JP2012113200A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着された画像に氷柱状の光沢むらができる定着不良を防止する。
【解決手段】定着ローラと定着ベルト間の定着ニップにおける圧力の分布を、定着ローラの搬送幅方向の中央部で高く、両端部において低い中央凸形状とし、記録材の搬送方向に関して、上流部における凸の程度を下流部における凸の程度よりも大きくする。
【選択図】図７

Description

本発明は、トナー像を加熱して定着する定着装置及び該定着装置を有する画像形成装置に関する。

トナー像を加熱し定着する定着装置として、記録材を搬送しつつ加熱する定着部材と、定着装置の枠体に固定された固定加圧部材とにより定着ニップを形成し、該定着ニップに記録材を通して記録材上のトナー像に熱と圧力を加え定着する定着装置が知られている。以下、このような定着装置を加圧部材固定式定着装置と言う。

加圧部材固定式定着装置としては、例えば、定着ベルトを用いたベルト定着装置がある。ベルト定着装置においては、定着ベルトを固定加圧部材で定着部材に押圧して定着部材と定着ベルトとの間に定着ニップを形成している。

定着部材として定着ローラを用いるとともに加圧部材として加圧ローラを用い、定着ローラと加圧ローラとの間に定着ニップを形成し、定着ローラと加圧ローラとを回転させて記録材を搬送し定着を行う、従来広く採用されている定着装置に比較して、加圧部材固定式定着装置は、長い定着ニップを形成することが可能なことから、記録材に付与する熱量を多くすることが可能であり、高速定着やカラートナー像の定着に適している等の利点を有する。

特許文献１では、記録材を加熱部材に押圧するベルトをローラ部材と支持部材とで加熱部材に押圧し、支持部材の両端部をローラ部材側の長手方向端部において中央部よりも高くした定着装置が提案されている。特許文献１では、ローラ部材の搬送幅方向に沿った圧力分布を均一にして、画像の搬送幅方向での品質のばらつきを抑制している。

特開２００９−２７１４４１号公報

特許文献１で開示されているように、ベルト定着装置としては、記録材の搬送方向の上流側にベルトを押圧する支持部材を、下流側に分離部材（特許文献１におけるローラ部材）をそれぞれ配置し、支持部材と分離部材とでベルトを加熱部材に押圧し、加熱部材とベルトとの間に形成される定着ニップに記録材を通す構成のものがある。

このようなベルト定着装置の定着ニップにおいては、支持部材と分離部材との間では、ベルトを支持する部材が存在しないために、圧力の低い定着ニップの領域ができる。

この定着ニップの低圧領域のために、定着された画像に光沢むらが発生することが判明した。即ち、記録材の搬送方向に平行に延びる氷柱状の光沢むらが発生した。特に、記録材の搬送方向に直角な方向である搬送幅方向の端部に光沢むらが発生する。

特許文献１のようにローラ部材の搬送幅方向（搬送幅方向）の圧力分布を均一にしただけでは、光沢むらを防止することはできない。

本発明は、光沢むらを十分に抑制し、品質の高い画像を安定して形成する定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。

１．記録材を搬送しつつトナー像を加熱し定着する定着部材と、
記録材を前記定着部材に押圧する加圧部材と、
記録材の搬送方向に関して前記加圧部材の下流に配置され、記録材を前記定着部材に押圧するとともに記録材を前記定着部材から分離する分離部材と、を有し、
前記定着部材とそれに対向して配置される前記加圧部材及び前記分離部材とで定着ニップを形成する定着装置において、
前記加圧部材は、前記搬送方向に直角な搬送幅方向に関して中央部の前記定着ニップにおける圧力が、前記搬送幅方向に関して端部の前記定着ニップにおける圧力よりも高い中央凸形状の圧力分布を形成し、
前記圧力分布は、前記加圧部材により形成される圧力のピークの下流側における凸の程度が、前記ピークの上流側における凸の程度よりも小さい前記中央凸形状を有することを特徴とする定着装置。

２．前記加圧部材と前記分離部材との間に低圧部が形成され、記録材から蒸発した蒸気が滞留することなく、記録材が前記低圧部を通過することを特徴とする前記１に記載の定着装置。

