JP2016148816A - 回転装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

回転装置、定着装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ベルトの軸方向の端面が制限部材に局所的に当たって損傷するのを抑制する。
【解決手段】回転する回転体と、外周面が前記回転体に接触し、前記回転体に従動して回転する環状のベルトと、前記ベルトの軸方向端面に接触して前記ベルトの軸方向への移動を制限する制限部材と、前記制限部材を支持し、自らの弾性変形により前記制限部材を前記軸方向に対して傾き可能にする弾性部材と、を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、回転装置、定着装置及び画像形成装置に関する。
特許文献1には、定着ベルトと、加圧ロールと、定着ベルトの軸方向の端面に接触して定着ベルトの軸方向への移動を制限する制限部材(フランジ)と、有する定着装置が開示されている。
特開2005−107201号公報
ここで、制限部材がベルトの軸方向の端面に接触してベルトの軸方向への移動を制限する構成では、ベルトの軸方向の端面が制限部材に局所的に当たった状態が続くと、ベルトが損傷する場合がある。
本発明は、ベルトの軸方向移動を制限する制限部材が固定されている場合に比べ、ベルトの軸方向の端面が制限部材に局所的に当たって損傷するのを抑制することを目的とする。
請求項1の発明は、回転する回転体と、外周面が前記回転体に接触し、前記回転体に従動して回転する環状のベルトと、前記ベルトの軸方向端面に接触して前記ベルトの軸方向への移動を制限する制限部材と、前記制限部材を支持し、自らの弾性変形により前記制限部材を前記軸方向に対して傾き可能にする弾性部材と、を備える。
請求項2の発明では、前記弾性部材は、自らの弾性変形により前記制限部材を前記軸方向に移動可能にする。
請求項3の発明では、前記ベルトは、張力が付与されていない状態で、前記回転体に従動して回転する。
請求項4の発明では、前記弾性部材の外縁は、前記ベルトの軸方向視にて、前記ベルトの周方向に沿っている。
請求項5の発明は、前記回転体と前記ベルトとで記録媒体を搬送しながら当該記録媒体に画像を定着する請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転装置としての定着装置である。
請求項6の発明は、画像を記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によって記録媒体に形成された画像を記録媒体に定着させる請求項5に記載の定着装置と、を有する。
本発明の請求項1の構成によれば、制限部材が固定されている場合に比べ、ベルトの軸方向の端面が制限部材に局所的に当たって損傷することを抑制できる。
本発明の請求項2の構成によれば、制限部材がベルトの軸方向に対して傾き可能であるが制限部材の該軸方向への移動が制限されている場合に比べ、ベルトの軸方向の端面が制限部材に局所的に当たって損傷することを抑制できる。
本発明の請求項3の構成によれば、ベルトの軸方向の端面の制限部材への局所的な突き当たりが発生しやすい構成において、制限部材が固定されている場合に比べ、ベルトの軸方向の端面が制限部材に局所的に当たって損傷することを抑制できる。
本発明の請求項4の構成によれば、ベルトの周方向における制限部材の傾く量のばらつきを抑制できる。
本発明の請求項5の構成によれば、ベルトの損傷に起因する記録媒体の搬送不良を抑制できる。
本発明の請求項6の構成によれば、記録媒体の搬送不良に起因する画像不良を抑制できる。
画像形成装置の構成を示す概略図である。 定着装置の構成を示す概略図である。 加圧ベルトの構成を示す概略図である。 図3に示す構成において、ゴム部材が周方向の一部で弾性変形した状態を示す概略図である。 弾性部材の変形例を示す概略図である。 比較例の構成を示す概略図である。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
(画像形成装置10の構成)
まず、画像形成装置10の構成を説明する。図1は、画像形成装置10の構成を示す概略図である。
