(57)【要約】【課題】潤滑剤を適時補給することができ、潤滑剤不足に起因したトルクの上昇や摺動性の低下を防ぐとともに、潤滑剤の過剰な補給による弊害を防止可能な定着装置を提供する。【解決手段】無端ベルト状の定着部材１と、熱源２と、加圧部材３と、ニップ部Ｎを形成するニップ形成部材６と、加圧部材３からニップ形成部材６にかかる圧力に対してニップ形成部材６を支持する補強部材７と、定着部材１とニップ形成部材６との間に配設される摺動部材８０と、定着部材１の内周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材５と、を備え、ニップ部Ｎを通る記録媒体上の未定着トナーを加熱して定着させる定着装置において、ニップ形成部材６は、内部に摺動部材８０に供給される潤滑剤の流路となる液室８１を有し、定着部材１と摺動部材８０との摺動状態を検知する摺動性検出手段８６と、液室８１に潤滑剤を供給する潤滑剤補給手段と、をさらに備える。【選択図】図９
2018018045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルト状の定着部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材と対向する加圧部材と、前記定着部材内部に配設されて前記加圧部材と対向してニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加圧部材から前記ニップ形成部材にかかる圧力に対して前記ニップ形成部材を支持する補強部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に配設される摺動部材と、前記定着部材の内周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材と、を備え、前記ニップ部を通る記録媒体上の未定着トナーを加熱して定着させる定着装置において、
前記ニップ形成部材は、内部に前記摺動部材に供給される潤滑剤の流路となる液室を有し、
前記定着部材と前記摺動部材との摺動状態を検知する摺動性検出手段と、前記液室に潤滑剤を供給する潤滑剤補給手段と、をさらに備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記潤滑剤補給手段は、潤滑剤を貯留する貯留部と、前記貯留部から前記液室へ潤滑剤を供給する供給路と、前記摺動性検出手段の検知結果に応じて前記貯留部からの潤滑剤供給を制御する供給制御手段と、を有す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】
前記潤滑剤保持部材は温度変化に伴って膨張または収縮する材料からなり、前記補強部材に当接して配設され、前記補強部材が所定の温度を超えたとき、膨張して前記定着部材に当接することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着部材の温度検知手段を備え、
前記潤滑剤保持部材は、前記定着部材の回転方向において前記ニップ形成部材よりも下流側、かつ前記温度検知手段よりも上流側に配設されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記潤滑剤保持部材は、前記定着部材の軸方向における長さが、前記ニップ部の長さよりも短いことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記潤滑剤保持部材は、多孔質材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記摺動性検出手段は、前記ニップ部において発生する摩擦音の音圧を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記摺動性検出手段は、前記定着部材の表面の振動を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか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】
プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化および高速化についての市場要求が強くなってきている。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、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー画像が記録材（例えば、記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録紙等）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、無端状の定着ベルトを用いるベルト方式の定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の定着装置の概略図を図１２に示す。
