JP2007322907A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】定着装置の押圧部材がバランス良く定着部材に押圧されるものとし、定着後の印刷用紙に皺が発生を防止する。
【解決手段】加熱装置を有する定着部20と、該定着部に圧接される加圧部30を有する定着装置10において、加圧部30には加圧部材33と、前記加圧部材33の両端部付近に配置した2個所の突出部33aで接触して前記加圧部材33を押圧する第1の押圧部材34と、第1の押圧部材34の中央部の1個所の凹部34bに接触する円柱部材35aを備え第1の押圧部材を押圧する第2の押圧部材35と、前記第2の押圧部材を付勢する付勢手段36とを配置した。
【選択図】図3

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に係り、特に電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる定着装置及びこの定着装置を利用した画像形成装置に関する。
電子写真プロセスを利用した電子写真方式の複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には定着装置が設けられており、印刷用紙に形成されたトナー像を熱と圧力で定着する。
図8は定着装置の構成を示す断面図、図9は定着装置の構成を示す斜視図である。定着装置210は、図8に示すように、定着部220と加圧部230とからなる。定着部220はヒーター222を内蔵し図示していない駆動部により回転する定着ローラ221を備えて構成されている。また加圧部230は、加圧装置232と、この加圧装置232を内蔵し前記定着ローラ221に概ね全長に亘って圧接して定着ローラ221に従動回転する加圧ベルト231とから構成されている。なお、加圧ベルト231の表面には弾性体層(図示していない)が形成されている。
加圧装置232は、図8及び図9に示すように、前記加圧ベルト231内面に接触する加圧パッド233を取付けた加圧部材234と、この加圧部材234を押圧する押圧部材235と、この押圧部材を付勢するスプリングなどの付勢手段236とを備える。なお、付勢手段236は、画像形成装置本体に支持されており、同じく画像形成装置本体に支持された定着部220方向に加圧パッド233を押しつけることにより、加圧ベルト231を定着ローラ221に押しつける。
加圧部材234及び押圧部材235は、図9に示すように、共に断面コ字型の部材であり、加圧部材234が押圧部材235にはめ込み可能に形成されている。そして、押圧部材235の底壁235aの中央部には、加圧部材234方向に突出形成され、前記加圧部材234の壁部先端234aに接触する突出部235bが形成される。また加圧部材234の両端には、前記押圧部材235の底壁235aに接触する接触部234bが形成されている。
この例では、加圧部材234は、押圧部材235内に配置された状態で付勢手段236により押圧部材235が付勢されると、押圧部材235の突出部235bが壁部先端234aに接触した状態となり、接触部234bと底壁235aとはわずかな間隔を開け接触せず、加圧部材234は押圧部材235に接触部234bを介して押圧力を伝達する。この状態で、加圧部材234は突出部235bで押圧され、定着ローラ221に接触することでバランスがとられ、安定して定着ローラ221を加圧する。そして、加圧部材234が湾曲したり、傾いたりすると、加圧部材234の接触部234bが押圧部材235の底壁235aに接触することになり、押圧部材235の変形や傾きが防止されることになる。
このような構成の定着装置210に未定着トナー像を担持した印刷用紙を通過させると、転写紙は、上記定着ローラ221と加圧ベルト231の間に形成されるニップ部を通過してトナー像が印刷用紙面に融着され定着される。
特許文献1には、加熱ローラと加圧手段を備えた定着装置によって記録媒体の表面上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させ印刷を行う電子写真装置において、前記加圧手段は加圧部材と前記加圧部材を搭載した搭載部材を有し、前記加圧部材は、前記加圧部材の長手方向の中央部付近で前記搭載部材に支持されているものが記載されている。
特許文献2には、定着装置において、第1の押圧部は、発泡シリコンなどからなる弾性層がフッ素樹脂などによって被覆された構成を有し、定着ベルトと加圧ローラとの間にはニップ部を形成するように定着ベルトを押圧し、他方、第2の押圧部は、押圧パッドにその長手方向に等間隔となるように固定された複数のリブを有し、リブを凸部とする凹凸形状になっており、リブは、プラスチックなど、低熱伝導率を有し耐熱性・耐磨耗性に優れた材質によって構成されているものが記載されている。
特開2005−326640号公報 特開2005−3876号公報
ところで、上述した従来の定着装置210において、加圧装置232は加圧部材134の中央部においてバランスがとられつつ加圧するものとしているため、両端部の加圧力が小さいものとなり、印刷用紙に皺が発生する要因となっている。
