JP7066460B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等、記録材上に画像形成可能な画像形成装置に用いられる定着装置に関する。

定着装置において、定着処理を重ねるにつれて記録材により定着ローラの表面状態が通紙領域と非通紙領域で異なってくることが原因で、光沢ムラが発生することがある。具体的には、記録紙の端部には、その製造過程で切断される際にバリ（紙コバ）が発生する。記録材が定着装置を通過する際にこのバリが定着ローラと接触すると、定着ローラの表面にわずかな傷（コバ傷）をつける。同じサイズ（例えば小サイズ）の記録材の定着処理が繰り返されると、定着ローラの長手方向において、同じ位置にコバ傷が繰り返しつく。

これによって定着ローラの表面状態が通紙領域と非通紙領域で異なってしまい、大サイズの記録材の定着処理を行った際に、このコバ傷による定着ローラの表面状態が画像に転写され、光沢ムラや光沢差によるスジとして視認される恐れがある。

このような光沢ムラによる画像不良を抑制する方法として、表面に砥粒を付着させた摺擦回転体を定着部材の表面に押し当てて摺擦させることで、定着部材の表面粗さを長手方向でなるべく均一な状態にし、上述した不良画像の発生を抑止するものが知られている（特許文献１）。

従来、このような摺擦回転体は、高生産性及び高画質を求められる定着装置に用いられ、定着ローラや、複数のローラに張架されて支持される定着ベルトの表面を摺擦するように設けられてきた。

特開２００８－０４０３６３号公報

ところで、定着装置の立ち上げ時間の短縮や省エネルギーを目的として、より熱容量の小さい定着フィルム（エンドレスベルト）を用いる定着装置が知られる。このような、定着装置では、定着部材としての定着フィルムは、複数のローラによって張架されるのではなく、定着フィルムの端部に設けられた支持部材で支持される。

本発明者らは、このような定着装置に対してもさらなる高画質化を目指すべく、定着部材としてベルトの端部の支持部材で支持されるような定着フィルム（エンドレスベルト）の表面を摺擦回転体で摺擦する構成について検討した。ベルトの端部の支持部材で支持されるような定着フィルム（エンドレスベルト）には、その内部に定着フィルムを張架するようなローラが無い。そのため、このような定着フィルムに摺擦回転体を当接させる場合には、定着フィルムを挟んで摺擦回転体と対向するようにバックアップ部材を設けることが考えられる。

しかしながら、このようなバックアップ部材が、摺擦回転体による摺擦処理の実行時以外のときにも定着フィルムの内面に当接すると、定着フィルムの内周面の摩耗に繋がる恐れがある。

そこで本発明の目的は、エンドレスベルトの摺擦処理のためのバックアップ部材によってエンドレスベルトの内周面が摩耗するのを抑制することができる定着装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトと協働して記録材上のトナー画像を定着する定着ニップ部を形成する回転体と、前記エンドレスベルトの内側において前記エンドレスベルトの長手方向に沿って設けられ、前記定着ニップ部が形成されるよう、前記回転体との間で前記エンドレスベルトを挟むニップ形成部材と、前記エンドレスベルトの内側に配置され、前記回転体と反対側で前記ニップ形成部材を支持し、前記回転体からの反力を受けるステイと、前記エンドレスベルトの前記長手方向の一端側にて、前記エンドレスベルトの前記一端側の端部を支持する第１の支持部材と、前記エンドレスベルトの前記長手方向の他端側にて、前記エンドレスベルトの前記他端側の端部を支持する第２の支持部材と、前記エンドレスベルトの外周面に当接して前記エンドレスベルトを摺擦する摺擦部を有する摺擦部材と、前記摺擦部が前記エンドレスベルトの外周面に当接して前記エンドレスベルトを摺擦する当接位置と、前記エンドレスベルトから離間する離間位置と、を取りうるように前記摺擦部材を移動させる移動機構と、前記摺擦部材が前記離間位置に位置するとき前記エンドレスベルトの内周面との間にギャップを有するように前記エンドレスベルトの内側で、前記ステイに固定された樹脂製のバックアップ部材であって、前記摺擦部材が前記当接位置に位置するとき前記当接位置に位置する前記摺擦部材との間で前記エンドレスベルトを挟むバックアップ部材と、を有し、前記第１の支持部材は、前記エンドレスベルトの前記一端側の内周面をガイドする第１のガイド部を有し、前記第２の支持部材は、前記エンドレスベルトの前記他端側の内周面をガイドする第２のガイド部を有し、前記長手方向に関し、前記摺擦部材が前記当接位置に位置するときに前記エンドレスベルトの内周面と接触する前記バックアップ部材の領域は、前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部の間に位置し、前記長手方向に関し、前記摺擦部の前記長手方向の長さは前記バックアップ部材が前記エンドレスベルトと当接する領域の前記長手方向の長さ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、エンドレスベルトの摺擦処理のためのバックアップ部材によってエンドレスベルトの内周面が摩耗するのを抑制する定着装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の一例を示す断面図である。 粗しローラ当接時を表す断面図である。 粗しローラ離間時を表す断面図である。 粗しローラ構成部を示す斜視図である。 粗しローラの加圧部を示す断面図である。 粗しローラとバックアップ部材を加圧方向に沿って切断した断面図（図４のＡ－Ａ断面図）である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明を実施形態に記載されたものだけに限定するものではない。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は、画像形成装置としてタンデム型のデジタルカラー複写機（以下、単に複写機という）を示すものであり、記録材（記録紙）としてのシートＰの搬送方向に沿った概略構成断面図である。シートＰは、トナー像（トナー画像）が形成されるものである。シートＰの具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。尚、本実施形態では、画像形成装置として、フルカラーの中間転写方式の画像形成部を有する装置を例に説明するが、これに限定されるものではない。

