(57)【要約】【課題】パッド方式の加熱装置において、小型・低コストのメリットを保ちながら、噛み込み性、搬送性を寿命まで維持する。【解決手段】定着パッド基材のニップ上流側に相当する部分を、２√（２ｒＴ）（ｒ：加熱体半径、Ｔ：記録材厚み）以上の幅に渡り、他の部分より低くし、その分定着パッド表面のコーティング厚みを厚くする。【選択図】  図１
2012063508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置される固定加圧部材と、
を有し、前記加熱回転体と前記固定加圧部材とで形成されるニップ部に記録材を通紙させて前記記録材のトナー画像を加熱する画像加熱装置において、
前記固定加圧部材は基材と、
前記基材の上に設けられる樹脂層と、
を有し、前記基材は前記ニップ部の記録材搬送方向の上流側端部を基準として上流側および下流側を含む所定領域に、前記記録材搬送方向に交差する方向に伸びる溝部を備え、
前記樹脂層の厚みは前記溝部において他の部分より厚いことを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記記録材搬送方向において、前記溝部の長さは、前記加熱回転体の半径をｒ、使用する記録材の標準厚さをＴｏとするとき、２√（２ｒＴｏ）より長いことを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記溝部は、前記ニップ部の記録材搬送方向の上流側端部を基準として、前記記録材搬送方向に上流側、下流側に等しい長さで形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記記録材搬送方向に交差する方向において、前記溝部は前記記録材の最大幅より長く形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記記録材搬送方向に交差する方向において、前記溝部の深さは中央部の方が端部より深く、かつ前記溝部の幅は中央部の方が端部より広く形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記記録材搬送方向に交差する方向において、前記溝部の深さは搬送可能な最大幅より小さな幅の記録材を搬送する際に寄せる側の端部を含む領域の方が反対側端部より深く、かつ前記溝部の幅は前記寄せる側の端部を含む領域の方が反対側端部より広く形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項７】
前記溝部の深さは、前記記録材の標準厚さＴｏより大きく形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記樹脂層の材質は、ポリイミド、ＰＥＥＫ、フッ素樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項９】
前記基材は金属であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項１０】
前記基材は複数層で形成され、最上層は隣接する領域の間に溝部が形成される請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やＬＢＰ等、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置に使用される画像加熱装置に関する。
【０００２】
画像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着トナー画像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
従来、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置に具備される定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム定着方式といった方式が用いられている。
【０００４】
