JP2004287131A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無端状ベルトの長寿命化を図り、定着むらの発生を防止し、且つ無端状ベルト及び各ローラの温度制御を容易にすること。
【解決手段】無端状ベルト１３は、定着ローラ１１及び熱源を有する加熱ローラ１２に張設されており、張力付与ばね１７により一定の張力が付与されている。定着ローラ１１には、熱源を有する加圧ローラ１４が対向配置されている。定着ローラ１１は、揺動レバー１５により支持されており、レバー用ばね１６により、無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されている。カム１８により揺動レバー１５を押し上げ、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させることにより、無端状ベルト１３に生じる張力が減少する。
【選択図】 図２
【解決手段】無端状ベルト１３は、定着ローラ１１及び熱源を有する加熱ローラ１２に張設されており、張力付与ばね１７により一定の張力が付与されている。定着ローラ１１には、熱源を有する加圧ローラ１４が対向配置されている。定着ローラ１１は、揺動レバー１５により支持されており、レバー用ばね１６により、無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されている。カム１８により揺動レバー１５を押し上げ、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させることにより、無端状ベルト１３に生じる張力が減少する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ等においてトナー画像を記録紙に定着させるために用いられる定着装置、及びこの定着装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の画像形成装置においてトナー画像を記録紙に定着させるために使用される定着装置には、無端状ベルトを用いたいわゆるベルト方式の定着装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４９５６９号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−１９４９４６号公報（第６−７頁、図１）
【特許文献３】
特開平７−３６３０６号公報（第４頁、図４）
【０００４】
ベルト方式の定着装置は、ゴムローラ等からなる定着ローラと、熱源を内蔵した加熱ローラと、これら定着ローラ及び加熱ローラに張設された無端状ベルトと、無端状ベルトを介して定着ローラに対向配置された加圧ローラとを備えている。加圧ローラは無端状ベルトを挟んで定着ローラに押圧され、加圧ローラと無端状ベルトとによりニップ部が形成される。
【０００５】
ベルト方式の定着装置では、無端状ベルトが定着ローラと加圧ローラとに挟まれた状態が長時間持続すると、無端状ベルトに加圧ローラ等の痕跡（圧痕）が残る。このような圧痕は、無端状ベルトの寿命を短くするだけでなく、トナー画像の一部が記録紙に定着されないオフセット現象を引き起こし、あるいは無端状ベルトの走行を不安定にするため、定着むらの原因ともなる。また、定着ローラ及び加圧ローラにもニップ痕と呼ばれる痕跡が残り、このニップ痕が無端状ベルトに転移して、無端状ベルトの寿命をさらに短くすることもある。そこで、加圧ローラを定着ローラから離間可能に構成した定着装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の定着装置では、加圧ローラは熱源を有さず、無端状ベルト等を介した熱伝達により間接的に加熱されるようになっている。従って、無端状ベルト及び各ローラ（定着ローラ、加熱ローラ及び加圧ローラ）の加熱は、無端状ベルトが定着ローラと加圧ローラとで挟み込まれた状態（ニップ状態とする。）で行う必要がある。無端状ベルト及び各ローラを均一に加熱するためには、無端状ベルトを移動させながら加熱を行うことが好ましいが、ニップ状態では無端状ベルト又は加圧ローラにトナーが付着したまま凝固している可能性があるため、無端状ベルト等に傷が付かないよう、トナーが溶融してから無端状ベルトの移動を開始する必要がある。そのため、無端状ベルト及び各ローラの温度が均一になるまでに時間がかかるという問題がある。
【０００７】
加えて、無端状ベルト及び各ローラの温度が相互に影響し合うことから、無端状ベルト及び各ローラの温度制御が複雑になり、それぞれが所定の温度に達するまでに時間がかかるという問題もある。
【０００８】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、無端状ベルト及び各ローラの長寿命化を図り、定着むらの発生を防止し、且つ無端状ベルト及び各ローラの迅速な温度制御を可能にすることができる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る定着装置は、少なくとも一つの熱源を有するローラを含むローラ群と、前記ローラ群に張設された無端状ベルトと、前記ローラ群のうち熱源を有さない第１のローラに前記無端状ベルトを挟んで対向して配置され前記無端状ベルトとの間にニップ部を形成する第２のローラとを備えた定着装置において、前記第２のローラが熱源を有し、前記第１のローラを前記第２のローラから離間する方向に変位させる変位手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態．
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る定着装置１を含む画像形成装置の基本構成を示す図である。この画像形成装置は、電子写真法を利用したものであり、記録紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部８と、この画像形成部８により記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を定着させる定着装置１とを備えている。図１において、記録紙Ｓは、左から右に搬送されるものとする。
【００１１】
画像形成部８は、静電潜像を担持する感光体ドラム８１を有している。感光体ドラム８１の周囲には、感光体ドラム８１の回転方向（図中反時計回り）に沿って、帯電ローラ８２、露光装置８３及び現像装置８４が配置されている。感光体ドラム８１の下側には、感光体ドラム８１との間で記録紙Ｓを挟み込むように転写器８７が設けられている。帯電ローラ８２は、感光体ドラム８１の表面の感光層を一様に帯電させる。露光装置８３は、一様に帯電した感光体ドラム８１の感光層を画像情報に応じて選択的に露光し、静電潜像を形成する。現像装置８４は、トナー収容室８５内のトナーを、現像ローラ８６により感光体ドラム８１の静電潜像に付着させてトナー像とする。転写器８７は、バイアス電圧が印加されたローラ状の部材であり、感光体ドラム８１のトナー像を記録紙Ｓに転移させる。
【００１２】
記録紙Ｓの搬送は、画像形成部８の上流側に設けられたローラ対９１、定着装置１の下流側に設けられたローラ対９２、及び画像形成部８のローラ状の転写器８７等によって行われる。
【００１３】
図２及び図３は、第１の実施の形態に係る定着装置１の構成を示す側面図及び斜視図である。図２に示すように、定着装置１は、定着ローラ（第１のローラ）１１と、加熱ローラ１２と、これら定着ローラ１１及び加熱ローラ１２に張設された無端状ベルト１３と、定着ローラ１１との間で無端状ベルト１３を挟み込むように設けられた加圧ローラ（第２のローラ）１４とを有している。
【００１４】
加圧ローラ１４は、熱源としてのハロゲンランプ１４ｈを内蔵している。また、この加圧ローラ１４は、図示しない軸受により回転可能に支持された主軸１４ａを有し、この主軸１４ａには、歯車２２が取り付けられている。歯車２２は、図示しない動力伝達機構を介してローラ駆動モータ２３（図９）に連結されている。また、加圧ローラ１４の外周面近傍の層は、定着ローラ１１の外周面近傍の層よりも硬度の高い材料により構成されている。
【００１５】
定着ローラ１１は、加圧ローラ１４の上方に、この加圧ローラ１４と平行に配置されている。定着ローラ１１の外周面近傍の層は、ゴム等の弾性体により構成されている。定着ローラ１１の主軸１１ａには、加圧ローラ１４の歯車２２と係合可能な歯車２１が取り付けられている。また、定着ローラ１１の主軸１１ａは、軸受１１ｂを介して、加圧ローラ１４の上方に設けられた揺動レバー（支持部材）１５に支持されている。この揺動レバー１５は、ほぼ水平で且つ定着ローラ１１の軸方向と直交する方向に延在し、その長手方向一端（図中左端）に設けられた支点１５ａを中心として上下に揺動可能に支持されている。揺動レバー１５の長手方向他端（図中右端）は、引張りばねであるレバー用ばね１６により、下方に付勢されている。揺動レバー１５において、レバー用ばね１６が作用する点をばね作用点１５ｃとする。揺動レバー１５の長手方向における略中心部には、定着ローラ１１の主軸１１ａを支持する軸受１１ｂが取り付けられた支持部１５ｄが形成されている。
【００１６】
揺動レバー１５の下側で、且つ定着ローラ１１とレバー用ばね１６との間には、揺動レバー１５を駆動するためのカム１８が設けられている。カム１８は、略円板状であり、その中心から偏心した位置に回動軸１８ａを有している。図１に実線で示す状態では、カム１８の外周端面は揺動レバー１５に当接していないが、図１に破線Ｃで示すようにカム１８が回動軸１８ａを中心として所定角度回動すると、カム１８の外周端面が揺動レバー１５に当接し、揺動レバー１５を上方に押し上げる。これら揺動レバー１５及びカム１８は、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間させる方向に変位させる変位機構１ａを構成している。
【００１７】
加熱ローラ１２は、熱源としてのハロゲンランプ１２ｈを内蔵しており、定着ローラ１１の斜め上方（図２における左上）に、この定着ローラ１１と平行に配置されている。加熱ローラ１２は、定着ローラ１１に対してほぼ接近及び離間する方向、すなわち図中に矢印Ａで示す方向に変位可能に支持されており、張力付与ばね（付勢手段）１７により、定着ローラ１１から離間する方向に付勢されている。図４は、加熱ローラ１２を支持するための構成の一例を示す側面図である。加熱ローラ１２の主軸１２ａを支持する軸受１２ｂは、支持ブロック１２ｃに取り付けられており、この支持ブロック１２ｃは、ガイド部材（支持手段）１２ｄに形成されたガイド溝１２ｅにより、定着ローラ１１に対してほぼ接近及び離間する方向に摺動可能に支持されている。張力付与ばね１７は、ガイド溝１２ｅの底部とブロック１２ｃとの間に設けられた圧縮ばねである。
【００１８】
定着ローラ１１と加熱ローラ１２との間に張設された無端状ベルト１３は、図３に示すように、定着ローラ１１の軸方向において、記録紙Ｓの幅以上の長さを有している。
【００１９】
次に、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との開閉動作について説明する。図２に示したように、カム１８の外周端面が揺動レバー１５に当接していないときには、揺動レバー１５はレバー用ばね１６の付勢力により下方に付勢され、定着ローラ１１は無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間には、記録紙の加圧及び加熱を行うニップ部１９が形成される。定着ローラ２１の外周面近傍の層は、加圧ローラ１４に比較して硬度が低いため、加圧ローラ１４の外周面に沿って変形する。すなわち、加圧ローラ１４の外周面により、記録紙の搬送路が規定される。なお、軸受１１ｂの最上部を、揺動レバー１５が定着ローラ１１の軸受１１ｂに作用する点（ローラ作用点１５ｂとする。）とすると、定着ローラ１１の加圧ローラ１４に対する押圧力は、支点１５ａからばね作用点１５ｃまでの距離と支点１５ａからローラ作用点１５ｂまでの距離との比、及びレバー用ばね１６の付勢力により決定される。
【００２０】
図５は、カム１８が回動軸１８ａを中心として所定角度回動し、揺動レバー１５を押し上げた状態を示す側面図である。カム１８がレバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げると、定着ローラ１１は上方に変位し、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から所定量離間する。
【００２１】
図６は、定着ローラ１１の変位に伴う歯車２１，２２との係合状態の変化を示す拡大図である。定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されている状態では、図６（Ａ）に示すように、定着ローラ１１の歯車２１及び加圧ローラ１４の歯車２２は、互いに係合している。すなわち、歯車２１，２２のピッチ円Ｐ１，Ｐ２が互いに接触している。これにより、加圧ローラ１４の回転が、がたつきを生じることなく定着ローラ１１に伝達される。
【００２２】
一方、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間した状態では、図６（Ｂ）に示すように、歯車２１，２２のピッチ円Ｐ１，Ｐ２は互いに離間するが、歯先円Ｈ１，Ｈ２は交差している。すなわち、歯車２１，２２は、互いの歯先部分において回転を伝達可能な位置関係にある。従って、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間した状態でも、加圧ローラ１４の回転は定着ローラ１１に伝達される。このような係合状態は、例えば歯車２１，２２のモジュールを１ｍｍとした場合、定着ローラ１１と加圧ローラ１４とのギャップを１ｍｍ以下とすることにより実現することができる。
【００２３】
図７は、定着ローラ１１の変位に伴う無端状ベルト１３の張力の変化を説明するための模式図である。上述したように、加熱ローラ１２は、圧縮ばねである張力付与ばね１７により、定着ローラ１１から離間する方向に付勢されている。定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されているときの張力付与ばね１７の長さをｂ１とする。カム１８により揺動レバー１５が押し上げられ、定着ローラ１１が上方に変位すると、これに伴って加熱ローラ１２が定着ローラ１１から離間する方向に変位する。このとき、図７に破線で示すように、張力付与ばね１７の長さが上記のｂ１よりも長いｂ２となるため、無端状ベルト１３にかかる張力が減少する。
【００２４】
図８は、張力付与ばね１７の長さｂと、無端状ベルト１３に生じる張力Ｔとの関係を表すグラフである。定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間しているとき（すなわち、張力付与ばね１７の長さがｂ２のとき）には、無端状ベルト１３に生じる張力Ｔが大きすぎると、定着ローラ１１及び加熱ローラ１２に長時間接触することにより無端状ベルト１３に圧痕が残る。無端状ベルト１３の張力Ｔがこれより大きくなると無端状ベルト１３に圧痕が残るという限界の張力を、Ｔ３とする。一方、無端状ベルト１３に生じる張力Ｔが小さすぎると、定着ローラ１１が回転した際に、無端状ベルト１３が定着ローラ１１及び加熱ローラ１２に対して滑りを生じる。無端状ベルト１３の張力Ｔがこれより小さくなると滑りが生じるという限界の張力を、Ｔ４とする。張力付与ばね１７は、長さｂ２のときに、無端状ベルト１３に生じる張力Ｔ２が、上記の張力Ｔ３以上で且つ張力Ｔ４以下（すなわち、Ｔ３≧Ｔ２≧Ｔ４）となるよう、ばね定数及び寸法が決定されている。
【００２５】
一方、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されているとき（すなわち、張力付与ばね１７の長さがｂ１のとき）には、無端状ベルト１３にかかる張力Ｔが小さすぎると、ニップ部１９に記録紙Ｓを挟んで回転した際に、無端状ベルト１３が定着ローラ１１に対して滑りを生じる。無端状ベルト１３の張力Ｔがこれより小さくなると滑りが生じるという限界の張力をＴ５とする。張力付与ばね１７は、長さｂ１のときに、張力Ｔ５以上の張力Ｔ１（Ｔ１≧Ｔ５）が無端状ベルト１３に生じるよう、ばね定数及び寸法が決定されている。
【００２６】
図９は、この定着装置１を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。定着装置１の制御を司る機構制御部１０は、加熱ローラ１２内のハロゲンランプ１２ｈ、加圧ローラ１４内のハロゲンランプ１４ｈ、加圧ローラ１４を回転させるためのローラ駆動モータ２３、及びカム１８を回転させるためのカム駆動モータ２４を駆動制御する。また、機構制御部１０には、加熱ローラ１２の近傍に設けられたサーミスタ２５及び加圧ローラ１４の近傍に設けられたサーミスタ２６から、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の表面温度のデータがそれぞれ入力される。画像形成装置全体の制御を司る全体制御部２０は、機構制御部１０のほか、ローラ対９１，９２（図１）を含む記録紙の搬送機構９及び画像形成部８を制御する。全体制御部２０には、また、ローラ対９１の上流側に設けられた記録紙センサ９０から、記録紙の先端又は後端を検知したことを示す検知信号が入力される。
【００２７】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。定着動作を行う前の待機状態では、図５に示すように、カム１８が揺動レバー１５を押し上げた状態にあり、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３は加圧ローラ１４から離間している。また、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与されている。全体制御部２０は、画像形成部８において実行すべき画像形成ジョブが生じた場合、また、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、ウォーミングアップ動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、ローラ駆動モータ２３の回転を開始する。これにより加圧ローラ１４が回転し、歯車２１，２２の係合により定着ローラ１１が回転する。定着ローラ１１の回転により、無端状ベルト１３が移動し、加熱ローラ１２が回転する。
【００２８】
機構制御部１０は、さらに、サーミスタ２５により検出される加熱ローラ１２の表面温度に基づいてハロゲンランプ１２ｈの通電制御を行い、サーミスタ２６により検出される加圧ローラ１４の表面温度に基づいてハロゲンランプ１４ｈの通電制御を行う。定着ローラ１１及び無端状ベルト１３は、加熱ローラ１２からの熱伝達により加熱される。無端状ベルト１３を移動しながら加熱を行うため、無端状ベルト１３を均一に加熱することができる。
【００２９】
全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端がニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動する。これによりカム１８が所定角度回動し、カム１８の外周端面が揺動レバー１５から離れ、揺動レバー１５がレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動する。その結果、図２に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。定着ローラ１１が下方に変位すると、加熱ローラ１２も下方に変位し、張力付与ばね１７が圧縮される。これにより、無端状ベルト１３には、定着動作の際に定着ローラ１１との間で滑りを生じないような張力Ｔ１（図８）が付与される。
