(57)【要約】【課題】待ち時間が無く（瞬時に）、任意の光沢度を持った画像が得られる定着装置を提供すること。【解決手段】定着ローラ部材または加圧ローラ部材を可動にして、定着ニップ部の転写材搬送方向上流に、加圧ローラ部材へのベルト部材の巻き付き部を任意の角度に設けることを特徴とする定着装置。【選択図】　　　　図３
2004094079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の一方において前記ベルト部材を張架する定着ローラ部材と、
前記ベルト部材の他方において前記ベルト部材を張架し、内部に加熱部材を有する発熱ローラ部材と、
前記ベルト部材を挟んで前記定着ローラ部材と対向する加圧ローラ部材とを少なくとも含む複数のローラ部材を備え、
前記定着ローラ部材と対向する加圧ローラ部材を前記ベルト部材を介して定着ローラ部材に押圧して定着ニップ部を形成し、
前記ベルト部材内部の発熱ローラ部材で前記ベルト部材を加熱し転写材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記定着ローラ部材または前記加圧ローラ部材を可動にして、前記定着ニップ部の転写材搬送方向上流に、前記加圧ローラ部材へのベルト部材の巻き付き部を任意の角度に設けることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ニップ部の、前記定着ローラ部材および前記加圧ローラ部材の一方または両方の下流側に分離爪を設け、前記定着ローラ部材または前記加圧ローラ部材を移動して前記加圧ローラ部材へのベルト部材の巻き付き部の角度を変更したとき、前記分離爪を前記定着ニップ部からの角度を一定に保つことを特徴とする請求項１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】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられるベルト部材を備える定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置として、弾性層を有して所定の温度に維持された発熱ゴムローラと、発熱ゴムローラに圧接し、弾性層を有する加圧ゴムローラとによって、未定着のトナー画像が形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ定着方式が多用されている。
【０００３】
しかしながら、この種の装置では、発熱ゴムローラの熱抵抗や熱容量が大きいため、ウォーミングアップ時間が長くなると共に、弾性層内側の温度が高くなり、発熱ゴムローラの寿命を短くしていた。
【０００４】
また、カラー画像ではベタ面積が大きい画像が多く、そのベタ画像も黒以外のものが多く光沢むらなどが目立つ。上記の発熱ゴムローラ及び加圧ゴムローラにハードローラを用いる場合は、転写材（記録紙）やトナー層の凹凸にローラ表面が追従しないため光沢むらが生じ、画像品位が低下するという問題点があった。
【０００５】
これらの問題点を解決するために、定着部材として無端状のベルト部材（定着ベルト）を用い、複数のローラ部材により定着ベルトを支持張架するもので、定着ベルト内部の定着ローラ部材（定着ローラ）と、定着ベルトを挟んで定着ローラと対向する加圧ローラ（加圧ローラ部材）と、内部に定着ベルトを加熱する加熱部材を有する発熱ローラ（発熱ローラ部材）とを設け、定着ベルトの回転方向で、定着ローラの上流側に設けられる巻き付き部（ベルトニップ部）と、定着ローラと加圧ローラとの間に設けられる定着ニップ部とにて記録紙上のトナー像を定着するベルト部材を用いる定着装置が、例えば特許文献１により開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３０７４９６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−３０７４９６号公報等により開示されているベルト部材を用いる定着装置において、発熱ローラ（発熱ローラ部材）や定着ベルト（ベルト部材）の定着温度を変えて光沢度制御を行おうとすると、発熱ローラや定着ベルトの温度を変えるのに時間を要する。特に温度を下げる場合、放熱により温度が下がるのを待たなければならないという問題が起こる。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決し、待ち時間が無く（瞬時に）、任意の光沢度を持った画像が得られる定着装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の一方において前記ベルト部材を張架する定着ローラ部材と、前記ベルト部材の他方において前記ベルト部材を張架し、内部に加熱部材を有する発熱ローラ部材と、前記ベルト部材を挟んで前記定着ローラ部材と対向する加圧ローラ部材とを少なくとも含む複数のローラ部材を備え、前記定着ローラ部材と対向する加圧ローラ部材を前記ベルト部材を介して定着ローラ部材に押圧して定着ニップ部を形成し、前記ベルト部材内部の発熱ローラ部材で前記ベルト部材を加熱し転写材上のトナー像を定着する定着装置において、前記定着ローラ部材または前記加圧ローラ部材を可動にして、前記定着ニップ部の転写材搬送方向上流に、前記加圧ローラ部材へのベルト部材の巻き付き部を任意の角度に設けることを特徴とする定着装置によって達成される。
【００１０】
本発明は上記の如き構成をとることにより、待ち時間が無く（瞬時に）、任意の光沢度を持った画像が得られる定着装置の提供を可能とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図１ないし図３を用いて説明する。図１は、本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、本発明に係わる定着装置の一例の概要断面構成図であり、図３は、図２の定着装置に巻き付き部を設けた状態を示す図である。
【００１３】
