JP7427431B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、電子写真方式の複写機・レーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関する。

電子写真方式で用いられる定着装置として、従来からフィルム加熱方式が知られている。フィルム加熱方式の定着装置は、セラミック製の基板上に抵抗発熱体を有するヒータと、ヒータと接触しつつ加熱され回転する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとともにニップ部を形成する加圧ローラなどを有している。未定着のトナー像を担持する記録材は、このニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の未定着のトナー像が記録材に定着される。

フィルム加熱方式の定着装置では、ヒータと定着フィルム内面との間に潤滑剤を介在させることにより、ヒータと定着フィルム内面との摺動摩擦抵抗を減少させている。この潤滑剤は、組み立て当初に、例えばヒータに塗布され、定着フィルム内面との間に介在している。そして、定着フィルムを介してヒータに加圧ローラを押圧して定着フィルムを回転駆動させることにより、潤滑剤が定着フィルムの内面全体に回り込む。しかしながら、定着フィルムが更に回転駆動を続けると、余剰の潤滑剤が定着フィルムの端部から漏れ出て定着フィルムの外面に回り込んでしまい、ニップ部に進入してしまう場合がある。このような状態になると潤滑剤が記録材に付着し、画像不良などの課題を起こすおそれがある。

例えば、特許文献１では、次のような構成が開示されている。ヒータを支持するヒータ支持部材のヒータより記録材の搬送方向において下流側、かつ、搬送方向と直交する長手方向の両端部に対応する位置、又は両端部を含む長手方向全域に、潤滑材を溜めるための溝を設けた構成が提案されている。

特開２００８－０７６５８９号公報

しかしながら、従来例では、定着フィルムが回転する際に、定着フィルムが溝部の定着フィルムに近い部分と定常的に接触しながら摺動する。ヒータに塗布される潤滑剤としては、基油と増ちょう剤とを主成分とするグリスが用いられることが多いが、特に高温になると基油が増ちょう剤から離油しやすくなる。そうした場合に、定着フィルムに近い部分の溝部に溜められたグリスから離油した基油が、定着フィルム内面とヒータ支持部材との間の微小な隙間から毛細管現象によって次々に溝部外に漏れ出てしまう。基油が必要以上に定着フィルムとヒータとの間に供給された場合、基油がニップ部で加圧され、長手方向に押し広げられる。また定着フィルム内面とヒータとの間の微小な隙間から毛細管現象によって長手方向における定着フィルムの端部方向に基油が移動するなどし、基油、つまり潤滑剤が定着フィルム外に漏れ出るリスクが増えてしまう。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、安価かつ簡単な構成で、定着フィルムの摺動性を確保しつつ定着フィルム端部からの潤滑剤の漏れを低減することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）定着フィルムと、前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、前記ヒータホルダは、前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、を有し、前記対向面は、前記ニップ部よりも前記加圧ローラに向かって突出していることを特徴とする定着装置。
（２）定着フィルムと、前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、前記ヒータホルダは、前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、を有し、前記搬送方向と、前記搬送方向に直交する前記ヒータホルダの長手方向と、に直交する方向において前記加圧ローラ側から前記対向面を見たとき、前記ヒータホルダの長手方向における前記潤滑剤保持部の長さは、前記ニップ部に近い部分に比べ、前記ニップ部から遠い部分の方が長いことを特徴とする定着装置。
（３）定着フィルムと、前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、前記ヒータホルダは、前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、を有し、前記潤滑剤保持部の長手方向は、前記搬送方向に対して所定の角度をなすことを特徴とする定着装置。
（４）定着フィルムと、前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、前記ヒータホルダは、前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、を有し、前記潤滑剤保持部は、前記ヒータホルダの長手方向に複数設けられることを特徴とする定着装置。
（５）定着フィルムと、前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、前記ヒータホルダは、前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、を有し、前記潤滑剤保持部は、前記加圧ローラから離れる方向にくぼんだ凹部からなることを特徴とする定着装置。
（６）静電潜像が形成される感光体と、前記感光体の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、前記（１）から前記（５）のうちのいずれかに記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、安価かつ簡単な構成で、定着フィルムの摺動性を確保しつつ定着フィルム端部からの潤滑剤の漏れを低減することができる。

実施例１の画像形成装置の断面構成概略図 実施例１の定着装置の断面構成概略図 実施例１の定着装置の潤滑剤保持部周辺の断面構成概略図 実施例１のグリスへの作用を説明する図 実施例１との比較のための比較例のグリスへの作用を説明する図 実施例１の凹部の変形例を説明する図 実施例２の潤滑剤保持部を説明する図、グリスへの作用を説明する図 実施例３の潤滑剤保持部及びグリスへの作用を説明する図 実施例４の潤滑剤保持部を説明する図

以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。

実施例１を以下に説明する。まず、実施例１の画像形成装置の本体構成を説明し、次いで、本発明に係わる定着装置について詳しく説明する。

（画像形成装置）
実施例１において用いる画像形成装置の一例を図１に示す概略図を用いて説明する。実施例１の画像形成装置５０は、感光ドラム１上のトナー像を直接、記録材Ｐ上に転写する電子写真方式の画像形成装置である。感光体である感光ドラム１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って、順に、帯電器２、レーザ光Ｌを感光ドラム１に照射する露光装置３、現像手段である現像器５、転写手段である転写ローラ１０、及び感光ドラムクリーナー１６が配置されている。まず、感光ドラム１は、その表面が帯電器２によってマイナス極性に帯電される。次に帯電された感光ドラム１は、露光装置３のレーザ光Ｌにより、その表面上に静電潜像が形成される。なお、感光ドラム１の露光された部分は表面電位が上がる。実施例１のトナーはマイナス極性に帯電されており、ブラックトナーが入った現像器５によって、感光ドラム１上の静電潜像部にのみマイナストナーが付着し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。

