JP5304488B2 - ベルト式定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式定着装置及びそれを備えた画像形成装置に係わり、更に詳しくは稼動休止中の用紙ニップ部で発生するベルトの歪み癖を起動時に解消させるベルト式定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

従来、トナーを用いて電子写真方式でトナー像を像担持体上に形成し、このトナー像を用紙に転写し、この転写トナー像を定着装置で用紙に定着して画像を形成する画像形成装置が知られている。上記の定着装置としては、大別するとローラ定着方式、フィルム定着方式（サーフ定着方式ともいう）、ベルト定着方式等がある。

ローラ定着方式は、ローラ自身の熱容量が大きいため、所定温度までの到達時間が長く待機中に保温のためのヒータを点灯する等の制御が必要であり、消費電力が多大であって経済性の点で劣るところがある。

また、ローラ定着方式では、記録媒体を挟持する把持部の幅（搬送方向に沿った長さ）が数ミリと小さいため、近年要望の強い高速で連続印刷する場合は、記録媒体に熱を奪われて良好な定着性を持続できない虞がある。

フィルム定着方式は、固定された発熱体上を定着面に離型性のあるポリイミド等の薄膜ベルトを走らせ、この薄膜ベルトにより記録媒体上の画像を定着させるものである。薄膜ベルトは熱容量が小さいので、定着動作の立ち上がりが早く、最初の印刷開始時間が短いという利点がある。しかし、熱容量が小さいということは高速化に適さないということであり、現在では、低速機用に特化されている。

ベルト定着方式は、定着ベルトが、基材とシリコーンゴムとの二層構成であるため、定着ベルトに、ある程度の熱容量もあり、且つベルト状であるため、熱応答性が良好である。このため中速から高速領域までこの方式を採用している装置が多くなっている（例えば特許文献１参照）。

ところで、ベルト定着方式において、基材とシリコーンゴムとの二層構造で構成されている定着ベルトは比較的剛性がある。他方、用紙ニップ部において定着ベルトを介して加圧ローラに圧接される定着ローラは、表面が弾性体であるため長期間稼動せずに停止したままだと加圧ローラからの加圧力で用紙ニップ部の外観形状が凹形状になりやすい。

このように定着ローラが用紙ニップ部で凹形状になると、定着ベルトの用紙ニップ部で定着ローラと加圧ローラによって挟持されている部分が定着ローラの凹形状に倣って歪を持った形状になってしまう。

このように画像形成装置本体の稼動休止中に用紙ニップ部で発生する凹形状によって定着ベルトに部分的な歪みが発生すると、上述したように定着ベルトには剛性があるため、起動時に用紙ニップ部から回転移動した後も歪みを記憶しており、この記憶された歪みは定着ベルトの周回と定着装置の発熱によって、やがて平常に戻るという性質を持っている。しかし、そのままでは起動時において不具合が発生する。

図５(a),(b),(c) は、そのような定着ベルトの歪み記憶によって発生する不具合を説明する図である。先ず、図５(a) に示すように、ベルト式定着装置１は、外側を断熱性の筐体２によって囲まれている。

その筐体２によって囲まれた内部には、定着ローラ３、加熱ローラ４、これら定着ローラ３と加熱ローラ４とに掛け渡された定着ベルト５、定着ベルト５を介して定着ローラ３に圧接して用紙ニップ部Ａを形成する加圧ローラ６が設けられている。

そして、用紙ニップ部Ａの出口側（図の上方）の両側には、用紙分離板７（７ａ、７ｂ）が配置されている。また、加熱ローラ４には、ヒータ８が内蔵されている。この図５(a) は画像形成装置本体の稼動休止中の状態を示している。

この状態が長期間続くと加圧ローラ６より硬度の低い定着ローラ３の圧接部（用紙ニップ部Ａ）の形状が、加圧ローラ６からの加圧により加圧ローラ６の円周形状に沿って凹形状に歪んでくる。この歪んだ定着ローラ３に倣って定着ベルト５も用紙ニップ部Ａの位置が部分的に歪んでくる。

図５(b) は、図５(a) の停止状態から本体装置の稼動が指示されてベルト式定着装置１が起動した初期の状態を示している。駆動ローラでもある加圧ローラ６が矢印ａで示す時計回り方向に回転し、この回転に駆動されて定着ベルト５が矢印ｂ及びｃで示す反時計回り方向に回転する。

