JP2014115585A - 定着装置ならびにそれを備えた印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧ローラの温度差によるニップ幅の変動が発生するような場合に、通常使用時には押し付け荷重を増やしたことによる弊害を発生させない定着装置を提供する。
【解決手段】加圧ローラ１０を加熱ローラ７に押し付ける押し付け用カム機構部３０が加圧ローラ１０側に向けて移動可能に配置されて、押し付け用カム機構部３０の全体を加圧ローラ１０側に移動して、加熱ローラ７に対する加圧ローラ１０の押し付け荷重の左右のバランスを変更することなく、加圧ローラ１０の押し付け荷重全体を増加させる荷重調整機構３８を設けたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザプリンタなどの電子写真方式の印刷装置に係り、特に長尺状被記録媒体の蛇行補正機構を備えた定着装置に関するものである。

図８を用いて電子写真方式を用いた連続紙印刷装置の概略構成を説明する。
上位装置（図示せず）からドットデータに分解された印刷信号が送信されてくると、それに基づいてレーザ光が感光ドラム１の表面を走査する。感光ドラム１の表面は帯電器２により予め一様に帯電されており、レーザ光が照射された部分の電荷が逃げ、感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像には現像機３によりトナーが付着されてトナー像が形成され、そのトナー像が形成された部分が転写器４の位置に運ばれる。

被記録媒体である長尺状の用紙５は、用紙幅に関わらず用紙搬送経路の中央位置で、用紙搬送手段６（トラクタまたは搬送ローラなど）によって転写器４の位置に送られ、感光ドラム１の表面に形成されているトナー像が転写器４によって用紙５上に転写される。

トナー像１２が転写された用紙５は、バッファ機構部８によって一定のテンションを与えられながら、フッ素樹脂などで表面がコーティングされ、内部に熱源を有した加熱ローラ７と、金属の芯金にゴムなどの弾性体で周囲を覆った加圧ローラ１０を、一定の荷重で押し付け、後述の図１３に示す加圧ローラ１０の押し潰された領域（以後、ニップ（ＮＩＰ）幅と表記する）間を通って熱および圧力により定着され、スタッカ１１へ排出される。

次に図９ないし図１３を用いて、定着機構部での用紙蛇行補正の概要を説明する。
図９は定着機構部を主に上から視た概略構成図、図１０は押し付け用カム機構部の詳細断面図、図１１はＯＣカムの働きを説明するための図、図１２（ａ），（ｂ）は異なった位相（異相）を持った２つのＯＣカムの正面図、図１３（ａ），（ｂ）は加熱ローラに対する加圧ローラの押付け荷重によってニップ幅が異なることを示す説明図である。
なお、図９において図の下側が印刷装置の手前側、上側が印刷装置の奥側を示している。

図示していないが加熱ローラ７の両端部は、ベアリングを介して手前側と奥側のフレーム１７にそれぞれ回転可能に支持されている。一方、加圧ローラ１０の両端部は図１０に示すように、押し付け用カム機構部３０を介して両側のフレーム１７に回転可能にそれぞれ支持されている。図１０は、加圧ローラ１０の一方の端部の支持構造を示している。

この押し付け用カム機構部３０は図９ならびに図１０に示すように、フレーム１７にベアリング２０を介して回転可能に支持された押し付け用カムシャフト９と、その押し付け用カムシャフト９の軸方向両端部近くに用紙搬送方向から見て左右非対称に（異相を持って）実装された２つの押し付け用のＯＣカム１４ａ，１４ｂと、そのＯＣカム１４ａ，１４ｂと加圧ローラ１０の回転軸の間に配置されたアーム部材１５を備えている。ＯＣカム１４は、加熱ローラ７に対する加圧ローラ１０の離接（開閉）動作を行うためのOPEN/CLOSEカムで、ＯＣカムと略記している。

さらにアーム部材１５は図１０ならびに図１１に示すように、下端部が前記ＯＣカム１４ａ，１４ｂのカム面にそれぞれ個別に当接する第１のアーム１５ａと、加圧ローラ１０の回転軸部が支持されて第１のアーム１５ａと対向するように配置された第２のアーム１５ｂと、両側のフレーム１７にそれぞれ固定されて第１のアーム１５ａと第２のアーム１５ｂの上側接合部を貫通しているアーム回転中心ピン２６と、第１のアーム１５ａと第２のアーム１５ｂの先端対向部の間に介挿されたコイルスプリング１６から構成されている。

図１２（ａ）は印刷装置手前側に配置される用紙搬送方向から見た左側のＯＣカム１４ａと第１のアーム１５ａの下端部の接触状態を示しており、このとき第１のアーム１５ａの下端部がＯＣカム１４ａの上死点にあるとすると、もう一方の第１のアーム１５ａの下端部は図１２（ｂ）のように印刷装置奥側に配置される用紙搬送方向から見た右側のＯＣカム１４ｂの上死点から外れて傾斜面上にある。

