JP2024059140A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高寿命な定着装置を提供する。【解決手段】 定着ニップ部でトナー像が形成された記録材を挟持搬送しつつトナー像を記録材に定着する定着装置において、ニップ形成部材の長手方向の端部に固定された支持部材と、支持部材をガイド部材に対し搬送方向と平行な方向に移動させる移動機構と、を有することを特徴とする。【選択図】 図8
Description
本発明は、記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置に関する。
電子写真装置に搭載されている定着装置として、筒状のフィルムと加圧ローラとの間で記録材を挟持搬送するフィルム加熱方式がある。フィルム加熱方式として、フィルムの内部空間にセラミックヒータを配置し、フィルムを介してセラミックヒータと加圧ローラでフィルムを挟み込む構成がある(特許文献1)。その他に、フィルムに導電層を設けてフィルムを電磁誘導により発熱させる構成、フィルムの導電層に給電端子を接触させてフィルムに給電することによってフィルムを発熱させる構成、などがある。
フィルム加熱方式の定着装置は、フィルム内面と、セラミックヒータ等のフィルムバックアップ部材が摺動する。この為、耐熱性グリース等の潤滑剤がフィルム内面に塗布されている。しかし、潤滑剤は定着装置の使用と共に徐々にフィルムの外へ掃き出され、潤滑剤の量は減少してしまう。また、摺擦の繰り返しにより、潤滑剤自体も劣化し潤滑性能が低下してしまう。そこで、フィルム加熱方式の定着装置では、潤滑剤の潤滑性能を、長い期間、良好に保つことが求められる。
特許文献1には、記録材が定着装置を通過していないタイミングでフィルムを逆方向に回転させ、フィルム内部の定着ニップ部部下流域に滞留した摺動に寄与しないグリースをフィルム回転方向上流方向に移動させることが記載されている。これにより、グリースを効率良く利用し、耐久を通してフィルム内面の潤滑性を確保している。
しかしながら、このような構成において、滞留した摺動に寄与しないグリースはニップ部下流側に滞留したグリースだけではない。特許文献1におけるセラミックヒータ、特許文献2における摺動部材は、それぞれ、定着ニップ部を形成する部材である。これらの部材は、フィルムを内面から支持するフィルム支持部材に設けられた凹部内に嵌まるように取り付けられている。ここで、セラミックヒータや摺動部材と、フィルム支持部材との間には、部材の熱膨張や取り付け等を考慮して必ず僅かな隙間が出来てしまう。そして、定着ニップ部で加圧力を受けたグリースはその隙間に押し込まれてしまう。
このようにセラミックヒータや摺動部材とフィルム支持部材との間に挟まれてしまったグリースは、フィルム内面と接触できない為、フィルムの摺動に寄与できない。特許文献1のようにフィルムを逆回転駆動した場合でも、フィルム回転方向上流側へ移動させることが難しい。
本発明は、このような課題を解決するものであり、高寿命な定着装置を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するための本発明は、筒状のフィルムと、前記フィルムの内部空間に設けられており前記フィルムの回転を案内するガイド部材と、前記ガイド部材に設けられた凹部に設けられている板状のニップ形成部材と、前記フィルムの外周面に接触しており、前記フィルムを挟んで前記ニップ形成部材と共に定着ニップ部を形成するローラと、を有し、記録材の搬送方向に関し、前記凹部の幅は前記ニップ形成部材の幅より大きく、前記ニップ形成部材は前記凹部に配置されている状態で前記搬送方向と平行な方向に移動可能となっており、前記定着ニップ部でトナー像が形成された記録材を挟持搬送しつつトナー像を記録材に定着する定着装置において、前記ニップ形成部材の長手方向の端部に固定された支持部材と、前記支持部材を前記ガイド部材に対し前記搬送方向と平行な方向に移動させる移動機構と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、高寿命な定着装置を提供することが出来る。
以下に図面を参照して、本発明の実施例を例示する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨のものではない。
(実施例1)
(画像形成装置)
図1は、画像形成装置100の構成を示す概略断面図である。なお、本実施例の画像形成装置100は、複数の画像形成部Sa~Sdを有する、電子写真記録方式の画像形成装置である。第1の画像形成部Saはイエロー(Y)、第2の画像形成部Sbはマゼンタ(M)、第3の画像形成部Scはシアン(C)、第4の画像形成部Sdはブラック(Bk)のトナーによって画像を形成する。これら4つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されており、各画像形成部の構成は収容するトナーの色を除いて実質的に共通である部分が多い。したがって、以下の説明において、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために符号に与えた添え字a、b、c、dは省略して総括的に説明する。