記録材Ｐは、給紙ローラ４によって給紙されると、搬送ローラ６によって記録材Ｐが転写ニップ部Ｎｔｒに搬送される。転写ローラ１０に、電源（不図示）からトナーの極性とは逆の極性であるプラス極性の転写電圧が印加され、感光ドラム１上のトナー像は、転写ニップ部Ｎｔｒにおいて記録材Ｐ上に転写される。転写後の感光ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナー１６によって、転写後に表面に残ったトナーが除去される。トナー像を担持した記録材Ｐは、定着装置１００に搬送され、表面のトナー像の加熱定着が行なわれる。なお、本発明の定着装置を適用することができる画像形成装置は図１に示した画像形成装置５０に限定されない。例えば、カラーの画像形成装置であってもよい。

（定着装置）
実施例１の定着装置１００について以下に説明する。実施例１の定着装置１００は、立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を目的としたフィルム加熱方式の定着装置である。図２は実施例１の定着装置１００の断面図である。なお、以下の説明において、それぞれ直交する、記録材Ｐの搬送方向をＡ、後述するヒータホルダ１３０の長手方向をＢ、後述する摺動面に対して直交する垂直方向をＣとする。

ヒータ１１３はヒータホルダ１３０に保持され、この周囲に円筒状のベルトである定着フィルム１１２が設けられた構成となっている。ヒータホルダ１３０は、ヒータ１１３を保持するヒータ保持部１３５を有している。ヒータ１１３は定着フィルム１１２の内面と摺動し、定着フィルム１１２を内側から加熱する。加圧ローラ１１０は定着フィルム１１２の外側からヒータ１１３を加圧する。加圧ローラ１１０と定着フィルム１１２とが加圧により接触している領域を定着ニップ部Ｎ（ニップ部）とする。加圧ローラ１１０が図中矢印Ｒ１方向に駆動されると、定着フィルム１１２は定着ニップ部Ｎで加圧ローラ１１０から動力を受け矢印Ｒ２方向に従動回転する。未定着のトナー像Ｔが転写された記録材Ｐが、図中矢印の記録材Ｐの搬送方向Ａに搬送され、定着ニップ部Ｎに到達すると、記録材Ｐにトナー像Ｔが定着される。

実施例１の定着フィルム１１２は、変形させない円筒状の状態で外径がΦ１８ｍｍであり、厚み方向には多層構成となっている。定着フィルム１１２の層は、フィルムの強度を保つための基層と、表面への汚れ付着を低減するための離型層とからなる。基層は、ヒータ１１３の熱を受けるため耐熱性が必要であり、またヒータ１１３と摺動するため強度も必要である。このため、基層の材質は、ステンレス鋼やニッケルなどの金属や、ポリイミドなどの耐熱性樹脂を用いると良い。実施例１では、定着フィルム１１２の基層の材質としてポリイミド樹脂を用い、熱伝導率と強度とを向上させるため、カーボン系のフィラーを添加して用いた。基層の厚さは薄いほどヒータ１１３の熱を加圧ローラ１１０表面に伝達しやすいが、薄すぎると強度が低下するため、１５μｍ～１００μｍ程度が好ましく、実施例１では６０μｍとした。

定着フィルム１１２の離型層の材質は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂を用いると好ましい。実施例１では、フッ素樹脂の中でも離型性と耐熱性とに優れるＰＦＡを用いた。離型層は、チューブを被覆させたものでも良いが、表面を塗料でコートしたものでも良く、実施例１では、薄肉成型に優れるコートにより離型層を成型した。離型層は薄いほどヒータ１１３の熱を定着フィルム１１２表面に伝達しやすいが、薄すぎると耐久性が低下するため、５μｍ～３０μｍ程度が好ましく、実施例１では１０μｍとした。また、実施例１には使用していないが、基層と離型層との間に、弾性層を設けても良い。その場合、弾性層の材質としては、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどが用いられる。

定着フィルム１１２の内周側には、ヒータホルダ１３０が設けられている。ヒータホルダ１３０は、耐熱性・剛性を満足するために耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成されている。なお、実施例１においては、液晶ポリマー樹脂として、住友化学工業株式会社製のスミカスーパー（登録商標）を使用している。また、ヒータホルダ１３０は、横断面においてヒータ１１３が保持される凹形状（ヒータ保持部１３５）を有し、ヒータ１１３を保持するものである。定着フィルム１１２をこのヒータホルダ１３０にルーズに外嵌させることで、定着フィルム１１２の回転をガイドする役割をも果たしている。ヒータホルダ１３０については実施例１の特徴に関わるため、後で詳細に述べる。

