特許 7448876 加熱装置、画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-05

(45)【発行日】2024-03-13

(54)【発明の名称】加熱装置、画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20240306BHJP

   H05B 3/00 20060101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 515

H05B3/00 335

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020004284

(22)【出願日】2020-01-15

(65)【公開番号】P2021110893

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100207181

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 朋

(72)【発明者】

【氏名】下川 俊彦

【審査官】早川 貴之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２１６９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６８６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０５７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０９７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１８１６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／２０

１５／２０

Ｈ０５Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転部材と、
前記回転部材に対向する対向部材と、
前記回転部材の内側に設けられ、前記回転部材を介して、前記対向部材との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記回転部材を加熱する加熱部材とを備えた加熱装置であって、
前記ニップ形成部材は、金属部材を有し、
前記金属部材は、被加熱物搬送方向に延在するニップ形成部と、前記ニップ形成部よりも被加熱物搬送方向の上流側あるいは下流側の少なくとも一方に設けられ、前記被加熱物搬送方向と交差する方向で、前記ニップ形成部材の長手方向と異なる方向に曲げられた曲げ部とを有し、
前記金属部材は、前記曲げ部に剛性低下部を備え、
前記剛性低下部は、前記曲げ部の前記長手方向および厚み方向に交差する方向の一方の端部側に開口したスリットであることを特徴とする加熱装置。

【請求項2】

前記曲げ部は前記ニップ形成部の被加熱物搬送方向の上流側および下流側に設けられ、
それぞれの曲げ部に前記剛性低下部を有する請求項１記載の加熱装置。

【請求項3】

被加熱物搬送方向の上流側および下流側の前記剛性低下部が、前記長手方向の同じ位置に設けられる請求項２記載の加熱装置。

【請求項4】

前記金属部材は板金材のプレス加工品であり、
前記金属部材の前記回転部材に対向する面側に、プレス加工によるダレ部が配置される請求項１から３いずれか１項に記載の加熱装置。

【請求項5】

前記金属部材は前記回転部材に接触する面に、摺動剤がコーティングされている請求項１から４いずれか１項に記載の加熱装置。

【請求項6】

前記金属部材と前記回転部材との間に、摺動シートを有する請求項１から５いずれか１項に記載の加熱装置。

【請求項7】

前記ニップ形成部材は、前記金属部材に対して前記ニップ部側と反対側に設けられた樹脂部材をさらに有する請求項１から６いずれか１項に記載の加熱装置。

【請求項8】

前記ニップ形成部材は、前記金属部材そのものである請求項１から７いずれか１項に記載の加熱装置。

【請求項9】

請求項１から８いずれか１項に記載の加熱装置は、記録媒体に画像を定着させる定着装置。

【請求項10】

請求項１から９いずれか１項に記載の加熱装置を備えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

加熱装置として、プリンタなどの画像形成装置に設けられた定着装置が存在する。定着装置は、回転部材としての定着ベルトを備え、定着ベルトの内側に、定着ベルトを加熱する加熱部材や、加圧ローラとの間に定着ニップを形成するためのニップ形成部材が設けられる。

【0003】

板金材によって形成された金属部材を有するニップ形成部材が、摺動シートなどを介さず、直に定着ベルトに摺動する構成の定着装置が存在する。このような金属部材は、平板状に形成すると、用紙搬送方向の端部のエッジが定着ベルトと摺動して定着ベルトの摩耗や損傷の原因となるおそれがある。また、摺動シートを介する場合でも、摺動シートが金属部材の上記エッジと摺動して、摺動シートが摩耗あるいは損傷してしまう原因となるおそれがある。

【0004】

上記の対策として、その用紙搬送方向両端部側を、用紙搬送方向と交差する方向へ曲げ成形した構成の、金属製の均熱部材が存在する（例えば特許文献１）。このような構成により、用紙搬送方向両側で、定着ベルトが均熱部材の曲面部と摺動することになり、定着ベルトの摩耗や損傷を防止できる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

金属部材の剛性が大きく、その形状に柔軟性がないという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するため、本発明は、回転部材と、前記回転部材に対向する対向部材と、前記回転部材の内側に設けられ、前記回転部材を介して、前記対向部材との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、前記回転部材を加熱する加熱部材とを備えた加熱装置であって、前記ニップ形成部材は、金属部材を有し、前記金属部材は、被加熱物搬送方向に延在するニップ形成部と、前記ニップ形成部よりも被加熱物搬送方向の上流側あるいは下流側の少なくとも一方に設けられ、前記被加熱物搬送方向と交差する方向で、前記ニップ形成部材の長手方向と異なる方向に曲げられた曲げ部とを有し、前記金属部材は、前記曲げ部に剛性低下部を備え、前記剛性低下部は、前記曲げ部の前記長手方向および厚み方向に交差する方向の一方の端部側に開口したスリットであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

