(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】2024-06-26
(45)【発行日】2024-07-04
(54)【発明の名称】定着装置および画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/20 20060101AFI20240627BHJP
【ＦＩ】
G03G15/20 510
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020088139
(22)【出願日】2020-05-20
(65)【公開番号】P2021182110
(43)【公開日】2021-11-25
【審査請求日】2023-04-27
(73)【特許権者】
【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】100167302
【弁理士】
【氏名又は名称】種村 一幸
(74)【代理人】
【識別番号】100135817
【弁理士】
【氏名又は名称】華山 浩伸
(74)【代理人】
【識別番号】100141298
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 文典
(74)【代理人】
【識別番号】100187492
【弁理士】
【氏名又は名称】新保 元啓
(74)【代理人】
【識別番号】100181869
【弁理士】
【氏名又は名称】大久保 雄一
(74)【代理人】
【識別番号】100167830
【弁理士】
【氏名又は名称】仲石 晴樹
(74)【代理人】
【識別番号】100168583
【弁理士】
【氏名又は名称】前井 宏之
(72)【発明者】
【氏名】上原 雅和
(72)【発明者】
【氏名】綿谷 友宏
(72)【発明者】
【氏名】酒井 雄大
(72)【発明者】
【氏名】中元 史人
【審査官】中澤 俊彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０７１２８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２５１４３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２９９４６１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｇ １５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
定着ベルトを加熱するヒーターと、前記ヒーターを保持するヒーター保持部材と、
天板と、前記天板の短手方向両側から前記ヒーター保持部材に向かって延びる側板とを有し、前記ヒーター保持部材にかかる荷重を制御するステー板金と、
前記定着ベルトを周回転可能に保持し、前記ヒーター保持部材の長手方向の少なくとも一端と、前記ステー板金の長手方向の少なくとも一端とを保持するベルト保持部材と、
前記ベルト保持部材を押圧する押圧部材と
を備え、
前記ステー板金の前記天板は、前記ステー板金の長手方向の少なくとも一端まで延びて形成され、
前記ベルト保持部材は、
前記押圧部材による押圧力が加えられる加力部と、前記加力部に加わった前記押圧力を前記ステー板金に作用させる作用部と
を含み、
前記作用部に作用された前記押圧力は、前記ステー板金の前記天板の長手方向の少なくとも一端に作用する、定着装置。
【請求項2】
前記ベルト保持部材は、弾性部材を嵌め込み可能な空洞部をさらに備え、
前記押圧部材は、
前記空洞部に嵌め込まれた前記弾性部材の軸方向の一端と他端とを有し、
前記弾性部材の軸方向の一端は、前記加力部として前記押圧力を受け、
前記弾性部材の軸方向の他端は、前記作用部として前記押圧力を前記ステー板金の前記天板に作用させる、請求項１に記載の定着装置。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載の定着装置と、シートにトナー像を形成する画像形成部と
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、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に記載の定着装置は定着スリーブの内部に、ニップ形成部材を支持する支持部材としてのステーが配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－１４６７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の定着装置に記載されたステーは、長手方向の両端部に底板（天板）がなく、側板だけで構成されている部分がある。従って、側板だけで構成された部分に強い押圧力がかけられると、ステーが変形するという課題がある。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ステー板金の変形を抑えることができる定着装置および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】
【0006】
