JP6488755B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

特許文献１のプリンタは、感光体ドラムと、感光体ドラムから画像が転写されたファンホールド紙を搬送するトラクタベルトと、トラクタベルトにより搬送されるファンホールド紙に画像を定着する定着装置とを有している。特許文献１の定着装置は、ヒートローラとバックアップローラとを有しており、ヒートローラを駆動するモータとヒートローラに取り付けられたギヤとの間には、滑りクラッチが設けられている。

実開平３−２２２６８号公報

定着装置よりも上流側に予備加熱手段を設けた場合は、予備加熱手段が無い場合に比べて、搬送される記録媒体が加熱で伸びる可能性がある。

本発明は、定着前に現像剤を加熱する構成において、記録媒体に作用する張力の設定手段を有していない構成に比べて、搬送時の記録媒体の伸びを抑制することができる定着装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。

第１態様に係る定着装置は、記録媒体上の現像剤を加熱する加熱手段と、記録媒体の搬送方向で前記加熱手段よりも下流側に自軸回りに回転可能に配置され、記録媒体を挟むと共に現像剤を加熱して記録媒体に現像剤を定着する一対の定着部材と、設定した張力が記録媒体に作用するように少なくとも一方の前記定着部材を回転駆動する駆動手段と、を有する。

第２態様に係る定着装置の前記駆動手段は、前記定着部材のトルクを制限するトルクリミッタを有する。

第３態様に係る定着装置の前記トルクリミッタは、制限するトルクを調整可能とするトルク調整部を有する。

第４態様に係る定着装置の一対の前記定着部材は、記録媒体の搬送方向に複数組設けられ、前記トルクリミッタは、一対の前記定着部材の各組にそれぞれ設けられている。

第５態様に係る画像形成装置は、第１態様から第４態様のいずれか１つに記載の定着装置と、現像剤像形成手段により現像剤像が形成された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送手段と、一対の前記定着部材の位置を記録媒体に接触する接触位置と記録媒体から退避した退避位置とに切り換える切換手段であって、前記搬送手段が目標速度よりも低い速度で記録媒体を搬送し又は前記搬送手段が記録媒体の搬送を停止させた後で、前記定着部材の位置を前記退避位置に切り換える切換手段と、を有する。

第１態様の発明は、定着前に現像剤を加熱する構成において、設定した張力が記録媒体に作用するように定着部材を回転駆動しない構成に比べて、搬送時の記録媒体の伸びを抑制することができる。

第２態様の発明は、トルクリミッタを有していない構成に比べて、トルクの調整作業を簡単に行うことができる。

第３態様の発明は、制限するトルクをトルクリミッタの交換によって調整する構成に比べて、トルクの調整作業を簡単に行うことができる。

第４態様の発明は、定着部材の各組にトルクリミッタを設けていない構成に比べて、それぞれの定着部材間での記録媒体の伸びを抑制することができる。

第５態様の発明は、搬送手段が記録媒体を目標速度で搬送している状態で、切換手段が定着部材の位置を退避位置へ切り換える構成に比べて、定着部材が退避位置へ退避したときの記録媒体の搬送不良を抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 本実施形態に係る定着装置の斜視図である。 本実施形態に係る定着部の斜視図である。 本実施形態に係る第１定着ロールと各搬送ロールの時間に対する速度変化の状態を示すグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本実施形態に係る定着装置において第１定着ロール及び第２定着ロールの位置を退避位置へ切り換えるときの記録媒体の搬送状態と第１定着ロール及び第２定着ロールの回転状態とを示す説明図である。

以下、本実施形態の定着装置及び画像形成装置の一例を図面に基づき説明する。先ず、画像形成装置の全体構成を説明し、次いで、本実施形態の要部である定着装置の一例の構成及び動作について説明する。

なお、以下の説明では、図１に矢印Ｙで示す方向を装置高さ方向、図１に矢印Ｚで示す方向を装置幅方向とする。また、装置高さ方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向（Ｘで示す）を装置奥行き方向とする。そして、画像形成装置１０をユーザ（図示省略）が立つ側から見て（正面視して）、装置奥行き方向、装置高さ方向、装置幅方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と記載する。

さらに、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、画像形成装置１０を正面視して、上側を＋Ｙ側、下側を−Ｙ側、奥側を＋Ｘ側、前側を−Ｘ側、右側を＋Ｚ側、左側を−Ｚ側と記載する。

〔全体構成〕
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１０は、現像剤像形成手段の一例としての画像形成部１２と、搬送手段の一例としての搬送部２０と、定着装置３０と、切換手段の一例としての本体ユニット８０と、を有している。さらに、画像形成装置１０は、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部１８を有している。

＜画像形成部＞
図１に示す画像形成部１２は、使用するトナーを除いて同様の構成とされた４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを有している。なお、符号の添え字の「Ｙ」はイエロートナー用、「Ｍ」はマゼンタトナー用、「Ｃ」はシアントナー用、「Ｋ」は黒（ブラック）トナー用であることを示している。

画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、それぞれ、感光体１４Ａ、帯電ロール１４Ｂ、露光ユニット１４Ｃ、現像ユニット１４Ｄ、転写ロール１４Ｅ及びクリーニングユニット１４Ｆを有している。そして、画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、それぞれ、帯電、露光、現像、転写、清掃を行い、現像剤の一例としてのトナーＴを用いて、記録媒体の一例としてのフィルムＰに現像剤像の一例としてのトナー像ＴＡを形成するようになっている。フィルムＰは、一例として、ポリプロピレンフィルムである。各色のトナーＴは、一例として、ワックス（図示省略）を含み、ポリエステル樹脂（バインダー樹脂）を主成分とする粉体で構成されている。なお、画像形成部１２の各転写ロール１４Ｅは、搬送部２０により搬送されるフィルムＰが滑らないように摩擦係数が設定されている。