図９に示すように、押し付け用カムシャフト９の一端は、パルスモータからなるＯＣカムモータ３３の出力軸に連結されている。このＯＣカムモータ３３を駆動することにより、押し付け用カムシャフト９と、その両端部近くに用紙搬送方向から見て左右非対称に実装されたＯＣカム１４ａ，１４ｂが一体になって回転し、第１のアーム１５ａの下端部がコイルスプリング１６の弾性に抗して加熱ローラ７側に移動する。

この第１のアーム１５ａの下端部の押圧力はコイルスプリング１６を介して加圧ローラ１０を支持している第２のアーム１５ｂに伝達され、それにより加圧ローラ１０は加熱ローラ７側に押し付けられる。このときのＯＣカム１４ａ，１４ｂは、上死点まで回転させた位置が基準位置（図１１に示す状態）となり、ＯＣカム１４ａ，１４ｂによる用紙搬送方向から見て左右の押付け荷重のバランスは均等となっている。

図９に示すように、加熱ローラ７と加圧ローラ１０の用紙搬送方向上流側で用紙搬送手段６の近くの用紙搬送経路上には用紙蛇行量検出器１３が配置されており、用紙蛇行量検出器１３で検出された用紙蛇行量信号はマイクロプロセッサ３４に送信される。

用紙蛇行の補正制御は、用紙蛇行量検出器１３による用紙走行状態の結果をマイクロプロセッサ３４に取り込み、マイクロプロセッサ３４の演算処理部３５によって、ＯＣカムモータ３３の補正角度を算出する。そして、押し付け用カムモータ駆動回路３６によってＯＣカムモータ３３を適正角度分回転させることにより、押し付け用カムシャフト９を回転させ、ＯＣカム１４ａ，１４ｂでの用紙搬送方向から見て左右の押し付け荷重を調整することによって行われている。

用紙蛇行補正の一例として、図１１に示すようにＯＣカム１４ａ，１４ｂがともにＡ方向に一定角度で回転した場合に、図１２（ａ）に示すように手前側ＯＣカム１４ａ上での手前側第１のアーム１５ａの下端部の位置は高位置で変わらず、従って、図１３（ａ）に示すように加熱ローラ７に対する加圧ローラ１０のニップ幅も変わらず、手前側での加熱ローラ７に対する加圧ローラ１０の押し付け荷重は高いままである。

一方、奥側のＯＣカム１４ｂが一定角度回転することにより、図１２（ｂ）に示すように奥側第１のアーム１５ａの下端部の位置は高位置から低位置に下がり、そのため図１３（ｂ）に示すように加熱ローラ７に対する加圧ローラ１０のニップ幅が狭くなり、奥側での加熱ローラ７に対する加圧ローラ１０の押し付け荷重が下がることで、用紙５の蛇行をＯＣカム１４a（手前）側へ補正することができる。

図９に示すように、押し付け用カムシャフト９の他方の端部にはＯＣカムエンコーダ２４が取り付けられ、ＯＣカムエンコーダ２４（押し付け用カムシャフト９）の回転角度がＯＣカムポジションセンサ２５によって検出され、その検出出力はマイクロプロセッサ３４に入力される。ＯＣカムエンコーダ２４とＯＣカムポジションセンサ２５によって、押し付け用カムシャフト９の初期位置が認識されており、現状の押し付け用カムシャフト９の位置（回転角度）が初期位置に対しての補正位置を認識している他、印刷終了時には加熱ローラ７に対する加圧ローラ１０の押し付けを開放して初期位置（反上死点位置）で停止することができるようになっている。

被記録媒体の蛇行補正機構に関する先行技術として、例えば特許第３７３８９８３号公報（特許文献１）や特開２００８−１０５８３７号公報（特許文献２）などを挙げることができる。なお、図９ないし図１３は、特開２００８−１０５８３７号公報の開示内容に基づいて作成した図である。

用紙中央搬送方式で、加熱ローラ７の熱と加圧ローラ１０の押付け荷重により定着を行っている定着装置において、加熱ローラ７や加圧ローラ１０よりも幅の狭い用紙５を印刷した場合には、その用紙５を介して間接的に加熱ローラ７と接触する加圧ローラ１０の中央部の通紙部に対して、用紙５を介さないで、発熱している加熱ローラ７が常に直接接触する加圧ローラ１０の両端部側の非通紙部は、継続する印刷量に応じて大きな温度上昇が発生して、非通紙部は高温状態となる。

図１４は、加圧ローラ１０における表面温度の変化の一例を示す特性図である。横軸に印刷開始から印刷を停止した後までの時間をとっており、縦軸に加圧ローラ１０の表面温度をとっている。図中の一点鎖線は通紙部（中央部）の温度変化、二点鎖線は非通紙部（端部側）の温度変化、実線は非通紙部（端部側）と通紙部（中央部）の温度差を示している。

