(57)【要約】【課題】簡易な構成で光沢度を大きくできる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置は、定着ベルト２０と、対向回転体と、ニップ形成部材１０とを備えている。ニップ形成部材１０には、記録媒体の搬送方向における定着ニップ部Ｎの最上流部Ｎｉに対応するニップ最上流部１６が規定されている。ニップ形成部材１０は、対向回転体に対して凸形状を有しニップ最上流部１６に設けられた湾曲状のニップ上流部１１を含んでいる。ニップ上流部１１は、記録媒体の厚み方向における、トナー像５０のトナー像５０と定着ベルトとが接触する側と、厚み方向における、トナー像５０のトナー像５０と記録媒体とが接触している側との間に速度差が生じるような形状を有している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に形成されたトナー像を定着させる定着装置であって、
回転可能に構成された無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内周側に配置されたニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材に対向するとともに前記定着ベルトの外周面に対向することで定着ニップ部を形成する対向回転体と、
前記トナー像に熱を供給する加熱部と、を備え、
前記ニップ形成部材には、前記記録媒体の搬送方向における前記定着ニップ部の最上流部に対応するニップ最上流部が規定され、
前記ニップ形成部材は、前記対向回転体に対して凸形状を有し前記ニップ最上流部に設けられた湾曲状のニップ上流部を含み、
前記ニップ上流部は、前記記録媒体の厚み方向における、前記トナー像の前記トナー像および前記定着ベルトが接触する側と、前記厚み方向における、前記トナー像の前記トナー像および前記記録媒体が接触している側との間に速度差が生じるような形状を有している、定着装置。
【請求項２】
前記ニップ形成部材は、前記ニップ上流部と異なる曲率を有し前記ニップ上流部に対して前記搬送方向の下流側に設けられたニップ下流部を含み、
前記定着ベルトの幅方向に直交する断面において、前記ニップ上流部および前記ニップ下流部の境界と前記ニップ上流部の曲率中心とを結ぶ線分と、前記ニップ最上流部と前記曲率中心とを結ぶ線分との成す角をθ[°]、前記トナー像の厚みをｔ[μｍ]、および、前記トナー像を構成するトナーの平均粒径をｘ[μｍ]とした場合、ｘ／２≦２π×ｔ×θ／３６０の関係を満たす、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記記録媒体に形成されるトナー画像の解像度をｄ[ｄｐｉ]とした場合、２π×ｔ×θ／３６０≦２５．４×１０３／ｄの関係を満たす、請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記成す角θ[°]は、１５≦θ≦１７の関係を満たす、請求項２または請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着ベルトは弾性層を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記ニップ上流部のニップ圧は、前記ニップ形成部材のうち前記ニップ上流部以外の部分におけるニップ圧よりも小さい、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記トナー像を構成するトナーは、ワックスを含有している、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記トナーは、前記トナーの重量に対して１０％以上２０％以下の前記ワックスを含有している、請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記ニップ形成部材は、前記搬送方向の下流側に向かうにつれてニップ圧力が大きくなる構成を有している、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記ニップ形成部材と前記定着ベルトとの間に配置され、摩擦力を低減する摺動シートをさらに備える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記ニップ形成部材と前記定着ベルトとの間には潤滑剤が塗布されている、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記定着ベルトの内周面に均一に前記潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部をさらに備える、請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載された定着装置と、
前記定着装置に搬送される前記記録媒体を収容する収容部と、を備える、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の定着装置において、光沢度を調整する技術が、特開２０１１−１５８８１０号公報（特許文献１）、特開２０１１−８５８７３号公報（特許文献２）、特開２００４−１２８７０号公報（特許文献３）、特開２００３−３３０２９９号公報（特許文献４）、特開２００３−９１１１０号公報（特許文献５）、および、特開平５−１６５３５７号公報（特許文献６）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５８８１０号公報
【特許文献２】特開２０１１−８５８７３号公報
