JP2012008394A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】定着ロールに定着ベルトを押し付ける押当て部材の状態を切り替える際、定着ベルトへの負荷を過剰に増大させることなく1つの操作で切り替えを行うことができる定着装置等を提供する。
【解決手段】定着装置は、定着ロールに対し接近及び離間する状態になるよう揺動する支持材であって、第一押当て部材を固定した状態で支持するとともに、第二押当て部材を第一押当て部材と隣接させた状態でかつ定着ロールに対し接近及び離間する方向に移動させ得る状態で支持する可動支持材と、第二押当て部材を定着ロールに接近させる方向に移動させる圧力を付与する第二加圧ばねと、可動支持材の移動し得る範囲を変更して、第一押当て部材及び第二押当て部材が定着ベルトを介して定着ロールに押し当てられる第一の状態と第二押当て部材が単独で定着ベルトを介して定着ロールに押し付けられる第二の状態のいずれかに切り替える切替え機構を有する。
【選択図】図10

Description

この発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。
現像剤で構成される像を用紙等の記録媒体に形成するプリンタ、複写機等の画像形成装置においては、その未定着の像を記録媒体に定着する定着装置が使用されている。この定着装置のうち、回転する定着ロールと、その定着ロールに接触して回転する無端状の定着ベルトと、その定着ベルトの裏面から接触して定着ロールにそのベルト表面を定着ロールに押し当てて定着対象物を通過させる定着処理部(圧接部)を形成する押当て部材とを有する形式の定着装置としては、以下に例示するものが知られている。
1つは、加熱回転体と、前記加熱回転体の回転軸方向に沿う表面部分に接触して未定着の像が保持された記録媒体を通過させる定着処理部を形成しつつ回転する加圧回転体と、前記加圧回転体の回転軸方向の両端部側に配分して複数ずつ設置されるばねを利用して、その加圧回転体を前記加熱回転体に押し付ける押付け機構と、前記押付け機構における各複数のばねのうち選択された組み合わせのばねをその力が及ぶ状態に保持する第一押付け状態と第一押付け状態で選択した以外の組み合わせのばねをその力が及ぶ状態に保持する第二押付け状態に切り替える切替え機構とを有する定着装置である(特許文献1)。
この定着装置は、前記加圧回転体が、前記加熱回転体の回転軸方向に沿う表面部分に接触して回転する無端ベルトと、前記無端ベルトをその内周面側から前記加熱回転体の当該表面部分に押し当てて定着処理部を形成する、弾性部材の押当て部及び非弾性部材の押当て部が設けられた押当て体と、前記無端ベルトを回転自在に支持するとともに前記押当て体を支持する押当て支持材とで構成されており、かつ、前記加圧回転体の押当て支持材を支持するとともに、前記押付け機構の第一揺動支持材に第二軸を介して取り付けた状態でその押当て支持材に支持された前記押当て体の前記無端ベルトを前記加熱回転体に押し当てる部分が変更されるように揺動する第二揺動支持材を有し、 かつ、前記切替え機構の揺動保持機構が、前記押付け機構の第一揺動支持材に回転自在に取り付けられるとともに、前記第二揺動支持材に接触してその第二揺動支持材を前記押当て体が前記加熱回転体と接近する側に移動する方向に揺動させる状態で配置されており、その第一揺動支持材を前記第一押付け状態時の位置と前記第二押付け状態時の位置に揺動させて保持すると同時に、その第二揺動支持材を前記押当て体の押当て部分が変更される位置に揺動させて保持するカムで構成されているものである。
そして、この定着装置及びこれを用いた画像形成装置は、加圧回転体を加熱回転体に押し付ける押付け機構の状態を変更し、これにより定着時における記録媒体の皺の発生が防止された定着を行うことを可能にしている。
もう1つは、加熱ローラと、該加熱ローラに圧接される無端状の加圧ベルトとの間で形成されるニップ領域を通過させることにより記録媒体上に形成された未定着像を加熱して定着処理する画像形成装置の定着装置であって、 前記加圧ベルト内部に設けられ、加圧ベルトを加熱ローラに向けて押圧する押圧部材は、通紙方向中間部に設けられた軟弾性のソフトパッドと通紙方向下流部に設けられた硬質のハードパッドとを備え、 厚みが均一である厚み均一記録媒体を定着させる場合には、加熱ローラに向けてソフトパッド及びハードパッドを全圧で圧接させる標準モードと、記録媒体内で厚みの異なった部分を有する厚み不均一記録媒体を定着させる場合には、ソフトパッド及びハードパッドを反加熱ローラ押圧方向に移動させることによって全圧を下げたあとに、ソフトパッドだけを加熱ローラに向けて押圧させる特別モードとに切り替える押圧切換機構を備えている定着装置である(特許文献2)。
この定着装置は、前記押圧切換機構が、特別モードにおいて、加熱ローラ押圧方向にソフトパッドだけを移動させることによって、ハードパッドを相対的に退避させるものである。より具体的には、加圧ベルト及び押圧部材を、前記加熱ローラ押圧方向とは逆の方向であり且つソフトパッドの方向に回転移動させるように構成されており、カムによって全圧印加を解除したあと、バネの付勢力によって加圧ベルト及び押圧部材を回転移動させるものである。
特開2009−216911号公報 特開2008−233133号公報
この発明は、定着ロールに定着ベルトを押し付ける押当て部材の状態を切り替える際、従来技術の構成と比較して、定着ベルトへの負荷を過剰に増大させることなく1つの操作で切り替えを行うことができる定着装置を提供し、また、その定着装置を用いた画像形成装置を提供するものである。
この発明(A1)の定着装置は、
回転する定着ロールと、
前記定着ロールに接触するとともに回転する無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの裏面側から接触して当該定着ベルトの表面を前記定着ロールに押し当てて定着対象物を通過させる定着処理部を形成する第一押当て部材と前記定着ベルトの裏面側から接触して当該定着ベルトの表面を前記定着ロールに押し当てて定着対象物を通過させる定着処理部を形成する第二押当て部材とで構成される押当て部材と、
前記定着ロールを回転自在に支持する固定支持材と、
前記定着ロールに対し接近及び離間する状態になるよう揺動する支持材であって、前記第一押当て部材を固定した状態で支持するとともに、前記第二押当て部材を前記第一押当て部材と隣接させた状態でかつ前記定着ロールに対し接近及び離間する方向に移動させ得る状態で支持する可動支持材と、
前記可動支持材を前記定着ロールに接近させる方向に圧力を付与する第一加圧ばねと、
前記第二押当て部材を前記定着ロールに接近させる方向に移動させる圧力を付与する第二加圧ばねと、
前記可動支持材の移動し得る範囲を変更して、前記第一押当て部材及び第二押当て部材が前記定着ベルトを介して前記定着ロールに押し当てられる第一の状態と当該第二押当て部材が単独で前記定着ベルトを介して前記定着ロールに押し付けられる第二の状態のいずれかに切り替える切替え機構とを有するものである。
この発明(A2)の定着装置は、上記発明A1の定着装置において、前記切替え機構が、前記可動支持材を前記定着ロールから離間する方向に揺動させるとともに前記第一押当て部材が前記定着ロールから離間した状態になる位置で停止させて保持することで、前記第二の状態に切り替えるよう構成されているものである。