そこで本発明は、定着装置の押圧部材がバランス良く定着部材に押圧されるものとし、定着後の印刷用紙に皺が発生しにくい定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、加熱装置を有する定着部と、該定着部に圧接される加圧部を有する定着装置において、前記加圧部には前記定着部を加圧する加圧部材と、前記加圧部材の両端部付近に位置する2個所の端部接触部で接触して前記加圧部材を押圧する第1の押圧部材と、前記第1の押圧部材の中央部の1個所の中央接触部に接触して前記第1の押圧部材を押圧する第2の押圧部材と、前記第2の押圧部材を付勢する付勢部材と、を備えることを特徴とする定着装置である。
請求項2の発明は、請求項1記載の定着装置において、前記第1の押圧部材の前記加圧部材への2個所の端部接触部は、前記押圧部材の中央位置から略等しい距離に配置されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の定着装置において、前記加圧部材は前記2個所の端部接触部に加えて、その中央部にも前記第1の押圧部材との接触部を備えることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか記載の定着装置において、前記加圧部の中央部に配置される接触部は、前記端部接触部が前記第1の押圧部材に接触したとき、前記第1の押圧部材とわずかな隙間を開けて形成され、前記加圧部の中央部が一定量変化したときに前記第1の押圧部材により押圧されることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項4記載の定着装置において、前記加圧部を前記第1の押圧部材で押圧したとき湾曲する程度の曲げ弾性係数を備える素材で構成したことを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか記載の定着装置において、前記第1の押圧部材の中央接触部は、前記第1の押圧部材又は前記第2の押圧部材の一方に配置された円柱部材と、他の一方に配置され、前記円柱部材と回転動可能に係合する溝部を備える係止部とから形成されることを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項1乃至5のいずれか記載の定着装置において、前記第1の押圧部材の中央接触部は、前記第1の押圧部材又は前記第2の押圧部材の一方に配置された半球状部材と、他の一方に配置され、前記円柱部材と回転動可能に係合する穴部を備える係止部とから形成されることを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項7記載の定着装置において、前記半球状部材は、第1の押圧部材の一面を膨出形成したものであることを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれか記載のである定着装置において、前記付勢部材はスプリングであることを特徴とする。
請求項10の発明は、請求項1乃至9のいずれか記載の定着装置において、前記加圧部材の加圧側表面には、弾性層が配置されていることを特徴とする。
請求項11の発明は、請求項10記載の定着装置において、前記加圧部材に配置された弾性層はゴムであることを特徴とする。
請求項12の発明は、請求項11記載の定着装置において、前記弾性層のゴムが8Hs(JIS−A)以下であることを特徴とする。
請求項13の発明は、請求項11乃至12のいずれか記載の定着装置において、前記弾性層の永久歪が4%以下であることを特徴とする。
請求項14の発明は、請求項1乃至請求項13のいずれか記載の加圧部材、第1の押圧部材、及び第3の押圧部材と、これらの加圧部材、第1の押圧部材、及び第3の押圧部材が内部に保持され、前記加圧部材が内部から接触する無端ベルトとを備えることを特徴とする定着装置である。
請求項15の発明は、請求項1から14のいずれかに記載する定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
本発明に係る定着装置及び画像形成装置によれば、定着過程において、加圧部材の両端部における定着ドラムへの加圧力が大きくなり、さらに両端部の加圧力の差を小さくすることができるので、印刷用紙の皺の発生を防止し、安定した印刷用紙の搬送をすることができる。
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置を図1乃至図7に基づいて説明する。図1は本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本例に係る画像形成装置は、像担持体の周上に4台の現像装置を配置したカラー画像形成装置である。
