JP6733301B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に画像を定着する定着装置及び画像形成装置に関する。

プリンタ・複写機・ファクシミリ等の画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより画像が形成され、画像転写方式又は直接方式によって未定着トナー画像が記録媒体シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙等の記録媒体に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。

このような定着装置の一例として、例えば特開２００７−３３４２０５号公報（特許文献１）や２００７−２３３０１１号公報（特許文献２）、特開２００４−３２５７５０号公報（特許文献３）に記載のものがある。
上記特許文献１に記載のものは、無端ベルトのループ内にパイプ状の金属熱伝導体と熱源を設け、金属熱伝導体を介して無端ベルトを加熱する構成となっている。さらに無端ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラを備え、該加圧ローラの回転に連れ回りするようにして無端ベルトを周方向に移動させる。この構成により、定着部材である無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能というものである。

また、上記特許文献２に記載のものは、無端ベルトのループ内にニップを形成する部材と、それを支持する支持部材と、熱源のみを設けることで無端ベルトを直接熱源で加熱し、ニップを形成する構成となっている。これにより、熱源回りの熱容量が少なくなることで加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することが可能というものである。
また、上記特許文献３には、ニップ形成部材のベルト摺動面のうちニップ形成部以外の部分にベルト非接触部を設けた構成が記載されている。

従来技術の構成では、定着部材（ベルトやフィルム等）とニップ形成部材との間の抵抗を低減させるために、潤滑剤・潤滑油を含有／塗布させたシート状の低摩擦部材を定着部材とニップ形成部材の間に配する構成を取っている。この構成では、加熱時に粘度の下がった潤滑剤・潤滑油が定着部材の軸方向の端面から外へと漏れ出るために、経時での摩擦抵抗増加＝駆動トルク上昇が発生することがあった。また、ニップ形成部材の摺動抵抗低減を目的としてニップ形成部材に低摩擦部材（シート）を巻く構成においても、潤滑剤・潤滑油の定着部材の回転軸方向への移動により端面からの漏れが発生していた。

そこで、本発明は、潤滑剤・潤滑油の漏れを抑制して、駆動トルクの安定した定着装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

この課題を解決するため、本発明は、回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の外周面に当接される加圧部材と、前記定着部材内部に配置され前記定着部材を介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に設けられ潤滑剤が塗布又は含浸される低摩擦部材とを備える定着装置において、前記ニップ形成部材の前記定着ニップ面側で、前記定着部材移動方向上流側の端部又は端部付近に溝が設けられており、前記ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であることを特徴とする。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の外周面に当接される加圧部材と、前記定着部材内部に配置され前記定着部材を介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に設けられ潤滑剤が塗布又は含浸される低摩擦部材とを備える定着装置において、前記ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であり、前記ニップ形成部材の前記定着部材移動方向の上流側が鋸歯状に形成され、前記ニップ形成部材の前記凹んだ形状は、軸方向中央部の所定範囲における前記鋸歯の大きさが一定であり、軸方向両端部のみ大きな鋸歯状となっていることを特徴とする。

本発明によれば、ニップ形成部材の前記定着ニップ面側で、前記定着部材移動方向上流側の端部又は端部付近に溝が設けられており、前記ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であることにより、定着部材端部からの潤滑剤の流出を抑制することができる。また、それにより、経時での駆動トルクの上昇を抑制する効果が得られる。

また、ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であり、前記ニップ形成部材の前記定着部材移動方向の上流側が鋸歯状に形成され、前記ニップ形成部材の前記凹んだ形状は、軸方向中央部の所定範囲における前記鋸歯の大きさが一定であり、軸方向両端部のみ大きな鋸歯状となっている構成によっても、定着部材端部からの潤滑剤の流出を抑制することができる。また、それにより、経時での駆動トルクの上昇を抑制する効果が得られる。

