JP2015069007A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ部材の摺接面からの潤滑剤の流出を抑制することができる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置１００のニップ板１３０が、定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する面に、用紙搬送方向において、定着ベルト１１０が摺接する範囲に相当する中央領域１３１Ａと、中央領域１３１Ａを挟んで用紙搬送方向の上流側および下流側の端縁からそれぞれ延在する上流側領域１３２Ａと下流側領域１３３Ａとを有し、上流側および下流側領域１３２Ａ，１３３Ａの少なくとも一方に、潤滑剤を保持しようとする保持力が中央領域１３１Ａよりも大きい保持部ＬＲが形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いる定着装置、および定着装置を備える画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置は、トナー等の現像剤像を担持可能に構成された像担持体と、像担持体に担持された現像剤像を記録シートに転写する転写部材と、記録シートに転写された現像剤像を熱定着する定着装置とを備えている。定着装置としては、無端状のベルト（定着フィルム）の内面側に配置したニップ部材と外面側に配置した回転体（加圧ローラ）とでベルトを挟持し、ベルトと回転体の間に現像剤像を担持した記録シートを挟んで搬送する過程で現像剤を加熱溶融して記録シートに定着させる方式が知られている。

この方式の定着装置において、ニップ部材とベルトとの間の摺動性を高めるために用いられる潤滑剤を均一に分散させるため、ニップ部材のベルトと摺接する面に流動案内溝を設ける構成が知られている（特許文献１）。

特開２００８−１４６９６４号公報

特許文献１の構成では、ニップ部材の摺接面に潤滑剤を均一に分散させることは可能となるが、摺接面の外側に流出する潤滑剤に対する配慮はなされていない。潤滑剤は摺接面から流出すると、滑らかなニップ部材の表面を伝ってニップ部材の裏側に回り込み、装置内部を汚染するおそれがある。また、そのような流出による潤滑剤の減少は、ベルトの摺動性を低下させ、ベルトの駆動トルク上昇やスリップのリスクを高めるとともに、装置の劣化を早める可能性もある。

本願の発明者は、ニップ部材の摺接面から記録シート搬送方向外側への潤滑剤流出抑制という課題に着目し、鋭意研究を重ねる中で本発明を着想するに至った。

本発明の一態様において、内面と外面とを有するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側において延びるニップ部材と、前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むとともに前記エンドレスベルトとの間で記録シートを搬送方向へ搬送するように構成された回転体とを備える定着装置を提供する。前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面は、前記搬送方向において、前記エンドレスベルトが潤滑剤を介して接触する範囲に相当する中央領域と、前記中央領域の前記搬送方向の上流端から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた上流側領域と、前記中央領域の前記搬送方向の下流端から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた下流側領域とを有する。そして、前記上流側領域および前記下流側領域の少なくとも一方には、前記潤滑剤を保持しようとする保持力が前記中央領域よりも大きい保持部が形成されている。

このような構成によれば、ニップ部材の、エンドレスベルトの内面に対向する面における上流側および／または下流側のエンドレスベルトが接触しない領域において、溢出する潤滑剤の流出を抑制することができる。

前記保持部は、前記搬送方向の表面粗さが前記中央領域よりも大きい粗面部として構成することができる。

これによれば、ニップ部材の、エンドレスベルトの内面に対向する面における上流側および／または下流側のエンドレスベルトが接触しない領域に対し、記録シートの表面粗さを高くするだけで保持部を形成することができるので、保持部の形成が容易に実現可能である。

前記保持部は、例えば、前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面において、前記中央領域には被膜が設けられ、前記上流側および下流側領域の少なくとも一方には被膜が設けられていない構成とすることにより作出することができる。

これによれば、ニップ部材の作成において通常実施される成膜処理を選択的に実施する、もしくは、エンドレスベルトの内面に対向する側の面の全面に成膜した後に被膜を除去する等の工程により、保持部の形成が容易に実現可能である。

前記保持部は、前記搬送方向に直交する方向において、前記エンドレスベルトの幅に相当する範囲の全体にわたって形成されているとよい。ニップ部材のエンドレスベルトの内面に対向する面におけるエンドレスベルトが接触する領域（中央領域）の搬送方向下流側に押し出され、上流側で掻き取られる潤滑剤の流出を効果的に抑制できるからである。

前記保持部は、前記搬送方向に直交する方向の端縁が、前記エンドレスベルトの幅に相当する範囲の外側に位置するものとしてもよい。このように構成すると、エンドレスベルトの駆動中の幅方向への変位があっても確実に潤滑剤の流出を抑制できるとともに、エンドレスベルトの幅方向両端縁から溢出する潤滑剤の流出を抑制することができる。

