(57)【要約】【課題】画ズレの発生を防止する定着装置を提供する。【解決手段】搬送された媒体上に形成された現像剤像を、前記媒体上に定着する定着装置であって、前記現像剤像を加熱する上定着ベルトおよび下定着ベルトと、前記上定着ベルトおよび下定着ベルトのそれぞれの内側に対向配置され、前記現像剤像を加圧する上パッドおよび下パッドと、前記上定着ベルトおよび下定着ベルトのそれぞれの内側に、前記上パッドおよび下パッドの、前記媒体の搬送方向の上流側に配置され、前記上定着ベルトおよび下定着ベルトを、それぞれ前記上パッドと下パッドとの間に導く上ガイドローラおよび下ガイドローラと、を備え、前記上パッドおよび下パッドのいずれか一方の前端面を、前記搬送方向の下流側に配置して、前記上パッドおよび下パッドの前端面の間の前記搬送方向の長さである幅差を形成する。【選択図】        図２
2018036404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送された媒体上に形成された現像剤像を、前記媒体上に定着する定着装置であって、
前記現像剤像を加熱する上定着ベルトおよび下定着ベルトと、
前記上定着ベルトおよび下定着ベルトのそれぞれの内側に対向配置され、前記現像剤像を加圧する上パッドおよび下パッドと、
前記上定着ベルトおよび下定着ベルトのそれぞれの内側に、前記上パッドおよび下パッドの、前記媒体の搬送方向の上流側に配置され、前記上定着ベルトおよび下定着ベルトを、それぞれ前記上パッドと下パッドとの間に導く上ガイドローラおよび下ガイドローラと、を備え、
前記上パッドおよび下パッドのいずれか一方の前端面を、前記搬送方向の下流側に配置して、前記上パッドおよび下パッドの前端面の間の前記搬送方向の長さである幅差を形成したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
前記上パッドおよび下パッドのいずれか一方の、前記搬送方向の長さであるパッド幅を短くして前記幅差を形成したことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の定着装置において、
前記搬送方向の上流側に前記前端面が位置するパッドの前記パッド幅を基準パッド幅Ｗｋとし、前記幅差をΔＦとしたときに、
ΔＦ／Ｗｋを、１２．５％以上、４２．５％以下としたことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の定着装置において、
前記上パッドおよび下パッドにより形成されたパッドニップ部の、前記搬送方向に沿った面を、通紙基準面とし、
前記搬送方向の下流側に前記前端面が位置するパッドの前端面と、前記通紙基準面との交点から、前記パッドと同じ側に配置されたガイドローラの外周面に向かう接線方向と前記通紙基準面との間の挟角を接線角度αとしたときに、
前記接線角度αを、１２°以上、２０°以下としたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一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、印刷用紙等の媒体上に形成された現像剤像を定着する定着装置、およびその定着装置を備えた、プリンタやファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の定着装置は、無端ベルトからなる定着ベルト、加圧ベルトのそれぞれの内側に配置された定着ローラ、加圧ローラの搬送方向の上流側に、ニップ形成部材を設けている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７９６７号公報（段落００１２、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、無端ベルトからなる定着ベルト、加圧ベルトの内側に配置されたニップ形成部材が、定着ベルトおよび加圧ベルトを押圧して形成するパッドニップ部において、パッドニップ部内の上流側に２つの無端ベルトによるピーク圧力が発生し、印刷用紙等の媒体上に転写されたトナー像を定着するときに、媒体上のトナー像が動いてしまう画ズレが生ずるという問題がある。
【０００５】
このことは、無端ベルトの剛性が高い場合に特に顕著になる。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、画ズレの発生を防止する定着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】
