(57)【要約】【課題】記録媒体の未定着画像の定着尾引きの発生を低減できる定着装置の提供。【解決手段】加熱回転体２１と加圧回転体１０との間のニップ部Ｎにおいて加熱手段２４の熱により記録媒体Ｐを定着動作環境の気圧下における水の沸点以上の温度に加熱して未定着画像Ｓの定着を行う定着装置である。この定着装置は、前記ニップ部の圧力ピーク位置（ｄ）よりも記録媒体搬送方向の下流側に、未定着画像Ｓを担持する記録媒体Ｐの未定着画像の定着動作環境の気圧下における水の沸点に最初に達する位置（ｃ）を有する。【選択図】図３
2007093899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記加熱回転体と接してニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、未定着画像を担持する記録媒体を前記ニップ部で挟持搬送しつつ記録媒体に未定着画像を定着する定着装置であって、前記加熱手段の熱により前記記録媒体を定着動作環境の気圧下における水の沸点以上の温度に加熱して未定着画像の定着を行う定着装置において、
前記ニップ部の圧力ピーク位置よりも記録媒体搬送方向の下流側に、前記定着動作環境の気圧下における水の沸点に最初に達する位置を有する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、前記加熱手段は、前記記録媒体搬送方向と直交する細長い基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられた発熱抵抗体と、を有しており、さらに、前記加熱手段を支持する支持部材を有しており、前記支持部材に前記加熱手段を前記ニップ部の範囲内で記録媒体搬送方向の下流側に寄せて支持することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置において、前記加熱手段は、記録媒体搬送方向の上流側の部分が前記支持部材と接しており、前記支持部材は、前記加熱手段と接する部分が前記部分以外の部分に比べて熱伝導率が高い材質で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１に記載の定着装置において、前記加熱手段は、前記記録媒体搬送方向と直交する細長い基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられた発熱抵抗体と、を有しており、さらに、前記加熱手段を支持する支持部材を有しており、前記加熱手段の発熱抵抗体を基板に前記ニップ部の範囲内で圧力ピーク位置よりも記録媒体搬送方向の下流側に寄せて設けることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に担持させた未定着画像を加熱定着させる定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用したレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、記録媒体に担持させた未定着トナー画像を加熱定着させる画像加熱定着装置（以下、定着装置と記す）が搭載されている。この定着装置の加熱方式の構成として、熱ローラ方式、フィルム加熱方式などが知られている。
【０００３】
熱ローラ方式の定着装置は、弾性層を有したローラ対に加熱体（ヒータ）を内蔵させ、ローラ表面が所定の温度を保つように温度制御する。そして未定着トナー画像を担持した記録媒体を、ローラ対の接触部に形成される定着ニップ部により挟持搬送させ、加熱および加圧して、未定着トナー画像を記録媒体に定着させる。
【０００４】
それに対して、フィルム加熱方式（特許文献１参照）の定着装置は、板状の加熱体であるヒータを内側に有し、それに摺動して回転するスリーブ状の耐熱性の定着フィルムと、該定着フィルムに圧接して定着ニップ部を形成する加圧ローラなどで構成される。そして未定着トナーを担持する記録媒体を上記定着ニップ部で挟持搬送し、未定着トナー画像を記録媒体に定着させる。
【０００５】
このようなフィルム加熱方式の定着装置においては、低熱容量のヒータ、定着フィルムを用いて、加圧ローラ側の加熱手段を省くことができる。このためフィルム加熱方式の定着装置は、従来の熱ローラ方式に比べ、省電力化が図れ、クイックスタート性に優れている。
【０００６】
