JP4463736B2

JP4463736B2 - 定着装置および画像形成装置

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Publication number: JP4463736B2
Application number: JP2005210523A
Authority: JP
Inventors: 智弘前田
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Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: JP2007025500A

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録紙上の未定着トナー像を接触加熱定着する定着装置に関するものである。

従来、複写装置やプリンター、ファクシミリ装置等の、電子写真方式の画像形成装置（印刷装置）には、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置等が設けられている。

このような画像形成装置では、帯電装置によって帯電させた感光体ドラムの感光面（静電潜像面）に対して、露光装置による露光を行って静電潜像を形成する。そして、形成した静電潜像を現像装置においてトナー（現像剤）によって現像し、トナー像（可視像）を生成する。そして、このトナー像を、転写装置によって記録紙（記録材；普通紙やＯＨＰ記録紙等の印刷媒体）に転写した後、定着装置によって定着するように設定されている。

定着装置は、加熱や加圧によって記録紙などの記録媒体に対してトナーを定着させるものである。定着装置としては、一方が加熱された１対のローラ間（定着ローラと加圧ローラとの間）に形成された圧接領域に未定着トナー像を通過させることにより定着を行うローラ対方式の定着装置が一般的である。

定着ローラとしては、例えば、アルミニウムなどの、金属製の中空芯金の表面に、弾性層が形成され、芯金の内部に加熱源としてハロゲンランプが配置されており、定着ローラ表面に設けた温度センサの信号に基づいて図示しない温度制御回路がハロゲンランプをオン、オフ制御し、定着ローラ表面の温度を一定に保つように構成されたものが用いられる。

また、加圧ローラとしては、芯金上に被覆層としてシリコーンゴムなどの耐熱性弾性層を設けたものが用いられる。そして、加圧ローラと定着ローラとが圧接された時に、この弾性層が弾性変形することによって所定のニップ領域（ニップ部、押圧部）が形成される。そして、このニップ領域に未定着トナー像が形成された記録紙を通過させ、トナー像を熱溶融することによって定着が行われる。

ところで、ローラ対方式の定着装置では、トナー像を定着させるために記録紙に加えるべき熱はトナーの熱特性等によって決まる。言い換えれば、トナー像に所定の熱を与えなければ定着させることができない。このため、例えば、より高速に定着しようとする場合、定着速度に応じてニップ幅（ニップ領域の記録紙搬送方向の幅）を広くする必要がある。

ニップ幅を広くするためには、両ローラ間の荷重（押圧力）を大きくする、弾性体の厚みを厚くする、ローラ径を大きくする等の方法が有る。しかし、ローラ間の荷重を大きくすると、ローラの撓みが発生し、ニップ幅が軸方向（ローラの回転軸方向）に均一に形成されなくなり、搬送性や画質に影響が出る。また、弾性体を厚くしたり、ローラ径を大きくしたりするのは、画像品質上問題ないが、装置の大型化や熱容量の増大に伴ってウォームアップ時間が長くなるといった問題がある。

これらの問題点を解決し、より高速化に対応できるようにするため、例えば、特許文献１には、複数の加圧ローラを用いることで複数の定着ニップ部を形成した定着装置が提案されている。また、特許文献２、特許文献３等には、複数の加圧ローラとこれらに掛け渡された加圧ベルトとを用いることで複数かつ幅広の定着ニップ部を形成した定着装置が提案されている。さらに、特許文献４、特許文献５等には、複数のローラに懸架された定着ベルトを用いることで複数かつ幅広の定着ニップ部を形成した定着装置が提案されている。

これらの定着装置の場合、従来のローラ対方式からなる定着装置に比べ、複数形成された幅広の定着ニップ部によって、記録紙上の未定着トナー像に長時間熱を与えることにより、トナーを十分に溶融させ、高速化に対応している。
特開平３−２６７９７５号公報（公開日：１９９１年１１月２８日）特開平５−１５８３６５号公報（公開日：１９９３年６月２５日）特開平１０−３０７４９３号公報（公開日：１９９８年１１月１７日）特開平９−１３８５９８号公報（公開日：１９９７年５月２７日）特開２００３−７６２０２号公報（公開日：２００３年３月１４日）

しかしながら、上記した従来の技術では、プロセス速度（定着処理の速度）を速くしていくと、画像欠陥が生じるという問題がある。

実際に、本願発明の発明者らが、上記したような複数の定着ニップ部を有する定着装置を用いて定着実験を行ったところ、いずれの定着装置においても、プロセス速度を速くしていくと、特にトナー像が１００％印字されたソリッド画像部（所謂、ベタ画像部）において、ミクロな濃淡むらによる画像欠陥が発生した。

また、この画像欠陥を詳細に分析したところ、画像欠陥は、記録紙上で部分的に発生するトナー像の位置ずれ（画像ずれ）に起因していることがわかった。また、この位置ずれがひどい場合、トナー像がずれた部分では下地の記録紙が露出してしまうことから、濃度低下を生じてしまう場合もある（以降の説明では、これらの画像欠陥を画像ずれと記す）。

また、上記した従来の技術では、より高速に定着させるために複数の定着ニップ部同士の間隔を広くしており、この場合、高温オフセットによる画像欠陥（高温オフセットのような画像欠陥）が生じるという問題がある。すなわち、加熱部材と第１の押圧部材（加圧部材）とによって最も入紙側に形成される定着ニップ部（第１ニップ部）と、この第１ニップ部よりも用紙搬送方向の下流側に加熱部材と第２の押圧部材とによって形成される定着ニップ部（第２ニップ部）との間における、押圧部材が当接していない部分（仮想ニップ部）の用紙搬送方向の幅を広くしていくと、高温オフセットによる画像欠陥が生じてしまう。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の定着ニップ部を有する定着装置において、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥を生じることなく、高速化が可能な定着装置および画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するために、定着部材と、該定着部材を加圧する第１の加圧部材および第２の加圧部材と、該第１の加圧部材および第２の加圧部材に張架され、記録材を搬送する無端状の搬送部材とを備え、上記第１の加圧部材および第２の加圧部材が搬送部材を介して定着部材を加圧することにより、上記第１の加圧部材と定着部材との間には第１ニップ部が形成され、かつ上記第２の加圧部材と定着部材との間には第２ニップ部が形成されており、上記第１ニップ部および第２ニップ部に記録材を搬送することにより、該記録材上の現像剤を定着させる定着装置であって、押圧面を有し、第１の加圧部材と第２の加圧部材との間において上記押圧面が上記搬送部材を介して定着部材を加圧する第３の加圧部材を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１の加圧部材および第２の加圧部材が搬送部材を介して定着部材を加圧することにより、第１ニップ部および第２ニップ部が形成される。この場合、これら各ニップ部の間には、ニップ部が形成されないかもしくは、見かけ上ニップ部が形成されていたとしても、ほとんど定着圧力がかかっていない状態のニップ部（仮想ニップ部）が形成されることになる。このため、記録材を第１ニップ部および第２ニップ部に搬送させる際に、これら各ニップ部の間の領域（仮想ニップ部）では定着部材と記録材との間に若干の隙間が生じることとなる。この場合、高温オフセットによる画像欠陥が生じてしまう。

これに対して、上記の構成によれば、第１の加圧部材と第２の加圧部材との間において搬送部材を介して定着部材を加圧する第３の加圧部材を備えている。また、この第３の加圧部材は、押圧面を有しており、この押圧面が上記搬送部材を介して定着部材を加圧するようになっている。このため、第３の加圧部材と定着部材との間にはニップ部が形成されることとなる。すなわち、第１ニップ部と第２ニップ部との間にさらなるニップ部を形成することができる。従って、いわゆる仮想ニップ部となる領域を小さくすることができ、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥を生じることのない定着装置を実現することが可能になる。

