JP2014199304A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップの両端部の幅を大きくするとともに、回転体を回転させるためのモータに負荷がかかるのを抑えることを目的とする。
【解決手段】ニップ部材（ニップ板１３０）の第１面（下面１３１）は、摺動方向と直交するとともにニップの摺動方向における中央領域を通過する第１平面Ｆ１に沿った断面において、その断面形状が、回転体（加圧ローラ１５０）側に突出するコンベックス形状を有する。また、第１面は、回転体の軸線方向と直交するとともにニップの軸線方向における一端領域および他端領域を通過する第２平面Ｆ２および第３平面Ｆ３に沿った断面において、その断面形状が、回転体とは反対側に凹むコンケーブ形状を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録シートを熱定着するための定着装置に関する。

従来、定着装置として、エンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置されるニップ部材と、ニップ部材との間でエンドレスベルトを挟む加圧ローラとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。具体的に、この技術では、ニップ部材のエンドレスベルトとの接触面は、エンドレスベルトの軸方向における中央部が両端部よりも加圧ローラ側に凸となるコンベックス形状となるように加工されており、これにより、記録シートに皺が発生するのを抑えることが可能となっている。

特許第３８１７４８２号公報

ところで、前述した技術においては、エンドレスベルトと加圧ローラとの間のニップの両端部（加圧ローラの軸線方向における両端部）の幅を大きくすることが望まれている。しかしながら、ニップの両端部の幅を大きくするために、エンドレスベルトと加圧ローラとの間にかかるニップ圧を大きくすると、加圧ローラを回転させるためのモータに負荷がかかるといった問題が生じる。

そこで、本発明は、ニップの両端部の幅を大きくすることができるとともに、加圧ローラ（回転体）を回転させるためのモータに負荷がかかるのを抑えることができる定着装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る定着装置は、第１面と当該第１面の反対面である第２面とを有するニップ部材と、内周面と外周面とを含み、前記内周面が前記ニップ部材の前記第１面に対して摺動方向に摺動するように構成されたエンドレスベルトと、前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むように構成され、前記エンドレスベルトとの間でニップを規定するように構成された回転体と、を備える。
前記摺動方向と直交するとともに前記ニップの前記摺動方向における中央領域を通過する第１平面に沿った断面において、前記第１面の断面形状は、前記回転体側に突出するコンベックス形状を有する。
前記回転体の軸線方向と直交するとともに前記ニップの前記軸線方向における一端領域を通過する第２平面に沿った断面において、前記第１面の断面形状は、前記回転体とは反対側に凹むコンケーブ形状を有する。
前記軸線方向と直交するとともに前記ニップの前記軸線方向における他端領域を通過する第３平面に沿った断面において、前記第１面の断面形状は、前記回転体とは反対側に凹むコンケーブ形状を有する。

この構成によれば、第２平面および第３平面に沿った断面において、第１面の断面形状を回転体とは反対側に凹むコンケーブ形状とするので、ニップ圧を上げなくてもエンドレスベルトの両端部と回転体の両端部との接触面積を増やすことができる。そのため、ニップの両端部の幅を大きくすることができるとともに、回転体を回転させるためのモータに負荷がかかるのを抑えることができる。

また、前記した構成において、前記第１面の前記第１平面に沿った断面形状は、記録シート幅内において、前記コンベックス形状を有し、前記第２平面と前記第３平面は、前記記録シート幅内を通過する平面とすることができる。

これによれば、記録シート幅内にて、第１面の第１平面に沿った断面形状をコンベックス形状とすることができるので、記録シートに皺が発生するのを良好に抑えることができる。また、第２平面および第３平面を記録シート幅内に配置する、つまりニップ部材のうち記録シート幅に対応した部位の左右方向両端部をコンケーブ形状とすることで、ニップのうち記録シート幅に対応した部位の左右方向両端部の幅が大きくなるので、定着性能を向上することができる。

また、前記した構成において、前記第２平面と前記第３平面は、記録シートの搬送中心線を通るとともに前記軸線方向に直交する第４平面から５０ｍｍ以上、かつ、１０７ｍｍ以内の範囲内に配置することができる。

また、前記した構成において、前記ニップ部材の第１面は、記録シート幅内において、記録シートの搬送中心線を通るとともに前記軸線方向に直交する第４平面に対して対称であってもよい。

