JP4341338B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

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の内部に加熱源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、画像形成装置のジョブ毎に連続して通紙される記録紙枚数が増減することによるニップ部での温度変化や、記録紙の厚さによる通紙速度の変化、さらには時間の経過等に起因して、圧力パッドとエンドレスベルトとの間に塗布する潤滑剤の塗布量が不安定となる。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、回動可能な回動部材と、この回動部材に接触しながら移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回動部材に圧接させて回動部材とエンドレス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、さらにこれらに加えて、エンドレスベルトの内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、この潤滑剤塗布部材によってエンドレスベルトの内周面に塗布された潤滑剤の塗布量を制御する塗布量制御部材とを備えたことを特徴としている。

ここで、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、塗布量制御部材は、ニップ部のエンドレスベルトの移動方向上流側近傍に配置することができる。さらに、塗布量制御部材は、潤滑剤塗布部材のエンドレスベルトの移動方向下流側に配置することができる。
また、塗布量制御部材は、潤滑剤塗布部材よりも潤滑剤吸収能力を低く構成するのが好ましい。
さらに、エンドレスベルトと圧力部材との間に、エンドレスベルトと圧力部材との間の摺動抵抗を低減する摺動部材をさらに備えたことを特徴とすることもできる。特に、摺動部材は、潤滑剤を浸潤しない構成が好ましい。

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回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触しながら移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、さらに加えて、エンドレスベルトの内周面に当接して配置された第１の多孔質部材と、第１の多孔質部材のエンドレスベルトの移動方向下流側であってニップ部の上流側近傍に、エンドレスベルトの内周面と当接して配置された第２の多孔質部材とを備えたことを特徴としている。

ここで、第１の多孔質部材は、潤滑剤が含浸されていることを特徴とすることもできる。また、第２の多孔質部材は、第１の多孔質部材よりも潤滑剤吸収能力を低く構成するのが好ましい。

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、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、さらに加えて、エンドレスベルトの内周面に当接して配置された第１の多孔質部材と、第１の多孔質部材のエンドレスベルトの移動方向下流側であってニップ部の上流側近傍に、エンドレスベルトの内周面と当接して配置された第２の多孔質部材とを備えたことを特徴としている。
ここで、エンドレスベルトは、発熱源として抵抗発熱体または電磁誘導発熱体を用いることができる。発熱源は、ベルトを加熱できるもので有れば、方法、構成は任意である。具体的には、発熱源は、エンドレスベルトに具備された抵抗発熱層であってもよいし、エンドレスベルトとは、別に、例えば、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が抵抗発熱体で構成されたものでもよい。

さらに、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、回動可能な回動部材と、回動部材に接触しながら移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回動部材に圧接させて回動部材とエンドレス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、さらに加えて、エンドレスベルトの内周面に当接して配置された第１の多孔質部材と、第１の多孔質部材のエンドレスベルトの移動方向下流側であってニップ部の上流側近傍に、エンドレスベルトの内周面と当接して配置された第２の多孔質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、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、エンドレスベルト６２、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、発熱源としてのハロゲンランプ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ランプ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度（例えば、１７０℃）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、静止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。

さらには、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５〜３０μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍ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、３０μｍ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１０〜３０μｍ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、摺動部材の一例としての低抵抗シート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、シンタード成型したＰＴＦＥ樹脂シート、テフロン（商標名）を含浸させたガラス繊維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、エンドレスベルト６２の内側であって、圧力パッド６４の配置位置よりもエンドレスベルト６２の移動方向上流側の近傍に、潤滑剤塗布部材６７によって塗布された潤滑剤を一次的に保持するとともに、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動部に対し、常に一定量の潤滑剤を幅方向に亘って均一に供給する塗布量制御部材の一例としての潤滑剤制御部材８０が配設されている点に特徴がある。

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、画像形成装置のジョブ毎に通紙枚数が異なることからニップ部Ｎにおいて温度変化が生じたり、通紙される用紙Ｐの厚さに応じて通紙速度を変化させる構成ではニップ部Ｎにおけるエンドレスベルト６２の移動速度も変化するために、圧力パッド６４とエンドレスベルト６２との間の潤滑剤の塗布量が不安定に変化することがある。また、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も生じる。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。そのため、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間では、両者の摺動抵抗が変動して、摺動抵抗の高くなった状態が発生する場合がある。

