(57)【要約】【課題】押圧部材が低摩擦シートを介して加圧ベルトを押圧して、加圧ベルトと定着ローラとの間に定着ニップを形成する構成において、低摩擦シートの破損等を防止する。【解決手段】加圧ベルト３２の内周面を押圧する押圧部材４０は、弾性押圧体４１と剛性押圧体４２とを有する。弾性押圧体４１の背面には、補助部材４３が取り付けられており、補助部材４３を介して剛性押圧体４２の支持本体部４２ａによって押圧力が作用している。低摩擦シート４４における加圧ベルト３２の周回移動方向の上流側の側縁部は、弾性押圧体４１の側面に沿って表面側から背面側に向けて延長されて、剛性押圧体４２の押圧力と、弾性押圧体４１の定着ローラ３１からの反力とによって、硬質押圧体４２と補助部材４３との間で、所定の長さにわたって連続して挟持されている。【選択図】図２
2010266802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回移動可能になった加圧ベルトの内周面が、低摩擦シートを介して押圧部材により押圧されて、当該加圧ベルトの外周面が、回転する回転定着体に圧接することにより定着ニップが形成されて、当該定着ニップを記録シートが通過する間に当該記録シート上の未定着画像を加熱および加圧して定着する定着装置であって、
前記押圧部材は、前記加圧ベルトに対峙する表面側が弾性材料からなる第１押圧体と、当該第１押圧体に背面側から押圧力を作用させる第２押圧体とを備え、
前記低摩擦シートにおける前記加圧ベルトの周回移動方向の上流側の側縁部が、前記第１押圧体の外面に沿って表面側から背面側に向けて延長され、前記第２押圧体の押圧力と、前記第１押圧体の前記回転定着体からの反力とによって、前記第１押圧体の背面と前記第２押圧体の前面との間で挟持されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記低摩擦シートの前記側縁部が、前記定着ニップを通過する記録シートの前記加圧ベルトの幅方向に沿った長さ以上にわたって連続して挟持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。
【請求項３】
前記第１押圧体の背面には、当該第１押圧体よりも硬質の補助部材が取り付けられており、前記低摩擦シートの前記側縁部が、前記補助部材と前記第２押圧体との間で挟持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第２押圧体には、前記加圧ベルトにおける前記第１押圧体にて押圧される部分に対して当該加圧ベルトの周回移動方向下流側に隣接する部分を、前記低摩擦シートを介して押圧する押圧部が設けられており、当該押圧部が前記第１押圧体よりも硬質であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記補助部材には、前記低摩擦シートの前記側縁部に向って突出する突起部が設けられており、前記低摩擦シートの前記側縁部が、当該突起部と前記２押圧体の前面との間で挟持されていることを特徴とする請求項３または４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記低摩擦シートの前記側縁部と、前記補助部材および前記第２押圧体のいずれか一方または両方とが相互に付着していることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記補助部材および前記第２押圧体のいずれか一方または両方における前記低摩擦シートの前記側縁部を挟持する部分が凹凸面になっていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記低摩擦シートの前記側縁部と、前記補助部材および前記第２押圧体のいずれか一方または両方との間に、前記補助部材および前記第２押圧体よりも摩擦係数が高い高摩擦部材が介在していることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記第２押圧体は、前記低摩擦シートを介して前記第１押圧体の外面に対向する側壁部を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の定着装置が設けられてい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、定着ローラ等の回転定着体と加圧ベルトとを相互に圧接させて形成された定着ニップを、未定着画像が形成された記録シートが通過する間に加熱および加圧して、当該記録シート上の未定着画像を定着させる定着装置、および、その定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置には、記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シートに形成された未定着画像を記録シートに加熱および加圧して定着させる定着装置が設けられている。特許文献１には、ローラとベルトとによって定着ニップを形成するベルトニップ方式の定着装置が開示されている。図１０〜図１４は、特許文献１に係る技術を説明するための模式図であり、図１０は、特許文献１に開示された定着装置の構成を説明するための断面模式図である。
【０００３】
この定着装置では、表面が所定温度に加熱された状態で回転するヒートロール６１の表面に、定着ベルト６２が、ヒートロール６１の軸心方向に沿った状態で、ヒートロール６１の軸心に向って圧接されることにより定着ニップが形成されている。定着ベルト６２の周回移動域内には、定着ベルト６２をヒートロール６１に圧接させる圧力パッド６３が配置されており、定着ベルト６２は、圧力パッド６３によって、回転駆動されるヒートロール６１に圧接されて、ヒートロール６１に追従して周回移動する。
【０００４】
