JP2009198944A

JP2009198944A - 画像形成装置における定着器

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Publication number: JP2009198944A
Application number: JP2008042559A
Authority: JP
Inventors: Eiji Nakajima; 栄次中嶋
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: JP5216364B2

Abstract

【課題】圧抜け部の発生を抑制することにより良好な画像を得る。
【解決手段】周回する無端の定着ベルト１４と、この定着ベルト１４の内側に設けられた定着用ローラ１１と、定着ベルト１４の外側に、定着用ローラ１１との間で定着ベルト１４を挟んで設けられた加圧ローラ１５と、定着ベルト１４の内側であって定着用ローラ１１よりもベルト周回方向Ａの上流側に設けられ、加圧ローラ１５との間でニップを形成するニップ延長部材２１とを具備する画像形成装置１における定着器１０であって、ニップ延長部材２１は、定着ベルト１４の内側を通るように設けられたホルダー２０に保持されていて、加圧ローラ１５の外周面に沿って湾曲したニップ形成部２１ａを有する板材で形成され、ニップ形成部２１ａの定着用ローラ側端部がホルダー２０よりも定着用ローラ１１側へ突出している。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば複写機、プリンター、ファクシミリ、或いはこれらの複合機としての画像形成装置に設けられる定着器に関する。

電子写真式のカラー画像形成装置においては、感光体上に形成された静電潜像をトナーにより可視像化した後、それを転写紙上に転写し、この転写紙を定着部に通して定着させている。

定着装置のうち定着ローラは内部にヒータを備え、その表層には用紙が下方に向くように、また画質が向上するように弾性層が設けられている。また、加圧ローラは定着ローラに対して圧接してニップを形成する構成となっており、その両ローラで出来たニップ部に転写紙を通過させ定着させている。更に、安定時間短縮のため、定着ローラの周りにベルトを構成しているものが存在する。しかしながら、モノクロ機に比べトナーの載り量が多いカラー機においては用紙にトナーを定着させる場合、用紙がベルト等に接触させる時間（ニップ時間）を長く取る必要がある。その対応として定着ベルト内に定着ローラとニップ延長部材を設けた構成が提案されている（例えば特許文献１等参照）。
特開２００４−７７８７１号公報

前述の提案において、ニップ延長部材は加圧ローラの軸に略平行に揺動するよう構成されている。これにより加圧ローラの円周方向に対して均一な加圧状態となるようになっている。言い換えると定着ローラとニップ延長部材は独立して回動する構成となっており、定着ローラとニップ延長部材には一定以上の隙間が必要となってくる。その結果、定着ローラとニップ延長部材の位置関係は不安定な状態となる。つまり、前記隙間となっている箇所は、加圧ローラによる圧力が加わらず、圧抜け部となる。

ニップ延長部材にて熱量が与えられたトナー層は溶融状態であり、その溶融状態のトナー層に前記圧抜け部が発生すると、ベルトの周回速度と加圧ローラの回転速度との間で起こる微細な速度差等の影響を受けて滲んだような画像となる不都合がある。また、加圧力が不均一となった場合には、光沢ムラが発生するという問題もある。

本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたもので、圧抜け部の発生を抑制することにより良好な画像を得ることができる画像形成装置における定着器を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の画像形成装置における定着器は、周回する無端の定着ベルトと、この定着ベルトの内側に設けられた定着用ローラと、前記定着ベルトの外側に、前記定着用ローラとの間で前記定着ベルトを挟んで設けられた加圧ローラと、前記定着ベルトの内側であって前記定着用ローラよりもベルト周回方向の上流側に設けられ、前記加圧ローラとの間でニップを形成するニップ延長部材とを具備する画像形成装置における定着器であって、前記ニップ延長部材は、前記定着ベルトの内側を通るように設けられたホルダーに保持されていて、加圧ローラの外周面に沿って湾曲したニップ形成部を有する板材で形成され、前記ニップ形成部の前記定着用ローラ側端部が前記ホルダーよりも前記定着用ローラ側へ突出していることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の画像形成装置における定着器は、請求項１に記載の画像形成装置における定着器において、前記ホルダーは、前記定着ベルトの内側を通る中央部と、前記中央部の端から前記加圧ローラ側へ折り曲げられた両端部とを有し、前記両端部が前記加圧ローラを支点として回動可能に支持されるとともに、着脱可能にホルダーに設けた弾性付勢手段により前記中央部が前記定着用ローラ側へ弾性付勢されており、前記ホルダーに設けた当接部が前記定着用ローラ側に設けた被当接部に当接することにより前記ニップ形成部の前記定着用ローラ側端部の位置が規定されていることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の画像形成装置における定着器は、請求項１または２に記載の画像形成装置における定着器において、前記ニップ形成部と前記ホルダーとの間には、前記ホルダーにより前記ニップ形成部を前記加圧ローラの外周面に押し付けさせる弾性部材が設けられていることを特徴とする。

