JP2012068483A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の供給量が安定した定着装置を提供する。
【解決手段】
定着装置において、外周面が周回移動する周回移動体と、周回移動体と外周面同士が接し周回移動する帯状の帯状体と、帯状体の内周面に接触して帯状体を周回移動体に押し付ける押付体と、固形材料、およびこの固形材料中に粒状に分散している潤滑剤を有する、帯状体の内周面に摺れて摩耗し、摩耗によって固形材料の、上記内周面との接触面に潤滑剤が現れる潤滑剤分散体とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置における定着装置として、回転する加熱定着ロールと、この加熱定着ロールに接触したまま走行するエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されてエンドレスベルトを加熱定着ロールに圧力をかけて接触させるパッドとを具備し、この圧力パッドが、エンドレスベルトと接触する低摩擦シートを有する定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このエンドレスベルトと接触する低摩擦シートとして、例えばポリテトラフルオロエチレンを含浸させたガラス繊維シートが使用されている。また、ベルト部材の内側に接する摺動部材として多孔質構造を有する材料を用い、この多孔質構造中に潤滑油を保持させた構造が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特許第３２９８３５４号公報 特開２００３−１０７９３６号公報

本発明は、潤滑剤の供給量が安定した定着装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る定着装置は、
外周面が周回移動する周回移動体と、
上記周回移動体と外周面同士が接し周回移動する帯状の帯状体と、
上記帯状体の内周面に接触してこの帯状体を上記周回移動体に押し付ける押付体と、
固形材料、およびこの固形材料中に粒状に分散している潤滑剤を有する、上記帯状体の内周面に摺れて摩耗し、摩耗によってこの固形材料の、この内周面との接触面にこの潤滑剤が現れる潤滑剤分散体と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る定着装置は、上記潤滑剤分散体が、上記押付体の少なくとも一部であって、上記帯状体を間に挟んで上記周回移動体と対面する位置に配置されたものであることを特徴とする。

請求項３に係る定着装置は、上記潤滑剤が、５０ｃＳｔ以上３００ｃＳｔ以下の動粘度を有するものであることを特徴とする。

請求項４に係る定着装置は、上記潤滑剤分散体が、上記固形材料および上記潤滑剤を有し摩耗によって上記接触面にこの潤滑剤が現れる、この潤滑剤の粒径の２倍以上の厚さを有する磨耗層を備えたものであることを特徴とする。

請求項５に係る定着装置は、上記潤滑剤分散体が、
上記固形材料および上記潤滑剤を有し摩耗によって上記接触面にこの潤滑剤が現れる磨耗層と、
上記磨耗層を支持する支持層と、を有するものであることを特徴とする。

請求項６に係る画像形成装置は、
外周面が周回移動する周回移動体と、
上記周回移動体と外周面同士が接し周回移動する帯状の帯状体と、
上記帯状体の内周面に接触してこの帯状体を上記周回移動体に押し付ける押付体と、
固形材料、およびこの固形材料中に粒状に分散している潤滑剤を有する、上記帯状体の内周面に摺れて摩耗し、摩耗によってこの固形材料の、この内周面との接触面にこの潤滑剤が現れる潤滑剤分散体と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る定着装置は、潤滑剤分散体を有さない場合と比較して潤滑剤の供給量が安定する。

請求項２に係る定着装置は、上記数値以外の位置に潤滑剤分散体が配置される場合と比較して、潤滑剤分散体の摩耗が安定する。

請求項３に係る定着装置は、上記数値範囲外の動粘度の潤滑剤を用いた場合と比較して、帯状体と押付体との摺動による抵抗が低下する。

請求項４に係る定着装置は、磨耗層の厚さが粒径の２倍未満の場合に比較して表面層の凹凸が小さい。

請求項５に係る定着装置は、潤滑剤分散体が支持層を有さない場合と比較して、潤滑剤分散体の機械強度が高い。

請求項６に係る画像形成装置は、潤滑剤が固形材料中に粒状に分散した潤滑剤分散体を有さない場合と比較して潤滑剤の供給量が安定する。

本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。 図１に示す画像形成装置の定着装置の構成を示す側断面図である。 図２に示す定着装置の一部を、用紙が搬送される方向から見た図である。 低摩擦シートの構造を示す一部断面図である。 第２の実施形態に係る低摩擦シートの構造を示す一部断面図である。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［画像形成装置］
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。

図１に示す画像形成装置１は、中間転写方式のプリンタである。画像形成装置１は、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、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と、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と、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と、を備えている。画像形成装置１には、各装置各部の動作を制御する制御部４０も備えられている。

画像形成装置１は、いわゆるタンデム型のプリンタであり、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、１列に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、使用するトナーの色が異なる以外は互いに同様の構成を有している。イエローを担当する画像形成ユニット１Ｙに代表させて符号を付して説明すると、画像形成ユニット１Ｙは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を書き込むレーザ露光器１３と、イエローの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現像する現像器１４と、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写部１０と、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とが順次配設されている。

中間転写ベルト１５は、樹脂に帯電防止剤を含有させた材料からなるフィルム状の無端のベルトである。この樹脂としては、例えばポリイミドやポリアミドが用いられ、そのような樹脂に含有される帯電防止剤としては、例えばカーボンブラックが用いられる。中間転写ベルト１５の体積抵抗率は、１０^６Ωｃｍ以上１０^１４Ωｃｍ以下であり、その厚さは、例えば、０．１ｍｍ程度である。中間転写ベルト１５は、複数のロールに架け渡されており、図１に示すＢ方向に周回移動している。中間転写ベルト１５が架け渡されるロールは、中間転写ベルト１５を駆動する駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５が感光体ドラム１１の配列に沿って延びた領域の両端を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えるテンションロール３３と、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５と、クリーニング部３５に設けられたクリーニングバックアップロール３４である。駆動ロール３１は、モータ（図示せず）により駆動されて、中間転写ベルト１５を予め定められた速度で周回移動させる。テンションロール３３は、中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとしても機能する。

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た一次転写ロール１６を有する。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とを備えている。シャフトは金属で構成された円柱棒であり、このシャフトを構成する金属は典型的には鉄やＳＵＳ（ステンレス鋼）である。スポンジ層は、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とが配合されたブレンドゴムに、カーボンブラックといった導電剤が配合された、体積抵抗率が１０^７Ωｃｍ以上１０^９Ωｃｍ以下の材料で形成されている。一次転写ロール１６は、感光体ドラム１１との間に中間転写ベルト１５を挟み付けている。一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性（ここの例では、マイナス極性。以下同様。）とは逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加される。これにより、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成される。

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とを備えている。バックアップロール２５は、ＥＰＤＭゴムからなる内層と、カーボンを分散したＥＰＤＭ及びＮＢＲのブレンドゴムからなるチューブ状の表面層とを備えている。バックアップロール２５の表面抵抗率は、１０^７Ω／ｍ^２以上１０^１０Ω／ｍ^２以下であり、硬度は、例えば７０°（アスカーＣ）程度である。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の内周面側、すなわち、中間転写ベルト１５を挟んで二次転写ロール２２の反対側に配置されており、二次転写ロール２２の対向電極をなしている。バックアップロール２５には、二次転写バイアスが印加される金属製の給電ロール２６が接触している。

