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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 宇都宮皓一長藤秀夫吉浦有信池淵豊山野元義
出願日 2016年5月16日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-098009
公開日 2017年5月25日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2017-090885
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 摺動抵抗低減 右ステー ニップ範囲 記録媒体シート 熱待機 潤滑剤流 ベルト摺動面 移送ホース
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図面 (12)

課題

定着ベルト端部からの潤滑剤の流出を防止して、駆動トルクの安定した定着装置を提供する。

解決手段

ニップ形成部材24の用紙搬送方向上流側端部には、複数の凸部29aが設けられている。凸部29aと凸部29aの間には凹部(溝)29bが形成される。この凸部29a及び凹部(溝)29bは、定着ニップNが形成されるニップ範囲上流側に位置している。凹部(溝)29bを設けたことで、定着ニップ入口側にできた潤滑剤溜まりDがニップ形成部材24の長手方向へ移動してベルト端部から潤滑剤が流れ出ることが防止される。また、ベルト回動により潤滑剤は次第にニップ範囲へと誘導される。

概要

背景

プリンタ複写機ファクシミリ等の画像形成装置では、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が形成され、画像転写方式又は直接方式によって未定着トナー画像記録媒体シート印刷紙・感光紙静電記録紙等の記録媒体に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式フィルム加熱方式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。

このような定着装置の一例として、例えば特開2007−334205号公報(特許文献1)や2007−233011号公報(特許文献2)、特開2004−325750号公報(特許文献3)に記載のものがある。
上記特許文献1に記載のものは、無端ベルトループ内にパイプ状の金属熱伝導体熱源を設け、金属熱伝導体を介して無端ベルトを加熱する構成となっている。さらに無端ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラを備え、該加圧ローラの回転に連れ回りするようにして無端ベルトを周方向に移動させる。この構成により、定着部材である無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイム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することが可能というものである。

また、上記特許文献2に記載のものは、無端ベルトのループ内にニップを形成する部材と、それを支持する支持部材と、熱源のみを設けることで無端ベルトを直接熱源で加熱し、ニップを形成する構成となっている。これにより、熱源回りの熱容量が少なくなることで加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することが可能というものである。
また、上記特許文献3には、ニップ形成部材ベルト摺動面のうちニップ形成部以外の部分にベルト非接触部を設けた構成が記載されている。

概要

定着ベルト端部からの潤滑剤の流出を防止して、駆動トルクの安定した定着装置を提供する。ニップ形成部材24の用紙搬送方向上流側端部には、複数の凸部29aが設けられている。凸部29aと凸部29aの間には凹部(溝)29bが形成される。この凸部29a及び凹部(溝)29bは、定着ニップNが形成されるニップ範囲上流側に位置している。凹部(溝)29bを設けたことで、定着ニップ入口側にできた潤滑剤溜まりDがニップ形成部材24の長手方向へ移動してベルト端部から潤滑剤が流れ出ることが防止される。また、ベルトの回動により潤滑剤は次第にニップ範囲へと誘導される。

目的

本発明は、潤滑剤・潤滑油漏れを抑制して、駆動トルクの安定した定着装置及び画像形成装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の外周面に当接される加圧部材と、前記定着部材内部に配置され前記定着部材を介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に設けられ潤滑剤が塗布又は含浸される低摩擦部材とを備える定着装置において、前記ニップ形成部材の前記定着ニップ面側で、前記定着部材移動方向上流側の端部又は端部付近に溝が設けられていることを特徴とする定着装置。

請求項2

前記溝が、前記低摩擦部材を介して前記ニップ形成部材と前記定着部材とが接触する接触範囲における前記定着ニップ形成範囲の上流側に設けら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

前記低摩擦部材を介して前記ニップ形成部材と前記定着部材とが接触する接触範囲における前記定着ニップ形成範囲の上流側部分において、前記溝以外の前記ニップ形成部材表面が前記低摩擦部材を介して前記定着部材と接触することを特徴とする、請求項1又は2に記載の定着装置。

請求項4

前記溝が、前記低摩擦部材の外部に露出していることを特徴とする、請求項1又は2に記載の定着装置。

請求項5

前記溝は、前記ニップ形成部材長手方向に複数に分割、または、複数の溝が前記ニップ形成部材長手方向に並んで配置されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の定着装置。

