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技術 定着装置及び画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 小林進介加藤明
出願日 2002年4月4日 (18年8ヶ月経過) 出願番号 2002-102293
公開日 2003年10月15日 (17年2ヶ月経過) 公開番号 2003-295642
状態 未査定
技術分野 電子写真における定着 ベルト、ローラ以外の手段による供給
主要キーワード カシメ軸 ギア構成 ヒートアップ 分離点 外径変化 硬度変化 フラッシュ加熱 入口ガイド部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年10月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

加圧ローラ外径硬度が変化した場合でも、紙しわ及び後端跳ね突入ジャムの無い良好な搬送性を発揮させる。

解決手段

ヒータ32を保持するガイド部材31に支持されたフィルム33と、該フィルム33と圧接して回転可能な加圧ローラ34とによって形成されるニップ部に用紙を搬送し、該用紙に形成された像を定着する定着装置において、前記ニップ部に搬送される用紙をガイドする定着前ガイド36と、前記ニップ部との相対的な位置関係が一定になるよう構成することを特徴とする。

概要

背景

上記のようなフィルム加熱方式加熱装置は、例えば特開昭63-313182号公報、特開平2-157878号公報、特開平4-44075号〜44083号公報等に提案されており、複写機レーザービームプリンタファクシミリマイクロフィルムリーダプリンタ画像表示ディスプレイ)装置、記録機等の画像形成装置において、電子写真静電記録磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性樹脂等より成るトナーを用いて画像支持体としての被記録材エレクトロファックスシート、静電記録シート、転写材シート印刷紙など)の面に直接方式もしくは間接転写)方式で形成した目的の画像情報に対応した未定着のトナー画像(被定着像)を該画像を担持している被記録材面に永久固着画像として加熱定着処理する画像加熱定着装置として活用できる。

フィルム加熱方式の定着装置は、他に知られている熱ローラ方式熱板方式、ベルト加熱方式フラッシュ加熱方式、オープン加熱方式等の定着装置ないしは画像加熱定着装置との対比において、以下のような利点を有する。

加熱体として低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力化ウェイトタイム縮化クイックスタート性)が可能になり、また本機内昇温を抑えることができる。

画像加熱定着装置にあっては定着点と分離点が別に設定できるためオフセットを防止できる、その他、他の方式装置の種々の欠点を解決できる。

上述のようなフィルム加熱方式を採る加熱装置としての定着装置においては、加圧部材としての加圧ローラは、耐熱性フィルムを狭んで加圧体との間にある程度の幅を有する圧接ニップを形成する必要がある。

図19、図20は、テンションレスタイプのフィルム加熱方式の装置であり、それぞれ横断模型図と縦断面模型図を示している。

即ち、耐熱性フィルム33として円筒状のものを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部はテンションフリー(テンションが加わらない状態)とし、該フィルム33を加圧回転体としての加圧ローラ34の回転駆動力回転駆動するようにしたものである。

31は横断面略半円弧状樋型のフィルム内面ガイド部材であり、このガイド部材31の外側下面に長手に沿って形成した溝内に低熱容量の加熱体32を嵌入して耐熱性接着剤固定支持させてある。

円筒状フィルム33はこの加熱体32を含むガイド部材31に外嵌させてある。この円筒状フィルム33の内周長と、加熱体32を含むガイド部材31の外周長はフィルム33の方を例えば3mm程度大きくしてあり、従ってフィルム33は加熱体32を含むガイド部材31に対して周長に余裕をもたせてルーズに外嵌している。

図20において、加圧ローラ34は芯金38の左右の両端部を装置の左右の枠体側板)13a,13b間に軸受14a,14bを介して回転自在に軸受保持させてある。

加熱体32を取り付け、円筒状フィルム33を外嵌させたガイド部材31は、枠体13a,13b間において上記の加圧ローラ34の上に位置させて、加熱体32の左右両端部をそれぞれ、左右の枠体13a,13bの面にあけた透孔13a′,13b′から外方に延長突出させ、その各延長突出部と、左右の各枠体13a,13bの上辺の外方折り曲げ片13a″,13b″との間にそれぞれ加圧バネ35a,35bを縮設することで、加熱体32と加圧ローラ34とをフィルム33を挾ませて所定の押圧力をもって圧接させた状態にしてある。

