JP2004109878A

JP2004109878A - 定着装置

Info

Publication number: JP2004109878A
Application number: JP2002275650A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kono; 河野　将行
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【解決課題】エンドレスベルトと押圧部材との間に介在されるシート状部材の両端部から潤滑剤が漏れるのを防止することができ、長期にわたって定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができ、エンドレスベルトと押圧部材との間の摺動抵抗が増加するのを防止できるとともに、エンドレスベルトと定着部材との間にスリップが生じたり、シートに付着して潤滑剤の染みが発生するのを防止することが可能な定着装置を提供することを課題とする。
【解決手段】シート状部材４０は、図１に示すように、少なくとも押圧部材３の長手方向の両端部に、潤滑剤の漏れを防止する潤滑剤漏れ防止部４１を備えるように構成して課題を解決した。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置において未定着画像を加熱加圧定着するのに用いられる定着装置に係り、特に、定着部材とエンドレスベルトとの間に形成されたニップ部に記録媒体を通過させる、所謂ベルトニップ方式の定着装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のベルトニップ方式の定着装置としては、例えば、加熱源を有する回転可能な加熱定着ロールと、この加熱定着ロールに圧接し且つ共に回転移動するエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に配設されて、前記エンドレスベルトを加熱定着ロールに向けて押圧して当骸エンドレスベルトと加熱定着ロールとの間にニップ部を形成する圧力パッドとを備え、このニップ部にシートを通過させることで、当該シート上の未定着トナー像を加熱加圧定着するように構成したものが知られている（特開平８−２６２９０３号公報参照）　。
【０００３】
ところで、上記ベルトニップ方式の定着装置の場合には、エンドレスベルトを圧力パッドによって加熱定着ロールの表面に圧接させるように構成されているため、エンドレスベルトと圧力パッドとの摺動抵抗が過大であると、エンドレスベルト駆動のためのトルクが増大し、エンドレスベルトを駆動させるための加熱定着ロールに働く応力つまり駆動トルクも大きくなるため、エンドレスベルトの磨滅、薄肉の加熱定着ロールコアのギア受け部に働く応力が大きくなり、ギアやコアの破損が引き起こされる懸念があった。また、このような態様にあっては、駆動モーターの負荷も大きくなり、より多くの電力が必要になる。
【０００４】
更に、加熱定着ロールによるエンドレスベルトの駆動力に比べて、エンドレスベルト及び圧力パッドの間の摩擦力が無視できないほど大きくなると、加熱定着ロールとエンドレスベルトとの間でスリップが生じ、このような条件下で未定着トナー像を保持したシートをニップ部に通すと、このスリップがシート上の未定着トナー像に画像のずれを引き起こすという問題点もあった。
【０００５】
そこで、本出願人は、上記の問題点を解決するため、特開平１０−２１３９８４号公報や特開平１０−２２８１９６号公報、あるいは特開平１１−４５０１８号公報等に開示された技術を、既に提案している。
【０００６】
上記特開平１０−２１３９８４号公報には、圧力パッドの表面をポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートで被覆するとともに、圧力パッドとエンドレスベルトとの間に、潤滑剤としてシリコーンオイルを介在させることにより、エンドレスベルトの滑りを良好にする技術が提案されている。
【０００７】
また、上記特開平１０−２２８１９６号公報には、圧力パッドとエンドレスベルトの間に潤滑剤を塗布する手段を備えるように構成した技術が提案されている。
【０００８】
さらに、上記特開平１１−４５０１８号公報には、同様に、圧力付与部材とエンドレスベルトの間に潤滑剤を塗布する部材を備えるように構成した技術が提案されている。
【０００９】
しかし、上記特開平１０−２１３９８４号公報や特開平１０−２２８１９６号公報、あるいは特開平１１−４５０１８号公報等に開示された技術の場合には、圧力パッドの表面をポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートで被覆するとともに、圧力パッドとエンドレスベルトとの間に、シリコーンオイル等の潤滑剤を塗布供給するように構成したものである。
【００１０】
ところが、本発明者らの検討によれば、ポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートは潤滑剤が含浸しないため、表面にシリコーンオイル等の潤滑剤が塗布された状態で存在するのみであるため、一部でも潤滑剤の塗布むらが生じると、その部分の摺動抵抗が大きくなり、当該ガラス繊維シートが摩擦によって部分的に削られることになる。したがって、上記ポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートが磨耗によって部分的に削られ磨耗粉がシリコーンオイル等の潤滑剤と混合されて粘度の高い物質となり、経時的にエンドレスベルトを駆動するためのトルクが増大し、上述したような加熱定着ロールとエンドレスベルトの間で生じるスリップに起因して、シート上の未定着トナー像に画像のずれが発生するという問題点が明らかになった。
【００１１】
