JP2014170248A

JP2014170248A - 給紙装置および画像形成装置

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Publication number: JP2014170248A
Application number: JP2014127985A
Authority: JP
Inventors: 良平 ▲徳▼永; Ryohei Tokunaga
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2031-09-08
Also published as: JP5810194B2

Abstract

【課題】加熱部材の表面温度が変化しても分離部材によって加熱部材が傷つけられることがなく、記録媒体を良好に分離する定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置５は、定着ベルト２６と、定着ベルト２６に圧接される加圧部材１９と、定着ベルト２６を加熱する熱源３０と、定着ベル２６との表面に対して所定の間隔を隔てた状態にて定着ベルト２６の表面から定着処理後の記録媒体を分離させる分離部材５１と、定着ベルト２６の内側に配置された押圧部材５５を備える。押圧部材５５は押圧パッド５６を有する。押圧パッド５６は定着ベルト２６の内周面に配設され、定着ベルト２６を介して加圧部材１９に対向する。分離部材５１は、定着ベルト２６を介して押圧パッド５６と対向しない位置に配置される。
【選択図】図７

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置に用いる定着装置では、加熱部材と加圧部材との間のニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体が送り込まれ、加熱部材による加熱作用によって記録媒体上のトナーが溶融されると同時に、溶融したトナー像に対して加圧部材から加圧作用が付与されることによって記録媒体上にトナー像が定着される。

従来の定着装置では、トナー像が定着された記録媒体が加熱部材に巻き付くのを防ぐために分離爪等からなる分離部材を設けることがある。この分離部材は加熱部材の表面にその先端部を圧接させているので、記録媒体を加熱部材の表面から分離させるときに、トナーや紙粉も剥がされ、剥がされたトナーや紙粉が分離部材に留まることになる。また、加熱部材の表面が分離部材によって傷つけられることになる。これら不具合を防ぐために、分離部材を加熱部材の表面に対して非接触に配設し、記録媒体を加熱部材の表面から分離させているものがある。分離部材の非接触方式では、定着処理前の待機時から加熱部材の昇温、記録媒体の定着処理、そして定着処理後までの一連のサイクルにおいて、加熱部材の表面温度が変化しても、回転する加熱部材の表面が分離部材によって傷つけられることがないように、分離部材が加熱部材の表面に常に当接することがないように構成しておくことが必要である。また、記録媒体を加熱部材の表面から分離させるときには、分離部材と加熱部材の表面とは所定の間隔を有するように構成することが必要である。

そこで、例えば特許文献１の定着装置では、加熱部材である定着ベルトの表面と分離部材との間隔を一定に保持するための分離部材制御ユニットが設けられている。分離部材制御ユニットは、分離部材を駆動する駆動モーターと、定着ベルトの表面と分離部材との間隔を検知するレーザー測定器と、レーザー測定器からの情報に基づいて分離部材を定着ベルトの表面に対して揺動させる制御回路と、を備えている。駆動モーターで分離部材を揺動させることによって、定着ベルトの表面と分離部材との間隔を一定に保っている。

また、特許文献２の定着装置では、分離部材が揺動可能に支持され、分離部材の長手方向の両端部にはギャップ調整部材が配設されている。ギャップ調整部材が分離部材の先端部から僅かに加熱ローラーの表面側へ突出し、加熱ローラーの表面に当接することで、この突出幅が分離部材と加熱ローラー表面とを所定の間隔とする。加熱ローラーが加熱されることにより、加熱ローラーの表面が径方向外側に熱膨張するが、加熱ローラー表面の径変動に応じてギャップ調整部材が追従して移動し、ギャップ調整部材による突出幅が一定に保持されるので、加熱ローラーの表面と分離部材との間隔を一定に保っている。

通常、記録媒体にトナー像を定着させるため加熱部材に加えられる熱を受けて、定着ベルトを保持する保持ローラーや加熱ローラー等のローラーの外径が熱膨張する。熱膨張する際に、加熱するためのヒーター等の温度勾配がローラーの中央部と端部で異なることや、ローラーの端部は外気温の影響を受けやすい等の理由により、加熱部材表面の中央部と端部とでは膨張量が異なっている。

