JP4981276B2

JP4981276B2 - 定着装置

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Publication number: JP4981276B2
Application number: JP2005225368A
Authority: JP
Inventors: 久司中原; 亮早川; 達夫西山
Original assignee: Canon Inc
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Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2025-08-03
Also published as: JP2007041288A

Description

本発明は、電子写真方式、或いは静電記録方式の画像形成装置に搭載される定着装置（定着器）に関する。

例えば、電子写真複写機・プリンタ等の画像形成装置において、シート状の記録材に形成担時させた未定着トナー画像を記録材上に加熱定着する定着装置（定着器）の１つとしてフィルム加熱方式の装置が知られている。

このフィルム加熱方式の定着装置は、可撓性の定着フィルム（以下、フィルムと略記する）と、フィルムを加熱する加熱体と、フィルムを挟んで加熱体と定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有している。そして未定着トナー画像を形成担持した記録材を定着ニップ部で挟持搬送し、その搬送過程で未定着トナー画像に熱と圧力を与えることにより未定着トナー画像を記録材に熱定着させるものである。

この定着装置によれば、加熱体としてセラミックヒータ（以下、ヒータと略記する）を、フィルムとして低熱容量の耐熱樹脂製フィルムや金属製フィルムなどを用いてオンデマンドタイプの装置を構成することが出来る。すなわち、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのヒータに通電してフィルムを所定の定着温度（目標温度）に加熱させた状態にすればよい。したがって、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さくできる（省電力）などの利点がある。

フィルム加熱方式の定着装置においては、定着ニップ部に記録材先端が突入する際に、記録材先端が定着ニップ部に引っかかると未定着トナー画像に乱れが生じたり、突入時の衝撃が記録材を介してトナー画像転写用の転写ニップ部に伝わって転写ブレが生じたりする可能性がある。

未定着トナー画像の乱れや転写ブレが発生しないようにするため、特許文献１および特許文献２では、ニップ部の入り口において記録材をガイドするガイド部材の形状を中央高にすることにより、ニップ部への記録材の突入姿勢を安定化させている。また、特許文献３では、転写部とニップ部間で記録材を重力を利用して湾曲させるような構成を採り、定着器への突入ショックによる転写部への影響を記録材で吸収させている。
特公昭６２−５２３００号公報特開平２−３０６２７９号公報特開平５−３５１３４号公報

近年、環境対応設計や、コストダウン対応設計、省スペース対応設計の見地から画像形成装置のコンパクト化がはかられている。定着装置の小型化はもとより、画像形成装置本体の小型化が求められている。画像形成装置本体の小型化をはかるためには、各パーツの配置が限られるため、転写ニップ部と定着ニップ部との間の距離の短縮化が求められている。

転写ニップ部と定着ニップ部との間の距離を短縮することは、単一の記録材において搬送方向先端側を挟持搬送する定着ニップ部と、搬送方向後端側を挟持搬送する転写ニップ部との間の距離を短縮することを意味する。したがって転写ニップ部と定着ニップ部との間の距離を短縮することで、転写ニップ部と定着ニップ部との間において記録材のこしが大きく（強く）なってしまう。この結果、定着ニップ部突入時の定着前ガイドでの記録材先端の姿勢が矯正されづらくなり、かつ転写ニップ部−定着ニップ部間において記録材にループが形成されづらくなってくる。

また、小型化に伴って記録材搬送路の自由度も限られてくる。この結果、単一の記録材において転写ニップ部で搬送するときの姿勢と定着ニップ部で搬送するときの姿勢が大きく異なり、定着ニップ部突入時に、記録材に急激な屈曲が発生しやすくなる。
特に、記録材の搬送方向と直交する幅方向において記録材先端が片上がり等の不安定な姿勢で定着ニップ部に突入した場合には、その記録材先端が定着ニップ部に引っかかり該記録材先端の一部から定着ニップ部に突入することになる。すると、記録材自体の屈曲がスムーズに行えなくなり、転写ニップ部へのトナー像の乱れを誘発する、もしくは、突入時のショックで記録材先端にトナーの飛び散りを発生させる可能性がある。

