JP2012027371A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動シート２７ｃが加圧ローラ２６とベルト２１に挟まれて加圧される画像加熱装置構成においてｈａ、摺動シートの先端折り返し部２７ｃ３が破れ易い。そして、潤滑剤が摺動シートの穴の開いた所から内部に入り込むと、ゴム材からなる加圧パッドを膨潤させ所定の圧分布が得られなくなる。そうすると、紙搬送挙動が不安定になり紙しわ等の問題が生じる。
【解決手段】無端ベルト２１の長手幅Ｗ２１が、他方の部材２０、加圧ローラ２６およびシート部材２７ｂの長手方向長さ以下となる関係であり、折り返し部２７ｂ３の加圧力が無端ベルト２１の長手幅方向の端部領域２１Ａと中央部側の領域２１Ｂとで異なり、端部領域２１Ａにおける加圧力が中央部側の領域２１Ｂにおける加圧力よりも低いことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式等を採用した画像形成装置に搭載される、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置に関する。

画像加熱装置としては、例えば、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を増大させる光沢増大化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）にトナー画像を形成し、これを定着装置により加熱、加圧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、内部にヒータを有する定着ローラに加圧ローラを圧接して定着ニップを形成し、定着を行うローラ定着方式が従来より採用されている。

ところで、画像の高光沢化や画像形成の高速化を図るためには、シートのニップ通過時間を長くし、トナーを充分に溶融するのが好ましい。ローラ定着方式の場合、これを達成するためにはローラ径を大きくしなければならず、定着装置が大型化してしまう。

そこで近年では、ローラ定着方式に比して、装置の小型化、高速化対応を達成しつつ、充分なニップ幅（シート搬送方向の長さ）を得ることができるベルト定着方式が採用されている。この方式においては、ローラに対するベルトの腹当て幅の調整、もしくはベルト同士の腹当て幅の調整により従来に比して充分なニップ幅を得ている。

しかしながら、ベルト定着方式でベルト内部から２部材でベルトを押圧することによって対向部材とのニップを形成する構成は、ベルト内部の加圧部材によって加圧されている圧の高い部分と、ベルト内部から加圧されていない圧の抜けた部分とが存在する。そのため、未定着トナー画像を定着しようとする場合、圧抜け部では加熱時に生じた水蒸気を抑え込めなくなる。圧が抜けた部分においては、シートの幅方向（シート搬送方向に直交する方向）で空気や水蒸気が溜まっている部分とそうでない部分とが存在することになり、トナー画像とベルトの接触状態が異なることによる画像の光沢ムラが発生する。特にコート紙等の通気性の低いシートにおいて発生しやすい。

本出願人は、そうした問題に対して、画像加熱ニップ内の圧力分布を適正化させる方式を特許文献１で提案している。この提案においては、ベルトの内部（ベルトの内側）にベルトを内部から押圧する、加圧ローラと、弾性体とそれを覆う摺動シートからなる加圧パッドと、を設ける。そして、シートの搬送方向で連続した圧分布になるように、加圧ローラに接触配置された加圧パッドのシート搬送方向下流部に突出部を設け、加圧ローラのバックアップにより加圧することで、加圧ローラ−加圧パッド間の圧抜けを防止している。

特開２００７−０３４２７６号公報

本発明は上記先行技術の更なる改善に関する。即ち、先行技術においては下記の事項の更なる改善が望まれている。加圧ローラ側に加圧パッドおよび摺動シートを入り込ませていくと圧抜けは防止されるが、加圧ローラにバックアップされる摺動シートの先端が破れやすくなる。摺動シートは加圧ベルトや加圧ローラと摺擦することで削られるが、加圧ローラ側に入り込んでいるシート先端の折り返し部は圧が高く削れ易い。ベルトの幅方向（記録材の搬送方向と直交する方向）における摺動シートの長さがベルト長さよりの長い構成の場合には、特に、摺動シートの最端部がベルトの基層のエッジ食い込み等で削られ易い。

そこで本発明の目的は、ベルト端部に当接する摺動シートの折り曲げ部の破損を低減することが可能な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、

本発明によれば、ベルト端部に当接する摺動シートの折り曲げ部の破損を低減することが可能となる。

（ａ）は実施例１における画像形成装置の縦断面模式図、（ｂ）は定着装置の要部の横断面模式図である。 （ａ）は定着装置の加圧側のニップ形成部の拡大断面模式図、（ｂ）は加圧ローラ、シート部材、加圧ベルトの一端部側の拡大断面模式図である。 （ａ）は各構成部材の長手幅方向の寸法関係の図、（ｂ）は定着ニップ部の圧力分布を説明する図である。 （ａ）は実施例２における定着装置の要部の横断面模式図、（ｂ）は加圧ローラ、シート部材、加圧ベルト、定着ベルト、定着ローラの一端部側の拡大断面模式図である。 （ａ）は実施例３における定着装置の要部の横断面模式図、（ｂ）はベルト位置検知、ベルト寄り移動制御構成の説明図である。 （ａ）はベルトの寄りを検知するセンサフラグの説明図、（ｂ）は参照テーブルである。 （ａ）は固定部材の配置位置を説明する図、（ｂ）は定着ニップ部の圧力分布を説明する図である。