３．前記加圧部材の前記中央部における厚さが、前記加圧部材の前記端部における厚さよりも厚く、
前記搬送方向の下流端部における前記中央部の厚さと前記端部の厚さとの差が、前記搬送方向の上流端部における前記中央部の厚さと前記端部の厚さとの差よりも小さいことを特徴とする前記１又は２に記載の定着装置。

４．前記搬送方向の下流端部における前記中央部の厚さと、前記搬送方向の上流端部における前記中央部の厚さとを等しくし、
前記搬送方向の下流端部における前記端部の厚さを、前記搬送方向の上流端部における前記端部の厚さよりも厚くしたとことを特徴とする前記３に記載の定着装置。

５．前記搬送方向の下流端部における前記中央部の前記厚さを、前記搬送方向の上流端部における前記中央部の前記厚さよりも薄くし、
前記搬送方向の下流端部における前記端部の前記厚さと、前記搬送方向の上流端部における前記端部の厚さとを等しくしたとことを特徴とする前記３に記載の定着装置。

６．前記加圧部材は、加圧パッドを有し、
前記加圧パッドの前記中央部における厚さが、前記加圧パッドの前記端部における厚さよりも厚いことを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。

７．前記加圧部材は、スペーサを有し、
前記スペーサの前記中央部における厚さが、前記スペーサの前記端部における厚さよりも厚いことを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。

８．前記加圧部材は、スペーサを有し、
前記スペーサは圧力調整本体と、圧力調整補助部材とを有し、
前記圧力調整補助部材は、前記圧力調整本体の前記端部、且つ、前記搬送方向に関し下流部に設けられていることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。

９．記録材上にトナー像を形成するトナー像形成部と、前記１〜８のいずれか１項に記載の定着装置とを有することを特徴とする画像形成装置。

本発明においては、加圧部材が形成する圧力分布が搬送幅方向の中央部において高く、両端部において低い中央凸形状の圧力分布であり、加圧部材は更に、搬送方向に関して圧力のピークよりも下流側における凸の程度が、上流側における凸の程度よりも小さい中央凸形状の圧力分布を形成する。

これにより、加圧部材と分離部材との間にできる定着ニップにおける圧力の落ち込みが緩和される。そして、この圧力の落ち込みの緩和により、定着されたトナー像にできる氷柱状の光沢むらが十分に抑制される。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置８の断面図である。 加圧部材８６を示す図である。 加圧部材８が記録材Ｐを定着ローラ８１に押圧する圧力の定着ニップＮにおける分布を示す。 従来の加圧部材８６Ａを示す図である。 本発明における加圧部材８６の一例を示す図である。 加圧部材８６により形成される圧力分布を示す図である。 図７に示す圧力分布を達成するスペーサ８６２の例を示す図である。

以下に本発明を本発明の実施の形態を用いて説明するが、本発明は該実施の形態に限定されない。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。

画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組のトナー像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、ベルト状の中間転写ベルト５、給紙搬送手段及び定着装置８等からなる。

画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成するトナー像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙの周囲に帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ及びクリーニング手段７Ｙを配置している。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成するトナー像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段７Ｍを配置している。シアン（Ｃ）色の画像を形成するトナー像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段７Ｃを配置している。黒（Ｋ）色の画像を形成するトナー像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段７Ｋを配置している。そして、帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋは、潜像形成手段を構成する。

なお、現像手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。

中間転写ベルト５は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。転写手段６Ａは中間転写ベルト５上のカラートナー像を記録材Ｐに転写する。

トナー像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写ベルト５と、転写手段６Ａとは記録材Ｐ上にトナー像を形成するトナー像形成部を構成する。

定着装置８は、枠体８０内にトナー像を搬送しつつ加熱、加圧して定着する定着部材としての定着ローラ８１と、定着ベルト８２と、加圧部材８６とを有する。定着ローラ８１と加圧部材８６とにより、定着ローラ８１と定着ベルト８２との間に形成された定着ニップにおいて、記録材Ｐのトナー像をヒータにより加熱された定着ローラ８１と加圧部材８６とにより加熱・加圧して定着する。

