JP2011043666A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材の走行性を安定させ、かつ加圧部材とのニップ部の記録媒体出口近傍における定着部材の変形の発生を抑制する。
【解決手段】スクレーパー２８を定着ベルト２１の幅方向両端部近傍に摺接させる。これにより、定着ベルト２１が幅方向に対して移動することを防止し、定着ベルト２１の走行を安定させ、かつ定着ベルト２１と保持部材２２との間から潤滑剤が漏れ出すことを低減させることができる。さらに、スクレーパー２８を定着ベルト２１の周方向における変形が顕著となる部分に摺接させることにより、定着ベルト２１の幅方向の剛性によって、幅方向全体すなわちスクレーパー２８が摺接する部分だけでなく、記録媒体が通過する幅方向中央の領域においても空隙，変形を抑えることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、定着部材と加圧部材間のニップ部において記録媒体を加熱加圧することによって記録媒体上の形成画像に対する定着を行う定着装置、および該定着装置を備える画像形成装置に関する。

従来から、電子写真方式を利用した画像形成装置は広く知られている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナーによって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体に転写してトナー像を担持させる。その後、記録媒体上の未定着のトナー像を定着装置によって加圧／加熱し、記録媒体上のトナー像を定着するものである。

定着装置には、対向するローラまたはベルトあるいはそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が配置されており、記録媒体である記録紙をニップ部にて挟み込み、加圧／加熱して、トナー像を記録紙上に定着する。

従来の定着装置の一例として、ベルト定着方式といわれる構造のものがある。

すなわち、ベルト定着方式の定着装置の基本構造は、加熱部材である加熱ヒータを有した加熱ローラと、表層にゴム層が設けられた定着ローラと、加熱ローラと定着ローラとの間に移動可能に架設された無端状の定着ベルトと、定着ベルトに当接する加圧ローラとからなる定着回転体を具備したものである。

定着装置において、表面に未定着トナー像を有する記録紙が搬送されると、定着ベルトと加圧ローラ間のニップ部を通過する過程において、未定着トナー像が加熱および加圧され、記録紙にトナー像が定着する。

また、定着装置において、無端状の定着部材の内面に摺接する保持部材を具備した構成の定着装置がある。特許文献１では、加圧ローラと、定着部材である定着ベルトと、定着ベルトの内摺面に近接させた保持部材である金属パイプを備え、該金属パイプをハロゲンヒータなどの加熱部材により加熱し、金属パイプを介して定着ベルトを加熱する構成の定着装置が提案されている。

定着ベルトと金属パイプの摺動面には、シリコーンオイルやフッ素グリスなどの潤滑剤が塗布される。そして、定着ベルトの回転によって、定着ベルトと金属パイプとの隙間に潤滑剤の循環経路が形成されるため、金属パイプと定着ベルト間の摺動抵抗が低減され、両部材の磨耗が軽減される。

しかし、特許文献１の定着装置の課題として、実際には不可避な各構成部材の形状偏差や、温度偏差による不均一な部材の膨張、さらにはニップ内部の圧力偏差などで、定着ベルトと金属パイプの幅方向（軸方向）における相対位置にずれが生じ、幅方向の両端部分における定着ベルトと金属パイプの隙間から潤滑剤が漏れ出すという問題があった。

その結果、潤滑剤が、定着ベルトの加圧ローラと当接する面に乗り上げ、記録紙に付着したり、加圧ローラによる定着ベルトの連れ回り回転がスリップしたりして、異常画像や紙詰まり、あるいは、しわの発生などの不具合を引き起こす原因となっていた。

さらに、特許文献１では、図１６に示す概略構成図のように、定着部材である可撓性を有する定着ベルト２０１と、定着ベルト２０１の内部の金属パイプ２０２と、定着ベルト２０１に圧接する加圧部材である加圧ローラ２０３とにおいて、ニップ部Ｎが平面状、もしくは加圧ローラ２０３の曲率にならった凹形状になる。

このため、図１６に示すように、可撓性を有する定着ベルト２０１がニップ部Ｎの形状に倣う際に、ニップ部Ｎにおける記録媒体の出口（記録媒体搬送方向下流側）近傍の定着ベルト２０１が金属パイプ２０２と摺接せず、この部位において膨らんで変形を発生し、仕様以上の空隙Ａを生じることがあった。

