(57)【要約】【課題】スティックスリップを簡易な方法で抑制できる定着装置を提供する。。【解決手段】定着装置は、可撓性を有する回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトとの間に、駆動源により駆動されて、用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する加圧部材と、前記定着ベルトよりも短い幅を有し、前記加圧領域以外の領域で前記定着ベルトの内周面に接触して、前記定着ベルトに張力を付与するガイド部材２７と、前記ガイド部材２７の前記定着ベルトの幅方向における両端部をそれぞれ覆い、該両端部のエッジによる前記定着ベルトの損傷を抑制する保護部材５１と、を備え、前記ガイド部材２７は、前記定着ベルトを押圧する押圧力が、前記加圧領域の入口の側よりも出口の側へ向かって強くなるように設けられ、前記保護部材５１は、前記幅方向における長さが、前記加圧領域の入口の側よりも出口の側が短く形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する回転可能な無端状の定着ベルトと、
駆動源によって駆動されて、前記定着ベルトとの間に用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する加圧部材と、
前記定着ベルトよりも短い幅を有し、前記加圧領域以外の領域で前記定着ベルトの内周面に接触して、前記定着ベルトに張力を付与するガイド部材と、
前記ガイド部材の前記定着ベルトの幅方向における両端部をそれぞれ覆い、該両端部のエッジによる前記定着ベルトの損傷を抑制する保護部材と、を備え、
前記ガイド部材は、前記定着ベルトを押圧する押圧力が、前記加圧領域の入口の側よりも出口の側へ向かって強くなるように設けられ、
前記保護部材は、前記幅方向における長さが、前記加圧領域の入口の側よりも出口の側が短く形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記保護部材は、前記ガイド部材の前記両端部のエッジよりも外側にはみ出していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記保護部材は、所定の厚さを有するシート状の部材であり、前記ガイド部材の前記両端部の外周面に接着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ガイド部材は、バネ性を有する材料で形成され、
前記定着ベルトを押圧する半円筒状の本体部と、
前記本体部の周方向において、前記加圧領域の出口の側の端部に設けられる自由端部及び前記加圧領域の入口の側に設けられる固定端部と、を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧領域において、前記定着ベルトの内周面に接触して前記定着ベルトを前記加圧部材に押し付ける押圧パッドと、
前記押圧パッドを支持する支持部材と、をさらに備え、
前記ガイド部材の前記固定端部は、前記支持部材に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像を前記用紙に定着する請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着ベルト方式の定着装置には、加圧領域よりも定着ベルトの回転方向の下流側で、定着ベルトの内周面に接触して、定着ベルトに張力を付与するガイド部材が備えられている場合がある。ガイド部材は定着ベルトの内周面に接触するので、ガイド部材の両端のエッジによって定着ベルトの内周面が損傷することがある。定着ベルトの内周面を保護するために、ガイド部材の両端のエッジは保護テープで覆われている。
【０００３】
このようなガイド部材を設ける場合、定着ベルトの回転時に、保護テープを含むガイド部材と定着ベルトとがスティックスリップを起こし、ガイド部材を振動させて異音が発生するという問題がある。
【０００４】
スティックスリップを防止するために、特許文献１に記載の画像加熱装置（定着装置）では、ベルト（定着ベルト）の回転速度を検知してスティックスリップの発生を判定し、ベルトの回転速度を変更可能に制御している。また、特許文献２に記載の定着装置は、スティックスリップによって発生した異音の放散を抑制するラビリンス構造のシール部材を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４０４２０号公報