また、上述したシリコーンオイルの一種である、変性シリコーンオイルは、塗布された物質の表面に強固な反応膜を形成することで、塗布むらの発生が抑えられ、結果、摺動抵抗が均一に維持されるのであるが、長時間の熱的環境下で熱劣化をきたし、変質してしまい、反応膜を形成しにくくなってしまうので、経時的にエンドレスベルトを駆動するためのトルクが増大し、上述したような加熱定着ロールとエンドレスベルトとの間で生じるスリップに起因して、シート上の未定着トナー像に画像のずれが発生するという間題点も明らかになった。
【００１２】
そこで、本出願人は、上記従来技術の問題点を解決し、潤滑剤を常に含浸した摺動部材にすることで摺動面に塗布むらが発生しにくく、経時的なエンドレスベルトの駆動トルクの増大を防止し、安定した走行性能を確保することにより、高品質の画像を安定して得ることが可能な定着装置について、既に提案している（特願２００２−１２５２５７号）。
【００１３】
この定着装置は、回転可能に配設される定着部材と、前記定着部材に回転可能に圧接配置され、前記定着部材との間に形成されるニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体が挟持されるエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側に固定配設され、前記定着部材側に向けて当該エンドレスベルトを押圧する押圧部材と、前記エンドレスベルトと押圧部材との間に介在されるシート状部材と、前記ニップ部を加熱する加熱源とを備えた定着装置において、前記シート状部材は、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層を備え、前記潤滑剤が変性シリコーンオイルであるように構成したものである。
【００１４】
また、上記定着装置は、前記シート状部材が、前記多孔質樹脂層の押圧部材側に潤滑剤の透過を防止する潤滑剤透過防止層を備えるようにした構成をも含んでいる。
【００１５】
【発明が解決しようとする謀題】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特願２００２−１２５２５７号に係る定着装置の場合には、エンドレスベルトと押圧部材との間にシート状部材を介在し、このシート状部材は、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層を備え、前記潤滑剤が変性シリコーンオイルであるように構成したものであるが、当該シート状部材は、多孔質樹脂層に潤滑剤を保持することができるものの、エンドレスベルトの長手方向の両端部に相当する部分がオープンになっている。そのため、多孔質樹脂層に潤滑剤を保持したシート状部材は、押圧部材によってエンドレスベルトを介して定着部材に圧接されると、その両端部から潤滑剤が浸み出てしまい、潤滑剤の枯渇が起きて、定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができず、エンドレスベルトと押圧部材との間の摺動抵抗が増加し、駆動トルクが早期に上昇するという問題点を有していた。
【００１６】
また、上記シート状部材の両端部から潤滑剤が浸み出てしまうと、当該潤滑剤がエンドレスベルトの表面側に回り、エンドレスベルトと定着部材との間にスリップが生じたり、これらエンドレスベルト定着部材とのニップ部に挿通されるシートに付着して、潤滑剤の染みが発生するという問題点を有していた。
【００１７】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、エンドレスベルトと押圧部材との間に介在されるシート状部材の両端部から潤滑剤が漏れるのを防止することができ、長期にわたって定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができ、エンドレスベルトと押圧部材との間の摺動抵抗が増加するのを防止できるとともに、エンドレスベルトと定着部材との間にスリップが生じたり、シートに付着して潤滑剤の染みが発生するのを防止することが可能な定着装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、図２に示すように、回転可能に配設される定着部材１と、前記定着部材１に回転可能に圧接配置され、前記定着部材１との間に形成されるニップ部Ｎに未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体Ｋが挟持されるエンドレスベルト２と、前記エンドレスベルト２の内側に固定配設され、前記定着部材１側に向けて当該エンドレスベルト２を押圧する押圧部材３と、前記エンドレスベルト２と押圧部材３との間に介在され、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層を備えたシート状部材４０と、前記ニップ部Ｎを加熱する加熱源Ｈとを備えた定着装置において、前記シート状部材４０は、図１に示すように、少なくとも押圧部材３の長手方向の両端部に、潤滑剤の漏れを防止する潤滑剤漏れ防止部４１を備えたことを特徴とする定着装置である。
【００１９】
また、請求項２に記載された発明は、前記潤滑剤漏れ防止部が、潤滑剤を弾く撥液加工部からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００２０】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記撥液加工部が、シート状部材の両端部にフッ素樹脂を塗布し、当該塗布されたフッ素樹脂を溶融し成膜して構成されていることを特徴とする請求項２記載の定着装置である。
【００２１】
又、請求項４に記載された発明は、前記潤滑剤漏れ防止部が、潤滑剤の浸透を防止する防潤加工部からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００２２】
更に、請求項５に記載された発明は、前記防潤加工部が、シート状部材の両端部を加熱条件下で圧着して構成されていることを特徴とする請求項４記載の定着装置である。
