JP5197280B2

JP5197280B2 - 像加熱装置

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Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する画像定着装置（定着器）として用いれば好適な像加熱装置に関する。

電子写真式の複写機やプリンタに搭載する画像定着装置（定着器）として、誘導加熱方式のものが知られている。特許文献１及び２には、このタイプの定着装置が記載されている。この定着装置は、導電性層を有する加熱部材に、磁界発生手段によって発生させた磁界を作用させて、電磁誘導作用により加熱部材の加熱を行うというものである。さらに加熱部材として薄肉のベルトを用いることで、熱容量を小さくでき熱応答性に優れるという利点を有している。

誘導加熱方式の定着装置の場合には、磁界発生手段は、加熱部材に磁界を作用させることができさえすれば、加熱部材の内部に限らず、外部に設けても良く、定着装置の構成に応じて、任意の位置に配置することができる。すなわち、上記誘導加熱方式を採用した場合には、加熱部材の任意の位置に磁界発生手段を配置して、加熱したい部分だけに、磁界を作用させて、所望の部分だけを選択的にしかも瞬時に加熱することができるという利点を有している。

また、近年の省エネルギー化に応える定着装置として、加熱源として高周波誘導を利用した誘導加熱方式の定着装置が提案されている（特許文献３）。この誘導加熱方式の定着装置は、金属導体からなる薄肉の定着ローラの外部に、コイルを同心円状に配置させている。そしてそのコイルに高周波電流を流して生じた高周波磁界により定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ローラ自体の表皮抵抗によって定着ローラそのものをジュール発熱させるようになっている。この誘導加熱方式の定着装置によれば、電気−熱変換効率を向上できるため、コイルへの通電を開始してから定着ローラが所定の温度に達するまでのウォームアップタイムの短縮化が可能となる。

また、定着ローラを薄肉のスリーブ状の定着ベルトに代替した誘導加熱方式のベルト定着装置も提案されている（特許文献４）。これにより定着ベルトの熱容量を抑えることができ、さらにウォームアップタイムの短縮化が可能となる。

誘導加熱方式のベルト定着装置では、導電層を有する円筒状の可撓性定着ベルトの内側に加圧補助部材を設け、その加圧補助部材を加圧して定着ベルトを加圧ローラとともに挟むことによって加圧ローラと定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成している。そのときの定着ベルトの横断面形状は、定着ベルトを加圧補助部材と加圧ローラとで挟持しているため、円筒状から楕円形状となる。そしてその定着ベルトの外部には、コイルを具備するコイルユニットを設ける。そして誘導加熱による定着ベルトの発熱効率を上げるために、コイルユニットの定着ベルト側の横断面形状を、定着ベルトの形状に倣わせた楕円形状とすることによって、コイルユニットと定着ベルトとの間の距離を小さくしている。さらに定着ベルトとコイルユニットを近接させ、磁束密度が高いエリアに定着ベルトを配置することで、定着ベルトの発熱効率を上げている。

上記ベルト定着装置において記録材のジャム処理を行なう場合、加圧補助部材によって定着ベルトと加圧ローラが加圧された状態で、記録材のジャム処理を行なうことは非常に煩わしい作業になってしまう。また、強引に記録材を引き剥がそうとすると定着ベルトにキズなどつきかねない状態になっている。そのため、ジャム処理を行なう場合には、定着ベルトと加圧ローラとの加圧状態を解除（以下、圧解除と記す）する必要がある。

ところが、上記ベルト定着装置においては、誘導加熱による定着ベルトの発熱効率をあげるために、コイルユニットと定着ベルトとの間の距離を小さくしている。そのため、圧解除状態時において、定着ベルトの横断面形状が円形状に戻り、定着ベルトの定着面(外周面）がコイルユニットに接触してしまう可能性がある。この状態でジャム処理を行なうと、定着ベルトの定着面を傷つけるという問題が発生する。

本発明の目的は、可撓性部材と第二加圧部材との加圧が解除され可撓性部材が変形前の形態に復帰しても、可撓性部材とコイルユニットの接触を回避できるようにした像加熱装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、導電層を有する筒状の可撓性部材と、前記可撓性部材の内面と接触する第一加圧部材と、前記可撓性部材を介して前記第一加圧部材を圧し、記録材を挟持搬送する第二加圧部材と、磁束を生ずるコイルを有し、前記可撓性部材の外面に対向して設けられているコイルユニットと、を備え、前記コイルから生ずる磁束により前記導電層で生ずる熱により記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記コイルユニットを記録材上の画像を加熱するときの位置から移動させる移動手段を有し、前記第一加圧部材と前記第二加圧部材との間の圧力を記録材上の画像を加熱するときの圧力よりも小さくするときには、前記コイルユニットを前記位置から退避させて前記コイルユニットと前記可撓性部材との間の距離を記録材上の画像を加熱するときの距離よりも大きくすることを特徴とする。