図１２に示す定着装置は、無端ベルト（定着部材）１の内部にパイプ状の金属熱伝導体２５を、無端ベルト１の移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体２５内の熱源２により金属熱伝導体２５を介して無端ベルト１を加熱する。さらに無端ベルト１を介して金属熱伝導体２５に接してニップ部Ｎを形成する加圧ローラ（加圧部材）３を備え、該加圧ローラ３の回転に連れ回りするようにして無端ベルト１を周方向に移動させる。図中Ｄは、記録材（用紙）の搬送方向を表している。
このような構成により無端ベルト全体を温めることを可能とし、加熱待機時からのファーストプリントタイム（印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間）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なっている。
【０００４】
しかしながら、更なる省エネ性およびファーストプリントタイム向上のためには、熱効率を更に向上させる必要がある。これに対し、無端ベルトを金属熱伝導体を介さずに直接加熱する構成が提案されている。この構成によれば、伝熱効率が大幅に向上させることにより消費電力が低減されるとともに、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することができる。また、金属熱伝導体レスによるコストダウンが可能となる。
【０００５】
無端ベルトを直接加熱する構成では、無端ベルト内でニップ形成部材が内周面に接するように配置され、加圧ローラが無端ベルトをニップ形成部材に押し付け、無端ベルトとの間にニップ部を形成する。無端ベルトの内面が加圧ローラからの加圧力によってニップ形成部材に対して圧接されながら摺動する構成では、駆動負荷が大きくなる傾向があり、経時で特に顕著となる。
【０００６】
そこで、摺動性に優れた部材をニップ形成部材に設け、さらにオイルやグリース等の潤滑材によって摺動負荷を低減する構成が提案されている。しかしながら、経時での部品磨耗や潤滑剤流出が不可避である。
【０００７】
潤滑剤流出の原因としては、加圧ローラで押圧されるニップ形成部に潤滑剤保持機能を集約させていることから、ほぼ常時圧力が加わるために潤滑剤保持の機能が不十分であり、初期時点で大部分の潤滑剤が絞り出されてしまうことや、高温に制御される連れ回りスリーブ構成で密閉が難しいことなどが挙げられる。
潤滑剤が不足し始めると、部品磨耗が徐々に進行し、装置寿命の短縮につながる。また、搬送スリップや定着ユニット駆動モータロックなどの発生を招くことがある。
【０００８】
これに対し、潤滑剤の不足を補う技術が提案されている（例えば、特許文献２〜４参照）。
特許文献２には、摺動部材の長手方向の両側の端部領域において潤滑剤が漏洩することに注目し、潤滑剤の保持容量を長手方向中央よりも端部領域の方が大きくなるように構成することが記載されている。また、特許文献３には、摺動部材においてニップ部の出口部において潤滑剤が漏洩することに注目し、潤滑剤の保持容量をニップ部の入口部よりも出口部の方を大きくなるように構成することが記載されている。
さらに、特許文献４には、潤滑剤を貯留するタンクを設け、摺動部材に潤滑剤を常時供給することにより潤滑剤の枯渇を防止することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、摺動部材における潤滑剤の保持容量の拡大や、摺動部材に対する常時供給を行うことにより、摺動部材が保持する潤滑剤が過多となる場合がある。摺動部材が保持する潤滑剤量が多くなれば、漏れ出す潤滑剤量も多くなる。漏れ出した多量の潤滑剤は、装置内外の構成部材や搬送中の記録媒体等を汚してしまうおそれがある。
【００１０】
そこで本発明は、潤滑剤を適時補給することができ、潤滑剤不足に起因したトルクの上昇や摺動性の低下を防ぐとともに、潤滑剤の過剰な補給による弊害を防止可能な定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、無端ベルト状の定着部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材と対向する加圧部材と、前記定着部材内部に配設されて前記加圧部材と対向してニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加圧部材から前記ニップ形成部材にかかる圧力に対して前記ニップ形成部材を支持する補強部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に配設される摺動部材と、前記定着部材の内周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材と