(画像形成装置)
図1は、画像形成装置100の構成を示す概略断面図である。なお、本実施例の画像形成装置100は、複数の画像形成部Sa~Sdを有する、電子写真記録方式の画像形成装置である。第1の画像形成部Saはイエロー(Y)、第2の画像形成部Sbはマゼンタ(M)、第3の画像形成部Scはシアン(C)、第4の画像形成部Sdはブラック(Bk)のトナーによって画像を形成する。これら4つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されており、各画像形成部の構成は収容するトナーの色を除いて実質的に共通である部分が多い。したがって、以下の説明において、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために符号に与えた添え字a、b、c、dは省略して総括的に説明する。
画像形成部Sは、感光ドラム1と、感光ドラム1を帯電させる帯電ローラ2と、現像手段4と、ドラムクリーニング手段6と、を有する。本実施例においては、感光ドラム1と、帯電ローラ2と、現像手段4と、ドラムクリーニング手段6とは、一体的にカートリッジ化されて画像形成装置100の装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ19を構成している。
感光ドラム1は、図1の矢印R1方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。現像手段4は、トナーを感光ドラム1に供給するための現像ローラ41を有する。ドラムクリーニング手段6は、感光ドラム1に付着したトナーを回収するための手段である。
スキャナユニット3は、画像情報に応じたレーザ光18を感光ドラム1へ出射し、感光ドラム1をレーザ光18で走査する。これにより、感光ドラム1の表面に静電潜像が形成される。
制御手段(不図示)が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始されると、帯電ローラ2による帯電及びスキャナユニット3による走査によって、各画像形成部Sの感光ドラム1に画像情報に応じた静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像ローラ41により現像され、感光ドラム1にトナー像が形成される。
各画像形成部Sの感光ドラム1に形成されたトナー像は、矢印R2方向に回転する中間転写ベルト71に一次転写部N1の位置で転写される。これにより、中間転写ベルト71上には4色のトナー像が重畳される。中間転写ベルト71は、駆動ローラ72、テンションローラ73、従動ローラ74の3つのローラで張架されている。また、感光ドラム1上のトナー像は一次転写ローラ5に印加される電圧で中間転写ベルト71に転写する。中間転写ベルト71に一次転写されることなく感光ドラム1に残留したトナーは、ドラムクリーニング手段6によって除去される。
給紙カセット11に収容されている記録材Pは、給紙ローラ12によって給送された後に搬送ローラ13で搬送される。そして、二次転写部N2で中間転写ベルト71上のトナー像が記録材Pに転写される。中間転写ベルト71上のトナー像は二次転写ローラ8に印加される電圧で記録材Pに転写する。なお、符号9は中間転写ベルト71を清掃するクリーナであり、符号91はクリーナ9が有するクリーニング部材である。
トナー像が転写された記録材Pは定着装置10へ搬送され、定着処理される。トナー像が定着された記録材Pは画像形成装置100の外部に排出される。
(定着装置)
定着装置10はフィルム加熱方式の定着装置である。図2は定着装置10を記録材Pの斜視図、図3は定着装置10を側板103Rの内側から見た斜視図である。図4は定着装置10を図3の破線Aを通る平面で切った断面図、図5はフィルム106を内部から支持するガイド部材107とヒータ109の周辺の構成を示した斜視図である。
定着装置10はフィルム加熱方式の定着装置である。図2は定着装置10を記録材Pの斜視図、図3は定着装置10を側板103Rの内側から見た斜視図である。図4は定着装置10を図3の破線Aを通る平面で切った断面図、図5はフィルム106を内部から支持するガイド部材107とヒータ109の周辺の構成を示した斜視図である。
加圧ローラ(ローラ)102は鉄やアルミニウム等の金属性の芯金部と芯金の外周面上に設けられたシリコーンゴム等の材質の弾性層と、弾性層の外周面上に設けられたフッ素樹脂等の材質の離型層を有する。加圧ローラ102は、側板103L,103Rに軸受けまたはベアリングを介して回転可能に取り付けられている。また、芯金の一端部には不図示のギアが取り付けられており、不図示のモータからの駆動力で回転する。
