(57)【要約】【課題】必要最小限の大きさの摩擦低減部材であっても簡単な作業で堅固に取り付けすることができ、しかも定着としての機能を低下させることなく安価な定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラ２０と加圧ベルト３０を有する定着装置２であり、加圧ベルト３０を定着ローラ２０に当接する当接部材３２、当接部材３２を装置の幅方向の中心線上に設けた支軸３５を中心として揺動可能に支持する保持部材３３、加圧ベルト３０と当接部材３２の間に設けられた摺動抵抗を低減させる摩擦低減シート３４等を備え、摩擦低減シート３４は当接部材３２の定着ローラ２０に対向する面をニップ面としたとき、その一側面からニップ面を通って他側面までの幅を有するとともに、それぞれの両側面でボルト３６によって当接部材３２に固定され、保持部材３３にはボルト３６の頭部への摺接を回避する回避孔４０と回避絞り形状４１が形成されている。【選択図】図３
2008070747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着画像を担持した記録媒体を、定着回転体と該定着回転体に圧接されて従動回転される無端状部材とにより形成されるニップ部を通過させることによって未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、
前記無端状部材を前記定着回転体に圧接させる圧接手段が、前記無端状部材を前記定着回転体に当接する当接部材と、該当接部材を装置の幅方向の中心線上に設けた支点を中心として揺動可能に支持する保持部材と、前記無端状部材と前記当接部材の間に設けられた摺動抵抗を低減させる摩擦低減部材と、前記保持部材を介して前記当接部材を定着回転体に当接する方向に押圧する押圧部材とを備え、
該摩擦低減部材は前記当接部材の前記定着回転体に対向する面をニップ面としたとき、その一側面からニップ面を通って他側面までの幅を有するとともに、それぞれの両側面で固定部材によって当接部材に固定され、前記保持部材には固定部材の突起部分への摺接を回避する回避形状が形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記回避形状は前記揺動支点を通る正中線を挟んで両側に対称に配置され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】
前記回避形状は、前記正中線を挟んで片側に少なくとも２箇所に配置されているとき、前記揺動支点から遠い回避形状が絞り形状で、前記揺動支点に近い回避形状が貫通孔であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記絞り形状は、袋形状であり、該絞り形状と前記固定部材の突起部分とが最も近接する場合における間隙は、前記固定部材の突起部分よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記回避形状における貫通孔は、前記固定部材の突起部分の可動域と干渉しない長孔形状であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱定着手段が、前記弾性層と前記熱源を内部に有する回転可能な加熱定着ローラであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱定着手段が、前記弾性層と前記熱源と無端状加熱部材と前記無端状加熱部材を張架する複数の回転可能なローラとを有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項８】
一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録媒体に記録する画像形成装置において、
請求項１から７の何れかに記載する定着装置を有す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、未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ及びこれらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置において、未定着トナー像を担持した記録紙等の記録媒体を、加熱定着手段と加圧手段とにより形成されるニップ部を通過させ、熱及び圧の作用によって未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置はよく知られている。この種の定着装置としては、円筒状芯金に少なくとも弾性層を被覆し、内部に熱源が配された加熱ローラと、これに当接してニップ部を形成する加圧ローラと、から構成されるローラ定着装置が一般的である。このローラ定着装置は、熱効率が高く、高速性に優れ、小型化しやすいという利点があるため、現在最も広く利用されている。その反面、ローラ定着装置は、加熱ローラおよび加圧ローラともに弾性層が設けられ、熱容量が大きく、ニップ部時間を長く取ることが困難であり、また、加熱ロール表面を高い温度に保っておく必要があることから、起動時間が長く、省エネルギー性、および、特にカラー画像における高画質化に対して不利である。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２９８３５４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１４６２号