本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置の一例を示す断面構成図である。 定着装置の一実施形態を示す断面構成図である。 定着ニップ付近を示す拡大図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。 本発明の作用を説明するための模式図である。 従来構成における潤滑剤の流出を説明するための模式図である。 第２実施例を示す図である。 第３実施例を示す図である。 第４実施例を示す図である。 第４実施例における作用を説明するための模式図である。 第２実施形態の定着装置を示す図で、（ａ）図はニップ付近の側面図、（ｂ）図は正面図である。 第２実施形態におけるニップ形成部材の構成例を示す模式図である。

図１は本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成を示す断面図である。この画像形成装置の構成・動作は後述するとして、定着装置について先に説明する。

図２は、本発明に係る定着装置の一実施形態を示す断面構成図である。
図２に示す定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、これに対向する加圧部材としての加圧ローラ２２を有している。定着ベルト２１内には熱源であるハロゲンヒータ２３が設けられ、これにより定着ベルト２１が内周側から輻射熱で直接加熱される。また、定着ベルト２１内の加圧ローラ２２と対向する側に、定着ベルトを介して加圧ローラとニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２４が配設され、定着ベルト内面とシート形状である低摩擦部材２８を介して間接的に摺接するようになっている。搬送されてきた記録媒体Ｐ上の未定着トナーは、ニップ部Ｎにおいて熱と圧力により加熱・溶融され、記録媒体上に定着される。

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のベルト部材（フィルムも含む）である。略円筒形状をした定着ベルト２１の軸方向両端部にはホルダ２６が配置され、定着ベルト２１を回転可能に支えている（図３も参照）。

加圧部材としての加圧ローラ２２は、芯金と、芯金上に設けられた弾性層と、弾性層の表面に設けられた離型層によって構成されている。加圧ローラ２２は、加圧手段によって定着ベルト２１側へ加圧され定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが圧接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられたモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。

定着ベルト２１を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ２３は、両端部が側板２７に固定されている。ハロゲンヒータ２３の加熱制御は、温度センサによる定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ２３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できるようになっている。なお、定着ベルト２１を加熱する加熱源としては、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いてもよい。

ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の回転軸方向に渡って長手状に配設され、ステー２５によって固定支持され、位置決めされている。本例のステー２５は、上ステー２５−１、下ステー２５−２、右ステー２５−３から構成されている。なお、ステー２５及びホルダ２６は、側板２７によって支えられている。

ニップ形成部材２４と定着ベルト２１の内面との間には、シート状の低摩擦部材２８が配置されている。本例では、低摩擦部材２８は、ニップ形成部材２４のニップ面側だけでなく、両側面（用紙搬送方向における両側面）からニップ面と反対側まで回り込むようにして設けてある。これにより、ニップ形成部材２４の少なくとも３面がシート状の低摩擦部材２８で覆われるように構成している。

定着動作時には加圧ローラ２２が駆動機構によって時計回りに回転しながら定着ベルト２１を従動させる。同時にハロゲンヒータ２３が定着ベルト２１を直接加熱する。その後、十分な熱が蓄積された時点で通紙が開始されトナーを乗せた用紙（記録媒体）Ｐが図２において下方向から搬送され、ニップ部Ｎを通過し、トナーが用紙に定着される。

図３は、定着ニップ付近を示す拡大図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図はニップ形成部材２４の部分的な正面図となっている。
図３に示すように、ニップ形成部材２４の上流側端部（ニップ範囲よりも用紙搬送方向で上流側の部分）には複数の凸部２９ａが形成され、鋸歯状あるいは櫛歯状となっている。凸部２９ａと凸部２９ａの間には凹部（溝）２９ｂが形成される。

なお、ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の内面との間に低摩擦部材２８（本実施例ではシート状である摺動シート）が配置されており、低摩擦部材２８を介して定着ベルト２１と接触（摺動）する。ニップ形成部材２４と定着ベルト２１との接触範囲（低摩擦部材２８を介した接触範囲）は、（ｂ）図に示すように、用紙搬送方向＝ベルト回動方向の上流側から順に、「定着ベルトとの接触範囲（上流側）」、「ニップ範囲（ニップ形成範囲）」、「定着ベルトとの接触範囲（下流側）」となる。もちろん、「ニップ範囲」もニップ形成部材２４と定着ベルト２１との接触範囲（低摩擦部材２８を介した接触範囲）に含まれるものである。