金属部材の剛性を下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】画像形成装置の概略構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る定着装置の概略構成図である。

【図3】ステーの斜視図である。

【図4】定着装置の平面図である。

【図5】ステーとニップ形成部材の斜視図である。

【図6】曲げ部のスリットとステーの支持面との長手方向の位置関係を示す図である。

【図7】剛性低下部の異なる形態を示す斜視図である。

【図8】剛性低下部の異なる形態を示す斜視図である。

【図9】剛性低下部の異なる形態を示す斜視図である。

【図10】摺動シートを有するニップ形成部材を示す図である。

【図11】異な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、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。以下、各実施形態において、加熱装置の例として、トナーを熱により定着させる定着装置を説明する。

【0010】

図１に示すカラー画像形成装置１の中央には、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋが着脱可能に設けられた画像形成部２が配置されている。各プロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）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。

【0011】

具体的な各プロセスユニット９としては、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像ローラを有する現像装置１２等を備えている。

【0012】

プロセスユニット９の下方には、露光部３が配置されている。露光部３は、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。

【0013】

画像形成部２の上方には転写部４が配置されている。転写部４は、駆動ローラ１４および従動ローラ１５に周回走行可能に張架されている無端状の中間転写ベルト１６、各プロセスユニット９の感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト１６を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ１３等で構成されている。各一次転写ローラ１３はそれぞれの位置で中間転写ベルト１６の内周面を押圧しており、中間転写ベルト１６の押圧された部分と各感光体ドラム１０とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。

【0014】

また、中間転写ベルト１６を挟んで駆動ローラ１４に対向した位置には二次転写ローラ１７が配設されている。二次転写ローラ１７は中間転写ベルト１６の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１７と中間転写ベルト１６とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。駆動ローラ１４、中間転写ベルト１６、そして、二次転写ローラ１７は、画像を用紙に転写する画像転写部として機能する。

【0015】

給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録媒体あるいは被加熱物としての用紙Ｐを収容した給紙カセット１８や、給紙カセット１８から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１９等からなっている。

【0016】

搬送路７は、給紙部５から搬出された用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ２０の他、後述する排紙部８に至るまで、搬送ローラ対が搬送路７の途中に適宜配置されている。

【0017】

定着装置６は、加熱部材によって加熱される定着ベルト３１、その定着ベルト３１を加圧可能な加圧ローラ３２等を有している。

【0018】

排紙部８は、画像形成装置１の搬送路７の最下流に設けられる。この排紙部８には、用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ２１と、排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２２とが配設されている。

【0019】

画像形成装置１の上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル２３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが着脱可能に設けられている。そして、このトナーボトル２３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから各現像装置１２との間に設けた補給路を介して、各色の現像装置１２に各色トナーが補給される。

【0020】

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

【0021】

画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋの感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム１０に露光部３によって露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。各感光体ドラム１０上には静電潜像が形成され、各現像装置１２に蓄えられたトナーが、ドラム状の現像ローラによって感光体ドラム１０に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

【0022】

転写部４では、駆動ローラ１４の回転駆動により中間転写ベルト１６が図の矢印Ａの方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１３には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ニップにおいて転写電界が形成され、各感光体ドラム１０に形成されたトナー画像は一次転写ニップにて中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。

【0023】

一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の給紙ローラ１９が回転駆動することによって、給紙カセット１８に収容された用紙Ｐが搬送路７に送り出される。搬送路７に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ２０によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１７と駆動ローラ１４との間の二次転写ニップに送られる。このとき、中間転写ベルト１６上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。

【0024】

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置６へと搬送され、定着ベルト３１と加圧ローラ３２とによって用紙Ｐが加熱および加圧されてトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着ベルト３１から分離され、搬送ローラ対によって搬送され、排紙部８において排紙ローラ２１によって排紙トレイ２２へと排出される。

【0025】

以上の説明は、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニット９を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

