JP5321905B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良が生じにくい定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１等の定着装置は、定着部材としての定着ベルト、定着ベルトの内周面の一部又は全部に対向するように固設された略円筒状の金属部材（対向部材）、金属部材を加熱するために金属部材に内設された加熱手段としてのヒータ、定着ベルトに圧接してニップ部を形成する加圧回転体としての加圧ローラ、等で構成されている。
そして、定着ベルトがヒータによって加熱された金属部材によって加熱されて、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像がニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着されることになる。

一方、特許文献２、３等には、セラミックヒータで加熱される定着ベルトにおける幅方向両端の非通紙領域の温度上昇を防止するために、定着ベルトの非通紙領域を冷却ファンによって冷却する技術が開示されている。

上述した特許文献１等の定着装置は、定着ベルトが金属部材に摺接して磨耗してしまう不具合を防止するために、定着ベルトと金属部材との間に潤滑剤を塗布した場合に、その潤滑剤が熱により揮発した後に幅方向端部から漏出して、経時において定着ベルトと金属部材との間に介在した潤滑剤の量が不足してしまう問題があった。このように定着ベルトと金属部材との間に介在した潤滑剤の量が不足してしまうと、定着ベルトが金属部材に摺接して磨耗してしまう不具合を充分に防止できなくなってしまう。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、定着ベルトと金属部材とが摺接して磨耗する不具合が経時においても安定的に軽減される、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

本願発明者は、前記課題を解決するために研究を重ねた結果、熱により揮発して幅方向の端部から漏出しかかった潤滑剤であっても、これを冷却してやることで、その揮発が抑えられて幅方向の端部からの漏出を抑止できることを知るに至った。また、高粘度の潤滑剤は、熱による揮発が生じにくい反面、金属部材との摺接による定着ベルトの摺動トルクを高めてしまう。これに対して、低粘度の潤滑剤は、金属部材との摺接による定着ベルトの摺動トルクが小さくなる反面、熱による揮発が生じやすくなってしまう。

この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融するとともに、可撓性を有する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周面に対向するように固設されて前記定着ベルトを加熱するとともに、加熱手段によって加熱される金属部材と、前記定着ベルトに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着ベルトの幅方向両端の非通紙領域を冷却する冷却手段と、を備え、幅方向中央部における前記定着ベルトと前記金属部材との間に第１の潤滑剤を介在するとともに、幅方向両端部における前記定着ベルトと前記金属部材との間に第２の潤滑剤を介在し、前記第２の潤滑剤は、その粘度が前記第１の潤滑剤の粘度よりも高くなるように形成されたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記加圧回転体は、幅方向両端部における表面の滑り摩擦係数が幅方向中央部における表面の滑り摩擦係数よりも大きくなるように形成されたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記加圧回転体は、滑り摩擦係数が大きくなるように形成された前記幅方向両端部が交換可能に構成されたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記冷却手段を、前記定着ベルトの幅方向両端の非通紙領域に空気を送り冷却する冷却ファンとしたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記冷却手段を、前記加圧回転体における非通紙領域に一体的に形成されるとともに、前記加圧回転体の通紙領域よりも熱伝導率が高くなるように形成された高熱伝導部としたものである。

また、この発明の請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

なお、本願において、「通紙領域」とは、画像形成装置にて通紙可能な最大サイズの記録媒体の幅方向（通紙方向に直交する方向である。）の範囲であるものと定義し、「非通紙領域」とは「通紙領域」の範囲外の領域であるものと定義する。
また、本願において、「幅方向」とは、記録媒体の通紙方向に対して直交する方向であるものと定義する。

本発明は、幅方向中央部における定着ベルトと金属部材との間に低粘度の潤滑剤を介在して、幅方向両端部における定着ベルトと金属部材との間に高粘度の潤滑剤を介在するとともに、定着ベルトの幅方向両端の非通紙領域を冷却手段によって冷却している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、金属部材との摺接による定着ベルトの摺動トルクが大きくなることがなく、定着ベルトと金属部材とが摺接して磨耗する不具合が経時においても安定的に軽減される、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す構成図である。 図２の定着装置を幅方向にみた図である。 ニップ部の近傍を示す拡大図である。 定着ベルトと金属部材との摺接部を示す拡大図である。 従来の定着装置の不具合を説明するための図である。 この発明の実施の形態２における定着装置を幅方向にみた図である。 この発明の実施の形態３における、（Ａ）定着装置を幅方向にみた図と、（Ｂ）加圧ローラから高摩擦部を分離した図と、である。 この発明の実施の形態４における定着装置を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図５にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、本実施の形態１における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
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。

