JP6227097B2 - 画像加熱装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ベルト部材を回転体に当接させて回転体の表面の熱的な調整を行う画像加熱装置、詳しくはベルト部材を張架する複数の支持回転体にねじれ角を形成して回転体の湾曲面にベルト部材を倣わせる構造に関する。
像担持体に担持させたトナー像を記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を画像加熱装置の一例である定着装置で加熱加圧して画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。
近年、画像形成の高速化に伴って、定着ローラをその外部から加熱する外部加熱機構が採用されつつある。このような外部加熱機構としてベルト部材を用いた画像加熱装置が提案されている(特許文献1、2)。
特許文献1に記載の装置では、3本の支持ローラに張架された外部加熱ベルトを定着ローラの外周面に当接させている。また、特許文献2に記載の装置では、2本の支持ローラに張架された外部加熱ベルトを定着ローラの外周面に当接させている。
ところで、外部加熱ベルトを張架する支持ローラ同士を高い精度で平行に組み立てたり維持したりすることは、現実的に難しい。だからと言って、支持ローラ同士の平行度が確保されていないと、外部加熱ベルトは走行中にその幅方向へ移動して片寄ってしまいかねず、その結果、安定して走行しなくなり得る。そこで、外部加熱ベルトを安定して走行させるために、1つの支持ローラを他の支持ローラに対して傾けることによって、外部加熱ベルトの寄りを動的に調整するステアリング制御が提案されている。しかしながら、この場合、複数の支持ローラの間に過大なねじれ角が形成されると、外部加熱ベルトの接触すべき領域の一部が定着ローラから離れてしまう可能性がある。
本発明は、支持ローラの間に過大なねじれ角が生じるのを抑制可能な画像加熱装置を提供することを目的としている。
本発明の画像加熱装置は、記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体に当接して前記加熱回転体を加熱する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を内周面側から回転可能に支持すると共に前記ベルト部材を前記加熱回転体に向けて押圧する第一支持部材及び第二支持部材とを有するベルトユニットと、前記ベルト部材の回転方向に直交する幅方向において、前記ベルト部材が所定範囲から外れたことを検出する検出器と、前記検出器による検出に応じて、前記ベルト部材を前記所定範囲へ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動させる回動機構と、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動に伴い、前記第一支持部材が前記ベルト部材を前記加熱回転体に向けて押圧する力が、前記ベルト部材の前記幅方向の両端で互いに等しくなる方向へ前記第一支持部材が変位するのを許容すると共に、前記第二支持部材が前記ベルト部材を前記加熱回転体に向けて押圧する力が前記ベルト部材の前記幅方向の両端で互いに等しくなる方向へ前記第二支持部材が変位するのを許容する変位機構と、前記変位機構が許容する前記第一支持部材及び前記第二支持部材の変位量を所定量に制限する制限機構と、を備える、ことを特徴とする。
本発明の画像加熱装置は、記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体に当接して前記加熱回転体を加熱する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を内周面側から回転可能に支持すると共に前記ベルト部材を前記加熱回転体に向けて押圧する第一支持部材及び第二支持部材とを有するベルトユニットと、前記ベルト部材の回転方向に直交する幅方向において、前記ベルト部材が所定範囲から外れたことを検出する検出器と、前記検出器による検出に応じて、前記ベルト部材を前記所定範囲へ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動させる回動機構と、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動に伴い、前記第一支持部材及び前記第二支持部材の回転軸線がねじれの位置関係となるように、前記第一支持部材及び前記第二支持部材が変位するのを許容する変位機構と、前記変位機構が許容する前記第一支持部材及び前記第二支持部材の変位量を所定量に制限する制限機構と、を備える、ことを特徴とする。
本発明の画像加熱装置では、制限機構が第一支持部材と第二支持部材の変位量を所定量に制限するので、第一支持部材と第二支持部材との間に過大なねじれ角が生じるのを抑制できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
<画像形成装置>
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置100は、中間転写ベルト130に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置100は、中間転写ベルト130に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
画像形成部Paでは、感光ドラム3aにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト130に一次転写される。画像形成部Pbでは、感光ドラム3bにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト130に一次転写される。画像形成部Pc、Pdでは、感光ドラム3c、3dにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、中間転写ベルト130に順次一次転写される。
記録材Pは、記録材カセット10から1枚ずつ取り出されてレジストローラ12で待機する。レジストローラ12は、中間転写ベルト130上のトナー像にタイミングを合わせて記録材Pを二次転写部T2へ給送する。二次転写部T2を搬送されて中間転写ベルト130から四色のトナー像を二次転写された記録材Pは、定着装置9へ搬送され、定着装置9で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、機体外部のトレイ7へ排出される。
画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、現像装置1a、1b、1c、1dで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、画像形成部Paについて説明し、画像形成部Pb、Pc、Pdに関する重複した説明を省略する。
画像形成部Paは、感光ドラム3aの周囲に、帯電ローラ2a、露光装置5a、現像装置1a、一次転写ローラ6a、及びドラムクリーニング装置4aを配置している。感光ドラム3aは、アルミニウムの円筒材料の表面に感光層が形成されている。
帯電ローラ2aは、感光ドラム3aの表面を一様な電位に帯電させる。露光装置5aは、レーザービームを走査して感光ドラム3aに画像の静電像を書き込む。現像装置1aは、静電像を現像して感光ドラム3aにトナー像を形成する。一次転写ローラ6aは、電圧を印加されて感光ドラム3aのトナー像を中間転写ベルト130へ一次転写させる。
ドラムクリーニング装置4aは、感光ドラム3aにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト130への転写を逃れて感光ドラム3aに付着した転写残トナーを回収する。ベルトクリーニング装置15は、二次転写部T2で記録材への転写を逃れて中間転写ベルト130に付着した転写残トナーを回収する。
<実施例1>