請求項6

前記ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の定着装置。

請求項7

回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の外周面に当接される加圧部材と、前記定着部材内部に配置され前記定着部材を介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に設けられ潤滑剤が塗布又は含浸される低摩擦部材とを備える定着装置において、前記ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であることを特徴とする定着装置。

請求項8

前記ニップ形成部材の前記凹んだ形状は、長手方向中央部から軸方向端部に向かって直線的にニップ巾方向の大きさが増大する形状であることを特徴とする、請求項6又は7に記載の定着装置。

請求項9

前記ニップ形成部材の前記凹んだ形状は、軸方向中央部の所定範囲におけるニップ巾方向の大きさが一定であり、該所定範囲から軸方向端部に向かって直線的にニップ巾方向の大きさが増大する形状であることを特徴とする、請求項6又は7に記載の定着装置。

請求項10

前記ニップ形成部材の前記凹んだ形状は、軸方向中央部から軸方向端部に向かって曲線状にニップ巾方向の大きさが増大する形状であることを特徴とする、請求項6又は7に記載の定着装置。

請求項11

前記ニップ形成部材の前記凹んだ形状は、軸方向中央部の所定範囲におけるニップ巾方向の大きさが一定であり、該所定範囲から軸方向端部に向かって曲線状にニップ巾方向の大きさが増大する形状であることを特徴とする、請求項6又は7に記載の定着装置。

請求項12

前記ニップ形成部材の前記定着部材移動方向の上流側が鋸歯状に形成され、前記ニップ形成部材の前記凹んだ形状は、軸方向中央部の所定範囲における前記鋸歯の大きさが一定であり、軸方向両端部のみ大きな鋸歯状となっていることを特徴とする、請求項6又は7に記載の定着装置。

請求項13

前記ニップ形成部材が樹脂製であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の定着装置。

請求項14

前記ニップ形成部材が金属製であることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の定着装置。

請求項15

前記ニップ形成部材が銅製であることを特徴とする、請求項1〜12及び請求項14のいずれか一項に記載の定着装置。

請求項16

請求項1〜15のいずれか一項に記載の定着装置を搭載することを特徴とする画像形成装置

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画像形成装置に関する。

背景技術

0002

プリンタ複写機ファクシミリ等の画像形成装置では、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が形成され、画像転写方式又は直接方式によって未定着トナー画像記録媒体シート印刷紙・感光紙静電記録紙等の記録媒体に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式フィルム加熱方式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。

0003

このような定着装置の一例として、例えば特開2007−334205号公報(特許文献1)や2007−233011号公報(特許文献2)、特開2004−325750号公報(特許文献3)に記載のものがある。
上記特許文献1に記載のものは、無端ベルトループ内にパイプ状の金属熱伝導体熱源を設け、金属熱伝導体を介して無端ベルトを加熱する構成となっている。さらに無端ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラを備え、該加圧ローラの回転に連れ回りするようにして無端ベルトを周方向に移動させる。この構成により、定着部材である無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイム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することが可能というものである。

0004

また、上記特許文献2に記載のものは、無端ベルトのループ内にニップを形成する部材と、それを支持する支持部材と、熱源のみを設けることで無端ベルトを直接熱源で加熱し、ニップを形成する構成となっている。これにより、熱源回りの熱容量が少なくなることで加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することが可能というものである。
また、上記特許文献3には、ニップ形成部材ベルト摺動面のうちニップ形成部以外の部分にベルト非接触部を設けた構成が記載されている。

発明が解決しようとする課題

0005

従来技術の構成では、定着部材(ベルトやフィルム等)とニップ形成部材との間の抵抗を低減させるために、潤滑剤・潤滑油を含有/塗布させたシート状の低摩擦部材を定着部材とニップ形成部材の間に配する構成を取っている。この構成では、加熱時に粘度の下がった潤滑剤・潤滑油が定着部材の軸方向の端面から外へと漏れ出るために、経時での摩擦抵抗増加=駆動トルク上昇が発生することがあった。また、ニップ形成部材の摺動抵抗低減を目的としてニップ形成部材に低摩擦部材(シート)を巻く構成においても、潤滑剤・潤滑油の定着部材の回転軸方向への移動により端面からの漏れが発生していた。