このために、上記特許文献１の定着装置では、例えばレーザー測定器が定着ベルトの端部側において、定着ベルトの表面と分離部材との間隔を検知している場合、定着処理の一連のサイクルにおいて、加熱部材が昇温すると、レーザー測定器の測定結果に基づいて加熱部材の表面と分離部材との間隔が設定される。定着ベルトの端部側は、定着ベルトの表面と分離部材との間隔を常に一定に保たれている。しかし、定着ベルトの中央部は、その端部に比べて膨張量が大きいために、定着ベルトの表面と分離部材との間隔が小さくなる。その結果、分離部材が定着ベルト表面の中央部に当接すると、定着ベルトの表面を傷つけることになる。

また上記特許文献２の定着装置では、定着処理の一連のサイクルにおいて、加熱ローラーが昇温すると、加熱ローラーの端部側は、ギャップ調整部材によって加熱ローラーの表面と分離部材との間隔を常に一定に保たれているが、加熱ローラーの中央部は、その端部に比べて膨張量が大きいために、加熱ローラーの表面と分離部材との間隔が小さくなる。その結果、分離部材が加熱ローラー表面の中央部に当接すると、加熱ローラーの表面を傷つけることになる。

そこで、特許文献３の定着装置では、加熱ローラーの表面と分離部材との間隔を一定に保持するための当接部材が設けられ、当接部材は、分離部材と一体に設けられ、端部の定着領域外で加熱ローラーの表面に当接している。そして、加圧ローラーは定着領域を含む長手方向の長さを有し、一方、加熱ローラーは加圧ローラーに比べて長手方向に長く構成されている。このように加熱ローラーを端部方向へ延長することで、当接部材に当接する加熱ローラーの表面部分と加熱ローラー表面の中央部とで、加熱ローラーの熱による膨張量の差を小さくし、その結果、加熱ローラーの表面と分離部材との間隔の変動を小さくしている。

特開２００８−１９７５３５号公報（段落［００２４］、［００２５］、第１図）特開２００８−１９７２３７号公報（段落［００１４］〜［００２０］、第５図、第６図）特開２００９−１４７７１号公報（段落［０００７］、［０００８］、第３図）

しかしながら、上述した特許文献３の定着装置では、加熱ローラーが長手方向に長くなることで、定着装置の大型化やコストアップが避けられないという不都合があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、大型化やコストアップすることなく、また、加熱部材の表面温度が変化しても、分離部材によって加熱部材の表面が傷つけられることがなく、記録媒体を加熱部材から良好に分離する定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１の発明は、加熱部材と該加熱部材に圧接される加圧部材とにより形成されるニップ部で未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持して、記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、前記加熱部材の表面に対して所定の間隔を隔てた状態にて前記加熱部材の表面から定着処理後の記録媒体を分離させる分離部材と、前記加熱部材の長手方向端部の表面温度を検知する温度検知部と、前記分離部材の長手方向の両端部にて前記加熱部材の表面に対する前記分離部材の間隔を可変にする間隔調整部と、を備え、前記間隔調整部は、検知された表面温度に基づいて前記分離部材を揺動させ、表面温度が定着可能温度であるとき、前記加熱部材の表面と分離部材との間隔が所定の間隔となるように前記分離部材を移動させ、表面温度が定着可能温度より低いとき、前記加熱部材の表面と分離部材との間隔が、前記加熱部材の端部と中央部との熱膨張量の差より大きくなるように前記分離部材を移動させることを特徴としている。

また、第２の発明では、上記の定着装置において、前記温度検知部は、前記加熱部材の表面に対向して配設され、検知した温度が定着可能温度であるとき前記加熱部材の表面から離間する第１の方向に変形し、検知した温度が定着可能温度より低いとき前記加熱部材の表面に近接する第２の方向に変形するセンサー部であり、前記間隔調整部は、前記分離部材を揺動可能に支持する支持部材と、前記分離部材の前記加熱部材に近接する端部から前記加熱部材の表面側に突出して配設され前記分離部材と前記加熱部材とを所定の間隔に保持する突出部材と、該突出部材の先端に変形可能に支持された前記センサー部と、を有し、前記センサー部が第１の方向に変形したとき前記突出部材が前記加熱部材の表面に当接するとともに、前記センサー部が第２の方向に変形したとき前記センサー部が前記加熱部材の表面に当接することを特徴としている。

