JP6813806B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に画像を定着する定着装置、及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に定着装置は、加熱源を有する定着部材と、与圧機構を有する加圧部材を有する。両部材が圧接する定着ニップに、現像剤像としてのトナー像が形成されたシート状の記録媒体を通紙することで、当該トナー像が記録媒体に熱定着される。最近の定着装置は省エネとファーストプリントタイム短縮のために、低熱容量化した定着部材として定着スリーブを使用したものが使用されている。例えば特許文献１（特開２００７−３３４２０５号公報）や（特許文献２（特開２００７−２３３０１１号公報）には、このような低熱容量化したクイック・スタート・アップ方式（ＱＳＵ方式）の定着装置が記載されている。

ＱＳＵ方式の熱源は所定の発光長を有するハロゲンヒータ等が用いられ、当該発光長より短い横幅の小サイズ紙が連続通紙される場合、当該小サイズ紙の両側の非通紙部は小サイズ紙に熱が奪われずに熱源によって加熱され続ける。このため、非通紙部で定着スリーブの温度が上昇し続け（端部温度上昇）、この端部温度上昇の状態で大サイズ紙を通紙すると、当該大サイズ紙の端部で定着不良（ホットオフセット）を起こすという問題があった。

このホットオフセット対策として、加圧部材と定着スリーブの空回転時間を設定して端部温度上昇が落ち着くのを待ってから大サイズ紙を通紙する方法がある（特許文献３：特開２００７−１９３１６５号公報）。また、温度上昇自体を抑制する均熱部材をニップ形成部材に付設した定着装置も提案されている（特許文献４：特開２０１５−１０２７１８号公報）。

しかし前者は画像形成装置の生産性スペックを損ねるという課題があり、後者は小サイズ紙の長時間連続通紙の場合に均熱部材の温度が飽和して端部温度上昇抑制効果が小さくなってしまうという課題がある。一方、定着ニップにおいて紙種に対応した最適加圧力を設定可能にしたものがあるが（特許文献５：特開２００１−１５４５２５号公報）、ニップ幅を長手方向で一律に増減するため端部温度上昇の抑制が難しいという課題がある。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたもので、その目的は生産性を低下することなく小サイズ紙の長時間連続通紙後であっても端部温度上昇を効果的に抑制して定着不良のない大サイズ紙通紙を可能にすることにある。

前記課題を解決するため、本発明の定着装置は、軸線方向に一対で対向配置された保持部によって両端部が周回可能に保持された定着スリーブと、前記定着スリーブを加熱する加熱源と、前記一対の保持部の間に配設されて前記定着スリーブの内周面に正クラウン形状の押圧面を当接させたニップ形成部材と、前記定着スリーブと対向配置され、前記定着スリーブと当接した状態で前記ニップ形成部材との間でニップ部を形成すると共に、当該当接状態で回転駆動することで前記定着スリーブを従動回転する加圧部材と、前記加圧部材を前記ニップ形成部材側に与圧する与圧機構と、前記与圧機構を制御する制御機構とを有し、前記制御機構は少なくとも、前記与圧機構によって所定の与圧（Ｐ_１）を前記加圧部材に作用させることで前記ニップ形成部材の押圧面を直線状にして前記ニップ部の幅を前記押圧面の長手方向で均一化する第１モードと、前記与圧（Ｐ_１）よりも大きな与圧（Ｐ_２）を前記与圧機構によって前記加圧部材に作用させることで前記ニップ部の幅を前記押圧面の長手方向中央部よりも長手方向両端部で小さくする第２モードと、を有することを特徴とする。

本発明は、ニップ形成部材が正クラウン形状の押圧面を有すると共に、与圧機構の制御機構がニップ部の幅を長手方向中央部よりも長手方向両端部で小さくする第２モードを有するので、当該第２モードで定着スリーブの両端部から記録媒体への入熱量を低減することができる。したがって、小サイズ紙長時間連続通紙後でも端部温度上昇を待ち時間なしで抑制することができ、当該連続通紙後の大サイズ紙通紙における端部定着不良を防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 ニップ形成部材の分解斜視図である。 ニップ形成部材、加圧ローラ及び与圧機構の概略配置図である。 長手方向におけるニップ幅の変化を示す図である。 （ａ）はニップ形成部材の剛性分布を示す図、（ｂ）は加圧ローラの与圧で変形したニップ形成部材を示す図、（ｃ）は従来のニップ形成部材を示す図である。 均熱部材に対するニップ形成部材の組付状態を示す概略図である。 ニップ形成部材の分解斜視図である。 ニップ形成部材の変形例を示す図である。 小サイズ紙連続通紙後の大サイズ紙通紙時の与圧の増大方法を示す図である。

