(57)【要約】【課題】加熱ベルト方式の加熱装置において、圧接ニップ長手方向に関して被加熱材の加熱均一化、像加熱装置にあっては記録材内の定着性の均一化、さらには光沢度やカラー画像特性の均一化の向上を図った装置を提供する。【解決手段】加熱ローラ３と定着ローラ２に張架された定着ベルト１を有し、定着ベルト１を介して定着ローラ２と加圧ローラ４が圧接して定着ニップＮを形成する構成において、定着ローラ２を正クラウン形状または正テーパー形状として、定着ニップ形状を略ストレート形状とすることで定着性を均一化する。【選択図】図２
2004226819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段で加熱されて移動する可撓性のベルトと、前記ベルトを支持する弾性バックアップローラと、前記ベルトを間に挟み前記弾性バックアップローラと圧接ニップ部を形成する加圧ローラを有し、前記圧接ニップ部の前記ベルトと前記加圧ローラとの間に被加熱材を導入して挟持搬送させて前記ベルトの熱で加熱する加熱装置において、
前記弾性バックアップローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることを特徴とする加熱装置。
記
弾性バックアップローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２」とする。
【請求項２】
前記弾性バックアップローラとともに前記ベルトを支持して前記加圧ローラとの間に前記ベルトを挟んで圧接ニップ部を形成する弾性補助ローラを有し、該弾性補助ローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
記
弾性補助ローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＧとＨとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２」とする。
【請求項３】
加熱手段で加熱されて移動する可撓性のベルトと、前記ベルトを支持する弾性バックアップローラと、前記ベルトを間に挟み前記弾性バックアップローラと圧接ニップ部を形成する加圧ローラを有し、前記圧接ニップ部の前記ベルトと前記加圧ローラとの間に被加熱材を導入して挟持搬送させて前記ベルトの熱で加熱する加熱装置において、
前記弾性バックアップローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、加圧ローラの形状を「加圧ローラ端部外径＞加圧ローラ中央部外径」とする、下記で定義される逆クラウン形状とするとともに、「弾性バックアップローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることを特徴とする加熱装置。
記
弾性バックアップローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２」とする。
加圧ローラの逆クラウン量は、加圧ローラの最大通紙幅両端部外径をＤとＥとし、加圧ローラの最大通紙幅中央部外径をＦとすると、「逆クラウン量＝（Ｄ＋Ｅ）／２−Ｆ」とする。
【請求項４】
前記弾性バックアップローラとともに前記ベルトを支持して前記加圧ローラとの間に前記ベルトを挟んで圧接ニップ部を形成する弾性補助ローラを有し、該弾性補助ローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、「弾性補助ローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
記
弾性補助ローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＧとＨとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２」とする。
【請求項５】
前記被加熱材は画像を担持した記録材であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の加熱装置。
【請求項６】
前記被加熱材は加熱定着すべき未定着画像を担持した記録材であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の加熱装置。
【請求項７】
前記弾性バックアップローラ及び前記加圧ローラは、弾性体層を被覆してあり、「弾性バックアップローラ硬度＜加圧ローラ硬度」とすることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の加熱装置。
【請求項８】
前記弾性バックアップローラは表層に弾性体層を設け、弾性バックアップローラ硬度は１０〜６０度（アスカーＣ硬度計）とすることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の加熱装置。
【請求項９】
前記弾性バックアップローラの弾性体層は熱伝導率０．１６［Ｗ／（ｍ・℃）］以下とするスポンジ状弾性層であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記ベルトは弾性体層を有し、被加熱材としての記録材に担持のフルカラー画像を定着することを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記ベルトの表層及び前記加圧ローラの表層にフッ素樹脂層を設け、被加熱材としての記録材に担持させる画像の構成材にオイル含有トナーを用いることで、前記ベルトまたは前記加圧ローラにオイル塗布機構を使用しないオイルレスを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の加熱装置。
【請求項１２】
定着ローラと、加熱ローラと、この加熱ローラ及び定着ローラに張架された無端状定着ベルトと、この定着ベルトを介して定着ローラに対向加圧して設けられた加圧ローラとを有し、
加圧ローラと加熱ローラのうちいずれか一方若しくは両方の内部に設けられた定着ベルト加熱用ヒータを備え、
この加圧ローラと定着ベルトとの間に記録材を搬送して、記録材上に保持された画像を加熱する加熱装置において、
定着ローラの形状を、「定着ローラ端部外径＜定着ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることを特徴とする加熱装置。
記
定着ローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２」とする。
【請求項１３】
無端状定着ベルトは、定着ローラ、加熱ローラ、及び定着補助ローラに張架され、加圧ローラは定着ベルトを介して定着ローラ及び定着補助ローラに対向加圧して設けられ、
定着補助ローラの形状を、「定着補助ローラ端部外径＜定着補助ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることを特徴とする請求項１２に記載の加熱装置。
記
定着補助ローラの正クラウン量または正テーパー量は、定着補助ローラの最大通紙幅両端部外径をＧとＨとし、定着補助ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２」とする。
【請求項１４】
定着ローラと、加熱ローラと、この加熱ローラ及び定着ローラに張架された無端状定着ベルトと、この定着ベルトを介して定着ローラに対向加圧して設けられた加圧ローラとを有し、
加圧ローラと加熱ローラのうちいずれか一方若しくは両方の内部に設けられた定着ベルト加熱用ヒータを備え、
この加圧ローラと定着ベルトとの間に記録材を搬送して、記録材上に保持された画像を加熱する加熱装置において、
定着ローラの形状を、「定着ローラ端部外径＜定着ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、加圧ローラの形状を「加圧ローラ端部外径＞加圧ローラ中央部外径」とする、下記で定義される逆クラウン形状とするとともに、「定着ローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることを特徴とする加熱装置。
記
定着ローラの正クラウン量または正テーパー量は、定着ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢとし、定着ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２」とする。
加圧ローラの逆クラウン量は、加圧ローラの最大通紙幅両端部外径をＤとＥとし、加圧ローラの最大通紙幅中央部外径をＦとすると、「逆クラウン量＝（Ｄ＋Ｅ）／２−Ｆ」とする。
【請求項１５】
無端状定着ベルトは、定着ローラ、加熱ローラ、及び定着補助ローラに張架され、加圧ローラは定着ベルトを介して定着ローラ及び定着補助ローラに対向加圧して設けられ、
定着補助ローラの形状を、「定着補助ローラ端部外径＜定着補助ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、「定着補助ローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることを特徴とする請求項１４に記載の加熱装置。
記
定着補助ローラの正クラウン量または正テーパー量は、定着補助ローラの最大通紙幅両端部外径をＧとＨとし、定着補助ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２」とする。
【請求項１６】
定着ローラ及び加圧ローラは弾性体層を被覆してあり、「定着ローラ硬度＜加圧ローラ硬度」とすることを特徴とする請求項１２から請求項１５の何れかに記載の加熱装置。
【請求項１７】
定着ローラは表層に弾性体層を設け、定着ローラ硬度は１０〜６０度（アスカーＣ硬度計）とすることを特徴とする請求項１２から請求項１５の何れかに記載の加熱装置。
【請求項１８】
定着ローラの表層の弾性体層は熱伝導率０．１６［Ｗ／（ｍ・℃）］以下とするスポンジ状弾性層であることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の加熱装置。
【請求項１９】
