(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ベルトと定着ローラとの間の定着ニップに、記録シートを通して未定着画像を定着する定着装置であって、
定着ベルトの裏側に配された押圧部材を、定着ベルトを介して定着ローラに押圧することで定着ニップを確保する押圧手段を備え、
前記押圧手段は、
定着ニップにおける、記録シートの幅方向の押圧力分布を可変可能な構成であり、
搬送される記録シートの幅方向長さを指標する情報に基づいて押圧力分布を変更し、
前記押圧手段には、押圧体と押圧力付与手段とが含まれ、
前記押圧体は、前記定着ベルト内に配されており、前記押圧部材と当該押圧部材を支持する支持部材とを備え、
前記支持部材は、
前記幅方向に伸びる長尺状の部材であり、前記押圧部材に臨む壁面が略平面であり、
前記押圧部材の前記支持部材に臨む壁面には、前記幅方向に複数の押圧力切替用突出部が間隔を置いて設けられ、各突出部のうち、幅方向中央のものが支持部材に向かう突出量が最も大きく、
前記押圧力付与手段は、
前記幅方向中央の突出部の突出端と支持部材の壁面とを接触させた状態を維持しつつ前記支持部材の両端を前記定着ローラに向けて押す押圧力を変更し、支持部材の前記壁面とその他の突出部先端との接触・離間を切り替えることによって、前記押圧力分布を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記押圧手段は、
前記定着ニップにおける、記録シートの通過予定部分の押圧力が、定着に必要な所定の圧以上になり、かつその他の部分の押圧力が、前記所定の圧を下回るように、前記押圧力分布を変更することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【請求項４】
用紙上にトナー像を形成するとともに、用紙上に形成されたトナー像を用紙へ定着することにより用紙上に画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能に保持された定着ローラと、
回転可能な定着ベルトと、
前記定着ベルト内に配置され、定着ベルトを介して前記定着ローラの表面へ押圧した状態で保持された押圧部材と、
前記定着ベルト内に配され、前記押圧部材を支持する支持部材と、
定着ローラと定着ベルトとの間に形成されるニップ部へ搬送される用紙のサイズを判定する判定手段と、
判定された用紙サイズに応じて、前記押圧部材を定着ローラ表面へ向けて押圧する押圧力を幅方向において変更する押圧制御手段とを備え、
前記支持部材は、
前記幅方向に伸びる長尺状の部材であり、前記押圧部材に臨む壁面が略平面であり、
押圧部材の前記支持部材に臨む壁面には、前記幅方向に複数の押圧力切替用突出部が間隔を置いて設けられ、各突出部のうち、幅方向中央のものが支持部材に向かう突出量が最も大きく、
前記押圧制御手段は、
前記幅方向中央の突出部の突出端と支持部材の壁面とを接触させた状態を維持しつつ前記支持部材の両端を前記定着ローラに向けて押す押圧力を変更し、支持部材の前記壁面とその他の突出部先端との接触・離間を切り替えることによって、前記押圧力を前記幅方向において変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記押圧部材は長尺状であり、
前記押圧制御手段は、押圧部材の長手方向の端部に加わる押圧力を用紙サイズに応じて変更することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記押圧制御手段は、用紙サイズに応じて、押圧部材の端部の押圧力が定着に必要な所定圧力よりも低くなる第１状態と、押圧部材の端部の押圧力が定着に必要な所定圧力以上となる第２状態とに切替えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記押圧制御手段は、画像形成を行っていないとき前記第１状態を維持することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録シート上の未定着画像を定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置に備えられる定着装置には、定着ローラに定着ベルトを圧接させて定着ニップを確保し、その間を記録シートが通過することにより記録シート上に形成されたトナーなどの未定着画像を定着させる、いわゆるベルトニップ方式がある（特許文献１）。
このベルトニップ方式の定着装置では、定着ベルトの内側にこの定着ベルトを定着ローラに向けて押圧する押圧部材が配されており、その押圧力により定着ベルトと定着ローラとの間に定着ニップが確保される。定着ベルトは、通常、定着ローラの駆動回転に従動して回転する。定着ベルトと押圧部材の間には、例えば摩擦低減用の低摩擦シートが介在され、押圧による圧接部分の摩擦低減が図られる。
【０００３】
ところが、低摩擦シートを用いても定着ベルトと低摩擦シート間の摩擦をゼロにすることはできず、時間経過に伴って定着ベルト等が磨耗し、両者間の摩擦力が大きくなると、その摩擦力により定着ベルトの駆動負荷が増大することになる。
