JP2005292713A

JP2005292713A - ベルト定着装置

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Publication number: JP2005292713A
Application number: JP2004111169A
Authority: JP
Inventors: Akio Takeda; 明生竹田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】定着ベルトと加圧部材との摩擦による摩耗を防ぐとともに、定着ベルト側に定着ベルトを加熱するためのヒータを省略することができるベルト定着装置の提供。
【解決手段】定着ローラ５１０に対して分離ローラー５３３、加圧パッド部５４０を介して定着ベルト５３１を圧接している第１状態と、定着ローラ５１０に対して定着ベルトユニット５３が退避して定着ローラ５１０に定着ベルト５３１が接触していない第２状態の２つに状態の間の状態で、定着ベルト５３１は定着ローラ５１０に接触しているが、分離ローラ５３３と加圧パッド部５４０は定着ベルト５３１を介して定着ローラ５１０に圧接していない第３状態を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に使用されるベルト定着装置に関するものである。

従来の画像形成装置の一例として、複数の光走査手段を有する４ドラムレーザービームプリンタを図１２及び図１３に示す。即ち、図１２は従来の画像形成装置（レーザービームプリンタ）の断面図、図１３は同画像形成装置の像形成部の断面図であり、図１１に示すように、装置本体内には画像形成手段である４つの画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが並設されている。

上記画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色をそれぞれ形成するものであって、これらは図１３に示すように図示矢印方向に回転される像担持体である感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄをそれぞれ有している。

又、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲しは、帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと現像装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及びクリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの回転方向に沿って順次配設されており、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの下方には転写部３が配設されている。尚、この転写部３は、各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに共通の記録搬送手段である転写ベルト３１と転写用帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有している。

以上の構成を有するプリンタにおいて、図１２に示す記録材供給手段である給紙カセット１１から供給された記録紙Ｐは、転写ベルト３１上に支持されて各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへ搬送され、前記各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成された各色のトナー像の転写を順次受ける。そして、この転写工程が終了すると、記録紙Ｐは、転写ベルト３１から分離されて定着装置５へと搬送される。定着装置５で記録紙Ｐに転写されたトナー像は、熱と圧力により記録紙Ｐ上に定着され排紙処理装置６に搬送される。排紙処理装置６では記録紙Ｐを排紙トレイ６２上の搬送ローラ６１で排出し、排紙トレイは下方に移動することで多数枚の排紙積載が可能となっている。又、排紙処理装置６では多数枚の記録紙Ｐをスティップルしたりする処理も可能である。

上記定着装置５は、図１４に詳細を示すように、回転自在に配置された定着用回転体である定着ローラ５１０は図示しない駆動源により矢印Ａ方向に回転していて、内部に配置されたハロゲンヒータ５２０により加熱され、定着ローラ５１０表面に配置されたサーミスタ５２５により一定の温度になるように制御されている。

又、上記定着ローラ５１０の下方にはベルトユニット５３が配置されている。エンドレスである定着ベルト５３１は、入り口ローラ５３２、分離ローラ５３３、ステアリングローラ５３４により張架されている。分離ローラ５３３は、ＳＵＳ等の金属から成り、矢印ＳＦ方向に定着ベルト５３１を介して定着ローラ５１０と圧接している。ステアリングローラ５３４の一端は矢印Ｂ方向に移動可能となっていて、定着ベルト５３１の寄りを修正している。

又、入り口ローラ５３２と分離ローラ５３３の間には加圧パッド部５４０が配置されている。加圧パッド部５４０は、ＳＵＳ等の金属から成るベース５４１とシリコンゴム等から成る加圧パッド５４２、加圧パッド５４２と定着ベルト５３１の間に配置されたＰＩフィルム等から成る摺動シート５４３から構成され、矢印ＰＦ方向に定着ベルト５３１を介して定着ローラ５１０に圧接している。

又、入り口ローラ５３２と加圧パッド部５４０の間にはオイルフェルト５３６が設けられている。オイルフェルト５３６にはシリコンオイルが含浸されていて定着ベルト５３１の内面にオイルを塗布し、定着ベルト５３１と摺動シート５４３との摩擦力を低減している。

