JP2012145633A - 定着装置と画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ形成部材と加圧ローラとの間にベルトと低摩擦シートとが比較的強い力で挟持された状態においてベルトが低摩擦シート上を摺動する際に、その摺擦抵抗によって低摩擦シートがベルト走行方向に引っ張り力を受けても低摩擦シートを適正状態で支持可能とする。
【解決手段】可撓性を有した無端状ベルトと、無端状ベルトの内周面側に配され、加圧ローラがベルトの外周面に当接する際にニップ形成部材と、ニップ部を除く位置でベルトの内周面側に固設されてベルトを加熱する対向部材と、対向部材を加熱する加熱手段と、加圧ローラがベルトとニップ形成部材を押圧する際にニップ形成部材をその後方から支持する補強部材と、ベルトとニップ形成部材の間に配され加圧ローラの回転に伴ってベルトが走行する際の摺擦抵抗を下げるための低摩擦シートとを有する定着装置において、低摩擦シートを、ベルト走行方向に直交する向きの辺全域で固定するシート固定手段を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの機能を併せ持った複合機等の画像形成装置と、画像形成装置に搭載される定着装置に関するものである。

従来、記録媒体たる用紙の表面に担持された未定着トナー画像を加熱、加圧して用紙に定着させる定着装置において、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、装置を高速化した場合であっても定着不良を生じないことを目的として、回動可能に支持された加圧回転体たるローラと、そのローラに当接するよう配置されローラに連れ回って従動回動する可撓性の無端状ベルトとでニップ部を形成するにあたり、ベルトをローラに圧接するようにベルト内周面にニップ部形成部材たるパッドを摺接させてニップ部に或る領域幅をもたせ、このニップ部に用紙を搬送して定着を行う方式が用いられている。そして、無端状ベルトの内周面とパッドとの摺擦抵抗を減ずるべく、潤滑剤をベルト内周面に塗布する摩擦低減部材が設けられ、安定したベルト走行性の確保が図られている。

さらに、ベルト内周面とパッドあるいは対向部材の間に潤滑剤を介在させた場合に、ニップ部の位置に形成された対向部材の開口部から対向部材の内部に潤滑剤を含む異物が入り込むことのないように、特許文献１では、無端状ベルトを内周面側から加熱するように固設されるとともに加圧回転体に対向する位置に開口部を有する対向部材を有する定着装置において、開口部に覆設されたシール部材と、対向部材の内周面側に固設されてシール部材を介してニップ部形成部材に当接する補強部材とを備えることが提案されている。ただ、特許文献１の提案技術等には摩擦低減部材の固定については特に記載がない。

これに対して、特許文献２に開示された構成では、パッド部材本体の底面における用紙の搬送方向上流側端部に、その長手方向に対して所定間隔をあけた各複数位置に、摺擦部材たる低摩擦シート部材を係着するための小矩形突片状の係止片をそれぞれ突設している。つまり、特許文献２では摩擦低減部材の固定方法を開示しているが、このような固定方法だと、摩擦低減部材の固定に限界があり、機器の高速化に伴いニップ幅を増大させたり、加圧力を大きくする場合、加圧回転体が回転しベルトが走行搬送される際にベルト内面から受ける摩擦力により、摩擦低減部材にはニップ下流側に引っ張られる力が増大し、その力により摩擦低減部材を係着している部分（長手方向に対して所定間隔を開けた各複数位置）に応力が集中して、摩擦低減部材がずれたり、破損したりする問題があった。

本発明の課題は、機器の高速化に伴う上述の問題に鑑み、ニップ部形成部材と加圧ローラとの間に定着ベルトと摩擦低減シートとが比較的強い力で挟持された状態において定着ベルトが摩擦低減シート上を摺動する際に、その摺擦抵抗によって摩擦低減シートが定着ベルト走行方向に引っ張り力を受けても摩擦低減シートを適正状態で支持可能とすることにある。

