JP2004361580A - ベルト状部材の潤滑装置及びこれを用いた定着装置 - Google Patents
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Abstract
【解決課題】潤滑剤塗布部材の特性を適切に規定することによって、潤滑剤の塗布不足による定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなど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】回転自在に設けられるベルト状部材と、前記ベルト状部材の内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備えたベルト状部材の潤滑装置において、前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であるように構成して課題を解決した。
【選択図】 図１
【解決手段】回転自在に設けられるベルト状部材と、前記ベルト状部材の内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備えたベルト状部材の潤滑装置において、前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であるように構成して課題を解決した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるベルト状部材の潤滑装置及びこれを用いた定着装置に関し、特に、記録媒体上のトナー像を加熱定着する定着装置及び当該定着装置などに好適に使用されるベルト状部材の潤滑装置に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開平１１−４５０１８号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７９６８号公報
【０００３】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置としては、内部に加熱源を有する加熱ロールに定着ベルトを圧接し、これら加熱ロールと定着ベルト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用紙を通過させることにより、未定着トナー像を熱及び圧力によって記録用紙上に定着させるように構成したものがある。
【０００４】
かかる定着装置では、定着ベルトの内部に圧接部材を設けて、当該圧接部材によって定着ベルトを加熱ロールに圧接させるものであるため、定着ベルトと圧接部材との摩擦が過大であると、定着ベルトがスムーズに走行せず、定着不良や紙しわの原因となる。
【０００５】
そこで、上記定着装置では、定着ベルト内面の潤滑を目的として、当該定着ベルトの内面に液体潤滑剤を塗布するように構成したものが、特開平１１−４５０１８号公報等に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、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、上記特開平１１−４５０１８号公報に開示された定着装置の場合には、液体潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材の特性、例えば、塗布部材の密度や液体潤滑剤の含浸量などを規定しておらず、塗布部材の密度や、液体潤滑剤の含浸量、あるいは塗布部材によって定着ベルトに付与するテンションのバランスなどを適度に保持しないと、液体潤滑剤の塗布不足によって、定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなどを発生させてしまうという問題点を有していた。
【０００７】
また、液状潤滑剤の漏れ防止手段を設けた定着装置としては、例えば、特開２００２−３５７９６８号公報等に開示されたものがあるが、漏れ防止手段を設けた場合でも、液体潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材の特性が、適切に規定されていないと、液体潤滑剤の塗布不足によって、定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたりする問題点を解決することができない。
【０００８】
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、潤滑剤塗布部材の特性を適切に規定することによって、潤滑剤の塗布不足による定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなど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。
【０００９】
【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、回転自在に設けられるベルト状部材と、前記ベルト状部材の内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備えたベルト状部材の潤滑装置において、前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置である。
【００１０】
また、請求項２に記載された発明は、前記耐熱性フェルト部材に含浸する潤滑剤の量は、１〜３ｇであることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置である。
【００１１】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記耐熱性フェルト部材は、ベルト状部材の内面に接触し、且つ当該ベルト状部材にテンションを与える位置に配置されていることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置である。
【００１２】
又、請求項４に記載された発明は、前記耐熱性フェルト部材によってテンションが付与されたベルト状部材の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下であることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置である。
【００１３】
さらに、請求項５に記載された発明は、互いに圧接するように配設され、少なくとも一方がベルト状の部材からなる加熱部材及び加圧部材と、前記加熱部材及び加圧部材のうち、ベルト状に形成される部材の両端部を回転自在に支持するベルト支持部材と、前記ベルト状部材の内部に配設されて当該ベルト状部材を他方の部材の表面に圧接させる圧接部材と、前記ベルト状部材の内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備え、前記加熱部材及び加圧部材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を通過させることにより定着を行なう定着装置において、前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であることを特徴とする定着装置である。
【００１４】
【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。
【００１５】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
なお、このタンデム型のフルカラープリンタは、小型のフルカラープリンタとしての特徴を有するものであり、しかも、フルカラーの画像を高い生産性（例えば、Ａ４サイズで２４枚／分）でプリントすることが可能となっている。
【００１６】
図２において、０１はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであ り、このプリンタ本体０１の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ Ｄｅｖｉｃｅ ）０２と、このプリントヘッドデバイス０２の像担持体としての４つの感光体ドラム１１， １２， １３， １４に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ ）０３と、上記プリントヘッドデバイス０２の各色の現像装置４１， ４２， ４３， ４４に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋ と、上記プリントヘッドデバイス０２に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット０５と、上記プリントヘッドデバイス０２からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置７０と、この定着装置７０によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス０２の転写部へと搬送する両面用搬送経路０７と、プリンタ本体０１の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段０８と、プリンタの動作を制御するコントローラ０９と、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路１０とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレＴ は、プリンタ本体０１の上部に一体的に配置されている。
