JP2018005047A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ形成部材と定着ベルトとの摺動性能の低下を抑制することができる。
【解決手段】回転可能な無端状の定着ベルト１２１等の定着部材の内周面に潤滑剤を付着させ、当該定着部材を挟んだ状態で加圧ローラ１２６等の加圧部材をニップ形成部材１２３に加圧させてニップ部を形成し、該ニップ部に記録紙Ｐ等の記録材を通過させて画像を該記録材に定着させる定着装置１２０において、潤滑剤を定着部材の回転方向に対し直交する幅方向の中央部側へ移送する傾斜溝１４０等の潤滑剤移送手段を備えた。
【選択図】図６

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、回転可能な無端状の定着部材の内周面に潤滑剤を付着させ、当該定着部材を挟んだ状態で加圧部材たる加圧ローラをニップ形成部材に加圧させてニップ部を形成し、そのニップ部に記録材を通過させて画像を該記録材に定着させる定着装置が知られている。

例えば、特許文献１には、係る定着装置であって、潤滑剤を保持した摺動シートをニップ形成部材と定着部材たる定着ベルトとの間に介在させることで定着ベルトの内周面に潤滑剤を付着させ、定着ベルトのニップ形成部材に対する摺動性能を高めている定着装置が開示されている。

上記特許文献１に開示の定着装置では、定着ベルトの内周面に付着している潤滑剤が、定着ベルトの回転方向に対し直交する幅方向の端部から漏れ出すおそれがあった。その結果、潤滑剤の総量が時間の経過に伴って減り、ニップ形成部材と定着ベルトとの摺動性能が低下してしまうという問題点があった。

上述した課題を解決するために、本発明は、回転可能な無端状の定着部材の内周面に潤滑剤を付着させ、当該定着部材を挟んだ状態で加圧部材をニップ形成部材に加圧させてニップ部を形成し、該ニップ部に記録材を通過させて画像を該記録材に定着させる定着装置において、前記潤滑剤を前記定着部材の回転方向に対し直交する幅方向の中央部側へ移送する潤滑剤移送手段を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、ニップ形成部材と定着ベルトとの摺動性能の低下を抑制することができるという特有の効果が得られる。

プリンタの全体構成を示す断面図。 本実施形態に係る定着装置を説明する模式図。 ニップ形成部材の一部を説明する斜視図。 加圧ローラの回転軸方向からみたときの定着ニップ部周辺のニップ形成部材と加圧ローラとを説明する模式図。 ニップ形成部材の平面図。 本実施形態のニップ形成部材の平面図。 傾斜溝の他の例を説明する模式図。 傾斜溝のさらに他の例を説明する模式図。 傾斜溝のさらに他の例を説明する模式図。

以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）１００に適用した一実施形態について説明する。

図１は、プリンタ１００の全体構成を示す断面図である。
図１に示すように、プリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびブラック（Ｂｋ）の各色に色分解された色にそれぞれ対応する画像を形成する像担持体からなる感光体ドラムが並設されたタンデム構造で構成されている。なお、本発明に係るプリンタ１００は、タンデム構造に限定されることはなく、他の構造であってもよい。また、本発明に係るプリンタ１００は、カラー画像形成装置に限定されることはなく、他の画像形成装置であってもよい。例えば、複写機やファクシミリ装置であってもよい。

プリンタ１００には、各色のプロセスカートリッジ１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋが着脱自在に装着されている。さらに、プリンタ本体には、各構成要素を収容する筐体で構成されており、シート給送装置１０４に収容された記録媒体としての記録紙を搬送する搬送経路が筐体内部に形成されている。プリンタ本体の排紙トレイの下部には、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの各色のトナーが充填された各色のトナーボトルが着脱可能に装着されている。また、プリンタ本体の内部には、廃トナー収容器が設けられており、その入口部には、トナー移送ホースが接続され、トナー移送ホースから入った廃トナーが収容されるようになっている。

光書込装置１０２は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび回転多面鏡を含んで構成されている。この光書込装置１０２は、プロセスユニットに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂを照射してプロセスカートリッジ１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋに静電潜像を形成するよう構成されている。照射されるレーザ光に含まれる画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの各色情報に分解した単色の画像情報で構成されている。

