JPH06102784A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】現像した記録情報に基づくトナ−像を耐熱ベル
トを介して用紙へ定着する電子写真装置において、薄型
小型化を実現することを目的とする。 【構成】電子写真装置に備える定着器２０を、駆動プ−
リ２７とテンションプ−リ２８と、両プ−リで回動する
無端状の耐熱ベルト２２と、両プ−リの共有接線で囲ま
れる領域内に配置した発熱体２３と、耐熱ベルト２２を
介して発熱体２３に当接するバックアップロ−ラ２１と
を備える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱ベルトを介して発
熱体の熱を伝達し、記録部で形成されたトナ−像を用紙
に定着する手段を有する電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、特開平３−８９３７８号
公報に記載のように、発熱体部分を駆動ロ−ラ（駆動プ
−リ）と従動ロ−ラ（テンションプ−リ）の共有接線で
囲まれた領域の外側に配置した構成になっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、定着
装置を大型化し、プリンタ、複写機等の電子写真装置の
小型化、低コスト化、薄型化が困難であるという問題点
があった。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決し、特
に小型薄型の定着器を有する電子写真装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では駆動プ−リと、駆動プ−リにより回動す
る無端状の耐熱ベルトと、無端状の耐熱ベルトの内側に
配置した発熱体と、この発熱体に耐熱べルトを介して付
勢するバックアップロ−ラとを備える熱定着器と、この
熱定着器に搬送される記録媒体に画像情報を可視化する
現像器と、記録媒体を搬送する搬送系とを備えてなる電
子写真装置において、無端状の耐熱ベルトは駆動プ−リ
と耐熱ベルトに張力を付与するテンションプ−リとによ
り回動するものとした。

【０００６】また、バックアップロ−ラを発熱体に付勢
する位置を、駆動プ−リとテンションプ−リの２本の共
有接線で挾まれた領域内にするか、耐熱ベルトの内側に
配置した駆動プ−リとテンションプ−リとにより耐熱ベ
ルトが張着した状態で形成する領域内に配置する。

【０００７】また、耐熱ベルトに張力を付与するテンシ
ョンプ−リを回転自由に揺動可能な部材に支持し、この
揺動可能な部材にばね力を作用させて、耐熱ベルトに張
力を作用させるようにした。ばね力は、板ばねで付与す
れば良い。

【０００８】駆動プ−リと、駆動プ−リにより回動する
無端状の耐熱ベルトと、無端状の耐熱ベルトの内側に配
置した発熱体と、この発熱体に耐熱べルトを介して付勢
するバックアップロ−ラとを備え、耐熱ベルトの内側の
幅方向の少なくとも一端に凸状リブを設けた熱定着器
と、この熱定着器に搬送される記録媒体に画像情報を可
視化する現像器と、記録媒体を搬送する搬送系とを備え
てなる電子写真装置において、バックアップロ−ラを発
熱体に付勢する位置を、耐熱ベルトの内側に配置した駆
動プ−リとテンションプ−リとにより耐熱ベルトが張着
した状態で形成する領域内に配置し、テンションプ−リ
は耐熱ベルトの凸状リブを設けた側の端部にテ−パを形
成したものとしても良い。

【０００９】

【作用】無端状の耐熱ベルトを駆動プ−リとテンション
プ−リとで回動する構造とすることにより耐熱ベルト部
分を扁平な形状に形成することができ、熱定着器を薄く
できる。

【００１０】さらに、バックアップロ−ラを発熱体に付
勢する位置を、駆動プ−リとテンションプ−リの２本の
共有接線で挟まれた領域内もしくは、駆動プ−リとテン
ションプ−リとにより耐熱ベルトが張着した状態で形成
する領域内とすることにより、バックアップロ−ラを前
記の領域内に押し込んだ構成をとることができ、熱定着
器をさらに薄くできる。

【００１１】上記構成の熱定着器を備えることにより、
プリンタ、複写機などの電子写真装置を薄型に且つ小型
に構成することが可能になる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜５により説
明する。

