(57)【要約】【課題】振動抑制部材等を別途設けることなく、振動に起因する異音の発生を効果的に防止する。【解決手段】定着部材２０と、定着部材２０に接触してニップ部Ｎを形成する加圧部材２１と、を備え、ニップ部Ｎに未定着画像Ｔを担持した記録媒体Ｐを搬送して、記録媒体Ｐに未定着画像Ｔを定着する定着装置９において、加振試験による加圧部材２１の周波数応答関数が３００Ｈｚ以下の極大値で、加圧部材２１の振動減衰率を５％以上とする。【選択図】図２
2020016842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、
前記定着部材に接触してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、
前記ニップ部に未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、前記記録媒体に前記未定着画像を定着する定着装置において、
加振試験による前記加圧部材の周波数応答関数が３００Ｈｚ以下の極大値で、前記加圧部材の振動減衰率が５％以上であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加振試験による前記加圧部材の周波数応答関数が５０Ｈｚ以上かつ３００Ｈｚ以下の極大値で、前記加圧部材の振動減衰率が５％以上である請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧部材の振動減衰率が５％以上かつ１０％以下である請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着部材を加熱する加熱手段を備え、
前記加熱手段は、前記定着部材の前記ニップ部以外の部分を加熱する請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着部材を加熱する加熱手段を備え、
前記加熱手段は、前記定着部材の前記ニップ部を加熱する請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着部材は、回転可能な無端状の定着ベルトであって、
前記加圧部材は、前記定着ベルトの内周側に配置されたニップ形成部材に対して前記定着ベルトを介して接触することで前記定着ベルトとの間に前記ニップ部を形成する加圧回転体である請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記ニップ形成部材は、高熱伝導部材で構成されている請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、一般的に用紙等の記録媒体に画像を定着する定着装置が搭載されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２０１８−２２１２４号公報）には、無端状の定着ベルトと、定着ベルトの外周面を加圧する加圧部材と、定着ベルトを介して加圧部材に対して接触して定着ニップを形成するニップ形成部材とを備える、ベルト式の定着装置が開示されている。
【０００４】
この種の定着装置においては、定着ベルトが回転を開始すると、定着ベルトがニップ形成部材に対して摺動するため、その摺動箇所において摩擦振動が発生し、それが異音の発生原因となることがある。このような異音の問題に対して、特許文献１では、ニップ形成部材とこれを支持する支持部材との間に振動抑制部材を設けることで、振動に起因する異音を抑制する方法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような振動抑制部材を用いる方法によって、ベルト幅方向の広い範囲に渡って振動を効果的に抑制するには、これに倣って振動抑制部材も広い範囲に渡って配置することが望ましい。しかしながら、振動抑制部材は弾性部材で構成されているため、振動抑制部材を広い範囲に渡って配置すると、支持部材に対するニップ形成部材の位置決めが不安定になる。すなわち、振動抑制部材を用いる方法において、振動抑制効果の確保とニップ形成部材の位置決め安定化は、いずれか一方を優先すると他方が得られ難くなる、いわゆるトレードオフの関係であった。従って、ニップ形成部材の位置決め安定化を優先した場合は、振動抑制効果が不十分となる可能性があった。また、この方法では、新たに振動抑制部材を追加することになるため、振動抑制部材を取り付けるための設計変更を強いられるといった課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、定着部材と、前記定着部材に接触してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記ニップ部に未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、前記記録媒体に前記未定着画像を定着する定着装置において、加振試験による前記加圧部材の周波数応答関数が３００Ｈｚ以下の極大値で、前記加圧部材の振動減衰率が５％以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、振動抑制部材などを別途設けなくても、加振試験による加圧部材の周波数応答関数が３００Ｈｚ以下の極大値で、加圧部材の振動減衰率を５％以上に設定するだけで異音の発生を効果的に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】定着装置の概略構成図である。
