(57)【要約】【課題】記録材に対する定着性及び剥離性を良好に保ちながら、記録材のカールや定着ニップ域周辺部材の偏摩耗を有効に防止する。【解決手段】加熱定着部材１、定着ベルト３及び加圧パッド５を備え、加圧パッド５が、定着ニップ域ｎ内の上流側領域に配置される弾性変形可能な定着パッド６と、定着ニップ域ｎ内の下流側領域に配置され且つ定着パッド６部位よりも高い定着ニップ圧にて押圧可能な剥離パッド７とを有し、剥離パッド７には、定着ベルト３に接触配置され且つ定着ニップ圧では変形不能な剛性体７ａとこの剛性体７ａを弾性支持する弾性体７ｂとを具備させ、記録材４が剥離パッド７部位を通過する際に剥離パッド７による記録材４の長手方向両端定着ニップ圧と中央定着ニップ圧との差を記録材４の両端部カールが抑制可能な範囲に収めるように弾性体７ｂの厚さを調整する。【選択図】図１
2007279314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上の未定着像を加熱・加圧定着する定着装置において、
加熱源にて表面が加熱される回転可能な加熱定着部材と、
この加熱定着部材に接触配置されて記録材を挟持搬送する定着ベルトと、
定着ベルトの背面側に配設され且つ加熱定着部材に対して定着ベルトを所定の定着ニップ域にて押し付ける加圧パッドとを備え、
加圧パッドは、定着ニップ域内の上流側領域に配置される弾性変位可能な定着パッドと、定着ニップ域内の下流側領域に配置され且つ定着パッド部位よりも高い定着ニップ圧にて押圧可能な剥離パッドとを有し、
剥離パッドには、定着ベルトに接触配置され且つ定着ニップ圧では変形不能な剛性体とこの剛性体を弾性支持する弾性体とを具備させ、記録材が剥離パッド部位を通過する際に剥離パッドによる記録材の長手方向両端定着ニップ圧と中央定着ニップ圧との差を記録材の両端部カールが抑制可能な範囲に収めるように弾性体の厚さを調整したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
剥離パッドは、弾性体の厚さが剛性体のそれよりも厚いことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２記載の定着装置において、
剥離パッドは、弾性体の厚さと剛性体の厚さとの比が６：７〜４：９の範囲内であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１記載の定着装置において、
剥離パッドは、加熱定着部材と定着ベルトとの間の定着ニップ域にて記録材がニップ搬送されると共に定着ニップ域の記録材搬送方向に直交する方向で記録材がニップ搬送されていない部分を有する条件下で、記録材がニップされていない定着ニップ域では定着加熱部材と定着ベルトとが接触可能になるように弾性体を弾性変形させるものであることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１記載の定着装置において、
剥離パッドは、アスカＣ硬度が３０度〜７０度の弾性体を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１記載の定着装置において、
加熱定着部材は弾性層を有することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
記録材上に未定着像を形成する作像エンジンと、
記録材上の未定着像を加熱・加圧定着する定着装置とを備え、
定着装置は、加熱源にて表面が加熱される回転可能な加熱定着部材と、
この加熱定着部材に接触配置されて記録材を挟持搬送する定着ベルトと、
定着ベルトの背面側に配設され且つ加熱定着部材に対して定着ベルトを所定の定着ニップ域にて押し付ける加圧パッドとを備え、
加圧パッドは、定着ニップ域内の上流側領域に配置される弾性変位可能な定着パッドと、定着ニップ域内の下流側領域に配置され且つ定着パッド部位よりも高い定着ニップ圧にて押圧可能な剥離パッドとを有し、
剥離パッドには、定着ベルトに接触配置され且つ定着ニップ圧では変形不能な剛性体とこの剛性体を弾性支持する弾性体とを具備させ、記録材が剥離パッド部位を通過する際に剥離パッドによる記録材の長手方向両端定着ニップ圧と中央定着ニップ圧との差を記録材の両端部カールが抑制可能な範囲に収めるように弾性体の厚さを調整したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
加熱源にて表面が加熱される回転可能な加熱定着部材と、この加熱定着部材に接触配置されて記録材を挟持搬送する定着ベルトとを備え、記録材上の未定着像を加熱・加圧定着する定着装置に用いられる共に、定着ベルトの背面側に配設され且つ加熱定着部材に対して定着ベルトを所定の定着ニップ域にて押し付ける加圧パッドであって、
定着ニップ域内の上流側領域に配置される弾性変位可能な定着パッドと、定着ニップ域内の下流側領域に配置され且つ定着パッド部位よりも高い定着ニップ圧にて押圧可能な剥離パッドとを有し、
