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技術 定着装置及び画像形成装置

出願人 株式会社リコー
発明者 荒井裕司後藤創瀬下卓弥今田高弘
出願日 2015年11月9日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2015-219564
公開日 2017年5月25日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2017-090632
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における定着
主要キーワード 挿入用隙間 組み立て作業効率 熱遮蔽機 側板フレーム 基本パーツ 符号表示 熱吸収効率 熱待機
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(2017年5月25日)のものです。
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図面 (12)

課題

無端状の薄いベルトフィルム定着部材として用いる場合の組み立て性を向上させつつ、組み立て時に定着部材の破損が起こり難くする。

解決手段

回転可能な定着部材と、前記定着部材の長手方向両端をそれぞれ保持する保持部材と、前記定着部材の内周側に配され、前記定着部材を介して外側からかかる圧力を受けて定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材にかかる圧力に対して前記ニップ形成部材を支持するステー部材と、前記保持部材を固定し、前記ステー部材の端部を外側に突出させて前記ステー部材の位置決めを行う位置決め部材とを少なくとも組み付けてユニット化した定着部材ユニットを有する定着装置において、前記位置決め部材のスラスト方向の動きを前記定着部材の内側に入り込む保持部材の長さ未満の移動量に制限する構成とした。

概要

背景

複写機プリンタファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置においては、電子写真記録静電記録磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式若しくは直接方式未定着トナー画像が普通紙等の記録媒体に形成される。そして記録媒体上に転写されて担持されている未定着トナー画像を加熱定着することで複写物記録物を得る。定着に際しては、未定着画像を担持している記録媒体を、定着部材加圧部材によって挟持搬送しながら未定着画像を加熱することにより、未定着画像のトナー溶融軟化して記録媒体へ浸透することで、トナーが記録媒体に定着される。

近年、画像形成装置に対して、省エネ化高速化についての市場要求が強くなってきている。なかでも未定着トナー画像を定着させるための定着装置については、エネルギー消費が大きいので、省エネ化の観点から多くの提案がなされている。そのような定着装置として、熱ローラ方式ベルト方式セラミックヒータを用いたフィルム加熱方式サーフ定着)、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。

ベルト方式の定着装置では、近年、更なるウォームアップ時間ファーストプリント時間の短縮化が望まれている(課題1)。ウォームアップ時間とは、電源投入時等、常温状態から印刷可能な所定温度リロード温度)までに要する時間であり、ファーストプリント時間とは、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間である。また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間当たりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷の始めに熱量が不足すること(所謂、温度落ち込み)が問題となっている(課題2)。

課題1の問題を解決する方法として、非常に薄いフィルムを定着部材とするサーフ定着が提案されている。この方式は、ベルト方式に比べ、低熱容量化、小型化が可能である。ただ、ニップ部のみを局所加熱するため、その他の部分では加熱されておらず、ニップ部の入口においてフィルムが最も冷えた状態にあり、定着不良が発生し易いという問題がある。特に、高速機においては、フィルムの回転が速く、ニップ部以外でのフィルムの放熱が多くなるため、より定着不良が発生し易くなるという問題がある(課題3)。

以上のような課題1〜3を解決するために、本出願人は特許文献1において提案を行っている。これは、無端ベルトを用いる構成にて、そのベルト全体を温めることを可能とし、加熱待機時からのファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産性の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性を得るものである。

図11に、特許文献1で提案された定着装置を概略的に示す。無端状の薄い定着ベルト21の内部にパイプ状の金属熱伝導体62を、定着ベルト21の移動をガイドすることが可能なように固定して、金属熱伝導体62内のヒータ23により金属熱伝導体62を介して定着ベルト21を加熱する。更に、定着ベルト21を介して金属熱伝導体62に接してニップ部を形成する加圧ローラ24を備え、この加圧ローラ24の回転に連れ回りするように定着ベルト21を周方向に移動させる。このような構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温めることができ、加熱待機時からのファーストプリント時間を短縮し、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。また無端状の定着ベルト内に様々な部品を配置することで、省スペース化も実現している。

