特許 7067310 定着装置およびこれを備える画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-06

(45)【発行日】2022-05-16

(54)【発明の名称】定着装置およびこれを備える画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20220509BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 510

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018121012

(22)【出願日】2018-06-26

(65)【公開番号】P2020003564

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2021-06-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】園山 将士

(72)【発明者】

【氏名】原島 隆

(72)【発明者】

【氏名】前田 裕之

【審査官】金田 理香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０３６４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－２２６８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１１００２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９０８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１４８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第９２６８２７１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／２０

１５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録媒体を上流側から下流側へと向かう搬送方向に沿って搬送するために回転可能な無端状のベルトと、
前記ベルトの内側から前記ベルトを押圧する第１部材と、
前記第１部材に巻き回された摺動シートとを備え、
前記摺動シートは、前記ベルトが前記記録媒体に当接する部分であるニップ部に対応するニップ領域を含み、
前記摺動シートは、展開して平面的に見たときに、一方端と他方端とを備え、
前記一方端は第１の凹凸形状を有し、前記他方端は前記第１凹凸形状と相補的関係にある第２の凹凸形状を有する、定着装置。

【請求項2】

前記摺動シートは、前記ニップ領域において、前記搬送方向と平行になるように、前記第１部材に巻き回されている、請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記第１部材を前記ベルトとは反対側から支持する支持部材を備え、前記摺動シートは、前記支持部材と前記第１部材とに挟まれる部分を含む、請求項１または２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記ニップ部の少なくとも一部において前記ベルトを外側から押圧する第２部材を備える、請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。

【請求項5】

前記一方端は上流側の端であり、前記第１の凹凸形状は両端が凸状となっている、請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。

【請求項6】

前記第１部材は、前記搬送方向と垂直な方向に並ぶ複数の連結軸を含み、
前記摺動シートは、前記複数の連結軸に対応する複数の貫通孔を有し、前記支持部材は前記複数の連結軸に対応する複数の連結穴を有し、
前記複数の連結軸のうち両端にあるものは、前記摺動シートの前記複数の貫通孔のうち上流側の端にある貫通孔を貫通する、請求項３に記載の定着装置。

【請求項7】

前記第１部材は、前記搬送方向と垂直な方向に並ぶ複数の連結軸を含み、前記摺動シートは、前記複数の連結軸に対応する複数の貫通孔を有し、前記支持部材は前記複数の連結軸に対応する複数の連結穴を有し、
前記複数の貫通孔は、前記摺動シートの下流側の端より前記摺動シートの上流側の端の方に多くの個数設けられている、請求項３に記載の定着装置。

【請求項8】

前記複数の貫通孔は、前記摺動シートの上流側と下流側とで異なる位置に設けられている、請求項６または７に記載の定着装置。

【請求項9】

前記複数の貫通孔および前記複数の連結軸は、異なるサイズのものを含む、請求項６から８のいずれかに記載の定着装置。

【請求項10】

少なくとも上流側においては、前記摺動シートは前記第１部材に対してテープ留めされている、請求項１から９のいずれかに記載の定着装置。

【請求項11】

前記第１の凹凸形状の凸部は、先端にいくほど細くなっており内角が９０°以上となる角部を有する、請求項１から１０のいずれかに記載の定着装置。

【請求項12】

前記一方端は上流側の端であり、前記他方端は下流側の端であり、前記第１の凹凸形状の凸部は、先端にいくほど細くなる形状であり、凹部は奥にいくほど細くなる形状であり、前記摺動シートを前記第１部材に巻き回した状態では、前記一方端と前記他方端とは、前記搬送方向に離隔して固定される、請求項１から１１のいずれかに記載の定着装置。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれかに記載の定着装置を備える、画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定着装置およびこれを備える画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的に、画像形成装置に備わる定着装置では、トナーによる像が用紙上に形成されたものに対して、加熱および加圧が行なわれて画像を用紙に定着させる。定着装置において、パッド状の部材が用いられる場合がある。

【0003】

定着装置の一例が、特開２０１６－１１００２０号公報（特許文献１）に記載されている。この定着装置では、ニップ形成部材を囲むように摺動シートが巻き回され、両面テープで固定されている。無端ベルトが摺動シートの外側に接するように走行する。

【0004】

定着装置のもうひとつの一例が、特開２０１７－９０８８５号公報（特許文献２）に記載されている。この定着装置では、ニップ形成部材の３方の面を囲むように低摩擦部材が配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－１１００２０号公報