＜搬送部＞
搬送部２０は、一例として、第１搬送ロール２２、第２搬送ロール２４、第３搬送ロール２６及び第４搬送ロール２８を含んで構成されている。

第１搬送ロール２２は、一例として、画像形成部１２の＋Ｙ側に配置されており、ステンレス製でＸ方向を軸方向として画像形成装置１０の本体（図示省略）に回転可能に設けられている。また、第１搬送ロール２２の外周面の周方向の一部にはフィルムＰが巻き掛けられており、第１搬送ロール２２は、フィルムＰの裏面ＰＡと接触している。さらに、第１搬送ロール２２は、モータ２３により回転駆動される。モータ２３の動作は、制御部１８により制御される。

第２搬送ロール２４は、第１搬送ロール２２よりも＋Ｚ側でかつ−Ｙ側に配置されており、ステンレス製でＸ方向を軸方向として画像形成装置１０の本体（図示省略）に回転可能に設けられている。また、第２搬送ロール２４の外周面の周方向の一部にはフィルムＰが巻き掛けられており、第２搬送ロール２４は、フィルムＰの裏面ＰＡと接触している。さらに、第２搬送ロール２４は、フィルムＰの搬送に伴いフィルムＰに対して従動回転するようになっている。

第３搬送ロール２６は、第２搬送ロール２２及び定着装置３０よりも−Ｙ側に配置されており、ステンレス製でＸ方向を軸方向として画像形成装置１０の本体（図示省略）に回転可能に設けられている。また、第３搬送ロール２６の外周面の周方向の一部にはフィルムＰが巻き掛けられており、第３搬送ロール２６は、フィルムＰの表面ＰＢと接触している。さらに、第３搬送ロール２６は、モータ２７により回転駆動される。モータ２７の動作は、制御部１８により制御される。

第４搬送ロール２８は、第３搬送ロール２６よりも＋Ｚ側でかつ＋Ｙ側に配置されており、ステンレス製でＸ方向を軸方向として画像形成装置１０の本体（図示省略）に回転可能に設けられている。また、第４搬送ロール２８の外周面の周方向の一部にはフィルムＰが巻き掛けられており、第４搬送ロール２８は、フィルムＰの裏面ＰＡと接触している。さらに、第４搬送ロール２８は、フィルムＰの搬送に伴いフィルムＰに対して従動回転するようになっている。

搬送部２０では、既述のように、第１搬送ロール２２がモータ２３により回転駆動され、第３搬送ロール２６がモータ２７により回転駆動される。第１搬送ロール２２の周速度（外周面の線速度）と、第３搬送ロール２６の周速度（外周面の線速度）とは、同じ速度となるように回転駆動される。これにより、搬送部２０では、トナー像ＴＡが形成されたフィルムＰを予め定められた目標速度（一例として、６０〔ｍ／ｍｉｎ〕）で図示の矢印Ａ方向（搬送方向）に搬送するようになっている。フィルムＰは、一例として、第１搬送ロール２２よりも上流側では−Ｙ側から＋Ｙ側へ搬送され、第１搬送ロール２２から第２搬送ロール２４までは斜め下側へ搬送され、第２搬送ロール２４よりも下流側では−Ｙ側へ搬送される。

〔要部構成〕
次に、定着装置３０について説明する。

図１に示すように、定着装置３０は、一例として、予備加熱部４０と、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を有する定着部５０と、定着部５０に設けられた駆動部６０（図３参照）とを有している。予備加熱部４０は、加熱手段の一例である。定着部５０は、後述する本体ユニット８０に設けられている。第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４は、一対の定着部材の一例である。駆動部６０は、駆動手段の一例である。駆動部６０は、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４の各組にそれぞれ設けられている。

＜予備加熱部＞
図１に示す予備加熱部４０は、フィルムＰの搬送経路で第１搬送ロール２２と第２搬送ロール２４との間に配置されている。また、予備加熱部４０は、一例として、６つのカーボンヒータ４２と、６つのカーボンヒータ４２を覆うカバー４４と、反射板４６とを有している。６つのカーボンヒータ４２は、表面ＰＢ側でフィルムＰに対して非接触となるように配置されており、一例として、フィルムＰの白地部が９０〔℃〕、トナー像ＴＡが１１０〔℃〕となるように出力及び加熱温度が設定されている。反射板４６は、裏面ＰＡ側でフィルムＰに対して非接触となるように配置されている。

＜本体ユニット＞
図２に示す本体ユニット８０は、画像形成装置１０（図１参照）の装置本体の一部を構成している。また、本体ユニット８０は、一例として、１組の第１フレーム８２、８３と、１組の第１スライドフレーム８４、８５と、４つのリニアスライダ８６と、２つのエアシリンダ８７とを有している。なお、＋Ｘ側のリニアスライダ８６及びエアシリンダ８７の図示は省略している。また、本体ユニット８０は、一例として、１組の第２フレーム９２、９３と、１組の第２スライドフレーム９４、９５と、４つのリニアスライダ９６と、２つのエアシリンダ９７とを有している。なお、＋Ｘ側の１つのリニアスライダ９６の図示は省略している。

