JP2010097151A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトユニットを取り外し始める前に検知部材をベルト部材に干渉しない位置へ退避させ、ベルトユニットを取り付け終えた後に検知部材を通常の検知位置へ復帰させる画像加熱装置を提供する。
【解決手段】枠体３０２から加圧ベルトモジュール３０１を取り外す前の予備操作に連動して、ベルト検知ピン５０２ａが自動的に加圧ベルト２００の縁の外側位置へ自動的に退避する。加圧ベルトモジュール３０１を交換する前に、定着後排紙ユニット３２０が退避位置へ移動されると、定着後排紙ユニット３２０の突起３２６ａが退避アーム３２７の拘束を解除する。これにより、退避アーム３２７がばね付勢によって回転してレバー３２７ｂがベルト位置検知ユニット５００に接触し、ベルト検知ピン５０２ａは、加圧ベルト２００の縁の外側位置へ強制的に移動される。
【選択図】図８

Description

本発明は、ベルト部材を複数の支持回転体と一体に組み立てたベルトユニットをベース部材から取り外し可能な画像加熱装置、詳しくはベース部材側に配置されてベルト部材の縁を検知する検知部材の退避構造に関する。

トナー像の定着ニップを構成する一対の回転体の少なくとも一方を、ステアリング制御されるベルト部材（定着ベルト又は加圧ベルト）で構成した画像加熱装置が実用化されている。以下では、定着装置と同様な構成を備えて、定着済み又は半定着トナー像の表面光沢を調整する画像加熱処理装置を、定着装置に含めて画像加熱装置と呼ぶ。

特許文献１には、定着ベルトと加圧ベルトとを圧接して定着ニップを形成する画像加熱装置が示される。

特許文献２には、定着ローラと加圧ベルトとを圧接して定着ニップを形成する画像加熱装置装置が示される。ここでは、回転するベルト部材に当接させた検知部材の傾きを検出して支持回転体の長手方向におけるベルト部材の位置を測定している。そして、測定結果に応じて支持回転体の傾きを変化させるステアリング制御を行うことにより、支持回転体の長手方向におけるベルト部材の片寄りを動的に修正している。

特開２００４−３４１３４６号公報 特開平１１−２２７９３０号公報

ベルト部材の交換に伴う画像形成装置のダウンタイムを短縮するためには、ベルト部材は、ベルト部材を掛け渡す複数の支持回転体を含めてベルトユニットに組み立てられて一体に交換可能であることが好ましい。

また、ベルトユニットの交換作業を容易にするためには、画像加熱装置のベース部材にベルトユニットが取り付けられた状態で、ベース部材は、引き出し機構によって、筐体内の運転位置から所定の作業位置へ一体に引き出されることが好ましい。

また、ベース部材からベルトユニットを取り外す際に、検知部材を含むベルトエッジセンサの配線の着脱を不要とするためには、ベルトエッジセンサは、ベース部材側に配置されることが好ましい。

このように画像加熱装置を構成した場合、ベース部材からベルトユニットを取り外して再び取り付ける過程で、検知部材にベルト部材の端部が接触して、ベルト部材が損傷する可能性があることが判明した。

特許文献２に示されるように、検知部材がベルトエッジに向かってばね付勢されている場合、ベース部材からベルトユニットを取り外した瞬間に、ベルト部材の縁による支えを失った検知部材がベルト部材の縁の内側へ侵入する。このとき、対向するベルト部材に引掻き傷を付ける場合がある。そして、この状態のまま、新しいベルトユニットをベース部材に取り付けると、検知部材の先端がベルト部材に突き刺さってしまい、ベルト部材の縁を正常に検知できなくなる。

そこで、ベース部材側に操作レバーを設けておき、サービスマンがレバー操作を行うことによって、ベルトエッジセンサをベルト部材に干渉しない縁の外側へ退避させる構成が提案された。

しかし、サービスマンがレバー操作を忘れると、そのまま新しいベルトユニットをベース部材に取り付けた際にベルト部材が損傷することを阻止できない。正常な交換作業の後にレバーを戻し忘れると、画像加熱装置の立ち上げ後に、ベルト部材の縁を検知して行う正常なステアリング制御が実行されない。

そこで、操作レバーをベルトユニットに連動させて、ベルトユニットの取り外し／取り付けに伴って検知部材が自動的に退避／復帰する機構が提案された。しかし、この場合、取り外し移動が始まった時点では、まだベルト部材の縁に検知部材が接触しているため、検知部材でベルトの縁を引っ掛ける可能性がある。ベルトユニットを通常位置へ位置決め終わるよりも早い段階で検知部材がベルト部材の縁に接触し始めるため、その後の移動で、検知部材がベルト部材の縁を摺擦して窪みや折れ目を作る可能性がある。従って、ベルト部材の損傷を確実に回避して検知部材の退避／復帰を行うことができない。

また、検知部材を含むベルトエッジセンサの全体を運転位置と作業位置との間で移動させようとすると、移動のための機構が大型化するとともに、ベルトエッジセンサを移動させるための大きな干渉空間が必要になる。このため、画像形成装置の部品コストの低減や全体構成の小型化に支障がある。

本発明は、ベルトユニットを取り外し始める前に検知部材をベルト部材に干渉しない位置へ退避させ、ベルトユニットを取り付け終えた後に検知部材を通常の検知位置へ復帰させる画像加熱装置を提供することを目的としている。