定着ベルトは弾性体層を有し、フルカラー画像を定着することを特徴とする請求項１２から請求項１８の何れかに記載の加熱装置。
【請求項２０】
定着ベルトの表層及び加圧ローラの表層にフッ素樹脂層を設け、オイル含有トナーを用いることで、定着ベルトまたは加圧ローラにオイル塗布機構を使用しないオイルレスを特徴とする請求項１２から請求項１９の何れかに記載の加熱装置。
【請求項２１】
記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録材上の未定着画像を加熱定着させる定着手段を有する画像形成装置において、前記定着手段が請求項１から請求項２０の何れかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、加熱手段で加熱されて移動する可撓性のベルト（フィルム）と、前記ベルトを支持するバックアップ部材と、前記ベルトを間に挟み前記バックアップ部材と圧接ニップ部を形成する加圧部材を有し、前記圧接ニップ部の前記ベルトと前記加圧部材との間に被加熱材を導入して挟持搬送させて前記ベルトの熱で加熱する加熱ベルト方式の加熱装置、及び該加熱装置を定着装置として具備する画像形成装置に関する。
【０００３】
上記の加熱ベルト方式の加熱装置は、電子写真方式等の画像形成装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等）において、記録材上に形成された未定着トナー画像を加熱及び加圧し、トナー画像を記録材に定着させる定着装置、未定着画像を記録材に仮に定着せしめる仮定着装置、定着画像を担持した記録材の表面性を改質する表面改質装置等の像加熱装置として用いられる。
【０００４】
また、像加熱装置の他にも、例えば紙幣のシワ除去用の熱プレス装置、熱ラミネート装置、紙の含水分を蒸発させる加熱乾燥装置など、シート状部材を加熱処理する加熱手段として用いることができる。
【０００５】
【従来の技術】
便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備させる、トナー画像を記録材に加熱、加圧して定着させる定着装置を例にして説明する。
【０００６】
１）熱ローラ方式の定着装置
画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で、記録材（転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙・封筒等）に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着画像（トナー画像）を記録材に永久固着画像として加熱・加圧定着させる定着装置としては熱ローラ方式の定着装置が広く用いられている。
【０００７】
熱ローラ方式の定着装置は、加熱源としてのハロゲンヒータ等を内包した加熱体としての定着ローラと、これに圧接させた加圧体としての加圧ローラを基本構成とし、このローラ対を回転させて、ローラ対の圧接ニップ（定着ニップ）部に未定着画像を担持した記録材を挿通し、定着ローラからの熱と定着ニップ部の加圧力によって、未定着画像を記録材に永久定着させるものである。
【０００８】
熱ローラ方式の定着装置は、モノクロ画像形成装置はもちろん、フルカラー画像形成装置にも用いられている。但し、フルカラー画像はモノクロ画像の場合に比べて記録材上のトナー層が厚く、トナーの付着量が多いことから、定着ニップ部の記録材搬送方向長さ（定着ニップ幅）をできる限り広く確保し、プリント時（定着工程時）において、記録材上に形成された未定着トナー画像を可能な限り低温で長時間加熱して、記録材上に定着することが望ましい。
【０００９】
また、記録材の光沢や記録材としてＯＨＰにおける透光色再現性を確保するため、フルカラー用定着装置は、トナー面を均一に溶融して平滑化し、高光沢に仕上げるべく、定着ローラ及び加圧ローラ双方に高平滑ないし鏡面な耐熱弾性層を表層に設けた熱ローラ方式の定着装置が主流となっている。
【００１０】
ところが、フルカラー用の熱ローラ方式の定着装置において、広いニップ幅を確保すべくローラを大径化した場合には、定着装置ひいては画像形成装置全体の大型化を招く問題がある。一方、耐熱弾性体表層の厚みを厚くした場合には、加熱源から定着ローラ表層への熱伝導の低下による熱供給速度の低下によって、定着ローラ表層温度が低下して、未定着トナーが記録材上に固着できない定着不良が発生するため、プリント速度が低下して、高スループット（単位時間当たりのプリント枚数）追従性が低下する等の問題がある。
【００１１】
フルカラー用定着装置において、定着装置の小型化を図り、かつ、高速化および高スループット化を実現するには、ニップ幅を拡大しつつ熱の供給速度を低下させないことが重要な課題であるが、熱ローラ方式におけるニップ幅の拡大手法としては、上述したローラの大径化及び耐熱弾性体の厚肉化しかないことから、当該課題に応えるには限界があった。
【００１２】
２）定着ベルト方式（加熱ベルト方式）の定着装置
そこで、熱ローラ方式による限界を打破すべく、定着ベルトを加圧ローラに圧接させてニップ部を形成する定着ベルト方式の定着装置が提案されている。
【００１３】
この定着ベルト方式の定着装置は、定着ローラ以外の部位に加熱源を配設し、ウォームアップ時間を短縮できるようにしたものであり、弾性定着ローラと加熱ローラに張架された無端状の定着ベルトを配設し、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラを圧接させ、この圧接ニップ（定着ニップ）部に未定着画像を担持した記録材を挿通し、定着ベルトからの熱と定着ニップ部の加圧力によって、未定着画像を記録材に永久定着させるものである。
【００１４】
定着ベルト方式の定着装置は、弾性定着ローラを低硬度化することで、熱ローラ方式に比べて、広いニップ幅を容易に確保することができ、また、熱容量の小さい定着ベルトを加熱ローラによって加熱するため、急速に定着ベルトを加熱し、さらに熱供給速度を低下させずに記録材を加熱することができるので、ウォームアップ時間を短縮でき、小型でかつ高速プリントが可能になるという利点がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
画像形成装置の定着装置に上述した定着ベルト方式を採用するにあたって、従来、低硬度の弾性定着ローラとして、外径が長手方向で均一な略ストレート形状の定着ローラを用いていた。
【００１６】
しかしながら、ストレート形状の定着ローラによって、定着ベルトを介して加圧ローラとの圧接ニップ（以下定着ニップ）を形成した時、この定着ニップ形状は、定着ローラ及び加圧ローラの両端部で加圧される構成のため、定着ローラ及び加圧ローラのたわみ等によって、中央部で幅が狭く、両端部で幅が広いような中細り形状となる。
【００１７】
このような定着ニップの中細り形状によって、定着ニップ部でトナーと記録材に付与する熱量が中央部と端部で異なることとなり、トナーと記録材との接着力（以下、定着性）は、中央部で定着性が悪く、端部で定着性が良い、という定着性の不均一が発生してしまうという問題があった。
【００１８】
この定着性の不均一が大きい場合、中央部で適正な定着性を確保するように定着ベルト表面温度を設定すると、端部ではトナーが過剰溶融して定着ベルトに付着し、付着トナーが定着ベルト１周後に記録材に再付着して、記録材を汚してしまうホットオフセットが発生する。また、端部で適正な定着性を確保するように定着ベルト表面温度を設定すると、中央部ではトナーが未溶融して記録材に定着できずに定着ベルトに付着し、付着トナーが定着ベルト１周後に記録材に再付着して、記録材を汚してしまうコールドオフセットが発生する。
【００１９】
また、特に、フルカラー画像形成装置の定着装置においては、上述した定着ニップの中細り形状による定着性の不均一から、フルカラー画像のトナー表面の平滑度の不均一による光沢度の不均一や、トナーの溶融具合の不均一によるカラー画像特性（明度、彩度、色度）の不均一が発生し、この光沢ムラやカラー画像特性ムラによって、鮮明なフルカラー画像を得られないという問題があった。
【００２０】
そこで本発明は、上述した従来技術に伴う課題を解決するため、加熱ベルト方式の加熱装置において、被加熱材の加熱均一化、像加熱装置にあっては記録材内の定着性の均一化、さらには光沢度やカラー画像特性の均一化の向上を図った装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の本発明に係る加熱装置及び画像形成装置にて達成される。
【００２２】
（１）加熱手段で加熱されて移動する可撓性のベルトと、前記ベルトを支持する弾性バックアップローラと、前記ベルトを間に挟み前記弾性バックアップローラと圧接ニップ部を形成する加圧ローラを有し、前記圧接ニップ部の前記ベルトと前記加圧ローラとの間に被加熱材を導入して挟持搬送させて前記ベルトの熱で加熱する加熱装置において、
前記弾性バックアップローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることを特徴とする加熱装置。
【００２３】
記
弾性バックアップローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２」とする。
【００２４】
（２）前記弾性バックアップローラとともに前記ベルトを支持して前記加圧ローラとの間に前記ベルトを挟んで圧接ニップ部を形成する弾性補助ローラを有し、該弾性補助ローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００２５】
記
弾性補助ローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＧとＨとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２」とする。
【００２６】
（３）加熱手段で加熱されて移動する可撓性のベルトと、前記ベルトを支持する弾性バックアップローラと、前記ベルトを間に挟み前記弾性バックアップローラと圧接ニップ部を形成する加圧ローラを有し、前記圧接ニップ部の前記ベルトと前記加圧ローラとの間に被加熱材を導入して挟持搬送させて前記ベルトの熱で加熱する加熱装置において、