【特許文献３】特開２００４−１２８７０号公報
【特許文献４】特開２００３−３３０２９９号公報
【特許文献５】特開２００３−９１１１０号公報
【特許文献６】特開平５−１６５３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の定着装置において、光沢度を大きくする手法として、定着ニップ部を通過する時間（ニップ時間）を増やすこと、定着温度を上げること等の手法があった。ニップ時間を増やすにはローラーの径やパッド部材の長さを大きくする必要があるが、ローラーの変形量が大きくなるため、耐久性が悪化する場合がある。
【０００５】
一方、定着温度をあげると、エネルギーの消費が増えることに加え、各部材の熱劣化への影響が大きい。さらに、冷却機能を高める必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、簡易な構成で光沢度を大きくできる定着装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
定着装置は、記録媒体上に形成されたトナー像を定着させる。上記定着装置は、定着ベルトと、対向回転体と、ニップ形成部材と、加熱部とを備えている。無端状の上記定着ベルトは、回転可能に構成されている。上記ニップ形成部材は、上記定着ベルトの内周側に配置されている。上記対向回転体は、上記ニップ形成部材に対向するとともに上記定着ベルトの外周面に対向することで定着ニップ部を形成する。上記加熱部は、上記トナー像に熱を供給する。上記ニップ形成部材には、上記記録媒体の搬送方向における上記定着ニップ部の最上流部に対応するニップ最上流部が規定されている。上記ニップ形成部材は、上記対向回転体に対して凸形状を有し上記ニップ最上流部に設けられた湾曲状のニップ上流部を含んでいる。上記ニップ上流部は、上記記録媒体の厚み方向における、上記トナー像の上記トナー像および上記定着ベルトが接触する側と、上記厚み方向における、上記トナー像の上記トナー像および上記記録媒体が接触している側との間に速度差が生じるような形状を有している。
【０００８】
上記定着装置において、上記ニップ形成部材は、上記ニップ上流部と異なる曲率を有し上記ニップ上流部に対して上記搬送方向の下流側に設けられたニップ下流部を含んでいる。
【０００９】
上記定着装置において、上記定着ベルトの幅方向に直交する断面において、上記ニップ上流部および上記ニップ下流部の境界と上記ニップ上流部の曲率中心とを結ぶ線分と、上記ニップ最上流部と上記曲率中心とを結ぶ線分との成す角をθ[°]、上記トナー像の厚みをｔ[μｍ]、および、上記トナー像を構成するトナーの平均粒径をｘ[μｍ]とした場合、ｘ／２≦２π×ｔ×θ／３６０の関係を満たす。
【００１０】
上記定着装置において、上記記録媒体に形成されるトナー画像の解像度をｄ[ｄｐｉ]とした場合、２π×ｔ×θ／３６０≦２５．４×１０３／ｄの関係を満たす。
【００１１】
上記定着装置において、上記成す角θ[°]は、１５≦θ≦１７の関係を満たす。
上記定着装置において、上記定着ベルトは弾性層を有している。
【００１２】
上記定着装置において、上記ニップ上流部のニップ圧は、上記ニップ形成部材のうち上記ニップ上流部以外の部分におけるニップ圧よりも小さい。
【００１３】
上記定着装置において、上記トナー像を構成するトナーは、ワックスを含有している。
上記定着装置において、上記トナーは、上記トナーの重量に対して１０％以上２０％以下の上記ワックスを含有している。
【００１４】
上記定着装置において、上記ニップ形成部材は、上記搬送方向の下流側に向かうにつれてニップ圧力が大きくなる構成を有している。
【００１５】
上記定着装置は、摺動シートをさらに備えている。摺動シートは、上記ニップ形成部材と上記定着ベルトとの間に配置されている。摺動シートは、摩擦力を低減する。
【００１６】
上記定着装置において、上記ニップ形成部材と上記定着ベルトとの間には潤滑剤が塗布されている。
【００１７】
上記定着装置は、上記定着ベルトの内周面に均一に上記潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部をさらに備えている。
【００１８】
本開示に係る画像形成装置は、上記のいずれかの局面の定着装置と、上記定着装置に搬送される上記記録媒体を収容する収容部とを備えている。
【発明の効果】
【００１９】
本開示では、簡易な構成で光沢度を大きくできる定着装置および画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態の画像形成装置の概略図である。
【図２】実施の形態の定着装置の概略断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ方向から見た際の定着装置の構成の概略を示す図である。
【図４】実施の形態のニップ形成部材の概略断面図である。
【図５】図２に示す領域Ｖの拡大概略図である。
【図６】トナー像に速度差が生じた状態を示す概略断面図である。
【図７】表面部が平滑になる前のトナー像の拡大概略図である。
【図８】速度差が生じることにより表面部が平滑となったトナー像の拡大概略図である。
【図９】速度差が生じることによりトナーが伸びて平滑にされたトナー像の拡大概略図である。
【図１０】曲率境界部の一例を示す図である。
【図１１】トナー像の表面を拡大した写真を示す図である。
【図１２】単層の場合におけるトナー像の形状のプロファイル結果を示す図である。
【図１３】経路差に対する光沢度の結果をプロットした図である。