前記空隙Ａが生じることにより、空隙Ａ部分の定着ベルト２０１に、ニップ部Ｎから排出された記録媒体が張り付いた状態のままになって、定着ベルト２０１から熱が過度に記録媒体に供給され、ホットオフセットを生じる惧れがあり、また、記録媒体の定着ベルト２０１からの分離性が低下するなどの不具合が発生するという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決し、定着部材の走行性を安定させ、かつ加圧部材とのニップ部の記録媒体出口近傍における定着部材の変形の発生を抑制することができる定着装置、および該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、可撓性を有する定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して加圧ローラに対向設置されて前記定着部材と前記加圧ローラ間に定着ニップを形成するニップ形成部材を具備し、前記加圧ローラの回転力により前記定着部材が連れ回し、前記定着ニップに定着対象の記録媒体が搬送される構成の定着装置において、前記定着部材の幅方向における両端部分に摺接して、前記定着部材の走行を安定させ、かつ前記ニップ部の記録媒体出口近傍における前記定着部材の変形の発生を抑制する摺接部材を備えたことを特徴とし、この構成によって、摺接部材が摺接していることにより、定着部材の走行が安定し、定着部材の幅方向における端部の変形を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、摺接部材が、定着部材と該定着部材内の構成部材との摺動面に配される潤滑剤の外部への流出を防止することを特徴とし、この構成によって、潤滑剤が使用されている場合、摺接部材により潤滑剤が定着部材の端部から漏れ出すことを防止することができ、また漏れ出しても潤滑剤を掻き取ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、摺接部材を、定着部材を固定する部材に設けたことを特徴とし、この構成によって、定着部材を固定する強固な部材に摺接部材を設けることにより、精度良く摺接部材を定着部材に摺接することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２項記載の定着装置において、摺接部材を、定着部材から記録媒体を分離させる分離部材に設けたことを特徴とし、この構成によって、摺接部材の設置が簡単で、特別大きな設置スペースを必要としない。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置において、摺接部材における定着部材と摺接する面とは反対の面に窪み部を形成したことを特徴とし、この構成によって、窪み部に潤滑剤を溜めることができ、潤滑剤の飛散，戻りなどの発生を抑えることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の定着装置において、摺接部材における定着部材と摺接する部分を、定着部材の表面硬度よりも柔らかい材質のもので形成したことを特徴とし、この構成によって、交換の簡単な摺接部材の摩耗が定着部材よりも早くなり、メンテナンス性を向上させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６いずれか１項記載の定着装置において、摺接部材を板状部材により構成したことを特徴とし、摺接部材の作成が容易になる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置において、摺接部材をローラ部材により構成したことを特徴とし、この構成によって、摺接による負荷を軽減することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、定着部材が、可撓性を有する無端状のベルト部材から構成されていることを特徴とし、この構成によって、定着装置としての構成が簡素化される。

請求項１０に記載の発明は、請求項１または９記載の定着装置において、加熱部材を、定着部材の外部に設置したことを特徴とし、この構成によって、定着部材の内部構造、および加熱部材の配置構造を簡単にすることができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の定着装置において、加熱部材が、定着部材の外周部を直接的に加熱することを特徴とし、この構成によって、定着部材の加熱効率が高まる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、定着部材が、可撓性を有する無端状のベルト部材と、該ベルト部材の内周に接する保持部材とから構成されていることを特徴とし、この構成によって、保持部材により定着部材であるベルト部材の走行性，形状などを安定化させることができ、定着性を向上させることができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２記載の定着装置において、加熱部材が、保持部材の内部に設置され、該保持部材を介してベルト部材を加熱することを特徴とし、この構成によって、各部材の内部にて加熱することにより、加熱効率を向上させることができる。

請求項１４に記載の発明は、記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜１３いずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、良好で安定した定着処理による高品位の画像形成が行われる。

本発明に係る定着装置によれば、摺接部材を、定着部材の幅方向における両端部分に摺接させることにより、定着部材の走行を安定させ、かつ加圧部材とのニップ部の記録媒体出口近傍における定着部材の変形の発生を抑制させたことにより、定着部材の走行が安定し、定着部材の幅方向における端部の変形を抑制することができる。しかも、潤滑剤が使用されている場合には、摺接部材により潤滑剤が定着部材の端部から漏れ出すことを防止することができ、また漏れ出しても潤滑剤を掻き取ることができる。これらのことから、安定した定着が記録媒体の汚れや搬送トラブルなどを引き起こすことなく行われ、良好で信頼性の高い定着処理が実現する。

また、本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置によれば、良好な定着処理による高品位な画像形成が実現する。

