(57)【要約】【課題】加熱部材と定着部材の接触部に滞留した潤滑剤に起因する定着部材のスリップや搬送ムラの発生を抑制してジター画像等の異常画像の発生を防止する。【解決手段】加熱部材１２２及びニップ形成部材１２５に巻き掛けられた回転可能な定着部材１２６と、定着部材を介してニップ形成部材に圧接した回転可能な加圧部材１２１と、を備え、縦方向に搬送される記録媒体Ｐ上のトナー画像を、定着部材１２６と加圧部材１２１により形成される定着ニップで定着させる定着装置１０５において、定着部材１２６の内面に潤滑剤が塗布されており、ニップ形成部材１２５は、定着部材１２６の内面との対向面に摺動部材１２３を有し、摺動部材１２３は、少なくとも定着部材１２６の内面との摺動面にコーティングを施された板金部材であり、加熱部材１２２の最下端部が、ニップ形成部材１２５の最下端部より高い位置にあることを特徴とする定着装置により解決される。【選択図】図２
2020190702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材及びニップ形成部材に巻き掛けられた回転可能な定着部材と、
前記定着部材を介して前記ニップ形成部材に圧接した回転可能な加圧部材と、を備え、
縦方向に搬送される記録媒体上のトナー画像を、前記定着部材と前記加圧部材により形成される定着ニップで定着させる定着装置において、
前記定着部材の内面に潤滑剤が塗布されており、
前記ニップ形成部材は、前記定着部材の内面との対向面に摺動部材を有し、
前記摺動部材は、少なくとも前記定着部材の内面との摺動面にコーティングを施された板金部材であり、
前記加熱部材の最下端部が、前記ニップ形成部材の最下端部より高い位置にあることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
潤滑剤を保持する潤滑剤保持部が前記ニップ形成部材の下端側に備えられている、ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材が前記ニップ形成部材から浮かないように、前記潤滑剤保持部は前記ニップ形成部材に一体化されている、ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記摺動部材が前記潤滑剤保持部よりも鉛直方向上側に位置する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着部材の内周面の潤滑剤を掻き取る掻き取り部材が、前記定着部材の回転方向において前記加熱部材の上流側に配置されている、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。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置で用いられる定着装置では、加熱時間の短い定着フィルム方式が広く用いられている。これは薄膜の定着フィルムを介して加圧ローラをニップ形成部材に当接して定着ニップを形成するものであり、ニップ形成部材とこれに摺動する定着フィルムの内面の間に潤滑剤が介在している。ニップ形成部材は、板金部材にコーティングを施すことで構成される摺動部材により構成される。
【０００３】
このような定着装置では、定着ベルトを、板金部材にコーティングを施した摺動部材により構成されたニップ形成部材と加熱ローラとに架け渡し、ニップ形成部材に定着ベルトを介して回転駆動される加圧ローラを圧接させ、ニップ部においてトナー像を記録媒体に定着させる。
【０００４】
例えば特許文献１には、図６に示すように、加熱ローラ３１とニップ形成部材３２とに架け渡すように定着ベルト３３を巻き掛け、ニップ形成部材に定着ベルトを介して回転駆動される加圧ローラ３４と圧接させ、定着ベルトと加圧ローラとのニップ部においてトナー像ｔを記録媒体Ｓに定着させる定着装置３０であって、定着ベルトをニップ形成部材と加熱ローラとの間で案内する案内部材３５を、ニップ形成部材から分離させて設けると共に、摺動用部材３６を少なくともニップ形成部材と定着ベルトとが接触する部分の間に設ける構成が開示されている。
【０００５】
特許文献１に記載の定着装置では、ニップ形成部にはガラス繊維で構成されたシート材３６ａを覆うようにしてフッ素系樹脂３６ｂが設けられた摺動用部材３６が用いられている（特許文献１の図３）。また、この摺動用部材３６における定着ベルト３３側の面に凹凸が形成され、この凹凸部分に、例えば、粘性が高く耐熱性に優れたフッ素系のグリス等を用いた潤滑剤ｇを保持させている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の定着装置のように、特に記録媒体を縦方向に搬送するレイアウトを用いた場合、定着ベルトの内周面に塗布された潤滑剤は重力によって下側に溜まりやすい。そして特許文献１に記載の定着装置構成では、加熱ローラが鉛直方向最下部に位置するために、加熱ローラと定着ベルト内周の間で潤滑剤に起因するスリップや搬送ムラが発生することは防ぎきれず、ジター画像等の異常画像が発生する恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、加熱部材と定着部材の接触部に滞留した潤滑剤に起因する定着部材のスリップや搬送ムラの発生を抑制してジター画像等の異常画像の発生を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、加熱部材及びニップ形成部材に巻き掛けられた回転可能な定着部材と、前記定着部材を介して前記ニップ形成部材に圧接した回転可能な加圧部材と、を備え、縦方向に搬送される記録媒体上のトナー画像を、前記定着部材と前記加圧部材により形成される定着ニップで定着させる定着装置において、前記定着部材の内面に潤滑剤が塗布されており、前記ニップ形成部材は、前記定着部材の内面との対向面に摺動部材を有し、前記摺動部材は、少なくとも前記定着部材の内面との摺動面にコーティングを施された板金部材であり、前記加熱部材の最下端部が、前記ニップ形成部材の最下端部より高い位置にあることを特徴とする定着装置によって解決される。