圧力パッド６３は、定着ベルト６２の周回移動域内に配置された支持フレーム６５に弾性シート６６を介して取り付けられている。支持フレーム６５は、ヒートロール６１に向って付勢されており、圧力パッド６３は、支持フレーム６５に加わる付勢力（押圧力）によって、定着ベルト６２の幅方向（ヒートロール６１の軸方向）に沿った状態で、定着ベルト６２の内周面を押圧する。
【０００５】
圧力パッド６３と定着ベルト６２との間には、圧力パッド６３と定着ベルト６２との摺動抵抗を小さくするための低摩擦シート６４が設けられている。なお、図１０において、低摩擦シート６４、定着ベルト６２、圧力パッド６３のそれぞれの構成が明確になるように、低摩擦シート６４および定着ベルト６２を相互に離間させて、圧力パッド６３が低摩擦シート６４を押圧していない状態で示しているが、組み立てられた定着装置３０では、実際には、低摩擦シート６４が、周回移動する定着ベルト６２の内周面に圧力パッド６３によって押し付けられて、定着ベルト６２の内周面に摺接する。
【０００６】
圧力パッド６３は、支持フレーム６５の付勢力が弾性シート６６を介して付与される硬質押圧体６３ｂと、低摩擦シート６４を介して定着ベルト６２の内周面を押圧するように硬質押圧体６３ｂに保持された弾性押圧体６３ａとを有している。弾性押圧体６３ａは、弾性体によって構成されており、硬質押圧体６３ｂは、弾性押圧体６３ａよりも硬質の剛性体によって構成されている。
【０００７】
図１１は、この定着装置における圧力パッド６３の構成を説明するための断面図、図１２は、その斜視図である。弾性押圧体６３ａは、硬質押圧体６３ｂに付与された付勢力（押圧力）が伝達されることによって、低摩擦シート６４を介して定着ベルト６２の内周面に押し付けられている。硬質押圧体６３ｂには、弾性押圧体６３ａに対して定着ベルト６２の周回移動方向下流側において、弾性押圧体６３ａに沿ってヒートロール６１に向って突出した押圧部６３ｃが設けられており、この押圧部６３ｃの突出側の先端部が、定着ベルト６２の内周面を、低摩擦シート６４を介して押圧する。
【０００８】
圧力パッド６３によって定着ベルト６２に押し付けられる低摩擦シート６４は、長方形状に構成されており、定着ベルト６２の周回移動方向の下流側の側縁部が、硬質押圧体６３ｂにおける押圧部６３ｃよりも当該周回移動方向の下流側において、定着ベルト６２の幅方向に沿って配置されている。低摩擦シート６４における定着ベルト６２の幅方向に沿った長さは、定着ベルト６２の幅方向長さに、ほぼ等しくなっている。
【０００９】
低摩擦シート６４は、定着ベルト６２の周回移動方向の下流側の側縁部に対して、上流側に連続する部分が、圧力パッド６３と定着ベルト６２との間を通過し、さらに、圧力パッド６３における定着ベルト６２の周回移動方向の上流側に位置する側部に沿うように、定着ベルト６２の内周面から離間する方向に屈曲されている。定着ベルト６２の周回移動方向の上流側に位置する低摩擦シート６４の側縁部６４ｂは、硬質押圧体６３ｂと弾性シート６６との間に進入した状態になっている。
【００１０】
図１３（ａ）は、圧力パッド６３を定着ベルト６２の周回移動方向の上流側から見た状態の正面図、図１３（ｂ）は、低摩擦シート６４における定着ベルト６２の周回移動方向の上流側に位置する部分の展開図である。硬質押圧体６３ｂにおける弾性シート６６との対向面（背面）には、弾性シート６６に向って突出する複数の係止片６３ｄが、定着ベルト６２の幅方向に沿って所定の間隔をあけた状態で設けられている。硬質押圧体６３ｂと弾性シート６６との間に進入した状態の低摩擦シート６４の側縁部６４ｂには、各係止片６３ｄに対応するように硬質押圧体６３ｂに設けられたそれぞれの係止片６３ｄが内部に挿入される係止孔６４ａが設けられている。
【００１１】
低摩擦シート６４は、それぞれの係止孔６４ａ内に、硬質押圧体６３ｂに設けられた各係止片６３ｄが挿入されることによって、定着ベルト６２の周回移動方向の上流側に位置する側縁部６４ｂが硬質押圧体６３ｂに係止されている。低摩擦シート６４は、硬質押圧体６３ｂに係止された側縁部６４ｂに連続する部分が、硬質押圧体６３ｂの側面に沿うように引き出されて、圧力パッド６３と定着ベルト６２との間を通過するように屈曲され、さらにその下流側部分が、圧力パッド６３と定着ベルト６２との間を通過している。
【００１２】
このような構成の定着装置では、圧力パッド６３が低摩擦シート６４を介して定着ベルト６２の内周面を押圧しているために、低摩擦シート６４は、周回移動する定着ベルト６２によって、周回移動方向下流側に引っ張られた状態で、定着ベルト６２の内周面に摺接する。低摩擦シート６４は、定着ベルト６２および圧力パッド６３のそれぞれに対して摩擦抵抗の低い材料によって構成されており、これにより、定着ベルト６２と圧力パッド６３との摺動抵抗が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−３３１５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記のように、低摩擦シート６４の係止孔６４ａ内に、硬質押圧体６３ｂに設けられた各係止片６３ｄを係止させて低摩擦シート６４を固定する方法では、低摩擦シート６４を長期にわたって安定的に使用することができないという問題がある。
図１４は、定着ベルト６２が周回移動している状態において、圧力パッド６３に取り付けられた低摩擦シート６４の側縁部６４ｂに加わる引っ張り力を説明するための当該側縁部の状態を説明するための下面から見た模式図である。定着ベルト６２の周回移動によって、低摩擦シート６４は、その移動方向の下流側に向って、引っ張り力Ｆで引っ張られる。これにより、低摩擦シート６４における圧力パッド６３に取り付けられた側縁部６４ｂでは、各係止片６３ｄは、各係止片６３ｄが挿入された係止孔６４ａにおける引っ張り力Ｆの引っ張り方向とは反対側の側縁部分に接触し、当該側縁部分において応力が局部的に集中して発生する。特に、各係止片６３ｄが角部を有する場合には、その角部に応力が集中することになる。
【００１５】