例えば、後述する中間転写フィルム２を介さずに、感光体ドラム１から記録材に直接転写する直接転写方式の装置であってもよいし、単色のトナー画像を形成する装置（例えば、モノクロ機）であってもよい。また、画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、および、これらの複数の機能を備える複合機などであってもよい。

以下、複写機の主構成について、図１に基づいて説明する。複写機のエンジン部６００は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備え、作像ユニット１ａ～１ｄを有する。感光ドラムａ～ｄは、帯電器によって予め帯電され、その後レーザスキャナ６によって、画像読取部６０１からの原稿御読取画像データを潜像形成される。潜像は、現像器によってトナー像になる。感光ドラムａ～ｄのトナー像は、一次転写ローラ２ａ～２ｄによって、像担持体である例えば、中間転写ベルト２に順次転写される。

一方、シートＰは、給紙カセット４から１枚ずつ送り出されて、給紙後搬送路２３を通り、レジストローラ対２４に送り込まれる。レジストロｚーラ対２４は、シートＰを一旦受け止めて、シートＰが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２４は、中間転写ベルト２上のトナー像と同期を取って、シートＰを中間転写ベルト２と二次転写ローラ３ａとの間の二次転写部３に送り込む。

中間転写ベルト２上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３ａによってシートＰに転写される。その後、シートＰのトナー像は、定着前搬送路を通り、シートＰが定着装置４０によって、加熱および加圧されることでシートＰに定着される。

シートＰの片面だけにトナー像を形成する場合、切り換えフラッパ４６の切り換えにより、シートＰは排紙ローラ１１を介してシートＰを排紙トレイ１２に排出される。シートＰの両面にトナー像を形成する場合、定着装置４０によってトナー像を定着されたシートＰは、排紙ローラ１１に搬送される。そして、紙後端が反転ポイントに達したとき、排紙ローラ１１の逆回転によってスイッチバック搬送されて、両面搬送路４７を通過させた後に、片面画像形成と同様の過程を経て、他方の面にトナー像を形成して、排紙トレイ１２に排出される。

尚、フラッパ４６、排紙ローラ１１のスイッチバック動作で構成される部分は、反転手段の一例である。本実施形態においては排紙ローラ１１で反転しているが、印刷の生産性を高める為に、反転部を設けたり、排紙部を複数設けたり、等をして、排紙ローラ１１以外の場所で反転を行っても良い。

（定着装置）
次に、図２乃至図６を用いて、定着装置４０の構成および機構について説明する。まず、図２は、本構成において、定着動作を行う部分のみを抜粋した概略断面図である。本実施形態における定着装置４０は、円筒状の薄肉金属の基層上に弾性層が形成された定着フィルム（エンドレスベルト）１００を用いたフィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式の定着装置である。

定着装置４０は、薄肉中空で無端ベルト状の定着フィルム１００と、加圧バネ１１３と加圧レバー１１２とで圧接されて定着フィルム１００と協働して定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ１０１と、を有している。また、定着フィルム１００の内周側に加圧ローラ１０１との間で定着フィルム１００を挟持しつつ摺擦している圧接部材１０３と加熱部材１０２を有している。

定着フィルム１００はステイ１０４とフィルム支持部材１０５を介して定着フレーム１１５（図５）に支持されており、同じく定着フレーム１１５に回動可能に支持された加圧レバー１１２と、加圧バネ１１３により加圧ローラ１０１に加圧される。尚、本実施形態では加圧力を一端側が１２５Ｎ、総加圧力が２５０Ｎとした。

また、定着フィルム１００と圧接部材１０３の摺動面には摩擦力を低減する目的で予め潤滑剤（不図示）が塗布されている。そして、定着フィルム１００と加熱部材１０２の摺動面には摩擦力を低減する目的で予め同様に潤滑剤が塗布されている。この潤滑剤は、本実施形態においてはオイルが塗布されている。オイルとしては、高温環境下において使用可能なシリコーンオイル等が好ましい。

