JP7106840B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。より特定的には、本発明は、組立性の良好な定着装置および画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。

画像形成装置は一般に、像担持体上に形成した静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体へ転写した後、定着装置によってトナー像を用紙に定着させることにより、記録媒体に画像を形成する。また、画像形成装置の中には、感光体上に形成した静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を形成し、一次転写ローラーを用いてトナー像を中間転写ベルトに転写し、二次転写ローラーを用いて中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体へ二次転写するものも存在する。

定着装置の中には、回転する無端状のベルトと、ベルトの内側からベルトを押圧する押圧部材と、ベルトの外側からベルトを押圧することによりベルトとの間で定着ニップを形成する加圧部材とを備えた定着装置が存在する。この種の定着装置に関して、下記特許文献１および２には、押圧部材とベルトとの摺動性を向上させることを目的として、押圧部材の摺接面に摩擦係数の小さい摺動シート部材を設置する技術が開示されている。

下記特許文献１には、パッドの定着ニップ側を包むように摺接方向に巻き付けられた状態の低摩擦シート部材の両端部を、板バネ部材の弾性力によって板バネ部材とパッドとで挟んで保持する技術が開示されている。

下記特許文献２には、ニップ形成部材および固定部材に潤滑シートを巻き回し、潤滑シートの折畳部を支持プレートと固定部材とで把持し、折畳部および支持プレートをネジで固定部材に固定する技術が開示されている。

なお、押圧部材の摺接面に低摩擦シート部材を設置する技術は、下記特許文献３および４にも開示されている。

特開２０１０－１８１８２１号公報 特開２０１１－１０７３６２号公報 特開２０１３－１５２４３５号公報 特開２０１６－１１００２０号公報

特許文献１および２の技術においては、定着ニップで摺動シートがシワになってしまい画像不良が出てしまうという課題を防ぐために、摺動シートはパッドに対して隙間なく巻き回され、その端部が板金で挟み込まれた状態で、ネジや板バネなどの固定具を使用して固定されている。その結果、組立性が悪く、部品点数が増加するという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、組立性の良好な定着装置および画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、部品点数の増加を抑止することのできる定着装置および画像形成装置を提供することである。

本発明の一の局面に従う定着装置は、トナー像が形成された用紙を定着ニップで把持しながら所定の搬送方向に搬送することにより、用紙にトナー像を定着する定着装置であって、回転する無端状のベルトと、ベルトの内側に配置され、内側からベルトを押圧する押圧部材と、押圧部材を支持する支持部材と、搬送方向に沿って押圧部材にゆるばめ状態で巻き回されたシートと、ベルトの外側に配置され、ベルトの外側からベルトにおける押圧部材に押圧された部分を押圧することにより、ベルトとの間で定着ニップを形成する加圧部材とを備え、搬送方向をシートに沿って延長した方向を巻き回し方向とした場合に、シートにおけるベルトと押圧部材とに接触する部分である接触部分よりも巻き回し方向上流側に存在する上流側部分の一部と、シートにおける接触部分よりも巻き回し方向下流側に存在する下流側部分の一部とは、押圧部材と支持部材との間に挟み込まれ、かつ加圧部材がベルトを押圧する押圧力により固定され、ベルトの内側においてベルトを張架し、かつ押圧部材の搬送方向の下流側端部の位置よりも搬送方向下流側に存在し、押圧部材の搬送方向の下流側端部の位置よりも搬送方向上流側には存在しない張架部材をさらに備え、張架部材は支持部材に固定され、押圧部材よりも搬送方向の下流側に空間を形成する。

上記定着装置において好ましくは、シートは、押圧部材の外周面に１周以上巻き回されている。

上記定着装置において好ましくは、押圧部材は、複数の連結軸を含み、支持部材は、複数の貫通穴を含み、複数の連結軸の各々は、複数の貫通穴の各々を貫通する。

上記定着装置において好ましくは、シートは、シート本体と、シート本体における上流側部分に形成された複数の上流側穴と、シート本体における下流側部分に形成された複数の下流側穴とを含み、複数の連結軸の各々は、複数の上流側穴の各々および複数の下流側穴の各々を貫通し、複数の下流側穴の各々の巻き回し方向の長さは、複数の上流側穴の各々の巻き回し方向の長さよりも長い。

上記定着装置において好ましくは、複数の上流側穴のうち第１の部分の上流側穴の搬送方向に直交する方向の長さは、複数の上流側穴のうち第１の部分を挟む部分である第２の部分の上流側穴の搬送方向に直交する方向の長さよりも短い。

上記定着装置において好ましくは、複数の下流側穴の各々における巻き回し方向下流側の端部は、巻き回し方向に沿った同一の位置に設けられている。

上記定着装置において好ましくは、複数の連結軸は、複数の連結軸を除く押圧部材の部分と一体成型されている。

上記定着装置において好ましくは、押圧部材における加圧部材側の面は、凹部を含む置。

上記定着装置において好ましくは、押圧部材は、複数の角部を含み、シートは、複数の角部の一部に対応する位置に形成された折り目を含み、少なくとも定着ニップの搬送方向下流側の端部に最も近い位置に存在する押圧部材の角部に対応するシートの位置には、折り目が形成されない。

