JP2007121752A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ベルトの長さが短く、消費電力の少ない定着装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置に備えられた定着装置６は、無端状の加熱ベルト８と、加熱ベルト８を張架する第１および第２のローラ９，１０と、加熱ベルト８と共に用紙２をニップする加圧ローラとを有する。第１のローラ９は、第１のローラ９の両端に配置された軸受１３によって回転自在に支持されている。また、第２のローラ１０は、第２のローラ１０の両端に配置された軸受１４によって回転自在に支持されている。第１のローラを支持する軸受１３は、第２のローラ１０を支持する軸受１４よりもローラの軸方向Ｚ１の内側に配置されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、プリンタ、複写機およびファクシミリ等の画像形成装置に備えられる定着装置に関する。

画像形成装置に備えられる定着装置は、例えば、無端状の加熱ベルトと、加熱ベルトに圧接された加圧ローラとを備えるものがある。トナー像が転写された用紙は、加熱ベルトおよび加圧ローラによってニップされ、加熱および加圧される。これにより、用紙にトナー像が定着される。
加熱ベルトは、加熱ベルトの移動方向に一定距離をあけて平行に配置された一対のローラによって張架されている。また、一対のローラは、それぞれのローラの両端に配置された軸受によって回転自在に支持されている。
特開２０００−１５０１１２号公報

上述のような定着装置では、加熱ベルトが短時間で所定の温度に昇温し、且つ消費電力が少ないことが望まれている。そのため、例えば、加熱ベルトを薄肉化したり、加熱ベルトの周長を短くしたりすることによって装置の低熱容量化を図っている。
しかしながら、特許文献１記載の発明では、各ローラの両端に配置された軸受が、それぞれの端部において、ローラの軸方向の同一位置に配置されている。通常、ローラを支持する軸受の径はローラの径よりも大きいから、一対のローラの間には、軸受同士が干渉し合わない一定の距離を確保しなければならない。したがって、一対のローラの間の距離を縮めて、一対のローラに張架される加熱ベルトの周長を短くするには限界があった。このため、定着装置を低熱容量化することができない。

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、加熱ベルトの長さが短く、消費電力の少ない定着装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、ベルトを用いたコンパクト（小型）な定着装置を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、トナー像が転写された用紙（２）を加熱および加圧して用紙にトナー像を定着させる定着装置において、無端状の加熱ベルト（８）と、上記加熱ベルトの移動方向（Ｙ１）に一定距離をあけて平行に配置され、加熱ベルトを張架する一対のローラ（９，１０）と、各ローラの両端に配置され、各ローラを回転自在に支持する軸受（１３，１４）と、上記加熱ベルトと共に用紙をニップする加圧部材（１１）とを備え、上記軸受は、ローラの軸方向（Ｚ１）において、それぞれ異なる位置に配置されていることを特徴とする定着装置（６）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、各ローラの両端に配置された軸受がローラの軸方向においてそれぞれ異なる位置に配置されているので、それぞれの軸受が干渉することなく、各ローラの軸間距離を短縮することができる。したがって、一対のローラに張架される加熱ベルトの周長を短くすることができ、定着装置を低熱容量化することができる。

請求項２記載の発明は、上記一対のローラのうちの、一方のローラ（９）の両端に配置された軸受（１３）は、他方のローラ（１０）の両端に配置された軸受（１４）よりもローラの軸方向において内側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
この構成によれば、一方のローラを支持する軸受を他方のローラを支持する軸受よりもローラの軸方向の内側に配置することによって、軸受の配置が容易になる。また、軸受の配置が左右対称となるので、一対のローラを安定して回転させることができる。したがって、一対のローラに張架された加熱ベルトの蛇行を防ぎ、加熱ベルトによって用紙を安定して搬送することができる。

請求項３記載の発明は、上記軸受が内側に配置されているローラは、用紙の搬入側に設けられていることを特徴とする請求項２記載の定着装置
この構成によれば、軸受がローラの軸方向の内側に配置された一方のローラを用紙の搬入側に設けることによって、用紙を定着装置に案内し易くすることができる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態における定着装置６を備えた画像形成装置としてのプリンタ１の概略構成を示す図解的な断面図である。図１を参照して、プリンタ１は、用紙２が収容されたカセット３と、用紙２をカセット３から用紙搬送路４に繰り出す給紙ローラ７ａと、用紙搬送路４上に設けられ、用紙２にトナー像を転写する画像形成部５と、用紙搬送路４上に設けられ、用紙２に転写されたトナー像を定着させる定着装置６と、トナー像が定着された用紙２を機外に排出する排出ローラ７ｂとを備えている。