しかしながら、更なる省エネ化、及びファーストプリント時間向上のためには熱効率を更に向上させる必要があり、金属熱伝導体を介さずに定着ベルトを直接加熱する構成を更に出願人は特許文献2等において提案した。これは、例えば図11の構成に対して、パイプ状の金属熱伝導体62を取り除き、加圧ローラ24との間で形成されるニップ部Nを確保するために、加圧ローラ24と対向する位置に板状のニップ形成部材を設けるものである。この場合、ニップ形成部材を配設した箇所以外で定着部材21をヒータ23により直接加熱できるので、伝熱効率を大幅に向上させ、消費電力を低減すると共に、加熱待機時からのファーストプリント時間を更に短縮することが実現可能である。また、金属熱伝導体レスによるコストダウンも可能となる。そして、ニップ形成部材に向かうヒータの熱は定着ベルトを直接熱することができないので、更にヒータとニップ形成部材の間に反射部材を設けて、反射によって定着ベルトを追加加熱し、伝熱効率を更に改善する構成も考え出された。また、記録媒体の幅方向において用紙サイズ等により通紙されない領域での異常昇温が生じることを防ぐ熱遮蔽機能を備えた遮蔽部材が定着ベルトに対面させて設ける構成も考えられている。

ただ、金属熱伝導体を取り除いたベルト直接加熱構成ではあっても、無端状の薄い定着ベルトの内周領域には様々な部材が存在しており、それに伴って定着装置の組み立てには困難が生じる。つまり、定着ベルトは薄肉の金属を基材としていることから、組み立て時に他の部品と強く接触すると破損し易く、取り扱いに注意を要し、自然と組み立て作業効率が悪くなっている。

特許文献3では、ベルトやフィルム等で成る定着部材を支持する保持部材を組み付ける際に定着部材の損傷を抑制又は防止するために、熱源により加熱されながら回転可能な定着部材と、該定着部材と当接した当接状態で該定着部材との間に圧力を作用させてニップ部を形成する対向回転体と、前記定着部材の内側に配置されて前記熱源からの熱を部分的に遮蔽する遮蔽部材と、前記定着部材の両端に装着される保持部材と、を備え、前記遮蔽部材が、少なくとも一方の端部に、前記保持部材の挿入時に該端部に対応する前記定着部材の端部の内側との間に該保持部材の挿入用隙間を形成するための間隙形成部を有するように構成することが提案されている。

このような保持部材の組み付け性を向上させた構成ではあるが、定着装置としての組み立てにおいては、定着部材を定着装置に組み付ける際に、定着部材を保持する保持部材や、これを更に保持する位置決め部材から定着部材が脱落して定着部材にダメージを与える虞があり、それを回避する構成について引用文献3にも考慮されていない。

概要

無端状の薄いベルトやフィルムを定着部材として用いる場合の組み立て性を向上させつつ、組み立て時に定着部材の破損が起こり難くする。回転可能な定着部材と、前記定着部材の長手方向両端をそれぞれ保持する保持部材と、前記定着部材の内周側に配され、前記定着部材を介して外側からかかる圧力を受けて定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材にかかる圧力に対して前記ニップ形成部材を支持するステー部材と、前記保持部材を固定し、前記ステー部材の端部を外側に突出させて前記ステー部材の位置決めを行う位置決め部材とを少なくとも組み付けてユニット化した定着部材ユニットを有する定着装置において、前記位置決め部材のスラスト方向の動きを前記定着部材の内側に入り込む保持部材の長さ未満の移動量に制限する構成とした。

