JP7167649B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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特許文献2には、ニップ形成部材に撓みが生じても、反射部材の反射形状によって定着ベルトを効率よく加熱する作用を維持する目的で、反射部材は反射面における発熱体と対向する位置の表面の角度が変化している反射形状を有し、反射部材をニップ形成部材とは別体の反射支持部材(支持側板等)で支持した定着装置が開示されている。そして実施態様として、支持側板が反射部材をステー部材等の補強部から所定距離離れた位置で固定する構成が記載されている。
そのため、反射部材からステーへの熱伝導に起因したステー周辺部材の加熱を抑制することができても、反射部材自体が高温となるため、反射部材自体及び反射部材周辺の部材の熱による変形や溶融を防ぐことができないという課題がある。
図1は、本発明に係る定着装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
図1(A)は側板の外側から見た側面図であり、側板内部の構成部材は破線で示している。図1(C)は側板の内側から見た断面図である。また、図1(B)は図1(A)中の矢印Aから見た側面図である。
また、定着ベルト60の内部に配置され、定着ベルト60を介して加圧部材70に当接してニップを形成するニップ形成部材80と、ニップ形成部材80を支持するステー(ニップ支持部材)90と、定着ベルト60の内側に配置され、該定着ベルト60を加熱する熱源40とを備える。
熱源40からの輻射熱を反射する反射部材61は、熱源40とステー90との間に配置されている。
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良い。
また、定着装置は、定着ベルト60の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ(図示せず)等を備えている。
そして、加圧ローラ70は、図示しない加圧機構(加圧ローラ支持部材71及び加圧ばね72)によって定着ベルト60側へ付勢され、定着ベルト60を介してニップ形成部材80に当接している。
この加圧ローラ70と定着ベルト60とが圧接する箇所では、加圧ローラ70の弾性層が押し潰されることで、ニップ形成部材80の短手方向における所定の幅のニップ部が形成されている。
また、加圧ローラ70は、本実施態様に係る定着装置が搭載される画像形成装置(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。
そして、加圧ローラ70が回転駆動すると、その駆動力がニップ部で定着ベルト60に伝達され、定着ベルト60が従動回転するようになっている。
同様に、熱源40も熱源支持部材41が側板52と当接し、熱源固定ねじ42によって固定されている。
さらに、ステー(ステー)90は、側板52の外側からステー固定ねじ91により固定されている。
これに対し、本実施形態の定着装置では、反射部材61は、長手方向における端部領域の表面が側板52と当接して固定され、反射部材61と側板52との当接面積は、反射部材61と側板52以外の部材との当接面積よりも大きいため、反射部材61の熱が側板から放熱され、反射部材61の熱に起因した反射部材61自体及び周辺の部材の変形や溶融を防止することができる。
図1(B)に示すように、本実施形態の定着装置において、側板52は、反射部材61の端部領域を挿通させる開口を有し、開口から挿通方向に突出した反射部材61の端部領域が、側板52と当接可能に屈曲している。そして、反射部材61は、固定ねじ63により側板52に固定されている。
熱抵抗低減部材64としては、例えば、伝熱グリスなどが挙げられる。熱抵抗低減部材64を介することにより、反射部材61から側板52へ効率良く放熱される。
反射部材61が定着ベルト60の内側に配設された他の部材と当接する態様においては、反射部材61からの熱移動量が低減されることが好ましく、例えば、図1(C)に示すように、当接面積の小さい反射板支持部材65を介するか、図2に示すように、断熱部材66を介することが好ましい。
反射部材61の定着ベルト60の内側における領域の表面の少なくとも一部に断熱部材66が配設され、反射部材61は、断熱部材66を介して定着ベルト60の内側に配設された他の部材、具体的にはステー90と当接している。
軸方向に長い定着装置では、反射部材61を両端の側板52で支えるだけでは反射部材61の中央付近にたわみが生じることがある。これを抑制するために反射部材61をステー90で支える必要がある場合、図2に示すように反射部材61とステー90とを断熱部材66を介して当接させ、ステー90への熱移動量を低減することが好ましい。
図3(A)は側板の外側から見た側面図であり、側板内部の構成部材は破線で示している。図3(B)は図3(A)中の矢印Bから見た側面図である。
同様に、熱源40も熱源支持部材41が側板52と当接し、熱源固定ねじ42によって固定されている。
さらに、ステー90は、側板52の外側からステー固定ねじ91により固定されている。
図3(B)に示すように、本実施形態の定着装置において、側板52は、反射部材61の端部領域を挿通させる開口と、開口から外側方向に突出する延在部を有し、開口から挿通方向に突出した反射部材61の端部領域が、側板52の延在部と当接している。
反射部材61の長手方向における端部領域の表面の少なくとも一部に熱抵抗低減部材64が配設され、図3(B)に示すように、反射部材61は、熱抵抗低減部材64を介して側板52と当接している。そして、反射部材61は固定ねじ63により側板52に固定されている。
このような構成により、反射部材61の熱に起因した反射部材61自体及び周辺の部材の変形や溶融を防止することができる。
上述のように、(1)側板52が反射部材61の端部領域を挿通させる開口を有し、開口から挿通方向に突出した反射部材61の端部領域が、側板52と当接可能に屈曲している態様と、(2)側板52が反射部材61の端部領域を挿通させる開口と、開口から外側方向に突出する延在部(符号52c及び52d)を有し、開口から挿通方向に突出した反射部材61の端部領域が、側板の延在部(符号52c及び52d)と当接している態様とがある。
図4(A)の左側端部は、側板52bが反射部材61の端部領域を挿通させる開口と、開口から外側方向に突出する延在部52cを有し、開口から挿通方向に突出した反射部材61の端部領域が、側板52bの延在部52cと熱抵抗低減部材64を介して当接している。
