JP6772052B2 - 画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真システムとして構成された複写機やプリンタなどに用いられる画像加熱装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される画像加熱装置において、フリーベルトニップ定着器という構成がある。これは、ハードローラの加熱部材と、エンドレスベルトを介し、金属ステーによってバックアップされた圧力パッドと加圧パッドを加熱部材に圧接させることによってニップ部を形成するものである。この構成の課題として、例えば封筒のように局所的に折り曲げられ厚みが厚くなったフラップ部などを有する記録材を通紙すると、フラップ部に圧集中が発生し、集中個所の周囲で圧抜けが生じると共に、圧集中による加圧部材の破損が生じ得るという点があった。

これに対し、圧力パッドと金属ステーとの間に弾性部材を挟むことで圧集中を低減し、集中箇所の周囲の圧抜けおよび加圧部材の破損を回避する方法が提案されている（特許文献１、２）。

特開２００５−３３１５７４号公報 特開２００６−０８４６５５号公報

しかしながら、図６に示すように、圧力パッド１５９の下に弾性部材７５を配置する構成では、圧力パッド１５９の特に記録材搬送方向の位置を正確に決めるために、圧力パッド１５９の記録材搬送方向下流側から圧力パッド１５９を支持する部材が必要である。この構成において、例えば局所的な圧集中がかかって弾性部材７５が圧縮変形した場合、圧力パッド１５９もそれに伴って揺動する。すなわち、通紙により、紙の厚みによる弾性部材７５の圧縮が通紙毎に発生し、圧力パッド１５９が揺動する。

この時、圧力パッド１５９は下流側から支持する樹脂ステイ７６に摺擦される。すなわち、下流アゴ部材７４の面７４Ａと樹脂ステイ７６の７６Ａが摺擦される。これが繰り返されると圧力パッド１５９の下流側が摺擦によって摩耗し、圧力パッド１５９の記録材搬送方向の位置が下流側にずれてしまう。これにより、下流アゴ部材７４によるニップ部における圧力が下がってしまう。その結果、ニップ部の下流端における記録材の分離不良が発生し、ハードローラの加熱部材(熱)ローラへの巻き付きが発生してしまう。

本発明の目的は、上記課題を解決するためのものであって、長期の使用に渡ってもニップ部の下流端における記録材の分離不良を抑制した画像加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像加熱装置は、回転体と、前記回転体の長手方向をその長手方向とし、前記回転体に対向して前記回転体と共に回転可能なエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを介して前記回転体に圧接し、前記回転体と共にトナー像を担持した記録材を加熱した状態で挟持搬送するニップ部を形成する加圧体であって、弾性パッドと、前記弾性パッドを支持すると共に前記ニップ部の下流側で前記記録材を前記回転体から分離する分離部材と、を備える加圧体と、前記長手方向に直交する断面内で、第１の端部を含む上流側の第１の領域と第２の端部を含む下流側の第２の領域とが前記第１の端部と前記第２の端部との間の所定位置で曲げられたＬ字形状を備え、前記加圧体を前記第２の領域で支持する板バネ部材と、前記長手方向に直交する断面内で、前記板バネ部材における前記第２の端部が自由端の状態で前記第１の領域の少なくとも一部を固定すると共に、前記板バネ部材を介して前記ニップ部の中央位置よりも上流側の位置で前記分離部材を固定する固定部材と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る別の画像加熱装置は、回転体と、前記回転体の長手方向をその長手方向とし、前記回転体に対向して前記回転体と共に回転可能なエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを介して前記回転体に圧接し、前記回転体と共にトナー像を担持した記録材を加熱した状態で挟持搬送するニップ部を形成する加圧体として加圧される弾性パッドと、前記ニップ部の下流側で前記記録材を前記回転体から分離する分離部材と、前記長手方向に直交する断面内で、第１の端部を含む上流側の第１の領域と第２の端部を含む下流側の第２の領域とが前記第１の端部と前記第２の端部との間の所定位置で曲げられたＬ字形状を備え、前記弾性パッドを前記第２の領域で支持する板バネ部材と、前記長手方向に直交する断面内で、前記第２の端部が前記分離部材によって固定された状態で、前記板バネ部材における前記第１の領域の少なくとも一部を固定する固定部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、長期の使用に渡ってもニップ部の下流端における記録材の分離不良を抑制できる。

