(57)【要約】 【課題】定着ローラと、加圧ベルトと、この加圧ベルトを定着ローラに向けて加圧する加圧パッドと、この加圧パッドを被覆する摺動シートと、を有する定着装置において、潤滑剤塗布ローラから加圧ベルト内面に塗布された潤滑剤が枯渇してしまうのを抑制する。【解決手段】潤滑剤塗布ローラは摺動シートに当接するように配置する。【選択図】図２
2016048325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な回転部材と、回転部材に圧接し回転するベルトと、前記ベルト内部に前記ベルトを前記回転部材に圧接させニップを形成するための加圧部材と、前記加圧部材と前記ベルトの間の摩擦及び摩耗を低減するための潤滑摺動部材と、前記ベルト内部に潤滑剤を介在し、前記ニップ部の上流に潤滑剤塗布部材を有する定着装置において、前記潤滑剤塗布部材は前記潤滑摺動部材及び前記ベルト内面と当接することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記潤滑摺動部材は前記ニップ部上流側端部から前記潤滑剤塗布部材と前記潤滑摺動部材の当接部までが重力方向に傾斜を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記潤滑摺動部材は前記潤滑剤塗布部材の重力方向の最下点を覆うように配置することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記潤滑剤塗布部材は両端部に潤滑剤漏れ出し規制部材を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式により像担持体上に形成された現像像（トナー像）を転写し定着して記録材に記録画像を形成する、複写機、レーザービームプリンターなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像を現像して可視画像化し、この可視画像（トナー像）をシートに静電気力を用いて転写させ、次いで転写画像を熱により定着させることによって、前記シート上に画像が記録形成されるようになっている。
【０００３】
電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置においては、シート上にトナー画像を形成し、これを加熱、加圧して定着させることにより画像を形成している。このような定着装置の一つに定着ローラとベルトを用いたベルト定着装置がある。この定着装置においては、記録材搬送方向に沿う定着ニップ幅をベルトの定着ローラに対する腹当て幅の調整により容易に大きく設定することが可能である。従って、定着ニップ幅を定着ローラの径に依存させずに確保できるため、定着ローラを小径、小熱容量にすることが可能となり、立ち上げ時間を短縮できる。つまり、ベルト定着装置は、より多くのトナーを溶融させることができるので、カラー画像形成装置などの多量のトナーを使用する画像形成装置に適している。
【０００４】
図５は、特許文献１に記載されたベルト定着装置の概略図である。５１は回転自在に配設された定着ローラである。５３はこの定着ローラ５１の下側に配設したベルトユニットである。
【０００５】
定着ローラ５１の内部には、ハロゲンランプ等のヒーター５８が配設されている。また、定着ローラ５１には不図示のサーミスタが接触または非接触に配設されており、温度調節回路を介してヒーター５８への電圧を制御することにより定着ローラ５１の表面の温度調節を行っている。
【０００６】
ベルトユニット５３は、可撓性のエンドレスベルトである定着ベルト５２、該定着ベルト５２を懸回張設させた複数のベルト懸回部材としての第１〜第３の３本のローラ５５・５６・５７、加圧パッド１００等を有する。加圧パッド１００には摺動シート１０３が設けられている。
【０００７】
上記の分離ローラ５６と加圧パッド１００とが定着ベルト５２を介して定着ローラ５１に対して圧接することで、定着ローラ５１と定着ベルト５２との接触部である定着ニップ部Ｎ’が記録材搬送方向において幅広に形成される。
【０００８】
このベルト定着装置において、摺動シート１０３は加圧パッド１００と定着ローラ５１により圧接され定着ベルト５２と摺動する。従来からこの摺動面の摩擦力および摩耗が問題となっていた。摺動面での摩擦力が大きいと定着ベルト５２が摩擦抵抗により定着ローラとスリップしシート上のトナー像がずれるという現象が発生する。さらに、摺動シート１０３および定着ベルト５２が摩耗することにより摩擦抵抗がさらに増す。
【０００９】
これらを改善するために従来より定着ベルトと摺動シートの間に潤滑剤を介在させることが多い。しかしながら、定着ベルト５２が長時間回転していると潤滑剤が定着ニップ入口側に溜まっていき定着ベルトと摺動シートの間に介在する潤滑剤は徐々に減少していく。それにより摺動面での摩擦抵抗が徐々にアップしてしまうという問題があった。
【００１０】
ベルト方式の画像加熱装置について、待機状態時における潤滑剤塗布部材の表面汚れを防止して、表面汚れに起因する問題を解消し、装置の長寿命化、小型化、信頼性の向上を図る。