【００２３】
また、請求項６に記載された発明は、前記潤滑剤漏れ防止部が、前記押圧部材と定着部材とによって挟持されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００２４】
さらに、請求項７に記載された発明は、前記シート状部材が、前記多孔質樹脂層の押圧部材側に潤滑剤の透過を防止する潤滑剤透過防止層を備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００２５】
また更に、請求項８に記載された発明は、前記シート状部材の少なくとも押圧部材の長手方向の両端部に備えられる潤滑剤漏れ防止部は、当該シート状部材の押圧部材による全加圧長ａに対する潤滑剤漏れ防止部が設けられていないシート状部材の非加工長ｃの割合（ｃ／ａ）×１００％が、９０％以上に設定されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００２６】
このような技術的手段において、定着部材１は、回転可能に配設されるものであれば、ロール状、ベルト状等適宜選定して差し支えない。また、エンドレスベルト２は、図１に示すように非張架状態で支持されるものであってもよいし、例えば、複数のロールに掛け渡すなどして張架支持されるものであってもよい。
【００２７】
更に、加圧部材３は、固定配設されて前記定着部材１に向けて前記エンドレスベルト２を押圧するものであれば適宜選定して差し支えないが、定着時の熱による劣化を防止するという観点からすれば、耐熱性を具備するもので構成することが好ましい。
【００２８】
更にまた、加熱源Ｈは、ニップ部Ｎを加熱するものであれば、例えば、図２に示すように、定着部材１を内部加熱するタイプや、また定着部材１を外部加熱するタイプのように、定着部材１を介してニップ部Ｎを加熱するものは勿論のこと、エンドレスベルト２や加圧部材３を加熱することでニップ部Ｎを加熱するもの、あるいはベルト状の定着部材１自体が電磁誘導加熱等によって発熱するもの等、適宜選定して差し支えない。
【００２９】
また、潤滑剤については、酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルを用いることが望ましいが、エンドレスベルトと押圧部材との間に介在されるシート状部材として、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層４０ａと、当該多孔質樹脂層４０ａの押圧部材３側に配置された潤滑剤透過防止層４０ｂとからなるものを用いることにより、使用可能なシリコーンオイルの種類が広がることがわかっている。上記シート状部材と組み合わせることによって、アミノ変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルであるヒンダードアミンオイルなどが使用可能となるが、長期間の使用において、高い耐熱性を有し、熱的な劣化の少ないヒンダードアミンオイルを用いるのが、特に望ましい。
【００３０】
更に、潤滑剤としてシリコーンオイルを用いる態様にあっては、その粘度が常温で５０〜３０００ｃｓであることが好ましい。ここで、この下限値はシリコーンオイルの不必要な蒸発を防止するという観点に基づいて定められたものであり、一方、上限値はシリコーンオイルが摺動抵抗が大きくなる要因となってしまうのを防止する観点に基づいて定められたものである。
【００３１】
また、上記多孔質樹脂層４０ａは、多数の微細な孔を有する樹脂からなるものであって、例えば、樹脂を発泡させて多孔質化したものや、樹脂を一軸あるいは二軸方向に延伸して多孔質化したもの、あるいは焼結成型等が挙げられる。ここで、樹脂を一軸あるいは二軸方向に延伸して多孔質化した多孔質樹脂層４０ａを採用する態様にあっては、例えば、当該多孔質樹脂にて織られた繊維（　多孔質樹脂繊維織布）　や、前記多孔質樹脂繊維織布及び多孔質樹脂を薄膜化したもの（　多孔質樹脂フイルム）　を、従来公知の熱融着法、接着法を用いて積層したものとすることが好ましい。なお、多孔質樹脂層は、繊維自体が多孔質樹脂からなるものでなくとも、当該繊維を織ることによって、多孔質化された樹脂製の繊維織布から構成したものであっても良いが、上述したように、多孔質樹脂にて織られた繊維（　多孔質樹脂繊維織布）　などを用いることによって、繊維織布は勿論のこと、多孔質樹脂そのものが潤滑剤を含浸した状態で保持するため、より一層望まし　い。
【００３２】
そして、その材質については、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂等より適宜選定して差し支えないが、耐熱性、離型性、耐久性、耐摺動性等を考慮すると、多孔質化したＰＴＦＥ（　ポリテトラフルオロエチレン）　、ＰＦＡ（　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）　、ＦＥＰ（　テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）　を用いることが好ましい。また、潤滑剤透過防止層４０ｂは、耐熱性があり且つ潤滑剤を透過させない耐熱性樹脂フイルムや金属フイルム等から適宜選定して差し支えないが、コスト及び加工性、更には可撓性などを考慮するとＦＥＰ（　テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）　が好ましい。
【００３３】
更に、この発明においては、前記多孔質樹脂層４０ａに潤滑剤を保持させる必要があるが、この手法については、予め多孔質樹脂層４０ａに潤滑剤を含浸させるようにしてもよいし、また、外部より多孔質樹脂層４０ａ自体、又はエンドレスベルト２の内面に塗布し、当該エンドレスベルト２を介して多孔質樹脂部材に潤滑剤を供給するようにしてもよい。ここで、後者の態様においては、簡易且つ安定的に潤滑剤を供給するという観点からすれば、前記エンドレスベルト２の内周面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段５を具備させることが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
