JP6674654B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関するものである。

従来から、ウォームアップ時間が短く、消費電力の少ない定着装置として、定着ベルトを挟んだ状態で加圧部材をニップ形成部材に圧接させてニップ部を形成する定着装置を備えた画像形成装置が知られている。

特許文献１には、この種の定着装置であって、上記ニップ形成部材の定着ベルトとの接触部分にシリコーンオイルなどの潤滑剤を含浸する潤滑剤含浸部材たる摺動シートを貼り付けた定着装置が記載されている。

ニップ形成部材に貼り付けられた上記摺動シートに含浸された潤滑剤が定着ベルトの内周面に付着し、摺動シートと定着ベルトとの間に潤滑剤が介在することになる。これにより、摺動シートと定着ベルトとの摩擦力が、潤滑剤の潤滑効果により低減することができ、定着ベルトを円滑に回転させることができると記載されている。

経時に亘り潤滑剤による潤滑効果が得られるように、上記摺動シートになるべく多くの潤滑剤を含浸させたい。しかし、上記摺動シートに多くの潤滑剤を含浸させると、摺動シートが定着ベルトを介して加圧ローラにより加圧されると、この摺動シートに含浸している潤滑剤が、摺動シートの定着ベルト幅方向端部から漏れ出すおそれがあった。

上記課題を解決するために、本発明は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周側に配置されるニップ形成部材と、前記ニップ形成部材に対し前記定着ベルトを間に挟んで対向するように配置され、前記ニップ形成部材と前記定着ベルトを挟みこんでニップ部が形成されるように、前記定着ベルトを前記ニップ形成部材側へ加圧する加圧部材と、前記定着ベルトと前記ニップ形成部材との間に潤滑剤を含浸する潤滑剤含浸部材とを備えた定着装置において、前記潤滑剤含浸部材と、前記ニップ形成部材との間に、前記潤滑剤含浸部材よりも前記潤滑剤の保持力が高い潤滑剤保持部材と、前記潤滑剤保持部材と前記潤滑剤含浸部材との間に配置され、前記潤滑剤保持部材の潤滑剤を前記潤滑剤含浸部材へ供給するための連通穴を有し、前記潤滑剤含浸部材よりも潤滑剤の吸収性が低い潤滑剤非吸収部材とを備え、前記潤滑剤非吸収部材が、上記定着ベルトの幅方向の温度を均等にする均熱部材であることを特徴とするものである。

本発明によれば、経時に亘り定着ベルトを円滑に回転させることができ、かつ、潤滑剤含浸部材の定着ベルト幅方向端部から、潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 本実施形態に係る定着装置の断面図。 均熱部材を設けない従来例の定着ベルト２１の幅方向の温度分布と、均熱部材を設けた本実施形態の定着ベルトの幅方向の温度分布とを示す図。 摺動シートに含浸した潤滑剤の定着ベルトの内周面への付着について説明する図。 定着ベルトを保持するベルト保持部材としてのフランジと、定着ベルトとを示す斜視図。 本実施形態の特徴部について説明する図。 変形例１について説明する図。 変形例２について説明する図。 変形例３について説明する図。 変形例４について説明する図。

以下、本発明を、画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図である。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ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。

具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。

なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、中間転写ベルト３０と、４つの一次転写ローラ３１と、二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４と、ベルトクリーニング装置３５とを備える。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルト部材であり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）と交流電圧（ＡＣ）との少なくとも一方が、各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）と交流電圧（ＡＣ）との少なくとも一方が、二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた廃トナー移送ホースは、廃トナー収容器の入口部に接続されている。

プリンタ本体の上部には、ボトル収容部が設けられており、ボトル収容部には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと各現像装置７との間には、補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。

一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けられている。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、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シート等が含まれる。また、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

以上の構成を備えた画像形成装置の基本動作は次の通りである。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が駆動装置によって図中時計回り方向に回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。

帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図中反時計回り方向に回転駆動し、中間転写ベルト３０を図中矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧または定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。このようにして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。

また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。その後、除電装置によって各感光体５の表面が除電され、表面電位が初期化される。

画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０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、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。

その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器へと搬送され回収される。

その後、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

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つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり２つまたは３つの作像部を使用して、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。

次に、図２を用いて本実施形態に係る定着装置２０の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る定着装置２０の断面図である。
定着装置２０は、内部が中空な表面無端移動体である定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１に対向して回転可能に設けられた対向回転体からなる加圧部材としての加圧ローラ２２とを備えている。

