JP5470033B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、上記の圧解除状態とは、加圧回転体を加熱回転体から離間する方向に相対変位させて、上記の加圧状態を解除した状態である。
この場合、定着装置(画像形成装置)における要素が多くなるので、構成が複雑になると共に、製造コストが上昇するという問題があった。
また、本発明は、上記定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
まず、図1により、画像形成装置としてのカラーコピー機1における全体構造を説明する。図1は、カラーコピー機1における各構成要素の配置を説明するための左側面図である。本実施形態において、後述する手差しトレイ65が配置された側(図1における右側)をカラーコピー機1の前側とする。
第1戻し搬送路59aは、定着装置9から搬出された用紙Tを後述する反転部500に搬送する。第2戻し搬送路59bは、後述する反転部500により表裏及び前後反転された用紙Tを画像形成部に搬送する。
戻し搬送路59は、定着装置9を通過した用紙Tを、2次転写ローラ8の上流側に配置されたレジストローラ対80の上流側に戻すための搬送路である。戻し搬送路59は、用紙Tの両面にトナー画像(文字等を含む)を印刷(印字)する、いわゆる両面印刷(印字)をする場合に用いられる搬送路である。戻し搬送路59は、他の搬送路と同様に、用紙Tを案内しながら搬送するガイド板及びローラ対を有して構成されると共に、所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
反転部500は、反転用ローラ対505と、位置決め装置510と、反転用載置部550とを有する。
反転用ローラ対505は、正転することで一方の面に画像が形成された用紙Tを第1戻し搬送路59aから位置決め装置510及び反転用載置部550に搬送(搬入)させる共に、逆転することで位置決め装置510により位置決めされた用紙Tを表裏及び前後反転した状態で第2戻し搬送路59bに搬出する。
反転用ローラ対505は、位置決め装置510が位置決め動作をしている間、不図示の離間駆動部によりローラ部材が互いに離間するよう移動され、離間状態に変形される。反転用ローラ対505は、位置決め装置510に用紙Tを搬送(搬入)する場合、及び用紙Tを第2戻し搬送路69bに搬送(搬出)する場合を含め、通常は当接状態である。
また、位置決め装置510は、反転用ローラ対505が離間状態である場合において、位置決め動作を行う。
図2は、加圧状態(当接状態)における定着装置9を示す図である。図3は、圧解除状態(離間状態)における定着装置9を示す図である。図4は、定着装置9の偏心カム部材84における駆動系を説明する図である。
加熱ローラ87は、ヒータ86を内蔵する。加熱ローラ87は、内蔵されたヒータ86により加熱される。ヒータ86により加熱された加熱ローラ87は、外周面に当接して配置されるベルト89を加熱する。
また、ベルト89は、加熱ローラ87を介してヒータ86によって規定の温度に加熱される。ベルト89は、トナー画像を構成するトナーを溶融させるのに必要な温度に加熱される。
本実施形態において、加熱ローラ87は、アルミニウム製の芯金上に、フッ素樹脂コーティングを施した構造である。
また、定着ローラ88は、鉄製芯金上にシリコンゴムを巻いた構造である。
また、ベルト89は、ニッケル製の帯状基材の表面に、0.3mm厚のシリコンゴム層を形成し、更にシリコンゴム層の外側にPFAチューブを被せた構造である。
本実施形態において、加圧ローラ9bは、アルミニウム製の芯金の表面にシリコンゴムを被覆し、更に、表層にPFAチューブを被せた構造である。
支持部材81は、加圧ローラ9bの回転軸91が回転可能に嵌合する軸受部93を有する。これにより、加圧ローラ9bは、加圧ローラ9bを回転可能に軸支する。
また、支持部材81は、加圧ローラ9bに対して用紙Tの導入側(図2では、右端側)である一端側が、支持軸95により、回動可能に支持(軸支)されている。支持軸95を支点とした回動移動によって、支持部材81の自由端(他端)81aは、上下方向に揺動する。また、自由端81aは、後述する連結部材83を介して連結される作動部材82における回動移動に伴って、支持軸95を支点とした回動移動がなされる。
