像加熱装置
【課題】 定着ベルトを安価な構成でレシプロすることによって、定着ベルトのコバ傷を軽減し、画質、耐久性を向上させる。
【解決手段】 定着装置の圧解除に連動してレシプロ動作をするカムを設け、カムの一動作の回転角度の整数倍が３６０でない。
【解決手段】 定着装置の圧解除に連動してレシプロ動作をするカムを設け、カムの一動作の回転角度の整数倍が３６０でない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式により記録材上に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式等を利用した画像形成装置において、トナーによって記録材上に形成された画像を像加熱部材と加圧部材とにより形成されるニップ部にて加熱する像加熱装置が用いられる。記録材がニップ部に狭持されている時、記録材端部のエッジ部分が像加熱部材に当接している状態にある。また、記録材の端部は記録材が狭持される際、加圧部材のたわみの起点となるため、記録材の端部に相当する像加熱部材表面には大きな圧力が生じやすい。
【０００３】
さらに、上述のような像加熱装置の場合、通紙領域では熱が紙に奪われるのに対し、非通紙領域では通紙領域に比して非常に高温になる端部昇温の問題がある。端部昇温によって、像加熱部材の長手方向に温度差が生じ、この温度差による搬送速度差によって、記録材のエッジ部（紙コバ部）で像加熱部材或いは加圧部材の表面のＰＴＦＥ、ＰＦＡといったフッ素樹脂のコート層を磨耗させ、像加熱部材或いは加圧部材の表面に傷が生じやすいという問題がある（この傷を以下、紙コバ傷と呼ぶ）。
【０００４】
この傷が発生した状態で傷の位置が印字領域内であるような幅の広い記録材を通紙すると、像加熱時に像加熱部材或いは加圧部材の表面に形成された微少な傷による凹凸が記録材上のトナーに転写され、画像品位を落としてしまう。さらにコバ傷が進行すると、オフセットした微量のトナーや紙粉が傷の部分に蓄積され、ある一定量以上蓄積すると記録材表面に付着し画像を汚す原因となりうる。また、この傷が像加熱部材或いは加圧部材のゴム層の破壊起点ともなり得る。像加熱装置の高寿命化を図る上で、この紙コバ傷は解決すべき問題である。
【０００５】
これら像加熱装置における諸問題を解決するため、特許文献１によれば、カムを回転させて、定着ローラおよび加圧ローラを回転自在に支持している前後側板がローラの長手方向に往復運動（レシプロ）するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９４２１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カムが一周すると同じ位置に戻るようなレシプロ機構を採用する場合には、以下の問題が生ずる。即ち、所定タイミング毎にカムの予め設定された角度の回転によりレシプロ動作を行う構成において、一回分のカムの回転角度が一周分の３６０°の約数の場合には、レシプロ動作後の停止位置が同じになる場合が多くなり、像加熱装置の高寿命化の妨げとなる。
【０００８】
そのため、本発明は、予め設定された角度でカムを回転し続けてレシプロ動作を行う構成であっても、レシプロ動作後の停止位置が同じになる頻度を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、記録材に形成されたトナー像を加熱する回転可能な像加熱部材と、前記像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、カムを有し、カムを予め設定した設定角度で回転することで前記ニップ部を形成している前記像加熱部材と前記加圧部材とを前記像加熱部材の回転軸線方向にレシプロするレシプロ機構と、予め設定したレシプロ動作毎に前記カムの回転角度が予め設定した設定角度になるように前記カムを回転する回転機構と、有する像加熱装置において、前記設定角度の値は３６０よりも小さい値あって、設定角度の整数倍が３６０にならない値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、予め設定された角度でカムを回転し続けてレシプロ動作を行う構成であっても、レシプロ動作後の停止位置が同じになる頻度を低減することで、像加熱装置の高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例に係る画像形成装置の概略図
【図２】本実施例に係る定着装置の概略図
【図３】本実施例に係る加圧解除機構の概略図
【図４】本実施例に係る加圧解除機構の概略図
【図５】定着装置に記録材が通紙されている図
【図６】本実施例に係る加圧解除機構の概略図
【図７】本発明に係るレシプロ動作の概略図
【図８】レシプロカムのプロファイルを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下に、実施の形態に基づいて、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、トナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置の装置本体１００の構成を示し、記録材Ｓ上に転写されたトナー像に熱と圧を加えて定着処理する定着装置（像加熱装置）が備わっている。但し、画像形成装置の具体例として中間転写ベルトを用いたフルカラーの画像形成装置が図示されているが、その構成の画像形成装置に限定されるものではない。
【００１３】
