JP7127406B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及びその定着装置を搭載した画像形成装置に関する。

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・高速化についての市場要求が高まってきている。

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、画像転写方式又は直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材に形成される。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、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。

このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置やセラミックヒータを用いた定着装置、定着ベルトをハロゲンヒータで直接加熱することで省エネルギーとなる定着装置が知られている。

セラミックヒータやハロゲンヒータを用いた定着装置では、定着ベルト内面がニップ形成部材と摺動する構成のため、定着ベルト内面とニップ形成部材の間に潤滑剤が塗布される。ただ、粘度の低い潤滑剤（グリス）は、定着ベルトの軸方向端部から流出してしまい、不具合を引き起こすことがある。具体的には、流出した潤滑剤が定着ベルト表面、加圧ローラ表面に回り込み、定着ベルト表面と加圧ローラ表面の摩擦力が低下することで、スリップジャムやオイル付着画像等の異常画像が発生する。

上記不具合を防止する技術として、定着ベルトを両端部で内面から保持するフランジ部材の端面に溝を設け、はみ出した潤滑剤を保持する技術（特許文献１）や定着ベルト表面の両端部に掻き取り部材を設ける技術（特許文献２）が公開されている。特許文献１では、定着ベルトを両端部で保持するフランジ部材の端面に潤滑剤回収溝部を設け、定着ベルト端部から漏れ出した潤滑剤を潤滑剤回収部材に保持することで、定着や加圧部材の表面及び記録材の汚染を防止する。

また、潤滑剤によっても部品の摺動摩耗を完全に防止することはできず、定着ベルト内面又はニップ形成部材から摩耗粉が発生して異常画像を生じさせることがある。これを防止する技術として摩耗粉の掻き取り部材を設置する技術（特許文献３）が公開されている。

しかし、摩耗粉がフランジ部材に付着すると摩擦抵抗が増加し、定着ベルト端部に捩り応力が掛かり、定着ベルト端部が破損してしまう。すなわち、摩耗粉はニップ部の摺動部で発生し、潤滑剤と混ざって両端部に移動することでフランジ部材に到達する。フランジ部材表面と定着ベルト内面が擦れる部分には隙間が殆ど無いため、流動性の低い摩耗粉は隙間から移動できず、フランジ部材表面に付着した状態で隙間に留まってしまい、フランジ部材表面と定着ベルト内面の摺動負荷上昇の原因となり、定着ベルト端部の破損を引き起こしてしまう。

よって、摩耗粉を含む潤滑剤がフランジ部材に到達する前にこれを回収し、フランジ部材に付着しないようにする必要がある。

そこで本発明は、定着装置においてニップ部の摺動部で発生した摩耗粉がフランジ部材に付着して、摩擦抵抗増大により定着部材の端部が破損するのを防止することを目的とする。

この課題は、回転可能な定着部材と、前記定着部材に対向配置されて回転可能な加圧部材と、前記定着部材の内側に配置され、前記定着部材を介して前記加圧部材との間でニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材と前記定着部材の内面との間に塗布された潤滑剤と、前記定着部材を両端部で支持するフランジ部材とを有し、記録材上のトナー像を前記ニップ部において定着する定着装置において、前記ニップ形成部材は、基材と、該基材よりも熱伝導率の高い高熱伝導部材とで形成され、前記基材は、長手方向において前記高熱伝導部材よりも長く、少なくとも前記高熱伝導部材の長手方向外側に、摩耗粉を含む潤滑剤又は摩耗粉を保持する溝部を有し、前記溝部は前記高熱伝導部材で覆われた前記基材の部分において長手方向に連続的に形成されている、ことを特徴とする定着装置により解決される。

定着装置においてニップ部の摺動部で発生した摩耗粉が、フランジ部材に付着することを防止し、摩擦抵抗増加により定着部材端部が破損する不具合を防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 第１実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。 定着装置２００の軸方向端部の概略断面図である。 ニップ形成部材２０６を構成する基材２０８と熱移動補助部材２１６の概略斜視図である。 ニップ形成部材２０６を構成する基材２０８と熱移動補助部材２１６の概略斜視図である。 ニップ形成部材の溝部に潤滑剤が溜まる様子を示す模式図である。 ニップ形成部材２０６の概略断面図である。 第２実施形態に係る定着装置を示す概略斜視図である。 ニップ形成部材２０６を図３のＡ－Ａ’断面で見たときの模式図である。