このように、低摩擦シート６４の側縁部６４ｂにおいて、定着ベルト６２の幅方向に沿って適当な間隔をあけて設けられた各係止片６３ｄによって応力が局部的に集中して発生すると、その応力集中部分が破損するおそれがある。また、低摩擦シート６４の側縁部６４ｂでは、各係止片６３ｄによって応力が局部的に集中して発生することにより、隣接する各係止片６３ｄの間の中間部分において応力が緩和され、その中間部分にシワ６４ｄが発生するおそれもある。
【００１６】
低摩擦シート６４にシワ６４ｄが発生すると、定着ベルト６２と圧力パッド６３との摺動抵抗を効率よく低減することができなくなるおそれがある。また、シワ６４ｄの発生により、低摩擦シート６４の摩耗が促進されるおそれ、あるいは、低摩擦シート６４が破損するおそれがある。さらには、シワ６４ｄによって、定着画像の光沢にムラが発生することもある。
【００１７】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、その目的は、低摩擦シートの破損、シワの発生等を防止することができ、低摩擦シートを長期にわたって安定的に使用することができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る定着装置は、周回移動可能になった加圧ベルトの内周面が、低摩擦シートを介して押圧部材により押圧されて、当該加圧ベルトの外周面が、回転する回転定着体に圧接することにより定着ニップが形成されて、当該定着ニップを記録シートが通過する間に当該記録シート上の未定着画像を加熱および加圧して定着する定着装置であって、前記押圧部材は、前記加圧ベルトに対峙する表面側が弾性材料からなる第１押圧体と、当該第１押圧体に背面側から押圧力を作用させる第２押圧体とを備え、前記低摩擦シートにおける前記加圧ベルトの周回移動方向の上流側の側縁部が、前記第１押圧体の外面に沿って表面側から背面側に向けて延長され、前記第２押圧体の押圧力と、前記第１押圧体の前記回転定着体からの反力とによって、前記第１押圧体の背面と前記第２押圧体の前面との間で挟持されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の一形態に係る画像形成装置は、前記定着装置が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
上記定着装置では、加圧ベルトと押圧部材との間に介在された低摩擦シートは、加圧ベルトの周回移動方向の上流側の側縁部が、加圧ベルトを回転定着体に圧接させるための第２押圧体の押圧力と、回転定着体から第１押圧体に加わる反力とによって、第１押圧体の背面と第２押圧体の前面との間で挟持されているために、加圧ベルトの周回移動によって低摩擦シートに引っ張り力が作用しても、当該側縁部では、挟持されている部分の全域にわたって引っ張り力が分散されることになり、応力が局部的に集中して発生するおそれがない。これにより、低摩擦シートの破損、しわの発生等を防止することができ、低摩擦シートを長期にわたって安定的に使用することができる。
【００２１】
好ましくは、前記低摩擦シートの前記側縁部が、前記定着ニップを通過する記録シートの前記加圧ベルトの幅方向に沿った長さ以上にわたって連続して挟持されていることを特徴とする。
好ましくは、前記第１押圧体の背面には、当該第１押圧体よりも硬質の補助部材が取り付けられており、前記低摩擦シートの前記側縁部が、前記補助部材と前記第２押圧体との間で挟持されていることを特徴とする。
【００２２】
好ましくは、前記第２押圧体には、前記加圧ベルトにおける前記第１押圧体にて押圧される部分に対して当該加圧ベルトの周回移動方向下流側に隣接する部分を、前記低摩擦シートを介して押圧する押圧部が設けられており、当該押圧部が前記第１押圧体よりも硬質であることを特徴とする。
好ましくは、前記補助部材には、前記低摩擦シートの前記側縁部に向って突出する突起部が設けられており、前記低摩擦シートの前記側縁部が、当該突起部と前記２押圧体の前面との間で挟持されていることを特徴とする。
【００２３】
好ましくは、前記低摩擦シートの前記側縁部と、前記補助部材および前記第２押圧体のいずれか一方または両方とが相互に付着していることを特徴とする。
好ましくは、前記補助部材および前記第２押圧体のいずれか一方または両方における前記低摩擦シートの前記側縁部を挟持する部分が凹凸面になっていることを特徴とする。
好ましくは、前記低摩擦シートの前記側縁部と、前記補助部材および前記第２押圧体のいずれか一方または両方との間に、前記補助部材および前記第２押圧体よりも摩擦係数が高い高摩擦部材が介在していることを特徴とする。
【００２４】
好ましくは、前記第２押圧体は、前記低摩擦シートを介して前記第１押圧体の外面に対向する側壁部を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着装置が備えられた画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す模式図である。
【図２】そのプリンタに備えられた定着装置の概略構成を説明するための断面模式図である。
【図３】その定着装置における主要部の実際の状態を説明するための断面図である。
【図４】その定着装置に設けられた押圧部材の断面図である。
【図５】その押圧部材の一部を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、その押圧部材を分解した状態で示す断面図、（ｂ）は、その押圧部材の変形例を、分解した状態で示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る定着装置に用いられる押圧部材の他の例を、分解して示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る定着装置に用いられる押圧部材のさらに他の例を、分解して示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る定着装置に用いられる押圧部材のさらに他の例を、分解して示す断面図である。
