JP6094712B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体に画像を定着する定着装置、及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の各種画像形成装置に用いられる定着装置として、金属基材と弾性ゴム層などから成る薄肉の定着ベルトを備えるものが知られている。このように、低熱容量化された薄肉の定着ベルトを備えることで、定着ベルトの加熱に必要なエネルギーを大幅に低減することができ、ウォームアップ時間(電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度(リロード温度)までに要する時間)や、ファーストプリント時間(印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間)の短縮化を図れる。
従来、この種の定着装置には、図14に示すように、無端ベルト(定着ベルト)100と、無端ベルト100の内部に配設されたパイプ状の金属熱伝導体200と、金属熱伝導体200内に配設された熱源300と、無端ベルト100を介して金属熱伝導体200に当接してニップ部Nを形成する加圧ローラ400を備えているものがある(特許文献1参照)。この場合、加圧ローラ400の回転により無端ベルト100は連れ回りし、このとき、金属熱伝導体200は無端ベルト100の移動をガイドする。また、金属熱伝導体200内の熱源300により金属熱伝導体200を介して無端ベルト100が加熱されることで、無端ベルト100全体を温めることを可能にしている。これにより、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
また、さらなる省エネ性及びファーストプリントタイム向上のために、無端ベルトを(金属熱伝導体を介さずに)直接加熱する定着装置が提案されている(特許文献2参照)。
図15に示す例では、無端ベルト100の内側から上記パイプ状の金属熱伝導体を取り除き、代わりに、加圧ローラ400と対向する位置に板状のニップ形成部材500を設けている。この場合、ニップ形成部材500を配設した箇所以外で無端ベルト100を熱源300によって直接加熱することができるので、伝熱効率が大幅に向上し消費電力が低減する。このため、加熱待機時からのファーストプリントタイムをさらに短縮することが可能となる。また、金属熱伝導体を設けないことによるコストダウンも期待できる。
また、上記のような無端ベルトを用いた定着装置においては、一般に、無端ベルトの軸方向への寄り移動を規制するための規制部材が設けられている。例えば、特許文献3に記載の定着装置では、図16に示すように、無端ベルト100の両端部を回転可能に保持すると共に、無端ベルト100の軸方向への寄り移動を規制するための固定フランジ600が設けられている。さらに、この定着装置では、固定フランジ600と無端ベルト100の端部との間に、無端ベルト100の端部を保護する保護部材としての従動リング700が設けられている。無端ベルト100が軸方向の力を受けて片側へ寄り移動すると、その端部が従動リング700に突き当たることで、従動リング700は無端ベルト100と共に回転する。これにより、無端ベルト100の端部が摺擦することを防止している。
上記のように、薄肉化された無端ベルトを用いることで、省エネ性及びファーストプリントタイムのさらなる向上が可能となったが、他方で、無端ベルトの強度が低下することにより、無端ベルトの寄りが生じた際のベルト端部にかかる負荷によって、その端部が損傷するといった問題が発生した。
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、ベルト端部の損傷を抑制できる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
上記課題を解決するため、請求項1に係る本発明は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱する加熱源と、前記定着ベルトの外周面に当接する対向回転体と、前記定着ベルトの内側に配設され、定着ベルトを介して前記対向回転体に当接して定着ベルトと対向回転体との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、前記定着ベルトの端部を回転可能に保持するベルト保持部材と、前記定着ベルトの端面と前記ベルト保持部材との間に配設され、定着ベルトの端部を保護する環状の保護部材とを備えた定着装置において、前記保護部材を、前記定着ベルトの端部と前記ベルト保持部材との間に、軸方向に2つ並べて配設し、前記定着ベルト側の保護部材を、耐熱性樹脂で形成し、前記ベルト保持部材側の保護部材を、前記耐熱性樹脂よりも摩擦係数の小さいフッ素系樹脂で形成して、前記2つの保護部材間の摩擦係数を、前記定着ベルト側の保護部材と前記定着ベルトとの間の摩擦係数よりも小さくしたことを特徴とする。
請求項1に係る発明によれば、保護部材を2つ並べて配設し、2つの保護部材間の摩擦係数を、定着ベルト側の保護部材と定着ベルトとの間の摩擦係数よりも小さくすることで、定着ベルト側の保護部材を定着ベルトと連れ回りしやすくすることができる。これにより、定着ベルトの端部の損傷を抑制することができ、長期に亘ってその機能を良好に維持することが可能となる。
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
まず、図1を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図1に示す画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kが設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
図1に示す画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kが設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
具体的に、各作像部4Y,4M,4C,4Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6と、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8などを備える。なお、図1では、ブラックの作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに符号を付しており、その他の作像部4Y,4M,4Cにおいては符号を省略している。
各作像部4Y,4M,4C,4Kの下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体5の表面へレーザー光を照射するようになっている。
各作像部4Y,4M,4C,4Kの上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、転写体としての中間転写ベルト30と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ31と、二次転写手段としての二次転写ローラ36と、二次転写バックアップローラ32と、クリーニングバックアップローラ33と、テンションローラ34、ベルトクリーニング装置35を備える。
