JP6004689B2 - 定着装置、及びこの定着装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に用いられる定着装置、及びこの定着装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真式の複写機やプリンタに使用する定着装置として、フィルムを用いた外部加熱方式の定着装置が知られている。

上記の外部加熱方式の定着装置は、駆動される加熱ローラと、加熱ローラと接触してニップ部を形成する加圧フィルムユニットと、定着ローラと接触して加熱圧接部を形成する加熱フィルムユニットを有している。

加熱フィルムユニットは、筒状の加熱フィルムと加熱フィルム内面と接触するヒータと、加熱フィルム内面と接触して加熱フィルムの回転をガイドする加熱フィルムガイドを有する。加圧フィルムユニットは、筒状の加圧フィルムと加圧フィルム内面と接触して加圧フィルムの回転をガイドする加圧フィルムガイドを有する。

上記の定着装置は、外部加熱部にも加熱ローラと共に回転するフィルムを使用することで、固定式の外部加熱部を用いた定着装置よりも駆動トルクを小さくすることができる。

上記の定着装置は、加熱ローラが駆動されて回転することにより、加熱フィルム及び加圧フィルムが従動回転する。従って、加熱フィルムの回転をガイドする加熱フィルムガイドと加熱フィルム内面との接触する部分の摺動抵抗が大きい場合は、加熱フィルムの回転が不安定になることがある。また同じ事が、加圧フィルムと加圧フィルムガイドとの接触する部分についても言える。

加熱フィルム及び加圧フィルムの回転が不安定になると加熱ローラへの熱供給が不安定になり、また、加圧フィルムの回転が不安定になるとニップ部における記録材の搬送が不安定になり、定着むらの原因となることがある。

そこで、定着装置において定着フィルムと定着フィルム内面に接触するフィルム支持部材との間の摩擦抵抗を減らすために、フィルム支持部材に定着フィルムとフィルム支持部材の摺動面を減少させるリブか穴のいずれかが設けられているものがある（特許文献１）。

特開平６−００３９８２

しかしながら、特許文献１のフィルム支持部材（フィルムガイド）を前述した定着装置に用いると次のような課題がある。それは、定着処理時に、加熱フィルムガイドが加熱フィルムの接触する部分と、加圧フィルムガイドが加圧フィルムに接触する部分と、が加熱ローラの長手方向で重なる領域において、グロスむらが発生する場合がある。

そこで本発明の目的は、定着装置のフィルムを安定的に回転させると同時に、グロスムラを低減できる定着装置、及びこの定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための本発明の好適な実施形態の一つは、加熱ローラと、前記加熱ローラと接触して加熱圧接部を形成する筒状の第１のフィルムと、前記第１のフィルムの内側に設けられ前記第１のフィルムの回転をガイドする第１のガイド部材と、を有する加熱ユニットと、前記加熱ローラと接触してニップ部を形成する筒状の第２のフィルムと、前記第２のフィルムの内側に設けられ前記第２のフィルムの回転をガイドする第２のガイド部材と、を有する加圧ユニットと、を備え、トナー像を担持した記録材を前記ニップ部で搬送しつつ加熱して前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、前記第１のガイド部材は、前記加熱圧接部よりも前記第１のフィルムの回転方向の上流側に設けられ前記第１のフィルムの内面と接触する第１の上流突起部と、前記加熱圧接部よりも前記第１のフィルムの回転方向の下流側に設けられ前記第１のフィルムの内面と接触する第１の下流突起部と、を有し、前記第２のガイド部材は、前記ニップ部よりも前記第２のフィルムの回転方向の上流側に設けられ前記第２のフィルムの内面と接触する第２の上流突起部を有し、前記ニップ部における記録材の搬送方向からみたときに、前記第１の上流突起部と、前記第１の下流突起部と、は、記録材の搬送領域内において、前記加熱ローラの母線方向で重なるように設けられ、前記第１の上流突起部と、前記第２の上流突起部と、は、前記搬送領域内において、前記加熱ローラの母線方向で重ならないように設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、定着装置のフィルムを安定的に回転させると共に、グロスむらを低減できる定着装置、及びこの定着装置を備える画像形成装置を提供できる。