剥離パッドには、定着ベルトに接触配置され且つ定着ニップ圧では変形不能な剛性体とこの剛性体を弾性支持する弾性体とを具備させ、記録材が剥離パッド部位を通過する際に剥離パッドによる記録材の長手方向両端定着ニップ圧と中央定着ニップ圧との差を記録材の両端部カールが抑制可能な範囲に収めるように弾性体の厚さを調整したことを特徴とする加圧パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材上に形成された未定着像を加熱・加圧定着する定着装置に係り、特に、加熱定着部材に定着ベルトを接触配置し、加圧パッドにて押し付けるようにした態様に好適な定着装置及びこれを用いた画像形成装置並びに加圧パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式等を利用した複写機やプリンタなどの画像形成装置においては、記録材上に転写された未定着像を永久画像とするための定着法として、加熱加圧方式の定着装置が広く用いられてきた。
この種の加熱加圧方式の定着装置に求められる機能は、未定着像が載った記録材を加熱定着部材と加圧定着部材との間に形成される定着ニップ域に搬送し、記録材にダメージを与えることなく、未定着トナーを溶融すると共に圧力により記録材へ固定し、画質平面を平らにならし、加熱定着部材から記録材を剥離させ、後処理工程へ定着済み記録材を搬送させることである。
【０００３】
この種の要請を満たす加熱加圧方式の定着装置としては、所謂定着ベルトを用いた定着ベルト方式が既に提供されている。一般に、この定着ベルト方式は、熱容量の低い定着ベルトを用いていることから、所謂ロール対構成（加熱定着ロールと加圧定着ロールとを圧接配置した態様）に比べて熱容量を低減できる分、ウォームアップ時間の短縮化を図ることができる点で好ましい。
この種の定着ベルト方式の基本的構成は、加熱源にて表面が加熱される回転可能な加熱定着部材（例えば加熱定着ロール）と、この加熱定着部材に接触配置されて記録材を挟持搬送する定着ベルトと、この定着ベルトの背面側に配設され且つ加熱定着部材に対して定着ベルトを所定の定着ニップ域にて押し付ける加圧パッドとを備えたものである（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、加圧パッドとしては、定着ニップ域におけるプロセス方向、定着ベルト回転軸方向に定着ニップ圧の山谷を設け、定着性と記録材の姿勢制御、並びに、剥離性等をバランスさせるように工夫されている。具体的には、加圧パッドとして、定着ニップ域の上流側領域に弾性部材からなる定着パッドを配設し、定着ニップ域の下流側領域に非弾性部材からなる剥離パッドを配設し、両者の組合せにより、定着ニップ域におけるプロセス方向、定着ベルト回転軸方向に所望の圧力分布を形成する構成が採用されている。
このように、加圧パッドは弾性部材からなる定着パッドと非弾性部材からなる剥離パッドとの組合せ態様であるから、定着パッド及び剥離パッドによる定着ニップ域を広く確保でき、しかも、剥離パッドに対応した定着ニップ圧が定着パッドに対応した定着ニップ圧より高く設定されることから、記録材に対する定着性及び剥離性を良好に保つことが可能である点で好ましい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７２８８７号公報（発明の実施の形態、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この種の定着装置にあっては、剥離パッドに対応した定着ニップ圧は定着パッドに対応した定着ニップ圧より高く設定され、剥離パッドに対応した定着ニップ域における定着ベルトの回転軸方向（以下必要に応じて単に軸方向という）の圧力分布をみると、記録材自体が厚みを持っていることから記録材を挟み込んでいる部分に圧力が集中する傾向がある。特に、この傾向は軸方向寸法が狭い小サイズの記録材、厚さの厚い記録材を用いた場合に顕著である。
このとき、剥離パッドに対応した定着ニップ域での圧力集中は記録材のカールなどの記録材の品質問題の原因になり、また、不均一な圧力集中により定着ニップ域の周辺部材（定着ベルトや加熱定着ロールなど）の偏摩耗を引き起こし、これらの定着ニップ域周辺部材の寿命を損なう懸念がある。
この点につき、例えば剥離パッド自体を弾性部材で構成すると、確かに記録材のカールや定着ニップ域の周辺部材の偏摩耗という現象は低減するが、記録材に対する定着性及び剥離性についての性能が低下するという懸念がある。
そこで、記録材に対する定着性及び剥離性を良好に保ちながら、記録材のカールや定着ニップ域周辺部材の偏摩耗を如何に抑制するかが大きな技術的課題になってきている。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、記録材に対する定着性及び剥離性を良好に保ちながら、記録材のカールや定着ニップ域周辺部材の偏摩耗を有効に防止することを可能とした定着装置及びこれを用いた画像形成装置並びに加圧パッドを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、記録材のカールや定着ニップ域周辺部材の偏摩耗の要因について検討したところ、剥離パッドの構成を工夫することで、記録材に対する定着性及び剥離性を良好に保つ構成を生かしながら、剥離パッドに対応する定着ニップ域での圧力集中が発生しない仕組みを見出し、本発明を案出するに至ったものである。
