(57)【要約】【課題】定着ローラ２の寿命を確保すると共に、定着ローラ２の表面温度を定着可能温度まで短時間で上昇させるようにすること。【解決手段】定着装置は、定着ローラ２と、圧ローラ４と、ハロゲンヒータ６Ｈにより加熱されるヒートローラ６と、ベルト支持ローラ８と、ヒートローラ６及びベルト支持ローラ８の各々間に巻き掛けられかつ、外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されている無端ベルト１０と、変位機構２０とを備えている。変位機構２０は、ヒートローラ６を、定着ローラ２を押圧する押圧位置と、定着ローラ２から離隔する非押圧位置とに変位させることができる。【選択図】  図１
2006003415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられかつ、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱してヒートローラとする加熱手段と、少なくとも１個のヒートローラを、無端ベルトを介して定着ローラを押圧する押圧位置と、定着ローラから離隔して無端ベルトを介して定着ローラを押圧しない非押圧位置とに変位させることができる変位機構とが備えられている、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
装置を制御するコントローラが備えられ、コントローラは、少なくとも１個のヒートローラを、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている間は押圧位置に位置付け、定着ローラ及び無端ベルトが回転駆動されている間は非押圧位置に位置付ける、請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
装置を制御するコントローラが備えられ、コントローラは、少なくとも１個のヒートローラを、印字動作が行われる間は非押圧位置に位置付け、印字動作が行われる間を除く他の状態の間は押圧位置に位置付ける、請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
コントローラは、少なくとも１個のヒートローラが押圧位置に位置付けられかつ、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている状態において、少なくとも１個のヒートローラの表面温度を所定値以上に保持すると共に、所定時間ごとに所定時間だけ、定着ローラ及び無端ベルトを回転駆動させる、請求項２又は請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
変位機構は、少なくとも１個のヒートローラを、定着ローラから離隔する距離が異なる複数の非押圧位置に変位させることができ、無端ベルトの外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されることにより形成されるニップ領域のニップ幅は、少なくとも１個のヒートローラが、定着ローラから離隔する距離が大きい非押圧位置に位置付けられるほど小さくなる、請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
装置を制御するコントローラが備えられ、コントローラは、少なくとも１個のヒートローラを、通常の印字動作時における非押圧位置よりも定着ローラから離隔する距離が大きな非押圧位置に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態で印字動作を実行する、請求項５記載の定着装置。
【請求項７】
装置を制御するコントローラが備えられ、非印字動作時に用紙が定着装置を通過し得るクリーニングモードが設けられ、コントローラは、少なくとも１個のヒートローラを、通常の印字動作時における非押圧位置よりも定着ローラから離隔する距離が大きな非押圧位置に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態でクリーニングモードを実行する、請求項５記載の定着装置。
【請求項８】
変位機構は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁の各々にそれぞれ移動自在に支持されかつ、ヒートローラの両端部が回転自在に支持された軸受部材と、軸受部材の各々を、それぞれ、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し接近及び離隔する方向へ変位させることができる駆動手段とを備えている、請求項１又は請求項５記載の定着装置。
【請求項９】
変位機構は、軸受部材の各々を、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し離隔する方向へ常時付勢するばね手段を備え、駆動手段は、付勢手段による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材の各々に当接して配置されたカム部材と、カム部材の各々に対応して配設されかつカム部材の各々を回動させる回動手段とを備えている、請求項８記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着されて、用紙上の未定着トナーを用紙に溶融定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着ローラを内部からではなく、外部から加熱するよう構成された定着装置はすでに知られている。この種の定着装置の一つの典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、定着ローラに圧接されかつ加熱手段を内蔵した複数の熱ローラとを備えている（特許文献１参照）。定着ローラは、鉄製の中空管からなる心金と、心金の周囲を被覆するシリコンゴムから構成されている。また熱ローラの各々は、表面をフッ素樹脂でコーティングしたアルミニウム製の中空管から構成されている。
【０００３】
上記定着装置は、定着ローラの表面を直接加熱するので、定着ローラの昇温時間を短縮でき、したがってウォームアップ時間を短縮できる。しかしながら、複数の熱ローラによる定着ローラへの熱の供給は、熱ローラの各々と定着ローラとの間のわずかなニップ幅に限定されるので、熱の供給量が制限される。その結果、定着ローラの昇温時間を更に短縮したい場合には、該ニップ幅を広げる必要があるが、該ニップ幅を広げた場合には、定着ローラに対する局部的な負荷が増加するので、定着ローラの駆動トルクが増加し、駆動系を強化する必要が生ずる。また、定着ローラのシリコンゴムの損傷を早めて耐久性を損なうおそれがある。