筒状のフィルム106を備えるフィルムユニット101は、加圧板104L,Rを介して圧縮バネ105により加圧ローラ102に対して付勢されている。記録材Pはフィルムユニット101と加圧ローラ102の間に形成されている定着ニップ部Nで図2に示すBの方向に向けて挟持搬送されつつヒータ109の熱で加熱される。この熱と圧力によりトナー像は記録材Pに定着される。
次に、フィルムユニット101内部の構成について説明する。図4は定着装置10を図3の破線Aを通る平面で切った断面図、図5はフィルム106を内部から支持するガイド部材107とヒータ109周辺の構成を示した斜視図である。フィルムユニット101は、筒状のフィルム106と、フィルム106の内部空間に設けられておりフィルム106の回転を案内する耐熱樹脂製のガイド部材107を有する。フィルムユニット101は更に、フィルム106の両端部に対応する位置に設けられ、フィルム106をその内部から回転可能に支持するフランジ111L、111Rを有する。フィルムユニット101は更に、ガイド部材107を補強する金属製の補強ステイ112、ヒータ109を有する。
フィルム106は、厚み30~100μm程度の基層の上に、PFA(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)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂の表層を有する。基層の材質はポリイミドである。なお、フィルム106の基層はステンレス等の金属でも構わないし、基層と表層の間にシリコーンゴム等で形成されたゴム層を設けてもよい。
ヒータ(ニップ形成部材)107は記録材Pの搬送方向に対し垂直な方向に細長い板状の部材であり、セラミック基板の上に抵抗発熱体が印刷されたものである。抵抗発熱体は、銀・パラジウム・ガラス粉末(無機結着剤)・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により基板上に細帯状に形成している。そして、ヒータ表面上に設けられた電気接点を介して電力が供給されることにより抵抗発熱体が発熱する。なお、基板の材質はステンレス等の金属でも構わない。金属層の表面にガラス等の絶縁層を設け、更にその上に抵抗発熱体を設ければよい。
ガイド部材107は、図5に示す通り、フィルム106の長手方向に亘って延伸している部材であり、中央にヒータ109を収容する為の凹部107aが長手方向全域に設けられている。ガイド部材107は耐熱性のある液晶ポリマー、PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などの樹脂によって形成されている。図4、図5に示す通り、ガイド部材107の中央に設けられた凹部107aには発熱源であるヒータ109が収められている。フィルム106を介しヒータ109と加圧ローラ102によって定着ニップ部Nが形成されており、加圧ローラ102が回転するとフィルム106が従動回転する構成である。図4において、矢印Bは記録材Pの搬送方向、矢印Cはフィルム106の回転方向を表す。
ここで、フィルム106の搬送方向において、ガイド部材107に設けられた凹部107aの幅はヒータ109の幅よりも大きい。したがって、両者の間には隙間がある。また、ヒータ109の長手方向に関して、ガイド部材107の両端には、ヒータ109の両端をそれぞれ支持する支持部材110L、110Rが定着ニップ部Nにおけるフィルム106の搬送方向(図4の矢印B方向)に移動可能に取り付けられている。
このように、定着装置10は、筒状のフィルム106と、フィルム106の内部空間に設けられておりフィルム106の回転を案内するガイド部材107を有する。更に、ガイド部材107に設けられた凹部107aに設けられている板状のヒータ109と、フィルム106の外周面に接触しており、フィルム106を挟んでヒータ109と共に定着ニップ部Nを形成する加圧ローラ102と、を有する。そして、記録材Pの搬送方向に関し、凹部107aの幅はヒータ109の幅より大きく、ヒータ109は凹部107aに配置されている状態で搬送方向と平行な方向に移動可能となっている。定着装置10は、定着ニップ部Nでトナー像が形成された記録材Pを挟持搬送しつつトナー像を記録材Pに定着する。