すなわち、本発明は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、記録材４上の未定着像を加熱・加圧定着する定着装置において、加熱源２にて表面が加熱される回転可能な加熱定着部材１と、この加熱定着部材１に接触配置されて記録材４を挟持搬送する定着ベルト３と、定着ベルト３の背面側に配設され且つ加熱定着部材１に対して定着ベルト３を所定の定着ニップ域ｎにて押し付ける加圧パッド５とを備え、加圧パッド５が、定着ニップ域ｎ内の上流側領域に配置される弾性変形可能な定着パッド６と、定着ニップ域ｎ内の下流側領域に配置され且つ定着パッド６部位よりも高い定着ニップ圧にて押圧可能な剥離パッド７とを有し、剥離パッド７には、定着ベルト３に接触配置され且つ定着ニップ圧では変形不能な剛性体７ａとこの剛性体７ａを弾性支持する弾性体７ｂとを具備させ、記録材４が剥離パッド７部位を通過する際に剥離パッド７による記録材４の長手方向両端定着ニップ圧と中央定着ニップ圧との差を記録材４の両端部カールが抑制可能な範囲に収めるように弾性体７ｂの厚さＬｂを調整したことを特徴とするものである。
尚、図１（ａ）は本発明を説明するための模式図、同図（ｂ）は（ａ）中のＢ部拡大図であり、本発明は図１（ａ）（ｂ）に示す態様に限定されるものでないことは勿論である。
【０００９】
このような技術的手段において、本発明は加圧パッド５が定着ニップ圧が低い定着パッド６と定着ニップ圧が高い剥離パッド７とを備えた態様を前提とする。
定着パッド６は剥離パッド７より低い定着ニップ圧を有するものであるため、通常剥離パッド７の弾性体７ｂより低硬度の弾性体が用いられる。
また、定着パッド６と剥離パッド７の弾性体７ｂとは通常別体で構成されるが、予め分離される態様に限られず、両者を一体的に接合したものであってもよい。
更に、剥離パッド７の剛性体７ａは定着ニップ圧では変形不能な程度の剛性を備えていればよく、金属、合成樹脂、セラミックスなど適宜選定可能である。
一方、剥離パッド７の弾性体７ｂとしてはフッ素ゴムを始め適宜選定可能である。
【００１０】
更にまた、剥離パッド７の弾性体７ｂの厚さが薄すぎると、記録材４の両端部カールが抑制不能になるため、弾性体７ｂの厚さを記録材４の両端部カールが抑制可能な範囲に調整することが必要である。
つまり、図２（ａ）（ｂ）に示すように、記録材４が剥離パッド７部位を通過する際の剥離パッド７に対応した定着ニップ域での圧力分布は、剥離パッド７による記録材４の長手方向両端定着ニップ圧を最大圧力Ｐmaxとし、その中央定着ニップ圧を最小圧力Ｐminとするものである。このような状態において、最大圧力Ｐmaxと最小圧力Ｐminとの差ΔＰが大きいと、記録材４の両端部カールが発生してしまうことから、この圧力差ΔＰを記録材４の両端部カールが抑制可能な範囲に収めるようにすることが必要である。
【００１１】
また、剥離パッド７の弾性体７ｂの厚さ関係の代表的態様としては、弾性体７ｂの厚さが剛性体７ａのそれよりも厚いものが挙げられる。本態様によれば、弾性体７ｂの弾性変形により記録材４の両端部カールを確実に抑制することができる点で好ましい。
ここで、剛性体７ａの厚さＬａが弾性体７ｂの厚さＬｂ以上である態様にあっても、弾性体７ｂの厚さが剛性体７ａのそれに近いものであれば記録材４のカール抑制は可能であり、一方、弾性体７ｂの厚さが厚すぎると、記録材４に対する定着性や剥離性が損なわれてしまうため、これらの基本性能を維持する範囲で選定することが必要である。
弾性体７ｂと剛性体７ａとの厚さ比の代表的態様としては、弾性体７ｂの厚さＬｂ：剛性体７ａの厚さＬａ＝６：７〜４：９の範囲内が挙げられる。これは、弾性体７ｂの硬度を変化させた各実施例にてカール抑制評価を行ったところ、この厚さ比について良好な結果が得られた。
【００１２】
更に、剥離パッド７の弾性体７ｂの好ましい態様としては、加熱定着部材１と定着ベルト３との間の定着ニップ域ｎにて記録材４がニップ搬送されると共に定着ニップ域ｎの記録材搬送方向に直交する方向で記録材４がニップ搬送されていない部分を有する条件下で、記録材４がニップされていない定着ニップ域ｎでは加熱定着部材１と定着ベルト３とが接触可能になるように弾性体７ｂを弾性変形させるものが挙げられる。本態様によれば、図２（ｂ）に示すように、弾性体７ｂのδだけの弾性変形により剥離パッド７が記録材４の挟み込みに追従して形状が倣うことから、部分的な圧力集中が発生し難くなり、その分、剥離パッド７や加熱定着部材１の偏摩耗を有効に防止することが可能である。
【００１３】
更にまた、剥離パッド７の好ましい態様としては、アスカＣ硬度が３０度〜７０度の弾性体７ｂを備えているものが挙げられる。
ここで、３０度未満であると、剥離パッド７の剛性が損なわれ、剥離に必要な定着ニップ圧が得難い。一方、７０度を超えると、剥離パッド７の弾性作用が損なわれ、定着ニップ圧差を小さく抑え難い。
また、本発明では、加熱定着部材１はロール状、ベルト状適宜選定して差し支えないが、定着ニップ域ｎをより確実に確保するという観点からすれば、加熱定着部材１としては弾性層１ａを具備し、加熱定着部材１と加圧パッド５にて押し付けられる定着ベルト３との間に所望の定着ニップ域ｎを確保することが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、記録材４上に未定着像を形成する作像エンジン（図示せず）と、記録材上の未定着像を加熱・加圧定着する定着装置とを備えた画像形成装置をも対象とし、この場合、定着装置として上述した態様の定着装置を用いるようにすればよい。
更にまた、本発明は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、加熱源２にて表面が加熱される回転可能な加熱定着部材１と、この加熱定着部材１に接触配置されて記録材４を挟持搬送する定着ベルト３とを備え、記録材４上の未定着像を加熱・加圧定着する定着装置に用いられると共に、定着ベルト３の背面側に配設され且つ加熱定着部材１に対して定着ベルト３を所定の定着ニップ域ｎにて押し付ける加圧パッド５をも対象とする。