本発明の実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の概略構成図 第１の実施形態に係る画像加熱装置の要部の側面模型図 第１の実施形態における加圧フィルムユニットの側面模型図 第１の実施形態における加圧フィルムユニットの斜視図 第１の実施形態に係る画像加熱装置の正面模式図 比較例（第１の比較例）における加圧フィルムユニットの側面模式図 第２の実施形態における加圧フィルムユニットの側面模式図 第３の実施形態における加圧フィルムユニットの概略斜視図 第３の実施形態における局所圧回避の構成説明図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置１００の概略構成図である。画像形成装置１００は、電子写真方式のレーザービームプリンタである。１０１は像担持体としての感光体ドラムであり、矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）にて回転駆動する。感光体ドラム１０１は、その回転過程で帯電ローラ１０２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。

１０３は画像露光手段としてのレーザービームスキャナである。そして、不図示のコンピュータ等の外部機器から入力され、画像処理手段によって生成されたデジタル画像信号に対応してオン／オフ変調されたレーザー光Ｌを出力して、感光体ドラム１０１の帯電処理面を走査露光する。この走査露光により、感光体ドラム１０１表面の露光明部の電荷が除電されて感光体ドラム１０１表面に画像信号に対応した静電潜像が形成される。

１０４は現像装置であり、現像ローラ１０４ａから感光体ドラム１０１表面に現像剤（トナー）が供給されて、感光体ドラム１０１表面の静電潜像は、可転写像であるトナー像として順次に現像される。

１０５は給紙カセットであり、記録材Ｐを積載収納させてある。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ１０６が駆動されて、給紙カセット１０５内の記録材Ｐは、一枚ずつ分離給紙される。そして、レジストローラ対１０７を介して、感光体ドラム１０１と接触して従動回転する転写ローラ１０８との当接ニップ部である転写部位１０８Ｔに、所定のタイミングで導入される。すなわち、感光体ドラム１０１上のトナー像の先端部と記録材Ｐの先端部とが、同時に転写部位１０８Ｔに到達するように、レジストローラ１０７で記録材Ｐの搬送が制御される。

その後、記録材Ｐは転写部位１０８Ｔを挟持搬送され、その間、転写ローラ１０８には不図示の転写バイアス印加電源から所定に制御された転写電圧（転写バイアス）が印加される。転写ローラ１０８にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、転写部位１０８Ｔにおいて感光体ドラム１０１表面側のトナー像が記録材Ｐの表面に静電的に転写される。転写後の記録材Ｐは、感光体ドラム１０１表面から分離されて搬送ガイド１０９を通り、画像加熱装置Ａに導入される。

画像加熱装置Ａでは、トナー画像の熱定着処理を受ける。一方、記録材Ｐに対するトナー像転写後の感光体ドラム１０１表面は、クリーニング装置１１０で転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。画像加熱装置Ａを通った記録材Ｐは、排紙口１１１から排紙トレイ１１２上に排出される。

（画像加熱装置）
本実施形態における画像加熱装置Ａは熱ローラ方式である。図２は画像加熱装置Ａの要部の横断側面模型図、図３は要部（加圧フィルムユニット）の側面模型図、図４は要部（加圧フィルムユニット）の斜視図である。以下の説明において、記録材の搬送方向に直交する方向を長手方向と呼ぶ。

回転体としての熱ローラ５１は、所定長さの円筒状に形成された金属製の素管５４（円筒状芯金）の周囲に耐熱性の弾性体層５３及び離型層５２を積層して構成する。熱ローラの素管５４は、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の熱伝導率の高い金属製（ここでは、薄肉高張力鋼管を用いる）の円筒体で構成する。さらに熱ローラ５１における耐熱性の弾性体層５３は、耐熱性の高い弾性体であればどのような材料を用いることも可能である。特に、ゴム硬度が２５〜４０度（ＪＩＳ Ａ）程度のゴム、エラストマ等の弾性体を用いるのが好ましく、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を利用することができる。

熱ローラ５１における離型層５２は、耐熱性の樹脂であればどのような樹脂を用いてもよく、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等を用いることができるが、離型層５２のトナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体）等が使用できる。離型層５２の厚みとしては、好ましくは１０〜５０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍである。

離型層５２の厚みが１０μｍ未満であると、熱ローラ５１の歪みに基づき記録材としての記録用紙２４にしわが生じ易くなり、一方、３０μｍを超えると、離型層５２が硬くなり、画像に光沢むら等が生じる可能性が増え、ともに好ましくないからである。

熱ローラ５１の内部には、発熱源（加熱源）としてのハロゲンランプ５５が配設されている。なお、熱ローラ５１の表面には、温度センサを接触させ、この温度センサによる温度計測値に基づいて画像形成装置の制御部がハロゲンランプ５５の点灯を制御し、熱ローラ５１の表面温度が所定の設定温度（例えば、 １７０℃）を維持するように調整する。