【００１３】本発明の一実施例を採用した電子写真装置
を、図１に示す。

【００１４】ホッパ１内に堆積した用紙２が一枚ずつ分
離されて搬送路３へ給送される。一方、感光ドラム４上
の静電潜像はレ−ザ光学系１１によって形成されて、現
像器５により可視化されトナ−像になる。感光ドラム４
上のトナ−像が転写ベルト６により用紙２へ転写され
て、定着器２０へ搬送される。用紙２上のトナ−像は定
着器２０において、耐熱ベルト２２を介して発熱体２３
と耐熱性の弾性ロ−ラであるバックアップロ−ラ２１と
の間に用紙２とともに挾持され、用紙２に定着される。
その後、用紙２は排出ロ−ラ７へ搬送され、スタッカ８
へ排出される。一方、感光ドラム４上に残留したトナ−
像は、クリ−ナ９で清掃される。

【００１５】図１の要部である定着器２０の拡大断面図
を図２に示す。

【００１６】Ｎｉを基材とした極薄ベルト２５表面にテ
フロン樹脂２６を被覆した耐熱ベルト２２は、駆動プ−
リ２７とテンションプ−リ２８との間で回動される。駆
動プ−リ２７は、モ−タ１０により駆動される。テンシ
ョンプ−リ２８は、バネ３１により引っ張られ、ベルト
２２に張力を与える。弾性体であるゴムを被覆したバッ
クアップロ−ラ２１は回転自由に定着器の側板２９に上
下動可能に設置し、コイルばね３０で付勢し、耐熱ベル
ト２２を介して発熱体２３に、定着に必要な荷重で押し
付ける。バネ力調整台３７の移動によりロ−ラ２１の押
圧力を調整可能である。発熱体２３は、ホルダ−２４に
支持され、さらに、ステ−３４により側板２９に固定さ
れる。バックアップロ−ラ２１の表面には、弾性体であ
る耐熱性のシリコンゴムが被覆されており、均一な圧力
でトナ−像を用紙２に押圧することができる。用紙２上
に付着したトナ−像は、図２で示した駆動プ−リ２７と
テンションプ−リ２８の共有接線Ａ，Ｂで囲まれた中に
設定した発熱体２３に対するバックアップロ−ラ２１の
押圧部において、耐熱ベルト２２を介して発熱体２３か
ら伝達される熱と圧力により、ガイド板３２に沿って導
入される用紙２に定着される。

【００１７】ベルト２２は両側には凸形ガイド３３が設
けられ、テンションプ−リ２８の傾斜部２８’と係合し
て、駆動プ−リ２７とテンションプ−リ２８の平行度が
保たれる。

【００１８】また、バックアップロ−ラ２１と発熱体２
３との接触部は、駆動プ−リ２７とテンションプ−リ２
８を内接するベルトの内側に設けられていることにな
る。

【００１９】また、バックアップロ−ラ２１と発熱体２
３との接触部は、耐熱ベルトによって囲まれた領域内に
設けられていることになる。

【００２０】図３、図４により、本発明の一実施例の要
部をさらに詳しく説明する。

【００２１】駆動プ−リ２７は、定着器の側板２９、２
９’に回転自由に支持され、駆動プ−リ２７端に設けた
駆動力伝達系から伝達力が伝達されて回転する。駆動力
伝達系は、ここでは記していないモ−タから駆動力が伝
達されて回動する。回転方向は、図の矢印で示した方向
とする。テンションプ−リ２８には、バネ３１、３１’
により張力が与えられる。

