(57)【要約】【課題】記録媒体の分離性を確保することができると共に、小型化や低コスト化を図ることが可能な定着装置を提供する。【解決手段】定着ローラ２１は、外周面が正クラウン状に形成された正クラウン部Ｃ１と外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部Ｃ２を軸方向に交互に有する。押圧部材２３は、凸状に形成された凸面部Ｄ１と凹状に形成された凹面部Ｄ２を長手方向に交互に有する。定着ローラ２１の正クラウン部Ｃ１に押圧部材２３の凹面部Ｄ２を対応させて押圧すると共に、定着ローラ２１の逆クラウン部Ｃ２に押圧部材２３の凸面部Ｄ１を対応させて押圧するように構成した定着装置である。定着ローラ２１に対する押圧部材２３の押圧力を、定着ニップの端部よりも中央部において大きくなるように構成した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体によって加熱される定着ローラと、無端状の加圧ベルトと、付勢手段からの付勢力を受けて前記加圧ベルトの内周面を押圧して当該加圧ベルトを前記定着ローラに圧接させる押圧部材を備え、前記定着ローラと前記加圧ベルトが互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、
前記定着ローラは、外周面が正クラウン状に形成された正クラウン部と外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部を軸方向に交互に有すると共に、前記押圧部材は、凸状に形成された凸面部と凹状に形成された凹面部を長手方向に交互に有し、
前記定着ローラの前記正クラウン部に前記押圧部材の前記凹面部を対応させて押圧すると共に、前記定着ローラの前記逆クラウン部に前記押圧部材の前記凸面部を対応させて押圧するように構成した定着装置であって、
前記定着ローラに対する前記押圧部材の押圧力を、前記定着ニップの端部よりも中央部において大きくなるように構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ローラの前記正クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との直径方向の中間位置を軸方向に渡って通過する仮想線、前記押圧部材の前記凸面部の頂部と前記凹面部の底部との厚さ方向の中間位置を長手方向に渡って通過する仮想線を、それぞれ基準線と呼称すると、
前記定着ローラにおいて、前記基準線が定着ローラの軸線に対して略平行を成すストレート状に形成されると共に、
前記押圧部材において、前記基準線が前記定着ニップの中央部に対応する箇所で前記定着ローラ側へ最も大きく突出する凸状に形成された請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ローラの前記正クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との直径方向の中間位置を軸方向に渡って通過する仮想線、前記押圧部材の前記凸面部の頂部と前記凹面部の底部との厚さ方向の中間位置を長手方向に渡って通過する仮想線を、それぞれ基準線と呼称すると、
前記押圧部材における前記基準線に対しての前記凸面部の頂部の突出量と前記凹面部の底部の凹み量を、対応する前記定着ローラにおける前記基準線に対しての前記正クラウン部の頂部の突出量と前記逆クラウン部の底部の凹み量よりも大きくなるように構成した請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記押圧部材の前記凸面部の頂部と前記凹面部の底部との厚さ方向の中間位置を長手方向に渡って通過する仮想線を、基準線と呼称すると、
前記押圧部材における前記基準線に対しての前記凸面部の頂部の突出量と前記凹面部の底部の凹み量を、前記定着ニップの中央部に対応した箇所から端部に対応した箇所へ小さくなるように構成した請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着ローラの前記正クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との直径方向の中間位置を軸方向に渡って通過する仮想線を、基準線と呼称すると、
前記定着ローラにおける前記基準線に対しての前記正クラウン部の頂部の突出量と前記逆クラウン部の底部の凹み量を、前記定着ニップの中央部に対応した箇所から端部に対応した箇所へ小さくなるように構成した請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記押圧部材を支持する第１支持部材と、前記付勢手段からの付勢力を受けると共に前記第１支持部材を支持する第２支持部材を備え、前記第１支持部材は前記定着ニップの中央部に対応する箇所で前記第２支持部材からの荷重を受けるように構成された請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１支持部材は、前記第２支持部材に対して前記荷重を受ける箇所を中心に回動可能に支持された請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記第１支持部材と前記第２支持部材は、前記定着ニップの中央部に対応する箇所に配設したピンを介して連結され、前記第１支持部材は前記ピンを中心に回動可能に構成された請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記第２支持部材は、前記定着ニップの中央部に対応する箇所に前記第１支持部材に当接可能な突起部を有し、当該突起部と前記第１支持部材が当接した当接部を中心に、前記第１支持部材を回動可能に構成した請求項７に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記第１支持部材は、前記定着ニップの中央部に対応する箇所に前記第２支持部材に当接可能な突起部を有し、当該突起部と前記第２支持部材が当接した当接部を中心に、前記第１支持部材を回動可能に構成した請求項７に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記押圧部材を、前記定着ローラよりも軟らかい弾性体によって構成した請求項１から１０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記押圧部材の押圧面を、前記定着ローラの外周面に沿って凹状に形成した請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体を加熱及び加圧して画像を記録媒体に定着させる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置には、記録媒体としての記録用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力によって定着させる定着装置が多く用いられている。定着装置としては、例えば、内部にヒータ等の発熱体を有する定着ローラに無端状の加圧ベルトを押圧部材によって押圧したタイプがある。
【０００３】
上記定着装置によって画像の定着処理を行う場合は、定着ローラと加圧ベルトの圧接部に形成された定着ニップに、トナー画像が転写された記録用紙を通過させることによって、その記録用紙を加熱及び加圧し、記録用紙に担持されたトナーを加熱溶融させて画像（トナー）を定着させるようにしている。
【０００４】
ところが、溶融したトナーの粘着力によって記録用紙が定着ローラの表面に貼り付き、記録用紙を排出できなくなることがある。また、記録用紙が定着ローラに貼り付かないまでも、記録用紙が定着ローラに巻き付くように搬送されることによって、記録用紙がカールし、記録用紙の搬送性や積載性を低下させる問題がある。
【０００５】
この問題を解決するために、例えば下記特許文献１には、定着ニップよりも記録用紙の搬送方向の下流側において定着ローラに当接する分離爪を備えた定着装置が提案されている。この分離爪によって記録用紙を定着ローラから剥離させることができ、記録用紙の定着ローラへの巻き付きを防止することが可能である。
【０００６】
また、下記特許文献２には、定着ニップよりも記録用紙の搬送方向の下流側において、定着ローラよりも小径の分離ローラを定着ローラに当接させた定着装置が提案されている。この場合、記録用紙が分離ローラに沿って搬送されることによって、定着ローラから記録用紙を分離させるようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、記録用紙の分離性を確保するために、分離爪や分離ローラ等の分離部材を別途設けることは、定着装置の小型化や低コスト化を図る妨げとなっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、記録用紙の分離性を確保することができると共に、小型化や低コスト化を図ることが可能な定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、発熱体によって加熱される定着ローラと、無端状の加圧ベルトと、付勢手段からの付勢力を受けて前記加圧ベルトの内周面を押圧して当該加圧ベルトを前記定着ローラに圧接させる押圧部材を備え、前記定着ローラと前記加圧ベルトが互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、前記定着ローラは、外周面が正クラウン状に形成された正クラウン部と外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部を軸方向に交互に有すると共に、前記押圧部材は、凸状に形成された凸面部と凹状に形成された凹面部を長手方向に交互に有し、前記定着ローラの前記正クラウン部に前記押圧部材の前記凹面部を対応させて押圧すると共に、前記定着ローラの前記逆クラウン部に前記押圧部材の前記凸面部を対応させて押圧するように構成した定着装置であって、前記定着ローラに対する前記押圧部材の押圧力を、前記定着ニップの端部よりも中央部において大きくなるように構成したものである。
