(57)【要約】【課題】  装置を大型化することなく、定着ベルトの回動停止時に、加熱部材による定着ベルトの熱影響を低減させ、熱変形や焼損のリスクを低減させることが可能な定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像剤画像が形成された印刷媒体に現像剤を定着させる定着部材と、発熱体により熱が発せられ前記定着部材に対して離接する加熱部材と、前記定着部材に押接して設けられ前記定着部材との間で前記印刷媒体を搬送する加圧部材と、前記定着部材の駆動に伴い前記定着部材と前記加熱部材とを当接させ、前記定着部材の駆動停止に伴い前記定着部材と前記加熱部材とを離間させる離接手段とを備えた定着装置及び画像形成装置。【選択図】  図１
2014211556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤画像が形成された印刷媒体に現像剤を定着させる定着部材と、
発熱体により熱が発せられ前記定着部材に対して離接する加熱部材と、
前記定着部材に押接して設けられ前記定着部材との間で前記印刷媒体を搬送する加圧部材と、
前記定着部材の駆動に伴い前記定着部材と前記加熱部材とを当接させ、前記定着部材の駆動停止に伴い前記定着部材と前記加熱部材とを離間させる離接手段とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記離接手段は定着部材の動きを検知する検知機構と、前記検知機構による検知に従い前記定着部材と前記加熱部材とを当接させる移動機構とを備えることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記検知機構と前記移動機構とは一体に形成され、前記検知機構は前記定着部材の動きにより回動力を受ける回動力点を備え、前記移動機構は前記定着部材の動きを支える回動支点と、前記回動力点の動きにより前記加熱部材を移動させる回動作用点とを備えることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記回動支点は前記回動力点と前記回動作用点との間に配設されることを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記検知機構は前記定着部材の動きを検知するセンサで構成され、前記移動機構は前記センサの出力に基づいて前記定着部材と前記加熱部材とを当接させることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱部材と前記移動機構とは一体に形成されることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材は前記移動機構を介して前記定着部材と当接することを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
前記加熱部材と当接可能な位置に設けられた放熱部材を更に備え、
前記加熱部材が前記定着部材と離間すると前記放熱部材と当接することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷媒体上の現像剤画像を定着させる定着装置及び当該定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置が備える定着装置の中には、加熱した定着ベルトを用いて印刷媒体上の現像剤画像を定着させるものがある。このような定着装置において、発熱体と、該発熱体により熱が発せられる発熱面とを有する加熱部材と、曲面部と、該曲面部とは反対側に形成される加熱部材対向部とを有する熱伝達部材とを備え、発熱面は加熱部材対向部に対して押圧され、曲面部は定着ベルトと接触するとともに、当該定着ベルトを張架する構成を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５７４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような構成を有する従来の定着装置では、定着ベルトの回動の有無に関わらず、加熱部材の曲面部は定着ベルトと常時当接することになっていた。このように、定着ベルトの回動停止時においても、加熱部材の曲面部と定着ベルトとが常時当接した状態となっていると、例えば、制御のエラー、印刷媒体の搬送不良によるジャム、従動部材の動作不良によるスリップの発生等の諸原因により、加熱部材の曲面部と当接する定着ベルトの当接領域が過剰に加熱され、定着ベルトの熱変形や焼損が発生する恐れがあった。そして、このような原因により定着ベルトの熱変形や焼損が一度発生すると、印刷品質に回避不能な悪影響を及ぼし、印刷動作自体が不能になる可能性もあった。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、装置を大型化することなく、定着ベルトの回動停止時に、加熱部材による定着ベルトの熱影響を低減させ、熱変形や焼損のリスクを低減させることが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、現像剤画像が形成された印刷媒体に現像剤を定着させる定着部材と、発熱体により熱が発せられ前記定着部材に対して離接する加熱部材と、前記定着部材に押接して設けられ前記定着部材との間で前記印刷媒体を搬送する加圧部材と、前記定着部材の駆動に伴い前記定着部材と前記加熱部材とを当接させ、前記定着部材の駆動停止に伴い前記定着部材と前記加熱部材とを離間させる離接手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る画像形成装置は、現像剤