JP7484124B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、支持部材に作用する回転モーメントが大きい場合に比べて、支持部材の変形を抑制することを目的とする。
請求項2に記載の発明は、ベルト部材と、記録媒体を加圧しながら通過する通過部を前記ベルト部材との間に形成する加圧部材と、前記ベルト部材の内側で前記ベルト部材と接触し、前記加圧部材から一方向への押圧力を受ける第1部材と、前記ベルト部材の内側に設けられ、前記第1部材を介して前記加圧部材の押圧力を受ける第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とに挟まれ、前記第1部材を支持する領域と前記第2部材に支持される領域とが前記一方向において重なるように前記第1部材を支持する支持部材と、を備え、前記第1部材は加熱部材であって、前記ベルト部材の移動方向に沿って設けられるとともに、前記第1部材は、前記支持部材が前記第2部材に支持される前記領域よりも前記移動方向上流側に設けられておらず、前記加熱部材は、前記移動方向において前記通過部の中心よりも上流側から下流側にわたって設けられるとともに、前記中心から前記移動方向の上流側にわたって設けられる部分の長さよりも、前記中心から前記移動方向の下流側にわたって設けられる部分の長さの方が長い定着装置である。
請求項3に記載の発明は、前記支持部材は、前記ベルト部材の移動方向において前記通過部の中心よりも上流側から下流側にわたって設けられ、また、前記上流側にて前記第1部材を支持する上流側支持部および前記下流側にて前記第1部材を支持する下流側支持部を有し、前記第2部材は、前記上流側支持部の第1領域および前記下流側支持部の第2領域を支持し、前記上流側支持部は、前記第1部材のうちの前記一方向において前記第1領域に重なる第1重なり領域を支持し、前記下流側支持部は、前記第1部材のうちの前記一方向において前記第2領域に重なる第2重なり領域を支持することを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置である。
請求項4に記載の発明は、前記第1重なり領域および前記第2重なり領域は、前記一方向において前記通過部と重なることを特徴とする請求項3記載の定着装置である。
請求項5に記載の発明は、ベルト部材と、記録媒体を加圧しながら通過する通過部を前記ベルト部材との間に形成する加圧部材と、前記ベルト部材の内側に設けられ、前記加圧部材から一方向への押圧力を受ける第1部材と、前記ベルト部材の内側に設けられ、前記第1部材を介して前記加圧部材の押圧力を受ける第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とに挟まれ、前記第1部材を支持する領域と前記第2部材に支持される領域とが前記一方向において重なるように前記第1部材を支持する支持部材と、を備える定着装置であり、前記支持部材は、前記ベルト部材の移動方向において前記通過部の中心よりも上流側から下流側にわたって設けられ、また、前記上流側にて前記第1部材を支持する上流側支持部および前記下流側にて前記第1部材を支持する下流側支持部を有し、前記第2部材は、前記上流側支持部の第1領域および前記下流側支持部の第2領域を支持し、前記上流側支持部は、前記第1部材のうちの前記一方向において前記第1領域に重なる第1重なり領域を支持し、前記下流側支持部は、前記第1部材のうちの前記一方向において前記第2領域に重なる第2重なり領域を支持し、前記ベルト部材と前記第1部材とに挟まれ、且つ前記移動方向において前記第1重なり領域および前記第2重なり領域よりも内側に設けられ、前記ベルト部材に接して前記ベルト部材を加熱する加熱部材をさらに備える定着装置である。
請求項6に記載の発明は、記録媒体への画像形成を行う画像形成手段と、前記画像形成手段により記録媒体に形成された画像を前記記録媒体に定着する定着装置とを備え、前記定着装置が、請求項1乃至5の何れかに記載の定着装置により構成された画像形成装置である。
請求項2の発明によれば、支持部材に作用する回転モーメントが大きい場合に比べて、支持部材の変形を抑制することができ、支持部材が第2部材に支持される領域よりもベルト部材の移動方向上流側まで加熱部材が設けられる場合に比べて、記録媒体への画像の定着が施される前に記録媒体のうちの画像が形成された面がベルト部材に接触することを抑制でき、かつ、加熱部材のうちの、移動方向において通過部の中心から上流側にわたって設けられる部分の長さよりも中心から下流側にわたって設けられる部分の長さの方が短い場合に比べて、画像の定着が施された記録媒体がベルト部材から剥離しやすくなる。
請求項3の発明によれば、上流側支持部に作用する回転モーメントおよび下流側支持部に作用する回転モーメントが大きい場合に比べて、支持部材のうちの上流側支持部と下流側支持部とを接続する部分の変形を抑制することができる。