図１５は分離ローラ近傍の拡大図であるが、定着ローラ５１０は、アルミ等の金属から成る芯金５１１とその表層にシリコンゴム等から成る弾性層５１２を有している。ここで、金属から成る分離ローラ５３３は加圧手段により定着ベルト５３１を介して定着ローラ５１０に加圧されているため、定着ローラ５１０の弾性層５１２Ｂが図示するように変形する。特に、分離ローラ５３３と接触している端部５１２Ｂでは弾性層５１２の円弧形状が反対方向になる。記録紙上のトナーは、定着器５のニップＷで溶融、加圧されるため、トナーと定着ローラ５１０表層はその表面張力により張り付いた状態となる。しかし、定着ローラ５１０の弾性層５１２ｂで分離ローラ５３３によりその円弧形状が反対方向になっているため、定着ローラ５１０に張り付いたトナーは、剥離され記録紙は矢印Ｙ方向に排出される。

このような定着ベルト５３１は、定着ローラ５１０と、定着ベルト５３１、加圧パッド部５４０、分離ローラ５３３とによりニップＷを形成している。これにより、図１６に示す定着ローラ５１５と加圧ローラ５１６を用いた定着装置５１よりはニップ幅を広く取れるため、記録紙上のトナーをより溶融でき、カラー画像形成装置における多量のトナーを使用する画像形成装置には適した構成である。

上記従来例では画像出力を行っていない待機状態でも、定着ローラ５１０、定着ベルト５３１は、規定の温度に維持していないと次の画像出力時に定着ローラ５１０、定着ベルト５３１を規定温度に達するまで加熱するのに時間を要してしまう。このため、待機状態での定着ローラ５１０のヒータを点燈して定着ローラ５１０を矢印Ａ方向に回転させることで定着ベルト５３１も矢印Ｃ方向に回転し、定着ローラ５１０からの熱で定着ベルト５３１も加熱される構成を採っている。

又、カラー画像形成装置では、特許文献１に記載されているように、転写用紙の表面に光沢性を持たせることにより、トナー画像の発色性や画像品質を向上させるための転写用紙として用紙の表面に合成樹脂等から成るコート層を数十μｍの厚さでコーティングさせたコート紙を使用する場合がある。

このようなコート紙上にトナー画像を転写し定着装置で定着させる場合、コート紙に必要以上の熱量を加えるとコート紙内部の水分が蒸発して用紙の表面に塗布された合成樹脂等から成るコート層がコート紙内部の水蒸気で部分的に破壊されることにより平滑性が失われた画像となってしまう。特に、定着ベルトを用いた定着装置ではニップ幅が広いため、コート紙に加える熱量が多くこのような問題を発生し易い。

このため、特許文献１では、図１７（ａ）に示す画像形成装置動作時の状態に対して、待機状態では図１７（ｂ）に示すように定着ローラ５１０に対して定着ベルトユニット５３を退避させ定着ベルト５３１が定着ローラ５１０と接触しないようにしている。この状態で定着ベルト５３１を図示しない駆動源により矢印Ｃ方向に回転させ、且つ、入り口ローラ５３２内のヒータ５３５とサーミスタ５３７により入り口ローラ５３２を介して定着ベルト５３１を一定温度に加熱している。ここで、定着ベルト５３１の温度を定着ローラ５３１の温度に対して或る程度低い温度に設定することで、転写用紙の裏面へ加える熱量が少なくなり、用紙内部の水分の蒸発を抑えることで前記現象の発生を防止している。

特開平１１−１９４６４７号公報

しかしながら、上記構成で待機状態での定着ローラ５１０のヒータを点燈して定着ローラ５１０を矢印Ａ方向に回転させることで定着ベルト５３１も矢印Ｃ方向に回転し定着ローラ５１０からの熱で定着ベルト５３１も加熱していると、定着ベルト５３１と加圧パッド５４２は摺動シート５４３を介して圧接しているため、摺動シート５４３と定着ベルト５３１との間では摩擦による摩耗が発生してしまう。これらを低減させるためにオイルフェルト５３６により定着ベルト５３１の内面にはシリコンオイルを塗布しているが、待機時間状態が長くなるとシリコンオイルの消費が早くなり、シリコンオイルの補給を頻繁に行う必要が出てきたり、シリコンオイルが減少したままでは定着ベルト５３１、摺動シート５３６の摩耗が発生してしまうという第１の課題があった、
又、待機状態では図１７（ｂ）に示すように定着ローラ５１０に対して定着ベルトユニット５３を退避させ定着ベルト５３１が定着ローラ５１０と接触しないようにしている構成では、定着ローラ５３１内に設けられたヒータ５２０に加えて入り口ローラ５３２内に設けたヒータ５３５が必要となり両者を点燈することは消費電力の増加となってしまう。更に、入り口ローラ５３２内のヒータ５３５に加えるため、ヒータ５３５がトラブルにより暴走し、点燈し続けたときの火災防止のための安全装置としてのサーモスイッチ５３８が必要となってしまうという第２の課題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とする処は、定着ベルトと加圧部材との摩擦による摩耗を防ぐとともに、定着ベルト側に定着ベルトを加熱するためのヒータを省略することができるベルト定着装置を提供することにある。