【００１７】
上記プリンタ本体０１の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ０３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのポリゴンミラーやｆ−θレンズ、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００１８】
図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００１９】
このプリントヘッドデバイス０２は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）１ １， １２， １３， １４ を有する画像形成ユニット１， ２， ３， ４と、これら感光体ドラム１ １，１２， １３， １４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）２１， ２２， ２ ３，２４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１， ３２， ３３， ３４を照射するＲＯＳ（露光装置）０３（図２参照）と、上記感光体ドラム１１， １２， １３， １４上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置４１， ４２， ４３， ４４と、上記４つの感光体ドラム１１， １２， １３， １４のうちの２つの感光体ドラム１１， １２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）５１及び他の２つの感光体ドラム１３， １４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール（転写部材）６０とで、その主要部が構成されている。
【００２０】
感光体ドラム１１， １２， １３， １４は、共通の接平面Ｍ を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１， １２， １３， １４軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１， １２， １３， １４と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２１】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路１０（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ０３に入力される。このＲＯＳ０３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１， ３２， ３３， ３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１， １２， １３， １４に照射される。
【００２２】
上記各感光体ドラム１１， １２， １３， １４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１， １２， １３， １４としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１１， １２， １３， １４は、例えば、１５１ｍｍ／ｓｅｃの回転速度（周速）で回転駆動される。なお、他の一次中間転写ドラム５１，５２ 及び二次中間転写ドラム５３も、同じく、１５１ｍｍ／ｓｅｃの回転速度（周速）で回転駆動される。上記感光体ドラム１１， １２， １３， １４の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール２１， ２２， ２３， ２４に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１１， １２， １３， １４の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００２３】
その後、感光体ドラム１１， １２， １３， １４の表面には、露光装置としてのＲＯＳ０３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光３１， ３２， ３３， ３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１， １２， １３， １４は、ＲＯＳ０３で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０ Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２４】
また、上記感光体ドラム１１， １２， １３， １４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１， ４２， ４３， ４４によって現像され、感光体ドラム１１， １２，１３， １４ 上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００２５】
この実施の形態では、現像装置４１， ４２， ４３， ４４として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００２６】
現像装置４１， ４２， ４３， ４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置４１， ４２， ４３， ４４には、図２に示すよう に、対応する色のトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋ からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０４ で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０１ の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０１ に現像剤を搬送するパドル４０３ によって、当該現像ロール４０１ の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２ によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ２ であり、また、このとき現像ロール４０１ 上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０ 〜３５μＣ／ｇ 程度である。
【００２７】
上記現像ロール４０１ 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１， １２， １３， １４と接触している。この現像ロール４０１ にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０１ 上のトナーを感光体ドラム１１， １ ２， １３， １４ 上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のＡＣ成分が４ ｋＨｚ、１．５ ｋＶｐｐで、ＤＣ成分が−２３０Ｖ程度に設定されている。
【００２８】
この実施の形態では、上記現像装置４１， ４２， ４３， ４４において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００２９】
次に、上記各感光体ドラム１１， １２， １３， １４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム１１， １２上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、感光体ドラム１３， １４上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上にも、感光体ドラム１３，１４ から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３０】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ 上に感光体ドラム１１，１２，１３，１４ からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００ Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−２０ 〜３５μＣ／ｇ の範囲内にあ り、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。