トナー像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色のトナー像は、回動する中間転写ベルト５に転写手段６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラートナー像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，レジストローラ２３等を経て、転写手段６Ａに搬送され、記録材Ｐにカラートナー像が転写される（２次転写）。カラートナー像が転写された記録材Ｐは定着装置８において加熱・加圧され、記録材Ｐにカラートナー像が定着される。定着処理された記録材Ｐは排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５に載置される。

一方、転写手段６Ａにより記録材Ｐにカラートナー像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写ベルト５は、クリーニング手段７Ａによりクリーニングされる。

なお、以上説明した画像形成装置はカラー画像を形成するものであったが、本発明に係る画像形成装置はモノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよいし、また、中間転写ベルトを有しないものであってもよい。

次に、定着装置８について、図２に基づいて詳細に説明する。図２は本発明の実施の形態に係る定着装置８の断面図である。

定着装置８においては、ハロゲンヒータＨ１により加熱される定着ローラ８１と定着ベルト８２との間に形成された定着ニップＮを記録材Ｐが通過する過程で記録材Ｐ上のトナー像を加熱、加圧して定着する。

定着ローラ８１は、内部に加熱源としてのハロゲンヒータＨ１を内蔵し、アルミニウムや鉄等から成る円筒状芯金と、円筒状芯金を被覆し耐熱性の高いシリコンゴムから成る弾性層と、更に弾性層を被覆しＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）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成る表層と、により構成されている。一例として、定着ローラ８１の外径は８０ｍｍ、弾性層の厚みは１．５ｍｍ（硬度１５°ＪＩＳＡ）である。

定着ベルト８２（ベルト）は、ポリイミド等の耐熱弾性樹脂からなる基体と、基体の外表面を被覆するシリコンゴムから成る弾性層と、更にその弾性層を被覆するＰＦＡ若しくはＰＴＦＥで形成された表層とにより構成されていて、無端状に形成されている。一例として、定着ベルト８２の１周の長さは７５ｍｍ、基体の厚みは７０μｍ、弾性層の厚みは１８０μｍ（硬度３２°ＪＩＳＡ）、表層の厚みは５０μｍである。

定着ベルト８２は、入口側張架ローラ８３、記録材Ｐを定着ローラ８１から分離する分離部材としての出口側張架ローラ８４、テンションローラ８５Ａ及び蛇行制御ローラ８５により張架されている。

入口側張架ローラ８３は、内部に加熱源としてのハロゲンヒータＨ２を内蔵し、中空のステンレスから成る。一例として、その直径は２０ｍｍである。

出口側張架ローラ８４（第１の張架ローラ）は、中実のステンレスから成る。一例として、その直径は２３ｍｍである。

蛇行制御ローラ８５（第２の張架ローラ）は不図示の手段により傾動して定着ベルト８２の片寄りを矯正する。一例として、その直径は１８ｍｍである。

また、出口側張架ローラ８４の近傍には、定着ベルト８２を内周面側から押圧し、定着ローラ８１と定着ベルト８２との間で定着ニップＮを形成する加圧部材８６が配置されている。

加圧部材８６は、支持部材８６１と、スペーサ８６２と、加圧パッド８６４とから構成され、定着装置８の枠体８０（図１参照）に固定されている。即ち、支持部材８６１は枠体８０に固定されている。また、加圧部材８６は摺動部材８６Ｓにより被覆されている。

支持部材８６１は、例えば、１７ｍｍの厚さを有するＳＵＳからなる。スペーサ８６２はアルミからなる。スペーサ８６２は約２ｍｍの厚さを有し、圧に説明するように、定着ニップＮにおける圧力分布を調整するために、厚み、形状が調整される。

加圧パッド８６４は、例えば硬度ＪＩＳＡ１０のシリコンゴムから成り、定着ローラ８１の曲面に沿う形状に形成され、５〜１０ｍｍの厚みを有する。加圧パッド８６４の厚み、形状は後に説明するように、定着ニップＮにおける圧力分布を調整するために調整される。