熱ローラ５１に圧接しながら同期して周回動作（回転）するエンドレスベルトとしての加圧フィルム５６は、無限軌道状（所定長さの円筒状）に形成する。この加圧フィルム５６は、熱ローラ５１に対向して回転可能なエンドレスベルト（無端ベルト）として構成され、基層５７と、この基層５７の熱ローラ５１側の面に被覆された離型層５８とから構成されている。基層５７は、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のポリマーやＳＵＳ、ニッケル、銅等の金属により形成され、その厚みは、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍ程度である。

基層５７の表面に被覆される離型層５８としては、フッ素樹脂、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰで形成され、その厚みは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ程度である。

このように構成された加圧フィルム５６は、その内周面に摺接する加圧体としての圧力パッド５９と、低摩擦シート７２を介して摺動自在に摺接することにより、回転自在（周回動作自在）に支受されている。そして、加圧フィルム５６は、圧力パッド５９に対応した定着ニップ部（ニップ部）を熱ローラ５１に所定の圧力で転接させるように装着する。

次に、加圧フィルム５６の内部に配置される部材について図３を用いて説明する。圧力パッド５９は、加圧フィルム５６の内側にあって、加圧フィルム５６を介して熱ローラ５１を所定の圧力分布で押圧するようにし、熱ローラ５１との間でニップ部を構成する。ここで、ニップ部とは、加圧フィルム５６と熱ローラ５１とが弾性変形しながら回転接触する領域であって、加圧フィルム５６と熱ローラ５１の回転方向（記録用紙２４の搬送方向）に所定の長さを持つ。かつ、加圧フィルム５６と熱ローラ５１の長手方向に亘る、略平面視矩形状の領域をいうものとする。

圧力パッド５９は、加圧フィルム５６を介して熱ローラ５１に圧接し、熱ローラ５１と共にトナー像を担持した記録材を加熱した状態で挟持搬送するニップ部を形成し、弾性パッドである加圧パッド部材６０と、圧力パッド用の矩形長尺状の本体６３で構成する。そして、加圧パッド部材６０を、角柱状に形成された弾性材料（弾性体）６０Ａの底面に、金属製の長板材で形成した補助部材６０Ｂを固着して構成する。また、圧力パッド用の本体６３を、樹脂から成る下流アゴ部材６２と、これに隣接した矩形溝状の加圧パッド部材６０の設置部６２Ａとを含むように構成する。

ここで、下流アゴ部材６２は、加圧パッド部材６０を支持すると共にニップ部の下流側で記録材を熱ローラ５１から分離する分離部材として機能する。

加圧パッド部材６０は、ニップ部の記録材搬送方向で入口側に配置し、記録材（記録媒体）である記録用紙２４の搬送方向に対して広いニップ部を確保し、記録用紙２４が所定の温度となるように加熱し所要の圧力を加えられるように構成する。弾性材料６０Ａは、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の弾性材料で構成することができる。

このプリンタでは、上述したように、加圧パッド部材６０を、角柱状に形成された弾性材料６０Ａの底面に、金属製の長板材で形成した補助部材６０Ｂを固着して構成する。なお、弾性材料６０Ａの上面は、熱ローラ５１の外周面に倣う略凹形状に形成する。圧力パッド５９の下流アゴ部材６２は、ニップ部の搬送方向下流側に配置され、熱ローラ５１に強く圧接して基層５４の周囲に設けた耐熱性の弾性体層５３及び離型層５２を弾性変形させる。この結果、熱ローラ５１の表面から記録用紙２４を剥離（分離）させる。

この下流アゴ部材６２は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェエレンサルファイド）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属を材料しとして形成することができる。そして、下流アゴ部材６２の形状は、ニップ部における外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面形状に形成する。

上述したように、下流アゴ部材６２は、矩形長尺状の圧力パッド用の本体６３の一部として形成され、上流側に隣接した位置に矩形溝状の加圧パッド部材６０の設置部６２Ａと一体的に形成（一体化）される。そして、設置部６２Ａには、設置部６２Ａを底側にして加圧パッド部材６０を嵌め込んで一体的に組み付ける。これにより、加圧パッド部材６０と下流アゴ部材６２とがそれぞれの長手方向で隣接した、一つの圧力パッド５９を構成する。