【００３１】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２は、例えば、外径が４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０８ Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０２ 〜１０３ Ω）が、厚さ０．１ 〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム５１， ５２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３ 〜１００ μｍの高離型層（Ｒ＝１０５ 〜１０９ Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されてい る。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０５ 〜１０９ Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３２】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に３次転写される。従っ て、二次中間転写ドラム５３上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３３】
この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度であ る。この表面電位は、感光体ドラム１１， １２， １３， １４から第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ と二次中間転写ドラム５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０ 〜３５μＣ／ｇ の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ と二次中間転写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望まし い。
【００３４】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム５３は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０１１Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０２ 〜１０３ Ω）が、厚さ０．１ 〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム５３の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３ 〜１００ μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値 は、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３５】
次に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール９０を通過し、二次中間転写ドラム５３と最終転写ロール６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置７０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３６】
ところで、この実施の形態に係る定着装置は、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの両端部を回転自在に支持するベルト支持部材と、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材と、前記定着ベルトの内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備え、前記加熱ロールと定着ベルト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を通過させることにより定着を行なう定着装置において、前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であるように構成されている。
【００３７】
また、この実施の形態では、前記耐熱性フェルト部材に含浸する潤滑剤の量 は、１〜３ｇであるように構成されている。
【００３８】
さらに、この実施の形態では、前記耐熱性フェルト部材は、ベルト状部材の内面に接触し、且つ当該ベルト状部材にテンションを与える位置に配置されてい る。
【００３９】
又、この実施の形態では、前記耐熱性フェルト部材によってテンションが付与されたベルト状部材の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下であるように構成されている。
【００４０】
図４はこの実施の形態に係る定着装置の外観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。なお、定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との間には、シート部材７１９ が介在されている。このシート部材７１９ の長さは、ニップヘッド部材７０９ とパッド部材７１０ の表面を覆える程度に設定されている。上記シート部材７１９ は、定着ベルト７０３ の内面と、ニップヘッド部材７０９ 及びパッド部材７１０ との摺動性を高める目的で配置されている。
【００４１】
この実施の形態に係る定着装置７０は、図５に示すように、内部に加熱源７０１ を有する加熱ロール７０２ と、無端のベルト状部材としての定着ベルト７０３ と、前記定着ベルト７０３ が回転自在となるように当該定着ベルト７０３ の両端を支持するベルト支持部材７０４ と、前記定着ベルト７０３ の内部に配設され、前記加熱ロール７０２ の表面に定着ベルト７０３ を圧接させる圧接部材７０５ と、前記定着ベルト７０３ の内面にオイル等の液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材としての耐熱性のフェルト部材７０６ とを備えるように構成されている。なお、図５中、７５０ は定着装置７０の出口ロールを示している。
【００４２】
上記加熱ロール７０２ は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール７０２ の内部には、加熱源として６５０Ｗのハロゲンランプ７０１ が配設されている。
【００４３】
また、上記定着ベルト７０３ は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が３０ｍｍ、肉厚が１１０μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。
【００４４】
さらに、上記ベルト支持部材７０４ は、図６に示すように、圧接部材７０５ に一体的に組み付けられるように構成されている。
【００４５】
この圧接部材７０５ は、図６及び図７に示すように、合成樹脂製のベルトハウジング７０７ と、当該ベルトハウジング７０７ に嵌合状態に装着される断面略コ字形状の金属製のベルトフレーム７０８ と、定着ベルト７０３ を加熱ロール７０２ に圧接させるためのニップヘッド部材７０９ と、当該ニップヘッド部材７０９ に装着されるパッド部材７１０ とから、主に構成されている。
【００４６】
また、上記ベルト支持部材７０４ は、図６及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８ の両端部に互いに平行に突設された嵌合部７０８ａに嵌合された状態で、ベルトハウジング７０７ の両端部に装着されるようになっている。
【００４７】
また、上記液状潤滑剤供給部材としての耐熱性のフェルト部材７０６ は、例え ば、ノーメックス（商品名）からなり、この耐熱性フェルト部材７０６ の密度は、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ に設定されている。上記耐熱性フェルト部材７０６ の密度が５５０ｇ／ｍ３ 未満である場合には、本発明者らの実験によれば、委当該フェルト部材７０６ の密度が低すぎて、オイルの保持能力が低く、比較的短い時間で、含浸されたオイルが多量に供給されてしまい、潤滑剤の漏れが発生したり、潤滑性を長期にわたって維持することができない。また、上記耐熱性フェルト部材７０６ の密度が７５０ｇ／ｍ３ を超えた場合には、本発明者らの実験によれば、当該フェルト部材７０６ の密度が高くすぎて、オイルの供給能力が不十分となり、定着ベルト７０３ や圧接部材７０５ の磨耗が促進される。