前記弾性バックアップローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、加圧ローラの形状を「加圧ローラ端部外径＞加圧ローラ中央部外径」とする、下記で定義される逆クラウン形状とするとともに、「弾性バックアップローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることを特徴とする加熱装置。
【００２７】
記
弾性バックアップローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２」とする。
【００２８】
加圧ローラの逆クラウン量は、加圧ローラの最大通紙幅両端部外径をＤとＥとし、加圧ローラの最大通紙幅中央部外径をＦとすると、「逆クラウン量＝（Ｄ＋Ｅ）／２−Ｆ」とする。
【００２９】
（４）前記弾性バックアップローラとともに前記ベルトを支持して前記加圧ローラとの間に前記ベルトを挟んで圧接ニップ部を形成する弾性補助ローラを有し、該弾性補助ローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、「弾性補助ローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【００３０】
記
弾性補助ローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＧとＨとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２」とする。
【００３１】
（５）前記被加熱材は画像を担持した記録材であることを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の加熱装置。
【００３２】
（６）前記被加熱材は加熱定着すべき未定着画像を担持した記録材であることを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の加熱装置。
【００３３】
（７）前記弾性バックアップローラ及び前記加圧ローラは、弾性体層を被覆してあり、「弾性バックアップローラ硬度＜加圧ローラ硬度」とすることを特徴とする（１）から（６）の何れかに記載の加熱装置。
【００３４】
（８）前記弾性バックアップローラは表層に弾性体層を設け、弾性バックアップローラ硬度は１０〜６０度（アスカーＣ硬度計）とすることを特徴とする（１）から（７）の何れかに記載の加熱装置。
【００３５】
（９）前記弾性バックアップローラの弾性体層は熱伝導率０．１６［Ｗ／（ｍ・℃）］以下とするスポンジ状弾性層であることを特徴とする（７）または（８）に記載の加熱装置。
【００３６】
（１０）前記ベルトは弾性体層を有し、被加熱材としての記録材に担持のフルカラー画像を定着することを特徴とする（１）から（９）の何れかに記載の加熱装置。
【００３７】
（１１）前記ベルトの表層及び前記加圧ローラの表層にフッ素樹脂層を設け、被加熱材としての記録材に担持させる画像の構成材にオイル含有トナーを用いることで、前記ベルトまたは前記加圧ローラにオイル塗布機構を使用しないオイルレスを特徴とする（１）から（１０）の何れかに記載の加熱装置。
【００３８】
（１２）定着ローラと、加熱ローラと、この加熱ローラ及び定着ローラに張架された無端状定着ベルトと、この定着ベルトを介して定着ローラに対向加圧して設けられた加圧ローラとを有し、
加圧ローラと加熱ローラのうちいずれか一方若しくは両方の内部に設けられた定着ベルト加熱用ヒータを備え、
この加圧ローラと定着ベルトとの間に記録材を搬送して、記録材上に保持された画像を加熱する加熱装置において、
定着ローラの形状を、「定着ローラ端部外径＜定着ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることを特徴とする加熱装置。
【００３９】
記
定着ローラの正クラウン量または正テーパー量は、該ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢとし、該ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２」とする。
【００４０】
（１３）無端状定着ベルトは、定着ローラ、加熱ローラ、及び定着補助ローラに張架され、加圧ローラは定着ベルトを介して定着ローラ及び定着補助ローラに対向加圧して設けられ、
定着補助ローラの形状を、「定着補助ローラ端部外径＜定着補助ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることを特徴とする（１２）に記載の加熱装置。
【００４１】
記
定着補助ローラの正クラウン量または正テーパー量は、定着補助ローラの最大通紙幅両端部外径をＧとＨとし、定着補助ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２」とする。
【００４２】
（１４）定着ローラと、加熱ローラと、この加熱ローラ及び定着ローラに張架された無端状定着ベルトと、この定着ベルトを介して定着ローラに対向加圧して設けられた加圧ローラとを有し、
加圧ローラと加熱ローラのうちいずれか一方若しくは両方の内部に設けられた定着ベルト加熱用ヒータを備え、
この加圧ローラと定着ベルトとの間に記録材を搬送して、記録材上に保持された画像を加熱する加熱装置において、
定着ローラの形状を、「定着ローラ端部外径＜定着ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、加圧ローラの形状を「加圧ローラ端部外径＞加圧ローラ中央部外径」とする、下記で定義される逆クラウン形状とするとともに、「定着ローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることを特徴とする加熱装置。
【００４３】
記
定着ローラの正クラウン量または正テーパー量は、定着ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢとし、定着ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２」とする。
【００４４】
加圧ローラの逆クラウン量は、加圧ローラの最大通紙幅両端部外径をＤとＥとし、加圧ローラの最大通紙幅中央部外径をＦとすると、「逆クラウン量＝（Ｄ＋Ｅ）／２−Ｆ」とする。
【００４５】
（１５）無端状定着ベルトは、定着ローラ、加熱ローラ、及び定着補助ローラに張架され、加圧ローラは定着ベルトを介して定着ローラ及び定着補助ローラに対向加圧して設けられ、
定着補助ローラの形状を、「定着補助ローラ端部外径＜定着補助ローラ中央部外径」とする、下記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、「定着補助ローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることを特徴とする（１４）に記載の加熱装置。
【００４６】
記
定着補助ローラの正クラウン量または正テーパー量は、定着補助ローラの最大通紙幅両端部外径をＧとＨとし、定着補助ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、「正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２」とする。
【００４７】
（１６）定着ローラ及び加圧ローラは弾性体層を被覆してあり、「定着ローラ硬度＜加圧ローラ硬度」とすることを特徴とする（１２）から（１５）の何れかに記載の加熱装置。
【００４８】
（１７）定着ローラは表層に弾性体層を設け、定着ローラ硬度は１０〜６０度（アスカーＣ硬度計）とすることを特徴とする（１２）から（１５）の何れかに記載の加熱装置。
【００４９】
（１８）定着ローラの表層の弾性体層は熱伝導率０．１６［Ｗ／（ｍ・℃）］以下とするスポンジ状弾性層であることを特徴とする（１６）または（１７）に記載の加熱装置。
【００５０】
（１９）定着ベルトは弾性体層を有し、フルカラー画像を定着することを特徴とする（１２）から（１８）の何れかに記載の加熱装置。
【００５１】
（２０）定着ベルトの表層及び加圧ローラの表層にフッ素樹脂層を設け、オイル含有トナーを用いることで、定着ベルトまたは加圧ローラにオイル塗布機構を使用しないオイルレスを特徴とする（１２）から（１９）の何れかに記載の加熱装置。
【００５２】
（２１）記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録材上の未定着画像を加熱定着させる定着手段を有する画像形成装置において、前記定着手段が請求項１から請求項２０の何れかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００５３】
（作  用）
１）弾性バックアップローラ（＝定着ローラ、以下同じ）の形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、前記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることにより、圧接ニップ（＝定着ニップ、以下同じ）形状を略ストレート形状にできるので、被加熱材の加熱均一化、像加熱装置にあっては定着性均一化、カラー画像特性や光沢度等の均一化を達成することができる。
【００５４】
２）弾性バックアップローラとともにベルト（＝定着ベルト、以下同じ）を支持して加圧ローラとの間にベルトを挟んで圧接ニップ部を形成する弾性補助ローラを設けた３軸構成においても、該弾性補助ローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、前記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とすることにより、圧接ニップ形状を略ストレート形状とすることができるので、定着性均一化、カラー画像特性や光沢度等の均一化を達成することができる。
【００５５】