次に、圧力パッド５９を支持する部材について、図３を用いて説明する。圧力パッド５９は、長手方向に渡ってニップ部を形成するための加圧力が与えられるように、ある程度の剛性を持った固定部材としてのＴステイ７０と、それに備え付けられた板バネ部材７１とによって支持される。Ｔステイ７０は、断面（長手方向に直交する断面）がアルファベットのＵ字形状を備えた鋼板で形成されるステイ部材であり、商品名ジンコート（新日鐵製）などの亜鉛メッキ鋼板やステンレス３０４などの鋼材によって形成される。Ｕ字形状のうち、記録材搬送方向で下流側の脚部（足）７０Ｄは上流側の脚部（足）７０Ａよりも短く形成されている。

板バネ部材７１は、図３に示す長手方向に直交する断面内で、第１の端部Ｖを含む上流側の第１の領域７１Ｃと第２の端部Ｈを含む下流側の第２の領域（領域７１Ｂ）とが第１の端部Ｖと第２の端部Ｈとの間の所定位置Ｍで曲げられたＬ字形状を備える。図３において、圧力パッド５９は第２の領域で支持される。

また、Ｔステイ７０は、記録材搬送方向で下流側の脚部（足）７０Ｄは上流側の脚部（足）７０Ａよりも短く形成され、第２の端部Ｈが自由端として所定位置Ｍの周りに変位可能となるように、板バネ部材７１における第１の領域の少なくとも一部を固定する。すなわち、板バネ部材７１の第１の端部Ｖと第２の端部Ｈのうち、一端側のみ（第１の端部Ｖ側のみ）がＴステイ７０に固定支持される。

そして、Ｔステイ７０は、上流側の脚部（足）７０Ａの先端に面取り部７０Ｂが形成されており、板バネ部材７１の湾曲部７１Ａとの干渉を避ける形状になっている。Ｔステイ７０は、７０Ｃで示される板バネ７１との設置部分において、板バネ７１の領域７１Ｂの一部（上流側）を支持する。そして、板バネ部材７１は、上流側の第１の領域７１Ｃの領域内において、不図示のビスによってＴステイ７０の側面に固定（結合）される。このようにして、圧力パッド５９は、面５９Ａおよび面５９Ｂにおいて板バネ部材７１と接触（当接）し支持される。

更に、板バネ部材７１について、要部の斜視図である図４を用いて説明する。図４に示されるように、板バネ部材７１は長手方向に櫛歯状に成形された形状を有している。長手方向端部の領域７１Ｄは櫛歯の歯にあたる部分で、隣の７１Ｅは櫛歯の歯が無い部分（切り欠いた部分）を示している。図４において、板バネ７１の長手方向端部の領域７１Ｄは、板バネ７１の領域７１Ｂの一部（上流側）がＴステイ７０の板バネ支持部７０Ｃに支持される、片持ち梁となっている。

図２において、定着ニップ部に記録材としての記録用紙２４が侵入してくると、加圧フィルム５６を介して圧力パッド５９に記録用紙２４の厚み分の追加圧力が加わり、その圧力を図４に示すように圧力パッド５９から受けた領域７１Ｄが矢印方向に揺動する。これにより、記録用紙２４による追加圧力を逃がすことができ、記録用紙２４によるニップ内の圧力の上昇を低減することができる。

上述した通り、板バネ部材７１は、図４に示すように長手方向に７１Ｅで示される切欠き形状を有している。このような構成にすることで、領域７１Ｄが長手方向全域に渡って存在するという状態ではなく、細かく分断された領域７１Ｄが複数存在する、という状態にすることができる。

これにより、分断された各々の領域７１Ｄが独立に揺動することが可能になる。例えば、封筒のような、長手方向の幅が短く、且つ厚い記録用紙が定着ニップ部に侵入した場合、記録用紙の両端エッジには局所的に高い圧力がかかってしまう場合がある。このような場合、本実施形態のように各々が独立に揺動する片持ち梁である領域７１Ｄを複数持つ構成であれば、長手方向においてかかる圧力に応じて領域７１Ｄの揺動量を変えることができ、両端エッジに局所的に圧がかかるという状況を回避することができる。

更に本実施形態の構成では、図３に示す通り、加圧パッド６０の弾性材料６０Ａが直接加圧フィルム５６と摺擦するのを避けるために、低摩擦シート７２を圧力パッド５９に被せるように配置する。低摩擦シート７２は、ポリイミドなどの耐熱性樹脂で形成された柔軟性のあるシート部材であり、板バネ部材７１がＴステイ７０に固定支持される７１Ｃ付近において、板バネ部材７１に固定される。具体的には、低摩擦シート７２を押え部材７３によって形状を安定させながら板バネ部材７１と共に、Ｔステイ７０に不図示のビスで供締めする。これにより、シンプルな構成で低摩擦シート７２の固定が可能となる。