【００３０】
画像形成部８によりトナー像が転写された記録紙は、トナー像が形成された面を上側（無端状ベルト１３側）に向けて、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９に挿入される。記録紙は、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間で加圧及び加熱され、これによりトナー像が記録紙の表面に定着する。ニップ部１９を通過した記録紙は、定着装置１の下流側に配置されたローラ対９２により画像形成装置の外部に排出される。
【００３１】
全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動する。これによりカム１８が所定角度回動して、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げる。その結果、図５に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。機構制御部１０は、また、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、さらに加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４のハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。
【００３２】
尚、全体制御部２０は、定着動作中であっても、記録紙センサ９０等により記録紙のジャム（詰まり）が検知されたときには、ニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。これにより、機構制御部１０は、カム駆動モータ２４を駆動し、カム１８を回動させて揺動レバー１５を押し上げ、さらにローラ駆動モータ２３の回転を停止し、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間するため、記録紙の除去が容易になり、また無端状ベルト１３や加圧ローラ１４の損傷が防止される。
【００３３】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、定着を行わないときには、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させることができるため、無端状ベルト１３及び各ローラ（すなわち、定着ローラ１１、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４）における圧痕の発生を防止することができる。その結果、定着むらの発生を抑制すると共に、無端状ベルト１３及び各ローラの長寿命化を図ることができる。
【００３４】
さらに、加圧ローラ１４が熱源（ハロゲンランプ１４ｈ）を有しているため、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させた状態で温度制御を行うことができる。そのため、ハロゲンランプ１２ｈにより加熱される定着ローラ１１、加熱ローラ１２及び無端状ベルト１３のグループと、ハロゲンランプ１４ｈにより加熱される加圧ローラ１４との間での熱の移動が少なくなり、両者を独立に温度制御することが可能になる。その結果、無端状ベルト１３及び各ローラの温度制御が容易になり、迅速な温度制御が可能になる。
【００３５】
また、無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させた状態で加熱を行うことができるため、無端状ベルト１３の表面等に凝固したトナーが付着していたとしても、そのトナーを無端状ベルト１３と加圧ローラ１４とで挟み込むことがなく、無端状ベルト１３又は加圧ローラ１４の損傷が防止できる。
【００３６】
さらに、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させることにより、無端状ベルト１３の張力が減少するよう構成したため、高い張力が無端状ベルト１３に長時間付与されることを回避することができ、無端状ベルト１３をさらに長寿命化することができる。
【００３７】
加えて、定着ローラ１１を変位させ、加圧ローラ１４を変位させない構成としたので、加圧ローラ１４の表面により規定される記録紙の搬送経路を安定させることができる。また、加圧ローラ１４とその温度を検出するサーミスタ２６との位置関係が変化しないため、安定した温度制御を行うことができる。
【００３８】
また、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間した状態でも、歯車２１，２２による回転伝達が可能であるため、定着ローラ１１、加熱ローラ１２及び無端状ベルト１３を、加圧ローラ１４と共通の駆動源で回転させながらウォーミングアップ動作を行うことが可能になる。
【００３９】
さらに、画像形成部８での処理に時間がかかっても、定着ローラ１１と加圧ローラ１４とを離間させた状態で待機することができる。そのため、特に、厚紙や特殊媒体など画像形成速度を遅くしなければならない記録紙を用いた場合、又は画像形成部８においてジョブの切り替えが行われている場合であっても、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間の熱移動を最小限に抑制でき、従って、温度制御が容易になる。
【００４０】
また、記録紙のジャムが発生した場合に、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させるようにしたので、ジャムを生じた記録紙の除去が容易になる。また、記録紙が無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間に挟まれたまま放置されることがなくなるので、無端状ベルト１３や加圧ローラ１４の熱による損傷を防止できる。
【００４１】
尚、上述した説明においては、カム１８として、偏心した回動軸を有する円形カムを用いたが、回動軸から外周面までの距離が一定でない形状を有するものであればよい。図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、カムの他の構成例を示す斜視図及び正面図である。図１０（Ｃ）及び（Ｄ）は、カムのさらに別の構成例を示す斜視図及び正面図である。図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すカム２８は、楕円形状であり、その長軸上において当該長軸の中心から偏芯した点を通る回動軸２８ａを有する。図１０（Ｃ）及び（Ｄ）に示すカム２９は、正８角形形状であり、その中心から偏心した点を通る回動軸２９ａを有する。
【００４２】
第２の実施の形態．
図１１及び図１２は、第２の実施の形態に係る定着装置１の構成を示す側面図であり、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧された状態、及び定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間した状態をそれぞれ示している。この第２の実施の形態では、張力付与ばね１７による無端状ベルト１３への張力付与を解除する手段が設けられている。
【００４３】
図１１に示すように、張力付与ばね１７の先端部に固定された当接部材１７ａと、この当接部材１７ａが定着ローラ１１から離間する方向に変位したときに当接するストッパ（張力付与解除手段）３０とが設けられている。ストッパ３０は、例えば、張力付与ばね１７が取り付けられたガイド部材１２ｄ（図４）に固定されている。このストッパ３０は、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間したときに張力付与ばね１７に当接し、無端状ベルト１３に張力が付与されないようにするためのものである。
【００４４】
定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されているときには、第１の実施の形態と同様、張力付与ばね１７の先端に取り付けられた当接部材１７ａとストッパ３０とは一定の距離ｄだけ離間している。この状態では、第１の実施の形態と同様、張力付与ばね１７の付勢力により、無端状ベルト１３に張力が付与される。
【００４５】
これに対し、図１２に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間し、定着ローラ１１が上方に変位すると、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接する。当接部材１７ａがストッパ３０に当接すると、このストッパ３０が張力付与ばね１７の付勢力を受けることになり、無端状ベルト１３には張力が付与されないため、無端状ベルト１３には弛みが生じる。尚、図１３は、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０から離間した状態（Ａ）、及び張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接した状態（Ｂ）をそれぞれ示している。
【００４６】
尚、本実施の形態では、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間しているとき（すなわち、無端状ベルト１３が弛んでいるとき）には、定着ローラ１１の回転を行わないため、歯車２１，２２は互いに回転を伝達可能な位置関係にある必要はない。しかしながら、歯車２１，２２を係合させるときに歯先同士が当接することがないよう、図６（Ｂ）に示したように歯車２１，２２の歯先円Ｈ１，Ｈ２が交差していることが好ましい。これは、第１の実施の形態でも説明したように、例えば歯車２１，２２のモジュールを１ｍｍとし、定着ローラ１１と加圧ローラ１４とのギャップを１ｍｍ以下とすることにより実現できる。
【００４７】
図１４は、第２の実施の形態に係る定着装置１の加熱ローラ１２の構成を示す斜視図である。加熱ローラ１２の軸方向両端には、加熱ローラ１２よりも大きな外径を有するリングである位置規制リング（ベルト位置規制手段）３２が取り付けられている。この位置規制リング３２は、張力が付与されずに弛んだ無端状ベルト１３が、加熱ローラ１２の軸方向に位置ずれしないようにするためのものである。尚、同様の位置規制リング３２は、定着ローラ１１にも設けられている。
【００４８】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。待機状態においては、カム１８が揺動レバー１５を押し上げており、図１２に示すように、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４とが離間し、無端状ベルト１３には弛みが生じている。
【００４９】
全体制御部２０（図９）は、画像形成部８において画像形成ジョブが生じた場合、または加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、加熱動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、サーミスタ２５，２６の検出温度に基づき、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈの通電制御を行う。但し、第１の実施の形態におけるウォーミングアップ動作と異なり、この加熱動作では、ローラ駆動モータ２３の回転は行わない。
【００５０】
また、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端がニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動する。これによりカム１８が所定角度回動し、カム１８の外周端面が揺動レバー１５から離れ、揺動レバー１５がレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動する。その結果、図１１に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。また、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。そののち、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９において、実施の形態１と同様の方法で、記録紙へのトナー像の定着が行われる。
【００５１】
一方、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づいて、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動する。これによりカム１８が所定角度回動して、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げる。その結果、図１２に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。機構制御部１０は、また、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、さらにハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。これにより、定着ローラ１１が上方に変位し、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接し、無端状ベルト１３が弛む。
【００５２】
尚、全体制御部２０は、定着動作中であっても、記録紙センサ９０等により記録紙のジャムが検知されたときには、ニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。これにより、機構制御部１０は、カム駆動モータ２４を駆動し、カム１８を回動させて揺動レバー１５を押し上げ、さらにローラ駆動モータ２３の回転を停止し、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間するため、記録紙の除去が容易になり、また無端状ベルト１３や加圧ローラ１４の熱による損傷が防止される。
【００５３】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させたときに無端状ベルト１３を弛ませるようにしたため、無端状ベルト１３及び各ローラに圧痕が生じ難くなり、これらの一層の長寿命化を図ることができる。
【００５４】
この第２の実施の形態は、特に、無端状ベルト１３に定着ローラ１１等との間で滑りを生じないような張力を長時間付与した場合に、無端状ベルト１３や定着ローラ１１等に圧痕が生じてしまうような場合（図８において、Ｔ３＜Ｔ４となる場合）に、無端状ベルト１３や各ローラの長寿命化を図る上で有効である。
【００５５】
尚、上述した説明においては、定着ローラ１１及び加熱ローラ１２のそれぞれに、無端状ベルト１３の位置を規制する位置規制リング３２を設けたが、位置規制リング３２の代わりに、図１５に示すように、定着ローラ１１と加熱ローラ１２との間の無端状ベルト１３の幅方向両側にほぼ当接する位置規制部材３４を設けることも可能である。
【００５６】
また、上述した説明においては、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間しているときには、図６に示したように歯車２１，２２の歯先円Ｈ１，Ｈ２が交差していることが好ましいと説明したが、その代わりに、図１６に示すように、尖った歯先３５ａ，３６ａを有する歯車３５，３６を用いてもよい。このようにすれば、図１６（Ｂ）に示すように歯車３５，３６を互いに離間させたのち、図１６（Ａ）に示すように歯車３５，３６を再び係合させるときに、歯先３５ａ，３６ａ同士が当接することを防止することができる。
【００５７】
第３の実施の形態．
図１７は、第３の実施の形態に係る定着装置１の構成を示す側面図である。図１８は、第３の実施の形態に係る定着装置１のカム３８の動作を示す図である。この第３の実施の形態では、定着ローラ１１の加熱ローラ１２からの離間量を２通りに変化させることができるよう構成されている。
【００５８】
本実施の形態に係る定着装置１は、第２の実施の形態と同様、レバー用ばね１６の作用を規制するストッパ３０と、無端状ベルト１３の位置ずれを防止する位置規制リング３２（図１４）とを有している。また、この定着装置１は、揺動レバー１５の押し上げ量が２通りに選択可能なカム３８を有している。カム３８は、略円板状の部材であり、その中心から偏心した位置に回動軸３８ａを有している。図１７に示すように、カム３８の外周端面のうち回動中心３８ａから最も距離の近い外周端面が、回動中心３８ａの上方に位置しているときには、カム３８は揺動レバー１５から離間している。このときのカム３８の回動位置を、回動基準位置とする。
【００５９】
カム３８が揺動レバー１５に当接していないときには、揺動レバー１５はレバー用ばね１６により下方に付勢され、定着ローラ１１は無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されている。第１の実施の形態と同様、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与されている。
【００６０】
図１８は、カム３８の動作を拡大して示す側面図である。カム３８は、上述した回動基準位置から反時計回りに約９０度回動した第１の回動位置と、回動基準位置から反時計回りに約１８０度回動した第２の回動位置とをとりうる。カム３８が第１の回動位置にあるときには、図１８（Ａ）に示すように、カム３８の外周端面が揺動レバー１５に当接してこれを押し上げ、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間には間隔ｂが形成される。カム３８が第２の回動位置にあるときには、図１８（Ｂ）に示すように、カム３８が揺動レバー１５をさらに押し上げ、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間には、間隔ｂよりも大きい間隔ａが形成される。
【００６１】
図１９及び図２０は、カム３８が第１の回動位置及び第２の回動位置に回動したときの定着装置をそれぞれ示す側面図である。図１９に示すように、カム３８が第１の回動位置まで回動し、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との間に間隔ｂが形成されたときには、定着ローラ１１の上方への変位に伴って加熱ローラ１２が定着ローラ１１から離間する方向に変位し、それに伴って張力付与ばね１７が一定量伸びるため、無端状ベルト１３に生じる張力は減少する。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。また、定着ローラ１１及び加圧ローラ１４の歯車２１，２２のピッチ円は互いに離間しているが、歯先円Ｈ１，Ｈ２（図６（Ｂ））は交差しており、互いに回転伝達が可能な位置関係にある。
【００６２】
一方、図２０に示すように、カム３８が第２の回動位置まで回動し、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との間に間隔ａが形成されたときには、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接するため、無端状ベルト１３には張力が付与されず、弛みが生じる。尚、この状態では、歯車２１，２２が完全に離間していてもよいが、再び係合させるときに歯先同士が当接しないよう、図６（Ｂ）に示したように歯先円Ｈ１，Ｈ２が交差していることが好ましい。
