(57)【要約】【課題】対向ローラーと定着ベルトとが相互に離間した際に、加熱ローラーが定着ベルトを回転させやすい構成を備えた定着装置を得る。【解決手段】第１切換機構２７によって第１状態が形成され、第２切換機構２８によって離間状態Ｔ２が形成されている状態において、加熱ローラー１９が回転駆動されることでパッド２０の第１外表面２１が定着ベルト２４の内周面に摺接している時に発生する摺動抵抗を第１摺動抵抗と定義し、第１切換機構２７によって第２状態Ｓ２が形成され、第２切換機構２８によって離間状態Ｔ２が形成されている状態において、加熱ローラー１９が回転駆動されることでパッド２０の第２外表面２２が定着ベルト２４の内周面に摺接している時に発生する摺動抵抗を第２摺動抵抗Ｒ２と定義したとすると、第２摺動抵抗Ｒ２は第１摺動抵抗よりも小さい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ローラーと、
第１外表面および第２外表面を有するパッドと、
環状の形状を有し、内周面側に配置された前記加熱ローラーと前記パッドとによって張架される定着ベルトと、
前記定着ベルトの外周面側に配置され、前記定着ベルトを介して前記パッドに圧接可能な対向ローラーと、
前記パッドの姿勢を変更することで、前記第１外表面を前記定着ベルトの前記内周面に接触させて前記第１外表面と前記加熱ローラーとに前記定着ベルトを張架させる第１状態と、前記第２外表面を前記定着ベルトの前記内周面に接触させて前記第２外表面と前記加熱ローラーとに前記定着ベルトを張架させる第２状態とを切り換える第１切換機構と、
前記定着ベルトの前記外周面に対する前記対向ローラーの相対位置を変更することで、前記対向ローラーが前記定着ベルトの前記外周面に圧接している圧接状態と、前記対向ローラーが前記定着ベルトの前記外周面から離れている離間状態とを切り換える第２切換機構と、を備え、
前記第１切換機構によって前記第１状態が形成され、前記第２切換機構によって前記圧接状態が形成されている状態において、前記定着ベルトの前記外周面と前記対向ローラーとの間には定着ニップが形成され、前記対向ローラーが回転駆動されることで前記定着ベルトが回転するとともに、前記パッドの前記第１外表面が前記定着ベルトの前記内周面に摺接し、
前記第１切換機構によって前記第１状態が形成され、前記第２切換機構によって前記離間状態が形成されている状態において、前記加熱ローラーが回転駆動されることで前記定着ベルトが回転するとともに前記パッドの前記第１外表面が前記定着ベルトの前記内周面に摺接している時に、前記第１外表面と前記内周面との間に発生している摺動抵抗を第１摺動抵抗と定義し、
前記第１切換機構によって前記第２状態が形成され、前記第２切換機構によって前記離間状態が形成されている状態において、前記加熱ローラーが回転駆動されることで前記定着ベルトが回転するとともに前記パッドの前記第２外表面が前記定着ベルトの前記内周面に摺接している時に、前記第２外表面と前記内周面との間に発生している摺動抵抗を第２摺動抵抗と定義したとすると、
前記第２摺動抵抗は、前記第１摺動抵抗よりも小さい、
定着装置。
【請求項２】
前記第２外表面は、滑らかな凸状に曲成された曲面形状を呈している、
請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記パッドは、
前記第１外表面を形成する第１部分と、
前記第２外表面を形成し、前記第１部分とは異なる部材から形成された第２部分とを含み、
前記第２部分には、潤滑剤が含浸されている、
請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第２部分は、繊維状の部材から構成されている、
請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１切換機構は、前記定着ベルトの回転方向と同じ方向に前記パッドを回転させることで、前記第１状態と前記第２状態とを切り換え可能であり、
前記加熱ローラーによって前記定着ベルトの回転が開始されるタイミングに合わせて、前記第１切換機構は前記定着ベルトの回転方向と同じ方向に前記パッドを回転させる、
請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１切換機構は、前記対向ローラーから前記パッドを遠ざかる方向に移動させるという動作を行なうとともに、前記第１状態と前記第２状態との切り換えを行なう、
請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１切換機構によって前記第２状態が形成され、前記第２切換機構によって前記圧接状態が形成されている状態において、前記対向ローラーが回転駆動されることで前記定着ベルトが回転するとともに、前記パッドの前記第２外表面が前記定着ベルトの前記内周面に摺接し、前記定着ベルトの前記外周面と前記対向ローラーとの間に他の定着ニップが形成される、
