(57)【要約】【課題】シート上のトナー像をニップ部Ｎにて加熱するエンドレスベルト１と、エンドレスベルト１に対向配置されエンドレスベルト１との間でニップ部Ｎを形成する対向部材２と、エンドレスベルト１を対向部材２に向けて加圧する加圧パッド３と、を有する画像加熱装置Ａにおいて、エンドレスベルト１と加圧パッド３の摺動による摩耗を適切に抑制するる。【解決手段】加圧パッド３はエンドレスベルト１の内面と摺動する金属製の摺動部３ａを有し、摺動部３ａには潤滑剤ｇが塗布されており、摺動部３ａのエンドレスベルト１の移動方向における表面粗さをＲｚｐ、エンドレスベルト１の内面の移動方向における表面粗さをＲｚｂ、としたとき、Ｒｚｐ＜Ｒｚｂ、の関係を満たすこと。【選択図】図３
2013210608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトに対向配置され前記エンドレスベルトとの間で前記ニップ部を形成する対向部材と、前記エンドレスベルトを前記対向部材に向けて加圧する加圧パッドと、を有する画像加熱装置であって、
前記加圧パッドは前記エンドレスベルトの内面と摺動する金属製の摺動部を有し、前記摺動部には潤滑剤が塗布されており、前記摺動部の前記エンドレスベルトの移動方向における表面粗さをＲｚｐ、前記エンドレスベルトの内面の前記移動方向における表面粗さをＲｚｂ、としたとき、Ｒｚｐ＜Ｒｚｂ、の関係を満たすことを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
１．３μｍ≦Ｒｚｂ、Ｒｚｐ≦０．２９μｍ、の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記摺動部の前記エンドレスベルトの幅方向における表面粗さをＲｚｐ’、前記エンドレスベルトの内面の前記幅方向における表面粗さをＲｚｂ’としたとき、Ｒｚｐ＜Ｒｚｐ’、Ｒｚｂ’＜Ｒｚｂ、の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記エンドレスベルトの内面のビッカース硬度は前記摺動部のビッカース硬度よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記エンドレスベルトは、基層と、前記基層よりも内面側に設けられたポリイミド樹脂製の表層と、を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記加圧パッドは、前記摺動部を保持する保持部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項７】
前記保持部は断熱体を有することを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記エンドレスベルトを回転駆動する駆動機構を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項９】
前記対向部材は前記駆動機構として機能するローラであることを特徴とする請求項８に記載の画像加熱装置。。
【請求項１０】
前記エンドレスベルトを加熱する加熱機構を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項１１】
前記加熱機構は前記エンドレスベルトを電磁誘導加熱するための励磁コイルを有することを特徴とする請求項１０に記載の画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。この画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電、露光、現像、転写、定着の各工程を介してトナー像を記録紙（シート）に定着させる電子写真プロセスを有している。このうち定着工程を担う定着装置（画像加熱装置）として、特許文献１では薄肉の定着ベルト（エンドレスベルト）を用いて低熱容量化が図られた定着ベルト方式の定着装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の定着装置では、定着ベルトと加圧ローラによりニップ部を形成しており、定着ベルトをその内面から加圧ローラに向けて加圧する加圧パッドが設けられている。
【０００４】
このような定着装置においては、定着ベルトの回転に伴い定着ベルトの内面と加圧パッドが摺動する関係となることから、定着ベルトの内面と加圧パッドが磨耗してしまう傾向がある。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載の定着装置では、定着ベルトの内面と加圧パッドの間に潤滑剤（フッ素系グリス）を塗布するとともに、定着ベルトの内面と加圧パッドのそれぞれにフッ素系樹脂による層を設けている。
【０００６】
しかしながら、近年では定着装置の高速化や高画質化の要求が高まりから、ニップ部の圧力を従来に比して高めることが求められており、特許文献１に記載の定着装置の構成の場合、以下に説明するような懸念がある。
【０００７】
つまり、定着ベルトの内面と加圧パッドにコートされたフッ素系樹脂層が、ニップ部の圧力を高めたことに伴い急激に摩耗してしまい、定着ベルトを回転駆動するのに要するトルクが上昇してしまう恐れがある。その結果、定着ベルトと加圧パッドが摺動する部位においてスティックスリップと呼ばれる自励振動が発生し、これが無視できなくなると、それによる異音が使用者に不快感を与えてしまうことにつながる（本例では、このような現象を「鳴き」と呼ぶ）。
【０００８】
これは、フッ素系樹脂層自身が摺動に伴い削れることにより生じたその削れ粉が摩耗低減効果に寄与している為であり、このような特性に鑑み長期使用を考慮した場合、フッ素系樹脂層を相当程度厚くせざるを得ず、現実的な対策とは言えない。
【０００９】
また、定着ベルトと加圧パッドが摺動する部位に存在する潤滑剤が、コートされたフッ素系樹脂の特性によりはじかれてしまい、潤滑剤による潤滑効果が毀損されてしまう。
【００１０】
以上のように、定着ベルトや加圧パッドにフッ素系樹脂をコートすることにより、定着ベルトと加圧パッドの摺動による摩耗を抑制しようとしても、不十分な対応策であると言わざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−２６４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、エンドレスベルトと加圧パッドの摺動による摩耗を適切に抑制することができる画像加熱装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、添付図面を参照しつつ、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトに対向配置され前記エンドレスベルトとの間で前記ニップ部を形成する対向部材と、前記エンドレスベルトを前記対向部材に向けて加圧する加圧パッドと、を有する画像加熱装置であって、前記加圧パッドは前記エンドレスベルトの内面と摺動する金属製の摺動部を有し、前記摺動部には潤滑剤が塗布されており、前記摺動部の前記エンドレスベルトの移動方向における表面粗さをＲｚｐ、前記エンドレスベルトの内面の前記移動方向における表面粗さをＲｚｂ、としたとき、Ｒｚｐ＜Ｒｚｂ、の関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エンドレスベルトと加圧パッドの摺動による摩耗を適切に抑制することができる画像加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における画像形成装置の構成模型図