以下に、図１を用いて本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を説明する。
図１に示した画像形成装置１００は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式のカラープリンタある。だが、本発明はこの方式に限られず、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。

画像形成装置１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に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可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋを並設したタンデム構造が採用されている。

画像形成装置１００では、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、各感光体ドラムに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトである中間転写体（以下、転写ベルトという）１１に対して１次転写される。この１次転写行程の実行によってそれぞれの色の画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる記録材Ｓに対して２次転写行程を実行することで一括転写される。

各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを代表として説明すると、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光Ｌｂを用いた書き込みには、光書き込み装置８が用いられる。

転写ベルト１１に対する重畳転写では、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に形成された可視像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写される。このために、転写は、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対向して配設された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。

各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。

画像形成装置１００は、色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの上方に対向して配設され、転写ベルト１１及び１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋを備えた転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする２次転写ローラ５と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１をクリーニングするベルトクリーニング装置１３と、これら４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置８とを有している。

光書き込み装置８は、光源としての半導体レーザ、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光手段としての回転多面鏡などを装備している。光書き込み装置８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Ｌｂを出射して感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに静電潜像を形成するよう構成されている。書き込み光Ｌｂは、図１では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である。

画像形成装置１００には、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと転写ベルト１１との間に向けて搬送される記録材Ｓを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置６１が設けられている。また、シート給送装置６１から搬送されてきた記録材Ｓを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラムと転写ベルト１１との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対４が設けられている。また、記録材Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知するセンサが設けられている。

また、画像形成装置１００には、トナー像が転写された記録材Ｓにトナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置２００と、定着済みの記録材Ｓを画像形成装置１００の本体外部に排出する排出ローラ７が備えられている。また、画像形成装置１００の本体上部には、排出ローラ７により画像形成装置１００の本体外部に排出された記録材Ｓを積載する排紙トレイ１７が備えられている。また、排紙トレイ１７の下側には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋが備えられている。

転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋの他に、転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２及び従動ローラ７３を有している。

従動ローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ７３には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋと、２次転写ローラ５と、クリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。

シート給送装置６１は、画像形成装置１００の本体下部に配設されており、最上位の記録材Ｓの上面に当接する給送ローラ３を有している。給送ローラ３が図中反時計回りに回転駆動されることにより、最上位の記録材Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。

転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有している。クリーニング装置１３は、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。

クリーニング装置１３はまた、転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段を有している。

図２は、第１実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。
定着装置２００は、回転可能な定着部材としての定着ベルト２０１と、これに対向配置されて回転可能な加圧部材としての加圧ローラ２０３とを有し、複数の熱源としてのハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂにより定着ベルト２０１が内周側から輻射熱で直接加熱される。また、温度センサ２３０Ａ，２３０Ｂが定着ベルト２０１の外側に取り付けられ、非接触で定着ベルト２０１の温度を検知し、その検知温度によってハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂの点灯率をそれぞれ制御し、定着ベルト２０１の温度を所望の温度に制御している。温度センサ２３０Ａ，２３０Ｂは、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂの温度を検知しやすいように、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂに対向して配置されている。

このとき、図２の定着ベルト２０１内には、定着ベルト２０１を介して加圧ローラ２０３との間でニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２０６が配置され、ニップ形成部材２０６上に設けられた熱移動補助部材２１６を介して定着ベルト内面と間接的に摺動するようになっている。記録材Ｓ上のトナー像はニップ部Ｎにおいて加熱・加圧により定着される。ニップ形成部材２０６は、基材２０８と、該基材２０８よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導部材としての熱移動補助部材２１６を有する。

なお、基材２０８は、機械的強度及び耐熱性が高い樹脂部材、例えば液晶ポリエステルで構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱による基材２０８の変形を防止し、安定した定着ニップの状態を確保し、出力画質の安定化を図っている。

図２の描写では、定着ベルト２０１の内周面に対向する熱移動補助部材２１６の面が定着ベルト２０１に直接接触するニップ形成面となっており、平坦状に形成されているが、凹形状やその他の形状であってもよい。凹形状のニップ部Ｎの場合、記録材先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。