図2に示すように、加熱回転体の一例である定着ローラ101は、記録材に当接して回転し、記録材上のトナー像を加熱可能である。無端状のベルト部材の一例である外部加熱ベルト105は、定着ローラ101の熱的な調整を行うために定着ローラ101に当接して回転する。第一支持部材の一例である第一支持ローラ103及び第二支持部材の一例である第二支持ローラ104は、外部加熱ベルト105を張架するように内周面側から回転可能に支持する。サーミスタ123は、外部加熱ベルト105に当接して温度を検出する。
図2に示すように、加熱回転体の一例である定着ローラ101は、記録材に当接して回転し、記録材上のトナー像を加熱可能である。無端状のベルト部材の一例である外部加熱ベルト105は、定着ローラ101の熱的な調整を行うために定着ローラ101に当接して回転する。第一支持部材の一例である第一支持ローラ103及び第二支持部材の一例である第二支持ローラ104は、外部加熱ベルト105を張架するように内周面側から回転可能に支持する。サーミスタ123は、外部加熱ベルト105に当接して温度を検出する。
図3に示すように、第一保持部材(後述の変位機構の一部でもある)の一例である保持フレーム206aは、第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104の一端側の端部(一端部)をそれぞれ揺動自在に保持する。第二保持部材(後述の変位機構の一部でもある)の一例である保持フレーム206bは、第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104の他端側の端部(他端部)をそれぞれ揺動自在に保持する。変位機構(ねじれ機構)の一例である中間フレーム208は、第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104にねじれ角を形成するように保持フレーム206aと保持フレーム206bとを相対的に回動可能に支持する。
図7に示すように、回動機構の一例であるウォームホイール118は、第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に沿った外部加熱ベルト105の寄り移動を制御する。ウォームホイール118は、外部加熱ベルト105の母線と定着ローラ101の母線との間に交差角度を形成するように中間フレーム208を回動させる。検出器の一例であるフォトインタラプタ133、134は、第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に沿った外部加熱ベルト105のその幅方向(外部加熱ベルト105の回転方向に直交する方向)における位置(寄り位置)を検出する。上述の回動機構の一部でもある制御部140は、フォトインタラプタ133、134の検出出力に基づいてウォームホイール118を作動させて外部加熱ベルト105の寄り移動を制御する。
図15に示すように、制限機構の一例である規制部300A、300Bは、保持フレーム206aと保持フレーム206bの最大相対回動角度(変位量)を所定角度(所定量)に制限してそれ以上の相対回動を不可能にするストッパとして機能し得る。図18に示すように、所定角度(γ)は、外部加熱ベルト105の寄り移動の制御に伴って発生する保持フレーム206aと保持フレーム206bの最大相対回動角度(βmax)より大きい。
図15に示すように、第一当接部の一例である曲げ部301aは、保持フレーム206aから保持フレーム206bへ向かって第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に沿って延長される。第二当接部の一例である平面部302aは、保持フレーム206bから保持フレーム206aへ向かって第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に沿って延長される。曲げ部301aと平面部302aは、保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回動に伴って重なり合う位置関係である。曲げ部301a、301bと平面部302a、302bは、外部加熱ベルト105の張架方向に距離を隔てて一組ずつ配置される。
図14に示すように、第一付勢部材の一例である板バネ123mは、一端に第一温度検出手段としてのサーミスタ123aを固定して他端を保持フレーム206aに固定し、その片持ち弾性変形によってサーミスタ123aを外部加熱ベルト105に追従させる。第二付勢部材の一例である板バネ123nは、一端に第二温度検出手段としてのサーミスタ123bを固定して他端が保持フレーム206bに固定されており、その片持ち弾性変形によってサーミスタ123bを外部加熱ベルト105に当接させる。所定角度(γ)は、板バネ123m、123nの片持ち弾性変形によって、サーミスタ123a、123bを外部加熱ベルト105に追従させることが可能な保持フレーム206aと保持フレーム206bの最大相対回動角度より小さい。
(定着装置)
図2は実施例1の定着装置の構成の説明図である。図2に示すように、定着装置9は、定着ローラ101に加圧ローラ102を圧接して、記録材のニップ部Nを形成する。ニップ部Nは、未定着トナーKを担持した記録材Pを挟持搬送して、トナーを融解して記録材P上に画像を定着させる。
図2は実施例1の定着装置の構成の説明図である。図2に示すように、定着装置9は、定着ローラ101に加圧ローラ102を圧接して、記録材のニップ部Nを形成する。ニップ部Nは、未定着トナーKを担持した記録材Pを挟持搬送して、トナーを融解して記録材P上に画像を定着させる。
定着ローラ101は、芯金101aの外周面に弾性層101bを配置し、弾性層101bの表面を離型層101cで被覆している。定着ローラ101は、不図示のギア列を含む駆動機構141に駆動されて、矢印A方向に300mm/secのプロセススピードで回転する。
加圧ローラ102は、芯金102aの外周面に弾性層102bを配置し、弾性層102bの表面を離型層102cで被覆している。加圧ローラ102は、駆動機構141に駆動されて矢印B方向に回転する。加圧ローラ102は、偏心カムを用いた不図示の加圧機構に駆動されて、定着ローラ101に対して接離する。不図示の加圧機構は、加圧ローラ102を所定の加圧力で定着ローラ101に加圧して、定着ローラ101と加圧ローラ102の間にニップ部Nを形成する。
ハロゲンヒータ111は、定着ローラ101の芯金101aの内部に非回転に配置される。サーミスタ121は、定着ローラ101に接触して配置されて定着ローラ101の表面温度を検出する。制御部140は、サーミスタ121の検出温度に応じてハロゲンヒータ111をON/OFF制御して、定着ローラ101の表面温度を記録材の種類に応じた所定の目標温度に維持する。
ハロゲンヒータ112は、加圧ローラ102の芯金102aの内部に非回転に配置される。サーミスタ122は、加圧ローラ102に接触して配置されて加圧ローラ102の表面温度を検出する。制御部140は、サーミスタ122の検出温度に応じてハロゲンヒータ112をON/OFF制御して、加圧ローラ102の表面温度を所定の目標温度に維持する。
(外部加熱ベルト)
図2に示すように、画像形成装置は、厚紙など坪量(単位面積当たり重量)の大きな記録材でも、高い生産性(単位時間当たりのプリント枚数)を求められる。坪量の大きな記録材で生産性を上げるためには、定着装置9における加熱処理を高速化する必要がある。しかし、坪量の大きな記録材は、熱を多く奪うため、定着に要する熱量が、坪量の低い記録材に比べて大きくなる。そこで、定着装置9は、定着ローラ101に対して外部加熱ベルト105を当接/離間が可能に配置している。外部加熱ベルト105は、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104から定着ローラ101へ熱伝導を行う接触面積を増やして、定着ローラ101の加熱効率を高める。
