(57)【要約】【課題】加熱ニップ部において回転体表面に異物により傷が発生することを防止できるようにする。【解決手段】回転体１１０と、前記回転体の表面と接触して加熱ニップ部Ｈを形成する加熱体１３１と、を有し、前記加熱体により前記加熱ニップ部を通じて加熱された前記回転体の表面で記録材Ｐ上の画像Ｔを加熱する像加熱装置において、前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向に沿った圧力分布の最高値が、前記加熱ニップ部の前記回転体の回転方向の中間点より、前記回転体の回転方向上流側に存在することを特徴とする。【選択図】図１
2010128271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、前記回転体の表面と接触して加熱ニップ部を形成する加熱体と、を有し、前記加熱体により前記加熱ニップ部を通じて加熱された前記回転体の表面で記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向に沿った圧力分布の最高値が、前記加熱ニップ部の前記回転体の回転方向の中間点より、前記回転体の回転方向上流側に存在することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向に沿った前記圧力分布の最高値が、前記加熱体の前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向上流側の端部により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記加熱体は、発熱体と前記発熱体を有する基板とを有し前記基板と前記回転体とで前記加熱ニップ部を形成しており、前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向に沿った前記基板の中央を通る法線が、前記回転体の回転中心よりも、前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向下流側を通るように、前記基板と前記回転体の位置関係が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記加熱体は、発熱体と前記発熱体を有する基板とを有し前記基板と前記回転体とで前記加熱ニップ部を形成しており、前記基板の前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向上流側端部が前記回転体の回転方向下流側端部よりも、前記回転体側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項５】
回転体と、前記回転体の表面と接触して加熱ニップ部を形成する摺動部材と、前記摺動部材を加熱する加熱体と、を有し、前記加熱体により前記加熱ニップ部を通じて加熱された前記回転体の表面で記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向に沿った圧力分布の最高値が、前記加熱ニップ部の前記回転体の回転方向の中間点より、前記回転体の回転方向上流側に存在することを特徴とする像加熱装置。
【請求項６】
前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向に沿った前記圧力分布の最高値が、前記摺動部材の前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向上流側の端部により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記摺動部材の表層硬度が前記回転体の表層硬度よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記回転体は、弾性層を有するローラであることを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記回転体は、無端状ベルトであることを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機や電子写真プリンターなどの画像形成装置に搭載する定着装置(定着器）として用いて好適な像加熱装置に関する。
【技術分野】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタ等に搭載する定着装置(定着器）として、外部加熱方式の定着装置が知られている。この外部加熱方式の定着装置は、ヒータ等の加熱体と、この加熱体により加熱される定着ローラと、この定着ローラと接触して定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。特許文献１にはこのタイプの定着装置が提案されている。未定着トナー画像を担持する記録材はトナー画像担持面を定着ローラ側に向けて定着ニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。
【０００３】
また、外部加熱方式の定着装置としては、加熱体を定着ローラの外周面（表面）に接触させる接触式と、ハロゲンヒーターなどで非接触に定着ローラ表面を加熱する非接触式とに大別される。接触式の外部加熱方式の定着装置は、セラミックヒータなどの加熱体を直接定着ローラ表面に接触させ熱を伝えるため非接触式に比べ、熱の伝搬効率が高い。
【０００４】
接触式の外部加熱方式の定着装置の場合、定着ローラの回転をスムーズに行なう目的で、発熱体と定着ローラとの間に摺動部材を設ける構成が多く採用されている。その場合の構成は、摺動部材を固定し定着ローラと摺動部材が摺動する方式（摺動式、固定式）と、摺動部材が定着ローラと摺動しないで、定着ローラ表面とともにつれ回る方式（従動式）とに分けられる。熱伝達の効率化と構成の簡素化等の観点から、固定式の外部加熱方式の定着装置の方が利点は多い。
【０００５】
また接触式の外部加熱方式の定着装置の場合、定着ローラ表面への熱伝達効率をより高めるため、熱抵抗となる摺動部材をなくし、摺動部材を介さずに発熱体を直接定着ローラ表面に接触させる構成も採用されている。
【特許文献１】特開２００３−１８６３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記固定式の外部加熱方式の定着装置においては、定着ローラ表面を外部から加熱する加熱体に定着ローラ表面が摺動するため、定着ローラ表面に傷が発生しやすい構成になっていた。
【０００７】
定着ローラ表面に傷が発生する原因は、加熱体と定着ローラ表面の接触部（以下、加熱ニップ部という）に、砂や紙粉等の異物が進入してしまうためである。
【０００８】