実施の形態１
図３及び図４はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す構成図である。
【００３６】
この実施の形態に係る定着装置１は、図３に示すように、定着部材としての加熱定着ロール１０と、薄膜状のエンドレスベルト２０と、加圧部材としての圧力パッド３０とを備えている。上記エンドレスベルト２０は、その内側に配置された圧力パッド３０により加熱定着ロール１０に押圧されており、加熱定着ロール１０とエンドレスベルト２０との間には、未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体としての記録シートＳが通過可能なニップ部Ｎが形成されている。なお、図３　中、６０は記録シートＳをニップ部Ｎへ案内するガイド板を、６１はニップ部Ｎを通過した記録シートＳを案内するガイド板を、６２は記録シートＳを剥離する剥離部材を、それぞれ示している。
【００３７】
上記加熱定着ロール１０は、図４に示すように、円筒状のコア１１と、このコア１１の表面に被覆された弾性体層１２と、この弾性体層１２の表面に被覆された離型層１３とを有しており、コア１１の内部には、加熱源１４が設けられている。
【００３８】
上記コア１１の材質としては、機械的強度に優れ、熱伝導性の良好な材質のものであれば、特に制限はないが、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ、鉄、銅、真鍮等の金属や合金等が挙げられる。
【００３９】
また、上記弾性体層１２の材質としては、当該弾性体層１２として公知の材質のものの中から適宜選択でき、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。そして、この弾性体層１２は、公知の手法によってコア１１の表面に形成され、その手法については、特に制限がなく、例えば、それ自体公知の注入成型法またはコーティング法等を採用することができる。
【００４０】
更に、上記離型層１３は、未定着トナー像Ｔのオフセットを好適に防止すると共に、安定した状態で定着装置１を稼動させるために設けられるものであって、その材質としては、耐熱性がありトナーに対し適度な離型性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が用いられる。
【００４１】
更にまた、上記加熱源１４としては、前記コア１１の内部に収容することができる形状、構造のものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、ハロゲンランプ等を用いることができる。この加熱源１４により加熱された加熱定着ロール１０の表面温度は、例えば、図３及び図４に示すように、当該加熱定着ロール１０の表面に接触するように配置された温度センサー１５で計測するようにし、図示しない制御手段によりその温度を一定に制御することができる。
【００４２】
上記温度センサー１５としては、特に制限はなく、例えば、サーミスタ、熱電対等が用いられる。また、制御手段としては、特に制限はなく、たとえば、温度コントローラー、コンピューターなどが用いられる。尚、符号１６は、加熱定着ロール１０を回転駆動するモーターである。
【００４３】
また、上記エンドレスベルト２０としては、その形状、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じてそれ自体公知のものの中から適宜選択して使用することができる。このエンドレスベルト２０の構造としては、単層構造であっても良いが、この実施の形態においては、図４に示すように、基材２１の表面に離型層としての樹脂被覆２２を形成したものが用いられる。
【００４４】
ここで、エンドレスベルト２０の基材２１の材質としては、例えば、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のポリマーや、ステンレス、ニッケル、銅等の金属が用いられる。
【００４５】
そして、上記樹脂被覆２２は、表面に付着するトナーの剥離性のよいものが好ましく、その材質としては、例えば、ＰＴＦＥ（　ポリテトラフルオロエチレン）　、ＰＦＡ（　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）　、ＦＥＰ（　テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合　体）　等のフッ素樹脂が用いられる。
【００４６】
更に、上記圧力パッド３０は、図４に示すように、断面略凹字状に形成された合成樹脂製等の支持体３１と、該支持体３１上に配置されたシリコーンゴムやフッ素ゴム等からなる弾性体３２とから構成されており、当該圧力パッド３０は、コイルスプリング等の付勢手段３３によって、加熱定着ロール１０の表面に圧接する方向に、所定の圧力（例えば、１〜２ｋｇ／ｃｍ^２）で付勢されている。
【００４７】
また、上記圧力パッド３０やコイルスプリング３３は、図４に示すように、金属製の圧接部材３４に支持されており、この圧接部材３４の長手方向の両端部には、エンドレスベルト２０がスムーズに回転するようにベルト走行ガイド３５が設けられている。
【００４８】
上記圧力パッド３０の形状、構造、大きさ等については特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができ、また、単一の部材からなる構造であってもよいし、本実施の形態のように異なる機能を有する複数の部材からなる構造であってもよい。
なお、図５及び図６は、圧力パッド３０の一例を示す全体斜視図及び分解斜視図である。
【００４９】
