特開 2024-84897 定着装置

(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】P2024084897

(43)【公開日】2024-06-26

(54)【発明の名称】定着装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20240619BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 515

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022199079

(22)【出願日】2022-12-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001117

【氏名又は名称】弁理士法人ぱてな

(72)【発明者】

【氏名】張 明光

(72)【発明者】

【氏名】田中 訓史

【テーマコード（参考）】

2H033

【Ｆターム（参考）】

2H033AA02

2H033BA11

2H033BA12

2H033BB01

2H033BB30

2H033BB33

2H033BB34

2H033BB35

2H033BB38

2H033BE00

2H033BE03

(57)【要約】

【課題】ニップの搬送方向の長さを大きくすることができ、ひいては、トナー像の定着性の向上を実現できる定着装置を提供する。
【解決手段】定着装置７において、板状の弾性体５０は、少なくとも一部が加熱ローラ３０との間で無端ベルト４１を挟んでニップＮ１を形成するニップ形成面５５と、上流支持面６１に接触して支持される上流被支持面５１と、下流支持面６２に接触して支持される下流被支持面５２と、ニップ形成面５５よりも搬送方向Ｄ１の上流に位置し、ニップ形成面５５と上流被支持面５１とを接続する上流接続面５３であって、搬送方向Ｄ１の上流に膨らむように湾曲する上流接続面５３と、ニップ形成面５５よりも搬送方向Ｄ１の下流に位置し、ニップ形成面５５と下流被支持面５２とを接続する下流接続面５４であって、搬送方向Ｄ１の下流に膨らむように湾曲し、規制面６４に接触して支持される下流接続面５４と、を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱ローラと加圧ユニットとによってシートを挟んで搬送方向に搬送し、前記シート上にトナー像を熱定着させる定着装置であって、
前記加圧ユニットは、前記加熱ローラに接して回転する無端ベルトと、
前記加熱ローラの回転軸心方向に延びて前記無端ベルトの内周面に接触し、前記加熱ローラとの間で前記無端ベルトを挟む板状の弾性体と、
前記回転軸心方向に延びて前記無端ベルトの内周側で前記弾性体を支持するホルダであって、前記加熱ローラと対向する上流支持面と、前記上流支持面よりも前記搬送方向の下流に位置し、前記加熱ローラと対向する下流支持面と、を有するホルダと、
前記下流支持面よりも前記搬送方向の前記下流、かつ前記下流支持面よりも前記加熱ローラに近い側に位置し、前記搬送方向の上流を向く規制面と、
を有し、
前記弾性体は、少なくとも一部が前記加熱ローラとの間で前記無端ベルトを挟んでニップを形成するニップ形成面と、
前記上流支持面に接触して支持される上流被支持面と、
前記下流支持面に接触して支持される下流被支持面と、
前記ニップ形成面よりも前記搬送方向の前記上流に位置し、前記ニップ形成面と前記上流被支持面とを接続する上流接続面であって、前記搬送方向の前記上流に膨らむように湾曲する前記上流接続面と、
前記ニップ形成面よりも前記搬送方向の前記下流に位置し、前記ニップ形成面と前記下流被支持面とを接続する下流接続面であって、前記搬送方向の前記下流に膨らむように湾曲し、前記規制面に接触して支持される前記下流接続面と、
を有していることを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記下流被支持面は、前記搬送方向に移動不能な状態で前記下流支持面に接触している請求項１記載の定着装置。

【請求項3】

前記上流被支持面は、前記搬送方向の前記上流に移動可能な状態で前記上流支持面に接触している請求項１記載の定着装置。

【請求項4】

前記ホルダが前記規制面を有している請求項１記載の定着装置。

【請求項5】

前記弾性体が弾性変形していない状態において、前記下流接続面における前記規制面に接触する部分は、前記加熱ローラと前記加圧ユニットとが並ぶ方向において、前記ニップ形成面よりも前記下流被支持面に近い位置にある請求項１乃至４のいずれか１項記載の定着装置。

【請求項6】

前記弾性体が弾性変形していない状態において、前記ニップ形成面は、前記回転軸心方向から見て、直線状、又は、前記搬送方向の中間部が前記加熱ローラから離隔するように湾曲している請求項１乃至４のいずれか１項記載の定着装置。

【請求項7】

前記加熱ローラと前記加圧ユニットとを互いに接近及び離隔可能に支持し、前記加圧ユニットを前記加熱ローラに向けて押圧する第１付勢力を発揮可能な付勢機構をさらに備え、
前記第１付勢力によって前記弾性体が弾性変形するときに、前記ニップ形成面における前記搬送方向の下流端が前記ニップを形成する請求項６記載の定着装置。

【請求項8】

前記付勢機構は、前記第１付勢力と、前記第１付勢力よりも小さい第２付勢力であって、前記加圧ユニットを前記加熱ローラに向けて押圧する前記第２付勢力と、を選択的に発揮可能であり、
前記第２付勢力によって前記弾性体が弾性変形するときに、前記ニップ形成面における前記搬送方向の前記下流端は前記ニップを形成しない請求項７記載の定着装置。

【請求項9】

前記弾性体は、ステンレス製である請求項１乃至４のいずれか１項記載の定着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は定着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の図５等に従来の定着装置の一例が開示されている。この定着装置は、加熱ロールと加圧ベルトとによってシートを挟んで搬送方向に搬送し、シート上にトナー像を熱定着させる。

【0003】

加圧ベルトは、ベルト本体、板バネ及び台座部を有している。ベルト本体は、加熱ロールに接して回転する。板バネは、加熱ロールの回転軸心方向に延びてベルト本体の内周面に接触し、加熱ロールとの間でベルト本体を挟む。台座部は、回転軸心方向に延びてベルト本体の内周側で板バネを支持する。

