(57)【要約】【課題】定着装置の各部材の熱膨張がばらつく加熱時や紙詰まり処理時に、定着部材が分離部材に傷を付けられること防ぐ。【解決手段】発熱体Ｈを備えた定着部材１ａと、定着部材１ａとニップを形成する加圧ローラ３１を備える定着装置１において、トナーＴを定着させることが可能な定着許可温度であるか否か検知するための検知手段３７が設けられ、又、ニップを通過しトナーＴが定着された用紙Ｐを定着部材１ａから分離させるための分離部材３５が、定着部材１ａと所定の間隔を有するように設けられている。定着許可温度であるか否かにより、分離部材３５と定着部材１ａとの間隔が、自動的に所定の間隔以上に広げられ、又、所定の間隔となるように、所定の間隔を可変される。これにより、定着部材の熱膨張のばらつき等により定着部材と分離部材が接触して定着部材表面が傷つけられることを防ぐ。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を備えた定着部材と、前記定着部材とニップを形成する加圧部材を備える定着装置において、
定着部材の温度がトナーを定着させることが可能な定着許可温度であるか否か検知するための検知手段が設けられており、
ニップを通過しトナーが定着された用紙を前記定着部材から分離させるための分離部材が、前記定着部材と所定の間隔を有するように設けられており、
前記定着許可温度未満であると前記検知手段が検知した時、前記分離部材と前記定着部材との間隔が、前記所定の間隔以上に広げられ、前記定着許可温度以上であると前記検知手段が検知した時、前記分離部材と前記定着部材との間隔が、前記所定の間隔となるように、前記所定の間隔を可変させる可変手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着部材は、発熱体を内蔵する加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラに張架される無端状ベルトとからなり、前記加圧部材は、加圧ローラからなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材は、発熱体を内蔵する定着ローラからなり、前記加圧部材は、加圧ローラからなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
定着装置内で、用紙の搬送が止まったことを検知するための紙詰まり検知部が設けられており、
前記紙詰まり検知部が紙詰まりを検知した場合、前記可変手段により、前記定着部材と分離部材との間隔が、所定の間隔以上に広げられ、前記紙詰まり検知部が紙詰まり状態が解消されたことを検知した時、前記分離部材と前記定着部材との間隔が、前記所定の間隔となるように、前記所定の間隔が可変されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置を備えた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、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に用いられる定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機等の電子写真方式による画像形成装置では、トナーを用紙に溶融、固着する手段として定着装置が用いられる。定着装置では、定着ローラと、ヒータを内蔵した加熱ローラを設け、定着ローラと加熱ローラに無端状ベルトを架け回して定着部材を構成し、これに加圧ローラを圧接させているものが採用されている。又、定着部材が、ヒータを内蔵した定着ローラのみで構成され、この定着ローラに加圧ローラを圧接させているものも採用されている。いずれの方式でも、未定着トナーが付着された用紙が、ニップに挟まれつつ搬送され加熱加圧され、トナーは、用紙に溶融、固着される。
【０００３】
上記のような定着装置では溶融したトナーの粘着性が高いため、用紙が、無端状ベルト又は定着ローラに巻き付くことがある。これは、用紙が、排出部に向けて確実に搬送されないことになり紙詰まりの原因となる。そこで、例えば、離型性の高いフッ素樹脂による薄層を無端状ベルト又は定着ローラの表面に設け、用紙の巻き付きを防止することが行われている。
【０００４】
更に、用紙搬送方向においてニップよりも下流側に、無端状ベルト又は定着ローラに近接して樹脂や金属からなる板状の分離部材を設けて、用紙の巻き付きを防止することも行われている。尚、分離部材は無端状ベルトに接触させた方が確実に用紙の巻き付きを防止できるが、無端状ベルト等を傷つける場合があるから、分離部材は、非接触にて保持されることが多い（特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
ここで、特許文献１には、第１、第２の回転体、これに張架されるエンドレスベルト、該エンドレスベルトを加熱する熱源、第２の回転体とエンドレスベルトを介して転接する第３の回転体を備えた定着装置であって、ニップ部の記録材搬送方向下流側に記録材をエンドレスベルトから剥離するための分離部材がエンドレスベルトと非接触で備えられた定着装置が開示されている（請求項１、図２等参照）。
【０００６】
又、特許文献２では、定着装置等で使用される記録シート剥離装置であって、（１）記録シート狭持回転部材、（２）記録シートを剥離するための記録シート狭持回転部材の表面に近接し、幅方向に沿って配置された剥離シート、（３）剥離シートを支持する剥離シート支持板、（４）剥離シート支持板よりも高剛性の剛性支持部材、（５）剛性支持部材と剥離シート支持板を連結し且つ剛性支持部材に対する剥離シート支持板の間隔を調節する複数の間隔調整部材を備えたものが開示されている（請求項１、図４等参照）。