上記課題は、記録媒体上のトナー像を定着する定着装置であって、トナー像を加熱溶融する可撓性を有した無端状ベルトと、無端状ベルトの内周面側に配され、加圧部材が無端状ベルトの外周面に当接する際にニップ部を形成するためのニップ部形成部材と、ニップ部を除く位置で無端状ベルトの内周面側に固設されて無端状ベルトを加熱する対向部材と、対向部材を加熱する加熱手段と、加圧部材が無端状ベルトとニップ部形成部材を押圧する際にニップ部形成部材をその後方から支持する補強部材と、無端状ベルトとニップ部形成部材の間に配され加圧部材の回転に伴って無端状ベルトが走行する際の摺擦抵抗を下げるための摩擦低減シートとを有する定着装置において、摩擦低減シートを、無端状ベルト走行方向に直交する向きの辺全域で固定するシート固定手段が設けられることによって、解決される。

シート固定手段が、ニップ部形成部材と補強部材の摩擦低減シートを介した当接部で構成され、加圧部材の押圧力によって摩擦低減シートを当接部に挟持保持するようになっているのが、好適である。

当接部のニップ部形成部材か補強部材の少なくとも一方の表面部分が凹凸形状であれば、好ましい。その際、凹凸形状の凸先端が摩擦低減シートに面接触しないように凹凸形状が形成されているのがよい。

また、シート固定手段が補強部材に取り付けられた板バネであり、その自由端がニップ部形成部材又は補強部材に形成された溝に摩擦低減シートを介して係合して摩擦低減シートを挟持保持するようになっているのが、好適である。板バネの自由端が凹凸形状であれば、好ましい。その際、凹凸形状の凸先端が摩擦低減シートに面接触しないように凹凸形状が形成されているのがよい。

摩擦低減シートが多孔質状に形成されていたり、摩擦低減シートの少なくとも一部分に潤滑剤を塗布することも、効果的である。

本発明によれば、摩擦低減シートを、無端状ベルト走行方向に直交する向きの辺全域で固定するシート固定手段が設けられたので、小型化や低コストに配慮できるとともに、ニップ幅を増大させたり、加圧力を大きくする場合でも、摩擦低減シートがずれたり、破損したりする事態を防止することができる。

シート固定手段が、ニップ部形成部材と補強部材の摩擦低減シートを介した当接部で構成され、加圧部材の押圧力によって摩擦低減シートを当接部に挟持保持するようになっていたり、シート固定手段が補強部材に取り付けられた板バネであり、その自由端がニップ部形成部材又は補強部材に形成された溝に摩擦低減シートを介して係合して摩擦低減シートを挟持保持するようになっていれば、構成的にも極めて単純で従来のパーツ組み立てにおいてシート固定を実現できる。

画像形成装置の概略図である。 本発明に係る定着装置の主要部を示す概念断面図である。 図２の定着装置の平面図である。 本発明の特徴を示すニップ領域の断面図である。 摩擦低減シートを挟持する部分の拡大図である。 摩擦低減シートの固定法の第２例を示す図である。 摩擦低減シートの固定法の第３例を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１において、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。本例における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置１の本体上部にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが交換可能なように着脱自在に設置されている。

ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして転写工程の際には、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過するようになっている。

中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、クリーニング部７７、除電部（図示せず）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行なわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。まず、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、一様帯電されたドラム表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。その後、静電潜像が形成されたドラム表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。その後、トナー像が形成されたドラム表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。１次転写工程を終えたドラム表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。クリーニング工程を終えたドラム表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で行なわれる一連の作像プロセスが終了する。こうして、中間転写ベルト７８上には、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を重ねて転写するカラー画像が形成される。

中間転写ベルト７８上に形成されたカラー画像は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成されたカラー画像は、装置本体の下部に配設された給紙部１２から給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由してカラー画像にタイミングを合わせて２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。２次転写工程を終えたベルト部分は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上で行なわれる一連の転写プロセスが終了する。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２以降において、画像形成装置１に装着される定着装置２０の構成・動作について詳述する。図２に示すように、無端状ベルトである定着ベルト２１の内部（内周面側）に対向部材２２、補強部材２３（支持部材）、加熱手段であるヒータ２５（熱源）、ニップ部形成部材２６等が配置され、更に、加圧部材である加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、接離機構５１〜５３等を有して定着装置２０が構成されている。このように構成された定着装置２０の通常時の動作は次のようになる。画像形成装置本体の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動回転する。２次転写ローラ８９（図１）の位置でカラー画像を転写された記録媒体Ｐが、不図示のガイド板に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１と加圧ローラ３１のニップ部に送入され、対向部材２２を介してヒータ２５によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって支持されたニップ部形成部材２６と加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

