(57)【要約】【課題】長期間使用しても、パッドとローラとの間隔が一定に維持でき、シートのばたつきによって画像の乱れを防ぐことができる定着装置を提供することである。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明の実施形態における定着装置は、加熱ローラと定着ベルトと加圧ローラとパッドと付勢部材を備えている。加熱オーラは回転するとともにシートのトナー面側と接触し、シートを加熱する。定着ベルトはシートのトナー面側と反対側と接触する。加圧ローラは定着ベルトのシート搬送方向下流側に位置し定着ベルトを介して加熱ローラに接する。パッドは、定着ベルトより軟質材であり定着ベルトを介して加熱ローラに接するとともに前記加圧ローラ側の端部が前記加圧ローラ側と反対方向に傾斜している。付勢部材は、パッドを加圧ローラ側に付勢させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するとともにシートのトナー面側と接触し、シートを加熱する加熱ローラと、
前記シートのトナー面側と反対側と接触する定着ベルトと、
前記定着ベルトのシート搬送方向下流側に位置し前記定着ベルトを介して前記加熱ローラに接する加圧ローラと、
前記定着ベルトより軟質材であり前記定着ベルトを介して前記加熱ローラに接するとともに前記加圧ローラ側の端部が前記加圧ローラ側と反対方向に傾斜しているパッドと、
前記パッドを前記加圧ローラ側に付勢させる付勢部材と、を備えた定着装置。
【請求項２】
前記加圧ローラ側の端部の傾斜は円弧の凹形状であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記パッドをガイドするシャフトをさらに備え、
前記加圧ローラ側の端部の傾斜と平行の矩形の孔を前記パッドに設けるとともに前記シャフトが前記孔に挿通されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
潜像が形成される複数の感光体と、
前記感光体に現像剤を供給し、前記感光体にトナー像を形成する現像器と、
前記現像器によって前記感光体に形成したトナー像をシートに転写する転写器と、
請求項１乃至３いずれか一記載の定着装置と、を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定着装置は、加熱ローラとこの加熱ローラの一部に巻きつけるようにベルトを配置しているものがあった。加熱ローラは、定着ローラと称する場合もある。ベルトは内部に複数のローラを配置している。複数のローラの間、すなわち、加熱ローラと対向する部位にパッドを設けベルトと接触している。このパッドは、ベルトより軟質材であり、シートの搬送方向に対して下流の端部がベルトから離れるにつれシートの搬送方向と反対方向に傾斜をもった形状になっている。また、パッドはベルトに対して垂直方向に押圧している。
【０００３】
しかしながら、長期間使用することによって、ベルトによってパッドが摩耗し、シートの搬送方向に対して下流側の端部とローラとの距離が広がってくる。パッドとローラとの間隔が広がったことによってシートがばたつき画像の乱れの原因が起きる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６０５２８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、長期間使用しても、パッドとローラとの間隔が一定に維持でき、シートのばたつきによって画像の乱れを防ぐことができる定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態における定着装置は、加熱ローラと定着ベルトと加圧ローラとパッドと付勢部材を備えている。加熱ローラは回転するとともにシートのトナー面側と接触し、シートを加熱する。定着ベルトはシートのトナー面側と反対側と接触する。加圧ローラは前記定着ベルトのシート搬送方向下流側に位置し定着ベルトを介して加熱ローラに接する。パッドは、定着ベルトより軟質材であり定着ベルトを介して加熱ローラに接するとともに前記加圧ローラ側の端部が前記加圧ローラ側と反対方向に傾斜している。付勢部材は、パッドを加圧ローラ側に付勢させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の縦断面図である。
【図２】図１における感光体の周りの拡大図である。
【図３】図１における定着装置の詳細縦断面図である。
【図４】図３におけるパッドの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１乃至４を用いて実施の形態について説明をする。
図１は画像形成装置であるカラーの複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）１を示す縦断面図である。複合機１は、プリンタ部２と、スキャナ部３と、原稿搬送部などを備える。