定着ベルトの駆動負荷が大きくなると、定着ローラは定常回転を続けようとする反面、従動される定着ベルトにはブレーキが掛かったような状態になり、未定着のトナー像の形成された記録シートが定着ローラと定着ベルトとの間を通過する際、記録シート上の未定着のトナー像が記録シート上を滑るようにずれて、画像ずれが生じる場合がある。
【０００４】
このような画像ずれの発生を防止するため、従来では、画像ずれの発生に至る前に、できるだけ早期に定着ベルト等を交換することが行われている。
【特許文献１】特開２００５−３００７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、早期に交換を行うということは、それだけ交換頻度が多くなって交換作業の手間が増え、またコスト増大に繋がってしまう。
本発明は、この点に鑑みてなされたものであって、画像ずれを防止しつつ定着ベルト等の交換頻度を低減可能な定着装置およびこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置では、定着ベルトと定着ローラとの間の定着ニップに、記録シートを通して未定着画像を定着する定着装置に対し、定着ベルトの裏側に配された押圧部材を、定着ベルトを介して定着ローラに押圧することで定着ニップを確保する押圧手段を備えさせ、上記押圧手段を、定着ニップにおける、記録シートの幅方向の押圧力分布を可変可能な構成とし、搬送される記録シートの幅方向長さを指標する情報に基づいて押圧力分布を変更させると共に、前記押圧手段には、押圧体と押圧力付与手段とが含まれ、前記押圧体は、前記定着ベルト内に配されており、前記押圧部材と当該押圧部材を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記幅方向に伸びる長尺状の部材であり、前記押圧部材に臨む壁面が略平面であり、前記押圧部材の前記支持部材に臨む壁面には、前記幅方向に複数の押圧力切替用突出部が間隔を置いて設けられ、各突出部のうち、幅方向中央のものが支持部材に向かう突出量が最も大きく、前記押圧力付与手段は、前記幅方向中央の突出部の突出端と支持部材の壁面とを接触させた状態を維持しつつ前記支持部材の両端を前記定着ローラに向けて押す押圧力を変更し、支持部材の前記壁面とその他の突出部先端との接触・離間を切り替えることによって、前記押圧力分布を変更することを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る画像形成装置には、上記定着装置を備えさせた。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、用紙上にトナー像を形成するとともに、用紙上に形成されたトナー像を用紙へ定着することにより用紙上に画像を形成する画像形成装置であって、回転可能に保持された定着ローラと、回転可能な定着ベルトと、上記定着ベルト内に配置され、定着ベルトを介して上記定着ローラの表面へ押圧した状態で保持された押圧部材と、前記定着ベルト内に配され、前記押圧部材を支持する支持部材と、定着ローラと定着ベルトとの間に形成されるニップ部へ搬送される用紙のサイズを判定する判定手段と、判定された用紙サイズに応じて、上記押圧部材を定着ローラ表面へ向けて押圧する押圧力を幅方向において変更する押圧制御手段とを備え、前記支持部材は、前記幅方向に伸びる長尺状の部材であり、前記押圧部材に臨む壁面が略平面であり、押圧部材の前記支持部材に臨む壁面には、前記幅方向に複数の押圧力切替用突出部が間隔を置いて設けられ、各突出部のうち、幅方向中央のものが支持部材に向かう突出量が最も大きく、前記押圧制御手段は、前記幅方向中央の突出部の突出端と支持部材の壁面とを接触させた状態を維持しつつ前記支持部材の両端を前記定着ローラに向けて押す押圧力を変更し、支持部材の前記壁面とその他の突出部先端との接触・離間を切り替えることによって、前記押圧力を前記幅方向において変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る定着装置では、上記構成を採用することにより、上記押圧手段が、記録シートの幅方向長さを指標する情報に基づいて上記押圧力分布を変更するので、定着ニップの当該幅方向全域に対し、未定着画像を定着させるのに必要な定着圧を上回るように押圧力が常時付与される場合と比べ、本発明に係る定着装置は定着ベルト等の磨耗を低減できる。定着ベルト等の磨耗を低減できると、定着ベルトの駆動負荷の増大を抑えることができ、定着ベルトにブレーキのかかった状態を低減できるので、未定着画像を定着する際に画像ずれの発生を抑制できる。したがって、本発明に係る定着装置は、画像ずれの発生を防止しつつ定着ベルト等の交換頻度を低減できる。
【０００９】
上記定着ニップにおける記録シート通過予定部分の押圧力が定着に必要な所定圧以上となり、かつその他の部分の押圧力が上記所定圧を下回るように、上記押圧手段に上記押圧力分布を変更させると、当該幅方向長さの小さい記録シートを定着ニップに通す際、定着ニップのうち未定着画像の定着に必要な部分にのみ十分な押圧力を付与することができ、当該定着に必要のない定着ニップのその他の部分に付与される押圧力を下げることができる。このように押圧力分布を変更することによって、定着ニップの当該その他の部分に相当する定着ベルトの磨耗を抑制できるので、画像ずれの発生を防止しつつ定着ベルト等の交換頻度を低減することができる。