画像を印刷媒体に形成する画像形成手段と、前記現像剤画像が形成された前記印刷媒体に現像剤を定着させる定着部材と、発熱体により熱が発せられ前記定着部材に対して離接する加熱部材と、前記定着部材に押接して設けられ前記定着部材との間で前記印刷媒体を搬送する加圧部材と、前記定着部材の駆動に伴い前記定着部材と前記加熱部材とを当接させ、前記定着部材の駆動停止に伴い前記定着部材と前記加熱部材とを離間させる離接手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、定着部材の駆動に伴い定着部材と加熱部材とを当接させ、定着部材の駆動停止に伴い定着部材と加熱部材とを離間させるため、装置を大型化することなく、定着ベルトの回動停止時に、加熱部材による定着ベルトの熱影響を低減させ、熱変形や焼損のリスクを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るプリンタの概略を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置を主要部材で描いた側面図である。
【図３】第１の実施形態に係る定着装置を主要部材と当該主要部材を配設するために必要な部材とで描いた斜視図である。
【図４】図３で示した部材から定着部材たる定着ベルト、弾性部材たるスプリング及びスプリングを除した分解斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係るヒータの構成を説明する斜視図である。
【図６】第１の実施形態に係る熱拡散部材の構成を説明する斜視図である。
【図７】第１の実施形態に係るヒータと熱拡散部材との斜視図である。
【図７−Ｓ１】図７の平面Ｓ１の矢印方向を視点とする側面図である。
【図７−Ｓ２】図７の平面Ｓ２の矢印方向を視点とする側面図である。
【図８】第１の実施形態に係る印刷動作開始前の定着装置の動作を説明する側面図である。
【図８−Ｄ１】図８の領域Ｄ１を拡大した部分拡大図である。
【図９】第１の実施形態に係る印刷動作開始後の定着装置の動作を説明する側面図である。
【図９−Ｄ２】図９の領域Ｄ２を拡大した部分拡大図である。
【図１０】第２の実施形態に係る印刷動作開始前の定着装置の動作を説明する側面図である。
【図１０−Ｄ３】図１０の領域Ｄ３を拡大した部分拡大図である。
【図１１】第２の実施形態に係る印刷動作開始後の定着装置の動作を説明する側面図である。
【図１１−Ｄ４】図１０の領域Ｄ４を拡大した部分拡大図である。
【図１２】変形例に係る定着装置を主要部材で描いた側面図であり，（ａ）は、印刷動作開始前の定着装置の動作を説明する側面図であり、（ｂ）は、印刷動作開始後の定着装置の動作を説明する側面図である。
【図１３】変形例に係る加熱部材としてのヒータの構成を説明する斜視図である。
【図１４】変形例に係る印刷動作開始後の定着装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】加熱部材に対する定着部材の離間動作を説明する図であり、（ａ）は離間の様子、（ｂ）は当接の様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る定着装置１００を備えた画像形成装置としてのプリンタ１０の概略を示す構成図である。プリンタ１０は、例えば、電子写真方式による画像を印刷媒体１に印刷することが可能なプリンタである。
【００１２】
プリンタ１０は、印刷前の印刷媒体１を収容する印刷媒体カセット２を始点とし、印刷後の印刷媒体１を積載するスタッカ７を終点とする略Ｓ字状に形成された印刷媒体搬送経路Ｓを備える。印刷媒体カセット２は、その内部に印刷媒体１を積層した状態で収納し、プリンタ１０下部に着脱自在に装着されている。スタッカ７は、装置外筐を利用して形成されており、装置外に排出された印刷後の印刷媒体１を積載する。
【００１３】
印刷媒体カセット２側を上流側、スタッカ７側を下流側とする印刷媒体搬送経路Ｓにおいて、上流側から下流側にかけて印刷媒体１を搬送するための搬送ローラ対を備えた印刷媒体搬送部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが順に配設されている。印刷媒体搬送部３ａは、印刷媒体カセット２又は後述する印刷媒体反転ユニット６から搬送された印刷媒体１を印刷媒体搬送部３ｂに搬送する。印刷媒体搬送部３ｂは、印刷媒体搬送部３ａにより搬送された印刷媒体１の斜行を矯正するとともに、当該印刷媒体１を現像剤画像形成部４に搬送する。印刷媒体搬送部３ｃは、定着装置１００から搬送された印刷媒体１を印刷媒体搬送部３ｄに搬送する。印刷媒体搬送部３ｄは、印刷媒体搬送部３ｃにより搬送された印刷媒体１をスタッカ７に排出するか又は当該スタッカ７に排出する方向とは逆方向に駆動することで、印刷媒体１を印刷媒体反転ユニット６に搬送する。
【００１４】
画像形成手段としての現像剤画像形成部４は、印刷媒体搬送部３ｂと印刷媒体搬送部３ｃとの間に設けられている。現像剤画像形成部４は、少なくとも、図示せぬ感光体ドラム、感光体ドラムの表面を一様均一に帯電させる帯電装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子から照射された光に基づき形成された静電潜像に現像剤を供給する現像剤供給手段等を備える。現像剤画像形成部４は、上部に設けられたＬＥＤヘッド５から照射された光に基づき形成された静電潜像に現像剤（例えば、トナー）を供給することで現像剤画像１ｔを現像し、これを印刷媒体１に転写する装置である。
【００１５】
ＬＥＤヘッド５は、ＬＥＤ素子とレンズアレイとを有する印刷光露光装置であり、画像情報に基づき該ＬＥＤ素子から照射される光が図示せぬ感光体ドラムの表面に結像する位置となるように配設されている。
