(57)【要約】【目的】定着ローラの表面に永久歪が発生しないようにして、長寿命を図ると共に、定着ベルトに曲率癖が発生しないようにして、画質の向上を図ることの出来る定着装置を提供することである。【構成】定着ローラ２４と、この定着ローラ２４に所定の圧力で転接する加圧ローラ２６と、定着ローラ２４から離間して配設された加熱ローラ２８と、この加熱ローラ２８と定着ローラ２４とにエンドレスに掛け渡された定着ベルト３２と、定着ベルト３２を加熱させて、定着ローラ２４及び加圧２６ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する加熱源３０とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、転接部を一方向に沿って通過することにより、未定着トナーをシート上に定着させる定着装置において、定着動作時を除く期間において、定着ベルト３２を定期的に所定距離だけ移動するように走行駆動させる制御装置６０を更に具備することを特徴としている。【選択図】　　　　図１
2004145164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、
定着動作時を除く期間において、前記定着ベルトを定期的に所定距離だけ移動するように走行駆動させる制御手段を更に具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、
定着動作時を除く期間において、前記定着ベルトを定期的に所定時間だけ移動するように走行駆動させる制御手段を更に具備することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、
前記定着ベルトの走行が停止してから所定時間経過したら、前記定着ベルトを定期的に所定距離だけ移動するように走行駆動させる制御手段を更に具備することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、
前記定着ベルトの走行が停止してから所定時間経過したら、前記定着ベルトを定期的に所定時間だけ移動するように走行駆動させる制御手段を更に具備することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記定着ベルトが前記加熱ローラに巻き付いている範囲の周長をＡとした場合に、前記所定距離は、前記周長Ａよりも長く設定されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記定着ベルトの１回の走行駆動において、前記加熱ローラに巻き付いていた部分が、前記転接部に位置しないように、その走行距離を制御することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記定着ベルトの１回の走行駆動において、前記転接部に位置していた部分が、前記加熱ローラに巻きつけられないように、その走行距離を制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記定着ベルトの１回の走行駆動において、前記加熱ローラの外周に巻き付いていた部分が、再び、該加熱ローラの外周に巻きつくことが無いように、その走行距離を制御することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等において、シート上の未定着トナーを溶融圧着し、該シートに定着させるために使用される定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時の電子写真装置用の定着装置においては、例えば特開平６ー３１８００１号（特許登録第２８１３２９７号）に示されるように、２ローラ式の加熱・定着ローラから熱源を外部に取り出し、熱源を内蔵した加熱ローラを別途設け、この加熱ローラからの熱を定着ベルトを介して、定着ローラと加圧ローラとの転接部に伝達してここを加熱するようにした所謂横型のベルト式定着装置が開発され、実用に供されている。
【０００３】
このベルト式定着装置によれば、熱源を定着ローラ（２ローラ式における加熱・定着ローラ）から外部に取り出しているため、定着ローラを所謂ソフトローラから構成することができることとなると共に、加圧ローラをハードローラと構成することとあいまって、定着ローラと加圧ローラとの転接部（ニップ部）の形状を、所謂下向き（上向きに凸）ニップ形状とすることができることになる。この結果、未定着シートは、このニップ部を通過する際に、この下向きのニップ形状に応じた変形を受けることとなり、このニップ部から下向きの変形力を受けた状態で排出される状態となる。
【０００４】
また、上述したベルト式定着装置においては、定着ベルトを未定着シートの搬送経路を規定するガイド板に近接して配設しているため、定着ベルトからの輻射熱により、ガイド板上を搬送されている未定着シートを予熱することが出来、これによりニップ部の温度を低く設定できることになる。そして、熱容量の小さい定着ベルトを用いることで、ニップ部通過時に定着ベルトの温度を急速に冷却させ、ニップ部出口での定着ベルトと分離するトナーの凝集力を高めることで、定着ベルトとトナーとの離型性を高めることのできる構成となっている。
【０００５】