図2に示すように、画像形成装置は、厚紙など坪量(単位面積当たり重量)の大きな記録材でも、高い生産性(単位時間当たりのプリント枚数)を求められる。坪量の大きな記録材で生産性を上げるためには、定着装置9における加熱処理を高速化する必要がある。しかし、坪量の大きな記録材は、熱を多く奪うため、定着に要する熱量が、坪量の低い記録材に比べて大きくなる。そこで、定着装置9は、定着ローラ101に対して外部加熱ベルト105を当接/離間が可能に配置している。外部加熱ベルト105は、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104から定着ローラ101へ熱伝導を行う接触面積を増やして、定着ローラ101の加熱効率を高める。
外部加熱ベルト105は、定着ローラ101の外周面に当接してニップ部Neを形成して、定着ローラ101を外部加熱する。外部加熱ベルト105は、ステンレス、ニッケル等の金属製の基層又はポリイミド等の樹脂製の基層を有する。基層の表面は、トナーの付着を防止するために、フッ素系樹脂を用いた耐熱性の摺動層で被覆されている。外部加熱ベルト105は、定着ローラ101の回転に伴って摩擦駆動されて、矢印C方向に従動回転する。
第一支持ローラ103は、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属で形成される。第一支持ローラ103の中心を貫通させてハロゲンヒータ113が非回転に配置される。サーミスタ123は、第一支持ローラ103に支持された外部加熱ベルト105に接触して温度を検出する。制御部140は、サーミスタ123の検出温度に応じてハロゲンヒータ113をON/OFF制御して、第一支持ローラ103の温度を所定の目標温度に維持する。
第二支持ローラ104は、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属で形成される。第二支持ローラ104の中心を貫通させてハロゲンヒータ114が非回転に配置される。サーミスタ124は、第二支持ローラ104に支持された外部加熱ベルト105に接触して温度を検出する。制御部140は、サーミスタ124の検出温度に応じてハロゲンヒータ114をON/OFF制御して、第二支持ローラ104の温度を所定の目標温度に維持する。
第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の温度調整の目標温度は、定着ローラ101の温度調整の目標温度よりも高く設定される。第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の表面温度が定着ローラ101の表面温度よりも高温に保たれている方が、定着ローラ101の表面温度の降下に対して効率的に熱供給できるからである。厚紙の連続画像形成時、定着ローラ101の目標温度165℃に対して、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の目標温度は230℃に設定される。第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の表面温度は、定着ローラ101の表面温度よりも75℃高く保たれる。
外部加熱ベルト105の表層は、記録材から移転(オフセット)したトナーや紙粉等の異物の付着によって汚れる。クリーニングローラ108は、表面に設けたシリコンゴム層にトナーや紙粉等の異物を吸着する。クリーニングローラ108は、所定の圧力で外部加熱ベルト105に押圧されて従動回転して外部加熱ベルト105の表面をクリーニングする。
定着装置9は、外部加熱ベルト105を定着ローラ101から離間させた状態で、次の画像形成ジョブを待機する。画像形成装置に画像形成ジョブが送信されると、画像形成装置内の各装置で準備動作が開始され、定着装置9で加熱動作が開始される。加熱動作において定着ローラ101、加圧ローラ102、及び外部加熱ベルト105がそれぞれの目標温度に達すると、外部加熱ベルト105を定着ローラ101に加圧当接させて画像形成ジョブが開始される。その後、画像形成ジョブが終了すると、定着ローラ101から外部加熱ベルト105を離間して、次の画像形成の開始時まで保持する。
(支持ローラのねじれ角)
図3は外部加熱ベルトの接離機構の説明図である。図4は保持フレームの回動機構の説明図である。図5は定着ローラの母線と外部加熱ベルトの母線の交差角度の説明図である。図6はねじれ角度による加圧力差の相殺効果の説明図である。
図3は外部加熱ベルトの接離機構の説明図である。図4は保持フレームの回動機構の説明図である。図5は定着ローラの母線と外部加熱ベルトの母線の交差角度の説明図である。図6はねじれ角度による加圧力差の相殺効果の説明図である。
図3に示すように、ベルトユニットとしての外部加熱ユニット150は、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104に外部加熱ベルト105を掛け渡して張架する。外部加熱ベルト105は、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104によって回転自在に支持されているため、定着ローラ101の回転に伴って従動回転する。
外部加熱ベルト105は、接離機構200によって、定着ローラ101に対して当接/離間が可能である。接離機構200は、外部加熱ベルト105を介して第一支持ローラ103と第二支持ローラ104を定着ローラ101に圧接させる圧接機構を兼ねている。加圧フレーム201は、支持軸203を中心にして、定着装置9の筐体フレーム9fに対して回動自在である。
加圧フレーム201の回動端と定着装置9の筐体フレーム9fとの間に加圧ばね204が配置される。加圧ばね204は、加圧フレーム201の回動端を押し下げて、中間フレーム208を定着ローラ101に向かって付勢する。中間フレーム208は、手前側と奥側に配置された一対の中間コロ210によって加圧フレーム201に対して回動自在に支持される。外部加熱ベルト105を介して第一支持ローラ103と第二支持ローラ104が定着ローラ101に圧接した状態で、加圧ばね204は、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104を総圧力392N(約40kgf)にて加圧する。
圧力解除カム205は、加圧フレーム201の回動端の下面に当接している。制御部140は、モータ211を制御して、回動軸205aを中心にして圧力解除カム205を回動させて、加圧フレーム201の回動端を昇降させる。圧力解除カム205が加圧フレーム201から離間しているとき、加圧ばね204が加圧フレーム201の回動端を押し下げて、外部加熱ベルト105を定着ローラ101に圧接させる。圧力解除カム205が加圧ばね204を縮めて加圧フレーム201を押し上げるとき、外部加熱ベルト105が定着ローラ101から離間する。
図4に示すように、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の手前側の端部は、保持フレーム206aに支持される。手前側の保持フレーム206aは、支持軸207a、207bによって中間フレーム208に揺動自在に支持される。保持フレーム206aは、不図示の断熱ブッシュとベアリングとを介して、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の手前側の端部を回転自由に軸受支持する。第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104の一方の端部は、保持フレーム206aに固定された不図示のベアリングによって回転自在に支持される。
第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の奥側の端部は、保持フレーム206bに支持される。奥側の保持フレーム206bは、支持軸207c、207dによって中間フレーム208に揺動自在に支持される。保持フレーム206bは、不図示の断熱ブッシュとベアリングとを介して、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の奥側の端部を回転自由に軸受支持する。第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104の他方の端部は、保持フレーム206bに固定された不図示のベアリングによって回転自在に支持される。図4に示すように、支持軸207a〜207dは共通の軸線上に位置している。つまり、保持フレーム206aと保持フレーム206bは共通の軸線を中心に揺動可能である。