本発明は、上記課題を解決するために、搬送された媒体上に形成された現像剤像を、前記媒体上に定着する定着装置であって、前記現像剤像を加熱する上定着ベルトおよび下定着ベルトと、前記上定着ベルトおよび下定着ベルトのそれぞれの内側に対向配置され、前記現像剤像を加圧する上パッドおよび下パッドと、前記上定着ベルトおよび下定着ベルトのそれぞれの内側に、前記上パッドおよび下パッドの、前記媒体の搬送方向の上流側に配置され、前記上定着ベルトおよび下定着ベルトを、それぞれ前記上パッドと下パッドとの間に導く上ガイドローラおよび下ガイドローラと、を備え、前記上パッドおよび下パッドのいずれか一方の前端面を、前記搬送方向の下流側に配置して、前記上パッドおよび下パッドの前端面の間の前記搬送方向の長さである幅差を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
これにより、本発明は、画ズレの発生を防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例のプリンタを示す説明図
【図２】実施例の定着器を示す説明図
【図３】実施例の上定着ベルトを示す説明図
【図４】実施例のテンションローラを示す説明図
【図５】実施例の駆動ローラを示す説明図
【図６】実施例のガイドローラを示す説明図
【図７】実施例の上パッドを示す説明図
【図８】通常のニップ部の圧力分布を示す説明図
【図９】通常の定着ベルトの印刷時の挙動を示す説明図
【図１０】実施例の上下パッド周辺の位置関係を示す説明図
【図１１】実施例の定着ベルトの印刷時の挙動を示す説明図
【図１２】実施例のニップ部の圧力分布を示す説明図
【図１３】実施例のパッドニップ圧力の幅差によるピーク値の変化を示す説明図
【図１４】実施例の圧力差による画ズレの評価結果を示す説明図
【図１５】実施例の良好定着領域を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して本発明による定着装置および画像形成装置の実施例について説明する。
【実施例】
【００１１】
以下に、図１ないし図１５を用いて本実施例の定着器およびプリンタについて説明する。
【００１２】
本実施例の画像形成装置としてのプリンタ１は、電子写真方式のプリンタであって、  図１に示すように、装置筐体内の下部に、印刷用の媒体としての用紙Ｓを収容する給紙カセット２が着脱自在に装着され、その外部の上面に、画像が印刷された用紙Ｓを集積するスタッカ３が配置されており、これらの間は、複数の搬送ローラ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより略Ｓ字状に形成された、図１に破線で示す用紙搬送路５で接続されている。
【００１３】
給紙カセット２の、用紙Ｓの搬送方向の下流側に配置された搬送ローラ４ａと、搬送ローラ４ｂとの間には、画像形成時のタイミング合わせに用いるレジストローラ６が配置され、搬送ローラ４ｂと搬送ローラ４ｃとの間には、現像剤像としてのトナー像を形成する、画像形成部としてのトナー像形成部７と、定着装置としての定着器８とが搬送方向に沿って配置され、トナー像形成部７の上方には、トナー像形成部７に近接してＬＥＤ（発光ダイオード）等を備えた露光手段としての露光ヘッド９が設けられている。
【００１４】
本実施例の定着器８は、トナー像形成部７で用紙Ｓ上に転写されたトナー像を加熱および加圧して定着させる機能を有しており、図２に示す構成を備えている。
【００１５】
上定着ベルト１１ａは、内部に配置された駆動ローラ１２、上テンションローラ１３ａ、上ガイドローラ１４ａ、上パッド１５ａに架け渡された無端ベルトであって、長手方向の両端部をホルダ１６によって回転可能に支持されている。
【００１６】
下定着ベルト１１ｂは、内部に配置された加圧ローラ１７、下テンションローラ１３ｂ、下ガイドローラ１４ｂ、下パッド１５ｂに架け渡された無端ベルトであって、長手方向の両端部をホルダ１６によって回転可能に支持されている。
【００１７】
駆動ローラ１２は、軸方向の両端部を図示しない軸受により回転可能に支持されており、図示しない駆動機構より駆動され、上定着ベルト１１ａを回転駆動する。
また、下定着ベルト１１ｂは、上定着ベルトの回転に伴って従動回転する。
【００１８】