中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33及びテンションローラ34によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ32が回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図の矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。
4つの一次転写ローラ31は、それぞれ、各感光体5との間で中間転写ベルト30を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ31には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が各一次転写ローラ31に印加されるようになっている。
二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ31と同様に、二次転写ローラ36にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ36に印加されるようになっている。
ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置35から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部2が設けられており、ボトル収容部2には補給用のトナーを収容した4つのトナーボトル2Y,2M,2C,2Kが着脱可能に装着されている。各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kと上記各現像装置7との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kから各現像装置7へトナーが補給されるようになっている。
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙トレイ10や、給紙トレイ10から用紙Pを搬出する給紙ローラ11等が設けてある。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
プリンタ本体内には、用紙Pを給紙トレイ10から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが配設されている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Pを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ12が配設されている。
また、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置20が配設されている。さらに、定着装置20よりも搬送路Rの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ13が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ14が設けてある。
続いて、図1を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各作像部4Y,4M,4C,4Kにおける各感光体5が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体5の表面が帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
作像動作が開始されると、各作像部4Y,4M,4C,4Kにおける各感光体5が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体5の表面が帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ32が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト30を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ31に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ31と各感光体5との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
その後、各感光体5の回転に伴い、感光体5上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体5上のトナー画像が中間転写ベルト30上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト30の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト30に転写しきれなかった各感光体5上のトナーは、クリーニング装置8によって除去される。その後、図示しない除電装置によって各感光体5の表面が除電され、表面電位が初期化される。
画像形成装置の下部では、給紙ローラ11が回転駆動を開始し、給紙トレイ10から用紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された用紙Pは、レジストローラ12によってタイミングを計られて、二次転写ローラ36と二次転写バックアップローラ32との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ36には、中間転写ベルト30上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
その後、中間転写ベルト30の周回走行に伴って、中間転写ベルト30上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト30上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。また、このとき用紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト30上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置35によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。
その後、用紙Pは定着装置20へと搬送され、定着装置20によって用紙P上のトナー画像が当該用紙Pに定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ13によって装置外へ排出され、排紙トレイ14上にストックされる。
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つの作像部を使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。
次に、図2に基づき、上記定着装置20の基本構成について説明する。
図2に示すように、定着装置20は、回転可能な定着回転体としての定着ベルト21と、定着ベルト21に対向して回転可能に設けられた対向回転体としての加圧ローラ22と、定着ベルト21を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ23と、定着ベルト21の内側に配設されたニップ形成部材24と、ニップ形成部材24を支持する支持部材としてのステー25と、ハロゲンヒータ23から放射される光を定着ベルト21へ反射する反射部材26と、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ27と、定着ベルト21から用紙を分離する分離部材28と、加圧ローラ22を定着ベルト21へ加圧する図示しない加圧手段等を備えている。
