実施の形態1.
図1は、本発明による定着装置を採用する実施の形態1の画像形成装置の要部構成を概略的に示す概略構成図である。
同図に示す画像形成装置100は、例えばカラー電子写真プリンタとしての構成を備え、装置内部には、記録媒体としての記録用紙101を収納する給紙カセット104が装着され、記録用紙101を給紙カセット104から取り出す給紙ローラ105、記録用紙101を所定のタイミングで画像形成部に給紙するレジストローラ106が配置される。また、画像形成装置100内には、画像形成部として、ブラック(K)の現像剤としてのトナーの画像を形成する現像装置110K、イエロー(Y)のトナー画像を形成する現像装置110Y、マゼンダ(M)のトナー画像を形成する現像装置110M、シアン(C)のトナー画像を形成する現像装置110C(これらの現像装置を特に区別する必要がない場合には単に110とする場合がある)が、記録用紙101の搬送経路に沿って、上流側から順に配置されている。これらの現像装置110は、所定色のトナーを使用する外は同じ構成を有する。
例えばブラック(K)のトナーを使用する現像装置110Kに示すように、各現像装置110は、静電潜像担持体としての感光体ドラム111と、その周りに回転方向(矢印方向)上流側から順に配置された、感光体ドラム111の表面に電荷を供給して帯電させる帯電装置112、帯電された感光体ドラム111の表面に画像データをもとに選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置113、感光体ドラム111に形成された静電潜像を前記トナーにより現像してトナー画像を形成する現像剤供給装置114、及び感光体ドラム111の表面に残留したトナーを除去すべく、感光体ドラム111に接触して配置されるクリーニング装置115等を備える。
また、画像形成装置100内には、ベルト式の転写装置120として、記録用紙101を搬送し、且つ搬送する記録用紙101に各現像装置で形成したトナー画像を順次転写するエンドレス転写ベルト121、図示せぬ駆動部より回転されてエンドレス転写ベルト121を矢印方向に駆動するドライブローラ122、ドライブローラ122と対を成してエンドレス転写ベルト121を張架するテンションローラ123を備える。
そして、記録用紙101上に形成されたトナー画像を、熱及び圧力を加えることによって定着させる定着装置10、定着装置10を通過した記録用紙101を搬送し、画像が定着された記録用紙101を貯留する排紙積載部130に排出する搬送用ローラ131,132が配置される。定着装置10については、後で詳しく説明する。
尚、図1中のX、Y、Zの各軸は、記録用紙101が画像形成部を通過する際の搬送方向にX軸をとり、感光体ドラム111の回転軸方向にY軸をとり、これら両軸と直交する方向にZ軸をとっている。また、後述する他の図においてX、Y、Zの各軸が示される場合、これらの軸方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のX、Y、Z軸は、各図の描写部分が、図1に示す画像形成装置100を構成する際の配置方向を示している。またここでは、Z軸が略鉛直方向となるように配置されるものとする。
以上の構成において、画像形成装置の印刷動作の概略について、図1を参照しながら説明する。尚、同図中の点線矢印は、搬送される記録用紙101の搬送方向を示す。
画像形成装置100は、図示せぬ上位装置からの印刷命令を受けると、給紙カセット104に収納された記録用紙101は、給紙ローラ105によって給紙カセット104から取り出され、レジストローラ106により斜行が矯正された後、所定のタイミングで、4つの現像装置110と転写装置120からなる画像形成部に搬送される。
このとき、感光体ドラム111が矢印方向に回転するのに伴い、各現像装置110の感光体ドラム111の表面は、図示しない電源装置により電圧が印加された帯電装置112により帯電される。続いて、帯電された感光体ドラム111表面が露光装置113の付近に到達すると、露光装置113によって露光され、感光体ドラム111表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像剤供給装置114により現像され、感光体ドラム111の表面に各色に対応したトナー画像が形成される。