【特許文献２】特開２０１８−１４６７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１に記載された画像加熱装置では、ベルトを回転させるモーターの駆動音が大きくなったり、モーターの消費電力が増加したりするという問題がある。また、特許文献２の定着装置では、異音の発生は低減できるが、振動を十分には抑制できないので、振動による問題を解決できない。
【０００７】
本発明は上記事情を考慮し、スティックスリップを簡易な方法で抑制できる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の定着装置は、可撓性を有する回転可能な無端状の定着ベルトと、駆動源によって駆動されて、前記定着ベルトとの間に用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する加圧部材と、前記定着ベルトよりも短い幅を有し、前記加圧領域以外の領域で前記定着ベルトの内周面に接触して、前記定着ベルトに張力を付与するガイド部材と、前記ガイド部材の前記定着ベルトの幅方向における両端部をそれぞれ覆い、該両端部のエッジによる前記定着ベルトの損傷を抑制する保護部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記定着ベルトを押圧する押圧力が、前記加圧領域の入口の側よりも出口の側へ向かって強くなるように設けられ、前記保護部材は、前記幅方向における長さが、前記加圧領域の入口の側よりも出口の側が短く形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の定着装置において、前記保護部材は、前記ガイド部材の前記両端部のエッジよりも外側にはみ出していることを特徴としてもよい。
【００１０】
本発明の定着装置において、前記保護部材は、所定の厚さを有するシート状の部材であり、前記ガイド部材の前記両端部の外周面に接着されていることを特徴としてもよい。
【００１１】
本発明の定着装置において、前記ガイド部材は、バネ性を有する材料で形成され、前記定着ベルトを押圧する半円筒状の本体部と、前記本体部の周方向において、前記加圧領域の出口の側の端部に設けられる自由端部及び前記加圧領域の入口の側に設けられる固定端部と、を有していることを特徴としてもよい。
【００１２】
本発明の定着装置において、前記加圧領域において、前記定着ベルトの内周面に接触して前記定着ベルトを前記加圧部材に押し付ける押圧パッドと、前記押圧パッドを支持する支持部材と、をさらに備え、前記ガイド部材の前記固定端部は、前記支持部材に固定されていることを特徴としてもよい。
【００１３】
本発明の画像形成装置は、用紙にトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像を前記用紙に定着する上記のいずれかに記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、定着ベルトに与えられる張力が大きい側では、定着ベルトと保護テープ部材との摩擦が小さくなっているので、定着ベルトの回転時のガイド部材の振動を抑え、スティックスリップによる異音の発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る定着装置において、ガイド部材の一端部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置及び定着装置について説明する。
【００１７】
まず、図１を用いて、画像形成装置の全体の構成について説明する。図１は画像形成装置の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側を画像形成装置の正面側（前側）とする。各図のＬ及びＲは、それぞれ左方向及び右方向を示す。
【００１８】
画像形成装置１の装置本体２には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを送り出す給紙装置５と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部７と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置９と、用紙Ｓを排紙する排紙装置１１と、排紙された用紙Ｓが積載される排紙トレイ１３と、が備えられている。さらに、装置本体２には、給紙装置５から、画像形成部７と定着装置９とを通って排紙装置１１に向かう用紙Ｓの搬送経路１５が形成されている。
【００１９】