定着装置２０におけるそれぞれの部材を以下に説明する。
定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、内周面２１ａ（図４、ニップ部形成部材２６／摩擦低減シート２８との摺接面）側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜１００μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面に望ましくない微妙な凹凸が生じなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。また、定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されていて、本例では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍ程度に設定されている。

対向部材２２は基本的に、肉厚が０．１ｍｍのパイプ状部材である。図２、図４で分かるように、対向部材２２は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に直接的に対向するように配され、ニップ部の位置では内方へ凹み、その底中央に開口部２２ａを形成した凹部が設けられている。この対向部材２２の凹部に、ニップ部形成部材２６が図４で上下方向にほぼ位置決めされ左右方向に変位可能なようにクリアランスを設けて挿設されている。図３で分かるように、対向部材２２は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。そして、対向部材２２は、内周側に位置するヒータ２５の輻射熱（輻射光）により加熱されて定着ベルト２１を加熱する。すなわち、対向部材２２が、装置本体の電源部により出力制御されたヒータ２５によって直接的に加熱されて、定着ベルト２１が対向部材２２を介してニップ部を除く位置で全体的にヒータ２５によって間接加熱され、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられることになる。

対向部材２２の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属製熱伝導体（熱伝導性を有する金属）を用いることができる。対向部材２２の肉厚を０．２ｍｍ以下に設定することで、定着ベルト２１（対向部材２２）の加熱効率を向上することができる。なお本例では、対向部材２２は、肉厚が０．１ｍｍのステンレスで形成している。

またヒータ２５（熱源）は、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、図３で分かるように、その両端部が定着装置２０の側板４４（側板４３と一体）に固定されている。ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーミスタ等の温度センサ４０によるベルト表面温度の検知結果に基いて行なわれる。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。

このように、本例における定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、対向部材２２によって周方向にわたってほぼ全体的に定着ベルト２１が加熱されることになるために、画像形成装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。

ここで、定着ベルト２１とパイプ状の対向部材２２とのギャップδ（ニップ部を除く位置のギャップ）は、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下とすることが好ましい（０ｍｍ＜δ≦１ｍｍ）。これにより、対向部材２２と定着ベルト２１とが摺接する面積割合が大きく定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、対向部材２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を合わせて抑止することができる。さらに、対向部材２２を定着ベルト２１に近設することで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢が或る程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。また、対向部材２２と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、双方の部材２１、２２の間には潤滑剤としてのフッ素グリスが塗布されている。フッ素グリスは摩擦低減シート２８から供給される。対向部材２２と定着ベルト２１との摺擦抵抗を低下させるために、対向部材２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、定着ベルト２１の内周面２１ａにフッ素を含む材料からなる表面層を形成してもよい。なお、本例では、対向部材２２の断面形状が略円形になるように形成したが、対向部材２２の断面形状が多角形になるように形成することもできる。

補強部材２３（支持部材）は、ニップ部形成部材２６を補強・支持するためのもので、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。図３で分かるように、補強部材２３は、幅方向の長さがニップ部形成部材２６と等しくなるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４４に固定支持されている。そして、図４から理解できるように、補強部材２３がニップ部形成部材２６（２６ａ，２６ｂ）、摩擦低減シート２８、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に接してニップ部形成部材２６を支持することで、ニップ部形成部材２６が加圧ローラ３１の加圧力を受けても大きく変形する不具合を抑止している。補強部材２３は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。また、補強部材２３における、ヒータ２５に対向する面の一部又は全部に、断熱部材を設けたり、ＢＡ処理や鏡面研磨処理を施したりすることもできる。これにより、ヒータ２５から補強部材２３に向かう熱（補強部材２３を加熱する熱）も対向部材２２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（対向部材２２）の加熱効率がさらに向上することになる。なお、補強部材２３の構成・動作については、後でさらに詳しく説明する。