【図３】定着ベルトの支持構造を示す斜視図である。
【図４】従来のベルト式の定着装置において発生した異音を周波数解析した結果を示すグラフである。
【図５】加圧ローラに発生した振動の周波数応答関数を示す図である。
【図６】ステーに発生した振動の周波数応答関数を示す図である。
【図７】加圧ローラ単体の加振試験に用いた振動測定装置の正面図である。
【図８】図７におけるＡ−Ａ断面図である。
【図９】図７におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】加圧ローラ単体の加振試験に用いた振動測定システムのブロック図である。
【図１１】加圧ローラ単体の加振試験において、加圧ローラに生じた振動を周波数解析した結果を示すグラフである。
【図１２】別の加圧ローラ単体の加振試験において、当該加圧ローラに生じた振動を周波数解析した結果を示すグラフである。
【図１３】ニップ部を直接加熱する定着装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００１１】
図１に示す画像形成装置１００は、画像形成装置本体に対して着脱可能な４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを備える。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的には、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電する帯電装置３と、感光体２の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング装置５とを備える。
【００１２】
また、画像形成装置１００は、各感光体２の表面を露光し静電潜像を形成する露光装置６と、記録媒体としての用紙Ｐを供給する給紙装置７と、各感光体２に形成されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写装置８と、用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着する定着装置９と、用紙Ｐを装置外に排出する排紙装置１０とを備える。
【００１３】
転写装置８は、複数のローラによって張架された中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１１と、各感光体２上のトナー画像を中間転写ベルト１１へ転写する一次転写部材としての４つの一次転写ローラ１２と、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像を用紙Ｐへ転写する二次転写部材としての二次転写ローラ１３とを有する。複数の一次転写ローラ１２は、それぞれ、中間転写ベルト１１を介して感光体２に接触している。これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２とが互いに接触し、これらの間に一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１を介して中間転写ベルト１１を張架するローラの１つに接触している。これにより、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト１１との間には二次転写ニップが形成されている。
【００１４】
また、画像形成装置１００内には、給紙装置７から送り出された用紙Ｐが搬送される用紙搬送路１４が形成されている。この用紙搬送路１４における給紙装置７から二次転写ニップ（二次転写ローラ１３）に至るまでの途中には、一対のタイミングローラ１５が設けられている。
【００１５】
次に、図１を参照して上記画像形成装置の印刷動作について説明する。
【００１６】
印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては、感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電装置３によって感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給され、各感光体２上にトナー画像が形成される。
【００１７】
各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、図１の反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト１１に順次重なり合うように転写される。そして、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、二次転写ニップにおいて搬送されてきた用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは、給紙装置７から供給されたものである。給紙装置７から供給された用紙Ｐは、タイミングローラ１５によって一旦停止された後、中間転写ベルト１１上のトナー画像が二次転写ニップに至るタイミングに合わせて二次転写ニップへ搬送される。かくして、用紙Ｐ上にフルカラーのトナー画像が担持される。また、トナー画像が転写された後、各感光体２上に残留するトナーは各クリーニング装置５によって除去される。
【００１８】
トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着装置９によって用紙Ｐにトナー画像が定着される。その後、用紙Ｐは排紙装置１０によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。
【００１９】
続いて、定着装置９の構成について説明する。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、定着部材としての無端状の定着ベルト２０と、定着ベルト２０に加圧されて定着ベルト２０との間にニップ部Ｎを形成する加圧部材又は加圧回転体としての加圧ローラ２１と、定着ベルト２０を加熱する加熱手段としての複数のヒータ２２と、定着ベルト２０の内周側に配置されたニップ形成部材２３と、ニップ形成部材２３を支持する支持部材としてのステー２４と、定着ベルト２０の温度を検知する温度検知手段としてのサーモパイル２５とを備えている。
【００２１】
図３に示すように、定着ベルト２０は、その両端部に配置された一対のベルト支持部材２６によって回転可能に支持されている。ベルト支持部材２６は、定着ベルト２０の内径よりも小さい外径の略円筒状又はＣ字状に形成されたベルト支持部２６ａを有しており、一対のベルト支持部２６ａが定着ベルト２０の端部内周側に挿入されることで、定着ベルト２０の両端部が内周側から支持される。このように、本実施形態では、定着ベルト２０がその内径よりも小さい外径のベルト支持部２６ａによって支持されることで、定着ベルト２０が静止した状態では、基本的に定着ベルト２０に対して周方向の張力は付与されない状態（フリーベルト方式）で定着ベルト２０は保持されている。
【００２２】
また、図３に示すように、各ベルト支持部材２６は、定着ベルト２０の外径よりも大きい外径のベルト規制部２６ｂを有する。このベルト規制部２６ｂは、定着ベルト２０に軸方向の寄り力が発生した場合に、定着ベルト２０の軸方向の移動を規制する部分として機能する。さらに、本実施形態では、定着ベルト２０の両端面とこれに対向する各ベルト規制部２６ｂとの間に、リング部材２７が配置されている。リング部材２７は、摺動性を有する部材で構成されており、定着ベルト２０に軸方向の寄り力が発生した場合に、定着ベルト２０の端面と接触することで、定着ベルト２０の摩耗を防止する。また、リング部材２７は、ベルト支持部２６ａの外周側に回転可能に装着されており、定着ベルト２０がリング部材２７に接触した際にリング部材２７が定着ベルト２０と一緒に回転することで、定着ベルト２０の摩耗をより効果的に防止することが可能である。
【００２３】
定着ベルト２０は、例えば外径が３０ｍｍで厚みが２０〜５０μｍのステンレス（ＳＵＳ）製の筒状基体を有している。定着ベルト２０の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜３０μｍの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ５０〜３００μｍのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト２０の基体はステンレスに限らず、ポリイミド（ＰＩ）などの耐熱性樹脂やニッケル（Ｎｉ）などの金属基体であってもよい。定着ベルト２０の内周面に摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。
【００２４】
図２に示すように、加圧ローラ２１は、例えば外径が２５ｍｍであり、中空のステンレス製芯金２１ａと、この芯金２１ａの表面に形成された弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外側に形成された離型層２１ｃとで構成されている。弾性層２１ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば３．５ｍｍである。弾性層２１ｂの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層２１ｃを形成するのが望ましい。
【００２５】
加圧ローラ２１は、バネ等の付勢手段によって定着ベルト２０側へ付勢されている。これにより、加圧ローラ２１は定着ベルト２０を介してニップ形成部材２３に圧接され、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成される。また、加圧ローラ２１は駆動手段によって回転駆動されるように構成されており、加圧ローラ２１が図２の矢印方向に回転すると、これに伴って定着ベルト２０が従動回転する。
【００２６】
複数のヒータ２２は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。ヒータ２２は、画像形成装置本体に設けられた加熱制御部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、サーモパイル２５による定着ベルト２０の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ２２の出力制御によって、定着ベルト２０の温度（定着温度）を所望の温度に設定できるように構成されている。定着ベルト２０の温度が目標温度に到達した状態で、図２に示すように、未定着トナー画像Ｔが担持された用紙Ｐが、回転する定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（ニップ部Ｎ）に搬送されることで、未定着トナー画像Ｔが加熱及び加圧されて用紙Ｐに定着される。本実施形態では、ヒータ２２として、ハロゲンヒータを用いているが、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いることも可能である。また、ヒータ２２の数は、３つに限らず、適宜変更可能である。
