JP5076806B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは、電子写真方式を利用する複写機やプリンタ等における定着装置等に関する。

従来、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、用紙等の記録媒体上に形成したトナー像を記録媒体上に定着し、永久画像にするための定着工程では、熱圧力定着法が一般的である。このような熱圧力定着方式には、ヒータ内蔵の定着ロールと加圧ロールとで形成したニップ部において、未定着トナー像を加熱・加圧により記録材上に定着させる方式（所謂、ロールニップ方式）と、加圧ロールの代わりに用いるエンドレスベルトの内側から、圧力パッドにより記録材を定着ロールに加圧してニップ部を形成する方式（所謂、ベルトニップ方式）が挙げられる。中でも、ベルトニップ方式は、画像形成装置のカラー化、高速化及び小型化の進展に伴い、熱圧力定着方式として広く使われている。

このようなベルトニップ方式について、特許文献１には、表面が弾性変形する回転する加熱定着ロールにエンドレスベルトを接触させ、非回転状態の圧力パッドによってエンドレスベルトを加熱定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ロールとの間にシートが通過するベルトニップを設け、加熱定着ロールの表面を弾性変形させることにより、ベルトニップでの熱損失を低減させると共に、シートと加熱定着ロールとの速度差やベルトニップ内の空気や水蒸気によるトナー像の乱れを防止する画像定着装置が記載されている。

特許文献２には、加熱用回転体に対して、複数の支持部材間に張架させたエンドレスベルトを加圧接触させて形成したニップ部Ｎに被加熱材を導入して挟持搬送させることで被加熱材を加熱用回転体の熱で加熱する加熱装置において、複数の支持部材の少なくとも１つが両端部から中央部に向かって外径が大きくなっている中空パイプからなる回転体であり、エンドレスベルトを介して加熱用回転体に当接していることにより、省エネルギ化を図る加熱装置が記載されている。

また、特許文献３には、定着ロールと張架ロールとによって定着ベルトが張架された定着ベルトモジュールと、定着ベルトモジュールに押圧するように配置されて定着ベルトモジュールとの間にニップ部Ｎを形成する加圧ベルトモジュールとを備え、定着ベルトモジュールは、ニップ部Ｎを離れた記録材搬送方向下流側にて定着ベルトを内側から支持するように配設され定着ベルトの進行方向を屈曲させる剥離パッドを有することにより、温度ドループ現象の発生を抑制するとともに、記録紙を定着ロール側から安定的に剥離する画像形成装置が記載されている。

特開平０８−２６２９０３号公報 特開２００５−００５０１８号公報 特開２００６−２４３４７１号公報

ところで、ベルトニップ方式においては、記録紙の剥離性能を維持するために、定着ベルトの内側に、定着ロールの表面の記録紙の出口側を局所的に弾性変形させる圧力パッドを備えている。このような圧力パッドは、通常、記録紙の剥離性能を確保するために、ニップ部Ｎを通過する記録紙の中で、最も剥離しずらい用紙の剥離が可能となるように、且つ、記録紙上のトナーが充分載った状態（カバーレッジが高い）を想定し、例えば、記録紙排出側を尖らせた形状で成形されている。
このような圧力パッドにより定着ベルトを定着ロールに圧接することにより、ニップ部Ｎの記録紙排出側における定着ベルトは大きく変形するため、定着ベルトの機械的ストレス（歪み）は増大する。
特に、電磁誘導加熱方式を利用する定着装置（誘導加熱定着装置）は、耐熱性樹脂を含む基材の外周面上に積層された金属層を有する硬い定着ベルトを使用するため、定着ベルトの機械的ストレスが増大すると、ベルト寿命を著しく短命化する原因の一つとなる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。即ち本発明の目的は、定着ベルトの機械的ストレスの増大を低減し、記録紙の剥離性能を確保した定着装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、 回転駆動する回動部材と、前記回動部材に対向して回転し当該回動部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する無端ベルトと、前記無端ベルトの内側から当該無端ベルトを前記回動部材に圧接する加圧部材と、前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトに接して設けられ、前記記録材の種類に応じて当該無端ベルトを押圧することで、当該無端ベルトの形状を変形させて、当該ニップ部の下流側で当該無端ベルトの曲率を増大させ、且つ、当該無端ベルトを当該ニップ部の上流側に張り出させるベルト変形機構と、を有することを特徴とする定着装置である。

