JP2011064858A - 加熱回転体及び像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、シートの搬送性を安定させつつ、シートに形成された画像への悪影響を可及的に抑制することを目的とする。
【解決手段】ヒータと加圧ローラとの間に介在し、加圧ローラと接触する定着ニップ部で記録材を挟持搬送しつつヒータの熱を記録材に与える定着スリーブであって、搬送される記録材は、シート幅方向における中央部の画像が形成される領域と、シート幅方向における記録材の縁から画像が形成される領域までの一定幅の画像が形成されない領域と、を有し、定着スリーブは、均一な外径で構成される長手方向中央部Ｗｃと、少なくとも一方の長手方向端部Ｗｅ側に設けられる長手方向中央部Ｗｃの外径に比べて大きな外径の対向部位Ｗｎと、を有し、対向部位Ｗｎは、搬送される記録材が搬送され得る記録材のうち最大幅の記録材の場合に、最大幅の記録材の画像が形成されない領域に接触する部位である。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置の像加熱装置に用いられる画像が形成されたシートと接触する加熱回転体及びその加熱回転体を有する像加熱装置に関する。画像形成装置としては、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等が挙げられる。像加熱装置としては、電子写真方式、静電記録方式、磁気記録方式等の適時の画像形成プロセスに用いられ、トナー画像を定着する定着装置が挙げられる。すなわち、定着装置は、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、シートの面に転写方式若しくは直接方式で目的の画像情報に対応して形成された未定着トナー画像を、被加熱材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式の装置である。なお、シートとしては、紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム、エレクトロファックス紙、静電記録紙等の記録材が挙げられる。ここで、本発明の像加熱装置には、上記定着装置ばかりでなく、未定着画像を記録材上に仮定着させる像加熱装置や、画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する像加熱装置等も包含される。

従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置（像加熱装置）が知られている。定着装置は、ヒータ（加熱体）と、このヒータに接触しつつ回転する可撓性の定着フィルム（加熱回転体）と、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラ（加圧部材）と、を有する。ヒータとしては、セラミックス製の基板上に発熱体を有するものが用いられる。特許文献１，２には、このタイプの定着装置が開示されている。未定着トナー像を担持する記録材（シート）は、定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像は記録材に加熱定着される。この定着装置は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。したがって、この定着装置を搭載する画像形成装置は、プリント指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間（FPOT：first printout time）を短
く（クイックスタート）できる。さらに、このタイプの定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。また、加熱回転体としてステンレス等の高熱伝導性を有する薄肉の金属スリーブを採用することで、従来のポリイミド等を基層とする樹脂フィルムよりも定着性能を向上させ、画像形成装置の高速化にも対応が可能な定着装置も提供されている（特許文献３）。一方、市場からは消費電力の低減と共に、画像形成装置の高画質化やカラー化対応も望まれている。定着装置として高画質化やカラー化対応を行うためには、トナーの定着性を充分に満足し、かつ定着ムラも防止することが必要である。そこで、記録材上の未定着トナー像に対し定着スリーブにより熱を包み込むように伝達させるために、定着スリーブを複数の層で構成したサーフ加熱方式の定着装置が提案されている（特許文献４）。この定着装置における定着スリーブは、ポリイミドやステンレス等からなる基層とフッ素樹脂等からなる離型層との間に、シリコーンゴム等からなる弾性層を有している。

特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開２００３−４５６１５号公報 特開２００４−７００４１号公報

定着スリーブを用いた定着装置は、記録材の搬送性を安定化させるために、定着スリーブに記録材搬送方向と直交する長手方向両端部に向かって外径が大きくなるような逆クラウン形状を付与している。これにより、定着スリーブと加圧ローラ間のニップ内での記録材の搬送速度は記録材中央部よりも記録材両端部の方が速くなり、記録材は両端方向に張った状態で搬送されるため、記録材の搬送性を安定化できる。一方、上記シリコーンゴム等からなる弾性層を有する定着スリーブの場合、逆クラウン形状を付与させることは困難である。逆クラウン形状の基層に対し、薄肉でかつ均一な膜厚で弾性層を形成することは、製造面での難易度が高く、弾性層の膜厚ムラ改善のために後工程も必要になる可能性が高いため現実的ではない。また、円筒形状であるストレート形状の基層に対し、長手方向両端に向かって弾性層の膜厚を厚くすることで逆クラウン形状を付与させることは、製造面での難易度が高いと共に、記録材の画像形成領域内で弾性層の膜厚が連続的に変化してしまう。このため、記録材への熱の伝達が長手方向で不均一になり、出力画像として定着ムラが生じてしまう。そのため、弾性層を有する定着スリーブを使用する場合は、定着スリーブは円筒形状であるストレート形状とし、対向する加圧ローラに逆クラウン形状を付与して、記録材の搬送性を安定化させている。しかしながら、近年の画像形成装置の高速化により、定着スリーブと加圧ローラ間の加圧力（ニップ部内圧力）は増大し、かつ記録材に与える単位時間あたりの熱量も増大している。このため、加圧ローラへの逆クラウン形状の付与のみでは記録材の搬送性は安定化できず、特に両面プリントで紙シワ等の搬送不良を引き起こすことがあった。加圧ローラへの逆クラウン形状の付与は、定着スリーブと加圧ローラ間のニップ部形状、すなわち定着性能に大きな影響を与えるため、付与する逆クラウン量にはおのずと限界が生じてしまう。なお、両面プリントは片面プリントでカールした記録材を再度定着スリーブと加圧ローラ間のニップ部に搬送するため、ニップ部への入り方が片面プリント時に比べて非常に不安定になる。ニップ部への記録材の搬送性が安定しないと、ニップ部内での記録材の搬送速度も不安定になるため、両面プリントの方が紙シワ等の搬送不良を引き起こし易い。さらに、高速化による記録材に与える単位時間あたりの熱量の増大は、記録材のカールを悪化させてしまうので、両面プリントでの紙シワ等が発生し易くなる。

