JP2011081224A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ部での画像不良の発生を防止し、定着精度を向上させること。
【解決手段】加熱ローラ２４１と、加熱ローラとニップ部を形成し用紙を加熱ローラに圧接させる定着ベルト２４２と、定着ベルトを介して用紙に加圧力を加え、加熱ローラと定着ベルトとの間にニップ部を形成させる加圧部２４３と、を備え、加圧部２４３は、用紙搬送方向においてニップ部の上流部及び下流部にニップ部の中央部よりも高い加圧力を加え、且つ、ニップ部の下流部に上流部よりも高い加圧力を加える定着装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置では、像担持体（感光ドラム等）の表面が所定の電位に帯電され、これに画像露光が施されて静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム表面の潜像が現像手段により現像剤（トナー）を用いて現像され、トナー画像として可視化される。得られたトナー画像が感光ドラムに搬送された用紙に転写され、このようにしてトナー画像を担持した用紙が定着装置に搬送され、定着装置により用紙上の未定着トナー画像が定着されて、用紙上にプリント画像が得られる。

上記画像形成装置の定着装置は、内側に加熱源を備える加熱部（加熱ローラ）と、この加熱部に圧接してニップ部を形成する圧接部とを備えている。加熱部と圧接部とは、用紙をニップ部で挟持して搬送する間に用紙上の未定着トナー画像を加熱及び加圧して、用紙にトナー画像を溶融定着させる。

近年のカラー化や高速化の要請により、未定着トナー画像の加熱及び加圧の効率化を図るため、ニップ部の用紙搬送方向の長さ（ニップ幅）を長くすることが求められ、ベルトニップ方式の定着装置が採用されるようになってきている。

ベルトニップ方式の定着装置としては、例えば、加熱部と、加熱部と互いに圧接してニップ部を形成する加圧部と、を有する定着装置であって、加熱部又は加圧部の少なくとも一方が、無端状の定着ベルトと、当該定着ベルトを内周面側からニップ部に圧接させる押圧部材と、を有する定着装置が開示されている（特許文献１、２参照）。

特開２００９−６９５８５号公報 特開２００９−６９７５０号公報

上述したようなベルトニップ方式の定着装置では、加熱ローラに定着ベルトを押圧部材により押圧する構成となっているため、ニップ幅が長くなるにつれ、ニップ部内での用紙搬送速度にバラツキが生じやすくなり、ニップ部内での用紙の挙動が安定せず、画像ズレや用紙にしわが発生しやすくなるという問題がある。

本発明の課題は、上記問題に鑑みて、ニップ部での画像不良の発生を防止し、定着精度を向上させることである。

請求項１に記載の発明は、加熱部と、前記加熱部とニップ部を形成し、用紙を前記加熱部に圧接させる圧接部と、前記圧接部を介して用紙に加圧力を加え、前記加熱部と前記圧接部との間にニップ部を形成させる加圧部と、を備え、前記加圧部は、用紙搬送方向において前記ニップ部の上流部及び下流部に前記ニップ部の中央部よりも高い加圧力を加え、且つ、前記ニップ部の下流部に上流部よりも高い加圧力を加えること、を特徴とする定着装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記加圧部は、前記用紙搬送方向において前記ニップ部の上流部に対する位置に、当該用紙搬送方向に対して垂直方向に複数に積層した部材層を有し、当該部材層を形成する前記複数の層のうち最も前記ニップ部に近い層は、前記ニップ部に最も遠い層よりも低い硬度であること、を特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記加圧部は、前記用紙搬送方向において前記ニップ部の上流部、中央部、下流部のそれぞれに対して異なる硬度の部材から成り、前記下流部に対する部材は最も硬度が高いこと、を特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部で用紙をホールドできると共に、下流部で用紙の搬出力を確保することができるため、ニップ部内での用紙搬送速度のバラツキを低減でき、ニップ部内での用紙の挙動の安定化を図ることができる。従って、ニップ部での画像ズレや用紙にしわ等の画像不良の発生を防止でき、定着精度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるのは勿論のこと、用紙搬送方向においてニップ部の上流部での主走査方向の加圧力が均等になり、ニップ部の上流部の用紙を主走査方向に均一にホールドすることができ、ニップ部内での用紙の挙動の安定化を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られるのは勿論のこと、下流部に対する加圧力を最も高くすることができると共に、ニップ部からの用紙の搬出力を確保することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか一項と同様の効果を得られる画像形成装置を実現できる。