ところで、この実施の形態では、前記エンドレスベルト２の内周面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段５を備え、前記潤滑剤として酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルを用いるように構成されている。
【００５０】
また、この実施の形態では、シート状部材が、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層と、当該多孔質樹脂層の押圧部材側に配置された潤滑剤透過防止層とからなるように構成されている。
【００５１】
すなわち、上記保持部材３４には、図４に示すように、エンドレスベルト２０の内面に潤滑剤としてシリコーンオイルを供給する潤滑剤供給手段としてのオイル供給部材５０が配設されている。このオイル供給部材５０は、ベルト２０の内面に接触配置されるフェルト５１と、必要に応じてフェルト５１を保持する図示しないケースとを備えており、フェルト５１には、粘度５０〜３０００ｃｓの粘度を有するシリコーンオイル５２が含浸されている。このフェルト５１は、耐熱温度が１３０℃以上、好ましくは、２００℃以上の耐熱性が必要であり、材質としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等の不織布が好適である。また、ケースは、離型剤を透過、含浸しないもので、耐熱性が１３０℃以上であればよく、具体的には、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅等の金属や、ポリカーボネート、メラミン樹脂等の耐熱性樹脂を用いることができる。この実施の形態では、シリコーンオイル５２として、常温での粘度が３００ｃｓの酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイル（ヒンダードアミンオイル）が用いられる。
【００５２】
アミノ変性シリコーンオイルは、図７に示すように、アミノ基が塩基性を示すため、酸性物質が存在すると、加熱定着ロール１０の熱によって反応が促進され、中和によって粘度が増加したり、不溶物を発生させたりする。
【００５３】
そこで、アミノ変性シリコーンオイルに図８に示すような構造式の酸化防止剤を５００ｐｐｍ程度添加したヒンダードアミンオイルを用いることにより、図９に示すように、アミノ変性シリコーンオイル中のアミノ基が酸化されて活性ラジカルとなるＨを、酸化防止剤のアミンのベンゼン環でトラップ（共鳴）することにより、アミノ変性シリコーンオイルの中和による連鎖反応を抑制することができ、アミノ変性シリコーンオイルが中和によって粘度が増加したり、不溶物を発生させたりするのを抑制することができる。
【００５４】
また、上記ヒンダードアミンオイルが含浸されたフェルト５１は、エンドレスベルト２０の軸方向のほぼ全域に当接し、エンドレスベルト２０の回転に伴って、このエンドレスベルト２０の内周面全面にヒンダードアミンオイル５２を供給する。ヒンダードアミンオイル５２の供給量は、多い必要はなく、従って、フェルト５１のエンドレスベルト２０に対する当接圧力は小さく、微妙に接触する程度でよい。尚、ヒンダードアミンオイル５２を含浸させるフェルト５１については、多数の連続気孔を有し、定着温度における耐熱性を有すると共に適度の弾性率を有するものであればよく、スポンジ等であってもよい。
【００５５】
また、この実施の形態では、図４に示すように、エンドレスベルト２０と圧力パッド３０との間に、両者の摩擦を低減するためのシート状部材４０が介在されている。なお、図４では、図示の都合上、エンドレスベルト２０とシート状部材４０との間に、微小な隙間が空いているが、当該シート状部材４０は、圧力パッド３０の弾性体３２によって、エンドレスベルト２０と共に加熱定着ロール１０の表面に圧接されていることは勿論である。また、上記シート状部材４０の基端部（図３中、右側の端部）は、圧接部材３４に取り付けられている部材によって挟持されており、その先端部（図４中、左側の端部）は、ニップ部Ｎを通過した後、フリーとなっている。この摩擦低減用のシート状部材４０は、図１０に示すように、フッ素系の樹脂を延伸成型、焼結成型等することによって、潤滑剤を保持する微細な孔を多数有する多孔質樹脂層４０ａと、当該多孔質樹脂層４０ａの圧力パッド３０側に積層された、ＦＥＰ（　テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）　やポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ステンレス、ニッケル、銅、アルミ、ＰＥＴ等の薄いフィルムからなる潤滑剤透過防止層４０ｂと、前記多孔質樹脂層４０ａのエンドレスベルト２０側に積層されたフィルム層４０ｃとから構成されている。ここでは、シート状部材４０における多孔質樹脂層４０ａは、ジャパンゴアテックス製、品番＃８１８１を用いた。なお、シート状部材４０は、厚さとして、５０μｍ〜４ｍｍ、好ましくは８０μｍ〜５００μｍであり、厚さが５０μｍ未満では、十分な強度と潤滑剤保持性が得られず、厚さが４ｍｍを超えると、加熱定着ロールに対し十分な圧力を均一に与えられず、またニップ幅が均一に得られにくくなる。
【００５６】
なお、上記シート状部材４０は、圧接部材を支持する支持部材３４に一端が固定した状態で取り付けられているとともに、当該圧接部材３４の全表面をエンドレスベルト２０の移動方向に沿って覆うように配設されている。上記シート状部材４０の先端は、固定せずに自由状態のままであってもよく、又、支持部材３４に固定されていてもよく、あるいはシート状部材４０自体を筒状に形成して、圧接部材３０の全周を覆った状態で、当該圧接部材３０に一部を固定しても良い。
【００５７】
