JP5887882B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録シートに転写された現像剤像を熱定着する定着装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、筒状の定着ベルトと、定着ベルトの内部に配置され、輻射熱を発するヒータ（発熱体）と、定着ベルトの内周面に摺接するニップ部材と、輻射熱をニップ部材へ向けて反射させる反射板と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的に、反射板は、定着ベルトの軸方向から見て、ヒータを覆うように、略Ｕ字状に形成されており、反射板の記録シート搬送方向における両側に配置される一対の壁部が、ニップ部材に対して垂直に延びている。

特開２０１１−９５５３４号公報

しかしながら、前述した技術では、反射板の一対の壁部により反射された輻射熱が、ニップ部材側に向かわない場合があり、ヒータの輻射熱が効率的にニップ部材へ向けて反射されず、反射板の輻射熱の反射効率が悪かった。

そこで、本発明は、発熱体が発する輻射熱を効率よくニップ部材に向けて反射することができる反射板を備えた定着装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、記録シートに転写された現像剤像を、記録シートを所定の方向に移動させながら熱定着する定着装置であって、可撓性の筒状部材と、筒状部材の内部に配置される発熱体と、筒状部材の内周面に摺接するニップ部材と、筒状部材の軸方向から見て、発熱体を覆うように、ニップ部材側が開放した略Ｕ字状に形成される反射板と、ニップ部材との間で筒状部材を挟んでニップを形成するバックアップ部材と、前記軸方向から見て、反射板を覆うように、ニップ部材側が開放した略Ｕ字状に形成され、反射板をバックアップ部材側とは反対側から支持するステイと、を備えている。
そして、前記所定の方向において反射板の両側に配置される一対の壁部の少なくとも１つは、内面がニップ部材側を向くように傾斜している。

このように構成された定着装置によれば、反射板の内側の面がニップ部材側に向いているので、反射板の輻射熱の反射効率を向上させることができる。

そして、前記した定着装置において、反射板の壁部は、被係止部を有し、ステイは、被係止部と係合することで、反射板の壁部のニップ部材側の端部が内側へ移動するのを規制する係止部を有しているのが望ましい。

このように構成された定着装置によれば、反射板の内面がニップ部材以外の方向へ向くように反射板の壁部が変形するのを抑制することができる。

また、前記した定着装置において、反射板の壁部のニップ部材側の端部には、外側に向かって延びるフランジ部が設けられており、ステイは、フランジ部を支持していてもよい。

そして、前記した反射板がフランジ部を有する定着装置において、ステイは、ニップ部材との間でフランジ部を挟むことが望ましい。

このように構成された定着装置によれば、ステイとニップ部材がフランジ部を挟むので、例えば、前記した係止部と被係止部が係合する前でも、フランジ部が移動するような反射板の変形を抑制することができる。

また、前記した定着装置において、ステイは、前記所定の方向における両側に配置される一対の側壁が、ニップ部材に対して垂直に延びているのが望ましい。

このように構成された定着装置によれば、ステイを介してニップ部材をバックアップ部材側へ向けて押圧する場合に、ニップ部材をバックアップ部材へ向けて確実に押すことができる。また逆に、バックアップ部材をニップ部材側へ向けて押圧する場合には、ステイによって荷重を確実に受けることができる。

そして、前記した定着装置は、ステイをバックアップ部材へ向けて付勢する付勢手段をさらに備えていてもよい。
また、前記したステイは、反射板よりも剛性の高い板から形成されていてもよい。そして、前記した反射板は、アルミニウムから形成されていてもよい。

本発明によれば、反射板の内面がニップ部材側を向くように構成されているので、反射板の輻射熱の反射効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。 定着装置の断面図である。 ニップ板の斜視図である。 反射板とステイの斜視図である。 ハロゲンランプ、ニップ板、反射板およびステイを示す簡略図である。 反射板が組み付けられたステイを示す斜視図である。 第２および第３フックと第２および第３被係合部の係合を説明する断面図である。 変形例に係る定着装置におけるハロゲンランプ、ニップ板、反射板およびステイを示す簡略図である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の定着装置１００を備えたレーザプリンタ１の概略構成について説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。

また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓ上のトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５（感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間）に向けて供給される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。

ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部７４とを主に備えている。

このプロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。

現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。用紙Ｓ上に転写されたトナー像（トナー）は、定着装置１００を通過することで用紙Ｓ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。

＜定着装置の詳細構成＞
図２に示すように、定着装置１００は、筒状部材の一例としての定着ベルト１１０と、発熱体の一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ１４０と、反射板１５０と、ステイ１６０と、サイドガイド２００（図５参照）と、を主に備えている。