画像形成装置の横断側面の断面図 実施例に係る定着装置の概略構成を表す断面図 実施例に係る定着装置の加熱フィルムガイドの斜視図 実施例に係る定着装置の通電制御系を示す図 実施例に係る定着装置の加熱フィルムの回転挙動を表す図 （ａ）比較例のフィルムガイドの位置を示した図、（ｂ）比較例のリブ位置とグロス分布の関係を示した図、（ｃ）比較例の片面印刷時と両面印刷時のグロスむらランクを示した図 （ａ）実施例のフィルムガイドの位置を示した図、（ｂ）実施例のリブ位置とグロス分布の関係を示した図、（ｃ）実施例の片面印刷時と両面印刷時のグロスむらランクを示した図 実施例の変形例に係る定着装置の概略構成を表す断面図

［第１実施形態］
図１は本実施形態に係る定着装置を搭載する画像形成装置の模式断面図である。この画像形成装置は電子写真式のレーザビームプリンタである。

本実施例に示す画像形成装置は、現像剤としてのシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナーを用いてトナー画像を形成する第１から第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを所定の方向に一列に並設したインライン方式の装置である。各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ、像担持体としての電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１１７を有している。

各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、感光ドラム１１７の外周面の周囲には、帯電部材としてのドラム帯電器１１９と、露光手段としての走査露光装置１０７が設けられている。また感光ドラム１１７表面の周囲には、現像手段としての現像器１２０と、ドラムクリーナ１２２が設けられている。そして感光ドラム１１７に跨るように中間像担持体としての中間転写ベルト１２３が設けてある。この中間転写ベルト１２３は、駆動ローラ１２５ａと、二次転写対向ローラ１２５ｂとで張架されている。

中間転写ベルト１２３の内周面側には、各感光ドラム１１７と、中間転写ベルト１２３を挟むように第１の転写部材としての一次転写ローラ１２４が設けられている。中間転写ベルト１２３の外周面側には、二次転写対向ローラ１２５ｂと、中間転写ベルト１２３を挟むように第２の転写部材としての二次転写ローラ１２１が設けられている。

本実施例の画像形成装置は、ホストコンピュータ、ネットワーク上の端末機、外部スキャナなどの外部装置（不図示）から出力されるプリント指令に応じて制御部１０１が所定の画像形成シーケンスを実行する。制御部１０１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プログラムなどが記憶されている。

本実施例の画像形成装置の画像形成動作を、図１を参照して説明する。制御部１０１は、プリント指令に応じて実行される画像形成シーケンスに従い各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを順次駆動する。先ず、各感光ドラム１１７が所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向へ回転されると共に、駆動ローラ１２５ａにより中間転写ベルト１２３が各感光ドラム１１７の回転周速度と対応した周速度で矢印方向へ回転される。

１色目のシアンの画像形成部Ｐａにおいて、感光ドラム１１７表面はドラム帯電器１１９によって所定の極性及び電位に一様に帯電される。次に走査露光装置１０７が外部装置から出力される画像情報に応じたレーザ光を感光ドラム１１７の帯電面に対し走査露光する。これにより感光ドラム１１７表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そしてこの静電潜像が現像器１２０によってシアンのトナーを用いて現像される。これによって感光ドラム１１７表面上にシアンのトナー画像が形成される。

同様の帯電、露光、現像の各工程が、２色目のマゼンタの画像形成部Ｐｂ、３色目のシアンのイエローの画像形成部Ｐｃ、４色目のブラックの画像形成部Ｐｄにおいても行われる。各感光ドラム１１７表面に形成された各色のトナー画像は感光ドラム１１７の表面と中間転写ベルト１２３の表面とが接触して形成される一次転写ニップ部で中間転写ベルト１２３の表面に順番に重ねて転写される。これにより中間転写ベルト１２３表面にフルカラーのトナー画像が担持される。

トナー画像が転写された後の感光ドラム１１７表面は、感光ドラム１１７表面に残留する転写残トナーがドラムクリーナ１２２により除去され次の画像形成に供される。

一方、給送カセット１０２から記録紙等の記録材Ｐが繰り出しローラ１０５により１枚ずつ繰り出されレジストローラ１０６に搬送される。この記録材Ｐはレジストローラ１０６によって中間転写ベルト１２３の表面と二次転写ローラ１２１の表面とが接触して形成される二次転写ニップ部に搬送される。

この搬送過程において二次転写ニップ部において中間転写ベルト１２３表面のトナー画像が記録材Ｐ上に転写される。これにより記録材Ｐ上に未定着のフルカラーのトナー画像が担持される。