画像形成装置10は、図1に示されるように、各構成部品が内部に収容される画像形成装置本体11(筐体)を備えている。画像形成装置本体11の内部には、用紙等の記録媒体Pが収容される収容部12と、記録媒体Pに画像を形成する画像形成部14と、記録媒体Pに形成された画像を記録媒体Pに定着する定着装置60と、が設けられている。画像形成装置本体11の内部には、さらに、収容部12から画像形成部14へ記録媒体Pを搬送する搬送部16と、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部20と、が設けられている。また、画像形成装置本体11の側部(図1における右側部)には、定着装置60によって画像が定着された記録媒体Pが排出される排出部18が設けられている。
画像形成部14は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット22Y、22M、22C、22K(以下、22Y〜22Kと示す)と、画像形成ユニット22Y〜22Kで形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト24と、を備えている。さらに、画像形成部14は、各画像形成ユニット22Y〜22Kで形成されたトナー画像を中間転写ベルト24に転写する第1転写ロール26と、第1転写ロール26によって中間転写ベルト24に転写されたトナー画像を中間転写ベルト24から記録媒体Pへ転写する第2転写ロール28と、を備えている。なお、画像形成部14は、上記の構成に限られず、他の構成であっても良く、記録媒体Pに画像を形成するものであればよい。
画像形成ユニット22Y〜22Kは、水平方向に沿って画像形成装置本体11の内部に配置されている。また、画像形成ユニット22Y〜22Kは、一方向(例えば、図1における時計回り方向)へ回転する感光体32をそれぞれ有している。なお、各画像形成ユニット22Y〜22Kは、同様に構成されているので、図1において、画像形成ユニット22M、22C、22Kにおける各部の符号を省略している。
各感光体32の周囲には、感光体32の回転方向上流側から順に、感光体32を帯電させる帯電装置23と、帯電装置23によって帯電した感光体32を露光して感光体32に静電潜像を形成する露光装置36と、露光装置36によって感光体32に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置38と、感光体32に接触して感光体32に残留しているトナーを除去する除去装置40と、が設けられている。
露光装置36は、制御部20から送られた画像信号に基づき静電潜像を形成するようになっている。制御部20から送られる画像信号としては、例えば、制御部20が外部装置から取得した画像信号がある。
中間転写ベルト24は、環状に形成されると共に、画像形成ユニット22Y〜22Kの下側に配置されている。中間転写ベルト24の内周側には、中間転写ベルト24が巻き掛けられる巻掛ロール41、42、43、44、45が設けられている。中間転写ベルト24は、例えば、巻掛ロール45が回転駆動することによって、感光体32と接触しながら一方向(例えば、図1における反時計回り方向)へ循環移動(回転)するようになっている。なお、巻掛ロール43は、第2転写ロール28に対向する対向ロールとされている。
第1転写ロール26は、中間転写ベルト24を挟んで感光体32に対向している。第1転写ロール26と感光体32との間が、感光体32に形成されたトナー画像が中間転写ベルト24に転写される第1転写位置とされている。
第2転写ロール28は、中間転写ベルト24を挟んで巻掛ロール43に対向している。第2転写ロール28と巻掛ロール43との間が、中間転写ベルト24に転写されたトナー画像が記録媒体Pに転写される第2転写位置とされている。
搬送部16は、収容部12に収容された記録媒体Pを送り出す送出ロール46と、送出ロール46によって送り出された記録媒体Pを第2転写位置へ搬送する複数の搬送ロール50と、を有している。
また、搬送部16は、第2転写ロール28によってトナー画像が転写された記録媒体Pを搬送する搬送部材59を有している。搬送部材59は、環状(無端状)の搬送ベルト59Aと、搬送ベルト59Aが巻き掛けられた一対のロール59Bと、を有している。搬送ベルト59Aがその外周面に記録媒体Pを保持した状態で、一対のロール59Bの少なくとも一方が回転駆動することで、記録媒体Pを定着装置60へ搬送するようになっている。
