JP2005134426A

JP2005134426A - 定着装置

Info

Publication number: JP2005134426A
Application number: JP2003367027A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hirose; 和夫廣瀬; Masayuki Yamazaki; 雅之山▲崎▼
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】エンドレスベルトと圧力部材の摺動抵抗をなくし、かつ、コンパクトな設計で定着ローラに十分な歪みを付与できるようにすることである。
【解決手段】ニップ部５でエンドレスベルト３を背面側から定着ローラ１に押圧する圧力部材を、定着ローラ１と平行に配設された丸形シャフト８で形成し、このシャフト８の背面側を、軸部の両端がホルダ１０に支持された１対の平行なローラ部材１１で回転自在に支持することにより、エンドレスベルト３との摺動抵抗をなくし、かつ、コンパクトな設計で定着ローラ１に十分な歪みを付与できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を利用した画像形成装置に用いる定着装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いる定着装置には、外周面に弾性体層が形成された定着ローラに、エンドレスベルトを所定角度巻き付けて、これらの定着ローラとエンドレスベルトとの間に記録シートが通されるニップ部を形成し、このニップ部でエンドレスベルトを背面側から定着ローラに押圧する圧力部材を設けて、定着ローラとエンドレスベルトの少なくとも一方を加熱する熱源を設けたベルトニップ方式の加熱定着方法を採用したものが多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。なお、加熱定着の熱源としては、ハロゲンランプや電磁誘導加熱装置等が用いられている。

前記定着ローラの外周面に弾性体層を形成し、ニップ部でエンドレスベルトを背面側から定着ローラに押圧する圧力部材を設けるのは、定着ローラ表面に歪みを発生させて、定着ローラからトナーを剥離させる離型性を確保するためであり、特許文献１に記載されたものでは、この圧力部材を定着ローラと平行な突出部を有する圧力パッドとしたり、エンドレスベルトを複数の支持ローラに張架して、この支持ローラの１つを圧力ローラ（圧力部材）とする手段を採用している。

前記圧力部材として圧力パッドを用いる場合は、エンドレスベルト背面との摺動抵抗を小さくするために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含浸させたガラス繊維シートやフッ素樹脂シート等で圧力パッドの表面を被覆し、低摩擦層を形成している。エンドレスベルト背面にシリコンオイル等の潤滑油を塗布するようにしたものもある。

特開平１１−１３３７７６号公報（第２−１０頁、第１−３図）

上述した圧力部材として圧力パッドを用いる従来の定着装置は、圧力パッドに定着ローラと平行な突出部を設けることにより、コンパクトな設計で定着ローラに十分な歪みを付与できるが、圧力パッドの突出部がエンドレスベルト背面と高い接触圧力下で摺動するので、圧力パッドの表面に低摩擦層を形成しても、この低摩擦層が次第に摩耗して摺動抵抗が大きくなる。また、摺動面に潤滑油を塗布しても、潤滑油は圧力パッドの圧力で押し出されるので、安定した潤滑効果は期待できない。

このように、エンドレスベルトと圧力パッドの摺動抵抗が増大すると、定着ローラを駆動するモータの消費電力が増加するとともに、エンドレスベルトと定着ローラの間に速度差が生じ、エンドレスベルトで搬送される記録シートに画像ずれが発生する問題がある。圧力パッド表面の低摩擦層をＰＴＦＥ含浸のガラス繊維シートで形成する場合は、摩耗によってガラス繊維が露出し、摺動抵抗が急激に増大したり、エンドレスベルトが破断したりする恐れもある。

一方、エンドレスベルトを張架する支持ローラの１つを圧力ローラ（圧力部材）とする手段は、エンドレスベルト背面の摺動抵抗をなくすことができるが、エンドレスベルトを張架するために圧力ローラの直径を大きくする必要があるので、定着ローラに十分な歪みを付与するのが難しい問題がある。また、複数の支持ローラでエンドレスベルトを張架するので、コンパクトな設計ができない問題もある。

そこで、本発明の課題は、エンドレスベルトと圧力部材の摺動抵抗をなくし、かつ、コンパクトな設計で定着ローラに十分な歪みを付与できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明は、外周面に弾性体層が形成された定着ローラに、エンドレスベルトを所定角度巻き付けて、これらの定着ローラとエンドレスベルトとの間に記録シートが通されるニップ部を形成し、このニップ部でエンドレスベルトを背面側から定着ローラに押圧する圧力部材を設けて、前記定着ローラとエンドレスベルトの少なくとも一方を加熱する熱源を設けた定着装置において、前記圧力部材を前記定着ローラと平行に配設された丸形シャフトで形成し、このシャフトを軸受装置で回転自在に支持した構成を採用した。