【００２７】
図２に示すように、ニップ形成部材２３は、定着ベルト２０の幅方向に渡って連続して設けられた長手状のベースパッド２３ａと、ベースパッド２３ａの表面に設けられた摺動シート（低摩擦シート）２３ｂとで構成されている。ベースパッド２３ａの材料としては、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの耐熱温度２００℃以上の耐熱性材料が望ましい。このような材料を選択することで、トナー定着温度域で、熱によるベースパッド２３ａの変形を防止でき、安定したニップ部Ｎの状態を確保することが可能である。摺動シート２３ｂは、ベースパッド２３ａの少なくとも定着ベルト２０と対向する表面に配設されていればよい。このような摺動シート２３ｂが設けられていることで、定着ベルト２０が回転する際、定着ベルト２０とニップ形成部材２３との間での摩擦抵抗が軽減される。なお、ベースパッド２３ａが低摩擦部材で構成されている場合は、摺動シート２３ｂを省略し、ベースパッド２３ａのみでニップ形成部材２３が構成されていてもよい。また、ベースパッド２３ａや摺動シート２３ｂを高熱伝導部材で構成してもよい。
【００２８】
ステー２４は、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料等で構成されており、ニップ形成部材２３（ベースパッド２３ａ）を支持している。これにより、加圧ローラ２１の圧力によるニップ形成部材２３の撓みが防止され、加圧ローラ２１の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られる。
【００２９】
ところで、ニップ形成部材と加圧ローラとによって定着ベルトを挟んでニップ部を形成するベルト式の定着装置においては、定着ベルトが回転すると、ニップ形成部材に対して定着ベルトが摺動するため、これらの摺動箇所で摩擦振動が生じ得る。そして、この摩擦振動によって異音が発生することがある。
【００３０】
図４は、従来のベルト式の定着装置において発生した異音を周波数解析した結果を示すグラフである。
【００３１】
図４に示すように、異音の音圧レベルは、例えば周波数が２２１Ｈｚである点で最も大きな極値（極大値）となっている。ここで、振動の起振力は、定着ベルトの内周面とニップ形成部材の表面との摺動箇所において発生する。ただし、定着ベルトやニップ形成部材は一般的にヤング率が低いため、２００Ｈｚ付近で極大値となる固有振動数を持たないと考えられる。従って、異音は、斯かる固有振動数を有するその他の部材の振動が増幅された結果、発生していると考えられる。そして、そのような部材が、定着ベルトやニップ形成部材以外であるとすれば、それは、加圧ローラか、あるいはニップ形成部材を支持するステーのいずれかであると考えられる。
【００３２】
そこで、加圧ローラとステーのそれぞれに生じる振動の固有振動数を調べるためにハンマリング試験を行った。その結果を、図５及び図６に示す。
【００３３】
図５は、加圧ローラに発生した振動の周波数応答関数を示す図である。図５に示すように、加圧ローラの周波数応答関数においては、周波数（横軸）が２００Ｈｚである箇所又はその付近で（図５中の符号ｄで示す部分参照）、固有振動数の大きさを示す加速度（縦軸）が極大値となっていることが確認できた。一方、ステーに発生した振動の周波数応答関数を示す図６においては、周波数（横軸）が２００Ｈｚである箇所又はその付近で（図５中の符号ｅで示す部分参照）、加速度（縦軸）の極大値は確認されなかった。よって、異音は、加圧ローラ固有の振動が増幅されて発生しているものと考えられる。
【００３４】
ただし、上記ハンマリング試験は、加圧ローラ及びステーが定着装置に組み付けられた状態で行った試験であるので、測定結果が他の部材の影響を受けている可能性もある。そのため、改めて加振試験を加圧ローラ単体で行い、加圧ローラが２００Ｈｚ付近で極大値となる固有振動数を持つかどうかを確認した。
【００３５】
図７〜図９に、加圧ローラ単体の加振試験に用いた振動測定装置の構成を示す。
図７は、振動測定装置の正面図、図８は、図７におけるＡ−Ａ断面図、図９は、図７におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００３６】
図７〜図９に示すように、振動測定装置４０は、加圧ローラ２１の芯金２１ａの両端部を玉軸受４２を介して回転可能に保持する一対の側板４１と、一対の側板４１が固定された基台４３と、加圧ローラ２１の弾性層２１を加圧するために基台４３上に設けられた加圧パッド４４とを主な構成としている。側板４１、基台４３、加圧パッド４４は、ステンレス、鉄、アルミニウム等の十分な強度を有する金属材料で構成されている。この例では、加圧パッド４４と加圧ローラ２１との間の面圧が０．８〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ2となるように加圧パッド４４の厚さが調整されている。また、加圧ローラ２１の軸方向中央部では、弾性層２１ｂの一部が除去されており、露出した芯金２１ａの表面（二箇所）に加速度センサ４５が接着剤で貼り付けられている。加速度センサ４５は、図７中の互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の三次元の振動を測定することができる。