【0004】

板バネは、台座部に支持される基端部と、基端部における搬送方向の上流端からＵ字状に折り返された折り返し部と、折り返し部の上端から基端部に対向して搬送方向の下流に延びる自由端部と、を有している。自由端部に形成された付勢面は、加熱ロールとの間でベルト本体を挟んでニップを形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－２０８３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記従来の定着装置では、板バネの自由端部における搬送方向の下流端が台座部に支持されていないため、ニップの搬送方向の長さを大きくすることが難しく、ひいては、トナー像の定着性の向上を実現することが難しい。

【0007】

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ニップの搬送方向の長さを大きくすることができ、ひいては、トナー像の定着性の向上を実現できる定着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】

【0008】

本発明の定着装置は、加熱ローラと加圧ユニットとによってシートを挟んで搬送方向に搬送し、前記シート上にトナー像を熱定着させる定着装置であって、
前記加圧ユニットは、前記加熱ローラに接して回転する無端ベルトと、
前記加熱ローラの回転軸心方向に延びて前記無端ベルトの内周面に接触し、前記加熱ローラとの間で前記無端ベルトを挟む板状の弾性体と、
前記回転軸心方向に延びて前記無端ベルトの内周側で前記弾性体を支持するホルダであって、前記加熱ローラと対向する上流支持面と、前記上流支持面よりも前記搬送方向の下流に位置し、前記加熱ローラと対向する下流支持面と、を有するホルダと、
前記下流支持面よりも前記搬送方向の前記下流、かつ前記下流支持面よりも前記加熱ローラに近い側に位置し、前記搬送方向の上流を向く規制面と、
を有し、
前記弾性体は、少なくとも一部が前記加熱ローラとの間で前記無端ベルトを挟んでニップを形成するニップ形成面と、
前記上流支持面に接触して支持される上流被支持面と、
前記下流支持面に接触して支持される下流被支持面と、
前記ニップ形成面よりも前記搬送方向の前記上流に位置し、前記ニップ形成面と前記上流被支持面とを接続する上流接続面であって、前記搬送方向の前記上流に膨らむように湾曲する前記上流接続面と、
前記ニップ形成面よりも前記搬送方向の前記下流に位置し、前記ニップ形成面と前記下流被支持面とを接続する下流接続面であって、前記搬送方向の前記下流に膨らむように湾曲し、前記規制面に接触して支持される前記下流接続面と、
を有していることを特徴とする。

【0009】

本発明の定着装置において、板状の弾性体は、上流被支持面が上流支持面に接触して支持され、下流被支持面が下流支持面に接触して支持され、下流接続面が規制面に接触して支持される。つまり、弾性体は、ホルダに３か所で接触して支持される。

【0010】

この構成により、この定着装置は、弾性体が弾性変形するときに、ニップ形成面における搬送方向の下流端が加熱ローラから離隔することを確実性高く抑制でき、ニップ形成面が加熱ローラの外周面に沿って湾曲する状態を確実性高く維持できる。

【0011】

その結果、この定着装置は、ニップ形成面における加熱ローラとの間で無端ベルトを挟む部分の面積を広くすることができる。

【0012】

したがって、本発明の定着装置は、ニップの搬送方向の長さを大きくすることができ、ひいては、トナー像の定着性の向上を実現できる。

【0013】

下流被支持面は、搬送方向に移動不能な状態で下流支持面に接触している構成であってもよい。

【0014】

この構成により、シートを挟んだ状態のニップにおける面圧のピークをニップ形成面における搬送方向の中央よりも下流に位置させることを確実性高く実現でき、また、そのピークの位置が搬送方向においてばらつくことを抑制できる。その結果、この定着装置は、トナー像の定着性の一層の向上、例えば熱定着されるトナー像の光沢発現性の向上、を実現できる。

【0015】

上流被支持面は、搬送方向の上流に移動可能な状態で上流支持面に接触している構成であってもよい。

【0016】

この構成により、ニップにおける面圧をニップ形成面における搬送方向の中央よりも上流で低減できるので、シートをニップに誘い込み易くなり、シートの搬送性の向上を実現できる。

【0017】

ホルダが規制面を有していてもよい。

【0018】

この構成により、共にホルダに設けられた下流支持面と規制面との位置精度を高めることができる。

【0019】

弾性体が弾性変形していない状態において、下流接続面における規制面に接触する部分は、加熱ローラと加圧ユニットとが並ぶ方向において、ニップ形成面よりも下流被支持面に近い位置にある構成であってもよい。

【0020】

この構成により、下流接続面は、ニップ形成面の変形に追従して変形する部分の長さが大きくなり、ニップ形成面は、加熱ローラの外周面に沿って変形し易くなる。その結果、この定着装置は、ニップの搬送方向の長さを一層大きくすることができる。

【0021】

弾性体が弾性変形していない状態において、ニップ形成面は、回転軸心方向から見て、直線状、又は、搬送方向の中間部が加熱ローラから離隔するように湾曲している構成であってもよい。

【0022】

この構成により、シートをニップに誘い込み易くなり、シートの搬送性の向上を実現できる。

【0023】

本発明の定着装置は、加熱ローラと加圧ユニットとを互いに接近及び離隔可能に支持し、加圧ユニットを加熱ローラに向けて押圧する第１付勢力を発揮可能な付勢機構をさらに備えていてもよい。そして、第１付勢力によって弾性体が弾性変形するときに、ニップ形成面における搬送方向の下流端がニップを形成する構成であってもよい。

【0024】

この構成により、ニップにおける面圧のピークをニップ形成面における搬送方向の下流端の近傍に位置させることができる。つまり、ニップにおける面圧をニップの出口側で強くすることができる。その結果、この定着装置は、トナー像の定着性の一層の向上を実現できる。

【0025】

付勢機構は、第１付勢力と、第１付勢力よりも小さい第２付勢力であって、加圧ユニットを加熱ローラに向けて押圧する第２付勢力と、を選択的に発揮可能である構成であってもよい。そして、第２付勢力によって弾性体が弾性変形するときに、ニップ形成面における搬送方向の下流端はニップを形成しない構成であってもよい。

【0026】

この構成により、通常のシートを挟んで搬送する場合には付勢機構が第１付勢力を発揮し、通常のシートよりも厚い封筒や厚紙等を挟んで搬送する場合には付勢機構が第２付勢力を発揮することで、封筒等にシワが発生することを抑制できる。