一方、二次転写ロール２２は、シャフトとシャフトの周囲を覆ったスポンジ層とを備えている。シャフトは金属で構成された円柱棒であり、このシャフトを構成する金属は典型的には鉄やＳＵＳである。スポンジ層は、ブレンドゴムに導電剤が配合された材料で構成された円筒状であり、このブレンドゴムは典型的にはＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとが配合されたものであり、ブレンドゴムに配合される導電剤は典型的にはカーボンブラックである。スポンジ層の体積抵抗率は、１０^７Ωｃｍ以上１０^９Ωｃｍ以下である。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に押し付けられている。二次転写ロール２２は、接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスによる電界を形成し、この電界によって、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。

また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０よりも下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去することで、中間転写ベルト表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙよりも上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始する。また、黒の画像形成ユニット１Ｋよりも下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。

さらに、画像形成装置１は、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙収容部５０と、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｐを予め定められたタイミングで繰り出すピックアップロール５１と、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと案内する案内部材５３と、二次転写ロール２２により二次転写された後の用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６と、を備えている。

定着装置６０は、定着ロール６１とエンドレスベルト６２とを有している。定着ロール６１は加熱されるとともに回転する。エンドレスベルト６２は、定着ロール６１に従動して周回移動する。定着ロール６１およびエンドレスベルト６２は、用紙Ｐを間に挟んで加熱および加圧することによって、未定着トナー像を用紙Ｐ上に定着する。定着装置６０のより詳細な構成については、後に説明する。

次に、画像形成装置１の基本的な作像プロセスについて説明する。

画像形成装置１では、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）から出力された画像データが、画像処理装置（図示せず）により画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに供給される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等といった各種画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのレーザ露光器１３に供給される。

レーザ露光器１３では、供給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。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体ドラム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。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム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とが接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により、中間転写ベルト１５に対し、トナーの帯電極性（マイナス極性）に対する逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像が中間転写ベルト１５の表面に転写される。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで形成された各トナー像は中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられる。

トナー像は、中間転写ベルト１５の表面に順次転写された後、中間転写ベルト１５の移動に伴って二次転写部２０に搬送される。この一方で、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙収容部５０に収容された用紙Ｐを繰り出す。ピックアップロール５１によって繰り出された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、案内部材５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置とが合わせられる。

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をバックアップロール２５に押し付けている。搬送されてきた用紙Ｐは、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。バックアップロール２５には、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加され、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。中間転写ベルト１５上に保持されたトナー像は、中間転写ベルト１５上から用紙Ｐ上に、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によって中間転写ベルト１５から剥離されて搬送され、二次転写ロール２２よりも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は、定着装置６０の搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙部（図示しない）に搬送される。

一方、二次転写部２０で中間転写ベルト１５から用紙Ｐに転写しきれず中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の移動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
［定着装置］
ここで、図１に示す画像形成装置１を構成する定着装置６０について説明する。定着装置６０は、本発明の定着装置の一実施形態である。

図２は、定着装置６０の構成を示す側断面図である。

図２に示す定着装置６０は、定着ロール６１と、エンドレスベルト６２と、エンドレスベルト６２を定着ロール６１に押し付ける圧力パッド６４とを備えている。

ここで、定着ロール６１が、本発明にいう周回移動体の一例に相当し、エンドレスベルト６２が、本発明にいう帯状体の一例に相当し、圧力パッド６４が、本発明にいう押付体の一例に相当する。

定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性弾性体層６１２、および離型層６１３が積層された円筒状ロールであり、定着装置６０本体に回転自在に支持されている。定着ロール６１は、回転軸に沿った方向に外径が一様な所謂ストレートロールである。定着ロール６１の外周面６１ａは、定着ロール６１の回転に伴い周回移動する。外周面６１ａの移動速度は、例えば、１９４ｍｍ／ｓｅｃである。

定着ロール６１の内部には、発熱源として、例えば、定格６００Ｗのハロゲンヒータ６６が配設されている。一方、定着ロール６１の外側には温度センサ６９が設けられており、温度センサ６９は定着ロール６１の外周面に接触している。画像形成装置の制御部４０（図１参照）は、温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の外周温度を、予め定められた温度（例えば、１７５℃）に維持している。

エンドレスベルト６２は、帯状のベルトであり、出力画像に欠陥が生じるのを防ぐため、継ぎ目なく形成されている。エンドレスベルト６２は、エンドレスベルト６２の内部に配置された圧力パッド６４とベルトガイド部材６３と、エッジガイド部材８０（図３参照）とに、周回移動が自在に支持されている。エンドレスベルト６２は、ニップ部Ｎにおいて定着ロール６１と外周面同士が接触しており、定着ロール６１の回転に伴い周回移動する。より詳細には、エンドレスベルト６２は、定着ロール６１に対して圧力が掛かった状態で接触するように配置され、定着ロール６１に従動して、予め定められた速度（例えば、１９４ｍｍ／ｓｅｃ）で周回移動する。

また、定着装置６０のニップ部Ｎより下流には、定着ロール６１から剥離した用紙Ｐを定着ロール６１から完全に分離する剥離補助部材７０が配設されている。剥離補助部材７０は、バッフルホルダ７２によって保持された剥離バッフル７１が、定着ロール６１の外周面の移動方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１に向かって延び、先端が定着ロール６１と近接する位置に配置されている。

ここで、図２の説明を一旦中断し、図３を参照しながらエンドレスベルト６２が支持される構造を説明する。

図３は、図２に示す定着装置の一部を、用紙が搬送される方向から見た図である。図３には、エンドレスベルト６２が途中で切断された、エンドレスベルト６２の内側の構造が示されている。定着装置６０において、エンドレスベルト６２の周回移動の方向と交わる方向を幅方向Ｗと称する。この幅方向Ｗは、図２に示した定着ロール６１の回転軸に沿った方向である。

エンドレスベルト６２の内部にはホルダ６５が配置されており、ホルダ６５の幅方向Ｗにおける両端には、エッジガイド部材８０が配設されている。エンドレスベルト６２は、エッジガイド部材８０によって幅方向Ｗの片寄りが規制されている。

エッジガイド部材８０は、無端のエンドレスベルト６２の内側に配置されたベルト走行ガイド部８０１と、幅方向Ｗにおけるエンドレスベルト６２より外側に配置され、エンドレスベルト６２の幅方向Ｗへの移動を規制するフランジ部８０２と、エッジガイド部材８０を定着装置６０本体に位置決め固定する保持部８０３とを備えている。保持部８０３が定着装置６０本体に位置決め固定されることで、エッジガイド部材８０に固定されたホルダ６５、およびこのホルダ６５に支持された各部の位置決めがなされている。