作像ユニットは、プロセスカートリッジ１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋの４つのプロセスカートリッジで構成されている。Ｙトナー像を形成するためのプロセスカートリッジ１０１Ｙを例にすると、プロセスカートリッジ１０１Ｙは、感光体ドラム１０３Ｙと、帯電ローラ１０４Ｙと、現像装置１０５Ｙと、クリーニングブレード１０６Ｙとを有している。このプロセスカートリッジ１０１Ｙは、帯電、光書込、現像、転写、クリーニングおよび除電が順に行われるよう構成されている。

このプロセスカートリッジ１０１Ｙにおいては、まず、帯電ローラ１０４Ｙにより感光体ドラム１０３Ｙに静電気を蓄える帯電がなされ、帯電した感光体ドラム１０３Ｙの表面へ光書込装置１０２による光書込がなされ、感光体ドラム１０３Ｙに静電気のパターンからなる静電潜像が形成される。そして、現像装置１０５Ｙにより感光体ドラム１０３Ｙ上の静電潜像にイエロートナーの付着、すなわち現像がなされトナー像が形成され、転写装置１０７にて転写が行われる。そして、次の転写に備えて、クリーニングブレード１０６Ｙにより感光体ドラム１０３Ｙ上に残ったトナーが取り除かれ、さらに、感光体ドラム１０３Ｙ上に残った静電気が取り除かれる除電が行われる。

感光体ドラム１０３Ｙは、円筒形の表面に、無機や有機の感光体からなる感光層を有し、所定の線速で回転している。その感光体ドラム１０３Ｙの表面には帯電ローラ１０４Ｙが圧接されており、その帯電ローラ１０４Ｙは感光体ドラム１０３Ｙの回転により従動回転している。その帯電ローラ１０３Ｙには高圧電源により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、感光体ドラム１０３Ｙを一様な表面電位に帯電させている。現像装置１０５Ｙは、イエロートナーを供給する供給部分と、感光体ドラム１０３Ｙにイエロートナーを付着させる現像部分により構成されている。クリーニングブレード１０６Ｙは、ゴムなどの弾力性のある帯状部材とブラシなどのトナー除去部材とを有している。現像装置１０５Ｙは、プリンタ本体に着脱可能に収容されている。

プロセスカートリッジ１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋも、それぞれプロセスカートリッジ１０１Ｙと同様に構成されている。プロセスカートリッジ１０１Ｃは、シアンのトナー像を、プロセスカートリッジ１０１Ｍは、マゼンタのトナー像を、プロセスカートリッジ１０１Ｂｋは、ブラックのトナー像をそれぞれ転写装置１０７に転写するようになっている。

転写装置１０７は、転写ベルト１０７ａと、駆動ローラ１０７ｂと、テンションローラ１０７ｃと、一次転写ローラ１０７ｄと、二次転写ローラ１０７ｅとを有している。転写ベルト１０７ａは、端末の無いいわゆる無端状のベルトから構成されており、駆動ローラ１０７ｂとテンションローラ１０７ｃと間に張力がかかった状態で掛け渡されている。また、転写ベルト１０７ａは、駆動ローラ１０７ｂおよびテンションローラ１０７ｃにより、図１中の矢印Ａの方向に回転可能、すなわち周回走行可能に構成されている。

プロセスカートリッジ１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋと押し付けられた転写ベルト１０７ａとの接触部分に、それぞれ一次転写ニップが形成されている。そして、一次転写ローラ１０７ｄＹ、１０７ｄＣ、１０７ｄＭ、１０７ｄＢｋには、単独の高圧電源から供給される所定の転写バイアス＋４００〜＋２５００［Ｖ］を印加させることで、転写電界を形成する。二次転写ローラ１０７ｅは、転写ベルト１０７ａの外周面を介して押し付けることにより駆動ローラ１０７ｂを押し付けており、二次転写ローラ１０７ｅと転写ベルト１０７ａとの接触部分に、二次転写ニップが形成されている。

ベルトクリーニング装置１０８は、二次転写ニップとプロセスカートリッジ１０１Ｙとの間に配置されている。このベルトクリーニング装置１０８は、二次転写ニップにおける転写の際に、転写ベルト１０７ａの外周表面に残ったトナーを取り除くトナー除去部材と、除去された廃トナーを廃トナー収容器に移送するトナー移送ホースとを有している。

シート給送装置１０９は、プリンタ本体の下部に配置されており、記録紙を収容する給紙カセット１０９ａと、給紙ローラ１０９ｂとを有している。シート給送装置１０９においては、給紙ローラ１０９ｂにより給紙カセット１０９ａから記録紙が１枚ずつ取り出され搬送経路に送り出すようになっている。

