(57)【要約】      （修正有）【課題】異常発生時等に加熱ベルトと加圧ローラとの圧接状態を解除することができるとともに、加熱ベルトが均一に収縮して変形を防止することができる定着装置を提供する。【解決手段】加熱ベルト２と弾性回転体（加圧ローラ）３とが圧接して転写紙を挟んで搬送し、該転写紙上のトナーを定着する定着装置において、前記加熱ベルト２は、当該加熱ベルト２を加熱する加熱源４と、当該加熱ベルト２と前記弾性回転体３とを適切なニップ幅で圧接させるための保持手段５と、該保持手段５を介して当該加熱ベルト２を前記弾性回転体３へ押圧する押圧手段６とを備え、該押圧手段６は、押圧状態と非押圧状態とに切替え可能とし、非押圧状態のとき前記保持手段５が前記弾性回転体３と圧接する側の加熱ベルト部分から離れて反対側の加熱ベルト部分を押し、前記加熱ベルト２と弾性回転体３とが非接触となるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ベルトと弾性回転体とが圧接して転写紙を挟んで搬送し、該転写紙上のトナーを定着する定着装置において、
前記加熱ベルトは、当該加熱ベルトを加熱する加熱源と、当該加熱ベルトと前記弾性回転体とを適切なニップ幅で圧接させるための保持手段と、該保持手段を介して当該加熱ベルトを前記弾性回転体へ押圧する押圧手段とを備え、
異常発生時時に、該押圧手段は押圧状態から非押圧状態へ切替え、前記保持手段が前記弾性回転体と圧接する側の加熱ベルト部分から離れて、反対側の加熱ベルト部分を押し、前記加熱ベルトと弾性回転体とが非接触となることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱源は、輻射熱を発生する熱源であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記保持手段は、前記ニップ幅に対応して加熱ベルトに沿う保持部材と、該保持部材と略直角に接する補強部材とからなり、
前記押圧手段は、前記補強部材を前記保持部材側へ付勢する押圧部材と、該押圧部材の付勢とその解除を切替える加圧カムと、前記補強部材を前記保持部材と反対方向に付勢する解除部材とからなり、
前記押圧状態のとき、前記押圧部材が前記補強部材を前記弾性回転体方向へ付勢し、前記非押圧状態のとき、前記加圧カムによって該押圧部材の付勢が解除され、前記解除部材のみが付勢することを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
異常発生を検知する異常検知センサと、
該異常検知センサの検知情報を受信して前記加圧カムを制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記補強部材は、前記加熱ベルトと接触する部分であって、前記加熱ベルトの回転軸方向の一部分において、凸部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置に関し、より詳しくは、異常発生時に弾性回転体への加熱ベルトの押圧状態から非押圧状態へ切替える定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ等の画像形成装置では、感光体ドラム表面に形成されたトナー像が転写紙上に転写され、定着装置によって転写紙上にトナーが定着される。その定着装置としては、転写紙上のトナーを加熱融解させる加熱ローラと、該加熱ローラに圧接して転写紙を挟持搬送し、トナーを転写紙上に定着する加圧ローラ等の弾性回転体とで構成される熱ローラ定着装置が一般的である
その加熱ローラには、いわゆるローラを用いると、該ローラが定着温度に達するまでのかなりなウォームアップ時間を要するため、ウォームアップ時間を短縮できる加熱ベルトが用いられるようになっている。
【０００３】
この加熱ベルト、中でもウォームアップ時間を短縮するために薄くしたベルトの場合は特に、加熱ローラと比較して強度が低いので、取り扱い時には注意を要する。例えば、紙詰まりやベルトの変形による画像擦れ等、異常発生時に、ユーザーが加熱ベルトに接触して破れたりしないように、ユーザーに直接加熱ベルトに触れさせることなく、圧を解除することによって、正常化処理を行うようにしている。