【発明の効果】
【０００９】
滞留した潤滑剤に起因する加熱部材と定着部材とのスリップや搬送ムラの発生を抑制し、ジター画像等の異常画像の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の断面図を示す図である。
【図３】本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す図である。
【図４】本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す図である。
【図５】本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す図である。
【図６】従来の定着装置の断面図を示す図である。
【図７】従来の定着装置の断面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。まず、図１を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
【００１２】
図１に示す画像形成装置１０１は、電子写真方式のモノクロレーザプリンタである。なお、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、あるいは、これらのいずれか２つ又は３つの機能を備える複合機であってもよい。また、モノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置であってもよい。
【００１３】
図１に示すように、画像形成装置１０１には、画像を形成する画像形成部１０２と、記録媒体としての用紙Ｐを供給する記録媒体供給部１０３と、供給された用紙Ｐに画像を転写する転写部１０４と、用紙Ｐに転写された画像を定着する定着装置１０５と、画像が定着された用紙Ｐを装置外に排出する排出部１０６と、が設けられている。
【００１４】
画像形成部１０２は、ドラム状の感光体１０７と、感光体１０７の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ１０８と、感光体１０７の表面を露光して潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置１０９と、感光体１０７の表面にトナー（現像剤）を供給して潜像を可視画像化する現像手段としての現像ローラ１１０と、感光体１０７の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１１と、を備えている。
【００１５】
印刷動作開始の指示があると、画像形成部１０２において、感光体１０７が回転を開始し、帯電ローラ１０８によって感光体１０７の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置１０９が感光体１０７の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像ローラ１１０からトナーが供給され、感光体１０２上にトナー画像が形成される。
【００１６】
感光体１０７上に形成されたトナー画像は、転写部１０４に配置された転写ローラ１１５と感光体１０７との間の転写ニップにおいて用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは、記録媒体供給部１０３から供給されたものである。記録媒体供給部１０３では、給紙カセット１１２に収容されている用紙Ｐが給紙ローラ１１３によって１枚ずつ送り出される。送り出された用紙Ｐは、タイミングローラ対１１４によって感光体１０７上のトナー画像とタイミングを合わせて転写ニップへ搬送される。そして、転写ニップにおいて、感光体１０７上のトナー画像が用紙Ｐに転写される。また、トナー画像の転写が行われた後、感光体１０７上に残留するトナーは、クリーニングブレード１１１によって除去される。
【００１７】
トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１０５へ搬送される。そして、定着装置１０５において、用紙Ｐが加熱側部材１２０と加圧ローラ１２１との間の定着ニップを通過する際に加熱及び加圧されることで、トナー画像が用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは、排出部１０６に搬送され、排紙ローラ対１１６によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。
【００１８】
この実施形態における定着装置１０５においては、図２及び図３に示すように、加熱側部材１２０として、内部に例えばハロゲンランプ１２７等の加熱装置が設けられた加熱ローラ１２２を用い、この加熱ローラ１２２によって定着ベルト１２６を加熱させるようにしている。なお、加熱側部材１２０はこのようなものに限定されず、定着ベルト１２６をＩＨで加熱させる方式や、抵抗発熱体等とニップ形成部材１２５とで定着ベルト１２６を張架、加熱させる方式のものを用いることもできる。