図6は、図5の斜視図からガイド部材107を取り除いた状態(更に給電用コネクタ117をヒータ109に取り付ける前の状態)を示す斜視図である。図6に示すように、支持部材110R、110Lとヒータ109の両端部は、定着ニップ部Nにおけるフィルム搬送方向に位置決めされた状態で、給電用コネクタ117と金属製のクリップ118によって固定されている。即ち、ヒータ109の電気接点側の端部は、給電用コネクタ117によって、支持部材110Rと固定されている。ヒータ109の逆側の端部は、金属製のクリップ118によって、支持部材110Lと固定されている。これにより、ヒータ109、支持部材110L、110R、給電用コネクタ117及びクリップ118は一体となる。ヒータ109と一体で動く支持部材110R、110L、給電用コネクタ117及びクリップ118、及びヒータ109をヒータユニット119と呼ぶこととする。
一方、前述の通り、ヒータ109とガイド部材107の凹部107aの間には、定着ニップ部Nにおけるフィルム搬送方向にガタが存在する。また、支持部材110L及び110Rは、ガイド部材107に対し、定着ニップ部Nにおけるフィルム106搬送方向に対し移動可能である。よって、圧縮バネ105による圧力が掛かっていない状態において、ヒータユニット119はガイド部材107に対してフィルム搬送方向に移動可能である。
また、定着装置10にはその他にヒータ109の温度を検知する為の不図示のサーミスタが備えられており、ヒータ109の温度が所定の温度となるよう制御されている。
次に、フィルムユニット101の加圧構成(圧力付与機構)について説明する。図2及び図3に示すように、フランジ111Rは、フィルム106の内面を回転可能に支持する面111aとフィルム106の端部を規制する面111b、加圧板104Rに押圧される面111cを有する。フランジ111Rは、更に、側板103Rに挿入する為の溝部111dを有し、加圧ローラ102への加圧方向に対して移動可能に側板103Rに取り付けられている。そして、フランジ111Rは、加圧板104Rを介して圧縮バネ105Rにより押圧されることで、加圧ローラ側に向けて押圧される。フランジ111Rが受けた押圧力は補強ステイ112及びガイド部材107に伝達され、ヒータ109が加圧ローラ102側に押圧される。
反対側のフランジ111Lについてもフランジ111Rと同様な構成である。よって、フランジ111L、111Rが加圧ローラ102側に押圧されることにより、フィルムユニット101全体が加圧ローラ102に向けて押圧される。
(潤滑剤)
ヒータ109と定着フィルム106の間には耐熱性グリースが塗布されている。グリースは主として潤滑機能を発揮する基油と、その基油を保持する増稠剤によって構成されている。本実施例では基油にパーフロロポリエーテル、増稠剤にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を用いたダウ・東レ株式会社のHP-300グリースを用いている。
ヒータ109と定着フィルム106の間には耐熱性グリースが塗布されている。グリースは主として潤滑機能を発揮する基油と、その基油を保持する増稠剤によって構成されている。本実施例では基油にパーフロロポリエーテル、増稠剤にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を用いたダウ・東レ株式会社のHP-300グリースを用いている。
ここで、ヒータ面上に塗布されたグリースは、耐久初期においては良好な潤滑性を保っていても、定着装置の使用が進むと劣化し、潤滑機能が低下してしまう。また、定着ニップ部における加圧と回転によって、フィルム端部からも徐々に吐き出され、フィルム内を循環するグリースの全体量は減少してしまう。このように、グリースの劣化による潤滑性の低下やフィルム内で循環するグリース量の低下が進むと、ヒータとフィルムの間の潤滑性は維持されなくなる。これにより、フィルムが安定して回転せずスティックスリップと呼ばれる現象が発生することもある。
また、ヒータ面上に塗布されたグリースの一部が、定着装置の使用と共に、ガイド部材107に設けられた凹部107aとヒータ109との隙間に滞留し、フィルム内を循環できなくなることがある。滞留したグリースは、劣化も少なく、基油を十分に含んだ状態であるにもかかわらず、ヒータとフィルム間面の摺動に寄与することができない。
そこで、本実施例は、ガイド部材107に対してヒータ109を動かすことにより、凹部107aに滞留したグリースを押し出し、グリースを潤滑剤として再び機能させるものである。
(ヒータ移動機構)
次に、ヒータ109を動かす機構について説明する。前述の通り、圧縮バネ105の圧力が掛かっていない状態で、ヒータユニット119はガイド部材107に対してフィルム搬送方向に移動可能である。図7は、ヒータユニット119を動かす機構を説明する図であり、ヒータ109の移動に関わる部分をフィルムの長手方向中央側から見た斜視図である。機構を説明するため、側板103R、フィルム106、フランジ111R、補強ステイ112等は省略して示してある。