フルカラーのトナー画像を担持した記録材Ｐは定着装置１０９の後述する定着ニップ部Ｎ１に導入される。そして、この定着ニップ部Ｎ１で記録材Ｐを搬送しつつトナー像に熱と圧力を印加し、これにより記録材Ｐ上のトナー像は記録材Ｐに定着される。

記録材の第１の面のみに画像形成する場合には、定着ニップ部Ｎ１を出た記録材Ｐは排出ローラ１１１により排出トレイ１１２上に排出される。

次に、画像形成装置内で記録材の第１の面に続いて第１の面の反対側の面である第２の面にも画像形成を行う場合について説明する。記録材の第１の面の定着処理を終えた後、記録材を所定の位置まで排紙ローラ１１１で搬送してから排紙ローラ１１１を逆回転させて記録材を両面搬送ローラ２００で搬送される両面パスの方に記録材を誘導する。その後、記録材は二次転写ニップ部で第２の面にトナー像が形成されて定着処理され、排出ローラ１１１により排出トレイ１１２上に排出される。

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である。短手方向とは記録材搬送方向と平行な方向である。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。

図２は本実施例に係る定着装置（定着部）１０９の模式断面図である。図３は加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａと下流リブ１９ｂを表す模式図である。図４はセラミックヒータ１５と通電制御系とを表す説明図である。この定着装置１０９は外部加熱方式の定着装置である。

本実施例に係る定着装置１０９は、加熱回転体としての加熱ローラ３０と、加熱手段としての加熱ユニット１０と、バックアップ手段としての加圧ユニット５０を有している。加熱ローラ３０は長手方向に長い部材である。

加熱ローラ３０は、鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料からなる丸軸状の芯金３０Ａを有している。そしてこの芯金３０Ａの外周面上にシリコーンゴムなどを主成分とする弾性層３０Ｂが形成され、この弾性層３０Ｂの外周面上にＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰなどを主成分とする離型層２０Ｃが形成されている。ここで、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン、ＰＦＡはテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体の略称である。

この加熱ローラ３０は、芯金３０Ａの長手方向両端部が装置フレーム（不図示）の長手方向両側の側板（不図示）に軸受（不図示）を介して回転可能に支持されている。

加熱ユニット１０は、セラミックヒータ（以下、ヒータと記す）１５と、第１のフィルムとしての筒状の加熱フィルム１６と、第１のガイド部材としての加熱フィルムガイド１９を有している。加熱フィルムガイド１９は、所定の耐熱性材料を用いて横断面が略凹字形状になるように形成されている。そして加熱フィルムガイド１９の長手方向の両端部が装置フレームの長手方向の両側の側板に支持されている。ヒータ１５は加熱フィルムガイド１９の長手方向に沿って加熱フィルムガイド１９の平坦面に設けられた溝１９Ａに支持され、ヒータ１５を支持させた加熱フィルムガイド１９に加熱フィルム１６をルーズに外嵌させている。ヒータ１５と、加熱フィルム１６と、加熱フィルムガイド１９は、何れも長手方向に長い部材である。

ヒータ１５は、アルミナ、窒化アルミ等のセラミックを主成分とする薄板状のヒータ基板１５Ａを有している。このヒータ基板１５Ａの加熱フィルム１６側の面上には、銀及びパラジウム等を主成分とした通電発熱抵抗体１５Ｂがヒータ基板１５Ａの長手方向に沿って設けられている。また、このヒータ基板１５Ａの面上には、ガラス又はフッ素樹脂、ポリイミド等の耐熱樹脂を主成分とする保護層１５Ｃが通電発熱抵抗体１５Ｂを覆うように設けられている。

加熱フィルム１６は、加熱フィルム１６の内周長が加熱フィルムガイド１９の外周長より所定長だけ長くなるように形成され、加熱フィルムガイド１９に無張力にてルーズに外嵌されている。加熱フィルム１６の層構成として、ポリイミドを主成分とする無端帯状の基層の外周面を、ＰＦＡを主成分とする無端帯状の表面層により被覆する二層構造が採用されている。