摺動部材８６ＳはＰＩ（ポリイミド）等からなる耐熱性シートであり、摺動抵抗を低くするために、エンボス加工されているものが好ましい。

入口側張架ローラ８３には潤滑剤供給部材８７が当接しており、位置縁側張架ローラ８３を介して定着ベルト８２の内側に潤滑剤が供給される。潤滑剤供給部材８７はＰＴＦＥ多孔質膜を袋状に形成した内部にフェルト等を配置した構成であり、フェルトには予め潤滑剤が含浸されている。潤滑剤としては例えば、粘度１００〜１０００ｃｓのジメチルシリコンオイル、あるいは粘度１００〜１０００ｃｓのメチルフェニルシリコンオイル等のシリコンオイルを用いることができる。

このように構成された定着装置８において、ハロゲンヒータＨ１により加熱され、不図示のモータの駆動で定着ローラ８１は矢印のように時計方向に回転する。また、出口側張架ローラ８４は、不図示のモータによって駆動されて回転し、定着ベルト８２を左周りに周回させる。加圧パッド８６４の押圧作用によって、定着ベルト８２は定着ローラ８１に対して圧接する。定着ベルト８２は定着ローラ８１と同一の周速で移動し、加圧部材８６に固定された摺動部材８６Ｓに対して摺動する。

出口側張架ローラ８４は定着ベルト８２を定着ローラ８１に対して圧接させており、記録材Ｐは、定着ニップＮを出るときに、定着ローラ８１と出口側張架ローラ８４とにより方向づけられて搬送される。その結果、記録材Ｐは定着ローラ８１から分離される。このように、出口側張架ローラ８４は定着ベルト８２を張架するとともに、記録材Ｐを定着ローラ８１から分離する分離部材として作用する。

定着ベルト８２はハロゲンヒータＨ２により加熱される。なお、入口側張架ローラ８３及び蛇行制御ローラ８５は定着ベルト８２の回転に従動して回転する。

図３は加圧部材８６を示す図であり、図３（ａ）は図２における線Ｌ１に沿った加圧部材８６の断面の模式図、図３（ｂ）は加圧部材８６を斜め上方から見た模式図である。

図３に示すように、加圧部材８６は、記録材Ｐの搬送方向Ｙに直角で記録材Ｐの面内の方向である搬送幅方向Ｘに長い部材であり、搬送幅方向Ｘの中央部が厚く両端部が薄い形状を有する。支持部材８６１が均一な厚さであるのに対して、スペーサ８６２と加圧パッド８６４とが、搬送幅方向Ｘの中央部が厚く形成されており、スペーサ８６２と加圧パッド８６４との前記形状により、中央部が厚く両端部が薄い加圧部材８６が形成される。

加圧パッド８６４は、また、図３（ｂ）に示すように定着ローラ８１の円筒面に定着ベルト８２を均一に密着させるように、記録材Ｐの搬送方向（以下単に搬送方向と言う。）Ｙの中央部が低い湾曲した凹形状を有する。

搬送幅方向Ｘに関して加圧部材８６の中央部の厚さと、端部の厚さとの差は、０．２５ｍｍ〜０．４ｍｍが好ましい。このように、中央部と端部の厚みの差は１ｍｍに満たないが、図３は厚みの差を拡大して模式的に示している。スペーサ８６２は中央部と端部間に厚みの差を持つ凸形状の加圧パッド８６４により形成される圧力分布を最適にするように、中央部と端部間に厚みの差を持つように凸形状に形成される。

加圧部材８６に前記厚みの差を設けることにより、紙皺や光沢むらが防止され、均一で良好な定着が行われる。

図４は加圧部材が記録材Ｐを定着ローラ８１に押圧する圧力の図２における定着ニップＮにおける分布を示す。

曲線Ｃ１１、Ｃ２は従来の加圧部材８６Ａにおける圧力分布を示す。曲線Ｃ１１は図３（ａ）における線Ｌ２で示す位置、即ち、搬送幅方向Ｘの中央部における圧力分布を示し、曲線Ｃ２は、図３（ａ）における線Ｌ３で示す位置、即ち、搬送幅方向Ｘの端部における圧力分布を示す。

曲線Ｃ１２、Ｃ３は本発明の加圧部材８６における圧力分布を示す。曲線Ｃ１２は図３（ａ）における線Ｌ２で示す位置、即ち、搬送幅方向Ｘの中央部における圧力分布を示し、曲線Ｃ３は、図３（ａ）における線Ｌ３で示す位置、即ち、搬送幅方向Ｘの端部における圧力分布を示す。なお、曲線Ｃ１１と曲線Ｃ１２とは同一形状であり重なっている。

