JP2023028808A - 摺動部材、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性が高く、良好な画質を実現できる摺動部材を備えた定着装置を提供する。【解決手段】定着装置１２は、シートＰ上に形成されたトナー像を熱定着させるものである。この定着装置１２は、定着ベルト３１の内周面が当接して摺動する摺接面３５ａを有する摺動シート３５を備え、この摺動シート３５はフッ素樹脂繊維を含む織物構造を有し、摺接面３５ａには、熱圧により平坦化されたフッ素樹脂繊維が配置されて、耐熱性を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、摺動部材、この摺動部材を有する定着装置、及び、この定着装置を有する画像形成装置に関する。

画像形成装置は、一般的に定着装置を有しており、この定着装置によりトナー像をシートに定着させる。具体的には、特許文献１に記載されているように、定着装置は、加熱部材である定着ベルトと、定着ベルトに近接して対向配置された加圧部材である加圧ローラと、を備え、さらに、定着ベルトの内側に配置された支持部材、加熱源（ヒータ）及びバックアップ部材を備えている。定着ベルトは、無端状に形成されたフレキシブルなベルトであり、内側に配置された支持部材により所定の形状に維持されて、加圧ローラとの間に定着ニップ部が形成されている。ここで、定着ベルトは支持部材と接しており、定着ベルトが回転する際は支持部材に対して摺動する。バックアップ部材は、支持部材が加圧ローラからの圧力に耐えられるように背圧を付与するためのものである。また、定着ベルト及び加圧ローラが回転することにより、定着ニップ部にトナー像が転写されたシートが導入されて通過する。この際に、シートは、定着ベルト（ヒータ）により加熱され、加圧ローラにより加圧されることにより、トナー像がシートに定着される。

上述したように、定着ベルトが回転する際は、支持部材に対して摺動する。つまり、定着ベルトは支持部材と摺動しており、定着ベルトの回転に支障が出ないようにするためには、定着ベルトと支持部材との間の摩擦力は小さい方が好ましい。例えば、特許文献２には、上記支持部材に対応する押圧部材において、上記定着ベルトに対応する樹脂フィルム管状体との摺動面にシート状摺動部材が形成されていることが記載されている。これにより、樹脂フィルム管状体（定着ベルト）の回転がスムーズに行われることになる。特許文献２には、シート状摺動部材は、摺動面が耐熱性樹脂を含んで構成される非多孔質シートからなり、表面に凹凸を有する基材上に非多孔質シートが設けられ、非多孔質シートを構成する耐熱性樹脂の融点以下の融点を持つフッ素樹脂を基材に含浸させ、フッ素樹脂を接着剤として、非多孔質シートと基材とを加熱・加圧して積層させて構成されることが記載されている。また、樹脂フィルム管状体（定着ベルト）とシート状摺動部材との間に潤滑剤が介在されることも記載されている。

しかし、特許文献２に記載されたシート状摺動部材は、耐久性が低いとの問題があった。そのため、画像形成装置を作動させた際に、シート状摺動部材が破損しやすく、頻繁にメンテナンスが必要となるとの問題があった。

そこで、例えば、特許文献３及び特許文献４に記載されているように、フッ素樹脂繊維を編み込んで織物状とした摺動部材が提案されている。この摺動部材によれば、フッ素樹脂を基材に含浸させた構成の摺動部材に比べて耐久性が高いとの効果を奏する。

特開２００７－２３３０１１号公報 特許４６８３１５６号公報 特許６５２０７０７号公報 特許６５８７４４８号公報

しかし、上記特許文献３及び特許文献４に記載された摺動部材は、フッ素樹脂繊維を編み込んで織物状とされることから、表面の凹凸が比較的大きくなる。つまり、この摺動部材の定着ベルトとの摺動面の表面粗さＲａが比較的大きくなる。そのため、定着時において、摺動部材の摺動面の凹凸が定着ベルトを介してシート（トナー）に影響を与える可能性がある。つまり、シートに形成される画像の画質の向上が困難であるとの問題があった。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、耐久性が高く、良好な画質を実現できる摺動部材、定着装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明の一態様に係る摺動部材は、耐熱性を有する摺動部材であって、フッ素樹脂繊維を含む織物構造を有し、摺接面には、熱圧により平坦化された前記フッ素樹脂繊維が配置されている、ことを特徴とする。

これにより、耐久性が高く、かつ、摺接面の凹凸が少ない摺動部材を実現できる。この摺動部材によれば、画像形成装置の定着装置が備えることにより、画像形成における画質を向上させ、かつ、耐久性が高いとの効果を奏する。

なお、平坦化とは、まったく凹凸がない状態ではなく、多少の凹凸があってもよいが、比較的凹凸が小さい状態とすることをいう。

また、上述の摺動部材において、前記摺接面の表面粗さＲａが１９μｍ以下であることとしてもよい。

これにより、耐久性が高く、かつ、摺接面の凹凸が少ない摺動部材を実現できる。そのため、この摺動部材を有する定着装置を備える画像形成装置において、画像形成における画質を向上させ、かつ、耐久性が高いとの効果を奏する。