【００１６】
ところで、現像剤画像形成部４よりも印刷媒体搬送経路Ｓにおける下流側に配設された定着装置１００は、印刷媒体１上に転写された現像剤画像１ｔを加熱及び加圧して定着させた後、当該印刷媒体１をさらに下流側の印刷媒体搬送部３ｃに搬送する装置である。ここで、印刷媒体１の片面のみに印刷を行う片面印刷の場合、印刷媒体１はそのまま印刷媒体搬送部３ｄに搬送され、スタッカ７に排出される。一方、印刷媒体１の両面に印刷を行う両面印刷の場合、印刷媒体１は、一旦、印刷媒体搬送部３ｄに搬送される。そして、印刷媒体搬送部３ｄが備える搬送ローラ対が逆回転することにより、印刷媒体１は現像剤画像１ｔ形成面を上面とした状態で現像剤画像形成部４の下部に配設された印刷媒体反転ユニット６に搬送される。印刷媒体反転ユニット６は、印刷媒体１を印刷媒体搬送部３ａに搬送する。この際、印刷媒体１の現像剤画像１ｔ形成面は上下反転し、現像剤画像１ｔ形成面を下面とした状態で、印刷媒体１は印刷媒体搬送部３ｂに搬送される。現像剤画像形成部４において、現像剤画像１ｔが再び形成された後、印刷媒体１は印刷媒体搬送部３ｄに搬送され、スタッカ７に排出される。片面印刷、両面印刷といった印刷動作に関与する内部機構はプリンタ１０内に設けられた図示せぬ印刷制御部によって制御される。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る定着装置１００を主要部材で描いた側面図である。図３は、定着装置１００を主要部材と当該主要部材を配設するために必要な部材とで描いた斜視図であり、図４は、図３で示した部材から定着部材たる定着ベルト１０５、弾性部材たるスプリング１０３及びスプリング１１２を除した分解斜視図である。
【００１８】
まず、定着動作を司る定着装置１００の主要部材の構成について説明する。定着装置１００は、定着部材としての定着ベルト１０５と、加圧部材としての定着ローラ１０６及び加圧ローラ１０７とにより構成されている。定着ローラ１０６と加圧ローラ１０７とは定着ベルト１０５を介してニップＮを形成している。定着装置１００は図中Ｂ方向から印刷媒体１を通紙させ、ニップＮにおいて加熱及び加圧し、現像剤画像１ｔを定着させる。定着ベルト１０５内部、すなわち、定着ベルト１０５の張架により形成される空間は、定着ローラ１０６と、発熱体としてのヒータ１０１と、定着ベルト１０５に対して、ヒータ１０１から発せられた熱の伝達、張架、及びガイドを目的とし、加熱部材と離接手段とを兼ねる金属部材（以下、熱拡散部材１０２と称す）と、定着ベルト１０５の張架及びガイドを目的とした張架部材１０４とから構成されている。なお、圧力又は張力の付与を目的とした弾性部材たるスプリング１０３は、一端側がフレームに固定され、他端側が熱拡散部材１０２を図２中、Ｆ１で示した加圧力で押圧するように配設されている。
【００１９】
図２、図３、及び図４に示すように、定着ローラ１０６は芯金部１０６ａと弾性層１０６ｂとを有する。本実施形態に係る定着ローラ１０６は、例えば、弾性層１０６ｂを厚み２ｍｍのシリコーンスポンジで構成し、外径をφ３４ｍｍとしたローラ形状として形成することができる。芯金部１０６ａの端部１０６ａ１及び端部１０６ａ２のそれぞれは、図４に示す回転軸受け１１３Ｌ及び回転軸受け１１３Ｒを介してサイドプレート１１０Ｌの孔１１０３Ｌ及びサイドフレーム１１０Ｒの孔１１０３Ｒにそれぞれ支持されている。また、芯金部１０６ａの片方の端部１０６ａ２には、サイドフレーム１１０Ｒの孔１１０３Ｒを介して定着ギア１０９が取り付けられており、図示せぬ駆動系から伝達された駆動力により、定着ローラ１０６は図２中矢印Ａ１方向に回動することができる。
【００２０】
定着ベルト１０５は、熱拡散部材１０２、張架部材１０４、及び定着ローラ１０６により張架される無端のベルト部材であり、定着ローラ１０６の回転に従動して、図２中矢印Ａ２方向へ駆動可能となるように構成されている。定着ベルト１０５は、当接する熱拡散部材１０２を介してヒータ１０１により加熱されながら駆動する。このような定着ベルト１０５は、例えば、内径φ４５ｍｍ、内面の厚み０．１ｍｍのポリイミドの基材に対して、その外周を０．２ｍｍのシリコーンゴムの弾性層で被覆し、さらにその外周をＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブで被覆することによって形成することができる。
【００２１】
加圧ローラ１０７は、図２、図３、及び図４に示すように、芯金部１０７ａと弾性層１０７ｂとを有する。本実施形態に係る加圧ローラ１０７は、例えば、弾性層１０７ｂを厚み２ｍｍのシリコーンスポンジで構成し、その外周層をＰＦＡチューブで被覆した外径をφ３４ｍｍとしたローラ形状として構成することができる。芯金部１０７ａの端部１０７ａ１及び端部１０７ａ２のそれぞれは、図４に示す回転軸受け１１４Ｌ及び回転軸受け１１４Ｒ、加圧軸受け支持部材１１１Ｌ及び加圧軸受け支持部材１１１Ｒを介してサイドプレート１１０Ｌの孔１１０４Ｌ及びサイドフレーム１１０Ｒの孔１１０４Ｒに取り付けられている。なお、図３に示すように、加圧軸受け支持部材１１１Ｌ及び加圧軸受け支持部材１１１Ｒのそれぞれには、スプリング１１２Ｌ及びスプリング１１２Ｒにより図中＋Ｙ軸方向に２０ｋｇｆの加圧力が付与されている。当該スプリング１１２Ｌ及び１１２Ｒの加圧力により、加圧ローラ１０７は図中Ｙ軸方向への変位が可能となっており、定着ベルト１０５を介して定着ローラ１０６の弾性層１０６ｂを押圧している。これにより、加圧ローラ１０７の弾性層１０７ｂと定着ローラ１０６の弾性層１０６ｂとの潰れ変形領域がニップＮとして形成される。加圧ローラ１０７は、定着ローラ１０６の回動に従動し、当該定着ローラ１０６との間でニップＮを形成した状態で図２中矢印Ａ３方向に回動することができる。