上記定着装置において好ましくは、押圧部材における支持部材側の面は、平面部と、平面部と隣接して形成された凹部とを含む。

上記定着装置において好ましくは、シートにおける上流側部分の一部は、平面部と支持部材との間に挟み込まれる。

上記定着装置において好ましくは、押圧部材は、搬送方向に対して直交する方向に長手方向を有しており、押圧部材の厚さは、長手方向の中央位置から両端部の各々に向かって減少する。

上記定着装置において好ましくは、押圧部材と支持部材との間に挟み込まれた上流側部分の一部と、押圧部材と支持部材との間に挟み込まれた下流側部分の一部とは、押圧部材と支持部材との間に挟み込まれた上流側部分の一部が、押圧部材と支持部材との間に挟み込まれた下流側部分の一部よりも押圧部材に近い側となるように重ねられる。

本発明の他の局面に従う画像形成装置は、トナー像を用紙に形成する画像形成部と、上記定着装置とを備える。

本発明によれば、組立性の良好な定着装置および画像形成装置を提供することができる。また本発明によれば、部品点数の増加を抑止することのできる定着装置および画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態における画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態における定着装置４０の構成を模式的に示す断面図である。 図２における摺動シート４６付近の拡大図である。 本発明の一実施の形態において、パッド４２に巻き回されていない状態の摺動シート４６の構成を示す平面図である。 支持部材４５が存在する側から見た場合のパッド４２および摺動シート４６の一部の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態の第１の変形例の定着装置４０におけるパッド４２付近の構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態の第２の変形例の定着装置４０におけるパッド４２付近の構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の第３の変形例の定着装置４０におけるパッド４２の構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態の第４の変形例の定着装置４０の構成を示す断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。

以下の実施の形態では、定着装置が搭載される画像形成装置がＭＦＰである場合について説明する。定着装置が搭載される画像形成装置はＭＦＰの他、ファクシミリ装置、複写機、またはプリンターなどであってもよいし、モノクロ用およびカラー用のいずれであってもよい。

図１は、本発明の一実施の形態における画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。

図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置１は、ＭＦＰであり、用紙搬送部１０と、トナー像形成部２０（画像形成部の一例）と、定着装置４０とを主に備えている。

用紙搬送部１０は、搬送経路ＴＲに沿って搬送方向ＡＲ１に用紙Ｍ（記録媒体の一例）を搬送する。用紙搬送部１０は、給紙トレイ１１と、給紙ローラー１２と、複数の搬送ローラー１３と、排紙ローラー１４と、排紙トレイ１５とを含んでいる。給紙トレイ１１は、画像を形成するための用紙Ｍを収容する。給紙トレイ１１は複数であってもよい。給紙ローラー１２は、給紙トレイ１１と搬送経路ＴＲとの間に設けられている。複数の搬送ローラー１３の各々は、搬送経路ＴＲに沿って設けられている。排紙ローラー１４は、搬送経路ＴＲの最も下流の部分に設けられている。排紙トレイ１５は画像形成装置本体１ａの最上部に設けられている。

トナー像形成部２０は、いわゆるタンデム方式でＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色の画像を合成し、搬送される用紙Ｍにトナー像を形成する。トナー像形成部２０は、ＹＭＣＫ各色についての画像形成ユニット２１と、中間転写ベルト２２と、ＹＭＣＫ各色についての一次転写ローラー２３と、二次転写ローラー２４と、クリーニング装置３０と、ＹＭＣＫ各色についてのトナーボトル３１とを含んでいる。

ＹＭＣＫ各色の画像形成ユニット２１は、感光体ドラム２５と、帯電ローラー２６と、露光装置２７と、現像装置２８と、クリーニング装置２９などを含んでいる。感光体ドラム２５は、図１中矢印αで示す方向に回転駆動される。感光体ドラム２５の周囲には、帯電ローラー２６、現像装置２８、およびクリーニング装置２９が設けられている。帯電ローラー２６は、感光体ドラム２５に近接して設けられている。露光装置２７は、感光体ドラム２５の下部に設けられている。

中間転写ベルト２２は、ＹＭＣＫ各色の画像形成ユニット２１の上部に設けられている。中間転写ベルト２２は、環状であり、回転ローラー２２ａに架け渡されている。中間転写ベルト２２は、図１中矢印βで示す方向に回転駆動される。ＹＭＣＫ各色についての一次転写ローラー２３の各々は、中間転写ベルト２２を挟んで感光体ドラム２５の各々と対向している。二次転写ローラー２４は、搬送経路ＴＲにおいて中間転写ベルト２２と接触している。クリーニング装置３０は、中間転写ベルト２２の表面と接触している。ＹＭＣＫ各色についてのトナーボトル３１は、トナーを収容しており、中間転写ベルト２２の上部に設けられている。

定着装置４０は、トナー像が形成された用紙を定着ニップで把持しながら搬送方向ＡＲ１に搬送することにより、用紙Ｍにトナー像を定着する。

画像形成装置１は、感光体ドラム２５を回転させて、感光体ドラム２５の表面を帯電ローラー２６によって帯電させる。画像形成装置１は、帯電された感光体ドラム２５の表面に対して、露光装置２７により画像形成情報に従った露光を行い、感光体ドラム２５の表面に静電潜像を形成する。