【図２】（ａ）は実施例１における定着装置の正面模式図、（ｂ）は同定着装置の縦断正面模式図
【図３】同定着装置の要部の拡大横断面模式図
【図４】ベルトユニットの分解斜視図
【図５】定着ベルトの層構成模式図
【図６】実施例２における定着装置の構成模式図
【図７】実施例３における定着装置の構成模式図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の構成を他の公知の構成に置き換えることは可能である。
【００１８】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は、本発明に従う画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置（カラープリンタ）である。Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー画像を形成する４つの電子写真画像形成部であり、下から上に順に配列してある。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２３、クリーニング装置２４等を有している。
【００１９】
画像形成部Ｙの現像装置２３にはイエロートナーが、画像形成部Ｃの現像装置２３にはシアントナーが、画像形成部Ｍの現像装置２３にはマゼンタトナーが、画像形成部Ｋの現像装置２３にはブラックトナーが、それぞれ収容されている。
【００２０】
感光体ドラム２１に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系２５が上記４つの画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、帯電装置２２により一様に帯電された感光体ドラム２１に対して光学系２５より画像データに基づいた走査露光がなされることにより、感光体ドラム表面に走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００２１】
それらの静電潜像が現像装置２３によりトナー画像として現像される。すなわち、画像形成部Ｙの感光体ドラム２１にはイエロートナー画像が形成される。画像形成部Ｃの感光体ドラム２１にはシアントナー画像が形成される。画像形成部Ｍの感光体ドラム２１にはマゼンタトナー画像が形成される。そして、画像形成部Ｋの感光体ドラム２１にはブラックトナー画像が形成される。
【００２２】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上に形成された上記の色トナー画像は各感光体ドラム２１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体２６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより中間転写体２６上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施例においては、中間転写体２６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いている。中間転写ベルト２６は、駆動ローラ２７、二次転写ローラ対向ローラ２８、テンションローラ２９の３本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ２７によって駆動される。
【００２３】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ３０を用いている。一次転写ローラ３０に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６への一次転写後、感光体ドラム２１上に転写残として残留したトナーはクリーニング装置２４により除去される。
【００２４】
上記工程を中間転写ベルト２６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００２５】
一方、カセット３１内の記録紙（記録材、シート）Ｐは、所定の制御タイミングにて給送ローラ３２により一枚分離給送される。そして、レジストローラ３３により所定のタイミングで、二次転写ローラ対向ローラ２８に巻きかけられている中間転写ベルト２６部分と二次転写ローラ３４との圧接部であるに二次転写ニップ部に搬送される。
【００２６】
中間転写ベルト２６上に形成された一次転写合成トナー画像は二次転写ニップ部を挟持搬送される記録紙Ｐに対して順次に一括して二次転写される。この転写は二次転写ローラ３４に対して不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより静電的に行われる。二次転写ニップ部を出た記録紙Ｐは中間転写ベルト２６から分離されて画像加熱装置である定着装置Ａへ導入される。定着装置Ａへ導入された記録紙Ｐは二次転写された未定着トナー画像の溶融混色定着処理を受けて、フルカラープリントとして排紙パス３６を通って排紙トレイ３７に送り出される。
【００２７】
また、二次転写後に中間転写ベルト２６上に残留した二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置３５により除去される。
【００２８】
（２）定着装置Ａ
以下の説明において、シート上のトナー像を加熱する画像加熱装置として機能する定着装置またはこれを構成している部材の長手方向とはニップ部Ｎにおける記録紙搬送方向に直交する方向に平行な方向であり、後述するように、定着ベルトの幅方向とも呼ぶ。また短手方向とは記録紙搬送方向に平行な方向であり、定着ベルトの移動方向（周方向）とも呼ぶ。定着装置に関し、正面とは装置を記録紙入口側からみた面、背面とはその反対側の面（記録紙出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは記録紙搬送方向に関して上流側と下流側である。
【００２９】
図２の（ａ）は定着装置Ａの正面模式図、（ｂ）は同装置の縦断正面模式図である。図３は要部の拡大横断面模式図である。本実施例における定着装置Ａは、外部加熱型の電磁誘導加熱方式、ベルト方式の画像加熱装置である。
【００３０】
この定着装置Ａは、大別して、回転可能な無端状のベルト部材を有するベルトユニット１０と、対向部材（ニップ形成部材）としての弾性を有する加圧ローラ（加圧部材）２と、加熱機構（磁場発生手段）としてのコイルユニット１１と、を有する。そして、これらのベルトユニット１０、加圧ローラ２、コイルユニット１１が装置シャーシ（装置フレーム）１２に対して組み付けられている。
【００３１】
（２−１）ベルトユニット１０
図４はベルトユニット１０の分解斜視図である。ベルトユニット１０は、後述するコイルユニット１１から発生される磁界が存在する領域を通過したときに電磁誘導発熱する磁性部材（金属層、導電部材）で構成される回転可能な無端状のベルト部材（以下、定着ベルトと記す）１を有する。また、定着ベルト１の内側に挿入された金属製のステー４を有する。ステー４は定着ニップ部Ｎに圧力を加えるために剛性が求められるため、本実施例では鉄製であり、横断面矩形の剛性を有する中空型材を用いている。
【００３２】
ステー４の下面にはステー４の長手方向に沿って加圧パッド（圧力付与部材）３が固定されている。加圧パッド３は、定着時（定着ベルトが回転しているとき）、実質非回転となるように設置されており、定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成するための部材である。
