JP5660345B2

JP5660345B2 - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP5660345B2
Application number: JP2013183314A
Authority: JP
Inventors: 諭飯酒盃; 稲葉　公春; 公春稲葉
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2028-03-07
Also published as: JP2013238896A

Description

本発明は、加熱ロールを有する定着装置、及びこの定着装置を有するプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。

たとえば、特許文献１は、定着ベルトの裏面側に配設され且つ定着ベルトを定着ロールに押圧させると共に定着ベルトと定着ロールとの間に接触ニップ域を形成する押圧部材と、接触ニップ域にて下流側圧力が他の部分より高い圧力分布となるように押圧部材を可動支持し、接触ニップ域下流側圧力が高くなるに従って接触ニップ幅が狭くなるように圧力分布及び接触ニップ幅を調整する押圧可変機構とを備える定着装置を開示する。
また、たとえば、特許文献２は、加熱手段と、この加熱手段からの熱を蓄熱するための蓄熱部材を備えている押圧手段とを有する熱定着装置を開示する。
また、たとえば、特許文献３は、記録材上の画像をニップ部にて加熱する定着ベルトと、この定着ベルトを駆動する定着ローラと、定着ベルトの内側に固定配置されニップ部を形成するための定着パッドとを有し、定着ローラに、定着ベルトとの接触領域に高摩擦層、定着パッドとの接触領域に低摩擦層が設けられている定着装置を開示する。

特開２００７−１６３６９２号公報特開２００２−２７８３３３号公報特開２００７−００３９６８号公報

本発明は、上述した背景からなされたものであり、定着性を向上させることができ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。

上記目的を達成するために、本発明にかかる定着装置は、回転可能な加熱ロールと、前記加熱ロールの回転に従動して走行するベルト部材と、前記ベルト部材に対して前記加熱ロールの反対側に配置され、前記ベルト部材を介して前記加熱ロールを押圧して前記加熱ロールと前記ベルト部材とが接触するニップを形成する押圧部材と、前記押圧部材のベルト走行方向上流側に設けられ、前記ベルト部材を前記加熱ロール側に近づけるよう案内し、前記ベルト部材を介して前記加熱ロールに突き当たらないように形成された案内部と、を有し、前記案内部は、前記押圧部材に続いて形成され、前記押圧部材のニップ形成面から前記加熱ロール側へ突出し、前記案内部の非接触部分により、前記ニップの上流側で前記加熱ロールに前記ベルト部材が押圧されることなく接触する接触面が形成されている。

好適には、前記ベルト部材は、前記接触面と前記ニップとが連続的に形成されている。

本発明は、上述した定着装置を有する画像形成装置を含むものである。

本発明によれば、定着性を向上させることができる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。本発明の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。本発明の実施形態に係るブロックを示す側面図である。本発明の実施形態に係るブロックを示す斜視図である。本発明の実施形態に係るブロックを示す斜視図である。押圧パッドがベルト部材を介して加熱ロールを押圧している状態を示す側面図である。押圧パッドがベルト部材を介して加熱ロールを押圧している状態を示す斜視図である。押圧パッドがベルト部材を介して加熱ロールを押圧している状態を示す斜視図である。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。
画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば２段の給紙ユニット１８，１８が配置できるようになっている。

それぞれの給紙ユニット１８は、給紙ユニット本体２０と、シートなどの記録媒体が収納される給紙カセット２２とを有する。給紙カセット２２は、給紙ユニット本体２０に対して摺動自在に装着され、正面方向（図１の右方向）に引き出される。
また、給紙カセット２２の奥端近傍上部にはピックアップロール２４が配置され、このピックアップロール２４の後方にリタードロール２６及びフィードロール２８が配置されている。