本発明よれば、可撓性部材と第二加圧部材との加圧状態が解除され可撓性部材が変形前の形態に復元しても、可撓性部材とコイルユニットの接触を回避できるようにした像加熱装置の提供を実現できる。

本発明を図面に基づいて説明する。

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱装置を画像定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は電子写真式のカラープリンタである。

本実施例１に示す画像形成装置は、画像形成装置の内部に並設されている第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂによって色の異なる４色のトナー像を帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経て形成できるようになっている。

本実施例１の画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置(不図示)から出力される画像形成信号に応じて所定の画像形成シーケンスを実行し、その画像形成シーケンスに従って画像形成動作を行う。すなわち、各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂが順次駆動され、像担持体としての感光ドラム１が矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転される。各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂの感光ドラム１に跨るように駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂとテンションローラ６ｃに掛け回されている中間転写ベルト７は、駆動ローラ６ａによって矢印方向へ各感光ドラム１の回転周速度と対応した周速度で回転される。

まず１色目のイエローの画像形成部Ｐｙにおいて、感光ドラム１の表面は帯電器２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。次に露光装置３が外部装置からの画像情報に応じたレーザ光を感光ドラム１表面の帯電面に走査露光する。これにより感光ドラム１表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そしてその潜像が現像装置４によってイエローのトナー(現像剤）を用いて現像され、感光ドラム１表面上にイエローのトナー像（現像像）が形成される。同様の帯電、露光、現像の各工程が、２色目のマゼンタの画像形成部Ｐｍ、３色目のシアンの画像形成部Ｐｃ、４色目のブラックの画像形成部Ｐｂにおいても行われる。

各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂにおいて感光ドラム１表面に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト７を挟んで各感光ドラム１と対向配置されている一次転写ブレード８によって中間転写ベルト７の外周面(表面)上に順番に重ねて転写される。これにより中間転写ベルト７表面にフルカラーのトナー像が担持される。

一方、給送カセット１０または手差記録材レイ１１から記録材（以下、記録材と記す）Pが送り出しローラ１２により搬送路１３ａを通じてレジストローラ１４に送られる。次いで記録材Ｐはレジストローラ１４によって中間転写ベルト７と二次転写ローラ１５間の二次転写ニップ部Ｔｎで挟持搬送され、その搬送過程において二次転写ローラ１５により中間転写ベルト７表面上のフルカラーのトナー像が記録材Ｐ上に転写される。

未定着のフルカラーのトナー像を担持する記録材Ｐは定着装置１６に導入される。そしてその記録材Ｐは後述のニップ部で挟持搬送されることによって未定着のフルカラーのトナー像が記録材Ｐに加熱定着される。

記録材Ｐの片面だけに画像を形成する場合、切り換えフラッパ１７の切り換えにより記録材Ｐを排出ローラ１８を介して画像形成装置の側面に設けられている排出トレイ１９に排出するか、画像形成装置の上面に設けられている排出トレイ２０に排出する。切り換えフラッパ１７が一点鎖線の位置にある場合には、記録材Ｐはフェイスアップ（画像が上側）で排出トレイ１９上に排出され、切り換えフラッパ１７が実線の位置にある場合には、記録材Ｐは、フェイスダウン（画像が下側）で排出トレイ２０に排出される。

記録材Ｐの両面に画像を形成する場合、定着装置１６によってトナー像を定着された記録材Ｐは、実線の位置にある切り換えフラッパ１７によって上方へ案内される。そしてその記録材Ｐの後端が反転ポイントＲに達したとき、搬送路１３ｂによってスイッチバック搬送されて表裏反転される。その後、記録材Ｐは、両面搬送路１３ｃを搬送されて、片面画像形成と同様の過程をへて他方の面にトナー像を形成され、排出トレイ１９または排出トレイ２０上に排出される。

トナー像転写後の感光ドラム１は、感光ドラム１表面に残留している転写残トナーがドラムクリーナ５によって除去され、次の画像形成に供される。

フルカラーのトナー像転写後の中間転写ベルト７は、中間転写ベルト７表面に残留している転写残トナーがベルトクリーナ９によって除去され、次の画像形成に供される。

（２）定着装置
以下の説明において、像加熱装置である定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向をいう。長さとは長手方向の寸法をいう。幅とは短手方向の寸法をいう。また、記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。幅とは幅方向の寸法をいう。

図２は定着装置１６の一例の横断面模式図である。図３は図２に示す定着装置１６の定着ベルト２１と定着フランジ２２と加圧ローラ２５の関係を表わす斜視図である。図４は定着ベルト２１の層構成を表わす説明図である。

本実施例１に示す定着装置１６は、電磁誘導加熱方式のベルト定着装置である。この電磁誘導加熱方式のベルト定着装置は、加熱体として電磁誘導発熱体を用いている。この電磁誘導発熱体に磁場発生手段により磁場を作用させると、電磁誘導発熱体に渦電流が発生し、さらに渦電流に起因してジュール熱が発生する。この電磁誘導加熱方式のベルト定着装置は、そのジュール熱によって被加熱材としての記録材に熱を付与し、記録材上の未定着のトナー像を記録材表面に加熱定着するものである。