この図に示すように、印刷を開始してから時間が経過するにつれて、即ち印刷枚数が増えるにつれて、通紙部での温度上昇も若干あるが非通紙部の温度上昇は急激であり、通紙部と非通紙部とでは加圧ローラ１０の表面温度に大きな違いが発生する。なお、通紙部温度ならびに非通紙部温度は、用紙条件（例えば用紙幅や用紙厚など）によって一定の印刷枚数でほぼ飽和し、印刷停止後は温度が降下する。

また、図１５は、加圧ローラ１０の非通紙部（端部側）と通紙部（中央部）の温度差と、加熱ローラ７に対する加圧ローラ１０のニップ幅との関係を示す特性図である。この図１５に示すように、加圧ローラ１０の非通紙部と通紙部の温度差によって、ニップ幅形状は、非通紙部（端部側）は太くなり、その反動で通紙部（中央部）のニップ幅は狭くなる現象が発生する。

この図１５の例は、印刷初期時には通紙部のニップ幅が１０ｍｍあったものが、印刷量の増加に伴って加圧ローラ１０の非通紙部と通紙部の温度差も大きくなり、それにより通紙部のニップ幅が徐々に減少して、最終的には７ｍｍまでになった例を示している。なお、図中のＸ点は非通紙部の表面温度が飽和した時点で、通紙部のニップ幅減少も飽和する傾向にある。

図１６は、幅狭用紙の印刷時における、加圧ローラ１０の非通紙部（端部側）と通紙部（中央部）の形状変化と、ニップ幅形状の変化を具体的に示す図である。同図（ａ）は幅狭用紙印刷前の用紙５、加熱ローラ７ならびに加圧ローラ１０の状態を示す図、同図（ｂ）は幅狭用紙印刷時の用紙５、加熱ローラ７ならびに加圧ローラ１０の状態を示す図である。また同図（ｃ）は幅狭用紙印刷開始時の加圧ローラ１０のニップ幅形状を示す図、同図（ｄ）は幅狭用紙印刷時の加圧ローラ１０のニップ幅形状を示す図である。

同図（ａ）に示すように、幅狭用紙印刷前の状態では、加熱ローラ７も加圧ローラ１０も円筒状をしており、その間に用紙５が挟持されている。また、同図（ｃ）に示すように、印刷開示時の加圧ローラ１０のニップ幅形状４３は略フラットであり、加熱ローラ７と一様に接触している。

幅狭用紙５の印刷を行うと同図（ｂ）に示すように、両側端部の非通紙部３１では加熱ローラ７と加圧ローラ１０が直接接触しているのに対して、中央部の通紙部３２では加熱ローラ７と加圧ローラ１０の間に常に低温の用紙５が供給されている。そのため、加圧ローラ１０の中央部よりも端部の方が温度上昇が高く、加圧ローラ１０の両端部近くの熱膨張が大きくなり、その結果同図（ｄ）に示すように、ニップ幅形状４３は両端部近くが太く、中央部が細くなる。すなわち、通紙部３２でニップ幅が減少する。

当該印刷装置で印刷が可能な標準的用紙であれば、前述のようなニップ幅の変動が発生した場合でも、例えば印刷濃度や定着強度などの印刷品質に悪影響が発生しないような定着部の条件（例えば加熱ローラ７の表面温度や加圧ローラ１０の押し付け荷重）を予め設定しているから、ニップ幅の変動は印刷品質上問題とならない。

ところが、近年の印刷業務においては、想定外の用紙種類（例えば用紙厚、用紙表面状態ならびに糊成分の塗工など）を使用する場合があり、加圧ローラ１０の温度差によるニップ幅の変動が印刷品質に影響を及ぼすことがある。

この加圧ローラ１０のニップ幅の変動に対する影響を回避するためには、定着部の初期の条件設定を変更（加圧ローラ１０の押し付け荷重を増やすなど）することでも可能であるが、初期の条件設定を変更した場合には、必要以上に押し付け荷重を増やしたことによる弊害（例えばローラ類の短寿命や印刷用紙へのダメージによる障害の発生など）が発生することになる。

本発明の目的は、加圧ローラの温度差によるニップ幅の変動が発生するような場合に、加熱ローラに対する加圧ローラの押し付け荷重全体を変更することで、通常使用時には押し付け荷重を増やしたことによる弊害（例えばローラ類の短寿命や印刷用紙へのダメージによる障害の原因）を発生させない定着装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、
例えば連続紙などからなる長尺状の被記録媒体を搬送経路の中央位置で搬送する被記録媒体搬送手段と、
加熱ローラと、
その加熱ローラに対して離接可能に設けられて、加熱ローラとの間で前記被記録媒体を挟持して搬送し、前記加熱ローラとともに被記録媒体上のトナー像を定着させるための加圧ローラと、
前記加圧ローラを加熱ローラに押し付ける押し付け用カム機構部と、
前記加熱ローラならびに加圧ローラの被記録媒体搬送方向上流側に配置されて、前記被記録媒体の蛇行量を検出する蛇行量検出器を備え、
前記押し付け用カム機構部が、押し付け用カムシャフトと、その押し付け用カムシャフトの両端部近くにそれぞれ取り付けた位相の異なる左側押し付け用カムならびに右側押し付け用カムと、前記押し付け用カムシャフトを回転駆動する押し付け用カムモータを有し、
前記一対の押し付け用カムの回転によって、前記加圧ローラを前記加熱ローラに押し付けて、加熱ローラの熱と加圧ローラの圧力によってトナー像を定着させるとともに、前記蛇行量検出器からの検出信号に基づいて前記一対の押し付け用カムを回転させて、前記加熱ローラに対する前記加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを調整することで、前記被記録媒体の蛇行補正を行う構成になっている定着装置を対象とするものである。

