JP2005241890A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無端ベルトの型つきを防止すること。
【解決手段】定着装置は、定着ローラ２と、定着ローラ２に圧接された圧ローラとを備えている。定着装置は更に、ベルト支持ローラ６及び８と、ベルト支持ローラ６及び８の各々間に張力をもって巻き掛けられた無端ベルト１０であって、外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されている無端ベルト１０と、ベルト支持ローラ６を加熱する加熱手段６Ｈと、無端ベルト１０の張力を保持及び解除しうるベルト支持ローラ変位機構２０とが備えられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、静電複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着されて、用紙上の未定着トナーを用紙に溶融定着させる定着装置に関する。

定着ローラを内部からではなく、外部から加熱するよう構成された定着装置はすでに知られている。この種の定着装置の一つの典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、定着ローラに圧接されかつ加熱手段を内蔵した複数の熱ローラとを備えている（特許文献１参照）。定着ローラは、鉄製の中空管からなる心金と、心金の周囲を被覆するシリコンゴムから構成されている。また熱ローラの各々は、表面をフッ素樹脂でコーティングしたアルミニウム製の中空管から構成されている。

上記定着装置は、定着ローラの表面を直接加熱するので、定着ローラの昇温時間を短縮でき、したがってウォームアップ時間を短縮できる。しかしながら、複数の熱ローラによる定着ローラへの熱の供給は、熱ローラの各々と定着ローラとの間のわずかなニップ幅に限定されるので、熱の供給量が制限される。その結果、定着ローラの昇温時間を更に短縮したい場合には、該ニップ幅を広げる必要があるが、該ニップ幅を広げた場合には、定着ローラに対する局部的な負荷が増加するので、定着ローラの駆動トルクが増加し、駆動系を強化する必要が生ずる。また、定着ローラのシリコンゴムの損傷を早めて耐久性を損なうおそれがある。

上記問題を解決することができる定着装置は、本出願人である京セラミタ株式会社によって既に出願されている（例えば特願２００３−４００２４７）。この定着装置の典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトとを備えている。無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接され、少なくとも1個のベルト支持ローラは、加熱手段が内蔵されたヒートローラから構成される。上記定着装置においては、無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラの外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルトが圧接されてニップ領域を形成するので、定着ローラを加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラに対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラの耐久性を損なうことなく、定着ローラの昇温時間を短縮してウォームアップ時間を短縮することを可能にする。

しかしながら、上記定着装置には、更に、次のような解決すべき技術的課題が存在することが判明した。すなわち、上記定着装置においては、加熱手段からヒートローラを介して無端ベルトに供給された熱の放熱をできるだけ抑制して、定着ローラへの熱の伝達効率を良好にすることが重要である。この要件を満足させるための一つの手段としては、複数のベルト支持ローラのうち、加熱手段により加熱されないベルト支持ローラを小径にすることにより該ベルト支持ローラの熱容量を可能な限り低減し、無端ベルトから該ベルト支持ローラに伝達される熱量をできるだけ少なくする手段が考えられる。ところで、無端ベルトを構成する材料としては、例えば、耐熱性を有するＮｉ、ＳＵＳ、ポリイミド樹脂などが考えられるが、定着作動時に加熱された後、定着ローラの回転が停止されて無端ベルトが定着作動時の温度よりも冷却されると、無端ベルトの材質及び無端ベルトに付与される張力などにも起因して、巻き掛けられた該ベルト支持ローラの半径を有する円弧状に変形する、すなわちいわゆる型付きが発生するおそれがある。特に、上記したように、半径の小さな該ベルト支持ローラに巻き掛けられた無端ベルトの円弧領域に型付きが生ずると、無端ベルトの耐久性が損なわれ、寿命が短くなるおそれがある。あるいはまた、定着ローラが次に駆動されて無端ベルトが回転しようとしても、無端ベルトに生成された型付きが抵抗となって、無端ベルトが回転できなくなるおそれがある。このため、上記定着装置には更なる改善が要望されているところであった。
特開平１１−８４９３４号公報

本発明の目的は、無端ベルトの型つきを防止することを可能にし、無端ベルトの耐久性を所要のとおりに確保することができる、新規な定着装置を提供することである。

本発明の他の目的は、無端ベルトの放熱量を低減し、しかも無端ベルトの型つきを防止することを可能にして、無端ベルトの耐久性を所要のとおりに確保することができる、新規な定着装置を提供することである。

