(57)【要約】      （修正有）【課題】画質の劣化を抑制しつつ、定着回転体と記録シートの分離性を向上することができる定着装置を提供する。【解決手段】加熱された定着回転体の周面に加圧回転体を押圧して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着トナー像を形成した記録シートを通紙させて定着させる際に、定着ニップにおける記録シートの移動速度と定着回転体周面の移動速度との間に相対的な速度差を生じさせる構成を有する定着装置であって、前記定着回転体は、弾性層３１２を有し、当該弾性層３１２の、少なくとも通紙領域内であって、通紙方向における定着ニップ幅に相当する範囲内に、平面視において高硬度部３１２１と、低硬度部３１２２が、複数交互に分布されてなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された定着部材の表面に加圧部材を押圧して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着トナー像を形成した記録シートを通紙させて定着させる際に、定着ニップにおける記録シートの移動速度と定着部材表面の移動速度との間に相対的な速度差を生じさせる構成を有する定着装置であって、
前記定着部材は、弾性層を有し、当該弾性層の、少なくとも通紙領域内であって、通紙方向における定着ニップ幅に相当する範囲内に、平面視において第１の硬度を有する第１の弾性領域と、第１の硬度よりも低い第２の硬度を有する第２の弾性領域が、複数交互に分布されてなる
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ニップにおいて、前記定着部材と前記加圧部材のうちの一方が、他方に押圧されて凹入することによって、前記定着ニップにおける記録シートの移動速度と定着部材表面の移動速度との間に相対的な速度差を生じさせる
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材および加圧部材は、それぞれ定着回転体および加圧回転体であって、
前記定着回転体を回転駆動する第１の駆動源と、
前記加圧回転体を回転駆動する第２の駆動源と、
前記定着ニップにおける記録シートの移動速度と定着回転体周面の移動速度との間に相対的な速度差が生じるように前記第１と第２の駆動源を制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記定着回転体の周面の移動速度と前記加圧回転体の周面の移動速度との相対的な速度差が周期的に変化するように前記第１と第２の駆動源を制御し、
記録シートの任意の部位が、定着ニップに突入して定着ニップから抜け出すまでの間に、少なくとも半周期の速度変動を発生する
ことを特徴とする請求項３に記載に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１と第２の弾性領域は、前記記録シートの通紙方向に沿って交互に縞状に配列されている
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１と第２の弾性領域は、前記記録シートの通紙方向に直交する方向に沿って交互に縞状に配列されている
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１と第２の弾性領域は、前記記録シートの通紙方向および当該通紙方向に直交する方向のそれぞれの方向に沿って交互に配列されている
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか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、定着装置および当該定着装置を備えた画像形成装置に関し、特に定着装置の定着部材と記録シートの離型性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置においては、記録シートに転写されたトナー画像を、定着部における定着ベルト、定着ローラーなどの定着回転体（定着部材）により加圧・加熱して記録シート上に定着するようになっている。
近年、プロダクトプリント分野での付加価値として特殊な記録シートやフィルムなどの多様な記録シートへの印刷が求められている。
【０００３】
そのような記録シートの中には剛性（腰）が極めて低いものがあり、トナー軟化による定着回転体との付着力によって、定着回転体の周面に巻きついて分離不良（定着ジャム）が発生することが問題となる。
定着回転体と記録シートの分離性を向上させる対策として、トナーにワックス添加して定着時にワックスを染み出させることが行われている。
【０００４】
