JP2012118225A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無端状ベルトの定着部材の内部に薄肉パイプを配置する構成においても定着部材内面に塗布された潤滑剤の加圧部材表面への回り込みを防止し、定着部材と加圧部材の間での安定したグリップ力を確保する定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着ベルト２０２と、定着ベルト２０２の外周面に圧接してニップ部を形成する加圧ローラ２０１と、定着ベルト２０２の内部に固設され外周面が潤滑剤を介して定着ベルト２０２の内周面と接するパイプ部材であって、加熱手段により加熱された状態で回転する定着ベルト２０２と摺接して定着ベルト２０２に熱を伝える伝熱部材２０３と、を備え、定着ベルト２０２は、その外周面の前記ニップ部において加圧ローラ２０１よりも軸方向外側となる位置で定着ベルト２０２の直径方向外側に突起するように、固設されるリング形状の潤滑剤規制部材２１４を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱と圧力により記録媒体にトナーを定着させる定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来から、プリンタや複写機等の画像形成装置に使用される定着装置として熱ローラ定着装置が知られている。熱ローラ定着装置では、内部にハロゲンランプ等の熱源を備え、加熱され且つお互いに押圧されて回転する２本の加熱ローラ(定着ローラ、加圧ローラ)の当接ニップ部（定着ニップ部）に、未定着現像剤像を載せた転写材を通過させ、そこで現像剤像を溶融し転写材上に定着させている。

一方、近年装置の省エネ化や、ウェイトタイム短縮に対する要求が高まりから、加熱ローラの替わりにベルトや薄膜フィルムを用いた加熱装置を採用することで、定着装置の低熱容量化を実現し、また転写材への熱伝達効率の改善を図り、加熱に要する待ち時間(ウォームアップタイム)を大幅に短縮した所謂オンデマンドタイプの定着装置が広く採用されている。

この種の定着装置の駆動は、加圧ローラを回転駆動することより行われ、定着ベルトは加圧ローラに従動し、加熱面に摺動しながら回転駆動される。また、定着ベルトと加熱面との間には潤滑剤として耐熱性のグリスが介在しており、両者間の摺動抵抗を低下させている。

このような定着装置においては、加圧ローラの回転に対して定着ベルトがスリップすることなく追従回転することが重要であり、加圧ローラ表層の摩擦係数を高くすることによって定着ベルトとのグリップ力を確保する方式や、加圧ローラ端部の表層をなくし、摩擦係数の大きなゴム層で定着ベルトとのグリップ力を確保することで、スリップを防止する方式が既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、今までの加圧ローラの表層の摩擦係数を高くする方式や、加圧ローラ端部の表層をなくすことでグリップ力を向上させる方式では、定着ベルト内面に塗布された潤滑剤（グリス）の回り込みによって加圧ローラ表面の摩擦力低下が発生して定着ベルトと加圧ローラ間でスリップが発生する問題があった。

その課題を解消するため、定着ベルトを採用する定着装置において、定着ベルトの両端部にベルトの位置規制と断熱の役割を兼ねる樹脂製のフランジ（断熱部材）を配置し、ベルト内面との接触面に、定着ベルトの回転方向に対して斜めの溝形状を設けることで、グリスのはみ出しが発生しにくく、ベルトのスリップを防止する定着装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、この方式は、上述のような構成の定着器に対しては問題無いが、定着ベルトの内部に該定着ベルトを加熱するための金属製の薄肉パイプを配置する構成においては、前述のようなフランジを設けることは困難であり、また薄肉パイプの該定着ベルトの内周面との接触面に該定着ベルトの回転方向に対し斜めの溝形状を形成することも困難であるため、潤滑剤のはみ出しを防止することができないという問題があった。