【０００９】
プリンタ部２は、給紙部１０と、レーザ光学ユニット２０と、画像形成部５０と、定着装置７０と、搬送部８０と、などを備える。
【００１０】
給紙部１０は、積層状に積み上げられたシートを収納する複数の給紙カセット１１と、カセット１１に収納されたシートの最上層の記録媒体であるシートを画像形成部５０に給紙するピックアップローラ１２などを含む。
【００１１】
画像形成部５０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４組の画像形成ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ及び６０Ｋと、各画像形成ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ及び６０Ｋによって形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト５１、中間転写ベルト５１に所定の張力を与えるための複数のローラ５２及び中間転写ベルト５１を駆動するための駆動ローラ５４各画像形成ステーションなどを備える。また、画像形成部５０は転写器である転写ローラ５５を備えている。駆動ローラ５４と転写ローラ５５の間には中間転写ベルト５１の一部が配置している。
【００１２】
搬送部８０は、ピックアップローラ１２から繰り出されたシートを所定のタイミングで画像形成部５０へ搬送を開始させるレジストローラ８１と、レジストローラから繰り出されたシートＰを搬送する複数の搬送ローラ８２などを有する。また、搬送部８０はプリンタ部２の外部にシートＰが排出される直前に排紙ローラ８３を有し、排紙ローラ８３によって排紙されたシートＰを受け取る排紙トレー８４が、プリンタ部２の上面に形成それている。
【００１３】
次に図２に一つの画像形成ステーション６０の拡大図を示して説明を続ける。
画像形成ステーション６０は、レーザ光学ユニット２０から出射された光が照射される感光体６１と、感光体６１に一様な電荷を与える帯電器６２と、内部にトナーを収納するとともに感光体６１にトナーを供給する現像器６３と、感光体６１に供給されたトナーを中間転写ベルト５１に転写する中間転写ローラ６４と、中間転写ベルト５１に転写されず感光体６１に残ったトナーをクリーニングするクリーニングユニット６５等を備える。各画像形成ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋはいずれも同一構成になっている。
【００１４】
次に画像形成の作用について説明をする。
帯電器６２は感光体６１に一様な電荷を付与する。一様な電荷が与えられた感光体６０は、レーザ光学ユニット２０から出射された光によって潜像が作成される。現像器６３は、感光体６１にトナーを供給し、感光体６１上にトナー像を形成する。現像器６３によって感光体６１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１に中間転写ローラ５５によって転写される。
【００１５】
また、給紙カセット１１からピックアップローラ１２によって繰り出されたシートＰは、複数の搬送ローラ８２によって搬送される。シートＰは、転写ローラ５５に来た時に、中間転写ベルト５１に形成されているトナー像を転写する。シートＰに画像が転写されたシートＰはさらに搬送され、定着装置７０で定着され、排紙トレー８４に排紙される。
【００１６】
次に、図３及び図４を用いて、定着装置７０を詳細に説明する。図３は図１を９０度反時計回りに回転している。したがって、図面左側が、シート搬送方向になる。
【００１７】
定着装置７０は、加熱ローラ７１、加圧部材７２、パッド７３、スプリング７４、ストッパー７５等を備えている。加熱ローラ７１は、材質がアルミニュームの中空円筒管７１a、この中空円筒管７１ａの外周に配置されている耐熱性弾性材であるゴムローラ７１ｂ、中空円筒管７１aの内部に、中空円筒管７１ａの軸方向に平行に２つの加熱ランプ７１ｃを設けている。加熱ローラは、図示しない駆動源から動力を受けとり、図３において反時計回りに回転している。中空円筒管の材質は、鉄であってもよい。また、加熱ランプは一つでも３つ以上でもよい。また、ランプにかえて、中空円筒管７１ａの軸に平行してヒータを中空円筒管７１ａ内に配置してもよい。また、加熱部材として誘導加熱コイルを中空円筒管７１ａの外周面に対向して配置させるようにしてもよい。この時、誘導加熱コイルを含めて加熱ローラと定義する。
【００１８】
