JP4574574B2 - 定着装置、定着装置の制御方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を記録材に定着させる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、複合機（ＭＦＰ）等の電子写真方式の画像形成装置においては、一般的に、熱ローラ定着方式の定着装置が用いられる。この定着装置は、互いに圧接された定着ローラと加圧ローラとから構成され、定着ローラと加圧ローラとの両方或いはいずれか一方の表面温度が、内部に配置された熱源（例えばハロゲンランプ）にて所定の温度（定着温度）に加熱される。そして、未定着のトナー像が形成された記録紙を、両ローラの圧接部（定着ニップ部）に通過させることで、熱と圧力とによりトナー像を定着させる。

また、カラープリンタに用いられる定着装置における定着ローラとしては、シリコンゴム等からなる弾性層を備えた弾性ローラを用いることが一般的である。この構成によれば、定着ローラ表面は、未定着トナー像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー像の形成されている面を覆い包むように記録紙に接触する。そのため、モノクロ印字に比べてトナー量の多いカラー印字の未定着トナー像に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。また、定着ニップ部での弾性層の歪み解放効果により、モノクロ印字に比べてオフセットしやすいカラー印字時に、トナーに対して離型性を向上させることができる。さらに、定着ニップ部が逆ニップ形状、つまり、定着ローラにおいて加圧ローラに当接している部分が若干凹む状態になるため、用紙の剥離性能が向上し、剥離爪等の剥離手段を用いずとも用紙の剥離が容易になり（セルフストリップ）、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することもできる。

しかしながら、その一方で、弾性層の熱伝導性は低いため、弾性層を備えた定着ローラの内部に熱源を設けた場合、熱伝達効率が低下する。その結果、ウォームアップ時間が長くなり、また、用紙搬送速度を高速化した場合に、定着ローラ表面温度が追従しなくなるといった問題がある。

このような問題を解決する手段として、定着ローラ表面に外部加熱手段を当接させ、定着ローラを外部（表面側）から加熱する方式（外部加熱定着方式）が知られている。外部加熱手段としては、内部に熱源を有する加熱ローラを接触させるローラ方式や、無端のベルト部材を加熱し、該ベルト部材を接触させるベルト方式などが提案されている。

例えば、特許文献１，２には、ベルト方式の外部加熱手段として、内部に熱源を有する複数のベルト巻架ローラに巻架されたベルト部材を、定着ローラ表面に接触させる構成が記載されている。ここで、ベルト部材は、定着ローラ表面との摩擦力で、定着ローラに対して従動回転する。
特開２００４−１９８６５９（公開日：２００４年７月１５日） 特開２００５−１８９４２７（公開日：２００５年７月１４日） 特開昭５２−１７０３１号公報（公開日：１９７７年２月８日） 特開２００５−５０１５（公開日：２００５年１月６日）

このようなベルト方式は、ローラ方式に比べ、より小さな熱容量で加熱ニップ幅を広くとることが可能であるため、定着ローラ表面に供給できる熱量が多く、高速定着における温度追従性に優れている。しかしながら、その反面、定着終了後に定着ローラを停止させると、ベルト部材を加熱する加熱部材がベルト部材を介して接触する定着ローラ部分が局所的に熱せられ、定着ローラの劣化が促進させるといった課題がある（以下、このような局所的な過熱をオーバーシュートと称する）。

つまり、ベルト方式では、定着ローラへの熱供給能力が高く、しかも、熱源と定着ローラ表面との間に、ベルト部材やベルト巻架ローラ等の複数の部材が介在されるため、熱源とベルト部材表面との間の温度勾配が大きくなる。そのため、定着ローラの回転が停止し、定着ローラへの熱伝達が瞬時に遮断されると、その温度勾配によってベルト巻架ローラやベルト部材が昇温し、ベルト部材を介してベルト巻架ローラが接触する定着ローラ部分が局所的に過熱される。特に、ベルト巻架ローラや無端ベルトなどの熱容量は小さいため、温度勾配によるオーバーシュートが顕著に現れる。

また、オーバーシュートが発生すると、定着ローラの表面に温度ムラが生じ、次に定着処理した画像に光沢ムラを発生させるといった課題もある。

また、印字する画像情報に応じて定着ローラの表面温度を変更する必要のあるシステムにおいては、定着動作中に定着ローラの表面温度を下げる必要がある場合、定着ローラ内部の熱源及びベルト巻架ローラ内部の熱源をオフし、その状態で定着ローラを回転させることで温度を下げている。しかしながら、上述したように、ベルト巻架ローラの温度は、定着設定温度よりも高く設定されているので、その熱のために定着ローラの温度を低下させるのに時間がかかるという課題がある。

これら課題を解決するための手法として、外部加熱手段を定着ローラに対して離接可能に構成することが考えられる。定着ローラを停止させた直後、或いは定着ローラの温度を低下させる必要がある場合に、外部加熱手段を定着ローラより離間することで、オーバーシュートの発生を回避でき、また、ベルト巻架ローラの熱を定着ローラに伝わり難くして、定着ローラの温度を早く下げることができる。

しかしながら、外部加熱手段を定着ローラから離間させるにおいて、ベルト部材までも完全に定着ローラより離間させる構成では、ベルト部材の劣化が加速されるといった新たな課題が発生する。上述したように、加熱を停止しても加熱部材は定着部材の表面よりも高温になっているので、ベルト部材を定着部材より完全に離間させると、加熱部材との接触部分に伝わった熱は、ベルト部材内における接触部近傍に集中するので、ベルト部材の劣化が早まる。

また、ベルト部材までも完全に定着ローラより離間させる構成では、離間のための移動距離が大きく、離接移動のための空間を広く必要とし、省スペース化が図れない。また、移動距離が大きいために、離接機構も複雑で大掛かりな構成となり、単純な離接機構のように素早い離接動作を実現し難いといった課題もある。

なお、上記特許文献１においては、ジャム処理やベルト部材の清掃のために、外部加熱手段を接離可能に構成することが記載されているが、離接機構の具体的な構成はもちろんのこと、外部加熱手段を構成する各部材のうちのどの部材を離接するか等については何ら記載されていない。そのため、特許文献１に記載された技術をそのまま用いても、ベルト部材の劣化が加速される課題を解決したり、省スペース、省電力化、及び素早い離接動作を実現したりすることはできない。

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ベルト部材を劣化させ難く、しかも、省スペース化、省電力化、及び素早いり離接動作を実現できる、外部離接手段の離接可能な定着装置、及び定着装置を提供することにある。

本発明の定着装置及び画像形成装置は、上記課題を解決するために、回転可能な定着部材の表面に無端状のベルト部材を接触させ、該ベルト部材より熱を供給することで前記定着部材を外部より加熱する外部加熱手段を備え、前記定着部材と該定着部材を圧接する加圧部材との間に記録材を通過させ、該記録材に形成されたトナー像を定着させる定着装置において、前記外部加熱手段は、前記ベルト部材と、前記ベルト部材の内側に配されると共に、前記ベルト部材を介して前記定着部材を圧接する加熱部材と、該加熱部材を前記定着部材に対して離接させる離接手段とを有し、前記離接手段にて前記加熱部材が前記定着部材より離間された状態で、前記ベルト部材と前記定着部材とが接触しており、前記ベルト部材は、前記定着部材の回転にて従動回転することを特徴としている。

上記構成によれば、離接手段にて、ベルト部材の内側に配された加熱部材が定着部材に対して離接可能となる。これにより、定着動作終了直後など、離接手段を用いて加熱部材を定着部材より離間することで、定着部材の回転が停止した状態で、定着部材よりも温度の高い加熱部材が定着部材の表面に圧接されることで、定着部材の表面を局所的に加熱してしまうといった、いわゆるオーバーシュートの発生を回避できる。

