JP6112869B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機や電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置（定着器）に関する。

電子写真式の複写機やプリンタに搭載される定着器として、クイックスタートや省エネルギーの観点から、定着ベルトを用いた定着器が実用化されている。このタイプの定着器は、筒状の定着ベルトと、定着ベルトを加熱する加熱源と、定着ベルトの内側に設けられた押圧部材と、定着ベルトを介して押圧部材とニップ部を形成する加圧ローラなどを有している。未定着トナー画像を担持した記録材はニップで搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に定着される。

定着ベルトの加熱方式として、セラミックヒータ等の基板状発熱体を用いた方式や、電磁誘導加熱を用いた方式などが提案されている。代表例を以下に説明する。

［電磁誘導加熱を用いた定着ベルト加熱方式の定着装置］
特許文献１には、コイルが発生する磁束により定着ベルトに電流を誘導させ、そのジュール熱によって定着ベルトを発熱させる電磁誘導加熱を用いた定着ベルト加熱方式の定着装置が開示されている。この方式の定着装置では、誘導電流の発生を利用することで直接定着ベルト表面を発熱させることができるため、高効率の定着プロセスを達成している。

また特許文献２には、定着ニップ部を形成するために筒状の定着ベルトの内側に設けられた押圧部材の形状を、定着ニップ部入り口側で凹形状（定着ベルト側に凸形状）にし、定着ニップ部出口側で凸形状（加圧ローラ側に凸形状）にしている。その結果、定着性や分離性向上などの効果を得ている。

［基板状発熱体を用いた定着ベルト加熱方式の定着装置］
基板状発熱体により定着ベルトを加熱する方式の定着装置は、特許文献３に提案されている。即ち、加熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に基層が金属からなる定着ベルトを挟ませてニップ部を形成させる。ここでは、加熱体としてのセラミックヒータ基板が押圧部材となる。そしてこのニップ部の定着ベルトと加圧ローラとの間に、未定着トナー画像を担持させた記録材を導入し、定着ベルトと一緒に搬送させる。その結果、ニップ部においてセラミックヒータの熱が定着ベルトを介して記録材に与えられ、またニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録材上に定着させることができる。

上記二種類の定着装置は、定着ベルトとして低熱容量の部材を用いて、オンデマンドタイプの装置を構成することができる。また、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。これは画像形成装置の画像形成実行時のみコイルやセラミックヒータに通電して、定着ベルトを所定の定着温度に発熱させた状態にすればよいことに因る。

特開２００９−９８３５７号公報 特許第３８０７２２３号明細書 特開平１０−３２１３５２号公報

しかしながら、上記のように、押圧部材を用いてニップ部を形成する定着器では、“ひび割れ”と呼んでいる画像弊害が定着ベルト表層の一定の条件によって発生してしまうという課題がある。

図１６は従来の定着器でシアン単色ベタ画像を記録用紙（以下、用紙と記す）に定着した際に発生した“ひび割れ”画像を、顕微鏡で観察した画像である。この図１６にあるように、“ひび割れ”とは、画像の一部のトナーがずれて紙表面が露出してしまう画像弊害のことである。この画像弊害が発生する主な要因は、定着ベルト表層（離型層）に生じる“しわ”である。即ち、定着ベルト表層に発生したしわによって、トナーがずらされてしまうからである。

トナーのずれは特に定着ニップ部の記録材搬送方向上流側（以下、ニップ部上流領域と記す）で発生する。その理由は、ニップ上流領域ではトナーの溶融があまり進んでおらず、用紙とトナーとの付着力や、トナーとトナーの結合力が弱いため、定着ベルト表層のしわによってトナーがずらされやすい状態にあるからである。したがって、定着ニップ部の記録材搬送方向下流側（以下、ニップ部下流領域と記す）でトナーの溶融がある程度進んでいる状態であれば、定着ベルト表層にしわがあったとしても、トナーがずらされることはほとんどない。

定着ベルト表層の“しわ”は、定着ニップ部で定着ベルトの形状を凹面（定着ベルト側に凸形状）、またはフラット形状にした場合に発生する。後述するように、定着ベルトは定着ニップ部で押圧部材により加圧され変形する。即ち、定着ニップ部での定着ベルトの形状は、押圧部材の形状に沿って決まり、定着ベルト表層が上記の形状になれば、しわが発生する。

ここで、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて、定着ベルト表層にしわが発生するメカニズムについて詳細に説明する。図１７（ａ）は無加圧状態での定着ベルトの断面図を表しており、特に、加圧した場合に定着ニップ部に相当する部分を実線で表した（ここでは角度θの円弧部）。

ここで定着ベルト表層の円弧の長さをＬｅ、内面の円弧の長さをＬｉとする。また定着ベルト表層の半径をＲｅ、定着ベルト内面の半径をＲｉとし、定着ベルトの厚さはＷ（＝Ｒｅ−Ｒｉ）とした。

図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の状態から不図示の押圧部材により定着ベルトを加圧して、定着ベルトを定着ニップ部でフラット形状にした場合を示した図である。ここで定着ベルトが円弧形状からフラット形状に変形した後の定着ベルト表層の長さをＬｅ’、内面の長さをＬｉ’とする。ここで定着ベルト表層の変形後の長さＬｅ’は、しわを含めた定着ベルトの長さではなく、図１７（ｂ）に示した点Ａと点Ｂを、しわを除いて直線で結んだときの長さを表す。

図１７（ｃ）も同様に、図１７（ａ）の状態から定着ベルトを加圧して、定着ベルトを定着ニップ部で凹面形状にした場合を示した図であり、変形後の定着ベルト表層の長さをＬｅ’、内面の長さをＬｉ’とする。ここでも、定着ベルト表層の変形後の長さＬｅ’は、しわを含めた定着ベルトの長さではなく、図１７（ｃ）に示した点Ａと点Ｂを、しわを除いて円弧で結んだときの形状の長さを表す。

まず図１７（ｂ）のように定着ベルトをフラット形状にした場合について説明する。定着ベルトを図１７（ａ）の円弧形状から図１７（ｂ）のフラット形状に変形させると、定着ベルト内面はわずかに延ばされ、定着ベルト表層は定着ベルト内面とほぼ同じ長さに圧縮される。後述するように、定着ベルト表層には一般に離型層が設けられており、離型層は圧縮されても容易に縮むことができないため、圧縮を受けても長さを維持しようとして、それがしわとなって現れる。

ここで、定着ベルト表層の変形前と変形後での長さの差を、定着ベルトの縮み量として定義する。即ち、縮み量は以下の式（１）で表される。

定着ベルトをフラット形状にする場合には、定着ベルト表層の変形後の長さＬｅ’は、定着ベルト内面の変形後の長さＬｉ’と同じである。また、定着ベルトの全周の長さに較べて定着ニップ部の長さは十分に短いため、角度θは十分小さく、定着ベルト内面の変形前の長さＬｉと変形後の長さＬｉ’は、ほぼ同じ長さとして近似してもよい。以上から、縮み量を表す式（１）は以下のように書き直すことができる。

また変形前の定着ベルト表層の長さＬｅは、定着ベルト表層の半径Ｒｅと円弧の角度θを用いて、Ｌｅ＝θ×Ｒｅで表される。同様に変形前の定着ベルト内面の長さＬｉは、Ｌｉ＝θ×Ｒｉで表される。従って式（２）は以下のように表すことが出来る。