請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ベルトと対向ローラーとの間に定着ニップを形成する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１，２に開示されているように、定着ベルトと対向ローラーとの間に、定着ニップを形成する定着装置が知られている。定着ベルトの内周面側には加熱ローラーおよびパッドが配置され、定着ベルトは加熱ローラーおよびパッドによって張架される。対向ローラーは、定着ベルトの外周面側に配置され、定着ベルトを介してパッドに圧接する。対向ローラーが回転することで定着ベルトが従動回転し、この際、パッドの外表面（非回転の外表面）は定着ベルトの内周面に摺接する。
【０００３】
対向ローラーが定着ベルトの外周面に圧接された状態が長時間継続すると、たとえば、定着ベルトや対向ローラーに局所的な変形が発生したり、加熱ローラーの熱が対向ローラーを昇温するために消費されたり、対向ローラーの温度が必要以上に高くなったりする。定着ベルト等に局所的な変形が生じると、良好な定着ニップが形成されにくくなる。加熱ローラーの熱が対向ローラーを昇温するために消費されると、装置全体としての消費エネルギーが増大する可能性がある。
【０００４】
両面印刷が行なわれる場合には、おもて面に定着しているトナー像が、うら面にトナー像を定着させる際に対向ローラーに接触する。対向ローラーの温度が必要以上に高いと、うら面にトナー像を定着させる際に、おもて面に定着しているトナー像が対向ローラーからの熱を受けて再溶融してしまい、十分な画像品質を得られない可能性が生じる。これらの事象が発生することを抑制するために、適切なタイミングで（たとえば装置のウォームアップ時、アイドリング時やスタンバイ時などに）対向ローラーと定着ベルトとを相互に離間させるという制御動作が行なわれる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３９４３７号公報
【特許文献２】特開２００９−１６８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
対向ローラーが定着ベルトに圧接されている状態では、対向ローラーが回転することによって定着ベルトが従動回転する。この際パッドの外表面は、定着ベルトの内周面に摺接する。パッドの外表面と定着ベルトの内周面との間に発生する摺動抵抗を低減するために定着ベルトの内周面には一般的に潤滑剤が設けられる。
【０００７】
一方で、対向ローラーと定着ベルトとが相互に離間している状態では、加熱ローラーの回転によって定着ベルトが回転する。定着ベルトと加熱ローラーとの間の部分的な接触が繰り返されることで、定着ベルト全体の温度を上昇させたり、定着ベルト全体の温度を一定の範囲内に維持したりすることが可能となる。
【０００８】
対向ローラーと定着ベルトとが相互に離間し、加熱ローラーの回転により定着ベルトを回転させる際も、パッドの外表面は定着ベルトの内周面に摺接する。潤滑剤の存在によりパッドと定着ベルトとの間の摺動抵抗は減少するが、一方で、加熱ローラーと定着ベルトの内周面との間に十分な摩擦力が発生しにくくなる。
【０００９】
加熱ローラーと定着ベルトの内周面との間の摩擦力が、パッドと定着ベルトとの間の摺動抵抗（動摩擦力）に対して不足した場合には、加熱ローラーが定着ベルトに対して滑ることで、加熱ローラーの駆動力が定着ベルトに伝達されにくくなり、加熱ローラーが定着ベルトを適切に回転させることは難しくなる。
【００１０】
本発明は、上述のような実情に鑑みて創作されたものであって、対向ローラーと定着ベルトとが相互に離間した際に、加熱ローラーが従来に比して定着ベルトを回転させやすい構成を備えた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】
【００１１】
本発明に基づく定着装置は、加熱ローラーと、第１外表面および第２外表面を有するパッドと、環状の形状を有し、内周面側に配置された上記加熱ローラーと上記パッドとによって張架される定着ベルトと、上記定着ベルトの外周面側に配置され、上記定着ベルトを介して上記パッドに圧接可能な対向ローラーと、上記パッドの姿勢を変更することで、上記第１外表面を上記定着ベルトの上記内周面に接触させて上記第１外表面と上記加熱ローラーとに上記定着ベルトを張架させる第１状態と、上記第２外表面を上記定着ベルトの上記内周面に接触させて上記第２外表面と上記加熱ローラーとに上記定着ベルトを張架させる第２状態とを切り換える第１切換機構と、上記定着ベルトの上記外周面に対する上記対向ローラーの相対位置を変更することで、上記対向ローラーが上記定着ベルトの上記外周面に圧接している圧接状態と、上記対向ローラーが上記定着ベルトの上記外周面から離れている離間状態とを切り換える第２切換機構と、を備え、上記第１切換機構によって上記第１状態が形成され、上記第２切換機構によって上記圧接状態が形成されている状態において、上記定着ベルトの上記外周面と上記対向ローラーとの間には定着ニップが形成され、上記対向ローラーが回転駆動されることで上記定着ベルトが回転するとともに、上記パッドの上記第１外表面が上記定着ベルトの上記内周面に摺接し、上記第１切