(57)【要約】【課題】定着ベルトと摺動部材との間に介在する潤滑剤が毛細管現象で軸方向に浸みだして定着ベルトの表面に廻り込むことを防止できる定着装置。【解決手段】加熱手段を有して回転する定着ローラと、前記定着ローラによって駆動されて回転する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの軸方向両端部を内周面側から支持する支持部材と、前記定着ベルトを内周面側から前記定着ローラの方向に押圧する押圧手段と、前記定着ベルトと前記押圧手段との間に配置された摺動部材と、を備え、前記定着ローラと前記定着ベルトとの間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置であって、少なくとも前記摺動部材と前記支持部材との軸方向の間に所定の間隙を設けたこと。【選択図】図３
2007322773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を有して回転する定着ローラと、
前記定着ローラによって駆動されて回転する無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの軸方向両端部を内周面側から支持する支持部材と、
前記定着ベルトを内周面側から前記定着ローラの方向に押圧する押圧手段と、
前記定着ベルトと前記押圧手段との間に配置された摺動部材と、
を備え、
前記定着ローラと前記定着ベルトとの間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置であって、
少なくとも前記摺動部材と前記支持部材との軸方向の間に所定の間隙を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
潤滑剤を含有して前記定着ベルトの内周面に圧着する潤滑剤供給部材を備え、
前記潤滑剤供給部材と前記支持部材との軸方向の間に所定の間隙を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ベルトの内周面に摺接し前記定着ベルトを案内する案内部材と、前記支持部材との軸方向の間に所定の間隙を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラの軸方向両端部が、前記定着ベルトの軸方向両端部より軸方向中央部側に位置することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特に定着ローラと無端状の定着ベルトとの間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を加熱・加圧して定着する定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体ドラムに形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録材上に転写し、この後、記録材上のトナー像を定着して排紙している。
【０００３】
また、カラー画像を形成する場合には、原稿色に対応したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像を４個の感光体ドラムに形成し、顕像化された４色のトナー像を無端状の中間転写ベルトに一次転写した後、記録材上に二次転写して、記録材上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００４】
このようにトナー像を定着する定着装置として、ハロゲンランプ等の加熱手段を内蔵した定着ローラと、定着ローラを加圧する加圧ローラとによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録材を挟持・搬送しながら、加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置があり、このような定着装置は構成が簡便であるため、広く利用されている。
【０００５】
ところで、このような定着装置において、高速化を図るためにはトナーと記録材に充分な熱量を供給する必要があり、このためにはニップ幅を広くする必要がある。ニップ幅を広くするためには、加圧ローラが定着ローラを加圧する荷重や、加圧ローラ内のシリコーンゴム等から形成された弾性層の厚みや、二つのローラの径等を増大させることが考えられる。
【０００６】
しかし、加圧ローラの荷重や弾性層の厚みを増大させると、軸方向のニップ幅が不均一になることがあり、定着ムラや記録材のしわが発生する虞がある。また、ローラの径を増大させると、定着装置が大型化するばかりでなく、ウォーミングアップタイムが長くなるという問題がある。
【０００７】
この問題を解決するために、シリコーンゴムから形成された弾性層を有し中央にハロゲンランプ等の加熱手段を内蔵して回転する定着ローラと、定着ローラによって駆動されて回転する無端状の定着ベルトと、定着ベルトの内周面に配置された押圧パッドと、を備え、押圧パッドにより定着ベルトを定着ローラの方向に押圧する定着装置が特許公報に開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