【図１４】適正なニップ上流角θ[°]を導くための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、画像形成装置として、電子写真方式を採用したいわゆるタンデム型のカラープリンターおよびこれに具備された画像形成装置を例示して説明を行なう。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２２】
＜画像形成装置１００＞
図１は、実施の形態の画像形成装置１００の概略図である。図１を参照して、実施の形態の画像形成装置１００の概略的な構成および動作について説明する。
【００２３】
画像形成装置１００は、装置本体２と、収容部９と、制御装置１０１とを主として備えている。装置本体２は、記録媒体としての用紙Ｓに画像を形成するための部位である画像形成部２Ａと、画像形成部２Ａに用紙Ｓを供給するための部位である給紙部２Ｂとを含んでいる。収容部９は、画像形成部２Ａおよび後述する定着装置１に供給するための用紙Ｓを収納するものであり、給紙部２Ｂに着脱自在に設けられている。
【００２４】
画像形成装置１００の内部には、複数のローラー３が設置されており、これにより用紙Ｓが所定の方向に沿って搬送される搬送経路４が、上述した画像形成部２Ａおよび給紙部２Ｂに跨って構築されている。図１中に示すように、装置本体２には、画像形成部２Ａに用紙Ｓを供給するための手差しトレイ９ａが別途設けられていてもよい。
【００２５】
画像形成部２Ａは、たとえばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成可能な作像ユニット５と、当該作像ユニット５に含まれる感光体を露光するための露光ユニット６と、作像ユニット５に張架された中間転写ベルト７ａと、搬送経路４上であってかつ中間転写ベルト７ａの走路上に設けられた転写部７と、クリーニング部８と、転写部７よりも下流側の部分の搬送経路４上に設けられた、後述する定着装置１とを主として備えている。
【００２６】
制御装置１０１は、画像形成装置１００全体を制御する。制御装置１０１は、露光ユニット６に用紙Ｓに形成される画像に応じた信号を送信する。露光ユニット６は、制御装置１０１からの信号に基づいて、各色の露光手段（ポリゴンミラーとレーザー用いたものやＬＥＤのライン発光素子）のそれぞれを駆動させる。
【００２７】
用紙Ｓに形成されるトナー画像の解像度（ドット密度）をｄ[ｄｐｉ]とした場合、上記トナー画像を形成するために露光する間隔は、予め決められている。上記間隔は、解像度[ｄｐｉ]に従って定められる。上記間隔は、解像度が６００[ｄｐｉ]であれば４２．３[μｍ]、解像度が１２００[ｄｐｉ]であれば２１．２[μｍ]である。
【００２８】
本明細書中において、「トナー画像」は定着後、後述する「トナー像」は定着前の状態を示すものとする。
【００２９】
作像ユニット５は、露光ユニット６からの露光を受けてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナー像あるいはブラック（Ｋ）のみからなるトナー像を感光体の表面に形成し、これを中間転写ベルト７ａに転写する（いわゆる一次転写）。これにより、中間転写ベルト７ａには、カラートナー像あるいはモノクロトナー像が形成されることになる。
【００３０】
中間転写ベルト７ａは、その表面に形成されたカラートナー像あるいはモノクロトナー像を転写部７へと移送し、給紙部２Ｂから転写部７へと搬送されてきた用紙Ｓとともに転写部７において圧接される。これにより、中間転写ベルト７ａの表面に形成されたカラートナー像あるいはモノクロトナー像が用紙Ｓへと転写される（いわゆる二次転写）。
【００３１】
転写部７により用紙Ｓにカラートナー像あるいはモノクロトナー像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写ベルト７ａは、クリーニング部８により残留トナーが除去される。
【００３２】
カラートナー像あるいはモノクロトナー像が転写された用紙Ｓは、その後、定着装置１によって加圧および加熱され、用紙Ｓ上に形成されたトナー像が定着される。これにより、用紙Ｓにカラー画像あるいはモノクロ画像が形成されることになり、当該カラー画像あるいはモノクロ画像が形成された用紙Ｓは、その後、装置本体２から排出される。
【００３３】
（定着装置１）
図２は、実施の形態の定着装置１の概略断面図である。図３は、図２中のＩＩＩ方向から見た際の定着装置１の構成の概略を示す図である。図２および図３を参照して、定着装置１について説明する。
【００３４】
定着装置１は、回転可能に構成された無端状の定着ベルト２０と、加熱部４０と、対向回転体と、ニップ形成部材１０と、固定部材８０と、潤滑剤塗布部９０と、摺動シート６０とを含んでいる。
【００３５】
図２中に示された矢印は、搬送方向ＤＲ１、厚み方向ＤＲ２を示している。搬送方向ＤＲ１は、用紙Ｓの搬送方向であり、図２中の上方向である。厚み方向ＤＲ２は、用紙Ｓの厚み方向であり、図２中の左右方向である。図３中に示された両矢印は、幅方向ＤＲ３を示している。幅方向ＤＲ３は、搬送方向ＤＲ１および厚み方向ＤＲ２に直交する方向であり、定着ベルト２０の幅方向である。幅方向ＤＲ３は、図３中の左右方向であり、後述する加圧ローラー３０の軸方向と平行である。
【００３６】
定着ベルト２０の外径は任意であるが、たとえば７０[ｍｍ]である。定着ベルト２０は、基層、弾性層、および離型層を有している。上記基層は、たとえばポリイミド（ＰＩ）から構成される。上記基層の厚みは、たとえば８０[μｍ]である。
【００３７】