また、本発明の一態様に係る定着装置は、記録媒体上に形成されたトナー像を熱定着させる定着装置であって、定着回転体と、前記定着回転体を加熱する熱源と、前記定着回転体の外周面と当接して、前記定着回転体との間に定着ニップ部を形成すると共に、前記定着回転体を従動回転させる加圧回転体と、前記定着回転体の内周面が当接して摺動する摺接面を有する摺動部材と、前記摺動部材が固定設置された定着パッドと、前記定着パッドを支持する支持部材と、を備え、前記摺動部材は、フッ素樹脂繊維を含む織物構造を有し、前記摺接面には熱圧により平坦化された前記フッ素樹脂繊維が配置されていて、耐熱性を有している、ことを特徴とする。

これにより、摺動部材の耐久性が高く、摺接面の凹凸が少ないことから、定着装置の耐久性も向上させることができる。また、摺接面の凹凸が少ないことから、記録媒体に対しての影響が少なく、記録媒体に形成される画像の画質が向上する。

また、上述の定着装置において、前記摺動部材は、接着層を介して、前記定着パッドに熱圧着されていることとしてもよい。

これにより、定着パッドに容易に摺動部材を設けることができ、定着装置を容易に作製可能である。

また、上述の定着装置において、前記定着パッドと前記摺動部材との間に、金属部を備え、前記摺動部材は、接着層を介して、前記金属部に熱圧着されていることとしてもよい。

このように、金属部を有することにより、定着装置の製造時等において定着パッドが破損することを防止できる。また、金属部は熱伝導率が高いことから、熱源からの熱を効率よく伝達でき、定着回転体の定着ニップ部における表面温度を均一にすることができる。

また、上述の定着装置において、前記接着層は、前記摺動部材の前記摺接面には存在しないこととしてもよい。

これにより、摺接面における潤滑剤の保持が接着層によって阻害されることがなく、摺動部材の耐久性がより向上する。

また、上述の定着装置において、前記摺動部材の前記摺接面の表面粗さＲａが１９μｍ以下であることとしてもよい。

これにより、耐久性が高く、かつ、摺接面の凹凸が少ない摺動部材を実現できるため、定着装置の耐久性が高く、かつ、記録媒体に形成される画像の画質が向上するとの効果を奏する。

また、本発明の一態様に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えた、ことを特徴とする。

これにより、上記画像形成装置によれば、耐久性が高く、記録媒体に形成される画像の画質が向上するとの効果を奏する。

本発明によると、耐久性が高く、良好な画質を実現できる摺動部材、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を透視的に示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における定着装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第１工程図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第２工程図である。 本発明の第１実施形態に係る摺動シートの表面の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る摺動シートの断面模式図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における定着パッド及び摺動シートの構成を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第１工程図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第２工程図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第３工程図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を透視的に示す概略断面図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を有する複合機であり、画像読取装置１０２によって読み取られた原稿Ｇの画像を外部に送信する。また、画像形成装置１００は、画像読取装置１０２にて読み取った原稿Ｇの画像又は外部から受信した画像をカラー若しくは単色で記録媒体である用紙等のシートＰに画像を形成する。

画像読取部１３０の上側には、画像読取部１３０に対して開閉自在に支持された原稿送り装置１６０〔自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）〕が設けられている。画像読取装置１０２は、原稿送り装置１６０を備えている。原稿送り装置１６０は、１枚又は複数枚の原稿Ｇを１枚ずつ順に搬送する。画像読取装置１０２は、原稿送り装置１６０により１枚又は複数枚の原稿Ｇのうち１枚ずつ搬送される原稿Ｇを読み取る。画像読取装置１０２は、原稿Ｇを載置する原稿載置台１３０ａと、原稿載置台１３０ａ上に載置された原稿を読み取る載置原稿読取機能とを備えている。画像形成装置１００は、原稿送り装置１６０が開かれると、画像読取部１３０の上方の原稿載置台１３０ａが開放され、原稿Ｇを手置きで置くことができるようになっている。また、原稿送り装置１６０は、原稿Ｇを載置する原稿載置トレイ１６１と、外部に排出された原稿Ｇを積載する原稿排出トレイ１６２とを備えている。画像読取装置１０２は、原稿送り装置１６０にて搬送された原稿Ｇを読み取る搬送原稿読取機能を備えている。原稿送り装置１６０は、原稿載置トレイ１６１に載置された原稿Ｇを画像読取部１３０における原稿読取部１３０ｂ上に搬送する。画像読取部１３０は、走査光学系１３０ｃを走査して原稿載置台１３０ａに載置された原稿を読み取るか又は原稿送り装置１６０にて搬送される原稿Ｇを読み取って画像データを生成する。