加圧部材７２は、第１の加圧ローラ７２ａと第２の加圧ローラ７２ｂと定着ベルト７２ｃなどを備えている。定着ベルト７２ｃはエンドレスベルトであり、定着ベルト７２ｃの内側に第１の加圧ローラ７２ａ及び第２の加圧ローラ７２ｂが配置されている。第１の加圧ローラ７２ａ及び第２の加圧ローラ７２ｂは、加熱ローラ７１の両サイドに配置され、定着ベルト７２ｃに張力を与えている。すなわち、第１の加圧ローラ７２ａの外周面と第２の加圧ローラ７２ｂの外周面は定着ベルト７２ｃの内周面に接触している。第１の加圧ローラ７２ａは、定着ベルト７２ｃを介してニップを形成している。すなわち、第１の加圧ローラ７２ａの外周面と定着ベルト７２ｃの内周面と接している部位に対応している定着ベルト７２ｃの外周面の部位は、加熱ローラ７１の外周面に接触している。第１の加圧ローラは芯金にシリコンゴムの弾性体を巻いた構造になっている。弾性体は、シリコンゴムに限定されず、スポンジであってもよい。第１の加圧ローラ７２ａは、定着ベルト７２ｃを介して加熱ローラ７１を押圧している。
【００１９】
第２の加圧ローラ７２ｂは、内部にヒートランプ７２ｄを備えており、この発熱によって定着ベルト７２ｃに所定の熱量を供給している。第２の加圧ローラ７２ｂは、第１の加圧ローラ７２ａよりシートの搬送方向上流側、すなわち、転写ローラ５５側に配置されている。第２の加圧ローラ７２は定着ベルト７２ｃを介して加熱ローラ７１とニップ状態にはなっていない。これは、搬送されてくるシートを受け入れるために、定着ベルト７２ｃと加熱ローラ７１との間が空いている。
【００２０】
定着ベルト７２ｃは、ポリイミドの耐熱性樹脂でできている。定着ベルト７２ｃは加熱ローラ７１から所定の熱量を受けている。定着ベルト７２ｃは、第２の加圧ローラ７２ｂから受ける熱量よりも大きな熱量を加熱ローラ７１から受けている。定着ベルト７２ｃは、第１の加圧ローラ７２ａと第２の加圧ローラ７２ｂとの間の所定の領域で加熱ローラ７１を押しつけている。定着ベルト７２ｃの硬度は、加熱ローラ７１よりも軟らかい。したがって、定着ベルト７２ｃが加熱ローラ側に力を及ぼすと、加熱ローラ71の外周面の形状に沿って定着ベルト７２ｃが変形する。
【００２１】
定着ベルト７２ｃの内周には、パッド７３も設けられている。パッド７３は、定着ベルト７２ｃより軟質材で出来ている。例えば、シリコンゴムやスポンジなどからできている弾性体である。また、パッド７３は定着ベルト７２ｃを介して加熱ローラ７１に接している。
【００２２】
パッド７３は、加熱ローラ７１の回転軸方向と平行方向が長手方向であり、定着ベルト７２ｃの回転方向と直交する方向（幅方向）とほぼ同じ長さを有している。また、パッド７３の長手方向と直交する方向の断面は不等の４辺を有する４角形をしており、シートの搬送方向下流側の方の側辺（端部）の方が、シート搬送方向上流側の側辺よりも長い。シートの搬送方向下流側の方の側辺を第１の辺７３ａと定義する。第１の辺７３ａを起点にして反時計回りに各辺を第２の辺７３ｂ、第３の辺７３ｃ、第４の辺７３ｄと定義する。また、パッド７３の定着ベルト７２ｃと接する辺である第２の辺７３ｂは、他の３辺のいずれの辺よりも長く設けられている。第２の辺７３ｂは定着ベルト７２ｃを押圧する圧接面の一部になっている。第２の辺７３ｂと反対側に位置する第４の辺７３ｄにはパッド７３を押し圧するスプリング７４が接している。第１の加圧ローラ７２ａ側に配置されている第１の辺は定着ベルト７２ｃから離れる方向に対して、第１の加圧ローラ７２ａ側と反対側に傾斜している。パッド７３の断面は、第３の辺を省略した三角形であってもよい。第１の辺７３ａは、直線でなく凹型の形状であってもよい。また、第２の辺７３ｂは加熱ローラの外周面に合わせた曲率をつけた凹面であってもよい。
【００２３】
また、第４の辺７３ｄは、シート搬送方向側に向いている。すなわち、定着ベルト７２ｃから第４の辺までの長さが、シートの搬送方向上流側よりも下流側の方が長い。      このため、スプリング７４もシート搬送方向に押圧力を付与している。すなわち、スプリング７４は、パッド７３を第１の加圧ローラ７２ａ側に付勢させている。第４の辺７３ｄは、長手方向に対して、図４に示す断面部部分と同じ方向に傾斜している。第４の辺７３ｄと名が手方向によって形成される面を押圧面と定義する。この押圧面上に同一のスプイリング７４を複数設けて押圧面を一定の圧力で押圧している。スプリング７４は、付勢部材の一例である。付勢部材は、スプリング７４に限定されず、板バネであってもよい。
【００２４】
パッド７３は、第２の辺に相当する面に対して、すべりをよくするために保護シートで覆ってもよく、コーティングさせてもよい。この時、保護シートやコーティングを含めてパッド７３と定義し、保護シートやコーディングをしてもパッド７３は、定着ベルト７２ｃより軟質材である。
【００２５】
パッド７３の内部に第１の辺に沿って矩形（長方形）の孔７３ｅが設けられている。孔７３ｅは、第１の辺並行して長手方向のエッジがある。矩形の孔７３ｅにシャフト７３ｆが挿通されている。シャフト７３ｆは、パッド７３の長手方向と同じ方向が長手方向であり、パッド７３の長手方向より長い長さがある。シャフト７３ｆの直径は矩形の孔７３ｅの短手方向の長さとほぼ同じで、パッド７３の移動をガイドする機能を持つ。シャフト７３ｆは、鉄であり、パッド７３より硬質である。シャフト７３ｆは鉄に限らず樹脂などパッド７３より硬質材であればよい。シャフト７３ｆの両端のパッド７３の外側にはパッド７３の外側に突起部が設けられ、シャフト７３ｆがパッド７３から外れないようにしている。