換機構によって上記第１状態が形成され、上記第２切換機構によって上記離間状態が形成されている状態において、上記加熱ローラーが回転駆動されることで上記定着ベルトが回転するとともに上記パッドの上記第１外表面が上記定着ベルトの上記内周面に摺接している時に、上記第１外表面と上記内周面との間に発生している摺動抵抗を第１摺動抵抗と定義し、上記第１切換機構によって上記第２状態が形成され、上記第２切換機構によって上記離間状態が形成されている状態において、上記加熱ローラーが回転駆動されることで上記定着ベルトが回転するとともに上記パッドの上記第２外表面が上記定着ベルトの上記内周面に摺接している時に、上記第２外表面と上記内周面との間に発生している摺動抵抗を第２摺動抵抗と定義したとすると、上記第２摺動抵抗は、上記第１摺動抵抗よりも小さい。
【００１２】
上記定着装置において好ましくは、上記第２外表面は、滑らかな凸状に曲成された曲面形状を呈している。
【００１３】
上記定着装置において好ましくは、上記パッドは、上記第１外表面を形成する第１部分と、上記第２外表面を形成し、上記第１部分とは異なる部材から形成された第２部分とを含み、上記第２部分には、潤滑剤が含浸されている。
【００１４】
上記定着装置において好ましくは、上記第２部分は、繊維状の部材から構成されている。
【００１５】
上記定着装置において好ましくは、上記第１切換機構は、上記定着ベルトの回転方向と同じ方向に上記パッドを回転させることで、上記第１状態と上記第２状態とを切り換え可能であり、上記加熱ローラーによって上記定着ベルトの回転が開始されるタイミングに合わせて、上記第１切換機構は上記定着ベルトの回転方向と同じ方向に上記パッドを回転させる。
【００１６】
上記定着装置において好ましくは、上記第１切換機構は、上記対向ローラーから上記パッドを遠ざかる方向に移動させるという動作を行なうとともに、上記第１状態と上記第２状態との切り換えを行なう。
【００１７】
上記定着装置において好ましくは、上記第１切換機構によって上記第２状態が形成され、上記第２切換機構によって上記圧接状態が形成されている状態において、上記対向ローラーが回転駆動されることで上記定着ベルトが回転するとともに、上記パッドの上記第２外表面が上記定着ベルトの上記内周面に摺接し、上記定着ベルトの上記外周面と上記対向ローラーとの間に他の定着ニップが形成される。
【発明の効果】
【００１８】
上記の定着装置においては、パッドの第２外表面と定着ベルトの内周面との間に発生する第２摺動抵抗が、パッドの第１外表面と定着ベルトの内周面との間に発生する第１摺動抵抗よりも小さくなるように構成されており、対向ローラーが定着ベルトから離れた離間時においては第２摺動抵抗が作用するように定着装置が動作するため、したがって対向ローラーと定着ベルトとが相互に離間した際には加熱ローラーが定着ベルトを容易に回転させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１における画像形成装置１００を示す図である。
【図２】実施の形態１における定着装置１８を拡大して示す図である。
【図３】実施の形態１における定着装置１８に関して、対向ローラー２５と定着ベルト２４とが相互に離間している状態を示す図である。
【図４】実施の形態１における定着装置１８に関して、対向ローラー２５と定着ベルト２４とが相互に離間している状態を示すもう一つの図である。
【図５】比較例における定着装置１８Ｚが圧接状態Ｔ１を形成している様子を示す図である。
【図６】比較例における定着装置１８Ｚが離間状態Ｔ２を形成している様子を示す図である。
【図７】実施の形態２における定着装置１８のパッド２０が第１状態Ｓ１を形成している様子を示す図である。
【図８】実施の形態２における定着装置１８のパッド２０が第２状態Ｓ２を形成している様子を示す図である。
【図９】実施の形態３における定着装置１８Ｂにおいてパッド２０が第１状態Ｓ１を形成しており、定着ベルト２４が回転していない様子を示す図である。
【図１０】実施の形態３における定着装置１８Ｂにおいてパッド２０が回転している様子を示す図である。
【図１１】実施の形態３における定着装置１８Ｂにおいてパッド２０が第２状態Ｓ２を形成している様子を示す図である。
【図１２】実施の形態４における定着装置１８Ｃを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１における画像形成装置１００を示す図である。画像形成装置１００は、電子写真方式の画像形成装置であり、感光体１０、帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３、転写ローラー１４、クリーニング装置１５および定着装置１８を備える。
【００２２】
帯電装置１１は、感光体１０の表面を接触方式により帯電させ、露光装置１２は、感光体１０の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置１３は、静電潜像をトナー（トナーを含む現像剤）により現像してトナー像を感光体１０の表面に形成する。感光体１０と転写ローラー１４との間には、転写部１６が形成される。