これによれば、例えばニップ部材の第１面が第４平面に対して対称でない構成と比べ、ニップで挟まれた記録シートの形状を搬送中心線に対して対称とすることができるので、記録シートを搬送中心線に沿った方向に真っ直ぐ搬送することができる。

また、前記した構成において、前記記録シート幅は、１７６．０ｍｍであってもよいし、２１５．９ｍｍであってもよいし、２１０．０ｍｍであってもよい。

また、前記した構成において、前記ニップ部材は、金属板であり、前記ニップ部材の前記第２面は、前記第１面に沿っていてもよい。

これによれば、ニップ部材の熱容量を略均一にすることができるので、定着性能を向上することができる。

また、前記した構成において、前記ニップ部材の前記コンベックス形状および前記コンケーブ形状は、プレス加工により形成することができる。

これによれば、プレス加工によりニップ部材の両端部を加工硬化させることができるので、ニップ部材の両端部の降伏強さが高められ、ニップ部材の両端部を回転体に良好に接触させることができる。

また、前記した構成において、前記ニップ部材の前記第２面に間隔をおいて対向するヒータをさらに備えてもよい。

これによれば、ヒータが第２面に対向するので、ヒータからの熱を第２面から第１面に略均一に伝えることができる。

また、前記した構成において、前記回転体は、シャフトと、当該シャフトを被覆する弾性層とを有するローラであり、前記ローラは、中心軸線を規定し、前記ニップ部材を前記ローラに対して付勢方向に付勢する付勢部材をさらに備え、前記第１面の前記第２平面に沿った断面において前記コンケーブ形状となる部位のうち前記付勢方向において前記中心軸線から最も離れた部位が、前記付勢方向から見て前記シャフトと重なり、前記第１面の前記第３平面に沿った断面において前記コンケーブ形状となる部位のうち前記付勢方向において前記中心軸線から最も離れた部位が、前記付勢方向から見て前記シャフトと重なるように構成してもよい。

これによれば、回転体の両端部を第１面の各コンケーブ形状の部位に良好に接触させることができる。

また、前記した構成において、前記第１面の前記第２平面に沿った断面において前記コンケーブ形状となる部位のうち前記付勢方向において前記中心軸線から最も離れた部位が、前記付勢方向から見て前記中心軸線と重なり、前記第１面の前記第３平面に沿った断面において前記コンケーブ形状となる部位のうち前記付勢方向において前記中心軸線から最も離れた部位が、前記付勢方向から見て前記中心軸線と重なるように構成してもよい。

これによれば、回転体の両端部を第１面の各コンケーブ形状の部位により良好に接触させることができる。

また、前記した構成において、前記回転体は、前記軸線方向における一端部、中央部および他端部を有し、少なくとも定着時において、前記一端部および前記他端部の外径が前記中央部の外径よりも大きくなるように構成されたローラであってもよい。

また、前記した構成において、前記ローラは、前記一端部および前記他端部の外径が前記中央部の外径よりも大きいローラであってもよい。

なお、前述した各構成では、ニップ部材の両端側にコンケーブ形状をそれぞれ設けたが、本発明はこれに限定されず、ニップ部材の一端側のみにコンケーブ形状を設けた構成としてもよい。

本発明によれば、ニップの両端部の幅を大きくすることができるとともに、回転体を回転させるためのモータに負荷がかかるのを抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。 定着装置の中央断面図である。 ハロゲンランプ、ニップ板、反射板、加圧ローラおよびステイを示す斜視図である。 定着装置の左右方向における一端側の断面図（ａ）と、ニップ板と加圧ローラと用紙との関係を示す図（ｂ）である。 ニップ板の第１変形例を示す斜視図である。 ニップ板の第２変形例を示す斜視図（ａ）と断面図（ｂ）である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の一実施形態に係る定着装置１００を備えたレーザプリンタ１の概略構成について説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。

なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下を「上下」とする。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、給紙パット３４と、紙粉取りローラ３５，３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３と給紙パット３４によって１枚ずつ分離され、紙粉取りローラ３５，３６およびレジストローラ３７を通ってプロセスカートリッジ５に向けて搬送される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５，４６とを主に備えている。露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光が、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４，４５、レンズ４３、反射鏡４６の順に反射または通過して、感光体ドラム６１の表面で高速走査される。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。

ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナーを収容するトナー収容部７４とを主に備えている。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。