排紙装置１１０は、光書込装置１０２の上方でプリンタ本体の上部に配置されており、記録された記録紙を収容するトレイ１１０ａと、一対の排紙ローラ１１０ｂとを有している。排紙装置１１０においては、一対の排紙ローラ１１０ｂにより搬送経路から排出された記録紙をトレイ１１０ａに１枚ずつ順次載せて重ね合わせるようになっている。

レジストローラ１１１は、一対のローラを有しており、シート給送装置１０９の給紙ローラ１０９ｂにより送り出され搬送経路にある記録紙の搬送を調節するよう構成されている。

搬送経路上のレジストローラ１１１と給紙ローラ１０９ｂとの間で、レジストセンサがプリンタ本体に配置されており、記録紙の先端部分の通過が検知されるようになっている。このレジストセンサが記録紙の先端部分の通過を検知した後、所定時間が経過すると、記録紙はレジストローラ１１１に突き当てられて一端停止する。このレジストローラ１１１は、突き当てられた記録紙を所定のタイミングで挟み込んで回転し、二次転写ニップまで搬送するようになっている。所定のタイミングとしては、例えば、転写ベルト１０７ａの回転によりフルカラーで重ね合わさったトナー画像が二次転写ニップの位置まで搬送された時機が挙げられる。

トナーマークセンサ１１２は、テンションローラ１０７ｃの周面に懸架された転写ベルト１０７ａに対向する位置に配置されている。このトナーマークセンサ１１２は、正反射型センサや拡散型センサによって転写ベルト１０７ａ上のトナー像濃度、各色の位置測定を行い、画像濃度や色合わせを調整する。

以下、図１を参照してプリンタ１００の動作について簡単に説明する。
プリンタ１００は、その作像動作が開始されると、各プロセスカートリッジ１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋの感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋが駆動装置によって図１の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面が帯電ローラ１０４Ｙ、１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｂｋによって所定の極性に一様に帯電される。

そして、帯電された感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面には光書込装置１０２からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面には静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋに光書込する画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋ上に形成された静電潜像に、各現像装置１０５Ｙ、１０５Ｃ、１０５Ｍ、１０５Ｂｋによってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

駆動ローラ１０７ｂが図１の反時計回りに回転駆動されることにより、転写ベルト１０７ａが図１の矢印Ａで示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１０８ｄに、トナーの帯電極性と逆特性の定電圧または定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１０７ｄと各感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋとの間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして各プロセスカートリッジ１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋの感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋに形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、転写ベルト１０７ａ上に順次重ね合わせて転写される。このようにして転写ベルト１０７ａはその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。

また、上記トナー画像が転写された後の各感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面に付着する残留トナーは、クリーニングブレード１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｂｋによって除去される。次いで、各感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面上の電荷が徐電装置によって除かれるいわゆる徐電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

また、形成された各感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋ上の静電潜像に対して現像手段によりトナーを付着させてトナー画像を形成する作像動作が開始されると、プリンタ１００の下部では、給紙ローラ１０９ｂが回転駆動する。この回転駆動によって、記録紙のシート給送装置１０９に収容された記録紙が搬送経路に送り出される。搬送経路に送り出された記録紙は、レジストローラ１１１によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１０７ｅとそれに対向する駆動ローラ１０７ｂとの間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１０７ｅに、転写ベルト１０７ａ上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。

そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって転写ベルト１０７ａ上のトナー画像が記録紙上に一括して転写される。トナー画像が転写された記録紙は定着装置１２０へと搬送され、図２に示す定着ベルト１２１と加圧ローラ１２６とによって形成される定着ニップ部を通過する。この定着ニップ部を通過する際に、記録紙が定着ベルト１２１により加熱されるとともに、加圧ローラ１２６によって加圧されてトナー画像が記録紙に定着される。

その後、記録紙は、排紙ローラ１１０ｂによって装置外へ排出され、トレイ１１０ａ上にストックされる。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。

また、記録紙に転写しきれなかった転写ベルト１０７ａ上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１０８によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器へと搬送されて回収される。

次に、本発明の特徴部分である定着装置について説明する。
図２は、定着装置を説明する模式図である。
図２に示すように、定着装置１２０は、定着部材たる定着ベルト１２１と、熱源たるヒータ１２２と、ニップ形成部材１２３と、補強部材１２４と、伝熱部材１２５と、加圧部材たる加圧ローラ１２６と、押え部材１２７と、弾性部材１２８とを含んで構成されている。定着装置１２０は、定着ベルト１２１の温度を測定する温度センサ１２９によって測定された温度に基づき定着温度などの温度制御を実行させる制御部を有している。