上テンションローラ１３ａ、下テンションローラ１３ｂは、それぞれの軸方向の両端部を図示しない軸受により回転可能に支持されて、上下の定着ベルト１１の回転に伴って従動回転する。
【００１９】
これら上テンションローラ１３ａ、下テンションローラ１３ｂは、剛性を確保するためにアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料からなるパイプまたは実棒（本実施例では、ＳＴＫＭ材）で形成され、図４に示すように、それぞれの軸方向の両端部には、図示しない軸受を取付けるための段付部が形成されている。
【００２０】
また、上テンションローラ１３ａ、下テンションローラ１３ｂは、図示しないバネ部材によりそれぞれ外側に向かって付勢されており、上定着ベルト１１ａ、下定着ベルト１１ｂに張力を与えている。
【００２１】
なお、上テンションローラ１３ａ、下テンションローラ１３ｂの外表面に、シリコンゴム、スポンジ状シリコンゴム、またはフッ素ゴム等の耐熱性の高いゴム材料からなる弾性層を設けるようにしてもよい。
【００２２】
上ガイドローラ１４ａ、下ガイドローラ１４ｂは、それぞれの軸方向の両端部を図示しない軸受により回転可能に支持されて、上パッド１５ａ、下パッド１５ｂの搬送方向の上流側に配置されており、上下の定着ベルト１１の内面に接触しながらそれらの回転に伴って従動回転する。
また、本実施例の上ガイドローラ１４ａ、下ガイドローラ１４ｂは互いに当接せず、上定着ベルト１１ａおよび下定着ベルト１１ｂを安定して上パッド１５ａ、下パッド１５ｂ間に導く位置に配置されている。
【００２３】
上パッド１５ａは、長手方向の両端部を図示しない支持機構により支持されており、駆動ローラ１２の搬送方向の上流側に配置される。
【００２４】
下パッド１５ｂは、上パッド１５ａに対向配置されて、加圧ローラ１７の搬送方向の上流側に配置されており、長手方向の両端部を図示しない押圧機構により支持されて上パッド１５ａの方向に付勢されている。
【００２５】
これにより、下パッド１５ｂが、下定着ベルト１１ｂ、上定着ベルト１１ａを介して上パッド１５ａを押圧し、上下の定着ベルト１１間に、第１のニップ部としてのパッドニップ部１８が形成される。
【００２６】
加圧ローラ１７は、駆動ローラ１２に対向配置され、軸方向の両端部を図示しない軸受により回転可能に支持されて、図示しない押圧機構により駆動ローラ１２の方向に付勢されている。
これにより、加圧ローラ１７が、下定着ベルト１１ｂ、上定着ベルト１１ａを介して駆動ローラ１２を押圧し、上下の定着ベルト１１間に、第２のニップ部としてのローラニップ部１９が形成される。
【００２７】
本実施例の熱源としてのヒータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、それぞれハロゲンランプを備えており、ヒータ２１ａ、２１ｂは上定着ベルト１１ａの内部に、ヒータ２１ｃは下定着ベルト１１ｂの内部に配置され、ＯＮ／ＯＦＦ制御により輻射熱量が制御される。
【００２８】
ヒータ２１ａ、２１ｂと駆動ローラ１２、上パッド１５ａとの間には、反射板２２ａがこれらを覆うように設けられ、駆動ローラ１２、上パッド１５ａの表面層を、ヒータ２１ａ、２１ｂによる輻射熱から保護している。
また、ヒータ２１ｃと加圧ローラ１７、下パッド１５ｂとの間には、反射板２２ｂがこれらを覆うように設けられており、加圧ローラ１７、下パッド１５ｂの表面層を、ヒータ２１ｃによる輻射熱から保護している。
【００２９】
温度センサ２３は、上定着ベルト１１ａの外表面との間に隙間を介して非接触で配置され、上定着ベルト１１ａの表面温度を検出する。
【００３０】
上記の上定着ベルト１１ａは、図３（ａ）に示すように、円筒状に形成されたベルト部材であって、図３（ｂ）に示すように、その最内周面に金属ベルトからなる基材２５ａが設けられ、基材２５ａの外周面には弾性層２５ｂが、弾性層２５ｂの外周面には離型層２５ｃが順次に形成されている。下定着ベルト１１ｂの構成も同様であるので、上定着ベルト１１ａを例に説明する。
【００３１】
基材２５ａは、ステンレス、ニッケル等の弾性を有する金属材料からなる無端ベルトであって、強度および可撓性を両立させる厚さ（本実施例では、３０〜８０μｍ程度）に形成される。
【００３２】
弾性層２５ｂは、高い耐熱性を有するシリコンゴムからなり、低硬度と高熱伝導性を両立させる厚さ（本実施例では、５０〜３００μｍ程度）に形成される。
【００３３】