次に、図２〜図５にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２は、定着装置２０を示す構成図である。図３は、定着装置２０を幅方向にみた図である。図４は、定着装置２０のニップ部の近傍を示す拡大図である。図５は、定着ベルト２１と金属部材２２との摺接部を示す拡大図である。
図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１（ベルト部材）、固定部材２６、金属部材２２（加熱部材）、補強部材２３、断熱部材２７、加熱手段としてのヒータ２５（熱源）、加圧回転体としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、ステー部材２８（図４を参照できる。）、等で構成される。

ここで、定着部材としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。定着ベルト２１は、内周面２１ａ（固定部材２６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。
定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜５０μｍ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。
定着ベルト２１の弾性層は、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２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ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２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍ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）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。

また、定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されている。なお、本実施の形態１では、定着ベルト２１の内径（が３０ｍｍに設定されている。
定着ベルト２１の内部（内周面側）には、固定部材２６、ヒータ２５（加熱手段）、金属部材２２、補強部材２３、断熱部材２７、ステー部材２８、等が固設されている。
ここで、固定部材２６は、定着ベルト２１の内周面２１ａに摺接するように固定されている。そして、固定部材２６が定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接することで、記録媒体Ｐが搬送されるニップ部が形成される。図３を参照して、固定部材２６は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。なお、固定部材２６の構成については、後でさらに詳しく説明する。

図２を参照して、金属部材２２（加熱部材）は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するように形成され、ニップ部の位置では断熱部材２７を介して固定部材２６を保持するように形成された略円筒体である。図３を参照して、金属部材２２は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。また、金属部材２２の両端には、定着ベルト２１の寄り（幅方向の移動である。）を制限するための寄止めフランジ２９が挿設されている。
そして、金属部材２２は、ヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える。）。すなわち、金属部材２２がヒータ２５（加熱手段）によって直接的に加熱されて、金属部材２２を介して定着ベルト２１がヒータ２５（加熱手段）によって間接的に加熱されることになる。定着ベルト２１の加熱効率を良好に維持するためには、金属部材２２の厚さを０．１ｍｍ以下に設定することが好ましい。
金属部材２２の材料としては、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、鉄、等の金属熱伝導体（熱伝導性を有する金属である。）を用いることができるが、その中でも単位体積の熱容量比（密度×比熱である。）が比較的小さいフェライト系ステンレス鋼が好適である。本実施の形態１では、金属部材２２の材料として、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０を用いている。また、金属部材２２の厚さを０．１ｍｍに設定している。

加熱手段としてのヒータ２５（熱源）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２０の側板４３に固定されている（図３を参照できる。）。そして、装置本体１の電源部により出力制御されたヒータ２５の輻射熱によって、金属部材２２が加熱される。さらに、金属部材２２によって定着ベルト２１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２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーミスタ等の温度センサ４０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２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。

このように、本実施の形態１における定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、金属部材２２によって定着ベルト２１が周方向にわたってほぼ全体的に加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。

ここで、金属部材２２は、定着ベルト２１の内周面（ニップ部を除く位置である。）にクリアランスをあけて対向するように固設されている。定着ベルト２１と金属部材２２とのクリアランス量Ａ（ニップ部を除く位置のギャップである。）は、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下とすることが好ましい（０ｍｍ＜Ａ≦１ｍｍである。）。これにより、金属部材２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、金属部材２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１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、金属部材２２が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。
また、金属部材２２と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、定着ベルト２１の内周面には、双方の部材２１、２２の間にはフッ素グリス等の潤滑剤が塗布されている。この金属部材２２と定着ベルト２１との間に介在される潤滑剤については、後で詳しく説明する。
なお、本実施の形態１では、金属部材２２の断面形状が略円形になるように形成したが、金属部材２２の断面形状が多角形になるように形成することもできるし、金属部材２２の周面にスリットを設けることもできる。

ここで、本実施の形態１では、ニップ部を形成する固定部材２６の強度を補強する補強部材２３が、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。図３を参照して、補強部材２３は、幅方向の長さが固定部材２６と同等になるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。そして、補強部材２３が固定部材２６及び定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接することで、ニップ部において固定部材２６が加圧ローラ３１の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。

なお、補強部材２３は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。
また、補強部材２３における、ヒータ２５に対向する面の一部又は全部に、断熱部材を設けたり、鏡面処理を施したりすることもできる。これにより、ヒータ２５から補強部材２３に向かう熱（補強部材２３を加熱する熱）が金属部材２２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（金属部材２２）の加熱効率がさらに向上することになる。

図２を参照して、ニップ部の位置で定着ベルト２１の外周面に当接する加圧回転体としての加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍであって、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１（加圧回転体）の弾性層３３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３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ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３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図３を参照して、加圧ローラ３１には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギア４５が設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に軸受４２を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ３１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。

なお、加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、金属部材２２に生じる撓みをさらに軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。
また、本実施の形態１では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径とほぼ同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。