すなわち、圧力部材を定着ローラと平行に配設された丸形シャフトで形成し、このシャフトを軸受装置で回転自在に支持することにより、エンドレスベルトと圧力部材の摺動抵抗をなくして、かつ、コンパクトな設計で定着ローラに十分な歪みを付与できるようにした。

また、本発明は、外周面に弾性体層が形成された定着ローラに、エンドレスベルトを所定角度巻き付けて、これらの定着ローラとエンドレスベルトとの間に記録シートが通されるニップ部を形成し、このニップ部でエンドレスベルトを背面側から定着ローラに押圧する圧力部材を設けて、前記定着ローラとエンドレスベルトの少なくとも一方を加熱する熱源を設けた定着装置において、前記圧力部材を前記定着ローラと平行に配設された丸形シャフトで形成して、このシャフトの背面側をこれと平行な２本の丸形バックアップシャフトで支持し、これらの各バックアップシャフトを軸受装置で回転自在に支持した構成も採用した。

この構成では、圧力部材としてのシャフトを、バックアップシャフトで支持することにより小径化することができ、定着ローラに歪みをより付与しやすくすることができる。

前記軸受装置を、前記シャフトまたはバックアップシャフトの背面側の少なくとも１箇所を、軸部の両端がホルダに支持された１対の平行なローラ部材で回転自在に支持するものとすることにより、シャフトやバックアップシャフトの撓みを少なくして、定着ローラにエンドレスベルトを幅方向で均一に押圧することができる。

前記ローラ部材としては、前記ホルダに支持される軸部の中央部に、転動体を介してリング状胴部を回転自在に嵌着したものや、含油焼結メタル製のリング状胴部を滑り回転自在に嵌着したものを採用することができる。

前記ホルダを摺動樹脂材料で形成し、前記ローラ部材の軸部をホルダに滑り回転自在に支持することもできる。

前記ローラ部材は、前記ホルダに滑り回転自在に支持される軸部のみで形成することもできる。

本発明の定着装置は、ニップ部でエンドレスベルトを背面側から定着ローラに押圧する圧力部材を、定着ローラと平行に配設された丸形シャフトで形成し、このシャフトを軸受装置で回転自在に支持する構成を採用したので、エンドレスベルトと圧力部材の摺動抵抗をなくして、かつ、コンパクトな設計で定着ローラに十分な歪みを付与することができる。

また、本発明の定着装置は、ニップ部でエンドレスベルトを背面側から定着ローラに押圧する圧力部材を、定着ローラと平行に配設された丸形シャフトで形成して、このシャフトの背面側をこれと平行な２本の丸形バックアップシャフトで支持し、これらの各バックアップシャフトを軸受装置で回転自在に支持する構成も採用したので、圧力部材としてのシャフトを小径化して、定着ローラに歪みをより付与しやすくすることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態を示す。この定着装置はベルトニップ方式の加熱定着方法を採用したものであり、図１に示すように、外周面に弾性体層１ａと耐熱樹脂層１ｂが形成され、中空の内部からハロゲンランプ２で加熱される定着ローラ１に、エンドレスベルト３が所定角度巻き付けられ、回転駆動される定着ローラ１と従動走行するエンドレスベルト３の間に、トナー像４ａを担持した記録シート４が通されるニップ部５が形成されている。

前記エンドレスベルト３はベルト走行ガイド６に沿って走行し、ニップ部５へ記録シート４を通す。ニップ部５におけるエンドレスベルト３の背面側には、ニップ長さを確保するためのプレニップ部材７と、エンドレスベルト３を定着ローラ１に押圧する圧力部材としての丸形シャフト８とが、支持台９上に順に配設されている。プレニップ部材７は、定着ローラ１の外周面に沿う凹状の円弧面を設けられた弾性体部材で形成され、その表面を低摩擦係数の樹脂層７ａで被覆されている。

前記シャフト８は定着ローラ１と平行に配設され、図２に示すように、樹脂製のホルダ１０に１対の平行なローラ部材１１を支持した軸受装置により、回転自在に背面側を支持されている。各ローラ部材１１は、軸部１１ａの両端をホルダ１０の軸受部１０ａに支持されている。図示は省略するが、この軸受装置は、エンドレスベルト３の幅内で３箇所に等間隔で配設されている。エンドレスベルト３の幅が狭い場合は、その中央の１箇所、または両端部の２箇所のみに軸受装置を配設してもよい。

