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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025101361
(43)【公開日】2025-07-07
(54)【発明の名称】定着装置および画像形成装置
(51)【国際特許分類】
   G03G 15/20 20060101AFI20250630BHJP
【FI】
G03G15/20 515
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023218167
(22)【出願日】2023-12-25
(71)【出願人】
【識別番号】000005496
【氏名又は名称】富士フイルムビジネスイノベーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(72)【発明者】
【氏名】久家 秀喜
(72)【発明者】
【氏名】落合 誠
(72)【発明者】
【氏名】山下 孝幸
(72)【発明者】
【氏名】鵜川 貴之
(72)【発明者】
【氏名】永田 靖
【テーマコード(参考)】
2H033
【Fターム(参考)】
2H033BA08
2H033BA09
2H033BA10
2H033BA11
2H033BA29
2H033BB18
2H033BB33
2H033BB34
2H033BB35
2H033BB37
(57)【要約】
【課題】2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触することにより、記録材が変形することを抑制する。
【解決手段】第1押当部と、第1押当部に対して接触位置と離間位置との間を移動可能とされ、接触位置において未定着画像が形成された記録材を第1押当部との間で挟んで未定着画像を加熱して押し当てる第2押当部と、第2押当部が離間位置に位置する状態において、記録材を第1押当部に配置させる配置部と、を有することを特徴とする定着装置。
【選択図】図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1押当部と、
前記第1押当部に対して接触位置と離間位置との間を移動可能とされ、当該接触位置において未定着画像が形成された記録材を当該第1押当部との間で挟んで未定着画像を加熱して押し当てる第2押当部と、
前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記記録材を前記第1押当部に配置させる配置部と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項2】
前記配置部は、前記接触位置における前記第1押当部と前記第2押当部とが接触する際の接線より前記第1押当部側に前記記録材を配置すること、
を特徴とする請求項1に記載の定着装置。
【請求項3】
前記配置部は、
前記記録材の先端部を把持する把持部であり、
前記把持部は、前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記第1押当部に設けられた凹部に当該把持部が収容されることで前記記録材を前記接触位置まで把持し、
前記把持部は前記凹部に収容された状態において、前記把持部に把持された前記記録材の先端の向きが前記第1押当部の外径より当該第1押当部の径方向の内側に向くように把持すること、
を特徴とする請求項2に記載の定着装置。
【請求項4】
前記把持部は、前記把持部に把持された部分の前記記録材の面を仮想的に延ばした面が、定着時に前記第1押当部と前記第2押当部とが接触位置にあるときに当該第1押当部と当該第2押当部とが接する位置における接線より前記径方向の内側に位置するように把持すること、
を特徴とする請求項3に記載の定着装置。
【請求項5】
前記第1押当部は、ロール形状であり、ロール形状の軸方向における両端部側の径が、当該軸方向における中央部の径より大きくなっており、
前記把持部は、定着開始前に微開口し、前記記録材を前記第1押当部に沿わせること、
を特徴とする請求項4に記載の定着装置。
【請求項6】
前記配置部は、前記記録材を前記第1押当部に引き付けること、
を特徴とする請求項2に記載の定着装置。
【請求項7】
前記配置部は、前記第1押当部の内部を負圧にし、前記記録材を負圧により引き付けること、
を特徴とする請求項6に記載の定着装置
【請求項8】
前記配置部は、前記第1押当部を帯電させ、前記記録材を静電吸着により引き付けること、
を特徴とする請求項6に記載の定着装置。
【請求項9】
前記第1押当部と前記第2押当部とは、ロール形状であり、
前記配置部は、前記記録材の先端部を把持する把持部であり、
前記把持部は、前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記第1押当部に設けられた凹部に収容されることで前記記録材を前記接触位置まで把持し、当該凹部に収容された状態において、把持している当該記録材の先端部を前記第1押当部の外径より当該第1押当部の径方向の内側に位置させ、当該記録材を把持する面を仮想的に延ばした面と、当該第1押当部の中心と前記第2押当部の中心とを結んだ線との交点を当該第1押当部の外径に位置させること又は当該第1押当部の外径より当該径方向の内側に位置させること、
を特徴とする請求項1に記載の定着装置。
【請求項10】
未定着画像を記録材に形成する手段と、
画像形成手段で形成された前記未定着画像を前記記録材に定着させる請求項1乃至9のいずれか一項に記載の定着装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、表面の一部に未定着画像が形成されるシート状媒体に対して、圧力を加える加圧装置であって、接近および離間可能に設けられ、シート状媒体を挟んだ状態で少なくとも一方が回転することによりシート状媒体に圧力を加えながら送り出す第1押当部および第2押当部と、第1押当部と第2押当部との間の距離が、設定された目標値となるように駆動部を制御する制御部と、目標値を設定する目標設定部と、を備え、目標設定部は、第1押当部と第2押当部との間にシート状媒体が存在しない場合、目標値を、シート状媒体の厚さよりも長い第1距離に設定し、第1押当部と第2押当部との間にシート状媒体および未定着画像が存在する場合、目標値を、シート状媒体に目標圧力を加える第2距離に設定する加圧装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2016-136241号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