ニップ部の位置で定着ベルト２１の外周面に当接する加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍ程度であって、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。図３で分かるように、加圧ローラ３１には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギア４５が設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に軸受４２を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ３１の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、ニップ部形成部材２６に生じる撓みを軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。また本例では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。また、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも大きくなるように形成することもできるが、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ３１の直径との関係によらず、加圧ローラ３１の加圧力が対向部材２２に作用しないように構成されている。

定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１を接離する接離機構は、図２から分かるように、加圧レバー５１、偏心カム５２、加圧スプリング５３等で構成されている。加圧レバー５１は、一端側に設けられた支軸５１ａを中心として定着装置２０の側板に回転自在に支持されている。加圧レバー５１の中央部は、加圧ローラ３１の軸受４２（側板４３に形成された長穴に移動可能に保持されている）に当接している。また、加圧レバー５１の他端側には加圧スプリング５３が接続され、さらに加圧スプリング５３の保持板に偏心カム５２（不図示の駆動モータによって回転可能に構成されている）が係合している。このような構成により、偏心カム５２の回転により、加圧レバー５１が支軸５１ａを中心にして回転して、加圧ローラ３１が図２の破線矢印方向に移動することになる。すなわち、通常の定着工程時には、偏心カム５２の回転方向の姿勢が図２の状態になって、加圧ローラ３１は定着ベルト２１を加圧して所望のニップ部を形成する。これに対して、通常の定着工程時以外のとき（ジャム処理時や待機時等）には、偏心カム５２の回転方向の姿勢が図２の状態から１８０度回転して、加圧ローラ３１は定着ベルト２１から離脱する（又は、定着ベルト２１を減圧する）。

定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接することでニップ部を形成するニップ部形成部材２６は、図３で分かるように、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４４に固定支持されていて、図４で分かるように、金属材料からなる剛体部２６ａ、ゴム材料からなる弾性部２６ｂ等で構成されている。ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１の間には、両者の摺擦抵抗を低減するための摩擦低減シート２８が配設され、少なくとも部分的に潤滑剤が塗布されている。

ニップ部形成部材２６の剛体部２６ａは、加圧ローラ３１による加圧力を受けても大きく撓むことがないように、或る程度剛性のある材料（例えば、高剛性の金属やセラミック等）で形成されている。弾性部２６ｂ（場合によってはさらに剛体部２６ａ）は、加圧ローラ３１側の面が加圧ローラ３１の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。なお、本例では、ニップ部形成部材２６の形状を凹状に形成したが、ニップ部形成部材２６の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、ニップ部形成部材２６の摺接面（加圧ローラ３１に対向する面）が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Ｐの画像面に対して略平行になって、定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Ｐを定着ベルト２１から容易に分離することができる。

摩擦低減シート２８は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質（例えば、フッ素樹脂からなる多孔質樹脂繊維布をベース層として加圧ローラ３１側の面にＰＥＴ樹脂シートをラッピングさせたもの、シンタード成形したＰＴＦＥ樹脂シート、テフロン（登録商標）を含浸させたガラス繊維シート等）で、用紙搬送方向に直交するニップ部幅方向で見て矩形形状に形成されている。そして接離機構により加圧ローラ３１が定着ベルト２１を押圧する際に、その押圧力によって矩形の摩擦低減シート２８の長辺端部が、補強部材２３の開口部２２ａに入り込む先端部とニップ部形成部材２６の剛体部２６ａ（補強部材側の突出部）とに幅方向全域で挟み込まれてしっかり保持されている。その上で、ニップ部形成部材２６におけるニップ部に対応した表面を覆う状態で摩擦低減シート２８（低摩擦シート部材）を配置し、ニップ部形成部材２６と加圧ローラ３１との間に定着ベルトと摩擦低減シート２８とが比較的強い力で挟持された状態で加圧ローラ３１が回転駆動されることにより、定着ベルトが摩擦低減シート上を摺動するときの摺擦抵抗を受けても、摩擦低減シート２８を適正状態に支持することができる。

