JP2004212844A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラ間に無端状ベルトを掛架し、これらのローラを無端状ベルトを介して熱ローラに圧接させたベルト定着方式の定着装置において、無端状ベルトの位置の偏りや斜行を防止する。
【解決手段】加圧ローラ２に加えられる圧力方向を熱ローラ１の軸中心Ａ方向とするとともに、テンションローラ３に加えられる圧力方向を、テンションローラ３と熱ローラ１の互いの軸中心を結ぶ線Ｌ１と、テンションローラ３の軸中心Ｂから引いた熱ローラ１への加圧ローラ側接線Ｌ２との間の方向とする。ここで、定着性の向上の観点からは、テンションローラ３に対して加圧ローラ２が用紙搬送方向上流側に配置されていることが好ましい。また、無端状ベルト４と熱ローラ１とのニップ幅をより大きくする観点から、テンションローラ３として円柱状剛体の外周に弾性層を設けたものを用いるのが好ましい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンタなどの画像形成装置等における定着装置に関し、より詳細にはいわゆるベルト方式の定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば複写機やプリンタなどの画像形成装置では、感光体上に形成されたトナー像は、転写部で静電的に用紙に転写される。このトナー像を用紙に定着させるには、熱や圧力などを用いる必要がある。トナー像を用紙に定着させる方式は、ヒータを備えた熱ローラに加圧ローラを圧接させた熱ローラ定着方式や、複数のローラ間に張架された無端状ベルトを熱ローラに圧接させるベルト定着方式などがある。
【０００３】
これらの定着方式では、加圧ローラ又はベルトと、熱ローラとの圧接部（ニップ幅）において、搬送されてきた用紙に熱と圧力を加えて用紙上のトナーを溶融定着させる。熱ローラ定着方式ではこのニップ幅を長くするのに限界があるため、用紙搬送速度が速くなると十分な熱と圧力を用紙に与えられないことがある。これに対し、ベルト定着方式ではニップ幅を自由に調整でき、例えば用紙搬送速度が速い場合にはニップ幅を長くして十分な熱と圧力を用紙に与えて、トナーの定着性を向上させることができる。
【０００４】
ベルト定着方式を用いた従来の定着装置を図２に示す。図２の定着装置では、加圧ローラ５２が加圧ローラ支持部材５６に回転可能に取り付けられていると共に、テンションローラ５３が図示しないテンションローラ支持部材に回転可能に取り付けられている。そして、加圧ローラ５２とテンションローラ５３との間に無端状ベルト５４が張り渡され、一方端が加圧ローラ支持部材５６に取り付けられたコイルばね５７ａによって、テンションローラ支持部材（不図示）が加圧ローラ支持部材５６から離隔する方向（図２の右上方向）に移動し、無端状ベルト５４にテンションが与えられている。
【０００５】
このようにして加圧ローラ５２とテンションローラ５３との間に無端状ベルト５４を張架した、加圧ローラ支持部材５６とテンションローラ支持部材（不図示）とが一体となった部材が、加圧ローラ支持部材５６の上部に取り付けられたコイルばね５６ａによって回転軸５６ｂを中心として熱ローラ５１側に付勢されている。これによって、加圧ローラ５２とテンションローラ５３とが無端状ベルト５４を介して熱ローラ５１に圧接している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−７２９３１号公報（特許請求の範囲、図）
【０００７】
図２の定着装置において、テンションローラ５３にかける力のバランスが十分に保たれていない場合には、テンションローラ５３と加圧ローラ５２の回転軸の平行性が保てなくなる。無端状ベルト５４はテンションの弱い方に斜行するので、回転軸の平行性が崩れると無端状ベルトは一方側に斜行することになる。無端状ベルトが斜行すると、ベルトの外れ防止のためにローラ側端に取り付けられたストッパに乗り上げるという問題が生じる。また無端状ベルトがストッパ等に接触・破損して寿命が短くなるという問題もあった。
【０００８】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、無端状ベルトの位置の偏りや斜行が生じない定着装置を提供することをその目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の定着装置では、加圧ローラと第１ローラとの間に無端状ベルトを掛架し、前記加圧ローラと前記第１ローラとを前記無端状ベルトを介して熱ローラに圧接させる。そして、前記加圧ローラに加えられる圧力方向を前記熱ローラの軸中心方向とするとともに、前記第１ローラに加えられる圧力方向を、前記第１ローラと前記熱ローラの互いの軸中心を結ぶ線と、前記第１ローラの軸中心から引いた前記熱ローラへの加圧ローラ側接線との間の方向とした。
【００１０】
ここで、定着性の向上の観点からは、前記第１ローラに対して前記加圧ローラが用紙搬送方向上流側に配置されていることが好ましい。
【００１１】
また、無端状ベルトと熱ローラとのニップ幅をより大きくする観点から、前記第１ローラとして円柱状剛体の外周に弾性層を設けたものを用いるのが好ましい。
【００１２】
さらに、無端状ベルトの斜行をより確実に防止する観点から、前記加圧ローラに加えられる圧力は、第１ローラに加えられる圧力よりも大きくするのが望ましく、加圧ローラに加えられる圧力は、第１ローラに加えられる圧力の２倍以上が好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る定着装置についての図に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。図１は、本発明の定着装置の一実施形態を示す側断面図である。定着装置１０は、加圧ローラ２と、テンションローラ（第１ローラ）３と、これらの間に掛架された無端状ベルト４と、熱ローラ１とを備え、加圧ローラ２とテンションローラ３とが無端状ベルト４を介して熱ローラ１に圧接している。