上記の凹部（溝）２９ｂは、上記「ニップ範囲」の上流側に位置するように設けられる。また、「定着ベルトとの接触範囲（上流側）」において、上記凸部２９ａの表面（定着ニップＮ側の面）は、低摩擦部材２８を介して定着ベルト２１と接触（摺動）する。

低摩擦部材２８として、本実施形態では可撓性を有するものを使用している。上記の凹部（溝）２９ｂを構成するための凸部２９ａに低摩擦部材２８を巻きかけることで、（定着ベルト回転方向に低摩擦部材２８が引っ張られる結果、）凹部（溝）２９ｂの低摩擦部材２８（摺動シート）が凹むように形成される。この低摩擦部材２８の凹みに、下記に説明するように、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）Ｄが入り込んで移動が抑制されることで、ベルト端部から潤滑剤・潤滑油の流出が防止される。

次に、上記の凹部（溝）２９ｂの作用について図４及び図５を参照しながら説明する。なお、図４は発明の実施形態の構成の場合、図５は従来例の場合である。
定着部材（ベルトやフィルム等）とニップ形成部材との間に、潤滑剤・潤滑油を含有／塗布させたシート状の低摩擦部材を設ける構成において、定着動作時には、低摩擦部材から染み出した潤滑剤・潤滑油が回転する定着ベルトの内面に薄く広がり、ニップ形成部材の入り口に戻って来た際に低摩擦部材に回収されて再びニップ面に戻るサイクルとなっている。この時、ニップ形成部材のオイル吸収能力を超える速さで潤滑油が回ってきた場合には潤滑油・潤滑剤溜まりができる。

このため、従来の構成では、図５に示すように、ニップ形成部材１２４と定着ベルト１２１の接触部が傾いていると（ニップ形成部材長手方向と定着ベルト軸方向が平行ではない場合）、潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）Ｄが傾きの方向（図の場合、右斜め上方向）へと流れ出てしまい、最終的に定着ベルト１２１の端面（軸方向端部）からの漏れにつながってしまっていた。なお、図４、図５では、ニップ形成部材と定着ベルトとの接触部（低摩擦部材を介した接触部）を２種類のハッチング（斜線）で示してあるが、これに関しては、図３（ｂ）でのニップ形成部材と定着ベルトとの接触範囲の説明を参照されたい。

これに対し、本発明の定着装置では、上述したように、ニップ形成部材２４のベルト回動方向の上流側端部に凹部（溝）２９ｂを設けていることにより、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）Ｄが傾きの方向へ移動してベルト端部から潤滑剤・潤滑油が流れ出ることが防止される。また、流出が抑制された潤滑剤・潤滑油は、ベルトの回動により次第に（徐々に）ニップ範囲へと誘導される。これより、経時での駆動トルク上昇＝摩擦抵抗増加を抑制する効果が得られる。

なお、ここではニップ形成部材２４が傾いていた（ニップ形成部材長手方向と定着ベルト軸方向が平行ではない）場合で説明したが、ニップ形成部材２４が傾いていない場合にも、低摩擦部材２８から染み出してニップ形成部材の入り口に戻って来た潤滑剤・潤滑油が上記の凹部（溝）２９ｂによって長手方向端部への移動が抑制されることから、定着ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の漏れを抑制する効果は得られる。したがって、この場合も同様に、経時での駆動トルク上昇＝摩擦抵抗増加を抑制する効果が得られる。

ニップ形成部材２４の材質としては、樹脂製、金属製（好ましくは銅製）が好適に用いられる。ニップ形成部材２４を樹脂製とする場合は、凹部（溝）２９ｂを有する複雑な形状のニップ形成部材を低コストに制作することができる。ニップ形成部材２４を金属製とする場合は、熱伝導効率に優れることから、長手方向への熱移動を促進することができるため、均熱効果を得ることができる。これにより、小サイズ用紙の連続通紙時などの、端部温度の上昇を抑制することが可能となる。ニップ形成部材２４が銅製であれば、優れた均熱効果を得ることができる。