上記弾性層は、シリコーンゴム、およびフッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が好ましい。上記弾性層の厚みは、たとえば２００[μｍ]である。上記離型層は、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した構成が好ましい。上記離型層は、たとえばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）チューブである。上記離型層の厚みは、たとえば３０[μｍ]である。
【００３８】
ニップ形成部材１０は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。ニップ形成部材１０は固定部材８０によって固設されており、定着ベルト２０の内周面と摺動する。ニップ形成部材１０は、たとえば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）で構成されている。ニップ形成部材１０の詳細については後述する。
【００３９】
実施の形態において、対向回転体は、加圧ローラー３０である。加圧ローラー３０は、モーター等の駆動装置（図示しない）によって、たとえば４１５[ｍｍ／ｓ]で回転する（図２中のＡ方向）。加圧ローラー３０の回転に従動して定着ベルト２０が回転する（図２中のＢ方向）。
【００４０】
加圧ローラー３０の外径は、たとえば５０[ｍｍ]である。加圧ローラー３０は、鉄製の芯金と、弾性層と、離型層とを有している。上記芯金の厚みは、たとえば４０[ｍｍ]である。上記弾性層の厚みは、たとえば５[ｍｍ]である。上記離型層は、たとえばＰＦＡチューブである。上記離型層の厚みは、たとえば２０[μｍ]である。
【００４１】
加圧ローラー３０は、定着ベルト２０を介してニップ形成部材１０を押圧する。加圧ローラー３０は、ニップ形成部材１０に対向するとともに定着ベルト２０の外周面に対向することで定着ニップ部Ｎを形成する。定着ニップ部Ｎは、加圧ローラー３０がニップ形成部材１０を押圧することにより形成される領域である。定着ニップ部Ｎにおいて、用紙Ｓ上のトナー像５０が加熱および加圧され用紙Ｓに定着される。
【００４２】
定着ニップ部Ｎにおける荷重の大きさは、たとえば７００[Ｎ]以上１０００[Ｎ]以下である。搬送方向ＤＲ１における定着ニップ部Ｎの幅（ニップ幅）は、たとえば１８[ｍｍ]である。幅方向ＤＲ３における定着ニップ部Ｎの長さは、たとえば３２０[ｍｍ]である。
【００４３】
用紙Ｓには、トナー像５０が形成されている。用紙Ｓの厚み方向ＤＲ２における長さは、たとえば１４０[μｍ]である。用紙Ｓは、図示しないローラーによって搬送方向ＤＲ１に搬送され、トナー像５０とともに定着ニップ部Ｎに突入する。
【００４４】
摺動シート６０は、ニップ形成部材１０と定着ベルト２０の内周面との間に配置されている。摺動シート６０は、ニップ形成部材１０と定着ベルト２０の内周面との間に生じる摩擦力を低減する。摺動シート６０は、ニップ形成部材１０に巻付けて固定されている。
【００４５】
摺動シート６０は、中興化成工業社製のフッ素樹脂ファブリック（ＭＳファブリック）や住友電工ファインポリマー社製の架橋フッ素樹脂ＦＥＸなどの耐摩耗性、耐熱性が高い素材が好ましい。摺動シート６０は、たとえば、ガラスクロスのフッ素樹脂含浸タイプである。
【００４６】
潤滑剤塗布部９０は、ニップ形成部材１０に対して定着ベルト２０の回転方向の下流側に配置されている。潤滑剤塗布部９０は、固定部材８０によって固定されている。潤滑剤塗布部９０は、定着ベルト２０の内周側に配置されており、定着ベルト２０を支持している。
【００４７】
潤滑剤塗布部９０は、定着ベルト２０の内周面に潤滑剤を塗布する。潤滑剤は、シリコンオイルでもよいし、フッ素グリスでもよい。シリコンオイルの場合は、信越シリコーン社製のＫＦ９６−３００ＣＳ、フッ素グリスの場合は、東レダウコーニング社製のＧ８００５が好ましい。潤滑剤は、定着ベルト２０の内周面と摺動シート６０との間に設けらている。摺動シート６０が無い構成の場合、潤滑剤は、定着ベルト２０の内周面とニップ形成部材１０との間に設けられる。
【００４８】
潤滑剤塗布部９０は、図示しないフェルト保持している。フェルトは、定着ベルト２０の内周面と接触している。フェルトは、潤滑剤を含浸している。これにより、潤滑剤塗布部９０は、定着ベルト２０の内周面に均一に潤滑剤を塗布することができる。
【００４９】
加熱部４０は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。加熱部４０は、加熱源４１および加熱ローラー４２を有している。加熱ローラー４２の外径は、たとえば４０[ｍｍ]である。加熱ローラー４２のアルミ部分の厚みは、たとえば０．７[ｍｍ]である。加熱ローラー４２の表面は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によってコーティングされている。コーティング層の厚みは、たとえば４０[μｍ]である。
【００５０】
加熱源４１（ヒーター等）の出力は、たとえば１０００[Ｗ]である。温調温度は、たとえば１７０[℃]である。加熱源４１は、加熱ローラー４２を介して定着ベルト２０を加熱する。実施の形態において、加熱源４１は、定着ベルト２０を介してトナー像５０に熱を供給する。加熱ローラー４２、ニップ形成部材１０、および潤滑剤塗布部９０は、定着ベルト２０を張架している。
【００５１】
（ニップ形成部材１０）
図４は、実施の形態のニップ形成部材１０の概略断面図である。図４では、弾性変形前における加圧ローラー３０の形状がわかるように、加圧ローラー３０の変形前の形状を２点鎖線で示している。
【００５２】
ニップ形成部材１０は、対向面１７を有している。対向面１７は、定着ベルト２０の内周面に対向している。対向面１７は、加圧ローラー３０に向く面である。加圧ローラー３０の表面は、対向面１７の表面形状に倣うように弾性変形する。
