特開 2023-140748 定着装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023140748

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 505

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022046745

(22)【出願日】2022-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】大西 祥太

(72)【発明者】

【氏名】上原 雅和

(72)【発明者】

【氏名】高橋 裕徳

(72)【発明者】

【氏名】綿谷 友宏

(72)【発明者】

【氏名】酒井 雄大

【テーマコード（参考）】

2H033

【Ｆターム（参考）】

2H033AA21

2H033AA23

2H033AA25

2H033AA31

2H033BA25

2H033BA54

2H033BB03

2H033BB06

2H033BB13

2H033BB14

2H033BB15

2H033BB18

2H033BE00

(57)【要約】

【課題】定着ベルトの端部の座屈や端面の削れを抑制できる定着装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置９は、回転可能な無端状の定着ベルト２１と、前記定着ベルト２１の端部を回転可能に保持するホルダー３１と、前記定着ベルト２１の端面に当接可能なリング部材３３と、を備える。前記ホルダー３１は、前記定着ベルト２１の内周面が摺動する摺動部材４１と、前記定着ベルト２１の端面が対向する対向部材５１と、を有し、前記摺動部材４１と前記対向部材５１との間に、前記リング部材３３が挟まれている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの端部を回転可能に保持するホルダーと、
前記定着ベルトの端面に当接可能なリング部材と、を備えた定着装置であって、
前記ホルダーは、
前記定着ベルトの内周面が摺動する摺動部材と、前記定着ベルトの端面が対向する対向部材と、を有し、
前記摺動部材と前記対向部材との間に、前記リング部材が挟まれていることを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記リング部材の内径は、前記定着ベルトの内径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記定着ベルトの前記リング部材に対する摩擦係数は、前記定着ベルトの前記対向部材に対する摩擦係数よりも小さい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】

前記定着ベルトの内周面は、前記摺動部材の平坦面に沿って摺動することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項5】

トナー像を用紙に形成する画像形成部と、
前記画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する請求項１～４のいずれか１項に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トナー像を用紙に定着する定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

定着装置において、省エネルギー化やクイックスタートが可能なベルト定着方式が広く知られている。ベルト定着方式の定着装置は、熱源によって加熱される無端状の定着ベルトと、定着ベルトとの間に加圧領域を形成し、回転駆動されることで定着ベルトを従動回転させる加圧部材と、を備えている。加圧領域において用紙に転写されたトナー像が加熱及び加圧されて用紙に定着される。

【0003】

定着ベルトの両端部は、それぞれホルダーに回転可能に支持されている。定着動作中に定着ベルトが蛇行すると、定着ベルトの端面がホルダーに対して摺動し、定着ベルトの端部が座屈したり端面が削れたりするという問題が発生する。そこで、特許文献１に記載されている定着装置は、定着ベルトの端部を保護する環状の保護部材を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３―１７８２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載されている定着装置では、保護部材は、ホルダーに形成された環状の溝部に装着されている。定着ベルトが蛇行した際に、定着ベルトの端面を保護部材に確実に突き当てるためには、保護部材の内径を定着ベルトの内径よりも小さくする必要がある。このため、保護部材を溝部に装着することで、保護部材の内径を定着ベルトの内径よりも小さくできる。ホルダーにこのような溝部を設ける場合、ホルダーの成形上、溝部の幅は保護部材の厚さよりも広くなってしまう。すると、定着ベルトの端部が溝部に落ち込んで座屈するという問題が生じる。例えば、溝の幅を０．２５ｍｍ程度とした場合でも、定着ベルトの端部が座屈する場合がある。

【0006】

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトの端部の座屈や端面の削れを抑制できる定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの端部を回転可能に保持するホルダーと、前記定着ベルトの端面に当接可能なリング部材と、を備えた定着装置であって、前記ホルダーは、前記定着ベルトの内周面が摺動する摺動部材と、前記定着ベルトの端面が対向する対向部材と、を有し、前記摺動部材と前記対向部材との間に、前記リング部材が挟まれていることを特徴とする。

