JP2018036391A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】より高品質の画像を実現するのに好適な定着装置を提供する。【解決手段】定着装置は第1のユニットと第2のユニットとを備える。第1のユニットは、第1の方向へ移動可能に設けられた第1のベルトと、その第1のベルトを押圧するように設けられた第1の押圧部材と、その第1の押圧部材を支持する第1の押圧部材支持体とを有する。第2のユニットは、第1のベルトと当接可能に設けられると共に第1の方向へ移動可能に設けられた移動体を有し、第2の方向において第1のユニットと対向する。第1の押圧部材は、第1の押圧部材支持体により、その第1の押圧部材支持体に対する姿勢が変更可能に支持されている。【選択図】図3A

Description

本発明は、定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。
これまでに、ベルトを使用して媒体に現像剤像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開2013−73207号公報
このような画像形成装置にあっては、例えばベルトを介して媒体に安定した圧力を加えて定着動作を行うことにより高品質の画像を形成することができる。
したがって、より高品質の画像を実現するのに好適な定着装置および画像形成装置を提供することが望ましい。
本発明の一実施形態としての定着装置は、第1のユニットと第2のユニットとを備える。第1のユニットは、第1の方向へ移動可能に設けられた第1のベルトと、その第1のベルトを押圧するように設けられた第1の押圧部材と、その第1の押圧部材を支持する第1の押圧部材支持体とを有する。第2のユニットは、第1のベルトと当接可能に設けられると共に第1の方向へ移動可能に設けられた移動体を有し、第2の方向において第1のユニットと対向する。第1の押圧部材は、第1の押圧部材支持体により、第1の押圧部材支持体に対する姿勢が変更可能に支持されている。
本発明の一実施形態としての画像形成装置は、上記定着装置を備える。
本発明の一実施形態としての定着装置では、第1のユニットにおける第1の押圧部材が、第1の回転体と、第2のユニットにおける移動体との双方に対して変更可能な姿勢をとるようになっている。
本開示の一実施形態としての定着装置および画像形成装置によれば、より高品質の画像を実現するのに適する。
本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を表す模式図である。 図1Aに示した画像形成装置の内部の構成例を模式的に表すブロック図である。 図1に示した定着装置の外観を拡大して表す斜視図である。 図1に示した定着装置の外観を拡大して表す他の斜視図である。 図2Aに示した定着装置を表す分解斜視図である。 図2Bに示した定着装置を表す他の分解斜視図である。 図1に示した定着装置の外観を表す正面図である。 図4に示した定着装置のVA−VA線に沿った断面図である。 図4に示した定着装置のVB−VB線に沿った断面図である。 図4に示した定着装置のVC−VC線に沿った断面図である。 図4に示した定着装置の一部材の外観を表した斜視図である。 図4に示した定着装置の一部材の外観を表した斜視図である。 図4に示した定着装置の他の一部材の外観を表した斜視図である。 図4に示した定着装置の他の一部材の外観を表した斜視図である。 図4に示した定着装置の中間ユニットの外観を表した斜視図である。 図4に示した定着装置の中間ユニットの外観を表した他の斜視図である。 図8Aに示した中間ユニットの一部構成要素を表した斜視図である。 図8Bに示した中間ユニットの一部構成要素を表した斜視図である。 図3Aに示した下部ユニットの外観を表す正面図である。 図10に示した定着装置の一部を、矢印dの方向から眺めた側面図である(通常圧状態)。 図10に示した定着装置の一部を、矢印eの方向から眺めた側面図である(通常圧状態)。 図10に示した定着装置の一部を、矢印dの方向から眺めた側面図である(減圧状態)。 図10に示した定着装置の一部を、矢印dの方向から眺めた側面図である(離間状態)。 図4に示した定着装置における、通常圧モードに対応する定着ユニットと加圧ユニットとの位置関係を表す模式図である。 図4に示した定着装置における、通常圧モードに対応する定着ユニットと加圧ユニットとの位置関係を表す他の模式図である。 図4に示した定着装置における、減圧モードに対応する定着ユニットと加圧ユニットとの位置関係を表す模式図である。 図4に示した定着装置における、減圧モードに対応する定着ユニットと加圧ユニットとの位置関係を表す他の模式図である。 図4に示した定着装置における、減圧モードに対応する定着ユニットと加圧ユニットとの位置関係を表す模式図である(加圧パッドの幅が広い場合)。 図4に示した定着装置における、減圧モードに対応する定着ユニットと加圧ユニットとの位置関係を表す他の模式図である(加圧パッドの幅が広い場合)。 図4に示した定着装置における、離間モードに対応する定着ユニットと加圧ユニットとの位置関係を表す模式図である。 図4に示した定着装置における、離間モードに対応する定着ユニットと加圧ユニットとの位置関係を表す他の模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
ベルトユニットとしての定着装置を備えた画像形成装置。
2.変形例
ベルトユニットとしての転写装置を備えた画像形成装置。
<1.実施の形態>
[画像形成装置1の概略構成]
図1Aは、本発明の一実施の形態に係るベルトユニットとしての定着装置105を搭載した画像形成装置1の全体構成例を表す模式図である。図1Bは、図1Aに示した画像形成装置1の内部構成に対応するブロック図である。画像形成装置1は、例えば用紙などの記録媒体(印刷媒体、転写材ともいう。)に対して画像(例えばカラー画像)を形成する、電子写真方式のプリンタである。なお、本明細書では、記録媒体の搬送方向と直交する方向(図1Aでは紙面と直交するX軸方向)を幅方向という。また、後述するように、定着装置105の内部において記録媒体が搬送される方向をZ軸方向とし、X軸方向およびZ軸方向の双方と直交する高さ方向をY軸方向とする。
画像形成装置1は、例えば筐体の内部に、例えば給紙部101と、媒体搬送部102と、画像形成部103と、転写部104と、定着装置105と、排出部106とを備えている。
(給紙部101)
給紙部101は、例えば用紙カセット(給紙トレイ)24と、給紙ローラ11とを有する。用紙カセット24は記録媒体を収容するものである。給紙ローラ11は、用紙カセット24から1枚ずつ記録媒体を取り出し、その記録媒体を媒体搬送部102へ供給する部材である。
(媒体搬送部102)
媒体搬送部102は、例えば上流から順に、位置センサ12と、対向配置された一対の搬送ローラ14,15と、位置センサ13とを有している。位置センサ12,13は、それぞれ、搬送経路P上を進行する記録媒体の位置を検出するものである。一対の搬送ローラ14,15は、給紙ローラ11により供給された記録媒体を下流の画像形成部103へ搬送するものである。
(画像形成部103)
画像形成部103はトナー像(現像剤画像)を形成するものであり、転写部104は画像形成部103において形成されたトナー像を記録媒体に転写するものである。画像形成部103は、例えば4つの画像形成ユニット2K,2Y,2M,2Cを有している。画像形成ユニット2K,2Y,2M,2Cは、それぞれ、LED(Light Emitting Diode)ヘッド3K,3Y,3M,3Cと、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cと、帯電ローラ5K,5Y,5M,5Cと、現像ローラ6K,6Y,6M,6Cと、トナータンク7K,7Y,7M,7Cと、現像ブレード8K,8Y,8M,8Cと、トナー供給用スポンジローラ9K,9Y,9M,9Cと、感光体ブレード26K,26Y,26M,26Cとを有している。