定着装置60は、搬送部材59に対する搬送方向下流側に配置されている。この定着装置60は、第2転写ロール28によって記録媒体Pに転写されたトナー画像を記録媒体Pに定着させる。定着装置60でトナー画像が定着された記録媒体Pは、排出部18へ排出される。なお、定着装置60の具体的な構成については後述する。
(画像形成動作)
次に、本実施形態に係る画像形成装置10における、記録媒体Pへ画像を形成する画像形成動作について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置10では、収容部12から送出ロール46によって送り出された記録媒体Pが、複数の搬送ロール50によって第2転写位置へ送り込まれる。
一方、画像形成ユニット22Y〜22Kでは、帯電装置23によって帯電した感光体32が、露光装置36によって露光されて感光体32に静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置38によって現像されて感光体32にトナー画像が形成される。画像形成ユニット22Y〜22Kで形成された各色のトナー画像は、第1転写位置にて中間転写ベルト24に重ねられて、カラー画像が形成される。そして、中間転写ベルト24に形成されたカラー画像が、第2転写位置にて記録媒体Pへ転写される。
トナー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置60へ搬送され、転写されたトナー画像が定着装置60により定着される。トナー画像が定着された記録媒体Pは、排出部18に排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。
(定着装置60の構成)
次に、定着装置60(回転装置の一例)の具体的な構成について説明する。図2は、定着装置60の構成を示す概略図である。
定着装置60は、図2に示されるように、回転する回転体の一例としての加熱ロール61と、環状のベルトの一例としての加圧ベルト62と、を備えている。定着装置60では、加熱ロール61と加圧ベルト62とで記録媒体Pを挟んで、加熱ロール61及び加圧ベルト62が回転することで記録媒体Pを搬送する。このように、定着装置60は、記録媒体Pを搬送する搬送装置として機能する。そして、定着装置60では、記録媒体Pを搬送しながら、加熱ロール61による加熱と、加圧ベルト62による加圧とによって、記録媒体Pに転写されたトナー画像を当該記録媒体Pに定着する。以下、定着装置60の各部における具体的な構成について説明する。
(加熱ロール61)
加熱ロール61は、図2に示されるように、図示しない駆動モータにより矢印D方向に回転するようになっている。加熱ロール61は、記録媒体Pを加熱する加熱部材として機能するものであり、金属製のコア(円筒状芯金)611の外周に耐熱性弾性層612、及び離型層613を積層して構成されている。
加熱ロール61の内部には、発熱源としてのハロゲンランプ614が設けられている。加熱ロール61の表面には温度センサ69が接触して配置されている。この温度センサ69による温度計測値に基づいて、ハロゲンランプ614の点灯が制御され、加熱ロール61の表面温度が予め定められた設定温度(例えば、150℃)に維持されるようになっている。
ここでコア(基材)611の材料としては、例えば、鉄、アルミニウム、SUS等の熱伝導率の高い金属材料が用いられる。コア611の外径は、例えば、20mm以上40mm以下とされる。
耐熱性弾性層612の材料としては、耐熱性の高い弾性材料が用いられる。耐熱性の高い弾性材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が挙げられる。また、耐熱性弾性層612の厚みは、例えば、0.1mm以上3mm以下とされる。
離型層613の材料としては、耐熱性の樹脂材料(例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等)が用いられる。また、離型層613の厚みは、例えば、5μm以上50μm以下とされる。
(加圧ベルト62)