本実施形態において、離間位置R2及び当接位置R1は、加熱回転体9aに対して加圧ローラ9bが離間しているとき、及び当接しているときの加圧ローラ9bの上端の高さ位置で示している。ここで、離間位置及び当接位置は、上記に限定されない。離間位置は、加圧ローラ9bが加熱回転体9a(ベルト89)から離間した離間状態(圧解除状態)における加圧ローラ9bの位置を示すものであればどの部分の位置を基準にしてもよい。また、当接位置は、加圧ローラ9bが加熱回転体9a(ベルト89)に当接した当接状態(加圧状態)における加圧ローラ9bの位置を示すものであればどの部分の位置を基準にしてもよい。また、離間位置及び当接位置を示す場合において、絶対位置を用いて規定してもよく、また、加熱回転体9aとの相対位置を用いて規定してもよい。
この加圧状態において、加熱回転体9aと加圧ローラ9bとの間には、定着ニップ部Ntが形成される。
連結部材83は、作動部材82の自由端82aにおける移動(上下方向への回動移動)に、支持部材81の自由端81aを追従させる。連結部材83は、作動部材82の自由端82aと、支持部材81の自由端81aとをつなぐリンクとして機能する。
ここで、本実施形態において、自由端の近傍は、自由端の端部と、その端部の近傍とを含むものである。
図2に示すように、偏心カム部材84は、作動部材82における垂直方向下方側の面に当接して配置される。偏心カム部材84は、作動部材82における支持部材81の自由端81aが配置された側の面に当接して配置される。
偏心カム部材84は、回転軸841中心に回転移動することで、外周面に当接する作動部材82を上下方向に移動させる。
また、第1位置H1とは、連結部材83及び支持部材81を介して加圧ローラ9bを当接位置R1(即ち、加圧状態となる位置)に配置させときの作動部材82における自由端82aの回転位置である。
詳細には、第1回転位置θ1とは、連結部材83及び支持部材81を介して加圧ローラ9bを当接位置R1に配置させる第1位置H1に作動部材82の自由端82aを位置させる偏心カム部材84の回転位置である。
また、第2回転位置θ2とは、連結部材83及び支持部材81を介して加圧ローラ9bを前述の離間位置R2(即ち、圧解除状態となる位置)に配置させるときの作動部材82における自由端82aの回転位置である。
詳細には、第2回転位置θ2とは、連結部材83及び支持部材81を介して加圧ローラ9bを離間位置R2に配置させる第2位置H2に作動部材82の自由端82aを位置させる偏心カム部材84の回転位置である。
偏心カム部材84は、第1回転位置θ1に配置された場合、当接部分84bが荷重Wの作用方向(被当接部分82bの垂線方向)と直交する方向(図2にいて水平方向)において、回転軸841から距離x1だけ離間するよう取り付けられる。偏心カム部材84は、作動部材82により加えられる荷重Wによって偏心カム部材84を第1回転位置θ1から第2回転位置θ2に向かわせる回転モーメントが該偏心カム部材84に作用するように取り付けられる。
図5に示すように、定着装置9は、以上に説明したヒータ86、回転駆動部85、搬送駆動部を兼ねるローラ駆動モータ90の動作を制御する制御部(CPU)410及びメモリ420を備える。
電源部430の主電源スイッチがオフにされたり、電源部430に接続される電源コンセントが所定の外部電源から引き抜かれたりして、電源部430から制御部410への電力供給が遮断された場合、制御部410からヒータ86、回転駆動部85、ローラ駆動モータ90等への電力供給は遮断される。
また、外部通信部411は、外部制御部440から受信した定着処理命令等の情報をヒータ制御部412、カム位置制御部413、搬送制御部414それぞれに出力する。
また、ヒータ制御部412は、ヒータ86の温度制御に必要な情報を、適時、制御情報部421から取得する。
また、カム位置制御部413は、偏心カム部材84の位置設定に必要な情報(例えば、カム駆動モータ852の回転量等)を、適時、制御情報部421から取得する。
また、搬送制御部414は、加熱回転体9aの回転動作の制御に必要な情報を、適時、制御情報部421から取得する。
図6は、定着装置9における動作制御を示すフローチャートである。図7は、定着装置9が圧解除状態から加圧状態に移行するときの動作説明図である。図8は、定着装置9が加圧状態に維持されて、定着処理する際の動作説明図である。図9は、定着装置9が加圧状態から圧解除状態に移行するときの動作説明図である。
図6に示すように、ステップST1において、図5に示した外部制御部440からの定着処理命令を外部通信部411が受けると(YSE)、処理は、ステップST2に進む。