【００３３】
加圧パッド３は、定着ベルト１の内面側の摺動層１ｄ（図５）と摺擦する金属製の固定部材（摺動部）３ａと、固定部材を保持するとともにステー４への熱の逃げを防止するための保持部材（断熱体）３ｂからなる。固定部材３ａ（定着ベルトの内面）には潤滑剤ｇが塗布されている。この加圧パッド３の更なる詳細については後述する。
【００３４】
なお、本例では、金属製の摺動部３ａを用いていることから、先に説明した特開２０１０−２６４８９号に記載の装置のように、摺動部３ａにはフッ素系樹脂がコートされておらず、また、低摺動性シートのようなものも被覆されていない。
【００３５】
また、ステー４の上面側にはコイルユニット１１から発生される磁場（磁界）の作用でステー４が誘導加熱して温度上昇するのを防止するための磁気遮蔽部材としての横断面ほぼ半円弧状の磁気遮蔽コア５がステー長手にわたって配設されている。
【００３６】
ステー４の左右両端部にはそれぞれ延長腕部４ａが設けられていて、その延長腕部４ａがそれぞれ定着ベルト１の左右両端部から外方に突出している。そして、その左右の延長腕部４ａに対してそれぞれ左右対称形状のフランジ部材８Ｌ・８Ｒが嵌着されている。定着ベルト１は上記のステー４・加圧パッド３・コア５のアセンブリに対してルーズに外嵌されている。左右のフランジ部材８Ｌ・８Ｒはフランジ部８ａにより定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する。
【００３７】
加圧パッド３の長手中央部には定着ベルト１の温度を検知する温度検知手段（温度検出素子）としてのサーミスタ等の温度センサＴＨが弾性支持部材９を介して配設されている。温度センサＴＨは定着ベルト１の内面に対して弾性支持部材９により弾性的に当接している。これにより、定着ベルト１のセンサ当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしても温度センサＴＨがこれに追従して良好な接触状態が維持される。
【００３８】
上記のベルトユニット１０は装置シャーシ１２の左右の側板１２Ｌ・１２Ｒ間に左右のフランジ部材８Ｌ・８Ｒの受圧部８ｂをそれぞれ側板１２Ｌ・１２Ｒに配設されている縦ガイドスリット部１２ａ（図２の（ｂ））に係合させて配設されている。したがって、ベルトユニット１０は左右の側板１２Ｌ・１２Ｒ間において縦ガイドスリット部１２ａに沿って上下方向に移動自由度を有する。
【００３９】
図５は定着ベルト１の層構成模型図である。定着ベルト１は内径が３０ｍｍで電気鋳造法によって製造したニッケル基層（金属層）１ａを有している。この基層１ａの厚みは４０μｍである。定着ベルト１の基層１ａにはニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。基層１ａの厚みは、後述するコイルユニット１１の励磁コイル６に流す高周波電流の周波数と基層１ａの透磁率・導電率に応じて調整して良く、５〜２００μｍ程度の間で設定すると良い。このとき、金属層が薄くなる場合は、樹脂基材に金属層を積層させて、基層１ａとして用いることもできる。
【００４０】
基層１ａの外周には弾性層１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。本実施例では、定着ベルト１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みは３００μｍとされている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。更に弾性層１ｂの外周には、表面離型層１ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。
【００４１】
基層１ａの内面側には、摺動層１ｄが設けられている。後述するように摺動性と耐摩耗性の観点から、摺動層１ｄは２〜５０μｍ程度の耐熱性樹脂が望ましい。また、加圧パッド３の固定部材（摺動部）３ａに塗布したフッ素系グリスである潤滑剤ｇを弾いてしまい、潤滑剤ｇの保持性を満足することができないため、フッ素系樹脂をコートする構成は望ましくない。
【００４２】
そこで、本例では、摺動層１ｄとしては、耐熱性及び耐摩耗性を満足する、厚さ１５μｍのポリイミド樹脂層（ポリイミド樹脂製の表層）となっている。摺動層１ｄのビッカース硬度は、１２ＨＶとなっている。単位面積あたりの摺動距離（摩耗距離）が長くなり易い固定部材３ａよりも摺動層１ｄを柔らくする。これにより、潤滑剤ｇをニップ（加圧パッド３の固定部材３ａと摺動層１ｄとの押圧接触部）に供給するために十点平均粗さＲｚを大きくしても相手側の部材を摩耗しにくくすることができる。
【００４３】
つまり、摺動層１ｄのビッカース硬度を固定部材３ａのビッカース硬度よりも小さくするのが好ましい。なお、本例では、ビッカース硬度は、フィッシャー製のFISHER SCOPE HM2000 により測定している。
【００４４】
また、本例では、定着ベルト１の内面（摺動層１ｄ）の表面粗さＲｚを大きくすることにより定着ベルト１の内面によるニップ部への潤滑剤の搬送性能（供給能力）を高めている。一方、このような定着ベルト１の内面の表面粗さＲｚ（潤滑剤のニップ部への供給能力）を長期に亘り維持させるのが好ましい。
【００４５】
具体的には、加圧パッド３の摺動面（定着ベルトとの摺動面）の短手方向（定着ベルトの移動方向）における表面粗さＲｚ↓（Ｒｚｐ）を、定着ベルト１の内面（摺動層１ｄ）の短手方向（定着ベルトの移動方向）におけるＲｚ↓（Ｒｚｂ）よりも小さくしている。その際、定着ベルト１の内面（摺動層１ｄ）の短手方向における表面粗さＲｚ↓（Ｒｚｂ）は、１．３μｍ以上にするのが好ましい。そして、加圧パッド３の摺動面の短手方向における表面粗さＲｚ↓（Ｒｚｐ）は、０．２９μｍ以下にするのが好ましい。
【００４６】
さらに、定着ベルト１の摺動層１ｄの表面粗さＲｚの異方性について、説明する。定着ベルト１の摺動層１ｄの表面粗さについて、短手方向（定着ベルトの移動方向）の表面粗さＲｚ↓（Ｒｚｂ）を大きくすると、潤滑剤ｇを摺動層１ｄに保持し易くなり、ニップ部内への潤滑剤供給能力が向上できることから好ましい。
【００４７】
また、定着ベルト１の摺動層１ｄの長手方向（定着ベルトの幅方向）の表面粗さＲｚ→（Ｒｚｐ’）を小さくすると、長手方向に形成された凹部から潤滑剤がすり抜け難くなり、ニップ部内に潤滑剤を保持する能力を向上させることができることから好ましい。
【００４８】
そこで、定着ベルト１の摺動層１ｄについて、長手方向（定着ベルトの移動方向と直交する方向）よりも短手方向（定着ベルトの移動方向（周方向））の表面粗さＲｚを大きくするのが好ましい。その結果、定着ベルト１が回転した際、短手方向の深い溝に潤滑剤ｇが保持され、ニップ外の潤滑剤ｇを効率よくニップに供給することができる。
【００４９】
よって、本実施例の構成では、定着ベルト１の内面層である摺動層１ｄの内面の十点平均粗さＲｚは、短手方向で１．３〜１３μｍ（１．３μｍ以上）になるように設定している。そして、短手方向のＲｚ↓（Ｒｚｂ）と長手方向のＲｚ→（Ｒｚｂ’）の関係が、Ｒｚ↓＞Ｒｚ→、になるように設定している。
【００５０】
本実施例では、摺動層１ｄの内面のポリイミドを成型後に、ブラスト処理された研磨棒により長手方向に内面研磨を行うことで、上記の十点平均粗さＲｚになるように加工した。なお、基層１ａとして、樹脂基材に銅などの金属を積層させる場合は、樹脂基材成型時の内型を粗面化して構成することも可能である。
【００５１】
（２−２）加圧ローラ２
