JP2012137551A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着フィルムがスリップするのを抑制し、記録シートへの定着を良好に行うことができる定着装置を提供する。
【解決手段】定着装置は、可撓性の定着フィルム１１０と、定着フィルム１１０の内面に摺接するように配置されたニップ板１３０と、ニップ板１３０との間で定着フィルム１１０を挟むことで定着フィルム１１０との間にニップ部ＮＰを形成する加圧ローラ１５０と、を備えた定着装置であって、用紙搬送領域の用紙幅方向外側のみに、ニップ板１３０のニップ部ＮＰを形成する部分より加圧ローラ１５０側へ突出し、定着フィルム１１０を加圧ローラ１５０の周面１５０Ａに向けて押圧する押圧部１７１を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録シートに転写された現像剤像を熱定着する定着装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、円筒状の定着フィルムと、定着フィルム内に配置されるヒータと、定着フィルムを介して加圧ローラとの間にニップ部を形成するニップ板とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的に、この定着装置では、加圧ローラはモータにより駆動されており、定着フィルムは加圧ローラに従動して回転している。

特開平８−２４８７９１号公報

しかしながら、前述した技術では、記録シートが定着フィルムと加圧ローラの間を通過している際に、定着フィルムに加圧ローラからの駆動力が十分に伝わらずに、定着フィルムの走行性が低下する（定着フィルムがスリップする）ことがあった。このように、定着フィルムがスリップしてしまうと、記録シートに現像剤像を良好に定着できないという問題が生じていた。

本発明は、定着フィルムがスリップするのを抑制し、記録シートへの定着を良好に行うことができる定着装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、可撓性の筒状部材と、前記筒状部材の内面に摺接するように配置されたニップ部材と、駆動力が供給され、前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を備えた定着装置であって、記録シート搬送領域の記録シート幅方向外側のみに、前記ニップ部材のニップ部を形成する部分よりバックアップ部材側へ突出し、前記筒状部材を前記バックアップ部材のバックアップ面に向けて押圧する押圧部を備えることを特徴とする。

このように構成された定着装置によれば、押圧部が記録シート搬送領域外で筒状部材の端部をバックアップ部材へ向けて押圧することで、バックアップ部材の駆動力を確実に筒状部材に伝えることができるため、筒状部材のスリップを抑制することができる。

本発明によれば、筒状部材のスリップを抑制することができるので、記録シートへの定着を良好に行うことができる。

本発明の第１実施形態に係るレーザプリンタを示す側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。 ハロゲンランプ、ニップ板、反射板およびステイの斜視図である。 定着装置の断面図である。 第１実施形態の変形例に係るニップ板および反射板を示す斜視図である。 第２実施形態に係るニップ板を示す斜視図（ａ）と、断面図（ｂ）である。 第２実施形態の変形例に係るニップ板を示す斜視図である。

［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る定着装置１００を備えたレーザプリンタ１（画像形成装置）の概略構成について説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。

なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、給紙パット３４と、紙粉取りローラ３５，３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３と給紙パット３４によって１枚ずつ分離され、紙粉取りローラ３５，３６およびレジストローラ３７を通ってプロセスカートリッジ５に向けて搬送される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、レーザ発光部（図示せず）と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５，４６とを主に備えている。露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４，４５、レンズ４３、反射鏡４６の順に反射または通過して、感光体ドラム６１の表面で高速走査される。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。

ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部７４とを主に備えている。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。

現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。用紙Ｐ上に転写されたトナー像（トナー）は、定着装置１００を通過することで用紙Ｐ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。

＜定着装置の詳細構成＞
図２に示すように、定着装置１００は、筒状部材の一例としての定着フィルム１１０と、発熱体の一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、反射板１４０と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ１５０と、ステイ１６０と、回転体１７０（押圧部材）とを備えている。

定着フィルム１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のフィルムであり、その両端部がガイド部材１８０により回転が案内されている（図４参照）。この定着フィルム１１０は、グリスを介してニップ板１３０に摺接するようになっている。なお、定着フィルム１１０およびニップ板１３０の材質によっては、グリスは必ずしも塗布しなくてもよい。

ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０および定着フィルム１１０を加熱することで用紙Ｐ上のトナーを加熱する公知の発熱体であり、定着フィルム１１０の内側において定着フィルム１１０およびニップ板１３０の内側から所定の間隔をあけて配置されている。

ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける板状の部材であり、筒状の定着フィルム１１０の内面に摺接するように配置されている。そして、このニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着フィルム１１０を介して用紙Ｐ上のトナーに伝達する。