上記のように加熱ニップ部に異物が進入し、定着ローラ表面に傷が発生してしまうと、記録材上のトナー画像を定着するときに、その傷がトナー画像上に転写されてしまい、傷の深さや幅によっては縦筋に見えてしまうという画像不良の問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、加熱ニップ部において回転体表面に異物により傷が発生することを防止できるようにした像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための構成は、回転体と、前記回転体の表面と接触して加熱ニップ部を形成する加熱体と、を有し、前記加熱体により前記加熱ニップ部を通じて加熱された前記回転体の表面で記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向に沿った圧力分布の最高値が、前記加熱ニップ部の前記回転体の回転方向の中間点より、前記回転体の回転方向上流側に存在することを特徴とする。
【００１１】
また上記目的を達成するための構成は、回転体と、前記回転体の表面と接触して加熱ニップ部を形成する摺動部材と、前記摺動部材を加熱する加熱体と、を有し、前記加熱体により前記加熱ニップ部を通じて加熱された前記回転体の表面で記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記加熱ニップ部における前記回転体の回転方向に沿った圧力分布の最高値が、前記加熱ニップ部の前記回転体の回転方向の中間点より、前記回転体の回転方向上流側に存在することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加熱ニップ部において回転体表面に異物により傷が発生することを防止できるようにした像加熱装置の提供を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を図面に基いて説明する。
【００１４】
[実施例１]
（１）画像形成装置例
図１５は本発明に係る像加熱装置を定着装置（定着器）として搭載する画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は電子写真式のフルカラーレーザープリンターである。
【００１５】
本実施例１に示す画像形成装置５０は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を形成する第１〜第４の４つの画像形成ステーション（画像形成部）ＳＹ・ＳＭ・ＳＣ・ＳＫを有する。各ステーションＳＹ・ＳＭ・ＳＣ・ＳＫは、像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１を有する。感光ドラム１の外周面（表面）の周囲には、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って帯電器２と露光装置３と現像器５とドラムクリーナー８などがその順に配置されている。また、画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＭ，ＳＫの感光ドラム１表面と対向するように記録材搬送手段としてのエンドレスの記録材搬送ベルト９が設けられている。この記録材搬送ベルト９は、駆動ローラ１２とテンションローラ１４の２つの回転部材に巻きかけられている。またこの記録材搬送ベルト９は、記録材Ｐを静電気を利用して保持できるように誘電体樹脂材料によって形成されている。そしてその記録材搬送ベルト９を挟んで画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＭ，ＳＫの感光ドラム１表面と対向させて転写手段としての転写ローラ１０を配設することによって、感光ドラム１と記録材搬送ベルト９との間に転写部を形成している。
【００１６】
本実施例の画像形成装置５０は、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から出力されるプリント信号に応じて所定の画像形成シーケンスを実行し、その画像形成シーケンスに従って画像形成動作を行なう。各感光ドラム１が矢印方向へ所定の周速度(プロセススピード）で回転される。また、記録材搬送ベルト９が駆動ローラ１２の回転駆動により矢印方向へ感光ドラム１の回転周速度に対応した周速度で周回移動される。
【００１７】
まず１色面のイエローの画像形成ステーションＳＹにおいて、感光ドラム１表面を帯電器２によって所定の極性・電位に一様に帯電する。本実施例では感光ドラム１表面は負極性に帯電される。次に露光装置３が外部装置からの画像情報に応じたレーザー光Ｌを感光ドラム１表面の帯電面に走査露光する。これにより、感光ドラム１表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そしてこの静電潜像が現像器５によりイエローのトナー（現像剤）によって現像され、感光ドラム１表面にトナー画像（現像像）が形成される。同様の、帯電、露光、現像の各工程が２色目のマゼンタの画像形成ステーションＳＭ、３色目のシアンの画像形成ステーションＳＣ、４色目のブラックの画像形成ステーションＳＫにおいても行なわれる。これにより画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＭ，ＳＫの各感光ドラム１表面に各色のトナー画像（現像像）が形成される。
【００１８】
一方、給送カセット７内に積載収容されている記録材Ｐは給送ローラ４により送り出される。その記録材Ｐは、正極性のバイアスが印加された吸着ローラ６によって帯電され、記録材搬送ベルト９の外周面（表面）上に静電吸着して記録材搬送ベルト９により保持される。そしてその記録材Ｐは、記録材搬送ベルト９の周回移動によって記録材搬送ベルト９の回転方向上流側の転写部から回転方向下流側の転写部まで搬送される。各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの転写ローラ９には記録材Ｐの搬送過程においてトナー画像と逆極性の転写バイアスが印加される。各転写ローラ１０はその転写バイアスにより対応する感光体ドラム１表面のトナー画像を記録材Ｐの面上に順番に重ねて転写させ担持させる。これによって記録材Ｐは記録材上にフルカラーの未定着トナー画像を担持する。
【００１９】
フルカラーの未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは記録材搬送ベルト９により定着装置（定着器）１００に搬送される。そしてその記録材Ｐは定着装置１００の後述する定着ニップ部Ｎを通過することによって記録材Ｐの面上に未定着トナー画像が加熱定着される。トナー画像が定着された記録材Ｐは排出ローラ１１によって排出トレー１３上に排出される。
【００２０】
トナー画像転写後の感光体ドラム１表面に残留している転写残トナーはドラムクリーナー８によって除去され回収される。
【００２１】
（２）定着装置
以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。
【００２２】
図１は定着装置１００の横断面模式図である。図２は定着装置１００の長手方向中央部省略の一部切り欠き正面図である。この定着装置１００は、外部加熱方式の定着装置であり、特に定着ローラ表面を加熱体に接触させ摺動させる摺動接触式(固定式）の定着装置である。
【００２３】