画像形成装置本体１０１は、光走査装置１、現像装置２、感光体ドラム３、ドラムクリーニング装置４、帯電器５、中間転写ベルト装置７０、２次転写装置１１、定着装置１２、シート搬送路Ｓ、給紙カセット１８、シート排出トレイ１４１を備えている。

画像形成装置１００では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像、又は、単色（例えば、ブラック）を用いたモノクロ画像に応じた画像データが扱われる。画像形成装置１００の画像転写部５０には、４種類のトナー像を形成するための現像装置２、感光体ドラム３、ドラムクリーニング装置４及び帯電器５が４つずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ及びイエローに対応付けられ、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。

光走査装置１は、感光体ドラム３の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置２は、感光体ドラム３の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム３の表面にトナー像を形成する。ドラムクリーニング装置４は、感光体ドラム３の表面の残留トナーを除去及び回収する。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム３の表面に各色のトナー像が形成される。

中間転写ベルト装置７０は、中間転写ローラ６、無端状の中間転写ベルト７１、中間転写駆動ローラ７２、中間転写従動ローラ７３及びクリーニング装置９を備えている。中間転写ローラ６は、各色に応じた４種類のトナー像を形成するようにそれぞれ４つずつ中間転写ベルト７１の内側に設けられている。中間転写ローラ６は、感光体ドラム３の表面に形成された各色のトナー像を周方向Ｃへ周回移動する中間転写ベルト７１に転写する。

中間転写ベルト７１は、中間転写駆動ローラ７２及び中間転写従動ローラ７３に張架されている。画像形成装置１００では、各感光体ドラム３の表面に形成された各色のトナー像を順次転写して重ね合わせて、中間転写ベルト７１の表面にカラーのトナー像を形成する。クリーニング装置９は、シートＰに転写されずに中間転写ベルト７１の表面に残った廃トナーを除去及び回収する。

２次転写装置１１は、２次転写ローラ１１ａと中間転写ベルト７１との間に転写ニップ部ＴＮを形成しており、シート搬送路Ｓを通じて搬送されてきたシートＰを転写ニップ部ＴＮに挟み込んで搬送する。シートＰは、転写ニップ部ＴＮを通過する際に、中間転写ベルト７１の表面のトナー像が転写されて定着装置１２に搬送される。

定着装置１２は、シートＰを挟んで回転する定着ベルト３１及び加圧ローラ３２を備えている。定着装置１２は、定着ベルト３１及び加圧ローラ３２の間にトナー像が転写されたシートＰを挟み込んで加熱及び加圧し、トナー像をシートＰに定着させる。なお、図１においては図示を省略しているが、定着装置１２は、定着ベルト３１及び加圧ローラ３２以外の構成部材を有している。定着装置１２の詳細については、後述する。

給紙カセット１８は、画像形成に使用するシートＰを蓄積しておくためのカセットであり、光走査装置１の下側に設けられている。シートＰは、ピックアップローラ１６によって給紙カセット１８から引き出されて、シート搬送路Ｓに搬送される。シート搬送路Ｓに搬送されたシートＰは、２次転写装置１１や定着装置１２を経由し、排出ローラ１７に搬送され、排出部１４０におけるシート排出トレイ１４１に排出される。シート搬送路Ｓには、搬送ローラ１３、レジストローラ１４及び排出ローラ１７が配置されている。搬送ローラ１３は、シートＰの搬送を促す。レジストローラ１４は、シートＰを一旦停止させて、シートＰの先端を揃える。レジストローラ１４は、一旦停止したシートＰを中間転写ベルト７１上のカラートナー像のタイミングに合わせて搬送する。中間転写ベルト７１上のカラートナー像は、中間転写ベルト７１と２次転写ローラ１１ａとの間の転写ニップ部ＴＮにおいてシートＰに転写される。

なお、図１では、給紙カセット１８が１つとされているがこれに限定されず、複数の給紙カセット１８を設けた構成とし、それぞれに異なる種類のシートＰを積載してもよい。

また、画像形成装置１００は、シートＰの表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、シートＰを排出ローラ１７からシート反転経路Ｓｒに逆方向に搬送する。画像形成装置１００は、逆方向に搬送されたシートＰの表裏を反転し、レジストローラ１４に再度導く。また、画像形成装置１００は、レジストローラ１４に導かれたシートＰを表面と同様にして裏面に画像形成し、シート排出トレイ１４１に搬出する。

次に、定着装置１２の構成について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における定着装置の構成を示す概略断面図である。

定着装置１２は、上述したように、定着ベルト３１及び加圧ローラ３２を備えている。さらに、図２に示すように、定着装置１２は、定着ベルト３１の内側に設けられた支持部材３３、定着パッド３４、摺動シート３５、熱源３６及び反射板３７を備えている。また、定着装置１２は、温度センサ３８及び剥離板３９も備えている。