本発明の一局面によれば、
定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えている定着装置において、
相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に張力をもって巻き掛けられた無端ベルトであって、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱する加熱手段と、無端ベルトの張力を保持及び解除しうる張力保持＆解除手段とが備えられている、
ことを特徴とする定着装置が提供される。
装置を制御するコントローラを備え、コントローラは、定着作動時には、張力保持＆解除手段をして無端ベルトの張力を保持し、定着作動が終了した後には、張力保持＆解除手段をして無端ベルトの張力を解除する、ことが好ましい。
ベルト支持ローラの各々は相互に所定の軸間距離をおいて配置され、張力保持＆解除手段は、１個又は複数のベルト支持ローラの位置を変位させてベルト支持ローラ間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個又は複数のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、ことが好ましい。
ベルト支持ローラのうち、１個のベルト支持ローラは、定着ローラの回転方向上流側又は下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、ベルト支持ローラ変位機構は、該１個のベルト支持ローラの位置を変位させて該１個のベルト支持ローラと他のベルト支持ローラとの間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、ことが好ましい。
ベルト支持ローラのうち、２個のベルト支持ローラは、定着ローラの回転方向上流側及び下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、定着ローラの外周面の一部領域に圧接される無端ベルトの外周面の該一部領域は、該２個のベルト支持ローラ間に配置され、ベルト支持ローラ変位機構は、該２個のベルト支持ローラの片方の位置を変位させて該片方のベルト支持ローラと他方のベルト支持ローラとの間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構から構成されているか、又は、該２個のベルト支持ローラの片方及び他方の位置を、それぞれ変位させて該片方のベルト支持ローラと他方のベルト支持ローラとの間の所定の軸間距離を短縮させることができる２個のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、ことが好ましい。
ベルト支持ローラ変位機構は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁の各々にそれぞれ回動可能に取り付けられかつベルト支持ローラの両端部が回転自在に支持された支持部材と、支持部材の各々を、該ベルト支持ローラが他方のベルト支持ローラに対し接近及び離隔する方向へ回動させることができる駆動手段とを備えている、ことが好ましい。
ベルト支持ローラ変位機構は、支持部材の各々に対応して配設されかつ支持部材の各々を、該ベルト支持ローラが他方のベルト支持ローラに対し接近する方向へ常時付勢する付勢手段を備え、駆動手段は、支持部材の各々を、付勢手段の付勢力に抗して該離隔する方向へ回動させて該ベルト支持ローラと他方のベルト支持ローラとの間の軸間距離を所定の軸間距離に保持する張力保持位置と、支持部材の各々を、付勢手段の付勢力によって該接近する方向へ回動させて該ベルト支持ローラと他方のベルト支持ローラとの間の軸間距離を所定の軸間距離よりも短縮する張力解除位置とに選択的に位置付ける、ことが好ましい。
支持部材の各々間は、支持部材の各々が一体に回動しうるよう連結部材により連結され、駆動手段は静止枠に支持されたソレノイドから構成され、ソレノイドは連結部材と駆動連結されている、ことが好ましい。
本発明の他の局面によれば、
定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えている定着装置において、
少なくとも１個のベルト支持ローラと、該ベルト支持ローラに対し間隔をおいて配置された静止板部材と、該ベルト支持ローラ及び静止板部材の各々間に張力をもって巻き掛けられた無端ベルトであって、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱する加熱手段とが備えられ、
静止板部材は円弧状外表面を有し、無端ベルトの内周面の一部領域は、静止板部材の円弧状外表面に沿ってスライド移動しうるよう静止板部材の円弧状外表面に巻き掛けられる、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
静止板部材の両端にはガイド板が配設され、ガイド板の各々は、少なくとも静止板部材の円弧状外表面に沿って延在しかつ円弧状外表面から半径方向外側に延び出すガイド領域を備え、静止板部材の円弧状外表面に巻き掛けられた無端ベルトの該一部領域はガイド板の各々の、相互に対向する内側に位置付けられる、ことが好ましい。
静止板部材には、複数の貫通孔が形成されている、ことが好ましい。
静止板部材は金属又は合成樹脂から形成され、円弧状外表面には摩擦係数を低減する材料からなる薄層が配設されている、ことが好ましい。