【特許文献１】特開２００４−９３５８２号公報
【特許文献２】特開２００２−９１２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、定着装置では、用紙の巻き付き防止のため、分離部材が設けられることがある。そして、分離部材が無端状ベルト等と非接触にて支持される場合、確実に用紙を無端状ベルト等から用紙を分離するために、無端状ベルト等と分離部材との間隔は、少なくとも１ｍｍ以下の微少な間隔とされる。
【０００８】
一方で、画像形成装置の電源が投入された時や、待機状態（オフモードやスリープモード等）からの復帰時に、無端状ベルト等は、トナーを溶融可能な温度（定着許可温度）まで加熱される。この際、定着装置を構成する部材（定着ローラ、無端状ベルト等）は、熱で膨張する。従って、上記の微少な間隔は、十分に加熱された状態を基準にして設けられる。
【０００９】
定着許可温度に達し、一定の時間が経過すれば、熱が均等に伝達され平衡状態となり、安定した膨張状態となるが、定着装置内では、熱による各部材の膨張に偏りが生ずる。これは、定着許可温度に達するまでの間、ヒータの配熱、配置等の理由から、各定着部材の受ける熱が均等でない場合があるからである。例えば、定着ローラと、加熱ローラ（ヒータ内蔵）を設け、定着ローラと加熱ローラに無端状ベルトを張架して定着部材を構成した場合、加熱ローラにおいて加熱のばらつきが生ずれば、これに接する無端状ベルトが受ける熱もばらつく。
【００１０】
この結果として、無端状ベルトに接する定着ローラが受ける熱にもばらつきが生じて、定着ローラや無端状ベルトの膨張に偏りが生ずる。更に、加圧ローラも加熱される構成の場合、加圧ローラも膨張に偏りが生ずることで、加圧ローラと圧接する定着ローラの膨張に影響を与えることもある。尚、定着部材をヒータ内蔵の定着ローラのみで構成した場合も、同様である。
【００１１】
そうすると、上記の分離部材と無端状ベルト等との間隔は微少であるから、分離部材と無端状ベルトや定着ローラが接触し、その表面を傷つける場合があるという問題がある。この傷は、トナーの溶融、固着の際に影響を与え、形成される画像を乱し、無端状ベルト等の離型性を損なう原因ともなる。更に、この傷が繰り返し付けられれば、定着装置の寿命にも影響を与える。
【００１２】
又、同様の傷は、定着装置で生じた紙詰まりを処理する際に、紙を引っ張るなど無理な力を定着装置にかけた場合や、紙詰まりにより用紙が、定着装置内で分離部材を無端状ベルト等の方向に押す形で折れ曲がった場合などにも生ずる。
【００１３】
ここで、特許文献１及び２をみると、特許文献１及び２記載の発明は、熱膨張のばらつきについて一切考慮されておらず、上記問題に対応することはできない。尚、特許文献２には、分離部材を記録シート狭持回転部材と離隔させる移動機構について記載されており、紙詰まり処理時に移動機構を利用することは可能であるが、画像形成装置の使用者が、詰まった用紙を無理に引っ張るなどの場合や定着装置内で用紙が折れ曲がってしまった場合に対応できない。更に、使用者により移動機構を操作しなければ、分離部材は離隔されない。
【００１４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、定着装置の各部材の加熱時の熱膨張のばらつきによる無端状ベルト又は定着ローラと分離部材との接触による傷を防ぐことを目的とする。又、紙詰まり時の接触による傷を防ぐことも目的とする。更に、この定着装置を用いることにより、形成される画像品質が良好かつ長寿命の画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、発熱体を備えた定着部材と、前記定着部材とニップを形成する加圧部材を備える定着装置において、定着部材の温度がトナーを定着させることが可能な定着許可温度であるか否か検知するための検知手段が設けられており、ニップを通過しトナーが定着された用紙を前記定着部材から分離させるための分離部材が、前記定着部材と所定の間隔を有するように設けられており、前記定着許可温度未満であると前記検知手段が検知した時、前記分離部材と前記定着部材との間隔が、前記所定の間隔以上に広げられ、前記定着許可温度以上であると前記検知手段が検知した時、前記分離部材と前記定着部材との間隔が、前記所定の間隔となるように、前記所定の間隔を可変させる可変手段を備えることとした。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記定着部材は、発熱体を内蔵する加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラに張架される無端状ベルトとからなり、前記加圧部材は、加圧ローラからなることとした。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１の発明において、前記定着部材は、発熱体を内蔵する定着ローラからなり、前記加圧部材は、加圧ローラからなることとした。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の発明において、定着装置内で、用紙の搬送が止まったことを検知するための紙詰まり検知部が設けられており、前記紙詰まり検知部が紙詰まりを検知した場合、前記可変手段により、前記定着部材と分離部材との間隔が、所定の間隔以上に広げられ、前記紙詰まり検知部が紙詰まり状態が解消されたことを検知した時、前記分離部材と前記定着部材との間隔が、前記所定の間隔となるように、前記所定の間隔が可変されることとした。
【００１９】