【００１０】
上記本発明の構成では、定着ローラの正クラウン部に押圧部材の凹面部を対応させて押圧すると共に、定着ローラの逆クラウン部に押圧部材の凸面部を対応させて押圧している。すなわち、押圧部材と定着ローラの互いの凹と凸を対応させて配設することにより、押圧部材と定着ローラの間に挟まれた加圧ベルトは、その挟まれた箇所において湾曲されるため、定着ニップも湾曲して形成される。このため、画像の定着を行う際、湾曲した定着ニップに記録媒体が侵入すると、記録媒体も湾曲した状態となる。このように、記録媒体を湾曲させることにより、記録媒体の見かけ上の剛性を向上させて定着ニップから搬出することができ、記録媒体が定着ローラに巻き付くことを抑制することが可能となる。また、定着ローラに対する押圧部材の押圧力を、定着ニップの端部よりも中央部において大きくなるように構成したことにより、記録媒体の搬送速度を中央部側よりも端部側において速くすることができ、搬送される記録媒体のシワの発生を防止できる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記定着ローラの前記正クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との直径方向の中間位置を軸方向に渡って通過する仮想線、前記押圧部材の前記凸面部の頂部と前記凹面部の底部との厚さ方向の中間位置を長手方向に渡って通過する仮想線を、それぞれ基準線と呼称すると、前記定着ローラにおいて、前記基準線が定着ローラの軸線に対して略平行を成すストレート状に形成されると共に、前記押圧部材において、前記基準線が前記定着ニップの中央部に対応する箇所で前記定着ローラ側へ最も大きく突出する凸状に形成されたものである。
【００１２】
上記のように形成した押圧部材を定着ローラに圧接させることにより、中央部における押圧部材の押圧力を端部における押圧力よりも大きくすることが可能である。これにより、記録媒体の搬送速度を中央部側よりも端部側において速くすることができ、搬送される記録媒体のシワの発生を防止できる。
【００１３】
上述のように、本発明は、押圧部材の基準線を長手方向中央部で最も大きく突出する凸状に形成し、定着ローラの基準線をストレート状に形成している。また、これと反対に、押圧部材の基準線をストレート状に形成し、定着ローラの基準線を軸方向中央部で最も突出する凸状に形成することによっても、押圧部材の中央部の押圧力を端部の押圧力よりも大きくすることが可能である。しかし、以下の２つの理由から、本発明では、定着ローラの基準線をストレート状に形成している。１つは、定着ローラの表面温度の問題であり、もう１つは、記録媒体の搬送速度分布の問題である。
【００１４】
まず、定着ローラの表面温度の問題について説明する。本発明と反対に、定着ローラの基準線を軸方向中央部で最も突出する凸状に形成すると、定着ローラの厚さが軸方向に渡って大きく変化するため、定着ローラの表面温度を軸方向に渡って均一に維持することが困難となる。その結果、定着ローラの表面温度のばらつきが大きくなると、画像の光沢ムラ等の不具合が生じる虞がある。また、定着ローラの表面温度を均一に維持して光沢ムラ等を抑制するために、定着ローラの厚い部分における発熱体の発熱量を大きくし、薄い部分における発熱量を小さくすることも考えられるが、このようにすると、発熱量が大きい箇所において定着ローラが熱劣化する虞がある。また、定着ローラの基準線を凸状に形成すると、特に定着ローラの中央部において厚くなるため、中央部における発熱体からの熱の伝達が遅くなり、ウォームアップ等に要する加熱時間が長くなってしまうことも考えられる。一方、押圧部材は加圧ベルトを介して定着ローラから熱が伝達されるため、定着ローラの表面温度管理ができていれば、押圧部材の基準線を凸状に形成しても上記表面温度のばらつきが大きくなる不具合はない。
【００１５】
次に、記録媒体の搬送速度分布の問題について説明する。本発明と反対に、定着ローラの基準線を軸方向中央部で最も突出する凸状に形成すると、定着ローラの軸方向中央部において径が大きくなるため、中央部の周速度が端部の周速度よりも速くなる。その結果、記録媒体の搬送速度を中央部側よりも端部側において速くすることができないため、記録媒体のシワが発生する虞がある。一方、押圧部材は回転しないため、押圧部材の基準線を凸状に形成しても上記のような搬送速度分布の問題は生じない。
【００１６】
従って、本発明は、上記のような問題を生じないように、押圧部材の基準線を凸状に形成すると共に、定着ローラの基準線をストレート状に形成することによって、記録媒体のシワを効果的に防止しつつ、光沢ムラや加熱時間の長期化等の不具合を抑制するようにしている。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記定着ローラの前記正クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との直径方向の中間位置を軸方向に渡って通過する仮想線、前記押圧部材の前記凸面部の頂部と前記凹面部の底部との厚さ方向の中間位置を長手方向に渡って通過する仮想線を、それぞれ基準線と呼称すると、前記押圧部材における前記基準線に対しての前記凸面部の頂部の突出量と前記凹面部の底部の凹み量を、対応する前記定着ローラにおける前記基準線に対しての前記正クラウン部の頂部の突出量と前記逆クラウン部の底部の凹み量よりも大きくなるように構成したものである。
【００１８】
上記のように押圧部材と定着ローラのそれぞれの突出量及び凹み量を設定したことにより、定着ローラと押圧部材とを圧接させる際に位置ずれが生じても、対応する正クラウン部と凹面部、又は対応する逆クラウン部と凸面部との噛み合わせ誤差を吸収することができる。これにより、均一な定着ニップを形成することが可能となるので、定着不良や記録媒体のシワの発生を防止することができる。
【００１９】
また、上記位置ずれによる噛み合わせ誤差を吸収するには、上記の構成とは反対に、定着ローラの正クラウン部及び逆クラウン部の突出量及び凹み量を、押圧部材の凸面部及び凹面部の突出量及び凹み量よりも大きくすることによっても実現可能である。しかし、以下の２つの理由から、本発明では、押圧部材の突出量及び凹み量を、定着ローラの突出量及び凹み量よりも大きくしている。１つは、定着ローラの表面温度の問題であり、もう１つは、記録媒体の搬送速度分布の問題である。
【００２０】
まず、定着ローラの表面温度の問題について説明する。本発明と反対に、定着ローラの突出量及び凹み量を、押圧部材の突出量及び凹み量よりも大きくすると、定着ローラの表面の凹凸が大きくなるのに伴い定着ローラが厚くなるため、ウォームアップ等に要する加熱時間が長くなってしまう。さらに、定着ローラの表面の凹凸が大きくなるほど、定着ローラの軸方向に渡って表面温度を均一に維持することが困難となるため、定着ローラの表面温度のばらつきが大きくなり、画像の光沢ムラ等の不具合が生じる虞もある。この場合、定着ローラの厚い部分における発熱体の発熱量を大きくし、薄い部分における発熱量を小さくすることによって、定着ローラの表面温度を均一に維持することも可能であるが、発熱量が大きい箇所では定着ローラの熱劣化を招く虞がある。一方、押圧部材は加熱ベルトを介して定着ローラから熱が伝達されるため、押圧部材の凹凸（凸面部と凹面部）を大きくして厚くなっても、上記のような問題は生じない。
【００２１】
次に、記録媒体の搬送速度分布の問題について説明する。本発明と反対に、定着ローラの突出量及び凹み量を、押圧部材の突出量及び凹み量よりも大きくすると、正クラウン部と逆クラウンとの間で周速度が大きく異なるようになるため、局部的に記録媒体の搬送速度差が大きくなる。その結果、特に薄い記録媒体を搬送する場合、搬送速度差が大きい部分においてシワが発生する虞がある。一方、押圧部材は回転しないため、押圧部材の突出量と凹み量を大きくしても上記のような搬送速度分布の問題は生じない。
【００２２】
従って、本発明は、上記のような問題を生じないように、押圧部材の突出量及び凹み量を、定着ローラの突出量及び凹み量よりも大きくしている。これにより、上記位置ずれによる噛み合わせ誤差を吸収して、記録媒体のシワを効果的に防止することができると共に、光沢ムラや加熱時間の長期化等の不具合を抑制することが可能となる。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記押圧部材の前記凸面部の頂部と前記凹面部の底部との厚さ方向の中間位置を長手方向に渡って通過する仮想線を、基準線と呼称すると、前記押圧部材における前記基準線に対しての前記凸面部の頂部の突出量と前記凹面部の底部の凹み量を、前記定着ニップの中央部に対応した箇所から端部に対応した箇所へ小さくなるように構成したものである。
【００２４】