なお、その場合、前記保持部は、前記ニップ部材の、前記搬送方向に直交する方向の両端縁から所定のマージンを残して形成してもよい。保持部を、例えば、記録シートの搬送方向に直交する方向にけがきで線を刻むことで形成するような形態において、エンドレスベルトの幅方向両端縁から外側に溢出する潤滑剤をけがき線に沿って内側へ引き戻すよう作用するものとすることができる。

前記保持部は、前記中央領域の前記記録シートの搬送方向の上流側または下流側の端縁から３ｍｍ以内の範囲に少なくとも一部が形成されているとよい。潤滑剤抑制部を、中央領域の直近３ｍｍ以内の範囲に設けることで、エンドレスベルトの駆動時のばたつき等により、摺動面から溢出した潤滑剤をエンドレスベルトで回収することが期待できる。

前記保持部は、前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面の一部を、けがき、やすりがけ、切削、成膜、被膜除去から選択された一ないし複数の方法により処理することで形成することができる。これらの方法を採用することで、保持部を簡易かつ低コストで容易に実現することができる。

本発明の諸実施形態は、エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に対向するニップ部材とを備える定着装置であって、前記ニップ部材は、前記エンドレスベルトの内面に対向する面であって、前記エンドレスベルトと潤滑剤を介して接触する第１領域と、前記第１領域から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた第２領域とを有し、前記第２領域は、前記潤滑剤を保持しようとする保持力が前記中央領域よりも大きい保持部を有することを特徴とするものとすることができる。第２領域が保持部を有するものであるため、ニップ部材の、エンドレスベルトの内面に対向する面におけるエンドレスベルトが接触しない領域において、溢出する潤滑剤の流出を抑制することができる。

本発明は、現像剤像を担持可能に構成された像担持体と、前記像担持体に担持された現像剤像を記録シートに転写する転写部材と、前記定着装置とを備えた画像形成装置において実装することができる。定着装置の優れた特徴により、画像形成装置の定着性能の劣化防止や、潤滑剤による装置内の汚染の低減、ひいては装置の長寿命化が可能となる。

前記画像形成装置においては、前記ニップ部材が、前記中央領域が上向きまたは斜め上向きの姿勢となるよう配置されている形態をとる場合に、本発明の顕著な効果が得られるかもしれない。中央領域が、下方を向く形態に比べ、重力の作用で潤滑剤が流出しやすく、潤滑剤が溢出すると定着装置の内部に落下することが懸念されるためである。

本発明によれば、ニップ部材の摺接面からの潤滑剤の流出を抑制することができる。

実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成を示す図である。 一実施形態に係る定着装置の構成を示す図である。 ニップ板の構成の一例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｃ）上流側端部の拡大断面図、（ｄ）下流側端部の拡大断面図である。 定着ベルトとニップ板の端部を拡大して上から見た平面図である。 ニップ板の構成の変形例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｃ）上流側端部の拡大断面図、（ｄ）下流側端部の拡大断面図である。 ニップ板の構成の他の変形例を示す図（ａ）、（ｂ）である。 加熱部材の変形例を示す（ａ）断面図および（ｂ）ニップ板の斜視図である。

次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、方向は、画像形成装置を使用するユーザを基準とする。具体的には、ユーザから見て手前側である図１の左側を「前」とし、ユーザから見て奥側である図１の右側を「後」とし、図１の紙面手前側を「右」、紙面奥側を「左」とする。また、図１の上下方向を「上下」とする。

まず、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、後述する感光体ドラム４１に形成されたトナー像（現像剤像）を用紙（記録シート）Ｓに転写することで記録シートの一例としての用紙Ｓに画像を形成する装置であり、筐体２と、給紙部３と、画像形成部４と、排紙部５とを主に備えている。

筐体２は、感光体ドラム４１などを支持する本体フレーム２１と、フロントカバー２２とを主に備えて構成されている。
本体フレーム２１は、前側面に後述する現像カートリッジ４４を着脱するための開口２１Ａを有している。

フロントカバー２２は、前側の開口２１Ａを覆うカバー（鎖線参照）であり、本体フレーム２１に対し下端部を中心に上端部が回動可能に支持され、実線で示す開いた状態において後述する給紙トレイ３１の一部を構成する。なお、筐体２は、鎖線で示す閉じた状態のフロントカバー２２の内側に配置され、下端部を中心に回動することで開口２１Ａを開閉する第２フロントカバー２４を備えている。これにより、フロントカバー２２が開かれて給紙トレイ３１の一部として使用されているときでも、第２フロントカバー２４によって筐体２内への塵埃の侵入を抑制することができる。

給紙部３は、画像形成部４に用紙Ｓを供給する構成であり、給紙トレイ３１と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１は、画像形成部４に供給するための用紙Ｓが載置されるトレイである。

給紙トレイ３１は、筐体２内の下部に設けられた押圧板３１Ａと、開いた状態のフロントカバー２２とにより用紙Ｓを載置するための台部が構成されている。押圧板３１Ａは、本体フレーム２１に対し前端部を中心に後端部が上下に回動可能に支持され、押上部材３１Ｂにより後端部が押し上げられるように構成されている。