本実施の形態における画像形成装置の概略断面構成図である。 定着装置の概略断面図である。 第１〜３パッドの構成が異なる加圧部の概略構成図である。 図３（Ａ）〜（Ｆ）に示す各加圧部を備えた定着装置でのニップ部の圧力分布図である。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における画像形成装置Ａの概略断面構成図を示す。

図１に示すように、画像形成装置Ａは、原稿から画像を読み取り、読み取った画像を用紙Ｐに画像形成して出力するコピー機能や、外部装置等から画像データを含むページデータや各画像データの画像形成条件等を含むジョブを受信し、受信したジョブに基づいて画像を用紙Ｐ上に形成して出力するプリント機能等を備えている。図１に示すように、画像形成装置Ａは、画像読取部１０、プリント部２０等を備えて構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿送り部１１と読取部１２とを備える。自動原稿送り部１１は、画像形成装置Ａの本体上部に設けられている。自動原稿送り部１１は、搬送ローラを複数備え、原稿トレイＴ１に設置された原稿ｄを読取部１２の読取面であるスリットガラス上に搬送する。

読取部１２は、光源、レンズ、コンタクトガラス、イメージセンサ１２ａ等が設けられたスキャナを備えて構成され、原稿ｄに照射して反射した光を結像して光電変換することにより原稿の画像を読み取り、光電変換により画像信号（アナログ信号）を生成する。また、読取部１２は、画像信号に対してアナログ−デジタル変換を施すことにより、デジタル信号としての画像データを生成する。ここで、画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。

画像読取部１０により生成された画像データは、画像処理部（不図示）に出力され、各種画像処理が施された後、プリント部２０又は画像メモリ（不図示）に出力される。

プリント部２０は、給紙部２１、給紙搬送部２２、画像形成部２３、定着装置２４、搬出部２５を備えて構成されている。

給紙部２１は、複数の給紙トレイ２１ａ、給紙機構２１ｂ、手差しトレイＴ２等を備える。給紙トレイ２１ａには、給紙トレイ２１ａ毎に用紙の斤量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙、差込用紙等の各種用紙Ｐが予め設定された種類毎に格納されている。給紙機構２１ｂによって、給紙トレイ２１ａに格納されている用紙Ｐが最上部から一枚ずつ給紙搬送部２２に向けて搬送される。手差しトレイＴ２は、ユーザのニーズに合わせて様々な種類の用紙Ｐが積載可能である。給紙ローラによって手差しトレイＴ２に積載されている用紙Ｐが最上部から一枚ずつ給紙搬送部２２に向けて搬送される。

給紙搬送部２２は、給紙トレイ２１ａ又は手差しトレイＴ２から搬送された用紙Ｐを、複数の中間ローラ、レジストローラ２２ａ等を経て二次転写ローラ２２ｂへと搬送する。また、給紙搬送部２２は、搬送路切換板により、片面画像形成処理済みの用紙Ｐを両面搬送路に搬送し、再び中間ローラ、レジストローラ２２ａを経て二次転写ローラ２２ｂへと搬送する。この二次転写ローラ２２ｂにより、後述する中間転写ベルト２３ｂに転写されたトナー画像が用紙Ｐ上に一括転写される。

画像形成部２３は、最大４色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の画像を形成する為に、夫々異なる色のトナーを充填可能な色毎の画像形成部２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋと、クリーニング部２３ａと、中間転写ベルト２３ｂとを備えて構成されている。

画像形成部２３Ｙは、像担持体としての感光体ドラムの周囲に配置された帯電装置、露光装置、現像装置、一次転写ローラ、クリーニング装置等を備え、イエロー（Ｙ）の画像を形成する。

