JP2021043277A

JP2021043277A - 定着装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2021043277A
Application number: JP2019163832A
Authority: JP
Inventors: 藤原　靖; Yasushi Fujiwara; 靖藤原; 清岩井; Kiyoshi Iwai; 淳澤村; Atsushi Sawamura
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-03-18

Abstract

【課題】トナー像が形成された用紙を加熱、加圧するニップの上流側で用紙を加熱ロールに近づけてトナー像を予熱するプレヒート部が設けられた定着装置において、用紙のしわの発生を抑制する。【解決手段】定着装置２４は、加熱ロール３８と加圧ベルト４８により用紙１４を加熱、加圧するニップ３４を備える。ニップ３４の用紙搬送方向上流側のプレヒート部３６には、用紙１４を加熱ロール３８に接触させる押圧部材５６が配置されている。押圧部材５６の用紙搬送方向の上流側の縁である前縁５６ａは、中央から両端に向けて下流側に傾斜している。【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

用紙上の未定着トナー像を加熱および加圧してその用紙にトナー像を定着させる定着装置を有する画像形成装置が知られている。未定着トナー像が形成された用紙は、高温となった加熱ロールと加圧ベルトにより挟まれ、これらの間を通過する。トナー像は通過の際に加熱ロールからの熱と、加熱ロールおよび加圧ベルトからの圧力により用紙に定着する。

下記特許文献１の定着装置（３０）は、加熱ロール（定着ロール３６）とベルト（３８）により用紙を挟持して加熱、加圧するニップ（ニップ部Ｎ）を備えている。さらに、このニップ（Ｎ）の用紙搬送方向において上流側にベルト（３８）を加熱ロール（３８）に向けて押し付ける板ばね（板バネ５２）が配置されている。ニップ（Ｎ）の上流側で用紙が加熱ロール（３８）に近づくため、用紙上のトナーが加熱されて一部が溶融し、ニップ（Ｎ）に達する前にトナー像がずれることを抑制している。なお、上記（）内の部材名および符号は、下記特許文献１で用いられている部材名および符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる部材名および符号とは関連しない。

特開２０１８−１４６８５１号公報

定着装置においては、ニップに入る用紙がたるんでニップで加圧されてしわとなることを避ける必要がある。本発明は、ニップの上流側でベルトを加熱ロールに押し付ける部材に関し、用紙搬送方向の上流側の縁が用紙搬送方向と直交する方向に延びる直線である場合に比較して、用紙の幅方向への張力によって用紙のたるみを抑制し、しわの発生を抑制することを目的とする。

請求項１に係る発明は、用紙上のトナー像を加熱する加熱ロールと、用紙を挟持するニップを前記加熱ロールと形成する無端状のベルトと、用紙の搬送方向において前記ニップの上流側に、用紙の搬送方向を横切る方向に延びて配置され、前記ベルトを押圧して用紙を前記加熱ロールに接触させる押圧部材であって、用紙の搬送方向において上流側の縁が、中央から両端に向けて下流側に傾斜している、押圧部材と、を有する定着装置である。

請求項２に係る発明は、前記押圧部材がスポンジ材である請求項１に記載の定着装置である。

請求項３に係る発明は、前記押圧部材が、樹脂シートに貼着されており、当該樹脂シートを介して前記ベルトを押圧する請求項２に記載の定着装置である。

請求項４に係る発明は、前記押圧部材の前記上流側の縁が、中央から両端に向けて延びるそれぞれの辺が直線状である、請求項１から３のいずれか１項に定着装置である。

請求項５に係る発明は、用紙上にトナー像を形成するトナー像形成装置と、前記トナー像を前記用紙に定着させる請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置と、を有する画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、押圧部材の用紙搬送方向の上流側の縁が用紙搬送方向と直交する方向に延びる直線である場合に比較して、用紙のしわの発生が抑制される。

請求項２に係る発明によれば、板ばねなどに比べて簡易な構成の押圧部材が提供される。

請求項３に係る発明によれば、樹脂シートを設けない場合に比べて押圧部材の耐久性が向上する。

請求項４に係る発明によれば、前縁が直線以外の形状である場合に比べて単純な形状の押圧部材が提供される。

請求項５に係る発明によれば、押圧部材の用紙搬送方向の上流側の縁が用紙搬送方向と直交する方向に延びる直線である場合に比較して、用紙のしわの発生を抑制する定着装置を備えた画像形成装置が提供される。