この加熱ユニット１０は、加熱ローラ３０と平行に配置されている。そして加熱フィルムガイド１９の長手方向の両端部を加圧バネ（不図示）によって、加熱ローラ３０に対しての加熱フィルム１６の母線方向と直交する方向へ付勢する。ヒータ２４の保護層１５Ｃの外表面を加熱フィルム１６を介して加熱ローラ３０の外周面に押圧させる。これにより加熱ローラ３０の弾性層３０Ｂがヒータ２４の保護層１５Ｃの外表面で潰れて弾性変形し、加熱ローラ３０表面と加熱フィルム１６の外周面とで所定幅の加熱圧接部Ｎ２が形成される。このように、加熱圧接部Ｎ２は、加熱ローラ３０と、ヒータ２４と、が加熱フィルム１６を介して形成される。従って、ヒータ２４は加熱圧接部形成部材としての役割も担っている。

加圧ユニット５０は、第２のフィルムとしての筒状の加圧フィルム５１と、第２のガイド部材としての加圧フィルムガイド５２と、ニップ部形成部材６０と、を有している。
加圧フィルムガイド５２は、所定の耐熱性材料を用いて横断面が略凹字形状になるように形成されている。

ニップ部形成部材６０は加熱フィルムガイド１９の長手方向に沿って加熱フィルムガイド１９の平坦面に設けられた溝５２Ａに支持されている。

そして加圧フィルムガイド５２の長手方向の両端部が装置フレームの長手方向の両側の側板に支持されている。そして、加圧フィルム５１は、この加圧フィルムガイド５２に外嵌されている。加圧フィルム５１及び加圧フィルムガイド５２は、何れも長手方向に長い部材である。

加圧フィルム５１は、加圧フィルム５１の内周長が加圧フィルムガイド５２の外周長より所定長だけ長くなるように形成され、加圧フィルムガイド５２に無張力にてルーズに外嵌されている。加圧フィルム５１の層構成として、ポリイミドを主成分とする無端帯状の基層の外周面を、ＰＦＡを主成分とする無端帯状の表面層により被覆するという二層構造が採用されている。

この加圧ユニット５０は加熱ローラ３０と平行に配置されている。そして加圧フィルムガイド５２の長手方向の両端部を加圧バネ（不図示）によって、加熱ローラ３０の母線方向と直交する方向へ付勢する。加圧ユニット５０のニップ部形成部材６０を、加圧フィルム５１を介して加熱ローラ３０の外周面に押圧させる。これにより加熱ローラ３０の弾性層３０Ｂがニップ部形成部材６０の表面で潰れて弾性変形し、加熱ローラ３０の表面と加圧フィルム５１の外周面とで所定幅の定着ニップ部Ｎ１が形成される。このように、定着ニップ部Ｎ１は、加熱ローラ３０と、ニップ部形成部材６０と、で加圧フィルム５１を介して形成される。

図２及び図４を参照して、定着装置１０９の動作を説明する。制御部１０１は、プリント指令に応じて実行される画像形成シーケンスに従い駆動源としての駆動モータＭを回転駆動する。この駆動モータＭの出力軸の回転は所定のギア列（不図示）を介して定着ローラ３０の芯金３０Ａに伝達される。これにより加熱ローラ３０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。加熱ローラ３０の回転は、定着ニップ部Ｎ１において定着ローラ３０の表面と加圧フィルム５１の表面との間に生じる摩擦力によって加圧フィルム５１に伝わる。これにより加圧フィルム５１は加圧フィルム５１の内周面が加圧フィルムガイド５２のニップ部形成部材６０と摺動しながら加熱ローラ３０と共に矢印方向へ従動回転する。また加熱ローラ３０の駆動力は加熱圧接部Ｎ２において加熱ローラ３０の表面と加熱フィルム１６の表面との間に生じる摩擦力として加熱フィルム１６に伝わる。

これにより加熱フィルム１６は加熱フィルム１６の内周面がヒータ２３の保護層２３Ｃの外表面と摺動しながら加熱ローラ３０と共に矢印方向へ従動回転する。

また制御部１０１は、画像形成シーケンスに従い通電制御部としてのトライアック２０をオンする。トライアック２０はＡＣ電源２１から印加される電力を制御しヒータ１５の通電発熱抵抗体１５Ｂへの通電を開始する。この通電により通電発熱抵抗体１５Ｂが発熱してヒータ１５は急速に昇温し加熱フィルム１６を加熱する。ヒータ１５の温度はヒータ基板１５Ａの加熱フィルムガイド１９側の面上に設けられた温度検知部材としてのサーミスタ１８により検知される。制御部１０１は、サーミスタ１８からの出力信号（温度検知信号）をＡ／Ｄ変換回路２２を介して取り込み、この出力信号に基づいてヒータ１５を所定の目標温度に維持するようにトライアック２０を制御する。これによりサーミスタ１８の検知温度は所定の目標温度に維持される。

