JP2015197485A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ部材と定着ベルトとの間からの潤滑剤の流出を抑制することが可能な定着装置を提供する。【解決手段】定着装置１００において、ニップ板１３０は、定着ベルト１１０の内面に摺接可能な第１摺接面１３７Ｓと、第１摺接面１３７Ｓよりも定着ベルト１１０の一端縁１１０Ｅに近く、かつ、第１摺接面１３７Ｓよりも加圧ローラ１５０の軸線に近く、定着ベルト１１０の内面に摺接可能な第２摺接面１３５Ｓと、前記第１摺接面１３７Ｓと前記第２摺接面１３５Ｓとを連結する連結面１３６Ｓと、を有する。連結面１３６Ｓは、定着ベルト１１０の一端縁１１０Ｅを通過するとともに加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する第１仮想平面Ｐ１と、最大画像領域ＬＴの前記定着ベルト１１０の一端縁１１０Ｅに最も近い端を通過するとともに前記加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する第２仮想平面Ｐ２との間に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、記録シートに現像剤像を熱定着するための定着装置に関する。

用紙などの記録シートに現像剤像を熱定着するための定着装置として、無端状の定着ベルト（エンドレスベルト）や、定着ベルトの内側に配置されたニップ部材、ニップ部材との間で定着ベルトを挟む加圧ローラなどのバックアップ部材を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成の定着装置では、ニップ部材と回転する定着ベルトとの摺動性を高めるため、定着ベルトとニップ部材との間に潤滑剤が配置されている。

特開２０１２−５３１０５号公報

ところで、ニップ部材と定着ベルトとの間に介在している潤滑剤には、定着ベルトがニップ部材とバックアップ部材とにより挟まれていることで一定の押圧力がかかるため、潤滑剤が定着ベルトの端に移動してニップ部材と定着ベルトとの間から流出する可能性がある。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、ニップ部材と定着ベルトとの間からの潤滑剤の流出を抑制することが可能な定着装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様として、エンドレスベルトと、潤滑剤を介して前記エンドレスベルトの内面に摺接可能なニップ部材と、前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むとともに、前記エンドレスベルトとの間にニップを形成するバックアップローラと、を備える定着装置を提供する。前記ニップ部材は、前記エンドレスベルトの内面に摺接可能な第１摺接面と、前記第１摺接面よりも前記エンドレスベルトの一端縁に近く、かつ、前記第１摺接面よりもバックアップローラの軸線に近く、前記エンドレスベルトの内面に摺接可能な第２摺接面と、前記第１摺接面と前記第２摺接面とを連結する連結面と、を有する。そして、前記バックアップローラの軸線に直交する平面で切った断面において、前記ニップ部材の第２摺接面の曲率半径は、前記バックアップローラの曲率半径よりも大きく、前記連結面は、前記エンドレスベルトの一端縁を通過するとともに前記バックアップローラの軸線に直交する第１仮想平面と、最大画像領域の前記エンドレスベルトの一端縁に最も近い端を通過するとともに前記バックアップローラの軸線に直交する第２仮想平面との間に配置されている。

このような構成によれば、エンドレスベルトの端縁よりも内側において、連結面によって、エンドレスベルトの外側への潤滑剤の流出を規制することができるので、ニップ部材とエンドレスベルトとの間に潤滑剤を留めることができる。また、バックアップローラの軸線に直交する平面で切った断面において第２摺接面の曲率がバックアップローラの周面の曲率よりも小さいので、第２摺接面においてエンドレスベルトがより広い範囲で密着しやすく、エンドレスベルトとの間に隙間が生じにくいので、第２摺接面からエンドレスベルトの外側への潤滑剤の流出をより効果的に抑制することができる。なお、連結面は、最大画像領域の外側に位置しており、連結面により形成される段差が用紙Ｐ上に形成されたトナー像に影響することはない。

なお、前記ニップ部材の連結面は、前記ニップの前記エンドレスベルトの一端縁に最も近い端を通過するとともに前記バックアップローラの軸線に直交する第３仮想平面と、前記第２仮想平面との間に配置されるよう構成することができる。

そのように構成することで、ニップ部材の第２摺接面とバックアップローラとでエンドレスベルトが挟持されるので、潤滑剤が連結面を乗り越えてエンドレスベルトの外側へ流出することを効果的に抑制することができる。

また、前記ニップ部材の連結面は、前記第３仮想平面と前記第１仮想平面との間に配置されるよう構成することもできる。

そのように構成することで、第１摺接面内のニップの端からエンドレスベルトの外側に向かって潤滑剤が移動しても、エンドレスベルトの端縁よりも内側でその流出を規制することができる。また、連結面の内側にバックアップローラの端部が入り込み、バックアップローラの端部近傍において、連結面と第２摺接面との境界にエンドレスベルトが押し付けられて密着することで、潤滑剤が連結面を乗り越えてエンドレスベルトの外側へ流出することをより効果的に抑制することができる。

また、前記ニップ部材の連結面は、前記ニップにおける前記エンドレスベルトの移動方向の寸法が、前記ニップの前記第１仮想平面と前記第２仮想平面との間に位置する領域の前記移動方向の寸法よりも小さくなるよう構成すれば、第２摺接面と連結面の境界部においてエンドレスベルトとの間に隙間が生じにくいので、連結面によって第１摺接面に留まる潤滑剤が第２摺接面側に溢出してエンドレスベルトの外側へ流出するのをより効果的に抑制することができる。

