JP2009047895A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押圧部材の加圧ベルトへの摺接を回避し、押圧部材の摩耗粉の発生を防止して、摩耗粉が原因となる異音の発生やトルクの上昇を防止することができる定着装置を提供する。
【解決手段】摺動部材４の幅は、押圧部材３の幅よりも、大きく、上記摺動部材４の幅方向の両端部４０，４０は、上記押圧部材３の幅方向の両端部３０，３０よりも、外側に位置する。したがって、上記押圧部材３は、加圧ベルト２の内面に、摺接することがなくなり、上記押圧部材３の摩耗粉の発生を防止することができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、複写機、レーザプリンタやファクシミリ等に用いられる定着装置、および、この定着装置を用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式によるカラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置に搭載される定着装置のうち、熱容量を小さくして昇温時間の短縮を狙った定着装置の構成は、図７に示すように、加熱ローラ１０１と、この加熱ローラ１０１に接触する加圧ベルト１０２と、この加圧ベルト１０２の内部に配置されてこの加圧ベルト１０２の内面を上記加熱ローラ１０１に向けて押圧する押圧部材１０３とを有するものが一般的である。

この押圧部材１０３は、シリコンゴム等の弾性材で構成され、上記加圧ベルト１０２を上記加熱ローラ１０１に沿わせる機能を有する。

さらに、上記加圧ベルト１０２の摺動抵抗を減らす目的で、摺動部材１０４を上記押圧部材１０３と上記加圧ベルト１０２との間に挿入するとともに、オイル塗布フェルト１０６により供給されたオイルを、上記加圧ベルト１０２の内面と上記摺動部材１０４の摺動面との間に介在させることが一般的に行われている。

そして、従来、特開２００５−１４８６１８号公報（特許文献１）では、図７と図８に示すように、上記加熱ローラ１０１と上記加圧ベルト１０２との接触により形成されるニップ部の圧力で、上記ニップ部の領域から押し出されるオイルが、上記ニップ部の両端部から流出することを防止する目的で、上記オイル塗布フェルト１０６における上記加圧ベルト１０２の軸に平行な方向の幅を、上記摺動部材１０４における上記加圧ベルト１０２の軸に平行な方向の幅よりも、小さくし、上記摺動部材１０４における上記加圧ベルト１０２の軸に平行な方向の幅を、上記押圧部材１０３の上記加圧ベルト１０２の軸に平行な方向の幅よりも、小さくしていた。

しかしながら、上記摺動部材１０４の幅は、上記押圧部材１０３の幅よりも、小さいので、上記押圧部材１０３の端部は、上記摺動部材１０４の端部から露出する。一般的に、上記押圧部材１０３は、ゴム材料で構成されるために、露出したゴム製の上記押圧部材１０３のエッジ部が、上記加圧ベルト１０２の内面に摺接することで摩耗して、摩耗粉が発生してしまう。

そして、この摩耗粉が上記摺動部材１０４と上記加圧ベルト１０２との間に挟まると、上記加圧ベルト１０２が摩耗粉に引っ掛かるため、上記加圧ベルト１０２の動きがスリップスティック状になって、異音が発生する問題があった。

また、この摩耗粉が上記加圧ベルト１０２内面のオイルに混入することにより、上記加圧ベルト１０２内面のオイルの粘度が変わって、上記加圧ベルト１０２のトルクが上昇する問題があった。
特開２００５−１４８６１８号公報

そこで、この発明の課題は、押圧部材の加圧ベルトへの摺接を回避し、押圧部材の摩耗粉の発生を防止して、摩耗粉が原因となる異音の発生やトルクの上昇を防止することができる定着装置、および、この定着装置を用いた画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本願請求項に記載の定着装置は、
互いに接触して共に回転する一対の回転体と、
上記一対の回転体のうちの一方の回転体の内部に配置されて、上記一方の回転体の内面を上記一対の回転体のうちの他方の回転体に向けて押圧する押圧部材と、
上記一方の回転体と上記押圧部材との間に配置されて、回転する上記一方の回転体の内面に摺動される摺動部材と
を備え、
上記摺動部材における上記一方の回転体の軸に平行な方向の幅は、上記押圧部材における上記一方の回転体の軸に平行な方向の幅よりも、大きく、
上記摺動部材の当該幅方向の両端部は、上記押圧部材の当該幅方向の両端部よりも、外側に位置することを特徴としている。

