JP2011043608A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ロールと加圧ロールとの圧接部の下流側においてベルト部材の外表面を加圧ロールに押圧するようにベルト押圧部材を設けた定着装置又はこのような定着装置を有する画像形成装置に関し、定着処理の過程における記録材に対する紙しわの発生を抑える技術を提案する。
【解決手段】回転可能な定着ロール６１１と、定着ロール６１１に張架される定着ベルト６１０と、定着ベルト６１０を介して定着ロール６１１を加圧する加圧ロール６２と、定着ロール６１１と加圧ロール６２との圧接部の下流側において、定着ベルト６１０の内側から定着ベルト６１０の外表面を加圧ロール６２に押圧する部材であり、その圧力分布が定着ベルト６１０の軸方向中央部より端部の方が低くなるように押圧する剥離パッド６４と、を備えた定着装置６０を用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、例えば、トナー像が転写された記録材に対して加熱および加圧を行い、トナー像を記録材に定着させる定着処理が行われる。
定着処理に用いられる定着装置としては、例えば、ヒータ等の加熱源により加熱されるとともに定着ロールにより回転可能に張架されたベルト部材と、このベルト部材を介して定着ロールを加圧する加圧ロールとにより構成されたものが挙げられる。このような定着装置では、定着ロールと加圧ロールとの圧接部において、記録材に対して加熱および加圧処理を行うニップ部が形成され、記録材に転写されたトナー像は、当該記録材がニップ部を通過する過程で加熱および加圧作用を受けて当該記録材に定着される。

このようなベルト部材を用いた定着装置に関し、例えば、定着ベルトと加圧ロールとの圧接部の下流側に、定着ベルトの外表面を加圧ロールに押圧するように剥離パッドを設ける構成が開示されている（特許文献１参照）。
また、例えば、剥離パッドが定着ベルトを介して加圧ロールを押圧した際の押圧加重の均一化を図る均一化手段を設ける構成が開示されている（特許文献２参照）。

特開２００７−０５７６８２号公報 特開２００８−１２２８４９号公報

本発明は、定着ロールと加圧ロールとの圧接部の下流側においてベルト部材の外表面を加圧ロールに押圧するようにベルト押圧部材を設けた定着装置又はこのような定着装置を有する画像形成装置に関し、定着処理の過程における記録材に対する紙しわの発生を抑える技術を提案することを目的とする。

第１の本発明は、回転可能な定着ロールと、前記定着ロールに張架されるベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記定着ロールを加圧する加圧ロールと、前記定着ロールと前記加圧ロールとの圧接部の下流側において、前記ベルト部材の内側から前記ベルト部材の外表面を前記加圧ロールに押圧する部材であり、その圧力分布が前記ベルト部材の軸方向中央部より端部の方が低くなるように押圧するベルト押圧部材と、を備えたことを特徴とする定着装置である。

第２の本発明は、第１の本発明において、前記ベルト押圧部材は、前記ベルト部材の軸方向中央部に面する部分を端部に面する部分より前記ベルト部材側に張り出した形状である、ことを特徴とする。

第３の本発明は、トナー像を形成する形成手段と、前記形成手段により形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記転写手段により転写されたトナー像を記録材に定着させる定着手段と、を有し、前記定着手段は、回転可能な定着ロールと、前記定着ロールに張架されるベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記定着ロールを加圧する加圧ロールと、前記定着ロールと前記加圧ロールとの圧接部の下流側において、前記ベルト部材の内側から前記ベルト部材の外表面を前記加圧ロールに押圧する部材であり、その圧力分布が前記ベルト部材の軸方向中央部より端部の方が低くなるように押圧するベルト押圧部材と、を備え、記録材に転写されたトナー像に前記ベルト部材を介して熱および圧力を加えて当該記録材にトナー像を定着させる、ことを特徴とする画像形成装置である。

第４の本発明は、第３の本発明において、前記ベルト押圧部材は、前記ベルト部材の軸方向中央部に面する部分を端部に面する部分より前記ベルト部材側に張り出した形状である、ことを特徴とする。

