JP2011107310A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転可能なベルト部材１３と、表面に凹凸形状２を形成した摺動部材１を用いた画像加熱装置において、摺動部材１の凹凸形状２に起因する上記のようなベルト端部のエッジ破損を低減させる。
【解決手段】摺動部材１の表面に対する凹凸形状２の形成範囲を、ベルト部材１３の幅方向の両端部がそれぞれ移動規制位置Ｆ・Ｒに達したときにベルト部材１３の端部から露出しない範囲に設定した。これにより、凹凸形状２でベルト端部にダメージを与えることが無くなり、ベルト部材１３の幅方向移動の繰り返しに起因するベルト端部のエッジ破損を低減させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転可能なベルト部材（エンドレスベルト）を用いた画像加熱装置に関する。画像加熱装置としては、記録材に担持させた未定着トナー画像を加熱、加圧して固着画像として定着或いは仮定着する定着装置が挙げられる。また、記録材に定着された画像を再度加熱、加圧することにより画像の光沢を増大させる光沢増大化装置が挙げられる。また、インクジェットプリンタにおけるインク画像を乾燥する加熱装置なども挙げられる。

電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置においては、記録材（以下、シートと記す）に未定着トナー画像を形成し、これを定着装置により加熱、加圧して固着画像として定着させることにより画像を形成している。このような定着装置として、内部にヒータを有する定着ローラに加圧ローラを圧接して定着ニップを形成し、そのニップで未定着トナー画像を形成したシートを挟持搬送することで画像定着を行うローラ定着方式が従来採用されている。

ところで、画像の高光沢化や画像形成の高速化を図るためには、シートのニップ通過時間を長くし、トナーを充分に溶融するのが好ましい。ローラ定着方式の場合、これを達成するためにはローラ径を大きくしなければならず、定着装置が大型化してしまう。そこで、ローラ定着方式に比して、装置の小型化、高速化対応を達成しつつ、充分なニップ幅（シート搬送方向の長さ）を得ることができるベルト定着方式が提案されている（特許文献１）。この提案においては、互いに対向するエンドレスの定着ベルトと加圧ベルトを設け、これら両ベルト間でシートを挟持搬送しながら定着を行う構成とされている。それ故、従来に比して充分なニップ幅を得ている。しかし、上記ベルト定着方式の定着装置の場合、ベルトの内面に表面がゴムで形成された圧力付与部材が圧接しているため、ベルトと圧力付与部材との摺動抵抗が大きくなると、画像ズレ／駆動ギア破損／モータ消費電力アップが発生していた。

そこで、ベルト定着装置において、ベルト内面の摩耗を抑制するために、ベルトと圧力付与部材との間に摺動部材を設ける提案がされている（特許文献２）。具体的にはシート状摺動部材の表面にフッ素樹脂コーティングを施し、表面に凹凸を形成し、さらにベルト内面にシリコンオイルなどの潤滑油を塗布する。これにより、ベルト内面の摩耗を抑制し、前述した問題の発生を大幅に低減させている。

特開２００４−３４１３４６号公報 特開２００３−１０７９３６号公報

然しながら、上記公知文献に開示された発明を用いたエンドレスベルトを用いた定着装置で、特にベルトを幅方向に意図的に移動させ、移動する範囲を一定に保ちつつベルトを幅方向に往復させるベルト寄り制御手段を有する場合には次のような現象が生じた。即ち、摺動部材の表面に配置された凹凸形状とベルトの端部エッジが長期に渡り接触を繰り返すことによりベルト端部の破損が発生してしまう場合があった。これは、ベルトの幅方向移動時に、ベルト端部が、摺動部材の凹凸形状の凹部に落ち込み、また凸部に衝突することを繰り返すことで発生している。本現象はベルトの基材が樹脂と比較して弾性が乏しい金属である場合において顕著に見られていた。

