(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと加熱ローラとに定着用ベルトを掛架して構成された定着ベルトユニットと、
前記定着ローラと加熱ローラの各両端部を挿通して、前記定着ベルトユニットを保持した支持フレームと、
前記支持フレームを装着および離脱可能な筐体と、
前記定着用ベルトを介して前記定着ローラと圧接して、定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、
前記支持フレームは、前記定着ローラの端部周縁の弾性潰れ変形による側方への膨出が前記支持フレームに摺擦しないように、前記定着ローラの端部周縁の弾性潰れ変形による側方への膨出を受容可能な開窓部を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファックス等、およびこれら複合機等の画像形成装置に用いられる定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に使用される定着装置として、近年では特許文献１および特許文献２に示されているように、定着性能を向上させるために定着ベルトユニットを用いて、定着用ベルトと加圧ローラとで定着ニップ部を形成するベルトニップタイプの定着装置が多用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６６５４１号公報
【特許文献２】特開２００２−１２３１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
定着ベルトユニットは、定着ローラと加熱ローラとに定着用ベルトを掛架して構成される。この定着ベルトユニットは、メンテナンス性の観点から定着ローラと加熱ローラの各両端部を支持フレームに挿通して、該支持フレームに仮り保持し、支持フレームごと装置筺体に対して着脱するようにしている。
【０００５】
また、画像形成装置の運転の高速化に伴って、定着装置の定着性能を高める必要がある。このため、定着ローラの弾性材層を増厚して、加圧ローラとの圧接により形成される定着ニップ部を長く設定できるようにしている。
【０００６】
ところが、このように定着ローラの弾性材層を増厚すると、加圧ローラとの圧接による弾性材層の潰れ変形量が大きく、ローラ端部では弾性材層の周縁が側方へ大きく膨出して、支持フレーム面と摺擦して擦れかすが発生し、これが汚れとなって画像品質を低下させたり、定着ローラの破損度合いが大きくなる可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は、定着ニップ部で定着ローラの端部周縁が弾性潰れ変形により側方へ大きく膨出した場合でも、該膨出部が支持フレーム面と摺擦するのを回避できる定着装置およびこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の定着装置は、定着ローラと加熱ローラとに定着用ベルトを掛架して構成された定着ベルトユニットと、前記定着ローラと加熱ローラの各両端部を挿通して、前記定着ベルトユニットを保持した支持フレームと、前記支持フレームを装着および離脱可能な筐体と、前記定着用ベルトを介して前記定着ローラと圧接して、定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を備えている。そして、前記支持フレームは、前記定着ローラの端部周縁の弾性潰れ変形による側方への膨出が前記支持フレームに摺擦しないように、前記定着ローラの端部周縁の弾性潰れ変形による側方への膨出を受容可能な開窓部を備えたことを主要な特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、前記支持フレームを装着および離脱可能な筐体を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定着ニップ部で、定着ローラの端部周縁が弾性により潰れ変形して側方へ膨出すると、この膨出部分は対向する支持フレームの開窓部に受容される。
【００１１】
これにより、膨出部分が支持フレーム面に摺擦して擦れかすが発生するのが回避され、擦れかすの付着による画像品質の低下や、擦れかすによる周辺機器の汚損および定着ローラの破損等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の画像形成装置を概念的に示す全体構成図。
【図２】本発明の定着装置の一実施形態を示す外観斜視図。
【図３】定着装置の装置筺体を除いて内部構成を示す斜視図。
【図４】定着ローラと加圧ローラとの圧接状態を示す側面説明図。
【図５】図４のＡ矢視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。
【００１４】
図１は、本発明に係る画像形成装置を概念的に示す説明図である。
【００１５】
本実施形態における画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称されるもので、４組の画像形成部により画像形成を行う。
【００１６】
原稿台上に載置された原稿は画像読取装置ＳＣの走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれ、光電変換された画像情報信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像形成部の光書込部に入力される。