【００６３】
尚、定着ローラ１１及び加熱ローラ１２には、無端状ベルト１３に弛みが生じてもその位置がずれないようにするための位置規制リング３２（図１４）が設けられている。
【００６４】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。待機状態においては、カム３８は第２の回動位置にあり、図２０に示すように、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４とが間隔ａだけ離間し、無端状ベルト１３には弛みが生じている。
【００６５】
全体制御部２０は、画像形成部８において実行すべき画像形成ジョブが生じた場合、また、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、ウォーミングアップ動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動し、カム３８を第１回動位置まで回動させる。揺動レバー１５は、ばね１８の付勢力により支軸１５ａを中心として下方に揺動し、図１９に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４に接近し、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間隔がｂとなる。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。また、歯車２１，２２が互いに接近し、相互の回転伝達が可能になる。機構制御部１０は、さらに、ローラ駆動モータ２３の回転を開始する。ローラ駆動モータ２３により加圧ローラ１４が回転すると、歯車２１，２２の係合により定着ローラ１１が回転し、その結果、ベルト１３が移動し、加熱ローラ１２が回転する。機構制御部１０は、さらに、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈに通電を開始する。これにより、定着ローラ１１、加熱ローラ１２、無端状ベルト１３及び加圧ローラ１４の均一な加熱が行われる。
【００６６】
全体制御部２０は、さらに、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端がニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動してカム３８を回動基準位置まで回動させる。これにより、カム３８の外周端面が揺動レバー１５から離れるため、揺動レバー１５はレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動する。その結果、図１７に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。また、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。そののち、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９において、実施の形態１と同様の方法で、記録紙へのトナー像の定着が行われる。
【００６７】
一方、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づいて、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動し、カム３８を回動基準位置から１８０度回動させて、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げる。その結果、図２０に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。機構制御部１０は、また、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、さらにハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。これにより、定着ローラ１１が上方に変位し、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接し、無端状ベルト１３に弛みが生じる。
【００６８】
尚、全体制御部２０は、定着動作中であっても、記録紙センサ９０等により記録紙のジャムが検知されたときには、ニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。これにより、無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間するため、記録紙の除去が容易になる。
【００６９】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との離間量を２通りに変化させるようにし、離間量に応じて無端状ベルト１３に付与される張力を変化させるようにしたので、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の効果を共に達成することができる。すなわち、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させた状態で、無端状ベルト１３を移動させながら加熱するウォーミングアップ動作を行うことができ、また、待機状態においては無端状ベルト１３を弛ませることにより無端状ベルト１３や各ローラを長寿命化することができる。
【００７０】
尚、上述した説明においては、カム３８として、偏心した回動軸を有する円形カムを用いたが、図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、回動軸から外周面までの距離が一定でない形状を有するものであればよい。また、位置規制リング３２の代わりに、図１５に示すように、定着ローラ１１と加熱ローラ１２との間の無端状ベルト１３の両側端に無端状ベルト１３の位置を規制する部材３４を設けることも可能である。さらに、歯車２１，２２の代わりに、図１６に示すように尖った歯先部を有する歯車３５，３６を用いてもよい。
【００７１】
第４の実施の形態．
図２１は、第４の実施の形態に係る定着装置１の側面図である。第４の実施の形態では、第１の実施の形態におけるカム３８の代わりに、ソレノイド４８を用いている。ソレノイド４８は、揺動レバー１５の上方に配置された本体４８ｂと、この本体４８ｂから下方に突出し、略鉛直方向に移動可能なプランジャ４８ａとを有している。ソレノイド４８のプランジャ４８ａの下端は、揺動レバー１５のばね作用点１５ｃとローラ作用点１５ｂとの間に設けられたピン４８ｃに連結されている。ソレノイド４８は、本体４８ｂ内のコイルに電流が流れている状態（オン状態とする）では、プランジャ４８ａに上向きの駆動力が作用し、コイルに電流が流れていない状態（オフ状態とする）では、プランジャ４８ａに駆動力が作用しないよう構成されている。
【００７２】
ソレノイド４８がオフ状態のときには、揺動レバー１５はソレノイド４８から何ら付勢力を受けないため、図２１に示すように、レバー用ばね１６の付勢力により下方に付勢され、従って定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。このとき、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与されている。
【００７３】
図２２は、ソレノイド４８をオン状態にしたときの定着装置１を示す側面図である。ソレノイド４８をオン状態とすると、プランジャ４８ａが上方に移動し、レバー用ばね１６の付勢力に抗して上方に移動して揺動レバー１５を引き上げ、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させる。定着ローラ１１が上方に変位することにより、第１の実施の形態と同様、無端状ベルト１３に付与される張力は減少する。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。
【００７４】
図２３は、第４の実施の形態に係る定着装置１を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。機構制御部１０は、実施の形態１に設けられていたカム１８（図２）を回動させるためのカム駆動モータ２４の代わりに、ソレノイド４８を駆動制御する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
第４の実施の形態に係る画像形成装置の動作は、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させる際にはソレノイド４８をオン状態とし、定着ローラ１１を無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧する際にはソレノイド４８をオフ状態とするという点を除き、第１の実施の形態と同様である。
【００７６】
以上説明したように、第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態における効果に加えて、ソレノイド４８の高い応答性により、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４に押圧し、また加圧ローラ１４から離間させる動作を、迅速に行うことができるという効果が得られる。
【００７７】
第５の実施の形態．
図２４は、第５の実施の形態に係る定着装置１の側面図である。第５の実施の形態では、第２の実施の形態におけるカム１８の代わりに、上記第４の実施の形態で説明したソレノイド４８を用いている。他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【００７８】
ソレノイド４８がオフ状態のとき、すなわちプランジャ４８ｂに駆動力が作用していないときには、揺動レバー１５はソレノイド４８からの付勢力を受けない。そのため、揺動レバー１５は、レバー用ばね１６の付勢力により下方に付勢され、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与されている。
【００７９】
図２５は、第５の実施の形態に係る定着装置１においてソレノイド４８をオン状態にした状態を示す側面図である。ソレノイド４８をオン状態とすると、プランジャ４８ａが上方に移動して揺動レバー１５を引き上げ、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させる。定着ローラ１１が上方に変位するのに伴い、第２の実施の形態と同様、張力付与ばね１７に取り付けられた当接部材１７ａがストッパ３０に当接するため、無端状ベルト１３には張力が付与されず、弛みが生じる。尚、第５の実施の形態に係る画像形成装置の制御システムは、第４の実施の形態（図２３）と同様である。
【００８０】
第５の実施の形態に係る画像形成装置の動作は、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させる際にはソレノイド４８をオン状態とし、定着ローラ１１を無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧する際にはソレノイド４８をオフ状態とするという点を除き、第２の実施の形態と同様である。
【００８１】
以上説明したように、第５の実施の形態によれば、第２の実施の形態における効果に加えて、ソレノイド４８の高い応答性により、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４に押圧し、また加圧ローラ１４から離間させる動作を、迅速に行うことができるという効果が得られる。
【００８２】
第６の実施の形態．
図２６は、第６の実施の形態に係る定着装置１の側面図である。第６の実施の形態では、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加熱ローラ１２から離間する際の離間量を２通りに変化させるために、揺動レバー１５に連結された２つのソレノイド５０，６０を有している。
【００８３】
ソレノイド５０，６０は、揺動レバー１５の上方に配置された本体５２，６２と、これら本体５２，６２から下方に突出し、略鉛直方向に移動可能なプランジャ５１，５２とをそれぞれ備えている。プランジャ５１，６１の下端部に形成された連結部５１ａ，６１ａには、略鉛直方向に長いスリット５３，６３がそれぞれ形成されている。スリット５３，６３には、揺動レバー１５に突設されたピン５４，６４が摺動可能に係合している。ピン５４，６４は、揺動レバー１５の長手方向に沿って、ローラ作用点１５ｂとばね作用点１５ｃとの間に形成されている。ローラ作用点１５ｂに近い側にピン５４が配置され、ばね作用点１５ｃに近い側にピン６４が配置されている。
【００８４】
ソレノイド５０は、本体５２内のコイルに電流が流れているオン状態では、プランジャ５１に上向きの駆動力が作用し、本体５２内のコイルに電流が流れていないオフ状態では、プランジャ５１に駆動力が作用しないよう構成されている。ソレノイド６０も、ソレノイド５０と同様に構成されている。
【００８５】
図２６に示すように、ソレノイド５０，６０がいずれもオフ状態にあるときには、揺動レバー１５はソレノイド５０，６０による付勢力を受けず、従って、レバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動し、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。また、定着ローラ１１及び加圧ローラ１４の歯車２１，２２のピッチ円は互いに接触している。
【００８６】
図２７及び図２８は、図２６に示した状態からソレノイド６０及びソレノイド５０がそれぞれ作動したときの定着装置１を示す側面図である。図２７に示すように、ソレノイド５０がオフ状態のままソレノイド６０がオン状態になると、ソレノイド６０のスリット６３の下端部がピン６４に下方から当接し、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を上方に揺動させる。尚、もう一方のピン５４は、ソレノイド５０のスリット５３の上端にも下端にも接していない。この状態で、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との間には、間隔ｂが形成される。定着ローラ１１の上方への変位に伴って、張力付与ばね１７の長さが伸びるため、無端状ベルト１３に生じる張力は減少する。このとき、張力付与ばね１７の当接部材１７ａは、ストッパ３０に当接していない。また、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。定着ローラ１１及び加圧ローラ１４の歯車２１，２２は、相互に回転伝達が可能な位置関係にある。
【００８７】
一方、図２８に示すように、ソレノイド５０をオン状態としてソレノイド６０をオフ状態とすると、ソレノイド５０のスリット５３の下端部がピン５４に下方から当接し、揺動レバー１５を上方に揺動させる。尚、もう一方のピン６４は、ソレノイド６０のスリット６３の上端にも下端にも接していない。ソレノイド５０のピン５４は、ソレノイド６０のピン６４よりも支軸１５ａに近い位置に配置されているため、揺動レバー１５の揺動量は、ソレノイド６０をオン状態とした場合（図２７）よりも大きい。従って、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との間には、間隔ｂ（図２７）よりも大きい間隔ａが形成される。張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接し、その結果、張力付与ばね１７には張力が付与されず、弛みが生じる。尚、この状態では、歯車２１，２２が完全に離間していてもよいが、再び係合させるときに歯先同士が当接しないよう、図６（Ｂ）に示したように歯車２１，２２の歯先円Ｈ１，Ｈ２が交差していることが好ましい。
【００８８】
また、定着ローラ１１及び加熱ローラ１２には、無端状ベルト１３に弛みが生じたときに、無端状ベルト１３が定着ローラ１１等に対して位置ずれしないようにするための位置規制リング３２が設けられている。
【００８９】
図２９は、第６の実施の形態に係る定着装置１を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。機構制御部１０は、実施の形態１に設けられていたカム１８（図２）を回動させるためのカム駆動モータ２４の代わりに、ソレノイド５０，６０を制御する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００９０】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。待機状態においては、図２８に示すように、ソレノイド５０がオン状態で、ソレノイド６０がオフ状態にある。また、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３は加圧ローラ１４から間隔ａだけ離間しており、無端状ベルト１３には弛みが生じている。
【００９１】
全体制御部２０は、画像形成部８において実行すべき画像形成ジョブが生じた場合、また、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、ウォーミングアップ動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づいて、ソレノイド６０をオン状態にし、ソレノイド５０をオフ状態にする。これにより、図２７に示すように、揺動レバー１５が下方に揺動し、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間隔はｂとなる。無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。歯車２１，２２は、互いに回転伝達可能な位置関係にある。
【００９２】
機構制御部１０は、さらにローラ駆動モータ２３の回転を開始する。これにより加圧ローラ１４が回転すると、歯車２１，２２の係合により定着ローラ１１が回転し、その結果、定着ローラ１１に巻かれたベルト１３が移動し、加熱ローラ１２が回転する。さらに、機構制御部１０は、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈに通電を開始する。これにより、定着ローラ１１、加熱ローラ１２、無端状ベルト１３及び加圧ローラ１４が均一に加熱される。
【００９３】
全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端が搬送ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、ソレノイド５０，６０をオフ状態にする。揺動レバー１５は、ソレノイド５０，６０からの付勢力を受けないため、レバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動する。その結果、図２６に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。そののち、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９において、実施の形態１と同様の方法で、記録紙へのトナー像の定着が行われる。
【００９４】