また、定着動作中に定着温度を下げる必要がある場合も、離接手段を用いて加熱部材を定着部材より離間することで、加熱部材からの熱供給が行われなくなるので、定着部材の表面温度を効果的に下げることができる。

しかも、上記構成では、加熱部材が定着部材より離間された状態で、ベルト部材と定着部材とが接触しており、前記ベルト部材は、前記定着部材の回転にて従動回転するようになっている。

上述したように、定着終了後、加熱を停止しても加熱部材は定着部材表面よりも高温になっているため、加熱部材と接触する部分が高温になり劣化しやすい。そのため、ベルト部材のこのような劣化を抑制するには、加熱部材を定着部材より離間させた後も、ベルト部材を回転させ続けることが好ましい。回転させ続けることで、加熱部材からの熱は、ベルト部材全体に伝わり、ベルト部材の劣化をより効果的に抑制することができる。しかしながら、加熱部材を定着部材より離間させた後もベルト部材を回転させ続けるために、ベルト部材を回転させるための駆動手段を別途設けると装置が大型化する。

これにより、ベルト部材を回転させるための駆動手段を別途設けるといった、装置を大型化する手法を用いることなく、上記したベルト部材の劣化を効果的に防ぐことができる。

加熱部材を定着部材より離間させた状態で、ベルト部材を定着部材の回転に従動させる構成としては、加熱部材を定着部材より離間させる離間距離を、ベルト部材が定着部材の回転にて従動回転するように設定しておく構成や、離接手段にて加熱部材が定着部材より離間された状態で、ベルト部材を定着部材に圧接する圧接部材を設ける構成等がある。

しかも、離間した状態でベルト部材と定着部材とが接触しているということはつまり、加熱部材の移動距離は、ベルト部材までも完全に離間させる構成に比して短くなる。そのため、離接移動のための空間を小さくでき、省スペース、省電力化、及び素早い離接動作を実現できる。

本発明の定着装置及び画像形成装置においては、さらに、ベルト部材は、内部に熱源を有する複数の加熱可能なベルト巻架ローラに巻回され、該加熱可能なベルト巻架ローラが前記加熱部材をなしており、前記離接手段は、該複数のベルト巻架ローラの各軸受を支持する支持フレームを移動させることで、前記加熱部材を前記定着部材に対して離接させる構成とすることもできる。

これによれば、複数のベルト巻架ローラの各軸受を支持する支持フレームを移動させるので、加熱部材と共にベルト部材も一括して移動でき、単純な構成にて離接を実現できる、ひいては、素早い離接動作が可能となる。

本発明の定着装置においては、さらに、前記ベルト部材は、内部に熱源を有する加熱可能なベルト巻架ローラを含む複数のベルト巻架ローラに巻回され、前記加熱可能なベルト巻架ローラが前記加熱部材をなしており、前記離接手段は、前記複数のベルト巻架ローラのうち、加熱可能なベルト巻架ローラを移動させ、加熱を行わないベルト巻架ローラは移動させない構成とすることもできる。

本発明の定着装置及び画像形成装置においては、さらに、前記ベルト部材は、内部に熱源を有する少なくとも１本の加熱可能なベルト巻架ローラと、加熱を行わない１本のベルト巻架ローラとに巻回され、前記加熱可能なベルト巻架ローラが前記加熱部材をなしており、前記複数のベルト巻架ローラの各軸受は同一の支持フレームに支持され、前記離接手段は、加熱を行わない１本のベルト巻架ローラの回転軸を支点にして前記支持フレームを回動させて加熱可能なベルト巻架ローラを移動させる構成とすることもできる。

これらの構成によれば、加熱されたベルト巻架ローラを離接し、加熱を行わないベルト巻架ローラは移動させないので、全てのベルト巻架ローラを移動させるよりも離接移動の距離を小さくでき、装置の小型化、離接機構の省電力化をはかることができる。また、加熱を行わないベルト巻架ローラが、ベルト部材を介して定着部材の表面を圧接しているので、定着部材が回転すると、ベルト部材は確実に従動回転し、上記したベルト部材の劣化をより効果的に抑制することができる。

本発明の定着装置及び画像形成装置においては、さらに、前記ベルト部材は、内部に熱源を有する加熱可能なベルト巻架ローラを含む複数のベルト巻架ローラに巻回され、前記加熱可能なベルト巻架ローラが前記加熱部材をなしており、前記離接手段は、加熱可能なベルト巻架ローラを、前記ベルト部材とも接触しないように離間させる構成とすることもできる。

これによれば、加熱部材をなす加熱可能なベルト巻架ローラは、ベルト部材とも接触しないように離間されるので、上記したベルト部材の劣化をより効果的に抑制することができる。

加熱可能なベルト巻架ローラをベルト部材とも接触しないように離間させる構成は、例えば、ベルト部材は、少なくとも一方側の内部に熱源が配された一対のベルト巻架ローラに巻回され、内部に熱源の配された前記加熱可能なベルト巻架ローラが前記加熱部材をなしており、前記離接手段は、前記一対のベルト巻架ローラを、定着部材表面より離れると共に互いの軸間が近づく方向に移動させ、かつ、前記ベルト巻架ローラの移動にて巻張が解かれた前記ベルト部材の形状変化を規制して形状を保持するベルトガイド部材が設けられている構成とすることで実現できる。

本発明の定着装置及び画像形成装置においては、さらに、前記加熱部材は、前記ベルト部材を直接加熱する熱源であり、前記離接手段は、前記熱源を、前記ベルト部材とも接触しないように離間させる構成とすることもできる。

これによれば、加熱部材を熱源は、ベルト部材とも接触しないように離間されるので、上記したベルト部材の劣化をより効果的に抑制することができる。

熱源をベルト部材とも接触しないように離間させる構成は、例えば、前記加熱部材は、ベルト部材を直接加熱する熱源であり、前記離接手段は、前記熱源が支持されている支持フレームを移動させることで、前記加熱部材を前記定着部材に対して離接させ、かつ、前記熱源による定着部材との圧接が解除された際の前記ベルト部材の形状変化を規制して形状を保持するベルトガイド部材が設けられている構成とすることで実現できる。

本発明の定着装置及び画像形成装置においては、さらに、前記離接手段の駆動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記定着部材の回転が停止された状態では、前記加熱部材と前記定着部材とを離間させる構成とすることもできる。

外部加熱手段におけるベルト部材は、定着部材に当接されて十分な張力を付与した状態で、加熱状態から室温まで冷却されると、そのときの形状に変形しやすい。変形が生じると、再度、ベルト部材を回転加熱する際、形状変化のためにベルト部材が安定回転せず、最悪の場合には、ベルト部材が停止し、定着部材に対する加熱性能が著しく低下するほか、熱によるベルト部材の破損等の問題も発生する。

上記構成では、制御手段が、離接手段にて、定着部材の回転が停止された状態では、加熱部材と定着部材とを離間させるので、加熱部材が圧接を解除しない構成に比して、ベルト部材対への張力は低減される。したがって、放置冷却されたとしても、ベルト部材の変化は生じ難くなり、変形に起因する上記問題の発生を回避できる。

本発明の定着装置及び画像形成装置は、以上のように、回転可能な定着部材の表面に無端状のベルト部材を接触させ、該ベルト部材より熱を供給することで前記定着部材を外部より加熱する外部加熱手段を備え、前記定着部材と該定着部材を圧接する加圧部材との間に記録材を通過させ、該記録材に形成されたトナー像を定着させる定着装置において、前記外部加熱手段は、前記ベルト部材と、前記ベルト部材の内側に配されると共に、前記ベルト部材を介して前記定着部材を圧接する加熱部材と、該加熱部材を前記定着部材に対して離接させる離接手段とを有し、前記離接手段にて前記加熱部材が前記定着部材より離間された状態で、前記ベルト部材と前記定着部材とが接触しており、前記ベルト部材は、前記定着部材の回転にて従動回転することを特徴としている。