以下、本発明の実施の一形態に係る定着装置および画像形成装置について、図面を参照して説明する。
（画像形成装置）
まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１に示す画像形成装置１００はカラーレーザープリンタであり、画像形成部Ａと、給紙部Ｂと、定着装置２００と、カール矯正装置３００と、一対の排紙ローラ対１３と、排紙トレイ１４等を有している。画像形成部Ａは、後述する、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、露光装置９と、転写装置３等を含んでいる。以下詳細に説明する。

画像形成装置１００の画像形成装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８と、を含む。

なお、図１においては、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃは、ブラックの作像部４Ｋと同様な構成なので、その符号を省略している。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、レーザー光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、複数の反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射し各感光体５の表面に静電潜像を形成するようになっている。

また、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、中間転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４と、ベルトクリーニング装置３５と、を備える。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二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およびテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２を回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）又は所定の交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５で回収された廃トナーは、廃トナー移送ホースを介して廃トナー収容器に収容される。

画像形成装置本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には、補給用のトナーを収容する４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間に設けた補給路を介して、各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７にトナーが補給される。

一方、画像形成装置本体の下部には、給紙部Ｂを備えている。給紙部Ｂは、シート状体（記録媒体）としての記録媒体Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から記録媒体Ｐを搬出する給紙ローラ１１等を有している。

なお、記録媒体Ｐには、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、手差し給紙機構を備えていてもよい。本実施形態において「厚紙」とは、坪量が１６０ｇ／ｍ２以上の紙を言うものとする。

画像形成装置本体内には、記録媒体Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。当該搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも記録媒体搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って記録媒体Ｐを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、未定着トナー画像を担持させた記録媒体Ｐを加圧・加熱してトナー画像を記録媒体Ｐに定着させる定着装置２００が配設されている。さらに、定着装置２００よりも搬送路Ｒの記録媒体搬送方向下流側には、記録媒体Ｐを装置外へ排出するための一対の排紙ローラ対１３が設けられている。また、画像形成装置本体の上面部には、装置外に排出された記録媒体Ｐをストックするための排紙トレイ１４が設けられている。

（画像形成装置の基本的動作）
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の基本的動作について説明する。まず、作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。

このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像は画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色の画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上の画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。

このようにして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーの画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。そして、各感光体５の表面が除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。

プリンタの下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から記録媒体Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ１２によって搬送が一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、中間転写ベルト３０上の画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、記録媒体Ｐを二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上の画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。

そして、この転写電界によって、中間転写ベルト３０上の画像が記録媒体Ｐ上に一括して転写される。また、このとき記録媒体Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、廃トナー収容器へと搬送される。

その後、記録媒体Ｐは定着装置２００へと搬送され、定着装置２００によって記録媒体Ｐ上の画像が当該記録媒体Ｐに定着される。定着装置２００から搬送された記録媒体Ｐは、後述するカール矯正装置３００を通過して機外の排紙トレイ１４上に排紙される。

以上の説明は、記録媒体Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成し、また２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成することも可能である。

（定着装置）
次に、本発明の実施形態に係る定着装置２００について説明する。定着装置２００は図２に示すように、回転可能な無端状の定着部材としての定着スリーブ２０１と、当該定着スリーブ２０１に対向して配置されて定着スリーブ２０１の外周面と接触する回転可能な加圧部材としての加圧ローラ２０３とを有する。

定着スリーブ２０１の内部には、定着用加熱源としての第１ハロゲンヒータ２０２Ａと第２ハロゲンヒータ２０２Ｂの２本のハロゲンヒータ２０２が配設されている。当該ハロゲンヒータ２０２により、定着スリーブ２０１がニップ部以外の領域（図１のα、βの角度範囲）で内周側から輻射熱で直接加熱される構成となっている。

定着スリーブ２０１内には、ハロゲンヒータ２０２よりも加圧ローラ２０３側にニップ形成部材２０６が配設されている。当該ニップ形成部材２０６の前面側には図３で後述するように均熱部材２１６が配置されている。そして当該ニップ形成部材２０６と加圧ローラ２０３との間にニップ部Ｎが形成されている。

