(57)【要約】【課題】帯状体の摩耗が低減された定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】無端の定着ベルト６１と、定着ベルト６１の内面に宛がわれる宛て面を有する固定パッド６５と、定着ベルト６１の内面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布器６６と、定着ベルト６１の外面を宛て面に向けて加圧する加圧位置と、定着ベルト６１を加圧しない非加圧位置との間で移動自在に配置され、加圧位置に移動して、周回移動することで定着ベルト６１を駆動して循環移動させ、未定着のトナー像を保持した媒体を定着ベルト６１体との間に受け入れて定着ベルト６１と共同して該トナー像を該媒体に定着させる加圧ロール６２と、潤滑剤塗布器６６によって塗布された潤滑剤を介して定着ベルト６１内面に接し、加圧ロール６２が非加圧位置にあるときに定着ベルト６１を駆動して循環移動させる加熱ロール６３とを備えた。【選択図】        図２
2014142398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端の帯状体と、
前記帯状体の内面に宛がわれる宛て面を有する宛て部材と、
前記帯状体の内面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布器と、
前記帯状体の外面を前記宛て面に向けて加圧する加圧位置と、該帯状体を加圧しない非加圧位置との間で移動自在に配置され、該加圧位置に移動して、周回移動することで前記帯状体を駆動して循環移動させ、未定着のトナー像を保持した媒体を該帯状体との間に受け入れて該帯状体と共同して該トナー像を該媒体に定着させる周回移動部材と、
前記潤滑剤塗布器によって塗布された前記潤滑剤を介して前記帯状体内面に接し、前記周回移動部材が前記非加圧位置にあるときに該帯状体を駆動して循環移動させる回転体とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記回転体が、前記帯状体内面に境界潤滑状態で接するものであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記回転体の周面が、０．４μ以上１μ以下の表面粗さＲａを有するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
未定着のトナー像を媒体上に形成する像形成部と、
媒体上に形成された未定着のトナー像を該媒体上に定着する像定着部とを備え、
前記像定着部が、
無端の帯状体と、
前記帯状体の内面に宛がわれる宛て面を有する宛て部材と、
前記帯状体の内面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布器と、
前記帯状体の外面を前記宛て面に向けて加圧する加圧位置と、該帯状体を加圧しない非加圧位置との間で移動自在に配置され、該加圧位置に移動して、周回移動することで前記帯状体を駆動して循環移動させ、未定着のトナー像を保持した媒体を該帯状体との間に受け入れて該帯状体と共同して該トナー像を該媒体に定着させる周回移動部材と、
前記潤滑剤塗布器によって塗布された前記潤滑剤を介して前記帯状体内面に接し、前記周回移動部材が前記非加圧位置にあるときに該帯状体を駆動して循環移動させる回転体とを備えた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、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、定着ベルト、加熱ローラ、ニップ形成部材、および加圧ローラを備えたベルト定着装置が示されている。このベルト定着装置で、定着ベルトは、加熱ローラおよびニップ形成部材に巻き掛けられており、定着ベルトの内面には潤滑剤が塗布されている。加圧ローラは、ニップ形成部材に対して定着ベルトを挟んだ状態で圧接しており、回転することで定着ベルトを駆動する。定着ベルトは、用紙を定着させるときも用紙を定着させないウォームアップ動作時にも、加圧ローラの回転に伴って移動する。
【０００３】
また、特許文献２には、エンドレスベルトを有する定着装置が示されている。エンドレスベルトを張架するロールの表面には、溝等により形成された凹凸が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８６９３３号公報