回転している加熱ローラ３０表面は加熱圧接部Ｎ２においてヒータ１５の熱が加熱フィルム１６を介して供給されて加熱される。ヒータ１５から加熱ローラ３０の表面に供給される熱量は、記録材Ｐが担持する未定着のトナー像Ｔを定着するために必要十分な熱量である。駆動モータＭを回転駆動し、かつヒータ１５が目標温度に維持されている状態において、未定着のトナー像Ｔを担持した記録材Ｐがトナー像の担持面が加熱ローラ３０に対向する向きで定着ニップ部Ｎ１に導入されて、搬送される。この記録材の定着ニップ部Ｎ１にける搬送過程においてトナー像Ｔが加熱されて溶融すると共に、この溶融したトナー像Ｔに圧力が印加されて、トナー像Ｔが記録材Ｐの上に定着される。

ここで、加熱フィルムガイド１９及び加圧フィルムガイド５２の形状と、定着装置の駆動トルクについて説明する。

加熱フィルムガイド１９は、図３に示すように、加熱圧接部Ｎ２よりも上流側で加熱フィルム１６の回転方向と反対方向（周方向）に延びた複数の上流リブ１９ａ（突起部としての第１のリブ）を有する。また、加熱フィルムガイド１９は、加熱圧接部Ｎ２の下流側で加熱フィルム１０の回転方向（周方向）に延びた複数の下流リブ１９ｂを有する。加熱フィルム１６の回転方向は図３の矢印で示した方向である。

また、加圧フィルムガイド５２は、定着ニップ部Ｎ１の上流側で加圧フィルム５１の回転方向と反対方向（周方向）に延びた複数の上流リブ５２ａ（突起部としての第２のリブ）を有する。また、加圧フィルムガイド５２は、定着ニップ部Ｎ１の下流側で加圧フィルム５１の回転方向（周方向）に延びた複数の下流リブ５２ｂを有する。

以後、上流リブ１９ａ、下流リブ１９ｂ、上流リブ５２ａ、及び、下流リブ５２ｂを、まとめてリブと記す。また、同じく加熱フィルムガイド１９及び加圧フィルムガイド５２をフィルムガイド、加熱フィルム１６及び加圧フィルム５１をフィルムと記す。
フィルムガイドのリブはフィルムと接触する部分（リブの先端）がフィルムの母線方向に点在するように形成されている。これは、リブがフィルムの内面との接触面積を最小限にしつつフィルムの回転をガイドするようにするためである。

フィルムガイドと、フィルム内面との接触面積が大きいと、フィルムが回転する際の摺動抵抗が大きくなる場合がある。特に、フィルムガイドとフィルムの内面との間に潤滑剤としてグリースが塗布されている構成で、定着装置を冷えた状態から立ち上げると、グリースの粘性が高い状態のまま摺動するので、フィルムが回転する際の摺動抵抗は大きくフィルムの回転は不安定になる。また、加熱ローラ３０の駆動の開始時のトルクは大きくなる。

上記の理由で、フィルムガイドのリブをフィルムの母線方向でフィルムと接触する部分が点在するように設けることで、フィルムが回転する際のフィルムガイドと接触する部分の摺動抵抗を低減しつつ加圧フィルム５１の内面をガイドすることができる。

次に、フィルムガイドのリブの配置とフィルムの温度むらとの関係について説明する。加熱フィルムガイド１９において、加熱圧接部Ｎ２の上流側の上流リブ１９ａの方が、加熱圧接部Ｎ２の下流側の下流リブ１９ｂよりも、加熱フィルム１６の内面と接触しやすい。なぜなら、加熱圧接部Ｎ２の上流側においては、加熱フィルム１６は加熱圧接部Ｎ２に引っ張られるので、図５に示すように加熱フィルム１６に引っ張り力ｆが作用するためである。加熱圧接部Ｎ２の下流側では、加熱フィルム１６は加熱圧接部Ｎ２で押し出されて弛みが生じるので、加熱フィルム１６の内面は下流リブ１９ｂと接触しない又は接触したとしても上流側の上流リブ１９ａよりも加熱フィルム１６との接触圧力は小さい。