【文献】特開２０１７－９０８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

パッド状の部材に摺動シートを巻き回して固定する場合、摺動シートでニップ形成部を覆うだけでなく固定のための領域にも摺動シートを延在させる必要があり、摺動シートの必要面積が大きくなる。したがって、摺動シートのコストがかかる。

【0007】

そこで、本発明は、摺動シートの使用面積を小さくして、摺動シートの原反から取ることができる枚数を増やし、なおかつ摺動シートの固定を安定して行なえる定着装置およびこれを備える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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に基づく定着装置は、記録媒体を上流側から下流側へと向かう搬送方向に沿って搬送するために回転可能な無端状のベルトと、上記ベルトの内側から上記ベルトを押圧する第１部材と、上記第１部材に巻き回された摺動シートとを備え、上記摺動シートは、上記ベルトが上記記録媒体に当接する部分であるニップ部に対応するニップ領域を含み、上記摺動シートは、展開して平面的に見たときに、一方端と他方端とを備え、上記一方端は第１の凹凸形状を有し、上記他方端は上記第１凹凸形状と相補的関係にある第２の凹凸形状を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、摺動シートの使用面積を小さくして、摺動シートの原反から取ることができる枚数を増やし、なおかつ摺動シートの固定を安定して行なえる定着装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に基づく実施の形態１における画像形成装置の概念図である。

【図2】本発明に基づく実施の形態２における定着装置の説明図である。

【図3】従来技術に基づいて大判シートから摺動シートを切り出す例の説明図である。

【図4】本発明に基づいて大判シートから摺動シートが切り出す例の説明図である。

【図5】本発明に基づいて切り出した１枚の摺動シートの平面図である。

【図6】本発明に基づく実施の形態２における定着装置に含まれる第１部材に摺動シート９を巻き付けた状態の平面図である。

【図7】本発明に基づく実施の形態２における定着装置の第１の変形例の説明図である。

【図8】本発明に基づく実施の形態２における定着装置の第２の変形例の説明図である。

【図9】本発明に基づく実施の形態３における定着装置の説明図である。

【図10】本発明に基づく実施の形態３における定着装置の主要部の分解図である。

【図11】本発明に基づく実施の形態３における定着装置の変形例の主要部の分解図である。

【図12】本発明に基づく定着装置に備わる第１部材の第１の例の平面図である。

【図13】本発明に基づく定着装置に備わる第１部材の第１の例に摺動シートを取り付けた状態の平面図である。

【図14】本発明に基づく定着装置に備わる第１部材の第２の例の平面図である。

【図15】本発明に基づく定着装置に備わる第１部材の第２の例に摺動シートを取り付けた状態の平面図である。

【図16】本発明に基づく定着装置に備わる摺動シートの第１の変形例の平面図である。

【図17】本発明に基づく定着装置に備わる摺動シートの第２の変形例の平面図である。

【図18】本発明に基づく定着装置に備わる摺動シートの第３の変形例の平面図である。

【図19】本発明に基づく定着装置に備わる摺動シートの第３の変形例を第１部材に巻き付けて固定した状態の平面図である。

【図20】本発明に基づく定着装置に備わる摺動シートの第４の変形例の平面図である。

【図21】本発明に基づく定着装置に備わる摺動シートの第４の変形例を第１部材に巻き付けて固定した状態の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（実施の形態１）
（画像形成装置）
図１を参照して、本発明に基づく実施の形態１における画像形成装置について説明する。

【0012】

本実施の形態における画像形成装置８０１の概念図を図１に示す。画像形成装置８０１は、筐体１と、筐体１の下部に配置されたカセット４０とを備える。筐体１の内部には、感光体４４、帯電器４６、転写ベルト４７、画像露光装置４８、現像ローラ４５、１次転写ローラ４２、２次転写ローラ４３、定着装置１０１などが配置されている。カセット４０内には１以上の記録媒体２が格納されている。記録媒体２は、たとえば紙であってよいが、紙以外のものであってもよい。転写ベルト４７は無端状であって、循環して走行するように配置されている。

【0013】

画像形成装置８０１においては、感光体４４の表面が、帯電器４６によって一様に所定電位となるように帯電させられる。この帯電域に対して画像露光装置４８から原稿画像に応じた画像露光が施される。これによって、感光体４４の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像バイアスを印加された現像ローラ４５で現像されて可視トナー像とされる。１次転写ローラ４２にはトナーを引き寄せるバイアスが印加されており、感光体４４の表面の可視トナー像は転写ベルト４７に転写される。