次に、ヒータ109を動かす機構について説明する。前述の通り、圧縮バネ105の圧力が掛かっていない状態で、ヒータユニット119はガイド部材107に対してフィルム搬送方向に移動可能である。図7は、ヒータユニット119を動かす機構を説明する図であり、ヒータ109の移動に関わる部分をフィルムの長手方向中央側から見た斜視図である。機構を説明するため、側板103R、フィルム106、フランジ111R、補強ステイ112等は省略して示してある。
図7に示すように、支持部材110Rには、爪部110c、110dが設けられており、支持部材110Rはガイド部材107に対して圧縮バネ105Rの加圧方向に位置が規制される。また、爪部110dにより、支持部材110Rがガイド部材107から脱落しないように支持部材110Rがガイド部材107に取り付けられている。一方で、ヒータユニット119とガイド部材107の凹部107aとのガタの範囲内で、ヒータユニット119は、ガイド部材107に対して記録材の搬送方向に移動出来るようになっている。本実施例においては、凹部107aとヒータ109とのガタは2~3mm程度である。また、支持部材110Rの記録材搬送方向上流側の側面にはボス部110bが設けられており、リンク部材120と連結されている。リンク部材120のボス部110bと連結する端部とは反対側の端部は、リンク部材121に設けられたボス部121b(図8参照)と連結されている。リンク部材121は加圧板104Rに固定されており、加圧板104Rと一体となって動く。
次にヒータの動作について図8、図9を使用して説明する。図8はフィルムユニット101の圧力解除動作とヒータ移動機構の動作を説明する概略断面図、図9はフィルム106内面に備えられているヒータ109周辺を拡大した断面図である。図8(a)、図9(a)は記録材搬送時等、フィルム106が加圧ローラ102からの加圧と回転によって従動回転を行っている時の様子、図8(b)、図9(b)は加圧ローラ102への加圧力解除時の様子を示す。図8(a)に示すように、加圧ローラ102からの加圧と回転によってフィルム106が従動回転を行っている際、ヒータ109は、ヒータ109表面とフィルム106内面との摩擦力、及びヒータ109表面に塗布したグリースによって、フィルム106の搬送方向Bに力を受ける。この力により、ヒータ109は、ガイド部材107に設けられた凹部107aの記録材搬送方向下流側の端部107d1に突き当たり、ヒータ109の位置が決まる。この時、突き当たっていない側のヒータ109の端面と対向する端部107d2との間には、隙間107cができる。そして隙間107cには、ヒータ109表面に塗布したグリースが滞留している。
加圧ローラ102への加圧は、JAM処理時や、フィルムに不要な曲がり癖が付くことを防ぐ為、電源OFFの時に解除される。具体的には、モータにより、圧力解除カム113Rが回転し、加圧板104Rを押し上げる。これにより、加圧板104Rからの加圧力を受けていたフランジ111Rは加圧状態から解放され、フランジ111Rとともにフィルムユニット101の加圧ローラ102への加圧が解除される。この時、加圧板104Rがカム113Rに押し上げられ、加圧板104Rに保持されているリンク部材121Rも移動する。リンク部材121Rの移動に伴い、リンク部材121Rと連結されているリンク部材120Rも移動し、支持部材110Rが記録材搬送方向の上流側へ移動する。
また、加圧板104Lもカム113L(不図示)によって押し上げられている。二つのカム113Rとカム113Lは軸によって連結されており、カム113Rとカム113Lは同期して回転する。加圧板104Lの側にも加圧板104Rの側と同様のリンク機構が設けられている。
これらのリンク機構の動きにより、ヒータ109の両端を支持する支持部材110L、110Rが記録材搬送方向の上流側に移動し、この移動に伴い、ヒータユニット119、つまりはヒータ109も記録材搬送方向の上流側へ移動する。搬送方向上流側へ移動したヒータ109は、ガイド部材107に設けられた凹部107aの搬送方向上流側の端部107d2に突き当たるまで移動する。このヒータ109の移動に伴って、上流側端部107d2とヒータ109端部の間に滞留していたグリースはフィルム106側へ押し出される。このようにして押し出されたグリースは、再びフィルム106の内面と接触し、ヒータ109とフィルム106の摺動性の向上に寄与する。
なお、本実施例においては、定着ニップ部Nの加圧力解除のタイミングがヒータユニット119の移動タイミングとなっている。そして、定着ニップ部Nの加圧力解除のタイミングをJAM処理時や電源OFF時に設定しているが、その他のタイミングでも定着ニップ部Nの加圧力解除を設定してもよい。
このように、実施例1の定着装置10は、ヒータ109の長手方向の端部に固定された支持部材110と、支持部材110をガイド部材107に対し搬送方向と平行な方向に移動させる移動機構と、を有する。定着装置10は更に、定着ニップ部Nに圧力を掛ける圧力付与機構と、圧力付与機構に作用して定着ニップ部Nに掛かる圧力を解除する圧力解除機構を有し、移動機構は、圧力解除機構の動作に連動して支持部材を搬送方向と平行な方向に移動させる。定着装置10は更に、圧力付与機構と支持部材110を繋ぐリンク部材121を有する。
