JP2020197575A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像不良が発生する可能性を低減する定着装置を提供する。【解決手段】定着装置１は、定着ベルトと、加熱部３０とを備える。加熱部３０は、定着ベルトの内周面と対向する。加熱部３０は、ヒーターと、ヒーター保持部材３２と、補強部材３３と、少なくとも１個の回転体３４とを有する。ヒーターは、定着ベルトを加熱する。ヒーター保持部材３２は、ヒーターを保持する。補強部材３３は、ヒーター保持部材を補強する。回転体３４は、定着ベルトの内周面と対向する。回転体３４は、補強部材３３に設けられる。【選択図】図４

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、フィルムと、ニップ部を形成しながらフィルムを回転駆動する。

特開２０１８−１１２６８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の定着装置は、フィルム中央部の形状を安定させるような部材が存在しない。したがって、加圧ローラーによって加圧されたフィルムは、ヒーターによって再度加熱されるまでニップ部の形状のまま搬送される。その結果、フィルム回転時にフィルムの撓みが発生する場合がある。フィルムが撓むと、フィルムの表面にしわが生じる。フィルムの表面にしわが生じると、画質不良が生じる可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、画像不良が発生する可能性を低減する定着装置、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、加熱部とを備える。前記加熱部は、前記定着ベルトの内周面と対向する。前記加熱部は、ヒーターと、ヒーター保持部材と、補強部材と、少なくとも１個の回転体とを有する。前記ヒーターは、前記定着ベルトを加熱する。前記ヒーター保持部材は、前記ヒーターを保持する。前記補強部材は、前記ヒーター保持部材を補強する。前記回転体は、前記内周面と対向する。前記回転体は、前記補強部材に設けられる。

本発明に係る画像形成装置は、上記の定着装置と、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、画質不良が発生する可能性を低減できる。

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。 図２に示す定着装置から定着ベルトを省略した斜視図である。 本発明の実施形態に係る補強部材の斜視図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る回転体の斜視図であり、（ｂ）は本発明の実施形態に係る本体の斜視図であり、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る支持部材の斜視図である。

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、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。原稿搬送部４は、原稿Ｄを所定の読取位置に搬送する。読取部３は、所定の読取位置を通過する原稿Ｄから画像を読み取る。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有し、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、感光体ドラム２ａと、帯電装置２ｂと、露光装置２ｃと、現像装置２ｄと、補給装置２ｅと、転写ローラー２ｆと、クリーニング装置２ｇとを有する。画像形成部２は、更に除電装置を有する。

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、中央部１０ｃとを有する。また、定着ベルト１０は、外周面１０３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。中央部１０ｃは、第１回転軸線Ｌ１方向における中央部である。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。加圧部材２０は略円柱状である。加圧部材２０は、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の外周面２０１は、定着ベルト１０の外周面１０３に当接する。より具体的には、加圧部材２０は、定着ベルト１０を押圧する。その結果、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。

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。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。

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に、図３では、定着ベルト１０の内部の一部を省略する。

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、回転体３４とを有する。

ヒーター３１は、定着ベルト１０を加熱する。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。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に支持される。

回転体３４は、Ｙ軸を回転軸心として回転する。回転体３４は、定着ベルト１０の内周面１０４と対向する。回転体３４の一部は、補強部材３３からのＸ軸負側へ突出する。回転体３４の補強部材３３から突出した部分は、定着ベルト１０の内周面１０４と接触する。

次に、図４〜図５を参照して、本実施形態に係る補強部材３３について更に説明する。図４は、図２に示す定着装置１から定着ベルト１０を省略した斜視図である。

図４に示すように、本実施形態に係る補強部材３３は、第１端部３３１、第２端部３３２、及び中央部３３３を有する。補強部材３３の第１端部３３１、及び第２端部３３２は、補強部材３３の長手方向の端部である。補強部材３３の長手方向は、Ｙ軸方向である。第１端部３３１は、第１保持部材６１側の端部である。第２端部３３２は、第２保持部材６２側の端部である。中央部３３３は、補強部材３３の長手方向の中央部である。中央部３３３は、図２を参照して説明した定着ベルト１０の中央部１０ｃと対向する。

補強部材３３の第１端部３３１には、第１保持部材６１が係合する。ヒーター保持部材３２の第２端部３３２には、第２保持部材６２が係合する。補強部材３３の中央部３３３には、回転体３４が１個設けられる。

図５は、本実施形態に係る補強部材３３の斜視図である。図５に示すように、補強部材３３は、第１支持孔３３ａと、配置孔３３ｂと、第２支持孔３３ｃとを有する。第１支持孔３３ａと、配置孔３３ｂと、第２支持孔３３ｃとは、補強部材３３の中央部３３３に設けられる。

次に、図６を参照して、本実施形態に係る回転体３４について更に説明する。図６（ａ）は、本実施形態に係る回転体３４の斜視図である。図６（ａ）に示すように、回転体３４は、本体３４１と、支持部材３４２とを有する。