具体的には、帯電装置により帯電された感光体ドラム上に、露光装置からイエロー（Ｙ）の画像データに応じて変調された光が照射されて静電潜像が形成される。現像装置には、外添剤が添加されたイエロー（Ｙ）のトナーが充填されている。現像装置は、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面に、トナーを付着させて静電潜像を現像する。現像装置によりトナーが付着された感光体ドラムは、一次転写ローラが配置された転写位置へ一定速度で回転しながら中間転写ベルト２３ｂにトナーを転写する。中間転写ベルト２３ｂにトナーが転写された後、クリーニング装置が、感光体ドラムの表面の残留電荷や残留トナー等を除去する。

画像形成部２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、画像形成部２３Ｙと同様の構成を備え、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像をそれぞれ形成する。

中間転写ベルト２３ｂは、複数のローラに懸架され回転可能に支持された半導電性エンドレスベルトであり、ローラの回転に伴って回転駆動される。
この中間転写ベルト２３ｂは、各画像形成部２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋの各一次転写ローラによりそれぞれの感光体ドラムに圧着される。これにより各感光体ドラムの表面に現像された各色のトナーは、各一次転写ローラによる転写位置で中間転写ベルト２３ｂに順次重ねて転写される。そして、二次転写ローラ２２ｂによる転写位置でイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが用紙に一括転写される。そして、中間転写ベルト２３ｂは、用紙Ｐを曲率及び静電的に分離して、クリーニング部２３ａにより残留トナーが除去される。

定着装置２４は、加熱ローラ、定着ベルト、加圧部等を備え、加熱ローラと定着ベルトとの間に形成されたニップ部で用紙上に転写されたトナー像を加熱、加圧し定着させる。

トナー像が定着された用紙Ｐは、搬出部２５の排紙ローラに挟持されて搬出口から排紙トレイＴ３へ搬出される。

図２に、定着装置２４の概略断面図を示す。
図２に示す定着装置２４は、ベルトニップ方式が用いられたものであり、加熱ローラ２４１と定着ベルト２４２と加圧部２４３等を備える。

加熱ローラ２４１は、内部に加熱源としてのハロゲンヒータ２４１ａを内蔵し、アルミニウムや鉄、合金等から形成された円筒状芯金と、円筒状芯金を被覆し耐熱性の高いＨＴＶシリコンゴムからなる弾性層と、弾性層を被覆しＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル）若しくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂からなる離型層とにより構成され、加熱部として機能する。

定着ベルト２４２は、用紙搬送方向Ｘにおいてニップ部Ｎの上流部に最も近いローラ２４４ａ、ニップ部Ｎの下流部に対応する位置に設けられた加圧ローラ２４３ａ、定着ベルト２４２を支持するローラ２４４ｂ等の各ローラの外周に懸架され、回転可能に支持されたエンドレスベルトであり、ローラの回転に伴って回転駆動される。そして定着ベルト２４２は、加熱ローラ２４１の外周面と当接してニップ部Ｎを形成し、用紙を加熱ローラ２４１に圧接させる圧接部として機能する。

定着ベルト２４２は、ポリイミドなどの耐熱弾性樹脂により形成された基体と、基体の外表面を被覆するシリコンゴム層等の弾性層と、当該弾性層を被覆するＰＦＡ若しくはＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる離型層とにより構成される。

加圧部２４３は、加圧ローラ２４３ａと押圧部２４３ｂとを備え、定着ベルト２４２の内周側から定着ベルト２４２に加圧力を加え、加熱ローラ２４１と定着ベルト２４２との間にニップ部Ｎを形成させる。

加圧ローラ２４３ａは、用紙搬送方向Ｘにおけるニップ部の下流部に対する位置に設けられている。加圧ローラ２４３ａは、押圧部２４３ｂを構成する第１〜３パッドよりも高硬度であり、例えば、アルミニウムや鉄、合金等の金属から形成された円筒状芯金等により構成されている。
加圧ローラ２４３ａは、定着ベルト２４２の内周側から加圧して定着ベルト２４２の外周面をニップ部Ｎに圧接させると共に、定着ベルト２４２を支持する。

押圧部２４３ｂは、第１パッド２４３ｂ１、第２パッド２４３ｂ２、第３パッド２４３ｂ３、保持部材２４３ｂ４を支持すると共に加圧力を加える圧縮バネ（不図示）、これらを収納するホルダ（不図示）、第１パッド及び第３パッドの上面を被覆し定着ベルト２４２の内周面と摺接する摺接シート（不図示）等から構成されている。