加圧ベルト62としては、例えば、原形が直径30mmの円筒形状に形成された、継ぎ目がない無端ベルトが用いられる。加圧ベルト62は、ベース層と、このベース層の加熱ロール61側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。
ベース層の材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミド等のポリマーや、ニッケル合金、SUS等の金属材料等が用いられる。また、ベース層の厚みは、可とう性と低熱容量を満たしつつ耐久性を保つだけの厚みとされる。そのような厚みとしては、材料によって異なるが、樹脂であれば、例えば、20μm以上150μm以下の厚みが、金属であれば、10μm以上100μm以下の範囲の厚みが挙げられる。
離型層の材料としては、トナー離型性と耐熱性とを有する材料が用いられる。トナー離型性と耐熱性とを有する材料としては、例えば、フッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。フッ素樹脂としては、例えば、PFA、PTFE、FEPや、それらの複合材料、又は、それらの樹脂にカーボンやアルミナ、シリカ、硫酸バリウムのようなフィラーを配合したものが挙げられる。離型層の厚みは、磨耗に対する耐久性と熱伝導や熱容量とのバランスがとれた厚みとされる。そのような厚みとしては、例えば、10μm以上100μm以下の厚みが挙げられる。
加圧ベルト62の内周には、図2に示されるように、加圧ベルト62における記録媒体Pを挟む部分を加熱ロール61に対して加圧する加圧部材63と、加圧ベルト62を支持する支持部材としてのベルトガイド65と、が設けられている。また、加圧ベルト62の内周面と加圧部材63との間には、回転する加圧ベルト62がすべり接触する膜状(シート状)の接触シート64(摺動シート)が設けられている。
加圧部材63は、加圧ベルト62を加熱ロール61へ向けて押し当てて、加熱ロール61と加圧ベルト62との間にニップ部N(接触部)を形成し、このニップ部Nにおいて、記録媒体Pが挟まれるようになっている。
接触シート64は、加圧ベルト62がすべり接触することで、加圧部材63と加圧ベルト62との摩擦抵抗を低減する。
ベルトガイド65は、加圧ベルト62の回転軸方向に沿って長さを有すると共に、加圧部材63に対するベルト回転方向下流側(図2における左下側)と回転方向上流側(図2における右下側)に配置されている。ベルトガイド65は、加圧ベルト62の周方向の一部に沿って形成されたリブ(図示省略)を、加圧ベルト62の軸方向に複数有している。このリブに対して、回転する加圧ベルト62がすべり接触するようになっている。
さらに、加圧ベルト62の内周には、加圧ベルト62の内周面に接触するアミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤68が設けられている。潤滑剤68が、加圧ベルト62の内周面に付着することで加圧ベルト62と接触シート64とのすべり抵抗が低減される。この潤滑剤68、ベルトガイド65及び加圧部材63は、加圧ベルト62の軸方向に長さを有する金属製の保持部材67によって保持されている。
加圧ベルト62は、その内周に設けられた加圧部材63及びベルトガイド65によって、張力が付与されていない状態で、回転(周回(循環))可能に支持されている。加圧ベルト62は、外周面が加熱ロール61に接触し、加熱ロール61の回転に従動して、張力が付与されていない状態で、矢印E方向に回転するようになっている。
なお、ニップ部Nの上流側には、記録媒体Pをニップ部に案内する案内部材56が設けられている。また、ニップ部Nの下流側には、加熱ロール61から記録媒体Pを剥離させるための剥離部材71が設けられている。この剥離部材71は、支持部材72に支持されている。
(制限部材80及びゴム部材90)
ここで、定着装置60は、図3に示されるように、加圧ベルト62の軸方向の端面(以下、軸方向端面という)に接触して加圧ベルト62の軸方向への移動を制限する制限部材80、81と、制限部材80、81のそれぞれを支持するゴム部材90、91(弾性部材の一例)と、備えている。
制限部材80及びゴム部材90は、加圧ベルト62の軸方向一端側に配置され、制限部材81及びゴム部材91は、加圧ベルト62の軸方向他端側に配置されている。