、を備え、前記ニップ部を通る記録媒体上の未定着トナーを加熱して定着させる定着装置において、前記ニップ形成部材は、内部に前記摺動部材に供給される潤滑剤の流路となる液室を有し、前記定着部材と前記摺動部材との摺動状態を検知する摺動性検出手段と、前記液室に潤滑剤を供給する潤滑剤補給手段と、をさらに備えることを特徴とする定着装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、潤滑剤を適時補給することができ、潤滑剤不足に起因したトルクの上昇や摺動性の低下を防ぐとともに、潤滑剤の過剰な補給による弊害を防止可能な定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明が適用される定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明が適用される定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明が適用される定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】遮光部材の一例を示す説明図である。
【図６】遮光部材の動作の一実施形態を示す説明図である。
【図７】本発明に係る定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図８】本発明に係る定着装置の一実施形態の上面模式図である。
【図９】本発明に係る定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図１０】本発明に係る定着装置における潤滑剤供給を説明する模式図である。
【図１１】潤滑剤補給手段の構成の一例を示す模式図である。
【図１２】従来の定着装置の構成の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１５】
〔画像形成装置〕
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置としての電子写真方式のプリンタの概略構成図を図１に示す。
図１に示した本実施形態のプリンタ（画像形成装置）１００には、タンデム構造が採用されている。このタンデム構造は、像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋを並設したものである。像担持体は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成することが可能である。
【００１６】
プリンタ（画像形成装置）１００は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに静電潜像を形成し、各静電潜像を各色のトナーにより現像して可視像化しトナー像を形成する。続いて、これらのトナー像を中間転写体としての中間転写ベルト１１に重畳して転写して（１次転写）、その後に記録媒体としての記録紙Ｓに一括して転写（２次転写）した後、定着装置１０により記録紙Ｓに定着させる。
本発明に係る定着装置１０の詳細については後述する。
【００１７】
無端状の中間転写ベルト１１は、駆動ローラ７１と複数の従ローラ７２、７３間に張架されており、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能である。中間転写ベルト１１の表面には、中間転写ベルト１１上の残留トナー等の異物を除去してクリーニングするクリーニング装置７４が設けられている。
【００１８】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの周囲には、感光体ドラムの回転に従って画像形成処理するための各部材が配置されている。これについて、ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを例に挙げて以下に説明する。
感光体ドラム２０Ｂｋの周囲には、感光体ドラム２０Ｂｋの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置３０Ｂｋ，現像装置４０Ｂｋ、１次転写ローラ１２Ｂｋ及びクリーニング装置５０Ｂｋが配置されている。帯電後に行われる書き込みには、光書込装置１８が用いられる。
【００１９】
中間転写ベルト１１に対する重畳転写（１次転写）は、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された各トナー像が、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるように行われる。