図4(B)の右側端部(側板52a側)は図3(B)に示したものと同様である。
図4(B)の左側端部は、右側端部と同様、側板52bが反射部材61の端部領域を挿通させる開口と、開口から外側方向に突出する延在部52cを有し、開口から挿通方向に突出した反射部材61の端部領域が、側板52bの延在部52cと熱抵抗低減部材64を介して当接している。
図4(A)及び図4(B)の左側端部の反射部材61は、スプリングワッシャ67を介して段付ねじ66により側板延在部52cに固定されている。このように、スプリングワッシャ67を配設することにより、反射部材61の熱膨張を吸収しつつ側板延在部52cと密着させることができる。
図5に示す定着装置は、一対の側板52のいずれか一方を冷却する冷却手段をさらに備えている。
冷却手段としては、図5に示すように、側板52の一部に設けられたヒートシンク(冷却フィン)53と、ヒートシンク53に送風を行うための冷却ファン54等が挙げられるが、これに限定されない。
ヒートシンク53と冷却ファン54との組合せにより、側板52の放熱を強化することができ、反射部材61の冷却効率を向上させることができる。
そして、反射部材61から側板52への熱移動量は、一対の側板52のうち、冷却手段により冷却される側板52における熱移動量の方が大きい。
例えば、図6に示すように熱源40が1本のヒータからなる態様や、図7に示すように熱源を構成する2本のヒータがステーを隔てて配置された態様であっても、本発明の構成を適用することができる。
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成図を図8に示す。
図8に示される画像形成装置10は、本発明に係る定着装置50と電子写真方式の画像形成部とを備えており、その画像形成部には複数の(図示した例では4つの)画像形成手段1a、1b、1c及び1dが設けられている。この第1~第4の画像形成手段1a、1b、1c及び1dは、それぞれ同一の構成ではあるが、対応するトナー色だけが異なっている。そのため、これら画像形成手段において、例えばブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。
なお、これら画像形成手段は、現像剤(トナー)色の違い以外はそれぞれ同一の構成であるため、以下の説明では、参照符号におけるa、b、c及びdの添え字を適宜省略して説明する。
この感光体2は、時計回りに回転駆動することが可能であり、この感光体2の表面には帯電部材3が圧接されている。
そして、この帯電部材3は、感光体2の回転駆動に伴い従動回転させられる。
また、この帯電部材3には、図示しない高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体2の表面を一様に帯電できるようになっている。
なお、ここに図示した帯電部材3は、感光体2に接触するローラ状部材を採用しているが、コロナ放電等を利用する非接触式のものを採用することも可能である。
この露光装置6は、光源、ポリゴンミラー、f-θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な構成部材を有している。
そして、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材3により帯電させられた各感光体2を露光する。
そして、それぞれの感光体2上に静電潜像を作り出すために設けられる。
この露光装置6を用いて感光体2上に形成された静電潜像は、感光体2の回転により、現像装置4を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。
そして、このトナーボトル20a、20b、20c及び20dから図示しない搬送経路を介して、所定補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置4a、4b、4c及び4dに補給されるようになっている。
図8に示した中間転写ベルト7は、複数の支持ローラ(例えば、支持ローラ15a、15bなど)に巻きかけられて構成されている。図示した例では、支持ローラ15aが、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されている。
そして、この駆動モータを駆動させることで、中間転写ベルト7は、図中反時計回りに回転移動すると共に、従動回転可能な支持ローラ15bが回転させられる。
この一次転写ローラ8に図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置4により顕像化された感光体2上のトナー像が中間転写ベルト7に一次転写されるようになっている。
なお、一次転写されずに感光体2上に残された一次転写残トナーは、感光体2による次の画像形成動作に備えるために中間転写ベルトクリーニング手段19により除去され、感光体2上におけるトナーが完全に除去される。
この二次転写ローラ18は、中間転写ベルト7を挟んで支持ローラ15bと対向している。
そして、この二次転写ローラ18と支持ローラ15bとで中間転写ベルト7を介して二次転写ニップ部を形成している。
そして、二次転写ローラ18から見て、記録媒体の搬送方向下流側には、定着装置50及び排紙ローラ対36が設けられている。
この画像形成動作においても、各感光体2にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト7に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、a、b、c及びdの添え字は必要に応じて省略する。
この表面電位を初期化された感光体2の表面が、今度は帯電部材3によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、露光装置6からのレーザ光が照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。
このとき、各感光体2に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。
このように感光体上に形成された静電潜像は、現像装置4を通る際に、現像装置4からの各色トナー(現像剤)が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。