【００１０】
上記押圧手段に、押圧力付与手段と、押圧体とを含ませ、上記押圧体を、上記定着ベルト内に配し、かつ押圧部材と、当該押圧部材を支持する支持部材とで構成し、上記支持部材を、上記幅方向に伸びる長尺状とし、当該支持部材の上記押圧部材に臨む壁面を略平面とし、押圧部材の上記支持部材に臨む壁面に、複数の押圧力切替用突出部を、上記幅方向に間隙を置いて設け、各突出部のうち幅方向中央のものを支持部材に向かう突出量が大きくなるようにし、上記押圧力付与手段に、上記幅方向中央の突出部の突出端と支持部材の上記壁面とを接触させた状態を維持させつつ上記支持部材の両端を上記定着ローラに向けて押す押圧力を変更させて、支持部材の上記壁面とその他の突出部先端との接触・離間を切り替えさせることによって、上記押圧力分布を変更させる構成とすれば、上記押圧力を変更することで、上記押圧力分布を変更することができる。
【００１１】
また、本発明に係る画像形成装置では、上記構成を採用することにより、上記判定手段によって判定された用紙のサイズに応じて、上記押圧制御手段が上記押圧力を幅方向において変更できる。したがって、定着ニップの幅方向全域に対して未定着画像を定着させるのに必要な定着圧で押圧力が常時付与される場合と比べて、本発明に係る画像形成装置は定着ベルト等の磨耗を低減できる。定着ベルト等の磨耗を低減できると、定着ベルトの駆動負荷の増大を抑制でき、定着ベルトにブレーキの加わった状態を低減できるので、未定着画像を定着する際に画像ずれの発生を抑制できる。したがって、本発明に係る画像形成装置は、画像ずれの発生を防止しつつ定着ベルト等の交換頻度を低減できる。
【００１２】
上記押圧部材を長尺状とし、上記押圧制御手段が押圧部材の長手方向の端部に加わる押圧力を用紙サイズに応じて変更すると、本発明に係る画像形成装置は、当該端部に加わる押圧力を変更するだけで、上記効果を実現させることができる。
上記押圧制御手段が、用紙サイズに応じて、押圧部材の端部の押圧力が上記所定圧力よりも低くなる第１状態と、押圧部材の端部の押圧力が上記所定圧力以上となる第２状態とに切替えると、本発明に係る画像形成装置は、当該端部に対応する定着ニップ領域を通過するような用紙サイズのときに、上記第２状態に切替え、当該端部に対応する定着ニップ領域を通過しないような用紙サイズのときに、上記第１状態に切替えることができる。したがって、本発明に係る画像形成装置は、定着に必要ないニップ領域において、定着に必要な所定圧力を下回るまで押圧力を下げることで、当該端部に対応する定着ベルト等の磨耗を低減でき、画像ずれの発生を防止しつつ定着ベルト等の交換頻度を低減できる。
【００１３】
上記押圧制御手段が、画像形成を行っていないとき上記第１状態を維持すると、画像形成を行っていないとき上記第２状態を維持する場合と比べ、画像形成を行っていないときに、押圧部材の端部に対応する定着ベルトの内側で定着ローラに向かって作用する押圧力を下げることができ、定着ローラ端部に加わる負荷を抑制できて、定着ローラの変形を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る定着装置を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例にして説明する。だたし、以下に示す実施の形態では、本発明の技術思想を具体化したプリンタを例示しており、本発明は以下のものに限定されない。
＜プリンタの構成について＞
図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の構成を示す概略断面図である。
【００１５】
図１に示すように、プリンタ１は、画像プロセス部３、給送部４、定着部５および制御部６を備えており、ＬＡＮ等のネットワークに接続されて、外部の端末装置（図示せず）からの印刷（プリント）ジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンダ、シアン、およびブラック色からなるカラーの画像形成を実行する。以下、イエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
【００１６】
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１、ホッパ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋなどを備えている。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラ３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを備えており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３Ｍ〜３Ｋについても、作像部３Ｙと同様の構成になっており、同図では、符号を省略している。