具体的には、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成されたトナー像が、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋによる電圧印加によってＡ１方向の上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋは、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対向して配置されている。
【００２０】
２次転写ローラ１５は、駆動ローラ７１と中間転写ベルト１１を間に挟むようにして対向して配置され、中間転写ベルト１１に従動して回転する転写部材である。
【００２１】
光書込装置１８は、装置本体内のシート給送装置６１の上方に配置されている。この光書込装置１８は、光源としての半導体レーザー、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー及び偏向手段としての回転多面鏡などを備えている。
この光書込装置１８は、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対して色毎に対応した書き込み光を出射して、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに静電潜像を形成する。
【００２２】
シート給送装置６１は、給紙ローラ１３を備えている。この給紙ローラ１３は、給紙動作時に給紙カセット６２に積載された最上位の記録紙Ｓの上面に当接する。そして、シート給送装置６１は、給紙ローラ１３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録紙Ｓをレジストローラ１４に向けて送る。
【００２３】
また、装置本体内の上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーがそれぞれ充填されているトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋが着脱可能に配置されており、各色のトナーを現像装置４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｂｋにそれぞれ供給する。
【００２４】
次に、このプリンタ１００による画像形成動作について説明する。
各帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂｋで所定のプロセススピードで矢印方向に回転している各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの表面を均一に帯電する。そして、光書込装置１８からのレーザー光による露光により感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの表面に、例えば外部のパソコン等から入力した画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【００２５】
そして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの表面に形成された静電潜像に対して、各現像装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋによりトナー（現像剤）を付着させて現像（可視化）する。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの表面に各色のトナー像が形成され、更に１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋによって、移動する中間転写ベルト１１上に各色のトナー像が重畳転写される。
【００２６】
この時、給紙ローラ１３によって給紙カセット６２から最上部の記録紙Ｓを取り出し、搬送路を通して搬送された記録紙Ｓがレジストローラ１４でいったん保持される。そして、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの表面でのトナー像の形成タイミングに合わせて、レジストローラ対１４で保持されていた記録紙Ｓが、中間転写ベルト１１と転写バイアスが印加された２次転写ローラ１５間の転写ニップに搬送され、記録紙Ｓ上にフルカラーのトナー像が転写される。
【００２７】
そして、トナー像が転写された記録紙Ｓは、定着装置１０に搬送され、定着装置１０の無端状の定着ベルト１と加圧ローラ３間の定着ニップ（ニップ部）にて加熱、加圧されることにより、記録紙Ｓ上にトナー像が定着される。トナー像が表面に定着された記録紙Ｓは、排紙ローラ１６によって搬送されて排紙トレイ１７上に排出される。
【００２８】
〔定着装置〕
本発明を適用可能な定着装置の例を図２、図３及び図４に示す。
図２に示す定着装置は、無端ベルト状の定着部材（以下、「定着ベルト」ともいう）１と、加圧部材（以下、「加圧ローラ」ともいう）を有し、熱源２により定着ベルト１が内周側から輻射熱で直接加熱される構成である。