このとき、定着ベルト５に用紙ニップ部Ａの定着ローラ３の凹形状の歪みに倣った歪みがあると、図５(b) に示すように、起動時に用紙ニップ部Ａから回転移動した後も歪が記憶されていて、その歪みの部分５ａが用紙分離板７ａに接触する。

しかし、この記憶された歪みは、定着ベルト５の起動直後に続く周回と、ヒータ８の発熱による筐体２内部の発熱によって歪みがとれて、やがて平常に戻り、図５(c) に示すように、画像を転写されて矢印ｄに示すようにベルト式定着装置１内に進入してくる記録媒体９に、何事も無く転写画像を定着する。

しかしながら、図５(b) に示すように、定着ベルト５の歪みの部分５ａが用紙分離板７ａに接触すると、用紙分離板７ａは記録媒体９を定着ベルト５から剥離しやすいように先端が鋭角になっているため定着ベルト５を傷つけやすい。

また定着ベルト５に微量なトナーが付着している場合もあるので、その場合、トナーが用紙分離板７ａに付着し、この付着したトナーが後続の記録媒体９のジャムや表面汚れの原因となりやすい。

このような不具合を解消するためにも利用可能と思われる従来技術として、非画像形成時には加圧ローラ６を定着ローラ３から、つまり定着ベルト５から、離隔させる構成が提案されている（例えば、特許文献２、３、４参照）。

特開２００５−２３４０６４号公報 特開２００７−２４８６６４号公報 特開２００５−１１４９５９号公報 特開２００３−２７０９７８号公報

特許文献２の技術は、ベルト定着器において、ウォームアップ時間の短縮や定着ローラ温度の安定化を図るために、サブ加熱ローラを定着ローラ表面から離接可能に配設し、サブ加熱ローラを定着ローラ表面から離接させる２つのソレノイドを備えるものである。

特許文献３の技術は、定着ベルトの弾性層の変形と、それに伴う画像の光沢スジの発生を防止し、かつ温度の立ち上がりの遅れを少なくするために、発熱体と加圧部材の間の加圧条件を切り替える手段を有し、定着装置や画像形成装置の状態に応じて加圧条件を切り替えるものである。

特許文献４の技術は、トナー画像の定着不良を防止し記録材の詰まりを短時間かつ容易に処理できるように、加圧ローラ間で定着ベルトと記録材を圧着搬送し、記録材上のトナー画像を定着する定着装置において、加圧ローラの回転により移動するスペーサにより加圧ローラの圧着が解除されるようにしたものである。

特許文献２〜３の技術は、いずれも特許文献１のような構成のベルト式定着装置において、定着ローラの表面からサブ加熱ローラを離接するためにソレノイドを用いたり、発熱体と加圧部材の間の加圧条件を切り替える手段を設けたり、加圧ローラの回転により移動するスペーサにより加圧ローラの圧着が解除されるようにしている。

これらの従来技術には、定着ベルトの変形による不具合を補正するか、定着ベルトの変形を予防する機能が含まれているから定着ベルトの変形による不具合を解消するために利用可能と思われるが、他方では複雑な装置や他部材の配設等にみられる手数と価格の上昇を伴う機構が追加されている。

これら特許文献２〜３の従来技術のように複雑な装置や他部材の配設等にみられる手数と価格の上昇を伴う機構が追加されたベルト式定着装置を内蔵したのでは、小型で安価な画像形成装置を提供することができないという課題が残されている。

上記の課題を解決するために、本発明のベルト式定着装置は、本発明のベルト式定着装置は、電子写真方式の画像形成装置に備えられるベルト式定着装置であって、上記画像形成装置の稼動休止中に用紙ニップ部で発生する歪みを、上記用紙ニップ部から回転移動した後も記憶している程度に剛性のあるベルトと、該ベルトが掛け渡された駆動ローラと従動ローラと、該従動ローラに上記ベルトを介して圧接し、上記従動ローラ及び上記ベルトと協働して上記用紙ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、上記画像形成装置の起動時において上記駆動ローラは、逆回転して上記ベルトを逆方向に周回させ該ベルトに記憶された上記歪を矯正した後、順方向に回転して上記ベルトを順方向に周回させ上記用紙ニップ部における定着処理を実行すべく構成され、上記駆動ローラが逆回転して上記ベルトの上記歪みを記憶している部分が用紙搬入口方向に逆走したとき、上記歪みを記憶している部分に当接する位置に配置され、上記ベルトの逆走方向と同一方向に能動的に回転するローラを更に有するように構成される。

