JP2009169378A

JP2009169378A - 定着装置

Info

Publication number: JP2009169378A
Application number: JP2008134537A
Authority: JP
Inventors: Cheng-Wen Tsai; 正文蔡; Ming-Chun Hsu; 銘君徐
Original assignee: Silitek Electronic Guangzhou Co Ltd; Lite On Technology Corp
Current assignee: Silitek Electronic Guangzhou Co Ltd; Lite On Technology Corp
Priority date: 2008-01-12
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: CN101482726B; US7991339B2; US20090180820A1; JP5007399B2; CN101482726A

Abstract

【課題】薄膜磨耗、及び薄膜が受けた張力が一定せず、ペーパーがトナー固着を受ける品質に影響するという問題を解決する。
【解決手段】イメージングシステムとともに使用され、記録媒体にトナーを固着させる定着装置であって、加熱素子と、記録媒体上に付着されたトナーを加圧するローラと、ローラとともに記録媒体を挟み、加熱素子に加熱され、トナーを記録媒体上に固着させるフィルムと、制御構造とを含む。制御構造は、ベースを有し、かつベース上に第１跨設部及び第２跨設部が設けられる。加熱素子、第１跨設部及び第２跨設部はループを形成し、フィルムは前記ループに跨って設けられる。
【選択図】図４

Description

本発明は、イメージングシステムとともに使用され、記録媒体にトナーを固着させる定着装置に係り、特に、制御構造によりフィルムを引っ張ることができる定着装置を指すものである。

レーザプリンタや、複写機などの電子現像装置において、その定着装置は、導熱薄膜に塗布されたトナーを適当な圧力、温度でペーパー上に固着させる。

図１には、米国特許第５５２５７７５号に開示されたイメージングシステムの定着装置を示している。この定着装置は、圧力ローラ１０ａ、薄膜ガイド素子１３、及び絶縁ベース２０ａの底側に設けられたヒータ１９を含む。薄膜ガイド素子１３は、平底部１４、前支持壁１５、及び後支持壁１６を含む。前支持壁１５及び後支持壁１６は、それぞれ縦方向に延び出しかつ平底部１４の両端に設けられ、その外観が弧形をなす。導熱薄膜２１ａは、薄膜ガイド素子１３上に跨って設けられる。

プリントする時に、圧力ローラ１０ａは、反時計方向へ回転すると同時に導熱薄膜２１ａを連動させて時計方向へ回転させ、ペーパーＰをヒータ１９と圧力ローラ１０ａとの間に形成された定着領域を通過させる。同時に、ヒータ１９上に設けられた電極（図示せず）が通電した後に、ヒータ１９から発生した熱が導熱薄膜２１ａを介してペーパーＰ及びトナーＴａまでに伝達し、かつ、圧力ローラ１０ａの加圧により、トナーＴａを溶融させペーパーＰ上に定着できる。

このプリント過程において、導熱薄膜２１ａは、領域Ｂで前支持壁１５と接触するが、大きな面積で接触することにより、導熱薄膜２１ａが薄膜ガイド素子１３に対し磨耗されてしまう。

また、導熱薄膜２１ａは、領域Ｂ及び領域Ｎのみで張力の作用を受け、他の領域において、導熱薄膜２１ａは、張力の緩んだ状態となる。導熱薄膜２１ａが受けた張力が一定ではないため、その動作が不安定になり、ペーパーＰに接触する部分が、定着領域に入る時及び定着領域から離れる時の動態特性も不安定となり、ひいては、ペーパーＰがトナー定着を受ける品質にも影響を及ぼしてしまう。また、導熱薄膜２１ａと薄膜ガイド素子１３との間の接触力が不安定で、両者間に衝突現象が発生し、互いに磨耗される度合も増加される。
米国特許第５５２５７７５号明細書

本発明は、イメージングシステムとともに使用され、記録媒体にトナーを固着させる定着装置において、制御構造により薄膜の張力を制御し、薄膜とその支持素子との接触力を維持し、薄膜のプリント過程における安定な運行状態を保持させ、画像印刷の品質を向上させることで、薄膜磨耗、及び薄膜が受けた張力が一定せず、ペーパーがトナー固着を受ける品質に影響するという問題を解決する。

前記構想によると、定着装置は、加熱素子と、前記記録媒体上に付着されたトナーを加圧するローラと、前記ローラとともに前記記録媒体を挟み、前記加熱素子に加熱され、トナーを前記記録媒体上に固着させるフィルムと、第１跨設部及び第２跨設部が設けられたベースを有する制御構造とを備え、前記加熱素子と、前記第１跨設部と前記第２跨設部はループを形成し、前記フィルムは前記ループに跨って設けられる。