【0027】

弾性体は、ステンレス製であってもよい。

【0028】

弾性体をステンレスの板バネとすることにより、弾性体が良好な弾性力を発揮できるので、ニップ形成面が加熱ローラの外周面に沿って湾曲するように弾性変形し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、実施例の定着装置を備えた画像形成装置の模式断面図である。

【図2】図２は、実施例の定着装置の断面図である。

【図3】図３は、加圧ユニットにおけるステイ、第１ベルトガイド、第２ベルトガイド、ホルダ、板バネ及び一対の押さえ部材の斜視図である。

【図4】図４は、加圧ユニットにおけるステイ、第１ベルトガイド、第２ベルトガイド、ホルダ、板バネ及び一対の押さえ部材の分解斜視図である。

【図5】図５は、図３のＡ－Ａ断面を示す断面図である。

【図6】図６は、加熱ローラ及び加圧ユニットの通常圧接モードを示す模式部分断面図である。

【図7】図７は、加熱ローラ及び加圧ユニットの軽圧接モードを示す模式部分断面図である。

【図8】図８は、加熱ローラ及び加圧ユニットの離隔モードを示す模式部分断面図である。

【図9】図９は、ニップにおける搬送方向の面圧分布を示すグラフである。

【図10】図１０は、加熱ローラ及び加圧ユニットの離隔モードを示す模式部分断面図であって、ニップ形成面が湾曲している構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明を具体化した実施例について図面を参照しつつ説明する。

【0031】

図１に示すように、実施例の定着装置７は、本発明の定着装置の具体的態様の一例である。定着装置７は、画像形成装置１に備えられて画像形成部３の一部を構成している。画像形成装置１は、電子写真方式によりシートＳＨに複数色の画像を形成するカラープリンタである。

【0032】

＜画像形成装置の概略構成＞
画像形成装置１は、略箱状体である装置本体９と、装置本体９に収容された画像形成部３、シートトレイ９Ｃ、給送部２０、排出補助ローラ対２８及び排出ローラ対２９と、を備えている。

【0033】

シートトレイ９Ｃは、画像形成部３よりも下方に位置している。シートトレイ９Ｃは、画像が形成される前のシートＳＨを積層状態で収容している。シートＳＨは、用紙、ＯＨＰシート等である。

【0034】

装置本体９の上面には、排出トレイ９Ｔが形成されている。排出トレイ９Ｔは、画像形成を終えたシートＳＨを支持する。

【0035】

装置本体９の幅方向は、前後方向及び上下方向に直交する方向である。シートトレイ９Ｃから搬送されて排出トレイ９Ｔに排出されるシートＳＨの幅方向は、装置本体９の幅方向と同じである。図２以降の各図に示す前後方向、上下方向及び幅方向は、図１に対応させて表示する。

【0036】

給送部２０は、画像形成部３よりも前方に位置している。給送部２０は、給送経路Ｐ１に沿って配置された給送ローラ２１、分離ローラ２２、分離パッド２２Ａ、第１搬送ローラ対２３及び第２搬送ローラ対２４を有している。

【0037】

給送経路Ｐ１は、シートトレイ９Ｃの前端部から前向きかつ上向きに進んだ後にＵターンし、後向きに進んで画像形成部３に至る経路である。

【0038】

給送ローラ２１は、シートトレイ９Ｃに収容されたシートＳＨを給送経路Ｐ１に送り出す。分離ローラ２２及び分離パッド２２Ａは、給送ローラ２１が送り出したシートＳＨが複数枚重なっている場合に１枚ずつに分離する。

【0039】

第１搬送ローラ対２３及び第２搬送ローラ対２４は、分離ローラ２２及び分離パッド２２Ａによって１枚ずつに分離されたシートＳＨをニップして画像形成部３に向けて搬送する。

【0040】

画像形成部３は、直接転写型のカラー電子写真方式である。画像形成部３は、プロセスカートリッジ４、転写ベルト６、スキャナ部８及び定着装置７を有している。

【0041】

プロセスカートリッジ４は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のトナーに対応し、前後方向に直列する４つのカートリッジの集合体である。プロセスカートリッジ４は、各色のトナーにそれぞれ対応する４個の感光体５や、図示しない現像ローラ、帯電器及びトナー収容部等を有している。感光体５の回転軸心は、装置本体９の幅方向に延びている。転写ベルト６は、各感光体５に下から対向している。

【0042】

スキャナ部８は、レーザ光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ及び反射鏡等を有している。スキャナ部８は、上方からレーザビームをプロセスカートリッジ４内の各感光体５に照射する。

【0043】

プロセスカートリッジ４において、各感光体５の表面は、その回転に伴って、帯電器により一様に正帯電された後、スキャナ部８から照射されるレーザビームの高速走査により露光される。これにより、各感光体５の表面には、シートＳＨに形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

【0044】

次に、トナー収容部からトナーが静電潜像に対応して各感光体５の表面に供給され、トナー像が形成される。そして、シートＳＨがプロセスカートリッジ４と転写ベルト６との間を通過する際、シートＳＨの上を向く面が感光体５と対面する。そして、各感光体５の表面上に担持されたトナー像がシートＳＨの上を向く面に転写される。

【0045】

定着装置７は、プロセスカートリッジ４よりも後方に位置している。定着装置７は、加熱ローラ３０及び加圧ユニット４０を有している。

【0046】

加熱ローラ３０は、加熱された状態で、幅方向と平行な回転軸心Ｘ３０周りに回転する。加圧ユニット４０は、加熱ローラ３０よりも下方かつ後方に位置し、加熱ローラ３０に向けて押圧されている。加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とが並ぶ方向ＤＬ１を各図に示す。

【0047】

定着装置７は、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とによって、シートＳＨを挟んで搬送方向Ｄ１に搬送しながら加熱し、シートＳＨ上にトナー像を熱定着させる。搬送方向Ｄ１は、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とが並ぶ方向ＤＬ１及び幅方向に直交する方向であって、後向きに上り傾斜する方向である。