第１の本発明によると、本構成を採用しない場合に比較して、定着処理の過程における記録材に対する紙しわの発生を抑えた定着装置を提供することができる。

第２の本発明によると、定着装置に設けられた剥離部材の形状を工夫するだけで、記録材に対する紙しわの発生を効果的に抑えることができる。

第３の本発明によると、本構成を採用しない場合に比較して、定着処理の過程における記録材に対する紙しわの発生を抑えた画像形成装置を提供することができる。

第４の本発明によると、画像形成装置の定着手段に設けられた剥離部材の形状を工夫するだけで、記録材に対する紙しわの発生を効果的に抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の概略構成を示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係るニップ部の近傍領域を表す概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着プロセスの概略を示した図である。 フレア形状の加圧ロールを用いる場合の用紙搬送速度分布および用紙に働く力の概略を示した図である。 フレア形状の剥離パッドを用いる場合の用紙搬送速度分布の概略を示した図である。 フレア形状の剥離パッドを用いる場合の用紙搬送速度分布および用紙に働く力の概略を示した図である。 クラウン形状の剥離パッドを用いる場合の用紙搬送速度分布および用紙に働く力の概略を示した図である。

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。
なお、以下の説明では、本実施の形態が適用される画像形成装置を構成する部材およびその部材の材質・厚さ・硬度等を例示しているが、このような構成に限定するものではなく、使用目的や使用条件等の装置設計条件に応じた構成を採用すればよい。
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、など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）、黒（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に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、その体積抵抗率は１０^６〜１０^１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に予め定められた速度で循環駆動（回転走行）されている。この各種ロールとしては、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を回転走行させる駆動ロール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が配設されている。

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。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性体層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７〜１０^９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。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のトナー像保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。バックアップロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０^７〜１０^１０Ω／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定される。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の対向電極をなし、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が隣接して配置されている。

一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性体層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７〜１０^９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。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特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を収容する用紙収容部５０、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｐを制御部４０により指示された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へと送り込む用紙搬送路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により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。画像処理装置では、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の現像器１４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と逆極性（プラス極性）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、用紙収容部５０から制御部４０により指示されたサイズの用紙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、用紙搬送路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、トナー像が保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と同極性（マイナス極性）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上に保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における搬送速度に合わせて、用紙Ｐを最適な搬送速度で定着装置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による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収容部（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の回転走行に伴って搬送され、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の概略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とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール６１は、一構成例として、矢印Ｄ方向に回転する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を張架する張架ロール６１２、外側から定着ベルト６１０を張架する張架ロール６１３、定着ロール６１１と張架ロール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とが圧接する領域であるニップ部Ｎ内の下流側領域であって、定着ロール６１１の近傍位置に配置されたベルト押圧部材の一例としての剥離パッド６４、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架する張架ロール６１５により主要部が構成されている。

定着ベルト６１０は、周長３１４ｍｍ、幅３４０ｍｍのフレキシブルなエンドレスベルトであって、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、さらに弾性体層の上に、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）チューブで形成された離型層とからなる多層構造で構成されている。ここでは、弾性体層は、特にカラー画像に対する画質向上のために設けられたものである。

定着ロール６１１は、外径６５ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ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、３００ｍｍ／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、画像形成装置の制御部４０（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。

張架ロール６１２は、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、張架ロール６１２の内部には加熱源として定格１０００Ｗ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４０（図１参照）とによって、張架ロール６１２の表面温度が１９０℃に制御されている。したがって、張架ロール６１２は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を加熱する機能をも併せ持っている。
また、張架ロール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、定着ベルト６１０全体の張力を１５ｋｇｆに設定している。その際に、定着ベルト６１０の張力を幅方向に亘って均一にするとともに、定着ベルト６１０の軸方向の変位をできる限り小さく抑えるため、張架ロール６１２は、外径が端部よりも中央部のほうを１００μｍだけ大きくした所謂クラウン形状で形成されている。

張架ロール６１３は、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、張架ロール６１３の表面には厚さ２０μｍのＰＦＡが被覆されて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張架ロール６１３に堆積するのを防止するために形成されるものである。また、張架ロール６１３も張架ロール６１２と同様に、外径が端部よりも中央部の方を１００μｍだけ大きくしたクラウン形状で形成されている。なお、張架ロール６１２と張架ロール６１３の双方をクラウン形状で形成する場合のみならず、張架ロール６１２または張架ロール６１３のいずれか一方のみをクラウン形状で形成してもよい。
張架ロール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４０（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、張架ロール６１３は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を外表面から加熱する機能をも併せ持っている。したがって、本実施の形態では、定着ロール６１１と張架ロール６１２および張架ロール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。

姿勢矯正ロール６１４は、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）が配置されている。そして、姿勢矯正ロール６１４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の軸方向における接触位置を変位させる軸変位機構が配設され、定着ベルト６１０の蛇行（ベルトウォーク）を制御するように構成されている。