具体的には、カム位置制御部413は、待機状態において加圧ローラ9bを離間位置R2に配置させる第2回転位置θ2に位置する偏心カム部材84を、加圧ローラ9bを当接位置R1に配置させる第1回転位置θ1に位置させるよう回転駆動部85を制御する。カム位置制御部413は、制御情報部421の情報に基づいて、カム駆動モータ852を正回転させ、図7の矢印E2方向に偏心カム部材84を回転移動させる。この偏心カム部材84の回転移動に伴い、作動部材82の自由端82aは徐々に上方(図7の矢印E3方向)に移動する。自由端82aの上昇に伴い、連結部材83及び支持部材81の自由端81aは、図7に矢印E4で示すように、上方に引き上げられる。そして、支持部材81に支持される加圧ローラ9bは、当接位置R1側に移動される。
この状態では、作動部材82の自由端82aは、第1位置H1に保持され、支持部材81に回転可能に軸支された加圧ローラ9bは、当接位置R1に保持される。
ステップST2が完了して、定着処理する準備が整うと、ステップST3に進む。
一連の定着処理が全て完了すると、ステップST4からステップST5に進む。
所定時間経過前に、新たな定着処理命令を受けた場合(ST6,YES)、ステップST3に戻り、定着装置9は、定着処理を行う。
所定時間が経過した場合、ステップST7に進む。
ステップST7が完了すると、ステップST1に戻る。
電力の供給が停止されたカム駆動モータ852は、出力軸853の回転移動を規制せず、出力軸853の回転位置を維持しない状態になる。従って、出力軸853に接続されているカム駆動軸851も、回転移動が規制されず、回転自在の状態になる。
そして、偏心カム部材84の第2回転位置θ2への回転移動に伴い、作動部材82の自由端82a及び支持部材81の自由端81aが垂直方向下側に移動する。また、これに伴い、支持部材81に支持される加圧ローラ9bが離間位置R2に移動されることで、加圧ローラ9bと加熱回転体9aとは、圧解除状態に戻される。
そのため、本実施形態によれば、定着装置9は、加圧ローラ9bと加熱回転体9aとが加圧状態の時に電力供給が断たれた場合に、確実に、加圧ローラ9bと加熱回転体9aとを圧解除状態に戻すことができる。
そのため、本実施形態によれば、定着装置9は、偏心カム部材84を第1回転位置θ1に位置させたときに、加熱回転体9aと加圧ローラ9bとの間のニップ圧(押圧力)を安定させることができる。
また、連結部材83が弾性部材であることから、連結部材83は、自由端82aと自由端81aとを連結する連節棒(リンク)として機能するだけでなく、定着処理時における緩衝作用も得られる。
そのため、本実施形態によれば、定着装置9は、回転駆動部85に電力が供給されなくなった場合に、偏心カム部材84が第2回転位置θ2に戻り易く、偏心カム部材84を第2回転位置θ2に戻す動作の信頼性を向上させることができる。
また、シート状の被転写材は、用紙に制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
また、本実施形態において、連結部材83として、コイルバネについて説明しているが、これに限定されず、他の弾性部材を用いてもよい。
2a、2b、2c、2d……感光体ドラム(像担持体)
9……定着装置
9a……加熱回転体
9b……加圧ローラ(加圧回転体)
16a、16b、16c、16d……現像器
81……支持部材
81a……自由端
82……作動部材
82a……自由端
83……連結部材(弾性部材)
84……偏心カム部材
84b……当接部分
85……回転駆動部
86……ヒータ(加熱部)
87……加熱ローラ
88……定着ローラ
89……ベルト
95……支持軸
96……支持軸
250……転写部
410……制御部
412……ヒータ制御部
413……カム位置制御部
414……搬送制御部
430……電源部
841……回転軸
851……カム駆動軸
852……カム駆動モータ
853……出力軸
854……第1ギア
855……第2ギア
H1……第1位置
H2……第2位置
R1……離間位置
R2……当接位置
M……装置本体
T……用紙(被転写材)
θ1……第1回転位置
θ2……第2回転位置
Claims (6)
- 加熱部を有する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向して配置される加圧回転体と、
前記加圧回転体を回転可能に軸支すると共に、前記加圧回転体が前記加熱回転体から離間した離間位置と、前記加熱回転体に当接した当接位置とに移動可能に一端側が回動可能に軸支される支持部材と、
前記支持部材から遠い位置に配置される端部側が回転可能に軸支される作動部材と、
前記支持部材の自由端近傍と、前記作動部材の自由端近傍とを連結する連結部材と、
前記作動部材における前記支持部材の自由端が配置された側の面に当接して配置され、
所定方向に延びる回転軸を中心に回転可能な偏心カム部材であって、