前述したようにＷは定着ベルトの厚さを表している。式（３）より、定着ベルトの縮み量は定着ベルトの厚さＷに比例する。縮み量が大きくなると、定着ベルト表層のしわの程度も大きくなる。したがって、定着ベルトをフラット形状に変形させた場合、定着ベルトの厚みＷを増やしていくと、定着ベルト表層に発生するしわの程度も大きくなり、“ひび割れ”と呼んでいる画像弊害の状態もひどくなる。

次に、図１７（ｃ）のように定着ベルトを凹面形状にした場合について説明する。定着ベルトを図１７（ａ）の円弧形状から図１７（ｃ）の凹面形状に変形させると、定着ベルト内面は延ばされるが、定着ベルト表層は圧縮される。したがって、前述と同様の理由により、定着ベルト表層にしわが発生する。

ここで、定着ベルト表層の変形前と変形後での長さの差である“縮み量”は、前述と同じように式（１）で定義される。図１７（ｃ）に示したように、定着ベルトが半径Ｒｃ、角度θ’の円弧形状に変形させられたとすると、縮み量は以下の式で表される。

したがって式（４）から、定着ベルトを凹面形状に変形させた場合にも、定着ベルトの厚みＷが増えれば、縮み量が増え、定着ベルト表層に発生するしわの程度は大きくなる。また同様に式（４）から、変形後の円弧形状の半径Ｒｃが小さくなると（曲率が大きくなる）、縮み量が増え、定着ベルト表層に発生するしわの程度は大きくなり、ひび割れ”と呼んでいる画像弊害の状態がひどくなる。

以上より、定着ベルトが図１７（ａ）の円弧形状から、図１７（ａ）や（ｂ）に示したフラット形状や凹面形状に変形すると、定着ベルト表層は圧縮され長さが短くなるため、式（１）から縮み量の値は正（＋）となる。ここでは図示しないが、変形後に逆に定着ベルトが伸ばされる場合は、式（１）から縮み量の値は負（−）となる。

したがって、縮み量の値が正の場合は、しわが発生し、その値が大きくなるほどしわの程度は大きくなる。そして、しわの程度が大きくなるほど、画像弊害の程度も大きくなる。逆に、縮み量の値が負の場合は、しわは発生しないため、画像弊害はほとんど発生しない。

これまでの説明により、定着ベルトの厚みを増やしていくと、定着ベルトの内径（基層）と外径（表層）との差が大きくなり、しわの凹凸の程度が大きくなってしまう。

近年、複写機やプリンタには高速化が求められており、高速駆動時でも定着性や画質を確保するために、後述するように定着ベルトの弾性層の厚みを増やしていく傾向にある。したがって、定着ベルトの内径と外径の差が大きくなり、前述した理由により、今後、“ひび割れ”と呼んでいる画像弊害が発生する課題は大きくなると考えられる。

本発明の目的は、加熱ベルト表面の皺による画像不良を抑えつつ、加熱ベルトからの記録材の分離性も良好な定着装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、
弾性層を有する筒状の回転可能な加熱ベルトと、前記加熱ベルトを加熱する加熱源と、前記加熱ベルトと相対して設けられる加圧部材と、前記加熱ベルトの内部に配置されており前記加熱ベルトを介して前記加圧部材とニップ部を形成する押圧部材と、を有し、前記ニップ部で未定着画像を担持する記録材を搬送しつつ未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
前記押圧部材を前記加熱ベルトの母線方向に見た時に、前記押圧部材の前記加熱ベルトの内面と接触する接触面は、前記加圧部材に対して曲面凸形状である第１の領域と、前記加圧部材に対して曲面凹形状である第２の領域を有し、
記録材搬送方向に関して前記ニップ部の入口から前記ニップ部の中央を超えた位置までは全て前記第１の領域となっており、前記第１の領域に続く領域であって前記ニップ部の出口までの領域は全て前記第２の領域となっており、
前記ニップ部の領域において前記接触面の前記第１の領域と前記第２の領域は全て前記加熱ベルトに接触していることを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、
弾性層を有する筒状の回転可能な加熱ベルトと、前記加熱ベルトと相対して設けられる加圧部材と、前記加熱ベルトの内部に配置されており前記加熱ベルトを加熱すると共に前記加熱ベルトを押圧して前記加圧部材とニップ部を形成する加熱源と、を有し、前記ニップ部で未定着画像を担持する記録材を搬送しつつ未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
前記加熱源を前記加熱ベルトの母線方向に見た時に、前記加熱源の前記加熱ベルトの内面と接触する接触面は、前記加圧部材に対して曲面凸形状である第１の領域と、前記加圧部材に対して曲面凹形状である第２の領域を有し、
記録材搬送方向に関して前記ニップ部の入口から前記ニップ部の中央を超えた位置までは全て前記第１の領域となっており、前記第１の領域に続く領域であって前記ニップ部の出口までの領域は全て前記第２の領域となっており、
前記ニップ部の領域において前記接触面の前記第１の領域と前記第２の領域は全て前記加熱ベルトに接触していることを特徴とする。

本発明によれば、加熱ベルト表面の皺による画像不良を抑えつつ、加熱ベルトからの記録材の分離性も良好な定着装置の提供を実現できる。

画像形成装置の一例の概略構成を表す横断面模式図 実施例１に係る定着装置の概略構成を表す横断面模式図 （ａ）は実施例１に係る定着装置の記録材搬送方向上流側からの概略構成を表す模式図、（ｂ）は同定着装置の概略構成を表す縦断面模式図 実施例１に係る定着装置の定着ベルトの層構成を表す概略断面図 実施例１に係る定着装置の定着ニップ部及びその定着ニップ部近傍の概略構成を表す横断面模式図 実施例１に係る定着装置の定着ニップ部における定着ベルト表層の縮み量の変化を概略的に表す図 実施例１に係る定着装置で記録材に定着して得られたトナー画像の顕微鏡写真 実施例２に係る定着装置の概略構成を表す横断面模式図 （ａ）は実施例２に係る定着装置の記録材搬送方向上流側からの概略構成を表す模式図、（ｂ）は同定着装置の概略構成を表す縦断面模式図 実施例２に係る定着装置のセラミックヒータの裏面側からの概略構成を表す模式図 実施例２に係る定着装置の定着ニップ部及びその定着ニップ部近傍の概略構成を表す横断面模式図 実施例２に係る定着装置の定着ニップ部における定着ベルト表層の縮み量の変化を概略的に表す図 実施例３に係る定着装置の定着ニップ部及びその定着ニップ部近傍の概略構成を表す横断面模式図 実施例３に係る定着装置の定着ニップ部における定着ベルト表層の縮み量の変化を概略的に表す図 実施例４に係る定着装置の定着ニップ部及びその定着ニップ部近傍の概略構成を表す横断面模式図 従来の定着装置で記録材に定着したトナー画像の画像弊害の顕微鏡写真 定着ベルト表層にしわが発生する原理を説明するための図

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る定着装置（定着器）を搭載した画像形成装置の一例の概略構成を表わす横断面模式図である。この画像形成装置は、電子写真式のフルカラーレーザープリンタであり、記録材搬送方向と直交する方向において記録材搬送路の中央搬送基準ＣＬ（図３（ａ）参照）に記録材Ｐの中央を一致させて記録材の搬送を行うようになっている。