上記の熱ローラ方式及びフィルム加熱方式の定着装置においては何れも定着ニップ部で高温になる。このため、未定着トナー画像（以下、トナーと略記する）の定着動作中に記録媒体から水蒸気が発生し、それが記録媒体搬送方向の上流側（以下、上流側と記す）へ流れ出すことによって記録媒体上のトナーを上流側へ吹き飛ばしてしまうことがある。このようなトナーの吹き飛ばしは記録媒体の面において記録媒体搬送方向と直交する方向に形成されるトナーライン画像（以下、横線と記す）について顕著になる。このため横線の至るところでトナーが吹き飛ばされる画像不良いわゆる「定着尾引き」が発生する。
【０００７】
以下にこの定着尾引きが発生する仕組みについて説明する。
【０００８】
一般に定着装置においては、記録媒体上のトナーを加熱および加圧して十分な定着性を得るため、記録媒体を定着動作環境の気圧下における水の沸点以上の温度に加熱するように定着ニップ内を百数十℃にまで昇温させている。一方、紙に代表される記録媒体は、その置かれた環境の湿度に応じて水分を含んでいる。トナーを担持した記録媒体が定着装置に搬送され、定着ニップ部に突入すると、記録媒体の温度は上昇し始め、定着ニップ中を進むにつれて昇温し続け、定着ニップを出ると降温する。
【０００９】
記録媒体のある位置に着目すると、定着ニップ中での昇温時、温度が水の沸点に達する前までは、その温度における飽和水蒸気量を上限として水分が蒸発し、その蒸発量は昇温するにつれて緩やかに増加していく。ところが、温度が水の沸点を超えると、水は沸騰し始め、発生する水蒸気は急激に増加する。この急激に増加した水蒸気が上流側へ流れ出すと、上流側の記録媒体上に担持されたトナーの横線はまだ溶融が進行しておらず定着性が不十分なため、急激に高まる水蒸気圧に耐えられなくなった部分が吹き飛ばされてしまう。
【００１０】
水蒸気が記録媒体搬送方向の下流側（以下、下流側と記す）に流れ出す場合は、下流側に担持されたトナーの横線はその時点で既に沸点以上の温度で加熱されて定着性が高まっているので吹き飛ばされ難い。このため、水蒸気によってトナーが飛び散る方向はほとんどが上流側である。
【００１１】
定着ニップ内部において、水蒸気は圧力（ニップ圧）の高い方から低い方へと流れるため、水蒸気発生位置における圧力勾配の向きによって上流側と下流側のどちらへ流れ出すかが決まり、上流側へ流れる水蒸気が多いほどトナーが吹き飛ばされる頻度が増す。圧力ピーク位置よりも上流側で記録媒体の温度が水の沸点以上に上昇すると、急激に発生した水蒸気は上流側へ流れ、トナーを吹き飛ばしてしまう。
【００１２】
定着尾引きの発生を低減するために、特許文献２には定着フィルムにバイアス電圧を印加することが開示されている。定着フィルムにバイアス電圧を印加することで記録媒体を介した電流経路を形成して電界を発生させ、その電界によりトナーの記録媒体への保持力を高め、更にバイアス電圧の印加方法の工夫により定着尾引きの発生を低減できる。
【００１３】
また、定着ニップ内部の温度あるいは圧力の設定により定着尾引きの発生を低減するようにした発明として、特許文献３が挙げられる。特許文献３では、ヒータの発熱量を記録媒体搬送方向の上流側と下流側で変更できるようにしている。
【００１４】
また、特許文献４は、定着ニップ中において空気や水蒸気が滞留する部分でトナー画像が乱れるのを防止するため、その部分で上流側に向かって圧力を低下させるように構成し、空気や水蒸気を定着ニップ部の上流側へ流すようにしている。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７２７９号公報
【特許文献３】特開平１０-３１９７７４号公報
【特許文献４】特開平１１−４５０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記従来技術を更に発展させたものである。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、記録媒体の未定着画像の定着尾引きの発生を低減できる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る定着装置の代表的な構成は、加熱回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記加熱回転体と接してニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、未定着画像を担持する記録媒体を前記ニップ部で挟持搬送しつつ記録媒体に未定着画像を定着する定着装置であって、前記加熱手段の熱により前記記録媒体を定着動作環境の気圧下における水の沸点以上の温度に加熱して未定着画像の定着を行う定着装置において、前記ニップ部の圧力ピーク位置よりも記録媒体搬送方向の下流側に、前記定着動作環境の気圧下における水の沸点に最初に達する位置を有することを特徴とする定着装置、である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、記録媒体の未定着画像の定着尾引きの発生を低減できる定着装置の提供を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