以下、本発明に従って構成された定着装置の好適な実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１及び図３を参照して、本発明に従って構成された定着装置の一実施形態は、定着ローラ２と、定着ローラ２に対し下方から圧接された圧ローラ４と、相互に間隔を置いて配置された複数の、実施形態においては２個のベルト支持ローラ６及び８と、ベルト支持ローラ６及び８の各々間に張力をもって巻き掛けられた無端ベルト１０とを備えている。無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されている。無端ベルト１０の外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されることによって、ニップ領域１０Ｎが形成される。ベルト支持ローラ６及び８の各々は相互に所定の軸間距離をおいて配置される。少なくとも1個のベルト支持ローラは、内側又は外側に配設された加熱手段により加熱されるよう構成される。

実施形態において、1個のベルト支持ローラ６は、加熱手段６Ｈが内蔵されたヒートローラから構成されている。すなわち、ベルト支持ローラ６は、内側に配設された加熱手段６Ｈにより加熱されるよう構成されている。無端ベルト１０及びベルト支持ローラ６及び８により囲まれた空間内には、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の温度制御を行うための制御機器である温度センサ、具体的にはサーミスタＳが、ベルト支持ローラ６の外周面に接触するよう配設されている。用紙Ｐは、図１において右から左へほぼ水平に搬送される。

定着装置は、相互に間隔をおいては配設された一対の側壁１２を含む図示しないハウジングを備えており、定着ローラ２、圧ローラ４及びヒートローラであるベルト支持ローラ６は、側壁１２の各々間に回転自在にかつ相互に平行に支持されている。サーミスタＳは、側壁１２の各々間を延在するよう配設された図示しない支持フレームに取り付けられている。ベルト支持ローラ８の支持については後述する。ベルト支持ローラ６及び８は、定着ローラ２の回転方向（図１において時計方向）上流側（図１において左側）及び下流側（図１において右側）において、定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接される無端ベルト１０の外周面の該一部領域（ニップ領域１０Ｎ）は、２個のベルト支持ローラ６及び８間に配置される。

定着ローラ２を軸方向に見て（図１において紙面を表から裏に見て）、定着ローラ２の軸心を通る仮想水平線をｘ軸、定着ローラ２の軸心を通ってｘ軸に直交する仮想鉛直線をｙ軸としたとき、ベルト支持ローラ６は、定着ローラ２の外周面に対し、第２象限における周方向のほぼ中間位置において定着ローラ２の外側に配置されている。他方、ベルト支持ローラ８は、ベルト支持ローラ６に対し定着ローラ２の回転方向下流側であり、かつ用紙Ｐの搬送方向上流側において、定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている（定着ローラ２の外周面に対し、第１象限における周方向のほぼ中間位置に配置されている）。加熱手段６Ｈは、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の中心領域において、該側壁１２の各々間に静止状態で支持されている。ベルト支持ローラ６及び８の両端部には、ベルト支持ローラ６及び８よりも大径のガイド部６Ａ及び８Ａが配設されている。大径のガイド部６Ａ及び８Ａは、無端ベルト１０の脱落及び蛇行を防止するためのものである。無端ベルト１０は、ベルト支持ローラ６及び８のガイド部６Ａ及び８Ａの各々の間の領域に巻き掛けられている。

定着ローラ２は、駆動源である電動モータＭに、ギヤ１４及び１６を介して駆動結合されている。ギヤ１４は電動モータＭの駆動軸に固着され、ギヤ１６は定着ローラ２の軸に固着されている。ヒートローラであるベルト支持ローラ６は、図示しないギヤを介して定着ローラ２のギヤ１６と駆動結合されており、定着ローラ２によって回転駆動させられるよう構成されている。この実施形態に代えて、ベルト支持ローラ６を、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動回転させられるよう構成する他の実施形態もある。

定着ローラ２及び圧ローラ４は、金属、例えばＳＵＳあるいは鉄製の心金と、心金を覆う弾性部材であるソリッドのシリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムと、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムを被覆するＰＦＡチューブとから構成することができる。シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムの外周面をＰＦＡチューブにより被覆する構成に代えて、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムの外周面を、トナーの離型層であるフッ素樹脂をコートする構成としてもよい。ベルト支持ローラ６及び８は、ＳＵＳあるいはアルミニウムなどの金属製の中空管から構成されている。無端ベルト１０は、ポリイミド樹脂、ＮｉあるいはＳＵＳから形成することができる。加熱手段６Ｈはハロゲンヒータから構成されているが、他の加熱手段、例えば、電磁誘導加熱用の励磁コイル（ＩＨコイル）から構成してもよい。加熱手段をＩＨコイルから構成した場合には、ＩＨコイルを、ベルト支持ローラ６の外周面の一部領域を外側から隙間を置いて覆うよう配置する実施形態もある。