このようにして、下向きのニップ形状と高められたトナーの凝集力とにより、このベルト式定着装置は、オイルレス或いは微量のオイルしか塗布しない場合でも、オフセットの無い鮮明な定着画像が得られる等、２ローラ方式では解決できなかった離型性とオイルの塗布の問題を解決した定着装置として知られ、実用に供することが出来ている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したベルト式定着装置の一般的な構造においては、定着ローラと加圧ローラとの間の圧力解除もなしに、定着ローラは加圧ローラにより加圧され続けられ、また、定着動作が停止されている待機状態においても、静止され続けられる、という制御が採用されている。この結果、定着ベルト及び定着ローラに過度なストレスが掛けられてしまう制御内容となっている。
【０００７】
即ち、上述したベルト式定着装置の構造においては、転接部のニップ幅を広く取るために、定着ローラを厚肉で弾性変形量が大きい弾性層を備えて構成され、一方、加圧ローラを比較的薄肉で弾性変形量が小さい表層を備えて構成されているため、待機中の圧力の非解除により、大きなダメージを受けることになる。特に、１００℃以上の高温環境下においては、弾性層に低硬度品（特に、スポンジ）を使用すると、スポンジにクリープ（永久歪）が発生して、定着ローラの表面に凹みが残ってしまう問題があり、解決が強く要望されている。
【０００８】
また、定着ベルトも、上記転接部において定着ローラの外周への変形と同様の変形を受けると共に、加熱ローラの外周に巻きつけられた、即ち、加熱ローラとの接触部においても、加熱ローラの外周面の曲率に従った変形を受けることになる。特に、加熱ローラを待機時に加熱して、待機状態からの立ち上がり時間の短縮化を図るものにおいては、加熱ローラの外周面温度が１８０℃前後に保持されることになるため、加熱ローラの外周への接触部分と非接触部分との差が顕著に生じると共に、曲率癖を起こして定着済の画像に、例えば白抜け部が異常画像として出現して、画質の低下を招く問題もあり、解決が強く要望されている。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この発明の主たる目的は、定着ローラの表面に永久歪が発生しないようにして、長寿命を図ることの出来る定着装置を提供することである。
【００１０】
また、この発明の他の目的は、定着ベルトに曲率癖が発生しないようにして、画質の向上を図ると共に長寿命化を図ることの出来る定着装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係わる定着装置は、請求項１の記載によれば、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、定着動作時を除く期間において、前記定着ベルトを定期的に所定距離だけ移動するように走行駆動させる制御手段を更に具備することを特徴としている。
【００１２】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２の記載によれば、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、定着動作時を除く期間において、前記定着ベルトを定期的に所定時間だけ移動するように走行駆動させる制御手段を更に具備することを特徴としている。
【００１３】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項３の記載によれば、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、前記定着ベルトの走行が停止してから所定時間経過したら、前記定着ベルトを定期的に所定距離だけ移動するように走行駆動させる制御手段を更に具備することを特徴としている。
【００１４】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項４の記載によれば、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、前記定着ベルトの走行が停止してから所定時間経過したら、前記定着ベルトを定期的に所定時間だけ移動するように走行駆動させる制御手段を更に具備することを特徴としている。
【００１５】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項５の記載によれば、前記定着ベルトが前記加熱ローラに巻き付いている範囲の周長をＡとした場合に、前記所定距離は、前記周長Ａよりも長く設定されていることを特徴ととしている。
【００１６】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項６の記載によれば、前記制御手段は、前記定着ベルトの１回の走行駆動において、前記加熱ローラに巻き付いていた部分が、前記転接部に位置しないように、その走行距離を制御することを特徴ととしている。
【００１７】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項７の記載によれば、前記制御手段は、前記定着ベルトの１回の走行駆動において、前記転接部に位置していた部分が、前記加熱ローラに巻きつけられないように、その走行距離を制御することを特徴ととしている。