定着ベルト２１の内側には、定着ベルト２１を加熱する熱源としてのハロゲンヒータ２３と、定着ベルト２１を介して対向する加圧ローラ２２とニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２４とが設けられている。さらに、定着ベルト２１の内側には、ハロゲンヒータ２３から放射される光を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６が設けられている。ハロゲンヒータ２３は、定着装置２０の側板に固定支持されている。

また、定着ベルト２１のおもて面に対向して配置され、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ２７を備えている。さらに、定着ベルト２１から用紙Ｐを分離する記録媒体分離手段としての分離板２８や、加圧ローラ２２を定着ベルト２１へ加圧する加圧手段なども備えている。

定着ベルト２１としては、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）が用いられる。定着ベルト２１は、ニッケルやステンレス鋼等の金属材料またはポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された内周側の基材を有している。また、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）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成された外周側の離型層を備えている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。

加圧ローラ２２は、芯金２２ａ、弾性層２２ｂ及び離型層２２ｃによって構成されている。なお、弾性層２２ｂは芯金２２ａの表面に配置されており、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、またはフッ素ゴム等が用いられる。また、離型層２２ｃは弾性層２２ｂの表面に設けられ、ＰＦＡまたはＰＴＦＥ等が用いられる。

加圧ローラ２２は、加圧手段としてのスプリングなどによって定着ベルト２１側に向けて加圧されることにより、定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが圧接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Ｎが形成されている。

加圧ローラ２２は、画像形成装置本体に設けられているモータ等の駆動源によって回転駆動される。加圧ローラ２２が回転駆動されると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。

本実施形態では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータ等の熱源を配設してもよい。

また、弾性層２２ｂが無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上する。しかし、未定着トナーを押し潰して定着させるときに、ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを改善するには、厚さ１００［μｍ］以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ１００［μｍ］以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができる。

弾性層２２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部に熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。また、定着ベルト２１と加圧ローラ２２とは、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。

図２に示す定着装置２０では、ハロゲンヒータ２３からの輻射熱（ヒータ光）で定着ベルト２１を直接加熱する方式であって、定着ベルト２１の内側に熱源としてのハロゲンヒータ２３が設けられている。

ハロゲンヒータ２３は、画像形成装置１の本体に設けられた電力供給手段である電源により電力が供給されて出力制御され、発熱するように構成されている。

この電源によるハロゲンヒータ２３の出力制御は、例えば温度センサによる定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて、ハロゲンヒータ２３のオン／オフまたは通電量を制御するように行われる。このようなハロゲンヒータ２３の出力制御によって、定着ベルト２１の温度を所望の温度（定着温度）に設定できるようになっている。

また、定着ベルト２１を加熱する熱源として、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ（電磁誘導加熱）ヒータ、抵抗発熱体、セラミックヒータ、又はカーボンヒータ等を用いてもよい。

ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の軸方向または加圧ローラ２２の軸方向にわたって長手状に配設され、ステー２５によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ２２による圧力でニップ形成部材２４に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ２２の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。なお、ステー２５は、ニップ形成部材２４の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましいが、ステー２５を樹脂製とすることも可能である。ステー２５は定着装置２０の側板に固定支持されている。

上記反射部材２６は、ステー２５とハロゲンヒータ２３との間に配設されている。本実施形態では、反射部材２６をステー２５に固定している。また、反射部材２６は、ハロゲンヒータ２３によって直接加熱されるため、高融点の金属材料等で形成されることが望ましい。このように反射部材２６を配設していることにより、ハロゲンヒータ２３からステー２５側に放射された光が定着ベルト２１へ反射される。これにより、定着ベルト２１に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト２１を効率良く加熱することが可能となる。また、ハロゲンヒータ２３からの輻射熱がステー２５等に伝達されるのを抑制することができるので、省エネルギー化も図れる。

また、本実施形態のような反射部材２６を設けずに、ステー２５のハロゲンヒータ２３側の面を研磨又は塗装などの鏡面処理をし、反射面を形成してもよい。また、上記反射部材２６又はステー２５の反射面の反射率は、９０％以上であることが望ましい。