そして、前記押し付け用カム機構部が前記加圧ローラ側に向けて移動可能に配置されて、
前記押し付け用カム機構部の全体を前記加圧ローラ側に移動して、前記加熱ローラに対する前記加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを変更することなく、前記加圧ローラの押し付け荷重全体を増加させる荷重調整機構を設けたことを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、加圧ローラの温度差によるニップ幅の変動が発生するような場合に、加熱ローラに対する加圧ローラの押し付け荷重全体を変更することで、通常使用時には押し付け荷重を増やしたことによる弊害（例えばローラ類の短寿命や印刷用紙へのダメージによる障害の原因）を発生させない定着装置を提供することができる。

本発明の実施例に係る定着機構部を主に上から視た概略構成図である。 その定着機構部におけるカム機構部の詳細断面図である。 そのカム機構部の動きを説明するための図である。 本発明の実施例で使用するフレームの一部正面図である。 本発明の実施例で使用する移動用カムプレートの正面図である。 本発明の実施例において、ＯＣカムベアリングならびに移動用カムプレートが初期位置にある状態を示している図である。 本発明の実施例において、移動用カムが移動用カム貫通穴の中で回転することで、移動用カムプレートを矢印方向に押し出し、それに伴ってＯＣカムベアリングを移動して、加圧ローラの押し付け荷重全体を調整した状態を示している図である。 電子写真方式を用いた連続紙印刷装置の概略構成図である。 その印刷装置における定着機構部を主に上から視た概略構成図である。 その定着機構部内の押し付け用カム機構部の詳細断面図である。 その押し付け用カム機構部内でのＯＣカムの働きを説明するための図である。 （ａ），（ｂ）は異なった位相を持った２つのＯＣカムの正面図である。 （ａ），（ｂ）は加熱ローラに対する加圧ローラの押付け荷重によってニップ幅が異なることを示す説明図である。 加圧ローラにおける表面温度の変化の一例を示す特性図である。 加圧ローラの非通紙部と通紙部の温度差と、加熱ローラに対する加圧ローラのニップ幅との関係を示す特性図である。 幅狭用紙の印刷時における、加圧ローラの非通紙部と通紙部の形状変化と、ニップ幅形状の変化を具体的に示す図であり、同図（ａ）は幅狭用紙印刷前の用紙、加熱ローラならびに加圧ローラの状態を示す図、同図（ｂ）は幅狭用紙印刷時の用紙、加熱ローラならびに加圧ローラの状態を示す図、同図（ｃ）は幅狭用紙印刷開始時の加圧ローラのニップ幅形状を示す図、同図（ｄ）は幅狭用紙印刷時の加圧ローラのニップ幅形状を示す図である。

本発明は前述のように、加圧ローラを加熱ローラ側に押し付ける押し付け用カム機構部が、押し付け用カムシャフトと、その押し付け用カムシャフトの両端部近くにそれぞれ取り付けた位相の異なる左側押し付け用カムならびに右側押し付け用カムと、前記押し付け用カムシャフトを回転駆動する押し付け用カムモータを有し、
前記一対の押し付け用カムの回転によって、前記加圧ローラを前記加熱ローラに押し付けて、加熱ローラの熱と加圧ローラの圧力によってトナー像を定着させるとともに、前記蛇行量検出器からの検出信号に基づいて前記一対の押し付け用カムを回転させて、前記加熱ローラに対する前記加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを調整することで、前記被記録媒体の蛇行補正を行う構成になっている定着装置において、
前記押し付け用カム機構部が前記加圧ローラ側に向けて移動可能に配置されて、
前記押し付け用カム機構部の全体を前記加圧ローラ側に移動して、前記加熱ローラに対する前記加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを変更することなく、前記加圧ローラの押し付け荷重全体を増加させる荷重調整機構を設けている。

このように構成することにより、加圧ローラの温度差によるニップ幅の変動が発生するような場合にのみ、加熱ローラに対する加圧ローラの押し付け荷重全体を変更することで、通常使用時には押し付け荷重を増やしたことによる弊害を発生させないことを特徴とするものである。

