JP2005070453A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着装置における記録紙の搬送能力の安定を図ることにより、長期に亘り紙しわや画像ずれ等のない高品質な画像を形成する。
【解決手段】 定着装置において、駆動モータに接続されて回動可能な定着ロール６１と、所定の用紙Ｐに対する静止摩擦係数μ_２が定着ロール６１の用紙Ｐに対する静止摩擦係数μ_１よりも小さい表面を有し、この表面を定着ロール６１に接触しながら従動可能なエンドレスベルト６２とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、さらにこのトナー像を記録紙に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。

かかる画像形成装置に用いられる定着装置においては、図７に示したように、円筒状の芯金１１１の内部に発熱源１１３を備え、その芯金１１１の外周面に離型層１１２が形成された定着ロール１１０と、この定着ロール１１０に対して圧接配置され、芯金１２１の外周面に耐熱性弾性体層１２２、および耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層１２３が形成された加圧ロール１２０とで構成されている。そして、定着ロール１１０と加圧ロール１２０との間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、加熱ロール方式と呼ばれて、一般的に広く利用されている。

ところで、加熱ロール方式の定着装置において高速化を図ろうとする場合には、トナーと記録紙に充分な熱量を供給するために、ニップ幅を定着速度に比例して広くすることが必要となる。ニップ幅を広くする方法として、定着ロールと加圧ロールとの間の荷重を大きくする方法や、弾性体の厚さを厚くする方法、さらにはロール径を大きくする方法がある。
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが発生する等の画像品質上の問題が生じる。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、ロールを室温から定着可能温度まで上昇させるまでの時間（ウォームアップタイム）が長くなるという問題がある。

そこで、これらの問題を解消して、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現するべく、本出願人は、表面が弾性変形する回転可能な加熱ロールと、この加熱ロールに接触したまま走行可能な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た圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、加熱ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを加熱ロールに圧接させ、エンドレスベルトと加熱ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、加熱ロールの表面のうち、シートの出口側を局部的に弾性変形させるように構成した定着装置に関する技術を提案している（例えば、特許文献１参照）。

かかる特許文献１に記載した技術では、従来の加熱ロール方式の定着装置における加圧ロールに代え、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを加熱ロールに圧接させている。このような構成を採用することにより、加熱ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅が従来の加熱ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができるので、高速化対応が可能となり、しかも装置の小型化を図ることも容易である。

特に、加熱ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量が小さく、さらに圧力パッドが非回転状態で配置されているために加熱ロールから伝達される熱も発散され難い。そのため、加熱ロールの回転が開始されても、加熱ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は少なく、熱をトナーの溶融に利用する効率を高めるとともに、ベルトニップでの温度低下量も小さいことから、トナーの定着性の向上を図ることができるという利点を有している。

特許第３２９８３５４号公報(第４-７頁)

ところで、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを加熱ロールに圧接させる方式の定着装置においては、圧力パッドによりエンドレスベルトを加熱ロールに圧接させるに際し、圧力パッドとエンドレスベルトとの間の滑り性を確保するために、両者の間に低摩擦部材を介在させたり、潤滑剤を塗布している。
しかしながら、時間の経過に伴い、圧力パッドとエンドレスベルトとの間に塗布した潤滑剤に成分劣化が生じ、また潤滑剤の塗布量も漸減する傾向にある。さらには、低抵抗部材におけるエンドレスベルトとの摺動面に摩耗が生じて、低抵抗部材とエンドレスベルトとの滑り性の低下が生じる。そのために、圧力パッドとエンドレスベルトとの接触抵抗（摺動抵抗）が増加するという現象が生じる場合がある。このような現象が発生した場合には、エンドレスベルトの動きが加熱ロールに対応し難くなり、それに伴って記録紙の搬送が良好でなくなり、紙しわや画像ずれ等の画像不良を生じさせる可能性がある。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、定着装置における記録紙の搬送能力の安定を図ることにより、長期に亘り紙しわや画像ずれ等の発生を抑えて高品質な画像を形成することにある。

かかる目的のもと、本発明の定着装置は、駆動源に接続されて回動可能な回動部材と、所定の記録材に対する摩擦係数が回動部材のこの記録材に対する摩擦係数よりも小さい表面を有し、この表面を回動部材に接触しながら従動可能な従動部材とを備えたことを特徴としている。

ここで、従動部材の内側に配置され、従動部材を回動部材に圧接させて回動部材と従動部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材をさらに備えることができる。特に、回動部材は表面が弾性変形可能に構成されるとともに、圧力部材は、回動部材の表面のうち、記録材の搬送方向下流側を局部的に弾性変形させることを特徴とすることができる。
また、回動部材は、発熱源を有し、さらにロールで構成することができる。また、従動部材は、発熱源を有し、さらに無端ベルトで構成することができる。

また、本発明の定着装置は、発熱源を有し、表面が弾性変形するとともに、駆動源に接続されて回転可能な定着ロールと、表面を定着ロールに接触しながら従動可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置され、エンドレスベルトを定着ロールに圧接させてエンドレスベルトと定着ロールとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備えており、定着ロールの記録材に対する摩擦係数がエンドレスベルトの記録材に対する摩擦係数よりも大きく構成したことを特徴としている。

