JP7151138B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

従来の定着装置において、ニップ部を通過した記録媒体を定着ベルトから分離させ記録媒体の排出方向を安定させる技術が、特開２００５－２２１５３３号公報（特許文献１）、特開２０１４－６３１７号公報（特許文献２）、および特開２０１３－１８６１９７号公報（特許文献３）、特開２０１７－９８２４号公報（特許文献４）に開示されている。

特開２００５－２２１５３３号公報 特開２０１４－６３１７号公報 特開２０１３－１８６１９７号公報 特開２０１７－９８２４号公報

上記特許文献１から上記特許文献３に開示される従来の定着装置において、記録媒体と定着ベルトを分離させるまでの間に記録媒体上のトナー像に熱が過剰供給され、光沢度の低下やホットオフセット等が発生する場合がある。

一方、上記特許文献４に開示される従来の定着装置においては、分離ローラーを含む分離部材をニップ部出口付近に配置することにより、分離性とホットオフセット等の抑制とを両立させているが、定着装置全体としての構成が複雑となる。

本開示では、分離性を確保しつつトナー画像への過剰な熱供給を簡易に抑制できる定着装置および画像形成装置を提供する。

本開示に係る定着装置は、記録媒体にトナー像を定着させる。上記定着装置は、回転可能に構成された無端状の定着ベルトと、ニップ形成部材と、回転体と、加熱部とを備えている。上記ニップ形成部材は、上記定着ベルトの内周側に配置されている。上記回転体は、上記ニップ形成部材に対向するとともに上記定着ベルトの外周面に対向することで定着ニップ部を形成する。加熱部は、上記トナー像に熱を供給する。上記ニップ形成部材は、上記記録媒体の搬送方向における上記定着ニップ部の最下流部に相当する部分を有する経路調整面を含む。上記定着ベルトの幅方向に直交する断面において、上記経路調整面に沿う方向における上記経路調整面の長さは、上記搬送方向における上記定着ニップ部の長さの１／３以下である。

上記定着装置において、上記経路調整面は平滑である。
上記定着装置では、上記幅方向に直交する上記断面において、上記経路調整面に沿う方向における上記経路調整面の長さは、１．０［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下である。

上記定着装置において、上記ニップ形成部材は、上記定着ニップ部に対して上記搬送方向の上流側に湾曲面を有する。

上記定着装置において、上記ニップ形成部材は、上記経路調整面に対して上記搬送方向の上流側に湾曲状の曲面部を含む。上記曲面部は、上記幅方向に直交する上記断面において、上記搬送方向の下流に向かうにつれて上記回転体の中心に近づくように延びる形状を有する。

上記定着装置において、上記ニップ形成部材は、上記経路調整面に対して上記搬送方向の上流側に湾曲状の曲面部を含む。上記曲面部の曲率半径は、上記回転体の曲率半径よりも大きい。

上記定着装置において、上記ニップ形成部材は、上記経路調整面に対して上記搬送方向の上流側に平面部を有している。

上記定着装置において、上記経路調整面は、上記平面部に対して傾斜している。
上記定着装置において、上記経路調整面は、上記搬送方向の下流側に向かうにつれて上記回転体に近づく方向に上記平面部に対して傾斜している。上記経路調整面と上記平面部との成す角は、２．３［°］以上４．３［°］以下ある。

上記定着装置において、上記ニップ形成部材は、上記経路調整面の上記搬送方向の上流側に上記経路調整面と滑らかに連なる突出面を含む。上記突出面は、上記回転体に向かって突出する凸形状を有している。

上記定着装置において、上記突出面の曲率半径は、０．５［ｍｍ］以上１．５［ｍｍ］以下である。

上記定着装置において、上記ニップ形成部材は、上記経路調整面に対して上記搬送方向の下流側に湾曲状の角面を含む。上記角面の曲率半径は、１．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下である。

上記定着装置において、上記角面は、上記定着ベルトと接触する部分に接触部を有する。上記幅方向に直交する上記断面において、上記定着ベルトの回転方向における上記接触部の最下流部を通る上記角面の第一接線と、上記回転方向における上記経路調整面の最下流部を通る上記経路調整面の第二接線とが規定されている。上記第一接線と上記第二接線との成す角は、５５［°］以上６０［°］以下である。

