(57)【要約】【課題】  無端状のベルト部材と加熱ローラ部材との接触面積を増やすことで、高速化に有利となり、また転写材への熱供給が増え、斤量の異なる転写材が通紙されても定着装置の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に押圧部材を配置すること、若しくは無端状のベルト部材の搬送方向に対して加熱ローラ部材の上流側に無端状のベルト部材を押圧する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３
2006011126.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、加熱する加熱ローラ部材と、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、前記押圧部材の押圧と解除とを行う押圧解除手段と、転写材検出手段若しくは操作部からの入力、設定手段とを有し、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に前記押圧部材を配置すること、若しくは前記無端状のベルト部材の搬送方向に対して加熱ローラ部材の上流側に前記無端状のベルト部材を押圧する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１５０ｇｓｍ以上の転写材を通紙する場合は、前記無端状のベルト部材の搬送方向に対して加熱ローラ部材の上流側に前記無端状のベルト部材を押圧する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前記加圧ローラ部材を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加熱ローラ部材（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、転写材の紙種によって、定着装置の線速を落としたり、使用不可能な転写材があった。例えば転写材として厚紙（１５０ｇｓｍ以上）を使用する場合において、加熱ローラ部材の熱供給が追いつかないため、定着装置の線速を落とす方法が取られていた。
【０００７】
しかし、この方法だと生産性が悪いだけでなく、使用できない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があった。
【０００８】
本発明は上記の不具合を解消し、無端状のベルト部材と加熱ローラ部材との接触面積を増やすことで、高速化に有利となり、また転写材への熱供給が増え、斤量の異なる転写材が通紙されても定着装置の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、加熱する加熱ローラ部材と、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、前記押圧部材の押圧と解除とを行う押圧解除手段と、転写材検出手段若しくは操作部からの入力、設定手段とを有し、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に前記押圧部材を配置すること、若しくは前記無端状のベルト部材の搬送方向に対して加熱ローラ部材の上流側に前記無端状のベルト部材を押圧する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と加熱ローラ部材との接触面積を広くとることが可能となり、加熱ローラ部材の径を大きくする必要がないと共に、加熱ローラ部材と無端状のベルト部材との接触面積が増大することで、高速化に有利となる。また、無端状のベルト部材と加熱ローラ部材との接触面積を増やすことで、転写材への熱供給が増え、斤量の異なる転写材が通紙されても定着装置の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と加熱ローラ部材との接触面積を広くとることが可能となり、加熱ローラ部材の径を大きくする必要がないと共に、加熱ローラ部材と無端状のベルト部材との接触面積が増大することで、高速化に有利となる。また、無端状のベルト部材と加熱ローラ部材との接触面積が増えることで、転写材への熱供給が増え、斤量の異なる転写材が通紙されても定着装置の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を内部に有する加熱ローラ部材としての加熱ローラ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。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との間の形成されるニップ部Ｎにおいてカラートナー像（或いはトナー像）の定着が行われる。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、熱定着装置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、転写材としての記録紙Ｐの紙種と斤量とが検知される。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紙種と斤量とを設定す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４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、第１の押圧部材を無端状のベルト部材と非接触状態（退避位置）に配置した定着装置の装置概要断面図であり、図３は、第１の押圧部材を無端状のベルト部材に押圧した定着装置の装置概要断面図であり、図４は、第１の押圧部材と、第２の押圧部材とを無端状のベルト部材に押圧した定着装置の装置概要断面図である。
【００２７】
図２ないし図４によれば、定着装置１７は、図２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を内部に有する加熱ローラ部材としての加熱ローラ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を挟んで加熱ローラ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。
【００２８】
また定着装置１７には図３に示す押圧部材ＯＢａを移動させる押圧解除手段としての移動機構ＩＫａが設けられる。
【００２９】
加熱ローラ部材としての加熱ローラ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。加熱ローラ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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。加熱ローラ１７ａにより定着ベルト２７が加熱される。
【００３３】
転写材検知手段ＴＫａ（図１参照）の検知若しくは不図示の操作部からの入力、設定手段の入力、設定により、転写材の斤量が１５０ｇｓｍ未満の普通紙を定着する場合には、図２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。
【００３４】
図３に示すように、第１の押圧部材である押圧部材ＯＢａを移動させる押圧解除手段としての移動機構ＩＫａとしては、回転軸Ｊｔａを支点として回転するレバーＬＶａと、当該レバーＬＶａを引っ張るソレノイドＳＤと、ソレノイドＳＤと反対方向にレバーＬＶａを引っ張るバネＳＰａとにより構成される。ソレノイドＳＤの吸引により（ソレノイドＳＤをｏｎ（押圧解除手段の押圧）とし）レバーＬＶａが下側に回転され、押圧部材ＯＢａが定着ベルト２７を押圧する。ソレノイドＳＤをｏｆｆ（押圧解除手段の解除）とすると、図２のように押圧部材ＯＢａが定着ベルト２７から離間される（押圧部材ＯＢａが解除の状態となる）。
【００３５】
転写材検知手段ＴＫａ（図１参照）の検知若しくは不図示の操作部からの入力、設定手段の入力、設定により、転写材の斤量が１５０ｇｓｍ以上の転写材を定着する場合には、図３に示すように、移動機構ＩＫａを作動させ、押圧部材ＯＢａを定着ベルト２７に押圧させる。
【００３６】
また、転写材検知手段ＴＫａ（図１参照）の検知若しくは不図示の操作部からの入力、設定入力、設定手段のにより、転写材の斤量が３００ｇｓｍ以上の転写材を定着する場合には、図４に示すように、第１の押圧部材である押圧部材ＯＢａを加熱ローラ１７ａの上流側から定着ベルト２７に押圧させると共に、第２の押圧部材である押圧部材ＯＢｂを加熱ローラ１７ａの下流側から定着ベルト２７に押圧させる。第２の押圧部材である押圧部材ＯＢｂの押圧解除手段としての移動機構も、図３にて説明したと同様な機構が用いられる（図４において、押圧部材ＯＢａおよび押圧部材ＯＢｂの押圧解除手段としての移動機構の図は省略）。無端状の定着ベルト２７と加熱ローラ１７ａとの接触面積が増加し、厚紙での良好な定着が行われ、線速を落とすことなく、厚紙でも通紙可能にする。
【００３７】
図２は、図３の押圧解除手段としての移動機構ＩＫａのソレノイドＳＤをｏｆｆした場合である（図２において押圧解除手段としての移動機構ＩＫａの図は省略）。
【００３８】
上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、無端状のベルト部材とハロゲンランプを内部に有する加熱ローラ部材との接触面積が増えることで、転写材への熱供給が増え、斤量の異なる転写材が通紙されても定着装置の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】第１の押圧部材を無端状のベルト部材と非接触状態（退避位置）に配置した定着装置の装置概要断面図である。
【図３】第１の押圧部材を無端状のベルト部材に押圧した定着装置の装置概要断面図である。
【図４】第１の押圧部材と、第２の押圧部材とを無端状のベルト部材に押圧した定着装置の装置概要断面図である。
【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  加熱ローラ
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
ＩＫａ  移動機構
Ｎ  ニップ部
ＴＫａ  転写材検出手段
Ｐ  記録紙
【図１】
2006011126.tif 000003
【図２】
2006011126.tif 000004
【図３】
2006011126.tif 000005
【図４】
2006011126.tif 000006