次に本発明の実施例を図面とともに説明する。図１は定着機構部を主に上から視た概略構成図、図２はその定着機構部におけるカム機構部の詳細断面図、図３はそのカム機構部の動きを説明するための図、図４はフレームの一部正面図、図５は移動用カムプレートの正面図、図６は 図、図７は 図である。なお、図１において図の下側が印刷装置の手前側、上側が印刷装置の奥側を示している。

電子写真方式を用いた連続紙印刷装置の全体的な概略構成は図８と略同一なので、重複する説明は省略する。
図示していないが加熱ローラ７の両端部は、ベアリングを介して手前側と奥側のフレーム１７にそれぞれ回転可能に支持されている。一方、加圧ローラ１０の両端部は図２に示すように、押し付け用カム機構部３０を介して両側のフレーム１７に回転可能にそれぞれ支持されている。

この押し付け用カム機構部３０は図２ならびに図３に示すように、フレーム１７にベアリング２０を介して回転可能に支持された押し付け用カムシャフト９と、その押し付け用カムシャフト９の軸方向両端部近くに左右非対称に実装された２つのＯＣカム１４ａ，１４ｂと、そのＯＣカム１４ａ，１４ｂと加圧ローラ１０の回転軸の間に配置されたアーム部材１５を備えている。

さらにアーム部材１５は図２ならびに図３に示すように、下端部が前記ＯＣカム１４ａ，１４ｂのカム面にそれぞれ個別に当接する第１のアーム１５ａと、加圧ローラ１０の回転軸部が支持されて第１のアーム１５ａと対向するように配置された第２のアーム１５ｂと、両側のフレーム１７にそれぞれ固定されて第１のアーム１５ａと第２のアーム１５ｂの上部接合部を貫通しているアーム回転中心ピン２６と、第１のアーム１５ａと第２のアーム１５ｂの先端対向部の間に介挿されたコイルスプリング１６から構成されている。ＯＣカム１４ａ，１４ｂのカム形状は、図１２に示すものと同じである。

図１に示すように、押し付け用カムシャフト９の一端は、パルスモータからなるＯＣカムモータ３３の出力軸に連結されている。このＯＣカムモータ３３を駆動することにより、押し付け用カムシャフト９と、その押し付け用カムシャフト９の両端部近くに左右非対称に実装されたＯＣカム１４ａ，１４ｂが一体になって回転し、第１のアーム１５ａの下端部が加熱ローラ７側に移動する。

この第１のアーム１５ａの下端部の押圧力はコイルスプリング１６を介して加圧ローラ１０を支持している第２のアーム１５ｂに伝達され、それにより加圧ローラ１０は加熱ローラ７側に押し付けられる。このときのＯＣカム１４ａ，１４ｂは、上死点まで回転させた位置が基準位置（図３に示す状態）となり、ＯＣカム１４ａ，１４ｂによる左右の押付け荷重のバランスは均等になっている。

図１に示すように、用紙搬送部には走行している用紙５の位置情報から用紙５の蛇行量を検出する用紙蛇行量検出器１３が配置されており、用紙蛇行量検出器１３で検出された用紙蛇行量はマイクロプロセッサ３４に入力される。

用紙蛇行補正制御は、用紙蛇行量検出器１３による用紙走行状態の結果をマイクロプロセッサ３４に取り込み、マイクロプロセッサ３４の演算処理部３５によって、ＯＣカムモータ３３の補正角度を算出する。そして、押し付け用カムモータ駆動回路３６によってＯＣカムモータ３３を適正角度分回転させることにより、押し付け用カムシャフト９を回転させ、左右非対称で実装されたＯＣカム１４ａ，１４ｂでの左右の押し付け荷重を調整することによって行われている。

なお、演算処理部３５は、用紙蛇行量検出器１３により検出された用紙５の蛇行量を記憶する蛇行量記憶部３５ａと、用紙５の蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出部３５ｂと、その蛇行量平均値から蛇行量変化率を算出する蛇行量変化率算出部３５ｃと、用紙５の位置が所定位置から離れているか否かを判別するオフセット量算出部３５ｄと、前記蛇行量変化率による用紙搬送駆動手段（例えば用紙搬送モータ）の駆動量を算出するモータ駆動量算出部３５ｅならびに移動用カムモータ２２の補正量を算出する移動カムモータ補正量算出処理部３５ｆなどを備えている。

演算処理部３５がこのように蛇行量記憶部３５ａと、蛇行量平均値算出部３５ｂと、蛇行量変化率算出部３５ｃと、オフセット量算出部３５ｄと、モータ駆動量算出部３５ｅを備えることにより、演算処理部３５の演算結果によってＯＣカム１４ａ，１４ｂを回転させ、加熱ローラ７と加圧ローラ１０の押し付け荷重の左右のバランスを可変（調整）して、用紙５の蛇行補正制御を行うことで、幅狭用紙印刷時に一時停止後の印刷開始直後から、安定した定着強度を確保することが可能になる。