本実施例に示す画像形成装置は、記録用紙等の記録材Ｐに未定着トナー画像（画像）を形成する画像形成部Ａと、記録材Ｐに形成された未定着トナー画像を記録材に定着する定着部Ｂと、画像形成装置全体を制御する制御部Ｃなどを有している。画像形成部Ａは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の色トナー像を形成する４つの画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄと、中間転写ベルト７などを有している。制御部ＣはＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとからなり、メモリには画像形成シーケンスや画像形成に必要な各種テーブルなどが記憶されている。

画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて、現像装置（現像手段）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ、トナー容器１ａ１，１ｂ１，１ｃ１，１ｄ１と、現像ローラ１ａ２，１ｂ２，１ｃ２，１ｄ２などを有している。トナー容器１ａ１にはシアン色のトナーが、トナー容器１ｂ１にはマゼンタ色のトナーが、トナー容器１ｃ１にはイエロー色のトナーが、トナー容器１ｄ１にはブラック色のトナーが、それぞれ、収納されている。

本実施例の画像形成装置は、制御部Ｃがホストコンピューターなどの外部装置（不図示）からのプリント指令を入力すると画像形成制御シーケンスを実行する。画像形成シーケンスが実行されると、各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに設けられた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）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向に回転される。更に、各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの下方で駆動ローラ８と２次転写対向ローラ９とテンションローラ１０の３つのローラに掛け回した中間転写ベルト７が感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの周速度と等しい周速度で矢印方向に回転される。

まず、画像形成ステーションＰａにおいて、感光ドラム３ａの外周面（表面）は帯電ローラ（帯電手段）２ａにより所定の極性・電位に一様に帯電される（帯電工程）。そしてこの感光ドラム３ａ表面の帯電面に対しレーザー走査露光装置（露光手段）５がレーザ光を走査露光することによって感光ドラム表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する（露光工程）。この潜像は現像装置（現像手段）１ａのトナー容器１ａ１に収納されているシアン色のトナーを現像ローラ１ａ２で付着させることによって顕像化され、感光ドラム３ａ表面にシアン色のトナー画像が形成される（現像工程）。

画像形成ステーション１ｂ，１ｃ，１ｄにおいても同様の帯電工程、露光工程、現像工程の画像形成プロセスが行なわれる。これにより、画像形成ステーション１ｂの感光ドラム３ｂ表面にマゼンタ色のトナー画像が形成される。画像形成ステーション１ｃの感光ドラム３ｃ表面にイエロー色のトナー画像が形成される。画像形成ステーション１ｄの感光ドラム３ｄ表面にブラック色のトナー画像が形成される。

感光ドラム１ａ表面のシアン色のトナー画像は感光ドラム１ａの回転によって感光ドラム１ａ表面と中間転写ベルト７の外周面（表面）とで形成された１次転写ニップ部に送られる。そして感光ドラム１ａと中間転写ベルト７を介して対向するように配設された１次転写ローラ６ａに所定の転写バイアスが印加される。これによりシアン色のトナー画像は感光ドラム１ａ表面から中間転写ベルト７表面に転写される（１次転写工程）。

画像形成ステーション１ｂ，１ｃ，１ｄにおいても同様の１次転写工程の画像形成プロセスが行われる。即ち、１次転写ローラ６ｂに所定の転写バイアスが印加されることによってマゼンタ色のトナー画像はシアン色のトナー画像と重ね合わせて転写される。また、１次転写ローラ６ｃに所定の転写バイアスが印加されることによってイエロー色のトナー画像はマゼンタ色のトナー画像と重ね合わせて転写される。また、１次転写ローラ６ｄに所定の転写バイアスが印加されることによってブラック色のトナー画像がイエロー色のトナー画像と重ね合わせて転写される。これにより中間転写ベルト７表面は４色のフルカラーの未定着トナー画像を担持する。

中間転写ベルト７表面のフルカラーの未定着トナー画像は中間転写ベルト７の回転によって中間転写ベルト７表面と２次転写ローラ１１の外周面（表面）とで形成された２次転写ニップ部に送られる。２次転写ローラ１１は２次転写対向ローラ８と中間転写ベルト７を挟むように配設されている。

トナー画像転写後の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ、対応するクリーニングブレード（クリーニング手段）４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによって感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面の転写残トナーが除去され、次の画像形成に供される。クリーニングブレード４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにより除去された転写残トナーは、それぞれ、対応する廃トナー容器４ａ１，４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１に収納される。

一方、給紙カセット１４内から給紙ローラ１５により１枚ずつ給送された記録材Ｐは搬送ローラ１６によりレジストローラ対１７に搬送される。この記録材Ｐはレジストローラ対１７により所定のタイミングで２次転写ニップ部に搬送される。そしてこの記録材Ｐは２次転写ニップ部で中間転写ベルト７表面と２次転写ローラ１１表面とで挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。この搬送過程において中間転写ベルト７表面のフルカラーの未定着トナー画像は２次転写ローラ１１に所定の転写バイアスが印加されることによって記録材Ｐ上に転写される（２次転写工程）。これにより記録材Ｐは４色のフルカラーの未定着トナー画像を担持する。

フルカラーの未定着トナー画像転写後の中間転写ベルト７は、クリーニングウェブ（不織布）１２ａによって中間転写ベルト７表面の転写残トナーが除去され、次の画像形成に供される。クリーニングウェブ１２ａにより除去された転写残トナーは廃トナー容器１２ａ１に収納される。

フルカラーの未定着トナー画像を担持した記録材Ｐは定着部（以下、定着装置という）Ｂの後述する定着ニップ部（ニップ部）Ｎに導入される。そして定着ニップ部Ｎを通過することにより未定着トナー画像は熱と圧力を受けて記録材Ｐ上に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排出トレイ１９へと搬送されて排出トレイ上に排出される。

定着装置Ｂと排出トレイ１９との間には、記録材Ｐの画像形成面と非画像形成面とを反転しその記録材を搬送ローラ１６に送り出す記録材反転機構１８が設けられている。

（２）定着装置（定着器）Ｂ
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向をいう。長さとは長手方向の寸法をいう。幅とは短手方向の寸法をいう。

（２−１）定着装置Ｂ全体の構成
図２は本実施例に係る定着装置Ｂの概略構成を表す横断面模式図である。図３の（ａ）は本実施例に係る定着装置Ｂの記録材搬送方向上流側からの概略構成を表す模式図、（ｂ）は同定着装置Ｂの概略構成を表す縦断面模式図である。この定着装置Ｂは電磁誘導加熱を用いた定着ベルト加熱方式の定着装置である。

本実施例に示す定着装置Ｂは、定着ベルト（加熱ベルト）１００と、定着ベルトガイド（加熱ベルトガイド）１０１と、加圧ローラ（加圧部材）１０４を有している。更に押圧部材１０８と、摺動シート（摺動部材）１０９と、コイルユニット１１０などを有している。定着ベルト１００と、定着ベルトガイド１０１と、加圧ローラ１０４と、押圧部材１０８と、摺動シート１０９と、コイルユニット１１０は、何れも長手方向に長い部材である、
定着ベルト１００は、可撓性を有する中空円筒状（筒状）に形成され、ＬＣＰ等の耐熱樹脂からなる横断面略凹字形状の定着ベルトガイド１０１、及び定着ベルトガイド１０１の下面に配設された押圧部材１０８の外周に余裕を持たせた状態に外嵌されている。本実施例で使用する定着ベルト１００の外径はφ３０ｍｍであり、長さは定着装置Ｂの記録材最大通紙長さ（図３（ａ）参照）よりも長くなっている。