本発明に係る定着装置は、ヒーターと、ヒーター保持部材と、ステー板金と、ベルト保持部材とを備える。前記ヒーターは、定着ベルトを加熱する。前記ヒーター保持部は、前記ヒーターを保持する。前記ステー板金は、天板と、前記天板の短手方向両側から前記ヒーター保持部材に向かって延びる側板とを有し、前記ヒーター保持部材にかかる荷重を制御する。前記ベルト保持部材は、前記定着ベルトを周回転可能に保持し、前記ヒーター保持部材の長手方向の少なくとも一端と、前記ステー板金の長手方向の少なくとも一端とを保持する。前記ステー板金の前記天板は、前記ステー板金の長手方向の少なくとも一端まで延びて形成される。
【0007】
本発明に係る画像形成装置は、上記に記載の定着装置と、画像形成部とを備える。前記画像形成部は、シートに画像を形成する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の定着装置および画像形成装置によれば、ステー板金の変形を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置を示す図である。
【図2】本実施形態に係る定着装置の要部を示す斜視図である。
【図3】本実施形態に係る定着装置から定着ベルトを外した外観斜視図である。
【図4】本実施形態に係る定着措置からベルト保持部材を外した外観斜視図である。
【図5】本実施形態に係る定着装置のステー板金を示す外観斜視図である。
【図6】本実施形態に係る定着装置の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、本実施形態では、図中に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示す。Ｚ軸は鉛直面に平行であり、Ｘ軸およびＹ軸は水平面に平行である。
【0011】
図１を参照して、本発明の実施形態１に係る画像形成装置１００について説明する。図１は、本実施形態１に係る画像形成装置１００を示す図である。画像形成装置１００は、例えば、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を兼ね備えた複合機である。本実施形態１では、画像形成装置１００はモノクロ複合機である。
【0012】
図１に示すように、画像形成装置１００は、定着装置１と、画像形成部２と、読取部３と、原稿搬送部４と、給送部５と、搬送部６と、排出部７とを備える。
【0013】
給送部５は、シートＳを給送する。給送部５は、トレイと、ピックアップローラーとを含んでもよい。トレイは、シートＳを積載する。ピックアップローラーは、トレイのシートＳをピックアップして給送する。シートＳは、記録媒体の一例である。
【0014】
搬送部６は、給送部５から給送されたシートＳを搬送する。搬送部６は、搬送路に搬送ローラーと、レジストローラーとを含んでもよい。搬送ローラーは、搬送路に複数配置されてもよく、シートＳを搬送する。レジストローラーは、シートＳを画像形成部２に搬送するタイミングを調節する。搬送部６は、給送部５から、画像形成部２、定着装置１を経由して、排出部７までシートＳを搬送する。
【0015】
画像形成部２は、画像データに基づいて、電子写真方式によってシートＳに図示しないトナー像を形成する。画像データは、例えば、原稿Ｄの画像を示す。画像形成部２は、例えば、感光体ドラムと、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写ローラーと、クリーニング装置と、除電装置とを有する。
【0016】
定着装置１は、トナー像を加熱および加圧して、シートＳにトナー像を定着させる。
【0017】
排出部７は、画像形成装置１００の筐体の外部にシートＳを排出する。排出部７は、排出ローラーと、排出トレイを含んでもよい。排出ローラーは、定着装置１から搬送ローラーで搬送されたシートＳを排出トレイに排出する。排出トレイは、排出されたシートＳを積載する。
【0018】
原稿搬送部４は、原稿Ｄを搬送する。原稿搬送部４は、一例として、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）である。
【0019】
読取部３は、原稿搬送部４によって搬送される原稿Ｄの画像を読み取る。読取部３は、読み取った画像から画像データを生成する。読取部３は、一例として、ＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）方式またはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）方式のスキャナーであってもよい。
【0020】
次に、図２および図３を参照して、本実施形態の定着装置１の構成の詳細を説明する。図２は、本実施形態に係る定着装置１の要部を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る定着装置１から定着ベルト１０を外した外観斜視図である。
【0021】
図４は、本実施形態に係る定着装置１からベルト保持部材３０を外した外観斜視図である。図５は、本実施形態に係る定着装置１のステー板金５０を示す外観斜視図である。図６は、本実施形態に係る定着装置１の要部を示す断面図である。
【0022】
【0023】