加圧用ステイ１１９は、ヒータホルダ１３０の長手方向Ｂに沿って配設されている。加圧用ステイ１１９は、ヒータホルダ１３０を長手方向Ｂに均一に加圧するために、ステンレスなどの剛性の高い板金に曲げ加工を施したもので構成されている。実施例１の加圧ローラ１１０は外径Φ２０ｍｍであり、Φ１３ｍｍの鉄製の芯金１１７、厚さ３．５ｍｍの弾性層１１６が形成されている。弾性層１１６の材質としては、ソリッドゴムや、発泡ゴムが用いられる。発泡ゴムは、低熱容量で熱伝導率が低く、加圧ローラ１１０表面の熱が内部へ吸収され難いため、表面温度が上昇しやすく、定着立ち上がり時間を短縮できる利点がある。実施例１においては、シリコーンゴムを発泡した発泡ゴムを使用した。

加圧ローラ１１０の外径は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さ過ぎると定着ニップ部Ｎの幅が狭くなってしまうので適度な径が必要である。そこで実施例１では、加圧ローラ１１０の外径をΦ２０ｍｍとした。弾性層１１６の肉厚に関しても、薄過ぎれば金属製の芯金に熱が逃げるので適度な厚みが必要である。そこで実施例１では、弾性層１１６の厚さを３．５ｍｍとした。弾性層１１６の上には、トナーの離型層として、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる離型層１１８が形成されている。離型層１１８は定着フィルム１１２の離型層同様、チューブを被覆させたものでも表面を塗料でコートしたものでも良いが、実施例１では、耐久性に優れるチューブを使用した。離型層１１８の材質としては、ＰＦＡの他に、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂や、離型性の良いフッ素ゴムやシリコーンゴム等を用いても良い。加圧ローラ１１０の表面硬度は、低いほど軽圧で定着ニップ部Ｎの幅が得られる。実施例１では、Ａｓｋｅｒ－Ｃ硬度（４．９Ｎ荷重）で、５０°のものを使用した。加圧ローラ１１０は、加圧手段（不図示）により、ヒータに加圧されている。加圧力は、総圧１４ｋｇｆとした。実施例１において、定着ニップ部Ｎの搬送方向Ａにおける幅は長手方向Ｂにわたって６．０ｍｍ程度である。加圧ローラ１１０は、回転手段（不図示）により、図中矢印Ｒ１方向に、表面移動速度２００ｍｍ／ｓｅｃで回転するようになっている。

実施例１のヒータ１１３は、フィルム加熱方式の定着装置で用いられる一般的なヒータであり、セラミック製の基板上に抵抗発熱体を設けたものを用いている。ヒータ１１３は、搬送方向Ａの幅６ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミナの基板表面に、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）の抵抗発熱体をスクリーン印刷により厚さ約１０μｍで塗工し、その上に発熱体保護と摺動性確保のためガラスを５０μｍの厚さで覆ったものを用いた。また、セラミック基板又は定着フィルム１１２の温度を検知する温度検知素子（不図示）の信号に応じて、抵抗発熱体に流す電流を適切に制御することで、ヒータ１１３の温度を調整している。ヒータ１１３は、ヒータホルダ１３０に設けられた溝部分であるヒータ保持部１３５に嵌入して固定支持してある。実施例１では記録材Ｐに対して効率的に熱を伝えるために、搬送方向Ａにおいてヒータ１１３の中心と加圧ローラ１１０の中心とを合わせている。

ヒータ１１３には、ヒータ１１３と定着フィルム１１２との間に介在させるための潤滑剤が塗布される。ヒータ１１３に塗布される潤滑剤として、実施例１ではフッ素系のグリスを用いた。具体的には基油としてパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）オイルを用い、増ちょう剤としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末を混合したグリスを用いた。

実施例１の効果は、使用するグリスの総量に対する基油の割合が比較的高い場合に特に有効であり、基油の割合が８０Ｗｔ％以上のグリスを用いた場合に特に有効である。基油の割合が高いグリスは、相対的に増ちょう剤が少なく粘度が低くなるため摺動性としては良好ではあるが、増ちょう剤が基油を保持する機能が弱い。そのため、実施例１の構成によってグリス及び基油を保持する機能を補う必要性がある。実施例１では基油の割合が８５Ｗｔ％のグリスを用いた。グリスは、定着フィルム１１２とヒータ１１３との接触面である摺動面Ｓの加圧ローラ１１０の長手方向Ｂの加圧領域幅２２０ｍｍより若干短い２１０ｍｍにわたって、スプレー塗布によって２００ｍｇを塗布した。突出部１３１及び潤滑剤保持部１３２については後述する。

（実施例１の特徴）
実施例１の特徴である、ヒータホルダ１３０の形状、特にヒータホルダ１３０に設けられた潤滑剤保持部１３２について図３を参照しながら説明する。図３（ａ）はヒータ１１３と定着フィルム１１２と突出部１３１と潤滑剤保持部１３２の位置関係を拡大して示した要部の概略図である。図３（ｂ）は潤滑剤保持部１３２付近を加圧ローラ１１０側（加圧ローラ側）から見た要部の概略図である。実施例１のヒータホルダ１３０は、潤滑剤保持部１３２と、突出部１３１と、を有する。潤滑剤保持部１３２は、ヒータ保持部１３５よりも搬送方向Ａの上流側に設けられている。突出部１３１は、潤滑剤保持部１３２よりも搬送方向Ａの上流側に設けられ、後述する対向面に比べて加圧ローラ１１０に向かって突出している。対向面は、摺動面Ｓ言い換えれば定着ニップ部Ｎよりも加圧ローラ１１０に向かって突出しており、突出部１３１は、潤滑剤保持部１３２よりも加圧ローラ１１０に向かって突出している。