この低摩擦シート７２は、摺擦抵抗（摩擦抵抗）を低減するために設けられるもので、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質（例えば、フッ素樹脂の織物で形成したシートや、ポリイミドを薄膜化したシート）で形成する。

ここで、図５に示す通り、上述した加圧フィルムユニットの長手方向の両端部は、Ｔステイ７０を介して移動可能に配設された可動板金８０ａ、８０ｂに固定されている。そして、可動板金８０ａ、８０ｂと装置シャーシ側のばね受け部材１８ａ、１８ｂとの間にそれぞれ加圧バネ１７ａ、１７ｂを縮設する。これにより、可動板金８０ａ、８０ｂに押し上げ力を作用させ、加圧フィルムユニットを熱ローラ５１に押し付けることで定着ニップ部を形成する。本実施形態の画像加熱装置Ａでは、総圧約１００Ｎ〜２５０Ｎ（約１０ｋｇｆ〜約２５ｋｇｆ）の押圧力を与えている。

図５において、熱ローラ５１は不図示の駆動手段により回転駆動し、熱ローラ５１の外面との摩擦力で加圧フィルム５６に回転力が作用される。図５に示すフランジ部材１２ａ、１２ｂは、加圧フィルム５６の左右両端部に外嵌し、左右位置を規制部材１３ａ、１３ｂで固定する。そして、熱ローラ５１の回転時に加圧フィルム５６の端部を受けて加圧フィルム５６の長手方向に沿う寄り移動を規制する役目をする。フランジ部材１２ａ・１２ｂの材質としては、ＬＣＰ樹脂等の耐熱性の良い材料が好ましい。

図２に示す熱ローラ５１内部に配置されたハロゲンランプ５５に通電が開始されると、ハロゲンランプ５５による加熱により、熱ローラ５１表面が所定温度まで上昇したタイミングで定着ニップ部に記録用紙２４が搬入される。これにより、記録用紙上に載せられたトナー像の記録用紙２４への定着動作が行われる。

（３）本実施形態の効果の確認
本実施形態の効果を確認するために、本実施形態および比較例（第１の比較例）、の２種類の画像加熱装置を準備し、比較の実験を行った。本実施形態の画像加熱装置の断面概略図を図３に、比較例の画像加熱装置の断面概略図を図６に示す。本実施形態の画像加熱装置の説明は上述した通りであるので、説明を割愛する。比較例の画像加熱装置は、加圧パッド１５９を保持する構成が異なっているため、この部分について図を用いて説明する。

図６において、加圧フィルム５６の内部には、図３の圧力パッド５９と同様に圧力パッド１５９を配設する。圧力パッド１５９は、加圧パッド６０と下流アゴ部材７４によって構成されており、加圧パッド６０は図６に示す通り、下流アゴ部材７４によって支持されている。そして、圧力パッド１５９の下には、シリコンゴムからなる弾性部材７５が配置される。弾性部材７５は、圧力パッド１５９を下流アゴ部材７４の下面から支持している。

そして、弾性部材７５の下面には、弾性部材７５を支持固定する樹脂ステイ７６が配置されており、この樹脂ステイ７６を介してＴステイ１７０が前述したすべての部材を支持する構成となっている。樹脂ステイ７６は、記録用紙の搬送方向における上流側と下流側に壁が建てられたような形状を有しており、圧力パッド１５９および弾性部材７５の搬送方向における位置を固定する役割も担っている。

圧力パッド１５９は、下流アゴ部材７４の一面である７４Ａ（下流側）が、樹脂ステイ７６の一面である７６Ａに突き当てられることによって、その記録用紙搬送方向の位置が決められている。上述した比較例の画像加熱装置の定着ニップ部に記録用紙が侵入してきた場合、加圧フィルム５６を介して圧力パッド１５９に記録用紙の厚み分の追加圧力が加わる。そして、その圧力を圧力パッド１５９を介して受けることによって、弾性部材７５が図６に示す方向（下方向）に圧縮される。これにより、記録用紙２４による追加圧力を逃がすことができ、記録用紙２４によるニップ部内の圧力の上昇を低減することができるようになっている。

次に、本実施形態および比較例の画像加熱装置を用いて行った実験について、説明する。実験ではまず、本実施形態の板バネ部材７１（図３）、および比較例の弾性部材７５（図６）を大きく揺動させるために、記録用紙には２４０μｍの厚みを有するＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９ｇ紙を使用して連続プリントを行った。