【図１０】従来の定着装置の概略構成を説明するための断面模式図である。
【図１１】その定着装置に用いられる圧力パッドの断面図である。
【図１２】その圧力パッドの一部の構成を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は、その圧力パッドの正面図、（ｂ）は、低摩擦シートにおける定着ベルトの周回移動方向の上流側に位置する側縁部の展開図である。
【図１４】定着ベルトが周回移動している場合に、低摩擦シートにおける定着ベルトの周回移動方向の上流側の側縁部に加わる引っ張り力を説明するための当該側縁部の下面から見た状態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る定着装置が備えられた画像形成装置の一例であるプリンタの構成を示す概略図である。このプリンタは、記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シート上に、モノクロのトナー画像を形成する。
図１に示すプリンタは、矢印Ａで示す方向に回転駆動される感光体ドラム１１を有しており、感光体ドラム１１の周囲には、電子写真方式によってトナー画像を記録シートＳ上に形成するための帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ローラ１５が設けられている。
【００２７】
このプリンタでは、図示しない制御部において、外部機器から入力される画像データがレーザダイオードの駆動信号に変換され、その駆動信号によって、露光装置１３に設けられたレーザダイオードが駆動される。これにより、露光装置１３からは画像データに応じたレーザ光Ｌが照射される。感光体ドラム１1の表面は、予め帯電装置１２によって所定電位に一様に帯電されており、露光装置１３から照射されるレーザ光Ｌにより露光されることより、感光体ドラム１１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１４においてトナーによって現像されてトナー画像として可視化される。
【００２８】
感光体ドラム１１の下方には、記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シートＳが複数枚収容できる記録シートカセット２１が設けられており、給紙ローラ２２によって記録シートカセット２１内の記録シートＳが１枚ずつ繰り出される。記録シートカセット２１から繰り出された記録シートＳは、タイミングローラ対２３によって、所定のタイミングで感光体ドラム１１に向って搬送される。
【００２９】
感光体ドラム１１の側方には矢印Ｂ方向に回転する転写ローラ１５が設けられており、記録シートＳは、転写ローラ１５と感光体ドラム１１とが相互に圧接されることによって形成された転写ニップを通過する。記録シートＳが転写ニップを通過する際には、転写ローラ１５に印加された転写電圧にて発生する転写電界の作用により、感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像が記録シートＳ上に転写される。
【００３０】
トナー画像が転写された記録シートＳは、剥離爪１６によって感光体ドラム１１から剥離されて定着装置３０へ搬送される。定着装置３０では、記録シートＳ上の未定着のトナー画像が加熱および加圧されて定着される。トナー画像が定着された記録シートＳは、排紙トレイ２４上に排出される。
トナー画像が転写された後の感光体ドラム１１は、クリーナー１７によって表面に残留するトナーが除去された後に、イレーサ１８によって残留電荷が消去される。残留電荷が消去された感光体ドラム１１は、次の画像形成指示によって、帯電装置１２にて表面が帯電され、以下、上述した動作と同様の動作が実行されることによってトナー画像が記録シートＳ上に形成される。
【００３１】
＜定着装置の構成＞
図２は、定着装置３０における主要部の概略構成を示す断面模式図である。定着装置３０は、回転定着体である定着ローラ３１と、押圧部材４０によって定着ローラ３１に圧接される加圧ベルト３２とを備えている。加圧ベルト３２は無端ベルトであり、押圧部材４０によって、回転駆動される定着ローラ３１の表面に圧接されることにより、定着ローラ３１の回転に追従して周回移動し、また、定着ローラ３１と加圧ベルト３２とが相互に圧接されることによって、定着ニップＮが形成されている。
【００３２】
定着ローラ３１は円筒状に構成されており、その軸心部に、定着ローラ３１の表面をトナーが溶融する所定温度に加熱するヒーター３５が設けられている。ヒーター３５は、サーミスタ３４によって検出される定着ローラ３１の表面温度に基づいて制御される。
定着装置３０に搬送される記録シートＳの未定着のトナー画像は、表面が所定温度に加熱されて回転する定着ローラ３１に、周回移動する加圧ベルト３２が圧接されて形成された定着ニップＮを通過することにより加熱および加圧されて記録シートＳ上に定着される。トナー画像が定着された記録シートＳは分離爪３３および３６によって定着ローラ３１から分離される。
【００３３】
定着ローラ３１は、例えば、１０〜５０ｍｍ程度の外径を有しており、厚さが０．１〜５．０mm程度のアルミニウム、鉄等の金属製のパイプからなる芯金３１ａと、芯金３１ａの外周面に積層された中間層３１ｂと、中間層３１ｂの表面を覆う表層３１ｃとを備えている。
芯金３１ａの厚さは、例えば、軽量化およびウォームアップ時間(電源ＯＮから定着ローラ３１の表面温度が定着に必要な温度にまで昇温するために必要な時間)の短縮を考慮すると、０．２〜１．５mm程度が好ましい。
【００３４】
定着ローラ３１の芯金３１ａと表層３１ｃとの間に介在される中間層３１ｂとしては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のように弾性を有し、耐熱性が高い材質が望ましい。中間層は任意の厚さとすることができるが、０．０５〜２ｍｍ程度が望ましい。中間層３１ｂは、押圧部材４０により加圧ベルト３２が圧接されることによって弾性変形するようになっている。