給紙装置５によって給紙カセット３から給紙された用紙Ｓは、搬送経路１５に沿って画像形成部７に搬送され、用紙Ｓにトナー像が形成される。用紙Ｓは搬送経路１５に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９においてトナー像が用紙Ｓに定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは排紙装置１１から排出されて、排紙トレイ１３に積載される。
【００２０】
次に、図２及び図３を参照して、定着装置９について説明する。図２は定着装置の断面図、図３はガイド部材の端部を示す斜視図である。
【００２１】
定着装置９は、無端状の定着ベルト２１と、定着ベルト２１との間に加圧領域Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラー２３と、加圧領域Ｎにおいて、定着ベルト２１を内周面の側から加圧ローラー２３に押し付ける押圧パッド２５と、定着ベルト２１に張力を付与するガイド部材２７と、定着ベルト２１を加熱するＩＨヒーター２９と、を備えている。
【００２２】
定着ベルト２１は、所定の内径を有し、用紙Ｓの幅よりも長い幅を有する無端状ベルトである。定着ベルト２１は、可撓性を有する材料で形成され、基材層と、基材層の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。基材層は、Ｎｉ等の磁性金属や、ＣｕやＡｇ、Ａｌ等の金属を付与したポリイミド樹脂で形成されている。弾性層は、シリコンゴム等で形成されている。離型層は、ＰＦＡチューブ等で形成されている。また、基材層の内周面に摺動層が形成される場合もある。摺動層は、ポリイミドアミドやＰＴＦＥ等で形成されている。
【００２３】
定着ベルト２１の両端部は、定着ハウジング（図示省略）に回転可能に支持されている。
【００２４】
定着ベルト２１の中空部には、支持部材３１が配置されている。支持部材３１は、定着ベルト２１の幅方向に長い、断面形状がコの字状の部材であり、垂直壁３１ａと、垂直壁３１ａの上下端から同じ方向に略直角に屈曲する上下の水平壁３１ｂと、を有している。垂直壁３１ａには、上下方向の中心付近に位置決め用の貫通孔３１ｃが形成されている。上下の水平壁３１ｂの先端は、互いに近接する方向に略直角に屈曲している。支持部材３１は、垂直壁３１ａが右側で、上下の水平壁３１ｂ間の開口が左側を向く姿勢で、定着ベルト２１の中空部に配置されている。支持部材３１は、定着ベルト２１の中空部を貫通して、両端が定着ハウジングに固定されている。
【００２５】
加圧ローラー２３は、芯金と、芯金の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。弾性層は、シリコンゴム等で形成されている。離型層は、ＰＦＡチューブ等で形成されている。
【００２６】
加圧ローラー２３は、定着ベルト２１の右側から、定着ベルト２１に接触するように配置されて、定着ハウジングに回転可能に支持されている。加圧ローラー２３は、駆動源２４に接続して駆動され、図２の時計回り方向に回転する。
【００２７】
押圧パッド２５は、定着ベルト２１の幅方向に長い、扁平な略直方体状の部材である。押圧パッド２５は、定着ベルト２１の内周面に対向する側の接触面と、接触面とは反対側で支持部材３１に固定される側の固定面と、を有している。接触面は、加圧ローラーの外周面に対応するように凹状に湾曲している。固定面には、位置決め用突起２５ａが形成されている。
【００２８】
押圧パッド２５は、接触面が定着ベルト２１の内周面に対向する姿勢で、固定面が、支持部材３１の垂直壁３１ａの外側の面に固定されている。この際、固定面の位置決め用突起２５ａが、垂直壁３１ａの位置決め用の貫通孔３１ｃに嵌合して、押圧パッド２５が支持部材３１に位置決めされる。このように押圧パッド２５の固定面が支持部材３１に固定されると、接触面が定着ベルト２１の内周面に接触して、定着ベルト２１を加圧ローラー２３に押し当てる。この結果、押圧パッド２５で押し当てられる定着ベルト２１と加圧ローラー２３との間に加圧領域Ｎが形成される。
【００２９】
押圧パッド２５の接触面は、摺動シート３３によって覆われている。摺動シート３３の両端部は、支持部材３１の上下の水平壁３１ｂにそれぞれ固定されている。
【００３０】