図３（ａ）に示すように、前記ローラ部材１１は、軸部１１ａに転動体であるころ１１ｂを介してリング状胴部１１ｃを回転自在に嵌着したものである。図３（ｂ）は、ローラ部材１１の変形例を示す。この変形例は、軸部１１ａに含油焼結メタル製のリング状胴部１１ｄを滑り回転自在に嵌着したものである。

図４は、第２の実施形態である。この定着装置は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記ホルダ１０が低摩擦係数の摺動樹脂材料であるＰＴＦＥ等のフッ素樹脂で形成され、ローラ部材１１が軸部１１ａに焼結メタル製のリング状胴部１１ｅを圧入した一体のものとされており、一体のローラ部材１１がホルダ１０の軸受部１０ａに滑り回転自在に支持されている点のみが異なる。なお、ホルダ１０用の摺動樹脂材料としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂等を用いることもできる。

図５は、第２の実施形態の変形例を示す。この変形例は、ローラ部材１１が軸部１１ａのみで形成され、ホルダ１０の軸受部１０ａに滑り回転自在に支持されている。

図６および図７は、第３の実施形態を示す。この定着装置は、圧力部材としてのシャフト８が、２本の平行な丸形バックアップシャフト１２で背面側を支持され、各バックアップシャフト１２が、第１の実施形態のものと同様のホルダ１０とローラ部材１１を備えた軸受装置により、回転自在に背面側を支持されている。その他の部分は、第１の実施形態と同じである。

上述した各実施形態では、圧力部材としてのシャフトの背面側や、そのバックアップシャフトの背面側を、ホルダとローラ部材を備えた軸受装置で回転自在に支持するようにしたが、これらのシャフトの両端部軸心を通常の転がり軸受装置や滑り軸受装置で回転自在に支持することもできる。

第１の実施形態の定着装置を示す縦断面図図１の軸受装置を示す斜視図ａは図２のローラ部材を示す側面図、ｂはａの変形例を示す側面図第２の実施形態の軸受装置を示す斜視図図４の変形例を示す斜視図第３の実施形態の定着装置を示す縦断面図図６の軸受装置を示す斜視図

符号の説明

１定着ローラ
１ａ弾性体層
１ｂ耐熱樹脂層
２ハロゲンランプ
３エンドレスベルト
４記録シート
４ａトナー像
５ニップ部
６ベルト走行ガイド
７プレニップ部材
７ａ樹脂層
８シャフト
９支持台
１０ホルダ
１０ａ軸受部
１１ローラ部材
１１ａ軸部
１１ｂころ
１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ胴部
１２バックアップシャフト

Claims

外周面に弾性体層が形成された定着ローラに、エンドレスベルトを所定角度巻き付けて、これらの定着ローラとエンドレスベルトとの間に記録シートが通されるニップ部を形成し、このニップ部でエンドレスベルトを背面側から定着ローラに押圧する圧力部材を設けて、前記定着ローラとエンドレスベルトの少なくとも一方を加熱する熱源を設けた定着装置において、前記圧力部材を前記定着ローラと平行に配設された丸形シャフトで形成し、このシャフトを軸受装置で回転自在に支持したことを特徴とする定着装置。
外周面に弾性体層が形成された定着ローラに、エンドレスベルトを所定角度巻き付けて、これらの定着ローラとエンドレスベルトとの間に記録シートが通されるニップ部を形成し、このニップ部でエンドレスベルトを背面側から定着ローラに押圧する圧力部材を設けて、前記定着ローラとエンドレスベルトの少なくとも一方を加熱する熱源を設けた定着装置において、前記圧力部材を前記定着ローラと平行に配設された丸形シャフトで形成して、このシャフトの背面側をこれと平行な２本の丸形バックアップシャフトで支持し、これらの各バックアップシャフトを軸受装置で回転自在に支持したことを特徴とする定着装置。
前記軸受装置が、前記シャフトまたはバックアップシャフトの背面側の少なくとも１箇所を、軸部の両端がホルダに支持された１対の平行なローラ部材で回転自在に支持するものである請求項１または２に記載の定着装置。
前記ローラ部材が、前記ホルダに支持される軸部の中央部に、転動体を介してリング状胴部を回転自在に嵌着したものである請求項３に記載の定着装置。
前記ローラ部材が、前記ホルダに支持される軸部の中央部に、含油焼結メタル製のリング状胴部を滑り回転自在に嵌着したものである請求項３に記載の定着装置。
前記ホルダを摺動樹脂材料で形成し、前記ローラ部材の軸部をホルダに滑り回転自在に支持するようにした請求項３に記載の定着装置。
前記ローラ部材を、前記ホルダに滑り回転自在に支持される軸部のみで形成した請求項６に記載の定着装置。