(57)【要約】【課題】封筒皺の発生を抑制可能な定着装置を得る。【解決手段】ニップ領域についてニップ入口からの搬送経路差を積分した値を経路差積分値と定義し、ニップ領域についてのニップ入口とニップ出口との間の経路差積分値のうちの最大の値を最大経路差積分値と定義したとすると、ニップ領域は、経路差積分値が最大経路差積分値の半分以下となる低歪領域と、経路差積分値が最大経路差積分値の半分よりも大きくなる高歪領域と、を有しており、ニップ領域は、第１紙片が高歪領域内を通過する際に、最大圧力値の７０％以上の圧力が封筒に付与されないように構成されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主表面を構成する第１紙片と前記第１主表面の反対側の第２主表面を構成する第２紙片とを有する封筒に画像を定着させる定着装置であって、
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトと対向して配置される加圧ローラーと、
前記定着ベルトの内側に配置され、前記定着ベルトを前記加圧ローラー側へ押圧することによって前記定着ベルトと前記加圧ローラーとの間にニップ領域を形成する加圧部材と、を備え、
前記封筒が前記ニップ領域内を通過する際に前記封筒に付与される圧力のうちの最大の値を最大圧力値と定義し、
前記第１紙片が前記ニップ領域内で単位搬送距離だけ搬送される際に、前記第２紙片が前記ニップ領域内で搬送される距離を所定搬送距離と定義し、
前記第１紙片が前記ニップ領域内で前記単位搬送距離だけ搬送される際の、前記単位搬送距離と前記所定搬送距離との差を搬送経路差と定義し、
前記ニップ領域についてニップ入口からの前記搬送経路差を積分した値を経路差積分値と定義し、
前記ニップ領域についての前記ニップ入口とニップ出口との間の前記経路差積分値のうちの最大の値を最大経路差積分値と定義したとすると、
前記ニップ領域は、前記経路差積分値が前記最大経路差積分値の半分以下となる低歪領域と、前記経路差積分値が前記最大経路差積分値の半分よりも大きくなる高歪領域と、を有しており、
前記ニップ領域は、前記第１紙片が前記高歪領域内を通過する際に、前記最大圧力値の７０％以上の圧力が前記封筒に付与されないように構成されている、
定着装置。
【請求項２】
前記ニップ領域は、前記第１紙片のうちの所定部分が前記ニップ領域における後半部分を通過している際に、前記最大圧力値の圧力が前記所定部分に作用するように構成されている、
請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ニップ領域における前半部分は、前記加圧部材の側に向かって凸となる第１湾曲形状部を含んでおり、
前記ニップ領域における後半部分は、前記加圧ローラーの側に向かって凸となる第２湾曲形状部を含んでいる、
請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１湾曲形状部の曲率半径は、前記第２湾曲形状部の曲率半径よりも大きい、
請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１湾曲形状部により構成される搬送経路長さは、前記第２湾曲形状部により構成される搬送経路長さよりも長い、
請求項３または４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記ニップ領域は、重力方向における下方側から上方側に向かって延びており、
前記加圧部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材のうちの前記加圧部材を支持している部分は、重力方向において中心の高さに位置する中心部分を有しており、
前記加圧ローラーの回転軸の重力方向における高さ位置は、同方向における前記中心部分と同じであるか、同方向における前記中心部分よりも上方である、
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】
前記最大圧力値は、前記ニップ領域のうちの前記経路差積分値が前記最大経路差積分値を示す位置において前記封筒に作用する圧力の１．３倍以上である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記ニップ領域は、普通紙が前記ニップ領域内を通過する際に前記普通紙に付与される圧力のうちの最大値よりも、前記最大圧力値が小さくなるように構成される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１から８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封筒に画像を定着させることが可能な定着装置、およびそのような定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１７−１１６７８９号公報（特許文献１）に開示されるように、定着ベルト、加圧パッドおよび加圧ローラーを備えた定着装置において、封筒皺の発生を防止するという技術が知られている。この公報に開示された定着装置においては、加圧パッドのうちの定着ベルトの内面に対向する部分に（ニップ領域の中心近傍に）主圧部が設けられており、用紙搬送方向において主圧部の上流側および下流側に突起部が設けられている。加圧パッドに設けられたこれらの突起部は定着ベルトに向けて突出している。
【０００３】
