JP2008122849A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した定着性能を有した定着装置を提供する。
【解決手段】図５（ａ）に示すように、底面６４ｃは、予め加圧ロール側に向かって凸となる状態で形成されている。より詳細には、底面６４ｃは、剥離パッド６４の長手方向中央部において最も突出し、この突出した部分からなだらかな曲線を描く形で底面６４ｃの端部６４ｄまで形成されている。この状態から図５（ｂ）に示すように、剥離パッド６４に対してばね部材６７を用いて押圧荷重を付与すると、剥離パッド６４は、加圧ロールに向かって凹となるように変形（湾曲）する。このため、底面６４ｃもこの変形に追随して変形する。底面６４ｃは、予め加圧ロール側に向かって凸となる湾曲した状態となっているため、剥離パッド６４の底面６４ｃは、変形後略平坦状となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタなどの画像形成装置に用いられる定着装置に関する。

複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、例えば、トナー像が保持された記録材に対し加熱および加圧を行い、トナー像を記録材に定着させる定着処理が行われる。
この定着処理に用いられる定着装置としては、例えばヒータ等の加熱源により加熱されるとともに移動可能に設けられたベルト状部材と、このベルト状部材に圧接して配置されたロール状部材とにより構成されたものが挙げられる。そして、上記ベルト状部材とロール状部材との圧接部において、導入された用紙に対し加熱および加圧処理を行うニップ部が形成される。このような定着装置において、トナー像を保持した記録材をニップ部に挿通すると、トナー像は加熱および加圧作用を受け記録材上に定着される。

上記定着装置においては、記録材上のトナー像は、上記ニップ部において加熱作用を受けた際、溶融する。そして、この溶融したトナー像はベルト状部材と記録材とを接着させる接着剤として機能し、上記ニップ通過後の記録材がベルト状部材に付着したままの状態となる場合がある。このため、ベルト状部材から記録材を剥離させる機構を設ける必要がある。このような機構として、例えば、ベルト状部材とロール状部材とで形成される圧接部の下流側において、ベルト状部材をロール状部材に押圧するとともに、ベルト状部材の曲率を大きくする固定部材を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−５５６６号公報

ところで、ベルト状部材とロール状部材とで形成される圧接部の下流側において、固定部材を用いてベルト状部材をロール状部材に押圧する場合、圧接部と固定部材が配設される部分との間にも記録材に対して加熱および加圧を行うニップ部が形成される。安定した定着性能を得るためには、このニップ部における圧力は軸方向に均一な方が望ましいが、例えば、固定部材に撓みや歪みが生じた場合には、均一な圧力を維持することが困難となり安定した定着性能を得ることが困難となる。また、固定部材に撓みや歪みが生じた場合には、固定部材と定着装置内にある他の部材とが接触し、部材の摩耗、破損などが生じるおそれがある。このような場合も安定した定着性能を維持することが困難となる。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、安定した定着性能を有した定着装置を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される定着装置は、回転可能に設けられたベルト状部材と、ベルト状部材の内部に設けられた第１の定着部材と、ベルト状部材を介して第１の定着部材に圧接するように配置され、ベルト状部材との間で記録材上に保持された画像を記録材に定着させる第２の定着部材と、第１の定着部材および第２の定着部材により形成される圧接部の下流側でベルト状部材を第２の定着部材に押圧する押圧部材と、押圧部材がベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧する際の押圧荷重の均一化を図る均一化手段と、を有する。

ここで、均一化手段は、ベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧した際に押圧荷重を均一化する方向に変形する押圧部材により構成されたことを特徴とすることができる。また、押圧部材には、ベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧した際に押圧部材が変形する方向とは逆方向の変形が付与されていることを特徴とすることができる。さらに、押圧部材がベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧する押圧面は、押圧部材がベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧した際に所定部より凹となる箇所が所定部より突出した状態で形成されていることを特徴とすることができる。