ヒータホルダ１３０は、定着ニップ部Ｎの搬送方向Ａの上流側に、ヒータ１１３の摺動面Ｓよりも加圧ローラ１１０側に突出した突出部１３１を有する。突出部１３１の摺動面Ｓからの突出の度合い（以下、突出高さという）Ｈ１は、定着フィルム１１２の軌道を規制するためにはある程度の高さが必要である。しかし、あまり突出高さＨ１が高すぎると記録材Ｐの定着ニップ部Ｎへの突入を妨げる要因になるため、０．１ｍｍｍ～１．０ｍｍ程度の高さが望ましい。実施例１では突出部１３１の頂点Ｖの摺動面Ｓからの突出高さＨ１は、０．４ｍｍとしている。

定着ニップ部Ｎと突出部１３１との間には、グリスを保持するための潤滑剤保持部１３２が設けられている。潤滑剤保持部１３２の摺動面Ｓからの高さＨ２は、突出部１３１の突出高さＨ１よりも低く設定する必要がある（Ｈ２＜Ｈ１）。また、潤滑剤保持部１３２は、摺動面Ｓより高くしている。これは、定着フィルム１１２がＲ２方向に回転した際に、搬送方向Ａの上流側かつ加圧ローラ１１０側のヒータ１１３のエッジ部（以下、上流エッジ部という）１１３ｅが、定着フィルム１１２内面と擦れることを保護するためである。実施例１では、潤滑剤保持部１３２の摺動面Ｓからの高さＨ２は、０．２ｍｍとした。よって、突出部１３１の潤滑剤保持部１３２からの高さはＨ１－Ｈ２＝０．２ｍｍである。また突出部１３１の搬送方向Ａの幅Ｗ１は０．５ｍｍである。また、潤滑剤保持部１３２の搬送方向Ａの幅Ｗ２は突出部１３１の搬送方向Ａの幅Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。実施例１ではヒータホルダ１３０の形状を変更することで突出部１３１を設けたが、突出部１３１は別体で設けてもよいし、別材料であっても良い。

（潤滑剤保持部）
ヒータホルダ１３０の潤滑剤保持部１３２は、加圧ローラ１１０に対向する対向面である平面部１３２ｂを有し、平面部１３２ｂには、加圧ローラ１１０から離れる方向にくぼんだ凹部１３２ａを有している。なお、実施例１では平面部１３２ｂとしているが、対向面は平面に限定されない。潤滑剤保持部１３２はグリスを保持するための凹部１３２ａを長手方向Ｂにわたって複数個有する。複数設けられた凹部１３２ａは、保持したグリスを長手方向Ｂになるべく広げたくないという観点から、長手方向Ｂにおいて孤立して配置されていることが望ましい。また、グリスを保持して摺動面Ｓに過剰に流出しないようにする観点から、搬送方向Ａにおいて、ヒータ１１３を保持しているヒータ保持部１３５（溝部）に対して貫通していないことが望ましい。さらに望ましくは、凹部１３２ａの形状は、グリスの移動を定着ニップ部Ｎ方向、すなわち搬送方向Ａに方向付けるという観点から、搬送方向Ａにおける長さを、長手方向Ｂにおける長さよりも長くすることが望ましい。すなわち、潤滑剤保持部１３２の搬送方向Ａの長さをＬａ、長手方向Ｂの長さをＬｂとすると、Ｌａ＞Ｌｂであることが望ましい。

実施例１において凹部１３２ａは、平面部１３２ｂにおける断面が、図３（ｂ）に示されているように楕円形状にしている。凹部１３２ａは、搬送方向Ａにおける長さＬａは２．０ｍｍ、長手方向Ｂにおける長さＬｂは１．０ｍｍ、深さは０．５ｍｍの滑らかな凹形状である。すなわち、潤滑剤保持部１３２は、凹部１３２ａの平面部１３２ｂに平行な断面の面積が、加圧ローラ１１０から離れるにつれ、小さくなるような凹形状となっていればよい。言い換えれば潤滑剤保持部１３２は、凹部１３２ａの長手方向Ｂに直交する断面の形状が図３（ａ）の破線で示すような形状（弓型）の円弧溝の他、矩形溝であってもよい。なお、潤滑剤保持部１３２の凹部１３２ａを矩形溝とした場合にあっては、平面部１３２ｂに平行な断面の面積が、加圧ローラ１１０からの距離にかかわらず、同じ面積とした構成の他、加圧ローラ１１０から離れるにつれて面積を小さくした構成であってもよい。

凹部１３２ａのピッチＰｔ（隣り合う潤滑剤保持部１３２の中心間の長手方向Ｂの距離）と間隔Ｓｐ（所定の間隔）は、次のように決定される。塗布されたグリスの内、１ピッチ当たりに含まれる基油の量をヒータホルダ１３０の平面部１３２ｂに滴下した場合の基油の広がり量を直径Ｄ（ｍｍ）とすると、凹部１３２ａの間隔ＳｐはＤ以下に設定することが望ましい（Ｓｐ＜Ｄ）。このように設定することで、たとえ凹部１３２ａ間に付着したグリスから基油が離油した場合でも、凹部１３２ａによって基油を補捉し保持することができる。このように、凹部１３２ａの間隔は、１つの凹部１３２ａが保持する基油の量を平面部１３２ｂに滴下した場合に基油が広がる直径に比べて小さい。実施例１では、ピッチＰｔや間隔Ｓｐは、凹部１３２ａ１つ当たりの基油の量を平面部１３２ｂに滴下した場合に基油が広がる直径に比べて小さくなるように設定される。

