JP2010026160A - 画像形成装置における定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ニップ延長部材における上流側から下流側にかけての全体を略均一に押圧でき、画像乱れや光沢ムラが発生し難い画像形成装置における定着装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ニップ延長部材６は、板バネからなるベルト当接部材６１と、ベルト当接部材６１を押圧する第１押圧部材６２及び第２押圧部材６３とを備えている。第１押圧部材６２は、第２押圧部材６３よりもベルト周回方向の上流側に配設され、第２押圧部材６３よりも大きい押圧力でベルト当接部材６１の上流側を押圧する。
【選択図】図５

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等の画像形成装置に用いられる定着装置に関するものである。

従来から、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、加圧ローラと定着ローラとを有する定着装置に通して定着させている。この定着装置の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両者間にニップ部を形成する構成となっている。そして、その両ローラの間にでき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配設しているものも知られている。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する時間（ニップ時間）を長く取る必要がある。

そこで、例えば定着ローラに加えてニップ延長部材（補助加圧部材）を設けたものが提案されている（特許文献１参照）。このものは、定着ベルトの内側における定着ローラのベルト周回方向の上流側に、弾性部材を有するニップ延長部材を、その定着ベルトの移動を案内する金属等からなる案内枠に係合するように配設し、ニップ延長部材の弾性部材を加圧ローラ側に押し付けるようにしたものである。
特開２００４−３６１６１２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものにおいては、金属等からなる案内枠とニップ延長部材の弾性部材との切り替わり部で圧力の変化が生じ、その結果、画像乱れや光沢ムラが残ってしまう。

本発明は、ニップ延長部材における上流側から下流側にかけての全体を略均一に押圧でき、画像乱れや光沢ムラが発生し難い画像形成装置における定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１は、周回する無端状の定着ベルトの内側に定着ローラを、前記定着ベルトの外側に加圧ローラを、夫々配設するとともに、前記定着ベルトの内側であって前記定着ローラよりもベルト周回方向の上流側に、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラに押し付けられるベルト当接部材を有するニップ延長部材を配設した画像形成装置における定着装置であって、前記ニップ延長部材は、前記ベルト当接部材を前記加圧ローラ側に押圧する第１押圧部材及び第２押圧部材を備え、前記第１押圧部材は、前記ベルト当接部材における前記ベルト周回方向の上流側に、前記第２押圧部材は、前記ベルト周回方向の下流側に、夫々配設されているとともに、それらの第１押圧部材と第２押圧部材とによって、前記ベルト当接部材における前記上流側と下流側との押圧状態を変更できるように構成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装置を提供する。

本発明の請求項２は、請求項１に係る前記第１押圧部材は、その押圧力が、前記第２押圧部材の押圧力よりも大きくなるように構成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装置である。

本発明の請求項１及び２によれば、ニップ延長部材は、ベルト当接部材を加圧ローラ側に押圧する第１押圧部材及び第２押圧部材を備える。又、それらの第１押圧部材と第２押圧部材とによって、前記ベルト当接部材における前記上流側と下流側との押圧状態を変更できるように構成されている。

これにより、例えば第１押圧部材の押圧力を、第２押圧部材の押圧力よりも大きいものとすれば、ベルト当接部材の上流側を下流側よりも強く押圧できる。従って、ベルト当接部材の上流側が、下流側よりも定着ベルトから大きい反力を受けた場合でも、第１押圧部材と第２押圧部材とによって、ベルト当接部材の上流側から下流側に至る全体をほぼ均一に押圧できる。しかも、ベルト当接部材の上流側と下流側との２箇所を押圧するため、第１押圧部材と第２押圧部材との境界部でも圧力変動の少ないものにできる。

よって、転写部により転写紙上に転写された未定着のトナー像を、画像乱れや光沢ムラなく円滑に定着できる。

図１は、本発明に係る定着装置を適用した画像形成装置の一実施の形態の内部構造を説明するための断面図である。以下に、本発明の定着装置の説明に先立って、この実施形態の画像形成装置全体を概略、説明する。

この実施形態の画像形成装置１は、複写機から構成されている。画像形成装置１の上部には、光学部２が設けられており、この光学部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する。

又、画像形成装置１の下部には、給紙部４が設けられており、この給紙部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する。