上記多孔質樹脂層４０ａとしては、例えば、ＰＴＦＥ（　ポリテトラフルオロエチレン）　樹脂を延伸成型、焼結成型して多孔質化した多孔質樹脂からなるものを用いてよいが、ここでは延伸成型したものを用いている。この多孔質樹脂層４０ａの形状としては、フイルム形状、織布形状、フィルム／織布貼り合せ形状など適宜選定して差し支えないが、この実施の形態では、図１０に示すように、多孔質樹脂にて形成された繊維が織られた繊維（　多孔質樹脂繊維織布）　からなるものが用いられている。また、この多孔質樹脂層４０ａの表裏には、潤滑剤透過防止層４０ｂと、フィルム層４０ｃとが貼り合せられており、フィルム層４０ｃをエンドレスベルト２０に対向させ、潤滑剤透過防止層４０ｂを圧力パッド３０に対向させるように配置している。なお、上記フィルム層４０ｃは、必ずしも設ける必要がないが、当該フィルム層４０ｃを表面に設けることによって、摩擦低減用のシート状部材４０表面の平滑性を向上させることができ、耐久性や、より一層摺動抵抗を低減することが可能となる。ただし、フィルム層４０ｃを設ける場合には、当該フィルム層４０ｃ自体が潤滑剤の透過性を有することは勿論であり、このフィルム層４０ｃは、結果として潤滑剤を透過するものであればよい。
【００５８】
ところで、この実施の形態では、前記シート状部材が、少なくとも押圧部材の長手方向の両端部に、潤滑剤の漏れを防止する潤滑剤漏れ防止部を備えるように構成されている。
【００５９】
また、この実施の形態では、前記潤滑剤漏れ防止部が、潤滑剤を弾く撥液加工部からなるように構成されており、具体的には、前記撥液加工部が、例えば、シート状部材の両端部にフッ素樹脂を塗布し、当該塗布されたフッ素樹脂を溶融して成膜して構成される。
【００６０】
すなわち、この実施の形態では、少なくともシート状部材４０の圧力パッド３０の長手方向の両端部に、図示の実施の形態では、図１に示すように、シート状部材４０の長手方向の両端部に、全幅にわたって潤滑剤漏れ防止部としての撥液加工部４１が設けられている。この撥液加工部４１は、シート状部材４０の長手方向の両端部に、ＦＥＰ（　テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）　等のフッ素樹脂を塗布し、当該フッ素樹脂を加熱等することにより溶融させて成膜することによって形成される。なお、フッ素樹脂としては、ＦＥＰに限定されないことは勿論である。なお、上記撥液加工部４１は、少なくとも押圧部材の長手方向の両端部に設けられていれば良いが、押圧部材としての圧力パッド３０の上流側及び下流側にわたって、当該シート状部材４０の全幅に設けるのが望ましい。
【００６１】
また、上記撥液加工部４１は、図１に示すように、シート状部材４０の長手方向の両端部に、所定の長さにわたって設けられ、加工部分としては、シートの圧力パッド３０による全加圧長をａ、シートの撥液加工部４１を設けない非加工長をｃとしたとき、（ｃ／ａ）×１００＝９０％以上となるように設定されてい　る。ただし、上記シートの全加圧長ａに対する撥液加工部４１を設けない非加工長ｃの割合は、必ずしも、９０％以上である必要はなく、９０％未満であっても良い。
【００６２】
本発明者らの実験によれば、シートの圧力パッド３０による全加圧長ａに対する撥液加工部４１を設けない非加工長ｃの割合は、１００％未満、つまり少しでも撥液加工部４１が圧力パッド３０によって加圧されているのが望ましいが、図１３に示すように、（ｃ／ａ）の割合が７０〜８０％程度に減少すると、初期的な動トルクが上昇するため、９０％以上あることが望ましく、更に９５％程度であることが望ましい。
【００６３】
なお、上記撥液加工部４１の両端縁は、エンドレスベルト２０の移動方向に沿って、必ずしも平行に形成する必要はなく、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、エンドレスベルト２０の移動方向下流側に向けて、両端縁の距離が滑らかに狭くなるように形成しても、あるいは両端縁の距離が段階状に狭くなるように形成しても良い。
【００６４】
以上の構成において、この実施の形態に係る定着装置では、次のようにして、エンドレスベルトと押圧部材との間に介在されるシート状部材の両端部から潤滑剤が漏れるのを防止することができ、長期にわたって定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができ、エンドレスベルトと押圧部材との間の摺動抵抗が増加するのを防止できるとともに、エンドレスベルトと定着部材との間にスリップが生じたり、シートに付着して潤滑剤の染みが発生するのを防止することができるようになっている。
【００６５】
すなわち、この実施の形態に係る定着装置では、図３及び図４に示すように、加熱定着ロール１０がモーター１６によって所定の回転速度で駆動されると、当該加熱定着ロール１０の回転に従動してエンドレスベルト２０も回転する。このとき、加熱定着ロール１０とエンドレスベルト２０との間に形成されたニップ部Ｎの入口に、未定着トナー像Ｔを保持する記録シートＳが存在すると、該記録シートＳが前記ニップ部Ｎに取り込まれ、ニップ部Ｎを通過する。ニップ部Ｎにおいては、加熱定着ロール１０と、圧力パッド３０により加熱定着ロール１０側に押圧されたエンドレスベルト２０とによって前記記録シートＳが加圧され、また、加熱定着ロール１０によって該記録シートＳが加熱される。その結果、未定着トナー像Ｔが記録シートＳ上で加熱加圧定着される。
【００６６】
エンドレスベルト２０が回転していると、このエンドレスベルト２０の内周面には、フェルト５１によってヒンダードアミンオイル５２が塗布されている。そして、塗布されたヒンダードアミンオイル５２は、エンドレスベルト２０の回転に伴ってニップ部Ｎすなわちエンドレスベルト２０の内周面に圧力パッド３０によって接触する摩擦低減用のシート状部材４０に到達し、当該シート状部材４０によって保持され、エンドレスベルト２０の内面に徐々に供給される。
【００６７】
ここで、上記ヒンダードアミンオイル５２は、耐熱性を有しており、加熱定着ロール１０の熱によって加熱された場合でも、酸化防止剤によってアミンオイルが中和によって粘度が増加したり、不溶物を発生させたりするのが抑制される。そのため、定着装置１を長期間使用した場合でも、シリコーンオイルが劣化するのを防止することができ、経時的なエンドレスベルトの駆動トルクの増大を防止し、安定した走行性能を確保することにより、高品質の画像を安定して得ることが可能となっている。
