JP2014056149A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルト中央部の凹みを抑制することができる定着装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の定着装置１００は、定着ベルト１１０と、定着ベルト１１０が摺動する摺動面１３５を有し、定着ベルト１１０の摺動方向に直交する方向に延びるニップ板１３０と、加圧ローラ１４０と、ニップ板１３０の加圧ローラ１４０側とは反対側に配置され、ニップ板１３０を支持する支持部１６５を有するステイ１６０とを備える。支持部１６５は、ニップ板１３０の長手方向における両端部側が中央部側よりも加圧ローラ１４０側に位置する。さらに、定着装置１００は、摺動面１３５よりも摺動方向の下流側で、定着ベルト１１０をガイドするガイド面３２１を有する下流ガイド３２０を備え、ガイド面３２１は、摺動面１３５の摺動方向の下流端からの延長面１３６よりも加圧ローラ１４０側に位置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ベルトと、ニップ部材と、ステイとを備えた定着装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置は、ベルト、ベルトが摺動し、ベルトの摺動方向に直交する方向に長く延びるニップ部材、ニップ部材との間でベルトを挟む回転体、ニップ部材の回転体側と反対側に配置され、ニップ部材を支持する支持部を有するステイを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この定着装置に備えられるステイの支持部は、ニップ部材の長手方向における両端部側が中央部側よりも回転体側に位置している。このような支持部があることで、定着時におけるニップ部材と回転体との間にかかる圧力が、両端部の方が中央部よりも大きくなるので、記録シートの中央部が両端部に引っ張られ、記録シートに皺が寄ることを抑制することができる。

米国特許第６２６６５１０号明細書

しかしながら、ステイの支持部が、長手方向における両端部側が中央部側よりも回転体側に位置した形状であるので、ニップ部材の形状も、支持部の形状に倣って両端部側が中央部側よりも回転体側に位置した形状となる。この状態で、ベルトがニップ部材との摺動面を通過すると、ニップ部材の形状に対応するようにベルト中央部が凹みやすくなるという問題が生じる。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、ベルト中央部の凹みを抑制する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、ベルトと、当該ベルトが摺動する摺動面を有し、ベルトの摺動方向に直交する方向に長く延びるニップ部材と、前記摺動方向およびニップ部材の長手方向と直交する対向方向でベルトと対向し、ニップ部材との間でベルトを挟み、かつ、回転可能に設けられた回転体と、ニップ部材の回転体側とは反対側に配置され、ニップ部材を支持する支持部を有するステイとを備える。支持部は、前記摺動方向の少なくとも一部において、ニップ部材の前記長手方向における両端部側が中央部側よりも回転体側に位置する。さらに、定着装置は、摺動面よりも前記摺動方向の下流側で、前記長手方向の中央部側でベルトをガイドするガイド面を有する下流ガイドを備え、ガイド面は、摺動面の前記摺動方向の下流端から前記摺動方向下流側に延長した延長面よりも回転体側に位置する。

両端部側が中央部側よりも回転体側に位置した支持部を有するステイを持つ定着装置では、ベルトがニップ部材の摺動面を通過した後にベルト中央部に凹みが生じやすいが、この構成によれば、ベルトが摺動面を通過した後にベルト中央部の位置に、摺動面の摺動方向の下流端からの延長面よりも回転体側に位置したガイド面があるので、ベルト中央部の凹みを元に戻すことができる。

前記した構成において、ガイド面の前記対向方向における回転体側の端と延長面との前記対向方向における距離は、支持部の中央部と両端部との前記対向方向における距離よりも小さい構成とすることができる。

このような構成によれば、ガイド面がベルトに対して大きく突出することがないので、ベルトを逆方向に凹ませることを低減しつつ、ベルト中央部の凹みを元に戻すことができる。

前記した構成において、ガイド面は、前記長手方向において、ベルトの幅の半分よりも長く延び、ガイド面の前記長手方向における中央部は、両端部側よりも回転体側に位置する構成とすることができる。

このような構成によれば、ガイド面が摺動方向から見てベルトの幅の半分よりも長く延びた凸形状であるので、ガイド面がベルトの幅の半分よりも短い凸形状である構成と比較して、ベルトに対してガイド面から局所的に負荷がかかるのを抑制することができる。

前記した構成において、支持部は、少なくとも前記摺動方向下流側の端部において、両端部側が中央部側よりも回転体側に位置する構成とすることができる。

支持部が摺動方向下流側の端部において、両端部側が中央部側よりも回転体側に位置する構成では、ベルトが摺動面を通過した後にベルトの中央部に凹みが特に生じやすいが、このような構成であっても、ガイド面によりベルト中央部の凹みを抑制することができる。