定着ベルト３１は、無端状のフレキシブルなベルトであり、略環状に形成されている。定着ベルト３１は、例えば、ポリイミド等の合成樹脂又はニッケル等の金属によって形成された帯状の基材の表面に離型層を設けた構成である。定着ベルト３１は、図２において紙面に対して垂直方向に沿った軸を回転軸として回転可能に設けられている。定着ベルト３１の内径は、例えば、３０ｍｍである。

定着パッド３４は、例えば、樹脂により構成されており、定着ベルト３１の回転軸方向に沿って延びる長板状に形成され、定着パッド３４の外周面（定着ベルト３１に近接する側の面）に摺動シート３５が設置されている。なお、定着パッド３４の長さは、定着ベルト３１の回転軸方向の長さと略同じである。なお、定着バッド３４は耐熱性を有することが好ましく、例えば、液晶ポリマーやＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）とすればよい。

摺動シート３５が定着ベルト３１の内周面と摺接するように、定着パッド３４は固定して設けられている。つまり、摺動シート３５の摺接面３５ａが定着ベルト３１の内周と接触するように定着パッド３４が配置されている。定着ベルト３１は回転運動を行うが、これに対して定着パッド３４及び摺動シート３５は固定されており、摺接面３５ａを定着ベルト３１が摺動する。なお、摺動シート３５の摺接面３５ａには、定着ベルト３１との摩擦力を低減するために潤滑剤である摺動オイルが塗布されている。なお、摺動オイルは、耐熱性があり、潤滑性のある材料であることが好ましく、例えば、シリコーンオイルや、フッ素グリースや、フッ素オイルとすればよい。

摺動シート３５は、定着ベルト３１との摩擦力が小さいことが好ましく、フッ素樹脂繊維を含む織物構造を有している。より具体的には、摺動シート３５は、フッ素樹脂繊維を編み込んで織物状とされた構成を有している。また、摺動シート３５は、フッ素樹脂繊維を編み込んで織物状とされているだけでなく、少なくとも摺接面３５ａは加熱されながら圧力をかけられて製造される。これにより、摺接面３５ａの凹凸が少なくなり、表面粗さＲａは比較的小さい。なお、加熱しながら圧力をかけることを熱圧という。ここで、摺接面３５ａの表面粗さＲａは、１９μｍ以下が好ましい。摺接面３５ａの表面粗さＲａが１９μｍ以下である場合にシートＰに形成される画像の画質が良好であり、シートＰに形成された画像に筋が入るといった不具合を抑制できる。

なお、摺動シート３５に用いられるフッ素樹脂繊維は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）繊維とすればよい。また、ＰＴＦＥ以外のフッ素樹脂として、例えば、ＦＥＰ（４フッ化エチレン－６フッ化プロピレン共重合体）、ＰＦＡ（４フッ化エチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン－４フッ化エチレン共重合体）等のフッ素樹脂繊維を用いてもよい。また、フッ素樹脂繊維の製造方法及び熱圧される前のフッ素樹脂繊維を含む織物構造の製造方法は、特に限定されず、一般的な製造方法によればよい。なお、熱圧される前の、一般的なフッ素樹脂繊維の織物構造体の表面粗さＲａは、２２μｍ程度である。

また、摺動シート３５の摺接面３５ａとは反対側の面に接着層３５ｂ（図３Ａ及び図３Ｂを参照）を設けて、摺動シート３５を定着パッド３４に加熱しながら押しつける（熱圧する）ことで、摺動シート３５の摺接面３５ａの表面粗さを小さく（平坦化）し、かつ、摺動シート３５を定着パッド３４に固定接着することとしてもよい。これにより、摺接面３５ａの平坦化と、摺動シート３５を定着パッド３４への固定を同時に行うことができるため、定着装置１２の製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。なお、加熱しながら圧力をかけて接着することを熱圧着という。なお、摺動シート３５の構成についての詳細は後述する。

支持部材３３は、定着パッド３４（摺動シート３５）を定着ベルト３１の内周面に押し当てながら支持する部材であって、その両端部は定着フレーム（図示せず）に固定されている。本第１実施形態において、支持部材３３は、断面が略Ｌ字状に形成されており、定着パッド３４が固定される長板状の固定部３３ａと、固定部３３ａの端部から立設される長板状の立設部３３ｂとを有している。

反射板３７は、支持部材３３の熱源３６側の面を覆うように配置されおり、薄板状である。反射板３７により。定着ベルト３１が効率よく加熱される。

熱源３６は、定着ベルト３１を加熱するための部材であって、定着ベルト３１の回転軸方向（図２において紙面に対して垂直方向）に沿って延びるように設置されている。熱源３６は、例えば、ハロゲンランプ等のランプヒータである。また、本第１実施形態では、熱源３６が、定着ベルト３１の回転軸方向中央部を加熱する第１ランプヒータ３６ａと、定着ベルト３１の回転軸方向両端部を加熱する第２ランプヒータ３６ｂとを含む。第１ランプヒータ３６ａ及び第２ランプヒータ３６ｂのそれぞれの動作はシートＰのサイズに応じて決定される。この熱源３６により、例えば１３０℃～１８０℃に定着ベルト３１が加熱される。したがって、定着ベルト３１だけでなく、摺動シート３５等も上記温度に対して耐熱性を有することが好ましい。