本発明では上記課題を解決するために図に示した定着ローラ５１０に対して分離ローラー５３３、加圧パッド部５４０を介して定着ベルト５３１を圧接している第１状態と、定着ローラ５１０に対して定着ベルトユニット５３が退避して定着ローラ５１０に定着ベルト５３１が接触していない第２状態の２つに状態の間の状態で、定着ベルト５３１は定着ローラ５１０に接触しているが、分離ローラ５３３と加圧パッド部５４０は定着ベルト５３１を介して定着ローラ５１０に圧接していない第３状態を設けた。

待機中にこの第３の状態にして定着ローラ５１０と定着ベルト５３１のみが接することで定着ローラ５１０に軽負荷で定着ベルトが接触しているため、定着ローラ５１０からの熱で定着ベルト５３１も加熱されるが、定着ベルト５３１と摺動シート５３５の接触がなく摩耗することもなくなった。

又、この第３の状態で定着ローラ５１０の回転と同期して定着ベルト５３１を回転させ定着ベルト５３１が規定の温度に達すると第２の状態にして定着ローラ５１０から定着ベルト５３１を離間させ、定着ベルト５３１が規定の温度以下になると再度第３状態にすることで、入り口ローラ５３２のヒータ５３５を用いずとも定着ベルト５３３の温度を維持できるようにした。

本発明によれば、定着ローラと定着ベルトのみが接する構成を採ることで、定着ベルト表面を加熱でき、定着ベルトと加圧部材との摩擦による摩耗を防げ、定着ベルト側に定着ベルトを加熱するためのヒータを設ける必要がなくなった。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態を示す図で、定着装置７は定着ローラ部７０と定着ベルト部７３から構成されている。

定着ローラ７１は、アルミ等から成る芯金７１１の表層にシリコンゴムから成る弾性層７１２が設けられ、その表層にはＰＦＴチューブから成る定着ローラとトナーの離型性を高めるための離型層が設けられている。又、定着ローラ内部にはヒータ７２１が中心部近傍に配置されている。

定着ベルト部７３は、エンドレスである定着ベルト７３１は入り口ローラ７３２、分離ローラ７３３、ステアリングローラ７３４により張架されている。ステアリングローラ７３４の一端は矢印Ｔ方向に移動可能となっていて、定着ベルト７３１の寄りを修正している。又、ベルト内部には加圧パッド部７４０が配置されＳＵＳ等の金属から成るベース７４１とシリコンゴム等から成る加圧パッド７４２、加圧パッド７４２と定着ベルト７３１の間に配置されたＰＩフィルム等から成る摺動シート７４３から構成されている。

又、入り口ローラ７３２と加圧パッド部７４０の間にはオイルフェルト７３５が設けられている。オイルフェルト７３５にはシリコンオイルが含浸されていて定着ベルト７３１の内面にオイルを塗布し、定着ベルト７３１と摺動シート７４３との摩擦力を低減している。更に、定着ベルト表面の温度を測定するサーミスター７３６が入り口ローラ７３２近傍に配置されている。

以上の構成で図２に定着ローラ７１に対する定着ベルト部７３の加圧機構について説明する。

定着ベルト部７３の両端には加圧機構７５が設けられている。両側はほぼ同構成であり、図２では片側のみ図示して説明する。定着入り口ローラ７３２の端部には軸受け７３２ａが設けられ、ローラ加圧ホルダ７５１に軸受け７３２ａが配置されている。又、分離ローラ７３３の端部にも軸受け７３３ａが設けられ、ローラ加圧ホルダ７５１に軸受け７３３ａが配置されている。更に、分離ローラ７３３の端部にはワンウエイギア７３３ｂが取り付けられ、分離加圧ホルダ７５１に取り付けられた分離ローラモータ７６２に取り付けられたギア７６３と噛み合っている。ワンウエイギア７３３ｂは、分離ローラモータ７６２が矢印Ｒ方向に回転したとき分離ローラ７３３を回転させ、分離ローラモータ７６２が逆方向に回転して場合は分離ローラ７３３を回転させない。

