JP5478325B2

JP5478325B2 - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP5478325B2
Application number: JP2010079660A
Authority: JP
Inventors: 慎一大庭
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP2011209646A

Description

本発明は、電子写真方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの複合機等の画像形成装置に組み込まれてトナー像をシートに定着させる定着装置に関し、特に定着ベルトを用いた定着装置及び画像形成装置に関する。

ベルト方式の定着装置は、加熱ローラと定着ローラとの間に掛け渡されて走行する定着ベルトと、定着ベルトに圧接する加圧ローラとを有して形成されており、定着ベルトは加熱ローラからの熱によって所定温度まで昇温される。

定着ベルトを用いた定着装置では、トナー像が形成された記録紙等のシートが定着ベルトに向かって搬送されるため、シートが定着ベルトと加圧ローラとが圧接するニップ部に達するまでに定着ベルトからの輻射熱によってある程度加熱される。このため、定着ベルトのニップ部における温度をローラ定着方式に比べて低く設定でき、省エネルギー化及びクイックプリントに対して良好となるメリットがある。

一方、一対のローラ間に掛け渡されて走行する定着ベルトが斜行した場合、定着ベルトが破損したり、定着画像にノイズが発生する問題が発生する。このため、定着ベルトの斜行を補正する必要があり、定着ベルトの幅方向の両端側にセンサを設けて定着ベルトの斜行を監視し、定着ベルトの斜行があると、ベルト移動速度を検出後、定着ベルトを逆回転させる定着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２３７１８７号公報

しかしながら、上述した従来の定着装置では、ローラにセンサを取り付ける必要がある。このため、ローラへの特別な加工が必要となり、ローラが特定の構造となるため、汎用性のある構造とならない問題がある。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、定着ベルトの斜行を補正するために、定着ベルトが掛け渡されるローラへの加工を不要とし、しかも簡単な構造で汎用性のある構造の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。

上記目的を達成するため、本発明は、一対のローラ間に掛け渡されて走行する定着ベルトと、この定着ベルトに圧接する加圧ローラとの間のニップ部にシートが供給されることによりシート上のトナー像をシートに定着させる定着装置において、前記一対のローラにおける一方のローラのローラ軸の両端部を回転可能に支持する一対の支持部材と、少なくとも一方の支持部材を前記ローラ軸の軸方向と交差する方向に移動可能に保持するベース部材と、前記一方の支持部材に当接するとともに回転操作が可能なカムを有し、前記カムへの回転操作によって前記一方の支持部材をローラ軸と交差する方向に移動調整するベルト斜行補正手段とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る定着装置において、前記ベルト斜行補正手段は、前記一対のローラのローラ軸を結んだ直線と交差する方向へ前記一方のローラのローラ軸が移動するように前記一方の支持部材を移動調整することが好ましい。

又、本発明に係る定着装置において、前記カムは、前記一方の支持部材に当接する複数の調整面が周方向に沿って形成され、前記複数の調整面はカムの回転中心からの距離が異なっていることが好ましい。

又、本発明に係る定着装置において、前記カムは、前記ベース部材と前記一方の支持部材との間に挟まされた状態で回転操作可能となっていることが好ましい。

又、本発明に係る定着装置において、前記ベルト斜行補正手段は、前記一方の支持部材を前記カムに当接する方向に付勢する付勢部材を有していることが好ましい。

又、本発明は前記定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、定着ベルトが掛け渡されるローラへの加工を不要とし、しかも簡単な構造で汎用性のある構造とする等、種々の優れた効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置を示す正面図である。本発明の実施形態に係る定着装置を示す正面図である。本発明の実施形態に係る定着装置を示す平面図である。本発明の実施形態に係る定着装置を外側から示す正面図である。本発明の実施形態に係る定着装置を外側から示す斜視図である。本発明の実施形態に係る定着装置に用いられるカムを示す斜視図である。本発明の実施形態に係る定着装置に用いられるカムの平面図である。本発明の実施形態に係る定着装置の反対側から示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置を示す正面図、図２は本発明の実施形態に係る定着装置を示す正面図、図３は本発明の実施形態に係る定着装置を示す平面図、図４は本発明の実施形態に係る定着装置を外側から示す正面図、図５は本発明の実施形態に係る定着装置を外側から示す斜視図、図６は本発明の実施形態に係る定着装置に用いられるカムを示す斜視図、図７は本発明の実施形態に係る定着装置に用いられるカムの平面図、図８は本発明の実施形態に係る定着装置の反対側から示す斜視図である。