搬送路３２は、最下端の給紙ユニット１８のピックアップロール２４から排出口３４までの記録媒体通路であり、この搬送路３２は、画像形成装置本体１２の裏面（図１の左側面）近傍にあって、最下端の給紙ユニット１８のピックアップロール２４から後述する定着装置３６まで略鉛直に形成されている部分を有する。
この搬送路３２の定着装置３６の上流側に後述する転写装置４２と像担持体４４が配置され、さらに転写装置４２と像担持体４４の上流側にレジストロール３８が配置されている。
さらに、搬送路３２の排出口３４の近傍には排出ロール４０が配置されている。
したがって、給紙ユニット１８の給紙カセット２２からピックアップロール２４により送り出された記録媒体は、リタードロール２６及びフィードロール２８により捌かれて搬送路３２に導かれ、レジストロール３８により一次停止され、タイミングをとって後述する転写装置４２と像担持体４４との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置３６により定着され、排出ロール４０により排出口３４から排出部１６へ排出される。

ただし、両面印刷の場合は、反転路に戻される。
即ち、搬送路３２の排出ロール４０の手前は２股に別れ、その分かれた部分に切換爪４６が設けられていると共に、分かれた部分からレジストロール３８まで戻る反転路４８が形成されている。
この反転路４８には搬送ロール５０ａ〜５０ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換爪４６が反転路４８を開く側に切り換えられ、排出ロール４０に記録媒体の後端手前がかかる時点で排出ロール４０が反転し、記録媒体が反転路４８に導かれ、レジストロール３８、転写装置４２と像担持体４４及び定着装置３６を通って排出口３４から排出部１６へ排出されるものである。

像形成手段１４は電子写真方式のもので、感光体からなる像担持体４４と、この像担持体４４を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置５６と、この帯電装置５６により帯電された像担持体４４に、光により潜像を書き込む光書込み装置５８と、この光書込み装置５８により形成された像担持体４４の潜像をトナーにより可視化するよう現像ロールを有する現像装置６０と、この現像装置６０によるトナー像を記録媒体に転写する例えば転写ロールからなる転写装置４２と、像担持体４４に残存するトナーをクリーニングするクリーニング装置６２と、転写装置４２により転写された記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着装置３６とから構成されている。
光書込み装置５８は例えば走査型のレーザ露光装置からなり、後述するプロセスカートリッジ６４を横切り、像担持体４４に潜像を形成する。
なお、光書込み装置５８は、他の実施形態としてＬＥＤや面発光レーザ等を用いることができる。

プロセスカートリッジ６４は、像担持体４４、帯電装置５６、現像装置６０及びクリーニング装置６２を一体化したものであり、これらを一体として交換できるようになっている。
このプロセスカートリッジ６４は、排出部１６を開くことにより、画像形成装置本体１２から取り出すことができる。

図２において、定着装置３６の詳細が示されている。
定着装置３６は、加熱ロール７０と、無端ベルト状に形成されたベルト部材７２と、ベルト部材７２を回転自在に案内するガイド部材７４と、ベルト部材７２の内部に配置されベルト部材７２を加熱ロール７０に押圧する押圧ユニット７６と、ベルト部材７２の内側に潤滑剤を供給する含浸パッド７８とを有する。
ガイド部材７４は、ベルト部材７２および押圧ユニット７６の両端に配置されており、押圧ユニット７６は、ガイド部材７４に支持されている。
なお、ベルト部材７２と押圧ユニット７６との間に、ベルト部材７２と押圧ユニット７６との摩擦を低減するための摺動シート（図示せず）を設けてもよい。

加熱ロール７０は、円筒状のロール部８４と、このロール部８４内に配置されたヒータ８６とを有する。
ロール部８４は、図示しない加熱ロール用軸受けに回転自在であるように支持されており、矢印Ａ方向に回転する。
また、ロール部８４は、例えば鉄やアルミニウムからなるコア８８と、このコア８８に被覆又は塗布された離型層９０とからなり、コア８８は、外形が例えば３０ｍｍ、肉厚が例えば０．７ｍｍである。
離型層９０は、絶縁性で離型性の優れた材料、例えばＰＦＡからなり、膜厚が例えば２０μｍである。