【特許文献２】特開平１１−２４４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、帯状体の内側に配置されたローラによる帯状体内面の摩耗が低減された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】
【０００６】
請求項１に係る定着装置は、
無端の帯状体と、
上記帯状体の内面に宛がわれる宛て面を有する宛て部材と、
上記帯状体の内面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布器と、
上記帯状体の外面を上記宛て面に向けて加圧する加圧位置と、この帯状体を加圧しない非加圧位置との間で移動自在に配置され、この加圧位置に移動して、周回移動することで上記帯状体を駆動して循環移動させ、未定着のトナー像を保持した媒体をこの帯状体との間に受け入れてこの帯状体と共同してこのトナー像をこの媒体に定着させる周回移動部材と、
上記潤滑剤塗布器によって塗布された上記潤滑剤を介して上記帯状体内面に接し、上記周回移動部材が上記非加圧位置にあるときにこの帯状体を駆動して循環移動させる回転体とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る定着装置は、上記回転体が上記帯状帯内面に境界潤滑状態で接するものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る定着装置は、上記回転体の周面が、０．４μ以上１μ以下の表面粗さＲａを有するものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る画像形成装置は、
未定着のトナー像を媒体上に形成する像形成部と、
媒体上に形成された未定着のトナー像をこの媒体上に定着する像定着部とを備え、
上記像定着部が、
無端の帯状体と、
上記帯状体の内面に宛がわれる宛て面を有する宛て部材と、
上記帯状体の内面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布器と、
上記帯状体の外面を上記宛て面に向けて加圧する加圧位置と、この帯状体を加圧しない非加圧位置との間で移動自在に配置され、この加圧位置に移動して、周回移動することで上記帯状体を駆動して循環移動させ、未定着のトナー像を保持した媒体をこの帯状体との間に受け入れてこの帯状体と共同してこのトナー像をこの媒体に定着させる周回移動部材と、
上記潤滑剤塗布器によって塗布された上記潤滑剤を介して上記帯状体内面に接し、上記周回移動部材が上記非加圧位置にあるときにこの帯状体を駆動して循環移動させる回転体とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る定着装置および請求項３に係る画像形成装置は、潤滑剤塗布器を有していない場合と比較して帯状体の内側に配置されたローラによる帯状体内面の摩耗が低減される。
【００１１】
請求項２に係る定着装置は、帯状体内面の摩耗の低減と回転体による駆動とが両立する。
【００１２】
請求項３に係る定着装置は、帯状体の移動が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す定着装置の概略構成を示す構成図である。
【図３】図２に示す定着装置のうち、定着ベルト周辺の部分を示す斜視図である。
【図４】加熱ロールの周面の表面粗さ、および、加熱ロールの周面と定着ベルト内面との間の摩擦係数の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【００１６】
図１に示す画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色毎に画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを並列的に配置してなるタンデム型のカラープリンタである。画像形成装置１は、単色の画像をプリントすることができるほか、４色のトナー像からなるフルカラーの画像をプリントすることができる。トナーカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋには、ＹＭＣＫ各色のトナーが収容されている。
【００１７】
４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、ほぼ同様の構成を有しているため、これらを代表してイエローに対応する画像形成部１０Ｙを取り上げて説明する。画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙ、帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および感光体クリーナ１６Ｙを備えている。