図2に示すように、定着装置20は、回転可能な定着回転体としての定着ベルト21と、定着ベルト21に対向して回転可能に設けられた対向回転体としての加圧ローラ22と、定着ベルト21を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ23と、定着ベルト21の内側に配設されたニップ形成部材24と、ニップ形成部材24を支持する支持部材としてのステー25と、ハロゲンヒータ23から放射される光を定着ベルト21へ反射する反射部材26と、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ27と、定着ベルト21から用紙を分離する分離部材28と、加圧ローラ22を定着ベルト21へ加圧する図示しない加圧手段等を備えている。
上記定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材(フィルムも含む)で構成されている。詳しくは、定着ベルト21は、ニッケルもしくはSUS等の金属材料又はポリイミド(PI)などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、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(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などで形成された外周側の離型層によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。
上記加圧ローラ22は、芯金22aと、芯金22aの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層22bと、弾性層22の表面に設けられたPFA又はPTFE等から成る離型層22cによって構成されている。加圧ローラ22は、図示しない加圧手段によって定着ベルト21側へ加圧され定着ベルト21を介してニップ形成部材24に当接している。この加圧ローラ22と定着ベルト21とが圧接する箇所では、加圧ローラ22の弾性層22bが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Nが形成されている。また、加圧ローラ22は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ22が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Nで定着ベルト21に伝達され、定着ベルト21が従動回転するようになっている。
本実施形態では、加圧ローラ22を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ22の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶして定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ100μm以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ100μm以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。弾性層22bはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ22の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト21の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。また、定着回転体と対向回転体は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
上記ハロゲンヒータ23は、その両端部が定着装置20の側板(不図示)に固定されている。ハロゲンヒータ23は、プリンタ本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、上記温度センサ27による定着ベルト21の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ23の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定できるようになっている。また、定着ベルト21を加熱する加熱源として、ハロゲンヒータ以外に、IH、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いてもよい。
上記ニップ形成部材24は、ベースパッド241と、ベースパッド241の表面に設けられた摺動シート(低摩擦シート)240とを有する。ベースパッド241は、定着ベルト21の軸方向又は加圧ローラ22の軸方向に渡って連続して長手状に配設されており、加圧ローラ22の加圧力を受けてニップ部Nの形状を決めるものである。また、ベースパッド241は、ステー25によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ22による圧力でニップ形成部材24に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ22の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。なお、ステー25は、ニップ形成部材24の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましい。また、ベースパッド241も、強度確保のためにある程度硬い材料で構成されていることが望ましい。ベースパッド241の材料としては、液晶ポリマー(LCP)等の樹脂や、金属、あるいはセラミックなどを適用することができる。
また、ベースパッド241は、耐熱温度200℃以上の耐熱性部材で構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材24の変形を防止し、安定したニップ部Nの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。ベースパッド241には、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの一般的な耐熱性樹脂を用いることが可能である。
摺動シート240は、ベースパッド241の少なくとも定着ベルト21と対向する表面に配設されていればよい。これにより、定着ベルト21が回転する際、この低摩擦シートに対し定着ベルト21が摺動することで、定着ベルト21に生じる駆動トルクが低減され、定着ベルト21への摩擦力による負荷が軽減される。なお、摺動シートを有しない構成とすることも可能である。
