JP2006171611A - 定着装置及び定着装置の組立方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 定着ベルトが片寄ることなく組み立てることができ、ベルトやローラの交換も簡単に行うことのできる定着装置。
【解決手段】 定着装置の前面側基板101と背面側基板102には支持加熱ローラ13を上方に向けて支持して付勢された支持部材14が取り付けられ、一方の基板には支持加圧ローラ12のローラ軸12bを支持する軸受102cが固設され、他方の基板には支持加圧ローラ12のローラ外径より大きな開放穴101aが設けられていて、支持加圧ローラ12の他方のローラ軸12bを支持する軸受110aを設けたローラ保持部材110を開放穴101aを覆う形で取り付けられ、支持加圧ローラ12は回転可能に支持されていて、定着ベルト11は少なくとも支持加熱ローラ13を支持加圧ローラ13との間に張架した構成とする。
【選択図】 図2
【解決手段】 定着装置の前面側基板101と背面側基板102には支持加熱ローラ13を上方に向けて支持して付勢された支持部材14が取り付けられ、一方の基板には支持加圧ローラ12のローラ軸12bを支持する軸受102cが固設され、他方の基板には支持加圧ローラ12のローラ外径より大きな開放穴101aが設けられていて、支持加圧ローラ12の他方のローラ軸12bを支持する軸受110aを設けたローラ保持部材110を開放穴101aを覆う形で取り付けられ、支持加圧ローラ12は回転可能に支持されていて、定着ベルト11は少なくとも支持加熱ローラ13を支持加圧ローラ13との間に張架した構成とする。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置及び定着装置の組立方法に関するものである。
電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置では、像担持体(感光体)又は中間転写体上に形成したトナー像を転写材(用紙)上に転写し、転写材上のトナー像を定着手段によって加熱・加圧し定着することがなされている。
加熱・加圧して定着を行う定着手段としては、ローラ定着とならんでベルト定着がある。
ベルト定着では、支持加熱ローラと支持加圧ローラとの間に無端状の定着ベルトを張架し、支持加圧ローラに巻回した定着ベルトを介して外部の外部加圧ローラと圧接してニップ部を形成していて、ニップ部を通過することにより、用紙上のトナー像の定着を行うことがなされている。
定着手段は、熱管理上や組立構成上枠体(基体)内に構成されていることが望ましい。しかし、ベルト定着装置にあっては、ベルトの片寄りを防止するためベルトを張架するローラの平行度や装置自体の平行度が求められ、組立を行い或いはオーバーホールを行う過程において、装置自体の剛性や再現性が求められ、ローラやベルトの挿脱に際しては細心の調整と余分な空間を必要としていて、枠体は組立てられた定着装置に較べて余分な空間領域を設けた大型となるのを避けられない。
特許文献1には、フィルム(ベルト)定着装置についての記載がなされていて、フィルムユニットと加圧ユニットとが離間する構成についての説明がなされているが、フィルムとフィルム内側のローラの組立性やメンテナンス性についての記載はなされていない。
特許第2962573号公報
本発明は、定着ベルトが片寄ることなくローラに張架され、定着装置を構成するベルトやローラを容易に組立てることができ、またベルトやローラは精度よく簡単に交換がなされるコンパクトな形状をしたベルト定着装置、及びベルト定着装置の組立方法を提供することを目的とする。
前記の課題を解決し、かつ目的を達成するために本発明は以下のように構成している。
(請求項1)
少なくとも支持加熱ローラと支持加圧ローラとの間に無端状の定着ベルトを張架し、前記支持加圧ローラに巻回した前記定着ベルトを介して外部の外部加圧ローラと圧接してニップ部を形成し、該ニップ部を通過することにより用紙上のトナー画像の定着を行う定着装置において、