本発明では、中央部において押圧部材の押圧力を大きくしているため、中央部における凸面部と凹面部の変形が大きくなる。そのため、中央部において押圧部材の凸面部の突出量と凹面部の凹み量を大きくすることにより、大きい押圧力であっても定着ニップを十分に湾曲させて形成することができ、記録媒体の良好な分離性を確保することが可能である。一方、端部では押圧部材の押圧力を小さくしているため、端部における凸面部と凹面部の変形は小さい。そのため、端部において押圧部材の凸面部の突出量と凹面部の凹み量を小さくすることにより、小さい押圧力であっても上記の噛み合わせ誤差を吸収することができ、定着不良やシワの無い良好な画像を提供することが可能となる。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着ローラの前記正クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との直径方向の中間位置を軸方向に渡って通過する仮想線を、基準線と呼称すると、前記定着ローラにおける前記基準線に対しての前記正クラウン部の頂部の突出量と前記逆クラウン部の底部の凹み量を、前記定着ニップの中央部に対応した箇所から端部に対応した箇所へ小さくなるように構成したものである。
【００２６】
中央部において定着ローラの正クラウン部の突出量と逆クラウン部の凹み量を大きくすることにより、上記請求項４と同様に、大きい押圧力であっても定着ニップを十分に湾曲させて形成することができ、記録媒体の良好な分離性を確保することが可能である。一方、端部において定着ローラの正クラウン部の突出量と逆クラウン部の凹み量を小さくすることにより、上記請求項４と同様に、小さい押圧力であっても噛み合わせ誤差を吸収することができ、定着不良やシワの無い良好な画像を提供することが可能となる。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置において、前記押圧部材を支持する第１支持部材と、前記付勢手段からの付勢力を受けると共に前記第１支持部材を支持する第２支持部材を備え、前記第１支持部材は前記定着ニップの中央部に対応する箇所で前記第２支持部材からの荷重を受けるように構成されたものである。
【００２８】
中央部において第１支持部材が第２支持部材から荷重を受けることにより、第１支持部材に支持された押圧部材の荷重点も中央部に対応した箇所となる。このように、押圧部材の荷重点を中央部に対応した箇所とすることによっても、押圧部材の押圧力を端部よりも中央部において大きくすることができる。これにより、上記と同様に、記録媒体の搬送速度を中央部側よりも端部側において速くすることができ、搬送される記録媒体のシワの発生を防止することが可能となる。
【００２９】
請求項７の発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記第１支持部材は、前記第２支持部材に対して前記荷重を受ける箇所を中心に回動可能に支持されたものである。
【００３０】
第１支持部材が荷重を受ける箇所を中心に回動可能に支持されていることにより、定着ローラの振れなどによって第１支持部材が回動しても、押圧部材の荷重点は常に中央部となる。これにより、定着ローラへの押圧部材の圧力分布は、中央部において大きく端部において小さくなるよう一定に保たれるため、シワの発生の防止効果を安定して発揮することが可能となる。
【００３１】
請求項８の発明は、請求項７に記載の定着装置において、前記第１支持部材と前記第２支持部材は、前記定着ニップの中央部に対応する箇所に配設したピンを介して連結され、前記第１支持部材は前記ピンを中心に回動可能に構成されたものである。
【００３２】
この場合、第１支持部材はピンを介して第２支持部材から荷重を受けるため、第１支持部材に支持された押圧部材の荷重点も、そのピンを配設した位置に対応する中央部となる。これにより、押圧部材の押圧力を端部よりも中央部において大きくすることができ、搬送される記録媒体のシワの発生を防止することが可能となる。また、第１支持部材はピンを中心に回動可能に構成されているため、第１支持部材が回動しても、押圧部材の荷重点は常に中央部となる。これにより、定着ローラへの押圧部材の圧力分布は、中央部において大きく端部において小さくなるよう一定に保たれるため、シワの発生の防止効果を安定して発揮することが可能となる。
【００３３】
請求項９の発明は、請求項７に記載の定着装置において、前記第２支持部材は、前記定着ニップの中央部に対応する箇所に前記第１支持部材に当接可能な突起部を有し、当該突起部と前記第１支持部材が当接した当接部を中心に、前記第１支持部材を回動可能に構成したものである。
【００３４】
この場合、第１支持部材は突起部を介して第２支持部材から荷重を受けるため、第１支持部材に支持された押圧部材の荷重点も、その突起部を配設した位置に対応する中央部となる。これにより、押圧部材の押圧力を端部よりも中央部において大きくすることができ、搬送される記録媒体のシワの発生を防止することが可能となる。また、第１支持部材は突起部との当接部を中心に回動可能に構成されているため、第１支持部材が回動しても、押圧部材の荷重点は常に中央部となる。これにより、定着ローラへの押圧部材の圧力分布は、中央部において大きく端部において小さくなるよう一定に保たれるため、シワの発生の防止効果を安定して発揮することが可能となる。
【００３５】
請求項１０の発明は、請求項７に記載の定着装置において、前記第１支持部材は、前記定着ニップの中央部に対応する箇所に前記第２支持部材に当接可能な突起部を有し、当該突起部と前記第２支持部材が当接した当接部を中心に、前記第１支持部材を回動可能に構成したものである。
【００３６】
この場合、第１支持部材は突起部を介して第２支持部材から荷重を受けるため、第１支持部材に支持された押圧部材の荷重点も、その突起部を配設した位置に対応する中央部となる。これにより、押圧部材の押圧力を端部よりも中央部において大きくすることができ、搬送される記録媒体のシワの発生を防止することが可能となる。また、第１支持部材は突起部と第２支持部材との当接部を中心に回動可能に構成されているため、第１支持部材が回動しても、押圧部材の荷重点は常に中央部となる。これにより、定着ローラへの押圧部材の圧力分布は、中央部において大きく端部において小さくなるよう一定に保たれるため、シワの発生の防止効果を安定して発揮することが可能となる。
【００３７】
請求項１１の発明は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の定着装置において、前記押圧部材を、前記定着ローラよりも軟らかい弾性体によって構成したものである。
【００３８】
本発明の構成では、上述のように押圧部材の押圧力を中央部において大きくしているが、押圧部材を定着ローラよりも軟らかくすることによって、定着ローラが押圧部材から押圧力を受けても定着ローラはほとんど歪むことがない。このため、定着ローラの軸方向に渡る周速度は変化せず、定着ローラによる記録媒体の搬送に影響を与えないので、安定した搬送性を維持することができる。また、押圧部材により押圧される定着ローラの変形を小さくし、定着ローラの表面の永久歪みの発生を防止することができる。これにより、定着ローラに永久歪みが発生することによる記録媒体の搬送速度のばらつきを抑制することができ、その結果、記録媒体のシワの発生を抑制することが可能となる。
【００３９】
請求項１２の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置において、前記押圧部材の押圧面を、前記定着ローラの外周面に沿って凹状に形成したものである。
【００４０】
押圧部材の押圧面を定着ローラの外周面に沿って凹状に形成したことにより、押圧部材の押圧力が中央部と端部とで異なっても、定着ニップの幅を一定の幅に確保することができ、良好な定着性を確保することが可能である。
【００４１】
請求項１３の発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００４２】
本発明の定着装置を画像形成装置に搭載可能である。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、記録媒体を定着ニップから搬出する際に、記録媒体の見かけ上の剛性を向上させることができるので、記録媒体が定着ローラに巻き付くことを抑制することができる。これにより、記録媒体がジャム化する等の不具合を抑制することができ、信頼性の高い定着装置及び画像形成装置を提供することができる。また、本発明は、従来の定着装置のように分離爪や分離ローラを配設しなくても、記録媒体の分離性を向上させることが可能であるので、小型化や低コスト化を図ることができる。さらに、本発明は、記録媒体にシワが発生することも防止することができ、良好な画像形成を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例１に係る定着装置の概略断面図である。
【図３】定着ローラの斜視図である。
【図４】押圧部材及び支持部材の分解斜視図である。
【図５】（Ａ）は定着ローラの断面図、（Ｂ）は押圧部材及び支持部材の断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係る押圧部材及び支持部材の断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係る押圧部材及び支持部材の分解斜視図である。
【図８】本発明の実施例４に係る押圧部材及び支持部材の分解斜視図である。
【図９】本発明の作用を説明するための図である。
【図１０】本発明と比較例におけるシワ防止効果の評価結果を示す図である。
【図１１】記録用紙の見かけ上の剛性の測定方法を説明するための図である。
【図１２】定着ニップの湾曲数と記録用紙の見かけ上の剛性との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図である。