上記定着装置によれば、上記摺動部材における上記一方の回転体の軸に平行な方向の幅は、上記押圧部材における上記一方の回転体の軸に平行な方向の幅よりも、大きく、上記摺動部材の幅方向の両端部は、上記押圧部材の幅方向の両端部よりも、外側に位置するので、上記押圧部材は、上記一方の回転体の内面に、摺接することがなくなり、上記押圧部材の摩耗粉の発生を防止することができる。

したがって、摩耗粉が上記一方の回転体と上記摺動部材との間に挟まることが原因となる異音の発生や、摩耗粉が上記一方の回転体の内面の潤滑剤に混入することが原因となる上記一方の回転体のトルクの上昇を、防止することができる。

また、一実施形態の定着装置では、上記摺動部材の幅は、上記一方の回転体におけるその軸に平行な方向の幅よりも、大きく、上記一方の回転体の幅は、上記押圧部材の幅よりも、大きく、上記押圧部材の幅は、上記他方の回転体におけるその軸に平行な方向の幅よりも、大きい。

この実施形態の定着装置によれば、上記摺動部材の幅は、上記一方の回転体の幅よりも、大きく、上記一方の回転体の幅は、上記押圧部材の幅よりも、大きく、上記押圧部材の幅は、上記他方の回転体の幅よりも、大きいので、上記一対の回転体の互いの接触により形成されるニップ部の圧力を良好にできると共に、上記押圧部材の摩耗粉の発生を確実に防止できる。

また、上記摺動部材の幅は、上記一方の回転体の幅よりも、大きいので、上記摺動部材と上記一方の回転体との間の上記潤滑剤は、上記摺動部材に関して上記一方の回転体の回転方向の上流側において、上記一方の回転体の軸に沿った方向に移動しても、上記潤滑剤は、上記摺動部材の幅方向の端部に達せず、上記摺動部材の内側に回り込まない。したがって、上記潤滑剤は、上記摺動部材の内側にある上記押圧部材に、接触せず、上記潤滑剤による上記押圧部材の膨潤を防止して、上記押圧部材の押圧力を均一にできて、上記一対の回転体の間に挟持される記録材のシワの発生を防止する。

また、本願請求項に記載の画像形成装置は、上記定着装置を備えたことを特徴としている。

上記画像形成装置によれば、上記定着装置を備えているので、保守点検の回数を減少できる。

この定着装置によれば、上記摺動部材における上記一方の回転体の軸に平行な方向の幅は、上記押圧部材における上記一方の回転体の軸に平行な方向の幅よりも、大きく、上記摺動部材の幅方向の両端部は、上記押圧部材の幅方向の両端部よりも、外側に位置するので、上記押圧部材の上記一方の回転体への摺接を回避し、上記押圧部材の摩耗粉の発生を防止して、摩耗粉が原因となる異音の発生やトルクの上昇を防止することができる。

この画像形成装置によれば、上記定着装置を備えているので、保守点検の回数を減少できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の定着装置の一実施形態である簡略構成図を示している。この定着装置は、互いに外周面が接触して共に回転する（一対の回転体としての）加熱ローラ１および加圧ベルト２と、（一方の回転体としての）上記加圧ベルト２の内部に配置されて、上記加圧ベルト２の内面を（他方の回転体としての）上記加熱ローラ１に向けて押圧する押圧部材３と、上記加圧ベルト２と上記押圧部材３との間に配置されて、回転する上記加圧ベルト２の内面に摺動される摺動部材４と、上記加圧ベルト２の内面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部６とを有する。

上記加熱ローラ１は、図示しないモータ等の駆動部によって、回転され、上記加圧ベルト２は、上記加熱ローラ１との摩擦によって、上記加熱ローラ１の回転に従動して回転する。上記加熱ローラ１は、その内部に配置された加熱ヒータ１１によって、加熱され、上記加圧ベルト２は、上記加熱ローラ１から熱を、伝達される。