ただ、ステー２５はその強度を確保するために形状や材質が自由に選択できないため、本実施形態のように反射部材２６を別途設けた方が、形状や材質の選択の自重度が広がり、反射部材２６とステー２５はそれぞれの機能に特化することができる。また、反射部材２６をハロゲンヒータ２３とステー２５との間に設けることにより、ハロゲンヒータ２３に対する反射部材２６の位置が近くなるので、定着ベルト２１を効率良く加熱することが可能となる。

また、光の反射による定着ベルト２１の加熱効率をさらに向上させるには、反射部材２６又はステー２５の反射面の向きを検討する必要がある。反射面をハロゲンヒータ２３を中心とする同心円状に配設した場合は、光がハロゲンヒータ２３に向かって反射されるため、その分、加熱効率が低下してしまう。これに対し、反射面の一部又は全部を、ハロゲンヒータ２３以外の方向で定着ベルト側へ光を反射する向きに配設した場合は、ハロゲンヒータ２３の方向へ反射される光量が少なくなるため、反射光による加熱効率を向上させることができる。

また、本実施形態に係る定着装置２０は、さらなる省エネ性及びファーストプリントタイムなどの向上のために、種々の構成上の工夫が施されている。具体的には、ハロゲンヒータ２３によって定着ベルト２１をニップ部Ｎ以外の箇所において直接加熱できるようにしている（直接加熱方式）。本実施形態では、ハロゲンヒータ２３と定着ベルト２１の図２の左側の部分の間に何も介在させないようにし、その部分においてハロゲンヒータ２３からの輻射熱を定着ベルト２１に直接与えるようにしている。

また、定着ベルト２１の低熱容量化を図るために、定着ベルト２１を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト２１を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２１の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２１全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。

なお、本実施形態では、加圧ローラ２２の直径を２０〜４０ｍｍに設定しており、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ２２の直径を同等となるように構成している。ただし、この構成に限定されるものではない。例えば、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径よりも小さくなるように形成してもよい。その場合、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ２２の曲率よりも小さくなるため、ニップ部Ｎから排出される記録媒体が定着ベルト２１から分離されやすくなる。

また、ニップ形成部材２４は、耐熱温度２００℃以上の耐熱部材で構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材２４の変形を防止し、安定したニップ部Ｎの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。ニップ形成部材２４には、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用いることが可能である。本実施形態では、ＬＰＣである東レ社製のＴＩ−８０００を用いている。

また、ニップ形成部材２４と定着ベルトとの間には、均熱部材４１が設けられており、均熱部材４１は、金属などの良熱伝導性材料からなっている。

図３は、均熱部材４１を設けない従来例の定着ベルト２１の幅方向の温度分布と、均熱部材４１を設けた本実施形態の定着ベルト２１の幅方向の温度分布とを示す図である。
図３の鎖線Ａが、従来例の定着ベルト２１の温度分布を示しており、実線Ｂが、本実施形態の定着ベルト２１の温度分布を示している。また、図３のＷは、定着ニップ部Ｎに通紙する用紙幅を示している。

従来例では、ハロゲンヒータ２３から定着ベルト２１に与えられた熱は、通紙幅Ｗの領域（以下、通紙部という）では、主にニップ部Ｎで定着ベルト外側と当接する紙・トナー・加圧ローラ、また、定着ベルト内側で当接するニップ形成部材２４に伝達される。一方、通紙幅外側の領域（以下、非違通紙部という）では、定着ベルト２１に与えられた熱は、ニップ形成部材２４にのみに伝達される。ニップ形成部材２４は、一般的に熱伝導率の低い樹脂が用いられているためニップ形成部材２４への伝熱量が少なく、熱移動がしにくい。その結果、非通紙部においては連続通紙するにつれ定着ベルト２１への熱蓄積がすすみ、図３の鎖線Ａに示すように、非通紙部の温度が、通紙部の温度よりも高くなる。特に、定着ベルト２１や加圧ローラ径、線速、生産性が固定されている場合、非通紙部が大きい程定着ベルト２１に蓄積する熱が増え、端部温度上昇が大きくなる。

一方、本実施形態では、熱伝導率の高い均熱部材４１を設けているので、定着ベルト２１の非通紙部に過剰に蓄積する熱を均熱部材４１により吸熱する。その吸熱した熱は、通紙により熱を奪われ、比較的低温となっている幅方向中央の通紙部やハロゲンヒータの非加熱部へと熱移動する。これにより、図３の実線Ｂに示すように、定着ベルト２１非通紙部の温度上昇を抑制することができた。図３に示すように、均熱部材４１を設けた場合、均熱部材４１を設けなかった場合に比べて、非通紙部の温度を、５〜１０℃下げることができた。

