JP2014191240A - シール部材及び定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトの内周面と押圧部材との間に介在する潤滑剤が定着ベルトの端部から漏れることを防止し、摺動面での潤滑性を長期間保持することができるシール部材及び定着装置を提供する。
【解決手段】定着ベルトと、定着ベルトの内側に設けられて定着ベルトを加圧ロールに押圧する押圧部材とを具備する定着部に用いられるシール部材１は、両端部が押圧部材に固定されて、略Ｕ字形状をなし、略Ｕ字形状の外周面には定着ベルトの内周面と密着しながら摺動するシール面１２を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、定着部のシール部材及び定着装置に関し、定着ベルトと当該定着ベルトの内側に設けられた押圧部材との間に介在する潤滑剤の漏れを防止できるものである。

電子写真方式の画像形成装置では、未定着トナーを記録用紙に定着させる定着装置が備えられている。定着装置には、無端状の定着ベルトと、定着ベルトに対向して配置される加圧ロールと、定着ベルトの内側に設けられて定着ベルトを加圧ロールに押圧する押圧部材とで構成されるものがある。定着装置では、定着ベルトと加圧ロールで形成されるニップ部を記録用紙が通過することにより、熱と圧力でトナーの定着が図られる。

このような定着方式では、定着ベルトの内周面と押圧部材とが摺動するため、通常は、これらの間にシリコーンオイル等の潤滑剤を介在させ、定着ベルトの内周面と押圧部材との摺動面での潤滑性を保持している。また、摺動面に介在する潤滑剤を保持しやすくする目的で、定着ベルトの内周面に複数の溝を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、潤滑剤は加熱されることで粘度が低下するため、特許文献１のように定着ベルトの内周面に複数の溝を形成しても、長期間に亘り定着ベルトの内周面と押圧部材とが摺動する摺動面に潤滑剤を留めておくことは困難であり、摺動面から潤滑剤がスクイズアウトし、定着ベルトの端部から潤滑剤が漏れるという問題がある。潤滑剤のスクイズアウトにより摺動面が貧潤滑になると、定着ベルトの回転不良が生じる、又は駆動トルクが増大する等、様々な弊害を招来する。

特開２００６−２６７４０９号公報

本発明は、このような事情に鑑み、定着ベルトの内周面と押圧部材との間に介在する潤滑剤が定着ベルトの端部から漏れることを防止し、定着ベルトの内周面と押圧部材とが摺動する摺動面での潤滑性を長期間保持することができるシール部材及び定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、定着ベルトと、当該定着ベルトの内側に設けられて前記定着ベルトを加圧ロールに押圧する押圧部材とを具備する定着部に用いられるシール部材であって、両端部が前記押圧部材に固定されて、略Ｕ字形状をなし、当該略Ｕ字形状の外周面には、前記定着ベルトの内周面と密着しながら摺動するシール面を有することを特徴とするシール部材にある。
かかる発明によれば、定着ベルトの回転駆動に際し、シール面と定着ベルトの内周面とが密着しながら摺動する。これにより、定着ベルトの内周面と押圧部材とが摺動する摺動面に介在する潤滑剤が定着ベルトの端部から漏れることを防止でき、摺動面での潤滑性を長期間保持することができる。

ここで、前記シール部材を前記定着ベルトの内側に設ける場合、前記シール部材の幅方向両側の面のうち、前記定着ベルトの端部に近い面とは反対側の面が、前記定着ベルトの移動方向に対して、上流側が下流側より前記定着ベルトの端部の側に位置するように傾斜させて装着することが好ましい。
これにより、シール部材に到達した潤滑剤が定着ベルトの軸方向内側に移動され、定着ベルト全体の潤滑性が保持される。

ここで、前記シール部材は、前記定着ベルトの内側に複数設けられることが好ましい。
これにより、潤滑剤が定着ベルトの端部から漏れることを確実に防止でき、摺動面での潤滑性をより長期間保持することができる。

ここで、前記シール部材は、弾性体及び金属からなることが好ましい。
かかる発明によれば、弾性体を用いることによりシール面と定着ベルトの内周面との密着性を向上させ、金属を用いることにより、シール部材の強度を向上させることができる。

本発明の他の態様は、前記何れかの態様に記載するシール部材と、前記定着ベルトと、前記押圧部材と、前記加圧ロールとを備えることを特徴とする定着装置にある。
かかる発明によれば、定着ベルトの内周面と押圧部材との間に介在する潤滑剤が定着ベルトの端部から漏れることを防止することができる。これにより、定着ベルトの回転不良や駆動トルクの増大等の弊害を回避でき、信頼性の高い定着装置を実現することができる。