圧接部材１０３と加圧ローラ１０１の間は、定着フィルム１００を挟んで、所定の加圧力が作用している状態とされている。加圧ローラ１０１は、不図示の定着モータおよび不図示の定着駆動部によって回転駆動され、これにともなって定着フィルム１００が従動回転する。

そして、 加熱部材１０２が、電力供給により発熱する発熱源としての発熱体（抵抗発熱体）を含み、発熱体の発熱により昇温する。定着フィルム１００と加圧ローラ１０１の間にシートＰを通すことで、シートＰは、定着ニップ部Ｎで挟持搬送される過程で加熱部材１０２から定着フィルム１００を介して熱エネルギーが付与される。そして、記録材上の未定着トナー像（不図示）は加熱、加圧定着され、シートＰは定着ニップ部Ｎを通過した後、定着フィルム１００から分離して排出される。なお、図２で、１０４はステイ、１０５はフィルム支持部材である。

（定着フィルム）
定着フィルム１００は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、肉厚を総厚１５０μｍ以下としたポリイミドフィルム、ＰＥＥＫフィルム等の耐熱樹脂やＳＵＳ、Ｎｉなどの金属からなる。熱伝導率が高くなるように導電材を付与した樹脂層に重ねて熱伝導率の高いゴム材料の弾性層を形成し、表面にフッ素樹脂の離型層を形成して内径φ２５ｍｍの無端状に形成されている。本実施形態では、基層は厚み３０μｍのポリイミドを用い、弾性層は厚み７０μmで熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋのシリコーンゴム、離型層は厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。

ＰＦＡ層は、離型性の高いシート又はコート層であることが好ましく、例えばフッ素樹脂層を用いることができる。また、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドアミド等に代表される耐熱性の高いシート状部材を基層とし、その上に導電層、さらにその上に表面離型層を積層したものでもよい。

（加圧ローラ）
加圧ローラ１０１は、長手方向の両端に設けられた不図示の加圧ローラ軸受を介して、定着フレーム１１５（図５）に支持されている。加圧ローラ１０１は、鉄、アルミ等の金属製の円柱状芯金を芯材とし、該芯金の外周側にスポンジやシリコーンゴムなど柔軟なゴム材料の弾性層と、表層には離型層としてのＰＦＡ層を備えている。

本実施形態では、鉄、アルミ等の芯金の表面をブラスト等の表面粗し処理を行った後、洗浄を行い、次いで芯金を筒型に挿入し、液状のシリコーンゴムを型内に注入し加熱硬化させる。この時、加圧ローラ１０１表面層に離型層としてＰＦＡチューブ等の樹脂チューブ層を形成するために、型内に予め内面にプライマーを塗布したチューブを挿入しておくことにより、ゴムの加熱硬化と同時にチューブとゴム層の接着を行う。このようにして成型された加圧ローラは脱型処理した後、２次加硫を行う。

本実施形態では、加圧ローラ１０１の芯金径はφ１５ｍｍ、弾性層の肉厚は５ｍｍでアスカー硬度６４°のシリコーンゴム、離型層のＰＦＡチューブ厚みは５０μｍとし、外径約φ２５ｍｍの加圧ローラとした。

（加熱部材）
加熱部材１０２は、セラミックヒータ（以下、ヒータと記す）である。この加熱部材１０２は、細長薄板状の熱伝導が良好なＡｌＮ基板上にＡｇ・Ｐｄペーストを厚膜印刷し焼成することで発熱体を形成する。そして、発熱体の上に摺動絶縁部材として５０～６０μｍ程度の厚さのガラスコーティング層が一体となって設けられたセラミックヒータを構成する。本実施形態においては、厚み６００μmのＡｌＮ基板上に発熱抵抗層を形成させている。

一方、ＡｌＮ基板を挟んで発熱体が設けられている側と反対側の基板上には、チップ状のサーミスタが設けられている。サーミスタは、ＡｌＮ基板の温度をモニターする。更に、発熱体の端部近傍の位置にもサーミスタが設けられている。サーミスタは、バネ等の加圧手段により基板に所定の圧力で固定されている。

（フィルム支持部材）
定着フィルム１００の長手方向の両端部には、定着フィルム１００を支持し、定着フィルムの長手方向の移動を規制する規制面（規制部）および周方向の形状を規制する面（ガイド部）を備えた部材としてフィルム支持部材１０５が設けられている。すなわち、定着フィルム１００の長手方向の一端側にて、定着フィルム１００の一端側の端部を第１のガイド部でガイドする第１の支持部材が備わる。また、定着フィルム１００の長手方向の他端側にて、定着フィルム１００の他端側の端部を第２のガイド部でガイドする第２の支持部材と、が備わる。