ニップ形成部材２４を、良熱伝導性の部材で構成して、端部温度上昇の抑制能力を高めることも可能である。しかし、この場合は、定着ベルト２１の熱が、ニップ形成部材から金属製のステー２５へ伝導され、ステー２５から定着ベルトの側板へ伝導されることでニップ形成部材２４の温度の低下が速く、定着ベルト２１の熱を過剰に奪っていく。その結果、通紙部での温度落ち込みの原因となる。また、熱を過剰に吸熱してしまうため、定着ベルト２１が定着温度に到達するまで時間がかかってしまいウォームアップタイムや消費電力量にも悪影響を及ぼす。このため、ニップ形成部材２４を熱伝導性の悪い部材とし、熱伝導性の良い部材からなる均熱部材４１を設けることで、ステー２５への熱移動を抑制することができ、ニップ形成部材２４が定着ベルトの熱を過剰に吸熱するのを抑制し、かつ、定着ベルトの温度を幅方向で均等にすることができる。

また、均熱部材４１には銅などの金属部材を用いることが望ましいが、非通紙部の温度上昇の大きさに合わせ樹脂製とすることも可能である。

また、均熱部材４１と定着ベルト２１との間に潤滑剤が含浸された潤滑剤含浸部材たる摺動シート２９が設けられている。摺動シート２９は、耐熱性を有する微細なフッ素系繊維を織り込んだシートや、耐熱性を有する多孔質樹脂からなり、潤滑剤を毛細管現象によって吸収させている。

潤滑剤としては、例えばシリコーンオイルが挙げられ、耐熱性及び耐久性及び潤滑能力としては望ましく、使用条件により様々な粘度のものを選択することが可能なため良い。その他の潤滑剤としては、フッ素系・シリコン系のグリスも挙げられる。

本実施形態においては、定着ベルト内周面とニップ形成部材２４は圧接するように構成されているため、定着ベルト内周面とニップ形成部材表面との間の摩擦が大きいと定着ベルト２１の走行を妨げ、定着不良や紙しわ等を発生させてしまう。また、摩擦が大きいことによるトルク上昇により定着装置の寿命が短くなってしまう。そこで、上述したように、潤滑剤を含浸した摺動シート２９を設けて、摺動シート２９からベルト内周面に潤滑剤を塗布して、潤滑剤により、ニップ形成部材２４と定着ベルト内周面との摩擦を低減させている。これにより、定着ベルト２１のスムースな走行を行うことができる。

図４は、摺動シート２９に含浸した潤滑剤の定着ベルト２１の内周面への付着について説明する図である。
図４に示すように、本実施形態では、摺動シート２９は、ニップ部の通紙方向長さよりも長く、ニップ形成部材２４と均熱部材４１とを包み込むように折りたたまれて設けられている。
摺動シート２９が、定着ベルト２１を介して、加圧ローラ２２により押圧されることにより、摺動シート２９に含浸している潤滑剤が図中矢印に示すように、搾り出されて定着ベルト２１の内周面に付着する。これにより、定着ベルト２１の内周面とニップ形成部材２４との摩擦抵抗を低減することができる。

図５は、定着ベルトを保持するベルト保持部材としてのフランジ４２と、定着ベルト２１とを示す斜視図である。
定着ベルト２１の幅方向両端部には、それぞれフランジ４２に設けられたガイド部４２ａが挿入されており、定着ベルト２１はガイド部４２ａによって回転可能に保持されている。ガイド部４２ａは、加圧ローラ側が切り欠かれた略円筒形状をしている。ガイド部４２ａは、定着ベルト２１の内径とほぼ同等の外径を有し、定着ベルト２１の両端から内側に所定量入り込む長さを有している。