本実施例では、図１に示すように、装置本体１００では上記４色のトナー像形成に対応する画像形成部２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋが直列に配置されている。そして、可視画像化するまでのプロセスを各色ごとに並列処理するタンデム方式が採用されている。本実施例では、トナーの色を除き、画像形成部が像担持体である感光体２０にトナー像を形成するための画像形成構成は共通であるため、イエローの画像形成部２００Ｙを代表して感光体上にトナー像を形成するための構成を説明する。
【００１４】
像担持体である感光体２０Ｙの表面は帯電装置２１Ｙによって所定の電位になるように一様に帯電される。その後、露光装置２２Ｙによって感光体２０Ｙの表面を露光することによって、感光体２０Ｙ上に静電潜像が形成される。そして、感光体２０Ｙ上の静電潜像は、現像装置２３Ｙによって現像剤を用いて現像され、トナー像が形成される。現像装置２３Ｙによって現像された感光体２０Ｙ上のトナー像は、一次転写装置２４Ｙによって無端状ベルトによる中間転写ベルト２５に転写される。
【００１５】
そして、各画像形成部で上記と同様の工程によりそれぞれの感光体に形成されたトナー像は、同様に中間転写ベルト２５に順次重畳させて転写されることで、中間転写ベルト２５上にカラートナー像が形成される。そして、全色一次転写された中間転写体２５上のカラートナー像は、二次転写装置２６によって記録材Ｓ上に一括転写される。記録材Ｓは、給紙装置によって二次転写装置２６まで搬送される。未定着のトナー像を担持した記録材Ｓはベルト方式の本実施形態による定着装置２７へと搬送される。定着装置２７では、記録材Ｓ上のトナー像は定着ニップ部にて加熱と加圧により記録材Ｓ上に定着される。そして、定着後の記録材Ｓは排紙トレイ２８へと排紙される。裏面側に画像を形成する際には、記録材は記録材反転路２９によって反転され、その後、両面搬送路３０を介して再度上記と同様の画像形成プロセスにより２次転写部で裏面側に画像が形成される。
【００１６】
次に、図２から図５を用いて、定着装置２７の構成について説明をする。
３００は加熱手段としてのとしてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）である。このヒータ３００は、面状のセラミック基板に通電により発熱する抵抗体層が設けられ、その抵抗体層の上に保護層が設けられている。
【００１７】
３０１は上記のヒータ３００を固定支持するための支持部材としてのヒータホルダである。このヒータホルダ３０１は横断面略半円弧状樋型で耐熱性樹脂等の断熱性部材である。ヒータ３００はこのヒータホルダ３０１の下面に長手方向（記録材の搬送方向と直交する記録材の幅方向）に沿って形成具備させた溝部にヒータ表面側を下向きに露呈させて嵌め入れて耐熱性接着剤等により固定して配設してある。
【００１８】
３０２は、記録材上のトナー像を加熱する回転可能な像加熱部材としての耐熱性の定着ベルトであり、上記のヒータ３００を含むヒータホルダ３０１にルーズに外嵌させてある。定着ベルト３０２は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、ベルトの基層となる膜厚は１００μｍ以下、好ましくは２０〜５０μｍ程度のＳＵＳやＮｉからなる金属層となっている。そして、この金属層の外周面にシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコンゴムの発泡体からなる弾性層が重ねられている。更に、表層には、５〜５０μｍ程度のＰＴＦＥ、ＰＦＡ等の離型層をコーティングした複合層のベルトである。また、基層の内面には数μｍ程度のポリイミドからなる保護層を設けてあり、ヒータ３００と定着ベルト３０２の金属層との慴擦を低減させている。３０３は支持部材３０１の内側に配設したステーであり、ヒータホルダ３０１を支持している。
【００１９】
３０４は、定着ベルト３０２と記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成するための加圧部材としての加圧ロールである。加圧ロールは芯金３０４ｂと、シリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム等からなる弾性層３０４ａ、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ等の離型層から構成される。加圧ロール３０４は、芯金３０４ｂの両端部を両側板４００に回転自由に軸受け支持させて配設してある。
【００２０】
この加圧ロール３０４の上側に上記のヒータ３００・ヒータホルダ３０１・定着ベルト３０２・ステー３０３のアセンブリを、ヒータ３００側を下向きにして加圧ロール３０４に並行に配置する。そして、ステー３０３を後述する加圧力可変機構５００で下方に押圧させることで、ヒータ３００の下面を定着ベルト３０２を介して加圧ロール３０４を圧することで定着ニップ部を形成する。
【００２１】
３０５ａ・３０５ｂは円筒状のヒータホルダ３０１の手前側と奥側の端部に嵌着して配設したフランジ部材であり、定着ベルト３０２内周面の端部を受けて、定着ベルト３０２のヒータホルダ３０１の長手に沿う寄り移動を規制する役目をする。
【００２２】
フランジ３０５は、定着装置の前後側板４００にそれぞれが係合し、上下方向への移動が可能になっている。
【００２３】
３０６は分離ガイドで、排紙搬送された用紙が定着ベルト３０２に巻き付かないように、かつ定着ベルト３０２に接触して定着ベルト３０２に傷をつけないように、定着ベルト３０２とある間隔（隙間）を持って搬送方向下流側に配置されている。分離ガイド３０６はフランジ３０５の一部に係合し、バネ等の付勢部材により固定されている。
【００２４】
ヒータ３００への通電は、図示しない温度検知部材であるサーミスタの検知温度が予め設定した設定温度になるように、通電制御部であるＣＰＵにより制御される。
【００２５】