ここで、定着ロールは、表面にフッ素樹脂層が形成された構成とすることができる。また、エンドレスベルトは、定着ロール側の表面に無機物質を含有させた耐熱性樹脂層が形成された構成とすることができる。特に、無機物質は、耐熱性樹脂層に重量比で２〜２０％含有されていることを特徴とすることができる。また、耐熱性樹脂層は、フッ素樹脂で形成されたことを特徴とすることもできる。
一方、エンドレスベルトは、定着ロール側の表面に表面粗さがＲａ＝０．１〜２．０μｍの耐熱性樹脂層が形成された構成とすることもできる。

また、本発明の定着装置は、表面が弾性変形するとともに、駆動源に接続されて回転可能な加圧ロールと、発熱源を有するとともに、表面を加圧ロールに接触しながら従動可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置され、エンドレスベルトを加圧ロールに圧接させてエンドレスベルトと加圧ロールとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備えており、加圧ロールの記録材に対する摩擦係数がエンドレスベルトの記録材に対する摩擦係数よりも大きく構成したことを特徴としている。

ここで、エンドレスベルトは、加圧ロール側の表面に無機物質を含有させた耐熱性樹脂層が形成された構成とすることができる。また、エンドレスベルトは、加圧ロール側の表面に表面粗さがＲａ＝０．１〜２．０μｍの耐熱性樹脂層が形成された構成とすることができる。

さらに、本発明の定着装置は、いずれかに駆動源と発熱源とが配設された複数のロールに張架された加熱ベルトと、表面を加熱ベルトに接触しながら従動可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置され、エンドレスベルトを加熱ベルトに圧接させてエンドレスベルトと加熱ベルトとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備えており、加熱ベルトの記録材に対する摩擦係数がエンドレスベルトの記録材に対する摩擦係数よりも大きく構成したことを特徴としている。
ここで、加熱ベルトを張架する複数のロールのうちの一のロールが、エンドレスベルトに対向して配置されたことを特徴とすることができる。特に、この一のロールは、表面が弾性変形する構成とすることができる。

また、本発明を画像形成装置と捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、駆動源に接続されて回動可能な回動部材と、記録材に対する摩擦係数が回動部材の記録材に対する摩擦係数よりも小さい表面を有し、この表面を回動部材に接触しながら従動可能な従動部材とを備えたことを特徴としている。

ここで、定着手段は、従動部材の内側に配置され、従動部材を回動部材に圧接させて回動部材と従動部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材をさらに備えた構成とすることができる。特に、定着手段は、回動部材が表面を弾性変形可能に構成されるとともに、圧力部材が、回動部材の表面のうち、記録材の搬送方向下流側を局部的に弾性変形させることを特徴とすることができる。
また、トナー像形成手段は、カラートナー像を形成することを特徴とすることもできる。

本発明の効果として、定着装置における記録紙の搬送能力の安定を図ることにより、長期に亘り紙しわや画像ずれ等の発生を抑えて高品質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することが可能となった。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態１]
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成されるトナー像形成手段の一例としての複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにて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、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)させる転写手段の一例としての二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段の一例としての定着装置６０を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１が帯電される帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１３(図中露光ビームを符号Ｂｍで示す)、各色成分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可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット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、略直線状に配置されている。

中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０⁶〜１０¹⁴Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０.１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。

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る一次転写ロール１６で構成されている。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で構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７．５〜１０^８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム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ようになっている。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担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とによって構成される。バックアップロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０^７〜１０^１０Ω／□となるように形成され、硬度は例えば７０°(アスカーＣ：高分子計器社製、以下同様。)に設定される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。

一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７．５〜１０^８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、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に圧接配置され、さらに二次転写ロール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が形成され、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の下流側には、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し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、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となる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。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、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。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定の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ように構成されている。

さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２によって二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置(ＩＩＴ)や図示しないパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置(ＩＰＳ)にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳ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、移動編集等の各種画像編集等の所定の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、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力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に照射している。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にて、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とが当接する一次転写部１０にて、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にて中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。

トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、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、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート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、トナー像が担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の位置合わせがなされる。

二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙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。その際に、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)が印加されると、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。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０にて、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

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から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の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では、定着装置６０における最適な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上の未定着トナー像は、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。そして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載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、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の回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。

次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置６０について説明する。図２は本実施の形態の定着装置６０の構成を示す側断面図である。定着装置６０は、回動部材の一例としての定着ロール６１と、従動部材の一例としてのエンドレスベルト６２、およびエンドレスベルト６２を介して定着ロール６１から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド６４により主要部が構成されている。

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を積層して構成されたものである。
定着ロール６１の内部には、発熱源の一例としてのハロゲンヒータ６６が配設されている。一方、定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置の制御部４０は、この温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ６６の出力を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度を維持するように調整している。
エンドレスベルト６２は、圧力パッド６４とベルト走行ガイド６３とによって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されて配置されている。