図５に示すように、ガイド部４２ａは、加圧ローラ側が切り欠かれた略円筒形状をしているため、摺動シート２９の長手方向の両端部には、部材が接触しておらず、オープンになっている。経時に亘り、潤滑剤による潤滑効果を維持するため、摺動シート２９には、なるべく多くの潤滑剤を保持させておきたい。しかしながら、摺動シート２９に、多くの潤滑剤を保持させると、摺動シート２９が加圧ローラ２２により押圧される際にその長手方向の両端部から潤滑剤が漏れ出てしまうことがある。摺動シートの長手方向両端部から漏れ出た潤滑剤は、定着ベルト２１の摺動シートの長手方向端部よりも外側に付着する。そして、定着処理を繰り返す中で潤滑剤が定着ベルトの幅方向端部に移動し、定着ベルト２１とガイド部４２ａとの間から潤滑剤が漏れる。その結果、経時の使用で、摺動シート２９に含浸される潤滑剤が徐々に減っていき、最終的には枯渇してしまう。従って、摺動シート２９に多くの潤滑剤を保持しても、経時に亘り潤滑剤の効果を維持することができなかった。そこで、本実施形態では、摺動シート２９の長手方向両端からの潤滑剤が漏れ出すのを抑制し、かつ、経時に亘り潤滑剤の効果を維持することができるようにした。以下に、図面を用いて説明する。

図６は、本実施形態の特徴部について説明する図である。
図６に示すように、本実施形態においては、均熱部材４１とニップ形成部材２４との間に潤滑剤を含浸する潤滑剤供給部材４３を設け、均熱部材４１に潤滑剤供給部材４３と摺動シート２９との間を潤滑剤が移動するための連通穴などの穴部４１ａを有している。潤滑剤供給部材４３は、摺動シートよりも潤滑剤の保持力が高い材質で構成されている。潤滑剤供給部材４３の保持力は、潤滑剤を含浸させられる量で表すことができる。また、潤滑剤供給部材４３は、スポンジなどの潤滑剤を吸収しながらも圧力がかけられることにより、穴部４１ａに潤滑剤が漏れ出すことができる材質で構成している。

穴部４１ａは、均熱部材４１の長手方向全域に形成されている。穴部４１ａの大きさなどは、潤滑剤供給部材４３から摺動シートへ供給する潤滑剤量に応じて適宜設定すればよい。

摺動シート２９には、潤滑剤によりニップ形成部材２４と定着ベルト内周面との摩擦を低減させることができる潤滑剤量が摺動シート２９から定着ベルトに付着できる最小限の潤滑剤を摺動シート２９に保持させている。一方、潤滑剤供給部材４３には、摺動シート２９よりも多くの潤滑剤を保持している。

本実施形態においては、潤滑剤供給部材４３に保持された潤滑剤は、加圧ローラの加圧力により、穴部４１ａに漏れ出し、穴部４１ａに貯まっている。摺動シート２９内の潤滑剤が減少すると、均熱部材４１の穴部４１ａに貯まった潤滑剤が、摺動シート２９へ供給される。これにより、摺動シート２９に多くの潤滑剤を保持しておかなくても、経時に亘り、潤滑剤の効果を維持することができ、経時に亘りスムーズに定着ベルトを回転させることができる。また、摺動シート２９には、潤滑剤によりニップ形成部材２４と定着ベルト内周面との摩擦を低減させることができる潤滑剤量が摺動シート２９から定着ベルトに付着できる最小限の潤滑剤を摺動シート２９に保持しておけばよい。よって、加圧ローラ２２により摺動シート２９が押圧された際、摺動シート２９に含浸された潤滑剤が、摺動シート２９の長手方向端部から漏れ出すのを抑制することができる。

さらに、加圧ローラ２２により摺動シート２９が押圧された際、摺動シート２９に含浸された潤滑剤を、穴部４１ａへ漏れ出させることができ、この穴部４１ａに漏れ出した潤滑剤を、潤滑剤供給部材４３に吸収させることができる。これにより、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのをより一層抑制することができる。

また、潤滑剤供給部材４３の潤滑剤保持力を、摺動シート２９よりも高くしている。これにより、潤滑剤供給部材４３に多くの潤滑剤を保持できる。また、潤滑剤の保持力が高いので、摺動シートよりも多くの潤滑剤を保持しても、潤滑剤保持部材に含浸された潤滑剤が、長手方向端部から漏れ出すのを抑制することができる。摺動シート２９の潤滑剤保持力を、潤滑剤供給部材４３よりも低くすることにより、潤滑剤が漏れ出しやすくなり、定着ベルト２１の内周面に良好に潤滑剤を付着させることができる。

また、潤滑剤供給部材４３と摺動シート２９との間に潤滑剤の吸収性の低い潤滑剤非吸収部材としての均熱部材４１を配置し、均熱部材４１の穴部４１ａから潤滑剤を供給する構成とした。これにより、潤滑剤供給部材４３から多くの潤滑剤が摺動シート２９へ供給されるのを抑制することができる。また、穴部４１ａのサイズ、形状、配置などによって、容易に潤滑剤供給部材４３から摺動シート２９への潤滑剤の供給をコントロールすることができる。

