JP7087607B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置に関する。

従来、加熱ローラと、内周面に潤滑剤が塗布された無端ベルトと、加熱ローラとの間で無端ベルトを挟んでニップ部を形成するニップ形成部材と、無端ベルトの内周面とニップ形成部材との間に配置される摺動シートとを備えた定着装置が知られている（特許文献１参照）。摺動シートの無端ベルトの内周面に接触する表面には、無端ベルトの内周面との摺動抵抗を低減するために、複数の凹部が形成されている。

特開２００９－１５２２７号公報

しかしながら、定着装置の長期間の使用により、ニップ部における、摺動シートと無端ベルトの内周面との接触部分から摩耗紛が発生すると、この摩耗紛が凹部内に堆積することで、凹部での潤滑剤の保持機能が低下し、駆動トルクが大きくなってしまうおそれがある。

そこで、本発明は、摺動シートのうちニップ部に対応したニップ領域に配置される凹部内に摩耗紛などの異物が堆積するのを抑えることを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る定着装置は、ヒータと、前記ヒータによって加熱される回転部材と、内周面に潤滑剤が塗布された無端ベルトと、前記回転部材との間で前記無端ベルトを挟んでニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ部において、前記無端ベルトの内周面と前記ニップ形成部材との間で挟まれる摺動シートと、を備える。
前記摺動シートは、前記無端ベルトの内周面と接触する表面のうち、前記ニップ部に対応するニップ領域に配置される複数の第１凹部と、前記ニップ領域外に配置される複数の第２凹部と、を有する。
前記第１凹部は、前記第２凹部よりも前記摺動シートに対する前記無端ベルトの摺動方向に前記潤滑剤を流出しやすい形状を有する。

この構成によれば、ニップ領域に配置される第１凹部が、ニップ領域外の第２凹部よりも摺動方向に潤滑剤を流出しやすい形状を有するので、第１凹部内に摩耗紛などの異物が入り込んだ場合であっても、異物を潤滑剤とともに流出させることができ、第１凹部内に異物が堆積するのを抑えることができる。

また、前記複数の第１凹部は、前記摺動方向の下流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第１下流直線部を有し、前記複数の第２凹部は、前記摺動方向の下流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第２下流直線部を有し、前記摺動シートの前記表面は、前記複数の第１凹部の間に形成されて平面を有する第１尾根部と、前記複数の第２凹部の間に形成されて平面を有する第２尾根部と、を有し、前記第１下流直線部と当該第１下流直線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１下流角度は、前記第２下流直線部と当該第２下流直線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２下流角度よりも大きくてもよい。

これによれば、第１下流角度を第２下流角度よりも大きくすることで、第１凹部が第２凹部よりも摺動方向に潤滑剤を流出しやすい形状になるので、第１凹部内に異物が堆積するのを抑えることができる。

また、前記複数の第１凹部は、前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第１上流直線部を有し、前記複数の第２凹部は、前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第２上流直線部を有し、前記第１下流角度は、前記第２上流直線部と当該第２上流直線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２上流角度と等しく、前記第２下流角度は、前記第１上流直線部と当該第１上流直線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１上流角度と等しくてもよい。

これによれば、第１凹部と第２凹部の開口部の形状を同じにした場合には、各凹部の容積を等しくすることできるため、第２凹部に比べて下流角度が大きな第１凹部でも、第２凹部と同量の潤滑剤を貯留することができ、ニップ領域での潤滑剤不足を抑制することができる。

また、前記複数の第１凹部は、前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第１上流直線部を有し、前記複数の第２凹部は、前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第２上流直線部を有し、前記第１下流角度は、前記第１上流直線部と当該第１上流直線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１上流角度と等しく、前記第２下流角度は、前記第２上流直線部と当該第２上流直線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２上流角度と等しくてもよい。

また、前記複数の第１凹部および前記複数の第２凹部は、それぞれ開口部の形状が六角形であり、ハニカム状に配置されていてもよい。

また、前記複数の第１凹部および前記複数の第２凹部は、それぞれ開口部の形状が四角形であり、格子状に配置されていてもよい。

また、前記複数の第１凹部は、前記摺動方向の下流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第１下流曲線部を有し、前記複数の第２凹部は、前記摺動方向の下流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第２下流曲線部を有し、前記摺動シートの前記表面は、前記複数の第１凹部の間に形成されて平面を有する第１尾根部と、前記複数の第２凹部の間に形成されて平面を有する第２尾根部と、を有し、前記第１下流曲線部の下流端における接線と当該第１下流曲線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１下流角度は、前記第２下流曲線部の下流端における接線と当該第２下流曲線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２下流角度よりも大きくてもよい。