本実施例に示す定着装置１００は、回転体としての定着ローラ１１０と、バックアップ部材としての加圧ローラ１２０と、ヒータユニット１３０と、を有する。加圧ローラ１２０は、加圧ローラ１２０の外周面（表面）が定着ローラ１１０の外周面（表面）と接触して定着ニップ部Ｎを形成している。ヒータユニット１３０は、加熱体としてのセラミックヒータ１３１と、このヒータ１３１を保持するヒータホルダー１３７と、を有する。ヒータ１１３は、定着ローラ１１０表面に定着ニップ部Ｎと異なる位置で接触して加熱ニップ部Ｈを形成している。これらの定着ローラ１１０、加圧ローラ１２０、ヒータ１３１及びヒータホルダー１３７は何れも長手方向に細長い部材である。
【００２４】
（２−１）定着ローラの説明
定着ローラ１１０は以下の部材から構成される。基本的には、ＳＵＳやアルミ等の金属製の丸軸状の芯金１１１の外周面をブラスト処理等の表面粗し処理を行なった後、その芯金１１１の外周面上に弾性層１１２をローラ状に設けてなる。
【００２５】
弾性層１１２は、熱容量が大きく、熱伝導率も高い場合、外表面から受ける熱が定着ローラ１１０内部へ吸収されてしまい、定着ローラ１１０の表面温度が上昇しにくくなる。すなわち、できるだけ低熱容量で熱伝導率が低く、断熱効果の高い材質の方が、定着ローラ１１０の表面温度の立ち上がり時間を短縮できる。
【００２６】
弾性層１１２に使用する断熱性の高い材料として、シリコーンゴムを発砲したスポンジゴムか、シリコーンゴム内に中空のフィラーを分散させた気泡ゴムが上げられる。
【００２７】
スポンジゴム、気泡ゴムの熱伝導率は０．１０〜０．１６Ｗ／ｍ・Ｋであり、熱伝導率が０．２５〜０．２９Ｗ／ｍ・Ｋ程度のソリッドゴムよりも約半分の値になっている。また、熱容量に関係する比重はソリッドゴムが約１．０５〜１．３０であるのに対して、スポンジゴム、気泡ゴムが約０．７５〜０．８５であり、低熱容量でもある。
【００２８】
従って、定着ローラ１１０の弾性層１１２の好ましい形態としては、熱伝導率が０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、比重が０．８５以下の断熱効果の高いスポンジゴムや気泡ゴム層の方が好ましい。
【００２９】
定着ローラ１１０の外径は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さくし過ぎると加熱ニップ部Ｈの幅及び定着ニップ部Ｎの幅が狭くなってしまうため、適度な径が必要である。弾性層１１２の肉厚に関しても、薄過ぎれば金属製の芯金１１１に熱が逃げやすくなるため、適度な厚みが必要である。
【００３０】
以上を考慮して本実施例１では、適正な加熱ニップ部Ｈを形成でき、且つ熱容量を抑えるために、肉厚が２ｍｍのスポンジゴムを用いて弾性層１１２を形成し、外径がφ１４ｍｍの定着ローラ１１０を使用した。
【００３１】
弾性層１１２の外周面上には、シリコーンゴムで形成された伝熱効果が高く、ある程度の熱容量を持った蓄熱層１１３（ソリッドゴム層）を設けている。蓄熱層１１３は、熱伝導率が０．５０Ｗ／ｍ・Ｋ〜１．６０Ｗ／ｍ・Ｋであり、比重は約１．０５〜１．３０である。
【００３２】
蓄熱層１１３の厚みが薄い場合、熱容量が小さくなるため、紙などの記録材Ｐへの熱供給が不十分となる。一方、蓄熱層１１３の厚みが大きい場合、素材への熱供給効果は大きくなるが、不要な熱も蓄熱されてしまうため、効率が悪く定着器を暖める時間もかかってしまう。したがって、好ましい蓄熱層１１３の厚みは０．１〜０．３ｍｍの範囲にあり、より好ましくは０．１５ｍｍ程度のものである。
【００３３】
蓄熱層１１３の外周面上には、トナーの離型層として、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる離型層１１４が形成されている。離型層１１４はチューブを被覆させたものでも、表面を塗料でコートしたものであっても良いが、本実施例１では耐久性の優れるチューブを使用した。
【００３４】
離型層１１４の材料は、ＰＦＡの他に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂を用いても良い。あるいは、ＧＬＳラテックスコーティングを施したものであっても良い。
【００３５】
定着ローラ１１０の表面硬度が低くければ、軽圧でも加熱ニップ部Ｈの幅が得られるが、低すぎると耐久性が悪化するため、本実施例１ではＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度（４．９Ｎ荷重）で４０〜４５°とした。
【００３６】
定着ローラ１１０は、芯金１１１の長手方向両端部が装置フレーム１５０の一対の側板１５１に軸受１５２を介して回転可能に保持されている。この定着ローラ１１０は、芯金１１１の長手方向一端部に設けられた駆動ギアＧが駆動源としての定着モータＭにより回転駆動されることによって、矢印Ｒ２方向に表面移動速度１００ｍｍ／ｓｅｃで回転するようになっている。
【００３７】
（２−２）加圧ローラの説明
加圧ローラ１２０は、定着ローラ１１０の熱を奪わないように、低熱容量で低熱伝導率のものが好ましく、本実施例１では定着ローラ１１０と同様の構成のものを用いた。加圧ローラ１２０の外径はφ１４ｍｍであり、鉄製の丸軸状の芯金１２１の外周面上に、厚さ２ｍｍの弾性層１２２（スポンジゴム）を形成し、その弾性層１２２の外周面上に厚さ０．１５ｍｍ程度の蓄熱層１２３（ソリッドゴム）を形成している。そして蓄熱層１２３の外周面上には、最表層として、ＰＦＡからなる離型層１２４が設けられている。
【００３８】
この加圧ローラ１２０は、定着ローラ１１０の下方に定着ローラ１１０と並行に配置されている。そして芯金１２１の長手方向両端部を一対の側板１５１に軸受１５３を介して回転自在に保持させている。そしてその軸受１５３を加圧バネ(加圧部材）１２７により上方向Ａ２へ２．２Ｎの力で押し上げることによって加圧ローラ１１１表面を定着ローラ１１０表面に接触させている。この加圧バネ１２７の加圧力により加圧ローラ１２０と定着ローラ１１０の弾性層１２２，１１２をそれぞれ弾性変形させることによって、加圧ローラ１１１表面と定着ローラ１１０表面との間に幅５ｍｍの定着ニップ部Ｎを形成している。
【００３９】
（２−３）ヒータユニットの説明
図３はヒータの一例の構成模式図である。
【００４０】
ヒータ１３１は、細長いプレート状の基板１３２と、その基板１３２の長手方向に沿って基板１３２の表面（定着ローラ１１０側の面）に形成された発熱抵抗体（以下、発熱体と記す）１３３と、を有する。基板１３２はアルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス基板や、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板より形成されている。発熱体１３３は、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の材料のペーストを、基板１３２の定着ローラ１１０表面と対向する表面上にスクリーン印刷し、その後焼成したものである。発熱体１３３は、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度、長さ３００ｍｍ程度の線状の形態を有する。この発熱体１３３の長手方向両端部には、発熱体１３３に給電するための給電電極部１３５が発熱体１３３と一体に形成してある。そしてその発熱体１３３は発熱体保護層としてのガラス層１３４によって覆われている。ガラス層１３４の厚さは５０μｍである。