本発明の画像加熱装置は、複数の支持回転体に支持されたベルト部材が前記複数の支持回転体とともに一体に交換可能となるように組み立てられたベルトユニットと、前記ベルト部材のステアリング制御を行うために前記ベルト部材の縁を検知する検知部材が配置されるとともに、前記ベルトユニットが取り外し可能に取り付けられるように構成されたベース部材と、通常位置に位置させた状態では前記ベース部材から前記ベルトユニットを取り外すことができない機構部品とを備えたものである。そして、前記ベルトユニットの取り外しに先立たせて前記機構部品を前記通常位置から退去させる動作に連動させて、前記検知部材を通常の検知位置から前記ベルト部材の縁の外側位置へ移動させるとともに、前記機構部品を前記通常位置へ位置決める動作に連動させて前記検知部材を前記通常の検知位置へ復帰させる連動機構を備える。

本発明の画像加熱装置では、ベース部材からベルトユニットを取り外す前に必ず退去させる機構部品の移動に連動して、検知部材が、通常の検知位置からベルト部材に干渉しないベルト部材の縁の外側へ退避する。そして、ベース部材にベルトユニットを取り付けた後に必ず通常位置に位置決めされる機構部品の移動に連動して、検知部材がベルト部材の縁を検知する通常の検知位置へ復帰する。

従って、ベルトユニットを取り外し始める前に検知部材をベルト部材に干渉しない位置へ退避でき、ベルトユニットを取り付け終えた後に検知部材を通常の検知位置へ復帰できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、ベース部材からベルトユニットを取り外す前の予備操作に連動して、検知部材が自動的にベルト部材の外側位置へ退避する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、定着ベルトに加圧ベルトを圧接した画像加熱装置に限らず、定着ローラに加圧ベルトを圧接した画像加熱装置、又は定着ベルトに加圧ローラを圧接した画像加熱装置等でも実施できる。

画像加熱装置が搭載される画像形成装置としては、中間転写ベルトを用いる画像形成装置に限らず、記録材搬送ベルトに担持された記録材へトナー像を転写する画像形成装置でも実施できる。ベルト部材に沿って１個の感光ドラムを配置した１ドラム型のみならず、複数の感光ドラムを配置したタンデム型でも実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態中の該当する構成の組み合わせに発明を限定する趣旨のものではない。

＜画像形成装置＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト２５の直線区間に画像形成部２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋを配置したフルカラープリンタである。画像形成装置１００の筐体構造には、画像形成部２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋの他に、中間転写ユニット３０、定着装置２７等、画像形成プロセスに必要な様々な装置がユニット化されて保持されている。

画像形成部２００Ｙでは、感光ドラム２０Ｙにイエロートナー像が形成されて、中間転写ベルト２５に一次転写される。画像形成部２００Ｍでは、感光ドラム２０Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２５のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部２００Ｃ、２００Ｋでは、それぞれ感光ドラム２０Ｃ、２０Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に中間転写ベルト２５のトナー像に位置を重ねて順次一次転写される。

中間転写ベルト２５に担持された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送され、中間転写ベルト２５に重ねて二次転写部Ｔ２を挟持搬送される記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置２７で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に外部へ排出される。

カセットから１枚ずつ引き出された記録材Ｐは、レジストローラ２８で待機し、中間転写ベルト２５のトナー像にタイミングを合わせて、二次転写部Ｔ２へ送り出される。

画像形成部２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋは、付設された現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部２００Ｙについて説明し、他の画像形成部２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。

画像形成部２００Ｙは、感光ドラム２０Ｙの周囲に、帯電装置２１Ｙ、露光装置２２Ｙ、現像装置２３Ｙ、一次転写装置２４Ｙを配置している。

感光ドラム２０Ｙは、帯電極性が負極性の感光層を表面に形成した金属円筒で構成され、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する。

帯電装置２１Ｙは、感光ドラム２０Ｙに帯電ローラを圧接して回転させ、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を帯電ローラへ印加して、感光ドラム２０Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電させる。

露光装置２２Ｙは、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを多面体ミラーで走査して、帯電した感光ドラム２０Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置２３Ｙは、負極性に帯電したトナーを現像スリーブに担持させて感光ドラム２０Ｙを摺擦し、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブに印加して、感光ドラム２０Ｙの静電像を反転現像する。

一次転写装置２４Ｙは、中間転写ベルト２５を介して一次転写ローラを感光ドラム２０Ｙに圧接して、感光ドラム２０Ｙと中間転写ベルト２５との間にトナー像の一次転写部を形成する。一次転写ローラに正極性の直流電圧を印加することにより、負極性に帯電して感光ドラム２０Ｙに担持されたトナー像が中間転写ベルト２５に一次転写される。

二次転写装置２６は、中間転写ベルト２５を介して二次転写ローラ２６ａを対向ローラ２９に圧接して、中間転写ベルト２５と二次転写ローラ２６ａとの間に二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト２５のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐを挟持搬送する。負極性に帯電して中間転写ベルト２５に担持されたトナー像は、二次転写ローラ２６ａに正極性の電圧を印加することにより、記録材Ｐへ二次転写される。

