説明

定着装置および画像形成装置

【課題】ニップパッドを定着ローラに押し当てるバネを不均等に配置することによって定着ローラとニップパッドの接触圧を均一化し、安定した画像定着が可能な定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【解決手段】
実施形態の定着装置は、発熱部材を備えた定着ローラと、エンドレスの定着ベルトを介して前記定着ローラに接する加圧ローラと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに接する押圧部材と、前記押圧部材の長手方向に不均等な間隔で配置され、前記押圧部材を前記定着ローラに押し当てる複数個の弾性体とを備えていることを特徴としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の定着装置として、両端を軸受けにより回転可能に支持される定着ローラとニップパッドが定着ベルトを介して接触している、加熱式の定着装置がある。ニップパッドがバネの押圧力により定着ローラに押し当てられることにより、記録媒体上に形成されたトナー像が記録媒体に定着される。
【0003】
この構造の定着装置の定着ローラは、両端で支持されているが、長手方向の中央部で軸に直角の方向に変位する可能性がある。このような定着ローラにバネは均等に配置されているため、主走査方向中央部に加圧漏れが生じる虞がある。これを防ぐために弾性力の異なる複数のバネを利用して主走査方向中央部の押圧力を高め、加圧漏れを防ぐ定着装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−30349公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、弾性力の異なる複数種類のバネを使用するためには手間とコストがかかる虞がある。
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、ニップパッドを定着ローラに押し当てるバネを不均等に配置することによって定着ローラとニップパッドの接触圧を均一化し、安定した画像定着が可能な定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、実施形態の定着装置は、発熱部材を備えた定着ローラと、エンドレスの定着ベルトを介して前記定着ローラに接する加圧ローラと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに接する押圧部材と、前記押圧部材の長手方向に不均等な間隔で配置され、前記押圧部材を前記定着ローラに押し当てる複数個の弾性体とを備えることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態の定着装置を搭載したMFPを示す概略構成図。
【図2】本実施形態の画像形成ステーションの1つを示す概略構成図。
【図3】本実施形態の定着装置を示す概略構成図。
【図4】本実施形態の定着装置を示す分解斜視図。
【図5】本実施形態のニップパッドユニットのバネが奇数であるときを説明するための図。
【図6】本実施形態のニップパッドユニットのバネが偶数であるときを説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、発明を実施するための一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は画像形成装置であるカラーの複合機(MFP:Multi Functional Peripheral)1を示す縦断面図である。複合機1は、プリンタ部2と、スキャナ部3と、原稿搬送部4などを備える。
【0010】
プリンタ部2は、給紙部10と、レーザ光学ユニット20と、画像形成部50と、定着装置(fuser)70と、搬送部80等を備える。
【0011】
給紙部10は、積層状に積み上げられたシートを収納する複数の給紙カセット11と、カセット11に収納されたシートの最上層の記録媒体であるシートを画像形成部50に給紙するピックアップローラ12などを含む。
【0012】
画像形成部50は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の4組の画像形成ステーション60Y、60M、60C及び60Kと、各画像形成ステーション60Y、60M、60C及び60Kによって形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト51、中間転写ベルト51に所定の張力を与えるための複数のローラ52及び中間転写ベルト51を駆動するための駆動ローラ54、などを備える。また、画像形成部50は転写器である転写ローラ55を備えている。駆動ローラ54と転写ローラ55は、中間転写ベルト51を挟んで、所定の圧力で接触して、転写位置を構成している。
【0013】
搬送部80は、給紙カセット11からピックアップローラ12により取り出されたシートを所定のタイミングで画像形成部50へ搬送を開始させるレジストローラ81と、レジストローラ81から繰り出されたシートPを搬送する複数の搬送ローラ82等を有する。また、搬送部80はプリンタ部2の外部にシートPが排出される直前に排紙ローラ83を有し、排紙ローラ83によって排紙されたシートPを受け取る排紙トレー84が、プリンタ部2の上面に形成されている。
【0014】
次に図2に一つの画像形成ステーション60の一例の拡大図を示して説明を続ける。
【0015】