さらに、低コスト、省スペースを実現するため、従来の定着方式で用いられていた加圧ローラに替えて、加圧のための固定摺動部材としての定着パッドを搭載した定着方式も提案されている。
【０００５】
定着パッドを搭載した定着方式においては、定着ニップ部に記録材を搬送する際に、定着ニップ部入り口で記録材が停止してしまい、ニップ部に噛みこまない「噛み込み不良」と呼ばれる現象が問題となる。噛み込み不良を防止するためには、ニップ入り口部の圧力を下げる、ニップ部のパッド表面性を向上し、記録材が抵抗なくニップ部に導入されるようにする、といった対応が考えられる。
【０００６】
そこで、加圧のための固定摺動部材としての定着パッドと加熱回転体との間に、シート状部材を介在させ、ニップ部の入り口はシートだけの接触とし、ニップ部の後方ではシートを介して弾性部材を押し当てる定着パッドが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１２３２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１で開示された構成を用いると、装置が大型化、複雑化し、パッド定着の、小型、低コスト、といった利点が損なわれる。
【０００９】
そこで、本発明者は、定着パッドを、金属の基材上に摺動層たる樹脂層を設けた構成とすることで、定着パッド表面と記録材の間に発生する摩擦力を極力小さくすることにより、噛み込み不良を防止する構成を検討した。
【００１０】
その結果、定着パッド表面に、フッ素樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＩ（ポリイミド）といった、耐熱性、摺動性に優れた樹脂層を設けることにより、初期段階においては、噛み込み不良の発生しない加熱装置を得ることができた。
【００１１】
しかしながら、定着パッド表面の樹脂層は、記録材の通過により、わずかずつではあるものの、磨耗していく。特に、加熱部材と定着パッドが接触する定着ニップ領域の記録材通紙方向上流側近傍において、磨耗が進行しやすいことが、本発明者の検討により明らかになった。
【００１２】
これは、定着ニップ入り口側においては、記録材の先端エッジによる削り作用が、それ以外の部分に比べて起こりやすいためである。磨耗により、基材が露出した定着パッドを用いると、基材露出部分の摩擦力によって、記録材が停止してしまい、噛み込み不良や搬送不良が発生する。
【００１３】
基材の露出を防止するためには、樹脂層の磨耗を見込んで、樹脂層の厚みを十分厚くすることが考えられる。しかし、樹脂層材質には、高価なエンプラ、スーパーエンプラ等を用いる必要があるため、厚みに比例して価格も上昇し、低コスト、という定着パッドを用いた定着方式の利点が損なわれることが問題であった。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するものであり、低コスト、省スペースという定着パッド等の固定加圧部材の利点を活かし、噛み込み不良が少なく、高寿命の画像加熱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】
【００１５】
上記目的を達成するために、この発明に係わる画像加熱装置の代表的な構成は、加熱回転体と、前記加熱回転体に対向配置される固定加圧部材と、を有し、前記加熱回転体と前記固定加圧部材とで形成されるニップ部に記録材を通紙させて前記記録材のトナー画像を加熱する画像加熱装置において、前記固定加圧部材は基材と、前記基材の上に設けられる樹脂層と、を有し、前記基材は前記ニップ部の記録材搬送方向の上流側端部を基準として上流側および下流側を含む所定領域に、前記記録材搬送方向に交差する方向に伸びる溝部を備え、前記樹脂層の厚みは前記溝部において他の部分より厚いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、使用による樹脂層の削れの著しい定着ニップ部の上流側の基材面に溝部を設け、基材の上に設けられる樹脂層について、溝部の樹脂層の厚みを厚くすることにより、噛み込み不良を少なくし、かつ高寿命化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態における定着装置の断面を表す図、ｂ）はニップ上流側端部の拡大図である。