この発明(A3)の定着装置は、上記発明A2の定着装置において、前記切替え機構が、前記可動支持材の一部に接触して当該可動支持材を揺動させて所要の位置で保持し得るカムを用いて構成されているものである。
この発明(A4)の定着装置は、上記発明A1からA3のいずれかの定着装置において、前記第二の状態における定着処理部の圧力が、前記第一の状態における定着処理部の圧力よりも小さい値に設定されているものである。
この発明(A5)の定着装置は、上記発明A1からA4のいずれかの定着装置において、前記定着ベルトのうち前記第二押当て部材が配置される側に存在する部分をその裏面から回転自在に保持する第一ベルト保持材を有し、前記第一ベルト保持材を当該第二押当て部材と一体に移動し得る状態に取り付けているものである。
この発明(A6)の定着装置は、上記発明A1からA5のいずれかの定着装置において、前記定着ベルトのうち前記第一押当て部材が配置される側に存在する部分をその裏面から回転自在に保持する第二ベルト保持材を有し、前記第二ベルト保持材を当該第一押当て部材と一体に固定した状態で取り付けているものである。
この発明(A7)の定着装置は、上記発明A1からA6のいずれかの定着装置において、前記第一押当て部材は非弾性部材を押し当てるよう構成され、前記第二押当て部材は弾性部材を押し当てるよう構成されているものである。
この発明(B1)の画像形成装置は、未定着の像を形成して記録媒体に転写する作像装置と、前記作像装置で転写された未定着の像を記録媒体に定着する定着装置とを有し、
前記定着装置が上記A1からA7のいずれかの定着装置であるものである。
上記発明A1の定着装置によれば、定着ロールに定着ベルトを押し付ける押当て部材の状態を切り替える際、従来技術の構成と比較して、定着ベルトへの負荷を過剰に増大させることなく1つの操作で切り替えを行うことができる。
上記発明A2の定着装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、切替え機構により可動支持材を所要の方向に揺動させ所要の位置で停止させて保持するという操作を行うことで第二の状態に容易に切り替えることができる。
上記発明A3の定着装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、切替え機構がより簡易な構成のものになる。
上記発明A4の定着装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、第二の状態に切り替えることで、例えば封筒等の袋状になった特殊な定着対象物(記録媒体)を用いたときの定着をしわの発生を抑制した良好に行うことが可能になる。
上記発明A5の定着装置によれば、押当て部材の状態を切り替える際における定着ベルトへの負荷(張力)が過剰に増大することを回避することができ、この結果、定着ベルトの内部の摩擦抵抗が大きくなって定着対象物の定着処理部での搬送不良を誘発することが防止される。
上記発明A6の定着装置によれば、定着ベルトがより安定して回転するようになり、ベルトの耐久性も向上する。
上記発明A7の定着装置によれば、第二の状態のときに第二押当て部材で形成される定着処理部の幅(定着ロールの回転方向に沿う寸法)が広くなり、第二の状態でも良好な定着を行うことができる。
上記発明B1の画像形成装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、定着装置における定着ロールに定着ベルトを押し付ける押当て部材の状態を切り替える際に、定着ベルトの負荷の過剰な増大による記録媒体の搬送不良がなく、かかる搬送不良に起因した定着不良や画質不良の発生がない画像形成を行うことができる。
実施の形態1等に係る定着装置を備えた画像形成装置を示す概略説明図である。 図1の画像形成装置に使用される定着装置の要部を示す斜視図である。 図2の定着装置を示す図であり、(a)は矢印M1の方向から見たときの正面図、(b)は矢印M2の方向から見たときの側面図、(c)は矢印M2と反対の方向から見たときの側面図である。 図2の定着装置のQ−Q線に沿う状態(通常モード時)を示し一部断面図である。 図2の定着装置における加圧回転体及び加圧揺動フレームを示す斜視図である。 図5の加圧回転体から無端ベルトを取り外した後の構造物を2方向から見たときの状態を示す斜視図である。 図5の構造物の分解斜視図である。 図5の構造物の一部(2つの支持板及び分割周面ガイド板)の分解斜視図である。 図4の定着装置における分割端部ガイド板を表裏の2方向から見たときの状態で示す図である。 図4の定着装置の要部の状態を示す説明図である。 図10の定着装置の要部における一部の状態を示す断面説明図である。 封筒モードにあるときの定着装置を示し、(a)はその定着装置の斜視図、(b)はその定着装置を矢印M2の方向から見たときの状態を示す一側面図である。 図12の定着装置の要部の状態を示す説明図である。 図12の定着装置のQ−Q線に沿う状態(封筒モード時)を示し一部断面図である。 図14の定着装置における分割端部ガイド板を表裏の2方向から見たときの状態で示す図である。 図15の定着装置の要部における一部の状態を示す断面説明図である。
以下、この発明を実施するための形態(以下、単に「実施の形態」という)について添付の図面を参照しながら説明する。
[第1の実施形態]
図1は、この発明の第1の実施形態に係る画像形成装置1(及び定着装置4)を示すものである。
画像形成装置1は、図示していない筐体の内部に、画像情報に基づく未定着のトナー像を形成するとともにそのトナー像を最終的に用紙等の記録媒体9に転写する作像装置2と、記録媒体9を収容するとともに作像装置2に搬送して供給する給紙装置3と、作像装置2で転写されたトナー像を記録媒体9に定着する定着装置4等を装備している。図中の矢付き一点鎖線は、記録媒体9の主な搬送経路を示す。
作像装置2は、例えば公知の電子写真方式等を利用してトナー像を形成して転写することができるものである。具体的には、矢印方向に回転する感光ドラム12を備えており、感光ドラム12の周囲に、感光ドラム12の表面(像保持面)を帯電させる帯電装置13と、感光ドラム12の帯電された表面に画像情報(信号)に基づく光を照射して電位差のある静電潜像を形成する露光装置14と、その感光ドラム12上の静電潜像を現像剤としてのトナーにより現像してトナー像にする現像装置15と、そのトナー像を給紙装置3から供給される記録媒体9に転写する転写装置16と、転写後の感光ドラム12の表面に残留するトナー等を除去して清掃する清掃装置17が主に配置されている。
例えば、感光ドラム12としては、円筒状の基体に有機感光材料からなる光導電性層(感光層)を有する像保持面を形成したものである。帯電装置13としては、感光ドラム12の表面に接触して回転する帯電ロールに所定の帯電電圧を印加して帯電を行う接触帯電方式のものが使用される。露光装置14としては、LED(発光ダイオード)式記録ヘッド、半導体レーザ走査装置等で構成されるものが使用される。露光装置14には、画像形成装置1に装備又は接続(有線や無線で接続)される画像読取装置又は記憶媒体読取装置や、コンピュータ等の画像作成元となる外部機器から入力される画像情報を図示しない画像処理装置で所要の処理をした後に得られる画像信号が入力されるようになっている。