【００１８】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項８の記載によれば、前記制御手段は、前記定着ベルトの１回の走行駆動において、前記加熱ローラの外周に巻き付いていた部分が、再び、該加熱ローラの外周に巻きつくことが無いように、その走行距離を制御することを特徴としている。
【００１９】
【発明を実施する形態】
以下に、この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００２０】
｛定着装置１０の概略説明｝
先ず、図１に示すように、この一実施例の定着装置１０は、ハウジング構造として、図示しない電子式画像形成装置、例えば、電子プリンタのフレームに固定されるハウジング１２を備えており、このハウジング１２は、装置フレーム上に直接的に固定される底板１４と、この底板１４の左右両側縁から夫々起立した側板１６とを備えて構成されている。尚、図１は側面図として描かれており、図中右方が、このハウジング１２の正面側を示し、図中左方が、このハウジング１２の裏面側を示している。そして、詳細は後述するが、未定着トナーが上面に担持された未定着シートは、図中右方から左方に向けて搬送されてくるように設定されている。
【００２１】
ここで、両側板１６の上部には、後述する加熱ローラ２８が回転自在に軸支される摺動ブラケット１８が、図中上下方向に沿って摺動自在に取り付けられている。また、両側板１６の下部には、後述する加圧ローラ２６が回転自在に軸支される揺動ブラケット２０が、支軸２２回りに揺動自在に支持されている。
【００２２】
また、この定着装置１０は、ローラ構成として、側板１６に固定軸線回りに回転自在に軸支された定着ローラ２４と、定着ローラ２４の略下方（具体的には、図中左斜め下方）でこれに転接する状態で、且つ、定着ローラ２４の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに揺動ブラケット２０に回転自在に支持された加圧ローラ２６と、定着ローラ２４の略上方に位置する状態で摺動ブラケット１８に回動自在に支持された加熱ローラ２８とを備えて構成されている。
【００２３】
また、この定着装置１０は、加熱ローラ２８の内部に配設された、例えばハロゲンランプ等の第１の加熱源３０と、定着ローラ２４と加熱ローラ２８とに渡りエンドレスに巻回された定着ベルト（熱伝達ベルト）３２と、加圧ローラ２６の内部に配設され、例えばハロゲンランプ等の第２の加熱源３３とを更に備えている。
【００２４】
ここで、詳細は後述するが、定着ローラ２４は弾性ローラとして構成され、一方、加圧ローラ２６は弾性ローラより硬いローラ上硬度を有するローラから構成されている。一方、揺動ブラケット２０は、第１のコイルスプリング３４により、加圧ローラ２６が定着ローラ２４に圧接する方向に、支軸２２回りに回動付勢されている。この結果、定着ローラ２４と加圧ローラ２６との互いの転接部（ニップ部）においては、両者は互いに所定の圧接力で転接し、これにより、定着ローラ２４が転接部で凹んだ状態にもたらされることになる。即ち、ニップ幅が十分に確保されるように設定されている。
【００２５】
また、この定着装置１０は、摺動ブラケット１８の各端部と対応する側板１６との間に介設され、加熱ローラ２８を定着ローラ２４から離間する方向に付勢して、定着ベルト３２に所定のテンションを付与させる第２のコイルスプリング３６を更に備えている。この第２のコイルスプリング３６は、左右各端部において、前後１対づつ備えられている。
【００２６】
また、上述したハウジング１２には、未定着シートを転接部に向けてガイドする取り込みガイド板３８が取り付けられると共に、転接部を通過して定着動作が終了した定着済みシートを排紙口に向けて搬送する排紙ガイド板４０が取り付けられている。更に、このハウジング１２には、定着ローラ２４の外周面であって、定着ベルト３２が巻回されていない部分であり、且つ、転接部よりも定着ローラ２４の回転方向に関して直上流側に位置する部分の表面温度を検出するための第１のサーミスタ４２と、加圧ローラ２６の外周面の非通紙部分の表面温度を検出するための第２のサーミスタ４３とが取り付けられている。ここで、これら第１及び第２のサーミスタ４２、４３は、この実施例においては、夫々接触式の構造が採用されている。
【００２７】
尚、この第１のサーミスタ４２の温度検出位置は、定着ローラ２４の外周面であって、定着ベルト３２が巻回されていない部分に限定されることなく、定着ローラ２４の外周面に巻回されている定着ベルト３２の外周面であって、転接部よりも定着ローラ２４の回転方向に関して直上流側に位置する部分の表面温度を検出するように取り付けられていても良いものである。この場合、このサーミスタ４２は、非接触式であることが好ましい。
【００２８】
そして、図示しない搬送機構を介して定着装置１０に向けて搬送されてきた未定着シートの先端は、先ず、取り込みガイド板３８の上面に触れ、これに案内された状態で、斜め上向きに搬送されるように設定されており、更に、この取り込みガイド板３８により案内された未定着シートは、その先端が加圧ローラ２６の外周面に先ず接触した後、加圧ローラ２６の外周面に沿って移動して、定着ローラ２４と加圧ローラ２６との転接部に導かれるように設定されている。