圧を解除するため、例えば加熱ベルトを移動し、加熱ベルトと加圧ローラを機械的に離間させる方法がとられている。具体的には、加熱ベルトの内部において、該加熱ベルトと加熱源とを担持して上下方向に移動できる可動ブロックを備え、該可動ブロックを上方向に移動することによって、加熱ベルトと加圧ローラとの接触圧を弱める技術が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、前記離間方法においては、加熱体が加熱ベルトと弾性回転体とが接触する箇所であって加熱ベルト内側に配置されているので、接触圧を弱めた場合でも、加熱ベルトの外周面が加圧ローラと接触状態にある。このため、離間時にベルトが冷却される際、加圧ローラに接触している箇所と接触していない箇所とでベルトの収縮率が異なる。特に、輻射熱を利用してベルトを加熱する方法を採用する場合には、その収縮率が大きく異なるため、ベルトの変形が発生する。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１９３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、異常発生時等に加熱ベルトと加圧ローラとの圧接状態を解除することができるとともに、加熱ベルトが均一に収縮して変形を防止することができる定着装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、加熱ベルトと弾性回転体とが圧接して転写紙を挟んで搬送し、該転写紙上のトナーを定着する定着装置において、前記加熱ベルトは、当該加熱ベルトを加熱する加熱源と、当該加熱ベルトと前記弾性回転体とを適切なニップ幅で圧接させるための保持手段と、該保持手段を介して当該加熱ベルトを前記弾性回転体へ押圧する押圧手段とを備え、異常発生時時に、該押圧手段は押圧状態から非押圧状態へ切替え、前記保持手段が前記弾性回転体と圧接する側の加熱ベルト部分から離れて、反対側の加熱ベルト部分を押し、前記加熱ベルトと弾性回転体とが非接触となることを特徴とする定着装置に関する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記加熱源は、輻射熱を発生する熱源であることを特徴とする請求項１記載の定着装置に関する。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記保持手段は、前記ニップ幅に対応して加熱ベルトに沿う保持部材と、該保持部材と略直角に接する補強部材とからなり、前記押圧手段は、前記補強部材を前記保持部材側へ付勢する押圧部材（押圧バネ）と、該押圧部材の付勢とその解除を切替える加圧カムと、前記補強部材を前記保持部材と反対方向に付勢する解除部材（解除バネ）とからなり、前記押圧状態のとき、前記押圧部材が前記補強部材を前記弾性回転体（加圧ローラ）方向へ付勢し、前記非押圧状態のとき、前記加圧カムによって該押圧部材の付勢が解除され、前記解除部材のみが付勢することを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置に関する。
【００１０】
請求項４に係る発明は、異常発生を検知する異常検知センサと、該異常検知センサの検知情報を受信して前記加圧カムを制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の定着装置に関する。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記補強部材は、前記加熱ベルトと接触する部分であって、前記加熱ベルトの回転軸方向の一部分において、凸部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の定着装置に関する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、加熱ベルトは、加熱源と、弾性回転体（加圧ローラ）とを適切なニップ幅で圧接させるための保持手段と、保持手段を介して加熱ベルトを弾性回転体（加圧ローラ）へ押圧する押圧手段とを備え、異常発生時に、押圧手段が押圧状態から非押圧状態へ切り替え、保持手段が弾性回転体（加圧ローラ）と圧接する側の加熱ベルト部分から離れて、反対側の加熱ベルト部分を押して、加熱ベルトと弾性回転体（加圧ローラ）とを完全に離間させるので、異常発生時に加熱ベルトと弾性回転体（加圧ローラ）との圧接状態を解除して異常を修正することができ、離間時に加熱ベルトが冷却される際に弾性回転体（加圧ローラ）と接触する箇所がなくなるので、加熱ベルトが均一に収縮して変形を防止することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、加熱源が輻射熱を発生する熱源である場合でも、加熱ベルトが加圧ローラと接触している箇所と接触していない箇所との加熱ベルトの収縮率が大きく異なることを回避できる