制限部材80、81は、具体的には、中空部分を有する円筒状の本体82と、本体82の軸方向一端部の全周において本体82から本体82の径方向外側へ張り出した張出部84と、を有している。
本体82の外径は、加圧ベルト62の内径よりも小さくなっている。本体82は、加圧ベルト62の軸方向端から加圧ベルト62の内周側へ差し込まれている。
張出部84の外径は、加圧ベルト62の外径よりも大きくなっている。張出部84は、加圧ベルト62の軸方向端面に対向する対向面84Aを有している。制限部材80の対向面84Aと制限部材81の対向面84Aとの間隔は、加圧ベルト62の軸方向に沿った幅以上の距離を有している。
そして、制限部材80は、加圧ベルト62の軸方向一方側(制限部材80側)における軸方向端面に張出部84の対向面84Aが接触することで、加圧ベルト62の軸方向一方側への移動を制限している。
また、制限部材81は、加圧ベルト62の軸方向の他方側(制限部材81側)における軸方向端面に張出部84の対向面84Aが接触することで、加圧ベルト62の軸方向他方側への移動を制限している。
なお、制限部材80、81は、加圧ベルト62の軸方向において加圧部材63及びベルトガイド65(図2参照)を挟むように、例えば、記録媒体Pが通過する領域の外側(加圧ベルト62の軸方向外側)に配置されている。また、保持部材67の長さ方向両端部のそれぞれが、制限部材80、81の中空部分及びゴム部材90、91の後述の中空部分に差し通された状態で、定着装置本体60A(フレーム)に支持されている。保持部材67の長さ方向両端部のそれぞれは、弾性部材(図示省略)の弾性力により、加熱ロール61側へ押され、又は引っ張られている。
ゴム部材90、91は、中空部分を有する円筒状に形成されている。ゴム部材90、91における軸方向一端側の面94が、定着装置60の定着装置本体60A(フレーム)に取り付けられている。ゴム部材90、91における軸方向他端側の面92は、各制限部材80、81の張出部84における対向面84Aとは反対側の反対面84Bに取り付けられている。具体的には、ゴム部材90、91は、制限部材80、81の同軸上に配置されるように、面92が張出部84の反対面84Bに取り付けられている。
ゴム部材90、91の外径は、各制限部材80、81の張出部84の外径よりも小さく、各制限部材80、81の本体82の外径よりも大きい。また、ゴム部材90、91の外径は、加圧ベルト62の外径と同じか、加圧ベルト62の外径よりも大きくなっており、ゴム部材90、91の外縁90A、90Aは、図2に示されるように、加圧ベルト62の軸方向視にて、加圧ベルト62の周方向(回転軌道)に沿っている。
そして、ゴム部材90は、自らの弾性変形により、制限部材80を、加圧ベルト62の軸方向に対して傾き可能に且つ加圧ベルト62の軸方向に移動可能にしている。具体的には、ゴム部材90は、周方向の一部が軸方向に圧縮変形することで、制限部材80を加圧ベルト62の軸方向に対して傾かせる。また、ゴム部材90が、周方向の一部で圧縮量が異なるように周方向の全部が軸方向に圧縮変形することで、制限部材80を加圧ベルト62の軸方向に対して傾かせると共に、制限部材80の全体を加圧ベルト62の軸方向に移動させる。
ゴム部材91も、ゴム部材90と同様に、自らの弾性変形により、制限部材81を、加圧ベルト62の軸方向に対して傾き可能に且つ加圧ベルト62の軸方向に移動可能にしている。
ゴム部材90、91としては、加熱ロール61での発熱などで制限部材80の温度が100度以上まで上昇することがある場合は、例えば、耐熱性のシリコーンゴムやフッ素ゴムが用いられる。また、制限部材80の温度が100度まで上がらない場合は、ゴム部材90、91として、エチレンプロピレンゴムやアクリルゴム等を用いてもよい。ゴム部材90、91のゴム硬度としては、加圧ベルト62に作用する移動力やゴム部材90、91の大きさなどによって、適宜設定されるが、JIS−A硬度で、例えば、5度以上60度以下の範囲に設定される。
(本実施形態の作用)
定着装置60では、ニップ部Nにて、加圧ベルト62と加熱ロール61とが、記録媒体Pを挟んで共に回転することで記録媒体Pを搬送しながら、加熱ロール61による加熱、加圧ベルト62による加圧により、トナー画像が記録媒体Pに定着される。