【００４８】
さらに、上記フェルト部材７０６ には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなる液状潤滑剤としてのオイルが、１〜３．０ｇの範囲内で含浸されており、例えば、１．５〜１．８ｇ程度含浸されている。
【００４９】
また、上記フェルト部材７０６ は、図５及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８ の背面側に接着等の手段によって固定した状態で取り付けられている。このフェルト部材７０６ は、図１に示すように、定着ベルト７０３ の内面に接触し、且つ当該定着ベルト７０３ にテンションを与える位置に配置されている。つまり、上記定着ベルト７０４ の両端部を回転自在に支持するベルトガイド部材７０４ は、変形前のフェルト部材７０６ を含んだ外周長が、定着ベルト７０３ の内周長よりも大きく設定されており、ベルトガイド部材７０４ の外周に定着ベルト７０３ を装着した状態 で、弾性変形したフェルト部材７０６ によって、定着ベルト７０３ にテンションを付与するように構成されている。
【００５０】
また、上記の如く耐熱性フェルト部材７０６ の密度を５５０〜７５０ｇ／ｍ３ に設定し、且つオイルの含浸量を１〜３．０ｇの範囲内に設定することにより、定着ベルト７０３ の内面にオイルが適度に塗布され、当該耐熱性フェルト部材７０６ によってテンションが付与された定着ベルト７０３ の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下となるように構成されている。
【００５１】
さらに、上記圧接部材７０５ は、図８に示すように、ベルトガイド部材７０４ を介して、アーム部材７１７ に取り付けられており、このアーム部材７１７ は、コイルスプリング７１８ によって圧接部材７０５ を加熱ロール７０２ に所定の圧力で圧接させるように構成されている。なお、図７及び図８中、７１９ は定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。
【００５２】
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、潤滑剤塗布部材の特性を適切に規定することによって、潤滑剤の塗布不足による定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなどが発生するのを防止することが可能となっている。
【００５３】
すなわち、この実施の形態に係る定着装置７０では、図５に示すように、内部に加熱源７０１ を有する加熱ロール７０２ と、無端ベルト状に形成された定着ベルト７０３ と、前記定着ベルト７０３ が回転自在となるように当該定着ベルト７０３ の両端を支持するベルト支持部材７０４ と、前記定着ベルト７０３ の内部に配設され、前記加熱ロール７０２ の表面に定着ベルト７０３ を圧接させる圧接部材７０５ と、前記定着ベルト７０３ の内面にオイルを供給するフェルト部材７０６ とを備え、前記加熱ロール７０２ と定着ベルト７０３ 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Ｐ を通過させることにより定着を行なうようになっている。なお、定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との間には、シート部材７１９ が介在されている。このシート部材７１９ の長さは、ニップヘッド部材７０９ とパッド部材７１０ の表面を覆える程度に設定されている。上記シート部材７１９ は、定着ベルト７０３ の内面と、ニップヘッド部材７０９ 及びパッド部材７１０ との摺動性を高める目的で配置されている。
【００５４】
その際、上記定着装置７０では、加熱ロール７０２ に定着ベルト７０３ を圧接部材７０５ によって圧接させており、定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との摩擦を低減するために、定着ベルト７０３ の内面にフェルト部材７０６ によってオイル７５０ を塗布するように構成されている。
【００５５】
そして、上記耐熱性フェルト部材７０６ の密度を５５０〜７５０ｇ／ｍ３ に設定し、且つオイルの含浸量を１〜３．０ｇの範囲内に設定することにより、定着ベルト７０３ の内面にオイルが適度に塗布され、当該耐熱性フェルト部材７０６ によってテンションが付与された定着ベルト７０３ の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下となるように構成されている。
【００５６】
そのため、上記定着装置７０では、潤滑剤の塗布不足による定着ベルト７０３ や圧接部材７０５ の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなどが発生するのを防止することが可能となっている。また、上記定着装置７０では、潤滑剤の潤滑作用によって、定着ベルト７０３ がスムースに走行するため、記録用紙Ｐ に紙しわ等が発生することがないのは勿論のこと、プリントスピードの向上や、圧接部材７０５ の荷重をアップさせることができ、高画質のカラー画像を高い生産性で定着することが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、潤滑剤塗布部材の特性を適切に規定することによって、潤滑剤の塗布不足による定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなど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はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す断面構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの画像形成部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に係る定着装置を示す外観斜視図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す外観斜視図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す分解斜視図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧機構を示す構成図である。
【符号の説明】
７０：定着装置、７０１：加熱源、７０２：加熱ロール、７０３：定着ベルト（ベルト状部材）、７０４：ベルト支持部材、７０６：フェルト部材。
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるベルト状部材の潤滑装置及びこれを用いた定着装置に関し、特に、記録媒体上のトナー像を加熱定着する定着装置及び当該定着装置などに好適に使用されるベルト状部材の潤滑装置に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開平１１−４５０１８号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７９６８号公報
【０００３】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置としては、内部に加熱源を有する加熱ロールに定着ベルトを圧接し、これら加熱ロールと定着ベルト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用紙を通過させることにより、未定着トナー像を熱及び圧力によって記録用紙上に定着させるように構成したものがある。
【０００４】
かかる定着装置では、定着ベルトの内部に圧接部材を設けて、当該圧接部材によって定着ベルトを加熱ロールに圧接させるものであるため、定着ベルトと圧接部材との摩擦が過大であると、定着ベルトがスムーズに走行せず、定着不良や紙しわの原因となる。
【０００５】
そこで、上記定着装置では、定着ベルト内面の潤滑を目的として、当該定着ベルトの内面に液体潤滑剤を塗布するように構成したものが、特開平１１−４５０１８号公報等に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、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、上記特開平１１−４５０１８号公報に開示された定着装置の場合には、液体潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材の特性、例えば、塗布部材の密度や液体潤滑剤の含浸量などを規定しておらず、塗布部材の密度や、液体潤滑剤の含浸量、あるいは塗布部材によって定着ベルトに付与するテンションのバランスなどを適度に保持しないと、液体潤滑剤の塗布不足によって、定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなどを発生させてしまうという問題点を有していた。