（画像形成装置１の外観構成）
図１に示すように、本発明の実施形態に係る画像形成装置１は、装置本体２の上部に配置されて複写機・ファクシミリ・スキャナの各種機能として原稿を読み取る自動原稿送り装置（ＡＤＦ）３と、装置本体２の正面側上部に配置された液晶モニタ等の表示画面４と併用して各種機能等の設定・選択操作を行う操作部５と、を備えている。

尚、この画像形成装置１の形状や構成・機能等は図示例のものに限定されるものではなく、また、例えば、ＡＤＦ３やソーター（図示せず）等の公知のオプション機器等の設置を妨げるものではない。

（画像形成装置１の内部構成）
画像形成装置１は、装置本体２の正面から引き出し可能となるように装置本体２の内部下方に配置されて印刷前のシート（図示せず）が積載収容される３段の給紙カセット６と、各給紙カセット６に積載収納されたシートを最上位のものから１枚ずつ分離搬送する給紙搬送部７と、給紙カセット６とは別に装置本体２の側壁面から起倒可能に設けられてシート（図示せず）が積載収容可能な手差トレイ８と、手差トレイ８に積載収納されたシートを最上位のものから１枚ずつ分離搬送する手差給紙搬送部９と、装置本体２の底面に設置されたオプション等の給紙カセット（図示せず）に積載収納されたシートが搬送される給紙搬送部１０と、各給紙搬送部７，９，１０から搬送されたシートに転写するための画像を形成する画像形成部１１と、画像形成部１１で形成された画像をシートに転写する二次転写部１２と、二次転写部１２よりもシート搬送方向上流側に配置されて二次転写部１２へと搬送するシートの突き当て整合並びに搬送タイミングを制御するレジストローラ対１３と、転写後のトナー像をシートに定着させる定着装置１４と、定着後のシートを排出する排出部１５と、排出部１５から排出された定着後のシートを積載する積載部１６と、シートの裏面に画像形成を行う場合に二次転写部１２へとシートをスイッチバックする反転経路１７と、を備えている。

定着装置１４は、定着ベルト３１と、定着ベルト３１に圧接する加圧ローラ３２とを備えている。シートは定着ベルト３１と加圧ローラ３２の間に供給されることにより加熱加圧されてトナー像がシートに定着する。

（画像形成部１１の構成）
画像形成部１１は、ＡＤＦ３を利用して読み取った原稿画像の画像データや外部コンピュータ（図示せず）等から送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてレーザ光Ｌを照射する露光デバイス１８と、ベルト状の中間転写体１９と、中間転写体１９の下方にタンデム方式で配置された複数の画像形成デバイス２０と、を備えている。

中間転写体１９は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により所定方向に回動移動（図１の矢印参照）する。また、中間転写体１９は、合成樹脂等からなる基層表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成される。

画像形成デバイス２０は、中間転写体１９の回動移動方向に沿うように、回動移動方向上流側から下流側に向けて一列にタンデム方式で配置されている。この４台の画像形成デバイス２０は、例えば、上流側から順に、マゼンタ用、シアン用、イエロー用、ブラック用の順に配置され、これらの画像形成デバイス２０には、各色に対応するトナーコンテナ２１から現像剤（トナー）が補給される。尚、画像形成デバイス２０並びにトナーコンテナ２１には公知のものが用いられており、図示例のものに限定されるものではない。

また、各画像形成デバイス２０は、露光デバイス１８によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成される感光体ドラム２２を備え、この静電潜像から感光体ドラム２２にトナー像が現像される。また、そのトナー像は、各画像形成デバイス２０の上方に備えられた一次転写部２３で中間転写体１９に表面に一次転写される。そして、中間転写体１９の回動移動によって、所定のタイミングで各画像形成デバイス２０のトナー像が中間転写体１９に転写されることにより、中間転写体１９表面には画像データに応じたマゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

