(57)【要約】  【課題】  圧力部材を定着ロールに対して接離させる圧解除機構において、作動速度が速くなり過ぎることを抑制する。  【解決手段】  定着ロール６１に接触しながら移動可能なエンドレスベルト６２の内側から定着ロール６１を所定圧で押圧する圧力パッド６４に対して、定着ロール６１を所定圧で押圧する状態と、定着ロール６１に対する所定圧での押圧を解除した状態とに設定する圧設定手段を有し、圧設定手段において圧設定手段が圧力パッド６４を動作させる際の動作速度を調整するゴムロール２１２が備えられている。  【選択図】  図６
2006126467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側から前記回動部材を所定圧で押圧する押圧部材と、
前記押圧部材に対して、前記回動部材を前記所定圧で押圧する状態と、当該回動部材に対する当該所定圧での押圧を解除した状態とを設定する圧設定手段と、
前記圧設定手段が前記押圧部材を動作させる際の動作速度を調整する速度調整手段と
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記速度調整手段は、前記圧設定手段の駆動力伝達経路内に配設された回転部材と、当該回転部材に対して圧接される弾性部材とを含むことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記回転部材はフランジ状に形成されるとともに、前記弾性部材は当該回転部材に対して圧接される弾性ロールで構成されたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記弾性部材は、前記回転部材に対して所定の食い込み量をもって圧接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５】
前記弾性部材は、前記回転部材との当接部にて同方向であって、当該回転部材の周速と略同じ周速で回転することを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、前記圧設定手段の駆動力伝達経路内に配設されたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項７】
前記速度調整手段は、前記圧設定手段が前記押圧部材を前記所定圧での押圧状態に設定する際の動作速度を低減することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項８】
記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側から前記回動部材を所定圧で押圧する押圧部材と、
前記押圧部材に対して、前記回動部材を前記所定圧で押圧する状態と、当該回動部材に対する当該所定圧での押圧を解除した状態とを設定する圧設定手段とを有し、
前記圧設定手段は、前記押圧部材を前記回動部材方向に移動させる作動部と、当該作動部に対して駆動力を伝達する駆動伝達部と、当該作動部の動作速度を調整する速度調整部とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
前記圧設定手段は、前記速度調整部が前記駆動伝達部と前記作動部との結合部に配設されたことを特徴とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１０】
前記圧設定手段の作動部は、シャフトと、当該シャフトに固設されたカムと、当該シャフトに外嵌され、前記駆動伝達部から駆動力を受けるギヤと、当該シャフトに外嵌され、前記速度調整部からのブレーキ力を受けるフランジとを含むことを特徴とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１１】
前記圧設定手段の速度調整部は、前記作動部の前記フランジに圧接された弾性ロールからなることを特徴とする請求項１０記載の定着装置。
【請求項１２】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側から前記回動部材を所定圧で押圧する押圧部材と、
前記押圧部材に対して、前記回動部材を前記所定圧で押圧する状態と、当該回動部材に対する当該所定圧での押圧を解除した状態とを設定する圧設定手段と、
前記圧設定手段が前記押圧部材を動作させる際の動作速度を調整する速度調整手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記速度調整手段は、前記圧設定手段の駆動力伝達経路内に配設されたことを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関し、より詳しくは回動可能なベルト部材を備えた定着装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、このトナー像を感光体ドラム上から記録紙に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録紙に定着している。
【０００３】
従来より、かかる画像形成装置に用いられる定着装置では、内部に加熱源が配設された円筒状の芯金に、耐熱性弾性体層と離型層とが積層して形成された定着ロールと、芯金に耐熱性弾性体層と耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜からなる離型層とが積層されて形成された加圧ロールとが互いに圧接されて構成されている。そして、定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、ロールニップ方式と呼ばれて、一般に広く利用されている。
【０００４】
近年、画像形成装置における高生産性やカラー化の進展、さらには両面印刷機構の普及に伴い、定着装置においても高速化への対応が要求されている。その際、ロールニップ方式の定着装置では、トナーと記録紙に充分な熱量を供給できるように、ニップ幅を定着速度に比例して広く設定することが必要となる。ニップ幅を広くする方法としては、定着ロールと加圧ロールとの間の荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法、さらにはロール径を大きくする方法が考えられる。
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが生じ易い等といった画像品質上の問題が生じる。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでの時間（ウォームアップタイム）が長くなるという問題が存在する。
【０００５】
そこで、これらの問題を解消して、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現するべく、本出願人は、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと定着ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、シートの出口側を局部的に弾性変形させるように構成した定着装置に関する技術を開発している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
