JP2013222018A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧ローラ２６に近接する加圧パッド２７の摺動性を上げるために摺動シート２８に覆われていて、なおかつ、加圧ローラ２６は長手方向に外径が異なるクラウン形状を有している定着装置では、摺動シート２８の先端形状を加圧ローラ２６の外径形状に沿うようにしないと圧抜けによる光沢ムラ画像が発生してしまう。
【解決手段】摺動シート２８の加圧ローラ２６側の折り部２８ａの形状を加圧ローラ２６の形状に沿うように折ることで、長手方向の圧分布を均一化し、圧抜けによる光沢ムラ画像を防ぐ。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置において記録材（記録媒体）に形成された未定着画像を定着する定着装置として用いて好適な画像加熱装置に関する。

画像形成装置は、例えば、電子写真プロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセスなどの画像形成プロセスを用いて記録材に現像剤画像（以下、トナー画像と記す）を形成するものである。例えば、複写機、プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタなど）、ファクシミリ、それらの複合機能機、ワードプロセッサ等が含まれる。

記録材は、画像形成装置によってトナー画像が形成されるものであって、例えば、普通紙、光沢用紙、厚紙、封筒、葉書、シール、樹脂製シート、オーバーヘッドプロジェクター用シート（ＯＨＴシート）等が含まれる。

画像加熱装置としては、記録材に形成された未定着のトナー画像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に一旦定着されたトナー画像を再度加熱加圧することで画像の光沢度などを改質する画像改質装置などが挙げられる。

電子写真画像形成装置、静電記録画像形成装置などの画像形成装置において、記録材に形成された未定着のトナー画像を固着画像として定着する定着装置としてはローラ定着方式が従来より採用されている。ローラ定着方式は、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、その定着ニップで記録材を挟持搬送して記録材上の未定着のトナー画像を加熱および加圧して定着を行うものである。

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、記録材の定着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、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、記録材搬送方向において充分なニップ幅を得ることができるベルト定着方式が提案されている（特許文献１）。この提案においては、互いに対向する定着ベルトと加圧ベルトを設け、これら両ベルトの圧接により記録材搬送方向において充分なニップ幅の定着ニップを形成し、その定着ニップで記録材を挟持搬送しながら画像定着を行う構成とされている。

しかしながら、特許文献１の構成の場合には以下のような不都合がある。即ち、両ベルト間に形成されている定着ニップには記録材搬送方向において、両ベルトの懸架ローラ同士にて加圧されている圧の高い部分と、定着パッドのみにて加圧されている圧の低い部分と、ベルトの両側から何も支持されていない圧の抜けた部分とが存在する。

このため、未定着トナー画像を定着しようとする場合、圧の高い部分と圧の抜けた部分（圧抜け部）とで、記録材の搬送速度に差が発生する。ベルトはある程度の可撓性を有するものであるから、搬送速度差によってベルトが伸縮し、記録材上の画像がずれるという問題が発生する。

また、圧抜け部では、定着時に生じた水蒸気を抑え込めなくなる。そのため、圧抜け部の記録材の幅方向（記録材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でのトナー表面とベルト表面との接触状態が異なることによる光沢ムラが発生する。特にコート紙等の通気性の低い記録材において発生しやすい。

そこで本出願人は、そうした問題に対して、画像加熱ニップを長くする構成とした場合であっても、画像加熱ニップ内の圧力分布を適正化させることができるベルトニップ方式の画像加熱装置を先に提案している（特許文献２）。

この装置は、画像を担持した記録材を挟持搬送する第１のベルト及び第２のベルトと、第1のベルトと第２のベルト間にて画像加熱ニップを形成するためのニップ形成手段とを有する画像加熱装置である。

そして、ニップ形成手段は第１のベルトを駆動する高摩擦性ローラと、この高摩擦性ローラに対向して配置され第２のベルトを加圧する低摩擦性ローラを有する。また、高摩擦性ローラに非接触配置され第１のベルトを加圧する第１の固定部材と、この第１の固定部材に対向し低摩擦ローラに接触配置され第２のベルトを加圧する第２の固定部材を有する。そして、高摩擦ローラと第１の固定部材が第１のベルト内面と非接触領域を第２の固定部材の第２のベルト接触部における記録材搬送方向最下流部が第１のベルト及び、第２のベルトを介して加圧することを特徴としている。

また、第２の固定部材は接触する低摩擦性ローラとの摺動抵抗を抑えるための低摺動部材（摺動シート）によって覆われている。

特開２００４−３４１３４６号公報 特開２００７−２４０６２２号公報

本発明は、上記の従来技術（特許文献２の技術）を更に発展させたものである。即ち、このような構成において、１）第２の固定部材（以下、加圧パッドと記す）は接触する低摩擦性ローラ（以下、加圧ローラと記す）との摺動抵抗を抑えるために低摺動部材（以下、摺動シートと記す）によって覆われていることが好ましい。２）また、加圧ローラはニップ時に荷重を受けて撓み長手方向（軸線方向）の中央部の圧が抜けてしまうことを防止するために、長手方向において端部より中央の直径が大きい正クラウン形状を有するものにすることが好ましい。