本発明に係る画像形成装置は、上記のいずれかの局面の定着装置と、記録媒体を収容する収容部とを備える。

本開示に従えば、分離性を確保しつつトナー画像への過剰な熱供給を簡易に抑制できる。

実施の形態１に係る画像形成装置の概略図である。 実施の形態１の定着装置の概略断面図である。 図２中のＩＩＩ方向から見た際の定着装置の構成の概略を示す図である。 図２に示す領域ＩＶの概略拡大図である。 実施の形態１のニップ形成部材の概略断面図である。 実施の形態２の定着装置を示す概略断面図である。 実施例１および実施例２、並びに、比較例１から比較例４のニップ形成部材に対する評価結果を示す表である。 実施例の結果をまとめたグラフを示す図である。

以下、実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、画像形成装置および定着装置として、電子写真方式を採用したいわゆるタンデム型のカラープリンターおよびこれに具備された定着装置を例示して説明を行なう。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜画像形成装置１００＞
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置１００の概略図である。図１を参照して、実施の形態の画像形成装置１００の概略的な構成および動作について説明する。

画像形成装置１００は、装置本体２と、収容部９とを主として備えている。装置本体２は、記録媒体としての用紙Ｓに画像を形成するための部位である画像形成部２Ａと、画像形成部２Ａに用紙Ｓを供給するための部位である給紙部２Ｂとを含んでいる。収容部９は、画像形成部２Ａに供給するための用紙Ｓを収納するものであり、給紙部２Ｂに着脱自在に設けられている。

画像形成装置１００の内部には、複数のローラー３が設置されており、これにより用紙Ｓが所定の方向に沿って搬送される搬送経路４が、上述した画像形成部２Ａおよび給紙部２Ｂに跨って構築されている。また、図１中に示すように、装置本体２には、画像形成部２Ａに用紙Ｓを供給するための手差しトレイ９ａが別途設けられていてもよい。

画像形成部２Ａは、たとえばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成可能な作像ユニット５と、当該作像ユニット５に含まれる感光体を露光するための露光ユニット６と、作像ユニット５に張架された中間転写ベルト７ａと、搬送経路４上であってかつ中間転写ベルト７ａの走路上に設けられた転写部７と、クリーニング部８と、転写部７よりも下流側の部分の搬送経路４上に設けられた、後述する実施の形態に係る定着装置１とを主として備えている。

作像ユニット５は、露光ユニット６からの露光を受けてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナー像あるいはブラック（Ｋ）のみからなるトナー像を感光体の表面に形成し、これを中間転写ベルト７ａに転写する（いわゆる一次転写）。これにより、中間転写ベルト７ａには、カラートナー像あるいはモノクロトナー像が形成されることになる。

中間転写ベルト７ａは、その表面に形成されたカラートナー像あるいはモノクロトナー像を転写部７へと移送し、給紙部２Ｂから転写部７へと搬送されてきた用紙Ｓとともに転写部７において圧接される。これにより、中間転写ベルト７ａの表面に形成されたカラートナー像あるいはモノクロトナー像が用紙Ｓへと転写される（いわゆる二次転写）。

転写部７により用紙Ｓにカラートナー像あるいはモノクロトナー像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写ベルト７ａは、クリーニング部８により残留トナーが除去される。

カラートナー像あるいはモノクロトナー像が転写された用紙Ｓは、その後、定着装置１によって加圧および加熱され、用紙Ｓ上のトナー像を定着される。これにより、用紙Ｓにカラー画像あるいはモノクロ画像が形成されることになり、当該カラー画像あるいはモノクロ画像が形成された用紙Ｓは、その後、装置本体２から排出される。

（定着装置１）
図２は、実施の形態１の定着装置１の概略断面図である。図３は、図２中のＩＩＩ方向から見た際の定着装置１の構成の概略を示す図である。図２および図３を参照して、定着装置１について説明する。定着装置１は、回転可能に構成された無端状の定着ベルト２０と、加熱部４０と、回転体と、ニップ形成部材１０と、固定部材８０と、グリス保持部材９０とを含んでいる。

定着ベルト２０の外径は任意であるが、１０[μｍ]以上１００[μｍ]以下が好ましい。定着ベルト２０は、基層、弾性層、および離型層を有している。上記基層は、たとえばポリイミド（ＰＩ）から構成される。上記基層の厚みは、たとえば５[μｍ]以上１００[μｍ]以下である。