【図２】定着パッド摺動層がニップ部上流側端部近辺で削れるメカニズムを説明するための図で、（ａ）は記録材エッジがえぐる動きを行うときの図、（ｂ）は記録材がニップに平行に移動するときの図である。
【図３】定着パッドの基材の構成に関し、（ａ）は単層で構成される場合を示す図、（ｂ）は複数層で構成される場合を示す図である。
【図４】第２の実施形態における定着パッドの構成を示す図である。
【図５】第３の実施形態における定着パッドの構成を示す図である。
【図６】第４の実施形態における定着パッドの構成を示す図である。
【図７】定着パッド摺動層の磨耗が著しい領域の計算方法を示す図で、（ａ）は定着ローラの曲率半径と記録材厚さによる搬送方向の幅Ａを示す図、（ｂ）は記録材によりえぐられる実際の領域としての搬送方向の幅２Ａを示す図でわる。
【図８】画像加熱装置を搭載した画像形成装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
【００１９】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
本発明に係る画像加熱装置を搭載する画像形成装置の一例の全体構成図を図８に示す。この画像形成装置は電子写真方式を用いたレーザービームプリンタである。
【００２０】
本実施形態に示すプリンタ１０１は、プリンタ１０１の筐体を構成するプリンタ本体（画像形成装置本体）１０１ａの外部に設けられたホストコンピュータ等の画像情報提供装置（図示せず）から画像情報を入力する。そしてプリンタ１は、入力した画像情報に応じた画像をシート状の記録材（記録媒体）Ｐに形成して記録するという一連の画像形成プロセスを公知の電子写真方式に則り行う。
【００２１】
プリンタ１０１は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体１０２と、一次帯電機構８と、現像装置１０３と、を保持するプロセスカートリッジ１０４を備えている。また、画像情報提供装置から入力した画像情報に応じた露光処理工程により感光体２の外周面に画像情報に応じた静電潜像を形成するレーザスキャナユニット１０５を備えている。また、記録材Ｐに画像を転写する処理を施すロール状の回転自在な転写体１０６と、画像転写処理済みの記録材Ｐに加熱及び加圧により定着処理を施す加熱定着装置としての定着装置１０７を備えている。
【００２２】
次に、プリンタ１０１における一連の画像形成プロセスに関して説明する。プリンタ１０１がプリント信号を受信すると感光体１０２の回転駆動が開始される。感光体１０２は矢印Ｋ１の時計方向に規定の周速度にて回転駆動される。これと共に規定のバイアスが印加されている一次帯電機構１０８により感光体１０２の表面が規定の電位分布に帯電せしめられる。本実施形態ではレーザー露光部を反転現像する、いわゆる反転現像方式を用い帯電電位は負極性とする。
【００２３】
次に、画像情報提供装置からの画像情報に応じて感光体１０２の表面の帯電処理済みの部位がスキャナユニット１０５により走査及び露光される。露光された領域では表面の電位が打ち消され、表面の電位は周囲よりも相対的に正極側になり画像情報に応じた静電潜像が感光体１０２の表面に形成される。現像装置１０３にて現像剤を負極性に帯電させる。負極性に帯電した現像剤は、周囲より相対的に正極側の電位である露光領域に現像されて、感光体１０２の表面に現像剤画像として可視像化される。
【００２４】
一方、所定のタイミングにて駆動された給送ローラ１１２により給送カセット１１１から記録材Ｐが一枚分離給送される。給送カセット１１１には複数枚の記録材Ｐが積載収容されている。給送カセット１１１はプリンタ本体１０１ａに取り外し可能に装着されている。給送カセット１１１から給送された記録材Ｐはレジストローラ対１１３により所定の制御タイミングにて感光体１０２と転写体１０６との間に形成された転写ニップ部へと給送され、転写ニップ部を挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において感光体１０２側のトナー画像が転写体１０６により記録材Ｐ側に順次に転写される。