（定着スリーブ）
定着スリーブ２０１は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト、又はフィルムで構成されている。定着スリーブ２０１の両端部が、軸線方向に一対で対向配置された保持部によって周回可能に保持されている。定着スリーブ２０１の表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。

定着スリーブ２０１の基材とＰＦＡまたはＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成された弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときに、定着スリーブ２０１表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じ得る。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００［μｍ］以上設ける必要があり、このシリコーンゴム層の変形によって、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。

（加圧ローラ）
加圧ローラ２０３は芯金２０５の外周部に弾性ゴム層２０４を配置したものであり、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。この加圧ローラ２０３は、プリンタ１００本体に設けられたモータ等の駆動源からギヤを介して駆動力が伝達されて回転する。

加圧ローラ２０３は、後述の与圧機構４００により定着スリーブ２０１側に押し付けられており、弾性ゴム層２０４が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を形成するようにしている。

加圧ローラ２０３は中空のローラであっても良く、その場合は加圧ローラ２０３の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設することができる。弾性ゴム層２０４はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ２０３内部にヒータが無い場合はスポンジゴム等を用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着スリーブ２０１の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。

（与圧機構）
加圧ローラは与圧機構４００によって定着スリーブ２０１乃至ニップ形成部材２０６側に付勢されるように構成されている。当該与圧機構４００は、加圧ローラ２０３の芯金２０５をニップ形成部材２０６側に付勢する加圧アーム４０４と、当該加圧アーム４０４に連結された加圧バネ４０５を有する。

加圧アーム４０４の一端部（図１で左側）が固定支軸によって枢支されると共に、他端部（図１で右側）に前記加圧バネ４０５の下端部が取付けられている。そして加圧ローラ２０３は加圧アーム４０４を介して加圧バネ４０５による強い付勢力を受けて定着スリーブ２０１に圧接している。

前記与圧機構４００は本実施形態においては、ステッピングモータ４１６と、加圧バネ４０５による付勢力を可変にする可動ブラケット４１７を有する。この可動ブラケット４１７の下端部に前記加圧バネ４０５の上端部が連結されている。

可動ブラケット１７の上端部には、ステッピングモータ４１６で回転されるネジ状回転軸４１８が垂直方向に貫通螺合されている。そしてステッピングモータ４１６で当該ネジ状回転軸４１８を正逆回転させることで、可動ブラケット１７を上下方向に移動可能とされている。

ステッピングモータ４１６は制御機構４１３によってその回転が制御されるようになっている。また当該制御機構４１３に対して、通紙情報入力機構４１２によって、定着装置２００に対する記録媒体Ｐの通紙情報（用紙サイズ、通紙枚数、通紙タイミング等）が入力されるようになっている。なお、前記与圧機構４００は一例であり、カムの押し込み量を変えるなど適宜周知の技術を用いることができる。

（ニップ形成部材、均熱部材及びステー部材）
ニップ形成部材２０６は図３に示すように、耐熱樹脂等によって軸線方向に細長の直方体形状に成形され、その前面側に均熱部材２１６が配置されている。ニップ形成部材２０６の背面側には加圧ローラ２０３の加圧力に耐える十分な曲げ剛性を有するステー部材２０７が配置されている。

これら３本の部材は定着スリーブ２０１の幅方向乃至軸線方向（以下、「長手方向」という）に延びる長さを有する。ステー部材２０７の両端部は、定着スリーブ２０１の両端部を周回可能に保持する一対の保持部によって支持されている。

ニップ形成部材２０６の両端部には切欠状の凹部２０６ａ、２０６ｂが形成され、当該凹部２０６ａ、２０６ｂ内に、ハロゲンヒータ２０２の熱量を補うための端部ヒータ２２６ａ、２２６ｂが配設されている。端部ヒータ２２６ａと２２６ｂの間は、加圧ローラ２０３に対向する平らな対向基準面２０６ｃとされ、当該対向基準面２０６ｃが端部ヒータ２２６ａ、２２６ｂを含めて均熱部材２１６で覆われている。