上記弾性層は、シリコーンゴム、およびフッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が好ましい。上記弾性層の厚みは、たとえば１０[μｍ]以上３００[μｍ]以下である。上記離型層は、フッ素チューブおよびフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が好ましい。上記離型層の厚みは、たとえば５[μｍ]以上１００[μｍ]以下である。

ニップ形成部材１０は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。ニップ形成部材１０は固定部材８０によって固設されており、定着ベルト２０の内周面と摺動する。ニップ形成部材１０の詳細については後述する。

実施の形態において、回転体は、加圧ローラー３０である。加圧ローラー３０は、モーター等の駆動装置（図示しない）によって回転する（図２中のＡ方向）。加圧ローラー３０の回転に従動して定着ベルト２０が回転する（図２中のＢ方向）。

加圧ローラー３０は、定着ベルト２０を介してニップ形成部材１０を押圧する。加圧ローラー３０は、ニップ形成部材１０に対向するとともに定着ベルト２０の外周面に対向することで定着ニップ部Ｎを形成する。定着ニップ部Ｎは、加圧ローラー３０がニップ形成部材１０を押圧することにより形成される領域である。定着ニップ部Ｎにおいて、用紙Ｓ上のトナー像が加熱および加圧され用紙Ｓに定着される。

加圧ローラー３０の表面硬度は、たとえば５０[°]である。加圧ローラー３０の表面硬度は、４０[°]以上６０[°]以下（アスカーＣ）が好ましい。加圧ローラー３０の外径の大きさは、たとえば３２[ｍｍ]である。加圧ローラー３０の外径は、２０[ｍｍ]以上１００[ｍｍ]以下が好ましい。

加圧ローラー３０は、芯金と、弾性層と、離型層とを有している。上記芯金は、アルミ、および鉄等の金属が好ましい。上記芯金の厚みは、０．１[ｍｍ]以上１０[ｍｍ]以下が好ましい。上記芯金は、パイプ形状、中実の棒状、または断面形状が三ツ矢形状等の異形の形状等の場合がある。

上記弾性層は、シリコーンゴム、およびフッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が好ましい。上記弾性層の厚みは、１[ｍｍ]以上２０[ｍｍ]以下が好ましい。上記離型層は、フッ素チューブ等の離型性を付与した構成が好ましい。上記離型層の厚みは、５[μｍ]以上１００[μｍ]以下であることが好ましい。

図２中に示された矢印は、搬送方向ＤＲ１を示している。搬送方向ＤＲ１は、用紙Ｓの搬送方向であり、図２中の上方向である。図３中に示された両矢印は、幅方向ＤＲ２を示している。幅方向ＤＲ２は、搬送方向ＤＲ１に直交する方向であり、定着ベルト２０の幅方向である。幅方向ＤＲ２は、図３中の左右方向であり、加圧ローラー３０の軸方向と平行である。

グリス保持部材９０は、ニップ形成部材１０に対して定着ベルト２０の回転方向の下流側に配置されている。グリス保持部材９０は、固定部材８０によって固定されている。グリス保持部材９０は、定着ベルト２０の内周側に配置されており、定着ベルト２０を支持している。グリス保持部材９０は、定着ベルト２０の内周面と摺動しながらグリスを定着ベルト２０に供給する。

加熱部４０は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。加熱部４０は、加熱源４１および加熱ローラー４２を有している。加熱源４１の輻射熱によって、加熱源４１は、加熱ローラー４２を介して定着ベルト２０を加熱する。加熱源４１は、定着ベルト２０を介してトナー像に熱を供給する。加熱ローラー４２、ニップ形成部材１０、およびグリス保持部材９０は、定着ベルト２０を張架している。

定着ベルト２０とニップ形成部材１０との間には図示しない摺動部材が設けられている。摺動部材は、ガラスクロスを基材としている。摺動部材は、その摺動面をフッ素系樹脂で被覆した構成が一般的である。摺動部材の摺動面は、フッ素繊維の織物、フッ素樹脂シート、およびガラスコートなどが用いられる。摺動部材により定着ベルト２０とニップ形成部材１０との摺動抵抗が減少し、安定した定着ベルト２０の回転性が得られる。

（ニップ形成部材１０）
図４は、図２に示す領域ＩＶの概略拡大図である。図５は、実施の形態１のニップ形成部材１０の概略断面図である。図４では、弾性変形後の加圧ローラー３０を記載しているが、弾性変形前における加圧ローラー３０の形状がわかるように、弾性変形部の変形前形状を２点鎖線で示しており、定着ベルト２０を線で図示している。図４および図５を参照して、ニップ形成部材１０について説明する。