現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置１００を通過することで用紙Ｐ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。

＜定着装置の詳細構成＞
図２および図３に示すように、定着装置１００は、エンドレスベルトの一例としての定着ベルト１１０と、ヒータの一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、反射板１４０と、回転体の一例としての加圧ローラ１５０と、ステイ１６０とを備えている。なお、図３においては、便宜上、加圧ローラ１５０の左右方向の長さをニップ板１３０よりも短く図示しているが、実際には、加圧ローラ１５０の左右方向の長さは、ニップ板１３０と略同じとなっている（図４（ｂ）参照）。

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状のベルトであり、ステンレス鋼等の金属からなる金属素管と、その金属素管を被覆するフッ素樹脂層とを有する。定着ベルト１１０は、ニップ板１３０に摺動する内周面１１１と、加圧ローラ１５０に摺動する外周面１１２とを有している。

内周面１１１は、ニップ板１３０の第１面の一例としての下面１３１に対して後方（摺動方向）に摺動するようになっている。ここで、内周面１１１のニップ板１３０に対する摺動方向は、内周面１１１がニップ板１３０の下面１３１の前後方向における各部位と摺動する方向の平均的な方向をいい、本実施形態では前後方向に沿った方向であり、かつ、前側から後側に向かう方向をいう。言い換えると、摺動方向は、ニップＮＰの加圧ローラ１５０の回転方向上流端から回転方向下流端に向かう方向をいう。

なお、定着ベルト１１０は、金属素管と、フッ素樹脂層との間にゴム層を有していてもよい。

ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０および定着ベルト１１０を加熱することで、用紙Ｐ上のトナーを加熱する輻射熱を発する発熱体であり、定着ベルト１１０の内側に配置され、ニップ板１３０の第２面の一例としての上面１３２に所定の間隔をおいて対向している。これにより、ハロゲンランプ１２０からの熱をニップ板１３０の上面１３２から下面１３１に略均一に伝えることができる。なお、ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０を介して定着ベルト１１０を間接的に加熱している。

ニップ板１３０は、左右方向に延びる長尺状の金属板であり、筒状の定着ベルト１１０の内周面１１１に摺接する下面１３１と、当該下面１３１とは反対側の面である上面１３２とを有している。下面１３１は上面１３２に沿うように形成されている。これにより、ニップ板１３０の熱容量を略均一にすることができるので、定着性能を向上することができる。

なお、ニップ板１３０の定着ベルト１１０の内周面１１１と接触する下面１３１は、非金属の酸化物からなる被膜やフッ素樹脂コーティングにより被覆されていてもよい。そして、このニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着ベルト１１０を介して用紙Ｐ上のトナーに伝達する。

このニップ板１３０は、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などの金属板などで平面状に構成されている。そして、このニップ板１３０は、撓み変形可能な程度の厚みで形成されている。ニップ板１２０の板厚は、０．１〜３．０ｍｍでもよいし、０．３〜２．０ｍｍでもよいし、０．１〜１．０ｍｍでもよい。なお、ニップ板１３０の詳細な構造については、後述する。

反射板１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に向けて反射する部材である。反射板１４０は、定着ベルト１１０の内側、より具体的には、ハロゲンランプ１２０と後述するステイ１６０の間においてハロゲンランプ１２０を取り囲むように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。

このような反射板１４０によってハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に集めることで、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率よく利用することができ、ニップ板１３０および定着ベルト１１０を速やかに加熱することができる。

反射板１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。より詳しくは、反射板１４０は、断面視略Ｕ形状をなす反射部１４１と、反射部１４１の両端部から前後方向外側に沿って延びるフランジ部１４２とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。

加圧ローラ１５０は、弾性変形可能な部材であり、定着ベルト１１０の外周面１１２に対して上下方向において対向するように、ニップ板１３０の下方に配置されている。加圧ローラ１５０は、左右方向に沿った中心軸線１５０Ａを規定しており、当該中心軸線１５０Ａを中心に回転可能となっている。加圧ローラ１５０は、弾性変形した状態でニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟むことで、定着ベルト１１０との間でニップＮＰを規定するように構成されている。ここで、ニップＮＰは、後述する用紙幅ＢＢよりも左右方向に長く形成され、用紙Ｐの左右方向における両端よりも左右方向外側にはみ出すように形成されている（図４（ｂ）参照）。