(実施例2)
図10~図15を用いて実施例2について説明する。実施例1との違いはガイド部材と支持部材の形状、ヒータ移動機構であり、その他は略同様である。実施例1と共通する構成については説明を省略する。
図10~図15を用いて実施例2について説明する。実施例1との違いはガイド部材と支持部材の形状、ヒータ移動機構であり、その他は略同様である。実施例1と共通する構成については説明を省略する。
図10は実施例2の定着装置20の斜視図である。定着装置20の記録材搬送方向は矢印B2の方向である。実施例におけるフィルムユニット201は、実施例1におけるフィルムユニットと同様に、筒状のフィルム206と、フィルム206を内側から回転可能に支持するガイド部材207を有する。更に、フィルムユニット201は、フランジ211L、211R、補強ステイ212、ヒータ209を有する。また、図10における矢印D側の部品と矢印E側の部品を、例えばフランジ211L、211Rのように、部品を示す符号の末尾にそれぞれL、Rと記載することで区別する。フィルムユニット201の構成は、両端部の構成は実施例1と異なるが、フィルム長手方向において、フランジ211Lと211Rの内側に当たる記録材通過部の構成は、実施例1におけるフィルムユニット101と同様であり、説明は省略する。
次に、本実施例におけるヒータユニットの構成を図11、図12を用いて説明する。図11(a)は、フィルムユニット201の一部である、フィルム206を内部から支持するガイド部材207とヒータ209周辺の構成をヒータ表面側から見た斜視図である。図11(b)は図11(a)の矢印Jの方向からガイド部材207を見た部分的な図である。図12は、ガイド部材207に移動可能に取り付けられているヒータユニット219の構成を示す図である。
図11に示す通り、ガイド部材207は実施例1と同様に、ヒータを収容するための凹部207aを有する。ガイド部材207の両端部の形状は実施例1のガイド部材107とは異なる。ガイド部材207の両端には、レール形状部207rが設けられており、支持部210L、210Rの一部がそれぞれ挿入され、支持部210L、210Rがガイド部材207に対して記録材の搬送方向に移動可能となるよう構成されている。
定着装置20におけるヒータユニット219は、図12に示す通り、ヒータ209と支持部材210L、210Rから成る。ヒータ209の電気接点側の支持部材210Rは内部に給電端子を備えた給電用コネクタを兼ねており、ヒータ209へ給電を行うとともに、ヒータ209を挟み込み、ヒータ209に対して位置決めされた状態で固定されている。他端側の支持部材210Lは、支持部材210Rと同様にヒータ209を挟み込み、ヒータ209に対し位置決めされた状態で固定されている。ここで、支持部材210Lはヒータ209を挟み込んで固定する機能があれば十分であり、給電の機能は備えていないが、支持部材210Rと同様に給電端子を備えても良い。
フィルムの搬送方向において、凹部207aの幅はヒータ209の幅よりも大きい。したがって、両者の間には隙間がある。また、支持部材210L及び210Rは、ガイド部材207に対し、フィルム206搬送方向に移動可能である。ヒータユニット219は、加圧ローラ102への圧が掛かっていない状態において、フィルム搬送方向に移動可能である。加圧構成については実施例1と同様であり、圧縮バネ105が引っ張りバネ205となっている部分のみ異なる。しかし、実施例1同様に圧縮バネで加圧を行っても良い。
次に、図13、14を用いて定着装置20におけるヒータ移動機構について説明を行う。図13(a)は、図10の矢印側Dから見た加圧状態の定着装置20の側面図、図13(b)は図13(a)と同じ方向から見た圧力解除状態の定着装置20の側面図である。図13(a)は、記録材搬送時のようにフィルム206が加圧ローラ202からの加圧と回転によって従動回転を行っている時の様子を示している。フィルム206が従動回転している時、実施例1と同様、ヒータ209はヒータ209表面とフィルム206内面との摩擦力及びヒータ209表面に塗布したグリースによってフィルム206の搬送方向に力を受ける。これにより、ヒータ209は、ガイド部材207に設けられた凹部207aの記録材P搬送方向の下流側の端部に突き当たる。このとき、突き当たっていない側のヒータ209の端面と対向する端部との間には隙間ができ、ここにグリースが滞留してしまう。この時のヒータ209とガイド部材207の凹部207aとの位置関係は実施例1の図9(a)に示す関係と同様である。