次に画像形成装置１は、静電潜像が形成された感光体ドラム２５に対して、現像装置２８からトナーを供給して現像を行い、感光体ドラム２５の表面にトナー像を形成する。

次に画像形成装置１は、一次転写ローラー２３を用いて、感光体ドラム２５に形成されたトナー像を、中間転写ベルト２２の表面に順次転写する（一次転写）。フルカラー画像の場合、中間転写ベルト２２の表面には、ＹＭＣＫ各色のトナー像が合成されたトナー像が形成される。

画像形成装置１は、中間転写ベルト２２に転写されずに感光体ドラム２５に残留したトナーを、クリーニング装置２９により除去する。

続いて画像形成装置１は、中間転写ベルト２２の表面に形成されたトナー像を、回転ローラー２２ａによって二次転写ローラー２４と対向する位置まで搬送する。

一方、画像形成装置１は、給紙トレイ１１に収容された用紙Ｍを、給紙ローラー１２により給紙し、複数の搬送ローラー１３の各々により搬送経路ＴＲに沿って中間転写ベルト２２と二次転写ローラー２４との間に導く。そして画像形成装置１は、中間転写ベルト２２の表面に形成されたトナー像を、二次転写ローラー２４により用紙Ｍに転写する。

画像形成装置１は、用紙Ｍに転写されずに中間転写ベルト２２の表面に残留したトナーを、クリーニング装置３０により除去する。また画像形成装置１は、必要に応じてトナーボトル３１から現像装置２８にトナーを供給する。

画像形成装置１は、トナー像が転写された用紙Ｍを定着装置４０に導き、定着装置４０によりトナー像を用紙Ｍに定着する。その後画像形成装置１は、トナー像が定着された用紙Ｍを、排紙ローラー１４により排紙トレイ１５に排紙する。

図２は、本発明の一実施の形態における定着装置４０の構成を模式的に示す断面図である。図３は、図２における摺動シート４６付近の拡大図である。

図２および図３を参照して、定着装置４０は、定着ベルト４１（ベルトの一例）と、パッド４２（押圧部材の一例）と、ハロゲンヒーター４３と、加熱ローラー４４と、支持部材４５と、摺動シート４６と、曲率付与部材４７（張架部材の一例）と、加圧部材４８とを含んでいる。

定着ベルト４１は無端状のベルトである。定着ベルト４１は、軸方向の両端部において図示しないガイド部材（側板）によって挟持されることで、加圧部材４８に圧接して定着ニップＮＰを形成する位置で支持されている。定着ベルト４１は、パッド４２および加熱ローラー４４に張架されている。定着ベルト４１には付勢手段（図示せず）によってテンションが与えられている。定着ベルト４１は、基層と、基層の表面に形成された弾性層と、弾性層の表面に形成された離型層とを含んでいる。基層は、ＰＩ（ポリイミド）またはＮｉ（ニッケル）などからなり、５０μｍ～１００μｍ程度の厚さを有している。弾性層は、シリコンゴムなどからなり、１００μｍ～３００μｍ程度の厚さを有している。離型層は、フッ素系の物質などからなり、１０μｍ～５０μｍ程度の厚さを有している。

パッド４２は、液晶ポリマー樹脂などよりなっており、定着ベルト４１の内側に配置されている。パッド４２は、加圧部材４８の中心軸Ｒの延在方向に対して平行に延在している。パッド４２は定着ベルト４１の内側から定着ベルト４１を押圧する。パッド４２は、パッド本体４２ａと、複数の連結軸４２ｂとを含んでいる。パッド本体４２ａは、複数の連結軸４２ｂを除くパッド４２の部分であり、定着ベルト４１を押圧する部分である。複数の連結軸４２ｂは、パッド本体４２ａにおける支持部材４５と対向する面から支持部材４５に向かう方向に突出しており、支持部材４５と連結される。複数の連結軸４２ｂの各々は、パッド４２の延在方向に沿って設けられている。複数の連結軸４２ｂは、パッド本体４２ａと一体成型されている。

ハロゲンヒーター４３は加熱源であり、加熱ローラー４４の内部に設けられている。ハロゲンヒーター４３は、加圧部材４８の中心軸Ｒの延在方向に対して平行に延在している。ハロゲンヒーター４３は、加熱ローラー４４を介して定着ベルト４１を所定の目標温度に加熱する。ハロゲンヒーター４３は、ハロゲンヒーター４３の延在方向における異なる発熱領域を有する２本のヒーターを含んでいる。

加熱ローラー４４は、円筒形状を有しており、定着ベルト４１の内側に設けられている。加熱ローラー４４は、ハロゲンヒーター４３の熱を定着ベルト４１に伝えるとともに、定着ベルト４１の回転に従動する。加熱ローラー４４は、加圧部材４８の中心軸Ｒの延在方向に対して平行な回転軸を有している。加熱ローラー４４は、Ａｌ（アルミニウム）またはＳＵＳ（ステンレス鋼）などからなり、０．２ｍｍ～０．５ｍｍ程度の厚さを有している。加熱ローラー４４の内周面には、ハロゲンヒーター４３から発生する光の吸収率が増加するように、黒色塗装がなされている。加熱ローラー４４の外周面には、汚れ防止のために、フッ素系材料よりなるコーティング層が設けられている。