この公報に開示された定着装置は、普通紙用の通常圧モードと封筒用の軽圧モードとを有する。通常圧モードでは、定着ベルトの内面に、上流側の突起部、下流側の突起部および主圧部が接触する。軽圧モードでは、定着ベルトの内面に、上流側の突起部および下流側の突起部が接触し、主圧部は定着ベルトの内面に接触しない。特許文献１は、封筒に画像を定着させる際には封筒用の軽圧モードに設定することで、封筒皺の発生を防止することができると述べている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１６７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、軽圧（封筒圧）モードの場合には、加圧パッドの上流側および下流側に設けられた突起部と定着ベルトの剛性とによって、ニップ領域が上凸形状を呈さずにストレート形状を呈するため、ニップ領域を通過する封筒に変形が生じることが抑えられるとともに、封筒の表裏２枚の紙片に搬送量の差が生じることが抑制され、封筒の拘束部分と非拘束部分との間でベルト幅方向における搬送速度にずれが生じることも抑制され、これにより、封筒皺の発生を防ぐことができると述べている。
【０００６】
特許文献１は、軽圧（封筒圧）モードの場合のニップ領域の形状を、通常圧モードの場合のニップ領域の形状と異ならせることに着目したり、軽圧モードの場合のニップ圧力を、通常圧モードの場合のニップ圧力と異ならせたりすることに着目している。しかしながら特許文献１は、軽圧モードの場合において、ニップ領域内で圧力をどのように分布させるかということについてまでは言及しておらず、封筒皺の発生をより抑制するという点において改善の余地が存在している。
【０００７】
本発明は、ニップ領域内で封筒に作用する圧力の分布を工夫することにより、封筒皺の発生をより一層抑制することが可能な構成を備えた定着装置、およびそのような定着装置を備えた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】
【０００８】
本発明に基づく定着装置は、第１主表面を構成する第１紙片と上記第１主表面の反対側の第２主表面を構成する第２紙片とを有する封筒に画像を定着させる定着装置であって、無端状の定着ベルトと、上記定着ベルトと対向して配置される加圧ローラーと、上記定着ベルトの内側に配置され、上記定着ベルトを上記加圧ローラー側へ押圧することによって上記定着ベルトと上記加圧ローラーとの間にニップ領域を形成する加圧部材と、を備え、上記封筒が上記ニップ領域内を通過する際に上記封筒に付与される圧力のうちの最大の値を最大圧力値と定義し、上記第１紙片が上記ニップ領域内で単位搬送距離だけ搬送される際に、上記第２紙片が上記ニップ領域内で搬送される距離を所定搬送距離と定義し、上記第１紙片が上記ニップ領域内で上記単位搬送距離だけ搬送される際の、上記単位搬送距離と上記所定搬送距離との差を搬送経路差と定義し、上記ニップ領域についてニップ入口からの上記搬送経路差を積分した値を経路差積分値と定義し、上記ニップ領域についての上記ニップ入口とニップ出口との間の上記経路差積分値のうちの最大の値を最大経路差積分値と定義したとすると、上記ニップ領域は、上記経路差積分値が上記最大経路差積分値の半分以下となる低歪領域と、上記経路差積分値が上記最大経路差積分値の半分よりも大きくなる高歪領域と、を有しており、上記ニップ領域は、上記第１紙片が上記高歪領域内を通過する際に、上記最大圧力値の７０％以上の圧力が上記封筒に付与されないように構成されている。
【０００９】
上記定着装置において好ましくは、上記ニップ領域は、上記第１紙片のうちの所定部分が上記ニップ領域における後半部分を通過している際に、上記最大圧力値の圧力が上記所定部分に作用するように構成されている。
【００１０】
上記定着装置において好ましくは、上記ニップ領域における前半部分は、上記加圧部材の側に向かって凸となる第１湾曲形状部を含んでおり、上記ニップ領域における後半部分は、上記加圧ローラーの側に向かって凸となる第２湾曲形状部を含んでいる。
【００１１】
上記定着装置において好ましくは、上記第１湾曲形状部の曲率半径は、上記第２湾曲形状部の曲率半径よりも大きい。
【００１２】
上記定着装置において好ましくは、上記第１湾曲形状部により構成される搬送経路長さは、上記第２湾曲形状部により構成される搬送経路長さよりも長い。
【００１３】
上記定着装置において好ましくは、上記ニップ領域は、重力方向における下方側から上方側に向かって延びており、上記加圧部材を支持する支持部材をさらに備え、上記支持部材のうちの上記加圧部材を支持している部分は、重力方向において中心の高さに位置する中心部分を有しており、上記加圧ローラーの回転軸の重力方向における高さ位置は、同方向における上記中心部分と同じであるか、同方向における上記中心部分よりも上方である。
【００１４】
上記定着装置において好ましくは、上記最大圧力値は、上記ニップ領域のうちの上記経路差積分値が上記最大経路差積分値を示す位置において上記封筒に作用する圧力の１．３倍以上である。
【００１５】
上記定着装置において好ましくは、上記ニップ領域は、普通紙が上記ニップ領域内を通過する際に上記普通紙に付与される圧力のうちの最大値よりも、上記最大圧力値が小さくなるように構成される。
【００１６】
本発明に基づく画像形成装置は、本発明に基づく上記の定着装置を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ニップ領域内で封筒に作用する圧力の分布を工夫することにより、封筒皺の発生をより一層抑制することが可能な構成を備えた定着装置、およびそのような定着装置を備えた画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置１００を示す概略図である。
【図２】定着装置５を示す概略図である。
【図３】定着装置５におけるニップ領域Ｎに封筒２０が挿通されている様子を模式的に示す図である。
【図４】定着装置５におけるニップ領域ＮのゾーンＭ２，Ｍ３に封筒２０が挿通されている様子を模式的に示す図である。