【００１１】
本構成を図５を用いて説明する。シート上の画像を定着ニップＮにて加熱する定着ローラ５１と、定着ローラ５１との間で定着ニップを形成する定着ベルト５２と、定着ニップにおいてベルト内面と摺動自在に設けられベルトを定着ローラに向けて圧接する加圧パッド１００と、ベルト内面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材５９と、を有する画像加熱装置において、ベルトが定着ローラに圧接した状態のとき潤滑剤塗布部材５９はベルトに当接しており、ベルトが定着ローラに圧接していない状態のとき潤滑剤塗布部材５９はベルト内面から離間していることを特徴とする画像加熱装置。
【００１２】
待機状態においてベルト内面から潤滑剤塗布部材５９が離間する構成をとることで、待機状態のとき潤滑剤を無駄にベルトに塗布することなく、また、潤滑剤塗布部材表面の汚れが減少し、コピー時ベルトが定着ローラに圧接した状態のときのみ潤滑剤塗布部材５９から安定した潤滑剤量をベルト内面に供給することが可能となり、良好な画像加熱が維持できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開2007-079036号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ベルト方式を用いた定着器において、特許文献１では待機状態においてベルト内面から潤滑剤塗布部材が離間する構成をとることで、待機状態のとき潤滑剤を無駄にベルトに塗布することなくベルトが定着ローラに圧接した状態のときのみ潤滑剤を塗布する構成を用いている。
【００１５】
しかしながら、定着ローラとベルトが当接し加圧パッドと定着ローラによってニップを形成している状態において、加圧パッドは摺動シートを介しベルトを加圧しながらベルトと摺動しているのでベルト内面に塗布された潤滑剤は加圧パッドのニップ入口にベルトの回転とともに徐々に溜まる。摺動シートはベルトに圧接摺動しているのでニップの入口で摺動シートがベルト内面に塗布されている潤滑剤を削ぎ取るスクレーパーのような役割をとってしまう。これにより、ベルト内面に塗布された潤滑剤の量は徐々に減少していき摺動面での摩擦力及び摩耗量が増大しベルトユニットの寿命を低下させてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の画像形成装置は、回転可能な回転部材と、回転部材に圧接し回転するベルトと、前記ベルト内部に前記ベルトを前記回転部材に圧接させニップを形成するための加圧部材と、前記加圧部材と前記ベルトの間の摩擦及び摩耗を低減するための潤滑摺動部材と、前記ベルト内部に潤滑剤を介在し、前記ニップ部の上流に潤滑剤塗布部材を有する定着装置において、前記潤滑剤塗布部材は前記潤滑摺動部材及び前記ベルト内面と当接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、前記のようにニップ入口に潤滑剤が溜まることによって定着ベルトと摺動シートの間に介在している潤滑剤が枯渇し寿命低下してしまう問題に対して、ニップ入口に溜まった潤滑剤を回収するために潤滑剤塗布部材をニップ入口側の摺動シートに当接させ潤滑剤を潤滑剤塗布部材に付着させる。そして、潤滑剤塗布部材をベルトに当接させることにより回収した潤滑剤を再度ベルトに塗布することができる。ここで、潤滑剤塗布部材は回転体であり回転することにより付着した潤滑剤を定着ベルトに再塗布することが可能となる。これによりベルト内面の潤滑剤の減少を抑制することができベルトユニットの寿命を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施例１における定着装置の概略構成図である。
【図３】実施例１における潤滑剤再塗布の概略構成図である。
【図４】実施例１における潤滑剤塗布ローラの駆動機構の概略図である。
【図５】従来例におけるニップ入口に溜まる潤滑剤の様子である。
【図６】従来例における定着装置の概略構成図である。
【図７】実施例２における潤滑剤塗布ローラの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００２０】
［実施例１］
はじめに、図１は、本実施形態による画像形成装置の具体例としてフルカラー中間転写方式のものを示す。この場合の画像形成装置の装置本体５００は、画像形成手段として例えばＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色に対応する画像形成部２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋを直列に配置して構成されている。すなわち、可視像化までのプロセスを各色で並列処理するタンデム方式が採用された画像形成装置である。
【００２１】