【実施例１】
【００２０】
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る定着装置として画像加熱定着装置を搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。本実施例に示す画像形成装置は、転写方式、電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタである。
【００２１】
１０１は装置本体に回転自在に支持されている像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１０１は駆動手段（不図示）によって矢印方向へ所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００２２】
感光ドラム１０１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電ローラ（帯電手段）１０２、レーザ露光装置（露光手段）１０３、現像装置（現像手段）１０５、転写ローラ（転写手段）１０６、クリーニング装置（クリーニング手段）１０７がその順に配設してある。
【００２３】
感光ドラム１０１の外周面（表面）は、帯電ローラ１０２により、所定の極性および電位に一様に帯電される。その後、感光ドラム１０１の表面に対しレーザ光学系等のレーザ露光装置１０３から目的の画像情報に基づいたレーザＬがミラー１０４等を介して露光され、露光部分の電荷が除去されて該感光ドラム上に静電潜像が形成される。
【００２４】
静電潜像は現像装置１０５によって現像される。現像装置１０５は現像ローラ１０５ａを有しており、この現像ローラに現像バイアスを印加し、感光ドラム１０１上の静電潜像にトナーを付着させることで、静電潜像がトナー画像として可視化（顕像化）される。
【００２５】
一方、所定のタイミングで給紙ローラ１０９により、給紙カセット１０８から記録媒体Ｐが給紙され、搬送ローラ１１０等により、感光ドラム１０１と転写ローラ１０６とによって形成される転写ニップ部Ｔｎへと搬送される。転写ローラ１０６には、転写バイアスが印加され、これにより感光ドラム１０１上のトナー画像が順次記録媒体Ｐ上に転写される。
【００２６】
転写によって表面に未定着トナー画像を担持した記録媒体Ｐは転写ニップ部Ｔｎを出た後、感光ドラム１０１から分離されて、搬送ガイド１１１に沿って画像加熱定着装置（以下、定着装置と略記する）１１２へ送り込まれる。定着装置１１２では未定着トナー画像を加熱・加圧して記録媒体上に定着する。定着装置１１２の構成については次の（２）項で詳しく説明する。
【００２７】
未定着トナー画像が定着された記録媒体Ｐは、搬送ローラ１１３、排紙ローラ１１４によって装置本体上の排紙トレイ１１５上に搬送・排出される。
【００２８】
一方、トナー画像転写後の感光ドラム１０１は、記録媒体Ｐに転写されないで表面に残ったトナーがクリーニング装置１０７のクリーニングブレード１０７ａによって除去される。これにより感光ドラム１０１は次の画像形成に備える。
【００２９】
（２）定着装置１１２
図２は定着装置１１２の一例の横断面側面模型図である。本実施例に示す定着装置１１２はフィルム加熱方式の定着装置である。
【００３０】
定着装置１１２において、２０はヒータユニット、１０は加圧回転体としての加圧ローラである。ヒータユニット２０は、加熱手段としてのヒータ２４（以下、加熱体と記す）を有する。この加熱体２４は支持部材としてのステー２２に支持されている。ステー２２には加熱回転体としてのスリーブ状の定着フィルム（以下、フィルムと略記する）２１が外嵌されている。ステー２２に支持させた加熱体２４と対向させるようにフィルム２１に加圧回転体としての加圧ローラ１０を所定の押圧力をもって圧接させている。これによってフィルム２１と加圧ローラ１０との間に定着ニップ部（以下、ニップ部と略記する）Ｎを形成している。
【００３１】