【００４１】
ヒータホルダー１３７は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、熱伝導率が低いほど定着ローラ表面の加熱に対する熱効率が高くなる。よってヒータホルダー１３７は、樹脂層の中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包しても良い。
【００４２】
ヒータ１３１のガラス層１３４が定着ローラ１１０表面と対向するように基板１３２を保持しているヒータホルダー１３７は、ヒータホルダー１３７の長手方向両端部が一対の側板１５１に保持されている。そしてその長手方向両端部を加圧バネ（加圧部材）１３８により下方向Ａ１へ所定の加圧力で押し下げることによってヒータ１３１の基板１３２表面のガラス層１３４を定着ローラ１１０表面に接触させている。この加圧バネ１３８の加圧力によって定着ローラ１１０の弾性層１１２を弾性変形させることにより、ヒータ１３１の基板１３２表面と定着ローラ１１０表面との間に所定幅の加熱ニップ部Ｈを形成している。本実施例１では、加圧バネ１３８によってヒータホルダー１３７の長手方向両端部を９．８Ｎの力で加圧することにより、幅約３ｍｍの加熱ニップ部Ｈを形成している。
【００４３】
基板１３２の表面とは反対側の裏面には、ヒータ１３１の温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知素子（温度検知部材）１３６が配置されている。温度検知素子１３６は、ヒータ１３１を温度制御する目的、または異常昇温を監視する目的で設けられている。
【００４４】
（２−４）定着装置の加熱定着動作の説明
プリント信号に応じて駆動制御部（不図示）が定着モータＭ(図２）を駆動して駆動ギアＧを回転させる。これにより定着ローラ１１０は矢印Ｒ２方向へ表面移動速度１００ｍｍ／ｓｅｃで回転する。その際、定着ニップ部Ｎにおける定着ローラ１１０表面と加圧ローラ１２０表面との摩擦力によって加圧ローラ１２０に定着ローラ１１０の回転方向とは逆向きに回転する回転力が作用する。これにより加圧ローラ１２０は定着ローラ１１０と略同じ表面移動速度で矢印Ｒ３方向へ定着ローラ１１０の回転に追従して回転する（図１）。
【００４５】
またプリント信号に応じて温調制御部Ｃ（図３）がヒータ１３１の給電電極部１３５に通電する。その通電により発熱体１３３が発熱しヒータ１３１は急速昇温して定着ローラ１１０表面を加熱する。通電により発熱する発熱体１３３の長さＱ（図３）は定着ローラ１１０の母線方向で装置に利用可能な最大サイズの記録材Ｐの最大通紙幅Ｗ（図２）よりも少し長くしてある。そのヒータ１３１の温度は温度検知素子１３６により検知され、温度検知素子１３６はその検知信号を出力する。温調制御部Ｃは、温度検知素子１３６から出力信号を取り込むとともに、その出力信号に基づいてヒータ１３１の温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するように発熱体１３３への通電量を制御する。これによってヒータ１３１の温度は所定の定着温度に調整される。そしてそのヒータ１３１は加熱ニップ部Ｈを通じて定着ローラ１１０表面を加熱する。
【００４６】
定着ローラ１１０及び加圧ローラ１２０の回転が安定し、かつヒータ１３１の温度が所定の定着温度に維持された状態で、未定着のトナー画像Ｔを担持した記録材Ｐが記録材搬送方向より定着ニップＮに導入される。その記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで定着ローラ１１０表面と加圧ローラ１２０表面とにより挟持搬送される。その搬送過程において記録材Ｐにはヒータ１３１により加熱されている定着ローラ１１０表面の熱と定着ニップ部Ｎの圧力とが加えられ、その熱と圧力とによってトナー画像Ｔは記録材Ｐの面上に加熱定着される。
【００４７】
本実施例１では、ヒータ１３１のガラス層１３４の表面を直接定着ローラ１１０表面に接触させているが、発熱体１３３を覆うように、離型性と摺動性に優れた不図示の加熱摺動層を設けてもよい。
【００４８】
（２−５）加熱ニップ部の圧力分布の説明
次いで本発明の特徴である、加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向に沿った圧力分布の圧力ピーク値（最高値）を、加熱ニップ部の定着ローラの回転方向の中央（中間点）より、定着ローラの回転方向上流側に形成する構成について説明する。
【００４９】
図４は本実施例１に係る定着装置１００の加熱ニップ部Ｈを説明するための図であって、定着ローラ１１０とヒータユニット１３０の横断面模式図である。
【００５０】
図４に示すように、ヒータ１３１の短手方向の中心線Ｌ１（ヒータの定着ローラ１１０と接する面（以下、摺動面Ｓという）に対する垂線（法線））は、定着ローラの回転軸中心線Ｌ２（Ｌ１に対して平行な仮想線）に対して加熱ニップ部Ｈの下流側を通っている。同時に、ヒータ１３１のガラス層１３４の加熱ニップ上流側の端部Ｊが、加熱ニップ部Ｈ内にあり、かつそのガラス層１３４の端部Ｊが、Ｌ２と摺動面Ｓが交わる点のほぼ近傍に位置するようにした。つまり、加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向に沿った圧力分布の圧力ピーク値は、ヒータ１３１の加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向上流側のガラス層１３４の端部Ｊにより形成されている。
【００５１】
ここで、比較例として、従来の定着装置の加熱ニップ部について説明する。
【００５２】
図１６は従来の定着装置の加熱ニップ部を説明するための図であって、定着ローラとヒータユニットの横断面模式図である。なお、従来の定着装置に関し、本実施例１の定着装置１００と同じ部材・部分には同一符号を付している。
【００５３】
従来の定着装置２００において、ヒータ１３１が定着ローラ１１０内部へ侵入する量が最大となる位置、つまり加熱ニップ部Ｈの圧力が最大となる位置は、Ｌ２と摺動面Ｓが交わるところである。図１６に示すように、従来の定着装置２００では、Ｌ１とＬ２が、ほぼ同じ直線上にあった。したがって従来の定着装置２００の場合は、加熱ニップ部Ｈの圧力ピーク位置は、加熱ニップ部Ｈのほぼ中央に形成されていた。
【００５４】
本実施例１の定着装置１００のように、Ｌ１をＬ２に対して加熱ニップ下流側へ配置すると、Ｌ２と摺動面Ｓとの交点が加熱ニップ上流側に移動するため、加熱ニップ部Ｈの圧力ピーク位置が加熱ニップ上流側に形成される。つまり、加熱ニップ部における定着ローラの回転方向に沿ったヒータの基板の中央を通る法線（Ｌ１）が、定着ローラの回転中心（Ｌ２）よりも、加熱ニップ部における定着ローラの回転方向下流側を通るように、基板と定着ローラの位置関係が設定されている。ここで、ヒータ１３１のガラス層１３４の端部Ｊが加熱ニップ部Ｈ内にあるため、そのガラス層１３４の端部Ｊが図１６にて示したようなほぼ直角の端部形状のままであると、定着ローラ１１０表面の離型層１１４を傷つけてしまう可能性が大きい。そこで本実施例１では、ヒータ１３１のガラス層１３４の端部Ｊを研磨加工し、端部Ｊから加熱ニップ部Ｈの入り口にかけて摺動面Ｓに曲面Ｓａ（Ｊ部拡大図参照）を設けることにより、定着ローラ１１０表面の離型層１１４を傷つけないようにしている。