接触位置と離間位置とに移動可能な2つの押当部を備え、少なくとも一方の押当部を加熱し、未定着画像が形成されている記録材を挟む定着装置がある。未定着画像が形成されている記録材は、この2つの押当部によって熱を加えられて加圧される。この定着装置において、2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触すると、記録材が加熱されて収縮し、記録材の紙しわの原因となりうる。
本発明は、2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触することにより、記録材が変形することを抑制する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1記載の発明は、第1押当部と、前記第1押当部に対して接触位置と離間位置との間を移動可能とされ、当該接触位置において未定着画像が形成された記録材を当該第1押当部との間で挟んで未定着画像を加熱して押し当てる第2押当部と、前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記記録材を前記第1押当部に配置させる配置部と、を有することを特徴とする定着装置である。
請求項2記載の発明は、前記配置部は、前記接触位置における前記第1押当部と前記第2押当部とが接触する際の接線より前記第1押当部側に前記記録材を配置すること、を特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項3記載の発明は、前記配置部は、前記記録材の先端部を把持する把持部であり、前記把持部は、前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記第1押当部に設けられた凹部に当該把持部が収容されることで前記記録材を前記接触位置まで把持し、前記把持部は前記凹部に収容された状態において、前記把持部に把持された前記記録材の先端の向きが前記第1押当部の外径より当該第1押当部の径方向の内側に向くように把持すること、を特徴とする請求項2に記載の定着装置である。
請求項4記載の発明は、前記把持部は、前記把持部に把持された部分の前記記録材の面を仮想的に延ばした面が、定着時に前記第1押当部と前記第2押当部とが接触位置にあるときに当該第1押当部と当該第2押当部とが接する位置における接線より前記径方向の内側に位置するように把持すること、を特徴とする請求項3に記載の定着装置である。
請求項5記載の発明は、前記第1押当部は、ロール形状であり、ロール形状の軸方向における両端部側の径が、当該軸方向における中央部の径より大きくなっており、前記把持部は、定着開始前に微開口し、前記記録材を前記第1押当部に沿わせること、を特徴とする請求項4に記載の定着装置である。
請求項6記載の発明は、前記配置部は、前記記録材を前記第1押当部に引き付けること、を特徴とする請求項2に記載の定着装置である。
請求項7記載の発明は、前記配置部は、前記第1押当部の内部を負圧にし、前記記録材を負圧により引き付けること、を特徴とする請求項6に記載の定着装置である。
請求項8記載の発明は、前記配置部は、前記第1押当部を帯電させ、前記記録材を静電吸着により引き付けること、を特徴とする請求項6に記載の定着装置である。
請求項9記載の発明は、前記第1押当部と前記第2押当部とは、ロール形状であり、前記配置部は、前記記録材の先端部を把持する把持部であり、前記把持部は、前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記第1押当部に設けられた凹部に収容されることで前記記録材を前記接触位置まで把持し、当該凹部に収容された状態において、把持している当該記録材の先端部を前記第1押当部の外径より当該第1押当部の径方向の内側に位置させ、当該記録材を把持する面を仮想的に延ばした面と、当該第1押当部の中心と前記第2押当部の中心とを結んだ線との交点を当該第1押当部の外径に位置させること又は当該第1押当部の外径より当該径方向の内側に位置させること、を特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項10記載の発明は、未定着画像を記録材に形成する手段と、画像形成手段で形成された前記未定着画像を前記記録材に定着させる請求項1乃至9のいずれか一項に記載の定着装置と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【0006】
請求項1の発明によれば、2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触することにより、記録材が変形することを抑制する。
請求項2の発明によれば、定着開始前に、第2押当部に記録材が接触することを抑制する。
請求項3の発明によれば、記録材の端部が第2押当部に接触するのを抑制し、記録材の端部にしわが生じるのを抑制する。
請求項4の発明によれば、第1押当部に記録材を押し付け、記録材が浮くのを抑制する。
請求項5の発明によれば、第1押当部と第2押当部とによる記録材の加圧によって、記録材にしわが生じるのを抑制する。
請求項6~8の発明によれば、記録材が第1押当部に密着しない場合に比べて、しわが生じるのを抑制する。
請求項9の発明によれば、2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触することにより、記録材が変形することを抑制する。