前記ＯＣカムベアリング２０と押し付け用カムシャフト９とＯＣカム１４ａ，１４ｂの連結体を、図３で矢印に示すようにアーム部材１５（加圧ローラ１０）側に案内・移動するために図４に示すように、フレーム１７のアーム部材１５の近くに傾斜した長穴３９が形成されている。またこの長穴３９の近くに、移動用カムベアリング２１が挿入される移動用カムベアリング貫通穴４１が形成されている。

図２に示すように、移動用カムベアリング２１は移動用カムシャフト１８を回転自在に支持しており、移動用カムシャフト１８の両端部近くに左右対称、すなわち位相が同じ偏芯カムからなる左右の移動用カム１９が実装されている。

図２に示すように、フレーム１７の長穴３９ならびに移動用カムベアリング貫通穴４１が形成されている近くの内側には、移動用カムプレート２３が移動可能に配置されている。この移動用カムプレート２３は図５に示すように長板状をしており、アーム部材１５側端部にＯＣカムベアリング貫通穴４０が形成され、その反対側の端部に移動用カム貫通穴４２が形成されている。

そして図２や図６などに示されているように、移動用カムプレート２３のＯＣカムベアリング貫通穴４０にＯＣカムベアリング２０が挿入され、移動用カム貫通穴４２に移動用カム１９が挿入されている。
図２や図３などに示されている移動用カム機構部３８は、印刷装置の手前側と奥側にそれぞれ設置されている。

移動用カムシャフト１８の端部にはパルスモータからなる移動用カムモータ２２が接続され、この移動用カムモータ２２はフレーム１７に固定されている。

図２、図３ならびに図６は、ＯＣカムベアリング２０ならびに移動用カムプレート２３が待機位置（初期位置）にある状態を示している。通常はこの状態で、押し付け用カムシャフト９を回転して、加圧ローラ１０を加熱ローラ７に押し付ける。

この待機位置（初期位置）から移動用カムモータ２２を駆動させて、偏芯カムからなる移動用カム１９が移動用カムプレート２３の移動用カム貫通穴４２の中で回転することで、移動用カムプレート２３を矢印方向に押し出し、それに伴ってＯＣカムベアリング２０と押し付け用カムシャフト９とＯＣカム１４ａ，１４ｂの連結体も矢印方向に移動し、加圧ローラ１０の押し付け荷重全体を可変（調整）することが可能になる。

図１に示すように、移動用カムモータ２２の出力軸には移動用カムエンコーダ２８が取り付けられており、この移動用カムエンコーダ２８の回転角は移動用カムポジションセンサ２７によって検出され、その検出信号はマイクロプロセッサ３４に入力される。また、移動用カムモータ２２は、移動用カム駆動回路３７に接続されている。

次に図１〜図３ならびに図１４、図１５を用いてニップ荷重の変更の詳細について説明する。
印刷装置本体では、予め印刷中の用紙データ（例えば用紙幅や概略の厚さなど）を認識しており、この用紙データによって、問題が発生する用紙条件を認識した場合には、従来技術において行っている用紙蛇行補正制御と合わせて、本発明での加圧ローラ１０の押し付け荷重全体の変更制御を行う。なお、前記「問題が発生する用紙条件」とは、例えば幅の狭い（例えば１３インチ以下程度）厚紙用紙で、印刷枚数５００ページ程度である。

例えば、問題が発生する用紙条件を認識した場合には、印刷開始時は通常の条件で印刷を開始するが、図１４ 、図１５ならびに図１６（ｄ）に示すように印刷量が増えることによって、加圧ローラ１０の非通紙部３１の温度上昇と共に、通紙部３２のニップ幅が減少してくる。

マイクロプロセッサ３４には、諸種の実験結果に基づいて各種用紙データ毎の印刷量（印刷時間）に応じた移動用カム１９の回転角度が予め記憶部（図示せず）に記憶されている。そして印刷量（印刷時間）に応じた移動用カム１９の回転角度情報を前記記憶部から読み出し、その回転角度情報を移動用カム駆動回路３７に送り、移動用カム駆動回路３７を用いて移動用カムモータ２２を駆動して、移動用カム１９を回転させる。移動用カム１９の回転角度は、移動用カムポジションセンサ２７と移動用カムエンコーダ２８によって適切に監視、制御される。

前述のように発生する通紙部（中央部）のニップ幅の減少を補うために、加圧ローラ１０の押し付け荷重を増加させる訳であるが、移動用カム１９によって、移動用カム機構部３８を回転させるために、加圧ローラ１０の押し付け荷重のバランスで行っているステアリングコントロールの演算結果に誤差が生じる。このため、移動用カム１９によるニップ荷重の可変分については、マイクロプロッセサ３４の演算処理３５に移動カムモータ補正量算出処理部３５ｆを設けることによって、ＯＣカム１４ａ，１４ｂによるステアリングコントロールの演算処理の補正を同時行う。