離型層２５ｃは、耐熱性が高く、成型後の表面自由エネルギの低い樹脂、例えば、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（パーフルオロエチレンプロペンコポリマ）等のフッ素系樹脂で形成され、チューブの被覆またはコーティング等により弾性層２５ｂ上に積層される。
【００３４】
また、離型層２５ｃは、摩耗による減肉と高熱伝導性を両立させる厚さ（本実施例では、１０〜３０μｍ程度）に形成される。
【００３５】
なお、上定着ベルト１１ａおよび下定着ベルト１１ｂは、図３（ｃ）に示すように、基材２５ａの離型材２５ｃのみを設けたものであってもよい。
【００３６】
上記の駆動ローラ１２は、図５（ａ）に示すように、芯金２６ａの外周面に、芯金２６ａの両端部を突出させるように弾性層２６ｂを被覆形成した棒状部材であって、図５（ｂ）に示すように、芯金２６ａには、剛性を確保するためアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料からなるパイプまたは実棒が用いられる。
【００３７】
弾性層２６ｂには、上定着ベルト１１ａ、下定着ベルト１１ｂ、加圧ローラ１７を従動回転させるために所定の摩擦係数が必要になるため、シリコンゴム、スポンジ状シリコンゴム、またはフッ素ゴム等の耐熱性の高いゴム材料が用いられる。
【００３８】
本実施例では、芯金２６ａは、鉄製のパイプ材であるＳＴＫＭ材で形成され、弾性層２６ｂは、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ  ６５〜８５°のシリコンゴムで形成される。
【００３９】
加圧ローラ１７は、駆動ローラ１２と同様の構成を有しており、弾性層２６ｂは、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ  ４０〜６０°のスポンジ状シリコンゴムで形成される。
【００４０】
本実施例で用いた駆動ローラ１２は、弾性層２６ｂの厚さが１．２５ｍｍ、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ  ７０°であり、加圧ローラ１７は、弾性層２６ｂの厚さが３．２５ｍｍ、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ  ４０°である。
【００４１】
なお、駆動ローラ１２は、上定着ベルト１１ａ、下定着ベルト１１ｂ、加圧ローラ１７を従動回転させるために、外表面はある程度の摩擦係数が必要になるため、
上記の上ガイドローラ１４ａ、下ガイドローラ１４ｂは、図６（ａ）に示すように、それぞれ芯金２７ａの外周面に、芯金２７ａの両端部を突出させるように弾性層２７ｂを被覆形成した棒状部材であって、図６（ｂ）に示すように、芯金２７ａには、剛性を確保するためアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料からなるパイプまたは実棒が用いられ、弾性層２７ｂには、シリコンゴム、スポンジ状シリコンゴム、またはフッ素ゴム等の耐熱性の高いゴム材料が用いられる。
【００４２】
本実施例では、芯金２７ａはＳＴＫＭ材で形成され、弾性層２７ｂは、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ  ２０〜４０°のスポンジ状のシリコンゴムで形成される。
【００４３】
上記の上パッド１５ａと下パッド１５ｂは、後述するように、搬送方向の長さであるパッド幅は異なるが、構成は同様であるので、以下の説明においては上パッド１５ａを用いて説明する。
【００４４】
上パッド１５ａは、図７に示すように、矩形断面形状の用紙搬送路５側を、搬送方向の下流側に向けて突出させた角棒状部材からなる基材２８ａと、基材２８ａの上定着ベルト１１ａ側の面に形成された弾性層２８ｂと、基材２８ａおよび弾性層２８ｂの外周面を覆う摺動材２８ｃとで構成される。
【００４５】
この摺動材２８ｃは、基材２８ａおよび弾性層２８ｂの周囲に１周以上巻かれて一部が重ねられており、その重なり領域が、基材２８ａの上部で、長手方向に設けられた複数のネジ２８ｄにより共締めされている。
【００４６】
基材２８ａは、剛性を確保するためアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料で形成され、弾性層２８ｂは、シリコンゴム、スポンジ状シリコンゴム、またはフッ素ゴム等の耐熱性の高いゴム材料で形成される。