また、定着ベルト２１内周面に塗布された潤滑剤が、定着ベルト２１との摺擦部に入り込めるように、摩擦低減シート２８の定着ベルト２１側の表面には、微小な凹凸が形成されている。例えば、この凹凸の粗さは、Ｒａ（算術平均粗さ）が５〜３０μｍで形成されている。これは、凹凸の粗さがＲａ＝５μｍより小さければ、定着ベルト２１との摺動部に充分な潤滑剤を入り込ませにくいため適当ではなく、その一方で、Ｒａ＝３０μｍより大きければ、凹凸の跡がＯＨＰやコート紙を定着した際に光沢むらとして目立つために好ましくないことに基づくものである。さらには、摩擦低減シート２８は、潤滑剤が滲み込んで裏面から漏れ出ないように、潤滑剤に対する浸潤性のないように構成されている（難通過性）。

本例では、対向部材２２の内周面側に固設された補強部材２３の、開口部２２ａへ入り込んだ先端部が、摩擦低減シート２８を介してニップ部形成部材２６に当接し、加圧ローラ３１が定着ベルト２１、ニップ部形成部材２６を図４における左方向へ押し込む押圧力に対抗してニップ部形成部材２６を図４の位置に保持するので、対向部材２２には加圧ローラ３１による加圧力が作用しないことになり、対向部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定したり定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１の接離動作を行なっても対向部材２２に変形が生じることがない。なお、加圧時に補強部材２３に撓みが生じてニップ部形成部材２６が図４の少し左方向に変位しても、ニップ部形成部材２６と対向部材２２の凹部とが接触しないように、ニップ部形成部材２６と対向部材２２の凹部との間には十分なクリアランスが設けられている。

また、図５に示すように、摩擦低減シート２８を介して補強部材２３に当接する剛体部２６ａの当接面は、幅方向にわたって細かな凹凸形状となっていてもよい。このような形状によって、ニップ部形成部材２６と加圧ローラ３１との間に定着ベルトと摩擦低減シートとが比較的強い力で挟持された状態で加圧ローラ３１が回転駆動されることによって定着ベルト２１が摩擦低減シート上を摺動するときの摺擦抵抗を受けても、補強部材２３にニップ部形成部材２６の凸形状が摩擦低減シート２８に当接するので、摩擦低減シート２８を確実に固定することができ、摩擦低減シート２８を適正状態に支持することができる。また、ニップ部形成部材２６の凸形状先端は、面で補強部材２３に当接させずに、尖った形状もしくはR形状で当接させることにより、摩擦低減シート２８を一層適正状態に支持することもできる。本例では、ニップ部形成部材２６の幅方向に凹凸形状を設けているが、逆構成として補強部材２３の幅方向に凹凸形状を設けてもよい。

摩擦低減シート２８の固定に関する第２例を図６に示す。摩擦低減シート２８は定着ニップ部の上流側をシート固定部材２９により固定されている。摩擦低減シート２８は、加圧ローラの回転により定着ニップ上流から下流へ引っ張られる摩擦力を定着ベルトより受けるので、摩擦低減シート２８は定着ニップ部の上流側を確実に固定する必要がある。本例、さらには上記第１例でも、構成を簡単にするために摩擦低減シート２８は定着ニップ部の上流側のみを固定しているが、下流側も合わせて固定しても問題無い。

シート固定部材２９は板バネであり、補強部材２３に固設されており、固定されている側とは他端側では、摩擦低減シート２８を固定するシート固定部２９ａが設けられている。摩擦低減シート２８を介してニップ部形成部材２６に当接するシート固定部材２９のシート固定部２９ａは、幅方向略全域に凹凸形状となっていてよい一方、シート固定部２９ａが摩擦低減シート２８を介して当接するニップ部形成部材２６の側面には溝２６ａａが形成されている。シート固定部２９ａは、シート固定部材２９のバネ性により、ニップ部形成部材２６に付勢されており、シート固定部材２９とニップ部形成部材２６の間の幅方向略全域で、溝２６ａａに押し込むように摩擦低減シート２８を挟み込んで屈曲させて固定支持している。そのため、ニップ部形成部材２６と加圧ローラ３１との間に定着ベルトと摩擦低減シート２８とが比較的強い力で挟持された状態で加圧ローラ３１が回転駆動されることにより定着ベルトが摩擦低減シート上を摺動するときの摺擦抵抗を受けても、摩擦低減シート２８を確実に固定することができ、摩擦低減シート２８を適正状態に支持することができる。また、シート固定部２９ａの凸形状先端は、面でニップ部形成部材２６に当接させずに、尖った形状もしくはＲ形状で当接させてもよく、それによって摩擦低減シート２８を一層適正状態に支持することができる。