定着ベルトを回転駆動する駆動機構として機能する加圧ローラ２は、上記のベルトユニット１０側のベルト部材である定着ベルト１に対向配置され定着ベルト１の外面との間でニップ部を形成する対向部材である。加圧ローラ２は、ベルトユニット１０の下側において、軸線方向をベルトユニット１０の長手方向にほぼ並行にして、装置シャーシ１２の左右の側板１２Ｌ・１２Ｒ間に軸受１３を介して回転可能に配設されている。
【００５２】
本実施例において、加圧ローラ２は、長手方向中央部の径が２０ｍｍで両端部の径が１９ｍｍである鉄合金製の芯金２ａに、弾性層２ｂとしてシリコーンゴム層が設けてある、外径が３０ｍｍの弾性ローラである。表面は離型層２ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられる。加圧ローラ２の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。
【００５３】
ベルトユニット１０側の左右のフランジ部材８Ｌ・８Ｒの各受圧部８ｂと装置シャーシ側のバネ受け部材１２ｂとの間にはそれぞれ加圧バネ１４Ｌ・１４Ｒが縮設されている。この加圧バネ１４Ｌ・１４Ｒの圧縮反力によりステー４の左右両端部側にそれぞれ押し下げ力が作用する。これにより、加圧パッド３の下面と加圧ローラ２の上面とが定着ベルト１を挟んで加圧ローラ２の弾性に抗して圧接して定着ベルト１と加圧ローラ２との間に記録紙搬送方向ａにおいて所定幅の定着ニップ部（ニップ部）Ｎが形成される。
【００５４】
加圧ローラ２の芯金２ａにテーパー形状をつけているのは、加圧した時に加圧パッド３が撓んでも定着ベルト１と加圧ローラ２との圧接で形成される定着ニップ部Ｎ内の圧力が長手方向にわたって均一になるようにするためである。本実施例における定着ニップ部Ｎの幅は、ニップ圧が６００Ｎにおいては、長手方向両端部で約９ｍｍ、中央部では約８．５ｍｍである。これは記録紙Ｐの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので紙しわが発生しにくくなるという利点がある。
【００５５】
芯金２ａの右側の端部にはドライブギアＧが固定して配設されている。このギアＧに対して制御回路部１００で制御される定着モータＭの駆動力がギア列を介して伝達されて、加圧ローラ２が図３において矢印Ｒ２の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
【００５６】
この加圧ローラ２の回転により、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２の表面と定着ベルト１の表面との摩擦力で定着ベルト１に回転力が作用する。定着ベルト１はその内面が加圧パッド３の下面（摺動部）に密着して摺動しながらステー４・加圧パッド３・コア５の外周りを図３の矢印Ｒ１の時計方向に加圧ローラ２の回転速度とほぼ同じ速度で従動回転する。
【００５７】
（２−３）コイルユニット１１
コイルユニット１１は定着ベルト１を誘導加熱する加熱源（誘導加熱装置）であり、ベルトユニット１０の上面側において、装置シャーシ１２の左右の側板１２Ｌ・１２Ｒに対して位置が固定されて配設されている。コイルユニット１１は定着ベルト１に沿って長いハウジング１５の内部に励磁コイル６、磁性体コア７等を組み付けたものである。
【００５８】
ハウジング１５は左右方向を長手とする横長箱型の耐熱樹脂成型品（電気絶縁性樹脂のモールド部材）である。ハウジング１５の底板１５ａ側が定着ベルト１に対する対向面である。底板１５ａは横断面において定着ベルト１の外周面の略半周範囲に沿うようにハウジング１５の内側に湾曲している。ハウジング１５は底板１５ａ側を定着ベルト１の上面に対して所定のギャップ（隙間）αを存して対面させて、左右両端部をそれぞれ左右の側板１２Ｌ・１２Ｒに対してブラケット１６で固定して配設される。
【００５９】
コイル６は、電線として例えばリッツ線を用い、これを、横長・船底状にして定着ベルト１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。そして、ハウジング内側に湾曲しているハウジング底板１５ａの内面に当てがわれてハウジング内部に収められている。コイル６には、制御回路部１００で制御される電源装置（励磁回路）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加される。コア７は、コイル６によって発生した磁界が定着ベルト１の金属層（導電層）以外に実質漏れないようにコイル６を覆わせた外側磁性体コアである。
【００６０】
（２−４）定着シーケンス
画像形成装置のスタンバイ状態においては、定着装置Ａは、定着モータＭがＯＦＦにされていて加圧ローラ２の回転は停止している。従って、定着ベルト１も回転停止されている。制御回路部１００は、画像形成スタート信号の入力に基づいて定着モータＭをＯＮする。これにより、加圧ローラ２が図３において矢印Ｒ２の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ２の回転により定着ベルト１が矢印Ｒ１の時計方向に加圧ローラ２の回転速度とほぼ同じ速度で従動回転する。定着ベルト１の回転に伴うスラスト方向への移動は左右のフランジ部材８Ｌ・８Ｒのフランジ部８ａにより規制される。
【００６１】
定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部１００で制御される定着モータＭによって加圧ローラ２が回転駆動されることで上記のように従動回転する。この回転は、二次転写ニップ部側から搬送されてくる、未定着のトナー画像ｔを担持した記録紙Ｐの搬送速度とほぼ同一の周速度でなされる。
【００６２】
制御回路部１００は電源装置１０１からコイル６に対して、例えば２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの交番電流（高周波電流）を供給する。コイル６は交番電流の供給により交番磁束（磁場）を発生する。その交番磁束がコア６により回転している定着ベルト１の上面側において定着ベルト１の金属層１ａに導かれる。そうすると、金属層１ａに渦電流が発生して、その渦電流によるジュール熱により金属層１ａが自己発熱（電磁誘導発熱）してベルト１が昇温していく。
【００６３】
即ち、回転する定着ベルト１はコイルユニット１１から発生される磁界が存在する領域を通過したときに金属層１ａが電磁誘導発熱して全周的に加熱されて昇温する。本実施例において、定着ベルト１とコイルユニット１１のコイル６は厚さ０．５ｍｍのハウジング底板（モールド）１５ａにより電気絶縁の状態を保つ。そして、定着ベルト１とコイル６との間隔は１．５ｍｍ（ハウジング底板１５ａの表面とベルト表面の距離（隙間α）は１．０ｍｍ）で一定であり、定着ベルト１は均一に加熱される。
【００６４】
この定着ベルト１の温度が温度センサＴＨにより検知される。温度センサＴＨはベルト１の通紙域になる部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御回路部１００にフィードバックされる。制御回路部（温度制御手段）１００はこの温度センサＴＨから入力する検知温度（検知される温度に関する情報）が所定の目標温度（定着温度：所定の温度に対応する情報）に維持されるように電源装置１０１からコイル６に対する供給電力を制御している。
【００６５】
すなわち、定着ベルト１の検出温度が所定温度に昇温した場合、コイル６への通電が遮断される。本実施例では、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨの検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させてコイル６に入力する電力を制御して温度調節を行っている。