加熱フィルムガイド１９と同様に、加圧フィルムガイド５２においても、定着ニップ部Ｎ１の上流側の上流リブ５２ａの方が、定着ニップ部Ｎ１の下流側の下流リブ５２ｂよりも、加圧フィルム５１の内面と接触しやすい。なぜなら、定着ニップ部Ｎ１の上流側においては、加圧フィルム５１は定着ニップ部Ｎ１に引っ張られるので、加圧フィルム５１に引っ張り力が作用するためである。定着ニップ部Ｎ１の下流側では、加圧フィルム５１は定着ニップ部Ｎ１で押し出されて弛みが生じるので、加圧フィルム５１の内面は下流リブ５２ｂと接触しない又は接触したとしても上流側のリブ５２ａよりも加圧フィルム５１との接触圧力は小さい。

ここで、加熱されたフィルム内面にリブが接触すると、フィルムの熱がリブに奪われるので、フィルム内面のうちリブと接触した部分の温度は、接触しない部分よりも下がる。

従って、加熱フィルム１６は回転すると、加熱フィルム１６のうち加熱圧接部Ｎ２の上流側の上流リブ１９ａに接触する部分の温度が接触しない部分より低下する。つまり、加熱フィルム１６のうち加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａに対応する部分の温度が上流リブ１９ａと上流リブ１９ａ間対応する非接触の部分の温度より低くなり、加熱フィルム１６の母線方向（長手方向）で温度むらが生じる。

一方、加圧フィルム５１においても、加熱フィルム１６の場合と同様の理由で、加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａに接触する加圧フィルム部分の温度が接触しない部分より低下し、加熱フィルム１６の母線方向（長手方向）に温度むらが生じる。

本実施例においては加圧フィルム５１を直接加熱する熱源はないので、加圧フィルム５１が加熱ローラ３０と接して回転することで温まっている場合に温度むらが生じるという意味である。

次に、フィルムガイドのリブの位置と、記録材の画像のグロスむらの関係について、比較例の定着装置を用いて説明する。図６（ａ）は、比較例１〜４の加熱フィルムガイド１９及び加圧フィルムガイド５２のリブの位置を示した表である。図６（ｂ）は、加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａと加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａの長手方向の位置と、記録材の搬送方向に直交する方向のグロス値の分布を示した図である。図６（ｃ）は比較例１〜４における片面印刷時と両面印刷時との第１の面のグロスむらのランクを示した図である。画像のグロスむらのランクを付ける際に用いた記録材Ｐは、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製の光沢紙であるＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｐａｐｅｒ １３０ｇである。

また、ランクの評価は、記録材の第１の面に全面ベタ画像を印刷した場合の画像の後端領域を目視して行った。グロスむらのランクは、目視ではグロスむらがわからないレベル（○）、目視でのグロスむらの検出が限界であるレベル（△）、目視でグロスむらが容易に分かるレベル（×）の３段階とする。

比較例において長手方向に等間隔（３０ｍｍ）でリブが設けられる位置を位置Ａと、位置Ａのリブとリブの間にリブを設けられる位置を位置Ｂと、する。リブの幅は２ｍｍとする。

比較例１〜４は全て、加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａと加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａの長手方向の位置は同じ位置Ａである（図６（ｂ））。

比較例１の加熱フィルムガイド１９の下流リブ１９ｂと加圧フィルムガイド５２の下流リブ５２ｂとの長手方向の位置が同じ位置Ａである。比較例２は、加圧フィルムガイドの上流リブ５２ａが位置Ａであるのに対し下流リブ５２ｂは位置Ｂ（位置Ａのリブとリブの間）である。比較例３は、加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａと下流リブ１９ｂの位置が異なる。比較例４は、加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａと下流リブ５２ｂの位置が異なり、且つ、加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａと下流リブ１９ｂの位置が異なる。

比較例１〜４の定着装置において定着処理した画像のグロスむらランクにレベル差はなかった。いずれも片面印刷時は、グロスむらが目視で確認することが限界に近いレベルグロスむらが生じており、両面印刷時は、目視で容易に確認できるレベルでグロスむらが生じた。

上記の結果から、比較例１〜４のグロスむらのランクが変わらないので、加熱フィルムガイド１９及び加圧フィルムガイド５２の下流のリブの位置は、グロスむらへの影響度が小さいことがわかる。これは前述したように、下流のリブはフィルムの内面と接触しない又は接触したとしても接触圧が弱いため、フィルムの熱を奪いにくいためであると考えられる。

