JP2020197574A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より小型化することが可能な定着装置を提供する。【解決手段】定着装置は、定着ベルトと、加圧部材と、ベルト保持部材とを備える。加圧部材は、定着ベルトの外周面を押圧するとともに、定着ベルトを回転させる。ベルト保持部材６０は、定着ベルトの端部を保持する。ベルト保持部材６０は、ガイド部６１１と、規制部６１２とを有する。ガイド部６１１は、定着ベルトの内周面と接触して、内周面を内側から支持する。規制部６１２は、定着ベルトの端部と接触して、定着ベルトの幅方向への移動を規制する。規制部６１２は、加圧部材と対向する側に逃がし部６３を有する。逃がし部６３は、定着ベルトの端から逃げる方向に傾斜する傾斜面６３ａを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を用紙に定着する定着装置を備える。特許文献１に記載の定着装置は、フィルムと、ヒーターと、ガイド部材と、ステーと、フランジと、加圧ローラーとを備える。

フィルムは、可撓性を有し、無端状である。ヒーターは、加熱体である。ガイド部材は、ヒーターを保持するとともに、フィルムの回転をガイドする。ステーは、ガイド部材を保持する。フランジは、フィルムの長手方向端部を受け止め、フィルムの寄りを抑える。加圧ローラーは、フィルムを回転駆動する。

フランジは、テーパ形状部を有する。テーパ形状部は、フィルム端部とフランジとの接触を防ぐ。フィルム端部とフランジとが接触しなければ、フィルムの幅方向の長さを短くできる。フィルムの幅方向の長さが短くなれば、定着装置を小型化できる。また、テーパ形状部が薄ければ薄いほど、定着装置を小型化できる。

特開２０１８−１１２６８９号公報

しかしながら、フランジは樹脂成型品であるため、テーパ形状部を薄くすることには限界がある。したがって、定着装置を小さくすることにも限界がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、より小型化することが可能な定着装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る定着装置は、定着ベルトと、加圧部材と、ベルト保持部材とを備える。前記加圧部材は、前記定着ベルトの外周面を押圧するとともに、前記定着ベルトを回転させる。前記ベルト保持部材は、前記定着ベルトの端部を保持する。前記ベルト保持部材は、ガイド部と、規制部とを有する。前記ガイド部は、前記定着ベルトの内周面と接触して、前記内周面を内側から支持する。前記規制部は、前記定着ベルトの前記端部と接触して、前記定着ベルトの幅方向への移動を規制する。前記規制部は、前記加圧部材と対向する側に逃がし部を有する。前記逃がし部は、前記定着ベルトの端から逃げる方向に傾斜する傾斜面を有する。

本発明に係る画像形成装置は、上記に記載の定着装置と、画像形成部とを備える。前記画像形成部は、記録媒体にトナー像を形成する。前記定着装置は、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる。

本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、定着装置をより小型化することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の要部を示す斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る加熱部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る加熱部材の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るベルト保持部材の斜視図である。 本発明の実施形態に係るベルト保持部材の斜視図である。 本発明の実施形態に係るベルト保持部材をＸ軸正側から見た図である。 本発明の実施形態に係るヒーター保持部材と、補強部材とを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るヒーター保持部材と、補強部材と、ベルト保持部材とを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、本実施形態では、図中に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示す。Ｚ軸は鉛直面に平行であり、Ｘ軸及びＹ軸は水平面に平行である。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００を示す図である。画像形成装置１００は、例えば、複写機、ファクシミリ、又はこれらの機能を兼ね備えた複合機である。本実施形態では、画像形成装置１００はモノクロ複合機である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、定着装置１と、画像形成部２と、読取部３と、原稿搬送部４と、給紙部５と、搬送部６と、排出部７とを備える。

読取部３は、原稿Ｄの画像を読み取る。読取部３は、読み取った画像から画像データを生成する。原稿搬送部４は、原稿Ｄを読取部３に搬送する。給紙部５は、複数の用紙Ｐを収容し、搬送部６へ用紙Ｐを給送する。用紙Ｐは、例えば、紙製又は合成樹脂製である。用紙Ｐは、記録媒体の一例である。搬送部６は、複数の搬送ローラー対を含み、画像形成部２を経由して排出部７まで用紙Ｐを搬送する。

画像形成部２は、画像データに基づいて、電子写真方式によって用紙Ｐにトナー像を形成する。画像データは、例えば、原稿Ｄの画像を示す。画像形成部２は、例えば、電子感光体ドラムと、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写ローラーと、クリーニング装置と、除電装置とを有する。