以下、記述の煩雑化を防ぐために、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４つの画像形成部を符号２００で代表させて説明するものとし、関連する次の各プロセス手段についても同様とする。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像形成部の配列順序はそれに限定されない。なお、フルカラー中間転写方式の画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置の場合でも実施形態として可能である。
【００２２】
各画像形成部２００では以下の各プロセス手段が備わっている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対応して表面に静電潜像を担持する像担持体１２０と、一次帯電装置１２１と、露光装置１２２と、そして現像装置１２３を有している。一次帯電装置１２１は対応する像担持体１２０の表面を設定された電位の帯電バイアス電圧を印加して一様に帯電し、露光装置１２２によって露光して静電潜像を形成される。静電潜像は、現像装置１２３によってトナー現像され、トナー画像として可視画像化される。
【００２３】
像担持体１２０の表面に形成して担持された各トナー画像は、一次転写装置１２４によって無端状ベルトによる中間転写体１２５の上に順次重ねて一次転写とされる。給紙カセット１３０a、１３０ｂから給紙されたシートがシート端部圧縮ユニット５０を通過することによってシートの端部の厚みが縮小される。これにより定着装置１および二次転写装置１２６にシートが与えるダメージを軽減している。
【００２４】
そして、一次転写装置１２４によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ全色が一次転写された中間転写体１２５上のトナー画像は、その後に二次転写装置１２６によってシートの上に一括して二次転写される。転写されたトナー画像を担持したシートは定着装置1に搬送される。定着装置１では、定着ニップ部にてシートを挟持して未定着のトナー画像に熱と圧を加えることで定着させる。その後、シートは装置本体５００の排出トレイ１５０上またはシート材両面搬送パス１４０などにむけて搬送される。
【００２５】
以上のようにして、装置本体５００では帯電、露光、現像、転写、定着など一連の画像形成プロセスを実行して、記録紙やＯＨＰシートなどによるシート上にカラートナー像を形成して排出する。なお、モノクロ画像形成装置の場合は、ブラック（Ｋ）の像担持体のみが存在し、その像担持体に形成されたトナー画像を転写装置でシートに転写する。
【００２６】
次に、本発明に係る画像加熱定着装置の構成について図２、３、４を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図２は本実施例における画像加熱装置としてのベルト定着装置の概略構成図である。加熱回転体（定着回転体）としての定着ローラ５１は、厚み２ｍｍのアルミニウム合金からなる芯金５１ａの周囲に、弾性層５１ｂとして２ｍｍ厚のシリコーンゴム層が形成されており、このゴム層上に離形層としての５０μｍ厚のＰＦＡチューブ５１ｃが被覆されている。その結果、定着ローラ５１の外径はφ６０とされている。
【００２８】
エンドレスベルトである定着ベルト５２は、厚みが１００μｍのポリイミド製の基層５２ａを有する構成とされている。この基層上に０．２ｍｍ厚のシリコーンゴム層５２ｂが被覆されており、その結果、外径がφ９０とされている。なお、本例の定着ベルト５２はシームレスベルトとされている。
【００２９】
この定着ベルト５２は、入口ローラ５５、分離ローラ５６、ステアリングローラ５７、潤滑剤塗布ローラ５９、加圧パッド１００に張架されている。入口ローラ５５、分離ローラ５６、潤滑剤塗布ローラ５９及びステアリングローラ５７はベルトと共に回転する構成とされている。具体的には、定着ベルト５２は、図示しない駆動源から分離ローラ５６に入力された駆動力により回転する構成とされており、入口ローラ５５、ステアリングローラ５７及び潤滑剤塗布ローラ５９はベルトによって従動回転する構成とされている。
【００３０】
図３に示すように加圧パッド１００はアルミニウム製加圧パッドベース１０２上にシリコーンゴム層１０１を貼り付けた二重構造を形成し、加圧パッドの固定およびたわみ抑制のためのパッドホルダー１０４を有する。分離ローラ５６及び加圧パッド１００は不図示の加圧機構（バネ）によって定着ローラ５１に向けて定着ベルト５２を加圧する。また、加圧パッド１００と定着ベルト５２との摺動抵抗を軽減するため、即ち、弾性層１０１表面と定着ベルト５２内面との摺動抵抗を軽減するため、弾性層１０１全域を被覆するように摺動シート１０３が設けられている。摺動シート１０３としては、ＰＴＦＥをコーティングしたPIシートを使用している。本例では摺動シート１０３の厚みを１００μｍとした。
【００３１】