これによれば、第１下流角度を第２下流角度よりも大きくすることで、第１凹部が第２凹部よりも摺動方向に潤滑剤を流出しやすい形状になるので、第１凹部内に異物が堆積するのを抑えることができる。

また、前記複数の第１凹部は、前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第１上流曲線部を有し、前記複数の第２凹部は、前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第２上流曲線部を有し、前記第１下流角度は、前記第２上流曲線部の上流端における接線と当該第２上流曲線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２上流角度と等しく、前記第２下流角度は、前記第１上流曲線部の上流端における接線と当該第１上流曲線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１上流角度と等しくてもよい。

これによれば、第１凹部と第２凹部の開口部の形状を同じにした場合には、各凹部の容積を等しくすることできるため、第２凹部に比べて下流角度が大きな第１凹部でも、第２凹部と同量の潤滑剤を貯留することができ、ニップ領域での潤滑剤不足を抑制することができる。

また、前記複数の第１凹部は、前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第１上流曲線部を有し、前記複数の第２凹部は、前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第２上流曲線部を有し、前記第１下流角度は、前記第１上流曲線部の上流端における接線と当該第１上流曲線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１上流角度と等しく、前記第２下流角度は、前記第２上流曲線部の上流端における接線と当該第２上流曲線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２上流角度と等しくてもよい。

また、前記第１凹部と前記第２凹部は、深さが等しくてもよい。

これによれば、第１凹部および第２凹部で潤滑剤を良好に保持することができる。

また、前記摺動シートは、ポリイミドを含有した樹脂製のシートであってもよい。

また、前記回転部材は、筒状のローラであり、前記ヒータは、前記ローラの内側に配置されていてもよい。

本発明によれば、摺動シートのうちニップ部に対応したニップ領域に配置される凹部内に摩耗紛などの異物が堆積するのを抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタを示す断面図である。 定着装置を示す断面図（ａ）と、ニップ部の周囲を拡大して示す拡大図（ｂ）である。 摺動シートの表面を示す平面図である。 第１凹部を示す斜視図（ａ）と、第２凹部を示す斜視図（ｂ）である。 摺動シートの表面を拡大して示す図（ａ）と、図５（ａ）のＩ－Ｉ断面図（ｂ）である。 第１凹部および第２凹部の第１変形例を示す断面図である。 第１凹部および第２凹部の第２変形例を示す断面図である。 第１凹部および第２凹部の第３変形例を示す平面図である。 第１凹部および第２凹部の第４変形例を示す平面図（ａ）と、図９（ａ）のＩＩ－ＩＩ断面図（ｂ）である。 第１凹部および第２凹部の第５変形例を示す断面図である。 第１凹部および第２凹部の第６変形例を示す断面図である。 第１凹部および第２凹部の第７変形例を示す断面図である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、筐体２内に、給紙部３と、露光装置４と、プロセスカートリッジ５と、定着装置８とを主に備えている。

給紙部３は、筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｓが収容される給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５に供給される。

露光装置４は、筐体２内の上部に配置され、図示しない光源装置や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。露光装置４では、光源装置から出射される画像データに基づく光ビームが、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から筐体２に対して着脱可能となっている。プロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とを備えている。ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナーを収容する収容部７４とを主に備えている。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からの光ビームによって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

図２（ａ）に示すように、定着装置８は、回転部材の一例としての加熱ローラ８１と、ヒータ８２と、無端ベルト８３と、加圧ユニット８４と、を備えている。そして、加熱ローラ８１および加圧ユニット８４の一方が他方に向けて付勢されることで、加熱ローラ８１と無端ベルト８３との間にニップ部ＮＰが形成されている。

なお、以下の説明では、無端ベルト８３の幅方向を単に「幅方向」とも称し、ニップ部ＮＰにおける無端ベルト８３の加圧ユニット８４（詳しくは、後述する摺動シート８７）に対する摺動方向を単に「摺動方向」とも称し、加熱ローラ８１と加圧ユニット８４（詳しくは、後述する加圧パッド８５）が対向する対向方向を単に「対向方向」とも称する。本実施形態では、幅方向は、左右方向に沿い、摺動方向は、前後方向に沿い、対向方向は、上下方向に沿っている。

加熱ローラ８１は、円筒状の基体を有するローラであり、一例として、アルミニウムなどの金属からなる素管の外周面にフッ素樹脂などからなる離型層を形成することで構成されている。加熱ローラ８１は、図示せぬモータから駆動力が入力されることで、図２の反時計回りに回転駆動する。加熱ローラ８１は、無端ベルト８３の外周面に接触している。

ヒータ８２は、加熱ローラ８１を加熱するヒータであり、加熱ローラ８１の径方向内側に配置されている。ヒータ８２としては、例えば、通電によって発光し、輻射熱によって加熱ローラ８１を加熱するハロゲンランプを用いることができる。