請求項２に係る発明は、前記ベルト変形機構は、前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトの内側に接して配置した偏芯コロを回転させることにより当該無端ベルトを内側から押圧し、当該無端ベルトを前記ニップ部の上流側に張り出した形状に変形させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。

請求項３に係る発明は、前記ベルト変形機構は、前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトの外側に接して配置した偏芯コロを回転させることにより当該無端ベルトを外側から押圧し、前記ニップ部の下流側で当該無端ベルトの曲率を増大させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。

請求項４に係る発明は、前記加圧部材の背後であって前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトの内側に接するように支持され、当該無端ベルトを回動自在に支持するベルトガイド部材をさらに有し、前記ベルト変形機構は、前記ベルトガイド部材の取り付け位置を移動させることにより前記無端ベルトを内側から押圧し、当該無端ベルトを変形させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。

請求項５に係る発明は、前記無端ベルトは、内周側に厚み１０μｍ〜１００μｍの金属層と外周側に弾性層とを有し、当該金属層の両側面のベルト軸方向に存在するバリの大きさが１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。

請求項６に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成部と、前記トナー像を記録材上に転写する転写部と、前記記録材上に転写したトナー像を当該記録材上に定着する定着部と、を有し、前記定着部は、回転駆動する回動部材と、前記回動部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成し耐熱性樹脂製の基材上に金属層及び弾性層を有する無端ベルトと、前記無端ベルトを発熱させる電磁誘導加熱部材と、前記無端ベルトを前記回動部材に圧接する加圧部材と、前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトに接して設けられ、当該無端ベルトを押圧することで、当該無端ベルトの形状を変形させて、当該ニップ部の下流側で当該無端ベルトの曲率を増大させ、且つ、当該無端ベルトを当該ニップ部の上流側に張り出させるベルト変形機構と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、ベルト変形機構を有しない場合と比較して、無端ベルトの機械的負荷が増大することなく、用紙剥離性能が向上する。

請求項２に係る発明によれば、ベルト変形機構を有しない場合と比較して、無端ベルトをニップ部の上流側に容易に張り出し変形させる。

請求項３に係る発明によれば、ベルト変形機構を有しない場合と比較して、無端ベルトのニップ部の下流側の曲率を容易に大きくする。

請求項４に係る発明によれば、偏芯コロを使用する場合と比較して、定着装置をコンパクトにできる。

請求項５に係る発明によれば、ベルト端部に１５０μｍを超えるバリ（凹み）が存在する場合と比較して、長期間使用におけるベルト部材のクラック発生が低減する。

請求項６に係る発明によれば、金属層を有する硬いベルトへの機械的負荷を低減しつつ用紙剥離性能を維持する。

以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを現すものではない。

図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。ここでは、一般にタンデム型と呼ぶ中間転写方式の画像形成装置を例に挙げ説明する。図１に示す画像形成装置は、トナー像形成部として、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備える。次に、転写部として、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成する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）する一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写した重畳トナー画像を記録材（記録用紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写部２０を有する。さらに、定着部として、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着する定着装置６０を備える。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有する。

図１に示すように、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と、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図１中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーを収容し感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４と、を有する。また、感光体ドラム１１上に形成する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と、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７と、を有する。本実施の形態では、これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを、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する。

中間転写ベルト１５は、各種ロールにより、図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動（回動）する。各種ロールとして、中間転写ベルト１５を回動する駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に一定の張力を与え蛇行を防止するテンションロール３３と、二次転写部２０に設けるバックアップロール２５と、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るクリーニングバックアップロール３４と、を有している。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟み感光体ドラム１１に対向する一次転写ロール１６を有する。一次転写ロール１６にトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）を印加し、各感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト１５に順次、静電吸引し、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像を形成する。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置する二次転写ロール２２と、バックアップロール２５と、を有する。バックアップロール２５を中間転写ベルト１５の裏面側に配置して二次転写ロール２２の対向電極とし、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を接触配置する。
二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟みバックアップロール２５に圧接配置し、さらに二次転写ロール２２を接地してバックアップロール２５との間に二次転写バイアスを形成し、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。

中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側に、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する中間転写ベルトクリーナ３５を接離自在に設ける。イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側に、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信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２を配設する。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を配設する。基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けた所定のマークを認識して基準信号を発生し、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。