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のベルトであり、符号を省略して示すガイド部材により回転が案内されている。

ハロゲンランプ１２０は、輻射熱を発してニップ板１３０および定着ベルト１１０を加熱することで用紙Ｓ上のトナーを加熱するヒータであり、定着ベルト１１０の内部において定着ベルト１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。

ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける板状の部材であり、その下面が筒状の定着ベルト１１０の内周面に摺接するように、定着ベルト１１０の内部に配置されている。本実施形態において、ニップ板１３０は、例えば、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、アルミニウム板などの金属板を加工することで形成されている。

図３に示すように、ニップ板１３０は、ベース部１３１と、屈曲部１３２とを有している。
ベース部１３１は、その下面が定着ベルト１１０の内周面と摺接する部分であり、ハロゲンランプ１２０からの熱を、定着ベルト１１０を介して用紙Ｓ上のトナーに伝達するようになっている。屈曲部１３２は、ベース部１３１の前後端から上方へ延びるように形成されている。

図２に示すように、加圧ローラ１４０は、弾性変形可能な部材であり、ニップ板１３０の下方に配置されている。そして、この加圧ローラ１４０は、弾性変形した状態でニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟むことで、ニップＮを形成するようになっている。本実施形態においては、ニップ板１３０が、後述するバネ１７０により加圧ローラ１４０に向けて付勢されることで、ニップ板１３０と加圧ローラ１４０が互いに圧接するように構成されている。

この加圧ローラ１４０は、本体筐体２内に設けられた図示しないモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着ベルト１１０（または用紙Ｓ）との摩擦力により定着ベルト１１０を従動回転させるようになっている。これにより、トナー像が転写された用紙Ｓは、加圧ローラ１４０と加熱された定着ベルト１１０の間を前後方向（所定の方向）に搬送されることでトナー像（トナー）が熱定着される。

反射板１５０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０（ニップ板１３０の上面）に向けて反射する部材であり、ハロゲンランプ１２０を覆うように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。

具体的に、反射板１５０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい金属板、例えば、アルミニウム板などを、定着ベルト１１０の軸方向（以下、単に「軸方向」という。）から見て、ニップ板１３０側が開放した略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。

より詳しくは、図４および図５に示すように、反射板１５０は、湾曲形状（断面視略Ｕ形状）をなす反射部１５１と、反射部１５１のニップ板１３０側の両端部から前後方向外側に延びるフランジ部１５２と、第１フック１５３と、第２フック１５４と、第３フック１５５と、を主に有している。

反射部１５１は、ハロゲンランプ１２０を挟んで前後方向における両側に配置される一対の壁部の一例としての側壁１５１Ａ，１５１Ｂと、一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂをハロゲンランプ１２０の上方で連結する上壁１５１Ｃとを有している。

一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂは、図５に示すように、内側に倒れた形状となっており、その内面がニップ板１３０側を向くように、ニップ板１３０のベース部１３１に対して傾斜している。そして、この一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂは、ステイ１６０に組み付けられていない状態では、前側の側壁１５１Ａの下端から後側の側壁１５１Ｂの下端までの前後方向における距離が、ステイ１６０の前壁１６２と後壁１６３の距離よりも大きくなっている。これにより、反射板１５０は、ステイ１６０に圧入されて組み付けられるようになっている。

反射部１５１の上壁１５１Ｃは、ニップ板１３０のベース部１３１と略平行となるように形成されている。

このように、反射部１５１が構成されることで、ハロゲンランプ１２０を覆う反射部１５１（一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂおよび上壁１５１Ｃ）の内面がニップ板１３０側を向いているので、反射板１５０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率的にニップ板１３０に集め、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率よく利用し、ニップ板１３０および定着ベルト１１０を速やかに加熱することができるようになっている。

図４に戻り、第１フック１５３は、後述するステイ１６０の第１係合部１６５Ａに係合する被係止部の一例であり、前側のフランジ部１５２の軸方向における複数箇所に設けられている。第１フック１５３は、先端が上方に向かって延びた形状を有している。

第２および第３フック１５４，１５５は、後述するステイ１６０の第２係合部１６７（図７参照）に係合する被係止部の一例であり、後側の側壁１５１Ｂに設けられている。

具体的に、第２フック１５４は、後側の側壁１５１Ｂの軸方向略中央部において、下端を後側に切り起こすことで、フランジ部１５２よりも上方に形成されている。この第２フック１５４は、後側の側壁１５１Ｂから後方へ向かって延びた後、先端が左右両側へ向かって延びた形状を有している。