無端ベルト８３は、筒状の部材であり、可撓性を有している。無端ベルト８３は、一例として、ステンレス鋼などの金属やポリイミド樹脂などの樹脂などからなる基材の外周面にフッ素樹脂などからなる離型層を形成することで構成されている。無端ベルト８３は、加熱ローラ８１の回転によって図２の時計回りに従動回転するように設けられている。

無端ベルト８３の内周面８３Ａには、グリスなどの潤滑剤が塗布されている。これにより、無端ベルト８３の内周面８３Ａと加圧ユニット８４との摺動性を高めることができるので、無端ベルト８３を良好に回転させることができるようになっている。

加圧ユニット８４は、ニップ形成部材の一例としての加圧パッド８５と、加圧パッド８５を支持するホルダ８６と、摺動シート８７とを備えている。

加圧パッド８５は、無端ベルト８３の径方向内側に位置して、無端ベルト８３に覆われている。加圧パッド８５は、ゴムなどの弾性体からなり、加熱ローラ８１との間で無端ベルト８３を挟むことで、加熱ローラ８１と無端ベルト８３との間にニップ部ＮＰを形成する。このように加圧パッド８５によってニップ部ＮＰを形成することで、用紙Ｓは、ニップ部ＮＰを通過する間に加熱および加圧されて、用紙Ｓ上にトナー像が定着される。

摺動シート８７は、加圧パッド８５と無端ベルト８３との摩擦抵抗を低減するための矩形のシートである。摺動シート８７は、ポリイミドを含有した樹脂製のシートであり、弾性を有している。摺動シート８７は、ニップ部ＮＰにおいて、無端ベルト８３の内周面８３Ａと加圧パッド８５との間で挟まれている。

詳しくは、摺動シート８７の一端は、ホルダ８６の摺動方向上流側の部位に固定されている。そして、摺動シート８７は、ホルダ８６の摺動方向上流側の部位を上流側から覆うように巻き掛けられて、加圧パッド８５と無端ベルト８３の間に配置されている。摺動シート８７の他端部は、固定されずにフリーな状態となっているが、摺動シート８７の弾性によって、無端ベルト８３の内周面８３Ａに付勢されて接触している。

なお、本実施形態では、摺動シート８７の他端部を、固定せずにフリーな状態としているが、本発明はこれに限定されず、他端部をホルダ８６等に固定してもよい。また、摺動シート８７の材料は、ポリイミドに限らず、どのようなものであってもよい。

図２（ｂ）に示すように、摺動シート８７は、無端ベルト８３の内周面８３Ａと接触する表面Ｆ１に複数の凹部Ｃ１を有している。図３に示すように、複数の凹部Ｃ１は、表面Ｆ１のうちニップ部ＮＰに対応するニップ領域Ａ１１と、ニップ領域Ａ１１外の領域である外部領域Ａ１２とに規則的に配列されている。詳しくは、ニップ領域Ａ１１は、加熱ローラ８１からニップ圧が加わる部分である。また、外部領域Ａ１２は、ニップ領域Ａ１１外に配置され、かつ、無端ベルト８３の内周面８３Ａと接触する領域である。外部領域Ａ１２は、ニップ領域Ａ１１の摺動方向の上流側と下流側に配置されている。

なお、本実施形態では、複数の凹部Ｃ１が形成される凹凸領域Ａ２は、幅方向においてニップ領域Ａ１１と同じ大きさで、且つ、摺動方向において上流側の外部領域Ａ１２の上流端から下流側の外部領域Ａ１２の下流端にわたって形成されている。

なお、凹凸領域Ａ２は、摺動シート８７の表面Ｆ１の一部に形成されていてもよいし、表面Ｆ１の全体に形成されていてもよい。また、凹凸領域Ａ２は、ニップ領域Ａ１１の一部と、外部領域Ａ１２の一部とに形成されていてもよい。なお、凹凸領域Ａ２をニップ領域Ａ１１の一部または外部領域Ａ１２の一部に形成する場合には、凹凸領域Ａ２は、ニップ領域Ａ１１の幅方向の一端から他端にわたる範囲に形成するのが好ましい。また、凹凸領域Ａ２は、上流側の外部領域Ａ１２および下流側の外部領域Ａ１２のいずれか一方に形成されていてもよい。

また、前述した加圧パッド８５は、摺動シート８７よりも柔らかい材料で形成するのが好ましい。このように構成することで、加圧パッド８５によって摺動シート８７が加圧されても、凹部Ｃ１の形状を保つことができる。