かかる特許文献１に記載した定着装置（「ベルトニップ方式」という。）では、従来のロールニップ方式の定着装置における加圧ロールに代え、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを定着ロールに圧接させている。このような構成を採用することにより、定着ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅が従来の定着ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができるとともに、ニップ部において均一で高いニップ圧を付与することができるので、高速化への対応が可能となり、しかも装置の小型化を図ることも容易である。
【０００７】
さらには、定着ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量は小さく、加えて圧力パッドが非回転状態で配置されていることから、定着ロールから伝わる熱が外部に発散され難い構成を実現している。そのため、定着ロールの回転が開始されても、定着ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は少なく、トナーの溶融に際しての熱効率を高めることができるとともに、ベルトニップでの温度低下量も小さいことから、トナーの定着性の向上を図ることができるという利点も有している。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２９８３５４号公報(第４-７頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記したベルトニップ方式の定着装置においては、圧力部材によりエンドレスベルト（ベルト部材）を定着ロールに圧接させる構成を採用しているため、画像形成装置が停止された状態においては、圧力部材は定着ロールの一定の領域を押圧し続けることとなる。そのため、画像形成装置の停止状態が長く続く場合には、定着ロール表面の一部領域に圧力部材によって押圧された際の凹みが履歴として残り易い。そして、定着ロール表面にこのような凹みが残ると、画像形成動作時において定着画像に帯状の定着むらを生じさせる場合がある。そこで、かかるベルトニップ方式の定着装置では、画像形成装置が停止し、定着装置が非動作状態となった際には、圧力部材と定着ロールとの所定圧での押圧状態を解除するために、圧力部材を定着ロールから離隔させる方向に移動させることが可能な圧解除機構が設けられている。
【００１０】
しかしながら、圧解除機構では、圧力部材を定着ロールから離隔させる動作（離隔動作）中には、定着ロール方向に押圧力が作用している圧力部材を、定着ロールから離隔させるように動作させることから、圧解除機構に対してこの押圧力が負荷として働く。その一方で、圧力部材を定着ロールに押圧させる動作（押圧動作）中には、定着ロール方向に押圧力が作用している圧力部材を、この押圧力に沿って動作させることになるから、圧解除機構に対しては、圧解除機構を押し進めるようとする力が働く。そのために、圧解除機構の作動速度が、押圧動作時において離隔動作時よりも速くなり過ぎてしまい、圧力部材を接離させる動作位置において部品同士が互いに強く衝突するという現象が生じる。それによって、異音が発生したり、また、長期の使用によって部品が変形することにより画質に影響を及ぼすという問題があった。さらには、押圧動作時において圧解除機構がオーバーランを起こすために、圧解除機構に設けられた位置センサが誤検知することにより、圧力部材を所定の位置に設定することが困難となるという不都合もあった。
【００１１】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、圧力部材を定着ロールに対して接離させる圧解除機構において、作動速度が速くなり過ぎることを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的のもと、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回動部材と、回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側から回動部材を所定圧で押圧する押圧部材と、押圧部材に対して、回動部材を所定圧で押圧する状態と、回動部材に対する所定圧での押圧を解除した状態とを設定する圧設定手段と、圧設定手段が押圧部材を動作させる際の動作速度を調整する速度調整手段とを備えることを特徴としている。
【００１３】
ここで、速度調整手段は、圧設定手段の駆動力伝達経路内に配設された回転部材と、回転部材に対して圧接される弾性部材とを含むことを特徴とすることができる。特に、回転部材はフランジ状に形成されるとともに、弾性部材は回転部材に対して圧接される弾性ロールで構成することもできる。また、弾性部材は、回転部材に対して所定の食い込み量をもって圧接される構成とすることもできる。さらには、弾性部材は、回転部材との当接部にて同方向であって、回転部材の周速と略同じ周速で回転することを特徴とすることもできる。また、弾性部材は、圧設定手段の駆動力伝達経路内に配設された構成とすることもできる。
また、速度調整手段は、圧設定手段が押圧部材を所定圧での押圧状態に設定する際の動作速度を低減することを特徴とすることができる。
【００１４】
また、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回動部材と、回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側から回動部材を所定圧で押圧する押圧部材と、押圧部材に対して、回動部材を所定圧で押圧する状態と、回動部材に対する所定圧での押圧を解除した状態とを設定する圧設定手段とを有し、圧設定手段は、押圧部材を回動部材方向に移動させる作動部と、作動部に対して駆動力を伝達する駆動伝達部と、作動部の動作速度を調整する速度調整部とを備えることを特徴としている。
【００１５】
ここで、圧設定手段は、速度調整部が駆動伝達部と作動部との結合部に配設されたことを特徴とすることができる。また、圧設定手段の作動部は、シャフトと、シャフトに固設されたカムと、シャフトに外嵌され、駆動伝達部から駆動力を受けるギヤと、シャフトに外嵌され、速度調整部からのブレーキ力を受けるフランジとを含むことを特徴とすることもできる。さらには、圧設定手段の速度調整部は、作動部のフランジに圧接された弾性ロールからなることを特徴とすることもできる。
【００１６】
さらに、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、回動部材と、回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側から回動部材を所定圧で押圧する押圧部材と、押圧部材に対して、回動部材を所定圧で押圧する状態と、回動部材に対する所定圧での押圧を解除した状態とを設定する圧設定手段と、圧設定手段が押圧部材を動作させる際の動作速度を調整する速度調整手段とを備えたことを特徴としている。