そこで、紙のこしの状態が無視できないぐらい大きくなってきた場合に、従来とは異なる定着ニップ部への突入性を改善させる手法が求められている。

本発明の目的は、画像を担持した記録材の先端が定着フィルムと加圧ローラの間に進入する時のショックを抑えつつ、記録材に皺が発生しやすくなるのを抑えるようにした定着装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る定着装置の構成は、筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの内面に接触するヒータと、前記ヒータを保持するホルダと、前記定着フィルムの外面に接触しており前記ヒータ及び前記ホルダと共に前記定着フィルムを挟み込む加圧ローラと、を有し、画像を担持する記録材を前記定着フィルムと前記加圧ローラの間で挟持搬送して記録材上の画像を記録材に定着する定着装置において、
前記定着フィルムと前記加圧ローラの接触領域の記録材搬送方向上流側の境界を構成するラインの前記記録材搬送方向に対して直交する方向の両端部よりも中央部が前記記録材搬送方向上流側に膨らむように、前記ヒータよりも前記記録材搬送方向上流側に位置する前記ホルダの一部分と前記加圧ローラとが前記定着フィルムを挟み込んでおり、前記接触領域の記録材搬送方向下流側の境界を構成するラインの前記記録材搬送方向に対して直交する方向の両端部よりも中央部が前記記録材搬送方向上流側に凹むように、前記ヒータよりも前記記録材搬送方向下流側に位置する前記ホルダの一部分と前記加圧ローラとが前記定着フィルムを挟み込んでいることを特徴とする。

本発明によれば、画像を担持した記録材の先端が定着フィルムと加圧ローラの間に進入する時のショックを抑えつつ、記録材に皺が発生しやすくなるのを抑えるようにした定着装置を提供することができる。

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
[参考例１]

（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る定着装置を搭載できる画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。

１は像担持体（潜像担持体）としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１はメインモータ(以下、モータと略記する）Ｍ１により矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

この感光ドラム１はその回転過程で一次帯電手段（本例は帯電ローラ）２により所定の極性・電位に一様に一次帯電処理される。その帯電処理面に対して不図示の露光装置（レーザビーム走査露光手段等）により光像露光Ｌがなされて目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。次いでその静電潜像が現像手段としての現像装置３によってトナー像（顕画像）として可視化される。

一方、感光ドラム１と、転写手段としての転写ローラ４との圧接ニップ部である転写ニップ部Ｔに不図示の給送手段部から所定のタイミングで記録材Ｐが給送される。そして転写ニップ部Ｔにおいて感光ドラム１上のトナー像が転写ローラ４に印加される転写バイアスによって記録材Ｐ面上に転写されていく。

転写ニップ部Ｔでトナー像の転写を受けた記録材Ｐは感光ドラム１面から分離されてガイド部材２０により画像加熱定着装置（以下、定着装置と略記する）８に送り込まれる。そして記録材Ｐは、定着装置８の定着用回転体としての定着ユニット１０と加圧回転体としての加圧ローラ１８間のニップ部たる定着ニップ部Ｎで挟持搬送される。その挟持搬送過程で未定着トナー画像が記録材Ｐに加熱定着された後、記録材は画像形成物（コピー、プリント）として排出される。

記録材Ｐへのトナー像転写後の感光ドラム１面はクリーニング手段５により転写残りトナー等の残存付着物の除去処理を受け、繰り返して作像に供される。

１０２は印加バイアス制御回路である。印加バイアス制御回路１０２は電源７を制御して所定の転写バイアスを転写ローラ４に印加する。転写バイアスの印加タイミングはセンサ６（以下、ＴＯＰセンサと称す）のＯＮ、ＯＦＦ信号に基づいて制御手段としてのＣＰＵ１００により制御される。ＴＯＰセンサ６としてはフォトインタラプターを使用した。

１０３はモータＭ１のコントローラであり、ＣＰＵ１００によって制御される。

本参考例の画像形成装置において、感光ドラム１の外径は約２４ｍｍである。転写ニップ部Ｔから定着装置８の定着ニップ部Ｎまでの距離は約５０ｍｍ程度である。また転写ニップ部Ｔの延長線と定着ニップ部Ｎの延長線とが交差する交差角度は約４０°である。

（２）定着装置８
図２は定着装置８の要部の横断面側面模型図である。この定着装置８は、円筒状（エンドレス状）の定着フィルムを用いたフィルム加熱方式・加圧ローラ駆動方式の装置である。

定着ユニット１０は、支持部材としてのヒータホルダ（以下、ホルダと略記する）１１を有している。ホルダ１１は記録材Ｐの搬送方向Ｘと直交する幅方向（図面に垂直な方向）を長手とする横長の耐熱性樹脂製の部材である。ホルダ１１において加圧ローラ１８側の外面中央部には長手方向に沿って凹溝１１ａが形成してあり、この凹溝内に加熱体としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと略記する）１３が固定して配置してある。また、ホルダ１１の加圧ローラ１８と反対側の内面側には剛性加圧ステイ（以下、ステイと略記する）１４が配設してある。ステイ１４は横断面Ｕ字型の横長の金属製の部材である。上記ホルダ１１・ヒータ１３・ステイ１４の組み立て体に、可撓性部材としてのスリーブ状（筒状）の定着フィルム（以下、フィルムと記す）１２をルーズに外嵌させている。本参考例では、フィルム１２の内周長よりも該内周長に沿うホルダ１１の外周長の方を例えば約３ｍｍ程度大きくしている。従ってフィルム１２はホルダ１１に対して周長が余裕をもってルーズに外嵌されている。