複数の凹部Ｃ１は、複数の第１凹部Ｃ１１と、第１凹部Ｃ１１とは形状の異なる複数の第２凹部Ｃ１２とを有している。複数の第１凹部Ｃ１１は、ニップ領域Ａ１１に配置されている。複数の第２凹部Ｃ１２は、外部領域Ａ１２に配置されている。なお、ニップ領域Ａ１１と外部領域Ａ１２の境界部分にある凹部Ｃ１は、第１凹部Ｃ１１と形状が同じ凹部であってもよいし、第２凹部Ｃ１２と形状が同じ凹部であってもよい。また、ニップ領域Ａ１１と外部領域Ａ１２の境界部分には、凹部Ｃ１を設けなくてもよい。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、複数の第１凹部Ｃ１１および複数の第２凹部Ｃ１２は、それぞれ、表面Ｆ１と直交する方向から見た際の開口部Ｅの形状が正六角形となっており、所定間隔を空けてハニカム状に配置されている。

第１凹部Ｃ１１は、六角錐の各側面を構成するような六つの三角形状の第１内面１１１、第２内面１１２、第３内面１１３、第４内面１１４、第５内面１１５および第６内面１１６を有している。第１内面１１１および第２内面１１２は、第１凹部Ｃ１１の底部Ｂ１に対して摺動方向の下流側に配置されている。第３内面１１３は、底部Ｂ１に対して幅方向の一方側に配置され、第６内面１１６は、底部Ｂ１に対して幅方向の他方側に配置されている。第４内面１１４および第５内面１１５は、底部Ｂ１に対して摺動方向の上流側に配置されている。

第２凹部Ｃ１２は、六角錐の各側面を構成するような六つの三角形状の第１内面１２１、第２内面１２２、第３内面１２３、第４内面１２４、第５内面１２５および第６内面１２６を有している。第１内面１２１および第２内面１２２は、第２凹部Ｃ１２の底部Ｂ２に対して摺動方向の下流側に配置されている。第３内面１２３は、底部Ｂ２に対して幅方向の一方側に配置され、第６内面１２６は、底部Ｂ２に対して幅方向の他方側に配置されている。第４内面１２４および第５内面１２５は、底部Ｂ２に対して摺動方向の上流側に配置されている。

第１凹部Ｃ１１の深さは、第２凹部Ｃ１２の深さよりも小さくなっている。これにより、第１凹部Ｃ１１の各内面１１１～１１６の上り勾配が、第２凹部Ｃ１２の各内面１２１～１２６の上り勾配よりも小さくなるので、第１凹部Ｃ１１が、第２凹部Ｃ１２よりも摺動方向に潤滑剤を流出しやすい形状を有するように構成されている。なお、各凹部Ｃ１１，Ｃ１２の形状については、後で詳述する。

摺動シート８７の表面Ｆ１は、複数の第１凹部Ｃ１１の間に形成されて平面を有する第１尾根部Ｈ１と、複数の第２凹部Ｃ１２の間に形成されて平面を有する第２尾根部Ｈ２とを有している。詳しくは、第１尾根部Ｈ１は、任意に選んだ隣り合う２つの第１凹部Ｃ１１の間に配置され、複数の第１凹部Ｃ１１に対応して複数設けられている。また、第２尾根部Ｈ２は、任意に選んだ隣り合う２つの第２凹部Ｃ１２の間に配置され、複数の第２凹部Ｃ１２に対応して複数設けられている。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、複数の第１凹部Ｃ１１は、摺動方向の下流側の内面１１１，１１２に、表面Ｆ１に直交し、かつ、摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第１下流直線部ＬＤ１を有している。詳しくは、第１下流直線部ＬＤ１は、内面１１１と内面１１２の境界に位置している。なお、以下の説明では、「表面Ｆ１に直交し、かつ、摺動方向に沿った断面形状」を、単に「断面形状」とも称する。

また、複数の第１凹部Ｃ１１は、摺動方向の上流側の内面１１４，１１５に、断面形状が直線状となる第１上流直線部ＬＵ１を有している。詳しくは、第１上流直線部ＬＵ１は、内面１１４と内面１１５の境界に位置している。第１下流直線部ＬＤ１と当該第１下流直線部ＬＤ１に繋がる第１尾根部Ｈ１の平面との成す角度である第１下流角度θｄ１は、第１上流直線部ＬＵ１と当該第１上流直線部ＬＵ１に繋がる第１尾根部Ｈ１の平面との成す角度である第１上流角度θｕ１と等しくなっている。