次に、定着ニップ部N2の圧力解除動作と、その際のヒータユニット219及びヒータ209の具体的な動きについて説明する。まず、加圧板金204L、204Rを押し上げるレバー214L、214Rの構成について説明を行う。図14はレバー214Rの構造を示す概略断面図であり、図14(a)は加圧ローラ202が加圧された状態、つまり図13(a)の状態に対応するレバー214Rの様子を示す。レバー214Rは、レバー本体215Rと、レバー本体215Rの内部に設けられ、支持部材210Rを押し込む押し込み部材216R、押し込み部材216Rを押圧する圧縮バネ222Rを有する。押し込み部材216Rは、レバー本体215Rに対し、軸部216bを中心に回動可能に取り付けられており、支持部材210Rとの接触部と反対側の面から圧縮バネ222Rにより押圧されている。図14(a)の状態においては、押し込み部材216Rに設けられたストッパ部216tがレバー本体215Rの内壁に突き当たる。これにより、レバー本体215Rに対して、押し込み部材216Rの位置が規制されている。また、これらの構成はレバー214Lにおいても同様である。
定着装置20において、加圧ローラ202への圧力解除は、カム213によって押し上げられたレバー214が加圧板金204を押し上げることによって行う。まず、図13(a)において、カム213Lが方向Gの方向に回転すると、カム213Lと接触しているレバー214Lが加圧ローラ202の圧力解除方向(矢印Hの方向)に移動する。レバー214Lが矢印Hの方向に移動すると、レバー本体215Lの先端は加圧板金204Lを押し上げ、加圧板金204Lからの加圧力を受けていたフランジ211Lが解放される。ここで、カム213LはL字型の板金軸により対向側の対象形状の部材であるカム213Rと連結されており、これら2つのカムは同期して動くようになっている。その為、レバー214Lが加圧板金204Lを押し上げると同時に、対向面のレバー214Rも加圧板金204Rを押し上げ、加圧ローラ202への加圧は解除される。
ここで、レバー本体215Rがカム213Rによって圧力解除方向へ移動すると、押し込み部材216Rも連動して同方向へ移動する。そしてレバー本体215Rにより、加圧ローラ202への加圧力が低減され始めると、押し込み部材216Rに設けられた斜面216sは支持部材210Rに設けられた突出部210dに接触し、レバー216Rの移動に伴い突出部210dを記録材搬送方向の上流側へ押し込む。その様子を図14(b)に示す。
そして、前述の通り、カム213Lと213Rは同期して動く為、押し込み部材216Lも同様の動作を行う。そして、このように両端の支持部材210L、210Rが記録材搬送方向の上流側へ移動することにより、ヒータ209も同方向へ移動する。搬送方向上流側へ移動したヒータ209は、ガイド部材207に設けられた凹部207aの搬送方向上流側端部に突き当たるまで移動する。そして、上流側端部とヒータ209端部の間に滞留していたグリースはフィルム側へ押し出される。この時のヒータ209とガイド部材207の凹部207との位置関係は実施例1の図9(b)に示す関係と同様である。そして、このようにして押し出されたグリースはヒータとフィルムの摺動性の向上に寄与する。
なお、定着装置20では、押し込み部材216L、216Rとレバー本体215L、215Rとの間に、弾性部材である圧縮バネ222L、222Rが設けられている。図14(c)は、ヒータ209が搬送方向上流側における凹部207aの端部に突き当たった状態で、更に押し込み部材216が支持部材210を押圧している状態を示している。この時、圧縮バネ222L、222Rが縮むことにより、支持部材の給電端子やヒータに掛かる負荷を軽減し、これらの部品の破損を抑制している。
実施例1では、カム113L、113Rをモータの駆動力によって回動させて加圧力解除を行っていた。一方、実施例2では、カム213L、213Rは、図13(a)に示されているカム213Lと連結されているリンク部材223が矢印I方向へ移動することによりカム213L、213Rが回動する。図15には、定着装置20が搭載された画像形成装置の一例を示す。図15に示す画像形成装置において、リンク部材223は画像形成装置本体の前ドア224の一部と連結されており、前ドア224の開閉動作と連動して動くようになっている。前ドア224が開くと、リンク部材223は本体前方(矢印Iの方向)へ移動し、リンク部材223と連結されたカム213は図13(a)の方向Gの方向へ回動する。このようにドアの開閉と連動してカム213を動かすことでモータ等の駆動源が不要となる。
なお、本実施例においては、カム213Lを前ドア224の一部と連結させたが、画像形成装置本体の後ドア等、加圧ローラ202の回転軸と略平行である軸を回転中心に回動する扉と連動させることで、同等の効果を得ることが出来る。
(実施例3)
図16に実施例3の定着装置40を示す。定着装置40の構成は、実施例1における定着装置10から、ヒータ移動機構であるリンク部材120L、Rとリンク部材121L、Rを除いたものであり、フィルムユニット及びその他の構成は同じである。