【００２６】
第１の辺７３ａと第２の辺７３ｂとの交点にストッパー７５が配置されている。すなわち、ストッパー７５は、定着ベルト７２ｃの内側で、パッド７３と第１の加圧ローラ７２ａとの間に配置されている。ストッパー７５は、パッド７３が必要以上にシート搬送方向下流側に移動するのを防止している。また、ストッパー７５は、パッド７３より硬質の材料でできている。ストッパー７５は、定着ベルト７２ｃに軽く接している。ストッパー７５は定着ベルト７２ｃに接していても離れていてもよい。ストッパー７５が定着ベルト７２ｃから若干離れていた方が、ストッパー７５の摩耗の観点からは適している。しかし、あまり離れて配置させるとパッド７３のストッパーの機能を有しなくなる。ストッパー７５は長手方向全体にわたって設けてもよいし、長手方向に複数のストッパー７５を設けてもよい。
【００２７】
第１の加圧ローラ７２ａが定着ベルト７２ｃを介して加熱ローラとニップを形成する位置は、パッド７３が定着ベルト７２ｃと接触する位置より加熱ローラ側に位置している。すなわち、第１の加圧ローラ７２ａは、パッド７３より第１の加圧ローラ７２ａ側に位置している定着ベルト７２ｃを加熱ローラ７１側に押し付けている作用を有する。
【００２８】
スプリング７４は、矩形の孔７３ｅを用いず単独でストッパー７５方向に押すことにしてもよい。スプリング７４は、ストッパー７５の方向に押す作用を有している。スプリング７４の押す方向をシャフト７３ｆのガイドする方向と一致させると、ストッパー７５方向により効率よく押すことができる。
【００２９】
次に、スプリング７４がバッド７３を押圧する作用について説明をする。
スプリング７４は、パッド７３の第４の辺７３ｄからパッド７３を押している。押圧方向が、シート搬送方向に対して下流側であるため、常にストッパー７５方向に押圧している。定着ベルト７２ｃによってパッド７３が摩耗によって削られても、押圧力によって、パッド７３がシート搬送方向下流側に移動する。このため、第１の辺７３ａと第２の辺７３ｂの交点がストッパー７５に接している状態になる。したがって、パッド７３と第１の加圧ローラ７２ａとの距離が常に一定に保たれている。
【００３０】
スプリング７４をストッパー７５方向に付勢させているので、長期間の使用により、軟質材のパッド７３が摩耗して削れることがあったとしても、パッド７３のシート搬送方向下流側の境目位置の変化はなく、パッド７３と第１の加圧ローラ７２ａの間隔は一定に保たれる。これにより、パッド７３と第１の加圧ローラ７２ａとの間で、定着ベルト７２ｃは加熱ローラとの密着が満足できず、シートがばたつき画像が乱れる現象を防止することができる。
【００３１】
また第１の辺が凹の形状であったならば、摩耗でよってけずられストッパー７５方向に押し付ける作用がない場合に、第１の辺７３ａが直線の場合よりもパッド７３と第１の加圧ローラ７２ａとの距離がより大きく広がる。このため、ストッパー７５側に押し付ける作用がある本実施の形態ではその効果がより大きい。
【００３２】
また、本実施の形態では、パッド７３は定着ベルト７２ｃを介して加熱ローラ７１とニップを形成しているため、パッド７３に変えて回転ローラを用いた場合よりもシート搬送方向においてニップ幅が長く確保でき、シートにより長時間熱を供給することができ、定着の効率が増す。
【００３３】
本実施の形態において、定着装置は、シートが下方から上方へ移動する場合について説明をしたが、これに限定されず、定着装置部分において、シートが水平方向に搬送それる場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００３４】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１  ・・・    画像形成装置
１０・・・    給紙部
５０・・・    画像形成部
５５・・・    転写ローラ
６１・・・    感光体
６３・・・    現像器
７０・・・    定着装置
７１・・・    加熱ローラ
７２・・・    加圧部材
７２ａ・・・  第１の加圧ローラ（加圧ローラ）
７２ｃ・・・  定着ベルト
７３・・・    パッド
７３ｅ・・・  矩形の孔
７３ｆ・・・  シャフト
７４・・・    スプリング（付勢部材）
７５・・・    ストッパー
【図１】
2013045102.tif 000003
【図２】
2013045102.tif 000004
【図３】
2013045102.tif 000005
【図４】
2013045102.tif 000006