【００２３】
記録用紙１７は、転写部１６を通過するように、矢印ＡＲの方向に沿って搬送される。現像装置１３により形成されたトナー像は、記録用紙１７が転写部１６を通過する際に、感光体１０から記録用紙１７に転写される。感光体１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１５によって除去される。
【００２４】
（定着装置１８）
図２は、実施の形態１における定着装置１８を拡大して示す図である。定着装置１８は、定着ニップＮ１を有する。記録用紙１７（図１）は、記録用紙１７の表面にトナー像が転写された後、定着ニップＮ１を通過する。記録用紙１７上のトナー像は、定着ニップＮ１を通過する際に加熱および加圧されることで、記録用紙１７の表面に定着する。
【００２５】
本実施の形態の定着装置１８は、加熱ローラー１９、パッド２０、定着ベルト２４、対向ローラー２５、第１切換機構２７、および、第２切換機構２８を備える。加熱ローラー１９はヒーターを内蔵しており、ヒーターの熱は加熱ローラー１９の外表面を通して定着ベルト２４に伝達される。
【００２６】
定着ベルト２４が加熱ローラー１９の周りで回転（周回移動）することで、加熱ローラー１９の外表面と定着ベルト２４の内周面２４Ａとの間の部分的な接触が繰り返され、定着ベルト２４の全体の温度を上昇させたり、定着ベルト２４の全体の温度を一定の範囲内に維持したりすることが可能となる。
【００２７】
パッド２０は、第１外表面２１および第２外表面２２を有し、加熱ローラー１９から離間した位置に配置される。パッド２０は、回転軸２３により回転可能に支持される。パッド２０の第１外表面２１および第２外表面２２は、回転軸２３の位置を中心として互いに反対側に位置する。定着ベルト２４は、環状の形状（無端ベルトの形状）を有する。加熱ローラー１９は、図示しないテンションバネによってパッド２０から遠ざかる方向に付勢されており、定着ベルト２４は、定着ベルト２４の内周面２４Ａの側に配置された加熱ローラー１９とパッド２０とによって張架される。
【００２８】
第１切換機構２７は、回転軸２３を介してパッド２０の姿勢を変更することで、パッド２０の第１外表面２１を定着ベルト２４の内周面２４Ａに接触させて第１外表面２１と加熱ローラー１９とに定着ベルト２４を張架させる第１状態Ｓ１（図２，図３）と、パッド２０の第２外表面２２を定着ベルト２４の内周面２４Ａに接触させて第２外表面２２と加熱ローラー１９とに定着ベルト２４を張架させる第２状態Ｓ２（図４参照）とを切り換えることができる。
【００２９】
本実施の形態における第１切換機構２７はさらに、回転軸２３を介してパッド２０の位置を、対向ローラー２５（定着ニップＮ１が形成される位置）から遠ざかる方向に移動させたり（図４中の矢印Ａ１）、対向ローラー２５（定着ニップＮ１が形成される位置）に近づく方向に移動させたりすることもできる（図４中の矢印Ａ３）。
【００３０】
対向ローラー２５は、定着ベルト２４の外周面２４Ｂの側に配置され、回転軸２６により回転可能に支持される。対向ローラー２５は、定着ベルト２４を介してパッド２０に圧接可能である。第２切換機構２８は、回転軸２６を介して対向ローラー２５に連結されており、定着ベルト２４の外周面２４Ｂに対する対向ローラー２５の相対位置（ここでは、対向ローラー２５の絶対的な位置）を変更することができる。
【００３１】
第２切換機構２８はすなわち、定着ベルト２４の外周面２４Ｂに対する対向ローラー２５の相対位置を変更することで、対向ローラー２５が定着ベルト２４の外周面２４Ｂに圧接している圧接状態Ｔ１（図２）と、対向ローラー２５が定着ベルト２４の外周面２４Ｂから離れている離間状態Ｔ２（図３，図４）とを切り換えることができる。
【００３２】
図２に示される定着装置１８は、画像形成処理が行なわれる際に定着装置１８が形成する状態（印刷中の状態に相当する）を表している。この状態では、第１切換機構２７によって、パッド２０の第１外表面２１と加熱ローラー１９とが定着ベルト２４を張架しているという第１状態Ｓ１が形成されているとともに、第２切換機構２８によって、対向ローラー２５が定着ベルト２４（および定着ベルト２４を介してパッド２０の第１外表面２１）に圧接しているという圧接状態Ｔ１が形成されており、対向ローラー２５と定着ベルト２４との間には定着ニップＮ１が形成されている。
【００３３】
この状態（第１状態Ｓ１および圧接状態Ｔ１の両方が形成されている状態）では、対向ローラー２５が回転駆動されることにより（矢印ＡＲ１）、定着ベルト２４が従動回転し（矢印ＡＲ２）、定着ベルト２４の回転に伴って加熱ローラー１９も回転する（矢印ＡＲ３）。対向ローラー２５の駆動力に合わせて、加熱ローラー１９の駆動力も必要に応じて利用可能である。
【００３４】
パッド２０の第１外表面２１は、定着ベルト２４の内周面２４Ａに摺接する。パッド２０の第１外表面２１と定着ベルト２４の内周面２４Ａとの間に発生する摺動抵抗を低減するために、定着ベルト２４の内周面２４Ａには、図示しない潤滑剤が設けられている。この状態で、記録用紙１７（図１）は定着ニップＮ１を通過する。記録用紙１７上のトナー像は、定着ニップＮ１を通過する際に加熱および加圧されることで、記録用紙１７の表面に定着する。