本実施例１の定着装置１６は、導電層（電磁誘導発熱体）２１ｂを有する円筒状の可撓性部材としての定着ベルト（ベルト部材）２１と、保持部材としての一対の定着フランジ２２，２２と、コイルユニット（磁束発生手段）２３と、を有する。また定着装置１６は、第一加圧部材としての加圧ステイ２４と、第二加圧部材である加圧ローラ２５と、を有する。そして定着ベルト２１をコイルユニット２３によって定着ベルト２１の外側から電磁誘導加熱するように構成されている。定着ベルト２１と、コイルユニット２３と、加圧ステイ２４と、加圧ローラ２５は、何れも長手方向に長い部材である。

（２−１）コイルユニット
コイルユニット２３は、定着ベルト２１の外面（表面）と０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度のギャップ（間隙）を保持して、定着ベルト２１の外側に設置されている。このコイルユニット２３は、励磁コイル２３ａ（以下、コイルと称す）と、磁性体コア２３ｂ（以下、コアと称す）と、コイル２３ａとコア２３ｂを保持するホルダ２３ｃと、を有する。

ホルダ２３ｃは、定着ベルト２１の長手方向に長い箱型の部材であり、定着ベルト２１の長手方向に沿ってコイルユニット保持板３２（図６）に保持されている。そしてホルダ２３ｃの定着ベルト２１表面側の下面は、定着ベルト２１表面に沿うようにドーム型に形成され、定着ベルト２１表面と上記ギャップを介して対向している。

コイル２３ａは、定着ベルト２１の長手方向に長い横断面略逆船底型の楕円形状をしている。この形状は、加圧ステイ２４が像加熱位置にあるときに定着ベルト２１の形状に沿うような形状である。そしてコイル２３ａは、定着ベルト２０表面に沿うようにホルダ２３ｃの内部に配置されている。コイル２３ａの芯線としては、φ０．１〜０．３ｍｍの細線を略８０〜１６０本程度束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。また、コア２３ｂを周回するように８〜１２回巻回して、コイル２３ａを構成したものが用いられる。コイル２３ａには励磁回路（不図示）が接続されており、励磁回路から交番電流をコイル２３ａへ供給できるようになっている。

強磁性体からなるコア２３ｂは、コイル２３ａの巻き中心部とコイル２３ａの周囲を囲むように構成されている。コア２３ｂはコイル２３ａより発生した交流磁束を効率よく定着ベルト２１の導電層２１ｂに導く役目をする。すなわちコア２３ｂはコイル２３ａと導電層２１ｂとによって形成される磁気回路の効率を上げている。コア２３ｂの材料としては、フェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良い。またコイル２３ａより発生した交流磁束を効率的に定着ベルト２１の導電層２１ｂに与えるために、定着ベルト２１に対してコア２３ｂの反対側である定着ベルト２１の内部にも強磁性体からなるコア２３ｂを配設している。このコア２３ｂは加圧ステイ２４の後述する加圧保持部材２４ａと定着ベルト２１の内周面（内面）との間に配置されている。

（２−２）定着ベルト
定着ベルト２１は、耐熱性及び可撓性を有するエンドレスの円筒状の部材である。この定着ベルト２１は、定着ベルト２１の内面側から外面側に向けて、内層２１ａ、導電層２１ｂ、弾性層２１ｃ、表面離型層２１ｄをその順に有する複合層ベルトである(図４)。

導電層２１ｂは、コイルユニット２３によって生じる磁界（磁束）の電磁誘導作用により誘導発熱する層である。導電層２１ｂとして、鉄・コバルト・ニッケル・銅・クロム等の金属材料を用いて５０μｍ〜１００μｍ程度の厚みに形成した導電層（以下、金属層と記す）を用いている。また導電層２１ｂの材料として、鉄等の強磁性の金属（透磁率の高い金属）を用いることで、コイルユニット２３によって生じる磁界を金属内部により多く拘束させることができる。つまり、磁束密度を高くすることができることにより、金属表面に渦電流を発生し、効率的に定着ベルト２１を発熱させることができる。本実施例１では、導電層２１ｂとして、導電率の高いニッケルを、発熱効率が高くなるように５０μｍ程度の厚さの薄いものを用いている。

弾性層２１ｃは、定着ベルト２１の弾性層として好適な所定の材料を用いて導電層２１ｂ上に設けられている。

表面離型層２１ｄは、記録材Ｐの担持する未定着のトナー像ｔと直接接する層である。そのため、表面離型層２１ｄの材料として離型性の良い材料を使用する必要がある。表面離型層２１ｄの材料としては、例えば、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコン共重合体、またはこれらの複合層等が挙げられる。上記表面離型層２１ｄは、これらの材料のうちから適宜選択されたものを、１〜５０μｍの厚さで弾性層２１ｃの外周面上に設けたものである。この表面離型層２１ｄの厚さは、薄すぎると、耐磨耗性の面で耐久性が低下し、定着ベルト２１の耐久寿命が短くなってしまう。逆に、厚すぎると、定着ベルト21の熱容量が大きくなってしまい、ウオームアップが長くなってしまうため、望ましくない。