均熱部材２１６はニップ部Ｎの温度を軸線方向で均一化するためのもので、対向基準面２０６ｃに接する定着スリーブ２０１の温度を軸線方向で均一化し、また端部ヒータ２２６ａ、２２６ｂの熱が局所的に留まることを防止する。均熱部材２１６の前面の対向面２１６ａが定着スリーブ２０１の内面に直接当接するニップ形成面となるが、均熱部材２１６は薄い板金製のため機械的強度上は、ニップ形成部材２０６の前記対向基準面２０６ｃが実質的なニップ形成面、すなわち定着スリーブ２０１の内周面に対する押圧面となる。

定着スリーブ２０１の内部にはニップ形成部材２０６とニップ部Ｎを支持するための支持部材としての上述したステー部材２０７を設け、このステー部材２０７によって、加圧ローラ２０３により圧力を受けるニップ形成部材２０６の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。

ステー部材２０７はニップ部Ｎ側と反対側が起立した起立部を有した形状となっており、起立部によって互いに隔てられる形で、定着熱源としての第１ハロゲンヒータ２０２Ａと第２ハロゲンヒータ２０２Ｂが配置されている。そして、定着スリーブ２０１は、これら２つのハロゲンヒータ２０２により内面側から輻射熱で直接加熱される。また、各ハロゲンヒータ２０２を、定着スリーブ２０１の内周側に配置することで、回転可能な無端状の定着スリーブ２０１を備えた定着装置２００をコンパクトに構成することが容易になる。

ステー部材２０７の両端部は、保持部材としてのフランジに保持固定されて位置決めされている。また、２本のハロゲンヒータ２０２とステー部材２０７の間には反射部材２０９が配設され、この反射部材２０９によって、各ハロゲンヒータ２０２からの輻射熱などによりステー部材２０７が加熱されることによる無駄なエネルギー消費を抑制している。

（定着装置の作動）
定着スリーブ２０１は加圧ローラ２０３により連れ回り回転する。図２に示す例では、加圧ローラ２０３が駆動源により回転し、ニップ部Ｎで定着スリーブ２０１に駆動力が伝達されることで定着スリーブ２０１が回転する。定着スリーブ２０１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部Ｎ以外では軸線方向に対向配置された一対の保持部のフランジでガイドされて周回走行する。定着装置２００は以上のように構成されてウォームアップが速いＱＳＵ方式の定着装置とされている。

（ニップ形成部材の正クラウン形状）
ニップ形成部材２０６は、詳しくは図４のように長手方向中央の厚みが最大となるように正クラウン形状に成形されている。加圧ローラ２０３の両端部は、前述した与圧機構４００によってニップ形成部材２０６側に付勢可能に構成され、当該与圧の大きさは前記制御機構４１３で増減調節されるようになっている。

従来のニップ形成部材２０６は、加圧ローラ２０３と対向する対向基準面２０６ｃが長手方向に直線状の平面で構成されていた。このため、対向基準面２０６ｃが加圧ローラ２０３で加圧されると長手方向中央部が当該加圧力に押されて凹状に屈曲する。したがって、加圧ローラ２０３の加圧力を増大しても端部ニップ幅が増大するばかりで、中央部ニップ幅は常に図５の破線で示すように狭くなる傾向があった。

そこで本発明の実施形態では、ニップ形成部材２０６の対向基準面２０６ｃを図４のように正クラウン形状にした。すなわち対向基準面２０６ｃはその長手方向中央部で厚み最大とし、両端部から中央にかけて対称的滑らかに連続して厚くなっていく形状にした。

そして通常通紙時は制御機構４１３の第１モードにより与圧小（Ｐ_１）の加圧ローラ２０３でニップ幅を長手方向で均一化する（図５の一点鎖線）。また小サイズ紙の連続通紙後に大サイズ紙を通紙する際は、制御機構４１３の第２モードによって与圧を大きくし（Ｐ_１→Ｐ_２）、与圧大（Ｐ_２）の加圧ローラ２０３でニップ幅を中央部では大きく両端部では小さくする（図５の実線）。これによりニップ部Ｎを通して大サイズ紙の両端部への入熱量を低減し、端部温度上昇に伴う定着不良（ホットオフセット）を防止することができる。

ここで「小サイズ紙」とは、加熱源としてのハロゲンヒータ２０２の長手方向幅よりも狭い横幅Ｄ_１を有する記録媒体のことをいう。また「大サイズ紙」とは、当該小サイズ紙の横幅Ｄ_１よりも大きな横幅Ｄ_２を有する記録媒体のことをいう。