【００１８】
感光体ドラム１１Ｙは円筒状の基体表面に感光体層が設けられたものであり、表面に形成される像を保持して円筒の軸周りである矢印Ａ方向に回転する。帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および感光体クリーナ１６Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの周囲に矢印Ａの方向の順に配置されている。
【００１９】
帯電器１２Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面を帯電させる装置である。帯電器１２Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面に接触する帯電ロールである。帯電器１２Ｙには、現像装置１４Ｙにおけるトナーと同極性の電圧が印加されており、接触する感光体ドラム１１Ｙの表面を帯電させる。露光器１３Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面に露光光を照射して露光する装置である。露光器１３Ｙは、画像形成装置１外部から塗布される画像信号に応じたレーザ光を発光し、レーザ光で感光体ドラム１１Ｙを走査する。現像装置１４Ｙは、現像剤を用いて感光体ドラム１１Ｙの表面を現像する。現像装置１４Ｙにはトナーカートリッジ１８Ｙからトナーが塗布される。現像装置１４Ｙは、磁性キャリアとトナーが混合された現像剤を撹拌することでトナーおよび磁性キャリアを帯電し、帯電したトナーで感光体ドラム１１Ｙ表面を現像する。一次転写器１５Ｙは、中間転写ベルト３０を挟んで感光体ドラム１１Ｙに対向したロールである。一次転写器１５Ｙは、感光体ドラム１１Ｙに対する電圧が印加されることで、感光体ドラム１１Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト３０に転写する。感光体クリーナ１６Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面のうち、一次転写器１５Ｙで転写が行われた部分に残ったトナー等の不要物を除去することによって、感光体ドラム１１Ｙの表面を清掃する。
【００２０】
画像形成装置１には、中間転写ベルト３０、定着装置６０、用紙搬送部８０、および制御部１Ａも備えられている。中間転写ベルト３０は、ベルト支持ロール３１〜３５に架け渡された無端のベルトである。中間転写ベルト３０は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、および二次転写器５０を経由する矢印Ｂの方向に循環移動する。中間転写ベルト３０には、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋから各色のトナー像が転写される。中間転写ベルト３０は、これら各色のトナー像を保持しながら移動する。
【００２１】
二次転写器５０は、ベルト支持ロール３１〜３５の一つであるバックアップロール３４との間に中間転写ベルト３０および用紙Ｐを挟んで回転するロールである。二次転写器５０は、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加されることで、中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙Ｐに転写する。
【００２２】
定着装置６０は、トナー像を用紙Ｐ上に定着させる装置である。定着装置６０は、定着ベルト６１および加圧ロール６２を備えており、加熱ロール６３内にはヒータが配置されている。定着ベルト６１および加圧ロール６２は、定着前のトナー像が形成された用紙Ｐを挟んで通過させることによりトナーを加熱・加圧して、トナー像を用紙Ｐ上に定着させる。
【００２３】
用紙搬送部８０は、用紙Ｐを、二次転写器５０および定着装置６０を経由する用紙搬送路Ｒに沿って搬送する。用紙搬送部８０は、取出ロール８１、搬送ロール８２、レジストレーションロール８４、および排出ロール８６を備えている。取出ロール８１は用紙収容器Ｔに収容された用紙Ｐを取り出し、搬送ロール８２は取り出された用紙Ｐを搬送する。レジストレーションロール８４は用紙Ｐを二次転写器５０に搬送し、排出ロール８６は、用紙Ｐを外部に排出する。
【００２４】