加圧パッド部７４０のベース７４１の端部はパッド加圧ホルダ７５２に配置されている。

ローラ加圧ホルダ７５１、パッド加圧ホルダ７５２の下方には加圧ホルダ７５３が配置されている。ローラ加圧ホルダー７５１、パッド加圧ホルダ７５２、加圧ホルダ７５３は、回動軸７５４を中心に回動自在に構成されている。

又、加圧ホルダ７５３とローラ加圧ホルダー７５１の間にはローラ加圧バネ７５７が配置され、加圧ホルダ７５３に固定されたガイド軸７５５はローラ加圧バネ内部を通り、ローラ加圧ホルダ７５１に設けられて穴を通り配置されている。

又、加圧ホルダ７５３とパッド加圧ホルダ７５２の間にはパッド加圧バネ７５８が配置され、加圧ホルダ７５３に固定されたガイド軸７５６は、パッド加圧バネ内部を通り、パッド加圧ホルダ７５２に設けられて穴を通り配置されている。

加圧パッドホルダ７５３の側面には受部７５９が設けられ、その下には回動軸７６０に加圧カム７６１が設けられている。

図３（ａ）は定着ローラ７１に定着ベルト部７３が加圧されている状態を示し、図３（ｂ）は定着ローラ７１から定着ベルト部７３が退避している状態を示している。

図３（ａ）において、加圧カム７６１が回動軸７６０を中心に図示しない駆動系により回転し、加圧カム７６１の長径７６１ａが頂上に位置する状態にすると受部７５９が上方に押し上げられ、回動軸７５４を中心に加圧ホルダ７５３が矢印Ｖ方向に回転する。これによりローラ加圧バネ７５７によりローラ加圧ホルダ７５１が回動軸７５４を中心に回動して分離ローラ７３１が定着ローラ７１に加圧力ＳＦで加圧される。又、同様にパッド加圧バネ７５８によりパッド加圧ホルダ７５２が回動軸７５４を中心に回動して定着パッド部７４０が定着ローラ７１に加圧力ＰＦで加圧される。

この状態で矢印Ｇ方向に定着ローラ７１を回転させると定着ベルト７３１も定着ローラ７１に従動して矢印Ｇ方向に回転する。このとき、分離ローラ７３１もモータは停止していてワンウエイギア７３３ｂにより分離ローラ７３１が定着ベルト７３１を介して定着ローラ７１に従動回転する。記録紙が矢印Ｈ方向から搬送され、定着ローラ７１と定着ベルト７３１のニップＭに狭時されると、定着ローラ７１と定着ベルト７３１との熱で記録紙上のトナーが溶融され、定着加圧パッド部７４０の圧によりトナーが記録紙に押し付けられ定着する。

図３（ｂ）において、加圧カム７６１が回動軸７６０を中心に図示しない駆動系により回転し、加圧カム７６１の短径７６１ｂが頂上に位置する状態にすると受部７５９が前記状態から下方に下げられ、回動軸７５４を中心に加圧ホルダ７５３が矢印Ｗ方向に回転する。このため、ローラ加圧バネ７５７の付勢力はガイド軸７５５のストッパ部により付加されなくなり、ローラ加圧ホルダー７５１が回動軸７５４を中心に回動して分離ローラ７３１が定着ローラ７１から離間する。

又、同様にパッド加圧バネ７５８の付勢力はガイド軸７５６のストッパー部により付加されなくなり、パッド加圧ホルダー７５２が回動軸７５４を中心に回動して定着パッド部７４０が定着ローラ７１から離間する。このとき、図３（ｂ）からも分かるように、定着ベルト７３１は定着ローラ７１とニップＮで接触している。