上記反射部材26は、ステー25とハロゲンヒータ23との間に配設されている。本実施形態では、反射部材26をステー25に固定している。反射部材26の材料としては、アルミニウムやステンレス等が挙げられる。このように反射部材26を配設していることにより、ハロゲンヒータ23からステー25側に放射された光が定着ベルト21へ反射される。これにより、定着ベルト21に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト21を効率良く加熱することが可能となる。また、ハロゲンヒータ23からの輻射熱がステー25等に伝達されるのを抑制することができるので、省エネルギー化も図れる。
なお、図示省略するが、定着ベルト21の軸方向両端部には、定着ベルト21とハロゲンヒータ23との間に、ハロゲンヒータ23からの熱を遮蔽する遮蔽部材を配設している。これにより、特に、連続通紙時の定着ベルトの非通紙領域における過剰な温度上昇を抑制することができ、定着ベルトの熱による劣化や損傷を防止することができる。
また、本実施形態に係る定着装置20は、さらなる省エネ性及びファーストプリントタイムなどの向上のために、種々の構成上の工夫が施されている。
具体的には、ハロゲンヒータ23によって定着ベルト21をニップ部N以外の箇所において直接加熱できるようにしている(直接加熱方式)。本実施形態では、ハロゲンヒータ23と定着ベルト21の図2の左側の部分の間に何も介在させないようにし、その部分においてハロゲンヒータ23からの輻射熱を定着ベルト21に直接与えるようにしている。
具体的には、ハロゲンヒータ23によって定着ベルト21をニップ部N以外の箇所において直接加熱できるようにしている(直接加熱方式)。本実施形態では、ハロゲンヒータ23と定着ベルト21の図2の左側の部分の間に何も介在させないようにし、その部分においてハロゲンヒータ23からの輻射熱を定着ベルト21に直接与えるようにしている。
また、定着ベルト21の低熱容量化を図るために、定着ベルト21を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト21を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、20〜50μm、100〜300μm、10〜50μmの範囲に設定し、全体としての厚さを1mm以下に設定している。また、定着ベルト21の直径は、20〜40mmに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト21全体の厚さを0.2mm以下にするのがよく、さらに望ましくは、0.16mm以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト21の直径は、30mm以下とするのが望ましい。
なお、本実施形態では、加圧ローラ22の直径を20〜40mmに設定しており、定着ベルト21の直径と加圧ローラ22の直径を同等となるように構成している。ただし、この構成に限定されるものではない。例えば、定着ベルト21の直径が加圧ローラ22の直径よりも小さくなるように形成してもよい。その場合、ニップ部Nにおける定着ベルト21の曲率が加圧ローラ22の曲率よりも大きくなるため、ニップ部Nから排出される記録媒体が定着ベルト21から分離されやすくなる。
また、上記のように、定着ベルト21を小径化した結果、定着ベルト21の内側のスペースが小さくなるが、ステー25を両端側において折り曲げられた凹状に形成し、その凹状に形成した部分の内側にハロゲンヒータ23を収容することで、小さいスペース内でもステー25やハロゲンヒータ23の配設を可能にしている。
また、小さいスペース内でもステー25をできるだけ大きく配設するために、ニップ形成部材24を反対にコンパクトに形成している。具体的には、ベースパッド241の用紙搬送方向の幅を、ステー25の用紙搬送方向の幅よりも小さく形成している。さらに、図2において、ベースパッド241の用紙搬送方向上流側端部24a及び下流側端部24bにおけるそれぞれのニップ部N又はその仮想延長線Eに対する高さをh1,h2とし、上流側端部24a及び下流側端部24b以外のベースパッド241の部分におけるニップ部N又はその仮想延長線Eに対する最大高さをh3とすると、h1≦h3、h2≦h3となるように構成している。このように構成することで、ベースパッド241の上流側端部24aと下流側端部24bは、ステー25の用紙搬送方向上流側及び下流側の各折り曲げ部と定着ベルト21との間に介在しないので、各折り曲げ部を定着ベルト21の内周面に近づけて配設することができる。これにより、定着ベルト21内の限られたスペース内でステー25をできるだけ大きく配設できるようになり、ステー25の強度を確保することができるようになる。その結果、加圧ローラ22によるニップ形成部材24の撓みを防止でき、定着性の向上を図れる。
さらにステー25の強度を確保するために、本実施形態では、ステー25が、ニップ形成部材24と接触し用紙搬送方向(図2の上下方向)に延在するベース部25aと、そのベース部25aの用紙搬送方向上流側と下流側の各端部から加圧ローラ22の当接方向(図2の左側)に向かって延びる立ち上がり部25bとを有するように構成している。すなわち、ステー25に立ち上がり部25bを設けることで、ステー25が加圧ローラ22の加圧方向に延在する横長の断面を有するようになり、断面係数が大きくなって、ステー25の機械的強度を向上させることが可能となる。
また、立ち上がり部25bを加圧ローラ22の当接方向により長く形成する方が、ステー25の強度が向上する。従って、立ち上がり部25bの先端は、定着ベルト21の内周面に対し、できる限り近接していることが望ましい。しかし、回転中、定着ベルト21には大小なりとも振れ(挙動の乱れ)が生じるので、立ち上がり部25bの先端を定着ベルト21の内周面に近づけすぎると、定着ベルト21が立ち上がり部25bの先端に接触する虞がある。特に、本実施形態のように、薄い定着ベルト21を用いている構成においては、定着ベルト21の振れ幅が大きいので、立ち上がり部25bの先端の位置設定には注意が必要である。
具体的に、本実施形態の場合、立ち上がり部25bの先端と定着ベルト21の内周面との加圧ローラ22の当接方向の距離dは、少なくとも2.0mm、望ましくは3.0mm以上に設定するのが好ましい。一方、定着ベルト21にある程度厚みがあって振れがほとんど無い場合は、上記距離dは0.02mmに設定することが可能である。なお、本実施形態のように、立ち上がり部25bの先端に反射部材26が取り付けられている場合は、反射部材26が定着ベルト21に接触しないように上記距離dを設定する必要がある。
このように、立ち上がり部25bの先端を定着ベルト21の内周面に対し可能な限り近接するように配設することで、立ち上がり部25bを加圧ローラ22の当接方向に長く配設することができる。これにより、小径の定着ベルト21を用いた構成においても、ステー25の機械的強度を向上させることが可能となる。
以下、図2を参照しつつ、本実施形態に係る定着装置の基本動作について説明する。
プリンタ本体の電源スイッチが投入されると、ハロゲンヒータ23に電力が供給されると共に、加圧ローラ22が図2中の時計回りに回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト21は、加圧ローラ22との摩擦力によって、図2中の反時計回りに従動回転する。
プリンタ本体の電源スイッチが投入されると、ハロゲンヒータ23に電力が供給されると共に、加圧ローラ22が図2中の時計回りに回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト21は、加圧ローラ22との摩擦力によって、図2中の反時計回りに従動回転する。