【0048】

排出補助ローラ対２８及び排出ローラ対２９は、排出経路Ｐ２に沿って配置されている。排出経路Ｐ２は、定着装置７を通過したシートＳＨを上方に導き、かつ画像が形成された面が下を向くようにＵターンさせて排出トレイ９Ｔに排出する経路である。

【0049】

排出補助ローラ対２８は、定着装置７よりも上方かつ後方に位置している。排出ローラ対２９は、排出補助ローラ対２８よりも前方に位置し、かつ排出トレイ９Ｔの後端よりも上方に位置している。

【0050】

排出補助ローラ対２８は、排出経路Ｐ２に沿って搬送されるシートＳＨをニップして排出ローラ対２９に向けて搬送し、排出ローラ対２９はそのシートＳＨをニップして排出トレイ９Ｔに排出する。

【0051】

＜定着装置の加熱ローラ＞
図２に示すように、定着装置７において、加熱ローラ３０は、回転軸心Ｘ３０を中心とする金属製の薄肉円筒の表面に薄い弾性層が形成され、その弾性層の表面に離形層が形成された中空の回転体である。加熱ローラ３０の回転軸心Ｘ３０方向の両端は、定着フレーム８０に回転可能に支持されている。

【0052】

加熱ローラ３０は、その内周に配置されたハロゲンヒータ３２によって加熱される。また、加熱ローラ３０は、図示しない駆動源から駆動力が伝達されることにより、回転軸心Ｘ３０周りに回転する。そして、加熱ローラ３０は、表面の離形層によって、プロセスカートリッジ４と転写ベルト６との間を通過したシートＳＨに接触する。

【0053】

＜定着装置の加圧ユニット＞
加圧ユニット４０は、無端ベルト４１、ステイ４３、第１ベルトガイド４５、第２ベルトガイド４６、第３ベルトガイド４７、ホルダ６０、板バネ５０及び一対の押さえ部材４９を有している。板バネ５０は、本発明の「板状の弾性体」の一例である。

【0054】

無端ベルト４１は、耐熱性を有する樹脂製薄板によって形成された可撓性を有する筒状体である。本実施例では、無端ベルト４１は、ポリイミド樹脂製である。無端ベルト４１は、加熱ローラ３０に接して回転する。

【0055】

ステイ４３、第１～３ベルトガイド４５、４６、４７、ホルダ６０、板バネ５０及び一対の押さえ部材４９は、無端ベルト４１の内周側に位置している。

【0056】

ステイ４３及びホルダ６０は、耐熱性を有する樹脂製部材である。第１～３ベルトガイド４５、４６、４７は、耐熱性及び高摺動性を有する樹脂製部材である。一対の押さえ部材４９は、鋼製の平板部材である。

【0057】

板バネ５０は、バネ鋼等の金属材料、樹脂材料、ＣＦＲＰ等の複合材料等からなる弾性変形能の高い板状の弾性体である。板バネ５０の表面には、高摺動性を発揮する表面処理を施すことが好ましい。本実施例では、板バネ５０は、ステンレス製の板バネ材料が曲げ加工されてなり、その表面にニッケルリンメッキ、フッ素系コーティング等が施されている。板バネ５０と無端ベルト４１との間には、グリス等の潤滑剤が設けられている。

【0058】

図３及び図４に示すように、ステイ４３、第１、第２ベルトガイド４５、４６、ホルダ６０、板バネ５０及び一対の押さえ部材４９はそれぞれ、回転軸心Ｘ３０方向に延びている。図示は省略するが、第３ベルトガイド４７は、回転軸心Ｘ３０方向の両端部に設けられている。

【0059】

＜ステイ及び第１～第３ベルトガイド＞
図５に示すように、ステイ４３は略矩形断面の棒状体である。第１、第２ベルトガイド４５、４６及びホルダ６０はそれぞれ、複数箇所に設けられた凸部及び凹部の嵌合によりステイ４３に固定されている。

【0060】

図３に示すように、ステイ４３における回転軸心Ｘ３０方向の両端は、第１、第２ベルトガイド４５、４６及びホルダ６０よりも回転軸心Ｘ３０方向の外側に突出している。

【0061】

図５に示すように、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とが並ぶ方向ＤＬ１においてホルダ６０における加熱ローラ３０とは反対を向く裏面は、ステイ４３における加熱ローラ３０に対向する基面４３Ａに当接している。

【0062】

第１ベルトガイド４５は、ホルダ６０の裏面側においてステイ４３と接続されている。第２ベルトガイド４６は、ホルダ６０の裏面側においてステイ４３と接続されている。

【0063】

第１ベルトガイド４５における搬送方向Ｄ１の上流を向く面は、第１ガイド面４５Ｇである。第１ガイド面４５Ｇは、搬送方向Ｄ１の上流に膨らむように湾曲している。第１ガイド面４５Ｇは、ホルダ６０よりも搬送方向Ｄ１の上流において加熱ローラ３０に接近するように突出しており、搬送方向Ｄ１の下流を向いてホルダ６０と対向する対向面４５Ａを有している。

【0064】

第２ベルトガイド４６における搬送方向Ｄ１の下流を向く面は、第２ガイド面４６Ｇである。第２ガイド面４６Ｇは、搬送方向Ｄ１の下流に膨らむように湾曲している。第２ガイド面４６Ｇは、ホルダ６０よりも搬送方向Ｄ１の下流において加熱ローラ３０に接近するように突出しており、搬送方向Ｄ１の上流を向いてホルダ６０と対向する対向面４６Ａを有している。

【0065】

図２に示すように、第３ベルトガイド４７は、図示しない中間部材を介してステイ４３に固定されている。第３ベルトガイド４７における加熱ローラ３０とは反対を向いて湾曲する面は、第３ガイド面４７Ｇである。