【図５】（Ａ）は、定着ベルト１０（加圧パッド１５）と加圧ローラー１１との間に形成されているニップ領域Ｎを示す断面図である。（Ｂ）は、ニップ領域Ｎ内の位置と搬送経路差との関係を示すグラフである。（Ｃ）は、ニップ領域Ｎ内の位置と経路差積分値との関係を示すグラフである。（Ｄ）は、ニップ領域Ｎ内の位置と封筒２０に付与される圧力との関係を示すグラフである。
【図６】実施例に関し、ニップ領域Ｎ内の位置と封筒２０に付与される圧力との関係を示すグラフである。
【図７】比較例に関し、ニップ領域Ｎ内の位置と封筒２０に付与される圧力との関係を示すグラフである。
【図８】封筒を変形せさせる力積と、∫（搬送経路差×圧分布）との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明を実施するための形態について、以下、図面を参照しながら説明する。以下の説明において同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００２０】
（画像形成装置１００）
図１は、画像形成装置１００を示す概略図である。画像形成装置１００は、モノクロ複写機、カラー複写機、プリンターおよび／またはファックスを構成し得る。本実施の形態の画像形成装置１００は、給紙部１、画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、中間転写ベルト３、支持ローラー３ａ，３ｂ、対向ローラー３ｃ、クリーニング装置３ｄ、給紙ローラー４ａ、レジストローラー４ｂ、排紙ローラー４ｃ、搬送経路４ｄ、排紙部４ｅ、および、定着装置５を備える。
【００２１】
給紙部１は、普通紙Ｐや図示しない封筒（図２に示す封筒２０）等を収容する。画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの各々は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色に対応しており、中間転写ベルト３の下方に配置される。中間転写ベルト３は支持ローラー３ａ，３ｂによって支持されており、矢印Ａ方向に回転する。
【００２２】
画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、トナー色が異なる他は略同一の構成を有する。画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの各々は、感光体ドラム６、帯電器７、露光装置８、現像器９および１次転写ローラー３Ｒを含む。感光体ドラム６は、時計回りに回転する。感光体ドラム６の周囲には、感光体ドラム６の回転方向に沿って、帯電器７、露光装置８、現像器９および１次転写ローラー３Ｒがこの順に配置される。１次転写ローラー３Ｒは中間転写ベルト３を介して感光体ドラム６と対向している。
【００２３】
画像形成装置１００は、図示しない制御部をさらに備える。外部装置から制御部に画像信号が入力されると、制御部（画像信号処理部）はこの画像信号をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各々に色変換し、デジタル画像信号を生成する。デジタル画像信号に基づき露光装置８が駆動され、露光装置８からの光によって感光体ドラム６の表面が露光される。感光体ドラム６上には静電潜像が形成され、静電潜像は現像器９により現像されてトナー像となる。
【００２４】
画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの各々の感光体ドラム６上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３上に１次転写されて重ね合わされる。対向ローラー３ｃと中間転写ベルト３との間には２次転写部が形成されており、中間転写ベルト３上のトナー像は中間転写ベルト３の回転により２次転写部に搬送される。給紙部１内の普通紙や封筒などの記録媒体は、給紙ローラー４ａおよびレジストローラー４ｂの回転により搬送経路４ｄに沿って搬送され、２次転写部に搬送される。
【００２５】
トナー像は２次転写部において記録媒体上に転写され、トナー像が２次転写された記録媒体は定着装置５に向けてさらに搬送される。クリーニング装置３ｄは中間転写ベルト３上に残留したトナーを除去する。定着装置５は２次転写部に対して搬送経路４ｄの下流側に配置されている。記録媒体が定着装置５を通過することで記録媒体上のトナー像は加圧および加熱され、記録媒体上に定着される。記録媒体は排紙ローラー４ｃを介して排紙部４ｅに排出される。以下、定着装置５についてより詳細に説明する。
【００２６】
（定着装置５）
図２は、定着装置５を示す概略図である。定着装置５は、定着ベルト１０、加圧ローラー１１、加圧パッド１５（加圧部材）、支持部材１６、潤滑部材１７および加熱ローラー１８を備える。
【００２７】
定着ベルト１０は無端状の形状を有する。例示すると、定着ベルト１０は基層、弾性層および離形層を含む三層構造を呈し得る。定着ベルト１０の外径は１０ｍｍ〜１００ｍｍでよい。基層はポリイミドやＳＵＳ、Ｎｉ電鋳等から構成され得る。基層の厚さは５μｍ〜１００μｍでよい。弾性層はシリコーンゴム、フッ素ゴム等の、耐熱性の高い材料から構成され得る。弾性層の厚さは１０μｍ〜３００μｍでよい。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、離型性を付与する部材から構成され得る。離型層の厚さは５μｍ〜１００μｍでよい。
【００２８】