【００２５】
そして、転写処理済みの記録材Ｐは、定着装置１０７によりトナー画像の加熱定着処理が施されたのち、プリンタ本体１０１ａにて回転自在に支持された定着排出部１１４を経由してプリンタ排出部１１５により機外へと排出される。排出された記録材Ｐは、プリンタ本体１０１ａの上面に取り付けられたトレイ１１６上に積載される。以上により、一連の画像形成プロセスが終了することとなる。
【００２６】
（プロセスカートリッジ）
図８でカバー１０９の開閉により、プロセスカートリッジ１０４のプリンタ本体１０１ａからの離脱、プリンタ本体１０１ａへの挿入が行われる。
【００２７】
（画像加熱装置）
本発明の実施形態としての画像加熱装置たる定着装置１０７の構成を、図１を用いて説明する。定着装置１０７は、一般的な電子写真方式の画像形成方法により形成されたトナー像を加熱定着するためのものである。即ち、図面上右側より、トナー像を担持した記録材Ｐが、不図示の搬送手段により搬送され、定着装置１０７を通過することにより、トナー像が加熱定着される。
【００２８】
１は、定着回転体としての定着ローラである。２は定着ローラをその外部から加熱する加熱手段としてのヒータである。３はヒータ２の保持部材としてのヒーターホルダである。５は加圧部材としての定着パッドである。
【００２９】
定着ローラ１は、芯金１１の周囲に熱伝導率の低い断熱弾性層１２を有し、その断熱弾性層１２の周囲に少なくとも１層の熱伝導層１３を有する。芯金１１の材料としてはアルミ、鉄、ＳＵＳ（ステンレス）、ＳＵＭ（快削鋼）材料等が用いられる。
【００３０】
断熱弾性層１２は、たとえばシリコーンゴム等に、マイクロバルーンなどの中空フィラーなどを配合したバルーンゴム層が用いられる。または、シリコーンゴムを水発泡させたスポンジゴム層や、熱伝導性の低いソリッドゴム等が用いられる。
【００３１】
熱伝導層１３は、たとえばシリコーンゴムやフッ素ゴムに高熱伝導フィラーを配合した高熱伝導弾性層などが用いられる。それにより高い熱伝導率と、記録材を搬送するのに必要な摩擦力を得ることができる。
【００３２】
本実施形態においては、直径６ｍｍ（φ６）の芯金１１に、マイクロバルーンを配合したバルーンゴム層を３ｍｍの厚みで形成し、その上に、熱伝導フィラーとしてのアルミナを分散した熱伝導性の高いシリコーンゴムを１５０μｍの厚みで被覆している。
【００３３】
ヒータ２は、長手方向（記録材搬送方向に交差する方向）に細長いヒータ基板２１を有する。基板２１としては、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性セラミックス基板や、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板等が用いられる。
【００３４】
基板２１の一面には、長手方向に沿って、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層２２がスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工・形成されている。抵抗発熱体層２２の保護、及び絶縁の確保を目的として、たとえばガラス、ポリイミド樹脂などからなる絶縁保護層２３を、抵抗層２２を覆うように基板２１の一面に設ける。
【００３５】
さらに、定着ローラ１の外周面（表面）との摺動性を高め、かつ記録材上の未定着トナーなどの付着を防ぐことを目的とした、フッ素樹脂などの摺動性、離型性が良好な材料からなる摺動層（不図示）を、保護層２３を覆うように基板２１の一面に設けても良い。
【００３６】
本実施形態におけるヒータ２は、基板２１の材料としてアルミナを採用し、Ａｇ／Ｐｄの通電発熱抵抗層２２を設け、ガラスコートによる絶縁保護層２３を設けたものを用いている。上記ヒータ２は保護層２３を定着ローラ１表面と対向させるように基板２１がヒーターホルダ３に保持されている。ヒーターホルダ３は、液晶ポリマー、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、長手方向の両端部が装置フレームに保持された定着ステー４と係合する。