【００５５】
本実施例１の定着装置１００の加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向に沿った圧力分布を図５の（ａ）に示した。
【００５６】
比較例として従来の定着装置２００の加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向に沿った圧力分布を図５の（ｂ）に示した。従来の定着装置２００では、加熱ニップ部Ｈの定着ローラ１００の回転方向の中央（中間点）に圧力ピーク位置が存在している。
【００５７】
これに対して本実施例１の定着装置１００では、加熱ニップ部Ｈの定着ローラ１００の回転方向の中央（中間点）より、定着ローラ１００の回転方向上流側に圧力ピーク位置が存在している。
【００５８】
（２−６）加熱ニップ部での異物による定着ローラ表面の傷発生防止効果の説明
次に本実施例１の定着装置１００によって得られる、加熱ニップ部Ｈでの定着ローラ１１０表面の傷発生防止効果について説明する。
【００５９】
定着ローラ１１０表面（離型層１１４）に傷が発生する主な原因は、定着装置１００を使用する環境に存在する砂や紙繊維などの異物が、加熱ニップ部Ｈに入り込むことである。
【００６０】
本実施例１の定着装置１００によって定着ローラ１１０表面に傷が発生することを防止できる理由の一つが、異物が加熱ニップ部Ｈ内へ進入しにくくなることにある。
【００６１】
まず、従来の定着装置２００において加熱ニップ部Ｈに異物が入り込む過程を説明する。
【００６２】
図６の（ａ）は従来の定着装置２００の加熱ニップ部Ｈの入り口を模式的に表した図である。定着ローラ１１０表面に付着した異物は、定着ローラ１１０が回転することによって加熱ニップ部Ｈの入り口開口部Ｙに運ばれる。開口部Ｙで堰きとめられる異物もあるが、従来の定着装置２００の場合、加熱ニップ部Ｈの入り口の圧力が低い（図５（ｂ））ため、異物に定着ローラ１１０が容易に追従し加熱ニップ部Ｈ内に搬送される。ここで、ヒータ１３１のガラス層１１４の端部Ｊと加熱ニップ部Ｈの入り口を揃えて、入り口開口部Ｙを無くした場合、ヒータ１３１の端部Ｊの側面によって異物がはじかれやすくなるため、異物が加熱ニップ部Ｈ内に進入する割合は少なくなる。ただし、異物がヒータ１３１のガラス層１１４の端部Ｊの側面ではじかれず滞留した場合、加熱ニップ部Ｈの入り口の圧力が低いため、前述と同様の理由で異物は加熱ニップ部Ｈ内に進入する。
【００６３】
次に、本実施例１の定着装置１００において加熱ニップ部Ｈへの異物の進入を低減できる過程を説明する。
【００６４】
図６の（ｂ）は本実施例１の定着装置１００の加熱ニップ部Ｈの入り口を模式的に表した図である。
【００６５】
本実施例１の定着装置１００では、上述のように、ヒータ１３１のガラス層１１４の端部Ｊが加熱ニップ部Ｈ内にあるため、その端部Ｊの側面で異物がはじかれやすくなっている。また、加熱ニップ部Ｈの定着ローラ１００の回転方向上流側の圧力値が高いため、異物が加熱ニップ部Ｈに入りにくくなっている。したがって加熱ニップ部Ｈへの異物の進入を低減できる。
【００６６】
次に、本実施例１の定着装置１００によって得られる主な効果、すなわち異物が加熱ニップ部Ｈ内に進入しても、定着ローラ１１０に傷が発生しにくくなる理由について説明する。
【００６７】
まず図７を用いて、加熱ニップ部Ｈ内に進入した異物に作用する力を説明する。異物に定着ローラ１１０が追従し、定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２と同じ向きに異物を搬送するための搬送力Ｆが働く。そして異物の搬送に伴い、異物とヒータ１１０表面との間で回転方向Ｒ２とは逆向きの摩擦力Ｆｒが生じる。ここで搬送力Ｆが摩擦力Ｆｒに対して小さい場合、異物は加熱ニップ部Ｈ内で引っかかりや転がりなどの運動が発生するため、異物の搬送速度が定着ローラ１１０の回転速度に較べて小さくなり、異物と定着ローラ１１０の速度差が大きくなる。
【００６８】
例えば、異物速度と定着ローラ１１０の回転速度の差が最も大きい場合、つまり異物が加熱ニップ部Ｈ内でヒータ１３１のガラス層１３４の表面にある微小な凹みにトラップされた場合に発生する現象を図８の（ａ）、（ｂ）に模式的に示した。図８の（ａ）は定着ローラ１１０表面とヒータ１３１のガラス層１３４との間の加熱ニップ部Ｈ内で異物がトラップした状態を表わす説明図である。図８の（ｂ）は定着ローラ１１０の回転に伴い加熱ニップ部Ｈの出口に搬送されてくる異物、及び定着ローラ１１０表面に発生した傷を表わす説明図である。
【００６９】
図８の（ａ）において、異物がトラップされている間、定着ローラ１１０が回転すると、異物が定着ローラ１１０表面を削りつづける。異物がある速度で動いていても、異物速度と定着ローラ１１０の回転速度の差が大きければ、同じ仕組みで定着ローラ１１０表面は、異物によって削られる。
【００７０】
したがって逆に、たとえ加熱ニップ部Ｈに異物が進入しても、異物が定着ローラ１１０の回転速度と同じ速度で搬送されれば、定着ローラ１１０表面を傷つけることはない。
【００７１】
ヒータホルダー１３７を介してヒータ１３１に加えられる加圧力が低い場合、定着ローラ１１０の異物への追従性が不十分になり、異物の搬送力Ｆが低下する。つまり、異物搬送速度と定着ローラ１１０の回転速度の差が大きくなり、定着ローラ１１０表面に傷が発生しやすくなる。
【００７２】
図９の（ａ）は従来の定着装置２００の加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向に沿った圧力分布と異物搬送速度の変化とを表した図である。図９の（ｂ）は本実施例１の定着装置１００の加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向に沿った圧力分布と異物搬送速度の変化とを表した図である。図９の（ａ）、（ｂ）において実線が圧力分布を、点線が異物搬送速度の変化を表している。
【００７３】
従来の定着装置２００の場合、圧力ピーク値の位置が加熱ニップ部Ｈの中央にあるため、加熱ニップ部Ｈの入り口から中央までの上流側の加圧力は低い。従って、加熱ニップ部Ｈに進入した異物に対する定着ローラ１１０の追従性は加熱ニップ部Ｈ中央まで不十分となり、加熱ニップ部Ｈ中央の近傍まで搬送されると追従性も向上する。その結果、加熱ニップ部Ｈ上流側で異物搬送速度と定着ローラ１１０の回転速度の差が大きくなり、加熱ニップ部Ｈ中央に向かってその差が小さくなる。したがって加熱ニップ部Ｈの入り口から中央の圧力ピーク値の位置までの加圧力が低い領域で、定着ローラ１１０表面に傷が発生する割合が高い。
【００７４】