ニップ形成部材１０は、対向面１７を有している。対向面１７は、定着ベルト２０の内周面に対向している。対向面１７は、加圧ローラー３０に向く面である。加圧ローラー３０の表面は、対向面１７の表面形状に倣うように弾性変形する。対向面１７は、湾曲面１１と、平面部１２と、曲面部１３と、突出面１４と、経路調整面１５と、角面１６とを有している。

湾曲面１１は、定着ニップ部Ｎに対して搬送方向ＤＲ１の上流側に設けられている。湾曲面１１は、対向面１７のうち搬送方向ＤＲ１の最上流部に設けられている。湾曲面１１は、湾曲状の形状を有している。湾曲面１１は、加圧ローラー３０側に突出する凸形状を有している。湾曲面１１に対して搬送方向ＤＲ１の下流側には、湾曲面１１と滑らかに連なる平面部１２が設けられている。

平面部１２は、平滑である。「平滑」とは、本明細書中において、幾何学的に平面度がゼロである場合だけでなく、わずかに湾曲している場合（ほぼ平滑である場合）も含むものとする（以下、「平滑」について同じ）。平面部１２は、幅方向ＤＲ２に直交する断面（以下、断面Ｚ）において、真っ直ぐに延びる形状を有している。

平面部１２は、搬送方向ＤＲ１における定着ニップ部Ｎの最上流部（以下、ニップ入口Ｎｉ）に相当する部分を有している。「ニップ入口Ｎｉに相当する部分」とは、本明細書中において、対向面１７のうちニップ入口Ｎｉに対向している部分を意味するものとする。実施の形態において、ニップ入口Ｎｉに相当する部分は、平面部１２と湾曲面１１との境目に設けられているが、平面部１２のうち上記境目に対して搬送方向ＤＲ１の下流側に設けられていてもよい。平面部１２に対して搬送方向ＤＲ１の下流側には、曲面部１３が設けられている。

曲面部１３は、断面Ｚにおいて、搬送方向ＤＲ１の下流に向かうにつれて加圧ローラー３０の中心Ｃに近づく（加圧ローラー３０の外周面に食い込む）ように延びる形状を有する。曲面部１３は、凹状に湾曲する形状を有している。曲面部１３は、固定部材８０に向かって窪む（突出する）形状を有している。対向面１７が固定部材８０に向かって窪むことにより、曲面部１３が形成されている。曲面部１３の曲率半径は、加圧ローラー３０の曲率半径よりも大きい。実施の形態において、曲面部１３の曲率半径はたとえば２５[ｍｍ]であり、加圧ローラー３０の曲率半径は、１６[ｍｍ]である。

曲面部１３は、上流端１３ａおよび下流端１３ｂを有している。上流端１３ａは、搬送方向ＤＲ１の上流側の曲面部１３の端部である。下流端１３ｂは、搬送方向ＤＲ１の下流側の曲面部１３の端部である。曲面部１３は、上流端１３ａで平面部１２と滑らかに連なっている。

曲面部１３と加圧ローラー３０との接触する領域における加圧ローラー３０の弾性変形量は、搬送方向ＤＲ１の下流側に向かうにつれて大きくなっていく。下流端１３ｂにおける加圧ローラー３０の弾性変形量（図４中のＸ）は、上流端１３ａにおける加圧ローラー３０の弾性変形量（図４中のＹ）よりも大きい。

上記の構成により、曲面部１３におけるニップ圧は、搬送方向ＤＲ１の下流側に向かうにつれて大きくなっていく。曲面部１３に対して搬送方向ＤＲ１の下流側には、突出面１４が設けられている。曲面部１３は、下流端１３ｂで突出面１４と滑らかに連なっている。

突出面１４は、加圧ローラー３０に向かって突出する凸形状を有している。突出面１４は、加圧ローラー３０に食い込むように突出している。突出面１４は、曲面部１３が突出する方向と逆方向に突出している。突出面１４の曲率は、曲面部１３の曲率と逆向きである。

突出面１４は、湾曲状である。突出面１４の曲率半径は、０．５［ｍｍ］以上１．５［ｍｍ］以下が好ましい。突出面１４の曲率半径は、たとえば１．０[ｍｍ]である。断面Ｚにおいて、搬送方向ＤＲ１における突出面１４の最下流部には、突出下流端１４ｂが設けられている。突出面１４に対して搬送方向ＤＲ１の下流側には、経路調整面１５が設けられている。突出面１４は、突出下流端１４ｂにおいて経路調整面１５と滑らかに連なっている。