そこで、本発明の目的は、回転可能なベルト部材と、表面に凹凸形状を形成した摺動部材を用いた画像加熱装置において、上記のようなベルト端部の破損を低減させることにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する回転可能な第１部材及び第２部材を有する画像加熱装置であって、少なくとも前記第２部材がベルト部材であり、前記ベルト部材の内側に当接され、前記第１部材の表面に沿って前記ベルト部材を押圧する圧力付与部材と、前記ベルト部材と前記圧力付与部材との間に介在され、少なくとも前記ベルト部材と当接する表面に凹凸形状が形成された摺動部材と、を有し、前記ベルト部材が幅方向に移動可能で、前記ベルト部材の幅方向の両端側にそれぞれ移動規制位置を有する画像加熱装置において、前記摺動部材の表面に対する前記凹凸形状の形成範囲を、前記ベルト部材の幅方向の両端部がそれぞれ前記移動規制位置に達したときに前記ベルト部材の端部から露出しない範囲に設定したことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の他の代表的な構成は、画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する回転可能な第１部材及び第２部材を有する画像加熱装置であって、少なくとも前記第２部材がベルト部材であり、前記ベルト部材の内側に当接され、前記第１部材の表面に沿って前記ベルト部材を押圧する圧力付与部材と、前記ベルト部材と前記圧力付与部材との間に介在され、少なくとも前記ベルト部材と当接する表面に凹凸形状が形成された摺動部材と、を有し、前記ベルト部材が幅方向に移動可能で、前記ベルト部材の幅方向の両端側にそれぞれ移動規制位置を有する画像加熱装置において、前記摺動部材の表面に対する前記凹凸形状の形成範囲を、前記ベルト部材の幅方向の両端部がそれぞれ前記移動規制位置に達したときに前記ベルト部材の端部から露出しない範囲に設定し、露出する摺動部材表面にはリブ形状を設けたことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の更に他の代表的な構成は、画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する回転可能な第１部材及び第２部材を有する画像加熱装置であって、少なくとも前記第２部材がベルト部材であり、前記ベルト部材の内側に当接され、前記第１部材の表面に沿って前記ベルト部材を押圧する圧力付与部材と、前記ベルト部材と前記圧力付与部材との間に介在され、少なくとも前記ベルト部材と当接する表面にリブ形状が形成された摺動部材を有し、前記ベルト部材が幅方向に移動可能で、前記ベルト部材の幅方向の両端側にそれぞれ移動規制位置を有することを特徴とする。

本発明によれば、回転可能なベルト部材と、表面に凹凸形状を形成した摺動部材を用いた画像加熱装置において、ベルト端部の破損を低減させることができる。

（ａ）は実施例１における画像形成装置の概略構成図、（ｂ）は定着装置の要部の横断右側面図 （ａ）は定着装置の要部の正面と右側面と下面を見た斜視図、（ｂ）は定着装置の要部の脊面と左側面と下面を見た斜視図 （ａ）と（ｂ）は定着装置の要部の右側面と左側面 （ａ）はベルトの層構成模型図、（ｂ）は摺動シートの凹凸形状の説明図、（ｃ）はコントローラのベルト寄り制御に関わる部分のブロック図 ベルト寄り制御の動作フロー図 （ａ）はベルトと摺動シートの位置関係を示す図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部の拡大模型 実施例２の説明図 実施例３の説明図 （ａ）は実施例５の定着装置の要部の脊面と左側面と下面を見た斜視図、（ｂ）は定着装置の要部の横断右側面図 （ａ）は実施例５の定着装置のベルトと摺動シートの位置関係を示す図、（ｂ）は従来の摺動シートの凹凸形状により発生する問題点の説明図

以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明を適用できる実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではなく本発明の思想の範囲内において種々の変形が可能である。

（１）画像形成装置例
図１の（ａ）は、本発明に従う画像加熱装置を定着装置１１４として搭載した画像形成装置１００の一例の概略構成を示す断面模式図である。装置１００は転写式電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタである。装置１００は、ホスト装置３００からコントローラ（制御手段：ＣＰＵ）２００に入力する画像情報（電気的画像信号）に基づいてシート状の記録材（記録媒体：以下、シートと記す）Ｓに画像形成を行う。ホスト装置３００はパーソナルコンピュータ・イメージリーダー等である。コントローラ２００はホスト装置３００や装置１００の操作パネル（不図示）との間で各種の電気的な情報の授受をする。また、コントローラ２００は装置１００の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。

装置１００は、像担持体としての電子写真感光体ドラム（以下、ドラムと記す）１０２を有する。ドラム１０２は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動され、ドラム面が帯電手段としての帯電器１０３によって所定の極性・電位に一様に帯電される。その一様帯電面に対して露光手段としてのレーザースキャナ（露光装置）１０４により画像情報に応じて変調されたレーザー光（画像光）１０５による走査露光がなされる。これにより、ドラム１０２の面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像手段としての現像器１０６によってトナー画像として現像される。

そのトナー画像が、ドラム１０２と転写手段としての転写ローラ１０７との当接部である転写部において、該転写部に導入されたシートＳに対して順次に転写される。転写ローラ１０７にはトナーの帯電極性とは反対極性の転写バイアスが印加されて、ドラム１０２上のトナー画像が記録材Ｓ上に静電転写される。シートＳは装置内下部の給送カセット１０９内に積載収納されている。所定の給紙タイミングで給送ローラ１１０が駆動されると、カセット１０９内のシートＳが１枚分離給送されて、搬送路１１０ａを通ってレジストローラ対１１１に至る。ローラ対１１１はシートＳの先端部を受け止めてシートの斜行修正をする。また、ドラム１０２上のトナー画像の先端部が転写部に到達したときにシートの先端部も転写部に丁度到達するタイミングとなるように、ドラム１０２上のトナー画像と同期をとって、シートＳを転写部に搬送する。転写部を通ったシートＳはドラム２の面から分離されて、定着装置１１４へと搬送される。

この定着装置１１４によりシートＳ上の未定着トナー画像が加熱加圧により固着画像としてシート面に定着される。そして、そのシートが搬送路１１０ｂを通って排出ローラ対１１２によって装置上部の排出トレイ１１３へと排出されて積載される。また、シート分離後のドラム１０２の面はクリーニング手段としてのクリーニング装置１０８によって転写残トナー等の残留付着物が除去されて清掃され、繰り返して作像に供される。