ステー２２に外嵌されたフィルム２１の両端部は不図示の一対のフィルムフランジに回転可能に保持されている。またステー２２の両端部も上記一対のフィルムフランジに保持されている。そしてこの一対のフィルムフランジを不図示の装置側板対に支持させている。
【００３２】
フィルム２１は、耐熱性、断熱性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等を基層とし、表層にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂等の離型性の良い耐熱樹脂を混合または単独で被覆してある。
【００３３】
ステー２２は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ，ＰＥＥＫ等の耐熱性と、摺動性を具備した耐熱性樹脂により断面略半円形樋型に形成されている。
【００３４】
加熱体２４は、セラミックスでできた細長い基板２４ａの表面（ニップ部Ｎ側の面）に、発熱抵抗体である通電発熱体２４ｂとして例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料がスクリーン印刷等により塗工してある。そして基板２４ａの通電発熱体形成面上には表面保護層２４ｃとしてガラスやフッ素樹脂等がコートしてある。
【００３５】
加圧ローラ１０は、金属（アルミあるいは鉄など）の芯金１１と、この芯金の外側にシリコンゴム等で形成された弾性層１２と、この弾性層の表面を被覆する離型性層１３と、を有する。芯金１１の両端部は装置側板対に回転可能に軸受け支持されている。
【００３６】
弾性層１２としては、シリコンゴム等で形成されたソリッドゴム層、あるいは断熱効果を持たせるためシリコンゴムを発泡させ形成されたスポンジゴム層などが用いられる。またはシリコンゴム層内に中空のフィラーを分散させ、硬化物内に気泡部分を持たせ、断熱作用を高めた気泡ゴム層などが用いられる。
【００３７】
離型性層１３は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素系樹脂、或いはＧＬＳラテックスコーティングを施したものが用いられる。また離型性層１３としては、チューブを被覆させたもの、或いは表面を塗料でコートしたものであってもよい。
【００３８】
本実施例では、芯金１１はアルミ芯金、弾性層１２はシリコンゴム、離型性層１３はＰＦＡであり、加圧ローラ１０の外形は１８ｍｍ、弾性層１２の厚さは３．５ｍｍのものを用いた。
【００３９】
回転駆動制御回路３０は、加圧ローラ１０を回転駆動するモータと、これを制御するＣＰＵなどを備えている。この回転駆動制御回路３０は、ＣＰＵがプリント信号Ｓ１を入力してモータを起動させることにより加圧ローラを矢印ｂ方向（反時計方向）に回転駆動させる。この加圧ローラ１０の回転によるフィルム２１外面との摺動摩擦力によりフィルムに回転力が作用し、フィルムは加熱体２４を保持させたステー２２の外回りを矢印ｃ方向（時計方向）に回転する。
【００４０】
制御手段としてのヒータ駆動制御回路３１は、給電装置と、これを制御するＣＰＵなどを備えている。このヒータ駆動制御回路３１は、ＣＰＵがプリント信号Ｓ１を入力して給電装置をオン・オフ制御することにより加熱体２４の発熱抵抗体２４ｂを通電加熱する。発熱抵抗体２４ｂの通電加熱により加熱体２４が急速昇温する。この加熱体２４の温度が基板２４ａの裏面（ニップ部Ｎと反対側の面）に設けられた温度検知手段としてのサーミスタ２３により検知されて加熱体駆動制御回路３１に入力される。加熱体駆動制御回路３１は、サーミスタ２３の検知温度に基づいて加熱体２４を所定の目標設定温度に温調制御し、該加熱体によってフィルム２１をその温度に加熱する。すなわち、記録媒体Ｐ上の未定着トナー画像Ｓを加熱および加圧して十分な定着性を得るため、記録媒体を定着動作環境の気圧下における水の沸点以上の温度に加熱するようにニップ内を百数十℃に温調する。
【００４１】
この状態において、未定着トナー画像Ｓを担持した記録媒体Ｐが矢印Ｘにて示す記録媒体搬送方向からニップ部Ｎに導入され、この記録媒体をニップ部で挟持搬送する。この搬送過程で加熱体２４の熱がフィルム２１を介して記録媒体Ｐに付与される。未定着トナー画像Ｓは加熱体２４の熱とニップ圧によって記録媒体Ｐ面に加熱定着される。ニップ部Ｎを出た記録媒体Ｐはフィルム２１の表面から曲率分離されて排紙される。
【００４２】
（３）ニップ部Ｎの温度、圧力プロファイル
図３において（ｉ）はニップ部Ｎ及びその近傍の拡大断面図、（ｉｉ）はニップ部搬送時の記録媒体の未定着トナー画像Ｓの担持面側（以下、表面と記す）でのニップ部内の温度・圧力プロファイルの説明図である。