つまり、本発明に係る加圧パッド５は、図１に示すように、定着ニップ域ｎ内の上流側領域に配置される弾性変位可能な定着パッド６と、定着ニップ域ｎ内の下流側領域に配置され且つ定着パッド６部位よりも高い定着ニップ圧にて押圧可能な剥離パッド７とを有し、剥離パッド７には、定着ベルト３に接触配置され且つ定着ニップ圧では変形不能な剛性体７ａとこの剛性体７ａを弾性支持する弾性体７ｂとを具備させ、記録材４が剥離パッド７部位を通過する際に剥離パッド７による記録材４の長手方向両端定着ニップ圧と中央定着ニップ圧との差を記録材４の両端部カールが抑制可能な範囲に収めるように弾性体７ｂの厚さを調整したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る定着装置によれば、定着ベルト方式における加圧パッドとして、定着ニップ圧が低い定着パッドとその下流側に定着ニップ圧が高い剥離パッドとを配設し、更に、剥離パッドに剛性機能と弾性機能とを共存させるようにしたので、広い定着ニップ域及び記録材の剥離に必要な定着ニップ圧分布を容易に得ることができ、しかも、剥離パッドに対応した定着ニップ域に小サイズの記録材が通過したとしても、当該定着ニップ域での定着ニップ圧分布につき圧力集中を有効に防止することができる。
このため、以下のような基本的効果を奏することができる。
（１）定着装置の基本的性能である記録材に対する定着性及び剥離性を良好に保つことができる。
（２）記録材に対して定着に必要な圧力以上の外力が作用しないため、記録材の両端部カールなどの記録材品質問題を有効に防止することができる。
（３）定着ニップ域の剥離パッドに対応した部位にて部分的な圧力集中が生じないので、定着ニップ域の周辺部材（定着ベルトや加熱定着部材）が偏摩耗する虞れはなくなり、その分、定着ニップ域の周辺部材の寿命を延ばすことができる。
（４）従来の定着装置によれば、定着ニップ域の剥離パッドに対応した部位にて部分的な圧力集中が生ずる場合には、加熱定着部材の支持構造について圧力集中荷重に耐える構成にしなくてはならず、結果として重量・大きさに制約が生じ、また、加工精度と強度とを両立しなくてはならないという不具合が生ずる。ところが、本発明に係る定着装置にあっては、定着ニップ域の剥離パッドに対応した部位にて部分的な圧力集中が生じないので、圧力集中が生ずる場合に比べて加熱定着部材の支持構造を簡素化、軽量化することができる。
【００１６】
また、上述した定着装置を用いた画像形成装置にあっては、記録材に対する定着性及び剥離性を良好に保ちながら、記録材の両端部カール及び定着ニップ域の周辺部材の偏摩耗を有効に防止する定着装置を用いたので、定着性能の良好な画像形成装置を簡単に構築することができる。
更に、上述した定着装置で用いられる加圧パッドにあっては、定着性能の良好な定着ベルト方式の定着装置を簡単に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
−画像形成装置の全体構成−
図３は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。
同図において、本実施の形態の画像形成装置は、装置筐体１０内にカラー画像が形成可能な作像エンジン２０を有し、装置筐体１０の上部に原稿が読取り可能な画像読取ユニット１１を配設すると共に、その上方に画像読取ユニット１１に原稿が送出される原稿送り装置１２を配設する一方、装置筐体１０の作像エンジン２０の下方には、記録材としての用紙が供給可能な多段の給紙トレイ５１〜５３を配設したものである。尚、符号５７は装置筐体１０の側方に設けられ且つ作像エンジン２０にて作像された用紙が収容排出される排出トレイである。
【００１８】
本実施の形態で用いられる作像エンジン２０は、イエロ（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）及びブラック（Ｋ色）の４色の作像ユニット２１（２１ａ〜２１ｄ）を並列配置した所謂タンデム型であって、各作像ユニット２１にて形成した各色成分トナー像を中間転写ベルト３０に一次転写させ、二次転写装置３５にて給紙トレイ５１〜５３から供給される用紙に中間転写ベルト３０上の各色成分トナー像を二次転写させ、定着装置４０に導くようにしたものである。尚、４色の作像ユニット２１の配色はこの順番に限らず、他の順番であっても差し支えない。
【００１９】
本実施の形態における作像ユニット２１（２１ａ〜２１ｄ）は、例えば電子写真方式を採用したものであって、各色成分トナー像を形成担持する感光体ドラム２２と、この感光体ドラム２２を帯電する帯電ロール等の帯電装置２３、帯電された感光体ドラム２２に潜像を形成するレーザ露光装置２４、感光体ドラム２２上の静電潜像を顕像化する現像装置２５、感光体ドラム２２上のトナー像を中間転写ベルト３０上に一次転写する例えば一次転写ロールからなる一次転写装置２６、感光体ドラム２２上に残留した残留トナーを清掃するクリーニング装置２７にて構成されている。尚、本実施の形態では、レーザ露光装置２４は、４色の作像ユニット２１全体を一つのレーザ露光装置２４にて露光するようになっている。
また、中間転写ベルト３０は、複数の張架ロール３１〜３３に張架され、例えば張架ロール３１を駆動ロールとして循環搬送されるものであり、例えば二次転写ロールからなる二次転写装置３５が張架ロール３３をバックアップロールとして対向配置されている。更に、この中間転写ベルト３０の張架ロール３２と対向する位置には、中間転写ベルト３０上の残留トナーを除去するベルトクリーニング装置３６が配設されている。