この定着装置１２０においては、トナー画像が転写された記録紙Ｐが、定着ベルト１２１と加圧ローラ１２６との間に形成される定着ニップ部を通過中に加熱および加圧されてトナー画像が記録紙Ｐに定着されるようになっている。そして、記録紙Ｐが、定着ニップ部から排出される際に定着ベルト１２１から分離し、搬送経路を通って図１の排紙ローラ１１０ｂに向かって搬送されるようになっている。

定着ベルト１２１は、加圧ローラ１２６の図２中矢印Ｂ１方向の回転に連れ回り、図２中矢印Ｂ２方向に回転する。この定着ベルト１２１は、加圧ローラ１２６を駆動源としている。定着ベルト１２１及び加圧ローラ１２６の回転により、記録紙Ｐは、定着ニップ部に対して図２中矢印Ｂ３方向に進入し定着ニップ部から排出される。

加圧ローラ１２６は、直径が２０〜４０［ｍｍ］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１２６の回転軸は、弾性部材１２８によって押え部材１２７を介してニップ形成部材１２３側へ押圧されている。加圧ローラ１２６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（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）等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ１２６は、定着ベルト１２１に圧接して、双方の部材間に所望の定着ニップ部を形成する。加圧ローラ１２６の軸方向端部には駆動ギヤが設置されていて、加圧ローラ１２６は図２中の矢印Ｂ１の方向に回転駆動される。なお、加圧ローラ１２６の内部にハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。

また、定着ベルト１２１は、張架されていないフリーベルトであり、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、加圧ローラ１２６から駆動力を受けて図２中矢印Ｂ２方向に回転（走行）する。定着ベルト１２１は、ニップ形成部材１２３との摺接面である内周面側から、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５００［μｍ］以下に設定されている。定着ベルト１２１の基材層は、層厚が３０〜１００［μｍ］であって、樹脂材料であるポリイミドで形成されている。樹脂材料を用いることで低剛性となり、定着ニップ部よりも定着ベルト回転方向下流側の出口後に定着ベルト１２１が屈曲しやすくなり、記録紙の分離性が向上する。また、金属材料に比べて低コストで構成することができる。ただし、ニッケル、ステンレス等の金属材料を用いても良い。定着ベルト１２１の弾性層は、層厚が１００〜３００［μｍ］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、定着ニップ部における定着ベルト１２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、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。

定着ベルト１２１の離型層は、層厚が５〜５０［μｍ］であって、ＰＦＡＰＴＦＥ、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）等の材料で形成されている。また、定着ベルト１２１の直径は１５〜１２０［ｍｍ］になるように設定されている。なお、本実施形態では、定着ベルト１２１の直径が３０［ｍｍ］程度に設定されている。

定着ベルト１２１の内周面側には、ヒータ１２２、ニップ形成部材１２３、補強部材１２４、伝熱部材１２５、その他第１ステー、第２ステー、シート状部材等が固設されている。ヒータ１２２は、ハロゲンヒータやカーボンヒータを用いることができる。さらに、ニップ形成部材１２３は、定着ベルト１２１の内周面に摺接するように固設（固定）され、定着ベルト１２１を介して加圧ローラ１２６に圧接することで、記録紙Ｐが搬送される定着ニップ部が形成される。また、伝熱部材１２５と定着ベルト１２１とが摺接しても定着ベルト１２１の磨耗が軽減されるように、伝熱部材１２５と定着ベルト１２１との間にはフッ素グリス、シリコーンオイル等の潤滑剤が存在している。伝熱部材１２５の断面形状が円形になるように形成したが、それに限定されず、熱伝達効率や摺動抵抗の観点から定着ベルト１２１と伝熱部材１２５との密着性を考慮し、適宜設定することができる。

伝熱部材１２５は、プリンタ本体の電源部により出力制御されたヒータ１２２の輻射熱によって加熱される。伝熱部材１２５の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性を有する金属等の金属熱伝導体が挙げられる。伝熱部材１２５の肉厚を０．２［ｍｍ］以下に設定することで、定着ベルト１２１の加熱効率を向上することができる。伝熱部材１２５は、定着ベルト１２１とニップ形成部材１２３とで形成されるニップ部の位置以外で定着ベルト１２１の内周面に近接もしくは接触するように形成され、当該ニップ部の位置には内部に凹状に形成されるとともに開口部が形成された凹部１２５ａが設けられている。