圧力パッド６４は、エンドレスベルト６２の内側において、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１に押圧される状態で配置され、定着ロール６１との間でニップ部Ｎを形成している。圧力パッド６４は、幅の広いニップ部Ｎを確保するためのプレニップ部材６４ａをニップ部Ｎの入口側に配置し、定着ロール６１に歪みを与えるための剥離ニップ部材６４ｂをニップ部Ｎの出口側に配置している。さらに、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、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と接する面に低抵抗シート６８が設けられている。そして、圧力パッド６４と低抵抗シート６８とは、金属製のホルダ６５に保持されている。

さらに、ホルダ６５には、ベルト走行ガイド６３が取り付けられ、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように構成されている。すなわち、ベルト走行ガイド６３は、エンドレスベルト６２内周面と摺擦するため、摩擦係数の小さな材質で形成されている。また、ベルト走行ガイド６３は、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。

定着ロール６１は、図示しない駆動モータにより矢印Ｃ方向に回転し、この回転によりエンドレスベルト６２も従動回転する。図１に示した二次転写部２０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によって導かれて、ニップ部Ｎに搬送される。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ロール６１から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置６０では、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。

加えて、本実施の形態の定着装置６０では、定着ロール６１の外周面に対し突出させて剥離ニップ部材６４ｂを配置することにより、ニップ部Ｎの出口領域（剥離ニップ部）において定着ロール６１の歪みが局所的に大きくなるように構成することもできる。このように剥離ニップ部材６４ｂを配置すれば、定着後の用紙Ｐは、剥離ニップ部を通過する際に、局所的に大きく形成された歪みを通過することになるので、定着ロール６１に巻き付くことのない用紙Ｐの剥離をより効果的に行うことができる。
特に、定着ロール６１の歪みを局所的に大きくすることによって、小さい歪み量で高い剥離性能を得ることが可能となる。そのため、定着ロール６１の離型層６１３として、薄膜の耐熱性樹脂を用いた場合でも、用紙Ｐにおける紙しわの発生を抑制できる。また、耐熱性弾性体層６１２と離型層６１３との間の剥がれ等も発生し難く、剥離性能の維持と併せて長期に亘る部品性能の信頼性を向上させることができる。

さらに、定着ロール６１の歪み量を小さく形成できるので、定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２を薄肉化することができる。そのため、定着ロール６１の熱容量を小さく構成できるので、ウォームアップタイムを短くするとともに、消費電力の低減を図ることもできる。また、熱伝導率の低い耐熱性弾性体層６１２を薄肉化できるため、定着ロール６１の内面と外面との間の熱抵抗が小さくなって熱応答性の向上を図れるため、画像形成装置の高速化にも適している。
なお、剥離の補助手段として、定着ロール６１のニップ部Ｎの下流側に、剥離部材７０を配設することも可能である。剥離部材７０は、剥離シート７１が定着ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１と近接する状態でホルダ７２によって保持されている。

次に、定着装置６０を構成する各部材について詳細に述べる。まず定着ロール６１では、コア６１１は、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の熱伝導率の高い金属製の円筒体で構成されている。コア６１１の外形および肉厚は、本実施の形態の定着装置６０では、圧力パッド６４の押圧力が小さいため、小径化、薄肉化を図ることができる。
耐熱性弾性体層６１２としては、耐熱性の高い弾性体であればどのような材料を用いることも可能である。特に、ゴム硬度が２５〜４０°（ＪＩＳ−Ａ）程度のゴム、エラストマ等の弾性体を用いるのが好ましく、具体的には、シリコンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。

離型層６１３は、耐熱性の樹脂であればどのような樹脂を用いてもよく、例えばシリコン樹脂、フッ素樹脂等を用いることができるが、離型層６１３のトナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体）等が使用できる。離型層６１３の厚みとしては、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍである。離型層６１３の厚みが５μｍ未満であると、定着ロール６１の歪みに基づき用紙Ｐにしわが生じやすくなり、一方、５０μｍを超えると、離型層６１３が硬くなり、画像に光沢ムラ等の欠陥が生じる可能性が増え、ともに好ましくないからである。

エンドレスベルト６２は、原形が円筒形状に形成された無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール６１側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等のポリマーやＳＵＳ、ニッケル、銅等の金属により形成され、その厚みは、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１２５μｍ、より好ましくは７５〜１００μｍ程度である。ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰで形成され、その厚みは５〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍ程度である。

圧力パッド６４は、上述したように、プレニップ部材６４ａ、剥離ニップ部材６４ｂ、低抵抗シート６８、およびホルダ６５で構成されている。プレニップ部材６４ａは、シリコンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール６１側の面は、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状で形成されている。
剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属で形成されている。剥離ニップ部材６４ｂの形状としては、ニップ部Ｎにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面状に形成される。

低抵抗シート６８は、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を低減するために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質が適している。具体的には、テフロン（商標）を含浸させたガラス繊維シート、フッ素樹脂シート等を用いることができる。なお、低抵抗シート６８は、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと別体に構成しても、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと一体的に構成しても、いずれでもよい。

また、ベルト走行ガイド６３は、上述したように、エンドレスベルト６２の内周面と摺擦するため、摩擦係数が低く、かつ、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質が適しており、ＰＦＡやＰＰＳ等の耐熱性樹脂が用いられる。
ベルト走行ガイド６３には、定着装置６０の長手方向に亘って、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、エンドレスベルト６２内周面に対し、ジメチルシリコンオイル等の潤滑剤を適量供給することで、低抵抗シート６８を介したエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗をさらに低減し、エンドレスベルト６２の円滑な回動を図っている。