【００１９】
図２は本発明の実施形態に係る定着装置の断面図を示す。
図示のように、定着装置１０５は、ハロゲンランプ１２７等の加熱装置を備えた加熱部材としての加熱ローラ１２２と、ニップ形成部材１２５と、加熱ローラ１２２及びニップ形成部材１２５に架け渡すように巻き掛けられた無端状の回転可能な定着部材としての定着ベルト１２６と、定着ベルト１２６を介してニップ形成部材１２５に圧接した回転可能な加圧部材としての加圧ローラ１２１とを有する。ニップ形成部材１２５は、定着ベルト１２６の内面との対向面に摺動部材１２３を有し、摺動部材１２３は、少なくとも定着ベルト１２６の内面との摺動面に摺動性コーティングを施された板金部材である。摺動部材１２３は潤滑剤の保持機能を有していない。縦方向に搬送される記録媒体としての用紙Ｐ上のトナー画像が、定着ベルト１２６と加圧ローラ１２１により形成される定着ニップＮで定着される。このようなレイアウトの定着装置を用いる場合、ニップ形成部材１２５と定着ベルト１２６の内周との間に潤滑剤を介在させることが必要となる。だが、前述した摺動性コーティングはガラス繊維のように積極的に潤滑剤を保持しないため、シリコンオイルのような粘性が低い潤滑剤では所望の効果を得にくく、粘性が高く耐熱性に優れたフッ素系のグリスを潤滑剤として用いる。
【００２０】
フッ素系の潤滑剤を用いる場合は、特に作像動作中のような定着装置１０５が加熱された状態では、定着ベルト１２６の内周面に塗布した潤滑剤の粘性は低くなり、潤滑剤は液体に近い状態になり、定着ベルト１２６内部で最も低い位置に溜まりやすい。作像後の定着装置１０５の停止時も同様である。
【００２１】
潤滑剤が定着ベルト１２６内部で最も低い位置に溜まる場合、従来技術のように加熱ローラ１２２の位置がニップ形成部材１２５より低い位置にあると、潤滑剤は加熱ローラ１２２の近傍に留まり、潤滑剤によって定着ベルト１２６と加熱ローラ１２２の間でスリップが発生し、搬送ムラやジター画像等の異常画像が発生する。
【００２２】
これに対して図２に示す本実施形態によれば、加熱ローラ１２２の中心は、加圧ローラ１２１の中心及びニップ形成部材１２５の略中央を通る水平線に対して上側に位置している。より具体的には、加熱ローラ１２２の最下端部が、ニップ形成部材１２５の最下端部より高い位置にある。ここで、「最下端部」とは、その部材の最も鉛直方向下側の部分を言う。よって、加熱ローラ１２２及びニップ形成部材１２５に巻き掛けられた定着ベルト１２６は、その回転方向下流側において、すなわち回転方向に加熱ローラ１２２からニップ形成部材１２５に向かう部分において、下方に傾斜している。このように、加熱ローラ１２２の最下端部がニップ形成部材１２５の最下端部より高い位置にあることで、潤滑剤はニップ形成部材１２５の下側に溜り、加熱ローラ１２２の近傍に滞留しない。これにより、潤滑剤に起因する加熱ローラ１２２と定着ベルト１２６とのスリップや搬送ムラを抑制して、ジター画像等の異常画像の発生を防止することが可能となる。
【００２３】
また定着ベルト１２６の内部には、定着ベルト１２６を介して加圧ローラ１２１とで定着ニップＮを形成するニップ形成部材１２５と、ニップ形成部材１２５を支持するステー部材１２４（支持部材）とが配されている。定着ベルト１２６の幅方向に渡って配されたニップ形成部材１２５が、ステー部材１２４によって固定支持されることで、加圧ローラ１２１からの圧力によってニップ形成部材１２５に撓みが生じることを防止し、加圧ローラ１２１の軸方向（長手方向）に渡って均一なニップ幅が得られるようになっている。なお、ニップ形成部材１２５は、機械的強度が高く耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材、特に耐熱性樹脂、例えばポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、それらをガラス繊維で強化したもので構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材１２５の変形を防止し、安定した定着ニップの状態を確保し、出力画質の安定化を図っている。また、ステー部材１２４やハロゲンランプ１２７は、その長手方向両端を、定着装置１０５の側板あるいは別途設けられたホルダに固定保持されている。
【００２４】
本実施形態では、摺動部材１２３が、定着ニップＮの全幅にわたって、加圧ローラ１２１に対向するニップ形成部材１２５の全面を覆っている。
【００２５】
図３は本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す。
本実施形態では、図２の実施形態の定着装置構成に加えて、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部１２８が、ニップ形成部材１２５の下端側に備えられている。ここで、「下端側」とは、その部材の鉛直方向中央部よりも下側の部分を言う。より詳細には、ニップ形成部材１２５は断面Ｌ字形状を有し、定着ベルト１２６と接触するニップ形成部材１２５の鉛直方向底部に潤滑剤保持部１２８が設けられている。言い換えれば、潤滑剤保持部１２８はニップ形成部材１２５に一体化されている。
【００２６】