図４を参照して、定着ベルト２１の内周面２１ａに摺接する固定部材２６は、ベース層２６ｂ上に表面層２６ａが形成されたものである。固定部材２６は、加圧ローラ３１との対向面（摺接面）が、加圧ローラ３１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３１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２１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。
なお、本実施の形態１では、ニップ部を形成する固定部材２６の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成する固定部材２６の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、固定部材２６の摺接面（加圧ローラ３１に対向する面である。）が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Ｐの画像面に対して略平行になって、定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Ｐを定着ベルト２１から容易に分離することができる。

また、固定部材２６のベース層２６ｂを形成する材料としては、加圧ローラ３１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。
金属板を曲げ加工することにより形成する略パイプ状の金属部材２２は、その肉厚を薄くすることができるために、ウォームアップ時間を短縮することができる。しかし、金属部材２２自身の剛性は小さくなっているため、加圧ローラ３１の加圧力に抗しきれずに、撓んだり、変形することがある。パイプ状の金属部材２２が変形してしまうと所望のニップ幅が得られずに、定着性が低下するという問題が生じる。これに対して、本実施の形態１では、薄肉の金属部材２２とは別に高剛性の固定部材２６を設置してニップ部を形成しているために、そのような問題が生じるのを未然に防止することができる。

また、本実施の形態１では、固定部材２６とヒータ２５（加熱手段）との間に断熱部材２７を設置している。詳しくは、固定部材２６と金属部材２２との間であって、固定部材２６の摺接面を除く面を覆うように断熱部材２７が設置されている。断熱部材２７の材料としては、断熱性に優れたスポンジゴムや、空包を有するセラミック、等を用いることができる。
本実施の形態１では、定着ベルト２１と金属部材２２とがほぼ全周にわたって近接しているため、加熱待機時（プリント動作待機時）においても定着ベルト２１を周方向に温度ムラなく加熱できる。したがって、プリント要求を受けた後、速やかにプリント動作をおこなうことができる。このとき、従来のオンデマンド方式の定着装置（例えば、特許第２８８４７１４号公報参照。）では、ニップ部で加熱待機時に加圧ローラを変形させたまま熱を与えてしまうと、加圧ローラのゴムの材質によっては、熱劣化を起こして加圧ローラの寿命が短くなってしまったり、加圧ローラに圧縮永久ひずみが発生してしまったりする（ゴムの圧縮永久ひずみは、ゴムの変形に加熱が加わることにより増大する。）。そして、加圧ローラに圧縮永久ひずみが発生すると、加圧ローラの一部が凹んだ状態になり、所望のニップ幅が得られないため、定着不良が発生したり、回転時に異音が生じたりする。
これに対して、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、加熱待機時に金属部材２２の熱が固定部材２６に達しにくくなる。したがって、加熱待機時に加圧ローラ３１が変形した状態で高温加熱される不具合が軽減されて、上述の問題が生じるのを抑止することができる。

さらに、固定部材２６と定着ベルト２１との摩擦抵抗を低減するために双方の部材間に塗布された潤滑剤は、ニップ部における高圧条件に加えて高温条件による使用によって劣化して、定着ベルト２１のスリップ等の不具合が生じてしまう可能性がある。
これに対して、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、金属部材２２の熱がニップ部の潤滑剤に達しにくくなる。したがって、潤滑剤の高温による劣化が軽減されて、上述の問題が生じるのを抑止することができる。

また、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、固定部材２６が断熱されて、ニップ部では積極的に定着ベルト２１は加熱されないことになる。そのため、ニップ部に送入された記録媒体Ｐの温度がニップ部から送出されるときには低くなる。すなわち、ニップ部出口では、記録媒体Ｐ上に定着されたトナー像の温度が低くなって、トナーの粘性が低下して、定着ベルト２１に対するトナー接着力が小さくなった状態で、記録媒体Ｐは定着ベルト２１から分離される。したがって、定着工程直後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に巻き付いてジャムになる不具合が防止されるとともに、定着ベルト２１に対するトナー固着も抑制される。

また、本実施の形態１では、図４を参照して、固定部材２６が挿設された金属部材２２の凹部を内周面側から保持するステー部材２８が設置されている。
略パイプ状の金属部材２２は、０．１ｍｍ厚のステンレス板に曲げ加工を施して形成したものである。したがって、ステンレス板を曲げ加工によって所望のパイプ形状に加工しようとしても、そのままでは、スプリングバックによって径が大きくなる方向に開いてしまい所望のパイプ形状を形成することができない。そして、金属部材２２がスプリングバックによって開いてしまうと、定着ベルト２１の内周面に接触してしまい定着ベルト２１を傷つけたり、定着ベルト２１との接触ムラによる定着ベルト２１の加熱ムラが生じたりしてしまう。本実施の形態１では、このような不具合が生じるのを抑止するために、金属部材２２の開口部が形成された凹部（曲げ部）をステー部材２８で固定することによって、金属部材２２のスプリングバックによる変形を抑止している。具体的には、スプリングバック力に抗するように曲げ加工が施された金属部材２２の形状を保持しながら、金属部材２２の内周面側からステー部材２８を凹部に圧入する。