さらに、本実施の形態の定着装置６０においては、駆動源である駆動モータ(図示せず)により駆動される定着ロール６１表面の静止摩擦係数が、従動するエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数よりも大きく構成されている点に特徴がある。すなわち、駆動側の定着ロール６１表面と用紙Ｐとの間の静止摩擦係数をμ_１、従動側のエンドレスベルト６２表面と用紙Ｐとの間の静止摩擦係数をμ_２として、μ_１＞μ_２となるように定着ロール６１表面とエンドレスベルト６２表面とを構成している。

上述したように、トナー像が静電転写された用紙Ｐが定着装置６０のニップ部Ｎを通過することにより、トナー像が用紙Ｐに定着されるが、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際の搬送力は、駆動側の定着ロール６１から受けている。すなわち、用紙Ｐは、定着ロール６１の回転に伴い、定着ロール６１から摩擦力を受けることによって搬送されている。

一方、ニップ部Ｎに用紙Ｐが搬送されていない状態では、従動側のエンドレスベルト６２も定着ロール６１の回転に伴って定着ロール６１から摩擦力を受けることによって回動している。しかし、ニップ部Ｎに用紙Ｐが搬送され、用紙Ｐがニップ部Ｎに挟持されている場合には、エンドレスベルト６２は用紙Ｐを介して定着ロール６１から搬送力を受けている。したがって、用紙Ｐ側から捉えると、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、用紙Ｐには定着ロール６１からの搬送力を受けるとともに、エンドレスベルト６２側から搬送方向とは逆方向の力(逆搬送力)が作用することとなる。

ところで、エンドレスベルト６２は、ニップ部Ｎにおいて圧力パッド６４が押圧されているために、圧力パッド６４からは回動方向とは逆の方向の力が摺動抵抗として作用している。そのため、上述したように、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間には低抵抗シート６８を介在させるとともに、潤滑剤塗布部材６７からエンドレスベルト６２の内周面に潤滑剤を塗布して、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗を極力低減するように構成している。
したがって、通常状態では、エンドレスベルト６２が圧力パッド６４から受ける摺動抵抗は極めて小さく、円滑に回動可能であることから、エンドレスベルト６２は用紙Ｐと等速で回動することが可能である。この場合には、用紙Ｐが受ける逆搬送力は、エンドレスベルト６２を介した圧力パッド６４からの摺動抵抗であるから無視できる程度に小さい。そのため、用紙Ｐは定着ロール６１と等速に安定して搬送される。

ところが、定着装置６０を長期に亘り使用すると、潤滑剤塗布部材６７から供給されるシリコンオイル等の潤滑剤に成分劣化が生じる。特に、定着装置６０では、高温状態で潤滑剤が使用されるために、成分劣化が促進され易い。また、潤滑剤塗布部材６７に貯蔵された潤滑剤も使用とともに減少して、塗布される潤滑剤の量も少なくなる傾向にある。さらには、低抵抗シート６８においても、エンドレスベルト６２との摺動面に摩耗が生じて、低抵抗シート６８とエンドレスベルト６２との滑り性も低下する。そのため、画像形成装置の動作時間が経過するに伴い、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗に、増加傾向が現われてくる。

エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗が増加すると、用紙Ｐがニップ部Ｎを搬送される際に、用紙Ｐがエンドレスベルト６２を介して圧力パッド６４から受ける逆搬送力が無視できない程度に大きくなる。さらに、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗が過大になると、用紙Ｐの搬送が定着ロール６１の回動に追随できず、用紙Ｐと定着ロール６１との間でスリップが発生する。そのため、用紙Ｐの円滑な搬送が妨げられ、画像ずれや用紙Ｐにおける紙しわの原因となる。

特に、ニップ部Ｎにおいては、定着ロール６１の外径を中央部から両端部にかけて大きく形成した、所謂クラウン形状としたり、圧力パッド６４と定着ロール６１との間の押圧力が中央部から両端部にかけて大きくなるように設定している。このように設定することによって、常に用紙Ｐには中央部から両端部に向かって幅方向に力が作用するようにして、用紙Ｐに紙しわが生じるのを防止している。このような用紙Ｐの幅方向に作用する微妙な力のバランスが、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗が増加するために、用紙Ｐが定着ロール６１の搬送に追随できなくなって崩れ、用紙Ｐに紙しわを生じさせたり、さらには画像ずれを生じさせることとなる。

そこで、本実施の形態の定着装置６０では、駆動側の定着ロール６１表面の静止摩擦係数μ_１を、従動側のエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数μ_２よりも大きく構成することによって、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗が増加しても、用紙Ｐが定着ロール６１と等速に安定して搬送されることを可能として、画像ずれや用紙Ｐへの紙しわの発生を抑制している。