なお、上記記録材としては、現像剤像が形成されるシート状の印刷媒体であればよく、例えば、紙やＯＨＰ用シートなどを用いることができる。

本発明に係る定着装置では、上記第３の加圧部材の押圧面が、第１の加圧部材側に延伸した形状となっていることが好ましい。上記の構成によれば、第１ニップ部および第２ニップ部の間の仮想ニップ部の領域を小さくすることができる。また、第３の加圧部材と定着部材との間に形成されるニップ部を第３ニップ部とすると、上記構成では、押圧面が第１の加圧部材側に延伸した形状となっているので、第１ニップ部と第３ニップ部との間に生じる仮想ニップ部の領域をより小さくすることができる。このため、第１ニップ部および第３ニップ部を実質的に１つのニップ部として作用させることができ、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥の発生を抑制することができる。

本発明に係る定着装置では、上記第３の加圧部材は定着部材に向かう方向および定着部材から離れる方向に移動可能であり、第３の加圧部材を定着部材の方向に移動させる駆動部材をさらに備えていることが好ましい。上記の構成によれば、第３の加圧部材は、定着部材に向かう方向および定着部材から離れる方向に移動可能であり、駆動部材によって定着部材の方向に移動することができるようになっている。これにより、第３の加圧部材の定着部材への加圧力を調整することが可能となり、常に適切な力で加圧することができる。その結果、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥の発生を抑制することができる。

本発明に係る定着装置では、上記駆動部材は、弾性力によって第３の加圧部材を、搬送部材を介して定着部材に押圧させる弾性部材を含むことが好ましい。上記の構成によれば、第３の加圧部材を移動させるための駆動部材が弾性部材を含んでいるため、第３の加圧部材を容易に移動させることが可能になる。

本発明に係る定着装置では、上記駆動部材は、第３の加圧部材を保持し、支点部を中心に回動可能であり、第３の加圧部材を上記押圧面による押圧動作を行う方向とその押圧動作を解除する方向とに移動させることが好ましい。第３の加圧部材が定着部材に対して押圧動作を行う方向とは異なる方向に移動する場合には、第３の加圧部材と定着部材との間に隙間が発生して記録材への加圧力が不足してしまうことがある。この場合、記録材の先端部分にて画像抜け（部分的に現像剤が細かく抜けてしまう現象；先端画像抜け）が発生してしまうことがある。

これに対して、上記の構成によれば、駆動部材によって、第３の加圧部材を常に一定の方向（押圧動作を行う方向および押圧動作を解除する方向）に移動させることが可能である。このため、先端画像抜けが生じることを抑制することができる。

本発明に係る定着装置では、上記第３の加圧部材は、上記定着部材を加圧する部分が、該定着部材の加圧される面に沿った形状となっていることが好ましい。また、本発明に係る定着装置では、上記定着部材が定着ローラであり、上記第３の加圧部材における定着ローラを加圧する部分が、定着ローラの加圧される面の形状に応じて湾曲していることが好ましい。また、本発明に係る定着装置では、上記定着部材が定着ローラであり、上記第３の加圧部材における定着ローラを加圧する部分の曲率半径が、上記定着ローラの半径および搬送部材の厚さを合わせた長さと略同じであることが好ましい。

上記の構成によれば、第３の加圧部材における定着部材（定着ローラ）を加圧する部分が、定着部材（定着ローラ）の加圧される面と略同じ形状となるため、より広い面で定着部材（定着ローラ）を加圧することが可能になる。その結果、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥の発生を効率的に抑制することができる。

本発明に係る定着装置では、上記第１の加圧部材がローラであり、このローラにおける回転軸方向中央部の外径が端部の外径よりも大きいことが好ましい。例えば、ローラの外径が、回転軸方向端部から中央部にかけて一定である場合には、定着部材に付与する加圧力がローラの全領域で一定にならない場合がある。この場合、ニップ部の面圧が全領域で一定とならず、画像ずれが発生してしまう恐れがある。

これに対して、上記の構成によれば、第１の加圧部材はローラであり、このローラにおける回転軸方向中央部の外径が端部の外径よりも大きい、いわゆるクラウン形状を有している。この構成とすることにより、第１ニップ部の面圧分布を均一に保つことが可能となり、ローラの回転軸方向でのトナー溶融状態に均一性を付与することができる。その結果、第１ニップ部全面で適切な加圧力を付与することができ、画像ずれが生じることを抑制することができる。

本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するために、定着ローラと、該定着ローラを加圧する第１加圧ローラおよび第２加圧ローラと、少なくとも第１加圧ローラおよび第２加圧ローラを含む複数のローラに張架され、記録材を搬送する無端状のベルトとを備え、上記第１加圧ローラおよび第２加圧ローラがベルトを介して定着ローラを加圧することにより、上記第１加圧ローラと定着ローラとの間には第１ニップ部が形成され、かつ第２加圧ローラと定着ローラとの間には第２ニップ部が形成されており、上記第１ニップ部および第２ニップ部に記録材を通過させることにより、該記録材上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、押圧面を有し、第１加圧ローラと第２加圧ローラとの間において上記押圧面が上記ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧パッドを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１加圧ローラおよび第２加圧ローラがベルトを介して定着ローラを加圧することにより、第１ニップ部および第２ニップ部が形成される。この場合、これら各ニップ部の間には、ニップ部が形成されないかもしくは、見かけ上ニップ部が形成されていたとしても、ほとんど定着圧力がかかっていない状態のニップ部（仮想ニップ部）が形成されることになる。このため、記録材を第１ニップ部および第２ニップ部に搬送させる際に、これら各ニップ部の間の領域（仮想ニップ部）では定着ローラと記録材との間に若干の隙間が生じることとなる。この場合、高温オフセットによる画像欠陥が生じてしまう。

これに対して、上記の構成によれば、第１加圧ローラと第２加圧ローラとの間においてベルトを介して定着ローラを加圧する加圧パッドを備えている。また、この加圧パッドは、押圧面を有しており、この押圧面が上記ベルトを介して定着ローラを加圧するようになっている。このため、加圧パッドと定着ローラとの間にはニップ部が形成されることとなる。すなわち、第１ニップ部と第２ニップ部との間にさらなるニップ部を形成することができる。従って、いわゆる仮想ニップ部となる領域を小さくすることができ、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥を生じることのない定着装置を実現することが可能になる。

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記いずれかに記載の定着装置を備えていることを特徴としている。上記の構成によれば、画像ずれの発生を抑制することができるため、高画質の画像を形成する画像形成装置を実現することができる。

本発明に係る定着装置は、以上のように、押圧面を有し、第１の加圧部材と第２の加圧部材との間において上記押圧面が上記搬送部材を介して定着部材を加圧する第３の加圧部材を備えているので、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥を生じることのない定着装置を実現することが可能になるという効果を奏する。また、本発明に係る画像形成装置は、以上のように、上記定着装置を備えているので、画像ずれの発生を抑制することができ、高画質の画像を形成する画像形成装置を実現することができるという効果を奏する。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について図１ないし図４に基づいて説明する。

（画像形成装置）
図２は、本実施形態にかかる定着装置が備えられる画像形成装置の内部概略構造を示す断面図である。この画像形成装置は、乾式電子写真方式のカラー画像形成装置であり、例えばネットワークを介して接続される端末装置から送信された画像データ等に基づいて、所定の記録紙に対して多色または単色の画像を形成するようになっている。

図２に示すように、この画像形成装置は、可視像形成ユニット１０、記録紙搬送手段３０、定着装置４０、供給トレイ２０を備えている。

可視像形成ユニット１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂが並設されている。つまり、可視像形成ユニット１０は４つの可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂからなり、可視像形成ユニット１０Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｍはマゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｂはブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、記録紙（記録材）Ｐを給紙する供給トレイ２０と定着装置４０とを繋ぐ記録紙Ｐの搬送路に沿って、４組の可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂを配設した、所謂、タンデム式である。