本発明によれば、ベルトが摺動面を通過した後にベルト中央部の位置に、摺動面の摺動方向の下流端からの延長面よりも回転体側に位置したガイド面があるので、ベルト中央部の凹みを元に戻すことができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタを示す断面図である。 定着装置を示す断面図である。 ステイが組み付けられたカバー部材を図２のＡ−Ａ線で切った断面図である。 第１変形例に係るガイド面の拡大図である。

次に、本発明の一実施形態について、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、本実施形態に係る定着装置１００を備えたレーザプリンタ１の概略構成を簡単に説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。

また、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における左側を「前」、右側を「後」とし、奥側を「左」、手前側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

＜レーザプリンタと定着装置の概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓ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Ｓ上に転写されたトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５（感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間）に向けて供給される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置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、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。

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。

この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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｓ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、ベルトの一例としての定着ベルト１１０と、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、回転体の一例としての加圧ローラ１４０と、反射板１５０と、ステイ１６０と、カバー部材２１０とを主に備えている。

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性と有する無端状のステンレス綱製のベルトであり、カバー部材２１０に形成された上流ガイド３１０および下流ガイド３２０により回転（進行方向）が案内され、ニップ板１３０、上流ガイド３１０および下流ガイド３２０と摺動するように構成されている。

ハロゲンランプ１２０は、輻射熱を発してニップ板１３０および定着ベルト１１０を加熱することで用紙Ｓ上のトナーを加熱する部材であり、ニップ板１３０の定着ベルト１１０が摺動する側と反対側において定着ベルト１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。

ニップ板１３０は、左右方向（定着ベルト１１０の摺動方向に直交する方向）に長く延びて配置され、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る。本実施形態において、ニップ板１３０は、金属製であり、例えば、スチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、アルミニウム板などで平面上に構成され、撓み変形可能な程度の厚みで形成されている。また、ニップ板１３０は、定着ベルト１１０との摺動面に非金属の保護層（例えば、フッ素コーティングが施されたもの）を設けた金属を含むものを用いてもよい。

ニップ板１３０は、板状部１３１と、屈曲部１３２とを有している。
板状部１３１は、左右方向に延びる板状に形成され、定着ベルト１１０が摺動する摺動面１３５を有している。板状部１３１は、摺動面１３５において、加圧ローラ１４０との間で定着ベルト１１０を上下に挟むことで、定着ベルト１１０との間でニップ部Ｎを形成している。そして、この板状部１３１は、ハロゲンランプ１２０の下方に配置されて、当該ハロゲンランプ１２０からの熱を定着ベルト１１０を介して用紙Ｓ上のトナーに伝達するようになっている。
屈曲部１３２は、板状部１３１の前端側から上方に向けて略円弧状に屈曲するように形成されている。

加圧ローラ１４０は、ニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟むことで定着ベルト１１０との間にニップ部Ｎを形成する部材である。この加圧ローラ１４０は、上下方向（摺動方向およびニップ板１３０の長手方向と直交する方向）で定着ベルト１１０と対向しており、ニップ板１３０の下方の位置で回転可能に設けられている。本実施形態においては、ニップ部Ｎを形成するために、ニップ板１３０および加圧ローラ１４０の一方を他方に向けて付勢している。そして、この加圧ローラ１４０は、ニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟んだ状態で回転することで、当該定着ベルト１１０とともに回転して用紙Ｓを後方に搬送するようになっている。

加圧ローラ１４０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構成されており、回転駆動することで定着ベルト１１０または用紙Ｓとの摩擦力により定着ベルト１１０を従動回転させる。トナー像が転写された用紙Ｓは、加圧ローラ１４０と加熱された定着ベルト１１０の間（ニップ部Ｎ）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。

反射板１５０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に向けて反射する部材であり、定着ベルト１１０の内側でハロゲンランプ１２０を囲うように、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。

この反射板１５０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Ｕ字状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板１５０は、Ｕ字形状をなす反射部１５１と、反射部１５１の前後方向における両端縁（ニップ板１３０側の各端縁）から前後方向外側に向けて延びるフランジ１５２とを有している。
そして、各フランジ１５２は、ステイ１６０とニップ板１３０とで挟まれており、撓み変形することで、反射板１５０全体がしなるように変形可能となっている。

