JP2008170630A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加熱部材の内部に備えられた補強部材および保持部材のたわみを解消し、加熱部材の破損を防止する定着装置を提供すること。
【解決手段】 加熱部材は、その内側に、当該加熱部材と加圧部材とが圧接して形成するニップ部に沿う保持部分と、保持部分を加圧部材の方向に押圧する補強部分とを有する保持手段と、該保持手段及び加熱部材と非接触に該加熱部材を加熱する加熱源とを備え、
加圧部材の回動時における、加圧部材からニップ部への加圧力は、対向する補強部分の押圧位置よりも加熱部材の回動下流側に加わる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やファクシミリ等の画像形成装置の定着装置に関する。

複写機やファクシミリ等の画像形成装置では、感光体ドラム表面に形成されたトナー像が転写紙上に転写され、定着装置によって転写紙上にトナーが定着される。その定着装置としては、転写紙上のトナーを加熱融解させる加熱部材と、該加熱部材に圧接して転写紙を挟持搬送し、トナーを転写紙上に定着する加圧部材等とで構成される熱ローラ定着装置が一般的である。
このような定着装置において、消費電力の低減のため、スタンバイ時に定着装置に予熱を持たせる必要がないオンデマンド方式が採用されている。

このオンデマンド方式の定着装置では熱容量を小さくする関係上、定着の機構が重要となる。例えば、特許文献１には、加熱部材の内部に輻射光源とともに支持部材（保持手段）を設け、該保持手段はフィルムを介して加圧部材と圧接されるオンデマンド方式の定着装置が開示されている。該保持手段は、定着ニップを形成する底面部と、フィルムのたわみを抑え加圧ローラによる加圧に対して充分な強度を持たせた側板部より形成されるコの字形状の金属部材からなっている。この支持部材により、加圧を行い、トナー像を定着している。
また、特許文献２に記載の加熱装置（定着装置）では、保持部材（保持手段）が、第１の支持部分と、ニップ形成部となる第２の支持部の２部材で構成されることが開示されている。

上記構成の定着装置において、加圧部材によるニップ部での圧力を保持するためには、加熱部材の内部に備えられた保持手段の強度が必要となる。この強度を確保するために、保持手段の体積を大きくすると、それに伴い保持手段の熱容量が大きくなる。この結果、加熱部材へ与えられるはずの熱量は保持手段によって奪われるとの問題があった。これに対し、保持手段を、薄肉構成の保持部材と強度を補強する補強部材との組み合わせで構成するものが提案される。

しかしながら、薄肉構成の保持部材と強度を補強する補強部材を組み合わせたものでも、次の問題がある。この構成では、加圧部材の駆動回転時に、補強部材及び保持部材が回転方向へたわむので、補強部材及び保持部材によって、加熱部材であるベルトが破損されてしまう。図３は、従来の定着装置（１００）の構成を示した概略図である。図４は、図３に示す該定着装置をＡ−Ａ切断面線で切断した断面図である。従来の定着装置（１００）において、加圧ローラ（３００）を駆動回転させるとともに、加熱ベルト（２００）を回転させると、回転に伴い、補強部材（５００ｂ）及び保持部材（５００ａ）が、図４に示すように回転下流方向へたわむ。そして、たわんだ補強部材（５００ｂ）及び保持部材（５００ａ）が加熱ベルト（２００）を破損する。

特開２００４−９４１４６号公報 特開２００４−６２０５３号公報

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、補強部材および保持部材のたわみを解消し、加熱部材の破損を防止することができる定着装置を提供するものである。

請求項１に係る発明は、回動可能な加熱部材と回動可能な加圧部材とが圧接して転写紙を挟んで搬送し、該転写紙上のトナーを定着する定着装置において、前記加熱部材は、その内側に、当該加熱部材と前記加圧部材とが圧接して形成するニップ部に沿う保持部分と、該保持部分を前記加圧部材の方向に押圧する補強部分とを有する保持手段と、該保持手段及び当該加熱部材と非接触に該加熱部材を加熱する加熱源とを備え、前記加圧部材の回動時における、前記加圧部材から前記ニップ部への加圧力は、対向する前記補強部分の押圧位置よりも前記加熱部材の回動下流側に加わることを特徴とする定着装置に関する。