請求項4の発明によれば、第1重なり領域および第2重なり領域が一方向において通過部と重ならない場合に比べて、上流側支持部に作用する回転モーメントおよび下流側支持部に作用する回転モーメントを小さくすることができる。
請求項5の発明によれば、支持部材に作用する回転モーメントが大きい場合に比べて、支持部材の変形を抑制することができ、かつ、第1部材が加熱部材である場合に比べて、記録媒体への画像の定着が施される前に記録媒体のうちの画像が形成された面がベルト部材に接触することを抑制できる。
請求項6の発明によれば、支持部材に作用する回転モーメントが大きい場合に比べて、支持部材の変形を抑制することができる。
<画像形成装置の説明>
図1は、画像形成装置1の全体構成図である。付言すると、図1は、画像形成装置1のフロント側(前面側)から画像形成装置1を眺めた場合の図である。
画像形成装置1は、所謂タンデム型のカラープリンタである。
画像形成装置1は、画像形成手段の一例としての画像形成部10を備える。画像形成部10は、各色の画像データに基づき、記録媒体の一例である用紙Pへの画像形成を行う。
制御部30は、画像形成装置1に設けられた各機能部を制御する。
画像処理部35は、パーソナルコンピュータ(PC)3や画像読取装置4等からの画像データに対して画像処理を施す。
各画像形成ユニット11は、現像器15(後述)に収納されるトナーを除いて、同様に構成されている。各画像形成ユニット11は、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像(画像)を形成する。
感光体ドラム12は、帯電器200による帯電が行われる。さらに、感光体ドラム12は、LPH300により露光され、感光体ドラム12には、静電潜像が形成される。
さらに、各画像形成ユニット11には、感光体ドラム12に形成された静電潜像を現像する現像器15、感光体ドラム12の表面を清掃するクリーナ(不図示)が設けられている。
また、画像形成部10には、中間転写ベルト20上に転写されたトナー像を用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写ロール22、用紙Pに転写されたトナー像をこの用紙Pに定着させる定着装置40が設けられている。
定着ベルトモジュール41は、用紙搬送経路R1の図中左側に配置されている。加圧ロール46は、用紙搬送経路R1の図中右側に配置されている。さらに、定着ベルトモジュール41に対して、加圧ロール46が押し当てられている。
ベルト部材の一例としてのこの定着ベルト411は、例えば、最外層に位置し用紙Pに接触する離型層と、離型層の一つ内側に位置する弾性層と、この弾性層を支持する基層とにより構成される。定着ベルト411は、無端状に形成され、図中反時計周り方向に循環移動する。また、定着ベルト411は、軸方向に沿って形成されている。
さらに、定着ベルトモジュール41には、定着ベルト411の内側に、定着ベルト411を加熱する加熱部材(後述)が設けられている。
また、加圧ロール46は、モータ(不図示)により、図中時計回り方向に回転する。加圧ロール46が、時計回り方向に回転すると、定着ベルト411が、加圧ロール46から駆動力を受けて反時計回り方向に回転する。
そして、例えば、黒(K)色の画像形成ユニット11Kでは、感光体ドラム12が矢印A方向に回転しながら、帯電器200により帯電され、画像処理部35から送信された画像データに基づいて発光するLPH300により露光される。
同様に、画像形成ユニット11Y,11M,11Cでは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色トナー像が形成される。
中間転写ベルト20上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト20の移動に伴って二次転写ロール22が位置する箇所(二次転写部T)に搬送される。そして、このトナー像が二次転写部Tに搬送されるタイミングに合わせて、用紙収容部1Bから二次転写部Tへ用紙Pが供給される。
その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、中間転写ベルト20から剥離され、定着装置40まで搬送される。
これにより、用紙Pの加圧および加熱が行われて、用紙P上のトナー像が、この用紙Pに定着される。そして、定着が終了した後の用紙Pは、排出ロール500によって、用紙積載部1Eへ搬送される。
次に、定着装置40の構成について説明する。
図2は、定着装置40の構成を示した図である。
定着ベルトモジュール41には、用紙Pへのトナー像の定着に用いられる定着ベルト411が設けられ、この定着ベルト411が、用紙Pのうちのトナー像が形成された面に押し当てられる。