【０００４】
上記問題を解決することができる定着装置は、本出願人である京セラミタ株式会社によって既に出願されている（例えば特願２００３−４００２４７）。この定着装置の典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトとを備えている。無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接され、少なくとも1個のベルト支持ローラは、加熱手段が内蔵されたヒートローラから構成される。上記定着装置においては、無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラの外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルトが圧接されてニップ領域を形成するので、定着ローラを加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラに対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラの耐久性を損なうことなく、定着ローラの昇温時間を短縮してウォームアップ時間を短縮することを可能にする。
【０００５】
しかしながら、上記定着装置には、更に、次のような解決すべき技術的課題が存在することが判明した。すなわち、上記定着装置においては、ヒートローラが無端ベルトを介して定着ローラに常時押圧（圧接）された状態に保持される実施形態と、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態（離隔状態）に保持される実施形態とがある。
【０００６】
ヒートローラが無端ベルトを介して定着ローラに常時押圧された状態に保持される実施形態の場合、定着ローラ及び無端ベルトが回転駆動されている間、定着ローラの弾性部材（一般的にはシリコンゴム）は、該押圧部において熱を加えられた状態で変形を繰り返すので永久変形（永久歪み）を生じ易く、寿命が短くなるおそれがある。
【０００７】
他方、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態に保持される実施形態の場合、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている間に、ヒートローラの温度制御を行っても、ヒートローラの熱は無端ベルトを介してしか定着ローラに伝達されないので、定着ローラの表面温度の低下が比較的速い。その結果、再び定着ローラ及び無端ベルトを回転駆動して定着ローラの表面温度を定着可能温度まで上昇させるのに比較的多くの時間がかかってしまう。
【０００８】
またジャム処理遂行時などにおいて、無端ベルトの表面にトナーが付着する場合がある。無端ベルトの表面にトナーが付着した場合にはクリーニングする必要があるが、無端ベルトの表面をクリーニングするためには、無端ベルトの表面にクリーニング部材を接触させて、無端ベルトの表面に付着したトナーをクリーニング部材に移動させ、クリーニング部材に移動させたトナーを回収する手段が考えられる。しかしながら、このようなクリーニング手段は、部品点数が多く、構成が複雑となる。
【特許文献１】特開平１１−８４９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、定着ローラの永久変形（永久歪み）を防止することによって定着ローラの寿命を所要のとおり確保すると共に、定着ローラの表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にする、新規な定着装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、定着ローラの永久変形（永久歪み）を防止することによって定着ローラの寿命を所要のとおり確保し、定着ローラの表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にすると共に、特別にクリーニング部材を配設することなく、無端ベルトのクリーニングを可能にすることによって、良好な画像の定着を保証し、用紙の汚れを防止することができる、新規な定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられかつ、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱してヒートローラとする加熱手段と、少なくとも１個のヒートローラを、無端ベルトを介して定着ローラを押圧する押圧位置と、定着ローラから離隔して無端ベルトを介して定着ローラを押圧しない非押圧位置とに変位させることができる変位機構とが備えられている、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
装置を制御するコントローラが備えられ、コントローラは、少なくとも１個のヒートローラを、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている間は押圧位置に位置付け、定着ローラ及び無端ベルトが回転駆動されている間は非押圧位置に位置付ける、ことが好ましい。
装置を制御するコントローラが備えられ、コントローラは、少なくとも１個のヒートローラを、印字動作が行われる間は非押圧位置に位置付け、印字動作が行われる間を除く他の状態の間は押圧位置に位置付ける、ことが好ましい。
コントローラは、少なくとも１個のヒートローラが押圧位置に位置付けられかつ、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている状態において、少なくとも１個のヒートローラの表面温度を所定値以上に保持すると共に、所定時間ごとに所定時間だけ、定着ローラ及び無端ベルトを回転駆動させる、ことが好ましい。
変位機構は、少なくとも１個のヒートローラを、定着ローラから離隔する距離が異なる複数の非押圧位置に変位させることができ、無端ベルトの外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されることにより形成されるニップ領域のニップ幅は、少なくとも１個のヒートローラが、定着ローラから離隔する距離が大きい非押圧位置に位置付けられるほど小さくなる、ことが好ましい。