【００３５】
中間層３１ｂの表面を覆う表層３１ｃは、記録シートＳに対する離型性を付与するために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＥＥ等のフッ素系チューブあるいはフッ素系コーティング等によって形成されていることが好ましい。フッ素系チューブとしては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製の商品名「ＰＦＡ３５０−Ｊ」、「４５１ＨＰ−Ｊ」、「９５１ＨＰ  Ｐｌｕｓ」等を用いることができる。表層３１ｃは導電性であってもよい。表層３１ｃの厚さは５〜１００μm程度が好ましく、また、水との接触角度が９０度以上、特に１１０度以上であることが望ましい。表層３１ｃの表面粗さＲａは、０．０１〜５０μm程度が好ましい。
【００３６】
加圧ベルト３２は、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド、ニッケル、鉄、ＳＵＳ等によって形成された帯板材を無端化した基材を有している。基材表面には、記録シートＳに対する離型性を付与するために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＥＥ等のフッ素系チューブあるいはフッ素系コーティング等の表層を設けてもよい。表層は導電性であってもよい。表層の厚さは、５〜１００μm程度が好ましい。加圧ベルト３２の厚さは特に限定されるものではないが、０．０５〜２ｍｍ程度が好ましい。加圧ベルト３２の外径は、２０〜１００ｍｍ程度が好ましい。加圧ベルト３２は、蛇行して周回移動しないように、幅方向の両側の側縁部がベルトガイド部材（図示せず）によってそれぞれガイドされている。
【００３７】
加圧ベルト３２の内周面を押圧する押圧部材４０は、定着ローラ３１の軸方向に沿って延びる長尺状の部材であり、加圧ベルト３２の周回移動経路内に、加圧ベルト３２および低摩擦シート４４を介して定着ローラ３１に対向して配置されている。押圧部材４０は、加圧ベルト３２の外周面を、幅方向の全域にわたって定着ローラ３１の外周面に圧接させるために、加圧ベルト３２の内周面を、幅方向の全域にわたって低摩擦シート４４を介して押圧する。
【００３８】
なお、図２においては、低摩擦シート４４を、加圧ベルト３２の内周面から離間させて、押圧部材４０が低摩擦シート４４を押圧していない状態で示しているが、定着装置３０が組み立てられた実際の状態では、図３に示すように、押圧部材４０が低摩擦シート４４を介して加圧ベルト３２を押圧しており、加圧ベルト３２が定着ローラ３１に圧接された状態になっている。
【００３９】
押圧部材４０は、加圧ベルト３２の周回移動経路内に配置された支持フレーム３８に、弾性シート３７を介して支持されている。支持フレーム３８は、例えば、アルミニウム、鉄等の金属の引き抜き材、押し出し材、板金等によって、例えば、断面四角形の筒状に構成されており、加圧ベルト３２の幅方向に沿って配置されている。
支持フレーム３８の長手方向の両側の端部は、加圧ベルト３２の幅方向の両側の側縁よりもそれぞれ外側に延出しており、それぞれの端部が、バネ等の付勢手段によって、定着ローラ３１に向って付勢されている。支持フレーム３８は、一つの側面（前面）が定着ローラ３１に対向するように配置されており、その前面上に弾性シート３７が設けられて、弾性シート３７上に押圧部材４０が支持されている。
【００４０】
支持フレーム３８における弾性シート３７が設けられた前面とは反対側の側面（背面）には、加圧ベルト３２の内周面に潤滑オイルを塗布するオイル塗布部材３９が設けられている。オイル塗布部材３９は、例えば、潤滑オイルが含浸されたフェルトによって構成されており、オイル塗布部材３９が、周回移動する加圧ベルト３２の内周面に摺接することにより、加圧ベルト３２の内周面の全域にわたって潤滑オイルが塗布される。
【００４１】
＜押圧部材の構成＞
図４は、押圧部材４０の断面図、図５は、押圧部材４０の一部の斜視図、図６（ａ）は、押圧部材４０を分解して示す断面図である。なお、図４〜図６（ａ）においては、紙面における上側が定着ローラ３１側になるように、また、押圧部材４０は、加圧ベルト３２を押圧していない状態で示している。
【００４２】
押圧部材４０は、支持フレーム３８における前面上の弾性シート３７上に配置された硬質押圧体４２と、低摩擦シート４４および加圧ベルト３２を介して定着ローラ３１の外周面に対向するように硬質押圧体４２に保持された弾性押圧体４１と、弾性押圧体４１に取り付けられたシート状の補助部材４３とを有している。弾性押圧体４１は、弾性を有する材料によって構成されており、硬質押圧体４２は、弾性押圧体４１よりも硬質な剛性を有する材料によって構成されている。
【００４３】
硬質押圧体４２は、加圧ベルト３２の幅方向に沿って直線状に延びる支持本体部４２ａと、この支持本体部４２ａにおける記録シート搬送方向の下流側に位置する側縁部に沿った状態で定着ローラ３１に向って所定の長さで突出した押圧部４２ｂと、支持本体部４２ａにおける記録シート搬送方向の上流側に位置する側縁部に沿った状態で定着ローラ３１に向って所定の長さで突出した側壁部４２ｃとを有している。側壁部４２ｃは、支持本体部４２ａからの突出量が、押圧部４２ｂにおける支持本体部４２ａからの突出量よりも小さくなっている。
【００４４】
支持本体部４２ａは、定着ローラ３１に対して接離する方向（前後方向）に沿った長さ（厚さ）が、加圧ベルト３２の幅方向に沿って略一定になっており、支持フレーム３８に加わる付勢力が当該幅方向の全域にわたって均一に伝達されるように弾性シート３７上に支持されている。これにより、支持本体部４２ａには、支持フレーム３８の付勢力が、加圧ベルト３２の幅方向に沿って略均等に加わる。支持本体部４２ａにおける押圧部４２ｂと側壁部４２ｃとの間に位置する前面は、弾性押圧体４１を支持するための支持面４２ｄになっており、この支持面４２ｄが、記録シートＳの搬送方向および加圧ベルト３２の幅方向に沿って平坦になっている。