ここで、図２に示すように、常温時における定着ベルト１２１と伝熱部材１２５とのギャップＧ（ニップ部を除く位置におけるギャップである）は、０［ｍｍ］より大きく２［ｍｍ］以下とすることが好ましい。これにより、伝熱部材１２５と定着ベルト１２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト１２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、伝熱部材１２５と定着ベルト１２１とが離れ過ぎて定着ベルト１２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。

さらに、伝熱部材１２５が定着ベルト１２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト１２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト１２１の変形による劣化や破損を軽減することができる。また、伝熱部材１２５と定着ベルト１２１との摺動抵抗を低下させるために、伝熱部材１２５の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、定着ベルト１２１の内周面にフッ素を含む材料からなる表面層を形成したりすることもできる。また、ヒータ１２２からの熱を定着ベルト１２１に均一に伝達し、かつ駆動時の定着ベルト１２１の走行安定性を確保する手段が別途用意されている場合には、伝熱部材１２５を有さず、定着ベルト１２１を直接加熱する方式の定着器を構成することも可能である。その場合は、定着器全体としての熱容量の内、伝熱部材１２５の熱容量が排除されるため、より昇温性能や省エネ性能に優れた定着器を構成できる利点がある。

なお、ヒータ１２２の出力制御は、定着ベルト１２１表面に対向するサーミスタ等の温度センサ１２９による定着ベルト表面温度の検知結果に基づいて行われる。また、このようなヒータ１２２の出力制御によって、定着ベルト１２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。

次に、上述のように構成された定着装置の動作について簡単に説明する。
プリンタ本体の電源スイッチが投入されると、ヒータ１２２に電力が供給されるとともに、加圧ローラ１２６の図２中矢印Ｂ１方向の回転駆動が開始される。これにより、定着ベルト１２１は、加圧ローラ１２６との摩擦力によって、図２中矢印Ｂ２方向に従動（つれ回り）する。その後、シート給送部から記録紙Ｐが給送されて、２次転写ローラの位置で、記録紙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）が担持された記録紙Ｐは、ガイド板に案内されながら図２矢印Ｂ３方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト１２１と加圧ローラ１２６とで形成される定着ニップ部に送入される。そして、ヒータ１２２の熱が伝熱部材１２５に伝わり、その伝熱部材１２５によって加熱された定着ベルト１２１による加熱と、補強部材１２４によって補強されたニップ形成部材１２３と加圧ローラ１２６との押圧力とによって、記録紙Ｐの表面にトナー像が定着される。その後、定着ニップ部から送り出された記録紙Ｐは、図２中矢印Ｂ４方向に搬送される。このようにして、定着装置における、一連の定着プロセスが完了する。

図３は、ニップ形成部材の一部を説明する斜視図である。図４は、加圧ローラの回転軸方向からみたときの定着ニップ部周辺のニップ形成部材と加圧ローラとを説明する模式図である。図５は、ニップ形成部材の平面図である。図６は、本実施形態のニップ形成部材の平面図である。

図３及び図４に示すように、ニップ形成部材１２３の摺動面には、定着ベルト１２１との摺動抵抗を低減するためにセラミックコート１２３ａが施され、かつ、摺動面には潤滑剤たるフッ素グリスが付着されている。これにより、定着ベルト１２１とニップ形成部材１２３との摺動抵抗を低く抑えるとともに、樹脂基材で構成された定着ベルト１２１の内周面の磨耗を抑制することができる。なお、セラミックコート１２３ａの厚みは１０〜３０［μｍ］になるようコートされる。

定着ベルト回転方向に対し直交する幅方向からみたとき、加圧ローラ１２６は、定着時、定着ベルト１２１との摺動面を有するニップ形成部材１２３の定着ベルト回転方向上流側の端部に押圧され、加圧ローラ１２６の厚み方向に押し潰されるよう変形してニップ形成部材１２３の摺動面から一旦離れる。その後、加圧ローラ１２６は、定着ベルト回転方向下流側にいくにつれ徐々に復元し、ニップ形成部材１２３の摺動面に摺動して押圧される。そして、ニップ部におけるニップ形成部材１２３の定着ベルト回転方向下流側の出口付近では、加圧ローラ１２６のニップ形成部材１２３に対する荷重が最も大きくなっている。