次に、フィルムガイドの上流リブの位置とグロスむらとの関係について考える。比較例１〜４は全て、加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａと加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａの長手方向の位置は同じ位置Ａであるので、定着ニップ部Ｎ１で記録材に与えるトータルの熱量は、長手方向でむらが生じる。

このメカニズムについて説明する。加熱ローラ３０は、加熱フィルム１６の加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａに接触した部分と、上流リブ１９ａに接触しない部分と、で生じる長手方向の温度むらの影響を受けて、長手方向の温度むらが生じる。加圧フィルム５１は、加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａに接触した部分と、上流リブ５２ａに接触しない部分と、で生じる長手方向の温度むらが生じる。従って、定着ニップ部Ｎ１で定着処理される際に、加熱ローラ３０の上記の温度むらと、加圧フィルム５１の上記の温度むらと、が長手方向で位相が合うと記録材に与える熱量の長手方向のむらが大きくなるのである。ここで述べる温度むらの位相とは、温度の高い部分と低い部分の繰り返しのことである。

この定着ニップ部Ｎ１において記録材に与える熱量の長手方向のむらは、画像のグロスむらになってしまう場合がある。具体的には、加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａに対応する記録材の部分のグロスと、上流リブ１９ａと１９ａ間に対応する記録材の部分のグロスとを比較すると、前者のグロスは後者のグロスよりも低い状態になる。

片面印刷時においては、厚い記録材より薄い記録材の方が上記のグロスむらは目立ちやすくなる。なぜなら、記録材が薄いと厚み方向で熱が伝わりやすく、加圧フィルム５１側から与えられる熱量のむらの影響を受けやすいためである。

また、両面印刷時においては、図６（ｂ）で示すように、記録材の第１の面の定着処理時に生じたグロスむらが第２の面の定着処理時に再度加熱されて再溶融してグロスが上昇することで増幅し、片面印刷時より悪化する場合がある。具体的には、加熱フィルムガイド５２の上流リブ５２ａに対応する記録材の部分のグロスの上昇度と、上流リブ５２ａと５２ａ間に対応する記録材の部分のグロス上昇度とを比較すると、前者が後者よりも小さくなるのである。

次に、実施例に係る定着装置について、図７を用いて説明する。実施例では、グロスむらを抑えるために、加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａと加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａとの長手方向の位置が通紙領域内で重ならないようにしている。具体的には、図７（ａ）（ｂ）に示すように、加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａを長手方向で位置Ａに設けて、加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａを長手方向の位置Ｂに設けている。これ以外は、比較例１〜４と同じ構成の定着装置であるので説明を省略する。

図７（ｂ）は、実施例における加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａと加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａの長手方向の位置と記録材の長手方向のグロス分布を示したイメージ図である。

図７（ｃ）は、片面印刷時と両面印刷時のグロスむらの目視によるランク付けの結果を示した図である。実験に用いた記録材の種類、及び、グロスむらのレベルの確認方法も比較例と同じであるので説明を省略する。

図７（ｃ）によると、実施例においても比較例１〜４と同じくフィルムガイドの上流側のリブの位置によってグロスむらのランクは変わらない。これは、比較例で示した同様の理由で、上流側のリブの位置が画像のグロスむらに与える影響が少ないためであると考えられる。

実施例の構成においては、グロスむらのランクは、片面印刷時及び両面印刷時共に目視で確認できないレベルとなり、比較例から良化している。このグロスむら良化のメカニズムについて説明する。

比較例１〜４と同じく、加熱ローラ３０は、加熱フィルム１６の加熱フィルムガイド１９の上流リブ１９ａに接触した部分と、上流リブ１９ａに接触しない部分と、で生じる長手方向の温度むらの影響を受けて、長手方向の温度むらが生じる。加圧フィルム５１も、加圧フィルムガイド５２の上流リブ５２ａに接触した部分と、上流リブ５２ａに接触しない部分と、で生じる長手方向の温度むらが生じる。

しかしながら、実施例においては、定着ニップ部Ｎ１で定着処理される際に、加熱ローラ３０の上記の温度むらと、加圧フィルム５１の上記の温度むらと、の位相が逆になるので、定着ニップ部Ｎ１で記録材に与えられる熱量の長手方向のむらが抑えられる。従って、片面印刷時においては記録材に付加される熱量の長手方向のむらが増幅することがない分抑えられる。