具体的には、加圧ロール46は、定着ベルト411の外周面411Bに接触配置され、用紙Pが加圧されながら通過する領域であるニップ部Nを、定着ベルト411との間に形成する。ここで、ニップ部Nは、用紙Pを加圧しながら通過する通過部として捉えられる。
本実施形態では、このニップ部Nを用紙が通過する過程で、用紙Pの加熱および加圧が行われて、用紙Pへのトナー像の定着が行われる。
第1部材の一例としての加熱部材420は、板状に形成され、定着ベルト411の移動方向および軸方向に沿うように設けられている。より具体的には、加熱部材420は、定着ベルト411の移動方向において、ニップ部Nの中心よりも上流側から下流側にわたって設けられている。加熱部材420は、定着ベルト411に接触しており、定着ベルト411に熱を供給して定着ベルト411を加熱する。定着ベルト411のうち、加熱部材420に接触する部分は、加熱部材420に沿って平坦になっている。また、本実施形態では、加熱部材420には、定着ベルト411を介して加圧ロール46が押し当てられている。そのため、加熱部材420は、加圧ロール46から図中矢印D方向への押圧力を受ける。また、加圧ロール46に、定着ベルト411を介して加熱部材420を押し当てる構成としても、加熱部材420は、加圧ロール46から図中矢印D方向への押圧力を受ける。
支持フレーム430には、上流側フレーム部431と下流側フレーム部432とが設けられている。
下流側フレーム部432は、定着ベルト411の移動方向において、ニップ部Nの中心よりも下流側に設けられている。下流側フレーム部432は、下流側支持部445を支持する。
本実施形態のベルト支持部材440には、窪みを有する凹部440Aが形成されている。本実施形態では、この凹部440Aの窪みに加熱部材420が嵌まることで、ベルト支持部材440に対して加熱部材420が位置決めされる。
ベルト支持部材440の上流側支持部441には、第1突出部442と、第2突出部443と、接続部444とが設けられている。
第1突出部442は、第2突出部443よりも図中上側まで設けられている。より具体的には、第1突出部442は、突出する長さが、第2突出部443が突出する長さよりも長く、且つ第2突出部443が突出する長さの2倍の長さよりも短い。
接続部444は、第1突出部442と第2突出部443とを接続する。
第1突出部446は、第2突出部447よりも、定着ベルト411の移動方向における下流側に設けられている。第1突出部446は、定着ベルト411の内周面411Aに向かって突出する。より具体的には、第1突出部446は、図中上側に向かって突出する。また、第1突出部446には、定着ベルト411の移動方向の上流側に延びるリブ部446Aが設けられている。
第1突出部446は、第2突出部447よりも図中上側まで設けられている。より具体的には、第1突出部446は、突出する長さが、第2突出部447が突出する長さよりも長く、且つ第2突出部447が突出する長さの2倍の長さよりも短い。
接続部448は、第1突出部446と第2突出部447とを接続する。
また、下流側支持部445は、ベルト支持部材440の凹部440Aに嵌まっている加熱部材420を支持する。より具体的には、下流側支持部445は、加熱部材420のうちの、定着ベルト411の移動方向における下流側の先端部を支持する。加熱部材420のうちの定着ベルト411の移動方向における下流側の先端部を、以下では、加熱部材420の下流側端部420Bと称する。
この比較例では、ベルト支持部材440が加熱部材420を支持する領域と、ベルト支持部材440が支持フレーム430に支持される領域とが重なっていない。より具体的には、ベルト支持部材440の上流側支持部441が加熱部材420の上流側端部420Aを支持する領域S1と、上流側支持部441が上流側フレーム部431に支持される領域K1とは、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて重なっていない。また、ベルト支持部材440の下流側支持部445が加熱部材420の下流側端部420Bを支持する領域S2と、下流側支持部445が下流側フレーム部432に支持される領域K2とは、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて重なっていない。