更に、印刷停止時には基準位置の対する変化量をマイクルプロセッサ３４に記憶させ、移動用カムポジションセンサ２７と移動用カムエンコーダ２８によって初期位置に戻す。

本実施例の場合、印刷停止と印刷開始が繰り返されるときには、実施例１で行った、移動用カム１９の補正量（回転角）をマイクロプロセッサ３４に記憶させて、更に印刷が再起動された場合には、予め設定されている印刷停止時間ｔ２（図１４参照）での通紙部と非通紙部との温度差によるニップ幅減少分を補正した状態で移動用カム１９の位置補正を行う構成になっている。

次に請求項毎の作用効果を示せば、下記の通りである。
請求項1は、長尺状の被記録媒体を搬送経路の中央位置で搬送する被記録媒体搬送手段と、
加熱ローラと、
その加熱ローラに対して離接可能に設けられて、加熱ローラとの間で前記被記録媒体を挟持して搬送し、前記加熱ローラとともに被記録媒体上のトナー像を定着させるための加圧ローラと、
前記加圧ローラを加熱ローラに押し付ける押し付け用カム機構部と、
前記加熱ローラならびに加圧ローラの被記録媒体搬送方向上流側に配置されて、前記被記録媒体の蛇行量を検出する蛇行量検出器を備え、
前記押し付け用カム機構部が、押し付け用カムシャフトと、その押し付け用カムシャフトの両端部近くにそれぞれ取り付けた位相の異なる左側押し付け用カムならびに右側押し付け用カムと、前記押し付け用カムシャフトを回転駆動する押し付け用カムモータを有し、
前記一対の押し付け用カムの回転によって、前記加圧ローラを前記加熱ローラに押し付けて、加熱ローラの熱と加圧ローラの圧力によってトナー像を定着させるとともに、前記蛇行量検出器からの検出信号に基づいて前記一対の押し付け用カムを回転させて、前記加熱ローラに対する前記加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを調整することで、前記被記録媒体の蛇行補正を行う構成になっている定着装置において、
前記押し付け用カム機構部が前記加圧ローラ側に向けて移動可能に配置されて、
前記押し付け用カム機構部の全体を前記加圧ローラ側に移動して、前記加熱ローラに対する前記加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを変更することなく、前記加圧ローラの押し付け荷重全体を増加させる荷重調整機構を設けたことを特徴とするものである。

このように荷重調整機構を設けることによって、被記録媒体の蛇行補正に影響なく、幅狭被記録媒体の印刷時における通紙部のニップ幅減少を回避して、想定外の被記録媒体において発生する定着強度への悪影響を回避することが可能になる。

請求項２は、荷重調整機構が、
固定位置で回転する移動用カムシャフトと、
その移動用カムシャフトの両端部付近に取り付けられた位相が同じ偏芯カムからなる左右の移動用カムと、
その移動用カムが回転可能に挿入される移動用カム貫通穴を有するとともに、前記押し付け用カムシャフトの左右両端部付近を回転可能に支持する移動用カムプレートと、
前記移動用カムシャフトを回転駆動する移動用カムモータを備えて、
前記移動用カムシャフトを介して移動用カムを前記移動用カム貫通穴内で回転させることにより、前記移動用カムプレートを介して前記押し付け用カム機構部を前記加圧ローラ側に移動する構成になっていることを特徴とするものである。このようなカム機構を有することで、安定した被記録媒体の蛇行補正が可能となる。

請求項３は、前記押し付け用カムモータを駆動する押し付け用カムモータ駆動回路と、
前記移動用カムモータを駆動する移動用カムモータ駆動回路と、
前記押し付け用カムモータ駆動回路ならびに移動用カムモータ駆動回路を制御する制御部を備え、
前記制御部が、
前記蛇行量検出器によって検出された前記被記録媒体の蛇行量を記憶する記憶手段と
前記検出された蛇行量に基づいて蛇行量の平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、
その蛇行量の平均値から蛇行量の変化率を算出する蛇行量変化率算出手段と、
その蛇行量の変化率によって前記被記録媒体搬送手段の駆動量を算出する駆動量算出手段と、
前記被記録媒体の搬送位置が所定の位置から離れているかを判別するオフセット量算出手段を備えていることを特徴とするものである。

これら各種手段による演算結果に基づいて、左右の押し付け用カムを回転させ、加熱ローラと加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを調整することで、被記録媒体の蛇行補正制御を行うことで、幅狭被記録媒体の印刷時に一時停止後の印刷開始直後から、安定した定着強度を確保することが可能になる。