本発明は、シートの搬送性を安定させつつ、シートに形成された画像への悪影響を可及的に抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る加熱回転体は、
加熱体と加圧部材との間に介在し、前記加圧部材と接触するニップ部でシートを挟持搬送しつつ前記加熱体の熱をシートに与える加熱回転体であって、
搬送されるシートは、シート幅方向における中央部の画像が形成される領域と、シート幅方向におけるシートの縁から前記画像が形成される領域までの一定幅の画像が形成されない領域と、を有し、
前記加熱回転体は、均一な外径で構成される長手方向中央部と、少なくとも一方の長手方向端部側に設けられる前記長手方向中央部の外径に比べて大きな外径の大径部と、を有し、
前記大径部は、搬送されるシートが搬送され得るシートのうち最大幅のシートの場合に、前記最大幅のシートの前記画像が形成されない領域に接触する部位であることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために本発明に係る加熱回転体は、
加熱体と加圧部材との間に介在し、前記加圧部材と接触するニップ部でシートを挟持搬送しつつ前記加熱体の熱をシートに与える加熱回転体であって、
搬送されるシートは、シート幅方向における中央部の画像が形成される領域と、シート幅方向におけるシートの縁から前記画像が形成される領域までの一定幅の画像が形成され
ない領域と、を有し、
前記加熱回転体は、均一な外径で構成される長手方向中央部と、少なくとも一方の長手方向端部側に設けられる前記長手方向中央部の外径に比べて大きな外径の大径部と、を有し、
前記大径部は、搬送されるシートが搬送され得るシートのうち最大幅のシートの場合に、前記最大幅のシートの前記画像が形成されない領域だけでなくその内側の前記画像が形成される領域の端部にまで接触する部位であることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明に係る像加熱装置は、
上記の加熱回転体と、
前記加熱回転体の内側に配置される加熱体と、
前記加熱回転体を介在させて前記加熱体と対向配置される加圧部材と、
を備え、
前記加熱体と前記加圧部材との間に前記加熱回転体を介在させて形成したニップ部でシートを挟持搬送しつつシート上に形成された画像を加熱することを特徴とする。

本発明によれば、シートの搬送性を安定させつつ、シートに形成された画像への悪影響を可及的に抑制することができる。

実施例１に係る定着スリーブを示す断面図 実施例１に係る画像形成装置を示す概略構成図 実施例１に係る定着装置を示す断面図 実施例１に係る定着スリーブの他例を示す断面図 実施例１に係る定着スリーブの他例を示す断面図 実施例１に係る定着スリーブの類似例を示す断面図 実施例１に係る定着スリーブの類似例を示す断面図 実施例２に係る定着スリーブを示す断面図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
（１）画像形成装置
図２は一例の画像形成装置を示す概略構成図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス方式のレーザプリンタである。画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、ＯＰＣ、アルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上をアモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料で覆っている。感光ドラム１は矢印の時計回り方向に所定の周速度をもって回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって所定の極性・電位に一様帯電される。次に、その一様帯電処理面に対して、レーザスキャナ３により画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームによる走査露光Ｌが施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４でトナー像として現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５により所定のタイミングで搬送されたシートとしての記録材Ｐ上に感光ドラム１上から転写される。ここで、感光ド
ラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材Ｐの先端の書き出し位置が合致するようにセンサ８にて記録材Ｐの先端を検知し、タイミングを合わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５間で挟持搬送される。なお、本例における記録材Ｐの搬送基準は、記録材Ｐの最大搬送幅のほぼ中心を基準とする中央基準を採用している。ここで、最大搬送幅とは、画像形成装置に使用される記録材Ｐのシート幅が最大幅の記録材Ｐの幅であり、シート幅方向とは、記録材Ｐの搬送方向（シート搬送方向）と直交する方向である。このトナー像が転写された記録材Ｐは定着装置６へと搬送され、トナー像は永久画像として記録材Ｐ上に加熱定着される。一方、転写後に感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面から除去される。これにより感光ドラム１は再度の画像形成に供される。