【００１４】
加圧ローラ支持部材６には、上端に取り付けられたコイルばね６ａの力によって回転軸６ｂを中心として時計回りの方向に力が加わり、これにより加圧ローラ２が熱ローラ１に無端状ベルト４を介して圧接している。このとき、加圧ローラ２に加えられる圧力方向は、熱ローラ１の軸中心Ａ方向である。
【００１５】
一方、テンションローラ３が回転可能に取り付けられたテンションローラ支持部材７には、コイルばね７ａによって熱ローラ１の方向に力が加わり、これによりテンションローラ３が熱ローラ１に無端状ベルト４を介して圧接している。このとき、テンションローラ３に加えられる圧力方向は、加圧ローラ２と同様に熱ローラ１の軸中心Ａ方向である。これにより、加圧ローラ２とテンションローラ３との軸平行性が常に維持され、無端状ベルトの斜行が防止される。
【００１６】
テンションローラ３に加えられる圧力方向としては、熱ローラ１の軸中心Ａ方向に限定されるものではなく、テンションローラ３と熱ローラ１の互いの軸中心Ｂ，Ａを結ぶ線Ｌ１と、テンションローラ３の軸中心Ｂから引いた熱ローラ１への加圧ローラ２側接線Ｌ２との間の方向であればよい。もっとも、加圧ローラ２とテンションローラ３との平行性をより高精度で維持するには、熱ローラ１の軸中心Ａ方向にテンションローラ３に圧力を加えるのがよい。
【００１７】
加圧ローラ２に加える圧力としては、トナーの種類や用紙搬送速度などから適宜決定すればよく、一般的に３〜１０ｋｇｆの範囲が好ましい。またテンションローラ３に加えられる圧力としては、加圧ローラ２に加えられる圧力よりも小さくするのが好ましく、通常は加圧ローラ２に加えられる圧力の半分程度が好ましい。
【００１８】
本発明で使用する熱ローラ１としては従来公知のものを使用でき、図１に示した、アルミニウム等の金属製ローラにハロゲンヒータを内蔵させたものの他、金属製ローラに加熱手段を外接させたものなどが挙げられる。また本発明で使用する加圧ローラ２としては、図１に示した、アルミニウムなどからなる円柱状剛体２１の表面にシリコンゴム等の弾性層２２を設けたもの等が挙げられる。本発明で使用するテンションローラ３としては、アルミニウムなどの金属製芯金から構成したものも使用できるが、加圧ローラ２と同様に、金属製芯金の表面にシリコンゴム等の弾性層を設けたものが好ましい。
【００１９】
加圧ローラ２とテンションローラ３との位置関係は、用紙へのトナー定着性の観点からは、加圧ローラ２を搬送方向上流側（図１の下側）に配置するのがよい。加圧ローラ２とテンションローラ３との距離は、無端状ベルト４と熱ローラ１とのニップ幅に関係し、用紙搬送速度や定着温度などから適宜決定すればよい。
【００２０】
【実施例】
加圧ローラに５ｋｇｆの圧力を加え、テンションローラにその半分の圧力を加えた図１の定着装置をプリンタに配設して耐刷試験を行った。その結果、１０，０００枚のプリントしても無端状ベルトがストッパへ乗り上げることはなかった。
【００２１】
一方、図２の定着装置をプリンタに配設して同様の耐刷試験を行った。その結果、５００枚程度のプリントを行ったところで無端状ベルトがストッパへ乗り上げてしまった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の定着装置では、加圧ローラに加えられる圧力方向を熱ローラの軸中心方向とするとともに、第１ローラに加えられる圧力方向を、第１ローラと熱ローラの互いの軸中心を結ぶ線と、第１ローラの軸中心から引いた熱ローラへの加圧ローラ側接線との間の方向としたので、無端状ベルトの位置の偏りや斜行を防止でき、無端状ベルトの長寿命化が図れる。
【００２３】
第１ローラに対して加圧ローラを用紙搬送方向上流側に配置すると、定着性の一層の向上が図れる。
【００２４】
また、第１ローラとして円柱状剛体の外周に弾性層を設けたものを用いると、無端状ベルトと熱ローラとのニップ幅をより大きくすることができ、トナーの定着性が向上する。
【００２５】
加圧ローラに加えられる圧力を第１ローラに加えられる圧力よりも大きくすると、無端状ベルトの斜行をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】従来の定着装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１、５１・・・熱ローラ
２、５２・・・加圧ローラ
３、５３・・・テンションローラ
４、５４・・・無端状ベルト
６、５６・・・加圧ローラ支持部材
７・・・テンションローラ支持部材
６ａ、７ａ、５６ａ、５７ａ・・・コイルばね
８・・・分離爪
９、５９・・・筐体部材

Claims (4)

1. 加圧ローラと第１ローラとの間に無端状ベルトが掛架され、前記加圧ローラと前記第１ローラとが前記無端状ベルトを介して熱ローラに圧接している定着装置において、
   前記加圧ローラに加えられる圧力方向が前記熱ローラの軸方向であり、
   前記第１ローラに加えられる圧力方向が、前記第１ローラと前記熱ローラの互いの軸中心を結ぶ線と、前記第１ローラの軸中心から引いた前記熱ローラへの加圧ローラ側接線との間の方向であることを特徴とする定着装置。
2. 前記第１ローラに対して前記加圧ローラが用紙搬送方向上流側に配置されている請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１ローラが円柱状剛体の外周に弾性層を設けたものである請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記加圧ローラに加えられる圧力が第１ローラに加えられる圧力よりも大きい請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。

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