ヒーター６０は、定着ベルト１０を加熱する。ヒーター保持部材４０は、ヒーター６０を保持する。図４に示すように、ステー板金５０は、天板５１と、天板５１の短手方向両側からヒーター保持部材４０に向かって延びる側板５２または側板５３とを有し、ヒーター保持部材４０にかかる荷重を制御する。
【0024】
図２に示すように、ベルト保持部材３０は、定着ベルト１０を周回転可能に保持し、ヒーター保持部材４０の長手方向の少なくとも一端（端部１１）と、ステー板金５０の長手方向の少なくとも一端（端部５１１）とを保持する。ステー板金５０の天板５１は、ステー板金５０の長手方向の少なくとも一端（端部５１１）まで延びて形成される。
【0025】
また、実施形態１では、図２および図３に示すように、ベルト保持部材３０を押圧する押圧部材７０をさらに備える。図６に示すように、ベルト保持部材３０は、押圧部材７０による押圧力が加えられる加力部３５と、加力部３５に加わった押圧力をステー板金５０に作用させる作用部３６とを含む。作用部３６に作用された押圧力は、ステー板金５０の天板５１の長手方向の少なくとも一端（端部８１）に作用する。
【0026】
また、本実施形態では、ベルト保持部材３０は、弾性部材８０を嵌め込み可能な空洞部３７をさらに備える。押圧部材７０は、空洞部３７に嵌め込まれた弾性部材８０の軸方向の一端（端部８１）と他端（端部８２）とを有し、弾性部材８０の軸方向の一端（端部８１）は、加力部３５として押圧力を受け、弾性部材８０の軸方向の他端（端部８２）は、作用部３６として押圧力をステー板金５０の天板５１に作用させる。
【0027】
以下、図２～図６を参照しながら、具体的に説明する。図２に示すように、定着装置１は、定着ベルト１０と、加圧部材２０と、ベルト保持部材３０と、ヒーター保持部材４０と、ステー板金５０と、ヒーター６０と、押圧部材７０とを備える。
【0028】
図２に示すように、定着ベルト１０は、図示しないトナー像をシートＳに定着させる。すなわち、定着ベルト１０は、ヒーター６０（図４）により加熱され、加圧部材２０に付勢されることにより、定着ベルト１０と加圧部材２０との間のニップを搬送されるシートＳに、トナー像を定着させる。
【0029】
定着ベルト１０は、無端状である。定着ベルト１０は、略円筒形状を有する。定着ベルト１０は、可撓性を有する。定着ベルト１０は、第１回転軸線Ｌ１を軸心として周回転可能である。定着ベルト１０は、第１回転軸線Ｌ１方向に延びる。
【0030】
定着ベルト１０は、端部１１と、端部１２とを有する。端部１１および端部１２は、定着ベルト１０の第１回転軸線Ｌ１方向における両端部である。以下、第１回転軸線Ｌ１方向を、「回転軸方向」、「定着ベルト１０の回転軸方向」、または、「定着ベルト１０の幅方向」と記載する場合がある。
【0031】
定着ベルト１０は、複数の層をさらに有する。定着ベルト１０は、例えば、ポリイミド層と、離型層とを有する。離型層は、ポリイミド層の外周面上に形成される。離型層は、例えば、フッ素樹脂製の耐熱性フィルムである。
【0032】
加圧部材２０は、周回転しながら定着ベルト１０に密接して、定着ベルト１０に加圧する。加圧部材２０は略円柱状であって、定着ベルト１０に対向して配置される。加圧部材２０は、第２回転軸線Ｌ２を軸心として、回転自在である。加圧部材２０は、第２回転軸線Ｌ２に沿って延びる。なお、第２回転軸線Ｌ２と第１回転軸線Ｌ１とは略平行である。
【0033】
加圧部材２０が定着ベルト１０を加圧すると、定着ベルト１０に内蔵されるヒーター保持部材４０に保持されるヒーター６０が、定着ベルト１０に当接する。そのため、定着ベルト１０は、ヒーター６０により加熱される。
【0034】
加圧部材２０は、円柱状の芯金２１と、円筒状の弾性層２２と、離型層２３とを有する。弾性層２２は、芯金２１上に形成される。離型層２３は、弾性層２２の表面を覆うように形成される。
【0035】
芯金２１は、第２回転軸線Ｌ２を軸心として回転自在である。芯金２１は、例えば、ステンレスまたはアルミニウムにより形成される。弾性層２２は、弾性を有し、例えば、シリコーンゴムにより形成される。離型層２３は、例えば、フッ素樹脂により形成される。
【0036】
ヒーター保持部材４０は、定着ベルト１０を加熱するヒーター６０を保持する。図２に示すように、ヒーター保持部材４０は、第１回転軸線Ｌ１の方向の端部に、ベルト保持部材３０を取り付け可能である。
【0037】
図４に示すように、ステー板金５０は、ヒーター保持部材４０を補強する。ステー板金５０は、例えば、細長状の金属製ステー部材である。ステー板金５０は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びる。
【0038】
ステー板金５０は、ヒーター保持部材４０にかかる荷重を制御する。図４および図５に示すように、ステー板金５０は、天板５１と、天板５１の短手方向両側からヒーター保持部材４０に向かって延びる側板５２および側板５３を有する。ステー板金５０は、天板５１と、側板５２と、側板５３とで、コの字形状、Ｕ字形状、または、Ｖ字形状に形成されてもよい。
【0039】
天板５１は、ステー板金５０の長手方向の少なくとも端部５１１まで延びて形成される。天板５１は、ステー板金５０の長手方向の端部５１２まで延びて形成されてもよい。
【0040】