３）弾性バックアップローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、前記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、加圧ローラの形状を「加圧ローラ端部外径＞加圧ローラ中央部外径」とする、前記で定義される逆クラウン形状とするとともに、「弾性バックアップローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることにより、圧接ニップにおける長手方向の記録材搬送スピードを調整して、記録材のシワの発生を防止し、かつ圧接ニップ形状を略ストレート形状にできるので、被加熱材の加熱均一化、像加熱装置にあっては定着性均一化、カラー画像特性や光沢度等の均一化を達成することができる。
【００５６】
４）弾性バックアップローラとともにベルトを支持して加圧ローラとの間に移動部材を挟んで圧接ニップ部を形成する弾性補助ローラを設けた３軸構成においても、該弾性補助ローラの形状を、「ローラ端部外径＜ローラ中央部外径」とする、前記で定義される正クラウン形状または正テーパー形状とし、「弾性補助ローラの正クラウン量または正テーパー量＞加圧ローラの逆クラウン量」とすることにより、圧接ニップにおける長手方向の被加熱材搬送スピードを調整して、被加熱材のシワの発生を防止し、かつ圧接ニップ形状を略ストレート形状にできるので、被加熱材の加熱均一化、像加熱装置にあっては定着性均一化、カラー画像特性や光沢度等の均一化を達成することができる。
【００５７】
５）弾性バックアップローラ及び加圧ローラは、弾性体層を被覆してあり、「弾性バックアップローラ硬度＜加圧ローラ硬度」にして、加圧ローラの熱容量を小さくすることで装置の立ち上げを早くし、弾性バックアップローラ硬度を低硬度とすることで圧接ニップ幅を大きく取って被加熱材均一加熱性（定着性）を向上させ、さらに、圧接ニップの断面形状を上に凸形状にできるので、被加熱材とベルトとの分離性を向上することができる。
【００５８】
６）弾性バックアップローラは表層に弾性体層を設け、弾性バックアップローラ硬度は１０〜６０度（アスカーＣ硬度計）とすることにより、圧接ニップ幅を増加して被加熱材均一加熱性（定着性）を向上させ、かつベルトとの機械的磨耗を防止して、高耐久にできる。また、低硬度弾性バックアップローラにおいても圧接ニップを略ストレート化できる。
【００５９】
７）弾性バックアップローラの弾性体層は熱伝導率０．１６［Ｗ／（ｍ・℃）］以下とするスポンジ状弾性層であることにより、ベルトを断熱し、ベルトから弾性バックアップローラへの熱の逃げを小さくできるので、装置の立ち上げを早くできる。また、弾性層をスポンジ状とすることで、圧接ニップを略ストレート形状とするための弾性バックアップローラの正クラウン量を小さくすることができる。
【００６０】
８）ベルトは弾性体層を有し、被加熱材としての記録材に担持のフルカラー画像を定着することにより、フルカラー画像において、トナー表面を均一に溶融させ平滑化でき、さらに圧接ニップを略ストレート形状にできるので、定着性均一化、カラー画像特性や光沢度等の均一化を達成することができる。
【００６１】
９）ベルトの表層及び加圧ローラの表層にフッ素樹脂層を設け、オイル含有トナーを用いることで、ベルトまたは加圧ローラにオイル塗布機構を使用しないオイルレスの装置にすることにより、オイルレスの装置において、圧接ニップを略ストレート形状にできるので、像加熱装置にあってはコールドオフセットまたはホットオフセットを防止して、定着性均一化、カラー画像特性や光沢度等の均一化を達成することができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
〈実施形態１〉
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う像加熱装置としての定着装置を具備させた画像形成装置の一例の概略構成模型図である。本実施形態の画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、自動両面印字機能を有するタンデムタイプのフルカラープリンタである。
【００６３】
Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂは図面上右から左に順に配列した第１〜第４の４つの画像形成ステーションである。
【００６４】
各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂは何れも、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体３１、帯電装置３２、レーザースキャナやＬＥＤアレイ等の露光装置３３、現像装置３４、クリーニング装置３５等からなる電子写真プロセス機構である。感光体３１は矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００６５】
第１の画像形成ステーションＹは感光体３１の面にフルカラー画像のイエロー成分のトナー画像を形成する。第２の画像形成ステーションＭは感光体３１の面にフルカラー画像のマゼンタ成分のトナー画像を形成する。第３の画像形成ステーションＣは感光体３１の面にフルカラー画像のシアン成分のトナー画像を形成する。そして第４の画像形成ステーションＢは感光体３１の面にブラックのトナー画像を形成する。各画像形成ステーションにおけるトナー画像の形成原理・プロセスは公知であるからその説明は省略する。
【００６６】
３６は複数の支持ローラ３７に懸架させて張設した転写ベルトであり、第１〜第４の画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂの下側に、全画像形成ステーションに渡たらせて配設してある。転写ベルト３６は矢印の反時計方向に、感光体３１の周速度に対応した周速度で回動駆動される。
【００６７】
３８は転写電極ローラであり、第１〜第４の各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂにおいて、感光体３１の下面に対して転写ベルト３６を挟んで圧接して転写ニップ部を形成している。３９は各転写電極ローラ３８に対する転写バイアス印加電源であり、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の電圧を転写バイアスとして所定の制御タイミングで印加する。
【００６８】
４０はシート給送路であり、不図示の給紙機構部から一枚分離給紙された記録材（転写材）Ｐを、転写ベルト３６の第１の画像形成ステーションＹ側の端部に給送する。４３は手差し給紙トレイであり、記録材Ｐはこのトレイ４３から手差し方式で給紙することも出来る。
【００６９】
転写ベルト３６は給送された記録材Ｐを静電的に吸着保持して、あるいはチャックで把持して第１から第４の画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂの各転写ニップ部を順次に搬送する。これにより、同一の記録材Ｐの面にイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、およびブラックトナー画像が順次に位置合わせ状態で重畳転写されてフルカラートナー画像が合成形成される。
【００７０】
第４の画像形成ステーションＢの転写ニップ部を搬送されて通過した記録材Ｐは転写ベルト３６から分離され、定着装置１０１に導入されて未定着のトナー画像の加熱定着処理を受ける。
【００７１】
モノクロプリントモードの場合はブラックトナー画像を形成する第４の画像形成ステーションＢだけが作動する。
【００７２】
片面プリントモードの場合には定着装置１０１を出た記録材Ｐはシートパスａに入って機外に排出される。
【００７３】
自動両面プリントモードの場合には定着装置１０１を出た第１面側プリント済みの記録材Ｐはフラッパ４１の切換えにより記録材再循環搬送機構側のシートパスｂ側に進路変更され、スイッチバックトパスｃに導入され、次いでスイッチバック搬送され、フラッパ４２の切換えによりシートパスｄ側に進路変更されて搬送されることで、表裏反転されて再び転写ベルト３６の第１の画像形成ステーションＹ側の端部に給送される。これにより記録材Ｐの第２面側に対するトナー画像の転写形成がなされ、定着装置１０１に再び導入されて第２面側に対するトナー画像の定着がなされ、定着装置１０１を出た記録材Ｐはシートパスａに入って機外に排出される。
【００７４】
（２）定着装置１０１
図２は本実施形態における像加熱装置としての定着装置１０１の概略構成を示す模式的横断面図である。図３は図２の（３）−（３）線位置における模式的縦断面図である。
【００７５】
この定着装置１０１は、弾性バックアップローラとしての定着ローラ２と、加熱部材としての加熱ローラ３と、この定着ローラ２及び加熱ローラ３に所定の張力で張架された、可撓性の移動部材としての無端状定着ベルト１と、この定着ベルト１を介して定着ローラ２に対向加圧して設けられた、回転弾性加圧部材としての加圧ローラ４とを有し、加熱ローラ３と加圧ローラ４の両方の内部に定着ベルト加熱用ヒータ５・６を備え、加圧ローラ４と定着ベルト１との間の圧接ニップ部（以下、定着ニップ部と記す）Ｎに記録材Ｐを導入して挟持搬送させることで、定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐ上に保持された未定着トナー画像Ｔを、ヒータ５で熱せられている加熱ローラ３で加熱された定着ベルト１の熱と、ヒータ６で熱せられている加圧ローラ４の熱と、定着ニップ部Ｎの圧力により記録材Ｐ上に加熱、加圧して定着させるベルト定着装置である。
【００７６】
本実施形態において、加圧ローラ４は、両端部がベアリング等（不図示）を介して回転可能に定着装置に固定配置され、定着ローラ２は、両端部がベアリング等（不図示）を介して回転可能で、かつ両端部が不図示のバネ等の加圧機構Ｋによって、定着ベルト１を介して加圧ローラ４に加圧されるように定着装置に配置される。互いに圧接された定着ベルト１と加圧ローラ４との間には、未定着のトナー画像Ｔを担持した記録材Ｐが挿通され、トナー画像Ｔを加熱溶解するとともに加圧して、記録材Ｐに定着する定着ニップ部Ｎが形成される。また、加熱ローラ３は、両端部がベアリング等（不図示）を介して回転可能で、かつテンションローラとして定着ベルト１に所定のテンションを付与するように加圧機構（不図示）によって加圧されている。