一方、本実施例１の定着装置１００の場合は、図９の（ｂ）に示したように、圧力ピーク値の位置が加熱ニップ部Ｈ中央より上流側にあるため、加熱ニップ部Ｈに異物が進入しても上流側から追従性がよく搬送力も高くなる。したがって、加熱ニップ部Ｈに異物が進入しても、異物搬送速度と定着ローラ１１０の回転速度の差を小さくでき、定着ローラ１１０表面に傷が発生しにくくなる。圧力ピーク値の位置を過ぎた後は、加圧力が低下していくが、上流側で一度異物への追従性を上げて搬送性を向上させてあるため、そのままの勢いで異物が搬送される傾向にあり、傷は発生しにくくなる。
【００７５】
以上のように、本実施例１の定着装置１００のような圧力分布にした場合、加熱ニップ部中央より上流側で加熱ニップ部Ｈに進入した異物を定着ローラ１１０の回転速度とほぼ同じ速度で搬送できる。そのため、たとえ加熱ニップ部Ｈに異物が進入しても定着ローラ１１０表面に傷がつきにくくなる。
【００７６】
上述したように、本実施例１の定着装置１００では、ヒータ１３１のガラス層１１４の端部Ｊの位置を、Ｌ２と摺動面Ｓとの交点近傍に設定した。しかし、上記端部Ｊの位置をＬ２よりもさらに加熱ニップ部中央より下流側に移動させても、加熱ニップ部中央より上流側に圧力のピーク位置は形成される。ただし、上記端部Ｊを加熱ニップ部中央より下流側に移動させ過ぎると、加熱ニップ部Ｈの幅が減少するため、ヒータ１３１から定着ローラ１１０への供給熱量は低減する。
【００７７】
逆に、ヒータ１３１のガラス層１１４の端部Ｊが加熱ニップ部Ｈ内にある範囲内で、端部ＪをＬ２よりも加熱ニップ部中央より上流側に移動させてもよい。ただし、端部Ｊを上流側に移動させすぎると、加熱ニップ部Ｈの入り口から圧力ピーク値までの距離が長くなるため、異物が定着ローラ１１０を傷つける割合が増え、傷発生防止効果が低減する。
【００７８】
本実施例１のようにヒータ１３１をずらした場合、発熱体１３３の印刷パターンによっては、発熱体１３３が一部、加熱ニップ部Ｈの外側へ出てしまう。発熱体１３３が加熱ニップ部Ｈの外側に出てしまった場合、定着ローラ１１０への熱伝達効率が低下する。そこで、ヒータ１３１の加熱ニップ部Ｈの外側にはみ出したガラス層１１４の端部が定着ローラ１１０表面と接するようになる位置まで発熱体１３３の幅を狭くし、発熱体１３３が加熱ニップ部Ｈ内に収まるようにするのが好ましい。
【００７９】
本実施例１では、ヒータ１３１のガラス層１１４の定着ローラ１１０の回転方向上流側の端部Ｊを定着ローラ１１０表面に接触させているため、ヒータへの加圧力ＦＡ１が大き過ぎるとその端部Ｊで定着ローラ１１０表面を傷つけてしまう可能性が出てくる。従って加圧力ＦＡ１は、加熱ニップ部Ｈ内の圧力ピーク値が約９．８Ｎ（１．０ｋｇｆ／ｃｍ２  ）以下になるように設定するのが好ましい。
【００８０】
本実施例１では、定着ローラ１１０の離型層１１４の材料としてＰＦＡを用いたが、そのＰＦＡ中にシリコンカーバイドやグラファイトなどのフィラーを入れてもよい。この場合、フィラーによって、ヒータ１３１から定着ローラ１１０への熱伝達の効率が上がる。また、フィラーにより耐磨耗性も向上する。同時に、フィラーによって加熱ニップ部Ｈに進入した異物が搬送されやすくなることも、本発明者等は確認した。
【００８１】
本実施例１の定着装置１００によれば、ヒータ１３１のガラス層１１４と定着ローラ１１０の離型層１１４とで形成される加熱ニップ部Ｈの圧力ピーク値を、加熱ニップ部Ｈの定着ローラの回転方向の中央より、定着ローラの回転方向上流側に形成している。これにより、加熱ニップ部Ｈでの異物による定着ローラ１１０の離型層１１４への傷の発生を防止できる。
【００８２】
[実施例２]
定着装置の他の例を説明する。
【００８３】
本実施例２の定着装置に関し、実施例１の定着装置と同じ部材・部分には同一符号を付して、再度の説明を省略する。実施例３、実施例４及び実施例４の各定着装置についても同様とする。
【００８４】
図１０は本実施例２に係る定着装置１００の加熱ニップ部Ｈを説明するための図であって、定着ローラ１１０とヒータユニット１３０の横断面模式図である。
【００８５】
本実施例２に示す定着装置１００は、ヒータ１３１を定着ローラ１１０に対して傾斜させることにより、加熱ニップ部Ｈの圧力ピーク値を定着ローラ１１０の回転方向上流側に形成した点を除いて、実施例１の定着装置１００と同じ構成としてある。
【００８６】
ヒータホルダー１３７に保持されているヒータ１３１は、加圧バネ１３８によりヒータホルダー１３７を介して定着ローラ１１０の回転軸中心線Ｌ２に向かって加圧されている。以下、加圧バネ１３８によるヒータ１３１の加圧方向をＦｙと記す。
【００８７】
一方、ヒータホルダー１３７のヒータ１３１と接する面を傾斜面に加工し、ヒータの定着ローラとの摺動面Ｓに対する法線方向Ｕが、ヒータの加圧方向Ｆｙに対して平行とならないようにし、ヒータが定着ローラ表面に対して傾斜するようにしている。
つまり、ヒータ１３１の基板１３２の加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向上流側端部（ガラス層１１４の端部Ｊ）が回転方向下流側端部（ガラス層１１４の端部Ｋ）よりも、定着ローラ１１０側（回転体側）に傾斜するようにしている。また、基板１３２の加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向上流側端部（ガラス層１１４の端部Ｊ）は加熱ニップ部Ｈ内にある。したがって、加熱ニップ部Ｈにおける定着ローラ１１０の回転方向下流側からヒータ１３１のガラス層１３４の端部Ｊに向かって、ヒータ１３１のガラス層１３４が定着ローラ１１０の内側に向けて侵入する量が増加している。したがってそのヒータ１３１のガラス層１３４の端部Ｊで圧力ピーク値が形成される。
【００８８】
本実施例２の定着装置１００では、ヒータ１３１を傾けることにより加熱ニップ上流側でヒータ１３１のガラス層１３４の端部Ｊの定着ローラ１１０への侵入量を増やし、加熱ニップ部Ｈの圧力ピーク値を加熱ニップ上流側に形成した。
【００８９】
このとき得られる加熱ニップ部Ｈの圧力分布は、図５（ａ）で示したものと同様の分布が得られる。その結果、実施例１で詳細に説明したメカニズムによって、加熱ニップ上流側で異物の搬送速度と定着ローラ１１０の回転速度がほぼ同じになり、加熱ニップ部Ｈに異物が進入しても定着ローラ１１０表面（離型層１１４）に傷が発生することを防止できる。
【００９０】
さらに、ヒータ１３１を傾けることにより定着ローラ１１０へのガラス層１３４の端部Ｊの侵入量を増やしているため、ガラス層１３４の端部Ｊの側面で加熱ニップ部Ｈへの異物の進入を阻止でき、実施例１の場合よりも異物が加熱ニップ部Ｈに進入し難くなる。
【００９１】
[実施例３]
定着装置の他の実施例を説明する。
【００９２】
図１１は本実施例３に係る定着装置１００の加熱ニップ部Ｈを説明するための図であって、定着ローラ１１０とヒータユニット１３０の横断面模式図である。
【００９３】
本実施例３に示す定着装置１００は、ヒータ１３１と定着ローラ１１０との間に摺動部材１４０を設けた点を除いて、実施例１の定着装置１００と同じ構成としてある。そしてこの摺動部材１４０によって加熱ニップ部Ｈの圧力ピーク値の位置を加熱ニップ上流側に形成し、その摺動部材１４０を介してヒータ１３１からの熱を定着ローラ１１０表面に伝えている。