上記定着装置は、無端ベルト１０の張力を保持及び解除しうるる張力保持＆解除手段を備えている。実施形態において、この張力保持＆解除手段は、定着ローラ２の回転方向下流側において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置された１個のベルト支持ローラ８の位置を変位させて、ベルト支持ローラ８と他のベルト支持ローラであるベルト支持ローラ６との間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構２０から構成されている。

ベルト支持ローラ変位機構２０は、上記側壁１２の各々にそれぞれ回動可能に取り付けられかつベルト支持ローラ８の両端部が回転自在に支持された支持部材２２と、支持部材２２の各々を、ベルト支持ローラ８が他方のベルト支持ローラ６に対し接近及び離隔する方向へ回動させることができる駆動手段とを備えている。相互に実質的に同じ構成を有する支持部材２２の各々は細長い矩形をなす支持板から構成されている。支持部材２２の各々の、図１において上端部は、側壁１２の各々間を延在しかつ両端部が側壁１２の各々に回動可能に支持された軸２２ａに固着されている。すなわち支持部材２２の各々は、軸２２ａを介して、対応する側壁１２の内側に回動可能に支持されている。

ベルト支持ローラ変位機構２０は、支持部材２２の各々に対応して配設されかつ支持部材２２の各々を、ベルト支持ローラ８が他方のベルト支持ローラ６に対し接近する方向（図１において時計方向）へ常時付勢する付勢手段、実施形態においては引張コイルばね２４を備えている。引張コイルばね２４は、支持部材２２の各々と、対応する側壁１２に配設された図示しない静止部材との間にそれぞれ配設されている。駆動手段は、支持部材２２の各々を、引張コイルばね２４の各々の付勢力に抗して該離隔する方向（図１において反時計方向）へ回動させてベルト支持ローラ８と他方のベルト支持ローラ６との間の軸間距離を所定の軸間距離に保持する張力保持位置（図１に示す位置）と、支持部材２２の各々を、引張コイルばね２４の各々の付勢力によって該接近する方向へ回動させて、ベルト支持ローラ８と他方のベルト支持ローラ６との間の軸間距離を所定の軸間距離よりも短縮する張力解除位置（図２に示す位置）とに選択的に位置付けることができる。

支持部材２２の各々における上下方向の中央部間は、支持部材２２の各々が一体に回動しうるよう連結部材２５により連結されている。駆動手段はソレノイドＳＯＬから構成されている。側壁１２の各々間には、側壁１２の各々間を延在する図示しない静止枠が配設され、ソレノイドＳＯＬは、この静止枠の中央部（側壁１２の各々間の中央部）に支持されている。ソレノイドＳＯＬは連結部材２５と駆動連結されている。更に具体的に説明すると、ソレノイドＳＯＬの可動鉄心２６と、支持部材２２の各々間を連結する連結部材２５の中央部（側壁１２の各々間の中央部）とは、リンク部材２７により連結されている。リンク部材２７の一端部は可動鉄心２６に相対回動可能に連結され、他端部は連結部材２５の中央部に相対回動可能に連結されている。なお、支持部材２２の各々の軸２２ａ、連結部材２５及びベルト支持ローラ８は、定着ローラ２、圧ローラ４及びベルト支持ローラ６と実質的に平行に配置される。

上記定着装置は、定着装置の作動を制御するコントローラ３０を備えている。コントローラ３０は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェース及び出力インターフェースなどを備えている。このように構成されたコントローラ３０の入力インターフェースには、サーミスタＳ、その他の検出器、スイッチなどからの検出信号が入力され、出力インターフェースから電動モータＭ、ソレノイドＳＯＬなどに制御信号を出力する。定着装置は、図示しない画像形成機の本体内に配設されるが、定着装置の制御は、画像形成機本体に配設された画像形成機全体の作動を制御するコントローラにより制御してもよい。