画像形成部に搬送された記録用紙101は、エンドレス転写ベルト121に吸着して矢印方向に搬送され、各現像装置110の矢印方向に回転する感光体ドラム111とエンドレス転写ベルト121とで順次挟持される過程で、所定のタイミングで形成されたブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)の各色のトナー画像が順次重ねて転写され、記録用紙101上に各色のトナーによるカラー画像が形成される。感光体ドラム111は、転写後に感光体ドラム111上に残留している残トナーがクリーニング装置115によって掻き取られてクリーニングされた後、次の帯電に供される。
続いて、表面に各色のトナーによるカラー画像が形成された記録用紙101は、定着装置10に搬送される。記録用紙101上のトナー画像は、定着装置10によって加圧及び加熱されて溶融し、記録用紙101上に固定される。更に、記録用紙101は、搬送用ローラ131,132により排紙積載部130に排出され、印刷の動作が終了する。
図2は、定着装置10の要部構成図であり、図3は、上定着ベルト210の断面図であり、図4は定着装置10を構成する上フランジ201と下フランジ251とを斜め上方から見た外観斜視図である。
上定着ベルト210と下定着ベルト260とは、矢印A方向に搬送される記録用紙101の幅方向(Y軸方向)において、記録領域を含むように延在する無端状のベルトであるが、装置に装着された際には、その断面形状が、図2に示すように直線部と円弧部とによっておにぎり型に支持されている。以後、これ等の定着ベルト210,260の延在方向を定着装置10の長手方向と称す場合がある。
図3の断面図に示すように、第1の定着ベルトとしての上定着ベルト210は、基材210a上に弾性層210bが形成され、弾性層210b上に離型層210cが形成された積層構成となっている。尚、ここでの上定着ベルト210と第2の定着ベルトとしての下定着ベルト260とは、少なくとも断面の構成においては同一なので、ここでは、上定着ベルト210について説明する。
基材210aは、厚さ30μm~50μmの範囲の、NiやSUSのような金属又はPI樹脂で形成できる。ここでは、50μmのSUS材を使用している。弾性層210bは、厚さ100μm~350μmの範囲のシリコンゴムで成形できる。ここでは、300μmとした。離型層210cとしては、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)層が形成されている。尚、基材210aが、無端状ベルトの内側になる。
弾性を有する上定着ベルト210は、その内側面に接するように配置された第1のローラとしての駆動ローラ211及びテンションローラ212,213によって3点が内側から支持されている。上定着ベルト210の内側には、同じく長手方向に延在するハロゲンランプ221,222が配設され、駆動ローラ211とテンションローラ212の間には、上定着ベルト210の内側を支持して、後述するようにニップ領域を形成する第1の加圧部材としての上側加圧部材215が配置され、更にハロゲンランプ221,222と、駆動ローラ211、上側加圧部材215及びテンションローラ212との間には、これらを互いに隔てるように上反射板223が配置されている。
一方、弾性を有する下定着ベルト260は、その内側面に接するように配置された第2のローラとしての加圧ローラ261及び経路設定部材としてのテンションローラ262,263によって3点が内側から支持されている。下定着ベルト260の内側には、同じく長手方向に延在するハロゲンランプ271が配設され、加圧ローラ261とテンションローラ262の間には、下定着ベルト260の内側を支持して、後述するようにニップ領域を形成する第2の加圧部材としての下側加圧部材265が配置され、更にハロゲンランプ271と、加圧ローラ261、下側加圧部材265及びテンションローラ262との間には、これらを互いに隔てるように下反射板273が配置されている。