その後、トナー像を定着装置１０で定着して排出部９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。

次に、本発明の定着装置１０について説明する。この定着装置１０は、図２に示すように定着ローラ１１と、支持ローラ１２と、テンションローラ１３と、それらに掛け渡された無端状の定着ベルト１４と、加圧ローラ１５と、ニップ延長部材６とを備えている。

定着ローラ１１は、この実施形態では、鉄製芯金の上にシリコンゴムが巻かれており、定着ベルト１４の内側に配設されている。支持ローラ１２は、ＡＬ芯金の上にテフロン（登録商標）によるコーティングが施されている。又、支持ローラ１２には、ヒータ１２ａが内蔵されており、これに巻回される定着ベルト１４を加熱できるようになっている。

テンションローラ１３は、移動可能に配設されている。この実施形態では、図２の略左右方向に少しだけ移動できるようになっており、テンションローラ１３の右側への移動により定着ベルト１４を張った状態にできる。一方、テンションローラ１３の左側への移動により定着ベルト１４を緩い状態に調整できるようになっている。

定着ベルト１４は、この実施形態では、Ｎｉ基材上にシリコンゴムが被せられ、更に表層にＰＥＡチューブが被せられている。

加圧ローラ１５は、この実施形態では、ＡＬ芯金の上にシリコンゴムが被せられ、更に表層にＰＥＡチューブが被せられている。そして、この加圧ローラ１５は、定着ローラ１１の下方側であって定着ベルト１４の外側に、定着ローラ１１を押圧するようにして配設されており、加圧ローラ１５と定着ローラ１１との間に第１ニップ部１６ａを形成している。

又、加圧ローラ１５は、図示しない電動モータにより図２の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が時計回りに周回するようになっている。これにより、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の間を図１、図２の右側から左側へと送られ、前記トナー像が加圧および加熱を受けて定着される。

尚、この実施形態における定着ローラ１１、支持ローラ１２、テンションローラ１３及び加圧ローラ１５は、前後方向の軸方向の長さがほぼ同じに形成されている。又、定着ローラ１１等に巻回された定着ベルト１４の前後方向の幅がそれらの定着ローラ１２等の軸方向の長さとほぼ同じに形成されている。

ニップ延長部材６は、ニップ部を延長するためのもので、図２、図５に示すように定着ベルト１４の内周面に当接したベルト当接部材６１と、定着ベルト１４の内側からベルト当接部材６１を加圧ローラ１５側に押圧する第１押圧部材６２及び第２押圧部材６３の２つの押圧部材とを備えている。

ベルト当接部材６１は、この実施形態では、厚さが０．１５mm程度で、又、図３、図４に示すように前後方向の幅が定着ベルト１４の幅と同程度に形成された弾性を有する板バネから構成されている。このベルト当接部材６１の下面は、図５に示すように定着ベルト１４の内周面に当接する当接面６１ａを構成している。

又、この実施形態の当接面６１ａは、定着ベルト１４の周回方向の図５の左右方向に所定の長さを有しており、フッソ系のシート部材が貼着されている。又、当接面６１ａは、上記左右方向に、加圧ローラ１５の外周面とほぼ同形状に湾曲しており、加圧ローラ１５の外周面に沿わすことができるようになっている。

又、ベルト当接部材６１における定着ベルト１４の周回方向の上流側となる図５の右端側の基端側には、ベルト当接部材６１から上方側に折り曲げ成形された支持部６１ｂが設けられている。この支持部６１ｂは、図示しないが、画像形成装置１に設けられたケーシング（図示せず）に、ベルト当接部材６１の当接面６１ａが加圧ローラ１５に対して接近・退行する方向に移動し得るように取り付けられている。

又、この取り付け状態で、図５に示すようにベルト当接部材６１における定着ベルト１４の周回方向の下流側となる図５の左端側の先端６１ｃは、定着ローラ１１における定着ベルト１４との当接始端１１ａの近傍に配置されている。この実施形態では、ベルト当接部材６１は、その先端６１ｃが上記当接始端１１ａと１ｍｍ程度の間隔Ｌを持って配置されている。

第１押圧部材６２は、図２〜図５に示すように第１押圧片６２ａと、この第１押圧片６２ａの前後両側夫々を保持した２つの第１保持片６２ｂと、第１保持片６２ｂ夫々を付勢した２つの第１付勢部材６２ｃ（図２では１つだけ図示している。後述の第２付勢部材６３ｃも同じである。）とを備えている。

