定着装置及び画像形成装置
【課題】記録媒体の曲げ剛性を向上させることにより、記録媒体の分離性を向上させることが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】互いに加圧されてそれらの間に定着ニップＮを形成する一対のニップ形成部材６１，６２は、それぞれ芯材６１ａ，６２ａとその芯材６１ａ，６２ａの表面に配設された弾性層６１ｂ，６２ｂを有する。一方のニップ形成部材６１は、弾性層６１ｂの厚さを軸方向に渡って変化させて表面が波打つように形成されている。他方のニップ形成部材６２は、表面を軸方向にストレート状に形成されたものである。波打つように形成されたニップ形成部材６１の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、ストレート状に形成されたニップ形成部材６２の製品硬度を４０度以下に設定した。
【解決手段】互いに加圧されてそれらの間に定着ニップＮを形成する一対のニップ形成部材６１，６２は、それぞれ芯材６１ａ，６２ａとその芯材６１ａ，６２ａの表面に配設された弾性層６１ｂ，６２ｂを有する。一方のニップ形成部材６１は、弾性層６１ｂの厚さを軸方向に渡って変化させて表面が波打つように形成されている。他方のニップ形成部材６２は、表面を軸方向にストレート状に形成されたものである。波打つように形成されたニップ形成部材６１の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、ストレート状に形成されたニップ形成部材６２の製品硬度を４０度以下に設定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体を加熱及び加圧して画像を記録媒体に定着させる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置には、記録媒体としての記録用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力によって定着させる定着装置が多く用いられている。定着装置としては、例えば、内部にヒータ等の加熱源を有する定着ローラに加圧ローラを圧接したタイプや、前記定着ローラに無端状のベルト部材を加圧部材によって押圧したタイプなどがある。これらの定着装置は、定着ローラと加圧ローラの圧接部、又は定着ローラとベルト部材との圧接部に形成された定着ニップに、トナー画像が転写された記録用紙を通過させることによって、その記録用紙を加熱及び加圧し、トナー画像を記録用紙に定着するようにしている。
【０００３】
図２２は、定着ローラ１００と加圧ローラ２００を有する定着装置の簡略図である。図２２に示すように、トナー画像Ｔが転写された記録用紙Ｐは、定着ローラ１００と加圧ローラ２００との間の定着ニップＮを通過後、図の一点鎖線ａの方向に搬出されるようになっている。しかし、上記のような熱定着タイプの定着装置は、定着時に記録用紙Ｐ上のトナーＴを熱で溶融させるため、溶融したトナーＴの定着ローラ１００に対する付着力によって、記録用紙Ｐの搬送方向が一点鎖線ａの方向から定着ローラ１００側へ変化させられることがある。そして、溶融したトナーＴの付着力によって、記録用紙Ｐが一点鎖線ｂで示す境界線を越えて定着ローラ１００側に搬出された場合、記録用紙Ｐの定着ローラ１００への巻き付きが発生する。
【０００４】
ここで、溶融したトナーの定着ローラへの付着力をＦ１、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力（記録用紙を一点鎖線ａから一点鎖線ｂへ角度θだけ曲げるのに要する力）をＦ２とすると、Ｆ１＜Ｆ２の関係を満たす場合に、記録用紙を定着ローラから分離して搬出させることができる。
【０００５】
従来では、記録用紙を定着ローラから分離しやすくするために、トナーにワックス等の離型剤を含有させることにより、上記トナーの付着力Ｆ１を低下させることが行われている（下記特許文献１参照）。また、記録用紙を定着ローラから分離しやすくするために、図２２の二点鎖線に示すように、定着ローラの径を小さくすることによって、巻き付きが発生する境界線を一点鎖線ｂから一点鎖線ｂ´の位置に変更して、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力Ｆ２を大きくする方法もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようにトナーの付着力を低下させたり、定着ローラの径を小さくしたりしても、薄紙などの曲げ剛性（コシ）の小さい記録用紙を使用すると、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力Ｆ２が小さくなるため、定着ローラへの巻き付きが発生することがある。
【０００７】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、記録媒体の曲げ剛性を向上させることにより、記録媒体の分離性を向上させることが可能な定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、互いに加圧されてそれらの間に定着ニップを形成する一対のニップ形成部材を備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させることにより当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、前記一対のニップ形成部材は、それぞれ芯材とその芯材の表面に配設された弾性層を有し、一方の前記ニップ形成部材は、前記弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させて表面が波打つように形成され、他方の前記ニップ形成部材は、表面を軸方向にストレート状に形成されたものであって、前記波打つように形成されたニップ形成部材の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の製品硬度を４０度以下に設定したものである。
【０００９】
一対のニップ形成部材のうち、表面がストレート状に形成された方の製品硬度を４０度以下にし、表面が波打って形成された方の製品硬度を７０度以上に設定することで、一対のニップ形成部材を互いに加圧した状態で、ストレート状のニップ形成部材の表面を波打ったニップ形成部材の表面に倣って変形させることができる。これにより、定着ニップを軸方向に波打つように湾曲させることができる。そして、その湾曲した定着ニップに記録媒体を通過させることにより、記録媒体を湾曲させて定着ニップから搬出することができる。このように、記録媒体を湾曲させることで、記録媒体の見かけ上の剛性を向上させることができ、記録媒体がニップ形成部材に巻き付くのを抑制できる。
【００１０】
また、ニップ形成部材の表面を波打つように形成するのに、弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させているので、芯材の厚さを軸方向に渡って変化させた場合に比べて、定着ニップにおける圧力差を低減することができる。このため、定着ニップの圧力差に起因する画像の光沢ムラを抑制することが可能である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の前記芯材と前記弾性層とを接着する接着剤の量を、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において多くしたものである。
【００１２】
ストレート状に形成されたニップ形成部材の芯材と弾性層とを接着する接着剤の量を、表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において多くすることにより、耐久性が向上する。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の前記弾性層の硬度を、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において大きくしたものである。
【００１４】
ストレート状に形成されたニップ形成部材の弾性層の硬度を、表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において大きくすることにより、耐久性が向上する。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着ニップにおいて、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定したものである。
【００１６】
定着ニップの凸部と凹部における記録媒体通過方向のニップ幅の差が大きくなると、凸部と凹部における回転速度差が大きくなり記録媒体にシワが発生する虞がある。そのため、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５と設定することにより、記録媒体のシワの発生を抑制することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置において、画像の定着処理を行わない待機状態において、所定時間ごとに前記一対のニップ形成部材を回転させて互いの加圧箇所を変更するように制御したものである。
【００１８】
これにより、待機状態において、一対のニップ形成部材の同じ箇所が長時間に亘って加圧された状態で保持されることによる弾性層の塑性変形を抑制することが可能となる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置において、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凸部と表面凹部を、当該ニップ形成部材の少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設したものである。
【００２０】
表面凸部と表面凹部を、ニップ形成部材の少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設することにより、記録媒体を十分に湾曲させて定着ニップから搬出することができ、記録媒体のニップ形成部材への巻き付きを高度に抑制することができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置において、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凸部と表面凹部を、当該ニップ形成部材の記録媒体の最大通過幅の一部に対応する部分に配設したものである。
【００２２】
表面凸部と表面凹部を、ニップ形成部材の記録媒体の最大通過幅の一部に対応する部分に配設した場合も、記録媒体を湾曲させて定着ニップから搬出することができ、記録媒体のニップ形成部材への巻き付きを抑制することができる。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置において、前記一対のニップ形成部材を互いに加圧した負荷状態において、前記定着ニップにおける凸部と凹部の高低差を０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定したものである。
【００２４】
一対のニップ形成部材を互いに加圧した負荷状態において、定着ニップにおける凸部と凹部の高低差が０．３ｍｍ未満となると、定着ニップにおいて記録媒体の湾曲量が少なくなり、記録媒体を良好に分離させるために必要な記録媒体の見かけ上の剛性が得られなくなる虞がある。そのため、定着ニップにおける凸部と凹部の高低差を０．３ｍｍ以上に設定することによって、記録媒体の見かけ上の剛性を十分に確保し、記録媒体のニップ形成部材への巻き付きを確実に抑制することができる。一方、上記負荷状態において、定着ニップにおける凸部と凹部の高低差が０．５ｍｍを越えると、定着ニップの凸部と凹部における回転速度差が大きくなり記録媒体にシワが発生する虞がある。そのため、定着ニップにおける凸部と凹部の高低差を０．５ｍｍ以下に設定することによって、記録媒体にシワを発生させずに搬出することができ、良好な画像形成を行うことができる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置において、前記波打つように形成されたニップ形成部材を、内部に発熱体を有する定着部材とし、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材を、前記定着部材に加圧される加圧部材としたものである。
【００２６】
定着部材の表面を波打つように形成し、加圧部材の表面をストレート状に形成することが可能である。
【００２７】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の定着装置において、前記発熱体の発熱量を、前記定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくしたものである。
【００２８】
発熱体の発熱量を、定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくすることによって、定着部材の内面の加熱温度を、表面凹部よりも表面凸部において高くすることができる。これにより、表面凸部と表面凹部のそれぞれにおける表面温度（外面温度）のばらつきを抑制することができ、良好な画像形成を実現することが可能となる。
【００２９】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の定着装置において、前記発熱体として、光透過性材料から成る発光管内に螺旋状のフィラメントを配設したヒータランプを設け、前記定着部材の表面凹部よりも表面凸部において、前記フィラメントの巻き径を大きく又は単位長さ当たりの巻き数を多くしたものである。
【００３０】
定着部材の表面凹部よりも表面凸部において、フィラメントの巻き径を大きく又は単位長さ当たりの巻き数を多くすることにより、ヒータランプの発熱量を表面凹部よりも表面凸部において大きくすることができる。これにより、表面凸部と表面凹部のそれぞれにおける表面温度（外面温度）のばらつきを抑制することができ、良好な画像形成を実現することが可能となる。
【００３１】
請求項１２の発明は、請求項９から１１のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着部材の内面の熱吸収率を、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくしたものである。
【００３２】
定着部材の内面の熱吸収率を、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくすることにより、定着部材の内面の加熱温度を、表面凹部よりも表面凸部において高くすることができる。これにより、表面凸部と表面凹部のそれぞれにおける表面温度（外面温度）のばらつきを抑制することができ、良好な画像形成を実現することが可能となる。
【００３３】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の定着装置において、前記定着部材の内面に塗布する熱吸収率を向上させるための塗料の厚さを、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において厚くしたものである。
【００３４】
定着部材の内面に塗布する熱吸収率を向上させるための塗料の厚さを、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において厚くすることにより、定着部材の内面の熱吸収率を表面凹部よりも表面凸部において大きくすることができる。これにより、表面凸部と表面凹部のそれぞれにおける表面温度（外面温度）のばらつきを抑制することができ、良好な画像形成を実現することが可能となる。
【００３５】
請求項１４の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置において、前記波打つように形成されたニップ形成部材を、他方のニップ形成部材に加圧される加圧部材とし、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材を、内部に発熱体を有する定着部材としたものである。
【００３６】
加圧部材の表面を波打つように形成し、定着部材の表面をストレート状に形成することも可能である。
【００３７】
請求項１５の発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００３８】
本発明に係る定着装置を画像形成装置に適用可能である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、見かけ上の剛性を向上させて記録媒体を定着ニップから搬出することができるので、ニップ形成部材に記録媒体が巻き付くのを抑制することができる。これにより、記録媒体がジャム化する等の不具合の発生を抑制することができ、信頼性の高い定着装置及び画像形成装置を提供することができる。また、本発明は、定着ニップにおける接触圧のばらつきを抑制することができる。これにより、定着した画像に光沢度ムラ等が発生することを抑制することができ、良好な画像形成を維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の定着装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る定着装置の構成を示す図であって、定着ローラと加圧ローラを互いに離間させた状態を示す断面図である。
【図４】前記定着ローラと加圧ローラを互いに加圧した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る定着装置の構成を示す図であって、定着ローラと加圧ローラを互いに離間させた状態を示す断面図である。
【図６】前記定着ローラと加圧ローラを互いに加圧した状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図８】前記定着装置が有する定着ローラと加圧部材を互いに離間させた状態を示す断面図である。
【図９】前記定着ローラと加圧部材を互いに加圧した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るヒータランプの一実施形態を示す図である。
【図１１】前記ヒータランプを定着ローラ内に配設した状態を示す図である。
【図１２】本発明に係る定着ローラの他の実施形態の構成を示す図である。
【図１３】本発明に係る定着ローラのさらに別の実施形態の構成を示す図である。
【図１４】記録用紙の見かけ上の剛性の測定方法を説明するための図である。
【図１５】定着ニップの湾曲数と記録用紙の見かけ上の剛性との関係を示すグラフである。
【図１６】記録用紙の分離性を比較する試験結果を示すグラフであって、（Ａ）はクラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合の試験結果を示し、（Ｂ）はクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合の試験結果を示す。
【図１７】（ａ）は本発明の構成を示す図、（ｂ）は比較例の構成を示す図である。
【図１８】本発明に係る定着ローラの簡略図である。
【図１９】クラウン部と逆クラウン部のそれぞれの表面温度にばらつきが生じる場合を説明するための図である。
【図２０】本発明の構成を採用することによって、クラウン部と逆クラウン部の表面温度のばらつきが抑制されること説明するための図である。
【図２１】高発熱部の配設比率と光沢度差との関係を示すグラフである。
【図２２】定着ローラに記録用紙が巻き付く作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００４２】