【００１７】
ホッパ２０Ｙ〜２０Ｋは、Ｙ〜Ｋ色の補充用のトナーを収容し、必要に応じて現像器３３Ｙ〜３３Ｋにトナーを供給する。
光学部１０は、発光素子としてレーザダイオードを備え、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光するためのレーザ光Ｌを出射する。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３とに張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
【００１８】
給送部４は、記録シートとしての用紙Ｓを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙Ｓを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された用紙Ｓを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４４と、二次転写ローラ４５などを備えている。給紙カセット４１は、異なるサイズ、例えばＡ３、Ａ４、Ａ５サイズなどの用紙をセット可能である。
【００１９】
制御部６は、外部の端末装置からの画像信号をＹ〜Ｋ色用のデジタル信号に変換し、光学部１０の発光素子を駆動させるための駆動信号を生成する。
光学部１０は、制御部６からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光走査する。この露光走査によって、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより一様に帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。各静電潜像は現像器３３Ｙ〜３３Ｋによりトナーで顕像化され、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が形成される。
【００２０】
各色のトナー像は、一次転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋに作用する静電力により中間転写ベルト１１上に順次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト１１上に重ね合わされた各色トナー像は、中間転写ベルト１１の回転により二次転写位置４６に移動する。
【００２１】
一方、中間転写ベルト１１の移動タイミングに合わせて、給送部４からはタイミングローラ対４４を介して用紙Ｓが給送されて来ており、その用紙Ｓは回転する中間転写ベルト１１と二次転写ローラ４５との間に挟まれて搬送され、二次転写ローラ４５に作用する静電力により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して用紙Ｓ上に二次転写される。
二次転写位置４６を通過した用紙Ｓは定着部５に搬送され、用紙Ｓ上のトナー像（未定着画像）が定着部５において加熱、加圧により用紙Ｓに定着された後、排出ローラ対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。なお、給紙カセット４１の上方には用紙サイズを検出するための用紙サイズ検出センサ８３が配されている。
＜定着部５の構成について＞
図２は、定着部５の概略斜視図と要部拡大横断面図を併せて示した図である。
【００２２】
同図に示すように、定着部５は、定着ローラ５１、定着ベルト５２、押圧力付与部５９などを備えるベルトニップ方式の定着装置である。
定着ローラ５１は、装置前後方向の両端部が軸支板５５２ａ、５５２ｂに回転自在に保持されている。軸支板５５２ａ、５５２ｂは、定着部５の本体フレーム（不図示）に固定されている。定着ローラ５１の一端には、ギア５１１が取着されており、このギア５１１が不図示の駆動モータ（不図示）からの回転駆動力を受けることにより、定着ローラ５１は、例えばＢ方向に回転駆動される。定着ローラ５１の内部にはヒータ５８が配されている。
【００２３】
定着ベルト５２は、無端状ベルトであり、保持体５５１ａ、５５１ｂに回転自在に保持されており、定着ローラ５１に圧接された状態で定着ローラ５１の回転駆動力を受けてＣ方向に従動回転する。定着ベルト５２の内部には、押圧体５４が配されている。
押圧体５４は、摩擦低減用の摺動シート５３を介して定着ベルト５２を裏側から押圧し、定着ベルト５２を定着ローラ５１に圧接させる。これによって、定着ニップ５２１が確保される。
【００２４】
押圧体５４は、軟質材からなるソフトパッド５４１と、硬質材からなるハードパッド５４２と、これらを支持する支持部材５４３とからなる。
ソフトパッド５４１は、圧縮ばね５４５を介して支持部材５４３に支持され、圧縮ばね５４５の復元力を受けて定着ベルト５２を押圧する。
ハードパッド５４２は、例えば樹脂または金属製であり、ソフトパッド５４１の、用紙搬送方向下流側の位置に設けられる。ハードパッド５４２の先端部は、山状になっており、定着ベルト５２を定着ローラ５１に食い込ませるようにして押圧する。これにより、定着ニップ５２１を通過した用紙Ｓが定着ベルト５２から離間しやすくなり、用紙Ｓが定着ベルト５２に巻きつくことを防止でき、用紙Ｓの搬送性を向上させることができる。