そのため、定着ベルト１２１の内周面に付着しているフッ素グリスは、図５に示すように、定着ベルト１２１とニップ形成部材１２３とのニップ部に対応するニップ領域１３１ａの出口付近で、定着ベルト回転方向下流側へ流れ難くなる。その結果、ニップ領域１３１ａの出口付近では、後続のフッ素グリスが流れてくるため、フッ素グリスの留まる量が次第に多くなり、行き場を失ったフッ素グリスは、定着ベルト回転方向に対し直交する幅方向に移動する。そして、移動したフッ素グリスは、経時によりニップ形成部材１２３の幅方向の端部から漏れ出する。その結果、定着ベルト１２１に付着するフッ素グリスの総量が減り、定着ベルト１２１とニップ形成部材１２３との摺動抵抗が増加する。よって、高い耐久性を確保することが困難となる。

特に、先の図２に示すように、ニップ形成部材１２３の定着ニップ領域の出口付近は、記録紙Ｐの分離性向上のために、加圧ローラ１２６の外周面に沿った円弧形状をなしている。そのため、ニップ領域１３１ａの出口付近において、加圧ローラ１２６のニップ形成部材１２３に対する荷重は、より一層大きくなる。そのため、経時によりニップ形成部材１２３の幅方向の端部から漏れ出す量が多くなり、定着ベルト１２１の内周面に付着するフッ素グリスの総量の減る速度が速くなる。それにより、定着ベルト１２１とニップ形成部材１２３との摺動抵抗が一気に増加してしまう。

これを改善するため、図６に示すように、定着ニップ領域１３１の定着ベルトの回転方向下流側の出口付近（出口領域１３１ｃ）に対応するニップ形成部材１２３の面に、幅方向端部から中央部に傾斜した傾斜溝１４０が複数形成されている。これにより、定着ベルト１２１の内周面とニップ形成部材１２３との間に存在するフッ素グリスは、傾斜溝１４０の溝部で一旦確保される。そして、その確保したフッ素グリスは、傾斜溝１４０の溝部に沿って幅方向の中央側へ流れ、フッ素グリスがニップ形成部材１２３の幅方向端部から漏れ出るのを抑制され、定着ベルト１２１の内周面に付着するフッ素グリスの総量を維持できる。なお、ニップ形成部材１２３に形成した傾斜溝１４０の摺動面エッジ部、特に定着ベルトの回転方向上流側に面する溝の内壁とニップ形成部材の摺動面との境界部は曲面で構成され、定着ベルト１２１の内周面の磨耗及び摺動抵抗の増加を抑制することができる。

図６に示すように、複数の傾斜溝１４０は、定着ベルトの回転方向に長く形成している。これにより、幅方向の端部に移動したフッ素グリスを傾斜溝１４０に確保し、傾斜溝１４０を用いてより効率的にフッ素グリスを幅方向中央部へ戻すことができる。