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す本発明の画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１の本体の上方にあるボトル収容部２には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。ボトル収容部２の下方には中間転写ユニット３が配設されている。その中間転写ユニット３の中間転写ベルト３０に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【００４３】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部６、現像部７、クリーニング部８、除電部（図示省略）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００４４】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、図示しない駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部６の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部９から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。
【００４５】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像部７との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト３０及び第１転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト３０上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００４６】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部８との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部８のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、図示しない除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００４７】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト３０上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト３０上にカラー画像が形成される。ここで、中間転写ユニット３は、中間転写ベルト３０、４つの１次転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、２次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３、テンションローラ３４、中間転写クリーニング部３５等で構成される。中間転写ベルト３０は、３つのローラ３２〜３４によって張架・支持されると共に、１つのローラ３２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００４８】
４つの１次転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト３０は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト３０上に重ねて１次転写される。
【００４９】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト３０は、２次転写ローラ３６との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ３２が、２次転写ローラ３６との間に中間転写ベルト３０を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト３０上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての記録用紙Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト３０には、記録用紙Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト３０は、中間転写クリーニング部３５の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト３０上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト３０上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００５０】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録用紙Ｐは、画像形成装置１の本体の下方に配設された給紙部１０から、給紙ローラ１１やレジストローラ対１２等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部１０には、記録用紙Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ１１が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録用紙Ｐがレジストローラ対１２のローラ間に向けて給送される。
【００５１】
レジストローラ対１２に搬送された記録用紙Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対１２のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト３０上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対１２が回転駆動されて、記録用紙Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録用紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００５２】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録用紙Ｐは、定着装置２７の位置に搬送される。定着装置２７は、定着ニップを形成する一対のニップ形成部材として、例えば、定着部材である定着ローラ６１と、加圧部材である加圧ローラ６２とを有している。定着ローラ６１と加圧ローラ６２が圧接した定着ニップに記録用紙Ｐが搬入されることによって、表面に転写されたカラー画像が記録用紙Ｐ上に定着される。その後、記録用紙Ｐは、排紙ローラ対１３のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対１３によって装置外に排出された記録用紙Ｐは、出力画像として、スタック部１４上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００５３】
次に、図２に基づいて、上記定着装置２７の基本構成及び基本動作について説明する。
図２に示すように、定着ローラ６１は、円筒状に形成された金属製の芯材６１ａと、その芯材６１ａの外周面を被覆する弾性層６１ｂと、その弾性層６１ｂの外周面を被覆する離型層６１ｃを有する。同様に、加圧ローラ６２も、円筒状に形成された金属製の芯材６２ａと、その芯材６２ａの外周面を被覆する弾性層６２ｂと、その弾性層６２ｂの外周面を被覆する離型層６２ｃを有する。定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各芯材６１ａ，６２ａは鉄やアルミニウム等の金属体で構成されている。また、各ローラ６１，６２の弾性層６１ｂ，６２ｂは厚さ０．３〜２．５ｍｍ程度のシリコンゴム等で構成され、離型層６１ｃ，６２ｃは厚さ５０μｍ以下のＰＦＡチューブ等で構成される。また、各芯材６１ａ，６２ａと各弾性層６１ｂ、６２ｂの間には、互いを接着する図示しない接着剤（接着剤層）が配設されている。この接着剤は、例えば、耐熱が２５０℃程度で厚みが５０μｍに設定されている。
【００５４】
加圧ローラ６２は、加圧手段としての図示しないバネ等によって定着ローラ６１に加圧されており、それらの加圧箇所には定着ニップＮが形成されている。この定着ニップＰにおける記録媒体通過方向のニップ幅（図２の矢印Ａ方向の幅）は、６ｍｍ程度である。定着ローラ６１の内部には、発熱体としてのヒータランプ６３が軸方向に渡って配設されており、ヒータランプ６３が発熱することによって定着ローラ６１が加熱されるようになっている。また、定着ローラ６１の周囲には、定着ローラ６１の表面温度を検知する温度検知装置６４が配設してある。図示しない制御装置が、温度検知装置６４が検知した定着ローラ６１の表面温度に基づいて加熱源６３の発熱量を制御することにより、定着ローラ６１の表面温度が所定の定着温度となるように構成されている。また、定着ローラ６１は図示しない駆動手段によって図の時計回りに回転駆動するようになっている。一方、加圧ローラ６２は、定着ローラ６１の回転駆動によって、図の反時計回りに従動回転するようになっている。
【００５５】
本実施形態に係る定着装置２７によって画像の定着を行う場合は、ヒータランプ６３を発熱させて、定着ローラ６１を加熱する。このとき、図示しない制御装置が温度検知装置６４の検知温度に基づいてヒータランプ６３の発熱量を制御し、定着ローラ６１の表面温度が所定の温度（定着温度）となるようにする。そして、未定着のトナー画像Ｔが形成された記録用紙Ｐが矢印Ａの方向に搬送され、その記録用紙Ｐが回転駆動する定着ローラ６１と従動回転する加圧ローラ６２との間の定着ニップＮに侵入すると、定着ローラ６１と加圧ローラ６２によって記録用紙Ｐが加熱及び加圧され、未定着トナー画像Ｔが記録用紙Ｐに定着される。
【００５６】
以下、定着装置２７の特徴部分について説明する。
図３及び図４は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の構成を示す。
図３は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を互いに離間させた状態を示す断面図、図４は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を互いに加圧した状態を示す断面図である。
【００５７】
図３に示すように、定着ローラ６１の弾性層６１ｂは、軸方向に渡って厚くなったり薄くなったりを繰り返すように形成されている。このように、弾性層６１ｂの厚さを軸方向に渡って変化させることによって、定着ローラ６１の外周面は軸方向に渡って波打つように湾曲して形成されている。言い換えれば、定着ローラ６１は、外周面（表面）がクラウン状に形成されたクラウン部Ｃ１（表面凸部）と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部Ｃ２（表面凹部）を、軸方向に渡って交互に有している。ここで、「クラウン状」とは、対向する相手方のニップ形成部材側へ凸状に形成された形状のことをいい、「逆クラウン状」とは、対向する相手方のニップ形成部材側へ凹状に形成された形状のことをいう。以下、同様である。なお、本実施形態では、定着ローラ６１の芯材６１ａと離型層６１ｃは、軸方向に渡って均一な厚さに形成されている。
【００５８】
上記クラウン部Ｃ１及び上記逆クラウン部Ｃ２は、例えば、軸方向に渡って円弧状やｓｉｎ曲線状などの曲線形状に形成される。また、本実施形態では、クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２は、定着ローラ６１の少なくとも記録媒体（記録用紙）の最大通過幅Ｗの全体に対応する部分に渡って配設されている。あるいは、クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２を、前記最大通過幅Ｗの一部に対応する部分にのみ配設してもよい。また、クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２の間に、軸方向に沿ったストレート部を形成してもよい。なお、クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２の個数は、それぞれ１つ以上であれば特に限定しない。
【００５９】
一方、加圧ローラ６２の外周面（表面）は、上記定着ローラ６１と異なり、軸方向にストレート状に形成されている。本実施形態では、加圧ローラ６２の芯材６２ａ、弾性層６２ｂ、離型層６２ｃは、それぞれ軸方向に渡って均一な厚さに形成されている。
【００６０】
図４に示すように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２が互いに加圧された加圧状態では、両ローラ６１，６２間に形成される定着ニップＮは、軸方向に渡って波打つように湾曲して形成される。図３に示す離間状態では、加圧ローラ６２の表面はストレート状となっているが、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接した箇所（定着ニップ）では、加圧ローラ６２の表面は定着ローラ６１の凹凸表面に倣って波打つように変形する。このように、加圧ローラ６２が定着ローラ６１の表面形状に倣って変形できるように、加圧ローラ６２の製品硬度は定着ローラ６１の製品硬度よりも小さく設定されている。具体的には、定着ローラ６１の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、加圧ローラ６２の製品硬度を４０度以下に設定する。ここで、「製品硬度」とは、定着ローラ又は加圧ローラ等のニップ形成部材を製品として構成された状態で、その表面硬度を測定したときの値である。以下、同様とする。
【００６１】
図４において、加圧ローラ６２において、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所を符号Ｄ１で示し、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所を符号Ｄ２で示すと、加圧ローラ６２の弾性層６２ｂは、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりもクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１において大きく圧縮変形する。このため、特に変形量の大きい箇所Ｄ１において、弾性層６２ｂが劣化しやすい。そこで、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１の耐久性を向上させるために、その箇所Ｄ１での加圧ローラ６２の弾性層６２ｂの硬度を、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりも大きく設定することが好ましい。
【００６２】
また、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１では、弾性層６２ｂが大きく変形を繰り返すことにより、芯材６２ａと弾性層６２ｂとの間の接着力が低下し剥離する虞もある。この剥離を防止するために、加圧ローラ６２の芯材６２ａと弾性層６２ｂとを接着する接着剤の量は、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりもクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１において多くすることが好ましい。
【００６３】
上記のように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接した場合、加圧ローラ６２の弾性層６２ｂの圧縮量は、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２とクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１とにおいて異なる。このため、定着ニップＮにおける記録媒体通過方向のニップ幅は、軸方向に渡って異なっている。ここで、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定することが望ましい。また、図４に示す定着ニップＮにおける凸部（頂部）と凹部（底部）との高低差Ｈは、０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定されることが望ましい。このように、ニップ幅の最大値と最小値の比（Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ）と、高低差Ｈを設定した方が望ましい理由については、下記の本発明の作用・効果の説明において詳しく述べる。
【００６４】
また、図４に示すように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各両端部は、画像形成装置内に所定間隔をあけて配設された２つの側板７１，７２に取り付けられ支持されている。本実施形態では、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の図の左側の端部が軸方向に位置決めされ、それぞれの図の右側の端部が軸方向に変位可能に構成されている。
【００６５】
詳しくは、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各両端部は、２つの側板７１，７２に固定されたボールベアリング等の軸受７３ａ〜７３ｄによって回転可能に支持されている。定着ローラ６１の図の左端部に配設された軸受７３ａは、定着ローラ６１の外周に形成された段部７４と抜け止め輪７５によって挟まれている。これにより、定着ローラ６１の図の左端部は、軸受７３ａに対して軸方向に移動しないように位置決めされている。一方、定着ローラ６１の図の右端部は、軸受７３ｂに対して位置決めされておらず、軸方向に変位可能となっている。また、同様に、加圧ローラ６２の図の左端部に配設された軸受７３ｃは、加圧ローラ６２の外周に形成された段部７６と抜け止め輪７７によって挟まれており、加圧ローラ６２の図の左端部は、軸受７３ｃに対して軸方向に移動しないように位置決めされている。一方、加圧ローラ６２の図の右端部は、軸受７３ｄに対して軸方向に変位可能となっている。
【００６６】
このように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２は、それぞれの軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めし、その位置決めした端部と反対側の端部を軸方向に変位可能となるように構成されている。これにより、定着ローラ６１が熱膨張によって軸方向に伸長した際、加圧ローラ６２は定着ローラ６１と同方向に伸長するようになっている。また、位置決めする端部又は変位可能な端部は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の同じ側の端部であれば、どちらの端部であってもよい。
【００６７】
図５及び図６は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の構成を示す。
図５は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を互いに離間させた状態を示す断面図、図６は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を互いに加圧した状態を示す断面図である。
【００６８】
図５に示すように、第２実施形態では、上記第１実施形態とは反対に、定着ローラ６１の表面が軸方向にストレート状に形成され、加圧ローラ６２の表面が軸方向に渡って波打つように湾曲して形成されている。この場合、加圧ローラ６２は、弾性層６２ｂの厚さを軸方向に渡って変化させることによって、外周面（表面）がクラウン状に形成されたクラウン部Ｃ１（表面凸部）と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部Ｃ２（表面凹部）を、軸方向に渡って交互に有している。
