JP7480584B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
特許文献1に記載の像加熱装置は、ヒーターを支持する支持部材と、筒状フィルムとが開示されている。
特許4599189号公報
しかしながら、特許文献1に記載の像加熱装置は、筒状フィルムと、ヒーターを保持する支持部材が開示する。しかしながら、特許文献1は、筒状フィルムに対して支持部材を位置決めする部材が明示されていない。そのため、ヒーターに対する記録材の位置が不安定になりやすいという課題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ヒーターとシートとの位置関係を安定させることができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る定着装置は、定着ベルトと、ヒーター保持部材と、ベルト保持部材とを備える。前記定着ベルトは、シートを加熱する。前記ヒーター保持部材は、前記定着ベルトを周回転可能にガイドし、前記定着ベルトを加熱するヒーターを保持する。前記ベルト保持部材は、前記シートの搬送路に対する位置が固定され、前記定着ベルトを周回転可能に、前記定着ベルトの回転軸方向の端部を保持する。さらに、前記ベルト保持部材は、係合部を有し、前記ヒーター保持部材は、前記係合部と係合して、前記ベルト保持部材の前記ヒーター保持部材に対する移動を規制する被係合部を有する。
本発明に係る画像形成装置は、上記に記載の定着装置と、画像形成部とを備える。前記画像形成部は、シートにトナー像を形成する。
本発明の定着装置および画像形成装置によれば、ヒーターとシートとの位置関係を安定させることができる。
本発明の実施形態1に係る定着装置を備える画像形成装置を示す図である。 本実施形態1に係る定着装置の要部を示す斜視図である。 本実施形態1に係る定着装置から定着ベルトを外した外観斜視図である。 (a)および(b)は、本実施形態1に係る定着装置のベルト保持部材を示す外観斜視図である。 図2に示すV-V断面図である。 本実施形態1に係る定着装置のヒーター保持部材の端部を示す外観斜視図である。 (a)~(c)は、図3に示すVII-VII断面図である。 本実施形態2に係る定着装置のベルト保持部材を示す外観斜視図である。 本実施形態2に係る定着装置のヒーター保持部材の端部を示す外観斜視図である。 (a)~(c)は、図3に示すX-X断面図である。
(実施形態1)
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、本実施形態では、図中に、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を示す。Z軸は鉛直面に平行であり、X軸およびY軸は水平面に平行である。
図1を参照して、本発明の実施形態1に係る画像形成装置100について説明する。図1は、本実施形態1に係る画像形成装置100を示す図である。画像形成装置100は、例えば、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を兼ね備えた複合機である。本実施形態1では、画像形成装置100はモノクロ複合機である。
図1に示すように、画像形成装置100は、定着装置1と、画像形成部2と、読取部3と、原稿搬送装置4と、給送部5と、搬送部6と、排出部7とを備える。
給送部5は、シートSを給送する。給送部5は、トレイと、ピックアップローラーとを含んでもよい。トレイは、シートSを積載する。ピックアップローラーは、トレイのシートSをピックアップして給送する。シートSは、記録媒体の一例である。
搬送部6は、給送部5から給送されたシートSを搬送する。搬送部6は、搬送路に搬送ローラーと、レジストローラーとを含んでもよい。搬送ローラーは、搬送路に複数配置されてもよく、シートSを搬送する。
レジストローラーは、シートSを画像形成部2に搬送するタイミングを調節する。搬送部6は、給送部5から、画像形成部2、定着装置1を経由して、排出部7までシートSを搬送する。