本発明の実施形態を説明するための画像形成装置全体の概略構成図 本発明の定着装置の実施形態１における要部を示す断面図 本発明の定着装置の実施形態１の側面図 本実施形態におけるスクレーパーの設置構造例を示す斜視図 図４に示すスクレーパーの設置構造例の正面図 図５に示すスクレーパーの設置構造例の右側面図 本実施形態において分離板に設けられたスクレーパーの構成例を示す斜視図 本実施形態のスクレーパーの一例を示す斜視図 本実施形態のスクレーパーの他の例を示す斜視図 本実施形態のローラ状のスクレーパーを示す斜視図 本発明の定着装置の実施形態２における要部を示す断面図 本発明の定着装置の実施形態３における要部を示す断面図 本発明の定着装置の実施形態４における要部を示す断面図 図１１〜図１３に示す実施形態における保持部材における問題点の説明図 本発明の定着装置の実施形態５における要部を示す断面図 従来の定着装置の問題点を説明するための概略構成図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態を説明するための画像形成装置全体の概略構成図である。本例では画像形成装置としてタンデム型カラープリンタを示す。

図１において、画像形成装置本体１の上方に設置されたボトル収容部１０１には、各色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。

ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。中間転写ユニット８５に設置された中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）に対応した作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが並設されている。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋには、それぞれ感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５，現像部７６，クリーニング部７７，除電部（図示せず）などが配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは回転し、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上に対して、下記の作像プロセス（帯電工程，露光工程，現像工程，転写工程，クリーニング工程）が行われて、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上に各色の画像が形成される。

以下に感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに対する作像プロセスについて説明する。

感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、図示しない駆動モータによって、図１において時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５において感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。

帯電された後、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面は、露光部３から発せられるレーザ光により照射・露光され、各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。潜像が形成された感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、現像装置７６により静電潜像がトナー現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。

感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト７８および第１転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋにより、中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このようにして中間転写ベルト７８上に重ねてトナー像が転写されることにより、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。

前記転写の後、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、クリーニング部７７に達して、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。この後、除電部により感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面の残留電位が除去される。

こうして、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに対する一連の作像プロセスが終了する。

次に、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスについて説明する。

中間転写ユニット８５は、無端状の中間転写ベルト７８と、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋと、２次転写バックアップローラ８２と、クリーニングバックアップローラ８３と、テンションローラ８４と、中間転写クリーニング部８０などにより構成されている。

中間転写ベルト７８は、２次転写バックアップローラ８２とクリーニングバックアップローラ８３とテンションローラ８４とに張架・支持され、２次転写バックアップローラ８２の回転駆動によって、図１における矢印方向に移動される。

１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋは、それぞれ中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋとで挟み込むようにして１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋには、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。

中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、中間転写ベルト７８と感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ間の１次転写ニップを順次通過する。こうして感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写が行われる。

１次転写後、中間転写ベルト７８は２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置で２次転写バックアップローラ８２は、２次転写ローラ８９とで中間転写ベルト７８を挟み込むようにして２次転写ニップを形成している。２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト７８上に形成されている４色のトナー像が、搬送されてくる記録媒体Ｐ上に転写される。転写後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０に達して、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。

こうして、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、画像形成装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７およびレジストローラ９８を経由して搬送されるものである。

すなわち、給紙部１２には、転写紙などの記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納される。そして、給紙ローラ９７が図１において反時計方向に回転駆動されると、最上位の記録媒体Ｐから順にレジストローラ９８に給送される。

レジストローラ９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のトナー像にタイミングを合わせて、レジストローラ９８が回転駆動されることにより、記録媒体Ｐが前記２次転写ニップに向けて搬送される。このようにして、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。

２次転写ニップでカラー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置２０に搬送される。そして、記録媒体Ｐは、定着装置２０において定着ベルト２１と加圧ローラ３１による加熱および加圧を受けて、表面に転写されたトナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。

その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ９９を経て装置本体１外へと排出され、スタック部１００上に順次スタックされる。

このようにして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２，図３を参照して画像形成装置本体１に設置される本発明に係る定着装置の実施形態１の構成・動作について説明する。

図２は定着装置の実施形態１における要部を示す断面図、図３は実施形態１の側面図である。

図２に示すように、実施形態１の定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、保持部材２２と、補強部材２３と、断熱部材２７と、加熱部材であるヒータ２５と、摺接部材であるスクレーパー２８と、加圧部材としての加圧ローラ３１と、温度センサ４０などにより構成されている。