フィルム１２は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるため、その膜厚は総厚約４０〜１００μｍ程度としている。フィルム１２としては耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるＰＩ・ＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等の単層、あるいはポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ・ＰＥＳ・ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本参考例のフィルム１２は、基層１２ａとしてポリイミドフィルムを用い、この外周表面に弾性層１２ｂとして導電性プライマー層を有し、その上に離型層１２ｃとしてＰＴＦＥ・ＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電剤を添加したコート層を設けたものである。フィルム１２は上記のものに特にこだわるものでなく、金属で形成されるフィルム、或いは金属で形成される素管等を用いても良い。

ヒータ１３は低熱容量の表面加熱型のセラミックヒータである。図３はヒータ１３の一例の構成模型図である。

ヒータ１３は下記のｉ）〜ｉｖ）の部材を有する。

i）被記録材Ｓの幅方向を長手とする横長のアルミナ・窒化アルミニウム・炭化ケイ素等の高絶縁性のセラミックスでできたセラミック基板（絶縁基板（以下、基板と略記する））１３ａ。

ii）上記基板１３ａの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工し焼成して形成した、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム：銀合金）、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等の通電発熱体（発熱抵抗体）１３ｂ。

iii）上記通電発熱体１３ｂの長手方向両端部に電気的に導通させて設けた、Ａｇ／Ｐｔ（銀・白金）等で形成された電極部１３ｄ・１３ｄ。

iv）通電発熱体１３ｂの表面に設けた、電気的に絶縁し、フィルム１２との摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコートやフッ素樹脂コート等の絶縁保護層１３ｃ。

上記ヒータ１３において、基板１３ａの裏面において長手方向略中央（通電発熱体ｂの領域内の略中央）には温度検出手段としてのサーミスタ１５が設けてある。電極部１３ｃ・１３ｃには通電制御回路１０１から電力が供給される。通電制御回路１０１は、ＣＰＵ１００から出力されるヒータ起動信号に応じて電極部１３ｃ・１３ｃに電力を供給する。これによりヒータ１３は通電発熱体１３ｂの発熱で迅速急峻に昇温する。

サーミスタ１５はヒータ１３の昇温を検出し、その検出温度信号（抵抗値）をＣＰＵ１００に出力する。ＣＰＵ１００ではサーミスタ１５からの検出温度信号に基づいてフィルム３１が所定の定着温度になるように通電制御回路１０１を制御してヒータ１３を所定の設定温度（目標温度）に温調する。

加圧ローラ１８は、アルミニウム・鉄・ステンレス等の芯軸１８ａと、この芯軸に外装したシリコーンゴム等の耐熱ゴム弾性体からなる弾性層１８ｂと、を有する。そして弾性層１８ｂの表面には、記録材Ｐ、フィルム１２の搬送性、およびトナーによる汚れ防止の理由からフッ素樹脂を分散させたコート層（離型層）１８ｃが設けてある。弾性層１８ｂとコート層１８ｃからなるローラ部の寸法は、肉厚３ｍｍ、外径２０ｍｍである。また記録材Ｐの幅方向と対応するローラ部の長手寸法は、フィルム１２の長手寸法と略同じである。この加圧ローラ１８は、芯軸１８ａの両端部が不図示の装置側板に回転自由に軸受保持されている。

本参考例の定着装置８では、上記装置側板に芯軸１８ａの両端部を回転自由に軸受保持させた加圧ローラ１８の斜め上方に定着ユニット１０を加圧ローラと平行に配設している。そして定着ユニット１０のステイ１４の両端部を不図示のバネ等の加圧手段により加圧ローラ１８側に所定の加圧力Ｆで加圧ローラの弾性層１８ｂの弾性に抗して押圧状態にする。これによりフィルム１２を介してヒータ１３とホルダ１１を加圧ローラ１８の弾性層１８ｂに所定量侵入させて定着ニップ部Ｎ(接触領域）を形成している（図２）。つまりヒータ１３はフィルム１２の内面に接触している。加圧ローラ１８はフィルム１２の外面に接触している。そして加圧ローラ１８はヒータ１３及びホルダ１１と共にフィルム１２を挟み込んでいる。