【特許文献３】特開２００５−３００６６１号
【０００４】
これに対して、例えば特許文献１には圧接部材を内蔵する無端状ベルトを加圧ロールの代わりに備えた、ベルトニップ方式の画像定着装置が提案されている。ベルトニップ方式では、加熱側の駆動部材が加熱ローラであるローラ・ベルトニップ方式の他、加熱側の駆動部材もエンドレスベルトであるベルト・ベルトニップ方式も提案されているが、以下では説明の便宜上、主としてローラ・ベルトニップ方式の場合を例に挙げて説明する。
【０００５】
上述のベルトニップ方式の構成を採用することによって、ローラ定着方式に比べて、より少ない熱量で定着時間を確保するのが容易でありながら、起動時間の短縮を図ることが可能となる。しかしながら、このベルトニップ方式の定着装置においては、ベルトとの圧接部材との摺動抵抗を低減させる必要があり、例えば特許文献２や３にはベルトと圧接部材との間に摩擦低減部材を設置する方法が提案されている。このような摩擦低減部材は、耐熱性・耐磨耗性に優れ、且つ摺動抵抗が低いことが求められるため、一般に材料コストが割高であり、結果として装置としての原材料コストアップの要因につながるという問題がある。
【０００６】
そこで、必要最小限の大きさの摩擦低減部材を簡単な作業で、摺動に負けない堅固な取り付けをすることができ、しかも取り付けによる定着装置としての機能を低下させないことが要望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、必要最小限の大きさの摩擦低減部材であっても簡単な作業で堅固に取り付けすることができ、しかも定着としての機能を低下させることなく安価な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、未定着画像を担持した記録媒体を、定着回転体と該定着回転体に圧接されて従動回転される無端状部材とにより形成されるニップ部を通過させることによって未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、前記無端状部材を前記定着回転体に圧接させる圧接手段が、前記無端状部材を前記定着回転体に当接する当接部材と、該当接部材を装置の幅方向の中心線上に設けた支点を中心として揺動可能に支持する保持部材と、前記無端状部材と前記当接部材の間に設けられた摺動抵抗を低減させる摩擦低減部材と、前記保持部材を介して前記当接部材を定着回転体に当接する方向に押圧する押圧部材とを備え、該摩擦低減部材は前記当接部材の前記定着回転体に対向する面をニップ面としたとき、その一側面からニップ面を通って他側面までの幅を有するとともに、それぞれの両側面で固定部材によって当接部材に固定され、前記保持部材には固定部材の突起部分への摺接を回避する回避形状が形成されているを特徴とする定着装置を提案する。
【０００９】
なお、本発明は、前記回避形状は前記揺動支点を通る正中線を挟んで両側に対称に配置されていると、効果的である。
さらに、本発明は、前記回避形状は、前記正中線を挟んで片側に少なくとも２箇所に配置されているとき、前記揺動支点から遠い回避形状が絞り形状で、前記揺動支点に近い回避形状が貫通孔であると、効果的である。
【００１０】
さらにまた、本発明は、前記絞り形状は、袋形状であり、該絞り形状と前記固定部材の突起部分とが最も近接する場合における間隙は、前記固定部材の突起部分よりも小さいと、効果的である。
【００１１】
さらにまた、本発明は、前記回避形状における貫通孔は、前記固定部材の突起部分の可動域と干渉しない長孔形状であると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記加熱定着手段が、前記弾性層と前記熱源を内部に有する回転可能な加熱定着ローラであると、効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明は、前記加熱定着手段が、前記弾性層と前記熱源と無端状加熱部材と前記無端状加熱部材を張架する複数の回転可能なローラとを有すると、効果的である。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明は、一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録媒体に記録する画像形成装置において、請求項１から７の何れかに記載する定着装置を有することを特徴とする画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、必要最小限の大きさの摩擦低減部材であっても簡単な作業で堅固に取り付けすることができ、しかも定着としての機能が安定して得られる定着装置を提供することができる。さらに、その定着装置を用いる画像形成装置は安定した定着が得られ、しかも安価な装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
図１は画像形成装置の一例であるカラープリンタの一部を示す概略図である。ここに示した画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する作像手段１と、そのトナー像を記録材に定着する定着装置２とを有している。先ず作像手段１の概略を明らかにする。
【００１６】