定着ベルト１内には、定着ベルト１を介して対向する加圧ローラ３とニップ部Ｎを形成するニップ形成部材６があり、定着ベルト１内面と摺動部材を介して間接的に摺動する。摺動部材は液状の潤滑剤を含有したシート状の部材であり、ニップ形成部材６と定着ベルト１との摩擦抵抗を緩和させるためのものである。
【００２９】
図２の例ではニップ部Ｎの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状とすることにより記録紙Ｓの先端の排出方向が加圧ローラ３寄りになるため、分離性が向上し、ジャムの発生が抑制される。
【００３０】
定着ベルト１はニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト（もしくはフィルム）とする。ベルトの表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とＰＦＡまたはＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００μｍ以上の厚みで設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
【００３１】
定着ベルト１の内部には、ニップ形成部材６を支持するための補強部材（以下、「ステー」ともいう）７が設けられている。ステー７は、加圧ローラ３により圧力を受けるニップ形成部材６の撓みを防止する。これにより、加圧ローラ３の軸線方向で均一なニップ幅が得られる。ステー７は、保持部材（以下、「フランジ」ともいう）８に保持固定され、位置決めされている。
【００３２】
熱源２とステー７との間には、反射部材９が配設されている。反射部材９により、熱源２からの輻射熱が効率よく定着ベルト１の内側表面に照射される。なお、反射部材９を備える代わりに、ステー７の熱源２と対向する面に断熱処理や鏡面処理を行っても同様の効果が得られる。
【００３３】
熱源２としては、図２に示す例のようにハロゲンヒータでも良いが、ＩＨであっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。また、後述の他の例で示すように、熱源２を構成するハロゲンヒータの数は限定されない。
【００３４】
加圧ローラ３は、芯金３ａ及び弾性ゴム層３ｂからなり、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。加圧ローラ３は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ３は、スプリング２１を備えるレバー２２（図７参照）などにより定着ベルト１側に押し付けられており、弾性ゴム層３ｂが押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。
【００３５】
加圧ローラ３は中空のローラであっても良く、加圧ローラ３にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。弾性ゴム層３ｂはソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ３内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト１の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００３６】
定着ベルト１は、加圧ローラ３により連れ回り回転する。図２の例では、加圧ローラ３が図示しない駆動源により回転し、ニップ部Ｎで駆動力が伝達されることにより定着ベルト１が回転する。定着ベルト１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部でフランジ８にガイドされ、走行する。
【００３７】
定着動作時においては、熱源２の発熱によって定着ベルト１は素早く加熱され、所定温度に達する。そして、ニップ部Ｎに搬送されてきた未定着トナー像が転写された記録紙Ｓは、ニップ部Ｎにおいて定着ベルト１と加圧ローラ３とで挟持搬送されながら加熱加圧され、トナー像が定着される。
【００３８】
図２に示す定着装置では熱源２がハロゲンヒータ１本で構成されているのに対し、図３に示す定着装置は、熱源２がハロゲンヒータ３本で構成されている。
図３の定着装置では、熱源２を構成するそれぞれのヒータで発光箇所が異なるため、記録紙Ｓのサイズに応じて点灯させるヒータを選択し、生産性を確保することができる。
【００３９】
図４に示す定着装置は、遮光部材４を備えている。
遮光部材４の形状は、図５に示すように、記録紙Ｓのサイズに応じて各紙幅（Ｗ）に合わせた遮光面積が設けられた段付き形状となっている。図５においてＷ１はハガキ、Ｗ２はＢ４サイズの用紙、Ｗ３はＡ３サイズの用紙にそれぞれ対応した形状であることを示している。