７・・・加熱ローラ、
９・・・移動用カムシャフト、
１０・・・加圧ローラ、
１３・・・用紙蛇行量検出器、
１４ａ，１４ｂ・・・ＯＣカム、
１５・・・アーム部材、
１７・・・フレーム、
１８・・・移動用カムシャフト、
１９・・・移動用カム、
２０・・・ＯＣカムベアリング、
２１・・・移動用カムベアリング、
２２・・・移動用カムモータ、
２３・・・移動用カムプレート、
２６・・・ＯＣアーム回転中心ピン、
３０・・・押し付け用カム機構部、
３３・・・ＯＣカムモータ、
３４・・・マイクロプロセッサ、
３５・・・演算処理部、
３５ａ・・・蛇行量記憶部、
３５ｂ・・・蛇行量平均値算出部、
３５ｃ・・・蛇行量変化率算出部、
３５ｄ・・・オフセット量算出部、
３５ｅ・・・モータ駆動量算出部、
３５ｆ・・・移動用カムモータ補正量算出処理部、
２６・・・押し付け用カムモータ駆動回路、
３７・・・移動用押し付け用カムモータ駆動回路、
３８・・・移動用カム機構部、
３９・・・長穴、
４０・・・ＯＣカムベアリング貫通穴、
４１・・・移動用カムベアリング貫通穴、
４２・・・移動用カム貫通穴。

特許第３７３８９８３号公報 特開２００８−１０５８３７号公報

Claims (4)

1. 長尺状の被記録媒体を搬送経路の中央位置で搬送する被記録媒体搬送手段と、
   加熱ローラと、
   その加熱ローラに対して離接可能に設けられて、加熱ローラとの間で前記被記録媒体を挟持して搬送し、前記加熱ローラとともに被記録媒体上のトナー像を定着させるための加圧ローラと、
   前記加圧ローラを加熱ローラに押し付ける押し付け用カム機構部と、
   前記加熱ローラならびに加圧ローラの被記録媒体搬送方向上流側に配置されて、前記被記録媒体の蛇行量を検出する蛇行量検出器を備え、
   前記押し付け用カム機構部が、押し付け用カムシャフトと、その押し付け用カムシャフトの両端部近くにそれぞれ取り付けた位相の異なる左側押し付け用カムならびに右側押し付け用カムと、前記押し付け用カムシャフトを回転駆動する押し付け用カムモータを有し、
   前記一対の押し付け用カムの回転によって、前記加圧ローラを前記加熱ローラに押し付けて、加熱ローラの熱と加圧ローラの圧力によってトナー像を定着させるとともに、前記蛇行量検出器からの検出信号に基づいて前記一対の押し付け用カムを回転させて、前記加熱ローラに対する前記加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを調整することで、前記被記録媒体の蛇行補正を行う構成になっている定着装置において、
   前記押し付け用カム機構部が前記加圧ローラ側に向けて移動可能に配置されて、
   前記押し付け用カム機構部の全体を前記加圧ローラ側に移動して、前記加熱ローラに対する前記加圧ローラの押し付け荷重の左右のバランスを変更することなく、前記加圧ローラの押し付け荷重全体を増加させる荷重調整機構を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記荷重調整機構が、
   固定位置で回転する移動用カムシャフトと、
   その移動用カムシャフトの両端部付近に取り付けられた位相が同じ偏芯カムからなる左右の移動用カムと、
   その移動用カムが回転可能に挿入される移動用カム貫通穴を有するとともに、前記押し付け用カムシャフトの左右両端部付近を回転可能に支持する移動用カムプレートと、
   前記移動用カムシャフトを回転駆動する移動用カムモータを備えて、
   前記移動用カムシャフトを介して移動用カムを前記移動用カム貫通穴内で回転させることにより、前記移動用カムプレートを介して前記押し付け用カム機構部を前記加圧ローラ側に移動する構成になっていることを特徴とする定着装置。
3. 請求項２に記載の定着装置において、
   前記押し付け用カムモータを駆動する押し付け用カムモータ駆動回路と、
   前記移動用カムモータを駆動する移動用カムモータ駆動回路と、
   前記押し付け用カムモータ駆動回路ならびに移動用カムモータ駆動回路を制御する制御部を備え、
   前記制御部が、
   前記蛇行量検出器によって検出された前記被記録媒体の蛇行量を記憶する記憶手段と
   前記検出された蛇行量に基づいて蛇行量の平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、
   その蛇行量の平均値から蛇行量の変化率を算出する蛇行量変化率算出手段と、
   その蛇行量の変化率によって前記被記録媒体搬送手段の駆動量を算出する駆動量算出手段と、
   前記被記録媒体の搬送位置が所定の位置から離れているかを判別するオフセット量算出手段を備えていることを特徴とする定着装置。
4. 感光体と、
   その感光体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
   帯電された感光体の表面に静電潜像を形成する書き込み手段と、
   前記静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する現像手段と、
   搬送されて来た長尺状の被記録媒体上に前記トナー像を転写する転写手段と、
   前記トナー像を前記被記録媒体上に定着する定着手段
   を備えた電子写真方式の印刷装置において、
   前記定着手段が請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置で構成されていることを特徴とする印刷装置。

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