より具体的には、本実施形態では、上流側支持部441が加熱部材420の上流側端部420Aを支持する領域S1と、上流側支持部441が上流側フレーム部431に支持される領域K1とは、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて重なっている。言い換えると、上流側支持部441は、加熱部材420のうち、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて領域K1に重なる領域L1を支持する。また、下流側支持部445が加熱部材420を支持する領域S2と、下流側支持部445が下流側フレーム部432に支持される領域K2とは、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて重なっている。言い換えると、下流側支持部445は、加熱部材420のうち、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて領域K2に重なる領域L2を支持する。なお、領域L1を、以下では、第1重なり領域L1と称する。また、領域L2を、以下では、第2重なり領域L2と称する。また、領域S1は、第1領域の一例である。さらに、領域S2は、第2領域の一例である。
また、下流側支持部445が加熱部材420の下流側端部420Bから押圧力F2を受ける部分と、下流側支持部445が下流側フレーム部432から反力F4を受ける部分とが、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて重なるようになる。この重なりが生じる分だけ、下流側支持部445に作用する回転モーメントが小さくなる。
次に、定着装置40の変形例について説明する。
図6は、変形例としての定着装置40の構成を示した図である。なお、上述した構成と同一の構成については、同一の符号を用いる。
図6に示す構成においては、第1重なり領域L1および第2重なり領域L2とニップ部Nとの位置関係が、図4に示した構成とは異なっている。より具体的には、図6に示す構成においては、第1重なり領域L1および第2重なり領域L2は、定着ベルト411の移動方向において、ニップ部Nよりも外側に位置する。すなわち、第1重なり領域L1および第2重なり領域L2は、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて、ニップ部Nと重なっていない。
この場合、第1重なり領域L1および第2重なり領域L2が定着ベルト411の移動方向においてニップ部Nよりも外側に位置する場合に比べて、加圧ロール46から加熱部材420に作用する押圧力が、上流側端部420Aおよび下流側端部420Bに分散しやすくなる。すなわち、加圧ロール46から加熱部材420に作用する押圧力が、加熱部材420のうちの第1重なり領域L1および第2重なり領域L2に分散しやすくなる。
次に、定着装置40の変形例(変形例2)について説明する。
図7は、変形例としての定着装置40の構成を示した図である。なお、上述した構成と同一の構成については、同一の符号を用いる。
この変形例では、加熱部材420のうちの、定着ベルト411の移動方向においてニップ部Nの中心NCから上流側にわたって設けられる部分の長さを、長さ420LAとする。また、加熱部材420のうちの、定着ベルト411の移動方向においてニップ部Nの中心NCから下流側にわたって設けられる部分の長さを、長さ420LBとする。そして、長さ420LBは、長さ420LAよりも短くなっている。
次に、定着装置40の変形例(変形例3)について説明する。
図8は、変形例としての定着装置40の構成を示した図である。なお、上述した構成と同一の構成については、同一の符号を用いる。
この変形例では、加熱部材420のうちの、定着ベルト411の移動方向においてニップ部Nの中心NCから上流側にわたって設けられる部分の長さを、長さ420LAとする。また、加熱部材420のうちの、定着ベルト411の移動方向においてニップ部Nの中心NCから下流側にわたって設けられる部分の長さを、長さ420LBとする。そして、長さ420LBは、長さ420LAよりも長くなっている。
次に、定着装置40の変形例(変形例4)について説明する。
図9は、変形例としての定着装置40の構成を示した図である。なお、上述した構成と同一の構成については、同一の符号を用いる。
図9に示す構成においては、定着ベルトモジュール41には、加熱部材420を支持する支持板470が設けられている。
また、加熱部材420は、支持板470と定着ベルト411とに挟まれており、ベルト支持部材440には直接支持されていない。
また、下流側支持部445が支持板470から押圧力F6を受ける部分と、下流側支持部445が下流側フレーム部432から反力F4を受ける部分とが、加圧ロール46の押圧力が作用する方向Dにおいて重なるようになる。この重なりが生じる分だけ、下流側支持部445に作用する回転モーメントが小さくなる。
この場合、加熱部材420が短い分だけ、図4に示した構成(図中点線箇所参照)に比べて、定着ベルト411のうちの、加熱部材420に沿った平坦な部分が短くなる。そのため、定着ベルト411の移動方向において定着ベルト411のうちのニップ部Nよりも外側の部分が、用紙Pの搬送経路から遠ざかるようになる。
Claims (6)
- ベルト部材と、
記録媒体を加圧しながら通過する通過部を前記ベルト部材との間に形成する加圧部材と、