16は加圧ローラ34の一方の軸端部に固着した駆動ギアであり、駆動手段Mにより不図示の動力伝達系を介して回転駆動力が伝達されて、加圧ローラ34が矢示の反時計方向に回転駆動される。

この加圧ローラ34の回転駆動による該ローラフィルム外面との摩擦力でフィルム33に直接的に回転力が作用(被記録材である用紙Pが圧接ニップ部Nに導入されたときは該用紙Pを介してフィルム33に回転力が間接的に作用)し、フィルム33が加熱体32の表面に圧接摺動しつつ回転駆動される。フィルム内面ガイド部材31はフィルム33の回転を容易にするものである。またフィルム33の内面と加熱体32の表面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させるのがよい。

上記定着方式においては、複写機等本機のコピーボタンの押下もしくはプリント命令信号に基づいて、あるいは不図示の作像プロセス手段部から該定着装置へ搬送された画像定着すべき未定着顕画剤像Tを支持した用紙Pの先端が定着装置の手前側に配設したセンサ(不図示)に検知されたときの信号に基づいて、加圧ローラ34の回転駆動が開始され、また加熱体32のヒートアップが開始される。

図示しない感光体ドラムからトナー像の転写を受けた用紙Pは、定着前ガイド36に沿ってニップ部Nに案内される。定着ニップ部Nに突入する直前の用紙Pは、定着前ガイド36の先端に誘導され、定着ニップへ搬送、排出される。

概要

加圧ローラの外径硬度が変化した場合でも、紙しわ及び後端跳ね、突入ジャムの無い良好な搬送性を発揮させる。

ヒータ32を保持するガイド部材31に支持されたフィルム33と、該フィルム33と圧接して回転可能な加圧ローラ34とによって形成されるニップ部に用紙を搬送し、該用紙に形成された像を定着する定着装置において、前記ニップ部に搬送される用紙をガイドする定着前ガイド36と、前記ニップ部との相対的な位置関係が一定になるよう構成することを特徴とする。

目的

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加圧ローラの外径や硬度が変化した場合でも、紙しわ及び後端跳ね、突入ジャムの無い良好な搬送性を発揮する定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

加熱体を保持する保持部材に支持されたフィルム部材と、該フィルム部材と圧接して回転可能な加圧回転体とによって形成されるニップ部に転写材を搬送し、該転写材に形成された像を定着する定着装置において、前記ニップ部に搬送される転写材をガイドする入口ガイド部材と、前記ニップ部との相対的な位置関係が一定になるよう構成したことを特徴とする定着装置。

請求項2

前記保持部材と前記入口ガイド部材とを同一部材に固定したことを特徴とする請求項1記載の定着装置。

請求項3

前記保持部材と前記入口ガイド部材と前記加圧回転体とを共通のフレームに固定したことを特徴とする請求項2記載の定着装置。

請求項4

前記加圧回転体を移動可能にしたことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の定着装置。

請求項5

前記加圧回転体と同一材料で構成したスペーサ部材を介して、前記入口ガイド部材を前記加圧回転体の支持部材に固定したことを特徴とする請求項1記載の定着装置。

請求項6

前記スペーサ部材の熱膨張率は前記加圧回転体よりも大きいことを特徴とする請求項5記載の定着装置。

請求項7

前記保持部材を前記加圧回転体に対して加圧する加圧機構により、前記入口ガイド部材を前記スペーサ部材に加圧することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の定着装置。

請求項8

転写材を搬送して画像形成し、該画像を定着する画像形成装置において、転写材に画像を形成する画像形成部と、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の定着装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。

技術分野

0001

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、加熱体を保持する保持部材に支持されたフィルム部材と、該フィルム部材と圧接して回転可能な加圧回転体とによって形成されるニップ部に転写材を搬送し、該転写材に形成された像を定着する定着装置において、前記ニップ部に搬送される転写材をガイドする入口ガイド部材と、前記ニップ部との相対的な位置関係が一定になるよう構成することを特徴とする。

背景技術

0001

本発明は、複写機レーザービームプリンタ等に用いられる定着装置に関し、更に詳しくは加熱体にフィルム(またはシート)を密着させて摺動搬送させ、該フィルムを挟んで加熱体と加圧回転体とで形成される圧接ニップ部にシートを搬送することでシートを加熱するフィルム加熱方式の定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