定着ニップ中で記録シートと定着回転体に速度差を設け、トナー層に記録シートに平行な力（せん断力）を作用させることでトナー内のワックスが染み出しやすくなり、分離性をさらに向上する効果があることが、研究開発を行う中で明らかになってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２５１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、トナー層に、大きなせん断力を与えるとトナーが搬送方向に伸びる変形が発生し、画像の粒状性が低下するなどの画像ノイズが生じることが判明した。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、画像ノイズの発生を抑制しつつ、定着回転体と記録シートの分離性を向上させることができる定着装置および当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、加熱された定着部材の表面に加圧部材を押圧して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着トナー像を形成した記録シートを通紙させて定着させる際に、定着ニップにおける記録シートの移動速度と定着部材表面の移動速度との間に相対的な速度差を生じさせる構成を有する定着装置であって、前記定着部材は、弾性層を有し、当該弾性層の、少なくとも通紙領域内であって、通紙方向における定着ニップ幅に相当する範囲内に、平面視において第１の硬度を有する第１の弾性領域と、第１の硬度よりも低い第２の硬度を有する第２の弾性領域が、複数交互に分布されてなることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記定着ニップにおいて、前記定着部材と前記加圧部材のうちの一方が、他方に押圧されて凹入することによって、前記定着ニップにおける記録シートの移動速度と定着部材表面の移動速度との間に相対的な速度差を生じさせることとしてもよい。
また、前記定着部材および加圧部材は、それぞれ定着回転体および加圧回転体であって、前記定着回転体を回転駆動する第１の駆動源と、前記加圧回転体を回転駆動する第２の駆動源と、前記定着ニップにおける記録シートの移動速度と定着回転体周面の移動速度との間に相対的な速度差が生じるように前記第１と第２の駆動源を制御する制御部とを備えることとしてもよい。
【０００９】
ここで、前記制御部は、前記定着回転体の周面の移動速度と前記加圧回転体の周面の移動速度との相対的な速度差が周期的に変化するように前記第１と第２の駆動源を制御し、記録シートの任意の部位が、定着ニップに突入して定着ニップから抜け出すまでの間に、少なくとも半周期の速度変動を発生することが望ましい。
また、前記第１と第２の弾性領域は、前記記録シートの通紙方向に沿って交互に縞状に配列されていることとしてもよい。
【００１０】
また、前記第１と第２の弾性領域は、前記記録シートの通紙方向に直交する方向に沿って交互に縞状に配列されているとしてもよい。
さらに、前記第１と第２の弾性領域は、前記記録シートの通紙方向および当該通紙方向に直交する方向のそれぞれの方向に沿って交互に配列されているとしてもよい。
また、本発明は、上記定着装置を備えた画像形成装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
定着部材の弾性層の少なくとも通紙領域であって、定着ニップの通紙方向の幅に相当する範囲内に、平面視において第１の硬度を有する第１の弾性領域と、第１の硬度よりも低い第２の硬度を有する第２の弾性領域が、複数交互に分布されているため、記録シートの移動速度と定着部材表面の移動速度との間に相対的な速度差を生じさせても、第１の弾性領域と第２の弾性領域が相互に作用してトナー層に与えるせん断力による変形を小刻みにすることができるので、トナーに含まれるワックスの染み出しを促進して定着部材と記録シートの分離性を向上しつつ、画像ノイズの発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るプリンターの全体構成を説明するための図である。
【図２】上記プリンターにおける定着部の構成を示す概略図である。
【図３】上記定着部の定着ベルトの積層構造を示す断面図である。
【図４】上記定着ベルトの弾性層における高硬度部と低硬度部の分布状態を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、記録シート搬送速度と定着ベルトの移動速度との相対速度差に起因する弾性層の低硬度部の変形とトナー層に与えるせん断力の様子を示す図である。
【図６】スティックスリップ現象を、弾性層の変形に伴う弾性層の内部応力と、弾性層と記録シートの静摩擦力、動摩擦力との関係で説明するためのグラフである。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、高硬度部と低硬度部を有する弾性層の製造方法の例を示す図である。