請求項１に係る発明によれば、加熱部材は、その内側にニップ部に沿う保持部分と補強部分とを有する保持手段と、これに非接触な加熱源とを備え、加圧部材の駆動回転時における、加圧部材からニップ部への加圧力は、この加圧力に対向する保持手段の補強部分の押圧位置よりも、加熱部材の回転下流側に加わるので、補強部分及び保持部分はこの加圧により回転上流側にたわもうとするが、加圧部材及び加熱部材の回転により、補強部分及び保持部分は回転下流側にたわもうとするので、両者が互いに作用し、たわみは打ち消しあう。したがって、保持手段はたわむことがないので、保持手段が加熱部材を破損することもなくなる。

以下、本発明に係る定着装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る定着装置の実施形態の構成例を示す左側面図である。
本発明に係る定着装置（１）は、転写紙（２２）上のトナー（２３）を加熱融解する加熱ベルト（２）と、この加熱ベルト（２）に圧接して転写紙（２２）を挟持搬送し、トナー（２３）を転写紙（２２）上に定着させる加圧ローラ（３）とを備える。加熱ベルト（２）は加熱部材であり、加圧ローラ（３）は加圧部材である。

加熱ベルト（２）は、この加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）とを適切なニップ幅で圧接させるための保持手段（５）と、この加熱ベルト（２）を加熱する２つの加熱源（４）とを備えている。

保持手段（５）は、加熱ベルト（２）が加圧ローラ（３）に圧接して形成するニップ部（７）のニップ幅に対応して、加熱ベルト（２）の内面に沿って設けられた保持部材（５ａ）と、この保持部材（５ａ）の上面に対して略直角に接合一体化された補強部材（５ｂ）とからなる。保持部材（５ａ）は、ニップ部に沿う保持部分であり、補強部材（５ｂ）は加圧部材の方向に保持部材（５ａ）を押圧する補強部分である。

補強部材（５ｂ）は、２つの円筒状の加熱源（４）の間に、これらと非接触に配置される長方形板状の部材である。この補強部材（５ｂ）は、その幅（短辺）方向を略垂直に配置され、加熱源（４）は図示しない固定部材によって加熱ベルト（２）や保持手段（５）の動きに連動しないように固定されているので、補強部材（５ｂ）は加熱源（４）に接触することなく上方向に移動することができる。

補強部材（５ｂ）としては、補強部材（５ｂ）を押圧する押圧部材（不図示）による付勢力を保持部材（５ａ）へ確実に伝えることができれば特に限定されるものではなく、例えば、ステンレス鋼を例示することができる。なお、補強部材（５ｂ）として、長方形板状の部材を一例として説明したが、これに限るものではない。

保持部材（５ａ）としては、補強部材（５ｂ）からの押圧力を受けて適切なニップ部（７）を形成することができればよく、多少弾性のあることが好ましく、例えば、バネ性ステンレス鋼板やリン青銅板を例示することができる。

加圧ローラ（３）は、図示しない駆動装置によって所定の速度で駆動され、転写紙（２２）を搬送するとともに、加熱ベルト（２）も駆動している。本実施形態の定着装置（１）では、加圧ローラ（３）は、加熱ベルト（２）に対して、回転下流側にずらされた構成となっている。このように構成することで、加圧ローラ（３）からニップ部（７）へ加わる加圧力は対向する補強部材（５ｂ）の押圧位置よりも回転下流側の位置に加わることとなる。なお、加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）とが圧接して形成するニップ部（７）もずれて形成される。

例えば、ニップ部（７）の幅が７ｍｍ程度の定着装置（１）の場合、加圧ローラ（３）への加圧力は、補強部材（５ｂ）の押圧位置から下流側に１．５ｍｍ程度の位置に加わることとなる。

加圧ローラ（３）は、加圧力を付与するための加圧弾性体（１１）を備える。加圧弾性体（１１）は、加圧レバー（１１ａ）、加圧バネ（１１ｂ）及び加圧支点（１１ｃ）からなる。加圧バネ（１１ｂ）としては、図示したコイル状のバネ以外の弾性体を用いることも可能である。加圧レバー（１１ａ）は、加圧支点（１１ｃ）を基点として加圧バネ（１１ｂ）の付勢力によって付勢される。この加圧弾性体（１１）によって、加圧ローラ（３）を上方に向けて加圧する加圧力が発生し、加圧ローラ（３）と加熱ベルト（２）との間に転写紙（２２）を挟んでトナーを定着させることができる。