【００６６】
加圧ローラ２が駆動され、定着ベルト１が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、定着ニップ部Ｎに未定着のトナー画像ｔを有する記録紙Ｐがそのトナー画像担持面側を定着ベルト１側に向けて記録紙搬送ガイドで案内されて導入される。記録紙Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト１の外周面に密着しつつ搬送される。
【００６７】
これにより、主に定着ベルト１から熱が付与され、また定着ニップ部Ｎにおいて圧力を受けて未定着トナー画像ｔが記録紙Ｐの表面に加熱加圧されて固着画像として定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録紙Ｐは定着ベルト１の外周面から定着ベルト１の表面が定着ニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離（曲率分離）して定着装置外へ搬送される。
【００６８】
（２−５）スティックスリップに起因する異音対策
定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する加圧パッド３は、加圧バネ（付勢部材）１４Ｌ・１４Ｒにより長手端部から加圧ローラ２の方向に加圧されている。加圧パッド３の固定部材３ａは定着ベルト１の回転に伴い定着ベルト１の摺動層１ｄと摺動する摺動部であり、この摺動部には潤滑性を付与するための潤滑剤（フッ素系グリス）ｇが塗布されている。
【００６９】
潤滑剤ｇは、固体成分（コンパウンド）と基油成分（オイル）からなる半固体状潤滑剤（以下、グリス）であり、固定部材３ａと定着ベルト１の摺動層１ｄとの摺動性を確保している。
【００７０】
半固形状潤滑剤のコンパウンドとしては、グラファイトや二硫化モリブデンなど固体潤滑剤、酸化亜鉛やシリカなど金属酸化物、ＰＦＰＥやＰＴＦＥなどフッ素樹脂などが挙げられる。これらの材料は全て、粒径が３μｍ程度の粉体としてグリスに添加されている。また、基油成分としては、シリコーンオイルやフルオロシリコーンオイルなど、耐熱性のある高分子樹脂オイルが挙げられる。本実施例では、グリスを構成するコンパウンドとしてＰＴＦＥ粉体微粒子（粒径３μｍ）、オイルとしてフルオロシリコーンオイルを用いたグリスを使用した。
【００７１】
保持部材３ｂは、摺動部である固定部材３ａが摺動層１ｄとの摩擦力により動かないように凹み部３ｃに固定部材３ａを保持する構成になっている。即ち、保持部材３ｂの下面には長手に沿って凹み部３ｃが形成していいて、この凹み部３ｃに対して細長い他板状の固定部材３ａを嵌め込んで保持する構成になっている。保持部材３ｂには、記録紙Ｐを効率よく加熱し、定着ニップ部Ｎからステー４への熱の逃げを防ぐため、ＰＰＳや液晶ポリマーのような熱伝導率の低い耐熱性樹脂材料を用いることが望ましい。
【００７２】
摺動部である固定部材３ａは金属により構成されている。本実施例においては、固定部材３ａは厚さ２ｍｍの金属板であり、定着ベルト１の摺動層１ｄとの摺動性を確保するために、保持部材３ａの凹み部３ｃに固定されている。本実施例では、潤滑剤（グリス）ｇとの濡れ性を確保し、摺動部にグリスｇを保持するために、表面エネルギーの高いＳＵＳ３０４を用いている。
【００７３】
固定部材３ａのビッカース硬度を測定したところ１９５ＨＶであった。単位面積あたりの摺動距離（摩耗距離）が長くなりやすい固定部材３ａを摺動層１ｄよりも硬くすることで、摩耗しにくくすることができる。
【００７４】
ここで、加圧パッド３の摺動部（固定部材３ａ）の表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）の異方性について、説明する。
【００７５】
固定部材３ａの短手方向（定着ベルトの移動方向）のＲｚ↓（Ｒｚｐ）について、ニップ部への潤滑剤供給能力を高める為に粗面化された定着ベルト１の内面（摺動層１ｄ）を摩耗させてしまうのを抑制するため、小さくすることが好ましい。一方、固定部材３ａの長手方向（定着ベルトの幅方向）のＲｚ→（Ｒｚｐ’）について、潤滑剤ｇが固定部材３ａの長手方向へ濡れ広がり難くなるようにして潤滑剤ｇをニップ部内に十分に保持させるため、大きくすることが好ましい。
【００７６】
そこで、固定部材３ａの短手方向のＲｚ↓（Ｒｚｐ）よりも長手方向（定着ベルトの幅方向、定着ベルトの移動方向に直交する方向）のＲｚ→（Ｒｚｐ’）を大きくするのが好ましい。その結果、固定部材３ａの凹部の部分に潤滑剤ｇが十分に保持され、定着ベルト１の回転に要する駆動トルクを低減させることが可能となる。
【００７７】
よって本実施例の構成では、固定部材３ａの摺動層１ｄとの摺動面側は、十点平均粗さ（Ｒｚ）が短手方向で０．０１〜０．２９μｍ（０．２９μｍ以下）に設定されている。また、短手方向のＲｚ↓（Ｒｚｐ）と長手方向のＲｚ→（Ｒｚｐ’）の関係が、Ｒｚ↓（Ｒｚｐ）＜Ｒｚ→（Ｒｚｐ’）となるように設定されている。
【００７８】
本実施例では、加圧パッド３の摺動部（固定部材３ａ）を構成するＳＵＳ板３０４の圧延方向が長手方向（定着ベルトの幅方向）とほぼ平行となるように設置することで、表面粗さＲｚの異方性を満足させている。
【００７９】
（２−６）表面粗さＲｚの測定方法
上述した定着ベルト１（摺動層１ｄ）と加圧パッド３（固定部材３ａ）の表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）は以下の方法により測定することができる。
【００８０】
なお、本例では、十点平均粗さは、ＲｚＪＩＳ（‘９４ＪＩＳ）と呼ばれるものであるが、上述のように、本例では単にＲｚと呼んでいる。測定は、Surfcorder SE3500（小坂研究所製）用いた（ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠）。測定条件としては、基準長さ（カットオフ長さ）は０．８ｍｍ、評価長さは４ｍｍ、送り速度は０．２ｍｍ／ｓｅｃとなっている。また、測定は、粗さ計の触針が摺動層１ｄや固定部材３ａの表面形状に追従し難くなることから、潤滑剤ｇが塗布されていない状態で行った。
【００８１】
具体的には、定着ベルト１の場合、円筒状の定着ベルト１を切断して切り開いて測定する。そして、Ｒｚ↓（Ｒｚｂ）は、粗さ計の触針を定着ベルト１の内面に当接させた状態で短手方向（定着ベルトの移動方向）へ移動させて測定する。一方、Ｒｚ→（Ｒｚｂ’）は、粗さ計の触針を定着ベルト１の内面に当接させた状態で長手方向（定着ベルトの幅方向）へ移動させて測定する。
【００８２】
そして、測定部位は、長手方向中央の位置、長手方向中央から長手方向両端側へそれぞれ１５０ｍｍオフセットした位置の３か所、この条件で定着ベルト１の移動方向（周方向）へ１２０°間隔で３箇所、計９箇所測定した。これらの測定値を平均化処理することにより、定着ベルトの長手方向のＲｚ↓（Ｒｚｂ）と短手方向のＲｚ→（Ｒｚｂ’）をそれぞれ求めた。
【００８３】
一方、加圧パッド３の場合、粗さ計の触針の移動のさせ方は上記と同様である。測定部位は、定着ベルト１と接触する領域の短手方向中央で且つ長手方向中央の位置の１箇所、この長手方向中央位置から長手方向両端側へそれぞれ１５０ｍｍオフセットした位置の２箇所、計３箇所測定した。そして、これらの測定値を平均化処理することにより、加圧パッドの短手方向のＲｚ↓（Ｒｚｐ）と長手方向のＲｚ→（Ｒｚｐ’）をそれぞれ求めた。