図２は、本発明の一実施形態における定着装置６の正面図であり、図３は、図２における定着装置６の横断面図である。また、図４は、図２における定着装置６の左側の拡大斜視図であり、図５は、図２における定着装置６の右側の拡大斜視図である。
図２および図３を参照して、定着装置６は、無端状の加熱ベルト８と、加熱ベルト８を張架する第１および第２のローラ９，１０と、加熱ベルト８と共に用紙２をニップする加圧ローラ１１とを備える。

無端状の加熱ベルト８は、例えば樹脂や金属によって形成されており、用紙２の搬送方向と直交する方向Ｘ１に用紙２の幅よりも長い幅を有している。本実施の形態では、加熱ベルト８は、ステンレス鋼によって形成されており、加熱ベルト８の肉厚は０．４４ｍｍにされている。
第１および第２のローラ９，１０は、中空円筒状に形成され、用紙２の搬送方向と直交する方向Ｘ１に用紙２の幅よりも十分に長い軸長を有している。第１および第２のローラ９，１０の内部には、ローラの軸方向Ｚ１に延びる熱源１２ａ，１２ｂがそれぞれ設けられている。本実施の形態では、第１および第２のローラ９，１０は、鉄によって形成され、外径がφ１５．３ｍｍ、肉厚が０．３５ｍｍにされている。

また、第１のローラ９の両端には、プリンタ１のフレーム１ａに保持された軸受１３が配置されている。第２のローラ１０の両端には、プリンタ１のフレーム１ａに保持された軸受１４が配置されている。この軸受１３，１４は、例えば転がり軸受が用いられており、図示はしないが、軸受１３，１４の外輪はフレーム１ａに保持され、軸受１３，１４の内輪は、断熱用のブッシング１７を介して、第１および第２のローラ９，１０の外周にそれぞれ嵌め合わされている。これにより、第１のローラ９は軸受１３によって回転自在に支持されており、第２のローラ１０は軸受１４によって回転自在に支持されている。本実施の形態では、軸受１３，１４の外径は、φ２６ｍｍにされている。

第１および第２のローラ９，１０は、加熱ベルト８内に挿通されており、加熱ベルト８の周方向Ｙ１に一定距離をあけて互いに平行に配置されている。これにより、加熱ベルト８は、第１および第２のローラ９，１０によって張架されている。また、加熱ベルト８は、第１および第２のローラ９，１０によって加熱されている。
加圧ローラ１１は、円柱状に形成され、用紙２の搬送方向と直交する方向Ｘ１に用紙２の幅よりも長い軸長を有している。加圧ローラ１１は、例えばスプリング等の付勢部材１５によって、第１および第２のローラ９，１０の少なくとも一方に加熱ベルト８を介して圧接されている。本実施の形態では、加圧ローラ１１は、用紙２の搬入側に配置された第１のローラ９に加熱ベルト８を介して圧接されている。これにより、加熱ベルト８と加圧ローラ１１との間に用紙２をニップするニップ部Ｎが形成されている。

また、加圧ローラ１１は、図示しない駆動源を含む駆動機構１６と接続されている。この駆動機構１６によって加圧ローラ１１は回転させられ、加圧ローラ１１の回転に伴って、加熱ベルト８と第１および第２のローラ９，１０とが従動回転させられる。これにより、ニップ部Ｎに搬送された用紙２が、ニップ部Ｎ１を通過させられる。
トナー像が転写された用紙２は、加熱ベルト８と加圧ローラ１１とのニップ部Ｎにおいて、加熱および加圧される。また、トナー像が転写された用紙２は、加熱ベルト８および加圧ローラ１１の回転により、ニップ部Ｎを通過させられる。これにより、用紙２にトナー像が定着される。