図３（ａ）、（ｂ）において、定着ベルト１００の長手方向一端側（図３（ａ）、（ｂ）の左側）には定着フランジ１０２ａが装着されている。定着フランジ１０２ａは定着ベルト１００の外径よりも大径の基部１０２ａ１を有し、この基部には定着ベルト１００の内側に突出させた回転軌道ガイド１０２ａ２と、定着ベルト１００とは反対側に突出させた被加圧部１０２ａ３が設けられている。回転軌道ガイド１０２ａ２は定着ベルト１００の内径より小径の略半円弧状に形成されて定着ベルト１００の回転軌道をガイドするようになっている。

定着ベルト１００の長手方向他端側（図３（ａ）、（ｂ）の右側）には定着フランジ１０２ｂが装着されている。定着フランジ１０２ｂは定着ベルト１００の外径よりも大径の基部１０２ｂ１を有し、この基部には定着ベルト１００の内側に突出させた回転軌道ガイド１０２ｂ２と、定着ベルト１００とは反対側に突出させた被加圧部１０２ｂ３が設けられている。回転軌道ガイド１０２ｂ２は定着ベルト１００の内径より小径の略半円弧状に形成されて定着ベルト１００の回転軌道をガイドするようになっている。

基部１０２ａ１，１０２ｂ１の加圧ローラ１０４側の下部には定着ベルト１００の長手方向に沿って下方開口の凹部１０２ａ４，１０２ｂ４（図２（ｂ）参照）が形成されている。この凹部１０２ａ４，１０２ｂ４には定着ベルトガイド１０１及び押圧部材１０８の左右の長手方向端部が支持されている。

定着ベルト１００の長手方向一端側と長手方向他端側に装着された定着フランジ１０２ａ，１０２ｂの基部１０２ａ１，１０２ｂ１は、それぞれ、定着装置Ｂの装置フレーム（不図示）の対応する側板Ｆａ，Ｆｂに上下動可能に支持されている。

加圧ローラ１０４は、芯金１０５と、芯金１０５の長手方向両端側の軸部１０５ａ，１０５ｂ（図３（ａ）参照）間の外周面上に形成されたゴム層（弾性層）１０６と、ゴム層１０６の外周面上に形成された離型層１０７などを有している。本実施例では、芯金１０５の材料としてＳＵＳを用いた。ゴム層１０６はシリコーンゴムなどにより形成されている。離型層１０７はパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなっている。本実施例で使用する加圧ローラ１０４の外径はφ２４ｍｍである。

上記加圧ローラ１０４は、加圧ローラの回転中心を通り母線方向と直交する垂直方向の垂線Ｖｒが、定着ベルト１００の回転中心を通り母線方向と直交する垂直方向の垂線Ｖｂに対し記録材搬送方向上流側に所定の幅Ｗａずれた位置に配置されている（図２参照）。そしてこの加圧ローラ１０４は、定着ベルト１００内側の押圧部材１０８と対向するように定着ベルト１００と相対して配設され、芯金１０５の軸部１０５ａ，１０５ｂが軸受（不図示）を介して側板Ｆａ，Ｆｂに回転可能に支持されている。

非回転体である押圧部材１０８は、定着ベルト１００を加圧ローラ１０４に加圧して定着ニップ部Ｎを形成するための部材である。この押圧部材１０８は、加圧ローラ１０４側の下面に定着ベルト加圧面１０８ａを有し、この定着ベルト加圧面１０８ａで定着ベルト１００の内周面（内面）を加圧することによって定着ニップ部Ｎを形成するようになっている。この定着ベルト加圧面１０８ａの形状については追って詳しく説明する。

上記定着フランジ１０２ａ，１０２ｂの被加圧部１０２ａ３，１０２ｂ３は、それぞれ、コイルばね１１６ａ，１１６ｂによって所定の加圧基準面１１７ａ，１１７ｂから矢印Ｐａ，Ｐｂにて示す垂直方向に左右均等に３００Ｎの加圧力で加圧される。定着フランジ１０２ａ，１０２ｂはコイルばねの加圧力により加圧ローラ１０４側に移動し、押圧部材１０８の定着ベルト加圧面１０８ａが定着ベルト１００内面を加圧して定着ベルト１００表面を加圧ローラ１０４表面に接触させる。

加圧ローラ１０４表面に定着ベルト１００表面が接触することにより加圧ローラのゴム層１０６が潰れて弾性変形し、これにより定着ベルト１００表面と加圧ローラ１０４表面とで所定のニップ幅の定着ニップ部（ニップ部）Ｎが形成される。本実施例では、定着ニップ部Ｎのニップ幅を８．４ｍｍとしている。

本実施例の定着装置Ｂは、定着ベルト１００内面と押圧部材１０８の定着ベルト加圧面１０８ａとの間に、定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト内面と定着ベルト加圧面との摺動性を向上させるため、摺動シート１０９を配設している。この摺動シート１０９は押圧部材１０８の短手方向において定着ベルト加圧面１０８ａ全域を覆うように押圧部材１０８に接着剤などを用いて接着されている。

ここで、図４を参照して、定着ベルト１００の積層構造について説明する。定着ベルト１００は、電磁誘導発熱層である金属からなる中空円筒状の基層１１２の外周面上にプライマ層（不図示）を介して弾性層１１３が形成され、この弾性層１１３の外周面上にフッ素樹脂からなる離型層１１４を形成した構成である。

基層１１２の材料として、金属である鉄やニッケル、ステンレスといった磁性金属のほか、非磁性ステンレスやアルミニウムなどが用いられる。本実施例ではニッケルを使用した。基層１１２の厚みは、温度制御性と熱応答性を高める理由から、熱容量を小さくし、定着ベルト１００の耐久性を持たせるために、誘導加熱を行う周波数領域である２０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚにおける浸み込み深さの１倍〜数百倍程度にする。本実施例では、基層１１２の厚さを７５ｕｍとした。

弾性層１１３の材料として、シリコーンゴム、フッ素ゴムおよびフルオロシリコーンゴムなど耐熱性と熱伝導率に優れたものが用いられる。本実施例では、シリコーンゴムの熱伝導率が０．５０〜１．６０Ｗ／ｍ・Ｋ程度のソリッドゴムを使用した。本実施例では、弾性層１１３の厚さを２８０ｕｍとした。

離型層１１４の材料として、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）を使用した。離型層１１４の材料としては、ＰＦＡの他に、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）等のフッ素樹脂を用いても良い。あるいは、弾性層１１３の外周面にＧＬＳラテックスコーティングを施したものであっても良い。離型層１１４は、弾性層１１３の外周面にチューブを被覆させたものでも、弾性層１１３の外周面を塗料でコートしたものであっても良いが、本実施例では耐久性の優れるチューブを使用した。本実施例では、離型層１１４の厚さを３０ｕｍとした。