【0066】

第１～第３ガイド面４５Ｇ、４６Ｇ、４７Ｇは、無端ベルト４１の内周面４１Ｂに接触し、無端ベルト４１の回転を案内する。

【0067】

＜ホルダ＞
図４及び図５に示すように、ホルダ６０は、基板６５、規制壁６６及び側壁６７Ａ、６７Ｂを有している。

【0068】

基板６５は、回転軸心Ｘ３０方向及び搬送方向Ｄ１に延びる略平板形状である。基板６５の回転軸心Ｘ３０方向の長さは、基板６５の搬送方向Ｄ１の長さよりも大幅に大きい。

【0069】

基板６５の裏面は、ホルダ６０の裏面を形成する平坦面である。基板６５は、加熱ローラ３０に対向する側において、凸条６３、上流支持面６１及び下流支持面６２を有している。

【0070】

凸条６３は、基板６５における搬送方向Ｄ１の中間部から加熱ローラ３０に接近するように短く突出し、かつ回転軸心Ｘ３０方向に延びている。

【0071】

上流支持面６１は、凸条６３よりも搬送方向Ｄ１の上流に位置している。上流支持面６１は、回転軸心Ｘ３０方向及び搬送方向Ｄ１に延びる平坦面であり、加熱ローラ３０と対向している。

【0072】

下流支持面６２は、上流支持面６１及び凸条６３よりも搬送方向Ｄ１の下流に位置している。下流支持面６２も、回転軸心Ｘ３０方向及び搬送方向Ｄ１に延びる平坦面であり、加熱ローラ３０と対向している。本実施例では、上流支持面６１と下流支持面６２とは同一平面上にあって、凸条６３よりも一段低くなっている。

【0073】

規制壁６６は、基板６５における下流支持面６２よりも搬送方向Ｄ１の下流に位置する端縁に接続している。規制壁６６は、加熱ローラ３０に接近するように凸条６３よりも長く突出し、かつ回転軸心Ｘ３０方向に延びている。

【0074】

図５に示すように、基板６５は、規制面６４を有している。規制面６４は、規制壁６６における搬送方向Ｄ１の上流を向く面であって、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とが並ぶ方向ＤＬ１及び回転軸心Ｘ３０方向に延びる平坦面である。規制面６４は、下流支持面６２よりも搬送方向Ｄ１の下流、かつ下流支持面６２よりも加熱ローラ３０に近い側に位置している。

【0075】

上流支持面６１の搬送方向Ｄ１の長さは、下流支持面６２の搬送方向Ｄ１の長さよりも大きい。ホルダ６０は、基板６５における上流支持面６１よりも搬送方向Ｄ１の上流において、規制壁６６と同様の壁を有していない。

【0076】

加熱ローラ３０の回転軸心Ｘ３０を通過し、上流支持面６１及び下流支持面６２に直交する直線を仮想線Ｋ１とする。仮想線Ｋ１は、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とが並ぶ方向ＤＬ１と平行であり、搬送方向Ｄ１に直交している。凸条６３における搬送方向Ｄ１の中央は、仮想線Ｋ１上に位置している。

【0077】

図４及び図５に示すように、側壁６７Ａは、基板６５における回転軸心Ｘ３０方向の一端側に位置している。側壁６７Ａは、加熱ローラ３０に接近するように凸条６３よりも長く突出し、かつ搬送方向Ｄ１に延びている。

【0078】

側壁６７Ａの下端には、搬送方向Ｄ１に並ぶ一対の係止穴６８が回転軸心Ｘ３０方向に貫設されている。一対の押さえ部材４９における回転軸心Ｘ３０方向の一端は、一対の係止穴６８に嵌入することにより、ホルダ６０に係止されている。

【0079】

図４に示すように、側壁６７Ｂは、基板６５における回転軸心Ｘ３０方向の他端側に位置している。側壁６７Ｂは、側壁６７Ａと勝手違いの同一構成であるので説明は省略する。

【0080】

図示は省略するが、側壁６７Ｂの下端にも、側壁６７Ａと同様に、搬送方向Ｄ１に並ぶ一対の係止穴６８が回転軸心Ｘ３０方向に貫設されている。一対の押さえ部材４９における回転軸心Ｘ３０方向の他端も、一対の係止穴６８に嵌入することにより、ホルダ６０に係止されている。

【0081】

＜板バネ＞
図４及び図５に示すように、板バネ５０は、回転軸心Ｘ３０方向から見て、板バネ材料である薄板が略台形状に曲げられており、略台形の角部が湾曲し、また、略台形の底辺の中央が存在しない形状となっている。

【0082】

板バネ５０は、ニップ形成面５５、上流被支持面５１、下流被支持面５２、上流接続面５３及び下流接続面５４を有している。

【0083】

図５に示すように、ニップ形成面５５は、ホルダ６０の上流支持面６１、下流支持面６２及び凸条６３よりも加熱ローラ３０に近い側に位置して回転軸心Ｘ３０方向及び搬送方向Ｄ１に延びる面であり、加熱ローラ３０と対向している。

【0084】

板バネ５０が弾性変形していない状態において、ニップ形成面５５は、回転軸心Ｘ３０方向から見て、搬送方向Ｄ１の上流端５５Ａから下流端５５Ｂまで直線状である。ニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の中央は、仮想線Ｋ１上に位置している。

【0085】

上流被支持面５１は、凸条６３よりも搬送方向Ｄ１の上流に位置している。上流被支持面５１は、加熱ローラ３０とは反対を向き、回転軸心Ｘ３０方向及び搬送方向Ｄ１に延びる面である。上流被支持面５１は、上流支持面６１に接触して支持されている。

【0086】

下流被支持面５２は、上流被支持面５１及び凸条６３よりも搬送方向Ｄ１の下流に位置している。下流被支持面５２は、加熱ローラ３０とは反対を向き、回転軸心Ｘ３０方向及び搬送方向Ｄ１に延びる面である。下流被支持面５２は、下流支持面６２に接触して支持されている。