また、現像装置15としては、所定の色のトナーを含む現像剤(一成分現像剤、二成分現像剤など)が帯電した状態で、現像電圧が印加される現像ロール15aを介して感光ドラム12の表面に供給されるものが使用される。転写装置16としては、感光ドラム12の表面に接触して回転する転写ロールに所定の転写電圧を印加して転写を行う接触方式のものが使用される。
給紙装置3は、作像装置2に供給すべき複数枚の所定サイズ等の記録媒体9を積み重ねた状態で収容する収容カセット31と、この収容カセット31に収容される記録媒体9を1枚ずつ送り出して搬送する送出装置32とを主に備えている。収容カセット31は、必要により複数装備される。また、給紙装置3は、記録媒体9を収容カセット31から作像装置2の転写部(感光ドラム12と転写装置16との間)まで搬送するための複数の搬送ロール対33,34,…や搬送案内材等で構成される給紙用の用紙搬送路と接続されている。用紙搬送ロール対34は、搬送される記録媒体9の先端部を一時的に停止させた後、所定の給紙タイミングが到来した時点で駆動して送り出すための搬送時期調整ロール対として構成されている。用紙搬送路は、作像装置2と定着装置4の間などにも設置されている。
定着装置4は、筐体40の内部に、加熱手段によって表面温度が所定の温度に保たれるよう加熱されるとともに矢印方向に回転する加熱ロール41と、加熱ロール41の回転軸方向Aにほぼ沿う表面部分に接触して回転する無端状の定着ベルト42と、定着ベルト42の裏面側から接触してそのベルト表面を加熱ロール41に押し当てて定着対象物(トナー像が転写された記録媒体9)を通過させる圧接部(定着処理部)NPを形成する押当て部材43等を配置したものである。図1中の符合39は、定着後の記録媒体9を排出搬送する排出ロール対である。なお、定着装置4の詳細については後述する。
この画像形成装置1による画像形成は、次のようにして行われる。
まず、作像装置2において、感光ドラム12が回転し始め、その回転する感光ドラム12の表面が帯電装置13により所定の帯電電位に帯電された後、帯電された感光ドラム12の表面に露光装置14から画像信号に基づく光が照射されて所定の潜像電位からなる静電潜像が形成される。続いて、その静電潜像が感光ドラム12の回転に伴って移動して現像装置15を通過する際に、現像装置15の現像ロール15aから供給されるトナーが潜像部分に静電的に付着することでトナー像として現像される。しかる後、感光ドラム12上のトナー像が、転写装置16と対向する転写位置において、給紙装置3から送り出されて搬送される記録媒体9に静電的に転写される。トナー像の転写が終了した後の感光ドラム12は、その表面が清掃装置17によって清掃される。
次いで、作像装置2において未定着のトナー像が形成された記録媒体9は、定着装置4に搬送され、加熱ロール41と定着ベルト42との間の圧接部NPに導入される。これにより、定着装置4では、記録媒体9が圧接部NPに挟まれた状態で搬送されて通過し、その際に未定着のトナー像が加圧下で加熱されて記録媒体9に定着される。定着後の記録媒体9は、定着装置4から排出された後に排出ロール対39等により搬送されて図示しない排出収容部に送られる。これにより、記録媒体9の片面にトナーで構成される画像が形成される。
画像形成装置1は、画像を形成する対象物となる記録媒体9として、記録用の用紙、厚紙、透明性シート、はがき等のシート状物の他に、封筒に代表されるような袋形態になっている封筒状物を使用することもできる。封筒状物の記録媒体9は、給紙装置3の収容カセット31に収容して画像形成時に給紙用の用紙搬送路を通して作像装置2の転写位置に搬送されるか、あるいは、図1に示すように手差し収容台35に収容して画像形成時に送出装置36により給紙用の用紙搬送路に合流させて作像装置2の転写位置に搬送される。
次に、定着装置4の詳細について説明する。
定着装置4は、図2から図4等に示すように、前記した加熱ロール41、定着ベルト42及び押当て部材43に加えて、加熱ロール41を回転自在に支持する固定フレーム51と、固定フレーム51の一端部に軸56を介して回転自在に取り付けられて加熱ロール41に接近及び離間する状態になるように揺動するとともに、押当て部材43を所要の状態で支持する加圧揺動フレーム81と、加圧揺動フレーム81を加熱ロール41に接近する方向に移動させるための圧力を付与する第一加圧ばね87と、押当て部材43を構成する1つの構成部材を加熱ロール41に接近する方向に移動させるための圧力を付与する第二加圧ばね91と、加圧揺動フレーム81の揺動し得る範囲を変更して押当て部材43を所要の状態に切り替える切替え機構45を備えている。
そして、定着装置4は、切替え機構45により、加圧揺動フレーム81の揺動する範囲を変更することにより、押当て部材43の無端ベルト42を介して加熱ロール41に押し当たる状態について、記録媒体9としてシート状物である用紙(封筒状物以外のもの)を使用して画像形成(定着工程を含む)を行うときに適した第一の状態(この状態を「通常モード」という。図3、図4等を参照。)と、記録媒体9として封筒状物を使用して画像形成を行うときに適した第二の状態(この状態を「封筒モード」という。図12、図14等を参照)に切り替えて使用されるように構成されている。
加熱ロール41は、定着対象となる記録媒体9の最大搬送幅よりも大きい寸法の長さを有する金属製の円筒基材と、この円筒基材の表面に弾性層と離型層をこの順で形成したものである。加熱ロール41の円筒内部には、加熱ロール41を所要の温度に加熱する図示しない加熱機器が配置されている。加熱ロール41は、その両端部において固定フレーム51A,51Bに回転自在に支持されている。
加熱ロール41は、その両端部がベアリング式の軸受け54を介して固定フレーム51A,51Bにそれぞれ取り付けられており、そのロール41の一端部に固定して取り付けられたギア55に対して画像形成装置1の本体側に配置された図示しない回転駆動装置からの回転動力が伝達されることにより所要の速度で回転駆動する。また、加熱ロール41は、そのロール41の表面温度が図示しない温度検知器により検知され、その検知情報に基づいて前記した加熱機器の加熱動作が制御されることにより所要の温度に保たれるようになっている。
固定フレーム51は、加熱ロール41を保持する湾曲した部位を有するとともに、加熱ロール41を挟んで両側に突出して延びるような形状の2つの端部51a,51bを有する形状のものである。固定フレーム51のうち圧接部NPよりも定着対象物の通過方向Bの上流側に存在する端部51aには、加圧揺動フレーム81の一部を取り付ける軸56が設けられている。また、固定フレーム51の圧接部NPにおける定着対象物の通過方向Bの下流側となる端部51bには、第一加圧ばね87を支持する支持面部52が形成されている。ばね支持面部52は、固定フレーム51の内側に折り曲げられて形成されている。固定フレーム51は、定着装置4の筐体40に固定された状態で取り付けられる。
定着ベルト42は、加熱ロール41の長さ(軸方向の寸法)とほぼ同じ寸法の幅を有する円筒状のベルトである。この定着ベルト42としては、ポリイミド等の合成樹脂にて薄肉の円筒状に形成されるベルト基材の表面に、フッ素系樹脂等からなる離型層を形成したものが使用される。