第１パッド２４３ｂ１及び第２パッド２４３ｂ２は、用紙搬送方向Ｘに対して垂直方向に積層した部材層を形成しており、用紙搬送方向Ｘにおいてニップ部の上流部に対する位置に設けられている。ニップ部に最も近い層（上層）である第１パッド２４３ｂ１は、ニップ部に最も遠い層（下層）である第２パッド２４３ｂ２よりも低い硬度である。

また、部材層全体の硬度は、第１パッドの硬度よりも高く、第２パッドの硬度以下である。例えば、第１パッド２４３ｂ１を耐熱性を有するスポンジ、第２パッド２４３ｂ２を耐熱性を有するウレタン等を用いてそれぞれ形成することにより、部材層全体の硬度を、第１パッド２４３ｂ１の硬度よりも高く、第２パッド２４３ｂ２の硬度以下とすることができる。

第３パッド２４３ｂ３は、用紙搬送方向Ｘに沿ってニップ部の中央部に対する位置、即ち、第１パッド２４３ｂ１及び第２パッド２４３ｂ２からなる部材層と加圧ローラ２４３ａとの間に設けられている。第３パッド２４３ｂ３は、第１パッド２４３ｂ１及び第２パッド２４３ｂ２からなる部材層全体よりも低い硬度である。
第３パッド２４３ｂ３は、例えば、耐熱性を有するシリコンゴム等の弾性材を用いて形成されている。

保持部材２４３ｂ４は、第１〜３パッドを保持するステンレス等の金属板、当該金属板を支持する樹脂板等から構成されており、圧縮バネの弾性力を受けても破損しない程度の強度を保つことができる剛性の材料から構成されている。
圧縮バネの弾性力は、保持部材２４３ｂ４、第１〜３パッドを介して、一定の加圧力として定着ベルト２４２に付与される。

ここで、用紙搬送方向Ｘにおけるニップ部内の加圧力の分布について説明する。
上述したように、加圧部２４３は、用紙搬送方向Ｘに沿ってニップ部の上流部に対する位置に設けられた第１及び２パッドから成る部材層、中央部に対する位置に設けられた第３パッド、下流部に対する位置に設けられた加圧ローラを備えて構成されており、それぞれ異なる硬度を有するものである。第１及び２パッドから構成される部材層全体の硬度Ｈ１、第３パッドの硬度Ｈ２、加圧ローラの硬度Ｈ３の関係は、上述した内容により下記のようになる。
Ｈ３＞Ｈ１＞Ｈ２

用紙搬送方向Ｘおけるニップ部の上流部は、第１及び２パッドから構成される部材層からの加圧力を受ける。また、用紙搬送方向Ｘにおけるニップ部の下流部は、加圧ローラからの加圧力を受ける。用紙搬送方向Ｘにおけるニップ部の中央部は、第３パッドからの加圧力を受ける。そのため、用紙搬送方向Ｘにおけるニップ部内の加圧力の分布は、下記の関係となる。

Ｐ３＞Ｐ１＞Ｐ２
Ｐ１：用紙搬送方向Ｘおけるニップ部の上流側の加圧力
Ｐ２：用紙搬送方向Ｘにおけるニップ部の中央部の加圧力
Ｐ３：用紙搬送方向Ｘにおけるニップ部の下流側の加圧力

従って、加圧部２４３は、上記構成により、用紙搬送方向Ｘに沿ってニップ部の上流部及び下流部にニップ部の中央部よりも高い加圧力を加え、且つ、ニップ部の下流部に上流部よりも高い加圧力を加えることを実現している。

以下、本実施の形態にかかる定着装置について、実施例を挙げて具体的に説明する。なお、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。

本実施例では、図１に示す画像形成装置において、第１〜３パッドの構成が異なる複数の定着装置を用いて、ニップ部の圧力分布の測定を行ない、また、定着後の画像を目視にて観察し、画像品質評価を行なった。