【００６９】
図６に示すように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２が互いに加圧された加圧状態では、両ローラ６１，６２間に形成される定着ニップＮは、軸方向に渡って波打つように湾曲して形成される。この実施形態では、上記第１実施形態とは反対に、定着ローラ６１のストレート状の表面が、加圧ローラ６２の凹凸表面に倣って波打つように変形される。また、定着ローラ６１が加圧ローラ６２の表面形状に倣って変形できるように、定着ローラ６１の製品硬度は加圧ローラ６２の製品硬度よりも小さく設定されている。具体的には、加圧ローラ６２の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、定着ローラ６１の製品硬度を４０度以下に設定する。
【００７０】
また、定着ローラ６１において、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所を符号Ｄ１で示し、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所を符号Ｄ２で示すと、特に変形量の大きい箇所Ｄ１において、弾性層６１ｂが劣化しやすい。そのため、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１の耐久性を向上させるために、その箇所Ｄ１での定着ローラ６１の弾性層６１ｂの硬度を、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりも大きく設定することが好ましい。
【００７１】
また、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１では、弾性層６１ｂが大きく変形を繰り返すことにより、芯材６２ａと弾性層６２ｂとの接着力が低下し剥離する虞もある。この剥離を防止するために、定着ローラ６１の芯材６１ａと弾性層６１ｂとを接着する接着剤の量は、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりもクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１において多くすることが好ましい。
【００７２】
また、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定することが望ましい。また、定着ニップＮにおける凸部（頂部）と凹部（底部）との高低差Ｈは、０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定されることが望ましい。
【００７３】
また、本実施形態において、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の支持構造及びその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。すなわち、各ローラ６１，６２の軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めし、その位置決めした端部と反対側の端部を軸方向に変位可能となるように構成されている。
【００７４】
以下、図７に基づいて、本発明の第３実施形態に係る定着装置の基本構成及び基本動作について説明する。
図７に示すように、本実施形態に係る定着装置２７は、定着ローラ６１を加圧する加圧部材６６と、定着ローラ６１と加圧部材６６との間に挟まれるベルト部材６５を有する。
【００７５】
ベルト部材６５は、ポリイミドフィルム等から成る無端状ベルトによって構成されている。加圧部材６６は、シリコンゴム等によって構成された弾性層６６ａと、その弾性層６６ａが配設された芯材６６ｂと、弾性層６６ａと芯材６６ｂを接着する図示しない接着剤（接着剤層）を有する。加圧部材６６は、図示しないバネ等の加圧手段によってベルト部材６５の内周面を定着ローラ６１側へ押圧しており、定着ローラ６１とベルト部材６５が互いに圧接された箇所には定着ニップＮが形成されている。ベルト部材６５は、回転駆動する定着ローラ６１に対して従動回転するように構成されている。
【００７６】
定着ローラ６１は、上記本発明の各実施形態と同様に、芯材６１ａと弾性層６１ｂと離型層６１ｃを有する。また、上記と同様に、定着ローラ６１にはヒータランプ６３と温度検知装置６４が配設されている。
【００７７】
本実施形態に係る定着装置２７によって画像の定着を行う場合は、ヒータランプ６３を発熱させて、定着ローラ６１を加熱する。このとき、図示しない制御装置が温度検知装置６４の検知温度に基づいてヒータランプ６３の発熱量を制御し、定着ローラ６１の表面温度が所定の温度（定着温度）となるようにする。そして、未定着のトナー画像Ｔが形成された記録用紙Ｐが矢印Ａの方向に搬送され、その記録用紙Ｐが回転駆動する定着ローラ６１と従動回転するベルト部材６５との間の定着ニップＮに侵入すると、定着ローラ６１とベルト部材６５によって記録用紙Ｐが加熱及び加圧され、未定着トナー画像Ｔが記録用紙Ｐに定着される。
【００７８】
図８は、定着ローラ６１と加圧部材６６を互いに離間させた状態を示す断面図、図９は、定着ローラ６１と加圧部材６６を互いに加圧した状態を示す断面図である。なお、図８においてベルト部材６５は図示省略している。
【００７９】
図８に示すように、本実施形態に係る定着ローラ６１は、上記図３に示す第１実施形態に係る定着ローラ６１と同様に、弾性層６１ｂの厚さを軸方向に渡って変化させることによって、外周面（表面）がクラウン状に形成されたクラウン部Ｃ１（表面凸部）と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部Ｃ２（表面凹部）を、軸方向に渡って交互に有している。一方、加圧部材６６の弾性層６６ａは均一の厚さで形成されており、加圧部材６６の表面は軸方向（又は長手方向）にストレート状に形成されている。また、図８に示す構成とは反対に、定着ローラ６１の表面を軸方向にストレート状に形成し、加圧部材６６の表面を軸方向に渡って波打つように形成することも可能である。
【００８０】
図９に示すように、定着ローラ６１と加圧部材６６が互いに加圧された加圧状態では、加圧部材６６のストレート状の表面が、定着ローラ６１の凹凸表面に倣って波打つように変形される。これにより、ベルト部材６５も定着ローラ６１の凹凸表面に倣って変形し、定着ニップＮが波打つように湾曲して形成されている。また、加圧部材６６が定着ローラ６１の表面形状に倣って変形するように、加圧部材６６の製品硬度は定着ローラ６１の製品硬度よりも小さく設定されている。具体的には、定着ローラ６１の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、加圧部材６６の製品硬度を４０度以下に設定する。
【００８１】
また、上記実施形態と同様に、加圧部材６６において、特に変形量が大きいクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１での弾性層６６ａの硬度を、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりも大きく設定することが好ましい。また、加圧部材６６において、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１での弾性層６６ａと芯材６６ｂとを接着する接着剤の量を、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりも多くすることが好ましい。
【００８２】
また、本実施形態においても、上記各実施形態と同様に、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定することが望ましい。また、定着ニップＮにおける凸部（頂部）と凹部（底部）との高低差Ｈは、０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定されることが望ましい。
【００８３】
なお、図９において、定着ローラ６１と加圧部材６６の支持構造は図示省略しているが、定着ローラ６１と加圧部材６６の軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めし、その位置決めした端部と反対側の端部を軸方向に変位可能となるように構成されている。
【００８４】
図１０は、上記ヒータランプ６３の一実施形態を示す図、図１１は、そのヒータランプ６３を定着ローラ６１内に配設した状態を示す図である。
まず、図１０に基づいて、本実施形態に係るヒータランプ６３の具体的構成を説明する。図１０に示すように、ヒータランプ６３は、不活性ガスが封入された発光管４１を有する。発光管４１は、例えば、石英ガラス等の光透過性材料で構成されている。発光管４１内には、タングステン素線を螺旋状に巻回して構成されたフィラメント４２が配設してある。このフィラメント４２は、複数の支持体４３によって支持されており、これによりフィラメント４２は発光管４１の内面に接触しないようになっている。発光管４１の両端の封止部４１ａ，４１ｂには、モリブデン等から成る金属箔４４が配設されている。各金属箔４４の一端はフィラメント４２と接続され、金属箔４４の他端はモリブデンやタングステン等から成る電極棒４５と接続されている。各電極棒４５は図示しない外部リード線と電気的に接続されており、各電極棒４５の間に電圧を印加させることによって、フィラメント４２に通電し発熱させるようになっている。
【００８５】
また、このヒータランプ６３は、長手方向に渡って発熱量が異なるように構成されている。具体的には、フィラメント４２の巻き径を部分的に大きくして複数の高発熱部４２Ｈを構成している。フィラメント４２の巻き径を大きくすることにより、定着ローラ６１の軸方向の単位長さに対するフィラメント４２の配設量が増加すると共に、フィラメント４２を定着ローラ６１の内周面に対して接近させることができるので、ヒータランプ６３に部分的に発熱量の大きい高発熱部４２Ｈを構成することが可能である。また、高発熱部４２Ｈに対して、フィラメント４２の巻き径の小さい部分を低発熱部４２Ｌと呼ぶと、フィラメント４２は、巻き径の大きい複数の高発熱部４２Ｈと巻き径の小さい複数の低発熱部４２Ｌを交互に有している。なお、フィラメント４２の高発熱部４２Ｈと低発熱部４２Ｌにおける単位長さ当たりの巻き数（ピッチ）や太さは、長手方向に渡って同じである。
【００８６】
図１１に示すように、本実施形態に係るヒータランプ６３は、クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２を有する定着ローラ６１内に配設されるものである。そして、定着ローラ６１内にヒータランプ６３を配設した状態で、フィラメント４２の巻き径の大きい高発熱部４２Ｈを、定着ローラ６１のクラウン部Ｃ１に対応させて配設している。一方、逆クラウン部Ｃ２には、低発熱部４２Ｌを対応させて配設している。また、高発熱部４２Ｈの長手方向の中央部Ｏは、クラウン部Ｃ１の頂部Ｑに対応させて配設されている。さらに、高発熱部４２Ｈの配設範囲Ｊは、クラウン部Ｃ１の軸方向長さＶの１０分の３以上であって２分の１以下の範囲内になるように設定してある。ここで、「クラウン部Ｃ１の軸方向長さＶ」とは、クラウン部Ｃ１の一端とそれに隣接する逆クラウン部Ｃ２との間の変曲点から、クラウン部Ｃ１の他端とそれに隣接する逆クラウン部Ｃ２との間の変曲点までの距離をいう。このように、クラウン部Ｃ１の内周面に対応させて高発熱部４２Ｈを配設することによって、クラウン部Ｃ１における発熱量を、逆クラウン部Ｃ２における発熱量よりも大きくなるように構成している。なお、上記高発熱部４２Ｈは、フィラメント４２の単位長さ当たりの巻き数を多くしたり、フィラメント４２を太くしたりすることによっても形成することができる。
【００８７】
図１２に、上記クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２を有する定着ローラ６１の他の実施形態の構成を示す。
図１２定着ローラ６１は、クラウン部Ｃ１の内周面に熱吸収率を向上させるための黒色塗料が塗布された塗膜８０を有している。黒色塗料としては、耐熱塗料のオキツモ（登録商標）、テツゾール（登録商標）、又はセルモブラック等の耐熱塗料を用いることが可能である。一方、定着ローラ６１の逆クラウン部Ｃ２の内周面には、黒色塗料は塗布されておらず塗膜８０は形成されていない。このように、本実施形態に係る定着ローラ６１では、クラウン部Ｃ１の内周面のみに、熱吸収率を向上させる塗膜８０を形成することによって、クラウン部Ｃ１の内周面における熱吸収率を、逆クラウン部Ｃ２の内周面における熱吸収率よりも高くなるように構成している。なお、本実施形態に係るヒータランプ６３は、高発熱部４２Ｈと低発熱部４２Ｌを有しておらず、長手方向に渡って発熱量がほぼ均一となるように構成されている。
【００８８】
図１３に、上記クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２を有する定着ローラ６１のさらに別の実施形態の構成を示す。
図１３に示す定着ローラ６１では、上記と同様の黒色塗料を内周面全体に渡って塗布して塗膜８０を形成している。ただし、クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２においてその塗膜８０の厚さを異ならせている。ここでは、クラウン部Ｃ１の内周面に、黒色塗料を厚く塗布した（色の濃い）膜厚部８０Ｄを形成し、逆クラウン部Ｃ２の内周面には、黒色塗料を薄く塗布した（色の淡い）膜薄部８０Ｌを形成している。これにより、逆クラウン部Ｃ２よりもクラウン部Ｃ１の内周面において熱吸収率を高くなるようにしている。なお、ヒータランプ６３は長手方向に渡って発熱量がほぼ均一となるように構成されている。
【００８９】
また、定着ローラ６１の内周面に、互いに熱吸収率の異なる２つの塗料を塗布してもよい。例えば、クラウン部Ｃ１の内周面に熱吸収率の高い塗料を塗布し、逆クラウン部Ｃ２の内周面に熱吸収率の低い塗料を塗布することによって、逆クラウン部Ｃ２よりもクラウン部Ｃ１の内周面において熱吸収率を高くすることが可能である。
【００９０】
以下、本発明の特徴部分の作用・効果について説明する。
上述のように、本発明の各実施形態に係る定着装置では、定着ニップが波打つように湾曲して形成されるため、記録用紙が定着ニップに侵入した際に、記録用紙も定着ニップに沿って波打つように湾曲される。このように、記録用紙を湾曲させた場合は、湾曲させない場合に比べて、記録用紙の見かけ上の剛性を大幅に向上させることが可能である。これにより、本発明に係る定着装置では、定着ニップから記録用紙を搬出する際に、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させることができ、記録用紙が定着ローラに巻き付くのを抑制することができる。
【００９１】
また、本発明者は、定着ニップの湾曲数が、定着ニップから搬出される記録用紙の見かけ上の剛性の大きさに影響していると考え、それらの関係を調べる試験をした。以下、その試験について詳しく説明する。
【００９２】
本試験では、図２〜図４に示す本発明の実施形態と同様の構成であって、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ３個ずつ有するタイプと、それぞれ７個ずつ有するタイプの２タイプを用意した。また、従来のタイプとして、クラウン部及び逆クラウン部を有しない定着ローラと加圧ローラを備えた定着装置を用意した。本発明の各タイプにおいて、クラウン部及び逆クラウン部の無負荷状態での振幅（高さ）は０．２ｍｍに設定した。そして、各定着装置において、坪量（単位面積当たりの重量）が６４ｇ／ｍ2、６９ｇ／ｍ2、９０ｇ／ｍ2である各種用紙を搬出したときの各種用紙の見かけ上の剛性を測定した。
【００９３】
前記各種用紙の見かけ上の剛性の測定方法について簡単に説明する。まず、図１４に示すように、記録用紙Ｐを定着ローラ６１と加圧ローラ６２の間の定着ニップＮを通過させ、記録用紙Ｐの前方の端部に変位測定装置７０からのレーザ光Ｌが照射されたら記録用紙Ｐの搬送を停止する。停止した記録用紙Ｐの振動が無くなってから、撓んだ記録用紙Ｐに変位測定装置７０からレーザ光Ｌを照射し、その記録用紙Ｐの変位を測定する。その後、記録用紙Ｐを所定距離だけ進行させて、再び記録用紙Ｐにレーザ光Ｌを照射し、その変位を測定する。そして、得られた記録用紙Ｐの変位から記録用紙Ｐの見かけ上の剛性を算出する。
【００９４】
図１５に、定着ニップの湾曲数と各種用紙の見かけ上の剛性との関係を示すグラフを示す。図１５において、縦軸は記録用紙の見かけ上の剛性を表し、横軸は定着ニップの湾曲数を表している。ここでは、定着ニップの湾曲数を、クラウン部と逆クラウン部の個数で表している。つまり、クラウン部及び逆クラウン部が無い場合は定着ニップの湾曲数は０、クラウン部と逆クラウン部を３個ずつ有する場合は定着ニップの湾曲数は３と表している。また、同図において、▲でプロットしたのは坪量が９０ｇ／ｍ2の記録用紙の測定値、■でプロットしたのは坪量が６９ｇ／ｍ2の記録用紙の測定値、●でプロットしたのは坪量が６４ｇ／ｍ2の記録用紙の測定値である。
【００９５】
図１５のグラフを見れば、定着ニップの湾曲が０である従来の定着装置を使用した場合に比べて、定着ニップの湾曲数が３又は７である本発明の定着装置を使用した場合は、各種用紙の見かけ上の剛性が大きくなっていることが分かる。さらに、定着ニップの湾曲数が３の場合より７の場合の方が記録用紙の見かけ上の剛性が大きいことから、定着ニップの湾曲数が多いほど各種用紙の見かけ上の剛性を大きくする効果があると推察される。なお、図１５に示す試験結果は、本発明の一実施形態における記録用紙の見かけ上の剛性の向上効果を示すものであるが、それ以外の本発明の実施形態においても同様の効果を得られる。
【００９６】
上述したように、定着ニップＮにおけるニップ幅の最大値Ｎｍａｘと、ニップ幅の最小値Ｎｍｉｎとの比（Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ）を、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定するのが望ましいのは、定着ニップから送り出される記録用紙にシワが発生しないようにするためである。ニップ幅のばらつきは、定着ニップにおける回転速度差として現れるため、ニップ幅の最大値と最小値の比（Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ）が１．５以上となると、回転速度差が大きくなって記録用紙にシワが発生しやすくなる。そのため、ニップ幅の最大値と最小値の比（Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ）を、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５と設定することにより記録用紙のシワの発生を抑制することが可能となる。
【００９７】
また、上述したように、定着ニップＮにおける凸部（頂部）と凹部（底部）との高低差Ｈを、０．３ｍｍ以上に設定することが望ましいのは、高低差が０．３ｍｍ未満となると、定着ニップにおいて記録用紙の湾曲量が少なくなり、記録用紙を良好に分離させるために必要な記録用紙の見かけ上の剛性が得られなくなるからである。また、高低差を０．５ｍｍ以下とするのが好ましいのは、高低差が０．５ｍｍを越えると、湾曲した定着ニップＮの凸部と凹部における回転速度差が大きくなり記録用紙にシワが発生する虞があるからである。従って、定着ニップＮにおける凸部と凹部との高低差Ｈを、０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定することによって、記録用紙の見かけ上の剛性を十分に確保して記録用紙の定着ローラへの巻き付きを確実に抑制することができると共に、記録用紙にシワが発生するのを抑制して良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００９８】
