(57)【要約】【課題】定着装置において、省エネルギー化を図る。【解決手段】加熱手段により加熱される定着ローラー１５０を加圧ローラー１６０で相対的に押圧して、これらの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成されたシートを通紙して熱定着する定着装置であって、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０を相対的に押圧する第１の状態と、押圧状態を解除する第２の状態とに切り替える軸受回動駆動部５３と、定着ローラー１５０を回転自在に保持する軸受１５３と、軸受１５３を支持する金属製の主支持部材１５７および当該主支持部材１５７よりも熱抵抗の大きい副支持部材１５５と、第１の状態において主支持部材１５７により軸受１５３を支持し、第２の状態において副支持部材１５５により軸受１５３を支持するように切り換える軸受支持機構１５４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段により加熱される定着ローラーを加圧部材で相対的に押圧して、これらの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成されたシートを通紙して熱定着する定着装置であって、
定着ローラーと加圧部材を相対的に押圧する第１の状態と、前記押圧状態を解除する第２の状態とに切り替える押圧状態切替手段と、
定着ローラーを回転自在に保持する軸受部材と、
金属製の第１の部材を介して、前記軸受部材を支持する第１の支持部材と、
第１の部材よりも熱抵抗の大きい第２の部材を介して前記軸受部材を支持する第２の支持部材と、
前記第１の状態において第１の支持部材により軸受部材を支持し、前記第２の状態において第２の支持部材により軸受部材を支持するように前記第１と第２の支持部材を選択的に切り換える切り換え手段と
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記切り換え手段は、
前記第１の支持部材と第２の支持部材とを前記軸受部材に対して相対的に遠近方向に移動させることにより前記支持部材の切り換えを行う
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
第１と第２の部材は、それぞれ前記軸受部材の外周面の周方向に沿った円弧上に配され、一体として回転可能な構造体をなしており、
前記切り換え手段は、
前記構造体の回転角を変更することにより前記支持部材の切り換えを行う
ことを行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
第２の部材は、樹脂からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置の定着装置として、ハロゲンヒーター等の熱源を内蔵した定着ローラーを加圧ローラーで押圧し、これらの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成されたシートを通紙して熱定着する構成が一般的である。
近年、このような定着装置において、省エネルギー化の観点から、プリントジョブが実行されていない間（待機時）、定着ローラーと加圧ローラーとを離間させて、定着ローラーから加圧ローラーへの熱伝導を防止すると共に、定着ローラーの軸受と、当該軸受を支持する軸受支持部材との間の熱抵抗を大きくすることより、定着ローラーから軸受支持部材へ放熱される熱量を抑えて、待機時における定着ローラーの温度低下をできるだけ小さくし、再加熱時の消費電力を可及的に軽減するものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図１０は、このような定着装置５００の要部を示す図である。
定着装置５００は、例えば、不図示のハロゲンヒーターが内蔵された定着ローラー５１０と、これを押圧する加圧ローラー５２０と、定着ローラー５１０をその両端で回転自在に保持するボールベアリングなどの軸受５１１と、当該軸受５１１を支持する軸受支持部材５３０を有している。
【０００４】
軸受支持部材５３０には、軸受５１１を嵌め込んで保持するためのＵ字状の切欠部５３０ａが設けられていると共に、回動軸５４０を中心として矢印Ｑ方向に回動自在に不図示のフレームに軸支されている。この軸受支持部材５３０を、駆動源（不図示）により揺動させることにより、プリントジョブ実行時には、定着ローラー５１０が、加圧ローラー５２０を押圧する位置に移動し、待機時においては、定着ローラー５１０が、加圧ローラー５２０から離間する方向に移動するようになっている。
【０００５】
また、軸受５１１を支持する軸受支持部材５３０は、Ｕ字状の切欠部５３０ａが設けられており、当該Ｕ字の底に位置する円弧部５３０ｂが、軸受５１１の外周に当接するようになっている。
また、円弧部５３０ｂには、２箇所に小さな切欠部５３０ｃが設けられている。
これにより軸受５１１と軸受支持部材５３０との接触面積が小さくなり、軸受５１１と軸受支持部材５３０との間の熱抵抗が大きくなるため、軸受５１１から軸受支持部材５３０に放熱される熱量を少なく抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３４３４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、市場における省エネルギー化の要請は益々高まっており、上述のような構成であっても、省エネルギー効果が十分とは言えない。