この定着装置によれば、押圧パッドにより定着ローラに押圧された定着ベルトが弾性変形し、定着ローラと定着ベルトとの間に幅広のニップ部が形成される。従って、高速化に対応でき、定着装置が大型化することもない。更に、定着ベルトの熱容量が小さいので、ウォーミングアップタイムが短縮し、省エネになる。
【特許文献１】特開２００４−１０９８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示の定着装置においては、回転する定着ベルトの内周面が回転しない圧力パッドに摺動するので、このままでは摺動抵抗が大きくて、定着ベルトのずれによる定着画像品質の低下、定着ベルトの駆動トルクの増大による定着ベルトを駆動するモータの消費電力の増大、減速歯車の破損、定着ベルトの内周面の摩耗等が発生する虞がある。そこで、定着ベルトの内周面と圧力パッドとの間の摺動抵抗を減少させるために、スポンジ等から形成され定着ベルトの内周面に圧着して潤滑剤としてのシリコーンオイルを供給する潤滑剤供給部材が設けられており、更に、圧力パッドと定着ベルトの間に低摩擦のシート状の材料から形成された摺動部材が配置されている。
【００１０】
この場合に、定着ベルトと摺動部材との間に介在する潤滑剤が毛細管現象で軸方向に浸み出し、更に定着ベルトの表面に廻り込むと、定着ベルトが定着ローラに対して滑ったり、潤滑剤が記録材に付着して染みが付いたりして、画像不良が発生する。
【００１１】
このために、特許文献１においては、摺動部材の両端部にフッ素樹脂を塗布した潤滑剤漏れ防止部材を配設して、潤滑剤の漏れを防止している。
【００１２】
しかし、このように潤滑剤漏れ防止部を設けると定着装置の軸方向の寸法が増大すると共に、原価高になる。
【００１３】
本発明は、定着ベルトと摺動部材との間に介在する潤滑剤が毛細管現象で軸方向に浸みだして定着ベルトの表面に廻り込むことを、格別に潤滑剤漏れ防止部材を新設しなくても防止できる定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置を提案することを発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
１．加熱手段を有して回転する定着ローラと、前記定着ローラによって駆動されて回転する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの軸方向両端部を内周面側から支持する支持部材と、前記定着ベルトを内周面側から前記定着ローラの方向に押圧する押圧手段と、前記定着ベルトと前記押圧手段との間に配置された摺動部材と、を備え、前記定着ローラと前記定着ベルトとの間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置であって、少なくとも前記摺動部材と前記支持部材との軸方向の間に所定の間隙を設けたことを特徴とする定着装置。
２．潤滑剤を含有して前記定着ベルトの内周面に圧着する潤滑剤供給部材を備え、前記潤滑剤供給部材と前記支持部材との軸方向の間に所定の間隙を設けたことを特徴とする１に記載の定着装置。
３．前記定着ベルトの内周面に摺接し前記定着ベルトを案内する案内部材と、前記支持部材との軸方向の間に所定の間隙を設けたことを特徴とする１又は２に記載の定着装置。
４．前記定着ローラの軸方向両端部が、前記定着ベルトの軸方向両端部より軸方向中央部側に位置することを特徴とする１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
５．１〜４の何れか１項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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、定着ベルトと摺動部材との間に介在する潤滑剤が毛細管現象で軸方向に浸みだして定着ベルトの表面に廻り込むことを、格別に潤滑剤漏れ防止部材を新設しなくても簡単な構成で防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の画像形成装置に関する実施の形態を図を参照して説明する。
【００１７】
先ず、画像形成装置の一例を図１の構成図に基づいて説明する。
【００１８】
本画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００１９】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、ベルト状の中間転写体６、給紙搬送手段及び定着装置９等からなる。
【００２０】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００２１】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。