発明を実施するための最良の形態

0002

0002

上記のようなフィルム加熱方式の加熱装置は、例えば特開昭63-313182号公報、特開平2-157878号公報、特開平4-44075号〜44083号公報等に提案されており、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリマイクロフィルムリーダプリンタ画像表示ディスプレイ)装置、記録機等の画像形成装置において、電子写真静電記録磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性樹脂等より成るトナーを用いて画像支持体としての被記録材エレクトロファックスシート、静電記録シート、転写材シート印刷紙など)の面に直接方式もしくは間接転写)方式で形成した目的の画像情報に対応した未定着のトナー画像(被定着像)を該画像を担持している被記録材面に永久固着画像として加熱定着処理する画像加熱定着装置として活用できる。

0003

フィルム加熱方式の定着装置は、他に知られている熱ローラ方式熱板方式、ベルト加熱方式フラッシュ加熱方式、オープン加熱方式等の定着装置ないしは画像加熱定着装置との対比において、以下のような利点を有する。

0003

0004

加熱体として低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力化ウェイトタイム縮化クイックスタート性)が可能になり、また本機内昇温を抑えることができる。

0004

〔第1実施形態〕
{画像形成装置の全体構成}図4は本実施形態に係る画像形成装置である電子写真方式のレーザービームプリンタの構成を示す説明図である。

0005

画像加熱定着装置にあっては定着点と分離点が別に設定できるためオフセットを防止できる、その他、他の方式装置の種々の欠点を解決できる。

0005

0006

上述のようなフィルム加熱方式を採る加熱装置としての定着装置においては、加圧部材としての加圧ローラは、耐熱性フィルムを狭んで加圧体との間にある程度の幅を有する圧接ニップを形成する必要がある。

0006

0007

図19、図20は、テンションレスタイプのフィルム加熱方式の装置であり、それぞれ横断模型図と縦断面模型図を示している。

0007

0008

即ち、耐熱性フィルム33として円筒状のものを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部はテンションフリー(テンションが加わらない状態)とし、該フィルム33を加圧回転体としての加圧ローラ34の回転駆動力回転駆動するようにしたものである。

0008

発明が解決しようとする課題

0009

31は横断面略半円弧状樋型のフィルム内面ガイド部材であり、このガイド部材31の外側下面に長手に沿って形成した溝内に低熱容量の加熱体32を嵌入して耐熱性接着剤固定支持させてある。

0009

0010

円筒状フィルム33はこの加熱体32を含むガイド部材31に外嵌させてある。この円筒状フィルム33の内周長と、加熱体32を含むガイド部材31の外周長はフィルム33の方を例えば3mm程度大きくしてあり、従ってフィルム33は加熱体32を含むガイド部材31に対して周長に余裕をもたせてルーズに外嵌している。

0010

0011

図20において、加圧ローラ34は芯金38の左右の両端部を装置の左右の枠体側板)13a,13b間に軸受14a,14bを介して回転自在に軸受保持させてある。

0011

0012

加熱体32を取り付け、円筒状フィルム33を外嵌させたガイド部材31は、枠体13a,13b間において上記の加圧ローラ34の上に位置させて、加熱体32の左右両端部をそれぞれ、左右の枠体13a,13bの面にあけた透孔13a′,13b′から外方に延長突出させ、その各延長突出部と、左右の各枠体13a,13bの上辺の外方折り曲げ片13a″,13b″との間にそれぞれ加圧バネ35a,35bを縮設することで、加熱体32と加圧ローラ34とをフィルム33を挾ませて所定の押圧力をもって圧接させた状態にしてある。

0012

0013

16は加圧ローラ34の一方の軸端部に固着した駆動ギアであり、駆動手段Mにより不図示の動力伝達系を介して回転駆動力が伝達されて、加圧ローラ34が矢示の反時計方向に回転駆動される。

0013

0014

この加圧ローラ34の回転駆動による該ローラフィルム外面との摩擦力でフィルム33に直接的に回転力が作用(被記録材である用紙Pが圧接ニップ部Nに導入されたときは該用紙Pを介してフィルム33に回転力が間接的に作用)し、フィルム33が加熱体32の表面に圧接摺動しつつ回転駆動される。フィルム内面ガイド部材31はフィルム33の回転を容易にするものである。またフィルム33の内面と加熱体32の表面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させるのがよい。