ここで、速度調整手段は、圧設定手段の駆動力伝達経路内に配設されたことを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧解除機構での作動速度が速くなり過ぎることを抑制することができる。これにより、圧力部材を接離させる動作位置において部品同士が強く衝突することがなくなり、異音の発生を極めて低いレベルに抑えるとともに、長期に亘り正常な接離動作を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写(一次転写)させる一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１９】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００２０】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０6〜１０14Ωｃｍとなるように形成されており、その厚さは例えば０.１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００２１】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００２２】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７〜１０１０Ω／ｃｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定されている。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００２３】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２４】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
【００２５】
さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
【００２６】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２７】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２８】
画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００２９】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００３０】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００３１】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００３２】
次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置６０について説明する。図２は本実施の形態の定着装置６０の構成を示す側断面図である。定着装置６０は、回動部材の一例としての定着ロール６１、ベルト部材の一例としてのエンドレスベルト６２、およびエンドレスベルト６２を介して定着ロール６１を押圧する圧力部材の一例としての圧力パッド６４により主要部が構成されている。
【００３３】
定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性弾性体層６１２、および離型層６１３を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されて所定の表面速度で回転する。
定着ロール６１の内部には、発熱源として、例えば定格６００Ｗのハロゲンヒータ６６が配設されている。一方、定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置の制御部４０は、この温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度（例えば、１７５℃）を維持するように調整している。
【００３４】
エンドレスベルト６２は、継ぎ目がない無端状のベルトであり、エンドレスベルト６２の内部に配置された圧力パッド６４と、上流側ベルトガイド部材６３ａおよび下流側ベルトガイド部材６３ｂ、さらにはエンドレスベルト６２の両端部に配置されたエッジガイド部材８０（後段の図３参照）によって回動自在に支持されている。そして、エンドレスベルト６２はニップ部Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されるように配置され、定着ロール６１に従動して回動する。
【００３５】
ここで、図３はエンドレスベルト６２が支持される構成を説明する図であり、用紙Ｐの搬送方向下流側から見た定着装置６０の一方の端部領域を示している。
図３に示したように、エンドレスベルト６２の幅方向両端部は、エンドレスベルト６２の内部に配置された支持体としての支持フレーム６５の両端部に固設されたエッジガイド部材８０によって支持されている。エッジガイド部材８０は、ニップ部Ｎとその近傍に対応する部分に切り欠きが形成された円筒状、すなわち断面がＣ形状のベルト走行ガイド部８０１、このベルト走行ガイド部８０１の外側に設けられ、エンドレスベルト６２の外径よりも大きな外径で形成されたフランジ部８０２、さらにエッジガイド部材８０の外側面に設けられ、エッジガイド部材８０を定着装置６０本体に保持された支持レバー４００に結合するための保持部８０３で構成されている。
そして、エンドレスベルト６２は、エンドレスベルト６２の幅方向両端部において、両端部の内周面がエッジガイド部材８０に支持されながら、定着ロール６１に従動して回動する。また、エンドレスベルト６２は、フランジ部８０２によってエンドレスベルト６２の幅方向への移動（ベルトウォーク）が制限され、エンドレスベルト６２に片寄りが生じるのが抑えられている。
【００３６】
一方、エンドレスベルト６２の幅方向両端部を除く領域では、エンドレスベルト６２は圧力パッド６４と、上流側ベルトガイド部材６３ａおよび下流側ベルトガイド部材６３ｂとに支持されている（図２も参照）。圧力パッド６４と、上流側ベルトガイド部材６３ａおよび下流側ベルトガイド部材６３ｂとは、エンドレスベルト６２の内部の支持フレーム６５に長手方向に沿って取り付けられている。そして、エンドレスベルト６２の両端部を除く領域では、エンドレスベルト６２の内周面が、圧力パッド６４および上流側ベルトガイド部材６３ａ上を覆うように配置された低摩擦シート６８と、下流側ベルトガイド部材６３ｂとに摺擦しながら回動する。
【００３７】
このように、エンドレスベルト６２は、支持フレーム６５の両端部に固設されたエッジガイド部材８０と、支持フレーム６５の長手方向に沿って固設された圧力パッド６４、さらには上流側ベルトガイド部材６３ａおよび下流側ベルトガイド部材６３ｂとに支持されている。