LEDヘッド3K,3Y,3M,3Cは、それぞれ対向する感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面を露光し、各々の感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面に静電潜像を形成するものである。
感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cは、静電潜像を表面(表層部分)に担持する円柱状の部材であり、感光体(例えば有機系感光体)を用いて構成されている。
帯電ローラ5K,5Y,5M,5Cは、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面(表層部分)を帯電させる部材(帯電部材)であり、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面(周面)に接するように配置されている。
現像ローラ6K,6Y,6M,6Cは、静電潜像を現像するトナーを表面に担持する部材であり、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面(周面)に接するように配置されている。
トナータンク7K,7Y,7M,7Cは、その内部にトナーを収容する容器であり、その下部にトナー排出口を有する。
現像ブレード8K,8Y,8M,8Cは、回転する現像ローラ6K,6Y,6M,6Cの表面にトナーからなる層(トナー層)を形成すると共に、そのトナー層の厚さを規制(制御,調整)するトナー規制部材である。現像ブレード8K,8Y,8M,8Cは、例えばステンレス等からなる板状弾性部材(板ばね)であり、この板状弾性部材の先端部が現像ローラ6K,6Y,6M,6Cの表面の近傍に配置されている。
トナー供給用スポンジローラ9K,9Y,9M,9Cは、現像ローラ6K,6Y,6M,6Cに対してトナーを供給するための部材(供給部材)であり、現像ローラ6K,6Y,6M,6Cの表面(周面)に接するように配置されている。
感光体ブレード26K,26Y,26M,26Cは、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面(表層部分)に残留するトナーを掻き取って回収することで、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面をクリーニングするクリーニング部材である。感光体ブレード26K,26Y,26M,26Cは、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面に対してカウンタで当接する(感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの回転方向に対して逆向きで突出する)ようにして配置されている。感光体ブレード26K,26Y,26M,26Cは、例えば、ポリウレタンゴム等の弾性体により構成されている。
(転写部104)
転写部104は、例えば搬送ベルト18と、この搬送ベルト18を駆動する駆動ローラ17と、この駆動ローラ17に従動する従動ローラ16と、搬送ベルト18を挟んで感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cと各々対向して配置された転写ローラ10K,10Y,10M,10Cと、ベルトブレード27と、廃トナーボックス28とを有している。
搬送ベルト18は、例えばポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルトであり、駆動ローラ17,従動ローラ16および転写ローラ10K,10Y,10M,10Cによって張設(張架)され、図1A中の矢印の方向へ循環回転するようになっている。駆動ローラ17は、搬送ベルトモータ801(後出)からの駆動力により搬送ベルト18を駆動する。転写ローラ10K,10Y,10M,10Cは、記録媒体を搬送方向に搬送しつつ、各画像形成ユニット2K,2Y,2M,2C内で形成されたトナー像を記録媒体上に静電的に転写するための部材である。転写ローラ10K,10Y,10M,10Cは、例えば、発泡性の半導電性弾性ゴム材により構成されている。駆動ローラ17,従動ローラ16および転写ローラ10K,10Y,10M,10Cは、それぞれ紙面に垂直な横方向に伸びる回転可能な略円柱状の部材である。ベルトブレード27は、搬送ベルト18の表面上に残存した廃トナーを掻き取ってクリーニング(清掃)するための部材であり、廃トナーボックス28は、ベルトブレード27により掻き取られた廃トナーを回収し、貯蔵するものである。
(定着装置105)
定着装置105は転写部104から搬送された記録媒体上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与することで、そのトナー像を記録媒体上に定着させるための部材である。定着装置105は、ヒータ部791と、サーミスタ792と、定着モータ793と、カムモータ794とを有する。ヒータ部791には、ヒータ50B,50F,55L(いずれも後出)が含まれている。定着装置105については後に詳述する。
(排出部106)
排出部106は、位置センサ21と、対向配置された排出ローラ22,23とを有している。位置センサ21は、定着装置105から排出されて搬送経路P上を進行する記録媒体の位置を検出するものである。排出ローラ22,23は、定着装置105から排出された記録媒体を外部へ排出する。
画像形成装置1は、図1Bに示したように、印刷制御部700,I/F制御部710,受信メモリ720,画像データ編集メモリ730,操作部701およびセンサ群702を備えている。画像形成装置1は、さらに、印刷制御部700からの指令をそれぞれ受ける帯電電圧制御部740,ヘッド駆動制御部750,現像電圧制御部760,転写電圧制御部770,画像形成駆動制御部780,定着制御部790,搬送ベルト駆動制御部800および給紙・搬送駆動制御部810を備えている。
印刷制御部700は、マイクロプロセッサ、ROM,RAMおよび入出力ポート等により構成され、例えば予め定められたプログラムを実行することにより画像形成装置1における処理動作の全体を制御するものである。具体的には、印刷制御部700は、I/F制御部710からの印刷データや制御コマンドを受信し、帯電電圧制御部740,ヘッド駆動制御部750,現像電圧制御部760,転写電圧制御部770,画像形成駆動制御部780,定着制御部790,搬送ベルト駆動制御部800および給紙・搬送駆動制御部810の制御を統括して印刷動作を行う。
I/F制御部710は、パーソナルコンピュータ(PC)などの外部装置からの印刷データや制御コマンドを受信し、あるいは画像形成装置1の状態に関する信号を送信するものである。
受信メモリ720は、PCなどの外部装置からI/F制御部710を経由した印刷データを一時的に格納するものである。
画像データ編集メモリ730は、受信メモリ720に格納された印刷データを受け取り、その印刷データを編集した画像データを格納するものである。
操作部701は、例えば画像形成装置1の状態などの情報を表示するためのLEDランプや、使用者が指示を画像形成装置へ与えるための入力部(ボタンやタッチパネル)を有するものである。
センサ群702は、画像形成装置1の動作状態を監視する各種センサ、例えば記録媒体の位置を検出する位置センサ12,13,21、画像形成装置1内の温度を検出する温度センサ29、印刷濃度センサ30などを含んでいる。
帯電電圧制御部740は、印刷制御部700の指示により、帯電ローラ5(5K,5Y,5M,5C)に対し帯電電圧を印加し、感光体ドラム4(4K,4Y,4M,4C)の表面を帯電させるように制御を行うものである。
ヘッド駆動制御部750は、画像データ編集メモリ730に格納された画像データにしたがってLEDヘッド3(3K,3Y,3M,3C)による露光動作の制御を行うものである。