装置を制御するコントローラが備えられ、コントローラは、少なくとも１個のヒートローラを、通常の印字動作時における非押圧位置よりも定着ローラから離隔する距離が大きな非押圧位置に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態で印字動作を実行する、ことが好ましい。
装置を制御するコントローラが備えられ、非印字動作時に用紙が定着装置を通過し得るクリーニングモードが設けられ、コントローラは、少なくとも１個のヒートローラを、通常の印字動作時における非押圧位置よりも定着ローラから離隔する距離が大きな非押圧位置に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態でクリーニングモードを実行する、ことが好ましい。
変位機構は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁の各々にそれぞれ移動自在に支持されかつ、ヒートローラの両端部が回転自在に支持された軸受部材と、軸受部材の各々を、それぞれ、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し接近及び離隔する方向へ変位させることができる駆動手段とを備えている、ことが好ましい。
変位機構は、軸受部材の各々を、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し離隔する方向へ常時付勢するばね手段を備え、駆動手段は、付勢手段による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材の各々に当接して配置されたカム部材と、カム部材の各々に対応して配設されかつカム部材の各々を回動させる回転手段とを備えている、ことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に従って構成された定着装置の好適な実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１を参照して、本発明に従って構成された定着装置の実施形態は、定着ローラ２と、定着ローラ２に対し下方から圧接された圧ローラ４と、相互に間隔を置いて配置された複数の、実施形態においては２個のベルト支持ローラ６及び８と、ベルト支持ローラ６及び８の各々間に巻き掛けられた無端ベルト１０とを備えている。無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されている。無端ベルト１０の外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されることにより、ニップ領域１０Ｎが形成される。
【００１４】
少なくとも1個のベルト支持ローラは、内側又は外側に配設された加熱手段により加熱されるよう構成される。実施形態において、1個のベルト支持ローラ６は、加熱手段６Ｈが内蔵されたヒートローラから構成されている。以下の記載において、ベルト支持ローラ６をヒートローラ６と称することがある。無端ベルト１０、ヒートローラ６及びベルト支持ローラ８により囲まれた空間内には、ヒートローラ６の温度制御を行うための制御機器である温度センサ、具体的にはサーミスタＳがヒートローラ６の外周面に接触するよう配設されている。用紙Ｐは、図１において右から左へほぼ水平に搬送される。
【００１５】
図１〜図３を参照して、定着装置は、相互に間隔をおいて平行に対向するよう配設された一対の側壁１２を含む図示しないハウジングを備えている（図２においては、片方の側壁１２のみが図示されている）。定着ローラ２、圧ローラ４及びベルト支持ローラ８は、側壁１２の各々間に回転自在にかつ相互に平行に支持されている。サーミスタＳは、側壁１２の各々間を延在するよう配設された図示しない支持フレームに取り付けられている。ヒートローラ６は、側壁１２の各々に配設された、後述する変位機構２０によって、無端ベルト１０を介して定着ローラ２を押圧する押圧位置（図１に示す位置）と、定着ローラ２から図１において上方に離隔して無端ベルト１０を介して定着ローラ２を押圧しない非押圧位置（図４及び図５に示す位置）とに変位させられる。ベルト支持ローラ８は、定着ローラ２の回転方向（図１において時計方向）下流側（図１において右側）において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。
【００１６】
定着ローラ２を軸方向に見て（図１において紙面を表から裏に見て）、定着ローラ２の軸心を通る仮想水平線をｘ軸、定着ローラ２の軸心を通ってｘ軸に直交する仮想鉛直線をｙ軸としたとき、ヒートローラであるベルト支持ローラ６は、第２象限において、先に触れたように、定着ローラ２の外周面に対し、後述する変位機構２０によって、上記押圧位置と非押圧位置との間を上下方向に変位させられる。他方、ベルト支持ローラ８は、第１象限において、ベルト支持ローラ６に対し定着ローラ２の回転方向下流側であり、かつ用紙Ｐの搬送方向上流側において、定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。
【００１７】
定着ローラ２には、駆動ギヤ２Ｇが一体回転し得るよう配設され（図２参照）、この駆動ギヤ２Ｇは、駆動源である電動モータＭ１に図示しない他のギヤを含む動力伝達機構を介して駆動結合されている。ベルト支持ローラ８には、図示しない被駆動ギヤが一体回転し得るよう配設され、この被駆動ギヤは、図示しない他のギヤを介して定着ローラ２の駆動ギヤ２Ｇに噛み合わされている。
【００１８】
定着ローラ２及び圧ローラ４は、金属、例えばＳＵＳあるいは鉄製の心金と、心金を覆う弾性部材であるソリッドのシリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムと、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムを被覆するＰＦＡチューブとから構成することができる。シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムの外周面をＰＦＡチューブにより被覆する構成に代えて、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムの外周面を、トナーの離型層であるフッ素樹脂をコートする構成としてもよい。ベルト支持ローラ６及び８は、ＳＵＳあるいはアルミニウムなどの金属製の中空管から構成されている。無端ベルト１０は、ポリイミド樹脂、ＮｉあるいはＳＵＳから形成することができる。加熱手段６Ｈはハロゲンヒータから構成されている。以下の記載において、加熱手段６Ｈをハロゲンヒータ６Ｈと称することもある。加熱手段６Ｈをハロゲンヒータから構成することに代えて、他の加熱手段、例えば、電磁誘導加熱用の励磁コイル（ＩＨコイル）から構成する他の実施形態もある。加熱手段をＩＨコイルから構成した場合には、ＩＨコイルを、ベルト支持ローラ６の外周面の一部領域を外側から隙間を置いて覆うよう配置する実施形態もある。