図３を用いて加圧力可変機構５００について説明する。本実施例では加圧カム５０１を用いた構成になっている。加圧力可変機構５００は、加圧カム５０１、加圧板回動軸５０２、加圧カム回動軸５０４、加圧板５０５、加圧調整ネジ５０６、加圧支持板５０７、加圧バネ５０８から構成されている。
【００２６】
加圧板５０５と加圧支持板５０７は、加圧板回動軸５０２により軸支されており、加圧板５０５は加圧支持板５０７に対して回転自在に動くことが出来る。また、加圧支持板５０７は側板４００に加圧支持板回動軸５０３で支持されており、加圧支持板５０７の先端に設けられた先端５０７ａ部で、側板４００に対してビス等の手段で固定されている。
【００２７】
加圧支持板５０７には加圧調整ネジ５０６が締結されており、加圧調整ネジ５０６を締めることによって加圧調整ネジ５０６の座面が加圧バネ５０８のバネ長を縮め、加圧板５０５に負荷されるバネ荷重を大きくすることができる。加圧板５０５は上述のとおり加圧支持板５０７に対して回転自在に支持されているので、加圧バネ５０８による圧縮力によって加圧板回動軸５０２まわりにモーメントが発生する。
【００２８】
加圧板５０５はフランジ３０５に当接するように配置されているので、加圧板５０５に生じるモーメントによってフランジ３０５は加圧ローラ３０４方向へ押され、加圧ローラ３０４と定着ベルト３０２の間に定着ニップが形成されることとなる。
【００２９】
加圧力を解除する際には、所定の偏心量を持った加圧カム５０１が回転して加圧板５０５を押し上げ、加圧板５０５とフランジ３０５の接触を解除するまで加圧板５０５を回転させることによって加圧力を解除している。加圧カム５０１の外側に駆動源Ｍが備えられており、制御部であるＣＰＵが駆動源（モータ）を動作させることによって加圧カム回動軸５０４を回転させ、圧解除が可能となる。通常、加圧力は例えば３００Ｎに設定されている。図３では、定着装置を画像形成装置にセットした際の奥側方向から見た図で説明している。図４に示すように前側にも同じ機構があり、駆動源Ｍから駆動が加圧カム回動軸５０４に伝達し、回転する事によって、前奥の加圧カムが同時に回転し、前奥ともに圧解除することができる。
【００３０】
以上示した動作によって、プリント動作がスタートすると、記録材Ｐに転写されたトナーＴが、所定の温度に保たれた定着ベルト３０２と加圧ロール３０４の間に形成されたニップ部を通過することによって、記録材ＰにトナーＴが定着される。そして、記録材は、分離ガイド３０６の下面を通過し、排紙される。プリント動作が終了すると、加圧力可変手段５００によって圧解除状態が保たれる。
【００３１】
図５にプリント動作中の定着装置の様子を示す。プリント時は加圧力可変機構５００によって定着ベルト３０２と加圧ロール３０４の間に定着ニップが形成され、定着ニップ部を記録材が通過することによって定着工程が完了する。ここで、記録材の端部には記録材の裁断の際に生じる微小なバリがあり、このバリによって、定着工程時に記録材の端部に相当する定着ベルト３０２の表面に微小な傷が生ずる。また、同じサイズの記録材を連続的に定着する場合、定着ベルト３０２の記録材が通過する部分（通紙部）と記録材が通過しない部分（非通紙部）では、定着ベルト３０２表面の温度差が生じてきてしまう。通紙部では定着ベルト３０２の熱がトナーの定着によって使用され、非通紙部では定着ベルト３０２の熱が使用されないためである。この温度差によって、定着ベルトの非通紙部領域では表面速度が通紙部領域に対して相対的に速くなる。その結果、記録材の端部領域で微小なスリップが発生し、定着ベルト３０２の表面に微小な凹凸（これら記録材端部による定着ベルト表面傷を、以下コバ傷と呼ぶ）を生じさせてしまう原因になりうる。
【００３２】
上記コバ傷を低減させる手段として、先行技術に挙げたように定着装置全体を記録材に対して往復運動させ、定着ベルトや定着ローラに対する記録材端部通過位置をずらし、コバ傷を低減させる方法がある。
【００３３】
そこで、本発明は、簡単な構成でコバ傷を効果的に低減する装置を提供するものである。本発明を適用した定着装置を図６、図７を用いて説明する。
【００３４】
図６に示すように、本発明では、加圧板回動軸５０２の加圧バネ５０８とは反対側に、レシプロ機構６００を設けている。本実施例のレシプロ機構６００は、像加熱部材の回転軸線方向に相当する定着ベルトの幅方向に定着ベルトを移動させるものである。レシプロ機構６００は、揺動部材６０１と、ギア６０２と、レシプロカム部材６０３から構成されている。揺動部材６０１は、その円周上の一部に突起６０１ａが設けられており、一方で加圧板５０５の端部からもその一部が突出した形状になっている。
【００３５】
圧解除時、加圧カム５０１が回転することによって加圧板５０５が加圧板回動軸５０２周りに、図示の半時計回りに回転する。すると、加圧板５０５の端部に設けられた突出形状が、揺動部材６０１の突起６０１ａと当接し、揺動部材６０１が図の矢印方向に回転する。
【００３６】
揺動部材６０１には、内部にワンウェイクラッチを配しており、揺動部材６０１の右回りの回転により、軸６０４に回転力が伝わる。
【００３７】
同軸にはギア６０２が軸６０１と連れまわるように嵌合しており、揺動部材６０１の回転により、結果としてギア６０２が回転する。
【００３８】
このギア６０２による駆動力は、ギア等で連結されて最終的にレシプロカム６０３を回転させることとなる。図７に示すように、レシプロカム６０３にはその円筒面に溝形状６０３ａを有している。また、溝６０３ａは円周方向に回転するに伴い、カムの軸方向に変位するような形状、すなわちＶ字形状に溝が切ってある。Ｖ字の溝はレシプロカム６０３一周で、同じ位置に戻ってくるような形状をしている。例えば、一周で３ｍｍの範囲を往復するように設計されている。即ち、回転角が３６０°になると、初めて同じ位置に戻る構成である。
【００３９】