【００２０】
更に、本実施の形態における用紙搬送系は、夫々の給紙カセット５１〜５３から略垂直上方に延びる垂直搬送路６１と、この垂直搬送路６１の下流側にて略水平に延び且つ作像エンジン２０の二次転写部位、定着装置４０を経て排出トレイ５７側へ向かう主搬送路６２と、主搬送路６２の最下流近傍に略Ｙ字状に下方に延び且つ用紙の表裏を反転させて搬送する反転搬送路６３と、この反転搬送路６３の一部に連通接続され、表裏を反転したシートを再び作像エンジン２０前の垂直搬送路６１まで戻す戻し搬送路６４とを備えている。
そして、主搬送路６２の二次転写部位の上流側には用紙を位置決めした後に搬送するレジストロール５４が、二次転写部位の下流側には定着装置４０へ搬送する搬送ベルト５５が、更に、主搬送路６２の出口には排出トレイ５７へ用紙を排出する排出ロール５６が設けられている。更にまた、反転搬送路６３にはシートの表裏を反転して搬送する反転機構６５が配設されている。尚、これらの搬送路６１〜６４には用紙の搬送を確実にする搬送ロール６６や搬送ガイド（図示せず）等の搬送部材が適宜配設されている。
【００２１】
−定着装置−
本実施の形態において、定着装置４０は、図４に示すように、ハロゲンランプ等の加熱源４２を内部に備える加熱定着ロール４１と、加熱定着ロール４１と転動して用紙を挟持搬送する定着ベルト４３と、定着ベルト４３の背面側に接触配置されて加熱定着ロール４１と定着ベルト４３との間に定着ニップ域ｎを形成する加圧パッド４６とを備えている。
そして、定着ベルト４３内では凹部４４ａ（図５参照）を有する支持台４４が設けられており、この支持台４４の凹部４４ａに前記加圧パッド４６が嵌合保持され、定着ベルト４３を介して加熱定着ロール４１を定着ニップ域ｎにて押圧するようになっている。
更に、支持台４４の下部には、定着ベルト４３をスムーズに回転させるために例えば剛性且つ低熱伝導性の樹脂からなるベルト走行ガイド４５が設けられている。
更にまた、加熱定着ロール４１の周囲には、加熱定着ロール４１の表面温度を計測する温度センサ４９が配設され、この温度センサ４９によって加熱定着ロール４１の表面温度が所定の温度になるように加熱源４２の温度制御が行われるようになっている。尚、温度センサ４９としては加熱定着ロール４１の表面温度を計測できるものであれば特に制限されず、例えばサーミスタやポジスタ等の感温素子も使用できる。
また、定着ニップ域ｎより下流側で加熱定着ロール４１に対向する位置には、定着ニップ域ｎより排出された用紙の加熱定着ロール４１への付着を防ぐ剥離補助板４８が近接若しくは接触して設けられている。
【００２２】
本実施の形態で用いられる加熱定着ロール４１は、機械的強度に優れ且つ熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属製の円筒状のコア４１ａと、このコア４１ａの表面に形成されたシリコーンゴム等の弾性層４１ｂと、この弾性層４１ｂの表面に被覆され、用紙上の未定着トナー像のオフセットを防止するために設けられた離型層４１ｃとで構成されている。
ここで、コア４１ａとしては、機械的強度と良好な熱伝導性を備えていれば特に材質は制限されず、例えばステンレス、鋼、黄銅等の金属や合金であっても差し支えない。
また、弾性層４１ｂとしては、シリコーンゴムに限らず、耐熱性を備えていれば、例えばフッ素系ゴム等も使用でき、この弾性層４１ｂをコア４１ａの表面に形成する方法も特に制限されず、注入成形法やコーティング法等が採用できる。
更に、離型層４１ｃは、耐熱性があり、トナーに対する適度な離型性を備えるものであればよく、例えばフッ素系ゴムやフッ素系樹脂等が使用される。
更にまた、加熱定着ロール４１内部の加熱源４２としては、コア４１ａ内部に収容できる形状、構造のものであれば特に制限されず、目的に応じて適宜選定して差し支えない。また、加熱源４２としては、加熱定着ロール４１を外部から加熱するものであってもよいし、加熱定着ロール４１の内部及び外部の両方から加熱するものであってもよい。
【００２３】
一方、定着ベルト４３は単層構造であってもよいが、本実施の形態では基材表面に離型層を施した積層構造のベルトを使用している。
この定着ベルト４３の基材としては、耐熱性を有すれば、例えば熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂基材や、ステンレス、ニッケル、銅合金等の金属基材が用いられる。また、離型層としては、表面に付着するトナーの剥離性が良好なものがよく、その材質としては、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等のフッ素系樹脂が用いられる。
【００２４】
更に、本実施の形態における加圧パッド４６は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、定着ニップ域ｎ内の上流側領域に配設された弾性変形可能な定着パッド７１と、定着ニップ域ｎ内の下流側領域に配設され且つ定着パッド７１部位よりも高い定着ニップ圧Ｐｓ（定着パッド７１部位の定着ニップ圧Ｐｆ：Ｐｆ＜Ｐｓ）にて押圧可能な剥離パッド７２とに分割されており、両者を隣接配置した状態で前記支持台４４の凹部４４ａ内に嵌合配置されている。そして、この加圧パッド４６の定着ニップ域ｎのプロセス方向（用紙搬送方向に相当）の幅寸法は加圧パッド４６の長手方向中央部から両端部に亘って略同様になるようになっている。