第１フレーム８２、８３は、Ｙ−Ｚ面に沿って広がる板材であり、Ｘ方向で対向している。第１フレーム８２は−Ｘ側に配置されている。第１フレーム８２には、＋Ｚ側に開口した３つの切欠部８２Ａが、Ｙ方向に間隔をあけて３箇所形成されている。第１フレーム８３は＋Ｘ側に配置されている。第１フレーム８３には、＋Ｚ側に開口した３つの切欠部が、Ｙ方向に間隔をあけて３箇所形成されている。なお、第１フレーム８３の３つの切欠部は、切欠部８２Ａと同様に形成されているため、図示を省略する。

３つの切欠部８２ＡのＹ方向の高さ位置と第１フレーム８３の３つの切欠部（図示省略）のＹ方向の高さ位置とは、揃えられている。第１フレーム８２の＋Ｚ側の側面には、切欠部８２Ａを閉じるように側板が取り付けられている。側板には、後述するハロゲンヒータ５６（図１参照）の一端部を支持するブラケットが取り付けられている。

第１フレーム８３の＋Ｚ側の側面には、切欠部（図示省略）を閉じるように側板が取り付けられている。側板には、ハロゲンヒータ５６（図１参照）の他端部を支持するブラケットが取り付けられている。第１フレーム８２と第１フレーム８３は、Ｘ方向を長手方向とする結合部材（図示省略）により連結されている。

第１スライドフレーム８４は、Ｙ−Ｚ面に沿って広がる板材であり、第１フレーム８２よりも−Ｘ側に配置されている。第１スライドフレーム８４と第１フレーム８２は、２本のリンク部材８９のＸ方向両端部にネジ（図示省略）で締結されることで連結されている。また、第１スライドフレーム８４の−Ｚ側の側面には、−Ｘ側のエアシリンダ８７の可動部（図示省略）が取り付けられている。

第１スライドフレーム８５は、Ｙ−Ｚ面に沿って広がる板材であり、第１フレーム８３よりも＋Ｘ側に配置されている。第１スライドフレーム８５と第１フレーム８３は、２本のリンク部材８９のＸ方向両端部にネジ（図示省略）で締結されることで連結されている。なお、−Ｙ側のリンク部材８９の図示は省略する。また、第１スライドフレーム８５の−Ｚ側の側面には、＋Ｘ側のエアシリンダ８７の可動部（図示省略）が取り付けられている。

リニアスライダ８６は、Ｚ方向に延びるレール部と、レール部に沿ってＺ方向に移動する移動部とを有している。なお、レール部及び移動部の符号は省略する。また、リニアスライダ８６は、第１スライドフレーム８４の−Ｘ側の側面にＹ方向に間隔をあけて２つの移動部が取り付けられており、第１スライドフレーム８５の＋Ｘ側の側面にＹ方向に間隔をあけて２つの移動部が取り付けられている。さらに、リニアスライダ８６は、画像形成装置１０（図１参照）の筐体（図示省略）の一部を構成するフレームに各レール部が取り付けられている。

エアシリンダ８７の可動部（図示省略）は、非動作時には−Ｚ側に退避されており、動作時には空気圧によって＋Ｚ側へ移動する。これにより、第１スライドフレーム８４、８５及び第１フレーム８２、８３は、非動作時には−Ｚ側に退避されており、動作時には＋Ｚ側へ移動するようになっている。

第２フレーム９２、９３は、Ｙ−Ｚ面に沿って広がる板材であり、Ｘ方向で対向している。第２フレーム９２は−Ｘ側に配置されている。第２フレーム９２には、＋Ｚ側に開口した３つの切欠部９２Ａが、Ｙ方向に間隔をあけて３箇所形成されている。第２フレーム９３は＋Ｘ側に配置されている。第２フレーム９３には、＋Ｚ側に開口した３つの切欠部が、Ｙ方向に間隔をあけて３箇所形成されている。なお、第２フレーム９３の３つの切欠部は、切欠部９２Ａと同様に形成されているため、図示を省略する。

３つの切欠部９２ＡのＹ方向の高さ位置と第２フレーム９３の３つの切欠部（図示省略）のＹ方向の高さ位置とは、揃えられている。第２フレーム９２と第２フレーム９３は、Ｘ方向を長手方向とする結合部材（図示省略）で連結されている。また、第２フレーム９２の＋Ｚ側の側面及び第２フレーム９３の＋Ｚ側の側面には、後述する３つの定着ユニット１００のＸ方向両端部が、Ｙ方向に間隔をあけて固定されている。

第２スライドフレーム９４は、Ｙ−Ｚ面に沿って広がる板材であり、第２フレーム９２よりも−Ｘ側に配置されている。第２スライドフレーム９４と第２フレーム９２は、２本のリンク部材９９のＸ方向両端部にネジ（図示省略）で締結されることで連結されている。また、第２スライドフレーム９４の＋Ｚ側の側面には、−Ｘ側のエアシリンダ９７の可動部（図示省略）が取り付けられている。

第２スライドフレーム９５は、Ｙ−Ｚ面に沿って広がる板材であり、第２フレーム９３よりも＋Ｘ側に配置されている。第２スライドフレーム９５と第２フレーム９３は、２本のリンク部材９９のＸ方向両端部にネジ（図示省略）で締結されることで連結されている。また、第２スライドフレーム９５の＋Ｚ側の側面には、＋Ｘ側のエアシリンダ９７の可動部（図示省略）が取り付けられている。