【００３５】
定着装置１８においては、上記のような画像形成処理が行なわれていない際の所定のタイミングで（たとえば装置のウォームアップ時、アイドリング時やスタンバイ時などに）、対向ローラー２５と定着ベルト２４とを相互に離間させるという制御動作が行なわれる。対向ローラー２５が定着ベルト２４の外周面２４Ｂに圧接された状態が長時間継続すると、冒頭で述べたような事象が発生しやすくなるためである。
【００３６】
（第１摺動抵抗Ｒ１）
図３は、対向ローラー２５と定着ベルト２４とが相互に離間している状態を示す図である。図３に示される定着装置１８の状態においては、第１切換機構２７によって、パッド２０の第１外表面２１と加熱ローラー１９とが定着ベルト２４を張架しているという第１状態Ｓ１が形成されているとともに、第２切換機構２８によって、回転軸２６を介して対向ローラー２５が移動させられており、対向ローラー２５が定着ベルト２４から離間した位置に配置されているという離間状態Ｔ２が形成されている。
【００３７】
図３に示されるこの状態（第１状態Ｓ１および離間状態Ｔ２の両方が形成されている状態）で、加熱ローラー１９の回転によって（矢印ＤＲ１）、定着ベルト２４が回転したとする（矢印ＤＲ２）。この回転状態であれば、定着ベルト２４と加熱ローラー１９との間の部分的な接触が繰り返されることで、定着ベルト２４の全体の温度を上昇させたり、定着ベルト２４の全体の温度を一定の範囲内に維持したりすることが可能となる。
【００３８】
加熱ローラー１９の回転によって定着ベルト２４を回転させる際にも、図２に示される場合と同様に、パッド２０の第１外表面２１は定着ベルト２４の内周面２４Ａに摺接する。ここで、加熱ローラー１９が回転駆動されることで定着ベルト２４が回転するとともに、パッド２０の第１外表面２１が定着ベルト２４の内周面２４Ａに摺接している時に、第１外表面２１と内周面２４Ａとの間に発生している摺動抵抗を、第１摺動抵抗Ｒ１（図３）と定義する。
【００３９】
（第２摺動抵抗Ｒ２）
図４は、対向ローラー２５と定着ベルト２４とが相互に離間している状態を示すもう一つの図である。図４に示される定着装置１８の状態においては、第１切換機構２７によって、パッド２０の第２外表面２２と加熱ローラー１９とが定着ベルト２４を張架しているという第２状態Ｓ２が形成されているとともに、第２切換機構２８によって、回転軸２６を介して対向ローラー２５が移動させられており、対向ローラー２５が定着ベルト２４から離間した位置に配置されているという離間状態Ｔ２が形成されている。
【００４０】
第１切換機構２７によって行なわれる第１状態Ｓ１（図３）から第２状態Ｓ２（図４）への遷移は、回転軸２３を介してパッド２０を対向ローラー２５（定着ニップＮ１が形成される位置）から遠ざかる方向に移動させ（図４中の矢印Ａ１）、その後、回転軸２３を中心として定着ベルト２４の回転方向（図２中に示す矢印ＡＲ２）と同じ方向にパッド２０を回転させ（図４中の矢印Ａ２）、さらにその後、対向ローラー２５（定着ニップＮ１が形成される位置）に近づく方向にパッド２０を移動させる（図４中の矢印Ａ３）という動作により実現可能である。
【００４１】
図４に示されるこの状態（第２状態Ｓ２および離間状態Ｔ２の両方が形成されている状態）において、加熱ローラー１９の回転によって（矢印ＤＲ１）、定着ベルト２４が回転したとする（矢印ＤＲ２）。この状態であっても、定着ベルト２４と加熱ローラー１９との間の部分的な接触が繰り返されることで、定着ベルト２４の全体の温度を上昇させたり、定着ベルト２４の全体の温度を一定の範囲内に維持したりすることが可能となる。
【００４２】
この状態であっても、パッド２０の第２外表面２２は定着ベルト２４の内周面２４Ａに摺接する。加熱ローラー１９が回転駆動されることで定着ベルト２４が回転するとともに、パッド２０の第２外表面２２が定着ベルト２４の内周面２４Ａに摺接している時に、第２外表面２２と内周面２４Ａとの間に発生している摺動抵抗を、第２摺動抵抗Ｒ２（図４）と定義する。
【００４３】
（第１摺動抵抗Ｒ１と第２摺動抵抗Ｒ２との関係）
定着装置１８においては、第２摺動抵抗Ｒ２（図４）が、第１摺動抵抗Ｒ１（図３）よりも小さい値となるように構成されている。本実施の形態におけるパッド２０は、第１外表面２１の中央部分が概ね平坦な平面形状を有するように形成されている。さらに、定着ベルト２４の回転方向において第１外表面２１の中央部分の上流側の位置と、同方向において当該中央部分の下流側の位置とには、曲率半径の小さな角部が形成されている。
【００４４】
一方、パッド２０の第２外表面２２については、第２外表面２２の中央部分が滑らかな凸状に曲成された曲面形状を呈している。さらに、定着ベルト２４の回転方向において第２外表面２２の中央部分の上流側の位置と、同方向において当該中央部分の下流側の位置とには、曲率半径の大きな角部（湾曲部）が形成されている。本実施の形態においては、パッド２０のこのような第１外表面２１および第２外表面２２の表面形状によって、第２摺動抵抗Ｒ２（図４）が第１摺動抵抗Ｒ１（図３）よりも小さい値となるように構成されている。