【００２２】
ヒータ１０１は定着ベルト１０５を加熱するための発熱体を備えた加熱部材であり、図示せぬネジ留めや図示せぬ弾性体の加圧力によって熱拡散部材１０２に当接した状態で発熱する。ヒータ１０１の詳細な構成については後述する。
【００２３】
熱拡散部材１０２は、前述したように、ヒータ１０１から発せられた熱の伝達、定着ベルト１０５の張架及びガイド、離接手段を兼ねた金属部材である。熱拡散部材１０２の両端部の回動支点１０２ｃ１及び回動支点１０２ｃ２は、図４に示す軸受け１１５Ｌ及び軸受け１１５Ｒを介してサイドプレート１１０Ｌの孔１１０２Ｌ及びサイドフレーム１１０Ｒの孔１１０２Ｒのそれぞれに支持され、回動変位が可能となっている。また、熱拡散部材１０２は回動支点１０２ｃ１及び回動支点１０２ｃ２に加え、スプリング１０３Ｌ及びスプリング１０３Ｒによって加圧力が付与される平面部１０２ｄ１及び１０２ｄ２を備える。平面部１０２ｄ１及び平面部１０２ｄ２のそれぞれは、サイドフレーム１１０Ｌの孔１１０１Ｌ及びサイドフレーム１１０１Ｒの孔１１０１Ｒに挿通された状態でスプリング１０３Ｌ及びスプリング１０３Ｒによって加圧されており、当該スプリング１０３Ｌ及び１０３Ｒの加圧力により、熱拡散部材１０２は図４Ｙ軸方向への変位が可能となっている。熱拡散部材１０２の詳細な構成については後述する。
【００２４】
張架部材１０４は、定着ベルト１０５の張架及びガイドを目的とした部材である。張架部材１０４は、定着ベルト１０５の短手方向長さ（図３又は図４中＋Ｚ方向長さ）を長手方向長さとする棒状部材であり、その両端部は、サイドフレーム１１０Ｌの孔１１０５Ｌ及びサイドフレーム１１０１Ｒの孔１１０５Ｒにそれぞれ支持されている。
【００２５】
図５は、ヒータ１０１の構成を説明する斜視図である。ヒータ１０１は、平面状に形成された平面部（平面形状部）を有する板状の基材１０１ａ上に抵抗線１０１ｂが設けられており、抵抗線１０１ｂに電流が流れることで発熱する。抵抗線１０１ｂには図示せぬコネクタを介して電源及び制御回路が接続され、任意のタイミングで通電が可能である。例えば、図５に例示するヒータ１０１は、長手方向長さ３５０ｍｍ、短手方向長さ（幅）１０ｍｍ、厚み１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ）基板１０１ａ上に抵抗線１０１ｂが積層された構造を有しており、その抵抗線１０１ｂの出力は１０００Ｗとされる。
【００２６】
図６は、熱拡散部材１０２の構成を説明する斜視図である。熱拡散部材１０２は、定着ベルト１０５と当接する凸状曲面が形成された加熱部材としての曲面部１０２ａと、当該曲面部１０２ａが形成された面の反対（裏）側に形成されたヒータ１０１の抵抗線１０１ｂと当接する平面形状のヒータ対向部１０２ｂとを備える。曲面部１０２ａは、定着ベルト１０５によって当接されて覆われるが、平面部１０２ｄ１及び平面部１０２ｄ２は定着ベルト１０５に覆われない両端部に形成されている。例えば、図６に示す熱拡散部材１０２は、アルミニウムの押し出し材であるＡ６０６３を材料とし、厚み約１ｍｍの円筒形状の一部として形成することができ、曲面部１０２ａの曲率半径は約５０ｍｍとされる。
【００２７】
次に、ヒータ１０１に対する熱拡散部材１０２の当接による熱の伝達と熱拡散部材１０２の部分毎の機能について説明する。図７は、ヒータ１０１と熱拡散部材１０２との斜視図であり、図７−Ｓ１は、図７の平面Ｓ１の矢印方向を視点とする側面図であり、図７−Ｓ２は、図７の平面Ｓ２の矢印方向を視点とする断面図である。なお、図７、図７−Ｓ１、及び図７−Ｓ２の説明において、熱拡散部材１０２の平面部１０２ｄ１及び平面部１０２ｄ２、回動支点１０２ｃ１及び回動支点１０２ｃ２は、それぞれ両端部を識別する符号を除してそれぞれ、平面部１０２ｄ及び回動支点１０２ｃと表記して説明する。
【００２８】
図７−Ｓ１及び図７−Ｓ２に示すように、ヒータ１０１を構成する基板１０１ａ上の抵抗線１０１ｂで発せられた熱は、当該抵抗線１０１ｂが熱拡散部材１０２のヒータ対向部１０２ｂと接触することにより伝達される。伝達された熱は、さらに、熱拡散部材１０２内を拡散しながら曲面部１０２ａに到達し定着ベルト１０５に至る。この場合、ヒータ対向部１０２ｂと抵抗線１０１ｂとの間に、耐熱性及び熱伝導性が高く、任意に変形可能な半固体状のグリス等を塗布することにより、ヒータ対向部１０２ｂと抵抗線１０１ｂとの間の空隙を低減し、抵抗線１０１ｂにおける発熱をヒータ対向部１０２ｂを介して熱拡散部材１０２へ効率良く伝達させてもよい。
【００２９】
前述したように、熱拡散部材１０２の両端にはヒータ対向部１０２ｂと平行に、且つ、ヒータ１０１を押圧する位置に平面部１０２ｄが形成されている。また、回動支点１０２ｃは、熱拡散部材１０２の曲面部１０２ａに接触しながら移動する定着ベルト１０５の移動方向における下流側寄り（図７−Ｓ１及び図７−Ｓ２中−Ｘ軸方向寄り）に設けられている。回動支点１０２ｃは、曲面部１０２ａを二分する位置に形成されている。すなわち、曲面部１０２ａは、定着ベルト１０５とヒータ１０１とを当接させることで定着ベルト１０５への熱の伝達を主な機能とする移動機構としての伝熱曲面１０２ａ−１と、定着ベルト１０５の動作により熱拡散部材１０２の姿勢制御を主な機能とし、定着ベルト１０５の動きを検知する検知機構としての姿勢制御面１０２ａ−２とに分けることができる。このような構成を有する熱拡散部材１０２によれば、定着部材たる定着ベルト１０５の動きに連動して、当該定着ベルト１０５の駆動に伴い、定着ベルト１０５と加熱部材たるヒータ１０１とを当接させ、定着ベルト１０５の駆動停止に伴い定着ベルト１０５とヒータ１０１とを離間させることができる。なお、図３から図６に示されるように、ヒータ１０１、熱拡散部材１０２、定着ローラ１０５、及び加圧ローラ１０７は、定着ベルト１０５の駆動方向に直交する図４中Ｚ軸方向に延在する長尺の部材であり、現像剤画像１ｔが転写された印刷媒体１は図４中＋Ｘ軸方向に搬送される。