本例に係るカラー等画像形成装置100は、その略中央に画像形成部110が配置され、この画像形成部110のすぐ下方に給紙部120が配置されている。画像形成部110の上方には、排紙収納部130が形成され、画像形成された印刷用紙が排紙される。画像形成部110には、現像剤として夫々色の異なる、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを収容した4つの現像器111a,111b,111c,111d、これらの現像器111a,111b,111c,111dと組み合わせて配置された像担持体ドラム112a,112b,112c,112dが配置されている。
また像担持体ドラム112a,112b,112c,112dの下方には中間転写ユニットが配置されている。この中間転写ユニットは、像担持体ドラム112a,112b,112c,112dに接触する中間転写ベルト113を備えてなり、中間転写ベルト113は中間転写ベルト駆動ローラ114、中間転写ベルト従動ローラ115、1次転写ローラ116a,116b,116c,116dの周りに掛け渡されて循環移動する。
カラー等画像形成装置100で画像形成を行うときには、図示しない露光部からのレーザビーム117a,117b,117c,117dが感光体である像担持体ドラム112a,112b,112c,112dを露光する。
これにより、一様な高電位に帯電している像担持体ドラム112a,112b,112c,112dの周面が画像データに基づき選択的に露光され、この露光により電位の減衰した低電位部と上記初期化による高電位部とからなる静電潜像が形成される。現像器111a,111b,111c,111dは上記静電潜像の低電位部(又は高電位部)にトナーを転移させてトナー像を形成(現像)する。像担持体ドラム112a,112b,112c,112dはトナー像を回転搬送して中間転写ベルト113に転写する。
本例に係るカラー等画像形成装置100では、この中間転写ベルト13が各色のトナー像が像担持体ドラム112a,112b,112c,112dとの当接部に来るタイミングに合わせて、前記レーザビームによる露光、現像がなされて、中間転写ベルト113上の4色のトナー像に重ねて転写する。4色のトナー像を重ね転写された中間転写ベルト113は循環移動を続けて、そのトナー像を2次転写ローラ118により印刷用紙に転写する。また、転写後中間転写ベルト表面に残留するトナーを除去回収する中間転写クリーニング装置119がそれぞれ配置されている。
トナー像を得た印刷用紙上のトナーを定着処理する定着装置が上記画像形成装置(手段)下流(用紙の搬送経路での下流)に配置されている。定着装置を通過した用紙は排紙ローラ131により排紙収納部130に排紙収納される。給紙部120においては、給紙トレイ121に未使用の記録紙が収容されており、給紙コロ122とフリクションパッド123により1枚ずつ分離され、レジストローラ124へと搬送される。レジストローラ124は用紙の搬送を一時止め、中間転写ベルト113のトナー像と用紙の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転が開始するよう、制御される。
次に実施例に係る定着装置について説明する。図2は実施例に係る定着装置の概略構成を示す断面図、図3は図2に示した定着装置の概略構成を示す斜視図、図4は図2に示した定着装置の概略構成を示す平面模式図である。
定着装置10は、図2に示すように、定着部20と加圧部30とからなる。定着部20はヒーター22を内蔵し、図示していない駆動部により回転する定着ローラ21を備えて構成されている。
また加圧部30は、加圧装置37と、この加圧装置37を内蔵し前記定着ローラ21に概ね全長に亘って圧接して定着ローラ21に従動回転する加圧ベルト31とから構成されている。なお、加圧ベルト31の表面には弾性体層(図示していない)が形成されている。
本例では、加圧装置37は、前記加圧ベルト31内面に接触する加圧パッド32を取付けた加圧部材33と、この加圧部材33を押圧する第1の押圧部材34と、この第1の押圧部材34を押圧する第2の押圧部材35と、この第2の押圧部材を付勢するスプリングからなる付勢手段36とを備える。なお、付勢手段36は、画像形成装置本体に支持されており、同じく画像形成装置本体に支持された定着部20方向に加圧パッド233を押しつけることにより、加圧ベルト31を定着ローラ21に押しつける。
加圧パッド32は、ゴム製の部材であり、8Hs(JIS−A)以下であり、また、永久歪が4%以下のものとして構成している。これにより、定着ローラ21及び加圧ベルト31に対して適正な押圧力が伝達できるほか、加圧パッド32は耐久性を備えるものとなる。
加圧部材33、第1の押圧部材34及び第2の押圧部材35は、図3に示すように、共に断面コ字型の部材であり、加圧部材33が第1の押圧部材34に、第1の押圧部材34が第2の押圧部材35にはめ込み可能に形成されている。加圧部材33の両端部には、第1の押圧部材34に向け端部接触部として突出部33aが形成されている。この突出部33aは、加圧部材33が第1の押圧部材34に挿入された状態で、第1の押圧部材34の底壁34aに接触して、第1の押圧部材34の押圧力を加圧部材33に伝える。