現像電圧制御部760は、印刷制御部700の指示により、現像ローラ6(6K,6Y,6M,6C)に対し現像電圧を印加し、感光体ドラム4(4K,4Y,4M,4C)の表面に形成された静電潜像にトナーを現像するように制御を行うものである。
転写電圧制御部770は、印刷制御部700の指示により、転写ローラ10(10K,10Y,10M,10C)に対し転写電圧を印加し、記録媒体にトナー像を転写させるように制御を行うものである。
画像形成駆動制御部780は、印刷制御部700の指示により、駆動モータ781〜784の駆動制御を行うものである。駆動モータ781〜784は、感光体ドラム4(4K,4Y,4M,4C),帯電ローラ5(5K,5Y,5M,5C)および現像ローラ6(6K,6Y,6M,6C)の回転駆動を行う。
定着制御部790は、印刷制御部700の指示により、定着装置105の定着動作を制御するものである。具体的には、ヒータ部791への印加電圧の制御を行う。定着制御部790は、サーミスタ792により測定された定着装置105の温度に基づき、ヒータ部791への印加電圧のオン・オフ制御を行う。定着制御部790は、さらに、定着モータ793の動作制御やカムモータ794の動作制御をも行う。
搬送ベルト駆動制御部800は、印刷制御部700の指示により、画像形成装置1に設けられた搬送ベルトモータ801の動作制御を行うものである。搬送ベルトモータ801は、搬送ベルト18の駆動を行うものである。
給紙・搬送駆動制御部810は、印刷制御部700の指示により、画像形成装置1に設けられた給紙モータ811および搬送モータ812の動作制御を行うものである。
[定着装置105の構成]
次に、図2A〜図12Bを参照して、定着装置105の詳細な構成について説明する。図2Aは、記録媒体の搬送方向の上流から眺めた定着装置105の外観を表す斜視図であり、図2Bは、記録媒体の搬送方向の下流から眺めた定着装置105の外観を表す斜視図である。図3Aは、図2Aに対応する定着装置105の分解斜視図であり、図3Bは、図2Bに対応する定着装置105の分解斜視図である。図4は、記録媒体の搬送方向の上流から眺めた定着装置105の正面図である。図5A〜図5Cは、それぞれ、図4に示したVA−VA線、VB−VB線およびVC−VC線に沿った矢視方向の断面図である。図6Aおよび図6Bは、それぞれ、定着パッド51(後出)の外観を表す斜視図である。図7Aおよび図7Bは、それぞれ、加圧パッド56の外観を表す斜視図である。
定着装置105は、記録媒体が搬送される方向であるZ軸方向と直交するY軸方向において上方に位置する上部ユニット45と、中間に位置する中間ユニット46と、下方に位置する下部ユニット47とを有する(例えば図3A,図3B参照)。中間ユニット46は、Y軸方向において上部ユニット45と下部ユニット47との間に挟まれており、それらの間においてY軸方向へ移動可能に上部ユニット45および下部ユニット47により保持されている。なお、中間ユニット46,上部ユニット45および下部ユニット47は、それぞれ、本発明の「第1のユニット」,「第2のユニット」および「第3のユニット」に対応する一具体例である。
(上部ユニット45)
上部ユニット45は、Y軸方向において中間ユニット46と対向するように設けられている。上部ユニット45は、本発明の「第2の基体」に対応する一具体例としての上部シャーシ59と、その上部シャーシに設けられた定着ユニット41とを有する(図5C)。定着ユニット41は、例えば移動体としての定着ベルト43と、定着ローラ19と、定着パッド51と、ガイドローラ48I,48Uと、2つのガイド部材49と、ヒータ50B,50Fと、反射板52とを有している。
定着ベルト43は、例えばポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルト、またはステンレス鋼などの金属基材上にシリコーンゴムなどが形成されてなる無端の弾性ベルトであり、定着ローラ19、ガイドローラ48I,48Uおよびガイド部材49などによって張設(張架)され、図5C中の矢印Hの方向へ循環回転するようになっている。定着ベルト43は、加圧ユニット42(後出)と対向する位置において加圧ベルト44(後出)と当接し、XZ平面に広がるニップ部Nを形成する(図5C)。ニップ部Nの近傍において、定着ベルト43は+Z方向へ移動する。定着ローラ19、定着パッド51、ガイドローラ48I,48U、ガイド部材49、ヒータ50B,50Fおよび反射板52は、いずれも定着ベルト43により取り囲まれた空間に配置されている。なお、定着ベルト43は、本発明の「第2のベルト」に対応する一具体例である。
定着ローラ19は、定着ベルト43の内面と接し、例えば矢印R19の方向へ回転可能に設けられている。すなわち、定着ローラ19は、矢印R19の方向へ回転することにより定着ベルト43を矢印Hの方向へ回転駆動するようになっている。定着装置105の運転時において、定着ローラ19は、定着ベルト43および加圧ベルト44(後出)を挟んで加圧ローラ20と対向するようになっている。定着ローラ19は、X軸方向に延在する円柱状または円筒状の回転体であり、その両端に回転軸端部19L,19Rを有している。定着ローラ19の回転軸端部19L,19Rは、それぞれ上部シャーシ59に対し回転自在に保持されている。定着ローラ19は、回転軸端部19Rに取り付けられた駆動ギア58を介して定着モータ793(図1B)から伝達される駆動力により回転するようになっている。なお、定着ローラ19は、本発明の「第2の回転体」に対応する一具体例である。
定着パッド51は、例えばX軸方向に伸びる角柱状の部材(図6A,図6B)であり、定着ベルト43を中間ユニット46における加圧ユニット42(後出)へ近づける方向(−Y方向)へ押圧するように設けられている。定着パッド51は、X軸方向に伸びる平坦部51Tを含んでいる(図5C)。定着装置105の運転時において、定着パッド51の平坦部51Tは、定着ベルト43および加圧ベルト44(後出)を挟んで加圧パッド56の平坦部56T(後出)と対向するようになっている。定着パッド51は、そのX軸方向の両端部に突起部51L,51Rを有している(図6A,図6B)。突起部51L,51Rは、それぞれ、保持板金64L,64Rを介して上部シャーシ59に固定されている(図3A,図3B)。
ガイドローラ48Iは、X軸方向に延在する円柱状または円筒状の回転体であり、その両端に回転軸端部61L,61Rを有している。回転軸端部61L,61Rは、それぞれ上部シャーシ59に対し回転自在に保持されている。同様に、ガイドローラ48Uは、X軸方向に延在する円柱状または円筒状の回転体であり、その両端に回転軸端部62L,62Rを有している。回転軸端部62L,62Rは、それぞれ上部シャーシ59に対し回転自在に保持されている。
2つのガイド部材49は、定着ベルト43の循環する経路を案内するものであり、上部シャーシ59に固定されている。
ヒータ50B,50Fは、定着ベルト43を加熱するために発熱する発熱体を含むものであり、反射板52はヒータ50B,50Fにおいて発生した熱を、定着ローラ19および定着パッド51と反対側に位置する定着ベルト43の内面に向かうように反射する部材である。これらのヒータ50B,50Fおよび反射板52もまた、上部シャーシ59に固定されている。
(中間ユニット46)
中間ユニット46は、Y軸方向において上部ユニット45と対向するように設けられている。中間ユニット46は、本発明の「第1の基体」に対応する一具体例としての中間シャーシ65と、その中間シャーシ65に設けられた加圧ユニット42とを有する(図5C)。加圧ユニット42は、例えば加圧ベルト44と、加圧ローラ20と、加圧パッド56と、ガイドローラ53I,53Lと、2つのガイド部材54と、ヒータ55Lと、反射板57とを有している。なお、中間ユニット46の内部構造をより明確化するため、加圧ベルト44およびガイド部材54を省略した状態の中間ユニット46の外観を図8Aおよび図8Bに示す。さらに、加圧ローラ20およびガイドローラ53I,53Lをも省略した状態の中間ユニット46の外観を図9Aおよび図9Bに示す。