押当て部材43は、図4等に示すように、定着ベルト42の幅とほぼ同じ長さを有する細長い形状の剛性部材(第一押当て部材)61及び弾性部材(第二押当て部材)62で構成されている。実施の形態1における押当て部材43は、剛性部材61を圧接部NPよりも定着対象物の通過方向Bの下流側に配置し、弾性部材62を剛性部材61よりも定着対象物の通過方向Bの上流側となる位置に並べた状態で配置している。
剛性部材61は、合成樹脂、金属等で構成される非弾性部材で形成される。実施の形態1における剛性部材61は、図4、図7等に示すように、定着ベルト42を加熱ロール41の表面に圧接させる接触部61aと、その接触部61aの裏面側において剛性部材61を支持する後述の第一支持板(64)の端部が嵌め入れられる装着部61bとを有する形状のものである。装着部61bは、例えば、接触部61から延びる側面部61cとその側面部61cから支持板の厚さに対応する距離だけ離れた位置にかつ軸方向Aにおいて点在する状態で形成される保持突起61dとで形成されている。
弾性部材62は、図4、図7等に示すように、定着ベルト42を加熱ロール41の表面に圧接させる弾性接触体63とそれを保持する保持体60とで構成されている。弾性接触体63は、ゴム材料等で構成される弾性材料で形成される。実施の形態1における弾性接触体63は、シリコーンゴムを用いて細長い板状(無荷重状態での断面形状:長方形)の形態となるよう形成されている。保持体60は、弾性接触体63を収容する収容本体部60aと、収容本体部63aの裏面側において弾性部材62(弾性接触体63)を支持する後述の第二支持板(65)の端部が嵌め入れられる装着部60bとを有する形状のものである。装着部60bは、例えば、収容本体部60aの裏面側の両端縁部から支持板の厚さに対応する距離だけ離れた状態でかつ軸方向Aにおいて互い違いに対向し合う状態で配置された保持突起64c、64dとで形成されている。
押当て部材43の剛性部材61及び弾性部材62は、図4等に示すように、2つの支持板64,65によりそれぞれ独立して支持されている。
第一支持板64は、図8に示すように細長い長方形状の金属板であり、その長手方向に沿う(軸方向Aにも沿っている)一端部64aを剛性部材61の装着部61bに嵌め入れた状態で剛性部材61を支持している。第一支持板64は、長手方向に沿う他端部64bを支持板全体の機械的強度を高めるために曲げ加工している。第二支持板65は、図8に示すように細長い長方形状の金属板であり、その長手方向に沿う一端部65aを弾性部材62の保持体60における装着部60bに嵌め入れた状態で弾性部材62を支持している。2つの支持板64,65はいずれも、その本体部64a,65aの長手方向における端部の一部64c,64d、65c,65dを後述するように加圧揺動フレーム81の後述する取付け孔又は取付け切込部に取り付けている。
無端ベルト42は、図5から図9等に示すように、その両端部を保持して案内する一対の分割端部ガイド板66、67と、その中央側の内周面を保持して案内する分割周面ガイド板68,69とで支持されている。
分割端部ガイド板66と分割周面ガイド板68は、無端ベルト42のうち押当て部材43の剛性部材61と弾性部材62の間をほぼ境にして定着対象物の通過方向Bの上流側に存在する部位を保持して案内するための上流側分割端部ガイド板と上流側分割周面ガイド板である。また、分割側部ガイド板67と分割周面ガイド板69は、無端ベルト42のうち剛性部材61と弾性部材62の間をほぼ境にして定着対象物の通過方向Bの下流側に存在する部分を保持して案内するための下流側分割端部ガイド板(67)と下流側分割周面ガイド板(69)である。
上流側分割端部ガイド板66及び下流側分割端部ガイド板67は、図6、図7、図9等に示すように、無端ベルト42の端部を内周面から半円筒状に保持して案内する半円筒状ガイド面を有する半円形状の周面ガイド部66a,67aと、周面ガイド部66a,67aの外側端部おいてほぼ鉛直方向に突出して無端ベルト42の端部を接触させて案内する鉛直面状のガイド面を有するフランジガイド部66b,67bを有する形状のものである。端部ガイド板66,67において押当て部材43の剛性部材61及び弾性部材62が配置される周面ガイド部66a,67a及びフランジガイド部66b,67bの各該当部分(以下、この部分を圧接部対向部66c,67cという)は、直線状(又は平面状)に切除加工されたような形状に形成されている(図6、図9b)。
上流側分割端部ガイド板66の周面ガイド部66aには、図7、図9等に示すように、第二支持板65の本体部65aの終端部65c,65dが嵌め入れられて固定される長方形状の差込取付け孔71と、上流側周面ガイド板68の取付け端部68bが嵌め入れられて固定されるほぼ矩形状の差込孔72が形成されている。一方、下流側分割端部ガイド板67の周面ガイド部67aには、第一支持板64の本体部64aの終端部64c,64dが嵌め入れられて固定される長方形状の差込取付け孔73と、下流側周面ガイド板69の断面円弧状の取付け端部69bが嵌め入れられて固定されるほぼ断面円筒状の差込取付け孔74が形成されている。
2つの分割端部ガイド板66,67は、差込取付け孔71に沿う端部と差込取付け孔73に沿う端部とが直線状の端部面として形成されており、しかもその各端部面を向き合わせた状態において各取付け孔73、74の長手方向に沿って相対的に変位し得るように形成されている。
上流側分割周面ガイド板68は、図8等に示すように、軸方向Aに沿って長く伸びて断面が半円筒面状に形成された曲面本体部68aを有するものであり、その曲面本体部68aの両端部に軸方向Aに沿って突出する平板状の取付け端部68bが形成され、また、その曲面本体部68aの外周面に軸方向Aに間隔をあけて無端ベルト42の回転方向に沿って直線状に盛り上がる複数のリブ68cが形成されている。また、分割周面ガイド板68には、無端ベルト42の内周面に潤滑オイルを塗布するために潤滑オイルが含浸されたフェルト49を設置する部位が形成されている(図4、図11を参照)。
下流側分割周面ガイド板69は、軸方向Aに沿って長く伸びて断面が半円筒面状に形成された曲面本体部69aを有するものであり、その曲面本体部69aの両端部に軸方向Aに沿って突出する円弧状の取付け端部69bが形成され、また、その曲面本体部69aの外周面に軸方向Aに間隔をあけて無端ベルト42の回転方向に沿って直線状に盛り上がる複数のリブ69cが形成されている。
押当て部材43(剛性部材61と弾性部材62)は、例えば、次のようにして組み立てられる。
剛性部材61は、第一支持板64の本体部64aの端部64c、64dを下流側分割端部ガイド板67A,67Bの差込取付け孔73に差し貫き通して取り付けた後に、2つの端部ガイド板67A,67Bの間に存在する第一支持板64の本体部64aにおける一端部64aに装着部61bを差し込んで装着することで組み立てられる。また、弾性部材62は、第二支持板65の本体部65aの終端部65c、65dを上流側分割端部ガイド板66A,66Bの差込取付け孔71に差し貫き通して取り付けた後に、2つの端部ガイド板66A,66Bの間に存在する第二支持板65の本体部65aの一端部65aに装着部60bを差し込んで装着することで組み立てられる。