【図８】定着ニップにおいて、記録シート搬送速度と定着ベルトの移動速度との間に相対的速度差を設けるための他の実施例を示す図である。
【図９】図８の実施例において、定着回転体と加圧回転体の周速の速度差の周期的な変化の例を示すグラフである。
【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、弾性層における高硬度部と低硬度部との分布の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る定着装置を有する画像形成装置を、タンデム型のカラープリンター（以下、単に「プリンター」という。）を例にして、図面を参照にして説明する。
＜プリンターの構成＞
図１は、本実施の形態に係るプリンター１の全体構成を示す概略図である。
【００１４】
同図に示すようにプリンター１は、画像形成部１０と、給紙部２０と、定着部３０と、制御部５および操作パネル７とを備える。
給紙部２０は、給紙トレイ２１と、繰り出しローラー２２と、捌きローラー２３と、タイミングローラー２４と排出ローラー２５などを有している。
繰り出しローラー２２は、給紙トレイ２１の最上位の記録シートに接触して、これを下流側の搬送路に繰り出すものである。
【００１５】
捌きローラー２３は、連れ送りされた記録シートを捌いて１枚ずつに分離し、タイミングローラー２４は、制御部５から指示されたタイミングで記録シートを下流側に送り出す。
画像形成部１０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のそれぞれに対応する作像ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと、中間転写ベルト１３と、中間転写ベルト１３を介して感光体ドラム１２と対向する一次転写ローラー１４と、二次転写ローラー１５などを備えている。
【００１６】
例えば、作像ユニット１１Ｋは、感光体ドラム１２と、当該感光体ドラム１２の周方向に沿って配置された帯電器１６、露光部１７、現像器１８及びクリーナー１９を備える。作像ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃも作像ユニット１１Ｋと同様の構成である。
露光部１７は、レーザーダイオードなどの発光素子及びレンズなどを備え、ＬＡＮなどを介して外部から取得された画像データに基づいて制御部５で生成された駆動信号により、レーザー光を変調して、感光体ドラム１２上を露光走査する。
【００１７】
感光体ドラム１２は、不図示の駆動源により回転駆動され、上記露光を受ける前にクリーナー１９で表面の残存トナーが除去された後、帯電器１６により一様に帯電されており、このように一様に帯電した状態で、上記レーザー光による露光を受けると、感光体ドラム１２の表面に静電潜像が形成される。
各感光体ドラム１２に形成された静電潜像は、各色の現像器１８により現像され、これにより各感光体ドラム１２表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が作像される。
【００１８】
各作像ユニット１１Ｙ〜１１Ｃにおける作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１３上の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行され、一次転写ローラー１４による静電力を受けて中間転写ベルト１３上に多重転写され、カラーのトナー像が形成される。
上記中間転写ベルト１３上に形成されたカラーのトナー像は、中間転写ベルト１３の回転に連れて二次転写位置に移動する。
【００１９】
この中間転写ベルト１３上のトナー像の移動タイミングに合わせて、給紙部２０から、タイミングローラー対２４を介して記録シートが給送されて来ており、二次転写ローラー１５に印加された転写電圧により生じた静電力によって、中間転写ベルト１３上のトナー像が、記録シート上に二次転写されて、定着部３０に搬送される。
トナー像が転写された記録シートは、定着部３０の定着ニップを通過することにより、未定着トナー像が加熱・加圧されて記録シートに熱定着された後、一対の排出ローラー２５を介して排紙トレイ２６に排紙される。
【００２０】
操作パネル７は、テンキーなどのハードボタンのほか、タッチパネルが画面表面に積層された表示部などを備え、操作者からの指示を受け付ける。
制御部５は、上記画像形成部１０、給紙部２０および定着部３０などを統括的に制御してプリント動作を円滑に実行させる。
＜定着部３０の構成＞
図１は、本実施の形態に係る熱ベルト方式の定着部３０の構成を示す図である。
【００２１】