加圧パッド１５、支持部材１６、潤滑部材１７および加熱ローラー１８は、定着ベルト１０の内側に配置される。加圧パッド１５は支持部材１６によって支持され、定着ベルト１０の内面に対向して配置される。加圧パッド１５は非回転に構成され、定着ベルト１０の回転を案内する。加圧パッド１５は、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミド、液晶ポリマー等の樹脂や、アルミ、鉄等の金属、またはセラミック等から構成され得る。加圧パッド１５は、これらの部材と、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の固定部材とを含む、２つの部材から構成してもよい。
【００２９】
支持部材１６は、支持部材１６のうちの加圧ローラー１１側の位置に配置される平板部１６ａと、平板部１６ａの上流側端部および下流側端部の各々を起点として加圧ローラー１１から遠ざかる方向に延びる一対の脚部１６ｂとを有する。加圧パッド１５は支持部材１６の平板部１６ａにより支持される。加圧パッド１５は、定着ベルト１０を加圧ローラー１１側へ押圧することにより定着ベルト１０と加圧ローラー１１との間にニップ領域Ｎを形成する。加圧パッド１５のうちの定着ベルト１０の内面に摺接する部分にはシート状の摺動部材が設けられるとよい。潤滑部材１７からの潤滑剤は、定着ベルト１０の内面と摺動部材との間に供給される。
【００３０】
加熱ローラー１８は熱源１９を内蔵している。熱源１９からの熱は加熱ローラー１８を介して定着ベルト１０に付与され、定着ベルト１０はこれにより加熱される。加熱ローラー１８は、アルミやＳＵＳ等の金属の円筒から構成され得る。加熱ローラー１８の外径は、１０ｍｍ〜１００ｍｍでよい。加熱ローラー１８の厚みは０．１ｍｍ〜５ｍｍでよい。
【００３１】
熱源１９にハロゲンヒータを用いる場合は、加熱ローラー１８の内表面を黒色にすることができる。異物等による外表面への傷を防止するため、加熱ローラー１８の外表面にはＰＴＥＦ等をコーティングしてもよい。熱源１９としては、ハロゲンヒータの他にも、加熱ローラー１８や定着ベルト１０をＩＨで加熱する方式や、加熱ローラー１８や定着ベルト１０を抵抗発熱体として発熱させる方式も採用できる。
【００３２】
加圧ローラー１１は定着ベルト１０と対向して配置される。加圧ローラー１１は、芯金１２、芯金１２を覆う弾性層１３、および、弾性層１３を覆う離型層１４を有し得る。加圧ローラー１１の外径は２０ｍｍ〜１００ｍｍでよい。弾性層はシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い材料から構成され得る。弾性層の厚さは１ｍｍ〜２０ｍｍでよい。
【００３３】
芯金はアルミ、鉄等の金属から構成され得る。芯金はパイプ形状を有し得る。芯金の厚さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍでよい。芯金は、この構成に代えて中実であってもよく、三ツ矢形状等の異型の断面形状を有していてもよい。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する部材から構成され得る。離型層の厚さは５μｍ〜１００μｍでよい。
【００３４】
加圧ローラー１１は定着ベルト１０を介して加圧パッド１５と対向する。加圧ローラー１１は不図示の加圧機構により加圧パッド１５に対して押圧される。加圧ローラー１１は不図示の駆動装置により駆動され、回転軸１１Ｃを中心として矢印Ｄの方向に回転する。定着ベルト１０は、加圧ローラー１１の回転に伴って矢印Ｃの方向に従動回転する。
【００３５】
図２は、矢印Ｂの方向に搬送される封筒２０が、ニップ領域Ｎに通紙される様子を示している。封筒２０は、第１主表面（たとえばおもて面）を構成する第１紙片２１と、第１主表面の反対側の第２主表面（たとえば裏面）を構成する第２紙片２２とを有する。トナー像２３が第１紙片２１上に転写された封筒２０は、トナー像２３が転写された第１紙片２１の表面（第１主表面）を定着ベルト１０側に向けた状態でニップ領域Ｎに搬送され、ニップ領域Ｎを通過する。封筒２０上のトナー像２３は、ニップ領域Ｎを通過する際に定着ベルト１０に押圧されて加熱および加圧される。これによりトナー像２３が画像として封筒２０の表面（第１紙片２１の第１主表面）上に定着される。
【００３６】
（ニップ領域Ｎ）
図３は、定着装置５におけるニップ領域Ｎに封筒２０が挿通されている様子を模式的に示す図である。ニップ領域Ｎの湾曲の度合い、および封筒２０（第１紙片２１および第２紙片２２）の厚み等は、説明上の便宜のため模式的に示している。
【００３７】
上述のとおり、定着ベルト１０と加圧ローラー１１（離型層１４）との間にニップ領域Ｎが形成される。ニップ領域Ｎとは、定着ベルト１０と加圧ローラー１１（離型層１４）とが互いに物理的に接触している部分の界面により形成される。封筒２０はニップ領域Ｎ内を矢印Ｂの方向に搬送される。定着装置５のように、加圧パッド１５と定着ベルト１０と加圧ローラー１１とによってニップ領域Ｎを形成する場合には、ローラー対によってこれらの間にニップ領域を形成する場合と比較して、ニップ領域Ｎの形状が複雑になりやすい。
【００３８】
一方で、トナー像の定着性を確保するために、封筒２０等の記録媒体に付与される圧力は、たとえばニップ入口側は比較的低くなるように設定され、ニップ出口側は比較的高くなるように設定され、さらに、ニップ領域Ｎにはニップ面（ニップ領域Ｎを形成している界面）に対して様々な凹凸形状が設けられることがある。
【００３９】
封筒２０の第１紙片２１がニップ領域Ｎ内で単位搬送距離だけ搬送される際に、封筒２０の第２紙片２２がニップ領域Ｎ内で搬送される距離を所定搬送距離と定義したとすると、第１紙片２１がニップ領域Ｎ内で単位搬送距離だけ搬送される際の、単位搬送距離と所定搬送距離との差は搬送経路差と定義される。ニップ領域Ｎの形状が複雑になればなるほど、ニップ領域Ｎを通過する第１紙片２１と第２紙片２２との間には搬送経路差が生じやすくなる。