【０００７】
また、液状潤滑剤の漏れ防止手段を設けた定着装置としては、例えば、特開２００２−３５７９６８号公報等に開示されたものがあるが、漏れ防止手段を設けた場合でも、液体潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材の特性が、適切に規定されていないと、液体潤滑剤の塗布不足によって、定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたりする問題点を解決することができない。
【０００８】
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、潤滑剤塗布部材の特性を適切に規定することによって、潤滑剤の塗布不足による定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなど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。
【０００９】
【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、回転自在に設けられるベルト状部材と、前記ベルト状部材の内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備えたベルト状部材の潤滑装置において、前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置である。
【００１０】
また、請求項２に記載された発明は、前記耐熱性フェルト部材に含浸する潤滑剤の量は、１〜３ｇであることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置である。
【００１１】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記耐熱性フェルト部材は、ベルト状部材の内面に接触し、且つ当該ベルト状部材にテンションを与える位置に配置されていることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置である。
【００１２】
又、請求項４に記載された発明は、前記耐熱性フェルト部材によってテンションが付与されたベルト状部材の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下であることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置である。
【００１３】
さらに、請求項５に記載された発明は、互いに圧接するように配設され、少なくとも一方がベルト状の部材からなる加熱部材及び加圧部材と、前記加熱部材及び加圧部材のうち、ベルト状に形成される部材の両端部を回転自在に支持するベルト支持部材と、前記ベルト状部材の内部に配設されて当該ベルト状部材を他方の部材の表面に圧接させる圧接部材と、前記ベルト状部材の内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備え、前記加熱部材及び加圧部材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を通過させることにより定着を行なう定着装置において、前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であることを特徴とする定着装置である。
【００１４】
【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。
【００１５】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
なお、このタンデム型のフルカラープリンタは、小型のフルカラープリンタとしての特徴を有するものであり、しかも、フルカラーの画像を高い生産性（例えば、Ａ４サイズで２４枚／分）でプリントすることが可能となっている。
【００１６】
図２において、０１はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであ り、このプリンタ本体０１の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ Ｄｅｖｉｃｅ ）０２と、このプリントヘッドデバイス０２の像担持体としての４つの感光体ドラム１１， １２， １３， １４に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ ）０３と、上記プリントヘッドデバイス０２の各色の現像装置４１， ４２， ４３， ４４に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋ と、上記プリントヘッドデバイス０２に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット０５と、上記プリントヘッドデバイス０２からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置７０と、この定着装置７０によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス０２の転写部へと搬送する両面用搬送経路０７と、プリンタ本体０１の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段０８と、プリンタの動作を制御するコントローラ０９と、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路１０とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレＴ は、プリンタ本体０１の上部に一体的に配置されている。
【００１７】
上記プリンタ本体０１の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ０３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのポリゴンミラーやｆ−θレンズ、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００１８】
図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００１９】
このプリントヘッドデバイス０２は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）１ １， １２， １３， １４ を有する画像形成ユニット１， ２， ３， ４と、これら感光体ドラム１ １，１２， １３， １４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）２１， ２２， ２ ３，２４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１， ３２， ３３， ３４を照射するＲＯＳ（露光装置）０３（図２参照）と、上記感光体ドラム１１， １２， １３， １４上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置４１， ４２， ４３， ４４と、上記４つの感光体ドラム１１， １２， １３， １４のうちの２つの感光体ドラム１１， １２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）５１及び他の２つの感光体ドラム１３， １４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール（転写部材）６０とで、その主要部が構成されている。
【００２０】
感光体ドラム１１， １２， １３， １４は、共通の接平面Ｍ を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１， １２， １３， １４軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１， １２， １３， １４と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２１】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路１０（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ０３に入力される。このＲＯＳ０３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１， ３２， ３３， ３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１， １２， １３， １４に照射される。