【００２２】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙの周囲に帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを配置している。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを配置している。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを配置している。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを配置している。そして、帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００２３】
なお、現像手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。
【００２４】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００２５】
定着装置１００は、加熱された定着ローラ１０１と定着ベルト１０２との間に形成されたニップ部で記録紙（記録材）Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着する。
【００２６】
かくして、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、カラー画像合成されたトナー像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは定着装置１００において加熱・加圧され、記録紙Ｐ上のカラートナー像が定着される。その後、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００２７】
一方、転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００２８】
なお、以上はカラー画像を形成する画像形成装置であったが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよいし、中間転写体を用いても用いなくてもよい。
【００２９】
次に、本発明に係わる定着装置１００の主要構成について、図２に示す中心軸と直交して切断した断面図に基づいて説明する。
【００３０】
定着ローラ１０１は、中央にハロゲンランプ（加熱手段）Ｈを内蔵し、アルミニュウムや鉄等から形成された円筒状芯金１０１Ａと、円筒状芯金１０１Ａを被覆し耐熱性の高いシリコーンゴムから成る弾性層１０１Ｂと、更に弾性層１０１Ｂを被覆しＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）若しくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂から成る離型層１０１Ｃと、により構成されている。
【００３１】
定着ベルト１０２は、約１００μｍの厚みのポリイミドにより形成された基体と、基体の外表面を被覆する約２５μｍの厚みのＰＦＡ若しくはＰＴＦＥで形成された離型層とにより構成されていて、無端状に形成されている。
【００３２】
押圧パッド１０３は、硬度ＪＩＳＡ約１０°のシリコーンゴムから形成され、ステンレスから形成されたベース板金１０４、及び耐熱樹脂から形成されたベース部材１０５と共に、耐熱樹脂から形成されたホルダー１０８に保持されている。また、ベース部材１０５の裏面には圧縮バネ１０６が配置されている。
【００３３】
ここで、押圧パッド１０３、ベース板金１０４、ベース部材１０５及び圧縮バネ１０６を含めて押圧手段と称す。
【００３４】
また、定着された記録紙Ｐの分離性を向上させるための分離部材１０７は耐熱樹脂若しくはアルミニュウム等の金属から形成され、ホルダー１０８及び耐熱樹脂から形成されたホルダー１０９に保持されている。
【００３５】
そして、ホルダー１０８，１０９は中央に配置された金属製のフレーム１１０によって保持されている。
【００３６】
摺動部材１１１は、テフロン（登録商標）コーティングのガラス繊維シートやＰＴＦＥシートから形成され、定着ベルト１０２の内周面と押圧パッド１０３との間、及び定着ベルト１０２の内周面と分離部材１０７との間に配置され、一端がフレーム１１０に固定されている。
【００３７】
オイルパッド１１２（潤滑剤供給部材）はスポンジ等から形成されてシリコーンオイル等からなる潤滑剤を含有し、ホルダー１０９に保持され、定着ベルト１０２の内周面に圧着している。
【００３８】
なお、定着ベルト１０２の回転時に、ホルダー１０８は摺動部材１１１を介して定着ベルト１０２を案内し、ホルダー１０９は定着ベルト１０２を直接案内する案内部材としての機能も有する。
【００３９】
