(57)【要約】【課題】  斤量の少ない転写材を通紙しても線速を落とすことなく、定着可能な定着装置を備える画像形成装置を提供すること。【解決手段】  転写材の紙種に応じて、無端状のベルト部材に接触しない退避位置若しくは無端状のベルト部材の搬送方向に対して定着ローラ部材の下流側に押圧部材を配置することを特徴とする定着装置を備える画像形成装置。【選択図】        図２
2006011125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルト部材と、当該ベルト部材の内面を支持する支持ローラ部材と、前記ベルト部材の内面を支持する定着ローラ部材と、前記ベルト部材を介して前記定着ローラ部材に押圧または解除する押圧部材と、前記ベルト部材を介して前記定着ローラ部材を圧接してニップ部を形成する加圧ローラ部材と、前記ベルト部材を直接的若しくは間接的に加熱する加熱部材と、前記押圧部材の押圧と解除とを行う押圧解除手段と、操作部からの入力により設定される若しくは紙種検知センサにより検知された紙種が設定される紙種設定部（メモリ）とを有し、前記ベルト部材と前記加圧ローラ部材とで転写材を挟持搬送してトナー像を定着する定着装置を備える画像形成装置において、
転写材の紙種に応じて、前記無端状のベルト部材に接触しない退避位置若しくは前記無端状のベルト部材の搬送方向に対して前記定着ローラ部材の下流側に前記押圧部材を配置することを特徴とする定着装置を備える画像形成装置。
【請求項２】
斤量８０ｇｓｍ以下の転写材を通紙する場合は、押圧部材を前記無端状のベルト部材を介して定着ローラ部材に押圧させ、前記無端状のベルト部材の搬送方向に対して定着ローラ部材の下流側に前記押圧部材を配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置を備える画像形成装置。
【請求項３】
ウォームアップ中或いはアイドリング中或いはジョブ終了時中は、前記無端状のベルト部材または前記無端状のベルト部材を介して定着ローラ部材に押圧しない位置に前記押圧部材を配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成に用いられる定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置として、技術的な完成度が高く安定したものとして芯金上にゴム層を有したソフト熱ローラ定着方式が、低速機から高速機までのフルカラー機に幅広く採用されている。
【０００３】
しかしながら、従来のソフト熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材やトナーを加熱する際に、熱伝導率が悪く、且つ熱容量の大きな定着ローラ（加熱部材）を加熱する必要があるためエネルギー効果が悪く、省エネ面で不利であり、また、プリント時に定着装置を暖めるのに時間がかかりウォーミングアップ時間（ＷＵＴ）が長くなってしまうという問題がある。
【０００４】
これを解決するための定着装置として、加熱部材としての励磁コイルを有する支持ローラ部材（電磁誘導定着用回転部材）を用い、瞬時加熱が可能なクイックスタート定着用の誘導加熱定着装置（定着装置）を備える画像形成装置が知られている（特許文献１参照。）。
【０００５】
また、回転する一対の定着用ローラ間において記録媒体にトナーを定着させるにあたり、定着装置が大型化したり、ランニングコストが高く付くことがなく、トナーが記録媒体に十分に定着されるようにする定着装置が知られている（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−４９２６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２０７３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の定着装置を備える画像形成装置においては、転写材の差や紙種によって、線速を落としたり、使用できない転写材があった。例えば６４ｇｓｍ程度の薄紙に対し、ニップ部出口側での分離が困難という課題があり、薄紙を通紙する場合、線速を落としたり、その転写材自体の使用を認めないというものである。
【０００７】
しかし、この解決策は、生産性が悪いだけでなく、使用不可能な転写材があるということはユーザーに対して不親切な装置となってしまうという問題を有している。
【０００８】
本発明は上記の不具合を解消し、斤量の少ない転写材を通紙しても線速を落とすことなく、定着可能な定着装置を備える画像形成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】
【０００９】