図2に示すように、駆動ローラ211と加圧ローラ261、及び上側加圧部材215と下側加圧部材265は、それぞれ上定着ベルト210及び下定着ベルト260を介して対向するように配置され、後述するように、動作状態において、上定着ベルト210及び下定着ベルト260がニップ部を形成するように圧接可能に構成されている。
上定着ベルト210は、更に長手方向の両端部に配置された一対の上フランジ201によって、その両端部が規制されている。これらの一対の上フランジ201は、例えば、長手方向の中心部で垂直に交わる仮想中心面に対して面対称に形成されているため、ここでは、図2において奥側に配置された上フランジ201について説明する。
図4は、この上フランジ201と後述する下フランジ251を斜め上方から見た外観斜視図である。
同図に示すように、上フランジ201は、主に略円弧状に形成された平板状部材で形成され、平面部201aの内側端部からは平面部201aに対して垂直に延在する断面円弧状の一対の上ガイドリブ202,203が形成されている。上フランジ201は、図2に示すように、上定着ベルト210の奥側端部において、上ガイドリブ202,203が、上定着ベルト210の内側にあって、その内側面をガイドするように配置され、上フランジ201の平面部201aは、上定着ベルト210の奥側端部に当接して、同方向への移動を規制している。
従って、上定着ベルト210は、駆動ローラ211、上側加圧部材215、テンションローラ212,213、及びその両端部のみをガイドする上ガイドリブ202,203によって、ガイドされながら後述するように回転移動する。
上定着ベルト210は、装置内での位置が移動しないのに対し、下定着ベルト260は、後述するように、上定着ベルト210に対して離接する方向(ここではZ軸方向)に移動可能に構成されている。このため、下定着ベルト260の内側に配置された加圧ローラ261、テンションローラ262,263、下側加圧部材265、ハロゲンランプ271、及び下反射板273がすべて、後述する下フランジ251と共に可動プレート310に配設されている。この図2において、可動プレート310は、簡単のため、下側両端部の外形のみを概略的に示している。
下定着ベルト260は、更に長手方向の両端部に配置された一対の下フランジ251によって、その両端部が規制されている。これらの一対の下フランジ251は、可動ガイドリブ253も含めて、例えば、長手方向の中心部で垂直に交わる仮想中心面に対して面対称に形成されているため、ここでは、図2において奥側に配置された下フランジ251及び可動ガイドリブ253について説明する。
図4は、この下フランジ251を、上フランジ201と共に斜め上方から見た外観斜視図である。
同図に示すように、下フランジ251は、主に略く字状に形成された平板状部材で形成され、平面部251aの所定部には、平面部251aに対して垂直に延在する断面円弧状の下固定ガイドリブ252と、平面部251aに対して回動可能に保持された可動ガイド部材としての可動ガイドリブ253が配設されている。可動ガイドリブ253の先端部には、下定着ベルト260の内側に当接する当接部253aが形成されている。尚、可動ガイドリブ253については、後で詳しく説明する。
下フランジ251は、図2に示すように、下定着ベルト260の奥側端部において、下固定ガイドリブ252と可動ガイドリブ253とが、下定着ベルト260の内側にあって、その内側面をガイドするように配置され、下フランジ251の平面部251aは、下定着ベルト260の奥側端部に当接して、同方向への移動を規制している。
従って、下定着ベルト260は、加圧ローラ261、下側加圧部材265、テンションローラ262,263、及びその両端部のみをガイドする下固定ガイドリブ252、及び可動ガイドリブ253によって、ガイドされながら後述するように回転移動する。
従って、駆動ローラ211と加圧ローラ261とが圧接する動作状態において、駆動ローラ211が、図示しない駆動源及び駆動伝達機構を介して回転力を受けて矢印方向に回転すると、その回転力が上定着ベルト210、下定着ベルト260、及び加圧ローラ261に伝わり、挟持された上定着ベルト210及び下定着ベルト260とが同方向(矢印方向)へ移動し、加圧ローラ261も矢印方向に供回りする。尚、この時の上定着ベルト210及び下定着ベルト260の自転しながらの移動を以後、回転移動と称す場合がある。