ここで、金属部材２２の加熱効率を高くするためには、金属部材２２の肉厚は０．２ｍｍ以下に設定することが好ましい。
上述したように、金属板を曲げ加工することにより形成する略パイプ状の金属部材２２は、その肉厚を薄くすることができるために、ウォームアップ時間を短縮することができる。しかし、金属部材２２自身の剛性は小さくなっているため、加圧ローラ３１の加圧力が金属部材２２に作用すると、その加圧力に抗しきれずに、撓んだり、変形してしまう。そして、パイプ状の金属部材２２が変形してしまうと所望のニップ幅が得られずに、定着性が低下するという問題が生じてしまう。これに対して、本実施の形態１では、薄肉の金属部材２２に凹部（固定部材２６が挿設されている部分である。）をニップ部から離れるように設けて、加圧ローラ３１の加圧力が金属部材２２に直接的に作用しないように構成しているために、そのような問題が生じるのを未然に防止することができる。

以下、上述のように構成された定着装置２０の動作について簡単に説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図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３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。
その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ８９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Ｔ（トナー像）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ながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、金属部材２２（ヒータ２５）によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強された固定部材２６と加圧ローラ３１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、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、本実施の形態１における定着装置２０において特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
図３を参照して、本実施の形態１における定着装置２０には、定着ベルト２１の幅方向両端の非通紙領域Ｎを冷却する冷却手段としての冷却ファン６１が設置されている。この冷却ファン６１（冷却手段）は、定着ベルト２１の幅方向両端の非通紙領域Ｎに空気を送り冷却するものである。詳しくは、冷却ファン６１（冷却手段）から送出された空気は、ダクト６２に導かれて図３の白矢印方向に送られ、定着ベルト２１の非通紙領域Ｎに向けて当てられる。こうして、定着ベルト２１の非通紙領域Ｎが空冷される。なお、本実施の形態１では、両端の非通紙領域Ｎの幅方向（図３の左右方向である。）の長さを、それぞれ、２０ｍｍに設定している。

また、図３及び図５を参照して、本実施の形態１における定着装置２０は、幅方向中央部における定着ベルト２１と金属部材２２との間に第１の潤滑剤Ｑ１が介在されて、幅方向両端部における定着ベルト２１と金属部材２２との間に第２の潤滑剤Ｑ２が介在されている。具体的には、定着ベルト２１の内周面２１ａであって、通紙領域Ｍに相当する部分に第１の潤滑剤Ｑ１が塗布され、非通紙領域Ｎに相当する部分に第２の潤滑剤Ｑ２が塗布されている。ここで、第２の潤滑剤Ｑ２は、その粘度が第１の潤滑剤Ｑ１の粘度よりも高くなるように形成されたものである。すなわち、第１の潤滑剤Ｑ１が比較的粘度の低い低粘度潤滑剤であるのに対して、第２の潤滑剤Ｑ２は比較的粘度の高い高粘度潤滑剤である。
具体的に、通紙領域Ｍの相当する位置に塗布する低粘度潤滑剤Ｑ１（第１の潤滑剤）として、４０℃での動粘度が１８０ｃＳｔ（センチストークス）のフッ素グリスを用いている。また、非通紙領域Ｎの相当する位置に塗布する高粘度潤滑剤Ｑ２（第２の潤滑剤）として、４０℃での動粘度が４００ｃＳｔ（センチストークス）の高粘度グリスを用いている。

このような構成により、金属部材２２との摺接による定着ベルト２１の摺動トルクが比較的小さくて、定着ベルトと金属部材との間に介在した潤滑剤Ｑ１、Ｑ２が熱により揮発して幅方向端部から漏出することがなく、定着ベルト２１と金属部材２２とが摺接して磨耗する不具合が経時においても安定的に軽減されることになる。

以下、その理由について詳しく説明する。
図６を参照して、従来の定着装置は、定着ベルト２１と金属部材２２との間に塗布した潤滑剤が、熱により揮発した後に、幅方向端部（図６の一点鎖線で囲んだ部分である。）から漏出してしまっていた。このように潤滑剤が漏出してしまうと、経時において定着ベルト２１と金属部材２２との間に介在した潤滑剤の量が不足（枯渇）してしまい、やがて定着ベルト２１が金属部材２２に摺接して磨耗してしまうことになる。
定着ベルト２１と金属部材２２との間には僅かなクリアランスがある。金属部材２２は、略パイプ状に形成されていて、断面でみたときに閉空間をなしているために、その内部に潤滑剤が漏出することはほとんどない。しかし、定着ベルト２１は、幅方向の一端側が寄止めフランジ２９に突き当たるように構成されているので、少なくとも他端側（図６の一点鎖線で囲んだ部分である。）には寄止めフランジ２９との隙間が生じやすくて、揮発した潤滑剤がその隙間から外部に漏れやすくなっている。さらに、非回転の金属部材２２に対して定着ベルト２１は回転するために、双方の部材２１、２２の端部を完全にシールすることは困難である。