【００４５】
弾性押圧体４１は、加圧ベルト３２を押圧していない状態では、加圧ベルト３２の幅方向の全域にわたって当該幅方向に沿って延びる断面長方形状の直方体（平行平面体）形状に構成されており、弾性押圧体４１における支持本体部４２ａ側の側面（背面）には、当該背面の全面にわたってシート状の補助部材４３が取り付けられて、加圧ベルト３２の幅方向に沿った直線状態になっている。
【００４６】
弾性押圧体４１は、厚さ、弾性の程度等によっては直進性を維持することができず、硬質押圧体４２に支持された場合に、加圧ベルト３２の幅方向に沿った状態に維持されないことがある。補助部材４３は、弾性押圧体４１が加圧ベルト３２の幅方向に沿った直線状態に保持するための補助として設けられており、弾性押圧体４１よりも硬質の剛性体によって構成されている。
【００４７】
弾性押圧体４１は、押圧部４２ｂと側壁部４２ｃとの間に嵌合されて、弾性押圧体４１に取り付けられた補助部材４３が支持本体部４２ａの支持面４２ｄに対向した状態で、硬質押圧体４２に支持される。弾性押圧体４１における支持面４２ｄ上に当接した背面とは反対側に位置する前面（表面）は、定着ローラ３１を低摩擦シート４４および加圧ベルト３２を介して押圧する弾性押圧面４１ａになっている。
【００４８】
弾性押圧体４１は、支持本体部４２ａに加わる押圧力により、弾性押圧面４１ａが低摩擦シート４４に圧接されて、当該低摩擦シート４４を介して加圧ベルト３２の内周面を押圧して、加圧ベルト３２を定着ローラ３１に圧接させる。弾性押圧体４１は、低摩擦シート４４および加圧ベルト３２を介して定着ローラ３１を押圧すると、図３に示すように、定着ローラ３１からの反力によって凹状に窪んだ状態に弾性変形する。
【００４９】
硬質押圧体４２の押圧部４２ｂは、弾性押圧体４１が定着ローラ３１を押圧して凹状に弾性変形した状態になると、押圧部４２ｂの先端面である硬質押圧面４２ｆが、低摩擦シート４４および加圧ベルト３２を介して定着ローラ３１を押圧する。これにより、定着ローラ３１の表面が凹状に窪んだ状態に弾性変形する。加圧ベルト３２は、定着ローラ３１の表面に沿った状態で圧接されて、その圧接部分に定着ニップＮが形成される。
【００５０】
硬質押圧体４２は、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミド、液晶ポリマー等の樹脂、アルミニウム、鉄等の金属、セラミック等によって、支持本体部４２ａと、押圧部４２ｂと、側壁部４２ｃとが一体成型されている。
弾性押圧体４１は、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム等の高耐熱性の弾性を有する材質によって構成されている。弾性押圧体４１の硬度は、アスカーＣで１５〜３０°が望ましい。弾性押圧体４１の厚さ（押圧部４２ｂの突出方向に沿った長さ）は、２.０〜１０ｍｍ程度になっている。
【００５１】
補助部材４３は、アルミニウム、鉄等の金属板によって構成されており、その厚さ（押圧部４２ｂの突出方向に沿った長さ）は、０．１〜３ｍｍ程度になっている。補助部材４３は、例えば、金属板の打ち抜き加工によって形成される。
押圧部材４０と、加圧ベルト３２の内周面との間に介在される低摩擦シート４４は、加圧ベルト３２と押圧部材４０との摺動抵抗を低減するために設けられており、例えば、ガラスクロスを基材として、当該基材に耐熱性樹脂を含浸させることによって形成されている。耐熱性樹脂としてはＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂が用いられている。
【００５２】
低摩擦シート４４は長方形状に構成されており、相互に直交する側縁が、加圧ベルト３２の幅方向および周方向にそれぞれ沿うように配置されている。加圧ベルト３２の幅方向に沿った低摩擦シート４４の長さは、加圧ベルト３２の幅方向長さとほぼ等しくなっている。図５に示すように、低摩擦シート４４における加圧ベルト３２の周回移動方向下流側の側縁部４４ｂは、硬質押圧体４２の押圧部４２ｂよりも当該周回移動方向の下流側に位置しており、当該側縁部に対して当該周回移動方向の上流側に連続する部分が、硬質押圧体４２の押圧部４２ｂおよび弾性押圧体４１と、加圧ベルト３２の内周面との間を通過した状態になっている。
【００５３】
低摩擦シート４４の、弾性押圧体４１と加圧ベルト３２の内周面との間に位置する部分よりも上流側の低摩擦シート４４の部分は、加圧ベルト３２から離れる方向に向って屈曲されて、弾性押圧体４１における当該上流側の側面に沿って表面側から背面側に向けて延長されている。低摩擦シート４４の当該上流側に位置する側縁部４４ａは、補助部材４３と、硬質押圧体４２の支持本体部４２ａとの間に進入して、加圧ベルト３２の幅方向に沿った当該側縁部４４ａの全域にわたって、補助部材４３と、硬質押圧体４２の支持本体部４２ａとによって連続的に挟持されている。補助部材４３と支持本体部４２ａとの間に進入した低摩擦シート４４の当該側縁部４４ａの進入方向の長さは、例えば、補助部材４３における当該方向に沿った長さの１／３以上とされる。
【００５４】
低摩擦シート４４は、補助部材４３と支持本体部４２ａとによって挟持された側縁部４４ａから、弾性押圧体４１における加圧ベルト３２の周回移動方向上流側の側面に沿って、定着ローラ３１に向って引き出されて、加圧ベルト３２の内周面と、弾性押圧体４１および硬質押圧体４２の押圧部４２ｂのそれぞれとの間を通過している。従って、低摩擦シート４４は、周回移動する加圧ベルト３２の内周面に弾性押圧体４１および硬質押圧体４２の押圧部４２ｂに押し付けられることによって加圧ベルト３２に摺動する。
【００５５】