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に作用する逆搬送力が大きくなり、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、剥離ニップ部材６４ｂ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、エンドレスベルト６２の内側であって、圧力パッド６４の配置位置よりもエンドレスベルト６２の移動方向上流側の近傍に、潤滑剤制御部材８０を配設している。そして、潤滑剤制御部材８０によって、潤滑剤塗布部材６７から塗布された潤滑剤を一次的に保持しながら、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動部に対し、常に一定量の潤滑剤を均一に供給するように構成することで、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増加を抑制している。これによって、用紙Ｐを定着ロール６１と等速に安定して搬送することが可能となり、画像ずれや用紙Ｐへの紙しわの発生が抑えられる。

ここで、潤滑剤制御部材８０の作用について、詳細に述べる。まず、上述したように、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常時供給している。ここで、潤滑剤としては、ジメチルシリコンオイル等の液体状のものの他、固形物質と液体とを混合させたグリース等を用いることもでき、またこれらを組み合わせて用いることもできる。
潤滑剤塗布部材６７によって塗布された潤滑剤は、エンドレスベルト６２の移動に伴ってエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動部へと運ばれる。その際、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動部の上流側近傍において、エンドレスベルト６２内周面に対して、所定の押圧力で幅方向に亘って均一に当接して配設された潤滑剤制御部材８０が、潤滑剤を一旦保持する。

潤滑剤制御部材８０によって保持された潤滑剤は、潤滑剤制御部材８０から改めて一定量ずつエンドレスベルト６２内周面に供給される。すなわち、潤滑剤制御部材８０では、潤滑剤塗布部材６７によって塗布される潤滑剤の塗布量が不足している場合には補充し、供給過多の場合には潤滑剤の余分な分を取り除いて一時的に保持することで、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動部に供給する潤滑剤の塗布量を制御している。そのため、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動部には常に一定量の潤滑剤を均一に供給することが可能となる。特に、潤滑剤制御部材８０は、エンドレスベルト６２の移動方向上流側の近傍に配置しているため、均一に塗布された潤滑剤が乱されることなく、そのまま摺動部に供給することができる。

このように、潤滑剤制御部材８０によって、画像形成装置のジョブ毎の通紙枚数の異なりや、通紙速度の変化等に拘わらず、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間に常に一定量の潤滑剤を均一に供給することができるので、両者の間の摺動抵抗の変動を抑え、摺動抵抗を常にほぼ一定に保つことができる。そのため、エンドレスベルト６２は円滑に回動でき、エンドレスベルト６２と用紙Ｐとは等速で回動することが可能である。その結果、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でき、紙しわの発生や画像ずれを抑制することができる。

また、エンドレスベルト６２の内側であって、圧力パッド６４の配置位置よりもエンドレスベルト６２の移動方向上流側の近傍に、潤滑剤制御部材８０を配設することで、エンドレスベルト６２とベルト走行ガイド６３等との摺動により生じた摩耗粉等がエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動部に入り込むのを抑制するので、両者の間への異物の混入による摺動抵抗の増加を抑えることも可能となる。

ところで、潤滑剤塗布部材６７および潤滑剤制御部材８０は、潤滑剤を保持できるように多孔質の材料で形成されている。多孔質の材料とは、多数の孔を有する物質や細い繊維を絡めせた構造の物質等、孔部を有してそこに潤滑剤を保持できる材料をいい、具体的には、スポンジや発泡体樹脂、フェルト、織物、延伸により多孔質化したフィルム等が含まれる。

特に、本実施の形態の定着装置６０では、潤滑剤制御部材（第２の多孔質部材）８０における潤滑剤吸収能力が潤滑剤塗布部材（第１の多孔質部材）６７における潤滑剤吸収能力よりも低くなるように構成している。さらに、潤滑剤塗布部材６７は、熱源であるニップ部Ｎから最も離れたベルト走行ガイド６３の中に配設している。
このように、潤滑剤の貯蔵部を兼ねる潤滑剤塗布部材６７をニップ部Ｎから離れた位置に配置することで、潤滑剤塗布部材６７に保持された潤滑剤に熱が加わることを抑えるとともに、潤滑剤制御部材８０における潤滑剤吸収能力が低く設定されているので、ニップ部Ｎの近傍に配設されて熱を受けやすい潤滑剤制御部材８０に保持される潤滑剤の量を少なくできることから、ニップ部Ｎからの熱による劣化を受ける潤滑剤の量は極力少なくなり、全体として潤滑剤に対する熱劣化を抑制することができる。