本実施の形態では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０と、用紙トレイ５０中の用紙Ｐを取り出して搬送するピックアップロール５１と、用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、用紙Ｐを二次転写部２０へと送る搬送シュート５３と、二次転写ロール２２により二次転写された用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６と、を有する。

次に、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、画像読取装置（ＩＩＴ）（図示せず）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）等から出力される画像データに、画像処理装置（ＩＰＳ）（図示せず）により所定の画像処理を施した後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業を実行する。ＩＰＳでは、入力された反射率データに、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を施す。画像処理を施した画像データを、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換し、レーザ露光器１３に出力する。

レーザ露光器１３は、入力される色材階調データに応じ、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に照射する。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体ドラム１１の表面を帯電器１２によって帯電した後、レーザ露光器１３によって表面を走査露光し、静電潜像を形成する。形成した静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像する。

次に、感光体ドラム１１上に形成するトナー像を、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において中間転写ベルト１５上に転写する。具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により、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）を付加し、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を行う。

トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写した後、中間転写ベルト１５が移動してトナー像を二次転写部２０に搬送する。用紙搬送系は、トナー像を二次転写部２０に搬送するタイミングに合わせてピックアップロール５１を回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐを供給する。ピックアップロール５１により供給した用紙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を一旦停止し、トナー像を保持した中間転写ベルト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）を回転し、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせを行う。

二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介し、二次転写ロール２２をバックアップロール２５に押圧する。このとき、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）を印加し、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界を形成する。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像を、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって二次転写部２０において押圧し、用紙Ｐ上に一括して静電転写する。

その後、トナー像を静電転写した用紙Ｐを、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離してそのまま搬送し、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設ける搬送ベルト５５へと搬送する。搬送ベルト５５は、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０は、用紙Ｐ上の未定着トナー像を熱および圧力で処理し用紙Ｐ上に定着する。定着画像を形成した用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けた排紙載置部に搬送する。
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を、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し、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上から除去する。

（定着装置６０）
次に、本実施の形態が適用される定着装置６０の一例として、電磁誘導加熱方式を利用する定着装置（誘導加熱定着装置）を例に挙げて説明する。
図２は、本実施の形態が適用される定着装置６０の構成を示す図である。図２に示すように、定着装置６０は、無端ベルトの一例としての定着ベルト６１、定着ベルト６１に交流磁界を発生させる電磁誘導加熱部材の一例としての磁場発生ユニット８５、定着ベルト６１に対向するように配置する回動部材の一例としての加圧ロール６２、定着ベルト６１の内側から定着ベルト６１を加圧ロール６２に圧接する加圧部材の一例としての圧力パッド６４を有する。
さらに、圧力パッド６４の背後に支持され定着ベルト６１の回転を規制するベルトガイド部材６３と、用紙Ｐの種類（厚み）に応じて定着ベルト６１の形状を変形させるベルト変形機構の一例としての偏芯コロ６９とを備えている。偏芯コロ６９については後述する。

（定着ベルト６１）
定着ベルト６１は、円筒形状を有し、例えば直径３０ｍｍ程度のエンドレスベルトである。定着ベルト６１は、通常、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂を含む基材と、基材の外周面上に積層する金属層と、表面を形成するフッ素樹脂を含む離型層と、さらに、金属層と離型層との間に、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の公知の耐熱性ゴムを含む弾性層とから構成される。
ここで、基材は、例えば、定着ベルト６１の両端部がエッジガイド部材（図示せず）に突き当たる場合でも、座屈等が生じない程度の剛性が必要とされ、通常、弾性率は４．５ＧＰa以上である。金属層は、銅、ニッケル、鉄、金、銀、アルミニウム、クロム、錫、亜鉛等の単一又は２種類以上の合金を含み、励磁コイル８５１の磁界により発生する渦電流により発熱する。
定着ベルト６１は、圧力パッド６４とベルトガイド部材６３、定着ベルト６１の両端部に配置するエッジガイド部材（図示せず）によって回動自在に支持される。そして、ニップ部Ｎにおいて加圧ロール６２に圧接され、加圧ロール６２に従動して矢印Ｃ方向に回動する。

（磁場発生ユニット８５）
電磁誘導加熱部材の一例である磁場発生ユニット８５は、断面が定着ベルト６１の形状に沿ったアール形状を有し、定着ベルト６１の外周表面と０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の間隙で設置する。磁場発生ユニット８５は、磁界を発生させる励磁コイル８５１と、励磁コイル８５１を保持するコイル支持部材８５２と、励磁コイル８５１に電流を供給する励磁回路８５３とを有する。