このような構成の定着装置３０では、図２および図３に示すように、定着ローラ３１が回転駆動されることによって、定着ローラ３１に圧接された加圧ベルト３２が定着ローラ３１に追従して周回移動する。このような状態で、感光体ドラム１１と転写ローラ１５とが圧接された転写ニップにてトナー画像が転写された記録シートＳが、トナー画像の転写された面を定着ローラ３１側として、定着ローラ３１と加圧ベルト３２との間の定着ニップＮ内に進入する。記録シートＳ上のトナー画像は、記録シートＳが定着ニップＮを通過する間に、加熱および加圧されて記録シートＳに定着される。
【００５６】
記録シートＳは、弾性押圧体４１によって加圧ベルト３２と定着ローラ３１とが相互に圧接された部分を通過した後に、硬質押圧体４２の押圧部４２ｂによって加圧ベルト３２が定着ローラ３１に対して、より強く圧接された部分を通過して、定着ニップＮから排出される。この場合、定着ニップＮの出口部において、硬質押圧体４２の押圧部４２ｂによって定着ローラ３１が強く押圧されているために、定着ローラ３１は曲率が小さな凹状に弾性変形しており、その曲率の小さな弾性変形部分に対して記録シートＳが追従して移動できずに定着ローラ３１から分離する、いわゆる「曲率分離」によって、記録シートＳは、定着ローラ３１から容易に剥離される。
【００５７】
周回移動する加圧ベルト３２の内周面には、オイル塗布部材３９によって潤滑オイルが塗布されており、加圧ベルト３２の内周面に塗布された潤滑オイルは、加圧ベルト３２の内周面と低摩擦シート４４との界面に進入する。低摩擦シート４４の表面は、基材であるガラスクロスの凹凸によって形成されており、これにより、加圧ベルト３２の内周面に塗布された潤滑オイルは、低摩擦シート４４が加圧ベルト３２の内周面に圧接された状態であっても、加圧ベルト３２の内周面と低摩擦シート４４との界面から押し出されることがなく、低摩擦シート４４の凹部内に残り、この潤滑オイルによって、加圧ベルト３２の内周面と低摩擦シート４４との間の摩擦抵抗が低減される。これにより、加圧ベルト３２は円滑に周回移動する。
【００５８】
押圧部材４０は、図３に示すように、低摩擦シート４４を介して、周回移動する加圧ベルト３２の内周面を押圧することにより、加圧ベルト３２と定着ローラ３１とを相互に圧接させている。この場合、図６（ａ）に示すように、支持本体部４２ａによって弾性押圧体４１が押圧力Ｐ２で低摩擦シート４４を介して加圧ベルト３２の内周面を押圧すると、加圧ベルト３２の内周面からは、その押圧力Ｐ２に等しい反力Ｐ１が発生する。さらに、加圧ベルト３２の内周面と弾性押圧体４１とに挟まれた低摩擦シート４４には、加圧ベルト３２の周回移動に伴って、周回移動方向への引っ張り力Ｆが加わり、硬質押圧体４２の支持本体部４２ａと補助部材４３との間に位置する低摩擦シート４４の側縁部４４ａにも引っ張り力Ｆが加わる。
【００５９】
しかし、低摩擦シート４４は、周回移動する加圧ベルト３２の上流側に位置する側縁部４４ａが、硬質押圧体４２の支持本体部４２ａと補助部材４３とによって、加圧ベルト３２の幅方向に沿った全長にわたって連続して挟持されているために、押圧力Ｐ２および反力Ｐ１が、当該側縁部４４ａにおける加圧ベルト３２の幅方向に沿った全域にわたってほぼ均等に加わる。従って、当該側縁部４４ａに加わる引っ張り力Ｆが、当該側縁部４４ａの全域にわたって略均等に分散されることになり、当該側縁部４４ａにおいて、引っ張り力Ｆに対して応力が局部的に集中して発生するおそれがない。これにより、低摩擦シート４４の損傷を防止することができるとともに、シワが発生することも防止することができる。
【００６０】
弾性押圧体４１による押圧力Ｐ２が大きくなると、加圧ベルト３２と低摩擦シート４４との間の摩擦力が大きくなるために、低摩擦シート４４の側縁部４４ａに加わる引っ張り力Ｆも大きくなるが、この場合には、加圧ベルト３２の内周面からの反力Ｐ１も大きくなるために、低摩擦シート４４の側縁部４４ａを狭持する圧力も増加する。従って、この場合にも、低摩擦シート４４の側縁部４４ａの全域が、増加した圧力によって連続して安定的に狭持されるために、低摩擦シート４４に応力が局部的に集中して発生することが、さらに確実に防止され、当該側縁部４４ａにおける破損、シワの発生等が、一層確実に防止される。
【００６１】
さらには、低摩擦シート４４は、弾性押圧体４１の側面（外面）に沿った状態で、補助部材４３と硬質押圧体４２の支持本体部４２ａとの間に進入した状態になっているために、図１０〜図１４に示すように、低摩擦シート４４の側縁部４４ａを、硬質押圧体４２と弾性シート３７との間において固定する場合に比較して、加圧ベルト３２の周方向に沿った低摩擦シート４４の長さを短くすることができ、使用面積を小さくすることができる。これにより、低摩擦シート４４の使用量が低減され、経済性を向上させることができる。
【００６２】
なお、補助部材４３と、硬質押圧体４２の支持本体部４２ａとによって挟持される低摩擦シート４４の側縁部４４ａの長さは、加圧ベルト３２の幅方向に沿った全域にわたる長さに限らず、シワが生じない範囲で適当に設定すればよいが、少なくとも、定着ローラ３１と加圧ベルト３２との圧接によって形成される定着ニップＮを通過する記録シートＳの加圧ベルト３２の幅方向に沿った長さ以上になっていることが望ましい。
【００６３】
補助部材４３と支持本体部４２ａとの間に進入した低摩擦シート４４の側縁部４４ａの進入方向の長さも特に限定されるものではなく、低摩擦シート４４の側縁部４４ａが抜け出るおそれがない適当な長さに設定すればよい。従って、補助部材４３における当該方向に沿った長さの１／３未満であってもよい。
また、低摩擦シート４４は、加圧ベルト４２の幅方向に沿った長さが、当該幅方向の全域の長さに等しくなっている必要はなく、当該幅方向の一部にのみ沿った状態としてもよい。さらには、硬質押圧体４２に側壁部４２ｃが設けられていなくてもよい。
【００６４】