一方、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づいて、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、ソレノイド６０をオフ状態にしたままソレノイド５０をオン状態にする。これにより、ソレノイド６０が揺動レバー１５を上方に揺動させ、図２８に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から間隔ａだけ離間する。機構制御部１０は、さらに、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。これにより、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接し、無端状ベルト１３が弛む。
【００９５】
尚、全体制御部２０は、定着動作中であっても、記録紙センサ９０等により記録紙のジャムが検知されたときには、ニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。これにより、無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間し、無端状ベルト１３が弛み、記録紙の除去が容易になる。また、無端状ベルト１３や加圧ローラ１４の熱による損傷が防止される。
【００９６】
以上説明したように、第６の実施の形態によれば、第３の実施の形態の効果に加えて、ソレノイド５０，６０の高い応答性により、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４に押圧し、また加圧ローラ１４から離間させる動作を、迅速に行うことができるという効果が得られる。
【００９７】
第７の実施の形態．
図３０は、第７の実施の形態に係る定着装置１の側面図である。この第７の実施の形態では、揺動レバー１５の支点１５ａがソレノイド７０のプランジャ７１によって支持されている。ソレノイド（押圧力可変手段）７０は、揺動レバー１５の支点１５ａの下方に配置された本体７２と、本体７２から上方に突出し、略鉛直方向に移動可能なプランジャ７１とを有している。このプランジャ７１の上端に、揺動レバー１５の支点１５ａをなすピンが取り付けられている。
【００９８】
ソレノイド７０は、本体７２内のコイルに電流が流れているオン状態では、プランジャ７１に下向きの駆動力が作用し、この駆動力によりプランジャ７１が下端位置で保持されるよう構成されている。一方、本体７２内のコイルに電流が流れていないオフ状態では、プランジャ７１に駆動力が作用せず、プランジャ７１は上下に移動自在となる。揺動レバー１５のローラ支点１５ｂとばね支点１５ｃとの間には、第１の実施の形態と同様のカム１８が当接可能に設けられている。カム１８は、回動中心１８ａを中心として回動することにより、揺動レバー１５を上方に付勢するものである。
【００９９】
図３０に示すように、カム１８が揺動レバー１５に当接していず、ソレノイド７０がオン状態であるとき（すなわち、プランジャ７１が下端位置にあるとき）には、支点１５ａは固定されているのと同じ状態になる。そのため、揺動レバー１５はレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動し、これにより定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に対して押圧される。また、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。
【０１００】
図３１及び図３２は、図３０に示した状態からカム１８及びソレノイド７０がそれぞれ作動したときの定着装置１を示す側面図である。図３０に示した状態からソレノイド７０がオン状態のままカム１８が回動し、揺動レバー１５を押し上げると、図３１に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。定着ローラ１１の上方への変位に伴い、加熱ローラ１２が定着ローラ１１から離間する方向に変位し、張力付与ばね１７の長さが伸びるため、無端状ベルト１３に加わる張力は減少する。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。定着ローラ１１及び加圧ローラ１４の歯車２１，２２のピッチ円は互いに離間しているが、歯先円は交差している。すなわち、歯車２１，２２は、歯先部分において互いに接触し、回転を伝達可能な位置関係にある。
【０１０１】
一方、図３０に示した状態からソレノイド７０をオフ状態にすると、図３２に示すように、プランジャ７１は上下に移動自在となり、従って揺動レバー１５の支点１５ａが上下に移動自在となる。加圧ローラ１４に押圧されて弾性変形している定着ローラ１１は、その弾性力により上方に変位するため、プランジャ７１が上方に移動し、揺動レバー１５はばね支点１５ｃをほぼ中心として上方に揺動する。その結果、定着ローラ１１は、単に無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４上に載っている状態となる。また、定着ローラ１１の上方への変位に伴い、加熱ローラ１２が定着ローラ１１から離間する方向に変位し、張力付与ばね１７の長さが伸びるため、無端状ベルト１３に加わる張力が減少する。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。尚、無端状ベルト１３に生じる張力は、張力付与ばね１７及びレバー用ばね１６のばね定数及び長さ並びにプランジャ７１の突出量等により決定される。
【０１０２】
図３３は、第７の実施の形態における定着装置１を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。本実施の形態における制御システムでは、機構制御部１０が、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈ、ローラ駆動モータ２３及びカム駆動モータ２４に加えて、ソレノイド７０をそれぞれ独立に駆動制御する。また、機構制御部１０には、サーミスタ２５，２６からの信号が入力される。画像形成装置の全体制御部２０は、機構制御部１０のほか、画像形成部８及び搬送機構９を制御する。また、この全体制御部２０には、記録紙センサ９０からの記録紙の先端又は後端の検知信号も入力される。
【０１０３】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。待機状態においては、図３１に示すように、ソレノイド７０がオン状態で、カム１８が揺動レバー１５を押し上げた状態にあり、定着ローラ１１と加圧ローラ１４とは離間している。また、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が生じている。
【０１０４】
全体制御部２０は、画像形成部８において実行すべき画像形成ジョブが生じた場合、また、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、ウォーミングアップ動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、ソレノイド７０をオン状態にしたまま、ローラ駆動モータ２３を回転させ、これにより定着ローラ１１、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の回転及び無端状ベルト１３の移動を開始する。機構制御部１０は、さらに、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈに通電制御を行う。
【０１０５】
全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端がニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、ソレノイド７０をオン状態にしたまま、カム駆動モータ２４を駆動し、カム１８を所定角度回転させることにより揺動レバー１５から離間させる。これにより、揺動レバー１５がレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動し、図３０に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。定着ローラ１１が下方に変位すると、加熱ローラ１２も下方に変位して張力付与ばね１７が圧縮され、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。そののち、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９において、実施の形態１と同様の方法で、記録紙へのトナー像の定着が行われる。
【０１０６】
一方、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動し、カム１８を所定角度回動させ、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げる。その結果、図３１に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。機構制御部１０は、また、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、さらにハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。
【０１０７】
尚、定着動作中に誤って装置電源が遮断された場合、あるいは停電等が起きた場合には、ソレノイド７０のコイルに電流に流れず、プランジャ７１に駆動力が作用しなくなるため、プランジャ７１が上下に移動自在となる。これにより、加圧ローラ１４は、その弾性変形量が小さくなるよう上方に変位し、揺動レバー１５はばね支点１５ｃをほぼ中心として上方に揺動する。定着ローラ１１の上方への変位に伴って、無端状ベルト１３に加わる張力も減少し、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等に長時間接触しても圧痕が残らない程度の張力が付与される。
【０１０８】
以上説明したように、本第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、装置電源が遮断され、又は停電が起きた場合に、ソレノイド７０がオフされ、定着ローラ１１の加圧ローラ１４に対する押圧力が減少するため、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧された状態で長い時間放置されることがない。その結果、無端状ベルト１３及び各ローラの長寿命化を図ることができる。
【０１０９】
尚、上述した第１〜第３の実施の形態では、ローラ駆動モータ２３を用いてカム１８，３８を駆動させるようにしたが、定着ローラ１１又は加圧ローラ１４を回転させるための歯車と連動させてカム１８，３８を駆動するようにしてもよい。この場合、ワンウェイクラッチ等を利用して、定着ローラ１１又は加圧ローラ１４の定着動作時等の回転方向と反対方向の回転により、カム１８，３８を駆動することが可能である。
【０１１０】
また、上記第７の実施の形態では、第１の実施の形態に係る定着装置において、揺動レバー１５の支点１５ａをソレノイド７０に取り付けたが、第２〜第６の実施の形態に係る定着装置において、揺動レバー１５の支点１５ａをソレノイド７０に取り付ける構成も可能である。
【０１１１】
また、第１〜第７の実施の形態では、無端状ベルト１３は、２本のローラ（定着ローラ１１及び加熱ローラ１２）に張設されているが、３本以上のローラを含むローラ群に張設されていてもよい。この場合、定着ローラと、ローラ群の他の少なくとも一つのローラとが、上述した定着ローラ１１と加熱ローラ１２との関係と同様の関係にあればよい。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明によれば、ニップ部において記録紙に定着を行うとき以外は、第１のローラ及び無端状ベルトを第２のローラから離間させることができるため、第１のローラと第２のローラとの間で無端状ベルトが長時間押圧されることを防止し、これにより無端状ベルト及び各ローラに圧痕が生じることを防止することができる。そのため、無端状ベルト及び各ローラの長寿命化を図ると共に、定着むらの発生を防止することができる。さらに、第２のローラが熱源を有しているため、第１のローラ及び無端状ベルトを第２のローラから離間させた状態で、無端状ベルト及び各ローラの加熱を行うことができる。そのため、第１のローラと第２のローラとの間の熱移動を抑制でき、また無端状ベルトを移動させながら温度制御することも可能になるため、短時間で効率のよい温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の動作を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置における歯車の噛み合い状態を示す拡大図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置における加熱ローラの支持構造を示す概略図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置における定着ローラ、加熱ローラ及び無端状ベルトの位置関係を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置における各ばねの設定を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置におけるカムの他の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置の動作を示す側面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置におけるばねとストッパとの当接状態を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置における無端状ベルトの位置規制リングを示す斜視図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置における無端状ベルトの位置を規制する部材を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置における歯車の噛み合い状態の一例を示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の側面図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置におけるカムの動作状態を示す側面図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の第１の動作を示す側面図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の第２の動作を示す側面図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態に係る定着装置の側面図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係る定着装置の動作を示す側面図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図２５】本発明の第５の実施の形態に係る定着装置の動作を示す側面図である。
【図２６】本発明の第６の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図２７】本発明の第６の実施の形態に係る定着装置の第１の動作を示す側面図である。
【図２８】本発明の第６の実施の形態に係る定着装置の第２の動作を示す側面図である。
【図２９】本発明の第６の実施の形態に係る定着装置の制御システムを示す側面図である。
【図３０】本発明の第７の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図３１】本発明の第７の実施の形態に係る定着装置の第１の動作を示す側面図である。
【図３２】本発明の第７の実施の形態に係る定着装置の第２の動作を示す側面図である。
【図３３】本発明の第７の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成部、 １１ 定着ローラ、 １２ 加熱ローラ、 １２ｈ ハロゲンランプ、 １３ 無端状ベルト、 １４ 加圧ローラ、 １４ｈ ハロゲンランプ、 １５ 揺動レバー、 １６，１７ ばね、 １８，３８ カム、 ２３ ローラ駆動モータ、 ２４ カム駆動モータ、 ２５，２６ サーミスタ、 １７ａ プレート、 ３０ ストッパ、 ９０ 記録紙センサ、 ４８，５０，６０，７０ ソレノイド。
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ等においてトナー画像を記録紙に定着させるために用いられる定着装置、及びこの定着装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の画像形成装置においてトナー画像を記録紙に定着させるために使用される定着装置には、無端状ベルトを用いたいわゆるベルト方式の定着装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４９５６９号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−１９４９４６号公報（第６−７頁、図１）
【特許文献３】
特開平７−３６３０６号公報（第４頁、図４）
【０００４】
ベルト方式の定着装置は、ゴムローラ等からなる定着ローラと、熱源を内蔵した加熱ローラと、これら定着ローラ及び加熱ローラに張設された無端状ベルトと、無端状ベルトを介して定着ローラに対向配置された加圧ローラとを備えている。加圧ローラは無端状ベルトを挟んで定着ローラに押圧され、加圧ローラと無端状ベルトとによりニップ部が形成される。
【０００５】
ベルト方式の定着装置では、無端状ベルトが定着ローラと加圧ローラとに挟まれた状態が長時間持続すると、無端状ベルトに加圧ローラ等の痕跡（圧痕）が残る。このような圧痕は、無端状ベルトの寿命を短くするだけでなく、トナー画像の一部が記録紙に定着されないオフセット現象を引き起こし、あるいは無端状ベルトの走行を不安定にするため、定着むらの原因ともなる。また、定着ローラ及び加圧ローラにもニップ痕と呼ばれる痕跡が残り、このニップ痕が無端状ベルトに転移して、無端状ベルトの寿命をさらに短くすることもある。そこで、加圧ローラを定着ローラから離間可能に構成した定着装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の定着装置では、加圧ローラは熱源を有さず、無端状ベルト等を介した熱伝達により間接的に加熱されるようになっている。従って、無端状ベルト及び各ローラ（定着ローラ、加熱ローラ及び加圧ローラ）の加熱は、無端状ベルトが定着ローラと加圧ローラとで挟み込まれた状態（ニップ状態とする。）で行う必要がある。無端状ベルト及び各ローラを均一に加熱するためには、無端状ベルトを移動させながら加熱を行うことが好ましいが、ニップ状態では無端状ベルト又は加圧ローラにトナーが付着したまま凝固している可能性があるため、無端状ベルト等に傷が付かないよう、トナーが溶融してから無端状ベルトの移動を開始する必要がある。そのため、無端状ベルト及び各ローラの温度が均一になるまでに時間がかかるという問題がある。
【０００７】