【００４３】
加熱体２４は記録媒体搬送方向Ｘにおいて発熱抵抗体２４ｂがニップ部Ｎをはみ出さない範囲内で記録媒体搬送方向の下流側に寄せてステー２２に配置してある。すなわち、ニップ部Ｎの圧力ピーク位置（ｄ）（（ｉｉ）参照）よりも記録媒体搬送方向Ｘの下流側に、ニップ部搬送中の記録媒体表面温度が定着動作環境の気圧下における水の沸点に最初に達する位置を有するように加熱体２４をステー２２に配置させてある。発熱抵抗体２４ｂがニップ部Ｎに入っていれば、加熱体２４の基板２４ａ部分がニップ部Ｎをはみ出していても良い（不図示）。これは発熱抵抗体２４ｂがニップ部Ｎをはみ出すと、はみ出した部分は他の部材に熱を奪われることが無く急激に温度が上昇し、加熱体２４の基板２４ａが膨張して応力が加わる事によって加熱体が割れる恐れがあるためである。このような加熱体２４の割れは基板２４ａに窒化アルミニウムなど熱伝導率が高く熱膨張率が低い材質を用いる事が有効であるが、従来使われているアルミナに比較するとコストが高くなってしまう。またどの材料を用いるにしても、発熱抵抗体２４ｂがニップ部Ｎをはみ出すと、記録媒体Ｐへの伝熱効率が大きく低下してしまう。
【００４４】
ニップ部Ｎで挟持搬送される記録媒体Ｐの表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルと水蒸気の振る舞いについて説明する。
【００４５】
本実施例において、温度プロファイルは記録媒体表面に安立計器（株）製Ｋ型熱電対を貼り付け、温度制御した定着装置に記録媒体を通紙し、熱電対からの信号を日置電機（株）製メモリハイコーダー（8842）で取り込むことで測定した。圧力プロファイル測定はニッタ（株）製の圧力分布測定システムPINCHを用いた。データ測定時の定着装置条件の一例としては、温調温度165℃、記録媒体搬送速度85.6mm/sec、加圧ローラの総荷重13kgfである。
【００４６】
まず、圧力プロファイルに関しては、図３（ｉ）に示すようにステー２２と加熱体２４とでつくられる加圧ローラ１０との圧接面が平面である場合、ほぼ加圧ローラの中心軸の位置（ｄ）で圧力ピークを持つようになる。
【００４７】
次に温度プロファイルについて説明する。
【００４８】
定着装置に搬送された記録媒体Ｐがニップ部Ｎ入口に近づくと、記録媒体表面の温度はフィルム２１や加圧ローラ１０からの放熱を受けて徐々に上昇し始める。
【００４９】
記録媒体Ｐが加圧ローラ１０の当接上流端位置（ａ）からニップ部Ｎに入ると、記録媒体表面の温度はフィルム２１を介して加熱体２４からの熱供給を受けて更に上昇する。しかし（ａ）から加熱体２４の上流端位置（ｂ）の領域では加熱源ではないステー２２によってニップ部Ｎが構成されているために温調設定温度までは上昇せず、一度飽和傾向を示す。
【００５０】
記録媒体Ｐが更にニップ部Ｎ内を進み、（ｂ）に達すると、記録媒体表面の温度は加熱体２４からの熱供給を受けて急激に上昇し始め、加熱体２４の下流端位置（e）まで上昇し続ける。そして記録媒体Ｐが加圧ローラ当接下流端位置（ｆ）を通過すると、記録媒体はニップ部Ｎの範囲外に達し、温度は下降し始める。
【００５１】
ニップ部Ｎにおける圧力ピーク位置（ｄ）と水の沸点到達位置（ｃ）の関係をみると、（ｄ）よりも（ｃ）の方が記録媒体搬送方向の下流側に存在している。記録媒体Ｐがニップ部Ｎ内に入ってから圧力ピーク位置までの区間（（ａ），（ｂ），（ｄ）に跨る区間）においても、その時点での温度に応じた飽和水蒸気量を上限として水蒸気は発生するが、温度上昇に伴う水蒸気発生量の増加は徐々に起こるものである。ここで、上記（ａ），（ｂ），（ｄ）に跨る区間とは、圧力ピーク位置（ｄ）よりも記録媒体搬送方向の上流側の区間である。また、水蒸気は圧力（ニップ圧）の高い方から低い方へと流れるため、この区間で発生した水蒸気は上流側へ流れるものの、水蒸気量の増加は緩やかで未定着トナー画像（以下、トナーと略記する）Ｓを吹き飛ばすほどの力はない。圧力ピーク位置（ｄ）よりも下流側の区間で温度が水の沸点Ｔｂ以上になると水分は沸騰し、水蒸気発生量は急激に増加する。この区間はニップ部Ｎ下流側に向かって圧力が低下していくので水蒸気は下流側へ流れるが、下流側にあるトナーは既にニップ部内での最大圧力で加圧された後であり、且つ少なくとも水の沸点Ｔｂ以上に加熱されている。このため、トナーＳの溶融、定着が進行しており、急な水蒸気の流れに耐えられるだけの定着性を得ているので吹き飛ばされることはない。
【００５２】