そして遮光部材４は、図６に示すように定着ベルト１の内側に沿って非接触で回動するように配置され、各紙幅に対応した位置に回動して加熱に不必要な領域を遮光する。図６の上段は全体の斜視図を示し、下段は矢印で示した位置における断面模式図を示している。また図６（Ａ）はＡ３サイズの用紙を通紙する場合を示した図であり、図６（Ｂ）はハガキを通紙する場合を示した図である。
【００４０】
このような遮光部材４を備えることにより、紙幅の狭い記録紙Ｓを連続通紙した場合でも、非通紙領域が過昇温状態になることがなく、過昇温領域をキャンセルするために生産性を落とすような制御を行う必要がない。また、遮光部材４を備えることにより熱源２としてのハロゲンヒータの数を低減することが可能となる。図４の定着装置において、熱源２を構成するハロゲンヒータは２本である。
【００４１】
本発明に係る定着装置の一実施形態を図７に示す。図７（Ａ）は冷間状態、図７（Ｂ）は熱間状態における断面模式図である。
本実施形態の定着装置は、無端ベルト状の定着部材（定着ベルト）１と、定着部材１を加熱する熱源２と、定着部材１と対向する加圧部材（加圧ローラ）３と、定着部材１内部に配設されて加圧部材３と対向してニップ部Ｎを形成するニップ形成部材６と、加圧部材３からニップ形成部材６にかかる圧力に対してニップ形成部材６を支持する補強部材（ステー）７と、定着部材１とニップ形成部材６との間に配設される摺動部材８０と、定着部材１の内周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材５と、を備え、ニップ部Ｎを通る記録媒体（記録紙Ｓ）上の未定着トナーを加熱して定着させる。加圧部材３は、スプリング２１を備えるレバー２２により定着部材に押し付けられている。
ニップ形成部材６は、内部に摺動部材８０に供給される潤滑剤の流路となる液室８１を有する。
そして、定着部材１と摺動部材８０との摺動状態を検知する摺動性検出手段と、液室８１に潤滑剤を供給する潤滑剤補給手段と、をさらに備える。
【００４２】
（摺動部材）
摺動部材８０は、ニップ形成部材６の長手方向に沿って定着ベルト１に当接する表面に設けられている。
摺動部材８０の基材としては、耐摩耗性及び耐熱性に優れ、かつ摩擦係数の小さいものが好ましく、例えば、フッ素系繊維シートが挙げられる。具体的には、動摩擦係数が０．１５以下であることが好ましい。
摺動部材８０をメッシュ状又は多孔質の材料で形成することにより、液状の潤滑剤（例えば、シリコーンオイル等）を含有させることができる。
【００４３】
摺動部材８０に潤滑剤を十分保持させることにより、定着ベルト１の回転と同時に内周面に行き渡らせることができる。しかしながら、上述のようにニップ部Ｎには高い圧力が加わるため、回転初期に潤滑剤が絞り出されてしまう。また、摺動部材８０にも常に高い圧力が加わっているため、漏れ出した潤滑剤を回収することは困難である。
これに対し、本実施形態の定着装置は、潤滑剤保持部材５を備えている。
【００４４】
（潤滑剤保持部材）
潤滑剤保持部材５は、温度変化に伴って膨張または収縮する材料からなり、ステー７に当接して配設され、ステー７が所定の温度を超えたとき、膨張して定着ベルト１に当接する。
【００４５】
潤滑剤を保持する機能をニップ部Ｎ以外の領域に持たせることで、潤滑剤の塗布及び回収、並びに保持の機能を向上させることができ、潤滑剤の漏れ出しを大幅に抑制することができる。
また、装置立ち上げ直後の電力を多く必要とする状態において、定着ベルト１と当接しない構成とすることにより、電力の消費を増大させたり、定着ベルト１の表面温度を低下させることによりトナーオフセット等の画像不良を引き起こしたりすることがない。
【００４６】
ステー７のような高い熱容量の部材が高温となる場合は、定着装置全体が温まっている状態であり、潤滑剤の粘性も小さくなっており、潤滑剤が漏れ出すリスクが高くなる。このような状況下において、膨潤した潤滑剤保持部材５が定着ベルト１に当接する。
【００４７】
また、本実施形態の定着装置は、定着ベルト１の温度を検知する温度検知手段８５を備え、潤滑剤保持部材５は、定着ベルトの回転方向においてニップ形成部材６よりも下流側、かつ温度検知手段８５よりも上流側に配設されることが好ましい。
潤滑剤保持部材５は断熱性に優れた部材を使用したとしても、定着ベルト１に接触したとき、少なからず周方向に温度差を生じさせてしまう。そこで、定着ベルト１の温度制御に関わる温度検知領域からニップ部Ｎの間の領域を避けて配置することにより、定着ベルト１の温度制御の正確性を維持することができる。
【００４８】
潤滑剤保持部材５は、多孔質材料からなることが好ましい。なお、多孔質材料としては、繊維編込み状のシート材料も含むものとする。多孔質材料を用いることにより、潤滑剤保持能を高め、接触時の熱伝達量を低減することが可能である。また、温度上昇により膨張する材料で、熱容量が大きい材料からなることが好ましい。
そのような材料としては、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱エラストマーを発泡させた多孔質スポンジ等が挙げられる。