定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。定着ベルト２１は、基材上に弾性層と離型層が順次積層されており、全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。また、定着ベルト２１の基材は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル，ステンレスなどの金属材料、あるいはポリイミド樹脂などの樹脂材料で形成されている。

定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム，発泡性シリコーンゴム，フッ素ゴムなどのゴム材料で形成されている。弾性層を設けることにより、加圧ローラ３１とのニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わり、所謂、ユズ肌画像の発生が抑止される。

定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂），ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂），ポリイミド，ポリエーテルイミド，ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）などの材料で形成されている。離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。

また、定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定される。本実施形態では定着ベルト２１の直径を３０ｍｍに設定している。

定着ベルト２１の内部（内周面側）には、ヒータ２５と、保持部材２２と、補強部材２３と、断熱部材２７などが設置されている。定着ベルト２１は、補強部材２３によって補強された保持部材２２に押圧されて、加圧ローラ３１との間にニップ部Ｎを形成する。

補強部材２３と保持部材２２との間には断熱部材２７が設けられている。これにより、熱伝導部材として機能する保持部材２２の熱が、補強部材２３側に移動して保持部材２２の加熱効率が低下する不具合が抑止される。なお、断熱部材２７の材料としては、耐熱・高断熱性材料が用いられ、例えば、ゴム，樹脂，フェルト，セラミックシートなどを用いることができる。

保持部材２２は、定着ベルト２１の内部に設けられ、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接してニップ部を形成する。保持部材２２は、図３に示すように、その幅方向（軸方向）の両端部が定着装置２０の側板４３に支持固定されている。

また、保持部材２２は、ニップ部Ｎに対応する位置が平面状に形成されている。すなわち、ニップ部Ｎにおいて保持部材２２における加圧ローラ３１に対向する面が平面形状になるように形成されている。これにより、ニップ部Ｎの形状が記録媒体Ｐの画像面に対して略平行になって、定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの密着性が高まるため、定着性が向上する。さらに、ニップ部Ｎの記録媒体出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部Ｎから送出された記録媒体Ｐを定着ベルト２１から分離し易くすることができる。

なお、本実施形態では、ニップ部Ｎにおける保持部材２２の形状を平面状に形成したが、ニップ部Ｎにおける保持部材２２の形状を凹状に形成することも考えられる。すなわち、保持部材２２における加圧ローラ３１との対向面を、加圧ローラ３１の曲率に倣うように形成することもできる。その場合にも、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率に倣うようにニップ部Ｎから送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着されて分離されないという不具合を低減することができる。

本実施形態では、ニップ部Ｎにおける保持部材２２の強度を補強する補強部材２３が、定着ベルト２１の内周面側に設置されている。図３に示すように、補強部材２３は、幅方向の長さが保持部材２２と同等あるいは長くなるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に支持固定されている。そして、補強部材２３が保持部材２２および定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接することによって、ニップ部Ｎにおいて保持部材２２が、加圧ローラ３１の加圧力を受けて、大きく変形する不具合を抑止している。

すなわち、補強部材２３を設けない場合には、保持部材２２は加圧ローラ３１から加圧力を受けて撓んでしまう（保持部材２２の幅方向両端部に加わる加圧力によって幅方向中央部が大きく撓む）。特に、定着ベルト２１の加熱効率を向上させるために保持部材２２を薄肉化した場合には、その不具合が顕著に現れる。

ところが、本実施形態では、保持部材２２の変形を制限する位置に、補強部材２３が設置されているために、保持部材２２を薄肉化した場合でも保持部材２２の撓みを軽減することができる。これにより、保持部材２２が撓んで定着ベルト２１の内周面が強くこすれるような不具合や、保持部材２２が撓んで定着ベルト２１の駆動トルクが増加するなどの不具合が抑止される。

なお、補強部材２３としては、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄などの機械的強度が大きい金属材料により形成することが好ましい。さらには、加圧ローラ３１による加圧方向に沿って横長の断面を有するように補強部材２３を形成することによって、断面係数が大きくなって補強部材２３の機械的強度を高めることができる。

また、補強部材２３におけるヒータ２５に対向する面の一部または全部に、断熱部材を設けたり、鏡面処理を施したりすることもできる。これにより、ヒータ２５から補強部材２３に向かう熱（補強部材２３を加熱する熱）が保持部材２２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（保持部材２２）の加熱効率がさらに向上することになる。

ヒータ２５は、ハロゲンヒータやカーボンヒータが用いられ、図３に示すように、その両端部が定着装置２０の側板４３に固定されている。熱源として後述する電磁誘導（ＩＨ）による加熱構造を使用することができる。