本実施例１では、定着ベルト２１の表面離型層２１ｄとして、厚さ３０μｍのテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体（ＰＦＡ）が使用されている。

（２−３）加圧ローラ
耐熱性を有する加圧ローラ２５は、丸軸状の芯金２５ａと、芯金２５ａの外周面上にローラ状に設けられている弾性層２５ｂと、を有する。弾性層２５ｂの材料として、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコーンゴムの発泡体などを用いている。この加圧ローラ２５は、コイルユニット２３の反対側で定着ベルト２１と平行に配設されている。そして芯金２５ａの長手方向両端部が装置フレーム１６Ｆの側板１６Ｆ１，１６Ｆ１（図６）に軸受を介して回転自在に保持されている。

（２−４）加圧ステイ
加圧ステイ２４は、耐熱性を有する部材であって、定着ベルト２１の内側に設けられている。この加圧ステイ２４は、コイルユニット２３の反対側で定着ベルト２１の内面と接触する平板状の摺動部２４ａと、摺動部２４ａ上に設けられた横断面逆Ｕ字形状の加圧部２４ｂと、を有する。摺動部２４ａは記録材搬送方向（図１参照）と平行となるように配設され、加圧部２４ｂは摺動部２４ａの短手方向中央に配設されている。

（２−５）定着フランジ
定着フランジ２２は、加圧ステイ２４の加圧部２４ｂの長手方向端部と対向するように装置フレーム１６Ｆの側板１６Ｆ１，１６Ｆ１（図６）にそれぞれ保持されている。その定着フランジ２２，２２は、定着ベルト２１の長手方向端面と対向する基板２２ａ，２２ａを有する。基部２２ａ，２２ａには嵌合凹部（不図示）が設けられている。そして嵌合凹部に加圧ステイ２４の加圧部２４ｂの長手方向端部を係合させることによって、加圧ステイ２４の加圧部２４ｂを保持している。

基部２２ａ，２２ａは、定着ベルト２１側の内壁面２２ａ１，２２ａ１に定着ベルト２１側に向けて突出するベルト保持部（不図示）を有する。また基部２２ａ，２２ａは、定着ベルト２１と反対側の外壁面に定着ベルト２１と反対側に向けて突出する被加圧部２２ｂ，２２ｂを有する。ベルト保持部は、定着ベルト２１の長手方向端部の内側に内嵌され、定着ベルト２１を回転自在に保持する。つまり、定着フランジ２２，２２は、定着ベルト２１の長手方向両端部において定着ベルト２１内側から支持し、定着ベルト２１の円筒形状をガイドするようになっている。そして内壁面２２ａ１，２２ａ１は、定着ベルト２１が長手方向に移動した際に定着ベルト２１の長手方向端面と接触することによって定着ベルト２１の移動を規制する規制面となっている。

定着フランジ２２の被加圧部２２ｂ，２２ｂは、後述の加圧レバー３３，３３によって加圧されている。そしてその加圧レバー３３，３３の加圧力は加圧ステイ２４の加圧部２４ｂを介して摺動部２４ａに作用する。加圧レバー３３，３３の加圧力を受けた摺動部２４ａが定着ベルト２１表面を加圧ローラ２５表面に押し当てる。これによって、定着ベルト２１が摺動部２４ａの面形状に倣って変形するとともに、加圧ローラ２５の弾性層２５ｂも摺動部２４ａの面形状に倣って弾性変形する。これにより、定着ベルト２１表面と加圧ローラ２５表面間に所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成される。また被加圧部２２ｂ，２２ｂには、後述のコイルユニット保持板３２の突片３２ａ，３２ａが接触している。これによって、定着ベルト２１表面とコイルユニット２３のホルダ２３ｃの下面との間に、コイル２３ａの発生磁束の作用により導電層２１ｂを発熱させるための上記ギャップを形成している。

（３）定着装置の加熱定着動作
本実施例１の定着装置１６は、プリント信号に応じて駆動源としての定着モータ（不図示）を正回転させ加圧ローラ２５の芯金２５ａの長手方向端部に設けられている駆動ギア（図３）Ｇを所定の方向へ回転させる。これにより加圧ローラ２５は矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転する。その加圧ローラ２５の回転はニップ部Ｎにおける加圧ローラ２５表面と定着ベルト２１表面との摩擦力によって定着ベルト２１に駆動力が伝達される。これにより定着ベルト２１は、定着ベルト２１内面が摺動部２４ａに摺動しながら加圧ローラ２５の回転に追従して回転する。摺動部２４ａと定着ベルト２１内面との間にはグリスなどの潤滑剤が介在されており、これによって加圧ステイ２４と定着ベルト２１内面との間の摺動性の向上を図っている。