無端状の定着ベルト３１が、加熱ローラー３２と第１加圧ローラー３３に張架されてなり、第１加圧ローラー３３に対向配置された第２加圧ローラー３４を定着ベルト３１に押圧して、定着ニップＮを形成する。定着ニップＮの記録シートの通紙方向における幅（定着ニップ幅）は、機種によって異なるが、およそ１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。
（１）加熱ローラー
加熱ローラー３２は、例えばアルミニウムなどからなる円筒状の芯金３２１の外周面に、ＰＴＦＥなどからなる樹脂層（不図示）が形成された構成を有する。加熱ローラー３２の内部には、ハロゲンヒーター３２２などの加熱源が内蔵されており、この加熱源により、芯金３２１、樹脂層が加熱され、その結果、定着ベルト３１を加熱し、定着ニップＮに通紙される記録シートが定着ベルト３１により所定の温度に加熱されるようにする。
【００２２】
（２）第１加圧ローラー
第１加圧ローラー３３は、例えば鉄などからなる円柱状の芯金３３１の外周面に、シリコーンゴムなどからなる弾性層３３２が形成されてなる。さらに、弾性層３３２の外周面に、フッ素系樹脂からなる表面離型層（不図示）を形成してもよい。
（３）第２加圧ローラー（加圧部材）
定着ベルト３１を加圧する加圧部材としての第２加圧ローラー３４は、芯金３４１内部にハロゲンヒーター３４２を配し、芯金３４１の外周にはシリコーンゴムなどからなる弾性層３４３が形成される。なお加圧ローラー３４内部のハロゲンヒーター３４２は補助的なものであって省略可能である。
【００２３】
第１加圧ローラー３３の弾性層３３２よりも第２加圧ローラー３４の弾性層３４３の方が厚みが少ないので、第２加圧ローラー３４を第１加圧ローラー３３に向けて押圧すると、定着ニップＮにおいて弾性層３３２の方が大きく凹入して湾曲するように変形する。
なお、第２加圧ローラー３４は、不図示のモーターにより回転駆動され、第１加圧ローラー３３は、回転駆動される加圧ローラー３４に定着ベルト３１を介して圧接されることで、定着ベルト３１とともに従動回転する。
【００２４】
（４）定着ベルト（定着部材）
定着部材としての定着ベルト３１は、上記加熱ローラー３２により加熱されており、定着ニップＮにおいてトナー像が転写された記録シートに接触して、この記録シートを所定の温度で加熱する。ここで、所定の温度とは、記録シートが定着ニップＮを通過する際に、トナーを軟化するのに必要な熱量を供給しうる温度（定着温度）であり、画像形成される記録シートの紙種などによって異なる。
【００２５】
図３は、この定着ベルト３１の積層構造を示す概略断面図である。
同図に示すように、定着ベルト３１は、例えば、耐熱性のポリイミドからなるフィルム基材３１１の外周面に、シリコーンゴムなどからなる弾性層３１２と、フッ素系樹脂からなる表面離型層３１３を順に積層した構成を有する。
フッ素系樹脂としては、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）のいずれかを含有する材料であり、これにより、トナー層と定着ベルト３１表面の離型性を向上させ、定着時にトナーが定着ベルト３１表面につきにくくなる。
【００２６】
弾性層３１２は、定着ベルト３１が記録シートの表面に凹凸に密着して良好な定着性を維持するため必要なものであって、弾性層３１２には、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２が交互に分布されている。このような硬度分布を備えることによる作用効果については後述する。
（５）クリーニング部材
図２に戻り、クリーニング部材３５は、定着ベルト３１の表面（外周面）に接触し、定着ベルト３１表面の付着物を除去する。
【００２７】
本実施の形態では、クリーニング部材３５としてクリニーニングローラーを用いているが、他に、スクレイパー状の物、ウェブ状の物など、定着ベルト３１上の付着物を除去出来るものであれば特に限定されない。また、場合によっては、クリーニング部材は設けなくてもよい。
なお、図２では、特に図示していないが、定着ニップＮより記録シートの通紙方向下流側に、定着ベルト３１と記録シートとの分離を促進するための分離爪を配してもよい。
【００２８】
＜定着ベルトの弾性層における硬度分布およびスティックスリップ現象＞
（１）硬度分布
次に、定着ベルト３１の弾性層３１２の硬度分布について説明する。
図４は、弾性層３１２を図３のＡ方向から平面視したときの高硬度部３１２１と低硬度部３１２２の分布状態を示す部分拡大図である（図の上下が通紙方向、図の左右方向が第１加圧ローラー３３の軸方向（主走査方向）を示す。後述の図８（ａ）〜（ｃ）においても同じ。なお、上記図３は、図４のＸ−Ｘ線における矢視断面図に相当する。）
図４に示すように、弾性層３１２における硬度分布は、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２が交互に配置されることで形成される。低硬度部３１２２の第２列目は、第１列目に対し半ピッチずつずれており全体として千鳥状の配置となっている。
