(57)【要約】【課題】従来の定着器に較べ、周回体が金属部材であっても定着性の低下を抑制する。【解決手段】本発明の定着器は、少なくとも周面が周回移動する周回体と、上記周回体の周面と接して当該周面の周回移動とともに循環移動する帯部材と、上記帯部材の内側からその帯部材を上記周回体の周面に押し付ける押付部材と、上記押付部材よりも高い剛性を有し、その押付部材全体のうち上記帯部材の循環移動における上流側の一部を除いてその押付部材を保持した保持体と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも周面が周回移動する周回体と、
前記周回体の周面と接して該周面の周回移動とともに循環移動する帯部材と、
前記帯部材の内側から該帯部材を前記周回体の周面に押し付ける押付部材と、
前記押付部材よりも高い剛性を有し、該押付部材全体のうち前記帯部材の循環移動における上流側の一部を除いて該押付部材を保持した保持体と、
を備えたことを特徴とする定着器。
【請求項２】
前記押付部材は、前記帯部材が前記周回体と接している部分における該帯部材の循環移動の最上流点よりも更に上流側まで該帯部材の内側に沿って延びたものであり、
前記保持体は、前記押付部材全体のうち前記最上流点よりも下流側まで及んだ一部を除いて該押付部材を保持したものであることを特徴とする請求項１記載の定着器。
【請求項３】
記録媒体上に未定着の画像を形成する形成部と、
前記画像を前記記録媒体に定着させる定着器とを備え、
前記定着器が、
少なくとも周面が周回移動する周回体と、
前記周回体の周面と接して該周面の周回移動とともに循環移動する帯部材と、
前記帯部材の内側から該帯部材を前記周回体の周面に押し付ける押付部材と、
前記押付部材よりも高い剛性を有し、該押付部材全体のうち前記帯部材の循環移動における上流側の一部を除いて該押付部材を保持した保持体と、
を備えたものであ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、定着器および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面に弾性体層を有して回転する定着ロールと、その定着ロールの外周面に沿って湾曲するように接触するエンドレスベルトとの間に記録シートを挟み込んで記録シート上のトナー像を定着させる定着器、およびそのような定着器を備えた画像形成装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エンドレスベルトの内面側に当接され、定着ロールの表面に沿ってエンドレスベルトを押圧するパッド状の圧力付与部材と、定着ロールの回転方向における圧力付与部材の押圧位置より下流側でエンドレスベルトを定着ロールに押圧して弾性体層に変形を生じさせる加圧部材とを有する定着器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０７３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、帯部材が押し付けられる相手となる周回体が省エネ対応などのために弾性体層を配置しない金属部材となった場合には、ニップ幅などの不足によって定着性が不足してしまう。
【０００６】
本発明は、従来の定着器に較べ、周回体が金属部材であっても定着性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る定着器は、
少なくとも周面が周回移動する周回体と、
上記周回体の周面と接して当該周面の周回移動とともに循環移動する帯部材と、
上記帯部材の内側からその帯部材を上記周回体の周面に押し付ける押付部材と、
上記押付部材よりも高い剛性を有し、その押付部材全体のうち上記帯部材の循環移動における上流側の一部を除いてその押付部材を保持した保持体と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る定着器は、
上記押付部材は、上記帯部材が上記周回体と接している部分におけるその帯部材の循環移動の最上流点よりも更に上流側までその帯部材の内側に沿って延びたものであり、
上記保持体は、上記押付部材全体のうち上記最上流点よりも下流側まで及んだ一部を除いてその押付部材を保持したものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る画像形成装置は、
記録媒体上に未定着の画像を形成する形成部と、
上記画像を上記記録媒体に定着させる定着器とを備え、
上記定着器が、
少なくとも周面が周回移動する周回体と、
上記周回体の周面と接して当該周面の周回移動とともに循環移動する帯部材と、