【0014】

一方、給紙ローラ４１によってカセット４０から記録媒体２が１枚ずつ取り出され、２次転写ローラ４３に搬送される。２次転写ローラ４３にも１次転写ローラ４２と同様に電圧が印加されている。転写ベルト４７は、２次転写ローラ４３と押圧ローラ４９とによって挟まれており、この部分はニップ部３８となっている。記録媒体２がニップ部３８を通過する際には、記録媒体２および転写ベルト４７が２次転写ローラ４３と押圧ローラ４９とによって挟み込まれて押圧される。転写ベルト４７によって搬送された可視トナー像は、ニップ部３８において記録媒体２に転写される。可視トナー像を担持した状態の記録媒体２は、定着装置１０１へと送り込まれる。定着装置１０１の詳細な構成は、後述するいずれかの実施の形態で説明する通りである。すなわち、画像形成装置８０１は、後述のいずれかの定着装置を備える。定着装置では、加熱および加圧が行なわれ、トナーは記録媒体２に定着する。このようにして画像形成が完了した記録媒体２は、出口３９から排出される。

【0015】

（作用・効果）
本実施の形態では、後述するいずれかの実施の形態で説明するような定着装置を備えているので、摺動シートの使用面積を小さくして、摺動シートの原反から取ることができる枚数を増やし、なおかつ摺動シートの固定には問題ない画像形成装置とすることができる。

【0016】

（実施の形態２）
（構成）
図２～図６を参照して、本発明に基づく実施の形態２における定着装置について説明する。図１に示した画像形成装置８０１に備わる定着装置１０１を取り出したところを図２に示す。定着装置１０１は、図２に示した構成の他にこれらを収容する筐体などを備えていてもよい。

【0017】

本実施の形態における定着装置１０１は、記録媒体２を上流側から下流側へと向かう搬送方向に沿って搬送するために回転可能な無端状のベルト５１と、ベルト５１の内側からベルト５１を押圧する第１部材５２と、第１部材５２に巻き回された摺動シート９とを備える。第１部材５２は「加圧部材」とも呼ばれる。第１部材５２は加圧パッドであってもよい。

【0018】

摺動シート９は、ベルト５１が記録媒体２に当接する部分であるニップ部５０に対応するニップ領域６０を含む。摺動シート９は、展開して平面的に見たときに、一方端と他方端とを備える。一方端は第１の凹凸形状を有し、前記他方端は前記第１凹凸形状と相補的関係にある第２の凹凸形状を有する。第１部材５２は連結軸５２ｂを備える。連結軸５２ｂはピンであってもよい。連結軸５２ｂは支持部材５４に設けられた孔５４ａに挿入されている。第１部材５２は支持部材５４によって支持されている。第１部材５２から見て支持部材５４はベルト５１とは反対側に位置する。第１部材５２と第２部材５８とで摺動シート９およびベルト５１を挟み込んでいる。

【0019】

熱源ローラ５９には熱源５６が設けられている。支持部材５４の一方の側にはベルト曲率付与部材８が配置されている。ベルト５１は、熱源ローラ５９と、ベルト曲率付与部材８と、摺動シート９が巻かれた第１部材５２とを取り囲むように配置され、走行可能となっている。

【0020】

第１部材５２に巻き回される際の摺動シート９の必要な長さをＡとする。摺動シートは、原反である大判シートから切り出される。たとえば図３に示すように、大判シートからは長さＡの摺動シートが４つ切り出せるものとする。図３では、切断線が一直線となっている。これに対して、切断線を変更して図４のようにした場合、長さＡの摺動シートを少なくとも５つ切り出すことができる。ただし、図４では、説明の便宜のため、形状を簡略化して示している。

【0021】

切り出した１枚の摺動シート９のより具体的な形状を図５に示す。上記「一方端」が図５における上側の辺である。第１の凹凸形状は２つの突起を含む。上記「他方端」が図５における下側の辺である。第２の凹凸形状は３つの突起を含む。各突起には連結軸を通すための貫通孔９ａが設けられている。摺動シート９を第１部材５２に巻き付けた様子を図６に示す。

【0022】

（作用・効果）
本実施の形態では、摺動シート９を展開して平面的に見たときに、摺動シート９の一方端は第１の凹凸形状を有し、他方端は前記第１凹凸形状と相補的関係にある第２の凹凸形状を有するので、図４に示すように効率良く切り出すことができ、その結果、本実施の形態における定着装置は、摺動シート９の使用面積を小さくして、摺動シートの原反から取ることができる枚数を増やし、なおかつ摺動シートの固定を安定して行なえる。