【００４９】
潤滑剤保持部材５は、定着ベルト１と比較して温度上昇が緩やかなステー７に当接して設けられ、定着ベルト１に対する位置関係としては、定着装置自体が温まっていないような状態(立上げ直後や、数枚レベルの印刷ジョブが間隔を空けて断続的に入るような状態)では離間している（図７（Ａ）の状態）。
一方、数十枚〜数百枚の連続印刷ジョブ中では、熱源２の輻射熱でステー７が徐々に温度上昇し、その温度上昇に伴って潤滑剤保持部材５が膨張する。ステー７が一定の温度以上になった場合に定着ベルト１と当接するように配置することで、図７（Ｂ）に示す熱間状態において、潤滑剤保持部材５が潤滑剤の塗布及び回収の機能を発揮する。
印刷ジョブ終了後は、温度低下に伴って潤滑剤保持部材５は収縮し、図７（Ａ）に示すように定着ベルト１から離間した状態となる。
【００５０】
なお、ステー７は熱容量が大きいため、過度な昇温により潤滑剤保持部材５が膨張し過ぎて定着ベルト１を圧迫する不具合が生じる可能性は低い。また定着ベルト１内面と摺接する面には、潤滑剤保持部材５自体の磨耗を抑制するために、フッ素コーティング等が施されていてもよい。
【００５１】
図８は、本実施形態の定着装置を上面から見た状態（定着ベルト１の内側）を示す模式図である。定着ベルト１は端部のみ示している。
潤滑剤保持部材５は、定着ベルト１の軸方向における長さＬ１が、ニップ部Ｎの長さＬ２よりも短いことが好ましい。
【００５２】
摺動部材８０からの潤滑剤の流出経路は、ニップ部Ｎにおける圧力によって絞り出された潤滑剤が、ニップ部Ｎの上流側面と定着ベルト１内面でせき止められ、そのせき止めの幅方向ラインがそのまま流路となり、ニップ部Ｎの幅方向端部から定着ベルト１の端部を支持するフランジ８に伝うことで形成される。
本実施形態の定着装置は、潤滑剤の塗布過剰による漏れ出しを抑制可能な構成となっているが、潤滑剤保持部材５の長さＬ１（潤滑剤が塗布される幅）をニップ部Ｎの長さＬ２よりも短く、中央寄に狭めることで、流出をより効果的に抑制することができる。
【００５３】
本実施形態の定着装置によれば、潤滑剤の漏れ出しに起因する早期のトルクアップの発生を防止できる。
なお、定着装置が十分に温まらない状態において印刷ジョブが実行される頻度が高い場合は、潤滑剤の粘性が比較的高く、漏れ出しが生じる可能性は低くなるが、一定のトルクになるまで加熱空回しを実行するような内部制御を行う機能を付加してもよい。トルクの確認は駆動モータの電流値から判別することができ、所定の間隔でトルク確認を実行するモードを搭載するなどしてもよい。
【００５４】
（潤滑剤補給手段）
図９〜図１１に基づき、潤滑剤補給手段について説明する。
図９に示すように、本実施形態の定着装置は、ニップ形成部材６の内部に摺動部材８０に供給される潤滑剤の流路となる液室８１を有する。液室８１から摺動部材８０に潤滑剤が供給されるが、常時供給すると供給過剰となるため、本実施形態の定着装置では、必要な量の潤滑剤が適時供給される。
【００５５】
図１０（Ａ）は、ニップ部Ｎ周辺の長手方向に沿った断面図である。液室８１の摺動部材８０と対向する面するには、微小な空孔が複数設けられている。液室８１の端部は供給路９３が接続され、供給路９３は潤滑剤補給手段９０に接続されている。
供給路９３から送られる潤滑剤は、液室８１内において供給過多の部位が生じない（ばらつきが無い）ことが好ましい。そこで、例えば図１０（Ｂ）に示すように、供給路が複数形成されるように液室８１内を分割する部材等を設け、液室８１内全体に潤滑剤が行き渡るようにすることができる。
なお、図１０（Ｂ）では、供給路９３からの潤滑剤の流れを３つに分割し、液室８１の幅方向の中央領域及び両側端部領域へそれぞれ潤滑剤を送るための部材９３ａ、９３ｂを設けた例を示しているが、部材の数や配置はこれに限定されない。
【００５６】
図１１は、潤滑剤補給手段９０の例を示す模式図である。潤滑剤補給手段９０は、潤滑剤Ｆを貯留する貯留部９１と、貯留部９１から液室８１へ潤滑剤Ｆを供給する供給路９３と、摺動性検出手段８６の検知結果に応じて貯留部９１からの潤滑剤供給を制御する供給制御手段９２とを有する。
【００５７】
供給制御手段９２としては、微量の潤滑剤の流出を、摺動性検出手段８６からの信号に応じて制御可能な手段であれば特に限定されず、公知のディスペンサ等を適用することができる。
【００５８】
（摺動性検出手段）
摺動性検出手段８６としては、ニップ部Ｎにおいて発生する摩擦音の音圧を検出する手段（図１０の音圧検出手段８６ｂ）や、定着ベルト１の表面の振動を検出する手段（図９の振動検出手段８６ａ）などが挙げられる。
【００５９】
（１）音圧検出手段
ニップ部Ｎにおいて発生する摩擦音は、潤滑剤の不足、摺動部材８０の表面状態、定着ベルト１の表面状態の経時変化などにより摺動部材８０と定着ベルト１との間の摩擦特性が変化して発生する異音である。摩擦特性の変化により自励振動が発生し、その周波数あるいはその高調波成分が定着装置の固有振動数と一致し共鳴することで聞こえるようになる音である。