前記定着装置は、用紙の搬入口を設けた入口側側板と、用紙の搬出口を設けた出口側側板と、定着部材を前後から直接又は間接に支持する前面側基板と背面側基板とによって基体を構成し、上面には開放を可能とした上板を有していて、
前記前面側基板と前記背面側基板には、前記支持加熱ローラを前後で回転可能に支持して上方に向けて付勢された支持部材の揺動軸が取り付けられ、
前記前面側基板又は前記背面側基板の一方の基板には、前記支持加圧ローラの一方のローラ軸を支持する軸受部材が固設され、他方の基板には前記支持加圧ローラのローラ外径より大きな開放穴が設けられていて、前記支持加圧ローラの他方のローラ軸を支持する軸受部材を設けたローラ保持部材が、前記開放穴を覆う形で取り付けられ、前記支持加圧ローラは前後の軸受部材によって回転可能に支持されることを特徴とする定着装置。
(請求項2)
請求項1に記載の定着装置は組立に際して、
前記基体上部の前記上板を開放し、
前記支持加熱ローラに前記定着ベルトを巻回した状態で、開放された前記基体上部より挿入して前記支持加熱ローラを前記支持部材で支持を行い、
前記支持加圧ローラを一方の基板に設けた前記開放穴から挿入し、巻回状態にある前記定着ベルトの内側を貫通して前記支持加圧ローラの先端部を他方の基板に設けた軸受部材と嵌合させ、前記支持加圧ローラの後端部は前記ローラ保持部材の軸受部材と嵌合させて、前記ローラ保持部材を一方の基板に固定することを特徴とする定着装置の組立方法。
(請求項3)
前記支持加圧ローラのローラ部分に案内部材を巻付けて前記開放穴から挿入し、前記定着ベルトの内側に挿入後、前記案内部材を引き抜いて定着可能の状態とすることを特徴とする請求項2に記載の定着装置の組立方法。
(請求項1)
少なくとも支持加熱ローラと支持加圧ローラとの間に無端状の定着ベルトを張架し、前記支持加圧ローラに巻回した前記定着ベルトを介して外部の外部加圧ローラと圧接してニップ部を形成し、該ニップ部を通過することにより用紙上のトナー画像の定着を行う定着装置において、
前記定着装置は、用紙の搬入口を設けた入口側側板と、用紙の搬出口を設けた出口側側板と、定着部材を前後から直接又は間接に支持する前面側基板と背面側基板とによって基体を構成し、上面には開放を可能とした上板を有していて、
前記前面側基板と前記背面側基板には、前記支持加熱ローラを前後で回転可能に支持して上方に向けて付勢された支持部材の揺動軸が取り付けられ、
前記前面側基板又は前記背面側基板の一方の基板には、前記支持加圧ローラの一方のローラ軸を支持する軸受部材が固設され、他方の基板には前記支持加圧ローラのローラ外径より大きな開放穴が設けられていて、前記支持加圧ローラの他方のローラ軸を支持する軸受部材を設けたローラ保持部材が、前記開放穴を覆う形で取り付けられ、前記支持加圧ローラは前後の軸受部材によって回転可能に支持されることを特徴とする定着装置。
(請求項2)
請求項1に記載の定着装置は組立に際して、
前記基体上部の前記上板を開放し、
前記支持加熱ローラに前記定着ベルトを巻回した状態で、開放された前記基体上部より挿入して前記支持加熱ローラを前記支持部材で支持を行い、
前記支持加圧ローラを一方の基板に設けた前記開放穴から挿入し、巻回状態にある前記定着ベルトの内側を貫通して前記支持加圧ローラの先端部を他方の基板に設けた軸受部材と嵌合させ、前記支持加圧ローラの後端部は前記ローラ保持部材の軸受部材と嵌合させて、前記ローラ保持部材を一方の基板に固定することを特徴とする定着装置の組立方法。
(請求項3)
前記支持加圧ローラのローラ部分に案内部材を巻付けて前記開放穴から挿入し、前記定着ベルトの内側に挿入後、前記案内部材を引き抜いて定着可能の状態とすることを特徴とする請求項2に記載の定着装置の組立方法。
請求項1の発明による定着装置は、無駄な構成部分と空間部分とを有しない実質的な構成となっていて、ローラやベルトの平行度が良好に維持されて、定着ベルトは片寄ることなく良好な定着がなされる優れた構成としている。
請求項2の発明による定着装置の組立方法では、定着装置のベルトやローラの取り付けと組立が容易にしかも精度よく行われ、オーバーホール時にも機械的性能を損なうことなく、ベルトやローラの交換を容易に可能とする優れた効果を有している。