剥離パッド６４は、例えばＳＵＳの金属や樹脂等の剛体で形成された断面が略円弧形状のブロック部材である。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」という。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ている。また剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を介して、定着ベルト６１０の内側から加圧ロール６２を或る程度の幅領域（例えば、定着ベルト６１０の進行方向に沿って２ｍｍの幅）に亘って予め定められた荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で押圧するように設置されており、後段で述べる「剥離パッドニップ部Ｎ２」（後段の図３ 参照）を形成している。
また、張架ロール６１５は、外径１２ｍｍ、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。そして、剥離パッド６４を通過した定着ベルト６１０が定着ロール６１１に向けて円滑に回転走行するように、剥離パッド６４の定着ベルト６１０進行方向下流側近傍に配置されている。

次に、加圧ロール６２は、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、ゴム硬度３０°（ＪＩＳ−Ａ）の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ている。そして、加圧ロール６２は、定着ベルトモジュール６１を加圧するように設置され、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。その進行速度は、定着ロール６１１の表面速度と同じ３００ｍｍ／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の近傍領域を表す概略断面図である。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ことにより、ロールニップ部（第１ニップ部）Ｎ１が形成されている。

ここで、本実施の形態の定着装置６０では、上述したように定着ロール６１１がアルミニウムで形成されたハードロールで構成され、加圧ロール６２が弾性層６２２を被覆されたソフトロールで構成されている。そのため、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表面のみが大きく凹んだ状態（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の進行方向に幅を持ったニップ領域を作り出している。
このように、本実施の形態の定着装置６０では、ロールニップ部Ｎ１において定着ベルト６１０がラップされている側の定着ロール６１１は殆ど変形せず、円筒形状が維持されている。そのため、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走行し、その走行半径に変動が生じることがないので、進行速度を一定に維持しながらロールニップ部Ｎ１を通過することができる。それにより、定着ベルト６１０がロールニップ部Ｎ１を通過する際にも、定着ベルト６１０にはシワや歪みが極めて発生し難い。その結果、定着画像に画像乱れが生じることが抑制され、良質の定着画像を安定的に提供することができる。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の進行方向に沿って１５ｍｍの幅に設定されている。

さらに、ロールニップ部Ｎ１の下流側近傍には剥離パッド６４が配設されており、剥離パッド６４は定着ベルト６１０を加圧ロール６２表面に押圧している。それにより、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パッドニップ部（第２ニップ部）Ｎ２が設定されている。
図３に示したように、剥離パッドニップ部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ている。それにより、剥離パッドニップＮ２を通過した定着ベルト６１０は、剥離パッドニップＮ２に倣って移動し、その進行方向は張架ロール６１５に向けて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および剥離パッドニップ部Ｎ２を通過した用紙Ｐは、剥離パッドニップ部Ｎ２を出た時点で定着ベルト６１０から剥離され、用紙Ｐに対する曲率分離が安定的に行なわれる。なお、本実施の形態の定着装置６０では、剥離パッドニップＮ２は定着ベルト６１０の進行方向に沿って２．５ｍｍの幅に設定されている。

ここで、剥離パッド６４を配設することにより、ロールニップ部Ｎ１に連続して剥離パッドニップ部Ｎ２を形成すると、剥離パッドニップ部Ｎ２内におけるロールニップ部Ｎ１と剥離パッド６４が配設された領域Ｎ２Ｔとの間の境界領域Ｎ２Ｓ（図３参照）では、定着ベルト６１０を定着ロール６１１または加圧ロール６２に直接押圧する部材が存在しない。そのため、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）から或る程度以上に離隔して配設すると、境界領域Ｎ２Ｓのニップ圧は、ロールニップ部Ｎ１のニップ圧と剥離パッド６４が配設された領域でのニップ圧との狭間になって、ニップ圧の落ち込み（ニップ圧の谷間）が生じる。すなわち、剥離パッドニップ部Ｎ２内の上流側領域（ロールニップ部Ｎ１との境界領域Ｎ２Ｓ）にニップ圧が相対的に低い領域が形成される。

図４に示したように、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）が生じることはない。
しかし、剥離パッドニップ部Ｎ２内のロールニップ部Ｎ１との境界領域Ｎ２Ｓにおいてニップ圧が低い状態が形成されていると、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においては抑えられずに発生することとなる。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こととなる。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。その結果、定着画像にムラ等の画像不良が発生するという事態が招来することとなる。