図4に示すように、加圧フレーム201の長手方向の両端部に加圧ばね204a、204bがそれぞれ配置されている。加圧ばね204は、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104を介して、外部加熱ベルト105を定着ローラ101の外周面に対して所定の圧力で接触させる。支持軸207a、207b、207c、207dと定着ローラ101の中心を結ぶ直線は、外部加熱ベルト105が定着ローラ101に密着した状態で、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の中心を結ぶ直線の垂直二等分線になっている。
図5に示すように、外部加熱ベルト105の母線と定着ローラ101の母線とが交差角度θを持つ場合、奥側の端部では、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の一方が先行して定着ローラ101に加圧開始する。同時に、手前側の端部では、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の他方が先行して定着ローラ101に加圧開始する。第一支持ローラ103(第二支持ローラ104)の長手方向の一方の端部が定着ローラ101に食い込み、他方の端部が定着ローラ101にから離れる。このため、定着ローラ101の長手方向における定着ローラ101と外部加熱ベルト105のニップ圧力の分布が不均一になる。
図6の(a)に示すように、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の圧力差が、手前側の保持フレーム206aと奥側の保持フレーム206bとを自律的に回動させて第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の加圧力差を相殺する。手前側の保持フレーム206aと奥側の保持フレーム206bとが相対回転して、定着ローラ101の曲面に応じたねじれ位置へ第一支持ローラ103と第二支持ローラ104を位置決める。第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の相対的なねじれ角が自在であるため、定着ローラ101の曲面に応じたねじれ位置へ第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の姿勢が自律的に修正され、外部加熱ベルト105が定着ローラ101に密着する。
図6の(b)に示すように、手前側では、保持フレーム(206a)が支持軸207a、207bを中心に回転して第一支持ローラ103と第二支持ローラ104との圧力差を相殺する。図6の(c)に示すように、奥側では、保持フレーム(206b)が支持軸207c、207dを中心に回転して第一支持ローラ103と第二支持ローラ104との圧力差を相殺する。即ち、保持フレーム(206a)と保持フレーム(206b)は共通の軸線を中心に逆向きに揺動する。このため、外部加熱ベルト105の寄り移動の制御に伴って交差角度θを変化させた際の定着ローラ101と外部加熱ベルト105のニップ圧力の分布が均一になる。
第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の両方が定着ローラ101に均等に加圧される結果、手前側でも奥側でも第一支持ローラ103と第二支持ローラ104から外部加熱ベルト105を介して定着ローラ101へ十分な外部加熱が行われる。
(ステアリング機構)
図7は外部加熱ベルトのステアリング機構の説明図である。図8はステアリング機構の駆動部の説明図である。図9はステアリング機構の駆動部の拡大図である。
図7は外部加熱ベルトのステアリング機構の説明図である。図8はステアリング機構の駆動部の説明図である。図9はステアリング機構の駆動部の拡大図である。
図2に示すように、定着装置9は、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の位置関係を一定に保って外部加熱ユニット150を回転して、第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に沿った外部加熱ベルト105の寄り移動を制御する。
図5に示すように、外部加熱ベルト105と定着ローラ101とが交差角度θで当接した場合、定着ローラ101の回転によって、外部加熱ベルト105に対して第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に沿った寄り力が発生する。定着装置9は、この原理を利用して、交差角度θを意図的に変化させて、外部加熱ベルト105の寄り移動の方向を強制的に設定する。
外部加熱ベルト105は、回転動作時に、第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に沿って寄り移動する。寄り移動の原因は、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の平行度のずれ、上述した交差角度θ等である。
図7に示すように、定着ローラ101と外部加熱ベルト105が接触している当接面に対する法線方向に回動軸209が配置される。回動軸209は、外部加熱ベルト105と定着ローラ101の交差角度θを変化させる回転中心である。回動軸209は、外部加熱ユニット150の中央に配置されているので、定着ローラ101の長手方向の手前側と奥側のニップ圧バランスが安定する。
制御部140は、回動軸209を中心にして、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104を一体的に傾けて、外部加熱ベルト105の母線と定着ローラ101の母線の交差角度θを変化させて、外部加熱ベルト105の寄り方向を制御する。制御部140は、外部加熱ベルト105の母線と定着ローラ101の母線の交差角度θを外部から強制的に変更して、外部加熱ベルト105の寄り移動を反転させて、外部加熱ベルト105の寄り移動範囲を所定範囲に収める。
加圧フレーム201の支持軸203は、本体側板202に両端が固定されている。中間フレーム208及び外部加熱ベルト105は、回動軸209の周りで加圧フレーム201に対して一体に回動可能である。中間フレーム208に固定された支持軸207aは、本体側板202とクリアランスをもって保持され、アーム部118aの移動に伴ってクリアランスの範囲で矢印H、J方向に移動可能である。
回転軸119の周りで回転可能な扇状のウォームホイール118は、ウォームギア120と噛み合っている。モータ125が順方向に回転してウォームホイール118を矢印G方向に回転させると、アーム部118aが矢印H方向に移動して支持軸207aを矢印H方向に移動させる。モータ125が逆方向に回転してウォームホイール118を矢印I方向に回転させると、アーム部118aが矢印J方向に移動して支持軸207aを矢印J方向に移動させる(図7、図8参照)。
中間フレーム208の手前側が矢印H方向又はJ方向に移動すると、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104が回動軸209の周りで回動して、定着ローラ101と第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の間に交差角度θが設定される。定着ローラ101と外部加熱ベルト105の交差角度θと外部加熱ベルト105の寄り速度には関係がある。アーム部118aの移動量に応じて外部加熱ベルト105の寄り力が変化して、外部加熱ベルト105が第一支持ローラ103と第二支持ローラ104に沿って寄る方向と寄り速度とが制御される。