複数の第２凹部Ｃ１２は、摺動方向の下流側の内面１２１，１２２に、断面形状が直線状となる第２下流直線部ＬＤ２を有している。詳しくは、第２下流直線部ＬＤ２は、内面１２１と内面１２２の境界に位置している。また、複数の第２凹部Ｃ１２は、摺動方向の上流側の内面１２４，１２５に、断面形状が直線状となる第２上流直線部ＬＵ２を有している。詳しくは、第２上流直線部ＬＵ２は、内面１２４と内面１２５の境界に位置している。第２下流直線部ＬＤ２と当該第２下流直線部ＬＤ２に繋がる第２尾根部Ｈ２の平面との成す角度である第２下流角度θｄ２は、第２上流直線部ＬＵ２と当該第２上流直線部ＬＵ２に繋がる第２尾根部Ｈ２の平面との成す角度である第２上流角度θｕ２と等しくなっている。

なお、前述した第１下流角度θｄ１、第１上流角度θｕ１、第２下流角度θｄ２および第２上流角度θｕ２は、９０°以上１８０°未満の角度である。

そして、第１下流角度θｄ１は、第２下流角度θｄ２よりも大きくなっている。これにより、第１凹部Ｃ１１が第２凹部Ｃ１２よりも摺動方向に潤滑剤を流出しやすい形状になっている。また、第１上流角度θｕ１は、第２上流角度θｕ２よりも大きくなっている。具体的には、第１下流角度θｄ１および第１上流角度θｕ１は、１６５度以上が好ましく、１７０度以上がより好ましい。また、第２下流角度θｄ２および第２上流角度θｕ２は、１６５度未満が好ましく、１６０度以下がより好ましい。

なお、本実施形態では、断面形状を、各凹部Ｃ１１，Ｃ１２の底部Ｂ１，Ｂ２を通る平面で切った断面形状で説明しているが、各凹部Ｃ１１，Ｃ１２を底部Ｂ１，Ｂ２を通らない平面で切った断面形状においても、各凹部は、前述した各直線部を有しており、各直線部の関係は前述した関係と同様となっている。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
ニップ領域Ａ１１に配置される第１凹部Ｃ１１が、ニップ領域Ａ１１外の第２凹部Ｃ１２よりも摺動方向に潤滑剤を流出しやすい形状を有するので、第１凹部Ｃ１１内に摩耗紛などの異物が入り込んだ場合であっても、異物を潤滑剤とともに流出させることができ、第１凹部Ｃ１１内に異物が堆積するのを抑えることができる。また、第２凹部Ｃ１２が第１凹部Ｃ１１よりも潤滑剤が流出し難くなるので、第２凹部Ｃ１２において異物を捕集することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。

前記実施形態では、第１凹部Ｃ１１および第２凹部Ｃ１２を、開口部Ｅが正六角形、かつ、異なる深さで形成したが、本発明はこれに限定されず、第１凹部が第２凹部よりも摺動方向に潤滑剤を流出しやすい形状を有していれば、どのような形状であってもよい。以下に、第１凹部Ｃ１１および第２凹部Ｃ１２の変形例を例示する。

図６に示すように、第１変形例では、第１凹部Ｃ１１の開口部Ｅの大きさを第２凹部Ｃ１２の開口部Ｅよりも大きくして、第１凹部Ｃ１１と第２凹部Ｃ１２の深さを等しくしている。なお、第２凹部Ｃ１２の開口部Ｅの大きさと深さは、前記実施形態と同様である。また、各角度θｄ１，θｄ２，θｕ１，θｕ２の関係および好ましい範囲は、前記実施形態と同様である。これによれば、前記実施形態と比べて第１凹部Ｃ１１の容積を大きくすることができるため、ニップ領域Ａ１１でも、潤滑剤を良好に保持することができる。

図７に示すように、第２変形例では、前記実施形態と同様に第１下流角度θｄ１が第２下流角度θｄ２よりも大きくなっていることに加え、前記実施形態とは異なり、第１下流角度θｄ１が第２上流角度θｕ２と等しく、第２下流角度θｄ２が第１上流角度θｕ１と等しくなっている。そして、第１凹部Ｃ１１の開口部Ｅの形状と第２凹部Ｃ１２の開口部Ｅの形状は、前記実施形態と同様に、同じ形状となっている。そのため、第１凹部Ｃ１１と第２凹部Ｃ１２の深さが等しくなっている。

これによれば、各凹部Ｃ１１，Ｃ１２の容積を等しくすることできるため、第２凹部Ｃ１２に比べて下流角度が大きな第１凹部Ｃ１１でも、第２凹部Ｃ１２と同量の潤滑剤を貯留することができ、ニップ領域Ａ１１での潤滑剤不足を抑制することができる。
なお、第２変形例の場合、第１下流角度θｄ１および第２上流角度θｕ２は、１６５度以上が好ましく、１７０度以上がより好ましい。また、第１上流角度θｕ１および第２下流角度θｄ２は、１６５度未満が好ましく、１６０度以下がより好ましい。