また、下流側分割周面ガイド板69は、その取付け端部69bを下流側分割端部ガイド板67A,67bの差込取付け孔74に差し込んで嵌めることにより、剛性部材61と一体となって固定された状態で取り付けられる。上流側分割周面ガイド板68は、その取付け端部68bを上流側分割端部ガイド板66A,66Bの差込取付け孔72に差し込んで嵌めることにより、弾性部材62と一体となって固定された状態で取り付けられる。
ここで、押当て部材43の剛性部材61及び弾性部材62を組み立てるとともに分割周面ガイド板69、68を取り付けたものは、図6に示すような外観を有する構造体となる。さらに、図6に示す構造体における各ガイド板66の外周部に無端ベルト42を取り付けた場合は、図5に示すような外観の構造物(以下、この構造物を「加圧回転体44」ともいう。)となる。図5に示す無端ベルト42は、分割端部ガイド板66,67と分割周面ガイド板68,69とに保持されてほぼ円筒状に案内されて回転し得る状態となり、また、押当て部材43の剛性部材61及び弾性部材62の外側を通過する状態で回転し得るようになる。
一対の加圧揺動フレーム81A、81Bは、固定フレーム51の圧接部NPよりも定着対象物の通過方向Bの上流側に存在する端部51aからその通過方向Bの下流側に存在する端部51bまでの間で、加熱ロール41から離れる方向に迂回するよう一度曲がった形状で形成されている。
加圧揺動フレーム81A、81Bは、その圧接部NPよりも定着対象物の通過方向Bの上流側に位置する端部81Aa,81Baが先の曲がった鉤形状で形成されており、その端部81Aa,81Baを固定フレーム51A,51Bの第一軸56にそれぞれ引っ掛けた状態で加熱ロール41と接近及び離間する状態となるように矢印C,Dの方向に揺動するよう取り付けられている(図4)。
また、加圧揺動フレーム81A、81Bは、第一加圧ばね87により、加熱ロール41と接近する方向Cに揺動させる圧力が付与されている。加圧揺動フレーム81A、81Bは、その圧接部NPよりも定着対象物の通過方向Bの下流側に位置する端部81Ab,81Bbに、第一加圧ばね87の一端が接してそのばね力を及ぼすばね押付け面部82が形成されている。ばね押付け面部82は、内側に折り曲げられるとともに、固定フレーム51のばね支持面部52と対向し合う状態で形成されている。第一加圧ばね87としては、所要の自由長、ばね定数等からなるコイルばねを使用している。
第一加圧ばね87は、図4等に示すように、その一端部からコイル部の空間内に挿し入れるとともに、その他端部から突出する長さ(加圧ばねの自由長よりも長い寸法)を有する支柱88により取り付けられている。支柱88は、その支柱本体88aの上部にコイルばねの巻き部分の外径よりも大径のフランジ部88bが形成されている一方で、その支柱本体の下部に支柱本体よりも小径のネジ部88cが形成されている。図4、図5等において符号82aは、ばね押付け面部82に形成した支柱通し孔(コイルばねの外径よりも小さい孔径の孔)である。
また、第一加圧ばね87は、固定フレーム51のばね支持面部52にネジ止め又はナット止め等にて固定された支柱88のフランジ部88bと加圧揺動フレーム81のばね押付け面部82との間に挟まれた状態で保持され、所定の圧縮量に圧縮させられた状態におかれる。加圧ばね87は、その圧縮量とばね定数に応じて発揮されるばね力F1により加圧揺動フレーム81A,81Bのばね押付け面部82を固定フレーム51のばね支持面部52に接近する方向に押す。これにより、加圧揺動フレーム81A,81Bの全体が、加熱ロール41と接近する方向に揺動(矢印Cの方向に揺動)させられる。したがって、このように加圧揺動フレーム81A,81Bが矢印Cの方向に揺動することで発生する圧力(押付け力)を最終的に押当て部材43に対し伝達させて付与するという仕組みになっている。
さらに、加圧揺動フレーム81A、81Bは、図5に示すように、その押当て部材43を取り付ける曲げ部分に、第一支持板64の本体部64aの終端部分64c,64dを差し込んで固定した状態で支持する長方形状の取付け孔83と、第二支持板65の本体部65aの終端部分65c,65dを差し込んで定着ロール41に対して接近及び離間する方向E,Hに移動可能に保持する直線状の取付け切込部84が形成されている。
この加圧揺動フレーム81A、81Bの取付け孔83と取付け切込部84に対して、図5に示す加圧回転体44の各分割端部ガイド板66,67から突出した状態にある第一支持板64の端部64c,64dと第二支持板65の端部65c,65dとをそれぞれ嵌め入れる。
これにより、第一支持板64は、取付け孔83を介して加圧揺動フレーム81A、81Bに固定した状態で取り付けられることになる。また、この第一支持板64に固定された剛性部材61についても、加圧揺動フレーム81A、81Bに対して固定した状態で取り付けられることになる。一方、第二支持板65は、取付け切込部84を介して加圧揺動フレーム81A、81Bにおいて定着ロール41に対し接近及び離間する方向E,Hに移動し得る状態で取り付けられることになる。また、この第二支持板65に固定された弾性部材65についても、加圧揺動フレーム81A、81Bにおいて定着ロール41に対し接近及び離間する方向E,Hに移動し得る状態で取り付けられることになる(図10)。
第二加圧ばね91は、押当て部材43を構成する1つの構成部材である弾性部材62を定着ロール41に対し接近する方向Eに移動させるための圧力を付与するものである。この加圧ばね91としては、所要の自由長、ばね定数等からなるコイルばねが使用されている。第二加圧ばね91は、図2、図3、図10等に示すように、その一端が加圧揺動フレーム81A、81Bの曲げ部分にそれぞれ形成されたばね支持面部85に支持され、その他端が分割端部ガイド板66,67からそれぞれ突出した状態にある第二支持板65の端部65部B,65cに形成されたばね押し部65eに押し当てられており、全体として所要の長さに圧縮した状態で取り付けられている。
これにより、第二加圧ばね91は、弾性部材62を定着ロール41に対し接近する方向Eに移動させるための圧力P1を第二支持板65のばね押し部65eに及ぼし、この第二支持板65を介して圧力P1を弾性部材62に付与している。この圧力P1が付与される弾性部材62は、第二支持板62が加圧揺動フレーム81の取付け切込部84に沿って加熱ロール41に接近する方向Eに移動し得る状態になり、最終的に無端ベルト42を介して加熱ロール41に押し当てられる。
加圧揺動フレーム81のばね支持面部85は、加圧揺動フレーム81A、81Bの曲げ部分において外側に折り曲げた面状の部分であって、加圧ばね91の端部を保持する複数の曲げ部85aが形成されている。第二支持板65のばね押し部65eは、第二加圧ばね91のコイル部に入り込む突起65fを形成している。第二加圧ばね91の付与する圧力P1は、例えば封筒等の袋状の特殊な記録媒体を用いた定着時にしわの発生を抑制することができる程度のものであればよく、実施の形態1では、その圧力P1が前記した第一加圧ばね87の付与する圧力F1よりも小さい値(例えば30〜40%程度少ない値)に設定されている。また、実施の形態1では、この圧力の大小関係の設定と前記した構造を採用していることにより、最終的には第二の状態における圧接部NPの圧力Pbが第一の状態における圧接部NPの圧力Paよりも小さい値(Pb<Pa)になっている。このため、圧接部NPにおける上記圧力がPb<Paとの関係となる構成(例えば、てこの原理を用いた構造を組み合わせる構成など)を採用すれば、第一加圧ばね87が付与する圧力F1と第二加圧ばね91が付与する圧力P1の大小関係は上記関係(P1<F1)と異なる関係(P1≧F1)などになっても構わない。
