(57)【要約】【課題】定着ローラの弾性層や加圧ローラの弾性層に永久変形が生じるのを防止できるベルト定着装置を提供する。【解決手段】熱源１２を有する加熱ローラ１４とこの加熱ローラ１４から離れて配置された定着ローラ１６とに巻き掛けられたエンドレスシート状の定着ベルト１８と、定着ローラ１６に対して定着ベルト１８を挟んで圧接され、定着ベルト１８との接触部が定着ニップ２２になっている加圧ローラ２４とを備えたベルト定着装置１０であって、定着ニップ２２におけるニップ圧力および定着ベルト１８のテンションが大きくなった状態と小さくなった状態との間で切り替える切替機構４０を設けている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を有する加熱部材とこの加熱部材から離れて配置された定着部材とに巻き掛けられたエンドレスシート状の定着ベルトと、前記定着部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている加圧ローラとを備えたベルト定着装置であって、前記定着ニップにおけるニップ圧力および前記定着ベルトのテンションが大きくなった状態と小さくなった状態との間で切り替える切替機構を設けたことを特徴とするベルト定着装置。
【請求項２】
前記切替機構は、前記定着部材の位置を移動させることにより前記ニップ圧力および前記テンションを切り替えることを特徴とする請求項１に記載のベルト定着装置。
【請求項３】
前記定着部材は、外周部に弾性層を有する回転可能な定着ローラであることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト定着装置。
【請求項４】
前記定着部材は、回転不能に固定支持されたニップ形成部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるベルト定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
なし
【０００３】
従来、図４に示すように、熱源であるヒータランプ７２を内部に有する回転可能な加熱ローラ７４と、この加熱ローラ７４から離れた位置に回転可能に配置され、外周部にスポンジまたはゴムからなる弾性層７６を有する定着ローラ７８と、加熱ローラ７４と定着ローラ７８とに巻き掛けられたエンドレスシート状の定着ベルト８０と、定着ローラ７８に対して定着ベルト８０を挟んで圧接された加圧ローラ８２とからなるベルト定着装置７０が知られている。なお、このベルト定着装置７０は、一般に広く知られていることから、前記特許文献として特定の文献を挙げることをせずに「なし」としたものである。
【０００４】
前記ベルト定着装置７０では、定着ベルト８０と加圧ローラ８２との接触部が定着ニップ８４になっている。定着ベルト８０は、加圧ローラ８２が矢印Ｃ方向に回転駆動されることにより、矢印Ｄ方向に回転するようになっている。このように回転するうちに定着ベルト８０は、加熱ローラ７４によって加熱されることにより所定の定着温度（例えば１８０℃）に昇温する。そして、ベルト定着装置７０では、定着ベルト８０が所定温度まで昇温した後に、未定着トナー画像が形成された用紙が定着ニップ８４に下方から導入され、この定着ニップ８４を通過する際にトナー画像が用紙に加熱定着されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ベルト定着装置７０では、加圧ローラ８２が圧接されたまま非作動状態で長時間または長期間放置されると、定着ローラ７８の弾性層７６、および、加圧ローラ８２も外周部に弾性層を有する場合にはその弾性層に永久変形が生じてしまうことがある。この場合、ベルト定着装置７０を再稼動したときに、弾性層の永久変形によって定着ニップ８４での用紙送り速度むらが発生し、これにより画像ノイズが発生するという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、前記問題を解決するために本発明は、熱源を有する加熱部材とこの加熱部材から離れて配置された定着部材とに巻き掛けられたエンドレスシート状の定着ベルトと、前記定着部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている加圧ローラとを備えたベルト定着装置であって、前記定着ニップにおけるニップ圧力および前記定着ベルトのテンションが大きくなった状態と小さくなった状態との間で切り替える切替機構を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のベルト定着装置では、前記切替機構が前記定着部材の位置を移動させることにより前記ニップ圧力および前記テンションを切り替えてもよい。
【０００８】
また、本発明のベルト定着装置では、前記定着部材が、外周部に弾性層を有する回転可能な定着ローラであってもよいし、あるいは、回転不能に固定支持されたニップ形成部材であってもよい。
【０００９】
【発明の効果】