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、本発明を適用できる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。

［実施例１］
（１）画像形成装置例の説明
図１の（ａ）は本発明に係る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１の一例の縦断面模式図である。装置１は、電子写真方式を採用したいわゆるプリンタであり、パソコン等の外部ホスト装置３００から制御回路部（コントローラ）２００に入力する電気的な画像情報に基づいてシート状の記録材Ｓ（以下、シートと記す）に画像を形成して出力することができる。

装置１には、大きく分けて、シートＳにトナー画像を形成するための画像形成手段と、シートＳに形成されたトナー画像を加熱・加圧して定着する画像加熱装置としての定着装置Ａが設けられている。画像形成手段は、像担持体としての電子写真感光体ドラム２を有する。ドラム２は矢印の時計方向に所定の速度（プロセススピ−ド）で回転駆動される。回転するドラム２の表面は帯電手段としての帯電器３によって所定の極性・電位に一様に帯電処理される。そして、そのドラム表面に露光手段としての露光装置（レーザースキャナ）４から画像情報に応じて変調された光５が照射されることにより、ドラム表面に露光パターンに対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段としての現像器６によって現像剤（トナー）で現像されてトナー画像として可視化される。一方、シートＳは装置下部の給送カセット９に収納されており、給送ローラ１０によって給送される。シートＳは搬送手段としてのレジストローラ対１１によってドラム２に対して、トナー画像の形成と同期して搬送される。ドラム２上のトナー画像は転写手段としての転写ローラ７によってシートＳ上に静電転写される。そして、トナー画像の転写を受けたシートＳがドラム２から分離されて定着装置Ａへと搬送される。シート分離後のドラム２上に残留したトナー（転写残トナー）はクリーニング手段としてのクリーニング装置８によって除去され、ドラム２は繰り返して画像形成に供される。定着装置Ａへ搬送されたシートＳは加熱、加圧されることによって未定着のトナー画像が固着画像としてシートＳ上に定着される。トナー画像が定着されたシートＳは定着装置Ａを出て排出ローラ対１２によって装置上部の排出トレイ１３へと搬送されて排出される。

（２）定着装置Ａ
図１の（ｂ）は定着装置Ａの要部の横断面模式図である。この定着装置Ａは、互いに対向して圧接部Ｎを形成する回転可能な２つの部材２０、２１を有する。そして、少なくとも一方の部材２１が無端ベルトであり、圧接部Ｎで画像Ｔを担持したシートＳを挟持搬送して画像を加熱するベルト定着方式の画像加熱装置である。

より具体的には、本実施例の定着装置Ａは、互いに対向して圧接部（以下、定着ニップ部或いはニップ部と記する）Ｎを形成する回転可能な２つの部材である、定着ローラ（定着手段：対向部材）２０と、加圧ベルト（加圧手段：無端ベルト）２１と、を備えている。ローラ２０は、内側から外側に順に、芯金２０ａ、弾性層２０ｂ、表面離型層２０ｃの３層構造の回転体である。芯金２０ａは、長手幅（長さ）が３５０ｍｍ、外径が６０ｍｍで、肉厚が１．５ｍｍのアルミ製の中空ローラである。弾性層２０ｂは５００μｍの厚みで設けられている。弾性層２０ｂ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、硬度はＪＩＳ−Ａ２０度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。この弾性層２０ｂの変形によって、ローラ２０へのシートＳの巻きつきを防止し、ベルト２１からの良好な分離性能を得ることができる。離型層２０ｃはフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。また、芯金２０ａの内部に加熱手段としてのハロゲンヒータ２２が配置されている。ローラ２０は芯金２０ａの両端部をそれぞれ軸受け部材（不図示）を介して装置Ａのフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。

ベルト２１は、長手幅Ｗ２１（図２の（ｂ）、図３の（ａ））が３４０ｍｍ、内径が５０ｍｍで、厚みが７５μｍのポリイミドをベルト基層２１ａとしている。そして、その外周面に弾性層２１ｂ、更にその外周面に表面離型層２１ｃとしてフッ素樹脂であるＰＦＡチューブが３０μｍの厚みで設けられている。弾性層２１ｂの厚みに関して、本実施例においては図２の（ｂ）のように、ベルト２１の長手幅方向の端部領域２１Ａにおける弾性層２１ｂの厚みは１５０μｍ、中央部側の領域２１Ｂにおける弾性層２１ｂの厚みは３００μｍとしている。他の層の厚みは、同じとする。即ち、ベルト２１の端部領域２７Ａの厚みｔａを中央部側の領域２７Ｂの厚みｔｂよりも薄くしている。その理由については後述する。