切替え機構45は、加圧揺動フレーム81A、81Bの揺動する範囲を変更することによって、押当て部材43の剛性部材61及び弾性部材62が定着ベルト42を介して加熱ロール42に押し当てられる第一の状態(図4、図11)と弾性部材62が単独で定着ベルト42を介して加熱ロール41に押し付けられる第二の状態(図14、図16)のいずれかに切り替える機能を有するものである。ここで、第一の状態は前記した通常モードを選択したときの状態に相当し、第二の状態は前記した封筒モードを選択したときの状態に相当する。
実施の形態1における切替え機構45は、図2、図3、図10等に示すように、加圧揺動フレーム81A、81Bの自由端(軸56に支持されている端部81aとは反対側の端部81b)に形成されるカム受け面部89に接触し得る板カム95で構成されている。板
カム95は、定着装置の筐体40又は固定フレーム51の一部に回転自在に設けられる回転軸96に固定されたものである。
また、板カム95は、図10、図13等に示すように、第一の状態のときはカム受け面部89に接触しない第一カム面95aと、第二の状態のときはカム受け面89に接触して加圧揺動フレーム81を加熱ロール41から離間する方向Dに揺動させるとともに加圧揺動フレーム81に固定された状態にある剛性部材61が加熱ロール41から離間した状態になる位置で停止させて保持することができる第二カム面95bを有している。第二カム面95bは、第一カム面95aよりも回転軸96からの距離が大きい寸法となる形状で形成された部分である。
板カム95の回転軸96は、画像形成装置の使用者が手動で回転させるか又は回転駆動装置の駆動力を用いて自動で回転させるようになっている。ユーザが手動で回転させる場合には、例えば、その回転軸96を所要の方向に回転させるように動作することができる操作レバーを回転軸96の直接に又は間接的に設ければよい。また、回転軸96は、板カム95の第一カム面95aが加圧揺動フレーム81のカム受け面部89に対向する位置に存在するときは、その第一カム面95aがカム受け面部89に接触しない状態となる位置に配置される。また、このときの加圧揺動フレーム81は、押当て部材43の剛性部材61を無端ベルト42を介して加熱ロール41に接触させた状態になり、加圧揺動フレーム81が第一加圧ばね87の圧力F1を受けて加熱ロール41に接近する方向Cに押し付けられた状態になる。
次に、この定着装置4の動作について説明する。
はじめに、記録媒体9として封筒状物以外の用紙9Aを使用して画像形成を行う場合(通常モード)の動作について説明する。
定着装置4では、通常モードが選択されると、図4、図10、図11等に示すように、切替え機構45における板カム95がその第一カム面95aを加圧揺動フレーム81A、81Bのカム受け面部89にそれぞれ対向させた状態(厳密には前述したように非接触の状態)に保持される。
これにより、加圧揺動フレーム81A、81Bは、そのカム受け面部89が板カム95と接触しない状態となる。このため、加圧揺動フレーム81A、81Bは、板カム95により揺動する範囲が特に規制されないので、第一加圧ばね87のばね力F1を受けた状態で軸56を支点として加熱ロール41に接近する方向Cに揺動し得る状態に保たれる。
この結果、加圧揺動フレーム81が加熱ロール41に接近する方向Cに揺動することで、その揺動フレーム81に固定された第一支持板64を介して押当て部材43の剛性部材61は、図4、図10、図11等に示すように、加熱ロール41に接近した状態におかれるので、最終的に無端ベルト42を介して加熱ロール41に接触した状態に保たれる。また、このとき第二支持板65は、第二加圧ばね91の圧力P1を受けることで加圧揺動フレーム81において取付け切込部84に沿って加熱ロール41に接近する方向Eに押され続ける状態におかれるので、その第二支持板65に装着された弾性部材62は、最終的に無端ベルト42を介して加熱ロール41に接触した状態に保たれる。
したがって、このときの押当て部材43は、その構成部材である剛性部材61及び弾性部材62の双方が定着ベルト42を加熱ロール41の表面に押し付けた状態に保たれる(図4、図11参照)。つまり、この状態は前記した第一の状態(通常モード)になる。
そして、この第一の状態では、無端ベルト41を保持して案内する分割端部ガイド板66,67は、その圧接部対向部66ac,67cが1つの直線状(平面状)の線又は面をなすように揃った(一致した)状態となる(図9)。また、分割周面ガイド板68,69も、その周面ガイド部68a,69aが共通する円筒面を形成するように揃った(一致した)状態になる(図4、図6)。これにより、無端ベルト41は、分割端部ガイド板66,67及び分割周面ガイド板68,69によって回転するときのベルト全体の形状がほぼ円筒形をなすような形状に保持されて回転し得る状態におかれる(図4、図5)。
また、このときの加圧揺動フレーム81のばね押付け面部82は、固定フレーム51のばね支持面部52と所定の距離(S1)をおいた状態に保たれる。また、揺動フレーム81のばね押付け面部82と支柱88のフランジ部88bとの距離は、通常モード用の距離になる。この通常モード用の距離は、第一加圧ばね87の自由長L1よりも小さい値に設定されている。したがって、第一加圧ばね87は、圧縮された状態に保持される。この結果、第一加圧ばね87は、その圧縮量及びばね定数に応じた圧力F1(ばね力=圧縮量×ばね定数)を発揮して加圧揺動フレーム81のばね押付け面部82を固定フレーム51のばね支持面部52に近づける方向に押し続ける。この際、加圧揺動フレーム81には、軸56を支点、ばね押付け面部82を力点、差込取付け孔83を作用点とする「てこの原理」が働くこととなるので、揺動フレーム81からは前記ばね力F1がてこの原理で増強された強い力を作用点の差込取付け孔83の第一支持板64に伝達することになる。
これにより、剛性部材61は、加圧揺動フレーム81及び第一加圧ばね87により、てこの原理で増強された圧力を第一支持板64を介して受けた状態で加熱ロール41に押し当てられる。
一方、弾性部材62は、加圧揺動フレーム81において圧縮した状態にある第二加圧ばね91により発揮される圧力(ばね力)P1を第二支持板65を介して受けた状態で加熱ロール41に押し当てられる。この圧力P1は、前述したとおり第一加圧ばね87により付与される圧力F1よりも小さいものとなる。
以上により、通常モードでは、定着装置4の圧接部NPに対して、前記高い圧力F1が剛性部材61を通して加えられるとともにその圧力F1より小さい圧力P1が弾性部材62を通して加えられた状態になる。しかも、その圧接部NPが、押付け部材43の剛性部材61及びパッド部材65の双方の押し付けによって形成されることになる。また、通常モード選択時に加熱ロール41の圧接部NPにかかる圧力(分布)は、圧接部NPよりも定着対象物の通過方向Bの上流側に配置されている弾性部材62がおよぼす圧力に比べて、その通過方向Bの下流側に配置されている剛性部材61がおよぼす圧力のほうが大きくなる。