【0026】

次に、定着装置６のより詳細な構成について、図２を用いて説明する。

【0027】

図２に示すように、定着装置６は、定着部材あるいは回転部材としての定着ベルト３１と、加圧部材あるいは対向部材としての加圧ローラ３２と、ニップ形成部材５０と、加熱部材としてのヒータ４０と、支持部材としてのステー３５と、定着部材保持部材としてのホルダ３６と、側板３７等を備える。ニップ形成部材５０、ヒータ４０およびステー３５は、定着ベルト３１の内周面側に設けられる。また、ニップ形成部材５０、ヒータ４０およびステー３５は、定着ベルト３１の長手方向（図の紙面に直交する方向で、図４の両矢印Ｄ方向参照。また、加圧ローラ３２の軸方向、あるいは、定着装置に通紙される用紙の幅方向でもある）に延在する部材である。以下、この方向を単に長手方向とも呼ぶ。また、図２の上下方向が、ニップ形成部材５０（あるいは金属部材３３）の短手方向で、用紙搬送方向（図２の矢印Ｃ１参照）でもある。

【0028】

図２に示すように、定着ベルト３１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。詳しくは、定着ベルト３１は、ニッケル若しくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）等の樹脂材料で形成された内周側の基材を備える。更に、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で形成された外周側の離型層によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させても良い。

【0029】

加圧ローラ３２は、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等から成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層によって構成されている。そして、加圧ローラ３２は、付勢手段によって定着ベルト３１側へ付勢され、定着ベルト３１を介してニップ形成部材５０（金属部材３３）に当接している。加圧ローラ３２と定着ベルト３１とが圧接する箇所では、加圧ローラ３２の弾性層が押し潰されることで、所定の幅のニップ部Ｎが形成される。ニップ部Ｎは長手方向に連続形成される。

【0030】

また、加圧ローラ３２は、画像形成装置本体に設けられたモータ等の駆動源によって矢印Ｂ１方向に回転駆動するように構成されている。そして、加圧ローラ３２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト３１に伝達され、定着ベルト３１が矢印Ｂ２方向に従動回転するようになっている。

【0031】

本実施形態では、ニップ形成部材５０が、金属材料によって形成された金属部材３３のみによって構成される。ただし、後述する実施形態のように、ニップ形成部材５０が、樹脂製のベースパッド（樹脂部材）と金属部材とを有する構成とすることもできる。

【0032】

金属部材３３は、定着ベルト３１の長手方向の温度分布を均一化するために、金、銀、銅、グラファイト等の熱伝導率の高い材料で構成されることが好ましい。また金属部材３３は、定着ベルト３１との摺動抵抗を小さくするため、定着ベルト３１に当接する面にグリース等の摺動剤がコーティングされている。

【0033】

金属部材３３は、ニップ形成部３３ａと、曲げ部３３ｂとを有する。金属部材３３は、例えば板金材を曲げ成形することにより形成できる。

【0034】

ニップ形成部３３ａは、定着ベルト３１にその内周面側から当接し、加圧ローラ３２との間に前述のニップ部Ｎを形成する部分である。ニップ形成部３３ａは、用紙搬送方向（図の上下方向）に延在する。ただし、用紙搬送方向に対して平行な方向に限らず、本実施形態では、ニップ形成部３３ａの下流側部分は、用紙搬送方向に対して傾いた方向へ延在している。

【0035】

ニップ形成部３３ａは、定着ベルト３１の加圧ローラ３２に対向する部分に、その内周面側から当接する。この当接により、金属部材３３は、定着ベルト３１を介して、加圧ローラ３２との間に前述のニップ部Ｎを形成する。

【0036】

ニップ形成部３３ａの用紙搬送方向上流側端部および下流側端部には、曲げ部３３ｂが設けられる。つまり、金属部材３３は、その用紙搬送方向上流側端部および下流側端部に、用紙搬送方向と交差する方向で、図の左方向へ曲げられた曲げ部３３ｂを有する。別の言い方をすると、金属部材３３は、加圧ローラ３２から離れる方向へ曲げられた曲げ部３３ｂを有する。曲げ部３３ｂは、金属部材３３の長手方向の大部分にわたって設けられる。

【0037】

曲げ部３３ｂは、曲面部３３ｃと先端部３３ｄとからなる。曲面部３３ｃは、曲面状をなし、金属部材３３の延在方向を変化させる部分である。先端部３３ｄは、曲面部３３ｃよりも金属部材３３の端部側に設けられた部分であり、図の左右方向に延在する。