具体的には、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９ｇ紙を５００枚通紙する毎に、高温湿潤環境（温度３０℃、湿度８０％）に放置し、水分を含蓄（含水率９％）させた記録用紙ＣＳ５２０を５枚通紙した。ＣＳ５２０は坪量が低い薄紙で、厚みは約６７μｍであり、さらに多くの水分を含むことによって剛性が下がることにより、熱ローラ５１への巻き付きが発生し易い記録用紙となる。ＣＳ５２０の通紙の際には、用紙先端付近に全面べた画像をトナーで描くことにより、さらに巻き付き易い状況にした。

以上の実験により、本実施形態と比較例の構成において、ＣＳ５２０の巻き付きが発生するかどうかの比較を行った。本実施形態では、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９紙５００枚通紙を２０サイクル（合計１００００枚）繰り返してもＣＳ５２０の巻き付きが発生しなかった。その後は、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９紙１００００枚毎にＣＳ５２０を５枚通紙するサイクルに切り替え、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９紙の累計通紙枚数が１０００００枚になるまで実験を続けたが、ＣＳ５２０の熱ローラ５１への巻き付きは発生しなかった。

一方、比較例では、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９紙５００枚通紙を５回繰り返したところでＣＳ５２０の先端に角折れが発生し始めた。これは、熱ローラ５１からの分離性が劣化し、やや巻き付き気味に定着ニップ部から排出されるため、定着ニップ部より後方の紙パス付近にあるガイドに引っかかることにより、発生するものである。そして、更にＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９紙５００枚通紙を５回繰り返したところ（合計１０サイクル）で、ＣＳ５２０が熱ローラ５１に巻き付き、ジャムとなってプリント動作を停止した。

実験後の比較例の画像加熱装置を分解して調べたところ、下流アゴ部材７４の下流側の面７４Ａ（図６）が削れてしまっており、また面７４Ａと接触し下流アゴ部材７４の位置決めを行っている樹脂ステイ７６の面７６Ａ（図６）も同様に削れていた。

これは、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９ｇ紙の通紙により、紙の厚みによる弾性部材７５の圧縮が通紙毎に発生し、圧力パッド１５９が揺動し、下流アゴ部材７４の面７４Ａと樹脂ステイ７６の７６Ａが摺擦し、摩耗してしまったと考えられる。これにより、圧力パッド１５９の記録用紙搬送方向の位置が下流側にずれてしまい、その結果、下流アゴ部材７４による定着ニップ部における圧力が下がってしまった。そして、ＣＳ５２０を分離する力が弱まり、熱ローラ５１への巻き付きが発生してしまったのである。

ここで、７４Ａと７６Ａの摩耗量を合計すると約１ｍｍであり、圧力パッド５９は揺動による摩耗によって、その位置が１ｍｍ下流にシフトしたことになる。１ｍｍシフトすると、ニップ部内の圧力が弱くなり、ＣＳ５２０の分離不良が発生する。

一方、本実施形態では、圧力パッド５９の面５９Ｂ（図３の下流アゴ部材６２の上流側の面）が板バネ部材７１（図４の面７１Ｐ）に支持されることによって、記録用紙搬送方向の位置が決められている。この面５９Ｂを支持している場所は、記録材搬送方向でニップ部の中央位置（中央）よりも上流側の位置で、板バネ部材７１が揺動するときの支点（所定位置Ｍ）に接近した位置であり、板バネ部材７１が揺動する場合においてもほとんど変位がない部分である。したがって、板バネ部材７１と圧力パッド５９の面５９Ｂとの間には摺擦がほとんど発生しないため、圧力パッド５９の面５９Ｂが摩耗することはない。

このため、本実施形態では、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９ｇ紙が多く通紙され、板バネ部材７１がその厚みによる圧力を低減するように揺動した場合でも、圧力パッド５９の位置が変わらず、定着ニップ部におけるニップ圧が変動せず、巻き付きも発生しない。

以上、本実施形態のように、片持ち梁の構造を有する板バネ部材の支点付近で圧力パッドを支持する構成にすれば、厚みの厚い記録用紙を多く通紙した場合においても、定着ニップ部内のニップ圧が下がらず、良好な分離性を保つことができる。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態の構成について、図７を用いて説明する。本実施形態の画像加熱装置は、加圧体としての圧力パッド２５９を構成する下流アゴ部材の形状が第１の実施形態と異なっている。この部分について図７を用いて説明し、Ｔステイ７０を含むそれ以外の部分については第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。

図７に示す下流アゴ部材７７は、樹脂成型の際に、板バネ部材７１を金型に組み込み一体成型することで、板バネ部材７１の下流側エッジに直接取り付けられた構成になっている。図７に示すように、Ｔステイ７０は、記録材搬送方向で下流側の脚部（足）７０Ｄは上流側の脚部（足）７０Ａよりも短く形成され、下流アゴ部材７７と干渉しないように構成されている。