これにより、定着動作終了直後など、離接手段を用いて加熱部材を定着部材より離間することで、定着部材の回転が停止した状態で、定着部材よりも温度の高い加熱部材が定着部材の表面に圧接されることで、定着部材の表面を局所的に加熱してしまうといった、いわゆるオーバーシュートの発生を回避でき、定着部材の劣化、及び定着温度のムラによる光沢ムラを低減できる。

また、定着動作中に定着温度を下げる必要がある場合も、離接手段を用いて加熱部材を定着部材より離間することで、加熱部材からの熱供給が行われなくなるので、定着部材の表面温度を効果的に下げることができる。

しかも、上記構成では、加熱部材が定着部材より離間された状態で、ベルト部材と定着部材とが接触しており、前記ベルト部材は、前記定着部材の回転にて従動回転するようになっている。これにより、ベルト部材を回転させるための駆動手段を別途設けるといった装置を大型化する手法を用いることなく、上記したベルト部材の劣化を効果的に防ぐことができる。また、加熱部材の移動距離は、ベルト部材までも完全に離間させる構成に比して短くなるため、離接移動のための空間を小さくでき、省スペース、省電力化、及び素早い離接動作を実現できるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図５に基づいて説明すると以下の通りである。まず、図２を参照して本実施形態の定着装置を備える画像形成装置について説明する。図２は、画像形成装置の内部構造を示す図面である。

図２に示す画像形成装置１は、画像データに基づいて、カラー画像またはモノクロ画像を用紙（記録材）Ｐに形成するものである。ここでは、乾式電子写真方式かつ４連タンデム方式のカラープリンタを例示する。上記画像データは、ネットワークを介して送信されるものや、スキャナによって読み取られるものがある。

画像形成装置１は、可視像形成部５０、用紙搬送部３０、定着装置４０、及び供給トレイ２０を備えている。

可視像形成部５０は、イエロー可視像形成ユニット５０Ｙ、マゼンタ可視像形成ユニット５０Ｍ、シアン可視像形成ユニット５０Ｃ、ブラック可視像形成ユニット５０Ｂから構成される。具体的な配置としては、供給トレイ２０と定着装置４０との間において、供給トレイ側２０から、イエロー可視像形成ユニット５０Ｙ、マゼンタ可視像形成ユニット５０Ｍ、シアン可視像形成ユニット５０Ｃ、ブラック可視像形成ユニット５０Ｂがこの順に併設されている。

これら可視像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂは、各々、実質的に同一の構成を有しており、画像データに基づいて、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、ブラック画像をそれぞれ形成し、後述する搬送ベルト３３にて搬送される用紙Ｐ上に転写するものである。

各可視像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂはそれぞれ、感光体ドラム５１を備えている。そして、感光体ドラム５１の周囲には、感光体ドラム５１の回転方向（図２のＦ方向）に沿って、帯電ローラ５２、ＬＳＵ５３、現像ユニット５４、転写ローラ５５、及びクリーニング装置５６が配置されている。

感光体ドラム５１は、表面に感光性材料層を有し、矢印Ｆ方向に回転駆動する。帯電ローラ５２は、感光体ドラム５１の表面を一様（均一）に帯電する帯電器である。

ＬＳＵ（レーザビームスキャナユニット）５３は、帯電された感光体ドラム５１の表面を入力される画像信号に基づいて露光し、静電潜像を生成するものである。可視像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの各ＬＳＵ５３にはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの対応する画素データが入力される。

現像ユニット５４は、トナーを含む現像剤によって、感光体ドラム５１表面に形成された静電潜像を現像し、トナー像（顕像）を形成するものである。可視像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの各現像ユニット５４はそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの対応する現像剤を用いてトナー像を形成する。用いられる現像剤としては、非磁性一成分現像剤（非磁性トナー）、非磁性二成分現像剤（非磁性トナー及びキャリア）、磁性現像剤（磁性トナー）等の現像剤（以下、トナーとも称する）などがある。

転写ローラ５５は、後述する搬送ベルト３３の裏面側に配置されており、感光体ドラム５１上のトナー像を、搬送ベルト３３にて搬送される用紙Ｐ上に転写するものである。転写ローラ５５には、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、このバイアス電圧を用紙Ｐに与えることによって、感光体ドラム５１上のトナー像が転写される。

クリーニング装置５６は、用紙Ｐへの画像転写後に感光体ドラム５１上に残留しているトナーを除去するものである。

用紙搬送部３０は、搬送ベルト３３と、該搬送ベルト３３を巻架する駆動ローラ３１及びアイドリングローラ３２よりなる。用紙搬送部３０は、供給トレイ２０から送り込まれた用紙Ｐを搬送ベルト３３に吸着保持し、可視像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂによって形成されたトナー像が順に用紙Ｐ上に転写されるように、用紙Ｐを搬送するものである。駆動ローラ３１の回転により、搬送ベルト３３は、所定の周速度（ここでは、３５５ｍｍ／ｓ）で回動する。トナー像が転写された用紙Ｐは、駆動ローラ３１の曲率によって搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０へと搬送されるようになっている（図２の一点鎖線は搬送経路を示す）。

定着装置４０は、少なくとも一方側が加熱されると共に、互いに圧接された定着ローラ６０と加圧ローラ７０とを有しており、圧接部である定着ニップ部Ｎに、トナー像（未定着）が転写された用紙Ｐを通過させることで、トナー像を用紙Ｐに熱定着させるものである。定着装置４の詳細については、後述する。

定着装置４０によってトナー像が定着された用紙Ｐは、画像形成装置１の外部の排紙トレイ（不図示）に排出され、これにて、画像形成処理が終了する。

また、画像形成装置１には、上述した各部に対する動作制御や画像データに対する画像処理を行うための制御部が搭載されている。制御部は、ＣＰＵ及びＲＡＭを少なくとも含むマイクロコンピュータであり、図示しない記録媒体に記録されたプログラムを読み込むことによって機能している。

次に、定着装置４０の構成について詳細に説明する。図１は、定着装置４０の断面構成を示す図面である。図１に示すように、定着装置４０は、上述した定着ローラ６０、加圧ローラ７０の他、外部加熱部（外部加熱手段）７５、及びウェブクリーニング装置９０を備えている。

定着ローラ６０及び加圧ローラ７０は、所定の荷重（ここでは６００Ｎ）で互いに圧接されており、それらの間に定着ニップ部Ｎ（定着ローラ６０及び加圧ローラ７０が互いに当接する部分）が形成されている。本実施形態では、定着ニップ部Ｎのニップ幅（定着ローラ６０の回転方向（図１のＫ方向）に沿った幅）は、例えば９ｍｍに設定されている。

定着ローラ６０は、所定の温度（ここでは１８０℃）に加熱されて、定着ニップ部Ｎを通過するトナー像（未定着）が形成された記録紙Ｐを加熱するものである。定着ローラ６０は、芯金の外周面に弾性層を有し、該弾性層の外周面に離型層が形成されてなる３層構造のローラ部材である。

芯金には、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴムが用いられ、離型層にはＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。

定着ローラ６０の内部（芯金の内部）には、定着ローラ６０を加熱する熱源であるヒータランプ（ハロゲンランプ）６１が配置されている。ヒータランプ６１は、上記制御部（不図示）によってその通電が制御され、オンされると赤外線を放射する。放射された赤外線を定着ローラ６０の内周面が吸収し、定着ローラ６０全体が加熱される。