なお、潤滑剤の吸収能力は、部材内に潤滑剤を充分に充填した後、自由空間に吊り下げ、一定時間後に重量を測って充填されている潤滑剤の重量を求めることで、測定することができる。
また、潤滑剤塗布部材６７は、長期に亘って潤滑剤を供給するため、エンドレスベルト６２の内周面に接触するように複数配設することもできる。この場合においても、潤滑剤塗布部材６７は、ニップ部Ｎから離れて配置するのが好ましい。

一方、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との間に配設される低抵抗シート６８は、表面に孔部がなく浸潤性のない材質で形成されていることが望ましい。浸潤性のない材料で有れば、その表面に凹凸形状を形成してもよい。低抵抗シート６８を多孔質材料等の浸潤性を有する材質で形成すると、特に高圧の下で孔部に潤滑剤が入り込んだり、さらには裏面まで浸み込む等して、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動部において、潤滑剤の均一な層を形成することができないという不都合がある。そこで、低抵抗シート６８を表面に孔部がなく浸潤性のない材質で形成することで、潤滑剤を低抵抗シート６８表面上にのみ保持して、低抵抗シート６８の表面に均一な層を形成することが可能となる。このため、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４とを円滑に摺動することが容易となる。

次に、潤滑剤制御部材８０を設けた本実施の形態の定着装置６０において、用紙Ｐにおける紙しわの発生に関する実験を行った。この実験では、潤滑剤制御部材８０として、ＦＥＰ（四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体）樹脂シートの基板上に、エンドレスベルト６２側の表面に、太さ４００デニールの延伸したＰＴＦＥ樹脂繊維をあや織りした織物を熱圧着させたものを用いた。また、潤滑剤塗布部材６７として、厚さ４ｍｍ、幅７ｍｍ、長さ３１０ｍｍのフェルトであって、予め動粘度３００ｍｍ^２／ｓのジメチルシリコンオイルを３ｃｃだけ含浸させたものを用いている。

なお、定着ロール６１には、アルミニウム製のコア６１１に、０．６ｍｍ厚のシリコンゴムの耐熱性弾性体層６１２と、０．０３ｍｍ厚のＰＦＡ樹脂の離型層６１３を被覆した外径２６ｍｍのものを用い、定着ロール６１の表面温度は１７０℃に設定した。また、エンドレスベルト６２には、外径３０ｍｍ、厚さ０．０７５ｍｍのポリイミド樹脂に０．０１ｍｍのＰＦＡ樹脂を被覆したものを用いた。さらに、圧力パッド６４は、シリコンゴムからなるプレニップ部材６４ａと、アルミニウムからなる剥離ニップ部材６４ｂと、エンドレスベルト６２側の摺動面側をシンタード成型したＰＴＦＥ樹脂で被覆した低抵抗シート６８とで構成されたものを用いた。

そして、定着装置６０においてプロセススピード１９４ｍｍ／ｓで２０時間の非通紙動作を実施し、擬似的に経時劣化を起こさせた。この定着装置６０に、Ａ３サイズの富士ゼロックス（株）社製のＰ紙（商品名）を用い、エンドレスベルト６２側に未定着トナー像を担持し、定着ロール６１側に定着されたトナー像を担持した、紙しわの発生し易い状態の用紙Ｐを１０枚通紙して、紙しわの発生枚数を数えた。その結果、紙しわの発生は１枚も認められなかった。
一方、比較例として、潤滑剤制御部材８０を設けない定着装置を用いて同様の実験を行ったところ、１０枚中８枚において紙しわの発生が確認された。なお、この定着装置の構成は、潤滑剤制御部材８０の有無以外は、上記した本実施の形態の定着装置６０と同じである。
このように、本実施の形態の定着装置６０における優位性が確認された。

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においては、潤滑剤制御部材８０によって、画像形成装置のジョブ毎の通紙枚数の異なりや、通紙速度の変化等に拘わらず、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間に常に一定量の潤滑剤を均一に供給することができるので、両者の間の摺動抵抗の変動を抑え、摺動抵抗を常に小さく保つことができる。そのため、エンドレスベルト６２は円滑に回動でき、エンドレスベルト６２と用紙Ｐとは等速で回動することが可能となる。その結果、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でき、紙しわの発生や画像ずれを抑制することができる。