ここで、本願発明者は、研究を重ねた結果、熱により揮発して幅方向端部から漏出しかかった潤滑剤であっても、これを冷却してやることで、その揮発が抑えられて幅方向端部からの漏出を軽減できることを知得した。したがって、本実施の形態１では、まず、金属部材２２と定着ベルト２１との幅方向の長さを、この画像形成装置１にて通紙可能な最大サイズの記録媒体Ｐの幅方向の長さに対して、充分に長く設定した。具体的には、通紙領域Ｍの両側に、それぞれ、２０ｍｍ程度の非通紙領域Ｎを設けた。そして、この非通紙領域Ｎを冷却ファン６１（冷却手段）によって冷却するように構成した。これにより、非通紙領域Ｎの潤滑剤は、冷却ファン６１（冷却手段）によって温度上昇が抑えられることで、その揮発も抑えられて幅方向端部から漏出しにくくなる。
なお、冷却ファン６１（冷却手段）によって定着ベルト２１の非通紙領域Ｎのみを冷却しているのは、定着ベルト２１の通紙領域Ｍが冷却ファンによって冷却されてしまうと、定着ベルト２１によって記録媒体Ｐ上のトナー像を加熱・溶融する能力が低下してしまうからである。
また、定着ベルト２１と金属部材２２とは、いずれも薄肉であるために、幅方向（軸方向）の熱移動が比較的少ない。そのため、冷却ファン６１（冷却手段）によって定着ベルト２１の非通紙領域Ｎを冷却しても、通紙領域Ｍの熱が非通紙領域Ｎに向けて移動して、定着ベルト２１や金属部材２２の通紙領域Ｍにおける加熱効率が低下してしまう不具合も生じない。

また、高粘度潤滑剤Ｑ２は、熱による揮発が生じにくい反面、金属部材２２との摺接による定着ベルト２１の摺動トルクを高めてしまう。これに対して、低粘度潤滑剤Ｑ１は、金属部材２２との摺接による定着ベルト２１の摺動トルクが小さくなる反面、熱による揮発が生じやすくなってしまう。したがって、高粘度潤滑剤Ｑ２を定着ベルト２１の内周面２１ａの幅方向全域にわたって塗布してしまうと、冷却ファン６１（冷却手段）によって幅方向端部からの漏出が防止される余裕度を高められるものの、定着装置２０の駆動トルクが全体的に高くなってしまうので、ギア４５の寿命が短くなる不具合が生じたり、定着装置２０を駆動する駆動モータを大型化・高コスト化する必要が生じてしまったりする。
したがって、本実施の形態１では、幅方向両端部（本実施の形態では、冷却による効果を高めるため非通紙領域Ｎとしている。）にのみ高粘度の潤滑剤Ｑ２を用いて、その他の領域には低粘度の潤滑剤Ｑ１を用いることで、定着装置２０の駆動トルクを過度に増加させることなく、潤滑剤の揮発による端部からの漏れを確実に軽減している。幅方向両端部に介在された高粘度潤滑剤Ｑ２は、冷却ファン６１によって揮発が抑えられて潤滑剤Ｑ２としての粘性を維持するため、幅方向中央部にて熱により流動性が高められた低粘度潤滑剤Ｑ１の流動を抑えるストッパとしての役割も担うことになる。

以上説明したように、本実施の形態１においては、幅方向中央部Ｍにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に低粘度の潤滑剤Ｑ２を介在して、幅方向両端部における定着ベルト２１と金属部材２２との間に高粘度の潤滑剤Ｑ２を介在するとともに、定着ベルト２１の幅方向両端の非通紙領域Ｎを冷却ファン６１（冷却手段）によって冷却している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着装置２０を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、金属部材２２との摺接による定着ベルト２１の摺動トルクが大きくなることがなく、定着ベルト２１と金属部材２２とが摺接して磨耗する不具合を経時においても安定的に軽減することができる。

なお、本実施の形態１では、定着ベルトとして複層構造の定着ベルト２１を用いたが、定着ベルトとしてポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、金属等からなる無端状の定着フィルムを用いることもできる。そして、その場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図７にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図７は、実施の形態２における定着装置を幅方向にみた図であって、前記実施の形態１における図３に相当する図である。本実施の形態２における定着装置は、定着ベルト２１の非通紙領域を冷却する冷却手段の構成が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図７を参照して、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ベルト２１、固定部材２６、金属部材２２、補強部材２３、断熱部材２７、ヒータ２５（加熱手段）、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、ステー部材２８、等で構成される。また、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、幅方向中央部Ｍにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に低粘度潤滑剤Ｑ１（第１の潤滑剤）が介在されて、幅方向両端部Ｎにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に高粘度潤滑剤Ｑ２（第２の潤滑剤）が介在されている。