【００３０】
次に、上記構成を備えたプリンタ１０の印刷動作について、図１を用いて説明する。まず、プリンタ１０の図示せぬ印刷制御部は、図示せぬ上位装置から画像情報を含む印刷命令を受信すると、受信した画像情報に基づく印刷動作を開始する。
【００３１】
図示せぬ印刷制御部は、印刷媒体カセット２に収容された印刷媒体１をその最上部から１枚ずつ取り出して印刷媒体搬送経路Ｓに繰り出させる。
【００３２】
印刷媒体搬送経路Ｓに繰り出された印刷媒体１は、印刷媒体搬送部３ａが備える搬送ローラ対により印刷媒体搬送部３ｂに挟持搬送される。そして、印刷媒体搬送部３ｂは、印刷媒体搬送部３ａにより搬送された印刷媒体１の斜行を矯正するとともに、当該印刷媒体１を現像剤画像形成部４に搬送する。
【００３３】
これと平行して図示せぬ印刷制御部は、図示せぬ高圧電源を制御して、現像剤画像形成部４が備える図示せぬ感光体ドラム、帯電装置、現像剤供給手段等に所定の電圧を印加させる。次に、図示せぬ印刷制御部はＬＥＤヘッド５を制御し、画像情報に対応した光を一様均一に帯電した感光体ドラム表面に照射させ、静電潜像を形成させる。
【００３４】
そして、現像剤供給手段は、感光体ドラム表面に形成された静電潜像に現像剤を供給することで反転現像し、現像剤画像１ｔを形成させる。現像された現像剤画像１ｔは、印刷媒体１の現像剤画像形成部４の通過のタイミングに併せて印刷媒体１上に転写される。
【００３５】
現像剤画像１ｔが転写された印刷媒体１には、所定の温度に維持された定着装置１００のニップＮの通過の際に熱及び圧力が付与され、現像剤が溶融することにより現像剤画像１ｔが定着される。
【００３６】
定着装置１００において、現像剤画像１ｔが定着された印刷媒体１は、印刷媒体搬送部３ｃに搬送される。ここで、印刷媒体１の片面のみに印刷を行う片面印刷の場合、印刷媒体１はそのまま印刷媒体搬送部３ｄに搬送され、スタッカ７に排出される。一方、印刷媒体１の両面に印刷を行う両面印刷の場合、印刷媒体１は、一旦、印刷媒体搬送部３ｄに搬送される。そして、印刷媒体搬送部３ｄが備える搬送ローラ対が逆回転することにより、印刷媒体１は現像剤画像１ｔ形成面を上面とした状態で現像剤画像形成部４の下部に配設された印刷媒体反転ユニット６に搬送される。印刷媒体反転ユニット６は、印刷媒体１を印刷媒体搬送部３ａに搬送する。この際、印刷媒体１の現像剤画像１ｔ形成面は上下反転し、現像剤画像１ｔ形成面を下面とした状態で、印刷媒体１は印刷媒体搬送部３ｂに搬送される。現像剤画像形成部４において、現像剤画像１ｔが再び形成された後、印刷媒体１は印刷媒体搬送部３ｄに搬送され、スタッカ７に排出され、一連の印刷動作は終了する。
【００３７】
次に、上記印刷動作における定着装置１００による定着動作について図７−Ｓ２、図８、及び図８−Ｄ１を用いて説明する。図８は、印刷動作開始前の定着装置１００の動作を説明する側面図であり、図８−Ｄ１は図８の領域Ｄ１を拡大した部分拡大図である。
【００３８】
印刷動作開始前においては、駆動力の供給源たる定着ローラ１０６は停止している。したがって、定着ローラ１０６の駆動により従動する定着ベルト１０５及び加圧ローラ１０７は停止している。この状態においては、図８−Ｄ１に示すスプリング１０３の加圧力Ｆ１により熱拡散部材１０２の平面部１０２ｄが押下され、伝熱曲面１０２ａ−１は、回動支点１０２ｃを回動中心として図８−Ｄ１に示す−Ｙ軸方向に移動し、定着ベルト１０５から離間する。このとき、定着ベルト１０５は、架橋部材１０４及び図７−Ｓ２に示した姿勢制御面１０２ａ−２によって張架されることになり、伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５とは図８−Ｄ１に示す離間距離Ｌを保った状態になる。
【００３９】
なお、伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５との離間は、印刷動作完了時における正常な定着ローラ１０６の停止、印刷媒体１のジャムによる定着ローラ１０６の停止、定着ローラ１０６の回動時における定着ローラ１０６と定着ベルト１０５とのスリップ等の発生時といった場合においても同様な動作となる。
【００４０】
図９は、印刷動作開始後の定着装置１００の動作を説明する側面図であり、図９−Ｄ２は図９の領域Ｄ２を拡大した部分拡大図である。印刷動作が開始され、定着ローラ１０６が図９中Ａ１方向に回動すると、定着ベルト１０５が図９中矢印Ａ２方向に駆動し、さらに定着ベルト１０５の駆動に伴い、加圧ローラ１０７が図９中矢印Ａ３方向に従動回転する。このとき、図７−Ｓ２に示した姿勢制御面１０２ａ−２は、定着ベルト１０５の駆動により、回動支点１０２ｃを回動中心として図９−Ｄ２に示す−Ｙ軸方向に引張り力（張力）Ｆ３で引っ張られることになる。これにより、モーメントＦ２が働き熱拡散部材１０２の伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５の内面とが当接し、摺動状態となる。すなわち、図９−Ｄ２中の回動支点１０２ｃにおけるモーメントＦ２は、定着ベルト１０５の駆動に伴う張力Ｆ３によって発生し、これを回動力点として梃子の原理に基づく回動作用点における作用力Ｆ４がスプリング１０３の加圧力Ｆ１を上回ったときに、熱拡散部材１０２の伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５の内面とが当接することになる。