しかし、上記の１）と２）の構成を採った場合においては、加圧ローラの長手方向に関して、摺動シートの先端と加圧ローラまでの距離は中央に比べて、端部が遠くなり中央より端部の方が圧抜けによる光沢ムラが発生し易い。逆に端部の圧を高めようと加圧ローラと摺動シートの先端位置を近づけると、摺動シートの先端が高摩擦性ローラ（定着部材）と加圧ローラの間に挟まってしまう。そのため、加圧ローラ長手中央部での記録材分離ピーク圧が低下し記録材分離性が低化する事態が発生し易いことが判明した。

そこで、本発明の目的は、上記の１）と２）の構成を採った場合においても、記録材分離性と光沢ムラの安定性を向上することができる画像加熱装置を提供することである。

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、互いに対向してニップを形成する２つの回転可能なニップ形成部材を有し、少なくとも一方のニップ形成部材は複数の支持部材に懸回張設されたエンドレスの可撓性を有するベルトであり、前記複数の支持部材のうちの１つはベルト内面から他方のニップ形成部材を押圧する回転可能なローラであり、前記ベルトの内側で前記ローラよりもベルト回転方向上流側において前記ローラに近接して配設されベルト内面から前記他方のニップ形成部材を押圧して前記ローラと共に前記ニップを形成する固定部材を有し、前記固定部材はベルト回転方向下流側に前記ローラに押圧される突出部を備え、前記固定部材のベルト対向面を含む固定部材外面を覆うように設けられベルト内面との摺動抵抗を軽減するための摺動シートを有し、前記摺動シートは前記固定部材の前記突出部を覆う折り部を有し、前記ニップでトナー画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱および加圧する画像加熱装置であって、前記ローラは記録材通紙領域の幅方向における中央部の直径が端部の直径よりも大きい正クラウン形状であり、前記中央部の半径から前記端部の半径を引いた半径の差をΔＲと定義し、前記摺動シートの記録材通紙領域の幅方向の両端部の位置を結んだ基準線から前記摺動シートの記録材通紙領域の幅方向の中央部までの距離をΔＳと定義すると、ΔＳは０＜ΔＳ＜２×ΔＲとなることを特徴とする。

本発明によれば、摺動シート折り部の先端位置と加圧ローラまでの距離を長手中央と端部で差を少なくすることで長手方向の圧分布を改善し、記録材分離性と光沢ムラの安定性を向上することが可能である。

（ａ）は実施例１に係る定着装置の横断面模式図、（ｂ）はこの定着装置における正クラウン形状の加圧ローラと摺動シートの長手中央部分省略の平面模式図 実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す断面模式図 加圧パッドの外観斜視図 実施例１に係る定着装置と従来例を比較した概略図（その１） 実施例１に係る定着装置と比較例を比較した概略図（その２） 実施例１に係る定着装置の評価結果 摺動シートの折り方の例（その１） 摺動シートの折り方の例（その２） （ａ）は実施例２に係る定着装置の横断面模式図、（ｂ）はこの定着装置における正クラウン形状の加圧ローラと摺動シートの長手中央部分省略の平面模式図

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。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
図２は、本発明に従う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の一例の概略構成を示す断面模式図である。この画像形成装置１は転写式電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタであり、ホスト装置２００から制御部（制御手段：ＣＰＵ）１００に入力する画像情報（電気的画像信号）に基づいて記録材（記録媒体）Ｓに画像形成を行う。

制御部１００は画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御手段であり、ホスト装置２００や装置操作部（コントロールパネル）１０１と各種の電気的情報信号の授受をする。また、各種のプロセス機器やセンサなどから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理、所定のイニシャルシーケンス制御、所定の作像シーケンス制御を司る。ホスト装置２００は、パーソナルコンピュータ、ネットワーク、イメージリーダ、ファクシミリなどである。装置操作部１０１は本体（メイン）電源スイッチ、各種の操作キー、表示部などが配設されている。

画像形成装置１は、潜像を担持する像担持体として感光体ドラム（以下、ドラムと記す）２を備えている。ドラム２は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動され、その外周面が帯電器３によって所定の極性・電位に一様に帯電される。その一様帯電面に対してレーザースキャナ（露光装置、光学装置）４により画像情報のレーザー走査露光５がなされる。これにより、ドラム２の面には走査露光した画像情報の静電潜像が形成される。