【００１７】
４組の画像形成部はイエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋであり、それぞれ共通する符号１０の後に形成する色をあらわす符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して表記する。
【００１８】
画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙおよびその周辺に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙ、およびドラムクリーナ５Ｙを備えている。
【００１９】
その他の画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋも、画像形成部１０Ｙと同様な構成であり、感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの周辺に、帯電部２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、光書込部３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像装置４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、およびドラムクリーナ５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを備えている。
【００２０】
画像形成部１０は、光書込部３にて画像情報信号を感光体ドラム１に書き込み、感光体ドラム１に画像情報信号にもとづく潜像を形成する。そして、潜像は現像装置４により現像され、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー画像が形成される。
【００２１】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのそれぞれの感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、黒（Ｋ）色の画像が形成される。
【００２２】
中間転写ベルト６は、複数のローラにより巻回され、走行可能に支持されている。
【００２３】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色のトナー画像は、走行する中間転写ベルト６上に一次転写部７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色が重畳したカラー画像が形成される。
【００２４】
用紙搬送部２０は用紙Ｓを搬送する。用紙Ｓは本体筺体１１の下側部に出し，入れ可能に配設した給紙トレイ２６，２７，２８に収容されている。用紙Ｓは第１給紙部２１により給紙され、レジストローラ２２を経て二次転写部７Ａに搬送され、用紙Ｓ上に中間転写ベルト６上のカラー画像が転写される。カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置３０にて加熱，加圧することにより用紙Ｓ上のトナー画像が定着され、定着搬送ローラ２３および排紙ローラ２５を経て機外に排出される。
【００２５】
また、画像形成装置Ａは用紙反転部２４を備えており、定着がなされた用紙Ｓを定着搬送ローラ２３から用紙反転部２４に導いて表裏を反転して排紙ローラ２５を経由して排出し、あるいは画像形成部１０の上流位置へ再給紙して、用紙Ｓの両面に画像形成を行うことを可能としている。
【００２６】
この画像形成装置Ａは、その本体上部に設置された操作表示部８０により、画像形成を行うことを可能としている。
【００２７】
上述の定着装置３０として、本実施形態では装置筺体３１内に配設した定着ベルトユニット３２と、該定着ベルトユニット３２と圧接して定着ニップ部ＮＰを形成する加圧ローラ３６と、を備えたベルトニップタイプのものを用いている。
【００２８】
定着ベルトニット３２は、定着ローラ３３と、加熱ローラ３４と、これら両ローラ３３，３４に掛架した定着用ベルト３５と、を備えている。
【００２９】
この定着装置３０において、用紙Ｓは定着対象面が定着ベルトユニット３２と向き合う格好で搬送されており、用紙Ｓの搬送過程で定着ニップ部ＮＰを通過する。これにより、定着ベルトユニット３２の定着ローラ３３と、加圧ローラ３６とによる加圧、および定着用ベルト３５の有する熱の作用によって、用紙Ｓの定着対象面への画像の定着が行われる。
【００３０】
定着装置３０における定着ニップ部ＮＰの排紙側近傍に、該定着ニップ部ＮＰに通紙された用紙Ｓの先端に定着用ベルト３５から分離させるための分離風を吹きつけるエアノズル４０を配設してある。
【００３１】
次に、定着装置３０の構成を図２〜図５にもとづいて以下に詳述する。
【００３２】
装置筺体３１は、図２に示すように定着ベルトユニット３２を配設した上部筺体３１Ｕと、加圧ローラ３６およびエアノズル４０を配設した下部筺体３１Ｌと、に分割して構成している。
【００３３】
定着ベルトユニット３２と加圧ローラ３６は、上部筺体３１Ｕと下部筺体３１Ｌとを分離した状態で対応する筺体３１Ｕまたは３１Ｌに装着，離脱可能とされ、交換作業を容易に行えるようにしている。
【００３４】