なお、補助部材４３には、図６（ｂ）に示すように、突出部４３ａを設けてもよい。すなわち、突出部４３ａは、補助部材４３における記録シートＳの搬送方向上流側の側縁部に、記録シートＳの幅方向に沿って、支持本体部４２ａに向って突出するように、当該側縁部の全域にわたって連続して設けられている。突出部４３ａは、例えば、支持本体部４２ａ側になるにつれて先鋭的になった断面三角形状に形成されている。これにより、低摩擦シート４４に加わる引っ張り力に対する抵抗力が増加するために、低摩擦シート４４の側縁部４４ａをより安定して挟持することができる。
【００６５】
さらに、突出部４３ａは、補助部材４３を金属板の打ち抜き加工によって形成する場合において、打ち抜き加工によって生じる「かえり」を除去することなく利用することで形成することもできる。換言すれば、補助部材４３は、「かえり」を除去せずに、加工時の「かえり」が硬質押圧体４２の支持面４２ｄ側を向くように取り付けることにより、突出部４３ａと機能させることができる。
【００６６】
＜変形例１＞
本発明における押圧部材４０は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、補助部材４３と、硬質押圧体４２の支持本体部４２ａとの間に挟持された低摩擦シート４４の全域を、補助部材４３に対して、フッ素樹脂系接着剤、両面テープ等の貼付部材４６による貼り付け、溶着等によって相互に付着させる構成としてもよい。
【００６７】
このような構成とすることにより、補助部材４３と支持本体部４２ａとによって挟持された低摩擦シート４４の側縁部４４ａは、低摩擦シート４４に加わる引っ張り力に対する抵抗力が、補助部材４３との付着力によって増加するために、低摩擦シート４４の側縁部４４ａをさらに安定的に狭持することができ、当該側縁部４４ａが補助部材４３と支持本体部４２ａとの間から抜け出ることを、より一層確実に防止することができる。なお、このように、低摩擦シート４４を補助部材４３に付着する構成に限らず、低摩擦シート４４を支持本体部４２ａに付着するようにしてもよく、また、補助部材４３と支持本体部４２ａの両方に付着するようにしてもよい。
【００６８】
＜変形例２＞
さらに、図８に示すように、補助部材４３における支持本体部４２ａに対向する面を、全面にわたって凹凸が形成された凹凸面４３ｂにするとともに、支持本体部４２ａにおける支持面４２ｄを、全面にわたって凹凸が形成された凹凸面としてもよい。支持面４２ｄの凹凸は、機械研磨加工、化学研磨加工、化学機械的研磨加工等によって形成することができる。
【００６９】
このような構成とすることによって、低摩擦シート４４に加わる引っ張り力に対する摩擦抵抗が増加するために、低摩擦シート４４の側縁部４４ａをさらに安定的に狭持することができ、当該側縁部４４ａが補助部材４３と支持本体部４２ａとの間から抜け出ることを、より一層確実に防止することができる。なお、このように、補助部材４３と支持本体部４２ａの両方を凹凸面にする構成に限らず、補助部材４３と支持本体部４２ａの一方のみを凹凸面としてもよい。また、凹凸面は、補助部材４３または支持本体部４２ａのそれぞれの全面に形成する必要はなく、低摩擦シート４４が挟持される部分にのみ凹凸面を形成してもよい。
【００７０】
＜変形例３＞
さらには、図９に示すように、補助部材４３における支持本体部４２ａに対向する面に、低摩擦シート４４よりも摩擦係数が高いシリコーン系ゴム等によって構成された高摩擦シート４７を設ける構成としてもよい。
このような構成とすることによっても、低摩擦シート４４の側縁部４４ａをさらに安定的に狭持することができ、当該側縁部４４ａが補助部材４３と支持本体部４２ａとの間から抜け出ることを、より一層確実に防止することができる。なお、高摩擦シート４７は、支持本体部４２ａに設けてもよく、また、補助部材４３と支持本体部４２ａの両方に設けてもよい。
【００７１】
＜画像形成装置の変形例＞
本発明に係る定着装置が適用される画像形成装置は、前記実施形態のようにモノクロプリンタに限るものではなく、複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）装置等のモノクロ画像形成装置、カラー画像形成装置のいずれにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、押圧部材により低摩擦シートを介して押圧された状態で周回移動する加圧ベルトを、回転する定着ローラ等の回転定着体に圧接させることにより定着ニップを形成する定着装置において、低摩擦シートの破損等を防止することができて、当該低摩擦シートを長期にわたって安定的に使用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
３０        定着装置
３１        定着ローラ
３２        加圧ベルト
３５        ヒーター
３８        支持フレーム
３９        オイル塗布部材
４０        押圧部材
４１        弾性押圧体
４２        硬質押圧体
４２ａ      支持本体部
４２ｂ      押圧部
４２ｃ      側壁部
４３        補助部材
４４        低摩擦シート
４４ａ      側縁部
４６        貼付部材
４７        高摩擦シート
【図１】
2010266802.tif 000003
【図２】
2010266802.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010266802.tif 000008
【図７】
2010266802.tif 000009
【図８】
2010266802.tif 000010
【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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【図１４】
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