本実施形態では、フィルム支持部材１０５の周方向の形状を規制する面は、定着フィルム１００の内側（内周側）に挿入されて設けられており、定着フィルム１００の内周面をガイドするガイド部として機能する。また、フィルム支持部材１０５は、長手方向の両端部のそれぞれに設けられている。

フィルム支持部材１０５は、定着フィルム１００内部に配置されたステイ１０４と定着フィルム１００を加圧ローラ１０１方向へ加圧付勢する圧接部材１０３を支持している。フィルム支持部材１０５は、ＰＰＳ、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂により形成されており、定着フィルム１００の端部コバ面を支持しつつ加圧力を受けている。

定着フィルム１００は、圧接部材１０３と加熱部材１０２の外側にルーズに被せられている。そして、定着フィルム１００の長手方向の両端部を支持するフィルム支持部材１０５は、加圧方向に自在に移動可能なように定着フレーム１１５（図５）に支持されている。

（ステイ）
ステイ１０４は、加圧ローラ１０１からの反力を受ける部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施形態においてはＳＵＳ３０４を用いている。

（圧接部材）
圧接部材１０３は、加熱部材１０２を固定支持させたニップ形成部材である。圧接部材１０３は横断面略半円弧状樋型で、図面の断面垂直方向を長手方向とする耐熱性樹脂等の断熱性部材である。省エネルギーの観点からステイ１０４への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が用いられる。

（粗しローラ）
図３に示す摺擦部材（摺擦回転体）としての粗しローラ１２０は、摺擦部として凹凸を有するローラで、定着フィルム１００に対して従動回転、もしくは駆動源を備え回転駆動する。これにより、摺擦部を定着フィルム１００の表面に摺擦可能で、定着フィルム１００の表面粗さを変更する。

このため、粗しローラ１２０は、例えばφ１２ｍｍのステンレス製の芯金の表面に接着層を介して砥粒を密に接着してある。砥粒は、画像の目標光沢度に合わせて、番手（粒度）が＃１０００～＃４０００のものを用いるのが好ましい。砥粒の平均粒径は、番手（粒度）が＃１０００の場合は約１６μｍ、＃４０００番手の場合は約３μｍである。

砥粒は、アルミナ系（登録商標「アランダム」又は「モランダム」とも称される）である。アルミナ系は、工業的に最も幅広く用いられる砥粒で、定着フィルム１００の表面に比べて各段に硬度が高く、粒子が鋭角形状のため研磨性に優れている。本実施形態では、番手（粒度）が＃２０００の砥粒（平均粒径が７μｍ）を用いている。その表面粗さ（算術平均粗さ、Ｒａ）は２．０μｍ以上４．０μｍ以下（ＪＩＳ規格に準拠）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）は約１０μｍ以上２０μｍ以下（ＪＩＳ規格に準拠）である。

尚、本実施形態では、粗しローラ１２０としてステンレス製の芯金に接着層を介して砥粒を密に接着したものについて述べた。これに限らず、粗しローラ１２０はステンレス製の芯金表面をブラスト加工等により所望の表面性状に処理されたものであっても良い。

（接離可能な粗し機構）
定着フィルム１００の表面性回復（摺擦処理）を行う接離可能なフィルム粗し機構について、定着フィルム１００の表面（外面）に対する当接または離間、および接離機構として回転させる動きを、図３乃至図６を用いて説明する。本実施形態では、摺擦部材としての粗しローラ１２０が回転可能な構成（摺擦回転体）を用いて説明を行うが、本発明はそれに限定されるものではなく、粗しローラが固定(回転しない)のものでもよい。

粗し機構を構成する摺擦回転体としての粗しローラ１２０は、定着フィルム１００に近接した位置において、定着フィルム１００の表面（外面）に当接又は離間可能に設けられている。図３は当接状態（当接位置）を示しており、図４が離間状態（離間位置）を示している。

図３、図４で、粗しローラ１２０の摺擦部が定着フィルム１００の外周面に当接し定着フィルム１００を摺擦する当接位置と、定着フィルム１００から離間する離間位置と、を取りうるように粗しローラ１２０を移動させる後述の移動機構が設けられている。そして、粗しローラ１２０が離間位置に位置するときの粗しローラ１２０の摺擦部と定着フィルム１００の外周面との間の距離を第１の距離とするとき、移動機構は粗しローラ１２０をその当接位置に向かって第１の距離よりも長い第２の距離移動させる。

図５は、粗しローラ１２０の移動機構としての当接離間構成及び駆動機構部を示した斜視図である。図５に示すように、偏心カムとしての粗しローラカム１２３と粗しローラカムギア１２４が、定着装置４０のフレーム１１５に支持された粗しローラカム軸の軸方向の両端に設けられている。そして、不図示の粗しローラカム用モータを動作させることで、接続した駆動列によって、粗しローラカムギア１２４を介して粗しローラカム軸を回転させ、粗しローラ１２０の当接・離間のための粗しローラカム１２３の位相を変更させる。