ベルト走行ガイド部８０１は、図３では側面が示されているが、図３の右側から見たときの形状は、図２に示すエンドレスベルト６２の断面にニップ部Ｎを除いて内接した略円形となっている。つまり、ベルト走行ガイド部８０１は略円筒状の外形を有する。そして、ニップ部Ｎに対応する部分は切り欠き８０１ａとなっている。エンドレスベルト６２の幅方向Ｗにおける両端部分の内周面は、ベルト走行ガイド部８０１の外周面８０１ｂに接している。エンドレスベルト６２の幅方向Ｗにおける両端部分は、ベルト走行ガイド部８０１に支持されている。ベルト走行ガイド部８０１は、エンドレスベルト６２の周回移動が妨げられない程度に摩擦係数の小さな材質の材料であって、さらには、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように、金属よりも熱伝導率が低い材料で形成されている。ベルト走行ガイド部８０１には、例えば、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）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等に代表される耐熱性樹脂が用いられる。

フランジ部８０２は、外周面８０２ｂがベルト走行ガイド部８０１の外周面８０１ｂよりはみ出した形状を有している。フランジ部８０２とベルト走行ガイド部８０１との間に設けられた段差８０２ｃにエンドレスベルト６２の縁が当たることによって、エンドレスベルト６２の幅方向Ｗへの移動（ベルトウォーク）が制限される。

また、エンドレスベルト６２は、幅方向Ｗにおける両端部を除いた領域では、圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに支持されている。エンドレスベルト６２の、両端部以外の部分における内周面は、圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに接触している。

ベルトガイド部材６３は、ホルダ６５に取り付けられた、幅方向Ｗに延びた部材である。ベルトガイド部材６３には、エンドレスベルト６２の周回移動の方向に延びた複数のリブ６３ａが形成されており、エンドレスベルト６２内周面と接触する面積が低減されている。ベルトガイド部材６３は、エンドレスベルト６２がスムーズに周回移動する程度に摩擦係数が低い材質の材料であって、かつ、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように、金属よりも熱伝導率が低い材料で形成されている。ベルトガイド部材６３にも、例えば、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）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等に代表される耐熱性樹脂が用いられる。

圧力パッド６４は、エンドレスベルト６２の内側に配置されておりホルダ６５に支持されている。圧力パッド６４は、ホルダ６５に、図示しないばねまたはゴムを介して取り付けられている。圧力パッド６４は、エンドレスベルト６２を定着ロール６１に押し付けている。エンドレスベルト６２が定着ロール６１に押し付けられることでニップ部Ｎが形成される。

ここで再度図２に戻って説明を続ける。圧力パッド６４は、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂを有する。プレニップ部材６４ａは、エンドレスベルト６２を、ニップ部Ｎの入口側（用紙の搬送方向における上流側）で定着ロール６１に押し付けており、剥離ニップ部材６４ｂは、エンドレスベルト６２をニップ部Ｎの出口側（下流側）で定着ロール６１に押し付けている。プレニップ部材６４ａの定着ロール６１に向いた面は、定着ロール６１の外周面形状に沿った凹面状である。このため、例えば平面状である場合に比べ広いニップ部Ｎが形成される。また、剥離ニップ部材６４ｂの定着ロール６１に向いた面は凸面状であり、プレニップ部材６４ａよりも定着ロール６１に向かって突出している。このため、剥離ニップ部材６４ｂは、ニップ部Ｎの出口側（下流側）で定着ロール６１表面を局所的に押し、ニップ部Ｎを通過する用紙上のトナー像の表面を平滑化して画像光沢を付与する。また、剥離ニップ部材６４ｂが定着ロール６１表面を局所的に押すことで、定着ロール６１の表面に凹みが形成される。このため、用紙Ｐには下向きの反りであるダウンカールが形成され、ニップ部Ｎの通過後定着ロール６１から離れ易くなる。

さらに、圧力パッド６４には、エンドレスベルト６２の内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、エンドレスベルト６２と接する面に低摩擦シート６８が設けられている。本実施形態における低摩擦シート６８は、圧力パッド６４の一部として、エンドレスベルト６２を間に挟んで定着ロール６１と対面する位置に配置されている。低摩擦シート６８は、圧力パッド６４におけるプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂの定着ロール６１に向いた面を覆っており、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂとエンドレスベルト６２との間に挟まれている。低摩擦シート６８は、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂによってエンドレスベルト６２に押し付けられている。

ここで、圧力パッド６４におけるプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂの組合せが本発明にいう土台の一例に相当し、低摩擦シート６８が本発明にいう潤滑剤分散体の一例に相当する。

低摩擦シート６８の、エンドレスベルト６２の移動方向におけるニップ部Ｎよりも上流側の端部は、低摩擦シート固定部材６８ａによって剥離ニップ部材６４ｂに固定されている。低摩擦シート６８のうち、剥離ニップ部材６４ｂに固定された端部より下流側の部分、すなわちニップ部Ｎの領域も含んだ部分は、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂに固定されておらず、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂと、エンドレスベルト６２とに挟みつけられることで、これらプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂとエンドレスベルト６２との間の位置に支持されている。このように、低摩擦シート６８のうちのニップ部Ｎの領域部分がプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂに固定されていないため、低摩擦シート６８に、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂの変形に起因する皺が生じることが回避される。

また、低摩擦シート６８が、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂとは別の部材であることにより、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂの、エンドレスベルト６２に向かう押し付け力が局所的に不均等になっても、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂとエンドレスベルト６２との間に介在し、エンドレスベルト６２の内周面に面で接触する低摩擦シート６８が、押し付け力を分散し、押し付け力を均等化する。

低摩擦シート６８は潤滑剤を内包しており、低摩擦シート６８が摩耗することで潤滑剤が低摩擦シート６８の表面に現れる。この潤滑剤がエンドレスベルト６２の内周面に塗られ、エンドレスベルト６２の内周面と低摩擦シート６８とが接触する面に供給されることによって、エンドレスベルト６２の内周面と圧力パッド６４との間の摩擦抵抗が低減する。

低摩擦シート６８は、エンドレスベルト６２を定着ロール６１に押し付ける圧力パッド６４の一部として、エンドレスベルト６２を間に挟んで定着ロール６１と対面する位置に配置されているため、エンドレスベルト６２の定着ロール６１への押し付け力が、低摩擦シート６８を摩耗させるためのエンドレスベルト６２への押し付け力に利用される。この押し付け力は安定した力であるため、圧力パッド６４に設けた低摩擦シート６８は摩耗が安定している。

低摩擦シート６８は、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂを覆っており、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂとは別部材である。つまり、エンドレスベルト６２を定着ロール６１に押し付ける機能と、潤滑剤を供給する機能とは、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂと、低摩擦シート６８とにそれぞれ分担されている。プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂと、低摩擦シート６８とは、分担した機能に応じてそれぞれ別々に製造される。低摩擦シート６８が潤滑剤を内包する構造については後に説明する。

また、ベルトガイド部材６３の下には、低摩擦シート６８とは別に潤滑剤を供給する潤滑剤塗布部材６７が配設されている。潤滑剤塗布部材６７は、図３に示す幅方向Ｗに延びた形状を有し、エンドレスベルト６２の内周面に接している。潤滑剤塗布部材６７は、ガラス繊維に３００ｃＳｔ（１０^−６ｍ^２／ｓ）以上の動粘度を有する潤滑剤を含ませたものである。本実施形態の定着装置６０では、後に説明するように低摩擦シート６８の摩耗に伴い低摩擦シート６８自体から潤滑剤が放出されるが、潤滑剤塗布部材６７は、例えば工場出荷後の、低摩擦シート６８の表面層６８Ａが摩耗し始める前の初期状態において、一時的な潤滑剤の不足を補うためのものである。なお、初期状態において一時的な潤滑剤の不足を補うためには、潤滑剤塗布部材６７を設ける代わりに、低摩擦シート６８の表面に潤滑剤を薄く塗布する手段も採用され得る。