【００４５】
（作用および効果）
したがって本実施の形態の定着装置１８においては、パッド２０の第２外表面２２と定着ベルト２４の内周面２４Ａとの間に発生する第２摺動抵抗Ｒ２（図４）が、パッド２０の第１外表面２１と定着ベルト２４の内周面２４Ａとの間に発生する第１摺動抵抗Ｒ１（図３）よりも小さくなるように構成されており、対向ローラー２５が定着ベルト２４から離れた離間時（図４）（たとえば装置のウォームアップ時、アイドリング時やスタンバイ時など）においては、第２摺動抵抗Ｒ２が作用するように定着装置１８が動作するため、これにより、対向ローラー２５と定着ベルト２４とが相互に離間した際には、加熱ローラー１９が定着ベルト２４を簡単な構成で容易に回転させることが可能となっている。
【００４６】
一方で、画像形成処理が行なわれる際には、第１切換機構２７によって、パッド２０の第１外表面２１と加熱ローラー１９とが定着ベルト２４を張架しているという第１状態Ｓ１が形成されるとともに、第２切換機構２８によって、対向ローラー２５が定着ベルト２４（および定着ベルト２４を介してパッド２０の第１外表面２１）に圧接しているという圧接状態Ｔ１が形成され、対向ローラー２５と定着ベルト２４との間には定着ニップＮ１が形成される。この状態（第１状態Ｓ１および圧接状態Ｔ１の両方が形成されている状態）では、平坦な平面形状を有し、図４（あるいは後述する図１２）に示される場合に比べて広いニップ幅を有する定着ニップＮ１を形成可能であり、加熱および加圧の時間をより長く確保することができ、ひいては画像形成の生産性を向上させることが可能となっている。
【００４７】
パッド２０と加熱ローラー１９とによって定着ベルト２４が張架されたままの状態で、定着ベルト２４が回転することなく定着ベルト２４の温度が低下した場合には、定着ベルト２４には型（かた）がつきやすい。定着ベルト２４についた型は、定着ベルト２４の回転開始時において抵抗の一部として作用し得る。
【００４８】
本実施の形態においては、第２外表面２２が、第１外表面２１に比べて滑らかな凸状に湾曲する曲面形状を呈しており、このような第２外表面２２が定着ベルト２４に接触するようにパッド２０を配置することで、定着ベルト２４には型（かた）がつくことを抑制可能となる。たとえば、装置の制御部が電源を停止する信号を受け取った直後や、制御部が装置をスタンバイ状態する前などに、対向ローラー２５を定着ベルト２４から離間させるとともに、第２外表面２２が定着ベルト２４に接触するようにパッド２０を配置することが有効である。
【００４９】
なお、冒頭で述べた特許文献１（特開２００９−１３９４３７号公報）においては、定着ベルトを回転させるための駆動ローラーが、定着ベルトの外周面に接触可能なように配置されている。対向ローラーが定着ベルトから離れた際に、駆動ローラーを定着ベルトの外周面に接触させるとともに、駆動ローラーによる駆動力を利用して定着ベルトを回転させている。しかしながら当該構成を採用した場合には、駆動ローラーが定着ベルトの外周面に接触しながら定着ベルトを回転させるため、定着ベルトの外周面に汚れが付着したり、定着ベルトの外周面にキズがついたりすることで、十分な画像品質を得られない可能性が生じる。駆動ローラーを定着ベルトの外周面側に配置するためのスペースも必要となり、装置全体が大型化することによるコストアップも懸念される。
【００５０】
また、冒頭で述べた特許文献２（特開２００９−１６８９０９号公報）においては、定着ベルトへのパッドの接触状態を変更させることにより、薄紙モードと厚紙モードとが切り換え可能に構成されている。この構成は、腰の弱い記録部材の定着ベルトからの剥離性能を維持しつつ、定着ベルトが破損するのを防止するために採用されるものである。特許文献２においては、上記の実施の形態１に開示された構成が解決しようとしている課題については触れられておらず、第１摺動抵抗Ｒ１や第２摺動抵抗Ｒ２という思想もなく、第２摺動抵抗Ｒ２が第１摺動抵抗Ｒ１よりも小さい値となるように構成されるといった思想も特許文献２には開示されていない。
【００５１】
本実施の形態においては、第１状態Ｓ１（図２，図３）から第２状態Ｓ２（図４）への遷移は、第１切換機構２７が、対向ローラー２５からパッド２０を遠ざかる方向に一端移動させるという動作に伴って行なわれる。当該構成は必須ではないが、パッド２０が対向ローラー２５（定着ベルト２４）から離れた位置であれば、パッド２０は容易に回転することが可能である。第２状態Ｓ２（図４）から第１状態Ｓ１（図２，図３）への遷移が行なわれる場合についても同様である。
【００５２】
［比較例］
図５および図６を参照して、比較例における定着装置１８Ｚについて説明する。図５は、定着装置１８Ｚが圧接状態Ｔ１を形成している様子を示す図であり、図６は、定着装置１８Ｚが離間状態Ｔ２を形成している様子を示す図である。比較例と実施の形態１とは、以下の点において相違している。
【００５３】