（２）定着装置
図３は像加熱装置としての定着装置６を示す断面図である。なお、図３は記録材Ｐの搬送方向に沿った断面図である。定着装置６は、加熱部材としての定着部材（加熱アセンブリ）１０と、加圧部材としての加圧ローラ２０と、を備える。この定着部材１０と加圧ローラ２０とを加圧した状態に接触（圧接）させることによりニップ部としての定着ニップ部Ｎを形成させている。定着部材１０は、加熱体としてのヒータ１１と、保持部材としてのガイド１２と、加熱回転体としての定着スリーブ１３と、規制部材としての不図示の端部フランジ（以下、定着フランジと記す）と、を有する。ヒータ１１は、ガイド１２の下面に固定して配置してある。定着スリーブ１３は、ガイド１２に対して外嵌させて配置してある。不図示の定着フランジは、ガイド１２の長手方向両端部側に装着されて、定着スリーブ１３の両端部を規制する役目をする。ここで、定着装置６や定着部材１０等における長手方向とは、定着スリーブ１３が回転する際に想定される回転軸が伸びる方向をいい、記録材Ｐの搬送方向と直交する記録材Ｐのシート幅方向でもある。そして、定着部材１０の長手方向両端部において、不図示の定着フランジに不図示の加圧バネを縮設させている。この不図示の加圧バネにより定着部材１０を所定の加圧力をもって加圧ローラ２０の上面に対して、定着スリーブ１３の有する後述の弾性層１３２の弾性と加圧ローラ２０の有する弾性層２０２の弾性に抗して押圧させて、所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。定着ニップ部Ｎでは、定着部材１０の加圧ローラ２０に対する加圧により、定着スリーブ１３がヒータ１１と加圧ローラ２０との間に挟まれてヒータ１１の下面の扁平面に倣って撓む。これにより定着スリーブ１３の内面がヒータ１１の下面の扁平面に密着した状態になる。この加圧ローラ２０の回転駆動に伴って、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２０と定着部材１０側の定着スリーブ１３との摩擦力で定着スリーブ１３に回転力が作用する。そして、定着スリーブ１３がその内側にあるヒータ１１の下面と密着し、そして摺動しながら、ガイド１２の外回りを時計回り方向に、加圧ローラ２０の回転に従動することで回転状態になる（加圧ローラ駆動式）。定着スリーブ１３は、内部のヒータ１１及びガイド１２と摺擦しながら回転するため、ヒータ１１及びガイド１２と定着スリーブ１３との間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため、ヒータ１１及びガイド１２の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。ヒータ１１は、記録材Ｐ上のトナー像Ｔを溶融定着させる定着ニップ部Ｎの加熱を行う。加圧ローラ２０の回転により定着スリーブ１３が回転し、ヒータ１１に対する通電によりヒータ１１の温度が所定の温度に立ち上がって温調される。この状態において、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが、不図示の定着入口ガイドに沿って定着ニップ部Ｎの定着スリーブ１３と加圧ローラ２０との間に搬送される。そして、その記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを挟持搬送されることで、記録材Ｐ上（被加熱材上）の未定着トナー像Ｔが定着スリーブ１３を介してヒータ１１の熱で加熱されて記録材Ｐ上（シート上）に熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、定着スリーブ１３の外面から分離して、不図示の耐熱性の定着排紙ガイドに案内されて、不図示の排出トレイ上に排出される。

（２ａ）ヒータ
ヒータ１１は、定着スリーブ１３の内側に配置される加熱体である。ヒータ１１は、例えば、アルミナ（酸化アルミ）、ＡｌＮ（窒化アルミ）等の高絶縁性の細長いセラミックス基板や、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマ等の耐熱性樹脂基板を有する。そしてこの基板の表面に、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等の発熱ペースト層を印刷した発熱体と、この発熱体の保護と絶縁性を確保するためのガラスコート層等を順次形成したものである。本例では、基板として熱伝導性の良好なＡｌＮを用いているため、発熱ペースト層とガラスコート層を基板に対して、定着ニップ部Ｎと反対側に形成している。ヒータ１１上の発熱ペーストへの給電は、不図示の給電部から不図示のコネクタを介してなされる。ヒータ１１の背面には、発熱ペーストの発熱に応じて昇温したヒータ１１の温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知素子１４が配置されている。この温度検知素子１４の信号に応じて、ヒータ１１の長手方向端部にある不図示の電極部から発熱ペーストに印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、定着ニップ部Ｎ内での温調温度を略一定に保つ。これにより、ヒータ１１は定着スリーブ１３を介して記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔを定着するのに必要な加熱を行う。温度検知素子１４から不図示の温度制御部へのＤＣ通電は、不図示のＤＣ通電部及びＤＣ電極部を介して不図示のコネクタによりなされる。ヒータ１１の定着ニップ部Ｎ側の表面には、定着スリーブ１３の内周面（表面）との摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコート、フッ素樹脂層、ポリイミド層等の保護層を設けている。本例では保護層としてポリイミド層を使用している。

（２ｂ）ガイド
ガイド１２は、ヒータ１１を支持する役目、加圧部材の役目、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐための断熱部材の役目等をしている。このガイド１２は、剛性・耐熱性・断熱性の部材であり、液晶ポリマ、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されている。本例ではガイド１２の素材として液晶ポリマを使用している。

（２ｃ）加圧ローラ
加圧ローラ２０は、定着スリーブ１３を介在させてヒータ１１と対向配置される加圧部材である。加圧ローラ２０は、図３に示すように、ステンレス、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製の芯金２０１と、芯金２０１の外側にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成された弾性層２０２と、を有する。さらに、離型性と耐磨耗性を向上させるため、弾性層２０２を覆うようにＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型層２０３を形成してあってもよい。本例では、芯金２０１としてＡｌ、弾性層２０２としてシリコーンゴム、離型層２０３としてＰＦＡ、からなる外径φ３０の加圧ローラ２０を使用している。また、記録材Ｐの搬送性を安定化させるために、７０μｍの逆クラウン形状を付与している。逆クラウン形状とは、加圧ローラ２０の長手方向中央部から長手方向の端に向かって外径が大きくなるような形状である。