【００１９】
先に述べたように、上記定着装置は、ヒートローラ６を、無端ベルト１０を介して定着ローラ２を押圧する押圧位置（図１に示す位置）と、定着ローラ２から離隔して無端ベルト１０を介して定着ローラ２を押圧しない非押圧位置（図４及び図５に示す位置）とに変位させることができる変位機構２０を備えている。変位機構２０は、上記一対の側壁１２の各々にそれぞれ移動自在（実施形態においては上下動自在）に支持されかつ、ヒートローラ６の両端部が回転自在に支持された軸受部材２２と、軸受部材２２の各々を、それぞれ、ヒートローラ６が定着ローラ２の外周面に対し接近及び離隔する上下方向へ変位させることができる駆動手段２３と、軸受部材２２の各々を、ヒートローラ６が定着ローラ２の外周面に対し離隔する方向（実施形態においては上方）へ常時付勢するばね手段、実施形態においては圧縮コイルばね２９とを備えている。駆動手段２３は、圧縮コイルばね２９による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材２２の各々に当接して配置されたカム部材２６と、カム部材２６の各々に対応して配設されかつカム部材２６の各々を回動させる回動手段とを備えている。
【００２０】
なお、図１〜図５において、変位機構２０は、片方の側壁１２に配設された、軸受部材２２、駆動手段２３、圧縮コイルばね２９などだけが図示されており、他方の側壁１２に配設された、軸受部材２２、駆動手段２３、圧縮コイルばね２９などは、図示が省略されている。側壁１２の各々に配設された軸受部材２２の各々、駆動手段２３の各々（後述するばねクラッチを除く）、圧縮コイルばね２９の各々などは、それぞれ相互に実質的に同じ構成及びレイアウトを有しているので、以下、片方の側壁１２に配設された片方の軸受部材２２、駆動手段２３、圧縮コイルばね２９などについて説明する。なお、他方の側壁１２に備えられた駆動手段２３には、後述するばねクラッチ３６は備えられていない。
【００２１】
図１〜図３を参照して、片方の側壁１２には、縦長矩形状の長穴１２ａが鉛直に延在するよう形成されており、長穴１２ａには軸受部材２２が上下動可能に保持されている。軸受部材２２は、縦長の、ほぼ直方体形状をなすブロック体から構成されている。軸受部材２２には軸受用の穴２２ａが形成され、穴２２ａには、ヒートローラ６の一端部（図１において右端部）が図示しない軸受を介して回転自在に支持されている。ヒートローラ６の軸線は、ベルト支持ローラ８、定着ローラ２及び圧ローラ４の軸線と平行である。軸受部材２２の上端面は水平面をなしかつ、後述するカム部材２６との接触部であるカムフォロワ２２ｂを構成している。図示はされていないが、ハロゲンヒータ６Ｈの一端部は、片方の軸受部材２２に静止状態で支持される。
【００２２】
片方の側壁１２であって、軸受部材２２よりも上方位置には、軸２４の一端部が回転自在に支持されている。軸２４の軸線はヒートローラ６の軸線と平行である。軸２４には、駆動手段２３の一部を構成するカム部材２６及びギヤ２８が固着されている。カム部材２６は、軸方向に見て、ほぼ矩形状を有するブロック体からなりかつ、４つのカム面２６ａ、２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄを備えている。４つのカム面２６ａ〜２６ｄにおいて、周方向に相互に隣接するカム面の各々は、相互に直交する平面上に配置され、かつ周方向に相互に隣接するカム面２６ａ〜２６ｄの各々間は円弧面により連続させられている。カム面２６ａ、２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄは、この順序で、図１において反時計方向に配列され、それぞれ、軸２４の軸心からの距離が前記順序で小さくなっている。図１において、軸２４の軸心からの距離が最も大きなカム面２６ａが最下端に位置付けられている。この状態で、カム面２６ａは水平面上に位置付けられている。
【００２３】
片方の側壁１２であって、軸受部材２２の直下方位置には、軸受部材２２を、ヒートローラ６が定着ローラ２の外周面に対し離隔する方向（実施形態においては鉛直上方）へ常時付勢するばね手段、実施形態においては圧縮コイルばね２９が配設されている。圧縮コイルばね２９は、その下端が、片方の側壁１２に配設された、図示しないばねホルダに保持され、上端が、軸受部材２２の水平下面に圧接させられて、軸受部材２２を鉛直上方に付勢している。軸受部材２２は、片方の側壁１２の長穴１２ａ内を長穴１２ａに沿って上方に移動させられ、カムフォロワ２２ｂがカム部材２６の一つのカム面、図１においてはカム面２６ａに対し下方から圧縮コイルばね２９のばね力により押圧させられている。
【００２４】
片方の側壁１２には軸３０の一端部が回転自在に支持されている。軸３０は、軸２４に対し、図１において水平左方に間隔をおいて平行に配置されている。軸３０には、ギヤ３２及び３４が軸方向に間隔をおいて配設されている。ギヤ３２は、軸３０に回転自在に支持されると共に、図示しない他のギヤを含む動力伝達機構を介して駆動源である電動モータＭ２に駆動結合されている。ギヤ３４は、軸３０と一体回転できるよう軸３０に固着されると共に、前記ギヤ２８に噛み合わされている。ギヤ３２及び３４におけるギヤ自体の構成（歯型、歯数、ピッチサークルなど）は相互に実質的に同じ形状及び大きさを有している。ギヤ２８の歯数：ギヤ３４の歯数＝２：１に設定されている。
【００２５】