図８に示すように、第３変形例では、複数の第１凹部Ｃ２１および複数の第２凹部Ｃ２２は、それぞれ開口部Ｅの形状が四角形であり、格子状に配置されている。言い換えると、複数の第１凹部Ｃ２１の間に形成される複数の第１尾根部Ｈ１が格子状に配置されるように複数の第１凹部Ｃ２１が配置され、複数の第２凹部Ｃ２２の間に形成された第２尾根部Ｈ２が格子状に配置されるように複数の第２凹部Ｃ２２が配置されている。このように各凹部Ｃ２１，Ｃ２２の開口部Ｅの形状を四角形とした場合であっても、断面形状を、例えば図５（ｂ）に示すような形状にすることで、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

図９（ａ），（ｂ）に示すように、第４変形例では、複数の第１凹部Ｃ３１および複数の第２凹部Ｃ３２は、それぞれ開口部Ｅの形状が円形であり、千鳥状に配置されている。各凹部Ｃ３１，Ｃ３２の内面は、それぞれ球冠形状となっている。ここで、球冠形状とは、球面をそれと交わる平面で切りとった部分の形状である。また、球は、楕円状の球など、どのような球も含む。

摺動シート８７の表面Ｆ１は、複数の第１凹部Ｃ３１の間に形成されて平面を有する第１尾根部Ｈ１と、複数の第２凹部Ｃ３２の間に形成されて平面を有する第２尾根部Ｈ２とを有している。図９（ｂ）に示すように、複数の第１凹部Ｃ３１は、摺動方向の下流側の面に、断面形状が曲線状となる第１下流曲線部ＣＤ１を有し、摺動方向の上流側の面に、断面形状が曲線状となる第１上流曲線部ＣＵ１を有している。複数の第２凹部Ｃ３２は、摺動方向の下流側の面に、断面形状が曲線状となる第２下流曲線部ＣＤ２を有し、摺動方向の上流側の面に、断面形状が曲線状となる第２上流曲線部ＣＵ２を有している。

第１下流曲線部ＣＤ１および第１上流曲線部ＣＵ１は、それぞれ同じ曲率半径で形成されている。また、第２下流曲線部ＣＤ２および第２上流曲線部ＣＵ２も、それぞれ同じ曲率半径で形成されている。そして、第１下流曲線部ＣＤ１および第１上流曲線部ＣＵ１の曲率半径である第１曲率半径Ｒ１は、第２下流曲線部ＣＤ２および第２上流曲線部ＣＵ２の曲率半径である第２曲率半径Ｒ２よりも大きくなっている。また、第１凹部Ｃ３１の深さは、第２凹部Ｃ３２の深さよりも小さくなっている。

第１下流曲線部ＣＤ１の下流端における接線ＴＤ１と当該第１下流曲線部ＣＤ１に繋がる第１尾根部Ｈ１の平面との成す角度である第１下流角度θｄ１は、第２下流曲線部ＣＤ２の下流端における接線ＴＤ２と当該第２下流曲線部ＣＤ２に繋がる第２尾根部Ｈ２の平面との成す角度である第２下流角度θｄ２よりも大きくなっている。

第１下流角度θｄ１は、第１上流曲線部ＣＵ１の上流端における接線ＴＵ１と当該第１上流曲線部ＣＵ１に繋がる第１尾根部Ｈ１の平面との成す角度である第１上流角度θｕ１と等しくなっている。第２下流角度θｄ２は、第２上流曲線部ＣＵ２の上流端における接線ＴＵ２と当該第２上流曲線部ＣＵ２に繋がる第２尾根部Ｈ２の平面との成す角度である第２上流角度θｕ２と等しくなっている。なお、各角度θｄ１，θｄ２，θｕ１，θｕ２の好ましい範囲は、前記実施形態および変形例１と同様である。

この形態でも、第１下流角度θｄ１を第２下流角度θｄ２よりも大きくすることで、第１凹部Ｃ３１が第２凹部Ｃ３２よりも摺動方向に潤滑剤を流出しやすい形状になるので、第１凹部Ｃ３１内に異物が堆積するのを抑えることができる。

図１０に示すように、第５変形例では、球冠形状の第１凹部Ｃ３１および第２凹部Ｃ３２において、第４変形例と同様に第１下流角度θｄ１が第２下流角度θｄ２よりも大きくなっていることに加え、第４変形例とは異なり、第１下流角度θｄ１が第２上流角度θｕ２と等しく、第２下流角度θｄ２が第１上流角度θｕ１と等しくなっている。そして、第１凹部Ｃ３１の開口部Ｅの形状と第２凹部Ｃ３２の開口部Ｅの形状は、同じ形状となり、第１凹部Ｃ３１と第２凹部Ｃ３２の深さも等しくなっている。なお、各角度θｄ１，θｄ２，θｕ１，θｕ２の好ましい範囲は、変形例２と同様である。