ベルト保持部材３０は、定着ベルト１０を周回転可能に保持する。ベルト保持部材３０は、第１ベルト保持部材３１と、第２ベルト保持部材３２とを有する。第１ベルト保持部材３１は、定着ベルト１０の端部１１を周回転可能に保持する。第２ベルト保持部材３２は、定着ベルト１０の端部１２を周回転可能に保持する。
【0041】
第１ベルト保持部材３１は、ヒーター保持部材４０の長手方向の少なくとも端部１１と、ステー板金５０の長手方向の少なくとも端部５１１とを保持する。ステー板金５０の天板５１は、ステー板金５０の長手方向の少なくとも端部５１１まで延びて形成される。
【0042】
第２ベルト保持部材３２は、ヒーター保持部材４０の長手方向の少なくとも端部１２と、ステー板金５０の長手方向の少なくとも端部５１２とを保持する。ステー板金５０の天板５１は、ステー板金５０の長手方向の少なくとも端部５１２まで延びて形成される。
【0043】
本実施形態によれば、ヒーター保持部材４０に荷重がかかっても、ステー板金５０の変形を抑えることができる。
【0044】
ヒーター６０は、図示しない電源と接続され、発熱する。ヒーター６０は、定着ベルト１０を加熱する。ヒーター６０は、第１回転軸線Ｌ１に沿って延びる。ヒーター６０は、例えば、面状ヒーター、または細長薄板状ヒーターである。ヒーター６０は、例えば、セラミックヒーターであり、セラミック基板と、抵抗発熱体とを有する。ヒーター６０の厚さは、例えば、１ｍｍである。ヒーター６０は、定着ベルト１０を介して加圧部材２０からの圧力を受ける。
【0045】
図６に示すように、押圧部材７０は、ベルト保持部材３０を押圧する。加圧部材２０が定着ベルト１０を加圧すると、ベルト保持部材３０が付勢される。押圧部材７０は、付勢力に抗するため、付勢力の反作用力をベルト保持部材３０に付与する。
【0046】
押圧部材７０は、押圧部材７１と、押圧部材７２とを含んでもよい。押圧部材７１は、第１ベルト保持部材３１に押圧力を付与する。押圧部材７２は、第２ベルト保持部材３２に押圧力を付与する。
【0047】
第１ベルト保持部材３１は、押圧部材７１による押圧力が加えられる加力部３５と、加力部３５に加わった押圧力をステー板金５０に作用させる作用部３６とを有する。
【0048】
押圧部材７１がベルト保持部材３０の加力部３５に、矢印Ｐで示すように、押圧力を付与すると、押圧力は、第１ベルト保持部材３１を伝播して、作用部３６で、ステー板金５０の天板５１に作用する。
【0049】
作用部３６に作用された押圧力は、ステー板金５０の天板５１の長手方向の少なくとも端部８１に作用する。
【0050】
第２ベルト保持部材３２は、押圧部材７２による押圧力が加えられる加力部３５と、加力部３５に加わった押圧力をステー板金５０に作用させる作用部３６とを含む。
【0051】
押圧部材７２がベルト保持部材３０の加力部３５に、矢印Ｐで示すように、押圧力を付与すると、押圧力は、第２ベルト保持部材３２を伝播して、作用部３６で、ステー板金５０の天板５１に作用する。
【0052】
作用部３６に作用された押圧力は、ステー板金５０の天板５１の長手方向の少なくとも端部８２に作用する。
【0053】
本実施形態によれば、押圧部材７０から加えられた押圧力は、ステー板金５０の天板５１に加えられるため、ステー板金５０の変形を抑えることができる。
【0054】
次に、図６に示すように、ベルト保持部材３０は、弾性部材８０を嵌め込み可能な空洞部３７をさらに備える。弾性部材８０の具体例は、バネである。空洞部３７は、例えば、筒状に形成される。バネは、筒状の空洞部３７に挿入することができる。
【0055】
バネなどの押圧部材７０は、端部８１と、端部８２とを含む。端部８１は、空洞部３７に嵌め込まれた弾性部材８０の軸方向の一端である。端部８２は、ステー板金５０の天板５１と接する。
【0056】
端部８１は、空洞部３７から表出し、加力部３５として機能してもよい。すなわち、押圧部材７０の、空洞部３７に嵌め込まれた弾性部材８０の軸方向の端部８１は、加力部３５として押圧力を受け、弾性部材８０の軸方向の端部８２は、作用部３６として、押圧力をステー板金５０の天板５１に作用させる。
【0057】
本実施形態によれば、バネなどの弾性部材８０が有する反発力が、ステー板金５０にかけられても、天板５１で反発力を受けるので、ステー板金５０の変形が抑えられる。
【0058】
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、下記に示す（１）～（２））。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明は、定着装置および画像形成装置の分野に利用可能である。
【符号の説明】
【0060】
１ 定着装置
１０ 定着ベルト
２０ 加圧部材
３０ ベルト保持部材
４０ ヒーター保持部材
５０ ステー板金
５１ 天板
５２ 側板
５３ 側板
５１１ 端部
５１２ 端部
６０ ヒーター
７０ 押圧部材
１０ 定着ベルト
２０ 加圧部材
３０ ベルト保持部材
４０ ヒーター保持部材
５０ ステー板金
５１ 天板
５２ 側板
５３ 側板
５１１ 端部
５１２ 端部
６０ ヒーター
７０ 押圧部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】