スキャナ部3は、原稿稿搬送部4により搬送された原稿または原稿台に置かれた原稿を読み取り、画像情報を生成する。
【0016】
画像形成ステーション60は、前述の画像情報で変調されてレーザ光学ユニット20から出射されたレーザ光が照射される感光体ドラム61と、感光体ドラム61表面に一様な電荷を与える帯電器62と、内部にトナー100を収納するとともに感光体ドラム61表面にトナー100を供給する現像器63と、感光体ドラム61と中間転写ベルト51を介して対向配置され、感光体ドラム61に供給されたトナー100を中間転写ベルト51に転写する中間転写ローラ64と、中間転写ベルト51に転写されず感光体ドラム61表面に残ったトナー100をクリーニングするクリーニングユニット65等を備える。各画像形成ステーション60Y、60M、60C、60Kはいずれも同一構成になっている。
【0017】
次に画像形成の作用について説明をする。
【0018】
帯電器62は、回転駆動される感光体ドラム61表面に一様な電荷を付与する。一様な電荷が与えられた感光体ドラム61は、レーザ光学ユニット20から出射されたレーザ光によって走査され、画像情報に対応する潜像が作成される。現像器63は、感光体ドラム61表面にトナー100を供給し、感光体ドラム61上に形成された潜像を現像し、トナー画像を形成する。現像器63によって感光体ドラム61上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト51に中間転写ローラ64によって転写される。
【0019】
また、給紙カセット11からピックアップローラ12によって繰り出されたシートPは、複数の搬送ローラ82によって搬送される。シートPは、中間転写ベルト51と転写ローラ55の転写位置に来た時に、中間転写ベルト51に形成されているトナー画像を転写される。トナー画像が転写されたシートPはさらに搬送され、定着装置70でトナー画像が定着され、排紙トレー84に排紙される。
【0020】
次に定着装置70の構造を図3ないし図6を用いて説明をする。
【0021】
図3は、図1に示す定着装置70の拡大図であり、記録媒体であるシートPが矢印R方向へ搬送される。定着装置70は定着ローラ71と、定着ベルト72を介して定着ローラ71に接する加圧側定着ローラ73および加圧ローラ74と、定着ベルト72に張力を持たせるテンションローラ75等を備える。定着ベルト72は、加圧ローラ74、テンションローラ75、およびニップパッド91の外周に掛けられている。また加圧側定着ローラ73と加圧ローラ74との間に形成された定着領域Sと、定着領域Sに定着ベルト72を押し当てる押圧部材であるニップパッドユニット90等を備える。
【0022】
定着ローラ71は金属製の中空パイプ形状であり、内部にヒータ76(発熱部材)が配置される。定着ローラ71はモータ等の外部動力により矢印A方向に回転する。本実施形態の定着ローラ71は金属製であるが、使用する記録媒体によってはゴム製素材をローラの外周に塗布し、さらにその外周に表面を保護するシート材を巻きつけたものを用いても良い。
【0023】
加圧側定着ローラ73は、定着ベルト72を介して定着ローラ71に接する。加圧側定着ローラ73は金属製であり、矢印B方向に回転する。金属製のローラの内部にヒータ76が配置され、媒体Pに形成されたトナー画像100に熱を加える。定着ローラ71の内部にもヒータが配設されているため、加圧側定着ローラ73のヒータ76は無くとも良い。
【0024】
定着ベルト72は金属もしくはポリイミド製のエンドレスベルトで、加圧側定着ローラ73の熱を定着領域Sまで伝達する。
【0025】
加圧ローラ74は、定着ベルト72を介して定着ローラ71と接しており、矢印C方向に回転する。加圧ローラ74は金属製の軸の外周にゴム等の弾性部材を巻きつけたものであり、記録媒体Pを定着ローラ71に押しつけている。
【0026】
テンションローラ75は、加圧定着ローラ73と加圧ローラ74に掛けられたエンドレスの定着ベルト72の内周側に配設される。テンションローラ75は定着ベルト72の外周方向に一定圧力で動作することにより定着ベルト72に張りを持たせる。
【0027】
ニップパッドユニット90は定着ベルト72を介して定着ローラ71の定着領域Sに接している。図4を用いてニップパッドユニット90の構造について説明をする。
【0028】
図4は、分解したニップパッドユニット90と定着ローラ71の斜視図である。ニップパッドユニット90は、定着ベルト72を介して定着ローラ71に接するニップパッド91と、ブレード92を介してニップパッド91に接着された複数のバネ93(図5参照)と、バネ93を保持するバネホルダ94およびブラケット95等を備える。
【0029】
ニップパッド91はゴム等の弾性のある素材からなり、定着ベルト72を介して定着ローラ71と接し、記録媒体Pを定着ローラ71に押し当てる。ニップパッド91はブレード92を介して接着されたバネ93により、定着ローラ71に押し当てられる。ニップパッド91として、フエルトの様な厚みのある布状のものを用いても良い。
【0030】
板部材であるブレード92は接着部材によりニップパッド91に固定されており(図5参照)、バネ93の接触面に発生する加圧の応力集中を回避する。
【0031】
弾性体としてのバネ93はブレード92を介してニップパッド91に接着されている。バネ93の例としては板バネ、竹の子バネ等が挙げられる。またバネ93の代わりにゴム、スポンジ等を用いても良い。また、外部からの圧力により変形が可能な、例えばゴムまりのようなものを用いても良い。バネ93を保持するバネホルダ94は複数の穴部98を備えており、各々の穴部98にバネ93が1つずつ保持される。