溝６０３ａには、突起６０５が嵌合している。レシプロカム６０３が回転すると、溝６０３ａに嵌合している突起６０５は、溝６０３ａに沿ってレシプロカム６０３の軸方向に移動することとなる。突起６０５はフランジ嵌合部材６０６の一部から形成されている。また、フランジ嵌合部材６０６には、フランジ３０５が、上下方向に移動可能に、かつ定着装置の前奥方向には固定されるように嵌合している。これは、側板４００とレシプロ軸４１０が一体となっており、レシプロ軸４１０によってフランジ嵌合部材６０６が前奥方向に移動可能に固定されているためである。このため、レシプロカム６０３が回転する事によって、フランジ嵌合部材６０６が定着装置の前奥方向に移動し、結果としてフランジ３０５が定着装置の前奥方向に移動する事が可能となる。定着ベルト３０２の長手方向の位置はフランジ３０５に当接することによって決定されているので、フランジ３０５が移動する事によって定着ベルト３０２の長手方向の位置を変化させることが可能となる。
【００４０】
再び定着装置に加圧力を負荷する場合、加圧カム５０１が回転し、加圧板５０５が加圧状態の位置に戻る。このとき、揺動部材６０１も加圧状態の位置に戻る。これは、揺動部材６０１にバネ６０７の一端が掛かっているためである。また、揺動部材６０１の内部のワンウェイクラッチは、一方向のみの回転を伝達するため、揺動部材６０１が加圧状態に戻る際に、軸６０４を回転させてしまう事はない。
【００４１】
以上説明した動作により、定着装置の圧解除に連動したレシプロ動作で、特別な駆動源も必要なく、定着ベルト３０２を長手方向に往復運動させることが可能となる。
【００４２】
本実施例では、レシプロカム６０３の回転角度は、設定角度の整数倍が３６０にならないように設定されている。一回毎のレシプロカムの回転角度は１０．５°に設定されている。即ち、一度の圧解除時に動作するレシプロカムの回転角度は１０．５°である。この設定により、圧解除時のレシプロカム６０４が同じ位相になるまでの間隔を長くすることができる。その結果、位相を変更するために、異なる設定角度のレシプロ動作を行うといった動作の頻度を極めて低い頻度にしても、レシプロカム６０４が同じ位相となるまでの間隔を長くすることができる。その結果、定着ベルト３０２の長手方向の位置も同じになるまでの間隔を長くすることができ、定着ベルト３０２の特定の位置が記録材の端部に重なりやすくなるような現象を妨げることができる。一方で、例えば、図８に示すように、レシプロカム６０４の回転角度が９０°である場合、圧解除を２回行うともとの位相に戻ってしまうため、結果としてコバ傷が同じ位置に生じてしまうことになる。これを避けるために異なる設定角度のレシプロ動作を行う頻度は高くなり、レシプロ動作の制御が複雑化してしまう問題が生じてしまう。
【００４３】
本実施例では、小数点以下第二位以下の端数を切り捨てた数の整数倍が３６０にならないような設定角度である。本実施例における設定角度は、１０．５°であるが、１０．５２°の場合には、小数点以下第二位以下を切り捨て、１０．５の整数倍が３６０になるかどうかを判断するものとする。
【００４４】
なお、回転角度に移動誤差を持つ場合には、少なくとも設定角度は中心値である。なお、本実施例では、設定角度は１０．５°に該当すると共に、この動作角度になるようにモータのパルス幅が決定されているため、移動誤差は±０．１°である。その結果、移動角度は１０．５°±０．１°である。本実施例では、移動誤差を含めた小数点以下第二位以下を切り捨てた何れの角度の整数倍が３６０にならないように、移動誤差を考慮して設定角度が設定されている。
【００４５】
本実施例では、加圧解除時にレシプロカムを動作させる構成に対して設定角度を設定したものであるが、本発明はこのレシプロ機構に限定されるものではない。例えば、所定の間隔毎にレシプロ用のモータによりレシプロ用のカムを回転させてレシプロ動作を行う回転機構に採用しても、本発明の一回のレシプロ動作毎に移動する設定角度の設定を行うことにより同様の効果を得られる。その際には、モータは制御部（ＣＰＵ）により、カムがこの設定角度で回転するように回転量が制御される。
【００４６】
以上説明したように、本発明により、予め設定された角度でカムを回転し続けてレシプロ動作を行う構成であっても、レシプロ動作後の停止位置が同じになる頻度を低減することで、像加熱装置の高寿命化を図ることができる。
【符号の説明】
【００４７】
２７ 定着装置
３０２ 定着ベルト
４００ 側板
４１０ レシプロ軸
５００ 加圧力可変手段
５０１ 加圧カム
５０２ 加圧板回動軸
５０４ 加圧カム回動軸
５０５ 加圧板
５０６ 加圧調整ねじ
５０７ 加圧支持板
５０８ 加圧バネ
６００ レシプロ機構
６０１ 揺動部材
６０２ ギア
６０３ レシプロカム
６０４ 軸
６０５ 突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式により記録材上に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式等を利用した画像形成装置において、トナーによって記録材上に形成された画像を像加熱部材と加圧部材とにより形成されるニップ部にて加熱する像加熱装置が用いられる。記録材がニップ部に狭持されている時、記録材端部のエッジ部分が像加熱部材に当接している状態にある。また、記録材の端部は記録材が狭持される際、加圧部材のたわみの起点となるため、記録材の端部に相当する像加熱部材表面には大きな圧力が生じやすい。
【０００３】
さらに、上述のような像加熱装置の場合、通紙領域では熱が紙に奪われるのに対し、非通紙領域では通紙領域に比して非常に高温になる端部昇温の問題がある。端部昇温によって、像加熱部材の長手方向に温度差が生じ、この温度差による搬送速度差によって、記録材のエッジ部（紙コバ部）で像加熱部材或いは加圧部材の表面のＰＴＦＥ、ＰＦＡといったフッ素樹脂のコート層を磨耗させ、像加熱部材或いは加圧部材の表面に傷が生じやすいという問題がある（この傷を以下、紙コバ傷と呼ぶ）。