リニアスライダ９６は、Ｚ方向に延びるレール部と、レール部に沿ってＺ方向に移動する移動部とを有している。なお、レール部及び移動部の符号は省略する。また、リニアスライダ９６は、第２スライドフレーム９４の−Ｘ側の側面にＹ方向に間隔をあけて２つの移動部が取り付けられており、第２スライドフレーム９５の＋Ｘ側の側面にＹ方向に間隔をあけて２つの移動部が取り付けられている。さらに、リニアスライダ９６は、画像形成装置１０（図１参照）の筐体（図示省略）の一部を構成するフレームに各レール部が取り付けられている。

エアシリンダ９７の可動部（図示省略）は、非動作時には＋Ｚ側に退避されており、動作時には空気圧によって−Ｚ側へ移動する。これにより、第２スライドフレーム９４、９５及び第２フレーム９２、９３は、非動作時には＋Ｚ側に退避されており、動作時には−Ｚ側へ移動するようになっている。そして、本体ユニット８０は、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４（図１参照）の位置を後述する接触位置と退避位置とに切り換えるようになっている。

{定着部}
図１に示す定着部５０は、フィルムＰの搬送方向で予備加熱部４０及び第２搬送ロール２４よりも下流側に配置されている。また、定着部５０は、一例として、３つの定着ユニット１００（図２参照）と、３組の第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４と、６本のハロゲンヒータ５６と、３つのクリーニングブレード５８とを有している。

（第１定着ロール）
第１定着ロール５２は、径方向内側から外側へ向けて、芯金５２Ａと、芯金５２Ａの外周に被覆された弾性層５２Ｂ及び離型層（図示省略）とを有する多層構造となっている。また、第１定着ロール５２は、後述する可動フレーム１０４（図３参照）にＸ方向両端部が支持され、フィルムＰの＋Ｚ側で、Ｘ方向を軸方向とする自軸回りに回転可能とされている。

さらに、第１定着ロール５２は、既述のエアシリンダ９７（図２参照）の動作により、フィルムＰとの接触及びフィルムＰからの退避が可能となっている。加えて、それぞれの第１定着ロール５２の内側には、１本のハロゲンヒータ５６が設けられている。また、第１定着ロール５２の外周面で第２定着ロール５４側とは反対側の部位には、クリーニングブレード５８の先端部が接触している。クリーニングブレード５８は、第１定着ロール５２の外周面に付着したワックスなどを除去する。

（第２定着ロール）
第２定着ロール５４は、径方向内側から外側へ向けて、芯金５４Ａと、芯金５４Ａの外周に被覆された弾性層５４Ｂ及び離型層（図示省略）とを有する多層構造となっている。また、第２定着ロール５４は、第１フレーム８２及び第２フレーム８３（図２参照）にＸ方向両端部が支持され、フィルムＰの−Ｚ側で、Ｘ方向を軸方向とする自軸回りに回転可能とされている。

さらに、第２定着ロール５４は、既述のエアシリンダ８７（図２参照）の動作により、フィルムＰとの接触及びフィルムＰからの退避が可能となっている。加えて、それぞれの第２定着ロール５４の内側には、１本のハロゲンヒータ５６が設けられている。そして、一対の第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４は、一例として、フィルムＰの搬送方向に３組設けられている。

ここで、第１定着ロール５２が＋Ｚ側に退避し、第２定着ロール５４が−Ｚ側に退避して、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４がフィルムＰに対して非接触状態となる位置を退避位置と称する。また、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４がフィルムＰに接触する位置を接触位置と称する。

（ハロゲンヒータ）
ハロゲンヒータ５６は、電源（図示省略）からの通電によって発熱し、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を内側から加熱するようになっている。また、ハロゲンヒータ５６は、一例として、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４の外周面の温度（定着温度）が１２０〔℃〕に維持されるように、第１定着ロール５２の温度を検出する温度センサ（図示省略）の出力に基づいてフィードバック制御される。これにより、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４は、フィルムＰを挟むと共に予備加熱部４０よりも高い温度でトナー像ＴＡを加熱して、フィルムＰにトナー像ＴＡを定着するようになっている。

＜定着ユニット＞
図３に示すように、定着ユニット１００は、支持フレーム１０２と、支持フレーム１０２に対して揺動可能に連結された可動フレーム１０４と、可動フレーム１０４に押付力を作用させる圧縮コイルバネ１０６とを有している。また、定着ユニット１００は、可動フレーム１０４に回転可能に設けられた第１定着ロール５２と、支持フレーム１０２に設けられた駆動部６０及びトルクリミッタ７０とを有している。

（支持フレーム）
図３に示すように、支持フレーム１０２は、複数の板材で形成されており、Ｙ方向に見て（平面視で）−Ｚ側に開口したＵ字状に形成されている。また、支持フレーム１０２の−Ｚ側端部には、Ｘ方向に間隔をあけて対向する一対の縦板１０３が設けられている。一対の縦板１０３は、可動フレーム１０４が接触することで、可動フレーム１０４の＋Ｘ側、−Ｘ側の移動を規制するようになっている。

さらに、それぞれの縦板１０３の−Ｙ側の端部（下端部）には、ブラケット（図示省略）が取り付けられている。一方のブラケットには、−Ｘ側に突出した支持ピン１０８が設けられ、他方のブラケットには、＋Ｘ側に突出した支持ピン１０８（図示省略）が設けられている。２つの支持ピン１０８は、可動フレーム１０４を支持ピン１０８の軸回りに揺動可能に支持している。