そして、通常モードの選択時にあっては、図11等に示すように、定着対象物である未定着トナー像を保持するシート状の記録媒体9Aが定着装置4の圧接部NPに導入されると、まず圧接部NPにおける定着対象物の通過方向Bの上流側に配置されている弾性部材62が(定着ベルト42を介して)記録媒体9Aを回転する加熱ロール41に押し付ける。続いて、圧接部NPにおける定着対象物の通過方向Bの下流側に配置されている剛性部材61が(定着ベルト42を介して)その記録媒体9Aを加熱ロール41に押し付ける。このように通常モードでは、シート状の記録媒体9Aがその通過方向Bにおいて異なる圧力分布を示す圧接部NPを通過させられる定着処理が行われる。
次に、記録媒体9として封筒に代表される封筒状物9Bを使用して画像形成を行う場合(封筒モード)の動作について説明する。
定着装置4では、封筒モードが選択されると、図12、図13等に示すように、切替え機構45における板カム95がその第二カム面95bを加圧揺動フレーム81A、81Bのカム受け面部89にそれぞれ対向させた状態に保持される。
これにより、加圧揺動フレーム81A、81Bは、そのカム受け面部89が板カム95の第二カム面95bにより所定の量だけそれぞれ押されて変位した後に停止した状態になる。つまり、加圧揺動フレーム81A、81Bは、軸56を支点として加熱ロール41から離間する方向Dに揺動させられ、その揺動フレーム81に固定して取り付けられた押当て部材43の剛性部材61が加熱ロール41から離間した位置で停止した状態に保たれる。実施の形態1では、板カム95の第二カム面95bによって加圧揺動フレーム81のカム受け面部89が回転軸96から距離K(図13)をあけた位置まで変位させられて保持されるように設定されている。
この結果、加圧揺動フレーム81が加熱ロール41に対して離間する方向Dに揺動することで、その揺動フレーム81に固定された第一支持板64を介して剛性部材61は、図14、図16等に示すように、加熱ロール41から離間する方向に移動させられるので、最終的に加熱ロール41から離間した状態に保たれる。一方、このとき第二支持板65は、第二加圧ばね91の圧力P1を受けることで加圧揺動フレーム81において取付け切込部84に沿って加熱ロール41に接近する方向Eに押されて移動し得る状態におかれるので、その第二支持板65に装着された弾性部材62は、通常モードのときの位置から加熱ロール41に接近する方向Eに移動することとなり、最終的に無端ベルト42を介して加熱ロール41に接触した状態に保たれる。ここで、弾性部材62は、加圧揺動フレーム81上において剛性部材61とは反対の方向に相対的に移動することになる。
したがって、このときの押当て部材43は、その構成部材である弾性部材62が単独で定着ベルト42を加熱ロール41の表面に押し付けた状態に保たれる(図14、図16参照)。つまり、この状態は前記した第二の状態(封筒モード)となる。この第二の状態への切り替えは、切替え機構45における板カム95の1つの動作によって行われる。
そして、この第二の状態では、第二支持部材65が前述したように加熱ロール41に接近する方向Eに移動するので、無端ベルト41を保持して案内する分割端部ガイド板66,67は、その第二支持板65と一体の関係に取り付けられている上流側の分割端部ガイド板66が第二支持板65と共に加熱ロール41に接近する方向Eに移動し、下流側の分割端部ガイド板67とずれた状態になる(図15)。図15中の符号αは、上流側の分割端部ガイド板66が下流側の分割端部ガイド板67に対して相対的にずれた量を示す。
また、第二支持板65と一体の関係に取り付けられている上流側の分割周面ガイド板68も、その両流側の端部ガイド板66と同じ量だけ加熱ロール41に接近する方向Eに移動し、下流側の分割周面ガイド板69とずれた状態になる(図14、図16)。
これにより、無端ベルト41は、そのずれた状態にある分割端部ガイド板66,67及び分割周面ガイド板68,69によって回転するときの全体形状がほぼ楕円形をなすような形状に保持されて回転し得る状態におかれる(図14、図16)。図12や図16における符号42aは、上流側のガイド板66,68がずれた状態になることで無端ベルト42に発生する変曲部(変形部)である。
また、このときの加圧揺動フレーム81のばね押付け面部82は、固定フレーム51のばね支持面部52との距離S2が通常モード時の距離S1よりも長い距離をおいた状態(S2>S1)に保たれる。これにより第一加圧ばね87は、通常モードのときよりも多く圧縮された状態に保持される。しかし、この加圧揺動フレーム81に第一支持板64を介して固定して取り付けられている剛性部材61が加熱ロール41から離間した状態にあって、しかもその揺動フレーム81が加熱ロール41に接近する方向Cに揺動する動きが板カム95によって制限(制止)されている。このため、その圧縮した第一加圧ばね87によるばね力F2(>F1)は、第一支持板64を介して剛性部材61に伝達されることがない。
一方、弾性部材62は、通常モードのときと同様に、加圧揺動フレーム81において圧縮した状態にある第二加圧ばね91により発揮される圧力(ばね力)P1を第二支持板65を介して受けた状態で加熱ロール41に押し当てられる。
以上により、封筒モードでは、定着装置4の圧接部NPに対して、圧力F1より小さい圧力P1が弾性部材62を通して加えられるだけの状態になる。しかも、その圧接部NPが、押付け部材43のパッド部材65のみの押し付けによって形成されることになる。このため、封筒モードでは、第二の状態になることで圧接部NPにおける圧力(Pb)が、通常モードのときの第一の状態での圧接部NPの圧力Paよりも小さい値になる(Pb<Pa)。
ここで、このときの圧力P1も、前述したとおり、第一加圧ばね87により付与される圧力F1よりも小さい関係にある。これにより、無端ベルト42は、前記したように上流側の分割端部ガイド板66及び分割周面ガイド板68が相対的に移動してずれた状態になることで、ベルト全体がほぼ楕円形をなす形状に保持され、かかる形態の無端ベルト42には第二加圧ばね91の相対的に弱い圧力P1が加えられる。このため、全体がほぼ楕円形をなす形状に変形した無端ベルト42には過度の圧力がかかることがないので、ベルト全体の張力が大きくなって弾性部材62、ガイド板66から69との摩擦抵抗(トルク)が大きくなってしまうことがない。この結果、その無端ベルト42に過度の圧力が加わってベルト全体の張力が大きくなり弾性部材62等の摩擦抵抗が多くなることにより、圧接部NPを通過する封筒状の記録媒体9Bの搬送が遅くなって定着すべき画像が乱れたり、無端ベルト42の耐久性が下がる等の不具合が発生するおそれがなくなる。
そして、この封筒モードの選択時にあっては、図16等に示すように、定着対象物である未定着トナー像を保持する封筒状の記録媒体9Bが定着装置4の圧接部NPに導入されると、低い圧力P1が付与された弾性部材62だけが(定着ベルト42を介して)その記録媒体9Bを加熱ロール41に押し付ける。このように封筒モードでは、封筒状の記録媒体9Bに対する定着処理が、通常モード時よりも低い加圧下であって、しかも弾性部材62で形成される圧接部NPが記録媒体9Bの通過状況に合わせて弾性変形するのに加えて、その通過状況に合わせて第二加圧ばね91も必要な量だけ収縮した状態になることにより、全体として互いに(力学的に)つりあった状態になるという環境下で行われる。