図１に示す画像形成装置１の基本動作を説明すると、イエローの画像形成部１０Ｙでは、感光体ドラム１１Ｙが矢印Ａ方向に回転駆動され、感光体ドラム１１Ｙの表面が帯電器１２Ｙによって帯電する。露光器１３Ｙは、感光体ドラム１１Ｙに、画像信号中の各色に対応するデータに応じた露光光を照射する。イエローの露光器１３Ｙは、外部から塗布される画像信号のうちのイエローに対応する画像信号に基づく露光光を感光体ドラム１１Ｙの表面に照射することで、感光体ドラム１１Ｙの表面に静電潜像を形成する。現像装置１４Ｙには、トナーカートリッジ１８Ｙからイエローのトナーが塗布される。現像装置１４Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの静電潜像をトナーで現像することで、トナー像を形成する。感光体ドラム１１Ｙは、表面に形成されたイエローのトナー像を保持して回転する。感光体ドラム１１Ｙの表面に形成されたトナー像は、一次転写器１５Ｙによって中間転写ベルト３０に転写される。転写後、感光体ドラム１１Ｙに残留したトナーは、感光体クリーナ１６Ｙによって除去される。
【００２５】
中間転写ベルト３０は、矢印Ｂ方向に巡回移動している。イエロー以外の色に対応する画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、画像形成部１０Ｙと同様、それぞれの色に対応するトナー像を形成し、トナー像を中間転写ベルト３０に重ねて転写していく。
【００２６】
用紙収容器Ｔからは、用紙Ｐが取出ロール８１によって取り出される。用紙Ｐは、搬送ロール８２およびレジストレーションロール８４によって、用紙搬送路Ｒを二次転写器５０に向かう矢印Ｃ方向に搬送される。レジストレーションロール８４は、用紙Ｐを、中間転写ベルト３０上にトナー像が転写されるタイミングに基づいて二次転写器５０に送り込む。二次転写器５０は、中間転写ベルト３０のトナー像を用紙Ｐに転写する。トナー像が転写された用紙Ｐは二次転写器５０から定着装置６０に搬送され、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が定着される。このようにして、用紙Ｐ上に画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは排出ロール８６によって画像形成装置１の外部に排出される。二次転写器５０による転写後、中間転写ベルト３０に残留したトナーは、ベルトクリーナ７０によって除去される。
【００２７】
［定着装置］
図２は、図１に示す定着装置の概略構成を示す構成図である。また、図３は、図２に示す定着装置のうち、定着ベルト周辺の部分を示す斜視図である。
【００２８】
定着装置６０は、定着ベルト６１、加圧ロール６２、加熱ロール６３、ステアリングロール６４、固定パッド６５、および、潤滑剤塗布器６６を備えている。定着装置６０が本発明にいう像定着部の一例に相当し、定着ベルト６１が本発明にいう帯状体の一例に相当する。また、加熱ロール６３が本発明にいう回転体の一例に相当し、加圧ロール６２が周回移動部材の一例に相当する。
【００２９】
定着ベルト６１は、無端の帯状体であり、加熱ロール６３、ステアリングロール６４、および固定パッド６５によって内側面から支持されている。より詳細には、定着ベルト６１は、加熱ロール６３、ステアリングロール６４、および固定パッド６５に張り渡されており、加熱ロール６３およびステアリングロール６４の回転に伴い、矢印Ｄで示す方向に循環移動する。定着ベルト６１は、基材の上に、ゴム層および離型層が設けられた構造を有する。例えば、基材はポリイミド製であり、ゴム層はシリコーンゴム製である。また、離型層はフッ素系樹脂、例えばＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）である。定着ベルト６１は、例えば３３０ｍｍの幅を有しており、Ａ３判の用紙に対応している。また、定着ベルト６１は約１０ｋｇ重（約９８Ｎ）の張力で張り渡されている。
【００３０】
加熱ロール６３およびステアリングロール６４は、金属材料で形成された円筒状の部材である。加熱ロール６３は、定着ベルト６１の内面よりも硬い。より詳細には、加熱ロール６３およびステアリングロール６４のそれぞれの周面は、ステンレス鋼で形成されており、０．４μｍ以上１．０μｍ以下の表面粗さＲａを有している。加熱ロール６３は、４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の直径を有しており、内部にはヒータ６３１が内蔵されている。加熱ロール６３の内部にもヒータが内蔵されている。加熱ロール６３およびステアリングロール６４は、定着ベルト６１を内側面から加熱する。加熱ロール６３は、図示しないモータによって駆動されて回転する。ステアリングロール６４は、回転軸６４１が傾動自在に保持されている。ステアリングロール６４は、回転軸６４１が、カム６４２の作用によって矢印Ｆ又は矢印Ｆ’の方向に傾くことで、定着ベルト６１の軸方向の位置を調節する。