支持部材４５は、定着ベルト４１の内側に設けられている。支持部材４５は、加圧部材４８の中心軸Ｒの延在方向に対して平行に延在している。支持部材４５は、パッド４２に面する側に形成された複数の貫通穴４５ａを含んでいる。複数の貫通穴４５ａの各々は、支持部材４５の延在方向に沿って形成されており、パッド４２の複数の連結軸４２ｂの各々と対向する位置に形成されている。複数の連結軸４２ｂの各々は、複数の貫通穴４５ａの各々を貫通している。これにより、支持部材４５はパッド４２を支持している。支持部材４５は、Ｕ字形状の板金よりなっており、２ｍｍ程度の厚さを有している。

摺動シート４６は、搬送方向ＡＲ１に沿って、パッド４２の外周面にゆるばめ状態で巻き回されている。摺動シート４６は、パッド４２の外周面に１周以上巻き回されている。定着ベルト４１とパッド４２との間に摺動シート４６を挟み込んだ状態で定着ベルト４１が回転することで、定着ベルト４１とパッド４２との間の抵抗を低減することができ、定着ベルト４１を安定して回転させることができる。なお、摺動シート４６における定着ベルト４１と接触する側の面には、５０μｍ～２００μｍ程度の凹凸が付与されていることが好ましい。これにより、定着ベルト４１に対する接触面積が減少し、定着ベルト４１の摺動時（回転時）の定着ベルト４１と摺動シート４６との間の摩擦抵抗を低減することができる。

以降の説明では、搬送方向ＡＲ１を摺動シート４６に沿って延長した方向を巻き回し方向ＡＲ２とする。「ゆるばめ状態」とは、押圧部材とシートとの間に隙間がある状態である。

曲率付与部材４７は、液晶ポリマー樹脂などよりなっており、支持部材４５に固定されている。曲率付与部材４７は、定着ベルト４１の内側において定着ベルト４１を張架している。曲率付与部材４７の少なくとも一部は、パッド４２の搬送方向ＡＲ１の下流側端部の位置ＰＯ１０よりも搬送方向ＡＲ１の下流側（図３中上側）に存在している。曲率付与部材４７は空間ＳＰ１を形成するために設けられている。空間ＳＰ１は、定着ベルト４１とパッド４２との間の空間であって、パッド４２よりも搬送方向ＡＲ１の下流側の位置に存在する空間である。空間ＳＰ１を形成することにより、加圧部材４８の押圧力Ｆにより摺動シート４６の撓んだ部分が空間ＳＰ１に溜まるようになる。これにより、摺動シート４６の撓んだ部分が定着ベルト４１を不要に押圧して定着ニップＮＰの下流側端部付近の定着ベルト４１の形状が不安定になる事態を回避することができる。

加圧部材４８は、ここでは加圧ローラーであり、定着ベルト４１の外側における定着ベルト４１を介してパッド４２と対向する位置に配置されている。加圧部材４８は、定着ベルト４１の外側から定着ベルト４１におけるパッド４２に押圧された部分を押圧力Ｆで押圧することにより、定着ベルト４１との間で定着ニップＮＰを形成する。加圧部材４８は回転体であり、矢印ＡＲ１１で示す方向に回転駆動される。定着ベルト４１は、加圧部材４８の回転に従動して矢印ＡＲ１２で示す方向に回転する。加圧部材４８は、弾性層と、弾性層の表面に形成された離型層とを含んでいる。弾性層は、シリコンゴムよりなり、２０ｍｍ～４０ｍｍ程度の直径を有している。離型層は、離型性を上げるためにフッ素系の材料のチューブなどよりなっている。

図４は、本発明の一実施の形態において、パッド４２に巻き回されていない状態の摺動シート４６の構成を示す平面図である。図４では、摺動シート４６におけるパッド４２と接触する側の面が示されている。

図３および図４を参照して、摺動シート４６は、接触部分ＰＴ１と、上流側部分ＰＴ２と、下流側部分ＰＴ３とに区分される。接触部分ＰＴ１は、定着ベルト４１とパッド４２とに接触する部分である。上流側部分ＰＴ２は、摺動シート４６における接触部分ＰＴ１よりも巻き回し方向ＡＲ２の上流側（図４中下側）の部分である。下流側部分ＰＴ３は、摺動シート４６における接触部分ＰＴ１よりも巻き回し方向ＡＲ２の下流側（図４中上側）の部分である。上流側部分ＰＴ２は、摺動シート４６の巻き回し方向ＡＲ２の上流側端部４６ａを含んでいる。下流側部分ＰＴ３は、摺動シート４６の巻き回し方向ＡＲ２の下流側端部４６ｂを含んでいる。摺動シート本体４６１における上流側部分ＰＴ２の一部と、下流側部分ＰＴ３の一部とは、パッド４２と支持部材４５との間に挟み込まれており、かつ加圧部材４８が定着ベルト４１を押圧する押圧力Ｆにより固定されている。