あるいは、前記ニップ部材の連結面は、前記ニップにおける前記エンドレスベルトの移動方向の寸法が、前記ニップの前記第１仮想平面と前記第２仮想平面との間に位置する領域の前記移動方向の寸法よりも大きくなるよう構成すれば、エンドレスベルトの移動方向上流側や下流側においてニップから潤滑剤が溢出しても、潤滑剤がエンドレスベルトの端縁に向かって拡がり流出するのを連結面によって効果的に抑制することができる。

前記ニップ部材は、前記バックアップローラの軸線から遠ざかるように凹む凹みを有し、前記ニップ部材の連結面が当該凹みを形成する面の一つとして構成されるものとしてもよい。

このように、ニップ部材に設けた凹みの一面として連結面を構成することによって、潤滑剤をその凹みの中に留め、その流出を抑制することができる。

一例として、前記ニップ部材は、金属板である。その場合、前記第１摺接面と前記連結面とを連結する第１折り曲げ部と、前記第２摺接面と前記連結面とを連結する第２折り曲げ部と、を有するものとすることができる。そのように構成することにより、金属板の成形により、前記第１摺接面と前記第２摺接面と前記連結面とを有するニップ部材を容易に作成することができる。

なお、金属板は、たとえば、軽量で成形の容易なアルミニウム板でもよく、剛性と耐久性に優れたステンレス鋼板でもよい。また、金属板は、エンドレスベルトの内面と摺接する面がフッ素樹脂やポリイミド樹脂でコーティングされていてもよいし、酸化膜や金属メッキなどで被覆されていてもよい。

前記連結面は、前記バックアップローラの軸線と前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向との両方に直交する方向における寸法（高さ）が、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲とするのが好ましい。連結面の高さをこの範囲とすることで、現在一般に使用されている多くの定着装置において好適な潤滑剤流出抑制効果が期待できる。

前記連結面は、前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向に沿って延びるよう構成することができる。ここで、「移動方向に沿って延びる」とは、連結面が、移動方向と平行な（つまり、前記バックアップローラ側から見て前記バックアップローラの軸線に直交する方向と一致する）ものも含み、移動方向に対して±４５°（前記バックアップローラ側から見て内側ないし外側に）傾斜しているものも含む。

前記ニップ部材は、前記連結面から前記第１仮想平面に向かって延びる前記第２摺接面を含む面が、前記第１仮想平面を越えて前記エンドレスベルトの外側に突出するよう構成することができる。

さらに、前記ニップ部材は、前記連結面から前記第１仮想平面に向かって延びる前記第２摺接面を含む面が、前記第１仮想平面を越えて前記ニップ部材の一端縁まで延びるものとしてもよい。

前記第２摺接面の前記バックアップローラの軸線方向における寸法は、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲とするのが好ましい。また、前記連結面の前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向の寸法は、５．０ｍｍ〜１５ｍｍの範囲とするのが好ましい。

前記第２摺接面の前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向の寸法が、前記連結面の前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向の寸法よりも大きくなるよう構成すれば、第２摺接面においてエンドレスベルトがより広い面積で密着することになり、エンドレスベルトとの間に隙間が生じにくいので、第２摺接面からエンドレスベルトの外側への潤滑剤の流出をより効果的に規制することができる。たとえば、前記第２摺接面の前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向の寸法は、５．０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とするのが好ましい。

また、前記連結面は、前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向に対する角度を、±４５°の範囲とするのが好ましい。

記録シートに形成された現像剤像を熱定着するための定着装置の他の態様として、エンドレスベルトと、潤滑剤を介して前記エンドレスベルトの内面に摺接可能なニップ部材と、前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むとともに、前記エンドレスベルトとの間にニップを形成するバックアップ部材と、を備えた定着装置を開示する。前記ニップ部材は、前記バックアップ部材から遠ざかるように凹む凹みを有し、前記エンドレスベルトの回転軸線方向における前記凹みの端部は、前記エンドレスベルトの前記エンドレスベルトの一端縁を通過するとともに前記バックアップ部材の回転軸線に直交する第１仮想平面と、最大画像領域の前記エンドレスベルトの一端縁に最も近い端を通過するとともに前記バックアップ部材の回転軸線に直交する第２仮想平面との間に配置されている。

このような構成によれば、潤滑剤を凹みに留めることができ、特に、エンドレスベルトの両端縁の内側において、潤滑剤の流出を規制することができる。

本発明によれば、ニップ部材とエンドレスベルトとの間から潤滑剤が流出するのを抑制することができる。

第１実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの断面図である。 定着装置を左右方向に直交する面で切断した断面図である。 摺接面側から見たニップ板の斜視図である。 （ａ）は、第１実施形態に係る定着装置におけるニップ板の連結面の配置を説明する図、（ｂ）はニップ板の連結面を含むニップ板端部近傍の構成を示す断面図である。 ニップ板の連結面の配置と加圧ローラの幅方向の圧力分布の関係を示す図である。 第１実施形態に係る定着装置における凹部とニップ形成領域の例を示す図である。 （ａ）は、第２実施形態に係る定着装置におけるニップ板の連結面の配置を説明する図、（ｂ）はニップ板の連結面を含むニップ板端部近傍の構成を示す断面図である。 第２実施形態に係る定着装置における凹部とニップ形成領域の例を示す図である。 ニップ板の形状の変形例を示す図である。 変形例に係る定着装置を左右方向に直交する面で切断した断面図である。