【0008】

本発明において、前記リング部材の内径は、前記定着ベルトの内径よりも小さいことを特徴としてもよい。

【0009】

本発明において、前記定着ベルトの前記リング部材に対する摩擦係数は、前記定着ベルトの前記対向部材に対する摩擦係数よりも小さいことを特徴としてもよい。

【0010】

本発明において、前記定着ベルトの内周面は、前記摺動部材の平坦面に沿って摺動することを特徴としてもよい。

【0011】

本発明の画像形成装置は、トナー像を用紙に形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する前記定着装置と、を備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、定着ベルトの端部を回転可能に保持するホルダーに、端部が落ち込むような溝が存在しないので、定着ベルトが蛇行した場合でも、定着ベルトの端部を座屈させずに安定的に回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部を模式的に示す正面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。

【図3A】本発明の一実施形態に係る定着装置において、ベルト組立体を示す斜視図である。

【図3B】本発明の一実施形態に係る定着装置において、ベルト組立体と加圧ローラーとを示す断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る定着装置において、ホルダーを示す斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る定着装置において、ホルダーを示す分解斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る定着装置において、ベルト組立体の端部を示す断面図である。

【図7A】本発明の一実施形態に係る定着装置において、ホルダーの摺動部材を軸方向から見た正面図である。

【図7B】本発明の一実施形態に係る定着装置において、ホルダーの対向部材を軸方向から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る画像形成装置及び定着装置について説明する。

【0015】

まず、図１を参照して、画像形成装置１について説明する。図１は画像形成装置１の内部を模式的に示す正面図である。各図に示すＦｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ画像形成装置１の前側、後側、左側、右側を示す。

【0016】

画像形成装置１には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを送り出す給紙装置５と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部７と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置９と、用紙Ｓを排出する排紙装置１１と、排出された用紙Ｓが積載される排紙トレイ１３と、が設けられている。さらに、画像形成装置１には、給紙装置５から画像形成部７と定着装置９とを通って排紙装置１１まで用紙Ｓが搬送される搬送経路１５が形成されている。

【0017】

給紙カセット３から給紙装置５によって送り出された用紙Ｓは、搬送経路１５に沿って画像形成部７に搬送され、画像形成部７において、用紙にトナー像が形成される。トナー像が形成された用紙Ｓは、搬送経路１５に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９において、用紙Ｓにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは、排紙装置１１によって排紙トレイ１３に排出される。

【0018】

次に、定着装置９について、図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。図２は定着装置９を示す斜視図、図３Ａはベルト組立体２３を示す斜視図、図３Ｂはベルト組立体２３と加圧ローラー２５を示す断面図である。

【0019】

定着装置９は、定着ベルト２１が組付けられたベルト組立体２３（図３Ａ参照）と、ベルト組立体２３の下方に配置される加圧ローラー２５（図３Ｂ参照）と、ベルト組立体２３と加圧ローラー２５とが収容されるハウジング２７（図２参照）と、を備えている。

【0020】

ベルト組立体２３は、図３Ａに示されるように、定着ベルト２１と、定着ベルトの両端部をそれぞれ保持するホルダー３１と、定着ベルト２１と各ホルダー３１との間に配置されるリング部材３３と、定着ベルト２１を加熱するハロゲンヒーター３５（図３Ｂ参照）と、定着ベルト２１を加圧ローラー２５に対して押し当てる押し当て部材３７（図３Ｂ参照）と、を備えている。

【0021】

定着ベルト２１は、所定の内径と用紙の幅よりも長い幅とを有する無端状ベルトである。定着ベルト２１は、可撓性を有する材料で形成され、基材層と、基材層の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。基材層は、ＳＵＳやＮｉ等の金属で形成されている。弾性層は、シリコンゴム等で形成される。離型層は、ＰＦＡチューブ等で形成される。

【0022】

定着ベルト２１の両端部は、それぞれホルダー３１に回転可能に支持されている。以降の説明において、軸方向は、定着ベルト２１の回転軸に沿う方向を示し、周方向は、定着ベルト２１の周方向を示す。両ホルダー３１は、ハウジング２７に支持されている。ホルダー３１とリング部材３３とについては後述する。