目的

ベルト方式の定着装置では、近年、更なるウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

回転可能な定着部材と、前記定着部材の長手方向両端をそれぞれ保持する保持部材と、前記定着部材の内周側に配され、前記定着部材を介して外側からかかる圧力を受けて定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材にかかる圧力に対して前記ニップ形成部材を支持するステー部材と、前記保持部材を固定し、前記ステー部材の端部を外側に突出させて前記ステー部材の位置決めを行う位置決め部材とを少なくとも組み付けてユニット化した定着部材ユニットを有する定着装置において、前記位置決め部材のスラスト方向の動きを前記定着部材の内側に入り込む保持部材の長さ未満の移動量に制限する構成としたことを特徴とする定着装置。

請求項2

前記位置決め部材の動きを制限する構成が、前記ステー部材の端部に取り付けられたスラスト方向の規制部材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3

前記位置決め部材の動きを制限する構成が、前記ステー部材に対するスラスト方向の規制部材を前記位置決め部材の外面に設けること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4

前記定着部材の内周側に設けられた熱源の端部が前記位置決め部材の外側に突出し、前記位置決め部材の動きを制限する構成が、前記熱源に対するスラスト方向の規制部材を前記位置決め部材の外面に設けること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5

請求項1〜4のいずれか一項に記載の定着装置を備える画像形成装置

技術分野

0001

本発明は、記録媒体に画像を定着する定着装置、及びそのような定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

背景技術

0002

複写機プリンタファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置においては、電子写真記録静電記録磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式若しくは直接方式未定着トナー画像が普通紙等の記録媒体に形成される。そして記録媒体上に転写されて担持されている未定着トナー画像を加熱定着することで複写物記録物を得る。定着に際しては、未定着画像を担持している記録媒体を、定着部材加圧部材によって挟持搬送しながら未定着画像を加熱することにより、未定着画像のトナー溶融軟化して記録媒体へ浸透することで、トナーが記録媒体に定着される。

0003

近年、画像形成装置に対して、省エネ化高速化についての市場要求が強くなってきている。なかでも未定着トナー画像を定着させるための定着装置については、エネルギー消費が大きいので、省エネ化の観点から多くの提案がなされている。そのような定着装置として、熱ローラ方式ベルト方式セラミックヒータを用いたフィルム加熱方式サーフ定着)、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。

0004

ベルト方式の定着装置では、近年、更なるウォームアップ時間ファーストプリント時間の短縮化が望まれている(課題1)。ウォームアップ時間とは、電源投入時等、常温状態から印刷可能な所定温度リロード温度)までに要する時間であり、ファーストプリント時間とは、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間である。また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間当たりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷の始めに熱量が不足すること(所謂、温度落ち込み)が問題となっている(課題2)。

0005

課題1の問題を解決する方法として、非常に薄いフィルムを定着部材とするサーフ定着が提案されている。この方式は、ベルト方式に比べ、低熱容量化、小型化が可能である。ただ、ニップ部のみを局所加熱するため、その他の部分では加熱されておらず、ニップ部の入口においてフィルムが最も冷えた状態にあり、定着不良が発生し易いという問題がある。特に、高速機においては、フィルムの回転が速く、ニップ部以外でのフィルムの放熱が多くなるため、より定着不良が発生し易くなるという問題がある(課題3)。

0006

以上のような課題1〜3を解決するために、本出願人は特許文献1において提案を行っている。これは、無端ベルトを用いる構成にて、そのベルト全体を温めることを可能とし、加熱待機時からのファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産性の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性を得るものである。

0007

図11に、特許文献1で提案された定着装置を概略的に示す。無端状の薄い定着ベルト21の内部にパイプ状の金属熱伝導体62を、定着ベルト21の移動をガイドすることが可能なように固定して、金属熱伝導体62内のヒータ23により金属熱伝導体62を介して定着ベルト21を加熱する。更に、定着ベルト21を介して金属熱伝導体62に接してニップ部を形成する加圧ローラ24を備え、この加圧ローラ24の回転に連れ回りするように定着ベルト21を周方向に移動させる。このような構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温めることができ、加熱待機時からのファーストプリント時間を短縮し、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。また無端状の定着ベルト内に様々な部品を配置することで、省スペース化も実現している。