（２）定着装置
（２−１）定着装置１１４の全体的な概略構成
定着装置１１４について、正面は記録材導入口側から見た面である。背面はそれとは反対側の面である。左又は右は正面から見て左又は右である。上又は下は重力方向に関して上又は下である。ベルト部材について幅方向とはベルト面においてベルト部材の移動方向に直交する方向である。記録材について幅とは記録材面において記録材の搬送方向に直交する方向の寸法である。

図１の（ｂ）は定着装置１１４の要部の横断右側面図である。図２の（ａ）は定着装置１１４の要部の正面と右側面と下面を見た斜視図、（ｂ）は定着装置１１４の要部の脊面と左側面と下面を見た斜視図である。定着装置１１４は、画像Ｔを担持した記録材Ｓを挟持搬送して加熱するニップ部Ｎを形成する回転可能な第１部材１１及び第２部材１３を有する。本実施例において、第１部材１１は加熱ロールであり、第２部材１３はエンドレスの可撓性・耐熱性を有するベルト部材（以下、ベルトと記す）である。

加熱ロール１１は、金属製コア１１ａの外側に弾性層１１ｂと耐熱離型層１１ｃを順次に積層した複合部材である。金属製コア１１ａは、例えば外径５６ｍｍ、内径５０ｍｍのアルミニウム円筒管である。弾性層１１ｂは、例えば厚さ２ｍｍ、硬度（アスカＣ）４５°のシリコンゴム層である。耐熱離型層１１ｃは、ＰＦＡもしくはＰＴＦＥ層である。加熱ロール１１は、回転軸線方向を左右方向にして、定着装置筺体の左右の側板２０Ｌ・２０Ｒ間に軸受部材（不図示）を介して回転可能に配設されている。また、加熱ロール１１の内空部には加熱源としてのハロゲンヒータ１２が挿入されて配設されている。

ベルト１３は、基材の材質が金属あるいは耐熱樹脂である可撓性・耐熱性を有するものを使用することができる。本実施例におけるベルト１３は、図４の（ａ）の層構成模型図のように、例えば厚さ７５μｍ、幅３４０ｍｍ、周長２００ｍｍのＮｉ製の無端状ベルトを基材１３ａとしている。そして、その基材１３ａの外周面に弾性層１３ｂとして例えば厚さ３００μｍのシリコンゴム層をコーティングしたものである。

ベルト１３は加熱ロール１１の下側において少なくとも２つ以上の懸架部材に懸回張設されて配設されている。本実施例においては第１と第２の２個の支持ロール１４と１５を懸架部材として該両ロール１４・１５間に懸回張設されている。第１の支持ロール１４は加圧ロールとして、加熱ロール１１の下面側に加熱ロール１１とほぼ並行に配列され、ベルト１３を介して加熱ロール１１の下面に対して付勢手段（不図示）により所定の押圧力で押圧されている。この押圧により加熱ロール１１の弾性層１１ｂを所定量弾性的に歪ませている。加圧ロール１４は例えば外径φ２０の中実ステンレスロールである。

第２の支持ロール１５はベルトステアリング機能及びベルトテンションを付与する機能を有するステアリングロールとして、加圧ロール１４よりも記録材搬送方向ｍの上流側において加圧ロール１４とほぼ並行に配列されている。ベルト１３はロール１５のテンション機能により所定の張力（例えば１００Ｎ）が付与されている。ロール１５は例えば外径φ２０、内径φ１８程度のステンレス製中空ロールである。

ベルト１３の内側には、ベルト１３の上行側のベルト部分の内面に対して当接され、加熱ロール１１の表面に沿ってベルト１３を押圧する圧力付与部材としての加圧パッド１８が配設されている。加圧パッド１８は加圧ロール１４に近接して配設されており、ベルト１３の上記の内面に対して付勢手段（不図示）により所定の押圧力（例えば４００Ｎ）で押し当てられている。ベルト１３を加圧ロール１４と加圧パッド１８とで加熱ロール１１に対して押し当てることで、記録材搬送方向ｍにおいて加熱ロール１１とベルト１３の接触面積を大きく採ることができる。これによりその接触面積に対応した幅広のニップ部（定着ニップ部）Ｎを加熱ロール１１とベルト１３とで形成できる。従って、未定着トナー画像Ｔを担持するシートＳのニップ部Ｎによる挟持搬送時間を長くできて、トナー画像Ｔの高光沢化及び画像形成の高速化が可能となる。