励磁コイル８５１は、例えば、相互に絶縁された直径φ０．５ｍｍの銅線材を１６本〜２０本程度束ねたリッツ線を、長円形状や楕円形状、長方形状等の閉ループ状に巻いて形成したものを用いる。励磁コイル８５１に励磁回路８５３によって所定の周波数の交流電流を印加することにより、励磁コイル８５１の周囲に交流磁界Ｈが発生する。交流磁界Ｈが、後述する定着ベルト６１の金属層を横切る際に、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Ｉが生じる。励磁コイル８５１に印加する交流電流の周波数は、例えば、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚに設定する。渦電流Ｉが定着ベルト６１の金属層６１１（図４（ｂ）参照）を流れることによって、金属層６１１（図４（ｂ）参照）の抵抗値Ｒに比例した電力Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）によるジュール熱が発生し、定着ベルト６１を加熱する。

コイル支持部材８５２は、耐熱性を有する非磁性材料で構成する。このような非磁性材料としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂が挙げられる。

（加圧ロール６２）
加圧ロール６２は、例えば、直径１６ｍｍの中実の鉄製コア (円柱状芯金)６２１と、コア６２１の外周面を被覆する、例えば厚さ１２ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、例えば、厚さ３０μｍのＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２３とを有する。尚、加圧ロール６２の製造方法としては、例えば、ＰＦＡチューブの内周面に接着用プライマーを塗布したフッ素樹脂チューブと中実シャフトとを成形金型内にセットし、フッ素樹脂チューブと中実シャフトとの間に液状発泡シリコーンゴムを注入後、加熱処理（１５０℃×２ｈｒｓ）によりシリコーンゴムを加硫、発泡させて弾性層を形成する方法が挙げられる。
加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置し、矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転し、定着ベルト６１を従動させる。また、加圧ロール６２と圧力パッド６４とにより定着ベルト６１を挟持した状態で保持してニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させ、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。

（圧力パッド６４）
圧力パッド６４は、定着ベルト６１を加圧ロール６２に圧接してニップ部Ｎを形成する。圧力パッド６４は、バネや弾性体によって加圧ロール６２を、例えば３５ｋｇｆの荷重で押圧するようにホルダ６５により支持する。圧力パッド６４は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体からなり、加圧ロール６２側を平面状に形成し、ニップ部Ｎにおいて、略均一なニップ圧を形成する。本実施の形態では、圧力パッド６４として、ゴム硬度が２０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムを用い、幅８．５ｍｍ、ゴム厚５ｍｍに設定する。
定着ベルト６１は、圧力パッド６４の加圧ロール６２側の面から離れる際に急激な曲率の変化を生じるため、定着後の用紙Ｐは定着ベルト６１から剥離する。

（ベルトガイド部材６３）
ベルトガイド部材６３は、必要に応じて、圧力パッド６４の背後になるように定着ベルト６１の内部に配置するホルダ６５に取り付ける。定着ベルト６１の回動方向に向けた複数のリブ（図示せず）で形成し、定着ベルト６１内周面との接触面積を小さくする。
ベルトガイド部材６３は、摩擦係数が低く、かつ熱伝導率が低いＰＦＡやＰＰＳ等の耐熱性樹脂で形成し、定着ベルト６１内周面との摺動抵抗を低減し、熱の発散を低くなるように構成する。また、後述するように、ベルトガイド部材６３は、ベルト変形機構としても作用する。

図２に例示するように、ベルトガイド部材６３とベルト変形機構（一例として、偏芯コロ６９）とを備える場合、両者は干渉しないように配置される。例えば、ベルトガイド部材６３を複数個に分割し、その分割した隙間に複数のベルト変形機構（一例として、偏芯コロ６９）を配置したり、ベルト変形機構が動作する際にベルトガイド部材６３が干渉しない位置まで移動するようにする。

（剥離補助部材７０）
さらに、本実施の形態が適用される定着装置６０において、ニップ部Ｎの下流側近傍に配設する剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト６１の回転方向と対向する方向（カウンタ方向）に向け、バッフルホルダ７２により保持する。また、圧力パッド６４と定着ベルト６１との間に低摩擦シート６８を配設し、定着ベルト６１内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を低減する。本実施の形態では、低摩擦シート６８は圧力パッド６４と別体に構成し、両端をホルダ６５に固定する。