【0087】

上流接続面５３は、ニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の上流端５５Ａよりも搬送方向Ｄ１の上流に位置している。上流接続面５３は、ニップ形成面５５の上流端５５Ａと上流被支持面５１とを接続している。上流接続面５３は、搬送方向Ｄ１の上流に膨らむように湾曲している。

【0088】

下流接続面５４は、ニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の下流端５５Ｂよりも搬送方向Ｄ１の下流に位置している。下流接続面５４は、ニップ形成面５５の下流端５５Ｂと下流被支持面５２とを接続している。下流接続面５４は、搬送方向Ｄ１の下流に膨らむように湾曲している。下流接続面５４は、規制面６４に接触して支持されている。

【0089】

板バネ５０が弾性変形していない状態において、下流接続面５４における規制面６４に接触する部分５４Ｔは、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とが並ぶ方向ＤＬ１において、ニップ形成面５５よりも下流被支持面５２に近い位置にある。

【0090】

こうして、ホルダ６０は、無端ベルト４１の内周側で板バネ５０を支持している。

【0091】

一対の押さえ部材４９は、板バネ５０における上流被支持面５１が形成された平板状部分と、下流被支持面５２が形成された平板状部分とを押さえている。これにより、一対の押さえ部材４９は、上流被支持面５１が上流支持面６１から離隔することを規制し、また、下流被支持面５２が下流支持面６２から離隔することを規制している。

【0092】

下流被支持面５２は、凸条６３における搬送方向Ｄ１の下流を向く面によって、搬送方向Ｄ１の上流への移動が規制されている。また、下流被支持面５２は、下流接続面５４が規制面６４に接触することにより、搬送方向Ｄ１の下流への移動が規制されている。つまり、下流被支持面５２は、搬送方向Ｄ１に移動不能な状態で下流支持面６２に接触している。

【0093】

上流被支持面５１は、凸条６３における搬送方向Ｄ１の上流を向く面によって、搬送方向Ｄ１の下流への移動が規制されている。その一方、ホルダ６０は、上流被支持面５１の搬送方向Ｄ１の上流への移動を規制するものを有していない。つまり、上流被支持面５１は、搬送方向Ｄ１の上流に移動可能な状態で上流支持面６１に接触している。

【0094】

＜付勢機構＞
図２に示すように、定着装置７は、付勢機構７０をさらに備えている。付勢機構７０は幅方向両側に設けられ、アーム７１、引っ張りコイルバネ７３及びカム７５を有している。図２では、幅方向の一方のアーム７１、引っ張りコイルバネ７３及びカム７５を図示している。

【0095】

アーム７１は、回転軸心Ｘ３０方向から見て略Ｌ字形状の板金部材である。アーム７１は、揺動軸心Ｘ７１周りに揺動可能に定着フレーム８０に支持されている。揺動軸心Ｘ７１は、加熱ローラ３０よりも下方、かつ定着ユニット４０よりも前方の位置で、回転軸心Ｘ３０と平行に延びている。

【0096】

アーム７１は、回転軸心Ｘ３０から後向きに延び、定着ユニット４０の下方で向きを変えて上向きに延びている。アーム７１は、その後向きから上向きに向きを変える部分において、ステイ４３における回転軸心Ｘ３０方向の外側の端部を支持している。

【0097】

アーム７１が回転軸心Ｘ３０周りに図２の紙面反時計方向に揺動することにより、加圧ユニット４０が加熱ローラ３０に接近する。その一方、アーム７１が回転軸心Ｘ３０周りに図２の紙面時計方向に揺動することにより、加圧ユニット４０が加熱ローラ３０から離隔する。つまり、アーム７１は、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とを互いに接近及び離隔可能に支持している。

【0098】

引っ張りコイルバネ７３は、アーム７１の上端と、定着フレーム８０における上方かつ前方の角部とに係止されている。アーム７１における上端に近い部分には、凸部７１Ｃが前向きに突出するように固定されている。

【0099】

カム７５は、凸部７１Ｃよりも前方に位置するカム軸心Ｘ７５周りに１周未満で回動可能に定着フレーム８０に支持されている。カム７５は、カム面７５Ｃを有している。カム面７５Ｃは、カム軸心Ｘ７５周りに図２の紙面反時計方向に進むにつれてカム軸心Ｘ７５から離隔する距離が大きくなる湾曲面である。

【0100】

引っ張りコイルバネ７３は、アーム７１を回転軸心Ｘ３０周りに図２の紙面反時計方向に揺動させて、凸部７１Ｃをカム面７５Ｃに押し付ける。

【0101】

図２に示すように、カム面７５Ｃの第１部分７５Ｃ１が凸部７１Ｃに当接する状態では、付勢機構７０は、加圧ユニット４０を加熱ローラ３０に向けて押圧する第１付勢力Ｆ１を発揮する。

【0102】

これにより、図６に示すように、板バネ５０は、弾性変形して無端ベルト４１の内周面４１Ｂに接触し、加熱ローラ３０との間で無端ベルト４１を挟む。ニップ形成面５５は、搬送方向Ｄ１の上流端５５Ａ及びその近傍を除く一部であって、搬送方向Ｄ１の下流端５５Ｂを含む一部が加熱ローラ３０との間で無端ベルト４１を挟んでニップＮ１（Ｎ１１）を形成する。

【0103】

つまり、第１付勢力Ｆ１によって板バネ５０が弾性変形するときに、ニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の下流端５５ＢがニップＮ１（Ｎ１１）を形成する。

【0104】

この状態で、上流被支持面５１は、搬送方向Ｄ１の上流に距離Ｍ１だけ移動している。

【0105】

付勢機構７０が第１付勢力Ｆ１を発揮するときの加熱ローラ３０及び加圧ユニット４０のモードは、通常圧接モードである。通常圧接モードは、ニップＮ１（Ｎ１１）における面圧が一般的な厚みを有する普通紙に適した所定の大きさとなるモードである。

【0106】

図示は省略するが、カム７５が図２の紙面時計方向に回動し、カム面７５Ｃの第２部分７５Ｃ２が凸部７１Ｃに当接する状態になると、付勢機構７０は、第１付勢力Ｆ１よりも小さい第２付勢力Ｆ２を発揮する。