なお、本例では、加圧部材33は、前記第1の押圧部材34で押圧されたとき湾曲する程度の曲げ弾性係数を備える素材、例えば合成樹脂で形成されている。このように加圧部材33を合成樹脂で形成することにより、加圧部材33の両端に押圧力がかかった状態で加圧部材33が変形し、弾性層に適正な押圧力を加えることができる。
また、第2の押圧部材35の中央部には、第1の押圧部材34を押圧する押圧部材として、円柱部材35aが配置されている。
そして、第1の押圧部材34の底壁34aの幅方向の中央部には、前記円柱部材35aが係合する凹部34bが形成されている。この凹部34bは、前記35aが係合した状態で、円柱部材35aを中心として第2の押圧部材35と第1の押圧部材34とが相対的に傾斜可能となるように、その壁面を円柱部材35aに沿うように形成される。
本例では、図4に示すように、付勢手段36により、第2の押圧部材35が押圧(矢印A)されると、押圧力は、第2の押圧部材35の円柱部材35aから凹部34bに伝えられ(矢印B)、さらに第1の押圧部材34から、突出部33aを経て加圧部材33に伝えられる(矢印C)。
従って、本実施例によれば、加圧部材33は、突出部33aが配置された両端部から押圧されることになるので、加圧パッド32の端部での押圧力が大きくすることができる。また、凹部34bから伝達された押圧力は、突出部33aを経て加圧部材33の両端に均等に伝達されるから加圧部材33の両端部の付勢力の差を小さくすることができ、用紙の皺の発生を防止し、安定した用紙搬送をすることができる。
尚、上記例では凹部を第1の押圧部材に、円柱部材を第2の押圧部材に設けるようにしたが、円柱部材を第1の押圧部材に、凹部を第2の押圧部材に設けることができる。
次に本発明に係る定着装置の第2の実施例について説明する。図5は第2の実施例に係る定着装置の構成を示す斜視図、図6は図5に示した定着装置の概略構成を示す模式図である。
本例では、加圧装置38を図6に示すように構成した。即ち、本例では、加圧装置38は上述した第1の実施例に係る加圧装置の構成に加えて、加圧部材33の中央部に第1の押圧部材34方向に向けて、接触部として凸部33bを設けるものとした。この凸部33bを設けるほかは、その構成は第1の実施例に係る加圧装置と同様であり、図中同一の部材には同一の符号を付している。
本例では、凸部33bは、図6に示すように、加圧部材33の両端に設けた突出部33aより突出寸法をhだけ短いものとし、突出部33aが第1の押圧部材34の底壁34aに接触した状態では、第1の押圧部材34に接触せず隙間hを開けるようになっている。従って図示した突出部33aが底壁34aに接触しただけの状態では、凸部33bは付勢力を伝達されない。
本例では、加圧部材33に力が加わり、加圧部材33が第1の押圧部材34方向に湾曲したとき、凸部33bが第1の押圧部材34の底壁34aに当接して、付勢力(矢印D)を伝える。
本例によれば、加圧部材33の変形量を所定値h以下に制限できるから、加圧パッド32の端部の変形を抑制でき、加圧部材33の端部における付勢力を安定させることができ、用紙の皺の発生を予防することができ、安定した用紙搬送をすることができる。
次に本発明に係る定着装置の第3の実施例について説明する。図7は第3の実施例に係る定着装置の構成を示す斜視図である。
本例では、加圧装置39を図7に示すように構成した。即ち、本例では、加圧装置39は上述した第2の実施例に係る加圧装置において第2の押圧部材35に円柱部材35aを設けるのに換え、半球状の凸部34cを設けると共に、第1の押圧部材34に凹部34bを設けるのに換え前記凸部34cが陥入する穴部35bを設けるものとした。本例では、凸部34cは第1の押圧部材34の底壁34aを膨出成形することにより形成した。このため、第1の押圧部材34の成型時に一時に成形することができ、コストの上昇を防止できる。
この凸部34cと穴部35bとを設けるほかは、その構成は第2の実施例に係る加圧装置と同様であり、図中同一の部材には同一の符号を付している。
本実施例によれば、第1の押圧部材34の移動の自由度が増し、加圧パッド32の付勢力が均一になり、用紙の皺の発生を防止することができ、安定した用紙搬送をすることができる。
尚、上記例では凸部を第1の押圧部材に、穴部を第2の押圧部材に設けるようにしたが、穴部を第1の押圧部材に、凸部を第2の押圧部材に設けることができる。
本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 画像形成装置の定着装置の概略構成を示す断面図である。 図2に示した定着装置の概略構成を示す斜視図である。 図2に示した定着装置の概略構成を示す模式図である。 第2の実施例に係る定着装置の構成を示す斜視図である。 図5に示した定着装置の概略構成を示す模式図である。 第3の実施例に係る定着装置の構成を示す斜視図である。 従来の定着装置の概略構成を示す断面図である。 従来の定着装置の概略構成を示す斜視図である。