【００２２】テンションプ−リ２８の円筒状の長さｌｔ
は、耐熱ベルト２２の両端に設けた凸型ガイド３３、３
３’間の距離ｌｃより短い。駆動プ−リ２７の長さは耐
熱ベルト２２の両端に設けた凸型ガイド３３、３３’間
の距離ｌｃより短く、かつ、耐熱ベルト２２が一方へ片
寄って、凸型ガイド３３、３３’がテンションプ−リ２
８の傾斜部２８’に接触し、片寄りが停止した状態でも
凸型ガイド３３、３３’が駆動プ−リ２７の端部に接触
することの無い位置に駆動プ−リ２７が支持されてい
る。テンションプ−リ２８は、テンションロ−ラ３５、
３５’により側板２９、２９’に対して位置決めされ
る。

【００２３】発熱体２３の長さ及び配置は、駆動プ−リ
２７の長さ及び配置と同等である。

【００２４】テンションプ−リ２８、駆動プ−リ２７、
発熱体２３の長さ及び配置は耐熱ベルト２２の両端に設
けた凸型ガイド３３の走行に障害とならないように配慮
するためである。従って、耐熱ベルト２２の両端に設け
た凸型ガイド３３、３３’の走行に障害とならないよう
に、駆動プ−リ２７、発熱体２３の凸型ガイド３３、３
３’の走行部を削除する構成でも効果は同じである。

【００２５】次に、耐熱ベルト２２を介して発熱体２３
とバックアップロ−ラ２１が接触し、用紙２にトナ−像
が定着される状況を、図２のＤＤ’断面図を示す図４で
説明する。

【００２６】シ−ムレスの耐熱ベルト２２の中に、テン
ションプ−リ２８、発熱体２３、この発熱体２３を保持
するホルダ−２４、このホルダ−２４を支えるステ−３
４と駆動プ−リ２７が内在している。発熱体２３とホル
ダ−２４はステ−３４に固定され、ステ−３４が側板２
９に固定されて位置決めされる。図４には記していない
駆動プ−リ２７で、耐熱ベルト２２が回動される。耐熱
ベルト２２と発熱体２３は、バックアップロ−ラ２１で
押圧されながら固体潤滑状態で滑る。耐熱ベルト２２と
バックアップロ−ラ２１との間に、トナ−像を有した用
紙２が搬入される。バックアップロ−ラ２１表面には、
弾性体である耐熱性のシリコンゴムが被覆されており、
均一な圧力でトナ−像を用紙２に押圧することができ
る。

【００２７】用紙２上のトナ−像は、用紙２を介してバ
ックアップロ−ラ２１から、また耐熱ベルト２２を介し
て発熱体２３から圧縮圧力を受ける。さらに、用紙２上
のトナ−像は、発熱体２３から１５０℃以上の用紙２上
のトナ−に対応した温度で加熱される。

【００２８】ステ−３４は、バックアップロ−ラ２１の
押圧力に対して十分な剛性を有する。また、押圧力によ
るバックアップロ−ラ２１の撓みを補正する目的で、中
央部の径が両端部の径より大きい凸型クラウン形状のバ
ックアップロ−ラ２１にすると、軸方向に対して均一な
定着性能が得られる。

【００２９】バックアップロ−ラ２１の押圧力は、例え
ばコイルばね３０、３０’でバックアップロ−ラ軸受３
６、３６’を押し上げることにより得られる。バックア
ップロ−ラ軸受３６、３６’は側板２９、２９’に上下
動可能に取り付けられる。バネ力調整台３７、３７’の
位置調整により、押圧力が調整可能である、次に、耐熱
ベルトの片寄り防止機構について説明する。

【００３０】テンションプ−リ２８の両軸端には、実験
により決定したθ＝１０°〜３０°の傾斜を設けてい
る。θ≦１０°の条件では組立時のテンションプ−リ２
８と駆動プ−リ２７の平行度に高い精度が要求される。
θ≧３０°の条件では片寄り防止効果は達成できるが、
耐熱ベルト２２の回転軸方向の安定性が悪く、頻繁に回
転軸と直行方向に移動することになり、定着中のトナ−
像を乱すことになる。