（３）定着ニップ部Ｎの説明
図４にステイ１４の形態を示す。（ａ）はステイ１４の側面図、（ｂ）は（ａ）のａ−ａ断面図である。

ステイ１４は、比較的柔軟な樹脂製のホルダ１１の裏面に押し当てることでホルダに長手強度を持たせ、かつホルダを矯正させるための部材である。このステイ１４は、約１〜２ｍｍ厚の板金をＵ字形状にプレス加工して一対の突き当て部１４ａ・１４ｂを形成し、この突き当て部を記録材Ｐの搬送方向Ｘにおいてホルダ１１の上流側と下流側にそれぞれ突き当てて使用する（図２参照）。ホルダ１１の上流側に突き当てる突き当て部１４ａの先端面１４ａ１は長手中央部が長手両端部に比べて凸となる弧状の曲面に形成してある。すなわち、突き当て部１４ａの先端面１４ａ１において長手中央部２０ｍｍ程度を長手両端部よりも約０．３５ｍｍほど突出させ、この長手中央部と各長手端部とをなだらかな曲線でつないでいる。これに対してホルダ１１の下流側に突き当てる突き当て部１４ｂの先端面１４ｂ１は上記の突き当て部１４ａの長手両端部と同一高さの平面に形成してある。なお、図では説明の便宜のため長手中央部の突出量は誇張して描いてある。

上記のように突き当て部１４ａの先端面１４ａ１を弧状の曲面に形成することによりホルダ１１のニップ部上流側でホルダの加圧ローラ１８への押し当て圧を局所的にアップさせることができる。すなわち、ホルダ１１のニップ部上流側においてフィルム１２と加圧ローラ１８との圧接力を長手中央部でアップできる。これによりホルダ１１のニップ部上流側においてフィルム１２と加圧ローラ１８の長手中央部の圧接面を記録材Ｐの搬送方向Ｘと逆方向に突出するように変形させることができる。

図５に本参考例の定着ニップ部Ｎと従来の定着ニップ部Ｎ１の平面図を示す。

従来の定着ニップ部Ｎ１は、上記ステイ１４と同様な約１〜２ｍｍ厚の板金をＵ字形状にプレス加工して一対の突き当て部を形成したステイを用いた場合に形成されるものである。このステイは図示していないが一対の突き当て部の先端面は上記突き当て部１４ａの長手両端部と同一高さの平面に形成してある。加圧手段による加圧条件は本参考例のステイ１４と同じである。従来のステイを用いた場合には、ホルダ１１のニップ部上流側およびニップ部下流側においてフィルム１２と加圧ローラ１８の圧接力は等しくなる。このため従来の定着ニップ部Ｎ１の平面形状は、記録材Ｐの搬送方向Ｘにおいてニップ部上流側（記録材搬送方向上流側）およびニップ部下流側（記録材搬送方向下流側）に記録材Ｐの幅方向に沿う直線をそれぞれ有する横長の長方形となる。したがって定着ニップ部Ｎ１の平面形状は記録材Ｐの搬送方向Ｘのニップ中心Ｙに対して対称である。

本参考例のニップ部Ｎの平面形状は図４に示すステイ１４を用いた場合に形成されるものである。つまり、上記ニップ部Ｎの平面形状は、図２に示すように、ヒータ１３よりも記録材搬送方向上流側に位置するホルダ１１の一部分と加圧ローラ１８とがフィルム１２を挟み込むことによって形成されるものである。このニップ部Ｎは、記録材Ｐの搬送方向Ｘにおいてニップ部上流側（記録材搬送方向上流側）の長手中央部のニップ幅は約７．５ｍｍである。また長手両端部のニップ幅は約７．０ｍｍである。したがってニップ部上流側の長手中央部は長手両端部に比べて記録材Ｐの搬送方向Ｘと逆方向に約０．５ｍｍほど凸となっている。そしてニップ部上流側の長手中央部と各長手端部間は約７．５〜約７．０ｍｍのニップ幅を採りながら漸近的に突出量が減少するなだらかな曲線となっている。つまり、フィルム１２と加圧ローラ１８の接触領域（ニップ部Ｎ）の記録材搬送方向上流側の境界を構成するラインは記録材搬送方向に対して直交する方向(長手方向）の両端部よりも中央部が記録材搬送方向上流側に膨らんでいる。このためニップ部Ｎの平面形状は、ニップ部上流側の長手中央部に記録材Ｐの搬送方向Ｘと逆方向に突出する凸形状を有し、ニップ部下流側に記録材Ｐの幅方向に沿う直線を有する平面略Ｄ字型となる。したがってニップ部Ｎの形状は記録材Ｐの搬送方向Ｘのニップ中心Ｙに対して非対称である。なお、図では説明の便宜のため長手中央部の突出量は誇張して描いてある。