図６は、ニップ形成部材２４のベルト回動方向の上流側端部に設けた凸部２９ａを低摩擦部材２８の外部に露出（突出）させた第２実施例を示す図である。
図６に示すように、ニップ形成部材２４のベルト回動方向の上流側端部には複数の凸部２９ａが形成されている。低摩擦部材２８には、凸部２９ａに対応する個所に切れ込みもしくは孔を設けることで、凸部２９ａが低摩擦部材２８の外部に（ベルト回動方向の上流側に）露出（突出）するように設ける。本実施例では、凸部２９ａと凸部２９ａの間に形成される凹部（溝）２９ｂも、低摩擦部材２８の外部に（ベルト回動方向の上流側に）形成される。凸部２９ａの定着ベルト２１と対向する面は曲面状（断面が曲線状）に設けている。

本第２実施例では、低摩擦部材２８の外部に（ベルト回動方向の上流側に）上記凹部（溝）２９ｂが設けられることから、定着ニップ入口側にできる潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）Ｄ（図６には示さず、図３参照）の移動を凹部（溝）２９ｂにより積極的に抑制することができる。これにより、定着ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の漏れをより効果的に防止することができる。

なお、上記の凸部２９ａは、ニップ形成部材２４と一体的に設けても良いし、ニップ形成部材２４とは別体に設けてニップ形成部材２４に取り付ける構成でも良い。別体の場合、低摩擦部材２８をニップ形成部材２４に巻いた（装着した）後で凸部２９ａをニップ形成部材２４に取り付けるようにしても良い。

ところで、図６のように凸部２９ａが低摩擦部材２８の外部に露出（突出）している構成の場合、凸部２９ａと定着ベルト２１との間に低摩擦部材２８が介在しないことから、摩擦抵抗の面では不利となる。そこで、図７のように、凸部２９ａのベルト対向面を低摩擦部材２８で覆うように構成とすると好適である。

図７の構成（第３実施例）について説明する。
本実施例では、低摩擦部材２８のベルト回動方向上流側の端部には、凸部２９ａと凹部（溝）２９ｂの境界部分に切り込みが入れられており、ニップ範囲の上流側部分が暖簾状となっている。図７（ａ）に示すように、低摩擦部材２８の凸部２９ａに対応する部分は凸部２９ａに巻き掛け、凹部（溝）２９ｂに対応する部分は凹部（溝）２９ｂに巻き掛ける。これにより、図７（ｂ）に示すように、ニップ形成部材２４は、凸部２９ａを含めて、ニップ側（定着ベルト２１に対面する側）の面全体が低摩擦部材２８で覆われることになる。このため、定着ベルト２１との摩擦抵抗が増大することがない。なお、凹部（溝）２９ｂは低摩擦部材２８の外部に形成される構成のため、定着ニップ入口側にできる潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）Ｄ（図６には示さず、図３参照）の移動を凹部（溝）２９ｂにより積極的に抑制することができる。これにより、定着ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の漏れをより効果的に防止することができる。なお、凸部２９ａは、ニップ形成部材２４と一体的に設けても良いし、ニップ形成部材２４とは別体に設けてニップ形成部材２４に取り付ける構成でも良い。

図８は、凹部（溝）２９ｂをニップ形成部材２４のニップ面側に設けた第４実施例を示す図で、（ａ）図はニップ付近の側面図、（ｂ）図は正面図となっている。また、図９は、第４実施例における作用を説明するための模式図である。
図８及び図９に示すように、ニップ形成部材２４のニップ面側には、凹部（溝）２９ｂが設けられている。この凹部（溝）２９ｂは、定着ベルト２１移動方向（回転方向）の上流側端部付近（図においてニップ形成部材２４の下側端部付近）に設けられている。また、凹部（溝）２９ｂは、（ｂ）図に示されるように、軸方向（ニップ形成部材２４の長手方向）に貫通（全通）するものではなく、複数に分割されて、または、複数の溝（凹部）が軸方向に並んで、構成されたものである。