本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、無端状ベルトの定着部材の内部に薄肉パイプを配置する構成においても定着部材内面に塗布された潤滑剤（グリス）の加圧部材表面への回り込みを防止し、定着部材と加圧部材の間での安定したグリップ力を確保する定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。なお、カッコ内に本発明を実施するための形態において対応する部位及び符号等を示す。
〔１〕 回転する無端状ベルトの定着部材（定着ベルト２０２）と、前記定着部材の外周面に圧接してニップ部を形成する加圧部材（加圧ローラ２０１）と、前記定着部材の内部に固設され外周面が潤滑剤を介して該定着部材の内周面と接するパイプ部材であって、加熱手段（ヒータ２０４）により加熱された状態で回転する前記定着部材と摺接して該定着部材に熱を伝える伝熱部材（伝熱部材２０３）と、を備え、前記定着部材は、その外周面の前記ニップ部において加圧部材よりも軸方向外側となる位置で該定着部材の直径方向外側に突起するように、固設されるリング形状の潤滑剤規制部材（潤滑剤規制部材２１４）を有することを特徴とする定着装置（定着装置２００、図２，図４〜図９）。
〔２〕 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の軸方向両端部それぞれに固設されることを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔３〕 前記潤滑剤規制部材の軸方向外側となるリング側面の一部が該リング側面の他の部分よりも軸方向外側に突出していることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の定着装置（図５，図７）。
〔４〕 前記潤滑剤規制部材の軸方向外側となるリング側面が該潤滑規制部材の突起先端に向かうにつれて軸方向外側となるように傾斜していることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の定着装置（図５）。
〔５〕 前記潤滑剤規制部材の軸方向内側となるリング側面の一部が該リング側面の他の部分よりも軸方向内側に突出していることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の定着装置（図６）。
〔６〕 前記潤滑剤規制部材の軸方向内側となるリング側面が該潤滑規制部材の突起先端に向かうにつれて軸方向外側となるように傾斜していることを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の定着装置（図６）。
〔７〕 前記潤滑剤規制部材の少なくとも軸方向外側及び／又は内側となるリング側面が耐熱樹脂からなることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の定着装置。
〔８〕 前記潤滑剤規制部材は、軸方向外側となるリング側面に前記潤滑剤を保持する凹部（凹部２１４ａ）を有することを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の定着装置（図７）。
〔９〕 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の軸方向端部の内周面に固設され、前記定着部材の端面を迂回して該定着部材の直径方向外側に突起するリング形状の部材であることを特徴とする前記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の定着装置（図８，図９）。
〔１０〕 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の内周面側の部分が前記定着部材と前記伝熱部材の間における前記潤滑剤の層厚を規定するスペーサとなっていることを特徴とする前記〔９〕に記載の定着装置（図８）。
〔１１〕 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の内周面側の部分の前記伝熱部材に対向する面に前記潤滑剤を保持する凹部（凹部２１４ｂ）を有することを特徴とする前記〔９〕または〔１０〕に記載の定着装置（図８）。
〔１２〕 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の内周面側の部分の前記伝熱部材に対向する面に前記定着部材の回転方向に対して長手方向が斜めに配置された所定長さを有するリブ状の凸部（凸部２１４ｃ）を有することを特徴とする前記〔９〕〜〔１１〕のいずれかに記載の定着装置（図９）。
〔１３〕 前記潤滑剤規制部材の少なくとも前記定着部材の内周面側の部分の前記伝熱部材に対向する面が耐熱樹脂からなることを特徴とする前記〔９〕〜〔１２〕のいずれかに記載の定着装置。
〔１４〕 前記〔１〕〜〔１３〕のいずれかに記載の定着装置（定着装置２００）を備えることを特徴とする画像形成装置（画像形成装置１００、図１）。

本発明の定着装置によれば、定着部材は、その外周面のニップ部において加圧部材よりも軸方向外側となる位置で該定着部材の直径方向外側に突起するように、固設され定着部材と一体となって回動するリング形状の潤滑剤規制部材を有することにより、定着部材の内部に薄肉パイプである伝熱部材が配置される構成であっても、潤滑剤規制部材が定着部材内周側からはみ出ようとする潤滑剤と加圧部材表面との間で隔壁となるので、加圧部材側への潤滑剤の回り込みを防止し、定着部材と加圧部材の間での安定したグリップ力を確保することができる。
本発明の画像形成装置によれば、本発明の定着装置を備えているので、安定して良好な画像品質の画像形成を行うことができる。

本発明に係る画像形成装置の構成例を示す概略図である。 本発明に係る定着装置の基本構成を示す断面概略図である。 図２の定着装置のニップ部の側板付近における加圧ローラ、定着ベルト、伝熱部材の基本構成を示す断面図である。 本発明の定着装置に用いられる定着ベルトの構成例（１）を示す断面図である。 本発明の定着装置に用いられる定着ベルトの構成例（２）を示す断面図である。 図５の定着ベルトが加圧ローラ側に移動した状態を示す断面図である。 本発明の定着装置に用いられる定着ベルトの構成例（３）を示す断面図である。 本発明の定着装置に用いられる定着ベルトの構成例（４）を示す断面図である。 図８の潤滑剤規制部材の定着ベルト内周面側の構成を示す切断斜視図である。

以下に、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成例を示す概略図である。
この画像形成装置は、一般的なタンデム方式のカラー画像形成装置であり、モノクロ用のブラック、カラー３色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン）の各プロセスカートリッジ１０２ａ〜１０２ｄは、画像形成装置本体１００に着脱自在に装着されており、また画像形成装置本体１００内には、露光装置１０３、転写ローラ１０１ａ〜１０１ｄ（特に必要がなければ、以下では単に転写ローラ１０１と言う。）、給紙トレイ１０４、定着装置２００などが配設されている。