画像形成部2は、画像データに基づいて、電子写真方式によってシートSに図示しないトナー像を形成する。画像データは、例えば、原稿Dの画像を示す。画像形成部2は、例えば、感光体ドラムと、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写ローラーと、クリーニング装置と、除電装置とを有する。
定着装置1は、トナー像を加熱および加圧して、シートSにトナー像を定着させる。
排出部7は、画像形成装置100の筐体の外部にシートSを排出する。排出部7は、排出ローラーと、排出トレイを含んでもよい。排出ローラーは、定着装置1から搬送ローラーで搬送されたシートSを排出トレイに排出する。排出トレイは、排出されたシートSを積載する。
原稿搬送装置4は、原稿Dを搬送する。原稿搬送装置4は、一例として、ADF(Auto Document Feeder)である。
読取部3は、原稿搬送装置4によって搬送される原稿Dの画像を読み取る。読取部3は、読み取った画像から画像データを生成する。読取部3は、一例として、CIS(Contact Image Sensor)方式またはCCD(Charge Coupled Devices)方式のスキャナーであってもよい。
次に、図2および図3を参照して、本実施形態1の定着装置1の構成の詳細を説明する。図2は、本実施形態1に係る定着装置1の要部を示す斜視図である。図3は、本実施形態1に係る定着装置1から定着ベルト10を外した外観斜視図である。
図4(a)および(b)は、本実施形態1に係る定着装置1のベルト保持部材30を示す外観斜視図である。図5は、図2に示すV-V断面図である。図6は、本実施形態1に係る定着装置1のヒーター保持部材40の端部を示す外観斜視図である。図7は、図3に示すVII-VII断面図である。
実施形態1では、定着装置1は、定着ベルト10と、ヒーター保持部材40と、ベルト保持部材30と、加圧部材20を備える。定着ベルト10は、シートSを加熱して、シートSにトナー像を定着させる。ヒーター保持部材40は、定着ベルト10を周回転可能にガイドし、定着ベルト10を加熱するヒーター60を保持する。ベルト保持部材30は、画像形成装置100の本体フレームに固定される定着フレーム70に支持され、シートSの搬送路の幅方向に対する位置が固定され、定着ベルト10を周回転可能に、定着ベルト10の回転軸(第1回転軸線L1)方向の端部11を保持する。搬送路の幅方向とは、シートSの搬送方向に直交して搬送路に沿う方向である。
図2に示すように、定着フレーム70は、第1回転軸線L1方向の両端部に配置されて互いに対向する一対の側板71を有している。各側板71は板金部材であり、定着ベルト10側から加圧部材20側に向かって延びるU字形状に開口する支持部72が形成されている。支持部72は、互いに対向して平行に直線状に延びる直線状の一対の直線縁部721と、各直線縁部721に連接する円弧状の円弧縁部722を有する。加圧部材20は、図示しない軸受け部材を介して円弧縁部722に回転可能に支持される。
図4(a)および(b)に示すように、ベルト保持部材30は、ベルト矩形フランジ状のベース部37を備える。ベース部37の対向する2側面には、互いに平行に各々直線状に延びるガイド溝38が形成されている。ガイド溝38の側壁39は、定着フレーム70の側板71の板厚よりも僅かに大きい隙間を介して互いに対向している。ベルト保持部材30は、ガイド溝38の側壁39が側板71の支持部72に直線縁部721を板厚方向に挟み込むように装着される。ベルト保持部材30は、加圧部材20に離接方向にスライド可能であり、定着ベルト10の回転軸方向に対して位置が固定される。
ベルト保持部材30は、さらに、係合部35を有する。ヒーター保持部材40は、さらに、係合部35と係合して、ベルト保持部材30のヒーター保持部材40に対する移動を規制する被係合部41を有する。
また、実施形態1では、係合部35は凸部35であり、被係合部41は凹部41である。
また、実施形態1では、凸部35は、定着ベルト10の回転軸(第1回転軸線L1)に垂直な方向に突出している。凹部41は、凸部35が係止可能となるよう、定着ベルト10の回転軸(第1回転軸線L1)に垂直な方向に窪んでいる。