粗しローラカム１２３の位相については、センサ１２５（図５）を用いて粗しローラカム１２３を所望の位置に停止させて制御し、粗しローラ１２０の当接、離間状態の切替を確実に行うことができる。

なお、図５で、１２６は粗しローラ軸受、１２７は粗しローラ１２０を加圧するための加圧アーム、１２８はフレーム１１５に固定された固定軸、１２９は支持アームである。

ここで、粗しローラ１２０を加圧する動作の詳細について、図６を用いて説明を行う。図６は、粗しローラ１２０の加圧部を示した断面図である。粗しローラ１２０は、固定軸１２８を支点位置として回転可能に支持された支持アーム１２９に、粗しローラ軸受１２６を介して回転可能に支持されている。また、固定軸１２８には加圧アーム１２７も回転可能に支持されていて、前述の支持アーム１２９と加圧アーム１２７の間には加圧バネ１３０が設けられている。

図６で、粗しローラ１２０を定着フィルム１００の表面（外面）に対し加圧状態にするために粗しローラカム１２３を回転させると、加圧アーム１２７が粗しローラカム１２３に押し下げられ、図中矢印Ａの方向に回転する。加圧アーム１２７が押し下げられると、加圧バネ１３０によって支持アーム１２９が押し下げられ、図中矢印Ａ方向に回転しはじめる。支持アーム１２９は粗しローラ１２０を支持している為、粗しローラ１２０が所定の圧力で定着フィルム１００に押し当てられた状態で停止する。このようにして、粗しローラ１２０は定着フィルム１００に対して加圧された状態となる。

続いて、粗しローラ１２０を離間する際の動作について述べる。図６で、加圧アーム１２７には、一端が固定軸１２８に保持され、他端がフレーム１１５（図５）に保持された離間バネ１３１が設けられている。離間バネ１３１は、図６の矢印Ａとは逆回転方向へ向かって加圧アーム１２７を与圧しているねじりコイルバネである。加圧アーム１２７を上記のように与圧することで、加圧アーム１２７は粗しローラカム１２４（図５）側へと付勢される。

ここで、粗しローラ１２０を離間するために、粗しローラカム１２３を回転させると、離間バネ１３１からの付勢力により加圧アーム１２７が矢印Ａとは逆回転方向に回転を始める。そして、図６の矢印Ｂ部において加圧アーム１２７が支持アーム１２９を押すため、支持アーム１２９も加圧アーム１２７に連動して同一方向へ回転し、これにより粗しローラ１２０が定着フィルム１００から退避し、離間状態となる。

上述のようにして、粗しローラ１２０は粗しローラカム１２３の回転に従って昇降することが可能となり、粗しローラ１２０を粗しニップＲを形成する図３に示す加圧位置と、図４に示す離間位置との間で移動させることができるようになっている。本実施形態においては、加圧位置においては粗しローラ１２０は片側３０Ｎずつ、総加圧６０Ｎで加圧されるものとして設定した。

なお、本実施形態の場合、粗しローラカム１２３、加圧アーム１２７、加圧バネ１３０、支持アーム１２９、離間バネ１３１により、粗しローラ１２０を定着フィルム１００に当接又は離間させる接離機構（移動機構）を構成する。

次に、粗しローラ１２０の回転機構について、図３、図５を用いて説明を行う。図５で、粗しローラ１２０の同軸上には粗しローラギア１３２が接続されており、加圧ローラ１０１の同軸上には加圧ローラギア１０６が接続されている。

粗しローラ１２０が定着フィルム１００に当接すると、粗しローラギア１３２も粗しローラ１２０と共に移動して、加圧ローラギア１０６と連結したギア１３３と連結する。これにより、不図示の定着装置用モータからの駆動が加圧ローラギア１０６を介して粗しローラギア１３２まで伝わり、加圧ローラ１０１に従動する定着フィルム１００に対して相対速度を持って粗しローラ１２０を回転させられる。

一方、粗しローラカム１２３を回転させて、粗しローラ１２０を定着フィルム１００から離間させると、粗しローラギア１３２と加圧ローラギア１０６との連結が解除される。これにより、定着装置用モータからの駆動が伝達されなくなり、粗しローラ１２０の回転が停止する。

（バックアップ部材）
定着フィルム１００の表面性を回復させるため、粗し動作で定着フィルム１００に粗しローラ１２０を当接させる構成の場合、十分な粗し効果を得るためには、前述のように粗しローラ１２０を定着フィルム１００に所定の圧力で加圧することが必要である。そのため、定着フィルム１００内部に配置され、所定の圧力で加圧された粗しローラ１２０の加圧力を受ける対向部材としてバックアップ部材１２１を備えることが好ましい。