また、エンドレスベルト６２の内側であって、圧力パッド６４の配置位置よりもエンドレスベルト６２の移動方向上流側の近傍に、潤滑剤制御部材８０を配設することで、エンドレスベルト６２とベルト走行ガイド６３等との摺動により生じた摩耗粉等がエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動部に入り込むのを抑制することもできるので、両者の間への異物の混入による摺動抵抗の増加を抑え、用紙Ｐと定着ロール６１との搬送を安定化する効果も有する。

[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源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３は、本実施の形態における定着装置９１の構成を示す側断面図である。図３に示すように、本実施の形態の定着装置９１では、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の内側に発熱源の一例としての抵抗発熱体であるセラミックヒータ８２が配設され、セラミックヒータ８２からニップ部Ｎに熱を供給するように構成している。
セラミックヒータ８２は、加圧ロール８１側の面がほぼ加圧ロール８１の外周面に倣う凹形状で形成され、エンドレスベルト６２を介して加圧ロール８１に押圧される状態で配置され、ニップ部Ｎを形成している。したがって、セラミックヒータ８２は圧力部材としても機能している。またセラミックヒータ８２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が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用紙Ｐを剥離することが可能である。
さらに、エンドレスベルト６２内周面とセラミックヒータ８２との間には低抵抗シート６８が配設されている。この低抵抗シート６８は、セラミックヒータ８２と別体に構成しても、セラミックヒータ８２と一体的に構成しても、いずれでもよい。

一方、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。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ている。
また、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９１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側のセラミックヒータ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９１でも、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のセラミックヒータ８２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。

ここで、本実施の形態の定着装置９１においては、ベルト走行ガイド６３に、定着装置９１の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材６７が配設され、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している。さらに、エンドレスベルト６２の内側であって、セラミックヒータ８２の配置位置よりもエンドレスベルト６２の移動方向上流側の近傍に、潤滑剤制御部材８０を配設している。そして、潤滑剤制御部材８０によって、潤滑剤塗布部材６７から塗布された潤滑剤を一次的に保持するとともに、エンドレスベルト６２と低抵抗シート６８との摺動部に対し、常に一定量の潤滑剤を均一に供給するように構成している。

このように構成することによって、実施の形態１と同様に、画像形成装置のジョブ毎の通紙枚数の異なりや、通紙速度の変化等に拘わらず、エンドレスベルト６２と低抵抗シート６８との間に常に一定量の潤滑剤を均一に供給することができるので、エンドレスベルト６２とセラミックヒータ８２との間の摺動抵抗の変動を抑え、摺動抵抗を常に小さく保つことができる。そのため、エンドレスベルト６２は円滑に回動でき、エンドレスベルト６２と用紙Ｐとは等速で回動することが可能となる。その結果、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でき、紙しわの発生や画像ずれを抑制することができる。

[実施の形態３]
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源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した。実施の形態３では、加熱手段における発熱源として電磁誘導発熱体を使用した定着装置について説明する。尚、実施の形態２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４は、本実施の形態における定着装置９２の構成を示す側断面図である。図４に示すように、本実施の形態の定着装置９２では、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の外側には、エンドレスベルト６２面に対し略直交した交流磁界を発生させる電磁誘導発熱体の一部を構成する電磁石８３が配設され、エンドレスベルト６２を誘導加熱してニップ部Ｎに熱を供給するように構成している。
一方、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。

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る。そして、本実施の形態の定着装置９２では、エンドレスベルト６２の層構造は、図５に示したように、耐熱性の高いシート状部材からなる基材層６２１、基材層６２１の上に積層された電磁誘導発熱体の一部を構成する導電層６２２、最も上層となる離型層６２３の少なくとも３層を基本に備えている。
エンドレスベルト６２の基材層６２１は、厚さ１０〜１００μｍ、さらに好ましくは５０〜１００μｍ（例えば、７５μｍ）の耐熱性の高いシートで形成され、例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド等の耐熱性の高い合成樹脂からなるものが使用できる。