請求項10の発明によれば、定着装置の2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触することにより、記録材が変形することを抑制する画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】第1の実施の形態が適用される画像形成装置を示す図である。
図2】転写胴と把持ユニットとの構成を示す斜視図である。
図3】加圧胴の構成を示す斜視図である。
図4】把持ユニットが記録材を把持した状態を示す斜視図である。
図5】位置変更部の構成を示す図である。
図6】位置変更部の動作により、加熱ロールが接触位置に移動した状態を示す図である。
図7図7(a)は、記録材が挟み領域に向けて搬送されている状態を示す図であり、図7(b)は、把持ユニットが凹部に収まった状態を示す図である。
図8図8(a)は、記録材が挟み領域に配置された状態を示す図であり、図8(b)は、加圧胴と加熱ロールとによる記録材の定着が開始された状態を示す図である。
図9図5のIX領域の拡大図であり、角部とグリッパの先端との位置関係を示すための図である。
図10】第2の実施の形態の加圧胴を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
〔画像形成装置1〕
以下、添付図面を参照して、第1の実施の形態が適用される画像形成装置について詳細に説明する。
図1は、第1の実施の形態が適用される画像形成装置1を示す図である。図1に示される画像形成装置1は、記録材Pに文字や画像を形成する。画像形成装置1は、例えば、記録材Pにトナー像を形成する電子写真式の画像形成装置が例示される。なお、各図に示す矢印Hは鉛直方向であって装置上下方向を示し、矢印Wは、水平方向であって装置幅方向を示し、矢印Dは、装置前後方向(装置奥行方向)を示す。
【0009】
画像形成装置1は、トナー像を形成する画像形成部10(Y)、10(M)、10(C)、10(K)と、画像形成部10が形成したトナー像を記録材Pに転写する転写部20と、未定着画像である未定着のトナー像を記録材Pに定着させる定着装置の一例である定着部30と、記録材Pを搬送する搬送部40と、画像形成装置1の各部を制御する制御部100とを備える。
【0010】
〔制御部100〕
制御部100は、画像形成装置1の全体を制御するCPU(Central Processing Unit)101と、演算に際して作業エリアとして用いられるRAM(Random Access Memory)102と、CPU101が実行する各種プログラムや各種設定等を記憶するメモリであるROM(Read Only Memory)103と、を備える。
【0011】
〔画像形成部10〕
図1に示される画像形成部10は、色ごとにトナー像を形成するように複数備えられている。本実施の形態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の計4色の画像形成部10が設けられている。図1に示す(Y)、(M)、(C)、(K)は、各色に対応する構成部分を示している。なお、各色の画像形成部10は、用いるトナーを除き同様に構成されているので、各色の画像形成部10を代表して、図1では画像形成部10(K)の各部に符号を付している。
【0012】
各色の画像形成部10は、図1における反時計回り方向に回転しながら静電潜像が形成される感光体ドラム12を備える。また、各色の画像形成部10は、感光体ドラム12の表面を帯電する帯電器13と、感光体ドラム12を露光する露光装置14と、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を現像する現像装置15と、を備える。
【0013】
〔転写部20〕
図1に示される転写部20は、各画像形成部10で形成されたトナー像を記録材Pに転写する装置である。
転写部20は、各画像形成部10の感光体ドラム12で形成された各色のトナー像が転写される中間転写ベルト21と、中間転写ベルト21の内周側に設けられるロール22とを備える。また、転写部20は、各画像形成部10の各色トナー像を一次転写位置T1にて中間転写ベルト21に転写させる一次転写ロール25と、中間転写ベルト21上に転写されたトナー像を二次転写位置T2にて記録材Pに一括転写させる対向ロール23と転写胴26とを備える。さらに、転写部20は、中間転写ベルト21表面のトナー等を除去するクリーナ28を備える。
【0014】
中間転写ベルト21は、各色の感光体ドラム12からトナー像が外周面に転写される。この中間転写ベルト21は、図1に示されるように、無端状を成すと共に、正面視にて(装置奥行方向に見て)逆三角形状の姿勢となるように、複数のロール22および対向ロール23に巻き掛けられている。中間転写ベルト21は、複数のロール22の少なくとも1個が回転駆動されることで、矢印A方向へ周回する。
【0015】
本実施の形態では、一次転写ロール25と感光体ドラム12との間に一次転写電界が印加されることで、感光体ドラム12に形成されたトナー像が、一次転写位置T1にて中間転写ベルト21に転写される。
【0016】
転写胴26は、中間転写ベルト21を挟んで対向ロール23に対向して配置されている。転写胴26は、記録材Pを把持する把持ユニット45を収容するための凹部26Dが設けられている。
【0017】
クリーナ28は、図1に示されるように、中間転写ベルト21の外周側に配置される。クリーナ28は、中間転写ベルト21の周回方向において、二次転写位置T2より下流側であり、画像形成部10より上流側に配置されている。
【0018】
〔定着部30〕
図1に示される定着部30は、加圧胴31と加熱ロール32とを備え、加圧胴31と加熱ロール32とで記録材Pを挟むことにより記録材Pに形成された未定着画像を定着する。本実施の形態における定着部30は、2つの押当部(第1押当部および第2押当部)で加熱しながら押圧することで未定着画像を記録材Pに定着させる。加圧胴31が第1押当部の一例であり、加熱ロール32が第2押当部の一例である。また、定着部30は、加圧胴31を回転駆動する第1駆動部33と、加熱ロール32を回転駆動する第2駆動部34とを備える。さらに、定着部30は、加圧胴31と加熱ロール32とが記録材Pを挟み込む前に記録材Pを加熱する加熱部70を備える。