図６はニップ形成部材２０６の剛性を長手方向中央部と両端部で異ならせる構成を示している。図４のようにニップ形成部材２０６を正クラウン形状にするだけでは、加圧ローラ２０３のカ圧力に負けてニップ形成部材２０６の中央部が凹む可能性がある。

そこで図６のようにニップ形成部材２０６の中央部２０６ｄは剛性大の材料で構成し、両端部２０６ｅはそれよりも剛性が小さい材料で構成する。このように構成することで、図６（ｂ）のように加圧ローラ２０３でニップ形成部材２０６が押圧された時に、中央部２０６ｄの曲がりを抑制する一方で両端部２０６ｅの後方曲がりを許容し、結果として端部ニップ幅を低減することができる。

ニップ形成部材２０６の具体的材料としては、両端部２０６ｅは剛性の低いＰＰ（ポリプロピレン）樹脂で構成し、中央部２０６ｄは剛性の高いＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂等で構成した組み合わせが考えられる。

ただし、異なる剛性の部材を１つのニップ形成部材２０６に組み付けるのは容易でないため、図７Ａ、図７Ｂに示すように、ニップ形成部材２０６を長手方向に分割して中央部２０６ｄと両端部２０６ｅ、２０６ｆにそれぞれに異なる剛体を持たせ、これらを均熱部材２１６に一体的に組み付ける方法を使用しても良い。図７Ａ、図７Ｂの構成によって、端部ニップ幅をより低減することができ、小サイズ連続通紙後の大サイズ通紙において大サイズ通紙の待ち時間を減らすことが可能となる。なお図７Ｂで２０６ｇはニップ形成部材２０６の両端部、２０７Ｂはステー部材２０７の接続板である。

図８は、ニップ形成部材２０６を支持するステー部材２０７が、ニップ形成部材２０６と同様に長手方向中央部が加圧ローラ２０３側に突き出た正クラウン形状にしている。これにより、ニップ形成部材２０６の中央部の剛性強度がステー部材２０７によって補強されるので、図５の実線のようなニップ幅分布を確実に得ることができる。

図９は、通紙情報入力機構４１２から入る小サイズ紙の連続通紙枚数に応じて、制御機構４１３の第２モードにおける与圧の大きさを連続的に増大するようにしたものである。すなわち、小サイズ紙の連続通紙枚数が多いほど、すなわち図９で枚数小（Ｎ_１）から枚数大（Ｎ_２）に行くにしたがって端部温度上昇が大きくなるので、その分だけ制御機構４１３で加圧ローラ２０３の与圧を漸次高め、端部ニップ幅を中央部ニップ幅に比べて相対的に小さくする（Ｎ_Ｒ１＞Ｎ_Ｒ２）。ここで「相対的に小さく」とは、中央部ニップ幅Ｎ_Ｌ１に対する端部ニップ幅Ｎ_Ｌ２の割合Ｎ_Ｒ（Ｎ_Ｌ２／Ｎ_Ｌ１）を、制御機構４１３の第１モードよりも第２モードで小さくすることをいう。

これにより端部温度上昇をより効果的に抑制し、待ち時間が伸びることなく大サイズ紙の定着不良をより効果的に抑制することができる。また中央部ニップ幅が増えると大サイズ紙の中央部に対する入熱量が増大するため設定温度の低減も可能となり、省エネルギー効果も期待することができる。当該効果は固有の対策によるものであるが、薬袋機などにおいてはこの第２モードが重要視されるため有益である。

なお、小サイズ紙の連続通紙枚数をカウントするのに代えて、定着スリーブ２０１の端部温度上昇位置に温度センサを配置し、その検出温度によって制御機構４１３による与圧の大きさを制御することも可能である。但し温度センサを追加配置するコストが掛かるので、所定の端部温度になる小サイズ紙の連続通紙枚数を予め実験等で確認しておき、当該枚数に応じて加圧力を決める方法の方が定着装置の低コスト化に有利である。なお、面圧／ニップ幅の偏差は用紙搬送性に影響するため、中央部と端部の面圧／ニップ幅の関係は必要以上に変更しないのが望ましい。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。