ベルト２１は、テンションローラ２５と加圧ローラ２６によって張架されている。ローラ２５は、長さ３５０ｍ、外径が２０ｍｍで、内径が１６ｍｍである鉄合金製の芯金２５ａに、熱伝導率を小さくして加圧ベルト２１からの熱伝導を少なくするためにシリコーンスポンジ層２５ｂを設けてある。ローラ２６は、長手幅３５０ｍｍ、外径が２０ｍｍで、内径が１６ｍｍである厚さ２ｍｍの鉄合金製とされた低摺動性の剛性ローラである。また、ベルト２１の内側には、ベルト２１を、対向部材であるローラ２０に向けて加圧する固定部材としての加圧パッド２７がローラ２６に接触して配置されている。

ニップ部（圧接部）Ｎを形成するために、ベルト２１内のローラ２６は、回転軸の両端側が加圧機構（不図示）により所定の加圧力Ｆ２６にてベルト２１を挟んでローラ２０に対して加圧されている。加圧力Ｆ２６によりローラ２０の弾性層２０ｂを所定量弾性変形させることによりニップ部Ｎの一部を形成している。そして、ニップ部Ｎの圧がローラ２６により懸架されている加圧ベルト領域において最大値となるように設定されている。また、ベルト２１内のパッド２７は加圧機構（不図示）により、所定の加圧力Ｆ２７にてベルト２１を挟んでローラ２０に対して加圧されている。パッド２７をベルト２１の内面に押し当てることによって記録材搬送方向Ｙにおいてローラ２０の表面とベルト２１の表面の接触面積を大きく採ることができる。これにより、その接触面積に対応した幅広のニップ部Ｎをパッド２７とで形成できる。従って、未定着トナー画像Ｔを担持したシートＳのニップ部Ｎによる挟持搬送時間を長くでき、トナー画像Ｔの高光沢化及び画像形成の高速化が可能となる。

図２の（ａ）は、加圧側（ベルト２１側）のニップ形成部の拡大断面模式図である。パッド２７は少なくとも弾性層２７ａとこの弾性層２７ａを覆うシート部材である摺動シート２７ｃを有する。本実施例においては、パッド２７は、厚さ３ｍｍ、幅１５ｍｍの弾性体としての耐熱性シリコーンゴム２７ａと、それを下面側で保持するＳＵＳ製のステイ２７ｂとから構成されている。弾性層２７ａは記録材搬送方向下流側（先端部）にローラ２６に加圧される突出部２７ａ１を備えている。また、パッド２７の表面には、その表面に摺動するベルト２１の内面およびローラ２６との摩擦抵抗を減らすために低摺動性部材としての摺動シート（カバー）２７ｃが設けられている。本実施例において、シート２７ｃは、図２の（ｂ）のように、ポリイミド製のフィルム２７ｃ１を基層とし、その表面をフッ素樹脂でコーティング２７ｃ２したものである。シート２７ｃの長手幅Ｗ２７ｃは３５５ｍｍ、厚みは７０μｍである。シート２７ｃは記録材搬送方向下流側（先端部）にローラ２６に加圧される折り返し部２７ｂ３を有する。即ち、シート２７ｃの先端部は、加圧ベルト２１の内面と加圧ローラ２６との間の楔状の空間Ｋに入り込み易くするために折り返し部２７ｃ３を有する。シート２７ｃによってローラ２０の駆動トルクが抑えられるので、モータの大型化を伴うことなく安定してベルトを回転させることができる。

ニップ部Ｎの記録材搬送方向Ｙに沿った領域に関して、圧抜け部がなく連続した加圧力分布とするために、ベルト２１の内面とローラ２６との間の楔状の空間Ｋにパッド２７の先端部を進入させている。即ち、パッド２７はローラ２１に接触するように配置されている。これにより、パッド２７の先端部である弾性層２７ａの突出部２７ａ１とシート２７ｃの折り返し部２７ｂ３がローラ２６のバックアップにより加圧されて、ニップ部Ｎにおけるローラ２６−パッド２７間の圧抜けが防止される。

また、ベルト２１の内側には、パッド２７よりも記録材搬送方向上流側でローラ２５よりも記録材搬送方向下流側において、潤滑剤供給部材としてのオイル塗布ローラ３０がベルト２１の内面に接触して配置されている。ローラ３０はベルト２１の内面に潤滑剤であるオイルを塗布する部材であり、ベルト内面に供給するオイルが含浸されている。これにより、パッド２７やローラ２６によりローラ２０へ押し付けられるベルト２１に生ずる磨耗を低減し、ローラ２０の駆動トルクが抑えられる。