また、駆動ローラ211と加圧ローラ261とが圧接する動作状態において、駆動ローラ211と加圧ローラ261との圧接部、及び上側加圧部材215と下側加圧部材265との圧接部によって挟持される上定着ベルト210及び下定着ベルト260は、この領域においてニップ部を形成している。この時、上定着ベルト210と下定着ベルト260とは、その断面形状が、図2に示すように、ニップ部を形成する直線部が比較的長く形成できるようなおにぎり型となるように支持されている。
サーモパイル230は、上定着ベルト210の温度を検出するため、その温度検出部が上定着ベルト210と向かい合う位置に設置され、サーモパイル280は、下定着ベルト260の温度を検出するため、その温度検出部が下定着ベルト260と向かい合う位置に設置されている。
可動プレート310は、保持する下定着ベルト260が、上定着ベルト210に対して離接する方向(ここではZ軸方向)に移動可能となるように、定着装置10本体に対して、同方向にスライド可能に保持され、互いに噛合する一対のカムギヤ301,302によって駆動されて移動する。尚、上定着ベルト210とこの上定着ベルト210の内側に配置されてこれに作用する部材を第1の定着ベルトユニットとしての上定着ベルトユニット304と称し、可動プレート310と、この可動プレート310に保持されて一緒に移動する部材を第2の定着ベルトユニットとしての下定着ベルトユニット305と称す場合がある。
即ち、可動プレート310には、カムギヤ301のカムガイド301a及びカムギヤ302のカムガイド302aと、各ギアの回転軸の上方でそれぞれ係合する係合部(図示せず)が配設されていて、可動プレート310は、カムガイド301a及びカムガイド302aの回動に応じてZ軸方向において移動する。尚、このとき可動プレート310は、自重或は付勢手段によって、Z軸の-方向に付勢されているものとする。尚、これらのカムギヤ301,302は、ここでは、定着装置10本体に備えられた駆動モータによって回転駆動され、この駆動モータは、画像形成装置100全体を制御する制御部(図示せず)からの指令に基づいて回転駆動されるものである。
可動ガイドリブ253の構成、及びその動きについて更に説明する。図5は、定着装置10の動作時(普通紙印刷)における、上フランジ201と下フランジ251との相対位置を示す構成図であり、同図(a)は、Y軸のマイナス側から見た平面図であり、同図(b)は、X軸のプラス側から見た側面図である。
図2、図4、図5に示すように、可動ガイドリブ253は、下フランジ251から植立する回動軸254によって回動自在に保持され、同じく回動軸254に備えられて両端が係止ポスト268と可動ガイドリブ253とに架けられた第3の付勢部材としてのトーションスプリング267によって、その当接部253aが矢印B方向(反時計回り方向)に付勢されている。
また可動ガイドリブ253は、先端部において、径方向と略直角に延在する係合片253bを備えている。この係合片253bは、図4、図5に示すように、長手方向(Y軸方向)において、下フランジ251の裏側(当接部253aとは反対側)で配設されている。一方、上フランジ201には、この係合片253bに対向して当接可能な位置に被係合部としての規制部材201bが配設されている。
図6は、上フランジ201に対して下フランジ251が、可動プレート310に伴ってZ軸方向に移動する際の、可動ガイドリブ253の動きの説明に供する図であり、同図(a)は、定着装置10の非通紙時の状態を示し、同図(b)は、定着装置10の厚紙印刷動作時の状態を示す。
図6(a)は、定着装置10の非通紙時の状態を示すが、この時、可動プレート310に伴ってZ軸方向で移動する下フランジ251は、上フランジ201に対して最も離間した待機位置となり、可動ガイドリブ253の係合片253bが、上フランジ201の規制部材201bから離間した状態となる。この時、トーションスプリング267によって矢印B方向に付勢されている可動ガイドリブ253は、図示しない規制部材によって同方向への回動が規制され、同図(a)に示す初期回動位置に留まっている。