【0038】

本実施形態の構成と異なり、金属部材３３を平板状に形成した場合、つまり、金属部材３３の用紙搬送方向上流側および下流側に曲げ部３３ｂを設けない構成の場合、金属部材３３の用紙搬送方向（図の上下方向）の端縁のエッジ部分に定着ベルト３１が摺接して、定着ベルト３１が摩耗あるいは損傷してしまうおそれがある。これに対して、本実施形態のように金属部材３３の用紙搬送方向上流側および下流側に曲面部３３ｃを形成することにより、用紙搬送方向の両端で、金属部材３３が曲面部３３ｃにより定着ベルト３１と摺動する。従って、定着ベルト３１と金属部材３３との間に生じる摩擦力を低減し、定着ベルト３１の摩耗あるいは損傷を防止できる。

【0039】

本実施形態のヒータ４０はハロゲンヒータである。ヒータ４０は、赤外線光を放射することで、定着ベルト３１を輻射熱により内周側から加熱する加熱部材である。またヒータ４０は、ＩＨコイル、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であってもよい。

【0040】

ステー３５は金属部材３３をその背面側から支持する。より具体的には、ステー３５は、金属部材３３に対して、加圧ローラ３２の加圧方向とは反対側（図の左側）から、その長手方向にわたって支持面３５ａを突き当てる。これにより、加圧ローラ３２の加圧によって金属部材３３が撓むことをその長手方向にわたって抑制し、定着ベルト３１と加圧ローラ３２との間により平坦なニップ部Ｎを形成する。特にステー３５が加圧方向（図の左右方向）に延在することで、加圧方向に延在する横長の断面を有するようになり、断面係数が大きくなって、加圧ローラ３２の加圧力に抗して金属部材３３の撓みを効果的に抑制することができる。

【0041】

ステー３５は、金属部材３３の撓み防止機能を満足させるために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成されることが望ましい。この際、ステー３５の各板材が鉄鋼板の打ち抜き加工によって作成されることが望ましい。鉄鋼板で作成されることで、安価で剛性の高いステー３５を作成することができる。

【0042】

ホルダ３６は、定着ベルト３１の長手方向両端側に設けられ、定着ベルト３１をその内周面側から支持する。ホルダ３６は、定着ベルト３１の周方向において、定着ベルト３１が金属部材３３に対向する位置、および、その近傍を除いた位置で、定着ベルト３１の内周面に当接する。ホルダ３６が定着ベルト３１をその内周面側から支持することにより、定着ベルト３１がその筒形状を維持することができる。

【0043】

側板３７は、定着装置６の長手方向両端にそれぞれ設けられ、ステー３５およびホルダ３６を保持する。ステー３５は、側板３７に穿設された穴部３７ａに被支持面３５ｂを嵌合されることにより、側板３７によって支持されている。側板３７は定着装置６の筐体に固定されている。

【0044】

さらに、ヒータ４０からの輻射熱を反射する反射板が、ヒータ４０とステー３５との間に配置される。反射板はステー３５に固定される。また、定着ベルト３１の温度を検知する温度検知手段としての温度センサが、定着ベルト３１に対向して設けられる。

【0045】

次に、ステー３５のより詳細な構成について、図３を用いて説明する。

【0046】

ステー３５は、図３に示すように、ステー上３５１、ステー下３５２、ステー右３５３から構成されている。ステー上３５１およびステー下３５２は板金材によって形成される。ステー上３５１、ステー下３５２の図３における下端面は、長手方向にわたってその高さが均一な直線状の剪断面で形成されている。ステー上３５１、ステー下３５２は、その上端面側に長手方向に断続的に設けられた突出部を有する。この突出部が、ステー右３５３を図の上下方向に貫通しており、突出部の上端面によって一方の剪断面である支持面３５ａが形成される。図４に示すように、支持面３５ａは、長手方向の両端部から中央部に向かうに従い徐々にその突出量が高くなっていく。言い換えると、支持面３５ａは両端部から中央部へ向けた凸形状を形成する。なお、図４では定着ベルト３１等の部材を省略して、ステー３５と金属部材３３およびその周辺の部材を中心に記載している。

【0047】

図３に示すように、ステー下３５２の図３における上端面は、ステー下３５２が途中で曲折されることにより（図２参照）、ステー上３５１の上端面に対して所定距離だけ離間している。つまり、ステー上３５１およびステー下３５２によってそれぞれ形成される支持面３５ａの長手方向の列（支持列）が、用紙搬送方向（図２の上下方向）に所定距離だけ離間して設けられる。