圧力ピーク位置（ｄ）よりも水の沸点到達位置（ｃ）が下流側にあれば、積極的に圧力ピークをニップ部Ｎ内の前半の区間すなわち圧力ピーク位置（ｄ）よりも記録媒体搬送方向の上流側の区間に設ける構成でも同様の効果は得られる。ただし、あまりに鋭い圧力ピークをニップ部前半に設けると、トナーＳの溶融があまり進んでいない段階で記録媒体Ｐをしごくことになり、それによりトナーを散らしてしまうことがあり得る。
【００５３】
（４）本実施例の定着装置１１２に対する比較例
定着装置１１２に対する比較例を、図４を用いて説明する。比較・検討の便宜のため、共通する部材・部分には同じ符号を付している。
【００５４】
図４において（ｉ）は比較例の定着装置のニップ部Ｎ及びその近傍の拡大断面図、（ｉｉ）はニップ部搬送時の記録媒体表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルの説明図である。
【００５５】
比較例の定着装置は、（ｉ）に示すように、本実施例の定着装置１１２のように加熱体２４の配置位置を積極的に下流側にずらすことはしていない。
【００５６】
また、（ｉｉ）に示すように、圧力に関しては、ステー２２と加熱体２４とでつくられる加圧ローラ１０との圧接面が平面であることは本実施例の定着装置１１２と同じであるので、プロファイルも同じになる。
【００５７】
温度に関しては、記録媒体Ｐがニップ部Ｎの入口に近づいてから加熱体２４の下流端に至るまで（ａ）〜（ｅ）における温度上昇曲線の変化の理由は上述の説明と同様である。加熱体２４の下流端位置（ｅ）から加圧ローラ１０の当接下流端位置（ｆ）までの区間は加熱源でないステー２２によってニップ部Ｎが形成されているので、温度上昇は抑えられ飽和傾向を示す。記録媒体Ｐが（ｆ）を過ぎてニップ部を出ると温度は下降し始める。
【００５８】
ここで注目する点は本実施例の定着装置１１２（図３）と比べて加熱体２４の位置が記録媒体搬送方向の上流側にあるため、ニップ部Ｎ内においてより早いタイミングで温度上昇が起こっていることである。そのために圧力ピーク位置（ｄ）と水の沸点到達位置（ｃ）を比べると、（ｄ）よりも（ｃ）の方が記録媒体搬送方向の上流側に存在している。このため、（ｃ）において急激に発生した水蒸気は、圧力の低い方、すなわち上流側へ一気に流れ出す。この時点で記録媒体搬送方向の上流側にあるトナーＳはまだ加熱と加圧が不足し、定着性が不十分であるため、急激に高まる水蒸気圧に耐えられず吹き飛ばされてしまう。
【００５９】
上記の比較例は既に上市されているレーザープリンタに搭載されている定着装置の温度、圧力プロファイルを実測した結果明らかになった事であり、他にも多くの定着装置が比較例の条件に当てはまる。また、記録媒体や湿度環境などの条件が悪化した場合には水蒸気によるトナーの吹き飛ばしが発生する事を確認している。
【００６０】
本実施例の定着装置１１２によれば、ニップ部搬送中の記録媒体の表面温度が定着動作環境の気圧下における水の沸点に最初に達する位置を、ニップ部Ｎの圧力ピーク位置（ｄ）よりも記録媒体搬送方向の下流側に設けている。このため、急激に発生した水蒸気が圧力ピーク位置（ｄ）を通過して上流側へ流れるのを防ぐことができる。それにより、水蒸気によってトナーＳが上流側へ吹き飛ばされるのを防ぐことができ、定着尾引き等の画質低下を回避する事ができる。また、加熱体２４の割れを防ぎ、記録媒体Ｐへの伝熱効率を下げることなく、上記の効果を得る事ができる。
【実施例２】
【００６１】
本発明に係る定着装置の他の例を説明する。本実施例においては、実施例１の定着装置と共通する部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。実施例３も同様とする。
【００６２】
図５において（ｉ）は本実施例の定着装置のニップ部Ｎ及びその近傍の拡大断面図、（ｉｉ）はニップ部搬送時の記録媒体表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルの説明図である。
【００６３】
本実施例の定着装置１１２において加熱体２４のステー２２への配置は実施例１と同じである。この加熱体２４は基板２４ａの記録媒体搬送方向の上流側の部分がステー２２と接している。本実施例の定着装置１１２においては、ステー２２において基板２４ａの記録媒体搬送方向上流側の側面と接する一部分を、ステーの他の部分を構成する耐熱性樹脂材料よりも熱伝導率が高い材質４０（例えばステンレスやアルミナなど）で構成する。
【００６４】
以下、ニップ部Ｎで挟持搬送される記録媒体Ｐの表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルと水蒸気の振る舞いについて説明する。