ベルト１３と加圧パッド１８の摺動抵抗を低減するために、摺動部材としての摺動シート１がベルト１３と加圧パッド１８の間に介在されている。摺動シート１には、少なくともベルト１３と当接する表面に、図４の（ｂ）のように、所定の大きさの数多の凹凸形状２が形成されている。摺動シート１は例えば基材に厚み１００μｍのポリイミドフィルムを用い、その表層にＰＴＦＥを３０μｍコーティングしたものである。凹凸形状２は、エンボス加工により正四角錐状に形成されており、例えば凸部の高さは１２０μｍであり、隣り合う凸部同士のピッチは１．７６ｍｍである。ここで、凸部の高さとは、凹部の最下点と凸部の頂点との面方向に直交する方向の距離を示し、ピッチとは、各凸部の頂点間の面方向距離を示している。摺動シート１の表面にＰＴＦＥをコーティングすることにより摺動シート１の表面とベルト１３の内面との摺動抵抗を低減している。さらに凹凸形状２を形成することにより、摺動シート１の表面とベルト１３の内面との接触点を減らしている。点接触にすることにより、摺動シート１とベルト１３内面との摺動抵抗を低減することができる。

ベルト１３の内側において、加圧パッド１８とステアリングロール１５の間に、ベルト１３の内面を潤滑するためのオイル塗布ロール１６が配置されている。ロール１６の内部には適正な粘度を有する耐熱シリコンオイルを含浸させてある。ロール１６はステアリングロール１５の回転軸を中心に回動可能な左右の支持部材１９間に軸受を介して回転可能に支持されている。そして支持部材１９は側板２０Ｌ・２０Ｒとの間に張設された引っ張りバネ１７によって、ロール１６がベルト１３の内面に接触する方向に回動付勢されている。これにより、ロール１６がベルト１３の内面に当接した状態に保持されて、ベルト１３の走行に伴って従動回転する。

加熱ロール１１は、右端側に設けられている駆動入力ギアＧに駆動源（モータ：不図示）より駆動が伝達されて、図１の（ｂ）において矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加熱ロール１１の回転力がニップ部Ｎにおける接触摩擦力でベルト１３に伝わり、ベルト１３、加圧ロール１４、ステアリングロール１５が加熱ロール１１の回転に追従して矢印の反時計方向へ回転する。一方、ハロゲンヒータ１２には給電回路２０１から電力が印加され、ヒータ１２が点灯する。これにより、加熱ロール１１が内側から加熱される。加熱ロール１１の表面温度が、加熱ロール１１の表面に対して接触或いは非接触に近接させて配設されたサーミスタなどの温度検知部材ＴＨにより検知される。コントローラ２００は、温度検知部材ＴＨからの出力信号を取り込み、その出力信号に基いて加熱ロール１１の表面温度が所定の定着温度（目標温度）に維持されるように給電回路２０１からヒータ１２への供給電力を制御する。加熱ローラ１１の表面が所定の定着温度に維持された状態において、未定着トナー画像Ｔを担持したシートＳは画像担持面を上側にして定着装置１１４のニップ部Ｎに導入される。そのシートＳはニップ部Ｎで加熱ローラ１１とベルト１３とにより挟持搬送され、その搬送過程においてトナー画像Ｔに加熱ローラ１１の熱とニップ部Ｎの圧が付与される。これによりトナー画像ＴがシートＳ面上に加熱定着される。

（２−２）ベルト寄り制御手段
図２、図３、図４の（ｃ）、図５により、ベルト１３の幅方向位置を規制するベルト寄り制御手段（ベルト幅方向位置規制手段）の構成を説明する。図３の（ａ）と（ｂ）は定着装置１１４の要部の右側面と左側面である。図４の（ｃ）はコントローラ２００のベルト寄り制御に関わる部分のブロック図、図５はベルト寄り制御の動作フロー図である。

定着装置筺体の右側板２０Ｒにはステアリングロール１５の右端部の軸１５Ｒａを支持するための右支持アーム５４Ｒが配設されている。アーム５４Ｒは右側板２０Ｒの外側に加圧ロール１４と同軸に固定された軸５５Ｒに該軸を中心に上下方向に回動可能に支持されている。アーム５４Ｒには、ロール１５の右端部の軸１５Ｒａを回転可能に支持する軸受５３Ｒがベルトテンション方向にスライド可能に配設されている。軸受５３Ｒはテンションバネ５６Ｒによりベルトテンション方向に移動付勢されている。アーム５４Ｒの軸５５Ｒ側とは反対側には軸５５Ｒを中心とする扇形ギア５２が固定されている。その扇形ギア５２にステッピングモータモータ５０の駆動により回転駆動可能なウォームギア５１が噛合している。モータ５０は右側板２０Ｒに固定して支持されている。

一方、定着装置筺体の左側板２０Ｆの外側にはステアリングロール１５の左端部の軸１５Ｆａを支持するための左支持アーム５４Ｆが配設されている。アーム５４Ｆは左側板２０Ｆの外側に加圧ロール１４と同軸に固定された軸５５Ｆに係止され、左側板２０Ｆに固定支持されている。アーム５４Ｆには、ロール１５の左端部の軸１５Ｆａを回転可能に支持する軸受５３Ｆがベルトテンション方向にスライド可能に配設されている。軸受５３Ｆはテンションバネ５６Ｆによりベルトテンション方向に移動付勢されている。