図１において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００１４】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿Ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。この際、原稿台上から搬送される原稿Ｄは、光沢レベル選択手段として用いられる光沢度レベル検出センサＰＫａにより、原稿画像の光沢度、および原稿画像のモノクロ、カラーの判別や両面画像の判別が行われる。
【００１５】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００１６】
自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から搬送される多数枚の原稿Ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿Ｄを送信する場合等に便利に使用される。
【００１７】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト６と、再給紙機構（ＡＤＵ機構）を含む給紙搬送手段と、定着手段としての定着装置１７とからなる。
【００１８】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像形成体としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配置されたＹのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及び像形成体クリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像形成体としての感光体ドラム１Ｍと、Ｍのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及び像形成体クリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像形成体としての感光体ドラム１Ｃと、Ｃのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及び像形成体クリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像形成体としての感光体ドラム１Ｋと、Ｋのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及び像形成体クリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによる現像は、使用するトナー極性と同極性（本実施形態においては負極性）の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。
【００１９】
中間転写ベルト６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００２０】
画像形成プロセスの概要について以下に説明する。
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性（本実施形態においては正極性）の１次転写転写バイアス（不図示）が印加される１次転写手段としての１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより、回動する中間転写ベルト６上に逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像（カラートナー像）が形成される。給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に収容された記録紙Ｐは、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにそれぞれ設けられる送り出しローラ２１および給紙ローラ２２Ａにより給紙され、搬送ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３等を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上の一方の面（表面）にカラー画像が一括して転写される（２次転写）。
【００２１】
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７により定着処理され、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００２２】
転写後の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【００２３】
一方、２次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、中間転写体クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００２４】
なお、上記画像形成プロセスにおいてはカラー画像形成にて説明したが、カラー画像形成のみならずモノクロ画像の形成や両面画像形成も行われることは勿論である。
【００２５】
本発明に係わる定着装置１７は、図２に示す構成となっていて、無端状のベルト部材からなる定着ベルト２７と、定着ベルト２７の内周面の一方において定着ベルト２７を支持張架する定着ローラ１７ａと、内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有し定着ベルト２７の内周面の他方において定着ベルト２７を支持張架する発熱ローラ部材としての発熱ローラ１７ｃと、定着ベルト２７を挟んで定着ローラ１７ａと対向し、定着ローラ１７ａを押圧（加圧）する加圧ローラ１７ｂとのローラ部材を備えて定着ベルト２７を張架するものである。ベルト部材を張架するローラ部材としては、この他、テンションローラ等を含む複数のローラを用いてもよく、またローラ部材を必ずしもベルト部材の内周面に配設せず、ベルト部材の外周面に配設する構成としてもよい。