給紙機構３３は、ピックアップローラ３３Ａや分離ローラ３３Ｂ、分離パッド３３Ｃなどを有し、筐体２内の下部の後寄りに配置されている。この給紙機構３３は、給紙トレイ３１に載置された用紙Ｓをピックアップローラ３３Ａにより送り出し、分離ローラ３３Ｂと分離パッド３３Ｃとの間で１枚ずつ分離して画像形成部４に供給するように構成されている。

画像形成部４は、給紙された用紙Ｓに画像を形成する構成であり、像担持体の一例としての感光体ドラム４１と、帯電ユニット４２と、露光ユニット４３と、現像カートリッジ４４と、転写部材の一例としての転写ローラ４５と、定着装置１００とを主に備えている。

感光体ドラム４１は、導電性を有する円筒状のドラム本体の外周面に感光層が形成された部材であり、筐体２内の上下方向中央付近の後寄りに配置されている。この感光体ドラム４１は、図１の矢印で示す方向に回転可能に設けられ、露光により形成された静電潜像にトナー（現像剤）が供給されることで現像剤像の一例としてのトナー像が形成され、当該トナー像を担持可能に構成されている。

帯電ユニット４２は、コロナワイヤやグリッド電極などを有し、感光体ドラム４１の上方に対向して配置されている。この帯電ユニット４２は、帯電バイアスの印加により感光体ドラム４１の表面を一様に帯電するように構成されている。

露光ユニット４３は、感光体ドラム４１の回転軸方向である左右方向に配列された図示しない複数の明滅部（発光ダイオード素子）を有し、感光体ドラム４１の前斜め上方に対向して配置されている。この露光ユニット４３は、明滅部が画像データに基づいて明滅することで、帯電後の感光体ドラム４１の表面を露光可能に構成されている。

現像カートリッジ４４は、現像ローラ４４Ａや供給ローラ４４Ｂ、層厚規制ブレード４４Ｃ、トナーを収容するトナー収容部４４Ｄなどを有し、感光体ドラム４１の前斜め下方に対向して配置されている。この現像カートリッジ４４は、露光により形成された感光体ドラム４１上の静電潜像にトナーを供給して感光体ドラム４１上にトナー像を形成するように構成されている。なお、現像カートリッジ４４は、フロントカバー２２および第２フロントカバー２４を開くことで開口２１Ａを通して筐体２に対し着脱可能に構成され、これにより交換可能となっている。

転写ローラ４５は、金属製の軸や当該軸の周囲に設けられた弾性を有するローラ本体などを有し、感光体ドラム４１の後方に対向して配置されている。この転写ローラ４５は、転写バイアスの印加によりトナーを引き寄せることで感光体ドラム４１との間を通過する用紙Ｓにトナー像を転写するように構成されている。

定着装置１００は、加熱部材１０１や加圧ローラ１５０などを有し、筐体２内において感光体ドラム４１の上方に配置されている。この定着装置１００は、加熱部材１０１と加圧ローラ１５０との間を通過する用紙Ｓに転写されたトナー像を熱定着するように構成されている。定着装置１００の詳細な構成については、後述する。

排紙部５は、画像が形成された用紙Ｓを排出する構成であり、排紙ローラ５１と、排紙トレイ５２とを主に備えている。排紙ローラ５１は、定着装置１００から搬出される用紙Ｓを筐体２外に排出するためのローラであり、筐体２内の上部に配置されている。排紙トレイ５２は、筐体２外に排出された用紙Ｓを載置するためのトレイであり、本体フレーム２１の上面に形成されている。

このように構成されたレーザプリンタ１は、画像データを含む画像形成の指示が入力されると画像形成動作を実行する。具体的に、画像形成部４は、回転駆動する感光体ドラム４１の表面を帯電ユニット４２により帯電し、帯電後の感光体ドラム４１の表面を露光ユニット４３により露光して感光体ドラム４１上に画像データに基づく静電潜像を形成する。その後、画像形成部４は、現像カートリッジ４４により露光後の感光体ドラム４１にトナーを供給して静電潜像を可視像化し、感光体ドラム４１上にトナー像を形成する。

また、ここまでの適宜なタイミングにおいて、給紙部３は、給紙機構３３により給紙トレイ３１に載置された用紙Ｓを画像形成部４に供給する。そして、画像形成部４は、給紙部３から供給された用紙Ｓを感光体ドラム４１と転写ローラ４５との間で搬送することで、感光体ドラム４１が担持するトナー像を用紙Ｓに転写する。その後、画像形成部４は、定着装置１００により、用紙Ｓに転写されたトナー像を熱定着する。そして、排紙部５は、排紙ローラ５１によりトナー像が熱定着された用紙Ｓを筐体２外に排出し、排紙トレイ５２上に載置する。