0006

そこで、本発明は、潤滑剤・潤滑油の漏れを抑制して、駆動トルクの安定した定着装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0007

この課題を解決するため、本発明は、回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の外周面に当接される加圧部材と、前記定着部材内部に配置され前記定着部材を介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に設けられ潤滑剤が塗布又は含浸される低摩擦部材とを備える定着装置において、前記ニップ形成部材の前記定着ニップ面側で、前記定着部材移動方向上流側の端部又は端部付近に溝が設けられていることを特徴とする。

0008

また、前記の課題を解決するため、本発明は、回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の外周面に当接される加圧部材と、前記定着部材内部に配置され前記定着部材を介して前記加圧部材に当接して定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に設けられ潤滑剤が塗布又は含浸される低摩擦部材とを備える定着装置において、前記ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であることを特徴とする。

発明の効果

0009

本発明によれば、ニップ形成部材の前記定着ニップ面側で、前記定着部材移動方向上流側の端部又は端部付近に溝が設けられていることにより、定着部材端部からの潤滑剤の流出を抑制することができる。また、それにより、経時での駆動トルクの上昇を抑制する効果が得られる。

0010

また、ニップ形成部材は、前記定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状である構成によっても、定着部材端部からの潤滑剤の流出を抑制することができる。また、それにより、経時での駆動トルクの上昇を抑制する効果が得られる。

図面の簡単な説明

0011

本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
定着装置の一実施形態を示す断面構成図である。
定着ニップ付近を示す拡大図で、(a)図は側面図、(b)図は正面図である。
本発明の作用を説明するための模式図である。
従来構成における潤滑剤の流出を説明するための模式図である。
第2実施例を示す図である。
第3実施例を示す図である。
第4実施例を示す図である。
第4実施例における作用を説明するための模式図である。
第2実施形態の定着装置を示す図で、(a)図はニップ付近の側面図、(b)図は正面図である。
第2実施形態におけるニップ形成部材の構成例を示す模式図である。

実施例

0012

図1は本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置の一例であるカラープリンタ概略構成を示す断面図である。この画像形成装置の構成・動作は後述するとして、定着装置について先に説明する。

0013

図2は、本発明に係る定着装置の一実施形態を示す断面構成図である。
図2に示す定着装置20は、定着部材としての定着ベルト21と、これに対向する加圧部材としての加圧ローラ22を有している。定着ベルト21内には熱源であるハロゲンヒータ23が設けられ、これにより定着ベルト21が内周側から輻射熱直接加熱される。また、定着ベルト21内の加圧ローラ22と対向する側に、定着ベルトを介して加圧ローラとニップ部Nを形成するニップ形成部材24が配設され、定着ベルト内面シート形状である低摩擦部材28を介して間接的に摺接するようになっている。搬送されてきた記録媒体P上の未定着トナーは、ニップ部Nにおいて熱と圧力により加熱・溶融され、記録媒体上に定着される。

0014

定着部材としての定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材(フィルムも含む)である。略円筒形状をした定着ベルト21の軸方向両端部にはホルダ26が配置され、定着ベルト21を回転可能に支えている(図3も参照)。

0015

加圧部材としての加圧ローラ22は、芯金と、芯金上に設けられた弾性層と、弾性層の表面に設けられた離型層によって構成されている。加圧ローラ22は、加圧手段によって定着ベルト21側へ加圧され定着ベルト21を介してニップ形成部材24に当接している。この加圧ローラ22と定着ベルト21とが圧接する箇所では、加圧ローラ22の弾性層22bが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Nが形成されている。また、加圧ローラ22は、プリンタ本体に設けられたモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ22が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Nで定着ベルト21に伝達され、定着ベルト21が従動回転するようになっている。

0016

定着ベルト21を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ23は、両端部が側板27に固定されている。ハロゲンヒータ23の加熱制御は、温度センサによる定着ベルト21の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ23の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定できるようになっている。なお、定着ベルト21を加熱する加熱源としては、ハロゲンヒータ以外に、IH、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いてもよい。

0017

ニップ形成部材24は、定着ベルト21の回転軸方向に渡って長手状に配設され、ステー25によって固定支持され、位置決めされている。本例のステー25は、上ステー25−1、下ステー25−2、右ステー25−3から構成されている。なお、ステー25及びホルダ26は、側板27によって支えられている。