前記構想によると、前記ベース上には接続部が設けられ、前記第２跨設部は第１跨設部と接続部との間に位置される。また、前記制御構造はさらに、前記接続部と前記イメージングシステムにカップリングする弾性部材を備え、前記ベースに対して力を付勢し、前記フィルムと前記加熱素子、前記第１跨設部および前記第２跨設部の接触力を制御する。

前記構想によると、前記弾性部材はばねである。

前記構想によると、前記第１跨設部は、前記ベース上に回転可能に設けられる。

前記構想によると、前記第２跨設部は、前記ベース上に回転可能に設けられる。

前記構想によると、前記第１跨設部は、その自由端にフランジが凸設される。

前記構想によると、前記第２跨設部は、その自由端にフランジが凸設される。

前記構想によると、前記加熱素子は、ハロゲンランプまたはセラミックヒータである。

本発明では、弾性部材が常に一定の張力でベースを引っ張り、薄膜のプリント過程における第１跨設部、第２跨設部及び導熱スリーブとの間の接触力を一定に保持し、薄膜のプリント過程における安定な運行状態を保持させ、画像印刷の品質を向上させる。また、薄膜が跨設部との接触面積が比較的に小さいため、薄膜が回転過程において跨設部との摩擦も減少され、ひいては薄膜の磨耗も減少される。

図２、図３及び図４は、定着装置の好ましい実施例の斜視図、分解図及び断面図である。定着装置１０は、ブラケット２０、加熱素子３０、導熱スリーブ４０、圧力ローラ５０、薄膜１７０及び制御構造６０を含む。

ブラケット２０は、導熱スリーブ４０及び制御構造６０を位置決めするための二つの側板２１を有し、二つの側板２１は互いに対向して設けられる。側板２１は、切欠き溝２１１と、前記切欠き溝２１１を区画するための内壁面２１２を有する（図５参照）。

導熱スリーブ４０は、アルミ合金材で作製され、中空長棒状を成す。導熱スリーブ４０はブラケット２０上に設けられる。導熱スリーブ４０は、囲み壁４１と、二つの位置決め面４２、４３と、接触面４４と、導熱スリーブ４０の端末に位置される二つの端面４５、４６と、囲み壁４１と、二つの位置決め面４２、４３及び接触面４４により区画された収容空間４７とを含む。囲み壁４１は、水平状の当接面４１１を有し、二つの位置決め面４２、４３は、それぞれ、囲み壁４１の左右の両対向側に設けられ、かつ中間箇所から両サイド方向へ延び出してなる。接触面４４は、二つの位置決め面４２、４３に接続し、かつ囲み壁４１より下方に設けられる。導熱スリーブ４０は、薄膜１７０内を挿通する時に、接触面４４と薄膜１７０の内表面とが互いに接している。

圧力ローラ５０は、二つの枢軸５１及び接触部５２を含む。二つの枢軸５１は、接触部５２の両端に設けられる。枢軸５１は、側板２１の切欠き溝２１１の底端寄りの箇所に挿通されることにより、ブラケット２０上に圧力ローラ５０を設ける。さらにモータ（図示せず）の駆動により回転するとともに、圧力ローラ５０は薄膜１７０を回転させる。

加熱素子３０としてハロゲンランプを使用しても良い。ハロゲンランプは導熱スリーブ４０の収容空間４７内に設けられ、ランプ部３１及び二つの電極部３２を含む。ランプ部３１は収容空間４７内に位置され長方形をなす。二つの電極部３２は、ランプ部３１の両端にそれぞれ設けられ、かつ導熱スリーブ４０の外に露出される。両電源線（図示せず）が、それぞれ、二つの電極部３２にカップリングして工作電源を提供することで、ランプ部３１が輻射加熱の方式で導熱スリーブ４０を加熱することができる。加熱素子３０はセラミックヒータであっても良い。本実施例のハロゲンランプを採用する設計方式に限られることはない。

定着装置１０は、さらに、二つの止め金７０、二つのアッパ位置決め８０、二つのローア位置決め９０、二つの天井板１１０、二つの軸受１２０、及び二つの弾性部材１３０を含む。止め金７０は、二つの接触側面７１、７２、段差面７３及び二つのスールホール７４、７５を有する。接触側面７１、７２は、導熱スリーブ４０の両位置決め面４２、４３にそれぞれ接触し、導熱スリーブ４０の縦方向変位を制限する。段差面７３は、導熱スリーブ４０の両端面４５、４６に当接し、導熱スリーブ４０の軸方向変位を制限する。二つのスールホール７４、７５は、止め金７０を側板２１上に接続させる。アッパ位置決め８０は、位置決め８０の底面に設けられ且つ水平状をなす接触面８１を含む。ローア位置決め９０は、位置決め９０の上面に設けられ且つ水平状をなす当接面９１を含む。天井板１１０は、天井板１１０を側板２１上に接続させるための二つのスールホール１１１、１１２を有する。軸受１２０は、内壁１２１及び接触面１２２を含む。内壁１２１が圧力ローラ５０の枢軸５１と当接する。接触面１２２は軸受１２０の底面に位置され、ブラケット２０の切欠き溝２１１に当接する。弾性部材１３０は、両端がローア位置決め９０の当接面９１およびアッパ位置決め８０の接触面８１にそれぞれ当接した圧縮ばねであって、導熱スリーブ４０に対して加圧を与える。