請求項５に係る発明は、画像形成装置において、上記いずれかの定着装置を備えることとした。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明は、上述のように、定着許可温度未満であると検知手段が検知した時、分離部材と定着部材との間隔が、所定の間隔以上に広げられ、定着許可温度以上であると検知手段が検知した時、分離部材と定着部材との間隔が、所定の間隔となるように、所定の間隔を可変させる可変手段を備えるから、画像形成装置への電源投入時や待機状態からの復帰時に定着部材が加熱される際、定着部材の熱膨張のばらつきが生じることにより定着部材と分離部材が接触して定着部材表面が傷つけられることが、防がれる。
【００２１】
従って、定着部材の表面の離型層が傷つけられないから、トナーの溶融、固着が安定して行われ、用紙の搬送にずれが生じたりすることがない。又、表面の離型層が傷つけられず、離型性が一定に保たれるから、紙詰まりが生じにくくなる。更に、定着装置の寿命が長くなる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、定着部材は、発熱体を内蔵する加熱ローラと、定着ローラと、加熱ローラと定着ローラに張架される無端状ベルトとからなり、前記加圧部材は、加圧ローラからなり、定着部材としての無端状ベルトと分離部材が接触して無端状ベルトの表面が傷つけられることが、防がれる。尚、無端状ベルトに比較的熱容量の小さなものを用いれば、定着ローラを加熱するよりも定着可能な温度への到達が早くなされる。又、温度維持の際の消費電力も低く抑えることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、前記定着部材は、発熱体を内蔵する定着ローラからなり、前記加圧部材は、加圧ローラからなるので、定着部材としての定着ローラと分離部材が接触して無端状ベルトの表面が傷つけられることが、防がれる。尚、定着装置の構造を簡素化でき、コンパクトな定着装置が提供され得る。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、定着装置内で、用紙の搬送が止まったことを検知するための紙詰まり検知部が設けられており、前記紙詰まり検知部が紙詰まりを検知した場合、前記所定の間隔が可変されるので、画像形成装置内で紙詰まりが生じ定着装置での用紙の搬送が止まってしまった場合や、定着装置内で紙詰まりが生じた場合にも、自動的に定着部材と分離部材の間隔が広くなるように可変手段が動作し、定着部材と分離部材が接触することによる傷が防がれる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、定着部材表面が傷付けられない定着装置を用いるから、形成される画像の品質が高く且つ安定した画像形成装置が提供される。又、定着装置が長寿命である画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜６を参照しつつ説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
【００２７】
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態における定着装置１を備えた電子写真方式でタンデム型のフルカラーの画像形成装置２の概略を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す正面から見た断面図である。
【００２８】
図１に示すように、この画像形成装置２は、ブラックの画像を形成する画像形成部３Ｂと、イエローの画像を形成する画像形成部３Ｙと、シアンの画像を形成する画像形成部３３Ｃと、マゼンタの画像を形成する画像形成部３Ｍを備えている。これらの４つの画像形成部３は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００２９】
尚、以下では各画像形成部３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍの構成は同様であるから、画像形成部３Ｂを例として説明する。従って、他の画像形成部３Ｙ、３Ｃ、３Ｍも同様に説明できるものであり、以下、特に説明がない限り画像形成部３Ｂについての説明は、他の画像形成部３Ｙ、３Ｃ、３Ｍにもあてはまる。
【００３０】
図１に示すように、画像形成部３Ｂは、像担持体としての感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０を帯電させるための帯電ローラ１１と、ドラムクリーニングローラ１２と、クリーニング部材１３及び現像手段としての現像装置４Ｂ、露光手段としての光学ユニット１５、転写手段として転写ローラ１６等がそれぞれ設けられている。
【００３１】
この画像形成部３Ｂのうち、前記感光体ドラム１０は、例えば、アルミニウム製のドラムの外周面上に正帯電のＯＰＣやアモルファスシリコンの感光層を有しており、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで正面視反時計方向に回転駆動されている。
【００３２】
帯電手段としての前記帯電ローラ１１は、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって感光体ドラム１０の表面を所定電位に均一に帯電させるものであり、所定のプロセススピードで正面視時計方向に回転駆動されている。
【００３３】
前記ドラムクリーニングローラ１２は、例えば、回転軸４０ａの外周にＥＰＤＭのような弾性を有する素材を円筒状に設けたものであり、感光体ドラム１０の表面にそれぞれ残った転写残トナーＴを除去して回収するものであり、所定のプロセススピードで正面視反時計方向に回転駆動されている。