【0023】

本実施の形態で示したように、摺動シート９は、ニップ領域６０において、記録媒体２の搬送方向と平行になるように、第１部材５２に巻き回されていることが好ましい。この構成を採用することにより、摺動シート９は、記録媒体２の搬送による摩擦力に耐えやすくなる。

【0024】

本実施の形態で示したように、第１部材５２をベルト５１とは反対側から支持する支持部材５４を備え、摺動シート９は、支持部材５４と第１部材５２とに挟まれる部分を含むことが好ましい。この構成を採用することにより、摺動シート９を安定して保持することができる。

【0025】

本実施の形態で示したように、ニップ部５０の少なくとも一部においてベルト５１を外側から押圧する第２部材５８を備えることが好ましい。この構成を採用することにより、摺動シート９を安定して保持することができる。第２部材５８は「加圧ローラ」であってもよい。

【0026】

前記一方端は上流側の端であり、前記第１の凹凸形状は両端が凸状となっていることが好ましい。すなわち、図５における下側の辺を上流側とし、上側の辺を下流側とすればよい。この構成を採用することにより、負荷が大きくかかる上流側の辺において両端が凸状であるので、摺動シート９を安定して取り付けることができる。

【0027】

なお、ここでは定着装置１０１を例に説明しているが、これに限らず、たとえば図７に示す定着装置１０２のように、第１部材５２がベルト５１を介して熱源ローラ５９に押し付けられていて、第１部材５２を摺動シート９が取り囲んでいる構成であってもよい。

【0028】

図２に示した例では、ベルト５１は、第１部材５２と熱源ローラ５９とを結ぶように張り渡されていた。すなわち、いわゆる２軸方式であった。しかし、図８に示す定着装置１０３のように、１軸方式であってもよい。

【0029】

（実施の形態３）
（構成）
図９～図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態３における定着装置１０４について説明する。図９に示すように、両面テープ７が用いられている。定着装置１０４では、第１部材９と支持部材５４との間において摺動シート９と第１部材５２との間に両面テープ７が配置されている。主要部の分解図を図１０に示す。両面テープ７は摺動シート９と第１部材５２とを接合している。少なくとも上流側においては、摺動シート９は第１部材５２に対してテープ留めされている。図１０に示した状態では、下流側は、まだテープ留めされておらず、矢印９５に示すように第１部材５２に巻き付けられる。支持部材５４は、複数の連結穴５４ａを有する。

【0030】

（作用・効果）
本実施の形態では、摺動シート９がテープ留めされているので、摺動シート９を安定して保持することができる。テープ留めされていることによって、第１部材５２に摺動シート９を巻き付ける際の組立作業が容易となりうる。

【0031】

図１０では、両面テープ７は、摺動シート９の上流側の端の突起に対応する箇所のみにそれぞれ個別に配置されていた。このような構成の代わりに、図１１に示す両面テープ７ｉのように配置してもよい。図１１に示した例では、第１部材５２のほぼ全長にわたって両面テープ７ｉが貼られている。この例では、１枚の両面テープ７ｉで、摺動シート９の上流側の端と下流側の端とを一括して接合する。

【0032】

実施の形態２，３で示したように、第１部材５２は、前記搬送方向と垂直な方向に並ぶ複数の連結軸５２ｂを含み、摺動シート９は、複数の連結軸５２ｂに対応する複数の貫通孔９ａを有し、支持部材５４は複数の連結軸５２ｂに対応する複数の連結穴５４ａを有し、複数の連結軸５２ｂのうち両端にあるものは、摺動シート９の複数の貫通孔９ａのうち上流側の端にある貫通孔９ａを貫通することが好ましい。たとえば図１０でいえば、摺動シート９のうち上流側の端の３ヶ所の貫通孔９ａに、連結軸５２ｂが通されている。摺動シート９のうち下流側の端の２ヶ所の貫通孔９ａは、矢印９５に示すように摺動シート９を第１部材５２に巻き付けた後で、第１部材５２の連結軸５２ｂに通される。この構成を採用することにより、摺動シート９に引張力が作用する上流側の両端において貫通孔９ａに連結軸５２ｂを通した形となるので、摺動シート９を安定して支持することができる。