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、保持手段は、ニップ幅に対応して加熱ベルトに沿う保持部材と、保持部材と略直角に接する補強部材とからなり、押圧手段は、補強部材を保持部材側へ付勢する押圧部材（押圧バネ）と、押圧部材（押圧バネ）の付勢とその解除とを切替える加圧カムと、補強部材を保持部材と反対方向に付勢する解除部材と（解除バネ）からなるので、バネやカム等の簡易な構成で押圧状態と非押圧状態とを切替えることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、異常検知センサと、異常検知情報を受信して加圧カムを制御する制御部とを備えたので、異常発生時には直ちに加圧カムを非押圧状態に切替えることができ、素早く異常に対応することが可能となる。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、補強部材は、加熱ベルトと接触する部分であって、加熱ベルトの回転軸方向の一部分において、凸部を設けたので、加熱源によって少なからず暖められて熱くなっている補強部材の加熱ベルトと接触する部分を少なくすることができ、接触していない部分とのベルト収縮率の差がわずかに生じる部分を極力抑えることができる。よって、ベルト収縮率の差による加熱ベルトの変形をより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る定着装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る定着装置の実施形態の構成例を示す正面図である。図２は、図１の定着装置の主要部の構成を模式的に示す左側面図であり、押圧状態を示している。図３は、図２と同様の左側面図であり、非押圧状態を示している。
本発明に係る定着装置（１）は、転写紙（２２）上のトナー（２３）を加熱融解する加熱ベルト（２）と、この加熱ベルト（２）に圧接して転写紙（２２）を挟持搬送し、トナー（２３）を転写紙（２２）上に定着させる加圧ローラ（３）とを備える。
【００１８】
加熱ベルト（２）は、この加熱ベルト（２）を加熱する２つの加熱源（４）と、この加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）とを適切なニップ幅で圧接させるための保持手段（５）と、この保持手段（５）を介して加熱ベルト（２）を加圧ローラ（３）へ押圧する押圧手段（６）とを備えている。
【００１９】
保持手段（５）は、加熱ベルト（２）が加圧ローラ（３）に圧接して形成するニップ部（７）のニップ幅に対応して、加熱ベルト（２）の内面に沿って設けられた保持部材（５ａ）と、この保持部材（５ａ）と略直角に接する補強部材（５ｂ）とからなる。
押圧手段（６）は、補強部材（５ｂ）を保持部材（５ａ）側へ付勢する押圧バネ（６ａ）と、この押圧バネ（６ａ）の付勢とその解除とを切替える加圧カム（６ｂ）と、補強部材（５ｂ）を保持部材（５ａ）と反対方向に付勢する解除バネ（６ｃ）とからなる。
【００２０】
また、定着装置（１）には、装置内における紙詰まり等の異常発生を検知する異常検知センサ（８）と、加圧カム（６ｂ）を回転して加熱ベルト（２）の加圧ローラ（３）への押圧状態と非押圧状態を切替える加圧モータ（９）と、異常検知センサ（８）による検知情報を取得して加圧モータ（９）の回転を制御する制御部（９）とを備えている。
さらに、定着装置（１）には、図２に示すようにトナー（２３）が転写された転写紙（２２）をニップ部（７）へ導入する挿入ガイド（２４）を備えている。挿入ガイド（２４）は、図１においては省略しているが、転写紙（２２）は図１の紙面略垂直方向に手前側から裏面側へ搬送されることになる。
【００２１】
本実施形態においては、弾性回転体として加圧ローラ（３）を一例として示しているが、加圧ベルトを用いることも可能で、同様の効果を奏することができる。
これら加圧ローラ（３）、加圧ベルト及び加熱ベルト（２）としては、厚みや材質が特に限定されるものではなく、従来公知の厚みや材質で構成することができる。
【００２２】
補強部材（５ｂ）としては、押圧バネ（６ａ）による付勢力を保持部材（５ａ）へ確実に伝えることができれば特に限定されるものではなく、例えば、ステンレス鋼を例示することができる。保持部材（５ａ）としては、補強部材（５ｂ）からの押圧力を受けて適切なニップ部（７）を形成することができればよく、多少弾性のあることが好ましく、例えば、バネ性ステンレス鋼板やリン青銅板を例示することができる。