［第１実施形態］
次に、第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、実施形態に係る定着装置１００を備えたレーザプリンタ１の概略構成について説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。具体的には、ユーザから見て手前側である図１の右側を「前」とし、ユーザから見て奥側である図１の左側を「後」とし、図１の紙面手前側を「左」、紙面奥側を「右」とする。また、図１の上下方向を「上下」とする。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、用紙Ｐ（記録シート）を供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、給紙パッド３４と、紙粉取りローラ３５，３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３と給紙パッド３４によって１枚ずつ分離され、紙粉取りローラ３５，３６およびレジストローラ３７を通ってプロセスカートリッジ５に向けて搬送される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５，４６とを主に備えている。露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４，４５、レンズ４３、反射鏡４６の順に反射または通過して、感光体ドラム６１の表面で高速走査される。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。

ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部７４とを主に備えている。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。

現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置１００を通過することで用紙Ｐ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。

＜定着装置の詳細構成＞
図２に示すように、定着装置１００は、エンドレスベルトの一例としての定着ベルト１１０と、ハロゲンランプ１２０と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、反射部材１４０と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ（バックアップローラ）１５０と、ステイ１６０と、フレーム部材１７０とを主に備えている。

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状のベルトであり、ステンレス鋼などの金属から形成された素管と、素管の表面に形成されたフッ素樹脂などからなるコート層とを主に有して構成されている。定着ベルト１１０は、フレーム部材１７０に設けられた内周ガイド１７１，１７２などによって案内されることで、ニップ板１３０と加圧ローラ１５０との間を前から後ろに向けて移動するように、図示時計回りに回転可能に設けられている。定着ベルト１１０が回転すると、その内面１１１がニップ板１３０に摺接し、外面１１２が加圧ローラ１５０（または用紙Ｐ）に接触する。

なお、定着ベルト１１０は、金属の表面にゴム層を有していてもよく、ゴム層の表面にフッ素コーティング等による非金属の保護層をさらに有していてもよい。また、定着ベルト１１０は、ポリイミドを主成分とする樹脂フィルムであってもよい。定着ベルト１１０は、この場合、表層にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂により被覆されている。

ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０や定着ベルト１１０を加熱することで用紙Ｐ上に転写されたトナーを加熱する発熱体であり、定着ベルト１１０の内側において定着ベルト１１０の内面１１１から所定の間隔を隔てて配置されている。ハロゲンランプ１２０は、左右方向に長いガラス管１２１と、螺旋状に巻かれてガラス管１２１内に配置されたフィラメント１２２とを主に有し、フィラメント１２２への通電によって定着ベルト１１０の内側で発熱するように構成されている。

ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける板状の部材であり、定着ベルト１１０の内側で、ハロゲンランプ１２０と所定の間隔を隔てて、かつ、定着ベルト１１０の内面１１１に摺接するように配置されている。ニップ板１３０は、ベース部１３１と、ベース部１３１の前端から上方に湾曲するように延びる湾曲部１３２と、ベース部１３１の後端から上方に延びる屈曲部１３３とを主に有している。

ベース部１３１は、左右方向（定着ベルト１１０の幅方向）から見て、定着ベルト１１０を介して加圧ローラ１５０と対向する側の中央に凹み１３７を有している。凹み１３７は、加圧ローラ１５０の外周面に略沿うように、加圧ローラ１５０が配置された下側から、ハロゲンランプ１２０が配置された上側に向けて（加圧ローラ１５０の軸線に近い位置から遠い位置に向かって）断面視略円弧状に凹んだ形状を有する。凹み１３７は、定着ベルト１１０の内面１１１に摺接可能な摺接面の一部（第１摺接面１３７Ｓ）を構成している。ベース部１３１の凹み１３７以外の周辺部分は略平板状（曲率ゼロ）に構成されている。

ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着ベルト１１０を介して用紙Ｐ上のトナーに伝達するため、後述するスチール製のステイ１６０よりも熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板やステンレス鋼板などの金属板から形成されている。なお、ニップ板１３０は、その定着ベルト１１０と摺接する表面がフッ素樹脂やポリイミド樹脂でコーティングされていてもよいし、酸化膜や金属メッキなどで被覆されていてもよい。ニップ板１３０の詳細な構成については後述する。

反射部材１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に向けて反射する部材であり、定着ベルト１１０の内側で、ハロゲンランプ１２０と所定の間隔を隔てて、かつ、ハロゲンランプ１２０を取り囲むように配置されている。反射部材１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを折り曲げることで形成されている。反射部材１４０は、断面視略Ｕ字形状をなす反射部１４１と、反射部１４１の両端部から前後方向外側に向けて延びるフランジ部１４２とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射部材１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。