第３フック１５５は、後側の側壁１５１Ｂの左右２箇所において、下端を後側に切り起こすことで、フランジ部１５２よりも上方に形成されている。この第３フック１５５は、後側の側壁１５１Ｂから後方へ向かって延びた後、先端が左右方向外側に向かって延びた形状を有している。

図２および図４に示すように、ステイ１６０は、加圧ローラ１４０とは反対側から前後方向におけるニップ板１３０の両端部と反射板１５０を支持する部材であり、定着ベルト１１０の内側でハロゲンランプ１２０および反射板１５０を覆うように配置されている。このステイ１６０は、反射板１５０よりも剛性が高い、例えば、鋼板などの金属板を、ニップ板１３０側に開口を有するとともに反射板１５０（反射部１５１）に沿った形状（軸方向から見て、ニップ板１３０側が開放した略Ｕ形状）で屈曲させることにより形成されている。

より詳細に、ステイ１６０は、上壁１６１と、上壁１６１の前後端から下方へ延びる前壁１６２および後壁１６３を有している。この前壁１６２および後壁１６３は、図５に示すように、反射板１５０を挟んで前後方向における両側に配置される一対の側壁の一例であり、それぞれニップ板１３０（ベース部１３１）に対して垂直に延びている。

そして、前壁１６２の下端部には、外側に向かって延びるフランジ１６４が形成されており、このフランジ１６４が、反射板１５０の前側のフランジ部１５２を介してニップ板１３０の前端部を上から支持している。また、後壁１６３の下端部は、反射板１５０の後側のフランジ部１５２を介してニップ板１３０の後端を上から支持している。つまり、ステイ１６０は、ニップ板１３０との間で、反射板１５０のフランジ部１５２を挟んでいる。これにより、例えば、後述するように第１フック１５３が第１係合部１６５Ａに係合する前や、第２および第３フック１５４，１５５が第２係合部１６７に係合する前であっても、フランジ部１５２が移動するような反射板１５０の変形を抑制することができるようになっている。

また、ステイ１６０は、ニップ板１３０に対し下方（加圧ローラ１４０側）から力が作用したときにその力を受け止めてニップ板１３０を支持するようになっている。このとき、ステイ１６０の前壁１６２と後壁１６３が、ニップ板１３０のニップＮを形成するベース部１３１に対して垂直に延びているので、ニップ板１３０のベース部１３１に垂直方向に加わる力をステイ１６０により確実に支持することができるようになっている。なお、本実施形態では、後述するように、ニップ板１３０が、バネ１７０により加圧ローラ１４０に向けて付勢されるので、ここでいう力は、ニップ板１３０が加圧ローラ１４０を付勢する力の反力をいう。

そして、ステイ１６０の前壁１６２には、図４および図５に示すように、反射板１５０の第１フック１５３が係止する係止部の一例としての第１係合部１６５Ａが設けられている。

第１係合部１６５Ａは、前壁１６２のフランジ１６４の軸方向における複数の箇所、より詳細には、軸方向における反射板１５０の第１フック１５３に対応する位置に設けられている。この第１係合部１６５Ａは、フランジ１６４に切欠部１６５を形成することで設けられている。

また、ステイ１６０の後壁１６３には、図４および図７に示すように、反射板１５０の第２および第３フック１５４，１５５が係止する係止部の一例としての第２係合部１６７が設けられている。

第２係合部１６７は、後壁１６３の反射板１５０の第２および第３フック１５４，１５５に対応する位置に設けられている。この第２係合部１６７は、後壁１６３の後面であり、後壁１６３の下端に切欠部１６６を形成することで設けられている。

このように構成されたステイ１６０に対し、反射板１５０を下方から組み付けると、第１フック１５３は、上方に折れ曲がった先端部がステイ１６０の切欠部１６５を通り、第１係合部１６５Ａに前後方向で対向する。また、第２および第３フック１５４，１５５は、基端側がステイ１６０の切欠部１６６を通り、先端側が第２係合部１６７に前後方向で対向する。

このように、反射板１５０をステイ１６０に組み付けることにより、反射板１５０が、一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂの下端を内側に移動させるように撓むと、第１〜第３フック１５３，１５４，１５５がそれぞれ第１係合部１６５Ａおよび第２係合部１６７に係合するので、一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂの下端（ニップ板１３０側の端部）が前後方向の内側へ移動するのが規制される。これにより、熱膨脹などにより、反射板１５０の内面がニップ板１３０以外の方向（例えば、上方）へ向くように変形するのを抑制することができるようになっている。