【００４７】
摺動材２８ｃは、上パッド１５ａと上定着ベルト１１ａとの摺動抵抗を低減するために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）等のフッ素系樹脂繊維からなる織布で形成される。
【００４８】
この場合に、上パッド１５ａと上定着ベルト１１ａとの摺動抵抗を低減するため、摺動材２８ｃに、シリコンオイルやシリコングリス、フッ素系グリス等の潤滑剤を含浸させるようにしてもよい。
【００４９】
また、摺動材２８ｃに代えて、弾性層２８ｂの表面に低摩擦係数物性を有するコーティングを施すようにしてもよく、摺動性に優れるＰＦＡまたはＰＴＦＥシートを、弾性層２８ｂを形成するゴム層に一体成型するようにしてもよい。
【００５０】
以下に、本実施例のプリンタ１による印刷動作について説明する。
【００５１】
図示しないパーソナルコンピュータ等の上位装置から印刷命令を受付けると、プリンタ１は、給紙カセット２から用紙Ｓを１枚ずつに分離して、搬送ローラ４ａにより搬送し、レジストローラ６により画像形成のタイミングを合わせてトナー像形成部７へ搬送する。
【００５２】
用紙Ｓをトナー像形成部７へ搬送したプリンタ１は、トナー像形成部７によって、露光ヘッド９から形成する画像に応じて照射された光によりトナー像を形成し、その未定着状態のトナー像を用紙Ｓ上に転写して、下流側に配置された定着器８へ搬送する。
【００５３】
未定着状態のトナー像を転写した用紙Ｓを定着器８へ搬送したプリンタ１は、定着器８によって、用紙Ｓ上に付着したトナー像を加熱および加圧して用紙Ｓに定着させ、定着後の用紙Ｓを搬送ローラ４ｃ、４ｄによりスタッカ３上に排出する。
【００５４】
このような定着器８の定着動作について図２を参照しながら以下に説明する。
【００５５】
プリンタ１の電源の遮断状態および印刷が実行されない待機時において、定着器８の駆動ローラ１２と加圧ローラ１７との間、および上パッド１５ａと下パッド１５ｂとの間は、それぞれ離間した状態になっている。
【００５６】
この状態において、プリンタ１の印刷動作が開始されると、図示しない押圧機構により駆動ローラ１２と加圧ローラ１７、および上パッド１５ａと下パッド１５ｂが、上定着ベルト１１ａ、下定着ベルト１１ｂを介して押圧され、搬送方向の上流側に配置された上パッド１５ａ、下パッド１５ｂ間にパッドニップ部１８が形成され、駆動ローラ１２、加圧ローラ１７間にローラニップ部１９が形成される。
【００５７】
各ニップ部１８、１９の形成後に、駆動ローラ１２が図２に示す矢印方向に回転駆動され、上定着ベルト１１ａは、駆動ローラ１２との間に発生する摩擦力によって同方向に従動回転し、下定着ベルト１１ｂは、ローラニップ部１９における上定着ベルト１１ａとの摩擦力によって、上定着ベルト１１ａと同じ速度で搬送方向に従動回転し、下定着ベルト１１ｂの回転に伴って、加圧ローラ１７が矢印方向に従動回転する。
【００５８】
このとき、上パッド１５ａ、下パッド１５ｂの外表面には摺動材２８ｃが巻かれているため、上下の定着ベルト１１の内面との間の摩擦力が低減する。また、上ガイドローラ１４ａ、下ガイドローラ１４ｂにより、上パッド１５ａ、下パッド１５ｂに付与される上定着ベルト１１ａ、下定着ベルト１１ｂによる圧力が軽減する。これにより駆動ローラ１２の駆動トルクが軽減される。
【００５９】
一方、上定着ベルト１１ａ内に配置されたヒータ２１ａ、２１ｂは、駆動ローラ１２の回転開始とほぼ同時に、図示しない給電回路から供給される電力により発熱し、上定着ベルト１１ａを内側から加熱する。
【００６０】
この加熱された上定着ベルト１１ａの表面温度は、温度センサ２３により検出され、図示しない制御部の温調回路に入力され、温調回路は、検出された上定着ベルト１１ａの表面温度に基づいて、給電回路による電力の供給を制御し、上定着ベルト１１ａの表面温度を、目標の定着温度に保ち続ける。
【００６１】
そして、上定着ベルト１１ａと下定着ベルト１１ｂの間に、トナー像が付着した用紙Ｓが搬送されてくると、パッドニップ部１８およびローラニップ部１９による加熱および加圧によって現像剤としてのトナーを溶融させ、トナー像を用紙Ｓ上に定着させる。
【００６２】
以下に、パッドニップ部１８による定着時における画ズレおよび擦れ（コスレと記す。）に対する評価試験ついて説明する。
【００６３】