【0048】

ステー上３５１とステー下３５２とは、溶接、接着、カシメやねじ止め等により固定されている。また、各ステー３５１、３５２は、ステー右３５３とも、溶接、接着、カシメやねじ止め等により固定されている。各ステー３５１、３５２の下端面は他方の剪断面である被支持面３５ｂを構成している。

【0049】

板金製のステー３５に形成された剪断面である支持面３５ａは、その寸法精度が出しやすい。従って、支持面３５ａにより金属部材３３を支持することで、金属部材３３を高精度に位置決めすることができる。これにより、部品の信頼性が向上して検査コストを低減可能な定着装置を提供できる。

【0050】

ところで、図４に示すように、ステー３５は、その長手方向両端部で側板３７によって支持される両持ち梁の構成のため、長手方向中央側で撓みやすい。このような撓みにより、長手方向中央側で定着ベルト３１と加圧ローラ３２を十分に圧接させることができず、長手方向中央側でニップ幅（ニップ部Ｎの短手方向の幅）が小さくなってしまうおそれがある。そして、ニップ幅が長手方向に不均一になると、ニップ部Ｎを通過する用紙上のトナーに与える熱量に過不足が生じ、定着不良の原因となってしまう。

【0051】

しかし本実施形態では、支持面３５ａが、上記のように、長手方向の両端部から中央部に向かうに従って、ステー右３５３からの突出量が大きくなっていくことにより、ステー３５の撓みによるニップの偏差を相殺して均一なニップ幅のニップ部Ｎを得ることができる。

【0052】

またステー３５の支持面３５ａを長手方向に断続的に設けることで、ステー３５の金属部材３３に対する接触面積を減らすことができる。これにより、金属部材３３からステー３５への伝熱量を減らし、定着装置６が効率的に定着ベルト３１を加熱することができる。つまり、定着装置６を省エネルギー化および高速化することができる。

【0053】

さらに、各支持面３５ａを断続的に設けることで、各支持面３５ａの形状を個別に設定あるいは微調整できるため、部品の信頼性を容易に向上させることができる。

【0054】

ところで、本実施形態の金属部材３３のように、その用紙搬送方向両側に曲げ部３３ｂを設けることで、金属部材３３の長手方向の剛性（長手方向と交差する方向への変形に対する剛性）が大きくなり、金属部材３３が前述のステー３５の支持面３５ａの中央側へ向けて形成された凸形状（図４参照）に倣いにくくなる。そして、金属部材３３が支持面３５ａに対して十分に倣わない場合、ニップ部Ｎのニップ幅が不均一になってしまう。また、金属部材３３が長手方向にねじれてしまい、定着ベルト３１との間で局所的に摩擦力が大きくなって偏摩耗を生じたり、ニップ部Ｎを通過する用紙へのニップ圧が局所的に大きくなって紙しわなどの搬送不良を生じてしまうという課題があった。

【0055】

上記の課題を解決するための本実施形態の構成、具体的には、金属部材３３に設けた剛性低下部について、図５を用いて説明する。図５は、加圧ローラ３２と金属部材３３とを抜き出して表示した斜視図である。

【0056】

図５に示すように、金属部材３３の用紙搬送方向の両側に設けられた各曲げ部３３ｂには、その長手方向の途中に、剛性低下部としてのスリット３３ｂ１が設けられる。

【0057】

スリット３３ｂ１は、先端部３３ｄに設けられ、先端部３３ｄの端部側（金属部材３３の長手方向と異なる方向で図の左側）に開口した切り欠き部分である。スリット３３ｂ１は、長手方向の複数箇所に設けられる。ただし、１箇所でもよい。なお、図５に示すスリット３３ｂ１のうち、図の左上のスリット３３ｂ１は金属部材３３の長手方向の略中央位置に形成されている。

【0058】

先端部３３ｄの長手方向の途中にスリット３３ｂ１を設けることで、金属部材３３の曲げ剛性、特に長手方向の曲げ剛性を小さくし、金属部材３３がステー３５の凸形状に倣いやすくなる。従って、ニップ部Ｎのニップ幅が不均一になることを防止でき、前述した定着不良を防止できる。また、金属部材３３が長手方向にねじれることを防止できる。