ここで、回転する加圧ベルト62に対してその軸方向の一方(例えば、制限部材80側)への移動力が付与された場合において、加圧ベルト62と制限部材80との間に隙間があると、加圧ベルト62がその軸方向の一方(制限部材80側)へ移動する。この加圧ベルト62の移動により、加圧ベルト62の軸方向端面が制限部材80の対向面84Aに接触して、加圧ベルト62の軸方向への移動が制限される。
このとき、加圧ベルト62の軸方向端面に対して、制限部材80の対向面84Aが傾いていると、加圧ベルト62の周方向の一部において、軸方向端面が対向面84Aに接触する。
なお、回転する加圧ベルト62に対してその軸方向の一方(例えば、制限部材80側)への移動力は、例えば、加熱ロール61の回転軸に対して加圧ベルト62の回転軸が傾いている場合(平行でない場合)、加圧ベルト62の軸方向一端部と他端部とで外径差がある場合、ニップ部Nに記録媒体Pが斜めに導入された場合等に発生する。また、加圧ベルト62の軸方向端面に対して制限部材80、81の対向面84Aが傾く場合としては、加圧ベルト62の軸方向端面が斜めにカットされている場合や、制限部材80の軸方向が、加圧ベルト62及び加熱ロール61の軸方向に対して傾いている場合等がある。
そして、加圧ベルト62の周方向の一部における軸方向端面が対向面84Aに接触する状態において、さらに、加圧ベルト62に対してその軸方向の一方(制限部材80側)への移動力が付与されると、加圧ベルト62の周方向の一部において、加圧ベルト62の軸方向端面が制限部材80を押す。制限部材80が押されることで、ゴム部材90が周方向の一部で軸方向に圧縮変形する。そして、ゴム部材90が周方向の一部が軸方向に圧縮変形することで、制限部材80が加圧ベルト62の軸方向に対して傾く。
これにより、加圧ベルト62の周方向の一部のみに対して、制限部材80が突き当たった状態が解消され、加圧ベルト62の損傷が抑制される。したがって、本実施形態の構成によれば、制限部材80が固定されている場合に比べ、加圧ベルト62の軸方向端面が制限部材80に局所的に当たって損傷することが抑制される。
さらに、ゴム部材90が周方向の一部が軸方向に圧縮変形した状態において、加圧ベルト62に対してその軸方向の一方(制限部材80側)への移動力が付与されると、ゴム部材90がさらに、軸方向に圧縮変形する。
これにより、制限部材80が加圧ベルト62の軸方向に対して傾いた状態で、制限部材80の全体が加圧ベルト62の軸方向に移動する。
制限部材80の全体が加圧ベルト62の軸方向に移動することで、加圧ベルト62の端面に制限部材80が強く突き当たった場合の衝撃が吸収される。すなわち、ゴム部材90が、衝撃を緩和するダンパーとして機能する。したがって、制限部材80が加圧ベルト62の軸方向に対して傾き可能であるが制限部材80の該軸方向への移動が制限されている場合に比べ、加圧ベルト62の軸方向端面が制限部材80に局所的に当たって損傷することが抑制される。
なお、加圧ベルト62に対してその軸方向の一方(例えば、制限部材80側)への移動力が付与された場合には、制限部材81の対向面84Aは、加圧ベルト62に押されない。しかしながら、加圧ベルト62の内周面が、制限部材81における本体82の外周面に当たるなどして、制限部材81においても傾く場合がある。
また、本実施形態では、ゴム部材90、91の外縁は、加圧ベルト62の軸方向視にて、加圧ベルト62の周方向(回転軌道)に沿っている。すなわち、加圧ベルト62の周方向において、ゴム部材90、91が偏在する部分が形成されない。このため、ゴム部材90の周方向の一部が軸方向に圧縮変形して、制限部材80が加圧ベルト62の軸方向に対して傾いた場合において、制限部材80の傾く量のばらつきが抑制される。すなわち、加圧ベルト62の周方向において、制限部材80が同じ力で押された場合には、制限部材80は同等に傾く。
また、本実施形態では、加圧ベルト62に張力が付与されていない状態で加圧ベルト62が回転する構成であるので、加圧ベルト62に張力を付与する部材を不要となり、定着装置60の部品点数が低減される。
ここで、加圧ベルト62に張力が付与されない構成では、以下のように、加圧ベルト62の軸方向端面の制限部材80への局所的な突き当たりが発生しやすいが、前述のように、制限部材80が局所的に突き当たった状態が解消されて、加圧ベルト62の損傷が抑制される。