また、封筒モードでは、第一加圧ばね87の圧力が剛性部材61を介して付与されることがなく、そのときの圧接部NPの圧力が前述した通り通常モード時(第一の状態)における圧接部NPの圧力よりも小さくなるので、その圧接部NPを通過するときの記録媒体9Bが通常モード時に比べて強く圧縮された状態になることがない。この結果、封筒モード時には、封筒状の記録媒体9B(の特に通過方向Bの上流側となる端部領域)に皺が発生することがなく、良好な定着が可能になる。
さらに、封筒モードでは、押当て部材34の弾性部材62の相対的な移動に伴って上流側の分割端部ガイド板66及び分割周面ガイド板68が同様に移動するので、その各ガイド板66,68によって無端ベルト42が圧接部NPの導入(入口)側に安定した状態で保持されて案内される。これにより、圧接部NPの導入側に侵入される記録媒体9Bも圧接部NPにむけて通常モード時の記録媒体9Aの場合とほぼ同様に安定した状態で導入されるようになり、その記録媒体9Bに皺が発生することや定着対象の画像が乱れることが防止される。
また、封筒モードでは、押当て部材34の剛性部材61が加圧揺動フレーム81の揺動に伴って変位するときに下流側の分割端部ガイド板67及び分割周面ガイド板69が同様に変位するので、圧接部NPの出口側から抜け出る無端ベルト42の部分が、その下流側の各ガイド板67,69によって安定した状態で保持されて案内される。これにより、圧接部NPの出口側を通過して排出される記録媒体9Bも通常モード時の記録媒体9Aの場合とほぼ同様に安定した状態で排出されるようになり、その記録媒体9Bの排出時における走行性が低下することが防止される。
[他の実施の形態]
実施の形態1では、切替え機構45としてカム95を利用して構成したものを例示したが、加圧揺動フレーム81が加熱ロール41から離間する方向に揺動し、しかも揺動フレーム81に固定されて取り付けられた押当て部材34の一方の構成部材が加熱ロール41から離間した状態になる位置で停止して保持される動作を発生させることができれば、他の構成のものであっても構わない。
また、第一加圧ばね87や第二加圧ばね91としては、コイルばねに代えて、例えば、板状のばね等を適用することも可能である。
さらに、定着装置4については、加熱ロール41に代えて加熱手段を有しない定着ロールを適用し、また、押当て部材43として加熱手段を有する押当て加熱部材を適用して構成することも可能である。押当て加熱部材の加熱手段として、例えば、電磁誘導式の加熱手段を適用する場合には定着ベルト42として導電層を有する無端ベルトを使用すればよい。
この他、画像形成装置1における作像装置2としては、複数色のトナー像を形成して記録媒体9にそれぞれ転写して多色像を形成する形式の作像装置を適用したものでもよい。作像装置2における転写方式には、直接転写方式に代えて、公知の中間転写方式などを採用することも可能である。
1 …画像形成装置
2 …作像装置
4 …定着装置
9 …記録媒体
41…加熱ロール(定着ロール)
42…定着ベルト
43…押当て部材
45…切替え機構
51…固定フレーム(固定支持材)
61…剛性部材(第一押当て部材。非弾性部材)
62…弾性部材(第二押当て部材)
66…分割端部ガイド板(第一ベルト保持材)
67…分割端部ガイド板(第二ベルト保持材)
68…分割周面ガイド板(第一ベルト保持材)
69…分割周面ガイド板(第二ベルト保持材)
81…加圧揺動フレーム(可動支持材)
87…第一加圧ばね
89…カム受け面部(可動支持材の一部)
91…第二加圧ばね
95…板カム(カム)
NP…圧接部(定着処理部)
B …定着対象物の通過方向
C …接近する方向
D …離間する方向

Claims (8)

  1. 回転する定着ロールと、
    前記定着ロールに接触するとともに回転する無端状の定着ベルトと、
    前記定着ベルトの裏面側から接触して当該定着ベルトの表面を前記定着ロールに押し当てて定着対象物を通過させる定着処理部を形成する第一押当て部材と前記定着ベルトの裏面側から接触して当該定着ベルトの表面を前記定着ロールに押し当てて定着対象物を通過させる定着処理部を形成する第二押当て部材とで構成される押当て部材と、
    前記定着ロールを回転自在に支持する固定支持材と、
    前記定着ロールに対し接近及び離間する状態になるよう揺動する支持材であって、前記第一押当て部材を固定した状態で支持するとともに、前記第二押当て部材を前記第一押当て部材と隣接させた状態でかつ前記定着ロールに対し接近及び離間する方向に移動させ得る状態で支持する可動支持材と、
    前記可動支持材を前記定着ロールに接近させる方向に圧力を付与する第一加圧ばねと、
    前記第二押当て部材を前記定着ロールに接近させる方向に移動させる圧力を付与する第二加圧ばねと、
    前記可動支持材の移動し得る範囲を変更して、前記第一押当て部材及び第二押当て部材が前記定着ベルトを介して前記定着ロールに押し当てられる第一の状態と当該第二押当て部材が単独で前記定着ベルトを介して前記定着ロールに押し付けられる第二の状態のいずれかに切り替える切替え機構と
    を有する定着装置。
  2. 前記切替え機構は、前記可動支持材を前記定着ロールから離間する方向に揺動させるとともに前記第一押当て部材が前記定着ロールから離間した状態になる位置で停止させて保持することで、前記第二の状態に切り替えるよう構成されている請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記切替え機構は、前記可動支持材の一部に接触して当該可動支持材を揺動させて所要の位置で保持し得るカムを用いて構成されている請求項2に記載の定着装置。
  4. 前記第二の状態における定着処理部の圧力が、前記第一の状態における定着処理部の圧力よりも小さい値に設定されている請求項1乃至3のいずれかに記載の定着装置。
  5. 前記定着ベルトのうち前記第二押当て部材が配置される側に存在する部分をその裏面から回転自在に保持する第一ベルト保持材を有し、前記第一ベルト保持材を当該第二押当て部材と一体に移動し得る状態に取り付けている請求項1乃至4のいずれかに記載の定着装置。
  6. 前記定着ベルトのうち前記第一押当て部材が配置される側に存在する部分をその裏面から回転自在に保持する第二ベルト保持材を有し、前記第二ベルト保持材を当該第一押当て部材と一体に固定した状態で取り付けている請求項1乃至5のいずれかに記載の定着装置。
  7. 前記第一押当て部材は非弾性部材を押し当てるよう構成され、前記第二押当て部材は弾性部材を押し当てるよう構成されている請求項1乃至6のいずれかに記載の定着装置。
  8. 未定着の像を形成して記録媒体に転写する作像装置と、前記作像装置で転写された未定着の像を記録媒体に定着する定着装置とを有し、
    前記定着装置が請求項1乃至7のいずれかに記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
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