図１に示した作像手段１は、ドラム状の感光体として構成された第１ないし第４の像担持体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有し、その各像担持体上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。第１ないし第４の像担持体３ａないし３ｄに対向して中間転写ベルト４が配置され、この中間転写ベルト４は、ローラ５，６，７に巻き掛けられ、その何れか１つが駆動ローラとして構成されて矢印Ａ方向に走行駆動される。
【００１７】
第１ないし第４の各像担持体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上にトナー像を形成する構成と、その作用は実質的に全て同一であるため、第１の像担持体３ａにトナー像を形成する構成だけを説明する。この像担持体３ａは図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ８によって像担持体表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット９から出射する光変調されたレーザビームＬが照射される。これによって像担持体３ａ上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置１０によって例えばイエロートナー像として可視像化される。中間転写ベルト４を挟んで、像担持体３ａにほぼ対向する位置には転写ローラ１１が配置され、その転写ローラ１１に対し、像担持体３ａ上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって像担持体３ａ上のイエロートナー像が中間転写ベルト４上に転写される。中間転写ベルト４に転写されず、像担持体３ａ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置１２によって除去される。
【００１８】
全く同様にして、第２ないし第４の像担持体３ｂ，３ｃ，３ｄ上にマゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された中間転写ベルト４上に順次重ねて転写される。
【００１９】
一方、図示していない給紙部から、例えば転写紙又は樹脂シートや樹脂フィルムなどから成る記録材Ｐが給送され、その記録材Ｐが、中間転写ベルト４のローラ６と該ローラに対向する２次転写ローラ１３とで構成される２次転写部に送り込まれる。そして、２次転写ローラ１３に対し、中間転写ベルト４上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって中間転写ベルト４上のフルカラートナー像が記録材Ｐ上に転写される。記録材Ｐに転写されず、中間転写ベルト４上に残された転写残トナーは、図示していないベルトクリーニング装置によって除去される。
【００２０】
転写後の記録材Ｐは、矢印Ｂ方向から定着装置２に送り込まれ、該定着装置２を通過する。このときそのトナー像が記録材Ｐ上に定着され、該定着装置２を通過した記録材は図示していない排紙トレイ上に排出される。
【００２１】
図２は定着装置の一例を示す拡大断面図であり、ここに示した定着装置２は定着回転体としての定着ローラ２０と、該定着ローラ２０に圧接される無端状の加圧ベルト３０として構成された無端状部材とを有している。定着ローラ２０は、円筒状の金属製の芯金２１に弾性層２２を被覆し、内部に熱源としてのヒータ２３を配置してなり、図示していない駆動源によって駆動される駆動ローラとして構成されている。なお、弾性層２２としてシリコーンゴムやフッ素ゴム等が用いられ、シリコーンゴムを用いた場合、耐膨潤性を向上させるためフッ素層などをコーティングすることもある。また、加圧ベルト３０はＰＦＡとポリイミドにより形成されている。さらにまた、定着装置２は定着ローラ２０の軸線方向の長さが通紙可能な記録材Ｐの最大サイズ以上であり、加圧ベルト３０もほぼ同幅に設定されている。
【００２２】
上記加圧ベルト３０は、圧接手段３１によって定着ローラ２０に圧接される。この圧接手段３１としては、図２及び図３に示すように、加圧ベルト３０を定着ローラ２０に当接する当接部材３２、その当接部材３２を支持する保持部材３３、加圧ベルト３０と当接部材３２の間に設けられた摩擦低減部材としての摩擦低減シート３４及び保持部材３３を押圧する押圧部材としてバネ（図示せず）を有している。この場合、当接部材３２及び保持部材３３の長さと摩擦低減シート３４の幅は加圧ベルト３０とほぼ同幅になっている。なお、押圧部材としての図示していないバネは保持部材３３の長手方向の両端部を定着ローラ２０に圧接する方向に押すように設けられている。
【００２３】
上記当接部材３２は、断面がコの字状に形成され、定着ローラ２０との対向面にシリコーンゴムまたはフッ素ゴム等のゴム層３２ａが貼着等によって一体的に設けられている。また、保持部材３３は長手方向、すなわち加圧ベルト３０の幅方向の中央で支軸３５を介して当接部材３２を揺動可能に支持している。そして、当接部材３２が揺動可能であると、定着ニップ圧に偏りが発生してもその偏りを補正することができる。すなわち、定着ニップは幅方向において圧に偏りがあると、定着ムラ等を発生させる原因になるため、全域において均一な圧に維持すること要求されるが、このとき当接部材３２が支軸３５を中心として揺動可能に支持されていると、定着ニップ圧に偏りが発生しても、当接部材３２が揺動してその偏りを補正することができる。