上記のように、ロール１５の左側と右側の軸受５３Ｆと５３Ｒがそれぞれバネ５６Ｆと５６Ｒによりベルトテンション方向に移動付勢されることで、ベルト１３に所定の張力が付与される。また、右側板２０Ｒ側のアーム５４Ｒは軸５５Ｒを中心に回転可能であり、左側板２０Ｆ側のアーム５４Ｆは軸５５Ｆを中心に側板２０Ｆに固定支持されている。そのため、ロール１５は、固定支持の左側アーム５４Ｆの軸受５３Ｆを中心にして、右側アーム５４Ｒ側で軸５５Ｒを中心に図３の（ａ）における矢印Ｂ１の上方向及び矢印Ｂ２の下方向に所定のステアリング動作をすることが可能である。即ち、ステアリングロール１５のアライメントを加圧ロール１４に対してくずすことが可能である。

また、左側板２０Ｆと右側板２０Ｒにはそれぞれベルト１３の左端部と右端部を検知して、ベルト１３の幅方向の位置を検出するためのベルト位置センサ（ベルト位置検知部材）８０Ｆと８０Ｒが配設されている。左側のセンサ８０Ｆは、ベルト１３の左側寄り移動に関する所定の移動規制位置Ｆａと、ベルト１３が位置Ｆａよりも更に左方に寄り移動した場合の移動可能限界位置Ｆｂとを検出することができる。右側のセンサ８０Ｆは、ベルト１３の右側寄り移動に関する所定の移動規制位置Ｒａと、ベルト１３が位置Ｒａよりも更に右方に寄り移動した場合の移動可能限界位置Ｆｂとを検出することができる。

ベルト１３は、回転過程（循環走行過程）において、幅方向の一方側（左方）或いは他方側（右方）にベルト懸架部材であるローラ１４・１５の長手に沿って寄り移動運動する。ベルト１３が、図２の（ａ）及び（ｂ）における矢印Ｆのように左側に寄り移動して所定の移動規制位置Ｆａへ移動したことがセンサ８０Ｆにより検出（Ｆａ−ＯＮ信号）されると、その検出信号がコントローラ２００に入力する。コントローラ２００はその信号に基づいて扇形ギア５２を軸５５Ｒを中心に矢印Ｂ２の下方に移動させるべくモータ５０をＣＷ回転させる。これにより、ロール１５がＢ２方向に移動して、ロール１５のアライメントが加圧ロール１４に対してくずれる。この結果、ベルト１３が矢印Ｒの右方に戻り移動していく。ベルト１３が矢印Ｒの右方に戻り移動して所定の移動規制位置Ｒａへ移動したことがセンサ８０Ｒにより検出（Ｒａ−ＯＮ信号）されると、その検出信号がコントローラ２００に入力する。コントローラ２００はその信号に基づいて扇形ギア５２を軸５５Ｒを中心に矢印Ｂ２の下方に移動させるべくモータ５０をＣＣＷ回転させる。これにより、ロール１５がＢ１方向に移動して、ロール１５のアライメントが加圧ロール１４に対してくずれる。この結果、ベルト１３が矢印Ｆの左方に戻り移動していく。

上記一連の繰り返し制御動作によりベルト１３は一定の蛇行を続けることになる。即ち、ベルト１３の左右の寄り移動が、所定の左側と右側の移動規制位置ＦａとＲａの間の所定範囲内の蛇行に制御される。扇形ギア５２を軸５５Ｒ中心に移動させる動作で、ベルト１３にかかるテンションはテンションバネ５６により一定に保たれる。

図５の動作フローにおいて、センサ８０Ｆによりベルト１３の移動可能限界位置Ｆｂへの移動が検出（Ｆｂ−ＯＮ信号）された場合は、コントローラ２００はベルト１３が左側に寄り切ったと判断する。また、センサ８０Ｒによりベルト１３の移動可能限界位置Ｒｂへの移動が検出（Ｒｂ−ＯＮ信号）された場合は、コントローラ２００はベルト１３が右側に寄り切ったと判断する。これらの場合には、コントローラ２００は装置を停止させて、操作部その旨の表示を行う。

（２−３）摺動シートの凹凸形状の範囲
図６により、摺動シート１の表面に形成されている凹凸形状２の範囲について説明する。図６の（ｂ）は、（ａ）におけるＢ部の拡大模型図である。本実施例の装置において、記録材Ｓの通紙は記録材幅中心の所謂中央基準搬送でなされる。本実施例においては、最大許容マテリアルサイズＷＳを１３インチ＝３３０．２ｍｍにしている。加圧パッド１８の長手方向（左右方向）の長さＬ１８は最大通紙幅ＳＷより長いほうが好ましい。本実施例において、加圧パッド１８の具体的な長さＬ１８は３３２ｍｍにしている。前述のようにベルト１３は寄り移動制御により、左側の移動規制位置Ｆａと右側の移動規制位置Ｒａの間で、往復移動を繰り返す。