画像形成装置本体１の制御部により出力制御されたヒータ２５の輻射熱によって、保持部材２２が加熱され、さらに、熱伝導部材として機能する保持部材２２によって定着ベルト２１が全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。

なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１の表面に対向するサーミスタなどの温度センサ４０によるベルト表面温度の検知結果に基いて行われる。このようなヒータ２５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することができる。

保持部材２２は、図２に示すように、ニップ部Ｎを含む定着ベルト２１の内周面全域に接触あるいは対向するように設けられ、ヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する。保持部材２２の材料としては、アルミニウム，鉄，ステンレスなどの金属熱伝導体（良好な熱伝導性を有する金属）を用いることができる。

定着ベルト２１と保持部材２２とにおけるニップ部Ｎを除く部位のギャップδは、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下とすることが好ましい（０ｍｍ＜δ≦１ｍｍ）。前記ギャップδに、シリコーンオイルやフッ素グリスなどの潤滑剤が塗布されており、保持部材２２と定着ベルト２１とが摺接しても、両部材２１，２２の磨耗を低減するようにしている。

さらに、保持部材２２が定着ベルト２１に近接設置されていることにより、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度保持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。

摺接部材であるスクレーパー２８は、マイラーやゴムブレードなどからなり、定着ベルト２１を保持部材２２に押し付けながら幅方向両端近傍で摺接している。

これにより、スクレーパー２８がストッパとして機能して、定着ベルト２１が幅方向に対して移動することが防止されるため、定着ベルト２１の走行が安定し、定着ベルト２１と保持部材２２との間から潤滑剤が漏れ出すことを低減させることができる。また、潤滑剤が漏れ出すようなことがあっても、潤滑剤はスクレーパー２８により掻き取られることになる。

なお、定着ベルト２１が可撓性を有するために、ニップ部Ｎの記録媒体出口を過ぎた近傍で、図１６にて説明したように、ニップ部Ｎの形状に倣おうとして保持部材２２との間の空隙Ａを仕様以上に広げようとする変形が発生する。しかし、本実施形態では、スクレーパー２８が、定着ベルト２１の幅方向両端部近傍において、周方向で前記変形が顕著に現れる部分に摺接している。このため、定着ベルト２１の幅方向の剛性によって幅方向全体、すなわちスクレーパー２８が摺接する部分だけでなく、記録媒体Ｐが通過する幅方向中央の領域においても空隙，変形を仕様範囲内に抑えることができる。

実施形態１において、スクレーパー２８は、図２，図３に示すように、定着装置２０の側板４３に設けられている。側板４３は、構成部材を支持する剛性が高い材質で、かつ位置決めの基準となっているものである。このため、側板４３に設けられたスクレーパー２８は、精度良く定着ベルト２１に摺接させることができ、よって、定着ベルト２１の走行を安定化させる。これにより、潤滑剤の漏れ出しも低減することができる。

加圧ローラ３１は、本例では直径が３０ｍｍであって、図２に示すように、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム，シリコーンゴム，フッ素ゴムなどの材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ，ＰＴＦＥなどからなる薄肉の離型層を設けることもできる。

加圧ローラ３１は、定着ベルト２１に圧接して定着ベルト２１との間に所望のニップ部Ｎを形成する。また、図３に示すように、加圧ローラ３１には図示しない駆動機構の駆動ギアに噛合するギア４５が設置されており、加圧ローラ３１は、駆動機構により図２における矢印方向（時計方向）に回転駆動される。

また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に軸受４２を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ３１の内部にハロゲンヒータなどの熱源を設けることもできる。

加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴムなどのスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部Ｎに作用する加圧力を減少させることができるために、保持部材２２に生じる撓みをさらに軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。

また、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。

次に、前記のように構成された定着装置２０の動作について説明する。

装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給され、加圧ローラ３１の図２における矢印方向の回転駆動が開始される。加圧ローラ３１が回転すると、定着ベルト２１が加圧ローラ３１の摩擦力によって、図２における矢印方向に従動（回転）する。

この回転動作中、スクレーパー２８が定着ベルト２１に摺接して、定着ベルト２１の走行を安定化させるが、それでも定着ベルト２１と保持部材２２との幅方向相対位置にずれが生じて、幅方向両端における定着ベルト２１と保持部材２２との隙間から潤滑剤が漏れ出した場合でも、スクレーパー２８によって潤滑剤を掻き取るようにすることができる。