図３の（ａ）に示すように、ローラ２０の長手幅Ｗ２０は、端部の温度だれを防止するために、最大画像領域幅ＷＳ（最大通紙幅）よりもある程度広い長さが必要となるため、ベルト２１の長手幅Ｗ２１よりも長くなっている。また、ベルト２１の長手幅Ｗ２１に対してシート２７の長手幅Ｗ２７の方が長い。これはベルト２１の内面に塗布されているオイルがパッド２７においてシート２７ｃの内側のゴム部（弾性層）２７ａに周り込むのを防止するためである。オイルがゴム部２７ａに周り込むとその部分のゴムが膨潤し、それによって圧が高くなるという問題が生じる。その結果、ニップ部Ｎの長手方向の圧バランスが崩れ、シートＳがニップ部Ｎ内を搬送される時に挙動が不安定になり、紙しわ等の問題が発生する。また、ローラ２６がベルト２１の長手幅Ｗ２１より短いとエッジ部での屈曲によりベルト２１の耐久性が低下するため、ローラ２６の長手幅Ｗ２６はベルト２１の長手幅Ｗ２１よりも長い。即ち、ベルト２１の長手幅Ｗ２１が、ローラ２０、ローラ２６およびシート２７ｂの長手方向長さ以下となる関係である。このように、ベルト２１が、ローラ２０、ローラ２６、シート２７ｃよりも長手幅が短いため、ベルト端部まで加圧され、基層の食い込みや横方向の移動によりベルト２１の端部でシート２７ｃが削られ易い。また、図３の（ａ）に示すように、最大画像領域幅ＷＳは、ベルト２１の中央部２１Ｂの領域内にある。

ローラ２０は、少なくとも画像形成実行時には、モータ（不図示）によって矢印の時計方向に回転駆動される。ローラ２０の周速度は、ニップ部Ｎの入口部ａ側においてシートＳに適度のループを形成するため画像形成部側から搬送されてくるシートＳの搬送速度に比して僅かに遅い周速とされている。本実施例の場合、ローラ２０の周速は３００ｍｍ／ｓｅｃとされ、Ａ４サイズのフルカラー画像を１分間に７０枚定着することが可能である。ローラ２１の回転力はニップ部Ｎにおいてベルト２１に伝わり、ベルト２１はローラ２０の回転に追従して矢印の反時計方向へ回転する。ヒータ２２には給電回路（不図示）から電力が印加され、ヒータ２２は点灯してローラ２０を加熱する。ローラ２０の表面の温度はローラ２０の表面近傍に設けられたサーミスタなどの温度検知部材（不図示）により検知される。ＣＰＵとＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリ等からなる制御回路部２００は、温度検知部材からの出力信号を取り込み、その出力信号に基いてローラ２０の表面温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するように給電回路を制御する。ローラ２０の表面が所定の定着温度に維持された状態において、未定着のトナー画像Ｔを担持したシートＳはトナー画像担持面を上側にしてガイド３１に案内されて定着装置Ａのニップ部Ｎに導入される。そして、シートＳが、その未定着トナー画像担持面がローラ２０の外周面に密着したままニップ部Ｎを挟持搬送されていくことにより、主にローラ２０から熱が付与され、また加圧力を受けてトナー画像Ｔがシート上（記録材上）に加熱定着される。

また、ローラ２０がゴム層２０ｂを有する弾性ローラであり、ベルト２１内のローラ２６は鉄合金製の剛性ローラであるため、ローラ２０とベルト２１とのニップ部Ｎのシート出口部ｂでは定着ローラ２０の変形が大きくなっている。その結果、トナー画像を担持したシートＳはローラ２０から自らのこしにより曲率分離される。

前述したように、本実施例においては、ベルト２１の長手幅方向の端部領域２１Ａにおける弾性層２１ｂの厚みは１５０μｍ、中央部側の領域２１Ｂにおける弾性層２１ｂの厚みは３００μｍとしている（図２の（ｂ））。即ち、ベルト２１の端部領域２７Ａの厚みｔａを中央部側の領域２７Ｂの厚みｔｂよりも薄くしている。本実施例において端部領域２７Ａの幅は３ｍｍである。図３の（ｂ）に、ベルト２１の長手幅Ｗ２１における端部領域２１Ａと中央部側の領域２７Ｂ（画像領域であるベルト中央部）のニップ部Ｎの記録材搬送方向Ｙにおける圧力分布を示す。この図において、縦軸は加圧力、横軸は記録材搬送方向Ｙにおける位置を示している。横軸の上流はニップ部Ｎの記録材入口部ａを意味し、下流はニップ部Ｎの記録材出口部ｂを意味している。これを見れば分かるように、画像領域である中央部はニップ部Ｎ内において大きな圧抜け部が存在せず、記録材搬送方向Ｙの上流側から徐々に圧力が高くなり、記録材分離位置ｃにて最大となっている。ニップ部Ｎ内に、空気、水蒸気の滞留もないので画像に光沢ムラが発生することがない。それに比べ、ベルト２１の端部領域２１Ａは厚みが薄いため加圧力が低下し、全体の圧が下がるとともにシート２７ｃの先端圧も下がっている。なお、ベルト２１の端部領域２１Ａは画像領域でないので、高い加圧力および連続圧にする必要がない。