また、第３の発明では、上記の定着装置において、前記間隔調整部は、前記分離部材を揺動可能に支持する支持部材と、前記分離部材の前記加熱部材に近接する端部から前記加熱部材の表面側に突出して配設され前記分離部材と前記加熱部材とを所定の間隔に保持する突出部材と、前記分離部材を揺動させる作動部と、を有し、前記作動部は、前記温度検知部により検知された前記加熱部材の表面温度が定着可能温度より低いとき、前記突出部材を前記加熱部材の表面から離間した位置に移動させ、前記加熱部材の表面温度が定着可能温度であるとき、前記突出部材を前記加熱部材の表面に当接する位置に移動させることを特徴としている。

また、第４の発明では、上記の定着装置において、前記作動部は、前記突出部材が前記加熱部材の表面から離間する方向に前記分離部材を押圧するソレノイドと、前記突出部材が前記加熱部材の表面に近づく方向に前記分離部材を付勢するバネ部材と、を有することを特徴としている。

また、第５の発明では、上記の構成の定着装置を備えた画像形成装置である。

定着処理を行うために加熱部材が昇温すると加熱部材の表面が膨張する。加熱部材の表面温度が定着可能温度に到達するまでは、加熱部材の表面が膨張する際に、加熱部材の中央部が端部に比べて大きく膨張する。第１の発明によれば、定着処理前において加熱部材の表面温度が定着可能温度より低いとき、加熱部材の表面と分離部材との間隔が、加熱部材の端部と中央部との熱膨張量の差より大きくなるように、間隔調整部が分離部材を移動させるために、分離部材が加熱部材の表面に当接することがなく、分離部材によって加熱部材の表面が傷つけられることがない。そして、加熱部材の表面温度が定着可能温度であるとき、加熱部材の端部と中央部が略同じ温度となり、ニップ部にて記録媒体の定着処理が行われる。次に分離部材によって記録部材が加熱部材の表面から分離されるとき、定着処理の直後であるために、加熱部材の表面温度が定着可能温度であり、間隔調整部によって、加熱部材の表面と分離部材との間隔が所定の間隔に保持されており、分離部材によって記録部材が加熱部材の表面から良好に分離される。

本発明の第１実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図第１実施形態に係る定着装置を示す側面断面図第１実施形態に係る定着装置の間隔調整部を示す側面図第１実施形態に係る定着装置の間隔調整部の配置を示す平面図第１実施形態に係る定着装置の間隔調整部を示す断面図第１実施形態に係る定着装置の定着処理前の間隔調整部を示す断面図第２実施形態に係る定着装置を示す側面図第２実施形態に係る定着装置の間隔調整部を示す側面図

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。画像形成装置１は、その下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、この画像形成部４よりも排出側に配設された定着装置５と、画像形成部４及び定着装置５の上方に配設された画像読取部６とを備えている。

給紙部２は、記録媒体である用紙９を収容する複数の給紙カセット７を備えており、給紙ローラー８の回転により、複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から用紙９を１枚ずつ用紙搬送部３に送り出す。

用紙搬送部３に送られた用紙９は、用紙搬送経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙９にトナー像を形成するものであり、図１の矢印方向に回転可能に支持された感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部１２、露光部１３、現像部１４、転写部１５、クリーニング部１６、及び除電部１７を備えている。

帯電部１２は、高電圧を印加される帯電ワイヤーを備えており、この帯電ワイヤーからのコロナ放電によって感光体１１表面に所定電位を与えると、感光体１１表面が一様に帯電させられる。そして、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、露光部１３により感光体１１に照射されると、感光体１１の表面電位が選択的に減衰され、感光体１１表面に静電潜像が形成される。

次いで、現像部１４が感光体１１表面の静電潜像を現像し、感光体１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写部１５によって感光体１１と転写部１５との間に供給される用紙９に転写される。

トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着装置５に向けて搬送される。定着装置５では用紙９が加熱加圧され、用紙９上にトナー像が溶融定着される。次いで、トナー像が定着された用紙９は、排出ローラー対２０によって排出トレイ２１上に排出される。

転写部１５による用紙９へのトナー像の転写後、感光体１１表面に残留しているトナーは、クリーニング部１６により除去され、また感光体１１表面の残留電荷は除電部１７により除去される。そして、感光体１１は帯電部１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。