0018

ニップ形成部材24と定着ベルト21の内面との間には、シート状の低摩擦部材28が配置されている。本例では、低摩擦部材28は、ニップ形成部材24のニップ面側だけでなく、両側面(用紙搬送方向における両側面)からニップ面と反対側まで回り込むようにして設けてある。これにより、ニップ形成部材24の少なくとも3面がシート状の低摩擦部材28で覆われるように構成している。

0019

定着動作時には加圧ローラ22が駆動機構によって時計回りに回転しながら定着ベルト21を従動させる。同時にハロゲンヒータ23が定着ベルト21を直接加熱する。その後、十分な熱が蓄積された時点で通紙が開始されトナーを乗せた用紙(記録媒体)Pが図2において下方向から搬送され、ニップ部Nを通過し、トナーが用紙に定着される。

0020

図3は、定着ニップ付近を示す拡大図で、(a)図は側面図、(b)図はニップ形成部材24の部分的な正面図となっている。
図3に示すように、ニップ形成部材24の上流側端部(ニップ範囲よりも用紙搬送方向で上流側の部分)には複数の凸部29aが形成され、鋸歯状あるいは櫛歯状となっている。凸部29aと凸部29aの間には凹部(溝)29bが形成される。

0021

なお、ニップ形成部材24は、定着ベルト21の内面との間に低摩擦部材28(本実施例ではシート状である摺動シート)が配置されており、低摩擦部材28を介して定着ベルト21と接触(摺動)する。ニップ形成部材24と定着ベルト21との接触範囲(低摩擦部材28を介した接触範囲)は、(b)図に示すように、用紙搬送方向=ベルト回動方向の上流側から順に、「定着ベルトとの接触範囲(上流側)」、「ニップ範囲(ニップ形成範囲)」、「定着ベルトとの接触範囲(下流側)」となる。もちろん、「ニップ範囲」もニップ形成部材24と定着ベルト21との接触範囲(低摩擦部材28を介した接触範囲)に含まれるものである。

0022

上記の凹部(溝)29bは、上記「ニップ範囲」の上流側に位置するように設けられる。また、「定着ベルトとの接触範囲(上流側)」において、上記凸部29aの表面(定着ニップN側の面)は、低摩擦部材28を介して定着ベルト21と接触(摺動)する。

0023

低摩擦部材28として、本実施形態では可撓性を有するものを使用している。上記の凹部(溝)29bを構成するための凸部29aに低摩擦部材28を巻きかけることで、(定着ベルト回転方向に低摩擦部材28が引っ張られる結果、)凹部(溝)29bの低摩擦部材28(摺動シート)が凹むように形成される。この低摩擦部材28の凹みに、下記に説明するように、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)Dが入り込んで移動が抑制されることで、ベルト端部から潤滑剤・潤滑油の流出が防止される。

0024

次に、上記の凹部(溝)29bの作用について図4及び図5を参照しながら説明する。なお、図4は発明の実施形態の構成の場合、図5は従来例の場合である。
定着部材(ベルトやフィルム等)とニップ形成部材との間に、潤滑剤・潤滑油を含有/塗布させたシート状の低摩擦部材を設ける構成において、定着動作時には、低摩擦部材から染み出した潤滑剤・潤滑油が回転する定着ベルトの内面に薄く広がり、ニップ形成部材の入り口に戻って来た際に低摩擦部材に回収されて再びニップ面に戻るサイクルとなっている。この時、ニップ形成部材のオイル吸収能力を超える速さで潤滑油が回ってきた場合には潤滑油・潤滑剤溜まりができる。

0025

このため、従来の構成では、図5に示すように、ニップ形成部材124と定着ベルト121の接触部が傾いていると(ニップ形成部材長手方向と定着ベルト軸方向が平行ではない場合)、潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)Dが傾きの方向(図の場合、右斜め上方向)へと流れ出てしまい、最終的に定着ベルト121の端面(軸方向端部)からの漏れにつながってしまっていた。なお、図4図5では、ニップ形成部材と定着ベルトとの接触部(低摩擦部材を介した接触部)を2種類のハッチング斜線)で示してあるが、これに関しては、図3(b)でのニップ形成部材と定着ベルトとの接触範囲の説明を参照されたい。