そこで、本実施例の定着装置Ａにおいて、シート２７ｃが破れるまでの耐久時間の確認を行った。比較例として、ベルト厚みが長手幅方向の全長域で均一なベルト２１を用いた場合も行った。条件はローラ２０の表面温度を１７０℃に温調し、加圧した状態でローラ２０を連続回転させた。プロセススピードは３００ｍｍ／ｓｅｃとした。その結果を表１に示す。

表１のように、比較例は２５０時間で、シート２７ｃについて、ベルト２１の端部領域２７Ａに対応する先端部が破れてしまった。これに対し、本実施例では４５０時間まで破れが発生しなかった。また、コート紙を通紙した場合の光沢ムラに関しては実施例と比較例に差は見られなかった。

以上のことから、ベルト２１の端部領域２７Ａの厚みｔａを中央部側の領域２７Ｂの厚みｔｂよりも薄くする構成にする。これにより、これにより、折り返し部２７ｂ３の加圧力がベルト２１の長手幅方向の端部領域２１Ａと中央部側の領域２１Ｂとで異なり、端部領域２１Ａにおける加圧力が中央部側の領域２１Ｂにおける加圧力よりも低くなる。従って、光沢ムラの発生を抑えつつ、長期に渡って所定の圧分布を維持することが可能となる。

［実施例２］
図４の（ａ）は本実施例における定着装置Ａの要部の横断面模式図である。本実施例の定着装置Ａは、定着側も無端ベルトにしたベルト式の装置である。加圧側の構成は実施例１の定着装置Ａと同様であるから再度の説明を省略する。ただし、ベルト２１については、ベルトの厚みが長手幅方向の全長域で均一なベルトを使用している。

この定着装置Ａは、無端ベルトである定着ベルト２８を備えている。このベルト２８とベルト２１間に形成されたニップ部ＮにおいてシートＳを挟持搬送しながらトナー画像Ｔを加熱、加圧する構成とされている。

ベルト２８は長手幅Ｗ２８が３６０ｍｍ、内径が５０ｍｍで、厚みが７５μｍのポリイミドを基層２８ａとし、基層２８ａの外周には弾性層２８ｂが４００μｍの厚みで設けられている。弾性層２８ｂ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、硬度はＪＩＳ−Ａ２０度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。更に、弾性層２８ｂの外周には、表面離型層２８ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。

ベルト２８は、懸架ローラとしての加熱ローラ２２並びに定着ローラ２３によって張架されている。ローラ２２は、長手幅が３６５ｍｍ、外径が２０ｍｍで、内径が１８ｍｍである厚さ１ｍｍの鉄製の中空ローラであり、内部に加熱手段としてのハロゲンヒータ２２ａを配置している。また、ローラ２２はテンションローラとしての機能も有している。ローラ２３はベルト２０を駆動する駆動ローラとしての機能も果たしている。ローラ２３は、長手幅が３６５ｍｍ、外径が２０ｍｍで、径が１８ｍｍである鉄合金製の芯金に、表面弾性層としてのシリコーンゴム層が設けられた高摩擦性のゴムローラである。このように弾性層を設けることで、駆動源（モータ）から駆動ギア列を介して入力された駆動力をベルト２８へスリップすること無しに良好に伝達することができる。さらに、定着時には、ローラ２６がベルト２８、ベルト２１を介してローラ２３に向けて加圧されているので、ローラ２３のゴム層は所定量凹んだ形状となる。その結果、ベルト２８からのシートＳの分離性を確保するためのニップ部分を形成することができる。

ベルト２８をベルト２１に向けて加圧する第１の加圧パッドとしての定着パッド２４が、ローラ２３に対し非接触に並置されている。本例ではローラ２３とパッド２４間の最近接部での微少ギャップが２ｍｍに設定されている。このパッド２４は、厚さ３ｍｍ、幅１２ｍｍの弾性体としての耐熱性シリコーンゴムから構成されている。また、パッド２４は、その表面に摺動するベルト２８の内面との摩擦抵抗を減らすためにポリイミド製のクロスをフッ素樹脂でコーティングした低摺動性シートとしてのカバーを有している。このカバーはパッド２４の高摩擦性のシリコーンゴム表面を覆うように設けられている。従って、このカバーがベルト２８の内面と摺動することになるので、ローラ２３の駆動トルクが抑えられ、モータの大型化を伴うことなく安定してベルト２８を回転させることができる。