定着装置１８Ｚは、第１切換機構２７（実施の形態１）を備えておらず、定着装置１８Ｚ（対向ローラー２５）が圧接状態Ｔ１を形成している場合であっても、定着装置１８Ｚ（対向ローラー２５）が離間状態Ｔ２を形成している場合であっても、パッド２０は同じ状態を形成している。図５および図６に示すように、定着装置１８Ｚにおいても、画像形成処理が行なわれていない際の所定のタイミングで、対向ローラー２５と定着ベルト２４とを相互に離間させるという制御動作が行なわれる。
【００５４】
対向ローラー２５と定着ベルト２４とが相互に離間し（図６）、加熱ローラー１９の回転により定着ベルト２４を回転させる際、パッド２０の外表面は定着ベルト２４の内周面２４Ａに摺接する。潤滑剤の存在によってパッド２０と定着ベルト２４との間の摺動抵抗は低減されているが、一方で、加熱ローラー１９と定着ベルト２４の内周面２４Ａとの間に十分な摩擦力が発生しにくい。
【００５５】
比較例の場合、パッド２０の外表面のうちの定着ベルト２４の内周面２４Ａに接触している部分は、圧接状態Ｔ１においても離間状態Ｔ２においても一致している。比較例の場合には、実施の形態１の場合とは異なり、パッド２０の定着ベルト２４に対する摺動抵抗を減少させるという制御動作は行なわれないため、加熱ローラー１９と定着ベルト２４の内周面２４Ａとの間の摩擦力が、パッド２０と定着ベルト２４との間の摺動抵抗（動摩擦力）に対して不足した場合には、加熱ローラー１９が定着ベルト２４に対して滑ることで、加熱ローラー１９の駆動力が定着ベルト２４に伝達されにくくなり、加熱ローラー１９が定着ベルト２４を適切に回転させることができない可能性がある。
【００５６】
これに対して上述の実施の形態１における定着装置１８によれば、パッド２０の第２外表面２２と定着ベルト２４の内周面２４Ａとの間に発生する第２摺動抵抗Ｒ２（図４）が、パッド２０の第１外表面２１と定着ベルト２４の内周面２４Ａとの間に発生する第１摺動抵抗Ｒ１（図３）よりも小さくなるように構成されており、対向ローラー２５が定着ベルト２４から離れた離間時（図４）においては、第２摺動抵抗Ｒ２が作用するように定着装置１８が動作するため、これにより、対向ローラー２５と定着ベルト２４とが相互に離間した際には、加熱ローラー１９が定着ベルト２４を簡単な構成で容易に回転させることが可能となる。
【００５７】
［実施の形態２］
図７および図８を参照して、実施の形態２における定着装置１８Ａについて説明する。図７は、定着装置１８のパッド２０が第１状態Ｓ１を形成している様子を示す図であり、図８は、定着装置１８のパッド２０が第２状態Ｓ２を形成している様子を示す図である。実施の形態２と実施の形態１とは、以下の点において相違している。
【００５８】
実施の形態２においては、パッド２０が、第１外表面２１を形成する第１部分３１と、第２外表面２２を形成し、第１部分３１とは異なる部材から形成された第２部分３２とを含んでおり、第２部分３２には、潤滑剤が含浸されている。好適には、第２部分３２は、繊維状の部材（フェルト材）から構成される。繊維状の部材は潤滑剤を担持しやすい。
【００５９】
相互に異なる別部材である第１部分３１と第２部分３２とからパッド２０が構成されていることによって、定着ニップＮ１を形成するのに適した特性を有する部材を第１部分３１の材料として選択することが可能となり、第２摺動抵抗Ｒ２を小さな値とするのに適した特性を有する部材を第２部分３２の材料として選択することが可能となる。
【００６０】
また、第２部分３２に潤滑剤（オイルなど）を含浸させることによって、第２摺動抵抗Ｒ２をより小さな値とすることが可能となり、加熱ローラー１９が定着ベルト２４に対して滑ってしまうことをより一層抑制することが可能となる。また、定着ベルト２４の内周面２４Ａに安定してオイルを供給することが可能となり、さらに、定着ベルト２４の内周面２４Ａに付着した削れ粉等をフェルト材によって除去することも可能となる。
【００６１】
［実施の形態３］
図９〜図１１を参照して、実施の形態３における定着装置１８Ｂについて説明する。図９は、定着装置１８Ｂにおいてパッド２０が第１状態Ｓ１を形成しており、定着ベルト２４が回転していない様子を示す図であり、図１０は、定着装置１８Ｂにおいてパッド２０が回転している様子を示す図であり、図１１は、定着装置１８Ｂにおいてパッド２０が第２状態Ｓ２を形成している様子を示す図である。図示上および説明上の便宜のため、図９〜図１１においては、定着ベルト２４のみを実線で表している。実施の形態３と実施の形態１とは、以下の点において相違している。
【００６２】
図９を参照して、実施の形態１の説明の中でも述べたように、パッド２０と加熱ローラー１９とによって定着ベルト２４が張架されたままの状態で、定着ベルト２４が回転することなく定着ベルト２４の温度が低下した場合には、定着ベルト２４には型（かた）がつきやすい。図９に示すように、対向ローラー２５が圧接状態Ｔ１を形成している場合には、定着ベルト２４のうちの定着ニップＮ１を形成している部分（図９中の二点鎖線Ｒ３で囲まれる部分）には型（かた）がより一層つきやすい。
【００６３】