このベルト式定着装置において、上記駆動ローラが逆回転して上記ベルトの上記歪みを記憶している部分が用紙搬入口方向に逆走したとき、例えば、上記歪みを記憶している部分に接触する物がなく上記歪みを記憶している部分の通過を妨げずに逃がす空間部から成る逃げ部を有するように構成してもよく、また、例えば、上記歪みを記憶している部分に当接する位置に配置され、上記ベルトの逆走方向と同一方向に能動的に回転するローラを有するように構成してもよい。

また、このベルト式定着装置において、例えば、上記駆動ローラはヒータを内蔵する加熱ローラであり、上記ベルトは上記加熱ローラにより加熱される定着ベルトであり、上記従動ローラは上記定着ベルトと協働して上記用紙ニップ部における定着を実行する定着ローラであるように構成される。

また、上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、上記のベルト式定着装置を備えるように構成される。

本発明は、稼動休止中の用紙ニップ部で発生するベルトの歪み癖を起動時に解消させるベルト式定着装置及びそれを備えた画像形成装置を小型で安価な構成で提供できるという効果を奏する。

本発明の実施例１に係るベルト式定着装置を備えたカラー画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。 本発明の実施例１に係るプリンタの制御装置を含む回路ブロック図である。 (a) は本発明の実施例１に係るベルト式定着装置のより詳細な構成を示す断面図、(b),(c) はその起動立ち上がり時の動作状態を示す図である。 (a) は本発明の実施例２に係るベルト式定着装置のより詳細な構成を示す断面図、(b),(c) はその起動立ち上がり時の動作状態を示す図である。 (a),(b),(c) は従来の定着ベルトの歪み記憶によって発生する不具合を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るベルト式定着装置を備えたカラー画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。

図１に示すプリンタ１０は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部１２、中間転写ベルトユニット１３、給紙部１４、及び両面印刷用搬送ユニット１５で構成されている。

上記画像形成部１２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット１６（１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。

上記４個の画像形成ユニット１６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット１６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

上記の各画像形成ユニット１６は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット１６Ｋを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット１６は、最下部に感光体ドラム１７を備えている。この感光体ドラム１７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ１８、帯電ローラ１９、光書込ヘッド２１、及び現像器２２の現像ローラ２３が配置されている。

現像器２２は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。

また、現像器２２の下部には側面開口部に上述した現像ローラ２３を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ２３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ２３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。

中間転写ベルトユニット１３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト２４と、この転写ベルト２４を掛け渡されて転写ベルト２４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２５と従動ローラ２６を備えている。

上記の転写ベルト２４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。

この中間転写ベルトユニット１３は、上記扁平なループ状の転写ベルト２４のループ内にベルト位置制御機構２７を備えている。ベルト位置制御機構２７は、転写ベルト２４を介して感光体ドラム１７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ２８を備えている。

ベルト位置制御機構２７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ２８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。

そして、ベルト位置制御機構２７は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット１６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ２８を上記３個の一次転写ローラ２８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト２４を感光体ドラム１７から離接させる。

すなわち、ベルト位置制御機構２７は、中間転写ベルトユニット１３の転写ベルト２４の位置を、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ２８が転写ベルト２４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット１６Ｋに対応する一次転写ローラ２８のみが転写ベルト２４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ２８が転写ベルト２４から離れる）に切換える。

上記の中間転写ベルトユニット１３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット１６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニットが配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器２９が着脱自在に配置されている。

給紙部１４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット３１を備え、２個の給紙カセット３１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３２、給送ローラ３３、捌きローラ３４、待機搬送ローラ対３５が配置されている。

待機搬送ローラ対３５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト２４を介して従動ローラ２６に圧接する二次転写ローラ３６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。

この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式定着装置３７が配置されて、ベルト式定着装置３７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式定着装置３７から搬出する搬出ローラ対３８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３９に排紙する排紙ローラ対４１が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット１５は、上記搬出ローラ対３８と排紙ローラ対４１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路４２ａ、それから下方に曲がる中間返送路４２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路４２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを備えている。