図6(b)は、定着装置10の厚紙印刷動作時の状態を示すが、この時、可動プレート310及び可動プレート310に伴ってZ軸方向で移動する下フランジ251は、上フランジ201に対してより接近する厚紙印刷位置となる。この移動過程で、可動ガイドリブ253の係合片253bが上フランジ201の規制部材201bに当接し、更に規制部材201bによって相対的に押し下げられる。
これにより、可動ガイドリブ253は、回動軸254回りに、トーションスプリング267による付勢力に抗して矢印C方向(時計回り)に回動し、その当接部253aが、X軸のプラス方向により張り出した厚紙印刷回動位置に変位する。
図5は、定着装置10の普通紙印刷動作時の状態を示すが、この時、可動プレート310及び可動プレート310に伴ってZ軸方向で移動する下フランジ251は、上記した厚紙印刷位置よりも更に上フランジ201に接近する普通紙印刷位置となる。この移動過程で、可動ガイドリブ253の係合片253bが、規制部材201bによって相対的に更に押し下げられる。
これにより、可動ガイドリブ253は、回動軸254回りに、トーションスプリング267による付勢力に抗して更に矢印C方向(時計回り)に回動し、その当接部253aが、厚紙印刷回動位置の場合より更にX軸のプラス方向に張り出した普通紙印刷回動位置に変位する。
次に、可動プレート310による、下側加圧部材265及び加圧ローラ261の保持方法について説明する。図7(a)は、可動プレート310が普通紙印刷位置にあるときの下側加圧部材265の保持機構を示し、図7(b)は、可動プレート310が同じく普通紙印刷位置にあるときの加圧ローラ261の保持機構を示す。また、図8(a)は、可動プレート310が厚紙印刷位置にあるときの下側加圧部材265の保持機構を示し、図8(b)は、可動プレート310が同じく厚紙印刷位置にあるときの加圧ローラ261の保持機構を示す。
図7(a)に示すように、可動プレート310に植立する回動基軸350には、下側加圧部材265を固定する固着部353を配備する第1の回動アーム352が回動自在に保持されている。この第1の回動アーム352は、その先端部352aが、一端が可動プレート310に架けられた第1の付勢部材としての第1の圧縮スプリング354の他端部に架けられて、同図における時計方向(矢印方向)に付勢されている。
従って可動プレート310が普通紙印刷位置にあるとき、固着部353に固定された下側加圧部材265は、後述する図9(a)に示すように、上定着ベルト210及び下定着ベルト260を介して上側加圧部材215に圧接した状態となり、これにより第1の回動アーム352の同方向への回動が規制される。
また図7(b)に示すように、可動プレート310に植立する回動基軸350には、第1の回動アーム352と同軸であって、加圧ローラ261を回転自在に保持する第2の回動アーム362が回動自在に保持されている。この第2の回動アーム362は、その先端部に形成された係合突起362aが、一端が可動プレート310に架けられた第2の付勢部材としての第2の圧縮スプリング364の他端部に架けられて、同図における時計方向(矢印方向)に付勢されている。
従って可動プレート310が普通紙印刷位置にあるとき、第2の回動アーム362に回転自在に保持された加圧ローラ261は、後述する図9(a)に示すように、上定着ベルト210及び下定着ベルト260を介して駆動ローラ211に圧接した状態となり、これにより第2の回動アーム362の同方向への回動が規制される。
第1の回動アーム352と第2の回動アーム362とは、Y軸方向において隣接して配置され、第2の回動アーム362の方がよりY軸のマイナス側に配置されているが、ここでは構成の説明を容易にするため、別々の図面で説明した。このため、第2の回動アーム362には、第1の回動アーム352に固定されてY軸方向に植立する固着部353を避けるための切欠き開口部362bが形成されている。
一方、厚紙印刷時には、可動プレート310が、カムギヤ301,302によって、図7に示す普通紙印刷位置から図8に示す厚紙印刷位置に移動するが、この移動に従って、回動基軸350も同じ移動量だけ鉛直下方に移動する。