定着ベルト１００内面には、摺動シート１０９との摺動性を良くするために不図示のコーティング層を設けている。本実施例では、コーティング層として厚さ２０ｕｍのポリイミドを用いた。

コイルユニット１１０は、定着ベルト１００表面において加圧ローラ１０４の反対側に配設され、加熱源である励磁コイル１１１（磁界発生手段）と、磁性体コア１１２と、ホルダ１１３などを有している。

ホルダ１１３は、定着ベルト１００の長手方向に長い箱型の部材であり、定着ベルト１００と平行に配設されてホルダ１１３の長手方向一端側が側板Ｆａに、長手方向一端側が側板Ｆｂに、それぞれ、支持されている（図３（ａ）参照）。ホルダ１１３の定着ベルト１００表面側の下面は、定着ベルト１００表面の円弧形状に沿うようにドーム型に形成され、定着ベルト１００表面と所定のギャップｇを介して対向している。

励磁コイル１１１は、定着ベルト１００の長手方向に長い横断面略逆船底型の楕円形状をしている。この形状は、定着ベルト１００の円弧形状に沿うような形状である。そして励磁コイル１１１は、定着ベルト１００表面に沿うようにホルダ１１３の内部に収納されている。励磁コイル１１１の芯線としては、φ０．１〜０．３ｍｍの細線を数十本から２００本程度束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。また、磁性体コア１１２を周回するように数回８から数十回巻回して、励磁コイル１１１を構成したものが用いられる。励磁コイル１１１には励磁回路２００が接続されており、励磁回路２００から交番電流を励磁コイル１１１へ供給できるようになっている。

強磁性体からなる磁性体コア１１２は、励磁コイル１１１の巻き中心部と励磁コイル１１１の周囲を囲むように構成されている。磁性体コア１１２は励磁コイル１１１より発生した交番磁束（磁束）を効率よく定着ベルト１００の基層１１２に導く役目をする。即ち、磁性体コア１１２は励磁コイル１１１と定着ベルト１００の基層１１２によって形成される磁気回路の効率を上げている。

励磁コイル１１１、及び磁性体コア１１２の長さは定着装置Ｂの記録材最大通紙長さ（図３（ａ）参照）よりも長くなっている。

（２−２）定着装置Ｂの駆動、及び温調制御
制御部Ｃは、プリント指令に応じて駆動源としてのモータ（図２参照）Ｍを回転駆動する。このモータＭの出力軸の回転は所定のギア列（不図示）を介して加圧ローラ１０４の芯金１０５の長手方向端部に設けられている駆動ギア（不図示）に伝達され、これにより加圧ローラ１０４は矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転する。本実施例では、加圧ローラ１０４を表面移動速度３２１ｍｍ／ｓｅｃで回転させている。

この加圧ローラ１０４の回転は定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ１０４表面と定着ベルト１００表面との摩擦力により定着ベルト１００に駆動力が伝達される。これにより定着ベルト１００は定着ベルト１００内面が摺動シート１０９に接触しながら加圧ローラ１０４の回転に追従して回転する。この定着ベルト１００は回転状態において定着ベルト１００の長手方向端部が定着フランジ１０２ａ，１０２ｂの何れかの基部１０２ａ１，１０２ｂ１の内面と接触することによって長手方向への移動が規制される。

また、制御部Ｃは、プリント指令に応じて励磁回路２００を立ち上げる。励磁回路２００はコイルユニット１１０の励磁コイル１１１に交流電流を印加し、これにより励磁コイル１１１は交番磁束を発生する。この交番磁束は磁性体コア１１２に導かれ定着ベルト１００表面に渦電流を発生させ、基層１１２の固有抵抗によって定着ベルト１００にジュール熱が発生する。

定着ベルト１００の温度は定着ベルト１００表面に近接又は接触させたサーミスタなどの温度検知部材Ｓにより検知される。そしてこの温度検知部材Ｓからの出力信号を制御部Ｃが取り込む。制御部Ｃはその出力信号に基づいて定着ベルト１００の温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するように励磁回路２００を制御する。

モータＭを回転駆動し、かつ励磁コイル１１１に交流電流を印加している状態で、未定着のトナー画像Ｔを担持した記録材Ｐはトナー画像担持面を定着ベルト１００側にして定着ニップ部Ｎに導入される。この記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで定着ベルト１００表面と加圧ローラ１０４表面とで挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。この搬送過程で記録材Ｐ上のトナー画像Ｔは定着ベルト１００の熱により加熱され、更に定着ニップ部Ｎでの圧力を受けることによって記録材上に定着される。定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはトナー画像担持面が定着ベルト１００表面から分離しつつ定着装置Ｂから排出される。

（３）押圧部材１０８の定着ベルト加圧面１０８ａの形状
図５は本実施例の定着装置Ｂの定着ニップ部Ｎ及びその定着ニップ部Ｎ近傍の概略構成を表す横断面模式図である。図５では押圧部材１０８の定着ベルト加圧面１０８ａの形状を見やすくするため、定着ベルトガイド１０１と摺動シート１０９の図示を省略している。

本実施例では、押圧部材１０８の定着ベルト加圧面１０８ａの横断面形状について、定着ニップ部上流側では加圧ローラ１０４側に曲面凸形状にし、定着ニップ部下流側では加圧ローラ１０４側に曲面凹形状（定着ベルト１００側に曲面凸形状）にしている。

具体的には、図５に示すように、定着ベルト加圧面１０８ａの曲面凸形状の幅を７ｍｍにし、曲面凹形状の幅を３．３ｍｍにした。従って図５に示したように、定着ニップ部Ｎにおいては、ニップ幅８．４ｍｍのうち、定着ニップ部上流側が幅６．１ｍｍの曲面凸形状になり、残りの定着ニップ部下流側が幅２．３ｍｍの曲面凹形状になる。ここで、曲面凸形状とは押圧部材１０８の短手方向において凸形状の曲面をなす形状をいう。曲面凹形状とは押圧部材１０８の短手方向において凹形状の曲面をなす形状をいう。

つまり、定着ニップ部Ｎにおける押圧部材１０８の横断面形状が、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向の中央Ｎｃの位置より、定着ニップ部における定着ベルトの回転方向の少なくともニップ部上流側領域（領域）Ｎｕで加圧ローラ１０４の側に曲面凸形状である。一方、そのニップ部上流側領域Ｎｕの定着ベルト１００の回転方向の下流側端部Ｎｕｔから定着ベルトの回転方向の下流側のニップ部下流側領域（領域）Ｎｄにかけて、定着ニップ部Ｎにおける押圧部材１０８の形状が、加圧ローラ１０４の側に曲面凸形状でない。

本実施例の定着装置Ｂでは、上記曲面凸形状を、半径１５ｍｍ（以降Ｒ１５と表記する）の円弧形状で形成している。前述したように定着ベルト１００の外径が３０ｍｍ（Ｒ１５）である。ここで、曲面凸形状の半径をＲ１とし、定着ベルト１００の半径をＲ２とすると、半径Ｒ１と半径Ｒ２の関係は、Ｒ１＝Ｒ２である。そのため、定着ベルト１００は定着ニップ部Ｎのニップ部入り口Ｎｉｎから幅６．１ｍｍの位置にかけて、定着ベルト１００にストレスをかけない時の自然な円形状を維持したまま、曲面凸形状に沿って回転することになる。即ち、前述した定着ベルト１００の“縮み量”は、ニップ部入り口Ｎｉｎから幅６．１ｍｍの位置にかけては、縮み量＝０となる。