エンドレスベルト６２の導電層６２２は、電磁石８３によって生じる交流磁界の電磁誘導作用により誘導発熱する層であり、鉄・コバルト・ニッケル・ＳＵＳ・アルミニウム・銅・クロム・銀等の金属を１〜１００μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。ここで、アルミニウム・銅・銀等の電気伝導率の大きな金属では、渦電流によるジュール熱を大きくするために、見かけの抵抗値が高くなるように構成している。すなわち、抵抗値Ｒは、Ｒ＝ρｌ／Ｓ（ρ：抵抗率、ｌ：長さ、Ｓ：断面積）で表されるため、導電層６２２の厚さを薄く構成することによって断面積Ｓを小さくすれば、見かけの抵抗値を高く構成することができる。したがって、導電層６２２として電気伝導率の大きな金属を用いる場合には、導電層６２２の厚さは数μｍ、例えば５〜１０μｍに形成する。他方、鉄・コバルト・ニッケル・ＳＵＳ等の電気伝導率の比較的大きくない金属では、材料自体がある程度高い抵抗率ρを有しているので、導電層６２２の厚さは例えば３０〜１００μｍに形成される。

また、エンドレスベルト６２の離型層６２３は、離型性のよい材料を使用することが必要である。この離型層６２３を構成する材料としては、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、シリコン共重合体、またはこれらの複合層等が挙げられる。離型層６２３は、これらの材料のうちから適宜選択されたものを、１〜１００μｍの厚さでエンドレスベルト６２の最上層に設けたものである。

電磁石８３は、エンドレスベルト６２の移動方向と直交する方向を長手方向とする横長に形成された部材であり、被加熱部材であるエンドレスベルト６２とは０．５〜２ｍｍ程度のギャップを保持して、エンドレスベルト６２の外側に配設されている。
図６は電磁石８３の構成を説明する側断面図である。図６に示したように、電磁石８３は、磁界を発生させる励磁コイル８３１と、磁路を形成する強磁性体からなる磁心８３２と、励磁コイル８３１に対してエンドレスベルト６２とは反対側に設けられた磁場遮蔽部材８３３と、励磁コイル８３１に電流を供給する励磁回路８３４で形成されている。

励磁コイル８３１としては、例えば、相互に絶縁された直径φ０．５ｍｍの銅線材を１６本束ねたリッツ線を直線状に所定の本数だけ並列的に配置したものが用いられる。
この励磁コイル８３１には、励磁回路８３４によって所定の周波数の交流電流が印加される。これによって励磁コイル８３１の周囲には交流磁界Ｈが発生する。この交流磁界Ｈがエンドレスベルト６２の導電層６２２を横切る際に、この導電層６２２には、電磁誘導作用によってその交流磁界Ｈの変化を妨げる磁界を発生するように渦電流Ｂが生じる。この励磁コイル８３１に印加する交流電流の周波数は、例えば、１０〜５０ｋＨｚに設定されるが、本実施の形態では３０ｋＨｚに設定されている。
このように、渦電流Ｂがエンドレスベルト６２の導電層６２２を流れることによって、この導電層６２２の抵抗値Ｒに比例した電力Ｗ（Ｗ＝Ｂ^２Ｒ）によるジュール熱が発生し、エンドレスベルト６２を加熱するものである。

また、磁心８３２は、強磁性体であるフェライト等で構成されている。励磁コイル８３１で発生した磁束はこの磁心８３２の内部を通過する磁路を形成するので、磁束を効率よく集中させることができ、エンドレスベルト６２に対する加熱効率を上げることができる。そのため、励磁回路８３４における励磁コイル８３１に交流電流を印加する高周波電源の周波数を低く設定することや、励磁コイル８３１の巻き線数を少なく設定することが可能となり、電源の小型化、励磁コイル８３１の小型化、低コスト化を実現することができる。

このように、本実施の形態の定着装置９２では、電磁石８３によってエンドレスベルト６２を直接加熱することができるので、エンドレスベルト６２からニップ部Ｎにおけるトナー定着のための充分な熱量を供給することが可能となる。
また、ニップ部Ｎには、ほぼ加圧ロール８１の外周面に倣う凹形状の圧力パッド６４がエンドレスベルト６２を介して加圧ロール８１に押圧される状態で配置されている。そして圧力パッド６４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。また、ほぼ加圧ロール８１の外周面に倣う凹形状の圧力パッド６４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。
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、圧力パッド６４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。