加えて、無端状ベルト及び各ローラの温度が相互に影響し合うことから、無端状ベルト及び各ローラの温度制御が複雑になり、それぞれが所定の温度に達するまでに時間がかかるという問題もある。
【０００８】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、無端状ベルト及び各ローラの長寿命化を図り、定着むらの発生を防止し、且つ無端状ベルト及び各ローラの迅速な温度制御を可能にすることができる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る定着装置は、少なくとも一つの熱源を有するローラを含むローラ群と、前記ローラ群に張設された無端状ベルトと、前記ローラ群のうち熱源を有さない第１のローラに前記無端状ベルトを挟んで対向して配置され前記無端状ベルトとの間にニップ部を形成する第２のローラとを備えた定着装置において、前記第２のローラが熱源を有し、前記第１のローラを前記第２のローラから離間する方向に変位させる変位手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態．
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る定着装置１を含む画像形成装置の基本構成を示す図である。この画像形成装置は、電子写真法を利用したものであり、記録紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部８と、この画像形成部８により記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を定着させる定着装置１とを備えている。図１において、記録紙Ｓは、左から右に搬送されるものとする。
【００１１】
画像形成部８は、静電潜像を担持する感光体ドラム８１を有している。感光体ドラム８１の周囲には、感光体ドラム８１の回転方向（図中反時計回り）に沿って、帯電ローラ８２、露光装置８３及び現像装置８４が配置されている。感光体ドラム８１の下側には、感光体ドラム８１との間で記録紙Ｓを挟み込むように転写器８７が設けられている。帯電ローラ８２は、感光体ドラム８１の表面の感光層を一様に帯電させる。露光装置８３は、一様に帯電した感光体ドラム８１の感光層を画像情報に応じて選択的に露光し、静電潜像を形成する。現像装置８４は、トナー収容室８５内のトナーを、現像ローラ８６により感光体ドラム８１の静電潜像に付着させてトナー像とする。転写器８７は、バイアス電圧が印加されたローラ状の部材であり、感光体ドラム８１のトナー像を記録紙Ｓに転移させる。
【００１２】
記録紙Ｓの搬送は、画像形成部８の上流側に設けられたローラ対９１、定着装置１の下流側に設けられたローラ対９２、及び画像形成部８のローラ状の転写器８７等によって行われる。
【００１３】
図２及び図３は、第１の実施の形態に係る定着装置１の構成を示す側面図及び斜視図である。図２に示すように、定着装置１は、定着ローラ（第１のローラ）１１と、加熱ローラ１２と、これら定着ローラ１１及び加熱ローラ１２に張設された無端状ベルト１３と、定着ローラ１１との間で無端状ベルト１３を挟み込むように設けられた加圧ローラ（第２のローラ）１４とを有している。
【００１４】
加圧ローラ１４は、熱源としてのハロゲンランプ１４ｈを内蔵している。また、この加圧ローラ１４は、図示しない軸受により回転可能に支持された主軸１４ａを有し、この主軸１４ａには、歯車２２が取り付けられている。歯車２２は、図示しない動力伝達機構を介してローラ駆動モータ２３（図９）に連結されている。また、加圧ローラ１４の外周面近傍の層は、定着ローラ１１の外周面近傍の層よりも硬度の高い材料により構成されている。
【００１５】
定着ローラ１１は、加圧ローラ１４の上方に、この加圧ローラ１４と平行に配置されている。定着ローラ１１の外周面近傍の層は、ゴム等の弾性体により構成されている。定着ローラ１１の主軸１１ａには、加圧ローラ１４の歯車２２と係合可能な歯車２１が取り付けられている。また、定着ローラ１１の主軸１１ａは、軸受１１ｂを介して、加圧ローラ１４の上方に設けられた揺動レバー（支持部材）１５に支持されている。この揺動レバー１５は、ほぼ水平で且つ定着ローラ１１の軸方向と直交する方向に延在し、その長手方向一端（図中左端）に設けられた支点１５ａを中心として上下に揺動可能に支持されている。揺動レバー１５の長手方向他端（図中右端）は、引張りばねであるレバー用ばね１６により、下方に付勢されている。揺動レバー１５において、レバー用ばね１６が作用する点をばね作用点１５ｃとする。揺動レバー１５の長手方向における略中心部には、定着ローラ１１の主軸１１ａを支持する軸受１１ｂが取り付けられた支持部１５ｄが形成されている。
【００１６】
揺動レバー１５の下側で、且つ定着ローラ１１とレバー用ばね１６との間には、揺動レバー１５を駆動するためのカム１８が設けられている。カム１８は、略円板状であり、その中心から偏心した位置に回動軸１８ａを有している。図１に実線で示す状態では、カム１８の外周端面は揺動レバー１５に当接していないが、図１に破線Ｃで示すようにカム１８が回動軸１８ａを中心として所定角度回動すると、カム１８の外周端面が揺動レバー１５に当接し、揺動レバー１５を上方に押し上げる。これら揺動レバー１５及びカム１８は、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間させる方向に変位させる変位機構１ａを構成している。
【００１７】
加熱ローラ１２は、熱源としてのハロゲンランプ１２ｈを内蔵しており、定着ローラ１１の斜め上方（図２における左上）に、この定着ローラ１１と平行に配置されている。加熱ローラ１２は、定着ローラ１１に対してほぼ接近及び離間する方向、すなわち図中に矢印Ａで示す方向に変位可能に支持されており、張力付与ばね（付勢手段）１７により、定着ローラ１１から離間する方向に付勢されている。図４は、加熱ローラ１２を支持するための構成の一例を示す側面図である。加熱ローラ１２の主軸１２ａを支持する軸受１２ｂは、支持ブロック１２ｃに取り付けられており、この支持ブロック１２ｃは、ガイド部材（支持手段）１２ｄに形成されたガイド溝１２ｅにより、定着ローラ１１に対してほぼ接近及び離間する方向に摺動可能に支持されている。張力付与ばね１７は、ガイド溝１２ｅの底部とブロック１２ｃとの間に設けられた圧縮ばねである。
【００１８】
定着ローラ１１と加熱ローラ１２との間に張設された無端状ベルト１３は、図３に示すように、定着ローラ１１の軸方向において、記録紙Ｓの幅以上の長さを有している。
【００１９】
次に、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との開閉動作について説明する。図２に示したように、カム１８の外周端面が揺動レバー１５に当接していないときには、揺動レバー１５はレバー用ばね１６の付勢力により下方に付勢され、定着ローラ１１は無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間には、記録紙の加圧及び加熱を行うニップ部１９が形成される。定着ローラ２１の外周面近傍の層は、加圧ローラ１４に比較して硬度が低いため、加圧ローラ１４の外周面に沿って変形する。すなわち、加圧ローラ１４の外周面により、記録紙の搬送路が規定される。なお、軸受１１ｂの最上部を、揺動レバー１５が定着ローラ１１の軸受１１ｂに作用する点（ローラ作用点１５ｂとする。）とすると、定着ローラ１１の加圧ローラ１４に対する押圧力は、支点１５ａからばね作用点１５ｃまでの距離と支点１５ａからローラ作用点１５ｂまでの距離との比、及びレバー用ばね１６の付勢力により決定される。
【００２０】
図５は、カム１８が回動軸１８ａを中心として所定角度回動し、揺動レバー１５を押し上げた状態を示す側面図である。カム１８がレバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げると、定着ローラ１１は上方に変位し、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から所定量離間する。
【００２１】
図６は、定着ローラ１１の変位に伴う歯車２１，２２との係合状態の変化を示す拡大図である。定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されている状態では、図６（Ａ）に示すように、定着ローラ１１の歯車２１及び加圧ローラ１４の歯車２２は、互いに係合している。すなわち、歯車２１，２２のピッチ円Ｐ１，Ｐ２が互いに接触している。これにより、加圧ローラ１４の回転が、がたつきを生じることなく定着ローラ１１に伝達される。
【００２２】
一方、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間した状態では、図６（Ｂ）に示すように、歯車２１，２２のピッチ円Ｐ１，Ｐ２は互いに離間するが、歯先円Ｈ１，Ｈ２は交差している。すなわち、歯車２１，２２は、互いの歯先部分において回転を伝達可能な位置関係にある。従って、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間した状態でも、加圧ローラ１４の回転は定着ローラ１１に伝達される。このような係合状態は、例えば歯車２１，２２のモジュールを１ｍｍとした場合、定着ローラ１１と加圧ローラ１４とのギャップを１ｍｍ以下とすることにより実現することができる。
【００２３】
図７は、定着ローラ１１の変位に伴う無端状ベルト１３の張力の変化を説明するための模式図である。上述したように、加熱ローラ１２は、圧縮ばねである張力付与ばね１７により、定着ローラ１１から離間する方向に付勢されている。定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されているときの張力付与ばね１７の長さをｂ１とする。カム１８により揺動レバー１５が押し上げられ、定着ローラ１１が上方に変位すると、これに伴って加熱ローラ１２が定着ローラ１１から離間する方向に変位する。このとき、図７に破線で示すように、張力付与ばね１７の長さが上記のｂ１よりも長いｂ２となるため、無端状ベルト１３にかかる張力が減少する。
【００２４】
図８は、張力付与ばね１７の長さｂと、無端状ベルト１３に生じる張力Ｔとの関係を表すグラフである。定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間しているとき（すなわち、張力付与ばね１７の長さがｂ２のとき）には、無端状ベルト１３に生じる張力Ｔが大きすぎると、定着ローラ１１及び加熱ローラ１２に長時間接触することにより無端状ベルト１３に圧痕が残る。無端状ベルト１３の張力Ｔがこれより大きくなると無端状ベルト１３に圧痕が残るという限界の張力を、Ｔ３とする。一方、無端状ベルト１３に生じる張力Ｔが小さすぎると、定着ローラ１１が回転した際に、無端状ベルト１３が定着ローラ１１及び加熱ローラ１２に対して滑りを生じる。無端状ベルト１３の張力Ｔがこれより小さくなると滑りが生じるという限界の張力を、Ｔ４とする。張力付与ばね１７は、長さｂ２のときに、無端状ベルト１３に生じる張力Ｔ２が、上記の張力Ｔ３以上で且つ張力Ｔ４以下（すなわち、Ｔ３≧Ｔ２≧Ｔ４）となるよう、ばね定数及び寸法が決定されている。
【００２５】
一方、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されているとき（すなわち、張力付与ばね１７の長さがｂ１のとき）には、無端状ベルト１３にかかる張力Ｔが小さすぎると、ニップ部１９に記録紙Ｓを挟んで回転した際に、無端状ベルト１３が定着ローラ１１に対して滑りを生じる。無端状ベルト１３の張力Ｔがこれより小さくなると滑りが生じるという限界の張力をＴ５とする。張力付与ばね１７は、長さｂ１のときに、張力Ｔ５以上の張力Ｔ１（Ｔ１≧Ｔ５）が無端状ベルト１３に生じるよう、ばね定数及び寸法が決定されている。
【００２６】
図９は、この定着装置１を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。定着装置１の制御を司る機構制御部１０は、加熱ローラ１２内のハロゲンランプ１２ｈ、加圧ローラ１４内のハロゲンランプ１４ｈ、加圧ローラ１４を回転させるためのローラ駆動モータ２３、及びカム１８を回転させるためのカム駆動モータ２４を駆動制御する。また、機構制御部１０には、加熱ローラ１２の近傍に設けられたサーミスタ２５及び加圧ローラ１４の近傍に設けられたサーミスタ２６から、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の表面温度のデータがそれぞれ入力される。画像形成装置全体の制御を司る全体制御部２０は、機構制御部１０のほか、ローラ対９１，９２（図１）を含む記録紙の搬送機構９及び画像形成部８を制御する。全体制御部２０には、また、ローラ対９１の上流側に設けられた記録紙センサ９０から、記録紙の先端又は後端を検知したことを示す検知信号が入力される。
【００２７】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。定着動作を行う前の待機状態では、図５に示すように、カム１８が揺動レバー１５を押し上げた状態にあり、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３は加圧ローラ１４から離間している。また、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与されている。全体制御部２０は、画像形成部８において実行すべき画像形成ジョブが生じた場合、また、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、ウォーミングアップ動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、ローラ駆動モータ２３の回転を開始する。これにより加圧ローラ１４が回転し、歯車２１，２２の係合により定着ローラ１１が回転する。定着ローラ１１の回転により、無端状ベルト１３が移動し、加熱ローラ１２が回転する。
【００２８】
機構制御部１０は、さらに、サーミスタ２５により検出される加熱ローラ１２の表面温度に基づいてハロゲンランプ１２ｈの通電制御を行い、サーミスタ２６により検出される加圧ローラ１４の表面温度に基づいてハロゲンランプ１４ｈの通電制御を行う。定着ローラ１１及び無端状ベルト１３は、加熱ローラ１２からの熱伝達により加熱される。無端状ベルト１３を移動しながら加熱を行うため、無端状ベルト１３を均一に加熱することができる。
【００２９】
全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端がニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動する。これによりカム１８が所定角度回動し、カム１８の外周端面が揺動レバー１５から離れ、揺動レバー１５がレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動する。その結果、図２に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。定着ローラ１１が下方に変位すると、加熱ローラ１２も下方に変位し、張力付与ばね１７が圧縮される。これにより、無端状ベルト１３には、定着動作の際に定着ローラ１１との間で滑りを生じないような張力Ｔ１（図８）が付与される。
【００３０】
画像形成部８によりトナー像が転写された記録紙は、トナー像が形成された面を上側（無端状ベルト１３側）に向けて、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９に挿入される。記録紙は、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間で加圧及び加熱され、これによりトナー像が記録紙の表面に定着する。ニップ部１９を通過した記録紙は、定着装置１の下流側に配置されたローラ対９２により画像形成装置の外部に排出される。
【００３１】
全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動する。これによりカム１８が所定角度回動して、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げる。その結果、図５に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。機構制御部１０は、また、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、さらに加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４のハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。
【００３２】
尚、全体制御部２０は、定着動作中であっても、記録紙センサ９０等により記録紙のジャム（詰まり）が検知されたときには、ニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。これにより、機構制御部１０は、カム駆動モータ２４を駆動し、カム１８を回動させて揺動レバー１５を押し上げ、さらにローラ駆動モータ２３の回転を停止し、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間するため、記録紙の除去が容易になり、また無端状ベルト１３や加圧ローラ１４の損傷が防止される。
【００３３】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、定着を行わないときには、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させることができるため、無端状ベルト１３及び各ローラ（すなわち、定着ローラ１１、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４）における圧痕の発生を防止することができる。その結果、定着むらの発生を抑制すると共に、無端状ベルト１３及び各ローラの長寿命化を図ることができる。
【００３４】
さらに、加圧ローラ１４が熱源（ハロゲンランプ１４ｈ）を有しているため、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させた状態で温度制御を行うことができる。そのため、ハロゲンランプ１２ｈにより加熱される定着ローラ１１、加熱ローラ１２及び無端状ベルト１３のグループと、ハロゲンランプ１４ｈにより加熱される加圧ローラ１４との間での熱の移動が少なくなり、両者を独立に温度制御することが可能になる。その結果、無端状ベルト１３及び各ローラの温度制御が容易になり、迅速な温度制御が可能になる。
【００３５】
また、無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させた状態で加熱を行うことができるため、無端状ベルト１３の表面等に凝固したトナーが付着していたとしても、そのトナーを無端状ベルト１３と加圧ローラ１４とで挟み込むことがなく、無端状ベルト１３又は加圧ローラ１４の損傷が防止できる。
【００３６】
さらに、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させることにより、無端状ベルト１３の張力が減少するよう構成したため、高い張力が無端状ベルト１３に長時間付与されることを回避することができ、無端状ベルト１３をさらに長寿命化することができる。
【００３７】