その後、上述の画像形成工程により未定着のトナー画像Tが担持された用紙Pが、不図示のガイド板に案内されながら図2の矢印A1方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト21及び加圧ローラ22のニップ部Nに送入される。そして、ハロゲンヒータ23によって加熱された定着ベルト21による熱と、定着ベルト21と加圧ローラ22との間の加圧力とによって、用紙Pの表面にトナー画像Tが定着される。
トナー画像Tが定着された用紙Pは、ニップ部Nから図2中の矢印A2方向に搬出される。このとき、用紙Pの先端が分離部材28の先端に接触することにより、用紙Pが定着ベルト21から分離される。その後、分離された用紙Pは、上述のように、排紙ローラによって機外に排出され、排紙トレイにストックされる。
図3は、定着ベルトの端部の構成を示す図である。同図中、(a)は斜視図、(b)は平面図、(c)は定着ベルトの回転軸方向から見た側面図を示す。なお、図3の(a)〜(c)では、片側の端部の構成のみを図示しているが、反対側の端部も同様の構成となっているので、以下、図3に基づき片側の端部の構成についてのみ説明する。
図3の(a)又は(b)に示すように、定着ベルト21の端部にはベルト保持部材40が挿入されており、このベルト保持部材40によって定着ベルト21の端部は回転可能に保持されている。詳しくは、ベルト保持部材40は、定着ベルト21内に挿入される挿入部40aと、挿入部40aよりも大きい外径に形成された規制部40bと、定着装置の図示しない筐体に固定される固定部40dとを有する。規制部40bは、少なくとも定着ベルト21の外径よりも大きく形成されており、定着ベルト21に軸方向の寄りが生じた場合にその寄り移動を規制する。
また、図3の(c)に示すように、ベルト保持部材40はニップ部の位置(ニップ形成部材24を配設した位置)で開口したC字形に形成されている。なお、上記ステー25の端部は、このベルト保持部材40に固定され位置決めされている。
また、図3の(a)又は(b)に示すように、定着ベルト21の端面とそれに対向するベルト保持部材40の規制部40bとの間には、定着ベルト21の端部を保護する環状の保護部材としての2つのスリップリング41,42が軸方向に並べて設けられている。
図4に示すように、ベルト保持部材40の挿入部40aと規制部40bとの間には、外周側に開口する溝部40cが周方向に形成されており、この溝部40c内に各スリップリング41,42が装着されている。各スリップリング41,42は、ベルト保持部材40の挿入部40a側から挿入して溝部40c内に装着するが、ここでは、各スリップリング41,42の内径D1,D2は、溝部40cの挿入側の開口縁の外径D3(すなわち、本実施形態では、挿入部40aの外径)よりも小さく設定されている。このため、各スリップリング41,42を溝部40c内に装着するときは、スリップリング41,42を拡径するように変形させながら挿入部40aに挿入することで、スリップリング41,42が溝部40cの開口縁(挿入部40a)を乗り越えることができる。なお、本実施形態では、各スリップリング41,42の内径D1,D2は同じ大きさに設定されている。
また、図5に示すように、各スリップリング41,42の内径D1,D2を、溝部40cの開口縁(挿入部40a)の外径D3よりも大きくした場合は、溝部40cへのスリップリング41,42の装着が容易となる。ただし、この場合は、定着ベルト21に軸方向の寄りが生じた場合に、定着ベルト21がスリップリング41,42の内径側に入り込み、ベルト保持部材40に当接してしまう可能性がある。従って、これを防止するには、図4に示すように、各スリップリング41,42の内径D1,D2を、溝部40cの開口縁(挿入部40a)の外径D3よりも小さく設定することが望ましい。
しかしながら、図4に示すような構成の場合、上述のように装着時にスリップリングを変形させなければならないため、特に、スリップリングが塑性変形しやすい素材で形成されている場合は、装着時に生じた変形によって装着後にスリップリングが回転しにくくなる、あるいは全く回転しなくなることがある。そして、スリップリングが回転しにくくなると、定着ベルトの端部がスリップリングに当接した際に、スリップリングが定着ベルトと同期して連れ回りせず、定着ベルトの端部に生じる負荷が大きくなってしまう。
例えば、スリップリングの材料として、一般的な耐熱性樹脂に比べて摩擦係数が小さいPTFE等のフッ素系樹脂を用いた場合、スリップリングとベルト保持部材40との間の摺動抵抗が低減され、スリップリングが定着ベルト21と連れ回りしやすくなる。しかし、フッ素系樹脂は変形しやすい材料であるため、図4に示す構成においては、スリップリングを溝部40cに装着する際に、スリップリングが楕円形などに変形して、装着後にスリップリングが連れ回りしにくくなる虞がある。一方、PEEK等の一般的な耐熱性樹脂は、フッ素系樹脂よりも摩擦係数は大きいが、変形しにくいといった利点がある。
そこで、本実施形態では、フッ素系樹脂と一般的な耐熱性樹脂とのそれぞれの特性を活かし、以下のように、スリップリングの材料を適用した。
本実施形態では、2つ並べて設けられているスリップリング41,42のうち、定着ベルト21側のスリップリング41に、耐熱性樹脂であるPEEKを用い、ベルト保持部材40側のスリップリング42に、フッ素系樹脂のPTFEを用いている。以下、便宜的に、定着ベルト21側のスリップリング41を、「第1スリップリング」と称し、ベルト保持部材40側のスリップリング42を、「第2スリップリング」と称することにする。
本実施形態では、2つ並べて設けられているスリップリング41,42のうち、定着ベルト21側のスリップリング41に、耐熱性樹脂であるPEEKを用い、ベルト保持部材40側のスリップリング42に、フッ素系樹脂のPTFEを用いている。以下、便宜的に、定着ベルト21側のスリップリング41を、「第1スリップリング」と称し、ベルト保持部材40側のスリップリング42を、「第2スリップリング」と称することにする。
この場合、第1スリップリング41は、変形しにくいPEEKで形成されているので、第1スリップリング41を上記溝部40cに装着しても、装着後の第1スリップリング41の回転しやすさは維持できる。一方、第2スリップリング42は、変形が生じやすいPTFEで形成されているため、上記溝部40cに第2スリップリング42を装着すると、そのとき生じた変形により、第2スリップリング42が回転しにくくなる場合がある。しかしながら、たとえ第2スリップリング42が変形し回転しにくくなったとしても、低摩擦性の第2スリップリング42が第1スリップリング41とベルト保持部材40との間に介在していることで、第1スリップリング41は回転しやすくなる。このため、駆動時に定着ベルト21に軸方向の寄りが生じ、定着ベルト21が第1スリップリング41に当接しても、第1スリップリング41は定着ベルト21と円滑に連れ回りすることができ、定着ベルト21の端部にかかる負荷を低減することができるようになる。
ここで、本実施形態における定着ベルト21の回転軌跡について説明する。
図6に示すように、定着ベルト21は、ニップ部Nの位置で加圧ローラ22によって内径側に押し込まれるが、ニップ部Nよりも用紙搬送方向下流側の位置(図6の符号Xの線で囲む箇所)では、反対に、定着ベルト21は外径側に多少膨らむ。すなわち、軸方向から見て、定着ベルト21の回転軌跡は、ニップ部Nの位置から下流側に向かって、スリップリング41の周方向に対して交差するようになる。このため、定着ベルト21の端部が第1スリップリング41に当接した際に第1スリップリング41が連れ回りしないと、特に、定着ベルト21の回転軌跡が第1スリップリング41に対して交差する箇所において、第1スリップリング41が定着ベルト21の端部によって傷付けられるといった問題が生じる。また、当該箇所では、定着ベルト21の回転が第1スリップリング41の回転を妨げるように作用するので、第1スリップリング41から異音が発生するといった問題もある。