（可動フレーム）
図３に示すように、可動フレーム１０４は、複数の板材で形成されており、Ｙ方向に見て（平面視で）−Ｚ側に開口したＵ字状に形成されている。また、可動フレーム１０４のＸ方向両端部の側板には、それぞれベアリング１１２が取り付けられている。２つのベアリング１１２は、第１定着ロール５２の芯金５２ＡのＸ方向両端部を回転可能に支持している。さらに、可動フレーム１０４の＋Ｚ側の側面の一部には、＋Ｚ側に向けて延びる取付板１１４が取り付けられている。取付板１１４には、Ｘ方向に貫通した貫通孔１１４Ａが形成されている。

加えて、可動フレーム１０４の＋Ｚ側の側面の他の一部には、配線（図示省略）を支持するブラケット１１６が取り付けられている。また、可動フレーム１０４の−Ｘ側の端部でかつ＋Ｚ側の側面には、ブラケット１１８が取り付けられている。ブラケット１１８及び取付板１１４には、Ｘ方向を軸方向とするシャフト１２２の両端部が回転可能に設けられている。

（圧縮コイルバネ）
図３に示すように、圧縮コイルバネ１０６は、一例として、支持フレーム１０２の＋Ｘ側端部及び−Ｘ側端部に１本ずつ設けられている。具体的には、圧縮コイルバネ１０６は、Ｚ方向に伸び縮み可能となるように一端が支持フレーム１０２に取り付けられ、他端が可動フレーム１０４に取り付けられている。また、圧縮コイルバネ１０６による押付力は、支持フレーム１０２の＋Ｘ側端部及び−Ｘ側端部に設けられた２つの調整ネジ１０７により調整可能となっている。

調整ネジ１０７は、＋Ｚ側からＺ方向に見て、時計回りに回されることで−Ｚ側へ移動し、反時計回りに回されることで＋Ｚ側に移動するようになっている。ここで、調整ネジ１０７が回されると、圧縮コイルバネ１０６が圧縮され、可動フレーム１０４に圧縮力に対する反力としての押付力が作用するようになっている。そして、可動フレーム１０４に押付力が作用すると、可動フレーム１０４と共に第１定着ロール５２が−Ｚ側に移動して、第１定着ロール５２の外周面を第２定着ロール５４（図１参照）の外周面に押し付けるようになっている。

なお、調整ネジ１０７が回されて＋Ｚ側に移動すると、可動フレーム１０４が圧縮コイルバネ１０６により引っ張られ、第１定着ロール５２が＋Ｚ側に移動するようになっている。このように、調整ネジ１０７の回転により、第１定着ロール５２の第２定着ロール５４への押付力が調整可能となっている。

＜駆動部＞
図３に示すように、駆動部６０は、支持フレーム１０２に設けられている。また、駆動部６０は、モータ６２と、モータ６２の回転を第１定着ロール５２に伝達するギヤ列６４と、トルクリミッタ７０とを有している。モータ６２、ギヤ列６４及びトルクリミッタ７０は、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４の各組にそれぞれ設けられている。

モータ６２は、取付板１１４の＋Ｘ側の側面に取り付けられたモータ本体６２Ａと、貫通孔１１４Ａを通って取付板１１４よりも−Ｘ側に突出され、モータ本体６２Ａにより回転駆動されるシャフト６２Ｂとを有している。モータ本体６２Ａの配線（図示省略）の一部は、ブラケット１１６により支持されており、配線の端部は、制御部１８（図１参照）に接続されている。なお、配線の途中にはコネクタ部（図示省略）が設けられており、該コネクタ部において、定着ユニット１００側の配線と制御部１８側の配線とに分割可能となっている。

ギヤ列６４は、シャフト６２Ｂに回転可能に設けられた第１ギヤ６４Ａと、シャフト１２２に回転可能に設けられた第２ギヤ６４Ｂ及び第３ギヤ６４Ｃと、第１定着ロール５２の芯金５２Ａの−Ｘ側端部に取り付けられた第４ギヤ６４Ｄとを有している。第１ギヤ６４Ａの歯部は、第２ギヤ６４Ｂの歯部と噛み合っている。第３ギヤ６４Ｃの歯部は、第４ギヤ６４Ｄの歯部と噛み合っている。これにより、モータ６２が駆動されると、ギヤ列６４を介して第１定着ロール５２に回転力が伝達され、第１定着ロール５２が回転駆動されるようになっている。

（トルクリミッタ）
図３に示すように、トルクリミッタ７０は、シャフト６２Ｂに設けられ第１ギヤ６４Ａと一体化されたトルクリミッタ本体７２と、トルクリミッタ本体７２に設けられ回転トルクを調整（設定）可能とする調整ネジ７４とを有している。調整ネジ７４は、トルク調整部の一例である。本実施形態では、トルクリミッタ７０の一例として、小倉クラッチ社製パーマヒストルクコントローラＰＨＴ−１０Ｄを用いている。

ここで、トルクリミッタ７０は、第１定着ロール５２において設定された回転トルク（以後、単にトルクと称する）よりも低いトルクが発生した場合、シャフト６２Ｂから第１ギヤ６４Ａに駆動力を伝達するようになっている。即ち、駆動部６０では、発生したトルクが設定されたトルクよりも低い場合、第１ギヤ６４Ａの回転力が、第２ギヤ６４Ｂ、シャフト１２２、第３ギヤ６４Ｃ及び第４ギヤ６４Ｄを介して芯金５２Ａに伝達され、第１定着ロール５２が回転駆動される。