定着装置１は、トナー像を加熱及び加圧して、用紙Ｐにトナー像を定着させる。搬送部６は、トナー像の定着された用紙Ｐを排出部７に搬送する。排出部７は、画像形成装置１００の筐体の外部に用紙Ｐを排出する。

次に、図２、及び図３を参照して、本実施形態に係る定着装置１の構成の詳細について説明する。図２は、本実施形態に係る定着装置１の要部を示す斜視図である。

図２に示すように、定着装置１は、定着ベルト１０と、加圧部材２０と、加熱部３０と、ベルト保持部材６０とを備える。

定着ベルト１０は、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱する。定着ベルト１０は、無端状である。定着ベルト１０は、略円筒形状を有する。定着ベルト１０は、可撓性を有する。定着ベルト１０は、第１回転軸線Ｌ１を軸心として回転自在である。定着ベルト１０は、第１回転軸線Ｌ１方向に延びる。定着ベルト１０は、第１端部１０１と、第２端部１０２と、外周面１０３とを有する。第１端部１０１及び第２端部１０２は、第１回転軸線Ｌ１方向における端部である。以下、第１回転軸線Ｌ１方向を「定着ベルト１０の幅方向」と記載する場合がある。

定着ベルト１０は、複数の層を有する。定着ベルト１０は、例えば、ポリイミド層と、離型層とを有する。離型層は、ポリイミド層の外周面上に形成される。離型層は、例えば、フッ素樹脂製の耐熱性フィルムである。

加圧部材２０は、定着ベルト１０とともに、トナー像が転写された用紙Ｐを加圧する。詳しくは、加圧部材２０は略円柱状であって、定着ベルト１０に対向して配置される。加圧部材２０は、外周面２０１を有する。加圧部材２０は、定着ベルト１０を押圧する。これにより、加圧部材２０の外周面２０１が定着ベルト１０の外周面１０３に当接し、定着ニップが形成される。

加圧部材２０は、第２回転軸線Ｌ２を軸心として回転自在である。加圧部材２０が回転すると、定着ベルト１０が加圧部材２０に従動して回転する。換言すると、加圧部材２０は定着ベルト１０を回転させる。これらの構成により、用紙Ｐが定着ニップを通過すると、トナー像が用紙Ｐに定着される。なお、用紙Ｐは、用紙搬送方向（Ｚ軸正側）に搬送される。加圧部材２０は、例えば、加圧ローラーである。加圧部材２０は、第２回転軸線Ｌ２に沿って延びる。なお、第２回転軸線Ｌ２と第１回転軸線Ｌ１とは略平行である。

加圧部材２０は、円柱状の芯金２１と、円筒状の弾性層２２と、離型層２３とを有する。弾性層２２は、芯金２１上に形成される。離型層２３は、弾性層２２の表面を覆うように形成される。芯金２１は、第２回転軸線Ｌ２を軸心として回転自在である。芯金２１は、例えば、ステンレス又はアルミニウムにより形成される。弾性層２２は、弾性を有し、例えば、シリコーンゴムにより形成される。離型層２３は、例えば、フッ素樹脂により形成される。

ベルト保持部材６０は、定着ベルト１０の端部を保持する。ベルト保持部材６０は、第１保持部材６１と、第２保持部材６２とを有する。第１保持部材６１は、定着ベルト１０の第１端部１０１を保持する。第２保持部材６２は、定着ベルト１０の第２端部１０２を保持する。ベルト保持部材６０は、樹脂成型品である。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。なお、理解を容易にするため、図３では、定着ベルト１０の内部の一部、及び加圧部材２０を省略している。

図３に示すように、定着ベルト１０は、内周面１０４を更に有する。定着ベルト１０の内周面１０４は、加熱部３０と対向する。換言すると、加熱部３０は、定着ベルト１０の内側に配置される。加熱部３０は、ヒーター３１と、ヒーター保持部材３２と、補強部材３３とを有する。

ヒーター３１は、定着ベルト１０を加熱する。詳しくは、ヒーター３１は、定着ベルト１０と接触することにより加熱する。ヒーター３１は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びる。ヒーター３１は、例えば、面状ヒーター、又は細長薄板状ヒーターである。ヒーター３１は、例えば、セラミックヒーターであり、セラミック基板と、抵抗発熱体とを有する。ヒーター３１の厚さは、例えば、１ｍｍである。ヒーター３１は、定着ベルト１０を介して加圧部材２０（図２参照）からの圧力を受ける。ヒーター３１は、ヒーター保持部材３２を介して補強部材３３からの圧力を受ける。