そこで、円弧部５３０ｂにおける切欠部５３０ｃの幅を大きくしたり、その個数を多くすることにより、軸受５１１と軸受支持部材５３０との接触面積をさらに小さくして、両者の間の熱抵抗を増加させることが考えられるが、通常、定着装置では定着不良をなくすため、十分大きなニップ圧を確保する必要があり、軸受５１１を介して軸受支持部材５３０にも大きな押圧力が加わるので、円弧部５３０ｂの耐久性の点で問題が生じる
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、加熱手段により加熱される定着ローラーの軸受と、これを支持する軸受支持部材との間において、軸支持部材の耐久性を確保しつつ、両者間の熱の移動をさらに抑制して、さらなる省エネルギー化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、加熱手段により加熱される定着ローラーを加圧部材で相対的に押圧して、これらの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成されたシートを通紙して熱定着する定着装置であって、定着ローラーと加圧部材を相対的に押圧する第１の状態と、前記押圧状態を解除する第２の状態とに切り替える押圧状態切替手段と、定着ローラーを回転自在に保持する軸受部材と、金属製の第１の部材を介して、前記軸受部材を支持する第１の支持部材と、第１の部材よりも熱抵抗の大きい第２の部材を介して前記軸受部材を支持する第２の支持部材と、前記第１の状態において第１の支持部材により軸受部材を支持し、前記第２の状態において第２の支持部材により軸受部材を支持するように前記第１と第２の支持部材を選択的に切り換える切り換え手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成により、定着ローラーと加圧部材を相対的に押圧する第１の状態と、前記押圧状態を解除する第２の状態とに切り替えられると共に、第１の状態において第１の支持部材により軸受部材を支持し、第２の状態において第２の支持部材により軸受部材を支持するように、軸受部材を支持するものが、第１と第２の支持部材との間で選択的に切り換えられる。
【００１０】
上記第２の状態においては、軸受部材に押圧力が加わらずに済むため、第２の支持部材に対する強度条件が緩和され、第２の支持部材の設計の自由度が拡大し、第２の支持部材を第１の支持部材よりも熱抵抗を大きくすることができる。
このため、第１の支持部材のみで軸受部材を支持するよりも、定着ローラーの放熱量が小さく抑えられ、定着ローラーの温度低下が抑制されるので、定着ローラーの再加熱に要する電力消費を軽減することができる。
【００１１】
また、前記切り換え手段は、前記第１の支持部材と第２の支持部材とを前記軸受部材に対して相対的に遠近方向に移動させることにより前記支持部材の切り換えを行うことが望ましい。
もしくは、第１と第２の部材は、それぞれ前記軸受部材の外周面の周方向に沿った円弧上に配され、一体として回転可能な構造体をなしており、前記切り換え手段は、前記構造体の回転角を変更することにより前記支持部材の切り換えを行うとしてもよい。
【００１２】
ここで、第２の部材は、樹脂からなることが望ましい。
なお、本発明は、上記定着装置を備えた画像形成装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンターの構成を説明するための概略図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、上記定着装置の要部の構成を示す図である。
【図３】上記定着装置の部分断面図である。
【図４】上記プリンターの制御部とこれに接続される各機能部との関係を示す機能ブロック図である。
【図５】上記制御部が実施する定着処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、上記実施の形態に係る定着装置の変形例を示す図である。
【図７】上記変形例における制御部とこれに接続される各機能部との関係を示す機能ブロック図である。
【図８】上記変形例における制御部が実施する定着処理の内容を示すフローチャートである。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、上記変形例の定着装置の動作を示す動作図である。
【図１０】従来の画像形成装置における定着装置の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施形態］
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という）の構成を説明するための概略図である。
【００１５】
同図に示すように、このプリンター１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５および制御部６０を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からの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、マゼンタ、シアンおよびブラックからなるトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像形成を実行する。