加圧ローラ１５０は、金属製のシャフト１５１と、シャフト１５１を被覆する弾性層の一例としてのゴム層１５２とを有している。シャフト１５１は、左右方向にわたって、直径が略一定であるストレート形状に形成されている。

ゴム層１５２は、加圧ローラ１５０の軸線方向（左右方向）における一端部１５２Ａ、中央部１５２Ｂおよび他端部１５２Ｃを有し、非定着時（熱が加わっていない状態）および定着時の両方において各端部１５２Ａ，１５２Ｃの外径が中央部１５２Ｂの外径よりも大きくなるようなコンケーブ形状となっている。つまり、ゴム層１５２は、各端部１５２Ａ，１５２Ｃの方が中央部１５２Ｂよりも肉厚になっている。

この加圧ローラ１５０は、本体筐体２内に設けられた図示しないモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着ベルト１１０（または用紙Ｐ）との摩擦力により定着ベルト１１０を従動回転させるようになっている。これにより、トナー像が転写された用紙Ｐは、加圧ローラ１５０と加熱された定着ベルト１１０の間を搬送されることでトナー像が熱定着されるようになっている。

ステイ１６０は、前後方向におけるニップ板１３０の両端部を反射板１４０のフランジ部１４２を介して支持することでニップ板１３０の剛性を確保する部材であり、ニップ板１３０を挟んでニップＮＰの反対側に配置されている。ステイ１６０は、反射板１４０（反射部１４１）の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）を有して反射板１４０を覆うように配置されている。このようなステイ１６０は、比較的剛性が大きい、例えば、鋼板などを断面視略Ｕ字状に折り曲げることで形成されている。

ステイ１６０は、前後方向に対向して配置される一対の第１フレーム１６１と、各第１フレーム１６１の上端に一体に繋がる第２フレーム１６２とを有している。ステイ１６０の左右方向の両端部は、図４（ａ）に示すガイド部材１７０にそれぞれ保持されている。なお、ニップ板１３０および反射板１４０はステイ１６０を介してガイド部材１７０に間接的に支持されている。

ガイド部材１７０は、定着フレーム１０１に形成された溝１０２に上下に移動可能に支持されており、その適所に定着ベルト１１０の内周面１１１をガイドする円弧状の内周ガイド１７１を有している。また、定着フレーム１０１には、当該定着フレーム１０１に揺動可能に支持される付勢部材の一例としてのアーム部材１８１と、アーム部材１８１の揺動中心とは反対側の先端部を下方に向けて付勢する引張コイルバネ１８２とが設けられている。

ガイド部材１７０は、引張コイルバネ１８２で付勢されるアーム部材１８１によって下方（付勢方向）に付勢されることで、ステイ１６０および反射板１４０を介してニップ板１３０を加圧ローラ１５０側に向けて付勢するように構成されている。

なお、ハロゲンランプ１２０は、ガイド部材１７０に支持されていてもよいし、定着フレーム１０１に支持されていてもよい。また、ステイ１６０やニップ板１３０等を定着フレーム１０１に固定して、加圧ローラ１５０を付勢部材によってニップ板１３０に向けて付勢するように構成してもよい。

次に、ニップ板１３０について詳細に説明する。
図３に示すように、ニップ板１３０は、左右方向両端部が上側に凹むように形成されるニップ形成部１３３と、ニップ形成部１３３の前後端から前後方向外側に延びるように形成される一対の被支持部１３４とを有している。

各被支持部１３４は、反射板１４０の各フランジ部１４２を介してステイ１６０で支持される部位であり、上下方向に直交した平面状に形成されている。

ニップ形成部１３３は、左右方向両端部に上側に凹む断面視円弧状の凹部１３３Ａ，１３３Ｃを有し、左右方向中央部に略上下方向に直交した平面部１３３Ｂを有している。そして、左右方向両端にある各凹部１３３Ａ，１３３Ｃから中央の平面部１３３Ｂに向かうにつれて、各凹部１３３Ａ，１３３Ｃの曲率半径が徐々に大きくなっており、これにより、各凹部１３３Ａ，１３３Ｃと平面部１３３Ｂとがなだらかに接続されるようになっている。