ベルト１３の幅方向の長さをＬＢとし、幅方向の中央位置から左側の移動規制位置Ｆａの位置までベルト１３が移動する距離をＬＦ、右側の移動規制位置Ｒａ側の位置まで移動する距離をＬＲとする。本実施例においては、具体的に、ベルト１３の長さＬＢは３４０ｍｍ、ＬＦ及びＬＲは同じ距離であり、具体的な距離は各々２ｍｍである。

上記より、ベルト１３が存在可能な範囲をＬＳとすると、ＬＳ＝ＬＢ＋ＬＦ＋ＬＲになる。本実施例では、摺動シート１の左右方向の長さＬ１もＬＳと同じ長さに設定する。具体的な範囲ＬＳは３４４ｍｍである。従って、摺動シート１の長さＬ１も３４４ｍｍである。

ベルト１３は、寄り移動制御によって、左側の移動規制位置Ｆａに到達した場合、反対側の右側の移動規制位置Ｒａからベルト１３の右端面１３Ｒまで、長さＬＮＲ分、摺動シート１の表面が露出する。同様に、ベルト１３が右側の移動規制位置Ｒａに到達した場合、反対側の左側の移動規制位置Ｆａからベルト１３の左端面１３Ｆまで、長さＬＮＦ分、摺動シート１の表面が露出する。上記の長さＬＮＦとＬＮＲにから、摺動シート１表面に形成される凹凸２の範囲ＬＳＥを次式で決定する。

ＬＳＥ＝ＬＳ−ＬＮＦ−ＬＮＲ
具体的な、凹凸形状２の範囲ＬＳＥは３３６ｍｍである。ＬＮＦ及びＬＮＲの範囲３には凹凸形状２を形成しない。ここで、凹凸形状２を形成しない範囲３の面の平滑さ、即ち、範囲３の面におけるキズの選別レベルは、ベルト１３の厚み７５μｍの２０％にあたる深さ１５μｍで長さ５００μｍとしている。

上記のように、摺動シート１の表面に対する凹凸形状２の形成範囲を、ベルト１３の幅方向の両端部がそれぞれ移動規制位置Ｆａ・Ｒａに達したときにベルト部材１３の端部から露出しない範囲ＬＳＥ（ＬＳＥ≦ＬＳ−（ＬＮＦ＋ＬＮＲ））に設定する。これにより、ベルト１３が幅方向にある距離移動しても、図１０の（ｂ）の従来構成の場合とは異なり、摺動シート１に形成された凹凸形状２によるダメージを受けなくなる。従って、ベルト部材１３（特に金属基材のベルト）と、シート状摺動部材１を用いた定着装置において、ベルト端部の破損を低減させ、より安定したベルト定着装置を提案することが可能になる。

［実施例２］
図７は本実施例２の説明図である。本実施例における摺動シート１は、前述した実施例１におけるＬＮＲ及びＬＮＦの範囲にはシート１が存在しない。即ち、本実施例においては、ベルト１３が存在する範囲をＬＳに対し、摺動シート１の長さを短く設定する。ＬＮＲ及びＬＮＦの範囲には摺動シート１が存在しない。その他の装置構成は実施例１と同様である。

上記のように構成することで、ベルト１３が幅方向にある距離移動しても、摺動シート１に形成された凹凸形状２によるダメージを受けなくなる。これにより、実施例１の場合と同様に、ベルト部材１３（特に金属基材のベルト）と、シート状摺動部材１を用いた定着装置において、ベルト端部の破損を低減させ、より安定したベルト定着装置を提案することが可能になる。

［実施例３］
図８は本実施例３の説明図である。図８の（ｂ）は、（ａ）におけるＢ部の拡大模型図である。本実施例の摺動シート１は、実施例１におけるＬＮＲ及びＬＮＦの範囲４にリブ形状５を形成したものである。即ち、実施例１と同様に、摺動シート１の表面に対する凹凸形状２の形成範囲を、ベルト１３の幅方向の両端部がそれぞれ移動規制位置Ｆａ・Ｒａに達したときにベルト１３の端部から露出しない範囲ＬＳＥ（ＬＳＥ≦ＬＳ−（ＬＮＦ＋ＬＮＲ））に設定する。そして、露出する摺動シート表面（摺動部材表面）ＬＮＦ・ＬＮＲにはリブ形状５を設けたことを特徴とする。その他の装置構成は実施例１と同様である。

本実施例において、リブ形状５は、前述の凹凸形状２を連続的につなげた形状であり、具体的なリブ形状５は、リブの高さは１２０μｍであり、リブ太さ０．７６ｍｍ、隣り合うリブ同士のピッチは１．７６ｍｍであり、リブの角度αは７５°である。リブ高さとは、摺動シート１の表層からリブの頂点との面方向に直交する方向の距離を示し、ピッチとは、各リブの頂点間の面方向距離を示し、リブの角度αは摺動シート１の長手方向（左右方向）に対する角度である。