図6に示すように、定着ベルト21は、ニップ部Nの位置で加圧ローラ22によって内径側に押し込まれるが、ニップ部Nよりも用紙搬送方向下流側の位置(図6の符号Xの線で囲む箇所)では、反対に、定着ベルト21は外径側に多少膨らむ。すなわち、軸方向から見て、定着ベルト21の回転軌跡は、ニップ部Nの位置から下流側に向かって、スリップリング41の周方向に対して交差するようになる。このため、定着ベルト21の端部が第1スリップリング41に当接した際に第1スリップリング41が連れ回りしないと、特に、定着ベルト21の回転軌跡が第1スリップリング41に対して交差する箇所において、第1スリップリング41が定着ベルト21の端部によって傷付けられるといった問題が生じる。また、当該箇所では、定着ベルト21の回転が第1スリップリング41の回転を妨げるように作用するので、第1スリップリング41から異音が発生するといった問題もある。
上記のような スリップリングの傷付きや異音の発生を抑制するには、第1スリップリング41の連れ回りを円滑に行わせるようにすることが好ましい。
本実施形態では、上記のように、第2スリップリング42を低摩擦性のフッ素系樹脂で形成することで、2つのスリップリング41,42間の摩擦係数を低くし、第1スリップリング41を連れ回りしやすくしている。一方、第1スリップリング41には一般的な耐熱性樹脂を適用することで、第1スリップリング41と定着ベルト21との間のグリップ力をある程度確保し、第1スリップリング41が定着ベルト21とより確実に連れ回りできるようにしている。すなわち、2つのスリップリング41,42間の摩擦係数を、第1スリップリング41と定着ベルト21との間の摩擦係数よりも小さくなるようにしている。これにより、第1スリップリング41の連れ回りを円滑に行わせることができ、特に図6の符号Xの線で囲む箇所において、第1スリップリング41が定着ベルト21の摺動によって傷付けられたり、異音が発生したりする不具合を抑制することが可能となる。
本実施形態では、上記のように、第2スリップリング42を低摩擦性のフッ素系樹脂で形成することで、2つのスリップリング41,42間の摩擦係数を低くし、第1スリップリング41を連れ回りしやすくしている。一方、第1スリップリング41には一般的な耐熱性樹脂を適用することで、第1スリップリング41と定着ベルト21との間のグリップ力をある程度確保し、第1スリップリング41が定着ベルト21とより確実に連れ回りできるようにしている。すなわち、2つのスリップリング41,42間の摩擦係数を、第1スリップリング41と定着ベルト21との間の摩擦係数よりも小さくなるようにしている。これにより、第1スリップリング41の連れ回りを円滑に行わせることができ、特に図6の符号Xの線で囲む箇所において、第1スリップリング41が定着ベルト21の摺動によって傷付けられたり、異音が発生したりする不具合を抑制することが可能となる。
また、第1スリップリング41の連れ回りを円滑に行わせる方法として、両スリップリング41,42の表面粗さを調整する方法もある。具体的には、第2スリップリング42の表面粗さを、第1スリップリング41の表面粗さよりも小さくする。これにより、両スリップリング41,42間の摩擦係数が、第1スリップリング41と定着ベルト21との間の摩擦係数よりも小さくなり、第1スリップリング41が連れ回りしやすくなる。
また、他の方法として、2つのスリップリング41,42の互いに対向する面の一方、又は両方に、オイルやグリース等の潤滑剤を塗布してもよい。これにより、両スリップリング41,42間に潤滑剤が介在することになるので、両スリップリング41,42間の摩擦係数が、第1スリップリング41と定着ベルト21との間の摩擦係数よりも小さくなり、第1スリップリング41が連れ回りしやすくなる。
図7に示すように、本実施形態においては、ベルト保持部材40の規制部40bは、スリップリング41,42の全周に渡っては設けられていない。このため、スリップリング41,42が定着ベルト21の寄り力を受けて規制部40bに当接した際、規制部40bは、スリップリング41,42をその全周に渡って支持することができない。その結果、各スリップリング41,42が、定着ベルト21の寄り力によって規制部40bのエッジJの位置で多少折れ曲がるように変形することも考えられる。そして、このような変形がスリップリング41,42に生じると、摺動抵抗が大きくなって、スリップリング41,42の連れ回りが抑制される懸念がある。
これに対し、図8に示すように、規制部40bを、スリップリング41,42の全周に渡って設けた場合は、スリップリング41,42の変形を抑制することができる。すなわち、スリップリング41,42が定着ベルト21の寄り力を受けたとしても、規制部40bがスリップリング41,42を全周に渡って支持することができるので、スリップリング41,42の変形が抑制され、その姿勢を安定させることができる。これにより、スリップリング41,42の規制部40bに対する摺動抵抗を低減することができ、スリップリング41,42が定着ベルト21と連れ回りしやすくなる。
特に、定着ベルト21側の第1スリップリング41を、ベルト保持部材40側の第2スリップリング42よりも硬い材質で形成することにより、第1スリップリング41を変形しにくくすることができる。これにより、第1スリップリング41が定着ベルト21の寄り力を受けても、第1スリップリング41の変形が低減され、その形状及び姿勢が安定するので、第1スリップリング41が連れ回りしやすくなる。
また、本実施形態では、定着ベルト21が、ニップ部Nの位置で加圧ローラ22によって内径側に押し込まれことにより、ニップ部N近傍の用紙搬送方向下流側において(図6の符号Zの線で囲む箇所)、定着ベルト21が各スリップリング41,42の内周面の位置Qよりも内径側に位置する。このように、定着ベルト21がスリップリング41,42の内周面の位置Qよりも内径側に位置する箇所では、回転する定着ベルト21によって、各スリップリング41,42の内周面が外径方向に向かって押されることで、経時的にその部分が外径方向へ拡大変形する。その結果、定着ベルト21に軸方向の寄りが生じた場合に、定着ベルト21が各スリップリング41,42の内径側に潜り込むことがある。そして、定着ベルト21が各スリップリング41,42の内径側に潜り込むと、ベルト端部がベルト保持部材40に当接したり、定着ベルト21にねじれが生じたりして、定着ベルト21の端部に負荷がかかって損傷に繋がることが懸念される。
このような定着ベルト21の潜り込みを防止するには、図9に示すように、各スリップリング41,42の内周面41a,42aを、定着ベルト21の回転軌跡よりも内径側に配設することが望ましい。なお、回転中、定着ベルト21には多少の振れ(挙動の乱れ)が生じるので、定着ベルト21の回転軌跡はある程度変化するが、各スリップリング41,42の内周面41a,42aは、その変化し得る回転軌道の範囲中、最も内径側のアウトラインよりもさらに内径側に配設されていればよい。これにより、定着ベルト21のスリップリング41,42に対する潜り込みを防止でき、定着ベルト21の損傷をより効果的に抑制することが可能となる。