しかし第1の回動アーム352は、第1の圧縮スプリング354で矢印方向(時計方向)に付勢されているため、保持する下側加圧部材265が、後述する図9(b)に示すように、上側加圧部材215に対する上定着ベルト210及び下定着ベルト260を介しての圧接状態を維持したまま、図8(a)に示すように同方向にわずかに回動した状態を保つ。
また、回動基軸350に回動自在に保持された第2の回動アーム362は、第2の圧縮スプリング364で矢印方向(時計方向)に付勢されているため、可動プレート310の垂直下方への移動に伴って、保持する加圧ローラ261が、駆動ローラ211に対する上定着ベルト210及び下定着ベルト260を介しての圧接状態を維持したまま、矢印方向への回動を開始する。
しかしながら、第2の回動アーム362の回動量は、可動プレート310に設けられた規制部材としての規制突起370によって制限される。即ち、可動プレート310が、図7(b)の普通紙印刷位置から図8(b)に示す厚紙印刷位置に移動を開始すると、第2の回動アーム362が矢印方向に回動を開始するが、移動途中で可動プレート310の規制突起370が、第2の回動アーム362の係合突起362aに当接して第2の回動アーム362の回動を規制し、そのまま一体的に下方に移動する。
従って、可動プレート310が厚紙印刷位置に達したとき、第2の回動アーム362に保持された加圧ローラ261は、後述する図9(b)に示すように、駆動ローラ211に対して僅かに離間する方向(鉛直下方)に移動した位置を保つ。
以上のように、下側加圧部材265及び加圧ローラ261は、可動プレート310に保持されているものの、可動プレート310のZ軸方向(鉛直方向)の移動に対して、それぞれ異なって変位する。
以上の構成において、画像形成装置100による印刷動作時の定着装置10の動作について更に説明する。
定着装置10は、画像形成装置100が図示せぬ上位装置からの印刷命令を受けると、カムギヤ301とカムギヤ302を回転することによって可動プレート310を上方(Z軸のプラス側)に移動し、上定着ベルト210と下定着ベルト260とを圧接させて、図2に示すようにニップ部を形成する。
その後、駆動ローラ211が、図示しない駆動源及び駆動伝達機構を介して回転力を受けて矢印方向に回転すると、加圧ローラ261が矢印方向に供回りし、挟持された上定着ベルト210及び下定着ベルト260とが同方向(矢印方向)へ回転移動する。
上定着ベルト210と下定着ベルト260が回転を始めるとハロゲンランプ221,222,271への電流供給が開始され、各ハロゲンランプが発熱してウォーミングアップを開始する。これにより、上定着ベルト210と下定着ベルト260の表面温度は温度上昇していく。上定着ベルト210はサーモパイル230で表面温度が検出され、その検出温度が所定の温度となるように温度制御され、下定着ベルト260はサーモパイル280によって表面温度が検出され、その検出温度が所定の温度になるように制御される。
ウォーミングアップ動作が終了すると、画像形成装置100本体は、設定された記録用紙101の厚さ、種類によって可動プレート310を上下移動させ、最適位置に持ちきたす。
次に可動プレート310の停止位置に応じて、可動ガイドリブ253が変位する構成となっている定着装置10の動作を説明する前に、ここで、印刷時に上定着ベルト210と下定着ベルト260のニップ部で、各定着ベルトに生じる現象について、下定着ベルト260の場合を例に、図12を参照しながら説明する。尚、ここでは可動ガイドリブ253を固定のガイドリブ553として説明する。
図12は、下フランジ251に固定されたガイドリブ553を備えた定着装置の印刷時の動作説明図で、同図(a)は、図2に示すように上定着ベルト210とニップ部を形成する下定着ベルト260の動作時の状態を示し、同図(b)は、同図(a)における点線円部500の部分拡大図である。尚、図7に示す定着装置が、図2に示す定着装置10と主に異なる点は、ガイドリブ553が下フランジ251に固定されている点である。