［定着装置の基本動作］
ここで、各部材のより詳細な説明に移る前に、定着装置６０の基本的な動作を説明する。定着ロール６１は、図示しない駆動モータに連結されて矢印Ｃ方向に回転し、エンドレスベルト６２は、定着ロール６１に従動して、ニップ部Ｎで定着ロール６１の外周面が移動する向きと同じ向きに移動する。画像形成装置１の二次転写部２０（図１参照）においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６に案内されて、ニップ部Ｎに搬送される。用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、定着ロール６１から供給される熱と、定着ロール６１およびエンドレスベルト６２に挟みつけられる圧力とによって、用紙Ｐ上のトナー像が用紙Ｐ上に定着される。定着装置６０では、プレニップ部材６４ａが凹面状であることにより、例えば平面状の場合に比べてニップ部Ｎが広く確保され、熱と圧力が長時間に亘り付与されるため、定着性能が安定する。ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは定着ロール６１から剥離し、剥離補助部材７０によって排紙通路に誘導される。

［定着装置における各部材の構成］
次に、定着装置６０を構成する各部材について説明する。

定着ロール６１のコア６１１は、鉄、アルミニウム（例えば、Ａ−５０５２材）、ＳＵＳ、銅等を典型例とした熱伝導率の高い金属、合金、またはセラミックスで形成された円筒体であり、寸法は、例えば外径φ３０ｍｍ、肉厚１．８ｍｍ、長さ３６０ｍｍである。

耐熱性弾性体層６１２は、定着時の温度に耐える程度の耐熱性の高い弾性体で形成されており、この弾性体としては、例えば、ゴム硬度が１５°以上４５°以下（ＪＩＳ−Ａ）のゴムまたはエラストマーが用いられる。耐熱性弾性体層６１２には、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が採用され得る。なかでも、シリコーンゴムは、表面張力が小さく、弾性に優れる。このようなシリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶ（室温加硫）シリコーンゴム、ＨＴＶ（高温加硫）シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などが挙げられる。本実施形態の定着装置６０では、ゴム硬度が３５°（ＪＩＳ−Ａ）のＨＴＶシリコーンゴムが６００μｍの厚さでコア６１１に被覆されている。耐熱性弾性体層６１２の厚さは、通常、３ｍｍ以下であり、好ましくは、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内である。耐熱性弾性体層６１２をコア６１１の周囲に形成する方法は特定の方法に限られず、例えば、公知のコーティング法、成型などが採用され得る。

定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２の外周面に離型層６１３が積層されていることにより、トナー像が定着ロール６１の外周面に付着するオフセットの現象が回避される。離型層６１３の材料としては、トナー像に対し適度な離型性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材料の中でもフッ素樹脂が好適に挙げられる。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ならびに、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、およびテトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体等といった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）が挙げられる。さらに、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（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。これらの中でも、特に耐熱性、機械特性といった面から、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）および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）が好適に用いられる。

離型層６１３の厚さは、通常、１０μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは１５μｍ以上３０μｍ以下の範囲内である。離型層６１３を形成する方法は、特定の方法に制限されず、例えば、上述したコーティング法などが挙げられる。また、押出し成型によって形成されたチューブで被覆する方法が挙げられる。本実施の形態の定着装置６０では、厚さ３０μｍのＰＦＡを被覆している。

エンドレスベルト６２は、出力画像に欠陥が生じないよう、継ぎ目なく形成されている。エンドレスベルト６２は、ベース層と、このベース層の定着ロール６１側の面（外周面）または両面に被覆された離型層（表面層）とから構成されている。ベース層には、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等から選ばれた１または複数の混合体が、耐熱性および機械特性の観点から好適に用いられる。

ベース層の表面に被覆される離型層（表面層）には、フッ素樹脂が用いられる。ここで、フッ素樹脂としては、特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ならびに、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、およびテトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体等といった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）が挙げられる。さらに、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（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。これらの中でも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）および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）は、耐熱性または機械特性が良い。離型層（表面層）の厚さは、通常、５μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。

圧力パッド６４は、定着ロール６１にエンドレスベルト６２を、例えば３４３Ｎ（３５ｋｇｆ）の荷重で押し付ける。圧力パッド６４のプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂには、通常、ＪＩＳ−Ａ硬度が１０°以上４０°以下の材料が用いられるが、この範囲外の硬度を有する材料も採用され得る。プレニップ部材６４ａは、例えば幅５ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのシリコーンゴムである。ただし、プレニップ部材６４ａの材料としては、シリコーンゴム以外に、フッ素ゴムといった弾性体や板バネ等も採用され得る。プレニップ部材６４ａの定着ロール６１に向いた面は、凹面状に形成されている。

剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミドといった耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳといった金属で形成されている。剥離ニップ部材６４ｂの定着ロール６１に向いた面は、略一定の曲率半径を有する凸状曲面に形成されている。

圧力パッド６４によって定着ロール６１に押し付けられたエンドレスベルト６２は、定着ロール６１に約２５°の巻き付き角度で巻き付いてニップ部Ｎを形成しており、ニップ部Ｎの用紙搬送方向における長さ（ニップ幅）は約６ｍｍである。

［低摩擦シートの構成］
図４は、低摩擦シート６８の構造を示す一部断面図である。

低摩擦シート６８は、表面層６８Ａと表面層６８Ａを支持する基層６８Ｂとを有している。

表面層６８Ａは、固形材料である耐熱性樹脂６８１、および、この耐熱性樹脂６８１中に粒状に分散した潤滑剤６８２を有する。潤滑剤６８２は、低摩擦シート６８の表面層６８Ａが摩耗することで表面に現れる。より詳細には、耐熱性樹脂６８１中には、粒状の容器であるマイクロカプセル６８３が分散しており、このマイクロカプセル６８３に潤滑剤６８２が内包されている。潤滑剤６８２が粒状に分散した状態は、粒状の潤滑剤６８２が互いに隔てられていることを意味する。粒状の潤滑剤６８２は、マイクロカプセル６８３および耐熱性樹脂６８１によって互いに隔てられている。耐熱性樹脂６８１は、例えばポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂である。低摩擦シート６８は、先に説明したように、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂとは別体の部材であり、またエンドレスベルト６２に押し当たる部分が、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂに固定されていない。このため、低摩擦シート６８は、例えば、塗布によってプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂと一体に形成された場合に比べ、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂの変形に伴う皺や破損が生じ難い。また、低摩擦シート６８が、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂとは別の部材であることにより、例えば一体に形成された場合に比べ、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂの変形が局所的に不均等となっても、低摩擦シート６８がエンドレスベルト６２の内周面に沿った形状に変形しエンドレスベルト６２の内周面にむらなく接触し、均等に摩耗する。