＜定着装置＞
図２は定着装置の構成の説明図、図３は定着装置の組み立て構造の斜視図、図４は定着装置の引き出し構造の説明図である。

プロセススピードの高速化に伴って、記録材が定着ニップを通過する時間が減少するので、効率的に記録材に熱量を与えるためには、定着ニップの記録材搬送方向の長さを大きくする必要がある。ローラ対を用いる定着装置では、定着ニップの記録材搬送方向の長さを大きくしようとするとローラ径が大きくなってしまい、定着装置そのものの大型化を招いてしまう。

そこで、ローラ定着方式に比して、装置の小型化、高速化に対応しつつ、十分なニップ幅を得る事ができるベルト発熱方式が採用されている。この方式では、プロセススピードが高速化しても、記録材が定着ニップを通過する時間が長くなり、記録材に与える熱量は増加する。

図２を参照して図３に示すように、定着装置２７は、定着ベルトモジュール３００、加圧ベルトモジュール３０１、枠体３０２から構成されている。定着ベルトモジュール３００の定着ベルト２２０に加圧ベルトモジュール３０１の加圧ベルト２００が圧接して、記録材を加熱しつつ挟持搬送する定着ニップが形成される。

定着ベルトモジュール３００は、枠体３０２に対して固定され、加圧ベルトモジュール３０１は、定着ベルトモジュール３００に対して昇降が可能となるように枠体３０２に取り付けられている。

定着ベルトモジュール３００は、加熱体の主部となる無端状に形成された定着ベルト２２０を有し、定着ベルト２２０は、定着ローラ２２１と定着テンションローラ２２２との両ローラ間に掛け渡されて回転する。

定着ベルト２２０は、誘導加熱コイル２２４によって発熱可能であるとともに耐熱性を持つものであれば適宜選定できる。ここでは、厚さ１００μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に、厚さ５００μｍのシリコンゴムをコーティングして、表層にＰＦＡチューブを被覆したものを用いている。

誘導加熱コイル２２４に交流電流を通電すると、コイル周りに磁力線が発生し、定着ベルト２２０の金属層に渦電流を生じさ、渦電流が金属層の抵抗によってジュール熱に変化されて金属層を発熱させる。これにより、定着ベルト２２０が加熱される。

定着ベルト２２０内部には、図示しない温度検知手段としてのサーミスタが配設され、温度制御部１０１は、サーミスタの出力信号に基づいて定着ベルト２２０内面の温度を検知している。定着ベルト２２０内面の温度は、温度制御部１０１によって１８０℃になるように誘導加熱コイル２２４による加熱制御が設定されている。

定着ローラ２２１は、ステンレス中実材料の外径をφ１９ｍｍに形成した芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成形したものである。定着ローラ２２１は、定着ベルト２２０と加圧ベルト２００との間の定着ニップの領域における出口側に配置され、加圧ローラ２０１に圧接する方向の加圧によって表面の耐熱シリコンゴム弾性層が弾性変形している。

定着テンションローラ２２２は、定着ベルト２２０のベルト張力を常時最適に維持すべく、１２０Ｎに設定した張力を付与する。定着テンションローラ２２２は、ステンレス材料で外径φ２０、内径φ１６程度に形成された中空ローラである。

加圧ベルト２００と定着ベルト２２０との間の定着ニップの領域における入口側、すなわち定着ローラ２２１の上流側には、定着ベルト２２０の内側に、ステンレス材料で形成された定着パッド２２３が設けられている。定着パッド２２３は、加圧ベルトモジュール３０１側の加圧パッド２０４に向かって定着ベルト２２０の内側面に設定圧４００Ｎで押し当てられている。

加圧ベルトモジュール３０１は、加圧体の主部となる無端状に形成された加圧ベルト２００を有し、加圧ベルト２００は、加圧ローラ２０１と加圧テンションローラ２０２との両ローラ間に掛け渡されて回転する。

加圧ローラ２０１は、ステンレス（ＳＵＳ）製の中空棒材であり、外径φ２１ｍｍ、内径φ１９ｍｍ程度に形成され、加圧ベルト２００と定着ベルト２２０との間の定着ニップの領域における出口側に配置されている。

加圧テンションローラ２０２は、同じくステンレス材料によって外径がφ２２ｍｍ、内径φ２０ｍｍ程度に形成された中空ローラであり、加圧ベルト２００に常時最適な張力を付与するローラとして機能する。加圧テンションローラ２０２の両端部は、軸受部２０５の内部に配置された張力付勢ばねによって、加圧ベルト２００に１００Ｎの張力を維持するように外側へ付勢されている。

加圧ローラ２０１の内部には、発熱体としてのヒータ２０７が装着されて加圧ベルト２００を内側から加熱する。ヒータ２０７は、ここでは、ハロゲンヒータを用いているが、熱源として使用できれば他のものも利用できる。

加圧ベルトモジュール３０１は、温度制御部１０１によって、加圧ベルト２２０の表面温度が１００℃になるように温度調整されている。温度検知手段として、接触型のサーミスタ３０８ａ、３０８ｂが加圧ベルト２００の外周面の画像領域外に当接して配置され、非接触型のサーミスタ３０８ｃが加圧ベルト２２０の長手方向略中央に対向して配置される。サーミスタ３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃの出力信号に基づいて、温度制御部１０１は、加圧ベルト２００の外周面の温度を検知し、外周面の温度が１００℃になるように加熱制御ヒータ２０７が加熱制御される。