実施例１においては、凹部１３２ａは一定の２ｍｍピッチとしたため（Ｐｔ＝２ｍｍ）、１ピッチ当たりに含まれる基油の量は、２００×０．８５／２１０×２＝１．６ｍｇである。この量の基油をヒータホルダ１３０の平面部１３２ｂに滴下したときの基油の広がり量は、本発明者の検討結果から実施例１においては約２．２ｍｍであった。そのため実施例１では凹部１３２ａの間隔を１．０ｍｍとした。また基油の凹部１３２ａへの保持のされやすさの観点から、基油のヒータホルダ１３０に対する液滴法による接触角は９０°以下であることが望ましく、実施例１においては２０°～４０°程度である。実施例１においては、加圧ローラ１１０の長手方向Ｂの加圧領域幅にわたって、前述のようにそれぞれに孤立して、多数の凹部１３２ａが配置されている。

（実施例１の効果）
定着フィルム１１２は定着ニップ部Ｎ、ヒータホルダ１３０、突出部１３１によってバックアップされる。定着フィルム１１２は本来円筒形状のため、定着ニップ部Ｎよりも上流に位置する突出部１３１付近においては、定着フィルム１１２が円筒形状に戻ろうとする復元力によって、突出部１３１に接触しながら回転する。突出部１３１はヒータ１１３の摺動面Ｓよりも加圧ローラ１１０方向に向かって突出しているため、定着フィルム１１２の軌道は突出部１３１によって規制される。そのため図３（ａ）に示すように、潤滑剤保持部１３２は定着フィルム１１２と定常的には強い圧力で接触することなく、定着ニップ部Ｎよりも上流の定着フィルム１１２内面近傍に配置されている。

定着装置１００を組み立てた直後には、グリスは摺動面Ｓ上に塗布されているが、定着動作を行うことによって定着フィルム１１２が回転し、定着フィルム１１２内面に付着して回転する。グリスの一部は定着フィルム１１２の回転に伴って潤滑剤保持部１３２に到達し、潤滑剤保持部１３２の凹部１３２ａに保持される。凹部１３２ａに一旦保持されたグリスは、定着フィルム１１２が突出部１３１によって規制されているために、定常的には定着フィルム１１２内面と直接は接触しにくい。

（比較例との比較）
次に図４及び図５を用いて比較例と比較しつつ、実施例１の構成によるグリスＧに対する作用を説明する。図４は実施例１における、グリスＧの供給の作用を説明するための模式図である。図５は突出部１３１がない比較例における、グリスＧの供給の作用を説明するための模式図である。なお、上述した構成と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。

図５における比較例においては、突出部１３１がないために、定常的に定着フィルム１１２内面が潤滑剤保持部１３２の凹部１３２ａ及びそこに溜められているグリスＧに接触する。定着フィルム１１２が定常的に凹部１３２ａに接触していると、グリスＧが常に摺動部Ｓ方向に移動し、供給過多になってしまう。特に、グリスＧが常に定着フィルム１１２と接触していると、グリスＧが高温になりやすく基油が増ちょう剤から離油しやすい。離油したグリスＧの基油は定着フィルム１１２内面とヒータホルダ１３０との間の微小な隙間Ｇｐ（破線枠部）から毛細管現象によって図中矢印のように摺動部Ｓの方向に移動する。摺動部Ｓに供給されるグリスＧが過多になると、定着ニップ部Ｎで加圧されたグリスＧは長手方向Ｂにもつぶれて広がるために、徐々に長手方向Ｂの端部方向に押し出され、やがては定着フィルム１１２の長手方向Ｂの端部から漏れてしまうおそれがある。

この比較例に対して実施例１では、図４（ａ）のように突出部１３１によって定着フィルム１１２の軌道が規制されているため、定常的には定着フィルム１１２が凹部１３２ａに接触していないので、摺動部ＳへのグリスＧの過剰な供給が抑えられる。一方で、定着フィルム１１２は加熱された後に周辺の環境温度に応じて冷却されて長時間放置されると、定着ニップ部Ｎの形状に倣って、ある程度塑性変形するという特性を持つ。長期放置された後に次の定着動作を行った場合、定着フィルム１１２が回転を始めるときに定着フィルム１１２の軌道は通常の軌道とは異なり、定着ニップ部Ｎと突出部１３１との間で、ある程度振れるような挙動を示す。

その際に、図４（ｂ）に示すように定着フィルム１１２は凹部１３２ａと一時的に接触することとなり、隙間Ｇｐから毛細管現象によって、わずかな量のグリスＧが図中矢印のように摺動部Ｓに供給される。しかし、定着フィルム１１２が加熱されて高温になると、定着フィルム１１２の変形が元に戻る。このため、図４（ａ）のように再び定着フィルム１１２の軌道が安定し、定常的には定着フィルム１１２が凹部１３２ａに接触しなくなり、摺動部ＳへのグリスＧの過剰な供給量が抑えられる。それにより、摺動部Ｓに介在するグリスＧの量が適量になるため、定着ニップ部Ｎで加圧されたグリスＧが長手方向Ｂに押し出され、定着フィルム１１２の長手方向Ｂの端部から漏れ出る現象が低減できる。