定着装置５は図２に示すように構成される。図２は定着装置を概略的に示す側面断面図である。

定着装置５は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いた定着方式であり、加熱部材である定着ベルト２６と、加圧部材である加圧ローラー１９と、定着ベルト２６を一体的に取り付けた定着ローラー１８と、定着ベルト２６を加熱する誘導加熱部３０と、定着処理後の用紙９を定着ベルト２６から分離する分離部材５１と、を備える。加圧ローラー１９及び定着ローラー１８は定着装置５のハウジング（図略）の長手方向に回転可能に支持され、誘導加熱部３０はハウジングに固定支持され、また、分離部材５１はハウジングに揺動可能に支持される。

定着ベルト２６は、無端状の耐熱ベルトであり、内周側から順に、電鋳ニッケルからなる誘導発熱層２６ａと、シリコーンゴム等からなる弾性層２６ｂと、フッ素樹脂等からなりニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させる離型層２６ｃと、が積層されて構成される。

定着ローラー１８は、定着ベルト２６を一体回転可能とするために、定着ベルト２６の内周面を張架している。例えば、ステンレス鋼の芯金１８ａ上にシリコーンゴム製の弾性層１８ｂを有し、弾性層１８ｂは定着ベルト２６を張架している。

加圧ローラー１９は、ステンレス鋼等の円筒型の芯金１９ａと、芯金１９ａ上に形成される例えばシリコーンゴム製の弾性層１９ｂと、弾性層１９ｂの表面を覆うフッ素樹脂等からなる離型層１９ｃと、を備える。また、加圧ローラー１９は図示しないモーター等の駆動源によって回転駆動させられ、加圧ローラー１９の回転によって定着ベルト２６は従動回転する。加圧ローラー１９と定着ベルト２６との圧接する部分にニップ部Ｎが形成され、ニップ部Ｎでは、搬送される用紙９上の未定着トナー像を加熱及び加圧し用紙９上にトナー像を定着する。

誘導加熱部３０は、コイル３７と、ボビン３８と、磁性体コア３９とを備え、電磁誘導により定着ベルト２６を加熱するものである。誘導加熱部３０は、定着ベルト２６の幅方向（図２の紙面の表面から裏面方向）に延びて、定着ベルト２６の外周の略半分を囲うように定着ベルト２６に対向して配設される。

コイル３７は、定着ベルト２６の幅方向に沿ってループ状に複数回巻回してボビン３８に取り付けられる。またコイル３７は、図示しない電源に接続され、電源から供給される高周波電流により磁界を発生させる。コイル３７の磁界によって磁性体コア３９から発せられる磁束は、図２の紙面に平行な方向に導かれ、定着ベルト２６の誘導発熱層２６ａを貫通する。誘導発熱層２６ａの磁束の周りには渦電流が生じ、渦電流が流れると、誘導発熱層２６ａの電気抵抗によってジュール熱が発生し、その結果、定着ベルト２６が発熱することになる。

分離部材５１は、定着処理後の用紙９を定着ベルト２６の表面から分離するものであり、ニップ部Ｎに対して定着ベルト２６の回転方向の下流側近傍に配設され、その先端部が定着ベルト２６の表面に対して所定の間隔を隔てて配置される。また、分離部材５１は、定着ベルト２６の幅方向に延びる横長の板材からなる。尚、分離部材５１は、複数の分離爪からなり、定着ベルト２６の幅方向に延びる取り付け部材に複数個並べて設けた構成としてもよい。

定着ベルト２６が加熱され定着可能温度になると、ニップ部Ｎで挟持された用紙９が加熱されるとともに、加圧ローラー１９にて加圧されることにより、用紙９上の粉体状態のトナーが溶融定着される。定着処理後の用紙９は、定着ベルト２６の表面に密着して搬送されるが、分離部材５１によって定着ベルト２６の表面から分離され、定着装置５の下流側に搬送される。分離部材５１が定着ベルト２６の表面から所定の間隔だけ隔てた状態で定着ベルト２６から用紙９を分離するために、定着ベルト２６の表面は分離部材５１によって傷つけられることがない。