請求項3の発明によるときは、巻回した定着ベルト内に支持加圧ローラを挿入する際、ベルト内面とローラ周面とは共に摩擦が大きく、挿入に困難を有していたのが解決し、記録紙等の摩擦の少ない案内部材をローラに巻付けて、好ましくは3/4周分程度巻付けて挿入し、挿入後該案内部材を取り除くことによって、支持加圧ローラは定着ベルト内の適正な位置に容易に挿入されることとなる。
(1) 本発明の定着装置について、図1、図2の断面図を用いて説明する。図1はローラ軸に対して垂直断面を示す正面断面図であり、図2はローラ軸に対して平行断面を示す側面断面図である。
本実施形態の定着装置では、支持加熱ローラ13と支持加圧ローラ12との間に定着ベルト11を張架し、支持加圧ローラ12は巻回した定着ベルト11を介して外部の外部加圧ローラ15と圧接してニップ部を形成し、該ニップ部を用紙が通過することにより用紙上のトナー画像の定着がなされる構成となっている。
定着ベルト11は、金属基体もしくはポリイミド等の耐熱樹脂基体の外側にシリコンゴム層とPFA(パーフルオロアルコキシ)チューブ層とを有し、エンドレスのベルト状に成型している。
支持加熱ローラ13は、内部にハロゲンランプ等のヒータ13Hを内蔵したローラで、両側端に回転軸13bを有し、ローラ部13aは肉厚2mm程度の薄肉のアルミ芯金の外周にフッ素脂層を設けたローラで、ローラ部13aの両側部には寄り止め用の鍔13cが設けられていて、定着ベルト11が軸方向へ滑らないよう位置規制を行っている。本実施例では定着ベルト11のベルト幅は360mm、支持加熱ローラ13の鍔13c間の位置規制間隔は362mmで、この範囲内で定着ベルト11は軸方向へ移動可能となっている。
支持加圧ローラ12は、肉厚2〜5mmの円筒状の金属パイプ若しくは金属軸を用いた回転軸12bと、回転軸12bの外周面に約10mm厚のSiスポンジの弾性層を固着したローラ部12aを有していて、一方の回転軸12bの先端には歯車12Gが一体又は固設されている。
外部加圧ローラ15は、肉厚2〜5mmの円筒状の金属パイプを用いた回転軸と、回転軸の外周面に3mm厚のSiゴムの弾性層を固着し、更にその外側に離型層としてPFAチューブで被覆したソフトローラである。外部加圧ローラ15は、表面温度を定着に適した温度に維持するために、外部加圧ローラ15の外周に当接する外部加熱ローラを設けたり、内部にヒータを設けることもなされている。
上記に説明した定着装置10のローラは、何れも基体100内に回転可能の状態に取り付けられている。
基体100は、金属又は耐熱性樹脂材を用いて構成され、定着部材を挟んで、用紙の搬入口103aを設けた入口側側板103と、用紙の搬出口104aを設けた出口側側板104がある。入口側側板103と出口側側板104とは、何れも1部材をもって構成される必要はなく、複数部材をもって構成することもなされる。
定着部材を挟んで、定着部材を前後から直接または間接支持する前面側基板101と背面側基板102とが設けられている。前面側基板101と背面側基板102とは、入口側側板103と出口側側板104とによって、良好な平行度と間接を保つよう支持されている。
また基体100の上面には開放を可能とした上板106が設けられていて、底面には底板105が設けられている。
前面側基板101と背面側基板102とには、支持加熱ローラ13を支持するローラ支持部材14の揺動軸14bが設けられている。ローラ支持部材14の支持アーム14aには、支持加熱ローラ13の両側端の回転軸13bを支持するローラ軸受部14cがあって、定着ベルト11が巻回した支持加熱ローラ13を支持していて、支持アーム14aは基板101、102に植設した支柱14cに張設した引張バネ14dによって上方に引き上げるよう付勢されている。
また、定着ベルト11を巻回した支持加圧ローラ12は、設定位置にあって、次のようにして回転可能に軸止している。