図３（Ａ）〜（Ｆ）に、第１〜３パッドの構成が異なる加圧部の概略構成図を示し、図４に、図３（Ａ）〜（Ｆ）に示す加圧部をそれぞれ備えた定着装置でのニップ部の圧力分布図を示す。なお、用紙搬送方向においてニップ部の上流部の長さをニップ幅の１５％の長さ（本実施例では５［ｍｍ］）とする。

また、表１に、図３（Ａ）〜（Ｆ）に示す各加圧部を備えた各定着装置（パターンＡ〜Ｆ）を用いた際の画像品質評価の結果を示す。画像ズレの有無、光沢ムラやしわ等のその他ノイズの有無、を目視にて観察し、これらの結果から総合評価を決定した。各項目の評価基準は、以下の通りである。
○：画像ズレなし、その他ノイズなし、総合評価として画像品質に問題なし
×：画像ズレあり、その他ノイズあり、総合評価として画像品質に問題あり

図３（Ａ）は、用紙搬送方向においてニップ部内の上流部及び中央部に対して第３パッドが設けられた加圧部２４３の例である。図３（Ａ）に示す加圧部２４３は、加圧ローラ２４３ａと、第３パッド２４３ｂ３、保持部材２４３ｂ４、圧縮バネ（不図示）、ホルダ（不図示）、摺接シート（不図示）等を有する押圧部２４３ｂと、により構成されている。

図３（Ａ）の第３パッド２４３ｂ３は、シリコンゴム（硬度 ＪＩＳ−Ａ２０°）を用いて形成されたものであり、圧縮バネからの加圧力を受ける前の厚さは３．５［ｍｍ］である。

図３（Ａ）に示す加圧部を備えた定着装置でのニップ部の圧力分布は、図４に示す曲線Ａである。曲線Ａで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の下流部の圧力が最も高い。そのため、用紙の搬出力を確保することができる。

また、図４の曲線Ａで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部の圧力が中央部よりも低い。そのため、ニップ部の上流部で用紙をホールドすることができず、ニップ部内での用紙の挙動が不安定となり、画像ズレが発生した。
従って、表１に示すように、図３（Ａ）に示す加圧部を備えた定着装置（パターンＡ）は、画像ズレが発生し、画像品質に問題があるものとなった。

図３（Ｂ）は、用紙搬送方向においてニップ部内の上流部に対して第２パッドから成る部材層が設けられ、ニップ部内の中央部に対して第３パッドが設けられた加圧部２４３の例である。図３（Ｂ）に示す加圧部２４３は、加圧ローラ２４３ａと、第２パッド２４３ｂ２、第３パッド２４３ｂ３、保持部材２４３ｂ４、圧縮バネ（不図示）、ホルダ（不図示）、摺接シート（不図示）等を有する押圧部２４３ｂと、により構成されている。

図３（Ｂ）の第２パッド２４３ｂ２は、ウレタン（硬度 ＪＩＳ−７０°）を用いて形成されたものであり、圧縮バネからの加圧力を受ける前の厚さは４［ｍｍ］である。また、図３（Ｂ）の第３パッド２４３ｂ３は、シリコンゴム（硬度 ＪＩＳ−Ａ２０°）を用いて形成されたものであり、圧縮バネからの加圧力を受ける前の厚さは３．５［ｍｍ］である。

図３（Ｂ）に示す加圧部を備えた定着装置でのニップ部の圧力分布は、図４に示す曲線Ｂである。曲線Ｂで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の下流部の圧力が最も高い。そのため、用紙の搬出力を確保することができる。

また、図４の曲線Ｂで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部の圧力が中央部よりも高い。これは、第２パッドの硬度が第３パッドよりも高いことから、圧縮バネからの加圧力を受けたとき、第２パッドは第３パッドよりも変形しないため、第３パッドよりも効率よく加圧力を定着ベルトの内周面に伝達できるためと考えられる。しかし、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部と中央部との圧力差が大きいため、ニップ部の上流部と中央部とでの未定着トナー像の溶解速度に差が生じ、光沢ムラが発生したり、用紙にしわが発生する等のその他のノイズが発生した。
従って、表１に示すように、図３（Ｂ）に示す加圧部を備えた定着装置（パターンＢ）は、その他のノイズが発生し、画像品質に問題があるものとなった。

