(57)【要約】  【課題】  ベルトを用いた定着装置において、癖が付いたベルトでも滑らかに回転させることができるようにする。  【解決手段】  定着装置１０は、ベルト１１を張架支持および加熱するベルト支持ローラ１２、１３と、定着ローラ１５と加圧ローラ１７とを備える。ベルト支持ローラ１２を上下にスライド可能なローラ支持部材２１に取り付け、付勢部材２９で上向きに付勢する。ローラ支持部材２１に接触するカム２３を、ソレノイド２９、ラチェット２８、ばねクラッチ２７、ギヤ２４、２５によって９０°ずつ回転させ、支持ローラ１２と定着ローラ１５とのニップ１４でベルト１１を挟む力を変えられるようにする。温度検知装置１８での検知温度が低い場合は支持ローラ１２が定着ローラ１５に近づくようにしてベルト１１を強く挟んで、すべらず滑らかに回転するようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトと、このベルトを支持する複数のベルト支持ローラと、前記ベルトを介して前記ベルト支持ローラの１個と当接してニップを形成する定着ローラと、この定着ローラと当接してニップを形成する加圧ローラと、前記定着ローラ、前記ベルト支持ローラ、前記ベルトのうち少なくとも１個の表面温度を検知する温度検知手段とを備え、前記複数のベルト支持ローラのうち少なくとも１個は加熱手段を内蔵している定着装置において、
前記定着ローラと当接する前記ベルト支持ローラは、ローラ移動手段によって前記定着ローラに対する軸線間隔を変更可能に設けられており、前記温度検知手段の検知温度に基づいて前記軸線間隔を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記温度検知手段の検知温度が所定温度以下の場合は前記軸線間隔を狭くすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記所定温度が、前記定着ローラと前記加圧ローラとが形成するニップを通過する用紙に形成されたトナー画像をこの用紙に定着させるのに適した温度よりも低いことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特に定着ベルトを使用する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、トナーを加熱して溶融させる定着ローラおよび用紙を加圧する加圧ローラによって、トナー画像が転写された用紙を加熱、加圧してトナー画像を用紙に定着させる定着装置が設けられている。
【０００３】
この定着装置において、加熱温度が低いとトナーが十分に溶融せず、また加熱温度が高いとトナーが溶融しすぎて加熱手段に付着してしまい、トナー画像を用紙に安定して定着させることができないため、トナーの加熱手段は定着に適した温度に保つことが必要である。しかし、加熱手段は用紙に熱を奪われて温度が低下するため、連続して定着動作を行った場合に、動作開始当初はトナー画像が正常に定着しているが、途中から定着不良となることがある。
【０００４】
そこで特許文献１では、定着ローラの表面を、ヒータを内蔵する支持ローラで加熱されたベルトによって外部から加熱することにより、連続して定着動作を行った場合でもトナー画像の定着に適した温度に保ち、トナー画像を安定して用紙に定着させることができる定着装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１９８６５９号公報（第４頁−第８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１で提案された定着装置では、放置されてベルトに癖が付くと、ベルトが滑らかに回転しなくなり、ひどい場合には定着ローラからすべって回転しなくなることが想定される。その場合、支持ローラのヒータからベルトを経て定着ロールに熱が伝わりにくくなるため、ヒートロールでは温度が上がりすぎてしまい内蔵するヒータが劣化する。一方、定着ロールでは温度が上がりにくくなるため動作開始までの待ち時間が長くなり、しかも連続して定着動作を行うことができない。
【０００６】
そこで本発明では、癖が付いたベルトでも滑らかに回転させることができ、安定して用紙にトナー画像を定着させることができる、ベルトを用いて定着ローラを加熱する定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するため本発明は、ベルトと、このベルトを支持する複数のベルト支持ローラと、前記ベルトを介して前記ベルト支持ローラの１個と当接してニップを形成する定着ローラと、この定着ローラと当接してニップを形成する加圧ローラと、前記定着ローラ、前記ベルト支持ローラ、前記ベルトのうち少なくとも１個の表面温度を検知する温度検知手段とを備え、前記複数のベルト支持ローラのうち少なくとも１個は加熱手段を内蔵している定着装置において、前記定着ローラと当接する前記ベルト支持ローラは、ローラ移動手段によって前記定着ローラに対する軸線間隔を変更可能に設けられており、前記温度検知手段の検知温度に基づいて前記軸線間隔を変更することを特徴とする。
【０００８】
（２）また本発明は上記構成の定着装置において、前記温度検知手段の検知温度が所定温度以下の場合は前記軸線間隔を狭くすることを特徴とする。
