ部出口では定着ローラ３３の変形が大きくなっている。その結果、定着ベルト３２も大きく変形し、トナー画像を担持した記録材Ｓは定着ベルト３２から自らのこしにより曲率分離される。

本実施例の定着装置Ａにおいて、加圧パッド４１は、基本的には、第１実施例もしくは第２実施例における加圧パッド２５と同様に、金属（本実施例ではステンレスを使用）の支持台４１ａ上に、弾性体４１ｂを設けたものである。本実施例においては、前記のように、これに更に、加圧パッド４１の最下流先端部にパッド長手に沿ってＳＵＳからなるφ０．８のワイヤー４１ｃを具備させている。また、弾性体４１ｂを被わせて摺動シート４１ｄを具備させている。

弾性体４１ｂは定着ローラ３３の弾性層３３ｂと同様に公知の弾性材料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。硬度はＪＩＳ−Ａ１０度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫのシリコーンゴムを用い、厚みは３.０ｍｍである。また、加圧パッド４１の加圧面の平面形状に関しては、第１実施例もしくは第２実施例における加圧パッド２５と同様にしてある。すなわち、シート搬送方向Ｃに関する幅Ｗを、長手方向中央部から端部に向かうにつれてシート搬送方向上流側に広くし、かつシート搬送方向下流側の辺が長手方向に略直線である。より具体的には、長手方向中央部の幅Ｗ１を７ｍｍ、端部の幅Ｗ２を８ｍｍに設定し、中央部から端部にかけて双曲線形状に幅が広くなる構成となっている。

以上の構成をとることで、第１、２実施例の場合と同様に、シートＳには定着ニップ入口近傍でシート端部方向に引っ張り力が発生し、シートシワが防止できるとともに、省スペースで高速定着を行うのに十分な定着ニップを形成することが可能となる。

図８は、第３実施例の誘導加熱方式の定着装置について、定着ベルト３２を、第１実施例の定着ベルト２３と同様の層構成のものにした。すなわち、ポリイミドベルトを基層とし、その外周面に離型層として３０μｍ厚のＰＦＡチューブを積層して設けた、全体に可撓性を有する耐熱性ベルトにした。また、コイルユニット３６を無しにし、その代わりに、定着テンションローラ３４の内空部にハロゲンヒータＨを挿入して配設した。このハロゲンヒータＨにより定着テンションローラ３４を加熱し、このローラ３４を加熱ローラとして定着ベルト３２を加熱する定着装置構成にした。このような定着装置構成においても、第３実施例の定着装置と同様の効果が得られることは言うまでも無い。

また、第３本実施例では、加圧ローラ３９と加圧パッド４１にて加圧を行い、定着ニップを形成したが、固定パッドを複数個用いても同様の効果が得れることは言うまでも無い。

定着パッド３５、または定着パッド３５と加圧パッド４０の両方について、第１実施例または第２実施例の加圧パッド２５で説明した加圧面形状にする構成ににすることもできる。

ここで、本発明の画像加熱装置は、第１〜第３実施例のような画像加熱定着装置としてばかりではなく、その他、例えば、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する装置、仮定着する装置等としても使用できる。

第１実施例の定着装置の要部の横断面模型図である。 加圧パッドの特徴的構成を説明する図である。 画像形成装置の一例の概略構成を示す断面模式図である。 第２実施例の加圧パッドの特徴的構成を説明する図である。 第３実施例定着装置の要部の横断面模型図である。 図５の部分的拡大図である。 第３実施例のニップ内圧力分布図である。 第３実施例の定着装置の変形例装置の横断面模型図である。

符号の説明

２１・・定着ローラ、２２・・加圧ベルトアセンブリ、２３・・加圧ベルト、２４・・ベルトガイド部材、２５・・加圧パッド部材、Ｎ・・定着ニップ部、３１・・定着ベルトアセンブリ、３２・・定着ベルト、３３・・定着ローラ、３４・・定着テンションローラ、３５・・定着パッド、３６・・コイルユニット、３７・・加圧ベルトアセンブリ、３８・・加圧ベルト、３９・・加圧ローラ、４０・・加圧テンションローラ、４１・・加圧パッド

Claims (7)

1. 記録材上の画像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、この加熱回転体との間で前記ニップ部を形成するベルトと、このベルトを前記ニップ部にて加圧する加圧パッドと、を有する画像加熱装置において、
   前記ニップ部の形状は記録材搬送方向と直交する方向の両端側を中央部よりも記録材搬送方向上流側に突出させた形状とされていることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記ニップ部の形状は記録材搬送方向と直交する方向の中央部から端部へ行くに従い徐々に記録材搬送方向上流側に突出させた形状とされていることを特徴とする請求項１の画像加熱装置。
3. 前記ニップ部の出口側の形状は記録材搬送方向に直交する方向に実質的に沿った形状とされていることを特徴とする請求項１又は２の画像加熱装置。
4. 前記加熱回転体は前記ニップ部を形成するベルトとこのベルトを前記加圧パッドとの間で挟むようにして加圧する加圧パッドとを有することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像加熱装置。
5. 記録材上の画像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、この加熱回転体との間で前記ニップ部を形成するベルトと、このベルトを前記ニップ部にて加圧する加圧パッドと、を有する画像加熱装置において、
   前記ニップ部は記録材の幅方向両端側を中央部よりも先に挟持するように形成されていることを特徴とする画像加熱装置。
6. 記録材上の画像を加熱するベルトをニップ部にて加圧する加圧パッドであって、弾性体と、この弾性体を支持する支持台と、を有する加圧パッドにおいて、
   前記弾性体の短手方向一端側の形状は長手方向両端側を中央部よりも短手方向に長くした形状とされていることを特徴とする加圧パッド。
7. 前記弾性体の短手方向一端側の形状は長手方向中央部から端部に行くに従い徐々に短手方向に長くした形状とされていることを特徴とする請求項６の加圧パッド。