図３は、定着ロール６１とエンドレスベルト６２とによって挟持された用紙Ｐに作用する力を説明する図である。定着ロール６１とエンドレスベルト６２との間の押圧力をＦとすると、定着ロール６１から用紙Ｐへの搬送力はμ_１・Ｆ、エンドレスベルト６２から用紙Ｐが受ける逆搬送力はμ_２・Ｆで表される。したがって、用紙Ｐが受ける搬送力μ_１・Ｆ−μ_２・Ｆが充分に大きくなるように構成すれば、用紙Ｐが定着ロール６１から受ける搬送力がエンドレスベルト６２から受ける逆搬送力に勝り、定着ロール６１と用紙Ｐとのスリップの発生を抑えて、用紙Ｐを安定して搬送することが可能となる。

したがって、用紙Ｐを安定して搬送させるためには、μ_１＞μ_２と構成することによって、用紙Ｐが受ける搬送力が常にμ_１・Ｆ−μ_２・Ｆ＞０となるように設定すればよい。すなわち、定着ロール６１と用紙Ｐとの間の最大静止摩擦力が、エンドレスベルト６２と用紙Ｐとの間の最大静止摩擦力より大きくなるように構成すれば、用紙Ｐは定着ロール６１に追随して搬送される。そして、用紙Ｐが定着ロール６１に追随して搬送されれば、エンドレスベルト６２表面と用紙Ｐとの間の静止摩擦係数μ_２は動摩擦係数μ^' _２に変化するので、さらに小さな値（μ_２＞μ^' _２）となり、円滑な搬送が可能となる。
このようにμ_１＞μ_２と構成することにより、用紙Ｐはエンドレスベルト６２表面を滑りながら移動することが可能となるので、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗の大きさの如何に拘わらず、用紙Ｐがエンドレスベルト６２から受ける逆搬送力を小さく抑えることができる。その結果、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗が増加しても、用紙Ｐを安定して搬送することができる。

ここで、エンドレスベルト６２に作用する力は、図３に示したように、用紙Ｐから受ける搬送力μ_２・Ｆと、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の静止摩擦係数をμ^＊として、圧力パッド６４から受ける逆搬送力μ^＊・Ｆとになる。したがって、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗が増加して、μ^＊が大きくなった状態では、μ_２・Ｆ≒μ^＊・Ｆであるか、またはμ_２・Ｆ≦μ^＊・Ｆであることが想定されるため、エンドレスベルト６２は安定して回動することができない状態となる。しかし、その場合においても、μ_１＞μ_２と構成した場合には、上述したように、用紙Ｐはエンドレスベルト６２に対して滑りながら搬送されるので、用紙Ｐは定着ロール６１と等速に安定して搬送することが可能である。

なお、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗が充分に小さい通常状態においては、μ_１＞μ_２と構成したとしても、エンドレスベルト６２が圧力パッド６４から受ける逆搬送力μ^＊・Ｆは極めて小さく（μ^＊が極めて小さい）、μ_２・Ｆ＞μ^＊・Ｆであるため、用紙Ｐとエンドレスベルト６２とは等速で回動可能である。そのため、用紙Ｐとエンドレスベルト６２とは一体的に搬送されるため、用紙Ｐの搬送に対する逆搬送力はエンドレスベルト６２を介した圧力パッド６４との摺動抵抗μ^＊・Ｆとなるが、上述したようにこれは無視できる程度である。そのため、用紙Ｐの搬送には何らの影響も及ばず、用紙Ｐの安定した搬送が可能である。

次に、駆動側の定着ロール６１表面の静止摩擦係数μ_１を、従動側のエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数μ_２よりも大きく設定するための具体的な構成について述べる。上述したように、定着ロール６１の表面層を形成する離型層６１３は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂が用いられる。

一方、エンドレスベルト６２の表面層を形成する離型層としては、やはりＰＦＡ等のフッ素樹脂で形成されが、エンドレスベルト６２の離型層においては、フッ素樹脂に対して重量比で２〜２０％の無機物質を添加することによって表面静止摩擦係数を低下させている。このように、フッ素樹脂に所定量の無機物質を添加することで、フッ素樹脂に角がない滑らかな細かい凸部が無数形成されて、エンドレスベルト６２の離型層の接触面積を小さくして、表面静止摩擦係数を低下させることができる。
ここで、無機物質としては、金属酸化物、ケイ酸塩、カーボンブラック、窒化化合物等を用いることができ、具体的には、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化銅、酸化鉄、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、ゼオライト、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン、マイカ等が挙げられる。

また、エンドレスベルト６２の離型層を、角のない滑らかな粗面に形成することによって、表面静止摩擦係数を低下させることも可能である。その場合の表面粗さは、Ｒａ＝０．１〜２．０μｍが適している。このようにエンドレスベルト６２の離型層を粗面処理することによっても、エンドレスベルト６２の離型層の接触面積を小さくして、表面静止摩擦係数を低下させることができる。ただし、Ｒａ＝０．１μｍ未満では、接触面積を小さくする効果が少なく、Ｒａ＝２．０μｍを超えると、平滑な凸部の形成が困難で表面静止摩擦係数を低下させる効果が小さい。
なお、エンドレスベルト６２の離型層に、無機物質の添加と粗面処理の両方を施すことも可能である。