また、実施形態1では、定着装置1は、ヒーター保持部材40を補強するステー板金50をさらに備える。ベルト保持部材30は、さらに、ステー板金50をヒーター保持部材40に対して固定するよう保持するステー板金保持部34を有する。係合部35は、ステー板金保持部34に配置される。
以上の実施形態1について、図1~図7を参照しながら、実施形態1に係る定着装置1について、詳細に説明する。図2および図3に示すように、定着装置1は、定着ベルト10と、加圧部材20と、ヒーター保持部材40と、ベルト保持部材30と、ステー板金50とを備える。
図2に示すように、定着ベルト10は、図1に示す画像形成部2においてトナー像を形成され、定着装置1に搬送されたシートSを加熱して、シートSにトナー像を定着させる。
定着ベルト10は、無端状である。定着ベルト10は、略円筒形状を有する。定着ベルト10は、可撓性を有する。定着ベルト10は、第1回転軸線L1の周りに周回転可能である。定着ベルト10は、第1回転軸線L1方向に延びる。
定着ベルト10は、端部11と、端部12とを有する。端部11および端部12は、定着ベルト10の第1回転軸線L1方向における両端部である。以下、第1回転軸線L1方向を、「回転軸方向」、「定着ベルト10の回転軸方向」、または、「定着ベルト10の幅方向」と記載する場合がある。
定着ベルト10は、複数の層をさらに有する。定着ベルト10は、例えば、ポリイミド層と、離型層とを有する。離型層は、ポリイミド層の外周面上に形成される。離型層は、例えば、フッ素樹脂製の耐熱性フィルムである。
加圧部材20は、駆動回転しながら定着ベルト10に圧接して、定着ベルト10を従動回転させる。加圧部材20は略円柱状であって、定着ベルト10に対向して配置される。加圧部材20の一例は、加圧ローラーである。
加圧部材20は、第2回転軸線L2を軸心として、回転自在である。加圧部材20は、第2回転軸線L2に沿って延びる。なお、第2回転軸線L2と第1回転軸線L1とは略平行である。
加圧部材20が定着ベルト10に圧接すると、ヒーター保持部材40に保持されるヒーター60(図5)が、定着ベルト10に圧接する。そのため、定着ベルト10は、ヒーター60により加熱される。
加圧部材20は、円柱状の芯金21と、円筒状の弾性層22と、離型層23とを有する。弾性層22は、芯金21上に形成される。離型層23は、弾性層22の表面を覆うように形成される。
芯金21は、図示しない軸受け部材を介して定着フレーム70の支持部72に保持され、第2回転軸線L2を軸心として回転自在である。芯金21は、例えば、ステンレスまたはアルミニウムにより形成される。弾性層22は、弾性を有し、例えば、シリコーンゴムにより形成される。離型層23は、例えば、フッ素樹脂により形成される。
ヒーター保持部材40は、定着ベルト10を加熱するヒーター60を保持する。ヒーター60は、ヒーター保持部材40に取り付けることができ、定着ベルト10の内周面と対向する。ヒーター保持部材40は、ベルト保持部材30を取り付け可能である。
ヒーター60は、図示しない電源と接続され、発熱する。ヒーター60は、定着ベルト10を加熱する。ヒーター60は、第1回転軸線L1に沿って延びる。ヒーター60は、例えば、面状ヒーター、または細長薄板状ヒーターである。ヒーター60は、例えば、セラミックヒーターであり、セラミック基板と、抵抗発熱体とを有する。ヒーター60の厚さは、例えば、1mmである。ヒーター60は、定着ベルト10を介して加圧部材20からの圧力を受ける。
図2に示すように、ベルト保持部材30は、定着ベルト10を周回転可能に保持する。ベルト保持部材30は、シートSの搬送路Rに対する位置が固定される。すなわち、ベルト保持部材30は、定着装置1に設けられた図示しない板金に取り付けられるため、シートSの搬送路Rに対する幅方向の相対位置が変化せず、固定である。
このことは、ヒーター保持部材40が、シートSの搬送路Rの幅方向に対して一定位置に配置されることに関係する。つまり、シートSの搬送路Rに対する幅方向の位置が固定されているベルト保持部材30に対して、ヒーター保持部材40の移動が規制される。
ベルト保持部材30は、定着ベルト10を周回転可能に、定着ベルト10の回転軸(第1回転軸線L1)方向の端部11および端部12を保持する。