その静電潜像が現像器６によって未定着のトナー画像（未定着の現像剤画像）として現像される。そのトナー画像が、ドラム２と転写ローラ７との当接部である転写部において、該転写部に導入された記録材Ｓに対して順次に静電転写される。

記録材Ｓは枚葉紙として装置内下部の給紙カセット９内に積載されて収納されている。所定の給紙タイミングで給紙ローラ１０が駆動されると、給紙カセット９内の記録材Ｓが１枚分離給紙されて、搬送路１０ａを通ってレジストローラ対１１に至る。レジストローラ対１１は記録材Ｓの先端部を受け止めて記録材の斜行修正をする。また、ドラム２上のトナー画像の先端部が転写部に到達したときに記録材の先端部も転写部に丁度到達するタイミングとなるように、ドラム２上のトナー画像と同期をとって、記録材Ｓを転写部に給送する。

転写部を通った記録材Ｓはドラム２の面から分離されて、定着装置Ａへと搬送される。この定着装置Ａにより記録材Ｓ上の未定着のトナー画像が加熱・加圧により固着画像として記録材面に定着される。そして、その記録材が搬送路１０ｂを通って排出ローラ対１２によって装置上部の排出トレイ１３へ搬送排出される。また、記録材分離後のドラム２の面はクリーニング装置８によって転写残トナー等の残留付着物が除去されて清掃され、繰り返して作像に供される。

上記において、記録材Ｓが定着装置Ａに至るまでの装置機構部が記録材Ｓに未定着のトナー画像を形成するための画像形成手段である。

（２）定着装置Ａ
（２−１）装置の全体的な概略構成
図１の（ａ）は本実施例に係わる定着装置Ａの横断面模式図、（ｂ）はこの定着装置Ａにおける正クラウン形状の加圧ローラ２６と摺動シート２８の長手中央部分省略の平面模式図である。

本実施例の定着装置Ａはベルト定着方式（ベルトニップ方式）の画像加熱装置である。定着装置Ａは、互いに対向して定着ニップ（ニップ）Ｎを形成する２つの回転可能なニップ形成部材としての定着ローラ（定着手段：ヒートローラ）２０と加圧ベルト（加圧手段）２１とを有する。

定着ローラ（他方のニップ形成部材）２０は、芯金２０ａの外周面に弾性層２０ｂと離型層２０ｃを順次に積層した複合層ローラである。芯金２０ａは、例えば、アルミ等の金属からなる外径４０ｍｍ、内径３９〜３６ｍｍの中空ローラである。弾性層２０ｂは、例えば、厚さ３００μｍのシリコーンゴム等（例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度２０°、熱伝導率０．８Ｗ／ｍＫ）からなる。離型層２０ｃは、例えば、厚さ５０μｍのフッ素樹脂（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）である。

定着ローラ２０はその両端部がそれぞれ定着装置筐体（不図示）の対向側板間に軸受を介して回転可能に支持されており、制御部１００で制御される、モータやギアトレインからなる駆動機構Ｍにより矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

中空芯金２０ａの内部には加熱源としてのハロゲンヒータ２０ｄが挿入されて配設されている。ハロゲンヒータ２０ｄには制御部１００で制御される電源部１０２から電力が供給される。これによりハロゲンヒータ２０ｄが発熱して定着ローラ２０が内側から加熱される（内部加熱方式）。

定着ローラ２０の表面にはサーミスタ等の温度検知素子ＴＨが接触されて或いは非接触に近接されて配設されている。この温度検知素子ＴＨにより、ハロゲンヒータ２０ｄにより加熱される定着ローラ２０の表面温度が検知され、その検知温度に関する電気的情報が制御部１００に入力する。制御部１００は温度検知素子ＴＨから入力する検知温度に関する電気的情報が所定の定着温度に対応する電気的情報に維持されるように電源部１０２からハロゲンヒータ２０ｄに対する通電量（供給電力）を制御する。即ち、制御部１００は定着ローラ２０の表面温度を所定の定着温度に温調制御する。

加圧ベルト（一方のニップ形成部材）２１は、複数の支持部材(懸架部材)、本実施例においてはテンションローラ（張架ローラ）２５と加圧ローラ（分離ローラ）２６の２本のローラ間に懸回張設されたエンドレスの可撓性を有するベルトである。加圧ベルト２１は、本実施例においては、内径が６００ｍｍで、厚みが５０μｍの可撓性を有する金属ベルトを基層とし、その基層の外周面を離型層としてフッ素樹脂（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）を３０μｍの厚みで被覆したものである。

テンションローラ２５は、本実施例においては、外径２０ｍｍ、内径が１６ｍｍである肉厚２ｍｍの鉄合金製の中空ローラである。このローラ２５の表面に、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を設けても良い。加圧ローラ２６は、本実施例においては、外径が２０ｍｍ、内径が１６ｍｍである肉厚２ｍｍの鉄合金製とされた低摺動性の剛性ローラである。加圧ベルト２１は上記のテンションローラ２５と加圧ローラ２６との間に懸回張設されている。