【００３１】耐熱ベルト２２の両端には、耐熱性の、例
えばシリコ−ン樹脂をリブ状に接着した凸型ガイド３
３、３３’を設けた。

【００３２】耐熱ベルト２２の両端部に接着した凸型ガ
イド３３、３３’は、耐熱ベルト２２がＲ方向に片寄る
と、凸型ガイド３３がテンションプ−リ２８の傾斜部に
当接してテンションプ−リ２８と駆動プ−リ２７間のＬ
側の軸間距離が縮まり、耐熱ベルト２２はＬ方向に片寄
る。この動作の繰返しで耐熱ベルト２２の位置は維持さ
れる。

【００３３】定着器２０の組立時のテンションプ−リ２
８と駆動プ−リ２７間の平行度の誤差が、テンションプ
−リ２８に設けた凸型ガイド３３による片寄り防止効果
を超えた場合、耐熱ベルト２２の片寄り防止はできな
い。従って、テンションプ−リ２８に設けた凸型ガイド
３３の高さ方向の形状は、定着器２０の精度に依存す
る。

【００３４】定着器２０のテンションプ−リ２８と駆動
プ−リ２７間の平行度を、一方向に耐熱ベルト２２が片
寄るように製作することにより、テンションプ−リ２８
に設けた凸型ガイド３３は、片寄りによって凸型ガイド
３３がテンションプ−リ２８の傾斜部に当接する側のみ
に設けることで、片寄り防止が達成できる。

【００３５】図５に定着装置の一方の端部のみに凸型ガ
イド３３を設けた片寄り防止構成の例を示す。

【００３６】一方向に耐熱ベルト２２が片寄り、凸型ガ
イド３３がテンションプ−リ２８の傾斜部に当接して乗
り上げても、駆動プ−リ２７による耐熱ベルト２２の回
動速度は変化しない。これは、駆動プ−リ２７による耐
熱ベルト２２の回動が、常に同一回転半径で行えるよう
に、凸型ガイド３３と駆動プ−リ２７が干渉しないよう
に駆動プ−リ２７の長さ、または両軸端部の形状を決定
したためである。

【００３７】ところで、駆動プ−リ２７とテンションプ
−リ２８の共有接線Ａ，Ｂで囲まれた中に設定したバッ
クアップロ−ラ２１と発熱体２３との耐熱ベルトを介し
ての接触部において、耐熱ベルト２２を介して発熱体２
３から伝達される熱と圧力により、用紙２にトナ−が定
着される。図１、２、３、４、５で示したバックアップ
ロ−ラ２１と発熱体２３との接触部は、無端状駆動ベル
ト２２を介する駆動プ−リ２７とテンションプ−リ２８
の接線Ｂ上に配置した構成を示す。

【００３８】本発明の一実施例によれば、駆動プ−リと
テンションプ−リ間で耐熱ベルトを介してバックアップ
ロ−ラを発熱体に付勢する位置を、駆動プ−リとテンシ
ョンプ−リの２本の共有接線で挟まれた領域内に配置し
たものであるため、定着器を小型薄型に構成できるた
め、プリンタ、複写器などの電子写真装置が小型薄型で
実現できる。

【００３９】本発明の一実施例によれば、耐熱ベルト内
面の少なくとも一端に凸型リブを設け、耐熱ベルトを回
動する駆動プ−リと、耐熱ベルトに張力を付与するテン
ションプ−リを回転自由に揺動可能な部材に支持し、耐
熱ベルトが片寄って凸型リブがテンションプ−リの端部
の傾斜部に乗り上げて、駆動プ−リに対するテンション
プ−リの平行度が変化して耐熱ベルトの片寄りを防止す
るものであるため、従来のように、耐熱ベルトの片寄り
防止を、耐熱ベルトの片寄り量を検出して該検出量に基
づいてプ−リのアライメントを変化させて実施する構成
になっていたものに比べてベルトの片寄り防止を低コス
トで実現できる。