上記終端返送路４２ｃの出口は、給紙部１４の下方の給紙カセット３１に対応する待機搬送ローラ対３５への搬送路に連絡している。

また、本例において中間転写ベルトユニット１３の上面部には、クリーニング部４５及び取り込みローラ４６が配置されている。

クリーニング部４５は、転写ベルト２４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、取り込みローラ４６はクリーニング部４５が除去した廃トナーを引き継いで、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより落下筒内を上部まで搬送し、落下筒を介して廃トナー回収容器２９に送り込んでいる。

また、上記のクリーニング部４５を適度の圧力で転写ベルト２４に圧接させるために、中間転写ベルトユニット１３側には、下方から転写ベルト２４をクリーニング部４５に向けて押圧する押圧ローラ４７が設けられている。

図２は、上記のプリンタ１０の制御装置を含む回路ブロック図である。図２に示すように回路ブロックは、ＣＰＵ（central processing unit)５０を中心にして、このＣＰＵ５０に、それぞれデータバスを介してインターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）５１及びプリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）５２が接続されている。ＰＲ＿ＣＯＮＴ５２にはプリンタ印字部５３が接続されている。

また、ＣＰＵ５０には、ＲＯＭ（read only memory）５４、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）５５、本体操作部の操作パネル５６、及び各部に配置されたセンサからの出力が入力されるセンサ部５７が接続されている。

ＲＯＭ５４には、システムプログラムが記憶され、ＣＰＵ５０は、このシステムプログラムに従って各部を制御して処理を行う。

すなわち、各部において、先ず、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ５１は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ５８に展開する。フレームメモリ５８は、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）ごとに記憶エリアが設定されており、各色のデータが対応するエリアに展開される。

フレームメモリ５８に展開されたデータはＰＲ＿ＣＯＮＴ５２に出力され、ＰＲ＿ＣＯＮＴ５２からプリンタ印字部５３に出力される。

プリンタ印字部５３は、エンジン部であり、ＰＲ＿ＣＯＮＴ５２からの制御の下で、図１に示した感光体ドラム１７、一次転写ローラ２８等を含む回転駆動系、帯電ローラ１９、光書込ヘッド２１等の被駆動部を有する画像形成部、中間転写ユニット１３の上下移動や転写ベルト２４の回転駆動、更にベルト式定着装置３７のベルト駆動を行うベルト駆動部５９、用紙取出ローラ３２〜排紙ローラ対４１等の回転駆動される各部からなる搬送機構、発熱駆動及び回転駆動されるベルト式定着装置３７などのプロセス負荷への駆動出力を制御する。

そして、ＰＲ＿ＣＯＮＴ５２から出力されたブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色のデータは、プリンタ印字部５３からそれぞれ対応する図１に示した光書込ヘッド２１に供給される。

図３(a) は、上記構成のプリンタ１０におけるベルト式定着装置３７の、より詳細な構成を示す断面図であり、図３(b),(c) は、その起動立ち上がり時の動作状態を示す図である。

図３(a) に示すように、ベルト式定着装置３７は、外側を断熱性の筐体６１（６１ａ、６１ｂ）で囲まれた内部に、弾性体から成る定着ローラ６２、加熱ローラ６３、これら定着ローラ６２と加熱ローラ６３とに掛け渡された定着ベルト６４、定着ベルト６４を介して定着ローラ６２に圧接して用紙ニップ部定着挟持部６５を形成する加圧ローラ６６を備えている。また、加熱ローラ６３には、ヒータ６７が内蔵されている。

また、上記の加熱ローラ６３には、特には図示しないが、一方の軸端に駆動ギアが取り付けられている。この加熱ローラ６３は、駆動ギアに駆動されて、順逆両方向に回転し、この回転に従動して定着ベルト６４、定着ローラ６２、及び加圧ローラ６６がそれぞれ順逆両方向に回転する。

そして、用紙ニップ部６５の出口側（図の上方）には、図の下方より上方へ搬送される記録媒体が定着ベルト６４から剥離出来るように、出口左方には定着ローラ６２に掛る定着ベルト６４の面に近接した位置に用紙分離板６８ａの先端が配置され、出口右方には加圧ローラ６６の周面に近接した位置に用紙分離板６８ｂの先端が配置されている。