0026

これに対し、本発明の定着装置では、上述したように、ニップ形成部材24のベルト回動方向の上流側端部に凹部(溝)29bを設けていることにより、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)Dが傾きの方向へ移動してベルト端部から潤滑剤・潤滑油が流れ出ることが防止される。また、流出が抑制された潤滑剤・潤滑油は、ベルトの回動により次第に(徐々に)ニップ範囲へと誘導される。これより、経時での駆動トルク上昇=摩擦抵抗増加を抑制する効果が得られる。

0027

なお、ここではニップ形成部材24が傾いていた(ニップ形成部材長手方向と定着ベルト軸方向が平行ではない)場合で説明したが、ニップ形成部材24が傾いていない場合にも、低摩擦部材28から染み出してニップ形成部材の入り口に戻って来た潤滑剤・潤滑油が上記の凹部(溝)29bによって長手方向端部への移動が抑制されることから、定着ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の漏れを抑制する効果は得られる。したがって、この場合も同様に、経時での駆動トルク上昇=摩擦抵抗増加を抑制する効果が得られる。

0028

ニップ形成部材24の材質としては、樹脂製、金属製(好ましくは銅製)が好適に用いられる。ニップ形成部材24を樹脂製とする場合は、凹部(溝)29bを有する複雑な形状のニップ形成部材を低コスト制作することができる。ニップ形成部材24を金属製とする場合は、熱伝導効率に優れることから、長手方向への熱移動を促進することができるため、均熱効果を得ることができる。これにより、小サイズ用紙連続通紙時などの、端部温度の上昇を抑制することが可能となる。ニップ形成部材24が銅製であれば、優れた均熱効果を得ることができる。

0029

図6は、ニップ形成部材24のベルト回動方向の上流側端部に設けた凸部29aを低摩擦部材28の外部に露出(突出)させた第2実施例を示す図である。
図6に示すように、ニップ形成部材24のベルト回動方向の上流側端部には複数の凸部29aが形成されている。低摩擦部材28には、凸部29aに対応する個所切れ込みもしくは孔を設けることで、凸部29aが低摩擦部材28の外部に(ベルト回動方向の上流側に)露出(突出)するように設ける。本実施例では、凸部29aと凸部29aの間に形成される凹部(溝)29bも、低摩擦部材28の外部に(ベルト回動方向の上流側に)形成される。凸部29aの定着ベルト21と対向する面は曲面状(断面が曲線状)に設けている。

0030

本第2実施例では、低摩擦部材28の外部に(ベルト回動方向の上流側に)上記凹部(溝)29bが設けられることから、定着ニップ入口側にできる潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)D(図6には示さず、図3参照)の移動を凹部(溝)29bにより積極的に抑制することができる。これにより、定着ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の漏れをより効果的に防止することができる。

0031

なお、上記の凸部29aは、ニップ形成部材24と一体的に設けても良いし、ニップ形成部材24とは別体に設けてニップ形成部材24に取り付ける構成でも良い。別体の場合、低摩擦部材28をニップ形成部材24に巻いた(装着した)後で凸部29aをニップ形成部材24に取り付けるようにしても良い。

0032

ところで、図6のように凸部29aが低摩擦部材28の外部に露出(突出)している構成の場合、凸部29aと定着ベルト21との間に低摩擦部材28が介在しないことから、摩擦抵抗の面では不利となる。そこで、図7のように、凸部29aのベルト対向面を低摩擦部材28で覆うように構成とすると好適である。

0033

図7の構成(第3実施例)について説明する。
本実施例では、低摩擦部材28のベルト回動方向上流側の端部には、凸部29aと凹部(溝)29bの境界部分に切り込みが入れられており、ニップ範囲の上流側部分暖簾状となっている。図7(a)に示すように、低摩擦部材28の凸部29aに対応する部分は凸部29aに巻き掛け、凹部(溝)29bに対応する部分は凹部(溝)29bに巻き掛ける。これにより、図7(b)に示すように、ニップ形成部材24は、凸部29aを含めて、ニップ側(定着ベルト21に対面する側)の面全体が低摩擦部材28で覆われることになる。このため、定着ベルト21との摩擦抵抗が増大することがない。なお、凹部(溝)29bは低摩擦部材28の外部に形成される構成のため、定着ニップ入口側にできる潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)D(図6には示さず、図3参照)の移動を凹部(溝)29bにより積極的に抑制することができる。これにより、定着ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の漏れをより効果的に防止することができる。なお、凸部29aは、ニップ形成部材24と一体的に設けても良いし、ニップ形成部材24とは別体に設けてニップ形成部材24に取り付ける構成でも良い。