符号の説明
10・・・定着装置
13・・・中間転写ベルト
20・・・定着部
21・・・定着ローラ
22・・・ヒーター
30・・・加圧部
31・・・加圧ベルト
32・・・加圧パッド
33・・・加圧部材
33a・・・突出部
33b・・・凸部
34・・・第1の押圧部材
34a・・・底壁
34b・・・凹部
34c・・・凸部
35・・・第2の押圧部材
35a・・・円柱部材
35b・・・穴部
36・・・付勢手段
37・・・加圧装置
38・・・加圧装置
39・・・加圧装置
110・・・画像形成部
111a,111b,111c,111d・・・現像器
112a,112b,112c,112d・・・像担持体ドラム
113・・・中間転写ベルト
114・・・中間転写ベルト駆動ローラ
115・・・中間転写ベルト従動ローラ
116a,116b,116c,116d・・・1次転写ローラ
117a,117b,117c,117d・・・レーザビーム
118・・・2次転写ローラ
119・・・中間転写クリーニング装置
120・・・給紙部
121・・・給紙トレイ
122・・・給紙コロ
123・・・フリクションパッド
124・・・レジストローラ
130・・・排紙収納部
131・・・排紙ローラ
134・・・加圧部材

Claims (15)

  1. 加熱装置を有する定着部と、該定着部に圧接される加圧部を有する定着装置において、
    前記加圧部には前記定着部を加圧する加圧部材と、
    前記加圧部材の両端部付近に位置する2個所の端部接触部で接触して前記加圧部材を押圧する第1の押圧部材と、
    前記第1の押圧部材の中央部の1個所の中央接触部に接触して前記第1の押圧部材を押圧する第2の押圧部材と、
    前記第2の押圧部材を付勢する付勢部材と、を備えることを特徴とする定着装置。
  2. 前記第1の押圧部材の前記加圧部材への2個所の端部接触部は、前記押圧部材の中央位置から略等しい距離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. 前記加圧部材は前記2個所の端部接触部に加えて、その中央部にも前記第1の押圧部材との接触部を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。
  4. 前記加圧部の中央部に配置される接触部は、前記端部接触部が前記第1の押圧部材に接触したとき、前記第1の押圧部材とわずかな隙間を開けて形成され、前記加圧部の中央部が一定量変化したときに前記第1の押圧部材により押圧されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の定着装置。
  5. 前記加圧部を前記第1の押圧部材で押圧したとき湾曲する程度の曲げ弾性係数を備える素材で構成したことを特徴とする請求項4記載の定着装置。
  6. 前記第1の押圧部材の中央接触部は、前記第1の押圧部材又は前記第2の押圧部材の一方に配置された円柱部材と、他の一方に配置され、前記円柱部材と回転動可能に係合する溝部を備える係止部とから形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の定着装置。
  7. 前記第1の押圧部材の中央接触部は、前記第1の押圧部材又は前記第2の押圧部材の一方に配置された半球状部材と、他の一方に配置され、前記円柱部材と回転動可能に係合する穴部を備える係止部とから形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の定着装置。
  8. 前記半球状部材は、第1の押圧部材の一面を膨出形成したものであることを特徴とする請求項7記載の定着装置。
  9. 前記付勢部材はスプリングであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか記載の定着装置。
  10. 前記加圧部材の加圧側表面には、弾性層が配置されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか記載の定着装置。
  11. 前記加圧部材に配置された弾性層はゴムであることを特徴とする請求項10記載の定着装置。
  12. 前記弾性層のゴムが8Hs(JIS−A)以下であることを特徴とする請求項11記載の定着装置。
  13. 前記弾性層の永久歪が4%以下であることを特徴とする請求項11乃至12のいずれか記載の定着装置。
  14. 1請求項乃至請求項13のいずれか記載の加圧部材、第1の押圧部材、及び第3の押圧部材と、これらの加圧部材、第1の押圧部材、及び第3の押圧部材が内部に保持され、前記加圧部材が内部から接触する無端ベルトとを備えることを特徴とする定着装置。
  15. 請求項1から14のいずれかに記載する定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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