上記目的は、無端状のベルト部材と、当該ベルト部材の内面を支持する支持ローラ部材と、前記ベルト部材の内面を支持する定着ローラ部材と、前記ベルト部材を介して前記定着ローラ部材に押圧または解除する押圧部材と、前記ベルト部材を介して前記定着ローラ部材を圧接してニップ部を形成する加圧ローラ部材と、前記ベルト部材を直接的若しくは間接的に加熱する加熱部材と、前記押圧部材の押圧と解除とを行う押圧解除手段と、操作部からの入力により設定される若しくは紙種検知センサにより検知された紙種が設定される紙種設定部（メモリ）とを有し、前記ベルト部材と前記加圧ローラ部材とで転写材を挟持搬送してトナー像を定着する定着装置を備える画像形成装置において、転写材の紙種に応じて、前記無端状のベルト部材に接触しない退避位置若しくは前記無端状のベルト部材の搬送方向に対して前記定着ローラ部材の下流側に前記押圧部材を配置することを特徴とする定着装置を備える画像形成装置によって達成される。
【００１０】
本発明は上記の如き構成をとることにより、無端状のベルト部材を定着ローラ部材に沿わせることで、ベルト部材の硬さを擬似的に変更し、ニップ部出口側での曲率大となるため、分離に有利となると共に、薄紙以外を使用する際は、押圧部材を押圧せずに退避位置あるため、熱が奪われることがなく、斤量の少ない転写材が通紙されても線速を落とすことなく、定着可能な定着装置を備える画像形成装置の提供を図るものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、無端状のベルト部材を定着ローラ部材に沿わせることで、ベルト部材の径を擬似的に変更し、鋼度が上がりニップ部出口側での曲率大となるため、分離に有利となると共に、薄紙以外を使用する際は、押圧部材を押圧せずに退避位置あるため、熱が奪われることがなく、斤量の少ない転写材が通紙されても線速を落とすことなく、定着可能な定着装置を備える画像形成装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
（１）本発明にかかわる定着装置を備える画像形成装置について、図１にて以下に述べる。
【００１４】
図１において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００１５】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び後述する定着装置１７とからなる。
【００１６】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００１７】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００１８】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００１９】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の、小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する現像装置であり、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規のトナーを補給するトナー補給手段である。
【００２０】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００２１】
定着装置１７は無端状のベルト部材である定着ベルト２７と、当該定着ベルト２７を加熱する加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有する支持ローラ部材としての支持ローラ１７ａと、カラートナー像を定着するための上側の定着ローラ部材としての定着ローラ１７ｂと、無端状のベルト部材である定着ベルト２７を介して上側の定着ローラ１７ｂを圧接する下側の加圧ローラ部材としての加圧ローラ４７ａとにより構成される。なお、加熱部材としては誘導加熱発熱体を用いることも可能である。
【００２２】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材としての記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７の上側の定着ローラ１７ｂと、定着ベルト２７を介して上側の定着ローラ１７ｂを圧接する下側の加圧ローラ４７ａとの間に形成されるニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像が定着され、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００２３】
一方、転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００２４】
なお、上記画像形成装置のレジストローラ２３の前に配置される光学式の転写材検知手段ＴＫａにより不図示の紙種設定部（メモリ）に転写材としての記録紙Ｐの紙種と斤量とが検知されて記憶される。なお、導電性ブラシ等を用いて電気的に検知することも可能である。また、不図示の操作部からの入力により、不図示の紙種設定部（メモリ）に紙種と斤量とを設定、記憶させることも可能である。