一方、上記曲面凹形状は、Ｒ１７．５の円弧形状で形成している。したがって、前述のニップ部上流側領域Ｎｕの下流側端部Ｎｕｔから定着ニップ部Ｎのニップ部出口Ｎｏｕｔにかけての縮み量は、縮み量＞０となる。

以上より、定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト１００表層の縮み量の変化を図６に示す。図６に示したように本実施例の定着装置Ｂの構成では、定着ニップ部Ｎの中央Ｎｃより少なくともニップ部上流側領域Ｎｕで縮み量≦０の条件を満たしているので、画像弊害の発生は大幅に抑制される。プロセス条件によっても異なるが、おおよそ中央Ｎｃの位置よりニップ部上流側領域Ｎｕで、トナーの温度はトナー軟化点（Ｔｇ）を超える。そのため、ニップ部上流側領域Ｎｕで定着ベルト１００表層である離型層１１４にしわがあると、トナーがずらされる確率が大きくなる。

実際、本発明者等の検討で、ニップ部上流側領域Ｎｕの曲面凸形状の幅として、少なくともニップ幅の約半分の幅を確保しておかないと、“ひび割れ”と呼んでいる画像弊害が発生することを確認している。

ここで、幅２．３ｍｍのニップ部下流側領域Ｎｄの縮み量の値は正であるが、前述したように、ニップ部下流側領域Ｎｄでは、トナーの溶融が進んで定着性が確保されている。そのため、定着ベルト１００表層である離型層１１４にしわがあっても、紙表面が露出してしまう程、トナーがずらされることはほとんどない。

また、定着ベルト加圧面１０８ａのニップ部上流側領域Ｎｕを曲面凸形状にすることによる二次的な効果として、ニップ部上流側領域Ｎｕの加圧力が増やせることが上げられる。凸形状にすると、ニップ部上流側領域Ｎｕの加圧ローラ１０４への進入量が増えるため、ニップ部上流側領域Ｎｕでの加圧力が増える。その結果、ニップ部上流側領域Ｎｕでのトナー溶融が促進され、トナーと用紙（記録材）の付着力と、トナーとトナーの結合力が強くなるため、トナーがずらされにくくなり、画像弊害の発生をさらに抑制することができる。

また、ニップ部上流側領域Ｎｕの形状を定着ニップ部Ｎの全領域で曲面凸形状に形成しても、前述の理由により、画像弊害の発生を防止することができるが、その場合、用紙（記録材）の定着ベルト１００表面からの分離を良好に確保することが困難となる。

そこで、本実施例では、定着ベルト加圧面１０８ａの形状を、画像弊害の発生を防止するために必要なニップ部上流側領域Ｎｕで曲面凸形状にしつつ、ニップ部下流側領域Ｎｄでは用紙の分離性を確保するために曲面凸形状でない形状にしている。つまり、本実施例では、前述のように定着ベルト加圧面１０８ａのニップ部下流側領域Ｎｄの形状を曲面凹形状にして、用紙の定着ベルト１００表面からの分離性の向上を確保している。

用紙の定着ベルト１００表面からの分離性を確保するには、定着ニップ部のニップ部出口Ｎｏｕｔで用紙の排紙向きを下側（加圧ローラ側）に向けつつ、ニップ部出口での定着ベルト１００の回転軌道を上側（定着ベルト側）に持ってこなければならない。

そこで、本発明者等は、押圧部材１０８を加圧ローラ１０４に対しシフトさせて、用紙の定着ベルト１００表面からの分離状態を最適化する検討を行なった。その結果、本実施例の定着装置Ｂの構成では、定着ニップ部Ｎのニップ部出口Ｎｏｕｔから定着ベルト加圧面１０８ａの定着ベルト接触終端１０８ａｅまでの距離を１ｍｍにすれば、用紙が定着ベルト１００表面から自然に分離されることを確認した。

図７に、本実施例の定着装置Ｂを搭載したフルカラーレーザープリンタを用いて用紙にシアン単色ベタ画像を定着して得られた画像の顕微鏡観察画像を示す。図１７の画像と比較すると、“ひび割れ”と呼んでいる画像弊害は発生していないことがわかる。

［実施例２］
定着装置Ｂの他の例を説明する。本実施例に示す定着装置Ｂは加熱源としてセラミックヒータ（発熱体）を用いた定着ベルト加熱方式の定着装置である。本実施例に係る定着装置Ｂは、セラミックヒータ１１８が実施例１で説明した押圧部材を兼ねる点、及び定着装置Ｂを構成する部材の寸法等が異なる点を除いて、実施例１の定着装置Ｂと同じ構成としてある。

（１）定着装置
図８は本実施例に係る定着装置Ｂの概略構成を表す横断面模式図である。図９の（ａ）は本実施例に係る定着装置Ｂの記録材搬送方向上流側からの概略構成を表す模式図、（ｂ）は同定着装置Ｂの概略構成を表す縦断面模式図である。図１０は押圧部材１０８の定着ニップ部Ｎ側とは反対側の裏面側からの概略構成を表す模式図である。

（１−１）定着装置Ｂ全体の構成
図８において、１００は可撓性を有する中空円筒状（筒状）に形成された定着ベルトである。本実施例では、定着ベルト１００の基層１１２として、厚み３４ｕｍのＳＵＳを用いている。その基層１１２の外周面上に、弾性層１１３としてシリコーンゴム層を被覆している。本実施例では、そのシリコーンゴム層の厚さを２７５ｕｍとした。また、弾性層１１３の外周面上には、離型層１１４として、厚さ３０ｕｍのＰＦＡ層を設けた。本実施例では、定着ベルト１００の外径をφ２５ｍｍとした。

定着ベルトガイド１０１の下面に配設されたセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）１１８は、予め所定の形状に加工したアルミニウム、鉄、銅等の金属材料からなる熱伝導性を有する細長い基板１１８ｂを有している。この基板１１８ｂの定着ニップ部Ｎとは反対側の裏面上にポリイミド樹脂等の耐熱樹脂を塗布して硬化させた不図示の絶縁層を形成する。そしてその絶縁層上に、基板１１８ｂの長手方向に沿ってＡｇ／Ｐｄ、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等のペーストを厚み１００ｕｍ程度でスクリーン印刷し焼成することにより、発熱抵抗体層１１８ｃを形成している。

この発熱抵抗体層１１８ｃの長手方向一端部は、基板１１８ｂの長手方向一端部側で基板１１８ｃ裏面に設けられた導体部１１８ｄ１を介して電極部１１８ｅ１と電気的に接続されている。一方、この発熱抵抗体層１１８ｃの長手方向他端部は、基板１１８ｂの長手方向他端部側で基板１１８ｃ裏面に設けられた導体部１１８ｄ２を介して電極部１１８ｅ２と電気的に接続されている。それぞれの電極部１１８ｅ１，１１８ｅ２には給電コネクタ（不図示）が接続され、その給電コネクタを介して給電制御回路２０１より発熱抵抗体層１１８ｂに通電されるようになっている。