可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂは、それぞれ実質的に同一の構成を有する。すなわち、それぞれに、感光体ドラム１１、帯電器１２、レーザ光照射手段１３、現像器１４、転写ローラ１５、クリーナユニット１６が設けられており、搬送される記録紙Ｐに各色のトナーを多重転写する。

帯電器１２は、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。レーザ光照射手段１３は、画像形成装置に入力された画像データに応じて、帯電器１２によって帯電した感光体ドラム１１の表面を露光し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成するものである。現像器１４は、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像を、各色のトナーによって顕像化するものである。転写ローラ１５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を、記録紙搬送手段３０により搬送された記録紙Ｐに転写させる。クリーナユニット１６は、現像器１４での現像処理、および、転写ローラ１５による転写処理の後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを、除去・回収する。感光体ドラム１１は、帯電器１２によって表面を帯電され、帯電された表面にレーザ光照射手段１３によって静電潜像を形成され、形成された静電潜像を現像器１４によって現像され、現像されたトナー像を転写ローラ１５によって記録紙Ｐに転写され、転写後に表面に残ったトナー像をクリーナユニット１６によって除去回収される。

そして、このような、記録紙Ｐに対するトナー像の転写は、各色の可視像形成ユニットにおいて行われる。すなわち、上記４色について記録紙Ｐに対するトナー像の転写が行われるので、同様の処理が４回繰り返されることになる。

記録紙搬送手段３０は、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２、搬送ベルト３３からなり、記録紙Ｐに可視像形成ユニット１０にてトナー像が形成されるように、記録紙Ｐを搬送するものである。駆動ローラ３１およびアイドリングローラ３２は、無端状の搬送ベルト３３を架張するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度に制御されて回転することで、無端状の搬送ベルト３３を回転させている。搬送ベルト３３は、外側表面に静電気を発生させており、記録紙Ｐを静電吸着させながら、記録紙Ｐを搬送する。

記録紙Ｐは、このようにして、搬送ベルト３３に搬送されながらトナー像（未定着トナー像）を転写されたあと、駆動ローラ３１の曲率により搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される。定着装置４０は、記録紙Ｐに適度な熱と圧力とを与えて、記録紙Ｐ上に転写されたトナーを溶解して記録紙Ｐに固定することで、記録紙Ｐ上に堅牢な画像を形成する。

（定着装置）
次に、定着装置４０について、図１、図３および図４を用いて説明する。図１は、定着装置４０の概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、定着装置４０は、定着ローラ（定着部材）４１と、加圧ローラ（第１の加圧部材）４２と、加圧パッド（第３の加圧部材）４５と、剥離ローラ（第２の加圧部材）４３と、ベルト（搬送部材）４４とを備えている。

加圧ローラ４２、加圧パッド４５、剥離ローラ４３は、記録紙の搬送方向にこの順で配置されている。また、加圧ローラ４２および剥離ローラ４３は、図示しない弾性部材（バネ等）により、ベルト４４を介して定着ローラ４１に圧接されている。また、加圧パッド４５も弾性部材４６（バネ等）を備えた加圧パッド駆動部（駆動部材）４７により、ベルト４４を介して定着ローラ４１に圧接されている。これにより、加圧ローラ４２、加圧パッド４５および剥離ローラ４３と定着ローラ４１とがベルト４４を介して当接する部分には定着ニップ部が形成されている。

図３は、定着ニップ部の概略構成を示す断面図である。図３に示すように、定着ローラ４１と加圧ローラ４２との当接（圧接）によって形成される定着ニップ部を第１ニップ部とする。また、定着ローラ４１と剥離ローラ４３との当接（圧接）によって形成される定着ニップ部を第２ニップ部とし、定着ローラ４１と加圧パッド４５との当接（圧接）によって形成される定着ニップ部を第３ニップ部とする。

さらに、第１ニップ部と第３ニップ部との間の特に圧接手段（加圧手段）が備えられていない領域を第１仮想ニップ部とし、第２ニップ部と第３ニップ部との間の特に圧接手段（加圧手段）が備えられていない領域を第２仮想ニップ部とする。なお、第１ニップ部の先端から第２ニップ部の後端までの領域をトータルニップ部とする。また、第１ニップ部は、入紙側から最初に形成される定着ニップ部であり、第３ニップ部は第１ニップ部よりも排紙側に形成される定着ニップ部であり、第２ニップ部は第３ニップ部よりも排紙側に形成される定着ニップ部である。

また、図１に示すように、定着ローラ４１は、芯金４１ａ上に弾性層４１ｂ、離型層４１ｃがこの順で形成されており、また、芯金４１ａの内部には、加熱源（加熱手段）としてハロゲンランプ（図示せず）が設置されている。

芯金４１ａは、外径４７ｍｍの中空のアルミニウムからなる。ただし、芯金４１ａの素材は、これに限るものでもなく、例えば鉄製の金属からなるものでもよい。また、芯金４１ａのサイズについても特に限定されるものではない。

弾性層４１ｂは、厚さ１．５ｍｍの耐熱性を有するシリコーンゴムからなる。離型層４１ｃは、厚さ約３０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）チューブからなる。離型層４１ｃの材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、ＰＦＡに限らず、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の他のフッ素系材料を使用してもよい。なお、本実施形態にかかる定着ローラ４１は、外径約５０ｍｍ、表面硬度７５°（アスカーＣ硬度）である。

加圧ローラ４２は、芯金４２ａに弾性層（図示せず）を積層したものである。
また、加圧ローラ４２は、図示していない弾性部材（バネ等）によって、ベルト４４に定着ローラ４１方向への加圧力（押圧力）を加えることにより、ベルト４４を定着ローラ（加熱ローラ）４１に圧接させて、定着ローラ４１との間にベルト４４を介して定着ニップ部（第１ニップ部）を形成している。これにより、第１ニップ部に記録紙が通紙された場合に、記録紙を定着ローラ４１に押し付け、記録紙上のトナーに良好に熱が伝わるようにするという役割を果たしている。

加圧ローラ４２の芯金４２ａは、ここでは鉄製で外径が１５ｍｍのものを用いているが、材料や大きさはこれに限られるものではなく、例えば、ステンレスやアルミニウム等からなるものであってもよい。

加圧ローラ４２は、その外径が１７．０ｍｍであり、クラウン量が０．２の正クラウンローラである。すなわち、加圧ローラ４２は、その長手方向（回転軸方向）中央部と端部との外径差が０．２ｍｍとなるように形成されたローラであり、ローラ中央部の外径が１７．０ｍｍであるのに対してローラ端部の外径が１６．８ｍｍとなっているローラである。ただし、クラウン量はこれに限定されるものではなく、使用する定着ローラの撓み量（撓み量は、定着ローラにかかる荷重、芯金・弾性層・離型層の厚さ、芯金のヤング率、外径等によって決まる）に応じて適宜設定すればよい。

なお、加圧ローラ４２の弾性層は、記録紙を均等に加圧し、定着ローラ４１の熱を記録紙に十分に伝達させて記録紙上のトナーを溶融させるためのものである。弾性層としては、例えば、厚さ８．５ｍｍの耐熱性のシリコーンゴムを用いることができる。しかし、弾性層としては、このような機能を果たすものであればよく、材料や厚さは特に限定されるものではない。

また、加圧ローラ４２には、定着ローラ４１の離型層４１ｃと同様にトナーの付着を防止する目的で、離型層を設けてもよい。離型層としては、例えばＰＦＡやＰＴＦＥなどからなるものを用いることができる。