前記連結部材及び前記支持部材を介して前記加圧回転体を前記当接位置に配置させる第1位置に前記作動部材の自由端を位置させる第1回転位置であって、前記作動部材との当接部分を通る前記作動部材側の被当接部分における垂線が前記回転軸と交差しない第1回転位置と、
前記加圧回転体を前記離間位置に配置させる第2位置に自由端を位置させる第2回転位置と、に回転可能な偏心カム部材と、
前記偏心カム部材に固定されたカム駆動軸と、
前記加熱回転体を回転駆動させる加熱回転体回転駆動部と、
前記カム駆動軸を回転駆動させることによって、前記偏心カム部材を前記回転軸を中心に回転させる偏心カム部材回転駆動部であって、
前記偏心カム部材回転駆動部に電力が供給されている場合、前記偏心カム部材を前記回転軸を中心に回転可能であると共に、前記偏心カム部材における回転移動を規制して回転位置を維持し、
前記偏心カム部材回転駆動部に電力が供給されていない場合、前記偏心カム部材における回転移動を規制せず回転位置を維持しない偏心カム部材回転駆動部と、を備える定着装置。 - 加熱部を有する加熱回転体と、
前記加熱回転体における垂直方向下側に配置される加圧回転体と、
前記加圧回転体を回転可能に軸支すると共に、前記加圧回転体が前記加熱回転体から離間した離間位置と、前記加熱回転体に当接した当接位置とに移動可能に、水平方向における一端側が回動可能に軸支される支持部材と、
前記支持部材から水平方向において遠い位置に配置される端部側が回転可能に軸支されると共に、前記支持部材から水平方向において近い位置に配置される端部である自由端が垂直方向において前記支持部材の自由端よりも上方側に配置される作動部材と、
前記支持部材の自由端近傍と、前記作動部材の自由端近傍とを連結する連結部材と、
前記作動部材における垂直方向下方側の面に当接して配置され、水平方向に延びる回転軸を中心に回転可能な偏心カム部材であって、
前記連結部材及び前記支持部材を介して前記加圧回転体を前記当接位置に配置させる第1位置に前記作動部材の自由端を位置させる第1回転位置であって、前記作動部材との当接部分を通る前記作動部材側の被当接部分における垂線が前記回転軸と交差しない第1回転位置と、
前記加圧回転体を前記離間位置に配置させる第2位置に自由端を位置させる第2回転位置と、に回転可能な偏心カム部材と、
前記偏心カム部材に固定されたカム駆動軸と、
前記加熱回転体を回転駆動させる加熱回転体回転駆動部と、
前記カム駆動軸を回転駆動させることによって、前記偏心カム部材を前記回転軸を中心に回転させる偏心カム部材回転駆動部であって、
前記偏心カム部材回転駆動部に電力が供給されている場合、前記偏心カム部材を前記回転軸を中心に回転可能であると共に、前記偏心カム部材における回転移動を規制して回転位置を維持し、
前記偏心カム部材回転駆動部に電力が供給されていない場合、前記偏心カム部材における回転移動を規制せず回転位置を維持しない偏心カム部材回転駆動部と、を備える定着装置。 - 前記偏心カム部材は、
前記第1回転位置にある場合において、
前記偏心カム部材回転駆動部に電力が供給されている間は、前記第1回転位置で保持され、
前記偏心カム部材回転駆動部に電力が供給されなくなると、前記第1回転位置で保持されず、第2回転位置に回動移動する
請求項1又は2に記載の定着装置。 - 連結部材は、弾性部材であって、
前記偏心カム部材が第1回転位置に位置する場合、自然長よりも伸びて前記支持部材の自由端近傍を垂直方向上側に引き上げるよう付勢することで、前記支持部材を介して、前記当接位置にある加圧回転体を前記加熱回転体側に向かうよう付勢する弾性部材である請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。 - 前記偏心カム部材が前記第1回転位置に位置した状態において、前記偏心カム部材回転駆動部に電力が供給されなくなった場合、
前記連結部材は、前記作動部材の自由端近傍に対して垂直方向下側に引き下げるように力を加え、前記作動部材を介して、前記偏心カム部材に対して第2回転位置に回転移動させる回転力を付与する
請求項4に記載の定着装置。 - 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像にトナー画像を現像する現像器と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的に所定の用紙に転写する転写部と、
前記転写部により前記所定の用紙に転写されたトナー画像を定着させる請求項1から5のいずれかに記載の定着装置と、を備える画像形成装置。
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