加圧ローラ１５０は、定着ベルト１１０を介してニップ板１３０との間で用紙Ｐを搬送するローラであり、ニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟むようにしてニップ板１３０の下方に配置されている。加圧ローラ１５０は、金属製のシャフト１５１と、シャフト１５１の外周に設けられた弾性を有するローラ本体１５２とを主に有して構成され、ローラ本体１５２の一部が弾性変形した状態でニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟むことで、定着ベルト１１０との間でニップＮＰを規定する。なお、加圧ローラ１５０およびニップ板１３０は、一方が他方に対して押圧された状態で配置されている。

加圧ローラ１５０は、本体筐体２内に設けられた図示しないモータから駆動力が伝達されることで回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着ベルト１１０（または用紙Ｐ）との摩擦力により定着ベルト１１０を従動回転させる。トナー像が転写された用紙Ｐは、加圧ローラ１５０と加熱された定着ベルト１１０との間を搬送されることでトナー像が熱定着されることとなる。

ステイ１６０は、反射部材１４０のフランジ部１４２を介してニップ板１３０を支持することで加圧ローラ１５０から荷重が加わるニップ板１３０の剛性を確保する部材であり、定着ベルト１１０の内側で反射部材１４０を取り囲むように配置されている。ステイ１６０は、反射部材１４０（反射部１４１）の外面形状に沿った断面視略Ｕ字形状を有している。ステイ１６０は、比較的剛性が大きい、例えば、鋼板などを折り曲げることで形成されている。

フレーム部材１７０は、ハロゲンランプ１２０やステイ１６０などの左右方向両端部を支持する部材であり、定着ベルト１１０の内側でステイ１６０を取り囲むように配置され、ステイ１６０に固定されている。フレーム部材１７０は、耐熱性の樹脂などから形成され、定着ベルト１１０の回転を案内するための内周ガイド１７１，１７２を主に有している。

＜ニップ板の詳細構成＞
図２および図３に示すように、ニップ板１３０（ベース部１３１）の、前記第１摺接面１３７Ｓよりも定着ベルト１１０の各端縁に近い位置には、第１摺接面１３７Ｓよりも加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに近い位置に配置され、回転する定着ベルト１１０（内面１１１）の幅方向の両端部に摺接する第２摺接面１３５Ｓが形成されている。第１摺接面１３７Ｓと各第２摺接面１３５Ｓとの間は、第２摺接面１３５Ｓから上方（加圧ローラ１５０の軸線に近い位置から遠い位置へ）に延びる連結面１３６Ｓにより連結されている。

本実施形態において、連結面１３６Ｓは、加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する平面であり、それぞれ定着ベルト１１０の幅方向内側に向いている。なお、以下の説明において、「定着ベルト１１０の幅方向」を単に「幅方向」と略称することがある。

ニップ板１３０は、金属板を折り曲げて形成されており、第１摺接面１３７Ｓと連結面１３６Ｓとを連結する第１折り曲げ部Ｂ１と、第２摺接面１３５Ｓと連結面１３６Ｓとを連結する第２折り曲げ部Ｂ２とを有する（図４参照）。

また、ベース部１３１から湾曲部１３２の一部に亘る、ニップ板１３０の定着ベルト１１０側の面が、摺接面を構成し、この摺接面と定着ベルト１１０の内面１１１との間には、摺接面と内面１１１との摺動性を高めるために潤滑剤の一例としてのグリス（図示省略）が配置されている（図２も参照）。第２摺接面１３５Ｓは、摺接面の連結面１３６Ｓの幅方向外側に隣接する領域である。

本実施形態において、第１摺接面１３７Ｓは略一定の曲率（曲率半径Ｒ１）で湾曲しており、加圧ローラ１５０の外周面の形状に沿っている。一方、第２摺接面１３５Ｓは略平坦なので、その曲率半径Ｒ２（＝∞）は、加圧ローラ１５０（ローラ本体１５２）の外周面の曲率半径ＲＲよりも大きい。

本実施形態では、凹み１３７の、定着ベルト１１０の幅方向における両端に位置する部分（略垂直に延びる連結面１３６Ｓ）によって、第２摺接面１３５Ｓと第１摺接面１３７Ｓとの間に段差を形成している。一方、凹み１３７の、定着ベルト１１０の回転方向の上流側および下流側の端部は、ニップ板１３０の上流側と下流側の摺接領域１３８，１３９になだらかに連続している。

図４を参照して、本実施形態における、連結面１３６Ｓの、定着ベルト１１０の幅方向の位置について詳しく説明する。図４の（ａ）は、ニップ板１３０を下方から見た図、（ｂ）はニップ板１３０の連結面１３６Ｓを含む幅方向端部近傍の断面図である。なお、図４（ａ）では、各要素の幅方向位置の比較がしやすいよう、加圧ローラ１５０をニップ板１３０の真下の位置から後ろ側（用紙搬送方向下流側）にずらして図示している。

図４（ａ）において、定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅを通り加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する平面を第１仮想平面Ｐ１、最大画像領域（トナー像の形成可能範囲）の定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅに最も近い端を通り加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する平面を第２仮想平面Ｐ２、ニップＮＰの定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅに最も近い端を通り加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する平面を第３仮想平面Ｐ３という。

また、ＬＦは定着ベルト１１０の幅、ＬＤは各連結面１３６Ｓの間の幅（凹み１３７の幅方向の長さ）、ＬＲは加圧ローラ１５０のローラ本体１５２（定着ベルト１１０と接触する部分）の各端部１５０Ｅの間の幅、ＬＴは画像形成可能範囲（最大画像領域）を示す。