更に、両面印刷時においては、記録材の第２の面の定着処理をする際に、第１の面を定着処理した時に生じたグロスむらを相殺する方向にグロスが変化し、第１の面グロスむらが低減されるので、グロスむらを抑制する効果が特に大きい。

尚、記録材の両面印刷は、本実施例のように装置内で自動的に行うものに限定されない。ユーザーが記録材の第１の面のみに印刷されて排出された記録材を第２の面が印刷されるように給紙カセットにセットして両面印刷しても良い。

また、本実施例のように加熱フィルムガイドの上流リブと、加圧フィルムガイドの上流リブと、の位置を全て長手方向で重ならないようにするものに限られず、少なくともそれらが重ならない領域を有していれば、その部分でグロスむらを抑制する効果がある。

また、フィルムガイドのうちフィルム内面に接触する部分は、リブに限定されるものではなく、フィルムが回転する際にフィルム内面と接触する部分であれば良い。

また、本実施例は加圧ユニットに熱源を有さない構成であるが、加圧ユニットに熱源を有していても良い。

また、実施例の変形例として次のような構成が考えられる。変形例の定着装置の断面図を図８に示す。加熱ユニット１０以外は実施例と同じ構成なので説明を省略する。

変形例の加熱ユニット１０においては、加熱フィルム１６に内包されるヒータ３００を有し、加熱圧接部形成部材はヒータではなく、アルミ等の熱伝導率の高い金属で形成される。ヒータ３００が加熱フィルム１６の外部にあり、加熱フィルム１６の外周面を加熱する構成であっても良いし、ヒータ３００を有さず加熱フィルム１６が自己発熱する構成であっても良い。

１５ ヒータ
１６ 加熱フィルム
１７ 加圧ローラ
３０ 加熱ローラ
５１ 加圧フィルム
１９ 加熱フィルムガイド
５２ 加圧フィルムガイド
Ｎ１ 定着ニップ部
Ｎ２ 加熱圧接部
Ｐ 記録材
Ｔ 未定着トナー像

Claims (5)

1. 加熱ローラと、
   前記加熱ローラと接触して加熱圧接部を形成する筒状の第１のフィルムと、前記第１のフィルムの内側に設けられ前記第１のフィルムの回転をガイドする第１のガイド部材と、を有する加熱ユニットと、
   前記加熱ローラと接触してニップ部を形成する筒状の第２のフィルムと、前記第２のフィルムの内側に設けられ前記第２のフィルムの回転をガイドする第２のガイド部材と、を有する加圧ユニットと、
   を備え、トナー像を担持した記録材を前記ニップ部で搬送しつつ加熱して前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、
   前記第１のガイド部材は、前記加熱圧接部よりも前記第１のフィルムの回転方向の上流側に設けられ前記第１のフィルムの内面と接触する第１の上流突起部と、前記加熱圧接部よりも前記第１のフィルムの回転方向の下流側に設けられ前記第１のフィルムの内面と接触する第１の下流突起部と、を有し、
   前記第２のガイド部材は、前記ニップ部よりも前記第２のフィルムの回転方向の上流側に設けられ前記第２のフィルムの内面と接触する第２の上流突起部を有し、
   前記ニップ部における記録材の搬送方向からみたときに、
   前記第１の上流突起部と、前記第１の下流突起部と、は、記録材の搬送領域内において、前記加熱ローラの母線方向で重なるように設けられ、
   前記第１の上流突起部と、前記第２の上流突起部と、は、前記搬送領域内において、前記加熱ローラの母線方向で重ならないように設けられていることを特徴とする定着装置。
2. 前記第１の上流突起部と、前記第２の上流突起部と、は、前記加熱ローラの母線方向において互い違いに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１の上流突起部は、前記第１のフィルムの回転方向に一列のみ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記ニップ部よりも前記第２のフィルムの回転方向の下流側に設けられ前記第２のフィルムの内面と接触する第２の下流突起部を有し、
   前記第２の上流突起部と、前記第２の下流突起部と、は、前記搬送領域内において、前記加熱ローラの母線方向で重なるように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記加熱ユニットは、前記第１のフィルムの内面に接触するヒータを有し、前記ヒータは前記第１のフィルムを介して前記加熱ローラと共に前記加熱圧接部を形成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。

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