（４）定着装置８の加熱定着動作
定着装置８において、加圧ローラ１８は芯軸１８ａの一端部に設けられた駆動ギア（図示せず）がモータＭ１により回転駆動されることにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ１８の回転駆動によりフィルム１２はその内面がヒータ１３に密着摺動しながら矢示の時計方向に回転駆動される。フィルム１２は非駆動時においてはニップ部Ｎ以外の周長部分がテンションフリーである。

加圧ローラ１８が回転駆動されるとニップ部Ｎにおいて加圧ローラからフィルム１２の外周面に摺動摩擦抵抗が作用する。この摺動摩擦抵抗によりフィルム１２は加圧ローラ１８の回転周速度と略同速度をもってフィルム内面がヒータ１３の面（絶縁保護層１３ｃ面）を摺動しつつ時計方向に回転駆動される。

而して、上記のフィルム駆動とヒータ１３の温調状態において未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐがニップ部Ｎに導入されると、その記録材はフィルム１２と加圧ローラ１８とにより挟持搬送される。挟持搬送過程においてフィルム１２内面に接しているヒータ１３の熱エネルギーがフィルムを介して記録材Ｐに付与され、またニップ部Ｎにおける加圧力により記録材上にトナー画像ｔの熱定着がなされる。ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはフィルム１２および加圧ローラ１８から分離される。

（５）記録材のニップ部への突入性の評価
記録材のニップ部への突入性を評価するため、ニップ部の形状に応じて、転写ブレ、屈曲飛び散り、しわがどの程度のレベルで推移するかを実験した。ニップ部の形状は次の通りである。

比較例１：ニップストレート形状
比較例２：上下流対称：ニップ中央細（Δ０．４ｍｍ）
比較例３：上下流対称：ニップ中央太（Δ０．４ｍｍ）
比較例４：上下流対称：ニップ中央太（Δ０．８ｍｍ）
比較例５：上下流対称：ニップ中央太（Δ１．２ｍｍ）
参考例１Ａ：ニップ上流側突出量０．４ｍｍ
参考例１Ｂ：ニップ上流側突出量０．５ｍｍ
参考例１Ｃ：ニップ上流側突出量１．０ｍｍ
参考例１Ｄ：ニップ上流側突出量１．２ｍｍ
なお、比較例１〜５においてΔはニップ部上流側の長手中央部と長手両端部との突出量の差である。

実験結果を表１に示す。

評価方法として、記録材をニップ部に１００枚連続して通紙（導入）させ、その際に発生する画像レベルを確認する。注目する画像レベルは、転写ブレと、記録材が屈曲した時に発生する飛び散り画像である。転写ブレは、最悪のレベルの官能評価を行い、屈曲飛び散りは、発生確率で比較を行う。ここで屈曲飛び散り発生率とは、ハーフトーン（１ｄ／２ｓ：６００ｄｐｉ）を１００枚連続通紙し、画像先端に、トナーの飛び散りが発生したサンプルを１とカウントし、１００枚中何枚飛び散りが発生したかという確率である。

転写ブレの評価において、○：発生なし、△：やや見える、×：見える、というレベルである。そして「△」以上をＯＫレベルと判断した。同時に、しわの発生確率も確認した。ここでしわの発生率とは、ハーフトーン（１ｄ／２ｓ：６００ｄｐｉ）を１００枚連続通紙し、しわが発生したサンプルを１とカウントし、１００枚中何枚しわが発生したかという確率である。

評価環境は温度２３℃湿度５０％である。そして通紙した記録材は坪量６４ｇ／ｍ^２の同環境下で放置した普通紙を使用した。

表１から解るように、「ニップ上流中央部突出量」を大きくするに従い、定着突入性にまつわる「転写ブレ」や「屈曲飛び散り」も良化し、定着の突入性が良化していることがわかる。つまり、記録材の搬送方向において記録材先端の全域を同時に突入させるより、記録材先端を部分的に突入させることのほうが容易であることによるものであり、定着突入時に発生しやすい「転写ブレ」を防止することができる。

また、「ニップ上流中央部突出量」を大きくすることで、ニップ部上流側の長手中央部に記録材が突入して支持される。これにより記録材はその幅方向において両端部が左右対称となり、その結果ニップ部に左右均等に突入するようになる。このため記録材がニップ部突入後にニップ部内で屈曲する際に、ニップ部上流側の長手中央部で無駄なストレスが抑えられ、記録材をスムーズに折り返すことができ、屈曲時のトナー画像の飛び散りも防止することができる。また、記録材の折り返し時のもたつきで転写ニップ部に与える影響もなくなるため、これによる転写ブレも防止することができる。