【００３４】
前記クリーニング部材１３は、所定の方向に回転し、各帯電ローラ１１の表面に付着したトナーＴ等の異物（帯電生成物）を除去する。このため、クリーニング部材１３は、棒状の部材に樹脂製等のブラシを巻き付けたものを使用することができる。
【００３５】
現像手段としての前記現像装置４Ｂは、ブラックのトナーＴとキァリアからなる現像剤を収納している。尚、画像形成部３Ｙにおける現像装置４Ｙは、イエローのトナーＴとキァリアからなる現像剤を収納し、画像形成部３Ｃにおける現像装置４Ｃは、シアンのトナーＴとキァリアからなる現像剤を収納し、画像形成装置２における現像装置４Ｍは、マゼンタのトナーＴとキァリアからなる現像剤を収納している。
【００３６】
ここで、現像装置４Ｂは、感光体ドラム１０に形成される各静電潜像にトナーＴを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。現像装置４Ｂによる現像方法は、例えば上述のようにトナーＴ粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤とする２成分現像法を用いることができる。
【００３７】
現像装置４Ｂは、主として現像ローラ１７、磁気ローラ１８、撹拌ローラ１９等により構成されている。まず、感光体ドラム１０に対向し、一定の隙間を設けて現像ローラ１７が配される。現像ローラ１７の斜め下方に対向して、一定の隙間を設けて磁気ローラ１８が配される。そして、撹拌ローラ１９は、磁気ローラ１８の下方に設けられる。これらの現像ローラ１７、磁気ローラ１８、撹拌ローラ１９は、枠体２０に保持される。
【００３８】
前記撹拌ローラ１９は、２本で構成されておりこの撹拌ローラ１９により主として磁性体のキャリアとトナーＴからなる現像剤を撹拌して現像剤中のトナーＴを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーＴは、キャリアに保持される。磁気ローラ１８は、撹拌ローラ１９により撹拌された現像剤の供給を受け、これを保持する。磁気ローラ１８には磁石部材（不図示）が内包されており、これによりキャリアによる磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシを現像ローラ１７にあてるとともに所定の直流の電圧を磁気ローラ１８と現像ローラ１７に加えることで、磁気ローラ１８から現像ローラ１７にトナーＴの供給がなされる。これにより、現像ローラ１７でトナーＴの薄層が形成される。
【００３９】
露光手段としての光学ユニット１５は、ホストコンピュータ（不図示）から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光がレーザ出力部（不図示）から出力され、感光体ドラム１０の表面を走査露光することにより、各帯電ローラ１１で帯電された感光体ドラム１０表面に画像情報に応じた各色の静電潜像が形成される。
【００４０】
転写手段としての転写ローラ１６は、感光体ドラム１０と無端状の中間転写ベルト２１を介して当接し、一次転写ニップ部を形成する。尚、中間転写ベルト２１は、テンションローラ２２、駆動ローラ２３、従動ローラ２４間に張架されており、駆動ローラ２３の駆動によって正面視時計方向に回転（移動）される。中間転写ベルト２１は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。
【００４１】
駆動ローラ２３は、中間転写ベルト２１を介して二次転写ローラ２５と当接して、二次転写部を形成している。二次転写ローラ２５は、中間転写ベルト２１に接離自在に設置されている。また、二次転写部の用紙搬送方向の下流側には、定着装置１が設置される。
【００４２】
次に、上記した画像形成装置２による画像形成動作について説明する。
【００４３】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される感光体ドラム１０は、帯電ローラ１１によって一様に正極性に帯電される。そして、光学ユニット１５は、入力される画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を帯電された感光体ドラム１０上を走査露光する。これにより、静電潜像が形成される。
【００４４】
そして、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像は、感光体ドラム１０の帯電極性（正極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ＢによりトナーＴを付着され、トナー像として可視像化される。その後、トナー像は、感光体ドラム１０と転写ローラ１６間の一次転写部にて一次転写バイアス（トナーＴと逆極性（負極性））が印加された転写ローラ１６により、回転（移動）している中間転写ベルト２１上に一次転写される。
【００４５】
中間転写ベルト２１上で重ね合わせられたトナー像は二次転写部で搬送されてきた用紙Ｐに二次転写され、用紙Ｐは定着装置１に搬送されてトナー像が溶融、固着された後、排出部２６より排出される。
【００４６】
ここで、カラーの画像を形成する場合、上記と同様のプロセスで、まず画像形成部３Ｍにてマゼンタのトナー像を中間転写ベルト２１に一時転写する。次に、画像形成部３Ｃ側に当該部分は回転（移動）される。そして、画像形成部３Ｃにおいて、同様にしてシアンのトナー像が、中間転写ベルト２１上のマゼンタのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部にて転写される。
【００４７】