【００２９】
なお、硬度の分布は、定着時に形成される定着ニップ内に、高硬度部と低硬度部が交互に複数配置される状態であればよいが、特に、通紙方向において、高硬度部３１２１、低硬度部３１２２が交互に配置される状態であれば、次に述べるスティックスリップ現象をより生じやすくできる。さらに望ましくは通紙方向、第１加圧ローラー３３の軸方向の双方に交互に配置されるように分布させるのが良い。さらに、搬送方向と軸方向のどちらに対しても高硬度部と低硬度部の平均分布率が均一となるように配置することで、再現画像の光沢の均一性を高めることができる。
【００３０】
（２）スティックスリップ現象
次に、弾性層３１２に上記のような硬度分布を設けることによって、定着ニップＮを通紙時において、弾性層３１２と記録シート間に生じるスティックスリップ現象の原理について簡単に説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は、定着ニップ内で、弾性層３１２の低硬度部３１２２とトナー層Ｔの変形状態を模式的に示すものである。各図において、矢印Ｂが通紙方向を示す。
【００３１】
（ａ）は、記録シートＳの搬送速度が、弾性層３１２の周面の移動速度と等しい場合の状態を示しており、この場合には低硬度部３１２２に、せん断力（通紙方向に平行な力）が加わらないため、通紙方向における変形は生じない。
（ｂ）は、記録シートＳの搬送速度が、弾性層３１２の周面の移動速度よりも相対的に速くなった場合の状態を示している。
【００３２】
図２のように定着ニップＮにおける断面形状を湾曲するように構成すると、記録シートと弾性層３１２の間で速度差が形成される（定着ベルト３１の変形により、湾曲部中央部Ｐ２の速度が、定着ニップＮの通紙方向の入口側Ｐ１および出口側Ｐ３の速度よりも遅くなる。）。
当該速度差により、矢印Ｄ１の力が発生するが、特に低硬度部３１２２内部では、湾曲によるひずみが吸収されやすく、低硬度部３１２２が記録シートＳの移動に追随して変形するため記録シートＳと弾性層３１２との間にスティック（すべりが生じない状態）が生じやすい（以下、「スティック（stick)状態」という。）。
【００３３】
（ｃ）は、上記（ｂ）よりもさらに時間が経過した場合の状態を示す。速度差により弾性層３１２と記録シートＳの位置ずれ量が（ｂ）の場合よりもさらに大きくなろうとすると記録シートＳから弾性層３１２に加えられる力も大きくなり（矢印Ｄ２）、低硬度部３１２２とその周囲の高硬度部３１２１の内部応力が限界に達し、トナー層Ｔの弾性に抗して低硬度部３１２２を元の形状に復帰させようとする。
【００３４】
このとき図５（ｃ）に示すようにトナー層Ｔが自己の剛性よりも強いせん断力Ｄ３を矢印方向に受けてＦ方向にずれるように変形するため、あたかも低硬度部３１２２が記録シートＳに対して滑ったような状態になる（以下、「スリップ（slip）状態」という。）。
このように定着ニップＮ内において、記録シートＳの搬送速度と定着ベルト３１の移動速度に相対的な速度差（以下、単に「定着ニップ速度差」ともいう。）がある限り、低硬度部３１２２は、隣接する高硬度部３１２１の剛性と相互に協働して、上記スティック状態とスリップ状態が交互に発生するスティックスリップ現象が、各低硬度部３１２２を中心にして小刻みに繰り返されると考えられる。
【００３５】
トナー層Ｔは、スリップの度に微少のせん断変形をしてはワックスが染み出し、その後トナー層Ｔ自体の復元力により若干元の状態に復帰すると考えられ、定着ニップＮ通過後の最終的なトナー層Ｔのせん断変形量はそれほど大きくならずに画質の劣化が抑制される。また、このような微少なせん断変形でもこれを繰り返すことによりトナー中のワックスが定着分離を促進するに足りるだけ染み出すことが本願発明者により確認されている。
【００３６】
図６は、上記スティックスリップ現象を、弾性層３１２の変形に伴う弾性層３１２の内部応力と、弾性層３１２と記録シートＳの静摩擦力、動摩擦力との関係で説明するためのグラフである。
グラフＧ１において、縦軸は弾性層３１２にかかるせん断力（記録シートＳから通紙方向に平行に加えられる力）の大きさを示し、横軸は、弾性層３１２の変形量（通紙方向に平行な方向における変位量）の大きさを示す。また、直線Ｌは、弾性層３１２の変形に伴う内部応力Ｆｂの変化を示すものである。また、下方のグラフＧ２は、上記弾性層３１２の変形量と時間ｔとの関係を示すものである。
【００３７】
まず、弾性層３１２の低硬度部３１２２は記録シートＳに対してスティック状態（弾性層３１２の内部応力Ｆｂが弾性記録シートＳとの静摩擦力Ｆｓより小さい（Ｆｓ＞Ｆｂ）であり、これにより高硬度部３１２１のスリップ量が規制される（（１）→（２）の状態）。