本発明のベルト定着装置によれば、非作動時に切替機構によって定着ニップにおけるニップ圧力および定着ベルトのテンションが小さくなった状態に切り替えることにより、定着部材の弾性層や加圧ローラの弾性層に永久変形が生じるのを防止でき、その結果、再稼動時に定着ニップにおける用紙送り速度むらとこれに起因する画像ノイズの発生を防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態であるベルト定着装置１０を示す。このベルト定着装置１０は、内部に熱源であるヒータランプ１２を有する加熱ローラ（加熱部材）とこの加熱ローラ１４から離れた位置に回転可能に配置された定着ローラ（定着部材）１６とに巻き掛けられたエンドレスシート状の定着ベルト１８と、スプリング２０により定着ローラ１６に対して定着ベルト１８を挟んで圧接され、定着ベルト１８との接触部が定着ニップ２２になっている回転可能な加圧ローラ２４とを備えている。
【００１１】
加熱ローラ１４は、引張スプリング２６によって定着ローラ１６から離れる方向に引っ張られており、定着ベルト１８には所定のテンションが付与されている。これにより、定着ベルト１８の走行安定性および加熱ローラ１４からの伝熱安定性を確保している。
【００１２】
定着ローラ１６および加圧ローラ２４はいずれも、外周部に例えばゴムまたはスポンジからなる弾性層を有しているが、定着ローラ１６の弾性層の方が加圧ローラ２４の弾性層よりも柔らかくなっている。これにより、加圧ローラ２４が定着ベルト１８を介して圧接されることで定着ローラ１６の外周部が凹状に変形している。また、加圧ローラ２４は、図示しないモータによって回転駆動されるようになっている。なお、加圧ローラ２４ではなく定着ローラ１６がモータによって回転駆動されてもよい。
【００１３】
また、ベルト定着装置１０は、図２（ａ）に示すような切替機構４０を備えている。この切替機構４０はフレーム４２を有している。フレーム４２には、加熱ローラ１４の端部が軸受によって回転可能に支持されており、その軸受に引張スプリング２６が取り付けられている。また、フレーム４２には、加圧ローラ２４の端部を回転可能に支持した第１レバー４４が回動可能に軸支されており、この第１レバー４４に圧縮スプリング２０が当接している。さらに、フレーム４２には、定着ローラ１６の端部を回転可能に支持した第２レバー４６が回動可能に軸支されている。そして、第２レバー４６の側面には、図示しないモータに連結された扇状カム４８が当接している。なお、このような構成からなる切替機構４０は、各ローラ１４，１６，２４の両端側にそれぞれ設けられている。
【００１４】
前記切替機構４０では、扇状カム４８の円弧状先端部が第２レバー４６の側面に当接しているとき、定着ローラ１６と加圧ローラ２４とは定着ベルト１８を介して互いに圧接されるとともに、定着ベルト１８には引張スプリング２６によって所定のテンションが付与された状態にある。
【００１５】
図２（ｂ）に示すように、モータによって扇状カム４８が所定角度だけ回転駆動されると、扇状カム４８の円弧状先端部が第２レバー４６の側面から外れる。これにより、定着ローラ１６を支持する第２レバー４６を加圧ローラ２４側へ付勢する力が無くなることから、加圧ローラ２４を支持する第１レバー４４は圧縮スプリング２０によって押圧されて回動する。この回動によって加圧ローラ２４が移動して定着ローラ１６を押し、これにより第２レバー４６が回動して定着ローラ１６の位置が加熱ローラ１４側に移動する。このとき、圧縮スプリング２０は伸び切った状態またはそれに近い状態にあるため、加圧ローラ２４は定着ベルト１８を介して定着ローラ１６に軽く接触した状態になっている。このようにして、定着ニップ２２におけるニップ圧力が大きくなった状態から小さくなった状態へと切り替えられることになる。このとき、定着ローラ１６に対する加圧ローラ２４の圧接力は、例えば１００Ｎ以下になることが好ましい。
【００１６】
また、上述したように定着ローラ１６の位置が加熱ローラ１４側へ移動したとき、定着ベルト１８のテンションが緩むことにより加熱ローラ１４は引張スプリング２６によって引っ張られて移動する。このとき、引張スプリング２６は縮み切って自然長に戻るために加熱ローラ１４の移動量は限定され、この加熱ローラ１４の移動量よりも定着ローラ１６の移動量が大きくなっていることで、定着ベルト１８はテンションが解除された状態になる。このようにして、定着ベルト１８のテンションもまた、大きくなった状態から小さくなった状態へと切り替えられることになる。このとき、定着ベルト１８のテンションは、例えば１０Ｎ以下になることが好ましい。
【００１７】
上述したのとは逆に、モータを駆動して扇状カム４８を図２（ｂ）に示す状態から図２（ａ）に示す状態へ回転させれば、定着ニップ２２におけるニップ圧力および定着ベルト１８のテンションが小さくなった状態から大きくなった状態へと切り替えられることになる。
【００１８】
続いて、上記構成からなるベルト定着装置１０の動作について説明する。
ベルト定着装置１０において、加圧ローラ２４が矢印Ａ方向に回転駆動されると、これに伴って定着ベルト１８は矢印Ｂ方向に回転する。定着ベルト１８は、このように回転するうちにヒータランプ１２で加熱された加熱ローラ１４から熱供給されることにより全周が所定の定着温度（例えば１８０℃）に昇温する。定着ベルト１８が所定の定着温度まで加熱された後、表面に未定着トナー画像が形成された用紙が定着ニップ２２に矢印Ｅ方向に通紙される。この定着ニップ２２を通過する間に、トナー画像が用紙に加熱定着される。その後、用紙は画像形成装置の外部に排出される。
【００１９】