【００２５】
なお、上記画像形成装置の説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００２６】
（２）本発明にかかわる加熱部材を有する定着装置について、図２ないし図５を用いて以下に説明する。なお、定着装置としては、加熱部材としてのハロゲンランプを有する定着装置を用いて説明する。加熱部材としては、ハロゲンランプの代わりに誘導加熱発熱体を用いることも可能である。図２は、普通紙通紙時と薄紙通紙時との定着装置の装置概要断面図であり、図３は、押圧部材を無端状のベルト部材に非接触状態にした時の定着装置のニップ部近辺の概要断面図であり、図４は、押圧部材をベルト部材に押圧した時の定着装置のニップ部近辺の概要断面図であり、図５は、普通紙を通紙する際の押圧部材をベルト部材に押圧した時の定着装置のニップ部近辺の概要断面図である。
【００２７】
図２によれば、定着装置１７は、図２（Ａ）に示すように、無端状のベルト部材である定着ベルト２７と、当該定着ベルト２７の内面の一方を支持、加熱する加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを内部に有する支持ローラ部材としての支持ローラ１７ａと、定着ベルト２７の内面の他方を支持する定着ローラ部材としての定着ローラ１７ｂと、定着ベルト２７を挟んで上側の定着ローラ１７ｂを圧接する下側のロール状の加圧ローラ部材としての加圧ローラ４７ａとにより構成される。定着ベルト２７を挟んで上側の定着ローラ１７ｂと下側のロール状の加圧ローラ部材との間に、記録紙Ｐ上のトナー像を加熱と圧接とにより定着するニップ部Ｎが設けられる。定着ベルト２７を挟んで支持ローラ１７ａに温度検知手段としての温度センサＴＳ１が設けられる。また加圧ローラ４７ａにも温度検知手段温度検知手段としての温度センサＴＳ２が設けられる。また、図２（Ｂ）に示すように、無端状のベルト部材としての定着ベルト２７の搬送方向に対して定着ローラ部材としての定着ローラ１７ｂの下流側に押圧部材ＯＢａを配置する。
【００２８】
支持ローラ部材としての支持ローラ１７ａは、例えばステンレス材等の金属部材やポリイミドやポリアミド等の樹脂部材からなる円筒状の中空回転体１７１ａと、当該中空回転体１７１ａの外側（外周面側）の耐熱性のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ１７１ｂとからなる外径２５〜７０ｍｍ程度のハードローラとして構成される。支持ローラ１７ａの内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａが設けられる。
【００２９】
定着ローラ部材としての定着ローラ１７ｂとしては、例えばゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコンゴムの発泡体からなるソフトローラとして構成される。
【００３０】
無端状のベルト部材である定着ベルト２７としては、基体として内径７０〜１２０ｍｍ程度で厚さ２０〜８０μｍ程度の、例えばニッケル電鋳ベルトを用いた金属ベルトや、厚さ４０〜１５０μｍ程度のポリイミドやポリアミド等を用いた耐熱性の樹脂ベルトの外側（外周面）に、厚さ１００〜３００μｍ程度の耐熱性のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング加工やチューブを施したものが用いられる。
【００３１】
また、定着ベルト２７を挟んで定着ローラ１７ｂと対向して設けられる加圧ローラ部材としての加圧ローラ４７ａは、例えばステンレス材を用いた中実の丸棒からなる芯金４７１ａと、該芯金４７１ａの外周に形成され、例えばゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコンゴムの発泡体からなるゴムローラ層４７２ｂと、該ゴムローラ層４７２ｂの表面に設けられるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを被覆した離型層４７２ｃとからなるソフトローラとして形成される。加圧ローラ４７ａの芯金４７１ａとしては、例えばステンレスのパイプ材を用いた中空（パイプ状）の丸棒を用いてもよい。またゴムローラ層４７２ｂとしてはゴム硬度が４０Ｈｓ〜８０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度とし、加圧ローラ４７ａをハードローラとしてもよい。
【００３２】