ここで、本実施の形態２における定着装置２０には、冷却ファンが設置されておらず、加圧ローラ３１（加圧回転体）の非通紙領域Ｎに高熱伝導部３１ｂが一体的に形成されている。そして、この加圧ローラ３１の高熱伝導部３１ｂが、定着ベルト２１の非通紙領域Ｎを冷却する冷却手段として機能する。
詳しくは、加圧ローラ３１の高熱伝導部３１ｂは、加圧ローラ３１の通紙領域Ｍ（低熱伝導部３１ａである。）よりも熱伝導率が高くなるように形成されている。

具体的に、加圧ローラ３１の低熱伝導部３１ａは、芯金上に、シリコーンゴム（熱伝導率：０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ）からなる弾性層、ＰＦＡ（熱伝導率：０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ）からなる離型層が順次形成されたものである。これに対して、加圧ローラ３１の高熱伝導部３１ｂは、芯金上に、鉄材が一体的に形成されたものであって、その熱伝導率は８５Ｗ／ｍ・Ｋである。
このような構成により、通紙領域Ｍでは加熱により定着ベルト２１が速やかに昇温するが、非通紙領域Ｎでは加圧ローラ３１との連れ回りにより高熱伝導部３１ｂから熱が奪われて定着ベルト２１が冷却される。すなわち、加圧ローラ３１の高熱伝導部３１ｂが、定着ベルト２１の非通紙領域Ｎを冷却する冷却手段として機能する。そして、非通紙領域Ｎの高粘度潤滑剤Ｑ２は、高熱伝導部３１ｂ（冷却手段）によって温度上昇が抑えられることで、その揮発も抑えられて幅方向端部から漏出しにくくなる。

このように、本実施の形態２では、冷却ファン６１やダクト６２を設けることなく、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができるため、装置の小型化・低コスト化が可能になる。また、冷却ファン６１から送出された空気がダクト６２から漏れて定着ベルト２１の通紙領域Ｍを冷却してしまうような不具合も生じる可能性がなく、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態２においては、幅方向中央部Ｍにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に低粘度の潤滑剤Ｑ２を介在して、幅方向両端部における定着ベルト２１と金属部材２２との間に高粘度の潤滑剤Ｑ２を介在するとともに、定着ベルト２１の幅方向両端の非通紙領域Ｎを加圧ローラ３１に設けた高熱伝導部３１ｂ（冷却手段）によって冷却している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着装置２０を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、金属部材２２との摺接による定着ベルト２１の摺動トルクが大きくなることがなく、定着ベルト２１と金属部材２２とが摺接して磨耗する不具合を経時においても安定的に軽減することができる。

実施の形態３．
図８にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図８（Ａ）は、実施の形態３における定着装置を幅方向にみた図であって、前記実施の形態１における図３に相当する図である。また、図８（Ｂ）は、加圧ローラ３１から高摩擦部３２Ｂを分離した図である。本実施の形態３における定着装置は、加圧ローラ３１の幅方向両端部に高摩擦部３１Ｂを形成している点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図８（Ａ）を参照して、本実施の形態３における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ベルト２１、固定部材２６、金属部材２２、補強部材２３、断熱部材２７、ヒータ２５（加熱手段）、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、ステー部材２８、等で構成される。また、本実施の形態３における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、幅方向中央部Ｍにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に低粘度潤滑剤Ｑ１（第１の潤滑剤）が介在されて、幅方向両端部Ｎにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に高粘度潤滑剤Ｑ２（第２の潤滑剤）が介在されている。さらに、冷却手段としての冷却ファン６１によって、定着ベルト２１の非通紙領域Ｎを冷却している。

ここで、本実施の形態３における加圧ローラ３１（加圧回転体）は、幅方向両端部における表面の滑り摩擦係数μ２が幅方向中央部における表面の滑り摩擦係数μ１よりも大きくなるように形成されている（μ２＞μ１である。）。
具体的に、加圧ローラ３１の通紙領域Ｍは、芯金上に、シリコーンゴムからなる弾性層、ＰＦＡからなる離型層が順次形成されたものである。これに対して、加圧ローラ３１の非通紙領域Ｎは、芯金上に、シリコーンゴムからなる弾性層のみが形成されたものである。ここで、シリコーンゴムの滑り摩擦係数μ２は、ＰＦＡの滑り摩擦係数μ１よりも大きいため、上述の滑り摩擦係数の関係が成立する。すなわち、加圧ローラ３１の通紙領域Ｍに低摩擦部３１Ａが形成され、加圧ローラ３１の非通紙領域Ｎに高摩擦部３１Ｂが形成される。なお、加圧ローラ３１の非通紙領域Ｎにおいて、芯金上に形成する弾性層（シリコーンゴム）は、定着ベルト２１の非通紙領域Ｎにおける冷却性を高めるために、熱伝導性の高いものが望ましい（その理由は、前記実施の形態２で述べたものと同じであるので、その説明を割愛する。）。