記録紙の来ない状態や、画像出力待ちのようなスタンバイ状態では本配置にし、定着ローラ７１から分離ローラ７３１、加圧パッド部７４０を離間させ定着ベルト７３１のみを接触させる。ここで、定着ベルト７３１が停止していると定着ローラ７１からの熱でニップＮの部分だけ定着ベルト７３１の温度が高くなってしまうので、分離ローラモータ７６２を矢印Ｒ方向（図２）に回転させると定着ベルト７３１は矢印Ｊ方向に回転する。このとき、定着ローラ７１も同速度で回転させれば定着ローラ７１と定着ベルト７３１との相対的にコスレはなくなり、定着ローラー７１、定着ベルト７３１との摩耗は発生しない。又、定着ローラ７１を停止させていても、加圧パッド部７４０が離間しているため、定着ローラ７１と定着ベルト７３１の接触圧は僅かで定着ローラ７１と定着ベルト７３１に大きな摩耗は発生しない。

以上説明したように、定着ローラ７１に対して分離ローラ７３３、加圧パッド部７４０を離間させ、定着ベルト７３１のみを定着ローラ７１に接触させて回転させれば定着ローラ７１からの熱で定着ベルト７３１を加熱でき、更に加圧パッド部７４０と定着ベルト７３１は接触していないので摩耗が発生する恐れもなくなる。

又、図３（ｂ）の状態で定着ベルト７３１は定着ローラ７１により加熱される。定着ベルト７３１の温度はサーミスタ７３６のより検知されている。常に定着ローラ７１と接触していると定着ベルト７３１の温度は定着ローラ７１の表面温度と同じ温度になってしまう。

しかしながら、従来例で示したように、コート紙等では定着ベルトの温度が高くなり過ぎるとコート紙内の水分の蒸発により画像不良が発生してしまう。このように定着ベルト７３１の温度が規定温度の上限以上になってしまう場合は、図３（ｂ）に示す矢印Ｑ方向から図示しない冷却手段（ファン等）により定着ベルト７３１を冷却し、定着ベルト７３１の温度が規定温度の下限以下になると冷却手段を停止させれば、定着ベルト７３１の温度を規定の範囲で維持することができる。

＜実施の形態２＞
図４は本発明の実施の形態２を示す図で、前記実施の形態１に対してはカム７６１の形状が異なっている。

図４（ａ）では加圧カム７６４の長径部７６４ａが頂上にきていて図３（ａ）と同様な配置となっている。又、図４（ｂ）では加圧カム７６４の中径７６４ｂが上方にきていて受部７５９と接している。この状態は図３（ｂ）と同様な状態である。次に、図４（ｃ）では加圧カム７６４の短径部７６４ｃが頂上にきていて受部７５９と接している。これにより加圧フレーム７５３は、図４（ｂ）に対して更に矢印Ｗ方向に回転する。このため、ローラ加圧アーム７５１とパッド加圧アーム７５２も矢印Ｗ方向に回転するため、定着ローラ７１に対して定着ベルト７３１は完全に離間している。

このように、本実施の形態では、図４（ａ）〜（ｃ）までの状態を設けている。図４（ａ）の状態は前記実施の形態１と同じで記録紙上のトナーを定着させるための状態で、図４（ｂ）は前記実施の形態１と同様にスタンバイ状態で定着ベルト７３１のみを定着ローラ７１に接触させている。このような状態で定着ベルト７３１は、定着ローラ７１により加熱される。定着ベルト７３１の温度はサーミスタ７３６のより検知されている。常に定着ローラ７１と接触していると定着ベルト７３１の温度は定着ローラ７１の表面温度と同じ温度になってしまう。

しかしながら、従来例で示したように、コート紙等では定着ベルトの温度が高くなり過ぎるとコート紙内の水分の蒸発により画像不良が発生してしまう。このため、定着ベルト７３１の温度が規定温度の上限に達すると、回動軸７６０を回転させて図４（ｃ）の状態にする。これにより定着ローラ７１と定着ベルト７３１は接触することがなくなり、定着ローラ７１により直接定着ベルト７３１が加熱されることがなくなる。

しかし、定着ベルト７３１が停止していたら定着ローラ７１と対向している面のみが輻射熱で加熱されてしまうので、前記実施の形態１と同様に分離ローラモータ７６２により分離ローラ７３３を回転させ、定着ベルト７３１を回転させる。これにより、定着ベルト７３１表面の温度も均一になり、この温度をサーミスタ７３６により測定し、定着ベルト７３１の表面が規定温度の下限になったら、図４（ｂ）の状態にして再び定着ローラ７１と定着ベルト７３１を接触させ加熱させる。