加えて、支持フレーム６５の両端部に固設されたエッジガイド部材８０は、保持部８０３が定着装置６０本体に保持された支持レバー４００に結合されており、この支持レバー４００は、後段で説明する圧解除機構によって揺動するように構成されている。そのため、かかる圧解除機構が支持レバー４００を揺動させることで、エッジガイド部材８０が定着ロール６１と離隔する方向（図３中の矢印）に移動し、エンドレスベルト６２全体は、定着ロール６１から離隔することができるように構成されている。
【００３８】
次に、圧力パッド６４は、上述したように、エンドレスベルト６２の内側において金属製の支持フレーム６５に支持されている。そして、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１を押圧して、定着ロール６１との間でニップ部Ｎを形成している。圧力パッド６４は、ニップ部Ｎの入口側（上流側）に配置された押圧部材の一例としてのプレニップ部材６４ａと、ニップ部Ｎの出口側（下流側）に配置された局所押圧部材の一例としての剥離ニップ部材６４ｂから構成されている。プレニップ部材６４ａは、均一なニップ圧が付与される幅の広いニップ部Ｎを形成する機能を有している。また、剥離ニップ部材６４ｂは、定着ロール６１表面を局所的に押圧することで、トナー像表面を平滑化して画像光沢を付与するとともに、定着ロール６１表面に歪み（凹み）を与えることで、用紙Ｐにダウンカールを形成し、用紙Ｐを定着ロール６１表面から剥離する機能を有している。
また、圧力パッド６４は、上述した圧解除機構によってエッジガイド部材８０が定着ロール６１と離隔する方向に移動した際には、定着ロール６１への押圧力が解除されることとなる。
【００３９】
さらに、圧力パッド６４には、エンドレスベルト６２の内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、エンドレスベルト６２と接する面に低摩擦部材の一例としての低摩擦シート６８が設けられている。
低摩擦シート６８は、ニップ部Ｎの上流側端部が下流側ベルトガイド部材６３ｂによって支持フレーム６５の底面に固定されている。そして、上流側ベルトガイド部材６３ａを覆うとともに、ニップ部Ｎの全域において、圧力パッド６４とエンドレスベルト６２内周面との間に挟持された状態で配設されている。なお、低摩擦シート６８のニップ部Ｎ下流側は、低摩擦シート６８に歪みが生じないように、固定されず自由端（フリー）の状態で設定されている。そして、低摩擦シート６８は、ニップ部Ｎにおいて圧力パッド６４と定着ロール６１との間に押圧力（ニップ圧）が印加されている状態の下で、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗（摩擦抵抗）を低減している。
【００４０】
このような構成において、定着ロール６１は、図示しない駆動モータに連結されて矢印Ｃ方向に回転し、この回転に従動してエンドレスベルト６２も定着ロール６１と同じ方向に回動する。図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって導かれて、ニップ部Ｎに搬送される。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ロール６１から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置６０では、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
【００４１】
なお、ニップ部Ｎの下流側近傍には、剥離ニップ部材６４ｂによって定着ロール６１から剥離された用紙Ｐを完全に定着ロール６１から分離し、画像形成装置の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材７０が配設されている。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１と近接する状態でバッフルホルダ７２によって保持されている。
【００４２】
次に、定着装置６０を構成する各部材について詳細に述べる。
まず定着ロール６１では、コア６１１は、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の熱伝導率の高い金属で形成された、例えば外径３０ｍｍ、肉厚１．８ｍｍ、長さ３６０ｍｍの円筒体で構成されている。耐熱性弾性体層６１２は、耐熱性の高い弾性体で構成され、特に、ゴム硬度が１５〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）程度のゴム、エラストマー等の弾性体を用いるのが好ましい。具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本実施の形態の定着装置６０では、ゴム硬度が３５°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンＨＴＶゴムを６００μｍの厚さでコア６１１に被覆している。離型層６１３には、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂が用いられるが、トナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、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共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が使用できる。離型層６１３の厚さは、５〜３０μｍが好ましい。本実施の形態の定着装置６０では、厚さ３０μｍのＰＦＡが被覆されている。
【００４３】
エンドレスベルト６２は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール６１側の面（外周面）または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等のポリマーが耐熱性、機械特性等の観点から好適に用いられる。その厚さは、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１２５μｍ、より好ましくは７５〜１００μｍ程度に設定される。
ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂が用いられる。ここで、フッ素樹脂としては、特に耐熱性、機械特性等の観点から、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）が好適に用いられる。その厚さは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ程度に設定される。
本実施の形態の定着装置６０では、エンドレスベルト６２として、周長９４ｍｍ、厚さ７５μｍ、幅３２０ｍｍの熱硬化性ポリイミドからなるベース層に、厚さ３０μｍのＰＦＡからなる離型層を積層した構成を用いている。
【００４４】