バックアップ部材１２１は、液晶ポリマーなどの耐熱樹脂、もしくは、スポンジやシリコーンゴムなど柔軟なゴム材料（ゴム層）を備える。なお、バックアップ部材１２１は、表層として摺動抵抗の低い摺動層を有してもよい。これにより、摺擦処理の際に定着フィルム１００の内周面との摩擦を抑制することができる。

しかしながら、本発明者らの検討により、以下のことが分かった。すなわち、バックアップ部材１２１を定着フィルム内周面に当接させた状態を長時間維持すると、定着フィルム内周面に塗布された潤滑剤をかきとってしまい、駆動列のトルクの上昇を早期に招いてしまい、短寿命を招いてしまう。

そこで、本実施形態では、定着フィルム１００の内周面（内面）とバックアップ部材１２１との間にクリアランス（離間量）をＬだけ設け、摺擦処理時以外において定着フィルムの内周面（内面）とバックアップ部材が接触しないような形態としている。

上述の定着フィルム１００の内周面とバックアップ部材１２１の位置に関して、図７に粗しローラ１２０とバックアップ部材１２１、定着フィルム１００、フィルム支持部材を抜き出し、粗しローラ１２０の加圧方向に沿って切断した断面図を示し、説明を行う。ここで、図７は、図４のＡ－Ａ断面を示したものである。

粗しローラ１２０を所定の加圧力で定着フィルム１００に当接させると、粗しローラ１２０がバックアップ部材１２１と定着フィルム１００と接触するまで定着フィルム１００を押し込む。定着フィルム１００は、長手方向端部にあるフィルム支持部材との接触部を起点（支点）にギャップＬ分だけ変形する（図７）。そして、粗しローラ１２０とバックアップ部材１２１とで定着フィルム１００を挟持することで、粗しニップ部Ｒ（図３）が形成される。

定着フィルム１００の内面（内周面）とバックアップ部材１２１は、表面性回復動作時以外には、定着フィルム１００の長手方向に渡って互いに離間している。なぜならば、摺擦処理時以外にもバックアップ部材１２１が定着フィルムの内面と当接していると、定着フィルムの内周面を摩耗させる恐れがあるからである。具体的には、加熱部材およびフィルムガイドと定着フィルム内面間の摺擦を防ぐための潤滑材を過剰にかきとってしまったり、また、バックアップ部材自体が定着フィルムの内周面と摺擦してしまったりすることで、定着フィルムの内周面を摩耗させる恐れがある。

そこで、定着フィルム１００の内周面とバックアップ部材１２１は、表面性回復動作時以外には、定着フィルム１００の長手方向に亘って互いに離間している。そして、定着フィルム１００の内周面とバックアップ部材１２１との間のクリアランスＬ（図７）は、定着フィルム１００の長手方向における端部（フィルム支持部材１０５で支持される）と中央部との回転軌跡の振幅量の差を吸収できるものに設定している。

より具体的には、定着フィルム１００の長手方向における端部と中央部との回転軌跡の振幅量の差は、最大で０．５ｍｍ中央部が大きいものとなっている。したがって、クリアランスＬは、バックアップ部材１２１の長手方向の全域で０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。すなわち、粗しローラ１２０が離間位置にあっては、バックアップ部材１２１は定着ベルト１００の内周面から０．５ｍｍ以上離間していることが好ましい。

なお、粗しローラ１２０が離間位置にあるときのクリアランスＬは、定着フィルム１００が加圧ローラ１０１とニップ部（定着処理時のニップ部）を形成している状態且つ定着フィルム１００が回転していないときの状態で測るものとする。

以上、定着フィルム１００が加圧ローラ１０１とニップ部（定着処理時のニップ部）を形成している状態且つ定着フィルム１００が回転していないときの状態において、バックアップ部材１２１はその長手方向において、定着フィルム１００と接触していない。その距離Ｌは、０．５ｍｍ以上である。

なお、定着フィルム１００の振幅量の端部／中央部の差は、定着フィルム１００の速度および外径等によって左右されるが、クリアランスＬ≧０．５ｍｍとすることで、定着フィルム１００の回転に伴い定着フィルム１００の軌道が振れても、バックアップ部材１２１が定着フィルム１００の内周面を接触するのを抑制することができる。これによって、粗しローラ１２０による摺擦処理時以外のとき、すなわち、粗しローラ１２０が離間位置に位置するときにおいて、バックアップ部材１２１により定着フィルム１００の内周面がバックアップ部材１２１によって摩耗するのを抑制することができる。