本発明による場合には、ニップ延長部材におけるニップ形成部の定着用ローラ側端部がホルダーよりも定着用ローラ側へ突出し、そのニップ形成部の突出した部分が板状であるので、ニップ形成部の定着用ローラ側端部を定着用ローラに接近させることが可能になる。よって、圧抜け部の発生を抑制することができ、これにより滲んだ画像や光沢ムラの発生を防止して良好な画像が得られる。

また、請求項２の発明による場合には、弾性付勢手段により中央部が定着用ローラ側へ弾性付勢されたホルダーの当接部が定着用ローラ側の被当接部に当接することで、ニップ形成部の定着用ローラ側端部の位置が規定されているので、弾性付勢手段を外してホルダーを回してニップ形成部を定着用ローラから遠ざけると、定着用ローラの保守点検を容易に行うようにすることが可能になる。

更に、請求項３の発明による場合には、ニップ形成部とホルダーとの間に、その間の間隔よりも厚い弾性部材を設けることにより、ホルダーによりニップ形成部を加圧ローラの外周面に広面積にわたり安定状態に押し付け得る。

以下に、本発明を具体的に説明する。

図１は、本発明に係る定着器を適用した画像形成装置の内部構造を説明するための正面断面図である。

この画像形成装置１は、複写機であり、上部に設けた光学部２にて原稿を読み取って、その読み取った内容を作像部３にトナー像として作像し、下部に設けた給紙部４から搬送される転写紙を作像部３に送り、ここで転写部５により転写紙上に前記トナー像を転写し、その後トナー像を、本発明の一実施形態に係る定着器１０で定着して排出部６から外部へ排出するように構成されている。なお、本実施形態の画像形成装置１は、カラー用のものであって、作像部３には、周回する搬送ベルト７の周回方向に沿って上流側（右側）から下流側へ向けてマゼンタ用ユニット３Ｍ、シアン用ユニット３Ｃ、イエロー用ユニット３Ｙおよびブラック用ユニット３Ｋが順次配設されている。

図２は、上記定着器１０を拡大して示す正面図である。

この定着器１０は、定着用ローラ１１と支持ローラ１２とテンションローラ１３とに掛け渡した無端の定着ベルト１４を有し、この定着ベルト１４を挟んで定着用ローラ１１に加圧ローラ１５により押圧力を付与するように構成されている。定着用ローラ１１は定着ベルト１４の内側に、加圧ローラ１５は定着ベルト１４の外側にそれぞれ配されている。上記定着用ローラ１１、支持ローラ１２、テンションローラ１３および加圧ローラ１５は、各長手方向（軸心方向）を同一に揃えている。また、テンションローラ１３は、図示例では概略左右方向に少しだけ移動できるように設けられていて、右側への移動により定着ベルト１４を張った状態にでき、左側への移動により定着ベルト１４を緩い状態にできるようになっている。

また、上記加圧ローラ１５は図示しない電動モータにより反時計回りに回転駆動され、この回転を受けて定着ベルト１４が時計回り（Ａ方向）に周回するようになっていて、転写部５にて前記トナー像が転写された転写紙は、加圧ローラ１５と定着ベルト１４の間を右側から左側へと送られ、加圧および加熱を受けて定着される。上記定着ベルト１４は、その幅方向を加圧ローラ１５の長手方向とほぼ直交するように設けられている。なお、支持ローラ１２と加圧ローラ１５とには、ヒータ１２ｃ、１５ｃが内蔵されている。また、定着用ローラ１１の左側（転写紙排出側）には、転写紙を定着ベルト１４等から分離するための分離板１６が設けられている。

更に、定着ベルト１４の周回方向（Ａ方向）に沿った定着用ローラ１１の上流側であって定着ベルト１４の内側には、ニップ延長部材２１がホルダー２０を介して配設されている。

図３はホルダーを示す斜視図で、図４は図３のＶＩ−ＶＩ線による断面図、図５はホルダーに保持されたニップ延長部材を示す正面図、図６はニップ延長部材を示す斜視図、図７は加圧ローラの軸部にホルダー取付用のベアリングが設けられた状態を示す斜視図、図８は定着用ローラの軸部にホルダーの当接部が当接する被当接部として機能するベアリングが設けられた状態を示す斜視図である。