【００６５】
圧力に関しては、ステー２２と加熱体２４とでつくられる加圧ローラ１０との圧接面が平面であることは実施例１と同じであるので、プロファイルも同じになる。
【００６６】
次に温度プロファイルについて説明する。記録媒体Ｐがニップ部Ｎの入口に近づくと、記録媒体表面の温度はフィルム２１や加圧ローラ１０からの放熱を受けて徐々に上昇し始める。記録媒体Ｐが加圧ローラ１０の当接上流端位置（ａ）からニップ部Ｎに入ると、記録媒体表面の温度はフィルム２１を介して加熱体２４からの熱供給を受けて更に上昇する。しかし（ａ）から加熱体２４の上流端位置（ｂ）の領域では加熱源ではないステー２２によってニップ部Ｎが構成されているために温調設定温度までは上昇せず、一度飽和傾向を示す。
【００６７】
ここで（ａ）から（ｂ）までの区間はステー２２は他の部分よりも熱伝導率が高い材質４０で構成されているので、この材質の対応する部分に下流側にある加熱体２４から熱が良く伝わり、この区間での記録媒体表面の温度がより上昇する。これ以後は実施例１に記載した説明と同様である。
【００６８】
さらに記録媒体Ｐがニップ部Ｎを進んで加熱体２４の上流端位置（ｂ）に達すると、記録媒体表面の温度は加熱体２４からの熱供給を受けて急激に上昇し始め、加熱体の下流端位置（ｅ）まで上昇し続ける。そして記録媒体Ｐが加圧ローラ１０の当接下流端位置（ｆ）を通過すると、記録媒体はニップ部Ｎの外に達し、温度は下降し始める。
【００６９】
ニップ部Ｎにおける圧力ピーク位置（ｄ）と水の沸点到達位置（ｃ）の関係をみると、（ｄ）よりも（ｃ）の方が記録媒体搬送方向の下流側に存在する。従って、本実施例においても、実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【００７０】
また、本実施例では、記録媒体搬送方向において加熱体２４の上流側に位置するステー２２の一部分をその他の部分よりも熱伝導率の高い材質４０で構成する。このため、その材質４０の部分と対応するニップ部上流側の部分（（ａ）から（ｂ）に跨る部分）の温度のみを引き上げることができる。これによりニップ部下流側の部分で過昇温させること無くニップ部での熱供給量を増やすことができるので、トナーＳのホットオフセット等を回避でき、且つ定着性を確保することができる。
【００７１】
本実施例では、ステー２２に用いる耐熱性樹脂材料よりも熱伝導率の高い材料の例としてステンレスやアルミナ等を挙げたが、圧力ピーク位置（ｄ）よりも上流側の温度が水の沸点を超えないように材質を適宜選択するものとする。
【実施例３】
【００７２】
本発明に係る定着装置の他の例を説明する。
【００７３】
図６において（ｉ）は本実施例の定着装置のニップ部Ｎ及びその近傍の拡大断面図、（ｉｉ）はニップ部搬送時の記録媒体表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルの説明図である。
【００７４】
本実施例の定着装置１１２においては、加熱体２４の基板２４ａ上において発熱抵抗体２４ｂを記録媒体搬送方向Ｘの下流側へ配置して、発熱抵抗体の位置がニップ部Ｎ内の圧力ピーク位置（ｄ）よりも記録媒体搬送方向の下流側になるように構成する。
【００７５】
ニップ部Ｎで挟持搬送される記録媒体Ｐの表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルと水蒸気の振る舞いについて説明する。
【００７６】
圧力に関しては、ステー２２と加熱体２４とでつくられる加圧ローラ１０との圧接面が平面であることは実施例１と同じであるので、プロファイルも同じになる。
【００７７】
次に温度プロファイルについて説明する。記録媒体Ｐがニップ部Ｎの入口に近づくと、記録媒体表面の温度はフィルム２１や加圧ローラ１０からの放熱を受けて徐々に上昇し始める。記録媒体Ｐが加圧ローラ１０の当接上流端位置（ａ）からニップ部Ｎに入ると、記録媒体表面の温度はフィルム２１を介して加熱体２４からの熱供給を受けて更に上昇する。しかし（ａ）から加熱体２４の上流端位置（ｂ）の領域では加熱源ではないステー２２によってニップ部Ｎが構成されているために温調設定温度までは上昇せず、一度飽和傾向を示す。
【００７８】
さらに記録媒体Ｐがニップ部Ｎを進んで加熱体２４の上流端位置（ｂ）に達すると、記録媒体表面の温度は加熱体２４からの熱供給を受けて再び上昇し始めるが、発熱抵抗体２４ｂの位置に至る前では目標温度までは昇温しない。記録媒体Ｐが圧力ピーク位置（ｄ）よりも下流側に配置された発熱抵抗体２４ｂの位置に達すると温度は急に上昇し、加熱体２４の下流端位置（ｅ）まで上昇しつづける。そしてそこから加圧ローラ１０の当接下流端位置（ｆ）までの区間は加熱源でないステー部分に当接しているので、温度上昇は抑えられ飽和傾向を示し、（ｆ）を過ぎてニップ部Ｎを出ると温度は下降し始める。