また、押圧部材がベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧する際の押圧力を押圧部材の所定箇所に付与する付与部材を更に備え、押圧部材がベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧する押圧面の一部を構成する一の箇所は、押圧面の一部を構成し一の箇所よりも所定箇所に近い側に位置する他の箇所よりもベルト状部材側に位置することを特徴とすることができる。さらに、均一化手段は、第１の定着部材に向かって突出した突出部を備えた押圧部材により構成されたことを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用される定着装置は、回転可能に設けられたベルト状部材と、ベルト状部材と対向する位置に設けられた第１の定着部材と、ベルト状部材を介して第１の定着部材に圧接するように配置され、ベルト状部材との間で記録材上に保持された画像を記録材に定着させる第２の定着部材と、第１の定着部材および第２の定着部材により形成される圧接部の下流側でベルト状部材を第２の定着部材に押圧する押圧部材と、押圧部材における第１の定着部材と対向する位置に設けられ、第１の定着部材に向かって突出した突出部と、を有する。

ここで、第１の定着部材または／および突出部は、突出部または第１の定着部材との摺動を良好にする摺動層を備えていることを特徴とすることができる。また、突出部は、回転可能に設けられた回転部材により構成されたことを特徴とすることができる。さらに、第１の定着部材の表面硬度は、突出部の表面硬度よりも大きいことを特徴とすることができる。

請求項１記載の発明によれば、安定した定着性能を有した定着装置を提供することができる。
請求項２記載の発明によれば、簡易な構成で安定した定着性能を有した定着装置を提供することができる。
請求項３記載の発明によれば、簡易な構成で、押圧部材がベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧する際の押圧荷重の均一化を図ることが可能となる。
請求項４記載の発明によれば、押圧部材がベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧する際の押圧荷重の均一化を簡易に図ることが可能となる。
請求項５記載の発明によれば、押圧部材がベルト状部材を介して第２の定着部材を押圧する際の押圧荷重の均一化を簡易に図ることが可能となる。
請求項６記載の発明によれば、簡易な構成で安定した定着性能を有した定着装置を提供することができる。

請求項７記載の発明によれば、安定した定着性能を有した定着装置を提供することができる。
請求項８記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、例えば、定着処理を円滑に行うことができる。
請求項９記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、例えば、第１の定着部材の長寿命化を図ることが可能となる。
請求項１０記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、第１の定着部材の長寿命化を図ることが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。この画像形成装置には、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋが備えられている。また、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０が備えられている。さらに、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０が備えられている。また、中間転写ベルト１５の内側には、中間転写ベルト１５を内側から張架するとともに定速性に優れたモータ（図示せず）などにより回転駆動される駆動ロール３１などの各種ロールが設けられている。さらに、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０が設けられている。さらに、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０が設けられている。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋには、次のような電子写真用デバイスが順次配設されている。まず、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２が配設されている。また、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）が配設されている。さらに、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４が設けられている。また、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６が設けられている。また、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７が設けられている。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６を含んで構成されている。
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とを含んで構成される。二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置されている。
制御部４０は、各装置（各部）の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムが記録されるＲＯＭ（Read Only Memory）、各種データを一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。本実施形態における画像形成装置では、図示しない画像読取装置等から画像データが出力される。そして、この画像データは図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施され、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
レーザ露光器１３は、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射する。各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。

形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの現像器１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
一方、中間転写ベルト１５は、駆動ロール３１などの各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動されている。感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー像が形成される。重畳されたトナー像が中間転写ベルト１５の表面に形成された後、中間転写ベルト１５は移動し、トナー像は二次転写部２０に搬送される。二次転写部２０では、二次転写ロール２２が中間転写ベルト１５を介してバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送ロール５２等により搬送された用紙Ｐは、二次転写部２０において、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。

二次転写部２０においては、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが印加され、両部材間には二次転写電界が形成されている。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像は、この二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によりこの二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、用紙Ｐを最適な搬送速度で定着装置６０まで搬送する。定着装置６０においては、トナー像が転写された用紙Ｐに対し、加熱および加圧が行われ、用紙Ｐ上にトナー像の定着がなされる。そして、定着が終了した用紙Ｐは、画像形成装置の外部に排出される。

次に、定着装置６０について説明する。
図２は、本発明が適用される定着装置６０の概略構成を示す側断面図である。この定着装置６０は、定着ベルトモジュール６１と、定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置された加圧ロール６２とで主要部が構成されている。