＜定着装置の詳細構成＞
次に、定着装置１００の詳細な構成について説明する。
図２に示すように、定着装置１００は、加熱部材１０１と、回転体の一例としての加圧ローラ１５０とを備えている。

加熱部材１０１は、エンドレスベルトの一例としての定着ベルト１１０と、ヒータの一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、反射板１４０と、ステイ１６０と、ガイドフレーム２００とを備えている。

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状のベルトであり、図示時計回りに回転する加圧ローラ１５０に接触して従動することで、加圧ローラ１５０との間で用紙Ｓを挟持する側（ニップ部）において下方から上斜め前方向に移動するように構成されている。定着ベルト１１０は、左右方向（幅方向）に延びる軸線の周りを回転するように構成され、ニップ板１３０に摺動する内面１１０Ａと、加圧ローラ１５０に対向する外面１１０Ｂとを有している。定着ベルト１１０は、ステンレス鋼等の金属から形成された金属素管を有している。また、定着ベルト１１０は、金属素管の表面を覆うゴム層を有していてもよく、ゴム層の表面を覆うフッ素コーティング等による非金属の易剥離性材料層をさらに有していてもよい。

ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０と別体であり、ニップ板１３０および定着ベルト１１０を加熱することで用紙Ｓ上のトナーを加熱する発熱体である。ハロゲンランプ１２０は、定着ベルト１１０の内側において定着ベルト１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。

ニップ板１３０は、左右方向に延びる長尺上の金属板であり、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などを折り曲げて形成されている。ニップ板１３０は、定着ベルト１１０の内面１１０Ａに摺接するよう配置され、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着ベルト１１０を介して用紙Ｓ上のトナーに伝達する。ニップ板１３０の構造については後述する。

反射板１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板１３０（ベース部１３１の内面）に向けて反射する部材であり、定着ベルト１１０の内側においてハロゲンランプ１２０を取り囲むように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。

このような反射板１４０によってハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に集めることで、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率良く利用することができ、ニップ板１３０および定着ベルト１１０を速やかに加熱することができる。

反射板１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板１４０は、湾曲形状（断面視略Ｕ形状）をなす反射部１４１と、反射部１４１の両端部で略垂直外側に屈曲し上下方向に延びるフランジ部１４２とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。

ステイ１６０は、用紙Ｓの搬送方向におけるニップ板１３０のベース部１３１の両端部を反射板１４０のフランジ部１４２を介して支持することでニップ板１３０の剛性を確保する部材であり、断面視Ｕ字形状に形成され、反射板１４０を覆うように配置されている。

ガイドフレーム２００は、定着装置１００の温度制御のためにニップ板１３０の温度を検出する温度センサ１７０等の部品を支持する部材であり、ステイ１６０に固定されている。温度センサ１７０は、ニップ板１３０の後述する温度検知タブ１３５に対向配置され、図示しない制御装置にニップ板１３０の各位置における検出温度信号を送出するよう構成されている。ガイドフレーム２００は、ニップ板１３０の上流側および下流側で定着ベルト１１０の内面１１０Ａと摺接するガイド２３０を有する。

加圧ローラ１５０は、加熱部材１０１のニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟むことで、その回転とともに定着ベルト１１０を駆動し、定着ベルト１１０との間で用紙Ｓを挟んで搬送方向へ搬送するよう構成されている。

＜ニップ板の構造＞
次に、ニップ板１３０の構造について詳細に説明する。
図２および図３に示すように、ニップ板１３０は、駆動時に定着ベルト１１０の内面１１０Ａに摺接するベース部１３１と、その搬送方向上流側および下流側の端縁からそれぞれ延在する上流側端部１３２および下流側端部１３３と、下流側端部１３３に沿って２箇所に形成された矩形突起状の温度検知タブ１３５とを主に有している。温度検知タブ１３５には、それぞれ温度センサ１７０が対向配置され、検出される各位置の温度が定着装置１００の制御に用いられる。ベース部１３１の定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する面１３１Ａが、駆動時の定着ベルト１１０の内面１１０Ａにフッ素系グリスなどの潤滑剤を介して接触する「中央領域」である。

ニップ板１３０は、ベース部１３１の用紙搬送方向上流側端縁および下流側端縁で屈曲している。図３（ｂ）に示すように、上流側端部１３２は、ベース部１３１の上流側端縁から上流側へ定着ベルト１１０の内面１１０Ａから離れる方向に延在する部分であり、同様に、下流側端部１３３は、ベース部１３１の下流側端縁から下流側へ定着ベルト１１０の内面１１０Ａから離れる方向に延在する部分である。換言すれば、上流側端部１３２の定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する側の面１３２Ａは、駆動中の定着ベルト１１０の内面１１０Ａから離間しており、下流側端部１３３の定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する側の面１３３Ａは、駆動中の定着ベルト１１０の内面１１０Ａから離間している。