画像形成装置本体１００では、プロセスカートリッジ１０２ａ〜１０２ｄが画像形成装置本体１００の所定の位置にセットされ、ドラム形状の感光体１０８ａ〜１０８ｄ（以下、特に区別する必要がなく、共通の事項に関する場合には単に感光体１０８と言う。）が所定の線速で回転している。また、感光体１０８の表面には帯電手段であるローラ形状の帯電器１１０が圧接されており、感光体１０８の回転により従動回転しており、図示しない高圧電源によりＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳されたバイアスが印加されることで感光体１０８は一様にほぼ均一な表面電位に帯電されている。

続いて、感光体１０８は潜像形成手段である露光手段１０３により画像情報が露光され、静電潜像が形成される。この露光工程はレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどでおこなわれる。図中、符号１１１は現像手段であり、図示しない高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、前記感光体１０８の静電潜像をトナー像として顕像化する。また、現像器１１１には初期的にトナーが収納される。

前記プロセスカートリッジ１０２ａ〜１０２ｄは並列に４個配設され、フルカラー画像形成時はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で可視像を形成し、各色の可視像が、感光体１０８に対向配置される転写ローラ１０１に図示しない単独の高圧電源から供給される所定の転写バイアス＋４００〜＋２５００Ｖを印加させることで、転写電界を形成する。

転写材である用紙（記録媒体ともいう）は、給紙トレイ１０４に保持されており、給紙ローラ１０５によって、レジストローラ対１０７まで搬送され、感光体１０８上のトナー像先端部が転写部に到達するタイミングに合わせて給紙され、転写部に入っていく。

転写ベルト１２０は、駆動ローラ１２２、転写ローラ１０１、テンションローラ１２１にて張架されており、図示しない駆動モータにより駆動ローラ１２２を介して回転駆動されるようになっている。なおベルト張力としてテンションローラ１２１の両側にてばねにより加圧している。

図中、符号１２４はトナーマークセンサ（ＴＭセンサ）であり、正反射型や拡散型センサによって転写ベルト１２０上のトナー像濃度、各色位置測定をおこない、画像濃度や色合わせが調整される。

感光体１０８上のトナー像を転写材である用紙に順次転移させることでフルカラー画像（未定着トナー）が形成され、その後、定着装置２００によって熱と圧力により用紙に定着されたあと排紙される。また、転写後に感光体１０８上に残留した転写残トナーは図示しないクリーニング手段によって回収され破棄される。なお、感光体１０８上にクリーニング手段を設けず、現像手段で転写残トナーを回収するクリーナレス方式もあり、本発明は種々公知のクリーニング手段を採用できる。その後、記録媒体は、排紙ローラ対１０９のローラ間を経て、装置外へと排出される。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

つぎに、本発明に係る定着装置について説明する。
図２は、本発明に係る定着装置の基本構成を示す断面概略図である。
定着装置２００は、加圧回転体（加圧部材）としての加圧ローラ２０１、ベルト部材（定着部材）としての定着ベルト２０２、ニップ形成部材２０５、伝熱部材２０３、補強部材２０６（支持部材）、加熱手段としてのヒータ２０４（熱源）、図示しない第１ステー、第２ステー、シート状部材（シール部材）、温度センサ２０７、圧接機構２０８、２０９、等で構成される。

ここで、加圧ローラ２０１は、直径が２０〜４０ｍｍ程度であって、中空構造の芯金上に弾性層を形成したものである。加圧ローラ２０１の弾性層は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層の表面にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。

また加圧ローラ２０１は、圧接機構２０８，２０９によりローラ軸が定着ベルト２０２側に押圧されて、定着ベルト２０２に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部（定着ニップ部）を形成する。

また、加圧ローラ２０１のローラ軸端部には図示しない駆動ギヤが設置されていて、加圧ローラ２０１は図２中の矢印方向（時計回り方向）に回転駆動される。これにより、ニップ部で圧接された定着ベルト２０２が従動回転（つれ回り）するようになる。また、加圧ローラ２０１の内部にハロゲンヒータ等の熱源を設けてもよい。

定着ベルト２０２は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、前述のように、加圧ローラ２０１の駆動回転に伴い、図２中の矢印方向（反時計回り方向）に回転（走行）する。

定着ベルト２０２は、内周面（ニップ形成部材２０５との摺接面である。）側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。

このうち、基材層は、層厚が３０〜１００μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２０２表面の微小な凹凸が形成されなくなり、用紙（記録媒体）上のトナー像に均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
離型層は、層厚が５〜５０μｍであって、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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルケトン）等の耐熱樹脂材料で形成されている。

また、定着ベルト２０２の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されており、本実施形態では、定着ベルト２０２の直径が３０ｍｍ程度に設定されている。