支持軸207aが寄り力0の点からH方向に移動した場合、外部加熱ベルト105を定着ローラ101の奥側(矢印M方向)へ移動させる寄り力が大きくなる。支持軸207aが寄り力0の点からJ方向に移動した場合、外部加熱ベルト105を定着ローラ101の手前側(矢印L方向)へ移動させる寄り力が大きくなる。このようにして、支持軸207aを矢印H、J方向へ移動することで、外部加熱ベルト105の寄る方向を矢印M、L方向へ制御することができる。
本実施例では、定着ローラ101と平行になるように外部加熱ユニット150を取りつけた位置をホームポジションとして、ウォームホイール118によって支持軸207aを固定する。ホームポジションにあることは、ウォームホイール118に取り付けられているフォトインタラプタ135によって検知する。
定着ローラ101が回転すると外部加熱ベルト105が従動回転し、外部加熱ベルト105が長手方向の手前側/奥側のいずれかの方向に寄ってくる。制御部140は、外部加熱ベルト105の寄る方向とは逆の方向に力がかかるように、支持軸207aの位置をずらす。
(ベルト位置検知センサ)
図10はベルト位置検知センサの配置の説明図である。図11はベルト寄り方向とセンサフラグの回転方向の関係の説明図である。図10の(b)に示すように、アーム129とコロ128は、回転軸136の周りで一体に回転する。センサフラグ132は、回転軸137の周りで回転する。
図10はベルト位置検知センサの配置の説明図である。図11はベルト寄り方向とセンサフラグの回転方向の関係の説明図である。図10の(b)に示すように、アーム129とコロ128は、回転軸136の周りで一体に回転する。センサフラグ132は、回転軸137の周りで回転する。
図10の(a)に示すように、アーム129とセンサフラグ132は、リンク部138で係合して回転を伝達する。コロ128は、外部加熱ベルト105のベルトエッジに当接している。ねじりばね131は、アーム129にトルクを付与してコロ128を矢印Q方向に付勢している。
図10の(b)に示すように、そのため、外部加熱ベルト105が矢印Q方向に寄ると、リンク部138が矢印W方向に移動する。外部加熱ベルト105が矢印R方向に寄ると、リンク部138が矢印O方向に移動する。
図11の(a)に示すように、センサフラグ132に沿ってフォトインタラプタ133、134が配置される。フォトインタラプタ133、134は、センサフラグ132に形成された2つのスリットが有する4つのエッジを検出して出力を反転させる。センサフラグ132の4つのエッジに対応させて外部加熱ベルト105の寄り位置が規定されている。一例として、外部加熱ベルト105が5mmの振幅で寄り移動を繰り返すように、フォトインタラプタ133、134が配置されている。外部加熱ベルト105が矢印R方向に寄ると、アーム129が矢印S方向に回転して、センサフラグ132が矢印T方向に回転してフォトインタラプタ133をOFFしてフォトインタラプタ134をONする。
図11の(b)に示すように、外部加熱ベルト105が矢印Q方向に寄ると、アーム129が矢印U方向に回転して、センサフラグ132が矢印V方向に回転してフォトインタラプタ133をONしてフォトインタラプタ134をOFFする。
(比較例)
図12は比較例の定着装置の説明図である。
図12は比較例の定着装置の説明図である。
図7に示すように、外部加熱ユニット150は、外部加熱ベルト105を当接させて定着ローラ101の表面に直接熱量を供給する。外部加熱ユニット150は、回動軸209を中心に回転して外部加熱ベルト105の母線と定着ローラ101の母線の交差角度θを変化させることで、外部加熱ベルト105の寄り移動を制御する。また、外部加熱ベルト105の寄り移動の制御に伴って、支持軸207a、207b、207c、207dを中心に保持フレーム206a、206bが相対回転して、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104との間にねじれ角を形成する。これにより、第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に沿った定着ローラ101とのニップ圧分布を、長手方向の手前側と奥側とで均一にする。
ここで、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104のねじれ角を無制限に設定できる構成の場合、外部加熱ユニット150の組み立て時や、外部加熱ユニット150を単体で持ち上げた際に、ねじれ角が過大になる可能性がある。
図12の(a)に示すように、外部加熱ベルト105の表面温度は、第1支持ローラ103と外部加熱ベルト105の接触領域に接触するサーミスタ123(123a、123b)によって検出される。そして、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104とのねじれ角が過大になると、サーミスタ123a、123bと外部加熱ベルト105との距離が寄り制御時に発生することを想定していたよりも近づいたり、離れたりする。
図12の(b)に示すように、特に、外部加熱ベルト105の中央の温度を検知するために長手方向の中央寄りに配置したサーミスタ123aに関しては、その影響が大きい。第一支持ローラ103と第二支持ローラ104とのねじれ角に伴ってサーミスタ123aを支持する板バネ123mが塑性変形すると、サーミスタ123aが外部加熱ベルト105の表面に当接しなくなる可能性がある。
そこで、以下の実施例では、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104とのねじれ角にリミッタを設けて、比較例の問題点を解決している。リミッタが第一支持ローラ103と第二支持ローラ104のねじれ角を規制することで、外部加熱ベルト105に当接して外部加熱ベルト105の表面温度を検知するサーミスタ123aの板バネ123mの変位量が軽減される。
図13は実施例1における規制部の配置の説明図である。図14は保持フレームの動作の説明図である。図15は規制部の斜視図である。図16は規制部の動作の説明図である。
図13に示すように、外部加熱ユニット150は、上部分150Uと下部分150Dとに分割される。上部分150Uは、加圧フレーム201に対して、回動軸209を中心に中間フレーム208を回転させる。下部分150Dは、中間フレーム208に設置された軸207a、207b、207c、207dによって回転可能に吊り下げて支持される。下部分150Dは、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の一端部を保持フレーム206aによって回転自在に支持し、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の他端部を保持フレーム206bによって回転自在に支持する。
図14に示すように、下部分150Dは、保持フレーム206aと保持フレーム206bを相対的に回転させて、保持フレーム206aと保持フレーム206bとをねじる関係にする。これにより、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104との間にねじり角が設定されて、図6に示すように、外部加熱ベルト105の長手方向における定着ローラ101とのニップ部の圧力分布が自律的にほぼ均一に均される。
図13に示すように、保持フレーム206a、206b上に規制部300A、300Bが形成されている。規制部300A、300Bは、保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回動角を制限して、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104との間のねじり角(変位量)を規制する。
図15に示すように、保持フレーム206aには、中央側の端部に、2段階に曲げた曲げ部301a、301bが、軸207bを挟んで2か所形成されている。保持フレーム206bには、中央側の端部から飛び出した平面部302a、302bが、軸207cを挟んで2か所形成されている。規制部300Aは、保持フレーム206aに形成された曲げ部301aが保持フレーム206bに形成された平面部302aの上方まで延長されて、曲げ部301aと平面部302aとが長手方向において重なる。規制部300Bは、保持フレーム206aに形成された曲げ部301bが保持フレーム206bに形成された平面部302bの上方まで延長されて、曲げ部301bと平面部302bとが長手方向において重なる。