【００２９】
このように概略構成される定着装置１０においては、図示しない搬送機構を介して取り込みガイド板３８上に搬送されてきた未定着シートＳは、未定着トナーが付着していない下面を取り込みガイド板３８に接触・支持されると共に、定着ベルト３２が巻かれた定着ローラ２４と加圧ローラ２６との転接部（ニップ部）に向けて案内され、両者２４，２６の間を圧接された状態で挿通されることにより、未定着トナーが熱圧着されてシート上に定着されることになる。
【００３０】
以下、上述した種々の構成要素を順次個別に説明する。
｛定着ローラ２４の説明｝
上述した定着ローラ２４は、側板１６にベアリング４４（図２に示す）を介して回転自在に軸支される芯金部２４Ａと、この芯金部２４Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト３２が巻回されるローラ本体２４Ｂとを備えて構成され、ローラ外径をこの一実施例では２５．０ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部２４Ａは、直径１５ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体２４Ｂは、芯金部２４Ａの外周に厚さ５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、ローラ上にてアスカＣ硬度で２３度）から形成されている。
【００３１】
尚、図２に示すように、芯金部２４Ａの一端に位置する軸部には、第１の従動ギヤ４６がこれと同軸に、詳細を後述するワンウエイクラッチ４８を介して取付けられており、この第１の従動ギヤ４６には、加圧ローラ２６の後述する芯金部２６Ａの一端部に同軸に取り付けられた第２の従動ギヤ５０が噛合している。一方、詳細は図示していないが、この第２の従動ギヤ５０には、駆動機構５２の一部を構成する駆動ギヤが噛合している。このようにして、この駆動ギヤを介して駆動機構５２からの駆動力が第２の従動ギヤ５０に図中反時計方向の回転力として伝達され、引き続き、第１の従動ギヤ４６に図中時計方向の回転力として伝達されて、ワンウェイクラッチ４８を介して定着ローラ２４にこの回転力が伝達される構成とされている。
【００３２】
｛加圧ローラ２６の説明｝
上述したように、加圧ローラ２６は、側板１６にベアリング５４を介して回転自在に軸支される芯金部２６Ａと、この芯金部２６Ａの外周に同軸に配設されたローラ本体２６Ｂとを備えて構成され、ローラ外径を２４ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部２６Ａは、肉厚２ｍｍの鉄製パイプから形成され、ローラ本体２６Ｂは、芯金部２６Ａの外周に厚さ１．５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、上述した定着ローラ２４よりも硬めのローラ上にてＡＳＫＥＲ　Ｃ硬度で７４〜７５度のもの）から形成されている。
【００３３】
尚、芯金部２６Ａの一端に配設された軸部は、上述したように、第２の従動ギヤ５０が同軸に固定されており、この第２の従動ギヤ５０には、上述した第１の従動ギヤ４６が噛合しており、図示しない駆動ギヤを介してこれからの駆動力が第２の従動ギヤ５０に直接的に伝達されて、加圧ローラ２６が定着ローラ２４とは反対の反時計方向に沿って回転駆動されるように構成されている。
【００３４】
ここで、この一実施例においては、未定着シートの搬送用の主駆動としては、加圧ローラ２６が設定されており、定着ローラ２４はこれの熱膨張時においても周速が加圧ローラ２６の周速よりも早くならないように、第１及び第２の従動ギヤ４６、５０のギヤ比が設定されている。即ち、定着ローラ２４が第２の従動ギヤ４６により回転される際の回転速度は、定着ベルト３２を介して加圧ローラ２６と摩擦係合して回転される際の回転速度よりも、僅かに遅くなるように設定されている。
【００３５】
一方、この一実施例においては、加圧ローラ２６は、定着ローラ２４の直下方に位置しているのではなく、定着ローラ２４の直下方位置よりも、未定着シートの搬送方向に沿って下流側に偏倚した位置に配設されており、加熱ローラ２８と定着ローラ２４との両中心点を通る線分を基線とした場合に、この基線と、定着ローラ２４及び加圧ローラ２６の両中心点を通る線分とのなす角度が、所定の鋭角となるような位置に配設されている。尚、定着ローラ２４と加圧ローラ２６の両中心点を通る線分は、未定着シートの搬送方向と略直交するように設定されているものである。
【００３６】
｛ワンウェイクラッチ４８の説明｝
ここで、このワンウェイクラッチ４８は、定着ローラ２４の第１の従動ギヤ４６に対する図中時計方向の相対的な回転を許容するが、図中反時計方向の相対的な回転を係止するように、換言すれば、両者が一体回転するように構成されている。即ち、定着ベルト３２が加圧ローラ２６と摩擦係合して、また、定着ローラ２４が定着ベルト３２と摩擦係合して、加圧ローラ２６により定着ローラ２４及び定着ベルト３２が従動（連れ回り）する状態では、定着ローラ２４の図中時計方向に回転する周速は、加圧ローラ２６の周速と同一となり、定着ローラ２４の回転は第１の従動ギヤ４６の回転よりも僅かに速くなされるように設定している。
【００３７】
｛加熱ローラ２８の説明｝