なお、図７、図８及び図９に示すように、定着ベルトの回転方向上流側から下流側へいくにつれ傾斜溝１４０の溝部の深さが浅くなるように構成している。これにより、フッ素グリスを傾斜溝１４０の溝部からスムーズに出すことができ、より効率的に定着ベルト１２１の内周面に付着させることができる。さらに、傾斜溝１４０の定着ベルト回転方向の端部は、ニップ形成部材１２３の定着ベルト１２１との摺動面に連続するよう形成されている。これによって、傾斜溝１４０の中に一旦溜まったフッ素グリスの全てをスムーズに傾斜溝１４０から出すことができ、より効率的に定着ベルト１２１の内周面に付着させることができる。傾斜溝１４０の厚み方向断面の底形状としては、図７に示すような三角形や、図８に示すような平面形状で構成される。また、傾斜溝１４０において、定着ベルト回転方向に傾斜している内壁は、図９のように定着ベルト回転方向に対し直交する幅方向の片側だけでもよい。さらに、フッ素グリスをニップ形成部材の幅方向中央部側へ移動させる機構として、上記の傾斜溝に限らずニップ形成部材の幅方向端部から中央部に傾斜したガイド壁部や突起部で形成されたガイド部材でもよい。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
回転可能な無端状の定着ベルト１２１等の定着部材の内周面に潤滑剤を付着させ、当該定着部材を挟んだ状態で加圧ローラ１２６等の加圧部材をニップ形成部材１２３に加圧させてニップ部を形成し、該ニップ部に記録紙Ｐ等の記録材を通過させて画像を該記録材に定着させる定着装置１２０において、前記潤滑剤を前記定着部材の回転方向に対し直交する幅方向の中央部側へ移送する傾斜溝１４０等の潤滑剤移送手段を備えたことを特徴とするものである。
通常、定着装置によれば、ニップ部を良好に形成するため、加圧部材又は定着部材の少なくとも一方は、弾性層を有している。例えば、加圧部材が弾性層を有していると、定着部材回転方向に対し直交する幅方向からみたとき、加圧部材は、定着時、定着部材との摺動面を有するニップ形成部材の定着部材回転方向上流側の端部に押圧され、加圧部材の厚み方向に押し潰されるよう変形する。そして、その加圧部材は、端部より定着部材回転方向下流側にいくにつれ徐々に復元し、ニップ部内における加圧部材のニップ形成部材に対する荷重は、ニップ形成部材の定着部材回転方向下流側の出口付近（以下、単に出口付近という。）に近づくにつれて大きくなっている。そのため、定着部材の内周面に付着している潤滑剤は、ニップ部の出口付近で、定着部材回転方向下流側へ流れ難くなる。さらに、ニップ部の出口付近では、後続の潤滑剤が流れてくるため、潤滑剤の留まる量が次第に多くなり、行き場を失った潤滑剤は、定着部材回転方向に対し直交する幅方向に移動する。そして、移動した潤滑剤は、時間の経過に伴い、ニップ形成部材の幅方向の端部から漏れ出す。その結果、定着部材に付着する潤滑剤の総量が減り、定着部材とニップ形成部材との摺動抵抗が増加する。
本態様では、潤滑剤移送手段を用いて、潤滑剤を定着部材回転方向に対し直交する幅方向の中央部側へ移送する。それにより、その幅方向の端部側に移動した潤滑剤を中央部側へ戻し、潤滑剤がニップ形成部材の幅方向の端部から漏れ出すのを抑制する。よって、定着部材の内周面に付着する潤滑剤の総量減少を抑制して定着部材とニップ形成部材との摺動抵抗の増加を抑制でき、定着部材とニップ形成部材との摺動性能の低下を抑制することができる。

（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、前記潤滑剤移送手段は、前記ニップ部よりも前記定着部材の回転方向下流側の前記ニップ形成部材の前記定着部材と対向する面に設けられた傾斜溝１４０を備えて構成され、該溝は、前記定着部材の回転方向上流側から下流側に従って前記定着部材の回転方向に対し直交する幅方向の端部側から中央部側へ傾斜していることを特徴とするものである。
かかる構成により、ニップ形成部材の軸方向の端部側へ移動した潤滑剤は、溝で確保され、溝に沿って流れることで幅方向の端部側から中央部側へ移送される。それより、潤滑剤が幅方向の端部から漏れるのを抑制され、潤滑剤の総量の減少を抑制できる。

（態様Ｃ）
（態様Ｂ）において、前記溝は、前記定着部材の回転方向に対し直交する幅方向に、複数個配列されていることを特徴とするものである。
かかる構成により、定着部材の内周面に付着する潤滑剤を複数の溝で細分化して保持させることで、潤滑剤をニップ部の幅方向で均一に存在させることができる。定着部材とニップ形成部材との摺動性能の低下をより一層抑制することができる。

（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）において、前記ニップ部における前記ニップ形成部材の前記定着部材の回転方向下流側の端部は、回転体の前記加圧部材の外周面に沿う円弧形状をなすことを特徴とするものである。
かかる構成により、定着後の記録紙が屈曲しやすくなり記録紙の分離性が向上する。

（態様Ｅ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｄ）において、前記溝は、前記定着部材の回転方向に長くなるよう形成されていることを特徴とするものである。
かかる構成により、幅方向の端部に移動した潤滑剤をより多くの溝に確保でき、効率的に潤滑剤を幅方向中央部へ戻すことができる。

（態様Ｆ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｅ）において、前記溝の前記定着部材の回転方向下流側の端部は、前記ニップ形成部材の前記定着部材との摺動面に連続することを特徴とするものである。
かかる構成により、溝で確保した潤滑剤の全てを溝からスムーズに出すことができ、より効率的に定着部材の内周面に付着させることができる。