加圧ベルト44は、例えばポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルト、またはステンレス鋼などの金属基材上にシリコーンゴムなどが形成されてなる無端の弾性ベルトであり、加圧ローラ20、ガイドローラ53I,53Lおよびガイド部材54などによって張設(張架)され、図5C中の矢印Kの方向へ循環回転するようになっている。加圧ベルト44は、定着ユニット41と対向する位置において定着ベルト43と当接し、XZ平面に広がるニップ部Nを形成する(図5C)。ニップ部Nの近傍において、加圧ベルト44は定着ベルト43と同様に+Z方向へ移動する。加圧ローラ20、加圧パッド56、ガイドローラ53I,53L、ガイド部材54、ヒータ55Lおよび反射板57は、いずれも加圧ベルト44により取り囲まれた空間に配置されている。加圧ベルト44は、本発明の「第1のベルト」に対応する一具体例である。
加圧ローラ20は、加圧ベルト44の内面と接し、例えば矢印R20の方向へ回転可能に設けられている。加圧ローラ20は、加圧ベルト44と共に、定着ベルト43に従動して回転するようになっている。加圧ローラ20は、X軸方向に延在する円柱状または円筒状の回転体であり、その両端において保持アーム68L,68Rの保持部76L,76Rにより、回転軸20Jを中心として回転自在に支持されている(図9A,9B)。保持アーム68L,68Rは、中間シャーシ65に設けられた回転軸部72L,72Rを中心として中間シャーシ65に対し回転自在に保持されている。このため、加圧ローラ20は、加圧ベルト44に対する位置が変更可能となっている。なお、回転軸部72L,72Rは、それぞれX軸方向に伸びる略円柱状の外観を有する突起である。回転軸部72Lは、回転軸部72RのX軸方向の延長上に位置する。加圧ローラ20は本発明の「第1の回転体」に対応する一具体例であり、保持アーム68L,68Rは、本発明の「第1の回転体支持体」に対応する一具体例である。
加圧パッド56は、例えばX軸方向に伸びる角柱状の部材(図7A,図7B)であり、加圧ベルト44を上部ユニット45における定着ユニット41へ近づける方向(+Y方向)へ押圧するように設けられている。加圧パッド56は、本発明の「第1の押圧部材」に対応する一具体例である。加圧パッド56は、X軸方向に伸びる平坦部56Tを含んでいる(図5C)。定着装置105の運転時において、加圧パッド56の平坦部56Tは、定着ベルト43および加圧ベルト44を挟んで定着パッド51の平坦部51Tと対向するようになっている。加圧パッド56は、保持アーム70L,70Rに対し、Z軸方向およびY軸方向の双方に対して実質的に直交するX軸に沿った回転軸56Jを中心として回転可能に設けられている。すなわち加圧パッド56は、そのX軸方向の両端部に突起部56L,56Rを有しており(図7A,図7B)、それら突起部56L,56Rが各々保持アーム70L,70Rにより軸受80L,80Rを介して回転軸56Jを中心として回転自在に保持されている。より具体的には、突起部56L,56Rは、それぞれ軸受80L,80Rと嵌合しており、軸受80L,80Rが保持アーム70L,70Rに設けられた開口に挿通され、回転軸56Jを中心として回転自在に保持アーム70L,70Rに保持されている。さらに保持アーム70L,70Rは、中間シャーシ65に設けられた回転軸部72L,72Rを中心として中間シャーシ65に対し回転自在に保持されている。したがって、加圧パッド56を保持する保持アーム70L,70Rと、加圧ローラ20を保持する保持アーム68L,68Rとは、X軸方向においてそれぞれ隣り合っており、YZ面内において同一の回転軸部72L,72Rを中心としてそれぞれ回動するようになっている。また、突起部56L,56Rは、後述する貫通孔83L,83Rの端縁97L,97Rと当接する当接面84L,84Rを含んでいる。
なお、回転軸56Jは本発明の「回転軸」に対応する一具体例であり、保持アーム70L,70Rは本発明の「第1の押圧部材支持体」に対応する一具体例であり、回転軸部72L,72Rは本発明の「シャフト」に対応する一具体例である。
Z軸方向において、回転軸56Jの位置(軸受80L,80Rの中心の位置)は、加圧パッド56の平坦部56TにおけるZ軸方向の中心位置56Pと同じ位置、または中心位置56Pよりも下流の位置であることが望ましい(図5C)。後述する定着動作にあたり、離間モードから通常圧モードあるいは減圧モードに変化させる際、定着パッド51の平坦部51Tに対する加圧パッド56の平坦部56Tの姿勢を、より平行の状態に速やかに近づけることができるからである。その結果、姿勢の変化に伴うニップ圧の変動が低減され、より安定したニップ圧が得られやすいからである。また、回転軸56Jの位置(軸受80L,80Rの中心の位置)を中心位置56Pよりも下流の位置とすることにより、より大きなニップ圧が得られると考えられる。さらに、加圧パッド56のZ軸方向における寸法Z56は、定着パッド51のZ軸方向における寸法Z51よりも大きいことが望ましい。ニップ部NのZ軸方向の長さがより増大することで、より安定したニップ圧が得られやすいからである。
ガイドローラ53Iは、X軸方向に延在する円柱状または円筒状の回転体であり、その両端が回転軸端部66L,66Rを有している(図8A,図8B)。回転軸端部66L,66Rは、それぞれ中間シャーシ65に対し回転自在に保持されている。同様に、ガイドローラ53Uは、X軸方向に延在する円柱状または円筒状の回転体であり、その両端に回転軸端部67L,67Rを有している(図8A,図8B)。回転軸端部67L,67Rは、それぞれ中間シャーシ65に対し回転自在に保持されている。
2つのガイド部材54は、加圧ベルト44の循環する経路を案内するものであり、例えば中間シャーシ65に固定されている。
ヒータ55Lは、加圧ベルト44を加熱するために発熱する発熱体を含むものであり、反射板57はヒータ55Lにおいて発生した熱を、加圧ローラ20および加圧パッド56と反対側に位置する加圧ベルト44の内面に向かうように反射する部材である。反射板57の存在により、ヒータ55Lにより発生した熱が加圧ベルト44へ効率的に伝達されるようになっている。これらのヒータ55および反射板57もまた、中間シャーシ65に固定されている。
中間ユニット46は、第1の付勢部材74L,74Rと、第2の付勢部材78L,78Rとをさらに有する。第1の付勢部材74L,74Rは、保持アーム68L,68Rの一部であるストッパ73L,73Rと当接する一端と、中間シャーシ65の一部と当接する他端とをそれぞれ含み、ストッパ73L,73Rが中間シャーシ65から離れる方向に付勢する部材である。すなわち、第1の付勢部材74L,74Rは、加圧ローラ20がY軸方向に沿って上部ユニット45へ近づくように保持アーム68L,68Rを上方へ付勢する部材である。第2の付勢部材78L,78Rは、保持アーム70L,70Rのうち回転軸部72L,72Rと反対側の端部に位置する固定部77L,77R(図9A,図9B)と当接する一端と、中間シャーシ65の一部と当接する他端とをそれぞれ含んでいる。第2の付勢部材78L,78Rは、固定部77L,77Rが設けられた保持アーム70L,70Rの端部を、中間シャーシ65から離れる方向へ付勢する部材である。すなわち、第2の付勢部材78L,78Rは、加圧パッド56がY軸方向に沿って上部ユニット45へ近づくように保持アーム70L,70Rを上方へ付勢する部材である。第1の付勢部材74L,74Rおよび第2の付勢部材78L,78Rは、それぞれ、例えばコイルスプリングにより構成される。
中間ユニット46は、さらに、保持アーム68L,68Rの、上部ユニット45へ近づく方向への移動を制限する係止部75L,75Rを有している。係止部75L,75Rは、ストッパ73L,73Rと当接することで保持アーム68L,68Rの回動を係止するように中間シャーシ65に設けられている。