分離部材５１は、間隔調整部６０によって定着ベルト２６表面との間隔を可変にされる。間隔調整部６０の構成を図３〜図６に示す。図３は間隔調整部６０を示す側面図であり、図４は間隔調整部６０の配置を示す平面図である。図５、図６は、夫々図３のＸ−Ｘ面における間隔調整部６０の断面図であり、図５は定着処理時及び定着処理直後の間隔調整部を６０示し、図６は定着処理前の間隔調整部６０を示すものである。

図３に示すように、分離部材５１は、支持部材６１によって揺動可能に支持され、バネ部材６２によって定着ベルト２６側に付勢され、そして、その先端部５１ｂにて用紙９を定着ベルト２６の表面から分離させる。

具体的には、分離部材５１には、そのフランジ部に形成された嵌装孔５１ａと、定着ベルト２６の表面に対向する先端部５１ｂとが設けられる。嵌装孔５１ａは分離部材５１の長手方向の両端部に形成される。嵌装孔５１ａには、図示しないハウジングに固設された支持部材６１が係合し、分離部材５１は支持部材６１の回りで回動可能となる。バネ部材６２は、引っ張りコイルスプリング等からなり、その一端部がハウジングに固設され、その他端部が分離部材５１に固設される。

分離部材５１の先端部５１ｂには突出部材６４が設けられる。突出部材６４は、分離部材５１の先端部５１ｂに一体に取り付けられ、バネ部材６２の付勢力によって定着ベルト２６の表面に当接することが可能である。突出部材６４の当接部６４ａが定着ベルト２６の表面に当接することによって、分離部材５１と定着ベルト２６の表面との間隔がＤに設定される。この所定の間隔Ｄだけ定着ベルト２６の表面から離間した状態で、分離部材５１は定着ベルト２６の表面から用紙９を分離する。尚、支持部材６１とバネ部材６２と突出部材６４及び後述するセンサー部７１（図５参照）は、間隔調整部６０を構成している。

図４に示すように、突出部材６４は分離部材５１の長手方向の両端部に設けられる。定着ベルト２６上には、定着処理される用紙９の最大サイズ用紙の定着処理領域Ａが形成されるが、突出部材６４は最大サイズ用紙の定着処理領域Ａの外側にて定着ベルト２６の表面に当接している。

図５に示すように、突出部材６４は、分離部材５１に取り付けられる基部６４ｃと、定着ベルト２６の表面に当接可能である当接部６４ａと、温度検知部であるセンサー部７１をスナップ変形可能に支持するセンサー支持部６４ｂとを、有する。

センサー支持部６４ｂは、当接部６４ａの上側に直方体状の空間を形成し、その空間の下側の周縁を開放する下側フランジ部と上側の周縁を開放する上側フランジ部とを有する。センサー支持部６４ｂは、直方体状空間内にセンサー部７１を収納し、上側及び下側のフランジ部にてセンサー部７１を支持している。

センサー部７１は、長方形状のバイメタルからなり感熱面を下側にして湾曲して形成される。即ち、センサー部７１の感熱面は、定着ベルト２６の表面に近接して対向する。定着ベルト２６の表面温度が例えば１７０℃の定着可能温度である場合、センサー部７１の感熱面がその温度を検知し、その検知温度に基づいて、センサー部７１は図５に示すように上側へ凸状に湾曲する。定着ベルト２６の表面が定着可能温度より低い場合、センサー部７１の感熱面がその温度を検知し、その検知温度に基づいて、センサー部７１は、図６に示すように下側へ凸状に湾曲する。このようにセンサー部７１は、定着可能温度を境として上側或いは下側へ凸状となるようにスナップ変形する。尚、センサー部７１は円板状のバイメタルを湾曲させて構成してもよい。この場合には、センサー支持部６４は、センサー部７１の外縁に合わせて円筒状の空間を形成することになる。