図１、図３及び図４を参照して、コントローラ３０は、定着作動指令信号が入力されてから所定時間（図４において時間ｔ１）経過後、ソレノイドＳＯＬをＯＮする。定着作動指令信号は、定着装置が備えられている画像形成機に配設されたプリントボタン、コピーボタンなどが押されることによりコントローラ３０に出力される。可動鉄心２７が図２において右方に吸引移動させられて、支持部材２２の各々は、引張コイルばね２４の各々の付勢力に抗して、張力解除位置（図２に示す位置）から張力保持位置（図１に示す位置）まで、図２において反時計方向に回動させられる。ベルト支持ローラ８と他方のベルト支持ローラ６との間の軸間距離は、所定の軸間距離に保持される。無端ベルト１０は所定の張力をもって、ベルト支持ローラ６及び８に巻き掛けられる。

コントローラ３０は、ソレノイドＳＯＬをＯＮしてから所定時間（図４において時間ｔ２−ｔ１）経過後、すなわち無端ベルト１０の張力が完全に所定の張力となるのを待ってから、電動モータＭを回転駆動させて定着ローラ２、圧ローラ４、ベルト支持ローラ６、無端ベルト１０及びベルト支持ローラ８を回転駆動すると共に加熱手段６Ｈによる加熱を開始する。定着装置は定着可能状態となり、定着作動が行われる。コントローラ３０は、定着作動が終了してから所定時間（図４において時間Ｔ１−Ｔ０）経過後、電動モータＭの回転を停止させて、定着ローラ２、圧ローラ４、ベルト支持ローラ６、無端ベルト１０及びベルト支持ローラ８の回転を停止させると共に加熱手段６Ｈによる加熱を停止する。

コントローラ３０は、電動モータＭの回転を停止させてから所定時間（図４において時間Ｔ２−Ｔ１）経過後、ソレノイドＳＯＬをＯＦＦする。可動鉄心２７に対する磁気吸引力が解除されるので、支持部材２２の各々は、引張コイルばね２４の各々の付勢力により、張力保持位置（図１に示す位置）から張力解除位置（図２に示す位置）まで、図１において時計方向に回動させられる。ソレノイドＳＯＬの可動鉄心２７は、図１において左方に引き出される。すなわち、図１と図２とを比較することにより容易に理解されるように、支持部材２２の各々は、引張コイルばね２４の各々の付勢力によってベルト支持ローラ８が他のベルト支持ローラ６に接近する方向へ回動させられて、ベルト支持ローラ８と他方のベルト支持ローラ６との間の軸間距離は所定の軸間距離よりも短縮される。定着装置は定着待機状態となり、無端ベルト１０に作用していた張力は完全に解除された状態に保持されるので、無端ベルト１０は、外力が作用しない円形に近い自然の形状に復帰させられる。ベルト支持ローラ６及び８の両端部に形成されている大径部６Ａ及び８Ａは、無端ベルト１０の脱落を防止する。

本発明による定着装置においては、無端ベルト１０の張力を保持及び解除しうる張力保持＆解除手段、実施形態においては、１個のベルト支持ローラ８の位置を変位させてベルト支持ローラ６及び８間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構２０が備えられているので、適宜のタイミングで無端ベルト１０の張力を解除することが可能になる。その結果、熱容量の小さな小径のベルト支持ローラ８を使用したとしても、無端ベルト１０には、常時張力が作用しなくなるので、温度変化による無端ベルト１０の型つきを防止することを可能にして、無端ベルト１０の耐久性を所要のとおりに確保することができる。

本発明による定着装置においては、装置を制御するコントローラ３０を備え、コントローラ３０は、定着作動時には張力保持＆解除手段であるベルト支持ローラ変位機構２０をして無端ベルト１０の張力を保持し、定着作動が終了した後には、ベルト支持ローラ変位機構２０をして無端ベルト１０の張力を解除するので、上記作用効果を容易かつ確実に達成することができる。

上記定着装置において、ベルト支持ローラ６及び８の各々は相互に所定の軸間距離をおいて配置され、ベルト支持ローラ変位機構２０は、１個のベルト支持ローラ８の位置を変位させてベルト支持ローラ６及び８間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構２０から構成されているが、複数、実施形態においては２個のベルト支持ローラ６及び８の位置を変位させてベルト支持ローラ６及び８間の所定の軸間距離を短縮させることができる複数の、実施形態においては２個のベルト支持ローラ変位機構２０から構成する実施形態もある。