図２の熱移動補助部材２１６の表面、つまり、定着ベルト２０１の内面と接触する熱移動補助部材２１６の面には、摩擦力を低減するために、摩耗しにくい摺動コーティングが施されている。摺動コーティングとしては、低摩擦特性を有するフッ素コーティングや耐摩耗性が高いＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などの材料が使われる。

定着装置２００は、定着ベルト２０１の内側には加圧ローラ２０３に対向して配置されたニップ形成部材２０６と、ニップ形成部材２０６を加圧ローラ２０３からの加圧力に対抗して保持するステー２０７とを有している。

定着ベルト２０１の内面に対向する基材２０８の面を覆っている熱移動補助部材２１６は、端部ヒータとして機能するハロゲンヒータ２０２Ｂの熱が局所的に留まることを防止し、定着ベルト２０１の長手方向に積極的に熱を移動させて長手方向の温度不均一性を低減するために設けられている。なお、ハロゲンヒータ２０２Ｂは長手方向両端部にフィラメントを有する端部ヒータであり、ハロゲンヒータ２０２Ａは長手方向中央部にフィラメントを有する中央ヒータとして機能する。

このため、高熱伝導部材である熱移動補助部材２１６は短時間で熱移動が可能な材料であることが望ましく、熱伝導率の高い材料、例えば銅（３９８Ｗ／ｍｋ）、アルミニウム（２３６Ｗ／ｍｋ）、銀などの金属部材であることが望ましい。コスト、入手性、熱伝導率特性、加工性を総合的に考慮すると、銅を用いることが最も望ましい。

定着ベルト２０１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又はフィルムで構成される。ベルトの表層はＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）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又はＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成された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得る。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００［μｍ］以上設ける必要がある。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。

ステー２０７は、ニップ部Ｎ側と反対側が起立した起立部２０７ｃ，２０７ｅを有しており、起立部２０７ｃ，２０７ｅを隔てて、定着熱源としてのハロゲンヒータ２０２Ａ、２０２Ｂが配置され、定着ベルト２０１は、ハロゲンヒータ２０２Ａ、２０２Ｂにより内面側から輻射熱で直接加熱される。ハロゲンヒータ２０２Ａ、２０２Ｂは、ステー２０７に囲まれていない（各ハロゲンヒータの中心はステー２０７が囲む空間の外側にある）ため、定着ベルト２０１に対する照射角α、βが鈍角となり、加熱効率を向上できる。

定着ベルト２０１の内部にはニップ形成部材２０６とニップ部Ｎを支持するための支持部材としてのステー２０７が設けられ、加圧ローラ２０３により圧力を受けるニップ形成部材２０６の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。このステー２０７は両端部で保持部材としてのフランジ部材に保持固定され位置決めされている。また、ハロゲンヒータ２０２とステー２０７の間に反射部材２０９を備え、ハロゲンヒータ２０２からの輻射熱などによりステー２０７が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材２０９を備える代わりに、ステー２０７表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることが可能となる。

図２に示すように、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂの間に反射部材２０９を設けて、それぞれのヒータが相手のガラス管を加熱しないようにすることで、効率的に定着ベルト２０１を加熱することができる。

加圧ローラ２０３は芯金２０５に弾性ゴム層２０４があり、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡ又はＰＴＦＥ層）が設けてある。加圧ローラ２０３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２０３は、スプリングなどにより定着ベルト２０１側に押し付けられており、弾性ゴム層２０４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。加圧ローラ２０３は中空のローラであっても良く、加圧ローラ２０３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２０４はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ２０３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の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。

定着ベルト２０１は加圧ローラ２０３により連れ回り、回転する。図２の場合は加圧ローラ２０３が駆動源により回転し、ニップ部Ｎでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト２０１が回転する。定着ベルト２０１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部材３００（図３）にガイドされ、走行する。

上記のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置を実現することが可能となる。

次に、図３を参照して熱移動補助部材、基材及びフランジ部材の位置関係を説明する。図３は、定着装置２００の軸方向端部の概略断面図である。
基材２０８、熱移動補助部材２１６及びステー２０７は、いずれも定着ベルト２０１の軸方向（以下、「長手方向」という）に延びている。

