JP4634830B2

JP4634830B2 - 定着装置

Info

Publication number: JP4634830B2
Application number: JP2005071252A
Authority: JP
Inventors: 将史藤本
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2025-03-14
Also published as: JP2006251677A

Description

本発明は、静電写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着される定着装置、更に詳しくは、熱ローラと、無端状のベルトが巻き掛けられた複数の圧ローラであって該ベルトを介して熱ローラに圧接された複数の圧ローラとを備えた定着装置に関する。

画像形成装置に装着される定着装置は、未定着トナーを用紙に定着させるため、高い温度と一定時間の圧力を必要としている。特に近年、ニーズが多くなってきているカラー画像形成装置においては、多色のトナーを重ねて印字するため、モノクロ機よりも高い熱量と圧力が必要とされる。この要求に応えるためには、熱ローラと圧ローラとのニップ幅が大きい定着装置が有利であるが、このような定着装置の一つの典型例としては、熱ローラと、無端状のベルトが巻き掛けられた２個の圧ローラであって該ベルトを介して熱ローラに圧接された２個の圧ローラとを備えた定着装置を挙げることができる（特許文献１参照）。

このような定着装置においては、ベルトが使用されているので、回転動作中にベルトが幅方向に片寄って、蛇行する現象が発生する。このようなベルトの蛇行を防止するため、ベルトにおける幅方向両端部の内周面に蛇行防止用のリブを全周にわたって延在するよう接着し、更に、ローラの外周面とベルトの内周面との間に異物が混入するのを防止しかつリブが、対応するローラの外周面に乗り上げるのを防止するため、ローラの、該リブの該幅方向内側に合成樹脂製のリング部材を配設する手段が提案されている（特許文献２参照）。

上記手段において、ベルトの該リブにおける一側面と、これに対向するリング部材の一側面とは、ローラの軸線に直交するよう形成されているので、該リブにおける該一側面に対し、ベルトに対する接着力以上の力が、ベルトの幅方向（ローラの軸方向）に作用すると、該リブにおける該一側面全体に圧力が作用して、リング部材の該一側面との間の摩擦力が大きくなる。その結果、該リブに剥離が発生して、最終的にはベルトに亀裂が発生するおそれがある。
特開２００４−２１２８４４号公報特公平０７−０６６２２３号公報

本発明の目的は、ベルトの耐久性を損なうことなく、ベルトの蛇行を防止することを可能にする、新規な定着装置を提供することである。

本発明によれば、
熱ローラと、無端状のベルトが巻き掛けられた複数の圧ローラであって該ベルトを介して熱ローラに圧接された複数の圧ローラとを備え、該ベルトにおける幅方向両端部の内周面には蛇行防止用のリブが全周にわたって延在するよう配設され、該圧ローラの各々の両端領域には、該両端領域間に存在する中間領域よりも外径の小さな小径部が形成され、該小径部と該中間領域との間には環状の段差が形成され、該ベルトの該リブの各々は、それぞれ、該圧ローラの各々の該小径部に巻き掛けられている定着装置において、
該圧ローラの各々における該小径部の各々において、該ベルトの該リブの各々と該段差との間には、合成樹脂製のリング部材が嵌合され、該リング部材の各々の、対応する該リブにおける一側面に対向する一側面は、外周側端部から半径方向内側に向うに従って、対応する該リブの該一側面に対する隙間が大きくなるような傾斜面をなしている、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
該ベルトの該リブの各々における該一側面は、該圧ローラの各々の軸線に直交するよう形成され、該リング部材の各々における該外周側端部は、該リング部材の各々における該一側面と外周面とが交わる角部からなり、該角部の各々は、曲面をなすと共に該曲面の一部領域が、該リブの各々における該一側面にそれぞれ接触する、ことが好ましい。

以下、本発明に従って構成された定着装置の好適な実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図４を参照して、定着装置２は、熱ローラ４と、無端状のベルト６が適宜の張力をもって巻き掛けられた複数の、実施形態においては２個の圧ローラ８及び１０とを備えている。圧ローラ８及び１０は、ベルト６を介して熱ローラ４に圧接されている。熱ローラ４は、アルミニウムなどの金属からなる円筒状本体１２と、円筒状本体１２の外周面に配設された、シリコンゴムなどからなる弾性層１４とを備えている。熱ローラ４の中心部には熱源であるハロゲンヒータＨが配設されている。熱ローラ４と、圧ローラ８及び１０の軸線は相互に平行である。

ベルト６における幅方向（図３において左右方向であって、熱ローラ４と圧ローラ８及び１０の軸方向）両端部の内周面には蛇行防止用のリブ１６が全周にわたって延在するよう配設（接着）されている。実施形態において、リブ１６の各々は、該幅方向に長い長方形の横断面を有している。ベルト６は、ポリイミド樹脂から形成されており、表面がＰＦＡチューブで覆われている。また、リブ１６の各々は、シリコーン樹脂から形成されている。

