(57)【要約】【課題】加熱ベルトの歪を矯正することによって加熱ベルトの耐久性を向上させることができる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】搬送シートの表面に形成された未定着トナー像を定着させるための加熱ベルト２２と加圧ローラ２３とを備えた定着装置１１において、加熱ベルト２２の表面との相対距離を検出する距離センサ３７と、距離センサ３７からの検出結果に基づいて加熱ベルト手段２２に対する加圧ローラ２３の加圧力を制御する矯正装置２４とを備えている。【選択図】      図１
2008112002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送シートの表面に形成された未定着トナー像を定着させるための加熱ベルト手段と加圧手段とを備えた定着装置において、
前記加熱ベルト手段の表面との相対距離を検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果に基づいて前記加熱ベルト手段に対する前記加圧手段の加圧力を制御する矯正手段とを備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記加熱ベルト手段の少なくとも両端付近での表面との相対距離を検出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】
請求項１又は請求項２に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等、或いはこれらを組み合わせた複合機といった画像形成装置に設けられて、搬送シートの表面に形成された転写像を定着させる定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等、或いはこれらを組み合わせた複合機といった画像形成装置には、搬送シートの表面に形成された未定着トナー像（転写像）を定着させる定着装置が設けられている。
【０００３】
例えば、図４に示すように、定着装置１１は加熱ベルト２２と加圧ローラ２３とが互いに圧接することで形成されるニップ部２１に、未定着トナー像が表面に形成された搬送シートを通紙することで、加熱ベルト２２の熱と加圧ローラ２３の圧力とによりトナーを溶融して搬送シートの表面に未定着トナー像を定着させている。
【０００４】
加熱ベルト２２は、回動移動可能な無端ベルト状の加熱ベルト本体２５と、この加熱ベルト本体２５の内部に設けられてニップ部２１における加圧ローラ２３からの圧力に対する加熱ベルト本体２５の保形性を確保するための補強フレーム２６と、加熱ベルト本体２５を加熱するための熱源２７とを備えている。
【０００５】
このような定着装置１１にあっては、未定着トナー像を形成した搬送シートをニップ部２１に通紙する際、ニップ部２１のニップ幅に対する搬送シートの通紙幅が狭いうえに搬送シートの厚さや未定着トナー像の厚さ（特に、フルカラー未定着トナー像の場合）が不均一であること、画像形成装置本体に対して加熱ベルト２２や加圧ローラ２３に取り付け誤差が発生すること、加熱ベルト２２や加圧ローラ２３の搬送シート搬送方向に沿う前後方向の外径差と加圧ローラ２３の前後方向の圧力差によって加熱ベルト本体２５の回動移動速度差が発生すること等を原因とし、図４の二点鎖線で示すように、加熱ベルト本体２５の一部に歪み（蛇行）が発生してしまい、ニップ部２１における接触圧力がニップ幅方向両端で異なってしまうという問題が生じていた。
【０００６】
また、このような加熱ベルト本体２５の歪みは、搬送シートの搬送方向に沿う加熱ベルト本体２５の加圧位置のズレとなり、加熱ベルト本体２５の蛇行が増幅し易く、加熱ベルト本体２５の破損等の要因ともなっていた。
【０００７】
そこで、加熱ベルト本体２５の両端部をフランジで支持することで加熱ベルト本体２５の回動移動時の保形性を向上し、加熱ベルト本体２５の歪の発生を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１５７１７２号公報
【特許文献２】特開２００２−００８８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記の如く構成された定着装置及び画像形成装置のように、加熱ベルト本体の両端部に設けたフランジによって加熱ベルトの歪（蛇行）を抑制した構成では、加熱ベルト本体２５の両端部には加圧ローラ２３からの圧力荷重が加わるため、加熱ベルト本体２５の両端部とフランジとの摺動部分に偏磨耗が発生し易く、加熱ベルト本体２５の寿命が短くなってしまうという問題が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、加熱ベルトの歪を矯正することによって加熱ベルトの耐久性を向上させることができる定着装置及び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】
【００１０】
本発明の定着装置は、搬送シートの表面に形成された未定着トナー像を定着させるための加熱ベルト手段と加圧手段とを備えた定着装置において、前記加熱ベルト手段の表面との相対距離を検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果に基づいて前記加熱ベルト手段に対する前記加圧手段の加圧力を制御する矯正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