ここで、表面層６８Ａが本発明にいう摩耗層の一例に相当し、基層６８Ｂが本発明にいう支持層の一例に相当する。

潤滑剤６８２としては、定着温度環境下での長期使用に対する耐久性を有し、かつ、エンドレスベルト６２内周面との濡れ性を維持する材料が用いられる。潤滑剤６８２の材料としては、液体状の潤滑油や、基油と増ちょう剤を主成分とする半固体状のグリースが挙げられる。なお、マイクロカプセル６８３に内包された潤滑剤６８２は、潤滑剤塗布部材６７に含まれた潤滑剤と同種の材料でも異種の材料であってもよい。ただし、潤滑剤６８２には、動粘度（以降、単に粘度と称する）が５０ｃＳｔ以上３００ｃＳｔ以下のオイルを用いることで、長期使用時におけるエンドレスベルト６２の駆動トルクである経時トルクの増加が抑えられる。

潤滑剤６８２としては、例えば、シリコーンオイルやフッ素オイルといったタイプの液体状のオイルや、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリース、さらにはこれらを組み合わせたものが用いられ得る。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩およびヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイル等が採用され得る。また、フッ素オイルとしては、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイルが採用され得る。

マイクロカプセル６８３を構成する材料としては、耐熱性を有する熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を含有する樹脂組成物が挙げられる。例えば、熱可塑性樹脂では、ポリフェニレンスルフィド、テトラフルオロエチレン樹脂、ポリスルホン、ポリベンゾイミダゾール樹脂等が挙げられ、熱硬化性樹脂としては、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。また、マイクロカプセルを製造する方法は、潤滑剤６８２の材料とマイクロカプセル６８３の材料との組合せや特性および粒径を考慮して、公知の方法の中から選択される。具体的には、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法などの化学的製法や、コアセルベーション法や液中乾燥法や、スプレードライ法などの物理化学的製法が挙げられる。

製膜後乾燥後の表面層６８Ａの厚さは、マイクロカプセル６８３の粒径の２倍以上となっている。このため、マイクロカプセル６８３が２個重なった場合の高さは、表面層６８Ａの厚さ以下となり、マイクロカプセル６８３自体の形状に起因する表面層６８Ａの凹凸が回避される。また、表面層６８Ａの厚さが粒径の２倍以上であるため、表面層６８Ａの厚さが粒径の２倍未満である場合に比べて、表面層６８Ａの製膜時、耐熱性樹脂６８１に配合したマイクロカプセル６８３の沈降に起因する分布の偏りが小さい。ただし、粒径が極端に小さい場合には、製造時に、耐熱性樹脂６８１中に分散しにくくなり、また、潤滑剤６８２の内包量が減少して潤滑作用が低下する。

マイクロカプセル６８３および潤滑剤６８２としては、例えば、界面重合法によって、ポリアミドイミド樹脂からなる平均粒径５μｍのマイクロカプセル中に、粘度３００ｃＳｔのアミノ変性シリコーンオイル（ＫＦ８００９Ａ：信越化学（株）製）を内包したものが用いられる。

表面層６８Ａにおける、潤滑剤６８２を内包したマイクロカプセル６８３と耐熱性樹脂６８１との割合は、耐熱性樹脂６８１が１００重量部に対して、潤滑剤６８２を内包したマイクロカプセル６８３が１重量部以上５０重量部以下である。マイクロカプセル６８３の割合が５０重量部以下であると、エンドレスベルト６２に押し付けられて変形する際の表面層６８Ａの割れが抑えられる。割合は、上記の範囲内で、使用期間や使用条件、潤滑剤種類や量、そして、マイクロカプセル６８３の粒径や表面層６８Ａの厚さに応じて調整される。また、表面層６８Ａが摩耗し始める初期状態における一時的な潤滑剤の不足を補うように、表面層６８Ａの表面側のマイクロカプセル６８３の分布比率を上げる構成も採用され得る。
ただし、表面層６８Ａの割れに対する強度をさらに高めるとともに潤滑剤を表面層６８Ａによりむらなく塗布する点からは、割合は３重量部以上３０重量部以下が好ましく、より好ましくは、５重量部以上２０重量部以下である。

低摩擦シート６８の基部となる基層６８Ｂは、上部の表面層６８Ａよりも強い材料で形成される。基層６８Ｂは、例えばシート状のガラス繊維である。表面層６８Ａおよび基層６８Ｂを有する低摩擦シート６８は、例えば、基層６８Ｂの上に、潤滑剤６８２が分散した液状の耐熱性樹脂を塗布し、この耐熱性樹脂を硬化させることで製造されるが、塗布によらず、硬化した耐熱性樹脂を基層６８Ｂに張り付けることによって形成してもよい。

低摩擦シート６８の表面層６８Ａは、潤滑剤を安定して供給するため、潤滑剤６８２が耐熱性樹脂６８１中に分散した構造を有しており、耐熱性樹脂のみからなる構造の場合に比べて機械的な強度が弱いが、低摩擦シート６８は、表面層６８Ａと、表面層６８Ａよりも強い基層６８Ｂを有することによって、低摩擦シート６８全体の強度が高まり、皺や破損が抑えられる。また、低摩擦シート６８の強度が増すことによって、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂ（図２参照）の、エンドレスベルト６２に向かう押し付け力が局所的に不均等になっても、基層６８Ｂを有さない場合に比べて低摩擦シート６８がエンドレスベルト６２の内周面に追従して接触しやすく、表面層６８Ａの磨耗のばらつきが抑制される。

定着装置６０において、エンドレスベルト６２が周回移動すると、エンドレスベルト６２に押し付けられた低摩擦シート６８の表面層６８Ａの耐熱性樹脂６８１は、エンドレスベルト６２の内周面に擦れて摩耗する。この摩耗によって、表面層６８Ａの接触面に露出したマイクロカプセル６８３が壊れて内包された潤滑剤６８２が放出され、放出された潤滑剤６８２は、表面層６８Ａの耐熱性樹脂６８１の、エンドレスベルト６２の内周面との接触面に現れる。この結果、圧力パッド６４に設けられた低摩擦シート６８とエンドレスベルト６２の内周面との間に生じる摩擦力が潤滑剤によって低下し、圧力パッド６４に押し付けられたエンドレスベルト６２の周回移動における、摩擦力による抵抗が低下する。

潤滑剤６８２を内包したマイクロカプセル６８３は、低摩擦シート６８の表面層６８Ａ全体に分散しており、表面層６８Ａが摩擦により磨耗していくのに伴って、表面に位置するものから奥に位置するものまで順に、徐々に壊れていく。したがって、エンドレスベルト６２が周回移動する限り、表面層６８Ａの厚みがマイクロカプセル６８３の粒径となる程度に摩滅するまでの長期間に亘り、潤滑剤が低摩擦シート６８の表面に供給され続ける。低摩擦シート６８による潤滑剤の供給量は、低摩擦シート６８に含まれる潤滑剤６８２の総量ではなく、表面層６８Ａが磨耗する量に依存する。このため、潤滑剤の供給は、表面層６８Ａの摩耗し始めから磨滅前まで維持され、供給量が安定する。この結果、摩擦抵抗の変動も抑えられ、摩擦抵抗の上昇による紙皺や画像ずれが長期的に抑えられ、長期に亘り信頼性が維持される。