そして、上記加熱ローラ１および上記加圧ベルト２は、互いに接触して記録材Ｐを搬送しつつこの記録材Ｐのトナーｔを定着させる。具体的に述べると、上記加熱ローラ１と上記加圧ベルト２との接触によりニップ部を形成し、このニップ部によって、上記記録材Ｐの上記トナーｔを溶融して定着しつつ上記記録材Ｐを搬送する。上記押圧部材３の弾性変形による押圧によって、上記記録材Ｐに上記トナーｔを良好に定着する。

上記記録材Ｐは、例えば、用紙やＯＨＰシートなどのシートである。この記録材Ｐの一面には、トナーｔが付着され、このトナーｔは、例えば、樹脂、磁性体または着色料などの加熱溶融性を有する材料からなる。

上記加熱ローラ１は、上記記録材Ｐの一面（画像面）に接触する。上記加熱ローラ１は、中空ローラであり、内側から外側に順に、芯層、弾性層および表層を有する。上記加熱ローラ１の外径は、例えば、２６ｍｍである。上記芯層は、例えば、厚さ２ｍｍのアルミからなる。上記弾性層は、例えば、厚さ２００μｍのシリコンゴムからなる。上記表層は、例えば、厚さ２０μｍのＰＦＡチューブからなる。

上記加圧ベルト２は、エンドレスベルトであり、上記加圧ベルト２の外径は、例えば、３０ｍｍであり、厚さ７０μｍのポリイミドからなる。

上記加圧ベルト２の内部には、（図示しない）支持部が設けられ、この支持部に、圧縮バネ７を介して、基台８が取り付けられ、この基台８に上記押圧部材３が固定されている。上記押圧部材３は、例えば、シリコンゴムからなるパッドである。

上記摺動部材４は、シート状であり、上記基台８に、固定され、上記押圧部材３を覆っている。つまり、上記摺動部材４は、上記押圧部材３より上記加圧ベルト２の回転方向の上流側の一端を、上記基台８に固定され、上記押圧部材３より上記加圧ベルト２の回転方向の下流側の他端を、自由端とされている。

上記加圧ベルト２の軸方向の両端部のそれぞれに、一対の支持部材５が取り付けられ、この一対の支持部材５は、上記加圧ベルト２をこの内面から支持する。この支持部材５は、上記加圧ベルト２の軸方向からみて、Ｃ字状に形成されている。

上記潤滑剤供給部６は、上記加圧ベルト２の内面に、上記潤滑剤を塗布して、上記加圧ベルト２と上記摺動部材４との間の潤滑性を確保する。上記潤滑剤供給部６は、例えば、オイル塗布フェルトである。上記潤滑剤は、例えば、シリコンオイルである。

図２に示すように、上記摺動部材４は、基材としてのガラスクロス４１と、このガラスクロス４１を被覆した耐熱性樹脂４２とを有する。ここで、上記摺動部材４の摺動面が平滑であると、上記ニップ部の領域内の上記潤滑剤が圧力により押し出されてしまって、上記潤滑剤の層を形成できなくなる。そこで、上記摺動部材４では、上記ガラスクロス４１に上記耐熱性樹脂４２としてＰＴＦＥを含浸させ焼成することで、上記ガラスクロス４１の凹凸を活かしながら、凹凸のある摺動面を形成している。

図３と図４に示すように、上記摺動部材４における上記加圧ベルト２の軸に平行な方向の幅Ｗ４は、上記押圧部材３における上記加圧ベルト２の軸に平行な方向の幅Ｗ３よりも、大きく、上記摺動部材４の幅方向の両端部４０，４０は、上記押圧部材３の幅方向の両端部３０，３０よりも、上記加圧ベルト２の軸方向の外側に位置する。

なお、図３では、分かりやすくするために、上記摺動部材４を一部破断して、上記押圧部材３を表しており、実際は、上記押圧部材３は、上記摺動部材４にて完全に覆われている。また、上記加圧ベルト２を一部破断図として表している。

上記摺動部材４の幅Ｗ４は、上記加圧ベルト２の軸方向の幅Ｗ２よりも、大きく、上記摺動部材４の幅方向の両端部４０，４０は、上記加圧ベルト２の幅方向の両端部２０，２０よりも、上記加圧ベルト２の軸方向の外側に位置する。