定着ベルトモジュール６１は、回転可能に設けられた無端状の定着ベルト６１０（ベルト状部材）と、回転可能に設けられた定着ロール６１１と、内側から定着ベルト６１０を張架するテンションロール６１２とを備えている。また、定着ベルトモジュール６１は、外側から定着ベルト６１０を張架するとともに外側から定着ベルト６１０を加熱する外部加熱ロール６１３と、定着ロール６１１とテンションロール６１２との間で定着ベルト６１０の姿勢を矯正する姿勢矯正ロール６１４と、を備えている。さらに、定着ベルトモジュール６１は、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接する領域であるニップ部Ｎ内の下流側領域であって定着ロール６１１の近傍位置に剥離パッド６４を備えている。また定着ベルトモジュール６１は、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架するアイドラロール６１５を備えている。さらに、定着ベルトモジュール６１は、剥離パッド６４を支持する支持部材６５と、剥離パッド６４を加圧ロール６２に向けて押圧するばね部材６７（付与部材の一例）とを備えている。

また、定着ベルトモジュール６１は、定着ロール６１１の内部に配設され定着ロール６１１を加熱する加熱源６１６ａと、外部加熱ロール６１３の内部に配設され外部加熱ロール６１３を加熱する加熱源６１６ｃとを備えている。さらに、定着ベルトモジュール６１は、テンションロール６１２の内部に設けられテンションロール６１２を加熱する加熱源６１６ｂを備えている。さらに、定着ベルトモジュール６１は、定着ロール６１１を回転駆動させるモータ等の駆動源（不図示）と、テンションロール６１２の両端部近傍に配置され、テンションロール６１２を定着ベルト６１０と反対の方向に向けて押圧し、定着ベルト６１０に所定の張力を付与するばね部材（不図示）とを備えている。

第１の定着部材としての定着ロール６１１は、弾性層が被覆されておらず、アルミニウムの芯金（コアロール）の表面に耐熱性樹脂（フッ素樹脂）を被覆して構成されたハードロールである。なお、本実施形態においては、この耐熱性樹脂として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（ＰＦＡ）を用いている。
押圧部材としての剥離パッド６４は、例えばＳＵＳの金属や樹脂等で薄い板状に形成された部材であり、また、断面が略円弧形状の部材である。そして、剥離パッド６４は、この加圧ロール６２が定着ベルト６１０を介して定着ロール６１１に圧接される領域（「ロールニップ部Ｎ１」：図３参照）の下流側近傍位置に配置されている。また剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を介して加圧ロール６２を所定の軸方向領域に亘って所定の荷重で均一に押圧するように設置されている。この結果、後段で述べる「剥離パッドニップ部Ｎ２」（図３参照）が形成される。

支持部材６５は、定着ロール６１１の両側部に設けられている（一方は不図示）。そして、各支持部材６５の一方の端部は、剥離パッド６４の長手方向における端部に設けられた取付部６４ｂ（図３参照）に取り付けられている。また、図示は省略するが、各支持部材６５の他方の端部は、定着ロール６１１と同軸に回転可能に取り付けられている。これにより、剥離パッド６４は、両端部において支持部材６５により支持され、また、所定の範囲内において定着ロール６１１に対し回転可能に設けられている。
第２の定着部材としての加圧ロール６２は、円柱状ロール６２１を基体としている。そして、基体側から、弾性層６２２と、離型層６２３とが順に積層されてソフトロールを構成している。また、加圧ロール６２は、定着ベルトモジュール６１に押圧されるように設置されている。さらに、加圧ロール６２は、図中矢印Ｆに示すように、定着ベルトモジュール６１に接近する方向および離間する方向に移動可能に設けられている。

続いて、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接されたニップ部Ｎについて説明する。
図３は、ニップ部Ｎの近傍領域を表す概略断面図である。図２に示したように、本定着装置６０においては、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２との圧接によりニップ部Ｎが形成されている。このニップ部Ｎにおいては、定着ベルト６１０が定着ロール６１１に巻き付けられた（ラップされた）領域（ラップ領域）内において、加圧ロール６２が定着ベルト６１０の外周面に圧接するように配置されている。この配置により、ロールニップ部（第１ニップ部）Ｎ１が形成されている。
ここで、ロールニップ部Ｎ１を形成する一方のロールである定着ロール６１１は、上述したようにハードロールである。また、ロールニップ部Ｎ１を形成する他方のロールである加圧ロール６２は、弾性層６２２が被覆されたソフトロールである。このため、加圧ロール６２が定着ロール６１１に対し圧接されると、加圧ロール６２の弾性層６２２が変形しロールニップ部Ｎ１が形成される。