またプリント信号に応じて励磁回路がコイルユニット２３のコイル２３ａに交流電流を供給する。これによりコイル２３ａは交番磁束を発生し、交番磁束はコア２３ｂに導かれ定着ベルト２１に渦電流を発生させる。その渦電流は定着ベルト２１の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。即ち、コイル２３ａに交流電流を供給することで定着ベルト２１が電磁誘導発熱状態になる。その定着ベルト２１の温度は温度検知部材であるサーミスタにより検知される。そしてサーミスタからの出力信号（定着ベルト２１の温度検知信号）を制御部が取り込む。制御部はその出力信号に基づいて定着ベルト２１の温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するように励磁回路をオン・オフする制御を行なう。

加圧ローラ２２及び定着ベルト２１の回転が安定し、かつ定着ベルト２１の温度が所定の定着温度に維持された状態で、未定着のトナー像ｔを担持した記録材Ｐはニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎで定着ベルト２１表面と加圧ローラ２５表面とによって挟持搬送される。そしてその搬送過程において定着ベルト２１の熱とニップ部Ｎの圧力を受けることによってトナー像ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは定着ベルト２１表面から分離されニップ部Ｎから排出される。

（４）圧解除時の定着ベルトの変形
図５において、（ａ）は定着ベルト２１の加圧時の横断面形状を表わす図である。（ｂ）加圧ステイ２４を動作させて定着ベルト２１の加圧を解除した圧解除時の定着ベルト２１の横断面形状を表わす図である。（ｃ）は加圧ステイ２４とコイルユニット２３を動作させ定着ベルト２１の加圧を解除した圧解除時の定着ベルト２１の横断面形状を表わす図である。

本実施例１の定着装置において、定着ベルト２１の加圧時の横断面形状は、加圧前の略真円形状の定着ベルト２１が加圧ステイ２４と加圧ローラ２５とで挟持されるために、加圧ステイ２４の短手方向に張り出す横長の楕円形状になる（図５の（ａ））。誘導加熱による定着ベルト２１の発熱効率を上げるために、コイルユニット２３の定着ベルト２１側の横断面形状（ホルダー２３ａの下面の形状）は、加圧時の定着ベルト２１表面の楕円形状に倣わしてある。また定着ベルト２１の外側に設置されているコイルユニット２３は、定着ベルト２１表面と０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度のギャップを保持している。

本実施例１の定着装置において、記録材Ｐのジャム処理を行なう際、従来の所定の圧解除手段（不図示）によって加圧ステイ２４を定着ベルト２１から離れる方向に移動させ、定着ベルト２１の圧解除を行う。すると、定着ベルト２１は、定着ベルト２１自体の剛性により元の円形状態に戻ろうとするために、定着ベルト２１表面がコイルユニット２３のホルダー２３ａ下面に接触する恐れがある。この状態でジャム処理を行なうと、定着ベルト２１表面に傷がつき定着ベルト２１が損傷してしまう可能性がある。

本発明者は、以下のように構成された定着ベルト２１について検討を行った。定着ベルト２１において、導電層２１ｂとして内径３０ｍｍのＮｉ（厚み５０μｍ）を用い、内層２１ａとして厚さ３０μｍのポリイミド（ＰＩ）を用いた。そして弾性層２１ｃとして厚さ３００μｍのシリコンゴムを用い、表面離型層２１ｄとして厚さ４０μｍのテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体（ＰＦＡ）を用いた。その定着ベルト２１を加圧力６００Ｎで加圧ローラ２５に加圧した際の定着ベルト２１の変形を測定した。その結果、図５（ａ）の加圧時と図５（ｂ）の圧解除時における定着ベルト２１表面の移動量Δ１は１．０ｍｍ程であった。このΔ１は、定着ベルト２１の変形のみの移動量である。定着ベルト２１の発熱効率を上げるために、加圧時の定着ベルト２１とコイルユニット２３を１．０ｍｍ以下のギャップまで近接させた。その場合、定着ベルト２１に対する加圧ローラ２５の圧解除を行なった際に定着ベルト２１がコイルユニット２３に接触（干渉）してしまう。したがって、加圧ローラ２５を定着ベルト２１から離間させるだけでは、不十分である。

そこで、本実施例１の定着装置１６では、図５（ｃ）に示す圧解除時の状態において、コイルユニット２３を定着ベルト２１と接触しないように定着ベルト２１から移動量Δ２（＞Δ１）だけ退避できる加圧・圧解除機構３０を設ける。そして定着ベルト２１を加圧時の状態から圧解除時の状態に移行する際に、定着ベルト２１に対して、コイルユニット２３、定着フランジ２２，２２がその順に離れる方向に動作できるように構成する。これにより、定着ベルト２１が加圧時の状態から圧解除時の状態に移行して変形前の円筒形状に復元しても、定着ベルト２１とコイルユニット２３の接触を回避できる。よって、コイルユニット２３による定着ベルト２１の発熱効率を満たし、かつコイルユニット２３との接触による定着ベルト２１の損傷を防止することができる。