図１に示すように、このカラー画像形成装置の中央部には、中間転写装置１が配置されている。中間転写装置１の周囲には、感光装置２、転写装置３、用紙剥離手段４、中間転写装置清掃手段５が配置されている。また、感光装置２の周囲には、帯電器６、感光体清掃手段７、残像除去手段８が配置されている。この形態例では、４色の異なる色の微少着色粉体であるトナーを封入した現像装置９Ｋ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃが重ねて配置されており、その下方には露光手段１０、また更にその下方には記録媒体としての記録用紙を溜めておく用紙保持手段１１、用紙供給装置１２が配置されている。カラー画像形成装置の上部には、定着装置２０、用紙排出装置１３が配置されている。
【００４６】
このような構成のカラー画像形成装置において、帯電器６は感光装置２の表面を一様に帯電させる。次にパソコン、イメージスキャナ等による画像、文字の情報を露光手段１０によりドット単位で露光することにより転送し、感光装置２の表面に静電潜像を形成させる。その後、現像装置９Ｋ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃによって静電潜像にトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として可視化（現像）され、第一転写位置Ｔ１へ搬送される。第一転写位置Ｔ１では、図示しない電源から供給される感光装置２と中間転写装置１との電位差により、トナー画像が中間転写装置１の表面へ転写される。第一転写位置Ｔ１を通過した後、感光装置２の表面は残像除去手段８による光照射で電位を一定以下に落とされ、静電潜像が消去され、また、感光体清掃手段７により第一転写位置Ｔ１にて転写されずに残留した表面の残トナーが清掃され、次のトナー画像の形成が可能な状態になる。上記工程を各現像装置９Ｋ〜９Ｃにおいて行うことにより、中間転写装置１の表面には、画像、文字の情報に見合うトナー画像が形成される。その後、トナー画像は第二転写位置Ｔ２で転写装置３によって、用紙供給装置１２により用紙保持手段１１から供給された記録用紙に転写される。トナー画像を転写された記録用紙は、用紙剥離手段４により中間転写装置１より剥離され、定着装置２０に運ばれ、トナー画像を記録用紙に定着し、用紙排出装置１３にて排出される。
【００４７】
以上の説明は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの現像装置９Ｋ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃのいずれか１つを使用して単色のトナー画像を形成したり、２つ又は３つの現像装置を使用して、２色又は３色のトナー画像を形成したりすることも可能である。
【００４８】
次に、図２〜図９に基づいて、本発明の特徴部分である上記定着装置の構成について説明する。なお、図２〜図９において、同一の符号は同じ部材又は部分を示す。
【実施例１】
【００４９】
図２は、本発明の実施例１に係る定着装置の概略断面図である。
図２に示すように、この定着装置２０は、内部に発熱体としてのヒータ３１を配設した定着ローラ２１と、無端状の加圧ベルト２２と、加圧ベルト２２を定着ローラ２１側に押圧する押圧部材２３と、その押圧部材２３を支持する支持部材２４と、支持部材２４を付勢する付勢手段としてのバネ２５と、定着ローラ２１の表面温度を検知する温度検知手段としての接触式サーミスタ２６と、一対の入口ガイド２７，２８と、一対の出口ガイド２９，３０等を備える。
【００５０】
定着ローラ２１は、厚さ０．５ｍｍのパイプ状の鋼製の芯金２１ａの上に、厚さ０．８ｍｍ、ＪＩＳ硬度２０度のシリコーンゴム層２１ｂで被覆された外径２６．６ｍｍの弾性ローラであり、その表面にはトナーとの離型性を確保するため厚さ３０μｍのＰＦＡ（四弗化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）が被覆されている。
【００５１】
この実施例では、押圧部材２３としてＪＩＳ硬度３０度で厚さ（長手方向中央部の最大厚さ）４ｍｍのシリコーンゴムを用いている。このため、定着ローラ２１のシリコーンゴム層の厚さ（０．８ｍｍ）よりも、ゴム厚さが厚い分、ゴムが圧縮変形しやすく、押圧部材２３のシリコーンゴムがより変形しやすい構成となっている。押圧部材２３は定着ローラ２１の表面を構成するシリコーンゴム層２１ｂよりも軟らかい弾性体によって構成されることが好ましい。
【００５２】
上記バネ２５による付勢力は、支持部材２４を介して押圧部材２３に付与されるようになっている。そのバネ２５の付勢力を受けて押圧部材２３が加圧ベルト２２の内周面を押圧することによって、加圧ベルト２２は定着ローラ２１に対し圧接されている。また、押圧部材２３の定着ローラ２１に対向する押圧面２３ａは、定着ローラ２１の外周面に沿って凹状に形成されている。これにより、加圧ベルト２２は定着ローラ２１に対して巻き付き角度θで圧接し、加圧ベルト２２と定着ローラ２１との圧接箇所において幅ｈの定着ニップＮが形成されている。従って、本発明は、押圧面がフラット形状の場合に比べて、定着ローラ２１が小径であっても定着ニップＮの幅ｈを十分に確保できるため、定着装置の小型化が図れ、高速定着も可能となっている。なお、本実施例に係る定着装置では、定着ニップＮの幅ｈ＝１１ｍｍ、巻き付き角度θ＝４７度で、定着速度２００ｍｍ／ｓｅｃでトナーを定着することが可能である。
【００５３】
定着ローラ２１は、図示しない駆動源によって図の矢印Ａの方向に回転駆動するように構成されている。この定着ローラ２１の回転駆動によって、加圧ベルト２２は図の矢印Ｂの方向に従動回転するようになっている。また、加圧ベルト２２は、厚さ８０μｍ、内径３０ｍｍの円周に相当する長さのポリイミドベルトであり、その外周側表面にはトナーとの離径性を確保するため、厚さ３０μｍのＰＦＡが被覆されている。
【００５４】
本発明に係る定着装置によって画像の定着を行う場合は、図２において、ヒータ３１を発熱させて、図示しない制御装置がサーミスタ２６の検知温度に基づいてヒータ３１の発熱量を制御し、定着ローラ２１の表面温度が所定の温度となるようにする。そして、矢印Ａ方向に回転する定着ローラ２１と、矢印Ｂ方向に従動回転する加圧ベルト２２との間に、未定着のトナー画像Ｔが形成された記録用紙Ｐを侵入させ、定着ニップＮにおいて記録用紙Ｐを加熱及び加圧して、記録用紙Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを記録用紙Ｐに定着させる。
【００５５】
以下、定着ローラ２１、押圧部材２３及び支持部材２４の構成について詳しく説明する。なお、以下の実施例において、定着ローラ２１の軸方向の中央部及び端部、押圧部材２３及び支持部材２４の長手方向の中央部及び端部は、それぞれ、上記定着ニップＮの長手方向の中央部及び端部に一致しているが、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、これらは必ずしも一致していなくてもよい。
【００５６】
図３は、定着ローラ２１の斜視図である。
図３に示すように、定着ローラ２１は、軸方向に渡ってシリコーンゴム層２１ｂの厚さを異ならせてあり、定着ローラ２１の外周面が波打つように形成されている。すなわち、定着ローラ２１は、外周面が正クラウン状に形成された正クラウン部Ｃ１と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部Ｃ２を軸方向に交互に有する。なお、上記「正クラウン状」とは軸方向の両端へ向かってローラの径が小さくなる形状のことをいい、上記「逆クラウン状」とは軸方向の両端へ向かってローラの径が大きくなる形状のことをいう。
【００５７】
図４は、押圧部材２３及び支持部材２４の分解斜視図である。
図４に示すように、支持部材２４は、押圧部材２３を固着して支持する第１支持部材３２と、第１支持部材３２を支持する第２支持部材３３と、第１支持部材３２と第２支持部材３３を連結するピン３４を有する。第１支持部材３２と第２支持部材３３は、それぞれ長手方向に直交する断面がコ字形に形成されており、各支持部材３２，３３の長手方向中央部には、ピン３４を挿通するための挿通孔３５〜３８が形成されている。この実施例では、第１支持部材３２が第２支持部材３３より大きなコの字型断面をしており、第２支持部材３３の一部が第１支持部材３２の内側に収まる構造になっている。第１支持部材３２と第２支持部材３３をピン３４で連結するには、各支持部材３２，３３の開口部を互いに向き合うようにして、第２支持部材３３を第１支持部材３２内に収容した状態で、挿通孔３５〜３９にピン３４を挿通させる。また、ピン３４の一端部には、挿通孔３５〜３８からピン３４が脱落するのを防止する止め輪３９が取り付けられている（図２参照）。このように、第１支持部材３２と第２支持部材３３とをピン３４を介して連結することにより、第１支持部材３２は第１支持部材３２に対してピン３４を中心に回動可能となっている。
【００５８】
また、上記押圧部材２３の押圧面２３ａは、長手方向に渡って波打つように形成されている。すなわち、押圧部材２３は、凸状に形成された凸面部Ｄ１と、凹状に形成された凹面部Ｄ２を長手方向に交互に有している。
【００５９】
図５において、（Ａ）は定着ローラ２１の断面図、（Ｂ）は押圧部材２３及び支持部材２４の断面図である。なお、図５の（Ａ）（Ｂ）に示す定着ローラ２１及び押圧部材２３は、互いに圧接しておらず、押圧力が作用しない状態である。
【００６０】
図５（Ａ）において、符号Ｑｃは正クラウン部Ｃ１において最も突出した頂部を示し、符号Ｕｃは逆クラウン部Ｃ２において最も凹んだ底部を示す。また、同図において、正クラウン部Ｃ１の頂部Ｑｃと逆クラウン部Ｃ２の底部Ｕｃとの直径方向（厚さ方向）の中間位置を通る仮想線Ｌ（図の二点鎖線）を基準線と呼称すると、この基準線Ｌは定着ローラ２１の軸線（図示省略）に対して略平行を成すストレート状に形成されている。
【００６１】