ガイド部材２７は、定着ベルト２１の幅よりも短い幅を有し、半円筒状の本体部４１と、本体部４１の周方向における一方の端部に設けられる自由端部４３と、本体部４１の周方向における他方の端部に設けられる固定端部４５と、を有している。本体部４１は、定着ベルト２１の内周面に沿った円弧状の断面形状を有している。自由端部４３は、本体部４１の一方の端部から内側に屈曲している。固定端部４５は、本体部４１の他方の端部から内側に屈曲するベース部４５ａと、ベース部４５ａの先端から外方向に略直角に屈曲する先端部４５ｂと、を有している。ガイド部材２７は、バネ性を有する導電性の材料で形成されている。
【００３１】
ガイド部材２７は、定着ベルト２１の内周面の左半分に対向して、自由端部４３が上側、固定端部４５が下側となる姿勢で、定着ベルト２１の中空部に配置されている。固定端部４５の先端部４５ｂは、支持部材３１の下側の水平壁３１ｂに固定されている。このように、ガイド部材２７は、固定端部４５は加圧領域Ｎの入口に近い側、自由端部４３は加圧領域Ｎの出口に近い側に配置されて、支持部材３１に片持ち式に支持される。ガイド部材２７は、定着ベルト２１の内周面に本体部４１が接触することで、固定端部４５を中心として図２の時計回り方向に回動するように弾性変形し、定着ベルト２１に径方向の外側への張力を与えている。このように、ガイド部材２７は、加圧領域Ｎ以外の領域で、定着ベルト２１の内周面に接触している。
【００３２】
この際、自由端部４３は固定端部４５から最も遠いので、定着ベルト２１の内周面との接触によって弾性変形する量が最も多くなっている。つまり、ガイド部材２７の本体部４１から定着ベルト２１に与えられる押圧力は、固定端部４５の側から自由端部４３の側に向かって、すなわち、加圧領域Ｎの入口Ｎ１の側から出口Ｎ２の側に向かって徐々に大きくなっている。言い換えると、ガイド部材２７の本体部４１から定着ベルト２１に与えられる押圧力は、定着ベルト２１の回転方向Ａの下流側から上流側へ向かって徐々に大きくなっている。なお、自由端部４３及び固定端部４５は、定着ベルト２１の内周面には接触していない。
【００３３】
また、自由端部４３は固定されていないので、本体部４１の自由端部４３の側は、定着ベルト２１の回転によっては変動しやすく、姿勢を一定に保持しにくい。一方で、本体部４１の固定端部４５の側は弾性変形する量が少ない。言い換えると、本体部４１の固定端部４５の側は一定の姿勢で定着ベルト２１の内周面に接触しやすいので、定着ベルト２１の姿勢を一定に保持することができる。固定端部４５は加圧領域Ｎの入口Ｎ１に近いので、固定端部４５と加圧領域Ｎの入口Ｎ１との間で、定着ベルト２１は姿勢が一定に保持される。これによって、用紙Ｓを安定に加圧領域Ｎに進入させることができるようになっている。
【００３４】
また、定着ベルト２１が後述するＩＨヒーター２９で加熱された際、定着ベルト２１を貫通した磁場がガイド部材２７に吸収されて発熱するので、発熱効率を高める効果も得られる。
【００３５】
前述のように、ガイド部材２７の幅は定着ベルト２１の幅よりも短いので、ガイド部材２７の本体部４１が定着ベルト２１の内周面に接触した際に、本体部４１の両端エッジによって、定着ベルト２１の内周面が削られたり摩耗したりする虞がある。そこで、ガイド部材２７の幅方向の両端部には、保護部材としての保護テープ５１が接着されている。
【００３６】
図３を参照して保護テープ５１について説明する。保護テープ５１は、ガイド部材２７（本体部４１、自由端部４３、固定端部４５を含む）の外周面の幅方向の両端部に、周方向に沿って接着されている。なお、保護テープ５１は、ガイド部材２７の内周面に回り込んで接着されてもよい。保護テープ５１の幅（保護テープ５１とガイド部材２７との接着面の幅）は、自由端部４３から固定端部４５に向かって、すなわち、加圧領域Ｎの入口Ｎ１の側から出口Ｎ２の側に向かって徐々に狭くなるように形成されている。言い換えると、定着ベルト２１の回転方向Ａの下流側から上流側に向かって徐々に狭くなるように形成されている。
【００３７】
また、保護テープ５１は、ガイド部材２７の両端のエッジ２７ａよりもやや外側にはみ出すように接着されている。つまり、保護テープ５１は三角形又は台形状の平面形状を有している。一例として、保護テープ５１の最も狭い幅は２ｍｍ〜８ｍｍ、最も広い幅は１０ｍｍ〜２０ｍｍである。保護テープ５１は、摩擦係数の低い樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ）で形成され、厚さは一例で０．０５ｍｍである。このように保護テープ５１は所定の厚さを有しているので、ガイド部材２７の外周面よりも厚さの分だけ盛り上がっている。
【００３８】