図16の(a)に示すように、保持フレーム206aに対して保持フレーム206bが矢印A方向に相対回転すると、保持フレーム206bの平面部302bが保持フレーム206aの曲げ部301bに接触して、それ以上の相対回転が規制される。
図16の(b)に示すように、保持フレーム206aに対して保持フレーム206bが矢印B方向に相対回転すると、保持フレーム206bの平面部302aが保持フレーム206aの曲げ部301aに接触して、それ以上の相対回転が規制される。
このように、保持フレーム206aに形成された曲げ部301a、301bと保持フレーム206bに形成された平面部302a、302bとが接触するので、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104との間に過大なねじり角が発生しないで済む。
(保持フレームの相対回動角度)
図17は保持フレームの相対回転角度の説明図である。図18は保持フレームの相対回転の規制角度の説明図である。図19は実施例1の効果の説明図である。
図17は保持フレームの相対回転角度の説明図である。図18は保持フレームの相対回転の規制角度の説明図である。図19は実施例1の効果の説明図である。
図17の(a)に示すように、回動軸209を中心にして定着ローラ101の母線に対する外部加熱ベルト105の母線の交差角度を変化させて、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104に沿った外部加熱ベルト105の寄り移動を制御する。外部加熱ベルト105の寄り移動の制御における、定着ローラ101と外部加熱ベルト105の交差角度をαとする。交差角度αは、外部加熱ベルト105の寄り速度の変化、寄り位置の変化等に応じて制御される。交差角度αは、ある数値の上限値以下に設定され、その上限値でも寄り移動を制御できない場合は、エラーメッセージが表示される。実施例1においては、交差角度αの上限値αmaxを2度に設定してある。
図17の(b)に示すように、外部加熱ベルト105と定着ローラ101の交差角度αを変化させると、外部加熱ベルト105を張架する第一支持ローラ103と第二支持ローラ104とは互いの回転軸線がねじれの位置関係となる。これに伴って保持フレーム206aと保持フレーム206bとが形成する相対回転角をβとする。そして、定着ローラ101の母線に対する外部加熱ベルト105の母線の交差角度が上限値αmaxの時の保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回転角度βを上限値βmaxとする。実施例1では上限値βmaxを6度に設定してある。
図18に示すように、保持フレーム206aの曲げ部301bと保持フレーム206bの平面部302bとが接触して規制された保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回転角度をγとする。実施例1では、相対回転角度γと上限値βmaxの関係を次式のように設定した。
γ≧βmax
γ≧βmax
部品公差によって角度γはばらつくために、設計値としては、γ>βmaxで設計することが望ましい。相対回転角度γが上限値βmaxよりも小さいと、外部加熱ベルト105の寄り移動の制御時に第一支持ローラ103と第二支持ローラ104のねじれ角が不足して外部加熱ベルト105と定着ローラ101の長手方向のニップ圧力分布が不均一になる。
実施例1では、角度γを上限値βmaxの6度より大きい8度に設定した。このため、外部加熱ベルト105の寄り移動の制御時に外部加熱ベルト105と定着ローラ101の長手方向のニップ圧力分布に影響が及ばないで済む。外部加熱ベルト105を組み立てる際や、外部加熱ユニット150を単体で持ち上げた際に、外部加熱ベルト105を懸架する第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104が大きくねじれることがなくなる。
図19の(a)に示すように、比較例1では、第一支持ローラ103のねじれ移動に伴うに外部加熱ベルト105とサーミスタ123aの距離の変化が大きいため、板バネ123mが撓んで塑性変形する可能性がある。図19の(b)に示すように、実施例1では、第一支持ローラ103のねじれ移動に伴うに外部加熱ベルト105とサーミスタ123aの距離の変化が小さく規制されるため、板バネ123mが撓んで塑性変形しないで済む。
実施例1によれば、定着ローラ101と外部加熱ベルト105の交差角度θを変化させて外部加熱ベルト105の寄り移動を制御する際に、保持フレーム206aと保持フレーム206bの必要な相対回転角度が十分に確保される。外部加熱ベルト105の寄り移動の制御に影響を与えることなく、外部加熱ベルト105の長手方向における定着ローラとのニップ圧分分布を均一に保てる。これに加えて、保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回転角度を規制して第一支持ローラ103と第二支持ローラ104のねじれ角度を許容範囲内にするので、サーミスタ123aの板バネ123mの変位量が軽減される。
実施例1によれば、外部加熱ベルト105を交換する際や、外部加熱ユニット150を単体で持ち上げる際に、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104とが大きくねじれなくて済む。
実施例1では、外部加熱ユニット150に回動軸209を設けて、定着ローラ101との交差角度を変化させることで、外部加熱ベルト105の寄り制御を行う。そして、外部加熱ベルト105を張架する第一支持ローラ103と第二支持ローラ104の端部を保持する保持フレーム206a、206bが捩じれる構成になっている。
しかし、寄り制御で使用する捩れ角度の最大値よりも大きい角度で捩れを規制するので、外部加熱ベルト105の寄り制御に影響を及ぼすことなく、外部加熱ベルト105の表面に当接して温度を検知するサーミスタ123aの変位量を規制できる。このため、外部加熱ベルト105を組み立てる際に第一支持ローラ103と第二支持ローラ104が大きく捩じれることがなく、外部加熱ベルト105の表面に当接して温度を検知するサーミスタ123aが大きく変位しない。
<実施例2>
図20は実施例2における規制部の配置の説明図である。図21は実施例2におけるサーミスタの配置の説明図である。図22は保持フレームに対するセンサ支持軸の回り止め構成の説明図である。図23は保持フレームの相対回転時の説明図である。図24は実施例2における規制部の動作の説明図である。図21に示すように、両持梁部材の一例であるセンサ支持軸303は、保持フレーム206aと保持フレーム206bとの間に掛け渡して配置される。センサ支持軸303は、保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回動に伴って第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に対してねじれ角を形成する。
図20は実施例2における規制部の配置の説明図である。図21は実施例2におけるサーミスタの配置の説明図である。図22は保持フレームに対するセンサ支持軸の回り止め構成の説明図である。図23は保持フレームの相対回転時の説明図である。図24は実施例2における規制部の動作の説明図である。図21に示すように、両持梁部材の一例であるセンサ支持軸303は、保持フレーム206aと保持フレーム206bとの間に掛け渡して配置される。センサ支持軸303は、保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回動に伴って第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104に対してねじれ角を形成する。