本発明のシール部材及び定着装置によれば、定着ベルトの内周面と押圧部材との間に介在する潤滑剤が定着ベルトの端部から漏れることを防止し、定着ベルトの内周面と押圧部材とが摺動する摺動面での潤滑性を長期間保持することができる。

実施形態１に係るシール部材の縦断面図及びＩ−Ｉ線断面図。 実施形態１に係るシール部材を定着ベルトの端部の面に対して平行に装着した状態の定着装置の斜視図。 実施形態１に係るシール部材を定着ベルトの端部の面に対して傾斜して装着した状態の定着装置の斜視図。 図２における定着装置のII−II線断面図。

以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
本実施形態のシール部材は、定着ベルトの内周面と、押圧部材との間に介在する潤滑剤が定着ベルトの端部から漏れないようにシールするためのものである。

図１（ａ）に、実施形態１に係るシール部材の縦断面図を示し、図１（ｂ）に、図１（ａ）のＩ−Ｉ線断面図を示す。図２に、実施形態１に係るシール部材を定着ベルトの端部の面に対して平行に装着した状態、図３に、定着ベルトの端部の面に対して傾斜して装着した状態の定着装置の斜視図を示す。

図１（ａ）に示すように、シール部材１は、略Ｕ字形状の本体部１０と、略Ｌ字形状の取付部１１とを有する。本体部１０は、定着ベルト２０の内周面に装着され、取付部１１は、押圧部材２２に固定される。装着前の本体部１０は、定着ベルト２０の内周面とほぼ一致した略Ｕ字形状を有するが、装着後は、弾性力等で変形し、定着ベルト２０の内周面と一致した形状になる。本体部１０の横断面形状は、円形、楕円形、多角形又は矩形等である。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、上部中央に先端がＲ形状のリップ部１３を有し、全体として略矩形状となっている。本体部１０の外周面、すなわち、リップ部１３は定着ベルト２０の内周面と密着しながら摺動するシール面１２となる。リップ部１３を有することにより、シール部材１がねじれたり傾斜したりした場合でも定着ベルトの内周面との密着性を確保することができる。このようなシール面１２（又はリップ部１３）は、定着ベルト２０が回転駆動する際、定着ベルト２０の内周面と密着しながら摺動する。

取付部１１は、押圧部材２２に設けられた嵌合穴２４（図４参照）と嵌合する固定部１１ａと、固定部１１ａより略直交方向に延出し、固定部１１ａの嵌合を保持する保持部１１ｂとを有する。取付部１１の押圧部材２２への固定方法については後述する。

このようなシール部材１は、図２及び図３に示すように、定着ベルト２０の軸方向端部（以下、単に「端部」と言う。）の内周面に装着して用いられる。また、シール部材１の装着の仕方（傾斜角度）については、特に制限はなく、定着ベルト２０の端部の面に対して平行に装着しても傾斜させて装着してもよい。ここで、傾斜させて装着するとは、シール部材１の幅方向（短手方向）両側の面のうち、定着ベルト２０の端部に近い面とは反対側の面が、定着ベルト２０の移動方向に対して、上流側が下流側より定着ベルト２０の端部の側に位置することをいう。本実施形態では、図２で定着ベルトの端部の面に対して平行に装着した場合を例示し、図３で傾斜させて装着した場合を例示している。

シール部材１が定着ベルト２０の内周面に装着されると、シール面１２と定着ベルト２０の内周面とは密着する。そして、定着ベルト２０が回転駆動すると、シール面１２は、定着ベルト２０の内周面との密着性を保持しながら摺動する。この定着ベルト２０の回転駆動の際に、定着ベルト２０が加熱されると、定着ベルト２０の内周面と押圧部材２２との間に介在する潤滑剤（図４参照）が定着ベルト２０の端部に移動する。本実施形態のシール部材１によれば、シール面１２により定着ベルト２０の内周面との密着性が確保されるため、潤滑剤が定着ベルトの端部に移動した場合であっても、潤滑剤が定着ベルトの端部から漏れることはない。

このようなシール部材１は傾斜して装着することが好ましい。これにより、潤滑剤の漏れを防止できるだけでなく、摺動面での潤滑性をより長期間維持することができる。図３に示すように、シール部材１を傾斜して装着することにより、潤滑剤２５が定着ベルト２０の端部に移動、すなわち、シール部材１に到達した場合であっても、潤滑剤２５は定着ベルト２０の軸方向内側に移動され、定着ベルト全体の潤滑性が保持されるからである。また、シール部材１を傾斜した状態で定着ベルト２０が回転すると、シール面１２が定着ベルト２０の回転方向に若干ねじれ、変形され易くなる。これにより、定着ベルト２０との密着性はさらに向上する。