加圧パッド２０４は、シリコンゴムで形成され、加圧ベルト２００と定着ベルト３００との間に形成される定着ニップの領域における入口側、つまり加圧ローラ２０１の上流側に対応した加圧ベルト２００の内側に設けられている。加圧パッド２０４は、４００Ｎの設定圧で定着パッド２２３に向かって押圧されており、定着ベルト２２０と加圧ベルト２００との間に定着ニップの上流側の領域を形成している。

加圧ベルトモジュール３０１は、枠体３０２に対して着脱が可能な加圧ユニットフレーム２０８に支持されている。加圧ユニットフレーム２０８の上流部には、加圧バネ２０９と加圧力調整スクリュー２１０が配置されている。一対の加圧力調整スクリュー２１０を適切に締めこむ事によって、加圧バネ２０９の縮み量を調整して加圧力を最適にしている。

枠体３０２に配置された一対の加圧カム３０４が回転することで、加圧ベルトモジュール３０１が昇降して、定着ベルト２２０と加圧ベルト２００とが圧接／離間して、定着ニップを形成／解除する。加圧ベルトモジュール３０１の加圧ユニットフレーム２０８は、回動軸３０３周りに回動する。これに伴って、定着ベルト２２０及び加圧ベルト２００を介して、定着ローラ２２１、定着パッド２２３にそれぞれ加圧ローラ２０１、加圧パッド２０４が圧接される。これにより、定着ベルト２２０と加圧ベルト２００の表層のシリコンゴム層が弾性的に変形して搬送方向に連続した定着ニップが形成される。トナー像が転写された記録材が定着ニップを通過する過程で、記録材にトナー像が定着される。

トナー像が定着された記録材は、定着後排紙ユニット３２０を通じて定着装置２７から排出される。定着後排紙ユニット３２０は、枠体３０２に対して、回動穴３２５を中心にして回動可能であり、定着装置２７から開閉動作が可能になっている。

定着後排紙ユニット３２０は、分離手段として分離板金３２２を備えている。分離板金３２２は、定着後排紙ユニット３２０が通常位置に回動されているとき、定着ベルトモジュール３００の定着ベルト２２０に近接するように配置されている。分離板金３２２の下部には、排紙ガイド３２６が配置される。

定着後排紙ユニット３２０には、排紙上ローラ３２３と排紙下ローラ３２４から構成される排紙ローラ対が配置され、分離板金３２２によって定着ベルト２２０から分離された記録材を排紙方向に搬送する。

なお、分離手段としては、非接触の分離爪タイプでもよく、また、接触式の分離手段を用いてもよい。

図４に示すように、定着装置２７は、引き出し機構としてのスライドガイド１０３で支持されて、画像形成装置１００の正面側の所定の作業位置へ一体に引き出しが可能である。正面側の作業位置へ引き出した状態で、定着装置２７は、図３に示すように、枠体３０２から定着ベルトモジュール３００及び加圧ベルトモジュール３０１が取り外される。

＜ステアリング制御＞
図５は加圧ベルトを検知するベルト検知ユニットの構成の説明図、図６は加圧ベルトのステアリング動作の説明図である。ベルト方式の定着装置では、ベルト部材を複数の支持回転体に掛け渡して支持させ、ベルト部材に張力を作用させている。この場合、複数の回転体の軸線のずれにより、ベルト部材に片寄りが生じる。このため、ベルトの片寄りを修正するためのベルト位置検知手段と、ベルトの片寄り修正手段が必要となる。

図３に示すように、枠体３０２の正面側の加圧ベルト２００の縁に対応する位置にベルト検知ユニット５００が配置される。図５には、ベルト位置検知ユニット５００が、図３の枠体３０２の下方から加圧ベルト２００を見上げる形式で図示されている。

図５に示すように、ベルト検知ユニット５００は、加圧ベルト２００の縁の位置に追従して回動するベルト位置検知フラグ５０１の回動角をフォトセンサ５０３ａ、５０３ｂにより検知する。

ベース板５１０には、フラグ回転軸５０５の周りで回転可能なベルト位置検知フラグ５０１と、アーム回転軸５０６の周りで回転可能なベルト位置検知アーム５０２とが配置される。ベルト位置検知フラグ５０１とベルト位置検知アーム５０２とは、ベルト位置検知アーム５０２に固定されたピン５０２ｂによって係合されて連動する。

ベルト位置検知フラグ５０１は、アーム付勢バネ５０３によって矢印Ｒ３方向に引張力を与えるようにバネ付勢されているので、フラグ回転軸５０５の周りで矢印Ｒ４方向に回転しようとする。アーム付勢バネ５０３は、１Ｎの力でベルト位置検知フラグ５０１に引張力を与える。

これに伴って、ベルト位置検知アーム５０２は、アーム回転軸５０６の周りで矢印Ｒ５方向に回転しようとするので、ベルト位置検知アーム５０２に固定されたベルト検知ピン５０２ａは、加圧ベルト２００の縁に対して常に当接する。その結果、ベルト位置検知フラグ５０１は、加圧ベルト２００の矢印Ｒ６方向の移動に追従して回転する。そして、ベルト位置検知フラグ５０１に設けられた切り欠き５０１ａ、５０１ｂは、ベルト検知ピン５０２ａで検知された加圧ベルト２００の縁の位置に応じた回転位置に位置決められる。