以下、同様に中間転写ベルト２１上に重畳転写されたマゼンタ、シアンのトナー像上に画像形成部３Ｙ、３Ｂで形成されたイエロー、ブラックのトナー像を各一次転写部にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト２１上に形成する。中間転写ベルト２１上で重ね合わせられたトナー像は二次転写部で搬送されてきた用紙Ｐに二次転写され、用紙Ｐは定着装置１に搬送されてトナー像が溶融、固着された後、排出部２６より排出される。
【００４８】
尚、上記した一次転写時において、二次転写後に中間転写ベルト２１上に残った二次転写残トナーＴ等は、ベルトクリーニングローラ２７で除去されて回収される。又、図１中に示す矢印は用紙Ｐの搬送方向であり、給紙装置２８又は手差しトレイ２９から用紙Ｐが搬送路に送り込まれる。
【００４９】
次に、図２に基づき、本発明の第１の実施形態における定着装置１の構造について述べる。図２は、本発明の第１の実施形態に係る定着装置１の概略構成を示す断面図である。
【００５０】
図２に示すように、定着装置１は、ハウジング３０、加熱ローラ３１、定着ローラ３２、無端状ベルト３３、加圧ローラ３４、分離部材３５、可変手段３６、検知手段３７、紙詰まり検知部３８等から構成されている。尚、用紙Ｐは、ニップを通って図２の右から左方向に搬送される。
【００５１】
図２に示すように、前記ハウジング３０は、例えば、定着ローラ３２と加熱ローラ３１と無端状ベルト３３からなる定着部材１ａを覆う上部ハウジング３０ａと、加圧ローラ３４を覆う下部ハウジング３０ｂとから成るようにされる。この上部ハウジング３０ａ及び下部ハウジング３０ｂに定着ローラ３２、加熱ローラ３１、加圧ローラ３４、分離部材３５、可変手段３６、検知手段３７、紙詰まり検知部３８等が支持される。
【００５２】
前記加熱ローラ３１は、例えばアルミのような熱伝導性に優れた金属から成る円筒形状の芯金内に、図略の電源に接続された発熱体Ｈ１を内蔵したものである。又、無端状ベルト３３との摩耗を抑えるための皮膜を芯金に設けることがある。具体的に本実施形態では、加熱ローラ３１は、アルミ製で外径が２２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの芯金からなる。内蔵される発熱体Ｈ１は１０００Ｗ程度である。そして、図２の正面視時計方向に回転される。
【００５３】
前記定着ローラ３２は、例えば、金属から成る円筒形状のローラ軸上に弾性層が形成される。芯金は、アルミやＳＵＳを用いることができる。弾性層は、シリコンゴム等から成る発泡スポンジを用いることができる。具体的に、本実施形態では、定着ローラ３２は、軸に薄さ６ｍｍ程度の水発泡スポンジゴムを巻き付けてなり、定着ローラ３２の直径は３２ｍｍである。そして、図２の正面視時計方向に回転される。
【００５４】
前記無端状ベルト３３は、加熱ローラ３１と定着ローラ３２に張架されており、複数の層からなるものを用いることができる。具体的に本実施形態では、加熱ローラ３１及び定着ローラ３２に接する部分を最内層とすると、最内層は、厚さ３５μｍのニッケルからなる層である。その上層に厚さ３００μｍのシリコンゴムの層が設けられる。その上部に離型性を高めるため厚さ３０μｍのＰＦＡチューブの層が設けられている。即ち、３層構造で厚さは計３６５μｍである。そして、図２の正面視時計方向に回転される。
【００５５】
前記加圧ローラ３４は、無端状ベルト３３を介して、定着ローラ３２と圧接され、定着ローラ３２と加圧ローラ３４間でニップが形成されている。本実施形態では、加圧ローラ３４は、例えばアルミのような熱伝導性に優れた金属から成る円筒形状の芯金内に、図略の電源に接続された発熱体Ｈ２を補助的に内蔵している。
【００５６】
具体的に本実施形態では加圧ローラ３４は、芯金内部に６００Ｗ程度の発熱体Ｈ２を内蔵し、芯金に薄さ３．５ｍｍ程度のシリコンゴムを巻き付けてなる。又、加圧ローラ３４の直径は、３５ｍｍである。そして、図２の正面視反時計方向に駆動手段（不図示）により回転駆動される。尚、本実施形態では、加圧ローラ３４が駆動力を受けることで、定着ローラ３２、無端状ベルト３３、加熱ローラ３１が従動する。
【００５７】
前記分離部材３５は、図２に示す用紙搬送方向において、定着ローラ３２と加圧ローラ３４のニップ部よりも下流側に設けられる。分離部材３５は、薄い板状の合成樹脂又は金属からなるものを用いることができる。この分離部材３５は、定着ローラ３２の軸方向に沿って配される。又、図２に示すように、無端状ベルト３３と分離部材３５の間に、所定の間隔が設けられるように、分離部材３５は支持される。所定の間隔は、用紙Ｐが無端状ベルト３３から確実に剥離されるように、１ｍｍ以下であることが好ましい。又、０．２〜０．８ｍｍ程度の間隔がより好ましく、更にいえば、０．２〜０．５ｍｍ程度の間隔がより好ましい。
【００５８】
分離部材３５は、前記所定の隙間を保つように高精度に支持されるべきである。そこで、本実施形態では、定着ローラ３２の軸方向における分離部材３５の両端且つ下端付近に接触爪３５ａが設けられている。接触爪３５ａは、上記所定の間隔と同様の厚さであって、例えば、合成樹脂からなる。この接触爪３５ａは、無端状ベルト３３の画像形成領域外（即ち定着領域外）で無端状ベルト３３と接する。これにより、分離部材３５を支持するための部材を高精度に形成する必要はなくなる。尚、接触爪３５ａを設けず、分離部材３５を高精度に保持するようにしてもよい。
【００５９】
そして、トナーＴを転写された用紙Ｐが、無端状ベルト３３を介して定着ローラ３２と加圧ローラ３４とのニップを通過させられ、トナーＴが加熱溶融され、固着される。具体的に本実施形態では、用紙ＰのトナーＴがのせられた面が、無端状ベルト３３と接してニップを通過する。ここで、溶融したトナーＴは、粘着力が強く無端状ベルト３３の回転方向に従って無端状ベルト３３に巻き付こうとする。これは紙詰まりの原因となるため、分離部材３５が用紙Ｐを無端状ベルト３３から剥離して、用紙Ｐが的確に搬送されるようになっている。