【００９４】
ヒータ１３１と定着ローラ１１０との間に摺動部材１４０を設けることで、定着ローラ１１０とヒータ１３１との間の摩擦によるトルクアップを軽減でき、ヒータ１３１の形状に依存することなく、目的に応じて加熱ニップ部Ｈの形状を変更できる利点がある。
【００９５】
図１１に示したように、横断面略凹字形状に形成されている摺動部材１２７は、ヒータ１３１のガラス層１３４と嵌合してガラス層１３４の表面及び端部Ｊ・Ｋの側面を覆っている。本実施例３ではアルミ製の摺動部材１４０を用いた。摺動部材１４０の材質はアルミに限らず熱伝導率の高い銅などを用いてもよい。
【００９６】
摺動部材１４０と定着ローラ１１０の摩擦力低減及びオフセットトナーの付着防止のために、摺動部材１４０の定着ローラ１１０と接する面（摺動面）には、滑り性が良好で耐熱性のある材料ＰＴＦＥを保護層（図示せず）として形成した。保護層を形成する場合、摺動部材１４０から定着ローラ１１０表面への熱伝達を阻害しないように、保護層の厚さは薄い方が良い。さらに、保護層が厚くなった場合、加熱ニップ部Ｈに進入した異物がＰＴＦＥの膜に刺さってしまう問題も発生する。そこで、ＰＴＦＥを塗布した摺動部材１４０表面のマイクロ硬度（表層硬度）が、定着ローラ１１０表面のマイクロ硬度（表層硬度）よりも高くなる範囲内でＰＴＦＥを塗布した。以上を考慮して、保護層はコーティングするなどして１〜５０μｍ程度の厚さにするのが好ましい。
【００９７】
摺動部材１４０のヒータ１３１と接する面には、ヒータ１３１からの熱伝達効率を良くする目的で、耐熱性のシリコーングリスを塗布した。
【００９８】
加熱ニップ部Ｈにおいて圧力ピーク値を加熱ニップ上流側に形成する構成は、基本的には実施例２の構成と同じである。
実施例２の構成と異なる点は、摺動部材１４０の定着ローラ表面と接する面（以下、摺動面Ｓ１と記す）を加熱ニップ上流側が加熱ニップ下流側よりも定着ローラ側に傾斜する傾斜面に形成し、加熱ニップ上流側での定着ローラへの侵入量を増やしている点にある。つまり、これにより加熱ニップ部Ｈの圧力ピーク値を加熱ニップ上流側に形成している。この摺動部材１４０も、実施例１のヒータ１３１と同様、摺動部材の加熱ニップ部上流側の端部Ｊ１を研磨加工し、その端部Ｊ１から加熱ニップ部Ｈの入り口にかけて摺動面Ｓ１に曲面Ｓａ１を形成することにより、定着ローラ表面を傷つけないようにしている。また加圧バネ１３８の加圧力による加熱ニップ部Ｈ内の圧力ピーク値は約９．８Ｎ（１．０ｋｇｆ／ｃｍ２  ）が好ましい。
【００９９】
[実施例４]
定着装置の他の実施例を説明する。
【０１００】
図１２は本実施例４に係る定着装置１００の加熱ニップ部Ｈを説明するための図であって、定着ローラ１１０とヒータユニット１３０の横断面模式図である。
【０１０１】
本実施例４に示す定着装置１００は、ヒータ１３１と定着ローラ１１０との間に摺動部材１４５を設けたものである。本実施例４の定着装置１００は、摺動部材１４５の形態が実施例３に示した摺動部材１４０と異なる点を除いて、実施例３の定着装置１００と同じ構成としてある。
【０１０２】
本実施例４の定着装置１００に用いている摺動部材１４５は、摺動部材１４５の短手方向の端部が加熱ニップ部Ｈの外側にある。この摺動部材１４５の加熱ニップ上流部に圧力ピークを形成するために、摺動部材１４５の加熱ニップ上流部分Ｖを定着ローラ１１０の内側へ凸状に加工し、加熱ニップ上流部の定着ローラ１１０への侵入量を大きくしている。したがって、加熱ニップ上流部に圧力のピークが形成される。
【０１０３】
本実施例４の定着装置１００においても、実施例３と同じように、熱伝導率が高いアルミの摺動部材１４５を用いた。本実施例４の定着装置１００のように摺動部材１４５の加熱ニップ上流部分Ｖに凸状の加工を施した場合、凸部の形状が鋭いと、定着ローラ１１０表面を傷つけてしまう可能性が高い。
【０１０４】
そこで、凸部の加熱ニップ上流側の形状が滑らかになるような加工を加熱ニップ上流側部分に施し、定着ローラ１１０表面を傷つけないように工夫した。さらに、凸部の加熱ニップ下流側の形状も滑らかになるような加工を加熱ニップ下流側部分に施し、加熱ニップ部Ｈの圧力が急激に低下する箇所がないように工夫した。なぜなら凸部の加熱ニップ下流側において圧力が急激に低下する箇所があると、その箇所で異物が滞留して定着ローラ１１０表面を傷つけてしまう可能性があるからである。
【０１０５】
本実施例４の定着装置１００においても、実施例３と同様、摺動部材１４５の定着ローラ１１０表面と接する面に、滑り性が良好で耐熱性のある材料（ＰＴＦＥ）を保護層として形成してもよい。
【０１０６】
以上のように、摺動部材１４５の短手方向の端部が加熱ニップ部Ｈの外側にあっても、摺動部材１４５の加熱ニップ上流部分Ｖに凸状の加工を施すことで、加熱ニップ上流部に圧力ピークを形成することできる。したがって、これまで実施例で説明したメカニズムと同様のメカニズムで、異物が定着ローラ１１０表面を傷つけることを防止できる。
【０１０７】
本実施例４では、摺動部材１４５の加熱ニップ上流部分Ｖに凸状の加工を施す構成を採用したが、摺動部材を用いず、ヒータ１３１のガラス層１３４を摺動部材の加熱ニップ上流部分Ｖと対応する部分で凸になるように加工しても同様の効果は得られる。
【０１０８】
[実施例５]
定着装置の他の実施例を説明する。
【０１０９】
図１３は本実施例５に係る定着装置１００の横断面模式図である。
【０１１０】
本実施例５に示す定着装置１００は、回転体として無端状ベルト（以下、定着ベルトと記す）１６０を用い、その定着ベルト１６０を定着ローラ１１０とテンションローラ１７０に巻き掛けるとともにヒータユニット１３０によって加熱する構成とした。
【０１１１】
テンションローラ１７０は、金属製の丸軸状の芯金１７１の外周面上に、シリコーンゴムを発砲したスポンジゴムか、シリコーンゴム内に中空のフィラーを分散させた気泡ゴムなどからなる弾性層１７２をローラ状に設けたものである。このテンションローラ１７０は、記録材搬送方向において後述する定着ニップ部Ｎの下流側に設けられている。そして定着ローラ１１０の右斜め上方の位置で芯金１６１の長手方向両端部が装置フレーム１５０の一対の側板１５１に軸受１５２を介して回転可能に保持されている。
【０１１２】
定着ローラ１１０とテンションローラ１７０に巻き掛けられている定着ベルト１６０は、定着ローラ１１０の回転に伴い定着ローラ１１０の回転に追従して矢印Ｒ１０方向に回転する。
【０１１３】
定着ローラ１１０と定着ベルト１７０を挟んで定着ニップＮを形成している加圧ローラ１２０は、定着ベルト１３５の回転に伴い定着ベルト１３５の回転に追従して矢印Ｒ３方向に追従して回転する。
【０１１４】
本実施例５の定着装置１００は、前述した実施例１〜４の各定着装置１００と同様、定着ベルト１７０を効率良く加熱するために、定着ベルト１７０を定着ベルト１７０の外周面（表面）から加熱する構成としてある。定着ベルト１７０を定着ベルト１７０表面から加熱するために、テンションローラ１７０側の定着ベルト１６０表面にヒータユニット１３０のヒータ１３１が接触して、定着ベルト１６０表面とヒータ１３１との間に加熱ニップ部Ｈを形成している。ヒータユニット１３０において加圧バネ１３８がヒータホルダー１３７を介して矢印Ａ３方向からヒータ１３１を定着ベルト１６０表面に加圧する加圧力は０．２Ｎに設定している。