ベース板５１０には、切り欠き５０１ａ、５０１ｂを検知するためのフォトセンサ５０３ａ、５０３ｂが配置される。ステアリング制御部１０２は、切り欠き５０１ａ、５０１ｂを検知するフォトセンサ５０３ａ、５０３ｂのＯＮ／ＯＦＦパターンに応じて、表１に示すように、加圧ベルト２００の位置が現在どこにいるか判断する。そして、ステッピングモータモータ６００を回転制御して、加圧テンションローラ２０２の傾きを変化させて、加圧ベルト２００をステアリング制御する。

図５を参照して図６に示すように、加圧ベルト２００が正面側に寄ってくると、ベルト検知ピン５０２ａが正面側へ押されて、ベルト位置検知ユニット５００が寄り位置Ｆを検出する。ステアリング制御部１０２は、ステッピングモータ６００を回転制御してウォームギア６０１を回転させ、加圧ローラ２０１の中心軸の周りで加圧テンションローラ（２０２：図２）の正面側の軸受２０５を上方へ回動させる。この結果、加圧ベルト２００の寄り移動方向が反転して、背面側へ向かって寄り移動するようになる。

加圧ベルト２００が背面側に寄っていくと、ベルト位置検知ユニット５００が寄り位置Ｒを検出し、ステアリング制御部１０２は、ウォームギア６０１を回転させて加圧テンションローラ（２０２：図２）の正面側を下方へ回動させる。この結果、加圧ベルト２００の寄り移動方向が反転して、正面側へ向かって寄り移動するようになる。

このような繰り返しの制御動作により加圧ベルト２００は一定の蛇行を続けており、加圧ベルト２００の寄り補正動作は、２ｍｍ程度の振幅範囲で行われる。定着ベルトモジュール３００においても、同様の寄り補正動作が行われている。

＜連動機構＞
図３に示すように、ベルトユニット（３０１）は、複数の支持回転体に支持されたベルト部材（２００）が複数の支持回転体とともに一体に交換可能となるように組み立てられている。

図５に示すように、検知部材（５０２ａ）は、ベルト部材（２００）のステアリング制御を行うためにベルト部材の縁を検知する。図３に示すように、ベース部材（３０２）は、ベルトユニット（３０１）が取り外し可能に取り付けられるように構成されている。図２に示すように、機構部品（３２０）は、通常位置に位置させた状態ではベース部材（３０２）からベルトユニット（３０１）を取り外すことができない。

このような画像加熱装置では、ベルトモジュールの組立・交換において、以下のことが起こりうる。検知部材をバネ付勢によってベルト部材に当接させているために、ベルトモジュールを定着装置の枠体から抜き出すと、検知部材の先端がベルト部材の内側に入ってしまう。このような状態で新しいベルトユニットを挿入すると、検知部材がベルト部材を傷付ける可能性がある。

また、この問題を避けるために、光学式の非接触型センサをベルト部材の検知手段として用いることが考えられる。しかし、定着装置の周辺は高温雰囲気であり、センサの耐久性、信頼性の観点やコストの観点から好ましくない。

実施例１では、連動機構（４２０）が、検知部材（５０２ａ）の退避と復帰を制御する。ベルトユニット（３０１）の取り外しに先立たせて機構部品（３２０）を通常位置から退去させる移動に連動させて、検知部材（５０２ａ）を通常の検知位置からベルト部材（２００）の縁の外側位置へ移動させる。また、機構部品（３２０）を通常位置へ位置決める移動に連動させて検知部材（５０２ａ）を通常の検知位置へ復帰させる。

検知部材（５０２ａ）は、ベース部材（３０２）に対して所定の移動（回転）が可能に支持された支持部材（５０１）を介してベルト部材（２００）の縁へ当接するようにばね付勢されている。連動機構（４２０）は、機構部品（３２０）を退去させる動作に伴って支持部材（５０１）に当接することにより、ばね付勢に逆らって検知部材（５０２ａ）を強制的に離間させる当接部材（３２６ａ）を有する。当接部材（３２６ａ）は、機構部品（３２０）を位置決める動作に伴って支持部材（５０１）に対する当接が解除される。

機構部品（３２０）は、ベルト部材（２００）に回転体（２２０）を圧接して形成される記録材の加熱ニップから排出された記録材を搬送する排出回転体（３２３、３２４）を含む排出回転体ユニットである。しかし、ベルト部材（２００）に圧接して記録材の加熱ニップを形成する回転体を含む回転体ユニットとしてもよい。

実施例２では、連動機構（５１１）が検知部材（５０２ａ）の退避と復帰を制御する。引き出し機構（１０３）を用いて通常位置から引き出されるベース部材（３０２）の移動に連動させて、検知部材（５０２ａ）を通常の検知位置からベルト部材（２００）の縁の外側位置へ移動させる。また、引き出し機構（１０３）を用いてベース部材（３０２）を通常位置へ位置決める移動に連動して検知部材（５０２ａ）を通常の検知位置へ復帰させる。

＜実施例１＞
図７は定着後排紙ユニットの通常位置と退避位置を示す定着装置の正面図、図８は枠体から定着ベルトモジュール及び加圧ベルトモジュールを取り外した定着装置の正面図である。図９は連動機構の動作の説明図、図１０は連動機構の動作に伴うベルト検知ユニットの動作の説明図である。