尚、より確実に定着フィルム１００の内周面の摩耗を防ぐには、Ｌ≧０．８ｍｍとするとより好ましい。本実施形態では、Ｌは一例として０．８ｍｍとして設定している。

本実施形態では、粗しローラ１２０が定着フィルム１００に対して離間しているとき、バックアップ部材１２１の定着フィルム１００の内面からのクリアランスＬは定着フィルム１００の長手方向で一定である。そして、定着フィルム１００の長手方向に関し、バックアップ部材１２１の長さは、フィルム支持部材１０５に備わる定着フィルムの長手方向の移動を規制する両端側の規制面の間隔より短く、かつ、粗しローラ１２０の長さ以上である。

上述のようにクリアランスＬを設定することで、表面性回復動作時以外にバックアップ部材１２１が定着フィルム１００の内面に接触することなく、表面性回復動作時のみ定着フィルム１００の内面に接触することが可能となる。これにより、バックアップ部材１２１による定着フィルム１００の内面の潤滑剤のかきとりに起因する定着装置の短寿命化を抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、前述のバックアップ部材が通常のプリント時には定着フィルムと当接せず、フィルム粗し動作時には定着フィルムが変形してバックアップ部材と当接する位置に配設される。これにより、通常のプリント動作におけるバックアップ部材の影響を無くし、フィルム粗し動作時に安定した粗し効果を得ることが可能となる。

また、定着フィルム１００の長手方向に関し、摺擦処理の際に定着フィルム１００の内周面と接触しうるバックアップ部材１２１の面（領域）は、両端部のフィルム支持部材１０５の間に設けられている。より具体的には、定着フィルム１００の長手方向の片端側のフィルム支持部材１０５の周方向の形状を規制する部分（ガイド部）と、他端側のフィルム支持部材１０５の周方向の形状を規制する部分（ガイド部）との間である。

そして、粗しローラ１２０において、定着フィルム１００の表面を摺擦する摺擦面（摺擦部）の長手方向の長さは、摺擦処理の際に定着フィルム１００の内周面と接触しうるバックアップ部材１２１の領域の長手方向の長さ以下である。これにより、摺擦処理の際に、粗しローラ１２０の摺擦面とフィルム支持部材１０５との間で定着フィルム１００を挟まないので、粗しローラ１２０の摺擦面とフィルム支持部材１０５との間で定着フィルム１００にダメージを与えるのを抑制することができる。

（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、定着フィルム１００の長手方向から見て、定着フィルム１００の内部に設けられるバックアップ部材１２１を、定着フィルム１００の径方向において固定配置した。なお、定着フィルム１００の長手方向においては、バックアップ部材１２１は、固定配置されても良いし、変位可能であっても良い。しかしながら、本発明はこのようにバックアップ部材１２１が定着フィルム１００の径方向において固定配置されるものに限られない。

すなわち、定着フィルム１００の長手方向から見て、バックアップ部材１２１を例えば粗しローラ１２０の接離機構と連動して、定着フィルムの内面から離間した第２の離間位置と、定着フィルムの内面に当接する第２の当接位置と、の間で変位可能に構成しても良い。すなわち、第２の移動機構により、第２の離間位置と第２の当接位置を定着フィルムの径方向において異なる位置としても良い。

これにより、粗しローラ１２０が定着フィルムから離間しているとき、バックアップ部材１２１は定着フィルムの内面から離間した第１の位置にある。一方、粗しローラ１２０が定着フィルムに当接しているとき、バックアップ部材１２１は、定着フィルムが支持部材１０５で支持された状態で変形して定着フィルムの内面が当接する第２の位置にある。なお、定着フィルム１００の長手方向においては、バックアップ部材１２１は、固定配置されても良いし、変位可能であっても良い。

（変形例２）
上述した実施形態では、定着フィルムの長手方向から見て、粗しローラ１２０が定着フィルムの表面に当接する位置は、定着ニップ部Ｎの中心位置に対し９０度変位した位置としたが、本発明はこれに限られない。すなわち、定着フィルムの長手方向から見て、粗しローラ１２０が定着フィルムの表面に当接する位置は、定着ニップ部Ｎの中心位置に対し所定角度変位した側方位置であれば良い。

（変形例３）
上述した実施形態では、定着ニップ部を形成する第１の回転体および第２の回転体のうち、無端ベルトが第１の回転体に設けられたが、無端ベルトが第２の回転体に設けられても良い。また、無端ベルトが第１の回転体、第２の回転体の双方に設けられても良い。

（変形例４）
上述した実施形態では、加圧ローラ１０１が回転駆動され、回転する加圧ローラ１０１との摩擦によって定着フィルム１００が従動回転する構成としたが、定着フィルム１００を回転駆動する構成としてもよい。この場合、例えば、定着フィルム１００の片側のフィルム支持部材１０５を、定着フィルム１００に固定されたギアにし、このギアにモータの駆動を伝達する構成とする。