【００３７】
図１０は、加圧ローラ単体の加振試験に用いた振動測定システムのブロック図である。
【００３８】
図１０に示すように、振動測定システム５０は、測定対象である加圧ローラ２１を加振する加振手段としてのインパクトハンマ５１（ＰＣＢ製０８６Ｃ０１）と、加圧ローラ２１に取り付けられた上記加速度センサ４５（小野測器製ＮＰ−２５０６）からの加速度信号（電荷信号）を電圧信号に変換するチャージコンバータ５２（小野測器製ＣＨ−６１３０）と、チャージコンバータを通して得られた信号から振動を解析してその周波数応答関数を出力するＦＦＴアナライザ５３（小野測器製ＤＳ−３０００）とを備えている。また、ＦＦＴアナライザ５３によって解析された情報はコンピュータなどに取り込むことができる。
【００３９】
加圧ローラ単体の加振試験では、上記のように加圧ローラ２１を振動測定装置４０に設置した状態で、インパクトハンマ５１によって加圧パッド４４に対して図９中の矢印Ｃ方向に衝撃を与え、加圧ローラ２１を加振した。ここで、加圧パッド４４に対して与える衝撃の方向を矢印Ｃ方向としたのは、実際の稼動時に加圧ローラがニップ形成部材に対して受ける剪断力の方向が矢印Ｃ方向だからである。そして、このときの加圧ローラ２１に生じる矢印Ｃ方向の振動を、上記振動測定システム５０によって解析し、その周波数応答関数を得た。その結果を、図１１に示す。
【００４０】
図１１に示すように、加圧ローラ単体の加振試験結果では、周波数が２１２Ｈｚと３６７Ｈｚの二箇所で極大値が存在し、異音の発生要因と考えられる２００Ｈｚ付近で周波数応答関数が極大値となっていることが確認できた。これら二箇所の極大値のうち、特に２１２Ｈｚの極大値での振動モードは、加圧ローラが回転する方向の振動モードであり、実際の稼動時（加圧ローラ回転時）に発生しやすい振動モードであると考えられる。一方、３６７Ｈｚの極大値での振動モードは、加圧ローラの軸の捩れと曲げの振動モードであり、実際の稼動時には発生しない振動モードであるので、異音の発生要因とはならない振動モードと考えられる。
【００４１】
また、上記加圧ローラとは別の加圧ローラについても上記と同様に単体での加振試験を行った。この別の加圧ローラ（以下、「加圧ローラβ」という。）は、先の試験で用いた加圧ローラ（以下、「加圧ローラα」という。）とは、ローラ硬度や弾性層厚さなどが異なっているものである。その試験結果を図１２に示す。
【００４２】
図１２に示すように、加圧ローラβ単体での加振試験結果においても、周波数が２２２Ｈｚと４５３Ｈｚの二箇所で極大値が存在した。図１１に示す加圧ローラαの試験結果と比較すると、異音の発生要因と考えられる２００Ｈｚ付近で、図１１では（周波数が２１２Ｈｚの箇所で）極値形状が比較的鋭くなっているのに対して、図１２では（周波数が２２２Ｈｚの箇所で）極値形状が比較的緩やかになっている。
【００４３】
この違いによる異音の発生状況を確認するため、上記二種類の加圧ローラα，βをそれぞれ定着装置に組み付け、設定温度１８０℃、線速度８０ｍｍ／ｓｅｃ以上にて２０分間加熱回転させた後、線速度を２０ｍｍ／ｓｅｃまで下げていき、異音の発生の有無を確認した。その結果、加圧ローラαの場合は特定の条件で異音が発生したのに対し、加圧ローラβの場合は同様の条件でも異音が発生しなかった。
【００４４】
そこで、これらの加圧ローラα，βによる異音の発生有無の原因を究明するため、加圧ローラαの２１２Ｈｚでの周波数応答関数と、加圧ローラβの２２２Ｈｚでの周波数応答関数とを、それぞれ振動解析ソフト「ＭＥ’ｓｃｏｐｅＶＥＳ」（Ｖｉｂｒａｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）を用いてさらに解析した。この振動解析ソフトを用いることで、試験で得られた伝達関数から二次遅れ系の伝達関数を当てはめることにより（カーブフィット）、固有振動周波数、振動減衰率を得ることができる。
【００４５】
その結果、加圧ローラαの振動減衰率は１．７８％であり、加圧ローラβの振動減衰率は５．５％であった。これにより、振動減衰率の低い加圧ローラαでは異音が発生し、振動減衰率の高い加圧ローラβでは異音が発生しなかったことがわかった。
【００４６】
さらに、加圧ローラの振動減衰率と異音の発生の有無との関係を詳しく調べるために、振動減衰率が異なる複数の加圧ローラを用意し、異音の発生状況を確認した。その結果を、表１に示す。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
表１では、各加圧ローラの振動減衰率のほかに、ローラ硬度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度）、ローラ径、弾性層厚さと、それぞれの異音発生の有無及び耐久性が示されている。表１では、各加圧ローラの振動減衰率が、実施例１、実施例２、実施例３、比較例１の順に、５．５％、８％、１１％、４．０％となっている。そして、表１に示す結果によれば、実施例１〜３において異音の発生はなかったのに対して、比較例１では異音が発生した。すなわち、実施例１〜３が含まれる、振動減衰率が５％以上である場合は異音が発生せず、比較例１のように振動減衰率が５％未満である場合は異音が発生すると言える。従って、加圧ローラの振動減衰率を５％以上とすることで、異音の発生を防止することが可能である。