図１０および図１１に示すように、定着ベルト２４に型がつくことを抑制するために、定着装置１８Ｂにおいては所定のタイミングで、第１状態Ｓ１から第２状態Ｓ２への遷移が行なわれる。当該遷移は、たとえば、装置の制御部が電源を停止する信号を受け取った直後や、制御部が装置をスタンバイ状態する前などに行なわれることができる。
【００６４】
具体的には（図１０）、まず第２切換機構２８によって、回転軸２６を介して対向ローラー２５が移動させられ、対向ローラー２５が定着ベルト２４から離間した位置に配置される（離間状態Ｔ２が形成される）。その後、第１切換機構２７が、回転軸２３を中心として定着ベルト２４の回転方向と同じ方向にパッド２０を回転させる（図１０中に示す矢印ＤＲ４）。実施の形態１の説明の中でも述べたように、パッド２０の回転動作は、パッド２０が対向ローラー２５（定着ベルト２４）から離れた位置で行なわれることが好ましい。
【００６５】
好適には、加熱ローラー１９によって定着ベルト２４の回転が開始されるタイミングに合わせて（矢印ＤＲ１，ＤＲ２）、第１切換機構２７は定着ベルト２４の回転方向と同じ方向にパッド２０を回転させるとよい。加熱ローラー１９が定着ベルト２４を回転させようとする動作が、パッド２０の回転によって補助されるため、定着ベルト２４に型が形成されている場合であっても、加熱ローラー１９はより小さな力で定着ベルト２４の回転を開始させることが可能となる。
【００６６】
なお、「加熱ローラー１９が定着ベルト２４を回転させようとする動作が、パッド２０の回転によって補助される」という上記の構成は、実施の形態１で述べた第１外表面２１、第２外表面２２、第１摺動抵抗Ｒ１および第２摺動抵抗Ｒ２といった構成とは独立して実施することも可能であり、パッド２０が第１外表面２１や第２外表面２２などの特徴を備えていなくても、定着ベルト２４に型が形成されている場合でも加熱ローラー１９はより小さな力で定着ベルト２４の回転を開始させることが可能となるという効果を得ることが可能である。
【００６７】
図１１に示すように、第２外表面２２が、第１外表面２１に比べて滑らかな凸状に湾曲する曲面形状を呈しており、このような第２外表面２２が定着ベルト２４に接触するようにパッド２０を配置することで、定着ベルト２４には型（かた）がつくことを抑制可能となる。
【００６８】
［実施の形態４］
図１２を参照して、実施の形態４における定着装置１８Ｃについて説明する。実施の形態４と実施の形態１とは、以下の点において相違している。
【００６９】
実施の形態４においては，第１切換機構２７によって第２状態Ｓ２が形成され、第２切換機構２８によって圧接状態Ｔ１が形成されている状態において、対向ローラー２５が回転駆動されることで定着ベルト２４が回転するとともに、パッド２０の第２外表面２２が定着ベルト２４の内周面２４Ａに摺接し、定着ベルト２４の外周面２４Ｂと対向ローラー２５との間に定着ニップＮ２（他の定着ニップ）が形成される。
【００７０】
定着ニップＮ２は、上述の各実施の形態における定着ニップＮ１よりも狭いニップ幅を有している。すなわち、第２外表面２２が定着ベルト２４に接触しているという配置状態を利用することによって、定着ベルト２４と対向ローラー２５との間に、定着ニップＮ１とは異なる特性を有する定着ニップＮ２を形成できる。
【００７１】
以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、定着ベルトと対向ローラーとの間に定着ニップを形成する定着装置に産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  感光体、１１  帯電装置、１２  露光装置、１３  現像装置、１４  転写ローラー、１５  クリーニング装置、１６  転写部、１７  記録用紙、１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｚ  定着装置、１９  加熱ローラー、２０  パッド、２１  第１外表面、２２  第２外表面、２３，２６  回転軸、２４  定着ベルト、２４Ａ  内周面、２４Ｂ  外周面、２５  対向ローラー、２７  第１切換機構、２８  第２切換機構、３１  第１部分、３２  第２部分、１００  画像形成装置、Ａ１，Ａ２，Ａ３，ＡＲ，ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３，ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ４  矢印、Ｎ１  定着ニップ、Ｎ２  定着ニップ（他の定着ニップ）、Ｒ１  第１摺動抵抗、Ｒ２  第２摺動抵抗、Ｒ３  二点鎖線、Ｓ１  第１状態、Ｓ２  第２状態、Ｔ１  圧接状態、Ｔ２  離間状態。
【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】
2018112575.tif 000011
【図１０】
2018112575.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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