定着ベルト２０２の内部（内周面側）には、加熱手段としてのヒータ２０４、ニップ形成部材２０５、伝熱部材２０３、補強部材２０６、図示しない第１ステー、第２ステー、シート状部材等が固設されている。これにより、定着ベルト２０２は、補強部材２０６によって補強されたニップ形成部材２０５に押圧されて、加圧ローラ２０１との間にニップ部を形成する。

伝熱部材２０３は、例えば薄肉の金属板が曲げ加工されて形成された略パイプ状のものであって、ニップ部を除く位置で定着ベルト２０２の内周面に対向するように略円形に形成され、ニップ部の位置ではニップ形成部材２０５を収納して保持するように凹部が形成されている。また、伝熱部材２０３は、その幅方向（軸方向）両端部が定着装置２００の側板に固定支持されている。

なお、伝熱部材２０３の断面形状は図２では円形であるが、これに限定されず、熱伝達効率や摺動抵抗の観点から定着ベルト２０２との密着性を考慮し、適宜その断面形状を設定することができる。

また、伝熱部材２０３は、ニップ部の位置を除く定着ベルト２０２の内周面全域に対向するように固設されていて、ヒータ２０４の輻射熱により加熱されて摺接する定着ベルト２０２を加熱する（熱を伝える。）。

伝熱部材２０３の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属熱伝導体（熱伝導性を有する金属である。伝熱部材２０３の肉厚を０．２ｍｍ以下に設定することで、定着ベルト２０２（伝熱部材２０３）の加熱効率を向上することができる。さらに、伝熱部材２０３によって定着ベルト２０２がニップ部を除く位置で全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２０２の表面から記録媒体上のトナー像に熱が加えられる。

なお、伝熱部材２０３と定着ベルト２０２とが摺接しても定着ベルト２０２の磨耗が軽減されるように、双方の部材２０２、２０３の間にはフッ素グリス、シリコーンオイル等の潤滑剤が塗布されている。

ヒータ２０４は、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、その両端部が定着装置２００の側板に固定されている。そして、装置本体の電源部により出力制御されたヒータ２０４の輻射熱によって、伝熱部材２０３が加熱される。さらに、伝熱部材２０３によって定着ベルト２０２が全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２０２の表面から記録媒体（用紙）Ｐ上のトナー像に熱が加えられる。なお、ヒータ２０４の出力制御は、定着ベルト２０２表面に対向するサーミスタ等の温度センサ２０７によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ２０４の出力制御によって、定着ベルト２０２の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。

ニップ形成部材２０５は、定着ベルト２０２の内周面に摺接するように固設（固定）され、定着ベルト２０２を介して加圧ローラ２０１が圧接することで、用紙（記録媒体）が搬送されるニップ部を形成するものである。

ニップ形成部材２０５は、加圧ローラ２０１との対向面が、加圧ローラ２０１の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ２０１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２０２に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。

また、ニップ形成部材２０５を形成する材料としては、加圧ローラ２０１による加圧力を受けても大きく撓むことがないように、ある程度剛性のある材料（例えば、高剛性の金属やセラミック等である。）で形成されている。

なお、ニップ形成部材２０５と定着ベルト２０２とが摺接しても定着ベルト２０２の磨耗が軽減されるように、ニップ形成部材２０５の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、ニップ形成部材２０５と定着ベルト２０２との間に潤滑剤を塗布したりすることが好ましい。具体的に、ニップ形成部材２０５の摺接面に、テフロン（登録商標）、メッキ、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ガラスコート等の表面コートを施すことにより、摺接面の表面粗さをＲｚ＝６４μｍ以下にすることが望ましい。

補強部材２０６は、ニップ部におけるニップ形成部材２０５の強度をその裏面側から補強する部材であり、幅方向（軸方向）の長さがニップ形成部材２０５の長手方向の長さと同等になるように形成されており、定着ベルト２０２の内周側においてその幅方向両端部が定着装置２００の側板に固定支持されている。

以上のように構成された定着装置２００は、つぎのように動作する。
まず装置本体の電源スイッチが投入されると、ヒータ２０４に電力が供給されるとともに、加圧ローラ２０１は圧接手段により定着ベルト２０２を介してニップ形成部材２０５を押圧した状態で、図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ２０１との摩擦力によって、定着ベルト２０２も図２中の矢印方向に従動（回転）する。
その後、給紙トレイ１０４から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ１２３の位置で、記録媒体Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像（トナー像Ｔ）が担持された記録媒体Ｐは、不図示のガイド板に案内されて、圧接状態にある定着ベルト２０２及び加圧ローラ２０１のニップ部に送入される。
そして、伝熱部材２０３（ヒータ２０４）によって加熱された定着ベルト２０２による加熱と、補強部材２０６によって補強されたニップ形成部材２０５と加圧ローラ２０１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、記録媒体Ｐは、ニップ部から排出される。
こうして、定着装置２００における、一連の定着プロセスが完了する。