低摩擦シート６８は、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との摺動摩擦（摺擦抵抗）を低減するために、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質で形成するのが適している。また、低摩擦シート６８は、潤滑剤が染み込んで裏面から漏れ出ないように、潤滑剤に対する浸潤性のない（難通過性）ように構成している。具体的には、フッ素樹脂からなる多孔質樹脂繊維布をベース層として圧力パッド６４側の面にＰＥＴ樹脂シートをラッピングさせたもの、シンタード成形したＰＴＦＥ樹脂シート、テフロン（登録商標）を含浸させたガラス繊維シート等を用いることができる。
なお、低摩擦シート６８は、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと別体に構成しても、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと一体的に構成しても、いずれでもよい。
【００４５】
次に、下流側ベルトガイド部材６３ｂの底面には、定着装置６０の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材６７が配設されている。潤滑剤塗布部材６７は、エンドレスベルト６２内周面に対して接触するように配置され、潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート６８を介したエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト６２の円滑な回動を図っている。また、エンドレスベルト６２の内周面や低摩擦シート６８表面の摩耗を抑制する効果も有している。
【００４６】
なお、潤滑剤としては、定着温度環境下での長期使用に対する耐久性を有し、かつ、エンドレスベルト６２内周面との濡れ性を維持できるものが適している。例えば、シリコーンオイルやフッ素オイル等の液体状のオイルや、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリース等、さらにはこれらを組み合わせたものを用いることができる。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩およびヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイル等を用いることもできる。また、フッ素オイルとしては、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイルを用いることもできる。本実施の形態の定着装置６０では、アミノ変性シリコーンオイルを用いている。
【００４７】
続いて、エンドレスベルト６２の内部に配置されて、定着ロール６１を押圧する圧力パッド６４について説明する。
圧力パッド６４は、上述したように、プレニップ部材６４ａと剥離ニップ部材６４ｂとで構成されている。まず、プレニップ部材６４ａは、定着ロール６１を所定圧（例えば、３５ｋｇｆの荷重）で押圧するように、加圧バネを介して支持フレーム６５に支持されている。また、プレニップ部材６４ａを構成する材質としては、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、本実施の形態の定着装置６０では、幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのシリコーンゴムを用いている。さらに、定着ロール６１側の面は、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹状曲面で形成されている。そして、かかる構成のプレニップ部材６４ａにより、広いニップ部Ｎを形成することができるので、画像形成装置の高速化に対応して、定着ロール６１から充分な熱量を用紙Ｐ上のトナー像に付与することができる。
【００４８】
剥離ニップ部材６４ｂは、プレニップ部材６４ａとは別体に構成され、別個独立に支持フレーム６５に支持されている。支持フレーム６５は、定着装置６０本体に保持された支持レバー４００（図３参照）を介して押圧機構（不図示）によって定着ロール６１側に押圧されている。そして、支持フレーム６５が定着ロール６１方向に押圧されながら定着ロール６１に対して所定の位置に設定されることで、剥離ニップ部材６４ｂは定着ロール６１に対して所定の押圧力を持って当接するように構成されている。
剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性樹脂や、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属といった剛性の高い材質で形成されるとともに、幅（エンドレスベルト６２の回動方向に沿った長さ）が３〜４ｍｍであって、長手方向がニップ部Ｎの略全領域に亘る板状部材で形成されている。さらに、剥離ニップ部材６４ｂの定着ロール６１側における外面形状は、所定の曲率を有する凸状曲面に形成されている。
このような構成により、剥離ニップ部材６４ｂは、定着ロール６１に対して局所的に高い圧力をもって押圧している。それにより、ニップ部Ｎ出口側（最下流部）の幅３〜４ｍｍの領域には、ニップ部Ｎの長手方向に亘って高圧領域が形成されるので、トナー像を担持した用紙Ｐがこの局所高圧部を通過することで、トナー像表面は平滑化され、所望の画像光沢を得ることができる。また、定着ロール６１の表面には、局所的に歪み（凹み）が生じるので、その凹みを用紙Ｐが通過することで用紙Ｐにはダウンカールが形成され、用紙Ｐを定着ロール６１表面から剥離することができる。
【００４９】
ところで、このように、圧力パッド６４（プレニップ部材６４ａと剥離ニップ部材６４ｂ）はエンドレスベルト６２を定着ロール６１に圧接させるように配置されているために、画像形成装置が停止された状態においては、圧力パッド６４は定着ロール６１の一定の領域を押圧し続けることとなる。そのため、画像形成装置の停止状態が長く続く場合には、定着ロール６１表面の一部領域に圧力パッド６４によって押圧された際の凹みが履歴として残り易くなる。定着ロール６１表面に凹みが残った場合には、画像形成動作時に定着画像に帯状の定着むらを生じさせることがある。
【００５０】
そこで、本実施の形態の定着装置６０では、画像形成装置が停止し、定着装置６０が非動作状態となった際には、圧力パッド６４と定着ロール６１との所定圧での押圧状態を解除するために、エンドレスベルト６２全体を定着ロール６１から離隔させる圧解除機構が設けられている。以下に、本実施の形態の定着装置６０に配設される圧解除機構について説明する。
図４は、本実施の形態の定着装置６０に配設される圧解除機構を説明する図である。図４に示したように、本実施の形態の圧解除機構は、定着ロール６１からの駆動力を受ける駆動力受動部１００、エンドレスベルト６２全体を定着ロール６１から離隔させるカム機構部２００、さらには駆動力受動部１００からカム機構部２００へ駆動力を伝達するシャフト３００で構成されている。
【００５１】
まず、定着ロール６１の一方の端部には、画像形成装置に配設された駆動モータ（不図示）からの駆動力を受けて、定着ロール６１を回転駆動させる定着ロールギヤ９０が外嵌されている。そして、駆動力受動部１００は定着ロール６１から回転駆動力を受けるように構成されている。すなわち、駆動力受動部１００は、図４に示したように、定着ロールギヤ９０とギヤ結合された伝達ギヤ１０１、シャフト３００に連結された伝達ギヤ１０３、伝達ギヤ１０１と伝達ギヤ１０３との間に配設される伝達ギヤ１０２で構成されている。駆動力受動部１００では、定着ロール６１の回転駆動力は、定着ロールギヤ９０→伝達ギヤ１０１→伝達ギヤ１０２→伝達ギヤ１０３の順で伝達され、シャフト３００を回転させる。