また、穴部４１ａのサイズ、形状、配置などは、潤滑剤の粘度などの潤滑剤の特性を考慮して、適宜設定するのが好ましい。

次に、変形例について説明する。

［変形例１］
図７は、変形例１について説明する図である。図７（ａ）、要部分解斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡの部分の概略断面図
この変形例１は、図７（ｂ）に示すように、潤滑剤供給部材の長手方向中央部の厚みを、端部に比べて厚くしたものである。また、ニップ形成部材２４の潤滑剤供給部材側の面は、潤滑剤供給部材の厚みに応じて、中央側が凹んだ凹面となっている。

このように、潤滑剤供給部材４３の長手方向中央部の厚みを厚くすることで、長手方向端部に比べて、多くの潤滑剤を保持することができる。これにより、潤滑剤供給部材４３の長手方向中央部から均熱部材４１の穴部４１ａを通って摺動シートに供給される潤滑剤量を、両端部よりも多くすることができる。その結果、摺動シートの長手方向端部側に多くの潤滑剤が保持されるのを抑制することができ、摺動シートの長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。

［変形例２］
図８は、変形例２について説明する図である。
この変形例２においては、均熱部材４１の穴部４１ａを、通紙方向下流側に配置したものである。
摺動シート内の潤滑剤は、定着ベルト２１の移動に伴い、ニップ部における定着ベルトの移動方向上流側から下流側へと移動する。よって、均熱部材４１の穴部４１ａを、ニップ部における定着ベルトの移動方向上流側に配置することで、潤滑剤供給部材４３から摺動シート２９に供給された潤滑剤は、定着ベルトの表面移動に伴い定着ベルトの移動方向下流側へ移動し、摺動シート２９に満遍なく潤滑剤を供給することができる。

［変形例３］
図９は、変形例３について説明する図である。
この変形例３においては、均熱部材４１の長手方向中央部の穴部４１ａの開口面積を、端部の開口面積よりも大きくしたものである。具体的には、穴部４１ａを、通紙方向上流側に向けて凸となる凸形状としたものである。このように、長手方向中央部の開口面積を大きくすることで、主に長手方向中央部で、摺動シートへの潤滑剤供給が行われるようになり、摺動シート２９の長手方向端部側に多くの潤滑剤が保持されるのを抑制することができる。よって、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。
穴部４１ａの端部側の開口面積や中央部の開口面積は、粘度などの潤滑剤の特性、摺動シート２９に端部に保持させたい潤滑剤量に基づいて、適宜決めればよい。

［変形例４］
図１０は、変形例４について説明する図である。
この変形例４においては、均熱部材４１の長手方向中央部にのみ穴部４１ａを設けたものである。これにより、長手方向中央部のみから摺動シート２９ヘ潤滑剤が供給される。これにより、摺動シート２９の長手方向端部側に多くの潤滑剤が保持されるのをより一層抑制することができ、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのをより一層抑制することができる。なお、摺動シート２９の長手方向中央部に供給された潤滑剤は、毛細管現象や、加圧ローラ２２の加圧力により、長手方向端部側へ移動する。よって、均熱部材４１の長手方向中央部にのみ穴部４１ａを設けた構成でも、摺動シート２９の長手方向端部付近にも、必要最小限の潤滑剤を保持することができる。