【００６０】
摺動性検出手段８６としての音圧検出手段８６ｂは、図１０に示すようにニップ形成部材６の近傍に配設され、ニップ部Ｎで発生する摩擦音を検出する手段であり、例えばマイクロフォンを使用することができる。コスト面から、圧電素子を備えた方式のマイクロフォンが好ましい。
【００６１】
なお、ニップ部Ｎで発生した空気振動が定着装置の構成部材と共鳴することで空中に音波を発生させて異音として聞こえるようになるため、音圧検出手段８６ｂは、この異音を検出可能な位置であれば定着装置の内外を問わず、任意の位置に配設することもできる。
【００６２】
音圧検出手段８６ｂにより摩擦音が検出されると、信号が供給制御手段９２に送られ、供給制御手段９２により潤滑剤補給手段９０の貯留部９１から潤滑剤が適量供給される。
検出される異音の周波数は、定着装置の構造および構成部材によってほぼ決まるので、供給制御手段９２は、音圧検出手段８６ｂにより検出された信号が特定の周波数範囲及び基準レベル以上のパワーであるとき、潤滑剤を補給するように設定することができる。
【００６３】
（２）振動検出手段
上述のように、摺動部材８０と定着ベルト１との間の摩擦特性の変化により自励振動が発生するため、この振動を摺動性検出手段８６により検知する構成とすることもできる。
摺動性検出手段８６としての振動検出手段８６ａは、図９に示すように定着装置の外部に配設され、定着ベルト１の表面の振動を検出する手段であり、例えば、レーザードップラー振動計を使用することができる。
振動検出手段８６ａから定着ベルト１の表面にレーザー光線を照射したとき、定着ベルト１の表面が振動している場合、反射光は振動により周波数が変動する。この変動を検出することにより、照射した部位における振動の機械的速度と機械的変位を検出することができる。
【００６４】
振動検出手段８６ａにより振動が検出されると、信号が供給制御手段９２に送られ、供給制御手段９２により潤滑剤補給手段９０の貯留部９１から潤滑剤が適量供給される。
【００６５】
振動検出手段８６ａは、定着装置の外部から非接触で振動を検出することができるので、定着装置の構造上の制限や許容温度などの制限で、装置内部に配設することができない場合に適している。また、上述の音圧検出手段８６ｂを定着装置外部に設置して音圧を検出する場合に比べ、定着ベルト１の表面で発生する機械的な振動を直接検出することができるので、検出精度が高くなる。
【００６６】
上述の構成により、本実施形態の定着装置は潤滑剤を適時補給することができ、潤滑剤不足に起因したトルクの上昇や摺動性の低下を防ぐとともに、潤滑剤の過剰な補給による弊害を防止することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１        定着部材（定着ベルト）
２        熱源
３        加圧部材（加圧ローラ）
３ａ      芯金
３ｂ      弾性体
４        遮光部材
５        潤滑剤保持部材
６        ニップ形成部材
７        補強部材（ステー）
８        保持部材（フランジ）
９        反射部材
１０      定着装置
２１      スプリング
２２      レバー
２３      ステップリング
２４      側板
８０      摺動部材
８１      液室
８５      温度検知手段
８６      摺動性検出手段
８６ａ    振動検出手段
８６ｂ    音圧検出手段
９０      潤滑剤補給手段
９１      貯留部
９２      供給制御手段
９３      供給路
１００    画像形成装置
Ｎ        ニップ部
Ｆ        潤滑剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００７−３３４２０５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７８５２３号公報
【特許文献３】特開２０１５−２２５２８６号公報
【特許文献４】特開２０１２−２２０５５３号公報
【図１】
2018018045.tif 000003
【図２】
2018018045.tif 000004
【図３】
2018018045.tif 000005
【図４】
2018018045.tif 000006
【図５】
2018018045.tif 000007
【図６】
2018018045.tif 000008
【図７】
2018018045.tif 000009
【図８】
2018018045.tif 000010
【図９】
2018018045.tif 000011
【図１０】
2018018045.tif 000012
【図１１】
2018018045.tif 000013
【図１２】
2018018045.tif 000014