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の下流側近傍に配設している。このように剥離パッド６４を設定することで、剥離パッドニップ部Ｎ２内におけるロールニップ部Ｎ１と剥離パッド６４が配設された領域Ｎ２Ｔとの間の境界領域Ｎ２Ｓの幅を極力狭く設定することが可能となる。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、境界領域Ｎ２Ｓにおいてニップ圧が落ち込む谷間の領域が発生することを抑制することができる。すなわち、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パッドニップ部Ｎ２の最下流位置に至る領域において、ニップ圧が連続的に単調減少するように設定することが可能となる。
このようにロールニップ部Ｎ１内でニップ圧がピークとなる位置から剥離パッドニップ部Ｎ２の最下流位置に至るまで、ニップ圧を連続的に単調減少するように設定することにより、ロールニップ部Ｎ１において高いニップ圧により抑え込まれていた水蒸気や熱膨張しようとする空気は、剥離パッドニップ部Ｎ２を通過するまでの経路で徐々に開放されることとなり、上記したような気泡が動き回る現象の発生を抑制することが可能となる。そのため、未だ完全に固化されていない状態のトナー像が乱されることが殆ど無くなり、定着画像に画像ムラ等の画像不良が発生するという問題を抑制することができる。

次に、本実施の形態の定着装置６０による定着プロセスにおける用紙搬送速度分布を説明する。
本実施の形態の定着装置６０では、加圧ロール６２の軸方向形状を中央部より端部の方の外径を大きくしたフレア形状（例えば半径差３００μｍ）としている。これにより、ロールニップ部Ｎ１においては、軸方向中央部より端部の方が高い圧力分布となり、これに伴って、定着ベルト６１０及び加圧ロール６２の回転に伴って搬送される用紙Ｐの搬送速度は、相対的に圧力が高い用紙端部（用紙搬送方向に対して左右の領域部分）の方が速く、相対的に圧力が低い用紙中央部（用紙搬送方向に対して中央の領域部分）の方が遅い速度分布となる。
すなわち、図５に示したように、本実施の形態の定着装置６０におけるロールニップ部Ｎ１では、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度Ｓ１に比べ、中央の領域部分の用紙搬送速度Ｓ２を遅くすることで、用紙Ｐの後部側にて用紙中央から外側へ開く方向の力Ｖ１が働くようにしている。

ところで、本実施の形態の定着装置６０では、ニップ部Ｎとして、ロールニップ部Ｎ１に加えて剥離パッドニップ部Ｎ２を有しており、この剥離パッドニップ部Ｎ２（特に、剥離パッド６４が配設された領域Ｎ２Ｔ）では、ロールニップ部Ｎ１とは異なる用紙搬送速度分布となる。
ここで、本実施の形態の定着装置６０で用いる剥離パッド６４について説明するに先立って、剥離パッド６４として、定着ベルト６１０の軸方向端部に面する部分を中央部に面する部分より定着ベルト６１０側に張り出したフレア形状のものを用いる場合について説明する。

図６（ａ）には、定着ベルト６１０側からの圧力に起因する用紙Ｐの表面（トナー像の定着面）側における用紙搬送速度分布の概略を示してある。同図に示されるように、外径が均一な円筒状の定着ロール６１１の回転による用紙搬送力は、軸方向中央部と端部とで同程度に伝達されるため、ロールニップ部Ｎ１では、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度Ｓａ１と中央の領域部分の用紙搬送速度Ｓｂ２との速度差は殆ど生じない。これに対し、剥離パッド６４は固定設置されており、軸方向中央部に比べて強く押圧される端部の方がより大きいブレーキ力が作用するため、剥離パッドニップ部Ｎ２では、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度Ｓａ３は中央の領域部分の用紙搬送速度Ｓａ４より遅くなる。
図６（ｂ）には、加圧ロール６２側からの圧力に起因する用紙Ｐの裏面側における用紙搬送速度分布の概略を示してある。同図に示されるように、軸方向中央部に比べて端部の方の外径を大きくしたフレア形状の加圧ロール６２の回転による用紙搬送力は、軸方向中央部に比べて強く押圧される端部の方が効率的に伝達されるため、ロールニップ部Ｎ１では、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度Ｓｂ１は中央の領域部分の用紙搬送速度Ｓｂ２より速くなる。同様に、剥離パッドニップ部Ｎ２においても、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度Ｓｂ３は中央の領域部分の用紙搬送速度Ｓｂ４より速くなる。