【0019】
加圧胴31は、装置の前後方向を軸方向として伸びる略ロール形状を有する。加圧胴31は、把持ユニット45を収容するための凹部31Dが設けられている。
加熱ロール32は、加圧胴31に対して接触位置と離間位置との間を移動可能とされ、接触位置において未定着画像が形成された記録材Pを加圧胴31との間で挟んで未定着画像を加熱して記録材Pに押し当てる。なお、この接触位置と離間位置との間の移動動作については、後述する。加熱ロール32は、装置の前後方向を軸方向として伸びるロール形状を有する。また、加熱ロール32は、ロール内部にハロゲンランプ等の加熱源32Aを有する。
【0020】
図1に示されるように、加圧胴31および加熱ロール32は、鉛直方向に対して角度を有した上下方向に配置されている。また、図1では、この加圧胴31と加熱ロール32とが記録材Pを挟む挟み領域を符号NPにて示している。加熱ロール32の弾性力により加圧胴31と加熱ロール32とは幅を有して接触することから、この挟み領域NPは、記録材Pの搬送方向に幅を有する領域となっている。
【0021】
第1駆動部33は、不図示の動力源による動力を加圧胴31に伝達し、加圧胴31を回転させる。本実施の形態では、第1駆動部33の動力源として、例えば、電動モータが用いられる。第1駆動部33は、この電動モータのオン/オフによって制御され、加圧胴31を回転駆動させる場合に電動モータがオンにされる。また、第1駆動部33による加圧胴31の回転駆動中に第1駆動部33による回転駆動を停止させる場合に、電動モータがオフにされる。
【0022】
第2駆動部34は、不図示の動力源による動力を加熱ロール32に伝達し、加熱ロール32を回転させる。本実施の形態では、第2駆動部34の動力源として、例えば、電動モータが用いられる。第2駆動部34は、この電動モータのオン/オフによって制御され、加熱ロール32を回転駆動させる場合に電動モータがオンにされる。また、第2駆動部34による加熱ロール32の回転駆動中に第2駆動部34による回転駆動を停止させる場合に、電動モータがオフにされる。
【0023】
本実施の形態では、第1駆動部33と第2駆動部34とは個別に動力源を有し、第1駆動部33および第2駆動部34とは個別に制御される。
【0024】
〔加熱部70〕
加熱部70は、ヒータ72と、反射板73とを有し、記録材Pを非接触で加熱する。記録材Pは搬送部40により搬送方向Xの方向に搬送されるが、加熱部70は、挟み領域NPよりもこの搬送方向Xの上流側に配置されている。これにより、記録材Pの表面に形成された未定着のトナー像は、挟み領域NPにて加圧されながら加熱される前に、加熱部70により非接触で加熱される。
【0025】
加熱部70のヒータ72は、図1に示されるように、搬送方向Xに沿って間隔をあけて複数配置されている。このヒータ72は、例えば装置の前後方向に伸びた円柱状の赤外線ヒータで構成されている。ヒータ72は、内部に設けられたフィラメント(図示省略)が発熱し、その輻射熱によって記録材Pを加熱する。なお、本実施の形態では、複数のヒータ72(図1では4本)が設けられ、この複数のヒータ72によって加熱が行われる。
【0026】
反射板73は、ヒータ72からの赤外線を記録材Pに向けて反射する機能を有している。具体的には、反射板73は、装置下方側が開放された箱状に形成されている。この反射板73は、例えば、アルミニウム板等の金属板を用いて形成されている。
【0027】
〔搬送部40〕
搬送部40は、記録材Pを搬送して、二次転写位置T2と挟み領域NPとを通過させる。搬送部40は、転写胴26と加圧胴31とに巻きかけられ、装置の手前側と奧側とに設けられる一対のチェーン41と、この一対のチェーン41に亘って取り付けられ記録材Pの先端を把持する把持ユニット45と、を備える。また、搬送部40は、送風部80を備える。
【0028】
一対のチェーン41は、それぞれ、環状に形成されている。一対のチェーン41の一方が、転写胴26の装置前後方向の手前側の端部と、加圧胴31の装置前後方向の手前側の端部と、に巻きかけられる。また、この一方に対する他方のチェーン41が、転写胴26の装置前後方向の奥側の端部と、加圧胴31の装置前後方向の奥側の端部と、に巻きかけられる。
把持ユニット45は、一対のチェーン41に亘って取り付けられ、一対のチェーン41が周回するのに伴って周回する。把持ユニット45は、一対のチェーン41に複数個取付けられる。本実施の形態では3つの把持ユニット45が取付けられている。
【0029】
〔送風部80〕
図1に示される送風部80は、把持ユニット45で搬送される記録材Pに対する加熱部70側(すなわちH方向の上側)とは反対側(すなわちH方向の下側)で、加熱部70に対して対向している。
【0030】
送風部80は、搬送部40で搬送される記録材Pの下面に対して送風する機能を有している。送風部80は、トナー像が形成された表面とは反対側の裏面が非接触状態で、搬送部40によって記録材Pが搬送されるように、記録材Pへの送風により記録材Pを浮かしてこの非接触状態を維持する機能を有している。本実施の形態では、送風部80は、本体82と、送風板83と、送風機84と、を有している。本体82は、上方に開口する空間82Aを内部に有している。
【0031】
次に図2を用いて、転写胴26と把持ユニット45との構成を詳細に説明する。
図2は、転写胴26と把持ユニット45との構成を示す斜視図である。
転写胴26には、把持ユニット45を移動させる第1スプロケット27が設けられている。この第1スプロケット27は、転写胴26の軸方向の両端に一対で設けられ、転写胴26と一体に回転する。第1スプロケット27は、円盤状であり、円盤状の端部にチェーン41を掛けるための複数の歯が設けられている。一対の第1スプロケット27のそれぞれに、一対のチェーン41が巻き掛けられている。
転写胴26の凹部26Dは、把持ユニット45が収容される程度の大きさの切り欠き部であり、転写胴26の径方向外側に開口している。
【0032】