更に具体的には、複数のベルト支持ローラ６及び８のうち、１個のベルト支持ローラ８は、定着ローラ２の回転方向下流側において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置され、ベルト支持ローラ変位機構２０は、該ベルト支持ローラ８の位置を変位させて該ベルト支持ローラ８と他のベルト支持ローラ６との間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構２０から構成されているが、ベルト支持ローラ変位機構２０が、定着ローラ２の回転方向上流側において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置された１個のベルト支持ローラ６の位置を変位させて、ベルト支持ローラ６とベルト支持ローラ８との間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構２０から構成する他の実施形態もある。上記二つの実施形態において、１個のベルト支持ローラ変位機構２０により変位されない他方のベルト支持ローラ６又は８を、無端ベルト１０を介して定着ローラ２の表面に圧接させる実施形態もある。

更にはまた、複数のベルト支持ローラのうち、２個のベルト支持ローラ６及び８は、定着ローラ２の回転方向上流側及び下流側において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置され、定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接される無端ベルト１０の外周面の該一部領域は、該２個のベルト支持ローラ６及び８間に配置され、ベルト支持ローラ変位機構２０は、該２個のベルト支持ローラ６又は８のうちの片方の位置を変位させて該片方のベルト支持ローラ６又は８と他方のベルト支持ローラ８又は６との間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構２０から構成されるか、又は、該２個のベルト支持ローラ６及び８の位置を、それぞれ変位させてベルト支持ローラ６と８との間の所定の軸間距離を短縮させることができる２個のベルト支持ローラ変位機構２０から構成される、他の実施形態もある。

ベルト支持ローラ変位機構２０の駆動手段を構成するアクチュエータとしては、ソレノイドＳＯＬに限定されるものではなく、他のアクチュエータである、電動モータあるいは流体圧シリンダ機構、例えばエアシリンダ機構から構成する他の実施形態もある。

次に、図１を参照して、上記定着装置の定着作動について説明する。定着作動時、定着ローラ２が電動モータＭにより図１において時計方向に回転駆動されると、圧ローラ４は反時計方向に従動させられる。同時にヒートローラであるベルト支持ローラ６は、定着ローラ２によって図１において反時計方向に回転駆動させられる。その結果、無端ベルト１０は同じ反時計方向に回転駆動させられ、ベルト支持ローラ８も無端ベルト１０を介して同じ反時計方向に回転駆動させられる。加熱手段６Ｈを構成するハロゲンヒータが通電され、発熱が開始されると、加熱手段６Ｈによる熱は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６から無端ベルト１０へ、無端ベルト１０から定着ローラ２に伝達され、定着ローラ２が加熱される。定着ローラ２に伝達された熱は圧ローラ４にも伝達される。片面（上面）にトナーが転写された用紙Ｐが図１において右から左に向かってほぼ水平に搬送され、定着ローラ２及び圧ローラ４のニップ部を通過すると、用紙Ｐの片面に転写された未定着トナーは、定着ローラ２によって用紙Ｐの片面に溶融定着される。

本発明による上記定着装置によれば、無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラ２の外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルト１０が圧接されてニップ領域１０Ｎを形成するので、定着ローラ２を加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラ２に対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラ２の耐久性を損なうことなく、定着ローラ２の昇温時間を短縮して定着装置のウォームアップ時間を短縮することができる。

次に図５〜図８を参照して、本発明による定着装置の他の実施形態について説明する。

図５〜図８に示す定着装置が図１〜図３を参照して説明した定着装置と実質的に相違するところは、ベルト支持ローラ８に代えて、静止板部材４０が備えられていること及びベルト支持ローラ変位機構２０が備えられていないことであって、その他の構成は実質的に同じである。したがって、図５〜図８に示す定着装置において、図１〜図３に示す定着装置と実質的に同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図５〜図８に示す定着装置は、少なくとも１個のベルト支持ローラ、実施形態においては１個のベルト支持ローラ６と、ベルト支持ローラ６に対し間隔をおいて配置された静止板部材４０と、ベルト支持ローラ６及び静止板部材４０の各々間に張力をもって巻き掛けられた無端ベルト１０であって、外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されている無端ベルト１０と、少なくとも1個のベルト支持ローラ、実施形態においては１個のベルト支持ローラ６を加熱する加熱手段６Ｈとが備えられている。