ここで、定着装置２００の定着ベルト２０２の軸方向端部における潤滑剤の回り込み状態を考える。
図３は、定着装置２００のニップ部の側板付近における加圧ローラ、定着ベルト、伝熱部材の基本構成を示す断面図である。
図３に示すように、加圧ローラ２０１は、円筒状の芯金２０１ａと芯金２０１ａ上に設けられる弾性層２０１ｂとからなり、芯金２０１ａの軸方向両端部（ローラ軸）が定着装置の側板２１０に軸受２１１を介して回転自在に支持されている。また、伝熱部材２０３は、その軸方向両端部が断熱性を有するフランジ部材２１３を介して側板２１０に固定支持されている。このフランジ部材２１３は、伝熱部材２０３の熱が側板２１０に逃げないようにする断熱部材としても機能している。

ここで、前述のように、伝熱部材２０３と定着ベルト２０２とが摺接しても定着ベルト２０２の磨耗が軽減されるように、双方の部材２０２、２０３の間にフッ素グリス、シリコーンオイル等の潤滑剤が塗布されているが、定着ベルト２０２と伝熱部材２０３はニップ部では加圧された状態で密着しているため、その間に介在する潤滑剤には軸方向に広がろうとする力が絶えず働き、潤滑剤の一部は軸方向端部側に移動する。そして、やがて定着ベルト２０２の端部よりも外側にはみ出し、図３に示すように、潤滑剤は定着ベルト２０２の外周面を伝って、ニップ部において加圧ローラ２０１にまで回り込む。このように、潤滑剤がニップ部における定着ベルト２０２や加圧ローラ２０１の表面に付着することで、両者間の摩擦抵抗が必要以上に低下し、起動時や紙間等、通紙時以外の回転時においても、定着ベルト２０２が従動回転されずに加圧ローラ２０１のみがスリップしながら回転してしまい、画像品質を劣化させてしまう問題だけでなく、定着ベルト２０２がスリップすると回転による熱の拡散がなくなることから、局所的に熱が供給されて発火の原因となった。
発明者らは、このような定着ベルト２０２のスリップの問題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。以下、本発明の要部構成について説明する。

［定着ベルト等の構成］
本発明は、定着装置２００において、定着ベルト２０２が、その外周面の前記ニップ部において加圧ローラ２０１よりも軸方向外側となる位置で定着ベルト２０２の直径方向外側に突起するように、固設されるリング形状の潤滑剤規制部材を有することを特徴とするものである。
これにより、定着ベルト２０２が潤滑剤規制部材を有することにより、定着ベルト２０２の内部に薄肉パイプである伝熱部材２０３が配置される構成であっても、潤滑剤規制部材が定着ベルト２０２内周側からはみ出ようとする潤滑剤と加圧ローラ２０１表面との間で隔壁となるので、加圧ローラ２０１側への潤滑剤の回り込みを防止し、定着ベルト２０２と加圧ローラ２０１の間での安定したグリップ力を確保することが可能となる。
以下、定着ベルト２０２等の具体例を図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図４は、本発明の定着装置に用いられる定着ベルトの構成例（１）を示す断面図である。ここでは、定着ベルトの端部近傍の各部材の構成を模式的に示している。
図４に示すように、定着ベルト２０２は、その軸方向端部の開口部付近、かつ定着ベルト２０２の外周に固設される断面形状が矩形となったリング形状の潤滑剤規制部材２１４を有している。このとき、潤滑剤規制部材２１４は、定着ベルト２０２の軸方向両端部それぞれに固設されるようにするとよい。

また、潤滑剤規制部材２１４は、加熱されながら回動する定着ベルト２０２の変形に追従しながら周辺部材と摺動するため、少なくとも耐熱樹脂を用いて形成されることが好ましく、耐熱性、弾性、耐摩耗性、摺動性に優れた材質にて形成されることがより好ましい。その材料としては、例えば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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルケトン）などの樹脂材料や、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料を挙げることができる。

なお、潤滑剤規制部材２１４は、定着ベルト２０２の表面に対して、接着、溶着などの方法で固定するのが製造上簡易であるが、ベルト２０２の基材や表層材と一体として成形してもよい。