以上のように構成されたニップ板１３０を、図３に示す第１平面Ｆ１で切ると、図４（ｂ）に示すように、ニップ板１３０の下面１３１の断面形状は、加圧ローラ１５０側に突出するコンベックス形状となる。つまり、第１平面Ｆ１に沿った断面において、下面１３１の断面形状は、加圧ローラ１５０側に突出するコンベックス形状を有している。ここで、第１平面Ｆ１は、前後方向（摺動方向）と直交するとともにニップＮＰの前後方向における中央領域を通過する平面をいう。なお、図４（ｂ）においては、便宜上、定着ベルト１１０などを省略して図示している。

このように下面１３１の第１平面Ｆ１に沿った断面形状が加圧ローラ１５０側に突出するコンベックス形状となることで、用紙Ｐに皺が発生するのを抑えることができる。

また、ニップ板１３０を、図３に示す第２平面Ｆ２や第３平面Ｆ３で切ると、図４（ａ）に示すように、ニップ板１３０の下面１３１の断面形状は、加圧ローラ１５０とは反対側に凹むコンケーブ形状となる。つまり、第２平面Ｆ２や第３平面Ｆ３に沿った断面において、下面１３１の断面形状は、加圧ローラ１５０とは反対側に凹むコンケーブ形状を有している。

ここで、第２平面Ｆ２は、加圧ローラ１５０の軸線方向と直交するとともにニップＮＰの軸線方向における一端領域を通過する平面をいい、第３平面Ｆ３は、軸線方向と直交するとともにニップＮＰの軸線方向における他端領域を通過する平面をいう。

このようにニップ板１３０の下面１３１の第２平面Ｆ２や第３平面Ｆ３に沿った断面形状が加圧ローラ１５０とは反対側に凹むコンケーブ形状となることで、ニップ圧を上げなくても定着ベルト１１０の両端部と加圧ローラ１５０の両端部との接触面積を増やすことができる。そのため、ニップＮＰの両端部の幅を大きくすることができるとともに、加圧ローラ１５０を回転させるためのモータに負荷がかかるのを抑えることができる。

また、図４（ｂ）に示すように、ニップ板１３０の下面１３１の第１平面Ｆ１に沿った断面形状は、用紙幅ＢＢ内において、コンベックス形状を有している。また、第２平面Ｆ２と第３平面Ｆ３は、用紙幅ＢＢ内を通過する平面となっている。言い換えると、定着装置１００は、用紙Ｐを、左右方向に沿って所定の幅（図示の用紙幅ＢＢと同じ幅）を有する搬送領域内において、且つ、ニップＮＰにおいて、搬送するように構成されている。ここで、搬送領域は、ニップＮＰにおいて搬送される用紙Ｐを上下方向に投影した領域である。

ここで、「用紙幅ＢＢ」とは、レーザプリンタ１で指定可能な複数種類の用紙Ｐのうちいずれかの用紙Ｐの幅をいう。なお、コンベックス形状や各平面Ｆ２，Ｆ３の位置を決めるための用紙幅ＢＢは、例えば国際規格（ＩＳＯ）のＢ５サイズに合わせて１７６ｍｍとしてもよいし、レターやリーガルのサイズに合わせて２１５．９ｍｍとしてもよいし、Ａ４サイズに合わせて２１０ｍｍとしてもよいし、ハガキのサイズに合わせて１００ｍｍとしてもよい。

このようにニップ板１３０の下面１３１の第１平面Ｆ１に沿った断面形状を用紙幅ＢＢ内にてコンベックス形状とすることで、用紙Ｐに皺が発生するのを良好に抑えることができる。また、各平面Ｆ２，Ｆ３を用紙幅ＢＢ内に配置する、つまりニップ板１３０のうち用紙幅ＢＢに対応した部位の左右方向両端部をコンケーブ形状とすることで、ニップＮＰのうち用紙幅ＢＢに対応した部位の左右方向両端部の幅が大きくなるので、定着性能を向上することができる。

詳しくは、各平面Ｆ２，Ｆ３は、用紙Ｐの搬送中心線を通るとともに左右方向に直交する第４平面Ｆ４から５０ｍｍ以上、かつ、１０７ｍｍ以内の範囲内に配置することができる。ここで、搬送中心線とは、用紙幅の異なる複数種類の各用紙Ｐの左右方向中央部の位置を変えずに搬送を行うときの搬送基準となる線をいい、搬送される複数種類の各用紙Ｐの左右方向の中央部を通る線をいう。