さらに、定着装置（１）は、図１に示すようにトナー（２３）が転写された転写紙（２２）をニップ部（７）へ導入する挿入ガイド（２４）を備えている。挿入ガイド（２４）により、転写紙（２２）は図１の紙面右側から左側へ搬送されることになる。

本実施形態においては、加圧部材として、加圧ローラ（３）を一例として示しているが、加圧ベルトを用いることも可能で、同様の効果を奏することができる。
これら加圧ローラ（３）、加圧ベルト、及び加熱ベルト（２）としては、厚みや材質が特に限定されるものではなく、従来公知の厚みや材質で構成することができる。

加熱源（４）は、図示例では輻射熱を発生する熱源を２つ備える場合を示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば加熱ベルト（２）内の空気を暖めるようなものであっても可能である。

ここで、本実施形態の定着装置（１）の特徴的な構成について、さらに図２を参照し具体的に説明する。図２は、図１に示す定着装置のＢ−Ｂ切断面線で切断した断面図である。図２（ａ）は、駆動回転前の状態を示す図であり、図２（ｂ）は駆動回転後の状態を示す図である。

図１に示すように、本実施形態では、加圧ローラ（３）を回転下流側にずらすことで、加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）とが圧接して形成するニップ部（７）の位置が、ずらされた構成となっている。

加圧ローラ（３）を駆動回転する前は、図２（ａ）に示すように、補強部材（５ｂ）及び保持部材（５ａ）は、加熱ベルト（２）の内側中央に配置された状態で静止している。

本実施形態では、上記のように、加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）とのニップ部（７）をずらした構成とすることで、加圧ローラ（３）の加圧力を、補強部材（５ｂ）の押圧位置よりも回転下流側にずらして加えている。これにより、補強部材（５ｂ）及び保持部材（５ａ）を回転上流側にたわませるようにすることができる。こうすることで、加熱ベルト（２）及び加圧ローラ（３）の回転による下流側へのたわみが打ち消される。

したがって、本実施形態において、加圧ローラ（３）を駆動回転させると、図２（ｂ）に示すとおり、補強部材（５ｂ）及び保持部材（５ａ）がたわむことなく、ニップ部（７）において良好な状態で押圧を行う。

このように、加圧ローラ（３）及び加熱ベルト（２）の駆動回転時においても、補強部材（５ｂ）及び保持部材（５ａ）がたわまないので、補強部材（５ｂ）及び保持部材（５ａ）が、加熱ベルト（２）を破損することもなくなる。

本発明は、加圧ローラ及び加熱ベルト等により転写紙上のトナーを定着する定着装置において好適に利用されるものである。

本発明に係る定着装置の実施形態の構成例を示す左側面図である。 図２（ａ）は、駆動回転前の状態を示す図であり、図２（ｂ）は駆動回転後の状態を示す図である。 従来の定着装置の構成を示した概略図である。 図３に示す定着装置をＡ−Ａ切断面線で切断した断面図である。

符号の説明

１ 定着装置
２ 加熱ベルト
３ 加圧ローラ
４ 加熱源
５ 保持手段
５ａ 保持部材
５ｂ 補強部材
７ ニップ部

Claims (1)

1. 回動可能な加熱部材と回動可能な加圧部材とが圧接して転写紙を挟んで搬送し、該転写紙上のトナーを定着する定着装置において、
   前記加熱部材は、その内側に、当該加熱部材と前記加圧部材とが圧接して形成するニップ部に沿う保持部分と、該保持部分を前記加圧部材の方向に押圧する補強部分とを有する保持手段と、該保持手段及び当該加熱部材と非接触に該加熱部材を加熱する加熱源とを備え、
   前記加圧部材の回動時における、前記加圧部材から前記ニップ部への加圧力は、対向する前記補強部分の押圧位置よりも前記加熱部材の回動下流側に加わることを特徴とする定着装置。

Images