ヒーター保持部材３２は、ヒーター３１を保持する。本実施形態におけるヒーター保持部材３２の加圧部材２０に最も近い部分は、ヒーター３１の加圧部材２０側の面と略同一平面である。ヒーター保持部材３２は、ヒーター３１を介して定着ベルト１０と対向する。ヒーター保持部材３２は、定着ベルト１０のうち、加圧部材２０と対向する側の内側に配置される。ヒーター保持部材３２は、例えば、耐熱樹脂製である。ヒーター保持部材３２は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びる。第１回転軸線Ｌ１方向におけるヒーター保持部材３２の２つの端部のうちの一方の端部は、例えば、画像形成装置１００の本体に配置されるコネクターと嵌合可能である。

補強部材３３は、ヒーター保持部材３２を補強する。補強部材３３は、例えば、細長状の金属製ステー部材である。補強部材３３は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びる。補強部材３３は、第１回転軸線Ｌ１に沿った方向からの断面視において、略逆Ｕ字状である。補強部材３３は、ヒーター保持部材３２と対向する。補強部材３３は、ヒーター保持部材３２を介してヒーター３１と対向する。ヒーター保持部材３２は、ベルト保持部材６０と係合する。

第１保持部材６１は、逃がし部６３を有する。逃がし部６３は、第１逃がし部６３１と、第２逃がし部６３２とを含む。第２逃がし部６３２は、第１逃がし部６３１とＺ軸方向において対向する。逃がし部６３については後に説明する。

図４〜図５を参照して、本実施形態に係る加熱部３０の構成について更に説明する。図４は、本実施形態に係る加熱部３０を示す斜視図である。図４に示すように、ヒーター保持部材３２は、第１端部３２１、及び第２端部３２２を有する。ヒーター保持部材３２の第１端部３２１、及び第２端部３２２は、Ｙ軸方向におけるヒーター保持部材３２の端部である。ヒーター保持部材３２の第１端部３２１には、第１保持部材６１が嵌合する。ヒーター保持部材３２の第２端部３２２には、第２保持部材６２が嵌合する。

図５は、本実施形態に係る加熱部３０の分解斜視図である。図５に示すように、第１保持部材６１は、ヒーター保持部材３２の第１端部３２１から取り外すことができる。第２保持部材６２は、ヒーター保持部材３２の第２端部３２２から取り外すことができる。ヒーター保持部材３２は、第１嵌合部３２３及び第２嵌合部３２４を有する。第１嵌合部３２３には第１保持部材６１が嵌合する。第２嵌合部３２４には第２保持部材６２が嵌合する。

図３、及び図６〜図７を参照して、本実施形態に係るベルト保持部材６０の構成について更に説明する。図６は、本実施形態に係るベルト保持部材６０の斜視図である。詳しくは、図６は、本実施形態に係る第１保持部材６１の斜視図である。第１保持部材６１と第２保持部材６２との構成は同一であるため、第１保持部材６１の構成について説明し、第２保持部材６２の構成についての説明は省略する。

図６に示すように、第１保持部材６１は、ガイド部６１１と、規制部６１２とを有する。図４及び図５を参照して説明したように第１保持部材６１はヒーター保持部材３２の第１端部１０１に係合する。したがって、ガイド部６１１は、定着ベルト１０の内周面１０４（図３参照）と接触して、内周面１０４を内側から支持する。ガイド部６１１は、規制部６１２から立設している。ガイド部６１１は、Ｙ軸方向から見た時の形状が円弧形状である。ガイド部６１１の円弧形状は、Ｘ軸正側に開放している。換言すると、ガイド部６１１の円弧形状は、加圧部材２０側に開放している。

規制部６１２は、定着ベルト１０の第１端部１０１と接触して、定着ベルト１０の幅方向への移動を規制する。規制部６１２は、平板形状であって、加圧部材２０と対向する側に切り欠き６１２ｋを有する。規制部６１２は、加圧部材２０と対向する側に逃がし部６３を有する。

逃がし部６３は、定着ベルト１０の第１端部１０１と規制部６１２との接触を防ぐ。逃がし部６３は、ガイド部６１１の円弧形状の端近傍に位置する。逃がし部６３は、ガイド部６１１と規制部６１２の加圧部材２０側の端との間に位置する。図３に示すように、逃がし部６３はヒーター３１よりも加圧部材２０に近い位置に配置されている。逃がし部６３は、円弧形状と接続するように位置する。