これにより、定着ベルト２０２が従動回転すると、潤滑剤規制部材２１４は、定着ベルト２０２と一体となって伝熱部材２０３の周囲を回動するようになる。したがって、定着ベルト２０２と伝熱部材２０３との間に塗布された潤滑剤は、定着ベルト２０２の回動に伴って定着ベルト２０２と伝熱部材２０３との間を流動的に移動し、定着ベルト２０２の開口端部において、定着ベルト２０２内部からはみ出ようとするが、定着ベルト２０２の直径方向外側に突起した潤滑剤規制部材２１４が伝熱部材２０３外周上であって定着ベルト２０２の端部にある潤滑剤と加圧ローラ２０１との間で仕切り（隔壁）の役割を果たすため、結果として加圧ローラ２０１（弾性層２０１ｂ）表面への潤滑剤の回り込み（漏れ）を防止し、経時に渡って加圧ローラ２０１と定着ベルト２０２との間のグリップ力を安定的に確保することが可能となる。
また、図２，図３に例示した定着装置のように定着ベルト２０２の内部に薄肉金属パイプ製の伝熱部材２０３が配置されるような構成においては、従来技術として挙げたような定着ベルト２０２の端部付近の内周面との摺動部に斜めの溝形状を形成することは容易でなく、潤滑剤の回り込みに起因する不具合を防止することは困難であるが、本発明に係る構成であれば、簡易な構成にて同様の効果を得ることが可能となる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の定着装置に用いられる定着ベルトの構成例（２）を示す断面図である。
本実施形態では、潤滑剤規制部材２１４の断面形状が第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同じ構成である。
すなわち、図５に示すように、潤滑剤規制部材２１４は、その軸方向外側（図中左側）となるリング側面の一部が該リング側面の他の部分よりも軸方向外側に突出している。このとき、潤滑剤規制部材２１４の軸方向外側となるリング側面が該潤滑規制部材２１４の突起先端（図中上側端部）に向かうにつれて軸方向外側となるように傾斜していることが好ましい。

これにより、定着ベルト２０２が軸方向におけるフランジ部材２１３側（図５の左側）に移動し、定着ベルト２０２端部に設置された潤滑剤規制部材２１４がフランジ部材２１３に突き当たった状態で回動するような場合、定着ベルト２０２の直径方向において潤滑剤規制部材２１４のリング側面の一部が該リング側面の他の部分よりも軸方向においてフランジ部材２１３側に突き出た突起状にすることによって、潤滑剤規制部材２１４とフランジ部材２１３との摺動面積を少なくすることができるため、摺動抵抗を低減することができ、結果として定着ベルト２０２と加圧ローラ２０１とのスリップを防止する効果を高めることができる。またこのとき、図５のように定着ベルト２０２直径方向に対して内周側から外周側に向かうにつれてフランジ部材２１３側への突出量が増大するような傾斜面とすることで、潤滑剤の定着ベルト２０２外部へのはみ出しを防止する効果をさらに向上させることが可能である。

また、図６に示すように、潤滑剤規制部材２１４の軸方向内側（図中右側）となるリング側面の一部が該リング側面の他の部分よりも軸方向内側に突出しているとよく、潤滑剤規制部材２１４の軸方向内側となるリング側面が該潤滑規制部材２１４の突起先端（図中上側端部）に向かうにつれて軸方向外側となるように傾斜していることが好適である。

これにより、定着ベルト２０２が軸方向における加圧ローラ２０１（弾性層２０１ｂ）側（図６の右側）に移動し、定着ベルト２０２端部に設置された潤滑剤規制部材２１４が加圧ローラ２０１（弾性層２０１ｂ側面）に突き当たった状態で回動するような場合、定着ベルト２０２の直径方向において潤滑剤規制部材２１４のリング側面の一部が該リング側面の他の部分よりも加圧ローラ２０１側に突出した突起状にすることによって、潤滑剤規制部材２１４と加圧ローラ２０１との摺動面積を少なくすることができるため、摺動抵抗を低減することができる。また本実施形態では、図６のように、潤滑剤規制部材２１４は、定着ベルト２０２直径方向に対して内周側ほど加圧ローラ２０１側への突出量が増大するような形状としているが、このような形状とすることにより、定着ベルト２０２が加圧ローラ２０１方向に大きく蛇行しようとした際に、潤滑剤規制部材２１４が加圧ローラ２０１（弾性層２０１ｂ）の側面に接触し、定着ベルト２０２を反対方向に押し戻すような力が働くため、定着ベルト２０２の蛇行を防止して、安定した走行性を得ることができる。

なお、本実施形態では、潤滑剤規制部材２１４がフランジ部材２１３や加圧ローラ２０１と接触する場合があることから、潤滑剤規制部材２１４の少なくとも軸方向外側及び／又は内側となるリング側面が前述したような耐熱樹脂、例えば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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルケトン）からなることが好ましい。

（第３実施形態）
図７は、本発明の定着装置に用いられる定着ベルトの構成例（３）を示す断面図である。
本実施形態では、潤滑剤規制部材２１４の断面形状が第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同じ構成である。また、本実施形態は、第２実施形態の変形例ともいえる。
すなわち、図７に示すように、潤滑剤規制部材２１４は、軸方向外側となるリング側面に潤滑剤を保持する凹部２１４ａを有する。