このように、エンドレスベルト６２の離型層に、無機物質の添加や粗面処理を行った場合における、定着ロール６１表面の静止摩擦係数μ_１とエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数μ_２とを比較した結果を図４に示す。ここでは、（株）レスカ社製のフリクションプレーヤを用いて測定し、用紙Ｐとして富士ゼロックス（株）社製のＪ紙（坪量８０ｇ／ｍ^２）を用いた。図４に示すように、エンドレスベルト６２の離型層に無機物質の添加や粗面処理を行うことによって、定着ロール６１の表面層を形成する離型層６１３の静止摩擦係数μ_１に対して、エンドレスベルト６２の表面層を形成する離型層の静止摩擦係数μ_２を１桁小さく構成することが可能となる。

なお、上記の説明では、定着ロール６１表面の静止摩擦係数μ_１とエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数μ_２とを用いて説明したが、静止摩擦係数と同様に動摩擦係数についても上記の関係は成り立つ。したがって、静止摩擦係数と動摩擦係数とを含めた摩擦係数μ_１と摩擦係数μ_２との関係としても同様の関係が成立する（以下、同様である）。

以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置６０において、駆動側である定着ロール６１表面の摩擦係数μ_１を従動側であるエンドレスベルト６２表面の摩擦係数μ_２よりも大きく構成することによって、ニップ部Ｎでの用紙Ｐの搬送を安定して行うことができる。その結果、用紙Ｐに紙しわが発生したり、画像ずれが生じるのを抑制することが可能となる。

[実施の形態２]
実施の形態１では、加熱手段として定着ロールを用い、加圧手段として圧力パッドが押圧されたエンドレスベルトを用いた定着装置が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態２では、図１に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱体と圧力パッドとが押圧されたエンドレスベルトを用い、加圧手段として加圧ロールを用いた定着装置について説明する。尚、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。

図５は、本実施の形態における定着装置８０の構成を示す側断面図である。図５に示すように、本実施の形態の定着装置８０では、従動部材の一例としてのエンドレスベルト６２が用紙Ｐのトナー像担持面側に配置されている。エンドレスベルト６２の内側に配置された圧力部材の一例としての圧力パッド６４には、プレニップ部材６４ａの背後に発熱源の一例としての発熱体８２が配設され、発熱体８２からプレニップ部材６４ａを介してニップ部Ｎに熱を供給するように構成している。
また、ニップ部Ｎにはプレニップ部材６４ａのみが配設されている。そしてプレニップ部材６４ａは、ニップ部Ｎの出口領域（剥離ニップ部）に向かうほど厚みが大きく構成され、剥離ニップ部ほど大きなニップ圧を形成するとともに、剥離ニップ部におけるエンドレスベルト６２の曲率半径が小さくなるように構成されている。これによって、定着後の用紙Ｐは、剥離ニップ部を通過する際に、エンドレスベルト６２の小さな曲率半径によってエンドレスベルト６２に巻き付くことなく剥離することが可能である。
さらに、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との間には低摩擦シート６８が配設されている。この低摩擦シート６８は、プレニップ部材６４ａと別体に構成しても、プレニップ部材６４ａと一体的に構成しても、いずれでもよい。
一方、回動部材の一例としての加圧ロール８１はエンドレスベルト６２に対向するように配置され、図示しない駆動モータにより矢印Ｄ方向に回転し、この回転によりエンドレスベルト６２が従動回転するように構成されている。

本実施の形態の定着装置８０では、用紙Ｐ上のトナー像に対し、プレニップ部材６４ａを介して発熱体８２からの熱を供給する構成であるため、プレニップ部材６４ａは、発熱体８２からニップ部Ｎへの熱の伝導効率を高めるため、シリコンゴムやフッ素ゴム等の弾性体に金属フィラー等の熱伝導率の高い粒子を混入させて構成されている。なお、プレニップ部材６４ａ自体をセラミックヒータ等の発熱体８２で構成し、発熱体８２とプレニップ部材６４ａとを兼ねた構成とすることもできる。
また、加圧ロール８１は、コア (円筒状芯金)８１１と、コア８１１の外周面に被覆した耐熱性弾性体層８１２と、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層８１３とが積層されて構成され、コア８１１の内部には、補助加熱のためのハロゲンヒータ８６が配設されている。
なお、剥離の補助手段として、エンドレスベルト６２のニップ部Ｎの下流側に、剥離部材７０を配設することも可能である。剥離部材７０は、剥離シート７１がエンドレスベルト６２の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）にエンドレスベルト６２と近接する状態でホルダ７２によって保持されている。

そして、図１に示した画像形成装置の二次転写部２０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によって定着装置８０のニップ部Ｎに導かれる。用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、用紙Ｐ上のトナー像は、ニップ部Ｎに作用する圧力と、エンドレスベルト６２側の発熱体８２から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置８０でも、実施の形態１と同様に、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。特に、剥離ニップ部では大きなニップ圧が形成されているため、定着性を高めることができる。
なお、本実施の形態の定着装置８０では、発熱体８２はエンドレスベルト６２の内側に配設したが、エンドレスベルト６２の外部に配置して、外部からエンドレスベルト６２を加熱することによって、ニップ部Ｎに熱を供給する構成も可能である。