加圧ローラ３２は、定着ベルト３１を挟んで定着パッド３４（摺動シート３５）と対向する位置に配置される。加圧ローラ３２は、定着ベルト３１の回転軸に沿った方向の回転軸を中心に回転し、定着ベルト３１と略平行に延びるように配置されている。加圧ローラ３２は、定着パッド３４（摺動シート３５）との間で定着ベルト３１を押圧することで、定着ベルト３１との間に定着ニップ部ＦＮを形成する。加圧ローラ３２は、具体的には、アルミニウム等の金属によって形成される円筒状の芯材の表面をゴム等の弾性材によって覆われた構成である。

加圧ローラ３２には、モータ等の駆動源（図示せず）からの駆動力が、ギア等（図示せず）を介して伝達される。加圧ローラ３２はこの駆動力を受けて回転駆動され、加圧ローラ３２の回転駆動に伴い、定着ベルト３１が加圧ローラ３２の回転方向とは逆方向に従動回転する。つまり、加圧ローラ３２が、定着ベルト３１の外周面と当接することにより定着ニップ部ＦＮを形成し、定着ニップ部ＦＮを介して定着ベルト３１に駆動力を伝達することとなり、定着ベルト３１を従動回転させている。

温度センサ３８は、定着ベルト３１の表面温度を検出する。検出した温度により、熱源３６の温度制御が行われる。

剥離板３９は、定着ニップ部ＦＮのシートＰの搬送方向における下流側に配置され、定着ベルト３１に対するシートＰの巻き付きを防止する。

ここで、摺動シート３５の設置手順について図面を用いて説明する。図３Ａは、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第１工程図である。また、図３Ｂは、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第２工程図である。

図３Ａ及び図３Ｂを用いて、摺動シート３５を定着パッド３４に設置する工程について説明する。定着パッド３４は、上述したように長板状であり、定着ベルト３１と近接して配置される側の面に摺動シート３５が設置される。摺動シート３５は、フッ素樹脂繊維を含む織物構造を有し、摺接面３５ａの反対側の面が定着パッド３４に接着されることで、定着パッド３４に固定設置される。

図３Ａに示すように、定着パッド３４に対して摺動シート３５が加熱されながら押圧（熱圧）される。なお、摺動シート３５において定着パッド３４に接着される面には接着層３５ｂが形成されている。接着層３５ｂは例えばシリコーンゴム等とすればよく、熱溶着が可能な材料であることが好ましい。

具体的には、摺動シート３５の接着面とは異なる面（摺接面３５ａ）側から、接着層３５ｂが形成された摺動シート３５を定着パッド３４に加熱しながら押圧して圧力をかける。この際の加熱温度は、例えば、２００℃以上とすることが好ましい。また、摺動シート３５にかける圧力は１９６１３３０パスカル（２０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以上であることが好ましい。

接着層３５ｂが形成された摺動シート３５を定着パッド３４に加熱しながら押圧して圧力をかけることにより、図３Ｂに示すように、定着パッド３４に摺動シート３５が接着されて固定される。このように、摺動シート３５は定着パッド３４に熱圧着される。

熱圧着において、具体的には、例えば板状の部材により、摺接面３５ａ側から摺動シート３５の全面に圧力がかけられて、摺動シート３５が定着パッド３４に押圧される。このように、熱圧着されることにより、摺接面３５ａの凹凸が低減されて平坦化され、摺接面３５ａの表面粗さＲａが減少する。これにより、定着装置１２を備えた画像形成装置１００において、シートＰに形成される画像の画質が向上する。上述したように、摺動シート３５が定着パッド３４に熱圧着されることにより、定着パッド３４に摺動シート３５を固定設置することと、摺動シート３５の摺接面３５ａの表面粗さＲａを低減すること、とが同一の工程で行うことができるため、製造工程を簡略化でき、製造コストを減少させることができる。

なお、熱圧着における圧力を大きくすると、摺接面３５ａの表面粗さＲａが低減するが、凹凸が少なくなりすぎる（表面粗さＲａが小さくなりすぎる）と、摺接面３５ａにおける摺動オイルの保持力が低下することとなる。摺動オイルを保持しにくくなると、摺動シート３５の耐久性が低下することから、摺接面３５ａの表面粗さＲａは３μｍ以上であることが好ましい。なお、表面粗さＲａを３μｍ以上とするためには、熱圧着において摺動シート３５にかける圧力が２４５１６６２５パスカル（２５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以下とすることが好ましいことが確認されている。