把持ユニット45は、手前側と奧側との一対のチェーン41の間に設けられ、記録材Pを掴んで搬送する。この把持ユニット45は、記録材Pの先端を保持する複数のグリッパ46と、複数のグリッパ46を支持する支持部材47と、支持部材47をチェーン41に取り付ける取付台48と、を備える。取付台48は、前側と奧側との一対のチェーン41に対して各々、設けられる。
【0033】
グリッパ46には、支持部材47が通されるための円形の貫通孔が設けられている。
支持部材47は、断面が円形である棒状の部材である。また、支持部材47の長さは、手前側と奧側との一対のチェーン41の間隔に合わせて形成されている。支持部材47には、複数のグリッパ46が予め定められた間隔で固定されている。
取付台48は、一対のチェーン41の内側であって、この一対のチェーン41が向かい合うリンクにそれぞれ取り付けられる。一方の取付台48に支持部材47の一端を取り付け、この一端に対する他端を他方の取付台48に取り付けることで、一対のチェーン41に亘って支持部材47が取付けられている。
【0034】
次に図3を用いて、加圧胴31の構成を詳細に説明する。
図3は、加圧胴31の構成を示す斜視図である。
加圧胴31には、把持ユニット45を移動させる第2スプロケット35が軸方向の両端に設けられている。この第2スプロケット35は、加圧胴31の同軸上に配置されており、加圧胴31と一体に回転する。第2スプロケット35は、円盤状であり、円盤状の端部にチェーン41を掛けるための複数の歯が設けられている。一対の第2スプロケット35のそれぞれに、一対のチェーン41が巻き掛けられている。
【0035】
加圧胴31の凹部31Dは、把持ユニット45が収容される程度の大きさの切り欠き部であり、加圧胴31の径方向外側に開口している。把持ユニット45がこの凹部31Dに収容されると、把持ユニット45と加圧胴31とが一体となって回転する。凹部31Dにおける回転方向の上流端には、角部31Rが形成されている。この角部31Rは、角が丸められた形状、いわゆるアール状に形成されている。
【0036】
また、加圧胴31は、ロール形状であり、ロール形状の軸方向における両端部側の径が、軸方向における中央部の径より大きくなっている。これにより、加圧胴31の軸方向の端部側の周速度が軸方向中央部の周速度より大きくなり、加圧胴31と加熱ロール32とで加圧される記録材Pは、加圧胴31の両端側にのばされ、記録材Pに生じるしわが抑制される。
【0037】
次に、図4を用いて、把持ユニット45が記録材Pを把持する機能について説明する。
図4は、把持ユニット45が記録材Pを把持した状態を示す斜視図である。
グリッパ46は、爪46Aと爪台46Bとを有し、これらによって記録材Pを把持する。グリッパ46は、例えば、爪46Aが爪台46Bに対してバネ等により押し付けられ、カム等の作用により爪46Aが爪台46Bに対して開閉される。グリッパ46は、記録材Pに対する搬送方向の下流側に配置されており、記録材Pの搬送方向の下流側から記録材Pの先端部を保持する。
【0038】
〔位置変更部90〕
ここで、図5用いて、加熱ロール32を接触位置と離間位置とに移動させる位置変更部90の構成について説明する。
図5は、位置変更部90の構成を示す図である。なお、図5では、位置変更部90の動作により、加熱ロール32が離間位置に移動した状態が示されている。この離間位置では、加圧胴31に対して加熱ロール32が離間している。例えば、把持ユニット45が加圧胴31と加熱ロール32との間を通る際には、加熱ロール32が離間位置に移動している。また、本実施の形態では、例えば、加圧胴31と加熱ロール32とが接触して負荷が生じるのを防止するために、画像形成装置1がスタンバイ状態のときに加熱ロール32が離間位置に移動している。一方、接触位置では、加圧胴31に対して加熱ロール32が接触している。記録材Pに形成されているトナー像を定着させる際には、加熱ロール32は接触位置に移動した状態にあり、加圧胴31と加熱ロール32とによって定着作業が行われる。
【0039】
位置変更部90は、加熱ロール32を支持し、加熱ロール32を接触位置および離間位置に移動させる。位置変更部90は、加熱ロール32を支持する下部フレーム91と、複数の第2駆動部34を支持する上部フレーム92と、下部フレーム91と上部フレーム92とを連結する連結軸93と、下部フレーム91を介して加熱ロール32の位置を変更するカム94と、を備える。
【0040】
下部フレーム91は、装置の幅方向であるW方向に伸び、幅方向の一端に下部フレーム91の回転中心となる回転中心孔911が設けられている。また、下部フレーム91は、幅方向の他端に、カム94と接触するカムフォロア912と、バネを取り付けるためのバネ取付部913と、このバネ取付部913に取り付けられる引張コイルバネ914とを備える。また、下部フレーム91は、幅方向の回転中心孔911側にて、加熱ロール32を回転可能に支持している。
【0041】
回転中心孔911は、円形状の貫通孔であり、この貫通孔に連結軸93が挿入されている。回転中心孔911と連結軸93とは固定されず、連結軸93の周りを回転中心孔911が回転可能に取り付けられる。
カムフォロア912は、下部フレーム91の端部に固定され、カム94の外径に接触する。カムフォロア912は、カム94が回転すると、カム94の外径に合わせて、回転中心孔911を中心として移動する。
バネ取付部913は、例えば、円柱状の突起であり、引張コイルバネ914の一端が巻き付けられて固定される。
引張コイルバネ914は、バネ取付部913に取り付けられている一端に対する他端がバネ取付部913の位置よりH方向の上側の位置に取り付けられる。この引張コイルバネ914は、バネの自然長より伸ばした状態で取り付けられる。すなわち、引張コイルバネ914は、バネ取付部913を上側に引っ張り上げるように取り付けられる。
【0042】
上部フレーム92は、上部フレーム92の回転中心となる回転中心孔921と、第2駆動部34を支持する支持部922とを備える。
回転中心孔921は、円形状の貫通孔であり、この貫通孔に連結軸93が挿入されている。回転中心孔921と連結軸93とは固定されず、連結軸93の周りを回転中心孔921が回転可能に取り付けられる。