図12に示すように、実施例1では、保持フレーム206a、206bが相対回転してねじれの位置関係にあるときに、保持フレーム206aの水平部分と第一支持ローラ103の表面との距離が大きく変動する。このために、保持フレーム206aの水平部分に根元が固定された板ばね123mは、サーミスタ123aの大きな変移量を変形によって吸収する必要がある。
図20に示すように、実施例2では、保持フレーム206a、206bが相対回転してねじれの位置関係にあるときに、板ばね123mの根元が上下に移動して板ばね123mの根元とサーミスタ123a変移量を減少させる。このため、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104がねじれの位置関係になった場合の、サーミスタ123a、123bと第一支持ローラ103の表面との距離の変位量が小さくなる。
図20に示すように、実施例2では、保持フレーム206aと保持フレーム206bとの間に、第一支持ローラ103と平行にセンサ支持軸303を配置し、第二支持ローラ104と平行にセンサ支持軸304を配置する。そして、センサ支持軸303に支持させてサーミスタ123a、123bを配置し、センサ支持軸304に支持させてサーミスタ124a、124bを配置する。
第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104の一方の端部を回転自在に保持する保持フレーム206aは、中間フレーム208に配置された軸207aによって回動自在に支持される。第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104の他方の端部を回転自在に保持する保持フレーム206a、206bは、中間フレーム208に配置された軸207bによって回動自在に支持される。
図21に示すように、保持フレーム206aと保持フレーム206bを連絡して、保持フレーム206aと保持フレーム206bを貫通するようにセンサ支持軸303、304が配置されている。センサ支持軸303に対して板バネ123m、123nの根元側が固定され、板バネ123m、123nの先端側にサーミスタ123a、123bが固定されている。センサ支持軸304に対して別の付勢部材としての板バネ124m、124nの根元側が固定され、板バネ124m、124nの先端側に別の温度検出手段としてのサーミスタ124a、124bが固定されている。
図22に示すように、保持フレーム206aに挿入されたセンサ支持軸303、304の端部はD形状にカットされて、保持フレーム206aに対して回転を拘束されている。保持フレーム206bに対してはセンサ支持軸303、304の端部は回転自在である。保持フレーム206a、206bに対してセンサ支持軸303、304は、保持フレーム206a、206bから飛び出した位置で抜け止めリング305を嵌められている。
図23の(a)に示すように、外部加熱ベルト105の寄り移動の制御に伴って保持フレーム206a、206bが相対回転して第一支持ローラ103と第二支持ローラ104がねじれの位置関係になる。このとき、同時に、センサ支持軸303、304もねじれの位置関係になって、第一支持ローラ103とセンサ支持軸303とは略平行な位置関係を維持し、第二支持ローラ104とセンサ支持軸304は略平行な位置関係を維持する。このため、保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回転に伴うサーミスタ123a、123bと第一支持ローラ103の距離の変位量が実施例1より小さくなる。同時に、保持フレーム206aと保持フレーム206bの相対回転に伴うサーミスタ124a、124bと第二支持ローラ104の距離の変位量も実施例1より小さくなる。
図23の(b)、(c)に示すように、第一支持ローラ103と第二支持ローラ104がねじれの位置関係でも、センサ支持軸303と第一支持ローラ103の平行な位置関係、及びセンサ支持軸304と第二支持ローラ104の平行な位置関係は変わらない。センサ支持軸303、304は、保持フレーム206a、206bに対して抜け止めされているため、第一支持ローラ103とセンサ支持軸303とは同一方向にねじれ、第二支持ローラ104とセンサ支持軸304とは同一方向にねじれるからである。
よって、センサ支持軸303、304に板バネ123m、123n、124m、124nを介して取り付けられたサーミスタ123a、123b、124a、124bの第一支持ローラ103及び第二支持ローラ104への当接位置のずれも小さくて済む。外部加熱ベルト105の寄り制御に伴う板バネ123m、123n、124m、124nの塑性変形が実施例1よりも発生しにくくなる。
しかし、実施例2においても、外部加熱ユニット150を組み立てる際や、外部加熱ユニット150を単体で持ち上げた際などに第一支持ローラ103と第二支持ローラ104とが大きくねじれて板ばね123mが塑性変形する可能性がある。
そこで、図20に示すように、中間フレーム208の正面側に平面部305a、305bを配置して保持フレーム206aの回動角度を制限している。中間フレーム208の奥側に平面部306a、306bを配置して保持フレーム206bの回動角度を制限している。
図24に示すように、正面側では、中間フレーム208に固定された平面部305a、305bが保持フレーム206aに突き当たって、中間フレーム208に対する保持フレーム206aのねじれ角度を所定範囲に規制する。奥側では、中間フレーム208に固定された平面部306a、306bが保持フレーム206bに突き当たって、中間フレーム208に対する保持フレーム206bのねじれ角度を所定範囲に規制する。それぞれのねじれ角度の所定範囲は、実施例1と同様に、外部加熱ベルト105の寄り移動の制御で発生するねじれ角度よりも少し大きい角度に設定して、寄り移動の制御の妨げにならないようにしている。図24では、保持フレーム206aに関して示しているが、保持フレーム206bにおいても同様な構成である。
実施例2では、実施例1よりもサーミスタ123a、123b、124a、124bの変位量が小さくなるために、サーミスタ123a、123b、124a、124bによる温度検知の再現性が高くなる。実施例2では、実施例1と比較して、外部加熱ユニット150のねじれがセンサ支持軸303、304によって少なからず阻害されるが、板バネ123m、123n、124m、124nの塑性変形による温度検出誤差を大幅に軽減することが可能になる。
<実施例3>
図25は実施例3の規制部の説明図である。図25に示すように、保持フレーム206a、206bの相対回転角度を制限する構成は一カ所に配置してもよい。その他の構成は、実施例1と同様である。
図25は実施例3の規制部の説明図である。図25に示すように、保持フレーム206a、206bの相対回転角度を制限する構成は一カ所に配置してもよい。その他の構成は、実施例1と同様である。
上記した各実施例は、所定の部品に過剰な負担がかからないよう第一保持部材と第二保持部材の最大相対回動角度が所定角度に規制される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
したがって、加熱回転体やベルト部材の加熱手段は、ハロゲンヒータには限らない。加熱回転体及びベルト部材に誘導加熱層を設けて交番磁束により誘導加熱してもよい。加熱回転体は定着ローラには限らず、記録材の画像面の裏面を加熱する加圧ローラでもよい。
画像加熱装置は、定着装置の他に、半定着又は定着済画像の光沢や表面性を調整する表面加熱装置を含む。定着済画像が形成された記録材のカール除去装置も含む。画像加熱装置は、画像形成装置に組み込む以外に、単独で設置、操作される1台の装置又はコンポーネントユニットとして実施できる。画像形成装置は、モノクロ/フルカラー、枚葉型/記録材搬送型/中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く実施できる。本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
9 定着装置、11 二次転写ローラ