本実施形態では、ＬＦ＞ＬＤ＞ＬＲ＞ＬＴが成立するように構成されている。すなわち、連結面１３６Ｓが第１仮想平面Ｐ１と第３仮想平面Ｐ３の間、換言すれば、定着ベルト１１０の端縁よりも内側かつ加圧ローラ１５０の定着ベルト１１０と接触する部分（ローラ本体１５２）の端部１５０Ｅよりも外側に配置されている。

このように配置することで、図４（ｂ）に誇張して示すように、定着ベルト１１０の幅方向の端部において、加圧ローラ１５０に押圧駆動される定着ベルト１１０とニップ板１３０の間に配置されているグリスが、加圧ローラ１５０の端部１５０Ｅの幅方向外側に溢出しても、連結面１３６Ｓと第１摺接面１３７Ｓと定着ベルト１１０によって画成される隙間に滞留する。

なお、第２摺接面１３５Ｓの加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａ方向における寸法ＥＤは、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍである。また、連結面１３６Ｓの定着ベルト１１０のニップＮＰにおける移動方向の寸法ＷＤは、５．０ｍｍ〜１５ｍｍである。また、連結面１３６Ｓの、加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａと定着ベルト１１０のニップＮＰにおける移動方向との両方に直交する方向における寸法（高さ）Ｈは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。

また、本実施形態では、図５に示すように、加圧ローラ１５０の両端部付近は、中央部に比べてその押圧力が低い特性となっているため、グリスが定着ベルト１１０の幅方向に溢出しやすい傾向にある。しかし、加圧ローラ１５０の端部１５０Ｅで、定着ベルト１１０が、凹み１３７の内部（ハロゲンランプ１２０側）に押し込まれるので、その外側の連結面１３６Ｓでは、定着ベルト１１０は、連結面１３６Ｓと第２摺接面１３５Ｓとの境界を画成する稜部（折り曲げ部Ｂ２）に押し付けられて密着する。このように、連結面１３６Ｓのつくる段差によって、定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅよりも内側において、グリスの流出を効果的に抑制することができる。

なお、連結面１３６Ｓは、画像形成範囲ＬＴ（最大画像領域）の外側に位置しており、連結面１３６Ｓにより形成される段差が用紙Ｐ上に形成されたトナー像に影響することはない。

また、本実施形態において、断面円弧状の凹み１３７は、その円筒状の曲面部分（第１摺接面１３７Ｓ）が加圧ローラ１５０（ローラ本体１５２）の外周面に沿う形状となっている。（図２も参照）。したがって、加圧ローラ１５０が定着ベルト１１０を介して平坦なニップ板に押圧される場合と比較して、広いニップ領域を確保することができ、加熱効率の向上と確実でスムーズなベルト駆動の実現において有利である。

ただし、凹み１３７の曲率は、加圧ローラ１５０が弾性変形することにより、適切なニップＮＰ範囲を確保することができる限りにおいて、加圧ローラ１５０（ローラ本体１５２）の周面の曲率より大きくてもよく、小さくてもよい。また、ニップＮＰが、定着ベルト１１０の移動方向において凹み１３７の外側の上流側および下流側の摺接領域１３８，１３９まで及ぶ範囲となるよう構成することもできる。

なお、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ニップ板１３０の連結面１３６Ｓは、ニップＮＰにおける定着ベルト１１０の移動方向の寸法ＷＤが、ニップＮＰの第１仮想平面Ｐ１と第２仮想平面Ｐ２との間に位置する領域Ｗの移動方向の寸法ＮＤよりも小さくなるよう構成することができる。

図６（ｂ）において、第２摺接面１３５Ｓの、ニップＮＰにおける定着ベルト１１０の移動方向の寸法ＳＤは、連結面１３６Ｓの、ニップＮＰにおける定着ベルト１１０の移動方向の寸法ＷＤよりも大きい。この寸法ＳＤは、５．０ｍｍ〜２０ｍｍである。

また、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、ニップ板１３０の連結面１３６Ｓは、ニップＮＰにおける定着ベルト１１０の移動方向の寸法ＷＤが、ニップＮＰの第１仮想平面Ｐ１と第２仮想平面Ｐ２との間に位置する領域Ｗの移動方向の寸法ＮＤよりも大きくなるよう構成してもよい。

次に、図７を参照して、第２実施形態を説明する。なお、以下で説明する形態では、先に説明した形態と同様の構成要素については、同一符号を付して、適宜説明を省略することとする。図７の（ａ）は、ニップ板１３０を下方から見た図、（ｂ）はニップ板１３０の連結面１３６Ｓを含む幅方向端部近傍の断面図である。

本実施形態では、図７（ａ）に示すように、ＬＦ＞ＬＲ＞ＬＤ＞ＬＴが成立するように構成されている。すなわち、連結面１３６Ｓが第２仮想平面Ｐ２と第３仮想平面Ｐ３との間、換言すれば、加圧ローラ１５０の定着ベルト１１０と接触する部分（ローラ本体１５２）の端部１５０Ｅよりも内側かつ画像形成範囲よりも外側に配置されている。換言すれば、第２摺接面１３５Ｓが摺接する定着ベルト１１０の幅方向の両端部は、加圧ローラ１５０側から見て、加圧ローラ１５０（の定着ベルト１１０と接触する部分）の各端部と重なる位置に配置されている。