図4(a)および(b)に示すように、ベルト保持部材30は、定着ベルト保持部33を有する。図5に示すように、定着ベルト保持部33は、定着ベルト10を周回転可能にガイドする。
すなわち、定着ベルト10の端部11をベルト保持部材30の定着ベルト保持部33に嵌め込み、端部12をベルト保持部材30の定着ベルト保持部33に嵌め込むことにより、定着ベルト10は、ベルト保持部材30に対して周回転可能となる。
ベルト保持部材30は、さらに、係合部35を有する。ヒーター保持部材40は、図6に示すように、さらに、係合部35と係合して、ベルト保持部材30のヒーター保持部材40に対する移動を規制する被係合部41を有する。
ベルト保持部材30の係合部35が、ヒーター保持部材40の被係合部41に係合することにより、ヒーター保持部材40は、シートSの搬送路Rの幅方向に対して一定位置に規制される。つまり、シートSの搬送路Rの幅方向に対する位置が固定されているベルト保持部材30に対して、ヒーター保持部材40の移動が規制される。
また、ベルト保持部材30は、第1ベルト保持部材31と、第2ベルト保持部材32とを有する。第1ベルト保持部材31は、定着ベルト10の端部11を周回転可能に保持する。第2ベルト保持部材32は、定着ベルト10の端部12を周回転可能に保持する。ベルト保持部材30は、第1ベルト保持部材31、または、第2ベルト保持部材32のいずれか一方のみであってもよい。
図3、図5、図7(a)~(c)に示すように、ステー板金50は、ヒーター保持部材40を補強する。ステー板金50は、例えば、細長状の金属製ステー部材である。図3に示すように、ステー板金50は、第1回転軸線L1に沿って延びる。ステー板金50は、コの字形状、U字形状、または、V字形状に形成されてもよい。
本実施形態によれば、シートSの搬送路Rに対する位置が固定されているベルト保持部材30に対して、ヒーター保持部材40の移動が規制されるため、ヒーター60とシートSとの位置関係を安定させることができる。
次に、図4(a)および(b)に示すように、係合部35は、凸部35であってもよい。凸部35は、定着ベルト10の回転軸(第1回転軸線L1)に垂直な方向Aに向かって突出している。
図6に示すように、被係合部41は、凹部41であってもよい。凹部41は、凸部35が係止可能となるよう、定着ベルト10の回転軸(第1回転軸線L1)に垂直な方向Aに向かって窪んでいる。
ベルト保持部材30は、さらに、ステー板金50をヒーター保持部材40に対して固定するよう保持するステー板金保持部34を有する。係合部35は、ステー板金保持部34に配置される。
具体的には、図4(a)および(b)、図5に示すように、ベルト保持部材30は、定着ベルト保持部33を有し、ステー板金50は、ヒーター保持部材40にセットされた状態で、定着ベルト保持部33からベルト保持部材30の内部に挿抜可能である。
ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40が、定着ベルト保持部33からベルト保持部材30の内部に挿入されると、ベルト保持部材30がヒーター保持部材40を保持し、ステー板金保持部34がステー板金50を保持する。
さらに詳細に説明すると、図7(a)に示すように、ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40を、第1回転軸線L1方向の負側に向けて、第1ベルト保持部材31に挿入する。このとき、ステー板金保持部34がステー板金50を保持する。ステー板金保持部34の凸部35は、まだ、ヒーター保持部材40の凹部41に係合していない。
さらに、図7(b)に示すように、ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40を、第1回転軸線L1方向の負側に向けて、第1ベルト保持部材31に挿入すると、図7(c)に示すように、ステー板金保持部34の凸部35が、方向Aに移動し、ヒーター保持部材40の凹部41に係合する。