（変形例５）
上述した実施形態では、摺擦処理の際に定着フィルム１００の内周面と接触しうるバックアップ部材１２１の面（領域）は、両端部のフィルム支持部材１０５の間に設ける構成を例に説明したが、長手方向の位置関係はこれに限らない。例えば、両端部のフィルム支持部材１０５と干渉しない位置にバックアップ部材を設ける場合には、バックアップ部材１２１を両端部のフィルム支持部材１０５より外側まで伸ばす構成としても差し支えない。

（変形例６）
上述した実施形態では、トナー像が形成される記録材としてのシートＰとして、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがあるとして説明した。より具体的には、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを給紙、排紙などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

（変形例７）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する装置を例に説明したが、本発明は、これに限られない。画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶものとする）にも、同様に適用可能である。

１００・・定着フィルム、１０１・・加圧ローラ、１０５・・フィルム支持部材、１２０・・粗しローラ、１２１・・バックアップ部材、１２３・・粗しローラカム、１３０・・加圧バネ

Claims (13)

1. エンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトと協働して記録材上のトナー画像を定着する定着ニップ部を形成する回転体と、
   前記エンドレスベルトの内側において前記エンドレスベルトの長手方向に沿って設けられ、前記定着ニップ部が形成されるよう、前記回転体との間で前記エンドレスベルトを挟むニップ形成部材と、
   前記エンドレスベルトの内側に配置され、前記回転体と反対側で前記ニップ形成部材を支持し、前記回転体からの反力を受けるステイと、
   前記エンドレスベルトの前記長手方向の一端側にて、前記エンドレスベルトの前記一端側の端部を支持する第１の支持部材と、
   前記エンドレスベルトの前記長手方向の他端側にて、前記エンドレスベルトの前記他端側の端部を支持する第２の支持部材と、
   前記エンドレスベルトの外周面に当接して前記エンドレスベルトを摺擦する摺擦部を有する摺擦部材と、
   前記摺擦部が前記エンドレスベルトの外周面に当接して前記エンドレスベルトを摺擦する当接位置と、前記エンドレスベルトから離間する離間位置と、を取りうるように前記摺擦部材を移動させる移動機構と、
   前記摺擦部材が前記離間位置に位置するとき前記エンドレスベルトの内周面との間にギャップを有するように前記エンドレスベルトの内側で、前記ステイに固定された樹脂製のバックアップ部材であって、前記摺擦部材が前記当接位置に位置するとき前記当接位置に位置する前記摺擦部材との間で前記エンドレスベルトを挟むバックアップ部材と、を有し、
   前記第１の支持部材は、前記エンドレスベルトの前記一端側の内周面をガイドする第１のガイド部を有し、
   前記第２の支持部材は、前記エンドレスベルトの前記他端側の内周面をガイドする第２のガイド部を有し、
   前記長手方向に関し、前記摺擦部材が前記当接位置に位置するときに前記エンドレスベルトの内周面と接触する前記バックアップ部材の領域は、前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部の間に位置し、
   前記長手方向に関し、前記摺擦部の前記長手方向の長さは前記バックアップ部材が前記エンドレスベルトと当接する領域の前記長手方向の長さ以下であることを特徴とする定着装置。
2. 前記摺擦部材が前記離間位置に位置するときの前記摺擦部と前記エンドレスベルトの外周面との間の距離を第１の距離とするとき、前記移動機構は、前記離間位置から前記当接位置に前記摺擦部材を移動させるとき、前記摺擦部材を前記バックアップ部材に向かって前記第１の距離よりも長い第２の距離移動させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記バックアップ部材は、ゴム層を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記摺擦部材が前記離間位置に位置するとき、前記バックアップ部材は前記エンドレスベルトの内周面から０．５ｍｍ以上離間していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記摺擦部材が前記離間位置に位置するとき、前記バックアップ部材は前記長手方向の全域において、前記ベルトの内周面から０．５ｍｍ以上離間していることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記バックアップ部材が前記エンドレスベルトの内周面と当接する第２の当接位置と、前記バックアップ部材が前記エンドレスベルトの内周面から離間する第２の離間位置と、を前記バックアップ部材が取り得るように前記バックアップ部材を移動させる第２の移動機構と、を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記バックアップ部材は、前記摺擦部材が前記当接位置と前記離間位置とに移動する方向に関して、前記摺擦部材と反対側が前記ステイに固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記回転体を回転する駆動源と、を有し、
   前記エンドレスベルトは、前記定着ニップ部にて前記回転体の外周面との摩擦により回転することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記摺擦部材は、芯金と、前記芯金の周りに前記摺擦部を有するローラであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記摺擦部材は、前記エンドレスベルトに対して従動回転することを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
11. 前記摺擦部材を回転駆動する駆動源と、を有する請求項９に記載の定着装置。
12. 前記摺擦部は、その表面に番手が＃１０００～＃４０００の砥粒が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の定着装置。
13. 前記摺擦部の表面粗さＲａは２．０μｍ以上４．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の定着装置。

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