図７の（ａ）に示すように、定着装置２７の枠体３０２には、加圧ベルトモジュール３０１を組み立てた後に定着ベルトモジュール３００が組み立てられている。

図３に示すように、枠体３０２の断面コの字型のガイド３１１に加圧ベルトモジュール３０１の取り付け部２１１の外側面を拘束させて垂直に移動させて位置決めた後に回動軸３０３が組み立てられている。その後、定着ベルトモジュール３００のピン孔２３２、２３４と枠体３０２の取り付け孔２３１、２３３とを重ね合わせてピン止めすることにより、定着ベルトモジュール３００が枠体３０２に固定されている。

加圧ベルトモジュール３０１を交換する際は、加圧ベルトモジュール３０１を枠体３０２の上方から抜き出すために、枠体３０２から定着ベルトモジュール３００を取り外す必要がある。そして、定着ベルトモジュール３００を取り外すためには、図７に示すように、定着後排紙ユニット３２０を開口状態にする必要がある。

図７の（ｂ）に示すように、レバー３２０ａを手動操作して定着後排紙ユニット３２０を外側へ倒して退避させることにより、定着ベルトモジュール３００及び加圧ベルトモジュール３０１が取り外し可能となる。

図８の（ａ）に示すように、定着後排紙ユニット３２０を通常位置へ位置させた場合、定着後排紙ユニット３２０の突起３２６ａが退避アーム３２７を押さえ付けて、レバー３２７ｂをベルト検知ユニット５００から離間させている。これにより、ベルト検知ピン５０２ａは、図５に示すように、加圧ベルト２００の縁に当接した状態を保つことができる。

図８の（ｂ）に示すように、定着後排紙ユニット３２０を退避位置へ位置させた場合、定着後排紙ユニット３２０の突起３２６ａが退避アーム３２７の拘束を解除する。これにより、退避アーム３２７が後述するばね付勢によって回転してレバー３２７ｂがベルト検知ユニット５００に接触する。これにより、ベルト検知ピン５０２ａは、図５に示す位置から、加圧ベルト２００の縁の外側位置へ強制的に移動される。

すなわち、定着排紙ユニット３２０が閉口状態では、突起３２６ａに当接して退避アーム３２７は退避しているが、定着排紙ユニット３２０が閉口状態では、突起３２６ａが遠ざかるため退避アーム３２７が回転可能になる。

図９の（ａ）に示すように、排紙ガイド３２６の下部には、突起３２６ａが備えられている。また、突起３２６ａのさらに下部には、軸３２７ａを中心にして回転可能な退避アーム３２７が配設されている。退避アーム３２７は、アームバネ（３２８：図１０の（ａ））でもって矢印Ｒ７の方向に５Ｎのかなり強い力で付勢されている。定着後排紙ユニット３２０が閉口状態にあるため、退避アーム３２７は、突起３２６ａの当接位置まで、アームバネ（３２８：図１０の（ａ））に逆らって回転している。

図１０の（ａ）に示すように、このとき、ベルト位置検知ユニット５００のベルト位置検知フラグ５０１は、退避アーム３２７から離間している。ベルト位置検知フラグ５０１は、アーム付勢バネ５０３に付勢されてベルト位置検知アーム５０２を回転させ、ベルト検知ピン５０２ａを加圧ベルト２００の縁に当接させている。

図９の（ｂ）に示すように、定着後排紙ユニット３２０が開口状態では、排紙ガイド３２６は、矢印Ｒ８方向に回動して位置が変わり、先端の突起３２６ａが退避アーム３２７を拘束しなくなる。

このため、アームバネ（３２８：図１０の（ａ））の付勢方向に従って退避アーム３２７が回転して、レバー３２７ｂがベルト位置検知フラグ５０１を矢印Ｒ９方向に強制回転させる。ベルト位置検知フラグ５０１をフラグ回転軸５０５回りに回転させて、ベルト検知ピン５０２ａを加圧ベルト２００の縁から遠ざける。

図１０の（ｂ）に示すように、アームバネ３２８によるモーメントによって退避アーム３２７が回転してベルト位置検知フラグ５０１に当接すると、ベルト位置検知フラグ５０１が矢印Ｒ９方向に回転する。これにより、ベルト位置検知フラグ５０１に係合するベルト位置検知アーム５０２は、矢印Ｒ１０方向に回転して、ベルト検知ピン５０２ａを加圧ベルト２００の縁から離間させる。

ベルト位置検知フラグ５０１を矢印Ｒ９の逆方向に付勢するアーム付勢バネ５０３の付勢力１Ｎに比較して、ベルト位置検知フラグ５０１を矢印Ｒ９方向に回転させる退避アーム３２７のアームバネ３２８の付勢力５Ｎは格段に大きい。このため、アーム付勢バネ５０３に逆らってベルト位置検知フラグ５０１が矢印Ｒ９方向に回転し、ベルト検知ピン５０２ａは、ステアリング制御による加圧ベルト２００の移動範囲の外側へ退避する。ベルト検知ピン５０２ａの退避位置は、破線で示す加圧ベルト２００の寄り制御範囲の外側に設定されているので、加圧ベルトモジュール３０１の取り外し、取り付けに伴って、ベルト検知ピン５０２ａが加圧ベルト２００に接触しない。加圧ベルト２００が極端にベルト検知ピン５０２ａ側に寄った位置で交換されたとしても、ベルト検知ピン５０２ａが加圧ベルト２００に接触しない。