【００２２】
上記各感光体ドラム１１， １２， １３， １４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１， １２， １３， １４としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１１， １２， １３， １４は、例えば、１５１ｍｍ／ｓｅｃの回転速度（周速）で回転駆動される。なお、他の一次中間転写ドラム５１，５２ 及び二次中間転写ドラム５３も、同じく、１５１ｍｍ／ｓｅｃの回転速度（周速）で回転駆動される。上記感光体ドラム１１， １２， １３， １４の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール２１， ２２， ２３， ２４に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１１， １２， １３， １４の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００２３】
その後、感光体ドラム１１， １２， １３， １４の表面には、露光装置としてのＲＯＳ０３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光３１， ３２， ３３， ３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１， １２， １３， １４は、ＲＯＳ０３で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０ Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２４】
また、上記感光体ドラム１１， １２， １３， １４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１， ４２， ４３， ４４によって現像され、感光体ドラム１１， １２，１３， １４ 上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００２５】
この実施の形態では、現像装置４１， ４２， ４３， ４４として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００２６】
現像装置４１， ４２， ４３， ４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置４１， ４２， ４３， ４４には、図２に示すよう に、対応する色のトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋ からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０４ で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０１ の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０１ に現像剤を搬送するパドル４０３ によって、当該現像ロール４０１ の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２ によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ２ であり、また、このとき現像ロール４０１ 上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０ 〜３５μＣ／ｇ 程度である。
【００２７】
上記現像ロール４０１ 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１， １２， １３， １４と接触している。この現像ロール４０１ にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０１ 上のトナーを感光体ドラム１１， １ ２， １３， １４ 上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のＡＣ成分が４ ｋＨｚ、１．５ ｋＶｐｐで、ＤＣ成分が−２３０Ｖ程度に設定されている。
【００２８】
この実施の形態では、上記現像装置４１， ４２， ４３， ４４において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００２９】
次に、上記各感光体ドラム１１， １２， １３， １４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム１１， １２上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、感光体ドラム１３， １４上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上にも、感光体ドラム１３，１４ から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３０】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ 上に感光体ドラム１１，１２，１３，１４ からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００ Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−２０ 〜３５μＣ／ｇ の範囲内にあ り、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。
【００３１】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２は、例えば、外径が４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０８ Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０２ 〜１０３ Ω）が、厚さ０．１ 〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム５１， ５２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３ 〜１００ μｍの高離型層（Ｒ＝１０５ 〜１０９ Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されてい る。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０５ 〜１０９ Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３２】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に３次転写される。従っ て、二次中間転写ドラム５３上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３３】
この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度であ る。この表面電位は、感光体ドラム１１， １２， １３， １４から第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ と二次中間転写ドラム５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０ 〜３５μＣ／ｇ の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ と二次中間転写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望まし い。
【００３４】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム５３は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０１１Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も第１、第２の一次中間転写ドラム５１， ５２と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０２ 〜１０３ Ω）が、厚さ０．１ 〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム５３の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３ 〜１００ μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値 は、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２ の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３５】