【００４０】
たとえばニップ領域Ｎには、ニップ入口側からニップ出口側に向かって、図３に示すようなゾーンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が形成される。ゾーンＭ２は、曲率中心Ｏ１を中心とする略円弧状に延在しており、ゾーンＭ３は、曲率中心Ｏ２を中心とする略円弧状に延在している。曲率中心Ｏ１は、ニップ領域Ｎに対して加圧ローラー１１の側に位置しており、曲率中心Ｏ２は、ニップ領域Ｎに対して定着ベルト１０（加圧パッド１５）の側に位置している。
【００４１】
ニップ領域Ｎ内のゾーンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４（特に、ゾーンＭ２，Ｍ３）においては、封筒２０の第１紙片２１と第２紙片２２とで搬送される経路が互いに違っており、封筒２０がこれらの各ゾーンを通過する際には搬送経路差が生じる。換言すると、封筒２０は、搬送経路差が生じる状態でこれらの各ゾーンを通過する。
【００４２】
搬送経路差が生じるこれらの各ゾーンを封筒２０（第１紙片２１および第２紙片２２）が通過する際に、封筒２０に付与される圧力に応じて、封筒２０を変形させる圧力（封筒２０が変形するために必要となる圧力）は異なってくる。封筒を変形させる圧力は以下の式で表される。
封筒を変形させる圧力＝各ゾーンにおける搬送経路差×各ゾーンにおける圧力（圧分布）
つまり封筒２０を変形させる圧力は圧分布によって変化する。このような搬送経路差と圧分布との関係に鑑みれば、搬送経路差が小さくなる箇所では封筒２０に対して比較的大きな圧力を付与し、搬送経路差が大きくなる箇所では封筒２０に対して比較的小さい圧力を付与するという圧分布が、封筒皺を発生させにくいように作用する。このような圧分布を形成することにより、定着性や離型性を確保しつつ、封筒皺の発生を抑制することが可能となる。ニップ内の圧力を調整する手段としては、パッド形状によりニップ内の圧力を調整するという手段が挙げられる。
【００４３】
（封筒２０の搬送速度・搬送経路差の経路差積分値・最大経路差積分値）
図４は、定着装置５におけるニップ領域ＮのゾーンＭ２，Ｍ３に封筒２０が挿通されている様子を模式的に示す図である。
【００４４】
上述のとおり、たとえばトナー像の定着性を確保するために、封筒２０等の記録媒体に付与される圧力は、たとえばニップ入口側は比較的低くなるように設定され、ニップ出口側は比較的高くなるように設定される。これを実現するためには、加圧パッド１５の形状の一部についてニップ領域Ｎに対して凹凸を有するように構成したり、パッド形状の他の一部についてストレート形状を有するように構成したりして、ニップ領域Ｎの最終的な形状が決定される。
【００４５】
加圧パッド１５の形状がニップ領域Ｎに対して凹状を呈する部分では（すなわちゾーンＭ２では）、相対的に封筒２０の表面側（第１紙片２１）が裏面側（加圧ローラー１１側に位置する第２紙片２２）に対して搬送経路が長くなるとともに、搬送速度が速くなる。一方で、パッドの形状がニップ領域Ｎに対して凸状を呈する部分では（すなわちゾーンＭ３では）、相対的に封筒２０の裏面側（加圧ローラー１１側に位置する第２紙片２２）が表面側（第１紙片２１）に対して搬送経路が長くなるとともに、搬送速度が速くなる。
【００４６】
各ゾーンＭ２，Ｍ３を通過している第１紙片２１および第２紙片２２の曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、これらの曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を有するニップ領域Ｎ（ニップ面）の搬送経路長さとによって、封筒２０の表面側と裏面側との間の搬送経路差（すなわち第１紙片２１と第２紙片２２との間の搬送経路差）が規定される。ニップ領域Ｎについて、ニップ入口からの搬送経路差を積分した値が「経路差積分値」と定義される。ニップ領域Ｎについてのニップ入口とニップ出口との間の経路差積分値のうちの最大の値が「最大経路差積分値」と定義される。
【００４７】
（低歪領域・高歪領域）
図５（Ａ）は、定着ベルト１０（加圧パッド１５）と加圧ローラー１１との間に形成されているニップ領域Ｎを示す断面図である。図５（Ｂ）は、ニップ領域Ｎ内の位置と搬送経路差との関係を示すグラフである。図５（Ｃ）は、ニップ領域Ｎ内の位置と経路差積分値との関係を示すグラフである。図５（Ｄ）は、ニップ領域Ｎ内の位置と封筒２０に付与される圧力との関係を示すグラフである。
【００４８】
図５（Ａ），図５（Ｂ），図５（Ｃ）に示すように、ニップ領域Ｎの前半部分のうちの上流側においては、ニップ領域Ｎはストレート形状を有する。図５（Ｂ）に示す点Ｄ１，Ｄ２の間においては、第１紙片２１と第２紙片２２との間で搬送経路差はほとんど生じていない。図５（Ｃ）中の点Ｔ１，Ｔ２間の線分によって示されるように、この間では経路差積分値もほとんど増加しない。
【００４９】
ニップ領域Ｎの前半部分のうちの下流側の部分（中間地点寄りの部分）には、第１湾曲形状部が設けられている。第１湾曲形状部においては、ニップ領域Ｎは定着ベルト１０（加圧パッド１５）の側に向かって凸状を呈している。換言すると、加圧パッド１５の形状がニップ領域Ｎに対して凹状を呈しており、この第１湾曲形状部においては、相対的に封筒２０の表面側（第１紙片２１）が裏面側（加圧ローラー１１側に位置する第２紙片２２）に対して搬送速度が速くなる。
【００５０】