また、トルクリミッタ７０は、第１定着ロール５２において設定された値以上のトルクが発生した場合、第１定着ロール５２の回転時のトルクを設定値未満に制限するようになっている。これにより、画像形成装置１０（図１参照）では、フィルムＰに対して設定した張力が作用するようになっている。

＜速度の設定＞
図１に示す制御部１８では、第１搬送ロール２２及び第３搬送ロール２６の周速度（外周面の線速度）ＶＡと、第１定着ロール５２の周速度（外周面の線速度）ＶＢとについて、目標とする速度が設定されている。なお、周速度ＶＡは、搬送されるフィルムＰの速度と等しいものとする。また、第２定着ロール５４の周速度については、第１定着ロール５２とでニップ部を形成する前は周速度が０であり、ニップ部を形成した後は第１定着ロール５２と同じ周速度ＶＢになるものとする。具体的には、制御部１８において、周速度ＶＡの目標速度は速度Ｖ５（図４参照）に設定されている。周速度ＶＢの目標速度は速度Ｖ６（図４参照）に設定されている。速度Ｖ６は、一例として、速度Ｖ５よりも２〔％〕速い設定となっている。

また、制御部１８では、周速度ＶＢが速度Ｖ６となり、周速度ＶＡが速度Ｖ５となった後の時点で本体ユニット８０を動作させ、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を接触位置へ切り換えるように設定されている。さらに、制御部１８では、周速度ＶＡを速度Ｖ５よりも低い速度Ｖ２（図４参照）とした時点で、本体ユニット８０を動作させ、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を退避位置へ切り換えるように設定されている。

〔作用〕
次に、本実施形態の作用について説明する。

＜押付力及びトルクの調整＞
図１に示す画像形成装置１０において、フィルムＰを交換する場合、予めフィルムＰの種類と予備加熱部４０及び定着部５０における設定温度とに基づいて作成されたトルク設定表により、トルクリミッタ７０（図３参照）における設定すべきトルクが決定される。また、予めフィルムＰの種類と予備加熱部４０及び定着部５０における設定温度とに基づいて作成された押付力設定表により、第１定着ロール５２と第２定着ロール５４とでフィルムＰが挟まれるニップ部における設定すべき押付力が決定される。なお、押付力及びトルクの決定は、調整者が行う。

押付力の調整では、荷重を電気信号に変換するロードセル（図示省略）を圧縮コイルバネ１０６（図３参照）に取り付けた状態で、ロードセルにより得られた荷重をモニタ（図示省略）で確認しながら調整ネジ１０７を回す。これにより、ニップ部の押付力が設定すべき押付力（設定押付力）に調整される。また、トルクの調整では、トルクを測定するトルクセンサ（図示省略）を第１定着ロール５２に取り付けて第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を回転させる。そして、トルクセンサの測定値を確認しながら調整ネジ７４（図３参照）を回すことで、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４のトルクが、設定すべきトルク（設定トルク）に調整される。

＜画像形成装置の動作＞
図１、図２、図３、図４及び図５（Ａ）、（Ｂ）に基づいて、画像形成装置１０の動作について説明する。なお、周速度ＶＡ及び周速度ＶＢについて、速度Ｖ１から速度Ｖ６までを用いて説明する。速度の大きさは、０＜Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５＜Ｖ６となっている。さらに、時間軸は、開始時点をｔ０として、時間の経過順にｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８、ｔ９を用いて説明する。

図４に示された各時点及び各速度の間隔は、絶対値を表すものではない。また、図４において、太い実線が周速度ＶＡの変化を表しており、細い実線が周速度ＶＢの変化を表している。

画像形成装置１０において、既述の押付力及びトルクの調整後、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４は、退避位置に配置されている。そして、フィルムＰに画像形成する場合、時点ｔ０において、モータ２３、２７による第１搬送ロール２２、第３搬送ロール２６の回転駆動と、モータ６２による第１定着ロール５２の回転駆動とが開始される。

ここで、第１定着ロール５２とフィルムＰが非接触状態であり、第１定着ロール５２に対してフィルムＰによる負荷が作用していない。このため、時点ｔ１において、第１定着ロール５２の周速度ＶＢ＝Ｖ６となる。一方、時点ｔ１では、第１搬送ロール２２及び第３搬送ロール２６の周速度ＶＡ＝Ｖ３となっており、即ち、加速中であり、周速度ＶＡ＝Ｖ５には到達していない。これは、第１搬送ロール２２及び第３搬送ロール２６に対してフィルムＰによる搬送抵抗が作用するためである。なお、フィルムＰが搬送されているときのフィルムＰの速度を搬送速度ＶＰとする。時点ｔ１では、ＶＰ＝Ｖ３である。

続いて、周速度ＶＡ＝ＶＰ＝Ｖ５となる時点を時点ｔ２とする。時点ｔ２では、第１定着ロール５２の周速度ＶＢ＝Ｖ６となっている。

続いて、エアシリンダ８７、９７が動作され、第１フレーム８２、８３、第２フレーム９２、９３が＋Ｚ側、−Ｚ側に移動する時点を時点ｔ３とする。時点ｔ３では、第１定着ロール５２と第２定着ロール５４とでフィルムＰが挟まれ、ニップ部が形成される（図５（Ａ）参照）。そして、第１定着ロール５２の回転に合わせて第２定着ロール５４が従動回転することにより、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４の周速度がほぼ同じ速度となる。