仮に、潤滑剤が、粒状の潤滑剤６８２が分散した低摩擦シートではなく、例えば、潤滑剤を含浸させたガラス繊維によって供給される構成の場合、潤滑剤の供給量はガラス繊維に含まれる潤滑剤の総量に依存するため、供給量が時間の経過に伴い減少する。またガラス繊維に含まれた潤滑剤は、粒状の潤滑剤が分散した低摩擦シートに比べ消費が早く、潤滑剤がエンドレスベルトの内周面に行き渡らなくなる、いわゆる枯れの状態が短期間で生じる。この結果、摩擦抵抗が上昇し、エンドレスベルトが摩耗する。また、ガラス繊維に含ませる潤滑剤の量を、潤滑剤の枯れを回避する程度に増加すると、初期の時点で、ガラス繊維から過剰な潤滑剤が滲み出してエンドレスベルト以外の例えば定着ロール等に付着し、ロール表面の弾性体層の変形や剥がれの原因となる。また、潤滑剤をガラス繊維に含浸させる場合には、ガラス繊維からの過剰な滲み出しを回避するため、粘度が３００ｃＳｔ以下の潤滑剤を使用することができない。

また仮に、潤滑剤を含浸させたガラス繊維や固形の潤滑剤を、エンドレスベルトに対し接触および離間させることで潤滑剤の塗布量を調整する場合、接離自在とする機構やその駆動機構および制御機構によって、装置が複雑化する。

これに対し、本実施形態の低摩擦シート６８は、潤滑剤６８２が低摩擦シート６８の表面層６８Ａに粒状に分散した状態で含まれており表面層６８Ａの摩耗によって徐々に放出されるため、例えば潤滑剤を含浸させたガラス繊維を用いる場合と比べ、潤滑剤の供給量が安定する。また、ガラス繊維を用いる場合には、潤滑剤の安定供給を図るため３００ｃＳｔ以上の動粘度を有する潤滑剤が用いられるのに対し、本実施形態の低摩擦シート６８は、過剰な滲み出しがないので、３００ｃＳｔ以下の粘度を有する潤滑性の高い潤滑剤が、安定供給を妨げることなく使用し得る。また、ガラス繊維や固形の潤滑剤を、エンドレスベルトに対し接触および離間させる場合と比べて簡単な機構で、潤滑剤の供給量が安定する。

［第２の実施形態］
上記の実施形態では、低摩擦シート６８が表面層６８Ａと基層６８Ｂとの２層構造を有するものであったが、次に、低摩擦シートが１層構造である第２の実施形態について説明する。以下の第２の実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。

図５は、第２の実施形態に係る低摩擦シートの構造を示す一部断面図である。

図５に示す低摩擦シート２６８は、潤滑剤６８２が粒状に分散した耐熱性樹脂６８１の１層構造であり、基層を有しない。潤滑剤６８２は、粒状の容器であるマイクロカプセル６８３に内包されており、このマイクロカプセル６８３が耐熱性樹脂６８１中に分散している。

図５に示す低摩擦シート２６８を備えた定着装置でも、エンドレスベルト６２（図２参照）に押し付けられた低摩擦シート２６８の耐熱性樹脂６８１が、エンドレスベルト６２の内周面に擦れて摩耗する。この摩耗によって、低摩擦シート２６８の接触面に露出したマイクロカプセル６８３が壊れて内包された潤滑剤６８２が放出され、放出された潤滑剤６８２は、耐熱性樹脂６８１の、エンドレスベルト６２の内周面との接触面に現れる。

［実施例］
以下、実施例に基づき、本実施形態をさらに具体的に説明する。なお、本実施形態は実施例に限定されるものではない。

第１実施形態および第２実施形態において説明した定着装置６０と同様な構成の定着装置を備えた画像形成装置（富士ゼロックス株式会社製：カラープリンタ ＤＣＣ４００）に対し、エンドレスベルトへの潤滑剤の供給方法および潤滑剤の種類を変えた実施例および比較例を用意し、用紙上の画質評価および定着ロールの駆動トルク測定を行った。

（１．）装置の仕様
各実施例および比較例の定着装置において、低摩擦シートおよび潤滑剤以外の、共通部品の仕様は以下のとおりである。

定着ロールは、外径２６ｍｍ、肉厚１．８ｍｍ、長さ３６０ｍｍである円筒状鉄製のコアの外周面に、厚さ６００μｍのシリコーンＨＴＶゴム（ゴム硬度３３度：ＪＩＳ−Ａ）の弾性層が設けられ、この弾性層の表面に、厚さ２５μｍの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）のチューブが離型層として被覆され、鏡面状態に近い表面に仕上げられている。定着ロールのコアの内部には、加熱源としてハロゲンランプ（６００ｗ）が配設されている。定着ロールの表面温度は、温度センサ及び温度コントローラにより１７５℃に制御した。

エンドレスベルト６２は、周長９４ｍｍ、厚さ８０μｍ、幅３４４ｍｍの熱硬化性ポリイミド樹脂を基材とし、この基材の外周面に、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）を厚さ３０μｍにコーティングして離型層を形成した。

エンドレスベルトを押圧する圧力パッドは、幅５ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ３４０ｍｍのシリコーンゴムからなり、このシリコーンゴム上を覆って低摩擦シートが設けられている。低摩擦シートの表面には、予め潤滑剤として粘度３００ｃＳｔのアミノ変性シリコーンオイル、（ＫＦ８００９Ａ：信越化学（株）製）を、０．３ｃｃ塗布した。低摩擦シートの大きさは、幅３４０ｍｍ、長さ６０ｍｍである。圧力パッドは、定着ロールにエンドレスベルトを３４．５ｋｇの荷重で押し付ける。

定着ロールにおけるエンドレスベルトの巻付け角度は約２５°であり、ニップ部の幅は、約６ｍｍであった。定着ロールの外周面およびエンドレスベルトの移動速度は、１９４ｍｍ／ｓｅｃである。

（２．）画質評価
画質評価は、各実施例および比較例の装置を用いてフルカラーのベタ画像を用紙に出力し、以下の基準に従い画質を評価した。
（画質評価基準）
画像乱れが見られない。（○）
画像乱れは軽微に存在するが、実用上問題ない。（△）
実用上問題のある画像乱れが発生する。（×）
（３．）駆動トルクの測定
ダイレクトトルクメーター（富士ゼロックス株式会社内作製機器）の測定ギヤを定着ロールのギヤ部に嵌め合わせて、定着ロールの初期駆動及び経時駆動に要するトルクを測定した（単位：Ｎｍ）。エンドレスベルトに掛かる摩擦抵抗は、定着ロールの駆動トルクに反映されるからである。定着ロールの駆動トルクが０．９Ｎｍを超えると、駆動源である定着ロールの駆動ギヤに負担がかかり、実用上問題がある。特に実用上の不具合を示す現象としては、画像を得る用紙に紙皺が発生したり、ギヤの異音が発生する。