以上のように、実施例１の構成においては、グリスＧを潤滑剤保持部１３２に保持しつつ、定期的に摺動部Ｓに適量のグリスＧを供給する。これにより、摺動性を維持しつつ、グリスＧが定着フィルム１１２の長手方向Ｂの端部から漏れ出ることを低減することができる。

なお、実施例１では楕円形の凹部１３２ａとしたが、その他の形状であっても実施例１の効果は得られる。図６は他の形状の凹部１３２ａを示した図であり、上述した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。例えば、図６（ａ）のような矩形や、図６（ｂ）のようなひし形のようなその他の形状であっても適用可能である。このように、搬送方向と、搬送方向に直交するヒータホルダ１３０の長手方向と、に直交する方向において、加圧ローラ１１０側から平面部１３２ｂを見たとき、潤滑剤保持部１３２（詳細には開口形状）は、楕円形状、矩形、又はひし形であってもよい。なお、図６（ａ）、（ｂ）において、凹部１３２ａの長手方向Ｂに直交する断面の形状は、曲線状、テーパー状、矩形等種々の形状であってもよい。また、実施例１ではヒータホルダ１３０の形状変更を行って凹部１３２ａを設けたが、例えば凹部１３２ａ内にグリスを含浸させた不織布やパッドなどを配するなどして凹部１３２ａ内に別部材を配してもよい。

以上、実施例１によれば、安価かつ簡単な構成で、定着フィルムの摺動性を確保しつつ定着フィルム端部からの潤滑剤の漏れを低減することができる。

実施例２を以下に説明する。実施例２では、凹部１３２ａの形状に関する部分のみ実施例１と異なる。それ以外の構成は実施例１と同様であるため、画像形成装置５０及び定着装置１００の詳細構成の説明は省略する。実施例２の凹部１３２ａは、平面部１３２ｂにおける断面の形状について、摺動面Ｓ言い換えれば定着ニップ部Ｎに近い部分の長手方向Ｂの長さが、摺動面Ｓから遠い部分の長手方向Ｂの長さよりも短い。

（実施例２の特徴）
実施例２の特徴である凹部１３２ａの形状について図７（ａ）を用いて説明する。実施例２では図７（ａ）に示すように凹部１３２ａの長手方向Ｂにおける幅を、摺動面Ｓに近い部分と遠い部分とで変更し、楔形のような形状にしている。実施例２では、摺動部Ｓに近い部分の幅Ｗｎが摺動部Ｓから遠い部分の幅Ｗｄに比べて小さくなるように設定している。すなわち、凹部１３２ａは、長手方向Ｂにおける幅について、摺動面Ｓに近い部分の幅Ｗｎと摺動面Ｓから遠い部分の幅Ｗｄとが、Ｗｎ＜Ｗｄとなるような形状となっている。具体的には、摺動部Ｓに近い部分の幅Ｗｎを０．３ｍｍ、摺動部Ｓから遠い部分の幅Ｗｄを１．２ｍｍにしている。なお、凹部１３２ａの搬送方向Ａの長さＬａは実施例１と同様２．０ｍｍとした。なお、図７（ａ）において、凹部１３２ａの長手方向Ｂに直交する断面の形状は、曲線状、テーパー状等、種々の形状であってもよい。

（実施例２の効果）
実施例２における更なる効果を、図７（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。例えばグリスＧが図７（ｂ）のように、凹部１３２ａの摺動部Ｓから遠い部分に付着した場合と、図７（ｃ）のように、凹部１３２ａの摺動部Ｓに近い部分に付着した場合とを考える。図７（ｂ）の状態のグリスＧから基油が離油した場合、凹部１３２ａの長手方向Ｂの幅は摺動面Ｓに近づくにつれて狭くなっていくため、基油は毛細管現象によって凹部１３２ａの摺動面Ｓ方向に移動しやすい。反対に図７（ｃ）の状態のグリスＧから基油が離油した場合には、グリスＧの基油は摺動面Ｓから遠い部分に移動しにくい。すなわち、凹部１３２ａの形状を実施例２の形状としたことにより、グリスＧの基油を凹部１３２ａ内の、より摺動面Ｓに近い部分に偏在させることが可能である。摺動部Ｓに供給される基油は、凹部１３２ａに保持された基油の内、主に摺動面Ｓに近い部分から順次供給されて使われていく。その際に凹部１３２ａに保持された基油のうち、摺動面Ｓから遠い部分に保持された基油から、摺動面Ｓに近い部分の凹部１３２ａの位置に補充される。この作用により、凹部１３２ａに保持された基油が順次供給されて使われていくため、凹部１３２ａ内に保持されたグリスＧの内、潤滑に寄与せずに保持されたままとなるグリスＧを少なくすることができる。

以上、実施例２によれば、安価かつ簡単な構成で、定着フィルムの摺動性を確保しつつ定着フィルム端部からの潤滑剤の漏れを低減することができる。

実施例３を以下に説明する。実施例３では、凹部１３２ａの配置に関する部分のみ実施例２と異なる。それ以外の構成は実施例２と同様であるため、画像形成装置５０及び定着装置１００の詳細構成の説明は省略する。