均熱部材４１の穴部４１ａの長さや大きさは、粘度などの潤滑剤の特性や、摺動シート２９ａに保持させたい潤滑剤量に基づいて適宜決めればよい。

以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
回転可能な無端状の定着ベルト２１と、定着ベルト２１の内周側に配置されるニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４に対し定着ベルト２１を間に挟んで対向するように配置され、ニップ形成部材２４と定着ベルト２１を挟みこんでニップ部が形成されるように、定着ベルト２１をニップ形成部材側へ加圧する加圧ローラ２２など加圧部材と、前記定着ベルト２１と前記ニップ形成部材２４との間に潤滑剤を含浸する摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材とを備えた定着装置において、潤滑剤含浸部材と、ニップ形成部材２４との間に、前記潤滑剤含浸部材よりも前記潤滑剤の保持力が高い潤滑剤供給部材４３などの潤滑剤保持部材を設けた。
これによれば、摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材とニップ形成部材２４との間に、潤滑剤含浸部材よりも前記潤滑剤の保持力が高い潤滑剤供給部材４３などの潤滑剤保持部材を設けることで、潤滑剤含有部材に多くの潤滑剤を保持しておかなくても、潤滑剤保持部材に多くの潤滑剤を保持しておくことができる。これにより、潤滑剤含有部材に含有させる潤滑剤を、従来よりも少なくすることができ、潤滑剤含浸部材の定着ベルト幅方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。また、潤滑剤保持部材は、潤滑剤の保持力が高く、多少、多くの潤滑剤が保持されていても、潤滑剤保持部材の定着ベルト幅方向端部から潤滑剤が漏れ出しにくい。これにより、潤滑剤保持部材のベルト幅方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのも抑制することができる。
また、滑剤含浸部材に含まれるの潤滑剤の量が少なくなると、潤滑剤保持部材に保持された潤滑剤が、潤滑剤含有部材へ供給されることにより、経時に亘り、潤滑剤含浸部材と定着ベルトとの間に潤滑剤を介在させることができる。これにより、定着ベルトを円滑に回転させることができる。

（態様２）
（態様１）において、潤滑剤供給部材４３などの潤滑剤保持部材と、摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材との間に配置され、潤滑剤保持部材の潤滑剤を潤滑剤含浸部材へ供給するための穴部４１ａなどの連通穴を有し、前記潤滑剤含浸部材よりも潤滑剤の吸収性が低い均熱部材４１などの潤滑剤非吸収部材を備える。
これによれば、実施形態で説明したように、潤滑剤非吸収部材に設けた穴部４１ａなどの連通穴から潤滑剤保持部材の潤滑剤を潤滑剤含浸部材へ供給するようにすることで、連通穴のサイズ、形状、配置などにより、潤滑剤保持部材から潤滑剤含浸部材へ供給する潤滑剤量を容易にコントロールすることができる。これにより、潤滑剤含浸部材に多くの潤滑剤が供給されてしまうのを抑制することができ、加圧ローラなどの加圧部材の加圧力により、潤滑剤含浸部材の端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。また、加圧部材の加圧力で、潤滑剤保持部材や潤滑剤含浸部材から穴部４１ａに潤滑剤を漏れ出させることができる。これにより、潤滑剤保持部材や潤滑剤含浸部材の定着ベルトの幅方向端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。

（態様３）
（態様２）において、潤滑剤非吸収部材が、上記定着ベルトの幅方向の温度を均等にする均熱部材である。
これによれば、先の図３を用いて説明したように、定着ベルト２１の幅方向端部温度の上昇を抑制することができる。また、潤滑剤非吸収部材とは別に、均熱部材を設けた構成に比べて、部品点数を削減することができ、装置を安価にすることができる。

（態様４）
（態様３）において、均熱部材４１は、当該装置が通過可能な最小サイズの記録材が前記ニップ部を通過するときの非通紙領域全域に延在する。
これによれば、当該装置が通過可能な最小サイズの記録材が通過したとき、定着ベルトの非通紙領域の温度上昇を抑制することができる。

（態様５）
（態様２）乃至（態様４）いずれかにおいて、穴部４１ａなどの連通穴を、ニップ部における定着ベルトの移動方向上流側に設けた。
これによれば、変形例２で説明したように、摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材の上記移動方向上流側に、潤滑剤供給部材４３などの潤滑剤保持部材に保持された潤滑剤が供給される。潤滑剤含浸部材内の潤滑剤は、定着ベルトの表面移動に伴って、上記移動方向上流側から下流側へと移動する。よって、摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材の上記移動方向上流側に供給された潤滑剤を、摺動シート２９に満遍なく行きわたされることができる。

（態様６）
（態様２）乃至（態様５）いずれかにおいて、連通穴を、定着ベルトの幅方向中央部が、両端側よりも前記定着ベルトの移動方向下流側に突出した凸形状とした。
これによれば、変形例３で説明したように、定着ベルトの幅方向端部の開口を、中央部よりも小さくすることができ、潤滑剤含浸部材の上記幅方向端部に供給される潤滑量を、中央部よりも少なくすることができる。その結果、摺動シートの長手方向端部側に多くの潤滑剤が保持されるのを抑制することができ、摺動シートの長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。また、中央部の開口を大きくすることにより、所定の潤滑剤量を潤滑剤含有部材に供給することができる。