【００３７】
そして、加圧手段としての加圧バネ（不図示）が、定着ステー４の長手方向の両端部を加圧することによって、ヒーターホルダ３は定着ローラ１側に加圧される。定着ステー４は長手方向の両端に受けた加圧力をヒーターホルダ３の長手方向に対して均一に伝えるため、鉄、ステンレス、ＳＵＭ、ジンコート鋼板等の剛性のある材料を使用し、横断面形状をコの字型等にすることで剛性を高めている。これにより、ヒーターホルダ３のたわみを抑えた状態で、ヒータ２の保護層２３表面が定着ローラ１表面に接触し、定着ローラ１とヒータ２の間に所定の均一な幅の加熱ニップが形成される。
本実施形態において、ヒーターホルダ３の材質として液晶ポリマーを用い、定着ステー４材質としては、ジンコート鋼板を用いている。
【００３８】
加熱回転体である定着ローラ１に対向配置される固定加圧部材としての定着パッド５は、長手方向に細長い基材５１と、その基材５１表面に形成された摺動層５２とから形成される。基材５１の材料としては、摺動層５２の形成や配置に適した材料であれば特に制限はないものの、定着ローラ１に圧接し、均一な定着ニップ部を形成するためには、ある程度の剛性があることが望ましい。また、後述する摺動層を塗布・焼成する場合、焼成時の高温に耐える必要がある。そのため、鉄、ステンレス、ＳＵＭ、ジンコート鋼板等の金属材料を用いることが好ましい。
【００３９】
本実施形態においては、定着パッド５の基材５１として、ジンコート鋼板の板金を図１に示す形状に曲げたものを用いている。また、定着パッド５は、加圧バネにより、総圧５ｋｇ重の力で荷重されている。
【００４０】
さらに、本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、基材５１の定着ニップ部入り口に相当する部分を、定着ニップ部内の他の部分よりも、約１００μｍ低くした溝部を設けている。溝部の中心は、定着ニップ部の上流側入り口部であり、溝部の記録材搬送方向の幅は、２．５ｍｍである。溝部の幅を２．５ｍｍとした理由は後述する。また、基材５１に設けられるこの溝部は、定着ニップ部の記録材搬送方向の上流側端部を基準として上流側および下流側を含む所定領域に設けられ、長手方向（記録材搬送方向に交差する方向）長手全域に渡っている。
【００４１】
基材５１に関しては、図３（ａ）に示されるような単層で形成される場合の他、図３（ｂ）に示されるように複数層で形成されるものであっても良い。複数層で形成される場合、最上層の隣接される領域の間が実質的な溝部Ｍとして形成される。また、複数層で形成される場合、各層を異なる材質（例えば異なる金属）とすることができる。即ち、図３（ｂ）の５１ａ、５１ｂ、５１ｃを全て異なる材質（例えば異なる金属）とする、或いは５１ａ、５１ｂ、５１ｃのいずれか二つ（例えば５１ｂと５１ｃ）を共通の材質、残りの一つを異なる材質とすることができる。
【００４２】
摺動層５２の材料としては、記録材との摺擦によって記録材の搬送を妨げないような低摩擦性と、記録材から定着ローラ１へ転移したトナー等が付着しないような離型性とを有している樹脂層であるＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂が好ましい。あるいは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）樹脂等が好ましい。摺動層５２の形成方法としては、基材へのスプレーコート、ディッピング等によるコーティングまたは、数μｍ〜数百μｍの薄い樹脂シートを形成し、基材へ固定する等の方法が用いられる。
【００４３】
本実施形態においては、基材５１の溝部以外の部分をマスキングした状態でＰＥＥＫ樹脂とＰＦＡ（ポリ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）樹脂の混合物を１００μｍの厚みでスプレーコート・焼成した。そして、溝部以外の部分との段差が無くなった状態で再度ＰＥＥＫ樹脂とＰＦＡ樹脂の混合物を５０μｍの厚みでスプレーコート・焼成することにより、均一な摺動層５２を得た。