（実施例３の特徴）
実施例３の特徴である凹部１３２ａの配置について図８（ａ）を用いて説明する。形状としては、実施例２と同様のため省略する。実施例３では図８（ａ）、（ｂ）に示すように搬送路を通過する記録材Ｐの中央が通過する仮想線をＭとし、この搬送方向に延びた仮想線Ｍに対して、凹部１３２ａは、凹部１３２ａの長手方向が傾くように配置されている。言い換えれば凹部１３２ａは、摺動面Ｓに近い部分が仮想線Ｍに向かうような形状を有する構成とされている。凹部１３２ａが、詳細には、記録材Ｐの搬送方向Ａにおいて、凹部１３２ａの一端(下流側の辺)の幅Ｗｎの中心と他端（上流側の辺）の幅Ｗｄの中心とを結ぶ仮想線Ｃｌが、仮想線Ｍに対して傾く角度をθとする。実施例３では中心Ｍに対して、凹部１３２ａをθ＝１０°として傾けて配置している。なお、複数の凹部１３２ａの配置について、長手方向の位置に応じて角度θを変化させてもよい。例えば、複数の凹部１３２ａの配置について、長手方向の端部に位置するものほど、角度θが大きくなるように変化させてもよい。

（実施例３の効果）
実施例３における更なる効果を、図８（ｂ）を用いて説明する。実施例２で説明したように、グリスＧから離油した基油は、毛細管現象によって摺動部Ｓに近い部分に移動していく。この際に、前述のように凹部１３２ａは搬送路を通過する記録材Ｐの中央が通過する仮想線Ｍに向けて傾いて配置されているため、基油の移動方向も仮想線Ｍに向けて傾いて方向づけられる。

この作用によって、定着ニップ部Ｎで押しつぶされて長手方向Ｂに広がった基油を、搬送路を通過する記録材Ｐの中央が通過する仮想線Ｍに向けて集める効果が生まれる。そのため、実施例３では定着フィルム１１２の長手方向Ｂの端部からのグリスＧの漏れをより低減することができる。なお、実施例１の図３（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）の形状の凹部１３２ａに対して、実施例３の仮想線Ｍに傾けて配置する構成を適用してもよい。

以上、実施例３によれば、安価かつ簡単な構成で、定着フィルムの摺動性を確保しつつ定着フィルム端部からの潤滑剤の漏れを低減することができる。

実施例４を以下に説明する。実施例４では、長手方向Ｂの位置に応じて凹部１３２ａの形状及び配置を異ならせて配置した部分のみ実施例３と異なる。それ以外の構成は実施例２と同様であるため、画像形成装置５０及び定着装置１００の詳細構成の説明は省略する。実施例４では、搬送方向Ａと、搬送方向に直交するヒータホルダ１３０の長手方向と、に直交する垂直方向Ｃにおいて、加圧ローラ１１０側から平面部１３２ｂを見たとき、複数の凹部１３２ａの面積は、長手方向の位置に応じて変わる。また、凹部１３２ａの間隔は、長手方向の位置に応じて変わる。具体的には、複数の凹部１３２ａの面積は、長手方向の中央部に位置するものに比べ、長手方向の端部に位置するものの方が大きい。また、長手方向の中央部における凹部１３２ａの間隔に比べ、長手方向の端部における凹部１３２ａの間隔が狭い。以下、図面を用いて説明する。

（実施例４の特徴）
実施例４の特徴である凹部１３２ａの配置について図９を用いて説明する。実施例４では、長手方向Ｂにおける中央部（仮想線Ｍ近傍）と端部とで、凹部１３２ａの面積（平面部１３２ｂにおける断面の面積）及びピッチを異ならせている。長手方向Ｂの中央部においては、凹部１３２ａの形状及びピッチ共に実施例３と同様である。一方、長手方向Ｂの端部においては、中央部に対して幅（Ｗｎ及びＷｄ）を１．１７倍にし、ピッチＰｔを１８ｍｍに詰めている。すなわち、実施例４の凹部１３２ａは、長手方向Ｂの端部に位置するものほど長手方向Ｂの幅が大きくなる。言い換えれば、凹部１３２ａは、長手方向Ｂの端部に位置するものほど面積が大きくなる。また、実施例４の凹部１３２ａは、長手方向Ｂの端部に位置するものほどピッチＰｔ（又は間隔Ｓｐ）が狭くなる。なお、実施例４では、幅及びピッチ（間隔）の両方を長手方向Ｂの位置に応じて変化させたが、幅及びピッチのいずれか一方を長手方向Ｂの位置に応じて変化させてもよい。また、複数の凹部１３２ａの配置について、長手方向の端部に位置するものほど、凹部１３２ａの長手方向と、仮想線Ｍと、のなす角の角度θが大きくなるように変化させてもよい。

（実施例４の効果）
実施例４では長手方向Ｂの中央部と端部とで、凹部１３２ａの面積及びピッチを異ならせているため、潤滑剤保持部１３２によるグリスＧの保持能力を長手方向Ｂで異ならせることができる。実施例４のようなフィルム加熱方式の定着装置１００については、長手方向Ｂの長さ（以下、紙幅という）が狭い記録材Ｐを搬送した際に、熱容量が小さいため、定着装置１００を構成する部材の長手方向Ｂの端部の温度が上がりやすい。すなわち、端部昇温という現象が発生する。