加圧ベルト２１は定着ローラ２０の下側に配設されており、加圧ローラ２６はその両端部がそれぞれ定着装置筐体の側板間に軸受を介して回転可能に支持されている。また、加圧ローラ２６は加圧ベルト２１を介して定着ローラ２０に対して所定の押圧力をもって当接している。即ち、加圧ローラ２６はベルト内面から定着ローラ２０を押圧する回転可能なローラである。

テンションローラ２５はその両端部がそれぞれ定着装置筐体の対向側板間に軸受を介して回転可能に支持されている。また、テンションローラ２５は付勢部材（不図示）により、加圧ベルト２１に張りを与える方向に移動付勢されている。テンションローラ２５は加圧ローラ２６よりも通紙方向（記録材搬送方向）ａの上流側において定着ローラ２０に対して非接触に配設されている。

また、加圧ベルト２１の内側で加圧ローラ２６よりもベルト回転方向上流側において加圧ローラ２６に近接して加圧パッド（固定部材）２７が配設されている。この加圧パッド２７は加圧ベルト２１の内面から定着ローラ２０を押圧する。即ち、加圧パッド２７は加圧ベルト２１を定着ローラ２０に向けて加圧する。

加圧パッド２７はシリコーンゴム（例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度２０°、熱伝導率０．８Ｗ／ｍＫ）からなる弾性層２７ａが４ｍｍの厚みでＳＵＳ等の金属板２７ｃの上に形成されている。そして、弾性層２７ａはベルト回転方向下流側に加圧ローラ２６に押圧される、横断面くさび型の突出部２７ｂをもつ。図３は加圧パッド２７の外観斜視図である。

また、加圧パッド２７は加圧ベルト内面に対する対向面（ベルト対向面）を含む加圧パッド外面（固定部材外面）を覆うように設けられベルト内面との摺動抵抗を軽減するための摺動シート２８を有する。摺動シート２８はフッ素樹脂（例えばＰＩやＰＦＡ）からなる離型層を有する。即ち、加圧パッド２７の外周は摺動シート２８に覆われている。

加圧ローラ２６および加圧パッド２７は加圧機構（不図示）により加圧ベルト２１を介して定着ローラ２１に向けて所定の加圧力（例えば総荷重８０ｋｇ（７８４Ｎ））にて加圧されている。この加圧ローラ２６と加圧パッド２７による押圧力にて加圧ベルト２１が定着ローラ２０の外面に対して腹当てに押し付けられて通紙方向ａにおいて幅広の定着ニップＮが形成される。即ち、加圧パッド２７は加圧ローラ２６と共に定着Ｎニップを形成する。

加圧ベルト２１は定着ローラ２０が回転駆動されることにより定着ニップ部Ｎにおける定着ローラ２０との摩擦力で回転トルクが作用して定着ローラ２０の回転に順方向に定着ローラ２０の周速度とほぼ同じ周速度にて従動回転する。この加圧ベルト２１の回転に伴いテンションローラ２５と加圧ローラ２６が従動回転する。

定着装置Ａの定着動作は次のとおりである。制御部１００は所定の制御タイミングにて駆動機構Ｍをオンして定着ローラ２０を回転駆動させる。定着ローラ２０の回転に従動して加圧ベルト２１も回転する。また、制御部１００は所定の制御タイミングにて電源部１０２からハロゲンヒータ２０ｄに電力を供給して定着ローラ２０の表面温度を所定の定着温度に立ち上げ、所定の定着温度に温調する。この状態においてテンションローラ２５の側から未定着のトナー画像ｔを担持した記録材Ｓが画像面上向きで定着装置Ａに導入され、加圧ベルト２１の上行側ベルト部分に載って定着ニップＮに進入して挟持搬送される。

記録材Ｓはトナー画像ｔを担持している画像面が定着ローラ２０の表面に密着して定着ニップＮを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において未定着のトナー画像ｔが定着ローラ２０の熱で加熱されると共にニップ圧で加圧されて固着画像として記録材面に定着される。

定着ニップＮを通過した記録材部分は定着ニップＮの出口部分において加圧ローラ２６により定着ローラ２０の表面から分離する方向に曲率が大きくされることで定着ローラ２０の表面から順次に分離して定着装置Ａから排出搬送されていく。

定着ニップＮの出口部分における記録材Ｓの定着ローラ２０の表面からの分離（用紙分離）は次のようになされる。即ち、定着ニップＮの通紙方向ａに沿う圧力分布は加圧ローラ２６の定着ローラ２０に対する押圧部が所定に最も高く設定されている。そして、加圧ローラ２６は加圧ベルト２１を介して定着ローラ２０の弾性層２０ｂに対して弾性層２０ｂの弾性に抗して侵入して弾性層２０ｂを凹ませている。