この場合の「画ズレ」は、パッドニップ部１８内で、定着される前のトナー像が動いてズレが生じ画像が不鮮明になる現象のことをいい、「コスレ」は、パッドニップ部１８に到達する前に、用紙Ｓ上に付着したトナー像が上定着ベルト１１ａまたは下定着ベルト１１ｂに接触して擦り傷が生ずる現象のことをいう。
【００６４】
評価試験は、下記で説明する試験仕様の定着器８を用いて実施した。
【００６５】
試験に用いた上定着ベルト１１ａおよび下定着ベルト１１ｂは、それぞれ厚さ５０μｍのＳＵＳ３０４からなる基材２５ａと、厚さ２００μｍのシリコンゴムからなる弾性層２５ｂと、ＰＦＡチューブからなる離型層２５ｃとで形成した。
【００６６】
上パッド１５ａおよび下パッド１５ｂは、それぞれアルミニウムからなる基材２８ａと、シリコンゴムからなる弾性層２８ｂと、ＰＴＦＥ樹脂繊維からなる織布を、ＰＰＳ樹脂繊維からなる織布で裏打ちした摺動材２８ｃとで形成した。
【００６７】
また、上パッド１５ａおよび下パッド１５ｂには、それぞれ用紙Ｓの搬送方向の上流側の端面（前端面という。）と、上定着ベルト１１ａの内面が摺動する摺動面（図７における下面）との角部に隅Ｒが設けられ、試験に用いた上パッド１５ａおよび下パッド１５ｂには、半径１ｍｍの隅Ｒが設けられている。
【００６８】
上ガイドローラ１４ａおよび下ガイドローラ１４ｂのそれぞれの外周面と、パッドニップ部１８に沿った方向の面（通紙基準面という。図２参照）との間の距離Ｄは、それぞれ３ｍｍに設定されている（図１０参照）
また、温度センサ２３で検出した上定着ベルト１１ａの表面温度は、１５５℃以上、１６５℃以下の温度範囲に制御した。
【００６９】
このような定着器８を用いて、短手方向を搬送方向としたＡ４用紙を、３０枚／分の印刷速度で印刷し、画ズレ、コスレを目視確認することによって評価試験を実施した。
【００７０】
まず、画ズレが生ずる原因を究明するために、上パッド１５ａ、下パッド１５ｂのそれぞれのパッド幅Ｗが同じ２０ｍｍのものについて（図７参照）、各ニップ部１８、１９内におけるニップ圧力Ｐの圧力分布を測定した。その測定結果を図８に示す。
【００７１】
図８において、ローラニップ圧力Ｐａは、加圧ローラ１７が、上定着ベルト１１ａおよび下定着ベルト１１ｂを介して駆動ローラ１２を押圧するローラニップ部１９で測定された圧力分布である。
【００７２】
また、パッドニップ圧力Ｐｂは、下パッド１５ｂが、上定着ベルト１１ａおよび下定着ベルト１１ｂを介して上パッド１５ａを押圧するパッドニップ部１８で測定された圧力分布である。
なお、図８では、用紙Ｓ、上定着ベルト１１ａおよび下定着ベルト１１ｂの図示は省略してある。
【００７３】
図８に示すように、パッドニップ部１８の搬送方向の最上流部に記号Ｃを付して示した、上下のパッド１５ａ、１５ｂの前端面に下流側の領域（Ｃ領域という。）のパッドニップ圧力Ｐｂに、ピーク圧力（圧力Ｐｃｐという。）が存在することが分かる。
【００７４】
このピーク圧力は、上定着ベルト１１ａと下定着ベルト１１ｂによって発生した圧力であり、上定着ベルト１１ａと下定着ベルト１１ｂを外してしまうと、このピーク圧力Ｐｃｐは発生しない。
【００７５】
このように、パッドニップ部１８の上流側でピーク圧力Ｐｃｐが発生すると、搬送方向上流側からトナー像が転写された用紙ＳがＣ領域を通過するとき、用紙Ｓ上に付着したトナーが、設定された温度範囲に保たれた上定着ベルト１１ａと下定着ベルト１１ｂによる加熱により溶け始める。
【００７６】
この溶け始めたトナーは、搬送方向に搬送されながら用紙Ｓ上に定着されていくが、トナーが溶け始めるＣ領域でピーク圧力Ｐｃｐを受け、その後にパッドニップ圧力Ｐｂが圧力Ｐｃｃまで低下するような圧力変化が発生すると、未定着のトナーがこの圧力変化により移動し画ズレが発生する。
【００７７】
このため、ピーク値の圧力Ｐｃｐとその後に底付きした圧力Ｐｃｃとの圧力差ΔＰｃを極力小さくすることが画ズレを防止するために重要になる。
【００７８】
上記のような同じパッド幅Ｗを有する上パッド１５ａと下パッド１５ｂの間を通過する上定着ベルト１１ａと下定着ベルト１１ｂは、図９に示すように、それぞれ上ガイドローラ１４ａと下ガイドローラ１４ｂにより移動方向を転向させた後に、上パッド１５ａと下パッド１５ｂ間のパッドニップ部１８に導かれる。
【００７９】
なお、図９は、上下の定着ベルト１１ａ、１１ｂの挙動を分かり易く示すために、上パッド１５ａと下パッド１５ｂの間を離間させて図示しているが、実際の印刷時においては、加圧ローラ１７が上定着ベルト１１ａおよび下定着ベルト１１ｂを介して駆動ローラ１２を押圧しており、上パッド１５ａと下パッド１５ｂの間には明確な隙間は存在しない（後述する図１２において同じ。）。