この構成によれば、摺動部材１２３よりも回転方向上流側であってニップ形成部材１２５の下端側において潤滑剤保持部１２８により潤滑剤を保持することにより、潤滑剤を摺動部材１２３に対して均一に供給しつつ定着ベルト１２６の内周に潤滑剤を塗布することが可能となり、定着ベルト１２６をより安定的に駆動することができる。
【００２７】
潤滑剤保持部１２８としては、不織布のような潤滑剤の保持性と、高温に対する耐熱性を有する部材であればよいが、図３に示すように、ニップ形成部材１２５と定着ベルト１２６との間に間隙が発生しないように、すなわち定着ベルト１２６がニップ形成部材１２５から浮かないように、潤滑剤保持部１２８をレイアウトすることが必要となる。本実施形態では、定着ベルト１２６がニップ形成部材１２５から浮かないように、潤滑剤保持部１２８はニップ形成部材１２５に一体化されている。これにより、潤滑剤保持部１２８に起因する不要な熱損失が生じる恐れは無い。
【００２８】
一方、特許文献２に記載の定着装置では、図７に示されるように、潤滑剤ｇを保持した突起部材３５を、ニップ形成部材３２と加圧ローラ３４とが圧接される位置よりも、定着ベルト３３の移動方向上流側の位置において定着ベルト３３の内周面に接触させるように設け、加熱ローラ３１によって加熱された定着ベルト３３と固定部材３２ａとの接触を防止している。また、加熱ローラ３１をニップ形成部材３２よりも上側における定着ベルト３３の移動方向下流側の位置に設けている。しかし、特許文献２の定着装置構成では、加熱ローラ３１によって加熱された定着ベルト３３が、ニップ形成部材３２と加圧ローラ３４との間に導かれる前に突起部材３５に接触するため、加熱された定着ベルト３３の熱が突起部材３５に流れ、不要な熱損失が生じる恐れがある。
【００２９】
図４は本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す。
本実施形態では、摺動部材１２３が、定着ニップＮの全幅にわたって、加圧ローラ１２１に対向するニップ形成部材１２５の一部の面を覆っており、摺動部材１２３は潤滑剤保持部１２８よりも鉛直方向上側に位置している。その他の定着装置構成は図２の実施形態の定着装置構成と同じである。このような構成においても、摺動部材１２３を潤滑剤保持部１２８よりも鉛直方向上側に配置することにより、前述した課題を解決することができる。すなわち、潤滑剤は潤滑剤保持部１２８の近傍に溜り、加熱ローラ１２２の近傍に滞留しないため、加熱ローラ１２２と定着ベルト１２６内周の間でのスリップや搬送ムラが発生しにくくなり、ジター画像等の異常画像の発生を防止することが可能となる。
【００３０】
また、用紙Ｐを鉛直方向上方に移動させながら定着する定着装置においては、図４に示すように、潤滑剤保持部１２８を定着装置１０５内で摺動部材１２３よりも鉛直方向下側に配置することにより、摺動部材１２３の回転方向上流且つ近傍に配置した潤滑剤保持部１２８によって安定した潤滑剤の供給が可能となるとともに、加熱ローラ１２２周辺への潤滑剤の回り込みも防止することができる。
【００３１】
図５は本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す。
本実施形態では、図４の実施形態の定着装置構成に加えて、定着ベルトの内周面の潤滑剤を掻き取る掻き取り部材１２９が、定着ベルト１２６の回転方向において加熱ローラ１２２の上流側に配置されている。これにより、さらに効率的に潤滑剤を循環させることが可能となる。すなわち、ニップ形成部材１２５から加熱ローラ１２２までの間で潤滑剤を掻き取ることにより、潤滑剤が加熱ローラ１２２に供給されることを防止でき、加熱ローラ１２２と定着ベルト１２６の接触部でのスリップや搬送ムラをより効果的に防止でき、ジター画像等の異常画像の発生を防止することが可能となる。
【００３２】
掻き取り部材１２９は、例えばベルト内周全幅に当接するブレード状部材である。
掻き取り部材１２９によって掻き取られた潤滑剤は、重力によって掻き取り部材１２９の下方に落ちて潤滑剤保持部１２８で回収されるため、潤滑剤を無駄なく利用することができる。
【００３３】
また、本発明の実施形態に係る画像形成装置が前述した定着装置を有することにより、異常画像を招くことなく、安定した作像が可能な画像形成装置が実現される。
【００３４】
以上のように、本発明によれば、加熱ローラ１２２の最下端部がニップ形成部材１２５の最下端部より高い位置にあることで、定着ベルト１２６の内周面に塗布した潤滑剤はニップ形成部材１２５の下側に溜り、加熱ローラ１２２の近傍に滞留しない。そのため、潤滑剤に起因する加熱ローラ１２２と定着ベルト１２６とのスリップや搬送ムラを発生しにくくし、ジター画像等の異常画像の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０５  定着装置
１２１  加圧ローラ（加圧部材）
１２２  加熱ローラ（加熱部材）
１２３  摺動部材
１２５  ニップ形成部材
１２６  定着ベルト（定着部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開２０１８−４９１３６号公報
【特許文献２】特開２０１８−４９１３３号公報
【図１】
2020190702.tif 000003
【図２】
2020190702.tif 000004
【図３】
2020190702.tif 000005
【図４】
2020190702.tif 000006
【図５】
2020190702.tif 000007
【図６】
2020190702.tif 000008
【図７】
2020190702.tif 000009