また、本発明者は、定着ローラがクラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合と、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合において、記録用紙の分離性を比較する試験を行った。その結果を図１６に示す。
【００９９】
図１６において、（Ａ）はクラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合の試験結果を示し、（Ｂ）はクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合の試験結果を示す。また、図１６（Ａ）（Ｂ）において、縦軸は記録用紙の見かけ上の剛性を表し、横軸は定着ニップＮにおける上記高低差Ｈを表している。また、同図の（Ａ）（Ｂ）において、一点鎖線αは、記録用紙を定着ローラに対して良好に分離することができる場合とできない場合を分ける記録用紙の見かけ上の剛性の境界線を示し、一点鎖線βは、記録用紙にシワが発生する虞がある場合とその虞がない場合を分けるクラウン部と逆クラウン部の高低差の境界線を示す。すなわち、記録用紙の見かけ上の剛性が境界線αより大きい場合、記録用紙は良好に分離することができ、反対に見かけ上の剛性が境界線αより小さい場合は、記録用紙を良好に分離することができない。また、定着ニップＮにおける高低差Ｈが境界線β（０．５ｍｍ）より大きい場合は、記録用紙にシワが発生し、反対に高低差Ｈが境界線β（０．５ｍｍ）より小さい場合は、記録用紙にシワが発生しない。
【０１００】
図１６（Ａ）に示すように、クラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合は、記録用紙の見かけ上の剛性を境界線αより大きくして記録用紙を良好に分離するためには、上記高低差Ｈを境界線β（０．５ｍｍ）より大きく設定しなければならず、記録用紙にシワが発生することが危惧される。これに対し、図１６（Ｂ）に示すクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合は、図１６（Ａ）と同じ高低差の値であっても、記録用紙の見かけ上の剛性が大幅に向上していることが分かる。そのため、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合は、図１６（Ｂ）に示すように、記録用紙の見かけ上の剛性を境界線αより大きく設定しつつ、かつ、クラウン部と逆クラウン部の高低差を記録用紙にシワの発生しないγｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内で設定することが可能となる。従って、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合は、記録用紙の良好な分離性と、記録用紙にシワを発生させない良好な画像形成の両方を実現することができる。
【０１０１】
以上のように、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合は、クラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合に比べて、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させる効果が著しく大きくなる。そのため、本発明は、定着ローラが、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ少なくとも１つずつ有していることを条件としている。また、上述したように、クラウン部と逆クラウン部の個数を増やすことにより、記録用紙の見かけ上の剛性を一層高めることができ、分離性をさらに向上させることが可能である。
【０１０２】
なお、図１６に示す試験結果は、本発明の一実施形態における記録用紙の見かけ上の剛性の向上効果を示すものであるが、それ以外の本発明の実施形態においても同様の効果を奏することが可能である。
【０１０３】
また、図１７に、本発明の構成と比較例の構成を示す。
図１７において、（ａ）は定着ローラ６１の弾性層６１ｂの厚さを軸方向に渡って変化させてクラウン部と逆クラウン部を形成した本発明の構成を示し、（ｂ）は定着ローラ６１の芯材６１ａの厚さを軸方向に渡って変化させてクラウン部と逆クラウン部を形成した比較例の構成を示す。なお、本発明と比較例におけるそれぞれの加圧ローラ６２の芯材６２ａ、弾性層６２ｂ、離型層６２ｃの厚さは、いずれも軸方向に渡って均一に形成されている。また、図１７の（ａ）（ｂ）において、定着ローラ６１と加圧ローラ６２は互いに加圧せずに接触させた状態で配設してある。
【０１０４】
図１７（ａ）に示すように、本発明の構成では、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各ストレート状の芯金６１ａ，６２ａ同士の間隔は軸方向に渡って同じであるのに対し、各芯金６１ａ，６２ａの間に介在する各弾性層６１ｂ，６２ｂの厚さの和は軸方向に渡って異なる。具体的には、符号Ｅで示す位置での各弾性層６１ｂ，６２ｂの厚さの和（ｔ１＋ｔ３）は、符号Ｆで示す位置での各弾性層６１ｂ，６２ｂと厚さの和（ｔ２＋ｔ３）よりも大きくなっている。この状態で定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接すると、符号Ｅの位置における弾性層の圧縮量が符号Ｆの位置における弾性層の圧縮量に比べて大きくなり圧力が高くなる。このため、本発明において、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接した場合は、弾性層の和に応じて圧力が異なるため、上記軸方向に渡る圧力ムラが発生する。
【０１０５】
これに対し、図１７（ｂ）に示す比較例では、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各芯金６１ａ，６２ａの間に介在する各弾性層６１ｂ，６２ｂの厚さの和は軸方向に渡って同じであるが、符号Ｘで示す位置での各芯金６１ａ，６２ａ同士の間隔（ｄ１）は、符号Ｙで示す位置での各芯金６１ａ，６２ａ同士の間隔（ｄ２）よりも小さくなっている。このため、各ローラ６１，６２を圧接した場合に符号Ｘの位置における弾性層の圧縮量が符号Ｙの位置における弾性層の圧縮量に比べて大きくなり圧力が高くなる。このように、比較例においても、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接した場合は、芯金同士の間隔に応じて圧力が異なるため、軸方向に渡って圧力ムラが発生する。なお、このような比較例と同様の構成は、例えば特開平７−１２９０１４号公報に記載されている。
【０１０６】
以上のように、本発明と比較例のいずれにおいても、定着ローラと加圧ローラを圧接した場合は、定着ニップにおける圧力が軸方向に渡って異なる。しかしながら、弾性層の厚さを変化させた本発明は、芯金の厚さを変化させた比較例に比べて、クラウン部と逆クラウン部を形成したことによる定着ニップの圧力差が低減される。このため、本発明の構成では、定着ニップの圧力差に起因する画像の光沢ムラを抑制することが可能である。同様に、本発明のその他の実施形態においても、弾性層の厚さを変化させてクラウン部と逆クラウン部を形成しているので、定着ニップの圧力差を低減することができ、画像の光沢ムラを抑制することが可能である。
【０１０７】
また、光沢ムラ等の無い良好な画像形成を行うには、定着ニップにおける温度を均一にすることも重要である。しかしながら、上記のように、定着ローラ６１がクラウン部と逆クラウン部を有している場合は、軸方向に渡って弾性層の厚さが異なっているため、定着ローラ６１の表面温度にばらつきが生じる虞がある。
【０１０８】
図１８に示すように、厚さが均一な芯金６１ａに厚さの異なる弾性層６１ｂを被覆して構成した定着ローラ６１の内周面を、加熱源６３によって軸方向に渡って均一な温度に加熱した場合、そのときのクラウン部Ｃ１の最大厚さ（Ｇ１）の部分と逆クラウン部Ｃ２の最小厚さ（Ｇ２）の部分において、温度が変化する様子を図１９に示す。図１９において、実線はクラウン部Ｃ１の温度を示し、一点鎖線は逆クラウン部Ｃ２の温度を示す。
【０１０９】
図１９に示すように、定着ローラ６１の内周面を軸方向に渡って均一な温度に加熱した場合、クラウン部Ｃ１の内周面の温度Ｔ１と、逆クラウン部Ｃ２の内周面の温度Ｔ２は、同様の値となっている。しかしながら、クラウン部Ｃ１は逆クラウン部Ｃ２に比べて、弾性層６１ｂが厚く形成されているため（Ｇ１＞Ｇ２）、熱が表面にまで伝達されるまでの温度低下量が大きく、クラウン部Ｃ１の表面における温度Ｔ１０は、逆クラウン部Ｃ２の表面における温度Ｔ２０よりも低くなる。このように、クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２において、表面温度のばらつきが生じると、定着された画像に光沢ムラが生じやすくなる。
【０１１０】
そこで、上記図１１に示す実施形態のように、ヒータランプ６３の高発熱部４２Ｈをクラウン部Ｃ１に対応して配設して、ヒータランプ６３による発熱量を逆クラウン部Ｃ２よりもクラウン部Ｃ１において大きくすることにより、図２０に示すように、クラウン部の内周面の温度Ｔ１を、逆クラウン部の内周面の温度Ｔ２よりも大きくすることができる。これにより、クラウン部と逆クラウン部のそれぞれの表面に伝達される温度Ｔ１０とＴ２０のばらつきを抑制することが可能である（図２０参照）。また、上記図１２に示す実施形態のように、熱吸収率を向上させるための黒色塗料をクラウン部Ｃ１の内周面にのみ塗布する、あるいは、上記図１３に示す実施形態のように、黒色塗料をクラウン部Ｃ１の内周面に厚く塗布することにより、クラウン部Ｃ１の内周面の熱吸収率を高くすることによっても、同様に表面に伝達される温度のばらつきを抑制することが可能である。
【０１１１】
ところで、ヒータランプ６３のフィラメント４２から発せられる輻射熱は、定着ローラ６１の径方向に限らず、軸方向にも伝達される。例えば、図１１に示す実施形態において、高発熱部４２Ｈをクラウン部Ｃ１の軸方向長さＶの全体に渡って配設すると、高い温度で加熱する範囲が軸方向に広くなり過ぎて、定着ローラ６１の表面温度のばらつきを効果的に抑制できないことも考えられる。そこで、本発明者は、クラウン部Ｃ１の軸方向長さＶに対する高発熱部４２Ｈの配設範囲Ｊ（図１１参照）と、定着ローラ６１の表面温度のばらつきとの関係を調べる試験を行った。以下、この試験について詳しく説明する。
【０１１２】
図１１に示す実施形態と同様に、ヒータランプに高発熱部と低発熱部を構成し、高発熱部の発光量を、低発熱部の発光量（１００％）に対して、１５０％、２００％、３００％とした３タイプの定着装置を用意した。そして、それぞれのタイプの定着装置において、定着ローラのクラウン部の軸方向長さに対する高発熱部の配設比率を、０％〜１００％の間の任意の比率に変化させ、それぞれの配設比率の場合において画像の定着を行い、定着された画像の光沢度を測定した。なお、このときの光沢度評価試験には、日本電色工業株式会社製の光沢度計ＰＧ−１Ｍ（商品名）を使用し、ＪＩＳＺ８７４１における６０度鏡面光沢度測定方法により測定し、評価を行った。
【０１１３】
図２１に、高発熱部の配設比率と光沢度差との関係を示すグラフを図示する。同図において、横軸は高発熱部の配設比率を表し、縦軸は光沢度の差を表している。また、同図において、点線は低発熱部に対する高発熱部の発光量が１５０％の場合の測定値、実線は２００％の場合の測定値、一点鎖線は３００％の場合の測定値を示す。図２１に示すグラフより、高発熱部の配設比率が０％に近づくにつれて、光沢度の差が大きくなっていることが分かる。これは、高発熱部の配設比率が０％に近づくと、ヒータランプの発光量が長手方向に渡って均一になるため、厚く形成されたクラウン部と薄く形成された逆クラウン部において表面温度にばらつきが生じたためである。また、反対に、高発熱部の配設比率が１００％に近づく場合も、光沢度の差が大きくなる。これは、高発熱部の配設比率が１００％に近づくと、高発熱部によって加熱される範囲が定着ローラの軸方向に広くなり過ぎて、定着ローラの表面温度のばらつきを効果的に抑制できなかったためである。
【０１１４】
一方、図２１に示すように、高発熱部の配設比率が３０％から５０％の間に設定した場合は、光沢度の差が小さくなっていることが確認できる。このことから、高発熱部の配設比率を３０％から５０％の間で設定することによって、高発熱部による過剰な加熱を抑え、クラウン部と逆クラウン部における表面温度のばらつきを効果的に抑制することができたことが分かる。
【０１１５】
そこで、図１１に示す実施形態では、高発熱部４２Ｈの長手方向の中央部Ｏを、クラウン部Ｃ１の頂部Ｑに対応させて配設し、高発熱部４２Ｈの配設範囲Ｊを、クラウン部Ｃ１の軸方向長さＶの１０分の３（３０％）以上であって２分の１（５０％）以下の範囲内になるように設定している。これにより、高発熱部４２Ｈによって加熱される範囲が軸方向に広くなり過ぎるのを抑えることができ、定着ローラの表面温度のばらつきを効果的に抑制することが可能となる。
【０１１６】
以上のように、本発明によれば、定着ニップを、軸方向に渡って波打つように湾曲させることにより、定着ニップを通過する記録媒体を湾曲させて見かけ上の剛性を向上させることができる。これにより、記録媒体を定着ニップから搬出する際に、記録媒体がニップ形成部材に巻き付くのを抑制できる。
【０１１７】
また、本発明では、一対のニップ形成部材のうち、表面がストレート状に形成された方の製品硬度を４０度以下にし、表面が波打って形成された方の製品硬度を７０度以上に設定することで、ストレート状に形成された方を波打って形成された方に対して軟らかく構成している。これにより、一対のニップ形成部材を互いに加圧した状態で、ストレート状の表面を波打った表面に倣って変形させることができ、定着ニップＮを湾曲させることができる。
【０１１８】
また、上述のように、ストレート状に形成された方のニップ形成部材の、特にクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１での弾性層の硬度を大きくしたり、接着剤の量を多くしたりすることによって、耐久性を向上させることが可能である。
【０１１９】
また、画像の定着処理を行わない待機状態では、所定時間ごと（例えば１時間ごとに１回）にニップ形成部材を回転（例えば１２０度）させて互いの加圧箇所を変更するように制御してもよい。これにより、待機状態において、一対のニップ形成部材の同じ箇所が長時間に亘って加圧された状態で保持されることによる弾性層の塑性変形を抑制することが可能となる。
【０１２０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明の定着装置は、図１に示すタンデム型のカラープリンタに限らず、その他のプリンタや、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも搭載することが可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
２７ 定着装置
４２ フィラメント
６１ 定着ローラ（ニップ形成部材）
６１ａ 芯材
６１ｂ 弾性層
６２ 加圧ローラ（ニップ形成部材）
６２ａ 芯材
６２ｂ 弾性層
６３ ヒータランプ（発熱体）
６５ ベルト部材
６６ 加圧部材（ニップ形成部材）
６６ａ 弾性層
６６ｂ 芯材
Ｃ１ クラウン部（表面凸部）
Ｃ２ 逆クラウン部（表面凹部）
Ｈ 高低差
Ｎ 定着ニップ
Ｐ 記録用紙（記録媒体）
Ｗ 記録媒体の最大通過幅
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特開２００４−１０９６９７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体を加熱及び加圧して画像を記録媒体に定着させる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置には、記録媒体としての記録用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力によって定着させる定着装置が多く用いられている。定着装置としては、例えば、内部にヒータ等の加熱源を有する定着ローラに加圧ローラを圧接したタイプや、前記定着ローラに無端状のベルト部材を加圧部材によって押圧したタイプなどがある。これらの定着装置は、定着ローラと加圧ローラの圧接部、又は定着ローラとベルト部材との圧接部に形成された定着ニップに、トナー画像が転写された記録用紙を通過させることによって、その記録用紙を加熱及び加圧し、トナー画像を記録用紙に定着するようにしている。
【０００３】
図２２は、定着ローラ１００と加圧ローラ２００を有する定着装置の簡略図である。図２２に示すように、トナー画像Ｔが転写された記録用紙Ｐは、定着ローラ１００と加圧ローラ２００との間の定着ニップＮを通過後、図の一点鎖線ａの方向に搬出されるようになっている。しかし、上記のような熱定着タイプの定着装置は、定着時に記録用紙Ｐ上のトナーＴを熱で溶融させるため、溶融したトナーＴの定着ローラ１００に対する付着力によって、記録用紙Ｐの搬送方向が一点鎖線ａの方向から定着ローラ１００側へ変化させられることがある。そして、溶融したトナーＴの付着力によって、記録用紙Ｐが一点鎖線ｂで示す境界線を越えて定着ローラ１００側に搬出された場合、記録用紙Ｐの定着ローラ１００への巻き付きが発生する。
【０００４】
ここで、溶融したトナーの定着ローラへの付着力をＦ１、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力（記録用紙を一点鎖線ａから一点鎖線ｂへ角度θだけ曲げるのに要する力）をＦ２とすると、Ｆ１＜Ｆ２の関係を満たす場合に、記録用紙を定着ローラから分離して搬出させることができる。
【０００５】
従来では、記録用紙を定着ローラから分離しやすくするために、トナーにワックス等の離型剤を含有させることにより、上記トナーの付着力Ｆ１を低下させることが行われている（下記特許文献１参照）。また、記録用紙を定着ローラから分離しやすくするために、図２２の二点鎖線に示すように、定着ローラの径を小さくすることによって、巻き付きが発生する境界線を一点鎖線ｂから一点鎖線ｂ´の位置に変更して、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力Ｆ２を大きくする方法もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようにトナーの付着力を低下させたり、定着ローラの径を小さくしたりしても、薄紙などの曲げ剛性（コシ）の小さい記録用紙を使用すると、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力Ｆ２が小さくなるため、定着ローラへの巻き付きが発生することがある。
【０００７】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、記録媒体の曲げ剛性を向上させることにより、記録媒体の分離性を向上させることが可能な定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、互いに加圧されてそれらの間に定着ニップを形成する一対のニップ形成部材を備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させることにより当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、前記一対のニップ形成部材は、それぞれ芯材とその芯材の表面に配設された弾性層を有し、一方の前記ニップ形成部材は、前記弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させて表面が波打つように形成され、他方の前記ニップ形成部材は、表面を軸方向にストレート状に形成されたものであって、前記波打つように形成されたニップ形成部材の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の製品硬度を４０度以下に設定したものである。