一方、二次転写部１２は二次転写ローラ２４を備え、中間転写体１９の表面に形成されたカラートナー像は、中間転写体１９と二次転写ローラ２４との圧接に伴うシートのニップ搬送時の転写バイアスの印加によってシートの表面に転写される。

この際、二次転写後の、中間転写体１９の表面に残留する未定着トナー等の付着物は、二次転写部１２とは反対側に配置されたクリーニングデバイス２５によってクリーニングされる。

（定着装置１４の構成）
図２に示すように、定着装置１４は、一対のローラとしての加熱ローラ３３と定着ローラ３４との間に無端状に掛け渡された定着ベルト３１と、定着ベルト３１と対向するように配置された加圧ローラ３２とを備えている。加熱ローラ３３と定着ローラ３４との間の中間にはテンションローラ３５が配置されており、定着ベルト３１はテンションローラ３５に対しても掛け渡されている。これにより、定着ベルト３１には一定の張力が付与されている。

加熱ローラ３３は、加圧ローラ３２との間で定着ローラ３４を挟むように設けられている。加熱ローラ３３には、電磁誘導加熱体３６が定着ローラ３４の反対側に位置するように対向しており、加熱ローラ３３は電磁誘導加熱体３６により所定の温度に加熱される。加熱ローラ３３の加熱は、電磁誘導加熱体３６に限らず、加熱ローラ３３の内部にハロゲヒータを設けて行っても良い。

加圧ローラ３２は、モータ（図示省略）に連結されており、モータの駆動により所定の速度で回転する。加圧ローラ３２は、定着ベルト３１を介して定着ローラ３４に圧接しており、加圧ローラ３２が回転することにより定着ローラ３４が追従回転する。これにより、定着ベルト３１がシート搬送方向に走行する。加圧ローラ３２が定着ローラ３４に圧接することにより、加圧ローラ３２と定着ベルト３１との間には、シートへのトナー像の定着を行うニップ部３７が形成される。

以上に加えて、この実施形態の定着装置１４は、一対の支持部材３８，３９と、ベース部材４０と、ベルト斜行補正手段４１とを備えている。

一対の支持部材は、加熱ローラ３３のローラ軸４２の両端部を回転可能に支持するものであり、図３〜図５に示す第１支持部材３８と、図８に示す第２支持部材３９とを有している。これらの支持部材３８，３９はいずれも板状に形成されている。第１支持部材３８は、図５に示すように、ローラ軸４２の一方の端部が挿通することにより同軸４２を軸方向の一方側で回転可能に支持する。第２支持部材３９は、図８に示すように、ローラ軸４２の他方の端部が挿通することにより同軸４２を軸方向の他方側で回転可能に支持する。

第１支持部材３８は、加熱ローラ３３のローラ軸４２の軸方向と交差した直交方向に移動可能となっている。一方、第２支持部材３９は、定着装置１４の外殻を構成するフレームの一部を構成しており、定位置での固定状態でローラ軸４２を支持している。

ベース部材４０は、加熱ローラ３３の長さ方向において第１支持部材３８側に位置するように設けられている。ベース部材４０は、第２支持部材３９と同様に定着装置１４のフレームを形成するものであり、第１支持部材３８よりも大きな板状に形成された状態で第１支持部材３８と加熱ローラ３３との間に配置されている。又、ベース部材４０には、加熱ローラ３３のローラ軸４２が貫通しており、ローラ軸４２を回転可能としている。第１支持部材３８は、ベース部材４０に保持された状態でローラ軸４２の軸方向と直交する矢印Ａで示す往復方向に移動可能となっている。ベース部材４０による第１支持部材３８の保持は、第１支持部材３８との対向部位に保持片４３，４４を切り起こし、この保持片４３，４４を第１支持部材３８に係止させることによりなされている。

ベルト斜行補正手段４１は、定着ベルト３１の斜行を補正するために設けられるものであり、カム４５とコイルばねからなる付勢部材４６とを有している。カム４５及び付勢部材４６は、ローラ軸４２を挟むように設けられており、この実施形態では、カム４５がローラ軸４２の左側に、付勢部材４６がローラ軸４２の右側に設けられている。