【００３１】
固定パッド６５は、定着ベルト６１の内面に宛がわれている。固定パッド６５は、例えば金属材料で形成されており、加熱ロール６３およびステアリングロール６４に沿った方向に長く延びた形状を有している。固定パッド６５の側面のうち加圧ロール６２を向いた面は、定着ベルト６１の内面に宛がわれた宛て面６５ａとなっている。定着ベルト６１は、固定パッド６５の宛て面６５ａ上を摺れ動く。固定パッド６５の内部にもヒータ６５１が備えられている。
【００３２】
潤滑剤塗布器６６は、定着ベルト６１の内側に配置されており、定着ベルト６１の内側面に潤滑剤を塗布する。潤滑剤は、定着ベルト６１の内側面と、固定パッド６５の宛て面６５ａとの間の潤滑性を高め（摩擦係数を低減し）、摩擦力を低減するためのものである。潤滑剤は液状であり、例えば、アミノ変性シリコーンオイルである。潤滑剤塗布器６６は、定着ベルト６１の内側面における、加熱ロール６３と固定パッド６５との間の位置、すなわち、定着ベルト６１の移動方向Ｄにおける固定パッド６５よりも上流側に配置されている。
【００３３】
加圧ロール６２は、定着ベルト６１を挟んで固定パッド６５の反対側に配置されている。加圧ロール６２は、金属材料からなる円筒状の部材の周面をゴム材料からなる弾性層で覆った構造を有している。加圧ロール６２は、定着ベルト６１の外面を宛て面６５ａに向けて加圧する。加圧ロール６２は、図示しないモータによって駆動され、矢印Ｅに示す方向に回転する。また、加圧ロール６２の回転軸は、図示しない離接動作機構によって支持されており、加圧ロール６２は、加圧位置と離隔位置との間で移動する。図２には、加圧位置にある加圧ロール６２が示されている。加圧ロール６２は、図２における下方に移動した離隔位置では、定着ベルト６１から離れる。
【００３４】
加圧ロール６２は、図示しないモータによって駆動され、図２に示す加圧位置において回転することで、定着ベルト６１を駆動する。加圧ロール６２は、未定着のトナー像を保持した用紙Ｐ（図１参照）を定着ベルト６１との間に受け入れ、定着ベルト６１と共同してトナー像を用紙Ｐに定着させる。
【００３５】
定着装置６０が用紙Ｐの定着を行わない場合、加圧ロール６２は離隔位置に移動し、定着ベルト６１から離れる。仮に、定着を行わない場合でも加圧ロール６２が定着ベルト６１に接触し続けると、加圧ロール６２が定着ベルト６１からの熱によって、定着ベルト６１の温度に近づくまで加熱される。両面印刷の場合には、用紙Ｐ（図１参照）のうち加圧ロール６２に接触する面にも、既に定着済みのトナー像が形成されている場合がある。加圧ロール６２が定着ベルト６１の温度に近づくと、加圧ロール６２に接触する、既に定着済みのトナーが再度溶融して画像劣化を生じさせるおそれがある。
【００３６】
本実施形態では、定着装置６０が用紙Ｐの定着を行わない場合には、加圧ロール６２が定着ベルト６１から離れる。したがって、加圧ロール６２の温度が、定着済みのトナーを再度溶融する温度まで上昇する事態が抑制される。加圧ロール６２が離隔位置にある場合、定着ベルト６１は加圧ロール６２によっては駆動されない。このとき、定着ベルト６１は加熱ロール６３に駆動されて移動する（アイドリング）。定着装置６０が用紙Ｐの定着を行わない場合でも定着ベルト６１は移動する。したがって、定着ベルトが停止した場合に比べて、定着ベルト６１の各場所に応じて生じる温度分布の差が抑制される。なお、加圧ロール６２が離隔位置にあり、定着ベルト６１が加熱ロール６３に駆動されて移動する速度は、加圧ロール６２が加圧位置にあり、定着ベルト６１が加圧ロール６２に駆動されて移動する速度よりも遅い。
【００３７】