なお、ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の内面との間に低摩擦部材２８が配置されており、低摩擦部材２８を介して定着ベルト２１と接触（摺動）する。ニップ形成部材２４と定着ベルト２１との接触範囲（低摩擦部材２８を介した接触範囲）は、（ｂ）図に示すように、用紙搬送方向＝ベルト回動方向の上流側から順に、「定着ベルトとの接触範囲（上流側）」、「ニップ範囲（ニップ形成範囲）」、「定着ベルトとの接触範囲（下流側）」となる。もちろん、「ニップ範囲」もニップ形成部材２４と定着ベルト２１との接触範囲（低摩擦部材２８を介した接触範囲）に含まれるものである。

上記の凹部（溝）２９ｂは、上記した「定着ベルトとの接触範囲（上流側）」内、すなわち上記「ニップ範囲」の上流側に配置されるのが望ましい。また、「定着ベルトとの接触範囲（上流側）」において、上記凹部（溝）２９ｂ以外のニップ形成部材２４表面は、定着ベルト２１と接触（摺動）するのが望ましい。

本実施例において、凹部（溝）２９ｂは低摩擦部材２８の内側にあるが、凹部（溝）２９ｂがあることによって低摩擦部材２８（摺動シート）が凹むようになり、この低摩擦部材２８の凹みに定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）Ｄが入り込んで移動が抑制されることで、ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の流出防止に効果がある。

次に、本発明に係る定着装置の異なる実施形態（第２実施形態）について説明する。
図１０は、第２実施形態の定着装置を示す図で、（ａ）図はニップ付近の側面図、（ｂ）図は正面図となっている。なお、定着装置の基本的な構成は上述の第１実施形態と同様であり、図２に示すような構成となっている。以下では、第１実施形態と重複する説明は省略し、異なる部分について説明する。

本第２実施形態の定着装置では、ニップ形成部材２４に凹部（溝）２９ｂは設けていない。本第２実施形態では、ニップ形成部材２４が、定着ベルト移動方向の上流側（ニップ入口側）で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向（用紙搬送方向）の下流に向かって凹んだ形状となっていることが特徴である。図１１には、ニップ形成部材２４の構成例を５例示してあるが、図１０（ｂ）には図１１（ａ）の構成例で示している。

以下、ニップ形成部材２４の特長について詳しく説明する。
図１１は、第２実施形態におけるニップ形成部材の構成例を示す模式図で、ニップ形成部材２４をニップ側（加圧部材側）から見た正面図となっている。なお、図１１では、ニップ形成部材２４の特徴を強調して示してある。

図１１に示すように、ニップ形成部材２４は、定着ベルト移動方向の上流側（ニップ入口側）で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向（用紙搬送方向）の下流に向かって凹んだ形状となっている。これを実現するため、図示例では、ニップ形成部材２４の長手方向中央部（定着ベルト軸方向中央部）Ｃでのニップ巾方向の大きさＬｃと、長手方向端部（軸方向端部）Ｔでのニップ巾方向の大きさＬｔが異なる大きさ（Ｌｃ＜Ｌｔ）とし、かつ下流側の辺を軸方向と平行にしている。これにより、上記のように、ニップ形成部材２４は、定着ベルト移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向（用紙搬送方向）の下流に向かって凹んだ形状となる。ただし、ニップ形成部材２４の下流側の辺が軸方向と平行なものに限定されない。下流側の辺が軸方向と非平行であっても、定着ベルト移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向（用紙搬送方向）の下流に向かって凹んだ形状であれば良い。

図１１には、ニップ形成部材２４の構成例を５例示してある。各構成では、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）Ｄが軸方向の端部側へ流れ出るのが防止され、ニップ面へ潤滑油（潤滑剤）を誘導する。これにより、ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の流出を防止できる。

図１１（ａ）の構成例１は、ニップ形成部材２４のベルト回動方向上流側で「逆Ｖ字」状となったものである。構成例１では、軸方向中央部Ｃから軸方向端部Ｔに向かって直線的に大きさが増大する形状となっている。本構成の場合、図１０（ｂ）に示すように、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）Ｄを軸方向の中央に寄せることができるため、軸方向の端面から外へと潤滑油（潤滑剤）が漏れ出ることを防止できる。