そして、上記した一次転写ローラ8には、感光体上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。
これにより、感光体2と中間転写ベルト7との間に転写電界が形成される。
そして、感光体2上のトナー像が、その感光体2と同期して回転駆動される中間転写ベルト7上に静電的に一次転写される。
このように、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト7の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト7上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。
そして、その際には、未だ回転駆動を開始していないレジストローラ対35のニップ部に、搬送された記録媒体の先端が突き当たり、所謂ループを形成することで、記録媒体のレジストレーションが行われる。
そして、支持ローラ15bと、これに中間転写ベルト7を介して対向する二次転写ローラ18とで構成される二次転写ニップ部に向けて記録媒体が送出される。
本実施形態では、二次転写ローラ18に中間転写ベルト表面におけるトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。
そして、これによって中間転写ベルト7表面に形成されたフルカラートナー像が記録媒体上に一括して転写される。
そして、この定着装置50を通過するときに、熱と圧力とを加えられ、永久画像としてトナー像が記録媒体に定着させられる。
画像を定着させられた画像形成後の記録媒体は、排紙ローラ対36を介して排出トレイ29等の記録媒体排出部に排出されることで画像形成動作が完了する。
なお、二次転写ローラ18が配置される二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト7上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段19により取り除かれ回収される。
40 熱源
41 熱源支持部材
42 熱源固定ねじ
50 定着装置
51 定着ベルト保持部材
52 側板
53 ヒートシンク(冷却フィン)
54 冷却手段
60 定着ベルト
61 反射部材(反射板)
62 反射部材固定部
63 固定ねじ
64 熱抵抗低減部材
65 反射板支持部材
66 断熱材
67 スプリングワッシャ
68 段付ねじ
70 加圧部材(加圧ローラ)
71 加圧ローラ支持部材
72 加圧ばね
80 ニップ形成部材
90 ステー
91 ステー固定ねじ
Claims (8)
- 無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを両端部で保持する定着ベルト保持部材と、
前記定着ベルトの外周面に当接する加圧部材と、
前記定着ベルトの内部に配置され、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に当接してニップを形成するニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材を支持するステーと、
前記定着ベルトの内側に配置され、該定着ベルトを加熱する熱源と、
前記熱源と前記ステーとの間に配設され、前記熱源の輻射熱を反射する反射部材と、
前記定着ベルト保持部材と前記ステーを固定する一対の側板と、を備え、
前記反射部材は、長手方向における端部領域の表面が前記側板と当接して固定され、
前記反射部材と前記側板との当接面積は、前記反射部材と前記側板以外の部材との当接面積よりも大きく、
前記側板は、前記反射部材の端部領域を挿通させる開口を有し、
前記開口から挿通方向に突出した前記反射部材の端部領域が、前記側板と当接可能に屈曲していることを特徴とする定着装置。 - 無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを両端部で保持する定着ベルト保持部材と、
前記定着ベルトの外周面に当接する加圧部材と、
前記定着ベルトの内部に配置され、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に当接してニップを形成するニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材を支持するステーと、
前記定着ベルトの内側に配置され、該定着ベルトを加熱する熱源と、
前記熱源と前記ステーとの間に配設され、前記熱源の輻射熱を反射する反射部材と、
前記定着ベルト保持部材と前記ステーを固定する一対の側板と、を備え、
前記反射部材は、長手方向における端部領域の表面が前記側板と当接して固定され、
前記反射部材と前記側板との当接面積は、前記反射部材と前記側板以外の部材との当接面積よりも大きく、
前記側板は、前記反射部材の端部領域を挿通させる開口と、前記開口から外側方向に突出する延在部を有し、
前記開口から挿通方向に突出した前記反射部材の端部領域が、前記側板の前記延在部と当接していることを特徴とする定着装置。 - 前記反射部材の長手方向における端部領域の表面の少なくとも一部に熱抵抗低減部材が配設され、
前記反射部材は、前記熱抵抗低減部材を介して前記側板と当接することを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 - 前記反射部材の前記定着ベルトの内側における領域の表面の少なくとも一部に断熱部材が配設され、
前記反射部材は、前記断熱部材を介して前記定着ベルトの内側に配設された他の部材と当接することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。 - 前記反射部材は、前記定着ベルトの内側に配設された他の部材と当接しないことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。
- 前記一対の側板のいずれか一方を冷却する冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の定着装置。
- 前記反射部材から前記側板への熱移動量は、
前記一対の側板のうち、前記冷却手段により冷却される前記側板における熱移動量の方が大きいことを特徴とする請求項6に記載の定着装置。 - 請求項1から7のいずれか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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