【００８４】
（２−７）通紙による耐久評価
１）実験例１〜４
本実施例の構成における性能を評価するため、固定部材３ａおよび摺動層１ｄの対向する表面粗さを調整し、表１の実験例１〜４になるように調整し作成した。
【００８５】
これらの性能を確認するため、キヤノン株式会社製カラー複合機image RUNNER ADVANCE C7065（image RUNNERは登録商標）に本例の定着装置Ａが搭載できるように改造し評価を行った。このとき、固定部材３ａには潤滑剤（グリス）ｇを１．５ｇ塗布されている。
【００８６】
また、この複合機は、記録紙として、普通紙、厚紙、ＯＨＴシート（オーバーヘッドプロジェクター用の透明樹脂シート）に少なくとも画像形成が可能となっている。そして、プロセススピード（定着スピード）は、普通紙を１とすると、厚紙では１／２、ＯＨＴシートでは１／３となるように構成して評価を行った。
【００８７】
それぞれの実験例１〜４の条件下で、１００枚のＯＨＴシートに連続してベタ黒画像を形成し、その間に、スティックスリップに起因する異音の発生の有無について検証したところ、実験例１〜４において、このような問題は確認されなかった。
【００８８】
更に、３０万枚の普通紙を連続して通紙させた後、続けて、１００枚のＯＨＴシートにベタ黒画像を連続して形成したところ、その間に、スティックスリップに起因する異音の発生は認められなかった。結果を表１に示す。
【００８９】
また、本例の定着装置Ａの駆動モータＭのトルク上限は、２０ｋｇｆ・ｃｍであるが、このトルクを上回り駆動モータＭが過負荷により停止してしまうようなことはなかった。
【００９０】
２）比較例１
比較例１では、実験例３の摺動層１ｄを有する定着ベルト１と固定部材３ａを用いるとともに、この固定部材３ａをフッ素系樹脂であるＰＴＦＥをコートしている。通紙耐久試験は、実験例１〜４と同様の条件で行った。
【００９１】
比較例１の構成では、固定部材３ａに低摩擦係数のＰＴＦＥをコートした為に、トルクの上限を上回り、モータＭが停止してしまうようなことはなかった。しかし、普通紙を３０万枚通紙させた後の１００枚のＯＨＴシートへのプリント時において、上述した「鳴き」現象が発生してしまった。
【００９２】
これは、ＰＴＦＥによるコートにより、固定部材３ａに保持されるべき潤滑剤ｇを弾いてしまうため、プロセススピードの遅いＯＨＴシートへのプリント時にスティックスリップを引き起こした為であると考えられる。通紙耐久試験終了後に固定部材３ａを観察してみると、ＰＴＦＥ樹脂のコート層が削りとられて、ＳＵＳ３０４がむき出しになってしまっていた。
【００９３】
３）実験例５
本実験例５では、実験例３と同様の摺動層１ｄを有する定着ベルト１を用いるとともに、固定部材３ａとしては短手方向におけるＲｚ↓が０．２９μｍよりも大きい０．５μｍとなるように研磨調整したものを用いている。通紙耐久試験は、実験例１〜４と同様の条件で行った。
【００９４】
本実験例５の構成では、トルクの上限を上回ることはなかった。そして、３０万枚の普通紙を連続通紙した後の１００枚のＯＨＴシートへの連続プリント時では、実用上問題になるレベルではない（△）ものの、「鳴き」が僅かに発生した。
【００９５】
これは、固定部材３ａの定着ベルト１の短手方向（ベルトの移動方向）におけるＲｚ↓（Ｒｚｐ）が０．２９μｍよりも大きいため、固定部材３ａの凹凸により、摺動層１ｄであるポリイミド樹脂層を研磨して（削り取って）しまったためと思われる。通紙耐久試験終了後に定着ベルト１を切り開いて内面を観察してみると、摺動層１ｄの一部が削りとられて、基層１ａが部分的にむき出しになってしまっていた。
【００９６】
４）実験例６
本実験例６では、実験例１の固定部材３ａを用いるとともに、摺動層１ｄとしては短手方向のＲｚ↓のほうが長手方向のＲｚ→よりも小さくなるように研磨調整したものを上記と同様に通紙耐久試験を行った。
【００９７】
本実験例６の構成では、トルクの上限を上回り、モータが停止してしまうようなことはなかった。そして、３０万枚の普通紙を連続通紙した後の１００枚のＯＨＴシートへの連続プリント時では、実用上問題になるレベルではない（△）ものの、「鳴き」が僅かに発生した。これは、摺動層１ｄの定着ベルト１の短手方向のＲｚ↓より長手方向のＲｚ→が大きいため、摺動層１ｄの短手方向で潤滑剤ｇを保持する量にムラができてしまった為であると考えられる。
【００９８】
その結果、長手方向で局所的に潤滑剤ｇが不足する部分が発生し、固定部材３ａと摺動層１ｄが潤滑剤ｇを介さずに摺動し軽微なスティックスリップが発生した為であると考えられる。
【００９９】
５）実験例７
本実験例７では、実験例３の摺動層１ｄを用いるとともに、固定部材３ａとしては長手方向のＲｚ→のほうが短手方向のＲｚ↓よりも小さくなるように研磨調整したものを上記と同様に通紙耐久試験を行った。
【０１００】
本実験例７の構成では、３０万枚の普通紙を連続通紙した後の１００枚のＯＨＴシートへの連続プリント時では、実用上問題になるレベルではない（△）ものの、「鳴き」が僅かに発生した。これは、固定部材３ａの長手方向のＲｚ→より短手方向のＲｚ↓が大きいため、固定部材３ａの長手方向で潤滑剤ｇを保持する量にムラができてしまったものと考えられる。その結果、長手方向で局所的に潤滑剤ｇが不足する部分が発生し、固定部材３ａと摺動層１ｄが潤滑剤ｇを介さずに摺動し軽微なスティックスリップが発生した為であると考えられる。
【０１０１】
６）比較例２
比較例２として、摺動層１ｄ側にフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ）コートを施し、固定部材３ａは実験例１と同様のものを用いている。それぞれのＲｚが表１となるように研磨調整したものを上記と同様に通紙耐久試験を行った。
【０１０２】
比較例２の構成では、３０万枚の普通紙を連続通紙した後の１００枚のＯＨＴシートへの連続プリント時では、「鳴き」が発生した。
【０１０３】
これは、ＰＴＦＥによるコートにより、摺動層１ｄに保持されるべき潤滑剤ｇを弾いてしまうため、プロセススピードの遅いＯＨＴシートへのプリント時にスティックスリップを引き起こした為であると考えられる。通紙耐久試験終了後に摺動層１ｄを観察してみると、ＰＴＦＥ樹脂のコート層が削りとられて、一部基層１ａがむき出しになってしまっていた。
【０１０４】
【表１】
2013210608.tif 000003
【０１０５】
［実施例２］
図６は本実施例における定着装置Ａの要部の断面模式図である。この定着装置Ａは、上下に配設した、回転可能な無端状の第１のベルト部材４３を有する第１のベルトユニット４１と、回転可能な無端状の第２のベルト部材４７を有する第２のベルトユニット４２と、を備えている。第２のベルトユニット４２が第１のベルトユニット４１のベルト部材４３の外面とニップ部を形成する対向部材である。この両ユニット４１・４２の第１のベルト部材としての定着ベルト４３と第２のベルト部材としての加圧ベルト４７とを圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させている。
【０１０６】
そして、その定着ニップ部Ｎで、未定着のトナー画像ｔを担持した記録紙Ｐを挟持搬送して、加熱されている定着ベルト４３の熱と、定着ニップ部Ｎの圧力とで、未定着トナー画像ｔを記録紙Ｐの面に固着画像として加熱加圧定着するものである。
【０１０７】
第１のベルトユニット４１は、上記の定着ベルト４３、この定着ベルト４３を懸架させた加熱ローラ４４および定着ローラ４５、非回転の圧力付与部材（第１の固定部材）としての定着パッド４６等を有している。
【０１０８】