画像形成装置のオフ時やプリント終了後の印刷待機時などのベルト定着装置１０の非作動時には、上述したように切替機構４０の扇状カム４８を図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示す状態に回転させることより、定着ニップ２２のニップ圧力および定着ベルト１８のテンションが大きくなった状態から小さくなった状態へと切り替える。これにより、ベルト定着装置１０は、図１（ｂ）に示すように、定着ベルト１８が緩んだ状態になるとともに、定着ローラ１６と加圧ローラ２４との圧接状態が解除されるので、定着ローラ１６の弾性層や加圧ローラ２４の弾性層に永久変形が生じるのを防止でき、その結果、再稼動時に定着ニップ２２における用紙送り速度むらとこれに起因する画像ノイズの発生を防止することができる。
【００２０】
次に、図３を参照して本発明の別の実施形態のベルト定着装置１１について説明する。
このベルト定着装置１１は、前記ベルト定着装置１０における定着ローラ１６に代えて、定着ベルト１８の内側に回転不能に固定支持されたニップ形成部材３０（定着部材）を用いたものであり、他の構成は前記ベルト定着装置１０と全く同様であるためここでの再度の説明を省略する。
【００２１】
前記ニップ形成部材３０は、熱伝導度が低く、かつ、加圧ローラ２４の弾性層よりも硬い材料（例えば樹脂、セラミックなど）で形成されている。また、ニップ形成部材３０において定着ベルト１８を介して加圧ローラ２４が圧接されているニップ形成部分は、加圧ローラ２４の外周面に沿った凹状湾曲面を有するように形成されていることが好ましい。具体的には、ニップ形成部材３０のニップ形成部分の曲率半径は、加圧ローラ２４の外周面の曲率半径と同一か、あるいは、それよりも若干大きくしてある。このように形成することで、定着ニップ２２内におけるニップ圧力が通紙方向（矢印Ｅ方向）に関しておおよそフラットになるようにしてある。これによって、従来の定着装置に比べてニップ圧力が低圧で、かつ、通紙方向に関して幅広の定着ニップ２２を形成することができる。
【００２２】
前記ベルト定着装置１１においても、画像形成装置のオフ時やプリント終了後の印刷待機時などの非作動時には、上述したように切替機構４０の扇状カム４８を図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示す状態に回転させることより、定着ニップ２２のニップ圧力および定着ベルト１８のテンションが大きくなった状態から小さくなった状態へと切り替える。これにより、ベルト定着装置１１は、定着ベルト１８が緩んだ状態になるとともに、ニップ形成部材３０と加圧ローラ２４との圧接状態が解除されるので、定着ベルト１８についてニップ形成部材３０の縁部に接触したままの状態になる部分１８ａや加圧ローラ２４の弾性層に永久変形が生じるのを防止でき、その結果、再稼動時に定着ニップ２２における用紙送り速度むらとこれに起因する画像ノイズの発生を防止することができる。
【００２３】
なお、前記各ベルト定着装置１０，１１では、切替機構４０を作動させることによってニップ圧力を小さくしたときに加圧ローラ２４が定着ベルト１８を介して定着ローラ１６に接触した状態としたが、定着ローラ１６の移動量を大きくするか、加圧ローラ２４の移動量を規制するなどによって加圧ローラ２４が定着ローラ１６から完全に離れるようにしてもよい。この場合は、ニップ圧力が０となり、ニップ圧力が極限的に小さくなった状態に相当する。
【００２４】
また、前記各ベルト定着装置１０，１１では、ニップ圧力およびベルトテンションの切り替えを１つの切替機構４０で行ったが、ニップ圧力の切り替えとベルトテンションの切り替えをそれぞれ独立した機構によって別々に行なってもよい。
【００２５】
また、前記各ベルト定着装置１０，１１では、加熱ローラ１４で定着ベルト１８に熱供給するようにしたが、加熱ローラ１４とは別の位置に熱源を設けて定着ベルト１８に熱供給するようにしてもよい。
【００２６】
さらに、前記各ベルト定着装置１０，１１では、加熱部材として回転可能な加熱ローラ１４を用いたが、これに代えて回転不能なシート状ヒータを熱源兼加熱部材として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルト定着装置の構成図であり、（ａ）はニップ圧力およびベルトテンションが大きくなった状態を示す図、（ｂ）はニップ圧力およびベルトテンションが小さくなった状態を示す図。
【図２】切替機構の構成図であり、（ａ）はニップ圧力およびベルトテンションが大きくなったときの状態を示す図、（ｂ）はニップ圧力およびベルトテンションが小さくなったときの状態を示す図。
【図３】別の実施形態のベルト定着装置の構成図。
【図４】従来例のベルト定着装置を示す構成図。
【符号の説明】
１０，１１…ベルト定着装置、１２…ヒータランプ（熱源）、１４…加熱ローラ（加熱部材）、１６…定着ローラ（定着部材）、１８…定着ベルト、２０…圧縮スプリング、２４…加圧ローラ、２６…引張スプリング、３０…ニップ形成部材（定着部材）、４０…切替機構。
【図１】
2004286927.tif 000003
【図２】
2004286927.tif 000004
【図３】
2004286927.tif 000005
【図４】
2004286927.tif 000006