＜定着ベルト５２内部の構成について＞
図３は、ハードパッド５４２と支持部材５４３の構成を示す斜視図である。
【００２５】
同図に示すように、ハードパッド５４２は長尺状であり、支持部材５４３に臨む壁面には、長手方向略中央に突出部５４２ａが、両端寄りに２つの突出部５４２ｂが略等間隔をおいて設けられている。両端寄りの突出部５４２ｂは突出量が同じで、中央の突出部５４２ａは、突出量が両端寄りの突出部５４２ｂに比べて大きくなっている。
これら突出部５４２ａ、５４２ｂは、定着ニップ５２１における、用紙搬送方向に直交する方向（以下、「幅方向」という。）の押圧力分布を二段階に切り替えるためのものである。この押圧力分布の切り替えの詳細については後述する。
【００２６】
支持部材５４３は長尺状であり、例えばアルミや鉄などの金属からなり、ハードパット５４２がソフトパッド５４１上に載置された状態になるようにハードパッド５４２とソフトパッド５４１とを支持する。支持部材５４３の、ハードパッド５４２に臨む壁面５４３ａは、略平面になっている。
支持部材５４３の長手方向両端部は、保持体５５１ａ、５５１ｂに設けられたホルダ５５４ａ、５５４ｂの穴部５５３ａ、５５３ｂに密に嵌合される。ホルダ５５４ｂの小径部５５５ｂが定着ベルト５２（図２参照）の内側に挿入され、同様に、ホルダ５５４ａの不図示の小径部が定着ベルト５２の内側に挿入されて、定着ベルト５２が回転自在に支持される。
【００２７】
保持体５５１ａ、５５１ｂの下部には、貫通孔１５５１ａ、１５５１ｂが設けられており、この貫通孔１５５１ａ、１５５１ｂに、軸支板５５２ａ、５５２ｂの軸部１５５２ａ、１５５２ｂが挿通されている。これにより、保持体５５１ａ、５５１ｂが軸支板５５２ａ、５５２ｂに対し、軸部１５５２ａ、１５５２ｂを中心に回転自在に支持される。
＜押圧力付与部５９の構成について＞
図２に示すように、押圧力付与部５９は、定着ベルト５２を定着ローラ５１に圧接するための押圧力を付与するものであり、押圧力切替モータ５７１、ギア列５７２ｅ〜５７２ｋ（アイドルギア、減速ギアなど）、扇形状ギア５７３ａ、リンクプレート５７４ａ、ロッド５７５ａ、圧縮コイルばね５７６ａなどを備える。
【００２８】
押圧力切替モータ５７１が駆動源となり、その駆動力がギア列５７２ｅ〜５７２ｋを介して扇形状ギア５７３ａに伝達される。
図４は、扇形状ギア５７３ａとその周辺の部材を分解して示した斜視図である。
同図に示すように、扇形状ギア５７３ａは、長円状のリンクプレート５７４ａにおける一方の円弧７４ｂ側に固定されている。リンクプレート５７４ａには貫通孔７４ａが設けられ、その貫通孔７４ａには、軸支板５５２ａに設けられた軸部１５５２ｂが挿通されている。これにより、リンクプレート５７４ａは、軸部１５５２ａを中心に揺動自在となって、軸支板５５２ａに軸支される。
【００２９】
リンクプレート５７４ａの他方の円弧７４ｃ側には、ロッド５７５ａの一端が軸５７７ａを介して当該軸５７７ａを中心に揺動自在に接続されている。
ロッド５７５ａの他端は、保持体５５１ａの壁部３６に設けられた貫通孔３６ａを介してＹ方向に延出されており、圧縮コイルばね５７６ａの抜けを防止するための係止部５７８ａが設けられている。圧縮コイルばね５７６ａは、ロッド５７５ａの、係止部５７８ａから保持体５５１ａの壁部３６までの間の部分に挿入されている。なお、上記では、装置前側の構成について説明したが、同様の構成が装置後側にも設けられている。
＜押圧力付与部５９の動作について＞
このような構成において、押圧力切替モータ５７１が図２に示すＤ方向に回転駆動されると（以下、「正転」という。）、ギア列５７２ｅ〜５７２ｋがＤ〜Ｋ方向に回転する。当該回転に伴い、扇形状ギア５７３ａ、５７３ｂがＬ１方向に揺動してリンクプレート５７４ａ、５７４ｂがＬ１方向に揺動し、ロッド５７５ａ、５７５ｂがＭ方向に引っ張られ、その引っ張り力が圧縮ばね５７６ａ、５７６ｂを介して保持体５５１ａ、５５１ｂをＮ１方向に揺動させる。保持体５５１ａ、５５１ｂのＮ１方向の揺動力が、支持部材５４３を介してハードパッド５４２に伝達され、ハードパット５４２が定着ベルト５２を介して定着ローラ５１に押圧される。この押圧力は、押圧力切替モータ５７１の回転量が大きくなるに連れて強くなって行く。
【００３０】
一方、押圧力切替モータ５７１が逆転すると、保持体５５１ａ、５５１ｂがＮ２方向に揺動し、ハードパッド５４２に付与された押圧力が低減される。
上記押圧力付与部５９の動作により、押圧力は、搬送される用紙Ｓの幅方向長さ（以下、「シート幅」という。）に応じて、第１の大きさと、第１よりも大きい第２の大きさに切り替えられる。
【００３１】