ここで、「略平行を成すストレート状」とは、シリコーンゴム層の研磨精度から円筒度０．１ｍｍ以下としている。また、ここでいう「円筒度」とは、定着ローラ２１の基準線Ｌにおける円筒度であり、以下のように測定したもので定義する。まず、定着ローラ２１を周方向に所定数に等分し（例えば３〜１６等分し）、それぞれの軸方向に凹凸起伏形状（正クラウン部と逆クラウン部）をレーザ変位計又は触針計等の変位測定装置で測定する。その測定した形状のプロファイルから、各凸部（正クラウン部）の頂部と各凹部（逆クラウン部）の底部との直径方向の中間位置を特定し、その中間位置を軸方向に結んだ線を周方向のある点における軸方向の基準線形状とする。その軸方向の基準線形状を定着ローラ２１の周方向に上記所定数等分（３〜１６等分）で測定することによって得られる形状が、定着ローラ２１の基準線Ｌの円筒形状と定義する。従って、円筒度０．１ｍｍ以下とは、上記測定によって得られる定着ローラ２１の基準線Ｌの円筒形状が、互いに半径距離０．１ｍｍだけ離れた同軸の２つの円筒の間にあることを意味する。
【００６２】
また、図５（Ａ）において、基準線Ｌに対する正クラウン部Ｃ１の頂部Ｑｃの突出量と逆クラウン部Ｃ２の底部Ｕｃの凹み量を、図中の符号δｆ０〜δｆ３で示すと、これらの突出量及び凹み量δｆ０〜δｆ３は、δｆ０＞δｆ１＞δｆ２＞δｆ３の関係となっている。つまり、これらの突出量及び凹み量は、定着ローラ２１の軸方向中央部側から軸方向端部側へ小さくなるように設定されている。なお、この実施例では、定着ローラ２１は軸方向中央部に対して対称に構成されているため、対称位置にある頂部Ｑｃ又は底部Ｕｃの突出量又は凹み量は同じ値となるため、同じ符号で示している。
【００６３】
次に、図５（Ｂ）において、符号Ｑｄは正クラウン部Ｄ１において最も突出した頂部を示し、符号Ｕｄは逆クラウン部Ｄ２において最も凹んだ底部を示す。また、同図において、凸面部Ｄ１の頂部Ｑｄと凹面部Ｄ２の底部Ｕｄとの厚さ方向の中間位置を通る仮想線Ｍ（図の二点鎖線）を基準線と呼称すると、この基準線Ｍは、長手方向中央部で定着ローラ２１側へ最も大きく突出する凸状に形成されている。つまり、押圧部材２３の長手方向中央部の厚さｔｐｍは、長手方向端部の厚さｔｐｅよりも厚く形成されている。この場合、長手方向中央部に凸面部Ｄ１の頂部Ｑｄを配設することで、長手方向中央部において押圧部材２３の厚さが最も厚くなるようにしている。なお、押圧部材２３の上記「厚さ方向」とは、記録用紙の搬送面に対して直交する方向をいう。
【００６４】
また、図５（Ｂ）において、基準線Ｍに対する凸面部Ｄ１の頂部Ｑｄの突出量と凹面部Ｄ２の底部Ｕｄの凹み量を、図中の符号δｐ０〜δｐ３で示すと、これらの突出量及び凹み量δｐ０〜δｐ３は、δｐ０＞δｐ１＞δｐ２＞δｐ３の関係となっている。つまり、突出量及び凹み量は、押圧部材２３の長手方向中央部側から長手方向端部側へ小さくなるように設定されている。なお、この実施例では、押圧部材２３は長手方向中央部に対して対称に構成されているため、対称位置にある頂部Ｑｄ又は底部Ｕｄの突出量又は凹み量は同じ値となるため、同じ符号で示している。また、図５（Ｂ）に示す実施例では、最も大きく突出した凸面部Ｄ１を、１つだけ押圧部材２３の中央部に配設しているが、押圧部材２３の中央部及びその近傍に、最も大きく突出した（同じ突出量の）凸面部Ｄ１を２つ以上並べて配設してもよい。
【００６５】
押圧部材２３によって定着ローラ２１を押圧する場合は、定着ローラ２１の正クラウン部Ｃ１と押圧部材２３の凹面部Ｄ２を対応させると共に、定着ローラ２１の逆クラウン部Ｃ２と押圧部材２３の凸面部Ｄ１を対応させて配置する。つまり、押圧部材２３と定着ローラ２１の互いの凹と凸を対応させて配設する。
【００６６】
また、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、押圧部材２３の突出量及び凹み量δｐ０〜δｐ３と、定着ローラ２１の突出量及び凹み量量δｆ０〜δｆ３との関係は、δｐ０＞δｆ０、δｐ１＞δｆ１、δｐ２＞δｆ２、δｐ３＞δｆ３となっている。すなわち、凸面部Ｄ１及び凹面部Ｄ２の突出量及び凹み量δｐ０〜δｐ３は、対応して配設される正クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２の突出量及び凹み量δｆ０〜δｆ３よりも大きくなるように構成されている。
【００６７】
また、図５（Ｂ）に示すように、第２支持部材３３の長手方向両端部に、それぞれバネ２５が配設されている。従って、第２支持部材３３はその両端部において一対のバネ２５からの付勢力を受ける。これに対し、第１支持部材３２は軸方向中央部に配設されたピン３４を介して第２支持部材３３から荷重Ｇを受けるようになっている。
【実施例２】
【００６８】
図６に本発明の実施例２に係る定着装置の要部を示す。
図６に示すように、本発明の実施例２においても、上記実施例１と同様に、押圧部材２３において、凸面部Ｄ１の頂部Ｑｄと凹面部Ｄ２の底部Ｕｄとの厚さ方向の中間位置を通る基準線Ｍを、長手方向中央部で最も大きく突出する凸状に形成している。ただし、この場合は、上記実施例１と異なり、第１支持部材３２をストレートの状態から長手方向中央部において寸法δだけ凸形状に曲げ加工することによって、前記基準線Ｍを凸状に形成している。一方、基準線Ｍの厚さｔ（又は基準線Ｍと第１支持部材３２との距離）は長手方向に渡って一定となるようにしている。なお、本発明の実施例２において、凸面部Ｄ１及び凹面部Ｄ２の突出量及び凹み量δｐ０〜δｐ３は、実施例１と同様に、押圧部材２３の長手方向中央部側から長手方向端部側へ小さくなるように設定されている（δｐ０＞δｐ１＞δｐ２＞δｐ３）。
【実施例３】
【００６９】
図７に本発明の実施例３に係る定着装置の要部を示す。
本発明の実施例３では、第１支持部材３２と第２支持部材３３との支持構造が、上記実施例１と異なる。具体的には、図７に示すように、第２支持部材３３の長手方向中央部に、第１支持部材３２側へ突出した円弧状又は弧状の突起部４０が形成されており、この突起部４０を第１支持部材３２へ対向させて、第２支持部材３３を第１支持部材３２内に収容して組み付けるようになっている。このように第２支持部材３３を第１支持部材３２内に収容して組み付け、図示しない付勢手段によって第２支持部材３３が第１支持部材３２側へ付勢されることにより、突起部４０が第１支持部材３２の長手方向中央部に当接するため、第１支持部材３２は中央部において突起部４０から荷重を受けるようになっている。また、第１支持部材３２と第２支持部材３３とを組み付けた状態で、第１支持部材３２は突起部４０との当接部を中心に回動可能に構成される。
【００７０】
以上のように、本発明の実施例３は、第２支持部材３３の突起部４０を第１支持部材３２に当接させることによって、第１支持部材３２に対する押圧と回動の自由を実現している。従って、本発明の実施例３は、上記本発明の実施例１のようなピン３４を設ける必要がないので、部品点数の削減と低コスト化を図れる。
【実施例４】
【００７１】
図８に本発明の実施例４に係る定着装置の要部を示す。
図７に示す上記実施例３では、第２支持部材３３に突起部４０を設けたが、図８に示す実施例４では、第１支持部材３２の長手方向中央部に、第２支持部材３３側へ突出した円弧状又は弧状の突起部４１を設けている。また、この実施例４では、第２支持部材３３が第１支持部材３２より大きなコの字型断面をしており、第１支持部材３２の一部が第２支持部材３３の内側に収まる構造になっている。第１支持部材３２を第２支持部材３３内に収容して組み付けた状態で、図示しない付勢手段によって第２支持部材３３が第１支持部材３２側へ付勢されることにより、突起部４１が第２支持部材３３に当接する。このように組み付けた状態で、第１支持部材３２は、突起部４１と第２支持部材３３との当接部において荷重を受けると共にその当接部を中心に回動可能となる。
【００７２】
なお、上述の本発明の実施例２〜４において、上述の構成以外は本発明の実施例１の構成と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
また、第１支持部材３２及び第２支持部材３３の少なくとも一方の断面形状を、コの字型とすれば、第１支持部材３２又は第２支持部材３３の製作が容易で、小型、軽量化にも適しており、押圧力に対する強度も確保しやすくなる。第１支持部材３２及び第２支持部材３３の好ましい形態としては、その他にも、長手方向に対する垂直断面の形状をロの字型、Ｔ字型、Ｉ字型、Ｍ字型、Ｕ字型、中空円型などにしてもよい。さらに、図７と図８に示す実施例に、図６に示す曲げ加工した第１支持部材３２の構成を適用することも可能である。
【００７４】
以下、本発明の作用・効果について説明する。
上述のように本発明に係る定着装置は、押圧部材２３と定着ローラ２１の互いの凹と凸を対応させて配設し、その状態で加圧ベルト２２を定着ローラ２１に圧接させている。これにより、押圧部材２３と定着ローラ２１の間に挟まれた加圧ベルト２２は、その挟まれた箇所において湾曲されるため、定着ニップＮも波打つように湾曲して形成される。
【００７５】
そして、画像の定着処理を行う際、定着ニップＮに記録用紙を通過させると、記録用紙は定着ニップＮにおいて波打つように湾曲された状態で搬送される。このように、定着ニップＮにおいて記録用紙を湾曲させることにより、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させて定着ニップＮから搬出することができる。これにより、記録用紙を定着ローラ２１に巻き付くことなく搬出することが可能となるので、記録用紙の分離性が向上することとなる。
【００７６】
しかしながら、記録用紙を湾曲させながら搬送する場合、記録用紙にシワが発生する虞がある。