第１湾曲形状部は、ニップ領域Ｎの後半部分のうちの上流側の部分（中間地点寄りの部分）にまで延びるように形成されており、図５（Ｂ）に示す点Ｄ３，Ｄ４の間においては、第１紙片２１と第２紙片２２との間で搬送経路差が生じている。図５（Ｃ）中の点Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４によって示されるように、この間では経路差積分値が増加する。図５（Ａ）に示すニップ領域Ｎの場合には、図５（Ｃ）中の点Ｔ４における経路差積分値が、ニップ領域Ｎについてのニップ入口とニップ出口との間の「最大経路差積分値」を構成する。
【００５１】
ニップ領域Ｎのうち、第１湾曲形状部の下流側の位置には、第１湾曲形状部に連続して第２湾曲形状部が形成されている。第２湾曲形状部は、ニップ領域Ｎの後半部分に含まれる。第２湾曲形状部においては、ニップ領域Ｎは定着ベルト１０（加圧パッド１５）の側に向かって凹状を呈している。換言すると、加圧パッド１５の形状がニップ領域Ｎに対して凸状を呈しており、この第２湾曲形状部においては、相対的に封筒２０の表面側（第１紙片２１）が裏面側（加圧ローラー１１側に位置する第２紙片２２）に対して搬送速度が遅くなる。
【００５２】
図５（Ｂ）に示す点Ｄ４，Ｄ５のように、第１湾曲形状部から第２湾曲形状部にニップ領域Ｎが変化することに伴い、搬送経路差はプラス側からマイナス側に転じる。図５（Ｂ）に示す点Ｄ５，Ｄ６の間においては、第１紙片２１と第２紙片２２との間でマイナス側の搬送経路差が生じており、図５（Ｃ）中の点Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６によって示されるように、この間では経路差積分値が減少する。
【００５３】
ニップ領域Ｎのうち、第２湾曲形状部の下流側の位置には、第２湾曲形状部に連続してストレート形状が形成されている。図５（Ｂ）に示す点Ｄ７，Ｄ８の間においては、第１紙片２１と第２紙片２２との間で搬送経路差はほとんど生じていない。図５（Ｃ）中の点Ｔ６，Ｔ７間の線分によって示されるように、この間では経路差積分値は増加も減少もほどんどしない。図５（Ａ）に示すニップ領域Ｎの場合には、搬送経路差および経路差積分値が以上のような推移を示すこととなる。
【００５４】
図５（Ｃ）を参照して、以上のように構成されるニップ領域Ｎは、経路差積分値が最大経路差積分値の半分以下となる低歪領域と、経路差積分値が最大経路差積分値の半分よりも大きくなる高歪領域とを有している。上述のとおり、ここでは図５（Ｃ）中の点Ｔ４における経路差積分値が、ニップ領域Ｎについてのニップ入口とニップ出口との間の「最大経路差積分値」を構成している。
【００５５】
点Ｔ１と点Ｔ３との間の領域が、低歪領域を構成しており、点Ｔ５と点Ｔ７との間の領域が、もう一つの低歪領域を構成している。点Ｔ３と点Ｔ５との間の領域が、高歪領域を構成している。低歪領域においては、第１紙片２１と第２紙片２２との搬送経路差の積分値（蓄積量）が比較的小さく、第１紙片２１と第２紙片２２とに歪があまり蓄積されていないことを意味している。一方で高歪領域においては、第１紙片２１と第２紙片２２との搬送経路差の積分値（蓄積量）が比較的大きく、第１紙片２１と第２紙片２２とに歪が蓄積されていることを意味している。
【００５６】
（最大圧力値）
図５（Ｄ）を参照して、以上のようなニップ領域Ｎにおいて、封筒２０がニップ領域Ｎ内を通過する際に封筒２０に付与される圧力のうちの最大の値を最大圧力値と定義する。定着装置５のニップ領域Ｎは、第１紙片２１が上記の高歪領域内を通過する際に、最大圧力値の７０％以上の圧力が封筒２０に付与されないように構成されている。
【００５７】
具体的には、前半側の低歪領域においては、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３等に示される圧力が封筒２０に付与され、これらはいずれも最大圧力値の７０％未満の大きさである。高歪領域においては、点Ｐ４，点Ｐ５等に示される圧力が封筒２０に付与され、これらはいずれも最大圧力値の７０％未満の大きさである。点Ｐ４に示される圧力は、ニップ領域Ｎにおける経路差積分値が最大経路差積分値となる位置における、封筒２０に付与される圧力値であり、ここでは最大圧力値の約３３％の大きさに設定されている。
【００５８】
後半側の低歪領域において、点Ｐ６に示される圧力が最大圧力値であり、この大きさを有する圧力が封筒２０に付与される。その後、封筒２０がニップ出口（点Ｐ７）に向かうにつれて封筒２０に付与される圧力は徐々に小さくなる。
【００５９】
以上のような圧力の大きさの調整は、ニップ領域Ｎを構成する加圧パッド１５の形状を、たとえばニップ入口からニップ中間地点までを凹形状（第１湾曲形状部）とし、ニップ出口側を凸形状（第２湾曲形状部）とすることや、これらの凹凸形状について、凹形状（第１湾曲形状部）の曲率半径を凸形状（第２湾曲形状部）の曲率半径よりも大きくし、ニップ出口に近い凸形状（第２湾曲形状部）の位置よりもさらに下流側の位置に、圧分布のピーク（最大圧力値）をもたせることで、経路差積分値の小さい箇所で大きな圧力を封筒２０に付与し、経路差積分値が大きい箇所で小さい圧力を封筒２０に付与するという圧分布を実現することが可能となる。
【００６０】
また、以上のような圧力の大きさの調整は、加圧ローラー１１に対する加圧パッド１５の相対位置を、たとえば転写側（２次転写部に近い側）に変位させることで、上記同様に経路差積分値が小さい箇所で大きな圧力を封筒２０に付与し、経路差積分値が大きい箇所では小さい圧力を封筒２０に付与するという圧分布を実現することが可能となる。
【００６１】
（作用および効果）
上述のとおり、ニップ領域Ｎ内における各々の部分の搬送経路差について、ニップ入口からの搬送経路差を積分した値が経路差積分値と定義される。封筒２０がニップ領域Ｎ内における各々の部分を通過する際に封筒２０に付与される圧力と、経路差積分値との積によって得られる値が大きくなるということは、封筒２０に作用して封筒２０を変形させる力積が大きくなることと同義である。この力積が大きくなると、封筒２０が変形して封筒２０に皺が発生しやすくなる。