0008

しかしながら、更なる省エネ化、及びファーストプリント時間向上のためには熱効率を更に向上させる必要があり、金属熱伝導体を介さずに定着ベルトを直接加熱する構成を更に出願人は特許文献2等において提案した。これは、例えば図11の構成に対して、パイプ状の金属熱伝導体62を取り除き、加圧ローラ24との間で形成されるニップ部Nを確保するために、加圧ローラ24と対向する位置に板状のニップ形成部材を設けるものである。この場合、ニップ形成部材を配設した箇所以外で定着部材21をヒータ23により直接加熱できるので、伝熱効率を大幅に向上させ、消費電力を低減すると共に、加熱待機時からのファーストプリント時間を更に短縮することが実現可能である。また、金属熱伝導体レスによるコストダウンも可能となる。そして、ニップ形成部材に向かうヒータの熱は定着ベルトを直接熱することができないので、更にヒータとニップ形成部材の間に反射部材を設けて、反射によって定着ベルトを追加加熱し、伝熱効率を更に改善する構成も考え出された。また、記録媒体の幅方向において用紙サイズ等により通紙されない領域での異常昇温が生じることを防ぐ熱遮蔽機能を備えた遮蔽部材が定着ベルトに対面させて設ける構成も考えられている。

0009

ただ、金属熱伝導体を取り除いたベルト直接加熱構成ではあっても、無端状の薄い定着ベルトの内周領域には様々な部材が存在しており、それに伴って定着装置の組み立てには困難が生じる。つまり、定着ベルトは薄肉の金属を基材としていることから、組み立て時に他の部品と強く接触すると破損し易く、取り扱いに注意を要し、自然と組み立て作業効率が悪くなっている。

0010

特許文献3では、ベルトやフィルム等で成る定着部材を支持する保持部材を組み付ける際に定着部材の損傷を抑制又は防止するために、熱源により加熱されながら回転可能な定着部材と、該定着部材と当接した当接状態で該定着部材との間に圧力を作用させてニップ部を形成する対向回転体と、前記定着部材の内側に配置されて前記熱源からの熱を部分的に遮蔽する遮蔽部材と、前記定着部材の両端に装着される保持部材と、を備え、前記遮蔽部材が、少なくとも一方の端部に、前記保持部材の挿入時に該端部に対応する前記定着部材の端部の内側との間に該保持部材の挿入用隙間を形成するための間隙形成部を有するように構成することが提案されている。

0011

このような保持部材の組み付け性を向上させた構成ではあるが、定着装置としての組み立てにおいては、定着部材を定着装置に組み付ける際に、定着部材を保持する保持部材や、これを更に保持する位置決め部材から定着部材が脱落して定着部材にダメージを与える虞があり、それを回避する構成について引用文献3にも考慮されていない。

発明が解決しようとする課題

0012

そこで本発明は、無端状の薄いベルトやフィルムを定着部材として用いる場合の組み立て性を向上させつつ、組み立て時に定着部材の破損が起こり難くすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0013

上記課題は、回転可能な定着部材と、前記定着部材の長手方向両端をそれぞれ保持する保持部材と、前記定着部材の内周側に配され、前記定着部材を介して外側からかかる圧力を受けて定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材にかかる圧力に対して前記ニップ形成部材を支持するステー部材と、前記保持部材を固定し、前記ステー部材の端部を外側に突出させて前記ステー部材の位置決めを行う位置決め部材とを少なくとも組み付けてユニット化した定着部材ユニットを有する定着装置において、前記位置決め部材のスラスト方向の動きを前記定着部材の内側に入り込む保持部材の長さ未満の移動量に制限する構成としたことによって、解決される。