【００４１】
熱拡散部材１０２の伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５の内面とが当接し、摺動状態となると、図示せぬ印刷制御部は、ヒータ１０１の抵抗線１０１ｂへの通電を開始させ発熱させる。抵抗線１０１ｂは、熱拡散部材１０２のヒータ対向部１０２ｂに当接しているため、熱拡散部材１０２は加熱される。さらに、熱拡散部材１０２の曲面部１０２ａは当接している定着ベルト１０５の内面を加熱し、当該定着ベルト１０５は加熱状態となる。
【００４２】
定着ベルト１０５の表面温度は、表面近傍に配設された図示せぬ温度検出手段によって検出され、図示せぬ印刷制御部に通知される。通知を受けた図示せぬ印刷制御部は、ヒータ１０１に対する供給電力量の制御を行い、定着ベルト１０５の表面温度は、適正な定着温度に維持される。定着ベルト１０５の表面温度が適正な定着温度であるときに、印刷媒体１は図９中矢印Ｂ方向からニップＮに到達する。印刷媒体１上に転写された現像剤画像１ｔは、定着ベルト１０５を介した定着ローラ１０６と加圧ベルト１０７とで形成されたニップＮを通過することで熱及び圧力が付与され、印刷媒体１上で定着される。ニップＮを通過した印刷媒体１が定着装置１００から排出されることで、定着動作は終了する。
【００４３】
以上のように、第１の実施形態によれば、定着ベルトの回動停止を条件として、熱拡散部材と定着ベルトとを離間させることにより、定着ベルトの熱変形や焼損の問題を低減又は回避することができる。定着ベルトに対する熱影響が低減されるため、定着ベルトの長寿命化が期待される。また、第１の実施形態においては、定着ギアや定着ローラの回動を離間の条件としないため、定着ベルトに対する熱影響の低減を確実に行うことができる。すなわち、定着ギアや定着ローラが回動していても、スリップ等の発生により、定着ベルトが駆動しない状態が起こる可能性があるため、定着ギアや定着ローラの回動を離間の条件とする場合よりも、定着ベルトに対する熱影響の低減においてより信頼性がある。
【００４４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係るプリンタ及び定着装置の構成は、第１の実施形態で説明したプリンタ１０及び定着装置１００と略同一である。したがって、本実施形態の説明においては、第１の実施形態と同一の箇所については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図１０は、本実施形態に係る印刷動作開始前の定着装置１００'の動作を説明する側面図であり、図１０−Ｄ３は、図１０の領域Ｄ３を拡大した部分拡大図である。
【００４６】
本実施形態に係る定着装置１００'は、第１の実施形態に係る定着装置１００の構成に加え、放熱部材１１６を備える。放熱部材１１６は、定着ベルト１０５の回動時にヒータ１０１から離間する位置に配設される。
【００４７】
このような放熱部材１１６は、例えば、アルミ又は銅等の材質からなる長板状の部材として構成することができる。本実施形態に係る放熱部材１１６は、ヒータ１０１の基材１０１ａに近い面１１６ａは平面形状であり、長手方向長さ３５０ｍｍ、短手方向長さ１０ｍｍ、厚み１ｍｍ以上の部材として構成した。ヒータ１０１の基材１０１ａに近い面１１６ａに対向する対向面１１６ｂは、図中平面形状として描かれているが、これに限らず、放熱フィンのような形状としてもかまわない。また、ヒータ１０１の基材１０１ａに近い面１１６ａには、耐熱性に優れた放熱シリコーン等を貼り付けてもよい。なお、放熱部材１１６は、図示されていないが、図３又は図４等で示したサイドフレーム１１０Ｌ、サイドフレーム１１０Ｒにネジ留め等で固定されている。
【００４８】
さて、印刷動作開始前においては、第１の実施形態と同様に、駆動力の供給源たる定着ローラ１０６は停止している。したがって、定着ローラ１０６の駆動により従動する定着ベルト１０５及び加圧ローラ１０７は停止している。この状態においては、図１０−Ｄ３に示すスプリング１０３の加圧力Ｆ１により、図８−Ｄ１で示した熱拡散部材１０２の平面部１０２ｄが押下され、図７−Ｓ２に示した伝熱曲面１０２ａ−１は、回動支点１０２ｃを回動中心として図１０−Ｄ３に示す−Ｙ軸方向に移動し、定着ベルト１０５から離間する。
【００４９】
このとき、ヒータ１０１の基材１０１ａと放熱部材１１６の面１１６ａとが当接する。ヒータ１０１と熱拡散部材１１２とに蓄熱がある場合、当該蓄熱は放熱部材１１６により逃がされることになり、図７−Ｓ２に示した姿勢制御面１０２ａ−２と当接している定着ベルト１０５の伝熱を抑えることができる。そして、定着ベルト１０５は、架橋部材１０４及び姿勢制御面１０２ａ−２によって張架されることになり、伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５とは図１０−Ｄ３に示す離間距離Ｌを保った状態になる。
【００５０】
なお、伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５との離間は、印刷動作完了時における正常な定着ローラ１０６の停止、印刷媒体１のジャムによる定着ローラ１０６の停止、定着ローラ１０６の回動時における定着ローラ１０６と定着ベルト１０５とのスリップ等の発生時といった場合においても同様な動作となる。
【００５１】