また、加圧ローラ４２を、ベルト４４を介して定着ローラ４１に圧接させることにより形成される第１ニップ部のニップ幅（記録紙の搬送方向の長さ）は、弾性部材の荷重を変化させることで調整することができる。本実施の形態においては、加圧ローラに対して１５ｋｇｆの荷重がかけられている。ただし、これに限定されるものではない。

加圧パッド４５は、第１ニップ部で加熱昇温された記録紙上のトナー像を再度加圧パッドに圧接させることによってトナー像をさらに加熱昇温し、十分な定着強度を確保するためのものである。加圧パッド４５は、弾性部材４６によって定着ローラ４１に圧接されており、ベルト４４を介して定着ローラ４１との間に定着ニップ部（第３ニップ部）を形成している。また、加圧パッド４５は、定着ローラに向かう方向および定着ローラから離れる方向に移動可能になっており、自身が回転しない非回転部材である。

図１に示すように、加圧パッド４５は、定着ローラ４１の中心に向かう方向に延伸した形状を有しており、定着ローラ４１側には、ベルト４４を介して定着ローラ４１と当接する面（当接面４５ａ；押圧面）有している。この加圧パッド４５の当接面４５ａは、定着ローラ４１の加圧される面に沿った形状をしている。特に、当接面４５ａの曲率半径が、定着ローラ４１の半径とベルト４４の厚さとを合わせた長さと略同じであることが好ましい。

また、加圧パッド４５は、定着ローラ４１との当接面４５ａにおける加圧ローラ４２側の端部が、加圧ローラ４２に向かって鋭角状に突出した形状を有している。すなわち、当接面４５ａが加圧ローラ側に延伸した形状となっている。このため、第３ニップ部の領域を大きくすることができると共に、第１ニップ部側に近接した領域とすることができる。

加圧パッド４５としては、アルミニウム製の基材上の当接面４５ａ（ベルト４４を介して定着ローラ４１と当接する面）がＰＴＦＥでコーティングされたものを用いることができる。なお、加圧パッド４５はこれに限定されるものではなく、例えば、定着ローラ４１との当接面４５ａの密着性を高めるために、アルミニウム基材上に弾性層を設け、その上にＰＴＦＥ等のフッ素コーティングしたものを用いてもよい。

また、加圧パッド４５は、加圧ローラ４２よりも記録紙搬送方向の下流側に、加圧ローラ４２と近接して配置されている。これにより、加圧ローラ４２によって形成される第１ニップ部と、加圧パッド４５によって形成される第３ニップ部とが非常に近接した状態となる。このため、第１ニップ部と第３ニップ部との間の第１仮想ニップ部の領域を非常に小さくすることが可能になり、第１ニップ部と第３ニップ部とが実質的に連続した一体のニップ部として作用する。

このように、第１ニップ部および第３ニップ部は、それぞれが繋がった状態で連続しているかもしくは非常に近接していることが好ましい。すなわち、上記第３ニップ部は、第１仮想ニップ部の領域をより小さくするよう形成されていることが好ましい。このように形成すれば、これら各ニップ部を実質的に１つのニップ部として作用させることができる。

また、加圧パッド４５の定着ローラ４１との当接面４５ａが、定着ローラ４１の加圧される面に沿った形状となっているので、第３ニップ部のニップ幅を広く確保することが可能になり、画像ずれを効果的に防止することができる。これは、特に当接面４５ａの曲率半径を、定着ローラ４１の半径とベルト４４の厚さとを合わせた長さと略同じにした場合により顕著なものとなる。

加圧パッド４５は、加圧パッド駆動部４７に保持されている。加圧パッド駆動部４７は、加圧パッド４５を保持すると共に、加圧パッド４５を移動させて定着ローラ４１にベルト４４を介して当接させるための駆動部材である。

加圧パッド駆動部４６は、バネ４６と側板４８とを備えている。バネ４６は、加圧パッド４５の当接面４５ａとは反対側に接続されている。加圧パッド４５は、バネ４６の伸縮によって定着ローラ４１の中心方向に向かって往復運動（往復移動）するようになっている。また、側板４８は、加圧パッド４５およびバネ４６の周囲を取り囲むようにして設けられた保護部材であると共に、一方の端部がバネ４６に接続されたバネ保持部材である。

従って、より詳細には、加圧パッド４５は、バネ４６によって保持されており、このバネ４６は側板４８によって保持された状態になっている。また、バネ４６は側板４８に囲まれた領域を定着ローラ４１の中心方向に向かって伸縮運動し、加圧パッド４５はこれに従って側板４８に囲まれた領域を往復運動するようになっている。それゆえ、バネ４６の伸縮程度を調整することで加圧パッド４５が定着ローラ４１を加圧する強度を調整することが可能になる。なお、本実施形態ではバネ４６を用いて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、加圧パッド４５を往復運動させることが可能な弾性体や駆動部材であればよい。

なお、図４は、加圧パッド４５周辺の概略構成を示す拡大断面図である。図４に示すように、上記側板４８と加圧パッド４５およびバネ４６との間には微少なギャップ（間隔）４９ａ・４９ｂが存在する。このギャップ４９ａ・４９ｂは、バネ４６の伸縮運動と加圧パッド４５の往復運動をスムーズに行うために設けられているものである。もし、ギャップ４９ａ・４９ｂがない場合には、側板４８と加圧パッド４５とが接触するため、これらの熱膨張差により摩擦が大きくなり、加圧パッド４５がスムーズに移動しなくなってしまう恐れがある。しかしながら、ギャップ４９ａ・４９ｂを設けることによりこれを回避している。

上述のように、加圧パッド４５は、バネ４６によってベルト４４を介して定着ローラ４１の表面を加圧する。これにより、加圧パッド４５と定着ローラ４１との間には第３ニップ部が形成される。ここで、加圧パッド４５の定着ローラ４１との当接面４５ａにおける記録紙搬送方向の長さは、第１ニップ部のニップ幅よりも長いことが好ましい。この場合、加圧パッド４５（加圧パッド４５によって加圧力を付与されたベルト４４）と定着ローラ４１との間に形成されるニップ幅は、加圧ローラ４５（加圧ローラ４５によって加圧力を付与されたベルト４４）と定着ローラ４１との間に形成されるニップ幅よりも広くなる。すなわち、第３ニップ部の領域が第１ニップ部の領域よりも大きくなる。

このように、第３ニップ部を形成する手段（加圧部材）として、加圧パッド４５を用いることにより、低荷重でしかも狭いスペースで広いニップ幅を確保することができるので、装置の小型化が可能になる。

剥離ローラ４３は、第３ニップ部で加熱昇温された記録紙上のトナー像を、ベルト４４を介して再度定着ローラ４１に加圧させることで、トナー像を更に加熱昇温して、十分な定着強度を確保すると同時に、記録紙を定着ローラ４１の表面から剥離させるためのものである。この剥離ローラ４３は、ステンレス製の芯金に離型層を被覆したものである。なお、離型層は、必ずしも備えられなくてもよい。また、剥離ローラ４３は加圧ローラ４２と同様、図示しない弾性部材（バネ）によってベルト４４に定着ローラ４１方向への加圧力を加えることで、ベルト４４を定着ローラ４１に圧接させ、定着ローラ４１とベルト４４との間に定着ニップ部（第２ニップ部）を形成している。