（潤滑剤塗布部材６７）
ホルダ６５に、定着装置６０の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材６７を配設する。潤滑剤塗布部材６７は、定着ベルト６１の内周面に接触し、定着ベルト６１と低摩擦シート６８との摺動部に潤滑剤を供給する。尚、潤滑剤としては、例えば、シリコーンオイル、フッ素オイル等の液体状オイル；固形物質と液体とを混合させたグリース等、これらを組み合わせたものが挙げられる。

（ベルト変形機構）
本実施の形態が適用される定着装置６０には、用紙Ｐの種類（厚み）に応じて定着ベルト６１の形状を変形させるベルト変形機構の一例としての偏芯コロ６９とを備えている。
図２に示すように、偏芯コロ６９は、断面が楕円形状を有し、通常は定着ベルト６１の形状を変形させることなく、楕円形状の長軸方向と定着ベルト６１の断面が形成する円の接線方向とが平行となり、定着ベルト６１の内側表面に内接するように配置されている。偏芯コロ６９の取り付け方法は特に限定されず、例えば、シャフトを定着ベルト６１の両端部に配置するエッジガイド部材（図示せず）に回転可能に取り付けられる。
偏芯コロ６９は、例えば、用紙Ｐの厚みが小さくてニップ部Ｎの出口側において剥離し難い場合に、楕円形状の長軸方向と定着ベルト６１の断面が形成する円の接線方向とが所定の角度となるように回転することにより、定着ベルト６１を内側から押圧し、定着ベルト６１の形状を変形させる。
尚、図示しないが、偏芯コロ６９は、定着ベルト６１の外側に配置し、定着ベルト６１を外側から押圧することにより定着ベルト６１の形状を変形させることもできる。
さらに、圧力パッド６４の背後に配置したベルトガイド部材６３の取り付け位置を移動させ、定着ベルト６１を内側から押圧し、定着ベルト６１をニップ部Ｎの上流側に張り出した形状に変形させることもできる。

図３は、ベルト変形機構による定着ベルト６１の変形を説明する図である。
図３（ａ）は、定着ベルト６１の内側に配置した偏芯コロ６９を回転させることにより定着ベルト６１を変形させることを示す。図３（ａ）に示すように、定着装置６０に薄手の用紙Ｐ又は剥離しずらい用紙Ｐが送られた場合、制御部４０（図１参照）の制御により、楕円形状の偏芯コロ６９は、楕円形状の長軸方向と定着ベルト６１の断面が形成する円の接線方向とが所定の角度となるように矢印Ｅ方向に回転する。このとき、偏芯コロ６９が定着ベルト６１に内接して内側から押圧する。このため、定着ベルト６１の形状は、ニップ部Ｎの上流側に張り出し、一方、ニップ部Ｎの下流側で定着ベルト６１の曲率が増大するように変形する。その結果、ニップ部Ｎの下流側で排出される用紙Ｐの剥離角度が大きくなり、用紙Ｐの定着ベルト６１への巻き付きが防止される。

図３（ｂ）は、他の実施形態として、定着ベルト６１の外側に配置した偏芯コロ６９ｂを回転させることにより定着ベルト６１を変形させることを示す。図３（ｂ）に示すように、定着ベルト６１の外側に配置された楕円形状の偏芯コロ６９ｂは、制御部４０（図１参照）の制御により、楕円形状の長軸方向と定着ベルト６１の断面が形成する円の接線方向とが所定の角度となるように矢印Ｆ方向に回転する。このとき、偏芯コロ６９ｂが定着ベルト６１に外接して定着ベルト６１を外側から押圧する。このため、定着ベルト６１の形状は、ニップ部Ｎの下流側で定着ベルト６１の曲率が増大し、一方、ニップ部Ｎの上流側に張り出すように変形する。その結果、図３（ａ）と同様に、ニップ部Ｎの下流側で排出される用紙Ｐの剥離角度が大きくなり、用紙Ｐの定着ベルト６１への巻き付きが防止される。