２：ボトル収容部 2Y,2M,2C,2K：トナーボトル
３：転写装置 4Y,4M,4C,4K：作像部
５：感光体 ６：帯電装置
７：現像装置 ８：クリーニング装置
９：露光装置 １０：給紙トレイ
１１：給紙ローラ １２：レジストローラ
１３：排紙ローラ対 １４：排紙トレイ
１７：可動ブラケット ３０：中間転写ベルト
３１：一次転写ローラ ３２：二次転写バックアップローラ
３３：クリーニングバックアップローラ ３４：テンションローラ
３５：ベルトクリーニング装置 ３６：二次転写ローラ
１００：画像形成装置 １００：プリンタ
２００：定着装置 ２０１：定着スリーブ
２０２：ハロゲンヒータ ２０３：加圧ローラ
２０３：加圧部材 ２０４：弾性ゴム層
２０５：芯金 ２０６：ニップ形成部材
２０６ａ、２０６ｂ：凹部 ２０６ｃ：対向基準面
２０６ｄ：中央部 ２０６ｅ：両端部
２０７：ステー部材 ２０９：反射部材
２１６：均熱部材 ２１６ａ：対向面
２２６ａ、２２６ｂ：端部ヒータ ３００：カール矯正装置
４００：与圧機構 ４０４：加圧アーム
４０５：加圧バネ ４１２：通紙情報入力機構
４１３：制御機構 ４１６：ステッピングモータ
４１７：可動ブラケット ４１８：ネジ状回転軸
Ａ：画像形成部 Ｂ：給紙部
Ｎ：ニップ部 Ｐ：記録媒体
Ｒ：搬送路

特許文献１ 特開２００７−３３４２０５号公報
特許文献２ 特開２００７−２３３０１１号公報
特許文献３ 特開２００７−１９３１６５号公報
特許文献４ 特開２０１５−１０２７１８号公報
特許文献５ 特開２００１−１５４５２５号公報

Claims (6)

1. 軸線方向に一対で対向配置された保持部によって両端部が周回可能に保持された定着スリーブと、
   前記定着スリーブを加熱する加熱源と、
   前記一対の保持部の間に配設されて前記定着スリーブの内周面に正クラウン形状の押圧面を当接させたニップ形成部材と、
   前記定着スリーブと対向配置され、前記定着スリーブと当接した状態で前記ニップ形成部材との間でニップ部を形成すると共に、当該当接状態で回転駆動することで前記定着スリーブを従動回転する加圧部材と、
   前記加圧部材を前記ニップ形成部材側に与圧する与圧機構と、
   前記与圧機構を制御する制御機構とを有し、
   前記制御機構は少なくとも、
   前記与圧機構によって所定の与圧（Ｐ_１）を前記加圧部材に作用させることで前記ニップ形成部材の押圧面を直線状にして前記ニップ部の幅を前記押圧面の長手方向で均一化する第１モードと、
   前記与圧（Ｐ_１）よりも大きな与圧（Ｐ_２）を前記与圧機構によって前記加圧部材に作用させることで前記ニップ部の幅を前記押圧面の長手方向中央部よりも長手方向両端部で小さくする第２モードと、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記第２モードにおいて与圧（Ｐ_２）を受けた前記加圧部材が前記定着スリーブと当接した状態で、前記ニップ形成部材の押圧面の形状がその長手方向中央部が前記加圧部材側に凸となる正クラウン形状となるように、前記ニップ形成部材の剛性強度がその長手方向両端部よりも長手方向中央部でより大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１の定着装置。
3. 前記ニップ形成部材の背面側がステー部材で支持され、前記第２モードにおいて与圧（Ｐ_２）を受けた前記加圧部材が前記定着スリーブと当接した状態で、前記ニップ形成部材の押圧面の形状がその長手方向中央部が前記加圧部材側に凸となる正クラウン形状となるように、前記ステー部材の剛性強度がその長手方向両端部よりも長手方向中央部でより大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２の定着装置。
4. 前記制御機構は、前記加熱源の長手方向幅よりも狭い横幅Ｄ_１を有する小サイズ記録媒体を所定枚数以上連続通紙した後に、当該横幅Ｄ_１よりも大きな横幅Ｄ_２を有する大サイズ記録媒体を通紙する際に前記第２モードを行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の定着装置。
5. 前記制御機構は、前記加熱源の長手方向幅よりも狭い横幅Ｄ_１を有する小サイズ記録媒体を所定枚数以上連続通紙した後に、当該横幅Ｄ_１よりも大きな横幅Ｄ_２を有する大サイズ記録媒体を通紙する際に前記第２モードを行うと共に、前記小サイズ記録媒体の連続通紙枚数の増加に比例して前記与圧機構の与圧を増大するようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の定着装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。