ロール部８４には、複数（例えば５個）の剥離爪９２が当接している。
ヒータ８６は、例えば２本のランプから構成されている。
また、加熱ロール７０のベルト部材７２とは反対側には、サーモスタット９４が加熱ロール７０に対向して設けられている。

ニップＮの上流側には、インレットシュート９６が設けられている。このインレットシュート９６に、矢印Ｂ方向に搬送された記録媒体であるシートＳが案内され、シートＳの先端がニップＮに導かれるようになっている。
また、ニップＮの後流側にはアウトレットシュート９８が設けられている。

ベルト部材７２は、加熱ロール７０と押圧ユニット７６との間に設けられ、加熱ロール７０とベルト部材７２とが押圧ユニット７６によって加圧接触することによって、ニップＮが形成されており、このニップＮによってシートＳが搬送される。
ベルト部材７２は、加熱ロール７０と加圧接触することによって、加熱ロール７０の回転に従動して矢印Ｃ方向に走行する。
ベルト部材７２は、たとえばポリイミド等の合成樹脂によって、たとえば肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられている。

押圧ユニット７６は、ベルト部材７２を介して加熱ロール７０を押圧する押圧部材である押圧パッド１１０と、押圧パッド１１０を支持するブロック１１２と、このブロック１１２とベルト部材７２とを支持するハウジング１１４と、このハウジング１１４を支持するフレーム１１６とを有する。
つまり、押圧ユニット７６の各構成部分であるブロック１１２とハウジング１１４とフレーム１１６とが協働して、押圧パッド１１０を押圧するように支持している。
押圧パッド１１０は、たとえばＬＳＲ（液状シリコーンゴム）などの弾性体で形成されており、押圧パッド１１０が加熱ロール７０をベルト部材７２を介して押圧する場合（以下「押圧時」と記載することがある）に弾性変形するようになっている。
ブロック１１２は、耐熱性の高いたとえばＬＣＰ（液晶ポリマー）によって、断面が略コの字型に形成されている。
また、ブロック１１２は、押圧パッド１１０を加熱ロール７０側に押圧する。

ハウジング１１４は、たとえばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの合成樹脂によって形成されており、ブロック１１２を支持し加熱ロール７０側に押圧するとともに、ベルト部材７２を支持する。
フレーム１１６は、鉄またはアルミなどの金属によって断面が略コの字型に形成されており、ハウジング１１４を支持するとともに加熱ロール７０側に押圧する。
フレーム１１６の両端は、ガイド部材７４に支持されている。
また、ガイド部材７４は、付勢手段（図示せず）によって加熱ロール７０側に付勢されている。

図３〜図５において、本実施形態にかかるブロック１１２が示されている。
ブロック１１２のベルト走行方向上流側（図３において左側）には、ベルト部材７２を加熱ロール７０側（図３において下側）に近づけるよう案内する案内手段としての案内部１２０が設けられている。
案内部１２０は、ブロック１１２と一体に形成されており、加熱ロール７０側に突出するように形成されている。
また、案内部１２０の先端の形状は、ベルト部材７２を滑らかに摺動させるために、滑らかな曲面状に形成されている。

図６〜図８において、押圧パッド１１０がベルト部材７２を介して加熱ロール７０を押圧している状態が示されている。
加熱ロール７０とベルト部材７２とによって、幅Ｗ１（図６に示す）のニップＮが形成されている。
図６において、シートＳはベルト走行方向上流側（図６において左側）から矢印Ｂ方向に搬送されてニップＮに進入し、加熱ロール７０は矢印Ａ方向に回転し、ベルト部材７２は加熱ロール７０の回転に従動して矢印Ｃ方向に走行している。