支持部922は、第2駆動部34が加熱ロール32の上部にそれぞれ接触するように第2駆動部34を支持する。
【0043】
カム94は、カム94を回転させるカム駆動部941を備える。カム駆動部941は、カム94を図5の時計回りおよび反時計回りに回転駆動可能に設けられる。カム駆動部941は、時計回りおよび反時計回りに回転することで、カム94の角度を制御する。カム駆動部941としては、例えば、サーボモータが用いられる。カム94の外径は、カム駆動部941の回転中心からの径が異なる複数の部分を有する。
【0044】
〔位置変更部90の動作について〕
次に、図5図6とを用いて、位置変更部90の動作について説明する。
図6は、位置変更部90の動作により、加熱ロール32が接触位置に移動した状態を示す図である。
上述した図5には、把持ユニット45によって挟み領域NP(図1参照)に搬送された記録材Pが示されている。図5の状態で、カム94を図5における時計回りに回転させると、カムフォロア912とカム94とが接触する位置が変わり、図6に示されるように、カム94の長径部分とカムフォロア912とが接触する。カム94の長径部分がカムフォロア912を下側に押し付けることで、下部フレーム91は、回転中心孔911を中心として反時計回りに回転する。これにより、位置変更部90は、加熱ロール32を離間位置から接触位置に移動させる。
【0045】
また、図6の状態で、カム94を図6における反時計回りに回転させると、カムフォロア912とカム94とが接触する位置が変わり、図5に示されるように、カム94の短径部分とカムフォロア912とが接触する。これにより、位置変更部90は、加熱ロール32を接触位置から離間位置に移動させる。
【0046】
また、加熱ロール32が接触位置に位置する状態で、すなわち図6に示す状態で、さらにカム94を時計回りに回転させると、カムフォロア912がさらに下側に押し付けられる。加熱ロール32は、加圧胴31に押し付けられて、加熱ロール32と加圧胴31との間の圧力が高まる。カム駆動部941を制御することにより、記録材Pに加える圧力を変更することができる。これにより、例えば、用紙の種類に応じて加える圧力の大きさを変更することができる。
【0047】
〔定着動作について〕
次に、図7(a),(b)および図8(a),(b)を用いて、定着動作について説明する。
図7(a)は、記録材Pが挟み領域NPに向けて搬送されている状態を示す図であり、図7(b)は、把持ユニット45が凹部31Dに収まった状態を示す図である。
図8(a)は、グリッパ46が記録材Pを挟み領域NPに配置した状態を示す図であり、図8(b)は、加圧胴31と加熱ロール32とによる記録材Pの定着が開始された状態を示す図である。
【0048】
図7(a),(b)および図8(a),(b)には、加圧胴31の中心と加熱ロール32の中心とを結ぶ線である中心線131が点線で示されている。また、定着開始時に加圧胴31と加熱ロール32とが最初に接触する位置における接線132が点線で示されている。
【0049】
図7(a)に示されるように、記録材Pを挟み領域NPに搬送する際に、加熱ロール32が離間位置に位置している。
把持ユニット45のグリッパ46は、記録材Pの搬送方向における下流側の端部を把持し、挟み領域NPに向けて移動する。グリッパ46の先端の位置は、接線132より下側に位置している。言い換えると、グリッパ46の先端は、接線132に対して加熱ロール32側ではなく加圧胴31側に位置する。また、記録材Pは、接線132に対して加圧胴31側に位置している。
加圧胴31は、図7(a)における反時計回り方向に回転しながら、把持ユニット45を凹部31Dに収容している。
【0050】
図7(b)は、図7(a)の状態から加圧胴31が回転し、把持ユニット45が凹部31Dに収まった状態を示す。具体的に言うと、把持ユニット45の取付台48(図3参照)が設けられているチェーン41(図3参照)のリンクが、第2スプロケット35(図3参照)の歯にかかった状態である。そのため、図7(b)の状態からさらに加圧胴31が回転すると、把持ユニット45と凹部31Dとは一体となって回転する。すなわち、把持ユニット45と凹部31Dとの間の位置関係は変わらずに回転する。
【0051】
図7(b)に示されるように把持ユニット45が凹部31Dに収まった状態では、グリッパ46に把持されている記録材Pが加圧胴31の角部31Rに接触している。図7(b)の状態では、グリッパ46は、加圧胴31の外径より径方向の内側に配置されている。また、記録材Pを把持するグリッパ46の先端が、加圧胴31の外径より径方向の内側に位置する。
【0052】
また、記録材Pは、接線132に対して加圧胴31側に位置している。
また、図7(b)では、グリッパ46は記録材Pを角部31Rに押し付けており、記録材Pが加熱ロール32側に近づくのを抑制している。
【0053】
図8(a)では、図7(b)の状態からさらに加圧胴31が図中反時計回りに回転している。
図8(a)では、加熱ロール32が離間位置に位置する状態において、グリッパ46が記録材Pを加圧胴31に押し当てて配置している。
グリッパ46は、加熱ロール32が離間位置に位置する状態において、加圧胴31に設けられた凹部31Dにグリッパ46自身が収容されることで記録材Pを挟み領域NPまで把持している。さらに、グリッパ46は、凹部31Dに収容された状態において、グリッパ46に把持された記録材Pの先端の向きが矢印Sで示されている。グリッパ46は、この記録材Pの先端の向きが加圧胴31の外径より加圧胴31の径方向の内側に向くように把持している。これにより、記録材Pの先端部が加圧胴31の内部側に配置され、記録材Pの搬送中に記録材Pの先端部が加熱ロール32に触れることが抑制される。
【0054】