再度図２を参照して、ＩＨヒーター２９は、コイル部と、コイル部を巻線状に保持するコイルボビンと、アーチコアと、を有している。ＩＨヒーター２９は、定着ベルト２１の外周面の左半分を覆うように配置されて、定着ハウジングに支持されている。定着ベルト２１の左半分は、前述のようにガイド部材２７によって張力が付与されているので、ＩＨヒーター２９に対して適切な間隔に維持される。コイル部に高周波の交流電圧を印加することにより磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト２１の基材層に渦電流が発生して基材層が発熱し、定着ベルト２１が加熱される。
【００３９】
上記構成を有する定着装置９の定着動作を説明する。まず、加圧ローラー２３が駆動されて回転し、定着ベルト２１は、加圧ローラー２３の回転方向とは反対の方向に従動回転する。同時に、ＩＨヒーター２９が駆動されて定着ベルト２１を加熱する。定着ベルト２１は、所定の制御温度（例えば、１６０℃）となるまで加熱される。このように定着ベルト２１が加熱された後、トナー像が転写された用紙Ｓが、加圧領域Ｎに搬送される。加圧領域Ｎにおいて、用紙Ｓは定着ベルト２１と加圧ローラー２３とに挟持されて搬送される。この際、定着ベルト２１によって用紙Ｓが加熱されると共に加圧ローラー２３と定着ベルト２１とによって加圧されて、トナー像が用紙Ｓに定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは、加圧領域Ｎを通過した後、搬送経路１５に沿って搬送される。
【００４０】
定着ベルト２１は、回転時にガイド部材２７に対して摺動する。この際、ガイド部材２７の両端部に接着された保護テープ５１に対しても摺動する。前述のように、定着ベルト２１に与えられる押圧力は、加圧領域Ｎの入口Ｎ１の側から出口Ｎ２の側に向かって、徐々に大きくなっている。一方で、保護テープ５１の幅は、加圧領域Ｎの入口Ｎ１の側から出口Ｎ２の側に向かって徐々に狭くなっている。つまり、定着ベルト２１に与えられる押圧力が小さい側から大きい側に向かって、保護テープ５１の幅が狭くなっている。
【００４１】
上記説明したように、本発明の定着装置９においては、定着ベルト２１に与えられる押圧力が大きい側（自由端部４３の側）では、保護テープ５１の幅が狭く、定着ベルト２１と保護テープ５１との摩擦が小さくなっている。これにより、定着ベルト２１の回転時のガイド部材２７の振動を低減でき、保護テープ５１に起因するスティックスリップによる異音の発生を低減できる。一方で、定着ベルト２１に与えられる押圧力が小さい側（固定端部４５の側）では、保護テープ５１の幅を広くしているので、保護テープ５１とガイド部材２７との接着力を維持することができる。例えば、保護テープ５１の幅を、周方向に沿って一定の狭い幅とすると、定着ベルト２１との摩擦は抑制できるが、十分な接着力を得られず、保護テープ５１が剥離する虞がある。なお、保護テープ５１の幅は段階的に変化してもよい。
【００４２】
また、保護テープ５１は、ガイド部材２７のエッジ２７ａから外側にはみ出しているので、定着ベルト２１の内周面にエッジ２７ａが接触することを確実に防止でき、定着ベルト２１の損傷を防ぐことができる。
【００４３】
保護テープ５１は、前述のように所定の厚さを有しており、ガイド部材２７の外周面よりも厚さの分だけ盛り上がっている。定着ベルト２１を円滑に回転させるために、ガイド部材２７に潤滑剤が塗布される場合がある。この場合、本体部４１に塗布された潤滑剤が、両端部の保護テープ５１の間に貯留されやすくなり、ガイド部材２７の両端部からの潤滑剤の漏れを抑制することができる。
【００４４】
本実施形態では、ガイド部材２７が片持ち式に支持されていたが、ガイド部材２７は両持ち式に支持されていてもよい。この場合でも、ガイド部材２７は、定着ベルト２１に付与される押圧力が、加圧領域Ｎの入口Ｎ１の側から出口Ｎ２の側に向けて強くなるように設けられる。
【００４５】
さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明の好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１  画像形成装置
７  画像形成部
９  定着装置
２１  定着ベルト
２４  駆動源
２３  加圧ローラー（加圧部材）
２５  押圧パッド
２７  ガイド部材
３１  支持部材
４１  本体部
４３  自由端部
４５  固定端部
５１  保護テープ（保護部材）
【図１】
2020139978.tif 000003
【図２】
2020139978.tif 000004
【図３】
2020139978.tif 000005