【００７７】
不図示の駆動源による回転駆動で定着ベルト１、定着ローラ２、加熱ローラ３、加圧ローラ４が回転する。
【００７８】
本実施形態では、画像形成装置本体からの駆動源によって加圧ローラ４が矢印Ｘ方向に回転する。定着ベルト１は、この加圧ローラ４の回転により、加圧ローラ４と定着ベルト１との外周面での摩擦力で、定着ベルト１に矢印Ｙ方向に回転力が作用する。さらに定着ベルト１の内周面と、定着ローラ２及び加熱ローラ３の外周面との摩擦力で、定着ローラ２及び加熱ローラ３に回転力が作用する。従って、加圧ローラ４が駆動回転されることによって、定着ベルト１、定着ローラ２及び加熱ローラ３が加圧ローラ４の周速度と略同じ周速度を持って従動回転する加圧ローラ駆動方式を採用している。定着ニップ部Ｎに記録材Ｐが挿通された場合には、加圧ローラ４と記録材Ｐと定着ベルト１との摩擦力で前記同様に従動回転がなされる。
【００７９】
ここで、定着ローラ２と加圧ローラ４は、定着ローラ２の端部に配置したワンウェイギヤ（不図示）と、加圧ローラ４の端部に配置したギヤ（不図示）によって連結され、加圧ローラ４と定着ベルト１、または記録材Ｐを介して加圧ローラ４と定着ベルト１において、スリップが発生した場合には、前記ワンウェイギヤ（不図示）によって定着ローラ２が駆動回転され、加圧ローラ４と定着ベルト１は略同じ周速度を持って回転するようにスリップ対策がなされている。
【００８０】
加圧ローラ４の周面の前後には、トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐが搬送される搬送路を構成するガイド部材としての定着入り口ガイド９、定着排紙ガイド１０が配置されている。
【００８１】
▲１▼．定着ベルト１
定着ベルト１は、低熱容量化を図り、クリックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は１５０μｍ以下、好ましくは３０〜８０μｍ程度の耐熱素材たるＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等のフッ素樹脂を主成分とする無端帯状体であるという単層構造、或いは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ又はＰＰＳ等の樹脂材や、Ｎｉ、ＳＵＳ等の金属材を主成分とするベース層としての無端帯状体の外周面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等のフッ素樹脂を主成分とする離型層を被覆するという複層構造等を使用できる。
【００８２】
また、フルカラー画像形成装置においては、トナー画像面を均一に溶融して平滑化し、高光沢に仕上げるべく、前記ベース層としての無端帯状体の外周面に、厚み１００μｍ〜８００μｍ程度のシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱弾性層を被覆する複層構造等を使用できる。この場合には、定着ベルト１と記録材Ｐ上のトナー画像Ｔとの離型性を向上してオフセットを防止するために、定着ベルト１にオイルを塗布するオイル塗布装置（不図示）が配置されるオイル塗布定着装置とする必要がある。
【００８３】
或いは、さらに前記シリコーンゴム等の耐熱弾性層の外周面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等のフッ素樹脂を主成分とする離型層を被覆する複層構造等も使用できる。この場合には、定着ベルト１にオイルを塗布するオイル塗布装置を削除してオイルレス定着装置とすることができ、低コスト化が実現できる。
【００８４】
本実施形態では、厚み５０μｍのベース層としてのポリイミド樹脂の外周面に、厚み３００μｍのシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、さらに最外周面に厚み３０μｍのＰＦＡチューブの離型層を被覆した総厚み３８０μｍ、内径φ６０ｍｍの可撓性の定着ベルト１を使用したオイルレス定着装置とした。
【００８５】
▲２▼．定着ローラ２
定着ローラ２は、芯金２ａ上に、シリコーンゴム、フッ素ゴム、または定着ベルト１の温度を早く立ち上げるために、断熱性を向上させたシリコーンスポンジ等の耐熱弾性層２ｂを被覆してある。
【００８６】
本実施形態では、鉄の外径φ１４ｍｍの芯金２ａの外周に、厚み８ｍｍのシリコーンスポンジ層２ｂを被覆し、硬度４０度（アスカーＣ硬度計）、シリコーンスポンジの熱伝導率０．０８［Ｗ／（ｍ・℃）］とした、外径約φ３０ｍｍの定着ローラ２を使用した。
【００８７】
▲３▼．加熱ローラ３
ヒータ５を内包した加熱ローラ３は、立ち上がりを早くするために、小径かつ薄肉で熱伝導の良いアルミニウム、鉄等の金属材を主成分とする金属パイプで構成して低熱容量化してある。
【００８８】
定着ベルト１はヒータ５により加熱ローラ１を介して加熱され、温度検知素子（サーミスタ）７で加熱ローラ１の温度を検知して、ヒータ５をＯＮ／ＯＦＦして、加熱ローラ１の温度を制御することによって、定着ベルト１の表面温度を所定の温度に維持する構成となっている。
【００８９】
本実施形態では、アルミニウムの厚み１ｍｍ、外径φ２４ｍｍの加熱ローラ３を使用し、ヒータ５としてハロゲンヒータを使用した。
【００９０】
▲４▼．加圧ローラ４
加圧ローラ４は、芯金４ａにシリコーンゴム・フッ素ゴム等の耐熱弾性層４ｂを設けた構成の場合には、定着ベルト１にオイル塗布が必要なオイル塗布定着装置となる。また、加圧ローラ４の表面性及びトナーに対する離型性を向上させるため、耐熱弾性層４ｂの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層を設けて、オイルレス定着装置としても良い。
【００９１】
本実施形態では、鉄の厚み１ｍｍの芯金４ａの外周に、厚み２ｍｍのシリコーンゴムの耐熱弾性層４ｂを被覆し、さらに最外周面に厚み５０μｍのＰＦＡチューブの離型層４ｃを被覆した外径φ４０ｍｍ、硬度７０度（アスカーＣ硬度計）の加圧ローラ４を使用したオイルレス定着装置とした。
【００９２】
また、本実施形態では、定着ベルト１を所定の温度に早く立ち上げるために、加圧ローラ４にヒータ６としてハロゲンヒータを内包させ、温度検知素子（サーミスタ）８で加圧ローラ４の温度を検知して、ヒータ６をＯＮ／ＯＦＦして、加圧ローラ４の温度を制御する構成となっている。しかし、装置構成によっては、ヒータ６を削除し、加熱源をヒータ５のみとする構成でも良い。
【００９３】
▲５▼．トナー
トナーは、オイルレス定着装置において、コールドオフセットやホットオフセットの防止、またはトナーの定着ベルト１や加圧ローラ４からの分離性向上のため、オイル成分を含有したオイル内包トナーやオイル分散トナーを使用すると良い。本実施形態においては、オイル内包トナーを使用したオイルレス定着装置とした。
【００９４】
（３）定着ニップ形状の適正化
１）従来の定着装置において、定着ローラ２は、図１１の（ａ）で示すように、外径が長手方向で略等しいストレート形状となっており、定着ベルト１と加圧ローラ４との圧接部である定着ニップ部Ｎの平面形状は、図１１の（ｂ）に誇張して示すように、長手方向の中央部でニップ幅が小さく、端部でニップ幅が大きい、中細り形状となっていた。
【００９５】
これは、定着ローラ２の両端部を加圧機構Ｋ（不図示）により加圧ローラ４に加圧するために、定着ローラ２のたわみや加圧ローラ４のたわみ等によって、定着ニップ部Ｎの形状は、図１１の（ｂ）で示すような中細り形状となってしまう。
【００９６】
この中細り形状の定着ニップ部Ｎに、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐを挿通した場合、前述したように、定着ニップ部Ｎの中細り形状によって、トナー画像Ｔと記録材Ｐが定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト１及び加圧ローラ４から付与される熱量は、定着ニップ部Ｎの長手方向の中央部で小さく端部で大きいため、定着性が中央部で低く端部で高くなり、定着ニップ部Ｎの長手方向で定着性の不均一が発生してしまう。さらにはホットオフセットまたはコールドオフセットの発生や、フルカラー画像においては、定着ニップ部Ｎの長手方向の中央部と端部で色みや明るさが違う等、光沢ムラやカラー画像特性（明度、彩度、色度）ムラ等によって、鮮明な画像を得られないという問題があった。
【００９７】
２）ここで、本発明の本実施形態の定着装置１０１において、定着ローラ２は、図４の（ａ）で示すように、最大通紙幅の中央部外径Ｃが端部外径Ａ及びＢよりも大きい正クラウン形状とすることで、定着ベルト１と加圧ローラ４との圧接部である定着ニップ部Ｎの形状は、図４の（ｂ）に誇張して示すように、定着ニップ長手方向の中央部と端部で幅が略等しいストレート形状とすることができる。
【００９８】
これは、定着ローラ２の両端部を加圧ローラ４に加圧するために発生する定着ローラ２のたわみや加圧ローラ４のたわみ等の影響を、定着ローラ２の形状を図４の（ａ）で示すような正クラウン形状として補正することで、図４の（ｂ）で示すような定着ニップ部Ｎの形状を略ストレート形状に補正することができるためである。
【００９９】
この略ストレート形状の定着ニップ部Ｎに、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐを挿通した場合、トナー画像Ｔと記録材Ｐが定着ベルト１及び加圧ローラ４から付与される熱量は、定着ニップ長手方向の中央部と端部で略等しいため、定着性が中央部と端部で略等しくなり、長手方向で定着性は均一となる。さらにはホットオフセットまたはコールドオフセットを防止でき、フルカラー画像においては、定着ニップ長手方向の中央部と端部で色みや明るさが等しく、光沢ムラやカラー画像特性（明度、彩度、色度）ムラ等が発生せずに、鮮明な画像を得ることができる。
【０１００】
実際に、最大通紙幅が２９７ｍｍ（Ａ３紙縦通紙）の定着装置１０１において、記録材の搬送スピードを１０４ｍｍ／ｓｅｃ、加圧機構Ｋの加圧力を総圧（両端の加圧力の合計）３００Ｎ（約３０Ｋｇｆ）、定着ベルト表面温度を１８０℃として、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐを通紙して定着画像を得る検討を行った。