このニップ板１３０は、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などで平面状に構成されている。なお、ニップ板１３０の上面１３０Ａには、黒色の塗装を施したり、熱吸収部材を設けたりしてもよい。これによれば、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率よく吸収することができる。

また、図３に示すように、ニップ板１３０は、後述する回転体１７０が配置される開口部１３１と、支持部１３２とを有している。

開口部１３１は、ニップ板１３０の左右両端部において、用紙搬送領域Ｗの用紙幅方向外側であり、かつ、用紙搬送方向中央部において、上下方向（厚み方向）に貫通して形成されている。ここで、用紙搬送領域Ｗは、レーザプリンタ１で画像形成可能な最大サイズの用紙の搬送領域を指す（図４参照）。

支持部１３２は、開口部１３１の左右両端部にニップ板１３０の上面１３０Ａから上方向に突出するように、板金加工によってニップ板１３０と一体に形成されている。この支持部１３２は、回転体１７０の回転軸１７２を回転可能に支持している。

図２に示すように、反射板１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板１３０（ニップ板１３０の上面１３０Ａ）に向けて反射する部材であり、定着フィルム１１０の内側においてハロゲンランプ１２０を取り囲むように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。

このような反射板１４０によってハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に集めることで、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率よく利用することができ、ニップ板１３０および定着フィルム１１０を速やかに加熱することができる。

反射板１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。より詳しくは、反射板１４０は、湾曲形状（断面視略Ｕ形状）をなす反射部１４１と、反射部１４１の両端部から前後方向外側に沿って延びるフランジ部１４２とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。

加圧ローラ１５０は、弾性変形可能な部材であり、ニップ板１３０の下方に配置されている。そして、この加圧ローラ１５０は、弾性変形した状態でニップ板１３０との間で定着フィルム１１０を挟むことで定着フィルム１１０との間にニップ部ＮＰを形成している。

この加圧ローラ１５０は、本体筐体２内に設けられた図示しないモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように軸端に駆動ギヤ１５１が設けられており（図４参照）、この駆動ギヤ１５１を介して駆動力が伝達されて回転駆動する。そして、加圧ローラ１５０が回転駆動することで定着フィルム１１０（または用紙Ｐ）との摩擦力により定着フィルム１１０を従動回転する。これにより、トナー像が転写された用紙Ｐは、加圧ローラ１５０と加熱された定着フィルム１１０の間（ニップ部ＮＰ）を搬送されることでトナー像（トナー）が熱定着される。

ステイ１６０は、前後方向におけるニップ板１３０の両端部を反射板１４０のフランジ部１４２を介して支持することでニップ板１３０の剛性を確保する部材である。ステイ１６０は、反射板１４０（反射部１４１）の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）を有して反射板１４０を覆うように配置されている。このようなステイ１６０は、比較的剛性が大きい、例えば、鋼板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。

回転体１７０は、ニップ板１３０とは別個に設けられる定着フィルム１１０の端部を加圧ローラ１５０の周面１５０Ａ（バックアップ面）に向けて押圧する部材であり、円筒状に形成された押圧部１７１と、回転軸１７２とを有している。

回転体１７０の押圧部１７１は、ニップ板１３０の開口部１３１に配置され、ニップ板１３０の下面１３０Ｂ（ニップ部ＮＰを形成する部分）より加圧ローラ１５０側へ突出している。このように開口部１３１に配置されることで、押圧部１７１は、ニップ板１３０の用紙搬送領域Ｗの用紙幅方向外側のみに設けられている。

これにより、用紙Ｐが定着フィルム１１０と加圧ローラ１５０の間を搬送されているときであっても、押圧部１７１が定着フィルム１１０の加圧ローラ１５０と接触している部分を押圧することで、加圧ローラ１５０の駆動力を定着フィルム１１０へ確実に伝えることができる。また、押圧部１７１が用紙搬送領域Ｗ外に設けられているため、押圧部１７１が用紙Ｐを押圧することで熱定着に影響が及ぶのを抑制することができる。

なお、定着フィルム１１０を確実に加圧ローラ１５０の周面１５０Ａに向けて押圧するために、押圧部１７１は、左右方向（用紙幅方向）に見て、ニップ部ＮＰと重なる位置に配置されるのが望ましい。また、十分な押圧力を得るために、押圧部１７１のニップ板１３０の下面１３０Ｂから加圧ローラ１５０側への突出は、０．２ｍｍ以上である方がよい。