次に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール９０を通過し、二次中間転写ドラム５３と最終転写ロール６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置７０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３６】
ところで、この実施の形態に係る定着装置は、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの両端部を回転自在に支持するベルト支持部材と、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材と、前記定着ベルトの内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備え、前記加熱ロールと定着ベルト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を通過させることにより定着を行なう定着装置において、前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であるように構成されている。
【００３７】
また、この実施の形態では、前記耐熱性フェルト部材に含浸する潤滑剤の量 は、１〜３ｇであるように構成されている。
【００３８】
さらに、この実施の形態では、前記耐熱性フェルト部材は、ベルト状部材の内面に接触し、且つ当該ベルト状部材にテンションを与える位置に配置されてい る。
【００３９】
又、この実施の形態では、前記耐熱性フェルト部材によってテンションが付与されたベルト状部材の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下であるように構成されている。
【００４０】
図４はこの実施の形態に係る定着装置の外観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。なお、定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との間には、シート部材７１９ が介在されている。このシート部材７１９ の長さは、ニップヘッド部材７０９ とパッド部材７１０ の表面を覆える程度に設定されている。上記シート部材７１９ は、定着ベルト７０３ の内面と、ニップヘッド部材７０９ 及びパッド部材７１０ との摺動性を高める目的で配置されている。
【００４１】
この実施の形態に係る定着装置７０は、図５に示すように、内部に加熱源７０１ を有する加熱ロール７０２ と、無端のベルト状部材としての定着ベルト７０３ と、前記定着ベルト７０３ が回転自在となるように当該定着ベルト７０３ の両端を支持するベルト支持部材７０４ と、前記定着ベルト７０３ の内部に配設され、前記加熱ロール７０２ の表面に定着ベルト７０３ を圧接させる圧接部材７０５ と、前記定着ベルト７０３ の内面にオイル等の液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材としての耐熱性のフェルト部材７０６ とを備えるように構成されている。なお、図５中、７５０ は定着装置７０の出口ロールを示している。
【００４２】
上記加熱ロール７０２ は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール７０２ の内部には、加熱源として６５０Ｗのハロゲンランプ７０１ が配設されている。
【００４３】
また、上記定着ベルト７０３ は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が３０ｍｍ、肉厚が１１０μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。
【００４４】
さらに、上記ベルト支持部材７０４ は、図６に示すように、圧接部材７０５ に一体的に組み付けられるように構成されている。
【００４５】
この圧接部材７０５ は、図６及び図７に示すように、合成樹脂製のベルトハウジング７０７ と、当該ベルトハウジング７０７ に嵌合状態に装着される断面略コ字形状の金属製のベルトフレーム７０８ と、定着ベルト７０３ を加熱ロール７０２ に圧接させるためのニップヘッド部材７０９ と、当該ニップヘッド部材７０９ に装着されるパッド部材７１０ とから、主に構成されている。
【００４６】
また、上記ベルト支持部材７０４ は、図６及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８ の両端部に互いに平行に突設された嵌合部７０８ａに嵌合された状態で、ベルトハウジング７０７ の両端部に装着されるようになっている。
【００４７】
また、上記液状潤滑剤供給部材としての耐熱性のフェルト部材７０６ は、例え ば、ノーメックス（商品名）からなり、この耐熱性フェルト部材７０６ の密度は、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ に設定されている。上記耐熱性フェルト部材７０６ の密度が５５０ｇ／ｍ３ 未満である場合には、本発明者らの実験によれば、委当該フェルト部材７０６ の密度が低すぎて、オイルの保持能力が低く、比較的短い時間で、含浸されたオイルが多量に供給されてしまい、潤滑剤の漏れが発生したり、潤滑性を長期にわたって維持することができない。また、上記耐熱性フェルト部材７０６ の密度が７５０ｇ／ｍ３ を超えた場合には、本発明者らの実験によれば、当該フェルト部材７０６ の密度が高くすぎて、オイルの供給能力が不十分となり、定着ベルト７０３ や圧接部材７０５ の磨耗が促進される。
【００４８】
さらに、上記フェルト部材７０６ には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなる液状潤滑剤としてのオイルが、１〜３．０ｇの範囲内で含浸されており、例えば、１．５〜１．８ｇ程度含浸されている。
【００４９】
また、上記フェルト部材７０６ は、図５及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８ の背面側に接着等の手段によって固定した状態で取り付けられている。このフェルト部材７０６ は、図１に示すように、定着ベルト７０３ の内面に接触し、且つ当該定着ベルト７０３ にテンションを与える位置に配置されている。つまり、上記定着ベルト７０４ の両端部を回転自在に支持するベルトガイド部材７０４ は、変形前のフェルト部材７０６ を含んだ外周長が、定着ベルト７０３ の内周長よりも大きく設定されており、ベルトガイド部材７０４ の外周に定着ベルト７０３ を装着した状態 で、弾性変形したフェルト部材７０６ によって、定着ベルト７０３ にテンションを付与するように構成されている。
【００５０】
また、上記の如く耐熱性フェルト部材７０６ の密度を５５０〜７５０ｇ／ｍ３ に設定し、且つオイルの含浸量を１〜３．０ｇの範囲内に設定することにより、定着ベルト７０３ の内面にオイルが適度に塗布され、当該耐熱性フェルト部材７０６ によってテンションが付与された定着ベルト７０３ の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下となるように構成されている。
【００５１】
さらに、上記圧接部材７０５ は、図８に示すように、ベルトガイド部材７０４ を介して、アーム部材７１７ に取り付けられており、このアーム部材７１７ は、コイルスプリング７１８ によって圧接部材７０５ を加熱ロール７０２ に所定の圧力で圧接させるように構成されている。なお、図７及び図８中、７１９ は定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。
【００５２】
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、潤滑剤塗布部材の特性を適切に規定することによって、潤滑剤の塗布不足による定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなどが発生するのを防止することが可能となっている。
【００５３】