ここで、本実施の形態の定着装置８０においては、駆動源である駆動モータ(図示せず)により駆動される加圧ロール８１表面の静止摩擦係数が、従動するエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数よりも大きく構成されている点に特徴がある。すなわち、駆動側の加圧ロール８１表面と用紙Ｐとの間の静止摩擦係数をμ_１、従動側のエンドレスベルト６２表面と用紙Ｐとの間の静止摩擦係数をμ_２として、μ_１＞μ_２となるように加圧ロール８１表面とエンドレスベルト６２表面とを構成している。

このように、駆動側である加圧ロール８１表面の静止摩擦係数μ_１を従動側であるエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数μ_２よりも大きく構成することによって、実施の形態１と同様の理由により、ニップ部Ｎでの用紙Ｐの搬送を安定して行うことができる。その結果、用紙Ｐに紙しわが発生したり、画像ずれが生じるのを抑制することが可能となる。

[実施の形態３]
実施の形態１では、加熱手段として定着ロールを用い、加圧手段として圧力パッドが押圧されたエンドレスベルトを用いた定着装置が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態３では、図１に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として一対のロールに張架された加熱ベルトを用い、加圧手段として圧力パッドが押圧されたエンドレスベルトを用いた定着装置について説明する。尚、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。

図６は、本実施の形態における定着装置９０の構成を示す側断面図である。図６に示すように、本実施の形態の定着装置９０では、駆動源である駆動モータ(図示せず)により駆動される駆動ロール９１と内部に発熱源の一例としてのハロゲンヒータ９６が配設された加熱ロール９２とにより張架された、回動部材の一例としての加熱ベルト９３が用紙Ｐのトナー像担持面側に配置されている。
一方、従動部材の一例としてのエンドレスベルト６２は駆動ロール９１に対向するように配置されている。そして、エンドレスベルト６２は圧力パッド６４によってベルト内周面側から所定の範囲を駆動ロール９１に向けて押圧されるように構成されている。

加熱ベルト９３は、ポリイミドあるいはポリアミド等の耐熱性の高い樹脂で形成されており、その厚みは例えば０.３ｍｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、加熱ベルト９３は駆動ロール９１によって矢印Ｅの方向に回動する。
また、駆動ロール９１は、コア (円筒状芯金)９１１と、コア９１１の外周面に被覆した耐熱性弾性体層９１２とで構成されている。駆動ロール９１は、ニップ部Ｎにおいて加熱ベルト９３を介してエンドレスベルト６２に圧接されている。

加熱ベルト９３を張架するもう一方の加熱ロール９２は、コア (円筒状芯金)９５で構成され、内部にはハロゲンヒータ９６が配設されている。そして、駆動ロール９１の回転によって回動する加熱ベルト９３に対し、ハロゲンヒータ９６からの熱を供給する。
加熱ベルト９３の温度は、ニップ部Ｎの入口近傍であって加熱ベルト９３の表面に接触させて配置された温度センサ９４の計測値に基づき、画像形成装置の制御部４０(図１参照)が加熱ロール９２のハロゲンヒータ９６の出力を制御して、所定の設定温度に調整している。

加熱ロール９２によって加熱された加熱ベルト９３は、駆動ロール９１とエンドレスベルト６２とで形成されるニップ部Ｎに移動する。一方、図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐが、定着入口ガイド５６によって定着装置９０のニップ部Ｎに導かれる。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、用紙Ｐ上のトナー像は、ニップ部Ｎに作用する圧力と、加熱ベルト９３から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置９０でも、実施の形態１と同様に、ほぼ駆動ロール９１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
なお、本実施の形態の定着装置９０では、加熱ロール９２の内部に発熱源としてのハロゲンヒータ９６を配設したが、加熱ベルト９３の外部に発熱源を配置して、外部から加熱ベルト９３を加熱する構成も可能である。

ここで、本実施の形態の定着装置９０においては、駆動源である駆動モータ(図示せず)により駆動される駆動ロール９１によって回動される加熱ベルト９３表面の静止摩擦係数が、従動するエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数よりも大きく構成されている点に特徴がある。すなわち、駆動側の加熱ベルト９３表面と用紙Ｐとの間の静止摩擦係数をμ_１、従動側のエンドレスベルト６２表面と用紙Ｐとの間の静止摩擦係数をμ_２として、μ_１＞μ_２となるように加熱ベルト９３表面とエンドレスベルト６２表面とを構成している。

このように、駆動側である加熱ベルト９３表面の静止摩擦係数μ_１を従動側であるエンドレスベルト６２表面の静止摩擦係数μ_２よりも大きく構成することによって、実施の形態１と同様の理由により、ニップ部Ｎでの用紙Ｐの搬送を安定して行うことができる。その結果、用紙Ｐに紙しわが発生したり、画像ずれが生じるのを抑制することが可能となる。

本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。

本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。 実施の形態１に係る定着装置の構成を示す側断面図である。 定着ロールとエンドレスベルトとによって挟持された用紙に作用する力を説明する図である。 定着ロール表面の静止摩擦係数μ_１とエンドレスベルト表面の静止摩擦係数μ_２とを比較した図である。 実施の形態２に係る定着装置の構成を示す側断面図である。 実施の形態３に係る定着装置の構成を示す側断面図である。 従来の定着装置の構成を示す側断面図である。