ここで、定着パッド７１は、シリコーンゴム等の弾性材料によって形成され、加熱定着ロール４１と定着ベルト４３との定着ニップ域ｎのうちプレニップ域を形成し、用紙上の未定着トナー像を安定して定着するようになっている。尚、この定着パッド７１の表面に、定着ベルト４３との摩擦抵抗を小さく維持し、定着ベルト４３の回転を一層スムーズにするため、例えばフッ素系樹脂シートからなる低摩擦シートを接着等によって設けるようにしても差し支えない。この低摩擦シートとしては、加工性、低摩擦性の観点からＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂シートが挙げられる。また、ガラス繊維を基体として、それにフッ素系樹脂を含浸もしくはフッ素系樹脂シートを接着したもの等であっても差し支えない。
【００２５】
また、剥離パッド７２は、定着ニップ域ｎ内のポストニップ域（剥離ニップ域）を形成するもので、プレニップ域より高い圧力分布がもたらされるようになっている。
特に、本実施の形態では、剥離パッド７２は、定着ベルト４３の背面に接触配置され且つ定着ニップ圧では変形不能な剛性の高いパッド剛性体７２ａと、このパッド剛性体７２ａを弾性支持するパッド弾性体７２ｂとを一体的に接合したものである。
ここで、パッド剛性体７２ａとしては、例えばアルミニウム、ステンレス、鋼、銅、黄銅等の金属や合金並びに樹脂材料からなる剛性の高い材料が主として使用される。好ましい代表的な素材としては、液晶ポリマーにガラス繊維を添加した複合材料（例えばデュポン社製ゼナイト３２２６Ｌ：商品名）や耐熱性のポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）などの強化素材（例えばＮＴＮ社製ベアリーＥＳ：商品名）が挙げられ、例えば射出成形にて形成される。
【００２６】
そして、このパッド剛性体７２ａの形状については、本実施の形態にあっては略直方体形状であるが、これに限られるものではなく、例えば用紙の搬送姿勢を良好に保つという観点から、パッド剛性体７２ａの頂部面にプロセス方向に向かう所定の傾斜面や曲率面を設けたり、例えば用紙の剥離性能を確保するという観点から、パッド剛性体７２ａの頂部面の一部を加熱定着ロール４１側に膨出させるようにする等適宜設計変更して差し支えない。
従って、定着ニップ域ｎの剥離パッド７２に対応したニップ域の形状は通常は面接触であるが、パッド剛性体７２ａの形状（例えば、剥離パッド７２の加熱定着ロール４１側の面に大きな傾斜を与えた形状など）によっては線接触になる態様もある。
そしてまた、パッド剛性体７２ａは長手方向に一体的に延びる長尺物で差し支えないが、長手方向に沿って複数の分割体として構成し、複数の分割体を柔軟性を持つゴムや紐などの素材を用いて連続体とするようにしてもよい。
【００２７】
また、パッド弾性体７２ｂとしては、フッ素ゴムなどの弾性素材が用いられる。そして、このパッド弾性体７２ｂの好ましい硬度としては、アスカＣ硬度で３０度〜７０度のものが使用される。更に、パッド弾性体７２ｂの形状としては通常略直方体状のものが用いられるが、これに限られるものではなく、パッド剛性体７２ａとの接合面に合わせて接合面形状を例えばプロセス方向に傾斜させることは適宜選定して差し支えない。
また、パッド剛性体７２ａとパッド弾性体７２ｂとの厚さ比については、図５（ａ）に示すように、パッド剛性体７２ａの厚さをＬａ、パッド弾性体７２ｂの厚さをＬｂとすれば、パッド厚さ比＝Ｌａ：Ｌｂ＝６：７〜４：９の範囲で選定されることが好ましい。
このとき、パッド厚さ比（Ｌａ：Ｌｂ）が６：７の比率よりパッド剛性体７２ａが厚いと、パッド弾性体７２ｂによる弾性作用が弱すぎ、剥離パッド７２に対応した定着ニップ域ｎでの圧力集中が十分には抑制されない。一方、パッド厚さ比が４：９の比率よりパッド弾性体７２ｂが厚すぎると、パッド剛性体７２ａによる剛性作用が弱すぎ、剥離パッド７２による用紙の剥離作用を損なうという虞れがある。
【００２８】
ここでいうＬａ、Ｌｂはパッド剛性体７２ａ、パッド弾性体７２ｂが一定の厚さであればその厚さを意味するものであるが、厚さが一定でない形状である場合には、剥離パッド７２に対応した定着ニップ域ｎのうちプロセス方向における定着ニップ圧が最も高い部位が含まれる部分の厚さを代表厚さとするようにすればよい。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動を定着装置を中心に説明する。
今、図３に示す作像エンジン２０は、各作像ユニット２１にて各色成分トナー像を作成し、中間転写ベルト３０に順次一次転写した後、中間転写ベルト３０上に多重転写されたトナー像を二次転写装置３５にて用紙に一括転写する。
この後、一括転写された用紙上の未定着像は定着装置４０の定着ニップ域ｎにて加熱・加圧定着された後、定着装置４０から定着済みの用紙が剥離されて排出される。
今、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、未定着トナー像が保持された大サイズ（Ｓ１）の用紙（例えば厚紙）８０が定着装置４０の定着ニップ域ｎに進入したと仮定すると、用紙８０上の未定着トナー像には加圧パッド４６の定着パッド７１にて十分な加熱・加圧が施された後、用紙８０は剥離パッド７２を通過して剥離される。