上述した第１の加熱源３０を内蔵する加熱ローラ２８は、この一実施例においては、直径２０．１ｍｍで、肉厚０．２５ｍｍの鉄パイプ製芯金の外周面に、厚さ２０μｍのＰＴＦＥの被覆層をコーティングしたものから構成されている。即ち、加熱ローラ２８は、後述するようにウォーミングアップ時間の短縮化の目的で、薄肉芯金を有するように構成されている。尚、この加熱ローラ２８の両端は、ベアリング５６を介して回転自在に軸支されており、各ベアリング５６の内側には、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製のカラー５８が挿入されており、これにより、定着ベルト３２の蛇行や片寄りを防止している。
【００３８】
この加熱ローラ２８の内部には、発熱手段としての第１の加熱源３０が内蔵されているが、この一実施例においては、この第１の加熱源３０は、最大出力（発熱量）が８００Ｗのハロゲンランプから構成されている。一方、上述した加圧ローラ２６に内蔵された第２の加熱源３３は、最大出力（発熱量）が４００Ｗのハロゲンランプから構成されている。ここで、この定着装置１０の加熱源に許容された最大出力は、この実施例においては８００Ｗに設定されている。即ち、この実施例においては、第１の加熱源３０は、この定着装置１０に許容される最大出力そのものを出力することが出来るように設定されている。
【００３９】
尚、この実施例においては、加圧ローラ２６に第２の加熱源３３を内蔵しているので、後述する定着可能温度までは第２の加熱源３３と加熱ローラ２８に内蔵された第１の加熱源３０とを同時に発熱動作（点灯動作）させ、定着可能温度以上に上昇した場合には、加圧ローラ２６に内蔵した第２の加熱源３３をオフ動作させるようにしても良い。また、定着可能温度以上に上昇した場合において、加熱ローラ２８に内蔵された第１の加熱源３０がオフしている状態の場合のみ、加圧ローラ２６に内蔵した第２の加熱源３３を発熱動作させるように構成しても良いものである。
【００４０】
ここで、上述した定着可能温度までは、加熱ローラ２８の第１の加熱源３０は、ここで使用できる電力の最大出力とするが、定着可能温度よりも上昇した場合には、この第１の加熱源３０は、ここで使用できる電力の最大出力以下に設定されていても良いものである。
【００４１】
｛定着ベルト３２の説明｝
上述の定着ベルト３２は、未定着シートＳ上の未定着トナーを定着温度まで過剰な熱量を与えることなく定着できるように、その定着ベルト３２の１平方ｃｍ当たりの熱容量が、０．００２ｃａｌ／℃乃至０．０２５ｃａｌ／℃の範囲内のものが好ましいものである。このため、この一実施例においては、図３に示すように、定着ベルト３２は、内径が４０ｍｍ、厚さが９０μｍのポリイミド樹脂製の無端状のベルト基体３２ａと、このベルト基体３２ａの外周面（表層）に厚さ３０μｍで被覆されたＰＦＡの耐熱離型層３２ｂとを備えて構成されている。
【００４２】
ここで、この発明においては、このようにベルト基体３２ａとしてポリイミド樹脂を用いることに限定されることなく、ニッケル電鋳製の金属ベルトを用いることが出来ることも言うまでもない。このようにニッケル電鋳製の金属ベルトをベルト基体３２ａとして用いる場合には、このベルト基体３２ａの厚さは例えば３０μｍのものを用い、このベルト基体３２ａの表面に厚さ３００μｍで耐熱シリコーン樹脂を被覆し、更に、この耐熱シリコーン樹脂層の外周に、ポリイミド樹脂の場合と同様に、厚さ３０μｍで被覆されたＰＦＡの耐熱離型層３２ｂを被覆する構成が採用されている。
【００４３】
｛定着ベルト３２へのテンション付与機構の説明｝
上述したように、この一実施例では、定着ベルト３２へテンションを付与するための機構として、加熱ローラ２８を定着ローラ２４から離間する方向に付勢して、定着ベルト３２に所定のテンションを付与させる第２のコイルスプリング３６を備えている。
【００４４】
即ち、この第２のコイルバネ３６の付勢力により摺動ブラケット１８を介して加熱ローラ２８は、定着ローラ２４から離間する方向に偏倚させられ、これにより、加熱ローラ２８と定着ローラ２４とにエンドレスに掛け渡された定着ベルト３２は、所定のテンションに緊張された状態で張られることになる。
【００４５】
このように第２のコイルバネ３６の作用により、定着ベルト３２は、加圧ローラ２６と摩擦係合して連れ回りし、且つ、この定着ベルト３２の連れ回りに応じて、定着ローラ２４は定着ベルト３２に対してスリップや緩みの無い安定した状態で従動されることになる。
【００４６】
｛制御システムの構成｝
一方、この定着装置１０は、上述した駆動機構５２を駆動制御する他、加熱ローラ２８に内蔵された第１の加熱源３０及び加圧ローラ２６に内蔵された第２の加熱源３３の発熱制御のために、図４に示すように、制御装置６０を備えている。この制御装置６０には、上述した発熱制御のため、第１のサーミスタ４２及び第２のサーミスタ４３が接続されていて、待機時制御においては、この第２のサーミスタ４３からの検出結果のみに基づき、第２の加熱源３３を発熱制御し、通紙時制御においては、第１のサーミスタ４２からの検出結果にのみに基づき、第１の加熱源３０を発熱制御するように構成されている。
【００４７】