その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ８９において記録媒体Ｐ上に前記のようにトナー像が担持（転写）される。トナー像が担持された記録媒体Ｐは、図示しないガイド板に案内されながら図２における矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１と加圧ローラ３１間のニップ部Ｎに送入される。

そして、保持部材２２を介して加熱された定着ベルト２１による加熱と、加熱部材２２と加圧ローラ３１との加圧とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。

この定着処理において、スクレーパー２８によってニップ部Ｎの記録媒体出口における定着ベルト２１と加熱部材２２との空隙をあらかじめ設定された仕様内に押え込むことにより、ニップ部Ｎから送出された記録媒体Ｐは、所望の定着性を満足し、分離板を兼ねるスクレーパー２８の表面と加圧ローラ３１との間を通過して、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下に本実施形態におけるスクレーパーの構造に関する数例を説明する。

図４は本実施形態におけるスクレーパーの設置構造例を示す斜視図、図５は図４に示す構成例の正面図、図６は図５に示す構成例の右側面図である。

図４〜図６において、スクレーパー２８は、図３に示すように、保持部材２２を側板４３に保持させるためのフランジ４６に形成されている。フランジ４６は、対向設置された側板４３にネジなどの締結部材で取り付けられており、Ｃ形状の部分４６ａが保持部材２２の両端内部に挿入されて保持部材２２を支持している。

支持された保持部材２２の端部とスクレーパー２８との間に、定着ベルト２１の端部が介在することになるため、ニップ部Ｎの記録媒体出口部分に生じる既述した加熱部材２２と定着ベルト２１の空隙（変形）は、スクレーパー２８と加熱部材２２との間隔内に抑えることができる。

また、図６に示すように、スクレーパー２８は、フランジ４６に取り付けられている根元部分から定着装置内部に向かって定着ベルト２１に対して間隔が広がるように傾斜２８ａが形成されている。このような構成にすることにより、定着ベルト２１が回転中に幅方向のいずれかに移動しても、スクレーパー２８の定着ベルト２１に摺接する面からの抗力が作用して、これが定着ベルト２１を幅方向中心に戻そうとする力になる。

このため、定着ベルト２１の走行が安定し、潤滑剤の漏れ出しを低減することができる。さらに、このとき定着ベルト２１の両端部付近の表面は、定着ベルト２１が可撓性を有していることによりスクレーパー２８と摺接するため、漏れ出した潤滑剤を掻き取ることができる。

図７は本実施形態において分離板に設けられたスクレーパーの構成例を示す斜視図である。

分離板２４は、図２に示すスクレーパー２８と同様な位置に設置され、ニップ部Ｎから出た記録媒体Ｐを、定着ベルト２１から剥し取るように補助的に作用するものであって、図７に示すように、先端下部が定着ベルト２１の表面方向に向くように設置されている。

スクレーパー２８は、分離板２４の両端部に一体に形成されている。また、分離板２４は、図３に示す側板４３に回転可能に設置されており、記録媒体Ｐが通過する定着ベルト２１の幅方向中央の領域において、記録媒体Ｐの巻き付きを防止できる程度に先端が接することなく、定着ベルト２１の近傍に配置されている。

しかし、分離板２４における記録媒体Ｐが通過しない両端の領域では、本例では、ねじりコイルばねなどの付勢手段によって、定着ベルト２１を付勢しながら摺接させており、この摺接している部分をスクレーパー２８としている。このスクレーパー２８の設置位置は、周方向において定着ベルト２１と保持部材２２間の空隙が顕著に発生する部分であるので、この部位においてスクレーパー２８が定着ベルト２１を付勢しながら摺接することは有効となる。

図７に示す構成例によれば、例えば、各種厚みの記録媒体Ｐがニップ部Ｎを通過し、定着ベルト２１の周方向の走行軌跡に偏差が生じても、スクレーパー２８がバネなどの付勢力を受けて定着ベルト２１に追従しながら摺接することになるため、定着ベルト２１の走行が安定し、潤滑剤が漏れ出すことを軽減することができる。

さらに、分離板２４を取り外すだけで、容易にスクレーパー２８に蓄積された潤滑剤を定期的に清掃することができる。

図８に示す本実施形態のスクレーパー２８は、定着ベルト２１に摺接する面とは反対の面に窪み部２８ｂが形成されている。このため、掻き取られた潤滑剤が窪み部２８ｂに蓄積され、潤滑剤が飛散，散逸したり、再び定着部材表面上に戻ったりすることを抑制することができる。窪み部２８ｂに、潤滑剤を吸着することができる吸着剤、例えばフェルトやアミン含浸布などを配置してもよい。