【０００９】
一対のニップ形成部材のうち、表面がストレート状に形成された方の製品硬度を４０度以下にし、表面が波打って形成された方の製品硬度を７０度以上に設定することで、一対のニップ形成部材を互いに加圧した状態で、ストレート状のニップ形成部材の表面を波打ったニップ形成部材の表面に倣って変形させることができる。これにより、定着ニップを軸方向に波打つように湾曲させることができる。そして、その湾曲した定着ニップに記録媒体を通過させることにより、記録媒体を湾曲させて定着ニップから搬出することができる。このように、記録媒体を湾曲させることで、記録媒体の見かけ上の剛性を向上させることができ、記録媒体がニップ形成部材に巻き付くのを抑制できる。
【００１０】
また、ニップ形成部材の表面を波打つように形成するのに、弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させているので、芯材の厚さを軸方向に渡って変化させた場合に比べて、定着ニップにおける圧力差を低減することができる。このため、定着ニップの圧力差に起因する画像の光沢ムラを抑制することが可能である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の前記芯材と前記弾性層とを接着する接着剤の量を、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において多くしたものである。
【００１２】
ストレート状に形成されたニップ形成部材の芯材と弾性層とを接着する接着剤の量を、表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において多くすることにより、耐久性が向上する。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の前記弾性層の硬度を、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において大きくしたものである。
【００１４】
ストレート状に形成されたニップ形成部材の弾性層の硬度を、表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において大きくすることにより、耐久性が向上する。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着ニップにおいて、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定したものである。
【００１６】
定着ニップの凸部と凹部における記録媒体通過方向のニップ幅の差が大きくなると、凸部と凹部における回転速度差が大きくなり記録媒体にシワが発生する虞がある。そのため、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５と設定することにより、記録媒体のシワの発生を抑制することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置において、画像の定着処理を行わない待機状態において、所定時間ごとに前記一対のニップ形成部材を回転させて互いの加圧箇所を変更するように制御したものである。
【００１８】
これにより、待機状態において、一対のニップ形成部材の同じ箇所が長時間に亘って加圧された状態で保持されることによる弾性層の塑性変形を抑制することが可能となる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置において、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凸部と表面凹部を、当該ニップ形成部材の少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設したものである。
【００２０】
表面凸部と表面凹部を、ニップ形成部材の少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設することにより、記録媒体を十分に湾曲させて定着ニップから搬出することができ、記録媒体のニップ形成部材への巻き付きを高度に抑制することができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置において、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凸部と表面凹部を、当該ニップ形成部材の記録媒体の最大通過幅の一部に対応する部分に配設したものである。
【００２２】
表面凸部と表面凹部を、ニップ形成部材の記録媒体の最大通過幅の一部に対応する部分に配設した場合も、記録媒体を湾曲させて定着ニップから搬出することができ、記録媒体のニップ形成部材への巻き付きを抑制することができる。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置において、前記一対のニップ形成部材を互いに加圧した負荷状態において、前記定着ニップにおける凸部と凹部の高低差を０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定したものである。
【００２４】
一対のニップ形成部材を互いに加圧した負荷状態において、定着ニップにおける凸部と凹部の高低差が０．３ｍｍ未満となると、定着ニップにおいて記録媒体の湾曲量が少なくなり、記録媒体を良好に分離させるために必要な記録媒体の見かけ上の剛性が得られなくなる虞がある。そのため、定着ニップにおける凸部と凹部の高低差を０．３ｍｍ以上に設定することによって、記録媒体の見かけ上の剛性を十分に確保し、記録媒体のニップ形成部材への巻き付きを確実に抑制することができる。一方、上記負荷状態において、定着ニップにおける凸部と凹部の高低差が０．５ｍｍを越えると、定着ニップの凸部と凹部における回転速度差が大きくなり記録媒体にシワが発生する虞がある。そのため、定着ニップにおける凸部と凹部の高低差を０．５ｍｍ以下に設定することによって、記録媒体にシワを発生させずに搬出することができ、良好な画像形成を行うことができる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置において、前記波打つように形成されたニップ形成部材を、内部に発熱体を有する定着部材とし、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材を、前記定着部材に加圧される加圧部材としたものである。
【００２６】
定着部材の表面を波打つように形成し、加圧部材の表面をストレート状に形成することが可能である。
【００２７】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の定着装置において、前記発熱体の発熱量を、前記定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくしたものである。
【００２８】
発熱体の発熱量を、定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくすることによって、定着部材の内面の加熱温度を、表面凹部よりも表面凸部において高くすることができる。これにより、表面凸部と表面凹部のそれぞれにおける表面温度（外面温度）のばらつきを抑制することができ、良好な画像形成を実現することが可能となる。
【００２９】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の定着装置において、前記発熱体として、光透過性材料から成る発光管内に螺旋状のフィラメントを配設したヒータランプを設け、前記定着部材の表面凹部よりも表面凸部において、前記フィラメントの巻き径を大きく又は単位長さ当たりの巻き数を多くしたものである。
【００３０】
定着部材の表面凹部よりも表面凸部において、フィラメントの巻き径を大きく又は単位長さ当たりの巻き数を多くすることにより、ヒータランプの発熱量を表面凹部よりも表面凸部において大きくすることができる。これにより、表面凸部と表面凹部のそれぞれにおける表面温度（外面温度）のばらつきを抑制することができ、良好な画像形成を実現することが可能となる。
【００３１】
請求項１２の発明は、請求項９から１１のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着部材の内面の熱吸収率を、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくしたものである。
【００３２】
定着部材の内面の熱吸収率を、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくすることにより、定着部材の内面の加熱温度を、表面凹部よりも表面凸部において高くすることができる。これにより、表面凸部と表面凹部のそれぞれにおける表面温度（外面温度）のばらつきを抑制することができ、良好な画像形成を実現することが可能となる。
【００３３】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の定着装置において、前記定着部材の内面に塗布する熱吸収率を向上させるための塗料の厚さを、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において厚くしたものである。
【００３４】
定着部材の内面に塗布する熱吸収率を向上させるための塗料の厚さを、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において厚くすることにより、定着部材の内面の熱吸収率を表面凹部よりも表面凸部において大きくすることができる。これにより、表面凸部と表面凹部のそれぞれにおける表面温度（外面温度）のばらつきを抑制することができ、良好な画像形成を実現することが可能となる。
【００３５】
請求項１４の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置において、前記波打つように形成されたニップ形成部材を、他方のニップ形成部材に加圧される加圧部材とし、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材を、内部に発熱体を有する定着部材としたものである。
【００３６】
加圧部材の表面を波打つように形成し、定着部材の表面をストレート状に形成することも可能である。
【００３７】
請求項１５の発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００３８】
本発明に係る定着装置を画像形成装置に適用可能である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、見かけ上の剛性を向上させて記録媒体を定着ニップから搬出することができるので、ニップ形成部材に記録媒体が巻き付くのを抑制することができる。これにより、記録媒体がジャム化する等の不具合の発生を抑制することができ、信頼性の高い定着装置及び画像形成装置を提供することができる。また、本発明は、定着ニップにおける接触圧のばらつきを抑制することができる。これにより、定着した画像に光沢度ムラ等が発生することを抑制することができ、良好な画像形成を維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の定着装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る定着装置の構成を示す図であって、定着ローラと加圧ローラを互いに離間させた状態を示す断面図である。
【図４】前記定着ローラと加圧ローラを互いに加圧した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る定着装置の構成を示す図であって、定着ローラと加圧ローラを互いに離間させた状態を示す断面図である。
【図６】前記定着ローラと加圧ローラを互いに加圧した状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図８】前記定着装置が有する定着ローラと加圧部材を互いに離間させた状態を示す断面図である。
【図９】前記定着ローラと加圧部材を互いに加圧した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るヒータランプの一実施形態を示す図である。
【図１１】前記ヒータランプを定着ローラ内に配設した状態を示す図である。
【図１２】本発明に係る定着ローラの他の実施形態の構成を示す図である。
【図１３】本発明に係る定着ローラのさらに別の実施形態の構成を示す図である。
【図１４】記録用紙の見かけ上の剛性の測定方法を説明するための図である。
【図１５】定着ニップの湾曲数と記録用紙の見かけ上の剛性との関係を示すグラフである。
【図１６】記録用紙の分離性を比較する試験結果を示すグラフであって、（Ａ）はクラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合の試験結果を示し、（Ｂ）はクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合の試験結果を示す。
【図１７】（ａ）は本発明の構成を示す図、（ｂ）は比較例の構成を示す図である。
【図１８】本発明に係る定着ローラの簡略図である。
【図１９】クラウン部と逆クラウン部のそれぞれの表面温度にばらつきが生じる場合を説明するための図である。
【図２０】本発明の構成を採用することによって、クラウン部と逆クラウン部の表面温度のばらつきが抑制されること説明するための図である。
【図２１】高発熱部の配設比率と光沢度差との関係を示すグラフである。
【図２２】定着ローラに記録用紙が巻き付く作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００４２】
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す本発明の画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１の本体の上方にあるボトル収容部２には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。ボトル収容部２の下方には中間転写ユニット３が配設されている。その中間転写ユニット３の中間転写ベルト３０に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【００４３】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部６、現像部７、クリーニング部８、除電部（図示省略）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００４４】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、図示しない駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部６の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部９から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。
【００４５】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像部７との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト３０及び第１転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト３０上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００４６】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部８との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部８のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、図示しない除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００４７】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト３０上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト３０上にカラー画像が形成される。ここで、中間転写ユニット３は、中間転写ベルト３０、４つの１次転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、２次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３、テンションローラ３４、中間転写クリーニング部３５等で構成される。中間転写ベルト３０は、３つのローラ３２〜３４によって張架・支持されると共に、１つのローラ３２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００４８】
４つの１次転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト３０は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト３０上に重ねて１次転写される。
【００４９】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト３０は、２次転写ローラ３６との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ３２が、２次転写ローラ３６との間に中間転写ベルト３０を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト３０上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての記録用紙Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト３０には、記録用紙Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト３０は、中間転写クリーニング部３５の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト３０上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト３０上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００５０】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録用紙Ｐは、画像形成装置１の本体の下方に配設された給紙部１０から、給紙ローラ１１やレジストローラ対１２等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部１０には、記録用紙Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ１１が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録用紙Ｐがレジストローラ対１２のローラ間に向けて給送される。
【００５１】