図５（ａ）は、第１の大きさの押圧力が付与された場合における定着ニップ５２１の幅方向の押圧力分布を示す図であり、図５（ｂ）は、第２の大きさの押圧力が付与された場合の押圧力分布を示す図である。また、両図では、第１と第２の大きさの押圧力が付与された場合に、定着ローラ５１、ハードパッド５４２、支持部材５４３がどのような状態になるかについてその様子を模式的に示している。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、第１の大きさの押圧力が付与された場合の押圧力分布は、幅方向中央を基準に２１６〔ｍｍ〕の領域の押圧力が未定着のトナーを定着させるのに最低限必要な定着圧Ｎｍ以上になり、その他の部分の押圧力が下回るようになっている。このような押圧力分布になるのは、既述したハードパッド５４３の構造および押圧力付与方法に起因して、定着ローラ５１、ハードパッド５４２等が撓み、ハードパッド５４２中央の突出部５４２ａが支持部材５４３に当接するが両端寄りの突出部５４２ｂが離間している状態になって、ハードパッド５４２の両端寄りの部分に押圧力付与部５９からの力がほとんど作用しなくなるからである。以下、図５（ａ）に示す押圧力分布を低圧加重分布という。
【００３３】
一方、図５（ｂ）に示すように、第２の大きさの押圧力が付与された場合には、幅方向全ての領域の押圧力が所定の定着圧Ｎｍ以上になる。この場合、定着ローラ５１等がさらに撓み、ハードパッド５４２の突出部５４２ａ、５４２ｂ全てが支持部材５４３に当接する状態になって、押圧力付与部５９からの力が幅方向中央と両側を含む全体に作用するようになる。以下、図５（ｂ）に示す押圧力分布を高圧加重分布という。押圧力分布の切り替え制御の詳細については、後述する。
【００３４】
低圧加重分布の状態（第１状態）になっていることは、検出センサ８２ａにより検出され、高圧加重分布の状態（第２状態）になっていることは、検出センサ８１ａにより検出される。
検出センサ８１ａは、図４に示すように発光部８１１ａと受光部８１１ｂを有する公知の透過型の光学センサであり、軸支板５５２ａに配置されている。検出センサ８１ａは、扇形状ギア５７３ａに設けられた遮光板８１ｂが発光部８１１ａと受光部８１１ｂの間に介在して、発光部８１１ａから発せられる光を遮光する状態から、扇形状ギア５７３ａがＬ１方向（押圧力が増大する方向）に揺動を開始し、遮光板８１ｂが発光部８１１ａと受光部８１１ｂの間を通過して、発光部８１１ａからの光が受光部８１１ｂで受光される透光状態に切り替わった時点で、その旨を示す信号（高圧分布信号）を制御部６（図１参照）に出力する。制御部６は、高圧分布信号の受信により押圧力分布が高圧荷重分布の状態になったことを検出する。
【００３５】
検出センサ８２ａは、図２に示すように検出センサ８１ａと同様の透過型の光学センサであり、定着部５の本体フレーム（不図示）に取着されている。
検出センサ８２ａは、ギア５７２ｈの回転量を示す信号を制御部６に出力する。具体的には、検出センサ８２ａの発光部と受光部との間隙を、ギア５７２ｈの周方向に並設された複数の遮光片８２ｂの１つずつが通過して、遮光状態と透光状態とが切り替わる毎に、検出センサ８２ａはＬとＨレベルが交互に繰り返されてなるパルス信号を回転量信号として出力する。
【００３６】
制御部６は、高圧加重分布の状態にあるときに、扇形状ギア５７３ａがＬ２方向（押圧力が減少する方向）に揺動を開始してから、回転量信号におけるＨレベルの立ち上がりエッジの数をカウントし、カウント数が所定値になったときに、低圧荷重分布の状態に切り替わったことを検出する。
＜制御部６の構成について＞
図６は、制御部６の構成を示すブロック図である。
【００３７】
同図に示すように、制御部６は、主な構成要素としてＣＰＵ６０、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、押圧力分布情報記憶部６４を備える。
Ｉ／Ｆ部６１は、ＬＡＮカードなどのネットワークに接続するためのインターフェイスである。
ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６０のプログラム実行中のワークエリアとして用いられる。
【００３８】
押圧力分布情報記憶部６４は、押圧力分布情報を記憶する。図７は、押圧力分布情報の内容を示す図である。同図に示すように、押圧力分布情報は、用紙サイズと、シート幅と、押圧力分布とを対応付けた情報である。ここで、用紙サイズの「縦」とは、用紙長手方向が用紙搬送方向と一致する姿勢で用紙が搬送されることを意味し、「横」とは、用紙長手方向が用紙搬送方向と直交する姿勢で用紙が搬送されることを意味する。
【００３９】
シート幅は、国際規格あるいは日本工業規格（ＪＩＳ）で定められた用紙サイズに基づいて示している。
押圧力分布Ｐ１とは上記高圧荷重分布を、Ｐ２とは低圧荷重分布を示している。
ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ６２から必要なプログラムを読み出して、画像プロセス部３、定着部５等の動作を、タイミングを取りながら統一的に制御して円滑なプリント動作を実行させる。また、用紙サイズ検出センサ８３からの信号により、搬送される用紙Ｓのサイズと、その用紙Ｓが縦と横のいずれの方向で搬送されるかを検出する。
【００４０】
また、ＣＰＵ６０は、プリント開始前に、押圧力分布情報を参照し、搬送される用紙Ｓに対応するシート幅を判断し、判断したシート幅に対応する押圧力分布Ｐ１、Ｐ２を選択して、選択した押圧力分布に切り替える押圧力分布切替処理を実行する。