【０１１５】
ここで、図１４を参照して定着ベルト１６０の積層構造について説明する。
【０１１６】
図１４は定着ベルト１６０の層構成を表わす説明図である。
【０１１７】
定着ベルト１６０は、たとえばポリイミド樹脂製の無端状の基層１６１の外周面上にプライマ層（Ｐｒｉｍｅｒ）（図示せず）を介して弾性層１６２が形成され、この弾性層１６２の外周面上にフッ素樹脂からなる離型層１６３を形成した構成である。
【０１１８】
弾性層１６２には、シリコーンゴム、フッ素ゴムおよびフルオロシリコーンゴムなど耐熱性と熱伝導率に優れたものが用いられる。本実施例４では、弾性層１６２の材料としてシリコーンゴムの熱伝導率が０．２５〜０．２９Ｗ／ｍ・Ｋ程度のソリッドゴムを使用した。
【０１１９】
離型層１６３には、実施例１の定着ローラ１１０と同様、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）を用いた。
【０１２０】
本実施例５の定着装置１００は、未定着のカラートナー画像Ｔを担持した記録材Ｐが記録材搬送方向より定着ニップＮに導入される。その記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで定着ベルト１６０表面と加圧ローラ１２０表面とにより挟持搬送される。その搬送過程において記録材Ｐにはヒータ１３１により加熱されている定着ベルト１６０表面の熱と定着ニップ部Ｎの圧力とが加えられ、その熱と圧力とによってトナー画像Ｔは記録材Ｐの面上に加熱定着される。
【０１２１】
本実施例５の定着装置１００では、加熱ニップ部Ｈにおいて定着ベルト１６０表面（離型層１６３）に異物により傷が発生することを防止できるようにするために、加熱ニップ部Ｈの圧力ピーク値を、加熱ニップ部上流側に形成している。加熱ニップ部Ｈにおいて圧力ピーク値を加熱ニップ部上流側に形成する構成は、実施例２の構成と同じである。つまり、ヒータ１３１を加熱ニップ部上流側に傾斜させ、ヒータ１３１のテンションローラ１７０の内側への進入量を加熱ニップ部上流側で増加させることにより、加熱ニップ部上流側に圧力ピーク値を形成している。したがって、たとえ加熱ニップ部Ｈに異物が進入しても、加熱ニップ部上流側で異物の搬送速度を定着ベルト１６０の回転速度とほぼ同じ状態にできるため、定着ベルト１６０表面（離型層１６３）に傷が発生することを防止できる。
【０１２２】
本実施例５の定着装置１００においては、定着ローラ１１０を駆動ローラとして回転させる構成を採用したが、テンションローラ１３３や加圧ローラ１１１を駆動ローラとして回転させる構成を採用しても良い。
【０１２３】
[その他の実施例]
実施例１、実施例２、実施例３では、ヒータ１３１のガラス層１３４が定着ローラ１１０表面に接触していたが、ガラス層１３４の表面にＰＴＦＥなどの滑り性のよい材料をコーティングしてもよい。摺動部材１４０は金属に限らず薄いＰＦＡなどのフッ素樹脂シートを用いても良い。ただし、ＰＴＦＥコーティングの厚さやフッ素樹脂シートの厚さが大きい場合、加熱ニップ部Ｈに進入した異物が加圧力でヒータ１３１側に追従し、加熱ニップ部Ｈにトラップされる可能性が高くなる。
【０１２４】
そのような場合、前述の実施例で説明した効果は得られにくくなる。したがって、ＰＴＦＥコーティングや摺動部材１４０のフッ素樹脂シートをヒータ１３１に設置した時の、ヒータ１３１の表層硬度が、定着ローラ１１０の表層硬度よりも大きくなる範囲内の厚さで使用しなければならない。
【０１２５】
また厚みが大きいと、ヒータ１３１から定着ローラ１１０への熱伝達の速度も遅くなる弊害が発生する。上記の事実を鑑みて、ＰＴＦＥコーティングやフッ素樹脂シートの厚さは５０μｍ以下であることが好ましい。
【０１２６】
上記の実施例では、定着ローラ１１０と定着ニップ部Ｎを形成するバックアップ部材として加圧ローラを用いたが、バックアップ部材はローラに限らず回転しないパッド部材などを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】実施例１に係る定着装置の横断面模式図
【図２】実施例１に係る定着装置の長手方向中央部省略の一部切り欠き正面図
【図３】ヒータの一例の構成模式図
【図４】本実施例１に係る定着装置の加熱ニップ部を説明するための図であって、定着ローラとヒータユニットの横断面模式図
【図５】（ａ）は実施例１の定着装置の加熱ニップ部における定着ローラの回転方向に沿った圧力分布を表わす図、（ｂ）は従来の定着装置の加熱ニップ部における定着ローラの回転方向に沿った圧力分布を表わす図
【図６】（ａ）は従来の定着装置の加熱ニップ部の入り口を模式的に表した図、（ｂ）は実施例１の定着装置の加熱ニップ部の入り口を模式的に表した図
【図７】実施例１の定着装置の加熱ニップ部内に進入した異物に作用する力の説明図
【図８】（ａ）は実施例１の定着装置の定着ローラ表面とヒータのガラス層との間の加熱ニップ部Ｈ内で異物がトラップした状態を表わす説明図、（ｂ）は加熱ニップ部の出口に搬送されてくる異物、及び定着ローラ表面に発生した傷を表わす説明図
【図９】（ａ）は従来の定着装置の加熱ニップ部の圧力分布と異物搬送速度の変化とを表した図、（ｂ）は本実施例１の定着装置の加熱ニップ部の圧力分布と異物搬送速度の変化とを表した図
【図１０】実施例２に係る定着装置の加熱ニップ部を説明するための図であって、定着ローラとヒータユニットの横断面模式図
【図１１】実施例３に係る定着装置の加熱ニップ部を説明するための図であって、定着ローラとヒータユニットの横断面模式図
【図１２】実施例４に係る定着装置の加熱ニップ部を説明するための図であって、定着ローラとヒータユニットの横断面模式図
【図１３】実施例５に係る定着装置の横断面模式図
【図１４】実施例５に係る定着装置の定着ベルトの層構成を表わす説明図
【図１５】画像形成装置の一例の構成模式図
【図１６】従来の定着装置の加熱ニップ部を説明するための図であって、定着ローラとヒータユニットの横断面模式図
【符号の説明】
【０１２８】
１００…定着装置
１１０…定着ローラ
１１１…加圧ローラ
１１３…定着ローラの弾性層
１３１…ヒータ
１３２…基板
１３３…発熱抵抗体
１４０・１４５…摺動部材
１６０…定着ベルト
Ｈ…加熱ニップ部
Ｌ１…ヒータの定着ローラと接する面（摺動面）に対する垂線
Ｌ２…定着ローラの回転軸中心線
Ｊ…ヒータのガラス層の加熱ニップ上流側の端部
Ｊ１…摺動部材の加熱ニップ部上流側の端部
Ｋ…ヒータのガラス層の加熱ニップ下流側の端部
Ｐ…記録材
Ｔ…未定着のトナー画像
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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１３】
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【図１４】
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