曲線Ｃ１１を用い、図２を参照して、記録材Ｐが定着ニップＮを通過する際に加圧部材８６によって受ける圧力の変化を説明する。

加圧パッド８６４の上流端、言い換えると、定着ニップＮの上流端ＮＳ（図２における加圧パッド８６４の右端）から下流に向かって圧力が次第に上昇し、位置ＰＰ１において極大値に達する。位置ＰＰ１から下流に向かって圧力が減少し、位置ＰＶ１において極小値に達する。即ち、位置ＰＶ１において曲線Ｃ１１の谷が形成される。位置ＰＶ１は加圧パッド８６４の下流端、即ち、図２における加圧パッド８６４の左端よりもやや左の位置である。位置ＰＶ１において、圧力は極小値に達し、位置ＰＶ１から下流に向かって圧力が上昇して、位置ＰＰ２において極大値に達する。位置ＰＰ２におけるピークは摺動部材８６Ｓの押圧により形成される。

定着ベルト８２が摺動部材８６Ｓから離れると圧力は低下し、位置ＰＶ２において谷を形成し、定着ベルト８２が出口側張架ローラ８４と定着ローラ８１により挟持されると、圧力は上昇する。位置ＰＰ３において圧力はピークを形成し、定着ニップＮの出口（位置ＮＥ）に向かって急激に低下する。位置ＰＰ３におけるピークは出口側張架ローラ８４による圧力である。

曲線Ｃ２は曲線Ｃ１１に類似した形状である。しかしながら、曲線Ｃ２はだいたいにおいて、曲線Ｃ１１の下であり、搬送幅方向Ｘの端部における圧力が、搬送幅方向Ｘの中央部よりも低いことが示されている。

特に、曲線Ｃ２は位置ＰＶ１において、深い谷を形成していることがわかる。このことは、記録材Ｐは加圧部材８６により形成される定着ニップＮの部分を通過した位置において、記録材Ｐに加えられる圧力が大きく低下することを示している。

発明者は、定着処理された画像に発生する氷柱状の光沢むら、即ち、記録材上にその搬送方向Ｙに平行に伸びる光沢むらと図３の曲線Ｃ２で示す圧力分布との関係について調べた。

その結果、光沢むらは、位置ＰＶ１を中心とした曲線Ｃ２の谷、即ち、位置ＰＶ１付近における圧力の落ち込みにより発生することが明らかとなった。位置ＰＶ１の低圧部においては、定着ローラ８１と加圧部材８６間の圧力で挟持されている記録材Ｐに対する圧力が低いために、加熱され高温状態にある記録材Ｐから蒸発した蒸気が低圧部の定着ローラ８１と記録材Ｐとの間に滞留する。このような蒸気の滞留により氷柱状の光沢むらが発生すると考えられる。

そして、低圧部における圧力、即ち、位置ＰＶ１を中心としに曲線Ｃ２の谷における圧力を上げることにより、氷柱状の光沢むらを抑制することができた。即ち、曲線Ｃ３で示す圧力分布を形成することにより、光沢むらを十分に抑制することができた。

曲線Ｃ３では、位置ＰＶ１における谷が浅く、曲線Ｃ２に比較して谷の極小値が引き上げられている。

次に、低圧部である位置ＰＶ１付近における圧力を引き上げる手段について説明する。図５は従来の加圧部材８６Ａを示す図である。図５に示す加圧部材８６Ａは、図３における曲線Ｃ１１、Ｃ２で表される分布の圧力を形成する。

加圧部材８６Ａの搬送幅方向Ｘの中央部における上流端部の厚さをＡ１、搬送幅方向Ｘの中央部における下流端部の厚さをＡ２、搬送幅方向Ｘの端部における上流端部の厚さをＢ１、搬送幅方向Ｘの端部における下流端部の厚さをＢ２とする。Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は次の関係にあり、加圧部材８６Ａは搬送幅方向の中央部が厚く両端部が低い凸形状の棒状部材である。