レジストローラ対１２に搬送された記録用紙Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対１２のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト３０上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対１２が回転駆動されて、記録用紙Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録用紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００５２】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録用紙Ｐは、定着装置２７の位置に搬送される。定着装置２７は、定着ニップを形成する一対のニップ形成部材として、例えば、定着部材である定着ローラ６１と、加圧部材である加圧ローラ６２とを有している。定着ローラ６１と加圧ローラ６２が圧接した定着ニップに記録用紙Ｐが搬入されることによって、表面に転写されたカラー画像が記録用紙Ｐ上に定着される。その後、記録用紙Ｐは、排紙ローラ対１３のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対１３によって装置外に排出された記録用紙Ｐは、出力画像として、スタック部１４上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００５３】
次に、図２に基づいて、上記定着装置２７の基本構成及び基本動作について説明する。
図２に示すように、定着ローラ６１は、円筒状に形成された金属製の芯材６１ａと、その芯材６１ａの外周面を被覆する弾性層６１ｂと、その弾性層６１ｂの外周面を被覆する離型層６１ｃを有する。同様に、加圧ローラ６２も、円筒状に形成された金属製の芯材６２ａと、その芯材６２ａの外周面を被覆する弾性層６２ｂと、その弾性層６２ｂの外周面を被覆する離型層６２ｃを有する。定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各芯材６１ａ，６２ａは鉄やアルミニウム等の金属体で構成されている。また、各ローラ６１，６２の弾性層６１ｂ，６２ｂは厚さ０．３〜２．５ｍｍ程度のシリコンゴム等で構成され、離型層６１ｃ，６２ｃは厚さ５０μｍ以下のＰＦＡチューブ等で構成される。また、各芯材６１ａ，６２ａと各弾性層６１ｂ、６２ｂの間には、互いを接着する図示しない接着剤（接着剤層）が配設されている。この接着剤は、例えば、耐熱が２５０℃程度で厚みが５０μｍに設定されている。
【００５４】
加圧ローラ６２は、加圧手段としての図示しないバネ等によって定着ローラ６１に加圧されており、それらの加圧箇所には定着ニップＮが形成されている。この定着ニップＰにおける記録媒体通過方向のニップ幅（図２の矢印Ａ方向の幅）は、６ｍｍ程度である。定着ローラ６１の内部には、発熱体としてのヒータランプ６３が軸方向に渡って配設されており、ヒータランプ６３が発熱することによって定着ローラ６１が加熱されるようになっている。また、定着ローラ６１の周囲には、定着ローラ６１の表面温度を検知する温度検知装置６４が配設してある。図示しない制御装置が、温度検知装置６４が検知した定着ローラ６１の表面温度に基づいて加熱源６３の発熱量を制御することにより、定着ローラ６１の表面温度が所定の定着温度となるように構成されている。また、定着ローラ６１は図示しない駆動手段によって図の時計回りに回転駆動するようになっている。一方、加圧ローラ６２は、定着ローラ６１の回転駆動によって、図の反時計回りに従動回転するようになっている。
【００５５】
本実施形態に係る定着装置２７によって画像の定着を行う場合は、ヒータランプ６３を発熱させて、定着ローラ６１を加熱する。このとき、図示しない制御装置が温度検知装置６４の検知温度に基づいてヒータランプ６３の発熱量を制御し、定着ローラ６１の表面温度が所定の温度（定着温度）となるようにする。そして、未定着のトナー画像Ｔが形成された記録用紙Ｐが矢印Ａの方向に搬送され、その記録用紙Ｐが回転駆動する定着ローラ６１と従動回転する加圧ローラ６２との間の定着ニップＮに侵入すると、定着ローラ６１と加圧ローラ６２によって記録用紙Ｐが加熱及び加圧され、未定着トナー画像Ｔが記録用紙Ｐに定着される。
【００５６】
以下、定着装置２７の特徴部分について説明する。
図３及び図４は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の構成を示す。
図３は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を互いに離間させた状態を示す断面図、図４は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を互いに加圧した状態を示す断面図である。
【００５７】
図３に示すように、定着ローラ６１の弾性層６１ｂは、軸方向に渡って厚くなったり薄くなったりを繰り返すように形成されている。このように、弾性層６１ｂの厚さを軸方向に渡って変化させることによって、定着ローラ６１の外周面は軸方向に渡って波打つように湾曲して形成されている。言い換えれば、定着ローラ６１は、外周面（表面）がクラウン状に形成されたクラウン部Ｃ１（表面凸部）と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部Ｃ２（表面凹部）を、軸方向に渡って交互に有している。ここで、「クラウン状」とは、対向する相手方のニップ形成部材側へ凸状に形成された形状のことをいい、「逆クラウン状」とは、対向する相手方のニップ形成部材側へ凹状に形成された形状のことをいう。以下、同様である。なお、本実施形態では、定着ローラ６１の芯材６１ａと離型層６１ｃは、軸方向に渡って均一な厚さに形成されている。
【００５８】
上記クラウン部Ｃ１及び上記逆クラウン部Ｃ２は、例えば、軸方向に渡って円弧状やｓｉｎ曲線状などの曲線形状に形成される。また、本実施形態では、クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２は、定着ローラ６１の少なくとも記録媒体（記録用紙）の最大通過幅Ｗの全体に対応する部分に渡って配設されている。あるいは、クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２を、前記最大通過幅Ｗの一部に対応する部分にのみ配設してもよい。また、クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２の間に、軸方向に沿ったストレート部を形成してもよい。なお、クラウン部Ｃ１及び逆クラウン部Ｃ２の個数は、それぞれ１つ以上であれば特に限定しない。
【００５９】
一方、加圧ローラ６２の外周面（表面）は、上記定着ローラ６１と異なり、軸方向にストレート状に形成されている。本実施形態では、加圧ローラ６２の芯材６２ａ、弾性層６２ｂ、離型層６２ｃは、それぞれ軸方向に渡って均一な厚さに形成されている。
【００６０】
図４に示すように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２が互いに加圧された加圧状態では、両ローラ６１，６２間に形成される定着ニップＮは、軸方向に渡って波打つように湾曲して形成される。図３に示す離間状態では、加圧ローラ６２の表面はストレート状となっているが、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接した箇所（定着ニップ）では、加圧ローラ６２の表面は定着ローラ６１の凹凸表面に倣って波打つように変形する。このように、加圧ローラ６２が定着ローラ６１の表面形状に倣って変形できるように、加圧ローラ６２の製品硬度は定着ローラ６１の製品硬度よりも小さく設定されている。具体的には、定着ローラ６１の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、加圧ローラ６２の製品硬度を４０度以下に設定する。ここで、「製品硬度」とは、定着ローラ又は加圧ローラ等のニップ形成部材を製品として構成された状態で、その表面硬度を測定したときの値である。以下、同様とする。
【００６１】
図４において、加圧ローラ６２において、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所を符号Ｄ１で示し、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所を符号Ｄ２で示すと、加圧ローラ６２の弾性層６２ｂは、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりもクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１において大きく圧縮変形する。このため、特に変形量の大きい箇所Ｄ１において、弾性層６２ｂが劣化しやすい。そこで、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１の耐久性を向上させるために、その箇所Ｄ１での加圧ローラ６２の弾性層６２ｂの硬度を、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりも大きく設定することが好ましい。
【００６２】
また、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１では、弾性層６２ｂが大きく変形を繰り返すことにより、芯材６２ａと弾性層６２ｂとの間の接着力が低下し剥離する虞もある。この剥離を防止するために、加圧ローラ６２の芯材６２ａと弾性層６２ｂとを接着する接着剤の量は、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりもクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１において多くすることが好ましい。
【００６３】
上記のように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接した場合、加圧ローラ６２の弾性層６２ｂの圧縮量は、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２とクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１とにおいて異なる。このため、定着ニップＮにおける記録媒体通過方向のニップ幅は、軸方向に渡って異なっている。ここで、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定することが望ましい。また、図４に示す定着ニップＮにおける凸部（頂部）と凹部（底部）との高低差Ｈは、０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定されることが望ましい。このように、ニップ幅の最大値と最小値の比（Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ）と、高低差Ｈを設定した方が望ましい理由については、下記の本発明の作用・効果の説明において詳しく述べる。
【００６４】
また、図４に示すように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各両端部は、画像形成装置内に所定間隔をあけて配設された２つの側板７１，７２に取り付けられ支持されている。本実施形態では、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の図の左側の端部が軸方向に位置決めされ、それぞれの図の右側の端部が軸方向に変位可能に構成されている。
【００６５】
詳しくは、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各両端部は、２つの側板７１，７２に固定されたボールベアリング等の軸受７３ａ〜７３ｄによって回転可能に支持されている。定着ローラ６１の図の左端部に配設された軸受７３ａは、定着ローラ６１の外周に形成された段部７４と抜け止め輪７５によって挟まれている。これにより、定着ローラ６１の図の左端部は、軸受７３ａに対して軸方向に移動しないように位置決めされている。一方、定着ローラ６１の図の右端部は、軸受７３ｂに対して位置決めされておらず、軸方向に変位可能となっている。また、同様に、加圧ローラ６２の図の左端部に配設された軸受７３ｃは、加圧ローラ６２の外周に形成された段部７６と抜け止め輪７７によって挟まれており、加圧ローラ６２の図の左端部は、軸受７３ｃに対して軸方向に移動しないように位置決めされている。一方、加圧ローラ６２の図の右端部は、軸受７３ｄに対して軸方向に変位可能となっている。
【００６６】
このように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２は、それぞれの軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めし、その位置決めした端部と反対側の端部を軸方向に変位可能となるように構成されている。これにより、定着ローラ６１が熱膨張によって軸方向に伸長した際、加圧ローラ６２は定着ローラ６１と同方向に伸長するようになっている。また、位置決めする端部又は変位可能な端部は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の同じ側の端部であれば、どちらの端部であってもよい。
【００６７】
図５及び図６は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の構成を示す。
図５は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を互いに離間させた状態を示す断面図、図６は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を互いに加圧した状態を示す断面図である。
【００６８】
図５に示すように、第２実施形態では、上記第１実施形態とは反対に、定着ローラ６１の表面が軸方向にストレート状に形成され、加圧ローラ６２の表面が軸方向に渡って波打つように湾曲して形成されている。この場合、加圧ローラ６２は、弾性層６２ｂの厚さを軸方向に渡って変化させることによって、外周面（表面）がクラウン状に形成されたクラウン部Ｃ１（表面凸部）と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部Ｃ２（表面凹部）を、軸方向に渡って交互に有している。
【００６９】
図６に示すように、定着ローラ６１と加圧ローラ６２が互いに加圧された加圧状態では、両ローラ６１，６２間に形成される定着ニップＮは、軸方向に渡って波打つように湾曲して形成される。この実施形態では、上記第１実施形態とは反対に、定着ローラ６１のストレート状の表面が、加圧ローラ６２の凹凸表面に倣って波打つように変形される。また、定着ローラ６１が加圧ローラ６２の表面形状に倣って変形できるように、定着ローラ６１の製品硬度は加圧ローラ６２の製品硬度よりも小さく設定されている。具体的には、加圧ローラ６２の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、定着ローラ６１の製品硬度を４０度以下に設定する。
【００７０】
また、定着ローラ６１において、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所を符号Ｄ１で示し、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所を符号Ｄ２で示すと、特に変形量の大きい箇所Ｄ１において、弾性層６１ｂが劣化しやすい。そのため、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１の耐久性を向上させるために、その箇所Ｄ１での定着ローラ６１の弾性層６１ｂの硬度を、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりも大きく設定することが好ましい。
【００７１】
また、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１では、弾性層６１ｂが大きく変形を繰り返すことにより、芯材６２ａと弾性層６２ｂとの接着力が低下し剥離する虞もある。この剥離を防止するために、定着ローラ６１の芯材６１ａと弾性層６１ｂとを接着する接着剤の量は、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりもクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１において多くすることが好ましい。
【００７２】
また、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定することが望ましい。また、定着ニップＮにおける凸部（頂部）と凹部（底部）との高低差Ｈは、０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定されることが望ましい。
【００７３】
また、本実施形態において、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の支持構造及びその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。すなわち、各ローラ６１，６２の軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めし、その位置決めした端部と反対側の端部を軸方向に変位可能となるように構成されている。
【００７４】
以下、図７に基づいて、本発明の第３実施形態に係る定着装置の基本構成及び基本動作について説明する。
図７に示すように、本実施形態に係る定着装置２７は、定着ローラ６１を加圧する加圧部材６６と、定着ローラ６１と加圧部材６６との間に挟まれるベルト部材６５を有する。
【００７５】
ベルト部材６５は、ポリイミドフィルム等から成る無端状ベルトによって構成されている。加圧部材６６は、シリコンゴム等によって構成された弾性層６６ａと、その弾性層６６ａが配設された芯材６６ｂと、弾性層６６ａと芯材６６ｂを接着する図示しない接着剤（接着剤層）を有する。加圧部材６６は、図示しないバネ等の加圧手段によってベルト部材６５の内周面を定着ローラ６１側へ押圧しており、定着ローラ６１とベルト部材６５が互いに圧接された箇所には定着ニップＮが形成されている。ベルト部材６５は、回転駆動する定着ローラ６１に対して従動回転するように構成されている。
【００７６】
定着ローラ６１は、上記本発明の各実施形態と同様に、芯材６１ａと弾性層６１ｂと離型層６１ｃを有する。また、上記と同様に、定着ローラ６１にはヒータランプ６３と温度検知装置６４が配設されている。
【００７７】
本実施形態に係る定着装置２７によって画像の定着を行う場合は、ヒータランプ６３を発熱させて、定着ローラ６１を加熱する。このとき、図示しない制御装置が温度検知装置６４の検知温度に基づいてヒータランプ６３の発熱量を制御し、定着ローラ６１の表面温度が所定の温度（定着温度）となるようにする。そして、未定着のトナー画像Ｔが形成された記録用紙Ｐが矢印Ａの方向に搬送され、その記録用紙Ｐが回転駆動する定着ローラ６１と従動回転するベルト部材６５との間の定着ニップＮに侵入すると、定着ローラ６１とベルト部材６５によって記録用紙Ｐが加熱及び加圧され、未定着トナー画像Ｔが記録用紙Ｐに定着される。
【００７８】
図８は、定着ローラ６１と加圧部材６６を互いに離間させた状態を示す断面図、図９は、定着ローラ６１と加圧部材６６を互いに加圧した状態を示す断面図である。なお、図８においてベルト部材６５は図示省略している。
【００７９】
図８に示すように、本実施形態に係る定着ローラ６１は、上記図３に示す第１実施形態に係る定着ローラ６１と同様に、弾性層６１ｂの厚さを軸方向に渡って変化させることによって、外周面（表面）がクラウン状に形成されたクラウン部Ｃ１（表面凸部）と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部Ｃ２（表面凹部）を、軸方向に渡って交互に有している。一方、加圧部材６６の弾性層６６ａは均一の厚さで形成されており、加圧部材６６の表面は軸方向（又は長手方向）にストレート状に形成されている。また、図８に示す構成とは反対に、定着ローラ６１の表面を軸方向にストレート状に形成し、加圧部材６６の表面を軸方向に渡って波打つように形成することも可能である。