【００２６】
発熱ローラ１７ｃによって加熱される定着ベルト２７を挟んで定着ローラ１７ａと対向する加圧ローラ１７ｂを定着ローラ１７ａに押圧し、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間に定着ニップ部Ｎｂを形成し、また、加圧ローラ１７ｂを１点鎖線で示すように移動させて、定着ニップ部Ｎｂの上流で（定着ニップ部Ｎｂに先行して）、定着ベルト２７と加圧ローラ１７ｂとの間に加圧ローラ１７ｂに定着ベルト２７を巻き付ける巻き付き部（ベルトニップ部）Ｎａを形成し、該ベルトニップ部Ｎａと定着ニップ部Ｎｂとを通して熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。
【００２７】
当該定着ニップ部Ｎｂの記録紙Ｐの搬送方向下流側には定着ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂに対して分離爪ＢＴａ、ＢＴｂがそれぞれ設けられる。分離爪ＢＴａはその先端部Ｐａと、定着ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂのそれぞれの中心を結ぶ直線ＰＬ１との角度をθ１（°）、また分離爪ＢＴｂはその先端部Ｐｂと定着ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂのそれぞれの中心を結ぶ直線ＰＬ１との角度をθ２（°）として配設される。角度θ１、θ２としては３０〜４０°程度として分離爪ＢＴａ、ＢＴｂが配設される。
【００２８】
定着ベルト２７としては、基体として内径６０〜１５０ｍｍ程度で、厚さが２０〜８０μｍ程度のニッケル電鋳ベルト、或いは厚さが５０〜２００μｍ程度の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、該基体の外側（外周面）に、厚さ１００〜５００μｍ程度のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）やＰＴＦＥコーティング加工を施し、或いはＰＦＡチューブを被覆したものを用いる。
【００２９】
定着ローラ１７ａは、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材を用いた、肉厚２〜５ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ａと、該金属パイプ１７１ａの外周面に厚さ０．５〜５ｍｍのシリコンゴム層１７２ａを設け、さらに該シリコンゴム層１７２ａの外側に厚さ３０〜７０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ１７３ａとからなる、外径２５〜７０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。
【００３０】
加圧ローラ１７ｂは、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材やアルミ材を用いた、肉厚２〜５ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ｂと、該金属パイプ１７１ｂの外周面に厚さ１〜３ｍｍのシリコンゴム層１７２ｂを設け、さらに該シリコンゴム層１７２ｂの外側に厚さ２０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを用いた離型層１７３ｂとからなる、外径４０〜８０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。また加圧ローラ１７ｂの内部に、図に点線で示すように、加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを設けてもよい。
【００３１】
内部に定着ベルト２７を加熱する加熱部材としてのハロゲンヒータＨＬａが設けられる発熱ローラ１７ｃは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜２ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ｃと、該金属パイプ１７１ｃの外周面に厚さ１０〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング１７２ｃとを形成した、外径３０〜７０ｍｍ程度のローラ部材として構成される。当該発熱ローラ１７ｃの両端部には、定着ベルト２７の片寄りを防止するための規制部材としてリング状の鍔Ｔｂが嵌入されて設けられる。また図に太線矢印で示すように、定着ローラ１７ａに対して発熱ローラ１７ｃが付勢され、定着ベルト２７が張架される。
【００３２】
不図示の駆動モータにより定着ローラ１７ａを回転駆動し、定着ローラ１７ａの回転により定着ベルト２７を支持搬送させて従動回転させる。加圧ローラ１７ｂを回転駆動し、加圧ローラ１７ｂにより定着ベルト２７を支持搬送し、定着ベルト２７を従動回転させるようにしてもよい。
【００３３】
定着ベルト２７と加圧ローラ１７ｂとの間に形成されるベルトニップ部Ｎａと、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる定着ニップ部Ｎｂとにより、進入ガイド板１７ｓを通して定着領域へ進入される記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を加圧加熱し、記録紙Ｐ上に固着定着させる。
【００３４】
また、発熱ローラ１７ｃに接触する温度検知手段としての温度センサＴＳ１を設け、発熱ローラ１７ｃの温度制御を行う。温度検知手段としては、その他非接触の温度センサを用いることも可能である。
【００３５】