【００６８】
また、上記シート状部材４０は、図１１に示すように、多孔質樹脂層４０ａを備えているため、当該シート状部材４０に保持されたヒンダードアミンオイル等のシリコーンオイル５２は、多孔質樹脂層４０ａに含浸された状態で保持され、この多孔質樹脂層４０ａから徐々にシート状部材４０の表面に浸み出して、このシート状部材４０の表面には、常時ある程度の量のシリコーンオイル５２が均一に塗布された状態となっている。
【００６９】
さらに、上記シート状部材の長手方向の両端部には、図１に示すように、撥液加工部４１が設けられているため、当該シート状部材４０の多孔質樹脂層４０ａに含浸されたシリコーンオイル５２は、撥液加工部４１によって弾かれて、シート状部材の長手方向の両端部から浸み出ることがない。そのため、シート状部材４０に保持されたヒンダードアミンオイル等のシリコーンオイル５２は、多孔質樹脂層４０ａに含浸された状態で保持され、この多孔質樹脂層４０ａから徐々にシート状部材４０の表面に浸み出して、エンドレスベルト２０の内面に供給され、長期にわたって加熱定着ロール１０の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができ、エンドレスベルト２０と圧力パッド３０との間の摺動抵抗が増加するのを防止できるとともに、エンドレスベルト２０と加熱定着ロール１０との間にスリップが生じたり、シートに付着して潤滑剤の染みが発生するのを防止することができるようになっている。
【００７０】
実施の形態２
この実施の形態２では、前記潤滑剤漏れ防止部が、潤滑剤の浸透を防止する防潤加工部からなるように構成されており、具体的には、この防潤加工部が、シート状部材の両端部を加熱条件下で圧着して構成されている。
【００７１】
すなわち、この実施の形態２では、シート状部材４０の押圧部材の長手方向の両端部が、３５０℃の加熱ロールとニップロールの間に１．８ＭＰａの圧力をかけ、２．５ｍ／ｍｉｎのスピードで通すことにより、当該シート状部材４０の多孔質樹脂層４０ａと、潤滑剤透過防止層４０ｂと、フィルム層４０ｃとが互いに圧着されており、潤滑剤がシート状部材４０の両端部に浸透するのを防止するように構成されている。なお、上記シート状部材４０の両端部を圧着する際の温度や圧力は、上記の値に限定されるものではなく、潤滑剤の浸透を防止するように適宜設定される。
【００７２】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７３】
実施の形態３
図１２はこの発明の実施の形態３を示すものであり、この実施の形態では、エンドレスベルト２０として複数のロールによって張架されたものが用いられている。
【００７４】
図１２において、７１は加熱源を有する定着部材としての加熱定着ロールを示すものであり、この加熱定着ロール７１は、図示しない駆動源により矢印方向に沿って所定の回転速度で駆動されるようになっている。上記加熱定着ロール７１としては、金属製コア７２を備えており、この金属製コア７２としては、例えば、アルミニウムやステンレス等からなるものが用いられる。上記金属製コア７２の表面には、弾性体層７３としてシリコンゴムが被覆されているとともに、この弾性体層７３の表面には、さらにトップコート層７４がコーティングされており、このトップコート層７４の表面は、鏡面状態に近い状態に仕上げられている。なお、金属製コア７２としては、アルミニウムやステンレス等以外にも熱伝導率の高い金属からなるものを使用することができ、トップコート層７４としては、耐熱性の高い材料であれば、任意のものを使用することができる。
【００７５】
また、上記金属製コア７２の内部には、加熱源としてのハロゲンランプ７５が配設されており、加熱定着ロール７１は、このハロゲンランプ７５によって表面温度が所定の温度となるよう内部から加熱されるようになっている。上記加熱定着ロール７１の表面温度は、当該加熱定着ロール７１の中央部表面に接触する温度センサー７６によって検出され、加熱定着ロール７１の表面温度が例えば１７５℃となるように、図示しない温度コントローラーによって制御されるように構成されている。
【００７６】
さらに、上記加熱定着ロール７１の表面には、例えば、離型剤としてジメチルシリコンオイルが、離型剤供給装置７７によって均一に供給されている。
【００７７】
また、上記加熱定着ロール７１の下方には、無端ベルト状の加圧部材としてエンドレスベルト７８を備えたベルトモジュール７９が、所定幅のニップ部Ｎにおいて圧接するように配置されている。このベルトモジュール７９は、エンドレスベルト７８と、このエンドレスベルト７８を張架する３本のロール８０、８１、８２とから主に構成されている。
【００７８】
上記ロール８０とロール８１との間には、エンドレスベルト７８を加熱定着ロール８１の表面に所定の圧力で押圧するための圧接部材８３が配置されている。また、ベルトニップ部Ｎの出口には、圧力ロール８０がベルト７８を介して所定の荷重で加熱定着ロール８１に圧接されている。
【００７９】
上記圧接部材８３は、図１２に示すように、ベースプレート８４と、当該ベースプレート８４の表面に単層又は複層に積層された弾性体層８５とから構成されており、図示しない付勢手段によって加熱定着ロール８１に向けて押圧されている。
【００８０】
また、上記エンドレスベルト７８の内面には、潤滑剤としてヒンダードアミンオイルが潤滑剤塗布部材８６によって塗布されている。
【００８１】
さらに、上記加熱定着ロール８１の表面には、当該加熱定着ロール８１の表面を清掃するためのクリーニング装置８７が配置されている。このクリーニング装置８７は、供給ロール８８によって清掃用のウエブ９１を供給するとともに、当該清掃用ウエブ９１を図示しないモーターによって回転駆動される巻取ロール８９により巻き取る間に、清掃用ウエブ９１を圧接ロール９０によって加熱定着ロール８１の表面に圧接することにより、加熱定着ロール８１の表面に付着したオフセットトナー等を除去するように構成されている。