【0032】
複数のバネ93はニップパッド91の長手方向に沿って配置される。バネ93同士の間隔はニップパッド91の長手方向中心部ほど狭く、端部に近いほど広い。
【0033】
複数のバネは全て等しい物理的性質を備える。物理的性質とは、弾性力、形状等であり、好ましくは同じバネを用いる。
【0034】
図5はバネ93の配置を説明するための簡略図である。バネ93は、ニップパッド91の長手方向中心部にあるバネ93aの位置を対称線Xとして対称に配置する。バネ93aと、バネ93aの隣のバネ93bとの距離をL1とする。バネ93bと、バネ93bの隣のバネ93cとの距離をL2とする。L2はL1よりも大きい。バネ93cと、バネ93cの隣のバネ93dとの距離をL3とする。L3はL2よりも大きい。このようにしてバネ93を、ニップパッド91の長手方向最端部のバネ93e、93eまで配置する。
【0035】
最大のバネ93間の距離をLnとし、L1<L2<L3・・・<Ln−1<Lnとする。またLnのときのバネ93の個数は2(n+1)である。{Ln−(Ln−1)}と{(Ln−1)−(Ln−2)}の値は等しくなくとも良い。
【0036】
バネ93の密度が高いほどバネ93の押圧力は高まる。ニップパッド91の長手方向中心部ほどバネ93の密度が高くなるようにバネ93を配置することにより、中心部でバネ93がニップパッド91に与える押圧力が高い。本実施形態においては、ニップパッド91の長手方向中心部ほどバネ93の密度が高くなっており、ニップパッド91の長手方向中心部ほどバネ93がニップパッド91に与える押圧力が高いため、押圧力の差が相殺され、定着ローラ71に均等に押圧力を与えることができる。
【0037】
本実施形態ではバネ93を奇数個用いたが、偶数個用いてもよい。図6に示すように偶数個のバネ93は、ニップパッド91の長手方向の等分線を対称線Xとして配置される。最も対称線Xに近い位置にあるバネ93f、93fの距離をM1とし、それぞれのバネ93f、93fから距離M2の位置にバネ93g、93gを配置する。M2はM1よりも大きい。バネ93g、93gから距離M3の位置にバネ93h、93hを配置する。M3はM2よりも大きい。このようにしてバネ93を、ニップパッド91の長手方向の最端部のバネ93i、93iまで配置する。
【0038】
最大のバネ93間の距離をMtとし、M1<M2<M3・・・<M(t−1)<Mtとする。またMtのときのバネ93の個数は2tである。{Mt−M(t−1)}と{M(t−1)−M(t−2)}の値は等しくなくとも良い。
【0039】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0040】
1・・・複合機(MFP)
50…画像形成部
70…定着装置
71…定着ローラ
72…定着ベルト
74…加圧ローラ
76…ヒータ
90…ニップパッドユニット
91…ニップパッド
93…バネ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発熱部材を備えた定着ローラと、
定着ベルトを介して前記定着ローラに接する加圧ローラと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラに接する押圧部材と、
前記押圧部材を前記定着ローラに付勢し、前記押圧部材の長手方向中央部ほど狭く、長手方向両端部ほど広い間隔で配置される複数個の弾性体とを備えた定着装置。
【請求項2】
前記複数個の弾性体は全て等しい物理的性質を備える、請求項1に記載の定着装置。
【請求項3】
前記複数個の弾性体は奇数個あり、前記定着ローラの長手方向中央部に配置された1つの弾性体を軸として、前記複数個の弾性体は軸対象に配置される、請求項2に記載の定着装置。
【請求項4】
前記複数個の弾性体は偶数個あり、前記定着ローラの長手方向中央部を軸として軸対称に配置される、請求項2に記載の定着装置。
【請求項5】
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記記録媒体に接触して前記記録媒体に前記画像を定着するエンドレスの定着ベルトと、
発熱部材を備えた定着ローラと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラに接する加圧ローラと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラに接する押圧部材と、
前記押圧部材を前記定着ローラに付勢し、前記押圧部材の長手方向中央部ほど狭く、長手方向両端部ほど広い間隔で配置される複数個の弾性体とを備えた画像形成装置。
【請求項6】
前記複数個の弾性体は全て等しい物理的性質を備える、請求項5に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記複数個の弾性体は奇数個あり、前記定着ローラの長手方向中央部に配置された1つの弾性体を軸として、前記複数個の弾性体は軸対象に配置される、請求項6に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記複数個の弾性体は偶数個あり、前記定着ローラの長手方向中央部を軸として軸対称に配置される、請求項6に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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