ギヤ３２と３４とは、それ自体は周知の構成を利用することでよいばねクラッチ３６を介して連結されている。ばねクラッチ３６は、図３に示されているように、ギヤ３２及び３４にそれぞれ形成されかつ、相互に同じ外径の外周面を有するボス部３２ａ及び３４ａであって、相互に軸方向に相対回転し得るよう突き合わされたボス部３２ａ及び３４ａと、ボス部３２ａ及び３４ａの各々の外周面に跨って嵌合させられたコイルばね３８と、コイルばね３８の外周面に嵌合された円筒状のストップリング４０とを備えている。コイルばね３８の一端はストップリング４０の一端に相対回転できないように係止され、コイルばね３８の他端はギヤ３４のボス部３４ａに相対回転できないように係止されている。ストップリング４０の外周面には、半径方向外方に延び出す被係止片４２が一体に配設されている。被係止片４２の、軸３０の回転方向（図１において反時計方向）に面した被係止面４２ａ（図６参照）は、軸３０の軸方向に見て、軸３０の軸心を通り半径方向に延在する平面上に位置付けられている。なお、他方の側壁１２に配設された変位機構２０における駆動手段２３にはばねクラッチ３６は備えられていないので、軸３０の他端部には、ギヤ３４が固着されているだけである。
【００２６】
片方の側壁１２であって、軸３０の鉛直上方に間隔をおいて位置には、軸４４が、軸３０に対し平行に固着されている。軸４４にはストッパ５０が回動自在に支持されている。ストッパ５０は、軸４４に回動自在に嵌合された円筒状のボス部５２と、ボス部５２の外周面の、軸心を挟んで半径方向に相互に対向する位置からそれぞれ下方にフォーク状に延び出す一対のストップアーム５４及び５６と、ボス部５２の外周面における、図１において上端部から上方に延び出す被係止アーム５８とを備えている。
【００２７】
板状の被係止アーム５８には、上端から下方に延びる被係止溝５８ａが形成されている。ストップアーム５４及び５６は、それぞれ、ボス部５２の外周面から、図１において相互に離隔する方向に斜め下方に延びてから相互に平行に下方に延びている。ストップアーム５４の下端面５４ａ（図４及び図７参照）は、ばねクラッチ３６のストップリング４０における外周面に対し、図１において右外側の近接した位置において、軸３０の軸心を通る水平面上に位置付けられている。ストップアーム５４の下端面５４ａは、ストップリング４０における被係止片４２の回転軌跡上において、被係止面４２ａに対向する位置に位置付けられている。他方、ストップアーム５６の下端部５６ａは、ストップリング４０の外周面に対し、図１において左外側に間隔をおいた位置において、ストップリング４０の外周面に向ってほぼ水平に延びている。下端部５６ａの、図１において上面５６ｂは、ほぼ、軸３０の軸心を通る水平面上に存在する。ストップアーム５６の下端部５６ａの先端面５６ｃ（図６参照）は、ストップリング４０の外周面に対し、所定の間隔をおいて位置付けられている（より具体的には、ストップリング４０における被係止片４２の回転軌跡に対し、被係止片４２の回転移動を干渉しない半径方向外側に位置付けられている）。
【００２８】
片方の側壁１２であって、ストッパ５０における被係止アーム５８の、図１において右側には、ストッパ５０を回動させるアクチュエータであるソレノイドＳＯＬが配設されている。ソレノイドＳＯＬは、図１において左方に延び出す可動鉄心６０を備えており、可動鉄心６０の先端部には、係止ピン６２がその外周面から半径方向外方に延び出すよう固着されている。係止ピン６２は、可動鉄心６０の軸線に直交しかつ、軸４４に平行であり、先端部が、ストッパ５０における被係止アーム５８の被係止溝５８ａに相対移動可能に係合されている。クチュエータとしては、ソレノイドＳＯＬに代えて、流体圧シリンダ機構、例えばエアシリンダ機構から構成する他の実施形態もある。
【００２９】
自己保持形のソレノイドＳＯＬは、ＯＮ作動ごとに、ストッパ５０を軸４４まわりに交互に逆方向に回動させて、図１、図５及び図６に示す第１の位置と、図４及び図７に示す第２の位置とに交互に位置付けて保持する。ストッパ５０が図１、図５及び図６に示す第１の位置に位置付けられると、ストップアーム５４は、下端部がストップリング４０の外周面に接近して、その下端面５４ａがストップリング４０における被係止片４２の回転軌跡上において、被係止片４２の被係止面４２ａに対向して回転移動を干渉する位置に位置付けられる。他方、ストップアーム５６は、その下端部５６ａの先端面５６ｃがストップリング４０の外周面から離隔して、下端部５６ａの、図１において上面５６ｂが、被係止片４２の回転軌跡上から半径方向外側に退避して、被係止片４２の回転移動を干渉しない位置に位置付けられる。
【００３０】
ストッパ５０が図４及び図７に示す第２の位置に位置付けられると、ストップアーム５４は、その下端部がストップリング４０の外周面から離隔して、下端面５４ａが、ストップリング４０における被係止片４２の回転軌跡に対し、被係止片４２の回転移動を干渉しない半径方向外側に位置させられる。他方、ストップアーム５６は、その下端部５６ａの先端面５６ｃがストップリング４０の外周面に接近して、下端部５６ａの、図１において上面５６ｂが、ストップリング４０における被係止片４２の回転軌跡上において、被係止片４２の被係止面４２ａに対向して被係止片４２の回転移動を干渉する位置に位置付けられる。なお、上記ギヤ２８、ギヤ３２、ギヤ３４、電動モータＭ２、ばねクラッチ３６、ストッパ５０、ソレノイドＳＯＬなどは、回動手段を構成する。
【００３１】
上記定着装置は、変位機構２０を含む定着装置の作動を制御するコントローラ７０を備えている。コントローラ７０は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェース及び出力インターフェースなどを備えている。このように構成されたコントローラ７０の入力インターフェースには、サーミスタＳ、その他の検出器、定着装置が配設された画像形成機、例えば図示しない複写機の操作盤に配設されたコピースイッチＳＷ（したがって定着作動スイッチでもある）、その他のスイッチなどからの検出信号が入力され、出力インターフェースから電動モータＭ１及びＭ２、ソレノイドＳＯＬなどに制御信号を出力する。定着装置は、図示しない複写機の本体内に配設されるが、定着装置の制御は、複写機本体に配設された複写機全体の作動を制御するコントローラにより制御してもよい。
【００３２】
図１及び図６において、変位機構２０のストッパ５０は第１の位置に位置付けられている。ばねクラッチ３６におけるストップリング４０の被係止片４２の被係止面４２ａは、ストップアーム５４の下端面５４ａに当接された状態に位置付けられている。カム部材２６は、軸２６ａからの距離が最も大きいカム面２６ａが下端に位置付けられ、カム面２６ａには、軸受部材２２のカムフォロワ２２ｂが圧縮コイルばね２９により圧接されている。ヒートローラ６は、無端ベルト１０を介して定着ローラの外周面を押圧する押圧位置に位置付けられている。