上記構成の定着装置によれば、上記摺動部材４の幅Ｗ４は、上記押圧部材３の幅Ｗ３よりも、大きく、上記摺動部材４の幅方向の両端部４０，４０は、上記押圧部材３の幅方向の両端部３０，３０よりも、外側に位置するので、上記押圧部材３は、上記加圧ベルト２の内面に、摺接することがなくなり、上記押圧部材３の摩耗粉の発生を防止することができる。

したがって、摩耗粉が上記加圧ベルト２と上記摺動部材４との間に挟まることが原因となる異音の発生や、摩耗粉が上記加圧ベルト２の内面の潤滑剤に混入することが原因となる上記加圧ベルト２のトルクの上昇を、防止することができる。

また、上記摺動部材４の幅Ｗ４は、上記加圧ベルト２の幅Ｗ２よりも、大きく、上記摺動部材４の両端部４０，４０は、上記加圧ベルト２の両端部２０，２０よりも、外側に位置するので、上記摺動部材４と上記加圧ベルト２との間の上記潤滑剤は、上記摺動部材４に関して上記加圧ベルト２の回転方向の上流側において、上記加圧ベルト２の軸に沿った方向に移動しても、上記潤滑剤は、上記摺動部材４の端部４０に達せず、上記摺動部材４の内側に回り込まない。

したがって、上記潤滑剤は、上記摺動部材４の内側にある上記押圧部材３に、接触せず、上記潤滑剤による上記押圧部材３の膨潤を防止して、上記押圧部材３の押圧力を均一にできて、上記加熱ローラ１と上記加圧ベルト２との間に挟持される上記記録材Ｐのシワの発生を防止する。

（第２の実施形態）
図５は、この発明の定着装置の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、摺動部材、加圧ベルト、押圧部材および加熱ローラの幅を比較している。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

つまり、図５に示すように、上記摺動部材４の幅Ｗ４は、上記加圧ベルト２の幅Ｗ２よりも、大きく、上記加圧ベルト２の幅Ｗ２は、上記押圧部材３の幅Ｗ３よりも、大きく、上記押圧部材３の幅Ｗ３は、上記加熱ローラ１の幅Ｗ１よりも、大きい。

言い換えると、上記摺動部材４の両端部４０は、上記加圧ベルト２の両端部２０よりも、外側に位置し、上記加圧ベルト２の両端部２０は、上記押圧部材３の両端部３０よりも、外側に位置し、上記押圧部材３の両端部３０は、上記加熱ローラ１の両端部１０よりも、外側に位置する。

したがって、上記加熱ローラ１および上記加圧ベルト２の互いの接触により形成されるニップ部の圧力を良好にできると共に、上記押圧部材３の摩耗粉の発生を確実に防止できる。

また、上記摺動部材４の幅Ｗ４は、上記加圧ベルト２の幅Ｗ２よりも、大きく、上記摺動部材４の両端部４０，４０は、上記加圧ベルト２の両端部２０，２０よりも、外側に位置するので、上記摺動部材４と上記加圧ベルト２との間の上記潤滑剤は、上記摺動部材４に関して上記加圧ベルト２の回転方向の上流側において、上記加圧ベルト２の軸に沿った方向に移動しても、上記潤滑剤は、上記摺動部材４の端部４０に達せず、上記摺動部材４の内側に回り込まない。

したがって、上記潤滑剤は、上記摺動部材４の内側にある上記押圧部材３に、接触せず、上記潤滑剤による上記押圧部材３の膨潤を防止して、上記押圧部材３の押圧力を均一にできて、上記加熱ローラ１と上記加圧ベルト２との間に挟持される上記記録材Ｐのシワの発生を防止する。

（第３の実施形態）
図６は、この発明の画像形成装置の一実施形態である簡略構成図を示している。この画像形成装置は、記録材に未定着のトナーを付着して画像を形成する作像装置８０と、トナーを溶融して記録材に定着させる定着装置８１とを備える。