発明の効果

0014

本発明によれば、前記位置決め部材のスラスト方向の動きを前記定着部材の内側に入り込む保持部材の長さ未満の移動量に制限する構成としたので、定着部材ユニットから定着部材や保持部材が脱落する事態を防止でき、組み立て時の定着部材の破損を防止できる。

図面の簡単な説明

0015

画像形成装置全体を示す正面図である。
図1の画像形成装置における定着装置の構成を示す断面図である。
定着装置における定着ベルト側の主要構成を示す図で、図3(a)は平面的な断面,図3(b)は斜視図である。
定着部材ユニットが定着ユニット本体着脱可能に位置決め固定されている状態を示す概略端面図である。
定着部材ユニットを定着ユニット本体に取り付ける様子を示す図であり、図5(a)は取り付け直前図5(b)は取り付け状態を示している。
定着部材ユニットとして組み付けた状態において定着ベルトが保持部材から脱落しないための第一構成例を示す平面的な概念図である。
図7(a)は、図6に示す第一構成例の部分斜視図を示すもので、図7(b)は参考のための従来の構成例を示す部分斜視図である。
定着部材ユニットとして組み付けた状態において定着ベルトが保持部材から脱落しないための第二構成例を示す平面的な概念図である。
定着部材ユニットとして組み付けた状態において定着ベルトが保持部材から脱落しないための第三構成例を示す平面的な概念図である。
定着部材ユニットとして組み付けた状態において定着ベルトが保持部材から脱落しないための第四構成例を示す平面的な概念図である。
定着部材としてベルトを用い、パイプ状の金属熱伝導体でベルトガイドする、公知の構成を説明する図である。

実施例

0016

先ず、本発明に係る定着装置を搭載する代表的な画像形成装置の全体構成及び動作を図1により説明する。図1に示された画像形成装置1は、複数色の画像形成が可能なタンデム型カラーレーザープリンタである。本プリンタ装置筐体の中央には、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kが設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容する以外は同じ構成であるので、ブラックの作像部4Kに関してのみ構成説明する。その他の作像部4Y,4M,4Cについては図中、符号表示を省略する。

0017

作像部4Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6と、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8等を備えている。

0018

各作像部4Y,4M,4C,4Kの下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9は、光源ポリゴンミラー、f−θレンズ反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体5の表面へレーザー光照射するようになっている。

0019

各作像部4Y,4M,4C,4Kの上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、転写体としての中間転写ベルト30と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ31と、二次転写手段としての二次転写ローラ36と、二次転写バックアップローラ32とを備えている。更に、クリーニングバックアップローラ33や、テンションローラ34や、ベルトクリーニング装置35も備えている。

0020

中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33及びテンションローラ34によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ32が回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図1の矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。

0021

4つの一次転写ローラ31はそれぞれ、各感光体5との間で中間転写ベルト30を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ31には、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が印加されるようになっている。

0022

二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ31と同様、二次転写ローラ36にも、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が印加されるようになっている。

0023

ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30に当接するように配設されたクリーニングブラシクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置35から延在する周知構成の廃トナー移送ホースは、同じく周知構成の廃トナー収容器の入り口部に接続されている。

0024

本プリンタの装置筐体の上部には、ボトル収容部2が設けられており、ボトル収容部2には補給用のトナーを収容した4つのトナーボトル2Y,2M,2C,2Kが着脱可能に装着されている。各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kと各現像装置7との間には、周知構成の補給路が設けられ、この補給路を介して各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kから各現像装置7へ各色トナー補給されるようになっている。

0025

一方、本プリンタの装置筐体の下部には、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙トレイ10や、給紙トレイ10から用紙Pを搬出する給紙ローラ11等が設けられている。ここで、記録媒体の概念には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパOHPシート等が含まれる。また、周知のように、手差し給紙機構が設けられていてもよい。

0026

本プリンタの装置筐体内には、用紙Pを給紙トレイ10から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが配設されている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ36よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Pを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ12が配設されている。