【０１０１】
従来の図１１の（ａ）で示すような、外径φ３０ｍｍの略ストレート形状の定着ローラ２を用いた場合、図１１の（ｂ）で示すような定着ニップ部Ｎの中細り形状によって、画像の定着性は定着ニップ長手方向の端部で良く中央部で悪く、中央部においては爪で軽く擦るとトナーが記録材Ｐから剥離してしまった。また、フルカラー画像の場合には、中央部でトナーの溶融が端部に比べて少ないため、トナーの混色が不十分となり、色みが中央部と端部で差があり、さらに中央部で画像が暗く端部で明るくなり、中央部で光沢が低く端部で光沢が高くなり、記録材Ｐ内の長手方向で、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度が不均一な画像品質が非常に低い画像しか得られなかった。
【０１０２】
本発明に係る本実施形態の図４の（ａ）で示すような中央部外径Ｃ＝φ３０ｍｍ、端部外径Ａ＝Ｂ＝φ２９．７ｍｍの正クラウン量＝３００μｍの正クラウン形状の定着ローラ２を用いた場合、図４の（ｂ）で示すような定着ニップ部Ｎの略ストレート形状によって、画像の定着性は端部及び中央部でも良好で均一であり、端部及び中央部とも爪で擦ってもトナーが記録材Ｐから剥離することはなかった。また、フルカラー画像の場合には、記録材Ｐ内で、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度が均一な画像品質が非常に高く、鮮明な画像を得ることができた。
【０１０３】
ここで、定着ローラ２の正クラウン量は、定着ローラ２の最大通紙幅両端部外径をＡとＢ、定着ローラ２の最大通紙幅中央部外径をＣとすると、
正クラウン量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２
で計算される値である。
【０１０４】
定着ニップ部Ｎの中細り形状による問題に関して、モノクロ画像においては定着性の不均一のみであるが、フルカラー画像においては定着性の不均一に加えて、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度等の不均一が発生するため、フルカラー画像の方が定着ニップ部Ｎの幅の定着ニップ長手方向不均一による影響が大きい。従って、モノクロ画像に比べて、フルカラー画像に対して、本発明に係る本実施形態を適用する効果は大きくなる。
【０１０５】
定着ローラ２の正クラウン量は、前記数値に限定されるものでは無く、定着ローラ２における耐熱弾性層２ｂの厚みや硬度、芯金２ａの剛性、加圧ローラ４における耐熱弾性層４ｂの厚みや硬度、芯金４ａの剛性、加圧機構Ｋの加圧力、紙搬送スピード等、定着装置構成や画像形成装置構成に応じて任意に設定して良い。ただし、正クラウン量を大きくしすぎると、逆に定着ニップ部Ｎの形状が定着ニップ長手方向の端部で小さく中央部で大きい中太り形状となり、定着性の不均一、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度の不均一が発生してしまうので、定着ニップ部Ｎの形状が略ストレート形状となって、かつ、なるべく小さい正クラウン量を選択するのが良い。
【０１０６】
３）加圧ローラ４は、定着ベルト１の所定温度への立ち上げを早くするため、加圧ローラ４が定着ベルト１の熱を奪わず、加圧ローラ４が早く温まるように、加圧ローラ４の熱容量を小さくするのが良い。そのためには、加圧ローラ４の芯金４ａを薄くして、かつ加圧ローラ４の耐熱弾性層４ｂを薄くするのが良い。しかし、耐熱弾性層４ｂを薄くすると定着ニップ部Ｎの幅が小さくなってしまう。そこで、定着ニップ部Ｎの幅を大きく取るためには、定着ローラ硬度を小さくする必要があるため、
定着ローラ２の硬度＜加圧ローラ４の硬度
とするのが望ましい。
【０１０７】
また、定着ローラ２の硬度＜加圧ローラ４の硬度、とすることにより、図５の定着ニップ部Ｎの模式的断面図で示すように、定着ニップ部Ｎの断面形状が上に凸形状となって、定着ベルト１とトナーとの分離性が向上し、定着ニップ部Ｎを抜けた記録材Ｐが定着ベルト１に張り付いて、定着ベルト１と記録材Ｐが分離しないという分離不良を防止することができる。
【０１０８】
定着ローラ２の硬度は、定着ニップ部Ｎの幅を大きく取るためには、なるべく低硬度が適しており、６０度（アスカーＣ硬度計）以下とするのが良い。ただし、定着ローラ２と定着ベルト１の内周面との摩擦力によって定着ローラ２を従動回転させるため、定着ローラ２には、ある程度の強度が要求されるので、定着ローラ２の硬度は、１０度（アスカーＣ硬度計）以上とするのが良い。また、定着ローラ２の硬度が小さいほど、定着ローラ２の形状が略ストレート形状の場合、定着ニップ部Ｎの形状は、定着ニップ長手方向中央部で幅が小さく、端部で幅が大きい、中細り形状となりやすい。従って、定着ローラ２の硬度が小さいほど、本発明の本実施形態を適用する効果は大きくなる。
【０１０９】
４）本実施形態の定着装置１０１のように定着ローラ２にヒータが内包されていない構成の場合、定着ベルト１の所定温度への立ち上げを早くするため、定着ローラ２が定着ベルト１の熱を奪わないように、断熱構成とするのが良い。そのためには、定着ローラ２の耐熱弾性層２ｂの熱伝導率を小さくするのが好ましく、耐熱弾性層２ｂの熱伝導率は、０．１６［Ｗ／（ｍ・℃）］以下とするのが好適である。
【０１１０】
従って、断熱効果を高めるため、耐熱弾性層２ｂは、ソリッドゴム状弾性層ではなく、断熱効果の高い空気層を含んだスポンジ状弾性層とするのが好ましい。また、スポンジ状弾性層は、定着ローラ２や加圧ローラ４のたわみを空気層が吸収するために、ソリッドゴム状弾性層と比べて、定着ローラ２が略ストレート形状の場合、定着ニップ部Ｎの幅の中央部と端部の差が小さい（中細り形状度合が小さい）ので、定着ローラ２の正クラウン量を小さくすることができる。これは、研磨によって定着ローラ２の形状を正クラウン形状とする場合、研磨部を小さくでき、製造時間短縮による低コスト化、廃棄物削減につなげることができる利点を持つ。
【０１１１】
本実施形態は、定着ベルト１の表層、及び加圧ローラ４の表層にフッ素樹脂等の離型層を被覆し、オイル内包トナーを使用したオイルレス定着装置に関して述べたが、定着ベルト１の表層、及び加圧ローラ４の表層にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を被覆して、別途配置したオイル塗布装置によって定着ベルト１または加圧ローラ４にオイルを塗布する構成のオイル塗布定着装置に適用しても効果は同様である。ただし、オイルレス定着装置は、オイル塗布定着装置と比較して、コールドオフセット及びホットオフセットが発生し易く、トナーの定着ベルト１や加圧ローラ４との分離性能が低い。
【０１１２】
従って、本発明の本実施形態を定着装置に適用した場合、オイル塗布定着装置に適用した場合に比べて、オイルレス定着装置に適用した場合の方が定着性均一化や色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度等の均一化への効果は大きくなる。
【０１１３】
〈実施形態２〉
図６により本発明に係る実施形態２について説明する。
【０１１４】
前述の実施形態１は、定着ローラ２の形状を中央部から端部に行くに従って曲線状に外径を小さくする構成であったが、本実施形態の構成は、定着ローラ２の形状を、図６の（ａ）に誇張して示すように、両端部の外径を直線的に小さくするような正テーパー形状として、定着ニップ部Ｎの平面形状を図６の（ｂ）で示すようなストレート形状とする構成である。
【０１１５】
このように、定着ローラ２の形状を正テーパー形状とする構成においても、定着ニップ部Ｎの形状を略ストレート形状とすることができ、定着性の均一化、フルカラー画像においては定着性の均一化に加えて、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度等の均一化を達成することができるので、本発明の効果は実施形態１と同等である。
【０１１６】
ここで、定着ローラ２の正テーパー量は、定着ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢ、定着ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、
正テーパー量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２
で計算される値である。
【０１１７】
従って、この正テーパー形状の場合においても、正テーパー量は、実施形態１の正クラウン量と同様の計算式で計算される値である。
【０１１８】
テーパーは、定着ローラ２の長手方向中央部から開始しても良いし、定着ローラ２の中央部は略ストレート形状として、中央部から端部に少しずれた位置から開始しても良く、定着装置に応じて任意に設定して良い。
【０１１９】
本実施形態においては、実施形態１の正クラウン量と正テーパー量を同じ数値とした場合に、定着ニップ部Ｎの平面形状が略等しいストレート形状となるように、定着ローラ２の中央部は、最大通紙幅の１／３の幅の略ストレート形状とし、定着ローラ２の両端部約１／３幅をテーパー形状とした定着ローラ２を用いた。
【０１２０】
実際に、最大通紙幅が２９７ｍｍ（Ａ３紙縦通紙）の定着装置１０１において、記録材の搬送スピードを１０４ｍｍ／ｓｅｃ、加圧機構Ｋの加圧力を総圧（両端の加圧力の合計）３００Ｎ（約３０Ｋｇｆ）、定着ベルト表面温度を１８０℃として、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐを通紙して定着画像を得る検討を行った。
【０１２１】
本発明に係る本実施形態の図６の（ａ）で示すような中央部外径Ｃ＝φ３０ｍｍ、端部外径Ａ＝Ｂ＝φ２９．７ｍｍの正テーパー量＝３００μｍの正テーパー形状の定着ローラ２を用いた場合、図６の（ｂ）で示すような定着ニップ部Ｎの略ストレート形状によって、画像の定着性は端部及び中央部でも良好で均一であり、端部及び中央部とも爪で擦ってもトナーが記録材Ｐから剥離することはなかった。また、フルカラー画像の場合には、記録材Ｐ内で、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度が均一な画像品質が非常に高く、鮮明な画像を得ることができた。