保持アーム68L,68Rには、それぞれ端縁97L,97Rを含む貫通孔83L,83Rが設けられており、加圧パッド56の突起部56L,56Rが貫通孔83L,83Rを貫いている(図13B,14B,15B,16B参照)。保持アーム70L,70Rは、当接面84L,84Rが、保持アーム68L,68Rの端縁97L,97Rと当接することにより上部ユニット45へ近づく方向への移動が制限されるようになっている。
(下部ユニット47)
図1から図9Bに加え、さらに図10〜12Bを参照して、下部ユニット47の詳細な構成について説明する。図10は、下部ユニット47の外観を上流側から眺めた正面図である。図11Aおよび図11Bは、それぞれ、通常圧状態における定着装置105の一部を、図10に示した矢印dの方向および矢印eの方向から眺めた側面図である。図12Aおよび図12Bは、それぞれ、減圧状態および離間状態における定着装置105の一部を、矢印dの方向から眺めた側面図である。
下部ユニット47は、下部シャーシ86と、第1カムシャフト87と、第1支持部88L,88Rと、第1カムL1,R1と、第1カムギヤLG1,RG1と、第2カムシャフト89と、第2支持部90L,90Rと、第2カムL2,R2と、第2カムギヤLG2,RG2とを有している。下部シャーシ86は、例えばねじ留めなどにより上部シャーシ59に固定されている。第1カムシャフト87および第2カムシャフト89は互いにZ軸方向において隣り合うようにそれぞれX軸方向に沿って延在し、それぞれ第1支持部88L,88Rおよび第2支持部90L,90Rを介して回転可能に下部シャーシ86に取り付けられている。
第1カムギヤLG1は第1カムシャフト87の一端に設けられ、第1カムギヤRG1は第1カムシャフト87の他端に設けられている。また、第1カムL1,R1は、第1カムギヤLG1と第1カムギヤRG1との間において第1カムシャフト87にそれぞれ固定されている。例えば第1カムL1は第1カムギヤLG1と接しており、第1カムR1は第1カムギヤRG1と接している。第1カムシャフト87、第1カムL1,R1および第1カムギヤLG1,RG1は、X軸方向に伸びる軸87Jを中心として一体となって回転するようになっている。
第2カムギヤLG2は第2カムシャフト89の一端に設けられ、第2カムギヤRG2は第2カムシャフト89の他端に設けられている。また、第2カムL2,R2は、第2カムギヤLG2と第2カムギヤRG2との間において第2カムシャフト89にそれぞれ固定されている。例えば第2カムL2は第2カムギヤLG2と接しており、第2カムR2は第2カムギヤRG2と接している。第2カムシャフト89、第2カムL2,R2および第2カムギヤLG2,RG2は、X軸方向に伸びる軸89Jを中心として一体となって回転するようになっている。
ここで、例えば図11Aおよび図11Bに示したように、第1カムL1と第2カムL2とは、XY平面に平行な仮想の中心面Sに対して面対称の関係を有する。具体的には、第1カムL1は、カム面AL1,カム面BL1およびカム面CL1を含み、第2カムL2は、カム面AL2,カム面BL2およびカム面CL2を含んでいる。カム面AL1,カム面BL1およびカム面CL1とカム面AL2,カム面BL2およびカム面CL2とは、それぞれ中心面Sに対して面対称の位置にある。第1カムR1と第2カムR2との関係においても同様である。すなわち、第1カムR1と第2カムR2とは、XY平面に平行な仮想の中心面Sに対して面対称の関係を有する。具体的には、第1カムR1は、カム面AR1,カム面BR1およびカム面CR1を含み、第2カムR2は、カム面AR2,カム面BR2およびカム面CR2を含んでいる。カム面AR1,カム面BR1およびカム面CR1とカム面AR2,カム面BR2およびカム面CR2とは、それぞれ中心面Sに対して面対称の位置にある。さらに、X軸方向において、第1カムL1と第1カムR1とは互いに重なり合う形状および大きさを有する。同様に、X軸方向において、第2カムL2と第2カムR2とは互いに重なり合う形状および大きさを有する。
第1カムL1において、カム面AL1,カム面BL1およびカム面CL1のうちカム面AL1が第1カムシャフト87の軸87Jから最も離れた距離Aの位置にある。第1カムR1において、カム面AR1,カム面BR1およびカム面CR1のうちカム面AR1が第1カムシャフト87の軸87Jから最も離れた距離Aの位置にある。第2カムL2において、カム面AL2,カム面BL2およびカム面CL2のうちカム面AL2が第2カムシャフト89の軸89Jから最も離れた距離Aの位置にある。第2カムR2において、カム面AR2,カム面BR2およびカム面CR2のうちカム面AR2が第2カムシャフト89の軸89Jから最も離れた距離Aの位置にある。
また、カム面BL1,BR1は軸87Jから距離Bの位置にあり、カム面CL1,CR1は軸87Jから距離Cの位置にある。さらに、カム面BL2,BR2は軸89Jから距離Bの位置にあり、カム面CL2,CR2は軸89Jから距離Cの位置にある。
中間ユニット46の中間シャーシ65におけるX軸方向の両端には、当接突起板93L,93R,94L,94Rが設けられている。当接突起板93Lは、第1カムL1の回転位置に応じてカム面AL1,カム面BL1およびカム面CL1のいずれかと当接するようになっている。当接突起板93Rは、第1カムR1の回転位置に応じてカム面AR1,カム面BR1およびカム面CR1のいずれかと当接するようになっている。当接突起板94Lは、カムL2の回転位置に応じてカム面AL2,カム面BL2およびカム面CL2のいずれかと当接するようになっている。当接突起板94Rは、第2カムR2の回転位置に応じてカム面AR2,カム面BR2およびカム面CR2のいずれかと当接するようになっている。
中間ユニット46の中間シャーシ65には、いずれもY軸方向に伸びる、第1スリット91L,91R、第2スリット92L,92Rおよび第3スリット96L,96Rが設けられている。上部ユニット45の上部シャーシ59には、ポスト95L,95Rが設けられている。定着装置105では、第1スリット91L,91Rには第1カムシャフト87が挿入され、第2スリット92L,92Rには第2カムシャフト89が挿入され、第3スリット96L,96Rにはポスト95L,95Rが挿入されている。第1カムシャフト87、第2カムシャフト89およびポスト95L,95Rは、それぞれ第1スリット91L,91R、第2スリット92L,92Rおよび第3スリット96L,96RによってY軸方向へ案内されるようになっている。
上述したように、中間ユニット46の自重により当接突起板93L,93R,94L,94Rが常に第1カムL1,R1および第2カムL2,R2と当接している。したがって、第1カムL1,R1および第2カムL2,R2の回転動作に伴ってY軸方向における位置が変化することにより、中間シャーシ65が上下動(Y軸方向へ移動)するようになっている。例えばカム面AL1,AR1,AL2,AR2がそれぞれ当接突起板93L,93R,94L,94Rと当接する状態において中間シャーシ65が最も高い位置となり、カム面CL1,CR1,CL2,CR2がそれぞれ当接突起板93L,93R,94L,94Rと当接する状態において中間シャーシ65が最も低い位置となり、カム面BL1,BR1,BL2,BR2がそれぞれ当接突起板93L,93R,94L,94Rと当接する状態において中間シャーシ65が中間の高さ位置となる。距離Aが距離Bおよび距離Cの双方よりも大きく、距離Cが距離Aおよび距離Bの双方よりも小さいからである。
[作用・効果]
(A.基本動作)
この画像形成装置では、以下のようにして、記録媒体に対してトナー像が転写される。
具体的には、図1Aに示したように、まず、用紙カセット24に収納されている記録媒体が、給紙ローラ11によって最上部から1枚ずつピックアップされ、下流の媒体搬送部102の方向へ繰り出される。次いで、給紙ローラ11から繰り出された記録媒体は、媒体搬送部102により斜行が矯正されつつ下流の画像形成部103および転写部104へ搬送される。画像形成部103および転写部104では、以下のようにして、トナー像が記録媒体上に転写される。