【００６２】
ニップ領域Ｎ内で封筒２０に作用して封筒２０を変形させる圧力は、各ゾーン（入口、中間、出口等）における（経路差積分値×圧力（圧分布））の値と高い相関性を有する。経路差積分値がゼロとなる位置において、封筒２０に対して最大圧力値となる圧力が付与されることは、封筒２０に皺を発生させないことに対する一つの要因となり得る。
【００６３】
上述のとおり、搬送経路差が生じるこれらの各ゾーンを封筒２０（第１紙片２１および第２紙片２２）が通過する際に、封筒２０に付与される圧力に応じて、封筒２０を変形させる圧力（封筒２０が変形するために必要となる圧力）は異なってくる。封筒を変形させる圧力は以下の式で表される。
封筒を変形させる圧力＝各ゾーンにおける搬送経路差×各ゾーンにおける圧力（圧分布）
つまり封筒２０を変形させる圧力は圧分布によって変化する。このような搬送経路差と圧分布との関係に鑑みれば、搬送経路差が小さい箇所では封筒２０に対して比較的大きな圧力を付与し、搬送経路差が大きい箇所では封筒２０に対して比較的小さい圧力を付与するという圧分布が、封筒皺を発生させにくいように作用する。本実施の形態においては、定着装置５のニップ領域Ｎは、第１紙片２１が上記の高歪領域内を通過する際に、最大圧力値の７０％以上の圧力が封筒２０に付与されないように構成されている。
【００６４】
これにより、封筒２０を変形させる圧力を、封筒２０に皺が発生する圧力以下に抑えることが十分に可能となり、結果として、封筒皺の発生をより一層抑制することが可能となる。上述のとおり、各ゾーンを通過している第１紙片２１および第２紙片２２の曲率半径と、これらの曲率半径を有するニップ領域Ｎ（ニップ面）の搬送経路長さとによって、封筒２０の表面側と裏面側との間の搬送経路差（すなわち第１紙片２１と第２紙片２２との間の搬送経路差）を把握できる。封筒２０における搬送経路差は、ニップ領域Ｎ内の封筒２０の表と裏との経路差積分値によって変化するため、ニップ形状が変わっても、この経路差積分値を把握することで封筒２０に皺が発生しにくい圧力を封筒２０に付与することが可能となる。
【００６５】
ニップ領域Ｎは、第１紙片２１のうちの所定部分がニップ領域Ｎにおける後半部分を通過している際に、最大圧力値の圧力がこの所定部分に作用するように構成されるとよい。これにより、定着性および搬送性を確保しながら、封筒皺の発生を抑制して封筒２０を搬送することが可能となる。
【００６６】
ニップ領域Ｎにおける前半部分は、加圧パッド１５の側に向かって凸となる第１湾曲形状部を含んでいるとよく、ニップ領域Ｎにおける後半部分は、加圧ローラー１１の側に向かって凸となる第２湾曲形状部を含んでいるとよい。これにより、ニップ入口側の圧力を低くしてニップ出口側の圧力を高くすることが可能となる。これにより定着性および搬送性を確保して、封筒皺を発生させずに封筒２０を搬送することが可能となる。
【００６７】
また、第１湾曲形状部の曲率半径は、第２湾曲形状部の曲率半径よりも大きいとよい。これにより、ニップ入口側の圧力を低い値に設定しつつ、下流側に向かうにつれて徐々に圧力を上げていき、ニップ出口側で圧力を一気に高くすることが可能となる。これにより定着性および搬送性を確保して、封筒皺を発生させずに封筒２０を搬送することが可能となる。
【００６８】
また、第１湾曲形状部により構成される搬送経路長さは、第２湾曲形状部により構成される搬送経路長さよりも長いとよい。これによっても、ニップ入口側の圧力を低い値に設定しつつ、下流側に向かうにつれて徐々に圧力を上げていき、ニップ出口側で圧力を一気に高くすることが可能となる。これにより定着性および搬送性を確保して、封筒皺を発生させずに封筒２０を搬送することが可能となる。
【００６９】
上述のとおりニップ内の圧力を調整する手段としては、パッド形状によりニップ内の圧力を調整するという手段が挙げられる。圧力の大きさの調整は、加圧ローラー１１に対する加圧パッド１５の相対位置を、たとえば転写側（２次転写部に近い側）に変位させることで、上記同様に経路差積分値が小さい箇所で大きな圧力を封筒２０に付与し、経路差積分値が大きい箇所では小さい圧力を封筒２０に付与するという圧分布を実現してもよい。加圧パッド１５と加圧ローラー１１との相対位置関係によりニップ領域Ｎ内の圧力を調整することで、容易に最大圧力値（ピーク圧）の大きさを増減させることが可能となる。
【００７０】
図２に示すように、ニップ領域Ｎは、重力方向における下方側から上方側に向かって延びており、定着装置５は加圧パッド１５を支持する支持部材１６を備える。支持部材１６のうちの加圧パッド１５を支持している部分である平板部１６ａは、重力方向において中心の高さに位置する中心部分１６ｃを有する。加圧ローラー１１の回転軸１１Ｃの重力方向における高さ位置は、同方向における中心部分１６ｃと同じであるか、同方向における中心部分１６ｃよりも上方であるとよい。当該構成によっても、容易に最大圧力値（ピーク圧）の大きさを下流側に設定することが可能となる。
【００７１】
図５（Ｄ）に示すように、ニップ領域Ｎ内における最大圧力値は、ニップ領域Ｎのうちの経路差積分値が最大経路差積分値を示す位置において封筒２０に作用する圧力の１．３倍以上であるとよい。本実施の形態においては、点Ｐ４により「ニップ領域Ｎのうちの経路差積分値が最大経路差積分値を示す位置において封筒２０に作用する圧力」が示され、当該圧力の約３倍の圧力が、ニップ領域Ｎ内における最大圧力値に相当している。これにより、定着性および搬送性を確保しながら、封筒皺の発生を抑制して封筒２０を搬送することが可能となる。
【００７２】