【０１２２】
本実施形態のように定着ローラ２を正テーパー量として、研磨によって定着ローラ２の形状を正テーパー形状とする場合においては、実施形態１のように定着ローラ２の長手方向全域を曲線状に研磨する正クラウン形状と比較して、直線状に研磨するため、また場合によっては両端部のみを直線状に研磨するため、製造条件が容易であり、かつ製造時間短縮による低コスト化ができる利点を持つ。
【０１２３】
〈実施形態３〉
図７〜図９により本発明に係る実施形態３について説明する。
【０１２４】
定着ベルト方式を採用する従来の定着装置においては、定着装置を記録材である紙が通過する時に定着ニップ部Ｎにおいて紙にシワが発生する場合がある。このシワは、特に紙のコシが小さい条件、すなわち高湿環境、薄紙、再生紙において発生し易い。
【０１２５】
従来、一般的に使用されている熱ローラ方式の定着装置においては、定着ローラ外径に逆クラウン形状を持たせることにより定着ニップ部における紙搬送スピードを両端部で速く、中央部で遅くして紙を両側に引っ張る力を生じさせ、これによってシワを防止する手段が用いられている。
【０１２６】
一方、定着ベルト方式の定着装置においては、熱ローラ方式の定着ローラに対応するものが定着ベルトであるが、この定着ベルトに逆クラウン形状をもたせるのは至難である。
【０１２７】
そこで、従来の定着ベルト方式の定着装置において、加圧ローラ４の形状を、図７で示すような略ストレート形状から、図８に誇張して示すような最大通紙幅の中央部外径Ｆが端部外径Ｄ及びＥより小さい逆クラウン形状とする構成が提案されている。
【０１２８】
しかしながら、図９のような逆クラウン形状の加圧ローラ４を用いた場合、実施形態１や実施形態２で述べた定着ニップ部Ｎの形状を、中細り形状から略ストレート形状へと補正する本発明の効果を、打ち消す方向に作用することが判明した。
【０１２９】
そこで、本発明の本実施形態においては、定着ニップ部Ｎの平面形状を略ストレート形状として定着性の均一化を図ると同時に、シワの発生を防止する定着ベルト方式の定着装置に関して説明する。
【０１３０】
本発明の本実施形態は、図９に誇張して示したように、定着ローラ２の形状を正クラウン形状、加圧ローラ４の形状を逆クラウン形状とし、
定着ローラ２の正クラウン量＞加圧ローラ４の逆クラウン形状
とする構成によって、定着性均一化とシワ防止を両立することができる定着装置を提供するものである。
【０１３１】
ここで、定着ローラ２の正クラウン量は、定着ローラの最大通紙幅両端部外径をＡとＢ、定着ローラの最大通紙幅中央部外径をＣとすると、
正クラウン量＝Ｃ−（Ａ＋Ｂ）／２
で計算される値である。
【０１３２】
加圧ローラ４の逆クラウン量は、加圧ローラの最大通紙幅両端部外径をＤとＥ、加圧ローラの最大通紙幅中央部外径をＦとすると、
逆クラウン量＝（Ｄ＋Ｅ）／２−Ｆ
で計算される値である。
【０１３３】
実際に、最大通紙幅が２９７ｍｍ（Ａ３紙縦通紙）の定着装置１０１において、記録材の搬送スピードを１０４ｍｍ／ｓｅｃ、加圧機構Ｋの加圧力を総圧（両端の加圧力の合計）３００Ｎ（約３０Ｋｇｆ）、高湿環境（３０℃／８５％）、記録材Ｐとして６４ｇ／ｍ２の再生紙を使用し、定着ベルト表面温度を１８０℃として、定着ローラ２の正クラウン量と加圧ローラ４の逆クラウン量を振って、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐを通紙して定着画像を得る検討を行った。
【０１３４】
定着ローラ２の正クラウン量と加圧ローラ４の逆クラウン量と、Ａ３紙１００枚通紙して何枚シワが発生したかを示す記録材Ｐのシワの発生頻度と、定着均一性との関係を表１に示す。なお、表を見やすいように、一部組み合わせに重複が有る。
【０１３５】
【表１】
2004226819.tif 000003
【０１３６】
表１の検討１によれば、定着ローラ２の正クラウン量が０μｍ（ストレート形状）、加圧ローラ４の逆クラウン量が０μｍ（ストレート形状）の場合、シワ発生頻度が７８／１００で、かつ実施形態１で述べたように、定着均一性は、定着ニップ部Ｎの形状が中細り形状となって、中央部の定着性が悪く、中央部ＮＧとなる。
【０１３７】
ここで、表１の検討１で示すように、定着均一性は、定着ローラ２の正クラウン量を大きくしていくと良化し、定着ローラ２の正クラウン量が１５０μｍ以上で、定着ニップ部Ｎの形状が略ストレート形状となり定着性は均一となってＯＫとなる。しかし、定着ローラ２の正クラウン量が６００μｍ以上になると、逆に定着ニップ部Ｎの形状は、定着ニップ部Ｎの幅が中央部で大きく端部で小さい「中太り形状」となって、定着均一性は、端部の定着性が悪く、端部ＮＧとなる。
【０１３８】
また、表１の検討１で示すように、定着ローラ２の正クラウン量を大きくしていくと、定着ニップ部Ｎでの記録材Ｐを搬送する搬送スピードが端部で速く、中央部で遅くなるため、記録材Ｐを端部方向に引き伸ばす力が発生するため、シワ発生頻度が次第に低下していく。
【０１３９】
この原理を図９で説明する。定着ローラ２の正クラウン形状によって、加圧ローラ４が図７で示すようなストレート形状の場合においても、加圧ローラ４は、潰されて逆クラウン形状となり、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ４の回転径が端部で大きく、中央部で小さくなる。従って、定着ニップ部Ｎにおける記録材Ｐの搬送スピードは、端部の搬送スピードが速く、中央部での搬送スピードが遅くなり、記録材Ｐを両側に引っ張る力が発生し、記録材Ｐのシワ発生頻度が低下することを示している。なお、定着ベルト１は、定着ローラ２と加圧ローラ４との間に存在するが、説明の簡略化のために省略してある。
【０１４０】
表１の検討１に示すように、定着ローラ２の正クラウン量を６００μｍまで増加すると、記録材Ｐにシワの発生は無くなった。ただし、上述したように、この時の定着均一性は、端部ＮＧとなってしまい、加圧ローラ４形状がストレート形状（逆クラウン量が０μｍ）の場合には、シワ防止と定着性均一化の両立できる範囲は無いことが判明した。
【０１４１】
そこで、加圧ローラ４の逆クラウン量を定着ローラ２の正クラウン量と組み合わせるようにした。例として、加圧ローラ４の逆クラウン量を１５０μｍに設定して検討２を行った。
【０１４２】
表１の検討２によれば、定着ローラ２の正クラウン量が０μｍ（ストレート形状）、加圧ローラ４の逆クラウン量が１５０μｍの場合、シワ発生頻度が４３／１００で、シワに対する効果はあるが、未だ不十分である。これは、加圧ローラ４に１５０μｍ程度の逆クラウン量をつけても、定着ローラ２がストレート形状（正クラウン量ＣＲが０μｍ）のためシワ防止効果には不十分なためである。さらに、この時、実施形態１で述べたように、定着均一性は、定着ニップ部Ｎの形状が中細り形状となって、中央部の定着性が悪く、中央部ＮＧとなる。この時の中央部ＮＧのレベルは、前記検討１の定着ローラ２の正クラウン量が０μｍ（ストレート形状）、加圧ローラ４の逆クラウン量０μｍ（ストレート形状）の場合よりも、加圧ローラ４の逆クラウン量が１５０μｍのために、定着ニップ部Ｎの中細り形状を助長するため、悪化した。
【０１４３】
ここで、表１の検討２で示すように、定着均一性は、定着ローラ２の正クラウン量を大きくしていくと良化し、定着ローラ２の正クラウン量ＣＲが３００μｍ以上で、定着ニップ部Ｎの形状が略ストレート形状となり定着性は均一となってＯＫとなる。しかし、定着ローラ２の正クラウン量が７５０μｍ以上になると、逆に定着ニップ部Ｎの形状は、定着ニップ部Ｎの幅が中央部で大きく端部で小さい中太り形状となって、定着均一性は、端部の定着性が悪く、端部ＮＧとなる。
【０１４４】
また、表１の検討２で示すように、定着ローラ２の正クラウン量を大きくしていくと、定着ニップ部Ｎでの記録材Ｐを搬送する搬送スピードが端部で速く、中央部で遅くなるため、シワ発生頻度が次第に低下していく。この原理は、上述した図９で示すように、加圧ローラ４が逆クラウン形状の場合においても同様である。
【０１４５】
表１の検討２で示すように、定着ローラ２の正クラウン量を４５０μｍまで増加すると、記録材Ｐにシワの発生は無くなった。従って、加圧ローラ４の逆クラウン量を定着ローラ２の正クラウン量と組み合わせて、加圧ローラ４の逆クラウン量を１５０μｍに設定した場合には、定着ローラ２の正クラウン量が４５０μｍ〜６００μｍにおいて、シワ防止と定着性均一化を両立できる範囲を確保することができた。よって、シワが発生せず、定着性が均一で、フルカラー画像においては、記録材Ｐ内で、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度が均一な画像品質が非常に高く、鮮明な画像を得ることができた。
【０１４６】
さらに、加圧ローラ４の逆クラウン量を定着ローラ２の正クラウン量と組み合わせて、例として、定着ローラ２の正クラウン量を４５０μｍに設定して検討３を行った。
【０１４７】
表１の検討３によれば、定着ローラ２の正クラウン量が４５０μｍ、加圧ローラ４の逆クラウン量が０μｍ（ストレート形状）の場合、シワ発生頻度が７／１００で、シワに対する効果はあるが、未だ不十分である。この時、定着均一性は、定着ニップ部Ｎの形状が略ストレート形状で、定着性は均一でＯＫとなる。
【０１４８】
ここで、表１の検討３で示すように、定着均一性は、加圧ローラ４の逆クラウン量を大きくしていくと悪化し、加圧ローラ４の逆クラウン量が４５０μｍ以上で、定着ニップ部Ｎの形状が中細り形状となって、中央部の定着性が悪く、中央部ＮＧとなる。
【０１４９】
また、表１の検討３で示すように、加圧ローラ４の逆クラウン量を大きくしていくと、定着ニップ部Ｎでの記録材Ｐを搬送する搬送スピードが端部で速く、中央部で遅くなるため、シワ発生頻度が次第に低下していく。この原理は、上述した図９でしたものと同様であり、加圧ローラ４の逆クラウン量が大きいほど、定着ニップ部Ｎにおける記録材Ｐの搬送スピードは、端部の搬送スピードが速く、中央部での搬送スピードが遅くなり、記録材Ｐを両側に引っ張る力がより大きく発生し、記録材Ｐのシワ発生頻度が低下する。