上流側端部１３２および下流側端部１３３の、定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する側の面１３２Ａ、１３３Ａが、その少なくとも一方に、潤滑剤を保持しようとする保持力（付着力）が中央領域１３１Ａよりも大きい「保持部ＬＲ」が形成される「上流側領域」「下流側領域」である。

図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、本実施形態では、上流側領域１３２Ａおよび下流側領域１３３Ａに、それぞれ、けがきによる線ＬＳが２本刻まれており、潤滑剤を保持（その上流側および下流側への流出を抑制）するよう作用する。すなわち、上流側領域１３２Ａおよび下流側領域１３３Ａのけがき線ＬＳが形成された部分が保持部ＬＲを構成する。これにより、上流側領域１３２Ａおよび下流側端部１３３から溢出しようとする潤滑剤が定着装置１００の内部へ浸入することを抑制することができ、さらには、領域１３２Ａ，１３３Ａに滞留保持された潤滑剤の一部を、定着ベルト１１０のばたつきなどの際に定着ベルト１１０に回収させることもできる。

図３（ｃ）に示すように、下流側領域１３３Ａにおいては、保持部ＬＲとしてのけがき線ＬＳは、中央領域１３１Ａ（定着ベルト１１０の内面１１０Ａと接触する摺接部）から間隔Ｌ１おいた位置に設けられている。また、図３（ｄ）に示すように、上流側領域１３２Ａにおいては、けがき線ＬＳは、中央領域１３１Ａから、間隔Ｌ２をおいた位置に設けられている。間隔Ｌ１、Ｌ２は、溢出する潤滑剤の推定量等から適宜設定される。本実施形態では、溢出する潤滑剤の量は上流側の方が多くなる傾向があるので、Ｌ２＞Ｌ１としている。
例えば、間隔Ｌ１は、０．０〜０．５ｍｍであってもよく、０．５〜１．０ｍｍであってもよく、１．０〜２．０ｍｍであってもよい。また、間隔Ｌ２は、例えば、０．０ｍｍ〜１．０ｍｍであってもよく、１．０〜２．０ｍｍであってもよく、２．０〜３．０ｍｍであってもよい。

本実施形態では、この中央領域１３１Ａが、斜め上向きの姿勢となるよう、定着装置１００が配置されている。そのため、下流側端部１３３（下流側領域１３３Ａ）が斜め下向きに傾斜しており、中央領域１３１Ａが下方を向く形態に比べ、重力の作用で潤滑剤が流出しやすく、潤滑剤が溢出すると定着装置１００の内部に落下することが懸念されるが、下流側領域１３３Ａに形成したけがきによる線ＬＳにより定着装置１００の内部への潤滑剤の流入を抑制することができる。

なお、本実施形態において保持部ＬＲを構成するけがき線ＬＳは、定着ベルト１１０の幅に相当する範囲の全体にわたって途切れずに、その両端縁が、定着ベルト１１０の幅に相当する範囲を超えて外側に位置するように設けられている。

けがき線ＬＳが、用紙搬送方向に直交する方向において、定着ベルト１１０の幅に相当する範囲の全体にわたって形成されているので、定着ベルト１１０の幅方向全域にわたり万遍なく潤滑剤流出抑制効果を発揮させることができる。

なお、図４に示すように、本実施形態では、前記保持部ＬＲは、前記ニップ部材の、用紙搬送方向に直交する方向の両端縁から所定のマージンＭを残して形成されている。すなわち、けがき線ＬＳは、ニップ板１３０の端縁の手前まで（所定のマージンＭを残して）形成されており、ニップ板１３０の端縁に達してはいない。

これは、用紙搬送方向に直交する方向に伸びるけがき線ＬＳが、潤滑剤の用紙搬送方向への流動を抑制し保持するよう作用するとともに、定着ベルト１１０の幅方向両端縁に溢出する潤滑剤を定着ベルト１１０が摺動する内側へ導くよう作用するからである。また、定着ベルト１１０は、その回転駆動中に幅方向に若干の振れ（変位）を生じるが、けがき線ＬＳの幅方向延在範囲は、このような定着ベルト１１０の幅方向変位の範囲を完全にカバーするようにその端縁（マージンＭ）が設定される。すなわち、保持部ＬＲは、用紙搬送方向に直交する方向の端縁が、前記ベルトの幅に相当する範囲の外側に位置する範囲に形成されているので、定着ベルト１１０の幅方向の振れにかかわらず、効果的に潤滑剤流出抑制効果を発揮することができる。

なお、けがき線ＬＳは、潤滑剤を用紙搬送方向に流出するのを抑制するとともに、定着ベルト１１０の幅方向には均一に分散させるように作用する。本実施形態では、けがき線ＬＳ（保持部ＬＲ）は、ニップ板１３０の端縁に達していない（所定のマージンＭを残して形成されている）ので、ニップ板１３０の端縁からの用紙搬送方向への流出を抑制する構成ともなっている。