【0023】

図３Ｂに示されるように、定着ベルト２１の中空部には、ステー３９が貫通している。ステー３９の両端部は、両ホルダー３１に固定されている。

【0024】

ハロゲンヒーター３５は、ステー３９の上面に固定され、定着ベルト２１の内周面に輻射熱を放射して、定着ベルト２１を加熱する。押し当て部材３７は、ステー３９の下面に固定され、定着ベルト２１の内周面を加圧ローラー２５に押し当てて、定着ベルト２１と加圧ローラー２５との間に加圧領域Ｎを形成する。

【0025】

次に、図４～図６を参照して、ホルダー３１について説明する。図４はホルダー３１を示す斜視図、図５はホルダー３１を示す分解斜視図、図６はベルト組立体２３の前端部を示す断面図である。ホルダー３１は、定着ベルト２１の内周面が摺動する摺動部材４１と、定着ベルト２１の端面が対向する対向部材５１と、で構成される。

【0026】

摺動部材４１について、図４～図６と、図７Ａとを参照して説明する。図７Ａは摺動部材４１を軸方向から見た正面図である。摺動部材４１は、軸方向に沿った略半円筒形状の部材である。図７Ａに示されるように、摺動部材４１は、軸方向から見た断面形状が、中心角度が約２７０度の円弧状であり、周方向における両端部の間が下方に開口している。図５及び図６に示されるように、摺動部材４１の外周面は、軸方向の外側の平坦面４１ａと、軸方向の内側の傾斜面４１ｂと、を有している。平坦面４１ａの外径は、定着ベルト２１の内径よりもやや小さい。傾斜面４１ｂは、平坦面４１ａから軸方向の内側に向かって先細に形成されている。

【0027】

図４及び図５に示されるように、摺動部材４１の内周面には、周方向の端部に沿ってリブ４３が形成されている。さらに、図７に示されるように、摺動部材４１の軸方向における外側の端部には、半円状の端壁４５が設けられている。端壁４５には、軸方向から見て矩形状の切り欠き４５ａが形成されている。端壁４５には、切り欠き４５ａの周方向における両側に、位置決め穴４７が形成されている。一方の位置決め穴４７は、円形の貫通穴であり、もう一方の位置決め穴４７は、切り欠き４５ａの縦縁から横方向に延びる位置決め溝である。

【0028】

また、図５に示されるように、摺動部材４１の端壁４５には、軸方向に沿って外方向に突出する係合片４９が設けられている。

【0029】

次に、対向部材５１について、図４～図６と、図７Ｂとを参照して説明する。図７Ｂは対向部材５１を軸方向から見た正面図である。対向部材５１は、定着ベルト２１の端面に対向する突き当て壁５３と、ハウジング２７に固定される固定片５５と、を有している。突き当て壁５３は、矩形状の端壁と、端壁の上縁及び両側縁に沿った側壁と、を有している。図７Ｂに示されるように、突き当て壁５３には、矩形状の切り欠き５３ａが形成されている。また、突き当て壁５３には、切り欠き５３ａの両側に、軸方向に沿って内側に延びる２つのボス５７が立設されている。２つのボス５７は、摺動部材４１の２つの位置決め穴４７に対応している。また、突き当て壁５３に、摺動部材４１の係合片４９とスナップフィット可能な係合片５９が形成されている。

【0030】

次に、リング部材３３について、図５と図６を参照して説明する。リング部材３３は、所定の厚さと、定着ベルト２１の外径よりも大きい外径と、定着ベルト２１の内径よりも小さい内径と、を有している。リング部材３３には、内周縁から径方向の内側に突出する２つの突出片６１が形成されている。突出片６１は、周方向に所定の間隔を開けて配置されている。各突出片６１には、位置決め穴６３が開けられている。リング部材３３は、シート状の樹脂で形成されている。さらに、定着ベルト２１のリング部材３３に対する摩擦係数は、定着ベルト２１のホルダー３１に対する摩擦係数よりも小さい。