回転軸１７２は、ニップ板１３０の定着フィルム１１０と摺接する下面１３０Ｂとは反対側の上面１３０Ａよりも加圧ローラ１５０から離れた位置に配置され、支持部１３２に回転可能に支持されている。

また、ニップ板１３０の左方に支持されている回転体１７０の回転軸１７２は、図４に示すように、ガイド部材１８０の外側まで延び、左端部には駆動ギヤ１７３が設けられている。そして、駆動ギヤ１７３は、加圧ローラ１５０の駆動ギヤ１５１と係合している。つまり、ニップ板１３０の左方に支持されている回転体１７０は、加圧ローラ１５０と駆動連結されている。

一方、ニップ板１３０の右方に支持されている回転体１７０は、駆動ギヤ１７３を有しておらず、定着フィルム１１０を介して加圧ローラ１５０からの駆動力を受けて、従動回転するようになっている。

以上のように構成された定着装置１００では、トナー像が転写された用紙Ｐが、加圧ローラ１５０と加熱された定着フィルム１１０の間（ニップ部ＮＰ）を搬送されることで、トナー像（トナー）が熱定着されることとなる。このとき、定着フィルム１１０と加圧ローラ１５０間の摩擦力が低下しても、回転可能な回転体１７０と加圧ローラ１５０で直接定着フィルム１１０を挟むことで、加圧ローラ１５０の駆動力が確実に定着フィルム１１０に伝わるため、定着フィルム１１０のスリップを抑制することができる。特に、ニップ板１３０の左方に支持されている回転体１７０は、加圧ローラ１５０と駆動連結されているので、この回転体１７０が定着フィルム１１０の内側からも定着フィルム１１０の駆動力を与え、定着フィルム１１０の従動回転を促すことができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
押圧部１７１が、用紙搬送領域Ｗの用紙幅方向外側のみに、ニップ板１３０の下面１３０Ｂから加圧ローラ１５０側へ突出し、定着フィルム１１０を加圧ローラ１５０の周面１５０Ａに向けて押圧するため、加圧ローラ１５０から定着フィルム１１０への駆動力の伝達を促すことができ、定着フィルム１１０のスリップを抑制することができる。

そして、押圧部１７１は、ニップ板１３０と別部材の回転体１７０により構成されているため、定着フィルム１１０を押圧する部分をニップ板１３０に一体に設ける構成に比べて、押圧部１７１の押圧力を調節しやすい。

また、回転体１７０の回転軸１７２は、ニップ板１３０の上面１３０Ａよりも加圧ローラ１５０から離れた位置に配置されているため、回転体１７０の大小に関わらず、押圧部１７１を適度な突出量でニップ板１３０から加圧ローラ１５０側へ突出させることができる。このため、回転体１７０の直径を大きくして、定着フィルム１１０の局部的な変形を避けることもできる。

そして、回転体１７０は、ニップ板１３０の開口部１３１の軸方向両側に配置されている支持部１３２に支持されているため、ニップ板１３０に安定して軸支されている。

また、ニップ板１３０は、支持部１３２と一体に形成されているため、支持部１３２を別部品として新たに設ける必要がない。

そして、回転体１７０は、加圧ローラ１５０と駆動連結されているため、回転体１７０が回転駆動することで、定着フィルム１１０の従動回転をフィルムの内側から促すことができる。

前記第１実施形態では、回転体１７０がニップ板１３０に支持されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、回転体１７０は、ニップ板１３０以外の部材に支持されていてもよい。

例えば、図５に示すように、回転体１７０をニップ板１３０よりも左右方向外側に配置し、反射板２４０に回転可能に支持させてもよい。

具体的に、反射板２４０は、左右端部に板金加工により形成された変形部２４１を有している。この変形部２４１は、回転体１７０の回転軸１７２と略同じ高さに形成されており、開口部２４２と支持部２４３とを有している。

開口部２４２は、回転体１７０の押圧部１７１を避けるようにして上下方向に貫通して形成されている。支持部２４３は、開口部２４２の左右両端部に設けられており、回転体１７０の回転軸１７２を回転可能に支持している。

このように、回転体１７０を反射板２４０で支持しても、定着フィルム１１０のスリップを抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。第１実施形態では、押圧部材として回転体１７０を採用していたが、本実施形態は、押圧部材として回転しない部材を採用している。なお、本実施形態では、前記した第１実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付して、その説明を省略することとする。