上記帯部材の内側からその帯部材を上記周回体の周面に押し付ける押付部材と、
上記押付部材よりも高い剛性を有し、その押付部材全体のうち上記帯部材の循環移動における上流側の一部を除いてその押付部材を保持した保持体と、
を備えたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る定着器および請求項３に係る画像形成装置によれば、上記押付部材および上記保持部材を有さない場合に較べ、上記周回体が金属部材であっても定着性の低下が抑制される。
【００１１】
請求項２に係る定着器によれば、上記保持体が上記最上流点よりも上流側まで保持する場合に較べ、帯部材と周回体とが接触した領域へ容易に記録媒体が進入する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。
【図２】定着器の断面図である。
【図３】第１加圧パッドと第１基材の配置の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。
【００１５】
図１に示すプリンタ１０はモノクロプリンタであり、プリンタ１０外で作成された、画像を表す画像信号が、不図示の信号ケーブル等を介して入力される。プリンタ１０には、このプリンタ１０内の各構成要素の動きを制御する制御部１１が備えられており、画像信号はこの制御部１１に入力される。そして、プリンタ１０では、この制御部１１の制御の下で画像信号に基づく画像の形成が行われる。
【００１６】
プリンタ１０の下部には用紙トレイ２１が備えられていて、用紙トレイ２１には、用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。用紙トレイ２１は、用紙Ｐの補給のために、引出し自在に構成されている。用紙トレイ２１には、紙の用紙Ｐに替えてＯＨＰシートやプラスチック紙や封筒などが本発明にいう記録媒体として収容されてもよい。図１では用紙Ｐが収容されているものとしてプリンタ１０の動作を説明するが、他の記録媒体が収容される場合であっても基本的な動作は同様となる。
【００１７】
用紙トレイ２１内の用紙Ｐは、ピックアップロール２２およびさばきロール２３により待機ロール２４へと送られる。待機ロール２４に到達した用紙Ｐは、搬送のタイミングが調整されてさらに搬送される。
【００１８】
このプリンタ１０には、矢印Ａで示す向きに回転する円柱状の感光体１２が待機ロール２４の上方に備えられている。そして、この感光体１２の周囲に、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、転写器１６、および感光体クリーナ１７が配備されている。感光体１２、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、および転写器１６を併せたものが本発明に言う形成器の一例に相当する。
【００１９】
帯電器１３は感光体１２の表面を帯電させ、露光器１４は、制御部１１から送られてくる画像信号に従って感光体１２の表面を露光して静電潜像を形成する。静電潜像は現像器１５により現像されてトナー像が形成される。
【００２０】
ここで、上記の待機ロール２４は、感光体１２上のトナー像が、転写器１６に対面した位置に達するタイミングに合わせてその位置に到達するように用紙Ｐを送り出す。そして、感光体１２上のトナー像は、転写器１６の作用を受け、その送り出されてきた用紙Ｐ上に転写される。これにより用紙Ｐ上に未定着なトナー像が形成されることとなる。
【００２１】
未定着なトナー像が形成された用紙Ｐは、さらに矢印Ｂ方向に進み、定着器１８による加熱および加圧を受けてその用紙Ｐ上にトナー像が定着される。その結果、用紙Ｐ上には定着トナー像からなる画像が形成される。この定着器１８が本発明の定着器の一実施形態に相当する。
【００２２】
定着器１８を通過した用紙Ｐは、排出器１９に向かって矢印Ｃ方向に進み、さらに、その排出器１９によってさらに矢印Ｄ方向に送られて排紙台２０上に排出される。
【００２３】
図２は、定着器の断面図である。
【００２４】
定着器１８には、加熱ロール１１０と加圧体１２０が備えられている。
【００２５】
加熱ロール１１０は本発明にいう周回体の一例に相当し、熱源ランプ１１１を内包していて、金属のコア１１２の表面に離形層を有し、矢印Ｅ方向に周回移動（回転移動）する。離形層は、耐熱性の部材からなり、ＰＦＡ等を使用している。加熱ロール１１０は、熱源ランプ１１１の加熱により、定着可能な温度まで上昇する。昨今、環境特性が強く求められており、）、ＴＥＣ値（消費電力）の更なる低下や超微粒子粉じん（Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ：ＵＦＰ）評価の向上のため、本実施形態では低温度での定着が採用されている。