【0031】

図５及び図６を参照して、ベルト組立体２３の端部について説明する。リング部材３３は、摺動部材４１の端壁４５と対向部材５１の突き当て壁５３との間に配置されて、リング部材３３の位置決め穴６３と、摺動部材４１の位置決め穴４７とに、対向部材５１のボス５７が挿入されている。これにより、摺動部材４１とリング部材３３とが対向部材５１に対して回り止めされる。また、摺動部材４１の係合片４９と対向部材５１の係合片５９とは、スナップフィット結合により結合している。これにより、ホルダー３１が組み立てられるとともに、リング部材３３が、摺動部材４１の端壁４５と対向部材５１の突き当て壁５３との間に挟まれて、ホルダー３１に固定される。リング部材３３の外周縁は、摺動部材４１の外周面の平坦面４１ａよりも径方向の外側に位置し、リング部材３３の内周縁は、摺動部材４１の外周面の平坦面４１ａよりも径方向の内側に位置する。すなわち、平坦面４１ａに沿って回転する定着ベルト２１の端面は、リング部材３３に対向する。

【0032】

また、ステー３９は、摺動部材４１の周方向の両端の間、摺動部材４１の端壁４５の切り欠き４５ａ、及び、対向部材５１の突き当て壁５３の切り欠き５３ａを貫通している。

【0033】

上記構成を有する定着装置９における定着動作について説明する。定着動作時、加圧ローラー２５が駆動されて回転すると、定着ベルト２１は加圧ローラー２５の回転に従動して回転する（図３Ｂの矢印参照）。この際、定着ベルト２１の端部は、摺動部材４１の平坦面４１ａに沿って摺動する。また、押し当て部材３７は、定着ベルト２１の内周面を加圧ローラー２５に対して押し当て、定着ベルト２１と加圧ローラー２５との間に加圧領域Ｎを形成する。さらに、ハロゲンヒーター３５が駆動されて定着ベルト２１に輻射熱を放射し、定着ベルト２１を加熱する。用紙が加圧領域Ｎに搬送されると、用紙上のトナー像が加熱されると共に加圧されて、用紙に定着される。

【0034】

定着ベルト２１は、前述のように摺動部材４１の平坦面４１ａに沿って摺動する。定着ベルト２１が正常に回転する場合、定着ベルト２１の端面はリング部材３３に対向し、端面とリング部材３３との間には所定の隙間が開いている。一方で、定着ベルト２１が蛇行すると、定着ベルト２１はホルダー３１の方向に移動し、定着ベルト２１の端面がリング部材３３に当接する。この際、平坦面４１ａには、定着ベルト２１の端部が落ち込むような溝が形成されていないので、定着ベルト２１の端部は座屈しない。

【0035】

上記説明したように、本発明の定着装置９によれば、定着ベルト２１の端部を回転可能に保持するホルダー３１に、端部が落ち込むような溝が存在しないので、定着ベルト２１が蛇行した場合でも、定着ベルト２１の端部を座屈させずに安定的に回転させることができる。

【0036】

定着ベルト２１が蛇行した場合、定着ベルト２１の端面はリング部材３３に当接する。リング部材３３の内径は定着ベルト２１の内径よりも小さいので、定着ベルト２１の端面をリング部材３３に確実に当接させることができる。さらに、定着ベルト２１のリング部材３３に対する摩擦係数は、定着ベルト２１の対向部材５１に対する摩擦係数よりも小さい。したがって、定着ベルト２１が蛇行した場合でも、定着ベルト２１を安定的に回転させることができると共に、定着ベルト２１の端面の摩耗を抑制して定着ベルト２１の耐久性を向上できる。

【0037】

なお、ホルダー３１の摺動部材４１と対向部材５１とは、スナップフィット結合以外にビス止め等で固定されてもよい。

【0038】

本発明は特定の実施形態について記載されてきたが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の範囲及び主旨を逸脱しない限りにおいて、当業者は上記実施形態を改変可能である。

【符号の説明】

【0039】

１ 画像形成装置
７ 画像形成部
９ 定着装置
２１ 定着ベルト
３１ ホルダー
３３ リング部材
４１ 摺動部材
５１ 対向部材

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】