しかしながら、ニップ部上流側の長手中央部を突出させていくとしわが発生しやすくなる。これはニップ部下流側の長手両端部の搬送力が弱く、ニップ部上流側の長手中央部での搬送力が強くなり、記録材に各長手端部から長手中央部に寄る力が発生するためである。そのため、ニップ部の長手中央部の幅を増やさずに上流側のニップ中央のみを突出させる技術が必要となってくる。

そこで、本参考例のように、記録材Ｐの搬送方向Ｘにおいてニップ部上流側の長手中央部のみを記録材搬送方向の逆方向に突出させる構成をとれば、０．５ｍｍから１．０ｍｍの突出量の範囲で転写ブレ、屈曲飛び散り、しわの全てを防止することが可能となる。本参考例ではニップ部上流側の長手中央部の突出量として、表１中の０．５ｍｍを選択した。

本参考例では、「ニップ上流中央部突出量」を０．５mmから１．０ｍｍの範囲としたが、特にこれに限定するものではない。記録材の搬送構成（搬送パス、転写ニップ部Ｔと定着ニップ部Ｎの交差角度、転写ニップ部Ｔ−定着ニップ部Ｎのループ、定着器構成など）によっては、異なる突出量の範囲で効果が得られる場合もある。

また、本参考例では、ニップ部上流側の長手中央部においてホルダ１４の加圧ローラ１８への押し当て圧を局所的にアップさせるために、ステイ１４の突き当て部１４ａの先端面１４ａ１の長手中央部を長手両端部に比べて凸とする構成を採用したが、この構成に限られるものではない。例えばホルダ１１とステイ１４の嵌合部において該ステイの突き当て部１４ａの長手中央部に加圧ローラ１８への押し当て圧をアップさせる突起等を設けても良い。

また、本参考例では、ニップ部Ｎの形状を非対称に形成する部材としてステイ１４を用いたが、部材はステイに限られずホルダ１１を用いてもよい。

ホルダ１１を用いる場合は、ホルダのフィルム摺動面においてニップ部上流側の長手中央部に加圧ローラ１８への押し当て圧をアップさせる突起等を設けて長手中央部を長手両端部に比べて凸とする。

［実施例１］

本実施例ではステイの他の例を説明する。参考例１の定着装置８と共通する部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。

参考例１でも説明した通り、ニップ部上流側の長手中央部を突出させていくと、記録材の幅方向において長手両端部の搬送力が弱く、長手中央部での搬送力が強くなる構成となるため、記録材のしわが悪化する傾向がある。そのことがニップ部上流側の長手中央部の突出量をさらに増やす事の弊害となっていた。

図６に本実施例のステイ１６の形態を示す。（ａ）はステイ１６の左側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図である。（ｃ）はステイ１６の右側面図、（ｄ）は（ｃ）のｃ−ｃ断面図である。

ステイ１６において、ホルダ１１の上流側に突き当てる突き当て部１６ａの先端面１６ａ１は、参考例１のステイ１４の突き当て部１４ａの先端面１４ａ１と同じように長手中央部を長手両端部に比べて凸となる弧状の曲面に形成してある。すなわち、突き当て部１６ａの先端面１６ａ１において長手中央部２０ｍｍ程度を長手両端部よりも約０．８ｍｍほど突出させ、この長手中央部と各長手端部とをなだらかな曲線でつないでいる。またホルダ１１の下流側に突き当てる突き当て部１６ｂの先端面１６ｂ１は長手中央部を長手両端部に比べて凹となる弧状の曲面に形成してある。すなわち、突き当て部１６ｂの先端面１６ｂ１において長手両端部２０ｍｍ程度を長手中央部よりも約０．２ｍｍほど突出させ、各長手端部と長手中央部とをなだらかな曲線でつないでいる。

上記のように突き当て部１６ａの先端面１６ａ１を弧状の曲面に形成することによりホルダ１１のニップ部上流側でホルダの加圧ローラ１８への押し当て圧を局所的にアップさせることができる。すなわち、ホルダ１１のニップ部上流側においてフィルム１２と加圧ローラ１８との圧接力を長手中央部でアップできる。これによりホルダ１１のニップ部上流側においてフィルム１２と加圧ローラ１８の長手中央部の圧接面を記録材Ｐの搬送方向Ｘと逆方向に突出するように変形させることができる。