下定着ベルト260は、搬入される記録用紙を通紙方向(矢印A方向)に移送するため、同図(a)に示す矢印方向に回転移動する場合、ニップ部より上流側の下定着ベルト260は、通紙方向に引っ張られて張力が強くなるため、ニップ部より上流側に位置してこの部分をガイドする下固定ガイドリブ252に接触した状態で回転移動する。
一方、ニップ部より下流側の下定着ベルト260は、常にニップ部から押し出されるベルト部分によって逆に張力が弱まるために、同図(b)に点線で示すように回転移動位置が膨らみ、ガイドリブ553よりも外側の回転移動位置を通過する。しかも、このオーバーラップ量は常に一定ではなく、記録用紙の通紙時の圧力変化によりガイドリブ553によって規制されるガイドリブ位置と最大のオーバーラップ位置との間で変動幅Wをもって変化する。
また、下定着ベルト260は、定着装置の動作時に、長手方向の何れかの方向に移動するが、長手方向の両端部に位置する下フランジ251の平面部251a(図4参照、奥側のみ示す)によって、長手方向の両端部が同方向への移動が規制されるため、何れかの端部が、常に対応する平面部251a(一端側のみ図示)に接触している。このため、下定着ベルト260は、常に周面と垂直な方向にせん断力を受けることになり、経時でベルト端部に亀裂が発生し、破断する恐れが生じる。
このオーバーラップ量は、本実施の形態の定着装置10のように、印刷する用紙の厚さに応じて、上定着ベルト210に対して下定着ベルト260が変位するような場合にも変化しようとするが、本実施の形態の定着装置10の1つの目的は、このオーバーラップの変動幅Wを、下定着ベルト260の変位に拘わらず抑制することにある。
図2に示すように、記録用紙の厚さ等により、上定着ベルトユニットに対して下定着ベルトユニット305が変位する場合、例えば、上記した普通紙印刷位置(図5参照)から厚紙印刷位置(図6(b)参照)に移動する場合、ニップ部を形成すべく付勢された加圧ローラ261及び下側加圧部材265の移動量が少ないのに比べ、他の箇所は、可動プレート310と一緒に下方(Z軸のマイナス方向)へ移動する。従って、図12に示す定着装置のように、ガイドリブ553が固定の場合、下定着ベルトユニット305の位置によって、下定着ベルト260の張力が変化してオーバーラップ量が変化する。
図9は、本実施の形態の定着装置10において、厚さの異なる記録用紙を印刷する際の動作状態の説明に供する図であり、同図(a)は、厚さが一般的な普通紙を印刷するときの動作状態を示し、同図(b)は、厚めの記録用紙を印刷する際の動作状態を示している。
同図(a)に示すように、普通紙を印刷する際の定着装置10は、その可動プレート310が、カムギヤ301,302によって、最上位位置まで移動され、これに伴って、可動プレート310に固定的に保持された下フランジ251が、図5に示す普通紙印刷位置に移動した状態となっている。
そしてこの時の可動ガイドリブ253は、図5に示すように、その係合部としての係合片253bが上フランジ201の規制部材201bに当接することによって、普通印刷回動位置に規制されている。この普通印刷回動位置は、当接部253aが、X軸のプラス方向に最も張り出す位置となるが、回転移動する下定着ベルト260に対して、押圧することなく僅かに接することによって、不要な張力が発生することなく、変動幅Wを最小限とする程度の位置となるように予め考慮されているものである。
また可動プレート310がこの普通紙印刷位置にあるとき、前記したように、下側加圧部材265は、上定着ベルト210及び下定着ベルト260を介して上側加圧部材215に圧接し、加圧ローラ261は、上定着ベルト210及び下定着ベルト260を介して駆動ローラ211に圧接した状態となっている。
一方、同図(b)に示すように、厚めの記録用紙を印刷する際の定着装置10は、その可動プレート310が、カムギヤ301,302によって、鉛直下方に移動され、これに伴って、可動プレート310に固定的に保持された下フランジ251が、図6(b)に示す厚紙印刷位置に移動した状態となっている。
可動プレート310がこの厚紙印刷位置にあるとき、前記したように、下側加圧部材265は、上定着ベルト210及び下定着ベルト260を介して上側加圧部材215に圧接するもその圧接力は軽減され、加圧ローラ261は、駆動ローラ211に対して僅かに離間する方向(鉛直下方)に移動した位置を保っている。この状態で、下定着ベルト260は、テンションローラ263等によって下方に引っ張られ、可動ガイドリブ253に対向する辺りの回転移動位置のふくらみが減ることになる。