具体的には、加圧ローラ２０３の長手方向の長さは、ユーザーの記録材セット位置のずれを加味して、定着装置２００の最大通紙幅（本例の場合、３２０ｍｍ）に対して長く設計されている。また、熱移動補助部材２１６の長さは、加圧ローラ２０３に対して長く設計されている。これは、熱移動補助部材２１６が加圧ローラ２０３よりも短いと、ニップ部Ｎにおいて定着ベルト２０１が熱移動補助部材２１６の長手方向端部で屈曲し破損してしまうためである。さらに、取り付けガタも含め、熱移動補助部材２１６の方が加圧ローラ２０３より長くなるように設計している。また、定着ベルト２０１の両端部には、定着ベルト２０１を支持するフランジ部材３００が配置されている。フランジ部材３００と加圧ローラ２０３の端面は所定の距離だけ離間している。これにより、定着ベルト２０１に働くストレスが小さくなる。また、基材２０８は、長手方向において熱移動補助部材２１６よりも長く、且つ長手方向端部に位置するフランジ部材３００とは離間している。

次に、図４を参照してニップ形成部材の溝形状を説明する。図４は、ニップ形成部材２０６を構成する基材２０８と熱移動補助部材２１６の概略斜視図である。
図４に示すニップ形成部材２０６では、熱移動補助部材２１６からはみ出した摩耗粉を含む潤滑剤又は摩耗粉を保持する２列の溝部２０８ａが、基材２０８の長手方向両端部のみに形成されている。溝部２０８ａは長手方向に真っすぐ伸び、基材２０８の長手方向と直交する方向の溝部２０８ａの断面形状は四角形である。しかしながら、溝部の断面形状はこれに限られず、五角形などの他の多角形であってもよい。潤滑剤は熱移動補助部材２１６と定着ベルト２０１の内面との間に塗布されている。

前述したように、ニップ形成部材２０６の基材２０８は、長手方向において熱移動補助部材２１６よりも長い。その熱移動補助部材２１６を基材２０８に被せて定着装置２００に取り付けたときに、溝部２０８ａが熱移動補助部材２１６からはみ出すように、溝部の長さを設定する。すなわち、基材２０８は、少なくとも熱移動補助部材２１６の長手方向外側に、潤滑剤を保持する溝部２０８ａを有する。また、熱移動補助部材２１６よりも長手方向外側に形成された溝部２０８ａは、熱移動補助部材２１６の裏面まで延在している。より具体的には、熱移動補助部材２１６の端部２１６ａは、溝部２０８ａの内側端部２０８ｃより長手方向外側に位置し、溝部２０８ａの外側端部２０８ｂより長手方向内側に位置する。これにより、定着装置２００においてニップ部Ｎの摺動部で発生した摩耗粉又は摩耗粉を含む潤滑剤を溝部２０８ａで回収することができ、摩耗粉がフランジ部材３００に付着することを防止し、摩擦抵抗増加により定着ベルト端部が破損する不具合を防止することができる。

また、摩耗粉には金属フィラー等の固い成分が含まれるため、摩耗粉が定着ベルト内面に付着して循環するだけでも、定着ベルト内面や熱移動補助部材表面を傷つけ、画像スジ等の異常画像の問題が発生し得る。しかしながら、摩耗粉を溝部２０８ａで回収することでこれらの不具合を防止することができる。

また、溝部２０８ａの内側端部２０８ｃの位置は適宜設定することができ、より長手方向中央に近づけてもよい。このように、溝部２０８ａが熱移動補助部材２１６の長手方向内側に侵入することで、熱移動補助部材２１６からはみ出した潤滑剤又は摩耗粉の保持量を侵入量に応じて調節できる。

なお、本実施形態では、ニップ形成部材２０６の基材２０８は２列の溝部２０８ａを有するが、３列以上の溝部を有してもよい。溝部の容積が大きい方が、潤滑剤又は摩耗粉の保持量が多くなる点で有利である。ただし、溝部の幅（短手方向）が大きくなると基材２０８が撓みやすくなるため、基材２０８の強度を考慮する必要がある。