図３（Ｃ）は、用紙搬送方向においてニップ部内の上流部に対して第１パッドから成る部材層が設けられ、ニップ部内の中央部に対して第３パッドが設けられた加圧部２４３の例である。図３（Ｃ）に示す加圧部２４３は、加圧ローラ２４３ａと、第１パッド２４３ｂ１、第３パッド２４３ｂ３、保持部材２４３ｂ４、圧縮バネ（不図示）、ホルダ（不図示）、摺接シート（不図示）等を有する押圧部２４３ｂと、により構成されている。

図３（Ｃ）の第１パッド２４３ｂ１は、スポンジ（密度２６０［ｋｇ／ｍ３］、２５％圧縮加重０．０３４［ＭＰａ］）を用いて形成されたものであり、圧縮バネからの加圧力を受ける前の厚さは４［ｍｍ］である。また、図３（Ｃ）の第３パッド２４３ｂ３は、図３（Ｂ）と同様に形成されたものである。

図３（Ｃ）に示す加圧部を備えた定着装置でのニップ部の圧力分布は、図４に示す曲線Ｃである。曲線Ｃで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の下流部の圧力が最も高い。そのため、用紙の搬出力を確保することができる。

また、図４の曲線Ｃで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部の圧力が中央部よりも低い。これは、第１パッドの硬度が第３パッドよりも低いことから、圧縮バネからの加圧力を受けたとき、第１パッドは第３パッドよりも変形し、第３パッドよりも加圧力を定着ベルトの内周面に伝達できないためと考えられる。そのため、ニップ部の上流部で用紙をホールドすることができず、ニップ部内での用紙の挙動が不安定となり、画像ズレが発生した。
従って、表１に示すように、図３（Ｃ）に示す加圧部を備えた定着装置（パターンＣ）は、画像ズレが発生し、画像品質に問題があるものとなった。

図３（Ｄ）は、用紙搬送方向においてニップ部内の上流部に対して第１パッドと第２パッドとから成る部材層が設けられ、ニップ部内の中央部に対して第３パッドが設けられた加圧部２４３の例である。図３（Ｄ）に示す加圧部２４３は、加圧ローラ２４３ａと、第１パッド２４３ｂ１、第２パッド２４３ｂ２、第３パッド２４３ｂ３、保持部材２４３ｂ４、圧縮バネ（不図示）、ホルダ（不図示）、摺接シート（不図示）等を有する押圧部２４３ｂと、により構成されている。
図３（Ｄ）に示す部材層は、ニップ部に最も近い層（上層）に第２パッド２４３ｂ２、ニップ部に最も遠い層（下層）に第１パッド２４３ｂ１が設けられた構成となっている。

図３（Ｄ）の第１パッド２４３ｂ１は、スポンジ（密度２６０［ｋｇ／ｍ３］、２５％圧縮加重０．０３４［ＭＰａ］）を用いて形成されたものであり、圧縮バネからの加圧力を受ける前の厚さは２［ｍｍ］である。図３（Ｄ）の第２パッド２４３ｂ２は、ウレタン（硬度 ＪＩＳ−７０°）を用いて形成されたものであり、圧縮バネからの加圧力を受ける前の厚さは２［ｍｍ］である。従って、部材層の厚さは４［ｍｍ］となる。
また、図３（Ｄ）の第３パッド２４３ｂ３は、図３（Ｂ）と同様に形成されたものである。

図３（Ｄ）に示す加圧部を備えた定着装置でのニップ部の圧力分布は、図４に示す曲線Ｄである。曲線Ｄで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の下流部の圧力が最も高い。そのため、用紙の搬出力を確保することができる。

また、図４の曲線Ｄで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部の圧力が中央部よりも高い。これは、第２パッドに圧縮バネからの加圧力を伝達する第１パッドの硬度が第３パッドよりも低く、第２パッドの硬度が第３パッドよりも高いことに起因するものと考えられる。即ち、圧縮バネからの加圧力を受けたとき、第１パッドが第３パッドよりも変形し、図３（Ｂ）の構成よりも効率よく加圧力を第２パッドに面に伝達できないが、第２パッドは第３パッドよりも変形せず、第３パッドよりも効率よく加圧力を定着ベルトの内周面に伝達できるとためと考えられる。しかし、曲線Ｄで示されているように、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部と中央部との圧力差が大きいため、ニップ部の上流部と中央部とでの未定着トナー像の溶解速度に差が生じ、光沢ムラが発生したり、用紙にしわが発生する等のその他のノイズが発生した。
従って、表１に示すように、図３（Ｄ）に示す加圧部を備えた定着装置（パターンＤ）は、その他のノイズが発生し、画像品質に問題があるものとなった。