これにより、定着ベルト２０２が軸方向におけるフランジ部材２１３側（図７の左側）に移動し、定着ベルト２０２端部に設置された潤滑剤規制部材２１４がフランジ部材２１３に突き当たった状態で回動するような場合、定着ベルト２０２の直径方向において潤滑剤規制部材２１４のリング側面に凹部２１４ａを設けたことによって、潤滑剤規制部材２１４とフランジ部材２１３との摺動面積を少なくすることができるため、摺動抵抗を低減することができ、結果として定着ベルト２０２と加圧ローラ２０１とのスリップを防止する効果を高めることができる。またこのとき、潤滑剤の粘性により潤滑剤規制部材２１４の凹部２１４ａに潤滑剤が滞留することによって、滞留した潤滑剤が摺動抵抗をより減らして定着ベルト２０２と加圧ローラ２０１とのスリップを防止する効果を高めることができる。

（第４実施形態）
図８は、本発明の定着装置に用いられる定着ベルトの構成例（４）を示す断面図である。
本実施形態では、潤滑剤規制部材２１４の断面形状が第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同じ構成である。
すなわち、図８に示すように、潤滑剤規制部材２１４は、定着ベルト２０２の軸方向端部の内周面に固設され、定着ベルト２０２の端面を迂回して該定着ベルト２０２の直径方向外側に突起するリング形状の部材である。すなわち、潤滑剤規制部材２１４を定着ベルト２０２とは別体の断面形状がＬ字型のリング部材とし、定着ベルト２０２の端部側の内周面に潤滑剤規制部材２１４を接着などの手段によって固定している。

これによっても、定着ベルト２０２が従動回転すると、潤滑剤規制部材２１４は、定着ベルト２０２と一体となって伝熱部材２０３の周囲を回動するようになり、第１実施形態と同様に、潤滑剤規制部材２１４における定着ベルト２０２の直径方向外側に突起した部分が伝熱部材２０３外周上であって定着ベルト２０２の端部にある潤滑剤と加圧ローラ２０１との間で仕切り（隔壁）の役割を果たして、加圧ローラ２０１（弾性層２０１ｂ）表面への潤滑剤の回り込み（漏れ）を防止し、経時に渡って加圧ローラ２０１と定着ベルト２０２との間のグリップ力を安定的に確保することが可能となる。

またこのとき、潤滑剤規制部材２１４における定着ベルト２０２の内周面側の部分が定着ベルト２０２と伝熱部材２０３の間における潤滑剤の層厚を規定するスペーサとなっていることが好ましい。すなわち、潤滑剤規制部材２１４における定着ベルト２０２内周面と接着される部分の厚さを厳密に規定し、定着ベルト２０２と伝熱部材２０３との間に潤滑剤の膜層を作ることにより、定着ベルト２０２と伝熱部材２０３の間における摺動抵抗を減らしてトルクを下げる効果がある。

また、潤滑剤規制部材２１４は、図８に示すように、定着ベルト２０２の内周面側の部分の伝熱部材２０３に対向する面に潤滑剤を保持する凹部２１４ｂを有することが好ましい。これにより、凹部２１４ｂに潤滑剤が滞留することから、定着ベルト２０２と伝熱部材２０３との間におけるトルクをさらに下げる効果を得ることができる。

また、潤滑剤規制部材２１４は、図９に示すように、定着ベルト２０２の内周面側の部分の伝熱部材２０３に対向する面に定着ベルト２０２の回転方向に対して長手方向が斜めに配置された所定長さを有するリブ状の凸部２１４ｃを有することが好ましく、詳しくは凸部２１４ｃの定着ベルト２０２の回転上流側の側壁が該定着ベルト２０２の軸線に対して傾斜していることが好適である。

このときの凸部２１４ｃの断面形状や高さ、本数は任意であるが、凸部２１４ｃの傾斜方向については、凸部２１４ｃにおいて定着ベルト２０２の回転上流側となる側壁部分をその長手方向に軸方向端部側に移動するようにたどる場合、円周方向の移動方向が図中矢印で示した定着ベルト２０２の回転方向と同じとなるようにする。また、図示しない定着ベルト２０２の軸方向他端側の潤滑剤規制部材２１４に設ける凸部２１４ｃの傾斜方向は図９の凸部２１４ｃの傾斜方向に対して定着ベルト２０２の軸線に直交する中心線を挟んで線対称の関係となる。

これによれば、定着ベルト２０２の端部付近にて定着ベルト２０２と伝熱部材２０３との間にあり、定着ベルト２０２の端部からはみ出しかねない潤滑剤は、定着ベルト２０２の回転に伴って、潤滑剤規制部材２１４における凸部２１４ｃの側壁に沿って軸方向中央側に戻されることとなる。このように、潤滑剤を軸方向中央側へ戻す機構を設けることにより、定着ベルト２０２端部からの潤滑剤のはみ出しが抑制され、はみ出した潤滑剤が記録媒体へ付着することや定着ベルト２０２と加圧ローラ２０１とのスリップを引き起こすことを防止することができる。