（２ｄ）定着スリーブ
定着スリーブ１３は、ヒータ１１と加圧ローラ２０との間に介在し、加圧ローラ２０と接触する定着ニップ部Ｎで記録材Ｐを挟持搬送しつつヒータ１１の熱を記録材Ｐに与える加熱回転体である。定着スリーブ１３は、図１に示すように、小熱容量で可撓性を有するエンドレスベルトからなる基層１３１と、この基層１３１を覆うように基層１３１の外周に設けられた弾性を有する弾性層１３２と、を有し、少なくともこの２つの層から構成される。基層１３１は、クイックスタートを可能にするために膜厚は２００μｍ以下の厚みで耐熱性、高熱伝導性を有するステンレス、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属部材を単独、あるいは合金部材からなり、可撓性を有している。一方で、長寿命の定着スリーブ１３を構成するために充分な強度を持ち、耐久性に優れた基層１３１として、膜厚は２０μｍ以上の厚みが必要である。ヒータ１１と接触する基層１３１の内面に、潤滑性の高いフッ素樹脂層、ポリイミド層、ポリアミドイミド層等を形成してあっても良い。また、基層１
３１は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等の可撓性を有する耐熱性樹脂であっても良い。樹脂製の基層１３１の場合には、ＢＮ、アルミナ、Ａｌ等の高熱伝導性粉末を混入してあっても良い。膜厚は金属製の場合と同様に、２０μｍ以上２００μｍ以下の厚みが必要である。弾性層１３２は、高画質化やカラー化対応として、トナーの定着性を充分に満足し、かつ定着ムラも防止するよう、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔに対し、熱を包み込むように伝達させるため、シリコーンゴム等の耐熱性の弾性体からなる。熱の包み込み効果による高画質化やカラー化対応のために、膜厚は５０μｍ以上の厚みが必要である。一方で、クイックスタートを可能にするために、膜厚は５００μｍ以下の厚みが必要である。また、熱伝導率を向上させるために、熱伝導性フィラー等の添加材を含有している。さらに、離型性と耐磨耗性を向上させるため、弾性層１３２を覆うようにＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等の離型層を形成してあってもよい。本例では、基層１３１として厚さ３５μｍでストレート形状のステンレスを使用している。また本例では、弾性層１３２として長手方向中央付近の厚さ２００μｍの良熱伝導性シリコーンゴムを使用している。また本例では、不図示の離型層として厚さ１４μｍのＰＦＡ樹脂を使用している。本例では、以上の基層１３１と弾性層１３２と離型層とからなる外径φ３０の定着スリーブ１３を使用している。

ここで、定着スリーブ１３は、図１に示すように、長手方向中央部Ｗｃの外径Ｄｃに比べて、長手方向端部Ｗｅの外径Ｄｅが大きくなるように、Ｗｅの弾性層１３２の膜厚をＷｃよりも厚くしている。つまり、Ｗｅは、Ｗｃにおける弾性層１３２の厚みに比べて、弾性層１３２を厚くして形成される。本例では、弾性層１３２の膜厚は、長手方向中央部Ｗｃは２００μｍ、長手方向端部Ｗｅは２３０μｍとし、各々の領域内では略均一な膜厚を有している。また、定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅは、大径部として、定着装置６に使用できる複数サイズの記録材Ｐのうちの最大搬送幅Ｗｐと略同等の幅を有する大サイズの記録材Ｐ（最大幅のシート）と接触する対向部位Ｗｎを有している。つまり、定着スリーブ１３の長手方向端部側には、大径部としての対向部位Ｗｎが設けられている。本例では、大サイズの記録材ＰとしてＬＴＲサイズ（幅２１６ｍｍ）とＡ４サイズ（幅２１０ｍｍ）を設定している。また、本例では、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃを１９６ｍｍとしているため、大サイズの記録材Ｐと定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎは、ＬＴＲサイズでは１０ｍｍ、Ａ４サイズでは７ｍｍとなる。記録材Ｐ上への画像形成においては、一般的に記録材（シート）の縁からシート幅方向に記録材端部５ｍｍ程度の一定幅の画像が形成されない領域であるマスク領域（画像形成不可領域）がある。マスク領域のシート幅方向における内側の中央部が、画像が形成される領域（画像形成領域）である。そして、実際の画像も画像形成領域中の５ｍｍ以上画像形成不可領域の縁からさらに内側に形成される場合がほとんどである。このため、搬送される記録材Ｐ中の記録材Ｐの縁からマスク領域を加えると１０ｍｍ以上内側に画像が形成されることになり、上述したような本例の設定であれば出力画像への影響は実質的に無い。なお、定着スリーブ１３における大サイズ記録材Ｐとの対向部位Ｗｎ以外の長手方向端部Ｗｅは、図１に示すように、対向部位Ｗｎと同等の膜厚の弾性層１３２を有しても良い。また、図４に示すように、長手方向中央部Ｗｃと同等の膜厚の弾性層１３２を有しても良い。さらに、図５に示すように、弾性層１３２を有さなくても良い。少なくとも、大サイズ記録材Ｐと定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎにおける弾性層１３２の膜厚が、長手方向中央部Ｗｃの弾性層よりも厚く設定されていれば良い。このような定着スリーブ１３は、基層１３１上に弾性層１３２をスプレー塗布、あるいは複数回のリングコートによる形成により容易に製造することができる。

（３）定着スリーブの長手方向中央部Ｗｃと端部Ｗｅにおける弾性層膜厚の検討
定着スリーブ１３の弾性層１３２の膜厚について、以下の検討を行った。検討方法としては、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの弾性層１３２の膜厚を２００μｍに固定し、端部Ｗｅの弾性層１３２の膜厚を中央部Ｗｃよりも厚くなる方向に振る。これにより
、記録材の搬送性と、出力画像品質への影響（シートに形成された画像への悪影響）と、を確認した。なお、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの幅は１９６ｍｍに固定した。また、本例では、画像形成装置として、最大通紙幅はＡ４／ＬＴＲサイズで、プリント速度が５５ｐｐｍ（ＬＴＲサイズ）であるプリンタを使用した。