上記定着装置８１としては、上記第１の実施形態または上記第２の実施形態の定着装置を用いる。

上記作像装置８０は、トナー像を形成する感光体６０と、この感光体６０によって形成されたトナー像を転写される中間転写ベルト６３と、この中間転写ベルト６３に転写された像を上記記録材Ｐに転写する二次転写ローラ６４とを備える。

上記感光体６０は、図示しない帯電部によって、一様に帯電され、この帯電された感光体６０は、画像露光を行うための露光部６１によって、静電潜像を形成され、この静電潜像は、トナーを有する現像部６２によって、現像される。この現像部６２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の四色のトナーを有する。

次に、この画像形成装置の作用を説明する。

上記感光体６０上には、図示しない帯電部により、一定の表面電位が形成される。この状態の感光体６０表面に、上記露光部６１により印字したい画像パターンに応じてレーザ光を照射すると、照射された部分の表面電位が減衰して、上記感光体６０上には、静電的な画像が形成される。

上記現像部６２の中では、トナーが予め帯電された状態になっており、トナーと上記感光体６０表面との静電的な吸引力により、上記感光体６０上の静電的な画像に応じて、トナーが付着する。

上記感光体６０表面上に付着したトナーは、上記感光体６０と上記中間転写ベルト６３との間に形成された電界によって、上記中間転写ベルト６３上へ転写される。

以上の工程を４色繰り返す事により、上記中間転写ベルト６３上には、４色のトナーが重なった画像が形成される。

そして、上記中間転写ベルト６３上に形成されたトナー画像は、上記二次転写ローラ６４で、電界と圧力を利用して、上記記録材Ｐへ転写され、最後に、上記定着装置８１で、熱と圧力により、上記記録材Ｐに定着させる。

上記構成の画像形成装置によれば、上記定着装置８１を備えているので、長期間安定して品質のよい画像を得ることができる画像形成装置を実現できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記加熱ローラ１の代わりに、エンドレスベルトを用いてもよい。また、画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸやこれらの複合機など、どれであってもかまわない。

本発明の定着装置の第１実施形態を示す簡略構成図である。 摺動部材の断面図である。 加圧ベルト側のユニットの一部破断斜視図である。 加圧ベルト側のユニットの断面図である。 本発明の定着装置の第２実施形態を示す簡略構成図である。 本発明の画像形成装置の実施形態を示す簡略構成図である。 従来の定着装置を示す簡略構成図である。 従来の加圧ベルト側のユニットの一部破断斜視図である。

符号の説明

１ 加熱ローラ（他方の回転体）
１０ 端部
１１ 加熱ヒータ
２ 加圧ベルト（一方の回転体）
２０ 端部
３ 押圧部材
３０ 端部
４ 摺動部材
４０ 端部
４１ ガラスクロス
４２ 耐熱性樹脂
５ 支持部材
６ 潤滑剤供給部
７ 圧縮バネ
８ 基台
６０ 感光体
６１ 露光部
６２ 現像部
６３ 中間転写ベルト
６４ 二次転写ローラ
８０ 作像装置
８１ 定着装置
Ｐ 記録材
ｔ トナー
Ｗ１ 加熱ローラの幅
Ｗ２ 加圧ベルトの幅
Ｗ３ 押圧部材の幅
Ｗ４ 摺動部材の幅

Claims (3)

1. 互いに接触して共に回転する一対の回転体と、
   上記一対の回転体のうちの一方の回転体の内部に配置されて、上記一方の回転体の内面を上記一対の回転体のうちの他方の回転体に向けて押圧する押圧部材と、
   上記一方の回転体と上記押圧部材との間に配置されて、回転する上記一方の回転体の内面に摺動される摺動部材と
   を備え、
   上記摺動部材における上記一方の回転体の軸に平行な方向の幅は、上記押圧部材における上記一方の回転体の軸に平行な方向の幅よりも、大きく、
   上記摺動部材の当該幅方向の両端部は、上記押圧部材の当該幅方向の両端部よりも、外側に位置することを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記摺動部材の幅は、上記一方の回転体におけるその軸に平行な方向の幅よりも、大きく、上記一方の回転体の幅は、上記押圧部材の幅よりも、大きく、上記押圧部材の幅は、上記他方の回転体におけるその軸に平行な方向の幅よりも、大きいことを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または２に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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