また、ニップ板１３０の下面１３１は、用紙幅ＢＢ内において、第４平面Ｆ４に対して対称となっている。

ここで、対称とは、第４平面Ｆ４を基準に完全に対称となることを意味する他、略対称（第４平面Ｆ４の一方側と他方側とで多少形状がずれている）となることも意味する。つまり、ここでいう対称とは、用紙Ｐの搬送方向（前後方向）に直交する平面で切った任意の断面において、第４平面Ｆ４から、右へ１０７ｍｍのところでのニップ板１３０の下面１３１の上下方向の座標と、左へ１０７ｍｍのところでのニップ板１３０の下面１３１の上下方向の座標との差分が、０．５ｍｍ以内となるような関係をいう。

これによれば、例えばニップ板の下面が第４平面に対して対称でない構成と比べ、ニップＮＰで挟まれた用紙Ｐの形状を搬送中心線に対して対称とすることができるので、用紙Ｐを搬送中心線に沿った方向に真っ直ぐ搬送することができる。

また、前述したニップ板１３０のコンベックス形状およびコンケーブ形状は、プレス加工により形成されている。これによれば、プレス加工によりニップ板１３０の両端部を加工硬化させることができるので、ニップ板１３０の両端部の降伏強さが高められ、ニップ板１３０の両端部を加圧ローラ１５０に良好に接触させることができる。

また、図４（ａ）に示すように、ニップ板１３０の下面１３１の第２平面Ｆ２や第３平面Ｆ３に沿った断面においてコンケーブ形状となる部位のうち上下方向において加圧ローラ１５０の中心軸線１５０Ａから最も離れた部位Ａ１は、上下方向から見て加圧ローラ１５０のシャフト１５１と重なっている。これにより、加圧ローラ１５０の両端部をニップ板１３０の下面１３１の各コンケーブ形状の部位に良好に接触させることができる。

さらに、本実施形態では、前述した部位Ａ１は、上下方向から見て中心軸線１５０Ａと重なっている。これにより、例えば部位Ａ１が上下方向から見て中心軸線１５０Ａからずれている場合と比べ、加圧ローラ１５０の両端部をニップ板１３０の下面１３１の各コンケーブ形状の部位により良好に接触させることができる。

なお、ニップ板１３０の下面１３１の各コンケーブ形状の深さ、つまり前述した部位Ａ１の下面から被支持部１３４の下面までの上下方向に沿った距離は、０．０５〜０．９ｍｍの範囲内であってもよいし、０．０６〜０．８ｍｍの範囲内であってもよいし、０．０７〜０．８ｍｍの範囲内であってもよい。また、ニップ板１３０の下面１３１のコンベックス形状の高さ、つまり前述した部位Ａの下面から平面部１３３Ｂの下面までの上下方向に沿った距離も、０．０５〜０．９ｍｍの範囲内であってもよいし、０．０６〜０．８ｍｍの範囲内であってもよいし、０．０７〜０．８ｍｍの範囲内であってもよい。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。

前記実施形態では、ニップ板１３０のニップ形成部１３３を、各凹部１３３Ａ，１３３Ｃと平面部１３３Ｂとがなだらかに接続されるような形状に形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば図５に示すように、ニップ板２３０のニップ形成部２３３を段差状に形成してもよい。詳しくは、ニップ形成部２３３は、左右方向両端部に上側に凹む断面視円弧状の凹部２３３Ａ，２３３Ｃを有し、左右方向中央部に略上下方向に直交した平面部２３３Ｂを有している。

凹部２３３Ａ，２３３Ｃは、左右方向に一定の幅を有し、左右方向の一端から他端にわたって同じ曲率半径で形成されている。平面部２３３Ｂは、最小用紙幅ＢＳよりも左右方向に長く形成され、最小サイズの用紙ＰＳの左右方向における両端よりも左右方向外側にはみ出すように形成されている。ここで、「最小用紙幅ＢＳ」とは、レーザプリンタ１で指定可能な用紙Ｐのうち最小の幅となる用紙ＰＳの幅、言い換えると、給紙トレイ３１の幅ガイドで設定可能な最小の用紙幅をいう。例えば、最小用紙幅ＢＳは、ハガキの幅（１００ｍｍ）に設定することができる。

このように平面部２３３Ｂが最小サイズの用紙ＰＳの左右方向における両端よりも左右方向外側にはみ出すように形成されることで、例えばニップ板の最小用紙幅内に凹凸形状が形成される構成と比べ、最小幅の用紙ＰＳを前後方向に真っ直ぐ搬送することができる。