加圧ローラ１５は、例えばアルミニウム製の芯金の上にシリコンゴムを巻き、更にその上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被せたもので、両側の軸部１５ａにそれぞれベアリング２３が取付けられている（図７参照）。また、定着用ローラ１１は、鉄製芯金の上にシリコンゴムを巻いたもので、両側の軸部１１ａにそれぞれ後述する被当接部として機能するベアリング２４が取付けられている（図８参照）。

ホルダー２０は、例えばアルミニウム製であり、定着ベルト１４の内側を通る中央部２０ａと、その中央部２０ａの端から加圧ローラ１５側へ折り曲げられた両端部２０ｂとを有し、これら両端部２０ｂにはそれぞれ円形孔２０ｃが設けられている。各円形孔２０ｃは、加圧ローラ１５側のベアリング２３に取付けられていて、ホルダー２０は加圧ローラ１５の軸部１５ａの周方向に回動可能となっている。

また、ホルダー２０には、弾性付勢手段としてのコイルばね２６の一端が取付けられ、コイルばね２６の他端が所定の固定部（図示せず）に取付けられていて、ホルダー２０を図２において反時計回りに回動させる弾性付勢力を付与している。前記中央部２０ａの両端部には、定着用ローラ１１側に突出した一対の当接部２０ｄが設けられており、各当接部２０ｄは、定着用ローラ１１側のベアリング２４に当接するようになっている。

また、中央部２０ａには上下方向に貫通したねじ孔２０ｅが複数設けられている。各雌ねじ孔２０ｅには、ねじ部材２５が螺着される。

ニップ延長部材２１は、定着ベルト１４の内側であって定着用ローラ１１よりもベルト周回方向（Ａ方向）の上流側に設けられていて、加圧ローラ１５との間でニップを形成している。このニップ延長部材２１は、ほぼ一定の厚みの板材、例えば０．１５ｍｍ厚の金属製の板バネを概略コの字状に加工して形成されていて、加圧ローラ１５の外周面に沿って湾曲したニップ形成部２１ａと、このニップ形成部２１ａに対向する取付部２１ｂとを有する。ニップ形成部２１ａと取付部２１ｂとの間には、ホルダー２０の中央部２０ａと、弾性部材２２とが設けられる。弾性部材２２は、例えばシリコンゴムからなり、ホルダー２０の中央部２０ａよりもニップ形成部２１ａ側に配される。なお、弾性部材２２は、例えばニップ形成部２１ａに接着等により貼着される。ニップ形成部２１ａの定着ベルト１４側には、フッ素樹脂系のシートを貼着している。また、定着ベルト１４としては、例えばＮｉ基材の上にシリコンゴムを被せ、更に表層にＰＦＡチューブを被せた構成となっている。

取付部２１ｂには、前記雌ねじ孔２０ｅに対応する位置に同じ数の取付孔２１ｅが形成されていて、ニップ形成部２１ａと取付部２１ｂとの間に配したホルダー２０の中央部２０ａに形成された前記ねじ孔２０ｅにねじ部材２５を螺着することで、ホルダー２０にニップ延長部材２１および弾性部材２２が保持される。

この保持状態において、ニップ形成部２１ａは、定着用ローラ１１側の端部２１ｄをホルダー２０の中央部２０ａよりも定着用ローラ１１側に突出させていて、その突出部２１ｃを、定着用ローラ１１と加圧ローラ１５とのニップ入側に配している。このとき、定着用ローラ１１と加圧ローラ１５とのニップＢから端部２１ｄまでの離隔距離Ｌ１は、被当接部として機能するベアリング２４に当接する当接部２０ｄの突出長さを調整することにより設定される。

なお、ニップ延長部材２１、定着用ローラ１１および加圧ローラ１５の各長さはほぼ同一に設定され、また、定着ベルト１４の幅寸法はニップ延長部材２１の長さ寸法とほぼ同一に設定されている。

したがって、本実施形態に係る画像形成装置１における定着器１０による場合には、ニップ延長部材２１におけるニップ形成部２１ａの定着用ローラ側端部２１ｄがホルダー２０の中央部２０ａよりも定着用ローラ１１側へ突出し、そのニップ形成部２１ａの突出部２１ｃが板状であって薄いので、ニップ形成部２１ａの定着用ローラ側端部２１ｄを定着用ローラ１１に接近させることが可能になる。よって、圧抜け部の発生を抑制することができ、これにより滲んだ画像や光沢ムラの発生を防止して良好な画像を得ることができる。加えて、ニップ延長部材２１を板バネで構成しているので、ホルダー２０で押さえられていない突出部２１ｃにあっても定着ベルト１１を加圧ローラ１５の外周面に押し付けることができ、これによっても圧抜け部の発生を抑制することができる。