この制御装置６０は、第１及び第２のヒータドライバ６２、６３が接続されており、これら第１及び第２のヒータドライバ６２、６３を夫々介して、第１の加熱源３０及び第２の加熱源３３としてのハロゲンランプを夫々制御するように構成されている。また、この制御装置６０は、通紙指令（プリント動作開始信号）を受ける入力端子と、装置全体への電源の供給をオン・オフするための電源スイッチ６４と、特に発熱制御に係わる部分への電源の供給をオン・オフするためのメインスイッチ６６とが接続されている。
【００４８】
｛制御装置６０における全体制御方法の説明｝
次に、この制御装置６０における全体制御を実行するためのメインルーチンを、図５及び図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４９】
先ず、電源スイッチ６４がオンされている状態で、以下の制御手順が実行されるものであり、電源スイッチ６４がオフされている状態で、電源の供給が遮断されており、何らの制御動作も実行されえない状態となっている。
【００５０】
このように電源スイッチ６４がオンされている状態において、先ず、メインスイッチ６６がオンされたかを判別し（ステップＳ１０）、このメインスイッチ６６がオフされていると判断される状態において、詳細は後述するが、定着ベルト３２を強制的に走行駆動させ、定着ローラ２４を強制的に回転駆動させるための割り込みルーチンを起動するためのフラグＦをセットする（ステップＳ１２）。
【００５１】
一方、ステップＳ１０でメインスイッチ６６がオンされたと判別されると、電源立ち上げ時制御を開始し（ステップＳ１４）、定着ローラ２４の外周面の温度が所定の定着可能温度となるように、第１及び第２の加熱源３０，３３の発熱制御を実行する。そして、上述したフラグＦをリセットする（ステップＳ１６）。そして、定着ローラ２４の外周面の温度が所定の定着可能温度に到達したと判断されるまで待ち（ステップＳ１８でＮＯ）、到達したと判断されると（ステップＳ１８でＹＥＳ）、今度は、定着可能状態制御に移り（ステップＳ２０）、所定の定着可能温度が所定幅で維持されるように制御する。
【００５２】
この後、入力端子からプリント動作開始信号が出力されてくるのを待ち（ステップＳ２２でＮＯ）、プリント動作開始信号が出力されてくると（ステップＳ２２でＹＥＳ）、所定の定着動作制御を実行する（ステップＳ２４）。そして、次のプリント動作開始信号が出力されてくるのを待ち（ステップＳ２６でＮＯ）、次のプリント動作開始信号が出力されてくると（ステップＳ２６でＹＥＳ）、上述したステップＳ２４に戻り、所定の定着動作制御を実行する。
【００５３】
一方、上述したステップＳ２２及びＳ２６で、プリント動作開始信号（又は、次のプリント動作開始信号）が出力されてくるのを待つ状態において、所定時間Ｔ１の経過を待ち（ステップＳ２８でＮＯ）、プリント動作開始信号（又は、次のプリント動作開始信号）が所定時間Ｔ１待っても、出力されてこない場合には（ステップＳ２８でＹＥＳ）、所定の待機時制御を実行して、待機状態を規定する（ステップＳ３０）。
【００５４】
一方、このように待機時制御が実行されると、上述したフラグＦをセットし（ステップＳ３２）、次のプリント動作開始信号が出力されてくるのを待つ（ステップＳ３４でＮＯ）。そして、この待機時制御が実行されている状態において、次のプリント動作開始信号が出力されてくると（ステップＳ３４でＹＥＳ）、待機状態を解除する制御を実行し（ステップＳ３６）、引き続き、上述したフラグＦをリセットして（ステップＳ３８）、上述したステップＳ１８に戻って、定着ローラ３２の外周面の温度が所定の定着可能温度に至ったかを判断し、以後、上述した一連のメインルーチンの制御手順を繰り返す。
【００５５】
このように、この実施例においては、定着動作時を除く期間を、メインスイッチ６４がオフしている状態、又は、待機状態が設定される状態から規定されるようにし、この定着動作時を除く期間がきていされるとフラグＦをセットし、後述する割り込みルーチンの実行に際して、所定時間ごとに、定着ベルト３２を強制的に走行駆動させる制御動作を実行させるものである。
【００５６】
｛制御装置６０による発熱制御方法の説明｝
次に、制御装置６０における第１の加熱源３０の発熱制御方法（制御手順）を説明する。
【００５７】
先ず、この制御装置６０は、下記の２条件の場合にのみ、第１の加熱源３０に通電して、対応するハロゲンランプを点灯して、これを発熱させるように設定されている。即ち、
（１）ステップＳ２０において、図示しない電子プリンタの全体制御を司るプリンタ制御装置（図示せず）からプリント動作開始信号、即ち、定着動作開始信号が出力されてから、サーミスタ４２による検出温度が、定着可能温度（ｔ１）を検出するまでのレディー状態が規定された場合；
（２）ステップＳ２２において、サーミスタ４２による検出温度が定着可能温度（ｔ１）を検出して定着開始信号がプリンタ制御装置に出力され、これに基づき、プリンタ制御装置がプリント動作（即ち，定着動作）を開始してから、プリント終了信号が出力されるまでの定着動作状態が規定された場合；
の２つの場合にのみ、第１の加熱源３０を発熱させるように設定されている。
【００５８】
そして、この制御装置６０は、プリント終了信号が出力されてから、次のプリント動作開始信号が出力されるまでの待機状態が規定される場合（ステップＳ３０）においては、第１の加熱源３０を停止状態として、第２の加熱源３３による発熱動作のみを実行するように設定されている。