【００２４】
上記摩擦低減シート３４は、耐熱性・耐磨耗性に優れ、且つ摺動抵抗が低いことが求められるため、材料コストが割高であり、必要最小の大きさのものを用いたい。
そこで、本発明では上記摩擦低減シート３４の加圧ベルト３０の走行方向の長さを当接部材３２のゴム層３２ａを覆う分に、綴じ代分として当接部材３２の両側面に沿う分を加えた長さに設定している。
【００２５】
この摩擦低減シート３４は、当接部材３２に固定して使用するが、加圧ベルト３０と常に摺接するため捲れ等が生じない堅固に取り付ける必要がある。さらに、摩擦低減シート３４は磨耗等に寿命に達すると交換する交換部品と構成されるので、簡単な作業で取り付けられることが望まれている。
【００２６】
そこで、本発明では摩擦低減シート３４の当接部材３２への固定をボルト３６として構成された固定部材によって固定している。摩擦低減シート３４の固定にボルト３６を用いると、その固定作業が簡単で、しかも捲れの生じにくい堅固な固定が得られる。但し、ボルト３６は同サイズのものを揺動支点である支軸３５の中心を通る正中線Ｃに対して左右対称な位置に設けてバランスを崩さないように構成している。なお、本実施形態では当接部材３２の１つの側面につき４本、計８本のボルト３６を用いている。したがって、当接部材３２の一側面で揺動支点である支軸３５を通る正中線を中心として近い位置にある内側のボルト３６と遠い位置にある外側のボルト３６になっている。
【００２７】
かくして、必要最小の大きさの摩擦低減シート３４を簡単な作業で当接部材３２に堅固に取り付けられるが、固定部材にボルト３６を用いると、当接部材３２が揺動したときボルト頭部３６ａが保持部材３３に接触して揺動の抵抗になって定着ニップ圧の偏りを補正できなくなることがある。
【００２８】
そこで、保持部材３３にはボルト頭部３６ａの摺接を回避するための回避孔４０と回避絞り形状４１とが形成されている。
回避孔４０は、ボルト頭部３６ａの径より若干大きい貫通孔で、円形孔に設定した場合はボルト軸線と円の中心点とを一致させている。
【００２９】
また、回避絞り形状４１は、図４に示すように上部が開口し、下部が閉じた袋形状となっている。このとき、図中矢印Ｃ方向から見て、回避絞り形状４１とボルト頭部３６ａのとの間隙Ｄと突起部の高さＥとは図５に示すように、
Ｄ  ＜  Ｅ
の関係を満足する。
【００３０】
このように、揺動支点に近い内側ボルト３６の回避形状は移動量が小さいので形成が容易な貫通孔でよく、それによって保持部材３３の強度を損なう恐れもすくない。また、揺動支点から遠い外側ボルト３６の回避形状は移動量が大きくなるので、回避幅が広くなるため回避絞り形状４１とすることで保持部材３３の強度を維持することができる。
【００３１】
図６は本発明に係る定着装置における他の実施形態の構成を示す側断面図である。図６に示す定着装置２は、定着回転体が定着ローラ２０ではなく無端状の定着ベルト５０である点が図２に示す定着装置との違いで、加圧ベルト３０は同一構造となっている。定着ベルト５０は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２に巻き掛けられ、ベルト空間内に定着ベルト５０を加圧ベルト３０に押し付ける押圧部材５３が設けられている。また、定着ベルト５０が加圧手段に当接する走行辺と反対側の走行辺にはテンションローラを兼ねた内部に熱源５５を有する加熱ローラ５４が圧接されている。さらに、本実施形態の定着回転体は上記押圧部材５３が加熱部材５３ａとそれを保持する保持部材５３ｂとで構成している。なお、未定着画像を定着するために更なる熱量を必要する機器では、従動ローラ５２の位置に加熱ローラ５６を外側から接触させて加熱する方法もある。また、駆動ローラ５１を加熱ローラとして構成させてもよい。
【００３２】
このように構成された定着装置２は定着ベルト５０を用いることで、図２のように定着ローラ２０を用いる場合に比べて、この構成では装置全体の大きさにさほど影響されることなく、ニップ幅やニップ出口部の形状変形を調整することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る定着装置を用いる画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明に係る定着装置を示す側断面図である。
【図３】図２に示す定着装置の加圧手段を示す分解斜視図である。
【図４】回避絞り形状を示す斜視図である。
【図５】回避絞り形状とボルト頭部の関係を示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態の定着装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２  定着装置
２０  定着ローラ
３０  加圧ベルト
３１  圧接手段
３２  当接部材
３３  保持部材
３４  摩擦低減シート
３５  支軸
３６  ボルト
３６ａ  ボルト頭部
４０  回避孔
４１  回避絞り形状
【図１】
2008070747.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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