(57)【要約】【課題】  圧着解除時等に大きな振動が発生し、その振動は未定着画像形成部まで伝わり、色間の位置ずれ、ハーフトーンむら等の不具合が発生する問題があった。【解決手段】  画像形成装置において、定着手段は加圧部材対の圧着状態と解除状態を切り替える切り替え手段を設け、さらに加圧部材対は圧着状態と解除状態を切り替える時の動作方向を除いて剛体構造をした筐体に保持され、前記定着手段が緩衝装置を介して画像形成装置本体に搭載されていることにより、圧着解除動作時に発生する振動を吸収する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体から転写材上に転写されたトナー像を加熱定着する定着手段を有する画像形成装置において、
前記定着手段は、転写材を狭持搬送し加圧する加圧部材対を有し、前記加圧部材対は前記加圧部材対の圧着状態と解除状態を切り替える切り替え手段を設け、
さらに前記加圧部材対は圧着状態と解除状態を切り替える時の動作方向を除いて剛体構造をした筐体に保持され、
前記定着手段が緩衝装置を介して画像形成装置本体に搭載されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着手段が、転写材を搬送するための駆動源及び前記加圧部材対の圧着状態と解除状態を切り替える切り替え手段の駆動源を搭載していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は定着手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりプリンタ、複写機などの電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置は、発熱体を内蔵する定着ローラと加圧ローラとを圧接状態で回転させ、その間にトナー画像を保持した転写材（記録紙）を通過させることによって定着を行っているが、近年高速で高画質なカラー複写機が広く使われるようになってきた。しかしカラー画像では画像の均質性が特に要求され、定着ローラや定着ベルトに弾性層を設けることが必須となっているが、定着荷重を与えたまま放置すると、ローラの弾性層が変形し光沢むら等の不具合が発生するので、非動作時は圧着を解除することが必要になる。また高速化に伴ってますます大きなニップ圧が必要となり、これは弾性層を大きく変形させ、さらに圧着解除動作距離は大きくなり、一方同時に圧着解除に許される時間は短くなり、高速での圧着解除動作が必要になった。その結果圧着解除時に大きな振動が発生し、その振動は未定着画像形成部まで伝わり、色間の位置ずれ、ハーフトーンむら等の不具合を発生させる。
上記問題を解決するために特許文献１には、複数のプロセスユニットを一対の対向する位置決め板間で位置決めし、装置本体に設けている板とその位置決め板との間に緩衝部材を介してねじ止めし振動を低減することが記載されている。
【特許文献１】特開平５−２３２７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら公知例のような構成では緩衝材に高い荷重がかかり、弾性限界を超えた点では永久変形を起こす。また高荷重に耐えるような弾性率の緩衝材では、振動減衰が長く続き振動を吸収できないことが解った。
【０００４】
さらにしわ等紙の変形を防止するため、定着手段に用いる各ローラ間には高い平行度が要求されローラ間に緩衝材を介入させるだけでは高精度の平行度を維持できない。
【０００５】
本発明の目的は圧着解除動作時に発生する振動を吸収することができる緩衝手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は下記構成により達成できる。
（請求項１）
像担持体から転写材上に転写されたトナー像を加熱定着する定着手段を有する画像形成装置において、前記定着手段は、転写材を狭持搬送し加圧する加圧部材対を有し、前記加圧部材対は前記加圧部材対の圧着状態と解除状態を切り替える切り替え手段を設け、さらに前記加圧部材対は圧着状態と解除状態を切り替える時の動作方向を除いて剛体構造をした筐体に保持され、前記定着手段が緩衝装置を介して画像形成装置本体に搭載されていることを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記定着手段が、転写材を搬送するための駆動源及び前記加圧部材対の圧着状態と解除状態を切り替える切り替え手段の駆動源を搭載していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば定着手段に緩衝装置を介して支持することにより、圧着解除動作時に発生する振動を吸収して、色ずれや転写ムラのない画像を供給できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば駆動源を定着手段側に設けることにより、緩衝部材が振動等により移動しても駆動伝達が行われ、転写材の搬送が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機の構成を示す図である。
【００１０】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と、給紙搬送手段と、定着装置２４とを有する。