本実施の形態では、定着ローラ７１に定着ベルト７３１を接触させ定着ベルト７３１表面を加熱し、規定温度に達したら定着ローラ７１から定着ベルト７３１を離間させることで定着ベルト７３１表面に温度を一定の範囲に維持でき、従来例に示した入り口ローラ７３２内部にヒータを設ける必要がなく、このため、安全装置であるサーモスイッチも不要になっている。

＜実施の形態３＞
図５は本発明の実施の形態３を示す図で、前記実施の形態１に対してローラ加圧バネの受部が加圧ホルダ７５３から固定された固定受部７７０の変わっている。具体的には、固定受部７７０とローラ加圧ホルダ７７１の間にはローラ加圧バネ７５７が配置され、固定受部７７０に固定されたガイド軸７５５はローラ加圧バネ内部を通り、ローラ加圧ホルダー７７１に設けられて穴を通り配置されている。又、本実施の形態では、分離ローラモータ７６２が設けられていない。

図６（ａ）は前記実施の形態１に示す図３（ａ）と同じで記録紙上のトナーを定着させるための状態で、図６（ｂ）は前記実施の形態１でのスタンバイ状態を示す図である。ここで、前記実施の形態では、分離ローラ７３３は定着ローラ７１から離間していたが、本実施の形態では加圧カム７６１の回転で加圧ホルダ７７１がＷ方向に回転したときにパッド加圧ホルダ７５２は同様に回転してパッド加圧部７４０は定着ローラ７１から離間しており、分離ローラ７３３は固定受部７７０により図６（ａ）と同じ状態で定着ベルト７３１を介して定着ローラ７１に圧接している。

分離ローラ７３３の両端には軸受け７３３ａが設けられているため、分離ローラ７３３は滑らかに回転する。これにより定着ローラ７１が矢印Ｇ方向に回転すると、分離ローラ７３３が定着ベルト７３１を介して定着ローラ７１に圧接しているため、定着ローラ７１に従動して定着ベルトも矢印Ｇ方向に回転する。本実施の形態では、分離ローラ７３３を特別に駆動するモータを設ける必要がないため、前記実施の形態よりも構造的、コスト的には有利である。

しかし、常時分離ローラ７３３が定着ローラ７１と圧接しているため、従来例に示したように定着ローラ７１の弾性層７１２は大きく変形されていて、この状態で停止していると硬度の低いゴムでは弾性層７１２が塑性変形してしまう場合がある。このため、本実施の形態では、或る程度定着ローラ７１の弾性層７１２に制約ができてしまう。

＜実施の形態４＞
図７は本発明の実施の形態４を示す図で、前記実施の形態１とはパッド加圧部がシリコンスポンジ等から成る加圧ローラ７６６になっている。加圧ローラ７６６は、定着ローラ７１とのニップを広く取るためにシリコン等の発泡スポンジから構成されている。これにより、定着ローラ７１に対して加圧することで加圧ローラ７６６表面が大きく変形し、図７に示すニップＫが構成される。又、加圧ローラ７６６端部には軸受け７６６ａが取り付けられ、加圧ローラホルダ７６５に配置されている。これにより加圧ローラホルダ７６５が加圧ローラ加圧バネ７６７により加圧されると、加圧ローラ７６６は、定着ベルト７３１を介して定着ローラ７１に加圧される。定着ローラ７１が矢印Ｇ方向に回転する加圧ローラ７６５定着ベルト７３１を介して従動回転する。

図８（ａ）は前記実施の形態１に示す図３（ａ）と同じで記録紙上のトナーを定着させるための状態で、図８（ｂ）は前記実施の形態１でのスタンバイ状態を示す図である。

図８（ａ）の状態では、前述のように定着ローラ７１の回転により加圧ローラ７６６は定着ベルト７３１を介して回転する。ここで、加圧ローラ７６６は回動自在になっているため、定着ベルト７３１との摩耗はない。このため、図８（ａ）の状態でスタンバイしていて定着ローラ７１が回転しても摩耗の問題は発生しない。

しかしながら、図７に示すように、ニップ幅を大きく取るために加圧ローラ７６６を大きく変形させているため、加圧ローラ７６６が回転すると加圧ローラ７６６表面はニップ部で大きな形状の変化を余儀なくされる。このため、このような繰り返し状態を繰り返していると疲労破壊を起こす恐れがあり、加圧ローラ７６６の破壊に繋がってしまう。