【００８０】
図９に示すように、定着ローラ６１と加圧部材６６が互いに加圧された加圧状態では、加圧部材６６のストレート状の表面が、定着ローラ６１の凹凸表面に倣って波打つように変形される。これにより、ベルト部材６５も定着ローラ６１の凹凸表面に倣って変形し、定着ニップＮが波打つように湾曲して形成されている。また、加圧部材６６が定着ローラ６１の表面形状に倣って変形するように、加圧部材６６の製品硬度は定着ローラ６１の製品硬度よりも小さく設定されている。具体的には、定着ローラ６１の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、加圧部材６６の製品硬度を４０度以下に設定する。
【００８１】
また、上記実施形態と同様に、加圧部材６６において、特に変形量が大きいクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１での弾性層６６ａの硬度を、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりも大きく設定することが好ましい。また、加圧部材６６において、クラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１での弾性層６６ａと芯材６６ｂとを接着する接着剤の量を、逆クラウン部Ｃ２が加圧される箇所Ｄ２よりも多くすることが好ましい。
【００８２】
また、本実施形態においても、上記各実施形態と同様に、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定することが望ましい。また、定着ニップＮにおける凸部（頂部）と凹部（底部）との高低差Ｈは、０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定されることが望ましい。
【００８３】
なお、図９において、定着ローラ６１と加圧部材６６の支持構造は図示省略しているが、定着ローラ６１と加圧部材６６の軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めし、その位置決めした端部と反対側の端部を軸方向に変位可能となるように構成されている。
【００８４】
図１０は、上記ヒータランプ６３の一実施形態を示す図、図１１は、そのヒータランプ６３を定着ローラ６１内に配設した状態を示す図である。
まず、図１０に基づいて、本実施形態に係るヒータランプ６３の具体的構成を説明する。図１０に示すように、ヒータランプ６３は、不活性ガスが封入された発光管４１を有する。発光管４１は、例えば、石英ガラス等の光透過性材料で構成されている。発光管４１内には、タングステン素線を螺旋状に巻回して構成されたフィラメント４２が配設してある。このフィラメント４２は、複数の支持体４３によって支持されており、これによりフィラメント４２は発光管４１の内面に接触しないようになっている。発光管４１の両端の封止部４１ａ，４１ｂには、モリブデン等から成る金属箔４４が配設されている。各金属箔４４の一端はフィラメント４２と接続され、金属箔４４の他端はモリブデンやタングステン等から成る電極棒４５と接続されている。各電極棒４５は図示しない外部リード線と電気的に接続されており、各電極棒４５の間に電圧を印加させることによって、フィラメント４２に通電し発熱させるようになっている。
【００８５】
また、このヒータランプ６３は、長手方向に渡って発熱量が異なるように構成されている。具体的には、フィラメント４２の巻き径を部分的に大きくして複数の高発熱部４２Ｈを構成している。フィラメント４２の巻き径を大きくすることにより、定着ローラ６１の軸方向の単位長さに対するフィラメント４２の配設量が増加すると共に、フィラメント４２を定着ローラ６１の内周面に対して接近させることができるので、ヒータランプ６３に部分的に発熱量の大きい高発熱部４２Ｈを構成することが可能である。また、高発熱部４２Ｈに対して、フィラメント４２の巻き径の小さい部分を低発熱部４２Ｌと呼ぶと、フィラメント４２は、巻き径の大きい複数の高発熱部４２Ｈと巻き径の小さい複数の低発熱部４２Ｌを交互に有している。なお、フィラメント４２の高発熱部４２Ｈと低発熱部４２Ｌにおける単位長さ当たりの巻き数（ピッチ）や太さは、長手方向に渡って同じである。
【００８６】
図１１に示すように、本実施形態に係るヒータランプ６３は、クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２を有する定着ローラ６１内に配設されるものである。そして、定着ローラ６１内にヒータランプ６３を配設した状態で、フィラメント４２の巻き径の大きい高発熱部４２Ｈを、定着ローラ６１のクラウン部Ｃ１に対応させて配設している。一方、逆クラウン部Ｃ２には、低発熱部４２Ｌを対応させて配設している。また、高発熱部４２Ｈの長手方向の中央部Ｏは、クラウン部Ｃ１の頂部Ｑに対応させて配設されている。さらに、高発熱部４２Ｈの配設範囲Ｊは、クラウン部Ｃ１の軸方向長さＶの１０分の３以上であって２分の１以下の範囲内になるように設定してある。ここで、「クラウン部Ｃ１の軸方向長さＶ」とは、クラウン部Ｃ１の一端とそれに隣接する逆クラウン部Ｃ２との間の変曲点から、クラウン部Ｃ１の他端とそれに隣接する逆クラウン部Ｃ２との間の変曲点までの距離をいう。このように、クラウン部Ｃ１の内周面に対応させて高発熱部４２Ｈを配設することによって、クラウン部Ｃ１における発熱量を、逆クラウン部Ｃ２における発熱量よりも大きくなるように構成している。なお、上記高発熱部４２Ｈは、フィラメント４２の単位長さ当たりの巻き数を多くしたり、フィラメント４２を太くしたりすることによっても形成することができる。
【００８７】
図１２に、上記クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２を有する定着ローラ６１の他の実施形態の構成を示す。
図１２定着ローラ６１は、クラウン部Ｃ１の内周面に熱吸収率を向上させるための黒色塗料が塗布された塗膜８０を有している。黒色塗料としては、耐熱塗料のオキツモ（登録商標）、テツゾール（登録商標）、又はセルモブラック等の耐熱塗料を用いることが可能である。一方、定着ローラ６１の逆クラウン部Ｃ２の内周面には、黒色塗料は塗布されておらず塗膜８０は形成されていない。このように、本実施形態に係る定着ローラ６１では、クラウン部Ｃ１の内周面のみに、熱吸収率を向上させる塗膜８０を形成することによって、クラウン部Ｃ１の内周面における熱吸収率を、逆クラウン部Ｃ２の内周面における熱吸収率よりも高くなるように構成している。なお、本実施形態に係るヒータランプ６３は、高発熱部４２Ｈと低発熱部４２Ｌを有しておらず、長手方向に渡って発熱量がほぼ均一となるように構成されている。
【００８８】
図１３に、上記クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２を有する定着ローラ６１のさらに別の実施形態の構成を示す。
図１３に示す定着ローラ６１では、上記と同様の黒色塗料を内周面全体に渡って塗布して塗膜８０を形成している。ただし、クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２においてその塗膜８０の厚さを異ならせている。ここでは、クラウン部Ｃ１の内周面に、黒色塗料を厚く塗布した（色の濃い）膜厚部８０Ｄを形成し、逆クラウン部Ｃ２の内周面には、黒色塗料を薄く塗布した（色の淡い）膜薄部８０Ｌを形成している。これにより、逆クラウン部Ｃ２よりもクラウン部Ｃ１の内周面において熱吸収率を高くなるようにしている。なお、ヒータランプ６３は長手方向に渡って発熱量がほぼ均一となるように構成されている。
【００８９】
また、定着ローラ６１の内周面に、互いに熱吸収率の異なる２つの塗料を塗布してもよい。例えば、クラウン部Ｃ１の内周面に熱吸収率の高い塗料を塗布し、逆クラウン部Ｃ２の内周面に熱吸収率の低い塗料を塗布することによって、逆クラウン部Ｃ２よりもクラウン部Ｃ１の内周面において熱吸収率を高くすることが可能である。
【００９０】
以下、本発明の特徴部分の作用・効果について説明する。
上述のように、本発明の各実施形態に係る定着装置では、定着ニップが波打つように湾曲して形成されるため、記録用紙が定着ニップに侵入した際に、記録用紙も定着ニップに沿って波打つように湾曲される。このように、記録用紙を湾曲させた場合は、湾曲させない場合に比べて、記録用紙の見かけ上の剛性を大幅に向上させることが可能である。これにより、本発明に係る定着装置では、定着ニップから記録用紙を搬出する際に、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させることができ、記録用紙が定着ローラに巻き付くのを抑制することができる。
【００９１】
また、本発明者は、定着ニップの湾曲数が、定着ニップから搬出される記録用紙の見かけ上の剛性の大きさに影響していると考え、それらの関係を調べる試験をした。以下、その試験について詳しく説明する。
【００９２】
本試験では、図２〜図４に示す本発明の実施形態と同様の構成であって、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ３個ずつ有するタイプと、それぞれ７個ずつ有するタイプの２タイプを用意した。また、従来のタイプとして、クラウン部及び逆クラウン部を有しない定着ローラと加圧ローラを備えた定着装置を用意した。本発明の各タイプにおいて、クラウン部及び逆クラウン部の無負荷状態での振幅（高さ）は０．２ｍｍに設定した。そして、各定着装置において、坪量（単位面積当たりの重量）が６４ｇ／ｍ2、６９ｇ／ｍ2、９０ｇ／ｍ2である各種用紙を搬出したときの各種用紙の見かけ上の剛性を測定した。
【００９３】
前記各種用紙の見かけ上の剛性の測定方法について簡単に説明する。まず、図１４に示すように、記録用紙Ｐを定着ローラ６１と加圧ローラ６２の間の定着ニップＮを通過させ、記録用紙Ｐの前方の端部に変位測定装置７０からのレーザ光Ｌが照射されたら記録用紙Ｐの搬送を停止する。停止した記録用紙Ｐの振動が無くなってから、撓んだ記録用紙Ｐに変位測定装置７０からレーザ光Ｌを照射し、その記録用紙Ｐの変位を測定する。その後、記録用紙Ｐを所定距離だけ進行させて、再び記録用紙Ｐにレーザ光Ｌを照射し、その変位を測定する。そして、得られた記録用紙Ｐの変位から記録用紙Ｐの見かけ上の剛性を算出する。
【００９４】
図１５に、定着ニップの湾曲数と各種用紙の見かけ上の剛性との関係を示すグラフを示す。図１５において、縦軸は記録用紙の見かけ上の剛性を表し、横軸は定着ニップの湾曲数を表している。ここでは、定着ニップの湾曲数を、クラウン部と逆クラウン部の個数で表している。つまり、クラウン部及び逆クラウン部が無い場合は定着ニップの湾曲数は０、クラウン部と逆クラウン部を３個ずつ有する場合は定着ニップの湾曲数は３と表している。また、同図において、▲でプロットしたのは坪量が９０ｇ／ｍ2の記録用紙の測定値、■でプロットしたのは坪量が６９ｇ／ｍ2の記録用紙の測定値、●でプロットしたのは坪量が６４ｇ／ｍ2の記録用紙の測定値である。
【００９５】
図１５のグラフを見れば、定着ニップの湾曲が０である従来の定着装置を使用した場合に比べて、定着ニップの湾曲数が３又は７である本発明の定着装置を使用した場合は、各種用紙の見かけ上の剛性が大きくなっていることが分かる。さらに、定着ニップの湾曲数が３の場合より７の場合の方が記録用紙の見かけ上の剛性が大きいことから、定着ニップの湾曲数が多いほど各種用紙の見かけ上の剛性を大きくする効果があると推察される。なお、図１５に示す試験結果は、本発明の一実施形態における記録用紙の見かけ上の剛性の向上効果を示すものであるが、それ以外の本発明の実施形態においても同様の効果を得られる。
【００９６】
上述したように、定着ニップＮにおけるニップ幅の最大値Ｎｍａｘと、ニップ幅の最小値Ｎｍｉｎとの比（Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ）を、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定するのが望ましいのは、定着ニップから送り出される記録用紙にシワが発生しないようにするためである。ニップ幅のばらつきは、定着ニップにおける回転速度差として現れるため、ニップ幅の最大値と最小値の比（Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ）が１．５以上となると、回転速度差が大きくなって記録用紙にシワが発生しやすくなる。そのため、ニップ幅の最大値と最小値の比（Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ）を、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５と設定することにより記録用紙のシワの発生を抑制することが可能となる。
【００９７】
また、上述したように、定着ニップＮにおける凸部（頂部）と凹部（底部）との高低差Ｈを、０．３ｍｍ以上に設定することが望ましいのは、高低差が０．３ｍｍ未満となると、定着ニップにおいて記録用紙の湾曲量が少なくなり、記録用紙を良好に分離させるために必要な記録用紙の見かけ上の剛性が得られなくなるからである。また、高低差を０．５ｍｍ以下とするのが好ましいのは、高低差が０．５ｍｍを越えると、湾曲した定着ニップＮの凸部と凹部における回転速度差が大きくなり記録用紙にシワが発生する虞があるからである。従って、定着ニップＮにおける凸部と凹部との高低差Ｈを、０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定することによって、記録用紙の見かけ上の剛性を十分に確保して記録用紙の定着ローラへの巻き付きを確実に抑制することができると共に、記録用紙にシワが発生するのを抑制して良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００９８】
また、本発明者は、定着ローラがクラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合と、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合において、記録用紙の分離性を比較する試験を行った。その結果を図１６に示す。
【００９９】
図１６において、（Ａ）はクラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合の試験結果を示し、（Ｂ）はクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合の試験結果を示す。また、図１６（Ａ）（Ｂ）において、縦軸は記録用紙の見かけ上の剛性を表し、横軸は定着ニップＮにおける上記高低差Ｈを表している。また、同図の（Ａ）（Ｂ）において、一点鎖線αは、記録用紙を定着ローラに対して良好に分離することができる場合とできない場合を分ける記録用紙の見かけ上の剛性の境界線を示し、一点鎖線βは、記録用紙にシワが発生する虞がある場合とその虞がない場合を分けるクラウン部と逆クラウン部の高低差の境界線を示す。すなわち、記録用紙の見かけ上の剛性が境界線αより大きい場合、記録用紙は良好に分離することができ、反対に見かけ上の剛性が境界線αより小さい場合は、記録用紙を良好に分離することができない。また、定着ニップＮにおける高低差Ｈが境界線β（０．５ｍｍ）より大きい場合は、記録用紙にシワが発生し、反対に高低差Ｈが境界線β（０．５ｍｍ）より小さい場合は、記録用紙にシワが発生しない。
【０１００】
図１６（Ａ）に示すように、クラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合は、記録用紙の見かけ上の剛性を境界線αより大きくして記録用紙を良好に分離するためには、上記高低差Ｈを境界線β（０．５ｍｍ）より大きく設定しなければならず、記録用紙にシワが発生することが危惧される。これに対し、図１６（Ｂ）に示すクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合は、図１６（Ａ）と同じ高低差の値であっても、記録用紙の見かけ上の剛性が大幅に向上していることが分かる。そのため、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合は、図１６（Ｂ）に示すように、記録用紙の見かけ上の剛性を境界線αより大きく設定しつつ、かつ、クラウン部と逆クラウン部の高低差を記録用紙にシワの発生しないγｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内で設定することが可能となる。従って、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合は、記録用紙の良好な分離性と、記録用紙にシワを発生させない良好な画像形成の両方を実現することができる。
【０１０１】
以上のように、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ１つずつ有する場合は、クラウン部と逆クラウン部をいずれか１つのみ有する場合に比べて、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させる効果が著しく大きくなる。そのため、本発明は、定着ローラが、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ少なくとも１つずつ有していることを条件としている。また、上述したように、クラウン部と逆クラウン部の個数を増やすことにより、記録用紙の見かけ上の剛性を一層高めることができ、分離性をさらに向上させることが可能である。
【０１０２】
なお、図１６に示す試験結果は、本発明の一実施形態における記録用紙の見かけ上の剛性の向上効果を示すものであるが、それ以外の本発明の実施形態においても同様の効果を奏することが可能である。
【０１０３】
また、図１７に、本発明の構成と比較例の構成を示す。
図１７において、（ａ）は定着ローラ６１の弾性層６１ｂの厚さを軸方向に渡って変化させてクラウン部と逆クラウン部を形成した本発明の構成を示し、（ｂ）は定着ローラ６１の芯材６１ａの厚さを軸方向に渡って変化させてクラウン部と逆クラウン部を形成した比較例の構成を示す。なお、本発明と比較例におけるそれぞれの加圧ローラ６２の芯材６２ａ、弾性層６２ｂ、離型層６２ｃの厚さは、いずれも軸方向に渡って均一に形成されている。また、図１７の（ａ）（ｂ）において、定着ローラ６１と加圧ローラ６２は互いに加圧せずに接触させた状態で配設してある。
【０１０４】
図１７（ａ）に示すように、本発明の構成では、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各ストレート状の芯金６１ａ，６２ａ同士の間隔は軸方向に渡って同じであるのに対し、各芯金６１ａ，６２ａの間に介在する各弾性層６１ｂ，６２ｂの厚さの和は軸方向に渡って異なる。具体的には、符号Ｅで示す位置での各弾性層６１ｂ，６２ｂの厚さの和（ｔ１＋ｔ３）は、符号Ｆで示す位置での各弾性層６１ｂ，６２ｂと厚さの和（ｔ２＋ｔ３）よりも大きくなっている。この状態で定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接すると、符号Ｅの位置における弾性層の圧縮量が符号Ｆの位置における弾性層の圧縮量に比べて大きくなり圧力が高くなる。このため、本発明において、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接した場合は、弾性層の和に応じて圧力が異なるため、上記軸方向に渡る圧力ムラが発生する。
【０１０５】