【００７９】
ニップ部Ｎにおける圧力ピーク位置（ｄ）と水の沸点到達位置（ｃ）の関係をみると、（ｄ）よりも（ｃ）のほうが記録媒体搬送方向の下流側に存在する。従って、本実施例においても、実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【００８０】
本実施例のように加熱体２４の面内において発熱分布を持たせるためには、基板２４ａの材料としてはアルミナ程度の熱伝導率であることが望ましい。
【００８１】
また、記録媒体搬送方向における加熱体２４自体の幅、設置位置に関わらず、発熱抵抗体２４ｂの位置がニップ部Ｎ内の圧力ピーク位置（ｄ）よりも記録媒体搬送方向の下流側に存在するようにする。つまり、圧力ピーク位置（ｄ）よりも記録媒体搬送方向の下流側で記録媒体表面の温度が水の沸点に到達するようになっていれば、実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【００８２】
〔その他〕
１）本発明の定着装置は、実施例のフィルム加熱方式の定着装置に限られず熱ローラ方式の定着装置、電磁誘導加熱方式の定着装置などに適用できる。
【００８３】
一般に定着装置の定着ニップ内温度は動作環境気圧下における水の沸点をはるかに超える値で制御されており、吸湿した記録媒体が定着ニップ部を通過する際には水蒸気の急激な発生は避けられない。従って本発明の条件を満たせばその効果が得られ、水蒸気によるトナーの吹き飛ばしを回避できる。
【００８４】
本発明の定着装置を熱ローラ方式の定着装置に適用する場合、加熱回転体としてハロゲンヒータ等の加熱手段により加熱される定着ローラを用いることができる。この場合に温度検知手段は、定着ローラの表面に接触させて配置されるか、若しくは定着ローラの表面近傍に配置されるかして、定着ローラの温度を検知する。
【００８５】
また、電磁誘導加熱方式の定着装置に適用する場合、加熱回転体をとして電磁誘導発熱性の可撓性フィルムを用いることができる。加熱手段としては励磁コイル及び磁性体コア等を有するコイルユニットを用いることができる。加熱回転体としてはコイルユニットからの発生磁束により発熱する電磁誘導発熱性の可撓性フィルムを用いることができる。この場合に温度検知手段は、可撓性フィルムの表面に接触させて配置されるか、若しくは可撓性フィルムの表面近傍に配置されるかして、可撓性フィルムの温度を検知する。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】画像形成装置の一例の構成模型図。
【図２】実施例１の定着装置の一例の横断面側面模型図。
【図３】実施例１の定着装置のニップ部及びその近傍の拡大断面図と、ニップ部搬送時の記録媒体表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルの説明図。
【図４】実施例１の定着装置に対する比較例の定着装置のニップ部及びその近傍の拡大断面図と、ニップ部搬送時の記録媒体表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルの説明図。
【図５】実施例２の定着装置のニップ部及びその近傍の拡大断面図と、ニップ部搬送時の記録媒体表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルの説明図。
【図６】実施例３の定着装置のニップ部及びその近傍の拡大断面図と、ニップ部搬送時の記録媒体表面でのニップ部内の温度・圧力プロファイルの説明図。
【符号の説明】
【００８７】
１０‥‥加圧ローラ、２１‥‥定着フィルム、２２‥‥ステー、２３‥‥サーミスタ、
２４‥‥加熱体、Ｓ‥‥トナー、Ｐ‥‥記録媒体、Ｎ‥‥定着ニップ部、
（ｃ）‥‥水の沸点到達位置、（ｄ）‥‥圧力ピーク位置
【図２】
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【図１】
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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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