【００１６】
以下、イエロー、マゼンタ、シアン、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構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
＜画像プロセス部＞
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３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
【００１７】
作像部３０Ｙ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、一次転写ローラー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３０Ｍ〜３０Ｋについても、作像部３０Ｙと同様の構成になっており、同図では符号の表記を省略している。
【００１８】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
光学部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０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を露光走査させる。
【００１９】
この露光走査により、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより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。各静電潜像の形成は、現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像して得られた感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上のＹ〜Ｋ色のトナー像が、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。
【００２０】
一次転写ローラー３４Ｙ〜３４Ｋにより作用する静電力により中間転写ベルト１１上に各色のトナー像が順次転写されフルカラーのトナー像が形成され、さらに二次転写位置４６方向に移動する。
一方、給紙部４は、記録シートを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラー４２と、繰り出された記録シートを二次転写位置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ー対４４などを備えており、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて給紙部４から記録シートを二次転写位置に給送し、二次転写ローラー４５の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に二次転写される。
【００２１】
二次転写位置４６を通過した記録シートは、定着部５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着部５における加熱・加圧により記録シートに定着された後、排出ローラー対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
＜定着部の構成＞
図２（ａ）、（ｂ）は、定着部５の要部の構成を示す図であり、図２（ａ）が定着時において定着ローラー１５０が加圧ローラー１６０に圧接させた状態を示し、図２（ｂ）が、非定着時において、定着ローラー１５０を退避させて加圧ローラー１６０から離間させた状態をそれぞれ示している。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、定着部５は、定着ローラー１５０と、加圧ローラー１６０と、定着ローラー１５０の軸受を支持する軸受支持機構１５４（切り換え手段）と、カム１５８などを有する。
定着ローラー１５０は、加圧ローラー１６０と平行に配置されており、本実施の形態では、定着ローラー１５０を加圧ローラー１６０に向けて付勢することにより、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０との間に定着ニップＮを形成し、この定着ニップＮに記録シート（不図示）が通紙されることにより記録シート上に形成されたトナー像が溶融・加圧されて定着するようになっている。
【００２３】
なお、プリントジョブの実行に際し、特に、定着部５が実行する定着動作を本明細書では、「定着ジョブ」と呼ぶ。
以下、定着部５の各部の構成について説明する。
＜加圧ローラーの構成＞
加圧ローラー１６０は、加圧ローラー１６０は、芯金１６１と、これの両端部を除く部分を覆う弾性体層１６２などからなり、不図示の駆動機構により矢印Ｃ方向に回転駆動される。  定着ローラー１５０は、図２（ａ）の圧着状態において、矢印Ｄ方向に従動回転する。
＜定着ローラーの構成＞
定着ローラー１５０は、不図示のハロゲンヒーターを内蔵すると共に、外周に弾性層（不図示）が設けられた筒状のローラー本体部１５２と、当該ローラー本体部１５２の回転軸方向の両端部に設けられた芯金１５１とからなる。
【００２４】