図１１（ｂ）の構成例２は、軸方向中央部の所定範囲におけるニップ巾方向の大きさが、一定の大きさＬｃとなっており、この所定範囲から軸方向端部Ｔに向かって直線的に大きさが増大する形状となっている。本構成の場合、軸方向両端側の斜面部で、潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）を軸方向中央部の所定範囲側へ寄せることができるため、軸方向の端面から外へと潤滑油（潤滑剤）が漏れ出ることを防止できる。

図１１（ｃ）の構成例３は、ニップ形成部材２４の上流側が曲線状となったものである。構成例３では、軸方向中央部Ｃから軸方向端部Ｔに向かって曲線状に大きさが増大する形状となっている。曲線部は任意の曲線とすることができ、例えば円弧であってもよい。本構成の場合、潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）を軸方向の中央に寄せることができるため、軸方向の端面から外へと潤滑油（潤滑剤）が漏れ出ることを防止できる。

図１１（ｄ）の構成例４は、軸方向中央部の所定範囲におけるニップ巾方向の大きさが、一定の大きさＬｃとなっており、この所定範囲から軸方向端部Ｔに向かって曲線状に大きさが増大する形状となっている。曲線部は任意の曲線とすることができ、例えば円弧であってもよい。本構成の場合、軸方向両端側の曲線部で、潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）を軸方向中央部の所定範囲側へ寄せることができるため、軸方向の端面から外へと潤滑油（潤滑剤）が漏れ出ることを防止できる。

図１１（ｅ）の構成例５は、ニップ形成部材２４の上流側が鋸歯状となったものである。構成例５では、軸方向中央部の所定範囲におけるニップ巾方向の大きさが、一定の大きさＬｃ（鋸歯の先端と底部の中央位置での大きさとする）となっており、両端部のみ大きな鋸歯状としている。この構成例５では、鋸歯状の先端と底部により形成される形状が、第１実施形態における凹部（溝）２９ｂと同様の機能を果たし、潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）の軸方向への移動を阻害し、軸方向の端面から外へと潤滑油（潤滑剤）が漏れ出ることを防止できる。

このように、第２実施形態の定着装置では、ニップ形成部材２４に凹部（溝）２９ｂは設けていないが、ニップ形成部材２４が、定着ベルト移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向（用紙搬送方向）の下流に向かって凹んだ形状となっている構成により、軸方向の定着ベルト端面から外へと潤滑油（潤滑剤）が漏れ出ることを防止できる。

なお、第２実施形態の定着装置においても、第１実施形態と同様に、ニップ形成部材２４に凹部（溝）２９ｂを設けても良い。
図１１（ａ）のニップ形成部材２４に凹部（溝）２９ｂを設ける場合、第１実施形態で説明した凹部（溝）２９ｂを「逆Ｖ字」に沿って配設すればよい。
図１１（ｂ）のニップ形成部材２４に凹部（溝）２９ｂを設ける場合、第１実施形態で説明した凹部（溝）２９ｂをニップ形成部材２４の上流側端部（図における下辺）に沿って配設すればよい。

図１１（ｃ）のニップ形成部材２４に凹部（溝）２９ｂを設ける場合、第１実施形態で説明した凹部（溝）２９ｂを曲線部に沿って配設すればよい。
図１１（ｄ）のニップ形成部材２４に凹部（溝）２９ｂを設ける場合、第１実施形態で説明した凹部（溝）２９ｂをニップ形成部材２４の上流側端部（図における下辺）に沿って配設すればよい。
図１１（ｅ）のニップ形成部材２４では、鋸歯状の先端と底部により形成される形状が凹部（溝）２９ｂとして機能することから、凹部（溝）２９ｂを設ける必要は無い。

ここまで説明したように、本発明に係る定着装置においては、ニップ形成部材の前記定着ニップ面側で、前記定着部材移動方向上流側の端部付近に溝が設けられていることにより、定着部材端部からの潤滑剤の流出を抑制することができる。また、それにより、経時での駆動トルクの上昇を抑制する効果が得られる。