図３（ｃ）は、ベルトガイド部材６３により定着ベルト６１を変形させることを示す。図３（ｃ）に示すように、圧力パッド６４の背後に支持されたベルトガイド部材６３は、制御部４０（図１参照）の制御により、用紙Ｐが供給される上流側（矢印Ｇ方向）に移動する。このとき、ベルトガイド部材６３が定着ベルト６１に内接して定着ベルト６１を内側から押圧する。このため、定着ベルト６１の形状は、ニップ部Ｎの上流側に張り出し、一方、ニップ部Ｎの下流側で定着ベルト６１の曲率が増大するように変形する。その結果、図３（ａ）と同様に、ニップ部Ｎの下流側で排出される用紙Ｐの剥離角度が大きくなり、用紙Ｐの定着ベルト６１への巻き付きが防止される。

このように、本実施の形態が適用される定着装置６０においては、用紙Ｐの厚みに応じて定着ベルト６１の形状を変形させるので、圧力パッド６４を、例えば、用紙Ｐの排出側に尖らせた形状にする等の措置を講ずることなく、剥離し難い用紙Ｐやカバーレッジが高い場合に用紙剥離性能を確保することができる。また、通常、圧力パッド６４での機械的負荷は小さいので定着ベルト６１の長期間使用が可能となる。特に、電磁誘導加熱方式を利用する定着装置６０に使用される金属層を有する硬い定着ベルト６１の場合はこの効果が顕著である。

（定着ベルト６１の製造方法）
上述したように、本実施の形態において、電磁誘導加熱方式を利用する定着装置６０においては、耐熱性樹脂を含む基材の外周面上に積層された金属層と弾性層とを有する定着ベルト６１を使用している。このような金属層を有する定着ベルト６１は、通常、以下の操作により製造する。
先ず、ポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂を、直径３０ｍｍ程度の金属製パイプの表面に塗布し、加熱乾燥し、無端状ベルトを形成する。次に、無端状ベルトの外周面に、無電解ニッケルめっき処理により厚さ１μｍ程度のニッケルめっき膜を形成し、続いて、このニッケルめっき膜を電極として、この上に電解銅めっき処理により銅めっき膜、および電解ニッケル膜を形成し、厚み１０μｍ〜１００μｍ程度の金属層を形成する。
続いて、金属層に、例えば、液状シリコーンゴム等を塗布し、所定の厚さの弾性層を接着固化する。次に、弾性層上に、例えばシランカップリング剤系のプライマーを塗布し、続いて、予め裏面に接着活性化処理を施したフッ素樹脂チューブを弾性層の表面に被せ、２００℃〜２４０℃で加熱接着処理して離型層を形成する。

次に、このように成形した無端状ベルトを、長手方向に対し直角に切断し、所定の幅に揃える。このとき、無端状ベルトの外周側に形成された弾性層及び離型層は、先端が鋭角なカッター刃により切断加工し、無端状ベルトの内周側に形成した金属層は、無端状ベルトの裏面から、先端が鈍角な旋盤バイトで切断加工することが好ましい。
即ち、金属層の厚の大きさ、使用するカッター刃の材質にもよるが、カッター刃を用いて、厚み２０μｍ程度の金属層を有する無端状ベルトを切断加工すると、通常、３０回程度繰り返し切断加工でカッター刃の刃先がこぼれて切れなくなる。したがって、金属層の切断加工には、先端が鋭角なカッター刃よりも、先端が鈍角な旋盤バイトが適しており、刃先が鈍角（６０°程度）な旋盤バイトを用いることで、金属層を有する無端状ベルトの繰り返し切断加工が可能になる。
しかしながら、金属層と比較して軟らかい弾性層を、刃先が鈍角である旋盤バイトを用いて切断加工を行うと、弾性層材料が切断端部に飛び散り、これらが付着する等の問題が生じる。したがって、硬い金属層と軟らかい弾性層とを、１種類の刃物により切断加工を行うと、良好な切断面を得ることが困難な場合が多い。