その後、さらに弾性層３１２の内部応力Ｆｂが高まると、高硬度部３１２１のひずみが大きくなり、その結果、低硬度部３１２２への応力が過大となり、内部応力Ｆｂ＞静摩擦力Ｆｓとなって（（２）の状態）、スリップするため低硬度部３１２２の変形量が小さくなる（（２）→（３）の状態）。
【００３８】
スリップの状態になると低硬度部３１２２内の内部応力Ｆｂが緩和され、内部応力Ｆｂ＜動摩擦力Ｆｖ以下となって（（３）→（４）の状態）、再度スティック状態となり、高硬度部３１２１のスリップ量が規制される（（４）→（１）の状態）。
上記のスティックスリップ現象が定着ニップ内を通過する際に小刻みに繰り返し発生することにより、定着ベルト３１の記録シートＳに対するスリップ量が大きく規制される。
【００３９】
なお、上述のように、本実施の形態における定着ニップＮにおけるスティックスリップ現象は、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２のとの適正な協働関係により生じるものであるから、弾性層３１２における硬度分布もそれによって決定されるべきものである。
定着ニップＮ内で弾性層３１２のスティックスリップ現象が小刻みに生じるために、配置される高硬度部３１２１および低硬度部３１２２の大きさは、定着時のニップ面の搬送方向の幅（定着ニップ幅）内に収まるように形成されるべきであるのはいうまでもない。
【００４０】
低硬度部３１２２のサイズが、大きすぎても小さすぎても硬度分布によるスティックとスリップの定着ニップ面内での良好な分布が得られなくなり、定着ベルト３１と記録シートとの分離性（以下、「定着分離性」という。）と画質の維持の両効果が十分に得られなくおそれがある。望ましくは、低硬度部３１２２の径は、０．０１ｍｍより大きく、さらに望ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍであり、定着ニップ面内に高硬度部３１２１と低硬度部３１２２が同時に複数配置される大きさが良い。
【００４１】
また、高硬度部３１２１または低硬度部３１２２の大きさは、望ましくは均一であり規則的に配置されているほうがよい。大きさが不均一なものが不規則に配置された場合、画像ノイズ、光沢ノイズが生じやすくなることがあるからである。
また、図３のように必ずしも、弾性層３１２の厚み方向全部に亘って高硬度部３１２１および低硬度部３１２２により硬度分布がなされている必要はなく、硬度分布がなされている部分の厚みは弾性層３１２の表層部から少なくとも０．０１ｍｍ以上であり、望ましくは０．０２〜０．５ｍｍ、より望ましくは０．０５〜０．５ｍｍであればよい。薄すぎる場合、厚すぎる場合ともに高硬度部３１２１と低硬度部３１２２の硬度の差による良好なスティックスリップ現象が得られなくおそれがあるからである。
【００４２】
また、本実施の形態のように、樹脂製の表面離型層を持つ場合は、弾性層３１２の硬度分布の厚さは表面離型層厚より厚くすることが望ましい。離型層により高硬度部３１２１と低硬度部３１２２の硬度差の効果が十分発揮できなくなるおそれがあるからである。
例えば、低硬度部３１２２の硬度は、８度〜２５度の範囲が望ましい（硬度の測定には、高分子計器株式会社製のマイクロゴム硬度計ＭＤ−１を使用）。
【００４３】
そして、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２の硬度は、硬度比が１．１以上であり、望ましくは硬度比１．２〜８、さらに望ましくは１．５〜３である。
ここで、（硬度比）＝（高硬度部の硬度指標）／（低硬度部の硬度指標）として求めている。
硬度比は、低すぎても高すぎても、適切なスティックスリップ現象を達成できない。
【００４４】
なお、本実施の形態では、弾性層３１２に接触面がφ０．５ｍｍのプローブに荷重０．０１Ｎを加えた時の変位量の逆数を硬度指標として算出した。
＜弾性層における硬度分布の製造方法＞
図７（ａ）（ｂ）は、弾性層３１２に上記硬度分布を形成する方法を示す概略図である。
【００４５】
硬度分布の形成は、弾性層におけるゴム材料の架橋度を部分的に変化させることで得られる。
（１）製造例１
図７（ａ）に示すように、弾性層３１２となるべき弾性層３１２の前駆体３１２’（シリコーンゴム）の上面の高硬度部３１２１となるべき箇所に、架橋剤を含む溶液３１５を塗布した後、加熱処理することにより弾性層を架橋させて高硬度化にさせることができる。
【００４６】
塗布層の分布形成は塗布液の噴霧、もしくは、型を用いたパターンの転写によって形成できる。シリコーンゴムの場合、架橋剤としては、有機過酸化物などが使用されるのが一般的である。
（２）製造例２
図７（ｂ）では、表面離型層３１３と弾性層３１２’の接着を行う接着層に架橋剤を添加した接着剤３１６１と、架橋剤を添加していない接着剤３１６２を塗布し、当該接着剤を硬化させることで所望の硬度分布を得ることも可能である。
【００４７】