【００８０】
上下の定着ベルト１１ａ、１１ｂがパッドニップ部１８に導かれるとき、上下の定着ベルト１１ａ、１１ｂは、移動方向を通紙基準面に沿った方向、つまり水平方向に変化させるが上下の定着ベルト１１ａ、１１ｂの剛性により移動方向を急激に変化させることができず、パッドニップ部１８内に進入した後に、徐々に移動方向を変えることになる。
【００８１】
このため、上定着ベルト１１ａの湾曲が下に凸から上に凸に変化する変曲点、下定着ベルト１１ｂの湾曲が上に凸から下に凸に変化する変曲点の手前側、つまり上流側にそれぞれ頂点が生ずる。
【００８２】
この上下の定着ベルト１１ａ、１１ｂは、通紙基準面に対して面対象となる軌道によって移動してくるため、同じパッド幅Ｗを有する上パッド１５ａと下パッド１５ｂの間を通過するときに、図９に示すように、それぞれの頂点が同じ位置に形成され、２つの頂点が接触するところでピーク圧力を発生させている。
【００８３】
上下の定着ベルト１１ａ、１１ｂのそれぞれの変曲点付近を過ぎると、上下の定着ベルト１１ａ、１１ｂの移動方向は、通紙基準面に沿った方向になるので、局部的なピーク圧力の発生はなくなり、安定した圧力分布になる。
このことは、上下の定着ベルト１１ａ、１１ｂのそれぞれの頂点が、異なる位置に生ずるようにすれば、ピーク圧力を低減できることを意味している。
【００８４】
このため、本実施例では、図１０に示すように、下パッド１５ａのパッド幅Ｗを２０ｍｍのままとしてこれを基準とし（基準パッド幅Ｗｋという。）、上パッド１５ａと下パッド１５ｂのそれぞれの、搬送方向の下流側の端面（後端面という。）を同一面上に配置し、上パッド１５ａのパッド幅Ｗを短くして、それぞれの前端面間に形成された段差の搬送方向に沿った長さである幅差ΔＦを設け、そのときの各ニップ部１８、１９内におけるニップ圧力Ｐの圧力分布を実験により求めた。その測定結果を図１１に示す。
【００８５】
図１１に示すように、上パッド１５ａのパッド幅Ｗを短くして幅差ΔＦを設けることにより、Ｃ領域におけるパッドニップ圧力Ｐｂは、破線で示した幅差ΔＦ＝０のときの圧力分布（図８参照）に比べて低下することが分かる。
【００８６】
このときの上パッド１５ａと下パッド１５ｂの間を通過する上定着ベルト１１ａと下定着ベルト１１ｂは、図１２に示すように、上パッド１５ａと下パッド１５ｂ間のパッドニップ部１８に導かれた後に、それぞれの前端面の下流側に形成される頂点の位置が通紙基準面上に沿って移動し、Ｃ領域におけるパッドニップ圧力Ｐｂのピーク値の圧力Ｐｃｐが、頂点同士の重なり代に応じて減少することが分る。
【００８７】
このため、幅差ΔＦを変化させて、そのときのピーク値の圧力Ｐｃｐの変化を測定すると、図１３に示すように、幅差ΔＦ＝０ｍｍのとき、つまり図９に示したパッド幅Ｗが同じ上下のパッド１５ａ、１５ｂを用いた場合にピーク値の圧力Ｐｃｐが最も高くなる。
【００８８】
また、幅差ΔＦが大きくなるに従って、上定着ベルト１１ａの頂点の位置が搬送方向の下流側に移動し始めるため、圧力Ｐｃｐが減少していき、頂点同士の重なりが完全になくなる幅差ΔＦ＝３ｍｍのときにピーク値が存在しなくなり、ΔＦ＝０のときの圧力の略１／２になって、圧力Ｐｃｃで略一定となり、圧力差ΔＰｃは「０」になる。
【００８９】
更に、図１３に示した各測定点における圧力差ΔＰｃによる画ズレ発生の有無について、目視による評価試験を行うと、図１４に示すように、圧力差ΔＰｃが２００ｇｆ／ｃｍ２以下であれば、画ズレは発生せず、そのときの幅差ΔＦは２．５ｍｍであることが分かった。
【００９０】
このように、幅差ΔＦを長くしていくと圧力差ΔＰｃを小さくして画ズレの発生を防止することができるが、幅差ΔＦを長くし過ぎるとパッドニップ部１８が短くなって定着性が減少していく。
そこで、圧力差ΔＰｃ＝２００ｇｆ／ｃｍ２以下の範囲、つまり幅差ΔＦ＝２．５ｍｍ以上の範囲で、安定した定着性が得られ、かつコスレが発生しない領域を求めた（図１３参照）。
【００９１】
コスレは、上記したように、パッドニップ部１８に到達する前に、用紙Ｓ上に付着したトナー像が上定着ベルト１１ａまたは下定着ベルト１１ｂに接触して擦り傷が生ずる現象であるので、用紙Ｓが通紙基準面に沿って搬送されてくれば、コスレは発生しないが、実際は、定着器８への用紙Ｓの受渡し時に、用紙Ｓの搬送方向下流側、つまり前方側の端部が上下方向に振れるため、上下いずれかの定着ベルト１１に接触してコスレが発生することがある。