このヒータ１１８は定着ベルトガイド１０１と共に左右の長手方向端部が定着フランジ１０２ａ，１０２ｂの基部１０２ａ１，１０２ｂ１の凹部１０２ａ４，１０２ｂ４に支持されている。そしてこのヒータ１１８は、加圧ローラ１０４側の下面に定着ベルト加圧面１１８ａを有し、この定着ベルト加圧面１１８ａで定着ベルト１００の内周面（内面）を加圧することによって定着ニップ部Ｎを形成するようになっている。この定着ベルト加圧面１１８ａの形状については追って詳しく説明する。

定着フランジ１０２ａ，１０２ｂの被加圧部１０２ａ３，１０２ｂ３は、それぞれ、コイルばね１１６ａ，１１６ｂによって所定の加圧基準面１１７ａ，１１７ｂから矢印Ｐａ，Ｐｂにて示す垂直方向に左右均等に１５０Ｎの加圧力で加圧される。定着フランジ１０２ａ，１０２ｂはコイルばねの加圧力により加圧ローラ１０４側に移動し、ヒータ１１８の定着ベルト加圧面１１８ａが定着ベルト１００内面を押圧して定着ベルト１００表面を加圧ローラ１０４表面に接触させる。

加圧ローラ１０４表面に定着ベルト１００表面が接触することにより加圧ローラのゴム層１０６が潰れて弾性変形し、これにより定着ベルト１００表面と加圧ローラ１０４表面とで所定のニップ幅の定着ニップ部（ニップ部）Ｎが形成される。本実施例では、定着ニップ部Ｎのニップ幅を６．０ｍｍとしている。

実施例１と同様に、定着ベルト１００内面には、摺動シート１０９との摺動性を良くするために不図示のコーティング層を設けている。コーティング層として厚み１０ｕｍ以下のポリイミドを用いた。

加圧ローラ１０４は、定着ベルト１００の熱を奪わないように、低熱容量で低熱伝導率のものが好ましい。加圧ローラ１０４の外径はφ２０ｍｍであり、ＳＵＳ製の芯金１０５の外周面上に厚さ３．５ｍｍの弾性層１０６（シリコーンゴム）を形成し、弾性層１０６の外周面上には最表層として厚さ６５ｕｍのＰＦＡからなる離型層１０７を形成している。

（１−２）定着装置Ｂの駆動、及び温調制御
制御部Ｃは、プリント指令に応じて駆動源としてのモータ（図８参照）Ｍを回転駆動する。このモータＭの出力軸の回転は所定のギア列（不図示）を介して加圧ローラ１０４の芯金１０５の長手方向端部に設けられている駆動ギア（不図示）に伝達され、これにより加圧ローラ１０４は矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転する。本実施例では、加圧ローラ１０４を表面移動速度２００ｍｍ／ｓｅｃで回転させている。

この加圧ローラ１０４の回転は定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ１０４表面と定着ベルト１００表面との摩擦力により定着ベルト１００に駆動力が伝達される。これにより定着ベルト１００は定着ベルト１００内面が摺動シート１０９に接触しながら加圧ローラ１０４の回転に追従して回転する。

また、制御部Ｃは、プリント指令に応じてトライアック２０１を立ち上げる。トライアック２０１の立ち上げによって商用電源（不図示）から一方の給電コネクタ、ヒータ１１８の電極部１１８ｅ１、導体部１１８ｄ１、発熱抵抗体層１１８ｃ、導体部１１８ｄ２、電極部１０８ｅ２、他方の給電コネクタの順に給電を行う。これにより発熱抵抗体層１０８ｃが発熱しヒータ１１８は急速に昇温して定着ベルト１００を内周面側から加熱する。

定着ベルト１００の温度は定着ベルト１００表面に近接又は接触させたサーミスタなどの温度検知部材Ｓにより検知される。そしてこの温度検知部材Ｓからの出力信号を制御部Ｃが取り込む。制御部Ｃはその出力信号に基づいて発熱抵抗体層１１８ｃに印加する電圧のデューティー比や波数などを決定し適切にトライアック２０１を制御してヒータ１１８の温度を所定の定着温度（目標温度）に維持する。

モータＭを回転駆動し、かつヒータ１１８に給電している状態で、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐはトナー画像担持面を定着ベルト１００側にして定着ニップ部Ｎに導入される。この記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで定着ベルト１００表面と加圧ローラ１０４表面とで挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。この搬送過程で記録材Ｐ上のトナー画像Ｔは、定着ベルト１００の熱により加熱され、更に定着ニップ部Ｎでの圧力を受けることにより記録材上に定着される。定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはトナー画像担持面が定着ベルト１００表面から分離しつつ定着装置Ｂから排出される。

（２）ヒータ１１８の定着ベルト加圧面１１８ａの形状
図１１は本実施例の定着装置Ｂの定着ニップ部Ｎ及びその定着ニップ部Ｎ近傍の概略構成を表す横断面模式図である。図１１ではヒータ１１８の定着ベルト加圧面１１８ａの形状を見やすくするため、定着ベルトガイド１０１と摺動シート１０９の図示を省略している。

図１１に示すように、ニップ部形成面１０８ａの基本的な形状は実施例１と同じである。つまり、ヒータ１１８の定着ベルト加圧面１１８ａの横断面形状について、定着ニップ部上流側では加圧ローラ１０４側に曲面凸形状にし、定着ニップ部下流側では加圧ローラ１０４側に曲面凹形状（定着ベルト１００側に曲面凸形状）にしている。

具体的には、図１１に示すように、定着ベルト加圧面１１８ａの曲面凸形状の幅を５．０ｍｍにし、曲面凹形状の幅を２．４ｍｍにした。従って図１１に示したように、定着ニップ部Ｎにおいては、ニップ幅６．０ｍｍのうち、定着ニップ部上流側が幅４．０ｍｍの曲面凸形状になり、残りの定着ニップ部下流側が幅２．０ｍｍの曲面凹形状になる。

つまり、定着ニップ部Ｎにおけるヒータ１１８の横断面形状が、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向の中央Ｎｃの位置より、定着ニップ部における定着ベルトの回転方向の少なくともニップ部上流側領域（領域）Ｎｕで加圧ローラ１０４の側に曲面凸形状である。一方、そのニップ部上流側領域Ｎｕの定着ベルト１００の回転方向の下流側端部Ｎｕｔから定着ベルトの回転方向の下流側のニップ部下流側領域（領域）Ｎｄにかけて、定着ニップ部Ｎにおける押圧部材１０８の形状が、加圧ローラ１０４の側に曲面凸形状でない。図１１において１１８ａｅは定着ベルト加圧面１１８ａの定着ベルト接触終端である。

本実施例の定着装置Ｂでは、定着ベルト１００の外径がφ２５ｍｍ（Ｒ１２．５）であるため、ニップ部上流側領域Ｎｕの曲面凸形状はＲ１２．５の円弧形状にした。ここで、曲面凸形状の半径をＲ１とし、定着ベルト１００の半径をＲ２とすると、半径Ｒ１と半径Ｒ２の関係は、Ｒ１＝Ｒ２である。ニップ部下流側領域ＮｄもＲ１２．５の曲面凹形状にして、実施例１と同様に用紙が定着ベルト１００表面から良好に分離するようにした。