即ち、前面側基板101又は背面側基板102の一方の基板(本実施例では基板102)には、支持加圧ローラ12の設定位置に支持加圧ローラ12の一方の回転軸12bを回転支持する軸受102cが固設されている。また、他方の基板(本実施例では基板101)には、支持加圧ローラ12の設定位置に支持加圧ローラ12のローラ外径より大きな開放部をもった開放穴101aが設けられ、開放穴101aを覆う形で取り付けた板状のローラ保持部材110には軸受110aが設けられていて、支持加圧ローラ12の他方の回転軸12bを回転支持している。
上記構成によって、定着ベルト11は引張バネ14dの引張力によって支持加圧ローラ12と支持加熱ローラ13との間で適度の張力をもって張架されている。そして、支持加圧ローラ12の歯車12Gは図示しない外部の駆動回転する駆動歯車と噛合うことにより、支持加圧ローラ12は回転し、巻回した定着ベルト11も回転する。
外部加圧ローラ15は、先に説明したローラ支持部材14と近似した構成のローラ支持部材16によって支持され、所定の押圧力をもって支持加圧ローラ12に巻回した定着ベルト11と圧接してニップ部を形成していて、該ニップ部を通過することにより、用紙上のトナー画像の定着が行われる。
(2) 上記の定着装置10の組立方法について説明する。
・基体100は予め組立てられて、ローラ支持部材14が取り付けられた状態をしていて、かかる状態で上板106の開放を行う。
・支持加熱ローラ13のローラ部13aに定着ベルト11を巻回させる。この際定着ベルト11は、ローラ部13aの両側端近くに設けた鍔13cの間の鍔によって規制された位置にあるよう巻回を行う。
・定着ベルト11を巻回した支持加熱ローラ13を、基体100の開放された上方から差し込んで、ローラ支持部材14によって支持されるよう取り付ける。即ち、支持加熱ローラ13の両側の回転軸13bが、ローラ支持部材14の両側のローラ軸受部14cに落し込むようにして回転可能の状態で係合させる。なおこの際、かかる係合と共に図示しない配線回路によって、支持加熱ローラ13のヒータ13Hとローラ支持部材14との間での電気接続が行われる。
・ついで、上方に向けて付勢された状態にある支持加熱ローラ13を下方に押し下げ、支持加熱ローラ13に巻回した状態の定着ベルト11の内側を、支持加圧ローラ12を挿入し貫通させる。図3はこの状態を示す説明図である。
・支持加圧ローラ12の一端に設けられた歯車12Gを先頭にして、支持加圧ローラ12を前面側基板101の開放穴101aから基体100内へと挿入し、垂れ下った状態にある定着ベルト11の内側を貫通して支持加圧ローラ12の先頭側の回転軸12bを背面側基板102に設けた軸受102cとの嵌合位置まで挿入する。
・ついで、支持加圧ローラ12の後端側の回転軸12bをローラ保持部材110の軸受110aと嵌合状態とし、ローラ保持部材110を開放穴101aを覆う形で前面側基板101上の所定位置に固着させる。
・上記の組立工程を辿ることにより、支持加圧ローラ12は所定位置に位置することとなる。但し、定着ベルト11内面と、支持加圧ローラ12のローラ部12a周面とは、共に摩擦抵抗が大きく作製されているので、支持加圧ローラ12を定着ベルト11内に挿入するときは勿論、支持加圧ローラ12を所定の位置に取り付けたとき、定着ベルト11をローラ部12a上に片寄ることなく位置させることは困難である。これを解決するため本実施例では、定着ベルト11内に支持加圧ローラ12を挿入する際、ローラ部12a周面に低摩擦の案内部材、例えば記録紙を2/3周分程度巻き付けて挿入し、支持加圧ローラ12を所定位置に挿入後、案内部材である記録紙を抜き取ることによって、支持加圧ローラ12と定着ベルト11とは所定の関係位置が保たれることとなる。
・なお、上記の組立工程に先立って、或いは上記の組立工程に続いて、外部加圧ローラ15をローラ支持部材16に取り付けることによって、定着装置10の組立は完了する。
・かかる組立方法によるときは、操作が簡単であって、しかも定着ベルト11の保持は良好な精度が保たれるので、新規の組立時だけでなく、オーバーホールや定着部材の交換時にも、極めて容易に実施することが可能となる。
10 定着装置
11 定着ベルト
12 支持加圧ローラ
12a ローラ部
12b 回転軸
12G 歯車