【００５９】
｛制御装置６０による駆動機構５２の制御方法の説明｝
次に、この制御装置６０における駆動機構５２の制御方法を説明する。
この実施例においては、上述した条件（１）が成立した状態においては、制御装置６０は、加熱ローラ２８の起動と同期した状態で、図示しない駆動モータを起動して、第１及び第２の従動ギヤ４６，５０を回転駆動し、これに伴い、定着ベルト３２をエンドレス走行させるように設定されている。
【００６０】
尚、上述した条件（２）が成立する状態においては、未定着シートの定着動作を実行するものであるため、制御装置６０は、上記した条件（１）の場合と同様に、定着ベルト３２をエンドレス走行させるように設定されていることは言うまでもない。
【００６１】
一方、この実施例においては、制御装置６０は、上述したような駆動機構５２の制御態様を実施するほか、以下に詳細に説明するが、定着ベルト３２を強制的に走行させる（即ち、定着ローラ２４を強制的に回転駆動させる）ように駆動機構５２を駆動制御する割り込み制御を実行するように構成されている。この割り込みルーチンは、例えば、電源スイッチ６４がオンされている状態において、例えば１分毎にメインルーチンの制御手順がどこにあろうと、割り込み実施されるように設定されている。
【００６２】
具体的には、図７に割り込みルーチンの制御手順をフローチャートとして示すように、所定の割り込みタイミングで、この割り込みルーチンが開始されると、先ず、この割り込み制御を実行することを示すフラグＦがセットされているかを判別する（ステップＳ４０）。このステップＳ４０において、フラグＦがセットされていないと判断される場合（即ち、このステップＳ４０においてＹＥＳと判断される場合）には、この割り込みルーチンの実行が禁止されているので、以下の制御動作を実行せず、この割り込みルーチンを終了する。
【００６３】
一方、ステップＳ４０においてＮＯと判断される場合、即ち、フラグＦがセットされていると判断される場合には、所定時間Ｔ２の経過を待ち（ステップＳ４２においてＮＯ）、所定時間Ｔ２が経過すると（ステップＳ４２においてＹＥＳ）、定着ベルト３２を所定距離だけ走行するように、駆動機構５２を制御する（ステップＳ４４）。ここで、所定時間Ｔ２は、この実施例においては、１時間に設定されている。換言すれば、この制御態様に従えば、メインスイッチ６４がオフしてから、又は、待機状態が規定されてから、１時間ごとに、この割り込みルーチンが実行されて、定着ベルト３２が強制的に所定距離だけ走行駆動され、また、定着ローラ２４が強制的に回転駆動されることになる。
【００６４】
また、この実施例においては、この所定距離は、定着ベルト３２が加熱ローラ２８に巻き付いている範囲の周長をＡとした場合に、この周長Ａよりも長く設定されている。換言すれば、巻き付いている範囲の周長Ａは、定着ベルト３２の加熱ローラ２８への巻きつけ角度により規定されるものであり、この実施例においては、約半周、即ち、１８０度だけ巻きつけられていることになる。
【００６５】
一方、定着ベルト３２の走行により、加熱ローラ２８の外周面に巻きつけられていた定着ベルト３２の部分が、転接部において停止することが無いように、また、転接部に位置していた定着ベルト３２の部分が、加熱ローラ２８の外周面に巻きついた状態で停止することが無いように、また、加熱ローラ２８の外周面に巻きつけられていた定着ベルト３２の部分が、引き続いて、加熱ローラ２８の外周面に巻きついた状態で停止することが無いように設定されている。
【００６６】
このため、この実施例においては、定着ベルト３２の所定の走行距離は、加熱ローラ２８の回転角度にして１８０度だけ回転することにより走行する距離となるように、予め設定されている。
【００６７】
このようにして、この実施例においては、メインスイッチ６４がオフしてから、又は、待機状態が規定されてから、所定時間としての例えば１時間ごとに、この割り込みルーチンが実行されて、定着ベルト３２が、加熱ローラ２８の回転角度にして１８０度回転することに対応する走行距離だけ、強制的に走行駆動されることになる。
【００６８】
この結果、この定着ベルト３２の走行により、加熱ローラ２８の外周面に巻きつけられていた定着ベルト３２の部分が、転接部において停止することが無く、また、転接部に位置していた定着ベルト３２の部分が、加熱ローラ２８の外周面に巻きついた状態で停止することが無く、また、加熱ローラ２８の外周面に巻きつけられていた定着ベルト３２の部分が、引き続いて、加熱ローラ２８の外周面に巻きついた状態で停止することが無い状態が、確実に達成されることになる。また、この定着ベルト３２の走行により、定着ローラ２４も回転されて、加圧ローラ２６が圧接する部分が、特定の個所に止めおかれることが無くなり、定着ローラ２４の外周面における永久歪の発生が防止されることになる。
【００６９】
従って、この実施例によれば、長期にわたり、定着ローラ２４に加圧ローラ２６が圧接しつづける状態が回避されることになり、定着ローラ２４の表面に永久歪が発生することが効果的に防止されるので、定着装置１０の長寿命化を図ることができることになる。また、この実施例によれば、長期にわたり、定着ベルト３２の一定の個所が転接部や加熱ローラ２８の外周に巻きつけられた状態が回避されることになり、定着ベルト３２に曲率癖が発生することが効果的に防止されるので、この曲率癖による画質の低下が抑制されて、画質の向上を図ることが出来ることになる。