【００４０】ところが、駆動プ−リ２７とテンションプ
−リ２８の接線Ｂ上にバックアップロ−ラ２１と発熱体
２３との接触部を配置した構成でも、図６に示すよう
に、網目で示した領域Ｃがデッドスペ−スとなる場合が
多い。

【００４１】本発明の他の実施例について、図７、図
８、図９を用いて説明する。

【００４２】用紙２上に付着したトナ−像は、図７で示
した駆動プ−リ２７とテンションプ−リ２８の共有接線
Ａ，Ｂで囲まれた中に設定したバックアップロ−ラ２１
と発熱体２３との接触部において、耐熱ベルト２２を介
して発熱体２３から伝達される熱と圧力により、用紙２
に定着される。これにより、図６の網目で示した領域Ｃ
のデッドスペ−スが無くなり、さらなる薄形化が実現で
きる。

【００４３】駆動プ−リ２７は、定着器の側板２９に回
転自由に支持され、駆動プ−リ２７端に設けた駆動力伝
達歯車２０から伝達力が伝達されて回転する。駆動力伝
達歯車５９は、ここでは記していないモ−タから駆動力
伝達系により駆動力が伝達されて回動する。回転方向
は、図の矢印で示した方向とする。

【００４４】定着器の側板２９、２９’は、支柱Ａ５
７，支柱Ｂ５８で位置決めされる。

【００４５】板ばね５２によって回転軸５０、５０’を
回転中心にしてリンクＢ５１に回転力を作用させること
で、リンクＢ５１に回転自由に支持されたテンションプ
−リ２８は、耐熱ベルト２２に張力を作用させる。板ば
ね５２は、止ねじ５５で台座５３に固定され、台座５３
は固定ねじ５４により、定着器の側板２９、２９’に固
定される。

【００４６】耐熱ベルト２２で囲まれた中に、ホルダ−
２４で支持した発熱体２３を配置する。ホルダ−２４
は、ステ−３４を介して、定着器の側板２９、２９’に
固定ねじ５６、５６’で固定する。ホルダ−２４は、バ
ックアップロ−ラ２１の押圧力に対して十分な剛性を有
する。バネ４０によって、回転軸４３を回転中心として
リンクに回転力を作用させることで、バックアッププ−
リ２１に張力を与える。バネ４０の他端は、バネ止め４
１に固定される。また、押圧力によるバックアップロ−
ラ２１の撓みを補正する目的で、中央部の径が両端部の
径より大きい凸型クラウン形状のバックアップロ−ラ２
１にすると、軸方向に対して均一な定着性能が得られ
る。

【００４７】駆動プ−リ２７とテンションプ−リ２８の
共有接線Ａ，Ｂで囲まれた中に設定したバックアップロ
−ラ２１と発熱体２３との接触部において、耐熱ベルト
２２を介して発熱体２３から伝達される熱と圧力によ
り、用紙２に定着される。

【００４８】本発明の他の実施例によれば、駆動プ−リ
とテンションプ−リ間で耐熱ベルトを介してバックアッ
プロ−ラを発熱体に付勢する位置を、駆動プ−リとテン
ションプ−リの２本の共有接線で挟まれた領域のさらに
内部に配置したものであるため、定着器をさらに小型薄
型に構成できるため、プリンタ、複写器などの電子写真
装置がさらに小型薄型で実現できる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、バックアップロ−ラを
発熱体に付勢する位置を駆動プ−リとテンションプ−リ
の共有接線で囲まれる中に配置することで、小型薄型の
電子写真装置が実現可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をレ−ザプリンタに適用した一実施例の
部分断面斜視図である。