ステイ１６０は、ニップ板１３０を反射板１５０を介して支持することで加圧ローラ１４０からの荷重を受ける部材であり、ニップ板１３０の加圧ローラ１４０側とは反対側にハロゲンランプ１２０や反射板１５０を囲うように配置されている。なお、ここでいう荷重は、ニップ板１３０が加圧ローラ１４０を付勢する構成においては、ニップ板１３０が加圧ローラ１４０を付勢するときの反力をいうものとする。

詳しくは、ステイ１６０は、上壁１６１と、上壁１６１の摺動方向上流側である前端から下方に延びる前壁１６２と、上壁１６１の摺動方向下流側である後端から下方に延びる後壁１６３とによって断面視Ｕ字形状に形成されている。そして、前壁１６２の下端部には、前側に延びるフランジ１６４が形成されている。
このようなステイ１６０は、比較的剛性が高い、例えば、鋼板などを折り曲げることで形成されている。

また、前壁１６２および後壁１６３の下端部は、反射板１５０を介してニップ板１３０を支持する支持部１６５となっている。
図３に示すように、各支持部１６５（後側のみ図示）は、ニップ板１３０の左右方向における両端部側が中央部側よりも加圧ローラ１４０側に位置するような構成となっている。言い換えると、支持部１６５は、摺動方向から見て緩やかな円弧状の凹形状となっている。

図２に戻り、カバー部材２１０は、断面視Ｕ字形状をなして左右方向に長く延びるように形成されており、ステイ１６０を挟んでハロゲンランプ１２０とは反対側でステイ１６０を覆うように配置されている。カバー部材２１０は、後側壁２１１と、前側壁２１２と、後側壁２１１および前側壁２１２の上端同士を連結するように延びる上壁２１３と、後側壁２１１の下端から後方に向けて延びる延出壁２１４とを主に有している。

そして、前側壁２１２の下端部には、定着ベルト１１０の前側下部を案内する上流ガイド３１０が形成されている。また、延出壁２１４の後端には、定着ベルト１１０の後側下部を案内する下流ガイド３２０が形成されている。

上流ガイド３１０は、摺動面１３５よりも摺動方向上流側に設けられ、左右方向に長く延びるように形成されている。この上流ガイド３１０は、定着ベルト１１０をニップ部Ｎに向けて案内している。

下流ガイド３２０は、図２、図３に示すように、摺動面１３５よりも摺動方向下流側に設けられ、左右方向に沿って長く延びるように形成されている。この下流ガイド３２０は、左右方向の中央部側で定着ベルト１１０の内周面をガイドするガイド面３２１を有している。なお、図３においては、便宜上、ガイド面３２１の大きさを誇張して図示している。

ガイド面３２１は、摺動面１３５の摺動方向下流端から摺動方向下流側に延長した延長面１３６よりも加圧ローラ１４０側に位置している。より詳細に、ガイド面３２１は、左右方向において、定着ベルト１１０の幅の半分よりも長く延びており、その中央部が両端部側よりも加圧ローラ１４０側に位置しており、摺動方向から見て緩やかな円弧状の凸形状となるような構成となっている。

また、図２に示すように、ガイド面３２１の下端３２２（上下方向における加圧ローラ１４０側の端）と延長面１３６との上下方向における距離Ｘを、支持部１６５の中央部１６５Ａと両端部１６５Ｂとの上下方向における距離Ｙよりも小さくすることで、ガイド面３２１が定着ベルト１１０に対して大きく突出しないような構成となっている。

以上のように構成された定着装置１００は、支持部１６５が左右方向における両端部側が中央部側よりも加圧ローラ１４０側に位置するような構成であるので、定着時において、ニップ板１３０および反射板１５０のフランジ１５２が支持部１６５に倣って変形し、左右方向における両端部側が中央部側よりも加圧ローラ１４０側に位置するような形状となる。これにより、ニップ板１３０と加圧ローラ１４０の間にかかる圧力は、左右方向の中央部よりも両端部の方が大きくなり、用紙Ｓの皺が抑えられるようになっている。

また、摺動面１３５を通過する定着ベルト１１０も、ニップ板１３０の形状に倣って左右方向における中央部が凹んだ状態となる。そして、定着ベルト１１０は、摺動面１３５を通過した後も凹んだままであると、凹んだまま回転し続けることになり、負担がかかりやすくなる。

しかし、本実施形態の定着装置１００は、定着ベルト１１０が摺動面１３５を通過した後に定着ベルト１１０の中央部の位置に延長面１３６から突出するガイド面３２１があるので、定着ベルト１１０の中央部の凹みを元に戻すことができる。