一方、ロールニップ部Ｎ１の下流側であって定着ロール６１１の近傍には剥離パッド６４と、剥離パッド６４を加圧ロール６２方向に向けて（図中矢印Ｇ参照）押圧するばね部材６７が配設されている。このため、剥離パッド６４と加圧ロール６２との間に位置する定着ベルト６１０は、剥離パッド６４により加圧ロール６２表面に対し押圧される。これにより、ロールニップ部Ｎ１の下流側には、ロールニップ部Ｎ１に連続して、定着ベルト６１０が加圧ロール６２表面にラップされた剥離パッドニップ部（第２ニップ部）Ｎ２が形成される。また、詳細は後述するが、本実施形態においては、剥離パッドニップ部Ｎ２内の剥離パッド６４が配設された領域（剥離パッド６４と加圧ロール６２との圧接部）Ｎ２Ｔよりもロールニップ部Ｎ１側に境界領域Ｎ２Ｓが形成された状態となっている。また、本実施形態における剥離パッド６４には、支持部材６５が取り付けられる取付部６４ｂが配設されている。また、詳細は後述するが、剥離パッド６４には、この剥離パッド６４と定着ロール６１１との接触を抑制する摺動シート６６ａが設けられている。

次に、図２、図３を用いて定着装置６０の動作について説明する。定着装置６０にて定着が行われる際は、まず搬送ベルト５５（図１参照）により、トナー像が保持された用紙Ｐがニップ部Ｎに導入される。このとき、定着ロール６１１は、駆動源（不図示）からの駆動力を受けて、矢印Ｃ方向に回転している。また、定着ベルト６１０は、定着ロール６１１が回転するのに伴い、定着ロール６１１に従動して矢印Ｄ方向に回転している。さらに、加圧ロール６２も、定着ベルト６１０の回転に従動して矢印Ｅ方向に回転を行っている。ニップ部Ｎ内に導入された用紙Ｐは、この回転している定着ベルト６１０および加圧ロール６２により下流方向に搬送され、ロールニップ部Ｎ１および剥離パッドニップ部Ｎ２を順次通過していく。そして、用紙Ｐは、このロールニップ部Ｎ１および剥離パッドニップ部Ｎ２を通過する過程において、定着ベルト６１０および加圧ロール６２から加圧、および加熱作用を受ける。この結果、用紙Ｐに対しトナー像の定着が行われる。なお、用紙Ｐへの加熱は、定着ロール６１１、テンションロール６１２、および外部加熱ロール６１３によって加熱される定着ベルト６１０により行われる。

剥離パッドニップ部Ｎ２を通過した定着ベルト６１０は、剥離パッド６４の側面に倣って移動する。これにより、定着ベルト６１０の進行方向は、アイドラロール６１５方向に屈曲するように急激に変化する。このため、ニップ部Ｎにおいて加圧および加熱作用を受けた用紙Ｐは、ニップ部Ｎを出た時点で定着ベルト６１０の進行方向の変化に追随できなくなる。
この結果、用紙Ｐは自身の所謂「コシ」によって定着ベルト６１０から剥離される（セルフストリップ）。このようにして、ニップ部Ｎの出口部において、用紙Ｐに対する曲率分離が安定的に行なわれる。定着ベルト６１０から剥離された用紙Ｐは、その後、排紙ガイド（図示せず）および排紙ロール（図示せず）によって機外に排出されて、定着処理が完了する。