静止板部材４０は円弧状外表面４０ａを有している。実施形態において、静止板部材４０は横断面が一定の円弧形状をなしており、静止板部材４０の両端にはガイド板４２が固着されている。ガイド板４２の各々は、少なくとも静止板部材４０の円弧状外表面４０ａに沿って延在しかつ円弧状外表面４０ａから半径方向外側に延び出すガイド領域を備えている。実施形態において、ガイド板４２の各々は、静止板部材４０の円弧状外表面４０ａの軸心と共通の軸心を有しかつ円弧状外表面４０ａよりも大きな半径を有する円板から形成されている。ガイド板４２の各々の軸心部には、それぞれ軸方向外側に延び出す支持ピン４４が固着されている。静止板部材４０は、支持ピン４４の各々が、対応する側壁１２に固定支持されることにより、側壁１２の各々間に固定支持される。無端ベルト１０の内周面の一部領域は、静止板部材４０の円弧状外表面４０ａに沿ってスライド移動しうるよう静止板部材４０の円弧状外表面４０ａに巻き掛けられている。

静止板部材４０の円弧状外表面４０ａに巻き掛けられた無端ベルト１０の該一部領域はガイド板４２の各々の、相互に対向する内側に位置付けられている。これにより、無端ベルト１０の該一部領域の脱落及び蛇行が防止される。

静止板部材４０は金属又は合成樹脂から形成され、円弧状外表面４０ａには摩擦係数を低減する材料からなる薄層が配設されている。静止板部材４０は、例えば、アルミニウム、鉄、鋼などの金属から形成され、薄層は、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）を円弧状外表面４０ａにコートすることにより形成される。他の実施形態として、静止板部材４０は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＴＦＥ（パーフロロアルキルエーテル）などの合成樹脂から形成され、薄層は、ＰＦＡを円弧状外表面４０ａにコートすることにより形成される。

図５〜図８に示す定着装置においては、無端ベルト１０の該一部領域が巻き掛けられる静止板部材４０の円弧状外表面４０ａの曲率を大きくすることなく（曲率半径を小さくすることなく）、熱容量を小さくすることが容易に可能になる。その結果、簡単な構造で無端ベルト１０の放熱量を低減し、しかも無端ベルト１０の型つきを防止することを可能にして、無端ベルト１０の耐久性を所要のとおりに確保することができる。なお、図８に示すように、静止板部材４０に、複数の貫通孔４５を形成した場合には、静止板部材４０の熱容量を更に小さくすることが可能になる。貫通孔４５の各々は、これに限定されるものではないが、一定の周方向幅をもって軸方向に直線状に延在し、それぞれ周方向に間隔をおいて形成されている。

図５〜図８に示す定着装置は、図１に示す定着装置と共通の特徴ある構成を備えており、共通の特徴ある構成については、先に述べたのと実質的に同じ作用効果を達成することができる。

本発明による定着装置の実施形態を示す構成概略図である。 図１に示す定着装置の他の作動態様を示す構成概略図である。 図１に示す定着装置の要部断面図である。 図１に示す定着装置に備えられた張力保持＆解除手段の作動手順を概略的に示すタイムチャートである。 本発明による定着装置の他の実施形態を示す構成概略図である。 図５のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１に示す定着装置に備えられている静止板部材及びガイド板の斜視図である。 静止板部材の他の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

２：定着ローラ
４：圧ローラ
６、８：ベルト支持ローラ
６Ａ、８Ａ：ガイド部
１０：無端ベルト
１２：側壁
１４、１６：ギヤ
２０：ベルト支持ローラ変位機構２０
２２：支持部材
２２ａ：軸
２４：引張コイルばね
２５：連結部材
２６：可動鉄心
２７：リンク部材
３０：コントローラ
４０：静止板部材
４０ａ：円弧状外表面
４２：ガイド板
４４：支持ピン
４５：貫通孔
６Ｈ：加熱手段（ハロゲンヒータ）
Ｍ：電動モータ
ＳＯＬ：ソレノイド
Ｐ：用紙
Ｓ：サーミスタ

Claims (12)