図７の（ｂ）に示すように、このような状態になって初めて、定着ベルトモジュール３００が枠体３０２に対して着脱可能になる。加圧ベルトモジュール３０１の交換のために、定着ベルトモジュール３００を取り外した状態でも、図１０の（ｂ）に示すように、ベルト検知ピン５０２ａが加圧ベルト２００に接触していない。

このため、ベルト検知ピン５０２ａと加圧ベルト２００とを接触させることなく、加圧ベルトモジュール３０１を、枠体３０２に対して上方へ取り出すことが可能である。

実施例１の連動機構４２０が無い場合、図１０の（ａ）に示すように、ベルト検知ピン５０２ａは、アーム付勢バネ５０３の付勢力に従い、加圧ベルト２００が交換の際に描く軌跡の内部に存在する。このため、加圧ベルト２００の縁を傷付ける可能性がある。しかし、実施例１の連動機構を設けることで、加圧ベルト２００を傷付ける可能性が低くなる。

＜実施例２＞
実施例１では、閉口状態から開口状態に移動させる定着排紙ユニット３２０の移動に連動させて、アームバネ３２８に付勢されて回転しようとする退避アーム３２７の拘束を解除した。

実施例２では、枠体３０２から取り外す際の定着ベルトモジュール３００の移動に連動させて、アームバネ３２８に付勢されて回転しようとする退避アーム３２７の拘束を解除させる。そのために、図９の（ａ）に示す定着後排紙ユニット３２０の突起３２６ａに相当する突起を定着ベルトモジュール３００に固定して設けた。

＜実施例３＞
図１１は実施例２における連動機構の説明図、図１２は連動機構の側面図、図１３はスライドガイドを用いて定着装置を引き出した状態の説明図である。

実施例１では、定着後排紙ユニット３２０の移動に連動させて、ベルト検知ピン５０２ａを加圧ベルト２００の縁から離間させた。これに対して、実施例３では、スライドガイド１０３を用いた定着装置２７の引き出し移動に連動させて、ベルト検知ピン５０２ａを加圧ベルト２００の縁から離間させる。

図４に示すように、定着装置２７は、スライドガイド１０３を用いて画像形成装置１００の筐体外の作業位置へ引き出し可能である。定着装置２７を引き出した状態は、記録材のジャム処理や、市場でサービスマンが定着装置２７をメンテナンスする際の状態である。

図１１に示すように、ベルト位置検知ユニット５００は、図５を参照して説明したように、回転可能なベルト位置検知フラグ５０１に回転可能なベルト位置検知アーム５０２を係合させている。そして、ベルト検知ピン５０２ａを加圧ベルト２００の縁に当接させて、加圧ベルト２００をステアリング制御するための位置検出を行う。

しかし、ベルト位置検知ユニット５００は、その全体が定着装置２７の枠体３０２に対して矢印Ｒ１２の方向及び逆方向へ移動可能に取り付けられている。ベルト位置検知ユニット５００のベース板５１１には長孔５１２が形成され、定着装置２７の枠体３０２に固定されたガイドピン５１３が長孔５１２に係合している。そして、枠体３０２に対して、ベース板５１１は、圧縮バネ５０７によって矢印Ｒ１２方向に付勢されている。

図１２に示すように、ベース板５１１の先端を画像形成装置１００の後側板７００に当接させて、圧縮バネ５０７の付勢に逆らって定着装置２７を矢印Ｒ１２方向に移動させることにより、定着装置２７が通常位置に位置決めされる。

図１１に示すように、定着装置２７が画像形成装置１００の筐体内の通常位置に収容されているとき、後側板７００に備えられた軸６０１によって、定着装置２７の位置が決定されている。ベルト位置検知ユニット５００を支持しているベース板５１１が後側板７００に当接して押し込まれることにより、ベルト検知ピン５０２ａは、アーム付勢バネ５０３の付勢力によって加圧ベルト２００の縁に接触して、加圧ベルト２００の位置を検出する。

この状態で、ベルト寄りを補正するステアリング制御が正常に動作する。このとき、長孔５１２に沿ったガイドピン５１３の可動ストロークの範囲内で、ベルト位置検知ユニット５００が矢印Ｒ１２方向に移動して、ベルト検知ピン５０２ａを加圧ベルト２００の縁に当接させている。

図１３に示すように、スライドガイド１０３を用いて定着装置２７を引き出すと、圧縮バネ５０７に付勢されたベース板５１１が矢印Ｒ１２方向に移動して、ベルト検知ピン５０２ａを加圧ベルト２００の縁から離間させる。定着装置２７の最初の１０ｍｍの引き出しで、ベルト位置検知ユニット５００が枠体３０２に対して移動して、ベルト検知ピン５０２ａが加圧ベルト２００に当接しない枠体３０２上の位置にベルト位置検知ユニット５００の全体が位置決められる。

定着装置２７を引き出すと、画像形成装置１００の後側板７００が相対的に後退する。すると、後側板７００に当接していたベース板５１１は、圧縮バネ５０７の付勢に従って、矢印Ｒ１２方向に移動する。この動作により、ベルト位置検知アーム５０２に固定されたベルト検知ピン５０２ａが加圧ベルト２００の縁から退避する。