【００９２】
このため、図１０に示す幅差ΔＦを変化させ、上パッド１５ａの前端面と通紙基準面の交点から、上ガイドローラ１４ａの外周面に向かう接線方向と通紙基準面との間の挟角（接線角度αという。）を変化させて、コスレが発生する接線角度αを求めると、接線角度αが、１１°のときコスレが発生し、接線角度αが、１２°（幅差ΔＦ＝８．５ｍｍ）１２°以上ときコスレが発生しないことが分かった。
【００９３】
なお、圧力差ΔＰｃ＝２００ｇｆ／ｃｍ２（幅差ΔＦ＝２．５ｍｍ）のときの接線角度αは、２０°である。
【００９４】
上記の結果を図にまとめると、図１５に示すように、幅差ΔＦと基準パッド幅Ｗｋとの比ΔＦ／Ｗｋを、１２．５％以上、４２．５％以下の範囲とし、接線角度αを、１２°以上、２０°以下の範囲として上記各部を設定すれば、画ズレが発生せず、かつコスレが発生しない、良好な定着性を有する定着器８を実現することができる。
【００９５】
なお、本実施例では、上パッド１５ａのパッド幅Ｗを短くしているが、下パッド１５ｂのパッド幅Ｗを短くして幅差ΔＦを形成した場合も同じ効果を得ることができる。
【００９６】
また、上パッド１５ａのパッド幅Ｗを短くして、下パッド１５ｂの前端面との間に幅差ΔＦを形成しているが、上パッド１５ａと下パッド１５ｂのパッド幅Ｗを同じにして、上パッド１５ａまたは下パッド１５ｂを搬送方向の下流側に配置して、幅差ΔＦを形成するようにしても、同じ効果を得ることができる。
【００９７】
更に、上パッド１５ａと下パッド１５ｂのいずれかのパッド幅Ｗを長くして幅差ΔＦを形成した場合には、パッド幅Ｗを長くした方のパッド１５がガイドローラ１４に接近して、画ズレが発生し易くなるため、本実施例では、上パッド１５ａのパッド幅Ｗを短くして画ズレの発生を防止している。
【００９８】
以上説明したように、本実施例では、上パッド１５ａのパッド幅Ｗを下パッド１５ｂのパッド幅Ｗより短くして、それぞれの前端面間に幅差ΔＦを形成したので、パッドニップ部１８内の上下の定着ベルト１１に形成される頂点の位置を通紙基準面の方向で移動させて、画ズレの発生を防止することができる。
【００９９】
また、上パッド１５ａと下パッド１５ｂとの前端面間の幅差ΔＦを、８．５ｍｍ（ΔＦ／Ｗｋ＝４２．５％）以下として、接線角度αを１２°以上としたので、定着性を損なうことなく、コスレの発生を防止することができる。
更に、これらを組合せることによって、画ズレが発生せず、かつコスレが発生しない、良好な定着性を有する定着器８を実現することができる。
【０１００】
なお、上記実施例においては、ヒータ２１は、ハロゲンランプを備えるとして説明したが、抵抗発熱体を用いるようにしてもよく、これらを組合せて用いるようにしてもよい。
【０１０１】
また、上記実施例においては、定着ベルト１１の基材２５ａは、金属材料で形成するとして説明したが、ＰＩ（ポリイミド）樹脂等の樹脂材料で形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１    プリンタ
２    給紙カセット
３    スタッカ
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  搬送ローラ
５    用紙搬送路
６    レジストローラ
７    定着器
８    トナー像形成部
９    露光ヘッド
１１ａ  上定着ベルト
１１ｂ  下定着ベルト
１２  駆動ローラ
１３ａ  上テンションローラ
１３ｂ  下テンションローラ
１４ａ  上ガイドローラ
１４ｂ  下ガイドローラ
１５ａ  上パッド
１５ｂ  下パッド
１６  ホルダ
１７  加圧ローラ
１８  パッドニップ部
１９  ローラニップ部
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  ヒータ
２２ａ、２２ｂ  反射板
２３  温度センサ
２５ａ、２８ａ  基材
２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８ｂ  弾性層
２５ｃ  離型層
２６ａ、２７ａ  芯金
２８ｃ  摺動材
２８ｄ  ネジ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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