以下、押圧部材２３と定着ローラ２１の圧力分布と紙シワの発生の関係について、図９を用いて説明する。図９に示す各矢印は以下のとおりである。矢印Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、押圧部材２３における定着ローラ２１に対する押圧力である。矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、定着ローラ２１の回転速度Ａの回転駆動によって発生する加圧ベルト２２との定着ニップＮにおける定着ローラ２１の軸方向に渡る搬送力である。矢印Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、押圧部材２３の押圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３によって発生する加圧ベルト２２の内面の摩擦負荷抵抗力である。矢印Ｖは、加圧ベルト２２の幅方向に渡るの速度分布を示す。ここで、上記各矢印の符号に付く数字は軸方向又は長手方向の位置を示しており、数字１，３は両端部、数字２は中央部を表している。
【００７７】
一般に、記録用紙に回転するゴムローラを押し付けて搬送する場合、記録用紙の搬送速度は、ゴムローラの弾性変形量、すなわち押し付け荷重に依存して速度が速くなることが知られている（非特許文献１参照）。そのため、定着ニップＮの幅ｈが定着ローラ２１の表面の弾性変形によって形成される場合には、加圧ベルト２２は定着ローラ２１の弾性変形量に依存した速度で搬送される。しかしながら、この実施例では、定着ニップＮの幅ｈは、表面が定着ローラ２１の外周面に沿って密着するように凹状の湾曲をしている押圧部材２３によって形成されており、さらに押圧部材２３が柔らかく、押圧部材２３の押圧によって生じる押圧部材２３の弾性変形の方が定着ローラ２１の弾性変形よりも大きいことから、加圧ベルト２２の定着ローラ２１から伝達される移動速度Ａは、定着ローラ２１の弾性変形による影響は小さく、ほぼ定着ローラ２１の周速、すなわち定着ローラ２１の半径に対応した速度となる。
【００７８】
一方、加圧ベルト２２には、定着ローラ２１と接することで定着ローラ２１の回転速度Ａによって搬送力Ｆ１〜Ｆ３が作用する反面、押圧部材２３と接する加圧ベルト２２の内周面には押圧部材２３の押圧力Ｐ１〜Ｐ３によって摩擦負荷抵抗力Ｒ１〜Ｒ３が作用している。そのため、加圧ベルト２２の搬送速度Ｖは、上述した定着ローラ２１から伝達される回転速度Ａのほかに、摩擦負荷抵抗力Ｒ１〜Ｒ３に比例する影響がある。すなわち、加圧ベルト２２の搬送速度Ｖは、定着ローラ２１の回転速度Ａから押圧部材２３の摩擦負荷抵抗Ｒ１〜Ｒ３による速度減少が発生する。この摩擦負荷抵抗力Ｒ１〜Ｒ３は、押圧部材２３と加圧ベルト２２の内周面との摩擦係数が一定とすると、押圧部材２３の押圧力Ｐ１〜Ｐ３に比例して大きくなる。
【００７９】
本発明の各実施例では、押圧部材２３の基準線Ｍを長手方向中央部で最も大きく突出する凸状に形成し、定着ローラ２１の基準線Ｌをストレート状に形成しているので（図５（Ｂ）参照）、押圧部材２３の中央部の押圧力Ｐ２は、端部の押圧力Ｐ１，Ｐ３よりも大きくなる。言い換えれば、定着ローラに２１対する押圧部材２３の押圧力が、定着ニップＮの端部よりも中央部において大きくなる。その結果、中央部における摩擦負荷抵抗力Ｒ２が端部における摩擦負荷抵抗力Ｒ１，Ｒ３よりも大きくなるため、中央部での加圧ベルト２２の速度Ｖ２は、両端の速度Ｖ１,Ｖ３よりも遅くなる。言い換えれば両端の速度Ｖ１,Ｖ３が中央の速度Ｖ２よりも相対的に速くなる。これにより、記録用紙の搬送速度分布も加圧ベルト２２の搬送速度分布Ｖに倣うことから、搬送される記録用紙のシワの発生が防止できる。
【００８０】
次に、図５（Ｂ）に示す押圧部材２３の基準線Ｍの突出量αの設定方法について説明する。上述の図９において、定着ローラ２１は、図示していない画像形成装置のフレームに両端が軸受け機構等により支持されており、押圧部材２３の押し付けによって定着ローラ２１の表面は、中央部が凹にたわむことになる。なお、図９では、定着ローラ２１の表面のたわみは誇張して表している。この定着ローラ２１のたわみ量が大きくなるほど、中央部での押圧力Ｐ２は低下することとなり、その結果、中央部の用紙搬送速度が速くなり紙しわが発生しやすくなる。特に、小型化による小径の定着ローラを用いる定着装置では、芯金の剛性が低下するため、定着ローラのたわみによる紙しわの発生が顕著となる。従って、本発明では、押圧部材２３を中央部で最も大きく突出する凸状に形成することによって、定着ローラ２１のたわみ分を補償して中央部の押圧力Ｐ２が大きくなるようにして紙シワの発生を防止している。具体的には、押圧部材２３における基準線Ｍの突出量と押圧部材２３自体のたわみ量の合計が、定着ローラ２１のたわみ量よりも多くすることで紙シワの発生が防止できる。ただし、基準線Ｍの突出量を大きくしすぎると、記録用紙の両端部で押圧部材２３の押圧力が低下し、その結果トナーが十分に定着できなくなるという不具合が発生する恐れがある。基準線Ｍの突出量と押圧部材２３自体のたわみ量との合計の適正範囲としては、定着ローラ２１のたわみ量に対して、０．０５〜０．２ｍｍ大きくすることが望ましく、より好ましくは０．１ｍｍ程度大きくするのが良い。また、この場合の中央部と端部の押圧力の比は、中央部が端部の１．２〜４倍、好ましくは２〜３倍の押圧力となることが望ましい。
【００８１】
この実施例では、定着ローラ２１の芯金の外径０．２５ｍｍ、芯金の肉厚０．５ｍｍ、芯金材質が鉄であり、押圧部材２３の押し付け荷重が３９２Ｎであり、定着ローラ２１のたわみは０．２ｍｍである。これに対して、第１支持部材３２がたわむことによる押圧部材２３のたわみが０．１ｍｍであることから、押圧部材２３の基準線Ｍの突出量は０．２ｍｍとしている。結果として、この実施例では、基準線Ｍの突出量と押圧部材２３自体のたわみ量との合計は、０．３ｍｍとなり、定着ローラ２１のたわみ０．２ｍｍとの差は０．１ｍｍと適正な範囲にある。
【００８２】
また、上記本発明の実施例１では、第１支持部材３２は中央部に配設したピン３４を介して第２支持部材３３から荷重Ｇを受けるようになっている（図５（Ｂ）参照）。このため、第１支持部材３２に支持された押圧部材２３の荷重点も、その長手方向の中央部となる。従って、本発明は、上述した押圧部材２３の基準線Ｍを中央部において凸状に形成したことによる効果の他に、押圧部材２３の荷重点が長手方向中央部となる加圧構造によっても、押圧部材２３の中央部の押圧力Ｐ２を、端部の押圧力Ｐ１，Ｐ３よりも大きくすることができる。これによっても、上記と同様に、中央部における摩擦負荷抵抗力Ｒ２が端部における摩擦負荷抵抗力Ｒ１，Ｒ３よりも大きくすることができ、その結果、中央部での加圧ベルト２２の速度Ｖ２は、両端の速度Ｖ１,Ｖ３よりも遅くなるため、搬送される記録用紙のシワの発生が防止できる。
【００８３】
さらに、第１支持部材３２がピン３４を中心に回動可能となっていることにより、押圧部材２３の長手方向における押圧力の分布を安定化させる効果がある。定着ローラ２１は、図示しない画像形成装置本体の支持部に支持されているが、定着ローラ２１自体の振れや定着ローラ２１の回転駆動力によっては画像形成装置本体の支持部に捩れが発生することがある。そうすると、押圧部材２３を保持して定着ローラ２１へ当接させる第２支持部材３３は、相対的に左右に傾くことになる。しかしながら、この実施例では、第２支持部材３３が左右に傾いても押圧部材２３の荷重点は、ピン３４によって常に中央部にあり、その結果、定着ローラ２１への押圧部材２３の長手方向の圧力分布は、中央部において大きく端部において小さくなるよう一定に保たれることとなる。このようにして、定着ローラ２１に対する押圧部材２３の長手方向の圧力分布を、常に中央部で大きくなるようにすることができ、記録用紙にシワの発生のない安定した定着装置が実現できる。
【００８４】
また、図７又は８において説明した本発明の実施例３又は４においても、第１支持部材３２は長手方向中央部において荷重を受けると共に回動可能となっているため、上記と同様に、押圧部材２３の圧力分布を中央部において大きく端部において小さくすると共に、その圧力分布を安定化させる効果を発揮することが可能である。
【００８５】
また、押圧部材２３は、定着ローラ２１の表面よりも柔らかい弾性体であることが好ましい。このようにすることによって、定着ローラ２１が押圧部材２３から押圧力を受けても定着ローラ２１はほとんど歪むことがない。このため、定着ローラ２１の軸方向に渡る周速度は変化せず、定着ローラ２１による記録用紙の搬送に影響を与えないので、安定した搬送性を維持することができる。また、押圧部材２３により押圧される定着ローラ２１の変形を小さくし、定着ローラ２１の表面の永久歪みの発生を防止することができる。これにより、定着ローラ２１に永久歪みが発生することによる記録用紙の搬送速度のばらつきを抑制することができ、その結果、記録用紙のシワの発生を抑制することが可能となる。
【００８６】
また、上述のように、本発明では、押圧部材２３の押圧力が中央部と端部とで異なっているが、押圧部材２３の押圧面を定着ローラ２１の外周面に沿って凹状に形成したことにより、定着ニップＮの幅ｈを一定の幅に確保することができる。これにより、良好な定着性を確保することが可能である。
【００８７】
上述のように、本発明は、押圧部材２３の基準線Ｍを長手方向中央部で最も大きく突出する凸状に形成し、定着ローラ２１の基準線Ｌをストレート状に形成している。また、これと反対に、押圧部材２３の基準線Ｍをストレート状に形成し、定着ローラ２１の基準線Ｌを軸方向中央部で最も突出する凸状に形成することによっても、押圧部材２３の中央部の押圧力を端部の押圧力よりも大きくすることが可能である。しかし、以下の２つの理由から、本発明では、定着ローラ２１の基準線Ｌをストレート状に形成している。１つは、定着ローラの表面温度の問題であり、もう１つは、記録媒体の搬送速度分布の問題である。