【００６０】
前記可変手段３６は、カム４０、分離部材３５を支持するための支持部材４１、支持部材４１を押圧するための押圧部材４２等から構成される。可変手段３６は、分離部材３５と無端状ベルト３３との間隔を自動的に可変させるものである。尚、可変手段３６の動作や構造の詳細については、後述する。
【００６１】
前記検知手段３７は、無端状ベルト３３又は定着ローラ３２の温度が、トナーＴが溶融固着可能な温度に達しているか検知するものである。この検知手段３７は、サーミスタのようなセンサが用いられる。又、接触式センサにて温度を検知してもよいし、非接触センサにて温度を検知してもよい。更に非接触式センサ３７ａ、接触式センサ３７ｂの両方設けてもよい。尚、図２では、両方のセンサを図示している。
【００６２】
前記紙詰まり検知部３８は、定着装置内で、用紙の搬送が止まったことを検知するためのものである。この紙詰まり検知部３８は、センサを用いてもよいしスイッチにより検知してもよい。スイッチ式の場合、用紙搬送路上を用紙Ｐが通過し、所定の時間経過しても次のスイッチを通過しない時、又は、一定時間以上用紙Ｐがスイッチを押したままである時に紙詰まりであると検知するようにできる。尚、図２では、センサを図示している。
【００６３】
次に、図３に基づき、本発明の第１の実施形態における電源オン時又は待機状態解除時の分離部材３５及び可変手段３６の動作について述べる。図３は、電源投入時又は待機状態解除時の定着装置１の動作を説明するフローチャートである。
【００６４】
図３に示すように、画像形成装置２の電源がオンされた時、又は、例えば省電力のための待機状態（スリープモードやオフモード）が解除された時（Ｓ１）、直ちには、画像形成できない。なぜなら、定着装置１は、通常、トナーＴが溶融、固着不可能な温度まで冷めているからである。そこで、まず、検知手段３７が無端状ベルト３３の温度を検知して（Ｓ２）、定着を許可できるか確認する（Ｓ３）。定着を許可できる温度（約１５０°Ｃ）よりも低い場合（Ｓ３のＮＯ）、発熱体Ｈ１及びＨ２が発熱され続け（Ｓ４）、可変手段３６が動作し、分離部材３５と無端状ベルト３３が離間させられ、又は、その状態が維持される（Ｓ５）。尚、定着を許可できるまでの時間は、本実施形態では１分未満である。
【００６５】
定着を許可できる温度まで無端状ベルト３３及び定着ローラ３２の温度が上昇すれば（Ｓ３のＹＥＳ）、定着部材１ａの熱膨張が安定しほぼ均一となる。そこで、可変手段３６が動作し、分離部材３５の接触爪３５ａが無端状ベルト３３に接する状態、即ち、自動的に分離部材３５と無端状ベルト３３が所定の間隔となるように戻され（Ｓ６）、動作は終了する（Ｓ７）。これにより、無端状ベルト３３からの熱を受け定着ローラ３２が熱で膨張する際、発熱体Ｈの配熱、配置等による熱膨張がばらつきによって、無端状ベルト３３と分離部材３５が接触してしまい無端状ベルト３３表面に傷がはいることを防ぐことができる。
【００６６】
次に、図４に基づき、本発明の第１の実施形態における紙詰まり時の分離部材３５及び可変手段３６の動作について述べる。図４は、紙詰まり発生時の定着装置１の動作を説明するフローチャートである。
【００６７】
まず、画像形成装置２内における紙詰まりの発生の要因は様々である。そこで、画像形成装置２内には紙詰まりを検知するための手段が複数設けられている。例えば、画像形成装置２内で、用紙Ｐが搬送路上に設けられた給紙スイッチを通過し、所定の時間が経過しても次のスイッチを通過しない場合、又は、一定時間以上用紙Ｐがスイッチを押したままである場合などに紙詰まり信号が発せられる。又、センサによる紙詰まり検知も考えられる。このような紙詰まりの際、画像形成装置２は、一般に用紙Ｐの搬送等の動作を停止する。従って、定着装置１内でも、用紙Ｐの搬送が止まってしまう場合がある。
【００６８】
紙詰まりが発生した後、画像形成装置２を再び利用するためには、用紙搬送路上の用紙Ｐを除去しなければならない。ここで、定着装置１の構成にもよるが、用紙Ｐは、ニップ部で挟まれ加圧されているから、使用者は用紙Ｐを除去する場合、定着装置１に無理な力をかける場合がある。この場合、無端状ベルト３３と分離部材３５が接触して、無端状ベルト３３が傷つけられる場合がある。又、定着装置１内で紙詰まりが発生して用紙Ｐが折れ曲がってしまった場合、用紙Ｐが分離部材３５を無端状ベルト３３方向に押す方向に力をかけてしまう場合がある。
【００６９】
そこで、図４に示すように、定着装置１内で紙詰まりが生じ（Ｓ２０）、紙詰まり検知部３８が紙詰まりを検知した場合（Ｓ２１）、この検知に併せて、可変手段３６が動作して分離部材３５と無端状ベルト３３とが離間される（Ｓ２２）。そして、可変手段３６は、分離部材３５と無端状ベルト３３との間隔が広げられた状態を維持する（Ｓ２３及びＳ２４のＮＯ）。尚、定着装置１外の画像形成装置２内で紙詰まり信号が発せられた場合にも同様に可変手段３６を動作させるようにしてもよい。
【００７０】
その後、紙詰まり状態が解消したことを紙詰まり検知部が検知すれば（Ｓ２４のＹＥＳ）、可変手段３６が動作し、自動的に分離部材３５の接触爪３５ａが無端状ベルト３３に接する状態に戻される（Ｓ２５）。即ち、分離部材３５と無端状ベルト３３が所定の間隔とされ、動作が終了する（Ｓ２６）。これにより、紙詰まり状態を解消する際、分離部材３５に力がかかっても、無端状ベルト３３表面が傷つけられることを防ぐことができる。
【００７１】