また、突き当て部１６ｂの先端面１６ｂ１を弧状の曲面に形成することによりホルダ１１のニップ部下流側でホルダの加圧ローラ１８への押し当て圧を局所的にアップさせることができる。すなわち、ホルダ１１のニップ部下流側においてフィルム１２と加圧ローラ１８との圧接力を長手両端部でアップできる。これによりホルダ１１のニップ部下流側においてフィルム１２と加圧ローラ１８の長手両端部の圧接面を記録材Ｐの搬送方向に突出するように変形させることができる。

図７は本実施例の定着ニップ部Ｎおよび従来の定着ニップ部Ｎ１の平面図である。

本実施例のニップ部Ｎの平面形状は図６に示すステイ１６を用いた場合に形成されるものである。つまり、上記ニップ部Ｎの平面形状は、ヒータ１３よりも記録材搬送方向下流側に位置するホルダ１１の一部分と加圧ローラ１８とでフィルム１２を挟み込むことによって形成される。このニップ部Ｎは、記録材Ｐの搬送方向Ｘにおいてニップ部上流側（記録材搬送方向上流側）の長手中央部のニップ幅は約８．２ｍｍである。これに対して従来の定着ニップ部Ｎ１の長手中央部のニップ幅は約７．０ｍｍである。つまり、ニップ部上流側の長手中央部は長手両端部に比べて記録材Ｐの搬送方向Ｘと逆方向に約１．２ｍｍほど凸となっている。そしてニップ部上流側の長手中央部と各長手端部間は約８．２〜約７．０ｍｍのニップ幅を採りながら漸近的に突出量が減少するなだらかな曲線となっている。また、ニップ部下流側（記録材搬送方向上流側）の長手両端部のニップ幅は約７．２ｍｍである。これに対して従来の定着ニップ部Ｎ１の長手両端部のニップ幅は約７．０ｍｍである。つまり、ニップ部上流側の長手中央部は長手両端部に比べて記録材Ｐの搬送方向Ｘと逆方向に約０．２ｍｍほど凹となっている。そしてニップ部下流側の長手中央部と各長手端部間は約７．０〜約７．２ｍｍのニップ幅を採りながら漸近的に突出量が増大するなだらかな曲線となっている。つまり、フィルム１２と加圧ローラ１８の接触領域（ニップ部Ｎ）の記録材搬送方向下流側の境界を構成するラインは記録材搬送方向に対して直交する方向(長手方向）の両端部よりも中央部が記録材搬送方向上流側に凹んでいる。このためニップ部Ｎの平面形状は、ニップ部上流側の長手中央部に記録材Ｐの搬送方向Ｘと逆方向に突出する凸形状を有し、ニップ部下流側の長手中央部に記録材Ｐの搬送方向Ｘと逆方向に窪む凹形状を有する平面略円弧状となる。したがってニップ部Ｎの形状は記録材Ｐの搬送方向Ｘのニップ中心Ｙに対して非対称である。なお、図では説明の便宜のため長手中央部および長手両端部の突出量は誇張して描いてある。

記録材のニップ部への突入性を評価するため、ニップ部の形状に応じて、転写ブレ、屈曲飛び散り、しわがどの程度のレベルで推移するかを実験した。ニップ部の形状は次の通りである。

実施例１Ａ：ニップ上流中央部突出量１．２ｍｍ及び下流端部突出量０ｍｍ
実施例１Ｂ：ニップ上流中央部突出量１．２ｍｍ及び下流端部突出量０．２ｍｍ
実施例１Ｃ：ニップ上流中央部突出量１．２ｍｍ及び下流端部突出量１．２ｍｍ
実験結果を表２に示す。

評価方法として、記録材をニップ部に１００枚連続して通紙させ、その際に発生する画像レベルと、しわの状態を確認する。注目する画像レベルは参考例１と同様、転写ブレと、記録材が屈曲した時に発生する飛び散り画像である。転写ブレは、最悪のレベルでの官能評価を行い、屈曲飛び散りは、発生確率（参考例１と同様の発生確率）で比較を行う。転写ブレの評価は参考例１と同様である。しわの評価は、しわの発生確率（参考例１と同様の発生確率）で比較を行った。評価条件等は参考例１と同様である。

表２から解るように、「ニップ上流中央部」のニップ部分を突出させた状態においては、ニップ下流側のニップ形状を変化させても、定着突入性にまつわる「転写ブレ」や「屈曲飛び散り」も良化した状態で保たれ、しわのレベルが向上する。これは、ニップ部下流側の長手端部での圧力を上昇させることにより、ニップ部下流側の長手両端部での搬送力をアップしたことによるものである。ニップ部下流側の長手両端部での搬送力が上がれば、記録材に長手両端部から長手中央部に寄る力を適切に分散する事ができるため、しわが良化するものである。