これによれば、各凹部Ｃ３１，Ｃ３２の容積を等しくすることできるため、第２凹部Ｃ３２に比べて下流角度が大きな第１凹部Ｃ３１でも、第２凹部Ｃ３２と同量の潤滑剤を貯留することができ、ニップ領域Ａ１１での潤滑剤不足を抑制することができる。

図１１に示すように、第６変形例では、第４変形例と同様の第１凹部Ｃ３１および第２凹部Ｃ３２を、同じ深さで形成している。つまり、第６変形例では、各角度θｄ１，θｕ１，θｄ２，θｕ２および各曲率半径Ｒ１，Ｒ２の関係が第４変形例と同じであるが、深さの関係が第４変形例とは異なっている。なお、各角度θｄ１，θｄ２，θｕ１，θｕ２の好ましい範囲は、前記実施形態と同様である。この形態でも、第１下流角度θｄ１が第２下流角度θｄ２よりも大きいため、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

図１２に示すように、第７変形例では、各曲線部ＣＤ１，ＣＵ１，ＣＤ２，ＣＵ２を同じ曲率半径で形成し、第１凹部Ｃ３１の深さを第２凹部Ｃ３２の深さよりも小さくすることで、第１下流角度θｄ１を第２下流角度θｄ２よりも大きくしている。なお、各角度θｄ１，θｄ２，θｕ１，θｕ２の好ましい範囲は、前記実施形態と同様である。この形態でも、第１下流角度θｄ１が第２下流角度θｄ２よりも大きいため、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

前記実施形態では、ニップ形成部材としてゴムなどの弾性体からなる加圧パッド８５を例示したが、本発明はこれに限定されない。ニップ形成部材は、例えば、加圧時においても弾性変形しない樹脂や金属などの硬質材料からなる板状の部材であってもよい。また、ニップ形成部材は、ホルダ８６と一体に形成されていてもよい。但し、ニップ形成部材として樹脂や金属などの硬質材料を用いた場合、長期間の使用により摺動シート表面の凹部が潰れて摺動抵抗が増加したり、無端ベルトに摺動シートの凹凸パターンが現れて画質が悪化してしまう虞がある。このため、ニップ形成部材としては、加圧パッド８５のように、加圧時に摺動シートの凹凸形状にならって弾性変形するゴムなどの弾性体を用いることが好ましい。

前記実施形態では、ヒータ８２としてハロゲンランプを例示したが、本発明はこれに限定されず、ヒータは、例えば、カーボンヒータなどであってもよい。

前記実施形態では、回転部材としてヒータ８２を内蔵した加熱ローラ８１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ヒータによって内周面が加熱される無端状の加熱ベルトであってもよい。また、ヒータを回転部材の外部に配置し、回転部材の外周面を加熱する外部加熱方式や、ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）方式でもよい。また、無端ベルトの内部にヒータを配置し、無端ベルトの外周面に接触する回転部材を間接的に加熱してもよい。また、回転部材と無端ベルトがそれぞれヒータを内蔵していてもよい。

前記実施形態では、本発明のニップ部を形成するための構成を定着装置８に適用したが、本発明はこれに限定されず、本発明の構成は、定着装置以外の用紙搬送系にも適用することができる。例えば、搬送ローラと、搬送ローラとの間で用紙を搬送する用紙搬送ベルトを備える用紙搬送系において、用紙搬送ベルト内に本発明の構成を設けてもよい。

また、本発明のニップ部を形成するための構成は、前記実施形態のような定着装置８に限らず、様々な定着装置に適用することができる。例えば、定着ローラと、定着ローラとの間で定着ニップを形成する加圧ローラと、定着ローラに所定のニップ圧で接触して定着ローラを加熱する加熱ユニットと、を備え、定着ニップにおいて用紙上にトナー像を定着させる定着装置においては、加熱ユニット内に本発明の構成を設けてもよい。詳しくは、加熱ユニットが、無端ベルトと、定着ローラとの間で無端ベルトを挟む加熱部材とを備える場合には、加熱部材と無端ベルトの間に摺動シートを設けてもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

８ 定着装置
８１ 加熱ローラ
８２ ヒータ
８３ 無端ベルト
８３Ａ 内周面
８５ 加圧パッド
８７ 摺動シート
Ａ１１ ニップ領域
Ａ１２ 外部領域
Ｃ１１ 第１凹部
Ｃ１２ 第２凹部
Ｆ１ 表面

Claims (7)