センサー部７１が上側へ凸状に変形したとき（図５の状態）、センサー部７１の感熱面に対して反対側の上面がセンサー支持部６４ｂの上側フランジ部に当接した状態で、センサー部７１がセンサー支持部６４ｂに保持されている。この状態では、突出部材６４の当接部６４ａが定着ベルト２６の表面に当接し、定着ベルト２６の表面と分離部材５１との間隔は、所定の間隔Ｄに保持される。また、定着ベルト２６の表面温度は、定着処理領域Ａ（図４参照）の端部から中央部において略定着可能温度となり、ニップ部Ｎにて用紙９の定着処理が行われる。次に、分離部材５１によって用紙９が定着ベルト２６の表面から分離されるとき、定着処理の直後であるために、定着ベルト２６の表面温度が定着可能温度であり、突出部材６４によって、定着ベルト２６の表面と分離部材５１との間隔が所定の間隔Ｄに保持されており、分離部材５１によって用紙９が定着ベルト２６の表面から良好に分離される。

一方、図６に示すように、センサー部７１が下側へ凸状に変形したとき、センサー部７１の感熱面がセンサー支持部６４ｂの下側フランジ部に当接し、センサー部７１の感熱面の凸状の先端部が突出部材６４の当接部６４ａから下側に突出した状態で、センサー部７１がセンサー支持部６４ｂに保持される。この状態では、センサー部７１の凸状先端部が定着ベルト２６の表面に当接し、定着ベルト２６の表面と分離部材５１との間隔は、所定の間隔Ｄより大きい間隔Ｄａにて保持されている。

ここで、定着処理を行うために定着ベルト２６の表面が昇温すると、定着ベルト２６や定着ローラー１８（図２参照）が膨張する。定着ベルト２６の表面温度が定着可能温度に到達するまでは、定着ベルト２６や定着ローラー１８が膨張する際に、定着ベルト２６や定着ローラー１８の端部側は外気温の影響を受けやすいために、その中央部が端部に比べて大きく膨張する。そこで、本実施形態では、定着ベルト２６の表面温度が定着可能温度より低いとき、定着ベルト２６の表面と分離部材５１との間隔Ｄａが、定着ベルト２６の端部と中央部との熱膨張量の差より大きくなるように、センサー支持部６４ｂを構成し、突出部材６４の当接部６４ａに対するセンサー部７１の凸状先端部の突出量を設定している。従って、定着処理前において定着ベルト２６の表面が昇温して、定着ベルト２６や定着ローラー１８が膨張しても、分離部材５１が定着ベルト２６の表面に当接することがなく、分離部材５１によって定着ベルト２６の表面が傷つけられることがない。

（第２実施形態）
図７は第２実施形態に係る定着装置を示す側面図であり、また、図８は第２実施形態に係る定着装置の間隔調整部を示す側面図である。尚、図８は定着処理時及び定着処理直後の分離部材の状態を示す。第１実施形態と異なる、間隔調整部の構成及びその周辺構成について主に説明し、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。

図７に示すように、定着装置５は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いた定着方式であり、加熱部材である定着ベルト２６と、加圧部材である加圧ローラー１９と、押圧部材５５と、定着ベルト２６を加熱する誘導加熱部３０と、温度検知部であるサーミスター２５と、定着処理後の用紙９を定着ベルト２６から分離する分離部材５１と、を備える。加圧ローラー１９は定着装置５のハウジング（図略）の長手方向に回転可能に支持され、誘導加熱部３０及び押圧部材５５はハウジングに固定支持され、また、分離部材５１はハウジングに揺動可能に支持される。

押圧部材５５は、押圧パッド５６と円弧ガイド部５９とを有する。押圧パッド５６は定着ベルト２６の内周面に配設され、定着ベルト２６を介して加圧ローラー１９に対向している。また、押圧パッド５６は、定着ベルト２６を加圧ローラー１９側に押圧する。円弧ガイド部５９は、押圧パッド５６の反対側にて誘導加熱部３０に対向して設けられ、誘導加熱部３０に沿って回転するように定着ベルト２６を案内する。

誘導加熱部３０は、コイル３７と、ボビン３８と、磁性体コア３９とを備え、電磁誘導により定着ベルト２６を加熱するものである。誘導加熱部３０は、定着ベルト２６の幅方向（図７の紙面の表面から裏面方向）に延びて、定着ベルト２６の外周の略半分を囲うように定着ベルト２６に対向して配設される。