【００４４】
定着パッド５は、不図示の加圧バネにより、定着ローラ１に対して総圧５ｋｇ重の力で加圧され、定着ローラとの間に略均一な定着ニップを形成する。
【００４５】
本実施形態の定着装置は、熱ローラ方式等、他の定着方式にくらべ、定着ローラ１内部に過熱源等を配置する必要がなく、その分定着ローラ１の外径を小さくして、低熱容量化が可能である。また、定着パッド５の構成が簡単であることから、装置全体の構成を簡略化できて、小型化、低熱容量化が可能である。以上のように、本実施形態の定着装置は、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化に適した構成であると言える。
【００４６】
画像形成装置の画像形成動作が開始するとともに、定着ローラ１が回転を開始し、それと同時に、ヒータ２に、不図示の制御回路を通じて制御された電力が投入され、ヒータ２が昇温する。ヒータ２による加熱により、定着ローラ１が定着動作に十分な温度に達した後、トナー像を担持した記録材が定着ニップ部に突入し、定着ローラ１より熱を与えられ、さらに定着パッドにより加圧されることによって、トナー像は記録材上に定着される。
【００４７】
（定着パッドの磨耗メカニズム）
次に、図２を用いて、定着ニップ上流側の、定着パッド５の摺動層５２が磨耗するメカニズムを詳述する。記録材としての紙は、一定の厚みがあり、先端部分は裁断面となるため、比較的鋭利なエッジ部分が存在する。記録材は、定着装置の定着ニップ部に突入する瞬間に、定着ローラ１から下向きの力を加えられ、記録材エッジは、図２（ａ）に示すように、定着パッド５の摺動層をえぐるような動きをする。
【００４８】
記録材が十分ニップに噛みこんだ後は、図２（ｂ）に示すように、記録材はニップに平行に移動するので、記録材エッジ部分は、摺動層５２にさほどダメージを与えることなく、定着ニップ部を通過していく。このような動作が、通紙の度に繰り返されることにより、定着ニップ上流側の摺動層５２が、定着ニップ部内の他の摺動層部分に比べ、早く磨耗することになる。
【００４９】
（定着パッドにおける対磨耗強化領域）
次に、図７を用いて、磨耗が促進される領域、言い換えれば対磨耗強化領域の幅について詳述する。ニップ部の幅がゼロであると仮定した場合、図７（ａ）において、標準厚みＴｏの記録材が、半径ｒの定着ローラ１に接触した時の、定着ローラ１の中心を通る垂直な直線との距離Ａとの関係は、
ｒ＾２＝Ａ＾２＋（ｒ−Ｔｏ）＾２
であるから、
Ａ＝√（２ｒＴｏ−Ｔｏ＾２）
となる。ただし、このときＴｏはｒに比べて十分小さいことから、
Ａ≒√（２ｒＴｏ）
と近似できる。
【００５０】
記録材先端エッジ部は、定着ローラ１によって噛みこまれることによって、摺動層５２をえぐる（斜め下向きに働く力が光反射方向のように斜め上向きに働く力に変わる）ような動きをする。記録材先端エッジが摺動層５２をえぐる力は、記録材の先端エッジが、記録材が定着ローラ１に噛みこみ、ニップ上流側端部に到達したところでピークに達する。
【００５１】
その後、記録材先端がニップ内を進むにつれ、記録材先端エッジが摺動層５２を削る力は減少する。これは、記録材先端エッジが、摺動層５２との摩擦で磨耗すること、記録材先端が、ニップ部内でつぶれることにより、摺動層５２を削る力が弱まることによる。定着ニップ上流側端部から、Ａだけ下流側に記録材先端が進入した地点においては、記録材先端エッジが摺動層５２をえぐる力はほぼ消失する。
【００５２】
したがって、定着パッド基材５１に設ける溝部は、定着ニップ先端エッジ部を中心にして、幅を２Ａ、即ち２√（２ｒＴｏ）より大きくすることにより、摺動層５２の磨耗により基材５１が露出するまでの寿命を大きく向上することが可能となる。現実には、定着ローラ１と定着パッド５は、圧接することによって、図７（ｂ）のようにニップ部を形成する。そのため、実際に設ける溝部は、図７（ｂ）に示すように、記録材の搬送方向において、ニップ上流側端部を中心とした幅２Ａ（上流側に幅Ａ、下流側に幅Ａ）の領域を含むものであればよい。