【００２６】
加圧体１２０は外周にエンドレスベルト１２１を有し、そのエンドレスベルト１２１内に、ガイド１２２と支持プレート１２３と第１加圧パッド１２４と第２加圧パッド１２５とホルダ１２６が収容されている。
【００２７】
エンドレスベルト１２１が本発明にいう帯部材の一例に相当し、樹脂製のガイド１２２に案内されて矢印Ｆ方向に周回移動する。支持プレート１２３は金属製で、加圧体１２０の内部構造を一体化して支持するものである。
【００２８】
第１加圧パッド１２４および第２加圧パッド１２５はエンドレスベルト１２１を内側から押して加熱ロール１１０に押し付けるものであり、第１加圧パッド１２４および第２加圧パッド１２５と加熱ロール１１０とで挟まれてエンドレスベルト１２１が加熱ロール１１０の外周に押し付けられている領域（ニップ領域）を記録媒体が通過することで記録媒体に力と熱が加えられる。ここで、説明上、エンドレスベルト１２１の内周面に接している側を加圧パッド１２４，１２５の「表側」と称し、エンドレスベルト１２１内周面と接していない逆側を加圧パッド１２４，１２５の「裏側」と称する場合がある。これら第１加圧パッド１２４および第２加圧パッド１２５はいずれもゴム製で断面が矩形状の部材である。そして、これら第１加圧パッド１２４および第２加圧パッド１２５は、例えば鉄やステンレスなどといった金属製の第１基材１２７および第２基材１２８によって裏側が保持されており、それらの基材１２７，１２８が樹脂製のホルダ１２６に固定されている。第１加圧パッド１２４と第２加圧パッド１２５の硬度の関係は、第１加圧パッドに対して、第２加圧パッド１２５が高硬度なゴムを使用している。すなわち、加熱ロール１１０に対して、第１加圧１２４パッドはソフトに圧力が加えられるのに対して、第２加圧パッド１２５は、少なくとも第１加圧パッド１２４以上の圧力が付与される。更に、第１加圧パッド１２４は第１基材１２７よりエンドレスベルト１２１の移動の上流側に、エンドレスベルト１２１の内面に沿って延びている。そのように第１基材１２７より上流側に延びた部分の第１加圧パッド１２４の裏側は、ホルダ１２６からも離れた状態となっている。このため、単一の部材である第１加圧パッド１２４によってニップ領域に加えられる圧力は、ニップ領域の入り口側が弱くニップ領域の出口側が強くなっていて、ニップ領域入口近傍では、エンドレスベルト１２１が定着ロール１１０近傍を沿うように周回移動する。この為、ニップ入口近傍では、定着ロール１１０には接触しないが、定着ロール１１０の熱を記録媒体へ供給可能な、プレニップ部が形成される。この為、エンドレスベルト１２１の移動方向（プロセス方向）におけるニップ領域の幅（ニップ幅）が広く構成できる。このように第１加圧パッド１２４で広いニップ幅が形成されるので本実施形態の定着器１８は、低温度の定着でも定着性が高い。この第１加圧パッド１２４が本発明にいう押付部材の一例に相当し、第１加圧パッド１２４を保持した第１基材１２７が本発明にいう保持体の一例に相当する。
【００２９】
第１基材１２７が仮に第１加圧パッド１２４の全面を保持している場合には、プロセス方向における圧力分布は、ニップ領域の入口部分で圧力が一旦上昇し、その後、プロセス方向の下流側で低圧力部が発生するような圧力分布となる。このような入口部分での圧力上昇は、エンドレスベルト１２１の周回移動を図２の奥行き方向で不均一とする力を生み、ニップ領域に記録媒体が進入する際に用紙先端が乱れた状態で搬送されてしまい、紙しわやエンドレスベルト１２１のウォーク等が発生する虞がある。用紙搬送方向における、ニップ入口部からニップ出口部（ニップ領域内）の圧力勾配は、ニップ入口部からニップ出口部へ徐々に高くすることが理想であり、エンドレスベルト１２１の周回移動をスムーズに行う事が出来る。ニップ入口の圧力が高いと、ニップ入口部でエンドレスベルト１２１にブレーキが掛り、エンドレスベルトの奥行き方向の進入姿勢が乱れる事となる。この状態で、記録媒体が進入すると、記録媒体先端がニップ入口に安定的に搬送されず、紙しわ、像乱れ等を発生させてしう。また、エンドレスベルト１２１の周回移動も不安定となり、ベルトウォークが発生し、破損するものも発生する。逆に言えば、紙しわやエンドレスベルト１２１のウォーク等を避けるために第１加圧パッド１２４がエンドレスベルト１２１を押す圧力を低下させるとニップ幅が不足して定着性も不足してしまう。
【００３０】