図５に示すように、サイドガイド２００は、ハロゲンランプ１２０およびステイ１６０を支持する部材であり、ステイ１６０の軸方向左右端に設けられている。このサイドガイド２００は、バネ１７０により下方に付勢されている。これにより、ステイ１６０が加圧ローラ１４０側、つまり、下側に向かって付勢されるようになっている。

このとき、ステイ１６０は、前壁１６２と後壁１６３が、ニップ板１３０に対して垂直に延びているので、ステイ１６０が、バネ１７０から受ける付勢力により、ニップ板１３０を加圧ローラ１４０に向けて確実に押すことができるようになっている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、反射板１５０の一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂを繋ぐ上壁１５１Ｃは、ニップ板１３０のベース部１４１と略平行に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、反射板２５０の一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂを繋ぐ上壁２５１Ｃは、内面をニップ板１３０のベース部１３１側に向けた円弧状に形成されていてもよい。

そして、前記実施形態では、反射板１５０の一対の側壁１５１Ａ，１５１Ｂが、両方とも、内面がニップ板１３０側に向くように傾斜していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射板の一対の側壁のうち、一方が内面をニップ板１３０側に向くように傾斜しており、他方がニップ板１３０に対して垂直に延びていてもよい。

また、前記実施形態では、反射板１５０のフランジ部１５２が、ステイ１６０とニップ板１３０で挟まれることで、ステイ１６０に支持されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射板１５０には、ステイ１６０に対向する面に、ステイ１６０側に突出する突起を設け、ステイ１６０には、この突起が係合可能な穴を、反射板１５０に対向する面に設ける。このように構成することで、反射板１５０のフランジ部１５２をステイ１６０とニップ板１３０で挟まずに、突起を穴に嵌めることで、反射板１５０がステイ１６０に支持されるようにしてもよい。

そして、前記実施形態では、反射板１５０がアルミニウム板から形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射板は、ハロゲンランプ１２０に対向する内面に、金や銀などが蒸着またはメッキ処理等された板状の部材であってもよい。

前記実施形態では、ステイ１６０が加圧ローラ１４０側へ付勢されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、加圧ローラ１４０がステイ１６０側に付勢されていてもよい。

前記実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ１２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カーボンヒータなどであってもよい。

前記実施形態では、ニップ部材として板状のニップ板１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、板状でない厚めの部材を採用してもよい。

前記実施形態では、バックアップ部材として加圧ローラ１４０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベルト状の加圧部材などであってもよい。

前記実施形態では、記録シートとして、普通紙やはがきなどの用紙Ｓを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。

１ レーザプリンタ
１００ 定着装置
１１０ 定着ベルト
１２０ ハロゲンランプ
１３０ ニップ板
１４０ 加圧ローラ
１５０ 反射板
１５１ 反射部
１５１Ａ 側壁
１５１Ｂ 側壁
１５２ フランジ部
１５３ 第１フック
１５４ 第２フック
１５５ 第３フック
１６０ ステイ
１６２ 前壁
１６３ 後壁
１６５Ａ 第１係合部
１６７ 第２係合部
１７０ バネ
２００ サイドガイド
Ｎ ニップ
Ｓ 用紙

Claims (7)

1. 記録シートに転写された現像剤像を、記録シートを所定の方向に移動させながら熱定着するための定着装置であって、
   可撓性の筒状部材と、
   前記筒状部材の内部に配置される発熱体と、
   前記筒状部材の内周面に摺接するニップ部材と、
   前記筒状部材の軸方向から見て、前記発熱体を覆うように、前記ニップ部材側が開放した略Ｕ字状に形成される反射板と、
   前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟んでニップを形成するバックアップ部材と、
   前記軸方向から見て、前記反射板を覆うように、前記ニップ部材側が開放した略Ｕ字状に形成され、前記反射板を前記バックアップ部材側とは反対側から支持するステイと、を備え、
   前記所定の方向において前記反射板の両側に配置される一対の壁部の少なくとも１つは、内面が前記ニップ部材側を向くように傾斜していて、
   前記反射板の壁部は、被係止部を有し、
   前記ステイは、前記被係止部と係合することで、前記反射板の壁部の前記ニップ部材側の端部が内側へ移動するのを規制する係止部を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記反射板の壁部の前記ニップ部材側の端部には、外側に向かって延びるフランジ部が設けられ、
   前記ステイは、前記フランジ部を支持することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ステイは、前記ニップ部材との間で前記フランジ部を挟むことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記ステイは、前記所定の方向における両側に配置される一対の側壁が、前記ニップ部材に対して垂直に延びていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記ステイを前記バックアップ部材へ向けて付勢する付勢手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記ステイは、前記反射板よりも剛性の高い板から形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記反射板は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。

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