摺動シート４６は、摺動シート本体４６１と、複数の上流側穴４６２と、複数の下流側穴４６３とを含んでいる。摺動シート本体４６１は、矩形状の平面形状を有している。摺動シート本体４６１は、良好な摺動性を有するフッ素樹脂で覆われたガラスクロスシートまたはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）シートなどよりなっている。

複数の上流側穴４６２は、摺動シート本体４６１における上流側部分ＰＴ２に形成されている。複数の上流側穴４６２の各々は、パッド４２に巻き回された場合に、複数の連結軸４２ｂの各々に対応する位置に形成されており、摺動シート４６の長手方向ＡＲ３に沿って配列している。摺動シート４６の長手方向ＡＲ３は、パッド４２に巻き回された場合にパッド４２の延在方向に対して平行な方向であり、巻き回し方向ＡＲ２に対して直交する方向である。複数の上流側穴４６２は、連結軸４２ｂと略同じ大きさを有する円穴４６２ａ（第１の部分の一例）と、摺動シート４６の長手方向ＡＲ３に延在した複数の長穴４６２ｂ（第２の部分の一例）とを含んでいる。円穴４６２ａの長手方向ＡＲ３に沿った長さは、長穴４６２ｂの長手方向ＡＲ３に沿った長さよりも短い。円穴４６２ａは、摺動シート４６の長手方向ＡＲ３の中央部に形成されている。複数の長穴４６２ｂは、円穴４６２ａを挟んでおり、摺動シート４６の長手方向ＡＲ３の両端部に形成されている。なお、円穴４６２ａおよび長穴４６２ｂの数は任意である。

複数の下流側穴４６３は、摺動シート本体４６１における下流側部分ＰＴ３に形成されている。複数の下流側穴４６３は、パッド４２に巻き回された場合に、複数の連結軸４２ｂの各々に対応する位置に形成されており、摺動シート４６の長手方向ＡＲ３に沿って配列している。複数の下流側穴４６３の各々は、同一形状を有しており、巻き回し方向ＡＲ２に延在している。複数の下流側穴４６３の各々の巻き回し方向ＡＲ２の長さＬ２は、複数の上流側穴４６２の各々の巻き回し方向ＡＲ２の長さＬ１よりも長い。複数の下流側穴４６３の各々における巻き回し方向ＡＲ２の下流側の端部は、巻き回し方向ＡＲ２に沿った同一の位置ＰＯ５に設けられている。

複数の連結軸４２ｂの各々は、複数の上流側穴４６２の各々および複数の下流側穴４６３の各々を貫通している。

なお、摺動シート４６における上流側穴４６２および下流側穴４６３の形状は任意である。

図５は、支持部材４５が存在する側から見た場合のパッド４２および摺動シート４６の一部の構成を示す斜視図である。

図３～図５を参照して、摺動シート４６およびパッド４２は定着装置４０に対して次の方法で組み込まれる。始めに、パッド４２の複数の連結軸４２ｂの各々が、摺動シート４６の複数の上流側穴４６２の各々に通される。これにより、摺動シート４６がパッド４２に吊された状態になる。

このとき、複数の上流側穴４６２のうち円穴４６２ａによって摺動シート４６の長手方向ＡＲ３の位置決めを行うことができる。また、長穴４６２ｂによって、上流側穴４６２と連結軸４２ｂとの寸法公差に起因する長手方向ＡＲ３の位置ずれを吸収することができ、摺動シート４６の組立性を向上することができる。

また、摺動シート４６の上流側部分ＰＴ２は、加圧部材４８の回転により引張り力を受ける部分である。上流側穴４６２の巻き回し方向ＡＲ２の長さＬ１を、下流側穴４６３の巻き回し方向ＡＲ２の長さＬ２よりも短くする（連結軸４２ｂとほぼ同じ大きさにする）ことで、加圧部材４８の回転による引張り力に起因する摺動シート４６の上流側部分ＰＴ２の移動やずれを抑止することができ、摺動シート４６にしわが入りにくくなる。

なお、複数の連結軸４２ｂの各々を複数の上流側穴４６２の各々に通す際には、摺動シート４６における上流側端部４６ａ付近の長手方向ＡＲ３全体に渡って両面テープ４９（図３）を貼り付け、貼り付けた両面テープ４９によってパッド４２と摺動シート４６とを接着してもよい。これにより、摺動シート４６を安定してパッド４２に対して固定することができる。一方で、加圧部材４８の押圧力Ｆによって摺動シート４６の固定力が十分に確保できる場合には、両面テープ４９は不要である。

次に、巻き回し方向ＡＲ２に沿って定着ニップＮＰの上流側から下流側に向かって摺動シート４６がパッド４２の外周面に巻き回され、パッド４２の複数の連結軸４２ｂの各々が、摺動シート４６の複数の下流側穴４６３の各々に通される。これにより、摺動シート４６がゆるばめ状態でパッド４２に巻き回された状態となる。