そして、本実施形態において主たる加圧体として加圧される加圧パッド６０は、板金６０Ｂを介して板バネ部材７１に直接支持されるように配置されている。このように、記録用紙搬送方向下流側から、板バネ部材７１と一体成型された下流アゴ部材７７に支持されることで、加圧パッド６０は記録用紙搬送方向の位置が決められている。

また、加圧パッド６０の上流側には板バネ部材７１をガイドするガイド部材７８が配置され、低摩擦シート７２が緩やかにカーブしながら圧力パッド２５９を覆うように構成されている。

なお、第１の実施形態と同様に、Ｔステイ７０は、７０Ｃで示される板バネ７１との設置部分において、板バネ７１の領域７１Ｂの一部（上流側）を支持する。そして、板バネ部材７１は、上流側の第１の領域７１Ｃの領域内において、不図示のビスによってＴステイ７０の側面に固定（結合）される。このようにして、圧力パッド２５９は、板バネ部材７１と接触（当接）し支持される。

以上のような本実施形態において、良好な分離性能を通紙を通じて保つことができるかどうか実験を行った。実験は、第１の実施形態で説明したものと同じように、板バネ部材７１を大きく揺動させるために、記録用紙には２４０μｍの厚みを有するＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９ｇ紙を使用して連続プリントを行った。

ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９ｇ紙を５００枚通紙する毎に、高温湿潤環境（温度３０℃、湿度８０％）に放置し、水分を含蓄（含水率９％）させた記録用紙ＣＳ５２０を５枚通紙した。ＣＳ５２０は坪量が低い薄紙で、厚みは約６７μｍであり、さらに多くの水分を含むことによって剛性が下がることにより、熱ローラ５１への巻き付きが発生しやすい記録用紙となる。ＣＳ５２０の通紙の際には用紙先端付近に全面べた画像をトナーで描くことにより、さらに巻き付き易い状況にした。

本実施形態では、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９紙５００枚通紙を２０サイクル（合計１００００枚）繰り返してもＣＳ５２０の巻き付きが発生しなかった。その後は、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９紙１００００枚毎にＣＳ５２０を５枚通紙するサイクルに切り替え、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９紙の累計通紙枚数が１０００００枚になるまで実験を続けたが、ＣＳ５２０の熱ローラ５１への巻き付きは発生しなかった。

また、本実施形態では、下流アゴ部材７７が直接板バネ部材７１に固定されている。板バネ部材７１が揺動した場合において、摺擦が発生する箇所が無いため、ＳｐｒｉｎｇＨｉｌｌ１９９ｇのような厚みが厚い記録用紙がニップを通過しても、摩耗する部品が無い。このため、定着ニップの圧力に影響が出ないため、良好な分離性能を長期の通紙を通して保つことができる。

以上、本実施形態のように、下流アゴ部材７７が直接板バネ部材７１に固定されている構成を用いても、分離性能を損なわない画像加熱装置を形成することができる。

《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態の構成について、図８を用いて説明する。本実施形態では、板バネ７１長期の使用に渡っても記録用紙の分離不良のない画像加熱装置を実現するために、板バネ７１に関して以下の改良を図ったものである。すなわち、圧力パッドの搬送方向位置が変動しないことによるニップ圧変動が少ないことだけでなく、いかに厚い記録用紙が定着ニップ部に侵入した場合においても圧力パッド部が揺動して局所圧を回避できるようにしたものである。Ｔステイ７０を含め、板バネ７１以外の部分については第１の実施形態もしくは第２の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

本実施形態における板バネ７１は、記録材搬送方向と直交する長手方向に複数の切り欠き形状７１Ｅを有している。この切り欠き形状は、図８に示すように画像加熱装置Ａに通紙される用紙サイズに応じた位置に配置されている。Ａ４サイズを例に説明すると、Ａ４サイズの用紙幅は２１０ｍｍであるが、一対の切り欠き形状７１Ｅ＿Ａ４の内側寸法は用紙幅２１０ｍｍよりも２〜３ｍｍ程度大きくなるように設定されている。

記録材搬送方向下流側から眺めた図９を用いて、比較例（第２の比較例）との比較により、本実施形態における局所圧回避の構成を説明する。図９（ａ）に、比較例（第２の比較例）の画像加熱装置において、Ａ４用紙がニップ部に侵入したときの搬送方向下流側から眺めた概略図を示す。Ａ４用紙Ｐは、熱ローラ５１と図９に不図示の加圧フィルム５６（図２）に挟まれている。加圧フィルム５６の下側には下流アゴ部材６２があり、実質熱ローラ５１と下流アゴ部材６２が強く圧接して熱ローラ５１の離型層を弾性変形させ、記録紙の離型をさせている。