（５）加圧・圧解除機構
図６は圧解除手段である加圧・圧解除機構３０全体の外観斜視図である。図７は加圧・圧解除機構３０の回転駆動軸３１の説明図である。図８は加圧・圧解除機構３０の圧解除動作を表わす図である。

加圧・圧解除手段としての加圧・圧解除機構３０は、回転部材としての回転駆動軸３１と、コイルユニット保持部材としてのコイルユニット保持板３２と、加圧部材としての一対の加圧レバー３３，３３と、を有する。また加圧・圧解除機構３０は、第一の加圧手段としての一対の第一のばね付きビス３４，３４と、第二の加圧手段としての一対の第二のばね付きビス３５，３５と、を有する。

回転駆動軸３１は、定着ベルト２１と平行に配設されたシャフト３１ａを有する。シャフト３１ａは、シャフト３１ａの長手方向両端部が装置フレーム１６Ｆの側板１６Ｆ１，１６Ｆ１に回転自在に保持されている（図７）。このシャフト３１ａにおいて、側板１６Ｆ１，１６Ｆ１の外側の長手方向両端部には、径大の第一偏心カム３１ａ１と径小の第二偏心カム３１ａ２が設けられている（図７、図８）。またシャフト３１ａの長手方向一端部には、圧解除ギア３１ｂが設けられている。この回転駆動軸３１は、記録材搬送方向においてニップ部Ｎの下流側に配設されている（図８）。

コイルユニット２３を保持しているコイルユニット保持板３２は、記録材搬送方向においてニップ部Ｎよりも上流側で長手方向両端部が装置フレーム１６Ｆの側板１６Ｆ１，１６Ｆ１に回動自在に保持されている。つまり、コイルユニット保持板３２は、その長手方向両端部を支点Ｃとして定着ベルト２１から離れる方向に動作できるようになっている。コイルユニット保持板３２の短手方向略中央付近には突片３２ａ，３２ａが設けられており、この突片３２ａ，３２ａは定着フランジ２２，２２の被加圧部２２ｂ，２２ｂと接触している。そしてそのコイルユニット保持板３２の短手方向の略中央が側板１６Ｆ１，１６Ｆ１の有する第一の固定片１６Ｆ２，１６Ｆ２に支持された第一のばね付きビス３４，３４のばね３４ａ，３４ａによって定着フランジ２２，２２側に加圧されている。これによりコイルユニット保持板３２は、コイルユニット２３と定着フランジ２１との間に前述の所定のギャップを保持する。したがってコイルユニット保持板３２に関し、第一の位置とは定着フランジと接触し定着ベルト２１に対してコイル２３ａの発生磁束の作用により導電層２１ｂを発熱させるための所定のギャップを保持する位置をいう。

加圧レバー３３，３３は、記録材搬送方向においてニップ部Ｎよりも下流側で長手方向両端部が固定片１６Ｆ３，１６Ｆ３に回動自在に保持されている。つまり、加圧レバー３３，３３は、その長手方向両端部を支点Ｄとして定着ベルト２１から離れる方向に動作できるようになっている。そして加圧レバー３３，３３は、加圧レバー３３の短手方向略中央と長手方向両端部との間で定着フランジ２２，２２の被加圧部２２ｂ，２２ｂと接触している。そしてその加圧レバー３３の短手方向の略中央が側板１６Ｆ１，１６Ｆ１の有する第二の固定片１６Ｆ３，１６Ｆ３に支持された第二のばね付きビス３５，３５のばね３５ａ，３５ａによって定着フランジ２２，２２側に加圧されている。その定着フランジ２２，２２によって加圧ステイ２４の摺動部２４ａは定着ベルト２１を加圧ローラ２５に押し当てニップ部Ｎを形成するように定着ベルト２１を変形させる。したがって加圧レバー３３，３３に関し、第一の位置とは定着フランジ２２，２２を加圧し加圧ステイ２４で定着ベルト２１を加圧ローラ２５に押し当てニップ部Ｎを形成するように定着ベルト２１を変形させる位置である。

（６）加圧・圧解除機構の圧解除動作
図８と図９を参照して加圧・圧解除機構３０の圧解除動作を説明する。本実施例では、加圧・圧解除機構は圧解除手段とコイルユニットを移動させる移動手段の機能を有するものである。

図９は加圧・圧解除機構３０によりコイルユニット２３を定着ベルト２１から退避させギャップを最大にした状態を表わす説明図である。

ジャム処理を行なう際の所定の信号に応じて定着モータを逆回転させ駆動伝達ギアＧ１を介して回転駆動軸３１の圧解除ギア３１ｂを所定の方向へ所定量回転させる。ここで、回転駆動軸３１に関し、所定量とはコイルユニット２３を定着ベルト２１から退避させる移動量Δ２に対応した回転駆動軸３１の回転量をいう。圧解除ギア３１ｂの回転に応じてシャフト３１ａが回転し、これに伴い径大の第一偏心カム３１ａ１と径小の第二偏心カム３１ａ２が矢印方向へ回転する（図８参照）。