【0059】

また、図５に示すように、用紙搬送方向の上流側および下流側の曲げ部３３ｂに設けられたスリット３３ｂ１は、長手方向の同じ位置に配置されることが好ましい。これにより、曲げ部３３ｂにおいて、長手方向の剛性の小さい位置を揃えることができるため、金属部材３３をステー３５の形状に対して、より倣いやすくすることができる。

【0060】

図６（ａ）に示すように、長手方向（両矢印Ｄ方向）において、スリット３３ｂ１を、ステー３５の支持面３５ａに対向する位置に配置することができる。これにより、長手方向において、ステー３５が金属部材３３に当接する位置で金属部材３３の剛性を小さくすることができ、金属部材３３をステー３５の凸形状に対して、より倣いやすくすることができる。また、図６（ｂ）に示すように、長手方向において、スリット３３ｂ１を支持面３５ａと異なる位置に配置することもできる。スリット３３ｂ１（あるいは、後述する各剛性低下部）は、金属部材３３の中で、熱容量が部分的に小さくなる部分であるため、スリット３３ｂ１を支持面３５ａと長手方向の異なる位置に配置することで、スリット３３ｂ１の周辺でその熱量が小さくなりすぎることを防止できる。従って、金属部材３３の温度を長手方向により均一化し、定着ベルト３１の温度を長手方向により均一化することができる。ただし、あるスリット３３ｂ１は支持面３５ａと同じ位置に配置し、別のスリット３３ｂ１は支持面３５ａと異なる位置に配置することもでき、長手方向の各位置で、剛性あるいは均熱化のどちらを優先するかにより適宜選択することができる。

【0061】

上記の金属部材３３では、スリット３３ｂ１を曲げ部３３ｂの先端部３３ｄに設ける場合を示したが、例えば図７に示すように、先端部３３ｄ、曲面部３３ｃ、そして、ニップ形成部３３ａにわたってスリット３３ｂ１を設けてもよい。これにより、金属部材３３の剛性をより小さくし、金属部材３３をステー３５の凸形状に対して、より倣わせ易くすることができる。

【0062】

本実施形態では、スリット３３ｂ１はその長手方向の幅が２ｍｍ以下で設けられることが好ましい。つまり、スリット３３ｂ１を曲面部３３ｃやニップ形成部３３ａにまでわたって設ける場合、ニップ形成部３３ａの定着ベルト３１に当接する側、あるいはその近傍に、部分的な開口部が設けられることになる。従って、スリット３３ｂ１の幅が大きすぎると、定着ベルト３１がスリット３３ｂ１に入り込んでしまう虞がある。スリット３３ｂ１の幅を２ｍｍ以下にすることで、このような不具合を防止できる。

【0063】

本実施形態のスリット３３ｂ１は、一例としてプレス加工により形成される。そして、上記のようにスリット３３ｂ１を、曲面部３３ｃやニップ形成部３３ａにわたって設ける場合、金属部材３３の定着ベルト３１に対向する側の面に、プレス加工によるダレ部が設けられる側とし、その反対側の面をバリが設けられる側とすることが好ましい。言い換えると、金属部材３３の定着ベルト３１に対向する側をプレス加工時に剪断方向の上流側とすることが好ましい。仮に、ニップ形成部３３ａのスリット３３ｂ１が形成された部分に定着ベルト３１が入り込んだとしても、上記のように定着ベルト３１に対向する側をダレ部が形成される側とすることで、金属部材３３に形成されたバリによって定着ベルト３１が摩耗あるいは損傷することを防止できる。

【0064】

以上の説明では、金属部材３３に設けられる剛性低下部がスリットの形状である場合を示したが、これに限らない。

【0065】

例えば図８に示すように、金属部材３３に、剛性低下部としての孔部３３ｂ２を設けてもよい。孔部３３ｂ２は、金属部材３３の厚み方向に貫通しており、先端部３３ｄの端縁側に開口していない。本実施形態では、孔部３３ｂ２は、先端部３３ｄ、曲面部３３ｃ、そしてニップ形成部３３ａにわたって設けられる。ただし、定着品質に寄与しやすいニップ形成部３３ａは切り欠かずに、孔部３３ｂ２を、先端部３３ｄから曲面部３３ｃにわたって設けたり、曲面部３３ｃのみに設けたりしても良い。