また、スクレーパー２８に、図９に示すように、定着ベルト２１に摺接する面にヒダ形状の突起２８ｃを設けるようにしてもよい。図９に示す構成例では、波模様パターンの突起を示したが、ベルト回転方向に略垂直なパターンであればよい。

この場合、掻き取られた潤滑剤がヒダ形状の突起間に蓄積されるため、少なくとも定着ベルト２１の通紙領域上に潤滑剤が漏れ出すことを抑制できる。

図１０に示すように、スクレーパー２８を、定着ベルト２１の回転と共に従転するローラ部材４７としてもよい。この場合、ローラ部材４７は、表面に潤滑剤を吸着する吸着剤、例えばフェルトやアミン含浸布などが巻き、漏れ出した潤滑剤を定着ベルト２８と共に従転しながら吸着することができる。

なお、スクレーパー２８における定着ベルト２１と摺接する部分の近傍は、定着ベルト２１の表面硬度よりも柔らかい材質の部材を使用し、スクレーパー２８の先端近傍が磨耗されるようにすることが望ましい。これは、定着装置のメンテナンスを行う際、スクレーパー２８の方が交換が容易であり、かつ安価であるためである。

また、図１１に示す本発明の定着装置の実施形態２のように、保持部材２２とは別に、ニップ部を形成する当接部材２６を定着ベルト２１と保持部材２２間に設けるようにした構成の定着装置についても、本実施形態における前記構成のスクレーパー２８を設けることにより、同様の効果を得ることができる。

あるいは、図１２に示す本発明の定着装置の実施形態３のように、実施形態２のニップ部を形成する当接部材２６に代えて、多孔質状の潤滑保持部材２９を設置し、この潤滑保持部材２９に潤滑剤を含浸させるようにした構成の定着装置についても、本実施形態における前記構成のスクレーパー２８を設けることにより、同様の効果を得ることができる。

前記当接部材２６あるいは潤滑保持部材２９は、保持部材２２に形成された凹部２２ａ内に設けられ、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１との間にニップ部Ｎを形成する。

なお、図１１，図１２を含めて、以下の説明において、既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

また、図１３に示す本発明の定着装置の実施形態４のように、加熱部材としてハロゲンヒータやカーボンヒータなどの前記ヒータ２５に代えて、定着ベルト２１の外側に対向させて、誘導加熱（Induction Heating：ＩＨ）の電磁誘導を利用して加熱する誘導加熱部５０を設置して、定着ベルト２１を加熱する構成にすることも考えられる。

誘導加熱部５０は、励磁コイル，コア，コイルガイドなどにより構成される。励磁コイルは、定着ベルト２１の一部を覆うように、細線を束ねたリッツ線を幅方向に延設したものである。コイルガイドは、耐熱性の高い樹脂材料などからなり、励磁コイルやコアを保持する。コアは、フェライトなどの強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度）からなる半円筒状部材であって、保持部材２２に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。コアは、幅方向に延設された励磁コイルに対向するように設置されている。

このように構成された誘導加熱部５０は、次のように動作する。

定着ベルト２１が図１３における矢印方向に回転駆動されると、定着ベルト２１は誘導加熱部５０との対向位置で加熱される。具体的には、励磁コイルに高周波の交番電流を流すことによって保持部材２２の周囲に、磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、保持部材２２の表面に渦電流が生じて、保持部材２２自体の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、保持部材２２が電磁誘導加熱され、さらに加熱された保持部材２２によって定着ベルト２１が加熱されることになる。

なお、保持部材２２を効率的に電磁誘導加熱するためには、誘導加熱部５０を保持部材２２の周方向全域に対向するように構成することが好ましい。また、保持部材２２の材料としては、ニッケル，ステンレス，鉄，銅，コバルト，クロム，アルミニウム，金，白金，銀，スズ，パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金などを用いることができる。

図１３に示す構成例において、定着ベルト２１の内周面に接触あるいは対向し、定着ベルト２１を保持すると共に加熱する保持部材２２を、薄肉の金属板を曲げ加工してパイプ状に形成している。これにより、製造コストが比較的安価であって、定着ベルト２１の加熱効率が高くなり、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、装置を高速化した場合であっても定着不良などが生じることを抑止することができる。

前記保持部材２２において、図１１〜図１３に示すように、曲げ加工後の凹部２２ａ部分における側端部分２２ｂを開放したままであると、図１４の説明図のように、スプリングバックが生じて側端部分２２ｂが開き傾向になり、定着ベルト２１との間に接触ムラや接触圧のムラを生じさせてしまう。