加えて、定着ローラ１１を変位させ、加圧ローラ１４を変位させない構成としたので、加圧ローラ１４の表面により規定される記録紙の搬送経路を安定させることができる。また、加圧ローラ１４とその温度を検出するサーミスタ２６との位置関係が変化しないため、安定した温度制御を行うことができる。
【００３８】
また、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間した状態でも、歯車２１，２２による回転伝達が可能であるため、定着ローラ１１、加熱ローラ１２及び無端状ベルト１３を、加圧ローラ１４と共通の駆動源で回転させながらウォーミングアップ動作を行うことが可能になる。
【００３９】
さらに、画像形成部８での処理に時間がかかっても、定着ローラ１１と加圧ローラ１４とを離間させた状態で待機することができる。そのため、特に、厚紙や特殊媒体など画像形成速度を遅くしなければならない記録紙を用いた場合、又は画像形成部８においてジョブの切り替えが行われている場合であっても、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間の熱移動を最小限に抑制でき、従って、温度制御が容易になる。
【００４０】
また、記録紙のジャムが発生した場合に、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させるようにしたので、ジャムを生じた記録紙の除去が容易になる。また、記録紙が無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間に挟まれたまま放置されることがなくなるので、無端状ベルト１３や加圧ローラ１４の熱による損傷を防止できる。
【００４１】
尚、上述した説明においては、カム１８として、偏心した回動軸を有する円形カムを用いたが、回動軸から外周面までの距離が一定でない形状を有するものであればよい。図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、カムの他の構成例を示す斜視図及び正面図である。図１０（Ｃ）及び（Ｄ）は、カムのさらに別の構成例を示す斜視図及び正面図である。図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すカム２８は、楕円形状であり、その長軸上において当該長軸の中心から偏芯した点を通る回動軸２８ａを有する。図１０（Ｃ）及び（Ｄ）に示すカム２９は、正８角形形状であり、その中心から偏心した点を通る回動軸２９ａを有する。
【００４２】
第２の実施の形態．
図１１及び図１２は、第２の実施の形態に係る定着装置１の構成を示す側面図であり、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧された状態、及び定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間した状態をそれぞれ示している。この第２の実施の形態では、張力付与ばね１７による無端状ベルト１３への張力付与を解除する手段が設けられている。
【００４３】
図１１に示すように、張力付与ばね１７の先端部に固定された当接部材１７ａと、この当接部材１７ａが定着ローラ１１から離間する方向に変位したときに当接するストッパ（張力付与解除手段）３０とが設けられている。ストッパ３０は、例えば、張力付与ばね１７が取り付けられたガイド部材１２ｄ（図４）に固定されている。このストッパ３０は、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間したときに張力付与ばね１７に当接し、無端状ベルト１３に張力が付与されないようにするためのものである。
【００４４】
定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されているときには、第１の実施の形態と同様、張力付与ばね１７の先端に取り付けられた当接部材１７ａとストッパ３０とは一定の距離ｄだけ離間している。この状態では、第１の実施の形態と同様、張力付与ばね１７の付勢力により、無端状ベルト１３に張力が付与される。
【００４５】
これに対し、図１２に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間し、定着ローラ１１が上方に変位すると、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接する。当接部材１７ａがストッパ３０に当接すると、このストッパ３０が張力付与ばね１７の付勢力を受けることになり、無端状ベルト１３には張力が付与されないため、無端状ベルト１３には弛みが生じる。尚、図１３は、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０から離間した状態（Ａ）、及び張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接した状態（Ｂ）をそれぞれ示している。
【００４６】
尚、本実施の形態では、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間しているとき（すなわち、無端状ベルト１３が弛んでいるとき）には、定着ローラ１１の回転を行わないため、歯車２１，２２は互いに回転を伝達可能な位置関係にある必要はない。しかしながら、歯車２１，２２を係合させるときに歯先同士が当接することがないよう、図６（Ｂ）に示したように歯車２１，２２の歯先円Ｈ１，Ｈ２が交差していることが好ましい。これは、第１の実施の形態でも説明したように、例えば歯車２１，２２のモジュールを１ｍｍとし、定着ローラ１１と加圧ローラ１４とのギャップを１ｍｍ以下とすることにより実現できる。
【００４７】
図１４は、第２の実施の形態に係る定着装置１の加熱ローラ１２の構成を示す斜視図である。加熱ローラ１２の軸方向両端には、加熱ローラ１２よりも大きな外径を有するリングである位置規制リング（ベルト位置規制手段）３２が取り付けられている。この位置規制リング３２は、張力が付与されずに弛んだ無端状ベルト１３が、加熱ローラ１２の軸方向に位置ずれしないようにするためのものである。尚、同様の位置規制リング３２は、定着ローラ１１にも設けられている。
【００４８】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。待機状態においては、カム１８が揺動レバー１５を押し上げており、図１２に示すように、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４とが離間し、無端状ベルト１３には弛みが生じている。
【００４９】
全体制御部２０（図９）は、画像形成部８において画像形成ジョブが生じた場合、または加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、加熱動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、サーミスタ２５，２６の検出温度に基づき、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈの通電制御を行う。但し、第１の実施の形態におけるウォーミングアップ動作と異なり、この加熱動作では、ローラ駆動モータ２３の回転は行わない。
【００５０】
また、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端がニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動する。これによりカム１８が所定角度回動し、カム１８の外周端面が揺動レバー１５から離れ、揺動レバー１５がレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動する。その結果、図１１に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。また、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。そののち、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９において、実施の形態１と同様の方法で、記録紙へのトナー像の定着が行われる。
【００５１】
一方、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づいて、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動する。これによりカム１８が所定角度回動して、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げる。その結果、図１２に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。機構制御部１０は、また、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、さらにハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。これにより、定着ローラ１１が上方に変位し、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接し、無端状ベルト１３が弛む。
【００５２】
尚、全体制御部２０は、定着動作中であっても、記録紙センサ９０等により記録紙のジャムが検知されたときには、ニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。これにより、機構制御部１０は、カム駆動モータ２４を駆動し、カム１８を回動させて揺動レバー１５を押し上げ、さらにローラ駆動モータ２３の回転を停止し、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間するため、記録紙の除去が容易になり、また無端状ベルト１３や加圧ローラ１４の熱による損傷が防止される。
【００５３】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させたときに無端状ベルト１３を弛ませるようにしたため、無端状ベルト１３及び各ローラに圧痕が生じ難くなり、これらの一層の長寿命化を図ることができる。
【００５４】
この第２の実施の形態は、特に、無端状ベルト１３に定着ローラ１１等との間で滑りを生じないような張力を長時間付与した場合に、無端状ベルト１３や定着ローラ１１等に圧痕が生じてしまうような場合（図８において、Ｔ３＜Ｔ４となる場合）に、無端状ベルト１３や各ローラの長寿命化を図る上で有効である。
【００５５】
尚、上述した説明においては、定着ローラ１１及び加熱ローラ１２のそれぞれに、無端状ベルト１３の位置を規制する位置規制リング３２を設けたが、位置規制リング３２の代わりに、図１５に示すように、定着ローラ１１と加熱ローラ１２との間の無端状ベルト１３の幅方向両側にほぼ当接する位置規制部材３４を設けることも可能である。
【００５６】
また、上述した説明においては、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間しているときには、図６に示したように歯車２１，２２の歯先円Ｈ１，Ｈ２が交差していることが好ましいと説明したが、その代わりに、図１６に示すように、尖った歯先３５ａ，３６ａを有する歯車３５，３６を用いてもよい。このようにすれば、図１６（Ｂ）に示すように歯車３５，３６を互いに離間させたのち、図１６（Ａ）に示すように歯車３５，３６を再び係合させるときに、歯先３５ａ，３６ａ同士が当接することを防止することができる。
【００５７】
第３の実施の形態．
図１７は、第３の実施の形態に係る定着装置１の構成を示す側面図である。図１８は、第３の実施の形態に係る定着装置１のカム３８の動作を示す図である。この第３の実施の形態では、定着ローラ１１の加熱ローラ１２からの離間量を２通りに変化させることができるよう構成されている。
【００５８】
本実施の形態に係る定着装置１は、第２の実施の形態と同様、レバー用ばね１６の作用を規制するストッパ３０と、無端状ベルト１３の位置ずれを防止する位置規制リング３２（図１４）とを有している。また、この定着装置１は、揺動レバー１５の押し上げ量が２通りに選択可能なカム３８を有している。カム３８は、略円板状の部材であり、その中心から偏心した位置に回動軸３８ａを有している。図１７に示すように、カム３８の外周端面のうち回動中心３８ａから最も距離の近い外周端面が、回動中心３８ａの上方に位置しているときには、カム３８は揺動レバー１５から離間している。このときのカム３８の回動位置を、回動基準位置とする。
【００５９】
カム３８が揺動レバー１５に当接していないときには、揺動レバー１５はレバー用ばね１６により下方に付勢され、定着ローラ１１は無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧されている。第１の実施の形態と同様、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与されている。
【００６０】
図１８は、カム３８の動作を拡大して示す側面図である。カム３８は、上述した回動基準位置から反時計回りに約９０度回動した第１の回動位置と、回動基準位置から反時計回りに約１８０度回動した第２の回動位置とをとりうる。カム３８が第１の回動位置にあるときには、図１８（Ａ）に示すように、カム３８の外周端面が揺動レバー１５に当接してこれを押し上げ、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間には間隔ｂが形成される。カム３８が第２の回動位置にあるときには、図１８（Ｂ）に示すように、カム３８が揺動レバー１５をさらに押し上げ、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間には、間隔ｂよりも大きい間隔ａが形成される。
【００６１】
図１９及び図２０は、カム３８が第１の回動位置及び第２の回動位置に回動したときの定着装置をそれぞれ示す側面図である。図１９に示すように、カム３８が第１の回動位置まで回動し、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との間に間隔ｂが形成されたときには、定着ローラ１１の上方への変位に伴って加熱ローラ１２が定着ローラ１１から離間する方向に変位し、それに伴って張力付与ばね１７が一定量伸びるため、無端状ベルト１３に生じる張力は減少する。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。また、定着ローラ１１及び加圧ローラ１４の歯車２１，２２のピッチ円は互いに離間しているが、歯先円Ｈ１，Ｈ２（図６（Ｂ））は交差しており、互いに回転伝達が可能な位置関係にある。
【００６２】
一方、図２０に示すように、カム３８が第２の回動位置まで回動し、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との間に間隔ａが形成されたときには、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接するため、無端状ベルト１３には張力が付与されず、弛みが生じる。尚、この状態では、歯車２１，２２が完全に離間していてもよいが、再び係合させるときに歯先同士が当接しないよう、図６（Ｂ）に示したように歯先円Ｈ１，Ｈ２が交差していることが好ましい。
【００６３】
尚、定着ローラ１１及び加熱ローラ１２には、無端状ベルト１３に弛みが生じてもその位置がずれないようにするための位置規制リング３２（図１４）が設けられている。
【００６４】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。待機状態においては、カム３８は第２の回動位置にあり、図２０に示すように、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４とが間隔ａだけ離間し、無端状ベルト１３には弛みが生じている。
【００６５】
全体制御部２０は、画像形成部８において実行すべき画像形成ジョブが生じた場合、また、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、ウォーミングアップ動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動し、カム３８を第１回動位置まで回動させる。揺動レバー１５は、ばね１８の付勢力により支軸１５ａを中心として下方に揺動し、図１９に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４に接近し、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間隔がｂとなる。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。また、歯車２１，２２が互いに接近し、相互の回転伝達が可能になる。機構制御部１０は、さらに、ローラ駆動モータ２３の回転を開始する。ローラ駆動モータ２３により加圧ローラ１４が回転すると、歯車２１，２２の係合により定着ローラ１１が回転し、その結果、ベルト１３が移動し、加熱ローラ１２が回転する。機構制御部１０は、さらに、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈに通電を開始する。これにより、定着ローラ１１、加熱ローラ１２、無端状ベルト１３及び加圧ローラ１４の均一な加熱が行われる。
【００６６】
全体制御部２０は、さらに、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端がニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動してカム３８を回動基準位置まで回動させる。これにより、カム３８の外周端面が揺動レバー１５から離れるため、揺動レバー１５はレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動する。その結果、図１７に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。また、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。そののち、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９において、実施の形態１と同様の方法で、記録紙へのトナー像の定着が行われる。
【００６７】
一方、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づいて、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動し、カム３８を回動基準位置から１８０度回動させて、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げる。その結果、図２０に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。機構制御部１０は、また、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、さらにハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。これにより、定着ローラ１１が上方に変位し、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接し、無端状ベルト１３に弛みが生じる。