このような構成により、高粘度潤滑剤Ｑ２を用いた非通紙領域Ｎにおける定着ベルト２１の回転負荷が高くても、定着ベルト２１のスリップを防止することができる。
詳しくは、潤滑剤は温度が高ければ高いほど、その流動性が向上する。したがって、本実施の形態３のように、冷却ファン６１によって冷却される非通紙領域Ｎでは潤滑剤Ｑ２の流動性が悪くなり、潤滑剤Ｑ２に高い粘性が発生する。これにより、定着ベルト２１は、幅方向中央部の駆動トルク（摺動トルク）に対して、幅方向両端部の駆動トルク（摺動トルク）が大きくなる。一方、固定部材２６が定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接していて、定着ベルト２１は、加圧ローラ３１との摩擦抵抗によって加圧ローラ３１に連れ回るように回転する。したがって、上述のような状態では、駆動トルクが小さな幅方向中央部では加圧ローラ３１との摩擦抵抗によって定着ベルト２１が通常通りに回転しようとして、駆動トルクが大きくなる幅方向両端部では加圧ローラ３１に対して定着ベルト２１がスリップしやすくなるので、定着ベルト２１において幅方向中央部と幅方向両端部との境界にせん断力が生じてしまう。そして、このせん断力が繰り返し定着ベルト２１にかかることによって、経時で定着ベルト２１が破断する可能性もある。
これに対して、本実施の形態３では、加圧ローラ３１の非通紙領域Ｎに高摩擦部３１Ｂを形成することにより、加圧ローラ３１の非通紙領域Ｎに当接する位置での定着ベルト２１のスリップを防止している。したがって、定着ベルト２１は幅方向にわたって均一な駆動トルクで回転することになり、定着ベルト２１にせん断力が生じて破断する不具合を確実に防止することができる。

なお、本実施の形態３における加圧ローラ３１は、高摩擦部３１Ｂ（滑り摩擦係数が大きくなるように形成された幅方向両端部である。）が交換可能に形成されている。
詳しくは、図８（Ｂ）を参照して、加圧ローラ３１の芯金上に、ドーナツ状に形成された高摩擦部３１Ｂのみを着脱できるように構成している。なお、図８（Ｂ）は、加圧ローラ３１の芯金上の破線位置から高摩擦部３１Ｂを取出した状態を示す図である。
加圧ローラ３１の高摩擦部３１Ｂは、その滑りの悪さから、ニップ部を通過する記録媒体Ｐの紙粉が付着しやすい。したがって、通紙を続けていくと、高摩擦部３１Ｂの表面が紙粉の付着によって滑りやすい表面に変化してしまう。このような状態になると、先に述べたようにせん断力による定着ベルト２１の破断が発生してしまうことになる。そのため、本実施の形態３では、高摩擦部３１Ｂを交換可能に形成して、高摩擦部３１Ｂを定期的に交換するようにしている。このようなメンテナンスは、加圧ローラ３１全体を交換するものではなく、加圧ローラ３１の一部（高摩擦部３１Ｂ）のみを交換するものであるため、メンテナンス時のコストを低廉化することができる。

以上説明したように、本実施の形態３においても、前記実施の形態１と同様に、幅方向中央部Ｍにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に低粘度の潤滑剤Ｑ２を介在して、幅方向両端部における定着ベルト２１と金属部材２２との間に高粘度の潤滑剤Ｑ２を介在するとともに、定着ベルト２１の幅方向両端の非通紙領域Ｎを冷却ファン６１（冷却手段）によって冷却している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着装置２０を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、金属部材２２との摺接による定着ベルト２１の摺動トルクが大きくなることがなく、定着ベルト２１と金属部材２２とが摺接して磨耗する不具合を経時においても安定的に軽減することができる。

実施の形態４．
図９にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図９は、実施の形態４における定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態４における定着装置は、金属部材２２が電磁誘導によって加熱される点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図９を参照して、本実施の形態４における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ベルト２１、固定部材２６、金属部材２２、断熱部材２７、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、ステー部材２８、等で構成される。また、本実施の形態４における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、幅方向中央部Ｍにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に低粘度潤滑剤Ｑ１（第１の潤滑剤）が介在されて、幅方向両端部Ｎにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に高粘度潤滑剤Ｑ２（第２の潤滑剤）が介在されている。さらに、冷却手段としての冷却ファン６１によって、定着ベルト２１の非通紙領域Ｎを冷却している。