このように、定着側にもベルト２８を用いることで、ワイドなニップ部Ｎを形成することができる。また、ローラ２３はローラ２６とパッド２７の両方から加圧される位置に配置されている。そうすることで、パッド２７とローラ２６間にできる隙間をローラ２３でバックアップすることができる。同様にローラ２３とパッド２４間にできる隙間はパッド２７でバックアップされるので、ローラ−パッド間の隙間が互いに重なることがなく搬送方向での大きな圧抜けが生じることがない。

本実施例では、ベルト２８とベルト２１とのニップ部Ｎの記録材搬送方向の幅は約１８ｍｍとされている。このようにニップ幅が広いので、画像形成の高速化を図ったとしても充分に定着を行うことが可能になる。また、定着に関係する部材として定着側、加圧側共にエンドレスのベルト２８、２１を採用したことで、従来より低熱容量化を図ることが可能となった。その結果、ウォームアップタイム（画像形成装置の主電源投入時から定着可能な状態となるまでに要する時間）の短縮化に貢献している。

本実施例では、ローラ２３の加圧ベルト端部領域に対応するゴム層部分を薄くしている。即ち、図４の（ｂ）のように、ベルト２１の長手幅方向の端部領域に対向する位置において、ローラ２３の弾性層の厚みが４ｍｍの幅で１５０μｍ薄い形状となっている。２３ａがローラ２３の弾性層の厚みを薄くした形状部である。つまり、本実施例においては、実施例１において説明した、折り返し部２７ｂ３の端部領域２１Ａにおける加圧力が中央部側の領域２１Ｂにおける加圧力よりも低くするための手段が次の構成による。即ち、他方の部材であるローラ２３の端部領域２７Ａに対向する領域部分２３ａの厚みを中央部側の領域部分の厚みよりも薄くする構成である。このような構成にすることで、実施例１と同様にベルト２１の端部の圧のみを低下させることで、ベルト２１の端部におけるのシート２７ｃの先端圧を低下させることができる。

ここで、本実施例２の定着装置Ａについて、実施例１と同様の確認を行った結果を表２に示す。比較例としてローラ２３の径が長手幅Ｗ２３の全長域にわたって均一な場合（弾性層の厚みを薄くした形状部２３ａがないローラ２３）も行った。

表２に示すように、比較例が２５０時間でベルト２１の端部領域２７Ａに対応するシート２７ｃの先端部分が破れてしまった。これに対して、本実施例では４５０時間まで破れが発生しなかった。また、コート紙を通紙した場合の光沢ムラに関しては実施例２と比較例に差は見られなかった。

このことから、他方の部材であるローラ２３の端部領域２７Ａに対向する領域部分２３ａの厚みを中央部側の領域部分の厚みよりも薄くする構成にする。これにより、折り返し部２７ｂ３の加圧力がベルト２１の長手幅方向の端部領域２１Ａと中央部側の領域２１Ｂとで異なり、端部領域２１Ａにおける加圧力が中央部側の領域２１Ｂにおける加圧力よりも低くなる。従って、実施例１と同様に、光沢ムラの発生を抑えつつ、長期に渡って所定の圧分布を維持することが可能となる。

［実施例３］
図５乃至図７は本実施例３の定着装置Ａの説明図である。本実施例３の定着装置Ａの構成は実施例１の定着装置Ａとほぼ同様である。ただし、ベルト２１については、ベルトの厚みが長手幅方向の全長域で均一なベルトを使用している。

本実施例においては、シート２７ｃの加圧ベルト２１の長手幅方向端部の先端折り返し部２７ｃ３の上流手前に固定部材１００（図７の（ａ））を配置した。また、ベルト２１にベルト長手幅方向の移動を制御する寄り移動制御手段１０１（図５の（ｂ））を有している。ベルト２１は回転によってローラ２６、２５の長手に沿って寄り移動するため、アライメントを変更することで、ベルト２１の寄り移動方向を変えて、寄り移動が所定の範囲内でなされるようにしている。これにより、ベルト２１が過度に寄り移動してベルト端部が別の部材と摺擦して破損するのを防止している。