ところで、図３で示した境界領域Ｎ２Ｓでは、定着ベルト６１０を定着ロール６１１および加圧ロール６２に押圧する部材が存在しない。このため、境界領域Ｎ２Ｓでのニップ圧（以下、境界領域Ｎ２Ｓでのニップ圧をＰｎとする。）は、定着ベルト６１０の張力のみで形成されることとなる。この結果、境界領域Ｎ２Ｓのニップ圧Ｐｎは、ロールニップ部Ｎ１のニップ圧と剥離パッド６４が配設された領域Ｎ２Ｔでのニップ圧との狭間となる。そして、境界領域Ｎ２Ｓのニップ圧Ｐｎは、ロールニップ部Ｎ１のニップ圧および剥離パッド６４が配設された領域Ｎ２Ｔのニップ圧よりも相対的に低くなる。
トナー像を保持した用紙は、ロールニップ部Ｎ１において加熱および加圧されてトナー像が溶融圧着される。その際、用紙中の水分が気化して水蒸気が発生し、また、トナー空隙（粉体トナー同士の間にある空間）に存在する空気が熱膨張する。ところが、ロールニップ部Ｎ１では高いニップ圧が印加されているため、定着ベルト６１０と加圧ロール６２との間に水蒸気や膨張した空気によるエアーギャップ（気泡）が生じることはない。

ところが、境界領域Ｎ２Ｓのようにニップ圧Ｐｎが低い部分が広範囲にわたり形成されていると、ロールニップ部Ｎ１で抑え込まれていた気泡が、この境界領域Ｎ２Ｓにおいては抑止できずに発生する可能性がある。そして、気泡が発生し且つトナーが完全に固化していない状態で、用紙Ｐが剥離パッド６４の配設されたニップ圧の高い領域Ｎ２Ｔに進入すると、気泡によってトナー像が乱される所謂ブリスタという現象が生じ、定着画像に微小な穴が生じたり、ムラ等の画像不良が発生したりするという事態を招来することとなる。

また、剥離パッド６４が厚く形成されていると、定着ベルト６１０との摺動抵抗が大きくなる。摺動抵抗が大きいと、定着ベルト６１０にしわが発生したり、定着ベルト６１０と定着ロール６１１との間でスリップが生じたりするなどの不具合が発生するおそれがある。さらに、本実施形態において、用紙Ｐは、ニップ部Ｎの出口において定着ベルト６１０から自身の所謂「コシ」により剥離される。このように用紙自身の「コシ」により定着ベルト６１０から用紙の剥離を行う場合、ニップ部Ｎの出口における定着ベルト６１０の曲率を大きくしておくことが望ましい。
そこで、本実施形態においては、剥離パッド６４を薄い板状のもので形成するとともに、このように形成された剥離パッド６４を定着ロール６１１に近接させ且つ定着ロール６１１に沿わせた構成としている。

一方、図３等において説明したとおり、剥離パッド６４は、ばね部材６７により加圧ロール６２が位置する方向に押圧されている。そして、この押圧により剥離パッド６４には歪み（撓み）が発生する。特に、本実施形態の剥離パッド６４のように、薄い板状のもので形成すると歪みが発生しやすくなる。
図４は、従来の剥離パッド６４において生じる歪みについて示した説明図である。本図は、剥離パッド６４を正面から見た状態を示している。また、図４（ａ）は、ばね部材６７による押圧荷重が作用していない状態を示しており、図４（ｂ）は、ばね部材６７による押圧荷重が作用している状態を示している。

なお、剥離パッド６４は、剥離パッド６４のベースとなる本体部６４ａと、取付部６４ｂとから構成されている。取付部６４ｂは、本体部６４ａの長手方向における両端部に設けられ、本体部６４ａから外方に向かって突出した状態で配設されている。また、本体部６４ａにおける加圧ロール６２（図２参照）側には、剥離パッド６４が定着ベルト６１０を加圧ロール６２に向けて押圧する際に定着ベルト６１０と接触する底面６４ｃ（押圧面）が形成されている。そして、この底面６４ｃは、軸方向に平坦状に形成されている。

図４（ａ）に示すように、剥離パッド６４に対してばね部材６７からの押圧荷重が作用していない場合、底面６４ｃは軸方向に平坦状の形状を維持した状態となっている。
ところが、図４（ｂ）に示すように、剥離パッド６４にばね部材６７から押圧荷重が作用すると、剥離パッド６４には歪み（撓み）が発生する。剥離パッド６４の長手方向において、底面６４ｃに対しては加圧ロール６２側から略均一の荷重が作用するのに対し、ばね部材６７からは剥離パッド６４の一部（取付部６４ｂ）に対してのみ荷重が作用する。この結果、剥離パッド６４は、加圧ロール６２（図２参照）に向かって凹となるように撓む。このため、底面６４ｃも、加圧ロール６２に向かって凹となり、また、底面６４ｃの両端部６４ｄを結ぶ仮想直線（所定部）（図中破線参照）よりも凹となるように変形する。