1. ヒータと、
   前記ヒータによって加熱される回転部材と、
   内周面に潤滑剤が塗布された無端ベルトと、
   前記回転部材との間で前記無端ベルトを挟んでニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記ニップ部において、前記無端ベルトの内周面と前記ニップ形成部材との間で挟まれる摺動シートと、を備え、
   前記摺動シートは、前記無端ベルトの内周面と接触する表面のうち、前記ニップ部に対応するニップ領域に配置される複数の第１凹部と、前記ニップ領域外に配置される複数の第２凹部と、を有し、
   前記第１凹部は、前記第２凹部よりも前記摺動シートに対する前記無端ベルトの摺動方向に前記潤滑剤を流出しやすい形状を有し、
   前記複数の第１凹部は、
   前記摺動方向の下流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第１下流直線部を有するとともに、
   前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第１上流直線部を有し、
   前記複数の第２凹部は、
   前記摺動方向の下流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第２下流直線部を有するとともに、
   前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が直線状となる第２上流直線部を有し、
   前記摺動シートの前記表面は、前記複数の第１凹部の間に形成されて平面を有する第１尾根部と、前記複数の第２凹部の間に形成されて平面を有する第２尾根部と、を有し、
   前記第１下流直線部と当該第１下流直線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１下流角度は、前記第２下流直線部と当該第２下流直線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２下流角度よりも大きく、
   前記第１下流角度は、前記第２上流直線部と当該第２上流直線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２上流角度と等しく、
   前記第２下流角度は、前記第１上流直線部と当該第１上流直線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１上流角度と等しいことを特徴とする定着装置。
2. 前記複数の第１凹部および前記複数の第２凹部は、それぞれ開口部の形状が六角形であり、ハニカム状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記複数の第１凹部および前記複数の第２凹部は、それぞれ開口部の形状が四角形であり、格子状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. ヒータと、
   前記ヒータによって加熱される回転部材と、
   内周面に潤滑剤が塗布された無端ベルトと、
   前記回転部材との間で前記無端ベルトを挟んでニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記ニップ部において、前記無端ベルトの内周面と前記ニップ形成部材との間で挟まれる摺動シートと、を備え、
   前記摺動シートは、前記無端ベルトの内周面と接触する表面のうち、前記ニップ部に対応するニップ領域に配置される複数の第１凹部と、前記ニップ領域外に配置される複数の第２凹部と、を有し、
   前記第１凹部は、前記第２凹部よりも前記摺動シートに対する前記無端ベルトの摺動方向に前記潤滑剤を流出しやすい形状を有し、
   前記複数の第１凹部は、
   前記摺動方向の下流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第１下流曲線部を有するとともに、
   前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第１上流曲線部を有し、
   前記複数の第２凹部は、
   前記摺動方向の下流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第２下流曲線部を有するとともに、
   前記摺動方向の上流側の面に、前記表面に直交し、かつ、前記摺動方向に沿った断面形状が曲線状となる第２上流曲線部を有し、
   前記摺動シートの前記表面は、前記複数の第１凹部の間に形成されて平面を有する第１尾根部と、前記複数の第２凹部の間に形成されて平面を有する第２尾根部と、を有し、
   前記第１下流曲線部の下流端における接線と当該第１下流曲線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１下流角度は、前記第２下流曲線部の下流端における接線と当該第２下流曲線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２下流角度よりも大きく、
   前記第１下流角度は、前記第２上流曲線部の上流端における接線と当該第２上流曲線部に繋がる前記第２尾根部の平面との成す角度である第２上流角度と等しく、
   前記第２下流角度は、前記第１上流曲線部の上流端における接線と当該第１上流曲線部に繋がる前記第１尾根部の平面との成す角度である第１上流角度と等しいことを特徴とする定着装置。
5. ヒータと、
   前記ヒータによって加熱される回転部材と、
   内周面に潤滑剤が塗布された無端ベルトと、
   前記回転部材との間で前記無端ベルトを挟んでニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記ニップ部において、前記無端ベルトの内周面と前記ニップ形成部材との間で挟まれる摺動シートと、を備え、
   前記摺動シートは、前記無端ベルトの内周面と接触する表面のうち、前記ニップ部に対応するニップ領域に配置される複数の第１凹部と、前記ニップ領域外に配置される複数の第２凹部と、を有し、
   前記第１凹部は、前記第２凹部よりも前記摺動シートに対する前記無端ベルトの摺動方向に前記潤滑剤を流出しやすい形状を有し、
   前記第１凹部と前記第２凹部は、深さが等しいことを特徴とする定着装置。
6. 前記摺動シートは、ポリイミドを含有した樹脂製のシートであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記回転部材は、筒状のローラであり、
   前記ヒータは、前記ローラの内側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。

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