そこで、保持部材２２の側端部分２２ｂについては、保持部材２２の幅方向（軸方向）の少なくとも一部を接合状態にしてスプリングバックにより側端部分２２ｂが開くことがないようにする必要がある。例えば、側端部分２２ｂに溶接を施して接合することが考えられる。

また、図１１〜図１３に示す保持部材２２では、当接部材２６を収納する凹部２２ａを形成しているが、凹部２９における保持部材２２の凹部２２ａにおける角部２２ｃ（図１３参照）およびその近傍が、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に接触すると、保持部材２２に変形が生じ（特に加圧ローラ３１との圧接状態にて生じやすい）、定着ベルト２１と保持部材２２との間に接触ムラを生じさせてしまう。

そこで、本例では、保持部材２２を、その角部２２ｃを含めて定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１には接触しない構成にしている。具体的には、加圧ローラ３１に対して、ニップ部Ｎ近傍より離れて保持部材２２の角部２２ｃが位置するように設定されている。

また、前記誘導加熱部５０は保持部材２２を介して定着ベルト２１を加熱する構成になっているが、図１５に示す本発明の定着装置の実施形態５のように、誘導加熱部５０により定着ベルト２１を直接的に加熱する構成することも考えられる。

すなわち、図１５に示す定着ベルト２１は、図示しないが内層として導電層（図示せず）を具備しており、誘導加熱部５０の磁力線が定着ベルト２１内の導電層を横切る際に、導電層には、磁力線の交流磁界の変化を妨げる磁界を生成するように渦電流が生じる。この渦電流が導電層を流れることによって、導電層の抵抗値に比例したジュール熱が発生し、定着ベルト２１が加熱される構成になっている。

図１３，図１５にて説明した定着装置についても、本実施形態における前記構成のスクレーパー２８を設け、定着ベルト２１に摺接させることにより、同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、加圧部材として加圧ローラ３１を用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、定着部材として複層構造の定着ベルト２１を用いたが、定着部材としてポリイミド樹脂，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂、あるいは薄板状金属などからなる無端状の定着フィルムを用いることもできる。そして、その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、トナー像の定着を行う定着装置、および該定着装置を備える複写機，プリンタ，ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置における定着部に適用可能である。

１ 画像形成装置本体
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 保持部材
２３ 補強部材
２４ 分離板
２５ ヒータ（加熱部材）
２６ 当接部材
２７ 断熱部材
２８ スクレーパー（摺接部材）
２９ 潤滑剤保持部材
３１ 加圧ローラ（加圧部材）
５０ 誘導加熱部
Ｎ ニップ部

特開２００９−３４１０号公報

Claims (14)

1. 可撓性を有する定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して加圧ローラに対向設置されて前記定着部材と前記加圧ローラ間に定着ニップを形成するニップ形成部材を具備し、前記加圧ローラの回転力により前記定着部材が連れ回し、前記定着ニップに定着対象の記録媒体が搬送される構成の定着装置において、
   前記定着部材の幅方向における両端部分に摺接して、前記定着部材の走行を安定させ、かつ前記ニップ部の記録媒体出口近傍における前記定着部材の変形の発生を抑制する摺接部材を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記摺接部材が、前記定着部材と該定着部材内の構成部材との摺動面に配される潤滑剤の外部への流出を防止することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記摺接部材を、前記定着部材を固定する部材に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 前記摺接部材を、前記定着部材から記録媒体を分離させる分離部材に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
5. 前記摺接部材における前記定着部材と摺接する面とは反対の面に窪み部を形成したことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置。
6. 前記摺接部材における前記定着部材と摺接する近傍部分を、前記定着部材の表面硬度よりも柔らかい材質のもので形成したことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の定着装置。
7. 前記摺接部材を板状部材により構成したことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の定着装置。
8. 前記摺接部材をローラ部材により構成したことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置。
9. 前記定着部材が、可撓性を有する無端状のベルト部材から構成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
10. 前記加熱部材を、前記定着部材の外部に設置したことを特徴とする請求項１または９記載の定着装置。
11. 前記加熱部材が、前記定着部材の外周部を直接的に加熱することを特徴とする請求項１０記載の定着装置。
12. 前記定着部材が、可撓性を有する無端状のベルト部材と、該ベルト部材の内周に接する保持部材とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
13. 前記加熱部材が、前記保持部材の内部に設置され、該保持部材を介して前記ベルト部材を加熱することを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
14. 記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜１３いずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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