次に、図５及び図６に基づき、本発明の第１の実施形態における可変手段３６の具体的な構成及び動作について述べる。図５は、本発明の実施形態に係る可変手段３６の位置関係の概略を示す斜視図である。図６は、可変手段３６の構成をしめす定着装置１の模式図である。
【００７２】
図５に示すように、可変手段３６は、分離部材３５と同様に、用紙搬送方向において、定着ローラ３２と加圧ローラ３４のニップ部よりも下流側に設けられる。前記支持部材４１は、分離部材３５を支持するものであり、定着ローラ３２の軸方向の両側端付近に一対に本実施形態では設けられる。
【００７３】
そして、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、可変手段３６は、主として、カム４０、支持部材４１、押圧部材４２からなる。
【００７４】
前記カム４０は、定着ローラ３２、無端状ベルト３３の機能を害することがないよう、定着ローラ３２の軸方向における端部よりも外側に設けられている。又、回転軸４０ａが、カム４０に設けられている。この回転軸４０ａにモータ４３（点線にて図示）の駆動が伝達される。更に、カム４０の回転軸４０ａは、定着装置１のハウジング３０に回転可能に支持される。そして、モータ４３の駆動によりカム４０が回転駆動され、支持部材４１と当接することにより、支持部材４１が揺動する。
【００７５】
前記支持部材４１は、軸部４１ａが設けられ、軸部４１ａと支持部材４１は、一体的となっている。この軸部４１ａは、定着装置１のハウジング３０に回転可能に支持されるから、支持部材４１は、回転可能となっている。又、前記支持部材４１は、分離部材３５を支持する。例えば、分離部材３５は、支持部材４１にビス止め（不図示）で固定される。
【００７６】
前記押圧部材４２は、一端が定着装置１のハウジング３０と連結され、他端が、支持部材４１と連結される。そして、押圧部材４２は、支持部材４１を図６（ａ）及び（ｂ）に示す破線矢印の方向に絶えず力をかける。これにより、支持部材４１は一定の方向に回転するような力が加えられる。具体的に本実施形態では、無端状ベルト３３に分離部材３５の接触爪３５ａが接触する方向に支持部材４１が回転するように、力が加えられる。
【００７７】
ここで、押圧部材４２には、例えば、ばねのような弾性体を用いることができる。このように構成することで、無端状ベルト３３と分離部材３５との間に異物（例えば、ゴミや定着時に生じた溶融トナー）が挟まっても無端状ベルト３３を直ちに傷つけるようなことがなく、分離部材３５は、柔軟性が高く保持される。
【００７８】
ここで、可変手段３６の具体的な動作について述べる。通常運転時は、図６（ａ）に示すように、分離部材３５と無端状ベルト３３との間隔が所定の間隔となるように接触爪３５ａが、無端状ベルト３３の定着領域外に接触される。そして、分離部材３５を支持する支持部材４１を押圧部材４２で押圧することで、接触爪３５ａと無端状ベルト３３とが接触する状態が維持される。
【００７９】
一方、分離部材３５と無端状ベルト３３は電源オン時、待機状態解除時、紙詰まり発生等（図３、図４参照）、分離部材３５と無端状ベルト３３との間隔を広げる場合には、これらの信号に併せて、モータ４３が駆動される。モータ４３は、歯車比との関係で所定量回転するようにパルス制御される。モータ４３の駆動は、検知手段３７の検知温度信号に同期させてもよい。又、紙詰まり検知に同期させてもよい。
【００８０】
この駆動がカム４０に伝達され、例えば、図６（ｂ）の矢印で示す左方向にカム４０が回転される。このカム４０が支持部材４１と当接して、分離部材３５と無端状ベルト３３の間隔が広げられる。そして、カム４０は、例えば、定着許可温度となるか、紙詰まりが解消されるまでこの状態を維持する。尚、押圧部材４２の力は、カム４０が支持部材４１を押し上げる力よりも弱くする必要がある。
【００８１】
そして、例えば、定着許可温度となるか、紙詰まりが解消されれば、モータ４３を制御し、カム４０が、図６（ｂ）の矢印で示す右方向に回転され、図６（ａ）に示す状態に戻される。このようにして無端状ベルト３３が傷つけられることを防ぐ。尚、支持部材４１の形状及びカム４０の大きさを調整して、カム４０を図６（ｂ）の矢印で示す左方向に回転させ続けて（即ち、１回転させて）、図６（ａ）に示す状態に戻してもよい。
【００８２】
次に本発明における第２の実施形態について、図７に基づいて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態において、定着部材１ａを定着ローラ３２と無端状ベルト３３と加熱ローラ３１で構成していたものが定着ローラ５０のみからなる点で、差異が設けられる。図７は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置１の概略構成を示す断面図である。
【００８３】
尚、第２の実施形態の基本的な構成は、図１〜６を用いて説明した上記の第１の実施形態と同じであるから、上記の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、図１〜６を用いて説明した実施形態と同様にすればよい。
【００８４】
図７に示すとおり、第２の実施形態では、定着部材１ａが定着ローラ５０のみからなっている。この定着ローラ５０は、例えば熱伝導性に優れた金属から成る円筒形状の芯金上に、弾性層が形成される。芯金として、アルミやＳＵＳを用いることができる。又、円筒内には、発熱体Ｈ３が内蔵されている。弾性層は、例えば、シリコンゴム等から成る。この弾性層の表面は、フッ素樹脂等の樹脂で覆われ、離型性が高められている。
【００８５】
第２の実施形態は、第１の実施形態に比べ、定着許可温度に達するまでの時間は要するものの定着装置１の構成を簡素化でき、例えば、スペースの余裕のない小型の画像形成装置２における定着装置１に採用され得る。