このとき、剥離パッド７２に対応した定着ニップ域ｎのプロセス方向における定着ニップ圧Ｐｓは定着パッド７１に対応した部分の定着ニップ圧Ｐｆよりも大きいため、用紙８０の先端部分が定着ニップ域ｎの出口から剥離する方向に向かう。
特に、本実施の形態では、剥離パッド７２は、パッド剛性体７２ａとパッド弾性体７２ｂとの組合せ構成であるため、定着ニップ圧Ｐｓを剥離動作に必要な圧力に保ちながら、パッド弾性体７２ｂの弾性作用により剥離パッド７２に対応した定着ニップ域の長手方向における定着ニップ圧分布の上昇を抑制する。
このため、大サイズの用紙の長手方向両端部の定着ニップ圧と中央部の定着ニップ圧との差分はあまり大きくなく、パッド弾性体７２ｂの厚さＬｂを適宜調整してあるため、定着ニップ圧の差分が用紙８０の両端部カールが発生しない程度に抑えられ、これにより、用紙８０の両端部カールは有効に抑えられる。
【００３０】
また、図５（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、未定着トナー像が保持された小サイズ（Ｓ２）の用紙（例えば厚紙）８０が定着装置４０の定着ニップ域ｎに進入したと仮定すると、用紙８０上の未定着トナー像には加圧パッド４６の定着パッド７１にて十分な加熱・加圧が施された後、用紙８０は剥離パッド７２を通過して剥離される。
このとき、定着パッド７１、剥離パッド７２に対応した定着ニップ域ｎのプロセス方向における定着ニップ圧分布により、用紙８０の先端部分が定着ニップ域ｎの出口から剥離する方向に向かう。
そして、本実施の形態では、剥離パッド７２（パッド剛性体７２ａ＋パッド弾性体７２ｂ）は、定着ニップ圧Ｐｓを剥離動作に必要な圧力に保ちながら、パッド弾性体７２ｂの弾性作用により剥離パッド７２に対応した定着ニップ域の長手方向における定着ニップ圧分布の上昇を抑制することに加えて、剥離パッド７２に対応した定着ニップ域ｎのうち、用紙８０が介在しない領域では、剥離パッド７２のパッド弾性体７２ｂがパッド剛性体７２ａを定着ベルト４０側δだけに押し付けるため、定着ベルト４３と加熱定着ロール４１とが接触配置される。つまり、本実施の形態にあっては、パッド剛性体７２ａの存在により加熱定着ロール４１に対向する方向についての剛性は維持しつつ、パッド弾性体７２ｂの存在により、剥離パッド７２の長手方向の曲げ剛性を低減させることが可能になるのである。
このため、小サイズの用紙の長手方向両端部の定着ニップ圧と中央部の定着ニップ圧との差分はあまり大きくなく、パッド弾性体７２ｂの厚さＬｂを適宜調整してあるため、定着ニップ圧の差分が用紙８０の両端部カールが発生しない程度に抑えられ、これにより、用紙８０の両端部カールは有効に抑えられる。また、パッド弾性体７２ｂの弾性変形により剥離パッド７２の形状が用紙８０の挟み込みに追従して倣うことから、定着ニップ域ｎにおける部分的な圧力集中が発生し難くなり、その分、剥離パッド７２や加熱定着ロール４１の偏摩耗は有効に防止される。
【００３１】
尚、本実施の形態では、定着パッド７１と剥離パッド７２とを一つの支持台４４にて支持する方式を示したが、例えば図７（ａ）に示すように、支持台４４では剥離パッド７２のみを支持し、定着パッド７１は支持台４４との間に付勢スプリング４７ａを備えた弾性支持台４７にて支持させるようにしてもよい。本態様では、定着パッド７１自体は弾性素材を用いなくとも、弾性変位可能に支持されるので差し支えない。
ここで、例えば図７（ｂ）に示すように、剥離パッド７２のパッド剛性体７２ａ、パッド弾性体７２ｂの厚さが不均一である場合には、定着ニップ域での定着ニップ圧が高くなる部分での厚さＬａ、Ｌｂを選定するようにすればよい。
【実施例】
【００３２】
今、実施の形態に係る定着装置（図４）につき、加圧パッド４６の剥離パッド７２構成を適宜変更し、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、比較例１，２及び実施例１，２を作成した。
同図において、比較例１は支持台４４上にパッド剛性体７２ａ’（例えば液晶ポリマー樹脂デュポン社製ゼナイト）のみからなる剥離パッド７２’（全体の厚さ：６．５ｍｍ）を使用した態様、比較例２は支持台４４上に薄いパッド弾性体７２ｂ’（厚さｔ１＝１．５ｍｍのフッ素ゴム（又はシリコーンゴム），アスカＣ硬度３０度）を介してパッド剛性体７２ａ’（厚さ５．０ｍｍの例えば液晶ポリマー樹脂デュポン社製ゼナイト）を組み合わせた態様、実施例１は支持台４４上に厚いパッド弾性体７２ｂ（厚さｔ２＝３．０ｍｍのフッ素ゴム（又はシリコーンゴム），アスカＣ硬度７０度）を介してパッド剛性体７２ａ（厚さ３．５ｍｍの例えば液晶ポリマー樹脂デュポン社製ゼナイト）を組み合わせた態様、実施例２は支持台４４上により厚いパッド弾性体７２ｂ（厚さｔ３＝４．５ｍｍのフッ素ゴム（又はシリコーンゴム），アスカＣ硬度７０度）を介してパッド剛性体７２ａ（厚さ２．０ｍｍの例えば液晶ポリマー樹脂デュポン社製ゼナイト）を組み合わせた態様である。
【００３３】
今、実施例１，２及び比較例２について、図４に示した実施の形態に係る定着装置の試験機を用いて、以下の条件で平均カール量（カール量ave.）を測定したところ、比較例２に比べて、実施例１，２はカール量が少ないことが判明した。
・環境：２２℃、５５％ＲＨ
・定着パッドに対応した定着ニップ幅：４．８ｍｍになるように設定
・定着パッドに対応した定着ニップ圧：面圧２．１ｋｇ／ｃｍ２になるように設定
・剥離パッドに対応した定着ニップ幅：２．１ｍｍになるように設定
・剥離パッドに対応した定着ニップ圧：面圧４．２ｋｇ／ｃｍ２になるように設定