起動状態の画像形成装置1に対してPCなどの外部機器からI/F制御部710を介して印刷画像データおよび印刷命令が印刷制御部700に入力されると、印刷制御部700は、印刷命令に応じて、画像形成駆動制御部780などと連携して印刷画像データの印刷動作を開始させる。
画像形成駆動制御部780は、駆動モータ781〜784を駆動し、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cを所定の方向に一定速度で回転させる。感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cが回転すると、その動力がギヤ列などの駆動伝達部を介して、トナー供給用スポンジローラ9K,9Y,9M,9C、現像ローラ6K,6Y,6M,6Cおよび帯電ローラ5K,5Y,5M,5Cへそれぞれ伝達される。その結果、トナー供給用スポンジローラ9K,9Y,9M,9C、現像ローラ6K,6Y,6M,6Cおよび帯電ローラ5K,5Y,5M,5Cは、それぞれ所定の方向に回転する。
一方、印刷制御部700からの指令により、帯電電圧制御部740が帯電ローラ5K,5Y,5M,5Cに対し所定の電圧を印加し、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面を一様に帯電させる。
次いで、ヘッド駆動制御部750がLEDヘッド3K,3Y,3M,3Cを起動し、画像信号に基づく印刷画像に対応する光を感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cに照射して感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面に静電潜像を形成する。さらに、 トナータンク7K,7Y,7M,7Cからトナー供給用スポンジローラ9K,9Y,9M,9Cへトナーを供給する。トナーは、トナー供給用スポンジローラ9K,9Y,9M,9Cに担持され、トナー供給用スポンジローラ9K,9Y,9M,9Cの回転と共に現像ローラ6K,6Y,6M,6Cの近傍に移動する。そこで、トナーは現像ローラ6K,6Y,6M,6Cの電位とトナー供給用スポンジローラ9K,9Y,9M,9Cの電位との電位差により例えば負に帯電し、現像ローラ6K,6Y,6M,6Cへ供給される。現像ローラ6K,6Y,6M,6Cへ供給されたトナーは現像ブレード8K,8Y,8M,8Cにより所定の厚さに規制されたトナー層を形成する。
さらに、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cの表面に形成された静電潜像に応じて、現像ローラ6K,6Y,6M,6C上のトナー層が現像されて感光体ドラム4K,4Y,4M,4C上にトナー像が形成される。そのトナー像は、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cと対向配置されると共に転写電圧制御部770により所定の電圧が印加された転写ローラ10K,10Y,10M,10Cとの間の電界によって記録媒体に転写される。
その後、定着装置105において、記録媒体上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与し、そのトナー像を記録媒体上に定着させる。そののち、トナー像が定着された記録媒体は排出部106により外部へ排出される。なお、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cには、記録媒体へ転写されなかったトナーが僅かに残留する場合があるが、その残留したトナーは感光体ブレード26K,26Y,26M,26Cにより除去される。このため、感光体ドラム4K,4Y,4M,4Cは連続して使用できる。
(B.定着装置105の動作)
定着装置105の動作は、第1カムL1,R1および第2カムL2,R2の姿勢(回転位置)に応じて、通常印刷モード(通常圧モード)、特殊印刷モード(減圧モード)、および待機モード(離間モード)の3つのモードに分類される。
((通常印刷モード))
図13Aおよび図13Bを参照して、通常印刷モードについて説明する。印刷制御部700は、記録媒体の種類を判別し、記録媒体が通常の媒体(しわが生じやすい封筒や薄紙、薬包などの特殊媒体でないもの)であった場合には以下の動作を行う。具体的には、定着制御部790によりカムモータ794を駆動し、第1カムギヤLG1,RG1および第2カムギヤLG2,RG2を連動して回転させ、第1カムL1,R1および第2カムL2,R2を図11Aおよび図11Bに示した姿勢で保持する。すなわち通常印刷モードでは、当接突起板93L,93R,94L,94Rが第1カムL1,R1のカム面AL1,AR1および第2カムL2,R2のカム面AL2,AR2とそれぞれ当接した状態となる位置で第1カムギヤLG1,RG1および第2カムギヤLG2,RG2の回転を停止する。よって、当接突起板93L,93R,94L,94Rが軸87J,89Jから距離Aの位置で保持されるので、中間シャーシ65が3つのモードのうち最も高い位置で保持されることとなる。さらに、保持アーム68L,68Rは、第1の付勢部材74L,74Rの付勢力により回転軸部72L,72Rを中心として上方へ回動するので、加圧ローラ20は加圧ベルト44および定着ベルト43を介して定着ローラ19に付勢される。このとき、保持アーム68L,68Rの延在方向はZ軸方向とほぼ一致しており、保持アーム68L,68Rのストッパ73L,73Rの上端が、中間シャーシ65の係止部75L,75Rの下端から離間した状態となっている。一方、保持アーム70L,70Rは、第2の付勢部材78L,78Rの付勢力により回転軸部72L,72Rを中心として上方へ回動するので、加圧パッド56の平坦部56Tは加圧ベルト44および定着ベルト43を介して定着パッド51の平坦部51Tに付勢される。その結果、加圧ベルト44と定着ベルト43との境界にニップ部Nが形成される(図5C)。
このとき、保持アーム68L,68Rに形成された貫通孔83L,83Rの端縁97L,97Rと当接面84L,84Rとの間には隙間が生じた状態となっている。したがって、加圧パッド56は、定着パッド51の姿勢に追従して平坦部51Tに対して平坦部56Tが略平行の姿勢となるように回転軸56Jを中心として回転することができる。その結果、ニップ部NにおいてZ軸方向の一部のみが圧接するいわゆる片当たりの状態が回避され、ニップ部Nの全体に亘って均質性の高い安定したニップ圧が得られる。特に、Z軸方向において、定着パッド51の平坦部51Tの中心位置と加圧パッド56の平坦部56Tの中心位置とが略一致するようにすれば、ニップ部Nにおけるニップ圧のばらつきをよりいっそう低減できる。
((特殊印刷モード))
次に、図14Aおよび図14Bを参照して、特殊印刷モードについて説明する。特殊印刷モードとは、記録媒体が、しわが生じやすい封筒や薄紙、薬包などの特殊媒体に対して定着動作を行うモードである。この場合、通常印刷モードよりも低いニップ圧で定着動作を行う。記録媒体が特殊媒体であると印刷制御部700が判断した場合には以下の動作を行う。具体的には定着制御部790によりカムモータ794を駆動し、第1カムギヤLG1,RG1および第2カムギヤLG2,RG2を連動して回転させ、第1カムL1,R1および第2カムL2,R2を図12Aに示した姿勢で保持する。すなわち特殊印刷モードでは、当接突起板93L,93R,94L,94Rが第1カムL1,R1のカム面BL1,BR1および第2カムL2,R2のカム面BL2,BR2とそれぞれ当接した状態となる位置で第1カムギヤLG1,RG1および第2カムギヤLG2,RG2の回転を停止する。よって、当接突起板93L,93R,94L,94Rが軸87J,89Jから距離Bの位置で保持されるので、Y軸方向において中間シャーシ65が通常印刷モードよりも少し低い位置で保持されることとなる。したがって、図14Bに示したように、保持アーム68L,68Rは第1の付勢部材74L,74Rの付勢力により回転軸部72L,72Rを中心として上方へより大きな回転角で回動する。このとき、保持アーム68L,68Rは通常印刷モードと比較してやや傾斜した状態となるので、保持アーム68L,68Rのストッパ73L,73Rの上端が、中間シャーシ65の係止部75L,75Rの下端と当接することとなる。このため、保持アーム68L,68Rに支持された加圧ローラ20は、定着ローラ19に対し、加圧ベルト44および定着ベルト43を介して通常印刷モードの場合よりも弱い力で付勢されることとなる。