0027

また、二次転写ローラ36よりも用紙搬送方向下流側には、定着装置20が配設されている。更に、定着装置20よりも搬送路Rの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ13が設けられている。また、本プリンタの装置筐体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ14が設けられている。更に両面印刷のために、用紙反転機構付設されていてもよい。

0028

続いて、本プリンタの基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各作像部4Y,4M,4C,4Kにおける各感光体5が図1時計回りに回転駆動され、各感光体5の表面が帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体5に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。

0029

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ32が図1反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト30を図1の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ31に、トナーの帯電極性逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ31と各感光体5との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

0030

その後、各感光体5の回転に伴い、感光体5上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、この一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体5上のトナー画像が中間転写ベルト30上に順次重ね合わされ転写される。かくして、中間転写ベルト30の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト30に転写されなかった各感光体5上のトナーは、クリーニング装置8によって除去される。その後、周知構成の除電装置によって各感光体5の表面が除電され、表面電位初期化される。

0031

画像形成装置の下部では、給紙ローラ11が回転駆動を開始し、給紙トレイ10から用紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された用紙Pは、レジストローラ12によってタイミングを計られて、二次転写ローラ36と二次転写バックアップローラ32との間の二次転写ニップに送られる。このとき、二次転写ローラ36には、中間転写ベルト30上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。

0032

その後、中間転写ベルト30の周回走行に伴って、中間転写ベルト30上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、この二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト30上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。また、このとき用紙Pに転写されなかった中間転写ベルト30上の残トナーは、ベルトクリーニング装置35によって除去され、除去されたトナーは周知構成の廃トナー収容器へと搬送され回収される。

0033

その後、用紙Pは定着装置20へと搬送され、定着装置20によって用紙P上のトナー画像が用紙Pに定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ13によって装置外へ排出され、排紙トレイ14上にストックされる。

0034

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つの作像部を使用して2色又は3色の画像を形成したりすることも当然可能である。

0035

次に、図2に基づき、定着装置20の基本的な構成を説明する。定着装置20は、回転可能な定着部材である定着ベルト21と、その外周面に当接する加圧回転体である加圧ローラ24と、熱源たるヒータ23とを有する。定着ベルト21の内周域に配されたヒータ23により、定着ベルト21が内周側から直接加熱される。

0036

更に定着ベルト21の内周側には、定着ベルト21を介して対向する加圧ローラ24と定着ニップ部を形成するニップ形成部材26が配され、定着ベルト内面と直接、若しくは周知構成の低摩擦シートを介して間接的に摺擦するようになっている。ニップ形成部材26は、耐熱性部材で構成され、定着ベルト21の幅方向又は加圧ローラ24の長手方向にわたって長尺に配設されている。

0037

図2では定着ニップ部の形状が平坦であるが、ニップ形成部材26の側が窪んだ凹形状となっていてもよい。ニップ形成部材の側が窪んだ凹形状であれば、用紙先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上してジャムの発生を抑制できる。

0038

定着ベルト21は、ニッケルやSUS等の金属材料ポリイミド等の樹脂材料を用いた薄肉で可撓性を有する無端状のベルト若しくはフィルムで構成されている。ベルトの外周表面は、トナーが付着しないように離型性を持たせるべく、PFAPTFE等の離型層を有している。定着ベルト21の基材と離型層の間にシリコーンゴム等で形成された弾性層があってもよい。このような中間層たる弾性層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小凹凸が画像に転写して画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ(ユズ肌画像)が残る不具合を生じる可能性がある。これを改善するために、シリコーンゴムの弾性層を100[μm]以上設けるのがよい。シリコーンゴムの変形により、微小な凹凸が吸収される。