0034

図8は、凹部(溝)29bをニップ形成部材24のニップ面側に設けた第4実施例を示す図で、(a)図はニップ付近の側面図、(b)図は正面図となっている。また、図9は、第4実施例における作用を説明するための模式図である。
図8及び図9に示すように、ニップ形成部材24のニップ面側には、凹部(溝)29bが設けられている。この凹部(溝)29bは、定着ベルト21移動方向(回転方向)の上流側端部付近(図においてニップ形成部材24の下側端部付近)に設けられている。また、凹部(溝)29bは、(b)図に示されるように、軸方向(ニップ形成部材24の長手方向)に貫通(全通)するものではなく、複数に分割されて、または、複数の溝(凹部)が軸方向に並んで、構成されたものである。

0035

なお、ニップ形成部材24は、定着ベルト21の内面との間に低摩擦部材28が配置されており、低摩擦部材28を介して定着ベルト21と接触(摺動)する。ニップ形成部材24と定着ベルト21との接触範囲(低摩擦部材28を介した接触範囲)は、(b)図に示すように、用紙搬送方向=ベルト回動方向の上流側から順に、「定着ベルトとの接触範囲(上流側)」、「ニップ範囲(ニップ形成範囲)」、「定着ベルトとの接触範囲(下流側)」となる。もちろん、「ニップ範囲」もニップ形成部材24と定着ベルト21との接触範囲(低摩擦部材28を介した接触範囲)に含まれるものである。

0036

上記の凹部(溝)29bは、上記した「定着ベルトとの接触範囲(上流側)」内、すなわち上記「ニップ範囲」の上流側に配置されるのが望ましい。また、「定着ベルトとの接触範囲(上流側)」において、上記凹部(溝)29b以外のニップ形成部材24表面は、定着ベルト21と接触(摺動)するのが望ましい。

0037

本実施例において、凹部(溝)29bは低摩擦部材28の内側にあるが、凹部(溝)29bがあることによって低摩擦部材28(摺動シート)が凹むようになり、この低摩擦部材28の凹みに定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)Dが入り込んで移動が抑制されることで、ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の流出防止に効果がある。

0038

次に、本発明に係る定着装置の異なる実施形態(第2実施形態)について説明する。
図10は、第2実施形態の定着装置を示す図で、(a)図はニップ付近の側面図、(b)図は正面図となっている。なお、定着装置の基本的な構成は上述の第1実施形態と同様であり、図2に示すような構成となっている。以下では、第1実施形態と重複する説明は省略し、異なる部分について説明する。

0039

本第2実施形態の定着装置では、ニップ形成部材24に凹部(溝)29bは設けていない。本第2実施形態では、ニップ形成部材24が、定着ベルト移動方向の上流側(ニップ入口側)で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向(用紙搬送方向)の下流に向かって凹んだ形状となっていることが特徴である。図11には、ニップ形成部材24の構成例を5例示してあるが、図10(b)には図11(a)の構成例で示している。

0040

以下、ニップ形成部材24の特長について詳しく説明する。
図11は、第2実施形態におけるニップ形成部材の構成例を示す模式図で、ニップ形成部材24をニップ側(加圧部材側)から見た正面図となっている。なお、図11では、ニップ形成部材24の特徴を強調して示してある。

0041

図11に示すように、ニップ形成部材24は、定着ベルト移動方向の上流側(ニップ入口側)で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向(用紙搬送方向)の下流に向かって凹んだ形状となっている。これを実現するため、図示例では、ニップ形成部材24の長手方向中央部(定着ベルト軸方向中央部)Cでのニップ巾方向の大きさLcと、長手方向端部(軸方向端部)Tでのニップ巾方向の大きさLtが異なる大きさ(Lc<Lt)とし、かつ下流側の辺を軸方向と平行にしている。これにより、上記のように、ニップ形成部材24は、定着ベルト移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向(用紙搬送方向)の下流に向かって凹んだ形状となる。ただし、ニップ形成部材24の下流側の辺が軸方向と平行なものに限定されない。下流側の辺が軸方向と非平行であっても、定着ベルト移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向(用紙搬送方向)の下流に向かって凹んだ形状であれば良い。