（態様Ｇ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｆ）において、前記定着部材の回転方向上流側に面する前記溝の内壁と、前記ニップ形成部材の摺動面との境界部は、曲面形状に形成されていることを特徴とするものである。
かかる構成により、定着部材の内周面の磨耗及び摺動抵抗の増加を抑制することができる。

（態様Ｈ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｇ）において、前記溝の深さは、前記定着部材の回転方向の上流側から下流側にいくに従って浅くなることを特徴とするものである。
かかる構成により、溝で確保した潤滑剤を溝から良好に出すことができ、より効率的に定着部材の内周面に付着させることができる。

（態様Ｉ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｈ）において、前記潤滑剤は、フッ素グリスであることを特徴とするものである。

（態様Ｊ）
転写ベルト１０７ａ等の像担持体と、像担持体上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１０１等のトナー像形成手段と、前記トナー像を前記像担持体上から記録媒体上に転写する転写手段と、前記記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、前記定着手段として、（態様Ａ）乃至（態様Ｉ）のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とするものである。
本態様によれば、潤滑剤の漏れを抑制でき、潤滑剤による潤滑性能の低下を抑制できる。よって、定着部材とニップ形成部材との摺動性能の低下を抑制できことで定着部材の回転不良を抑制でき、良好な画像形成を行うことができる。

１００ プリンタ
１０１ プロセスカートリッジ
１０２ 光書込装置
１０３ 感光体ドラム
１０４ 帯電ローラ
１０５ 現像装置
１０６ クリーニングブレード
１０７ 転写装置
１０７ａ 転写ベルト
１０７ｂ 駆動ローラ
１０７ｃ テンションローラ
１０７ｄ 一次転写ローラ
１０７ｅ 二次転写ローラ
１０８ ベルトクリーニング装置
１０９ シート給送装置
１０９ａ 給紙カセット
１０９ｂ 給紙ローラ
１１０ 排紙装置
１１０ａ トレイ
１１０ｂ 排紙ローラ
１１１ レジストローラ
１１２ トナーマークセンサ
１２０ 定着装置
１２１ 定着ベルト
１２２ ヒータ
１２３ ニップ形成部材
１２３ａ セラミックコート
１２４ 補強部材
１２５ 伝熱部材
１２６ 加圧ローラ
１２７ 押え部材
１２８ 弾性部材
１２９ 温度センサ
１３１ａ ニップ領域
１３１ｂ 入口領域
１３１ｃ 出口領域
１４０ 傾斜溝

特開２０１４−１６４２４５号公報

Claims (10)

1. 回転可能な無端状の定着部材の内周面に潤滑剤を付着させ、当該定着部材を挟んだ状態で加圧部材をニップ形成部材に加圧させてニップ部を形成し、該ニップ部に記録材を通過させて画像を該記録材に定着させる定着装置において、
   前記潤滑剤を前記定着部材の回転方向に対し直交する幅方向の中央部側へ移送する潤滑剤移送手段を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   前記潤滑剤移送手段は、前記ニップ部よりも前記定着部材の回転方向下流側の前記ニップ形成部材の前記定着部材と対向する面に設けられた溝を備えて構成され、該溝は、前記定着部材の回転方向上流側から下流側に従って前記定着部材の回転方向に対し直交する幅方向の端部側から中央部側へ傾斜していることを特徴とする定着装置。
3. 請求項２記載の定着装置において、
   前記溝は、前記定着部材の回転方向に対し直交する幅方向に、複数個配列されていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記ニップ部における前記ニップ形成部材の前記定着部材の回転方向下流側の端部は、回転体の前記加圧部材の外周面に沿う円弧形状をなすことを特徴とする定着装置。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記溝は、前記定着部材の回転方向に長くなるよう形成されていることを特徴とする定着装置。
6. 請求項２乃至５のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記溝の前記定着部材の回転方向下流側の端部は、前記ニップ形成部材の前記定着部材との摺動面に連続することを特徴とする定着装置。
7. 請求項２乃至６のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記定着部材の回転方向上流側に面する前記溝の内壁と、前記ニップ形成部材の摺動面との境界部は、曲面形状に形成されていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項２乃至７のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記溝の深さは、前記定着部材の回転方向上流側から下流側にいくに従って浅くなることを特徴とする定着装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記潤滑剤は、フッ素グリスであることを特徴とする定着装置。
10. 像担持体と、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記像担持体上から記録媒体上に転写する転写手段と、前記記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
    前記定着手段として、請求項１乃至９のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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