【００５３】
ニップ形成部材１０の搬送方向ＤＲ１における長さ（図４中のａ）は、たとえば２７．５[ｍｍ]である。ニップ形成部材１０の裏面から、対向面１７のうち上記裏面から最も離れた部分までの長さ（図４中のｂ）は、たとえば６．４７[ｍｍ]である。ニップ形成部材１０には、穴部１０ａが形成されている。穴部１０ａには、固定部材８０の一部が挿入される。穴部１０ａの深さ（図４中のｃ）は、たとえば３[ｍｍ]である。これにより、ニップ形成部材１０の強度を確保している。
【００５４】
対向面１７は、湾曲状のニップ上流部１１と、ニップ下流部１２とを有している。ニップ上流部１１は、対向面１７のうち搬送方向ＤＲ１の最上流部に設けられている。ニップ上流部１１は、用紙Ｓと定着ベルト２０を介して加圧ローラー３０と対向している。
【００５５】
ニップ上流部１１は、幅方向ＤＲ３に直交する断面（以下、断面Ｚ）において、湾曲状の形状を有している。断面Ｚにおいて、ニップ上流部１１は、円弧状の形状を有している。ニップ上流部１１は、加圧ローラー３０に対して凸形状を有している。ニップ上流部１１の円弧部分は、一様の曲率を有している。ニップ上流部１１の曲率半径は、たとえば５[ｍｍ]である。ニップ上流部１１に対して搬送方向ＤＲ１の下流側には、ニップ上流部１１と滑らかに連なるニップ下流部１２が設けられている。
【００５６】
ニップ下流部１２は、ニップ上流部１１の曲率と異なる曲率を有している。搬送方向ＤＲ１におけるニップ上流部１１の最下流部における曲率は、搬送方向ＤＲ１におけるニップ下流部１２の最上流部における曲率と異なっている。ニップ上流部１１とニップ下流部１２との境界で曲率が変化している。ニップ下流部１２は、平面部１３と、曲面部１４と、突出部１５を有している。
【００５７】
平面部１３は、平滑である。平面部１３は、断面Ｚにおいて、真っ直ぐに延びる形状を有している。平面部１３は、ニップ上流部１１と滑らかに連なっている。平面部１３の曲率は、平面部１３の全域にわたってほぼゼロである。平面部１３に対して搬送方向ＤＲ１の下流側には、曲面部１４が設けられている。
【００５８】
曲面部１４は、凹状に湾曲する形状を有している。曲面部１４は、固定部材８０に向かって窪む（突出する）形状を有している。曲面部１４の曲率半径は、たとえば３９[ｍｍ]である。
【００５９】
曲面部１４と加圧ローラー３０との接触する領域における加圧ローラー３０の弾性変形量は、搬送方向ＤＲ１の下流側に向かうにつれて大きくなっていく。これにより、曲面部１４におけるニップ圧は、搬送方向ＤＲ１の下流側に向かうにつれて大きくなる。曲面部１４に対して搬送方向ＤＲ１の下流側には、曲面部１４と滑らかに連なる突出部１５が設けられている。
【００６０】
突出部１５は、湾曲状の形状を有している。突出部１５は、加圧ローラー３０に向かって突出する凸形状を有している。突出部１５は、曲面部１４が突出する方向と逆方向に突出している。突出部１５の曲率は、曲面部１４の曲率と逆向きである。突出部１５の曲率半径は、たとえば３[ｍｍ]である。これにより、加圧ローラー３０および定着ベルト２０に負荷をかけずに分離性を確保することができる。
【００６１】
搬送方向ＤＲ１において、平面部１３から突出部１５に向かうにつれて、加圧ローラー３０の弾性変形量は、大きくなっていく。すなわち、ニップ形成部材１０は、搬送方向ＤＲ１の下流側に向かうにつれてニップ圧力が大きくなる構成を有している。ニップ上流部１１におけるニップ圧は、ニップ形成部材１０のうちニップ上流部１１以外の部分（ニップ下流部１２）におけるニップ圧よりも小さい。
【００６２】
（トナー像５０における速度差）
図５は、図２に示す領域Ｖの拡大概略図である。図５では、用紙Ｓが定着ニップ部Ｎに突入した直後の状態を示しているが、便宜上、後述する速度差が、生じていない状態を図示している。ニップ形成部材１０には、ニップ最上流部１６が規定されている。
【００６３】
ニップ最上流部１６は、搬送方向ＤＲ１における定着ニップ部Ｎの最上流部（以下、ニップ入口Ｎｉ）に対応する部分である。「ニップ入口Ｎｉに対応する部分」とは、本明細書中において、ニップ形成部材１０のうちニップ入口Ｎｉに対向している部分であって、ニップ入口Ｎｉおよびニップ上流部１１の曲率中心Ｃを結ぶ線とニップ上流部１１とが交わる部分を意味するものとする。
【００６４】
ニップ最上流部１６には、ニップ上流部１１が設けられている。ニップ上流部１１は、ニップ最上流部１６を有している。ニップ最上流部１６は、ニップ上流部１１が延在している領域に存在している。
【００６５】
ニップ上流部１１と平面部１３（ニップ下流部１２）との境界には、曲率境界部１８が形成される。断面Ｚにおいて、ニップ上流部１１の曲率中心Ｃおよびニップ最上流部１６を結ぶ線分と、ニップ上流部１１の曲率中心Ｃおよび曲率境界部１８を結ぶ線分との成す角をニップ上流角θ[°]とする。ニップ上流角θ[°]は、たとえば１５[°]である。
【００６６】
トナー像５０は、表面部５１および接着面５２を有している。表面部５１は、定着ベルト２０と接触する。表面部５１は、定着ベルト２０と対向する。表面部５１は、用紙Ｓの厚み方向ＤＲ２における、トナー像５０のトナー像５０と定着ベルト２０とが接触する側に設けられている。
【００６７】
接着面５２は、用紙Ｓと接触している。接着面５２は、用紙Ｓと対向している。接着面５２は、用紙Ｓの厚み方向ＤＲ２における、トナー像５０のトナー像５０と用紙Ｓとが接触している側に設けられている。接着面５２は、トナー像５０のうち加圧ローラー３０に向く側に設けられている。
【００６８】