このとき、摺動シート４６がパッド４２の外周面にゆるばめ状態で巻き回されるように、上流側穴４６２と下流側穴４６３との距離Ｌ３（上流側穴４６２における巻き回し方向ＡＲ２の上流側端部から下流側穴４６３における巻き回し方向ＡＲ２の上流側端部までの距離Ｌ３）は、パッド４２の外周面の長さよりも長く設定される。一例として、パッド４２の外周面の長さが４０ｍｍである場合、距離Ｌ３は４５ｍｍである。また、下流側穴４６３が巻き回し方向ＡＲ２に延在した長穴の形状を有しているので、下流側穴４６３と連結軸４２ｂとの寸法公差に起因する巻き回し方向ＡＲ２の位置ずれを吸収することができ、摺動シート４６の組立性を向上することができる。

次に、パッド４２の複数の連結軸４２ｂが、支持部材４５の複数の貫通穴４５ａに通される。これにより、パッド４２および摺動シート４６が支持部材４５によって支持される。摺動シート４６の上流側部分ＰＴ２の一部と下流側部分ＰＴ３の一部とは、重ねられた状態で、パッド４２と支持部材４５との間に挟み込まれる。パッド４２と支持部材４５との間に挟み込まれた上流側部分ＰＴ２の一部は、パッド４２と支持部材４５との間に挟み込まれた下流側部分ＰＴ３の一部よりもパッド４２に近い側となっている。この状態では、摺動シート４６におけるパッド４２と支持部材４５との間に挟み込まれた部分は、連結軸４２ｂに対して移動可能である。

その後、パッド４２、加熱ローラー４４、および曲率付与部材４７に対して定着ベルト４１が張架され、加圧部材４８でパッド４２が押圧される。これにより、パッド４２に巻き回された摺動シート４６は、加圧部材４８の押圧力Ｆにより、パッド４２と支持部材４５とで挟み込まれた状態でその位置が固定される。

なお、パッド４２は、複数の角部ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３、およびＣＲ４を含んでいる。摺動シート４６がパッド４２に巻き回された場合に角部ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３、およびＣＲ４の各々に接触する摺動シート４６上の位置を、それぞれ位置ＰＯ１、ＰＯ２、ＰＯ３、およびＰＯ４とする。摺動シート本体４６１は、複数の角部ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３、およびＣＲ４の一部に対応する位置ＰＯ１、ＰＯ２、およびＰＯ４に形成された折り目を含んでいることが好ましい。この場合、少なくとも定着ニップＮＰの搬送方向ＡＲ１の下流側の端部に最も近い位置に存在する角部ＣＲ３に対応する摺動シート本体４６１の位置ＰＯ３には、折り目が形成されないことが好ましい。これにより、位置ＰＯ１、ＰＯ２、およびＰＯ４に形成された折り目によって摺動シート４６をパッド４２上に位置決めすることができるとともに、位置ＰＯ３に折り目を形成しないことで摺動シート４６における撓んだ部分を空間ＳＰ１に位置付けることができる。

本実施の形態によれば、加圧部材４８が定着ベルト４１を押圧する押圧力Ｆにより摺動シート４６が固定されるので、摺動シート４６を固定するために板金や固定具を使用する必要がなくなる。その結果、定着装置の組立性を良好にすることができ、定着装置の部品点数の増加を抑止することができる。

加えて、摺動シート４６はゆるばめ状態でパッド４２に巻き回されているので、摺動シート４６は、加圧部材４８の回転によってその緩みを伸ばす方向の力を受けながら加圧部材４８によって押圧される。これにより、定着ニップＮＰの摺動シート４６にしわが入る事態を回避することができ、画像不良の発生を抑止することができる。

さらに、摺動シート４６における上流側部分ＰＴ２の一部と下流側部分ＰＴ３の一部とがパッド４２と支持部材４５との間に挟み込まれているので、ジャム処理などために定着ベルト４１および加圧部材４８の各々を逆回転させ、摺動シート４６が巻き回し方向ＡＲ２とは反対方向の力を受けた場合に、摺動シート４６にしわが入る事態を回避することができる。

［変形例］

図６は、本発明の一実施の形態の第１の変形例の定着装置４０におけるパッド４２付近の構成を示す断面図である。図６（ａ）は、加圧部材４８からの押圧力Ｆの無い状態のパッド４２および摺動シート４６の構成を示す図である。図６（ｂ）は、加圧部材４８からの押圧力Ｆのある状態のパッド４２および摺動シート４６の構成を示す図である。

図６（ａ）を参照して、第１の変形例の定着装置４０において、パッド４２における加圧部材４８側の面は、凹部４２１を含んでいる。凹部４２１を設けることで、摺動シート４６をゆるばめ状態でパッド４２に巻き回した場合に凹部４２１と摺動シート４６との間に空間ＳＰ２ができる。

図６（ｂ）を参照して、第１の変形例によれば、空間ＳＰ２が加圧部材４８によって押圧され、摺動シート４６が凹部４２１の表面に沿って伸びるように広がる。その結果、摺動シート４６にしわが入りにくくなる。

図７は、本発明の一実施の形態の第２の変形例の定着装置４０におけるパッド４２付近の構成を示す図である。図７（ａ）は断面図である。図７（ｂ）は、支持部材４５側から見た場合のパッド４２の構成を示す図である。