１）ベルト２１の寄り移動制御手段１０１
本実施例においては、図５の（ｂ）に示すように、ベルト２１にテンションを付与するテンションローラ２５をステアリングローラにして、そのローラ２５の少なくとも一端側をステッピングモータ５０によって変位させる。これにより、ベルト２１を長手幅方向へ移動させる寄り移動制御手段１０１が設けられている。ローラ２５は支持アーム５４に回転可能、かつ、アーム５４に対してベルト２１にテンションを付与する方向にスライド可能に取り付けられている。そして、ローラ２５はアーム５４に保持されたテンションバネ５６により、ローラ２５を回転可能に支持する軸受５３がテンション付与方向に付勢されている。アーム５４は側板３２の外側に固定された軸５５を中心に回動可能に支持されている。そして、アーム５４の外周には扇形ギア５２が固定されていて、モータ５０の駆動により、回転駆動可能なウォーム５１と噛合している。ウォーム５１が回転すると、ギア５２を介してアーム５４が軸５５を中心に回動する。これにより、ローラ２５の長手幅方向の端部が図５の（ａ）の矢印Ｂ方向に変位する。また、ベルト２１の長手幅方向の端部にはベルト端部位置を検知するためのベルト位置検知ユニット８０が設けられている。なお、図５の（ｂ）は定着装置Ａの長手方向における略半分を示したものであり、もう一方の半分も駆動入力ギア７０とユニット８０を除いて対称構成となっている。

ユニット８０は、ベルト位置検知アーム８３とセンサフラグ８２が一体になっており、回転軸８４を中心に回転可能である。そして、アーム８３は付勢バネ８５によってベルト２１の端面に常時軽く接触している。また、図６の（ａ）に示すように、フラグ８２には切り欠き８２ａ及び切り欠き８２ｂが設けられている。アーム８３とフラグ８２は、ベルト２１の幅方向（矢印Ｆ及び矢印Ｒ方向）の動きに追従し、軸８４を中心に回転する。

フォトセンサ８１ａ、８１ｂは、ベルト２１の長手幅方向の動きにより移動するフラグ８２に設けられた切り欠き８２ａ、８２ｂをＯＮ／ＯＦＦ信号によって検出する。そして、制御回路部２００は、ＲＡＭにメモリされている図６の（ｂ）の参照テーブルに従って、２つのセンサ８１ａ、８１ｂのＯＮ／ＯＦＦの状態により、ベルト２１の位置が現在どこにいるか判断してモータ５０をコントロールしてローラ２５を変位させる。

具体的には、ベルト２１が図５の（ｂ）に示す矢印Ｒ側に寄ってくると、ユニット８０が寄り位置Ｒ１を検出し、その検出信号が制御回路部２００に入力する。制御回路部２００は、ギア５２を、軸５５を中心に上方に移動させるべくモータ５０の回転を制御する。これにより、ベルト２１が矢印Ｒ側とは逆方向すなわち矢印Ｆ側に戻り移動する。逆に、ベルト２１が矢印Ｆ側に寄ってくると、ユニット８０が寄り位置Ｆ１を検出し、その検出信号が制御回路部２００に入力する。制御回路部２００は、ギア５２を、軸５５を中心に下方に移動させるべくモータ５０の回転を制御する。これにより、ベルト２１が矢印Ｆ側とは逆方向すなわち矢印Ｒ側に戻り移動する。不図示の他方側の機構も同様の制御動作をする。上記一連の繰り返し制御動作により、ベルト２１は一定の範囲内で蛇行を続けることになる。これにより、ベルト２１は長手幅方向一方側へ寄り過ぎることがなく回転する。なお、前記制御にエラーが生じ、ベルト２１が前記寄り位置Ｒ１，Ｆ１よりもさらに幅方向端部側の寄り位置Ｒ２、Ｆ２（図６の（ｂ））に移動したときは、ベルト２１が端部に寄りすぎたことになる。このため、表示部にエラー表示をするとともに、画像形成動作を中止する。本実施例では加圧ベルト２１の最大移動量を６ｍｍとした。

２）加圧力低減手段
本実施例においては、シート２７ｃの加圧ベルト端部の先端折り返し部上流側の圧を上げることで、先端折り返し部２７ｃ３における加圧力を低減させている。具体的には、加圧ベルト端部に対応する摺動シート部分の折り返し部２７ｂ３よりも記録材搬送方向上流側位置に厚みのある固定部材１００（図７の（ａ））を配置する。これにより、折り返し部２７ｂ３がローラ２６とベルト２１に接触しにくいようにしている。

固定部材１００は、長手幅７ｍｍ、記録材搬送方向幅３ｍｍ、板厚０．５ｍｍのＳＵＳ板を用いた。ただし、折り返し部２７ｂ３よりも記録材搬送方向上流側の位置とにおいて圧の段差を設けることができる部材であれば、スポンジ等の材質を用いても構わない。それをシート２７ｃの内側で、折り返し部２７ｂ３よりも記録材搬送方向上流１．５ｍｍの位置の摺動シート下面に接着し固定している。また、ベルト寄り移動制御による加圧ベルト２１の最大移動幅６ｍｍの全域に対応する長手位置に固定して配置している。このような位置関係にすることで、ベルト２１が寄り移動制御によって長手幅方向に移動しても、ベルト２１の端部には常に固定部材１０１が対応位置することになる。