また、押圧バネ（６ａ）及び解除バネ（６ｃ）としては、図示したようなコイル状のバネ以外の弾性体を用いることも可能である。加圧カム（６ｂ）は、押圧状態と非押圧状態とを切替えることができる従来公知のカム構造であれば、特に限定されない。
加熱源（４）は、図示例では輻射熱を発生する熱源を２つ備える場合を示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば加熱ベルト（２）内の空気を暖めるようなものであっても可能である。
【００２３】
ここで、本実施形態の定着装置（１）において特徴的な保持手段（５）について、具体的に説明する。
保持手段（５）は、上述のように保持部材（５ａ）と補強部材（５ｂ）とで構成され、板状の補強部材（５ｂ）が、２つの円筒状の加熱源（４）の間に、これらと非接触に配置されている。また、この補強部材（５ｂ）は、その幅（短辺）方向を略垂直に配置され、加熱源（４）は図示しない固定部材によって加熱ベルト（２）や保持手段（５）の動きに連動しないように固定されているので、押圧バネ（６ａ）の付勢が解除されても、補強部材（５ｂ）は加熱源（４）に接触することなく上方向に移動することができる。
【００２４】
また、押圧バネ（６ａ）は、加熱ベルト（２）の外において補強部材（５ｂ）の長手方向両端部を付勢するので、押圧バネ（６ａ）自体が加熱ベルト（２）と接触することなくバネの変動幅を大きくすることができる。よって、補強部材（５ｂ）が充分に上方向に移動して加熱ベルト（２）を充分に持ち上げるとともに、加熱ベルト（２）の内周に沿い、且つ、補強部材（５ｂ）に接続している保持部材（５ａ）は、完全に加熱ベルト（２）を加圧ローラ（３）から離すことができる。
【００２５】
次に、このように構成される定着装置（１）におけるトナー定着動作について、図1及び２を参照し、正常作動時と異常発生時に分けて説明する。
（正常作動時）
まず、図示しない感光体から送られてきたトナー（２３）が付着した転写紙（２２）を、挿入ガイド（２４）から導入する（ステップ１）。
【００２６】
このとき、加熱ベルト（２）側では、図２のように加圧カム（６ｂ）が押圧状態になっており、押圧バネ（６ａ）を押下げている。押下げられた押圧バネ（６ａ）は、補強部材（５ｂ）を下方向、即ち保持部材（５ａ）側へ付勢している。なお、解除バネ（６ｃ）は、常に補強部材（５ｂ）を上方向、即ち保持部材（５ａ）と反対方向に付勢しているが、押圧バネ（６ａ）の付勢力より弱いため、この時点では解除バネ（６ｃ）の付勢力は働いていない。そして、補強部材（５ｂ）に接続された保持部材（５ａ）は、加熱ベルト（２）を加圧ローラ（３）へ圧接させ、適切なニップ幅を有するニップ部（７）を形成している。
【００２７】
次いで、挿入ガイド（２４）からニップ部（７）へ導入された転写紙（２２）上では、トナー（２３）が、加熱ベルト（２）によって加熱融解されるとともに、加圧ローラ（３）との圧によって転写紙（２２）に定着する（ステップ２）。
トナー（２３）が定着した転写紙（２２）は、導入ガイド（２４）の反対側から定着装置（１）を出て排出される（ステップ３）。
【００２８】
（異常発生時）
例えば、前記ステップ２において、転写紙（２２）が加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）と挿入ガイドとの間でアコーディオン状にジャムして紙詰まりを起こした場合、異常検知センサ（８）は、この異常を検知して検知情報を制御部（１０）へ送信する（ステップ１１）。
制御部（１０）は、前記検知情報を取得して加熱ベルト（２）及び加圧ローラ（３）の回転を止めて加熱源（４）の電源を切るとともに、加圧カム（６ｂ）を押圧状態から非押圧状態へ切替えるように加圧モータ（９）を回転させる（ステップ１２）。
【００２９】
加圧モータ（９）の回転によって、加圧カム（６ｂ）は図３のように非押圧状態に切替わり、押圧バネ（６ａ）の付勢を解除する（ステップ１３）。
補強部材（５ｂ）は、押圧バネ（６ａ）の付勢解除によって、下方向、即ち保持部材（５a）側へ付勢されなくなり、替わりに解除バネ（６ｃ）の付勢力によって、上方向、即ち保持部材（５ａ）と反対方向に付勢され、保持部材（５ａ）とともに上方向に移動する。このとき、補強部材（５ｂ）の上端が加熱ベルト（２）を持ち上げて、加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）とを完全に離間させる（ステップ１４）。
【００３０】