図６（ｂ）は、本実施形態に係る本体３４１の斜視図である。図６（ｂ）に示すように、本体３４１は、両端部が開放された円筒形状である。本体３４１は、外周面３４１ａと、内周面３４１ｂとを有する。本体３４１の外周面３４１ａは、図３を参照して説明した定着ベルト１０の内周面１０４と接触する。本体３４１は、図５を参照して説明した配置孔３３ｂに収納される。

図６（ｃ）は、本実施形態に係る支持部材３４２の斜視図である。図６（ｃ）に示すように、支持部材３４２は、弾性部材である。支持部材３４２は、例えば、円筒コイルバネである。支持部材３４２は、例えば、引っ張りバネである。支持部材３４２は、第１端部３４２ａと、収納部３４２ｂと、第２端部３４２ｃとを有する。収納部３４２ｂの一端は、第１端部３４２ａと接続する。収納部３４２ｂの他端は、第２端部３４２ｃと接続する。

収納部３４２ｂは、本体３４１に収納される。詳しくは、収納部３４２ｂが本体３４１に収納されると、支持部材３４２の第１端部３４２ａと、第２端部３４２ｃとは、本体３４１の両端から突出する。

支持部材３４２の第１端部３４２ａ及び第２端部３４２ｃは、補強部材３３に支持される。具体的には、支持部材３４２の第１端部３４２ａは、図５を参照して説明した第１支持孔３３ａに係合される。支持部材３４２の第２端部３４２ｃは、図５を参照して説明した第２支持孔３３ｃに係合される。支持部材３４２は、外力に応じて弾性変形する。支持部材３４２は、例えば、Ｘ軸正側方向に外力を受けると、Ｘ軸正側に弾性変形する。

図６（ｂ）を参照して説明したように、本体３４１の外周面３４１ａは、定着ベルト１０の内周面１０４と接触する。したがって、定着ベルト１０が回転すると、回転体３４は支持部材３４２を回転軸心として回転する。

図３〜図６を参照して説明したように、回転体３４の外周面３４１ａは、定着ベルト１０の内周面１０４と接触する。回転体３４の外周面３４１ａは、定着ベルト１０の内周面１０４からＸ軸正側の外力を受ける。その結果、支持部材３４２がＸ軸正側に弾性変形して、回転体３４が、定着ベルト１０の中央部１０ｃを内周面１０４側からＸ軸負側に付勢する。

回転体３４が定着ベルト１０を付勢しているため、定着ベルト１０は撓み難い。定着ベルト１０の中央部１０ｃが撓み難いため、定着ベルト１０の外周面１０３にしわは生じ難い。定着ベルト１０の外周面１０３にしわが生じ難いため、画像不良が生じる可能性は低減する。

回転体３４が補強部材３３の中央部３３３に設けられている。そのため、回転体３４は、定着ベルト１０のうち最も撓み易い中央部１０ｃの撓みを解消できる。

補強部材３３には、回転体３４が１つだけ設けられている。また、支持部材３４２は安価な円筒コイルバネである。そのため、定着装置１の生産コストは増大し難い。

支持部材３４２は弾性部材である。そのため、定着ベルト１０の形状が一定でなくても、回転体３４は形状の変化に応じて定着ベルト１０を付勢し続けることができる。

以上、図１〜図６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）〜（３））。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６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、加熱部３０は１個の回転体３４を有していたが、本発明はこれに限定されない。加熱部３０は、長手方向に少なくとも１個の回転体３４を有していればよい。具体的には、補強部材３３は、回転体３４が３個、又は５個設けられていてもよい。この場合、回転体３４は、補強部材３３の長手方向の中央部３３３に対して対称に配置する。

（３）本発明の実施形態では、回転体３４は補強部材３３の中央部３３３に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。回転体３４が補強部材３３の中央部３３３以外に設けられていても、定着ベルト１０を付勢することはできる。

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
３０ 加熱部
３１ ヒーター
３２ ヒーター保持部材
３３ 補強部材
３４ 回転体
１０４ 内周面
３３３ 中央部

Claims (6)

1. 定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内周面と対向する加熱部と
   を備え、
   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、
   前記内周面と対向する少なくとも１個の回転体と
   を有し、
   前記回転体は、前記補強部材に設けられる、定着装置。
2. 前記回転体は、前記補強部材の長手方向の中央部に設けられる、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱部は、前記回転体を１個有する、請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記回転体は、本体と、支持部材とを有し、
   前記本体は、両端部が開放された円筒形状であり、
   前記支持部材は、弾性部材であり、
   前記支持部材は、
   前記本体内に収納される収納部と、
   前記収納部が前記本体に収納されると、前記本体の両端からそれぞれ突出する端部と
   を有し、
   前記支持部材の前記端部がそれぞれ前記補強部材に支持される、請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
5. 前記支持部材は、コイルバネである、請求項４に記載の定着装置。
6. 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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