なお、時点ｔ３では、第１定着ロール５２の周速度ＶＢ（＝Ｖ６）よりも、フィルムＰの移動の速度Ｖ５の方が低い。このため、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４はフィルムＰにより搬送抵抗を受けるので、周速度ＶＢが速度Ｖ６よりも低下する。そして、周速度ＶＢ＝ＶＡ＝ＶＰ＝Ｖ５となる。周速度ＶＢ＝ＶＡ＝ＶＰ＝Ｖ５となった時点を時点ｔ４とする。続いて、時点ｔ４から時点ｔ５までの間で、画像形成部１２においてフィルムＰにトナー像ＴＡが形成され、予備加熱部４０においてトナー像ＴＡが加熱（予備加熱）され、定着部５０においてトナー像ＴＡが加熱及び加圧されてフィルムＰに定着される。

ここで、画像形成装置１０において、トルクリミッタ７０の制限トルクを０．８〔Ｎ・ｍ〕、モータ６２の定格トルクを１．８〔Ｎ・ｍ〕とする。また、時点ｔ３において、フィルムＰが、一例として、ＶＰ＝ＶＡ＝ＶＢ＝Ｖ５＝６０〔ｍ／ｍｉｎ〕で搬送されることにより第１定着ロール５２に作用する負荷トルクが０．２〔Ｎ・ｍ〕であったとする。さらに、時点ｔ３において、クリーニングブレード５８の接触により第１定着ロール５２に作用する負荷トルクが０．４〔Ｎ・ｍ〕であったとする。

このとき、０．８−（０．２＋０．４）＝０．２〔Ｎ・ｍ〕が、張力としてフィルムＰに作用することになる。つまり、第１定着ロール５２の半径を４０〔ｍｍ〕とすると、０．２／０．０４＝５〔Ｎ〕が、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４によってフィルムＰに作用する張力となる。このように、定着装置３０では、フィルムＰに５〔Ｎ〕の張力が作用しているので、フィルムＰに弛みが生じることが抑制される。

また、定着装置３０では、トルクリミッタ７０によって第１定着ロール５２の制限トルクが設定されており、フィルムＰに対して既述の設定した張力が作用する。即ち、定着部５０における定着前に予備加熱部４０においてフィルムＰが加熱されても、フィルムＰに対して設定した張力を超える張力が作用しにくい。これにより、トルクリミッタ７０を有していない構成に比べて、搬送時のフィルムＰの搬送方向の伸びが抑制される。

続いて、画像形成終了後の時点ｔ５において、モータ２３による第１搬送ロール２２の回転駆動及びモータ２７による第３搬送ロール２６の回転駆動が停止される。そして、第１搬送ロール２２及び第３搬送ロール２６は、時点ｔ５から時点ｔ８までの間で周速度ＶＡが０となるまで減速する。なお、フィルムＰが第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４の搬送抵抗となる。このため、時点ｔ５から時点ｔ６までは、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４が、周速度ＶＢ＝ＶＡ＝ＶＰでフィルムＰを搬送することになる。

続いて、エアシリンダ８７、９７が動作され、第１フレーム８２、８３、第２フレーム９２、９３が、−Ｚ側、＋Ｚ側に移動を開始する時点を時点ｔ６とする。即ち、時点ｔ６では、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４が、退避位置へ向けて移動を開始する。なお、時点ｔ６では、第１搬送ロール２２及び第３搬送ロール２６が減速中であり、周速度ＶＢ＝ＶＡ＝ＶＰ＝Ｖ２となっている（図５（Ｂ）参照）。

続いて、モータ６２による第１定着ロール５２の回転駆動が停止された時点を時点ｔ７とする。そして、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４は、時点ｔ７から時点ｔ９までの間で周速度ＶＢが０となるまで減速する。なお、時点ｔ７では、第１搬送ロール２２及び第３搬送ロール２６の周速度ＶＡ＝ＶＰ＝Ｖ１となり、第１定着ロール５２の周速度ＶＢ＝Ｖ６となる。

続いて、時点ｔ８では、第１搬送ロール２２及び第３搬送ロール２６の周速度ＶＡ＝ＶＰ＝０となり、第１定着ロール５２の周速度ＶＢ＝Ｖ４となっている（図５（Ｃ）参照）。そして、時点ｔ９では、第１定着ロール５２の周速度ＶＢ＝０となる。

以上、説明したように、定着装置３０では、トルクリミッタ７０を有していない構成に比べて、搬送時のフィルムＰの搬送方向の伸びが抑制される。

また、定着装置３０では、駆動手段の一部としてトルクリミッタ７０を用いているので、モータ６２を電流制御して制限トルクを調整する構成に比べて、第１定着ロール５２のトルクの調整作業が簡単になる。

さらに、定着装置３０では、調整ネジ７４を回すことでトルクが調整されるので、トルクリミッタ７０を交換する構成に比べて、第１定着ロール５２のトルクの調整作業が簡単になる。

加えて、定着装置３０では、３組の第１定着ロール５２のそれぞれにモータ６２及びトルクリミッタ７０が設けられているので、３組の第１定着ロール５２のそれぞれで制限トルクが調整される。このため、各第１定着ロール５２間でフィルムＰに作用する張力が設定した張力となるので、３組の第１定着ロール５２のそれぞれにトルクリミッタ７０が設けられていない構成に比べて、それぞれの第１定着ロール５２間でのフィルムＰの伸びが抑制される。