経路調整面１５は、緩やかな曲面であってもよいが、実施の形態１においては平滑である。経路調整面１５は、突出下流端１４ｂにおける突出面１４の接線Ｌ１方向（図４中のＬ１）に沿って延びている。実施の形態において、搬送方向ＤＲ１における定着ニップ部Ｎの長さ（図４中のａ。以下、定着ニップ部Ｎの長さａ）は、１０[ｍｍ]である。

断面Ｚにおいて、経路調整面１５に沿う方向における経路調整面１５の長さ（図４中のｂ。以下、経路調整面１５の長さｂ）は、１［ｍｍ］以上３［ｍｍ］以下が好ましい。経路調整面１５の長さｂは、たとえば２．５[ｍｍ]である。断面Ｚにおいて、経路調整面１５の長さｂは、定着ニップ部Ｎの長さａの１／３以下である。

経路調整面１５は、搬送方向ＤＲ１における定着ニップ部Ｎの最下流部（以下、ニップ出口Ｎｏ）に相当する部分を有している。「ニップ出口Ｎｏに相当する部分」とは、本明細書中において、対向面１７のうちニップ出口Ｎｏに対向している部分を意味するものとする。ニップ出口Ｎｏに相当する部分は、突出下流端１４ｂに設けられていてもよい。

経路調整面１５の一部は、定着ニップ部Ｎの一部と対向している。経路調整面１５には、定着ニップ部Ｎと対向する部分と、定着ニップ部Ｎと対向しない部分とが設けられている。

用紙Ｓが搬送される経路は、対向面１７の表面形状に従って規定される。ニップ入口Ｎｉから突入した用紙Ｓは、定着ニップ部Ｎを通過して、ニップ出口Ｎｏから排出される。その後、用紙Ｓは、経路調整面１５の表面に沿って搬送される。経路調整面１５は、用紙Ｓの搬送経路を規定して調整する。

経路調整面１５に対して搬送方向ＤＲ１の下流側には、湾曲状の角面１６が設けられている。角面１６は、経路調整面１５と滑らかに連なっている。角面１６は、対向面１７の面取り部を構成している。角面１６の曲率半径は、１．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下であることが好ましい。実施の形態において、角面１６の曲率半径は、２．７５[ｍｍ]である。

角面１６は、定着ベルト２０と接触する部分に接触部１６ｂを有する。断面Ｚにおいて、定着ベルト２０の回転方向（図４中のＢ方向）における接触部１６ｂの最下流部１６ｃを通る角面１６の第一接線Ｌ４と、定着ベルト２０の回転方向における経路調整面１５の最下流部１５ａを通る経路調整面１５の第二接線Ｌ５とが規定されている。第一接線Ｌ４と第二接線Ｌ５との成す角βは、５５［°］以上６０［°］以下である。実施の形態において、上記成す角βは、５７[°]である。

図５に示すように、断面Ｚにおいて、経路調整面１５は、平面部１２に対して傾斜している。経路調整面１５は、搬送方向ＤＲ１の下流側に向かうにつれて加圧ローラー３０に近づく方向に平面部１２に対して傾斜している。断面Ｚにおいて、平面部１２に沿う方向の延長線Ｌ２と経路調整面１５に沿う方向の延長線Ｌ３との成す角αは、たとえば３．３［°］である。上記成す角αは、２．３［°］以上４．３［°］以下であることが好ましい。

（作用効果）
図４に示すように、ニップ出口Ｎｏに対向する部分に経路調整面１５が設けられていることにより、ニップ出口Ｎｏから排出される用紙Ｓの排出方向が規定される。用紙Ｓは、経路調整面１５の表面形状に沿うように搬送される。これにより、用紙Ｓの搬送経路を安定させることができる。したがって、用紙Ｓを狙いの排出方向へ搬送することができる。そのため、用紙Ｓと定着ベルト２０との良好な分離性を確保することができる。ゆえに、紙詰まりを抑制することができる。

経路調整面１５の長さｂが長すぎると、経路調整面１５において、ニップ出口Ｎｏから排出された後の用紙Ｓに定着されたトナー画像に過剰に熱が供給され、光沢度の低下やホットオフセット（一度定着したトナー画像が再度加熱され用紙からはがれる現象）などの問題が発生する場合がある。