そのため、定着ニップＮを通過した記録材部分は定着ニップＮの出口部分において加圧ローラ２６により定着ローラ２０の表面から分離する方向に曲率が大きくされることで定着ローラ２０の表面から順次に分離していく。

（３）摺動シート２８
前記のように、加圧パッド２７の外周は摺動抵抗を下げるために摺動シート２８に覆われている。さらに、摺動シート２８は、加圧パッド２７の弾性層２７ａの加圧ローラ２６に押圧される部分である横断面くさび型の突出部２７ｂに合わせて折り部２８ａが設けられている。

加圧ローラ２６は長手方向（軸線方向）の両端で保持されて定着ローラ２０に向かって押圧されるので、ストレートローラでは長手方向中央部がたわみ、長手方向中央部で加圧ローラ２６の圧力が抜けてしまう。この圧力抜けを防止するために、加圧ローラ２６は、図１の（ｂ）の模式図のように、長手方向中央部の外径に対して端部の外径が８００μｍ程度小さい正クラウン形状のローラにしている。

このように加圧ローラ２６がクラウン形状で、かつ加圧ローラ２６に近接する加圧パッド２７が摺動シート２８で覆われた定着装置では、摺動シート２８の先端形状を加圧ローラ２６の外径形状に沿うようにしないと圧抜けによる光沢ムラ画像が発生しやすい。

本発明の特徴は、加圧ローラ２６の正クラウンに沿うように、摺動シート２８の折り部２８ａの形状を制御する事である。即ち、摺動シート２８の加圧ローラ２６側の折り部２８ａの形状を加圧ローラ２６の形状に沿うように折ることで、長手方向の圧分布を均一化し、圧抜けによる光沢ムラ画像を防ぐものである。

図１の（ｂ）に示すように、加圧ローラ２６のクラウン量（正クラウン量）をΔＲと定義する。即ち、加圧ローラ２６は記録材通紙領域Ｗの幅方向（加圧ローラ２６の軸線方向に平行な方向）における中央部の直径が端部の直径よりも大きい正クラウン形状であり、中央部の半径から端部の半径を引いた半径の差をΔＲと定義する。

同様に、摺動シート２８の折り部２８ａの、加圧ローラ２６の正クラウンに沿うクラウン量（逆クラウン量）をΔＳと定義する。即ち、摺動シート２８の記録材通紙領域Ｗの幅方向の両端部の位置を結んだ基準線から摺動シート２８の記録材通紙領域Ｗの幅方向の中央部までの距離をΔＳと定義する。換言すると、ΔＳは摺動シート２８の幅方向の端部位置と中央位置を引いた差分でΔＲと同じ符号の時に同じ方向を向くように定義する。

このような定義において、摺動シート２８の折り部２８ａは、０＜ΔＳ＜２×ΔＲ、を満たすようにすると良い。以下に、その詳細な理由を説明する。

図４の（ａ）は、摺動シート２８の折り部２８ａの先端を幅方向中央部でそろえた場合の本実施例（ΔＳ＝ΔＲ）と従来例（ΔＳ＝０）を比較した模式図である。また、（ｂ）は（ａ）のＸ方向の圧分布を示したもので、摺動シート２８が加圧ローラ２６に対して近いため摺動シート２８の剛性により、通紙方向の加圧ローラ２６と摺動シート２８の境目付近で圧抜けが改善さている事が分かる。

図５の（ａ）は、摺動シート２８の折り部２８ａの先端を幅方向端部で揃えた場合の本実施例（ΔＳ＝ΔＲ）と比較例（ΔＳ＝０、従来例のシート折り部位置違い）を比較した模式図である。この場合、長手端部における通紙方向の圧抜けは生じない状態にすることが可能である。しかし、弊害として摺動シート２８の折り部２８ａの先端の幅方向中央部が加圧ローラ２６と定着ローラ２０のニップ部に挟まってしまうせいでピーク圧が下がってしまう。

図６に、図４および図５で説明した摺動シート２８を用いた定着装置の、光沢ムラと用紙分離性の結果をまとめた。図６の結果から、光沢ムラは通紙方向ａの圧が低いと水蒸気がニップ中に発生し画像に影響を与えやすい事が分かる。

また、定着ニップＮの出口部におけり記録材Ｐの定着ローラ２０からの分離性（用紙分離性）は加圧ローラ２６のピーク圧が有る程度以上高くないと、定着ローラ２０の弾性層２０ｂの変形が不十分になる。そのため、定着ローラ２０のニップ下流における曲率を大きくすることで記録材分離させていた効果が損なわれ、分離しにくい事が分かる。