比較例（第２の比較例）の画像加熱装置においては、Ａ４用紙端部と板バネ７１の切り欠き形状７１Ｅの位置合わせは行っておらず、切り欠き形状７１ＥはＡ４用紙端部より内側に配置されている。下流アゴ部材６２は、図９（ａ）のように外側の板バネ７１Ｄ部に押され、余分な荷重がＡ４用紙端部にかかることとなる。その結果、下流アゴ部材６２のＡ４用紙端部には、従来例よりは少ないが、多少なりの局所圧集中が発生することとなる。

一方、図９（ｂ）に示す本実施形態では、切り欠き形状７１Ｅ＿Ａ４と板バネ７１Ｄ＿Ａ４端部はＡ４用紙端部よりも外側（端部側）に配置されている。その結果、外側の板バネ７１Ｄ＿ＬＴＲの荷重は、Ａ４用紙端部に加わることがなくなり、局所圧集中を更に低下させることが可能となる。

（変形例１）
上述した実施形態では、画像加熱装置として未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置にも同様に適用可能である。

（変形例２）
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材Ｓの扱いを用紙、通紙、給紙，排紙の用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

５１・・熱ローラ、５６・・加圧フィルム、５９・・圧力パッド、６０・・加圧パッド部材、６２・・下流アゴ部材（分離部材）、７０・・Ｔステイ、７１・・板バネ、７７・・下流アゴ部材（分離部材）、Ｖ・・第１の端部、Ｈ・・第２の端部、Ｍ・・所定位置

Claims (11)

1. 回転体と、
   前記回転体の長手方向をその長手方向とし、前記回転体に対向して前記回転体と共に回転可能なエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトを介して前記回転体に圧接し、前記回転体と共にトナー像を担持した記録材を加熱した状態で挟持搬送するニップ部を形成する加圧体であって、弾性パッドと、前記弾性パッドを支持すると共に前記ニップ部の下流側で前記記録材を前記回転体から分離する分離部材と、を備える加圧体と、
   前記長手方向に直交する断面内で、第１の端部を含む上流側の第１の領域と第２の端部を含む下流側の第２の領域とが前記第１の端部と前記第２の端部との間の所定位置で曲げられたＬ字形状を備え、前記加圧体を前記第２の領域で支持する板バネ部材と、
   前記長手方向に直交する断面内で、前記板バネ部材における前記第２の端部が自由端の状態で前記第１の領域の少なくとも一部を固定すると共に、前記板バネ部材を介して前記ニップ部の中央位置よりも上流側の位置で前記分離部材を固定する固定部材と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記第１の領域の少なくとも一部を固定する位置は、前記所定位置に接近した位置であることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 回転体と、
   前記回転体の長手方向をその長手方向とし、前記回転体に対向して前記回転体と共に回転可能なエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトを介して前記回転体に圧接し、前記回転体と共にトナー像を担持した記録材を加熱した状態で挟持搬送するニップ部を形成する加圧体として加圧される弾性パッドと、
   前記ニップ部の下流側で前記記録材を前記回転体から分離する分離部材と、
   前記長手方向に直交する断面内で、第１の端部を含む上流側の第１の領域と第２の端部を含む下流側の第２の領域とが前記第１の端部と前記第２の端部との間の所定位置で曲げられたＬ字形状を備え、前記弾性パッドを前記第２の領域で支持する板バネ部材と、
   前記長手方向に直交する断面内で、前記第２の端部が前記分離部材によって固定された状態で、前記板バネ部材における前記第１の領域の少なくとも一部を固定する固定部材と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。
4. 前記板バネ部材を前記ニップ部の上流側でガイドするガイド部材を有することを特徴とする請求項３に記載の画像加熱装置。
5. 前記固定部材は、前記長手方向に直交する断面内でＵ字形状を備え、下流側の足の長さは上流側の足の長さより短い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。
6. 前記回転体は加熱源を内部に備えた加熱部材であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
7. 前記分離部材は、前記弾性パッドよりも硬度の高い材質からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
8. 前記固定部材は金属ステーであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
9. 前記板バネ部材は、前記長手方向における１つ以上の位置に切り欠きを備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
10. 前記切り欠きの位置を、前記記録材の前記長手方向の端部よりも端部側となるように設けたことを特徴とする請求項９に記載の画像加熱装置。
11. 前記固定部材は、前記長手方向の両端部において、加圧バネを介してばね受け部材に支持されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像加熱装置。