第１押圧片６２ａは、この実施形態では、図３、図４に示すようにベルト当接部材６１よりも幅広なＳＵＳ製の板状体から構成されている。そして、この第１押圧片６２ａは、図５に示すようにその下端に、押圧部６２ｄを備えている。この押圧部６２ｄは、ベルト当接部材６１における基端側を、加圧ローラ１５側である下方側に押圧する。又、第１押圧片６２ａの上端は、第１保持片６２ｂ夫々の左端側に保持されている。

第１保持片６２ｂは、夫々、板状体から構成されており、その中央部が、画像形成装置１に設けられた固定軸８に回転自在に支持されている。これにより、第１保持片６２ｂの左右の両端は、夫々、上下方向に移動可能とされている。

第１付勢部材６２ｃは、夫々、コイルバネから構成されている。この第１付勢部材６２ｃの下端は、第１保持片６２ｂの右端に係脱自在に係止され、その上端は、画像形成装置１のケーシングに係脱自在に係止されており、第１保持片６２ｂの右端を常時上方向に付勢している。

又、この実施形態では、第１付勢部材６２ｃによる押圧力を調整する押圧力調整手段を備えている。この実施形態の押圧力調整手段は、第１付勢部材６２ｃの上端を、ケーシングに係止する位置を変えることができるようにし、これにより、第１保持片６２ｂの右端を上方向に付勢する付勢力を変えることができるようにしている。

又、この付勢によって、第１保持片６２ｂの左端は、下方向に付勢される。その結果、第１押圧片６２ａは、第１保持片６２ｂによって下方向に押圧され、第１押圧片６２ａの押圧部６２ｄは、ベルト当接部材６１における基端側を下方側に押圧する。

第２押圧部材６３は、上記第１押圧部材６２と同様に、第２押圧片６３ａと、第２押圧片６３ａの前後両側夫々を保持した２つの第２保持片６３ｂと、第２保持片６３ｂ夫々を付勢した２つの第２付勢部材６３ｃとを備えている。

第２押圧片６３ａは、上記第１押圧片６２ａの左側の下流側に配設されている。又、この実施形態では、第２押圧片６３ａは、図５に示すようにＳＵＳ製の板状体から構成された押圧片本体６３ｄと、押圧片本体６３ｄの下端に取り付けられた押圧部６３ｅとを備えている。押圧片本体６３ｄの上端は、第２保持片６３ｂ夫々の左端側に保持されている。

押圧部６３ｅは、例えばシリコンゴムあるいは耐熱性のフェルト等の弾性体から構成されている。又、この押圧部６３ｅは、左右方向の長さが、第１押圧片６２ａの押圧部６２ｄよりも長く形成されており、ベルト当接部材６１における第１押圧片６２ａの押圧部６２ｄの下流側となる先端部を押圧するようになっている。

第２保持片６３ｂ及び第２付勢部材６３ｃは、上記第１押圧部材６２の第１保持片６２ｂ、第１付勢部材６２ｃ夫々とほぼ同構成を採っている。ただし、この実施形態の第２付勢部材６３ｃは、その付勢力が、第１付勢部材６２ｃの付勢力よりも小さいものとされている。

また、この実施形態では、定着ローラ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（図１に図示）が設けられている。

次に、以上のように構成されたこの実施形態の定着装置１０の動作について説明する。ニップ延長部材６のベルト当接部材６１は、第１押圧部材６２の第１押圧片６２ａ及び第２押圧部材６３の第２押圧片６３ａによって加圧ローラ１５側に押圧されている。これにより、加圧ローラ１５と定着ローラ１１との間に形成された第１ニップ部１６ａの上流側におけるベルト当接部材６１と加圧ローラ１５との間に第２ニップ部１６ｂが形成されている。

また、その際、第１付勢部材６２ｃによって第１押圧部材６２の第１押圧片６２ａを押圧する押圧力が、第２付勢部材６３ｃによって第２押圧部材６３の第２押圧片６３ａを押圧する押圧力よりも大きく設定されているため、ベルト当接部材６１の上流側を下流側よりも強く押圧できる。

これにより、ベルト当接部材６１の上流側は定着ベルト１４からの反力を下流側よりも強く受けるが、第１押圧部材６２の第１押圧片６２ａと第２押圧部材６３の第２押圧片６３ａとによって、ベルト当接部材６１の上流側から下流側に至る左右方向の全体をほぼ均一に押圧できる。