本実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態の定着装置の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は加熱ロールの軸線に直交する断面図、（ｂ）は押圧部材を矢印Ａの方向から見た図である。押圧部材の形状の他の例を示す図である。押圧部材の形状の更に他の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置１０の概略構成を示す模式図である。画像形成装置１０は、粉体のトナーを用いて用紙上にトナー像を形成し、トナー像を加熱、加圧することにより用紙に定着させて画像を形成する。以下の説明において、用紙は、植物繊維を原料とするいわゆる紙の他、他の繊維を原料とするシート、樹脂等のフィルムなどシート状の記録媒体も含む。

装置本体１２の下部には、用紙１４が蓄えられた給紙トレイ１６が配置されている。用紙１４は、搬送路１８に沿って転写領域２０に送られ、転写領域２０において感光体２２上に形成されたトナー像が用紙１４上に転写される。用紙１４は搬送路１８を通って更に定着装置２４に送られ、定着装置２４による加熱および加圧によってトナー像が用紙に定着される。定着装置２４を通過した用紙は、搬送路１８に沿って排出トレイ２６に送り出される。両面印刷の場合、裏面に画像を形成するために、定着装置２４から送り出された用紙１４は、戻し搬送路２８を通って転写領域２０に戻される。

図２は、定着装置２４の主要部を示す模式図であり、（ａ）は断面を示す図、（ｂ）は符号５６で示す部品を矢印Ａの方向から見た状態を示す図である。定着装置２４は、搬送路１８を挟んで対向する加熱機構３０と加圧機構３２を含む。加熱機構３０と加圧機構３２の間に形成されたニップ３４を用紙１４が通過する際、用紙１４上のトナー像が加熱および加圧されて用紙１４に定着する。矢印Ｃで示す用紙１４の搬送方向においてニップ３４の上流側に、用紙１４を加熱機構３０に近づけて、ニップ３４での加熱の前にトナーを加熱するプレヒート部３６が形成されている。

加熱機構３０は、円筒形状の加熱ロール３８と、加熱ロール３８内の中空空間に配置された２つの加熱部材４０，４２を含む。加熱ロール３８は、熱の良導体である金属製、例えばアルミニウム製の円筒形状の心金４４と、この心金４４の外周面を覆うように設けられた被覆層４６を有する。被覆層４６は、シリコンゴム製の弾性層と弾性層の表面に形成されたフッ素樹脂製の離型層とを含んでよい。加熱部材４０，４２は、加熱ロール３８の中心軸線の方向に延びるように、また互いに並列して配置されている。加熱部材４０，４２は、例えば管状のランプであってよい。第１および第２加熱部材４０，４２からの放射により心金４４が加熱され、さらに加熱ロール全体が加熱される。ここで加熱機構３０は用紙を加熱するものであればよく、加熱ロール自体が発熱するものや、加熱ロールの外部から熱を与えられるものなど、中空空間に加熱部材があるものだけに限られない。

加圧機構３２は、加熱ロール３８と協働して用紙を挟む加圧ベルト４８と、加圧ベルト４８を支持するベルト支持体５０を含む。加圧ベルト４８は無端のベルトであって、ベルト支持体５０の周囲を巡るように配置されている。加圧ベルト４８は、ポリイミド製の基層と、この基層の表裏それぞれに形成されたフッ素樹脂製の離型層とを有する。加圧ベルト４８は、加熱ロール３８の回転に伴ってベルト支持体５０の周囲を周回する。

ベルト支持体５０は、ニップ３４を形成するニップ形成部５２と、プレヒート部３６を形成するプレヒート部形成部５４を含む。ニップ形成部５２は、加熱ロール３８と対向し、ベルト支持体５０に作用する付勢力によって加圧ベルト４８を加熱ロール３８に向けて押圧して、ニップ３４を通過する用紙１４を加圧する。ベルト支持体５０は、ニップ形成部５２から用紙搬送方向の上流側に延びており、この延びた部分にプレヒート部形成部５４が設けられている。