図４は、定着装置の好ましい実施例を示す断面図である。図４に示すように、制御構造６０は、ベース１４１、第１跨設部１４２、第２跨設部１４３及び接続部１４４を含む。

図５を合せて参照すると、第１跨設部１４２は、ベース１４１上に凸設された第１支持軸１４２１であっても良いが、ベース１４１上に回転可能に設けられた第１支持ローラ１４２２であっても良い。第１跨設部１４２は、第１支持ローラ１４２２である場合、ベース１４１上に突出軸１４２３が設けられ、第１支持ローラ１４２２を突出軸１４２３に嵌設する。第２跨設部１４３は、第１跨設部１４２の構造と似ており、ベース１４１上に凸設された第２支持軸１４３１であっても良いが、ベース１４１上に回転可能に設けられた第２支持ローラ１４３２であっても良い。第２跨設部１４３は、第２支持ローラ１４３２である場合に、ベース１４１上に突出軸１４３３が設けられ、第２支持ローラ１４３２を突出軸１４３３に嵌設する。

以上の何れの構造であっても、支持軸または支持ローラの自由端にはともにフランジが凸設される。回転過程において薄膜１７０が滑って脱落されることを防ぐため、フランジの周径が支持軸または支持ローラの周径より大きい。

図５は、定着装置が持つ制御構造６０の実施例を示す断面図である。図５に示すように、第２跨設部１４３は、孔１４３４、及び軸２１３を含む。孔１４３４が、ベース１４１上に設けられ、軸２１３がイメージングシステム上に且つ孔１４３４と相対する位置に設けられる。ベース１４１は孔１４３４を介して軸２１３に軸設される。第２跨設部１４３は、孔１４３４、及びローラ１４３５を備えてもよい。孔１４３４が、ベース１４１上に設けられ、ローラ１４３５がイメージングシステム上に且つ孔１４３４と相対する位置に設けられる。ベース１４１は、孔１４３４を介してローラ１４３５に設けられる。第２跨設部１４３は、孔１４３４、及びローラ１４３５を備える場合に、ローラ１４３５は、孔１４３４内に設けられ、その外表面が孔１４３４に接触すればよいが、孔１４３４から延び出され、その端面がベース１４１に接触してもよい。軸２１３及び第２支持ローラ１４３２は、自由端にフランジが凸設され、フランジの周径が軸２１３またはローラ１４３５の周径より大きい。

本発明の定着装置において、加熱素子３０、第１跨設部１４２及び第２跨設部１４３は跨設ループを形成する。薄膜１７０がこの跨設ループに跨って設けられる。すなわち、緩めた状態で加熱素子３０、第１跨設部１４２及び第２跨設部１４３の上に跨って設けられ、かつ、両端末がそれぞれベース１４１に当接する。薄膜１７０が回転する時に、もし張力が一定でないと、その動作も不安定になり、ペーパーが定着領域に通過する過程における動態特性も不安定となり、ひいては、ペーパーがトナー定着を受ける品質にも影響してしまう。かつ、薄膜１７０と跨設部１４２、１４３との間の接触力が不安定で、両者間に衝突現象が発生し、薄膜１７０が磨耗される度合も増加される。

そのため、図６の定着装置の断面図に示すように、制御構造６０は、さらに、Ｉ位置に設けられたばね１５０である弾性部材を含み、長く伸びた状態でベース１４１の接続部１４４とイメージングシステムとの間に設けられる。ばね１５０がある程度の張力を有するため、ベース１４１の第２跨設部１４３に近い側の端が紙送りローラー１６０側に変位することに対して、ベース１４１の他端側には逆方向の変位が発生する（図中の中実矢印参照）。これにより、ループ全体が長くなり、薄膜１７０が引っ張られる状態となる。

また、ばね１５０は、ＩＩ位置に設けられてもよい。この場合、ベース１４１の第２跨設部１４３に近い側の端が、紙送りローラー１６０から離れる側に変位し、ベース１４１の他端側には逆方向の変位が発生する（図中の中空矢印参照）。これにより、ループ全体が長くなり、薄膜１７０が引っ張られる状態となる。