特殊印刷モードでは、通常印刷モードと同様、保持アーム68L,68Rに形成された貫通孔83L,83Rの端縁97L,97Rと当接面84L,84Rとの間には隙間が生じた状態となっている。したがって、加圧パッド56は、定着パッド51の姿勢に追従して平坦部51Tに対して平坦部56Tが略平行の姿勢となるように回転軸56Jを中心として回転することができる。そのため保持アーム70L,70Rは、第2の付勢部材78L,78Rの付勢力により回転軸部72L,72Rを中心として上方へ回動するので、加圧パッド56の平坦部56Tは加圧ベルト44および定着ベルト43を介して定着パッド51の平坦部51Tに付勢される。ただし、Y軸方向において中間シャーシ65が通常印刷モードよりも少し低い位置で保持されることから、保持アーム70L,70Rは第2の付勢部材78L,78Rの付勢力により回転軸部72L,72Rを中心として上方へより大きな回転角で回動することとなる。よって、特殊印刷モードでは、第2の付勢部材78L,78Rの付勢力が通常印刷モードと比べて弱い。すなわち、加圧パッド56は、定着パッド51に対し通常印刷モードの場合よりも弱い力で付勢されることとなる。
以上の結果から、特殊印刷モードでは加圧ベルト44と定着ベルト43との境界にニップ部Nが形成されるものの、ニップ部Nにおいては通常印刷モードと比較して弱い力で加圧ベルト44と定着ベルト43とが圧接される。特殊印刷モードにおいても、加圧パッド56は、定着パッド51の姿勢に追従して平坦部51Tに対して平坦部56Tが略平行の姿勢となるように回転軸56Jを中心として回転することができる。その結果、ニップ部NにおいてZ軸方向の一部のみが圧接するいわゆる片当たりの状態が回避され、ニップ部Nの全体に亘って均質性の高い安定したニップ圧が得られる。ただし、特殊印刷モードでは通常印刷モードと比較して保持アーム70L,70Rがやや傾斜した状態となるので、Z軸方向において定着パッド51の平坦部51Tの中心位置と加圧パッド56の平坦部56Tの中心位置とが若干ずれた状態でニップ部Nが形成される。
そこで、図15Aおよび図15Bに示した変形例のように、加圧パッド56のZ軸方向の寸法Z56を定着パッド51のZ軸方向の寸法Z51よりも若干長く設定することにより、特殊印刷モードにおいても、より長いニップ幅が確保される。その結果、より安定した定着動作が可能となる。
((待機モード))
次に、図16Aおよび図16Bを参照して、待機モードについて説明する。待機モードとは、記録媒体に対する定着動作を行わない状態に対応するモードである。記録媒体に対して定着動作を実施しないと印刷制御部700が判断した場合には以下の動作を行う。具体的には、定着制御部790によりカムモータ794を駆動し、第1カムギヤLG1,RG1および第2カムギヤLG2,RG2を連動して回転させ、第1カムL1,R1および第2カムL2,R2を図12Bに示した姿勢で保持する。すなわち待機モードでは、当接突起板93L,93R,94L,94Rが第1カムL1,R1のカム面CL1,CR1および第2カムL2,R2のカム面CL2,CR2とそれぞれ当接した状態となる位置で第1カムギヤLG1,RG1および第2カムギヤLG2,RG2の回転を停止する。よって、当接突起板93L,93R,94L,94Rが軸87J,89Jから距離Cの位置で保持されるので、Y軸方向において中間シャーシ65が特殊印刷モードよりもさらに低い位置で保持されることとなる。したがって待機モードでは、図16Bに示したように、特殊印刷モードと同様、保持アーム68L,68Rのストッパ73L,73Rの上端が、中間シャーシ65の係止部75L,75Rの下端と当接することとなる。一方、待機モードでは、回転軸部72L,72Rの高さ位置が特殊印刷モードよりもさらに低くなるので、保持アーム68L,68Rの傾斜角度はさらに大きくなる。このため、保持アーム68L,68Rに支持された加圧ローラ20は、定着ローラ19を付勢することなく、定着ローラ19から離れた位置で保持される。
また、保持アーム70L,70Rは第2の付勢部材78L,78Rの付勢力により回転軸部72L,72Rを中心として上方へ回動する。ここで、上述したように、待機モードでは特殊印刷モードや通常印刷モードと比較して保持アーム68L,68Rの傾斜角度が大きい。このため、待機モードでは、特殊印刷モードや通常印刷モードとは異なり、突起部56L,56Rの当接面84L,84Rが保持アーム68L,68Rに形成された貫通孔83L,83Rの端縁97L,97Rと当接した状態となり、保持アーム70L,70Rの回転角が制限される。その結果、加圧ベルト44と定着ベルト43との境界にはニップ部Nは形成されず、加圧ベルト44と定着ベルト43とが離間した状態となる。
(C.効果)
このように、本実施の形態の定着装置105では、第1カムL1,R1および第2カムL2,R2の姿勢を制御することにより、記録媒体への印刷を行う通常印刷モードおよび特殊印刷モードと、記録媒体への印刷を行わない待機モードとの間の状態移行を行うことができる。定着装置105では、通常印刷モードおよび特殊印刷モードにおいて、加圧パッド56が、保持アーム70により、保持アーム70自体に対する姿勢が変更可能に支持されている。すなわち、加圧パッド56が加圧ローラ20と定着ベルト43および定着パッド51の双方とに対して変更可能な姿勢をとるようになっている。より詳細には、加圧パッド56が、定着パッド51の姿勢に追従して平坦部51Tに対して平坦部56Tが略平行の姿勢となるように回転軸56Jを中心として回転することができる。その結果、ニップ部NにおいてZ軸方向の一部のみが圧接するいわゆる片当たりの状態が回避され、ニップ部Nの全体に亘って均質性の高い安定したニップ圧が得られる。
したがって、本実施の形態の定着装置105を備えた画像形成装置1によれば、安定したニップ圧による定着処理が可能となるので、定着率の悪化や画像不良を防止することができ、画像の高品質化を図ることができる。
<2.変形例>
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、カラー画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば黒色のトナー像のみを転写し、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。また、上記実施の形態では、1次転写方式(直接転写方式)の画像形成装置について説明したが、本発明は2次転写方式にも適用されうる。
また、上記実施の形態では、X軸方向の両端に設けられた1組のカムをZ軸方向(第1の方向)に2組並べるように配置したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば1つのカム(あるいは1組のカム)のみを用いてもよいし、3組以上のカムを用いるようにしてもよい。ただし、1つのカムもしくは1組のカムのみの場合よりも2組のカムを設けることで、中間ユニット46の上下動作が安定する。また、3組以上のカムを設ける場合と比較して、2組のカムを設ける場合のほうが構造上の簡素化に有利である。