このため、スタンバイ時は図８（ｂ）に示すように加圧カム７６１を回転させ、前記実施の形態と同様に分離ローラ７３３と加圧ローラ７６６を定着ローラ７１から離間する方向に退避させる。しかし、ここで本実施の形態では、図８（ｂ）に示すように、僅かに加圧ローラ７６６は定着ベルト７３１を介して定着ローラ７１に圧接している。このときの加圧ローラ７６６表面に変形は軽微にしか変形していず、前記疲労破壊を発生することのない状態で維持されている。この状態で分離ローラモータ７６１を回転させることで定着ベルト７３１を回転させる。このとき、加圧ローラ７６６も定着ベルトに７３１に軽微に圧接しているため、定着ベルト７３１の回転に従動して加圧ローラ７６６も回転する。これにより定着ベルト７３１からの熱を加圧ローラ７６６表面に均一に受けることができ、加圧ローラ７６６表面の温度ムラを防止できる。

本発明では、加圧ローラ７６６が定着ベルト７３１と接触している実施の形態を示したが、前記実施例の形態１〜３と同様に定着ベルト７３１から加圧ローラ７６６が離れても前記実施例の形態と同様の効果を得ることができる。

＜実施の形態５＞
図９は本発明の実施の形態５を示す図で、前記実施の形態１に対して加圧カムの形状が異なり、図９（ｃ）に示す定着ローラ７１に対して定着ベルト７３１が完全に離間している状態を設けている。

図９（ａ）では加圧カム７６４の長径部が頂上にきていて図８（ａ）と同様な配置となっている。又、図９（ｂ）では加圧カム７６４の中径が上方にきていて受部７５９と接している。この状態は図８（ｂ）と同様な状態である。次に、図９（ｃ）では加圧カム７６４の短径部が頂上にきていて受部７５９と接している。これにより加圧フレーム７５３は、図９（ｂ）に対して更に矢印Ｗ方向に回転する。このため、ローラ加圧フレーム７５１、加圧ローラフレーム７６５も矢印Ｗ方向に回転するため、定着ローラ７１に対して定着ベルト７３１は完全に離間している。

このように、本実施の形態では、図９（ａ）〜（ｃ）までの状態を設けている。図９（ａ）の状態は前記実施の形態４と同じで記録紙上のトナーを定着させるための状態で、図９（ｂ）は前記実施の形態４と同様にスタンバイ状態で定着ベルトのみを定着ローラに接触させている。このような状態で前記実施の形態に示したようにコート紙内の水分の蒸発により画像不良が発生してしまう。このため、定着ベルト７３１の温度が規定温度の上限に達したら回動軸７６０を回転させて図９（ｃ）の状態にする。これにより定着ローラ７１と定着ベルト７３１は接触することがなくなり、定着ローラ７１により直接定着ベルト７３１が加熱されることがなくなる。

しかし、定着ベルト７３１が停止していたら定着ローラ７１と対向している面のみが輻射熱で加熱されてしまうので、前記実施例と同様に分離ローラモータ７６２により分離ローラ７３３を回転させ、定着ベルト７３１を回転させる。そのため、定着ベルト７３１が回転すると、これにより定着ベルト７３１表面の温度も均一になる。ここで、加圧ローラー７６６は、定着ベルト７３１と軽微に接触している定着ベルト７３１の回転に従動して加圧ローラ７６６も回転する。これにより定着ベルト７３１からの熱を加圧ローラ７６６表面に均一に受けることができ、加圧ローラ７６６表面の温度ムラを防止できる。又、この温度をサーミスタ７３６により測定し、温度が規定温度の下限になったら、図９（ｂ）の状態にして再び定着ローラ７１と定着ベルト７３１を接触させて加熱させる。

以上説明した構成において、入り口ローラ７３２は定着ローラ７１に圧接していない構成を示したが、図１０（ａ）に示すように、定着ローラ７１に入り口ローラ７３２が圧接した状態から図１０（ｂ），（ｃ）の状態に定着ベルト部を退避させても良く、本発明の実施の形態１〜５に関しても同様である。

又、図１１に示すように、入り口ローラ７３２、分離ローラ７３３も定着ローラ７１には圧接しておらず、加圧パッド部７４０のみが定着ローラ７１に定着ベルト７３１を介して圧接していても同様である。ここで、図１１（ａ）においてローラホルダ７８７は、加圧ホルダ７５３と連結軸７８８で連結されていて前記実施の形態において示したローラ加圧バネ７５５は配置されていない。この構造で加圧カムが回転させると、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、ローラホルダ７８７は加圧ホルダ７５３と同じように回転する。