【００１１】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング装置８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング装置８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング装置８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング装置８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００１２】
像担持体としての中間転写体６は、無端状のベルトであり、複数のローラにより張架され、回動可能に支持されている。
【００１３】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されてカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００１４】
一方、転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを分離した中間転写体６は、クリーニング装置８Ａにより残留トナーが除去される。
【００１５】
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給手段である。
【００１６】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００１７】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００１８】
自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄの画像データを送信する場合や画像データとしてはコンピュータ等からの入力も利用される。
【００１９】
図１に示した定着手段２４について図２を用いて説明する。
図２（ａ）は定着手段２４の正面断面図であり、図２（ｂ）は緩衝部材の拡大図である。なお図１と同じ構成には同符号を付し説明を省略する。
【００２０】
定着手段２４は定着ローラ２４ａと、熱源を有する加熱ローラ２４ｂと、定着ローラ２４ａ及び加熱ローラ２４ｂに張架された定着ベルト２４ｃと、定着ベルト２４ｃの外周面を介して定着ローラ２４ａに圧接する加圧ローラ２４ｄとを有し、定着ローラ２４ａと加圧ローラ２４ｄとで形成されるニップ部Ｎａに未定着トナー像を担持した記録紙Ｐを通して定着を行うベルト定着装置である。各ローラはベアリングを介して金蔵筐体に支持され、相互に圧着解除動作を行う筐体同士（ここでは、加圧ローラを支持する金蔵筐体と、定着ローラと加熱ローラを支持する筐体）は、圧着解除動作を行うのに必要な最小限のガタを持たせ軸で連結されている。このガタは一方の筐体に設けられた例えばφ１１．９９〜φ１１．９８の軸と、もう一方の筐体に設けられたφ１２．０１５〜φ１２．００の穴を勘合させて与える。この構成により圧着解除動作を可能にするとともに、紙しわなどを発生させない加圧ローラと定着ローラの間の平行度を維持し、また紙走行平面と定着ニップ平面の平行度を維持している。
圧着解除動作はバネとカムを組み合わせるなど既知の機構と、定着器に搭載されたモータによって行われる。加圧ローラと定着ローラには、定着器に搭載されたモータにより駆動が入力され、ベルトは従動回転する。圧着が解除された場合でもベルトは回転できるため、熱源を持たないベルトの温度を均一に保つことができる。定着ローラへの駆動経路にはワンウエイクラッチが設けられており、圧着時には加圧ローラによる駆動が速度を支配する。圧着解除機構とローラ回転駆動のモータは、モータの正逆回転の切り替えや、クラッチの断続などによって駆動経路を切り替えれば一つのモータで兼用することも可能である。図中矢印は回転方向を示す。
【００２１】
加圧ローラ２４ｄには定着手段駆動部（不図示）が備えられており、定着手段駆動部の回転により定着ベルト２４ｃ、加熱ローラ２４ｂ及び定着ローラ２４ａが従動回転する。
【００２２】
ここで定着ベルト２４ｃは、基体として内径６０〜１５０ｍｍ程度で、厚さが２０〜８０μｍ程度のニッケル電鋳ベルト、或いは厚さが５０〜２００μｍ程度のポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、基体の外側（外周面）に、厚さ１００〜５００μｍ程度のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）やフッ素系樹脂などを施し、或いはＰＦＡチューブを被覆された構成になっている。シリコンゴム層はゴム硬度２０度〜４０度（ＪＩＳ−Ａ硬度計）の範囲が良好な定着性及び熱応答性を得る条件として好ましい。
【００２３】
定着ローラ２４ａは、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材を用いた、肉厚２〜５ｍｍ程度の円筒状の金属パイプと、該金属パイプの外周面に厚さ３〜１０ｍｍ、硬度２５度〜５０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計）のシリコンスポンジ層を設け、外径２５〜６０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。