また、定着ベルト21の回転軌道よりも内径側に内周面を配設するのは、2つのスリップリング41,42のうち、いずれか一方だけでもよい。一方のスリップリングの内周面のみ、定着ベルト21の回転軌道よりも内径側に配設した場合も、当該スリップリングに対する定着ベルト21の潜り込みを防止することができるので、定着ベルト21の損傷を抑制する効果は得られる。
図10に、第2スリップリング42の内周面のみを、定着ベルト21の回転軌道よりも内径側に配設した実施形態を示す。
図10に示す実施形態では、第2スリップリング42の内径D2を、第1スリップリング41の内径D1よりも小さくして、第2スリップリング42の内周面を、定着ベルト21の回転軌道よりも内径側に配設するようにしている。この場合、ベルト保持部材40は、定着ベルト21の端部内に挿入される挿入部40aと連続して形成された大径部40eと、大径部40eよりも小さい外径で形成された小径部40fとを有する。大径部40eの外周には第1スリップリング41が装着され、小径部40fの外周には第2スリップリング42が装着されている。
図10に示す実施形態では、第2スリップリング42の内径D2を、第1スリップリング41の内径D1よりも小さくして、第2スリップリング42の内周面を、定着ベルト21の回転軌道よりも内径側に配設するようにしている。この場合、ベルト保持部材40は、定着ベルト21の端部内に挿入される挿入部40aと連続して形成された大径部40eと、大径部40eよりも小さい外径で形成された小径部40fとを有する。大径部40eの外周には第1スリップリング41が装着され、小径部40fの外周には第2スリップリング42が装着されている。
また、小径部40fは、大径部40eの内周に嵌め込んで組み付けたり、離脱させて分離したりすることが可能となっている。各スリップリング41,42をベルト保持部材40に装着するには、互いに分離した大径部40eと小径部40fに、第1スリップリング41と第2スリップリング42を装着し、小径部40fを大径部40eに嵌め込む。特に、この実施形態では、上記実施形態に比べて、第2スリップリング42の内径を小さくしているため、仮に、大径部40eと小径部40fとが一体的(分離不可能)に構成されていると、第2スリップリング42の装着時に、第2スリップリング42が大径部40eの外周を乗り越えるのが困難となる。従って、このように、小径部40fを大径部40eに対して分離可能とすることで、装着時に、第2スリップリング42が大径部40eの外周を乗り越えなくてもよくなるので、第2スリップリング42の装着が容易となる。
また、図11は、両方のスリップリング41,42の内周面を、定着ベルト21の回転軌道よりも内径側に配設した実施形態を示す図である。
この場合、2つのスリップリング41,42は、いずれも小径部40fの外周に装着されている。また、この場合も同様に、小径部40fを大径部40eに対して分離可能に構成することで、両方のスリップリング41,42の装着が容易となる。
この場合、2つのスリップリング41,42は、いずれも小径部40fの外周に装着されている。また、この場合も同様に、小径部40fを大径部40eに対して分離可能に構成することで、両方のスリップリング41,42の装着が容易となる。
図12に、本発明のさらに別の実施形態の構成を示す。
図12に示す実施形態では、第2スリップリング42の厚さt2を、第1スリップリング41の厚さt1よりも厚くしている。それ以外は、図4等に示す実施形態と同様に構成されている。定着ベルト21が回転すると、第1スリップリング41と第2スリップリング42が連れ回りすることが好ましいが、定着ベルト21の回転速度と第1スリップリング41と第2スリップリング42の回転速度は等速とは限らない。その場合、第1スリップリング41が損傷してしまう虞がある。そこで、第2スリップリング42の厚みを厚くする。このように、第2スリップリング42を厚くすることで、第2スリップリング42の重量が増して回転しにくくなり、第2スリップリング42の定着ベルト21との連れ回りが抑制される。その結果、第1スリップリング41は、定着ベルト21と連れ回りしやすくなる。
図12に示す実施形態では、第2スリップリング42の厚さt2を、第1スリップリング41の厚さt1よりも厚くしている。それ以外は、図4等に示す実施形態と同様に構成されている。定着ベルト21が回転すると、第1スリップリング41と第2スリップリング42が連れ回りすることが好ましいが、定着ベルト21の回転速度と第1スリップリング41と第2スリップリング42の回転速度は等速とは限らない。その場合、第1スリップリング41が損傷してしまう虞がある。そこで、第2スリップリング42の厚みを厚くする。このように、第2スリップリング42を厚くすることで、第2スリップリング42の重量が増して回転しにくくなり、第2スリップリング42の定着ベルト21との連れ回りが抑制される。その結果、第1スリップリング41は、定着ベルト21と連れ回りしやすくなる。
以上のように、本発明によれば、両スリップリング41,42間の摩擦係数を、第1スリップリング41と定着ベルト21との間の摩擦係数よりも小さくすることで、第1スリップリング41を定着ベルト21と連れ回りしやすくすることができる。これにより、定着ベルト21の端部及び第1スリップリング41の損傷を抑制することができ、長期に亘ってその機能を良好に維持することが可能となる。
特に、上述の実施形態のように、低熱容量化のために薄い定着ベルトを用いた構成においては、定着ベルトの強度が低下するため、このような定着装置に本発明の構成を適用することで大きな効果を期待できる。
また、従来のように、定着ベルト21の端部とベルト保持部材40との間に1つのスリップリングを設けている場合、そのスリップリングが薄いと、スリップリングが定着ベルト21の軸方向の寄り力を受けたときに変形することがある。この変形を低減するには、例えば、スリップリングを厚く形成することで、定着ベルト21の寄り力に対する耐久性を向上させるなどが考えられる。しかし、スリップリングを厚く形成すると、スリップリング自体が重くなると共に、スリップリングとベルト保持部材40との摺動面積が増加するため、スリップリングが定着ベルト21と連れ回りしにくくなる。
この点、本発明では、スリップリングを2つ並べて設けているので、1つのスリップリングを設けている場合に比べて、定着ベルト21の寄り力に対する耐久性が向上し、寄り力によるスリップリングの変形を低減できる。しかも、本発明の場合、個々のスリップリングの厚さを厚くしなくてもよいので、スリップリングの連れ回り性の低下も抑制できる。このように、本発明によれば、スリップリングの連れ回りのしやすさを低下させることなく、耐久性を向上させることができるので、ベルト端部やスリップリングの損傷を抑制することが可能である。
さらに、上述の実施形態のように、第1スリップリング41に変形しにくい耐熱性樹脂を用い、第2スリップリング42に低摩擦性のフッ素系樹脂を用いることで、スリップリング41,42を装着しにくい構成においても、第1スリップリング41の変形を低減しつつ、連れ回り性を向上させることが可能となる。
なお、上述の実施形態では、第1スリップリング41に耐熱性樹脂のPEEKを用い、第2スリップリング42にフッ素系樹脂のPTFEを用いているが、本発明は、これに限定されるものではない。他の耐熱性樹脂やフッ素系樹脂を適用することも可能である。例えば、第1スリップリング41に、PPSやPAI等の耐熱性樹脂を用い、第2スリップリング42に、PFAやFEP等のフッ素系樹脂を用いることも可能である。