また、摺動シート３５を定着パッド３４に熱圧着する際に、接着層３５ｂが摺接面３５ａ側にしみ出して、摺接面３５ａの一部に接着層３５ｂの材料が形成される場合がある。この接着層３５ｂのしみ出した部分の面積が大きくなりすぎると、摺接面３５ａにおいて摺動オイルを保持しにくくなることから、接着層３５ｂのしみ出し量は、少ないことが好ましい。熱圧着時の圧力が大きくなると接着層３５ｂのしみ出し量が増加する。ここで、熱圧着において摺動シート３５にかける圧力が４９０３３２５パスカル（５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）よりも大きくなると接着層３５ｂが摺接面３５ａにしみ出し始めることが確認されている。

以上より、熱圧着において、摺動シート３５にかける圧力は１９６１３３０パスカル（２０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以上であることが好ましく、さらに好ましくは１９６１３３０パスカル（２０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以上２４５１６６２５パスカル（２５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以下であり、さらに好ましくは１９６１３３０パスカル（２０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以上４９０３３２５パスカル（５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以下である。

なお、熱圧着において摺動シート３５にかける圧力が１９６１３３０パスカル（２０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の場合は摺動シート３５の表面粗さＲａは１９μｍであり、圧力が４９０３３２５パスカル（５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の場合は摺動シート３５の表面粗さＲａは１７μｍであり、圧力が２４５１６６２５パスカル（２５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の場合は摺動シート３５の表面粗さＲａは３μｍであり、いずれにおいてもシートＰに形成された画像の画質が良好であり、摺動シート３５の耐久性が高いことも確認されている。したがって、摺動シート３５における摺接面３５ａの表面粗さＲａは、１９μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１９μｍ以下３μｍ以上であり、さらに好ましくは１９μｍ以下１７μｍ以上である。

ここで、摺動シート３５の構成について図面を用いて説明する。図４は、本発明の第１実施形態に係る摺動シートの表面の一例を示す図である。また、図５は、本発明の第１実施形態に係る摺動シートの断面模式図である。なお、図４においてＸ軸は紙面の左右方向であり、Ｙ軸は紙面の上下方向であり、Ｚ軸は紙面に対して垂直方向であり、これらＸＹＺ軸の方向は、図５にも対応している。

図４に示すように、摺動シート３５はフッ素樹脂繊維であるＰＴＦＥ繊維が互いに異なる方向に編み込まれた織物状である。本第１実施形態の摺動シート３５は、Ｘ軸方向に沿ったＰＴＦＥ繊維とＹ軸方向に沿ったＰＴＦＥ繊維とが編み込まれている。つまり、互いの繊維の方向が９０度異なるが、この角度は９０度に限定されるわけではなく、織物構造を形成していればよい。

また、図５は、図４に示した摺動シート３５の断面構造を模式的に示したものである。なお、図５は、編み込まれた織物状である摺動シート３５の構成を理解しやすくするための図であり、摺動シート３５の構成を概略的に示したものである。

図５に示すように、ＰＴＦＥ繊維４１は、Ｘ軸方向に沿った繊維方向である横方向繊維４１ｂとＹ軸方向に沿った繊維方向である縦方向繊維４１ａを有し、これらは編み込まれている。また、摺接面３５ａは離型性が求められることからフッ素樹脂繊維であることが好ましくＰＴＦＥ繊維４１により構成されるが、摺接面３５ａ以外はフッ素樹脂繊維以外で構成されていてもよい。本第１実施形態の摺動シート３５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）繊維４２が互いに異なる方向に編み込まれた織物構造の部分（摺接面３５ａとは異なる部分）も有している。具体的には、ＰＰＳ繊維４２は、Ｘ軸方向に沿った繊維方向である横方向繊維４２ｂとＹ軸方向に沿った繊維方向である縦方向繊維４２ａを有し、これらは編み込まれている。このように、摺動シート３５は、ＰＴＦＥ繊維４１とＰＰＳ繊維４２とが一体となって織物状とされた構成である。なお、定着装置１２において、摺動シート３５は加熱されるため、摺動シート３５を構成する樹脂繊維は、定着装置１２において加熱される温度に対して耐熱性を有する。例えば、摺動シート３５は、２００℃以上２５０℃以下の温度に耐えることができる耐熱性を有することが好ましい。

上述したように、本第１実施形態の摺動シート３５において摺接面３５ａは表面粗さＲａが小さいことから、シートＰに形成される画像の画質が良好である。また、摺動シート３５は耐久性が高いことから、定着装置１２及び画像形成装置１００は長期間にわたって稼働することができる。また、定着装置１２の製造において製造工程を簡略化できることから、製造コストを減少させることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る画像形成装置は、本第１実施形態に係る画像形成装置１００の定着パッド３４と摺動シート３５との構成が異なるが、それ以外は同様の構成である。そこで、この異なる点について図面を用いて説明し、それ以外の構成については説明を省略する。