【００６８】
尚、全体制御部２０は、定着動作中であっても、記録紙センサ９０等により記録紙のジャムが検知されたときには、ニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。これにより、無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間するため、記録紙の除去が容易になる。
【００６９】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との離間量を２通りに変化させるようにし、離間量に応じて無端状ベルト１３に付与される張力を変化させるようにしたので、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の効果を共に達成することができる。すなわち、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させた状態で、無端状ベルト１３を移動させながら加熱するウォーミングアップ動作を行うことができ、また、待機状態においては無端状ベルト１３を弛ませることにより無端状ベルト１３や各ローラを長寿命化することができる。
【００７０】
尚、上述した説明においては、カム３８として、偏心した回動軸を有する円形カムを用いたが、図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、回動軸から外周面までの距離が一定でない形状を有するものであればよい。また、位置規制リング３２の代わりに、図１５に示すように、定着ローラ１１と加熱ローラ１２との間の無端状ベルト１３の両側端に無端状ベルト１３の位置を規制する部材３４を設けることも可能である。さらに、歯車２１，２２の代わりに、図１６に示すように尖った歯先部を有する歯車３５，３６を用いてもよい。
【００７１】
第４の実施の形態．
図２１は、第４の実施の形態に係る定着装置１の側面図である。第４の実施の形態では、第１の実施の形態におけるカム３８の代わりに、ソレノイド４８を用いている。ソレノイド４８は、揺動レバー１５の上方に配置された本体４８ｂと、この本体４８ｂから下方に突出し、略鉛直方向に移動可能なプランジャ４８ａとを有している。ソレノイド４８のプランジャ４８ａの下端は、揺動レバー１５のばね作用点１５ｃとローラ作用点１５ｂとの間に設けられたピン４８ｃに連結されている。ソレノイド４８は、本体４８ｂ内のコイルに電流が流れている状態（オン状態とする）では、プランジャ４８ａに上向きの駆動力が作用し、コイルに電流が流れていない状態（オフ状態とする）では、プランジャ４８ａに駆動力が作用しないよう構成されている。
【００７２】
ソレノイド４８がオフ状態のときには、揺動レバー１５はソレノイド４８から何ら付勢力を受けないため、図２１に示すように、レバー用ばね１６の付勢力により下方に付勢され、従って定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。このとき、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与されている。
【００７３】
図２２は、ソレノイド４８をオン状態にしたときの定着装置１を示す側面図である。ソレノイド４８をオン状態とすると、プランジャ４８ａが上方に移動し、レバー用ばね１６の付勢力に抗して上方に移動して揺動レバー１５を引き上げ、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させる。定着ローラ１１が上方に変位することにより、第１の実施の形態と同様、無端状ベルト１３に付与される張力は減少する。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。
【００７４】
図２３は、第４の実施の形態に係る定着装置１を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。機構制御部１０は、実施の形態１に設けられていたカム１８（図２）を回動させるためのカム駆動モータ２４の代わりに、ソレノイド４８を駆動制御する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
第４の実施の形態に係る画像形成装置の動作は、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させる際にはソレノイド４８をオン状態とし、定着ローラ１１を無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧する際にはソレノイド４８をオフ状態とするという点を除き、第１の実施の形態と同様である。
【００７６】
以上説明したように、第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態における効果に加えて、ソレノイド４８の高い応答性により、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４に押圧し、また加圧ローラ１４から離間させる動作を、迅速に行うことができるという効果が得られる。
【００７７】
第５の実施の形態．
図２４は、第５の実施の形態に係る定着装置１の側面図である。第５の実施の形態では、第２の実施の形態におけるカム１８の代わりに、上記第４の実施の形態で説明したソレノイド４８を用いている。他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【００７８】
ソレノイド４８がオフ状態のとき、すなわちプランジャ４８ｂに駆動力が作用していないときには、揺動レバー１５はソレノイド４８からの付勢力を受けない。そのため、揺動レバー１５は、レバー用ばね１６の付勢力により下方に付勢され、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与されている。
【００７９】
図２５は、第５の実施の形態に係る定着装置１においてソレノイド４８をオン状態にした状態を示す側面図である。ソレノイド４８をオン状態とすると、プランジャ４８ａが上方に移動して揺動レバー１５を引き上げ、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させる。定着ローラ１１が上方に変位するのに伴い、第２の実施の形態と同様、張力付与ばね１７に取り付けられた当接部材１７ａがストッパ３０に当接するため、無端状ベルト１３には張力が付与されず、弛みが生じる。尚、第５の実施の形態に係る画像形成装置の制御システムは、第４の実施の形態（図２３）と同様である。
【００８０】
第５の実施の形態に係る画像形成装置の動作は、定着ローラ１１を加圧ローラ１４から離間する方向に変位させる際にはソレノイド４８をオン状態とし、定着ローラ１１を無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧する際にはソレノイド４８をオフ状態とするという点を除き、第２の実施の形態と同様である。
【００８１】
以上説明したように、第５の実施の形態によれば、第２の実施の形態における効果に加えて、ソレノイド４８の高い応答性により、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４に押圧し、また加圧ローラ１４から離間させる動作を、迅速に行うことができるという効果が得られる。
【００８２】
第６の実施の形態．
図２６は、第６の実施の形態に係る定着装置１の側面図である。第６の実施の形態では、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加熱ローラ１２から離間する際の離間量を２通りに変化させるために、揺動レバー１５に連結された２つのソレノイド５０，６０を有している。
【００８３】
ソレノイド５０，６０は、揺動レバー１５の上方に配置された本体５２，６２と、これら本体５２，６２から下方に突出し、略鉛直方向に移動可能なプランジャ５１，５２とをそれぞれ備えている。プランジャ５１，６１の下端部に形成された連結部５１ａ，６１ａには、略鉛直方向に長いスリット５３，６３がそれぞれ形成されている。スリット５３，６３には、揺動レバー１５に突設されたピン５４，６４が摺動可能に係合している。ピン５４，６４は、揺動レバー１５の長手方向に沿って、ローラ作用点１５ｂとばね作用点１５ｃとの間に形成されている。ローラ作用点１５ｂに近い側にピン５４が配置され、ばね作用点１５ｃに近い側にピン６４が配置されている。
【００８４】
ソレノイド５０は、本体５２内のコイルに電流が流れているオン状態では、プランジャ５１に上向きの駆動力が作用し、本体５２内のコイルに電流が流れていないオフ状態では、プランジャ５１に駆動力が作用しないよう構成されている。ソレノイド６０も、ソレノイド５０と同様に構成されている。
【００８５】
図２６に示すように、ソレノイド５０，６０がいずれもオフ状態にあるときには、揺動レバー１５はソレノイド５０，６０による付勢力を受けず、従って、レバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動し、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。また、定着ローラ１１及び加圧ローラ１４の歯車２１，２２のピッチ円は互いに接触している。
【００８６】
図２７及び図２８は、図２６に示した状態からソレノイド６０及びソレノイド５０がそれぞれ作動したときの定着装置１を示す側面図である。図２７に示すように、ソレノイド５０がオフ状態のままソレノイド６０がオン状態になると、ソレノイド６０のスリット６３の下端部がピン６４に下方から当接し、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を上方に揺動させる。尚、もう一方のピン５４は、ソレノイド５０のスリット５３の上端にも下端にも接していない。この状態で、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との間には、間隔ｂが形成される。定着ローラ１１の上方への変位に伴って、張力付与ばね１７の長さが伸びるため、無端状ベルト１３に生じる張力は減少する。このとき、張力付与ばね１７の当接部材１７ａは、ストッパ３０に当接していない。また、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。定着ローラ１１及び加圧ローラ１４の歯車２１，２２は、相互に回転伝達が可能な位置関係にある。
【００８７】
一方、図２８に示すように、ソレノイド５０をオン状態としてソレノイド６０をオフ状態とすると、ソレノイド５０のスリット５３の下端部がピン５４に下方から当接し、揺動レバー１５を上方に揺動させる。尚、もう一方のピン６４は、ソレノイド６０のスリット６３の上端にも下端にも接していない。ソレノイド５０のピン５４は、ソレノイド６０のピン６４よりも支軸１５ａに近い位置に配置されているため、揺動レバー１５の揺動量は、ソレノイド６０をオン状態とした場合（図２７）よりも大きい。従って、定着ローラ１１と加圧ローラ１４との間には、間隔ｂ（図２７）よりも大きい間隔ａが形成される。張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接し、その結果、張力付与ばね１７には張力が付与されず、弛みが生じる。尚、この状態では、歯車２１，２２が完全に離間していてもよいが、再び係合させるときに歯先同士が当接しないよう、図６（Ｂ）に示したように歯車２１，２２の歯先円Ｈ１，Ｈ２が交差していることが好ましい。
【００８８】
また、定着ローラ１１及び加熱ローラ１２には、無端状ベルト１３に弛みが生じたときに、無端状ベルト１３が定着ローラ１１等に対して位置ずれしないようにするための位置規制リング３２が設けられている。
【００８９】
図２９は、第６の実施の形態に係る定着装置１を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。機構制御部１０は、実施の形態１に設けられていたカム１８（図２）を回動させるためのカム駆動モータ２４の代わりに、ソレノイド５０，６０を制御する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００９０】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。待機状態においては、図２８に示すように、ソレノイド５０がオン状態で、ソレノイド６０がオフ状態にある。また、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３は加圧ローラ１４から間隔ａだけ離間しており、無端状ベルト１３には弛みが生じている。
【００９１】
全体制御部２０は、画像形成部８において実行すべき画像形成ジョブが生じた場合、また、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、ウォーミングアップ動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づいて、ソレノイド６０をオン状態にし、ソレノイド５０をオフ状態にする。これにより、図２７に示すように、揺動レバー１５が下方に揺動し、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間隔はｂとなる。無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。歯車２１，２２は、互いに回転伝達可能な位置関係にある。
【００９２】
機構制御部１０は、さらにローラ駆動モータ２３の回転を開始する。これにより加圧ローラ１４が回転すると、歯車２１，２２の係合により定着ローラ１１が回転し、その結果、定着ローラ１１に巻かれたベルト１３が移動し、加熱ローラ１２が回転する。さらに、機構制御部１０は、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈに通電を開始する。これにより、定着ローラ１１、加熱ローラ１２、無端状ベルト１３及び加圧ローラ１４が均一に加熱される。
【００９３】
全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端が搬送ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、ソレノイド５０，６０をオフ状態にする。揺動レバー１５は、ソレノイド５０，６０からの付勢力を受けないため、レバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動する。その結果、図２６に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。そののち、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９において、実施の形態１と同様の方法で、記録紙へのトナー像の定着が行われる。
【００９４】
一方、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づいて、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、ソレノイド６０をオフ状態にしたままソレノイド５０をオン状態にする。これにより、ソレノイド６０が揺動レバー１５を上方に揺動させ、図２８に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から間隔ａだけ離間する。機構制御部１０は、さらに、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。これにより、張力付与ばね１７の当接部材１７ａがストッパ３０に当接し、無端状ベルト１３が弛む。
【００９５】
尚、全体制御部２０は、定着動作中であっても、記録紙センサ９０等により記録紙のジャムが検知されたときには、ニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。これにより、無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間し、無端状ベルト１３が弛み、記録紙の除去が容易になる。また、無端状ベルト１３や加圧ローラ１４の熱による損傷が防止される。
【００９６】
以上説明したように、第６の実施の形態によれば、第３の実施の形態の効果に加えて、ソレノイド５０，６０の高い応答性により、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３を加圧ローラ１４に押圧し、また加圧ローラ１４から離間させる動作を、迅速に行うことができるという効果が得られる。
【００９７】
第７の実施の形態．
図３０は、第７の実施の形態に係る定着装置１の側面図である。この第７の実施の形態では、揺動レバー１５の支点１５ａがソレノイド７０のプランジャ７１によって支持されている。ソレノイド（押圧力可変手段）７０は、揺動レバー１５の支点１５ａの下方に配置された本体７２と、本体７２から上方に突出し、略鉛直方向に移動可能なプランジャ７１とを有している。このプランジャ７１の上端に、揺動レバー１５の支点１５ａをなすピンが取り付けられている。
【００９８】
ソレノイド７０は、本体７２内のコイルに電流が流れているオン状態では、プランジャ７１に下向きの駆動力が作用し、この駆動力によりプランジャ７１が下端位置で保持されるよう構成されている。一方、本体７２内のコイルに電流が流れていないオフ状態では、プランジャ７１に駆動力が作用せず、プランジャ７１は上下に移動自在となる。揺動レバー１５のローラ支点１５ｂとばね支点１５ｃとの間には、第１の実施の形態と同様のカム１８が当接可能に設けられている。カム１８は、回動中心１８ａを中心として回動することにより、揺動レバー１５を上方に付勢するものである。
【００９９】
図３０に示すように、カム１８が揺動レバー１５に当接していず、ソレノイド７０がオン状態であるとき（すなわち、プランジャ７１が下端位置にあるとき）には、支点１５ａは固定されているのと同じ状態になる。そのため、揺動レバー１５はレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動し、これにより定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に対して押圧される。また、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。
【０１００】
図３１及び図３２は、図３０に示した状態からカム１８及びソレノイド７０がそれぞれ作動したときの定着装置１を示す側面図である。図３０に示した状態からソレノイド７０がオン状態のままカム１８が回動し、揺動レバー１５を押し上げると、図３１に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。定着ローラ１１の上方への変位に伴い、加熱ローラ１２が定着ローラ１１から離間する方向に変位し、張力付与ばね１７の長さが伸びるため、無端状ベルト１３に加わる張力は減少する。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。定着ローラ１１及び加圧ローラ１４の歯車２１，２２のピッチ円は互いに離間しているが、歯先円は交差している。すなわち、歯車２１，２２は、歯先部分において互いに接触し、回転を伝達可能な位置関係にある。
【０１０１】