圧ローラ８及び１０の各々の両端領域には、両端領域間に存在する中間領域の大径部８Ａ及び１０Ａよりも外径の小さな小径部８Ｂ及び１０Ｂが形成されている。小径部８Ｂ及び１０Ｂと大径部８Ａ及び１０Ａとの間には、それぞれ、環状の段差８Ｃ及び１０Ｃが形成されている。ベルト６のリブ１６の各々は、それぞれ、圧ローラ８及び１０の各々の小径部８Ｂ及び１０Ｂに巻き掛けられている。

圧ローラ８及び１０の各々における小径部８Ｂ及び１０Ｂの各々において、ベルト６のリブ１６の各々と、それぞれ対応する段差８Ｃ及び１０Ｃとの間には、それぞれ、適宜の合成樹脂、例えば、PPS樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）あるいはPEEK樹脂（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）からなるリング部材２０が嵌合されている。図４に明示されているように、リング部材２０の各々の外周面は、それぞれ、圧ローラ８及び１０の各々における大径部８Ａ及び１０Ａの外周面と実質的に同径である。リング部材２０の各々は、圧ローラ８及び１０の各々における小径部８Ｂ及び１０Ｂに対し、相対回転可能に嵌合される。リング部材２０の各々の、対応するリブ１６における一側面１６ａに対向する一側面２０ａは、外周側端部から半径方向内側に向うに従って、対応するリブ１６の一側面１６ａに対する隙間が大きくなるような傾斜面をなしている。リング部材２０の各々の一側面２０ａと外周面２０ｂとが交わる角部は曲面に形成されている。なお、図示はされていないが、熱ローラ４の両端は、ベルト６の両端領域であって、リブ１６が存在する両端領域内に存在するよう配置される。

ベルト６のリブ１６の各々における一側面１６ａ及びリング部材２０の各々の他側面２０ｃは、圧ローラ８及び１０の各々の軸線に直交するよう形成されている。圧ローラ８及び１０の各々の段差８Ｃ及び１０Ｃにおいて、対応するリング部材２０の他側面２０ｃに対向しかつ接触しうる環状の領域は、圧ローラ８及び１０の各々の軸線に直交するよう形成されている。実施形態において、圧ローラ８及び１０の各々における段差８Ｃ及び１０Ｃの各々と、大径部８Ａ及び１０Ａの外周面とが交わる角部は、傾斜面に形成されているので、段差８Ｃ及び１０Ｃにおいて、対応するリング部材２０の他側面２０ｃに対向しかつ接触しうる、該環状の領域は、該角部を除く領域である。

熱ローラ４は、ギヤなどの動力伝達機構を介して、例えば駆動原である電動モータに駆動連結されている（いずれも図示せず）。圧ローラ８及び１０と、リブ１６の各々を備えたベルト６と、リング部材２０の各々とを備えたユニットは、周知のばね手段によって熱ローラ４に向けて付勢される。圧ローラ８及び１０は、ベルト６を介して熱ローラ４に圧接させられる。ベルト６の外周面の、圧ローラ８及び１０間の領域も、熱ローラ４に圧接させられる。熱ローラ４が電動モータにより図１において時計方向に回転駆動されると、圧ローラ８及び１０は、ベルト６と共に反時計方向に従動回転させられる。ハロゲンヒータＨが通電され、発熱が開始されると、熱ローラ４の昇温が開始される。熱ローラ４に伝達された熱は、ベルト６及び、ベルト６を介して圧ローラ８及び１０にも伝達される。熱ローラ４の表面温度が常温から所定の温度に達した後、片面（上面）にトナーが転写された用紙Ｐが図１において右から左に向かって搬送され、熱ローラ４と、ベルト６、圧ローラ８及び１０とのニップ部を通過すると、用紙Ｐの片面に転写された未定着トナーは、熱ローラ４によって用紙Ｐの片面に溶融定着される。

本発明による上記定着装置２において、圧ローラ８及び１０の各々における小径部８Ｂ及び１０Ｂの各々において、ベルト６のリブ１６の各々と段差８Ｃ及び１０Ｃとの間には、合成樹脂製のリング部材２０が嵌合され、リング部材２０の各々の、対応するリブ１６における一側面１６ａに対向する一側面２０ａは、外周側端部から半径方向内側に向うに従って、対応するリブ１６の一側面１６ａに対する隙間が大きくなるような傾斜面をなしている。このような構成に起因して、図４に示されているように、片方のリブ１６がベルト６幅方向内側へ向かう力を受けたとき、該リブ１６の一側面１６ａにおける根元の部分が、対応するリング部材２０の上記角部に圧接させられて、図４において左に向かう矢印で示すような、該幅方向外方に向かう反力を受けるので、該リブ１６の、接着部に対するモーメントが小さくなり、該リブ１６の、接着部からの剥離及びベルト６の端部におけ亀裂の発生を防止することが可能になる。その結果、ベルト６の蛇行を防止すると共に、ベルト６及びリブ１６の耐久性を向上させることができる。また、ベルト６におけるリブ１６の各々の、リング部材２０への乗り上げも防止される。