このように配置することで、図７（ｂ）に誇張して示すように、加圧ローラ１５０の両端部が、ニップ板１３０の第２摺接面１３５Ｓとの間で定着ベルト１１０を強く確実に挟持するので、凹み１３７に溜まるグリスが、連結面１３６Ｓのつくる段差（折り曲げ部Ｂ２）を越えて定着ベルト１１０の外側へ流出するのを効果的に抑制することができる。なお、加圧ローラ１５０の幅方向中央寄りの部分は変形して第１摺接面１３７Ｓに定着ベルト１１０を摺接させる。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態においても、ニップ板１３０の連結面１３６Ｓは、ニップＮＰにおける定着ベルト１１０の移動方向の寸法ＷＤが、ニップＮＰの第１仮想平面Ｐ１と第２仮想平面Ｐ２との間に位置する領域Ｗの移動方向の寸法ＮＤよりも小さくなるよう構成することができる。

また、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、ニップ板１３０の連結面１３６Ｓは、ニップＮＰにおける定着ベルト１１０の移動方向の寸法ＷＤが、ニップＮＰの第１仮想平面Ｐ１と第２仮想平面Ｐ２との間に位置する領域Ｗの移動方向の寸法ＮＤよりも大きくなるよう構成してもよい。

前記した第１実施形態および第２実施形態において、定着装置のニップ板１３０に設けた連結面１３６Ｓの配置の例を示した。そのいずれも、連結面１３６Ｓを、定着ベルト１１０の幅方向における、定着ベルト１１０の端縁よりも内側（ＬＦの範囲）かつ画像形成範囲ＬＴよりも外側、すなわち図５に示すＰ１とＰ２の間（範囲Ｗ）のみに、それぞれ一つの段差を設けることを特徴としている。範囲Ｗは、図５に示す加圧ローラの幅方向位置における押圧力の低い傾向のある端部に対応する領域であり、その範囲Ｗに連結面１３６Ｓを設けることにより、グリスが流出することを抑制することができる。なお、図５の破線に示した凹み１３７の端部の連結面１３６Ｓは、第１実施形態の配置を例示した。

以上説明した第１実施形態および第２実施形態によれば、定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅよりも内側の、加圧ローラ１５０の特性上押圧力が低い端部近傍において、連結面１３６Ｓによって、第２摺接面１３５Ｓから定着ベルト１１０の幅方向外側へのグリスの流出を規制することができるので、ニップ板１３０と定着ベルト１１０との間にグリスを留めることができる。また、定着ベルト１１０の幅方向に直交する断面において第２摺接面１３５Ｓの曲率（＝０）が加圧ローラ１５０の周面の曲率よりも小さいので、第２摺接面１３５Ｓにおいて定着ベルト１１０がより広い範囲で密着しやすく、定着ベルト１１０との間に隙間が生じにくいので、第２摺接面１３５Ｓから定着ベルト１１０の幅方向外側へのグリスの流出を効果的に抑制することができる。

また、例えば、定着ベルトの端縁の外側に壁ないし段差を設けることにより定着ベルトの幅方向外側へのグリスの流出を抑制することもある程度可能ではあるが、定着ベルトを溢出したグリスは回収されず、溢出量が多くなればいずれニップ板の外側に流出してしまう可能性がある。

前記実施形態においては、定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅの内側に連結面１３６Ｓを設けたので、グリスを確実に定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅの内側に留め、定着ベルト１１０の摺動性の低下をより効果的に抑制することができる。

なお、定着ベルトの端縁の外側でグリスの流出を抑制する形態では、定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅの外側に溢出したグリスが定着ベルトの外面側に回り込んで用紙を汚す懸念がある。一方、前記実施形態において、定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅの外側には、壁ないし段差を設けていない。すなわち、定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅよりも内側のみに連結面１３６Ｓを設けている。そのように構成することで、仮に、定着ベルト１１０の端縁１１０Ｅの外側にグリスが溢出した場合でも、定着ベルト１１０の外面１１２側に回り込むリスクは低くなっている。

次に、第１摺接面１３７Ｓと第２摺接面１３５Ｓと連結面１３６Ｓの形状の変形例について説明する。図９（ａ）は、第２摺接面２３５Ｓが凸面（加圧ローラ１５０に向かって凸形状）、第１摺接面２３７Ｓが平面の場合である。連結面２３６Ｓは弓形断面形状となる。図９（ｂ）は、第２摺接面３３５Ｓおよび第１摺接面３３７Ｓがともに凹面（ハロゲンランプ１２０に向かって凹形状）の場合である。この場合でも、第１摺接面３３７Ｓの曲率を第２摺接面３３５Ｓの曲率よりも大きくなるよう構成することにより、三日月形状の連結面３３６Ｓを形成することができる。図９（ｃ）は、第２摺接面２３５Ｓが凸面、第１摺接面が凹面の場合である。

なお、図９に示す変形例においても、加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する平面で切った断面において、第２摺接面２３５Ｓ，３３５Ｓ，４３５Ｓの曲率半径は、加圧ローラ１５０（ローラ本体１５２）の外周面の曲率半径ＲＲよりも大きくなるよう構成されている。