前記溝が定着ニップ形成範囲の上流側に設けられていることで、定着性能に影響を与えることなく、潤滑剤流出抑制効果を得ることができる。
また、前記溝以外のニップ形成部材表面が低摩擦部材を介して定着部材と接触することで、潤滑剤の流出を抑制するとともに、潤滑剤を定着ニップ形成範囲へと誘導することができる。

また、ニップ形成部材が、定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であることにより、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）が定着部材（定着ベルト）の軸方向の端面から外へと漏れ出ることを防止できる。

最後に、図１の画像形成装置の構成と動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的に、各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃにおいては符号を省略している。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６とを備える。さらに、転写装置３は二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４、ベルトクリーニング装置３５を備えている。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。

プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと上記各現像装置７との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。

一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける各感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７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として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又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３１と各感光体５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。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、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、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。その後、図示しない除電装置によって各感光体５の表面が除電され、表面電位が初期化される。

画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２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３６には、中間転写ベルト３０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。

その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、そのニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。

その後、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

以上、本発明を図示例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能なものである。例えば、図示例で示したニップ形成部材の溝（凹部）２９は一例であり、溝の大きさ、深さ、形状等は適宜設定可能なものであり、低摩擦部材に含浸または／及び塗布する潤滑剤・潤滑油の種類や量、あるいは、低摩擦部材、ニップ形成部材、定着ベルトの材質や表面性、さらには、ベルト速度やニップ圧等に応じて最適化されるのが望ましい。定着装置の基本構成も、本発明を実施可能なものであれば良い。

また、画像形成装置の構成も任意であり、４色トナーを用いるものに限らず、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

１ 画像形成装置
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加圧ローラ（加圧部材）
２３ ハロゲンヒータ（加熱源）
２４ ニップ形成部材
２５ ステー
２６ ホルダ
２８ 低摩擦部材
２７ 側板
２９ａ 凸部
２９ｂ 凹部（溝）
Ｄ 潤滑油・潤滑剤溜まり
Ｎ ニップ部（定着ニップ）
Ｐ 用紙（記録媒体）

特開２００７−３３４２０５号公報 特開２００７−２３３０１１号公報 特開２００４−３２５７５０号公報

Claims (10)

1. 回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の外周面に当接される加圧部材と、前記定着部材内部に配置され前記定着部材を介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に設けられ潤滑剤が塗布又は含浸される低摩擦部材とを備える定着装置において、
   前記ニップ形成部材の前記定着ニップ面側で、前記定着部材移動方向上流側の端部又は端部付近に溝が設けられており、
   前記ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であることを特徴とする定着装置。
2. 前記溝が、前記低摩擦部材を介して前記ニップ形成部材と前記定着部材とが接触する接触範囲における前記定着ニップ形成範囲の上流側に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記低摩擦部材を介して前記ニップ形成部材と前記定着部材とが接触する接触範囲における前記定着ニップ形成範囲の上流側部分において、前記溝以外の前記ニップ形成部材表面が前記低摩擦部材を介して前記定着部材と接触することを特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記溝が、前記低摩擦部材の外部に露出していることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
5. 前記溝は、前記ニップ形成部材長手方向に複数に分割、または、複数の溝が前記ニップ形成部材長手方向に並んで配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の外周面に当接される加圧部材と、前記定着部材内部に配置され前記定着部材を介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に設けられ潤滑剤が塗布又は含浸される低摩擦部材とを備える定着装置において、
   前記ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であり、
   前記ニップ形成部材の前記定着部材移動方向の上流側が鋸歯状に形成され、前記ニップ形成部材の前記凹んだ形状は、軸方向中央部の所定範囲における前記鋸歯の大きさが一定であり、軸方向両端部のみ大きな鋸歯状となっていることを特徴とする定着装置。
7. 前記ニップ形成部材が樹脂製であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の定着装置。
8. 前記ニップ形成部材が金属製であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の定着装置。
9. 前記ニップ形成部材が銅製であることを特徴とする、請求項１〜６及び請求項８のいずれか一項に記載の定着装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の定着装置を搭載することを特徴とする画像形成装置。

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