加圧ローラ７０は、その端部側に設けられた圧接機構（不図示）にて、定着ローラ６０に対して圧接され、定着ニップ部Ｎに所定の圧を与えるものである。加圧ローラ７０も定着ローラ６０と同様に、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金の表面にシリコンゴム等の弾性層を有し、さらにその上にＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層が形成された３層構造のローラ部材である。

また、本実施形態では、加圧ローラ７０においても、芯金の内部にヒータランプ７１が備えられている。そして、ヒータランプ７１は、上記制御部（不図示）によってその通電が制御され、オンされると赤外線を放射する。放射された赤外線を加圧ローラ７０の内周面が吸収し、加圧ローラ７０全体が加熱される。

外部加熱部７５は、無端状の外部加熱ベルト（ベルト部材）８０と、該外部加熱ベルト８０が巻架される一対のベルト巻架ローラである加熱ローラ（加熱部材）８１・８２を有している。そして、詳細については後述するが、ローラ加熱ローラ８１・８２を定着ローラ６０表面に対して離接させる離接機構が設けられている。

外部加熱ベルト８０は、所定の温度（ここでは２１０℃）に加熱された状態で定着ローラ６０表面に接触して、定着ローラ６０表面を加熱するものである。外部加熱ベルト８０には、裏面が接触する加熱ローラ８１・８２より熱が供給される。

外部加熱ベルト８０は、定着ローラ６０の周囲において、定着ニップ部Ｎよりも定着ローラ６０の回転方向（図１においてＫ方向）の上流側に配置され、後述する圧接機構により、所定の押圧力（ここでは４０Ｎ）をもって定着ローラ６０に圧接されている。そして、定着ローラ６０との間に、加熱ニップ部ｎが形成されている。本実施形態では、加熱ニップ部ｎのニップ幅（定着ローラ６０の回転方向に沿った幅）は、例えば２０ｍｍである。

外部加熱ベルト８０は、ポリイミド等の耐熱樹脂或いはステンレスやニッケル等の金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、離型層として、耐熱性および離型性に優れた合成樹脂材料（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）が形成された２層構成の無端ベルトよりなる。また、外部加熱ベルト８０の寄り力を低減するために、ベルト基材の内面に、フッ素樹脂等のコーティングを施してもよい。

加熱ローラ８１・８２は、アルミニウムや鉄系材料等からなる中空円筒状の金属製芯材からなる。外部加熱ベルト８０の寄り力を低減するために、金属製芯材の表面に、フッ素樹脂等のコーティングを施してもよい。

加熱ローラ８１・８２の内部には、熱源となるヒータランプ８３・８４が配置されている。ヒータランプ８３・８４は、上記制御部（不図示）にてオンされると赤外線を放射する。放射された赤外線を加熱ローラ８１・８２の内周面が吸収し、加熱ローラ８１・８２全体が加熱され、これにより、加熱ローラ８１・８２に巻架されている外部加熱ベルト８０も加熱される。

また、定着ローラ６０の周面にはサーミスタ（温度検出手段）６２が配置され、加圧ローラ７０の周面にはサーミスタ７２が配置されている。また、外部加熱ベルト８０の表面側においては、加熱ローラ８１と対向する位置にサーミスタ８５が、加熱ローラ８２と対向する位置にサーミスタ８６がそれぞれ配置されている。

上記制御部（不図示）は、これらサーミスタ６２・７２・８５・８６の出力に基づいて、定着ローラ６０、加圧ローラ７０、及び外部加熱ベルト８０の２つの位置における表面温度を検出し、各表面温度が目標温度に近づくように、対応するヒータランプ６１・７１・８３・８４への通電を制御する。

なお、本実施形態では、ヒータランプ６１・７１・８３・８４への通電等の制御を、画像形成装置１の制御部にて行う構成としたが、定着装置４０自体が制御部を具備する構成としてもよい。

また、図１では図示していないが、定着ローラ６０の端部に設けられた回転軸には、駆動モータ（駆動源）からの駆動力が伝達され、図２においてＫ方向に回転駆動する。定着動作時等、定着ローラ６０が回転駆動することで、定着ローラ６０に圧接されている加圧ローラ７０は、その摩擦力に従動回転する。そのため、加圧ローラ７０の回転方向は、Ｋ方向とは逆方向となる。

外部加熱部７５における外部加熱ベルト８０も、定着ローラ６０と接触した部分の摩擦力で、定着ローラ６０に従動回転する。したがって、外部加熱ベルト８０の回転方向は、Ｋ方向とは逆方向となる。そして、加熱ローラ８１・８２は、その表面が外部加熱ベルト８０の裏面と接触することで、外部加熱ベルト８０に従動回転する。

記録紙Ｐは、定着ニップ部Ｎを、トナー像の形成面が定着ローラ６０に当接し、裏面が加圧ローラ７０に当接するように搬送される。これにより、記録紙Ｐ上に形成されているトナー像は、熱圧着され、記録紙Ｐ上に定着する。記録紙Ｐの定着ニップ部Ｎの通過速度である定着速度はプロセス速度（用紙搬送速度）と同じであり、本実施形態では、３５５ｍｍ／ｓｅｃである。また、１分あたりの連続給紙枚数にて表す複写速度は、本実施形態では７０枚である。

次に、加熱ローラ８１・８２を定着ローラ６０表面に対して離接させる離接機構１００について説明する。図３（ａ）（ｂ）は、外部加熱部７５の支持部の構成を示す図面であり、図４は、支持部の上面図である。離接機構１００はこの支持部に設けられている。

外部加熱ベルト８０が巻架されている加熱ローラ８１・８２はそれぞれ、サイドフレーム１０１に取り付けられた軸受１０２・１０３によって、回転自在に支持されている。これら軸受１０２・１０３は、サイドフレーム１０１に対して所定の軸間で固定されている。これにより、加熱ローラ８１・８２間の平行度が確保され、本実施形態においては、加熱ローラ８１・８２の平行度公差としては１００μｍ以下となっている。

上記サイドフレーム１０１は、アーム１０４に対し、回動支点Ａにて回動自在に軸支されている。また、アーム１０４は図示しないメインフレーム等の固定物に対して回動支点Ｂにて回動自在に取り付けられている。そして、回動支点Ａ、或いは回動支点Ａ近傍には、一端がメインフレーム等の固定物に取り付けられたコイルバネ１０５の他端が取り付けられており、アーム１０４、及びこれに支持されたサイドフレーム１０１は、このコイルバネ１０５の弾性にて、定着ローラ６０側に付勢されている。本実施形態では、図３（ａ）に示すように、定着ローラ６０側に付勢されたサイドフレーム１０１を介して、これに軸支された加熱ローラ８１・８２が等しい荷重で定着ローラ６０に圧接されている。

アーム１０４における、回動支点Ｂを挟んでサイドフレーム１０１が取り付けられている側とは反対側の端部には、アーム１０４に当接する偏芯カム１０６が配置されている。偏芯カム１０６は、アーム１０４に対して、定着ローラ６０が配置されている側とは反対側に配置されている。

図３（ａ）に示す、加熱ローラ８１・８２が定着ローラ６０に圧接された状態より、偏芯カム１０６を１８０°回転させると、図３（ｂ）のように、サイドフレーム１０１が取り付けられている側とは反対側の端部が偏芯カム１０６で押され、アーム１０４が回動支点Ｂを中心に回動する。この回動により、サイドフレーム１０１が取り付けられている側が上昇し、コイルバネ１０５が伸びるとともに、回動支点Ａが定着ローラ６０から遠ざかり、加熱ローラ８１・８２が定着ローラから離間する。