なお、架橋剤を含む溶液もしくは接着層は、架橋性の異なる複数の種類を用いて、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２に適当な硬度差を設けるようにしてもよい。
＜実施例＞
（１）実施例１
図２の定着部３０の構成において、定着ベルト３１は、外径９９ｍｍで、耐熱性のポリイミドからなるフィルム基材の外周面に、シリコーンゴムからなる弾性層３１２と、ＰＦＡからなる表面離型層３１３を順に積層した構成を有する。
【００４８】
弾性層３１２は、厚さ３００μｍであり、平均径１ｍｍの島状の低硬度部３１２２が０．５ｍｍ間隔で分布される。低硬度部３１２２の硬度を「１０度」とし、低硬度部３１２２と高硬度部３１２１の硬度比は、「３」に設定した。
加熱ローラー３２は、外径５２ｍｍで、アルミニウムからなる円筒状の芯金の外周面に、ＰＴＦＥからなる樹脂層が形成された構成を有する。
【００４９】
第１加圧ローラー３３は、外径６０ｍｍで、鉄からなる円柱状の芯金３３１の外周面に、シリコーンゴムからなる弾性層３３２を１０ｍｍと、ＰＦＡからなる表面離型層が順に積層された構成を有する。
第２加圧ローラー３４は、外径６０ｍｍで、鉄からなる円筒状の芯金３４１の外周面に、シリコーンゴムからなる弾性層３４３を２ｍｍと、ＰＦＡからなる表面離型層を順に積層した構成を有する。
【００５０】
第２加圧ローラー３４は、不図示のモーターにより回転駆動される。定着ベルト３１、第１加圧ローラー３３、加熱ローラー３２が従動回転する構成になっている。
第１比較例として、上記実施例１の構成において定着ベルト３１の弾性層３１２全体を高硬度部３１２１相当の硬度とした定着装置を用いた。
第２比較例として、上記実施例１の構成において定着ベルト３１の弾性層３１２全体を低硬度部３１２２相当の硬度とした定着装置を用いた。
【００５１】
上記第１実施例、第１比較例、第２比較例に係る定着装置を用いてプリンター１で画像を形成したところ、上記第１比較例の定着装置においては、定着分離性の向上があったが、トナー層の変形による画像ノイズが見られた。また、第２比較例の定着装置においては、画像ノイズは見られなかったが、定着分離性が十分得られなかった。
しかし、実施例１に係る定着装置については、画像ノイズは発生せず、定着分離性も向上した。
【００５２】
（２）実施例２
図８は、本実施例２における定着装置の概略構成を示すものである。
第１加圧ローラー３３は、外径６０ｍｍで、鉄からなる円柱状の芯金３３１の外周面に、シリコーンゴムからなる弾性層３３２を１０ｍｍと、ＰＦＡからなる表面離型層が順に積層した構成を有する。
【００５３】
第２加圧ローラー３４は、外径６０ｍｍで、鉄からなる円筒状の芯金の外周面に、シリコーンゴムからなる弾性層１０ｍｍと、ＰＦＡからなる表面離型層が順に積層した構成を有する。
他の定着ベルト３１や加熱ローラー３２などの構成は、実施例１と同じである。
ただ、本実施例の場合には、第１加圧ローラー３３と第２加圧ローラー３４における弾性層の材質と厚みが同じであり、定着ニップＮにおいて湾曲する部分が発生しないので、実施例１のように定着ベルト３１と第１加圧ローラー３３を第２加圧ローラー３４に従動して回転させる形では、定着ニップ速度差が生じない。
【００５４】
そのため、第２加圧ローラー３４、第１加圧ローラー３３を、それぞれ個別のモーターＭにより回転駆動するように構成し、各モーターＭの回転速度を制御部５で制御することにより、定着ニップ速度差が発生するようにしている。
本実施例では、定着ニップ速度差が周期的に変動するように制御される。このようにすれば低硬度部３１２２での歪みが、弾性層３１２で吸収されやすくなって、スティック状態を起こしやすくなり、円滑なスティックスリップ現象の発生に寄与することができるからである。
【００５５】
例えば、第１加圧ローラー３３の回転速度は一定で、第２加圧ローラー３４の回転速度の方を周期的に変動させることによって達成される。この際、図９のグラフに示すように、記録シートの任意の部分が定着ニップＮを通過する時間（ニップ通過時間）ｔｎ内に速度変動Ｖｄが3周期分発生するように第２加圧ローラー３４の回転速度が制御される。
もっとも、この定着ニップ速度差は、あくまでも相対的なものであるから、第１加圧ローラー３３の回転速度を周期的に変動させてもよいし、第１加圧ローラー３３と第２加圧ローラー３４の双方とも変動するようにさせてもよい。
【００５６】
相対的な定着ニップ速度差の変動の大きさは、±０．５％程度である。速度変動をそれ以上大きくすると低硬度部３１２２による高硬度部３１２１に対するスリップ規制効果が十分作用せず、トナー層に与えるせん断力が大きくなりすぎて、画質の劣化に繋がるからである。