【００５２】
一方、カム機構部２００は、シャフト３００の端部に結合されたワンウェイクラッチを備えた伝達ギヤ２０１、伝達ギヤ２０１とギヤ結合された伝達ギヤ２０２、伝達ギヤ２０２とギヤ結合された伝達ギヤ２０３、伝達ギヤ２０３とギヤ結合された伝達ギヤ２０４、伝達ギヤ２０４と同軸に連結された伝達ギヤ２０５、伝達ギヤ２０５とギヤ結合された伝達ギヤ２０６、伝達ギヤ２０６が外嵌されたシャフト２０７、シャフト２０７に外嵌されたカム２０８およびカム２０９で構成されている。ここで、伝達ギヤ２０１〜２０５はカム機構部２００の駆動伝達部を構成し、伝達ギヤ２０６、シャフト２０７、カム２０８およびカム２０９はカム機構部２００の作動部を構成する。
ワンウェイクラッチを備えた伝達ギヤ２０１は、定着ロール６１が正回転、すなわち画像形成動作時における通常の回転を行なっている状態では、シャフト３００の回転を受けても空回転し、シャフト３００からの回転駆動力をカム機構部２００に伝達しない。その一方で、画像形成装置に配設された駆動モータは、画像形成動作時における通常の回転とは逆方向に回転可能に構成されており、駆動モータの逆回転により定着ロール６１が逆回転する場合には、ワンウェイクラッチを備えた伝達ギヤ２０１は、シャフト３００の回転を受けて、シャフト３００からの回転駆動力をカム機構部２００に伝達する。
【００５３】
図５は、圧解除機構のカム機構部２００の構成を示した図である。図５を参照して説明すると、駆動モータの逆回転により定着ロール６１を逆回転させた場合には、カム機構部２００では、シャフト３００からの回転駆動力は、シャフト３００からワンウェイクラッチを備えた伝達ギヤ２０１を介して、伝達ギヤ２０２→伝達ギヤ２０３→伝達ギヤ２０４→伝達ギヤ２０５→伝達ギヤ２０６の順で伝達され、シャフト２０７が回転する。そして、シャフト２０７の回転によってカム２０８（およびカム２０９）が所定の角度（正確には半周より少ない角度）だけ回転する。そのとき、カム２０８（およびカム２０９）は、定着装置６０本体に保持された支持レバー４００に取り付けられたベアリング４０１を押し下げ、それによって、支持レバー４００と定着装置６０本体とが結合される接合部４０２を揺動中心として支持レバー４００が押し下げられる。そして、支持レバー４００に結合されたエッジガイド部材８０（図３を参照）が押し下げられる。その結果、エンドレスベルト６２全体が押し下げられ、エンドレスベルト６２は定着ロール６１から離隔されるので、圧力パッド６４と定着ロール６１との所定圧での押圧状態は解除される。
【００５４】
一方、エンドレスベルト６２を再び定着ロール６１に圧接させる場合には、駆動モータのさらなる逆回転により定着ロール６１を逆回転させ、シャフト３００からの回転駆動力をカム機構部２００のギヤ列により同様に伝達させて、カム２０８およびカム２０９をスタートの位置（初期のニップ位置）まで回転させる。すると、エンドレスベルト６２の両端部のエッジガイド部材８０には、支持レバー４００を介して押圧機構（不図示）によって定着ロール６１側に押圧力が作用しているため、エンドレスベルト６２全体が押し上げられ、定着ロール６１に所定圧で圧接される。このように、圧解除機構は、圧力パッド６４と定着ロール６１との所定圧での押圧状態と、かかる所定圧での押圧状態の解除とを設定する圧設定手段として機能する。
なお、シャフト２０７の端部には、アクチュエータ２１０が配設され、アクチュエータ２１０の移動領域内には、フォトセンサ２１１（後段の図６参照）が配置されている。シャフト２０７の回転に伴ってアクチュエータ２１０が回転することで、アクチュエータ２１０がフォトセンサ２１１を横切り、シャフト２０７に固定されたカム２０８およびカム２０９の回転角度が検知される。そして、カム２０８およびカム２０９の回転角度に基づき、上記した駆動モータの逆回転量が制御される。
【００５５】
このように、本実施の形態の定着装置６０に配設される圧解除機構では、駆動モータの逆回転により定着ロール６１を逆回転させることで、定着ロール６１の回転駆動力を駆動力受動部１００→シャフト３００→カム機構部２００と伝達させることにより、カム２０８およびカム２０９を所定の角度まで回転させる。それにより、支持レバー４００を介してエッジガイド部材８０を揺動させることができ、エンドレスベルト６２全体を定着ロール６１に対して接離させることにより、圧力パッド６４と定着ロール６１との所定圧での押圧状態と圧解除状態の選択的な設定が可能となる。
【００５６】
かかる本実施の形態の定着装置６０に配設される圧解除機構では、カム機構部２００において、カム機構部２００に伝達される駆動力に対してブレーキ力を作用させる速度調整手段が配設されていることを特徴としている。
図６は、圧解除機構のカム機構部２００を図５とは反対側から示した斜視図である。図６において、カム２０８（およびカム２０９）が外嵌されたシャフト２０７に結合された伝達ギヤ２０６は、ギヤ歯が形成されたギヤ部２０６ａと、ギヤ歯が形成されていないフランジ状のフランジロール部２０６ｂとで構成されている。そして、シャフト３００からの駆動力を伝達する伝達ギヤ２０５は、伝達ギヤ２０６のギヤ部２０６ａにギヤ結合している。
一方、伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂと対向する位置には、伝達ギヤ２０５と同軸であって伝達ギヤ２０５とは一体的に構成されたゴムロール２１２が配設されている。ゴムロール２１２は、耐熱性・耐摩耗性に優れたフッ素ゴムであり、伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂに対して食い込み量をもって接触しながら、伝達ギヤ２０５の回転に合わせて回転する。ここで、「食い込み量」とは、図７に示したように、伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂが配置されない状態でのゴムロール２１２の本来の外周面と、フランジロール部２０６ｂの外周面とが重なる領域の半径方向の深さをいう。なお、ゴムロール２１２にはフッ素ゴムの他に耐熱性に優れたシリコーンゴムも使用可能である。
【００５７】
伝達ギヤ２０５は、伝達ギヤ２０６を回転させてシャフト３００からの駆動力をシャフト２０７に伝達するが、その際に、伝達ギヤ２０５と一体的に結合されたゴムロール２１２が、伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂに食い込み量をもって接触しながら回転する。そのため、伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂは、ゴムロール２１２からブレーキ力を受ける。すなわち、ゴムロール２１２は、フランジロール部２０６ｂに対して食い込み量をもって接触しているため、ゴムロール２１２とフランジロール部２０６ｂとの当接部では、フランジロール部２０６ｂからゴムロール２１２に対してゴムロール２１２を圧縮させるように力が働く。これに対し、ゴムロール２１２では、フランジロール部２０６ｂからの圧縮力に対抗して、ゴムロール２１２を拡げようとする弾性力が反力として働くこととなる。このゴムロール２１２の弾性力は、フランジロール部２０６ｂの回転方向に対しても作用することから、弾性力の一部がフランジロール部２０６ｂの回転を妨げる方向の力となり、伝達ギヤ２０６の回転に対してブレーキをかけることとなる。このように、フランジロール部２０６ｂに食い込み量をもって接触しながら回転するゴムロール２１２は、カム機構部２００においてブレーキ力を作用させる速度調整手段（カム機構部２００の速度調整部）として機能する。