【０００４】
この傷が発生した状態で傷の位置が印字領域内であるような幅の広い記録材を通紙すると、像加熱時に像加熱部材或いは加圧部材の表面に形成された微少な傷による凹凸が記録材上のトナーに転写され、画像品位を落としてしまう。さらにコバ傷が進行すると、オフセットした微量のトナーや紙粉が傷の部分に蓄積され、ある一定量以上蓄積すると記録材表面に付着し画像を汚す原因となりうる。また、この傷が像加熱部材或いは加圧部材のゴム層の破壊起点ともなり得る。像加熱装置の高寿命化を図る上で、この紙コバ傷は解決すべき問題である。
【０００５】
これら像加熱装置における諸問題を解決するため、特許文献１によれば、カムを回転させて、定着ローラおよび加圧ローラを回転自在に支持している前後側板がローラの長手方向に往復運動（レシプロ）するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９４２１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カムが一周すると同じ位置に戻るようなレシプロ機構を採用する場合には、以下の問題が生ずる。即ち、所定タイミング毎にカムの予め設定された角度の回転によりレシプロ動作を行う構成において、一回分のカムの回転角度が一周分の３６０°の約数の場合には、レシプロ動作後の停止位置が同じになる場合が多くなり、像加熱装置の高寿命化の妨げとなる。
【０００８】
そのため、本発明は、予め設定された角度でカムを回転し続けてレシプロ動作を行う構成であっても、レシプロ動作後の停止位置が同じになる頻度を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、記録材に形成されたトナー像を加熱する回転可能な像加熱部材と、前記像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、カムを有し、カムを予め設定した設定角度で回転することで前記ニップ部を形成している前記像加熱部材と前記加圧部材とを前記像加熱部材の回転軸線方向にレシプロするレシプロ機構と、予め設定したレシプロ動作毎に前記カムの回転角度が予め設定した設定角度になるように前記カムを回転する回転機構と、有する像加熱装置において、前記設定角度の値は３６０よりも小さい値あって、設定角度の整数倍が３６０にならない値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、予め設定された角度でカムを回転し続けてレシプロ動作を行う構成であっても、レシプロ動作後の停止位置が同じになる頻度を低減することで、像加熱装置の高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例に係る画像形成装置の概略図
【図２】本実施例に係る定着装置の概略図
【図３】本実施例に係る加圧解除機構の概略図
【図４】本実施例に係る加圧解除機構の概略図
【図５】定着装置に記録材が通紙されている図
【図６】本実施例に係る加圧解除機構の概略図
【図７】本発明に係るレシプロ動作の概略図
【図８】レシプロカムのプロファイルを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下に、実施の形態に基づいて、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、トナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置の装置本体１００の構成を示し、記録材Ｓ上に転写されたトナー像に熱と圧を加えて定着処理する定着装置（像加熱装置）が備わっている。但し、画像形成装置の具体例として中間転写ベルトを用いたフルカラーの画像形成装置が図示されているが、その構成の画像形成装置に限定されるものではない。
【００１３】
本実施例では、図１に示すように、装置本体１００では上記４色のトナー像形成に対応する画像形成部２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋが直列に配置されている。そして、可視画像化するまでのプロセスを各色ごとに並列処理するタンデム方式が採用されている。本実施例では、トナーの色を除き、画像形成部が像担持体である感光体２０にトナー像を形成するための画像形成構成は共通であるため、イエローの画像形成部２００Ｙを代表して感光体上にトナー像を形成するための構成を説明する。
【００１４】
像担持体である感光体２０Ｙの表面は帯電装置２１Ｙによって所定の電位になるように一様に帯電される。その後、露光装置２２Ｙによって感光体２０Ｙの表面を露光することによって、感光体２０Ｙ上に静電潜像が形成される。そして、感光体２０Ｙ上の静電潜像は、現像装置２３Ｙによって現像剤を用いて現像され、トナー像が形成される。現像装置２３Ｙによって現像された感光体２０Ｙ上のトナー像は、一次転写装置２４Ｙによって無端状ベルトによる中間転写ベルト２５に転写される。
【００１５】
そして、各画像形成部で上記と同様の工程によりそれぞれの感光体に形成されたトナー像は、同様に中間転写ベルト２５に順次重畳させて転写されることで、中間転写ベルト２５上にカラートナー像が形成される。そして、全色一次転写された中間転写体２５上のカラートナー像は、二次転写装置２６によって記録材Ｓ上に一括転写される。記録材Ｓは、給紙装置によって二次転写装置２６まで搬送される。未定着のトナー像を担持した記録材Ｓはベルト方式の本実施形態による定着装置２７へと搬送される。定着装置２７では、記録材Ｓ上のトナー像は定着ニップ部にて加熱と加圧により記録材Ｓ上に定着される。そして、定着後の記録材Ｓは排紙トレイ２８へと排紙される。裏面側に画像を形成する際には、記録材は記録材反転路２９によって反転され、その後、両面搬送路３０を介して再度上記と同様の画像形成プロセスにより２次転写部で裏面側に画像が形成される。