摩擦低減シート２８の固定に関する第３例を図７に示す。摩擦低減シート２８は定着ニップ部の上流側をシート固定部材２９により固定されている。本例でも、構成を簡単にするために摩擦低減シート２８は定着ニップ部の上流側のみを固定しているが、下流側も合わせて固定しても問題無い。シート固定部材２９は、板バネであり、補強部材２３に固定されており、固定されている側とは他端側では、摩擦低減シート２８を固定するシート固定部２９ａが設けられている。摩擦低減シート２８を介して補強部材２３に当接するシート固定部材２９のシート固定部２９ａは、幅方向略全域に凹凸形状となっていてよい一方、シート固定部２９ａが摩擦低減シート２８を介して当接する補強部材２３の側面には溝２３ａａが形成されており、シート固定部２９ａはシート固定部材２９のバネ性により補強部材２３に付勢され、シート固定部材２９と補強部材２３の間の幅方向略全域で、溝２３ａａに押し込むように摩擦低減シート２８を挟み込んで屈曲させて固定支持している。そのため、ニップ部形成部材２６と加圧ローラ３１との間に定着ベルトと摩擦低減シート２８とが比較的強い力で挟持された状態で加圧ローラ３１が回転駆動されることにより定着ベルトが摩擦低減シート上を摺動するときの摺擦抵抗を受けても、摩擦低減シート２８を確実に固定することができ、摩擦低減シート２８を適正状態に支持することができる。また、シート固定部２９ａの凸形状先端は、面で補強部材２３に当接させずに、尖った形状もしくはＲ形状で当接させてもよく、それによって摩擦低減シート２８を一層適正状態に支持することができる。

２１ 定着ベルト
２１ａ ベルト内周面
２２ 対向部材
２２ａ 開口部
２３ 補強部材
２６ ニップ部形成部材
２６ａ 剛体部
２６ｂ 弾性部
２８ 摩擦低減シート
３１ 加圧ローラ

特開２０１０−０９６７８２号公報 特開２０１０−１６４９９９号公報

Claims (10)

1. 記録媒体上のトナー像を定着する定着装置であって、トナー像を加熱溶融する可撓性を有した無端状ベルトと、前記無端状ベルトの内周面側に配され、加圧部材が前記無端状ベルトの外周面に当接する際にニップ部を形成するためのニップ部形成部材と、前記ニップ部を除く位置で前記無端状ベルトの内周面側に固設されて前記無端状ベルトを加熱する対向部材と、前記対向部材を加熱する加熱手段と、前記加圧部材が前記無端状ベルトと前記ニップ部形成部材を押圧する際に前記ニップ部形成部材をその後方から支持する補強部材と、前記無端状ベルトと前記ニップ部形成部材の間に配され前記加圧部材の回転に伴って前記無端状ベルトが走行する際の摺擦抵抗を下げるための摩擦低減シートとを有する定着装置において、前記摩擦低減シートを、無端状ベルト走行方向に直交する向きの辺全域で固定するシート固定手段が設けられたことを特徴とする定着装置。
2. 前記シート固定手段が、前記ニップ部形成部材と前記補強部材の前記摩擦低減シートを介した当接部で構成され、前記加圧部材の押圧力によって前記摩擦低減シートを前記当接部に挟持保持することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記当接部のニップ部形成部材か補強部材の少なくとも一方の表面部分が凹凸形状であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記凹凸形状の凸先端が前記摩擦低減シートに面接触しないように前記凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記シート固定手段が前記補強部材に取り付けられた板バネであり、その自由端が前記ニップ部形成部材又は前記補強部材に形成された溝に前記摩擦低減シートを介して係合して前記摩擦低減シートを挟持保持することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 前記板バネの自由端が凹凸形状であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記凹凸形状の凸先端が前記摩擦低減シートに面接触しないように前記凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 前記摩擦低減シートが多孔質状に形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の定着装置。
9. 前記摩擦低減シートの少なくとも一部分に潤滑剤を塗布したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の定着装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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