本実施形態では、剥離ローラ４３として外径１５ｍｍのものを用いている。また、芯金と離型層のあいだに弾性層を設けてもよい。なお、剥離ローラ４３の表面硬度は、定着ローラ４１の弾性層４１ｂの表面硬度より高い方がよい。なぜなら、剥離ローラ４３を、ベルト４４を介して定着ローラ４１に圧接させて形成した第２ニップ部におけるニップ形状を下向きにさせることができる。このため、カラー画像を定着する際に、自己剥離（剥離爪などの強制剥離補助手段を必要とせず紙のこしで剥離）がしやすくなり、剥離爪などに極力頼らず剥離することができるからである。一方、定着ローラ４１の弾性層４１ｂの表面硬度より、剥離ローラ４３の表面硬度が低いと、第２ニップ部のニップ形状が上向きになるため、第２ニップ部から排出された紙は、定着ローラ４１表面に沿って排出される。このため、十分な自己剥離性能が得られない。

ベルト４４は、ベルト基材と離型層とからなり（ともに図示せず）、加圧ローラ４２、加圧パッド４５、剥離ローラ４３、および２つのテンションローラ５０ａ・５０ｂに懸架（張架）されている。ベルト４４の離型層は、定着ローラ４１の離型層４１ｃと同様、トナーの付着を防止する目的で設けられるものであり、例えばＰＦＡやＰＴＦＥなどからなる。また、ベルト基材の材質は特に限定されるものではないが、例えばＰＩ（ポリイミド）などからなる。なお、ベルト４４の表面硬度は、剥離ローラ４３と同様、定着ローラ４１の弾性層４１ｂの表面硬度より高い方がよい。また、テンションローラ５０ａ・５０ｂは、ベルトのテンションを保持する目的で用いられるローラである。

なお、本実施形態にかかる定着装置４０では、加圧ローラ４２およびベルト４４と定着ローラ４１とで形成される第１ニップ部のニップ幅が４ｍｍ、加圧パッド４５およびベルト４４と定着ローラ４１とで形成される第３ニップ部のニップ幅が１４ｍｍ、第１ニップ部と第３ニップ部との間に形成される第１仮想ニップ部のニップ幅が３ｍｍとなっている。また、剥離ローラ４３およびベルト４４と定着ローラ４１とで形成される第２ニップ部のニップ幅が３ｍｍ、第２ニップ部と第３ニップ部との間に形成される第２仮想ニップ部のニップ幅が５ｍｍとなっている。したがって、トータルニップ幅は、２９ｍｍである。

また、第１仮想ニップ部および第２仮想ニップ部では、定着ローラ４１とベルト４４とが接触している。このため、記録紙の搬送不良を防止することができる。また、第１仮想ニップ部および第２仮想ニップ部には加圧部材がないものの、定着ローラ４１とベルト４４とが接触していることにより、定着ローラ４１の熱を記録紙に適度に伝熱することができるので、定着性を向上させることができる。

定着装置４０では、上記各定着ニップ部、すなわち、図示しない加熱手段によって一定温度に加熱された定着ローラ４１と加圧部材（加圧ローラ４２、加圧パッド４５および剥離ローラ４３）とによって挟まれる領域に、表面に未定着のトナーが付着した記録紙（被加熱材）Ｐを通紙することで、トナーを溶融させて記録紙に押し付け、記録紙に画像を定着させる。なお、定着後には、記録紙にトナーが溶着された状態となり、光沢が出る。

上記のように、複数の加圧部材（加圧ローラ４２、剥離ローラ４３）を用いた定着装置において、加圧ローラ４２と剥離ローラ４３との間に加圧パッド４５を設けたことによって、第１ニップ部と第２ニップ部との間の仮想ニップ部（ベルト４４の撓み部分）に第３定着ニップ部が形成される。これにより、定着性を向上させることが可能となり、画像ずれを防止することができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について図５および図６に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１に記載した各部材と同様の機能を有する部材については、実施形態１と同じ符号を用い、その説明を省略する。

本実施形態は、実施形態１と比較して加圧パッド駆動部が異なるのみで他の構成は実施形態１と同様である。このため、本実施形態では、加圧パッド駆動部の構成と加圧パッドを移動させる方法とを主として説明する。

図５は、本実施形態における加圧パッド駆動部（駆動部材）５１の概略構成を示す断面図である。図５に示すように、加圧パッド駆動部５１は、バネ４６と駆動ローラ５２とを備えている。バネ４６は、加圧パッド４５の当接面４５ａとは反対側に接続されている。加圧パッド４５は、バネ４６の伸縮によって定着ローラ４１の中心方向に向かって往復運動するようになっている。なお、本実施形態においてもバネ４６を用いて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、加圧パッド４５を往復運動させることが可能な弾性体や駆動部材であればよい。

駆動ローラ５２は、加圧パッド４５の側部に接するように複数設けられている。これら複数の駆動ローラ５２は、加圧パッド４５が移動方向以外の方向にぐらつくことがないように加圧パッド４５を挟みこむ位置に配置されていると共に、加圧パッド４５の往復運動をスムーズに行うために移動方向に沿って配置されている。

すなわち、加圧パッド４５はバネ４６によって保持されており、バネ４６の伸縮運動に伴って定着ローラ４１の中心方向（移動方向）に向かって往復運動するようになっている。また、加圧パッド４５の周囲には複数の駆動ローラ５２が配置されており、これら駆動ローラ５２は加圧パッド４５の移動方向への移動に従動して回転する。それゆえ、加圧パッド４５は移動方向に対してスムーズな往復運動を行うことが可能になる。また、バネ４６の伸縮程度を調整することで加圧パッド４５が定着ローラ４１を加圧する強度を調整することが可能になる。

なお、上記実施形態１の加圧パッド駆動部４７では、加圧パッド４５のスムーズな移動のために、加圧パッド４５と側板４８との間に微少なギャップ４９ａ・４９ｂを設けていた。しかしながら、このように微少なギャップ４９ａ・４９ｂが存在する場合には、加圧パッド４５は、厳密には移動方向の往復運動の他に移動方向とは異なる方向にも移動する可能性がある。

すなわち、加圧パッド４５は、移動方向とは異なる方向に若干ぐらつく場合がある。この場合、加圧パッド４５の先端部分（当接面４５ａ；定着ローラ４１と当接する部分）は、記録紙搬送方向に対してぐらつく状態になっている。このため、図６に示すように、加圧パッド４５の先端部分が下に動き、先端部分が浮いた状態になってしまう場合がある。定着ローラ４１と加圧パッド４５との間に記録紙Ｐが搬送されてきた際に、このような状態になっていると、記録紙の先端に加圧パッド４５からの十分な圧力が加えられず、画像先端には、部分的にトナーが細かく抜けてしまう現象（先端画像抜け）が発生してしまうことがある。

これに対して、本実施形態では、加圧パッド４５に接して配置された駆動ローラ５２を備えた加圧パッド駆動部５１を用いているため、加圧パッド４５の移動方向に対するスムーズな往復運動を可能にすると共に、加圧パッド４５のぐらつきを回避することが可能になっている。従って、本実施形態の加圧パッド駆動部５１を用いることにより、画像ずれを防止できることに加えて、先端画像抜けをも防止することができ、より高画質な画像を形成することができる。

なお、上記駆動ローラ５２は、加圧パッド４５の移動に従動して回転して、加圧パッド４５の往復運動をスムーズにすると共に、加圧パッド４５のぐらつきを回避できるものであればよく、その材質、大きさ、配置位置等は適宜設定すればよい。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について図７に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１に記載した各部材と同様の機能を有する部材については、実施形態１と同じ符号を用い、その説明を省略する。

図７は、本実施形態における定着装置５８の概略構成を示す断面図である。図７に示すように、加圧パッド駆動部（駆動部材）５３は、加圧パッド保持部５４、固定部５５、および回動部５６を備えている。

加圧パッド保持部５４は、加圧パッド４５を保持・固定するものである。また、加圧パッド保持部５４は、固定部５５と回動部５６との接続点（支点部）５７を支点として回動可能になっている。従って、加圧パッド４５は、加圧パッド保持部５４の回動に伴って一定の方向に回動するようになっている。