（３ａ）記録材の搬送性
温度３２．５℃、湿度８０％ＲＨの環境下で、坪量６８ｇのＡ４サイズ紙を両面で１００枚（２００イメージ）連続プリントを行い、紙シワ等の記録材の搬送性を確認した。プリントパターンは横線のハーフトーンパターンを使用した。結果を表１に示す。なお、表中の記録材の搬送性を表す記号として、○は紙シワの発生は無くＯＫ、×は１面２面問わず紙シワが発生したためＮＧ、を示す。

表１に示すように、定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅの弾性層１３２の膜厚を２１０μｍ以上、すなわち長手方向中央部Ｗｃよりも１０μｍ以上厚くすれば記録材の搬送性を安定化できることが分かった。

（３ｂ）出力画像品質への影響
温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、坪量７５ｇのＬＴＲサイズ紙を片面で１０枚プリントを行い、定着スリーブ１３における弾性層１３２の膜厚差起因で発生する定着ムラ等の出力画像品質への影響を確認した。プリントパターンは横線のハーフトーンパターンを使用した。結果を表２に示す。なお、表中の出力画像品質の影響を表す記号は以下のように分けた。○は定着ムラは目立たなくＯＫ、△は横線のハーフトーンパターンのように濃度が均一な画像では濃度ムラが若干見えるが、写真画像や文字画像等の一般的に使用されるパターンでは濃度ムラは目立たないため許容レベル、×は定着ムラが目立つためＮＧ。

表２に示すように、定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅの弾性層１３２の膜厚を２５５μｍ以上、すなわち長手方向中央部Ｗｃよりも５５μｍ以上厚くすると出力画像への影響が発生してしまうことが分かった。

以上のことから、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの弾性層１３２の膜厚が２００μｍの場合、長手方向端部Ｗｅの弾性層１３２の膜厚を２１０〜２５０μｍにすれば記録材の搬送性の安定化と出力画像品質への影響を両立できることが分かった。よって、上述したように、本例では定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅの弾性層１３２の膜厚は２３０μｍとした。

（４）大サイズ記録材と定着スリーブの長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎの検討
大サイズ記録材Ｐと定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎについて、以下の検討を行った。検討方法としては、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの幅を変えることで、大サイズ記録材Ｐと定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎを振って、記録材の搬送性と出力画像品質への影響を確認した。なお、定着スリーブ１３の弾性層１３２の膜厚は、長手方向中央部Ｗｃは２００μｍ、端部Ｗｅは２３０μｍに固定した。また、本例では、画像形成装置として、最大通紙幅はＡ４／ＬＴＲサイズで、プリント速度が５５ｐｐｍ（ＬＴＲサイズ）であるプリンタを使用した。

（４ａ）記録材の搬送性
温度３２．５℃、湿度８０％ＲＨの環境下で、坪量６８ｇのＡ４サイズ紙を両面で１００枚（２００イメージ）連続プリントを行い、紙シワ等の記録材の搬送性を確認した。プリントパターンは横線のハーフトーンパターンを使用した。結果を表３に示す。なお、表中の記録材の搬送性を表す記号として、○は紙シワの発生は無くＯＫ、×は１面２面問わず紙シワが発生したためＮＧ、を示す。

表３に示すように、Ａ４サイズ紙と定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎが４ｍｍ以上、すなわち定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの幅が２０２ｍｍ以内であればＡ４サイズ紙の搬送性を安定化できることが分かった。一方、ＬＴＲサイズ紙の搬送性の安定化に必要なのは、対向部位ＷｎはＡ４サイズ紙と同等の４ｍｍ以上だが、紙幅がＡ４サイズよりも６ｍｍ大きいため、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの幅は２０８ｍｍ以内となる。

（４ｂ）出力画像品質への影響
温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、坪量７５ｇのＬＴＲサイズ紙を片面で１０枚プリントを行い、定着スリーブ１３における弾性層１３２の膜厚差起因で発生する定着ムラ等の出力画像品質への影響を確認した。プリントパターンは横線のハーフトーンパターンを使用した。結果を表４に示す。なお、表中の出力画像品質の影響を表す記号を以下のように分けた。○は定着ムラは目立たなくＯＫ、△は横線のハーフトーンパターンのように濃度が均一な画像では濃度ムラが若干見えるが、写真画像や文字画像等の一般的に使用されるパターンでは濃度ムラは目立たないため許容レベル、×は定着ムラが目立つためＮＧ。

表４に示すように、ＬＴＲサイズ紙と定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎが１６ｍｍ以上、すなわち長手方向中央部Ｗｃの幅を１８４ｍｍ以内とすると、ＬＴＲサイズ紙の出力画像品質への影響が発生してしまうことが分かった。一方、Ａ４サイズ紙の出力画像品質に影響が発生してしまうのは、対向部位ＷｎはＬＴＲサイズ紙と同等の１６ｍｍ以上だが、紙幅がＬＴＲサイズよりも６ｍｍ小さいため、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの幅は１９２ｍｍ以内となる。

以上のことから、大サイズ記録材Ｐと定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎを４〜１５ｍｍにすれば記録材の搬送性の安定化と出力画像品質への影響を両立できることが分かった。本例の画像形成装置では、大サイズの記録材ＰとしてＬＴＲサイズとＡ４サイズを設定しているため、両方の紙サイズでも所望の対向部位Ｗｎを維持できるように、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの幅を上述したように１９６ｍｍとした。