また、第１付勢部材６２ｃまたは第２付勢部材６３ｃの上端のケーシングへの係止位置を変えて付勢力を変えることによって、ベルト当接部材６１の上流側から下流側に至る左右方向の全体を容易にほぼ均一に押圧できる。

又、第２押圧部材６３の第２押圧片６３ａを、弾性体から構成しているため、ベルト当接部材６１の下流側のほぼ全体を均等に押圧できる。

更には、ベルト当接部材６１を板バネから構成しているため、ベルト当接部材６１を定着ローラ１１における定着ベルト１４との当接始端１１ａの近傍位置に配設できる。これにより、ベルト当接部材６１と加圧ローラ１５との間に形成した第２ニップ部１６ｂと、その上流側の第１ニップ部１６ａとをほぼ連続的に形成でき、第２ニップ部１６ｂから第１ニップ部１６ａにかけて、圧力変動を少なくできる。よって、転写部５により転写紙上に転写された未定着のトナー像を、画像乱れや光沢ムラなく円滑に定着できる。

尚、上記実施形態では、第１付勢部材６２ｃ、第２付勢部材６３ｃを、夫々、コイルバネから構成しているが、この形態のものに限らず、適宜変更しうる。

例えば、第１付勢部材６２ｃと第２付勢部材６３ｃとのいずれか一方又は両方を、油圧シリンダ又はエアシリンダから構成し、それらのシリンダによって第１押圧片６２ａ、第２押圧片６３ａを押圧するようにしても良く、適宜変更できる。

又、上記実施形態では、第２押圧片６３ａを、ＳＵＳ製の押圧片本体６３ｄと、押圧片本体６３ｄの下端に取り付けられた弾性体からなる押圧部６３ｅとを備えたものとしているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。

例えば第２押圧片６３ａを、ＳＵＳ製の押圧片本体６３ｄのみから構成し、弾性体からなる押圧部６３ｅを有しないものとしても良い。ただし、弾性体からなる押圧部６３ｅを有するものにしておけば、ベルト当接部材６１における広範な面積をほぼ均等に押圧できるため、上記実施形態のように押圧部６３ｅを有するものにしておくのが好ましい。

また、上記実施形態では、第１押圧部材６２の押圧力を第２押圧部材６３の押圧力よりも大きいものにしているが、この形態のものに限らず、定着ローラの上流側における定着ベルトの圧力状態に応じて適宜変更でき、例えば第１押圧部材６２の押圧力を第２押圧部材６３の押圧力よりも小さいものにしても良い。

又、上記実施形態では、本発明の定着装置を、カラー用の複写機に適用しているが、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、適宜変更して実施できる。

本発明に係る定着装置を適用した画像形成装置の内部構造を説明するための断面図である。 定着装置を拡大した正面図である。 第１押圧部材及び第１押圧部材の概略の平面図である。 第１押圧部材及び第１押圧部材の概略の左側面図である。 第１押圧部材及び第１押圧部材によりベルト当接部材を押圧している状態の拡大説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
６ ニップ延長部材
１０ 定着装置
１１ 定着ローラ
１４ 定着ベルト
１５ 加圧ローラ
６２ 第１押圧部材
６３ 第２押圧部材

Claims (2)

1. 周回する無端状の定着ベルトの内側に定着ローラを、前記定着ベルトの外側に加圧ローラを、夫々配設するとともに、前記定着ベルトの内側であって前記定着ローラよりもベルト周回方向の上流側に、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラに押し付けられるベルト当接部材を有するニップ延長部材を配設した画像形成装置における定着装置であって、
   前記ニップ延長部材は、前記ベルト当接部材を前記加圧ローラ側に押圧する第１押圧部材及び第２押圧部材を備え、
   前記第１押圧部材は、前記ベルト当接部材における前記ベルト周回方向の上流側に、前記第２押圧部材は、前記ベルト周回方向の下流側に、夫々配設されているとともに、それらの第１押圧部材と第２押圧部材とによって、前記ベルト当接部材における前記上流側と下流側との押圧状態を変更できるように構成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装置。
2. 前記第１押圧部材は、その押圧力が、前記第２押圧部材の押圧力よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置における定着装置。

Images