更にはまた、ベルト６のリブ１６の各々における一側面１６ａは、圧ローラの各々の軸線に直交するよう形成され、リング部材２０の各々における外周側端部は、リング部材２０の各々における一側面２０ａと外周面とが交わる角部からなり、該角部の各々は、曲面をなすと共に該曲面の一部領域がリブ１６の各々における該一側面１６ａにそれぞれ接触するよう構成されているので、リブ１６の各々における該一側面１６ａに対する摩擦が小さくなり、リブ１６の各々の剥離が防止される。

図示はされていないが、ベルト６の外周面が圧接させられる熱ローラ４の外周面における両端が、ベルト６の幅方向両端部であって、リブ１６が存在する該幅方向の領域内に位置するよう配置された場合には、ベルト６の回転動作中に、ベルト６が幅方向の片方に片寄って、リング部材２０に向って持ち上げられようとしても、熱ローラ４における外周面の一端部により規制されるので、リブ１６を含むベルト６の耐久性は十分に確保されかつ、ベルト６の蛇行が防止される。

なお、図５に示されているように、リブ１６の一側面１６ａ及びリング部材２０の一側面２０ａが、該軸線に直交するよう形成された場合には、リブ１６がベルト６の幅方向内側へ向かう力を受けたとき、該リブ１６の一側面１６ａにおけるほぼ全面が、リング部材２０の一側面２０ａのほぼ全面に圧接させられて、図４において左に向かう矢印で示すような、該幅方向外方に向かう反力を受けるので、摩擦が大きくなり、リブ１６が剥離する可能性が高くなる。他方、図６に示されているように、リング部材２０の一側面２０ａの傾斜が、図４に示す本発明におけると逆方向に形成された場合には、リブ１６の一側面１６ａの先端に圧力が作用するため、リブ１６が剥離したり、リング部材２０に乗り上げたりする傾向が強くなる。先に述べた本発明によれば、このような不具合は解消される。

本発明に従って構成された定着装置の実施形態の要部を示す構成概略図であって、各ローラの軸方向に見た構成概略図である。図１に示す定着装置の一部を示す斜視図であって、熱ローラ及びベルトを省略して示す斜視図である。図１のＡ−Ａ矢視断面概略図である。図３のＢ部拡大図である。図４において、リング部材を比較例に置き換えて示す図である。図４において、リング部材を他の比較例に置き換えて示す図である。

符号の説明

２：定着装置
４：熱ローラ
６：ベルト
８、１０：圧ローラ
８Ａ、１０Ａ：大径部
８Ｂ、１０Ｂ：小径部
８Ｃ、１０Ｃ：段差
１６：リブ
１６ａ：リブの一側面
２０：リング部材
２０ａ：リング部材の一側面
２０ｂ：リング部材の外周面
２０ｃ：リング部材の他側面

Claims

熱ローラと、無端状のベルトが巻き掛けられた複数の圧ローラであって該ベルトを介して熱ローラに圧接された複数の圧ローラとを備え、該ベルトにおける幅方向両端部の内周面には蛇行防止用のリブが全周にわたって延在するよう配設され、該圧ローラの各々の両端領域には、該両端領域間に存在する中間領域よりも外径の小さな小径部が形成され、該小径部と該中間領域との間には環状の段差が形成され、該ベルトの該リブの各々は、それぞれ、該圧ローラの各々の該小径部に巻き掛けられている定着装置において、
該圧ローラの各々における該小径部の各々において、該ベルトの該リブの各々と該段差との間には、合成樹脂製のリング部材が嵌合され、該リング部材の各々の、対応する該リブにおける一側面に対向する一側面は、外周側端部から半径方向内側に向うに従って、対応する該リブの該一側面に対する隙間が大きくなるような傾斜面をなしている、
ことを特徴とする定着装置。
該ベルトの該リブの各々における該一側面は、該圧ローラの各々の軸線に直交するよう形成され、該リング部材の各々における該外周側端部は、該リング部材の各々における該一側面と外周面とが交わる角部からなり、該角部の各々は、曲面をなすと共に該曲面の一部領域が、該リブの各々における該一側面にそれぞれ接触する、請求項１記載の定着装置。