このように、加熱ローラ８１・８２は、偏芯カム１０６の回転動作によって、アーム１０４が回動してサイドフレーム１０１の位置が変移することで、定着ローラ６０に対して離接可能な構成となっている。つまり、離接機構１００は、加熱ローラ８１・８２の軸受１０２・１０３を支持するサイドフレーム１０１と、これを支持するアーム１０４と、アーム１０４を回動させる偏芯カム１０６と、サイドフレーム１０１が取り付けられているアーム１０４を定着ローラ６０側に付勢するコイルバネ１０５にて構成されている。

また、加熱ローラ８１・８２に対し軸受１０２・１０３の内側には、外部加熱ベルト８０の蛇行を防止するための寄り規制部材１１１・１１２が挿入されている。この寄り規制部材１１１・１１２は外部加熱ベルト８０が蛇行してきた際に、ベルト端部と従動して回転することでベルトの寄りを規制すると同時に、ベルト端部の摺動による磨耗や割れを防止する目的で設けられている。

本実施形態では、外部加熱ベルト８０として、厚さ９０μｍのポリイミド（宇部興産製、商品名：ユーピレックスＳ）の基材表面に、離型層としてＰＴＦＥとＰＦＡがブレンドされたフッ素樹脂が２０μｍ厚でコーティングされたものを用いている。

また、定着ローラ６０は、アルミ製の芯金の上に、弾性層として厚さ３ｍｍのシリコンゴム層を形成し、さらにその上に離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆したものを使用している。その外径（直径）は５０ｍｍである。

加圧ローラ７０は、アルミ製の芯金の上に、弾性層として厚さ２ｍｍのシリコンゴム層を形成し、さらにその上に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆したものを使用している。その外径（直径）は、定着ローラ６０と同じ５０ｍｍである。

加熱ローラ８１・８２は共に、厚さ０．７５ｍｍのアルミ製の芯金の表面に、ＰＴＦＥとＰＦＡをブレンドしたフッ素樹脂を２０μｍ厚でコーティングしたものを用いている。その外径（直径）は共に１５ｍｍである。そして、これら加熱ローラ８１・８２は、軸間が２３．０ｍｍになるように配置されている。

外部加熱ベルト８０の周長（内周長）は、９４．２４ｍｍ（室温での長さ）であり、該外部加熱ベルト８０を、軸間が固定された２本の加熱ローラ８１・８２に巻架して定着ローラ６０に荷重４０Ｎで圧接させている。

ここで、外部加熱ベルト８０を定着ローラ６０へ当接させている状態において、回動支点Ａと定着ローラ６０表面との距離は２８ｍｍ、回動支点Ｂから回動支点Ａまでの距離は１３ｍｍである。また、回動支点Ｂからアーム１０４の偏芯カム１０６の当接部までの距離は３１ｍｍである。

加熱ローラ８１・８２を離間させるときのアーム１０４の回動支点Ａでの移動量（離間長さ）を２ｍｍとすると、偏芯カム１０６の当接部分のアーム１０４の移動量は４．８ｍｍとなる。また、このときの定着ローラ６０を停止させた時の外部加熱ベルト８０と定着ローラ６０との接触幅（加熱ニップ幅）は、約５ｍｍ程度となる。この接触幅は外部加熱ベルト８０の曲がり癖や温度によって変化しうる値である。一般に、外部加熱ベルト８０等のベルと部材は、加熱されていると、ベルトの周長が伸びるので、接触幅は増加する。

アーム１０４の回動支点Ａでの移動量（離間長さ）が３ｍｍになると、外部加熱ベルト８０と定着ローラ６０とは殆ど接触しなくなり、外部加熱ベルト８０と定着ローラ６０とは完全に離間した状態となる。このとき偏芯カム１０６の当接部分のアーム１０４の移動量は７．２ｍｍとなる。

一方、外部加熱ベルト８０の一部が定着ローラ６０に接触した状態で定着ローラ６０が駆動しているとき、定着ローラ６０と外部加熱ベルト８０との摩擦力で、定着ローラ６０の回転方向の上流側の加熱ローラ８１が、定着ローラ６０表面に引き寄せられ、加熱ローラ８１に近い場所で外部加熱ベルト８０と定着ローラ６０とが接触する。

この場合、加熱ローラ８１・８２間の中央部で外部加熱ベルト８０と定着ローラ６０とが接するよりも、両者の圧接力は増すので、外部加熱ベルト８０が従動回転しやすくなる。ここで、定着ローラ６０を１９０℃、加熱ローラ８１・８２を２１０℃に温調し、定着ローラ６０の回転速度（周速度）を３５５ｍｍ／ｓｅｃとしたとき、離間長さを２ｍｍとすると、外部加熱ベルト８０は定着ローラ６０に従動する。なお、離間長さが３ｍｍのとき、外部加熱ベルト８０は従動しない。

図５（ａ）〜（ｃ）に、外部加熱ベルト８０と定着ローラ６０の離間長さと、接触幅の関係を示す。図５（ａ）は、外部加熱ベルト８０を離間させていない場合である。図５（ｂ）は、外部加熱ベルト８０の一部が接触している場合である。離間長さが２ｍｍ以下のとき、この状態となる。

図５（ｂ）の状態において、加熱ローラ８１・８２は、外部加熱ベルト８０を介して定着ローラ６０とは接していないので、定着ローラ６０が停止してい場合、加熱ローラ８１・８２の熱が外部加熱ベルト８０を介して定着ローラ６０に伝わることはない。一方、定着ローラ６０が回転している場合は、外部加熱ベルト８０が従動回転するため、加熱ローラ８１・８２の熱にて加熱された外部加熱ベルト８０の部分が定着ローラ６０との接触部に達することで、定着ローラ６０へと熱が伝わる。しかしながら、図５（ａ）に示す離間していないときに比べ、外部加熱ベルト８０の接触幅が短いので、定着ローラ６０への熱の伝達は抑えられ、定着ローラ６０の温度を早く低下させる効果はある。さらに、外部加熱ベルト８０が定着ローラ６０に従動するので、外部加熱ベルト８０における加熱ローラ８１・８２との接触部分の過熱による劣化を防ぐことができる。

図５（ｃ）は、参考例として示す、外部加熱ベルト８０と定着ローラ６０とが接しない場合である。本実施形態の構成では、離間長さが３ｍｍのときはこの状態となる。

定着ローラ６０の表面温度低下の効果、及び外部加熱ベルト８０が従動するかどうかは、外部加熱ベルト８０と定着ローラ６０の接触幅と圧接力、外部加熱ベルト８０の回転のしやすさによって変化する。これらは接触部分の表面材質、温度、周速度、外部加熱ベルト８０の周長と軸間距離の関係、回動支点Ａの位置、外部加熱ベルト８０の巻き癖に依存するので、組み上がった状態で、離間長さを適当に調整して決めることが望ましい。

さらに、上記構成の離接機構によれば、外部加熱ベルト８０を定着ローラ６０より完全に離間させることなく、加熱ローラ８１・８２のみを外部加熱ベルト８０を介して定着ローラ６０と接触しないように離接しているので、移動距離は小さく、外部加熱ベルト８０までも完全に定着ローラ６０より離間させる構成に比して、外部加熱部７５の離接移動のための空間を確保するためのスペースを小さくでき、省電力化も図れる。

定着終了後、待機状態で定着ローラ６０の回転を止めた場合、上記構成では、外部加熱ベルト８０を離間する長さが１ｍｍ以上あれば定着ローラ６０の表面が加熱ローラ８１・８２によって部分的に加熱されることを防ぐことができる。さらに離間しないときに比べ、定着温度を下げる効果がある。また、離間長さが２ｍｍ以下であれば、定着ローラ６０の回転に外部加熱ベルト８０が従動し、加熱ローラ８１・８２による外部加熱ベルト８０の部分的な劣化を防ぐことができる。