ここで、本実施の形態４における定着装置２０は、加熱手段として、ヒータ２５の代わりに、誘導加熱部５０が設置されている。そして、本実施の形態４における金属部材２２は、ヒータ２５の輻射熱によって加熱される前記実施の形態１のものとは異なり、誘導加熱部５０による電磁誘導によって加熱される。

誘導加熱部５０は、励磁コイル、コア、コイルガイド、等で構成される。励磁コイルは、定着ベルト２１の一部を覆うように、細線を束ねたリッツ線を幅方向（図９の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイドは、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、励磁コイルやコアを保持する。コアは、フェライト等の強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度である。）からなる半円筒状部材であって、金属部材２２に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。コアは、幅方向に延設された励磁コイルに対向するように設置されている。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着ベルト２１が図９中の矢印方向に回転駆動されると、定着ベルト２１は誘導加熱部５０との対向位置で加熱される。詳しくは、励磁コイルに高周波の交番電流を流すことで、金属部材２２の周囲に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、金属部材２２表面に渦電流が生じて、金属部材２２自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、金属部材２２が電磁誘導加熱されて、さらに加熱された金属部材２２によって定着ベルト２１が加熱される。
なお、金属部材２２を効率的に電磁誘導加熱するためには、誘導加熱部５０を金属部材２２の周方向全域に対向するように構成することが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態４においても、前記実施の形態１と同様に、幅方向中央部Ｍにおける定着ベルト２１と金属部材２２との間に低粘度の潤滑剤Ｑ２を介在して、幅方向両端部における定着ベルト２１と金属部材２２との間に高粘度の潤滑剤Ｑ２を介在するとともに、定着ベルト２１の幅方向両端の非通紙領域Ｎを冷却ファン６１（冷却手段）によって冷却している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着装置２０を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、金属部材２２との摺接による定着ベルト２１の摺動トルクが大きくなることがなく、定着ベルト２１と金属部材２２とが摺接して磨耗する不具合を経時においても安定的に軽減することができる。

なお、本実施の形態４では、金属部材２２を電磁誘導加熱により加熱したが、金属部材２２を抵抗発熱体の熱によって加熱することもできる。具体的に、金属部材２２の内周面の一部又は全部に抵抗発熱体を当接させる。抵抗発熱体は、セラミックヒータ等の面状発熱体であって、その両端部に電源部が接続されている。そして、抵抗発熱体に電流が流されると、抵抗発熱体自身の電気抵抗によって抵抗発熱体が昇温して、当接する金属部材２２を加熱する。さらに、加熱された金属部材２２によって定着ベルト２１が加熱されることになる。
これらの場合にも、前記各実施の形態と同様に、定着ベルト２１と金属部材２２との間に塗布する潤滑剤として高粘度ものと低粘度のものとを用いて、高粘度の潤滑剤が用いられた非通紙領域Ｎを冷却することで、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（定着部材）、
２２ 金属部材（加熱部材）、
２３ 補強部材、
２５ ヒータ（加熱手段）、
２６ 固定部材、
２７ 断熱部材、
２８ ステー部材、
２９ 寄止めフランジ、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
３１Ａ 低摩擦部、 ３１Ｂ 高摩擦部、
３１ｂ 高熱伝導部（冷却手段）、
５０ 誘導加熱部（加熱手段）、
６１ 冷却ファン（冷却手段）、
Ｍ 通紙領域、 Ｎ 非通紙領域、
Ｑ１ 低粘度の潤滑剤（第１の潤滑剤）、
Ｑ２ 高粘度の潤滑剤（第２の潤滑剤）、 Ｐ 記録媒体。

特許２００８−１５８４８２号公報 特許２００８−３２９０３号公報 特許２００８−５８３７８号公報

Claims (6)

1. 所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融するとともに、可撓性を有する無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内周面に対向するように固設されて前記定着ベルトを加熱するとともに、加熱手段によって加熱される金属部材と、
   前記定着ベルトに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記定着ベルトの幅方向両端の非通紙領域を冷却する冷却手段と、
   を備え、
   幅方向中央部における前記定着ベルトと前記金属部材との間に第１の潤滑剤を介在するとともに、幅方向両端部における前記定着ベルトと前記金属部材との間に第２の潤滑剤を介在し、
   前記第２の潤滑剤は、その粘度が前記第１の潤滑剤の粘度よりも高くなるように形成されたことを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧回転体は、幅方向両端部における表面の滑り摩擦係数が幅方向中央部における表面の滑り摩擦係数よりも大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加圧回転体は、滑り摩擦係数が大きくなるように形成された前記幅方向両端部が交換可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記冷却手段は、前記定着ベルトの幅方向両端の非通紙領域に空気を送り冷却する冷却ファンであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記冷却手段は、前記加圧回転体における非通紙領域に一体的に形成されるとともに、前記加圧回転体の通紙領域よりも熱伝導率が高くなるように形成された高熱伝導部であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images