固定部５５は、回動部５６や加圧パッド保持部５４を回動可能に固定・保持するものである。固定部５５は、接続点５７にて回動部５６を回動可能に固定しており、回動部５６は接続点５７を支点として回動するようになっている。また、加圧パッド保持部５４は、回動部５６の回動に従動して回動し、これによって加圧パッド４５が回動するようになっている。

上述のように、加圧パッド４５は加圧パッド保持部５４に保持されており、加圧パッド保持部５４は回動部５６に固定されている。また、回動部５６は固定部５５に回動可能な状態で（接続点５７で）固定されている。この接続点５７を回動支点として回動部５６を回動させることによって、加圧パッド４５を回動させることができ、加圧パッド４５を、ベルト４４を介して定着ローラ４１に加圧させることができる。これにより、加圧パッド４５と定着ローラ４１との間にはニップ部が形成される。

また、本実施形態の構成では、加圧パッド４５は、加圧パッド保持部５４に保持されているため、加圧パッド４５がベルト４４を介して定着ローラ４１と当接する面（当接面４５ａ；押圧面）は、接続点５７を中心とした回動方向にのみ移動することなる。

このため、加圧パッド４５の先端部分が動いてしまう（ぐらついてしまう）といったことはなく、本実施形態の加圧パッド駆動部５４を用いた場合においても、画像ずれを防止できることに加えて、先端画像抜けをも防止することができ、より高画質な画像を形成することができる。

なお、加圧パッド４５の回動半径は、加圧パッド４５の押圧面４５ａを定着ローラ４１にほぼ均一に押し当てることができると共に、定着装置の大型化に繋がらない程度の長さであることが好ましい。例えば、加圧パッド４５の回動半径が極端に小さい場合には、加圧パッド４５を定着ローラ４１に当接・加圧する際に加圧パッド４５が傾く可能性がある。一方、加圧パッド４５の回動半径が極端に大きい場合には、定着装置および画像形成装置が大型化し無駄なスペースが増えてしまう。従って、加圧パッド４５の回動半径は、上記好ましい範囲となるように、使用目的に応じて適宜設定すればよい。

好ましい回動半径として、例えば６０ｍｍ（接続点５７から回動部５６と加圧パッド保持部５４との接続部分までの距離が６０ｍｍ）とすることができる。この場合、加圧パッド４５の押圧面４５ａを定着ローラ４１にほぼ均一に押し当てることができ、装置の大型化に繋がるような不要なスペースを要さない範囲とすることができる。

また、回動部５６に回動力を発生させるための部材としては、例えば「バネ」を用いることができる。ただしこれに限定されるものではなく、他の弾性部材等の回動力を発生させることができるものであればよい。

なお、本実施形態では、回動部５６が加圧パッド保持部５４および加圧パッド４５を回動可能に保持している構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回動部５６は、加圧パッド４５、加圧パッド保持部５４、加圧ローラ４２、剥離ローラ４３、テンションローラ５０ａ・５０ｂ、ベルト４４も含めて全体を回動可能に保持する構成であってもよい。

次に、実施例および比較例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
上記の定着装置５８を用いて、未定着画像を載せた記録紙（未定着画像サンプル）を通紙し、定着後のサンプルの画像ずれ、先端画像抜けを評価する実験を行った。

なお、上記定着装置５８では、第１ニップ部のニップ幅が４ｍｍ、第１仮想ニップ部（定着ローラ４１と加圧ローラ４２とで形成された第１ニップ部の後端部から定着ローラ４１と加圧パッド４５とで形成された第３ニップ部の先端部までのニップ部）のニップ幅が３ｍｍ、第３ニップ部のニップ幅が１４ｍｍ、第２仮想ニップ部（第３ニップ部の後端部から定着ローラ４１と剥離ローラ４３とで形成された第２ニップ部の先端部までのニップ部）のニップ幅が５ｍｍ、第２ニップ部のニップ幅が３ｍｍであり、トータルニップ部のニップ幅は２９ｍｍである。

未定着画像サンプルとして、ワックスを内包したカラー用オイルレストナー（ポリエステル樹脂）を用いて記録紙上に形成した未定着画像を使用した。トナーの粒径（体積平均粒径）は、６．５μｍであり、このトナーの記録紙に対する単位面積毎の付着量は０．５ｍｇ／ｃｍ^２である。記録紙としては、６５ｇの普通紙を使用した。また、プロセス速度は３５０ｍｍ／ｓとし、定着ローラ４１の表面温度（定着温度）は１７０℃とした。

画像ずれの評価は、未定着画像サンプルを定着装置５８に通紙して定着させた後のサンプルの濃度測定、および主観による画質評価によって行った。主観による画質評価とは、従来から用いられているローラ対方式の定着装置で定着したサンプルを比較例（標準サンプル）として用意し、この標準サンプルに対する相対評価である。画像ずれの評価結果については、画像濃度、画質共に問題なければ「○」、画像濃度は問題ないが、トナーが抜けたような微少な濃淡むらが所々に存在し、画質として問題があるものを「△」、画像濃度が低下し、かつ、画質が劣るレベルのもの（比較例に対して画像ずれが明らかに目立つもの）を［×］とした。

また、先端画像抜けの評価は、定着後のサンプルの記録紙の先端部分に画像ずれが起きているか否かの評価によって行った。先端画像抜けの評価結果については、画像先端が特に問題なければ「○」、画像先端が抜けている（画像先端にトナーが抜けたような微少な濃淡ムラが存在する）場合には「×」とした。画像ずれおよび先端画像抜けの評価結果を表１に示す。また、各ニップ幅を表２に示す。

（実施例２）
上記実施例１の定着装置５８において、第１仮想ニップ部のニップ幅を２ｍｍに変更し、第２仮想ニップ部のニップ幅を６ｍｍに変更した。なお、第１ニップ部のニップ幅（４ｍｍ）、第３ニップ部のニップ幅（１４ｍｍ）、および第２ニップ部のニップ幅（３ｍｍ）は変更せず、トータルニップ部のニップ幅は２９ｍｍと一定にした。このような定着装置を用いて、実施例１と同様の定着条件にて画像ずれおよび先端画像抜けを評価する実験を行った。この評価結果を表１に示す。また、各ニップ幅を表２に示す。

（実施例３）
上記の定着装置４０を用いて、実施例１と同様の定着条件にて画像ずれおよび先端画像抜けを評価する実験を行った。なお、定着装置４０における各ローラ４１・４２・４３、加圧パッド４５、ベルト４４等の材料、各ニップ幅の条件は全て実施例１の定着装置５８と同等な条件とした。すなわち、本実施例の定着装置４０は、実施例１の定着装置５８と比較して加圧パッド４５の当接方法が異なるのみであり、他は全て同一の構成である。この評価結果を表１に示す。また、各ニップ幅を表２に示す。

（比較例１）
上記実施例１の定着装置５８において、第１仮想ニップ部のニップ幅を４ｍｍに変更し、第２仮想ニップ部のニップ幅を４ｍｍに変更した。なお、第１ニップ部のニップ幅（４ｍｍ）、第３ニップ部のニップ幅（１４ｍｍ）、および第２ニップ部のニップ幅（３ｍｍ）は変更せず、トータルニップ部のニップ幅は２９ｍｍと一定にした。このような定着装置を用いて、実施例１と同様の定着条件にて画像ずれおよび先端画像抜けを評価する実験を行った。この評価結果を表１に示す。また、各ニップ幅を表２に示す。