101 定着ローラ、102 加圧ローラ
103 第一支持ローラ、104 第二支持ローラ
105 外部加熱ベルト、108 クリーニングローラ
111(112、113、114) ハロゲンヒータ
117 加圧アーム、118 ウォームホイール、
123a(123b、124a、124b) サーミスタ
123m(123n、124m、124n) 板バネ、125 モータ、
130 中間転写ベルト、133(134、135) フォトインタラプタ
150 外部加熱ユニット、201 加圧フレーム、204 加圧ばね
205 圧力解除カム、206 保持フレーム
207 軸、208 中間フレーム、209 回転軸
211 回転規制部材、300 規制部、301 曲げ部
302 平面部、303(304) センサ支持軸
K トナー、P 記録材、Pa、Pb、Pc、Pd 画像形成部
101 定着ローラ、102 加圧ローラ
103 第一支持ローラ、104 第二支持ローラ
105 外部加熱ベルト、108 クリーニングローラ
111(112、113、114) ハロゲンヒータ
117 加圧アーム、118 ウォームホイール、
123a(123b、124a、124b) サーミスタ
123m(123n、124m、124n) 板バネ、125 モータ、
130 中間転写ベルト、133(134、135) フォトインタラプタ
150 外部加熱ユニット、201 加圧フレーム、204 加圧ばね
205 圧力解除カム、206 保持フレーム
207 軸、208 中間フレーム、209 回転軸
211 回転規制部材、300 規制部、301 曲げ部
302 平面部、303(304) センサ支持軸
K トナー、P 記録材、Pa、Pb、Pc、Pd 画像形成部
Claims (11)
- 記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体に当接して前記加熱回転体を加熱する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を内周面側から回転可能に支持すると共に前記ベルト部材を前記加熱回転体に向けて押圧する第一支持部材及び第二支持部材とを有するベルトユニットと、
前記ベルト部材の回転方向に直交する幅方向において、前記ベルト部材が所定範囲から外れたことを検出する検出器と、
前記検出器による検出に応じて、前記ベルト部材を前記所定範囲へ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動させる回動機構と、
前記回動機構による前記ベルトユニットの回動に伴い、前記第一支持部材が前記ベルト部材を前記加熱回転体に向けて押圧する力が、前記ベルト部材の前記幅方向の両端で互いに等しくなる方向へ前記第一支持部材が変位するのを許容すると共に、前記第二支持部材が前記ベルト部材を前記加熱回転体に向けて押圧する力が前記ベルト部材の前記幅方向の両端で互いに等しくなる方向へ前記第二支持部材が変位するのを許容する変位機構と、
前記変位機構が許容する前記第一支持部材及び前記第二支持部材の変位量を所定量に制限する制限機構と、を備える、
ことを特徴とする画像加熱装置。 - 記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体に当接して前記加熱回転体を加熱する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を内周面側から回転可能に支持すると共に前記ベルト部材を前記加熱回転体に向けて押圧する第一支持部材及び第二支持部材とを有するベルトユニットと、
前記ベルト部材の回転方向に直交する幅方向において、前記ベルト部材が所定範囲から外れたことを検出する検出器と、
前記検出器による検出に応じて、前記ベルト部材を前記所定範囲へ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動させる回動機構と、
前記回動機構による前記ベルトユニットの回動に伴い、前記第一支持部材及び前記第二支持部材の回転軸線がねじれの位置関係となるように、前記第一支持部材及び前記第二支持部材が変位するのを許容する変位機構と、
前記変位機構が許容する前記第一支持部材及び前記第二支持部材の変位量を所定量に制限する制限機構と、を備える、
ことを特徴とする画像加熱装置。 - 前記制限機構は、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動に伴い前記第一支持部材及び前記第二支持部材が変位し得る範囲を超えて変位した際に前記変位機構と突き当たるストッパを有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像加熱装置。 - 前記ベルト部材の温度を検出する温度検出手段と、前記変位機構にその一端が固定され且つ前記温度検出手段をその他端で支持するとともに、前記ベルト部材を前記第一支持部材との間で挟み込む方向へ前記温度検出手段を付勢する付勢部材を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 - 前記ベルト部材の温度を検出する別の温度検出手段と、前記変位機構にその一端が固定され且つ前記別の温度検出手段をその他端で支持するとともに、前記ベルト部材を前記第二支持部材との間で挟み込む方向へ前記別の温度検出手段を付勢する別の付勢部材を備える、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像加熱装置。 - 前記変位機構は、前記第一支持部材及び前記第二支持部材の前記幅方向の一端側の各端部を保持するとともに、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動に伴い前記第一支持部材及び前記第二支持部材が、前記ベルト部材の前記一端側を前記加熱回転体に向けて押圧する各々の力が互いに等しくなる方向へ揺動可能な第一保持部材と、
前記第一支持部材及び前記第二支持部材の前記幅方向の他端側の各端部を保持するとともに、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動に伴い前記第一支持部材及び前記第二支持部材が、前記ベルト部材の前記他端側を前記加熱回転体に向けて押圧する各々の力が互いに等しくなる方向へ揺動可能な第二保持部材と、を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 - 前記第一保持部材及び前記第二保持部材は、共通の軸線を中心に揺動可能である、
ことを特徴とする請求項6に記載の画像加熱装置。 - 前記第一保持部材及び前記第二保持部材は、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動に伴い、前記共通の軸線を中心に互いに逆向きに回転する、
ことを特徴とする請求項7に記載の画像加熱装置。 - 前記ベルト部材の温度を検出する第一温度検出手段と、
前記第一保持部材にその一端が固定され且つ前記第一温度検出手段をその他端で支持するとともに、前記ベルト部材を前記第一支持部材との間で挟み込む方向へ前記第一温度検出手段を付勢する第一付勢部材と、
前記ベルト部材の温度を検出する第二温度検出手段と、
前記第二保持部材にその一端が固定され且つ前記第二温度検出手段をその他端で支持するとともに、前記ベルト部材を前記第二支持部材との間で挟み込む方向へ前記第二温度検出手段を付勢する第二付勢部材と、を備える、
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 - 前記加熱回転体を駆動する駆動機構を備え、
前記ベルト部材は、前記加熱回転体に従動回転する、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 - 前記第一支持部材及び前記第二支持部材は、それぞれヒータを有する、
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
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