【0107】

これにより、図７に示すように、板バネ５０は、弾性変形の程度が小さくなって無端ベルト４１の内周面４１Ｂに小さい範囲で接触し、加熱ローラ３０との間で無端ベルト４１を挟む。ニップ形成面５５は、搬送方向Ｄ１の上流端５５Ａ及びその近傍と、搬送方向Ｄ１の下流端５５Ｂ及びその近傍と、を除く一部が加熱ローラ３０との間で無端ベルト４１を挟んでニップＮ１（Ｎ１２）を形成する。

【0108】

つまり、第２付勢力Ｆ２によって板バネ５０が弾性変形するときに、ニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の下流端５５ＢはニップＮ１（Ｎ１２）を形成しない。

【0109】

この状態で、上流被支持面５１は、搬送方向Ｄ１の上流に距離Ｍ２（＜Ｍ１）だけ移動している。

【0110】

付勢機構７０が第２付勢力Ｆ２を発揮するときの加熱ローラ３０及び加圧ユニット４０のモードは、軽圧接モードである。軽圧接モードは、ニップＮ１（Ｎ１２）における面圧が通常圧接モードにおけるニップＮ１（Ｎ１１）よりも小さいモードであって、普通紙よりも厚い封筒や厚紙等に適したモードである。

【0111】

図示は省略するが、カム７５が図２の紙面時計方向にさらに回動し、カム面７５Ｃの第３部分７５Ｃ３が凸部７１Ｃに当接する状態になると、図８に示すように、加熱ローラ３０と無端ベルト４１とが離隔し、付勢機構７０が発揮する付勢力がゼロになる。

【0112】

図８に示す加熱ローラ３０及び加圧ユニット４０のモードは、離隔モードである。シートＳＨが通常圧接モード又は軽圧接モードにある加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とに挟まれた状態で詰まった場合、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とを離隔モードに切り替えることで、その詰まったシートＳＨを加熱ローラ３０と加圧ユニット４０との間から抜き取ることができる。

【0113】

つまり、付勢機構７０は、第１付勢力Ｆ１と、第２付勢力Ｆ２と、付勢力ゼロと、を選択的に発揮して、加熱ローラ３０及び加圧ユニット４０のモードを通常圧接モードと、軽圧接モードと、離隔モードと、に切り替え可能である。

【0114】

図６に示すように付勢機構７０が第１付勢力Ｆ１を発揮する場合のニップＮ１（Ｎ１１）における搬送方向Ｄ１の面圧分布の一例を図９において実線Ｌ１で示す。

【0115】

図７に示すように付勢機構７０が第２付勢力Ｆ２を発揮する場合のニップＮ１（Ｎ１２）における搬送方向Ｄ１の面圧分布の一例を図９において実線Ｌ２で示す。この例では、第２付勢力Ｆ２は、第１付勢力Ｆ１の２／３である。

【0116】

付勢機構７０の付勢力が第１付勢力Ｆ１の１／３である場合のニップＮ１における搬送方向Ｄ１の面圧分布の一例を図９において二点鎖線Ｌ３で示す。

【0117】

付勢機構７０の付勢力が第１付勢力Ｆ１の２／１５である場合のニップＮ１における搬送方向Ｄ１の面圧分布の一例を図９において一点鎖線Ｌ４で示す。

【0118】

付勢機構７０の付勢力が第１付勢力Ｆ１の４／３である場合のニップＮ１における搬送方向Ｄ１の面圧分布の一例を図９において破線Ｌ５で示す。

【0119】

＜作用効果＞
図５に示すように、定着装置７において、板バネ５０は、上流被支持面５１が上流支持面６１に接触して支持され、下流被支持面５２が下流支持面６２に接触して支持され、下流接続面５４が規制面６４に接触して支持される。つまり、板バネ５０は、ホルダ６０に３か所で接触して支持される。

【0120】

この構成により、図６及び図７に示すように、定着装置７は、板バネ５０が弾性変形するときに、ニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の下流端５５Ｂが加熱ローラ３０から離隔することを確実性高く抑制でき、ニップ形成面５５が加熱ローラ３０の外周面に沿って湾曲する状態を確実性高く維持できる。

【0121】

その結果、定着装置７は、ニップ形成面５５における加熱ローラ３０との間で無端ベルト４１を挟む部分の面積を広くすることができる。

【0122】

したがって、定着装置７は、ニップＮ１の搬送方向Ｄ１の長さを大きくすることができ、ひいては、トナー像の定着性の向上を実現できる。

【0123】

また、定着装置７において、無端ベルト４１は、板バネ５０上に摺動しながら良好に回転できる。このため、定着装置７は、無端ベルト４１と板バネ５０との間に摺動シートを設けなくてもよいので部品点数を削減でき、製造コストの低廉化を実現できる。さらに、仮にゴムブロック状の弾性体を板バネ５０の代わりに使用する場合と比較して、加熱ローラ３０及び無端ベルト４１の応力集中を緩和でき、また、付勢機構７０の付勢力の変化に好適に追従できる。

【0124】

また、定着装置７において、図５に示すように、下流被支持面５２は、規制面６４と、凸条６３における搬送方向Ｄ１の下流を向く面と、に規制されて、搬送方向Ｄ１に移動不能な状態で下流支持面６２に接触している。この構成により、図９において実線Ｌ１、Ｌ２で示すように、シートＳＨを挟んだ状態のニップＮ１（Ｎ１１、Ｎ１２）における面圧のピークをニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の中央よりも下流に位置させることを確実性高く実現でき、また、そのピークの位置が搬送方向Ｄ１においてばらつくことを抑制できる。その結果、定着装置７は、トナー像の定着性の一層の向上、例えば熱定着されるトナー像の光沢発現性の向上、を実現できる。