次に、図５を参照してニップ形成部材の別な溝形状を説明する。図５は、ニップ形成部材２０６を構成する基材２０８と熱移動補助部材２１６の概略斜視図である。
図５に示すニップ形成部材２０６では、熱移動補助部材２１６からはみ出した摩耗粉を含む潤滑剤又は摩耗粉を保持する２列の溝部２０８ａが、熱移動補助部材２１６で覆われた基材２０８の部分において長手方向に連続的に形成されている。溝部２０８ａは長手方向に真っすぐ伸び、基材２０８の長手方向と直交する方向の溝部２０８ａの断面形状は四角形である。しかしながら、溝部２０８ａの断面形状はこれに限られず、五角形などの他の多角形であってもよい。本例でも、図４に示す構成と同様に、熱移動補助部材２１６を基材２０８に被せて定着装置２００に取り付けたときに、溝部２０８ａが熱移動補助部材２１６からはみ出すように、溝部の長さを設定する。すなわち、基材２０８は、少なくとも熱移動補助部材２１６の外側の部分に、潤滑剤を保持する溝部２０８ａを有する。より具体的には、熱移動補助部材２１６の端部２１６ａは、溝部２０８ａの外側端部２０８ｂより長手方向内側に位置する。これにより、定着装置２００においてニップ部Ｎの摺動部で発生した摩耗粉又は摩耗粉を含む潤滑剤を溝部２０８ａで回収することができ、摩耗粉がフランジ部材３００に付着することを防止し、摩擦抵抗増加により定着ベルト端部が破損する不具合を防止することができる。

本実施形態において、２列の溝部２０８ａのうち熱移動補助部材２１６で覆われる部分は、摩耗粉を含む潤滑剤又は摩耗粉を保持する機能を有する。すなわち、熱移動補助部材２１６よりも外側に位置する基材２０８の溝部２０８ａに溜まった摩耗粉を含む潤滑剤又は摩耗粉は、溝部２０８ａの中を伝って熱移動補助部材２１６に覆われた溝部２０８ａの部分にも流れ込む。この基材２０８の場合、図４に示す基材に比べて強度は下がるものの、基材２０８の熱容量を減らし、省エネルギー性を高めることができる。

図６は、ニップ形成部材の溝部に摩耗粉を含む潤滑剤が溜まる様子を示す模式図である。
加圧ローラ２０３と熱移動補助部材２１６の圧接部が定着ニップ幅の範囲であり、潤滑剤（グリス）２１７は定着ニップ幅の外側、つまり両端部側へ押し出される。最初は、潤滑剤２１７は熱移動補助部材２１６上に堆積するが、押し出された潤滑剤量が増えると、熱移動補助部材２１６よりもさらに外側の基材２０８上にはみ出してくる。このとき、潤滑剤は基材２０８に形成された溝部２０８ａに溜まり、収容される。

基材２０８が溝部２０８ａを有しない場合には、最初は、潤滑剤２１７は基材２０８の表面に付着するが、基材２０８上を紙面に垂直な方向に広がって基材２０８から落下し、定着ベルト２０１の内面に再付着する。その後、潤滑剤２１７はフランジ部材３００に達してしまい、フランジ部材３００と定着ベルト２０１の間の摺動負荷を増大させてしまう。また、潤滑剤２１７が、定着ベルト２０１の内面ではなくハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂに付着した場合には、高温になったハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂによって潤滑剤２１７が気化し、異臭等の原因となる。

よって、熱移動補助部材２１６からはみ出した潤滑剤２１７は、溝部２０８ａによって確実に捕え、溜めることが望ましい。

図７は、基材２０８の概略断面図である。
図７（ａ）に示す例では、基材２０８の溝部２０８ａの断面形状は台形であり、溝部２０８ａの底辺２０８ｄは上辺２０８ｆよりも下方に延びている。図７（ｂ）に示す例では、基材２０８の溝部２０８ａの断面形状は菱形であり、溝部２０８ａの底辺２０８ｄは上辺２０８ｆよりも下方に延びている。このようにして、溝部２０８ａに溜まった摩耗粉を含む潤滑剤又は摩耗粉が鉛直下向きに垂れることを防止できる。