【００８６】
このようにして、定着許可温度未満であると検知手段３７が検知した時、分離部材３５と定着部材１ａとの間隔が、所定の間隔以上に広げられ、定着許可温度以上であると検知手段３７が検知した時、分離部材３５と定着部材１ａとの間隔が、所定の間隔となるように、所定の間隔を可変させる可変手段３６を備えるようにすれば、画像形成装置２への電源投入時や待機状態からの復帰時に定着部材１ａが加熱される際、定着部材１ａの熱膨張のばらつきが生じることにより定着部材１ａと分離部材３５が接触して定着部材１ａ表面が傷つけられることが、防がれる。
【００８７】
従って、定着部材１ａの表面の離型層が傷つけられないから、トナーＴの溶融、固着が安定して行われ、用紙Ｐの搬送にずれが生じたりすることがない。又、表面の離型層が傷つけられず、離型性が一定に保たれるから、紙詰まりが生じにくくなる。更に、定着装置１の寿命が長くなる。
【００８８】
又、定着部材１ａは、発熱体Ｈ１を内蔵する加熱ローラ３１と、定着ローラ３２と、加熱ローラ３１と定着ローラ３２に張架される無端状ベルト３３とからなり、前記加圧部材は、加圧ローラ３４からなるようにすれば、無端状ベルト３３を介して加圧ローラ３４とニップを形成することで、無端状ベルト３３に比較的熱容量の小さなものを用いれば、定着ローラ３２を加熱するよりも定着可能な温度への到達が早くなされる。又、温度維持の際の消費電力も低く抑えることができる。
【００８９】
又、定着部材１ａは、発熱体Ｈ３を内蔵する定着ローラ３２からなり、加圧部材は、加圧ローラ３４からなるようにすれば、定着装置１の構造を簡素化でき、コンパクトな定着装置１が提供され得る。
【００９０】
定着装置１内で、用紙Ｐの搬送が止まったことを検知するための紙詰まり検知部３８を設け、紙詰まり検知部３８が紙詰まりを検知した場合、可変手段３６により、定着部材２ａと分離部材３５との間隔が、所定の間隔以上に広げられ、紙詰まり検知部３８が紙詰まり状態が解消されたことを検知した時、分離部材３５と定着部材２ａとの間隔が、所定の間隔となるように可変されれば、画像形成装置２内で紙詰まりが生じ定着装置１での用紙Ｐの搬送が止まってしまった場合や、定着装置１内で紙詰まりが生じた場合にも、自動的に定着部材１ａと分離部材３５の間隔が広くなるように可変手段３６が動作して、定着部材１ａと分離部材３５が接触することによる傷が防がれる。
【００９１】
更に、画像形成装置２において、定着部材１ａ表面が傷付けられない定着装置１を用いるから、形成される画像の品質が高く且つ安定した画像形成装置２が提供される。又、定着装置１が長寿命である画像形成装置２を提供できる。
【００９２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００９３】
例えば、分離部材３５を支持部材４１により支持して、支持部材４１にカム４０を当接させることで、分離部材３５と定着部材１ａの間隔が可変されていたが、分離部材３５を回転可能にハウジング３０に直接支持し、これにカム４０が当接されて間隔が可変されてもよい。尚、分離部材３５は、一般に薄いものであるからある程度の機械的強度が確保される必要がある。
【００９４】
又、上記実施形態では、可変手段３６として、カム４０を使用する場合を例示したがソレノイドなどを他の手段を用いてもよい。又、支持部材４１の軸部４１ａにモータの回転駆動を与えるようにして、カム４０の代わりに歯車により支持部材４１を揺動させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、画像形成装置における定着装置及びこれを用いた画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面から見た断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る電源投入時又は待機状態解除時の定着装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係る紙詰まり発生時の定着装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る可変手段の位置関係の概略を示す斜視図である。
【図６】第１の実施形態に係る可変手段の構成をしめす定着装置の模式図である。
【図７】第２の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  定着装置                      ３６  可変手段
１ａ  定着部材                    ３７  検知手段
２  画像形成装置                  ３８  紙詰まり検知部
３１  加熱ローラ                  ５０  定着ローラ
３２  定着ローラ                  Ｐ  用紙
３３  無端状ベルト                Ｈ１  発熱体
３４  加圧ローラ                  Ｈ２  発熱体
３５  分離部材                    Ｈ３  発熱体
３５ａ  接触爪                    Ｔ  トナー
【図１】
2008009097.tif 000003
【図２】
2008009097.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008009097.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008009097.tif 000008
【図７】
2008009097.tif 000009