また、ガイド面３２１の下端３２２（上下方向における加圧ローラ１４０側の端）と延長面１３６との上下方向（対向方向）における距離Ｘを、支持部１６５の中央部１６５Ａと両端部１６５Ｂとの上下方向における距離Ｙよりも小さくすることで、ガイド面３２１が定着ベルト１１０に対して大きく突出することがなくなる。そのため、定着ベルト１１０を逆方向に凹ませることを低減しつつ、定着ベルト１１０の中央部の凹みを元に戻すことができる。

また、ガイド面３２１が、摺動方向から見て定着ベルト１１０の幅の半分よりも長く延びた凸形状であるので、ガイド面が定着ベルトの幅の半分よりも短い凸形状である構成と比較して、定着ベルト１１０に対してガイド面３２１から局所的に負荷がかかるのを抑制することができる。

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。なお、以下の説明において、前記実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

前記実施形態では、ガイド面３２１を有する下流ガイド３２０は、カバー部材２１０に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ニップ板１３０の一部を下流ガイドとしてもよい。

前記実施形態では、ガイド面３２１は、左右方向に長く延びた凸形状となる構成であったが、左右方向の中央部のみが凸形状となるような構成であってもよい。

前記実施形態では、支持部１６５は、前側および後側が両方とも左右方向における両端部側が中央部側よりも加圧ローラ１４０側に位置する構成であったが、後側の支持部１６５のみが、左右方向における両端部側が中央部側よりも加圧ローラ１４０側に位置するような構成であってもよい。

前記実施形態では、延長面１３６は、前後方向に平行に延びていたが、その延びる方向は特に限定されない。例えば、図４に示すように、後斜め上方向に延びるような延長面１３６Ａであってもよい。

この構成では、ニップ板１３０Ａが、板状部１３１Ａの後端から後斜め上方に向けて屈曲するように形成されており、定着ベルト１１０が摺動する摺動面１３５Ａの摺動方向下流端は、後斜め上方向を向いている。下流ガイド３２０Ａは、摺動面１３５Ａよりも摺動方向下流側に設けられており、左右方向の中央部側で定着ベルト１１０の内周面をガイドするガイド面３２１Ａを有している。

ガイド面３２１Ａは、摺動面１３５Ａの摺動方向下流端から摺動方向下流側に延長した延長面１３６Ａよりも加圧ローラ１４０側に位置している。
この場合も、前記実施形態と同様に、定着ベルト１１０の中央部の凹みを元に戻すことができる。

１００ 定着装置
１１０ 定着ベルト
１３０ ニップ板
１３０Ａ ニップ板
１３５ 摺動面
１３５Ａ 摺動面
１３６ 延長面
１３６Ａ 延長面
１４０ 加圧ローラ
１５０ 反射板
１６０ ステイ
１６５ 支持部
１６５Ａ 中央部
１６５Ｂ 両端部
３２０ 下流ガイド
３２０Ａ 下流ガイド
３２１ ガイド面
３２１Ａ ガイド面
３２２ 下端
Ｘ 距離
Ｙ 距離

Claims (4)

1. ベルトと、
   当該ベルトが摺動する摺動面を有し、前記ベルトの摺動方向に直交する方向に長く延びるニップ部材と、
   前記摺動方向および前記ニップ部材の長手方向と直交する対向方向で前記ベルトと対向し、前記ニップ部材との間で前記ベルトを挟み、かつ、回転可能に設けられた回転体と、
   前記ニップ部材の前記回転体側とは反対側に配置され、前記ニップ部材を支持する支持部を有するステイとを備え、
   前記支持部は、前記摺動方向の少なくとも一部において、前記ニップ部材の前記長手方向における両端部側が中央部側よりも前記回転体側に位置し、
   前記摺動面よりも前記摺動方向の下流側で、前記長手方向の中央部側で前記ベルトをガイドするガイド面を有する下流ガイドを備え、
   前記ガイド面は、前記摺動面の前記摺動方向の下流端から前記摺動方向下流側に延長した延長面よりも前記回転体側に位置することを特徴とする定着装置。
2. 前記ガイド面の前記対向方向における前記回転体側の端と前記延長面との前記対向方向における距離は、前記支持部の中央部と両端部との前記対向方向における距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ガイド面は、前記長手方向において、前記ベルトの幅の半分よりも長く延び、
   前記ガイド面の前記長手方向における中央部は、両端部側よりも前記回転体側に位置し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. 前記支持部は、少なくとも前記摺動方向下流側の端部において、前記両端部側が前記中央部側よりも前記回転体側に位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。

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