・定着速度：２８０ｍｍ／ｓｅｃ
・Ａ４サイズＰ紙（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）の白紙を短手方向を先頭にして走行させて、定着後、平らな面に静置し、４隅のカールの高さを測定し、平均化した。
特に、実施例１，２のうち、パッド弾性体７２ｂの厚さが厚い態様の実施例２の方が実施例１に比べてカール抑制に効果があることが把握される。
【００３４】
また、比較例２において、剥離パッド７２’のパッド弾性体７２ｂ’の硬度を３０度、４０度、５６度、７０度と変化させたところ、図１０に示すように、パッド弾性体７２ｂ’の硬度が低い程、長手方向における品質工学手法を用いた望目ＳＮ比は高くなる。ここでいう望目ＳＮ比は、値が高いほどばらつきが少なく、定着ニップ圧が所望の値で安定していることを示すものである。
この傾向は実施例１，２においても同様である。
一般に、支持台４４のフレームには除去不可能な微小凹凸や２０〜３０ｍｍ周期のうねりが存在するため、例えば図８（ａ）に示す比較例１にあっては、上述した望目ＳＮ比は非常に小さくなってしまい、定着ニップ形成面に微小凹凸などの影響が現れてしまう。これに対し、比較例２及び実施例１，２に示すように、剥離パッド７２’，７２にパッド弾性体７２ｂ’，７２ｂを用いると、定着ニップ形成面に対する微小凹凸などの影響を吸収可能であることが理解される。
【００３５】
また、実施例２及び比較例２について、Ａ４ＳＥＦ（Ａ４サイズ用紙Short Edge Feed）、Ａ４ＬＥＦ（Ａ４サイズ用紙Long Edge Feed）を行った際の剥離パッドに対応する定着ニップ域長手方向（軸方向）での定着ニップ圧分布を調べたところ、図１１、図１２に示す結果が得られた。
図１１、図１２において、Ｍ濃度とは感圧紙反射濃度を示し、色が濃いほど面圧が高いことを意味する。
図１１及び図１２によれば、実施例２は、比較例２に比べて、用紙の定着ニップ域にて用紙の両端部の定着ニップ圧と用紙の中央部の定着ニップ圧との差圧が低減していることが理解される。
この結果を図１３に示す。
つまり、実施例２は定着ニップ圧差が十分に小さいため、その分、用紙の両端部のカールを有効に抑制することができる。
尚、実施例２及び比較例２において、パッド弾性体の硬度を変更したところ、アスカＣ硬度が３０度〜７０度の範囲で図１１、図１２と同様な傾向が確認された。
更に、比較例２及び実施例１，２について、非通紙状態の圧力分布、定着温度ラチチュード及び用紙の両端部カール量について評価したところ、図１３に示すような結果が得られた。これによれば、本実施例１，２は比較例２の定着性能に加えて、カール抑制機能を十分に発揮できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）は本発明に係る定着装置の概要を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ部に相当する同定着装置に用いられる加圧パッドの概要を示す説明図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る定着装置に記録材が通過する際の状態を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ−Ｂ線に相当する断面説明図である。
【図３】本発明が適用される画像形成装置の実施の形態１を示す説明図である。
【図４】実施の形態１で用いられる定着装置の概要を示す説明図である。
【図５】（ａ）は実施の形態１で用いられる定着装置の加圧パッドの詳細を示す説明図、（ｂ）は同加圧パッドに対応する定着ニップ域の圧力分布を模式的に示す説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はサイズの異なる記録材通過時の定着装置の状態を模式的に示す説明図（図５（ａ）ＶＩ−ＶＩ線断面に相当）である。
【図７】（ａ）は実施の形態１で用いられる定着装置の変形形態を示す説明図、（ｂ）はその剥離バッドの詳細を示す説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は比較例１，２及び実施例１，２に係る剥離パッドの概要を示す説明図である。
【図９】実施例１，２及び比較例２に係る定着装置のカール性能評価を示す説明図である。
【図１０】比較例２における剥離パッドの弾性体硬度と長手方向からみた望目ＳＮ比（定着ニップの安定性を示す指標）との関係を示す説明図である。
【図１１】実施例２に係る定着装置における記録材通過時の圧力分布を示す説明図である。
【図１２】比較例２に係る定着装置における記録材通過時の圧力分布を示す説明図である。
【図１３】実施例１，２及び比較例２に係る定着装置の各種性能評価を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…加熱定着部材，１ａ…弾性層，２…加熱源，３…定着ベルト，４…記録材，５…加圧パッド，６…定着パッド、７…剥離パッド、７ａ…剛性体、７ｂ…弾性体、Ｌａ…剛性体の厚さ，Ｌｂ…弾性体の厚さ
【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】
2007279314.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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