断面Ｚにおいて、経路調整面１５の長さｂは、定着ニップ部Ｎの長さａの１／３以下である。これにより、定着時において、定着ニップ部Ｎを用紙Ｓが通過する時間と比較して経路調整面１５と用紙Ｓとが接触する時間を小さく保つことができる。したがって、経路調整面１５に沿って用紙Ｓが搬送される間における用紙Ｓへの過剰な熱供給を抑制することができる。そのため、用紙Ｓの光沢度の低下やホットオフセットの発生を抑制することができる。

実施の形態の定着装置１は、新たな機構を設けずとも、用紙Ｓへの過剰な熱供給を抑制することができる。したがって、分離性を確保しつつトナー画像への過剰な熱供給を簡易に抑制することができる。

経路調整面１５は、平坦（曲率≒０）であることが好ましい。用紙Ｓは、経路調整面１５の表面形状に倣って搬送される。経路調整面１５が平坦であることにより、用紙Ｓが経路調整面１５に沿って真っ直ぐ搬送される。これにより、用紙Ｓの搬送経路をより安定させることができる。さらに、用紙Ｓが経路調整面１５に沿って曲がる量を抑制することができる。

経路調整面１５は、加圧ローラー３０または曲面部１３よりも小さい曲率を有する緩やかな曲面であってもよい。緩やかな曲面であっても、分離性を確保しつつトナー画像への過剰な熱供給を抑制する効果が得られる。

経路調整面１５の長さｂが１．０[ｍｍ]よりも小さい場合、用紙Ｓの経路調整面１５に接触する時間が短く、経路調整面１５に沿った方向に搬送されにくくなり、狙いの排出方向に排出されにくい。経路調整面１５の長さｂが３．０[ｍｍ]よりも大きい場合は、経路調整面１５と用紙Ｓとの接触時間が大きくなりすぎるため、用紙Ｓ上に既に定着されたトナー画像に対して、過剰に熱供給されうる。断面Ｚにおいて、経路調整面１５の長さｂを１［ｍｍ］以上３［ｍｍ］以下に設定することにより、分離性を確保しつつトナー画像への過剰な熱供給を確実に抑制することができる。

ニップ入口Ｎｉよりも搬送方向ＤＲ１の上流側に湾曲面１１を設けることにより、ニップ入口Ｎｉに向かって搬送される用紙Ｓが定着ベルト２０に接触した際に、定着ベルト２０の回転に引き込まれ、用紙Ｓが定着ニップ部Ｎに突入しやすくなる。

平面部１２は、経路調整面１５に対して搬送方向ＤＲ１の上流側に設けられている。平面部１２は、用紙Ｓ上のトナー像に熱を供給しトナー像を溶融するための領域である。ニップ入口Ｎｉに対向する部分を有する平面部１２を設けることにより、定着ニップ部Ｎの上流側（ニップ入口Ｎｉの近傍）のニップ圧を低圧に保つことができる。

ニップ形成部材１０に曲面部１３を設けることにより、曲面部１３の上流端１３ａから下流端１３ｂに向かうにつれて徐々に圧力が増加する圧力分布を定着ニップ部Ｎに形成することができる。

曲面部１３の曲率半径は、加圧ローラー３０の曲率半径よりも大きい。これにより、ニップ形成部材１０加圧ローラー３０への食い込みを緩やかにすることができる。したがって、急激な圧力上昇を抑制することができる。

経路調整面１５の搬送方向ＤＲ１の上流側には突出面１４が設けられている。突出面１４は、定着ニップ部Ｎで、最も高圧な部分であり、突出面１４は、平面部１２および曲面部１３で溶融されたトナーを高圧状態で用紙Ｓに押し込む。これにより、良好な定着性を確保することができる。

定着ニップ部Ｎでは、平面部１２は比較的低圧で、曲面部１３から圧力が増大し、突出面１４で最も高圧となるニップ圧力分布となっている。用紙Ｓに転写された未定着トナー像が、平面部１２および曲面部１３で熱供給されて溶融され、突出面１４の高圧領域において、上記溶融されたトナー像が用紙Ｓに押し込まれて定着される。このように定着ニップ部Ｎの上流部（低圧領域）、および下流部（高圧領域）で機能分離した構成をニップ形成部材１０に採用することで、定着ニップ部Ｎに作用する荷重が低荷重であっても、良好な定着性を得ることができる。