【００１６】
次に、図２から図５を用いて、定着装置２７の構成について説明をする。
３００は加熱手段としてのとしてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）である。このヒータ３００は、面状のセラミック基板に通電により発熱する抵抗体層が設けられ、その抵抗体層の上に保護層が設けられている。
【００１７】
３０１は上記のヒータ３００を固定支持するための支持部材としてのヒータホルダである。このヒータホルダ３０１は横断面略半円弧状樋型で耐熱性樹脂等の断熱性部材である。ヒータ３００はこのヒータホルダ３０１の下面に長手方向（記録材の搬送方向と直交する記録材の幅方向）に沿って形成具備させた溝部にヒータ表面側を下向きに露呈させて嵌め入れて耐熱性接着剤等により固定して配設してある。
【００１８】
３０２は、記録材上のトナー像を加熱する回転可能な像加熱部材としての耐熱性の定着ベルトであり、上記のヒータ３００を含むヒータホルダ３０１にルーズに外嵌させてある。定着ベルト３０２は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、ベルトの基層となる膜厚は１００μｍ以下、好ましくは２０〜５０μｍ程度のＳＵＳやＮｉからなる金属層となっている。そして、この金属層の外周面にシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコンゴムの発泡体からなる弾性層が重ねられている。更に、表層には、５〜５０μｍ程度のＰＴＦＥ、ＰＦＡ等の離型層をコーティングした複合層のベルトである。また、基層の内面には数μｍ程度のポリイミドからなる保護層を設けてあり、ヒータ３００と定着ベルト３０２の金属層との慴擦を低減させている。３０３は支持部材３０１の内側に配設したステーであり、ヒータホルダ３０１を支持している。
【００１９】
３０４は、定着ベルト３０２と記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成するための加圧部材としての加圧ロールである。加圧ロールは芯金３０４ｂと、シリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム等からなる弾性層３０４ａ、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ等の離型層から構成される。加圧ロール３０４は、芯金３０４ｂの両端部を両側板４００に回転自由に軸受け支持させて配設してある。
【００２０】
この加圧ロール３０４の上側に上記のヒータ３００・ヒータホルダ３０１・定着ベルト３０２・ステー３０３のアセンブリを、ヒータ３００側を下向きにして加圧ロール３０４に並行に配置する。そして、ステー３０３を後述する加圧力可変機構５００で下方に押圧させることで、ヒータ３００の下面を定着ベルト３０２を介して加圧ロール３０４を圧することで定着ニップ部を形成する。
【００２１】
３０５ａ・３０５ｂは円筒状のヒータホルダ３０１の手前側と奥側の端部に嵌着して配設したフランジ部材であり、定着ベルト３０２内周面の端部を受けて、定着ベルト３０２のヒータホルダ３０１の長手に沿う寄り移動を規制する役目をする。
【００２２】
フランジ３０５は、定着装置の前後側板４００にそれぞれが係合し、上下方向への移動が可能になっている。
【００２３】
３０６は分離ガイドで、排紙搬送された用紙が定着ベルト３０２に巻き付かないように、かつ定着ベルト３０２に接触して定着ベルト３０２に傷をつけないように、定着ベルト３０２とある間隔（隙間）を持って搬送方向下流側に配置されている。分離ガイド３０６はフランジ３０５の一部に係合し、バネ等の付勢部材により固定されている。
【００２４】
ヒータ３００への通電は、図示しない温度検知部材であるサーミスタの検知温度が予め設定した設定温度になるように、通電制御部であるＣＰＵにより制御される。
【００２５】
図３を用いて加圧力可変機構５００について説明する。本実施例では加圧カム５０１を用いた構成になっている。加圧力可変機構５００は、加圧カム５０１、加圧板回動軸５０２、加圧カム回動軸５０４、加圧板５０５、加圧調整ネジ５０６、加圧支持板５０７、加圧バネ５０８から構成されている。
【００２６】
加圧板５０５と加圧支持板５０７は、加圧板回動軸５０２により軸支されており、加圧板５０５は加圧支持板５０７に対して回転自在に動くことが出来る。また、加圧支持板５０７は側板４００に加圧支持板回動軸５０３で支持されており、加圧支持板５０７の先端に設けられた先端５０７ａ部で、側板４００に対してビス等の手段で固定されている。
【００２７】
加圧支持板５０７には加圧調整ネジ５０６が締結されており、加圧調整ネジ５０６を締めることによって加圧調整ネジ５０６の座面が加圧バネ５０８のバネ長を縮め、加圧板５０５に負荷されるバネ荷重を大きくすることができる。加圧板５０５は上述のとおり加圧支持板５０７に対して回転自在に支持されているので、加圧バネ５０８による圧縮力によって加圧板回動軸５０２まわりにモーメントが発生する。
【００２８】
加圧板５０５はフランジ３０５に当接するように配置されているので、加圧板５０５に生じるモーメントによってフランジ３０５は加圧ローラ３０４方向へ押され、加圧ローラ３０４と定着ベルト３０２の間に定着ニップが形成されることとなる。
【００２９】