【0033】

実施の形態２，３で示したように、第１部材５２は、前記搬送方向と垂直な方向に並ぶ複数の連結軸５２ｂを含み、摺動シート９は、複数の連結軸５２ｂに対応する複数の貫通孔９ａを有し、支持部材５４は複数の連結軸５２ｂに対応する複数の連結穴５４ａを有し、複数の貫通孔９ａは、摺動シート９の下流側の端より摺動シート９の上流側の端の方に多くの個数設けられていることが好ましい。この構成を採用することにより、摺動シート９に引張力が作用する上流側に多くの数の貫通孔９ａおよび連結軸５２ｂが配置されることとなるので、作用する引張力を分散させることができ、摺動シート９を安定して支持することができる。

【0034】

実施の形態２，３で示したように、複数の貫通孔９ａは、摺動シート９の上流側と下流側とで異なる位置に設けられていることが好ましい。ここでいう「異なる位置」とは、上流側から下流側に向かう方向に関してずれた位置であってもよく、上流側から下流側に向かう方向に対して垂直な方向に関してずれた位置であってもよい。

【0035】

たとえば図１２に示すように、第１部材５２の１つの面の中で、複数の連結軸５２ｂはジグザグに配列されていてもよい。図１２に示す第１部材５２に摺動シート９を取り付けた状態を図１３に示す。図１３では、摺動シート９の端と端とが噛み合うのではなく図中上下方向にずれた配置となっている。このような構成であってもよい。

【0036】

あるいは、図１４に示すように、第１部材５２の１つの面の中で、異なるサイズの連結軸５２ｂ，５２ｃが混在して配置されていてもよい。このような第１部材５２に摺動シート９の一方の端を取り付けた状態を図１５に示す。複数の貫通孔９ａおよび複数の連結軸５２ｂは、異なるサイズのものを含むことが好ましい。この構成を採用することにより、組立時に摺動シート９の取付け向きを誤って逆にしてしまうことを防止することができる。

【0037】

摺動シート９の形状は図１６または図１７に示すようなものであってもよい。図１６および図１７では、貫通孔９ａは図示省略している。

【0038】

図１６に示したように、前記第１の凹凸形状の凸部は、先端にいくほど細くなっており内角が９０°以上となる角部を有することが好ましい。

【0039】

摺動シート９の形状のさらに他の例を図１８に示す。図１８に示した例では、Ｂ１＞Ｂ２である。Ｃ１＞Ｃ２である。この摺動シート９を第１部材５２に巻き付けて固定したところを図１９に示す。摺動シートの一方端と他方端との間に、間隙Ｄがあいている。

【0040】

前記一方端は上流側の端であり、前記他方端は下流側の端であり、前記第１の凹凸形状の凸部は、先端にいくほど細くなる形状であり、凹部は奥にいくほど細くなる形状であり、摺動シート９を第１部材５２に巻き回した状態では、前記一方端と前記他方端とは、前記記録媒体の搬送方向に離隔して固定されることが好ましい。図１９に示した例では図中上下方向に長さＤだけ離隔している。この構成を採用することにより、摺動シート９と第１部材５２との間の相対的な寸法誤差に柔軟に対応することができる。

【0041】

摺動シート９の形状のさらに他の例を図２０に示す。図２０に示した例では、Ｂ１＞Ｂ２である。Ｃ１＞Ｃ２である。この摺動シート９を第１部材５２に巻き付けて固定したところを図２１に示す。摺動シートの一方端と他方端との間に、図中上下方向に間隙Ｄがあいている。このような構成であってもよい。図１９、図２１などでいう「図中上下方向」とは、摺動シート９を第１部材５２に巻き付ける際の周方向を意味する。

【0042】

なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は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を含むものである。

【符号の説明】

【0043】

１ 筐体、２ 記録媒体、７，７ｉ 両面テープ、８ ベルト曲率付与部材、９ 摺動シート、９ａ 貫通孔、３８ （２次転写のための）ニップ部、３９ 出口、４０ カセット、４１ 給紙ローラ、４２ １次転写ローラ、４３ ２次転写ローラ、４４ 感光体、４５ 現像ローラ、４６ 帯電器、４７ 転写ベルト、４８ 画像露光装置、４９ 押圧ローラ、５０ （定着装置のベルトの）ニップ部、５１ ベルト、５２ 第１部材（加圧部材）、５２ｂ，５２ｃ 連結軸、５４ 支持部材、５４ａ 連結穴、５６ 熱源、５８ 第２部材（加圧ローラ）、５９ 熱源ローラ、６０ （摺動シートの）ニップ領域、９１，９２，９３，９４，９５ 矢印、１０１，１０２，１０３，１０４ 定着装置、８０１ 画像処理装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】