（比較例２）
上記実施例１の定着装置５８において、第１仮想ニップ部のニップ幅を５ｍｍに変更し、第２仮想ニップ部のニップ幅を３ｍｍに変更した。なお、第１ニップ部のニップ幅（４ｍｍ）、第３ニップ部のニップ幅（１４ｍｍ）、および第２ニップ部のニップ幅（３ｍｍ）は変更せず、トータルニップ部のニップ幅は２９ｍｍと一定にした。このような定着装置を用いて、実施例１と同様の定着条件にて画像ずれおよび先端画像抜けを評価する実験を行った。この評価結果を表１に示す。また、各ニップ幅を表２に示す。

（評価結果の解析１）
表１に示すように、実施例１および実施例２では、画像ずれおよび先端画像抜けの発生が見られず画質上問題ないことが確認された。一方、比較例１および比較例２では、第１仮想ニップ部のニップ幅を３ｍｍ以上（比較例１では４ｍｍ、比較例２では５ｍｍ）に設定することで、全体に画像ずれが顕著に発生した。比較例１および比較例２では、画像ずれが発生しているレベルが画像全体に及ぼされており、先端画像抜けとの切り分けが困難であったものの、先端部分においても著しく画像が抜けていたため「×」とした。

画像ずれが発生する原因は、次のように説明できる。すなわち、本発明のように、定着ローラと複数の加圧部材（本発明では加圧ローラ、加圧パッドおよび剥離ローラ）とによって複数の定着ニップ部が形成される定着装置の場合、第１ニップ部と第３ニップ部との間には、定着ニップが形成されないか、もしくは、本実施の形態のようにベルトによって見かけ上定着ニップが形成されていても、ベルトの張力による圧力のみであることから、ほとんど定着圧力がかかっていない状態のニップ部（仮想ニップ部）が形成されることになる。

従って、記録紙が定着装置を通過する場合、第１ニップ部では加圧部材によって定着部材（定着ローラおよびベルト）、トナー、記録紙の各々が密着しているものの、第１ニップ部通過後、第３ニップ部に至るまでの第１仮想ニップ部では加圧部材が存在しないために、定着部材と記録紙との間に若干の隙間が生じることとなる。

このため、第１ニップ部でのトナーの溶融状態が不十分であると、トナー像の一部は低温オフセット現象により、定着部材側に付着することとなる。そして、第１仮想ニップ部で定着部材と記録紙との間で微妙な位置ずれが生じた場合には、第３ニップ部にて再度定着部材と記録紙とが密着した際に、定着部材に付着していたトナー像の位置がずれて画像ずれが生じてしまう。

つまり、本発明にて示されるような複数の定着ニップ部を有する定着装置において画像ずれを防止するためには、未定着トナー像を有する記録紙が第１ニップ部を通過した直後に低温オフセットが発生しない程度に、未定着トナー像が加熱溶融されるように第１ニップ部での定着条件を設定する必要がある。あるいは、第１ニップ部を形成する加圧ローラの下流側に近接して加圧パッドを配置し、第１ニップ部と第３ニップ部とが連続または非常に近接した状態にして、実質上、第１ニップ部に第３ニップ部を加えたニップ部を連続した一体のニップ部として作用させることによって、第１ニップ部通過直後に低温オフセットが発生しない程度に未定着トナー像を加熱溶融させる必要がある。

特に、画像形成の速度を高速化させる場合には、第１ニップ部のみで未定着トナー像を十分加熱溶融させるには限界がある（加圧ローラを大径化する必要がある）ので、加圧パッドを用いて第１ニップ部と第３ニップ部とを近接させ、実質上連続した一体のニップ部として作用させる方法が有効である。さらに、加圧パッドの当接面を定着ローラの外周面とベルトの厚みを合わせた曲率とほぼ同等の曲率の面に形成することで、第３ニップ部のニップ幅を広く確保することができ、画像ずれを効果的に防止することができる。

（評価結果の解析２）
表１に示すように、実施例３では、画像ずれについては改善されており、問題ないことが確認された。しかしながら、先端画像抜けが発生していた。

実施例３の定着装置４０において先端画像抜けが発生する原因は、次のように説明できる。図１に示す定着装置４０のように、加圧パッドを定着ローラの中心方向にバネ荷重をかけて当接させる定着装置の場合には、バネの上下移動をスムーズに行わせるために、図４に示すように加圧パッドとそれを支える側板との間に微少のギャップが存在している。これは、ギャップがないと側板と加圧パッドとの熱膨張差によって摩擦が大きくなり加圧パッドがスムーズに移動しなくなるためである。

従って、このギャップの影響で、加圧パッドは記録紙が搬送されて来る方向に対して先端がぐらつく状態になってしまう。記録紙が定着ローラと加圧パッドとの間に搬送された際に、図６に示すように加圧パッドの先端が下に動き、浮いた状態になる。このため、記録紙の先端は加圧パッドから十分な圧力がかかっておらず、本来なら第１仮想ニップ部のニップ幅が３ｍｍで構成されているにも関わらず、加圧パッドの圧力のかかっていないニップ部も仮想ニップ部と同等の条件になり、結果として第１仮想ニップ部が３ｍｍ以上存在することと同等の条件になってしまう。この影響で、画像先端のみ微少な画像ずれの現象が発生し、全部ではないものの、微少のトナーがずれて、濃淡むらが発生してしまうものと考えられる。

（実施例４）
上記の定着装置５８を用いて、加圧ローラのクラウン量だけを変化させて、実施例１と同様の定着条件で画像ずれを評価する実験を行った。

本実施例では、加圧ローラとして、クラウン量０．２の正クラウンローラ（ローラの軸方向（長手方向）中央部の外径が１７ｍｍで、軸方向端部の外径が１６．８ｍｍのローラ）を用いて行った。

なお、画像ずれの評価方法や使用する記号は実施例１と同様である。これら画像ずれの評価結果を表３に示す。また、本実施例における、第１ニップ部における軸方向のニップ面圧（kgf/cm²）と、加圧ローラの軸方向の距離（ローラ軸長（mm））との関係を図８に示す。第１ニップ部の軸方向の長さは３００ｍｍであり、図８では軸方向の中央部を０ｍｍとした。

（比較例３）
上記実施例４の定着装置５８において、クラウン量０（ローラの軸方向中央部の外径および端部の外径が１７ｍｍ）のいわゆるストレート形状の加圧ローラを用いて、実施例４と同様の定着条件にて画像ずれを評価する実験を行った。この評価結果を表３に示す。また、本比較例における、第１ニップ部における軸方向のニップ面圧（kgf/cm²）と、加圧ローラの軸方向の距離（ローラ軸長（mm））との関係を図９に示す。

（比較例４）
上記実施例４の定着装置５８において、クラウン量０．４（ローラの軸方向中央部の外径が１７ｍｍで、軸方向端部の外径が１６．６ｍｍ）の加圧ローラを用いて、実施例４と同様の定着条件にて画像ずれを評価する実験を行った。この評価結果を表３に示す。また、本比較例における、第１ニップ部における軸方向のニップ面圧（kgf/cm²）と、加圧ローラの軸方向の距離（ローラ軸長（mm））との関係を図１０に示す。

（評価結果の解析３）
表３に示すように、評価の結果、実施例４（クラウン量０．２）では、画像ずれの発生が見られず問題ないことが確認された。一方、比較例３（ストレート形状）では、軸方向中央部において微少な画像ずれが発生した。また、比較例４（クラウン量０．４）では、軸方向両端部に微少な画像ずれが発生した。

表３の結果と図８〜図１０のニップ面圧分布を比較すると、ニップ面圧が低い部分において画像ずれが発生していることがわかる。これは、ニップ面圧が低い部分では、トナーに対して十分な圧力がかけられず、トナーを記録紙に十分溶融させて浸透させることができないために、仮想ニップ部において微少な画像ずれが発生してしまうことに起因する。