よって本実施例のように、加圧ローラ２６の外径のクラウン形状に沿うように、摺動シート２８の折り部２８ａにクラウンをつけることで、ピーク圧を維持しつつ、端部の圧抜けを防止する事が可能である。その結果、用紙分離性と光沢ムラの両方に効果的な定着装置の提供が可能となる。

次に、摺動シート２８の折り部２８ａの長手方向にクラウンをつける方法を説明する。図７の（ａ）に示すように、折る前の摺動シート２８に対して、先端側の辺５０ａを加圧ローラ２６のクラウン量（本実施例では、ΔＲ＝４００μｍ）に沿うような曲線で曲げた先端Ｒ０．５ｍｍ程度のＳＵＳ板金（型板）５０を所定の加圧力で押しつける。例えば１００Ｎでおしつける。これにより摺動シート２８の面に（ｂ）の破線のような折り目２８ｂをつける。

そして、（ｃ）のように、その折り目２８ｂに沿って摺動シート２８を折れば、本実施例で説明したような中央部に対して端部が突き出した形状（逆クラウン形状）に立体的に折って折り部２８ａを設けた摺動シート２８とすることが可能である。この摺動シート２８が加圧パッド２７に被せられる。

また、別の方法としては、図８の（ａ）に示すように、折る前の摺動シート２８の対向２辺２８ｃ，２８ｄ（両端部）を台面（不図示）に固定する。そして、（ｂ）のように、非固定側の対向２辺２８ｅ，２８ｆの一方の辺２８ｅの中央部を摺動シート２８の弾性に抗して手前側に４００μｍ引いてゆがませた状態にする。

この状態の摺動シート２８に対して、（ｃ）のように、先端側の辺５１ａがまっすぐで先端Ｒ０．５ｍｍ程度のＳＵＳ板金（型板）５１をあてがって１００Ｎに加圧して、（ｄ）のようにまっすぐな折り目２８ｂをつける。この折り目２８ｂをつけてから、摺動シート２８の引っ張りを解除する。そうすると、摺動シート２８の引っ張り解除による弾性戻りによりまっすぐな折り目２８ｂが（ｄ）のように弧状の折り目２８ｂになる。摺動シート２８の対向２辺２８ｃ，２８ｄの台面に対する固定を解除する。

そして、その弧状の折り目２８ｂに沿って摺動シート２８を折れば本実施例で説明したような中央部に対して端部が突き出した形状に立体的に折って折り部２８ａを設けた（ｅ）のような摺動シート２８とすることが可能である。

なお、図７と図８においては、摺動シート２８は、折り目２８ｂの円弧形状を強調するために長手方向を短く表し略正方形に近く概略しているが実際の折る前の摺動シート２８の寸法は例えば４００ｍｍ×６０ｍｍの長方形である。

［実施例２］
図９の（ａ）は本実施例に係わる定着装置Ａの横断面模式図、（ｂ）はこの定着装置Ａにおける正クラウン形状の加圧ローラ２６と摺動シート２８の長手中央部分省略の平面模式図である。

本実施例の定着装置Ａは互いに対向して定着ニップ（ニップ）Ｎを形成する２つの回転可能なニップ形成部材として共にエンドレスの可撓性を有する定着ベルト２９と加圧ベルト２１を用いたツインベルトニップ方式の画像加熱装置である。

加圧ベルト２１側の機構構成は、実施例１の定着装置Ａの、加圧ベルト２１、テンションローラ２５、加圧ローラ２６、摺動シート２８で覆われた加圧パッド２７などから成る機構構成と同様である。

定着ベルト２９は、複数の支持部材(懸架部材)、本実施例においては定着ローラ３０とテンションローラ（張架ローラ）３１の２本のローラ間に懸回張設されたエンドレスの可撓性を有するベルトである。

本実施例において、定着ベルト２９は、内径が５００ｍｍで、厚みが６５μｍの可撓性を有する金属ベルトを基層としている。そして、この基層の外周面に弾性層（例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度３０°、熱伝導率１．０Ｗ／ｍＫ）を厚さ４００μｍで形成し、さらにその外周面に離型層としてフッ素樹脂（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）を４０μｍの厚みで形成した複合層ベルトである。

定着ローラ３０はその両端部がそれぞれ定着装置筐体の側板間に軸受を介して回転可能に支持されている。そして、その両端部がそれぞれ定着装置筐体（不図示）の対向側板間に軸受を介して回転可能に支持されており、制御部１００で制御される、モータやギアトレインからなる駆動機構Ｍにより矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