【００３３】
図１及び図６に示す状態で、ソレノイドＳＯＬをＯＮさせると、変位機構２０のストッパ５０は、軸４４まわりを図１及び図６において反時計方向に回動させられて、第２の位置に位置付けられる（図４及び図７参照）。続いて、電動モータＭ２を作動させてギヤ３２（図３参照）を図１において反時計方向に回転駆動させる。ストップアーム５４の下端面５４ａは、ばねクラッチ３６のストップリング４０における被係止片４２の被係止面４２ａの回動を干渉しない、回動軌跡の半径方向外側に退避させられているので、ストップリング４０の回動はフリーとなる。その結果、ばねクラッチ３６は接続状態となり、コイルばね３８、ギヤ３４及びストップリング４０が一体に、ギヤ３２と同じ方向に回転駆動させられる。ストップリング４０が１８０°回転させられると、ストップリング４０における被係止片４２の被係止面４２ａが、ストップアーム５６の下端部５６ａの上面５６ｂに当接させられるので（図７参照）、ストップリング４０の回転が阻止される。その結果、ばねクラッチ３６は遮断状態となり、ギヤ３２は空転させられる。
【００３４】
ストップリング４０と共にギヤ３４が１８０°回転させられると、これに噛み合わされたギヤ２８、及びカム部材２６は、図１において時計方向に９０°回転駆動させられて停止する（図４参照）。カム部材２６は、軸２４の軸心からの距離が、カム面２６ａよりも小さいカム面２６ｂが下端に位置付けられるので、軸受部材２２は、圧縮コイルばね２９により図１に示す位置から図４に示す位置まで、上記距離の差だけ上方に移動させられる。ヒートローラ６は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２の外周面を押圧する押圧位置（図１に示す位置）から、定着ローラ２の外周面から離隔して無端ベルト１０を介して定着ローラ２を押圧しない非押圧位置（図４に示す位置）に変位させられる。図４に示す非押圧位置における上記ニップ領域１０Ｎのニップ幅は、図１に示す押圧位置における上記ニップ領域１０Ｎのニップ幅よりも小さくなる。
【００３５】
図４及び図７に示す状態で、ソレノイドＳＯＬをＯＮさせると、変位機構２０のストッパ５０は、軸４４まわりを図４及び図７において時計方向に回動させられて、再び第１の位置に位置付けられる（図５及び図６参照）。続いて、電動モータＭ２を作動させてギヤ３２（図３参照）を図４において反時計方向に回転駆動させる。ストップアーム５６の下端部５６ａの上面５６ｂは、ばねクラッチ３６のストップリング４０における被係止片４２の被係止面４２ａの回動を干渉しない、回動軌跡の半径方向外側に退避させられているので、ストップリング４０の回動はフリーとなる。その結果、ばねクラッチ３６は接続状態となり、コイルばね３８、ギヤ３４及びストップリング４０が一体に、ギヤ３２と同じ方向に回転駆動させられる。ストップリング４０が１８０°回転させられると、ストップリング４０における被係止片４２の被係止面４２ａが、ストップアーム５４の下端面５４ａに当接させられるので（図６参照）、ストップリング４０の回転が阻止される。その結果、ばねクラッチ３６は遮断状態となり、ギヤ３２は空転させられる。
【００３６】
ストップリング４０と共にギヤ３４が１８０°回転させられると、これに噛み合わされたギヤ２８、及びカム部材２６は、図４において時計方向に９０°回転駆動させられて停止する（図５参照）。カム部材２６は、軸２６の軸心からの距離が、カム面２６ｂよりも小さいカム面２６ｃが下端に位置付けられるので、軸受部材２２は、圧縮コイルばね２９により図４に示す位置から図５に示す位置まで、上記距離の差だけ上方に移動させられる。ヒートローラ６は、定着ローラ２の外周面から離隔して無端ベルト１０を介して定着ローラ２を押圧しない非押圧位置（図４に示す位置）から、定着ローラ２の外周面から更に離隔した非押圧位置（図５に示す位置）に変位させられる。図５に示す非押圧位置における上記ニップ領域１０Ｎのニップ幅は、図４に示す非押圧位置における上記ニップ領域１０Ｎのニップ幅よりも更に小さくなる。
【００３７】
図５及び図６に示す状態で、ソレノイドＳＯＬをＯＮさせると、変位機構２０のストッパ５０は再び第２の位置（図７参照）に位置付けられる。続いて、電動モータＭ２を作動させてギヤ３２（図３参照）を図５において反時計方向に回転駆動させると、先の説明から容易に理解されるように、カム部材２６は、図５に示す位置から時計方向に９０°回転駆動させられて、軸２４の軸心からの距離が、カム面２６ｃよりも小さいカム面２６ｄが下端に位置付けられるので、軸受部材２２は、圧縮コイルばね２９により図５に示す位置から図示しない位置まで、上記距離の差だけ上方に移動させられる。ヒートローラ６は、定着ローラ２の外周面から離隔して無端ベルト１０を介して定着ローラ２を押圧しない非押圧位置（図５に示す位置）から、定着ローラ２の外周面から更に離隔した非押圧位置（図示せず）に変位させられる。図示しない非押圧位置における上記ニップ領域１０Ｎのニップ幅は、図５に示す非押圧位置における上記ニップ領域１０Ｎのニップ幅よりも更に小さくなる。
【００３８】
このように、本発明による定着装置によれば、変速機構２０によって、少なくとも１個のヒートローラ、実施形態においては１個のヒートローラ６を、無端ベルト１０を介して定着ローラ２の外周面を押圧する押圧位置と、定着ローラ２から離隔して無端ベルト１０を介して定着ローラ２の外周面を押圧しない非押圧位置とに変位させることができる。その結果、ヒートローラが無端ベルトを介して定着ローラに常時押圧された状態に保持される定着装置に比べて、定着ローラ２の表面、実施形態においてはシリコンゴムの表面に永久変形（永久歪み）が生じにくいので、定着ローラ２の寿命を所要のとおりに確保することができる。また、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態（離隔状態）に保持される定着装置に比べて、定着ローラ２の表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にする。
【００３９】
コントローラ７０は、少なくとも１個のヒートローラ、実施形態においては１個のヒートローラ６を、定着ローラ２及び無端ベルト１０の回転駆動が停止されている間は押圧位置（図１に示す位置）に位置付け、定着ローラ２及び無端ベルト１０が回転駆動される間は非押圧位置（図４に示す位置）に位置付けるよう、変位機構２０を制御することが好ましい。図示の実施形態において、ヒートローラ６が押圧位置（図１に示す位置）に位置付けられているときの上記ニップ領域１０Ｎのニップ幅は、定着作動時に適したニップ幅に予め設定されている。