図７を参照して、第２の変形例の定着装置４０において、パッド４２における支持部材４５側の面は、平面部４２２と、凹部（薄肉部）４２３とを含んでいる。平面部４２２は、格子状の形状を有している。凹部４２３は、格子状の平面部４２２と隣接して形成されている。支持部材４５は、平面部４２２と対向する位置に平面部４５１を含んでいる。摺動シート４６における上流側部分ＰＴ２の一部は、平面部４２２と平面部４５１との間に挟み込まれている。さらに摺動シート４６における下流側部分ＰＴ３の一部も、平面部４２２と平面部４５１との間に挟み込まれていることが好ましい。

第２の変形例によれば、凹部４２３を設けることにより、パッド４２の容積を減らすことができる。その結果、パッド４２の熱容量を低減することができ、パッド４２を作製するのに必要な材料を低減することができる。また、パッド４２の平面部４２２と支持部材４５の平面部４５１とで摺動シート４６を挟み込むことで、より安定して摺動シート４６を固定することができる。

図８は、本発明の一実施の形態の第３の変形例の定着装置４０におけるパッド４２の構成を示す断面図である。

図８を参照して、定着装置４０が長期間使用された結果、加圧部材４８の押圧力Ｆによってパッド４２および支持部材４５が加圧部材４８から離れる方向に撓むことがある。パッド４２および支持部材４５が撓むと、定着ニップＮＰにおける搬送方向ＡＲ１に対して直交する方向（パッド４２が延在する方向である長手方向ＡＲ４）の中央位置の幅（搬送方向ＡＲ１方向の定着ニップＮＰの長さ）が小さくなるおそれがある。

このような事態を回避するため、第３の変形例の定着装置４０において、パッド４２の厚さｗは、パッド４２における長手方向ＡＲ４の中央位置４２４から両端部の各々に向かって減少している。パッド４２をこのような形状にすることで、パッド４２の撓みを抑止し、中央位置４２４の定着ニップ幅を確保することができる。その結果、部品点数を増加させることなく、良好な定着性能を得ることができる。

図９は、本発明の一実施の形態の第４の変形例の定着装置４０の構成を示す断面図である。

図９を参照して、第４の変形例の定着装置４０は、曲率付与部材４７（図２）を含んでいない。加熱ローラー４４（張架部材の一例）の少なくとも一部は、パッド４２の搬送方向ＡＲ１の下流側端部の位置ＰＯ１０よりも搬送方向ＡＲ１の下流側（図９中上側）に存在している。これにより、加熱ローラー４４によって空間ＳＰ１が形成されている。空間ＳＰ１を形成することにより、加圧部材４８の押圧力Ｆにより摺動シート４６の撓んだ部分が空間ＳＰ１に溜まるようになる。

第４の変形例によれば、曲率付与部材４７を設けることなく加圧部材４８の押圧力Ｆにより摺動シート４６の撓んだ部分が空間ＳＰ１に溜まるようにすることができ、部品点数を削減することができる。

なお、第１～第４の変形例における定着装置４０の上述以外の構成は上述の実施の形態の定着装置の構成と同様であるため、その説明は繰り返さない。

［その他］

本発明の対象となる定着装置は、ベルトが加熱ローラーによって張架されず、ヒーターによってベルトが直接加熱される直接加熱方式のものであってもよいし、熱源としてＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）方式や熱抵抗による発熱シートを用いたものであってもよい。また、本発明の対象となる定着装置は、定着ローラーを加圧する加圧部材側の構成として、ベルト、押圧部材、支持部材、およびシートを備えたものであってもよい。

上述の実施の形態および変形例は適宜組み合わせることが可能である。

上述の実施の形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置
１ａ 画像形成装置本体
１０ 用紙搬送部
１１ 給紙トレイ
１２ 給紙ローラー
１３ 搬送ローラー
１４ 排紙ローラー
１５ 排紙トレイ
２０ トナー像形成部（画像形成部の一例）
２１ 画像形成ユニット
２２ 中間転写ベルト
２２ａ 回転ローラー
２３ 一次転写ローラー
２４ 二次転写ローラー
２５ 感光体ドラム
２６ 帯電ローラー
２７ 露光装置
２８ 現像装置
２９，３０ クリーニング装置
３１ トナーボトル
４０ 定着装置
４１ 定着ベルト（ベルトの一例）
４２ パッド（押圧部材の一例）
４２ａ パッド本体
４２ｂ パッドの連結軸
４３ ハロゲンヒーター
４４ 加熱ローラー（張架部材の一例）
４５ 支持部材
４５ａ 支持部材の貫通穴
４６ 摺動シート
４６ａ 摺動シートの上流側端部
４６ｂ 摺動シートの下流側端部
４７ 曲率付与部材（張架部材の一例）
４８ 加圧部材
４９ 両面テープ
４２１，４２３ パッドの凹部
４２２ パッドの平面部
４２４ パッドの中央位置
４５１ 支持部材の平面部
４６１ 摺動シート本体
４６２ 摺動シートの上流側穴
４６２ａ 摺動シートの円穴（第１の部分の一例）
４６２ｂ 摺動シートの長穴（第２の部分の一例）
４６３ 摺動シートの下流側穴
ＡＲ１ 搬送方向
ＡＲ２ 巻き回し方向
ＡＲ３ 摺動シートの長手方向
ＡＲ４ パッドの長手方向
ＡＲ１１ 加圧部材の回転方向を示す矢印
ＡＲ１２ 定着ベルトの回転方向を示す矢印
ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３，ＣＲ４ パッドの角部
Ｆ 加圧部材の押圧力
Ｍ 用紙
ＮＰ 定着ニップ
ＰＯ１，ＰＯ２，ＰＯ３，ＰＯ４，ＰＯ５ 摺動シート上の位置
ＰＯ１０ 搬送方向に沿った位置
ＰＴ１ 接触部分
ＰＴ２ 上流側部分
ＰＴ３ 下流側部分
Ｒ 加圧部材の中心軸
ＳＰ１，ＳＰ２ 空間
ＴＲ 搬送経路