＜押圧力切り替え処理の内容＞
図８は、押圧力分布切替処理の内容例を示すフローチャートである。当該処理は、低圧加重分布の状態にあるときに開始されるものとする。
【００４１】
同図に示すように、電源ＳＷ（スイッチ）がＯＮされると（ステップＳ１）、押圧力切替モータ５７１を正転（ＣＷ）させる（ステップＳ２）。押圧力が増大し、低圧加重分布（図５（ａ））から高圧加重分布（図５（ｂ））に切り替わったことを検出すると（ステップＳ３）、押圧力切替モータ５７１を停止させる（ステップＳ４）。
次に、押圧力切替モータ５７１を逆転（ＣＣＷ）させる（ステップＳ５）。押圧力が減少し、高圧加重分布から低圧加重分布に切り替わったことを検出すると（ステップＳ６）、押圧力切替モータ５７１を停止させる（ステップＳ７）。
【００４２】
そして、プリント指示の有無を判断する。プリント指示がない場合には（ステップＳ８で「ＮＯ」）、待機状態になる。待機中、低圧荷重分布の状態、すなわち第１状態が維持される。このようにすることで、待機中、定着ベルト５２の内側で定着ローラ５１に向かって作用する押圧力を下げることができ、定着ローラ５１の端部に加わる負荷を抑制できるので、定着ローラ５１の変形を抑制できる。
【００４３】
プリント指示があると（ステップＳ８で「ＹＥＳ」）、搬送される用紙Ｓのシート幅が２１６［ｍｍ］以下か否かを判断する（ステップＳ９）。シート幅が２１６［ｍｍ］以下、具体的には用紙サイズがＡ４縦あるいはＢ５縦であると判断すると（ステップＳ９で「ＹＥＳ」）、そのまま、すなわち定着部５を低圧加重分布の状態に維持して、プリントを開始させる（ステップＳ１３）。
【００４４】
低圧加重分布は、図５（ａ）に示すようにハードパッド５４２中央で最大になり、両側に向かうに連れて漸減する山形状になる。このとき、上記のように幅方向中央の２１６［ｍｍ］の範囲内では、押圧力がＮｍ以上になり、それ以外の部分では下回る。従って、用紙Ｓに対する定着を確実に実行すると共に定着に必要のない部分での定着ベルト５２への押圧力を低減して定着ベルト５２の磨耗を抑制できる。
【００４５】
一方、搬送される用紙Ｓのシート幅が２１６［ｍｍ］を超えている、具体的には用紙サイズがＡ３縦、Ａ４横、Ｂ４縦、Ｂ５横であると判断すると（ステップＳ９で「ＮＯ」）、押圧力切替モータ５７１を正転させ（ステップＳ１０）、高圧加重分布に切り替わったことを検出すると（ステップＳ１１）、押圧力切替モータ５７１を停止させた後（ステップＳ１２）、プリントを開始させる（ステップＳ１３）。
【００４６】
高圧加重分布では、図５（ｂ）に示すように幅方向全域に亘って押圧力が定着圧Ｎｍを上回る。従って、大サイズの場合にも幅方向全域について確実に定着を実行することができる。
プリントが終了すると（ステップＳ１４）、現在の状態が低圧加重分布であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。低圧加重分布であることを判断すると（ステップＳ１５で「ＹＥＳ」）、プリント指示があるまで待機する。
【００４７】
低圧加重分布でない、すなわち高圧加重分布の状態であることを判断すると（ステップＳ１５で「ＮＯ」）、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５〜Ｓ７の処理を実行する。すなわち、押圧力切替モータ５７１を逆転させて、低圧加重分布に切り替わったことを検出すると、押圧力切替モータ５７１を停止させた後、プリント指示があるまで待機する。
以上、説明したように、本実施の形態に係る定着部５は、搬送される用紙のシート幅に応じて押圧力分布を可変するので、例えばプリンタ１が小サイズの用紙を使用する頻度の高い環境下に配置された場合に、低圧加重分布の状態でプリントが実行される割合が高くなり、どのサイズでも常時同じ押圧力を維持する従来の方式に比べて、摺動シート５３あるいは定着ベルト５２の幅方向両側の磨耗量を低減できる。従って、定着ニップ５２１において定着ベルト５２に掛かる負荷量を、少なくとも幅方向両側の負荷を低減できる分、従来よりも少なくすることができ、それだけ寿命に至るまでの時間を延ばして交換頻度を低減することが可能になる。
【００４８】
＜変形例＞
（１）上記実施の形態では、定着ベルト５２から定着ローラ５１に向かって押圧力を加え、定着ローラ５１を加熱していたが、この構成に限定されない。定着ローラ５１から定着ベルト５２に向かって押圧力が加えられ、定着ベルト５２を加熱する構成であっても良い。
【００４９】
（２）上記実施の形態では、用紙サイズからシート幅を判断して、判断したシート幅に対応する押圧力分布に切り替えるとしたが、シート幅が判れば良く、例えば用紙サイズ検出センサ８３に代えて用紙Ｓのシート幅を直接検出するセンサを用い、当該センサからのシート幅を示す信号を、シート幅を指標する情報として用いるとしても良い。また、用紙サイズとシート幅とは１対１の関係にあるので、例えば用紙サイズと押圧力分布を対応付けた情報を予め記憶しておき、検出された用紙サイズを、シート幅を指標する情報として取得し、その用紙サイズに対応する分布に切り替えるとしても良い。
【００５０】