（態様７）
（態様２）乃至（態様６）いずれにおいて、穴部４１ａなどの連通穴を、均熱部材４１などの潤滑剤非吸収部材の定着ベルト幅方向中央部のみに設けた。
これによれば、変形例４で説明したように、定着ベルトの幅方向中央部のみから潤滑剤含浸部材ヘ潤滑剤が供給される。これにより、潤滑剤含浸部材の前記幅方向の端部側に多くの潤滑剤が保持されるのを抑制することができ、潤滑剤含浸部材の前記幅方向の端部から潤滑剤が漏れ出すのをより一層抑制することができる。

（態様８）
（態様１）乃至（態様７）いずれかにおいて、潤滑剤供給部材４３などの潤滑剤保持部材の定着ベルト幅方向中央部の厚みを、両端部よりも厚くした。
これによれば、変形例２で説明したように、潤滑剤保持部材の定着ベルト幅方向中央部に保持される潤滑剤量を端部よりも多くすることができる。これにより、潤滑剤含浸部材の上記幅方向中央部に供給される潤滑量を、端部よりも多くすることができる。その結果、摺動シートの長手方向端部側に多くの潤滑剤が保持されるのを抑制することができ、摺動シートの長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。

（態様９）
感光体５などの像担持体と、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段（本実施形態では、帯電装置６、露光装置９、現像装置７などで構成）と、トナー像を前記像担持体上から用紙Ｐなどの記録材上に転写する転写装置３などの転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着装置２０などの定着手段とを備えた画像形成装置において、定着手段として、（態様１）乃至（態様８）いずれかに記載の定着装置を用いる。
これによれば、経時に亘り定着不良や紙しわ等の不具合の発生を抑制することができる。

１：画像形成装置
３：転写装置
５：感光体
６：帯電装置
７：現像装置
９：露光装置
２０：定着装置
２１：定着ベルト
２２：加圧ローラ
２３：ハロゲンヒータ
２４：ニップ形成部材
２５：ステー
２６：反射部材
２７：温度センサ
２８：分離板
２９：摺動シート
４１：均熱部材
４１ａ：穴部
４２：フランジ
４２ａ ガイド部
４３：オイル供給部材

特開２０１４−１７８５２０号公報

Claims (7)

1. 回転可能な無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内周側に配置されるニップ形成部材と、
   前記ニップ形成部材に対し前記定着ベルトを間に挟んで対向するように配置され、前記ニップ形成部材と前記定着ベルトを挟みこんでニップ部が形成されるように、前記定着ベルトを前記ニップ形成部材側へ加圧する加圧部材と、
   前記定着ベルトと前記ニップ形成部材との間に潤滑剤を含浸する潤滑剤含浸部材とを備えた定着装置において、
   前記潤滑剤含浸部材と、
   前記ニップ形成部材との間に、前記潤滑剤含浸部材よりも前記潤滑剤の保持力が高い潤滑剤保持部材と、
   前記潤滑剤保持部材と前記潤滑剤含浸部材との間に配置され、前記潤滑剤保持部材の潤滑剤を前記潤滑剤含浸部材へ供給するための連通穴を有し、前記潤滑剤含浸部材よりも潤滑剤の吸収性が低い潤滑剤非吸収部材とを備え、
   前記潤滑剤非吸収部材が、上記定着ベルトの幅方向の温度を均等にする均熱部材であることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記均熱部材は、当該装置が通過可能な最小サイズの記録材が前記ニップ部を通過するときの非通紙領域全域に延在することを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または２に記載の定着装置において、
   前記連通穴を、前記ニップ部における前記定着ベルトの移動方向上流側に設けたことを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の定着装置において、
   前記連通穴を、定着ベルトの幅方向中央部が、両端側よりも前記定着ベルトの移動方向下流側に突出した凸形状としたことを特徴とする定着装置。
5. 請求項１乃至４いずれかに記載の定着装置において、
   前記連通穴を、前記潤滑剤非吸収部材の定着ベルト幅方向中央部のみに設けたことを特徴とする定着装置。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載の定着装置において、
   前記潤滑剤保持部材の定着ベルト幅方向中央部の厚みを、両端部よりも厚くしたことを特徴とする定着装置。
7. 像担持体と、
   像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写する転写手段と、
   前記記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
   前記定着手段として、請求項１乃至６いずれかに記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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