図１１は、印刷動作開始後の定着装置１００'の動作を説明する側面図であり、図１１−Ｄ４は図１１の領域Ｄ４を拡大した部分拡大図である。印刷動作が開始され、定着ローラ１０６が図１１中Ａ１方向に回動すると、定着ベルト１０５が図１１中矢印Ａ２方向に駆動し、さらに定着ベルト１０６の駆動に伴い、加圧ローラ１０７が図１１中矢印Ａ３方向に従動回転する。このとき、図７−Ｓ２に示した姿勢制御面１０２ａ−２は、定着ベルト１０５の駆動により、回動支点１０２ｃを回動中心として図１１−Ｄ４に示す−Ｙ軸方向に引張り力（張力）Ｆ３で引っ張られることになる。これにより、モーメントＦ２が働き熱拡散部材１０２の伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５の内面とが当接し、摺動状態となる。すなわち、図１１−Ｄ４中の回動支点１０２ｃにおけるモーメントＦ２は、定着ベルト１０５の駆動に伴う張力Ｆ３によって発生し、これを回動力点として梃子の原理に基づく回動作用点における作用力Ｆ４がスプリング１０３の加圧力Ｆ１を上回ったときに、熱拡散部材１０２の伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５の内面とが当接することになる。
【００５２】
熱拡散部材１０２の伝熱曲面１０２ａ−１と定着ベルト１０５の内面とが当接し、摺動状態となると、図示せぬ印刷制御部は、ヒータ１０１の抵抗線１０１ｂへの通電を開始させ発熱させる。抵抗線１０１ｂは、熱拡散部材１０２のヒータ対向部１０２ｂに当接しているため、熱拡散部材１０２は加熱される。さらに、熱拡散部材１０２の曲面部１０２ａは当接している定着ベルト１０５の内面を加熱し、当該定着ベルト１０５は加熱状態となる。
【００５３】
定着ベルト１０５の表面温度は、表面近傍に配設された図示せぬ温度検出手段によって検出され、図示せぬ印刷制御部に通知される。通知を受けた図示せぬ印刷制御部は、ヒータ１０１に対する供給電力量の制御を行い、定着ベルト１０５の表面温度は、適正な定着温度に維持される。定着ベルト１０５の表面温度が適正な定着温度であるときに、印刷媒体１は図１１中矢印Ｂ方向からニップＮに到達する。印刷媒体１上に転写された現像剤画像１ｔは、定着ベルト１０５を介した定着ローラ１０６と加圧ベルト１０７とで形成されたニップＮを通過することで熱及び圧力が付与され、印刷媒体１上で定着される。ニップＮを通過した印刷媒体１が定着装置１００から排出されることで、定着動作は終了する。
【００５４】
以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、ヒータ及び熱拡散部材が放熱部材と直接当接することにより、ヒータ及び熱拡散部材の蓄熱を効率よく逃がすことができる。したがって、第１の実施形態と比べ、定着ベルトの熱変形や焼損の問題をより効果的に低減及び回避することが可能となり、さらなる定着ベルトの長寿命化を期待することができる。
【００５５】
［変形例］
第１の実施形態及び第２の実施形態においては、離接手段として検知機構と移動機構とを備えた熱拡散部材を用いた形態について説明した。ここで説明する変形例は、定着ベルト１０５の駆動を検知する検知機構としてのセンサと、移動機構としてのソレノイド（プッシュ型ソレノイド）と、センサ及びソレノイドを制御する制御部とを備え、定着ベルト１０５が駆動しているときには、加熱体たるヒータ１０１'が定着ベルト１０５に当接され、定着ベルト１０５の駆動が停止しているときには、ヒータ１０１'が定着ベルト１０５から離間する形態について説明する。
【００５６】
図１２は、変形例に係る定着装置２００を主要部材で描いた側面図であり、図１２（ａ）は、印刷動作開始前の定着装置２００の動作を説明する側面図であり、図１２（ｂ）は、印刷動作開始後の定着装置２００の動作を説明する側面図である。また、図１３は、本変形例に係る加熱部材としてのヒータ１０１'の構成を説明する斜視図である。なお、本変形例の説明においても、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一な箇所については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５７】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、本変形例に係る定着装置２００の定着ベルト１０５は、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明した熱拡散部材１２０に代えて、張架部材１０４及び張架部材１０４'と、定着ローラ１０６とで張架されている。ここで、張架部材１０４'は張架部材１０４と同様に、定着ベルト１０５の張架及びガイドを目的した部材である。また、定着装置２００は、定着ベルト１０５の表面近傍に設けられた定着ベルト１０５の駆動及び停止を検知する検知機構としてのセンサ２１０と、ヒータ１０１'の定着ベルト１０５に対する当接、離間を司る移動機構としてのソレノイド２３０と、センサ２１０からの入力信号に基づき、ソレノイドの２３０の駆動を制御する制御部２２０とを備える。
【００５８】
ここで、本変形例に係るヒータ１０１'の構成について図１３を用いて説明する。本変形例に係るヒータ１０１'は、第１の実施形態及び第２の実施形態に係るヒータ１０１と同様に、平面状に形成された平面部と、電流が流れることで発熱する図示せぬ抵抗線とが設けられている。本変形例に係るヒータ１０１'はソレノイド２３０の駆動により直接定着ベルト１０５に当接することが可能となるように構成され、その両端部には、スプリング１０３からの加圧力が付与される平面部１０１'ｄ１及び平面部１０１'ｄ２が形成されている。ヒータ１０１'の平面部の大部分は定着ベルト１０５と当接することにより当該定着ベルト１０５に覆われるが、平面部１０１'ｄ１及び平面部１０１'ｄ２は当該定着ベルト１０５に覆われない両端部に形成されている。