【００５８】
ここで、圧力パッド６４と定着ロール６１との間で押圧状態と圧解除状態とを設定する際における、カム機構部２００のカム２０８およびカム２０９に作用する力について述べる。
図８は、カム２０８が支持レバー４００を揺動させる状態を説明する図であり、（ａ）は、支持レバー４００を押し下げ、圧力パッド６４を定着ロール６１から離隔させる動作（離隔動作）時の状態を表し、（ｂ）は、支持レバー４００を元の位置に戻し、圧力パッド６４を定着ロール６１に押圧させる動作（押圧動作）時の状態を表している。
支持レバー４００には、押圧機構４０３によって常時定着ロール６１方向（矢印方向）に付勢する力が作用している。したがって、圧力パッド６４を定着ロール６１から接離させる際の動作位置となるベアリング４０１にも定着ロール６１方向（矢印方向）の力が働いている。そのため、図８（ａ）に示した離隔動作の際には、カム２０８の回転によって、カム２０８のベアリング４０１と当接する面２０８ａが、ベアリング４０１を押し下げようとするのに対して、カム２０８の面２０８ａにはベアリング４０１から押し上げようとする力が作用する。そのため、カム２０８は、カム機構部２００を介して伝達される駆動モータからの回転力によって、ベアリング４０１からの押し上げ力に対抗しながら、ベアリング４０１（支持レバー４００）を押し下げる。
【００５９】
これに対して、図８（ｂ）に示した押圧動作の際には、カム２０８のベアリング４０１と当接する面２０８ｂは、ベアリング４０１から離れる方向に移動するため、ベアリング４０１がカム２０８を押し上げようとする力の方向と、カム２０８の面２０８ｂの移動方向とが一致する。そのため、カム２０８には、駆動モータからの回転力に加えて、ベアリング４０１からカム２０８を回転させようとする力が働くこととなり、カム２０８は加速されることとなる。そのために、カム２０８（およびカム２０９）の押圧動作時の回転速度が想定した速度（離隔動作時の速度）を超えて速くなる現象が発生する。
【００６０】
カム２０８（およびカム２０９）の回転速度が想定以上に速くなると、ベアリング４０１とカム２０８（およびカム２０９）との間で衝突が生じたり、また支持レバー４００の戻り速度が速くなるために、圧力パッド６４を支持する部材（例えば、支持フレーム６５）等が他の部材と衝突する場合が生じ、その衝突音が異音となって操作者に不快感を与える場合が発生し、その衝突が負荷となり部材（例えば、支持フレーム６５）などを変形させる要因となって画像に悪影響を及ぼす。また、このような部材同士の衝突が長期に亘り続くと、例えばカム２０８およびカム２０９が磨耗して、支持レバー４００に対する正確な揺動動作を実行することができず、圧力パッド６４と定着ロール６１との間の正常な接離動作を行なうことができなくなる。さらには、カム２０８（およびカム２０９）がオーバーランを起こすことにより、アクチュエータ２１０の停止位置が正常位置からずれるため、フォトセンサ２１１が誤検知して、圧力パッド６４を所定の位置に設定することが困難となる場合もある。
【００６１】
そこで、本実施の形態の定着装置６０では、圧解除機構のカム機構部２００において、ギヤ列に伝達される駆動力に対してブレーキ力を作用させるように、ゴムロール２１２および伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂからなる速度調整手段を配設している。このような速度調整手段を配設することで、押圧動作の際に、カム２０８に対して、駆動モータからの回転力に加えて、ベアリング４０１からカム２０８を回転させようとする力が働いた場合においても、カム２０８が固設されたシャフト２０７には、シャフト２０７に連結された伝達ギヤ２０６を介してゴムロール２１２からのブレーキ力が働く。それにより、カム２０８の加速が抑制される。そのために、カム２０８（およびカム２０９）の押圧動作時の回転速度は離隔動作時の速度と略同様レベルに抑えることが可能となる。
なお、離隔動作時においても、カム２０８が固設されたシャフト２０７に対してゴムロール２１２からのブレーキ力が働くが、駆動モータからの回転力により、略減速されることなく所定の速度で回転する。
【００６２】
このように、かかる速度調整手段によって、カム２０８（およびカム２０９）の押圧動作時の回転速度が速くなりすぎるのが抑制されるので、ベアリング４０１とカム２０８（およびカム２０９）との間で衝突が生じたり、また圧力パッド６４を支持する部材（例えば、支持フレーム６５）等が他の部材と衝突することが抑えられ、その衝突音が異音となって操作者に不快感を与えることを防ぐことができるとともに、衝突による部材などの変形を防止することができる。また、このような部材同士の衝突が長期に亘り続くことによるカム２０８およびカム２０９等の磨耗を抑制して、圧力パッド６４と定着ロール６１との間の正常な接離動作を維持することが可能となる。さらには、カム２０８（およびカム２０９）がオーバーランを起こすことが抑えられるので、アクチュエータ２１０は正常位置で精度良く停止することができることから、フォトセンサ２１１での誤動作の発生を抑制して、圧力パッド６４を所定の位置に安定して設定することが可能となる。
【００６３】
次に、ゴムロール２１２と伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂとの周速比と、ゴムロール２１２によるブレーキ効果との関係について述べる。
ゴムロール２１２と伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂとの周速比に関しては、周速比が大きいほど両者の接触領域での速度差が大きくなるため、伝達ギヤ２０６に対するブレーキ効果は大きくなる。ここで、ゴムロール２１２と伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂの設定の異なるタイプ１とタイプ２を用意した。図９は、タイプ１とタイプ２におけるゴムロール２１２とフランジロール部２０６ｂの外径および周速、さらには周速比の設定を示した図である。タイプ１では、ゴムロール２１２の周速をフランジロール部２０６ｂに対して低くし、周速比を１．３３に設定している。タイプ２では、ゴムロール２１２とフランジロール部２０６ｂとの周速比を略同一の１．００に設定している。そして、両者のブレーキ効果を比較すると、周速比の大きなタイプ１が周速比の略同一であるタイプ２よりも優れていることが確認できる。
【００６４】