本実施形態によれば、ベルト保持部材30の凸部35が、ヒーター保持部材40の凹部41に係止されるため、ベルト保持部材30がヒーター保持部材40から抜けにくくなる。そのため、ヒーター60とシートSの幅方向との位置関係がさらに安定する。
また、本実施形態によれば、ベルト保持部材30の凸部35が、定着ベルト10の第1回転軸線L1に垂直な方向Aに向かって移動し、ヒーター保持部材40の凹部41に係止される。そのため、ベルト保持部材30は、ヒーター保持部材40に対して、定着ベルト10の第1回転軸線L1方向への移動が好適に規制され、ヒーター保持部材40から外れにくくなる。
また、本実施形態によれば、ベルト保持部材30は、さらにステー板金50をヒーター保持部材40に対して固定できる。
(実施形態2)
次に、図1~図3、図5に加え、さらに、図8~図10を参照して、実施形態2に係る定着装置1を説明する。
図8は、本実施形態2に係る定着装置1のベルト保持部材30を示す外観斜視図である。図9は、本実施形態2に係る定着装置1のヒーター保持部材40の端部を示す外観斜視図である。図10は、図3に示すX-X断面図である。
実施形態2では、係合部35は、定着ベルト10の第1回転軸線L1の方向に延び、さらに、第1回転軸線L1と垂直な方向Aに屈曲する鉤部36である。
また、実施形態2では、ヒーター保持部材40は、鉤部36を被係合部41に案内するガイド部43をさらに有する。
また、実施形態2では、ガイド部43は、定着ベルト10の第1回転軸線L1に垂直な方向Aに対して鋭角θに傾斜している。
以下、主に図8~図10を参照して、実施形態2に係る定着装置1を詳細に説明する。
係合部35は、定着ベルト10の第1回転軸線L1方向に延び、さらに、第1回転軸線L1と垂直な方向Aに屈曲する鉤部36である。具体的には、ベルト保持部材30は、ステー板金保持部34を有し、ステー板金保持部34は、鉤部36を有する。
一例として、鉤部36は、ステー板金保持部34から定着ベルト10の第1回転軸線L1の正方向に延び、さらに、第1回転軸線L1と垂直な方向Aに屈曲してもよい。また、鉤部36は、ステー板金保持部34から定着ベルト10の第1回転軸線L1の負方向に延び、さらに、第1回転軸線L1と垂直な方向Aに屈曲してもよい。
次に、図9に示すように、ヒーター保持部材40は、鉤部36を被係合部41に案内するガイド部43をさらに有する。さらに具体的には、ヒーター保持部材40は、鉤部36を凹部41に案内する傾斜ガイド部43をさらに有する。
傾斜ガイド部43は、ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40にベルト保持部材30を挿抜するとき、ベルト保持部材30の鉤部36の挿抜動作をガイドする。傾斜ガイド部43の上面は、鉤部36の下面を、第1回転軸線L1の負方向にスライドする。その後、鉤部36は、凹部41に係止される。
または、傾斜ガイド部43は、ベルト保持部材30に、ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40を挿抜するとき、ベルト保持部材30の鉤部36の挿抜動作をガイドする。鉤部36の下面は、傾斜ガイド部43の上面を、第1回転軸線L1の正方向にスライドする。その後、鉤部36は、凹部41に係止される。
また、図9に示すように、傾斜ガイド部43は、定着ベルト10の第1回転軸線L1に垂直な方向Aに対して鋭角θに傾斜している。
図10(a)~(c)を参照して、ベルト保持部材30と、ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40との組立て手順について説明する。
図10(a)~(c)では、ベルト保持部材30を、ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40に取り付ける態様を説明する。ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40をベルト保持部材30に取り付ける場合も同様である。
図10(a)に示すように、ベルト保持部材30を、ステー板金50がセットされたヒーター保持部材40に取り付ける際、ベルト保持部材30を、第1回転軸線L1の正方向から方向Bに向くように傾斜させる。