【００７０】
この発明は、上述した実施例の構成に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である事は言うまでもない。
【００７１】
例えば、上述した実施例においては、第１の加熱源３０として（又は、第２の加熱源３３として）ハロゲンヒータを用いるように説明したが、この発明はこのような構成に限定されることなく、セラミックヒータ等をも使用できることは言うまでもない。
【００７２】
また、上述した実施例においては、定着可能温度に到達した時点で、定着動作を開始させる定着動作開始信号を出力するように説明したが、この発明はこのような定着動作開始信号を出力することに限定されることなく、レディー（待機）状態を終了させるレディー状態終了信号を出力するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００７３】
また、上述した実施例においては、定着ローラ２４のローラ本体２４Ｂを、芯金部２４Ａの外周に厚さ５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体から形成されるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、例えば、厚さ５ｍｍのスポンジから形成されるように構成してもよい。
【００７４】
また、上述した実施例においては、定着動作時を除く期間を、メインスイッチ６４がオフしてからの期間、又は、待機状態が設定されてからの期間から規定し、この定着動作時を除く期間において、このメインスイッチ６４がオフしてからの、又は、待機状態が設定されてから、所定時間Ｔ２ごとに、割り込みルーチンを実行して、定着ベルト３２及び定着ローラ２４を移動駆動するように説明したが、この発明は、このような制御態様に限定されること無く、定着動作を除く期間として、例えば、定着ベルト３２の走行の停止を検出して、この定着ベルト３２の走行停止タイミングから所定時間が経過して以降の期間から、定着動作を除く期間を規定し、この定着ベルト３２の走行停止タイミングから所定時間Ｔ２経過するごとに、上述したステップＳ４４を実行して、強制的に定着ベルト３２を走行駆動及び定着ローラ２４を回転駆動するように制御しても良いことは、言うまでもない。
【００７５】
また、上述した実施例においては、割り込みルーチンの実行に際して、定着ベルト３２を、所定距離だけ走行するように説明したが、この発明は、このような構成に限定されること無く、例えば、定着ベルト３２が加熱ローラ２８に巻き付いている範囲の周長をＡとした場合に、この周長Ａよりも長く距離だけ走行するに必要な所定時間だけ、走行駆動するように構成しても良いものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、定着ローラの表面に永久歪が発生しないようにして、長寿命を図ることの出来る定着装置が提供されることになる。
【００７７】
また、この発明によれば、定着ベルトに曲率癖が発生しないようにして、画質の向上を図ると共に長寿命化を図ることの出来る定着装置が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を示す側面断面図である。
【図２】
図１に示す定着装置における各ローラの端部における支持状態を示す断面図である。
【図３】
定着ベルトの構成を取り出して示す正面図である。
【図４】
制御システムの構成を概略的に示すブロック正面図である。
【図５】
制御装置における制御手順の前半部分を示すフローチャートである。
【図６】
制御装置における制御手順の後半部分を示すフローチャートである。
【図７】
制御装置における割り込みルーチンの制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　　定着装置
１２　　ハウジング
１４　　底板
１６　　側板
１８　　摺動ブラケット
２０　　揺動ブラケット
２２　　支軸
２４　　定着ローラ
２４Ａ　　芯金部
２４Ｂ　　ローラ本体
２６　　加圧ローラ
２６Ａ　　芯金部
２６Ｂ　　ローラ本体
２８　　加熱ローラ
３０　　第１の加熱源
３２　　定着ベルト
３３　　第２の加熱源
３４　　第１のコイルスプリング
３６　　第２のコイルスプリング
３８　　取り込みガイド板
４０　　排紙ガイド板
４２　　第１のサーミスタ
４３　　第２のサーミスタ
４４　　ベアリング
４６　　第１の従動ギヤ
４８　　ワンウェイクラッチ
５０　　第２の従動ギヤ
５２　　駆動機構
５４　　ベアリング
５６　　ベアリング
５８　　カラー
６０　　制御装置
６２　　第１のヒータドライバ
６３　　第２のヒータドライバ
６４　　電源スイッチ
６４　　メインスイッチ
【図１】
2004145164.tif 000003
【図２】
2004145164.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004145164.tif 000006
【図５】
2004145164.tif 000007
【図６】
2004145164.tif 000008
【図７】
2004145164.tif 000009