なお、ニップ板の形状は前記実施形態や図５の形態に限定されず、例えば図６（ａ）に示すように、ニップ板３３０を、前記実施形態におけるニップ形成部１３３と後側の被支持部１３４を有するとともに、ニップ形成部１３３の前端から上方に湾曲するような円弧状の被支持部３３４を有する構成としてもよい。なお、このようなニップ板３３０を採用する場合には、ステイ２６０の前側の第１フレーム２６１の下端面を後側の第１フレーム１６１の下端面よりも上方にオフセットするとともに、反射板２４０の前壁２４２の下端面を後壁２４３の下端面よりも上方にオフセットするように形成すればよい。

この形態においても、ニップ形成部１３３の左右両端部にコンケーブ形状が形成されるので、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

前記実施形態では、ステイ２６０が反射板１４０を介してニップ板１３０を間接的に支持する構成としたが、本発明はこれに限定されず、ステイでニップ板を直接的に支持する構成としてもよい。

前記実施形態では、回転体として、非定着時において各端部１５２Ａ，１５２Ｃの外径が中央部１５２Ｂの外径よりも大きい加圧ローラ１５０を例示したが、本発明はこれに限定されず、加圧ローラは、少なくとも定着時において、各端部の外径が中央部の外径よりも大きくなるように構成されていればよい。

例えば、加圧ローラは、シャフトと、シャフトを被覆する弾性層と、弾性層を被覆するチューブとを有し、チューブの軸方向における一端部および他端部に皺を有するように構成されていてもよい。この場合には、非定着時においては加圧ローラの各端部と中央部が略同径となっているが、定着時、すなわち加圧ローラに熱が加わったときには、皺が膨張することで、加圧ローラの各端部の外径が中央部の外径よりも大きくなる。

また、例えば、加圧ローラは、シャフトと、シャフトを被覆する弾性層と、を有し、シャフトの一端部および他端部の外径が中央部の外径よりも小さく、かつ、弾性層の外径が軸方向で一定となるように構成されていてもよい。この場合にも、非定着時においては加圧ローラの各端部と中央部が略同径となっているが、弾性層の厚みが、両端部で厚く、中央部で薄くなることで、定着時、すなわち加圧ローラに熱が加わったときには、弾性層の両端部が中央部よりも膨張して、加圧ローラの各端部の外径が中央部の外径よりも大きくなる。

前記実施形態では、記録シートとして、普通紙やはがきなどの用紙Ｐを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

前記実施形態では、回転体として加圧ローラ１５０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の回転体であってもよい。なお、この場合は、ベルトを支持する複数のローラのうちいずれかのローラの軸線方向が、回転体の軸線方向となる。

前記実施形態では、ニップ板１３０の左右の両端側にコンケーブ形状をそれぞれ設けたが、本発明はこれに限定されず、ニップ部材の一端側のみにコンケーブ形状を設けた構成としてもよい。

前記実施形態では、ニップ部材としてニップ板１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば肉厚でパッド状またはブロック状のニップ部材であってもよい。

前記実施形態では、第１面（下面１３１）を第２面（上面１３２）に沿って形成したが、本発明はこれに限定されず、第１面が第２面に沿わないように第１面を第２面とは異なる形状に形成してもよい。

前記実施形態では、ヒータの一例としてハロゲンランプ１２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カーボンヒータやＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）ヒータなどであってもよい。ここで、ＩＨヒータは、加熱対象であるニップ部材に渦電流を発生させることにより、ニップ部材自体を発熱させるヒータをいう。

前記実施形態では、弾性層の一例としてゴム層１５２を例示したが、本発明はこれに限定されず、ゴム以外の弾性層であってもよい。

前記実施形態では、付勢部材の一例として引張コイルバネ１８２で付勢されるアーム部材１８１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばガイド部材を直接付勢する圧縮コイルバネなどであってもよい。

１００ 定着装置
１１０ 定着ベルト
１１１ 内周面
１１２ 外周面
１３０ ニップ板
１３１ 下面
１３２ 上面
１５０ 加圧ローラ
１５０Ａ 中心軸線
ＮＰ ニップ
Ｆ１ 第１平面
Ｆ２ 第２平面
Ｆ３ 第３平面