図６及び図７に示すように、カム４５は、カム凸部４７と、フランジ部４８と、軸部４９とが一体に形成されることにより構成されている。カム凸部４７は、変形した多角形状に形成されることにより、複数の調整面５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆを周方向に沿って連続的に有している。

フランジ部４８は、図３に示すように、第１支持部材３８とベース部材４０との間に挟まれる。軸部４９は、フランジ部４８が第１支持部材３８とベース部材４０とに挟まれた状態でベース部材４０を貫通している。フランジ部４８が第１支持部材３８とベース部材４０とに挟まれることにより、カム４５が抜け止め状態でこれらに保持される。軸部４９がベース部材４０を貫通することにより、カム４５が軸部４９を中心に回転可能となっている。この回転は、カム凸部４７に形成された十字状の操作穴５１に対し、十字ドライバー等の操作部材（図示省略）を挿入して回転操作することにより行うことができる。

カム凸部４７の調整面５０ａ〜５０ｆは、カム４５の回転中心からの距離が異なるように形成されている。この実施形態では、調整面５０ａがカム４５の回転中心から最も離れた距離となっており、調整面５０ｂが次に離れた距離となっており、以下、順次、調整面５０ｃから５０ｆに向かうにつれてカム４５の回転中心に徐々に近づく距離となっている。隣接する調整面においては、カム４５の回転中心からの距離が０．２ｍｍずつ変化するようになっているが、０．２ｍｍ以外の距離で変化するようにしても良い。

図４及び図５に示すように、カム４５のカム凸部４７は、第１支持部材３８に形成されたカム穴５２を貫通して第１支持部材３８の外側に抜き出ている。カム穴５２には当接面部５３が切り起こされており、カム凸部４７の調整面５０ａ〜５０ｆが当接面部５３に当接するようになっている。従って、カム４５を回転操作して調整面５０ａ〜５０ｆの切り換えが行われることにより、第１支持部材３８はローラ軸４２と直交した矢印Ａ方向に移動することができる。

付勢部材４６は、図４及び図５に示すように、カム４５との反対側でベース部材４０及び第１支持部材３８に掛け渡されている。これにより、付勢部材４６は第１支持部材３８の当接面部５３がカム４５の調整面５０ａ〜５０ｆに当接する方向に付勢している。

（定着装置１４の作用）
定着装置１４においては、付勢部材４６の付勢力によりいずれかの調整面５０ａ〜５０ｆが当接面部５３に当接している。この当接状態で、第１支持部材３８及び第２支持部材３９がローラ軸４２の回転を支持している。これにより、加熱ローラ３３が回転して定着ベルト３１が走行する。この場合、定着ローラ３４は、そのローラ軸３４ａ（図４参照）がベース部材４０に掛け渡されて回転が支持されている。定着ベルト３１の走行により、シートが定着ベルト３１と加圧ローラ３２との間のニップ部３７に供給され、シートへのトナー像の定着が行われる。

画像形成装置１の稼働によって定着ベルト３１に斜行が生じた場合、操作部材を操作穴５１に挿入してカム４５を回転操作する。この回転は、定着ベルト３１の斜行を補正するためのいずれかの調整面５０ａ〜５０ｆが当接面部５３に当接するように行われる。例えば、調整面５０ｃが当接面部５３に当接している状態で定着ベルト３１の斜行が生じた場合、カム４５を時計方向又は反時計方向に回転させることにより、隣接した調整面５０ｂ又は５０ｄを当接面部５３に当接させる。第１支持部材３８は当接した調整面５０ｂ又は５０ｄに応じてローラ軸４２と直交した左右方向（図４及び図５における矢印Ａ方向）に移動する。

かかるベルト斜行補正手段４１による調整は、図４に示すように、加熱ローラ３３のローラ軸４２と、定着ローラ３４のローラ軸３４ａとを結ぶ直線Ｆに対し、加熱ローラ３３のローラ軸４２が直線Ｆと交差する矢印Ａ方向に移動するように行われる。これにより、ベルトに対して伸長する方向へのストレスを抑えつつ、（伸長方向で調整するよりも）より効果的なベルトの斜行調整を実現することができる。