加圧力を解除する際には、所定の偏心量を持った加圧カム５０１が回転して加圧板５０５を押し上げ、加圧板５０５とフランジ３０５の接触を解除するまで加圧板５０５を回転させることによって加圧力を解除している。加圧カム５０１の外側に駆動源Ｍが備えられており、制御部であるＣＰＵが駆動源（モータ）を動作させることによって加圧カム回動軸５０４を回転させ、圧解除が可能となる。通常、加圧力は例えば３００Ｎに設定されている。図３では、定着装置を画像形成装置にセットした際の奥側方向から見た図で説明している。図４に示すように前側にも同じ機構があり、駆動源Ｍから駆動が加圧カム回動軸５０４に伝達し、回転する事によって、前奥の加圧カムが同時に回転し、前奥ともに圧解除することができる。
【００３０】
以上示した動作によって、プリント動作がスタートすると、記録材Ｐに転写されたトナーＴが、所定の温度に保たれた定着ベルト３０２と加圧ロール３０４の間に形成されたニップ部を通過することによって、記録材ＰにトナーＴが定着される。そして、記録材は、分離ガイド３０６の下面を通過し、排紙される。プリント動作が終了すると、加圧力可変手段５００によって圧解除状態が保たれる。
【００３１】
図５にプリント動作中の定着装置の様子を示す。プリント時は加圧力可変機構５００によって定着ベルト３０２と加圧ロール３０４の間に定着ニップが形成され、定着ニップ部を記録材が通過することによって定着工程が完了する。ここで、記録材の端部には記録材の裁断の際に生じる微小なバリがあり、このバリによって、定着工程時に記録材の端部に相当する定着ベルト３０２の表面に微小な傷が生ずる。また、同じサイズの記録材を連続的に定着する場合、定着ベルト３０２の記録材が通過する部分（通紙部）と記録材が通過しない部分（非通紙部）では、定着ベルト３０２表面の温度差が生じてきてしまう。通紙部では定着ベルト３０２の熱がトナーの定着によって使用され、非通紙部では定着ベルト３０２の熱が使用されないためである。この温度差によって、定着ベルトの非通紙部領域では表面速度が通紙部領域に対して相対的に速くなる。その結果、記録材の端部領域で微小なスリップが発生し、定着ベルト３０２の表面に微小な凹凸（これら記録材端部による定着ベルト表面傷を、以下コバ傷と呼ぶ）を生じさせてしまう原因になりうる。
【００３２】
上記コバ傷を低減させる手段として、先行技術に挙げたように定着装置全体を記録材に対して往復運動させ、定着ベルトや定着ローラに対する記録材端部通過位置をずらし、コバ傷を低減させる方法がある。
【００３３】
そこで、本発明は、簡単な構成でコバ傷を効果的に低減する装置を提供するものである。本発明を適用した定着装置を図６、図７を用いて説明する。
【００３４】
図６に示すように、本発明では、加圧板回動軸５０２の加圧バネ５０８とは反対側に、レシプロ機構６００を設けている。本実施例のレシプロ機構６００は、像加熱部材の回転軸線方向に相当する定着ベルトの幅方向に定着ベルトを移動させるものである。レシプロ機構６００は、揺動部材６０１と、ギア６０２と、レシプロカム部材６０３から構成されている。揺動部材６０１は、その円周上の一部に突起６０１ａが設けられており、一方で加圧板５０５の端部からもその一部が突出した形状になっている。
【００３５】
圧解除時、加圧カム５０１が回転することによって加圧板５０５が加圧板回動軸５０２周りに、図示の半時計回りに回転する。すると、加圧板５０５の端部に設けられた突出形状が、揺動部材６０１の突起６０１ａと当接し、揺動部材６０１が図の矢印方向に回転する。
【００３６】
揺動部材６０１には、内部にワンウェイクラッチを配しており、揺動部材６０１の右回りの回転により、軸６０４に回転力が伝わる。
【００３７】
同軸にはギア６０２が軸６０１と連れまわるように嵌合しており、揺動部材６０１の回転により、結果としてギア６０２が回転する。
【００３８】
このギア６０２による駆動力は、ギア等で連結されて最終的にレシプロカム６０３を回転させることとなる。図７に示すように、レシプロカム６０３にはその円筒面に溝形状６０３ａを有している。また、溝６０３ａは円周方向に回転するに伴い、カムの軸方向に変位するような形状、すなわちＶ字形状に溝が切ってある。Ｖ字の溝はレシプロカム６０３一周で、同じ位置に戻ってくるような形状をしている。例えば、一周で３ｍｍの範囲を往復するように設計されている。即ち、回転角が３６０°になると、初めて同じ位置に戻る構成である。
【００３９】
溝６０３ａには、突起６０５が嵌合している。レシプロカム６０３が回転すると、溝６０３ａに嵌合している突起６０５は、溝６０３ａに沿ってレシプロカム６０３の軸方向に移動することとなる。突起６０５はフランジ嵌合部材６０６の一部から形成されている。また、フランジ嵌合部材６０６には、フランジ３０５が、上下方向に移動可能に、かつ定着装置の前奥方向には固定されるように嵌合している。これは、側板４００とレシプロ軸４１０が一体となっており、レシプロ軸４１０によってフランジ嵌合部材６０６が前奥方向に移動可能に固定されているためである。このため、レシプロカム６０３が回転する事によって、フランジ嵌合部材６０６が定着装置の前奥方向に移動し、結果としてフランジ３０５が定着装置の前奥方向に移動する事が可能となる。定着ベルト３０２の長手方向の位置はフランジ３０５に当接することによって決定されているので、フランジ３０５が移動する事によって定着ベルト３０２の長手方向の位置を変化させることが可能となる。
【００４０】
再び定着装置に加圧力を負荷する場合、加圧カム５０１が回転し、加圧板５０５が加圧状態の位置に戻る。このとき、揺動部材６０１も加圧状態の位置に戻る。これは、揺動部材６０１にバネ６０７の一端が掛かっているためである。また、揺動部材６０１の内部のワンウェイクラッチは、一方向のみの回転を伝達するため、揺動部材６０１が加圧状態に戻る際に、軸６０４を回転させてしまう事はない。
【００４１】