Claims (15)

1. 第１面と当該第１面の反対面である第２面とを有するニップ部材と、
   内周面と外周面とを含み、前記内周面が前記ニップ部材の前記第１面に対して摺動方向に摺動するように構成されたエンドレスベルトと、
   前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むように構成され、前記エンドレスベルトとの間でニップを規定するように構成された回転体と、を備え、
   前記摺動方向と直交するとともに前記ニップの前記摺動方向における中央領域を通過する第１平面に沿った断面において、前記第１面の断面形状が前記回転体側に突出するコンベックス形状を有し、かつ、前記回転体の軸線方向と直交するとともに前記ニップの前記軸線方向における一端領域を通過する第２平面に沿った断面において、前記第１面の断面形状が前記回転体とは反対側に凹むコンケーブ形状を有し、かつ、前記軸線方向と直交するとともに前記ニップの前記軸線方向における他端領域を通過する第３平面に沿った断面において、前記第１面の断面形状が、前記回転体とは反対側に凹むコンケーブ形状を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記第１面の前記第１平面に沿った断面形状は、記録シート幅内において、前記コンベックス形状を有し、
   前記第２平面と前記第３平面は、前記記録シート幅内を通過する平面であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第２平面と前記第３平面は、記録シートの搬送中心線を通るとともに前記軸線方向に直交する第４平面から５０ｍｍ以上、かつ、１０７ｍｍ以内の範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記ニップ部材の第１面は、記録シート幅内において、記録シートの搬送中心線を通るとともに前記軸線方向に直交する第４平面に対して対称であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記記録シート幅は、１７６．０ｍｍであることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記記録シート幅は、２１５．９ｍｍであることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記記録シート幅は、２１０．０ｍｍであることを特徴とする、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記ニップ部材は、金属板であり、
   前記ニップ部材の前記第２面は、前記第１面に沿っていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記ニップ部材の前記コンベックス形状および前記コンケーブ形状は、プレス加工により形成されていることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記ニップ部材の前記第２面に間隔をおいて対向するヒータをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の定着装置。
11. 前記回転体は、シャフトと、当該シャフトを被覆する弾性層とを有するローラであり、
    前記ローラは、中心軸線を規定し、
    前記ニップ部材を前記ローラに対して付勢方向に付勢する付勢部材をさらに備え、
    前記第１面の前記第２平面に沿った断面において前記コンケーブ形状となる部位のうち前記付勢方向において前記中心軸線から最も離れた部位が、前記付勢方向から見て前記シャフトと重なり、
    前記第１面の前記第３平面に沿った断面において前記コンケーブ形状となる部位のうち前記付勢方向において前記中心軸線から最も離れた部位が、前記付勢方向から見て前記シャフトと重なることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
12. 前記第１面の前記第２平面に沿った断面において前記コンケーブ形状となる部位のうち前記付勢方向において前記中心軸線から最も離れた部位が、前記付勢方向から見て前記中心軸線と重なり、
    前記第１面の前記第３平面に沿った断面において前記コンケーブ形状となる部位のうち前記付勢方向において前記中心軸線から最も離れた部位が、前記付勢方向から見て前記中心軸線と重なることを特徴とする請求項１１に記載の定着装置。
13. 前記回転体は、前記軸線方向における一端部、中央部および他端部を有し、少なくとも定着時において、前記一端部および前記他端部の外径が前記中央部の外径よりも大きくなるように構成されたローラであることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の定着装置。
14. 前記ローラは、前記一端部および前記他端部の外径が前記中央部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
15. 第１面と当該第１面の反対面である第２面とを有するニップ部材と、
    内周面と外周面とを含み、前記内周面が前記ニップ部材の前記第１面に対して摺動方向に摺動するように構成されたエンドレスベルトと、
    前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むように構成され、前記エンドレスベルトとの間でニップを規定するように構成された回転体と、を備え、
    前記摺動方向と直交するとともに前記ニップの前記摺動方向における中央領域を通過する第１平面に沿った断面において、前記第１面の断面形状が前記回転体側に突出するコンベックス形状を有し、かつ、前記回転体の軸線方向と直交するとともに前記ニップの前記軸線方向における一端領域を通過する第２平面に沿った断面において、前記第１面の断面形状が前記回転体とは反対側に凹むコンケーブ形状を有することを特徴とする定着装置。

Images