1. 定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えている定着装置において、
   相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に張力をもって巻き掛けられた無端ベルトであって、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱する加熱手段と、無端ベルトの張力を保持及び解除しうる張力保持＆解除手段とが備えられている、
   ことを特徴とする定着装置。
2. 装置を制御するコントローラを備え、コントローラは、定着作動時には、張力保持＆解除手段をして無端ベルトの張力を保持し、定着作動が終了した後には、張力保持＆解除手段をして無端ベルトの張力を解除する、請求項１記載の定着装置。
3. ベルト支持ローラの各々は相互に所定の軸間距離をおいて配置され、張力保持＆解除手段は、１個又は複数のベルト支持ローラの位置を変位させてベルト支持ローラ間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個又は複数のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、請求項１又は請求項２記載の定着装置。
4. ベルト支持ローラのうち、１個のベルト支持ローラは、定着ローラの回転方向上流側又は下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、
   ベルト支持ローラ変位機構は、該１個のベルト支持ローラの位置を変位させて該１個のベルト支持ローラと他のベルト支持ローラとの間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、請求項１又は請求項２記載の定着装置。
5. ベルト支持ローラのうち、２個のベルト支持ローラは、定着ローラの回転方向上流側及び下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、
   定着ローラの外周面の一部領域に圧接される無端ベルトの外周面の該一部領域は、該２個のベルト支持ローラ間に配置され、
   ベルト支持ローラ変位機構は、該２個のベルト支持ローラの片方の位置を変位させて該片方のベルト支持ローラと他方のベルト支持ローラとの間の所定の軸間距離を短縮させることができる１個のベルト支持ローラ変位機構から構成されているか、又は、該２個のベルト支持ローラの片方及び他方の位置を、それぞれ変位させて該片方のベルト支持ローラと他方のベルト支持ローラとの間の所定の軸間距離を短縮させることができる２個のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、請求項１又は請求項２記載の定着装置。
6. ベルト支持ローラ変位機構は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁の各々にそれぞれ回動可能に取り付けられかつベルト支持ローラの両端部が回転自在に支持された支持部材と、支持部材の各々を、該ベルト支持ローラが他方のベルト支持ローラに対し接近及び離隔する方向へ回動させることができる駆動手段とを備えている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. ベルト支持ローラ変位機構は、支持部材の各々に対応して配設されかつ支持部材の各々を、該ベルト支持ローラが他方のベルト支持ローラに対し接近する方向へ常時付勢する付勢手段を備え、
   駆動手段は、支持部材の各々を、付勢手段の付勢力に抗して該離隔する方向へ回動させて該ベルト支持ローラと他方のベルト支持ローラとの間の軸間距離を所定の軸間距離に保持する張力保持位置と、支持部材の各々を、付勢手段の付勢力によって該接近する方向へ回動させて該ベルト支持ローラと他方のベルト支持ローラとの間の軸間距離を所定の軸間距離よりも短縮する張力解除位置とに選択的に位置付ける、請求項６記載の定着装置。
8. 支持部材の各々間は、支持部材の各々が一体に回動しうるよう連結部材により連結され、駆動手段は静止枠に支持されたソレノイドから構成され、ソレノイドは連結部材と駆動連結されている、請求項７記載の定着装置。
9. 定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えている定着装置において、
   少なくとも１個のベルト支持ローラと、該ベルト支持ローラに対し間隔をおいて配置された静止板部材と、該ベルト支持ローラ及び静止板部材の各々間に張力をもって巻き掛けられた無端ベルトであって、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱する加熱手段とが備えられ、
   静止板部材は円弧状外表面を有し、無端ベルトの内周面の一部領域は、静止板部材の円弧状外表面に沿ってスライド移動しうるよう静止板部材の円弧状外表面に巻き掛けられる、
   ことを特徴とする定着装置。
10. 静止板部材の両端にはガイド板が配設され、ガイド板の各々は、少なくとも静止板部材の円弧状外表面に沿って延在しかつ円弧状外表面から半径方向外側に延び出すガイド領域を備え、静止板部材の円弧状外表面に巻き掛けられた無端ベルトの該一部領域はガイド板の各々の、相互に対向する内側に位置付けられる、請求項９記載の定着装置。
11. 静止板部材には、複数の貫通孔が形成されている、請求項９又は請求項１０記載の定着装置。
12. 静止板部材は金属又は合成樹脂から形成され、円弧状外表面には摩擦係数を低減する材料からなる薄層が配設されている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の定着装置。

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