【００５３】
ニップ上流側端部を基準に上流側および下流側に溝部を設ける理由は、斜め上方からの着地衝撃（上流側）とその反動に伴う斜め上方への跳ね返り（下流側）のために強固なものとすることが必要となるからである。ニップ上流側端部を基準に上流側の長さＡと下流側の長さＡは必ずしも同じでなくても良い。即ち、例えば下流側の長さＡに対し上流側の長さをＡ＋αとしても良い。本実施形態においては、通常使用する坪量６０〜８０ｇ／ｍ＾２程度の普通紙の厚みが約０．１ｍｍであることから、定着ローラ１の半径を６ｍｍとして、
Ａ＝√（２×６×０．１）≒１．１ｍｍ
であることから、定着ローラ１の振れ等によるニップ上流側先端位置の若干の変動等を考慮して、溝部の幅を２．５ｍｍとした。
【００５４】
そして、実際に本発明者が行った検討では、定着パッド摺動層５２の磨耗は、ニップ上流側入り口付近に約２ｍｍ程度の幅で特に大きかった。これは、上記の計算結果と良く一致している。
【００５５】
溝部の深さに関し、記録材の標準厚さＴｏより大きく形成しておけば、耐久が進んだ状態で基材が露出した際に、基材の溝部の底面が記録材にあたることを防止できる。
溝部の奥行き（記録材搬送方向に交差する方向）については、記録材の最大幅より長く形成されている。
【００５６】
本実施形態の定着装置を、電子写真方式の画像形成装置たる、レーザービームプリンタ（商品名：ＬａｓｅｒＪｅｔ  Ｐ１００６、ヒューレット・パッカード社製）にセットし、プロセススピード１０７ｍｍ／ｓｅｃで駆動した。記録材として、Ｘｅｒｏｘ社のＢｕｓｉｎｅｓｓ４２００紙（商品名。坪量７５ｇ／ｍ＾２）を１分あたり１７枚通紙することにより、耐久試験を行った。
【００５７】
合計５０，０００枚の通紙を行ったところ、耐久終了後も、特に噛みこみ不良は発生せず、用紙を通紙することができた。
［比較例］
比較例として、第１の実施形態の定着パッド５の基材５１に設けられていた溝部をなくした基材を用いた定着パッドを作成した。摺動層５２は、一回のスプレーコート・焼成を行うことにより得た。
【００５８】
本比較例の定着装置を、第１の実施形態と同様、レーザービームプリンタにセットし、通紙を行ったところ、約３５，０００枚通紙した時点で噛みこみ不良が発生した。定着パッド５の状態を観察したところ、定着ニップ上流側において、部分的に摺動層が磨耗し、基材面が露出していた。さらに通紙を続けたところ、４０，０００以降は、用紙が噛みこまなくなり、通紙が不可能となってしまった。その際、定着パッド５の表面を観察すると、長手方向の全域に渡って、ニップ上流側で摺動層５２が失われ、基材面が露出していた。
【００５９】
本実施形態によれば、基材の溝部を利用して溝部での樹脂層を厚くすることで、噛み込み不良を少なくし、かつ樹脂層の全体としての寿命を向上でき高寿命化を図ることができる。そして、低コスト、省スペースという固定加圧部材の利点を活かし、噛み込み不良が少なく、高寿命の画像加熱装置を提供することが可能となる。
【００６０】
《第２の実施形態》
図４に、本発明の第２の実施形態における、定着パッド基材の断面図を示す。これは、基材の溝部を、段差でなく、傾斜をつける形状とすることにより、耐久が進んだ状態で基材が露出した際に、基材の溝部の鋭いエッジ部分に記録材があたることを防止することで、より長寿命化を図ったものである。
【００６１】
第１の実施形態と同様、溝部部分のコーティングを行い、摺動層面を、他の基材面にあわせた後に、基材全体のコーティングを行うことにより、定着パッド５を得た。
【００６２】
本実施形態の定着パッド５を、第１の実施形態と同様、レーザービームプリンタにセットし、耐久試験を行ったところ、７５，０００枚通紙後も、噛みこみ不良を発生することなく、良好な搬送性を維持することができた。
【００６３】
《第３の実施形態》
図５に、本発明の第３の実施形態における定着パッドの断面図を示す。本実施形態においては、摺動層５２を、コーティングにより設けるのではなく、シート状部材を、基材に固定することにより、定着パッドを構成している。
【００６４】