ニップ上流部１１の曲率半径をＲ[μｍ]、定着ベルト２０の厚みをｈ[μｍ]、トナー像５０の厚みt[μｍ]（図５中のｔ）とすると、搬送方向ＤＲ１における接着面５２の長さＬ１[μｍ]は、２π(Ｒ＋ｔ＋ｈ)×θ／３６０となる。一方、搬送方向ＤＲ１における表面部５１の長さＬ２[μｍ]は、２π（Ｒ＋ｈ）×θ／３６０となる。これにより、表面部５１と接着面５２との長さの差[μｍ]は、Ｌ１-Ｌ２＝２π×ｔ×θ／３６０となる。
【００６９】
このように、ニップ上流部１１の曲率半径Ｒの大きさに依存せず、トナー像５０の厚みｔ[μｍ]およびニップ上流角θ[°]に依存して、単位時間あたりにおける、表面部５１および接着面５２の搬送方向ＤＲ１における移動距離に差が生じる（以下、上記移動距離の差を「経路差」と称する）。経路差生じるため、表面部５１および接着面５２が搬送方向ＤＲ１に沿って移動する速度に差が生じる（以下、上記速度の差を「速度差」と称する）。
【００７０】
ニップ上流部１１は、厚み方向ＤＲ２における、トナー像５０のトナー像５０および定着ベルト２０が接触する側と、搬送方向ＤＲ１における、トナー像５０のトナー像５０および記録媒体が接触している側との間に速度差が生じるような形状を有している。
【００７１】
図６は、トナー像５０に速度差が生じた状態を示す概略断面図である。加圧ローラー３０は、４１５[ｍｍ／ｓ]で駆動回転しているため、用紙Ｓが真っ直ぐに搬送される場合、用紙Ｓも４１５[ｍｍ／ｓ]で搬送されるが、湾曲状のニップ上流部１１に係る領域では、表面部５１および接着面５２の間に速度差が生じる。
【００７２】
接着面５２が搬送方向ＤＲ１に沿って移動する速度は、表面部５１が搬送方向ＤＲ１に沿って移動する速度よりも大きい。表面部５１の移動速度は、たとえば４１２．７[ｍｍ／ｓ]であり、接着面５２の移動速度は、たとえば４１５．０[ｍｍ／ｓ]である。すなわち、速度差は、たとえば２．３[ｍｍ／ｓ]である。速度差が生じると、トナーによる粘性力が生じ、トナー像５０が引き伸ばされるように変形が起こる。この作用により、表面部５１が平滑にされ、光沢度が大きくなる。
【００７３】
（平滑化についてのメカニズム）
図７は、表面部５１が平滑になる前のトナー像５０の拡大概略図である。図８は、速度差が生じることにより表面部５１が平滑となったトナー像５０の拡大概略図である。図７および図８に示すように、多数のトナー５３によってトナー像５０が構成されている。図７および図８に示すように、トナー像５０は、粒状のトナー５３が積層されて形成されている。
【００７４】
図８に示すように、トナー像５０に対して速度差をつけた場合、定着ベルト２０と接しているトナー５３（以下、最上層トナー５３ａ、図７参照）が搬送方向ＤＲ１にずらされる。これにより、最上層トナー５３ａが、その下の層の隙間に入りこむ。したがって、表面部５１が平滑化され、用紙Ｓの光沢度が大きくなる。
【００７５】
図９は、速度差が生じることによりトナー５３が伸びて平滑にされたトナー像の５０拡大概略図である。図８の場合は、最上層トナー５３ａが搬送方向ＤＲ１にずらされることにより、表面部５１が平滑になっていたが、図９に示す場合では、最上層トナー５３ａに定着ベルト２０から熱が伝達し、粘性力が作用することによって、最上層トナー５３ａが引き伸ばされることにより、表面部５１が平滑化される。
【００７６】
図８および図９に示したように、最上層トナー５３ａがずらされる場合、引き伸ばされる場合の２つのメカニズムによって、表面部５１が平滑化される。これにより、経路差（トナーのずれ量）の目安として、トナー５３同士の隙間に移動するぐらいの量（トナー５３の平均粒径ｘ[μｍ]の半分）で充分となる。実施の形態において、トナー５３の平均粒径ｘ[μｍ]は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（シスメックス社製）で測定した場合、約６[μｍ]である。
【００７７】
トナー５３は、ワックスを含有している。ワックスは、パラフィン系やエステル系が好ましい。
【００７８】
図９に示すように最上層トナー５３ａが伸ばされると、せん断力によって、トナー５３からワックスが滲み出す。ワックスの含有量としては、トナー５３母体の大きさや重量にもよるが、トナー５３の重量に対して約１０％以上２０％以下が好ましい。実際に、ワックス含有量がトナー重量に対して０％、５％、１０％のトナーで比較試験した結果、ワックス含有量が０％、１０％における光沢度に対し、ワックス含有量が５％における光沢度は小さくなった。
【００７９】
（作用効果）
図５に示すように、ニップ上流部１１が湾曲状の形状を有していることより、ニップ上流部１１においてトナー像５０の厚みｔ[μｍ]およびニップ上流角θ[°]に依存する速度差が表面部５１と接着面５２との間に生じる。これにより、用紙Ｓが定着ニップ部Ｎに突入する時に、表面部５１に定着ベルト２０から熱が与えられるとともに表面部５１をこするようなせん断力（粘性力）が微小に発生する。上記せん断力により、表面部５１が平滑化される。平滑化された表面部５１が、加熱および加圧されて用紙Ｓに定着されることで用紙Ｓの光沢度が向上する。
【００８０】
ニップ上流部１１が湾曲状の形状を有していることより、ニップ時間（定着ニップ部Ｎを通過する時間）を増やしたり、定着温度をあげたりすることなく、ニップ形成部材１０の形状のみで光沢度をあげることができる。これにより、簡易な構成で光沢度を大きくすることができる。
【００８１】
定着ベルト２０は、弾性層を有している。これにより、表面部５１をより均一に押圧することができる。したがって、より高い光沢度が得られる。
【００８２】