符号の説明

１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０,８０,９０…定着装置、６１…定着ロール、６２…エンドレスベルト、６３…ベルト走行ガイド、６４…圧力パッド、６４ａ…プレニップ部材、６４ｂ…剥離ニップ部材、６５…ホルダ、６６,８６,９６…ハロゲンヒータ、６７…潤滑剤塗布部材、６８…低抵抗シート、６９…温度センサ、７０…剥離部材、８１…加圧ロール、９１…駆動ロール、９２…加熱ロール、９３…加熱ベルト

Claims (21)

1. 駆動源に接続されて回動可能な回動部材と、
   所定の記録材に対する摩擦係数が前記回動部材の当該記録材に対する摩擦係数よりも小さい表面を有し、当該表面を前記回動部材に接触しながら従動可能な従動部材と
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記従動部材の内側に配置され、前記従動部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該従動部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。
3. 前記回動部材は表面が弾性変形可能に構成されるとともに、前記圧力部材は、当該回動部材の表面のうち、前記記録材の搬送方向下流側を局部的に弾性変形させることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記回動部材は、発熱源を有し、さらにロールで構成されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
5. 前記従動部材は、発熱源を有し、さらに無端ベルトで構成されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
6. 発熱源を有し、表面が弾性変形するとともに、駆動源に接続されて回転可能な定着ロールと、
   表面を前記定着ロールに接触しながら従動可能なエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトの内側に配置され、前記エンドレスベルトを前記定着ロールに圧接させて当該エンドレスベルトと当該定着ロールとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、
   前記定着ロールの前記記録材に対する摩擦係数が前記エンドレスベルトの当該記録材に対する摩擦係数よりも大きいことを特徴とする定着装置。
7. 前記定着ロールは、表面にフッ素樹脂層が形成されたことを特徴とする請求項６記載の定着装置。
8. 前記エンドレスベルトは、前記定着ロール側の表面に無機物質を含有させた耐熱性樹脂層が形成されたことを特徴とする請求項６記載の定着装置。
9. 前記無機物質は、前記耐熱性樹脂層に重量比で２〜２０％含有されていることを特徴とする請求項８記載の定着装置。
10. 前記耐熱性樹脂層は、フッ素樹脂で形成されたことを特徴とする請求項８記載の定着装置。
11. 前記エンドレスベルトは、前記定着ロール側の表面に表面粗さがＲａ＝０．１〜２．０μｍの耐熱性樹脂層が形成されたことを特徴とする請求項６記載の定着装置。
12. 表面が弾性変形するとともに、駆動源に接続されて回転可能な加圧ロールと、
    発熱源を有するとともに、表面を前記加圧ロールに接触しながら従動可能なエンドレスベルトと、
    前記エンドレスベルトの内側に配置され、前記エンドレスベルトを前記加圧ロールに圧接させて当該エンドレスベルトと当該加圧ロールとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、
    前記加圧ロールの前記記録材に対する摩擦係数が前記エンドレスベルトの当該記録材に対する摩擦係数よりも大きいことを特徴とする定着装置。
13. 前記エンドレスベルトは、前記加圧ロール側の表面に無機物質を含有させた耐熱性樹脂層が形成されたことを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
14. 前記エンドレスベルトは、前記加圧ロール側の表面に表面粗さがＲａ＝０．１〜２．０μｍの耐熱性樹脂層が形成されたことを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
15. いずれかに駆動源と発熱源とが配設された複数のロールに張架された加熱ベルトと、
    表面を前記加熱ベルトに接触しながら従動可能なエンドレスベルトと、
    前記エンドレスベルトの内側に配置され、前記エンドレスベルトを前記加熱ベルトに圧接させて当該エンドレスベルトと当該加熱ベルトとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、
    前記加熱ベルトの前記記録材に対する摩擦係数が前記エンドレスベルトの当該記録材に対する摩擦係数よりも大きいことを特徴とする定着装置。
16. 前記加熱ベルトを張架する前記複数のロールのうちの一のロールが、前記エンドレスベルトに対向して配置されたことを特徴とする請求項１５記載の定着装置。
17. 前記一のロールは、表面が弾性変形することを特徴とする請求項１６記載の定着装置。
18. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
    前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
    前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
    前記定着手段は、
    駆動源に接続されて回動可能な回動部材と、
    前記記録材に対する摩擦係数が前記回動部材の当該記録材に対する摩擦係数よりも小さい表面を有し、当該表面を前記回動部材に接触しながら従動可能な従動部材と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
19. 前記定着手段は、前記従動部材の内側に配置され、当該従動部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該従動部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１８記載の画像形成装置。
20. 前記定着手段は、前記回動部材が表面を弾性変形可能に構成されるとともに、前記圧力部材が、当該回動部材の表面のうち、前記記録材の搬送方向下流側を局部的に弾性変形させることを特徴とする請求項１９記載の画像形成装置。
21. 前記トナー像形成手段は、カラートナー像を形成することを特徴とする請求項１８記載の画像形成装置。

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