また、本実施形態において、コイルばね２６により中央部２０ａが定着用ローラ１１側へ弾性付勢されたホルダー２０の当接部２０ｄが定着用ローラ１１側のベアリング（被当接部）２４に当接することで、ニップ形成部２１ａの定着用ローラ側端部２１ｄの位置が規定されているので、コイルばね２６を外してホルダー２０を回してニップ形成部２１ａを定着用ローラ１１から遠ざけると、定着用ローラ１１の保守点検を容易に行うようにすることが可能になる。更に、ニップ形成部２１ａとホルダー２０との間に、その間の間隔Ｌ２よりも厚い弾性部材２２を設けることにより、ホルダー２０によりニップ形成部２１ａを加圧ローラ１５の外周面に広面積にわたり安定状態に押し付け得る。

なお、上述した実施形態では、ニップ延長部材２１のニップ形成部２１ａと対向する取付部２１ｂをホルダー２０に取り付ける構成としているが、本発明はこれに限らない。例えば、ニップ延長部材２１の取付部２１ｂとニップ形成部２１ａとの間の連結部をホルダー２０に取り付け、取付部２１ｂを省略する等してもよい。

また、上述した実施形態では、ホルダー２０の当接部２０ｄを定着用ローラ１１側のベアリング（被当接部）２４に当接させているが、本発明はこれに限らない。例えば、当接部２０ｄを画像形成装置１の内部の固定部に当接する構成としてもよい。

更に、上述した実施形態では、カラー用の複写機に適用しているが、本発明はこれに限らず、カラー用のプリンター、ファクシミリ、或いはこれらの複合機は勿論、モノクロ用の複写機などにも同様に適用することができる。

本発明に係る定着器を適用した画像形成装置の内部構造を説明するための正面断面図である。定着器を拡大して示す正面図である。ホルダーを示す斜視図である。図３のＶＩ−ＶＩ線による断面図である。ホルダーに保持されたニップ延長部材を示す正面図である。ニップ延長部材を示す斜視図である。加圧ローラの軸部にホルダー取付用のベアリングが設けられた状態を示す斜視図である。定着用ローラの軸部にホルダーの当接部が当接する被当接部として機能するベアリングが設けられた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１画像形成装置
１０定着器
１１定着用ローラ
１４定着ベルト
１５加圧ローラ
２０ホルダー
２０ａ中央部
２０ｂ端部
２０ｄ当接部
２１ニップ延長部材
２１ａニップ形成部
２１ｃ突出部
２１ｄ端部
２２弾性部材
２４ベアリング（被当接部）
２６コイルばね（弾性付勢手段）
Ａ定着ベルトの周回方向

Claims

周回する無端の定着ベルトと、この定着ベルトの内側に設けられた定着用ローラと、前記定着ベルトの外側に、前記定着用ローラとの間で前記定着ベルトを挟んで設けられた加圧ローラと、前記定着ベルトの内側であって前記定着用ローラよりもベルト周回方向の上流側に設けられ、前記加圧ローラとの間でニップを形成するニップ延長部材とを具備する画像形成装置における定着器であって、
前記ニップ延長部材は、前記定着ベルトの内側を通るように設けられたホルダーに保持されていて、加圧ローラの外周面に沿って湾曲したニップ形成部を有する板材で形成され、前記ニップ形成部の前記定着用ローラ側端部が前記ホルダーよりも前記定着用ローラ側へ突出していることを特徴とする画像形成装置における定着器。
請求項１に記載の画像形成装置における定着器において、
前記ホルダーは、前記定着ベルトの内側を通る中央部と、前記中央部の端から前記加圧ローラ側へ折り曲げられた両端部とを有し、前記両端部が前記加圧ローラを支点として回動可能に支持されるとともに、着脱可能にホルダーに設けた弾性付勢手段により前記中央部が前記定着用ローラ側へ弾性付勢されており、前記ホルダーに設けた当接部が前記定着用ローラ側に設けた被当接部に当接することにより前記ニップ形成部の前記定着用ローラ側端部の位置が規定されていることを特徴とする画像形成装置における定着器。
請求項１または２に記載の画像形成装置における定着器において、
前記ニップ形成部と前記ホルダーとの間には、前記ホルダーにより前記ニップ形成部を前記加圧ローラの外周面に押し付けさせる弾性部材が設けられていることを特徴とする画像形成装置における定着器。