実施例３では、定着装置２７にアクセス可能なときには、ベルト検知ピン５０２ａが加圧ベルト２００から退避しているため、加圧ベルトモジュール３０１を交換する際に加圧ベルト２００を傷付ける可能性が低くなる。

以上、３つの実施例によって本発明の詳細を説明したが、本発明は上述の実施例のみに適用されるものではない。例えば、定着ベルトモジュール３００の定着ベルト２２０についてもベルト検知ピンを当接させて位置検出を行うステアリング制御が行われている。このため、定着後排紙ユニット３２０の退避に連動させて、ベルト検知ピンを定着ベルト３００に当接しない位置へ退避させることが望ましい。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 定着装置の構成の説明図である。 定着装置の組み立て構造の斜視図である。 定着装置の引き出し構造の説明図である。 加圧ベルトを検知するベルト検知ユニットの構成の説明図である。 加圧ベルトのステアリング動作の説明図である。 定着後排紙ユニットの通常位置と退避位置を示す定着装置の正面図である。 枠体から定着ベルトモジュール及び加圧ベルトモジュールを取り外した定着装置の正面図である。 連動機構の動作の説明図である。 連動機構の動作に伴うベルト検知ユニットの動作の説明図である。 実施例２における連動機構の説明図である。 連動機構の側面図である。 スライドガイドを用いて定着装置を引き出した状態の説明図である。

符号の説明

２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ 感光体（感光ドラム）
２５ 中間転写体（中間転写ベルト）
２７ 画像加熱装置（定着装置）
１００ 画像形成装置
１０１ 温度制御部
１０２ ステアリング制御部
１０３ スライドガイド
２００ 加圧ベルト
２０１ 加圧ローラ
２０２ 加圧テンションローラ
２０４ 加圧パッド
２２０ 定着ベルト
２２１ 定着ローラ
２２２ 定着テンションローラ
２２３ 定着パッド
２２４ 誘導加熱コイル
３００ 定着ベルトモジュール
３０１ 加圧ベルトモジュール
３０２ 枠体
３２０ 定着後排紙ユニット
３２２ 分離板金
３２３ 排紙上ローラ
３２４ 排紙下ローラ
３２６ 排紙ガイド
５００ ベルト位置検知ユニット
５０１ 支持部材（ベルト位置検知フラグ）
５０２ ベルト位置検知アーム
５０２ａ 検知部材（ベルト検知ピン）
５０３ アーム付勢バネ
５０３ａ、５０３ｂ フォトセンサ
５０５ フラグ回転軸
５０６ アーム回転軸
６００ ステッピングモータ
７００ 後側板

Claims (4)

1. 複数の支持回転体に支持されたベルト部材が前記複数の支持回転体とともに一体に交換可能となるように組み立てられたベルトユニットと、
   前記ベルト部材のステアリング制御を行うために前記ベルト部材の縁を検知する検知部材が配置されるとともに、前記ベルトユニットが取り外し可能に取り付けられるように構成されたベース部材と、
   通常位置に位置させた状態では前記ベース部材から前記ベルトユニットを取り外すことができない機構部品と、を備えた画像形成装置において、
   前記ベルトユニットの取り外しに先立たせて前記機構部品を前記通常位置から退去させる動作に連動させて、前記検知部材を通常の検知位置から前記ベルト部材の縁の外側位置へ移動させるとともに、前記機構部品を前記通常位置へ位置決める動作に連動させて前記検知部材を前記通常の検知位置へ復帰させる連動機構を備えたことを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記検知部材は、前記ベース部材に対して所定の移動が可能に支持された支持部材を介して前記縁へ当接するようにばね付勢され、
   前記連動機構は、前記機構部品を退去させる動作に伴って前記支持部材に当接することにより、前記ばね付勢に逆らって前記検知部材を前記縁から強制的に離間させる当接部材を有し、
   前記当接部材は、前記機構部品を位置決める動作に伴って前記支持部材に対する当接を解除されることを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
3. 前記機構部品は、前記ベルト部材に圧接して記録材の加熱ニップを形成する回転体を含む回転体ユニット、又は前記ベルト部材に回転体を圧接して形成される記録材の加熱ニップから排出された記録材を搬送する排出回転体を含む排出回転体ユニットであることを特徴とする請求項２記載の画像加熱装置。
4. 複数の支持回転体に支持されたベルト部材が前記複数の支持回転体とともに一体に交換可能となるように組み立てられたベルトユニットと、
   前記ベルト部材のステアリング制御を行うために前記ベルト部材の縁を検知する検知部材が配置されるとともに、前記ベルトユニットが取り外し可能に取り付けられるように構成されたベース部材と、
   前記ベルトユニットが取り付けられた前記ベース部材を筐体内の通常位置から所定の作業位置へ一体に引き出す引き出し機構と、を備えた画像形成装置において、
   前記引き出し機構を用いて前記通常位置から引き出される前記ベース部材の移動に連動させて、前記検知部材を通常の検知位置から前記ベルト部材の縁の外側位置へ移動させるとともに、前記引き出し機構を用いて前記ベース部材を前記通常位置へ位置決める移動に連動して前記検知部材を前記通常の検知位置へ復帰させる連動機構を備えたことを特徴とする画像加熱装置。

Images