【００８８】
まず、定着ローラの表面温度の問題について説明する。本発明と反対に、定着ローラ２１の基準線Ｌを軸方向中央部で最も突出する凸状に形成すると、定着ローラ２１の厚さが中央部において厚くなるため、定着ローラ２１の表面温度を軸方向に渡って均一に維持することが困難となる。その結果、定着ローラ２１の表面温度のばらつきが大きくなると、画像の光沢ムラ等の不具合が生じる虞がある。なお、このような光沢ムラ等の不具合は、定着ローラ２１の芯金２１ａを中央部で厚く形成した場合も生じる虞があるが、シリコーンゴム層２１ｂを中央部で厚く形成した場合の方が顕著となる。また、定着ローラ２１の表面温度を均一に維持して光沢ムラ等を抑制するために、定着ローラ２１の厚い部分におけるヒータの発熱量を大きくし、薄い部分における発熱量を小さくすることも考えられるが、このようにすると、発熱量が大きい箇所において定着ローラ２１のシリコーンゴム層２１ｂの熱劣化を招く虞がある。また、定着ローラ２１の基準線Ｍを凸状に形成すると、特に定着ローラ２１の中央部においてシリコーンゴム層２１ｂが厚くなるため、中央部におけるヒータ３１からの熱の伝達が遅くなり、ウォームアップ等に要する加熱時間が長くなってしまうことも考えられる。一方、押圧部材２３は加圧ベルト２２を介して定着ローラ２１から熱が伝達されるため、定着ローラ２１の表面温度管理ができていれば、押圧部材２３の基準線Ｍを凸状に形成しても上記表面温度のばらつきが大きくなる不具合はない。
【００８９】
次に、記録用紙の搬送速度分布の問題について説明する。本発明と反対に、定着ローラ２１の基準線Ｌを軸方向中央部で最も突出する凸状に形成すると、定着ローラ２１の軸方向中央部において径が大きくなるため、中央部の搬送速度（周速度）が端部の搬送速度（周速度）よりも速くなる。その結果、中央部での加圧ベルト２２の速度を両端での速度よりも遅くすることができないため、記録用紙にシワが発生する虞がある。一方、押圧部材２３は回転しないため、押圧部材２３の基準線Ｍを凸状に形成しても上記のような搬送速度分布の問題は生じない。
【００９０】
従って、本発明は、上記のような問題を生じないように、押圧部材２３の基準線Ｍを凸状に形成すると共に、定着ローラ２１の基準線Ｌをストレート状に形成することによって、記録用紙のシワを効果的に防止しつつ、光沢ムラや加熱時間の長期化等の不具合を抑制するようにしている。
【００９１】
また、本発明では、押圧部材２３と定着ローラ２１の互いの凹と凸を対応させて押圧することにより、定着ニップＮを湾曲させているが、定着ローラ２１や押圧部材２３の形状誤差や取付誤差等により、互いの凹と凸を完全に一致するように配設することは困難である。定着ローラ２１や押圧部材２３の形状誤差や取付誤差によって、万が一、定着ニップＮに隙間が生じた場合は、定着不良や紙シワ等が発生する虞がある。そのため、本発明では、押圧部材２３の凸面部Ｄ１及び凹面部Ｄ２の突出量及び凹み量δｐ０〜δｐ３を、対応する定着ローラ２１の正クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２の突出量及び凹み量δｆ０〜δｆ３よりも大きくなるようにしている（図５（Ａ）（Ｂ）参照）。これにより、定着ローラ２１と押圧部材２３とを圧接させる際に、互いの凹と凸との間に位置ずれが生じても、凹と凸との噛み合わせ誤差を吸収して、定着ニップＮに隙間を生じさせないようにすることができ、定着不良や紙シワの発生を防止することができる。
【００９２】
また、上記位置ずれによる噛み合わせ誤差を吸収するには、上記本発明の実施例とは反対に、定着ローラ２１の正クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２の突出量及び凹み量を、押圧部材２３の凸面部Ｄ１及び凹面部Ｄ２の突出量及び凹み量よりも大きくすることによっても実現可能である。しかし、以下の２つの理由から、本発明では、押圧部材２３の突出量及び凹み量を、定着ローラ２１の突出量及び凹み量よりも大きくしている。１つは、定着ローラの表面温度の問題であり、もう１つは、記録用紙の搬送速度分布の問題である。
【００９３】
まず、定着ローラの表面温度の問題について説明する。本発明と反対に、定着ローラ２１の突出量及び凹み量を、押圧部材２３の突出量及び凹み量よりも大きくすると、定着ローラ２１の表面の凹凸が大きくなるのに伴い定着ローラ２１が厚くなるため、ウォームアップ等に要する加熱時間が長くなってしまう。さらに、定着ローラ２１の表面の凹凸が大きくなるほど、定着ローラ２１の軸方向に渡って表面温度を均一に維持することが困難となるため、定着ローラ２１の表面温度のばらつきが大きくなり、画像の光沢ムラ等の不具合が生じる虞もある。この場合、定着ローラ２１の厚い部分におけるヒータの発熱量を大きくし、薄い部分における発熱量を小さくすることによって、定着ローラ２１の表面温度を均一に維持することも可能であるが、発熱量が大きい箇所ではシリコーンゴム層２１ｂの熱劣化を招く虞がある。一方、押圧部材２３は加熱ベルト２２を介して定着ローラ２１から熱が伝達されるため、押圧部材２３の凹凸（凸面部と凹面部）を大きくして厚くなっても、上記のような問題は生じない。
【００９４】
次に、記録用紙の搬送速度分布の問題について説明する。本発明と反対に、定着ローラ２１の突出量及び凹み量を、押圧部材２３の突出量及び凹み量よりも大きくすると、正クラウン部Ｃ１と逆クラウンＣ２との間で周速度が大きく異なるようになるため、局部的に記録用紙の搬送速度差が大きくなる。その結果、特に薄い記録用紙を搬送する場合、搬送速度差が大きい部分においてシワが発生する虞がある。一方、押圧部材２３は回転しないため、押圧部材２３の突出量と凹み量を大きくしても上記のような搬送速度分布の問題は生じない。
【００９５】
従って、本発明は、上記のような問題を生じないように、押圧部材２３の突出量及び凹み量を、定着ローラ２１の突出量及び凹み量よりも大きくしている。これにより、上記位置ずれによる噛み合わせ誤差を吸収して、記録用紙のシワを効果的に防止することができると共に、光沢ムラや加熱時間の長期化等の不具合を抑制することが可能となる。
【００９６】
また、本発明では、押圧部材２３の中央部での押圧力を大きくしているため、定着ローラ２１と押圧部材２３の中央部においてそれぞれの凹凸（正クラウン部Ｃ１・逆クラウン部Ｃ２・凸面部Ｄ１・凹面部Ｄ２）の突出量と凹み量が小さいと、定着ローラ２１と押圧部材２３を圧接させたときに、噛み合わせた凹と凸が大きく弾性変形して潰され、定着ニップＮを十分に湾曲させることができない虞がある。そして、定着ニップＮを十分に湾曲させることができないと、記録用紙を湾曲させて見かけ上の剛性を向上させる効果が小さくなるため、記録用紙を定着ローラ２１から分離させることができなくなる。そのため、本発明は、定着ローラ２１と押圧部材２３の中央部において凹凸（正クラウン部Ｃ１・逆クラウン部Ｃ２・凸面部Ｄ１・凹面部Ｄ２）の突出量と凹み量を大きく設定することにより、凹と凸に大きな押圧力が作用しても、定着ニップＮを十分に湾曲させて記録用紙の良好な分離性を確保するようにしている。
【００９７】
一方、押圧部材２３の端部では押圧力を小さくしているため、定着ローラ２１と押圧部材２３の端部においてそれぞれの凹凸（正クラウン部Ｃ１・逆クラウン部Ｃ２・凸面部Ｄ１・凹面部Ｄ２）の突出量と凹み量が大きいと、噛み合わせた凹と凸の噛み合わせの誤差が吸収できない虞がある。凹と凸の噛み合わせの誤差が吸収できないと、端部において均一な定着ニップを形成することができず、定着不良や紙シワ等が発生してしまう。そのため、本発明は、定着ローラ２１と押圧部材２３の端部において凹凸（正クラウン部Ｃ１・逆クラウン部Ｃ２・凸面部Ｄ１・凹面部Ｄ２）の突出量と凹み量を小さく設定することによって、小さい押圧力であっても、凹と凸の噛み合わせを十分に確保し、良好な画像形成を実現するようにしている。
【００９８】
また、定着ローラ２１と押圧部材２３とを圧接しない無負荷状態において、定着ローラ２１と押圧部材２３のそれぞれの凹凸（正クラウン部Ｃ１・逆クラウン部Ｃ２・凸面部Ｄ１・凹面部Ｄ２）の突出量と凹み量は、０．２ｍｍ以上であって１ｍｍ以下であることが好ましい。これらの突出量と凹み量を０．２ｍｍ以上とするのが好ましいのは、突出量と凹み量が０．２ｍｍ未満となると、定着ニップＮにおいて記録用紙の湾曲量が少なくなり、記録用紙を良好に分離させるために必要な記録用紙の見かけ上の剛性が得られなくなるからである。また、突出量と凹み量を１ｍｍ以下とするのが好ましいのは、突出量と凹み量が１ｍｍを越えると、凹の箇所と凸の箇所における搬送速度差が大きくなり記録用紙にシワが発生する虞があるからである。従って、定着ローラ２１と押圧部材２３のそれぞれの凹凸の突出量と凹み量を上記の範囲に設定することによって、記録用紙の見かけ上の剛性を十分に確保して記録用紙の定着ローラへの巻き付きを確実に抑制することができると共に、記録用紙にシワを発生させずに搬出することができ、良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００９９】
以下に、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下に示す実施例によってなんら限定されるものではない。なお、以下に示す％は、特に断りがない限りいずれも質量基準である。
【０１００】
本発明の定着装置に関する実施例を示す。図１０は、以下の３つのケースの定着装置の構成について、それぞれ押圧部材の押圧力の圧力分布、記録用紙の速度分布、紙シワの発生状況について評価した結果を示している。