摺動層５２は、図５（ａ）に示すように、基材５１に設けられた溝部に相当する部分の厚みが、他よりも厚く構成され、基材５１に固定した際に、摺動層５２の、定着ローラ１に接触する面が平らになるよう構成される。図５（ｂ）に示すように、本実施形態においては、摺動層５２は、基材の上流側にビス５３を用いることで固定している。
【００６５】
本実施形態の定着装置を、実施形態１と同様、レーザービームプリンタにセットし、耐久試験を行ったところ、５０，０００枚通紙後も、噛みこみ不良を発生することなく、良好な搬送性を維持することができた。
【００６６】
《第４の実施形態》
図６に、本発明の第４の実施形態における定着パッド基材５１の上面図を示す。第１乃至第３の実施形態の定着パッド５において、溝部の深さは、長手方向に均一であった。本実施形態においては、長手方向に、溝部の深さに変化を持たせることによって、さらに長寿命を図ることを意図している。
【００６７】
一般に、Ａ４サイズ、ＵＳレターサイズといった、一般的なサイズの用紙と比較して、小サイズ紙と呼ばれる用紙は、ハガキ、インデックスカードなど、厚みが厚く、硬い紙が多い。このような用紙が連続通紙された場合、図２に示した、紙先端エッジによる、摺動層５２を削る作用が、より強く、広い領域で働くため、小サイズ紙を通紙した場合、普通紙を通紙した場合に比べて、摺動層５２の削れが促進される。
【００６８】
そこで、小サイズ紙の幅（長手方向）に対応させて、溝部の幅（搬送方向）をより広く、また溝部の深さをより深くする。これにより、摺動層５２の厚みを、小サイズの幅（長手方向）に対応させてより厚くすることにより、小サイズ紙通紙による定着パッド基材５１の露出とそれによる噛みこみ不良の発生を防止することを可能とする。
【００６９】
本実施形態においては、第１の実施形態の定着パッドに、さらにハガキ用紙の幅（１００ｍｍ）に合わせて、長手方向中央部の溝部の深さを、１１０ｍｍの幅で、さらに他の領域より１００μ深い深さの溝部を設け、合計２００μｍの深さの溝部とした。また、溝部の幅は、ハガキ用紙の坪量が約１５０ｇ／ｍ＾２であることから、Ｔ＝２００μｍとして計算すると、Ａ≒１．５５ｍｍであることから、２Ａ≒３．１ｍｍとなる。これに、定着ローラ１の振れ等による、ニップ上流側端部位置の振れ等を考慮して、溝部の幅を３．５ｍｍとした。
【００７０】
本実施形態の定着装置を、第１の実施形態と同様、画像形成装置にセットし、５０，０００枚通紙耐久後、さらに官製はがき用紙を１，０００枚通紙したところ、問題は発生しなかった。
【００７１】
本実施例における画像形成装置においては、小サイズ紙の通紙は中央に揃えて行うため、定着パッド溝部の幅および深さを中央部において広く、深くした。しかし、小サイズ通紙を、画像形成装置の片側に寄せて通紙する装置においては、当然小サイズ紙を寄せる側の端部の溝部の幅および深さを、広く、深くすることになる。即ち、記録材搬送方向に交差する方向において、溝部の深さは搬送可能な最大幅より小さな幅の記録材を搬送する際に寄せる側の端部を含む領域の方が反対側端部より深く形成される。それと共に、溝部の幅は前記寄せる側の端部を含む領域の方が反対側端部より広く形成される。
【００７２】
固定加圧部材として定着パッドについて述べたが、これに類するもの（例えば光沢度増大パッド）も含まれる。そして、樹脂層である摺動層５２の表面は必ずしも平坦状でなくても良く、曲率を僅かにもたせても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１・・定着ローラ、２・・ヒータ、３・・ヒーターホルダ、４・・定着ステー、５・・定着パッド、１１・・定着ローラ芯金、１２・・定着ローラ断熱弾性層、１３・・定着ローラ熱伝導層、２１・・ヒータ基板、２２・・ヒータ抵抗発熱体層、２３・・ヒータ絶縁保護層、５１・・定着パッド基材、５２・・定着パッド摺動層、５３・・定着パッド摺動層固定用ビス
【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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