13 支持加熱ローラ
13a ローラ部
13b 回転軸
13c 鍔
14 ローラ支持部材
14a 支持アーム
14b 揺動軸
14c ローラ軸受部
14d 引張バネ
15 外部加圧ローラ
16 ローラ支持部材
100 基体
101 前面側基板
101a 開放穴
102 背面側基板
102c 軸受
103 入口側側板
104 出口側側板
106 上板
110 ローラ保持部材
110a 軸受
11 定着ベルト
12 支持加圧ローラ
12a ローラ部
12b 回転軸
12G 歯車
13 支持加熱ローラ
13a ローラ部
13b 回転軸
13c 鍔
14 ローラ支持部材
14a 支持アーム
14b 揺動軸
14c ローラ軸受部
14d 引張バネ
15 外部加圧ローラ
16 ローラ支持部材
100 基体
101 前面側基板
101a 開放穴
102 背面側基板
102c 軸受
103 入口側側板
104 出口側側板
106 上板
110 ローラ保持部材
110a 軸受
Claims (3)
- 少なくとも支持加熱ローラと支持加圧ローラとの間に無端状の定着ベルトを張架し、前記支持加圧ローラに巻回した前記定着ベルトを介して外部の外部加圧ローラと圧接してニップ部を形成し、該ニップ部を通過することにより用紙上のトナー画像の定着を行う定着装置において、
前記定着装置は、用紙の搬入口を設けた入口側側板と、用紙の搬出口を設けた出口側側板と、定着部材を前後から直接又は間接に支持する前面側基板と背面側基板とによって基体を構成し、上面には開放を可能とした上板を有していて、
前記前面側基板と前記背面側基板には、前記支持加熱ローラを前後で回転可能に支持して上方に向けて付勢された支持部材の揺動軸が取り付けられ、
前記前面側基板又は前記背面側基板の一方の基板には、前記支持加圧ローラの一方のローラ軸を支持する軸受部材が固設され、他方の基板には前記支持加圧ローラのローラ外径より大きな開放穴が設けられていて、前記支持加圧ローラの他方のローラ軸を支持する軸受部材を設けたローラ保持部材が、前記開放穴を覆う形で取り付けられ、前記支持加圧ローラは前後の軸受部材によって回転可能に支持されることを特徴とする定着装置。 - 請求項1に記載の定着装置は組立に際して、
前記基体上部の前記上板を開放し、
前記支持加熱ローラに前記定着ベルトを巻回した状態で、開放された前記基体上部より挿入して前記支持加熱ローラを前記支持部材で支持を行い、
前記支持加圧ローラを一方の基板に設けた前記開放穴から挿入し、巻回状態にある前記定着ベルトの内側を貫通して前記支持加圧ローラの先端部を他方の基板に設けた軸受部材と嵌合させ、前記支持加圧ローラの後端部は前記ローラ保持部材の軸受部材と嵌合させて、前記ローラ保持部材を一方の基板に固定することを特徴とする定着装置の組立方法。 - 前記支持加圧ローラのローラ部分に案内部材を巻付けて前記開放穴から挿入し、前記定着ベルトの内側に挿入後、前記案内部材を引き抜いて定着可能の状態とすることを特徴とする請求項2に記載の定着装置の組立方法。
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JP2011242632A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Ricoh Co Ltd | ベルト装置および画像形成装置 |
JP2022173526A (ja) * | 2018-12-19 | 2022-11-18 | 東芝テック株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
JP7508871B2 (ja) | 2020-06-05 | 2024-07-02 | コニカミノルタ株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
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2004
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