すなわち、加圧ベルト62に張力が付与されていない状態で加圧ベルト62が回転する構成においては、回転する際の軌道が不安定となる。このため、加圧ベルト62の軸方向端面に対して、制限部材80の対向面84Aが傾きやすい。
また、加圧ベルト62に張力が付与されない構成では、張力が付与された状態で加圧ベルト62が複数の巻掛ロールに巻き掛けられた構成とは異なり、巻掛ロールの傾き制御による加圧ベルト62の軸方向の移動の調整ができない。
したがって、加圧ベルト62に張力が付与されない構成において、加圧ベルト62の軸方向の移動を制限部材80で制限した場合には、加圧ベルト62の軸方向端面の制限部材80への局所的な突き当たりが発生しやすい。
以上のように、定着装置60では、加圧ベルト62の損傷が抑制されるので、加圧ベルト62の損傷に起因する記録媒体Pの搬送不良が抑制される。さらに、記録媒体Pの搬送不良に起因する画像不良が抑制される。
(変形例)
本実施形態では、弾性部材の一例として、ゴム部材90、91を用いたがこれに限られず、例えば、図5に示されるように、圧縮バネ等のバネ部材190、191を用いた構成であってもよい。
また、本実施形態では、回転体の一例として、加熱ロール61を用いたが、これに限られず、例えば、加圧ロール、搬送ロールを用いた構成であってもよい。
また、本実施形態では、ベルトの一例として、加圧ベルト62を用いたが、これに限られず、例えば、定着ベルト(加熱ベルト)、搬送ベルトを用いた構成であってもよい。
また、本実施形態では、回転装置の一例として定着装置を用いたが、これに限られず、定着動作を伴わない、記録媒体Pを搬送する搬送装置であってもよい。
また、本実施形態では、加圧ベルト62に張力が付与されていない状態で加圧ベルト62が回転する構成であったが、ベルトとしては、例えば、張力が付与された状態で複数の巻掛ロールに巻き掛けられたベルトを用いた構成であってもよい。
また、本実施形態では、ゴム部材90、91が、自らの弾性変形により、制限部材80、81を加圧ベルト62の軸方向に対して傾き可能に且つ加圧ベルト62の軸方向に移動可能にしていたが、これに限られない。例えば、ゴム部材90、91が円筒状とされ、その中空部分に、制限部材80、81の加圧ベルト62の軸方向への移動を規制する規制部材(例えば、金属棒)を挿入する構成であってもよい。すなわち、制限部材80、81は少なくとも、加圧ベルト62の軸方向に対して傾き可能となっていればよい。
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成してもよい。
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<共通構成>
以下の実施例1、2及び比較例において共通する構成は、以下の通りである。
加熱ロール61は、外径26mm、肉厚1.8mm、長さ360mmである円筒状鉄製のコア611の外周面に、厚さ600μmのシリコーンHTVゴム(ゴム硬度33度:JIS−A)の耐熱性弾性層612が設けられ、この耐熱性弾性層612の表面に、厚さ30μmの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(PFA)のチューブが離型層613として被覆され、鏡面状態に近い表面に仕上げられている。加熱ロール61のコア611の内部には、ハロゲンランプ614として800Wのハロゲンランプが配設されている。
加圧ベルト62は、周長94mm、厚さ80μm、幅344mmの熱硬化性ポリイミド樹脂をベース層とし、このベース層の外周面に、カーボンブラックを10wt%配合した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(PFA)を厚さ30μmにコーティングして離型層が形成されている。
制限部材80をガラス繊維で強化したPPS樹脂にて形成し、弾性部材を介して、定着装置本体60Aに取り付けられている。
加圧部材30は、圧縮ばねにより加圧ベルト62を加熱ロール61へ294N(30kgf)の荷重で加圧している。
加熱ロール61への加圧ベルト62の巻き付け角度は約27度であり、ニップ部Nの幅は、約7mmであった。加熱ロール61に伝達された駆動力により、加熱ロール61及び加圧ベルト62は、速度250mm/secで回転させた。