すなわち、この実施の形態に係る定着装置７０では、図５に示すように、内部に加熱源７０１ を有する加熱ロール７０２ と、無端ベルト状に形成された定着ベルト７０３ と、前記定着ベルト７０３ が回転自在となるように当該定着ベルト７０３ の両端を支持するベルト支持部材７０４ と、前記定着ベルト７０３ の内部に配設され、前記加熱ロール７０２ の表面に定着ベルト７０３ を圧接させる圧接部材７０５ と、前記定着ベルト７０３ の内面にオイルを供給するフェルト部材７０６ とを備え、前記加熱ロール７０２ と定着ベルト７０３ 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Ｐ を通過させることにより定着を行なうようになっている。なお、定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との間には、シート部材７１９ が介在されている。このシート部材７１９ の長さは、ニップヘッド部材７０９ とパッド部材７１０ の表面を覆える程度に設定されている。上記シート部材７１９ は、定着ベルト７０３ の内面と、ニップヘッド部材７０９ 及びパッド部材７１０ との摺動性を高める目的で配置されている。
【００５４】
その際、上記定着装置７０では、加熱ロール７０２ に定着ベルト７０３ を圧接部材７０５ によって圧接させており、定着ベルト７０３ と圧接部材７０５ との摩擦を低減するために、定着ベルト７０３ の内面にフェルト部材７０６ によってオイル７５０ を塗布するように構成されている。
【００５５】
そして、上記耐熱性フェルト部材７０６ の密度を５５０〜７５０ｇ／ｍ３ に設定し、且つオイルの含浸量を１〜３．０ｇの範囲内に設定することにより、定着ベルト７０３ の内面にオイルが適度に塗布され、当該耐熱性フェルト部材７０６ によってテンションが付与された定着ベルト７０３ の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下となるように構成されている。
【００５６】
そのため、上記定着装置７０では、潤滑剤の塗布不足による定着ベルト７０３ や圧接部材７０５ の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなどが発生するのを防止することが可能となっている。また、上記定着装置７０では、潤滑剤の潤滑作用によって、定着ベルト７０３ がスムースに走行するため、記録用紙Ｐ に紙しわ等が発生することがないのは勿論のこと、プリントスピードの向上や、圧接部材７０５ の荷重をアップさせることができ、高画質のカラー画像を高い生産性で定着することが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、潤滑剤塗布部材の特性を適切に規定することによって、潤滑剤の塗布不足による定着ベルトや圧接部材の劣化が促進されたり、潤滑剤の塗布過多による潤滑剤漏れなど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はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す断面構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの画像形成部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に係る定着装置を示す外観斜視図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す外観斜視図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す分解斜視図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧機構を示す構成図である。
【符号の説明】
７０：定着装置、７０１：加熱源、７０２：加熱ロール、７０３：定着ベルト（ベルト状部材）、７０４：ベルト支持部材、７０６：フェルト部材。
Claims (5)
- 回転自在に設けられるベルト状部材と、前記ベルト状部材の内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備えたベルト状部材の潤滑装置において、
前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置。 - 前記耐熱性フェルト部材に含浸する潤滑剤の量は、１〜３ｇであることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置。
- 前記耐熱性フェルト部材は、ベルト状部材の内面に接触し、且つ当該ベルト状部材にテンションを与える位置に配置されていることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置。
- 前記耐熱性フェルト部材によってテンションが付与されたベルト状部材の回転トルクは、０．１Ｎ・ｍ以下であることを特徴とするベルト状部材の潤滑装置。
- 互いに圧接するように配設され、少なくとも一方がベルト状の部材からなる加熱部材及び加圧部材と、前記加熱部材及び加圧部材のうち、ベルト状に形成される部材の両端部を回転自在に支持するベルト支持部材と、前記ベルト状部材の内部に配設されて当該ベルト状部材を他方の部材の表面に圧接させる圧接部材と、前記ベルト状部材の内面に液状潤滑剤を供給する液状潤滑剤供給部材とを備え、前記加熱部材及び加圧部材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を通過させることにより定着を行なう定着装置において、
前記液状潤滑剤供給部材は、耐熱性のフェルト部材からなり、当該耐熱性フェルト部材の密度が、５５０〜７５０ｇ／ｍ３ であることを特徴とする定着装置。
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|---|---|---|---|
| JP2003158319A JP2004361580A (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | ベルト状部材の潤滑装置及びこれを用いた定着装置 |
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| JP2003158319A JP2004361580A (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | ベルト状部材の潤滑装置及びこれを用いた定着装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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ID=34051765
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| JP2003158319A Withdrawn JP2004361580A (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | ベルト状部材の潤滑装置及びこれを用いた定着装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8428500B2 (en) | 2010-02-19 | 2013-04-23 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Belt pressurizing device and image forming apparatus |
| US20150198919A1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fixing device and image forming apparatus having the same |
-
2003
- 2003-06-03 JP JP2003158319A patent/JP2004361580A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8428500B2 (en) | 2010-02-19 | 2013-04-23 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Belt pressurizing device and image forming apparatus |
| US20150198919A1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fixing device and image forming apparatus having the same |
| US9465339B2 (en) * | 2014-01-10 | 2016-10-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fixing device and image forming apparatus having the same |
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