例えば、以下の条件の下で剥離パッド６４に対し押圧荷重を付与すると、剥離パッド６４の底面６４ｃは、剥離パッド６４の長手方向における中央部において約０．１ｍｍ凹んだ状態（変位した状態）となる。
・各ばね部材６７が各取付部６４ｂを押圧する押圧荷重：３４３Ｎ（３５ｋｇｆ）（両方のばね部材６７により合計６８６Ｎ（７０ｋｇｆ）の押圧荷重が剥離パッド６４に作用）
・剥離パッド６４の材質：ＳＵＳ３０４
・剥離パッド６４の厚み：３．０ｍｍ
・剥離パッド６４と定着ベルト６１０との接触部の長さ（Ｎ２Ｔに相当）：４０ｍｍ
・剥離パッド６４の長手方向において、剥離パッド６４が定着ベルト６１０を介して加圧ロール６２を押圧する長さ：３７０ｍｍ

上記のように底面６４ｃに変形が生じると、剥離パッド６４が定着ベルト６１０を介して加圧ロール６２を押圧する際の押圧荷重が不均一となる。この結果、剥離パッドニップ部Ｎ２（図３参照）におけるニップ圧が不均一となり、定着される画像に欠陥が生じるおそれがある。具体的には、剥離パッド６４の長手方向における中央部においてニップ圧が低下するため、この中央部付近において用紙に対し加熱、加圧を十分行うことができなくなる。この結果、用紙の中央部付近に光沢ムラなどが生じるおそれがある。
なお、上記では、剥離パッド６４の長手方向において生じる押圧荷重の不均一について説明したが、この押圧荷重の不均一は、剥離パッド６４の長手方向だけではなく、剥離パッド６４の幅方向（定着ベルト６１０の移動方向、プロセス方向）においても生じる場合がある。そこで、本実施形態においては、押圧荷重の均一化を図ることが可能であり、画像欠陥の発生を抑制可能な剥離パッド６４を用いている。

図５は、本実施形態における剥離パッド６４を示した説明図である。図５（ａ）は、ばね部材６７による押圧荷重が作用していない状態を示しており、図５（ｂ）は、ばね部材６７による押圧荷重が作用している状態を示している。なお、図４で示した剥離パッド６４と同様の機能については、同様の符号を用いここではその説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、本実施形態における底面６４ｃは、予め加圧ロール６２側に向かって凸となる状態で形成されている。より詳細には、底面６４ｃは、剥離パッド６４の長手方向中央部（一の箇所の一例）において最も突出し、この突出した部分からなだらかな曲線を描く形で底面６４ｃの端部６４ｄ（他の箇所の一例）まで形成されている。また、底面６４ｃは、底面６４ｃの両端部６４ｄを結ぶ仮想直線（所定部）（図中破線参照）よりも突出した状態となっている。さらに、本実施形態においては、上記中央部よりも端部６４ｄの方が、ばね部材６７からの押圧荷重が作用する取付部６４ｂ（所定箇所）に近い位置に配設されている。

この状態から図５（ｂ）に示すように、剥離パッド６４に対してばね部材６７を用いて押圧荷重を付与すると、剥離パッド６４は、図４と同様に加圧ロール６２に向かって凹となるように変形（湾曲）する。このため、底面６４ｃもこの変形に追随して変形する。しかしながら、本実施形態においては、上述のとおり底面６４ｃは、予め加圧ロール６２側に向かって凸となる湾曲した状態となっているため、底面６４ｃは、変形後略平坦状となる。即ち、本実施形態においては、剥離パッド６４の変形後に底面６４ｃが略平坦状となるように、変形前の底面６４ｃに対し非平坦面の形状を付与している。

なお、このような剥離パッド６４の設計は、例えば、実物計測やシミュレーションにより底面６４ｃの歪み（撓み）量を計測し、この計測結果に基づき行うことができる。具体的には、実物計測やシミュレーションにより底面６４ｃが歪んだ際の形状および歪み（撓み）量を把握する。そして、歪み方向とは逆方向に突出した形状を底面６４ｃに付与するとともに、その突出量を歪み量と同じとする。この手法により押圧力の均一化を図ることが可能な剥離パッド６４を設計することができる。また、剥離パッド６４の歪み（撓み）方向とは逆方向に剥離パッド６４を予め変形させるとともに、その変形量を歪み量と同じとすることでも押圧力の均一化を図ることが可能な剥離パッド６４を設計することができる。