また、上記実施の形態では、定着装置105における動作モードとして、通常印刷モード(通常圧モード)、特殊印刷モード(減圧モード)、および待機モード(離間モード)の3つを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば減圧モードにおける圧接力をさらに細分化してもよい。例えば定着ローラ19と加圧ローラ20とを当接させつつ、定着パッド51と加圧パッド56とを離間させるモードなどを追加するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、露光装置として発光ダイオードを光源とするLEDヘッドを用いるようにしたが、例えばレーザ素子等を光源とした露光装置を用いてもよい。
さらに、上記実施の形態等では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。
1…画像形成装置、101…給紙部、102…媒体搬送部、103…画像形成部、104…転写部、105…定着装置、106…排出部、2K,2Y,2M,2C…画像形成ユニット、3K,3Y,3M,3C…LEDヘッド、4K,4Y,4M,4C…感光体ドラム、5K,5Y,5M,5C…帯電ローラ、6K,6Y,6M,6C…現像ローラ、7K,7Y,7M,7C…トナータンク、8K,8Y,8M,8C…現像ブレード、9K,9Y,9M,9C…トナー供給用スポンジローラ、10K,10Y,10M,10C…転写ローラ、11…給紙ローラ、12,13…位置センサ、14,15…搬送ローラ、16…従動ローラ、17…駆動ローラ、18…搬送ベルト、20…加圧ローラ、24…用紙カセット、26K,26Y,26M,26C…感光体ブレード、45…上部ユニット、46…中間ユニット、47…下部ユニット、41…定着ユニット、43…定着ベルト、19…定着ローラ、48I,48U…ガイドローラ、49…ガイド部材、50F,50B…ヒータ、51…定着パッド、52…反射板、42…加圧ユニット、44…加圧ベルト、56…加圧パッド、56L,56R…突起部、65…中間シャーシ、72L,72R…回動軸部、75L,75R…係止部、91L,91R…第1スリット、92L,92R…第2スリット、86…下部シャーシ、87…第1カムシャフト、89…第2カムシャフト、L1,R1…第1カム、L2,R2…第2カム、LG1,RG1…第1カムギヤ、LG2,RG2…第2カムギヤ、AL1,AL2,AR1,AR2…カム面、BL1,BL2,BR1,BR2…カム面、CL1,CL2,CR1,CR2…カム面、73L,73R…ストッパ、74L,74R…第1の付勢部材、78L,78R…第2の付勢部材、700…印刷制御部、701…操作部、702…センサ群、710…I/F制御部、720…受信メモリ、730…画像データ編集メモリ、740…帯電電圧制御部、750…ヘッド駆動制御部、760…現像電圧制御部、770…転写電圧制御部、780…画像形成駆動制御部、790…定着制御部、800…搬送ベルト駆動制御部、810…給紙・搬送駆動制御部。

Claims (16)

  1. 第1の方向へ移動可能に設けられた第1のベルトと、前記第1のベルトを押圧するように設けられた第1の押圧部材と、前記第1の押圧部材を支持する第1の押圧部材支持体とを有する第1のユニットと、
    前記第1のベルトと当接可能に設けられると共に前記第1の方向へ移動可能に設けられた移動体を有し、第2の方向において前記第1のユニットと対向する第2のユニットと
    を備え、
    前記第1の押圧部材は、前記第1の押圧部材支持体により、前記第1の押圧部材支持体に対する姿勢が変更可能に支持されている
    定着装置。
  2. 前記第1の押圧部材は、前記第1の押圧部材支持体に対し、前記第1の方向および前記第2の方向の双方に対して実質的に直交する回転軸を中心として回転可能に設けられている
    請求項1記載の定着装置。
  3. 前記第1のユニットは、
    前記第1のベルトと接し、第1の回転方向へ回転可能に設けられた第1の回転体と、前記第1の回転体を支持する第1の回転体支持体と
    をさらに有し、
    前記第1の回転体は、前記第1の回転体支持体により、前記移動体に対する位置が変更可能に支持されている
    請求項1または請求項2に記載の定着装置。
  4. 前記第2の方向において前記第1のユニットを挟んで前記第2のユニットと対向する第3のユニットをさらに備え、
    前記第1のユニットは、前記第2のユニットおよび前記第3のユニットにより、前記第2のユニットと前記第3のユニットとの間において前記第2の方向へ移動可能に設けられている
    請求項3に記載の定着装置。
  5. 前記第1のユニットは、前記第1の回転体支持体と前記第1の押圧部材支持体とがそれぞれ回動可能に取り付けられた第1の基体をさらに有する
    請求項4記載の定着装置。
  6. 前記第1の回転体支持体および前記第1の押圧部材支持体は、前記第1の基体に設けられた同一のシャフトにそれぞれ回動可能に取り付けられている
    請求項5記載の定着装置。
  7. 前記第2のユニットは、
    前記移動体としての第2のベルトと、
    前記第2のベルトと接し、前記第1の回転方向と反対の第2の回転方向へ回転可能に設けられた第2の回転体と、
    前記第2のベルトを押圧するように設けられた第2の押圧部材と、
    前記第2の回転体および前記第2の押圧部材を支持する第2の基体を有する
    請求項5または請求項6に記載の定着装置。
  8. 前記第3のユニットは、
    第3の基体と、
    前記第2の方向と実質的に直交する第3の方向に伸びるカムシャフトを中心として回転可能に前記第3の基体に設けられ、カム面を含むカムと
    を有し、
    前記第1の基体は、前記カム面と当接する当接部を含む
    請求項7に記載の定着装置。
  9. 前記第1のユニットは、前記カムの回転に伴って前記カム面の前記第2の方向における位置が変化することにより、前記第2の方向へ移動するようになっている
    請求項8記載の定着装置。
  10. 前記第1の方向において、前記回転軸は、前記第1の押圧部材の、前記第1の方向における第1の中心位置と同じ位置、または前記第1の中心位置よりも下流の位置にある
    請求項2に記載の定着装置。
  11. 前記第1の押圧部材の、前記第1の方向における第1の寸法は、前記第2の押圧部材の、前記第1の方向における第2の寸法よりも大きい
    請求項7に記載の定着装置。
  12. 前記第1のユニットは、
    前記第1の回転体が前記第2の方向に沿って前記第2のユニットへ近づくように、前記第1の回転体支持体を付勢する第1の付勢部材と、
    前記第1の押圧部材が前記第2の方向に沿って前記第2のユニットへ近づくように、前記第1の押圧部材支持体を付勢する第2の付勢部材と
    をさらに有する
    請求項3記載の定着装置。
  13. 前記第1のユニットは、前記第1の回転体支持体の、前記第2のユニットへ近づく方向への移動を制限する係止部をさらに有し、
    前記第1の押圧部材支持体は、前記第1の回転体支持体の一部と当接することにより前記第2のユニットへ近づく方向への移動が制限されるようになっている
    請求項12記載の定着装置。
  14. 前記第1のユニットはヒータをさらに含み、前記ヒータにより発生した熱が前記第1のベルトへ伝達されるようになっている
    請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の定着装置。
  15. 前記第1のベルトは環状をなし、
    前記第1の回転体および前記第1の押圧部材は、いずれも、前記第1のベルトにより取り囲まれた空間に配置されている
    請求項3に記載の定着装置。
  16. 請求項1から請求項15のうちのいずれか1項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
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