また、外部加熱ベルト８０を完全に定着ローラ６０より離間させる構成では、離間のための移動距離が大きくなるため、離接機構も複雑な構成となるが、本実施形態のように、外部加熱ベルト８０は定着ローラ６０と接触させたままとすることで、加熱ローラ８１・８２の移動距離は小さくすみ、単純な構成の離接機構１００にて実現できる。そして、単純化された離接機構１００であるため、複雑で大掛かりな離接機構に比して、より素早い離間動作を実現できる。具体的には、移動距離が短いことで、アーム１０４の移動量及び、偏芯カム１０６の大きさ、及びその駆動力が低減するので、定着装置４０の小型化、省電力化が実現し、より素早い離接が可能となる。

また、離接機構１００は、加熱ローラ８１・８２の位置を固定したサイドフレーム１０１を移動させるので、加熱ローラ８１・８２及び外部加熱ベルト８０を一体化した状態で、定着ローラ６０から素早く離間させることができる。

また、図１（ａ）の定着装置４０において、外部加熱ベルト８０は、定着ローラ６０の回転に従動回転する構成であり、定着動作（記録紙が定着ニップ部ｎを通過）中、通常、加熱ローラ８１・８２を定着ローラに当接した状態で回転加熱する。その後、定着動作の終了とともに定着ローラ６０及び外部加熱ベルト８０は回転を停止し、さらに、画像形成装置１本体の電源をオフしない限りは、次のプリント信号（コピー信号）が入力されると直ちに、プリントできるように、所定の温度で加熱された状態（待機状態）となる。つまり、定着動作終了後も、外部加熱ベルト８０は、回転が停止した状態で加熱を続けられ、最終的には本体電源のオフにより加熱された状態から室温まで冷却される。

ところで、定着動作終了後も図１（ａ）の状態、つまり加熱ローラ８１・８２を定着ローラ６０に接触させた、外部加熱ベルト８０に十分な張力を付与した状態で外部加熱ベルト８０を加熱状態から室温まで冷却すると、外部加熱ベルト８０は加熱ローラ８１・８２（ベルト巻架ローラ）に巻架された時の形状に変形する。

そのため、再度、外部加熱ベルト８０を回転加熱する際には、形状変化のために、外部加熱ベルト８０が安定回転せず、最悪の場合には、外部加熱ベルト８０が停止し、定着ローラ６０に対する加熱性能が著しく低下するばかりか、熱によるベルトの破損等の問題が発生する。

一方で、定着動作終了と共に、図１（ｂ）のように加熱ローラ８１・８２を定着ローラ６０から離間する、つまり外部加熱ベルト８０への張力を低減した場合は、その後、放置冷却したとしても加熱ローラ８１・８２の巻架によるベルト円周方向の変形は顕著に確認されず、上記のような問題が発生することはない。

つまり、図２のような軸間が固定された加熱ローラ８１・８２に巻架され、かつ加熱ローラ８１・８２を定着ローラ６０に当接させる構成では、少なくとも外部加熱ベルト８０が回転しない状態においては加熱ローラ８１・８２を定着ローラ６０から離間させることで、外部加熱ベルト８０に対する張力を低減することで張力付与によるベルトの周方向の変形を防止することができる。

〔実施の形態２〕
本発明のその他の実施形態について、図６、図７に基づいて説明すると以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態の画像形成装置と実施の形態１の画像形成装置１との違いは、定着装置４０における加熱ローラ８１・８２を定着ローラ６０表面に対して離接させる離接機構の構成にあり、離接機構の構成のみが異なる。したがって、以下においては、離接機構についてのみ説明する。

図６（ａ）（ｂ）は、外部加熱部７５の支持部の構成を示す図面であり、図４は、支持部の上面図である。離接機構２００はこの支持部に設けられている。

離接機構１００と離接機構２００との違いは、アーム１０４の回動支点Ｂの位置と、偏芯カム１０６の配置位置、及びアーム１０４に対するコイルバネ１０５の取り付け位置である。離接機構２００では、アーム１０４の回動支点Ｂは、偏芯カム１０６が配置されている側とは反対側の端部にあり、回動支点Ｂと偏芯カム１０６との間に、サイドフレーム１０１の回動支点Ａがある。そして、偏芯カム１０６は、アーム１０４に対して、定着ローラ６０と同じ側に配置され、アーム１０４を定着ローラ６０側に付勢するコイルバネ１０５の一端は、回動支点Ｂと偏芯カム１０６との間に取り付けられている。本実施形態でも、図６（ａ）に示すように、定着ローラ６０側に付勢されたサイドフレーム１０１を介して、これに軸支された加熱ローラ８１・８２が等しい荷重で定着ローラ６０に圧接されている。

そして、図６（ａ）に示す、加熱ローラ８１・８２が定着ローラ６０に圧接された状態より、偏芯カム１０６を１８０°回転させると、図６（ｂ）に示すように、アーム１０４における回動支点Ｂとは反対側の端部が上昇して、コイルバネ１０５が伸びるとともに、回動支点Ａが定着ローラ６０から遠ざかり、加熱ローラ８１・８２が定着ローラから離間する。

〔実施の形態３〕
本発明のその他の実施形態について、図８に基づいて説明すると以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１、２で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態の画像形成装置と実施の形態１の画像形成装置１との違いは、定着装置４０における外部加熱部及び離接機構の構成にあり、外部加熱部及び離接機構の構成のみ異なる。したがって、以下においては、外部加熱部及び離接機構についてのみ説明する。

図６（ａ）（ｂ）は、外部加熱部７６における支持部の構成を示す図面であり、離接機構３００はこの支持部に設けられている。

外部加熱部７６では、加熱ローラ８２に替えて、内部に熱源であるヒータランプ８４を持たない支持ローラ（圧接部材）が配置されている。サイドフレーム１０１に支持された軸受１０３（図４、図７参照）にて回動自在に支持されている点や、加熱ローラ８１とで巻架された外部加熱ベルト８０にて従動回転する等は、加熱ローラ８２と同じである。

また、離接機構３００では、サイドフレーム１０１はアーム１０４に固定されており、アーム１０４の回動支点Ｂは、支持ローラ８７の回転軸と同じ位置に配置されている。そして、支持ローラ８７と定着ローラ６０とは、一定の圧力がかかるように軸間が設定されている。また、偏芯カム１０６及びコイルバネ１０５の配置位置は、離接機構２００と同様であり、偏芯カム１０６は、アーム１０４に対して、定着ローラ６０と同じ側に配置され、コイルバネ１０５は、回動支点Ｂと偏芯カム１０６との間に一端が取り付けられている。本実施形態でも、図８（ａ）に示すように、定着ローラ６０側に付勢されたサイドフレーム１０１を介して、これに軸支された加熱ローラ８１及び支持ローラ８７が定着ローラ６０に圧接されている。

そして、図８（ａ）に示す、加熱ローラ８１と支持ローラ８７が定着ローラ６０に圧接された状態より、偏芯カム１０６を１８０°回転させると、図８（ｂ）のように、アーム１０４における回動支点Ｂとは反対側の端部が上昇し、コイルバネ１０５が伸びるとともに、加熱ローラ８１が定着ローラ６０から遠ざかり、加熱ローラ８１が定着ローラ６０から離間する。このとき、回動支点Ｂが支持ローラ８７の中央にあるので、支持ローラ８７と定着ローラ６０との軸間は変化せず、定着ローラ６０に対する圧は一定である。