このように、前記第１実施形態および第２実施形態ならびに変形例において、加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する平面で切った断面において第２摺接面１３５Ｓ，２３５Ｓ，３３５Ｓ，４３５Ｓの曲率半径が加圧ローラ１５０（ローラ本体１５２）の周面の曲率半径ＲＲよりも大きいので、第２摺接面１３５Ｓ，２３５Ｓ，３３５Ｓ，４３５Ｓにおいて定着ベルト１１０がより広い範囲で密着しやすく、定着ベルト１１０との間に隙間が生じにくいので、第２摺接面１３５Ｓ，２３５Ｓ，３３５Ｓ，４３５Ｓから定着ベルト１１０の外側への潤滑剤の流出をより効果的に抑制することができる。

なお、図９（ａ）に示す第１摺接面２３７Ｓが平面の形態は、第２摺接面２３５Ｓと連結面２３６Ｓとともに段差を形成するものではあるが、凹みに相当する形態を備えていない。図９（ｂ）、（ｃ）に示す形態は、ニップ板３３０，４３０の定着ベルト１１０が摺接可能な範囲に凹み３３７，４３７を有しているので、窪んだ形状の凹み３３７，４３７と定着ベルト１１０との間によりグリスを保持しやすいという点で有利である。

前記第１実施形態および第２実施形態ならびに変形例において、ニップ板１３０，２３０，３３０，４３０は、いずれも連結面１３６Ｓ，２３６Ｓ，３３６Ｓ，４３６Ｓから第１仮想平面Ｐ１に向かって延びる第２摺接面１３５Ｓ，２３５Ｓ，３３５Ｓ，４３５Ｓを含む面が、第１仮想平面Ｐ１を越えて定着ベルト１１０の外側に突出し、ニップ板１３０，２３０，３３０，４３０の端縁まで延びている。

もっとも、本発明は、このような構成に限らず、第２摺接面１３５Ｓ，２３５Ｓ，３３５Ｓ，４３５Ｓが、第１仮想平面Ｐ１を越えなくてもよい。

また、前記第１実施形態および第２実施形態ならびに変形例において、連結面１３６Ｓ，２３６Ｓ，３３６Ｓ，４３６Ｓは、定着ベルト１１０のニップＮＰにおける移動方向に沿って延びるものを例示したが、本発明はそのような構成に限定されない。たとえば、連結面が移動方向と平行なものだけでなく、移動方向に対して±４５°（前記加圧ローラ１５０側から見て内側ないし外側に）傾斜していてもよい。

また、前記第１実施形態および第２実施形態ならびに変形例において、連結面１３６Ｓ，２３６Ｓ，３３６Ｓ，４３６Ｓは、加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する平面として構成した例を示したが、本発明はそのような構成に限定されない。たとえば、連結面が、ニップＮＰの形成や定着ベルトの摺動回転などに影響を及ぼさない限りにおいて、定着ベルト１１０の（ニップＮＰにおける）移動方向からみて、加圧ローラ１５０の軸線１５０Ａに直交する平面に対して傾斜していてもよく、また、曲面ないし凹凸を有する面であってもよい。このように、連結面の形態にかかわらず、連結面が、定着ベルト１１０の端縁よりも内側（かつ最大画像領域の外側）に配置されていることで、グリスを定着ベルトの端縁よりも内側に留め、定着ベルトの端縁から外へ流出するのを抑制する効果が期待できる。

以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、ハロゲンランプ１２０によりニップ板１３０を加熱することでニップ板１３０を介して定着ベルト１１０を加熱するように構成された定着装置１００を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、定着装置は、ハロゲンランプ１２０により定着ベルト１１０を直接加熱するように構成されていてもよい。補足すると、図１０において、ニップ板５３０は、断面視略Ｕ字形状の板状に形成され、定着ベルト１１０の内側でハロゲンランプ１２０と間隔を隔てて配置されている。

また、ニップ板５３０は、グリスを介して定着ベルト１１０に摺接可能な第１摺接面５３７Ｓと、この第１摺接面５３７Ｓよりも定着ベルト１１０の一端縁に近く、かつ、第１摺接面５３７Ｓよりも加圧ローラ１５０の軸線に近く、定着ベルト１１０の内面に摺接可能な第２摺接面５３５Ｓと、これら第１摺接面５３７Ｓと第２摺接面５３５Ｓとを連結する連結面５３６Ｓとを有する。

そして、連結面５３６Ｓは、前記した諸実施形態と同様、最大画像領域の外側で定着ベルト１１０の端縁よりも内側（第１仮想平面と第２仮想平面の間）に配置されている。ハロゲンランプ１２０とニップ板５３０との間には、反射部材５５０と、支持部材５６０と、断熱部材５７０が配置されている。反射部材５５０は、ハロゲンランプ１２０からの熱を定着ベルト１１０に向けて反射する部材であり、支持部材５６０は、ニップ板５３０や反射部材５５０を支持する部材である。断熱部材５７０は、液晶ポリマーなどの樹脂から形成され、ハロゲンランプ１２０からの熱がニップ板５３０に直接伝わることを抑制する。

前記実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ１２０を例示したが、これに限定されず、例えば、発熱体は、カーボンヒータなどであってもよい。