【０００９】
（３）また本発明は上記構成の定着装置において、前記所定温度が、前記定着ローラと前記加圧ローラとが形成するニップを通過する用紙に形成されたトナー画像をこの用紙に定着させるのに適した温度よりも低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
（１）本発明によると、温度検知手段の検知温度が、ベルトが硬くてベルト支持ローラから滑って回転しない可能性があると推測される温度である場合には、定着ローラと当接するベルト支持ローラを移動させて、このローラの軸線と定着ローラの軸線との間隔を狭くするようにして、ベルトを強く挟むことによって、ベルトが滑らずに回転するようにすることができ、安定して用紙にトナー画像を定着させることができる定着装置を得ることができる。
【００１１】
（２）また本発明によると、所定温度をベルトが硬く、ベルト支持ローラから滑って回転しない可能性がある温度以下の温度とすることによって、温度検知手段が所定温度以下の温度を検知した場合に、ベルトが滑らずに回転するようにすることができる。
【００１２】
（３）また本発明によると、所定温度を、トナー画像を用紙に定着するのに適した温度以下にすることによって、定着ローラがこの定着に適した温度に到達する前に、ベルトがすべらずに回転し、定着ローラを確実に加熱できるようになるため、定着ローラがこの定着に適した温度に到達し、トナー画像が転写された用紙が搬送されて来たときには安定して用紙にトナー画像を定着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を図１〜３を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係る定着装置周辺の正面からの概略構成図、図２は定着装置周辺の側面からの部分概略構成図、図３は定着ローラとベルト支持ローラとの軸線間隔を狭くした場合の定着装置周辺の正面からの概略構成図である。
【００１４】
まず、定着装置１０の構成について説明する。定着装置１０は、図１に示すように、ベルト１１と、ベルト１１を張架支持するベルト支持ローラ１２、１３と、ベルト１１を介してベルト支持ローラ１２と当接してニップ１４を形成する定着ローラ１５と、定着ローラ１５と当接してニップ１６を形成する加圧ローラ１７と、定着ローラ１５の表面温度を検知する温度検知手段１８とを備える。
【００１５】
ベルト１１は、例えば、幅３２ｃｍ、厚さ３５μｍのニッケルまたは厚さ９０μｍのポリイミドのシート上に、厚さ０．２〜０．３ｍｍのシリコーンゴム層を設け、さらにその上に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ層を設けた無端ベルトである。
【００１６】
ベルト支持ローラ１２は定着ベルト１４を加熱するものであり、例えば幅３５ｃｍ、厚さ０．２ｍｍの鉄パイプや厚さ０．５ｍｍのアルミニウムのパイプからなり、発熱体としてヒータ１１ａを内蔵する。ここで、ヒータを内蔵するのがベルト支持ローラ１３だけであっても、ベルト支持ローラ１２とベルト支持ローラ１３の両方であってもよい。
【００１７】
定着ローラ１５は、図示しないモータからの駆動がギヤ１９を介して伝えられ、ベルト１１と加圧ローラ１７とを回転させる。
【００１８】
次に定着装置１０の動作について説明する。ベルト支持ローラ１３によって加熱されたベルト１１は定着ローラ１５を加熱する。定着ローラ１５の表面温度は、温度検知手段１８で検知されており、制御装置（不図示）は、この検知した温度に基づいてベルト支持ローラ１３の内蔵するヒータへの通電を制御することで、定着ローラ１５の表面温度を用紙にトナー画像を定着するのに適した温度である約１８０℃に制御している。
【００１９】
図示しない画像形成部でトナー画像が転写された用紙は、ニップ１６に搬送され、定着ローラ１５と加圧ローラ１７によって加熱、加圧され、トナー画像が定着し、ニップ１６から排出される。
【００２０】
本発明の実施形態において、支持ローラ１２は、ローラ移動手段２０に回転可能に支持されており、上下方向に平行に移動可能である。ローラ移動手段２０は、支持ローラ１２を支持するローラ支持部材２１と、ローラ支持部材２１を上方に付勢する圧縮コイルばねからなる付勢手段２２と、ローラ支持部材２１の上面に接触する楕円形のカム２３と、カム２３の中心に軸を一致させて取り付けられたギヤ２４と、ギヤ２４と噛み合うギヤ２５と、ギヤ２５の取り付けられた軸２６と、ばねクラッチ２７と、ラチェット２８と、ソレノイド２９とを備える。ローラ支持部材２１は枠体３０に、上下にスライド可能に取り付けられている。ただし、枠体３０は図１では省略している。また、図２では定着装置の一端しか示していないが、他端でも同様の構造となっている。
【００２１】
ローラ移動手段２０の動作について説明する。図示しないモータからの駆動がばねクラッチ２７のギヤ２７ａに伝達され、軸２６とギヤ２５を介してギヤ２４に伝達され、カム２３を図１において右方向に回転させる。
【００２２】