このように、本実施形態の画像形成装置における外部加熱部７６では、複数あるベルト巻架ローラのうちの一部のみに熱源を内部に配置して加熱ローラとし、離接機構３００は、定着温度を下げるため、或いは外部加熱部７６による定着ローラ６０によるオーバーシュートの影響を回避するために、熱源を備えたベルト巻架ローラだけ（加熱ローラ８１だけ）を離接させる構成である。

複数あるベルト巻架ローラのうちの加熱されたベルト巻架ローラだけを離接する離接機構３００は、複数あるベルト巻架ローラの全てを離接させる離接機構１００・２００よりも必要な移動量を少なくすることができ、定着装置の小型化、離接機構の省電力化をより一層図ることができる。

さらに、支持ローラ８７は定着ローラ６０側に圧接されたままであるので、支持ローラ８７と定着ローラ６０との間に挟持された外部加熱ベルト８０は、定着ローラ６０を回転することにより確実に従動回転することとなる。そのため、このような外部加熱部７６及び離接機構３００の構成とすることで、外部加熱ベルト８０を従動回転させることにより得られる上記効果を確実に得ることができる。

〔実施の形態４〕
本発明のその他の実施形態について、図９、図１０に基づいて説明すると以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１〜３で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態の画像形成装置と実施の形態１の画像形成装置１との違いは、定着装置４０における外部加熱部及び離接機構の構成にあり、外部加熱部及び離接機構の構成のみが異なる。したがって、以下においては、外部加熱部及び離接機構についてのみ説明する。

図９（ａ）（ｂ）は、外部加熱部７７を構成する外部加熱ベルト８０と加熱ローラ８１・８２の位置関係を示す図面であり、図１０（ａ）（ｂ）は、外部加熱部７７の支持部の構成を示す図面であり、離接機構４００はこの支持部に設けられている。

外部加熱ベルト８０が巻架されている加熱ローラ８１・８２はそれぞれ、サイドフレーム４０１に取り付けられた軸受４０２・４０３によって、回転自在に支持されている。離接機構４００では、サイドフレーム４０１は、メインフレーム等の図示しない固定物に固定されている。

サイドフレーム４０１には、軸受４０２・４０３をガイドするためのハの字に配置された２つのガイド長穴４１１・４１２が形成されており、軸受４０２・４０３は、ガイド長穴４１１・４１２内を移動可能となっている。

また、軸受４０２・４０３にはそれぞれ、一端がサイドフレーム４０１に取り付けられた軸受バネ４１４・４１５の他端が取り付けられている。軸受４０２・４０３は、軸受バネ４１４・４１５の弾性にて、互いに近づき合うように、斜め上方に付勢されている。

アーム４０４は、回動支点Ｂを中心に回動自在に構成され、回動支点Ｂとは反対側の端部に偏芯カム４０６が、定着ローラ６０と同じ側から当接するようになっている。また、アーム４０４には、凸部４０４ａが形成されると共に、凸部４０４ａの部分に、アーム４０４を定着ローラ６０側に付勢するコイルバネ４０５が取り付けられている。

図１０（ａ）に示すように、アーム４０４の凸部４０４ａにコイルバネ４０５の荷重が付与されることによって、凸部４０４ａが、軸受４０２・４０３間に割り込むようにして、軸受４０２・４０３を下方へ押し込み、下方に押し込まれた軸受４０２・４０３は、ガイド長穴４１１・４１２の下縁に当接する。この状態で、図９（ａ）に示すように、加熱ローラ８１・８２は等しい荷重で定着ローラ６０に圧接されている。

そして、図１０（ａ）に示す、加熱ローラ８１・８２が定着ローラ６０に圧接された状態より、偏芯カム４０６を１８０°回転させると、図１０（ｂ）のように、回動支点Ｂと反対側のアーム端部が偏芯カム４０６で押され、アーム４０４における回動支点Ｂとは反対側の端部側が上昇する。これにより、コイルバネ４０５が伸びるとともに、アーム４０４の上記凸部４０４ａが上方に移動し、軸受４０２・４０３が軸受バネ４１４・４１５の復元力にて互いに近づくように斜め上方に移動し、ガイド長穴４１１・４１２の上縁に当接する。この状態で、図９（ａ）に示すように、加熱ローラ８１・８２が定着ローラ６０及び外部加熱ベルト８０から離間する。

また、本実施形態の外部加熱部７７においては、加熱ローラ８１・８２が、軸間の内側に移動した位置における加熱ローラ８１・８２の上方に、外部加熱ベルト８０の形状を規制するベルトガイド８８・８９が設けられている。外部加熱ベルト８０は、加熱ローラ８１・８２が軸間の内側に移動することで、円筒形状に復元しようとするが、このベルトガイド８８・８９に当接することで、図９（ｂ）に示すような撓んだ形状が保たれ、外部加熱ベルト８０と加熱ローラ８１・８２との接触が防止される。

このような構成の外部加熱部７７及び離接機構４００とすることで、加熱ローラ８１・８２が外部加熱ベルト８０及び定着ローラ６０から離れることによって、加熱ローラ８１・８２の熱が定着ローラ６０に伝わることだけでなく、加熱ローラ８１・８２の熱によって外部加熱ベルト８０が過熱されることも同時に防ぐことができる。また、特に、このような構成とすることで、外部加熱ベルト８０にかかる張力は十分に低減されるので、放置冷却されたとしても、ベルト部材の変化は生じ難くなり、変形に起因する上記問題の発生をより確実に回避できる。

〔実施の形態５〕
本発明のその他の実施形態について、図１１に基づいて説明すると以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１〜４で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態の画像形成装置と実施の形態１の画像形成装置１との違いは、定着装置４０における外部加熱部及び離接機構の構成にあり、外部加熱部及び離接機構の構成のみが異なる。したがって、以下においては、外部加熱部及び離接機構についてのみ説明する。

図１１（ａ）（ｂ）は、外部加熱部７８及び外部加熱部７８の支持部の構成を示す図面であり、離接機構５００はこの支持部に設けられている。

外部加熱部７８は、外部加熱ベルト８０内側に、熱源である抵抗発熱体９５が配置されている。抵抗発熱体９５はベルトガイド９１に固定されている。定着ローラ６０が回転すると、外部加熱ベルト８０は従動し、抵抗発熱体９５とベルトガイド９１は外部加熱ベルト８０と摺動する。

上記ベルトガイド９１と、これに固定された抵抗発熱体９５は、サイドフレーム１０１に取り付けられている。サイドフレーム１０１は、アーム１０４に対して回動支点Ａを中心に回転自在に軸支されており、アーム１０４は回動支点Ｂを中心に回転可能なように構成されている。

そして、回動支点Ｂとは反対側のアーム端部にはコイルバネ１０５が取り付けられており、コイルバネ１０５によってアーム端部に荷重が付与されることによって、アームに取り付けられたサイドフレーム１０１が定着ローラ６０方向に付勢され、これにより、図１１（ａ）に示すように、サイドフレーム１０１に取り付けられているベルトガイド９１と抵抗発熱体９５とが定着ローラ６０に圧接される。

そして、図１１（ａ）に示す、ベルトガイド９１と抵抗発熱体９５とが定着ローラ６０に圧接された状態より、偏芯カム１０６を１８０°回転させると、図１１（ｂ）のように、回動支点Ｂと反対側のアーム端部が偏芯カム１０６で押され、コイルバネ１０５が伸びるとともに、回動支点Ａが定着ローラ６０から遠ざかり、ベルトガイド９１及び抵抗発熱体９５が定着ローラ６０から離間する。