【００４０】
ヒートローラ６が非押圧位置（図４に示す位置）に位置付けられた状態において、定着ローラ２が電動モータＭ１により図４において時計方向に回転駆動されると、圧ローラ４は反時計方向に従動させられる。同時にベルト支持ローラ８も定着ローラ２によって反時計方向に回転駆動させられるので、ヒートローラ６は、無端ベルト１０を介して図１において反時計方向に従動回転させられる。ハロゲンヒータ６Ｈが通電され、発熱が開始されると、ハロゲンヒータ６Ｈによる熱は、ヒートローラ６に伝達され、ヒートローラ６に伝達された熱は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に伝達されるので、定着ローラ２の昇温が開始される。定着ローラ２に伝達された熱は圧ローラ４にも伝達される。定着ローラ２の表面温度が常温から所定の温度に達した後、片面（上面）にトナーが転写された用紙Ｐが図４において右から左に向かってほぼ水平に搬送され、定着ローラ２及び圧ローラ４のニップ部を通過すると、用紙Ｐの片面に転写された未定着トナーは、定着ローラ２によって用紙Ｐの片面に溶融定着される。このように、上記定着装置によれば、ヒートローラ６は、定着ローラ２及び無端ベルト１０が回転駆動されている間（一般的に、上記したように印字動作が行われる間、あるいはウォームアップ時）は非押圧位置（図４に示す位置）に位置付けられるので、定着ローラ２の表面、実施形態においてはシリコンゴムの表面に永久変形（永久歪み）が生じにくいので、定着ローラ２の寿命を所要のとおりに確保することができる。
【００４１】
ヒートローラ６は、定着ローラ２及び無端ベルト１０の回転駆動が停止されている間（一般的に定着待機時）は押圧位置（図１に示す位置）に位置付けられる。この状態で、ハロゲンヒータ６Ｈに通電して発熱させると、ヒートローラ６が加熱される。ヒートローラ６の熱は、無端ベルト１０を介して直接的に定着ローラ２に伝達される。その結果、定着ローラ２の表面温度の低下を、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態（離隔状態）に保持される定着装置に比べて抑制することができるので、定着ローラ２の表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にする。
【００４２】
上記定着装置において、コントローラ７０は、少なくとも１個のヒートローラ、実施形態においては１個のヒートローラ６を、印字動作が行われる間は非押圧位置（図４に示す位置）に位置付け、印字動作が行われる間を除く他の状態の間（一般的に定着待機時あるいはウォームアップ時）は押圧位置（図１に示す位置）に位置付けるよう、変位機構２０を制御することが好ましい。このように、ヒートローラ６が、印字動作が行われる間は非押圧位置（図４に示す位置）に位置付けられることに起因して、先に述べたように、定着ローラ２の表面、実施形態においてはシリコンゴムの表面に永久変形（永久歪み）が生じにくいので、定着ローラ２の寿命を所要のとおりに確保することができる。また、ヒートローラ６が、印字動作が行われる間を除く他の状態の間（一般的に定着待機時あるいはウォームアップ時）は押圧位置（図１に示す位置）に位置付けられることに起因して、先に述べたように、定着ローラ２の表面温度の低下を、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態（離隔状態）に保持されて加熱されるものに比べて抑制することができるので、定着ローラ２の表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にする。
【００４３】
コントローラ７０は、少なくとも１個のヒートローラ、実施形態においては１個のヒートローラ６が押圧位置（図１に示す位置）に位置付けられかつ、定着ローラ２及び無端ベルト１０（定着ローラ２及び無端ベルト１０の他にベルト支持ローラ６及び８、圧ローラ４をも含むことはいうまでもない）の回転駆動が停止されている状態において、少なくとも１個のヒートローラ、実施形態においては１個のヒートローラ６の表面温度を所定値以上に保持すると共に、所定時間ごとに所定時間だけ、定着ローラ２及び無端ベルト１０を回転駆動させるよう、定着装置を制御することが好ましい。ヒートローラ６が押圧位置（図１に示す位置）に位置付けられかつ、定着ローラ２及び無端ベルト１０の回転駆動が停止されている状態において、ヒートローラ６の表面温度を所定値以上に保持した状態で長時間放置すると、定着ローラ２の表面における該押圧部、実施形態においてはシリコンゴムの表面における該押圧部に永久変形（永久歪み）が生じ易くなる。そこで、所定時間ごとに所定時間だけ、定着ローラ２及び無端ベルト１０を回転駆動させることにより、該押圧部の位置を周方向に変化させることができ、上記永久変形（永久歪み）の発生を防止することが可能になる。
【００４４】
変位機構２０は、少なくとも１個のヒートローラ、実施形態においては１個のヒートローラ６を、定着ローラ２から離隔する距離が異なる複数の非押圧位置（実施形態においては、図４、図５にそれぞれ示す位置及び先に説明した不図示の他の非押圧位置）に変位させることができ、無端ベルト１０の外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されることにより形成されるニップ領域１０Ｎのニップ幅は、ヒートローラ６が、定着ローラ２から離隔する距離が大きい非押圧位置に位置付けられるほど小さくなる、ことが好ましい。その結果、コントローラ７０により、必要に応じて適宜に該ニップ幅を変更することが可能になり、より好適な定着動作あるいは定着準備動作の遂行が可能になる。
【００４５】