突出面１４の曲率半径は、０．５［ｍｍ］以上１．５［ｍｍ］以下が好ましい。これにより、定着ベルト２０へのダメージを軽減することができる。

角面１６の曲率半径が小さい場合は、定着ベルト２０に割れが生じやすく、角面１６の曲率半径が大きい場合は、用紙Ｓの分離性が悪化する。角面１６の曲率半径を１．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下に設定することにより、定着ベルト２０の耐久性を維持しつつ分離性を確保することができる。

第一接線Ｌ４と第二接線Ｌ５との成す角βが小さい場合、用紙Ｓと定着ベルト２０との分離性が悪化し、上記成す角βが大きい場合、定着ベルト２０の屈曲による割れが生じる。上記成す角βを５５［°］以上６０［°］以下に設定することにより、定着ベルト２０の耐久性を維持しつつ分離性を向上させることができる。

図５に示すように、経路調整面１５は、平面部１２に対して傾斜している。これにより、用紙Ｓを定着ベルト２０から効果的に分離させることができる。

経路調整面１５は、平面部１２に対して、搬送方向ＤＲ１の下流側に向かうにつれて加圧ローラー３０に近づく方向に傾斜している。これにより、特に薄紙が定着ベルト２０に張り付くことにより発生するジャムを抑制することができる。

延長線Ｌ２と延長線Ｌ３との成す角αが４．３［°］より大きい場合、ニップ出口Ｎｏから排出される用紙Ｓが加圧ローラー３０に巻き込まれやすくなる。そのため、断面Ｚにおいて、成す角αは、２．３［°］以上４．３［°］以下であることが好ましい。これにより、用紙Ｓを定着ベルト２０からより効果的に分離させることができる。

［実施の形態２］
図６は、実施の形態２の定着装置１を示す概略断面図である。実施の形態１と異なり、定着ベルト２０は、張架されていない。実施の形態１の定着装置１は、定着ベルト２０がニップ形成部材１０と加熱ローラー４２によって張架される２軸ベルト構成であったが、実施の形態２の定着装置１のように１軸ベルト構成でもよい。

実施の形態２の定着装置１においても、実施の形態１の定着装置１と同様に、分離性を確保しつつトナー画像への過剰な熱供給を簡易な構成で抑制できる効果が得られる。

以下、実施例について説明する。実施例として、経路調整面の長さｂの定着ニップ部の長さａに対する比（以下、ニップ比（ｂ／ａ））が異なるニップ形成部材を作製し（実施例１および実施例２、並びに、比較例１から比較例４）、上記ニップ形成部材を評価機に搭載し、分離性と光沢度を評価する試験を行なった。

図７は、実施例１および実施例２、並びに、比較例１から比較例４のニップ形成部材に対する評価結果を示す表である。図７中の分離性の欄における「不可」は、用紙の分離性が不十分であったことを示しており、「可」は分離性が良好であったことを示している。

図７中の光沢度の欄における「不可」は、光沢度が許容値未満であり、品質不良（ホットオフセットが発生）となったことを示している。「可」は光沢度の基準を満たしており、品質が良好であったことを示している。光沢度の判定結果の欄には、光沢度の値をかっこ書きで記載している。

比較例２および比較例４（ニップ比０）は、経路調整面が設けられていないニップ形成部材を採用している。経路調整面が設けられていない比較例２および比較例４では、分離性が不十分であった。ニップ比（ｂ／ａ）が１／３よりも大きい比較例１および比較例３では、分離性は良好であったが、光沢度が許容値未満であった。ニップ比（ｂ／ａ）が１／３よりも小さい実施例１および実施例２では、分離性および光沢度ともに良好な結果が得られた。

図８は、光沢度の基準を満たすニップ比を導くためのグラフを示す図である。実施例および比較例の結果（ニップ比が０、０．２５、０．３５）から近似曲線（図８中の点線）を作成し、光沢度の基準を満たす（許容値を超える）ニップ比を求めた。図８に示すように、ニップ比（ｂ／ａ）が１／３よりも大きいときには、光沢度の許容値を超えており、光沢度の基準を満たしていることがわかる。

以上により、経路調整面１５の長さｂを定着ニップ部Ｎの長さａの１／３以下にすることにより、分離性を確保した上でトナー画像への過剰な熱供給を抑制でき、光沢度の低減を抑制することができることが示された。