コイル３７は、定着ベルト２６の幅方向に沿ってループ状に複数回巻回してボビン３８に取り付けられる。またコイル３７は、図示しない電源に接続され、電源から供給される高周波電流により磁界を発生させる。コイル３７の磁界によって磁性体コア３９から発せられる磁束は、図７の紙面に平行な方向に導かれ、定着ベルト２６の誘導発熱層２６ａを貫通する。誘導発熱層２６ａの磁束の周りには渦電流が生じ、渦電流が流れると、誘導発熱層２６ａの電気抵抗によってジュール熱が発生し、その結果、定着ベルト２６が発熱することになる。

サーミスター２５は、定着ベルト２６の表面において幅方向の中央部及び両端部に対向するように配置され、夫々の領域の温度を検知する。

分離部材５１は、間隔調整部６０によって定着ベルト２６の表面との間隔を可変にされる。

図８に示すように、間隔調整部６０は、分離部材５１を揺動可能に支持する支持部材６１と、分離部材５１を定着ベルト２６側に付勢するバネ部材６２と、定着ベルト２６の表面に接離可能である突出部材６４と、分離部材５１を定着ベルト２６の表面から離間する方向に押圧するソレノイド６６と、を有する。ソレノイド６６及びバネ部材６２は作動部を構成する。

分離部材５１には、そのフランジ部に形成された嵌装孔５１ａと、定着ベルト２６の表面に対向する先端部５１ｂと、嵌装孔５１ａに対して先端部５１ｂの反対側に配置される後端部５１ｃと、が設けられる。嵌装孔５１ａは分離部材５１の長手方向の両端部に形成される。嵌装孔５１ａには、図示しないハウジングに固設された支持部材６１が係合し、分離部材５１は支持部材６１の回りで回動可能となる。バネ部材６２は、引っ張りコイルスプリング等からなり、その一端部がハウジングに固設され、その他端部が分離部材５１に固設される。

分離部材５１の先端部５１ｂには突出部材６４が設けられる。突出部材６４は、分離部材５１の先端部５１ｂに一体に取り付けられ、バネ部材６２の付勢力によって定着ベルト２６の表面に当接することが可能である。突出部材６４の当接部６４ａが定着ベルト２６の表面に当接することによって、分離部材５１と定着ベルト２６の表面との間隔がＤに設定される。この所定の間隔Ｄだけ定着ベルト２６の表面から離間した状態で、分離部材５１は定着ベルト２６の表面から用紙９を分離する。また、突出部材６４は分離部材５１の両端部に設けられ、最大サイズ用紙の定着処理領域Ａの外側で定着ベルト２６の表面に当接している（図４参照）。

ソレノイド６６は、その本体が定着装置５のハウジングに固設され、本体に移動可能に設けたプランジャーが分離部材５１の後端部５１ｃを押圧することが可能である。ソレノイド６６のプランジャーは、分離部材５１の後端部５１ｃから僅かに離間して対向し、ソレノイド６６が通電されると、ソレノイド６６のプランジャーは矢印Ｅ方向に移動する。プランジャーの矢印Ｅ方向への移動にともなって、分離部材５１は、プランジャーによって後端部５１ｃを押され、支持部材６１の回りをバネ部材６２の付勢力に抗して定着ベルト２６の表面から離間する方向に回動するとともに、突出部材６４は定着ベルト２６表面から離間する。

サーミスター２５（図７参照）が定着ベルト２６の端部の表面温度を検知し、定着ベルト２６の表面温度が例えば１７０℃の定着可能温度である場合、ソレノイド６６は通電することがないように制御される。従って、バネ部材６２によって、突出部材６４の当接部６４ａが定着ベルト２６の表面に当接させられ、定着ベルト２６の表面と分離部材５１との間隔は、所定の間隔Ｄに保持されている。また、定着ベルト２６の表面温度は、定着処理領域Ａ（図４参照）の端部から中央部において略定着可能温度となり、ニップ部Ｎにて用紙９の定着処理が行われる。次に、分離部材５１によって用紙９が定着ベルト２６の表面から分離されるとき、定着処理の直後であるために、定着ベルト２６の表面温度が定着可能温度であり、突出部材６４によって、定着ベルト２６の表面と分離部材５１との間隔が所定の間隔Ｄに保持されており、分離部材５１によって用紙９が定着ベルト２６の表面から良好に分離される。