この際、前記検出手段は、前記加熱ベルト手段の少なくとも両端付近での表面との相対距離を検出するのが好ましい。
【００１２】
また、本発明は上記した何れかの構成からなる定着装置を採用した画像形成装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の定着装置及び画像形成装置は、加熱ベルトの歪を矯正することによって加熱ベルトの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の一実施形態に係る定着装置を画像形成装置としてのプリンタに適用し、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る定着装置を用いた画像形成装置としてのプリンタの説明図、図２は本発明の一実施の形態に係る定着装置の一例を示す定着装置の要部の横断面図、図３は本発明の一実施の形態に係る定着装置の一例を示す定着装置の要部の縦断面図である。
【００１６】
（プリンタ１の全体構成）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体２の内部にスライド変位可能に格納された給紙カセット３と、この給紙カセット３の収納空間４内に収納された搬送シート（図示せず）を取り出す給紙部５と、プリンタ本体２の正面に設置された手差しトレイ６と、この手差しトレイ６にセットされた搬送シート（図示せず）を取り出す手差し給紙部７と、各給紙部５，７から供給された搬送シートが搬送される搬送経路８と、搬送経路８のシート搬送方向上流側で各給紙部５，７の合流部よりもシート搬送方向下流側に配置されたレジストローラ対９と、このレジストローラ対９よりも搬送経路８のシート搬送方向下流側に配置されて搬送シートの一面に画像を形成する画像形成部１０と、この画像形成部１０よりも搬送経路８のシート搬送方向下流側に配置されて搬送シートの一面に形成された画像（未定着トナー像）を定着する定着装置１１と、定着装置１１を通過した搬送シートの他面に画像を形成する場合に搬送経路８の定着装置１１よりも搬送経路下流側からレジストローラ対９よりも搬送経路８のシート搬送方向上流側に引き戻す反転経路１２と、搬送経路８の終端部に設けられた排紙部１３とを備えている。
【００１７】
また、画像形成部１０は、感光体ドラム１４と、感光体ドラム１４の周囲に配置された帯電デバイス１５、露光デバイス１６、現像デバイス１７、転写デバイス１８、クリーニングデバイス１９等を備えている。
【００１８】
これにより、画像形成部１０は、感光体ドラム１４が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が帯電デバイス１５によって所定の極性・電位に均一に帯電される。
【００１９】
帯電後の感光体ドラム１４は、その表面に露光デバイス１６によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス１６は、パーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づいて、感光体ドラム１４の表面にレーザー光（図示せず）を照射し、感光体ドラム１４の表面のレーザー光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００２０】
そして、感光体ドラム１４の表面に形成された静電潜像は、現像デバイス１７によってトナーコンテナ２０から供給された電荷を有するトナーが静電的に付着されて未定着トナー像として現像される。さらに、その未定着トナー像は、転写デバイス１８によって搬送シートに転写像として転写される。
【００２１】
この際、搬送シートに未定着トナー像を転写した感光体ドラム１４は、クリーニングデバイス１９によって残留トナー等の除去処理並びに次の画像形成時の帯電のための除電処理が施される。
【００２２】
（定着装置１１の構成）
図２及び図３において、定着装置１１は、互いに圧接することでニップ部２１を形成する一対の加熱ベルト（加熱ベルト手段）２２及び加圧ローラ（加圧手段）２３と、この加圧ローラ２３の歪みを矯正する矯正手段としての矯正装置２４とを備えている。
【００２３】
加熱ベルト２２は、この実施の形態では、外径約４０ｍｍとなるように無端ベルト状のものから略円筒形とされた加熱ベルト本体２５と、加熱ベルト本体２５の内部に配置された補強フレーム２６と、加熱ベルト本体２５の内部に設けられた熱源２７とを備えている。
【００２４】
加熱ベルト本体２５は、厚さは約３０μｍのニッケル等から形成されており、その表面にはトナーの溶融に伴う搬送シートとの密着を防止するためにＰＦＡ（パーフロロアロキルビニルエーテル共重合体）を主成分とするコーティング膜等からなる表面離型層（図示せず）が形成されている。尚、この表面離型層は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）を主成分とするフッ素系樹脂でも良い。また、加熱ベルト本体２５は、例えば、外周速度：３２０ｍｍ／ｓｅｃで図３の時計回り方向に回動移動可能とされ、これにより搬送シートが図３の右から左へと搬送される。
【００２５】
補強フレーム２６は、例えば、耐熱性を備えた金属等から形成されており、ニップ部２１における加熱ベルト本体２５の保形性を維持するように加熱ベルト本体２５の裏面側に摺接している。尚、補強フレーム２６は、加熱ベルト本体２５のニップ部２１でのトナー定着温度を維持するように熱伝導率の低い材質のものを用いるのが好ましい。
【００２６】