図２（Ａ）に示すように、ウォームアップ中或いはアイドリング中或いはジョブ終了時は、無端状のベルト部材としての定着ベルト２７または定着ベルト２７介して定着ローラ部材としての定着ローラ１７ｂに押圧しない位置に押圧部材ＯＢａを配置する。また、転写材検知手段ＴＫａ（図１参照）の検知若しくは不図示操作部からの入力、設定により、不図示の紙種設定部（メモリ）に紙種と斤量とを設定、記憶された転写材の斤量が８０ｇｓｍを越える普通紙を定着する場合には、図２（Ａ）に示すように、押圧部材ＯＢａを定着ベルト２７から退避状態とさせておく。また、転写材検知手段ＴＫａ（図１参照）の検知若しくは不図示操作部からの入力、設定により、不図示の紙種設定部（メモリ）に紙種と斤量とを設定、記憶された転写材の斤量が８０ｇｓｍ以下の薄紙を定着する場合には、図２（Ｂ）に示すように、押圧部材ＯＢａを定着ベルト２７を挟んで定着ローラ１７ｂの押圧させる。
【００３３】
図３ないし図５によれば、定着ローラ１７ｂは、太線矢印で示すように、加圧ローラ４７ａにより押圧される。
【００３４】
また、定着装置１７には図３ないし図５に示す押圧部材ＯＢａを移動させる押圧解除手段としての押圧解除機構ＯＫａが設けられる。押圧解除機構ＯＫａは、支持レバーＳＬａに設けられる押圧部材ＯＢａと同軸のベアリングＢａと、当該ベアリングＢａを押圧する押圧バネＳＰａと、支持レバーＳＬａに固定させる回転軸Ｊｔａに設けられる歯車Ｇａと、歯車Ｇａの連なる歯車Ｇ１ないしＧ３と、リバーシブルのモータＭと、歯車Ｇ３を回転させるモータＭと同軸に設けられる歯車Ｇ４とにより構成される。リバーシブルのモータＭの回転により、支持レバーＳＬａが矢印のように、左右に回転される。モータＭの回転により、支持レバーＳＬａ左右に回転され、押圧部材ＯＢａが定着ベルト２７との押圧位置或いは退避位置に配置される。
【００３５】
また図３に示すように、ウォームアップ中或いはアイドリング中或いはＬＰモード中（ロウパワーモード中）は、定着ベルト２７または定着ベルト２７介して定着ローラ１７ｂに押圧しない位置に押圧部材ＯＢａが配置される。
【００３６】
押圧部材ＯＢａに押圧解除手段としての押圧解除機構ＯＫａを設け、６５〜８０ｇｓｍ程度の薄紙を検知或いは入力した場合に、図４に示すように、押圧部材ＯＢａを無端状のベルト部材である定着ベルト２７を介して定着ローラ１７ｂに押圧させる。定着ローラ１７ｂに押圧部材ＯＢａと加圧ローラ４７ａとで押圧させ、定着ベルト２７が定着ローラ１７ｂに接触し、擬似的に径が小さくなり、定着ベルト２７の剛度が増す。
【００３７】
また、押圧部材ＯＢａに押圧解除手段としての押圧解除機構ＯＫａを設け、６４ｇｓｍ程度の薄紙を検知或いは紙種情報を入力した場合には、図５に示すように、支持レバーＳＬａは押圧バネＳＰａで所定の荷重が出る位置に停止する。これにより、押圧部材ＯＢａを無端状のベルト部材である定着ベルト２７を介して定着ローラ１７ｂに押圧させ、矢印で示すように、ニップ部Ｎ出口側の定着ベルト２７の曲率を大きくする。ニップ部Ｎ出口側近辺の定着ベルト２７の曲率が大になるため、分離がし易くなる。
【００３８】
上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、斤量の少ない転写材を通紙しても線速を落とすことなく、定着可能な定着装置を備える画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかわる定着装置を備える画像形成装置の概要断面構成図である。
【図２】普通紙通紙時と薄紙通紙時との定着装置の装置概要断面図である。
【図３】押圧部材を無端状のベルト部材に非接触状態にした時の定着装置のニップ部近辺の概要断面図である。
【図４】押圧部材をベルト部材に押圧した時の定着装置のニップ部近辺の概要断面図である。
【図５】普通紙を通紙する際の押圧部材をベルト部材に押圧した時の定着装置のニップ部近辺の概要断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  感光体ドラム
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ  帯電手段
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ  露光手段
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  現像装置
１７  定着装置
１７ａ  支持ローラ
１７ｂ  定着ローラ
４７ａ  加圧ローラ
１７１ａ  中空回転体
１７１ｂ  ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ
４７１ａ  芯金
４７１ｂ  ゴムローラ層
４７１ｃ  離型層
ＨＬａ  ハロゲンランプ
Ｎ  ニップ部
ＯＫａ  押圧解除機構
ＴＫａ  転写材検出手段
Ｐ  記録紙
【図１】
2006011125.tif 000003
【図２】
2006011125.tif 000004
【図３】
2006011125.tif 000005
【図４】
2006011125.tif 000006
【図５】
2006011125.tif 000007