図３に示すように定着ベルトユニット３２は支持フレーム３７にサブアッセンブリされていて、該支持フレーム３７ごと上部筺体３１Ｕに装，脱可能としている。
【００３５】
図３に示す例では、加熱ローラ３４は両端部をベアリング４１を介して支持フレーム３７に回転可能に軸受けしてある一方、定着ローラ３３は両端部を支持フレーム３７の保持孔３８に遊挿して仮り保持してある。そして、上部筺体３１Ｕに対して支持フレーム３７を締結部材により固定すると共に、定着ローラ３３の両端部をベアリング４２を介して上部筺体３１Ｕに回転可能に軸受けしている。
【００３６】
加圧ローラ３６は、その両端部をベアリング４３を介してアーム部材５０に回転可能に軸受けしてある。アーム部材５０はその一端を下部筺体３１Ｕに回転可能に軸支してあり、この軸支点５０ａを中心にアーム部材５０を揺動することにより、加圧ローラ３６を定着ローラ３３に対して接，離可能としている。
【００３７】
定着ローラ３３および加圧ローラ３６は、図４に示すように、何れも芯金３３ａ，３６ａと、それらの外周に積層した弾性材層３３ｂ，３６ｂと、を備えている。定着ローラ３３の弾性材層３３ｂは、加圧ローラ３６の圧接によって潰れ変形（撓み変形）して、所要長さで定着ニップ部ＮＰを形成する。このため、定着ローラ３３の弾性材層３３ｂは、加圧ローラ３６の弾性材層３６ｂよりも十分に厚み寸法を大きく設定してある。特に、近年のように運転の高速化に対して定着性能を高められるように、定着ローラ３３の弾性材層３３ｂは増厚してその潰れ量を大きくし、十分な長さの定着ニップ部ＮＰが得られるようにしている。
【００３８】
一方、支持フレーム３７には、上述の定着ニップ部ＮＰに対応した位置に、定着ローラ３３の端部周縁の弾性潰れ変形による側方への膨出、即ち、弾性材層３３ｂの側方への膨出を受容可能な開窓部３９を形成してある。
【００３９】
この開窓部３９は、弾性材層３３ｂの側方膨出部３３ｃ（図５参照）と、支持フレーム３７面との摺擦が懸念される位置、即ち、弾性材層３３ｂの少なくとも径方向と周方向の最大潰れ変形領域に対応した位置に設定される。
【００４０】
弾性材層３３ｂの潰れ変形は、ローラ３３，３６同士の圧接・回転に伴う押し込み作用によって、定着ニップ部ＮＰの中心位置から定着ローラ３３の回転方向上流側に向けて波及するようになる。従って、その最大潰れ変形領域の中心位置は、定着ニップ部ＮＰの中心位置よりも定着ローラ３３の回転方向上流側に若干ずれる。
【００４１】
そこで、開窓部３９は図４に示すように、例えば、ローラ３３，３６の中心点を結ぶ線を中心とする線対称にして、定着ニップ部ＮＰよりも広幅に形成される。
【００４２】
図４に示す例では、開窓部３９を定着ローラ３３と同心の円弧状に必要最小限の開口面積として形成して支持フレーム３７のパネル剛性の低下を抑制している。同図では、開窓部３９を、定着ローラ３３の端部を遊挿，仮り保持する保持孔３８と連設しているが、剛性確保の観点から双方を独立させた不連続孔として形成してもよい。
【００４３】
以上の構成からなる本実施形態の定着装置３０によれば、定着ベルトユニット３２が支持フレーム３７に仮り保持されていて、該ユニット側方に支持フレーム３７面が近接しているため、定着ニップ部ＮＰで定着ローラ３３の端部周縁が弾性により潰れ変形して側方へ膨出すると、該支持フレーム３７面に摺擦する可能性がある。
【００４４】
支持フレーム３７には、定着ニップ部ＮＰに対応した位置に、上述の定着ローラ３３の
端部周縁の弾性潰れ変形による側方への膨出を受容する開窓部３９を形成してあるため、図５に示すように側方膨出部３３ｃが生じた場合でも、これを開窓部３９で受容して、相互の摺擦が回避される。
【００４５】
定着ニップ部ＮＰでの定着ローラ３３の端部周縁の弾性潰れ変形による側方への膨出現像は、画像形成装置Ａの運転の高速化に影響され、定着装置３０の定着性能を向上するため定着ローラ３３の弾性材層３３ｂを増厚して定着ニップ部ＮＰを長く設定することに起因している。
【００４６】
従って、これらの要因により定着ニップ部ＮＰで、定着ローラ３３の端部周縁に生じた側方膨出部３３ｃが、対応する支持フレーム３７の開窓部３９で受容されて相互の摺擦が回避されることにより、摺擦による側方膨出部３３ｃの擦れかすが発生するのが回避される。
【００４７】
この結果、定着ローラ３３の弾性材層３３ｂの擦れかすの付着による画像品質の低下や、擦れかすによる周辺機器の汚損および定着ローラ３３の破損等を誘発することなく、画像形成装置Ａの運転の高速化に対応することができる。
【００４８】
また、支持フレーム３７の開窓部３９は、定着ニップ部ＮＰにおける定着ローラ３３の、少なくとも径方向と周方向の最大潰れ領域に対応した位置に設定してあるので、開窓部３９の開口面積を極力小さく設定することができて、支持フレーム３７のパネル剛性の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４９】
３０…定着装置
３１…装置筺体
３２…定着ベルトユニット
３３…定着ローラ
３４…加熱ローラ
３５…定着用ベルト
３６…加圧ローラ
３７…支持フレーム
３９…開窓部
Ａ…画像形成装置
Ｓ…用紙
ＮＰ…定着ニップ部
【図１】
0005899979.tif 000002
【図２】
0005899979.tif 000003
【図３】
0005899979.tif 000004
【図４】
0005899979.tif 000005
【図５】
0005899979.tif 000006