本実施例において、定着ローラ３１は、外径１９ｍｍのＳＵＳ等の中空の金属ローラにシリコーンゴム（例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度３０°、熱伝導率１．０Ｗ／ｍＫ）を０．５ｍｍの厚みで接着した直径２０ｍｍのローラとした。中空の金属ローラの内部には加熱源としてのハロゲンヒータ３０ａが挿入されて配設されている。ハロゲンヒータ３０ａには制御部１００で制御される電源部１０２から電力が供給される。これによりハロゲンヒータ３０ａが発熱して定着ローラ３０が内側から加熱される（内部加熱方式）。

テンションローラ３１はその両端部がそれぞれ定着装置筐体の対向側板間に軸受を介して回転可能に支持されている。また、テンションローラ３１は付勢部材（不図示）により、定着ベルト２９に張りを与える方向に移動付勢されている。テンションローラ３１は定着ローラ３０よりも通紙方向ａの上流側に配設されている。本実施例において、テンションローラ３１は外径２０ｍｍのＳＵＳ等の中空金属ローラで、内部に長手の熱分布を均一化するヒートパイプ等を用いる事も出来る。

また、定着ベルト２９の内側で定着ローラ３０よりもベルト回転方向上流側において定着ローラ３０に近接して定着パッド（固定部材）３２が配設されている。定着パッド３２はＳＵＳまたはアルミ等の金属で構成されている。

加圧ベルト２１側の加圧ローラ２６と加圧パッド２７はそれぞれ加圧機構（不図示）により加圧ベルト２１と定着ベルト２９を介して定着ローラ３０と定着パッド３２に対して所定の押圧力で当接している。これにより、定着ベルト２９と加圧ベルト２１との圧接により通紙方向ａにおいて幅広の定着ニップＮが形成される。

定着装置Ａの定着動作は次のとおりである。制御部１００は所定の制御タイミングにて駆動機構Ｍをオンして定着ローラ３０を回転駆動させる。定着ローラ３０の回転により定着ベルト２９が回転する。テンションローラ３１も定着ベルト２９の回転に従動して回転する。また、加圧ベルト２１は定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト２９との摩擦力で回転トルクが作用して定着ベルト２９の回転に順方向に定着ベルト２９の周速度とほぼ同じ周速度にて従動回転する。この加圧ベルト２１の回転に伴いテンションローラ２５と加圧ローラ２６が従動回転する。

また、制御部１００は所定の制御タイミングにて電源部１０２からハロゲンヒータ３０ａに電力を供給して定着ローラ３０を加熱する。定着ローラ３０が加熱されることにより定着ベルト２９が加熱される。この定着ベルト２９の表面温度が温度検知素子ＴＨにより検知されて制御部１００にフィードバックされる。制御部１００はそのフィードバックされる検知温度情報が所定の定着温度に立ち上げられて維持されるように電源部１０２からハロゲンヒータ３０ａへの供給電力を制御して定着ベルト２９の表面温度を温調する。

この状態において、テンションローラ２５の側から未定着のトナー画像ｔを担持した記録材Ｓが画像面上向きで定着装置Ａに導入され、加圧ベルト２１の上行側ベルト部分に載って定着ニップＮに進入して挟持搬送される。記録材Ｓは画像面が定着ローラ２０の表面に密着して定着ニップＮを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において未定着のトナー画像ｔが定着ローラ２０の熱で加熱されると共にニップ圧で加圧されて固着画像として記録材面に定着される。

定着ニップＮを通過した記録材部分は定着ニップＮの出口部分において加圧ローラ２６により定着ベルト２９の表面から分離する方向に曲率が大きくされることで定着ベルト２９の表面から順次に分離して定着装置Ａから排出搬送されていく。

定着ニップＮの出口部分における記録材Ｓの定着ベルト２９の表面からの分離（用紙分離）は次のようになされる。即ち、定着ニップＮの記録材搬送方向に沿う圧力分布は加圧ローラ２６の定着ローラ３０に対する押圧部が所定に最も高く設定されている。そして、加圧ローラ２６は加圧ベルト２１を介して定着ベルト２９の弾性層に対して弾性層の弾性に抗して侵入して弾性層を凹ませている。

そのため、定着ニップＮを通過した記録材部分は定着ニップＮの出口部分において加圧ローラ２６により定着ベルト２９の表面から分離する方向に曲率が大きくされることで定着ベルト２９の表面から順次に分離していく。

本実施例のように、定着部材をローラからベルトへ変えた図９のような定着装置Ａにおいても、加圧パッド２７の摺動シート２８の折り部２８ａは正クラウン形状の加圧ローラ２６の外径形状と略同等な形状に折り目をつけることが望ましい。摺動シート２８の折り部２８ａの形状と加圧ローラ２６の関係は実施例１と同様なので省略する。

定着パッド３２にも加圧パッド２７と同様に摺動シートで覆う構成とすることができる。また、この場合において、定着ローラ３０を正クラウン形状とする場合においては、定着パッド３２を覆う摺動シートは前述した加圧パッド２７を覆う摺動シート２８と同様の構成とすることができる。