本例では、加圧パッド１００に４９０N（５０ｋｇｆ）、分離ローラ５６に４９０Ｎ（５０ｋｇｆ）の加圧をおこなう。これにより加圧パッド１００及び定着ローラ５１の弾性層がたわみニップNを形成する。 加圧パッドベース１０２は、アルミニウム製の部材であり、弾性層５６ｂは、ゴム硬度Ｈｓ３０°のシリコーンゴムからなる。加圧パッドの弾性層１０１は半径３０ｍｍの曲率をもつ形状とし、ニップ入口部で加圧パッドベース１０２に平行な直線に接する形状となっている。ゴム厚みは３ｍｍとした。
【００３２】
入口ローラ５５は定着装置に記録材が進入する入口側に配置されたローラであり、記録材の搬送路が変化しないよう、回転中心位置が固定されている。ステアリングローラ５７は定着ベルト５２に所定のテンションを与え、かつ、定着ベルト５２が入口ローラ５５に対してローラ軸方向に移動するのを防止するために少なくともステアリングローラ５７端部のうち一方が図中矢印Ａ方向に移動可能に支持され、定着ベルト５２が入口ローラ５５に対して一定のスラスト位置にとどまるように図示しない駆動手段及び制御手段によって制御される。
【００３３】
潤滑剤塗布ローラ５９は直径φ４mmのSUS軸の周りに不織布を巻きつけ外径をφ8mmとしている。この不織布に潤滑剤としてシリコンオイルJを8ｍｌ浸みこませている。この潤滑剤塗布ローラ５９をニップ入口側の摺動シート１０３に当接させ、摺動シート１０３がベルト５２内面から削ぎ取ったシリコンオイルJを潤滑剤塗布ローラ５９に付着させる。そして、潤滑剤塗布ローラ５９をベルト５２に当接させることにより回収したシリコンオイルJを再度ベルトに塗布することができる。
【００３４】
潤滑剤塗布ローラは回転体であり、図４に示すように分離ローラ５６からタイミングベルト３００とプーリ３０１、３０２を介して回転駆動を得る。タイミングベルト３００はテンショナー３０３によって常に弛みがない状態にしている。また、潤滑剤塗布ローラは加圧バネ３０４a、３０４bによってL字板金１０５に押しつけられている。潤滑剤塗布ローラが回転することにより付着した潤滑剤を定着ベルトに再塗布することが可能となる。摺動シート１０３は潤滑剤塗布ローラ５９の下方に沿い潤滑剤塗布ローラ５９における重力方向の最下点を覆うように配置する。これにより摺動シートによって掻き取られたシリコンオイルJはニップ入口から潤滑剤塗布ローラ５９の方へ摺動シート１０３上を流れ落ち潤滑剤塗布ローラ５９に付着する。
【００３５】
図５、６に従来のベルトユニット構成を示す。従来の構成ではシリコンオイルJがニップ入り口部分に溜まり、それが徐々に増加しパッドホルダー１０４に溜まってしまう。この部分には最大４ｍｌ程度のシリコンオイルが溜まることを確認している。これによりベルト内面に介在していたシリコンオイルの量が徐々に減っていき摺動面が摩擦力アップしベルトユニットの寿命が低下してしまう。
【００３６】
本構成を用いることでパッドホルダー１０４上に溜まるシリコンオイルJを再びベルト内面に塗布することができる。ベルト内面に介在している全潤滑剤は１４ｍｌであるので４ｍｌ再塗布できれば全体の２９％の潤滑剤を有効利用することができる。よって、従来の問題点である潤滑剤の枯渇による摺動面の摩擦力アップ及び摩耗増大を抑制することができベルトユニットの寿命を延ばすことが可能となる。
【００３７】
［実施例２］
本実施例は潤滑剤塗布ローラ以外の構成は実施例１と同様なので潤滑剤塗布ローラ以外の構成説明を省略する。
【００３８】
本実施例はニップ入口に溜まるシリコンオイルJの長手方向からの漏れを規制するための機構を示す。
【００３９】
図７に本実施例の構成を示す。潤滑剤塗布ローラ５９は直径φ４mmのSUS軸の周りに不織布を巻きつけ外径をφ８mmとしている。この潤滑剤塗布ローラ端部に外径φ8.1mmのブッシュ６０a、６０bを設ける。ブッシュ６０a、６０bの内径はφ６ｍｍとし前記SUS軸との摺動回転するために外径φ６ｍｍ、内径φ４ｍｍの滑り軸受けを圧入している。ブッシュ６０a、６０bの材質は耐熱性ゴムであり加圧力により容易に変形し外径がφ８ｍｍとなる。このブッシュ６０a、６０bにより端部から漏れようとするシリコンオイルを規制する。不織布はオイルの吸収効率が良くブッシュ６０a、６０bで規制されたシリコンオイルを即座に吸収する。
【００４０】
本構成を用いることでパッドホルダー１０４上に溜まるシリコンオイルJを再びベルト内面に塗布することができ長手方向端部から漏れるシリコンオイルを規制することができる。よって、従来の問題点である潤滑剤の枯渇による摺動面の摩擦力アップ及び摩耗増大を抑制することができベルトユニットの寿命を延ばすことが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
２００  画像形成部、１２０  像担持体、１２１  一次帯電装置、１２２  露光装置、
１２３  現像装置
【図１】
2016048325.tif 000003
【図２】
2016048325.tif 000004
【図３】
2016048325.tif 000005
【図４】
2016048325.tif 000006
【図５】
2016048325.tif 000007
【図６】
2016048325.tif 000008
【図７】
2016048325.tif 000009