この定着装置60を画像形成装置(富士ゼロックス株式会社製:カラー複合機 DCCIV4405)に搭載し、加熱ロール61の温度を175度に制御し、坪量90g/mのA4用紙を35枚/分の速度で、A4用紙の短辺が用紙搬送方向と平行になるように200枚連続で画像を形成した。この際、加圧ベルト62の軸方向の一方(例えば、制限部材80側)への移動力は、最大7N発生した。
そして、加圧ベルト62の軸方向端面に対する制限部材80の対向面84Aの角度差(アライメント)を振って、加圧ベルト62の軸方向端面に損傷が発生するか否かを評価した。
<実施例1>
実施例1では、定着装置60のゴム部材90、91(図3参照)として、液状シリ−ンゴムを厚み10mmで直径25mmの円筒形状に成型して硬度20度となったゴム部材を用いた。
実施例1では、加圧ベルト62の軸方向端面に対する制限部材80の対向面84Aの角度が2度までにおいて、加圧ベルト62の軸方向端部での損傷は未発生であり、異音等も発生しなかった。
その後、当該角度が2度である条件で合計10万枚に画像を形成したが、加圧ベルト62の軸方向端部の損傷は未発生であった。
<実施例2>
実施例2では、定着装置60のバネ部材190、191(図5参照)として、ばね材の径は0.8mmのステンレス鋼材を用い、直径24mmで自由長10mm、圧縮長6mmのばねを用いた。他の条件は、実施例1と同様である。
実施例2では、加圧ベルト62の軸方向端面に対する制限部材80の対向面84Aの角度が2.5度までにおいて、加圧ベルト62の軸方向端部での損傷は未発生であり、異音等も発生しなかった。
その後、当該角度が2.5度である条件で合計10万枚に画像を形成したが、加圧ベルト62の軸方向端部の損傷は未発生であった。
<比較例1>
比較例では、図6に示されるように、弾性部材を介せずに、制限部材80、81を定着装置本体60Aに直接固定した。他の条件は、実施例1と同様である。
比較例では、加圧ベルト62の軸方向端面に対する制限部材80の対向面84Aの角度が1度までにおいて、加圧ベルト62の軸方向端部での損傷は未発生であり、異音等も発生しなかった。
その後、当該角度が1度である条件で合計10万枚に画像を形成しようとしたが、およそ5000枚に画像を形成した際に、加圧ベルト62の軸方向端部の損傷が発生した。画像形成の枚数が10万枚で耐久する条件を探索した結果、移動力7Nでは、加圧ベルト62の軸方向端面に対する制限部材80の対向面84Aの角度差(アライメント)が最大0.5度までであった。
10 画像形成装置
14 画像形成部
60 定着装置(回転装置の一例)
61 加熱ロール(回転体の一例)
62 加圧ベルト(ベルトの一例)
80、81 制限部材
90、91 ゴム部材(弾性部材の一例)
90A 外縁
190、191バネ部材(弾性部材の一例)

Claims (6)

  1. 回転する回転体と、
    外周面が前記回転体に接触し、前記回転体に従動して回転する環状のベルトと、
    前記ベルトの軸方向端面に接触して前記ベルトの軸方向への移動を制限する制限部材と、
    前記制限部材を支持し、自らの弾性変形により前記制限部材を前記軸方向に対して傾き可能にする弾性部材と、
    を備える回転装置。
  2. 前記弾性部材は、自らの弾性変形により前記制限部材を前記軸方向に移動可能にする請求項1に記載の回転装置。
  3. 前記ベルトは、張力が付与されていない状態で、前記回転体に従動して回転する請求項1又は2に記載の回転装置。
  4. 前記弾性部材の外縁は、前記ベルトの軸方向視にて、前記ベルトの周方向に沿っている請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転装置。
  5. 前記回転体と前記ベルトとで記録媒体を搬送しながら当該記録媒体に画像を定着する請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転装置としての定着装置。
  6. 画像を記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部によって記録媒体に形成された画像を記録媒体に定着させる請求項5に記載の定着装置と、
    を有する画像形成装置。
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