プレヒート部形成部５４は、加熱ロール３８に対向しており、プレヒート部３６を通過する用紙１４を加熱ロール３８に接触させる。用紙１４を加熱ロールに接触させることで、用紙１４上のトナー像のずれが抑えられる。プレヒート部形成部５４の加熱ロール３８に対向する面には、塊状の弾性部材、例えば発泡ゴム製、特にスポンジ状のシリコンゴム製である押圧部材５６が貼着されている。押圧部材５６は、断面が長方形の略棒状または平板状の部材であり、少なくとも用紙１４が通過する幅にわたって用紙搬送方向に直交する方向に延びて配置されている。さらに、押圧部材５６の加熱ロール３８側には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートである樹脂シート５８が配置され、押圧部材５６は樹脂シート５８に貼着されている。樹脂シート５８の用紙搬送方向において上流側の縁は、ベルト支持体５０に貼着されている。樹脂シート５８は、全体として湾曲するように変形可能であるが、局所的にしわが発生するような変形は抑制される程度の剛性を有し、例えば、０．１ｍｍ程度の厚さを有している。押圧部材５６は、樹脂シート５８に貼着され、一方でベルト支持体５０には貼着しないようにしてもよい。

図２の（ｂ）に示す図は、押圧部材５６の形状の一例を示す図である。（ｂ）において、押圧部材５６は（ａ）に示す矢印Ａの方向から見た状態が示されている。（ｂ）に示す矢印Ｃの方向が用紙１４の搬送方向である。押圧部材５６は、用紙搬送方向に直交する方向（以下、幅方向と記す。）に長く延びて配置されており、幅方向の寸法ｗは例えば２３１ｍｍである。また、押圧部材５６の用紙搬送方向上流側の縁（以下、前縁５６ａと記す。）は、中央が上流側に突出し、中央から両端に向けて下流側に傾斜している。この例では、前縁５６ａは、中央から両端に向けてそれぞれ延びる辺が直線状であり、２つの辺がＶ字形に配置されている。押圧部材５６の用紙搬送方向の寸法は、例えば中央の寸法ａが４ｍｍ、両端の寸法ｂが２ｍｍであり、前縁５６ａは中央から端の間で２ｍｍの傾斜が付けられている。押圧部材の前縁５６ａの傾斜により、用紙１４には、幅方向の張力が作用して用紙１４が幅方向に張り、傾斜がない場合に比べてしわの発生が抑えられる。つまり、さばき性が改善される。また、樹脂シート５８を配置することにより、押圧部材５６が保護され、押圧部材５６の経時劣化が抑えられる。

図３，４は、押圧部材の形状の他の例を示している。図３，４は、図２の（ｂ）と同様、図２の（ａ）の矢印Ａの方向から見た押圧部材を示している。また、図中の矢印Ｃで示す方向が用紙搬送方向である。図３に示す押圧部材６０は、前縁６０ａが湾曲しており、例えば円弧形状である。この場合も中央が最も上流側に突出しており、幅方向両側に向けて徐々に下流側に後退している。図４に示す押圧部材６２は、前縁６２ａが図３に示す押圧部材５６と同様のＶ字形である。押圧部材６２の、前縁６２ａと反対側の縁、つまり後縁６２ｂもＶ字形形状となっており、前縁６２ａと同じ傾斜が付けられている。

押圧部材は、前述の押圧部材５６，６０，６２と同じ形状の剛体の部材と、この剛体の部材を加熱ロール３８に向けて押す弾性部材から構成されてもよい。

１０画像形成装置、１２装置本体、１４用紙、１８搬送路、２４定着装置、３０加熱機構、３２加圧機構、３４ニップ、３６プレヒート部、３８加熱ロール、４８加圧ベルト、５０ベルト支持体、５２ニップ形成部、５４プレヒート部形成部、５６，６０，６２押圧部材、５８樹脂シート。

Claims

用紙上のトナー像を加熱する加熱ロールと、
用紙を挟持するニップを前記加熱ロールと形成する無端状のベルトと、
用紙の搬送方向において前記ニップの上流側に、用紙の搬送方向を横切る方向に延びて配置され、前記ベルトを押圧して用紙を前記加熱ロールに接触させる押圧部材であって、用紙の搬送方向において上流側の縁が、中央から両端に向けて下流側に傾斜している、押圧部材と、
を有する定着装置。
前記押圧部材がスポンジ材である請求項１に記載の定着装置。
前記押圧部材は、樹脂シートに貼着されており、当該樹脂シートを介して前記ベルトを押圧する請求項２に記載の定着装置。
前記押圧部材の前記上流側の縁が、中央から両端に向けて延びるそれぞれの辺が直線状である、請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
用紙上にトナー像を形成するトナー像形成装置と、
前記トナー像を前記用紙に定着させる請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置と、
を有する画像形成装置。