即ち、搬送幅方向の中央部の厚さＡ１が搬送幅方向の端部の厚さＢ１より大であり、搬送幅方向の中央部の厚さＡ２が搬送幅方向の端部の厚さＢ２より大である。中央部の厚さＡ１は搬送方向Ｙの上流端部における厚さであり、中央部の厚さＡ２は搬送方向Ｙの下流端部における厚さである。また、端部の厚さＢ１は搬送方向Ｙの上流端部における厚さであり、端部の厚さＢ２は搬送方向Ｙの下流端部における厚さである。なお、加圧部材８６Ａは搬送幅方向Ｘの中央部を中心として対称形であり、厚さＢ１、Ｂ２は両端部の厚さを示す。

加圧部材８６Ａの中央部を凸とする凸形状を表す係数として搬送幅方向Ｘの中央部の厚さと搬送幅方向Ｘの端部の厚さの差を用いる。

従来の加圧部材８６Ａの凸形状は次の式１により特徴づけられる。
（Ａ１−Ｂ１）＝（Ａ２−Ｂ２）・・・・式１
式１は加圧部材８６Ａの上流側端面と上面とが形成する上流稜線ＦＲと、加圧部材８６Ａの下流側端面と上面とが形成する下流稜線ＲＲとが同一形状を有することを意味している。

従来の加圧部材８６Ａの例としては、搬送方向Ｙに関して加圧部材８６Ａの中心位置を挟んで、対称な形状のものである。

図６は本発明における加圧部材８６の一例を示し、図４の位置ＰＶ１における圧力低下を改善したものを示す。即ち、加圧部材８６は図３における曲線Ｃ１２、Ｃ３によって表される圧力分布を形成するものである。

図６の加圧部材８６は次の式２により特徴づけられる凸形状、即ち、搬送幅方向Ｘの中央部の厚さＡ１が搬送幅方向Ｘの端部の厚さＢ１より大であり、搬送幅方向Ｘの中央部の厚さＡ２が搬送幅方向Ｘの端部の厚さＢ２より大である。厚さＡ１は搬送方向Ｙの上流端部における搬送幅方向Ｘの中央部の厚さであり、厚さＡ２は搬送方向Ｙの下流端部における搬送幅方向Ｘの中央部の厚さである。また、厚さＢ１は搬送方向Ｙの上流端部における搬送幅方向Ｘの端部の厚さであり、厚さＢ２は搬送方向Ｙの下流端部における搬送幅方向Ｘの端部の厚さである。なお、加圧部材８６は搬送幅方向Ｘの中央部を中心として対称形を有し、Ｂ１、Ｂ２は加圧部材８６の両端部における厚さを示す。
（Ａ１−Ｂ１）＞（Ａ２−Ｂ２）・・・・式２
式２は加圧部材８６の搬送幅方向Ｘの中央部における凸の程度が上流端部よりも下流端部おいて小さいことを表している。図６（ａ）の加圧部材８６では、搬送幅方向Ｘ中央部の厚さを上流から下流まで一定にしている。即ち、Ａ１＝Ａ２である。一方搬送幅方向Ｘの端部の厚さを上流端部で薄く、下流端部で厚くしている。即ち、Ｂ１＜Ｂ２である。図６（ｂ）の加圧部材８６では、搬送幅方向Ｘ中央部の厚さを上流端部で厚く、下流端部で薄くしている。即ち、Ａ１＞Ａ２である。一方搬送幅方向Ｘの端部の厚さを上流から下流まで一定にしている。即ち、Ｂ１＝Ｂ２である。図６（ａ）に示す加圧部材８６及び図６（ｂ）に示す加圧部材８６のいずれも式２を満足する。

式２を満足する加圧部材８６はスペーサ８６２及び加圧パッド８６４の少なくともいずれかの形状を調整することにより実現される。

即ち、加圧パッド８６４の形状を搬送幅方向Ｘの中央部が厚く、端部が薄い凸形状とし、上流端部における凸の程度を下流端部における凸の程度よりも大きくすることにより図６に示す加圧部材８６を作ることができる。また、スペーサ８６２の形状を搬送幅方向Ｘの中央部が厚く、端部が薄い凸形状とし、上流端部における凸の程度を下流端部における凸の程度よりも大きくすることにより図６に示す加圧部材８６を作ることができる。