第２のベルトユニット４２は、上記の加圧ベルト４７、この加圧ベルト４７を懸架させたテンションローラ４８および加圧ローラ４９、非回転の圧力付与部材（第２の固定部材）としての加圧パッド５０等を有している。
【０１０９】
１）定着ベルト４３
定着ベルト４３は、内径が４０ｍｍで、厚みが５０μｍのＮｉを基層とし、基層の外周には弾性層が３００μｍの厚みで設けられている。基層の材料としては、Ｎｉの代わりにＳＵＳやポリイミド等の樹脂を使用することができる。
【０１１０】
また、弾性層の材料としては、公知の弾性材料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本実施例では、シリコーンゴムを用い、硬度はＪＩＳ−Ａ２０度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。この弾性層の変形によって、定着ベルト４３への記録紙の巻きつきを防止し、定着ベルト４３からの記録紙の良好な分離性能を得ることができる。
【０１１１】
更に弾性層の外周には、表面離型層としてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。また、基層の内面には、実験例３と同様に摺動層として１５μｍ厚のポリイミドコートが施され、Ｒｚは短手方向／長手方向で４．０／０．５μｍとなっている。
【０１１２】
２）加熱ローラ４４
加熱ローラ４４は、定着ローラ４５との間に定着ベルト２３を張架支持するとともに、定着ベルト４３を加熱する加熱手段である。この加熱ローラ４４は、外径が２０ｍｍで、内径が１８ｍｍである、厚さ１ｍｍの鉄製の中空ローラである。ローラ内部には加熱源（加熱手段）としてのハロゲンヒータ４４ａを配置している。加熱ローラ４４は、ローラ両端部を装置フレーム（不図示）の側板間に軸受部材を介して回転可能に支持させるとともに、定着ベルト４３のテンションローラとしても機能するように、定着ローラ４５から離間する方向に移動付勢して配設してある。
【０１１３】
３）定着ローラ４５
定着ローラ４５は、加熱ローラ４４との間に定着ベルト４３を張架支持するとともに、定着ベルト４３を回転させる駆動ローラである。定着ローラ４５は、加熱ローラ４４よりも記録紙搬送方向下流側において加熱ローラ４４に並行に配列して、両端部を装置フレームの側板間に軸受部材を介して回転可能に支持させて配設してある。定着ベルト４３の回転は、定着ローラ４５をモータ（駆動源）Ｍによって駆動し、定着ローラ４５のシリコーンゴム表面と定着ベルト４５の内面Ｎｉ層との摩擦によって回転する。
【０１１４】
定着ローラ４５は、径が１８ｍｍである鉄合金ローラを芯金４５ａとし、この芯金の周面に、弾性層４５ｂとして厚さ１ｍｍのシリコーンゴム層を設けた、外径２０ｍｍの高摩擦の弾性ローラである。シリコーンゴムの硬度はＪＩＳ−Ａ１５度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。
【０１１５】
このように弾性層４５ｂを設けることで、モータＭから駆動ギア列を介して定着ローラ４５に入力された駆動力を定着ベルト４３へ良好に伝達することができるとともに、定着ベルト４３からの記録紙の分離性を確保するための定着ニップ部を形成できる。シリコーンゴム層によって、内部への熱伝導も少なくなるためウォーミングアップタイムの短縮にも効果がある。なお、後述するが、定着ニップの圧がこの定着ローラ４３により懸架されている領域において最大値となるように設定されている。
【０１１６】
４）定着パッド４６
定着パッド４６は、定着ベルト４３を加圧ベルト４７に向けて加圧する部材であり、加熱ローラ４４と定着ローラ４５との間に張架された定着ベルト４３の下行側ベルト部分の内面に接触させて配設してある。定着パッド４６は定着ローラ４５に対しては非接触に近接配置されている。本実施例では定着ローラ４５と定着パッド４６間の最近接部での離間距離（ギャップ）が５ｍｍに設定されている。
【０１１７】
このように、定着ローラ４５は駆動ローラとしての機能を満足するため摩擦係数の大きい弾性ローラとする。そして、この定着ローラ４５に対しては定着パッド４６を非接触に近接配置する。これにより、定着ローラ４５の駆動に要する搬送トルクが大きくなり過ぎてしまうのを防止し、定着ベルト４３の搬送性を安定化させることができる。
【０１１８】
また、定着ローラ４５と定着パッド４６は、不図示の側板で位置決めされている。そして、加圧ローラ４９の軸中心と定着ローラ４５の軸中心とを結ぶ方向に対して、定着ローラ４５の下面に対する定着パッド４６の下面が０．２ｍｍ高くなるように構成されている。
【０１１９】
本実施例において、定着パッド４６は、幅１２ｍｍ程度（記録紙搬送方向に関して）のＳＵＳ３０４製の部材で構成（金属により構成）されている。そして実験例１と同様にＲｚは短手方向／長手方向で０．２／０．４μｍとなっており、実施例１と同じ潤滑剤ｇが同量塗布されている。
【０１２０】
５）加圧ベルト４７
加圧ベルト４７は、内径が４０ｍｍで、厚みが５０μｍの、ニッケル製のエンドレスベルトを基層とし、その内面に、摺動性を上げるための滑性層として、厚み１５μｍのポリイミドコートが設けられている。表面には、離型層として、フッ素樹脂であるＰＦＡチューブを３０μｍの厚みで設けられている。
【０１２１】
６）テンションローラ４８
テンションローラ４８は、加圧ローラ４９との間に懸回した加圧ベルト４７に張りを付与するローラである。このテンションローラ４８は、径が１６ｍｍである鉄合金製の芯金４８ａの外周面に、熱伝導率を小さくして加圧ベルト４７からの熱伝導を小さくするためにシリコーンスポンジ層４８ｂを設けてある、外径が２０ｍｍの断熱ローラである。テンションローラ４８は、ローラ両端部を装置フレームの側板間に軸受部材を介して回転可能に支持させるとともに、加圧ベルト４７のテンションローラとして加圧ローラ４９から離間する方向に移動付勢して配設してある。
【０１２２】
７）加圧ローラ４９
加圧ローラ４９は、テンションローラ４８との間に加圧ベルト４７を張架支持するローラである。加圧ローラ９は、外径が２３．５ｍｍで、内径が１９．５ｍｍである厚さ２ｍｍの鉄合金製の低摩擦の剛性ローラである。加圧ローラ２６は、回転軸の両端側が定着ローラ４５に向けて加圧機構により所定の加圧力にて加圧されている。これにより、定着ローラ４５と加圧ローラ４９は定着ベルト４３と加圧ベルト４７を介して挟んで弾性層４５ｂの弾性に抗して圧接してローラニップ面を形成している。
【０１２３】
８）加圧パッド５０
加圧パッド５０は、加圧ベルト４７を定着ベルト４３に向けて加圧する部材であり、テンションローラ４８と加圧ローラ４９との間に張架された加圧ベルト４７の上行側ベルト部分の内面に接触させて配設してある。加圧パッド５０は剛性ローラである加圧ローラ４９とは非接触に配置されている。加圧パッド５０は実験例１と同様にＳＵＳ３０４製であり、Ｒｚは短手方向／長手方向で０．２／０．４μｍとなっており、実施例１と同じ潤滑剤ｇが同量塗布されている。
【０１２４】
定着パッド４６と加圧パッド５０との間に定着ベルト４３と加圧ベルト４７が挟み込まれて圧接し、両ベルト４３・４７間に定着ニップ部が形成される。本実施例においては、定着ローラ４５と加圧ローラ４９との加圧と、定着パッド４６と加圧パッド５０との加圧とにより、定着ベルト４３と加圧ベルト４７との間に、記録紙搬送方向に関して幅約１８ｍｍの広いニップ幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。また、定着ニップ部Ｎにおいて、定着ニップの圧が、定着ローラ４５と加圧ローラ４９との圧接部領域において最大となるように設定されている。