【０１５０】
従って、表１の検討３で示すように、加圧ローラ４の逆クラウン量を定着ローラ２の正クラウン量と組み合わせ、定着ローラ２の正クラウン量を４５０μｍに設定した場合には、加圧ローラ４の逆クラウン量が１５０μｍ〜３００μｍにおいて、シワ防止と定着性均一化を両立できる範囲を確保することができた。よって、シワが発生せず、定着性が均一で、フルカラー画像においては、記録材Ｐ内で、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度が均一な画像品質が非常に高く、鮮明な画像を得ることができた。
【０１５１】
表１の検討１〜検討３より、定着ローラ２の正クラウン量を大きくすると、シワは低減するが、大きくし過ぎると、定着ニップ部Ｎの平面形状が中太り形状となって、端部の定着性が低下する。
【０１５２】
加圧ローラ４の逆クラウン量を大きくすると、シワは低減するが、大きくし過ぎると、定着ニップ部Ｎの平面形状が中細り形状となって、中央部の定着性が低下する。
【０１５３】
従って、定着ローラ２を正クラウン形状、加圧ローラ４を逆クラウン形状とすることで、シワと定着性均一化とを両立できる範囲が存在可能となる。ただし、シワと定着性均一化を両立させるためには、
定着ローラ２の正クラウン量＞加圧ローラ４の逆クラウン量
とする必要がある、ということが判明した。
【０１５４】
また、定着ローラ２は、図６の（ａ）で示すように、定着ローラ２の形状を正テーパー形状としても、定着ローラ２の形状を正クラウン形状とした本実施形態における効果と同等である。実施形態２で用いた正テーパー形状の定着ローラ２を用い、表１における定着ローラ２の正クラウン量を、正テーパー量に置き換えて検討しても、表１のシワ発生頻度及び定着均一性は、ほぼ同等の結果であり、同様の効果を得ることができた。
【０１５５】
〈実施形態４〉
図１０により本発明に係る実施形態４について説明する。
【０１５６】
実施形態１〜実施形態３は、定着ベルト１を、定着ローラ２と加熱ローラ３の２軸に張架させる２軸系に関して述べたが、図１０で示すように、定着ニップ部Ｎの幅を増加させて、より記録材Ｐ及びトナー画像Ｔに付与する加熱量を大きくする目的で定着補助ローラ１１を配置したような３軸系にも本発明を適用することができる。
【０１５７】
本実施形態においては、図１０で示す３軸系において本発明を適用した構成に関して説明する。
【０１５８】
本実施形態は、図１０で示すように、定着ベルト１を加圧ローラ４に巻き付けるように定着補助ローラ１１を加圧ローラ４に所定の加圧力で加圧するように配置して、定着ニップ部Ｎの幅を増加し、記録材Ｐ及びトナー画像Ｔの加熱時間を増加することで、定着性を向上させる構成となっている。
【０１５９】
定着補助ローラ１１は、アルミニウムや鉄等の金属ローラや、定着ローラ２と同様に、金属ローラに耐熱弾性層を被覆した複層構成でも良い。本実施形態においては、鉄の外径φ１０ｍｍの金属ローラの外周に、厚み２ｍｍのシリコーンスポンジを被覆し、硬度５０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）、シリコーンスポンジの熱伝導率０．０８［Ｗ／（ｍ・℃）］とした、外径φ１４ｍｍの定着補助ローラ１１を使用した。
【０１６０】
また、図１０の定着ニップ部Ｎにおいて、回転方向の圧力を均等にするために、定着ローラ２と定着補助ローラ１１との間に、押圧部材１２を配置する構成でも良い。
【０１６１】
定着補助ローラ１１は、定着ローラ２の上流側と下流側のどちらに配置しても良い。本実施形態においては、記録材搬送方向の上流側に配置してある。
【０１６２】
本実施形態においても、定着ローラ２及び定着補助ローラ１１がストレート形状の場合には、ローラのたわみ等によって、定着ニップ部Ｎの形状は中細り形状となる。ここで、実施形態１及び実施形態２と同様に、定着ローラ２の形状を正クラウン形状または正テーパー形状とするだけでも、定着ローラ２側の定着ニップ部Ｎの中細り形状が補正されて、長手方向の定着性均一化にある程度の効果は発揮できる。しかし、さらに、定着補助ローラ１１も正クラウン形状または正テーパー形状とすることによって、定着補助ローラ側の定着ニップ部Ｎの中細り形状を補正することで、長手方向の定着性均一化、フルカラー画像においては、記録材Ｐ内で、色度、明度、彩度等のカラー画像特性や光沢度が均一な画像品質が非常に高く、鮮明な画像を得ることができた。
【０１６３】
定着補助ローラ１１の正クラウン量または正テーパー量は、定着ローラ２と同様に、定着補助ローラ１１の最大通紙幅両端部外径をＧとＨ、定着ローラの最大通紙幅中央部外径をＩとすると、
正クラウン量または正テーパー量＝Ｉ−（Ｇ＋Ｈ）／２
で計算される値である。
【０１６４】
また、本実施形態においても、実施形態３と同様に、定着ローラ２を正クラウン形状または正テーパー形状、加圧ローラ４を逆クラウン形状の組み合わせとするだけでも、定着性均一化とシワ防止の効果は発揮できる。しかし、さらに、定着補助ローラ１１も正クラウン形状または正テーパー形状として組み合わせることによって、定着性均一化とシワ防止の効果がより向上して、より画像品質が高く、鮮明な画像を得ることができる。
【０１６５】
実施形態３の表１において、定着ローラ２の正クラウン量を、定着補助ローラ１１の正クラウン量または正テーパー量に置き換えても、加圧ローラ４の逆クラウン量との組み合わせにおいて、シワ発生頻度、定着均一性は、ほぼ同様の結果を示すことが判明している。
【０１６６】
従って、シワと定着性均一化を両立させるためには、
定着補助ローラ１１の正クラウン量＞加圧ローラ４の逆クラウン量
とする必要がある。
【０１６７】
〈その他〉
１）以上、本発明の実施形態に関して説明したが、実施形態１〜実施形態４における諸数値は、実施形態の説明を簡略化するための一例であって、前記諸数値は、像加熱装置または画像形成装置の構成及び設定に応じて、任意に設定することができる。
【０１６８】
２）実施形態１〜実施形態４は、各々の実施形態を自在に組み合わせて実施しても良い。
【０１６９】
３）本発明は、実施形態１〜実施形態４で説明した定着装置に限定されるものではなく、他の形態のベルト定着装置にも適用することができる。
【０１７０】
４）可撓性の移動部材である定着ベルト１は、実施形態例の無端状の形態に限られず、ロール巻きにした長尺の有端部材にし、これを繰り出し軸側から巻取り軸側に走行移動させる装置構成にすることも出来る。
【０１７１】
５）可撓性の移動部材である定着ベルト１の加熱構成は、実施形態例の加熱ローラ３以外の、任意の内部加熱手段あるいは外部加熱手段によるものにすることが出来る。また、例えば、定着ベルト１に電磁誘導発熱性層を具備させて、この定着ベルト１に交番磁界を作用させることでベルト自体を誘導発熱させる装置構成にすることもできる。
【０１７２】
６）本発明の像加熱装置は、実施形態例の定着装置としての使用に限られず、未定着画像を記録材に仮に定着せしめる仮定着装置、あるいは定着画像を担持した記録材の表面性を改質する表面改質装置等としても有効であることは勿論である。
【０１７３】
また、像加熱装置の他にも、例えば紙幣等のシワ除去用の熱プレス装置、熱ラミネート装置、紙等の含水分を蒸発させる加熱乾燥装置など、シート状部材を加熱処理する加熱装置として用いても有効であることは勿論である。
【０１７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、加熱ベルト方式の加熱装置において、圧接ニップ長手方向に関して被加熱材の加熱均一化、像加熱装置にあっては記録材内の定着性の均一化、さらには光沢度やカラー画像特性の均一化の向上を図った装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置例の概略構成模型図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る定着装置の概略構成を示す模式的横断面図である。
【図３】図２の（３）−（３）線位置における模式的縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る定着ローラと定着ニップ部の平面形状の模式図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る定着ニップ部の模式的断面図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る定着ローラの形状と定着ニップ部の平面形状の模式図である。
【図７】従来の加圧ローラの形状の模式図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る加圧ローラの形状の模式図である。
【図９】本発明の実施形態３に係るシワ良化メカニズムの説明図である。
【図１０】本発明の実施形態４に係る定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図１１】従来の定着ローラの形状と定着ニップ部の平面形状の模式図である。
【符号の説明】
１−定着ベルト
２−定着ローラ
３−加熱ローラ
４−加圧ローラ
５−加熱ローラ内包ヒータ
６−加圧ローラ内包ヒータ
７、８−温度検知体（温度センサ）
１１−定着補助ローラ
１０１−定着装置
Ａ、Ｂ−定着ローラ端部外径
Ｃ−定着ローラ中央部外径
Ｄ、Ｅ−加圧ローラ端部外径
Ｆ−加圧ローラ中央部外径
Ｇ、Ｈ−定着補助ローラ端部外径
Ｉ−定着補助ローラ中央部外径
Ｎ−定着ニップ
Ｐ−記録材
Ｔ−トナー
【図１】
2004226819.tif 000004
【図２】
2004226819.tif 000005
【図３】
2004226819.tif 000006
【図４】
2004226819.tif 000007
【図５】
2004226819.tif 000008
【図６】
2004226819.tif 000009
【図７】
2004226819.tif 000010
【図８】
2004226819.tif 000011
【図９】
2004226819.tif 000012
【図１０】
2004226819.tif 000013
【図１１】
2004226819.tif 000014