そして、この移動により、定着ベルト３１の斜行を補正することができる。このような構造では、カム４５を設けるだけで定着ベルト３１の斜行を補正できるため、加熱ローラ３３への加工が不要となると共に、斜行の補正を小型化した状態で行うことができる。又、カム４５の回転操作では、調整面５０ａ〜５０ｆが当接面部５３に当接する都度、クリック感が発生するため、操作性を向上させることができる。

このような本発明の実施形態に係る定着装置１４によれば、加熱ローラ３３のローラ軸４２を支持する第１支持部材３８と、第１支持部材３８の当接面部５３に当接するカム４５とを設け、カム４５を回転操作することにより第１支持部材３８をローラ軸４２の軸方向と直交する方向に移動させて定着ベルト３１の斜行を補正するため、定着ベルト３１が掛け渡される加熱ローラ３３への加工が不要となると共に汎用性のあるものとすることができる。又、カム４５によって定着ベルト３１の斜行を補正する構造のため、小型で簡単な構造とすることができる。

又、ベルト斜行補正手段による第１支持部材３８の移動調整は、加熱ローラ３３のローラ軸４２と定着ローラ３４のローラ軸３４ａとを結ぶ直線と交差する方向に沿ってなされるため、ベルトに対して伸長する方向へのストレスを抑えつつ、より効果的なベルトの斜行調整を実現することができる。

又、第１支持部材３８の当接面部５３に当接する調整面をカム４５の周方向に沿って形成しているため、カムの回転の都度、クリック感が発生するため、操作性が向上する。

又、カム４５が第１支持部材３８とベース部材４０とに挟まれて保持されるため、カムの抜け止めを簡単に行うことができる。

又、第１支持部材３８をカム４５に当接する方向に付勢する付勢部材４６を有しているため、カム４５の回転操作で第１支持部材３８を確実に移動させることができる。

以上の実施形態では、第１支持部材３８側にベルト斜行補正手段４１を設けているが、第２支持部材３９をローラ軸４２と直交する方向に移動可能とし、この第２支持部材３９側にもベルト斜行補正手段４１を設けても良い。この場合には、第１支持部材３８側のベルト斜行補正手段４１又は第２支持部材３９側のベルト斜行補正手段４１を選択的に用いて定着ベルト３１の斜行を補正することができる。

１４定着装置
３１定着ベルト
３２加圧ローラ
３３加熱ローラ
３４定着ローラ
３７ニップ部
３８第１支持部材
３９第２支持部材
４０ベース部材
４１ベルト斜行補正手段
４２ローラ軸
４５カム
４６付勢部材
５０ａ〜５０ｆ調整面

Claims

一対のローラ間に掛け渡されて走行する定着ベルトと、この定着ベルトに圧接する加圧ローラとの間のニップ部にシートが供給されることによりシート上のトナー像をシートに定着させる定着装置において、
前記一対のローラにおける一方のローラのローラ軸の両端部を回転可能に支持する一対の支持部材と、
少なくとも一方の支持部材を前記ローラ軸の軸方向と交差する方向に移動可能に保持するベース部材と、
前記一方の支持部材に当接するとともに回転操作が可能なカムを有し、前記カムへの回転操作によって、前記一対のローラのローラ軸を結んだ直線と交差する方向へ前記一方のローラのローラ軸が移動するように前記一方の支持部材を移動調整するベルト斜行補正手段とを備え、
前記ベルト斜行補正手段は、前記一方の支持部材を前記カムに当接する方向に付勢する付勢部材を有し、
前記カムは、前記一方の支持部材に当接する複数の調整面が周方向に沿って形成され、前記複数の調整面はカムの回転中心からの距離が異なっており、前記ベース部材と前記一方の支持部材との間に挟まされた状態において、操作部材によって回転操作されることで前記一方の支持部材に当接する前記調整面が切り換えられるようになっていることを特徴とする定着装置。
請求項１に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。