これに対し、図１７（ｂ）に示す比較例では、定着ローラ６１と加圧ローラ６２の各芯金６１ａ，６２ａの間に介在する各弾性層６１ｂ，６２ｂの厚さの和は軸方向に渡って同じであるが、符号Ｘで示す位置での各芯金６１ａ，６２ａ同士の間隔（ｄ１）は、符号Ｙで示す位置での各芯金６１ａ，６２ａ同士の間隔（ｄ２）よりも小さくなっている。このため、各ローラ６１，６２を圧接した場合に符号Ｘの位置における弾性層の圧縮量が符号Ｙの位置における弾性層の圧縮量に比べて大きくなり圧力が高くなる。このように、比較例においても、定着ローラ６１と加圧ローラ６２を圧接した場合は、芯金同士の間隔に応じて圧力が異なるため、軸方向に渡って圧力ムラが発生する。なお、このような比較例と同様の構成は、例えば特開平７−１２９０１４号公報に記載されている。
【０１０６】
以上のように、本発明と比較例のいずれにおいても、定着ローラと加圧ローラを圧接した場合は、定着ニップにおける圧力が軸方向に渡って異なる。しかしながら、弾性層の厚さを変化させた本発明は、芯金の厚さを変化させた比較例に比べて、クラウン部と逆クラウン部を形成したことによる定着ニップの圧力差が低減される。このため、本発明の構成では、定着ニップの圧力差に起因する画像の光沢ムラを抑制することが可能である。同様に、本発明のその他の実施形態においても、弾性層の厚さを変化させてクラウン部と逆クラウン部を形成しているので、定着ニップの圧力差を低減することができ、画像の光沢ムラを抑制することが可能である。
【０１０７】
また、光沢ムラ等の無い良好な画像形成を行うには、定着ニップにおける温度を均一にすることも重要である。しかしながら、上記のように、定着ローラ６１がクラウン部と逆クラウン部を有している場合は、軸方向に渡って弾性層の厚さが異なっているため、定着ローラ６１の表面温度にばらつきが生じる虞がある。
【０１０８】
図１８に示すように、厚さが均一な芯金６１ａに厚さの異なる弾性層６１ｂを被覆して構成した定着ローラ６１の内周面を、加熱源６３によって軸方向に渡って均一な温度に加熱した場合、そのときのクラウン部Ｃ１の最大厚さ（Ｇ１）の部分と逆クラウン部Ｃ２の最小厚さ（Ｇ２）の部分において、温度が変化する様子を図１９に示す。図１９において、実線はクラウン部Ｃ１の温度を示し、一点鎖線は逆クラウン部Ｃ２の温度を示す。
【０１０９】
図１９に示すように、定着ローラ６１の内周面を軸方向に渡って均一な温度に加熱した場合、クラウン部Ｃ１の内周面の温度Ｔ１と、逆クラウン部Ｃ２の内周面の温度Ｔ２は、同様の値となっている。しかしながら、クラウン部Ｃ１は逆クラウン部Ｃ２に比べて、弾性層６１ｂが厚く形成されているため（Ｇ１＞Ｇ２）、熱が表面にまで伝達されるまでの温度低下量が大きく、クラウン部Ｃ１の表面における温度Ｔ１０は、逆クラウン部Ｃ２の表面における温度Ｔ２０よりも低くなる。このように、クラウン部Ｃ１と逆クラウン部Ｃ２において、表面温度のばらつきが生じると、定着された画像に光沢ムラが生じやすくなる。
【０１１０】
そこで、上記図１１に示す実施形態のように、ヒータランプ６３の高発熱部４２Ｈをクラウン部Ｃ１に対応して配設して、ヒータランプ６３による発熱量を逆クラウン部Ｃ２よりもクラウン部Ｃ１において大きくすることにより、図２０に示すように、クラウン部の内周面の温度Ｔ１を、逆クラウン部の内周面の温度Ｔ２よりも大きくすることができる。これにより、クラウン部と逆クラウン部のそれぞれの表面に伝達される温度Ｔ１０とＴ２０のばらつきを抑制することが可能である（図２０参照）。また、上記図１２に示す実施形態のように、熱吸収率を向上させるための黒色塗料をクラウン部Ｃ１の内周面にのみ塗布する、あるいは、上記図１３に示す実施形態のように、黒色塗料をクラウン部Ｃ１の内周面に厚く塗布することにより、クラウン部Ｃ１の内周面の熱吸収率を高くすることによっても、同様に表面に伝達される温度のばらつきを抑制することが可能である。
【０１１１】
ところで、ヒータランプ６３のフィラメント４２から発せられる輻射熱は、定着ローラ６１の径方向に限らず、軸方向にも伝達される。例えば、図１１に示す実施形態において、高発熱部４２Ｈをクラウン部Ｃ１の軸方向長さＶの全体に渡って配設すると、高い温度で加熱する範囲が軸方向に広くなり過ぎて、定着ローラ６１の表面温度のばらつきを効果的に抑制できないことも考えられる。そこで、本発明者は、クラウン部Ｃ１の軸方向長さＶに対する高発熱部４２Ｈの配設範囲Ｊ（図１１参照）と、定着ローラ６１の表面温度のばらつきとの関係を調べる試験を行った。以下、この試験について詳しく説明する。
【０１１２】
図１１に示す実施形態と同様に、ヒータランプに高発熱部と低発熱部を構成し、高発熱部の発光量を、低発熱部の発光量（１００％）に対して、１５０％、２００％、３００％とした３タイプの定着装置を用意した。そして、それぞれのタイプの定着装置において、定着ローラのクラウン部の軸方向長さに対する高発熱部の配設比率を、０％〜１００％の間の任意の比率に変化させ、それぞれの配設比率の場合において画像の定着を行い、定着された画像の光沢度を測定した。なお、このときの光沢度評価試験には、日本電色工業株式会社製の光沢度計ＰＧ−１Ｍ（商品名）を使用し、ＪＩＳＺ８７４１における６０度鏡面光沢度測定方法により測定し、評価を行った。
【０１１３】
図２１に、高発熱部の配設比率と光沢度差との関係を示すグラフを図示する。同図において、横軸は高発熱部の配設比率を表し、縦軸は光沢度の差を表している。また、同図において、点線は低発熱部に対する高発熱部の発光量が１５０％の場合の測定値、実線は２００％の場合の測定値、一点鎖線は３００％の場合の測定値を示す。図２１に示すグラフより、高発熱部の配設比率が０％に近づくにつれて、光沢度の差が大きくなっていることが分かる。これは、高発熱部の配設比率が０％に近づくと、ヒータランプの発光量が長手方向に渡って均一になるため、厚く形成されたクラウン部と薄く形成された逆クラウン部において表面温度にばらつきが生じたためである。また、反対に、高発熱部の配設比率が１００％に近づく場合も、光沢度の差が大きくなる。これは、高発熱部の配設比率が１００％に近づくと、高発熱部によって加熱される範囲が定着ローラの軸方向に広くなり過ぎて、定着ローラの表面温度のばらつきを効果的に抑制できなかったためである。
【０１１４】
一方、図２１に示すように、高発熱部の配設比率が３０％から５０％の間に設定した場合は、光沢度の差が小さくなっていることが確認できる。このことから、高発熱部の配設比率を３０％から５０％の間で設定することによって、高発熱部による過剰な加熱を抑え、クラウン部と逆クラウン部における表面温度のばらつきを効果的に抑制することができたことが分かる。
【０１１５】
そこで、図１１に示す実施形態では、高発熱部４２Ｈの長手方向の中央部Ｏを、クラウン部Ｃ１の頂部Ｑに対応させて配設し、高発熱部４２Ｈの配設範囲Ｊを、クラウン部Ｃ１の軸方向長さＶの１０分の３（３０％）以上であって２分の１（５０％）以下の範囲内になるように設定している。これにより、高発熱部４２Ｈによって加熱される範囲が軸方向に広くなり過ぎるのを抑えることができ、定着ローラの表面温度のばらつきを効果的に抑制することが可能となる。
【０１１６】
以上のように、本発明によれば、定着ニップを、軸方向に渡って波打つように湾曲させることにより、定着ニップを通過する記録媒体を湾曲させて見かけ上の剛性を向上させることができる。これにより、記録媒体を定着ニップから搬出する際に、記録媒体がニップ形成部材に巻き付くのを抑制できる。
【０１１７】
また、本発明では、一対のニップ形成部材のうち、表面がストレート状に形成された方の製品硬度を４０度以下にし、表面が波打って形成された方の製品硬度を７０度以上に設定することで、ストレート状に形成された方を波打って形成された方に対して軟らかく構成している。これにより、一対のニップ形成部材を互いに加圧した状態で、ストレート状の表面を波打った表面に倣って変形させることができ、定着ニップＮを湾曲させることができる。
【０１１８】
また、上述のように、ストレート状に形成された方のニップ形成部材の、特にクラウン部Ｃ１が加圧される箇所Ｄ１での弾性層の硬度を大きくしたり、接着剤の量を多くしたりすることによって、耐久性を向上させることが可能である。
【０１１９】
また、画像の定着処理を行わない待機状態では、所定時間ごと（例えば１時間ごとに１回）にニップ形成部材を回転（例えば１２０度）させて互いの加圧箇所を変更するように制御してもよい。これにより、待機状態において、一対のニップ形成部材の同じ箇所が長時間に亘って加圧された状態で保持されることによる弾性層の塑性変形を抑制することが可能となる。
【０１２０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明の定着装置は、図１に示すタンデム型のカラープリンタに限らず、その他のプリンタや、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも搭載することが可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
２７ 定着装置
４２ フィラメント
６１ 定着ローラ（ニップ形成部材）
６１ａ 芯材
６１ｂ 弾性層
６２ 加圧ローラ（ニップ形成部材）
６２ａ 芯材
６２ｂ 弾性層
６３ ヒータランプ（発熱体）
６５ ベルト部材
６６ 加圧部材（ニップ形成部材）
６６ａ 弾性層
６６ｂ 芯材
Ｃ１ クラウン部（表面凸部）
Ｃ２ 逆クラウン部（表面凹部）
Ｈ 高低差
Ｎ 定着ニップ
Ｐ 記録用紙（記録媒体）
Ｗ 記録媒体の最大通過幅
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特開２００４−１０９６９７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに加圧されてそれらの間に定着ニップを形成する一対のニップ形成部材を備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させることにより当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、
前記一対のニップ形成部材は、それぞれ芯材とその芯材の表面に配設された弾性層を有し、一方の前記ニップ形成部材は、前記弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させて表面が波打つように形成され、他方の前記ニップ形成部材は、表面を軸方向にストレート状に形成されたものであって、
前記波打つように形成されたニップ形成部材の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の製品硬度を４０度以下に設定したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の前記芯材と前記弾性層とを接着する接着剤の量を、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において多くした請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の前記弾性層の硬度を、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において大きくした請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ニップにおいて、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定した請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
画像の定着処理を行わない待機状態において、所定時間ごとに前記一対のニップ形成部材を回転させて互いの加圧箇所を変更するように制御した請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凸部と表面凹部を、当該ニップ形成部材の少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設した請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凸部と表面凹部を、当該ニップ形成部材の記録媒体の最大通過幅の一部に対応する部分に配設した請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記一対のニップ形成部材を互いに加圧した負荷状態において、前記定着ニップにおける凸部と凹部の高低差を０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定した請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記波打つように形成されたニップ形成部材を、内部に発熱体を有する定着部材とし、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材を、前記定着部材に加圧される加圧部材とした請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記発熱体の発熱量を、前記定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくした請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記発熱体として、光透過性材料から成る発光管内に螺旋状のフィラメントを配設したヒータランプを設け、前記定着部材の表面凹部よりも表面凸部において、前記フィラメントの巻き径を大きく又は単位長さ当たりの巻き数を多くした請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記定着部材の内面の熱吸収率を、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくした請求項９から１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記定着部材の内面に塗布する熱吸収率を向上させるための塗料の厚さを、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において厚くした請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記波打つように形成されたニップ形成部材を、他方のニップ形成部材に加圧される加圧部材とし、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材を、内部に発熱体を有する定着部材とした請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
互いに加圧されてそれらの間に定着ニップを形成する一対のニップ形成部材を備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させることにより当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、
前記一対のニップ形成部材は、それぞれ芯材とその芯材の表面に配設された弾性層を有し、一方の前記ニップ形成部材は、前記弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させて表面が波打つように形成され、他方の前記ニップ形成部材は、表面を軸方向にストレート状に形成されたものであって、
前記波打つように形成されたニップ形成部材の製品硬度を７０度以上に設定すると共に、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の製品硬度を４０度以下に設定したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の前記芯材と前記弾性層とを接着する接着剤の量を、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において多くした請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ストレート状に形成されたニップ形成部材の前記弾性層の硬度を、前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凹部が加圧される箇所よりも表面凸部が加圧される箇所において大きくした請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ニップにおいて、記録媒体通過方向のニップ幅の最大値をＮｍａｘ、前記ニップ幅の最小値をＮｍｉｎとした場合、Ｎｍａｘ／Ｎｍｉｎ＜１．５となるように設定した請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
画像の定着処理を行わない待機状態において、所定時間ごとに前記一対のニップ形成部材を回転させて互いの加圧箇所を変更するように制御した請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凸部と表面凹部を、当該ニップ形成部材の少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設した請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記波打つように形成されたニップ形成部材の表面凸部と表面凹部を、当該ニップ形成部材の記録媒体の最大通過幅の一部に対応する部分に配設した請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記一対のニップ形成部材を互いに加圧した負荷状態において、前記定着ニップにおける凸部と凹部の高低差を０．３ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下に設定した請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記波打つように形成されたニップ形成部材を、内部に発熱体を有する定着部材とし、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材を、前記定着部材に加圧される加圧部材とした請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記発熱体の発熱量を、前記定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくした請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記発熱体として、光透過性材料から成る発光管内に螺旋状のフィラメントを配設したヒータランプを設け、前記定着部材の表面凹部よりも表面凸部において、前記フィラメントの巻き径を大きく又は単位長さ当たりの巻き数を多くした請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記定着部材の内面の熱吸収率を、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において大きくした請求項９から１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記定着部材の内面に塗布する熱吸収率を向上させるための塗料の厚さを、当該定着部材の表面凹部よりも表面凸部において厚くした請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記波打つように形成されたニップ形成部材を、他方のニップ形成部材に加圧される加圧部材とし、前記ストレート状に形成されたニップ形成部材を、内部に発熱体を有する定着部材とした請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−１９７２７３（Ｐ２０１１−１９７２７３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６２７５９（Ｐ２０１０−６２７５９）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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