一方、定着ベルト２６の表面が定着可能温度より低い場合、ソレノイド６６は通電するように制御される。従って、ソレノイド６６のプランジャーが矢印Ｅ方向に移動し、ソレノイド６６によって、分離部材５１は、支持部材６１の回りをバネ部材６２の付勢力に抗して定着ベルト２６の表面から離間する方向に回動し、突出部材６４は定着ベルト２６の表面から離間する。定着ベルト２６の表面と分離部材５１との間隔は、所定の間隔Ｄより大きい間隔Ｄａにて保持されている。

ここで、定着処理を行うために定着ベルト２６の表面が昇温すると、定着ベルト２６が膨張する。定着ベルト２６の表面温度が定着可能温度に到達するまでは、定着ベルト２６が膨張する際に、定着ベルト２６の端部側は外気温の影響を受けやすいために、その中央部が端部に比べて大きく膨張する。そこで、本実施形態では、定着ベルト２６の表面温度が定着可能温度より低いとき、定着ベルト２６の表面と分離部材５１との間隔Ｄａが、定着ベルト２６の端部と中央部との熱膨張量の差より大きくなるように、ソレノイド６６のプランジャーの移動量が設定される。従って、定着処理前において定着ベルト２６の表面が昇温して、定着ベルト２６が膨張しても、分離部材５１が定着ベルト２６の表面に当接することがなく、分離部材５１によって定着ベルト２６の表面が傷つけられることがない。

尚、作動部をソレノイド６６とバネ部材６２とを有するように構成したが、これに替えて、作動部は、偏心カムを回転させるモーターと、突出部材６４を定着ベルト２６の表面側に付勢するバネ部材とを有する構成とし、モーターの回転駆動によって、偏心カムが回転し、偏心カムの回転によって、偏心カムに当接する分離部材５１が支持部材６１の回りで揺動するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、加熱部材として無端状の定着ベルトを使用するベルト方式の定着装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、加熱部材として加熱ローラーを使用するローラー方式の定着装置に適用してもよい。また、熱源にヒーターを用いてもよい。

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。

１画像形成装置
５定着装置
１８定着ローラー
１９加圧ローラー(加圧部材）
２５サーミスター（温度検知部）
２６定着ベルト（加熱部材）
３０誘導加熱部
５１分離部材
５１ａ嵌装孔
５１ｂ先端部
５１ｃ後端部
５５押圧部材
６０間隔調整部
６１支持部材
６２バネ部材（作動部）
６４突出部材
６４ａ当接部
６４ｂセンサー支持部
６４ｃ基部
６６ソレノイド（作動部）
７１センサー部（温度検知部）
Ａ最大サイズ用紙の定着処理領域
Ｄ所定の間隔

Claims

定着ベルトと、
前記定着ベルトに圧接される加圧部材と、
前記定着ベルトを加熱する熱源と、
前記定着ベルとの表面に対して所定の間隔を隔てた状態にて前記定着ベルトの表面から定着処理後の記録媒体を分離させる分離部材と、
前記定着ベルトの内側に配置された押圧部材
を備え、
前記押圧部材は押圧パッドを有し、
前記押圧パッドは前記定着ベルトの内周面に配設され、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に対向し、
前記分離部材は、前記定着ベルトを介して前記押圧パッドと対向しない位置に配置されている定着装置。
前記分離部材を揺動可能に支持する支持部材と、
前記分離部材の長手方向の両端部から前記定着ベルトの表面側に突出して配設された突出部材と、
該突出部材の先端に変形可能に支持されたセンサー部と、
を備え、
前記センサー部は、検知した温度が定着可能温度であるとき前記定着ベルトの表面から離間する第１の方向に変形し、検知した温度が定着可能温度より低いとき前記定着ベルトの表面に近接する第２の方向に変形し、
前記センサー部が第１の方向に変形したとき前記突出部材が前記定着ベルトの表面に当接し、前記定着ベルトの表面と分離部材との間隔が所定の間隔となるように前記分離部材を移動させ、
前記センサー部が第２の方向に変形したとき前記センサー部が前記定着ベルトの表面に当接し、前記定着ベルトの表面と分離部材との間隔が、前記ベルトの端部と中央部との熱膨張量の差より大きくなるように前記分離部材を移動させる請求項１に記載の定着装置。
請求項１または２に記載の定着装置を備えた画像形成装置。