・ケース（１）：実施例（押圧部材の基準線（図の二点鎖線）の形状を中央部において最も突出した凸状（突出量０．２ｍｍ）とし、荷重点が長手方向中央）の場合。
・ケース（２）：比較例（押圧部材の基準線（図の二点鎖線）の形状をフラットにし、荷重点は長手方向中央）の場合。
・ケース（３）：比較例（押圧部材の基準線（図の二点鎖線）の形状をフラットにし、荷重点は長手方向両端２カ所）の場合。
【０１０１】
押圧力の圧力分布は、ニッタ株式会社製の圧力分布測定システム（Ｉ−ＳＣＡＮ）を用いて、加圧ベルトを介して押圧部材が定着ローラと当接する長手方向の圧力分布を測定した結果である。また、記録用紙の速度分布は、以下の手順にて測定した結果である。先ず、定着ローラへ転移する特殊なトナーで先端部のみ印字したＡ４サイズの記録用紙を用意し、その記録用紙先端３０ｍｍの位置から後端まで、記録用紙幅方向に３０ｍｍの間隔でスリットをいれて、定着装置に通す。すると、トナーが定着ローラに転移したのち再度記録用紙に転移され、記録用紙には定着ローラの１回転ごとに転移されたトナー画像が形成される。記録用紙速度は、そのトナー画像の距離を測定して求めた結果である。
【０１０２】
紙シワの発生に対する評価は以下の条件にて行った。
・記録用紙：ＲＩＣＯＨ−６２００ （Ａ４サイズ、縦目、坪量６９ｇ／ｍ２）
・  印字モード：白紙、５０枚（４色モード）
・  環境(Ｎ／Ｎ)：２２℃、５５パーセントＲＨ、（記録用紙は開封直後）
・環境(Ｈ／Ｈ)、調湿状態：２８℃、８０パーセントＲＨ、（記録用紙は２５０枚積層した状態で４８時間放置して調湿した状態）
【０１０３】
図１０から判るように、実施例であるケース（１）の場合、すでに説明したように、押圧部材の押圧力の分布は、中央の押圧力Ｐ２が両端の押圧力Ｐ１、Ｐ３よりも大きく中央で凸となる分布となった。中央の押圧力Ｐ２は、両端の押圧力Ｐ１、Ｐ３のほぼ２倍であった。記録用紙の速度分布は、両端部の速度Ｖ１、Ｖ３が中央の速度Ｖ２よりも速くなる凹分布となっている。両端部の速度Ｖ１、Ｖ３は、中央の速度Ｖ２よりも約０．２％速くなった。その結果、紙シワは、両環境(Ｎ／Ｎ)、環境(Ｈ／Ｈ)、調湿状態とも発生しなかった。
【０１０４】
これに対して、比較例であるケース（２）の場合は、押圧部材の形状がフラットのため、圧力分布および記録用紙の速度分布もほぼフラットとなっている。そのため、環境（Ｎ／Ｎ）の開封直後の状態では、紙シワの発生はなかったが、環境（Ｈ／Ｈ）で調湿した状態では１８／５０枚（３６％）に紙しわが発生した。これは以下の理由による。環境（Ｈ／Ｈ）で調湿した記録用紙は水分率が１２〜１６％と多く、定着装置で加熱されると記録用紙の水分率が４％程度まで低減し、その際に記録用紙が収縮して記録用紙に面外変形が起きるからである。そのため、フラットな記録用紙速度分布では、記録用紙の両端を引っ張ることができず、記録用紙の収縮による紙シワの発生を十分防止できなかった。
【０１０５】
また、比較例であるケース（３）の場合は、押圧部材が、フラットなうえ、押圧部材を両端から押し付ける構造のため、押圧部材自体も中央が凹にたわみ変形し、押圧部材の圧力分布は、両端の押圧力Ｐ１、Ｐ３が中央部の押圧力Ｐ２よりも大きくなる凹分布となっている。両端の押圧力Ｐ１、Ｐ３は、中央の押圧力Ｐ２のほぼ２．２倍であった。そのため、本発明における実施例のケース（１）とは反対に、記録用紙速度分布は両端の速度Ｖ１、Ｖ３が中央の速度Ｖ２よりも約０．１％遅くなる長手方向に凸分布となり、その結果、環境（Ｎ／Ｎ）においても半数以上の５０枚中４２枚で紙シワの発生が認められる。環境（Ｈ／Ｈ）で調湿した状態では、５０枚全てに紙シワが発生した。
【０１０６】
以上のように、本発明は、記録用紙を定着ニップから搬出する際に、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させることができるので、記録用紙が定着ローラに巻き付くことを抑制できる。これにより、記録用紙がジャム化する等の不具合を抑制することができ、信頼性の高い定着装置及び画像形成装置を提供することができる。また、本発明は、従来の定着装置のように分離爪や分離ローラを配設しなくても、記録用紙の分離性を向上させることが可能であるので、小型化や低コスト化を図ることができる。さらに、本発明は、記録用紙にシワが発生することも防止することができ、良好な画像形成を行うことが可能である。
【０１０７】
また、本発明者は、定着ニップの湾曲数と、定着ニップから搬出される記録用紙の見かけ上の剛性との関係を調べる試験をした。以下、その試験について詳しく説明する。なお、以下に示す試験において、加圧ベルトの代わりに加圧ローラを適用した定着装置を使用している。
【０１０８】
試験に使用する定着装置として、正クラウン部及び逆クラウン部を有する定着ローラと加圧ローラを備えた定着装置と、正クラウン部及び逆クラウン部を有しない定着ローラと加圧ローラを備えた定着装置を適用した。また、正クラウン部及び逆クラウン部を有する装置は、正クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ３個ずつ有するタイプと、それぞれ７個ずつ有するタイプの２タイプを用意し、各タイプの試験装置において正クラウン部及び逆クラウン部の振幅（高さ）を０．２ｍｍとした。また、試験に使用する全ての定着装置において、定着ローラの弾性層と加圧ローラの弾性層のそれぞれの厚さを１．７ｍｍに設定した。そして、各定着装置において、坪量（単位面積当たりの重量）が６４ｇ／ｍ２、６９ｇ／ｍ２、９０ｇ／ｍ２である各種用紙を搬出したときの各種用紙の見かけ上の剛性を測定した。
【０１０９】
前記各種用紙の見かけ上の剛性の測定方法について簡単に説明する。まず、図１１に示すように、記録用紙Ｐを定着ローラ６１と加圧ローラ６２の間の定着ニップＮを通過させ、記録用紙Ｐの前方の端部に変位測定装置７０からのレーザ光Ｌが照射されたら記録用紙Ｐの搬送を停止する。停止した記録用紙Ｐの振動が無くなってから、撓んだ記録用紙Ｐに変位測定装置７０からレーザ光Ｌを照射し、その記録用紙Ｐの変位を測定する。その後、記録用紙Ｐを所定距離だけ進行させて、再び記録用紙Ｐにレーザ光Ｌを照射し、その変位を測定する。そして、得られた記録用紙Ｐの変位から記録用紙Ｐの見かけ上の剛性を算出する。
【０１１０】
図１２に、定着ニップの湾曲数と各種用紙の見かけ上の剛性との関係を示すグラフを図示する。図１２において、縦軸は記録用紙の見かけ上の剛性を表し、横軸は定着ニップの湾曲数を表している。ここでは、定着ニップの湾曲数を、正クラウン部と逆クラウン部の個数で表している。具体的には、正クラウン部及び逆クラウン部が無い場合は定着ニップの湾曲数は０、正クラウン部と逆クラウン部を３個ずつ有する場合は定着ニップの湾曲数は３と表している。また、同図において、▲でプロットしたのは坪量が９０ｇ／ｍ２の記録用紙の測定値、■でプロットしたのは坪量が６９ｇ／ｍ２の記録用紙の測定値、●でプロットしたのは坪量が６４ｇ／ｍ２の記録用紙の測定値である。
【０１１１】
図１２のグラフを見れば、定着ニップの湾曲が０である定着装置を使用した場合に比べて、定着ニップの湾曲数が３又は７である定着装置を使用した場合は、各種用紙の見かけ上の剛性が大きくなっていることが分かる。さらに、定着ニップの湾曲数が３の場合より７の場合の方が記録用紙の見かけ上の剛性が大きいことから、定着ニップの湾曲数が多いほど各種用紙の見かけ上の剛性を大きくする効果があると推察される。なお、図１２に示す試験結果は、加圧ローラを使用した定着装置に関するものであるが、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させる効果は、定着ニップの凹凸形状によるため、特に加圧部材が加圧ローラか加圧ベルとかによって大きな差はなく、加圧ベルトを有する本発明の定着装置においても、同様の作用・効果を得られると考えられる。
【０１１２】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明の定着装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも搭載することが可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
２０    定着装置
２１    定着ローラ
２２    加圧ベルト
２３    押圧部材
２４    支持部材
２５    バネ（付勢手段）
３１    ヒータ（発熱体）
３２    第１支持部材
３３    第２支持部材
３４    ピン
４０    突起部
４１    突起部
Ｃ１    正クラウン部
Ｃ２    逆クラウン部
Ｄ１    凸面部
Ｄ２    凹面部
Ｌ      基準線
Ｍ      基準線
Ｐ      記録用紙（記録媒体）
Ｑｃ    頂部
Ｑｄ    頂部
Ｕｃ    底部
Ｕｄ    底部
δｆ０〜δｆ３  突出量、凹み量
δｐ０〜δｐ３  突出量、凹み量
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１４】
【特許文献１】特開平７−１４０８３１号公報
【特許文献２】特開２００７−３１０２１０号公報
【非特許文献】
【０１１５】
【非特許文献１】日本ゴム協会誌  第６２巻  第１１号（１９８９）、６８３〜６９４頁
【図１】
2010243897.tif 000003
【図２】
2010243897.tif 000004
【図３】
2010243897.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010243897.tif 000012
【図１１】
2010243897.tif 000013
【図１２】
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