熱源２７は、ハロゲンヒータ（例えば、消費電力８００Ｗ）等の加熱体が用いられており、この熱源２７の発熱により加熱ベルト本体２５の表面が加熱（例えば、設定温度：１８０℃）される。尚、この熱源２０の両端には電源供給用の配線（図示せず）が接続される。
【００２７】
加圧ローラ２３は、両端に回転軸２８を備えた鉄等の芯金２９と、この芯金２９の外周を覆うシリコーンゴム等からなる弾性層３０とを備えている。尚、弾性層３０の外周には厚さ約５０μｍのＰＦＡチューブ等からなる表面離型層（図示せず）が設けられている。また、加圧ローラ２３の外径は約３０ｍｍとされている。尚、回転軸２８は、軸受等（図示せず）を介して回転可能且つ変位可能に支持されている。また、回転軸２８の一方は駆動モータ（図示せず）等の駆動源と連繋されており、駆動モータの駆動によって加圧ローラ２３が回転すると共に、この加圧ローラ２３と圧接する加熱ベルト２２が従動回転するようになっている。
【００２８】
矯正装置２４は、加圧ローラ２３の回転軸２８に対して加熱ベルト２２とは反対側に設けられて先端軸３１を回動支点として回動可能なレバー３２と、このレバー３２を回転軸２８側に付勢するコイルスプリング等の付勢部材３３と、駆動モータ３４の出力軸３５に固定された略楕円形状の偏心カム３６と、加熱ベルト２２の両端寄りに配置されてその離間距離を測定するための検出手段としての一対の距離センサ３７と、距離センサ３７からの出力信号に基づいて駆動モータ３４の駆動を制御する制御回路３８とを備えている。
【００２９】
レバー３２は、正面視略三角形状を呈しており、回転軸２８との当接面３２ａは傾斜面となっている。また、レバー３２を回動可能に支持する先端軸３１は、プリンタ１の本体内部等に支持されている。
【００３０】
上記の構成において、定着装置１１は、図示を略するパーソナルコンピュータから印刷データが送信されると、その印刷データに基づいて給紙カセット３又は手差トレイ６から搬送シートを取り出し、画像形成部１０にて搬送シートの表面に所定の未定着トナー像を形成する。
【００３１】
さらに、この未定着トナー像を形成した搬送シートは定着装置１１へと搬送され、ニップ部２１に通紙される際に加熱ベルト２２の加熱と加圧ローラ２３の加圧とによって目定着トナー像が定着され、排紙部１３を経由して排紙される（片面印刷の場合）。
【００３２】
未定着トナー像を形成した搬送シートをニップ部２１に通紙する際、このニップ部２１のニップ幅に対する搬送シートの通紙幅の関係、搬送シートの厚さや未定着トナー像の厚さの不均一、プリンタ１に対する（又は定着装置１１のユニットに対する）加熱ベルト２２と加圧ローラ２３との取り付け誤差、加熱ベルト２２や加圧ローラ２３の各回転軸線における搬送シート搬送方向に沿う前後方向の外径差と加圧ローラ２３から前後方向の圧力差による加熱ベルト本体２５の回動移動速度差、等を原因として加熱ベルト本体２５に対する加圧力が加熱ベルト２５の両端で異なって加熱ベルト本体２５の一部に歪みが発生すると、その歪みを加熱ベルト本体２５の両端付近に配置された距離センサ３７からの出力データに基づいて制御回路３８が検出する。
【００３３】
即ち、加熱ベルト本体２５に歪みが発生すると、その歪んだ部分は距離センサ３７に接近するため、この歪みの発生した方の加熱ベルト本体２５に対する加圧ローラ２３の加圧力が緩まるように制御回路３８が駆動モータ３４を駆動させる。
【００３４】
駆動モータ３４の出力軸３５に設けられた偏心カム３６は、その回転位置によってレバー３２に対する付勢部材３３の付勢力を可変としており、この付勢部材３３の付勢力が弱まるとレバー３２が先端軸３１を回動支点として回動し、各距離センサ３７からの出力信号が略均等距離となるまで駆動モータ３４の駆動を制御回路３８が制御する。
【００３５】
これにより、加熱ベルト本体２５に対する加圧ローラ２３の加圧力が緩まり、加熱ベルト本体２５に発生した歪みを矯正することができる。
【００３６】
従って、加圧ローラ２３から加圧力に変化が生じて加熱ベルト本体２５の両端の一方に歪みが発生しても、その歪みを加圧ローラ２３側からの加圧力を緩めて矯正することによってニップ部２１における接触圧力の均一化を実現することができ、加熱ベルト本体２５の破損等を防止することができる。
【００３７】
ところで、上記実施の形態では、本発明の定着装置を画像形成装置としてのプリンタ１に適用して説明したが、例えば、複写専用機やファクシミリ専用機、或いは、プリンタ機能を含めたこれらの複合機のように、画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置を用いた画像形成装置としてのプリンタの説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る定着装置の一例を示す定着装置の要部の横断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る定着装置の一例を示す定着装置の要部の縦断面図である。
【図４】加熱ベルトに歪み（蛇行）が発生した状態の要部の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…プリンタ（画像形成装置）
１１…定着装置
２２…加熱ベルト（加熱ベルト手段）
２３…加圧ローラ（加圧手段）
２４…矯正装置（矯正手段）
３７…距離センサ（検出センサ）
【図１】
2008112002.tif 000003
【図２】
2008112002.tif 000004
【図３】
2008112002.tif 000005
【図４】
2008112002.tif 000006