【００２４】
このようにベルト定着方式は、加熱部材の熱源を加圧部材から離れた位置に設けることが可能となる。また定着ローラのゴム厚を増やすことができるので、高速で両面プリントする画像形成装置に対して有利であり、さらに熱容量が小さなベルトに、熱を蓄積しウォームアップの立ち上がり時間が早くすることができてかつ、ローラ定着装置よりも広いニップ幅を形成できるので、１６０℃より低い温度で定着が可能である。
【００２５】
しかしながら、定着ローラのゴム厚を増やすと上下ローラの圧着解除動作距離が大きくなり、さらに高速化に伴って、圧着解除動作に費やせる時間は短くなる。そのため圧着解除動作時に大きな振動が発生する。
【００２６】
この振動は感光体上への潜像形成部や紙への未定着画像形成部に伝わり、筋状の色ずれやハーフトーンむら等の不具合を起こしていた。また感光体から中間転写ベルトへの一次転写で感光体と中間転写ベルトが、中間転写ベルトからの紙への二次転写で中間転写ベルトと紙がずれて、やはり筋状の濃度むらや色むらになっていた。
従来は機械の剛性を高くしたり、前述の公知例のように緩衝材を設けるなどして対応していた。剛性を高くしても数十ミクロンの微細なドットによって構成される画像に全く影響を与えないようにすることは、機械の強度を大幅に上げる必要があり、機械の大型化・重量増加につながって、到底オフィスに導入できるようなものではなくなり、不十分な振動抑制で妥協せざるを得なかった。また公知例のような緩衝材を導入することで、振動の影響を大きく減じることはできるが、紙及び紙の走行方向に対するローラなどの位置を必要な精度で維持することができず、紙しわなどの不具合が発生していた。
本発明では主に、定着の圧着解除動作方向に変形し、衝撃や振動を吸収する緩衝部材を介して定着器を保持した。定着駆動源であるモータを定着器に搭載することによって駆動経路を接続するために定着器を固定する必要がなく、緩衝部材を介した保持を容易にしている。緩衝部材としてはゴムなどの弾性部材が簡易で性能も高い。より高速での圧着解除が必要で振動が大きい場合や、さらに高画質が要求される場合など、ゲル材料の適用でより高い制振効果を発揮する。もちろんバネなどを使用した制振機構も適用可能である。
圧着解除方向と、緩衝部材の主たる変形方向を概ね一致させることにより、圧着解除によって定着器は圧着解除方向に振動するが、緩衝部材で吸収される。なお緩衝部材の選定にあたっては、弾性体の復元力が定着手段の重さよりも強い材料をであることとするのは当然である。さらに振動による衝撃力をより効率的に分散させるために円錐状の部材を図２（ｂ）に示すように上下に組み合わせた形状とすることが望ましい。
【００２７】
このような構成とした定着手段は圧着解除をするときや定着手段を駆動する駆動源から発生する振動を緩衝部材２４ｇが吸収するので、振動が原因の転写ずれ、色むらなどの画像不良が発止しない。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
図２（ａ）に示した実施の形態の定着手段を図１に示した画像形成装置に装着し、転写ずれ等の画質不良を目視にて判定した。
測定条件は以下の通りである。
通紙テスト用紙            コニカミノルタコピー用紙ＮＲ−Ａ８０  Ａ４サイズ
通紙枚数                  １００枚
通紙方向                  用紙の短辺が転写材搬送方向と平行
定着手段の構成は下記の通りである。
ベルト          φ８０ｍｍ
加熱ローラ      φ５０ｍｍ
定着ローラ      φ４０ｍｍ
加圧ローラ      φ５０ｍｍ
システム速度：  ３００ｍｍ／秒
加熱部材と加圧部材間のニップ圧接力：  １０００Ｎ
設定温度：    加熱ローラ      ２００℃
加圧ローラ      １２０℃
緩衝部材：ミスミ製防振ゲル  商品名ＢＧＥＬＭ０３０  ４個使用
評価結果
実施例の装置を使用して緩衝部材を使わず本体底板に固定して画質評価を行った。
【００３０】
実施例では転写ずれなどの画像不良は発生せず良好な画質が得られた。
従って本発明のような構成をとることによって、様々な動作モードでも画像を乱すことなく良好な画質品質の画像形成装置を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す図である。
【図２】図２（ａ）は本発明に係る定着手段の概略を示す断面図である。図２（ｂ）は緩衝部材の拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
８Ａ，８Ｙ，８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ  クリーニング装置
２４  定着手段
２４ａ  定着ローラ
２４ｂ  加熱ローラ
２４ｃ  定着ベルト
２４ｄ  加圧ローラ
２４ｅ、２４ｆ  定着ガイド板
２４ｇ  緩衝部材
【図１】
2006258876.tif 000003
【図２】
2006258876.tif 000004