方向Bは、第1回転軸線L1の正方向に対して、(90°-θ)だけ傾斜している。ベルト保持部材30を、第1回転軸線L1の正方向から方向Bに向くように傾斜させることにより、ベルト保持部材30がヒーター保持部材40に挿抜し易くなる。
図10(b)に示すように、ベルト保持部材30を、方向Bに、ヒーター保持部材40に挿入すると、鉤部36の下面が、傾斜ガイド部43の上面をスライドする。
そして、図10(c)に示すように、ベルト保持部材30を、さらに方向Bに、ヒーター保持部材40に挿入すると、鉤部36は、方向Aに移動して、凹部41に係止される。
本実施形態によれば、ベルト保持部材30の鉤部36が、ヒーター保持部材40の凹部41に係止されるため、ベルト保持部材30がヒーター保持部材40から脱落しにくくなる。そのため、ヒーター60とシートSとの位置関係がさらに安定する。
また、本実施形態によれば、ベルト保持部材30の鉤部36をヒーター保持部材40の凹部41に容易に係止させることができる。
また、本実施形態によれば、鉤部36が凹部41から離脱しにくくなるため、ベルト保持部材30がヒーター保持部材40離脱しにくくなる。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、下記に示す(1)~(2))。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明は、定着装置および画像形成装置の分野に利用可能である。
1 定着装置
10 定着ベルト
20 加圧部材
30 ベルト保持部材
33 定着ベルト保持部
34 ステー板金保持部
35 凸部
40 ヒーター保持部材
41 凹部
50 ステー板金
60 ヒーター

Claims (7)

  1. シートを加熱する定着ベルトと、
    前記定着ベルトを周回転可能にガイドし、前記定着ベルトを加熱するヒーターを保持するヒーター保持部材と、
    前記シートの搬送路に対する位置が固定され、前記定着ベルトを周回転可能に、前記定着ベルトの回転軸方向の端部を保持するベルト保持部材と
    前記ヒーター保持部材を補強するステー板金と
    を備え、
    前記ベルト保持部材は、前記ステー板金を前記ヒーター保持部材に対して固定するよう保持するステー板金保持部と、前記ステー板金保持部に配置される係合部を有し、
    前記ヒーター保持部材は、前記係合部と係合して、前記ベルト保持部材の前記ヒーター保持部材に対する移動を規制する被係合部を有する、定着装置。
  2. 前記係合部は凸部であり、前記被係合部は凹部である、請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記凸部は、前記定着ベルトの回転軸に垂直な方向に突出しており、
    前記凹部は、前記凸部が係止可能となるよう、前記定着ベルトの前記回転軸に垂直な方向に窪んでいる、請求項2に記載の定着装置。
  4. シートを加熱する定着ベルトと、
    前記定着ベルトを周回転可能にガイドし、前記定着ベルトを加熱するヒーターを保持するヒーター保持部材と、
    前記シートの搬送路に対する位置が固定され、前記定着ベルトを周回転可能に、前記定着ベルトの回転軸方向の端部を保持するベルト保持部材と
    を備え、
    前記ベルト保持部材は、係合部を有し、
    前記ヒーター保持部材は、前記係合部と係合して、前記ベルト保持部材の前記ヒーター保持部材に対する移動を規制する被係合部を有し、
    前記係合部は、前記定着ベルトの回転軸の方向に延び、さらに、前記回転軸と垂直な方向に屈曲する鉤部である、定着装置。
  5. 前記ヒーター保持部材は、前記鉤部を前記被係合部に案内するガイド部をさらに有する、請求項4に記載の定着装置。
  6. 前記ガイド部は、前記定着ベルトの回転軸に垂直な方向に対して鋭角に傾斜している、請求項5に記載の定着装置。
  7. 請求項1~請求項のいずれか1項に記載の定着装置と、
    前記シートにトナー像を形成する画像形成部と
    を備える、画像形成装置。
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