図8(b)では、図8(a)の状態から加熱ロール32が接触位置に移動し、加熱ロール32と加圧胴31とによる加熱および加圧が開始される。図8(a)において、記録材Pは低温の加圧胴31に接触し、加熱されている加熱ロール32とは離間している。図8(a)では、記録材Pは加圧胴31に押し当てられ、加圧胴31に接触させられている。加熱ロール32は、定着を開始する際に初めて記録材Pに接触するため、定着開始前には記録材Pが加熱されず、記録材Pが加熱されることを起因とする紙しわの発生が抑制される。ここで、低温とは、加熱ロール32に比べて低温であることを意味する。本実施の形態に係る画像形成装置1では、加圧胴31を加熱しておらず、加圧胴31の温度は、室温と同程度となっている。なお、加圧胴31は、加圧胴31に接触した記録材Pが収縮しない程度の温度に、加熱されていてもよい。
【0055】
また、把持ユニット45は、複数のグリッパ46のうちの一部またはすべてを定着開始前に微開口して、記録材Pを加圧胴31に沿わせて配置されるようにしてもよい。ここで微開口とは、記録材Pの搬送方向において記録材Pの位置がズレない程度にグリッパ46の爪46Aと爪台46Bとの間に隙間を作ることである。
【0056】
〔角部31Rとグリッパ46の先端との位置関係〕
次に、図9を用いて、定着開始時の角部31Rとグリッパ46との位置関係を説明する。
図9は、図5のIX領域の拡大図であり、角部31Rとグリッパ46との位置関係を示すための図である。
図9には、グリッパ46の爪46Aの先端と、グリッパ46の爪台46Bの先端と、加圧胴31の角部31Rと、が実線で示されている。また、爪46Aと爪台46Bと角部31Rとの位置関係を示すために、図9には、加圧胴31の外径を示す円弧133と、記録材Pが把持される角度を示す把持面134と、が破線で示されている。また、図9には、上述した中心線131と接線132と、が破線で示されている。
【0057】
把持面134は、爪46Aと爪台46Bとが記録材Pの紙面を把持する面を仮想的に延ばした面を示す線である。図9に示すように、角部31Rは接線132より加圧胴31側に位置している。そして、把持面134は、角部31Rに接している。そのため、グリッパ46に把持される記録材Pは、グリッパ46に把持されている端部から角部31Rに接触する部分までが把持面134に沿って配置される。言い換えると、グリッパ46は、接線132より加圧胴31側に位置する角部31Rに記録材Pを配置する。
また、記録材Pの搬送方向において挟み領域NP(図8(b)参照)より下流側、すなわち図9において中心線131より左側において、把持面134は、接線132より加圧胴31の径方向の内側に位置している。これにより、例えば、記録材Pが硬い用紙である場合にも、グリッパ46に把持される記録材Pが加熱ロール32側に向かうことが抑制される。
【0058】
また、図9に示すように、記録材Pを掴む爪46Aの先端と爪台46Bの先端とは、加圧胴31の径方向において円弧133の内側に位置している。また、中心線131と、把持面134と、の交点は、加圧胴31の外径を示す円弧133に位置していることが示されている。言い換えると、グリッパ46は、凹部31Dに収容された状態において、把持している記録材Pの先端部を加圧胴31の外径より加圧胴31の径方向の内側に位置させ、把持面134と、中心線131との交点を加圧胴31の外径に位置させている。そのため、挟み領域NPにおいて定着が開始される際に、加圧胴31に配置されている記録材Pは、その記録材Pの先端から挟み領域NPまでが加圧胴31の径方向の内部側に位置し、加熱ロール32に接触することが抑制される。
【0059】
また、グリッパ46は、凹部31Dに収容された状態において、把持している記録材Pの先端部を加圧胴31の外径より加圧胴31の径方向の内側に位置させ、把持面134と、中心線131との交点を加圧胴31の外径より加圧胴31の径方向の内側に位置するように把持していてもよい。これにより、グリッパ46に把持されている記録材Pが加圧胴31に押し付けられる。
【0060】
本第1の実施の形態では、グリッパ46が記録材Pを加圧胴31に配置することにより、加熱ロール32による加圧が開始されるまで記録材Pを加圧胴31に接触させている。
【0061】
〔第2の実施の形態〕
第1の実施の形態では、グリッパ46によって記録材Pを加圧胴31に配置させたが、加圧胴31に配置させる方法はこれに限られない。第2の実施の形態では、記録材Pを吸着する吸着機構により、記録材Pを加圧胴231に配置させている。図10は、第2の実施の形態の加圧胴231を示す斜視図である。なお、第1の実施の形態と同様の機能については同様の符号を用い、ここではその説明を省略する。
【0062】
図10に示す加圧胴231は、記録材Pを加圧胴231に引き付ける配置部のさらなる一例として機能する吸着部232を備える。
吸着部232は、記録材Pを引き付ける吸着孔233と、加圧胴231の内部を負圧にする真空ポンプ234とを備える。
吸着孔233は、加圧胴231の内部を介して真空ポンプ234と接続され、真空ポンプ234によって負圧にされる。この吸着孔233は、加圧胴231の周面に複数設けられる。本実施の形態では、吸着孔233は、加圧胴231の角部31Rから、加圧胴231の回転方向における下流側に、一定の角度範囲に限定して設けられている。この吸着孔233が設けられる範囲は、例えば、記録材Pに対して加圧胴231と加熱ロール32とによる加圧が開始される際に、挟み領域NPに対応する領域として定められる。
【0063】
真空ポンプ234は、加圧胴231の内部の空気を吸引し、加圧胴231の内部を負圧にする。真空ポンプ234は、加圧胴231の回転軸に取り付けられ、回転軸を介して加圧胴231の内部の空気を吸引する。
【0064】
〔真空ポンプの動作〕
この真空ポンプ234は、記録材Pを搬送する把持ユニット45(図7(b)参照)が凹部31D(図7(b)参照)に収容されると、加圧胴231内部の空気を吸引して記録材Pを引き付ける。そして、加圧胴231と加熱ロール32(図8(b)参照)とによって記録材Pの定着が開始するまで、真空ポンプ234は、空気の吸引をし続ける。真空ポンプ234は、記録材Pの定着が開始されると、空気の吸引を終了する。これにより、挟み領域NPにおいて、記録材Pが浮かび上がることが抑制され、定着開始前に加熱ロール32に記録材Pが接触することが抑制される。