また、矢印ｅで示すように記録媒体が搬入されてくる用紙ニップ部６５への入口側には、断熱性の筐体６１ａ及び６１ｂの下端部が内側に折り曲げられて形成された用紙案内部６９（６９ａ、６９ｂ）が配置されている。上記の用紙分離板６８ａ、６８ｂ、及び用紙案内部６９（６９ａ、６９ｂ）には、その表面にトナーが付着しにくいようにテフロン（登録商標）コートが施されている。

また、定着ベルト６４の周囲には、加熱ローラ６３で加熱された定着ベルト６４の表面温度が低下しないように、保温カバー７１が用紙分離板６８ａの後端部から用紙案内部６９ａの先端部近傍まで、定着ベルト６４、定着ローラ６２、及び加熱ローラ６３を囲み込むようにして配置されている。

そして、用紙案内部６９ａの先端部は通常の長さよりも短く、つまり定着ローラ６２から離れるように低く形成され、一方この用紙案内部６９ａの先端部近傍まで延び出している保温カバー７１の下端部も、通常の長さよりも用紙案内部６９ａの先端部から離れるように短く形成されている。

これにより、定着ローラ６２、用紙案内部６９ａの先端部、及び保温カバー７１の下端部との間には、二点鎖線で示す逃げ部７２が形成されている。用紙案内部６９ａの先端部を通常の長さよりも短くし、且つ保温カバー７１の下端部を通常の長さよりも用紙案内部６９ａの先端部から離れるように短くしたのは、逃げ部７２の空間を形成するためである。なお、この図３(a) は画像形成装置１０本体の稼動休止中の状態を示している。

この状態が長期間続くと加圧ローラ６６よりも周面の硬度が低い定着ローラ６２の加圧ローラ６６との圧接部、つまり用紙ニップ部６５における形状が、加圧ローラ６６からの加圧により加圧ローラ６６の円周形状に沿って凹形状に歪んでくる。

この歪んだ定着ローラ６２に倣って定着ベルト６４も用紙ニップ部６５の位置に対応する部分が歪んでくる。この歪みは、定着ベルト６４が剛性を持っていることにより定着ベルト６４に記憶される。つまり癖となって歪みが残る。

図３(b) は、図３(a) の停止状態から本体装置の稼動が指示されて、本例のベルト式定着装置３７が起動した初期の状態を示している。ベルト駆動部５９からの制御により、不図示の駆動ギアが逆回転方向に駆動され、これにより、加熱ローラ６３は、図３(b) の矢印ｆで示すように、定着時とは逆方向に回転する。

この回転に駆動されて定着ベルト６４が矢印ｇ及びｈで示す図の時計回り方向つまり逆方向に回転（逆走）する。このとき、定着ベルト６４の、用紙ニップ部６５の定着ローラ６２の凹形状の歪みに倣った歪み部分６４ａが、用紙案内部６９ａの先端部、及び保温カバー７１の下端部の方向に移動してくる。

尚、歪み部分６４ａの変形量は、ベルト式定着装置の大きさにもよるが、本実施例のベルト式定着装置３７の場合は、約１ｍｍ以内の変形量である。したがって、逃げ部７２が形成されている空間は、定着ベルト６４の表面より１．５ｍｍ程度の距離内に他の部品が配置されないような空間である。

本例では、このような逃げ部７２が形成されているので、定着ベルト６４の歪み部分６４ａ（歪みを記憶している部分）に接触する物がなく、歪み部分６４ａは、通過を妨げられることなく逃げ部７２のある空間部を通過する。

本体装置の稼動の指示では、ベルト式定着装置３７は、加熱ローラ６３の逆回転開始と同時に、ヒータ６７が点灯し、加熱ローラ６３の加熱が開始されている。加熱ローラ６３の逆回転、つまり定着ベルト６４の逆回転は、ウォームアップ時の定着温度が所定の温度に上昇するまでの間継続される。

これにより、接触する物もなく、通過を妨げられることもなく逃げ部７２のある空間部を通過した定着ベルト６４の歪み部分６４ａは、主駆動軸の加熱ローラ６３の回転により定着ベルト６４に働く張力と、加熱ローラ６３の円周面に沿って回転しながら加熱される熱により、徐々に歪が減少して矯正される。

ウォームアップ期間が終了すると、ベルト駆動部５９は、不図示の駆動ギアを一旦止めたのち、続けて順回転方向に駆動する。これにより、加熱ローラ６３は、図３(c) の矢印ｉで示すように、順方向に回転し、この回転に従動して定着ベルト６４が矢印ｊ及びｋで示すように順方向に回転する。