（３）上記実施の形態では、長尺状のハードパッド５４２の両端に力を付与し、その力を二段階に切り替えてハードパッド５４２の撓み量を調整することで、幅方向の押圧力を可変可能としていたが、この構成に限定されない。例えば、幅方向中央とその両端側のそれぞれの位置に、押圧力を付与するための直動アクチュエータを配置し、シート幅に応じて作動させるアクチュエータを切り替える構成をとることもできる。
【００５１】
（４）上記実施の形態では、押圧力分布をシート幅２１６［ｍｍ］を境に二段階に切り替えていたが、これに限定されず、３以上の複数段階に切り替えることもできる。かかる場合、幅方向に複数の直動アクチュエータを定着ベルト内に配置すると、より細かい押圧力分布の切り替え段階を設定することが可能となる。
（５）上記高圧加重分布の波形は、押圧力のピークが３箇所存在するものであったが、波形の形状はこれに限定されない。例えば、幅方向中央の押圧力を、所定値Ｎｍを下回らない程度まで下げて、押圧力分布の両端側でピークが２箇所できる形状にするとしても良い。このようにすれば、小サイズの用紙と大サイズの用紙とが略同じ割合で使用される環境下において、定着ベルトあるいは摺動シートの磨耗を幅方向全域に亘って略均一に低減でき、定着ベルトの交換サイクルをさらに延長することが可能になる。
【００５２】
（６）上記実施の形態では、どのサイズの用紙Ｓも、用紙の装置前後方向のセンターが搬送路４３の幅方向中央に一致するように搬送位置が決められているので、低圧加重分布の波形が幅方向中央にピークが来る山形となったが、例えば装置奥側の位置を基準に用紙Ｓが搬送される場合には、装置奥側にピークが位置する波形になるように押圧力が付与されることになる。
【００５３】
（７）上記実施の形態では、本発明の定着装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロの画像形成に関わらず、定着ローラと定着ベルトを圧接して両者間に定着ニップを確保する定着装置であれば、例えば複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等の定着装置に適用できる。
【００５４】
また、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
本発明は、定着装置に限られず、押圧力分布を可変させる方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、ベルトニップ方式の定着装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】は、実施の形態に係るプリンタの構成を示す概略断面図である。
【図２】は、実施の形態に係る定着部の概略斜視図である。
【図３】は、定着部の押圧手段とその近傍における要部分解斜視図である。
【図４】は、定着部の定着ローラ端部近傍における要部分解斜視図である。
【図５】（ａ）は、第１の大きさの押圧力の場合の定着ニップの幅方向の押圧力分布を示す特性図であり、（ｂ）は、第２の大きさの押圧力の場合の定着ニップの幅方向の押圧力分布を示す特性図である。
【図６】は、制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】は、押圧力分布情報の内容を示す図である。
【図８】は、押圧力切替処理の内容例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
３・・・・・・・・・・・・・・・画像プロセス部（作像部）
４・・・・・・・・・・・・・・・給送部
５・・・・・・・・・・・・・・・定着部（定着装置）
６・・・・・・・・・・・・・・・制御部
１１・・・・・・・・・・・・・・中間転写ベルト
４３・・・・・・・・・・・・・・搬送路
５１・・・・・・・・・・・・・・定着ローラ
５２・・・・・・・・・・・・・・定着ベルト
５３・・・・・・・・・・・・・・低摩擦シート
５４・・・・・・・・・・・・・・押圧体
５５・・・・・・・・・・・・・・保持手段
５８・・・・・・・・・・・・・・ヒータ
６０・・・・・・・・・・・・・・ＣＰＵ
６４・・・・・・・・・・・・・・押圧状態情報記憶部
８１、８２・・・・・・・・・・・・・・検出センサ
８３・・・・・・・・・・・・・・用紙サイズ検出センサ
５４１・・・・・・・・・・・・・ソフトパッド
５４２・・・・・・・・・・・・・ハードパッド
５４３・・・・・・・・・・・・・支持部材
５４５、５７６・・・・・・・・・圧縮コイルばね
５５１・・・・・・・・・・・・・保持体
５５２・・・・・・・・・・・・・軸支板
５７１・・・・・・・・・・・・・押圧力切替モータ
【図１】
0004450030.tif 000002
【図２】
0004450030.tif 000003
【図３】
0004450030.tif 000004
【図４】
0004450030.tif 000005
【図５】
0004450030.tif 000006
【図６】
0004450030.tif 000007
【図７】
0004450030.tif 000008
【図８】
0004450030.tif 000009