ニップ上流部１１に高いニップ圧がかかると定着ベルト２０および加圧ローラー３０の密着力が大きくなる。これにより、経路差が生じにくくなる。ニップ上流部１１におけるニップ圧をニップ上流部１１以外の部分（ニップ下流部１２）よりも小さくすることによって、定着ベルト２０の搬送力を確保することができる。したがって、経路差が生じやすくなる。
【００８３】
トナー５３は、ワックスを含有している。ワックスが滲み出すことによって表面部５１にさらにワックス層が積層されるため、表面部５１がより平滑になり、高い光沢度が得られる。
【００８４】
トナー５３は、トナー５３単体の重量に対して１０％以上２０％以下のワックスを含有していることが好ましい。ワックスの含有率を１０％以上にすることにより、ワックスの含有量が表面部５１に対して不足しワックスが均一にならず、表面部５１が荒れることを抑制することができる。したがって、ワックスの含有率を１０％以上にすることにより、表面部５１に対して充分なワックス滲み出し量を確保するができ、より高い光沢度が得られる。さらに、トナー像５０（用紙Ｓ）と定着ベルト２０との分離性を確保することができる。
【００８５】
ワックスの含有率が２０％以下にすることにより、ワックスの揮発成分が加圧ローラー３０、定着ベルト２０およびガイド等に付着することを抑制できる。これにより、加圧ローラー３０跡による画像ノイズ、および、ワックスが積層した結果生じる紙詰まりを抑制することができる。
【００８６】
ニップ形成部材１０は、ニップ出口にかけてニップ圧が高くなるような構成を有している。これにより、トナー像５０の中に存在している空気層が残らないようにトナー像５０を押圧することができる。これにより、光沢度を高くすることができる。さらに、トナー像５０から上記空気層が抜けることによる画像ノイズの発生を抑制することができる。
【００８７】
ニップ形成部材と定着ベルトの内周面との間の摩擦力が大きい場合、定着ベルトが加圧ローラーに従動せず、用紙が搬送されなくなるスリップ現象が発生する場合がある。ニップ形成部材１０と定着ベルト２０の内周面との間に摺動シート６０を配置することにより、ニップ形成部材１０と定着ベルト２０の内周面との間に生じる摩擦力を低減することができる。これにより、スリップ現象を抑制することができる。
【００８８】
ニップ形成部材１０と定着ベルト２０との間に潤滑剤を塗布することにより、ニップ形成部材１０と定着ベルト２０の内周面との間に生じる摩擦力をより小さくすることができる。
【００８９】
潤滑剤塗布部９０を設けることにより、潤滑剤を定着ベルト２０の内周面に均一に塗布することができる。これにより、加熱ローラー４２から定着ベルト２０への伝熱を均一にすることができる。さらに、定着ベルト２０内周面や摺動シート６０の摩耗量を幅方向ＤＲ３で安定させることができる。
【００９０】
（変形例）
図１０は、曲率境界部１８の一例を示す図である。変形例のニップ下流部１２は、ニップ上流部１１の湾曲形状の向きと逆向きに湾曲する形状を有している。実施の形態と異なり、変形例のニップ上流部１１は、楕円弧状の形状を有している。曲率境界部１８は、ニップ上流部１１とニップ下流部１２との境界に形成される。曲率境界部１８は、ニップ上流部１１から、ニップ上流部１１の曲率と異なる曲率に切り換わる部分に形成される。
【００９１】
楕円は、その曲率が一様ではないため、ニップ上流部１１が楕円弧状の形状を有している場合において、上記「ニップ上流部１１の曲率と異なる曲率」とは、「ニップ上流部１１の搬送方向ＤＲ１の最下流部１１ａにおける曲率と異なる曲率」とする。
【実施例】
【００９２】
以下、ニップ上流角θ[°]を変更して経路差（≒２π×ｔ×θ／３６０）を調整したニップ形成部材を用いて、光沢度の評価試験を実施した。トナーの平均粒径ｘ[μｍ]は、６[μｍ]であった。トナー像の厚みｔ[μｍ]は、以下のようにして定めた。
【００９３】
図１１は、トナー像５０の表面を拡大した写真を示す図である。図１２は、単層の場合におけるトナー像５０の形状のプロファイル結果を示す図である。図１２の横軸は、用紙Ｓが延在している方向における長さＸ[μｍ]を示しており、縦軸は、厚み方向におけるトナー像５０の高さＺ[μｍ]を示している。トナー像５０の厚みは、非接触形状測定レーザマイクロスコープ（ＶＫＸ−１０００）を用いて測定した。
【００９４】
図１１に示す白い箇所が、下地（用紙）である。トナー像５０の高さＺ[μｍ]（すなわち、下地（用紙Ｓ）から表層（表面部５１）までの長さ）の最大値をトナー像５０の厚みｔ[μｍ]とした。図１２の結果から、単層の場合、トナー像５０の厚みｔ[μｍ]は、２５[μｍ]であった。
【００９５】
図１３は、経路差に対する光沢度の結果をプロットした図である。図１３の横軸は、経路差[μｍ]を示しており、縦軸は、光沢度を示している。図１３における光沢度の測定において、入射角を６０[°]とした（６０°光沢度）。図１３では、上記プロットの近似曲線が点線で図示されている。
【００９６】
経路差が小さい領域（０[μｍ]以上２[μｍ]付近の領域）において、光沢度はおおよそ１２から１４の間の値であるのに対し、経路差が大きい領域（６[μｍ]以上１４[μｍ]以下の領域）において、光沢度はおおよそ２０から２２の間の値になっている。この結果より、経路差を大きくすることによって、光沢度が大きくなることが確認できた。
【００９７】
図１３の結果より、３[μｍ]以上５[μｍ]以下の領域（図１３中の網掛け部分）において、光沢度が大きくなる効果が表れ始めていることが分かる。トナーの平均粒径６[μｍ]の半分以上の経路差（≒ずらし量）を設ける（トナーの平均粒径６[μｍ]の半分（３[μｍ]）を経路差の下限値とする）ことによって、光沢度を大きくする効果が得られる。すなわち、トナーの平均粒径をｘ[μｍ]、トナー像の厚みｔ[μｍ]とした場合、以下の関係式（１）を満たすことで、光沢度を効果的に大きくすることができる。