（その他）
なお、実施の形態の定着装置１において、無端状の定着ベルト２０の内周側に配置されたニップ形成部材１０に対向するとともに定着ベルト２０の外周面と対向する加熱ローラーが設けられている構成であってもよい。上記構成である場合、回転体は、加熱ローラーとなる。

今回開示された実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲はした説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 定着装置、２ 装置本体、２Ａ 画像形成部、２Ｂ 給紙部、３ ローラー、４ 搬送経路、５ 作像ユニット、６ 露光ユニット、７ 転写部、７ａ 中間転写ベルト、８ クリーニング部、９ 収容部、９ａ 手差しトレイ、１０ ニップ形成部材、１１ 湾曲面、１２ 平面部、１３ 曲面部、１４ 突出面、１４ｂ 突出下流端、１５ 経路調整面、１６ 角面、１６ｂ 接触部、１７ 対向面、２０ 定着ベルト、３０ 加圧ローラー、４０ 加熱部、４１ 加熱源、４２ 加熱ローラー、８０ 固定部材、９０ グリス保持部材、１００ 画像形成装置、ＤＲ１ 搬送方向、ＤＲ２ 幅方向、Ｌ４ 第一接線、Ｌ５ 第二接線、Ｎｉ ニップ入口、Ｎｏ ニップ出口、Ｓ 用紙。

Claims (13)

1. 記録媒体にトナー像を定着させる定着装置であって、
   回転可能に構成された無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内周側に配置されたニップ形成部材と、
   前記ニップ形成部材に対向するとともに前記定着ベルトの外周面に対向することで定着ニップ部を形成する回転体と、
   前記トナー像に熱を供給する加熱部と、を備え、
   前記ニップ形成部材は、前記記録媒体の搬送方向における前記定着ニップ部の最下流部に相当する部分を有する経路調整面を含み、
   前記定着ベルトの幅方向に直交する断面において、前記経路調整面に沿う方向における前記経路調整面の長さは、前記搬送方向における前記定着ニップ部の長さの１／３以下であり、
   前記ニップ形成部材は、前記経路調整面に対して前記搬送方向の上流側に湾曲状の曲面部を含み、
   前記曲面部の曲率半径は、前記回転体の曲率半径よりも大きい、
   定着装置。
2. 前記経路調整面は、平滑である、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記幅方向に直交する前記断面において、前記経路調整面に沿う方向における前記経路調整面の長さは、１［ｍｍ］以上３［ｍｍ］以下である、請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記ニップ形成部材は、前記定着ニップ部に対して前記搬送方向の上流側に湾曲面を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記ニップ形成部材は、前記経路調整面に対して前記搬送方向の上流側に湾曲状の曲面部を含み、
   前記曲面部は、前記幅方向に直交する前記断面において、前記搬送方向の下流に向かうにつれて前記回転体の中心に近づくように延びる形状を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記ニップ形成部材は、前記経路調整面に対して前記搬送方向の上流側に平面部を有している、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記経路調整面は、前記平面部に対して傾斜している、請求項６に記載の定着装置。
8. 前記経路調整面は、前記搬送方向の下流側に向かうにつれて前記回転体に近づく方向に前記平面部に対して傾斜しており、
   前記経路調整面と前記平面部との成す角は、２．３［°］以上４．３［°］以下ある、請求項７に記載の定着装置。
9. 前記ニップ形成部材は、前記経路調整面の前記搬送方向の上流側に前記経路調整面と滑らかに連なる突出面を含み、
   前記突出面は、前記回転体に向かって突出する凸形状を有している、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記突出面の曲率半径は、０．５［ｍｍ］以上１．５［ｍｍ］以下である、請求項９に記載の定着装置。
11. 前記ニップ形成部材は、前記経路調整面に対して前記搬送方向の下流側に湾曲状の角面を含み、
    前記角面の曲率半径は、１．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下である、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
12. 前記角面は、前記定着ベルトと接触する部分に接触部を有し、
    前記幅方向に直交する前記断面において、前記定着ベルトの回転方向における前記接触部の最下流部を通る前記角面の第一接線と、前記回転方向における前記経路調整面の最下流部を通る前記経路調整面の第二接線とが規定され、
    前記第一接線と前記第二接線との成す角は、５５［°］以上６０［°］以下である、請求項１１に記載の定着装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載された定着装置と、
    前記記録媒体を収容する収容部と、を備える、画像形成装置。

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