【0125】

さらに、定着装置７において、図５に示すように、上流被支持面５１は、搬送方向Ｄ１の上流に移動可能な状態で上流支持面６１に接触している。図６に示すように、第１付勢力Ｆ１によって板バネ５０が弾性変形する状態において、上流被支持面５１は、搬送方向Ｄ１の上流に距離Ｍ１だけ移動している。図７に示すように、第２付勢力Ｆ２によって板バネ５０が弾性変形する状態において、上流被支持面５１は、搬送方向Ｄ１の上流に距離Ｍ２（＜Ｍ１）だけ移動している。この構成により、図９において実線Ｌ１、Ｌ２で示すように、ニップＮ１（Ｎ１１、Ｎ１２）における面圧をニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の中央よりも上流で低減できる。その結果、定着装置７は、シートＳＨをニップＮ１に誘い込み易くなり、シートＳＨの搬送性の向上を実現できる。

【0126】

また、定着装置７において、図５に示すように、ホルダ６０が規制面６４を有している。この構成により、共にホルダ６０に設けられた下流支持面６２と規制面６４との位置精度を高めることができる。

【0127】

また、定着装置７において、板バネ５０が弾性変形していない状態において、下流接続面５４における規制面６４に接触する部分５４Ｔは、加熱ローラ３０と加圧ユニット４０とが並ぶ方向ＤＬ１において、ニップ形成面５５よりも下流被支持面５２に近い位置にある。この構成により、図６及び図７に示すように、下流接続面５４は、ニップ形成面５５の変形に追従して変形する部分の長さが大きくなり、ニップ形成面５５は、加熱ローラ３０の外周面に沿って変形し易くなる。その結果、定着装置７は、ニップＮ１の搬送方向Ｄ１の長さを一層大きくすることができる。

【0128】

さらに、定着装置７において、図５に示すように、板バネ５０が弾性変形していない状態において、ニップ形成面５５は、回転軸心Ｘ３０方向から見て、搬送方向Ｄ１の上流端５５Ａから下流端５５Ｂまで直線状である。この構成により、定着装置７は、シートＳＨをニップＮ１に誘い込み易くなり、シートＳＨの搬送性の向上を実現できる。

【0129】

また、定着装置７において、図６に示すように、付勢機構７０が発揮する第１付勢力Ｆ１によって板バネ５０が弾性変形するときに、ニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の下流端５５ＢがニップＮ１（Ｎ１１）を形成する。この構成により、図９に実線Ｌ１で示すように、ニップＮ１（Ｎ１１）における面圧のピークをニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の下流端５５Ｂの近傍に位置させることができる。つまり、ニップＮ１（Ｎ１１）における面圧をニップＮ１（Ｎ１１）の出口側で強くすることができる。その結果、定着装置７は、トナー像の定着性の一層の向上を実現できる。

【0130】

さらに、定着装置７において、図７に示すように、付勢機構７０が発揮する第２付勢力Ｆ２によって板バネ５０が弾性変形するときに、ニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の下流端５５ＢはニップＮ１（Ｎ１２）を形成しない。この構成により、通常のシートＳＨを挟んで搬送する場合には付勢機構７０が第１付勢力Ｆ１を発揮して加熱ローラ３０及び加圧ユニット４０を通常圧接モードに切り替え、通常のシートＳＨよりも厚い封筒や厚紙等であるシートＳＨを挟んで搬送する場合には付勢機構７０が第２付勢力Ｆ２を発揮して加熱ローラ３０及び加圧ユニット４０を軽圧接モードに切り替えることで、封筒等にシワが発生することを抑制できる。

【0131】

また、定着装置７において、板バネ５０はステンレス製であることにより良好な弾性力を発揮できるので、ニップ形成面５５が加熱ローラ３０の外周面に沿って湾曲するように弾性変形し易くなる。

【0132】

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

【0133】

例えば、図１０に示すように、板バネ５０が弾性変形していない状態において、ニップ形成面５５は、回転軸心Ｘ３０方向から見て、搬送方向Ｄ１の中間部５５Ｃが加熱ローラ３０から離隔するように湾曲していてもよい。

【0134】

図５において、ホルダ６０が規制面６４を有する構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第２ベルトガイド４６の対向面４６Ａが板バネ５０の下流接続面５４に接触する規制面であってもよい。

【0135】

図５において、板バネ５０のニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の中央は、仮想線Ｋ１上に位置しているが、本発明はこの構成には限定されない。例えば、板バネ５０のニップ形成面５５における搬送方向Ｄ１の中央は、仮想線Ｋ１よりも搬送方向の上流又は下流に位置していてもよい。

【0136】

図５において、上流支持面６１と下流支持面６２とは同一平面上にあって凸条６３によって分断されているが、本発明はこの構成には限定されない。例えば、凸条を無くして上流支持面と下流支持面とを連続する平面とする構成、上流支持面が下流支持面に対して一段下がったり、一段上がったりする構成等であってもよい。

【0137】

定着装置７は、無端ベルト４１と板バネ５０との間に摺動シートを設けていないが、本発明はこの構成には限定されず、無端ベルトと板状の弾性体との間に摺動シートを設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0138】

本発明は例えば、画像形成装置、又は、画像形成機能及び画像読取機能を備えた複合機等に利用可能である。

【符号の説明】

【0139】

１…画像形成装置、７…定着装置、３０…加熱ローラ
４０…加圧ユニット、ＳＨ…シート、Ｄ１…搬送方向、４１…無端ベルト
Ｘ３０…加熱ローラの回転軸心、４１Ｂ…無端ベルトの内周面
５０…板状の弾性体（板バネ）、６０…ホルダ、６１…上流支持面
６２…下流支持面、６４…規制面、Ｎ１…ニップ
５５…ニップ形成面、５１…上流被支持面、５２…下流被支持面
５３…上流接続面、５４…下流接続面
５４Ｔ…下流接続面における規制面に接触する部分
ＤＬ１…加熱ローラと加圧ユニットとが並ぶ方向
５５Ｃ…ニップ形成面における搬送方向の中間部
Ｆ１…第１付勢力、Ｆ２…第２付勢力、７０…付勢機構
５５Ｂ…ニップ形成面における搬送方向の下流端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】