（５）比較実験
上述した本例の定着スリーブ１３を用意した。また、比較例として円筒形状であるストレート形状のステンレスの基層に対し長手方向両端に向かって弾性層の膜厚を厚くすることで逆クラウン形状を付与させた定着スリーブを用意した。また、従来例としてストレート形状のステンレスの基層に対し均一な膜厚で弾性層を形成した定着スリーブを用意した。そして、これらの定着スリーブを本例の定着装置６に組み込み、記録材の搬送性と出力画像品質への影響の比較実験を行った。記録材の搬送性は、上述した方法と同様に、温度３２．５℃、湿度８０％ＲＨの環境下で、坪量６８ｇのＡ４サイズ紙を両面で１００枚（２００イメージ）連続プリントを行い、紙シワ等の有無を確認した。プリントパターンは横線のハーフトーンパターンを使用した。出力画像品質への影響も、上述した方法と同様に、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、坪量７５ｇのＬＴＲサイズ紙を片面で１０枚プリントを行い、定着スリーブ１３における弾性層１３２の膜厚差起因で発生する定着ムラ等の発生の有無を確認した。プリントパターンは横線のハーフトーンパターンを使用した。なお、画像形成装置としては、最大通紙幅はＡ４／ＬＴＲサイズで、プリント速度が４５ｐｐｍ、５５ｐｐｍ（ＬＴＲサイズ）の２種類のプリンタを使用した。その結果を表５に示す。

表５に示すように、比較例の定着スリーブは、弾性層が逆クラウン状に形成されているため、紙シワ等の記録材の搬送性に関係する問題は発生しなかった。しかし、記録材の画像形成可能領域内で弾性層の膜厚が連続的に変化し、記録材への熱の伝達が長手方向で不均一になるため、定着ムラ等の出力画像品質に関係する問題が発生した。従来例の定着スリーブは、プリント速度が４５ｐｐｍの時は記録材の搬送性と出力画像品質を両立できていた。しかし、５５ｐｐｍに高速化することにより、定着ムラ等の出力画像品質は問題無かったが、記録材に与える単位時間あたりの熱量が増大したため、紙シワ等の記録材の搬送不良が発生してしまった。

一方、本例の定着スリーブ１３は、プリント速度が高速化しても記録材の搬送性の安定化と出力画像品質への影響を両立させることができた。本例では、定着スリーブ１３の少なくとも記録材Ｐの両端部と対向する対向部位Ｗｎの外径を中央部Ｗｃよりも大きくしている。これにより、定着スリーブ１３と加圧ローラ２０間のニップ部内での記録材Ｐの搬送速度は記録材中央部よりも記録材両端部の方が速くなり、記録材は両端に張った状態で搬送されるため、記録材の搬送性を向上（安定）できた。さらに、定着スリーブ１３の弾性層１３２は、少なくとも長手方向中央部Ｗｃの１９６ｍｍの範囲では略均一の膜厚を有しているため、出力画像品質への影響も最小限にできた（記録材に形成された画像への悪影響を可及的に抑制することができた）。

また本例では、記録材Ｐとして大サイズのＬＴＲサイズとＡ４サイズのみについて説明してきた。これらサイズよりも幅の狭いＡ５サイズやＢ５サイズ等の小サイズの記録材Ｐは、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃの１９６ｍｍよりも幅が狭いため、長手方向端部Ｗｅと対向する対向部位Ｗｎが無く、記録材を両端に引っ張る力が生じない。しかしながら、小サイズの記録材Ｐは、５５ｐｐｍのようにプリント速度が高速の場合、定着装置６の非通紙部昇温対策としてプロセススピードをダウンさせてプリントしている。そのため、小サイズの記録材Ｐに与える単位時間あたりの熱量は大サイズに比べて減少し、搬送性に対しては大サイズよりも安定する方向であるため、紙シワ等の記録材の搬送不良は発生しない。

なお、本実施例では、弾性層１３２の膜厚を、長手方向中央部Ｗｃは２００μｍ、端部Ｗｅは２３０μｍ、長手方向中央部Ｗｃの幅は１９６ｍｍと設定した定着スリーブ１３を用いて説明したが、これは一例にすぎない。本発明の定着スリーブ１３としては、少なくとも記録材Ｐのシート幅方向両端部と対向する対向部位Ｗｎの外径を中央部Ｗｃよりも大きくしていれば良い。そのため、本例で説明したような、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃと端部Ｗｅにおける弾性層１３２の膜厚の差や、大サイズ記録材と定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎの幅は、あくまでも一例である。よって、対向部位Ｗｎは、定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅにおける、記録材Ｐの縁から一定幅の画像形成不可領域に接触する４ｍｍ以上の部位であってもよい。また、記録材Ｐの縁から一定幅の画像形成不可領域だけでなく、その内側の画像形成領域の端部にまで接触する１５ｍｍ以内の部位であってもよい。