（実施例１）
可溶型ポリイミド塗料（新日本理化株式会社製 リカコートＳＮ−２０）を１００重量部に対し、潤滑剤内包マイクロカプセルとして、前述のポリアミドイミド樹脂製のマイクロカプセルに、３００ｃＳｔのアミン変性シリコーンオイル（以降、アミン変性シリコーンオイルを単にオイルとも称する。）を内包したマイクロカプセル２重量部を分散させ、シート状に形成した。これによって、図５に示す１層構造の、潤滑剤が粒状に分散したフッ素樹脂からなる、厚みが７０μｍの低摩擦シートを作成した。続いて、この低摩擦シートを圧力パッド上に配置した。

なお、低摩擦シートから供給される潤滑剤の初期状態における供給を補う潤滑剤塗布部材６７には、潤滑剤として、３００ｃＳｔのアミン変性シリコーンオイルを１．５ｃｃ塗布した。

次に、このように圧力パッドに低摩擦シートを固定した定着装置を画像形成装置（富士ゼロックス株式会社製：カラープリンタ ＤＣＣ４００）に組み込み２０万枚までプリントを実施し、初期（プリント開始直後）と経時（２０万枚プリント後）でプリントした際の駆動トルク測定及びプリントの画質評価を行った。その結果、初期と経時で駆動トルクは０．４Ｎｍで安定し、画質欠陥も見られなかった。また、そのまま更にプリントを続け、３０万枚までプリントしたが問題なかった。

（実施例２）
可溶型ポリイミド塗料（新日本理化株式会社製 リカコートＳＮ−２０）を１００重量部に対し、潤滑剤内包マイクロカプセルとして、前述のポリアミドイミド樹脂製のマイクロカプセルに、３００ｃＳｔのアミン変性シリコーンオイルを内包したマイクロカプセル５０重量部とを分散させ、その塗料を、熱硬化性ポリイミドシート（宇部興産製 ユーピレックスＳ、７５μｍ）上に塗布し溶媒を乾燥除去した。これによって、図４に示す、潤滑剤が粒状に分散したフッ素樹脂層が３０μｍコートされた、厚みが１０５μｍの低摩擦シートを作成した。続いて、この低摩擦シートを圧力パッド上に配置した。

次に、このように圧力パッドに低摩擦シートを固定した定着装置を画像形成装置（富士ゼロックス株式会社製：カラープリンタ ＤＣＣ４００）に組み込み、２０万枚までのプリントを実施し、初期（プリント開始直後）と経時（２０万枚プリント後）でプリントした際の駆動トルク測定及びプリントの画質評価を行った。その結果、低摩擦シートのフッ素樹脂層が磨耗し、初期と経時で駆動トルクが０．３９Ｎｍで安定し、画質欠陥も見られなかった。

（実施例３）
実施例１において、マイクロカプセル中に入れるオイルを粘度２００ｃＳｔのアミン変性シリコーンオイルとし、そのマイクロカプセル２０重量部に変更した以外は同じ条件として試験を行った結果、初期（プリント開始直後）と経時（２０万枚プリント後）でプリントした際の駆動トルク及びプリントの画質を確認した。その結果、低摩擦シートのフッ素樹脂層が磨耗し、初期と経時で駆動トルクが０．３８Ｎｍで安定し、画質欠陥も見られなかった。また、そのまま更にプリントを続け、３０万枚までプリントしたが画質欠陥といった問題も見られなかった。

（実施例４）
実施例１において、マイクロカプセル中に入れるオイルを粘度５０ｃＳｔのアミン変性シリコーンオイルとし、そのマイクロカプセル１５重量部に変更した以外は同じ条件として試験を行った結果、初期（プリント開始直後）と経時（２０万枚プリント後）でプリントした際の駆動トルク及びプリントの画質を確認した。その結果、低摩擦シートのフッ素樹脂層が磨耗し、初期と経時で駆動トルクが０．３６Ｎｍで安定し、画質欠陥も見られなかった。また、そのまま更にプリントを続けし、３０万枚までプリントしたが問題なかった。

（実施例５）
実施例１において、マイクロカプセル中に入れるオイルを粘度２０ｃＳｔのアミン変性シリコーンオイルとし、そのマイクロカプセル１５重量部に変更した以外は同じ条件として試験を行った結果、初期（プリント開始直後）と経時（２０万枚プリント後）でプリントした際の駆動トルク及びプリントの画質を確認した。その結果、低摩擦シートのフッ素樹脂層が磨耗し、初期と経時で駆動トルクが０．４５Ｎｍで安定した。また、軽微な画像乱れが生じたが、実用上問題はなかった。また、そのまま更にプリントを続け、３０万枚までプリントしたが実用上問題なかった。

（実施例６）
実施例１において、マイクロカプセル中に入れるオイルを粘度５００ｃＳｔのアミン変性シリコーンオイルとし、そのマイクロカプセル１５重量部に変更した以外は同じ条件として試験を行った結果、初期（プリント開始直後）と経時（２０万枚プリント後）でプリントした際の駆動トルク及びプリントの画質を確認した。その結果、低摩擦シートのフッ素樹脂層が磨耗し、初期と経時で駆動トルクが０．５Ｎｍで安定した。また、軽微な画像乱れが生じたが、実用上問題はなかった。また、そのまま更にプリントを続け、３０万枚までプリントしたが実用上問題なかった。

（比較例１）
実施例１の構成に対し、オイルが粒状に分散した低摩擦シートの代わりに、ガラス繊維にフッ素樹脂を含浸させた多孔質シート（オイル含浸量０．２１ｍｇ／ｍｍ３：表面粗さＲｔ５．９μｍ）を用いた。また、その多孔質シート上に前述のアミン変性シリコーンオイルを０．５ｃｃ供給して含ませた。なお、オイルを多孔質シート上に供給する構成では、オイルの漏れが生じやすいため、比較例１では、粘度が３００ｃＳｔ程度のオイルを用い、また、漏れたオイルの定着ロールへの付着を防止するため、エンドレスベルトの縁にオイル吸収部材を当てた。

次に、このように調製した多孔質シートを用いた定着装置を画像形成装置（富士ゼロックス株式会社製：カラープリンタ ＤＣＣ４００）に組み込み、２０万枚までのプリントを実施し、初期と経時（２０万枚プリント後）でプリントした際の駆動トルクおよびプリントの画質を確認した。

その結果、初期には画質欠陥は見られなかったが、経時的に画像乱れが生じ、用紙に紙皺も発生した。また、駆動トルクは、初期には低かったが、経時では、初期の約２倍以上の０．９Ｎ・ｍに上昇した。

（比較例２）
フッ素樹脂（三井デュポンフロロケミカル株式会社製：テフロン（登録商標）モールディングパウダー）の繊維に、同種のフッ素樹脂からなる多孔質フッ素樹脂皮膜を積層させて多孔質シートを調製し、続いて、この多孔質シートを圧力パッド上に固定した。そして、潤滑剤供給用のノーメックス製フェルトに前述のアミン変性シリコーンオイルを２．５ｃｃ供給した。