加圧ロール６２が離隔位置にある場合、定着ベルト６１は加熱ロール６３によって駆動される。加熱ロール６３周面は、潤滑剤が塗布された定着ベルト６１内面に境界潤滑状態で接している。本実施形態では、ステアリングロール６４周面も定着ベルト６１内面に境界潤滑状態で接している。境界潤滑状態は、例えば、日本機械学会編機械工学便覧に示されるように、摩擦する２面の完全なる隔離は維持されておらず摩擦面のところどころで表面の接触が生じている状態である（機械工学便覧，応用編Ｂ１機械要素設計・トライボロジ，日本機械学会，１９８５年７月発行，Ｂ１−３３頁）。また、境界潤滑状態は、固体潤滑と混合潤滑との境界に位置する状態であり、固体面（本実施形態では、定着ベルト６１、加熱ロール６３、およびステアリングロール６４）に吸着した単分子膜ないし、数分子膜程度の厚さの潤滑剤による潤滑形態であり、（微視的な）凸部同士の固体接触は頻繁な状態である（大同メタル工業株式会社のホームページ  http://daidometal.com/technology/basic-06.html）。本実施形態では、固体面（加熱ロール６３およびステアリングロール６４）の表面粗さを調整することによって、潤滑状態を境界潤滑状態としている。
【００３８】
境界潤滑状態において、定着ベルト６１内面と加熱ロール６３周面との間には、潤滑剤が潤滑膜（普通境界膜）として介在している。したがって、固体潤滑の接触状態の場合に比べて、加熱ロール６３による定着ベルト６１の摩耗（削れ）が低減される。また、境界潤滑状態は、定着ベルト６１内面と加熱ロール６３周面が完全に離れた状態ではなく、一部に接触が生じている。このため、定着ベルト６１内面と加熱ロール６３周面の間には、回転する加熱ロール６３によって定着ベルト６１が駆動される程度の摩擦係数が生じる。したがって、加圧ロール６２の離隔位置状態において、加熱ロール６３によって定着ベルト６１が駆動される（アイドリング）。定着ベルト６１が循環移動することで、定着ベルト６１の各部が加熱ロール６３に周期的に接する。このため、定着ベルト６１における熱履歴すなわち各部の温度むらが抑えられる。したがって、用紙上のトナー像の定着むらが低減する。
【００３９】
加熱ロール６３の周面は、定着ベルト６１を駆動するため従来の加熱ロールに施されていた溝形成が省略されることによって、従来の加熱ロールよりも小さな表面粗さを有している。このことによって、上述した境界潤滑状態が生じる。加熱ロール６３の周面は、固定パッド６５の宛て面６５ａよりも大きな表面粗さを有している。このことによって、固定パッド６５の宛て面６５ａと定着ベルト６１内面との間の摩擦係数は、加熱ロール６３の周面と定着ベルト６１内面との間の摩擦係数よりも小さい。
【００４０】
図４は、加熱ロールの周面の表面粗さ、および、加熱ロールの周面と定着ベルト内面との間の摩擦係数の関係を示すグラフである。
【００４１】
図４に示すグラフは、図２および図３に示す構成の定着装置において、加熱ロール６３の表面粗さＲａを変化させて動作させ（アイドリング）、各表面粗さにおける摩擦係数の値を結んだものである。摩擦係数は動摩擦係数であり、その値は、加熱ロール６３の駆動部に設けたトルク計によって計測したトルクから算出される。なお、定着装置６０における、定着ベルト６１の内面の表面粗さＲａは、０．７μｍ以上０．９μｍ以下である。
【００４２】
図４に示すグラフに示すように、加熱ロール６３の表面粗さＲａが１μｍより大きい領域は、摩擦係数が表面粗さＲａの変化に追従せず、ほぼ一定の範囲（図４の例では約０．５）に維持される。この領域は固体潤滑領域ａと判断される。固体潤滑領域ａでは、潤滑剤が加熱ロール６３表面の凹凸における凹部分に入り込み、凸部分の大部分が定着ベルト６１の内面と直接接触した状態であると考えられる。
【００４３】
表面粗さＲａが１μｍ以下では、表面粗さＲａの低下に従い摩擦係数が低下する。つまり、表面粗さＲａと摩擦係数との間には正の相関関係がある。この領域は境界潤滑領域ｂと判断される。境界潤滑領域ｂは、固体潤滑領域ａと比べると、定着ベルト６１の内側面と、固定パッド６５の宛て面６５ａとの間に潤滑剤の膜が介在するため、摩擦係数は低いが、定着ベルト６１の摩耗は低減される。定着ベルト６１は加熱ロール６３に対しずれ動いてり、定着ベルト６１の移動速度は加熱ロール６３の周面の速度には追従してない。
【００４４】
表面粗さＲａをさらに低下させると、摩擦係数は、加熱ロール６３が定着ベルト６１を駆動できない程度に低下する。摩擦係数が０．３未満では、加熱ロール６３が空回り状態となり、定着ベルト６１がほとんど移動しない。摩擦係数が０．３以上の範囲、すなわち表面粗さＲａが０．４μｍ以上の範囲は、ベルト駆動範囲ｃである。したがって、表面粗さＲａが０．４μｍ以上１．０μｍ以下の範囲ｄでは、加熱ロール６３が定着ベルト６１を境界潤滑状態で駆動する。
【００４５】
摩擦係数が１．０μｍよりも大きい場合の、固体潤滑領域ａでは、定着ベルト６１が摩耗することで生じる摩耗屑が、定着ベルト６１と固定パッド６５の宛て面６５ａとの間に入り込むので、定着ベルト６１と固定パッド６５との間の潤滑性が経時的に低下する。本実施形態の定着装置６０は、加熱ロール６３が定着ベルト６１内面に境界潤滑状態で接するため、固体潤滑状態で接する場合よりも、摩耗が低下し、また、摩耗屑に起因する潤滑性低下も低減される。