また、外部加熱ベルト８０における上方には、ベルトガイド９１及び抵抗発熱体９５が定着ローラ６０から離間したときのベルト形状を保つためのベルトガイド９２が設けられている。ベルト形状を保つことで、抵抗発熱体９５と外部加熱ベルト８０とが接触しないようにできる。

このように、外部加熱部７８及び離接機構５００では、外部加熱ベルト８０と直接接触する抵抗発熱体９５を偏芯カム１０６の回転動作によって離接可能としている。

ここで、抵抗発熱体９５は、厚み１ｍｍのアルミナ基板上に銀パラジウム等の電気抵抗材料がパターニングされ、表層には耐熱ガラスが１０ｕｍコーティングされている。ベルトガイド９１・９２は、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の耐熱樹脂を用いる。外部加熱ベルト８０との摺動面には耐熱グリス等の潤滑剤を塗布しても良い。また、抵抗発熱体９５のベルト摺動面の反対側に検温素子として、Ｐｔ膜等の測温抵抗体を備えても良い。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の定着装置は、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ（Multi Function Printer）等の画像形成装置に適用可能である。

本発明の実施の一形態に係る定着装置の構成を示す図面である。 本発明の実施の一形態に係る定着装置を備える画像形成装置における要部の構成を示す図面である。 （ａ）（ｂ）共に、上記定着装置における外部加熱部の支持部の構成を示す図面である。 図３に示す外部加熱部における支持部の上面図である。 （ａ）〜（ｃ）共に、外部加熱ベルトと定着ローラとの接する状態を説明する図面である。 （ａ）（ｂ）共に、本発明の実施の他の形態に係る定着装置における、外部加熱部の支持部の構成を示す図面である。 図６に示す外部加熱部における支持部の上面図である。 （ａ）（ｂ）共に、本発明の実施の他の形態に係る定着装置における、外部加熱部の支持部の構成を示す図面である。 （ａ）（ｂ）共に、本発明の実施の他の形態に係る定着装置における加熱ローラと外部加熱ベルトの位置関係を説明する図面である。 （ａ）（ｂ）共に、図９に示す定着装置における、外部加熱部の支持部の構成を示す図面である。 （ａ）（ｂ）共に、本発明の実施の他の形態に係る定着装置における外部加熱部及びその支持部の構成を示す図面である。

符号の説明

１ 画像形成装置
４０ 定着装置
６０ 定着ローラ（定着部材）
７０ 加圧ローラ（加圧部材）
７５ 外部加熱部（外部加熱手段）
８０ 外部加熱ベルト（ベルト部材）
８１、８２ 加熱ローラ（ベルト巻架ローラ）
８３、８４ ヒータランプ（熱源）
８７ 支持ローラ（ベルト巻架ローラ）
８８，８９，９１，９２ ベルトガイド（ベルトガイド部材）
９５ 抵抗発熱体（熱源）
１００、２００、３００、４００、５００ 離接機構（離接手段）

Claims (6)

1. 回転可能な定着部材の表面に無端状のベルト部材を接触させて該ベルト部材より熱を供給することで前記定着部材を外部より加熱する外部加熱手段を備え、前記定着部材と該定着部材を圧接する加圧部材との間に記録材を通過させて該記録材に形成されたトナー像を定着させる定着装置において、
   前記外部加熱手段は、
   前記ベルト部材と、
   前記ベルト部材の内側に配されると共に前記ベルト部材を介して前記定着部材を圧接する加熱部材と、
   該加熱部材を前記定着部材に対して移動させることで、該加熱部材が前記ベルト部材を介して前記定着部材を圧接する状態と、前記加熱部材が前記定着部材より離間した状態とを可能にする離接手段とを有し、
   前記離接手段にて前記加熱部材が前記定着部材より離間した状態で、前記ベルト部材と前記定着部材とは接触しており、前記ベルト部材が前記定着部材の回転により従動回転するよう設けられ、
   前記ベルト部材は、内部に熱源を有する加熱可能なベルト巻架ローラを含む複数のベルト巻架ローラに巻回され、前記加熱可能なベルト巻架ローラが前記加熱部材をなしており、
   前記離接手段は、加熱可能なベルト巻架ローラを、前記ベルト部材とも接触しないように離間させることを特徴とする定着装置。
2. 回転可能な定着部材の表面に無端状のベルト部材を接触させて該ベルト部材より熱を供給することで前記定着部材を外部より加熱する外部加熱手段を備え、前記定着部材と該定着部材を圧接する加圧部材との間に記録材を通過させて該記録材に形成されたトナー像を定着させる定着装置において、
   前記外部加熱手段は、
   前記ベルト部材と、
   前記ベルト部材の内側に配されると共に前記ベルト部材を介して前記定着部材を圧接する加熱部材と、
   該加熱部材を前記定着部材に対して移動させることで、該加熱部材が前記ベルト部材を介して前記定着部材を圧接する状態と、前記加熱部材が前記定着部材より離間した状態とを可能にする離接手段とを有し、
   前記離接手段にて前記加熱部材が前記定着部材より離間した状態で、前記ベルト部材と前記定着部材とは接触しており、前記ベルト部材が前記定着部材の回転により従動回転するよう設けられ、
   前記ベルト部材は、少なくとも一方側の内部に熱源が配された一対のベルト巻架ローラに巻回され、内部に熱源の配された加熱可能な前記ベルト巻架ローラが前記加熱部材をなしており、
   前記離接手段は、前記一対のベルト巻架ローラを、前記定着部材表面より離れると共に互いの軸間が近づく方向に移動させ、かつ、前記ベルト巻架ローラの移動にて巻張が解かれた際の前記ベルト部材の形状変化を規制して、前記ベルト部材の形状を当該ベルト部材が前記加熱部材と接触しない形状に保持するベルトガイド部材が設けられていることを特徴とする定着装置。
3. 回転可能な定着部材の表面に無端状のベルト部材を接触させて該ベルト部材より熱を供給することで前記定着部材を外部より加熱する外部加熱手段を備え、前記定着部材と該定着部材を圧接する加圧部材との間に記録材を通過させて該記録材に形成されたトナー像を定着させる定着装置において、
   前記外部加熱手段は、
   前記ベルト部材と、
   前記ベルト部材の内側に配されると共に前記ベルト部材を介して前記定着部材を圧接する加熱部材と、
   該加熱部材を前記定着部材に対して移動させることで、該加熱部材が前記ベルト部材を介して前記定着部材を圧接する状態と、前記加熱部材が前記定着部材より離間した状態とを可能にする離接手段とを有し、
   前記離接手段にて前記加熱部材が前記定着部材より離間した状態で、前記ベルト部材と前記定着部材とは接触しており、前記ベルト部材が前記定着部材の回転により従動回転するよう設けられ、
   前記加熱部材は、ベルト部材を直接加熱する熱源であり、
   前記離接手段は、前記熱源が支持されている支持フレームを移動させることで、前記加熱部材を前記定着部材に対して離接させ、
   かつ、前記熱源による前記定着部材との圧接が解除された際の前記ベルト部材の形状変化を規制して、前記ベルト部材の形状を当該ベルト部材が前記熱源と接触しない形状に保持するベルトガイド部材が設けられていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置の制御方法であって、
   定着動作中に定着温度を低下させる場合には、前記加熱部材による加熱を停止し、前記離接手段にて前記加熱部材を前記定着部材より離間した状態として前記ベルト部材を従動回転させることを特徴とする定着装置の制御方法。
6. 請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置の制御方法であって、
   定着動作終了後、前記加熱部材による加熱を停止し、前記離接手段にて前記加熱部材を前記定着部材より離間した状態として前記ベルト部材を従動回転させることを特徴とする定着装置の制御方法。

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