上述したような不均一による紙しわやウォークを避けるとともに、定着に必要な圧力も得るためには、プロセス方向における圧力分布が、ニップ領域の入口部分では低圧で、ニップ領域の出口側では高圧となることが望まれる。
【００３１】
本実施形態では、上述したように第１基材１２７より上流側に第１加圧パッド１２４の一部が延びた構造であるため、第１基材１２７が第１加圧パッド１２４を保持した部分では第１加圧パッド１２４により強い圧力が生じる。一方で、第１基材１２７が保持していない上流側の部分では、エンドレスベルト１２１のテンションにより加熱ロール１１０から離れる方向の力が働き、第１加圧パッド１２４はエンドレスベルト１２１の内面に沿うように変形するので、ニップ領域の入口部分では低圧となる。つまり、ニップ領域の入口部分では低圧で、ニップ領域の出口側では高圧となる圧力分布が実現されることとなり、エンドレスベルト１２１の周回移動は図２の奥行き方向で均一となる。この結果、ニップ領域の圧力は定着に必要な高い圧力に設定され、充分な定着性が得られることとなる。
【００３２】
また、上述した広いニップ幅は、第１基材１２７より上流側に第１加圧パッド１２４の一部が延びた構造によって得られるため、第１加圧パッド１２４自体の形状としては断面が矩形状の単純な形状でよく、製造が容易である。また、第１基材１２７より上流側に第１加圧パッド１２４の一部が延びた構造は、エンドレスベルト１２１の軌跡が変化した場合にもその変化に第１加圧パッド１２４が追従する柔軟性の高い構造である。また、第１加圧パッド１２４よりエンドレスベルト１２１の移動における下流側に配備された第２加圧パッド１２５は、第１加圧パッド１２４による圧力で定着されたトナー像を記録媒体に更に強く定着させる役目を有する。
【００３３】
ここで、第１加圧パッド１２４と第１基材１２７の配置の詳細について説明する。
【００３４】
図３は、第１加圧パッド１２４と第１基材１２７の配置の詳細を示す図である。
【００３５】
第１加圧パッド１２４はエンドレスベルト１２１を加熱ロール１１０の周面に押し付けており、その結果生じるニップ領域は、矢印Ｆで示されたエンドレスベルト１２１の周回移動における最上流点Ｇから下流側に広がっている。第１加圧パッド１２４の一部はこの最上流点Ｇよりも更に上流側に延びているが、第１基材１２７は、最上流点Ｇよりも下流側のみで第１加圧パッド１２４を保持している。このように第１基材１２７が下流側に位置していることで、ニップ領域の入り口部分での圧力上昇が充分に緩やかとなり、ニップ領域に対する記録媒体の進入がより円滑となる。
【００３６】
以上で本実施形態の説明を終了する。
【００３７】
なお、上記実施形態の説明では定着器における熱源が本発明にいう周回体の一例である加熱ロール１１０内に収容された例が示されているが、本発明の定着器は、熱源を帯部材の内部に備えたものであってもよいし、周回体および帯部材双方の外部に熱源を備えたものであってもよい。
【００３８】
また、上記実施形態の説明では本発明にいう周回体の好ましい一例として金属の加熱ロールが示されているが、本発明にいう周回体は必ずしも金属の部材でなくてよく、例えば表面に弾性体層を有するものでもよい。
【００３９】
また、上記実施形態の説明では、本発明に言う周回体の一例として、外周体が周回移動する加熱ロールが示されているが、本発明に言う周回体は、周面にベルト部材を備えたものであってもよいし、あるいは周面から回転中心まで一体で回転するものであってもよい。
【００４０】
また、上記実施形態ではモノクロのプリンタが例示されているが、本発明は、カラーの装置に応用されてもよいし、ファクシミリやコピー機や複合機に応用されてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では電子写真方式でトナー画像を形成する装置が例示されているが、本発明にいう形成器は、電子写真方式以外の方式で記録媒体上にトナー画像を描画するものであってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０……プリンタ、  １２……感光体、  １３……帯電器、  １４……露光器、
１５……現像器、  …１６…転写器、  １８……定着器、  １１０……加熱ロール、
１２０……加圧体、  １２１……エンドレスベルト、  １２２……ガイド、
１２３……支持プレート、  １２４……第１加圧パッド、１２５……第２加圧パッド、  １２６……ホルダ、  １２７……第１基材、  １２８……第２基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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