まず、第一偏心カム３１ａ１の回転に伴い、第一偏心カム３１ａ１の外周面（表面）は、記録材搬送方向においてニップ部Ｎよりも下流側でコイルユニット保持板３２と接触する。第一偏心カム３１ａ１がさらに回転すると、第一偏心カム３１ａ１はコイルユニット保持板３２を第一ばね付きビス３４のばね３４ａの加圧力に抗して支点Ｃを中心に定着ベルト２１から離れる方向へ回動させる。そのコイルユニット保持板３２の回動に伴い突片３２ａ，３２ａが定着フランジ２２，２２の被加圧部２２ｂから離れ始める。そしてそのコイルユニット保持板３２の回動に伴いコイルユニット２３は定着ベルト２１から離れる方向へ回動し、そのコイルユニット２３の回動に伴いコイルユニット２３と定着ベルト２１との間のギャップは徐々に大きくなる。

第一偏心カム３１ａ１の回転に伴い第二偏心カム３１ａ２も回転すると、第二偏心カム３１ａ２の外周面（表面）は、記録材搬送方向においてニップ部Ｎよりも下流側で加圧レバー３３，３３と接触する。第二偏心カム３１ａ２表面と加圧レバー３３，３３との接触は、上述の第一偏心カム３１ａ１によりコイルユニット保持板３２を第一の位置から第二の位置へ移行させる過程で行なわれる。第二偏心カム３１ａ２がさらに回転すると、第二偏心カム３１ａ２は加圧レバー３３，３３を第二ばね付きビス３５のばね３５ａの加圧力に抗して支点Ｄを中心に定着フランジ２２，２２の被加圧部２２ｂから離れる方向へ回動させる。その加圧レバー３３，３３の回動に伴い定着ベルト２１の加圧が徐々に軽減され定着ベルト２１は定着ベルト２１自体の剛性により元の円筒形状に戻り始めようとする。

第一偏心カム３１ａ１がさらに回転し、シャフト３１ａからコイルユニット保持板３２と接触している第一偏心カム３１ａ１表面までの距離が最大になると、コイルユニット２３と定着ベルト２１間の所定のギャップも最大になる。このとき定着モータの駆動が停止される。本実施例では、上記ギャップの最大値として、定着ベルト２１の圧解除を行なった際に定着ベルト２１表面がコイルユニット２３下面に接触しない所定の値に設定している。したがってコイルユニット保持板３２において、回転駆動軸３１のシャフト３１ａから第一偏心カム３１ａ１表面までの距離が最大になる位置を第二の位置として設定してある。つまり、コイルユニット保持板３２に関し、第二の位置とは上述の第一の位置におけるギャップよりも大きいギャップを保持する位置をいう。したがって回転駆動軸３１は、定着フランジ２２，２２への加圧を解除する際に、第一偏心カム３１ａ１の回転によってコイルユニット保持板３２を上述の第一の位置から第二の位置へ動作させている。

第一偏心カム３１ａ１の回転に伴い第二偏心カム３１ａ２がさらに回転し、シャフト３１ａから加圧レバー３３，３３と接触している第二偏心カム３１ａ２表面までの距離が最大になると、加圧レバー３３，３３はさらに回転して被加圧部２２ｂから離れる。すると、加圧ステイ２４の摺動部２４ａによる定着ベルト２１の加圧ローラ２５への加圧が解除される。これにより、定着ベルト２１は元の円筒形状に戻り、加圧ローラ２５も元の真円のローラ形態に戻る。したがって加圧レバー３３，３３において、定着フランジ２２，２２への加圧を解除し定着ベルト２１を変形前の円筒形状に戻す位置を第二の位置として設定してある。つまり、コイルユニット保持板３２に関し、第二の位置とは定着フランジ２２，２２への加圧を解除し定着ベルト２１を変形前の形態に復元させる位置をいう。

上述のように、回転駆動軸３１が逆回転されることによって第一偏心カム３１ａ１によりコイルユニット保持板３２をコイルユニット保持板３２の第一の位置から第二の位置に動作させている。そしてそのコイルユニット保持板３２の第一の位置から第二の位置への移行過程で加圧レバー３３，３３を第二偏心カム３１ａ２により加圧レバー３３，３３の第一の位置から第二の位置へ動作させている。したがって定着ベルト２１が変形前の円筒形状に復元しても、定着ベルト２１表面とコイルユニット２３下面との接触を回避でき、よって定着ベルト２１の損傷を防止できる。