このように構成された定着装置１００において、ハロゲンランプＨにより加熱され、不図示の駆動手段によって駆動された定着ローラ１０１が時計方向に回転する。また、押圧パッド１０３が圧縮バネ１０６によりベース板金１０４及びベース部材１０５を介して押圧され、押圧パッド１０３は摺動部材１１１を介して定着ベルト１０２を定着ローラ１０１に押圧する。更に、分離部材１０７が摺動部材１１１を介して定着ベルト１０２を定着ローラ１０１を押圧する。
【００４０】
従って、定着ベルト１０２は、定着ローラ１０１の回転によって反時計方向に回転し、押圧パッド１０３により定着ローラ１０１に押圧されて弾性変形するので、定着ベルト１０２と定着ローラ１０１との間に幅広のニップ部Ｎが形成される。そして、搬送された記録紙Ｐ上の未定着トナーはニップ部Ｎで加熱・加圧されて定着される。
【００４１】
また、定着ベルト１０２の内周面は回転時に摺動部材１１１に摺動するが、摺動部材１１１は摩擦係数が小さいので、両者の間の摺動抵抗は小さい。更に、オイルパッド１１２から潤滑剤としてのシリコーンオイルが定着ベルト１０２の内周面に供給されるので、更に摺動抵抗は小さくなる。
【００４２】
次に、定着ベルト１０２やその内部に位置する部材の長手方向の形状・寸法について図３に示す長手方向断面図に基づいて説明する。なお、図２に示した部材と同一の部材には同一の符号を付してある。
【００４３】
図３において、定着ベルト１０２の軸方向の長さは、フレーム１１０を除いて定着ベルト１０２の内側に位置する全ての部材より長く形成されている。そして、定着ベルト１０２の軸方向両端部は内周面側から支持部材１１６により支持されている。また、支持部材１１６は定着装置１００の各部材を保持するハウジング１１７により支持されている。
【００４４】
フレーム１１０も定着ベルト１０２の内側に位置する全ての部材より軸方向に長く形成されていて、突出したフレーム１１０の両端部が支持部材１１６に挿着されて固定されている。
【００４５】
ここで、定着ベルト１０２の内周面にはオイルパッド１１２から供給されたシリコーンオイルが付着しており、定着ベルト１０２の内周面と摺動部材１１１との間隙に位置するシリコーンオイルは毛細管現象によって軸方向に浸み出してくる。従って、仮に浸み出したシリコーンオイルが定着ベルト１０２の表面側に廻り込むと、定着ベルト１０２が定着ローラ１０１に対して滑ったり、シリコーンオイルが記録紙Ｐに付着して染みとなったりして、画像不良が発生する。
【００４６】
この問題の発生を防止するため、摺動部材１１１の軸方向両端部が支持部材１１６の軸方向中央側の面１１６Ａに接触しない長さに形成されている。従って、定着ベルト１０２の内周面と摺動部材１１１との間隙に位置するシリコーンオイルは毛細管現象によって軸方向に浸み出してきても、支持部材１１６との間に所定の間隙Ｃ１があるので、そのシリコーンオイルは支持部材１１６まで移動することはなく、ましてシリコーンオイルが定着ベルト１０２の表面側に廻り込むことはない。
【００４７】
なお、シリコーンオイルを含有したオイルパッド１１２が支持部材１１６に接触していると、シリコーンオイルが定着ベルト１０２の表面側に回り込む虞があるので、オイルパッド１１２の軸方向両端部も支持部材１１６の軸方向中央側の面１１６Ａに接触しない長さに形成されている。
【００４８】
また、ホルダー１０９も定着ベルト１０２の内周面と接触するので、この軸方向両端部も支持部材１１６の面１１６Ａに当接しない長さに形成されている。
【００４９】
その他に、定着ベルト１０２の内周面と直接接触しないが、ベース板金１０４、ベース部材１０５、分離部材１０７及びホルダー１０８も同様な長さに形成されている。
【００５０】
一方、何らかの原因で定着ベルト１０２に付着したシリコーンオイルが定着ベルト１０２の表面側に回り込み、定着ベルト１０２と定着ローラ１０１との間隙に毛細管現象で浸み込むことがある。例えば、定着装置の組立工程でオイルパッド１１２のシリコーンオイルが定着ベルト１０２の端部内周面に付着し、それを作業者が気づかなかった場合等である。
【００５１】
この問題の発生を防止するためには、定着ローラ１０１の軸方向両端部が定着ベルト１０２の軸方向両端部より軸方向中央部側に位置する長さになるように形成し、定着ローラ１０１の軸方向両端部と定着ベルト１０２の軸方向両端部との間に間隙Ｃ２を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】定着装置における中心軸と直交して切断した断面図である。
【図３】定着装置における長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  定着装置
１０１  定着ローラ
１０２  定着ベルト
１０３  押圧パッド
１０８，１０９  ホルダー
１１０  フレーム
１１１  摺動部材
１１２  オイルパッド
１１６  支持部材
【図１】
2007322773.tif 000003
【図２】
2007322773.tif 000004
【図３】
2007322773.tif 000005