本実施例では、「ニップ上流中央部突出量」が１．２ｍｍで、「ニップ下流端部突出量」が０．２ｍｍ以上であれば、記録材のニップ部Ｎへの突入性をアップさせた上に、しわの発生を防止することが可能となる。

また、本実施例では、「転写ぶれ」を○レベルにするために「ニップ上流側中央部突出量」を１．２ｍｍとしたが、特にこれにこだわるものではない。もっと大きいことでマージンアップが可能となり、もっと小さくても、評価基準により十分な効果が得られると判断されるレベルであれば良い。

本実施例では、「ニップ下流端部突出量」０．２ｍｍから十分な効果が得られているが、「ニップ上流中央部突出量」が本実施例よりも小さい突出量で済む場合には、「ニップ下流端部突出量」はそれに応じて小さくても十分な効果が得られる。

また、記録材の種類、放置状態によりしわに厳しい条件に対応するためには、本実施例の下流側の突出量をより大きくすることで防止できる。

また、本実施例では、ニップ部下流側の長手両端部においてホルダ１４の加圧ローラ１８への押し当て圧を局所的にアップさせるために、ステイ１６の突き当て部１６ｂの先端面１６ｂ１の長手中央部を長手両端部に比べて凹とする構成を採用したが、この構成に限られるものではない。例えば、ホルダ１１とステイ１４の嵌合部において該ステイの突き当て部１６ｂの長手両端部に加圧ローラ１８への押し当て圧をアップさせる突起等を設けて長手中央部を長手両端部に比べて凹とする構成にしても良い。

また、本実施例においてもニップ部Ｎの形状を非対称に形成する部材としてステイ１６を用いたが、部材はステイに限られずホルダ１１を用いてもよい。

ホルダ１１を用いる場合は、ホルダのフィルム摺動面においてニップ部上流側の長手中央部に加圧ローラ１８への押し当て圧をアップさせる突起等を設けて長手中央部を長手両端部に比べて凸とする。また、同フィルム摺動面においてニップ部下流側の長手両端部に加圧ローラ１８への押し当て圧をアップさせる突起等を設けて長手中央部を長手両端部に比べて凹とする。

〔その他〕
本発明は、加熱体としてヒータを用いる定着装置に限られず、磁束発生手段を加熱体として用いる電磁誘導加熱方式の定着装置にも適用することができる。

画像形成装置の一例の概略構成図参考例１の定着装置の要部の横断面側面模型図参考例１の定着装置のヒータの一例の構成模型図参考例１の定着装置のステイの一例の側面図と断面図図４のステイを用いて形成される定着ニップ部Ｎと、従来の定着ニップ部Ｎ１の平面図実施例１のステイの他の例の側面図と断面図図６のステイを用いて形成される定着ニップ部Ｎと、従来の定着ニップ部Ｎ１の平面図

１０‥‥定着ユニット、１１‥‥ヒータホルダ、１２‥‥定着フィルム、
１３‥‥セラミックヒータ、１４・１６‥‥剛性加圧ステイ、
１４ａ・１４ｂ，１６ａ・１６ｂ‥‥突き当て部、
１４ａ１・１４ｂ１，１６ａ１・１６ｂ１‥‥突き当て部の先端面
１８‥‥加圧ローラ

Claims

筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの内面に接触するヒータと、前記ヒータを保持するホルダと、前記定着フィルムの外面に接触しており前記ヒータ及び前記ホルダと共に前記定着フィルムを挟み込む加圧ローラと、を有し、画像を担持する記録材を前記定着フィルムと前記加圧ローラの間で挟持搬送して記録材上の画像を記録材に定着する定着装置において、
前記定着フィルムと前記加圧ローラの接触領域の記録材搬送方向上流側の境界を構成するラインの前記記録材搬送方向に対して直交する方向の両端部よりも中央部が前記記録材搬送方向上流側に膨らむように、前記ヒータよりも前記記録材搬送方向上流側に位置する前記ホルダの一部分と前記加圧ローラとが前記定着フィルムを挟み込んでおり、前記接触領域の記録材搬送方向下流側の境界を構成するラインの前記記録材搬送方向に対して直交する方向の両端部よりも中央部が前記記録材搬送方向上流側に凹むように、前記ヒータよりも前記記録材搬送方向下流側に位置する前記ホルダの一部分と前記加圧ローラとが前記定着フィルムを挟み込んでいることを特徴とする定着装置。