【００４９】
また、表１に示す耐久性の点では、実施例１〜３の中でも、実施例１と実施例２が好ましい。実施例１及び実施例２では、実施例３と比べて、ローラ硬度が高く、弾性層厚さが薄いことから、耐久性に優れていると考えられる。また、耐久性について、振動減衰率との関係から言えば、実施例１、２が含まれるような、振動減衰率が１０％以下であることが好ましい。すなわち、表１に示す実施例１〜３の関係からわかるように、ローラ硬度が低くなるほど振動減衰率が高くなり、弾性層厚さが厚くなるほど振動減衰率が高くなる傾向にあるので、耐久性を向上させるには、反対に、振動減衰率が高くなり過ぎず（１０％以下で）、ローラ硬度を高く、弾性層の厚さを薄くする方が好ましい。
【００５０】
以上のように、加圧ローラの振動減衰率を５％以上に設定することで、異音の発生要因となる加圧ローラの振動を抑制することができる。従って、上述の実施形態に係る定着装置のような定着ベルトとニップ形成部材との摺動箇所で摩擦振動が生じ得るベルト式の定着装置においても、加圧ローラの振動減衰率を５％以上に設定することで、異音の発生を防止できるようになる。
【００５１】
一般的に、斯かる異音は、１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下程度の周波数帯域で発生することが多いことからすれば、加振試験による加圧ローラの周波数応答関数が３００Ｈｚ以下の極大値で、加圧ローラの振動減衰率を５％以上とすればよい。また、５０Ｈｚ以下の周波数帯域では、異音がはっきりした音として聞こえないため、下限値を加えて言えば、５０Ｈｚ以上かつ３００Ｈｚ以下の範囲の極大値で、加圧ローラの振動減衰率を５％以上とすればよい。併せて加圧ローラの耐久性向上も十分に得られるようにするには、加圧ローラの振動減衰率を５％以上かつ１０％以下にすることが望ましい。
【００５２】
このように、本発明によれば、特許文献１に記載されているような振動抑制部材などを別途設けなくても、加圧ローラの振動減衰率を所定の値に設定するだけで異音の発生を防止することが可能である。従って、振動抑制部材を追加することによる設計変更を強いられることがなく、大きな設計変更を伴わずに異音の発生防止を簡単に実現することができる。また、振動抑制部材を配置することによるニップ形成部材の位置決め安定性への影響もないので、ニップ形成部材の位置決め安定性を確保しつつ、振動抑制効果を加圧ローラの軸方向の広い範囲あるいは全体に渡って得られるようになる。さらに、加圧ローラの振動減衰率は経時的に大きく変化することはないので、異音の発生防止効果を長期に亘って持続することが可能である。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００５４】
例えば、本発明は、上記図２に示すようなヒータ２２によって定着ベルト２０のニップ部Ｎ以外の部分が直接加熱される定着装置に限らず、図１３に示すような定着ベルト２０のニップ部Ｎを直接加熱するヒータ２２を備える定着装置にも適用可能である。図１３に示すヒータ２２は、抵抗発熱体３０を有する面状ヒータであり、ニップ部Ｎの位置で定着ベルト２０の内周面に対して接触している。詳しくは、ヒータ２２は、これを保持する保持部材としてのフォルダ３１と、フォルダ３１を支持する支持部材としてのステー３２とによって支持されており、このように支持されるヒータ２２に対して加圧ローラ２１が定着ベルト２０を介して接触する（加圧される）ことで、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成されている。斯かる定着装置９においても、定着ベルト２０が回転すると、定着ベルト２０が固定された（回転しない）ヒータ２２に対して摺動することで、これらの摺動箇所において摩擦振動が発生し、異音が発生する場合がある。従って、斯かる定着装置９においても、上述のように、加振試験による加圧ローラの周波数応答関数が３００Ｈｚ以下の極大値で、加圧ローラの振動減衰率を５％以上とすることで、異音の発生要因となる加圧ローラの振動を抑制することができ、ひいては異音の発生を防止することができるようになる。要するに、本発明は、定着部材がニップ形成部材やヒータなどの回転しない固定部材に対して摺動する構成であれば、これに適用されることで、摺動箇所での起振力により発生する異音を防止することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
９      定着装置
２０    定着ベルト（定着部材）
２１    加圧ローラ（加圧部材、加圧回転体）
２２    ヒータ（加熱手段）
２３    ニップ形成部材
２４    ステー（支持部材）
２５    サーモパイル（温度検知手段）
２６    ベルト支持部材
Ｎ      ニップ部
Ｐ      用紙（記録媒体）
Ｔ      未定着画像
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２０１８−２２１２４号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020016842.tif 000008
【図６】
2020016842.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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