図８は、第２実施形態に係る定着装置を示す概略斜視図である。
本第２実施形態では、ニップ形成部材２０６の基材２０８には、熱移動補助部材２１６よりも長手方向外側であってニップ部出口側に、定着ベルト２０１内面の摩耗粉又は摩耗粉を含む潤滑剤を掻き取る掻き取り部材であるマイラー３０１が設置されている。図８に示すように、マイラー３０１は、ニップ部Ｎの長手方向外側において溝部２０８ａに隣接して基材２０８の下流側に接着剤や粘着テープなどで取り付けられており、マイラー３０１で掻き取られた摩耗粉又は摩耗粉を含む潤滑剤は溝部２０８ａに溜まる。

図９は、このニップ形成部材２０６を図３のＡ－Ａ’断面で見たときの模式図である。
マイラー３０１は定着ベルト２０１内面に当接し、定着ベルト内面に付着している摩耗粉と混ざった潤滑剤を掻き取り、溝部２０８ａに回収する。これにより、潤滑剤が定着ベルト２０１内面に付着した状態で両端部側へ伝い、フランジ部材３００に到達してしまう前に、摩耗粉を含む潤滑剤を掻き取ることができる。

特許文献３には、摩耗粉を掻き取る部材を取り付ける技術が公開されているが、掻き取り部材を定着ベルトの長手方向全域に取り付けるとトルク上昇が発生した。これは掻き取り部材が摩耗粉だけでなく潤滑剤も掻き取るため、定着ベルトと熱移動補助部材の間の潤滑剤が減少し、摺動摩擦力が上昇したためと考えられる。よって、図８に示す第２実施形態では、ニップ部Ｎの外側範囲であって定着ベルト２０１と加圧ローラ２０３が摺動しない領域のみにマイラー３０１を取り付け、この領域で潤滑剤を掻き取るように構成した。

以上のように、本発明によれば、樹脂部材である基材２０８を金属部材である熱移動補助部材２１６よりも長手方向に長く形成し、熱移動補助部材２１６よりも外側にある基材２０８に溝部２０８ａを形成したうえで、摩耗粉を含む潤滑剤をその溝部で捕える。これにより、摩耗粉を溝部に確実に収容できる。よって、摩耗粉がフランジ部材３００に付着して摩擦抵抗になること、摩耗粉が定着ベルト内面に滞在して部品を傷つけることを防止できる。

２００ 定着装置
２０１ 定着ベルト（定着部材）
２０３ 加圧ローラ（加圧部材）
２０６ ニップ形成部材
２０８ 基材
２０８ａ 溝部
２１６ 熱移動補助部材（高熱伝導部材）
３００ フランジ部材

特開２０１７－９９４４号公報 特開２０１１－４３６６６号公報 特開２００７－１１４６９８号公報

Claims (10)

1. 回転可能な定着部材と、
   前記定着部材に対向配置されて回転可能な加圧部材と、
   前記定着部材の内側に配置され、前記定着部材を介して前記加圧部材との間でニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記ニップ形成部材と前記定着部材の内面との間に塗布された潤滑剤と、
   前記定着部材を両端部で支持するフランジ部材とを有し、
   記録材上のトナー像を前記ニップ部において定着する定着装置において、
   前記ニップ形成部材は、基材と、該基材よりも熱伝導率の高い高熱伝導部材とで形成され、
   前記基材は、長手方向において前記高熱伝導部材よりも長く、少なくとも前記高熱伝導部材の長手方向外側に、摩耗粉を含む潤滑剤又は摩耗粉を保持する溝部を有し、
   前記溝部は前記高熱伝導部材で覆われた前記基材の部分において長手方向に連続的に形成されている、ことを特徴とする定着装置。
2. 前記高熱伝導部材よりも長手方向外側に形成された前記溝部は、前記高熱伝導部材の裏面まで延在している、ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記溝部は前記基材の長手方向両端部のみに形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記基材は長手方向端部に位置する前記フランジ部材とは離間している、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記高熱伝導部材よりも長手方向外側の前記基材の部分には、摩耗粉又は摩耗粉を含む潤滑剤を掻き取る掻き取り部材が設置されている、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記掻き取り部材は前記定着部材の内面に当接している、ことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記高熱伝導部材が前記定着部材の内面と接する金属部材で形成され、前記基材が前記金属部材を支持する樹脂部材で形成される、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の定着装置。
8. 前記金属部材が銅又はアルミニウムであり、前記樹脂部材が液晶ポリエステルである、ことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記基材の長手方向と直交する方向の前記溝部の断面形状は台形である、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の定着装置。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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