画像形成装置１０では、第１搬送ロール２２及び第３搬送ロール２６が目標速度Ｖ５よりも低い速度Ｖ２でフィルムＰを搬送する時点ｔ６で、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４が退避位置へ切り換えられる。これにより、フィルムＰが第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４に対して搬送抵抗となり、フィルムＰにはトルクリミッタ７０で設定したトルクで決まる張力が作用する。このため、フィルムＰが目標速度Ｖ５で搬送されているときに第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を退避位置へ切り換える構成に比べて、フィルムＰに生じる静電気による各ロールへのフィルムＰの巻き込みや、フィルムＰのしわの発生が抑制される。そして、フィルムＰにしわが発生することに起因する画像不良（例えば、画像ずれなど）が抑制される。なお、ニップを解除するときのフィルムＰの減速状態としては、目標速度Ｖ５に対して５０〔％〕以下が望ましい。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

駆動部６０は、第２定着ロール５４を回転駆動するものや、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を回転駆動するものであってもよい。第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４のトルクの設定手段は、トルクリミッタ７０を設けるものに限らず、例えば、モータ６２に流す電流量を制御して、設定した張力がフィルムＰに作用するようにトルク（回転トルク）を設定するものであってもよい。また、モータ６２自体を交換してもよい。

駆動部６０及びトルクリミッタ７０は、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４が設けられた各組それぞれに設けられていなくてもよい。また、トルクリミッタ７０は、調整ネジ７４を有していないものであってもよい。例えば、トルクリミッタ７０を交換して設定トルクを調整すればよい。

第１定着ロール５２と第２定着ロール５４とのニップ部の押付力の調整は、調整ネジ１０７を用いるものに限らず、例えば、圧縮コイルバネ１０６を交換してニップ部の押付力を調整してもよい。

本体ユニット８０は、搬送部２０がフィルムＰの搬送を停止した（ＶＰ＝０となった）後で、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を退避位置へ切り換えてもよい。また、本体ユニット８０が第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を退避位置に切り換えるとき、第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４の周速度ＶＢが目標（設定）速度と等しくてもよい。

画像形成装置１０の画像形成部１２は、画像形成ユニット１２Ｋのみを有するものであってもよい。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ以外の色のトナーＴを用いてもよい。さらに、画像形成装置１０は、予備加熱部４０に換えて、例えば、フィルムＰの裏面ＰＡと接触する加熱板又はフィルムＰの裏面ＰＡと接触する加熱ロールを有する予備加熱部が設けられていてもよい。予備加熱部４０のカーボンヒータ４２の本数は、６本に限らず、他の本数であってもよい。さらに、画像形成装置１０において使用するトナーＴは、ポリエステル樹脂に限らず、他の樹脂であってもよい。

また、画像形成装置１０は、乾式の電子写真画像形成装置だけではなく、例えば、オイル（キャリア液）を含む液体現像剤を用いた湿式の電子写真画像形成装置であってもよい。さらに、画像形成装置１０の構成は、刷版を用いる印刷機や塗工機にも適用可能である。記録媒体は、予備加熱により搬送方向に延びるものであれば、フィルムに限らずシート等を用いてもよい。

加えて、画像形成装置１０の参考例としての構成は、フィルムＰが連続紙のものに限らず、枚葉機の印刷機に対しても適用が可能である。枚葉機に適用する場合は、用紙搬送路を確定させるために用紙を挟むように用紙ガイド板を設けることになる。

定着部５０は、３組の第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を用いるものに限らず、１組、２組、あるいは４組以上の第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４を用いるものであってもよい。第１定着ロール５２及び第２定着ロール５４は、周回移動される定着ベルトであってもよい。

予備加熱部４０は、カーボンヒータによるラジアント加熱ではなく、記録媒体の画像が形成された面の反対側から接触加熱する加熱ロールあるいは加熱板であってもよい。

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成部（現像剤像形成手段の一例）
２０ 搬送部（搬送手段の一例）
３０ 定着装置
４０ 予備加熱部（加熱手段の一例）
５２ 第１定着ロール（定着部材の一例）
５４ 第２定着ロール（定着部材の一例）
６０ 駆動部（駆動手段の一例）
７０ トルクリミッタ
７４ 調整ネジ（トルク調整部の一例）
８０ 本体ユニット（切換手段の一例）

Claims (2)

1. 連続する１つの記録媒体上の現像剤を加熱する加熱手段と、
   記録媒体の搬送方向における前記加熱手段よりも上流側に配置され、記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送方向における前記加熱手段よりも下流側に複数組設けられ、自軸回りに回転可能に配置され、記録媒体を挟むと共に現像剤を加熱して記録媒体に現像剤を定着する一対の定着部材と、
   一対の前記定着部材の各組にそれぞれ設けられたトルクリミッタであって、制限するトルクを調整可能とするトルク調整部を有し且つ記録媒体に作用する張力が設定した張力を超えないように前記定着部材のトルクを制限する前記トルクリミッタを有し、少なくとも一方の前記定着部材を回転駆動する駆動手段と、
   を有する定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置と、
   現像剤像形成手段により現像剤像が形成された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送手段と、
   一対の前記定着部材の位置を記録媒体に接触する接触位置と記録媒体から退避した退避位置とに切り換える切換手段であって、前記搬送手段が目標速度よりも低い速度で記録媒体を搬送し又は前記搬送手段が記録媒体の搬送を停止させた後で、前記定着部材の位置を前記退避位置に切り換える前記切換手段と、
   を有する画像形成装置。