また、本実施形態では、潤滑剤規制部材２１４が伝熱部材２０３の外周面と摺動する場合があることから、潤滑剤規制部材２１４の少なくとも定着ベルト２０２の内周面側の部分の伝熱部材２０３に対向する面が前述したような耐熱樹脂、例えば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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルケトン）からなることが好ましい。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

例えば、定着装置２００の基本構成は、図２に示したものに限定されるものではなく、図２のヒータ２０４に替えて、電磁誘導加熱方式の誘導加熱部を伝熱部材２０３の外周側に配置して、該誘導加熱部により伝熱部材２０３を介して定着ベルト２０２を加熱するようにしてもよい。
あるいは、図２に示す構成において、ニップ形成部材２０５を省略し、ニップ部において伝熱部材２０３が定着ベルト２０２を介して加圧ローラ２０１と当接するようにしてもよい。このとき、伝熱部材２０３は断面が略円形であってニップ部に対応する位置が平面となるように形成され、また補強部材２０６がニップ部位置の伝熱部材２０３を裏面側から支持する構成とする。
また、加圧部材として、加圧ローラ２０１に替えて加圧ベルト方式の構成としてもよい。

１００ 画像形成装置本体（画像形成装置）
１０１ａ〜１０１ｄ 転写ローラ
１０２ａ〜１０２ｄ プロセスカートリッジ
１０３ 露光装置
１０４ 給紙トレイ
１０５ 給紙ローラ
１０７ レジストローラ対
１０８ａ〜１０８ｄ 感光体
１０９ 排紙ローラ対
１１０ 帯電器
１１１ 現像手段
１２０ 転写ベルト
１２１ テンションローラ
１２２ 駆動ローラ
１２３ ２次転写ローラ
１２４ トナーマークセンサ
２００ 定着装置
２０１ 加圧ローラ
２０１ａ 芯金（ローラ軸）
２０１ｂ 弾性層
２０２ 定着ベルト
２０３ 伝熱部材
２０４ ヒータ
２０５ ニップ形成部材
２０６ 補強部材
２０７ 温度センサ
２１０ 側板
２１１ 軸受
２１３ フランジ部材
２１４ 潤滑剤規制部材
２１４ａ，２１４ｂ 凹部
２１４ｃ 凸部
Ｐ 記録媒体（用紙）

特開平０９−１２６２２５号公報 特開２００７−７２１０５号公報

Claims (14)

1. 回転する無端状ベルトの定着部材と、
   前記定着部材の外周面に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
   前記定着部材の内部に固設され外周面が潤滑剤を介して該定着部材の内周面と接するパイプ部材であって、加熱手段により加熱された状態で回転する前記定着部材と摺接して該定着部材に熱を伝える伝熱部材と、
   を備え、
   前記定着部材は、その外周面の前記ニップ部において加圧部材よりも軸方向外側となる位置で該定着部材の直径方向外側に突起するように、固設されるリング形状の潤滑剤規制部材を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の軸方向両端部それぞれに固設されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記潤滑剤規制部材の軸方向外側となるリング側面の一部が該リング側面の他の部分よりも軸方向外側に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記潤滑剤規制部材の軸方向外側となるリング側面が該潤滑規制部材の突起先端に向かうにつれて軸方向外側となるように傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記潤滑剤規制部材の軸方向内側となるリング側面の一部が該リング側面の他の部分よりも軸方向外側に突出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記潤滑剤規制部材の軸方向内側となるリング側面が該潤滑規制部材の突起先端に向かうにつれて軸方向内側となるように傾斜していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記潤滑剤規制部材の少なくとも軸方向外側及び／又は内側となるリング側面が耐熱樹脂からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記潤滑剤規制部材は、軸方向外側となるリング側面に前記潤滑剤を保持する凹部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の軸方向端部の内周面に固設され、前記定着部材の端面を迂回して該定着部材の直径方向外側に突起するリング形状の部材であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の内周面側の部分が前記定着部材と前記伝熱部材の間における前記潤滑剤の層厚を規定するスペーサとなっていることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
11. 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の内周面側の部分の前記伝熱部材に対向する面に前記潤滑剤を保持する凹部を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の定着装置。
12. 前記潤滑剤規制部材は、前記定着部材の内周面側の部分の前記伝熱部材に対向する面に前記定着部材の回転方向に対して長手方向が斜めに配置された所定長さを有するリブ状の凸部を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の定着装置。
13. 前記潤滑剤規制部材の少なくとも前記定着部材の内周面側の部分の前記伝熱部材に対向する面が耐熱樹脂からなることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の定着装置。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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