図６に示し式２で表される凸形状が加圧部材８６の特徴である。しかしながら、本発明は、基本的には、定着ニップＮにおける圧力分布を改善することにより氷柱状の光沢むらを防止するものであり、加圧部材８６の特徴は図６に示し式２で規定されるものに限定されない。

本発明の加圧部材８６により形成される圧力分布の特徴について図７を参照して説明する。図７は加圧部材８６の加圧パッド８６４により形成される圧力分布を示す。

図７に示す圧力分布は搬送方向Ｙに関して位置ＰＰＩにピークを持つ蒲鉾状であり、また、搬送幅方向Ｘに関して中央部が高く、両端部が低い中央凸形状を有する。

この中央凸形状は、搬送方向Ｙに関して、加圧パッド８６４により形成される圧力のピークの位置ＰＰ１よりも上流側における凸の程度が位置ＰＰ１よりも下流側における凸の程度よりも大きいことにより特徴づけられる。

そしてこの特徴は、下記の式３で表すことができる。

搬送幅方向Ｘに関しては中央部にピークが形成され、搬送方向Ｙに関しては位置ＰＰ１（図３参照）にピークが形成される。圧力は定着ニップＮの上流端ＮＳにおける０から次第に上昇し、位置ＰＰ１において極大に達する。圧力は位置ＰＰ１から次第に減少し、加圧パッド８６４の下流にある位置ＰＶ１において極小値を形成する。

搬送幅方向Ｘの中央部における搬送方向Ｙに関してピークの位置ＰＰＩよりも上流側の圧力曲線ＰＣＦで表される圧力の平均値をＰＡ１、
搬送幅方向Ｘの中央部における搬送方向Ｙに関してピークの位置ＰＰＩよりも下流側の圧力曲線ＰＣＲで表される圧力の平均値をＰＡ２、
搬送幅方向Ｘの端部における搬送方向Ｙに関してピークの位置ＰＰ１よりも上流側の曲線ＰＳＦで表される圧力の平均値をＰＢ１、
搬送幅方向Ｘの端部における搬送方向Ｙに関してピークの位置ＰＰ１よりも下流側の曲線ＰＳＲで表される圧力の平均値をＰＢ２、
と定義する。

なお、圧力曲線ＰＣＦ、ＰＣＲ、ＰＳＦ、ＰＳＲは、定着ニップＮの上流端ＮＳ（図４参照）を上流端とし、加圧パッド８６４の下流にできる曲線Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２、Ｃ３の谷の位置ＰＶ１を下流端とする。

このように定義された圧力ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＢ１、ＰＢ２が次の式３を満足することにより、図４の曲線Ｃ１２、Ｃ３で示し、図７に示す圧力分布、即ち、搬送幅方向Ｘの中央部における凸の程度が、搬送幅方向Ｘの端部における凸の程度よりも大きい圧力分布が実現される。

（ＰＡ１−ＰＢ１）＞（ＰＡ２−ＰＢ２）・・・・式３
加圧部材８６が式３を満足する圧力で記録材Ｐを押圧することにより、図４における位置ＰＶ１における圧力低下が緩和されて、光沢むらを防止することができた。即ち、式３を満足する圧力分布を形成することにより、加圧部材８６の下流端における圧力の過度な低下が防止されて、定着処理された画像の光沢むらを防止することができた。

図８は図７に示す圧力分布を達成するスペーサ８６２の例を示す。図８（ａ）はスペーサ８６２の平面図、図８（ｂ）は搬送方向Ｙの下流側から見たスペーサ８６２の側面図である。

スペーサ８６２は圧力調整本体８６２Ａと圧力調整補助部材８６２Ｂとで構成される。

圧力調整補助部材８６２Ｂは搬送方向Ｙの下流端、且つ、搬送幅方向Ｘの端に形成され、圧力調整補助部材８６２Ｂによって、スペーサ８６２の厚さが搬送方向Ｙの下流端、且つ、搬送幅方向Ｘの端において増している。したがって、加圧部材８６の搬送方向Ｙの下流端、且つ、搬送幅方向Ｘの端における圧力が嵩上げされる。