【図２】図１の要部の概略構成図である。

【図３】本発明に係る耐熱ベルト回動機構の斜視図であ
る。

【図４】図２のＤＤ’断面図である。

【図５】本発明の電子写真装置に用いる定着器の他の例
の断面構成図である。

【図６】本発明に係る薄形化の説明図である。

【図７】本発明の電子写真装置に用いる定着器のその他
の実施例の断面図である。

【図８】本発明の電子写真装置に用いる定着器のその他
の実施例の斜視図である。

【図９】本発明の電子写真装置に用いる定着器のその他
の実施例の斜視断面図である。

【符号の説明】

１…ホッパ、２…用紙、３…搬送路、４…感光ドラム、
５…現像器、６…転写ベルト、７…排出ロ−ラ、８…ス
タッカ、９…クリ−ナ、１０…モ−タ、１１…レ−ザ光
学系、２０…定着器、２１…バックアップロ−ラ、２２
…耐熱ベルト、２３…発熱体、２４…ホルダ−、２５…
極薄ベルト、２６…テフロン樹脂、２７…駆動プ−リ、
２８…テンションプ−リ、２９…側板、３０…コイルば
ね、３１…引っ張りばね、３２…案内ガイド、３３…凸
型ガイド、３４…ステ−、３５…テンションロ−ラ軸
受、３６…バックアップロ−ラ軸受、３７…ばね力調整
台、４０…リンクばね、４１…ばね止め、４２…リンク
Ａ、４３…回転軸Ａ、４４…バックアップロ−ラ軸受、
５０…回転軸Ｂ、５１…リンクＢ、５２…板ばね、５３
…台座、５４…固定ねじ、５５…止ねじ、５６…ステ−
固定ねじ、５７…支柱Ａ、５８…支柱Ｂ、５９…駆動力
伝達歯車。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動プ−リと、駆動プ−リにより回動する
   無端状の耐熱ベルトと、無端状の耐熱ベルトの内側に配
   置した発熱体と、この発熱体に前記耐熱べルトを介して
   付勢するバックアップロ−ラとを備える熱定着器と、こ
   の熱定着器に搬送される記録媒体に画像情報を可視化す
   る現像器と、記録媒体を搬送する搬送系とを備えてなる
   電子写真装置において、前記無端状の耐熱ベルトは駆動
   プ−リと耐熱ベルトに張力を付与するテンションプ−リ
   とにより回動するものであることを特徴とする電子写真
   装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電子写真装置において、
   バックアップロ−ラを前記発熱体に付勢する位置を、前
   記駆動プ−リと前記テンションプ−リの２本の共有接線
   で挾まれた領域内に配置したことを特徴とする電子写真
   装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の電子写真装置において、
   バックアップロ−ラを前記発熱体に付勢する位置を、耐
   熱ベルトの内側に配置した前記駆動プ−リと前記テンシ
   ョンプ−リとにより耐熱ベルトが張着した状態で形成す
   る領域内に配置したことを特徴とする電子写真装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の電子写
   真装置において、前記耐熱ベルトに張力を付与するテン
   ションプ−リを回転自由に揺動可能な部材に支持し、こ
   の揺動可能な部材にばね力を作用させて、前記耐熱ベル
   トに張力を作用させることを特徴とする電子写真装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の電子写真装置において、前
   記揺動可能な部材に作用させるばね力を板ばねで付与す
   ることを特徴とする電子写真装置。
6. 【請求項６】駆動プ−リと、駆動プ−リにより回動する
   無端状の耐熱ベルトと、無端状の耐熱ベルトの内側に配
   置した発熱体と、この発熱体に前記耐熱べルトを介して
   付勢するバックアップロ−ラとを備え、前記耐熱ベルト
   の内側の幅方向の少なくとも一端に凸状リブを設けた熱
   定着器と、この熱定着器に搬送される記録媒体に画像情
   報を可視化する現像器と、記録媒体を搬送する搬送系と
   を備えてなる電子写真装置において、前記バックアップ
   ロ−ラを前記発熱体に付勢する位置を、耐熱ベルトの内
   側に配置した前記駆動プ−リと前記テンションプ−リと
   により耐熱ベルトが張着した状態で形成する領域内に配
   置し、前記テンションプ−リは耐熱ベルトの凸状リブを
   設けた側の端部にテ−パを形成したものであることを特
   徴とする電子写真装置。