また、上述の各実施形態では、第1スリップリング41の連れ回り性を向上させる方法として、第2スリップリング42の表面粗さを小さくする、又は、第1スリップリング41と第2スリップリング42との間に潤滑剤を介在させる、第1スリップリング41を硬い材料で形成する、第2スリップリング42を厚くする、といった手段を提案しているが、これらの各種手段を適宜組み合わせて併用することも可能である。
また、上述の実施形態のように、定着ベルト21がスリップリング41,42に対して潜り込む虞がある場合は、2つのスリップリング41,42のうち、少なくとも一方の内周面を、定着ベルト21の回転軌道よりも内径側に配設することが望ましい。これにより、定着ベルト21のスリップリング41,42に対する潜り込みを防止でき、ベルト端部の損傷をより効果的に抑制することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、スリップリングを定着ベルトの両端側にそれぞれ2つずつ設けているが、スリップリングを3つ以上並べて設けてもよい。また、本発明を適用可能な定着装置は、上記実施形態の定着装置に限らず、例えば、図13に示すように、ハロゲンヒータ23を複数本備えた定着装置に本発明を適用することも可能である。この場合、ハロゲンヒータ23ごとに発熱領域を異ならせることで、種々の幅の用紙幅に対応した範囲で定着ベルト21を加熱することができる。
また、本発明に係る定着装置は、図1に示すカラーレーザープリンタに限らず、モノクロ画像形成装置や、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に搭載することも可能である。
20 定着装置
21 定着ベルト
22 加圧ローラ(対向回転体)
23 ハロゲンヒータ(加熱源)
24 ニップ形成部材
40 ベルト保持部材
40c 溝部
41 第1スリップリング(定着ベルト側の保護部材)
41a 内周面
42 第2スリップリング(ベルト保持部材側の保護部材)
42a 内周面
D1 第1スリップリングの内径
D2 第2スリップリングの内径
D3 溝部の開口縁の外径
N ニップ部
P 用紙(記録媒体)
21 定着ベルト
22 加圧ローラ(対向回転体)
23 ハロゲンヒータ(加熱源)
24 ニップ形成部材
40 ベルト保持部材
40c 溝部
41 第1スリップリング(定着ベルト側の保護部材)
41a 内周面
42 第2スリップリング(ベルト保持部材側の保護部材)
42a 内周面
D1 第1スリップリングの内径
D2 第2スリップリングの内径
D3 溝部の開口縁の外径
N ニップ部
P 用紙(記録媒体)
Claims (8)
- 回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱源と、
前記定着ベルトの外周面に当接する対向回転体と、
前記定着ベルトの内側に配設され、定着ベルトを介して前記対向回転体に当接して定着ベルトと対向回転体との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記定着ベルトの端部を回転可能に保持するベルト保持部材と、
前記定着ベルトの端面と前記ベルト保持部材との間に配設され、定着ベルトの端部を保護する環状の保護部材とを備えた定着装置において、
前記保護部材を、前記定着ベルトの端部と前記ベルト保持部材との間に、軸方向に2つ並べて配設し、
前記定着ベルト側の保護部材を、耐熱性樹脂で形成し、前記ベルト保持部材側の保護部材を、前記耐熱性樹脂よりも摩擦係数の小さいフッ素系樹脂で形成して、
前記2つの保護部材間の摩擦係数を、前記定着ベルト側の保護部材と前記定着ベルトとの間の摩擦係数よりも小さくしたことを特徴とする定着装置。 - 回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱源と、
前記定着ベルトの外周面に当接する対向回転体と、
前記定着ベルトの内側に配設され、定着ベルトを介して前記対向回転体に当接して定着ベルトと対向回転体との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記定着ベルトの端部を回転可能に保持するベルト保持部材と、
前記定着ベルトの端面と前記ベルト保持部材との間に配設され、定着ベルトの端部を保護する環状の保護部材とを備えた定着装置において、
前記保護部材を、前記定着ベルトの端部と前記ベルト保持部材との間に、軸方向に2つ並べて配設し、
前記2つの保護部材の間に潤滑剤を介在させて、
前記2つの保護部材間の摩擦係数を、前記定着ベルト側の保護部材と前記定着ベルトとの間の摩擦係数よりも小さくしたことを特徴とする定着装置。 - 回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱源と、
前記定着ベルトの外周面に当接する対向回転体と、
前記定着ベルトの内側に配設され、定着ベルトを介して前記対向回転体に当接して定着ベルトと対向回転体との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記定着ベルトの端部を回転可能に保持するベルト保持部材と、
前記定着ベルトの端面と前記ベルト保持部材との間に配設され、定着ベルトの端部を保護する環状の保護部材とを備えた定着装置において、
前記保護部材を、前記定着ベルトの端部と前記ベルト保持部材との間に、軸方向に2つ並べて配設し、
前記2つの保護部材間の摩擦係数を、前記定着ベルト側の保護部材と前記定着ベルトとの間の摩擦係数よりも小さくし、
前記ベルト保持部材側の保護部材の厚さを、前記定着ベルト側の保護部材の厚さよりも厚くしたことを特徴とする定着装置。 - 回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱源と、
前記定着ベルトの外周面に当接する対向回転体と、
前記定着ベルトの内側に配設され、定着ベルトを介して前記対向回転体に当接して定着ベルトと対向回転体との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記定着ベルトの端部を回転可能に保持するベルト保持部材と、
前記定着ベルトの端面と前記ベルト保持部材との間に配設され、定着ベルトの端部を保護する環状の保護部材とを備えた定着装置において、
前記保護部材を、前記定着ベルトの端部と前記ベルト保持部材との間に、軸方向に2つ並べて配設し、
前記2つの保護部材間の摩擦係数を、前記定着ベルト側の保護部材と前記定着ベルトとの間の摩擦係数よりも小さくし、
前記2つの保護部材の少なくとも一方の内周面を、前記定着ベルトの回転軌跡よりも内径側に配設したことを特徴とする定着装置。 - 前記ベルト保持部材側の保護部材の表面粗さを、前記定着ベルト側の保護部材の表面粗さよりも小さくした請求項1から4のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記定着ベルト側の保護部材を、前記ベルト保持部材側の保護部材よりも硬い材質で形成した請求項1から5のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記ベルト保持部材に外周に前記保護部材を装着するための溝部を設け、
当該溝部の外周側に開口する開口縁の外径が前記保護部材の内径よりも大きく設定された構成であって、
前記保護部材を前記溝部に装着する際、保護部材の内径を拡径させつつ保護部材が溝部の開口縁を乗り越えて溝部内に装着されるようにした請求項1に記載の定着装置。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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