尚、普通紙印刷時に対して厚紙印刷時には、下側加圧部材265の加圧力を弱め、駆動ローラ211に対する加圧ローラ261の加圧力を弱めると共に、僅かに離間する程度の位置に下げることで、厚紙通過時の反動を抑制するなど、それぞれ適したニップ圧を得るようにしている。
しかしながらこの時、図6(b)に示すように、その係合片253bが上フランジ201の規制部材201bに当接することによって、厚紙印刷回動位置に規制されている可動ガイドリブ253は、その当接部253aが、普通印刷回動位置の場合よりX軸のマイナス方向に引っ込んだ位置となる。尚、この回動変位によって、当接部253aが、この時回転移動する下定着ベルト260に対して、依然として押圧することなく僅かに接することによって、不要な張力が発生することなく、変動幅Wを最小限とする程度の位置となるように予め考慮されているものである。
以上のように、本実施の形態の定着装置によれば、上定着ベルト210に対して下定着ベルトが離接する方向に変位することによって、下定着ベルト260の回転移動の経路が変化する場合でも、変動幅Wを最小限に維持することができるので、回転移動の経路の変動等により、経時による下定着ベルト260の劣化を抑制できる。また、下定着ベルト260に対し、付勢力等による不要な張力が付与されないので、回転負荷トルクの増加に伴なう動作不良を抑制できる。
実施の形態2.
図10は、本発明に基づく実施の形態2の定着装置400の要部構成図である。
この定着装置400が、前記した図2に示す実施の形態1の定着装置10と主に異なる点は、可動ガイドリブ453(図2の可動ガイドリブ253に相当)の回動を駆動源としてのステッピングモータ401で行う点である。従って、この定着装置400を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態1の画像形成装置100(図1)と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、定着装置以外において図1に示す実施の形態1の画像形成装置100の要部構成と共通するため、必要に応じて図1を参照する。
図10に示すように、ここでの可動ガイドリブ453は、その回動軸454が、直接或は減速ギアを介して、正反転可能なステッピングモータ401によって両方向に回動駆動されるように構成されている。
図11は、このステッピングモータ401を駆動する駆動制御部としてのモータ制御部450を示すブロック図である。
モータ制御部450は、画像形成装置全体を制御する図示しない制御部から、非通紙時に相当する待機モード、厚紙印刷動作時に相当する厚紙印刷モード、及び普通紙印刷動作時に相当する普通紙印刷モードの何れかを示す動作モード信号451を受信し、各モードに対応して、可動ガイドリブ453が、前記した初期回動位置(図6(a)参照)、厚紙印刷回動位置(図6(b)参照)、及び普通紙印刷回動位置(図5(a)参照)に回動するように、ステッピングモータ401に対して駆動パルス信号452を出力する。
以上のように、本実施の形態の定着装置によれば、上定着ベルト210に対して下定着ベルトが離接する方向に変位することによって、下定着ベルト260の回転移動の経路が変化する場合でも、変動幅Wを最小限に維持することができるので、回転移動の経路の変動等により、経時による下定着ベルト260の消耗を抑制できる。また、下定着ベルト260に対し、付勢力等による不要な張力が加わらないので、回転負荷トルクの増加に伴う動作不良を抑制できる。更に、電気的な駆動により可動ガイドリブ453の回動位置を決めるので、機構的な構成を簡素化でき、可動ガイドリブ453の各回動位置を、よりきめ細かく所望の位置に設定するのが容易となる。
また、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、定着装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。