このように、本実施形態による定着装置１００では、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０は、定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する面が、用紙搬送方向において、定着ベルト１１０が潤滑剤を介して接触する範囲に相当する中央領域１３１Ａと、当該中央領域１３１Ａを挟んで、当該中央領域１３１Ａの用紙搬送方向の上流側および下流側の端縁からそれぞれ延在する上流側領域１３２Ａと下流側領域１３３Ａとを有し、上流側および下流側領域１３２Ａ、１３３Ａの少なくとも一方に、潤滑剤を保持しようとする保持力が中央領域１３１Ａよりも大きい保持部ＬＲが形成されているため、潤滑剤の流出による装置の汚染や潤滑剤の減少を抑制することができる。

また、保持部ＬＲは、けがきにより、用紙搬送方向の表面粗さ（例えば最大高さ）が中央領域１３１Ａよりも大きい粗面部として構成しているので、簡易な表面加工で実現することができる。保持部ＬＲの表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１の最大高さＲｚ）は、例えば、中央領域１３１ＡがＲｚ＝０．１０〜２．００μｍのとき、それよりも大きいＲｚ＝２．００〜５．００μｍの範囲で設定すればよい。また、中央領域１３１Ａの表面粗さをＲｚ＝２．００〜５．００μｍとし、保持部ＬＲの表面粗さを、それよりも大きいＲｚ＝５．００〜１０．０μｍの範囲としてもよい。あるいは、中央領域１３１Ａの表面粗さがＲｚ＝５．００〜１０．０μｍの場合、保持部ＬＲの表面粗さは、それよりも大きいＲｚ＝１０．０〜１００μｍの範囲としてもよい。

本実施形態では、保持部ＬＲを、２本のけがき線ＬＳにより構成したが、本発明はこの特定の形態に限定されない。例えば、けがき線は１本または３本以上でもよい。なお、けがきによる凹溝ではなく、畝状の突出部を形成することにより、最大高さＲｚを中央領域１３１よりも大きい保持部ＬＲを形成することもできる。
また、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、やすりがけや切削により形成した粗面部によっても、同様の効果が得られる。すなわち、用紙搬送方向の表面粗さが大きくなるように上流側領域１３２Ａおよび下流側領域１３３Ａの一部または全域を表面加工する（例えば、用紙搬送方向に垂直な方向にやすりがけ等を施す）ことにより、潤滑剤の流出を抑制することができる。

具体的には、定着ベルト１１０が摺接する中央領域１３１Ａの下流側端縁に近接した上流側領域１３２Ａおよび下流側領域１３３Ａの一部をその用紙搬送方向の表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が実質的に中央領域１３１Ａよりも大きい粗面部として構成することにより所望の効果が得られる保持部ＬＲとすることができる。保持部ＬＲの表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１の算術平均粗さＲａ）は、例えば、中央領域１３１ＡがＲａ＝０．０２〜０．２０μｍのとき、それよりも大きいＲａ＝０．２０〜０．５０μｍの範囲で設定すればよい。また、中央領域１３１Ａの表面粗さをＲａ＝０．２０〜０．５０μｍとし、保持部ＬＲの表面粗さを、それよりも大きいＲａ＝０．５０〜１．００μｍの範囲としてもよい。あるいは、中央領域１３１Ａの表面粗さがＲａ＝０．５０〜１．００μｍの場合、保持部ＬＲの表面粗さは、それよりも大きいＲａ＝１．００〜５．００μｍの範囲としてもよい。

図５（ｃ）に示すように、上流側領域１３２Ａにおいては、保持部ＬＲは、中央領域１３１Ａ（定着ベルト１１０の内面１１０Ａと接触する摺接部）から間隔Ｌ１おいた位置に設けられている。また、図５（ｄ）に示すように、下流側領域１３３Ａにおいては、保持部ＬＲは、中央領域１３１Ａから、間隔Ｌ２をおいた位置に設けられている。図３に示した実施形態と同様、間隔Ｌ１，Ｌ２は適宜決定される。

保持部ＬＲは、中央領域１３１Ａの用紙搬送方向の上流側または下流側の端縁から３ｍｍ以内の範囲に少なくとも一部を形成することで、潤滑剤の流出を抑制するだけでなく、定着ベルト１１０駆動時のばたつき等により摺動面から溢出した潤滑剤を定着ベルト１１０に回収させる（すなわち、保持部に保持されていた潤滑剤に定着ベルト１１０の内面１１０Ａが触れ、定着ベルト１１０の内面１１０Ａに潤滑剤を付着させて摺接面に戻す）ことができるため、より効果的に潤滑剤の流出を抑制することができる。