前記実施形態では、ニップ部材として、板状のニップ板１３０などを例示したが、これに限定されず、例えば、ニップ部材は、板状ではない厚めの形状であってもよい。

前記実施形態では、バックアップ部材（バックアップローラ）として加圧ローラ１５０を例示したが、これに限定されず、例えば、バックアップ部材は、ベルト状の加圧部材などであってもよい。

前記実施形態では、本発明の定着装置を備えた画像形成装置として、用紙Ｐにモノクロ画像を形成するレーザプリンタ１を例示したが、これに限定されず、例えば、用紙にカラー画像を形成可能なプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。

１００ 定着装置
１１０ 定着ベルト
１１１ 内面
１３０ ニップ板
１３５Ｓ 第２摺接面
１３６Ｓ 連結面
１３７Ｓ 第１摺接面
１５０ 加圧ローラ
ＮＰ ニップ
Ｐ１ 第１仮想平面
Ｐ２ 第２仮想平面

Claims (19)

1. エンドレスベルトと、
   潤滑剤を介して前記エンドレスベルトの内面に摺接可能なニップ部材と、
   前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むとともに、前記エンドレスベルトとの間にニップを形成するバックアップローラと、を備え、
   前記ニップ部材は、
   前記エンドレスベルトの内面に摺接可能な第１摺接面と、
   前記第１摺接面よりも前記エンドレスベルトの一端縁に近く、かつ、前記第１摺接面よりもバックアップローラの軸線に近く、前記エンドレスベルトの内面に摺接可能な第２摺接面と、
   前記第１摺接面と前記第２摺接面とを連結する連結面と、を有し、
   前記バックアップローラの軸線に直交する平面で切った断面において、前記ニップ部材の第２摺接面の曲率半径は、前記バックアップローラの曲率半径よりも大きく、
   前記連結面が、前記エンドレスベルトの一端縁を通過するとともに前記バックアップローラの軸線に直交する第１仮想平面と、最大画像領域の前記エンドレスベルトの一端縁に最も近い端を通過するとともに前記バックアップローラの軸線に直交する第２仮想平面との間に配置された、ことを特徴とする定着装置。
2. 前記ニップ部材の連結面は、前記ニップの前記エンドレスベルトの一端縁に最も近い端を通過するとともに前記バックアップローラの軸線に直交する第３仮想平面と、前記第２仮想平面との間に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ニップ部材の連結面は、前記第３仮想平面と前記第１仮想平面との間に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記ニップ部材の連結面は、前記ニップにおける前記エンドレスベルトの移動方向の寸法が、前記ニップの前記第１仮想平面と前記第２仮想平面との間に位置する領域の前記移動方向の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記ニップ部材の連結面は、前記ニップにおける前記エンドレスベルトの移動方向の寸法が、前記ニップの前記第１仮想平面と前記第２仮想平面との間に位置する領域の前記移動方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記ニップ部材は、前記バックアップローラの軸線から遠ざかるように凹む凹みを有し、前記ニップ部材の連結面は凹みを形成する面の一つであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の定着装置。
7. 前記ニップ部材は、金属板であり、
   前記連結面は、
   前記第１摺接面と接続する第１折り曲げ部と、
   前記第２摺接面と接続する第２折り曲げ部と、を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の定着装置。
8. 前記金属板は、アルミニウム板であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記金属板は、ステンレス鋼板であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
10. 前記バックアップローラの軸線と前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向との両方に直交する方向における前記連結面の寸法は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の定着装置。
11. 前記連結面は、前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向に沿って延びることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の定着装置。
12. 前記ニップ部材は、前記連結面から前記第１仮想平面に向かって延びる前記第２摺接面を含む面が、前記第１仮想平面を越えて前記エンドレスベルトの外側に突出していることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の定着装置。
13. 前記ニップ部材は、前記連結面から前記第１仮想平面に向かって延びる前記第２摺接面を含む面が、前記第１仮想平面を越えて前記ニップ部材の一端縁まで延びることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
14. 前記第２摺接面の前記バックアップローラの軸線方向における寸法は、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の定着装置。
15. 前記連結面の前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向の寸法は、５．０ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の定着装置。
16. 前記第２摺接面の前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向の寸法は、前記連結面の前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の定着装置。
17. 前記第２摺接面の前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向の寸法は、５．０ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の定着装置。
18. 前記連結面は、前記エンドレスベルトのニップにおける移動方向に対する角度が、±４５°の範囲であることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の定着装置。
19. エンドレスベルトと、
    潤滑剤を介して前記エンドレスベルトの内面に摺接可能なニップ部材と、
    前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むとともに、前記エンドレスベルトとの間にニップを形成するバックアップ部材と、を備え、
    前記ニップ部材は、前記バックアップ部材から遠ざかるように凹む凹みを有し、
    前記エンドレスベルトの回転軸線方向における前記凹みの端部が、前記エンドレスベルトの前記エンドレスベルトの一端縁を通過するとともに前記バックアップ部材の回転軸線に直交する第１仮想平面と、最大画像領域の前記エンドレスベルトの一端縁に最も近い端を通過するとともに前記バックアップ部材の回転軸線に直交する第２仮想平面との間に配置されたことを特徴とする定着装置。

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