そのような状況下では、長手方向Ｂの中央部と比べて長手方向Ｂの端部のグリスＧの離油が促進され、長手方向Ｂの端部のグリスＧからの基油が定着フィルム１１２の端部から漏れ出たり、長手方向Ｂの端部のグリスＧの基油成分が枯渇したりする可能性がある。そういった場合に実施例４のような構成にすることによって、長手方向Ｂの端部におけるグリスＧの保持能力を増やし、紙幅の狭い記録材Ｐを搬送した際にもグリスＧを保持しつつ適量のグリスＧを摺動面Ｓに供給することができる。なお、実施例１の図３（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）の形状の凹部１３２ａに対して、実施例４の面積及び／又はピッチを長手方向Ｂの位置に応じて変更する構成を適用してもよい。

以上、実施例４によれば、安価かつ簡単な構成で、定着フィルムの摺動性を確保しつつ定着フィルム端部からの潤滑剤の漏れを低減することができる。

１００ 定着装置
１１０ 加圧ローラ
１１２ 定着フィルム
１１３ ヒータ
１３０ ヒータホルダ
１３１ 突出部
１３２ 潤滑剤保持部

Claims (11)

1. 定着フィルムと、
   前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、
   前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、
   前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、
   を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、
   前記ヒータホルダは、
   前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、
   前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、
   前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、
   を有し、
   前記対向面は、前記ニップ部よりも前記加圧ローラに向かって突出していることを特徴とする定着装置。
2. 前記搬送方向と、前記搬送方向に直交する前記ヒータホルダの長手方向と、に直交する方向において、前記加圧ローラ側から前記対向面を見たとき、前記潤滑剤保持部は、楕円形状、矩形、又はひし形であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 定着フィルムと、
   前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、
   前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、
   前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、
   を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、
   前記ヒータホルダは、
   前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、
   前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、
   前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、
   を有し、
   前記搬送方向と、前記搬送方向に直交する前記ヒータホルダの長手方向と、に直交する方向において前記加圧ローラ側から前記対向面を見たとき、前記ヒータホルダの長手方向における前記潤滑剤保持部の長さは、前記ニップ部に近い部分に比べ、前記ニップ部から遠い部分の方が長いことを特徴とする定着装置。
4. 定着フィルムと、
   前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、
   前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、
   前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、
   を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、
   前記ヒータホルダは、
   前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、
   前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、
   前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、
   を有し、
   前記潤滑剤保持部の長手方向は、前記搬送方向に対して所定の角度をなすことを特徴とする定着装置。
5. 定着フィルムと、
   前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、
   前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、
   前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、
   を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、
   前記ヒータホルダは、
   前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、
   前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、
   前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、
   を有し、
   前記潤滑剤保持部は、前記ヒータホルダの長手方向に複数設けられることを特徴とする定着装置。
6. 前記潤滑剤保持部は、前記ヒータホルダの長手方向に一定の間隔で複数設けられることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記搬送方向と、前記搬送方向に直交する前記ヒータホルダの長手方向と、に直交する方向において、前記加圧ローラ側から前記対向面を見たとき、複数の前記潤滑剤保持部の面積は、前記長手方向の位置に応じて変わり、かつ／又は、前記潤滑剤保持部の間隔は、前記長手方向の位置に応じて変わることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
8. 前記搬送方向と、前記搬送方向に直交する前記潤滑剤保持部の長手方向と、に直交する方向において、前記加圧ローラ側から前記対向面を見たとき、前記複数の潤滑剤保持部の面積は、前記長手方向の中央部に位置するものに比べ、前記長手方向の端部に位置するものの方が大きく、かつ／又は、前記長手方向の中央部における前記潤滑剤保持部の間隔に比べ、前記長手方向の端部における前記潤滑剤保持部の間隔が狭いことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 定着フィルムと、
   前記定着フィルムを加熱するためのヒータと、
   前記ヒータを保持するヒータ保持部を有するヒータホルダと、
   前記定着フィルムを介して前記ヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、
   を備え、記録材に担持された未定着のトナー像を前記ニップ部で定着する定着装置であって、
   前記ヒータホルダは、
   前記ヒータ保持部よりも記録材の搬送方向における上流側に設けられた前記加圧ローラに対向する対向面と、
   前記定着フィルムと前記ヒータとの間に潤滑剤を供給する、前記対向面に設けられた潤滑剤保持部と、
   前記潤滑剤保持部よりも前記搬送方向の上流側に設けられ、前記対向面に比べて前記加圧ローラに向かって突出した突出部と、
   を有し、
   前記潤滑剤保持部は、前記加圧ローラから離れる方向にくぼんだ凹部からなることを特徴とする定着装置。
10. 前記潤滑剤は、少なくとも基油を含み、前記基油の前記ヒータホルダに対する接触角が９０°以下であり、
    前記潤滑剤保持部の間隔は、１つの前記潤滑剤保持部が保持する基油の量を前記対向面に滴下した場合に前記基油が広がる直径に比べて小さいことを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか１項に記載の定着装置。
11. 静電潜像が形成される感光体と、
    前記感光体の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、
    前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
    請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

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