そして、定着ベルト６１０側からの圧力に起因する用紙搬送速度分布と、加圧ロール６２側からの圧力に起因する用紙搬送速度分布とを合成すると、図７に示したような用紙搬送速度分布となる。すなわち、ロールニップ部Ｎ１では、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度Ｓ１より中央の領域部分の用紙搬送速度Ｓ２の方が遅くなるために、用紙Ｐに中央から外側へ開く方向の力Ｖ１が働くのに対し、その下流側の剥離パッドニップ部Ｎ２では、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度Ｓ３より中央の領域部分の用紙搬送速度Ｓ４の方が速くなるために、ロールニップ部Ｎ１と剥離パッドニップ部Ｎ２との受け渡し部分で、用紙Ｐに外側から中央へ寄る方向の力Ｖ２が働くこととなる。この力Ｖ２は、用紙Ｐに波打ち等の紙しわが発生する原因となる。

そこで、本実施の形態の定着装置６０では、剥離パッドニップ部Ｎ２における用紙搬送速度分布が、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度より中央の領域部分の用紙搬送速度の方が遅くなるようにするために、一構成例として、剥離パッド６４の形状を次のようにした。
すなわち、剥離パッドニップ部Ｎ２（特に、剥離パッド６４が配設された領域Ｎ２Ｔ）における定着ベルト６１０側からの圧力分布が、軸方向中央部より端部の方が低い圧力分布となるように、剥離パッド６４の形状を、定着ベルト６１０の軸方向中央部に面する部分を端部に面する部分より定着ベルト６１０側に張り出したクラウン形状とする。具体的には、例えば、軸方向中央部を端部より１．０ｍｍ突出させる。なお、軸方向端部から中央部へなだらかに湾曲させながら張り出した円弧状としてもよく、軸方向中央部に段差を設けて張り出した凸状としてもよく、所期の目的（軸方向中央部より端部の方を低い圧力分布とする）を達成できる形状であればよい。

この結果、図８に示したような用紙搬送速度分布が得られる。すなわち、剥離パッドニップ部Ｎ２では、用紙搬送方向に対して左右の領域部分の用紙搬送速度Ｓ５より中央の領域部分の用紙搬送速度Ｓ６の方が遅くなる。したがって、剥離パッドニップ部Ｎ２においてもロールニップ部Ｎ１と同様に、用紙Ｐに中央から外側へ開く方向の力Ｖ３が働くことになり、波打ち等の紙しわの発生が抑止される。
なお、剥離パッドニップ部Ｎ２における定着ベルト６１０側からの圧力分布が、軸方向中央部より端部の方が高い圧力分布とならなければよく、例えば、軸方向中央部と端部とで均一な圧力分布となるように剥離パッド６４を形成してもよい。

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…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、６１０…定着ベルト、６１１…定着ロール、６１２，６１３，６１５…張架ロール、６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃ…ハロゲンヒータ

Claims (4)

1. 回転可能な定着ロールと、
   前記定着ロールに張架されるベルト部材と、
   前記ベルト部材を介して前記定着ロールを加圧する加圧ロールと、
   前記定着ロールと前記加圧ロールとの圧接部の下流側において、前記ベルト部材の内側から前記ベルト部材の外表面を前記加圧ロールに押圧する部材であり、その圧力分布が前記ベルト部材の軸方向中央部より端部の方が低くなるように押圧するベルト押圧部材と、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記ベルト押圧部材は、前記ベルト部材の軸方向中央部に面する部分を端部に面する部分より前記ベルト部材側に張り出した形状である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. トナー像を形成する形成手段と、
   前記形成手段により形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
   前記転写手段により転写されたトナー像を記録材に定着させる定着手段と、を有し、
   前記定着手段は、回転可能な定着ロールと、前記定着ロールに張架されるベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記定着ロールを加圧する加圧ロールと、前記定着ロールと前記加圧ロールとの圧接部の下流側において、前記ベルト部材の内側から前記ベルト部材の外表面を前記加圧ロールに押圧する部材であり、その圧力分布が前記ベルト部材の軸方向中央部より端部の方が低くなるように押圧するベルト押圧部材と、を備え、記録材に転写されたトナー像に前記ベルト部材を介して熱および圧力を加えて当該記録材にトナー像を定着させる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記ベルト押圧部材は、前記ベルト部材の軸方向中央部に面する部分を端部に面する部分より前記ベルト部材側に張り出した形状である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。