【００４６】
加熱ロールの駆動力を高める意図で、加熱ロールの周面の摩擦係数を高めるため、周面に溝が形成されて摩擦係数が１．０μｍよりも大きい場合では、定着ベルトの内面が摩耗し、摩耗屑が固定パッドと定着ベルトとの間に挟まって駆動抵抗が増大するので、経時的には定着ベルトの移動量が却って低下するおそれがあった。本実施形態の定着装置６０では、摩耗屑の発生量が低減するため、定着ベルトの移動量が維持される。
【００４７】
ステアリングロール６４は、定着ベルト６１を駆動しないが、傾くことによって、定着ベルト６１の幅方向の位置を調整する。ステアリングロール６４の周面が０．４μｍ以上１．０μｍ以下の表面粗さＲａを有することで、定着ベルト６１がステアリングロール６４によって幅方向に案内される。また、ステアリングロール６４の周面と定着ベルト６１の内面が固体潤滑状態で接する場合よりも、摩耗が低下する。
【００４８】
なお、上述した実施形態では、加熱ロール６３およびステアリングロール６４の双方の周面が、０．４μｍ以上１．０μｍ以下の表面粗さＲａを有する例が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、加熱ロールのみが０．４μｍ以上の表面粗さＲａを有するものであってもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態では、本発明にいう回転体の例として加熱ロール６３が示され、帯状体の例として加熱ロール６３に掛け渡された定着ベルト６１が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、帯状体は、加熱をしないロールに掛け渡されていてもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態では、本発明にいう周回移動部材の例として加圧ロール６２が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、周回移動部材は、ベルトであってもよい。
【００５１】
また、上述した実施形態では、本発明にいう回転体および帯状体の例として特定の寸法や張力を有する加熱ロール６３および定着ベルト６１が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、回転体および帯状体の寸法や張力は、実施形態の例と異なるものであってもよい。
【００５２】
上述した実施形態では、画像形成装置の例としてタンデム型のカラープリンタが示されている。ただし、本発明にいう画像形成装置はこれに限られず、例えば、中間転写ベルトを有しないモノクロ専用プリンタであってもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態では、画像形成装置の例としてプリンタが示されている。ただし、本発明にいう画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、複写機やファクシミリであってもよい。
【００５４】
また、上述した実施形態では、本発明にいう像形成部の例として、帯電ロールおよびレーザ露光器による構成が示されている。ただし、本発明にいう像形成部はこれに限られず、例えば、帯電ロールに代えてコロトロンやスコロトロンといったコロナ放電器を有するものであってもよく、レーザ露光器に代えて複数の発光ダイオードからなるアレイを有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１    画像形成装置
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ    画像形成部
６０    定着装置
６１    定着ベルト
６２    加圧ロール
６３    加熱ロール
６４    ステアリングロール
６５    固定パッド
６６    潤滑剤塗布器
【図１】
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【図２】
2014142398.tif 000004
【図３】
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【図４】
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