リブ５の角度αの範囲については、以下のように設定する。ベルト１３の端部のダメージは、ベルト１３が幅方向に移動していく過程で、ベルト１３の端部が凹凸形状２の凹部に落ち込み、さら凸部に衝突することにより発生する（図１０の（ｂ））。上記事象をＬＮＦ及びＬＮＲの範囲４にてリブ形状５を用いて解消できるリブの角度αの最低条件は、０°≦α＜９０°（ベルト１３の幅方向への移動方向に対して、０°以上９０°未満０°以上９０°未満）になる。α＝９０°になると、リブ形状５がベルト１３の端部と平行になるため、ベルト１３が幅方向に移動していく過程で、凹部に落ち込み、凸部に衝突してしまう。上記リブ形状５の角度αの条件と、ＬＮＦ及びＬＮＲの範囲４により、リブ形状５の角度を決定する。例えば、なんらかの都合により、リブ形状５の本数を１本にしなければならない場合があった場合には次のように設定される。即ち、摺動シート１がベルト１３に接触する長さＬＰ（摺動シート１の搬送方向の幅）が２０ｍｍで、ＬＮＦ（ＬＮＲ）の範囲が８ｍｍの場合、リブ形状５の角度αはｔａｎα＝２０／８によりα＝６８．２°と設定される。

上記のように構成することで、ベルト１３が幅方向にある距離移動しても、摺動シート上に形成された凹凸形状２によるダメージを受けなくなる。これにより、ベルト（特に金属基材のベルト）１３と、シート状摺動部材１を用いた定着装置において、ベルト端部の破損を低減させ、より安定したベルト定着装置を提案することが可能になる。

図８の（ａ）と（ｂ）では、直線形状であるリブ形状５を例示したが、これに限定されるものではなく、（ｃ）のように、曲線リブ６でもよく、直線形状であるリブ形状５と同様の効果が得られる。

［実施例４］
実施例３では、リブ形状５又は６をＬＮＦ及びＬＮＲの範囲４内に設ける例を示したが、これに限定されるものではない。ベルト１３の内面と摺動シート１との摺動抵抗が抵抗できるのであれば、凹凸形状２の範囲ＬＳＥにリブ形状５又は６があっても良い。

即ち、本実施例のベルト定着装置は、少なくともベルト１３と当接する表面にリブ形状４又は６が形成された摺動シート１を有し、ベルト１３が幅方向に移動可能で、ベルト１３の幅方向の両端側にそれぞれ移動規制位置Ｆ・Ｒを有することを特徴とする。この構成においても実施例１乃至実施例３のベルト定着装置と同様の効果が得られる。

［実施例５］
図９、図１０の（ａ）は本実施例５の説明図である。本実施例は、実施例１の定着装置１１４において、ベルト寄り制御手段として、センサ８０Ｆ・８０Ｒとベルト懸架部材揺動機構を用いた手段に代えて、テンションロール１５の左右両端部にフランジ７Ｆ・７Ｒを設けてベルト位置を規制する構成を用いている。本実施例においては、メカハード的な規制手段である左右のフランジ７Ｆ・７Ｒを用いてベルト位置を規制する構成により、低コスト化を図っている。

本実施例の装置１１４においては、ベルト１３の回転過程（循環走行過程）において、ベルト１３が幅方向において、図９の（ａ）における矢印Ｆのように左側に寄り移動すると、ベルト左端部１３Ｆがロール１５の左フランジ７Ｆの内面に受け止められる。即ち、ベルト１３のそれ以上の左方への寄り移動が規制される。また、ベルト１３が矢印Ｒのように右側に寄り移動すると、ベルト右端部１３Ｒがテンションロール１５の右フランジ７Ｒの内面に受け止められてベルト１３のそれ以上の右方への寄り移動が規制される。このようにして、ベルト１３の左右の寄り移動が、左フランジ７Ｆの内面である移動規制位置Ｆａと右フランジ７Ｒの内面である移動規制位置Ｒａとの間の所定範囲内の蛇行に制御される。

ここで、本実施例においては左右の左フランジ７Ｆ・７Ｒ間でベルト１３の蛇行が発生しないのでは無いかという疑問が生じるが、そのようのことは無い。ベルト１３の蛇行は実施例１のセンサ８０Ｆ・８０Ｒとベルト懸架部材揺動機構を用いた寄り制御手段の場合に比べてベルト１３の往復回数は減少するが、ベルト蛇行運動は発生する。その主な理由としては、加熱ロール１１とベルト１３及び加圧パッド１８で形成させるニップ部Ｎにおける長手方向（左右方向）のニップ長さ分布が支配的な要因である。主な要因を記載すると、加熱ロール１１の長手方向の径差や、シリコンゴムからなる弾性層の経時変化、加圧パッド１８のシリコンゴム経時変化、記録材通紙による温度変化・長手方向温度分布ムラ等諸処の条件の組み合わせによりベルト１３の蛇行が発生する。

上記のように構成することで、ベルト１３が幅方向にある距離移動しても、摺動シート１上に形成された凹凸形状２によるダメージを受けなくない。これにより、ベルト（特に金属基材のベルト）１３と、シート状摺動部材１を用いたベルト定着装置において、ベルト端部の破損を低減させ、より安定したベルト定着装置を提案することが可能になる。