なお、保持部ＬＲを構成する粗面部は、上述のように、中央領域１３１Ａの端縁に近接した領域（直近）に形成することで、摺動面から溢出した潤滑剤のより効果的な回収が可能になるため好ましいが、例えば、その外側に連続して（あるいは不連続に）粗面部を形成することもできる。このような粗面部も、潤滑剤を保持しようとする保持力が摺接面よりも大きいため、潤滑剤の流出を抑制し定着装置１００の内部やレーザプリンタ１の他の部材への付着（汚染）を抑制することができる。

保持部ＬＲの形成方法は、けがきややすりがけや切削による粗面加工に限定されない。ニップ板１３０は、従来、その定着ベルト１１０の内面に対向する側の面を無電解ニッケルメッキ層や金属酸化膜やフッ素樹脂層で被覆することにより摺動性（平滑度）を向上させることが行われているが、このような成膜処理を所望の範囲（例えば、前記したような上流側領域１３２Ａや下流側領域１３３Ａの一部）のみ施さないことにより潤滑剤流出抑制効果を有する保持部とすることもできる。

図６（ａ）に、成膜処理の選択的な適用による保持部ＬＲの形成の一例を示す。ニップ板１３０の定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する側の面における、中央領域１３１Ａに相当する部分には、被膜Ｃが設けられているが、定着ベルト１１０の内面１１０Ａが接触しない範囲（下流側領域１３３Ａ）の一部には被膜Ｃが設けられていない。

あるいは、ニップ板１３０の定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する側の全面に従来同様の成膜処理を施した後で、所望の範囲の被膜Ｃを除去することにより、図６（ａ）に示すような保持部ＬＲを形成してもよい。

また、表面加工によりニップ板１３０の定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する側の面の表面粗さを所望の範囲のみ高くする方法以外に、被膜Ｃの種類を変えることにより表面の特性（粗さ等で計測可能な表面形状や潤滑剤に対する濡れ性等）を変えて、所望の範囲のみ潤滑剤を保持しようとする保持力を大きくして保持部ＬＲを形成することもできる。図６（ｂ）に示す例では、定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する面における中央領域１３１Ａに相当する部分の全体に被膜Ｃ１が、定着ベルト１１０の内面１１０Ａが接触しない下流側領域１３３Ａの全面には被膜Ｃ１よりも潤滑剤保持力が大きい被膜Ｃ２が設けられている。
例えば、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene：ＰＴＦＥ）を含むめっき処理を施す場合、Ｃ１よりもＣ２のＰＴＦＥ配合率を小さくすることで保持力を大きくすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

図３〜図５を参照して説明した実施形態において、保持部ＬＲは、上流側領域１３２Ａおよび下流側領域１３３Ａの両方に形成されている例を示したが、図６を参照して説明した実施形態のように、本発明の保持部ＬＲは、上流側領域１３２Ａまたは下流側領域１３３Ａのいずれか一方のみに形成されていればよい。また、保持部ＬＲを、上流側領域１３２Ａおよび／または下流側領域１３３Ａの全域に設けてもよいが、一部に設けてもよい。

前記実施形態では、ニップ部材としてニップ板１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば板状ではなく、ブロック状またはパッド状のニップ部材であってもよい。

また、上記実施形態において、ニップ部材の中央領域（摺接面）、上流側領域、下流側領域を有する（定着ベルト１１０の内面１１０Ａに対向する側の）面は、板状の部材（ニップ板１３０）を、用紙搬送方向上流側および下流側の端縁で折り曲げることで形成されるベース部１３１、上流側端部１３２、下流側端部１３３の面としてそれぞれ画成したが、本発明はこれに限定されない。

ニップ部材が例えばブロック状の部材である場合には、駆動中の定着ベルト１１０の内面１１０Ａから離間する面１３２Ａと、駆動中の定着ベルト１１０の内面１１０Ａから離間する面１３３Ａがそれぞれ摺動面（中央領域１３１Ａ）から延在する構成であれば、それらの面１３２Ａ、１３３Ａを、保持部ＬＲを形成する上流側領域、下流側領域とすることができる。

前記実施形態では、定着装置１００の熱源（ヒータ）として採用したハロゲンランプ１２０が、その輻射熱によってニップ板１３０を介して定着ベルト１１０を加熱することで用紙Ｓ上のトナーを加熱するよう構成したが、定着装置の熱源はこのような構成に限定されない。例えば、ベルトを直接／間接に加熱することができるものであれば、カーボンヒータやセラミックヒーターなどの発熱体や、ＩＨヒータのようなそれ自体は発熱しないが金属製のベルトやニップ板などを電磁誘導加熱方式により発熱させるものであってもよく、その種類や配置は適宜選択することができる。

定着装置１００の加熱部材１０１の構造についても、多様な変形が可能である。例えば、図７（ａ）に示す加熱部材３０１のように、ハロゲンランプ３２０とニップ板３３０の間に断熱性の樹脂部材３７０を介在させることで、ハロゲンランプ３２０からの輻射熱を直接または反射板３４０を介して（ニップ板３３０を介さずに）定着ベルト３１０に与える構成とすることができる。図７の形態で符号３６０は、ニップ板３３０や反射板３４０を支持するステイである。