図３（Ｅ）は、用紙搬送方向においてニップ部内の上流部に対して第１パッドと第２パッドとから成る部材層が設けられ、ニップ部内の中央部に対して第３パッドが設けられた加圧部２４３の例である。図３（Ｅ）に示す加圧部２４３は、加圧ローラ２４３ａと、第１パッド２４３ｂ１、第２パッド２４３ｂ２、第３パッド２４３ｂ３、保持部材２４３ｂ４、圧縮バネ（不図示）、ホルダ（不図示）、摺接シート（不図示）等を有する押圧部２４３ｂと、により構成されている。
図３（Ｅ）に示す部材層は、ニップ部に最も近い層（上層）に第１パッド２４３ｂ１、ニップ部に最も遠い層（下層）に第２パッド２４３ｂ２が設けられた構成となっている。

図３（Ｅ）の第１パッド２４３ｂ１、第２パッド２４３ｂ２、第３パッド２４３ｂ３は、図３（Ｄ）と同様に形成されたものである。

図３（Ｅ）に示す加圧部を備えた定着装置でのニップ部の圧力分布は、図４に示す曲線Ｅである。曲線Ｅに示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の下流部の圧力が最も高い。そのため、用紙の搬出力を確保することができる。

また、図４の曲線Ｅで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部の圧力が中央部よりも高い。これは、これは、第１パッドに圧縮バネからの加圧力を伝達する第２パッドの硬度が第３パッドよりも高く、第１パッドの硬度が第３パッドよりも低いことに起因するものである。即ち、圧縮バネからの加圧力を受けたとき、第２パッドが第３パッドよりも変形せずに第３パッドよりも効率よく加圧力を均等に第１パッドに伝達でき、第１パッドが第３パッドよりも変形して定着ベルトの内周面との密着性を高めつつ加圧力を伝達できるためと考えられる。そのため、用紙搬送方向においてニップ部の上流部での主走査方向の加圧力が均等になり、ニップ部の上流部の用紙を主走査方向に均一にホールドすることができ、ニップ部内での用紙の挙動の安定化を図ることができる。
従って、表１に示すように、図３（Ｅ）に示す加圧部を備えた定着装置（パターンＥ）は、画像ズレやその他のノイズは発生せず、画像品質に問題がないものとなった。

図３（Ｆ）は、図３（Ｅ）に示す加圧部２４３において、圧縮バネからの加圧力を受ける前の第１パッド２４３ｂ１の厚さを１．５［ｍｍ］とし、部材層の厚さを３．５［ｍｍ］とした加圧部２４３の例である。

図３（Ｆ）に示す加圧部を備えた定着装置でのニップ部の圧力分布は、図４に示す曲線Ｆである。曲線Ｆに示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の下流部の圧力が最も高い。そのため、用紙の搬出力を確保することができる。

また、図４の曲線Ｆで示されるように、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部の圧力が中央部よりも低い。これは、部材層の厚さが第３パッドの厚さ（３．５［ｍｍ］）と等しいため、圧縮バネからの加圧力を受けたとき、第１パッドが第３パッドよりも変形せず、定着ベルトの内周面との密着力を高めつつ加圧力を伝達することができないためと考えられる。そのため、ニップ部の上流部で用紙をホールドすることができず、ニップ部内での用紙の挙動が安定せず、画像ズレが発生した。
従って、表１に示すように、図３（Ｆ）に示す加圧部を備えた定着装置（パターンＦ）は、画像ズレが発生し、画像品質に問題があるものとなった。