本実施例では、記録シートＳ全体の搬送速度が変動するので、定着部３０より上流側のニップ部（二次転写ローラー１５と中間転写ベルト１３とのニップ部）もしくは、定着部３０より下流側のニップ部（排出ローラー２５でのニップ部）による影響を受けないように、それらのニップ部と定着部３０の定着ニップとの間の記録シートＳに多少のループが形成されるように制御されることが望ましい。
【００５７】
上記実施例２により定着された画像についても、画質が劣化することなく、定着分離性も良好であった。
なお、上記実施例では、定着ニップ速度差の変動がニップ通過時間ｔｎ内に３周期分生じるようにしたが、少なくとも半周期の変動があれば、低硬度部３１２２の歪みが弾性層３１２内に吸収され、効果的にスティックスリップ現象を生じさせることができるものである。
【００５８】
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、図２に示すように、未定着トナー像側（定着ベルト３１側）が凸入するように定着ニップＮを湾曲させているが、第２加圧ローラー３４側の弾性層３４３の厚みを大きくするか、あるいは第１加圧ローラー３３の弾性層３３２よりも硬度を小さくすることにより、定着ニップＮが第２加圧ローラー３４側に湾曲するように構成しても、定着ニップ速度差を発生させることができる。
【００５９】
（２）弾性層３１２に形成される硬度分布は、図４に示したものに限定されない。
図１０（ａ）に示すように、１個の低硬度部３１２２の面積を小さくして、低硬度部３１２２の分布の均一性をより増すようにしてもよいし、また、図１０（ｂ）のように通紙方向において、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２が縞状に交互に配置されるようにしてもよい。さらには、図１０（ｃ）のように通紙方向と直交する方向において、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２が縞状に交互に配置されるようにしてもよい。
【００６０】
いずれの場合も、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２のサイズや硬度比を適正に設定することにより、高硬度部３１２１と低硬度部３１２２が協働して、定着ニップ内で上記のスティックスリップ現象を発生させることができるからである。
なお、硬度分布は少なくとも、弾性層３１２の、少なくともプリンター１で使用する最大幅の記録シートの通紙領域内の全周に亘って形成されていればよいのであって、通紙領域外には設ける必要性がないのはいうまでもない。
【００６１】
（３）上記実施の形態では、定着ベルト３１を加熱ローラー３２で加熱する熱ベルト形式の定着装置を採用したが、別の形式の定着装置であってもよい。
例えば、定着部材としての定着ベルト３１が、電磁誘導加熱（ＩＨ：Induction Heating）により加熱されＩＨ方式の定着装置であってもよい。この場合の定着ベルトの基体は、Ｎｉなどの電磁誘導発熱可能な材料で構成される。
【００６２】
また、定着ベルト３１を用いずに熱ローラー方式の定着装置であってもよい。
熱ローラー方式は、定着ローラーに加熱源を内蔵し、定着ローラー自体が加熱部であり、定着部材となる。この場合、定着ローラーに対して加圧ローラーが直接押圧されて定着ニップが形成されることになる。
また、定着装置は、定着ベルト内に第１加圧ローラーの代わりに長尺状のパッドを配し、加圧ローラーで定着ベルトを介して当該パッドを押圧して定着ニップを形成するものや、加圧ローラーの代わりに長尺状のパッドを加圧部材として定着ローラーや定着ベルトの周面を押圧して定着ニップを形成するような、いわゆるパッド方式の定着装置であっても、定着ニップ速度差が発生するように構成すれば適用可能である。
【００６３】
（４）上記実施の形態においては、タンデム型のプリンターを例として説明したが、定着部を備える画像形成装置であれば、ファクシミリ装置や複写機にも適用でき、また、モノクロの画像形成装置であってもよい。
（５）また、上記実施の形態及び変形例の内容を可能な限り組み合わせても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、定着装置における定着回転体と記録シートの離型性を向上させる技術として好適である。
【符号の説明】
【００６５】
１    プリンター
１    硬度比
５    制御部
１０    画像形成部
３０    定着部
３１    定着ベルト
３２    第１加熱ローラー
３３    第２加圧ローラー
３４    加圧ローラー
３５    クリーニング部材
３１１    フィルム基材
３１２    弾性層
３１３    表面離型層
３１２１    高硬度部
３１２２    低硬度部
【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１０】
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