【0066】

また図９に示すように、金属部材３３に、剛性低下部としての薄肉部３３ｂ３を設けることもできる。本実施形態では、薄肉部３３ｂ３は上流側の先端部３３ｄの端縁から下流側の先端部３３ｄの端縁にわたって設けられるが、その一部だけを薄肉化してもよい。この場合、薄肉部３３ｂ３を曲げ部３３ｂに設ける方が効果的に剛性を落とすことができて、より好ましい。また、ニップ形成部３３ａは定着ベルト３１と接触する位置にあたるため、均熱化等の観点からも、金属部材３３の短手方向の一部分だけ薄肉化する場合には、曲げ部３３ｂに薄肉部３３ｂ３を設けた方が良い。これにより、金属部材３３の熱伝導性を極力損なわないようにすることができる。

【0067】

これらの剛性低下部により、金属部材３３の曲げ部３３ｂの特に長手方向の剛性を下げ、金属部材３３をステー３５の凸形状に倣わせ易くすることができる。従って、ニップ部Ｎのニップ幅が不均一になったり、金属部材３３が長手方向にねじれることを防止できる。

【0068】

次に、ニップ形成部材５０が、金属部材と樹脂部材とを備えた構成の定着装置について説明する。

【0069】

例えば、図１０（ａ）に示すように、本実施形態では、ニップ形成部材５０が、金属部材３３と樹脂製のベースパッド３４（樹脂部材３４）とを有する。また、ニップ形成部材５０と定着ベルト３１との間に、摺動シート４１が設けられる。また、本実施形態の金属部材３３も、前述の実施形態のように、ニップ形成部３３ａや曲げ部３３ｂを有する。

【0070】

ベースパッド３４は、金属部材３３に対して、ニップ部Ｎと反対側（図の左側）に設けられる。ベースパッド３４のステー３５に当接する当接面３４ａは、前述の実施形態のステー３５の支持面３５ａ（図４参照）のように、その長手方向中央側へ向けて凸状に形成される。これにより、ステー３５の撓みによるニップの偏差を相殺して均一なニップ幅のニップ部Ｎを得ることができる。

【0071】

摺動シート４１は、例えば、ＰＴＦＥ製の糸から形成されものにシリコーンオイル等の潤滑剤を含浸させて形成することができる。摺動シート４１は、ベースパッド３４の用紙搬送方向（図の上下方向）の一端側から他端側にわたって設けられ、ベースパッド３４あるいは金属部材３３の定着ベルト３１に対向する面を覆っている。摺動シート４１を設けることにより、金属部材３３と定着ベルト３１との摺動性を改善し、定着ベルト３１の摩耗を抑制できる。

【0072】

また、図１０（ｂ）あるいは図１０（ｃ）に示すように、金属部材３３が、ニップ形成部材５０の用紙搬送方向の上流側端部から下流側の途中まで設けた構成とすることもできる。つまり本実施形態では、ニップ形成部材５０の用紙搬送方向下流側に金属部材３３が配置されておらず、用紙搬送方向下流側では、ベースパッド３４が摺動シート４１を介して定着ベルト３１に当接し、定着ベルト３１と加圧ローラ３２との間にニップ部Ｎを形成する。本実施形態では、ベースパッド３４の用紙搬送方向下流側部分が加圧ローラ３２側（図の右側）へ凸状をなしている。金属部材３３が、このベースパッド３４の凸状部分に対向しない構成とすることで、金属部材３３の加工を容易にすることができる。

【0073】

摺動シート４１を設ける構成の場合、金属部材３３が定着ベルト３１に直に当接しないため、図１０（ｂ）に示すように、ニップ形成部３３ａの用紙搬送方向下流側部分に曲げ部を形成しない構成とすることができる。しかしこの場合でも、金属部材３３の用紙搬送方向上流側の曲げ部３３ｂに、前述した剛性低下部を形成することができる。なお、定着ベルト３１の回転により、金属部材３３に対して用紙搬送方向上流側から下流側に向けた力が生じるため、金属部材３３の用紙搬送方向上流側に曲げ部３３ｂを設けることにより、金属部材３３のベースパッド３４に対する位置ずれを防止したり、上流側部分において、金属部材３３と摺動シート４１との間に生じる摩擦力を低減したりすることができる。ただし、図１０（ｃ）に示すように、金属部材３３の用紙搬送方向の下流側に曲げ部３３ｂを形成し、先端部３３ｄが用紙搬送方向と交差する方向へ延在してもよい。この場合、用紙搬送方向上流側および下流側の曲げ部３３ｂに剛性低下部を形成できる。これらの剛性低下部により、特に金属部材３３の長手方向の剛性を小さくし、金属部材３３をベースパッド３４の凸形状に倣わせ易くすることができる。なお、剛性低下部はスリットに限らず、孔部や薄肉部であってもよい。