本発明は、画像形成装置に使用されるベルト定着装置に対して適用可能である。

本発明の実施の形態１に係るベルト定着装置構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係るベルト定着装置加圧機構を示す図である。本発明の実施の形態１におけるベルト退避状態を示す図である。本発明の実施の形態２におけるベルト退避状態を示す図である。本発明の実施の形態３に係るベルト定着装置を示す図である。本発明の実施の形態３に係るベルト定着装置を示す図である。本発明の実施の形態４に係るベルト定着装置を示す図である。本発明の実施の形態４に係るベルト定着装置を示す図である。本発明の実施の形態５に係るベルト退避状態を示す図である。本発明の補足説明のためにベルト定着装置構成を示す図である。本発明の補足説明のためにベルト定着装置構成を示す図である。従来の画像形成装置を示す図である。従来の画像形成装置を示す図である。従来のベルト定着装置の構成を示す図である。従来のベルト定着装置の構成を示す図である。従来のローラ定着器の構成を示す図である。従来のベルト定着装置のベルト退避状態を示す図である。

符号の説明

７定着装置
７１定着ローラ
７３定茶ｋベルト部
７３１定着ベルト
７３２入り口ローラ
７３３分離ローラ
７４０加圧パッド部

Claims

内部にヒータを配置した定着ローラと、無端状の定着ベルトと、定着ベルト内部に配置され定着器の記録紙搬送方向上流に配置された第１のローラと、定着器の搬送方向下流に配置された第２のローラと、定着ベルト内部で第１のローラと第２のローラの間に配置され定着ベルトを定着ローラに加圧する加圧部材を有するベルト定着装置において、
前記加圧部材を介して定着ベルトを定着ローラに加圧している第１の状態と、加圧部材を退避させ定着ローラに定着ベルトのみが接している第２の状態を有することを特徴とするベルト定着装置。
内部にヒータを配置した定着ローラと、無端状の定着ベルトと、定着ベルト内部に配置され定着器の記録紙搬送方向上流に配置された第１のローラと、定着器の搬送方向下流に配置された第２のローラと、定着ベルト内部で第１のローラと第２のローラの間に配置され定着ベルトを定着ローラに加圧し定着ベルトの回転に従動して回転するローラ構成から成る加圧部材を有するベルト定着装置において、
前記加圧部材を介して定着ベルトを定着ローラに加圧している第１の加圧状態と、加圧部材を退避させ定着ベルトを定着ローラに加圧している第１の加圧状態よりも加圧力の小さい第２の加圧状態を有することを特徴とするベルト定着装置。
定着ローラから定着ベルトが完全に離れる第３の状態を有することを特徴とする請求項１又は２記載ベルト定着装置。
加圧部材は、定着ベルトの回転に対して定着ベルトと摺擦するパッド構成であることを特徴とする請求項１又は２記載のベルト定着装置。
加圧部材は、定着ベルトの回転に対して従動するローラ構成であることを特徴とする請求項１又は２記載のベルト定着装置。
第２の状態、第３の状態において定着ベルトを単独で駆動する手段を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のベルト定着装置。
第１のローラと第２のローラの少なくとも１本のローラが定着ベルトを介して定着ローラに圧接されていることを特徴とする請求項１又は２記載のベルト定着装置。
第１の状態では定着ローラに第１のローラと第２のローラの少なくとも１本のローラが定着ローラに圧接していて、第２の状態、第３の状態において第１のローラ及び第２のローラの両者が定着ローラから退避していることを特徴とする請求項７記載のベルト定着装置。
定着ベルトの温度を測定する手段を有し、第２の状態で定着ベルトの温度が規定温度に達すると定着ベルト冷却手段で定着ベルトを冷却し、規定温度下限以下に定着ベルトの温度が下がると定着ベルト冷却手段を停止することを特徴とする請求項１又は２記載のベルト定着装置。
定着ベルトの温度を測定する手段を有し、定着ベルトの温度が規定温度の上限に達するまでは第２の状態を維持し、規定温度上限に達すると第３の状態に移行し、更に規定温度下限以下に定着ベルトの温度が下がると再び第２の状態に移行することを特徴とする請求項３記載のベルト定着装置。