前記ベルト部材の内側で前記ベルト部材と接触し、前記加圧部材から一方向への押圧力を受ける第1部材と、
前記ベルト部材の内側に設けられ、前記第1部材を介して前記加圧部材の押圧力を受ける第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材とに挟まれ、前記第1部材を支持する領域と前記第2部材に支持される領域とが前記一方向において重なるように前記第1部材を支持する支持部材と、
を備え、
前記第1部材は加熱部材であって、前記ベルト部材の移動方向に沿って設けられるとともに、前記第1部材は、前記支持部材が前記第2部材に支持される前記領域よりも前記移動方向上流側に設けられておらず、
前記加熱部材は、前記移動方向において前記通過部の中心よりも上流側から下流側にわたって設けられるとともに、前記中心から前記移動方向の上流側にわたって設けられる部分の長さよりも、前記中心から前記移動方向の下流側にわたって設けられる部分の長さの方が短い
定着装置。 - ベルト部材と、
記録媒体を加圧しながら通過する通過部を前記ベルト部材との間に形成する加圧部材と、
前記ベルト部材の内側で前記ベルト部材と接触し、前記加圧部材から一方向への押圧力を受ける第1部材と、
前記ベルト部材の内側に設けられ、前記第1部材を介して前記加圧部材の押圧力を受ける第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材とに挟まれ、前記第1部材を支持する領域と前記第2部材に支持される領域とが前記一方向において重なるように前記第1部材を支持する支持部材と、
を備え、
前記第1部材は加熱部材であって、前記ベルト部材の移動方向に沿って設けられるとともに、前記第1部材は、前記支持部材が前記第2部材に支持される前記領域よりも前記移動方向上流側に設けられておらず、
前記加熱部材は、前記移動方向において前記通過部の中心よりも上流側から下流側にわたって設けられるとともに、前記中心から前記移動方向の上流側にわたって設けられる部分の長さよりも、前記中心から前記移動方向の下流側にわたって設けられる部分の長さの方が長い
定着装置。 - 前記支持部材は、前記ベルト部材の移動方向において前記通過部の中心よりも上流側から下流側にわたって設けられ、また、前記上流側にて前記第1部材を支持する上流側支持部および前記下流側にて前記第1部材を支持する下流側支持部を有し、
前記第2部材は、前記上流側支持部の第1領域および前記下流側支持部の第2領域を支持し、
前記上流側支持部は、前記第1部材のうちの前記一方向において前記第1領域に重なる第1重なり領域を支持し、
前記下流側支持部は、前記第1部材のうちの前記一方向において前記第2領域に重なる第2重なり領域を支持することを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。 - 前記第1重なり領域および前記第2重なり領域は、前記一方向において前記通過部と重なることを特徴とする請求項3記載の定着装置。
- ベルト部材と、
記録媒体を加圧しながら通過する通過部を前記ベルト部材との間に形成する加圧部材と、
前記ベルト部材の内側に設けられ、前記加圧部材から一方向への押圧力を受ける第1部材と、
前記ベルト部材の内側に設けられ、前記第1部材を介して前記加圧部材の押圧力を受ける第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材とに挟まれ、前記第1部材を支持する領域と前記第2部材に支持される領域とが前記一方向において重なるように前記第1部材を支持する支持部材と、
を備える定着装置であり、
前記支持部材は、前記ベルト部材の移動方向において前記通過部の中心よりも上流側から下流側にわたって設けられ、また、前記上流側にて前記第1部材を支持する上流側支持部および前記下流側にて前記第1部材を支持する下流側支持部を有し、
前記第2部材は、前記上流側支持部の第1領域および前記下流側支持部の第2領域を支持し、
前記上流側支持部は、前記第1部材のうちの前記一方向において前記第1領域に重なる第1重なり領域を支持し、
前記下流側支持部は、前記第1部材のうちの前記一方向において前記第2領域に重なる第2重なり領域を支持し、
前記ベルト部材と前記第1部材とに挟まれ、且つ前記移動方向において前記第1重なり領域および前記第2重なり領域よりも内側に設けられ、前記ベルト部材に接して前記ベルト部材を加熱する加熱部材を
さらに備える定着装置。 - 記録媒体への画像形成を行う画像形成手段と、前記画像形成手段により記録媒体に形成された画像を前記記録媒体に定着する定着装置とを備え、前記定着装置が、請求項1乃至5の何れかに記載の定着装置により構成された画像形成装置。
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