逃がし部６３は、第１逃がし部６３１と、第２逃がし部６３２とを有する。第１逃がし部６３１と、第２逃がし部６３２とは切り欠き６１２ｋを挟んで対向する。詳しくは、第１逃がし部６３１と、第２逃がし部６３２とは、それぞれ規制部６１２を構成する縁に設けられる。第１逃がし部６３１と、第２逃がし部６３２とはＺ軸方向において対向している。詳しくは、第１逃がし部６３１は、Ｚ軸負側に位置している。第２逃がし部６３２は、Ｚ軸正側に位置している。

逃がし部６３は、定着ベルト１０の第１端部１０１から逃げる方向に傾斜する傾斜面６３ａを有する。本実施形態において、逃げる方向は、Ｚ軸正側からＺ軸負側に向かう方向と一致する。すなわち、逃げる方向は、定着ベルト１０の第１回転軸線Ｌ１と一致する。具体的には、第１逃がし部６３１は、第１傾斜面６３１ａを有する。第２逃がし部６３２は、第２傾斜面６３２ａを有する。第１傾斜面６３１ａは、Ｚ軸正側ほどＹ軸負側に向かって傾斜している。第２傾斜面６３２ａは、Ｚ軸負側ほどＹ軸負側に傾斜している。第１傾斜面６３１ａ、及び第２傾斜面６３２ａは、平坦面を含む。

図７は、本実施形態に係るベルト保持部材６０の斜視図である。詳しくは、図７は、本実施形態に係る第１保持部材６１の斜視図である。より詳しくは、図７は、図６とは異なる方向から見た第１保持部材６１を示す。

図７に示すように、第１保持部材６１は、加圧部材２０と対向する側に係合部６４を有する。係合部６４は、図３〜図５を参照して説明したヒーター保持部材３２と係合する。

本実施形態に係る係合部６４は、ガイド部６１１の端に位置する。係合部６４は、第１係合部６４１と、第２係合部６４２とを有する。第１係合部６４１と、第２係合部６４２とは、切り欠き６１２ｋを挟んで対向する。具体的には、第１係合部６４１と、第２係合部６４２とはＺ軸方向において対向する。詳しくは、第１係合部６４１は、Ｚ軸負側に位置している。第２係合部６４２は、Ｚ軸正側に位置している。

図８〜図１０を参照して、本実施形態に係る定着ベルト１０と、ベルト保持部材６０とについて説明する。図８は、本実施形態に係る第１保持部材６１をＸ軸正側から見た図である。なお、理解を容易にするために、図８では、図２〜図３を参照して説明した定着ベルト１０の一部を省略している。

図８に示すように、ガイド部６１１は、定着ベルト１０の内周面１０４と接触している。定着ベルト１０は、ガイド部６１１に内周面１０４を内側から支持されながら、ガイド部６１１に沿って回転する。定着ベルト１０が回転する際、定着ベルト１０は、Ｙ軸方向に蛇行する。

また、図３に示すように、逃がし部６３の少なくとも一部は、ヒーター３１の加圧部材２０と対向する面よりも加圧部材２０に近い。したがって、ベルト保持部材６０の肉厚を薄くすることなく傾斜面６３ａを設けることができる。

定着ベルト１０がＹ軸方向に蛇行すると、定着ベルト１０の一部が規制部６１２を構成する縁に接触して定着ベルト１０に悪影響を及ぼす恐れがある。図６を参照して説明したように、規制部６１２を構成する縁には、逃がし部６３が設けられる。逃がし部６３は、定着ベルト１０の端が逃げる方向に傾斜する。したがって、定着ベルト１０に及ぶ悪影響を低減できる。これにより、第１保持部材６１の定着ベルト１０の幅方向の長さを長くする必要がなくなる。よって、定着装置１を小型化できる。

次に、図９を参照してヒーター保持部材３２の構成について説明する。図９は、本実施形態に係るヒーター保持部材３２と、補強部材３３とを示す斜視図である。詳しくは、図９は、図５を参照して説明したヒーター保持部材３２の第１端部３２１側を拡大した図である。なお、第１端部３２１側と第２端部３２２側との構成は同一であるため、図９を参照して、第１端部３２１側の構成について説明し、第２端部３２２側の構成の説明については省略する。