【００５９】
次に、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）、及び図１４のフローチャートを用いて印刷動作開始前後の定着装置２００の動作について説明する。図１４は、印刷動作開始後の定着装置２００の動作を説明するフローチャートである。
【００６０】
まず、図１２（ａ）に示すように、定着ベルト１０５が駆動していない場合、ヒータ１０１'は、スプリング１０３の加圧力Ｆ１'によって定着ベルト１０５から所定距離離れた箇所に位置している。
【００６１】
そして、図１４のステップＳ３００において、印刷動作が開始され定着ベルト１０５が駆動すると（ステップＳ３００  Ｙｅｓ）、センサ２１０はこれを検知し、定着ベルト１０５の駆動が開始した旨の信号を制御部２２０に出力する。
【００６２】
センサ２１０から入力された信号に基づき、制御部２２０はソレノイド２３０を駆動させる（ステップＳ３１０）。ソレノイド２３０は駆動を開始すると、スプリング１０３の加圧力Ｆ１'よりも大きな加圧力Ｆ５をもってヒータ１０１'を定着ベルト１０５に当接させる（ステップＳ３２０及び図１２（ｂ））。
【００６３】
そして、印刷動作が終了し、定着ベルト１０５の駆動が停止すると（ステップＳ３３０  Ｙｅｓ）、センサ２１０はこれを検知し、定着ベルト１０５の駆動が停止した旨の信号を制御部２２０に出力する。
【００６４】
センサ２１０から入力された信号に基づき、制御部２２０はソレノイド２３０の駆動を停止させる。ソレノイド２３０の駆動が停止すると（ステップＳ３４０）、ヒータ１０１'はスプリング１０３の加圧力Ｆ１'により定着ベルト１０５から離間し、図１２（ａ）に示す状態に戻る。
【００６５】
以上のように、本変形例によれば、第１の実施形態及び第２の実施形態のように、定着ベルトの駆動を直接ヒータ等の加熱部材に働かせるのではなく、定着ベルトに対する当接、離間の動作をソレノイドといった外部からの力をもって制御することも可能である。
【００６６】
なお、第１の実施形態、第２の実施形態、及び変形例の説明においては、加熱部材たるヒータが定着部材たる定着ベルトに対して当接動作を行う形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、加熱部材たるヒータ４００に対して定着ベルト５００を離間させる（図１５（ａ））、又は当接させる（図１５（ｂ））といった形態も無論可能である。
【００６７】
本実施形態及び変形例の説明においては、本発明の好適な画像形成装置の一例として電子写真方式のプリンタについて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ファクシミリ、複写機、複合機等にも利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  印刷媒体
２  印刷媒体カセット
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  印刷媒体搬送部
４  現像剤画像形成部
５  ＬＥＤヘッド
６  印刷媒体反転ユニット
７  スタッカ
１０  プリンタ
１００，１００'、２００  定着装置
１０１，１０１'，４００  ヒータ
１０１ａ  基材
１０１ｂ  抵抗線
１０２  熱拡散部材
１０２ａ  曲面部
１０２ａ−１  伝熱曲面
１０２ａ−２  姿勢制御面
１０２ｂ  ヒータ対向部
１０２ｃ１，１０２ｃ２  回動支点
１０２ｄ１，１０２ｄ２  平面部
１０３Ｌ，１０３Ｒ  スプリング
１０４，１０４'  張架部材
１０５，５００  定着ベルト
１０６  定着ローラ
１０６ａ  芯金部
１０６ａ１，１０６ａ２  端部
１０６ｂ  弾性層
１０７  加圧ローラ
１０７ａ  芯金部
１０７ｂ  弾性層
１０９  定着ギア
１１０Ｌ，１１０Ｒ  サイドフレーム
１１０１Ｌ，１１０１Ｒ  孔
１１０２Ｌ，１１０２Ｒ  孔
１１０３Ｌ，１１０３Ｒ  孔
１１０４Ｌ，１１０４Ｒ  孔
１１０５Ｌ，１１０５Ｒ  孔
１１１Ｌ，１１１Ｒ  加圧軸受け部材
１１２Ｌ，１１２Ｒ  スプリング
１１３Ｌ，１１３Ｒ  回転軸受け
１１４Ｌ，１１４Ｒ  回転軸受け
１１５Ｌ，１１５Ｒ  軸受け
１１６  放熱部材
１１６ａ  面
１１６ｂ  対抗面
２１０  センサ
２２０  制御部
２３０  ソレノイド
【図１】
2014211556.tif 000003
【図２】
2014211556.tif 000004
【図３】
2014211556.tif 000005
【図４】
2014211556.tif 000006
【図５】
2014211556.tif 000007
【図６】
2014211556.tif 000008
【図７】
2014211556.tif 000009
【図７−Ｓ１】
2014211556.tif 000010
【図７−Ｓ２】
2014211556.tif 000011
【図８】
2014211556.tif 000012
【図８−Ｄ１】
2014211556.tif 000013
【図９】
2014211556.tif 000014
【図９−Ｄ２】
2014211556.tif 000015
【図１０】
2014211556.tif 000016
【図１０−Ｄ３】
2014211556.tif 000017
【図１１】
2014211556.tif 000018
【図１１−Ｄ４】
2014211556.tif 000019
【図１２】
2014211556.tif 000020
【図１３】
2014211556.tif 000021
【図１４】
2014211556.tif 000022
【図１５】
2014211556.tif 000023