このニップ板３３０においても、図７（ｂ）に示すように、駆動中の定着ベルト３１０の内面と接触しない上流側領域３３２Ａおよび下流側領域３３３Ａの少なくとも一方に保持部ＬＲ（潤滑剤を保持しようとする保持力が中央領域３３１Ａよりも大きい部分）を、上記したような、けがき、やすりがけ、切削、成膜、被膜除去等から選択された一ないし複数の方法により処理することで形成することができる（図７（ｂ）では、下流側領域３３３Ａのみに保持部を形成した例を示した）。

前記実施形態では、像担持体として感光体ドラム４１を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、像担持体は、感光体ドラムから転写されたトナー像を担持可能に構成された中間転写ドラムや中間転写ベルトなどであってもよい。

前記実施形態では、画像形成装置として定着装置１００がニップ板１３０の定着ベルト１１０の内面１１０Ａに摺接する面（中央領域１３１Ａ）が、上向きまたは斜め上向きの姿勢となるよう配置されていたが、本発明はこれに限定されない。ニップ部材が、ベルトの内面に対向する側の面が、用紙の搬送方向において、ベルトが潤滑剤を介して接触する範囲に相当する中央領域と、当該中央領域を挟んで、その用紙搬送方向上流側および下流側の端縁からそれぞれ延在する上流側領域と下流側領域とを有するものであれば、本発明の構成を採用することで、その上流側領域または下流側領域からの潤滑剤流出を抑制する作用を提供することができる。したがって、ニップ部材を、その中央領域が下向きまたは斜め下向きの姿勢となるよう配置した画像形成装置であっても本発明は好適に適用可能である。

本実施形態では、記録シートとして、厚紙、はがき、薄紙などを含む用紙Ｓを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

前記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、画像形成装置は、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。

１ レーザプリンタ
４１ 感光体ドラム
４５ 転写ローラ
１００ 定着装置
１１０ 定着ベルト
１１０Ａ 内面
１１０Ｂ 外面
１３０ ニップ板
１３１ ベース部
１３１Ａ 中央領域
１３２ 上流側端部
１３２Ａ 上流側領域
１３３ 下流側端部
１３３Ａ 下流側領域
ＬＲ 保持部
１０１ 加熱部材
１５０ 加圧ローラ
Ｓ 用紙

Claims (11)

1. 内面と外面とを有するエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトの内側において延びるニップ部材と、
   前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むとともに前記エンドレスベルトとの間で記録シートを搬送方向へ搬送するように構成された回転体とを備え、
   前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面は、前記搬送方向において、前記エンドレスベルトが潤滑剤を介して接触する範囲に相当する中央領域と、前記中央領域の前記搬送方向の上流端から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた上流側領域と、前記中央領域の前記搬送方向の下流端から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた下流側領域とを有し、
   前記上流側領域および前記下流側領域の少なくとも一方には、前記潤滑剤を保持しようとする保持力が前記中央領域よりも大きい保持部が形成されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記保持部は、前記搬送方向の表面粗さが前記中央領域よりも大きい粗面部であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面において、前記中央領域には被膜が設けられ、前記上流側領域および前記下流側領域の少なくとも一方には被膜が設けられていないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記保持部は、前記搬送方向に直交する方向において、前記エンドレスベルトの幅に相当する範囲の全体にわたって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記保持部は、前記搬送方向に直交する方向の端縁が、前記エンドレスベルトの幅に相当する範囲の外側に位置することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記保持部は、前記ニップ部材の、前記搬送方向に直交する方向の両端縁から所定のマージンを残して形成されていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記保持部は、前記中央領域の前記搬送方向の上流側または下流側の端縁から３ｍｍ以内の範囲に少なくとも一部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の定着装置。
8. 前記保持部は、前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面の一部を、けがき、やすりがけ、切削、成膜、被膜除去から選択された一ないし複数の方法により処理することで形成されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の定着装置。
9. 現像剤像を担持可能に構成された像担持体と、
   前記像担持体に担持された現像剤像を記録シートに転写する転写部材と、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の定着装置とを備えた画像形成装置。
10. 前記ニップ部材は、前記中央領域が上向きまたは斜め上向きの姿勢となるよう配置されていることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. エンドレスベルトと、
    前記エンドレスベルトの内面に対向するニップ部材と、を備え、
    前記ニップ部材は、前記エンドレスベルトの内面に対向する面であって、前記エンドレスベルトと潤滑剤を介して接触する第１領域と、前記第１領域から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた第２領域とを有し、
    前記第２領域は、前記潤滑剤を保持しようとする保持力が前記中央領域よりも大きい保持部を有することを特徴とする定着装置。

Images