実施例２乃至４のベルト定着装置においても、ベルト寄り制御手段として、センサ８０Ｆ・８０Ｒとベルト懸架部材揺動機構を用いた手段に代えて、上記のようなフランジ７Ｆ・７Ｒを用いてベルト位置を規制する構成を採択して同様の効果が発揮できる。

上述した実施例１乃至５では、定着部材として加熱ローラ１１を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、加熱ローラ１１側にベルトを用いても良く、本発明を適用することにより同様の効果が得られる。

Ｔ・・画像、Ｓ・・記録材、Ｎ・・ニップ部、１１・・第１部材（加熱ローラ）、１３・・第２部材（ベルト部材）、１１４・・画像加熱装置（ベルト定着装置）、１８・・圧力付与部材（加圧パッド）、２・・凹凸形状、１・・摺動部材（摺動シート）、Ｆａ・Ｒａ・・左右の移動規制位置

Claims (16)

1. 画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する回転可能な第１部材及び第２部材を有する画像加熱装置であって、少なくとも前記第２部材がベルト部材であり、前記ベルト部材の内側に当接され、前記第１部材の表面に沿って前記ベルト部材を押圧する圧力付与部材と、前記ベルト部材と前記圧力付与部材との間に介在され、少なくとも前記ベルト部材と当接する表面に凹凸形状が形成された摺動部材と、を有し、前記ベルト部材が幅方向に移動可能で、前記ベルト部材の幅方向の両端側にそれぞれ移動規制位置を有する画像加熱装置において、前記摺動部材の表面に対する前記凹凸形状の形成範囲を、前記ベルト部材の幅方向の両端部がそれぞれ前記移動規制位置に達したときに前記ベルト部材の端部から露出しない範囲に設定したことを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記ベルト部材の基材の材質が金属であることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記ベルト部材の基材の材質が耐熱樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
4. 前記ベルト部材は、少なくとも２つ以上の懸架部材により懸架されており、前記懸架部材の少なくとも１つの懸架部材のアライメントをくずすことにより前記ベルト部材の幅方向の位置を規制するベルト寄り制御手段を有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
5. 前記摺動部材の幅方向の長さが、前記摺動部材の表面に対する前記凹凸形状の形成範囲の長さよりも長いことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記摺動部材の幅方向の長さが、前記摺動部材の表面に対する前記凹凸形状の形成範囲の長さと同じであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する回転可能な第１部材及び第２部材を有する画像加熱装置であって、少なくとも前記第２部材がベルト部材であり、前記ベルト部材の内側に当接され、前記第１部材の表面に沿って前記ベルト部材を押圧する圧力付与部材と、前記ベルト部材と前記圧力付与部材との間に介在され、少なくとも前記ベルト部材と当接する表面に凹凸形状が形成された摺動部材と、を有し、前記ベルト部材が幅方向に移動可能で、前記ベルト部材の幅方向の両端側にそれぞれ移動規制位置を有する画像加熱装置において、前記摺動部材の表面に対する前記凹凸形状の形成範囲を、前記ベルト部材の幅方向の両端部がそれぞれ前記移動規制位置に達したときに前記ベルト部材の端部から露出しない範囲に設定し、露出する摺動部材表面にはリブ形状を設けたことを特徴とする画像加熱装置。
8. リブ形状の角度は、前記ベルト部材の幅方向への移動方向に対して、０°以上９０°未満であることを特徴とする請求項７に記載の画像加熱装置。
9. 前記ベルト部材の基材の材質が金属であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像加熱装置。
10. 前記ベルト部材の基材の材質が耐熱樹脂であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像加熱装置。
11. 前記ベルト部材は、少なくとも２つ以上の懸架部材により懸架されており、前記懸架部材の少なくとも１つの懸架部材のアライメントをくずすことにより前記ベルト部材の幅方向の位置を規制するベルト寄り制御手段を有する請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
12. 画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する回転可能な第１部材及び第２部材を有する画像加熱装置であって、少なくとも前記第２部材がベルト部材であり、前記ベルト部材の内側に当接され、前記第１部材の表面に沿って前記ベルト部材を押圧する圧力付与部材と、前記ベルト部材と前記圧力付与部材との間に介在され、少なくとも前記ベルト部材と当接する表面にリブ形状が形成された摺動部材を有し、前記ベルト部材が幅方向に移動可能で、前記ベルト部材の幅方向の両端側にそれぞれ移動規制位置を有することを特徴とする画像加熱装置。
13. リブ形状の角度は、前記ベルト部材の幅方向への移動方向に対して、０°以上９０°未満であることを特徴とする請求項１２に記載の画像加熱装置。
14. 前記ベルト部材の基材の材質が金属であることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の画像加熱装置。
15. 前記ベルト部材の基材の材質が耐熱樹脂であることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の画像加熱装置。
16. 前記ベルト部材は、少なくとも２つ以上の懸架部材により懸架されており、前記懸架部材の少なくとも１つの懸架部材のアライメントをくずすことにより前記ベルト部材の幅方向の位置を規制するベルト寄り制御手段を有する請求項１２乃至請求項１５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。