図１０は加圧・圧解除機構３０の圧解除動作の手順の一例を表わすフローチャート図である。

Ｓ１では、定着モータを逆回転する。

Ｓ２では、コイルユニット保持板３２を第一偏心カム３１ａ１により第一の位置から第二の位置へ動作させ、第一の位置におけるギャップよりも大きいギャップを保持する。

Ｓ３では、加圧レバー３３，３３を第二偏心カム３１ａ２により第一の位置から第二の位置へ動作させ、加圧ローラ２５と定着ベルト２１の圧解除を行なう。

Ｓ４では、第一偏心カム３１ａ１の位置が最適か否かを判断し、第一偏心カム３１ａ１の位置が最適でない場合（Ｎ）にはＳ１に戻る。

本実施例１の定着装置１６では、第一偏心カム３１ａ１の位置検出手段４０（図８）として、側板１６Ｆ１に第一偏心カム３１ａ１の回転位置検出用のフラグ４１とフラグ４１を検知するフラグセンサ４２を設けている。そしてフラグセンサ４２の出力信号に基づいて定着モータの駆動を制御する制御部（駆動制御手段）によって第一偏心カム３１ａ１の位置が最適か否かを判断している。

なお、ニップ部の加圧力が解除されている状態から復帰させる際には逆の動作を行う者とする。即ち、加圧力を復帰させてるように加圧ステイを動かした後に、コイルユニットを画像形成位置に移動させる動作となる。

本実施例では、定着モータによりコイルユニットを移動させ、ニップ部における加圧力を解除する構成であったが、別の構成であってもよい。例えば、レバー操作を行う際に、コイルユニットの移動を行わないと、ニップ部の加圧力の解除を行えない構成であってもよい。

本実施例では、加圧ステイを動かす構成であったが、加圧ローラを動かす構成であっても、コイルユニット移動に関して同様の構成を用いることで、本発明の効果を得ることができる。

画像形成装置の一例の構成模式図定着装置の一例の横断面模式図定着装置の定着ベルトと定着フランジと加圧ローラの関係を表わす斜視図定着ベルトの層構成を表わす説明図定着ベルトの横断面形状を表わす図加圧・圧解除機構全体の外観斜視図加圧・圧解除機構の回転駆動軸の説明図加圧・圧解除機構の圧解除動作を表わす図加圧・圧解除機構によりコイルユニットを定着ベルトから退避させギャップを最大にした状態を表わす説明図加圧・圧解除機構の圧解除動作の手順の一例を表わすフローチャート図

符号の説明

２１：定着ベルト、２１ｂ：導電層、２２：定着フランジ、２３：コイルユニット、２３ａ：励磁コイル、２４：加圧ステイ、２５：弾性加圧ローラ、３０：加圧・圧解除機構、３１：回転駆動軸、３１ａ１：第一偏心カム、３１ａ２：第二偏心カム、３２：コイルユニット保持板、３３：加圧レバー、Ｎ：ニップ部、Ｐ：記録材

Claims

導電層を有する筒状の可撓性部材と、前記可撓性部材の内面と接触する第一加圧部材と、前記可撓性部材を介して前記第一加圧部材を圧し、記録材を挟持搬送する第二加圧部材と、磁束を生ずるコイルを有し、前記可撓性部材の外面に対向して設けられているコイルユニットと、を備え、前記コイルから生ずる磁束により前記導電層で生ずる熱により記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記コイルユニットを記録材上の画像を加熱するときの位置から移動させる移動手段を有し、前記第一加圧部材と前記第二加圧部材との間の圧力を記録材上の画像を加熱するときの圧力よりも小さくするときには、前記コイルユニットを前記位置から退避させて前記コイルユニットと前記可撓性部材との間の距離を記録材上の画像を加熱するときの距離よりも大きくすることを特徴とする像加熱装置。
前記第一加圧部材の位置を記録材上の画像を加熱するときの位置から移動させることで前記第一加圧部材と前記第二加圧部材との間の圧力を小さくする圧解除手段を有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
前記移動手段により前記コイルユニットが記録材上の画像を加熱するときの位置から退避した位置に移動する方向と、前記圧解除手段により前記第一加圧部材が記録材上の画像を加熱するときの位置から退避した位置に移動する方向とは同じであることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
前記第一加圧部材と前記第二加圧部材との間の圧力が記録材上の画像を加熱するときの圧力よりも小さくしたときに画像を加熱するときの位置から退避した位置までの前記可撓性部材の移動量は、前記第一加圧部材と前記第二加圧部材との間の圧力が記録材上の画像を加熱するときの圧力よりも小さくするときの画像を加熱するときの位置から退避した位置までの前記コイルユニットの移動量よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
前記第二加圧部材に駆動力を伝達する駆動源を有し、前記可撓性部材は前記第二加圧部材から駆動力が伝達されて回転することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
前記第一加圧部材と前記第二加圧部材との間の圧力が記録材上の画像を加熱するときの圧力よりも小さくする際には、前記コイルユニットを記録材上の画像を加熱するときの位置から退避させた後に前記第一加圧部材と前記第二加圧部材との間の圧力が小さくなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の像加熱装置。