コントローラ７０は、少なくとも１個のヒートローラ、実施形態においては１個のヒートローラ６を、通常の印字動作時における非押圧位置（図４に示す位置）よりも定着ローラ２から離隔する距離が大きな非押圧位置（実施形態においては、図５に示す位置又は先に説明した不図示の他の非押圧位置）に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態で印字動作を実行する、ことが好ましい。ヒートローラ６を、通常の印字動作時における非押圧位置（図４に示す位置）よりも定着ローラ２から離隔する距離が大きな非押圧位置に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定することにより、無端ベルト１０の外側表面と定着ローラ２の表面（外周面）との間に、より大きな温度差をもたせて、無端ベルト１０に付着したトナーを定着ローラ２の表面に移動させ易くすることが可能になる。その結果、例えば、ジャム処理後に印字動作を行う場合、ジャム処理を行った際に無端ベルト１０に付着したトナーは、定着ローラ２の表面に移動させられる。そして定着ローラ２に移動させられたトナーは、定着ローラ２と圧ローラ４とのニップ部を通過する用紙に定着されることにより定着ローラ２の表面から除去される。その結果、無端ベルト１０に格別のクリーニング手段を配設することなく、通常の印字動作の過程において、無端ベルト１０のクリーニングが自動的に遂行されるのである。なお、定着ローラ２の表面から用紙の表面に移動させられる上記トナーは微量であり、肉眼で認められる用紙汚れには至らない。
【００４６】
非印字動作時に用紙Ｐが定着装置を通過し得るクリーニングモードが設けられ、コントローラ７０は、少なくとも１個のヒートローラ、実施形態においては１個のヒートローラ６を、通常の印字動作時における非押圧位置（図４に示す位置）よりも定着ローラ２から離隔する距離が大きな非押圧位置（図５又は先に述べた不図示の他の非押圧位置）に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態でクリーニングモードを実行する、ことが好ましい。クリーニングモードの実行は、例えば、図示しない複写機の操作盤に定期的にクリーニングモードの実行を表示することにより、オペレータがその都度行うことができる。また、クリーニングモードの実行を、操作盤において自由に設定できるようにしておくことにより、オペレータあるいはサービスマンが、その実行時期を任意に選定できるようにすることも可能である。クリーニングモードの実行は、印字動作を行うことなく、定着ローラ２及び無端ベルト１０を回転駆動させた状態で、１枚又は複数枚の用紙が定着装置を通過するように制御すればよい。その結果、無端ベルト１０に格別のクリーニング手段を配設することなく、無端ベルト１０のクリーニングを行うことができる。
【００４７】
変位機構２０は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁１２の各々にそれぞれ移動自在に支持されかつ、ヒートローラ６の両端部が回転自在に支持された軸受部材２２と、軸受部材２２の各々を、それぞれ、ヒートローラ６が定着ローラ２の外周面に対し接近及び離隔する方向へ変位させることができる駆動手段２３とを備えている、ことが好ましい。このような構成は、上記作用効果を実用上確実に達成することに寄与する。
【００４８】
変位機構２０は、軸受部材２２の各々を、ヒートローラ６が定着ローラ２の外周面に対し離隔する方向へ常時付勢するばね手段、実施形態においては圧縮コイルばね２９を備え、駆動手段２３は、圧縮コイルばね２９による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材２２の各々に当接して配置されたカム部材２６と、カム部材２６の各々に対応して配設されかつカム部材２６の各々を回動させる回転手段とを備えている、ことが好ましい。このような構成は、上記作用効果を実用上更に確実に達成することに寄与する。
【００４９】
上記定着装置においては、１個のヒートローラ６を、上記押圧位置と上記非押圧位置とに変位させることができる変位機構２０が備えられているが、２個以上のヒートローラ、例えばヒートローラ６及びヒートローラ８（ベルト支持ローラ８をヒートローラから構成した場合）を、それぞれ、上記押圧位置と上記非押圧位置とに変位させることができる変位機構を備える他の実施形態もある。
【００５０】
本発明による上記定着装置によれば、無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラ２の外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルト１０が圧接されてニップ領域１０Ｎを形成するので、定着ローラ２を加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラ２に対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラ２の耐久性を損なうことなく、定着ローラ２の昇温時間を短縮して定着装置のウォームアップ時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による定着装置の一実施形態を示す構成概略図である。
【図２】図１に示す定着装置に備えられている変位機構の要部を示す断面図である。
【図３】図２に示す変位機構の部分図であって、ばねクラッチを断面で示す部分図である。
【図４】図１に示す定着装置の他の作動態様を示す構成概略図である。
【図５】図１に示す定着装置の更に他の作動態様を示す構成概略図である。
【図６】図１に示すストッパとばねクラッチのストップリングとの位置関係を示す部分拡大図である。
【図７】図４に示すストッパとばねクラッチのストップリングとの位置関係を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５２】
２：定着ローラ
４：圧ローラ
６：ベルト支持ローラ（ヒートローラ）
６Ｈ：加熱手段（ハロゲンヒータ）
８：ベルト支持ローラ
１０：無端ベルト
１０Ｎ：ニップ領域
１２：側壁
２０：変位機構
２２：軸受部材
２３：駆動手段
２９：圧縮コイルばね
３６：ばねクラッチ
４０：ストップリング
４２：被係止片
４２ａ：被係止片の被係止面
５０：ストッパ
５４：ストップアーム
５４ａ：ストップアームの下端面
５６：ストップアーム
５６ａ：ストップアームの下端部
５６ｂ：ストップアームの下端部の上面
５６ｃ：ストップアームの下端部の先端面
７０：コントローラ
Ｍ１、Ｍ２：電動モータ
ＳＯＬ：ソレノイド
Ｐ：用紙
Ｓ：サーミスタ
【図１】
2006003415.tif 000003
【図２】
2006003415.tif 000004
【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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