例えば、図４（ｂ）において、剥離パッド６４の長手方向における中央部において、約０．１ｍｍ凹む例を説明したが、図５における剥離パッド６４は、この０．１ｍｍという計測結果に基づき、底面６４ｃの略中央部を加圧ロール６２側に向けて約０．１ｍｍ突出させている。また、底面６４ｃの中央部以外の箇所についても凹み量（変位量）に対応した分だけ加圧ロール６２側に突出させている。
なお、図４、図５においては、剥離パッド６４の長手方向において剥離パッド６４が歪む例を説明したが、剥離パッド６４は長手方向だけではなく、幅方向（定着ベルト６１０の移動方向、プロセス方向）にも歪む。このように幅方向に撓む場合であっても、実物計測やシミュレーションにより底面６４ｃの歪み（撓み）量を計測し、この計測結果に基づき押圧荷重の均一化を図ることが可能な剥離パッド６４を設計することができる。

また、剥離パッド６４が歪む（撓む）と、剥離パッド６４と定着ロール６１１とが接触し、剥離パッド６４および定着ロール６１１において、摩耗や破損が発生するおそれがある。特に、本実施形態における剥離パッド６４は、上述のとおり、薄い板状の部材により形成されているため変形しやすい構成となっている。また、剥離パッド６４に歪みが生じると、剥離パッド６４が定着ベルト６１０を介して加圧ロール６２を押圧する際の押圧荷重が不均一となる。この結果、剥離パッドニップ部Ｎ２（図３参照）におけるニップ圧が不均一となり、定着される画像に欠陥が生じるおそれがある。そこで、本実施形態においては、以下のような構成とすることで、これらの問題の発生を抑制している。

図６は、本実施形態における剥離パッド６４を示した斜視図である。なお、図５等で示した剥離パッド６４と同様の機能については、同様の符号を用いここではその説明を省略する。
図６（ａ）は、本体部６４ａにおける定着ロール６１１側の側面（定着ロール６１１との対向部）であって本体部６４ａの長手方向略中央部に、定着ロール６１１側に向けて突出した摺動シート６６ａを設けた状態を示したものである。

突出部の一例としての摺動シート６６ａは、ポリイミドにより形成され剥離パッド６４に添付される基材層（厚さ０．４ｍｍ）と、フッ素樹脂（例えば、ＰＦＡ）およびガラスクロスにより形成された表面層（摺動層）（厚さ０．１３ｍｍ）とから構成されている。また、摺動シート６６ａの大きさは、２０ｍｍ×２０ｍｍとなっている。なお、本図においては、シート状のものを例示したが、例えば塗布する形で同様の機能を有したものを形成することができる。
本実施形態においては、上述のとおり、摺動シート６６ａは定着ロール６１１側に突出した構成となっており、剥離パッド６４に歪みが生じたとしても、この摺動シート６６ａが定着ロール６１１と接触する。このため、剥離パッド６４と定着ロール６１１との接触が抑制可能となる。
なお、摺動シート６６ａは、定着が行われる際、定着ロール６１１と摺動する状態となる。このため、定着ロール６１１側にも、少なくとも表面にフッ素樹脂を含んで構成された摺動層を形成しておくことが好ましく、本実施形態においては上述のとおり定着ロール６１１の表面にＰＦＡが被覆されている。

図６（ｂ）は、本体部６４ａにおける定着ロール６１１側の側面に突出部としてのベアリング６６ｂ（回転部材）を設けた状態を示したものである。本図においては、本体部６４ａにおける定着ロール６１１側の側面に、定着ロール６１１の回転方向と同方向に回転する外径６ｍｍ、幅３ｍｍのベアリング６６ｂが複数（本実施形態においては、３つ）設けられた態様を例示している。
本実施形態においては、上述の摺動シート６６ａと同様に、ベアリング６６ｂは定着ロール６１１側に突出した構成となっており、剥離パッド６４に歪みが生じたとしても、このベアリング６６ｂが定着ロール６１１と接触する。このため、剥離パッド６４と定着ロール６１１との接触が抑制可能となる。