【００９８】
ｘ／２≦２π×ｔ×θ／３６０・・・（１）
さらに、経路差が４[μｍ]から５[μｍ]付近の値である場合、経路差が３[μｍ]付近である場合と比較して、光沢度の値が４程度大きくなっており、光沢度をより大きくする効果が得られていることがわかる。これにより、トナーの平均粒径６[μｍ]の２／３（４[μｍ]）以上の経路差を設けることによって、光沢度をより大きくする効果が得られることがわかる。すなわち、以下の関係式（２）を満たすことで、光沢度をより効果的に大きくすることができる。
【００９９】
（２／３）×ｘ≦２π×ｔ×θ／３６０・・・（２）
さらに経路差が６[μｍ]の場合、光沢度はおおよそ２０から２２の間の値になっており、光沢度を大きくする効果が顕著に得られていることがわかる。トナーの平均粒径である６[μｍ]以上の経路差を設けることによって、光沢度の値をおおよそ６以上１０以下の間で大きくすることができる。すなわち、以下の関係式（３）を満たすことで、光沢度を顕著に大きくすることができる。
【０１００】
ｘ≦２π×ｔ×θ／３６０・・・（３）
おおよそ６以上１０以下程度の光沢度を増加させる場合、ニップ幅（搬送方向ＤＲ１における定着ニップ部Ｎの幅）で光沢度を上げる手法で考えると、ニップ幅を約２[ｍｍ]増加させなければならない。定着温度で光沢度を上げる手法で考えると、定着温度を約１０[℃]増加させなければならない。
【０１０１】
ニップ幅を増やしたり（ニップ時間を増やしたり）、定着温度を上げたりしなくても、トナーの平均粒径ｘ[μｍ]の半分以上の経路差を設けることにより、光沢度を効果的に大きくすることができることが示された。
【０１０２】
一方、経路差が大きすぎると問題が生じる。上述したように、露光の間隔および画像形成装置の解像度（ｄｐｉ）の条件があるため、トナーが１ドット以上ずれると、別の色が重なり、色ずれが生じる場合がある。そのため、経路差（ずらし量）には上限がある。用紙Ｓに形成されるトナー画像の解像度をｄ[ｄｐｉ]とすると、以下の関係式（４）を満たすことで、光沢度を大きくし、かつ、色ずれを抑制することができる。
【０１０３】
２×π×ｔ×θ／３６０≦２５．４×１０３／ｄ・・・（４）
２５．４×１０３／ｄは、１ドットあたりの長さ[μｍ]を示している。
【０１０４】
図１４は、適正なニップ上流角θ[°]を導くための図である。図１４では、ニップ上流角θ[°]に対応した経路差（＝２×π×ｔ×θ／３６０）を、トナー像の厚みが２５[μｍ]（１層ベタ）、５０[μｍ]、７０[μｍ]（４層ベタ）のそれぞれに対してプロットした。
【０１０５】
一般的な解像度である６００[ｄｐｉ]および１２００[ｄｐｉ]の場合を考えて、経路差の上限値を設定した。解像度が６００[ｄｐｉ]であれば、ずらし量の限度は、４２．３（＝２５．４×１０３／６００）[μｍ]、解像度が１２００[ｄｐｉ]であれば２１．２（＝２５．４×１０３／１２００）[μｍ]である。
【０１０６】
経路差が約６[μｍ]以上から光沢度が上昇した結果があるため（図１３参照）、θ＝１５°を下限値とした。トナー像の厚みが７０[μｍ]かつ解像度が６００[ｄｐｉ]の場合におけるニップ上流角θ[°]の上限をみるとθ＝３５[°]となった。これにより、６００[ｄｐｉ]において、ニップ上流角θ[°]は、１５[°]以上３５[°]以下の範囲が適正となる。
【０１０７】
一方、トナー像の厚みが７０[μｍ]かつ解像度が１２００[ｄｐｉ]の場合におけるニップ上流角θ[°]の上限をみるとθ＝１７[°]となった。これにより、１２００[ｄｐｉ]において、ニップ上流角θ[°]は、１５[°]以上１７[°]以下の範囲が適正となる。
【０１０８】
以上より、解像度が６００[ｄｐｉ]および１２００[ｄｐｉ]のどちらの場合でも、ずらし量の限度を超えないニップ上流角θ[°]は、１５≦θ≦１７であることがわかる。ニップ上流角θ[°]が１５≦θ≦１７の関係を満たすことにより、色ずれを確実に抑制することができる。
【０１０９】
（その他）
加熱部４０は、加圧ローラー３０の内部に配置されており、加圧ローラー３０が定着ベルト２０を加熱する構成であってもよい。この場合、加熱部４０によって加熱された加圧ローラー３０が、トナー像５０に熱を供給する。
【０１１０】
今回開示された実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１１】
１  定着装置、２  装置本体、２Ａ  画像形成部、２Ｂ  給紙部、３  ローラー、４  搬送経路、５  作像ユニット、６  露光ユニット、７  転写部、７ａ  中間転写ベルト、８  クリーニング部、９  収容部、９ａ  手差しトレイ、１０  ニップ形成部材、１０ａ  穴部、１１  ニップ上流部、１１ａ  最下流部、１２  ニップ下流部、１３  平面部、１４  曲面部、１５  突出部、１６  ニップ最上流部、１７  対向面、１８  曲率境界部、２０  定着ベルト、３０  加圧ローラー、４０  加熱部、４１  加熱源、４２  加熱ローラー、５０  トナー像、５１  表面部、５２  接着面、５３  トナー、５３ａ  最上層トナー、６０  摺動シート、８０  固定部材、９０  潤滑剤塗布部、１００  画像形成装置、１０１  制御装置、Ｃ  曲率中心、ＤＲ１  搬送方向、ＤＲ２  厚み方向、ＤＲ３  幅方向、Ｎｉ  ニップ入口、Ｓ  用紙。
【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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