以上説明した動作により、定着装置の圧解除に連動したレシプロ動作で、特別な駆動源も必要なく、定着ベルト３０２を長手方向に往復運動させることが可能となる。
【００４２】
本実施例では、レシプロカム６０３の回転角度は、設定角度の整数倍が３６０にならないように設定されている。一回毎のレシプロカムの回転角度は１０．５°に設定されている。即ち、一度の圧解除時に動作するレシプロカムの回転角度は１０．５°である。この設定により、圧解除時のレシプロカム６０４が同じ位相になるまでの間隔を長くすることができる。その結果、位相を変更するために、異なる設定角度のレシプロ動作を行うといった動作の頻度を極めて低い頻度にしても、レシプロカム６０４が同じ位相となるまでの間隔を長くすることができる。その結果、定着ベルト３０２の長手方向の位置も同じになるまでの間隔を長くすることができ、定着ベルト３０２の特定の位置が記録材の端部に重なりやすくなるような現象を妨げることができる。一方で、例えば、図８に示すように、レシプロカム６０４の回転角度が９０°である場合、圧解除を２回行うともとの位相に戻ってしまうため、結果としてコバ傷が同じ位置に生じてしまうことになる。これを避けるために異なる設定角度のレシプロ動作を行う頻度は高くなり、レシプロ動作の制御が複雑化してしまう問題が生じてしまう。
【００４３】
本実施例では、小数点以下第二位以下の端数を切り捨てた数の整数倍が３６０にならないような設定角度である。本実施例における設定角度は、１０．５°であるが、１０．５２°の場合には、小数点以下第二位以下を切り捨て、１０．５の整数倍が３６０になるかどうかを判断するものとする。
【００４４】
なお、回転角度に移動誤差を持つ場合には、少なくとも設定角度は中心値である。なお、本実施例では、設定角度は１０．５°に該当すると共に、この動作角度になるようにモータのパルス幅が決定されているため、移動誤差は±０．１°である。その結果、移動角度は１０．５°±０．１°である。本実施例では、移動誤差を含めた小数点以下第二位以下を切り捨てた何れの角度の整数倍が３６０にならないように、移動誤差を考慮して設定角度が設定されている。
【００４５】
本実施例では、加圧解除時にレシプロカムを動作させる構成に対して設定角度を設定したものであるが、本発明はこのレシプロ機構に限定されるものではない。例えば、所定の間隔毎にレシプロ用のモータによりレシプロ用のカムを回転させてレシプロ動作を行う回転機構に採用しても、本発明の一回のレシプロ動作毎に移動する設定角度の設定を行うことにより同様の効果を得られる。その際には、モータは制御部（ＣＰＵ）により、カムがこの設定角度で回転するように回転量が制御される。
【００４６】
以上説明したように、本発明により、予め設定された角度でカムを回転し続けてレシプロ動作を行う構成であっても、レシプロ動作後の停止位置が同じになる頻度を低減することで、像加熱装置の高寿命化を図ることができる。
【符号の説明】
【００４７】
２７ 定着装置
３０２ 定着ベルト
４００ 側板
４１０ レシプロ軸
５００ 加圧力可変手段
５０１ 加圧カム
５０２ 加圧板回動軸
５０４ 加圧カム回動軸
５０５ 加圧板
５０６ 加圧調整ねじ
５０７ 加圧支持板
５０８ 加圧バネ
６００ レシプロ機構
６０１ 揺動部材
６０２ ギア
６０３ レシプロカム
６０４ 軸
６０５ 突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に形成されたトナー像を加熱する回転可能な像加熱部材と、前記像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、カムを有し、カムを予め設定した設定角度で回転することで前記ニップ部を形成している前記像加熱部材と前記加圧部材とを前記像加熱部材の回転軸線方向にレシプロするレシプロ機構と、予め設定したレシプロ動作毎に前記カムの回転角度が予め設定した設定角度になるように前記カムを回転する回転機構と、有する像加熱装置において、
前記設定角度の値は３６０よりも小さい値あって、設定角度の整数倍が３６０にならない値であることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記設定角度の値は、前記設定角度の値を小数点以下第二位以下の端数を切り捨てた数の整数倍が３６０にならないことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項１】
記録材に形成されたトナー像を加熱する回転可能な像加熱部材と、前記像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、カムを有し、カムを予め設定した設定角度で回転することで前記ニップ部を形成している前記像加熱部材と前記加圧部材とを前記像加熱部材の回転軸線方向にレシプロするレシプロ機構と、予め設定したレシプロ動作毎に前記カムの回転角度が予め設定した設定角度になるように前記カムを回転する回転機構と、有する像加熱装置において、
前記設定角度の値は３６０よりも小さい値あって、設定角度の整数倍が３６０にならない値であることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記設定角度の値は、前記設定角度の値を小数点以下第二位以下の端数を切り捨てた数の整数倍が３６０にならないことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８８５１７（Ｐ２０１３−８８５１７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７０３６（Ｐ２０１１−２２７０３６）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]