本実施例の定着装置Ｂの定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト１００表層である離型層１１４の縮み量の変化を図１２に示す。図１２に示したように本実施例の定着装置Ｂの構成では、定着ニップ部Ｎの中央Ｎｃより少なくともニップ部上流側領域Ｎｕで縮み量＝０であるため、画像弊害の発生は大幅に抑制される。

［実施例３］
他の定着装置の例を説明する。実施例１の定着装置Ｂでは、押圧部材１０８の定着ベルト加圧面１０８ａにおけるニップ部上流側領域Ｎｕの曲面凸形状の半径を定着ベルト１００の半径と同じにしたが、ニップ部上流側領域Ｎｕの曲面凸形状と定着ベルト１００の半径は異なってもよい。この点を除いて本実施例に係る定着装置Ｂは実施例１の定着装置Ｂと同じ構成としてある。

図１３は本実施例に係る定着装置Ｂの定着ニップ部及びその定着ニップ部近傍の概略構成を表す横断面模式図である。

図１３に示すように、本実施例に示す定着装置Ｂは、定着ベルト１００の半径の曲率がＲ１５で、押圧部材１０８のニップ部上流側領域Ｎｕｂにおける曲面凸形状の半径の曲率をＲ１２の円弧形状にしている。一方、ニップ部下流側領域Ｎｄにおける曲面凹形状の半径の曲率を実施例１と同様にＲ１７．５の円弧形状にしている。

本実施例の定着装置Ｂの定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト１００表層の縮み量の変化を図１４に示す。

本実施例の定着装置Ｂでは、ニップ部上流側領域Ｎｕの曲面凸形状の曲率がＲ１２で、定着ベルト１００の曲率Ｒ１５よりも小さい。ここで、曲面凸形状の半径をＲ１とし、定着ベルト１００の半径をＲ２とすると、半径Ｒ１と半径Ｒ２の関係は、Ｒ１＜Ｒ２である。そのため、定着ベルト１００表層である離型層１１４は定着ニップ部Ｎ内で延ばされ、式（１）から縮み量の値は負となる。

従って、本実施例の定着装置Ｂにおいても、実施例１の定着装置Ｂと同様の作用効果を奏し得る。また、実施例２の定着装置Ｂにおいて、ニップ部上流側領域Ｎｕの曲面凸形状の曲率を定着ベルト１００よりも小さくしても同様の作用効果を奏し得る。

［参考例］
他の定着装置の例を説明する。図１５は本参考例に係る定着装置Ｂの定着ニップ部Ｎ及びその定着ニップ部Ｎ近傍の概略構成を表す横断面模式図である。図１５において、（ａ）は定着ニップ部Ｎのニップ部下流領域Ｎｄの形状をフラット形状に形成した場合を表しており、（ｂ）はニップ部下流領域Ｎｄの形状をフラット形状と曲面凹形状を組み合わせて形成した場合を表している。

実施例１で説明したように、画像弊害の発生を抑制するには、押圧部材１０８の定着ベルト加圧面１０８ａにおいて、定着ニップ部Ｎの中央Ｎｃより少なくともニップ部上流側領域Ｎｕの形状を曲面凸形状にすればよい。一方、ニップ部下流側領域Ｎｄの形状は、用紙の定着ベルト１００表面からの分離を確保できれば、実施例１や実施例２のように曲面凹形状にする必要はない。したがって、例えば図１５（ａ）に示すように、定着ベルト加圧面１０８ａにおいて、ニップ部下流側領域Ｎｄの形状をフラット形状にしてもよい。或いは図１５（ｂ）に示すように、ニップ部下流側領域Ｎｄの形状をフラット形状と曲面凹形状を組み合わせた形状にしてもよい。

従って、本参考例の定着装置Ｂにおいても、実施例１の定着装置Ｂと同様の作用効果を奏し得る。また、本参考例の定着装置Ｂの構成を実施例２の定着装置Ｂに適用しても同様の作用効果を奏し得る。

１００：定着ベルト、１０４：加圧ローラ、１０８：押圧部材、１０９：摺動シート、１１１：励磁コイル、１１３：弾性層、１１４：離型層、１１８：セラミックヒータ、Ｎ：定着ニップ部、Ｎｃ：定着ニップ部の中央、Ｎｄ：ニップ部下流側領域、Ｎｕ：ニップ部上流側領域、Ｎｕｔ：ニップ部上流側領域の下流側端部、Ｐ：記録材

Claims (9)

1. 弾性層を有する筒状の回転可能な加熱ベルトと、前記加熱ベルトを加熱する加熱源と、前記加熱ベルトと相対して設けられる加圧部材と、前記加熱ベルトの内部に配置されており前記加熱ベルトを介して前記加圧部材とニップ部を形成する押圧部材と、を有し、前記ニップ部で未定着画像を担持する記録材を搬送しつつ未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
   前記押圧部材を前記加熱ベルトの母線方向に見た時に、前記押圧部材の前記加熱ベルトの内面と接触する接触面は、前記加圧部材に対して曲面凸形状である第１の領域と、前記加圧部材に対して曲面凹形状である第２の領域を有し、
   記録材搬送方向に関して前記ニップ部の入口から前記ニップ部の中央を超えた位置までは全て前記第１の領域となっており、前記第１の領域に続く領域であって前記ニップ部の出口までの領域は全て前記第２の領域となっており、
   前記ニップ部の領域において前記接触面の前記第１の領域と前記第２の領域は全て前記加熱ベルトに接触していることを特徴とする定着装置。
2. 弾性層を有する筒状の回転可能な加熱ベルトと、前記加熱ベルトと相対して設けられる加圧部材と、前記加熱ベルトの内部に配置されており前記加熱ベルトを加熱すると共に前記加熱ベルトを押圧して前記加圧部材とニップ部を形成する加熱源と、を有し、前記ニップ部で未定着画像を担持する記録材を搬送しつつ未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
   前記加熱源を前記加熱ベルトの母線方向に見た時に、前記加熱源の前記加熱ベルトの内面と接触する接触面は、前記加圧部材に対して曲面凸形状である第１の領域と、前記加圧部材に対して曲面凹形状である第２の領域を有し、
   記録材搬送方向に関して前記ニップ部の入口から前記ニップ部の中央を超えた位置までは全て前記第１の領域となっており、前記第１の領域に続く領域であって前記ニップ部の出口までの領域は全て前記第２の領域となっており、
   前記ニップ部の領域において前記接触面の前記第１の領域と前記第２の領域は全て前記加熱ベルトに接触していることを特徴とする定着装置。
3. 前記押圧部材と前記加熱ベルトの間に摺動部材を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記加熱源と前記加熱ベルトの間に摺動部材を有することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
5. 前記押圧部材の曲面凸形状の半径Ｒ１と、前記加熱ベルトの半径Ｒ２が、Ｒ１≦Ｒ２であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 前記加熱源の曲面凸形状の半径Ｒ１と、前記加熱ベルトの半径Ｒ２が、Ｒ１≦Ｒ２であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
7. 前記加熱源が、前記加熱ベルトを電磁誘導加熱するための磁界発生手段であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 前記加熱源が、通電により発熱する発熱抵抗体層を有する発熱体であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
9. 前記加熱ベルトが表層にフッ素樹脂からなる離型層を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。