図４に示すように、プリントする時に、圧力ローラ５０は、反時計方向で回転すると同時に薄膜１７０を連動して時計方向に回転させ、また、ペーパーを連動して導熱スリーブ４０の接触面４４と圧力ローラ５０との間に形成された定着領域を通過させる。ペーパー及びトナーが定着領域を通過する過程において、加熱素子３０が発している熱が、導熱スリーブ４０を介して薄膜１７０に伝達してペーパー及びトナーを加熱する。所定の熱量に達すると、トナーが溶融して、薄膜１７０と圧力ローラ５０との間の接触力によりトナーをペーパー上に定着させる。

このプリント過程において、ばね１５０は、常に一定の張力でベース１４１を引っ張り、薄膜１７０が第１跨設部１４２、第２跨設部１４３及び導熱スリーブ４０との間の接触力を一定に保持させることで、薄膜１７０の加熱プリント過程における安定な運行状態を保持させ、画像印刷の品質を向上させる。また、薄膜１７０と跨設部１４２、１４３との接触面積が比較的に小さいため、薄膜１７０の回転過程における跨設部１４２、１４３との摩擦も減少され、ひいては薄膜１７０の磨耗も減少される。

本発明は、ベース１４１とイメージングシステムとの間に弾性部材（即ち、ばね１５０）を接続し、その変形で発生した付勢力でベース１４１に付勢し、薄膜１７０を引っ張り、薄膜１７０とベース１４１の接触力を維持し、薄膜１７０のプリント過程における安定な運行状態を保持させ、画像印刷の品質を向上させる。

図１は、従来技術の定着モジュールを示す図である。図２は、定着装置の好ましい実施例の斜視図である。図３は、定着装置の好ましい実施例の分解斜視図である。図４は、本発明が備える制御構造の定着モジュールの好ましい実施例を示す断面図である。図５は、本発明の定着装置が備える制御構造の定着モジュールの他の好ましい実施例を示す断面図である。図６は、好ましい実施例の定着装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ａ圧力ローラ
１３薄膜ガイド素子
１４平底部
１５前支持壁
１６後支持壁
１９ヒータ
２０ａ絶縁ベース
２１ａ導熱薄膜
Ｐペーパー
Ｔａトナー
Ｂ領域
Ｎ領域
１０定着装置
２０ブラケット
２１側板
２１１切欠き溝
２１２内壁面
３０加熱素子
３１ランプ部
３２電極部
４０導熱スリーブ
４１囲み壁
４２、４３位置決め面
４４接触面
４５、４６端面
４７収容空間
４１１当接面
５０圧力ローラ
５１枢軸
５２接触部
６０制御構造
７０止め金
７１、７２接触側面
７３段差面
７４、７５スールホール
８０アッパ位置決め
８１接触面
９０ローア位置決め
９１当接面
１１０天井板
１１１、１１２スールホール
１２０軸受
１２１内壁
１２２接触面
１３０弾性部材
１５０ばね
２１１切欠き溝
１４１ベース
１４２第１跨設部
１４３第２跨設部
１４４接続部
１４２１第１支持軸
１４２２第１支持ローラ
１４２３突出軸
１４３１第２支持軸
１４３２第２支持ローラ
１４３３突出軸
１４３４孔
２１３軸
１４３５ローラ
１６０紙送りローラー
１７０薄膜

Claims

イメージングシステムとともに使用され、記録媒体にトナーを固着させる定着装置であって、
加熱素子と、
前記記録媒体上に付着されたトナーを加圧するローラと、
前記ローラとともに前記記録媒体を挟み、前記加熱素子に加熱されトナーを前記記録媒体上に固着させるフィルムと、
第１跨設部及び第２跨設部が設けられたベースを有する制御構造と、を備え、
前記加熱素子と、前記第１跨設部と前記第２跨設部はループを形成し、前記フィルムは前記ループに跨って設けられることを特徴とする定着装置。
前記ベース上には接続部が設けられ、前記第２跨設部は第１跨設部と接続部との間に位置され、
前記制御構造はさらに、前記接続部とイメージングシステムにカップリングする弾性部材を備え、弾性部材は前記ベースに対して力を付勢し、前記フィルムと前記加熱素子、前記第１跨設部および前記第２跨設部との接触力を制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記弾性部材はばねであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
前記第１跨設部は、前記ベース上に回転可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記第２跨設部は、前記ベース上に回転可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記第１跨設部は、その自由端にフランジが凸設されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記第２跨設部は、その自由端にフランジが凸設されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記加熱素子は、ハロゲンランプまたはセラミックヒータであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。