実施例として、図６（ａ）に示す形状であり、図４の曲線Ｃ１２、Ｃ３で示す圧力分布を形成する加圧部材８６を用い、図２に示す定着装置を備えた図１に示す画像形成装置によりカラー画像を形成し、定着を行った。

比較例として、図５に示す形状であり、図４の曲線Ｃ１１、Ｃ２で示す圧力分布を形成する加圧部材８６を用い、図２に示す定着装置を備えた図１に示す画像形成装置によりカラー画像を形成し、定着を行った。

実施例においては、位置ＰＶ１における圧力が１１０ｋＰａであるのに対して、比較例では、位置ＰＶ１における圧力が６０ｋＰａであった。

なお、図４に示す圧力は、ニッタ株式会社製の圧力分布測定装置を用い、定着ローラ８１と定着ベルト８２との間にセンサシートを介在させて測定したものである。

試験結果を表１に示す。

表１において、○は、光沢むらの発生がなく高画質の画像が得られたことを示し、△は僅かな表面状態の不均一があるものの実用上許容できる画質の画像が得られたことを示す。×は光沢むらが発生したことを示す。

表１に示すように、実施例においては、広い定着温度において良好な画像が得られたのに対して、比較例では、高温において蒸気の滞留により氷柱状の光沢むらが発生した。

８ 定着装置
８１ 定着ローラ
８２ 定着ベルト
８４ 出口側張架ローラ
８６ 加圧部材
Ｎ 定着ニップ
Ｐ 記録材
ＰＣＦ、ＰＳＦ 上流部の圧力曲線
ＰＣＲ、ＰＳＲ 下流部の圧力曲線

Claims (9)

1. 記録材を搬送しつつトナー像を加熱し定着する定着部材と、
   記録材を前記定着部材に押圧する加圧部材と、
   記録材の搬送方向に関して前記加圧部材の下流に配置され、記録材を前記定着部材に押圧するとともに記録材を前記定着部材から分離する分離部材と、を有し、
   前記定着部材とそれに対向して配置される前記加圧部材及び前記分離部材とで定着ニップを形成する定着装置において、
   前記加圧部材は、前記搬送方向に直角な搬送幅方向に関して中央部の前記定着ニップにおける圧力が、前記搬送幅方向に関して端部の前記定着ニップにおける圧力よりも高い中央凸形状の圧力分布を形成し、
   前記圧力分布は、前記加圧部材により形成される圧力のピークの下流側における凸の程度が、前記ピークの上流側における凸の程度よりも小さい前記中央凸形状を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧部材と前記分離部材との間に低圧部が形成され、記録材から蒸発した蒸気が滞留することなく、記録材が前記低圧部を通過することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加圧部材の前記中央部における厚さが、前記加圧部材の前記端部における厚さよりも厚く、
   前記搬送方向の下流端部における前記中央部の厚さと前記端部の厚さとの差が、前記搬送方向の上流端部における前記中央部の厚さと前記端部の厚さとの差よりも小さ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. 前記搬送方向の下流端部における前記中央部の厚さと、前記搬送方向の上流端部における前記中央部の厚さとを等しくし、
   前記搬送方向の下流端部における前記端部の厚さを、前記搬送方向の上流端部における前記端部の厚さよりも厚くしたとことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記搬送方向の下流端部における前記中央部の前記厚さを、前記搬送方向の上流端部における前記中央部の前記厚さよりも薄くし、
   前記搬送方向の下流端部における前記端部の前記厚さと、前記搬送方向の上流端部における前記端部の厚さとを等しくしたとことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 前記加圧部材は、加圧パッドを有し、
   前記加圧パッドの前記中央部における厚さが、前記加圧パッドの前記端部における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記加圧部材は、スペーサを有し、
   前記スペーサの前記中央部における厚さが、前記スペーサの前記端部における厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記加圧部材は、スペーサを有し、
   前記スペーサは圧力調整本体と、圧力調整補助部材とを有し、
   前記圧力調整補助部材は、前記圧力調整本体の前記端部、且つ、前記搬送方向に関し下流部に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 記録材上にトナー像を形成するトナー像形成部と、請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置とを有することを特徴とする画像形成装置。

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