0039

定着ベルト21の内部には、ニップ形成部材26を支持するためのステー27(ステー部材あるいは支持部材)が設けられ、加圧ローラ24により圧力を受けるニップ形成部材26の撓みを防止し、定着ニップ部の位置を決め、軸方向で均一なニップ幅が得られるようになっている。ステンレス、鉄、アルミニウム等の金属で形成されるステー27は、後述するように、長手方向両端(紙面に垂直な方向での両端)で、定着装置を構成する定着ユニット側板フレームに取り付けられた位置決め部材(後述する)に保持されるフランジ付き保持部材28に固定保持され、位置決めされている。ステー27は、定着ベルト21と定着ベルト内周内の各部品との位置関係を決める基本パーツであり、定着ベルト内ではステー27を基準に各部品を配置することで、各部品と定着ベルト21の位置関係を精度良く決めることができる。また、ヒータ23に面したステー27の表面には反射部材(反射板)29が固定して備えられ、ヒータ23からの輻射熱等によりステー27が加熱されるという無駄なエネルギー消費を抑制している。反射部材29を備える代わりに、ステー27の表面に断熱若しくは鏡面処理を行うことも知られている。反射部材29は本例ではアルミ基材の表面に銀を蒸着したものを用いている。反射部材はアルミニウム+銀に限られないが、銀は輻射率が低いため熱源から照射され加圧ステー側へ向かう輻射熱を反射させて、定着ベルト21の熱吸収効率向上に供することができる。熱源は、ハロゲンヒータのほか、IHでもよく、抵抗発熱体カーボンヒータ等であってもよい。

0040

また、加圧ローラ24では、金属製の芯金24a上に弾性ゴム層24bがあり、更に離型性を得るために表面に離型層(PFA又はPTFE層)が設けられている。加圧ローラ24は、画像形成装置に設けられたモータ等の駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され、回転する。また、加圧ローラ24は周知構成のスプリング等により定着ベルト21側に押し付けられている。加圧ローラ24は中空ローラでも中実のローラであってもよく、中空のローラの場合、加圧ローラ24内にハロゲンヒータ等の熱源を有していてもよい。弾性ゴム層24bはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ24内に熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり、定着ベルトの熱が奪われ難くなるので、より望ましい。

0041

この加圧ローラ24により定着ベルト21が連れ回り回転する。既述のように、加圧ローラ24が画像形成装置に設けられたモータ等の駆動源により回転し、定着ニップ部で定着ベルト21に駆動力を伝達することにより、定着ベルト21が回転する。定着ベルト21は定着ニップ部で加圧ローラ24とニップ形成部材26とにより挟み込まれて回転し、定着ニップ部以外では両端で保持部材28のフランジにガイドされ、走行する。つまり、保持部材28は定着ベルト21の蛇行を防止しながら定着ベルトを支持するものである。それと共に保持部材28は定着ベルト21の内部に配置されるヒータ23、ニップ形成部材26、ステー27等、各種部材を支持する部材である。

0042

薄肉のベルト若しくはフィルムを定着ベルトとする定着装置は、基本的に以上のように構成されているが、薄肉の定着ベルトは破損し易いため、組み立て時に注意が必要である。定着装置の定着ベルト側主要構成を、図3(a)に平面的な断面で,図3(b)に斜視図として示す。定着ユニットの本体40と着脱可能に構成された定着部材ユニット(図4)42は、定着ベルト21、ヒータ23、ステー27、反射部材29を有し、定着ベルト21の幅方向両端が保持部材28で保持されている。保持部材28は、定着ユニットの本体40の側板フレームに取り付けられ定着部材ユニットのユニットフレームとして機能する位置決め部材22で保持されている。図3(a)から分かるように、ステー27の両端を位置決め部材22に差し込んで、高さ方向の保持と加圧方向の位置決めを行うようになっていて、ユニット化されている。また、ヒータ23を、位置決め部材22に固定した熱源保持部材25で保持する。本例においては、以上のような構成で定着部材ユニットが成立している。