0042

図11には、ニップ形成部材24の構成例を5例示してある。各構成では、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)Dが軸方向の端部側へ流れ出るのが防止され、ニップ面へ潤滑油(潤滑剤)を誘導する。これにより、ベルト端部からの潤滑剤・潤滑油の流出を防止できる。

0043

図11(a)の構成例1は、ニップ形成部材24のベルト回動方向上流側で「逆V字」状となったものである。構成例1では、軸方向中央部Cから軸方向端部Tに向かって直線的に大きさが増大する形状となっている。本構成の場合、図10(b)に示すように、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)Dを軸方向の中央に寄せることができるため、軸方向の端面から外へと潤滑油(潤滑剤)が漏れ出ることを防止できる。

0044

図11(b)の構成例2は、軸方向中央部の所定範囲におけるニップ巾方向の大きさが、一定の大きさLcとなっており、この所定範囲から軸方向端部Tに向かって直線的に大きさが増大する形状となっている。本構成の場合、軸方向両端側の斜面部で、潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)を軸方向中央部の所定範囲側へ寄せることができるため、軸方向の端面から外へと潤滑油(潤滑剤)が漏れ出ることを防止できる。

0045

図11(c)の構成例3は、ニップ形成部材24の上流側が曲線状となったものである。構成例3では、軸方向中央部Cから軸方向端部Tに向かって曲線状に大きさが増大する形状となっている。曲線部は任意の曲線とすることができ、例えば円弧であってもよい。本構成の場合、潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)を軸方向の中央に寄せることができるため、軸方向の端面から外へと潤滑油(潤滑剤)が漏れ出ることを防止できる。

0046

図11(d)の構成例4は、軸方向中央部の所定範囲におけるニップ巾方向の大きさが、一定の大きさLcとなっており、この所定範囲から軸方向端部Tに向かって曲線状に大きさが増大する形状となっている。曲線部は任意の曲線とすることができ、例えば円弧であってもよい。本構成の場合、軸方向両端側の曲線部で、潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)を軸方向中央部の所定範囲側へ寄せることができるため、軸方向の端面から外へと潤滑油(潤滑剤)が漏れ出ることを防止できる。

0047

図11(e)の構成例5は、ニップ形成部材24の上流側が鋸歯状となったものである。構成例5では、軸方向中央部の所定範囲におけるニップ巾方向の大きさが、一定の大きさLc(鋸歯の先端と底部の中央位置での大きさとする)となっており、両端部のみ大きな鋸歯状としている。この構成例5では、鋸歯状の先端と底部により形成される形状が、第1実施形態における凹部(溝)29bと同様の機能を果たし、潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)の軸方向への移動を阻害し、軸方向の端面から外へと潤滑油(潤滑剤)が漏れ出ることを防止できる。

0048

このように、第2実施形態の定着装置では、ニップ形成部材24に凹部(溝)29bは設けていないが、ニップ形成部材24が、定着ベルト移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着ベルト移動方向(用紙搬送方向)の下流に向かって凹んだ形状となっている構成により、軸方向の定着ベルト端面から外へと潤滑油(潤滑剤)が漏れ出ることを防止できる。

0049

なお、第2実施形態の定着装置においても、第1実施形態と同様に、ニップ形成部材24に凹部(溝)29bを設けても良い。
図11(a)のニップ形成部材24に凹部(溝)29bを設ける場合、第1実施形態で説明した凹部(溝)29bを「逆V字」に沿って配設すればよい。
図11(b)のニップ形成部材24に凹部(溝)29bを設ける場合、第1実施形態で説明した凹部(溝)29bをニップ形成部材24の上流側端部(図における下辺)に沿って配設すればよい。