0014

0015

上記定着方式においては、複写機等本機のコピーボタンの押下もしくはプリント命令信号に基づいて、あるいは不図示の作像プロセス手段部から該定着装置へ搬送された画像定着すべき未定着顕画剤像Tを支持した用紙Pの先端が定着装置の手前側に配設したセンサ(不図示)に検知されたときの信号に基づいて、加圧ローラ34の回転駆動が開始され、また加熱体32のヒートアップが開始される。

0015

0016

図示しない感光体ドラムからトナー像の転写を受けた用紙Pは、定着前ガイド36に沿ってニップ部Nに案内される。定着ニップ部Nに突入する直前の用紙Pは、定着前ガイド36の先端に誘導され、定着ニップへ搬送、排出される。

0016

0017

しかしながら、従来の定着装置においては、加圧ローラ34の径や硬度個体差だけでなく通紙状態耐久により変化することがあり、結果としてニップ入口部の位置が変化するために、定着前ガイド36とニップ入口部との相対的な高さ関係が変化して、紙しわ後端跳ね、突入ジャム等が発生することがあった。

0017

0018

特に、上記相対高さ関係に高い精度が要求される高速機においては、ニップ入口部の位置の変化により紙しわや後端跳ね、突入ジャム等が発生し易くなることがあった。

0018

0019

定着前ガイド36の先端位置がニップ入口部に対して許される精度は、緩い場合でも±0.5mm程度で、高速画像形成装置においては±0.1mmという厳密なものである。一方、加圧ローラは、温度や耐久時間による外径変化硬度変化も比較的大きいという特性をもっている。

0019

0020

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加圧ローラの外径や硬度が変化した場合でも、紙しわ及び後端跳ね、突入ジャムの無い良好な搬送性を発揮する定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。

0020

0021

0022

0023

0024

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発明の効果

0036

図面の簡単な説明

0037

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0057

図1第1実施形態における定着装置の概略説明図である。
図2第1実施形態における定着装置の横断面図である。
図3第1実施形態における実験結果を示す表図である。
図4第1実施形態における画像形成装置の構成図である。
図5第2実施形態における定着装置の横断面図である。
図6第2実施形態における定着装置の縦断面図である。
図7第2実施形態における画像形成装置のギア構成図である。
図8第2実施形態における実験結果を示す表図である。
図9第3実施形態における定着装置の横断面図である。
図10第3実施形態における定着装置の縦断面図である。
図11第3実施形態における実験結果を示す表図である。
図12第4実施形態における加圧ローラの熱劣化による硬度変化を示すグラフである。
図13第4実施形態における定着装置の横断面図である。
図14第4実施形態における定着装置の縦断面図である。
図15第4実施形態における実験結果を示す表図である。
図16第5実施形態における定着装置の横断面図である。
図17第5実施形態における定着装置の縦断面図である。
図18第5実施形態における実験結果を示す表図である。
図19従来のフィルム加熱方式の装置の横断面模型図である。
図20従来のフィルム加熱方式の装置の縦断面模型図である。

0058

M …駆動手段
N …ニップ部
P …用紙
T …未定着顕画剤像
13a,13b …枠体
13a′,13b′ …透孔
13a″,13b″ …折り曲げ片
14a,14b …軸受
16 …駆動ギア
21 …スキャナ
22 …帯電器
23 …感光体ドラム
24 …現像装置
25 …給紙装置
26 …転写装置
27 …搬送ガイド
28 …定着装置
30a,30b …軸受
31 …ガイド部材
32 …ヒータ
33 …フィルム
34 …加圧ローラ
35 …バネ
35a,35b …加圧バネ
36 …定着前ガイド
37 …フレーム
38 …芯金
39a,39b …フレーム
39a′,39b′ …支持部
40a,40b …軸受
42 …駆動ギア
43 …揺動ギア
44 …ギアアーム
45 …カシメ軸
46 …軸
47 …アイドラギア
48 …揺動バネ
50 …スペーサ部材
51 …加圧機構

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