（６）実施例１の類似例
ここで、プリント速度を高速化しても記録材の搬送性の安定化と出力画像品質への影響を両立できる定着スリーブ１３の類似例を説明する。実施例１の類似例としての定着スリーブ１３は、対向部位Ｗｎにおける弾性層１３２の膜厚を、実施例１では略均一だったのに対し、長手方向端部に向かって厚くするようにしている。つまり、対向部位Ｗｎは、長手方向の端から長手方向中央部Ｗｃに向かって径が小さくなる外径である。例えば、図６のＡ部に示すように、対向部位Ｗｎにおける定着スリーブ１３の外径がＤｅ１、Ｄｅ２の２水準になるように、弾性層１３２の膜厚を階段的に変更する。外径Ｄｅ１、Ｄｅ２は、Ｄｃ＜Ｄｅ１＜Ｄｅ２の関係を有する。これにより対向部位Ｗｎは、長手方向の端から長
手方向中央部Ｗｃに向かって段階的に径が小さくなる。また、図７のＢ部に示すように、対向部位Ｗｎにおける定着スリーブ１３の外径がＤｃ〜Ｄｅ間で徐々に大きくなるように、弾性層１３２の膜厚を連続的に変更している。これにより対向部位Ｗｎは、長手方向の端から長手方向中央部Ｗｃに向かって徐々に径が小さくなる。もちろん、対向部位Ｗｎにおける弾性層１３２の膜厚が長手方向の端に向かって厚くなっていれば、弾性層１３２の膜厚の変更方法は問わない。これら定着スリーブ１３は、実施例１と同様に、定着スリーブ１３の少なくとも記録材Ｐの両端部と対向する対向部位Ｗｎの外径を長手方向中央部Ｗｃよりも大きくしている。これにより、定着スリーブ１３と加圧ローラ２０間のニップ部内での記録材Ｐの搬送速度は記録材中央部よりも記録材両端部の方が速くなり、記録材は両端に張った状態で搬送されるため、記録材の搬送性は安定できる。さらに、定着スリーブ１３の弾性層１３２は、少なくとも長手方向中央部Ｗｃの１９６ｍｍの範囲では略均一の膜厚を有しているため、出力画像品質への影響も最小限にできる（記録材に形成された画像への悪影響を可及的に抑制することができる）。

＜実施例２＞
本例では、実施例１のように、記録材Ｐの搬送基準が最大搬送幅の中心とする中央基準ではなく、一方の端部近傍に寄せた片側基準である画像形成装置に使用する定着装置６における定着スリーブ１３の他の実施例を説明する。実施例１と共通する箇所については同一部号を付して再度の説明を省略する。本例の画像形成装置は、図８に示すように、定着スリーブ１３の長手方向端部近傍のＳ部を基準として、各サイズの記録材ＰをＳ部に片寄せさせた状態で搬送させる。定着スリーブ１３は、図８に示すように、基層１３１として厚さ３５μｍでストレート形状のステンレスを使用している。また、弾性層１３２として厚さ２００μｍ（長手方向中央付近の厚さ）の良熱伝導性シリコーンゴムを使用している。また、不図示の離型層として厚さ１４μｍのＰＦＡ樹脂を使用している。これら基層１３１と弾性層１３２と離型層とからなる外径φ３０の定着スリーブ１３を使用している。

ここで、定着スリーブ１３は、図８に示すように、長手方向中央部Ｗｃの外径Ｄｃに比べて、Ｓ部側の長手方向端部Ｗｅの外径Ｄｅが大きくなるように、Ｗｅの弾性層１３２の膜厚をＷｃよりも厚くしている。本例では、弾性層１３２の膜厚は、長手方向中央部Ｗｃは２００μｍ、長手方向端部Ｗｅは２３０μｍとし、各々の領域内では略均一な膜厚を有している。また、定着スリーブ１３のＳ部側の長手方向端部Ｗｅは、大径部として、記録材Ｐと対向する対向部位Ｗｎを有している。本例は、搬送基準が片側基準であるため、紙サイズによらず記録材Ｐと定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎは１０ｍｍとしている。

（７）記録材と定着スリーブのＳ部側の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎの検討
記録材Ｐと定着スリーブ１３のＳ部側の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎについて、以下の検討を行った。検討方法としては、記録材Ｐと定着スリーブ１３のＳ部側の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎを振って、記録材の搬送性と出力画像品質への影響を確認した。なお、定着スリーブ１３の弾性層１３２の膜厚は、長手方向中央部Ｗｃは２００μｍ、Ｓ部側の端部Ｗｅは２３０μｍに固定した。また、本例では、画像形成装置として、最大通紙幅はＡ４／ＬＴＲサイズで、プリント速度が５５ｐｐｍ（ＬＴＲサイズ）であるプリンタを使用した。

（７ａ）記録材の搬送性
上述した方法と同様に、温度３２．５℃、湿度８０％ＲＨの環境下で、坪量６８ｇのＡ４サイズ紙を両面で１００枚（２００イメージ）連続プリントを行い、紙シワ等の記録材の搬送性を確認した。プリントパターンは横線のハーフトーンパターンを使用した。結果を表６に示す。

表６に示すように、記録材と定着スリーブ１３のＳ部側の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎが６ｍｍ以上であれば記録材の搬送性を安定化できることが分かった。

（７ｂ）出力画像品質への影響
上述した方法と同様に、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、坪量７５ｇのＬＴＲサイズ紙を片面で１０枚プリントを行い、定着スリーブ１３における弾性層１３２の膜厚差起因で発生する定着ムラ等の出力画像品質への影響を確認した。プリントパターンは横線のハーフトーンパターンを使用した。結果を表７に示す。

表７に示すように、記録材と定着スリーブ１３のＳ部側の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎを１６ｍｍ以上とすると記録材の出力画像品質への影響が発生してしまうことが分かった。