なお、摺動シート６６ａは、上述のとおり、定着が行われる際、定着ロール６１１と摺動（接触）する状態となる。また、ベアリング６６ｂも定着が行われる際、定着ロール６１１と接触する状態となる。このため、定着ロール６１１表面の摩耗や変形が生じ、定着ロール６１１の短寿命化を招くおそれがある。そこで、例えば、摺動シート６６ａやベアリング６６ｂにおける定着ロール６１１と接触する部分の硬度（表面硬度）を、定着ロール６１１表面の硬度よりも小さくする構成とすることができる。このような構成としては、例えば、ベアリング６６ｂの表面にＰＦＡのコーティングを施すとともに、定着ロール６１１をアルミニウムで形成する態様が挙げられる。

本発明が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。 本発明が適用される定着装置の概略構成を示す側断面図である。 ニップ部の近傍領域を表す概略断面図である。 従来の剥離パッドにおいて生じる歪みについて示した説明図である。 本実施形態における剥離パッドを示した説明図である。 本実施形態における剥離パッドを示した斜視図である。

符号の説明

６２…加圧ロール、６４…剥離パッド、６６ａ…摺動シート、６６ｂ…ベアリング、６７…ばね部材、６１０…定着ベルト、６１１…定着ロール

Claims (10)

1. 回転可能に設けられたベルト状部材と、
   前記ベルト状部材の内部に設けられた第１の定着部材と、
   前記ベルト状部材を介して前記第１の定着部材に圧接するように配置され、当該ベルト状部材との間で記録材上に保持された画像を当該記録材に定着させる第２の定着部材と、
   前記第１の定着部材および前記第２の定着部材により形成される圧接部の下流側で前記ベルト状部材を当該第２の定着部材に押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材が前記ベルト状部材を介して前記第２の定着部材を押圧する際の押圧荷重の均一化を図る均一化手段と、
   を含む定着装置。
2. 前記均一化手段は、前記ベルト状部材を介して前記第２の定着部材を押圧した際に前記押圧荷重を均一化する方向に変形する前記押圧部材により構成されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記押圧部材には、前記ベルト状部材を介して前記第２の定着部材を押圧した際に当該押圧部材が変形する方向とは逆方向の変形が付与されていることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記押圧部材が前記ベルト状部材を介して前記第２の定着部材を押圧する押圧面は、当該押圧部材が当該ベルト状部材を介して当該第２の定着部材を押圧した際に所定部より凹となる箇所が当該所定部より突出した状態で形成されていることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
5. 前記押圧部材が前記ベルト状部材を介して前記第２の定着部材を押圧する際の押圧力を当該押圧部材の所定箇所に付与する付与部材を更に備え、
   前記押圧部材が前記ベルト状部材を介して前記第２の定着部材を押圧する押圧面の一部を構成する一の箇所は、当該押圧面の一部を構成し当該一の箇所よりも前記所定箇所に近い側に位置する他の箇所よりも当該ベルト状部材側に位置することを特徴とする請求項２記載の定着装置。
6. 前記均一化手段は、前記第１の定着部材に向かって突出した突出部を備えた前記押圧部材により構成されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
7. 回転可能に設けられたベルト状部材と、
   前記ベルト状部材と対向する位置に設けられた第１の定着部材と、
   前記ベルト状部材を介して前記第１の定着部材に圧接するように配置され、当該ベルト状部材との間で記録材上に保持された画像を当該記録材に定着させる第２の定着部材と、
   前記第１の定着部材および前記第２の定着部材により形成される圧接部の下流側で前記ベルト状部材を当該第２の定着部材に押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材における前記第１の定着部材と対向する位置に設けられ、当該第１の定着部材に向かって突出した突出部と、
   を含む定着装置。
8. 前記第１の定着部材または／および前記突出部は、当該突出部または当該第１の定着部材との摺動を良好にする摺動層を備えていることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
9. 前記突出部は、回転可能に設けられた回転部材により構成されたことを特徴とする請求項７記載の定着装置。
10. 前記第１の定着部材の表面硬度は、前記突出部の表面硬度よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の定着装置。

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