図６（ａ）および（ｂ）に示すように、押圧部材としての板状部材２７０は、湾曲形状をなす押圧部２７１と、押圧部２７１の両端部から前後方向に延びるフランジ部２７２とを有し、ニップ板１３０の用紙搬送領域の用紙幅方向外側に形成されている開口部１３１に配置されている。

フランジ部２７２は、下方へ付勢する圧縮バネ２９０の付勢力を受けて開口部１３１の縁に固定されている。そして、押圧部２７１は、開口部１３１に配置され、ニップ板１３０の下面１３０Ｂから下方へ向かって突出している。この突出した押圧部２７１によって、定着フィルム１１０は加圧ローラ１５０の周面１５０Ａに向けて押圧されている。

このように、押圧部材が回転しない部材から構成されていても、押圧部２７１が用紙搬送領域の外側で定着フィルム１１０を加圧ローラ１５０へ向けて押圧することにより、加圧ローラ１５０の駆動力が定着フィルム１１０へ伝達されるのを促すことができる。

この第２実施形態では、押圧部２７１がニップ板１３０とは別部材である板状部材２７０によって構成されていたが、図７に示すように、押圧部２３１がニップ板２３０と一体に形成されていてもよい。

具体的に、押圧部２３１は、ニップ板２３０の用紙搬送領域の外側部分が加圧ローラ１５０側へ向かって凸となるように板金加工によって形成されている。このように、押圧部２３１をニップ板２３０と一体に設けることで、部品点数を少なくすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、ニップ部材として板状のニップ板１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、板状でない厚めの部材を採用してもよい。

また、前記実施形態では、バックアップ部材として加圧ローラ１５０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベルト状の加圧部材などであってもよい。

前記実施形態では、記録シートとして、普通紙やはがきなどの用紙Ｐを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。

前記実施形態では、本発明の定着装置１００を備えた画像形成装置として、レーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＬＥＤによって露光を行うＬＥＤプリンタであってもよいし、プリンタ以外の複写機や複合機などであってもよい。また、前記実施形態では、モノクロ画像を形成する画像形成装置を例示したが、本発明はこれに限定されず、カラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。

１ レーザプリンタ
１００ 定着装置
１１０ 定着フィルム
１２０ ハロゲンランプ
１３０ ニップ板
１３１ 開口部
１３２ 支持部
１４０ 反射板
１５０ 加圧ローラ
１５０Ａ 周面
１５１ 駆動ギヤ
１６０ ステイ
１７０ 回転体
１７１ 押圧部
１７２ 回転軸
１７３ 駆動ギヤ
１８０ ガイド部材
ＮＰ ニップ部
Ｐ 用紙

Claims (11)

1. 可撓性の筒状部材と、
   前記筒状部材の内面に摺接するように配置されたニップ部材と、
   駆動力が供給され、前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を備えた定着装置であって、
   記録シート搬送領域の記録シート幅方向外側のみに、前記ニップ部材のニップ部を形成する部分よりバックアップ部材側へ突出し、前記筒状部材を前記バックアップ部材のバックアップ面に向けて押圧する押圧部を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記押圧部は、記録シート幅方向に見て、前記ニップ部と重なることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記押圧部は、前記ニップ部材と別部材の押圧部材により構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記押圧部材は、前記ニップ部材に形成される厚み方向に貫通した開口部に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記押圧部材は、前記筒状部材の移動とともに回転する回転体であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の定着装置。
6. 前記回転体の回転軸は、前記ニップ部材の前記筒状部材と摺接する面とは反対側の面よりも前記バックアップ部材から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記回転体は、前記ニップ部材に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の定着装置。
8. 前記ニップ部材は、板金加工により、前記回転体を支持する支持部と一体に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記バックアップ部材には、駆動力が入力されており、
   前記押圧部材は、前記バックアップ部材と駆動連結されていることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記押圧部は、前記ニップ部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
11. 可撓性の筒状部材と、
    前記筒状部材の内面に摺接するように配置されたニップ部材と、
    駆動力が供給され、前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を備えた定着装置であって、
    記録シート搬送領域の記録シート幅方向外側のみに、前記ニップ部材のニップ部を形成する部分よりバックアップ部材側へ突出し、前記筒状部材を前記バックアップ部材のバックアップ面に向けて押圧する押圧部を備え、
    前記押圧部は、記録シート幅方向に見て、前記ニップ部と重なることを特徴とする定着装置。

Images