【００８２】
なお、図１２中、９２は加熱定着ロール８１の表面を外部から加熱する外部加熱ロールを示している。
【００８３】
ところで、この実施の形態でも、エンドレスベルト７８と圧接部材８３との間に、摩擦低減用のシート状部材９３が介在されており、このシート状部材９３　が、潤滑剤を保持する多孔質樹脂層９３ａと、当該多孔質樹脂層９３ａの押圧部材側に積層された潤滑剤透過防止層９３ｂと、前記多孔質樹脂層９３ａのエンドレスベルト７８側に積層されたフィルム層９３ｃからなるように構成されている。上記シート状部材９３の構成は、前記実施の形態１と同様である。
【００８４】
なお、上記シート状部材９３は、圧接部材８３を支持する支持部材８４に一端が固定した状態で取り付けられているとともに、当該圧接部材８３の全表面をエンドレスベルト７８の移動方向に沿って覆うように配設されている。上記シート状部材９３の先端は、固定せずに自由状態のままであってもよく、又、支持部材８４に固定されていてもよく、あるいはシート状部材９３自体を筒状に形成して、圧接部材８４の全周を覆った状態で、当該圧接部材８４に一部を固定しても良い。図示例では、シート状部材９３が筒状に形成されている。
【００８５】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、エンドレスベルトと押圧部材との間に介在されるシート状部材の両端部から潤滑剤が漏れるのを防止することができ、長期にわたって定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができ、エンドレスベルトと押圧部材との間の摺動抵抗が増加するのを防止できるとともに、エンドレスベルトと定着部材との間にスリップが生じたり、シートに付着して潤滑剤の染みが発生するのを防止することが可能な定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明に係る定着装置のシート状部材を示す平面構成図である。
【図２】図２はこの発明に係る定着装置の概要を示す説明図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す構成図である。
【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す構成図である。
【図５】図５は圧力パッドを示す斜視図である。
【図６】図６は圧力パッドを示す分解斜視図である。
【図７】図７は離型剤を示す化学式である。
【図８】図８は離型剤を示す化学式である。
【図９】図９は離型剤の化学変化を示す化学式である。
【図１０】図１０はシート状部材の断面構成を示す説明図である。
【図１１】図１１はこの発明に係る定着装置のシート状部材を示す平面構成図である。
【図１２】図１２はこの発明の実施の形態３に係る定着装置を示す構成図である。
【図１３】図１３は実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１：定着装置、２：エンドレスベルト、３：加圧部材、４０：シート状部材、４１：潤滑材漏れ防止部、５：潤滑剤供給手段、Ｈ：加熱源、Ｎ：ニップ部、Ｔ：未定着トナー像、Ｋ：記録媒体。

Claims

回転可能に配設される定着部材と、前記定着部材に回転可能に圧接配置され、前記定着部材との間に形成されるニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体が挟持されるエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側に固定配設され、前記定着部材側に向けて当該エンドレスベルトを押圧する押圧部材と、前記エンドレスベルトと押圧部材との間に介在され、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層を備えたシート状部材と、前記ニップ部を加熱する加熱源とを備えた定着装置において、
前記シート状部材は、少なくとも押圧部材の長手方向の両端部に、潤滑剤の漏れを防止する潤滑剤漏れ防止部を備えたことを特徴とする定着装置。
前記潤滑剤漏れ防止部は、潤滑剤を弾く撥液加工部からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記撥液加工部は、シート状部材の両端部にフッ素樹脂を塗布し、当該塗布されたフッ素樹脂を溶融し成膜して構成されていることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
前記潤滑剤漏れ防止部は、潤滑剤の浸透を防止する防潤加工部からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記防潤加工部は、シート状部材の両端部を加熱条件下で圧着して構成されていることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
前記潤滑剤漏れ防止部は、前記押圧部材と定着部材とによって挟持されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記シート状部材は、前記多孔質樹脂層の押圧部材側に潤滑剤の透過を防止する潤滑剤透過防止層を備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記シート状部材の少なくとも押圧部材の長手方向の両端部に備えられる潤滑剤漏れ防止部は、当該シート状部材の押圧部材による全加圧長ａに対する潤滑剤漏れ防止部が設けられていないシート状部材の非加工長ｃの割合（ｃ／ａ）×１００％が、９０％以上に設定されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。