以上のことから、図３（Ｅ）に示すように、用紙搬送方向に沿ってニップ部の上流部、中央部、下流部のそれぞれに対して異なる硬度の材料を用いて成り、用紙搬送方向に沿ってニップ部内を下流部、上流部、中央部の順番で高い加圧力を加える加圧部２４３を備えた定着装置が、最も画像品質が良いことが判明した。

以上のように、本実施の形態によれば、用紙搬送方向においてニップ部の上流部及び下流部にニップ部の中央部よりも高い加圧力を加え、且つ、ニップ部の下流部に上流部よりも高い加圧力を加えることができる。そのため、用紙搬送方向におけるニップ部の上流部で用紙をホールドできると共に、下流部で用紙の搬出力を確保することができ、ニップ部内での用紙搬送速度のバラツキを低減でき、ニップ部内での用紙の挙動の安定化を図ることができる。
従って、ニップ部での画像ズレの発生や、光沢ムラ、用紙にしわが発生する等のその他のノイズの発生等の画像不良の発生を防止でき、定着精度を向上させることができる。

更に、加圧部２４３が、用紙搬送方向においてニップ部の上流部に、当該用紙搬送方向に対して垂直方向に複数に積層した部材層を有し、この部材層を構成する複数の層のうち最もニップ部に近い層（第１パッド２４３ｂ１）がニップ部に最も遠い層（第２パッド２４３ｂ２）よりも低い硬度であるため、用紙搬送方向においてニップ部の上流部での主走査方向の加圧力が均等になり、ニップ部の上流部の用紙を主走査方向に均一にホールドすることができ、ニップ部内での用紙の挙動の安定化を図ることができる。

更に、加圧部２４３が、用紙搬送方向においてニップ部の上流部、中央部、下流部のそれぞれに対して異なる硬度の部材（第１パッド及び第２パッドから成る部材層、第３パッド、加圧ローラ）から成り、下流部に対する部材（加圧ローラ２４３ａ）が最も硬度が高い構成であるため、下流部に対する加圧力を最も高くすることができると共に、ニップ部からの用紙の搬出力を確保することができる。

また、本発明は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１０ 画像読取部
１１ 自動原稿送り部
１２ 読取部
１２ａ イメージセンサ
２０ プリント部
２１ 給紙部
２１ａ 給紙トレイ
２１ｂ 給紙機構
２２ 給紙搬送部
２２ａ レジストローラ
２２ｂ 二次転写ローラ
２３、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ 画像形成部
２３ａ クリーニング部
２３ｂ 中間転写ベルト
２４ 定着装置
２５ 搬出部
２４１ 加熱ローラ
２４１ａ ハロゲンヒータ
２４２ 定着ベルト
２４３ 加圧部
２４３ａ 加圧ローラ
２４３ｂ 押圧部
２４３ｂ１ 第１パッド
２４３ｂ２ 第２パッド
２４３ｂ３ 第３パッド
２４３ｂ４ 保持部材
２４４ａ、２４４ｂ ローラ
Ａ 画像形成装置
ｄ 原稿
Ｐ 用紙
Ｔ１ 原稿トレイ
Ｔ２ 手差しトレイ
Ｔ３ 排紙トレイ
Ｘ 用紙搬送方向

Claims (4)

1. 加熱部と、
   前記加熱部とニップ部を形成し、用紙を前記加熱部に圧接させる圧接部と、
   前記圧接部を介して用紙に加圧力を加え、前記加熱部と前記圧接部との間にニップ部を形成させる加圧部と、
   を備え、
   前記加圧部は、用紙搬送方向において前記ニップ部の上流部及び下流部に前記ニップ部の中央部よりも高い加圧力を加え、且つ、前記ニップ部の下流部に上流部よりも高い加圧力を加えること、
   を特徴とする定着装置。
2. 前記加圧部は、前記用紙搬送方向において前記ニップ部の上流部に対する位置に、当該用紙搬送方向に対して垂直方向に複数に積層した部材層を有し、当該部材層を形成する前記複数の層のうち最も前記ニップ部に近い層は、前記ニップ部に最も遠い層よりも低い硬度であること、
   を特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加圧部は、前記用紙搬送方向において前記ニップ部の上流部、中央部、下流部のそれぞれに対して異なる硬度の部材から成り、前記下流部に対する部材は最も硬度が高いこと、
   を特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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