図６〜図８に示すように、ブロック１１２に形成された案内部１２０によって、ベルト部材７２は、ベルト走行方向上流側において加熱ロール７０側に案内され、ニップＮの手前で加熱ロール７０と接触し、幅Ｗ２（図６に示す）の接触面が形成される。
また、案内部１２０は、ベルト部材７２を介して加熱ロール７０に突き当たっていない。

ベルト部材７２をニップＮの手前で加熱ロール７０を接触させることによって、シートＳの搬送経路を加熱ロール７０側に近づけることができ、それによって、シートＳのニップＮへの進入前に、シートＳを加熱させることができる。
また、ニップＮへの進入前にシートＳを加熱させることができるので、トナー像の定着効率を向上させることができる。
また、ベルト部材７２と加熱ロール７０との接触面積が、幅Ｗ２に対応する面積分だけ増加するので、ベルト部材７２の加熱ロール７０に対する従動性を向上させることができる。
また、案内手段としての案内部１２０がブロック１１２と一体に形成されているので、たとえばロール部材を設置する場合よりも部品点数を減少させることができる。
また、案内部１２０は、ベルト部材７２を介して加熱ロール７０に突き当たっていないので、シートＳを円滑にニップＮに搬送させることができる。

さらに、ベルト部材７２をニップＮの手前で加熱ロール７０を接触させることによって、インレットシュート９６を加熱ロール７０に近づけることなしに、シートＳの搬送経路を加熱ロール７０側に近づけることができ、したがって、インレットシュート９６が加熱ロール７０によって加熱されることを抑制できる。
両面印刷の場合においては、裏面印刷の際に、既に画像が形成されたシートＳの印刷面（おもて面）がインレットシュート９６に接触するが、インレットシュート９６が加熱されると、シートＳの印刷面からトナーが遊離し、インレットシュート９６に付着して、インレットシュート９６の表面を汚してしまう。
本実施形態においては、インレットシュート９６が加熱されることを抑制できるので、両面印刷の場合においても、インレットシュート９６の表面がトナーによって汚れることを抑制できる。
さらに、インレットシュート９６の表面に施すトナー付着防止のためのコーティング処理を不要とすることができる。

なお、上述した本実施形態においては、案内手段がブロック１１２に形成される例が示されたが、案内手段はハウジング１１４のベルト走行方向上流側に形成されてもよい。
また、上述した本実施形態においては、ベルト部材７２がニップＮの手前で加熱ロール７０と接触する例が示されたが、ベルト部材７２をニップＮの手前で加熱ロール７０に接近させるようにしてもよい。

１０画像形成装置
１２画像形成装置本体
３６定着装置
７０加熱ロール
７２ベルト部材
７４ガイド部材
７６押圧ユニット
７８含浸パッド
１１０押圧パッド
１１２ブロック
１１４ハウジング
１１６フレーム
１２０案内部

Claims

回転可能な加熱ロールと、
前記加熱ロールの回転に従動して走行するベルト部材と、
前記ベルト部材に対して前記加熱ロールの反対側に配置され、前記ベルト部材を介して前記加熱ロールを押圧して前記加熱ロールと前記ベルト部材とが接触するニップを形成する押圧部材と、
前記ベルト部材に対して前記加熱ロールの反対側に配置され、前記押圧部材のベルト走行方向上流側に設けられ、前記ベルト部材を前記加熱ロール側に近づけるよう案内し、前記ベルト部材を介して前記加熱ロールに突き当たらないように形成された案内部と、
を有し、
前記案内部は、前記押圧部材に続いて形成され、前記押圧部材のニップ形成面から前記加熱ロール側へ突出し、
前記案内部の非接触部分により、前記ニップの上流側で前記加熱ロールに前記ベルト部材が押圧されることなく接触する接触面が形成されている
定着装置。
前記ベルト部材は、前記接触面と前記ニップとが連続的に形成されている請求項１記載の定着装置。
請求項１又は２に記載の定着装置を有する画像形成装置。