0050

図11(c)のニップ形成部材24に凹部(溝)29bを設ける場合、第1実施形態で説明した凹部(溝)29bを曲線部に沿って配設すればよい。
図11(d)のニップ形成部材24に凹部(溝)29bを設ける場合、第1実施形態で説明した凹部(溝)29bをニップ形成部材24の上流側端部(図における下辺)に沿って配設すればよい。
図11(e)のニップ形成部材24では、鋸歯状の先端と底部により形成される形状が凹部(溝)29bとして機能することから、凹部(溝)29bを設ける必要は無い。

0051

ここまで説明したように、本発明に係る定着装置においては、ニップ形成部材の前記定着ニップ面側で、前記定着部材移動方向上流側の端部付近に溝が設けられていることにより、定着部材端部からの潤滑剤の流出を抑制することができる。また、それにより、経時での駆動トルクの上昇を抑制する効果が得られる。

0052

前記溝が定着ニップ形成範囲の上流側に設けられていることで、定着性能に影響を与えることなく、潤滑剤流抑制効果を得ることができる。
また、前記溝以外のニップ形成部材表面が低摩擦部材を介して定着部材と接触することで、潤滑剤の流出を抑制するとともに、潤滑剤を定着ニップ形成範囲へと誘導することができる。

0053

また、ニップ形成部材が、定着部材移動方向の上流側で、長手方向中央部が定着部材移動方向の下流に向かって凹んだ形状であることにより、定着ニップ入口側にできた潤滑油溜まり(潤滑剤溜まり)が定着部材(定着ベルト)の軸方向の端面から外へと漏れ出ることを防止できる。

0054

最後に、図1の画像形成装置の構成と動作について説明する。
図1に示す画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、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している以外は同様の構成となっている。

0055

具体的に、各作像部4Y、4M、4C、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などを備える。なお、図1では、ブラックの作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに符号を付しており、その他の作像部4Y、4M、4Cにおいては符号を省略している。

0056

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。

0057

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とを備える。さらに、転写装置3は二次転写バックアップローラ32と、クリーニングバックアップローラ33と、テンションローラ34、ベルトクリーニング装置35を備えている。

0058

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。

0059

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、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が各一次転写ローラ31に印加されるようになっている。

0060

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と同様に、二次転写ローラ36にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ36に印加されるようになっている。

0061

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から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。

0062

プリンタ本体の上部には、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と上記各現像装置7との間には、図示しない補給路が設けてあり、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へトナーが補給されるようになっている。

0063

一方、プリンタ本体の下部には、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等が設けてある。ここで、記録媒体には、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、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

0064

プリンタ本体内には、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の位置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。

0065

また、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置20が配設されている。さらに、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、プリンタ本体の上面部には、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が設けてある。

0066

続いて、図1を参照して、本実施形態に係る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が図示しない駆動装置によって図の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に露光す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。

0067

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が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト30を図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。

0068

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、上記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上に順次重ね合わせて転写される。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に転写しき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、図示しない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。

0069

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。

0070

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、その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に転写しきれなかった中間転写ベルト30上の残留トナーは、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図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。

0071

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上のトナー画像が当該用紙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。

0072

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可能である。

0073

以上、本発明を図示例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能なものである。例えば、図示例で示したニップ形成部材の溝(凹部)29は一例であり、溝の大きさ、深さ、形状等は適宜設定可能なものであり、低摩擦部材に含浸または/及び塗布する潤滑剤・潤滑油の種類や量、あるいは、低摩擦部材、ニップ形成部材、定着ベルトの材質や表面性、さらには、ベルト速度ニップ圧等に応じて最適化されるのが望ましい。定着装置の基本構成も、本発明を実施可能なものであれば良い。

0074

また、画像形成装置の構成も任意であり、4色トナーを用いるものに限らず、3色のトナーを用いるフルカラー機や、2色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

0075

1画像形成装置
20定着装置
21定着ベルト(定着部材)
22加圧ローラ(加圧部材)
23ハロゲンヒータ(加熱源)
24ニップ形成部材
25 ステー
26ホルダ
28低摩擦部材
27側板
29a 凸部
29b 凹部(溝)
D潤滑油・潤滑剤溜まり
N ニップ部(定着ニップ)
P 用紙(記録媒体)

先行技術

0076

特開2007−334205号公報
特開2007−233011号公報
特開2004−325750号公報

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