本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の定着パッド及び摺動シートの構成について図面を用いて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における定着パッド及び摺動シートの構成を示す概略断面図である。

図６に示すように、定着パッド４４は本第１実施形態に係る定着パッド３４と同様に、例えば、樹脂により構成されており、定着ベルト３１の回転軸方向に沿って延びる長板状に形成されている。定着パッド４４の外周面（定着ベルト３１に近接する側の面及び互いに対向する一対の側面）に金属部４６が設置され、この金属部４６の外側に摺動シート４５が設置されている。なお、摺動シート４５は接着層４５ｂを介して金属部４６に固定接着されている。

なお、図示はしていないが、摺動シート４５が定着ベルト３１の内周面と摺接するように、定着パッド４４は固定して設けられている。つまり、摺動シート４５の摺接面４５ａが定着ベルト３１の内周と接触するように定着パッド４４が配置されている。また、摺動シート４５の摺接面４５ａには、定着ベルト３１との摩擦力を低減するために潤滑剤である摺動オイルが塗布されている。

ここで、摺動シート４５の設置手順について図面を用いて説明する。図７Ａは、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第１工程図である。また、図７Ｂは、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第２工程図である。また、図７Ｃは、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における定着パッドに摺動シートを設置する工程を示す工程図であって、第３工程図である。

図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃを用いて、摺動シート４５を定着パッド４４に設置する工程について説明する。定着パッド４４は、上述したように長板状であり、定着ベルト３１と近接して配置される側の面及び互いに対向する一対の側面に、金属部４６を介して摺動シート４５が設置される。摺動シート４５は、本第１実施形態の摺動シート３５と同様の材質及び構成であり、フッ素樹脂繊維を含む織物構造を有する。摺接面４５ａの反対側の面が金属部４６に接着されて、この金属部４６が定着パッド４４に固定されることで、摺動シート４５が定着パッド４４に固定設置される。

図７Ａに示すように、まず、板状の金属部４６に接着層４５ｂを介して摺動シート４５が配置される。なお、接着層４５ｂは本第１実施形態の接着層３５ｂと同様の材質であり、例えばシリコーンゴムである。これら、金属部４６、接着層４５ｂ及び摺動シート４５がこの順で積層された状態で、金型に当てて加重することにより、図７Ｂに示す状態に成型する。なお、金属部４６、接着層４５ｂ及び摺動シート４５が一体となるように仮止めしておいてから成型してもよい。

なお、成型の際にこれらを加熱することで熱圧着がなされ、金属部４６と摺動シート４５とが、接着層４５ｂを介して固定接着される。つまり、加熱をしながら、押圧して圧力をかけて成型も行うことで、金属部４６、接着層４５ｂ及び摺動シート４５を成型しながら一体とする。このように、摺動シート４５を金属部４６に接着しながら成型もできることから、製造工程を簡略化でき、製造コストを減少させることができる。さらに、摺動シート４５に圧力をかけることになるので、摺接面４５ａの凹凸が低減されて平坦化され、摺接面４５ａの表面粗さＲａが減少する。これにより、シートＰに形成される画像の画質が向上する。このように、本第２実施形態によれば、摺動シート４５を金属部４６に接着しながら成型し、かつ、摺接面４５ａの表面粗さＲａを減少させることができ、効率よく定着装置１２及び画像形成装置１００を製造することができる。

なお、熱圧着時の圧力や、摺接面４５ａの表面粗さＲａ等は、本第１実施形態と同様とすればよい。

摺動シート４５が接着され、成型された金属部４６は、図７Ｃに示すように、内側に定着パッド４４を嵌め込まれて、摺動シート４５が定着パッド４４に固定設置される。なお、定着パッド４４と金属部４６とは、嵌め込むことで固定してもよいし、ねじ止めや、その他の固定手段により固定することとしてもよい。

なお、上述したように定着パッド４４は樹脂であることから、強い圧力をかけると破損する可能性もあるが、本第２実施形態によると、上述したように摺動シート４５が接着された金属部４６に定着パッド４４を嵌め込むだけなので、定着パッド４４に強い圧力がかかることなく摺動シート４５を定着パッド４４に固定設置できる。なお、金属部４６は、圧力をかけることで割れる等の破損が起こりにくいため、熱圧着において破損しにくい。また、金属部４６としては、例えば銅板等とすればよいが、銅以外の金属であってもよい。

また、金属部４６は熱伝導率が高いことから、熱源３６からの熱を効率よく伝達でき、定着ベルト３１の定着ニップ部ＦＮにおける表面温度を均一にすることができる。特に、銅は比較的熱伝導率が高いことから、金属部４６としては好ましい。

上述したように、本第２実施形態の摺動シート４５において摺接面４５ａは表面粗さＲａが小さいことから、シートＰに形成される画像の画質が良好である。また、摺動シート４５は耐久性が高いことから、定着装置１２及び画像形成装置１００は長期間にわたって稼働することができる。また、定着装置１２の製造において定着パッド４４の破損が抑制され、製造工程も簡略化できることから、製造コストを減少させることができる。さらに、定着ニップ部ＦＮにおける表面温度を均一にでき、画像形成において好ましい。