以上の実施例１と同２の定着装置Ａをまとめると次のとおりである。ニップＮでトナー画像ｔを担持した記録材Ｓを挟持搬送して加熱および加圧する画像加熱装置である。互いに対向してニップＮを形成する２つの回転可能なニップ形成部材２０（２９）、２１を有する。少なくとも一方のニップ形成部材２１は複数の支持部材２５、２６に懸回張設されたエンドレスの可撓性を有するベルトである。複数の支持部材２５、２６のうちの１つ２６はベルト内面から他方のニップ形成部材２０（２９）を押圧する回転可能なローラである。

そして、ベルト２１の内側でローラ２６よりもベルト回転方向上流側においてローラ２６に近接して配設されベルト内面から他方のニップ形成部材２０（２９）を押圧してローラ２６と共にニップＮを形成する固定部材２７を有する。固定部材２７はベルト回転方向下流側にローラ２６に押圧される突出部２７ｂを備えている。また、固定部材２７のベルト対向面を含む固定部材外面を覆うように設けられベルト内面との摺動抵抗を軽減するための摺動シート２８を有する。摺動シート２８は固定部材２７の突出部２７ｂを覆う折り部２８ａを有している。

そして、ローラ２６は記録材通紙領域Ｗの幅方向における中央部の直径が端部の直径よりも大きい正クラウン形状であり、中央部の半径から端部の半径を引いた半径の差をΔＲと定義する。また、摺動シート２８の記録材通紙領域Ｗの幅方向の両端部の位置を結んだ基準線から摺動シート２８の記録材通紙領域Ｗの幅方向の中央部までの距離をΔＳと定義する。この定義において、ΔＳは、０＜ΔＳ＜２×ΔＲ、となることを特徴とする。

この装置構成により、摺動シート２８の折り部２８ａの先端位置とローラ２６までの距離を長手中央と端部で差を少なくすることで長手方向の圧分布を改善し、記録材分離性と光沢ムラの安定性を向上することが可能である。

［その他の事項］
１）実施例１と同２において定着手段としての定着ローラ２０や定着ベルト２９の加熱手段は、実施例のハロゲンヒータでの加熱に限られない。誘導加熱（ＩＨ）による内部或いは外部加熱方式、その他の各種の加熱手段を採用することができる。

２）本発明の画像加熱装置は、実施例のような定着装置としての使用に限られない。記録材に一旦定着された或いは仮定着された画像（定着済み画像又は半定着画像）を再度加熱加圧して光沢度などを改質する画像改質装置としても有効である。

３）画像形成装置の画像形成部は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、記録材に対して直接方式で未定着画像を形成する構成のものであってもよい。

Ａ・・定着装置（画像加熱装置）、２０・・定着ローラ（ニップ形成部材）、２９・・定着ベルト（ニップ形成部材）、２１・・加圧ベルト（ニップ形成部材）、Ｎ・・定着ニップ、２５・・テンションローラ（支持部材）、２６・・加圧ローラ（支持部材）、２７・・加圧パッド（固定部材）、２７ｂ・・突出部、２８・・摺動シート、２８ａ・・折り部、ｔ・・トナー画像、Ｓ・・記録材、Ｗ・・記録材通紙領域

Claims (2)

1. 互いに対向してニップを形成する２つの回転可能なニップ形成部材を有し、少なくとも一方のニップ形成部材は複数の支持部材に懸回張設されたエンドレスの可撓性を有するベルトであり、前記複数の支持部材のうちの１つはベルト内面から他方のニップ形成部材を押圧する回転可能なローラであり、前記ベルトの内側で前記ローラよりもベルト回転方向上流側において前記ローラに近接して配設されベルト内面から前記他方のニップ形成部材を押圧して前記ローラと共に前記ニップを形成する固定部材を有し、前記固定部材はベルト回転方向下流側に前記ローラに押圧される突出部を備え、前記固定部材のベルト対向面を含む固定部材外面を覆うように設けられベルト内面との摺動抵抗を軽減するための摺動シートを有し、前記摺動シートは前記固定部材の前記突出部を覆う折り部を有し、前記ニップでトナー画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱および加圧する画像加熱装置であって、
   前記ローラは記録材通紙領域の幅方向における中央部の直径が端部の直径よりも大きい正クラウン形状であり、前記中央部の半径から前記端部の半径を引いた半径の差をΔＲと定義し、
   前記摺動シートの記録材通紙領域の幅方向の両端部の位置を結んだ基準線から前記摺動シートの記録材通紙領域の幅方向の中央部までの距離をΔＳと定義すると、ΔＳは
   ０＜ΔＳ＜２×ΔＲ
   となることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記固定部材は弾性層を有することを特徴とする請求項1に記載された画像加熱装置。