0043

定着部材ユニット42の組み付けに当たっては、図5(a)、図5(b)で分かるように、定着部材ユニット42の位置決め部材22や保持部材28を開きながら定着部材ユニット42を定着ユニットの本体40に近づけ、位置決めしながら位置決め部材22や保持部材28を閉じてセットするが、定着ユニットの本体40に対する定着部材ユニット42の位置決めは、従来、定着ユニットの本体40の両端側に設けられた位置決めボス44を定着部材ユニット42の位置決め穴に嵌合して行われている。また、位置決めボス44と位置決め穴は、互いに逆のユニットに設けられていることもある。

0044

しかしながら、このような位置決め構成の場合、側板フレームのスラスト方向から位置決めを行うため、定着部材ユニット42として組み付けられた状態で位置決め部材22がスラスト方向に移動できる必要がある。そのため、定着部材ユニット42を取り付ける際に定着ベルト21が保持部材28から脱落する虞があり、組み立て時に注意を要した。

0045

そこで本発明では、定着部材ユニット42として組み付けられた状態で保持部材28から定着ベルト21が脱落しないように、位置決め部材22の定着ベルトの回転軸方向(ベルト幅方向)への移動量を、定着ベルト21の両端部を保持する保持部材28の定着ベルト21へ入り込んだ部分の長さ未満となるよう制限する構成とした。
その第一の構成例は、図6図7(a)に示すように、定着ベルト21と定着ベルト内周内の各部品との位置関係を決める基本パーツであるステー27(ステー部材)の、位置決め部材22より外側に位置する両端部に樹脂や金属で成る第一の規制部材50を取り付けて固定するものである。定着部材ユニット42において位置決め部材22を広げても保持部材28の定着ベルト21へ入り込んだ部分28’(図5(a))の長さよりも、位置決め部材22の定着ベルト21のベルト幅方向での移動量が少なく制限される箇所に、第一の規制部材50がステー27の両端に固定されている。従来は図7(b)に示すように、ステー27の、位置決め部材22より外側にある端部に何もなかったため、位置決め部材22を開くと差し込まれていたステー27が抜ける可能性があった。
なお、上記したように、ヒータ23を、位置決め部材22に固定した熱源保持部材25で保持するが、位置決め部材22端面からヒータ23の両端部(図7のヒータのベース部)が露出する長さによっては、熱源保持部材25の位置決め部材22(図3(a)における図面左右方向)を制限することで、本発明の規制部材として兼用させる構成とすることも可能である。

0046

第二の構成例は、図8に示すように、ステー27の端部周面に切欠き27’を形成して、位置決め部材22に、ステー27の切欠き27’に嵌る第二の規制部材52を固定的に設けて、ステー27のスラスト方向の動きを制限するものである。

0047

第三の構成例は、図9に示すように、ヒータ23端部のベース23’に切欠き23” を形成して、位置決め部材22に、ヒータベースの切欠き23”に嵌る第二の規制部材54を固定的に設けて、ヒータ23のスラスト方向の動きを制限するものである。

0048

第四の構成例は、図10に示すように、第一の例と第二の例の組み合わせに関するもので、ステー27の一端には第一の規制部材50を取り付け固定し、他端周面には切欠き27’を形成して、位置決め部材22に、この切欠き27’に嵌る第二の規制部材52を固定的に設けるものである。

0049

以上のように、定着ベルト21の両端部を保持する保持部材28の定着ベルト21へ入り込んだ部分の長さに対し、位置決め部材22の定着ベルトの回転軸方向(ベルト幅方向)への移動量を制限した構成とすることで、定着部材ユニットの組み付け時に、定着部材が保持部材から脱落しないように定着部材ユニットの組み付け性を従来のものより改善できた。

0050

20定着装置
21定着ベルト
22位置決め部材
23ヒータ
24加圧ローラ
26ニップ形成部材
27 ステー
28保持部材
29 反射部材

先行技術

0051

特開2007−334205号公報
特開2009−42305号公報
特開2015−175968号公報

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