定着ベルト６４の図３(b) に示す歪み部分６４ａの変形癖は既に矯正されており、定着ベルト６４は用紙分離板６８ａの先端に当接することなく順方向に回転する。ベルト式定着装置３７に搬入される記録媒体７３は、用紙ニップ部６５を通過しながら、転写画像を紙面に定着され、矢印ｍで示すように定着装置外に搬出される。

このように、本発明の実施例１では、ウォームアップ時の定着温度が所定の温度まで上昇するまでの間のみ定着ベルトを定着時の回転と逆方向に回転させて定着ベルトの歪み部分が用紙分離板に接触しないようにしながら定着ベルトの歪みを矯正すると共に、逆回転の際に逆回転直後の定着ベルトの歪み部分が周辺部材に接触しないよう逃げ部を形成して定着ベルトを保護している。

尚、稼動休止時に用紙ニップ部で形成された定着ベルトの歪みは、駆動の張力と加熱によりウォームアップ時間内という短時間でほぼ矯正されて解消する。

図４(a) は、実施例２に係るベルト式定着装置の、より詳細な構成を示す断面図であり、図４(b),(c) は、その起動立ち上がり時の動作状態を示す図である。尚、本例においても、画像形成装置本体のベルト式定着装置以外の構成は図１及び図２に示したプリンタ１０と同様である。

尚、図４(a),(b),(c) に示すベルト式定着装置７４の構成は、実施例１の図３(a),(b),(c) に示した構成の保温カバー７１の下端部と用紙案内部６９ａの先端部との間に能動ローラ７５が設けられている点のみが実施例１と異なるので、図４(a),(b),(c) に示すその他の構成部分には説明に必要な構成部分にのみ図３(a),(b),(c) と同一の番号を付与して示し、その他の部分には番号の付与を省略している。

図４(a) は、画像形成装置１０本体の稼動休止中の状態を示している。この状態が長期間続くと、加圧ローラ６６からの加圧により定着ベルト６４の用紙ニップ部６５に位置する部分が加圧ローラ６６の円周形状に沿って凹形状に歪み、この歪みが定着ベルト６４に記憶される（癖となって残る）ことは前述した。

図４(b) は、図４(a) の停止状態から本体装置の稼動が指示されて、本例のベルト式定着装置７４が起動した初期の状態を示している。ベルト駆動部５９からの制御により、不図示の駆動ギアが逆回転方向に駆動され、これにより、加熱ローラ６３は、図４(b) の矢印ｆで示すように、定着時とは逆方向に回転する。また、これと同時に能動ローラ７５が不図示の駆動系を介しえ矢印ｎで示す反時計回り方向に回転駆動される。

加熱ローラ６３の回転に駆動されて定着ベルト６４が矢印ｇ及びｈで示す図の時計回り方向つまり逆方向に回転（逆走）する。この場合も定着ベルト６４の用紙ニップ部６５で形成された歪み部分６４ａが、用紙案内部６９ａの先端部、及び保温カバー７１の下端部の方向に移動してくる。

本例では、保温カバー７１の下端部と用紙案内部６９ａの先端部との間に能動ローラ７５が設けられており、能動ローラ７５は定着ベルト６４の逆走方向に回転しているので、定着ベルト６４の歪み部分６４ａは、他の部材に接触しないよう能動ローラ７５によって押さえ込まれると当時に逆走方向に送り出される。

能動ローラ７５に送り出された定着ベルト６４の歪み部分６４ａは、この場合も、主駆動軸の加熱ローラ６３の回転により定着ベルト６４に働く張力と、加熱ローラ６３の円周面に沿って回転しながら加熱される熱により、徐々に歪が減少して矯正される。

ウォームアップ期間が終了すると、ベルト駆動部５９は、不図示の駆動ギアを一旦止めたのち、続けて順回転方向に駆動する。これにより、加熱ローラ６３は、図４(c) の矢印ｉで示すように、順方向に回転し、この回転に従動して定着ベルト６４が矢印ｊ及びｋで示すように順方向に回転する。

定着ベルト６４の図４(b) に示す歪み部分６４ａの変形癖は既に矯正されており、定着ベルト６４は用紙分離板６８ａの先端に当接することなく順方向に回転する。ベルト式定着装置３７に搬入される記録媒体７３は、用紙ニップ部６５を通過しながら、転写画像を紙面に定着され、矢印ｍで示すように定着装置外に搬出される。