上記の発熱ローラ１７ｃや定着ベルト２７の定着温度を変えて記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）の光沢度制御を行おうとすると、発熱ローラ１７ｃや定着ベルト２７の温度を変えるのに時間を要し、特に温度を下げる場合は、放熱により温度が下がるのを待たなければならない。本発明は、図２にて説明した定着装置１７の構成において、図３に示すように、定着ベルト２７を挟んで該加圧ローラ１７ｂと定着ローラ１７ａとで形成される定着ニップ部Ｎｂの記録紙Ｐの搬送方向上流に、図３に実線矢印で示すように加圧ローラ１７ｂを動かして（移動させて）、巻き付き部（ベルトニップ部）Ｎａを設けるようにし、定着ベルト２７と加圧ローラ１７ｂとの間の巻き付き角度θ３（°）を変えて、巻き付き部（ベルトニップ部）Ｎａを可変（任意の角度）に設け、定着画像の光沢度を変更するものである。これにより、定着時に、記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が待ち時間無く（瞬時に）光沢度が可変とされる。また、任意の光沢度を持った画像（トナー像）が得られる。巻き付き角度θ３が大きいと光沢度は高くなり、巻き付き角度θ３が小さいと光沢度は低くなる。なお図３に点線矢印で示すように、定着ローラ１７ａを移動させ、定着ベルト２７と加圧ローラ１７ｂとの間の巻き付き角度θ３（°）を生じさせるようにして、任意な角度でベルトニップ部Ｎａを形成するようにしてもよい。
【００３６】
上記の如く、加圧ローラ１７ｂ或いは定着ローラ１７ａを移動して定着ベルト２７の加圧ローラ１７ｂへのベルトニップ部Ｎａの巻き付き角度を変更した際に、記録紙Ｐの搬送方向下流側の定着ニップ部Ｎｂの位置が変化するため、図３に示すように、加圧ローラ１７ｂ或いは定着ローラ１７ａの移動に合わせて、分離爪ＢＴａの先端部Ｐａと、定着ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂのそれぞれの中心を結ぶ直線ＰＬ１との角度θ１（°）、および分離爪ＢＴｂの先端部Ｐｂと定着ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂのそれぞれの中心を結ぶ直線ＰＬ１との角度θ２（°）とを一定の範囲内、例えば前述した３０〜４０°程度の範囲内に保つようにして、分離爪ＢＴａや分離爪ＢＴｂも移動させるようにする。
【００３７】
角度θ１、θ２が一定の範囲を越えて大きく、分離爪ＢＴａの先端部Ｐａと定着ローラ１７ａとの距離、或いは分離爪ＢＴｂの先端部Ｐｂと加圧ローラ１７ｂとの距離が離れてしまうと、記録紙Ｐが分離する位置が不安定となり光沢むらが発生することがある。分離爪ＢＴａの先端部Ｐａと定着ローラ１７ａとの距離、或いは分離爪ＢＴｂの先端部Ｐｂと加圧ローラ１７ｂとの距離が大きいとき、記録紙Ｐの腰で自動的に剥がれてしまう場合と、剥がれない場合とがあり、記録紙Ｐの腰が強いものなら自動的に剥がれるが、腰が弱いと記録紙Ｐが巻き付いてしまう。丁度分離爪ＢＴａ、ＢＴｂまで行って剥がれる場合と、分離爪ＢＴａ、ＢＴｂまで行かなくて剥がれてしまう場合とがあるが、その境目に来るような位置（適正位置）に分離爪ＢＴａ、ＢＴｂがこないと記録紙Ｐの剥がれる位置が安定しない。これが安定しないと光沢むらが生じてしまう。また、角度θ１、θ２が一定の範囲内より小さく、分離爪ＢＴａの先端部Ｐａと定着ローラ１７ａとの距離、或いは分離爪ＢＴｂの先端部Ｐｂと加圧ローラ１７ｂとの距離が狭まり過ぎてしまうと、記録紙Ｐの腰が強く効きすぎ画像（トナー像）が柔らか過ぎた状態で分離爪ＢＴａや分離爪ＢＴｂに押し付けられ（擦られ）て、分離爪ＢＴａや分離爪ＢＴｂによる画像擦りが発生する。
【００３８】
本発明は上記の如く、加圧ローラ１７ｂ或いは定着ローラ１７ａの移動によるベルトニップ部Ｎａの巻き付き角度の変更に加えて、加圧ローラ１７ｂ或いは定着ローラ１７ａの移動に合わせて、分離爪ＢＴａ、ＢＴｂを当該適正位置に配設するものでもある。
【００３９】
本発明は上記の如き構成をとることにより、待ち時間無く（瞬時に）、任意の光沢度を持った画像が得られる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、待ち時間が無く（瞬時に）、任意の光沢度を持った画像が得られる定着装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図２】本発明に係わる定着装置の一例の概要断面構成図である。
【図３】図２の定着装置に巻き付き部を設けた状態を示す図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ　感光体ドラム
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ　帯電手段
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ　露光手段
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ　現像装置
７Ａ　２次転写ローラ
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ　１次転写ローラ
８Ａ　中間転写体クリーニング手段
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ　像形成体クリーニング手段
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ　画像形成部
１７　定着装置
１７ａ　定着ローラ
１７ｂ　加圧ローラ
１７ｃ　発熱ローラ
１７ｓ　進入ガイド板
２７　定着ベルト
ＢＴａ，ＢＴｂ　分離爪
ＨＬａ　ハロゲンランプ
Ｎａ　ベルトニップ部（巻き付き部）
Ｎｂ　定着ニップ部
Ｐ　記録紙
【図１】
2004094079.tif 000003
【図２】
2004094079.tif 000004
【図３】
2004094079.tif 000005