Claims (14)

1. トナー像が形成された用紙を定着ニップで把持しながら所定の搬送方向に搬送することにより、前記用紙にトナー像を定着する定着装置であって、
   回転する無端状のベルトと、
   前記ベルトの内側に配置され、内側から前記ベルトを押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材を支持する支持部材と、
   前記搬送方向に沿って前記押圧部材にゆるばめ状態で巻き回されたシートと、
   前記ベルトの外側に配置され、前記ベルトの外側から前記ベルトにおける前記押圧部材に押圧された部分を押圧することにより、前記ベルトとの間で前記定着ニップを形成する加圧部材とを備え、
   前記搬送方向を前記シートに沿って延長した方向を巻き回し方向とした場合に、前記シートにおける前記ベルトと前記押圧部材とに接触する部分である接触部分よりも前記巻き回し方向上流側に存在する上流側部分の一部と、前記シートにおける前記接触部分よりも前記巻き回し方向下流側に存在する下流側部分の一部とは、前記押圧部材と前記支持部材との間に挟み込まれ、かつ前記加圧部材が前記ベルトを押圧する押圧力により固定され、
   前記ベルトの内側において前記ベルトを張架し、かつ前記押圧部材の前記搬送方向の下流側端部の位置よりも前記搬送方向下流側に存在し、前記押圧部材の前記搬送方向の下流側端部の位置よりも前記搬送方向上流側には存在しない張架部材をさらに備え、
   前記張架部材は前記支持部材に固定され、前記押圧部材よりも前記搬送方向の下流側に空間を形成する、定着装置。
2. 前記シートは、前記押圧部材の外周面に１周以上巻き回されている、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記押圧部材は、複数の連結軸を含み、
   前記支持部材は、複数の貫通穴を含み、
   前記複数の連結軸の各々は、前記複数の貫通穴の各々を貫通する、請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記シートは、
   シート本体と、
   前記シート本体における前記上流側部分に形成された複数の上流側穴と、
   前記シート本体における前記下流側部分に形成された複数の下流側穴とを含み、
   前記複数の連結軸の各々は、前記複数の上流側穴の各々および前記複数の下流側穴の各々を貫通し、
   前記複数の下流側穴の各々の前記巻き回し方向の長さは、前記複数の上流側穴の各々の前記巻き回し方向の長さよりも長い、請求項３に記載の定着装置。
5. 前記複数の上流側穴のうち第１の部分の上流側穴の前記搬送方向に直交する方向の長さは、前記複数の上流側穴のうち前記第１の部分を挟む部分である第２の部分の上流側穴の前記搬送方向に直交する方向の長さよりも短い、請求項４に記載の定着装置。
6. 前記複数の下流側穴の各々における前記巻き回し方向下流側の端部は、前記巻き回し方向に沿った同一の位置に設けられている、請求項４または５に記載の定着装置。
7. 前記複数の連結軸は、前記複数の連結軸を除く前記押圧部材の部分と一体成型されている、請求項３～６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記押圧部材における前記加圧部材側の面は、凹部を含む、請求項１～７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記押圧部材は、複数の角部を含み、
   前記シートは、前記複数の角部の一部に対応する位置に形成された折り目を含み、
   少なくとも前記定着ニップの前記搬送方向下流側の端部に最も近い位置に存在する前記押圧部材の角部に対応する前記シートの位置には、折り目が形成されない、請求項１～８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記押圧部材における前記支持部材側の面は、
    平面部と、
    前記平面部と隣接して形成された凹部とを含む、請求項１～９のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記シートにおける前記上流側部分の一部は、前記平面部と前記支持部材との間に挟み込まれる、請求項１０に記載の定着装置。
12. 前記押圧部材は、前記搬送方向に対して直交する方向に長手方向を有しており、
    前記押圧部材の厚さは、前記長手方向の中央位置から両端部の各々に向かって減少する、請求項１～１１のいずれかに記載の定着装置。
13. 前記押圧部材と前記支持部材との間に挟み込まれた前記上流側部分の一部と、前記押圧部材と前記支持部材との間に挟み込まれた前記下流側部分の一部とは、前記押圧部材と前記支持部材との間に挟み込まれた前記上流側部分の一部が、前記押圧部材と前記支持部材との間に挟み込まれた前記下流側部分の一部よりも前記押圧部材に近い側となるように重ねられる、請求項１～１２のいずれかに記載の定着装置。
14. トナー像を前記用紙に形成する画像形成部と、
    請求項１～１３のいずれかに記載の定着装置とを備えた、画像形成装置。

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