以上のことから、記録材Ｐと定着スリーブ１３のＳ部側の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎを６〜１５ｍｍにすれば記録材の搬送性の安定化と出力画像品質への影響を両立できることが分かった。本例の画像形成装置は、搬送基準が片側基準であるため、紙サイズによらず記録材Ｐと定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎは１０ｍｍとした。なお、実施例１と比べて、記録材の搬送性の安定化に必要な対向部位Ｗｎの最小幅が４ｍｍから６ｍｍに増加したが、出力画像品質への影響が無い対向部位Ｗｎの最大幅が１５ｍｍで変わらなかった。これは、搬送基準の片側基準化に伴う対向部位Ｗｎの片側化により、記録材Ｐを両端に引っ張る力が半減した一方で、弾性層１３２の膜厚差が３０μｍで同じだったことが原因として考えられる。

上述したような本例の定着スリーブ１３を使用することにより、一方の長手方向端部近傍に寄せた片側基準である定着装置６においても、実施例１と同様に、プリント速度を高速化しても記録材の搬送性の安定化と出力画像品質への影響を両立できた。すなわち、記録材の搬送性を安定させつつ、記録材に形成された画像への悪影響を可及的に抑制するこ
とができる。

なお、本例の定着スリーブ１３は、少なくとも記録材Ｐの一端と対向する対向部位Ｗｎの外径を長手方向中央部Ｗｃよりも大きくしていれば良い。このため、本例で説明したような、定着スリーブ１３の長手方向中央部Ｗｃと端部Ｗｅにおける弾性層１３２の膜厚の差や、記録材と定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅが対向する対向部位Ｗｎの幅は、あくまでも一例である。よって、対向部位Ｗｎは、定着スリーブ１３の長手方向端部Ｗｅにおける、記録材Ｐの縁から一定幅の画像形成不可領域に接触する６ｍｍ以上の部位であってもよい。また、記録材Ｐの縁から一定幅の画像形成不可領域だけでなく、その内側の画像形成領域の端部にまで接触する１５ｍｍ以内の部位であってもよい。また、本例では、片側基準の画像形成装置に使用した場合について説明したが、中央基準の画像形成装置に使用しても良い。中央基準の画像形成装置に使用する場合は、最大搬送幅Ｗｐと略同等の幅を有する大サイズの記録材Ｐの一端と対向する位置に、長手方向中央部Ｗｃよりも外径の大きい対向部位Ｗｎを設けていれば良い。

なお、加熱体であるヒータ１１はセラミックヒータに限られるものではなく、例えば鉄板等の電磁誘導発熱部材等を採用することもできる。加圧部材の形態としては、上記例における加圧ローラ２０以外に、回動ベルト等の形態でも構わない。

１１…ヒータ、１３…定着スリーブ、２０…加圧ローラ、Ｗｃ…定着スリーブの長手方向中央部、Ｗｅ…定着スリーブの長手方向端部、Ｗｎ…記録材と定着スリーブの長手方向端部が対向する対向部位（大径部）、Ｄｃ…定着スリーブの長手方向中央部の外径、Ｄｅ…定着スリーブの長手方向端部の外径

Claims (6)

1. 加熱体と加圧部材との間に介在し、前記加圧部材と接触するニップ部でシートを挟持搬送しつつ前記加熱体の熱をシートに与える加熱回転体であって、
   搬送されるシートは、シート幅方向における中央部の画像が形成される領域と、シート幅方向におけるシートの縁から前記画像が形成される領域までの一定幅の画像が形成されない領域と、を有し、
   前記加熱回転体は、均一な外径で構成される長手方向中央部と、少なくとも一方の長手方向端部側に設けられる前記長手方向中央部の外径に比べて大きな外径の大径部と、を有し、
   前記大径部は、搬送されるシートが搬送され得るシートのうち最大幅のシートの場合に、前記最大幅のシートの前記画像が形成されない領域に接触する部位であることを特徴とする加熱回転体。
2. 加熱体と加圧部材との間に介在し、前記加圧部材と接触するニップ部でシートを挟持搬送しつつ前記加熱体の熱をシートに与える加熱回転体であって、
   搬送されるシートは、シート幅方向における中央部の画像が形成される領域と、シート幅方向におけるシートの縁から前記画像が形成される領域までの一定幅の画像が形成されない領域と、を有し、
   前記加熱回転体は、均一な外径で構成される長手方向中央部と、少なくとも一方の長手方向端部側に設けられる前記長手方向中央部の外径に比べて大きな外径の大径部と、を有し、
   前記大径部は、搬送されるシートが搬送され得るシートのうち最大幅のシートの場合に、前記最大幅のシートの前記画像が形成されない領域だけでなくその内側の前記画像が形成される領域の端部にまで接触する部位であることを特徴とする加熱回転体。
3. 可撓性を有する基層と、前記基層の外周に設けられた弾性層と、を有し、
   前記大径部は、前記長手方向中央部における前記弾性層の厚みに比べて、前記弾性層を厚くして形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱回転体。
4. 前記大径部は、長手方向の端から前記長手方向中央部に向かって段階的に径が小さくなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱回転体。
5. 前記大径部は、長手方向の端から前記長手方向中央部に向かって徐々に径が小さくなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱回転体。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱回転体と、
   前記加熱回転体の内側に配置される加熱体と、
   前記加熱回転体を介在させて前記加熱体と対向配置される加圧部材と、
   を備え、
   前記加熱体と前記加圧部材との間に前記加熱回転体を介在させて形成したニップ部でシートを挟持搬送しつつシート上に形成された画像を加熱することを特徴とする像加熱装置。

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