一方、図３０に示した状態からソレノイド７０をオフ状態にすると、図３２に示すように、プランジャ７１は上下に移動自在となり、従って揺動レバー１５の支点１５ａが上下に移動自在となる。加圧ローラ１４に押圧されて弾性変形している定着ローラ１１は、その弾性力により上方に変位するため、プランジャ７１が上方に移動し、揺動レバー１５はばね支点１５ｃをほぼ中心として上方に揺動する。その結果、定着ローラ１１は、単に無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４上に載っている状態となる。また、定着ローラ１１の上方への変位に伴い、加熱ローラ１２が定着ローラ１１から離間する方向に変位し、張力付与ばね１７の長さが伸びるため、無端状ベルト１３に加わる張力が減少する。このとき、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が付与される。尚、無端状ベルト１３に生じる張力は、張力付与ばね１７及びレバー用ばね１６のばね定数及び長さ並びにプランジャ７１の突出量等により決定される。
【０１０２】
図３３は、第７の実施の形態における定着装置１を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。本実施の形態における制御システムでは、機構制御部１０が、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈ、ローラ駆動モータ２３及びカム駆動モータ２４に加えて、ソレノイド７０をそれぞれ独立に駆動制御する。また、機構制御部１０には、サーミスタ２５，２６からの信号が入力される。画像形成装置の全体制御部２０は、機構制御部１０のほか、画像形成部８及び搬送機構９を制御する。また、この全体制御部２０には、記録紙センサ９０からの記録紙の先端又は後端の検知信号も入力される。
【０１０３】
次に、以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。待機状態においては、図３１に示すように、ソレノイド７０がオン状態で、カム１８が揺動レバー１５を押し上げた状態にあり、定着ローラ１１と加圧ローラ１４とは離間している。また、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等との接触による圧痕が生じず、かつ定着ローラ１１等との間で滑りを生じない範囲の張力Ｔ２（図８）が生じている。
【０１０４】
全体制御部２０は、画像形成部８において実行すべき画像形成ジョブが生じた場合、また、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の待機温度を維持するために加熱が必要と判断した場合には、ウォーミングアップ動作を行うよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、ソレノイド７０をオン状態にしたまま、ローラ駆動モータ２３を回転させ、これにより定着ローラ１１、加熱ローラ１２及び加圧ローラ１４の回転及び無端状ベルト１３の移動を開始する。機構制御部１０は、さらに、ハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈに通電制御を行う。
【０１０５】
全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の先端がニップ部１９に到達する時間を算出し、その到達時間に合わせてニップ部１９を閉鎖するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、ソレノイド７０をオン状態にしたまま、カム駆動モータ２４を駆動し、カム１８を所定角度回転させることにより揺動レバー１５から離間させる。これにより、揺動レバー１５がレバー用ばね１６の付勢力により下方に揺動し、図３０に示すように、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧される。定着ローラ１１が下方に変位すると、加熱ローラ１２も下方に変位して張力付与ばね１７が圧縮され、無端状ベルト１３には、張力付与ばね１７により、定着動作時に定着ローラ１１に対して滑りを生じないような十分な張力Ｔ１（図８）が付与される。そののち、無端状ベルト１３と加圧ローラ１４との間のニップ部１９において、実施の形態１と同様の方法で、記録紙へのトナー像の定着が行われる。
【０１０６】
一方、全体制御部２０は、記録紙センサ９０からの検知信号に基づき、記録紙の後端がニップ部１９を通過する時間を算出し、その通過時間に合わせてニップ部１９を開放するよう機構制御部１０に指示する。機構制御部１０は、全体制御部２０からの指示に基づき、カム駆動モータ２４を駆動し、カム１８を所定角度回動させ、レバー用ばね１６の付勢力に抗して揺動レバー１５を押し上げる。その結果、図３１に示すように、定着ローラ１１及び無端状ベルト１３が加圧ローラ１４から離間する。機構制御部１０は、また、ローラ駆動モータ２３の回転を停止し、さらにハロゲンランプ１２ｈ，１４ｈへの通電を停止する。
【０１０７】
尚、定着動作中に誤って装置電源が遮断された場合、あるいは停電等が起きた場合には、ソレノイド７０のコイルに電流に流れず、プランジャ７１に駆動力が作用しなくなるため、プランジャ７１が上下に移動自在となる。これにより、加圧ローラ１４は、その弾性変形量が小さくなるよう上方に変位し、揺動レバー１５はばね支点１５ｃをほぼ中心として上方に揺動する。定着ローラ１１の上方への変位に伴って、無端状ベルト１３に加わる張力も減少し、無端状ベルト１３には、定着ローラ１１等に長時間接触しても圧痕が残らない程度の張力が付与される。
【０１０８】
以上説明したように、本第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、装置電源が遮断され、又は停電が起きた場合に、ソレノイド７０がオフされ、定着ローラ１１の加圧ローラ１４に対する押圧力が減少するため、定着ローラ１１が無端状ベルト１３を介して加圧ローラ１４に押圧された状態で長い時間放置されることがない。その結果、無端状ベルト１３及び各ローラの長寿命化を図ることができる。
【０１０９】
尚、上述した第１〜第３の実施の形態では、ローラ駆動モータ２３を用いてカム１８，３８を駆動させるようにしたが、定着ローラ１１又は加圧ローラ１４を回転させるための歯車と連動させてカム１８，３８を駆動するようにしてもよい。この場合、ワンウェイクラッチ等を利用して、定着ローラ１１又は加圧ローラ１４の定着動作時等の回転方向と反対方向の回転により、カム１８，３８を駆動することが可能である。
【０１１０】
また、上記第７の実施の形態では、第１の実施の形態に係る定着装置において、揺動レバー１５の支点１５ａをソレノイド７０に取り付けたが、第２〜第６の実施の形態に係る定着装置において、揺動レバー１５の支点１５ａをソレノイド７０に取り付ける構成も可能である。
【０１１１】
また、第１〜第７の実施の形態では、無端状ベルト１３は、２本のローラ（定着ローラ１１及び加熱ローラ１２）に張設されているが、３本以上のローラを含むローラ群に張設されていてもよい。この場合、定着ローラと、ローラ群の他の少なくとも一つのローラとが、上述した定着ローラ１１と加熱ローラ１２との関係と同様の関係にあればよい。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明によれば、ニップ部において記録紙に定着を行うとき以外は、第１のローラ及び無端状ベルトを第２のローラから離間させることができるため、第１のローラと第２のローラとの間で無端状ベルトが長時間押圧されることを防止し、これにより無端状ベルト及び各ローラに圧痕が生じることを防止することができる。そのため、無端状ベルト及び各ローラの長寿命化を図ると共に、定着むらの発生を防止することができる。さらに、第２のローラが熱源を有しているため、第１のローラ及び無端状ベルトを第２のローラから離間させた状態で、無端状ベルト及び各ローラの加熱を行うことができる。そのため、第１のローラと第２のローラとの間の熱移動を抑制でき、また無端状ベルトを移動させながら温度制御することも可能になるため、短時間で効率のよい温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の動作を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置における歯車の噛み合い状態を示す拡大図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置における加熱ローラの支持構造を示す概略図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置における定着ローラ、加熱ローラ及び無端状ベルトの位置関係を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置における各ばねの設定を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置におけるカムの他の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置の動作を示す側面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置におけるばねとストッパとの当接状態を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置における無端状ベルトの位置規制リングを示す斜視図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置における無端状ベルトの位置を規制する部材を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置における歯車の噛み合い状態の一例を示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の側面図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置におけるカムの動作状態を示す側面図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の第１の動作を示す側面図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の第２の動作を示す側面図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態に係る定着装置の側面図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係る定着装置の動作を示す側面図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図２５】本発明の第５の実施の形態に係る定着装置の動作を示す側面図である。
【図２６】本発明の第６の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図２７】本発明の第６の実施の形態に係る定着装置の第１の動作を示す側面図である。
【図２８】本発明の第６の実施の形態に係る定着装置の第２の動作を示す側面図である。
【図２９】本発明の第６の実施の形態に係る定着装置の制御システムを示す側面図である。
【図３０】本発明の第７の実施の形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図３１】本発明の第７の実施の形態に係る定着装置の第１の動作を示す側面図である。
【図３２】本発明の第７の実施の形態に係る定着装置の第２の動作を示す側面図である。
【図３３】本発明の第７の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置の制御システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成部、 １１ 定着ローラ、 １２ 加熱ローラ、 １２ｈ ハロゲンランプ、 １３ 無端状ベルト、 １４ 加圧ローラ、 １４ｈ ハロゲンランプ、 １５ 揺動レバー、 １６，１７ ばね、 １８，３８ カム、 ２３ ローラ駆動モータ、 ２４ カム駆動モータ、 ２５，２６ サーミスタ、 １７ａ プレート、 ３０ ストッパ、 ９０ 記録紙センサ、 ４８，５０，６０，７０ ソレノイド。
Claims (22)
- 少なくとも一つの熱源を有するローラを含むローラ群と、
前記ローラ群に張設された無端状ベルトと、
前記ローラ群のうち熱源を有さない第１のローラに前記無端状ベルトを挟んで対向して配置され、前記無端状ベルトとの間にニップ部を形成する第２のローラと
を備えた定着装置において、
前記第２のローラは熱源を有し、
前記第１のローラを前記第２のローラから離間する方向に変位させる変位手段を備えたことを特徴とする定着装置。 - 前記無端状ベルトに張力を付与する張力付与手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
- 前記変位手段は、前記第１のローラを、前記無端状ベルトに生じる張力が減少する方向に変位させることにより、前記ニップ部を開放することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
- 前記張力付与手段は、前記第１のローラが前記変位手段により前記第２のローラから離間する方向に変位した状態で、前記無端状ベルトに圧痕が生じず、且つ前記無端状ベルトが前記ローラ群に対して滑りを生じない範囲の張力を、前記無端状ベルトに付与することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
- 前記張力付与手段は、前記無端状ベルトと前記第２のローラとにより前記ニップ部が形成された状態で、前記無端状ベルトが前記ローラ群に対して滑りを生じない範囲の張力を、前記無端状ベルトに付与することを特徴とする請求項３又は４に記載の定着装置。
- 前記張力付与手段は、
前記ローラ群のうち熱源を有するローラを、前記定着ローラに対して接近及び離間する方向に変位可能に支持する支持手段と、
前記ローラ群のうち熱源を有するローラを前記定着ローラから離間する方向に付勢する付勢手段と
を有することを特徴とする請求項２から５までのいずれかに記載の定着装置。 - 前記変位手段により前記第１のローラが前記第２のローラから離間する方向に変位したときに、前記張力付与手段による前記無端状ベルトへの張力付与を解除する張力付与解除手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２から６までのいずれかに記載の定着装置。
- 前記変位手段は、前記第１のローラを、前記第２のローラから所定量離間した第１の離間位置と、前記第１の離間位置よりもさらに前記第２のローラから離間した第２の離間位置とに変位させることが可能であり、
前記張力付与解除手段は、前記第１のローラが前記第２の離間位置に変位したときに、前記張力付与手段による前記無端状ベルトへの張力付与を解除することを特徴とする請求項７に記載の定着装置。 - 前記無端状ベルトの前記ローラ群に対する位置を、少なくとも前記無端状ベルトの幅方向において規制するベルト位置規制手段をさらに有することを特徴とする請求項７又は８に記載の定着装置。
- 前記変位手段は、
前記第１のローラを回転可能に支持する支持部材と、
前記支持部材を、前記第１のローラを前記第２のローラに対して接近及び離間させる方向に駆動する駆動手段と
を有することを特徴とする請求項１から９までのいずれかに記載の定着装置。 - 前記駆動手段は、カム又はソレノイドを有することを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
- 前記第１のローラ及び前記第２のローラには、互いに係合可能な第１の歯車及び第２の歯車がそれぞれ取り付けられており、
前記第１の歯車及び前記第２の歯車は、前記変位手段により前記第１のローラが前記第２のローラから離間する方向に変位したときに、互いに歯先部分で回転伝達可能な位置関係にあることを特徴とする請求項１から１１までのいずれかに記載の定着装置。 - 前記第１のローラ及び前記第２のローラには、互いに係合可能な第１の歯車及び第２の歯車がそれぞれ取り付けられており、
前記第１の歯車及び前記第２の歯車は、いずれも尖った歯先を有することを特徴とする請求項１から１１までのいずれかに記載の定着装置。 - 前記第１のローラを、前記無端状ベルトを介して前記第２のローラに押圧する押圧手段と、
前記押圧手段が前記第１のローラを押圧する押圧力を変化させる押圧力可変手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１から１３までのいずれかに記載の定着装置。 - 前記押圧手段は、前記第１のローラを支持する揺動レバーを有し、前記押圧力可変手段は、前記揺動レバーの支点を移動させることにより前記押圧力を変化させることを特徴とする請求項１４に記載の定着装置。
- 前記押圧力可変手段は、電源遮断時に、前記押圧手段による前記第１のローラの押圧力を低下させることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の定着装置。
- 記録紙にトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により記録紙上に形成されたトナー画像を定着するための請求項１から１６までのいずれかに記載の定着装置と、
前記画像形成手段及び前記定着装置を制御する制御手段と
を備えた画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第１のローラが前記変位手段により前記第２のローラから離間する方向に変位した状態で、前記ローラ群に属するいずれかのローラを回転させることにより前記無端状ベルトを移動させ、且つ前記ローラ群のうち熱源を有するローラ及び前記第２のローラの各熱源を加熱することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
- 記録紙の通過を検知し、検知信号を出力する検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検知信号に基づいて前記定着装置の前記変位手段を駆動制御することを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。 - 前記定着装置は、請求項８に記載の定着装置であって、
前記制御手段は、前記画像形成手段において実行すべきジョブが無い場合には、前記変位手段により前記第１のローラを前記第２の離間位置に変位させ、前記無端状ベルトに弛みを生じさせることを特徴とする請求項１７から１９までのいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記画像形成手段において実行すべきジョブが生じた場合、又は前記ローラ群のうち熱源を有するローラ及び前記第２のローラの加熱が必要と判断した場合には、前記第１のローラを前記第１の離間位置に変位させ、且つ前記ローラ群のうち熱源を有するローラ及び前記第２のローラの各熱源を加熱することを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、記録紙ジャムを検知した場合には、前記第１のローラを前記第２の離間位置に変位させることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の画像形成装置。
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