図16に実施例3の定着装置40を示す。定着装置40の構成は、実施例1における定着装置10から、ヒータ移動機構であるリンク部材120L、Rとリンク部材121L、Rを除いたものであり、フィルムユニット及びその他の構成は同じである。
定着装置40では、ヒータ109の移動にヒータ移動機構を要さず、加圧ローラ102に駆動力を伝達している不図示の正逆回転可能なモータを逆回転させることでヒータ109を記録材搬送方向の上流側に移動させる。ここで、記録材Pを図4の矢印Bに示す通常の搬送方向へ搬送する時のモータの回転方向を正回転、その反対方向への回転を逆回転と呼ぶ。前述のとおり、モータが正回転し、フィルム106が加圧ローラ102の回転に従動して回転すると、ヒータ109はガイド部材107に設けられた凹部107aの記録材Pの搬送方向下流側の端部107d1(図9に示す)に突き当たる。
ヒータ109が記録材P搬送方向の下流側の端部107d1に突き当たったのと同様の原理で、モータの逆回転を行うと、ヒータ109は記録材搬送方向の上流側の端部107d2に突き当たり、隙間107cに溜まっていたグリースをフィルム面側に押し出すことができる。このように、実施例3では、隙間107cに滞留したグリースを、モータを逆回転させる制御を行うことによって、非通紙時の任意のタイミングでグリースを放出することができる。逆回転の制御は、電源OFFまたはONのタイミングで行っても良いし、一定期間ごとや決められたタイミングで行うように設定しても良い。
このように、実施例3の定着装置40は、加圧ローラ102を駆動する正逆回転可能なモータを有し、記録材を定着ニップ部Nで搬送する時、モータを正回転させ、モータを逆回転させることで支持部材110を搬送方向と平行な方向に移動させる。
上述した実施例1~3では、ヒータをガイド部材に対して移動させている。しかしながら、フィルム自体が発熱する構成の定着装置のように、駆動ローラ(例えば加圧ローラ)と共にフィルムを挟み込む部材、がヒータではない装置にも本発明は適用できる。このような装置では、ヒータの代わりにフィルムを挟み込む部品であるニップ形成板を圧力解除動作に連動して移動させたり、モータの逆回転によって移動させればよい。
107 ガイド部材
109 ヒータ
110 支持部材
113 カム
117 給電用コネクタ
118 クリップ
119 ヒータユニット
109 ヒータ
110 支持部材
113 カム
117 給電用コネクタ
118 クリップ
119 ヒータユニット
Claims (6)
- 筒状のフィルムと、前記フィルムの内部空間に設けられており前記フィルムの回転を案内するガイド部材と、前記ガイド部材に設けられた凹部に設けられている板状のニップ形成部材と、前記フィルムの外周面に接触しており、前記フィルムを挟んで前記ニップ形成部材と共に定着ニップ部を形成するローラと、を有し、
記録材の搬送方向に関し、前記凹部の幅は前記ニップ形成部材の幅より大きく、前記ニップ形成部材は前記凹部に配置されている状態で前記搬送方向と平行な方向に移動可能となっており、
前記定着ニップ部でトナー像が形成された記録材を挟持搬送しつつトナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記ニップ形成部材の長手方向の端部に固定された支持部材と、
前記支持部材を前記ガイド部材に対し前記搬送方向と平行な方向に移動させる移動機構と、を有することを特徴とする定着装置。 - 前記定着装置は更に、前記定着ニップ部に圧力を掛ける圧力付与機構と、前記圧力付与機構に作用して前記定着ニップ部に掛かる圧力を解除する圧力解除機構を有し、前記移動機構は、前記圧力解除機構の動作に連動して前記支持部材を前記搬送方向と平行な方向に移動させることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記定着装置は更に、前記圧力付与機構と前記支持部材を繋ぐリンク部材を有することを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
- 前記定着装置は更に、前記ローラを駆動する正逆回転可能なモータを有し、記録材を前記定着ニップ部で搬送する時、前記モータを正回転させ、前記モータを逆回転させることで前記支持部材を前記搬送方向と平行な方向に移動させることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記ニップ形成部材はヒータであることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記支持部材は前記ヒータに給電するための給電用コネクタであることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
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