また、本実施形態のシール部材１は、定着ベルト２０の内周面に複数装着して用いてもよい。これにより、定着ベルト２０の端部からの潤滑剤の漏れを確実に防止することができる。特に、傾斜して複数設けることにより、潤滑剤がシール部材１に到達しても、潤滑剤をより軸方向内側に移動させることができる。なお、定着ベルト２０の端部の一方のみに装着してもよい。

いずれにしても、本実施形態のシール部材１を定着ベルト２０の内周面に装着することにより、定着ベルト２０と押圧部材２２との間に介在する潤滑剤を定着ベルト２０の内周面に留めておくことができ、潤滑剤が定着ベルト２０の端部から漏れることを防止することができる。

以上説明したシール部材１の本体部１０は、弾性体及び金属からなる。弾性体を用いることにより、シール面１２と定着ベルト２０の内周面との密着性を高めることができる。弾性体としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、二トリルゴム、アクリルゴム等の合成ゴム、天然ゴム、熱可塑性又は熱硬化性エラストマーを挙げることができる。これらは、単独で用いても、二種類以上を併用してもよい。

金属は、シール面１２が定着ベルト２０の内周面と摺動する際、シール部材１の形状を一定に保つため及び強度向上のために用いられる。例えば、針金等の形でシール部材１に埋め込んで用いることが好ましい。なお、金属の種類は特に制限はない。

また、取付部１１は、本体部１０と同様に、弾性体及び金属からなる。これらの部材は、押圧部材２２の材質により適宜選択することが好ましい。取付部１１の固定部１１ａの長さ、幅については、特に制限はなく、嵌合穴２４（図４参照）と嵌合する大きさであればよい。保持部１１ｂの長さ、幅についても制限はない。

次に、取付部１１の押圧部材２２への固定方法について、図４を参照して詳細に説明する。取付部１１は、押圧部材２２に設けられた嵌合穴２４に、取付部１１の固定部１１ａが嵌合することにより固定される。固定部１１ａは、例えば、図示しない接着剤を介して嵌合穴２４に嵌合され、固定される。固定部１１ａが終端まで挿入されると、保持部１１ｂは押圧部材２２の側壁に引っかかり、押圧部材２２の側壁と密着する。これにより、固定部１１ａの嵌合及び固定が確実に行われる。

取付部１１の押圧部材２２への固定方法については、特に限定されない。例えば、固定部１１ａは、ねじであってもよい。この場合、固定部１１ａと押圧部材２２の嵌合穴２４との嵌合は、ねじを回すことにより簡便に行うことができる。また、固定部１１ａと嵌合穴２４との嵌合が、接着剤等を介して確実に行える場合は、保持部１１ｂは設けなくてもよい。また、嵌合穴２４を設けず、押圧部材２２や支持部材２３に別途嵌合手段を設け、かかる嵌合手段に取付部１１を取り付けてもよい。

本実施形態のシール部材１によれば、定着ベルト２０と押圧部材２２との間に介在する潤滑剤２５が定着ベルト２０の端部に移動した場合に潤滑剤のスクイズアウトを防止し、潤滑剤を定着ベルト２０の内周面に留めておくことができる。これにより、潤滑剤２５が定着ベルトの端部から漏れることを防止することができ、定着ベルト２０の内周面と押圧部材２２とが摺動する摺動面での潤滑性を長期間保持することができる。特に、シール部材１を定着ベルト２０の端部の面に対して傾斜して装着すると、上述したように、摺動面での潤滑性をさらに長期間維持することができる。また、本実施形態のシール部材１は、本体部１０を定着ベルト２０の内周面に装着し、取付部１１を押圧部材２２に固定するという極めて簡単な手法により、摺動面での潤滑性を長期間維持することができる。

次に、本実施形態の定着装置について説明する。図４に、図２における定着装置のII−II線断面図を示す。定着装置２は、シール部材１が装着された定着ベルト２０と、定着ベルト２０に対向して配置される加圧ロール２１と、定着ベルト２０の内側に設けられて定着ベルト２０を加圧ロール２１に対して押圧する押圧部材２２と、押圧部材２２を支持する支持部材２３とを具備する。押圧部材２２には、取付部１１の固定部１１ａと嵌合する嵌合穴２４が設けられている。また、定着ベルト２０の内周面と押圧部材２２との間には潤滑剤２５が介在する。

定着ベルト２０は、対向する加圧ロール２１との圧接により所定のニップ部を形成できるものであればよく、例えば、ポリイミド等の樹脂ベルト又は電鋳ベルトを用いたものが好ましい。

加圧ロール２１は、金属等からなる芯体２６と、芯体２６の周囲に形成されたゴム等からなる弾性層２７とを具備するものである。また、弾性層２７の周囲にはフッ素樹脂等からなる離型層を設けてもよい。