この実施例２の場合も、定着ベルトを定着時の回転と逆方向に回転させて定着ベルトの歪み部分が用紙分離板に接触しないようにしながら定着ベルトの歪みを矯正すると共に、逆回転の際に逆回転直後の定着ベルトの歪み部分が周辺部材に接触しないよう能動ローラを配置して定着ベルトを保護している。

本発明は、稼動休止中の用紙ニップ部で発生するベルトの歪み癖を起動時に解消させるベルト式定着装置に利用することができる。

１ ベルト式定着装置
２ 断熱性筐体
３ 定着ローラ
４ 加熱ローラ
５ 定着ベルト
５ａ 歪みの部分
Ａ 用紙ニップ部
６ 加圧ローラ
７（７ａ、７ｂ） 用紙分離板
８ ヒータ
９ 記録媒体
１０ プリンタ
１２ 画像形成部
１３ 中間転写ベルトユニット
１４ 給紙部
１５ 両面印刷用搬送ユニット
１６（１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｋ） 画像形成ユニット
１７（１７ｍ、１７ｃ、１７ｙ、１７ｋ） 感光体ドラム
１８ クリーナ
１９ 帯電ローラ
２１ 光書込ヘッド
２２ 現像器
２３ 現像ローラ
２４ 転写ベルト
２５ 駆動ローラ
２６ 従動ローラ
２７ ベルト位置制御機構
２８ 一次転写ローラ
２９ 廃トナー回収容器
３１ 給紙カセット
３２ 用紙取出ローラ
３３ 給送ローラ
３４ 捌きローラ
３５ 待機搬送ローラ対
３６ 二次転写ローラ
３７ ベルト式定着装置
３８ 搬出ローラ対
３９ 排紙トレー
４１ 排紙ローラ対
４２ａ 開始返送路
４２ｂ 中間返送路
４２ｃ 終端返送路
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ 返送ローラ対
４５ クリーニング部
４６ 取り込みローラ
４７ 押圧ローラ
５０ ＣＰＵ（central processing unit)
５１ インターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）
５２ プリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）
５３ プリンタ印字部
５４ ＲＯＭ（read only memory）
５５ ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programable ROM)
５６ 操作パネル
５７ センサ部
５８ フレームメモリ
５９ ベルト駆動部
６１（６１ａ、６１ｂ） 断熱性筐体
６２ 定着ローラ
６３ 加熱ローラ
６４ 定着ベルト
６５ 用紙ニップ部
６６ 加圧ローラ
６７ ヒータ
６８ａ、６８ｂ 用紙分離板
６９（６９ａ、６９ｂ） 用紙案内部
７１ 保温カバー
７２ 逃げ部
７３ 記録媒体
７４ ベルト式定着装置
７５ 能動ローラ

Claims (3)

1. 電子写真方式の画像形成装置に備えられるベルト式定着装置であって、
   前記画像形成装置の稼動休止中に用紙ニップ部で発生する歪みを、前記用紙ニップ部から回転移動した後も記憶している程度に剛性のあるベルトと、
   該ベルトが掛け渡された駆動ローラと従動ローラと、
   該従動ローラに前記ベルトを介して圧接し、前記従動ローラ及び前記ベルトと協働して前記用紙ニップ部を形成する加圧ローラと、
   を有し、
   前記画像形成装置の起動時において前記駆動ローラは、逆回転して前記ベルトを逆方向に周回させ該ベルトに記憶された前記歪を矯正した後、順方向に回転して前記ベルトを順方向に周回させ前記用紙ニップ部における定着処理を実行すべく構成され、
   前記駆動ローラが逆回転して前記ベルトの前記歪みを記憶している部分が用紙搬入口方向に逆走したとき、前記歪みを記憶している部分に当接する位置に配置され、前記ベルトの逆走方向と同一方向に能動的に回転するローラを更に有する、
   ことを特徴とするベルト式定着装置。
2. 前記駆動ローラはヒータを内蔵する加熱ローラであり、前記ベルトは前記加熱ローラにより加熱される定着ベルトであり、前記従動ローラは前記定着ベルトと協働して前記用紙ニップ部における定着を実行する定着ローラである、
   ことを特徴とする請求項１記載のベルト式定着装置。
3. 請求項１または２に記載のベルト式定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。