また、実施例４からわかるように、加圧ローラとしてクラウン量０．２のローラを用いることで、ニップ面圧分布を均一に保つことが可能であるが、例えば、加圧ローラの大径化や、加圧ローラにヤング率の高い材料を用いることによって加圧ローラ自身の撓みを抑制することが可能になるので、このような方法でニップ面圧を均一にさせてもよい。

上述のように、本発明の定着装置は、表面に弾性層が被覆された定着ローラと架橋されたベルトとを有し、ベルトの内面から加圧ローラ、加圧パッド、剥離ローラ等、複数の押圧部材で加圧されることにより、複数の定着ニップ部が形成されてなるベルト定着装置において、加圧パッドの当接手段として、ある支点からの回転により（回転稼動により）、加圧パッドを当接することで、画像ずれを防止することができるものである。

また、本発明の定着装置は、表面に弾性層が被覆された定着ローラと架橋されたベルトを有し、ベルトの内面から加圧ローラ、加圧パッド、剥離ローラで構成された複数の押圧部材で加圧されることにより、複数の定着ニップ部が形成され、未定着トナー像が形成された記録紙を、前記複数の定着ニップ部に通過させることで前記未定着トナー像の定着を行う定着装置において、加圧パッドを定着ローラの中心方向に向かう力でベルトを介して定着ローラに押しあて、ベルトを定着ローラに密着させる当接手段が備えられている構成と表現することもできる。

また、上記定着装置では、当接手段は予め定められる支点からの回転により（回転稼動により）、加圧パッドを定着ローラに当接させる構成としてもよい。さらに、上記定着装置は、加圧ローラとベルトおよび定着ローラにより構成される第１ニップ部と、加圧パッドとベルトおよび定着ローラにより構成される第２ニップ部が連続してニップを形成するように加圧ローラと加圧パッドが配置されている構成としてもよい。

また、上記定着装置では、加圧パッドは、ベルトを介して定着ローラに当接される当接面が定着ローラの外周面とベルトの厚みをあわせた曲率とほぼ同等の曲率面が形成されている構成としてもよい。さらに、上記定着装置は、加圧ローラがクラウン形状を有し、第１ニップ部の軸方向のニップ面圧を均等にした構成としてもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、複数の定着ニップ部を有するあらゆる定着装置およびそれを備えた画像形成装置に適用できる。

本発明の実施の一形態を示すものであり、定着装置の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の一形態を示すものであり、定着装置が備えられる画像形成装置の内部概略構造を示す断面図である。本発明の実施の一形態を示すものであり、定着ニップ部の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の一形態を示すものであり、加圧パッド周辺の概略構成を示す拡大断面図である。本発明の他の実施の形態を示すものであり、加圧パッド駆動部の概略構成を示す断面図である。本発明の実施の一形態を示すものであり、加圧パッドの先端部分が浮いた状態を示す断面図である。本発明のさらに他の実施の形態を示すものであり、定着装置の概略構成を示す断面図である。本発明の実施例に係る第１ニップ部における軸方向のニップ面圧（kgf/cm²）と、加圧ローラの軸方向の距離（ローラ軸長（mm））との関係を示す図である。本発明の比較例に係る第１ニップ部における軸方向のニップ面圧（kgf/cm²）と、加圧ローラの軸方向の距離（ローラ軸長（mm））との関係を示す図である。本発明の比較例に係る第１ニップ部における軸方向のニップ面圧（kgf/cm²）と、加圧ローラの軸方向の距離（ローラ軸長（mm））との関係を示す図である。

符号の説明

４０・５８定着装置
４１定着ローラ（定着部材）
４１ａ芯金
４１ｂ弾性層
４１ｃ離型層
４２加圧ローラ（第１の加圧部材）
４２ａ芯金
４３剥離ローラ（第２の加圧部材）
４４ベルト（搬送部材）
４５加圧パッド（第３の加圧部材）
４５ａ当接面（押圧面）
４６バネ（弾性部材）
４７・５１・５３加圧パッド駆動部（駆動部材）
４８側板
４９ａ・４９ｂギャップ
５２駆動ローラ
５４加圧パッド保持部
５５固定部
５６回動部
５７接続点（支点部）

Claims

定着部材と、該定着部材を加圧する第１の加圧部材および第２の加圧部材と、該第１の加圧部材および第２の加圧部材に張架され、記録材を搬送する無端状の搬送部材とを備え、
上記第１の加圧部材はローラ形状であり、
上記第１の加圧部材および第２の加圧部材が上記搬送部材を介して定着部材を加圧することにより、上記第１の加圧部材と定着部材との間には第１ニップ部が形成され、かつ上記第２の加圧部材と定着部材との間には第２ニップ部が形成されており、
上記第１ニップ部および第２ニップ部にこの順序にて上記記録材を搬送することにより、該記録材上の現像剤を定着させる定着装置であって、
押圧面を有し、上記第１の加圧部材と第２の加圧部材との間において上記押圧面が上記搬送部材を介して定着部材を加圧する第３の加圧部材を備えており、
上記第３の加圧部材の上記押圧面と定着部材との間には第３ニップ部が形成されており、
上記第１ニップ部と上記第３ニップ部とが実質的に連続した一体のニップ部として作用するように、上記第３の加圧部材は上記第１の加圧部材に近接して配置されており、かつ、上記第３の加圧部材の上記押圧面を有する側の端部は、上記第１の加圧部材側に突出した形状を有し、上記押圧面が、上記第１の加圧部材側に延伸した形状となっていることを特徴とする定着装置。
上記第３の加圧部材は定着部材に向かう方向および定着部材から離れる方向に移動可能であり、第３の加圧部材を定着部材の方向に移動させる駆動部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
上記駆動部材は、弾性力によって第３の加圧部材を、搬送部材を介して定着部材に押圧させる弾性部材を含むことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
上記駆動部材は、第３の加圧部材を保持し、支点部を中心に回動可能であり、第３の加圧部材を上記押圧面による押圧動作を行う方向とその押圧動作を解除する方向とに移動させることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
上記第３の加圧部材は、上記定着部材を加圧する部分が、該定着部材の加圧される面に沿った形状となっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
上記定着部材が定着ローラであり、
上記第３の加圧部材における定着ローラを加圧する部分が、定着ローラの加圧される面の形状に応じて湾曲していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
上記定着部材が定着ローラであり、
上記第３の加圧部材における定着ローラを加圧する部分の曲率半径が、上記定着ローラの半径および搬送部材の厚さを合わせた長さと略同じであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
上記第１の加圧部材が加圧ローラであり、該加圧ローラにおける回転軸方向中央部の外径が端部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
定着ローラと、該定着ローラを加圧する第１加圧ローラおよび第２加圧ローラと、少なくとも第１加圧ローラおよび第２加圧ローラを含む複数のローラに張架され、記録材を搬送する無端状のベルトとを備え、
上記第１加圧ローラおよび第２加圧ローラが上記ベルトを介して定着ローラを加圧することにより、上記第１加圧ローラと定着ローラとの間には第１ニップ部が形成され、かつ上記第２加圧ローラと定着ローラとの間には第２ニップ部が形成されており、
上記第１ニップ部および第２ニップ部にこの順序にて上記記録材を通過させることにより、該記録材上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、
押圧面を有し、上記第１加圧ローラと第２加圧ローラとの間において上記押圧面が上記ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧パッドを備えており、
上記加圧パッドの上記押圧面と定着ローラとの間には第３ニップ部が形成されており、
上記第１ニップ部と上記第３ニップ部とが実質的に連続した一体のニップ部として作用するように、上記加圧パッドは上記第１加圧ローラに近接して配置されており、かつ、上記加圧パッドの上記押圧面を有する側の端部は、上記第１加圧ローラ側に突出した形状を有し、上記押圧面が、上記第１加圧ローラ側に延伸した形状となっていることを特徴とする定着装置。
請求項１から９のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。