図９に示すように、ヒーター保持部材３２は、被係合部３２５を有する。本実施形態において、被係合部３２５は第１嵌合部３２３の加圧部材２０と対向する側の端部に設けられる。被係合部３２５は加圧部材２０から離れる方向に凹む。被係合部３２５は、図７を参照して説明した係合部６４の形状と対応する。被係合部３２５には、係合部６４が係合する。詳しくは、係合部６４をＸ軸正側（加圧部材２０側）からＸ軸負側に向かって移動させることにより、係合部６４が被係合部３２５に嵌る。すなわち、第１保持部材６１は、ヒーター保持部材３２をＸ軸正側からＸ軸負側に向けて支持する。これにより、ヒーター保持部材３２及び補強部材３３をＸ軸正側からＸ軸負側に安定して固定できる。

図１０は、本実施形態に係るヒーター保持部材３２と、補強部材３３と、ベルト保持部材６０とを示す斜視図である。詳しくは、図１０は、図４を参照して説明したヒーター保持部材３２の第１端部３２１側を拡大した図である。更に詳しくは、図１０は、係合部６４と、被係合部３２５とが係合した状態を示す図である。図１０に示すように、係合部６４と、被係合部３２５とが係合することによって、ベルト保持部材６０がヒーター保持部材３２に係合する。このように、係合部６４と、被係合部３２５とを係合させることによって、ベルト保持部材６０と、ヒーター保持部材３２とを一体に組み立てることができる。よって、定着装置１の組み立て作業効率が向上する。

以上、図１〜図１０を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、下記に示す（１）〜（２））。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（１）図１〜図１０を参照して説明したように、本発明の実施形態では、画像形成装置１００がモノクロ複合機であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、画像形成装置１００はモノクロプリンターでもよい。あるいは、画像形成装置１００はカラー複合機、又はカラープリンターでもよい。

（２）本発明の実施形態では、第１傾斜面６３１ａ、及び第２傾斜面６３２ａは平坦面を含んでいたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１傾斜面６３１ａ、及び第２傾斜面６３２ａは曲面を含んでいてもよい。また、第１傾斜面６３１ａが平坦面を含み、第２傾斜面６３２ａが曲面を含んでいてもよい。反対に、第１傾斜面６３１ａが曲面を含み、第２傾斜面６３２ａが平坦面を含んでいてもよい。

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

１ 定着装置
１０ 定着ベルト
２０ 加圧部材
３０ 加熱部
６０ ベルト保持部材
６３ 逃がし部
６３ａ 傾斜面
１０１ 第１端部
１０２ 第２端部
１０３ 外周面
６３１ 第１逃がし部
６３２ 第２逃がし部
６３１ａ 第１傾斜面
６３２ａ 第２傾斜面

Claims (7)

1. 定着ベルトと、
   前記定着ベルトの外周面を押圧するとともに、前記定着ベルトを回転させる加圧部材と、
   前記定着ベルトの端部を保持するベルト保持部材と
   を備え、
   前記ベルト保持部材は、ガイド部と、規制部とを有し、
   前記ガイド部は、前記定着ベルトの内周面と接触して、前記内周面を内側から支持し、
   前記規制部は、前記定着ベルトの前記端部と接触して、前記定着ベルトの幅方向への移動を規制し、
   前記規制部は、前記加圧部材と対向する側に逃がし部を有し、
   前記逃がし部は、前記定着ベルトの端から逃げる方向に傾斜する傾斜面を有する、定着装置。
2. 前記ガイド部は、前記規制部から立設され、
   前記逃がし部は、前記規制部の前記加圧部材側の端と前記ガイド部との間に位置する、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記傾斜面は平坦面を含む、請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記傾斜面は曲面を含む、請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
5. 前記逃がし部は、第１逃がし部と、前記第１逃がし部に対向する第２逃がし部とを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記定着ベルトの内側に配置される加熱部を更に備え、
   前記加熱部は、
   前記定着ベルトを加熱するヒーターと、
   前記ヒーターを保持するヒーター保持部材と、
   前記ヒーター保持部材を補強する補強部材と
   を有し、
   前記ベルト保持部材は、前記加圧部材と対向する側に係合部を有し、
   前記ヒーター保持部材は、前記係合部と係合する被係合部を有し、
   前記係合部と、前記被係合部とが係合することによって、前記ベルト保持部材と前記ヒーター保持部材とが係合する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置と、
   記録媒体にトナー像を形成する画像形成部と
   を備え、
   前記定着装置は、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる、画像形成装置。

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