また、負圧によって加圧胴231に記録材Pを引き付け、加圧胴231の表面に沿って記録材Pが密着して配置されるため、加圧胴231と加熱ロール32とが記録材Pを加圧することによる紙しわが生じるのが抑制される。
【0065】
なお、第2の実施の形態では、グリッパ46が第1の実施の形態と同じ形状をしていてもよいし、第1の実施の形態のグリッパ46と異なる形状となっていてもよい。また、グリッパ46と吸着部232とで配置部として機能していてもよい。
【0066】
また、本実施の形態では、吸着する機構として、負圧による吸引によって吸着したが、吸着する機構としてはこれに限られない。例えば、加圧胴231に電圧を印加し、加圧胴231を帯電させ、記録材Pを静電吸着により引き付けてもよい。例えば、記録材Pに形成されているトナー像に負電荷が帯電している場合は、加圧胴231に正電荷を帯電させることで、記録材Pを加圧胴231に引き付ける。
【0067】
(付記)
(((1)))
第1押当部と、
前記第1押当部に対して接触位置と離間位置との間を移動可能とされ、当該接触位置において未定着画像が形成された記録材を当該第1押当部との間で挟んで未定着画像を加熱して押し当てる第2押当部と、
前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記記録材を前記第1押当部に配置させる配置部と、
を有することを特徴とする定着装置。
(((2)))
前記配置部は、前記接触位置における前記第1押当部と前記第2押当部とが接触する際の接線より前記第1押当部側に前記記録材を配置すること、
を特徴とする(((1)))に記載の定着装置。
(((3)))
前記配置部は、
前記記録材の先端部を把持する把持部であり、
前記把持部は、前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記第1押当部に設けられた凹部に当該把持部が収容されることで前記記録材を前記接触位置まで把持し、
前記把持部は前記凹部に収容された状態において、前記把持部に把持された前記記録材の先端の向きが前記第1押当部の外径より当該第1押当部の径方向の内側に向くように把持すること、
を特徴とする(((2)))に記載の定着装置。
(((4)))
前記把持部は、前記把持部に把持された部分の前記記録材の面を仮想的に延ばした面が、定着時に前記第1押当部と前記第2押当部とが接触位置にあるときに当該第1押当部と当該第2押当部とが接する位置における接線より前記径方向の内側に位置するように把持すること、
を特徴とする(((3)))に記載の定着装置。
(((5)))
前記第1押当部は、ロール形状であり、ロール形状の軸方向における両端部側の径が、当該軸方向における中央部の径より大きくなっており、
前記把持部は、定着開始前に微開口し、前記記録材を前記第1押当部に沿わせること、
を特徴とする(((1)))乃至(((4)))のいずれか1つに記載の定着装置。
(((6)))
前記配置部は、前記記録材を前記第1押当部に引き付けること、
を特徴とする(((2)))に記載の定着装置。
(((7)))
前記配置部は、前記第1押当部の内部を負圧にし、前記記録材を負圧により引き付けること、
を特徴とする(((6)))に記載の定着装置。
(((8)))
前記配置部は、前記第1押当部を帯電させ、前記記録材を静電吸着により引き付けること、
を特徴とする(((6)))に記載の定着装置。
(((9)))
前記第1押当部と前記第2押当部とは、ロール形状であり、
前記配置部は、前記記録材の先端部を把持する把持部であり、
前記把持部は、前記第2押当部が前記離間位置に位置する状態において、前記第1押当部に設けられた凹部に収容されることで前記記録材を前記接触位置まで把持し、当該凹部に収容された状態において、把持している当該記録材の先端部を前記第1押当部の外径より当該第1押当部の径方向の内側に位置させ、当該記録材を把持する面を仮想的に延ばした面と、当該第1押当部の中心と前記第2押当部の中心とを結んだ線との交点を当該第1押当部の外径に位置させること又は当該第1押当部の外径より当該径方向の内側に位置させること、
を特徴とする(((1)))に記載の定着装置
(((10)))
定着画像を記録材に形成する手段と、
画像形成手段で形成された前記未定着画像を前記記録材に定着させる(((1)))乃至(((9)))のいずれか1つに記載の定着装置と、
を備える画像形成装置。
【0068】
(((1)))に係る定着装置によれば、2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触することにより、記録材が変形することを抑制する。
(((2)))に係る定着装置によれば、定着開始前に、第2押当部に記録材が接触することを抑制する。
(((3)))に係る定着装置によれば、記録材の端部が第2押当部に接触するのを抑制し、記録材の端部にしわが生じるのを抑制する。
(((4)))に係る定着装置によれば、第1押当部に記録材を押し付け、記録材が浮くのを抑制する。
(((5)))に係る定着装置によれば、第1押当部と第2押当部とによる記録材の加圧によって、記録材にしわが生じるのを抑制する。
(((6))~(((8)))に係る定着装置によれば、記録材が第1押当部に密着しない場合に比べて、しわが生じるのを抑制する。
(((9)))に係る定着装置によれば、2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触することにより、記録材が変形することを抑制する。
(((10)))に係る画像形成装置によれば、定着装置の2つの押当部が記録材を加圧する前に、加熱された押当部に記録材が接触することにより、記録材が変形することを抑制する。
【符号の説明】
【0069】
1…画像形成装置、10…画像形成部、20…転写部、30…定着部、31…加圧胴、31D…凹部、31R…角部、32…加熱ロール、32A…加熱源、45…把持ユニット、46…グリッパ、231…加圧胴、232…吸着部、233…吸着孔、234…真空ポンプ、NP…挟み領域
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10