図６に示す実施例の構成では、ニップ領域Ｎは、第１紙片２１が高歪領域内を通過する際に、最大圧力値の７０％以上の圧力が封筒２０に付与されないように構成されているとともに、ニップ領域Ｎ内における最大圧力値が、ニップ領域Ｎのうちの経路差積分値が最大経路差積分値を示す位置（Ｔ４）において封筒２０に作用する圧力（圧力値ＰＴ）の１．３倍以上となるように構成されている。
【００７３】
図７に示す比較例の構成では、ニップ領域Ｎは、第１紙片２１が高歪領域内を通過する際に、最大圧力値の７０％以上の圧力が封筒２０に付与されるように構成されているとともに、ニップ領域Ｎ内における最大圧力値が、ニップ領域Ｎのうちの経路差積分値が最大経路差積分値を示す位置（Ｔ４）において封筒２０に作用する圧力（圧力値ＰＴ）の１．３倍未満となるように構成されている。
【００７４】
図６に示す実施例と図７に示す比較例とを対比した結果、図６に示す実施例の場合には、定着性および搬送性を確保しながら、封筒皺の発生を抑制して封筒２０を搬送することが可能となることがわかる。
【００７５】
図８は、封筒を変形せさせる力積と、∫（搬送経路差×圧分布）との関係を示したグラフである。このグラフ内には、ニップ領域Ｎ内部の各々のゾーンの搬送経路差に対して、ニップ領域Ｎ内部の各々のゾーンで封筒に作用する圧分布をかけて、積算したものがプロットされている。封筒の搬送経路差が小さいほど、封筒を変形させる力積が小さくなり、封筒を変形させる力積が小さいほど皺が発生しにくいことが分かる。
【００７６】
封筒を変形させる力積がある閾値を超えると、封筒に皺が発生しやすくなることがわかる。すなわちこのグラフからは、以下で示される値と封筒に皺が発生する状態との間に、相関関係があると言える。
ニップ領域Ｎ内部の各々の部分の表裏搬送速度差×ニップ領域Ｎ内部の各々の部分の圧力
つまり、ニップ領域Ｎ内部で変化する搬送経路差に対して、ニップ領域Ｎ内部の搬送方向における圧力分布を調整することにより、封筒をニップ領域Ｎに通紙した際に封筒に皺が発生することを抑制できる。また上述のとおり、ニップ領域Ｎ内で封筒２０に作用して封筒２０を変形させる圧力は、各ゾーン（入口、中間、出口等）における（経路差積分値×圧力（圧分布））の値と高い相関性を有する。すなわち、ニップ領域Ｎ内で発生する封筒を変形させる力は、以下の式で表される。
各ゾーン（入口、中間、出口等）における搬送量差×圧力（圧分布）
さらに、ニップ領域Ｎで封筒を変形させる力が蓄積されて封筒の変形に至る。封筒を搬送するために必要な総荷重に対して、ニップ領域Ｎの内部における封筒の表裏搬送量差と圧力の積分値、すなわち、∫（搬送経路差×圧力）ｄｙの値（ｙ方向は搬送方向）が、封筒皺を発生させる閾値よりも小さくなるようにニップ領域Ｎの内部のＹ軸（回転）方向の圧分布を設定することで、封筒皺を防止しつつ封筒を適切に搬送することが可能となる。
【００７７】
上記に加えて、ニップ領域Ｎは、普通紙がニップ領域Ｎ内を通過する際に普通紙に付与される圧力のうちの最大値よりも、封筒２０がニップ領域Ｎ内を通過する際に封筒２０に付与される圧力の最大値（最大圧力値）が小さくなるように構成されるとよい。これにより封筒を変形させる力積はより小さくなり、封筒皺の発生をより一層防止することが可能となる。
【００７８】
以上の実施の形態は、加圧パッド１５が加圧部材として用いられているという例示的な構成に基づき説明した。すなわち、主として加熱側にパッドが用いられているという構成に基づき説明したが、加圧側をパッドにしてもかまわない。また、以上の実施の形態において例示した構成および材料はあくまで一例にすぎず、限定的なものではない。以上の実施の形態において開示した技術的思想は、この思想が適用される装置に応じて適時変更してかまわない。
【００７９】
以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は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すべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１  給紙部、２Ｃ，２Ｋ，２Ｍ，２Ｙ  画像形成部、３  中間転写ベルト、３Ｒ  １次転写ローラー、３ａ，３ｂ  支持ローラー、３ｃ  対向ローラー、３ｄ  クリーニング装置、４ａ  給紙ローラー、４ｂ  レジストローラー、４ｃ  排紙ローラー、４ｄ  搬送経路、４ｅ  排紙部、５  定着装置、６  感光体ドラム、７  帯電器、８  露光装置、９  現像器、１０  定着ベルト、１１  加圧ローラー、１１Ｃ  回転軸、１２  芯金、１３  弾性層、１４  離型層、１５  加圧パッド、１６  支持部材、１６ａ  平板部、１６ｂ  脚部、１６ｃ  中心部分、１７  潤滑部材、１８  加熱ローラー、１９  熱源、２０  封筒、２１  第１紙片、２２  第２紙片、２３  トナー像、１００  画像形成装置、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  矢印、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ７，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７  点、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４  ゾーン、Ｎ  ニップ領域、Ｏ１，Ｏ２  曲率中心、Ｐ  普通紙、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  曲率半径。
【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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