ここで、本実施の形態の定着装置９２においては、ベルト走行ガイド６３に、定着装置９２の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材６７が配設され、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している。さらに、エンドレスベルト６２の内側であって、圧力パッド６４の配置位置よりもエンドレスベルト６２の移動方向上流側の近傍に、潤滑剤制御部材８０を配設している。そして、潤滑剤制御部材８０によって、潤滑剤塗布部材６７から塗布された潤滑剤を一次的に保持するとともに、エンドレスベルト６２と低抵抗シート６８との摺動部に対し、常に一定量の潤滑剤を均一に供給するように構成している。

このように構成することによって、実施の形態１と同様に、画像形成装置のジョブ毎の通紙枚数の異なりや、通紙速度の変化等に拘わらず、エンドレスベルト６２と低抵抗シート６８との間に常に一定量の潤滑剤を均一に供給することができるので、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変動を抑え、摺動抵抗を常に小さく保つことができる。そのため、エンドレスベルト６２は円滑に回動でき、エンドレスベルト６２と用紙Ｐとは等速で回動することが可能となる。その結果、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でき、紙しわの発生や画像ずれを抑制することができる。

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。また、インクジェト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）上に担持された未乾燥インク像を乾燥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。 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。 エンドレスベルトの層構造を説明する側断面図である。 電磁石の構成を説明する側断面図である。 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、６０,９１,９２…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…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、８０…潤滑剤制御部材、８１…加圧ロール、８２…セラミックヒータ、８３…電磁石

Claims (7)

1. 発熱源を有し、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、
   前記定着ロールに接触しながら移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、
   前記エンドレスベルトと前記圧力部材との間に、当該エンドレスベルトと当該圧力部材との間の摺動抵抗を低減する摺動部材と、
   前記エンドレスベルトの内周面に当接して配置され、潤滑剤が含浸されて当該エンドレスベルトの内周面に潤滑剤を塗布する第１の多孔質部材と、
   前記第１の多孔質部材の前記エンドレスベルトの移動方向下流側であって前記摺動部材の上流側近傍に前記エンドレスベルトの内周面と当接して配置され、当該第１の多孔質部材によって当該エンドレスベルトの内周面に塗布された前記潤滑剤を内部に吸収して保持し、保持した当該潤滑剤を当該エンドレスベルトの内周面に再度供給する第２の多孔質部材と
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記第２の多孔質部材は、前記第１の多孔質部材よりも潤滑剤吸収能力が低いことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 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、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、
   前記エンドレスベルトと前記圧力部材との間に、当該エンドレスベルトと当該圧力部材との間の摺動抵抗を低減する摺動部材と、
   前記エンドレスベルトの内周面に当接して配置され、潤滑剤が含浸されて当該エンドレスベルトの内周面に潤滑剤を塗布する第１の多孔質部材と、
   前記第１の多孔質部材の前記エンドレスベルトの移動方向下流側であって前記摺動部材の上流側近傍に前記エンドレスベルトの内周面と当接して配置され、当該第１の多孔質部材によって当該エンドレスベルトの内周面に塗布された前記潤滑剤を内部に吸収して保持し、保持した当該潤滑剤を当該エンドレスベルトの内周面に再度供給する第２の多孔質部材と
   を備えたことを特徴とする定着装置。
4. 前記エンドレスベルトは、前記発熱源が抵抗発熱体または電磁誘導発熱体であることを特徴とする請求項３記載の定着装置。
5. 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、
   回動可能な回動部材と、
   前記回動部材に接触しながら移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、当該エンドレスベルトを前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該エンドレス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、
   前記エンドレスベルトと前記圧力部材との間に、当該エンドレスベルトと当該圧力部材との間の摺動抵抗を低減する摺動部材と、
   前記エンドレスベルトの内周面に当接して配置され、潤滑剤が含浸されて当該エンドレスベルトの内周面に潤滑剤を塗布する第１の多孔質部材と、
   前記第１の多孔質部材の前記エンドレスベルトの移動方向下流側であって前記摺動部材の上流側近傍に前記エンドレスベルトの内周面と当接して配置され、当該第１の多孔質部材によって当該エンドレスベルトの内周面に塗布された前記潤滑剤を内部に吸収して保持し、保持した当該潤滑剤を当該エンドレスベルトの内周面に再度供給する第２の多孔質部材と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記定着手段は、前記圧力部材が、前記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５記載の画像形成装置。
7. 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５記載の画像形成装置。

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