【0074】

また本発明を適用する定着装置は上記の定着装置に限らない。例えば、以下の図１１に示す定着装置にも本発明を適用することができる。

【0075】

図１１に示すように、本実施形態の定着装置６は、前述の実施形態と同様、定着ベルト３１と、加圧ローラ３２と、ニップ形成部材５０と、ヒータ４０と、ステー３５と、ホルダ３６と側板等を備える。また定着装置６は、反射部材３８、定着ベルト３１の外周面に対向して定着ベルト３１の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ２９、定着ベルト３１から用紙を分離する分離部材４２等を有する。ニップ形成部材５０は、金属部材３３とベースパッド３４とを有する。また、ニップ形成部材５０と定着ベルト３１との間に、摺動シート４１が設けられている。

【0076】

ベースパッド３４は、強度確保のためにある程度硬い材料で、かつ耐熱温度２００℃以上の耐熱性材料で構成されている。ベースパッド３４の材料としては、例えば、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）などの一般的な耐熱性樹脂を使用できる。

【0077】

ベースパッド３４のステー３５に当接する当接面は、前述の実施形態のように、その長手方向中央側へ向けて凸状に形成される。

【0078】

本実施形態では、ステー３５が、ベースパッド３４と接触し、用紙搬送方向（図２の上下方向）に延在するベース部３５ｃと、ベース部３５ｃの用紙搬送方向上流側と下流側の各端部から加圧ローラ３２の当接方向（図２の左側）に向かって延びる立ち上がり部３５ｄとを有する。立ち上がり部３５ｄを設けることで、ステー３５が加圧ローラ３２の加圧方向に延在する横長の断面を有するようになり、断面係数が大きくなって、ステー３５の機械的強度を向上させることが可能となる。

【0079】

また、ベース部３５ｃと両側に形成される立ち上がり部３５ｄとの間に形成される凹部にヒータ４０を配置し、ヒータ４０とステー３５との間に反射部材３８を配置している。このような配置により、定着ベルト３１の内周面側のスペースを有効活用し、定着ベルト３１を小径化できる。

【0080】

以上の定着装置６においても、金属部材３３の用紙搬送方向両側に曲げ部３３ｂが設けられており、先端部３３ｄが用紙搬送方向と交差する方向へ延在している。そして、この曲げ部３３ｂに前述した剛性低下部を設けることにより、金属部材３３の曲げ剛性、特に長手方向の曲げ剛性を小さくし、金属部材３３をベースパッド３４の凸形状に倣わせ易くすることができる。従って、ニップ部Ｎのニップ幅が不均一になったり、金属部材３３が長手方向にねじれることを防止できる。

【0081】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、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。

【0082】

本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

【0083】

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。

【0084】

また、本発明は、上記の実施形態で説明したような定着装置に限らず、用紙に塗布されたインクを乾燥させる乾燥装置、さらには、被覆部材としてのフィルムを用紙等のシートの表面に熱圧着するラミネータや、包材のシール部を熱圧着するヒートシーラーなどの熱圧着装置のような加熱装置にも適用可能である。このようなインクジェット式の画像形成装置や熱圧着装置にも本発明を適用することで、金属部材の特に長手方向の剛性を低下させることができる。従って、ニップ部Ｎのニップ幅が不均一になったり、金属部材が長手方向にねじれることを防止できる。

【符号の説明】

【0085】

１ 画像形成装置
６ 定着装置（加熱装置）
３１ 定着ベルト（定着部材あるいは回転部材）
３２ 加圧ローラ（加圧部材あるいは対向部材）
３３ 金属部材
３３ａ ニップ形成部
３３ｂ 曲げ部
３３ｂ１ スリット（剛性低下部）
３３ｂ２ 孔部（剛性低下部）
３３ｂ３ 薄肉部（剛性低下部）
３３ｃ 曲面部
３３ｄ 先端部
３４ ベースパッド（樹脂部材）
３５ ステー（支持部材）
３５ａ 支持面
３５ｂ 被支持面
４０ ヒータ（加熱部材）
５０ ニップ形成部材
Ｐ 用紙（記録媒体あるいは被加熱物）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0086】

【文献】特開２０１６－９９５９０号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】