図４は、金属層と弾性層とを有する無端状ベルトの切断加工を説明する図である。図４（ａ）は、無端状ベルト６１０を所定の旋盤（図示せず）に取り付けた状態を示す。図４（ｂ）は、切断箇所の拡大図である。
図４（ａ）に示すように、旋盤（図示せず）に取り付けられ、矢印Ｈ方向に回転する無端状ベルト６１０は、無端状ベルト６１０の内周側に形成した金属層を、無端状ベルト６１０の裏面から、先端が鈍角な旋盤バイト８１で切断加工し、外周側の弾性層及び離型層は、先端が鋭角なカッター刃８２により切断加工する。
このとき、旋盤バイト８１とカッター刃８２を連結し、両者をコの字状に具備する切断治具８３を旋盤に取り付け、無端状ベルト６１０を回転させながら切断治具８３を矢印Ｉ方向に適宜移動させ、無端状ベルト６１０の金属層と弾性層とを同じ位置で切断する。
このような操作により、図４（ｂ）に示すように、無端状ベルト６１０の内周側に形成した金属層６１１と、外周側の弾性層６１２及び離型層６１３は、先端が鈍角な旋盤バイト８１と先端が鋭角なカッター刃８２により無端状ベルト６１０の同じ位置で切断され、段差が無い切断面が得られる。

また、厚み１０〜１００μｍ程度の金属層６１１を有する無端状ベルト６１０を、上述した操作により切断加工を行うことにより、金属層６１１のベルト端部断面のベルト軸方向に存在するバリ（凹み）の大きさが１５０μｍ以下にすることができる。
即ち、金属層６１１の破断面に存在するバリ（凹み）が過度に大きいと、定着ベルト６１へかかる機械的負荷により、これらのバリ（凹み）が起点となって、ベルト軸方向に割れ（クラック）が発生する。そして、クラックがベルト端部に発生すると、継続使用によりベルト中央方向にクラックが発展するために、正常に定着機能を発現できなくなる傾向がある。

本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。 本実施の形態が適用される定着装置の構成を示す図である。 ベルト変形機構による定着ベルトの変形を説明する図である。 金属層と弾性層とを有する無端状ベルトの切断加工を説明する図である。

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…定着装置、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、６３…ベルトガイド部材、６４…圧力パッド、６５…ホルダ、６７…潤滑剤塗布部材、６８…低摩擦シート、６９，６９ｂ…偏芯コロ、７０…剥離補助部材、８５…磁場発生ユニット、８５１…励磁コイル、８５２…コイル支持部材

Claims (6)

1. 回転駆動する回動部材と、
   前記回動部材に対向して回転し当該回動部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する無端ベルトと、
   前記無端ベルトの内側から当該無端ベルトを前記回動部材に圧接する加圧部材と、
   前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトに接して設けられ、前記記録材の種類に応じて当該無端ベルトを押圧することで、当該無端ベルトの形状を変形させて、当該ニップ部の下流側で当該無端ベルトの曲率を増大させ、且つ、当該無端ベルトを当該ニップ部の上流側に張り出させるベルト変形機構と、を有する
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記ベルト変形機構は、前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトの内側に接して配置した偏芯コロを回転させることにより当該無端ベルトを内側から押圧し、当該無端ベルトを前記ニップ部の上流側に張り出した形状に変形させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ベルト変形機構は、前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトの外側に接して配置した偏芯コロを回転させることにより当該無端ベルトを外側から押圧し、前記ニップ部の下流側で当該無端ベルトの曲率を増大させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記加圧部材の背後であって前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトの内側に接するように支持され、当該無端ベルトを回動自在に支持するベルトガイド部材をさらに有し、
   前記ベルト変形機構は、前記ベルトガイド部材の取り付け位置を移動させることにより前記無端ベルトを内側から押圧し、当該無端ベルトを変形させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記無端ベルトは、内周側に厚み１０μｍ〜１００μｍの金属層と外周側に弾性層とを有し、当該金属層の両側面のベルト軸方向に存在するバリの大きさが１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. トナー像を形成するトナー像形成部と、
   前記トナー像を記録材上に転写する転写部と、
   前記記録材上に転写したトナー像を当該記録材上に定着する定着部と、を有し、
   前記定着部は、
   回転駆動する回動部材と、
   前記回動部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成し耐熱性樹脂製の基材上に金属層及び弾性層を有する無端ベルトと、
   前記無端ベルトを発熱させる電磁誘導加熱部材と、
   前記無端ベルトを前記回動部材に圧接する加圧部材と、
   前記ニップ部から離れた領域において前記無端ベルトに接して設けられ、当該無端ベルトを押圧することで、当該無端ベルトの形状を変形させて、当該ニップ部の下流側で当該無端ベルトの曲率を増大させ、且つ、当該無端ベルトを当該ニップ部の上流側に張り出させるベルト変形機構と、を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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