（その他の実施形態）
上記本第１実施形態では摺動シート３５を定着パッド３４に熱圧着し、上記本第２実施形態では摺動シート４５を金属部４６に熱圧着することとしたが、例えば、摺動シートを加熱して圧力をかけること（熱圧）により、摺接面の表面粗さＲａを低減させておき、この摺接面の表面粗さＲａが低減された摺動シート３５を定着パッドに固定設置するようにしてもよい。また、例えば、摺動シート３５を定着パッド３４にねじ止めや接着剤等により貼り付ける等して固定設置してもよい。

以上、本発明に係る実施形態に係る画像形成装置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わけではなく、適宜変更可能である。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１ 光走査装置
２ 現像装置
３ 感光体ドラム
４ ドラムクリーニング装置
５ 帯電器
６ 中間転写ローラ
９ クリーニング装置
１１ ２次転写装置
１１ａ ２次転写ローラ
１２ 定着装置
１３ 搬送ローラ
１４ レジストローラ
１６ ピックアップローラ
１７ 排出ローラ
１８ 給紙カセット
３１ 定着ベルト（定着回転体）
３２ 加圧ローラ（加圧回転体）
３３ 支持部材
３３ａ 固定部
３３ｂ 立設部
３４ 定着パッド
３５ 摺動シート（摺動部材）
３５ａ 摺接面
３５ｂ 接着層
３６ 熱源
３６ａ 第１ランプヒータ
３６ｂ 第２ランプヒータ
３７ 反射板
３８ 温度センサ
３９ 剥離板
４４ 定着パッド
４５ 摺動シート
４５ａ 摺接面
４５ｂ 接着層
４６ 金属部
４１ ＰＴＦＥ繊維（フッ素樹脂繊維）
４１ａ 縦方向繊維
４１ｂ 横方向繊維
４２ ＰＰＳ繊維
４２ａ 縦方向繊維
４２ｂ 横方向繊維
５０ 画像転写部
７０ 中間転写ベルト装置
７１ 中間転写ベルト
７２ 中間転写駆動ローラ
７３ 中間転写従動ローラ
１００ 画像形成装置
１０１ 画像形成装置本体
１０２ 画像読取装置
１３０ 画像読取部
１３０ａ 原稿載置台
１３０ｂ 原稿読取部
１３０ｃ 走査光学系
１４１ シート排出トレイ
１６０ 原稿送り装置
１６１ 原稿載置トレイ
１６２ 原稿排出トレイ
Ｇ 原稿
Ｐ シート（記録媒体）
Ｓ シート搬送路
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像ステーション
Ｃ 周方向
ＴＮ 転写ニップ部
ＦＮ 定着ニップ部

Claims (8)

1. 耐熱性を有する摺動部材であって、
   フッ素樹脂繊維を含む織物構造を有し、
   摺接面には、熱圧により平坦化された前記フッ素樹脂繊維が配置されている、ことを特徴とする摺動部材。
2. 請求項１に記載の摺動部材であって、
   前記摺接面の表面粗さＲａが１９μｍ以下である、ことを特徴とする摺動部材。
3. 記録媒体上に形成されたトナー像を熱定着させる定着装置であって、
   定着回転体と、
   前記定着回転体を加熱する熱源と、
   前記定着回転体の外周面と当接して、前記定着回転体との間に定着ニップ部を形成すると共に、前記定着回転体を従動回転させる加圧回転体と、
   前記定着回転体の内周面が当接して摺動する摺接面を有する摺動部材と、
   前記摺動部材が固定設置された定着パッドと、
   前記定着パッドを支持する支持部材と、を備え、
   前記摺動部材は、フッ素樹脂繊維を含む織物構造を有し、前記摺接面には熱圧により平坦化された前記フッ素樹脂繊維が配置されていて、耐熱性を有している、ことを特徴とする定着装置。
4. 請求項３に記載の定着装置であって、
   前記摺動部材は、接着層を介して、前記定着パッドに熱圧着されている、ことを特徴とする定着装置。
5. 請求項３に記載の定着装置であって、
   前記定着パッドと前記摺動部材との間に、金属部を備え、
   前記摺動部材は、接着層を介して、前記金属部に熱圧着されている、ことを特徴とする定着装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の定着装置であって、
   前記接着層は、前記摺動部材の前記摺接面には存在しない、ことを特徴とする定着装置。
7. 請求項３から請求項６までの何れか１つに記載の定着装置であって、
   前記摺動部材の前記摺接面の表面粗さＲａが１９μｍ以下である、ことを特徴とする定着装置。
8. 請求項３から請求項７までの何れか１つに記載の定着装置を備えた、ことを特徴とする画像形成装置。

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