次に、このように調製した多孔質シートを用いた定着装置を画像形成装置（富士ゼロックス株式会社製：カラープリンタ ＤＣＣ４００）に組み込み、２０万枚までのプリントを実施し、初期と経時（２０万枚プリント後）でプリントした際の駆動トルク及びプリントの画質を確認した。その結果、画質欠陥も見られず、経時的にも、画像乱れや紙皺は未発生だったものの、３万枚程度から、過剰なオイルがベルト外へはみ出し、それにより、用紙のオイル汚れが発生した。その後、滲み出したオイルにより定着ロールのシリコーンゴム層がオイルで膨潤し、シリコーンゴムとコアとの部分剥がれが発生した。

（オイル粘度と量とを変化させた参考例）
次に、オイルの潤滑性を試験するため、比較例１と同様の構成で、孔質シートに供給するオイルの量および粘度を種々に変化させて試験を行った。ここで、オイルの粘度は「ＪＩＳ Ｚ８８０３液体の粘度−測定方法」に基づき測定される。

下の表１には、オイルの供給量が０．５ｃｃの場合の初期トルク、経時トルク、画像乱れの有無、およびオイル漏れの有無を示し、表２には、オイルの供給量が２．５ｃｃの場合の初期トルク、経時トルク、画像乱れの有無、およびオイル漏れの有無を示す。なお、表１および表２の「Ｋ」は、１０００を表す記号である。

表１および表２に示すように、オイルの粘度が低いほど初期トルクも低い。しかし、粘度が５０ｃＳｔより低いと、動作後の、ニップ部での油膜切れによるトルク上昇が早期に生じた。例えば、表１に示すようにオイルの供給量が０．５ｃｃの場合、数百枚の画像形成時点で、トルクが０．８５Ｎ・ｍに上昇した。

経時トルクについては、粘度が５０ｃＳｔ以上の場合、オイルの粘度が低いほど経時トルクも低く、駆動に有利となる。粘度が３００ｃＳｔ以下のオイルを用いた場合、２００００枚以上の用紙に画像形成を行うと画像乱れが発生するものの、経時トルクは０．９Ｎ・ｍ以下だった。

表２に示すように、オイルの供給量を２．５ｃｃにした場合には、供給量が０．５ｃｃの場合に比べて、初期トルクおよび経時トルクの双方とも低下し、画像乱れの発生もより低減される。しかし、オイルの粘度が５００ｃＳｔ以下の場合には、オイル漏れが生じた。

表１および表２に示すように、粘度が５０ｃＳｔ以上３００ｃＳｔ以下のオイルを用いることで経時トルクの増加は抑えられるが、オイルを多孔質シートに供給して含ませる構成では、画像乱れの発生を防ぐ程度の量のオイルを供給するとオイル漏れが生じる。

なお、上述した実施形態では、本発明にいう潤滑剤分散体の例として、圧力パッド６４のプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂに被せられた低摩擦シート６８を示したが、本発明にいう潤滑剤分散体はこれに限られるものではなく、押付体のうち帯状体の内周面に摺れる面を覆うものであればよく、例えば、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂの表面に塗布されることでプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂと一体に形成された被覆層であってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう潤滑剤分散体の例として、潤滑剤がマイクロカプセル６８３に内包され、このマイクロカプセル６８３が耐熱性樹脂６８１中に分散した構造のものを示したが、本発明にいう潤滑剤分散体は、潤滑剤が粒状に分散したものであればよく、例えば、潤滑剤がマイクロカプセルを介さずに固形材料中に分散した構造、すなわち、潤滑剤が固形材料によって直接に区画された構造であってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう潤滑剤分散体の例として、圧力パッド６４の一部としてエンドレスベルト６２を間に挟んで定着ロール６１と対面する位置に配置された低摩擦シート６８を示したが、本発明にいう潤滑剤分散体はこれに限られるものではなく、帯状体の内周面に接触する位置であれば、押付体とは別の位置に配置されたものであってもよい。例えば、本発明にいう潤滑剤分散体は上述した実施形態における潤滑剤塗布部材６７（図２参照）の代わりにこの潤滑剤塗布部材６７の位置に配置されるものであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう定着装置の例として、潤滑剤分散体の一例である低摩擦シート６８とは別に、潤滑剤供給手段として潤滑剤塗布部材６７を備えた定着装置６０を示したが、本発明にいう定着装置はこれに限られるものではなく、潤滑剤分散体以外の潤滑剤供給手段を有さない構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう外周面が周回移動する周回移動体の例として定着ロール６１を示したが、本発明にいう周回移動体はこれに限られるものではなく、例えば、無端のベルトであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう周回移動体の例として内部にヒータが設けられた定着ロール６１を示し、帯状体の例としてエンドレスベルト６２を示したが、本発明にいう周回移動体および帯状体はこれに限られるものではなく、例えば、帯状体は内部にヒータが設けられた定着ベルトであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう画像形成装置の例としてタンデム型のカラープリンタを示したが、本発明にいう画像形成装置はこれに限られず、例えば、中間転写ベルトを有しないモノクロ専用プリンタであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう画像形成装置の例としてプリンタを示したが、本発明にいう画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、画像読取装置で読み取られたデータに基づいて画像を形成する複写機やファクシミリであってもよい。

１ 画像形成装置
６０ 定着装置
６１ 定着ロール
６２ エンドレスベルト
６３ ベルトガイド部材
６４ 圧力パッド
６４ａ プレニップ部材
６４ｂ 剥離ニップ部材
６８，２６８ 低摩擦シート
６８Ａ 表面層
６８Ｂ 基層
６８１ 耐熱性樹脂
６８２ 潤滑剤
６８３ マイクロカプセル

Claims (6)

1. 外周面が周回移動する周回移動体と、
   前記周回移動体と外周面同士が接し周回移動する帯状の帯状体と、
   前記帯状体の内周面に接触して該帯状体を前記周回移動体に押し付ける押付体と、
   固形材料、および該固形材料中に粒状に分散している潤滑剤を有する、前記帯状体の内周面に摺れて摩耗し、摩耗によって該固形材料の、該内周面との接触面に該潤滑剤が現れる潤滑剤分散体と、を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記潤滑剤分散体が、前記押付体の少なくとも一部であって、前記帯状体を間に挟んで前記周回移動体と対面する位置に配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記潤滑剤が、５０ｃＳｔ以上３００ｃＳｔ以下の動粘度を有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 前記潤滑剤分散体が、前記固形材料および前記潤滑剤を有し摩耗によって前記接触面に該潤滑剤が現れる、該潤滑剤の粒径の２倍以上の厚さを有する磨耗層を備えたものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の定着装置。
5. 前記潤滑剤分散体が、
   前記固形材料および前記潤滑剤を有し摩耗によって前記接触面に該潤滑剤が現れる磨耗層と、
   前記磨耗層を支持する支持層と、を有するものであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の定着装置。
6. 外周面が周回移動する周回移動体と、
   前記周回移動体と外周面同士が接し周回移動する帯状の帯状体と、
   前記帯状体の内周面に接触して該帯状体を前記周回移動体に押し付ける押付体と、
   固形材料、および該固形材料中に粒状に分散している潤滑剤を有する、前記帯状体の内周面に摺れて摩耗し、摩耗によって該固形材料の、該内周面との接触面に該潤滑剤が現れる潤滑剤分散体と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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