図４および図５を参照して、第１および第２のローラ９，１０をそれぞれ支持する軸受１３，１４は、ローラの軸方向Ｚ１において、それぞれ重なり合わないように異なる位置に配置されている。具体的には、第１のローラ９を支持する軸受１３は、第２のローラ１０を支持する軸受１４よりもローラの軸方向Ｚ１の内側に配置されている。したがって、第１および第２のローラ９，１０の軸間距離を短縮しても、軸受１３，１４同士が干渉することはなく、軸受１３，１４は、図３に示すように、ローラの軸方向Ｚ１（図３においては紙面に垂直な方向）から見て互いに重なり合うように配置されている。本実施の形態では、第１のローラ９と軸受１４との距離および第２のローラ１０と軸受１３との距離は、約１．８ｍｍにされている。

また、軸受１３，１４は、図２に示すように、ローラの軸方向Ｚ１においてそれぞれ左右対称に配置されている。第１のローラ９は、第２のローラ１０よりも用紙２の搬入側（図２においては手前側）に設けられている。
以上のように、この実施形態によれば、第１のローラ９を支持する軸受１３を、第２のローラ１０を支持する軸受１４よりもローラの軸方向Ｚ１の内側に配置している。これにより、軸受１３，１４同士が干渉することがないので、ローラの軸方向Ｚ１の同一位置に軸受１３，１４が配置されている場合よりも、第１および第２のローラ９，１０の軸間距離を短縮することができる。したがって、第１および第２のローラ９，１０によって張架される加熱ベルト８の周長を短くすることができる。その結果、定着装置６を小型化し、定着装置６の熱容量を低下させることができる。

また、軸受１３，１４は、ローラの軸方向Ｚ１においてそれぞれ左右対称に配置されているので、第１および第２のローラ９，１０を安定して回転させることができる。したがって、加熱ベルト８の蛇行を防ぎ、用紙２を安定して搬送することができる。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、軸受１３，１４として転がり軸受が用いられている例について説明したが、滑り軸受を軸受１３，１４として用いてもよい。

また、上述の実施形態では、第１のローラ９を支持する軸受１３が、第２のローラ１０を支持する軸受１４よりもローラの軸方向Ｚ１の内側に配置されている例について説明したが、軸受１３は、軸受１４よりもローラの軸方向Ｚ１の外側に配置されていてもよい。また、軸受１３，１４が交互に配置されていてもよい。
また、上述の実施形態では、第１および第２のローラ９，１０の両方の内部に熱源１２ａ，１２ｂがそれぞれ配置されている例について説明したが、熱源は第１および第２のローラ９，１０の少なくとも一方の内部に配置されていればよい。

また、上述の実施形態では、画像形成装置がプリンタである例について説明したが、画像形成装置は、複写機またはファクシミリであってもよい。さらに、画像形成装置は、プリンタ、複写機またはファクシミリの内の２つ以上の機能を有する複合機であってもよい。

本発明の一実施形態における定着装置を備えた画像形成装置としてのプリンタの概略構成を示す図解的な断面図である。 本発明の一実施形態における定着装置の正面図である。 図２における定着装置の横断面図である。 図２における定着装置の左側の拡大斜視図である。 図２における定着装置の右側の拡大斜視図である。

符号の説明

２ 用紙
６ 定着装置
８ 加熱ベルト
９ 第１のローラ（一対のローラの一部）
１０ 第２のローラ（一対のローラの一部）
１１ 加圧ローラ（加圧部材）
１３ 軸受
１４ 軸受
Ｙ１ 周方向（移動方向）
Ｚ１ ローラの軸方向

Claims (3)

1. トナー像が転写された用紙を加熱および加圧して用紙にトナー像を定着させる定着装置において、
   無端状の加熱ベルトと、
   上記加熱ベルトの移動方向に一定距離をあけて平行に配置され、加熱ベルトを張架する一対のローラと、
   各ローラの両端に配置され、各ローラを回転自在に支持する軸受と、
   上記加熱ベルトと共に用紙をニップする加圧部材とを備え、
   上記軸受は、ローラの軸方向において、それぞれ異なる位置に配置されていることを特徴とする定着装置。
2. 上記一対のローラのうちの、一方のローラの両端に配置された軸受は、他方のローラの両端に配置された軸受よりもローラの軸方向において内側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 上記軸受が内側に配置されているローラは、用紙の搬入側に設けられていることを特徴とする請求項２記載の定着装置。