【０１２５】
このようにニップ幅が広いので、画像形成の高速化を図ったとしても充分に定着を行うことが可能になる。また、定着に関係する部材として定着側、加圧側共にエンドレスベルト４３・４７を採用したことで、従来よりも低熱容量化を図ることが可能となった。その結果、ウォームアップ時間（画像形成装置のハードスイッチである主電源オン時から定着可能な状態となるまでに要する時間）の短縮化に貢献している。
【０１２６】
９）定着シーケンス
定着ベルト４３は、少なくとも画像形成実行時には、モータＭによって定着ローラ４５が回転駆動されることで、矢印Ｒ４３の時計方向に回転駆動される。定着ベルト４３の周速度は、記録紙にループを形成するため画像形成部側から搬送されてくる記録紙Ｐの搬送速度に比して僅かに遅い周速とされている。
【０１２７】
加圧ベルト４７は、定着ベルト４３に従動して矢印Ｒ４７の反時計方向に回転する。ここで、定着ニップ最下流の部分（定着ニップでの圧分布（シート搬送方向）が最大となる部分）をローラ対４５・４９により定着ベルト４３と加圧ベルト４７を挟んで搬送する構成としたことで、ベルトのスリップを防止することができる。本実施例の場合、定着ベルト４３の周速は３００ｍｍ／ｓｅｃとされ、Ａ４サイズのフルカラー画像を１分間に７０枚定着することが可能である。
【０１２８】
一方、加熱ローラ４４は、定着ベルト４３が回転されている状態において、ハロゲンヒータ４４ａの発熱により加熱される。ハロゲンヒータ４４ａは、制御回路部（不図示）で制御される給電回路（不図示）から電力が供給されて発熱する。この加熱された加熱ローラ４４により、回転状態の定着ベルト４３が加熱される。
【０１２９】
定着ベルト４３の表面温度が温度センサ（不図示）により検出されて、定着ベルト表面温度に関する電気的情報が制御回路部に入力する。制御回路部はこの入力温度データを基に、給電回路からハロゲンヒータ４４ａへの供給電力を加減して、温度センサで検出される定着ベルト表面温度が所定の定着温度に維持されるように温調制御する。
【０１３０】
定着ベルト４３が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、定着ベルト４３と加圧ベルト４７間の定着ニップ部Ｎに、未定着のトナー画像ｔを担持した記録紙Ｐが搬送される。記録紙Ｐは、未定着トナー画像ｔを担持した面を、定着ベルト４３側に向けて導入される。そして、記録紙Ｐの未定着トナー画像ｔが定着ベルト４３の外周面に密着したまま挟持搬送されていくことにより、主に定着ベルト４３から熱が付与され、また加圧力を受けて未定着トナー画像ｔが記録紙Ｐの表面に定着される。
【０１３１】
また、定着ベルト４３内の定着ローラ４５がゴム層４５ｂを有する弾性ローラであり、加圧ベルト４７内の加圧ローラ４９は鉄合金製の剛性ローラであるため、定着ベルト４３と加圧ベルト４７との定着ニップ出口では定着ローラ４５の変形が大きくなっている。その結果、定着ベルト４３も大きく変形し、トナー画像を担持した記録紙Ｐは定着ベルト４３から自らのこしにより曲率分離される。
【０１３２】
本実施例２の定着装置Ａを、実験例１〜４と同様に、画像形成装置に搭載できるように改造し通紙耐久試験を行った。本実施例においても、トルクの上限を上回り、モータＭが停止してしまうようなことはなく、鳴き現象が発生することはなかった。
【０１３３】
［実施例３］
図７はベルト方式の定着装置の他の構成例を示すものである。この装置Ａにおいては、定着部材をヒートローラ５１とし、このヒートローラ５１の外面に対して、回転可能な無端状のベルト部材としての加圧ベルト５２を腹当てに接触させて記録紙搬送方向ａにおいて幅広の定着ニップ部Ｎを形成させている。
【０１３４】
加圧ベルト５２は複数本の懸架ローラ５３〜５５に掛け回されて支持されている。加圧ベルト５２の内側には加圧ベルト５２の内面に接触して加圧ベルト５２を介して対向部材としてのヒートローラ５１に向けて加圧される非回転の圧力付与部材（固定部材）としての加圧パッド５６が配設されている。加圧ベルト５２は加圧パッド５６によりヒートローラ５１の外面に対して腹当てに接触されて記録紙搬送方向において幅広の定着ニップ部Ｎを形成している。
【０１３５】
ヒートローラ５１はモータＭにより矢印Ｒ５１の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。また、ハロゲンヒータ５１ａにより内部加熱されて表面温度が所定の温度に加熱温調される。加圧ベルト５２はヒートローラ５１の回転に従動して矢印Ｒ５２の反時計方向に回転する。定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像ｔを担持した記録紙Ｐが導入されて挟持搬送されることで、ヒートローラ５１から熱が付与され、また加圧力を受けて未定着トナー画像ｔが記録紙Ｐの表面に定着される。
【０１３６】
加圧パッド５６は金属により構成され、加圧ベルト５２の内面との摺動部におけるベルト部材移動方向の十点平均粗さＲｚ↓が０．２９μｍ以下であり、ベルト部材移動方向と直交する方向の十点平均粗さＲｚ→のほうが大きい。また、摺動部には潤滑性を付与するための潤滑剤ｇが塗布されている。また、加圧ベルト５２の内面におけるベルト部材移動方向の十点平均粗さＲｚ↓が１．３μｍ以上であり、ベルト部材回転移動方向と直交する方向の十点平均粗さＲｚ→のほうが小さい。
【０１３７】
本実施例３の定着装置Ａを、実験例１〜４と同様に、画像形成装置に搭載できるように改造し通紙耐久試験を行った。本実施例においても、トルクの上限を上回り、モータＭが停止してしまうようなことはなく、鳴き現象が発生することはなかった。
【０１３８】
［その他の事項］
１）本発明の画像加熱装置は、実施例のような定着装置としての使用に限られない。記録紙（シート）に一旦定着された或いは仮定着された画像（定着済み画像又は半定着画像）の光沢度などを改質する画像改質装置としても有効である。
【０１３９】
２）エンドレスベルトの外面との間でニップ部を形成する対向部材は、エンドレスベルトが駆動手段により直接的に駆動されるものである場合においては、回転体でなくてもよい。表面（加熱部材や記録紙との当接面）の摩擦係数が小さいパッドや板部材などの非回転部材の形態にすることもできる。
【０１４０】
３）エンドレスベルトや対向部材を加熱する加熱機構は、電磁誘導加熱方式に限らず、ハロゲンヒータ、固定式のセラミックヒータなど、他の公知の加熱機構を用いることもできる。
【０１４１】
４）画像形成装置の画像形成方式について、電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式を採用してもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
Ａ・・画像加熱装置（定着装置）、１・・エンドレスベルト（定着ベルト）、２・・対向部材（加圧ローラ）、Ｎ・・ニップ部（定着ニップ部）、３・・圧力付与部材（定着パッド）、３ａ・・摺動部（固定部材）、ｇ・・潤滑剤、Ｐ・・記録材、ｔ・・画像（未定着トナー画像）
【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】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月12日(2013.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
【表１】
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