図７の（ｂ）に、本実施例の定着装置Ａの、ベルト２１の長手幅Ｗ２１における端部領域２１Ａと中央部側の領域２７Ｂ（画像領域であるベルト中央部）のニップ部Ｎの記録材搬送方向Ｙにおける圧力分布を示す。画像領域の圧分布に対して、ベルト端部においては、摺動シート先端より上流部の圧が上がり、摺動シート先端圧が下がっていることがわかる。

ここで、実施例１と同様の確認を行った結果を表３に示す。比較例として端部に固定部材１００を配置しない場合も行った。

表３に示すように、比較例は２５０時間でベルト２１の端部領域２７Ａに対応する摺動シート先端部分が破れてしまった。これに対し、本実施例では４００時間まで破れが発生しなかった。また、コート紙を通紙した場合の光沢ムラに関しては実施例と比較例に差は見られなかった。

このことから、本例においては、加圧ベルト端部２１Ａにおける摺動シート先端部２７ｃ３より記録材搬送方向上流部の圧をあげることでシート先端圧が低下する。そのため、簡易な構成で光沢ムラの発生を抑えつつ、長期に渡って所定の圧分布を維持することが可能となる。

［その他の事項］
１）実施例２の構成を実施例３の定着装置にも同様に適用することが可能である。

２）実施例１〜３の構成を適宜に組み合わせたく定着装置構成にすることも可能である。

３）実施例１〜３では、画像加熱装置として定着装置の例を説明したが、以下のような構成であっても構わない。例えば、定着装置によりシートに仮定着されたトナー画像を再度加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢付与装置にも本発明を適用することが可能である。

４）実施例１〜３では、定着部材の加熱源としてハロゲンヒータを採用する例について説明したが、エネルギー効率の高い電磁誘導加熱方式の加熱源（励磁コイル）を採用しても構わない。この場合、定着部材は励磁コイルから発生した磁束により電磁誘導発熱する導電層を備えた構成となる。

Ｎ・・圧接部、２０・・定着ローラ、２１・・加圧ベルト、Ｔ・・画像、Ｓ・・記録材、Ａ・・画像加熱装置、２６・・加圧ローラ、２７・・固定部材、２７ａ・・弾性層、２７ｂ・・シート部材、２７ｂ１・・折り返し部、３０・・潤滑剤供給部材、Ｗ２１・・加圧ベルトの長手幅Ｗ２１、２１Ａ・・加圧ベルトの長手幅方向の端部領域、２１Ｂ・・中央部側の領域

Claims (8)

1. 互いに対向して圧接部を形成する回転可能な２つの部材の少なくとも一方の部材が無端ベルトであり、前記圧接部で画像を担持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置であって、
   前記無端ベルトの内側には、前記２つの部材の他方の部材をそれぞれ前記無端ベルトを介して加圧する加圧ローラと固定部材を有し、
   前記固定部材は少なくとも弾性層と前記弾性層を覆うシート部材を有し、
   前記弾性層は記録材搬送方向下流側に前記加圧ローラに加圧される突出部を備え、
   前記シート部材は前記固定部材よりも記録材搬送方向下流側で折り返される折り返し部を有し、
   前記無端ベルトの長手幅が、前記他方の部材、前記加圧ローラおよび前記シート部材の長手方向長さ以下となる関係であり、前記無端ベルトの長手幅方向の端部領域における前記無端ベルトが前記折り返し部を加圧する加圧力は、前記無端ベルトの長手幅方向の中央部側よりも低いことを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記他方の部材がローラ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。
3. 前記他方の部材が無端ベルト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。
4. 前記折り返し部の前記端部領域における前記加圧力を前記無端ベルトの前記中央部側の領域における加圧力よりも低くするための手段が、前記無端ベルトの前記端部領域の厚みを前記中央部側の領域の厚みよりも薄くする構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
5. 前記折り返し部の前記端部領域における前記加圧力を前記中央部側の領域における加圧力よりも低くするための手段が、前記他方の部材の前記端部領域に対向する領域部分の厚みを前記中央部側の領域の厚みよりも薄くする構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
6. 前記折り返し部の前記端部領域における前記加圧力を前記中央部側の領域における加圧力よりも低くするための手段が、前記折り返し部と、前記折り返し部よりも記録材搬送方向上流側の位置とにおいて圧の段差を設ける構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
7. 前記圧に段差を設ける手段が、前記シート部材の前記折り返し部よりも記録材搬送方向上流側の位置に固定部材を設ける構成であることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
8. 前記無端ベルトの長手幅方向の移動を制御する寄り移動制御手段を有し、前記無端ベルトの寄り移動幅に対応する幅において、前記折り返し部の加圧力が中央部側の領域の加圧力よりも低いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像加熱装置。