ばねクラッチ２７はラチェット２８によって軸２６への駆動の伝達を規制している。ラチェット２８は軸２８ａ、第１のアーム２８ｂ、第２のアーム２８ｃからなり、ソレノイド２９によって軸２８ａを中心として回動する。ラチェット２８は、ソレノイド２９に通電していないときは、図１に示す、第１のアーム２８ｂがばねクラッチ２７のスリーブ２７ｂに設けられた突起２７ｃに係合する姿勢を取り、ソレノイド２９に通電しているときは、図３に示す、第２のアーム２８ｃが突起２７ｃに係合する姿勢を取る。
【００２３】
つまり、ソレノイド２９への通電を切り替える毎に、ばねクラッチ２７は、ギヤ２７ａとともにスリーブ２７ｂが回転して突起２７ｃがラチェット２８の第１のアーム２８ｂおよび第２のアーム２８ｃに交互に係合し、軸２６への駆動の伝達を規制する。このとき、スリーブ２７ｂは１８０°ずつ回転するように第１のアーム２８ｂおよび第２のアーム２８ｃは設けられている。したがって、ソレノイド２９への通電を切り替える毎に軸２６およびギヤ２５は１８０°回転する。ここで、ギヤ２５とギヤ２４とはギヤ比が１／２に設定されており、ギヤ２５が１８０°回転すると、ギヤ２４は９０°回転するため、それに伴ってカム２３も長軸を垂直方向にする姿勢と、短軸を垂直方向にする姿勢とに切り替わる。カム２３はローラ支持部材２１の上面に接触するものであり、ローラ支持部材２１は付勢手段２２によって上方に付勢されているため、カム２３の回転に伴って支持ローラ１２とともに上下にスライドする。
【００２４】
ソレノイド２９へ通電していないときには図１に示すように、カム２３は短軸を垂直方向とする姿勢を取るように設けられているため、ローラ支持部材２１は上方へ位置し、支持ローラ１２の定着ローラ１５に対する軸線間隔が広く、ニップ１４は幅が狭く、圧力が低い状態となる。一方、ソレノイド２９へ通電しているときには図３に示すように、カム２３は長軸を垂直方向とする姿勢を取るため、ローラ支持部材２１は下方に位置し、支持ローラ１２の定着ローラ１５に対する軸線間隔が狭く、ニップ１４は幅が広く、圧力が高い状態となる。
【００２５】
このソレノイド２９への通電の切り替えを、温度検知手段１８で検知した温度に基づいて行う。温度検知手段１８が検知する温度がトナー画像を用紙に定着させるのに適した温度よりも低い所定の温度以下の場合、ベルト１１も温度が低く、硬くなっており、癖が付いている場合には特に回転しにくい。例えばこの所定の温度を１００℃とする。温度検知手段１８が検知する温度が１００℃以下の場合、ソレノイド２９へ通電してベルト１１をニップ１４で強く挟み、確実に回転できるようにする。その後、温度検知手段１８の検知する温度が１００℃よりも上昇し、ベルト１１も温度が上昇して柔らかくなって回転しやすくなると、ソレノイド２９への通電を解除し、ニップ１４の圧力を下げ、定着ローラ１５およびベルト１１を傷みにくくする。ソレノイド２９への通電を切り替える温度は、１００℃に限らず、ベルト１１の材質や大きさなどによって適宜変更して構わない。
【００２６】
このように構成することにより、温度検知手段１８で検知した温度がトナー画像を用紙に定着させるのに適した温度に到達する以前に、ベルト１１をすべらず滑らかに回転させることができ、安定して定着ローラを加熱することができるようになるため、安定して用紙にトナー画像を定着させることができる。
【００２７】
本実施形態において、温度検知手段１８がベルト１１、支持ローラ１２または１３のいずれかの表面の温度を検知するものであってもよい。この場合、検知の対象に応じてベルト１１が硬い状態である温度をあらかじめ測定し、これをソレノイド２９への通電を制御する所定の温度として設定すればよい。この場合も、ベルト１１をすべらず滑らかに回転させることができ、安定して定着ローラを加熱することができる。
【００２８】
また、温度検知手段１８を複数設け、ベルト１１、支持ローラ１２、１３および定着ローラ１５のうち２個以上の温度を検知するようにしてもよい。この場合も、検知の対象ごとにソレノイド２９への通電を制御する所定の温度を設定し、温度検知手段１８のいずれか１個がそれぞれに設定された所定の温度以下の温度を検知している時にソレノイド２９へ通電するようにする。これにより、一方の温度検知手段１８が不具合を起こした場合などにおいても確実にベルト１１をすべらず滑らかに回転させることができ、安定して定着ローラを加熱し、用紙にトナー画像を定着させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置周辺の正面からの概略構成図
【図２】定着装置周辺の側面からの部分概略構成図
【図３】定着ローラとベルト支持ローラとの軸線間隔を狭くした場合の定着装置周辺の正面からの概略構成図
【符号の説明】
【００３１】
１１      ベルト
１２      ベルト支持ローラ
１２ａ    ヒータ
１３      ベルト支持ローラ
１４      ニップ
１５      定着ローラ
１６      ニップ
１７      加圧ローラ
１８      温度検知手段
２０      ローラ移動手段
２１      ローラ支持部材
２２      付勢手段
２３      カム
２４      第２のギヤ
２５      第３のギヤ
２６      軸
２７      バネクラッチ
２８      ラチェット
２９      ソレノイド
【図１】
2006215053.tif 000003
【図２】
2006215053.tif 000004
【図３】
2006215053.tif 000005