ところが、タイプ１とタイプ２とを定着装置６０に組み込み、画像形成装置による所定のモードでランニング試験を行ったところ、ゴムロール２１２と伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂとの周速比が大きいほど、ランニング試験を経過するに従ってゴムロール２１２の磨耗量は大きくなり、ゴムロール２１２によるブレーキ効果が次第に低減することが判明した。その結果を示したものが、図１０である。
図１０に示したように、周速比が１．３３であるタイプ１では、ランニング枚数を重ねるのに比例して磨耗率（磨耗量／食い込み量）が増加し、６万枚を経過した時点で、磨耗率（磨耗量／食い込み量）が０．５を超え、ブレーキ効果が認められないレベルに達する状態となった。これに対し、周速比が１．００であるタイプ２では、磨耗率の上昇は緩やかであり、ランニング枚数２０万枚時点でも、ブレーキ効果が発揮するレベルを充分に満足している。このように、ゴムロール２１２の磨耗率によるブレーキ効果の持続性の観点からは、ゴムロール２１２と伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂとの周速比は同レベル（周速比が１に近いレベル）に設定することが効果的である。
【００６５】
一方、食い込み量に関しては、食い込み量を０．５ｍｍに設定したものと、１．４２６ｍｍに設定したものを比較すると、１．４２６ｍｍに設定したもののブレーキ効果が優れている。これは、上述したように、食い込み量が大きくなると、フランジロール部２０６ｂからの圧縮力に対抗して、ゴムロール２１２を拡げようとする弾性力も大きくなることから、伝達ギヤ２０６の回転に対するブレーキ力も大きくなるためであると推測できる。
これらの結果から、ゴムロール２１２によるブレーキ効果に関しては、ブレーキ効果を充分に発揮するとともに、ゴムロール２１２の磨耗を抑えることでブレーキ効果の持続性を実現する観点から、食い込み量を１．４２６ｍｍ程度に大きく設定するとともに、ゴムロール２１２と伝達ギヤ２０６のフランジロール部２０６ｂとの周速比は同レベルに設定することが好ましい。
【００６６】
また、ゴムロール２１２とフランジロール部２０６ｂとの接触面積は広いほどブレーキ効果が大きい。そこで、本実施の形態のゴムロール２１２では、幅を４．５ｍｍに形成している。また、ゴムロール２１２の硬度は高いほど弾性力も大きくなることから、ブレーキ効果が大きい。そこで、本実施の形態のゴムロール２１２では、ゴム硬度を８０°（ＪＩＳ Ｋ６２５３）に設定している。さらに、ゴムロール２１２に接するフランジロール部２０６ｂ円周面の表面粗さは、平滑であるほどゴムロール２１２に対して摩擦力が均一に作用するため局所的磨耗を防ぎ、長寿命効果が得られる。そこで、本実施の形態のフランジロール２０６ｂでは、表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を１．６に設定している。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態の定着装置６０では、圧力パッド６４と定着ロール６１との所定圧での押圧状態を解除するために、エンドレスベルト６２全体を定着ロール６１から離隔させる圧解除機構を設けている。これにより、画像形成装置の停止状態が長く続く場合等において、定着ロール６１表面の一部領域に圧力パッド６４によって押圧された際の凹みが履歴として残ることを抑制し、画像形成動作時に定着画像に帯状の定着むらが生じことを抑えることが可能となる。また、定着装置６０において紙詰まり（ジャム）が生じた際の、紙除去処理も容易となる。
【００６８】
さらに、本実施の形態の定着装置６０に配設される圧解除機構では、カム機構部２００において、カム機構部２００のギヤ列に伝達される駆動力に対してブレーキ力を作用させるべく、ゴムロール２１２と、ゴムロール２１２に対向して配置されるフランジロール部２０６ｂからなる速度調整手段を配設している。それによって、ベアリング４０１とカム２０８およびカム２０９との間で衝突が生じたり、また圧力パッド６４を支持する部材（例えば、支持フレーム６５）等が他の部材と衝突することが抑制され、その衝突音が異音となって操作者に不快感を与えることを防ぐことができるとともに、衝突による部品変形を防止することで画像への悪影響を防止することができる。また、このような部材同士の衝突が長期に亘り続くことによるカム２０８およびカム２０９等の変形を抑制して、圧力パッド６４と定着ロール６１との間の正常な接離動作を長期に亘り維持することが可能となる。さらには、カム２０８およびカム２０９がオーバーランを起こすことが抑えられるので、アクチュエータ２１０は正常位置で精度良く停止することができることから、フォトセンサ２１１での誤動作の発生を抑制して、圧力パッド６４を所定の位置に安定して設定することが可能となる。
【００６９】
なお、本実施の形態の圧解除機構は、加熱手段として発熱源が内部から押圧されるように構成された定着ベルトと、定着ベルトに対し、加圧手段として加圧ロールが押圧されたベルトニップ方式の定着装置に関して、定着ベルトを加圧ロールから離隔させる構成において、押圧状態にある発熱源を接離させる場合にも適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。また、インクジェト方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。
【図２】定着装置の構成を示す側断面図である。
【図３】エンドレスベルトが支持される構成を説明する図である。
【図４】圧解除機構を説明する図である。
【図５】圧解除機構のカム機構部の構成を示した図である。
【図６】圧解除機構のカム機構部を図５とは反対側から示した斜視図である。
【図７】ゴムロールの食い込み量を説明する図である。
【図８】カムが支持レバーを揺動させる状態を説明する図である。
【図９】ゴムロールとフランジロール部の外径、周速、周速比の設定を示した図である。
【図１０】周速比の差によるゴムロールの磨耗率を比較した図である。
【符号の説明】
【００７２】
１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０…定着装置、６１…定着ロール、６２…エンドレスベルト、６３ａ…上流側ベルトガイド部材、６３ｂ…下流側ベルトガイド部材、６４…圧力パッド、６４ａ…プレニップ部材、６４ｂ…剥離ニップ部材、６５…支持フレーム、６６…ハロゲンヒータ、６７…潤滑剤塗布部材、６８…低摩擦シート、６９…温度センサ、７０…剥離補助部材、８０…エッジガイド部材、８０１…ベルト走行ガイド部、８０２…フランジ部、８０３…保持部、９０…定着ロールギヤ、１００…駆動力受動部、１０１,１０２,１０３,２０１,２０２,２０３,２０４,２０５,２０６…伝達ギヤ、２００…カム機構部、２０６ａ…ギヤ部、２０６ｂ…フランジロール部、２０７,３００…シャフト、２０８,２０９…カム、２１０…アクチュエータ、２１１…フォトセンサ、２１２…ゴムロール、４００…支持レバー、４０１…ベアリング、４０３…押圧機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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