押圧部材２２は、例えば、ゴム等の弾性体及び樹脂、金属等から構成される。表面には、必要に応じてフッ素樹脂等からなる層が形成され、又は摺動シートや溝等が設けられることもある。このような押圧部材２２は、定着ベルト２０の駆動時に、定着ベルト２０の内周面と摺動しながら、加圧ロール２１に対して定着ベルト２０を押圧し、加圧ロール２１の弾性体を変形させながら、加圧ロール２１と定着ベルト２０との間にニップ部を形成するものである。

また、定着装置２には、定着ベルト２０を加熱する図示しない加熱手段が設けられている。加熱手段としては、例えば、ハロゲンヒーター、電熱線ヒーター、赤外線ヒーター等を挙げることができる。また、定着ベルト２０が対応していれば、励磁コイルによるＩＨ（電磁誘導）ヒーターでもよい。

本実施形態の定着装置２は、定着ベルト２０の内周面と押圧部材２２とが摺動する摺動面での潤滑性を長期間保持することができるシール部材１を具備する。このようなシール部材１を具備する定着装置２は、摺動面が貧潤滑になることなく、定着ベルト２０の回転不良や駆動トルクの増大等の弊害を回避することができ、信頼性が高いものとなる。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明を限定するものではない。
（実施例１）
定着ベルト（内径φ３０ｍｍ）の内側に、潤滑剤としてシリコーンオイル１．５ｇを含ませた押圧部材を配置し、エラストマーで形成された先端がＲ形状のリップ部を有するシール部材を定着ベルトの端部の面に対して平行に装着した。次に、定着ベルトの表面温度を１６０℃に昇温させた。昇温後、定着ベルトと対向するように配置された加圧ロールを定着ベルトに圧縮率４０％で押し付け、加圧ロールと共に定着ベルトを１０時間回転させた。なお、加圧ロールは、芯金外径φ２０ｍｍにシリコーンスポンジを肉厚５ｍｍになるように設け、表面をＰＦＡチューブで被覆したものを使用した。

（実施例２）
シール部材を定着ベルトの端部の面に対して１０°傾斜させて装着した以外は実施例１と同様の方法で加圧ロールと共に定着ベルトを回転させた。

（実施例３）
シール部材を定着ベルトの端部の面に対して４０°傾斜させて装着した以外は実施例１と同様の方法で加圧ロールと共に定着ベルトを回転させた。

（比較例１）
シール部材を装着しない以外は、実施例１と同様の方法で加圧ロールと共に定着ベルトを回転させた。

実施例１〜３、比較例１について、定着ベルトを１０時間回転させた後、シリコーンオイルが定着ベルトの端部から漏れるか否かをそれぞれ目視で確認した。表１に、定着ベルトの端部の面に対するシール部材の傾斜角度及びシリコーンオイルの漏れの有無の観察結果を示す。実施例１〜３については、定着ベルトの端部からのシリコーンオイルの漏れはなかったが、比較例１についてはシリコーンオイルの漏れが観察された。

以上の結果、シール部材を定着ベルトの内周面に装着することにより、定着ベルトの内周面と押圧部材との間に介在する潤滑剤（シリコーンオイル）が定着ベルトの端部から漏れることを防止できることがわかった。これにより、定着ベルトの内周面と押圧部材とが摺動する摺動面での潤滑性を長期間保持できることがわかった。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明のシール部材１は、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター、その他のプリンター及びこれらの複合機等の各種の定着装置及び画像形成装置に搭載可能である。

１ シール部材
２ 定着装置
１０ 本体部
１１ 取付部
１２ シール面
１３ リップ部
２０ 定着ベルト
２１ 加圧ロール
２２ 押圧部材
２３ 支持部材
２４ 嵌合穴
２５ 潤滑剤
２６ 芯体
２７ 弾性層

Claims (5)

1. 定着ベルトと、当該定着ベルトの内側に設けられて前記定着ベルトを加圧ロールに押圧する押圧部材とを具備する定着部に用いられるシール部材であって、
   両端部が前記押圧部材に固定されて、略Ｕ字形状をなし、
   当該略Ｕ字形状の外周面には、前記定着ベルトの内周面と密着しながら摺動するシール面を有することを特徴とするシール部材。
2. 請求項１に記載するシール部材を前記定着ベルトの内側に設ける場合、前記シール部材の幅方向両側の面のうち、前記定着ベルトの端部に近い面とは反対側の面が、前記定着ベルトの移動方向に対して、上流側が下流側より前記定着ベルトの端部の側に位置するように傾斜させて装着することを特徴とするシール部材。
3. 請求項１又は２に記載するシール部材は、前記定着ベルトの内側に複数設けられることを特徴とするシール部材。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載するシール部材は、弾性体及び金属からなることを特徴とするシール部材。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載するシール部材と、前記定着ベルトと、前記押圧部材と、前記加圧ロールとを備えることを特徴とする定着装置。

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