このように、押圧手段（６）が押圧状態と非押圧状態とを切り替え、非押圧状態のとき、保持手段（５）が加圧ローラ（３）と圧接する側の加熱ベルト（２）部分から離れて、反対側の上側の加熱ベルト（２）部分を持ち上げ、加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）とを完全に離間させるので、異常発生時等に加熱ベルト（２）と加圧ローラ（３）との圧接状態を解除して異常を修正することができ、離間時に加熱ベルト（２）が冷却される際、加圧ローラ（３）と接触する箇所がないので、加熱ベルト（２）が均一に収縮して変形を防止することができる。
特に、加熱源が輻射熱を発生する熱源である場合でも、加熱ベルト（２）が加圧ローラ（３）と接触している箇所と接触していない箇所との加熱ベルト（２）の収縮率が大きく異なるようなことを回避できる。
【００３１】
また、保持手段（５）は、ニップ幅に対応して加熱ベルトに沿う保持部材（５ａ）と、保持部材（５ａ）と略直角に接する補強部材（５ｂ）とで構成し、押圧手段（６）は、補強部材（５ｂ）を保持部材（５ａ）側へ付勢する押圧バネ（６ａ）と、押圧バネ（６ａ）の付勢とその解除とを切替える加圧カム（６ｂ）と、補強部材（５ｂ）を保持部材（５ａ）と反対方向に付勢するバネ等の解除部材（６ｃ）とで構成するので、バネやカム等の簡易な構成で押圧状態と非押圧状態とを切替えることができる。
さらに、異常検知センサ（８）と、異常検知情報を受信して加圧カム（６ｂ）を制御する制御部（１０）とを備えたので、異常発生時には直ちに加圧カム（６ｂ）を非押圧状態に切替えることができ、素早く異常に対応することが可能となる。
【００３２】
図４は、補強部材の他の一例を示す正面図であり、図１における正面視の補強部材に対応する。図１において示した補強部材（５ｂ）は、正面視が矩形の板状体であるが、図３の例では、加圧ローラ（３）とは反対側の加熱ベルト（２）に接触する板状体の厚み部分において、長手方向の一部分（例えば中央部分）、即ち加熱ベルト（２）の回転軸方向の一部分に、凸部（２６）が設けられている。
本実施形態の定着装置（１）において、図３に示すような補強部材（２５ｂ）は、図１に示した補強部材（５ｂ）と同様に用いることができる。ただし、補強部材（２５ｂ）を用いる場合には、前記ステップ１４において、補強部材（２５ｂ）の凸部（２６）が加熱ベルト（２）と接して持ち上げることになる点が異なる。
【００３３】
補強部材（２５ｂ）は加熱源（４）によって少なからず暖められて熱くなっているので、このように熱くなっている補強部材（２５ｂ）の厚みに相当する上端全体が、加熱ベルト（２）と接触していると、その接触している厚みが薄くても、接触していない部分とのベルト収縮率の差がわずかに生じる。そこで、凸部（２６）だけで加熱ベルト（２）と接触させれば、ベルト収縮率の差が生じる部分を極力抑えることができる。従って、ベルト収縮率の差による加熱ベルト（２）の変形をより確実に防止することができる。
【００３４】
本実施形態においては、異常検知センサ（８）を備え、異常検知センサ（８）による検知情報を取得した制御部（９）が加圧カム（６ｂ）を非押圧状態に切替えるようにしたが、これに限るものではない。例えば、異常検知センサ（８）とは連動せず、紙詰まり等の異常が発生して定着装置（１）が停止したときに、加圧モータ（９）が加圧カム（６ｂ）を非押圧状態に切替えるようにしてもよいし、ユーザーが画像擦れ等を発見したときに、画像形成装置を止めて加圧カム（６ｂ）を非押圧状態に切替えるボタンを設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、加熱ベルトを採用し、特に輻射熱を発生する加熱源を利用する定着装置において好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る定着装置の実施形態の構成例を示す正面図である。
【図２】図１の定着装置の主要部の構成を模式的に示す押圧状態の左側面図である。
【図３】図１の定着装置の主要部の構成を模式的に示す非押圧状態の左側面図である。
【図４】補強部材の他の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      定着装置
２      加熱ベルト
３      加圧ローラ
４      加熱源
５      保持手段
５ａ    保持部材
５ｂ    補強部材
６      押圧手段
６ａ    押圧部材
６ｂ    加圧カム
６ｃ    解除部材
８      異常検知センサ
９      制御部
１０    加圧モータ
【図１】
2008145970.tif 000003
【図２】
2008145970.tif 000004
【図３】
2008145970.tif 000005
【図４】
2008145970.tif 000006