芯金１５１は、ボールベアリングなどの軸受１５３を介して、軸受支持機構１５４に回転自在に保持されている。
＜軸受支持機構の構成＞
軸受支持機構１５４は、金属製の主支持部材１５７と、樹脂製の副支持部材１５５とを備え、これらを定着動作の状態に応じて切り替えて軸受１５３を支持する構成となっている（切り替え手段）。
【００２５】
主支持部材１５７と副支持部材１５５は、それぞれ定着ローラー１５０の両端部の軸受１５３の対応する位置に一対ずつ設けられている。副支持部材１５５は、定着装置の本体枠（不図示）に固定的に保持されており、主支持部材１５７は、支軸ピン１５６を介し副支持部材１５５に対して揺動可能に軸支されている。
図２（ａ）に示すように、主支持部材１５７は、略矩形の主支持部材本体部１５７ａに、軸受１５３を嵌め込んで保持するためのＵの字状に切り欠かれたＵ字切欠部１５７ｊが設けられており、その上方側端部には引っ張りバネ１５９の一方端を掛止するための係合用切欠部１５７ｄが設けられると共に、下側の端部にカム１５８を当接させるカム当接部１５７ｆが設けられている。主支持部材本体部１５７ａのカム当接部１５７ｆ寄りの位置に上記支軸ピン１５６を挿通させるための透孔１５７ｈが設けられている。
【００２６】
上述のばね係合用切欠部１５７ｄには、ばね１５９の一端が係合しており、当該ばね１５９の付勢力により、主支持部材１５７を介して、定着ローラー１５０が、加圧ローラー１６０方向に付勢されている。これにより、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０との間に定着ニップＮが形成される（図２（ａ）の状態）。
主支持部材本体部１５７ａは、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）などの金属板からなる。ＳＰＣＣの熱伝導率は、５０．０［Ｗ／ｍ・ｋ］程度である。
【００２７】
図（２）（ａ）に示す押圧時においては、Ｕ字切欠部１５７ｊの円弧部１５７ｂが軸受１５３の周面に当接して、軸受１５３を支持するようになっている。
当該円弧部１５７ｂには、矩形状の切欠部１５７ｇが複数設けられており、これにより加圧ローラー１６０と定着ローラー１５０間のニップ形成時の押圧力に十分耐える強度を維持しつつ、軸受け１５３との接触面を少なくして熱抵抗を増大し、この部分から熱が逃げるのを可及的に低減するようにしている。
【００２８】
また、副支持部材１５５は、主支持部材本体部１５７ａよりも熱伝導率の小さな素材、例えばポリイミドなどの耐熱性の樹脂材料からなり、ベースとなる略矩形の副支持部材本体部１５５ａに、Ｕの字状に切り欠かれたＵ字切欠部１５５ｊが設けられると共に、下側の端部に上記支軸ピン１５６を挿通するための透孔（不図示）が設けられている。なお、ポリイミドの熱伝導率は、０．３［Ｗ／ｍ・ｋ］程度である。
【００２９】
副支持部材１５５のＵ字切欠部１５５ｊにも、主支持部材１５７におけるＵ字切欠部１５７ｊの円弧部１５７ｂと同半径の円弧部１５５ｂが形成されており、後述のように定着ローラー１５０が加圧ローラー１６０から離間した状態で、定着ローラー１５０の軸受１５３を保持するようになっている。
この円弧部１５７ｂにも、矩形の切欠部１５５ｃが複数設けられて、主支持部材１５７と同様、軸受１５３と主支持部材１５７との接触面積を減少させて、その素材自体の有する熱抵抗に加えて構造的にも熱抵抗を増加するように構成されている。
【００３０】
カム１５８は、主支持部材１５７のカム当接部１５７ｆに当接しつつ、不図示の駆動源により回転駆動されるものであって、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、当該回転動作により主支持部材１５７を回動させるものである。
つまり、カム１５８と主支持部材１５７との双方が協働して、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０の押圧状態を変更する構成（押圧状態変更手段）となっている。
【００３１】
プリントジョブを実行しない待機時においては、図（２）（ｂ）に示すように、カム１５８を軸受回動駆動部５３（図４参照）により時計回りに回動させると、主支持部材１５７が、引っ張りバネ１５９の付勢力（引っ張り力）に抗して、支軸ピン１５６を中心に反時計回りに揺動し、定着ローラー１５０が加圧ローラー１６０から離間していく。
この揺動角が所定値よりも大きくなると、主支持部材１５７の軸受支持部（円弧部１５７ｂ）が、副支持部材１５５の軸受支持部（円弧部１５５ｂ）より相対的に後退するように、主支持部材１５７と副支持部材１５５の位置関係が設定されており、これにより軸受１５３が、主支持部材１５７から副支持部材１５５に受け渡される。
【００３２】
そのため、主支持部材１５７が、図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示し状態へと回動したとき、円弧部１５７ｂで支持されている軸受１５３を円滑にＵ字切欠部１５５ｊに受け入れて円弧部１５５ｂ  で支持することができるように、円弧部１５７ｂに内接する内接円の中心点Ｏ１の移動軌跡Ｒ１が、円弧部１５５ｂ  に内接する内接円の中心点Ｏ２を通過するように構成されていると共に、中心点Ｏ１と中心点Ｏ２とが重なったときに、Ｕ字切欠部１５５ｊの開き角の中心線ＣＬ１とＵ字切欠部１５７ｊの開き角の中心線ＣＬ２が略一致するように構成されている。
【００３３】
上述のように副支持部材１５５の素材は樹脂であって、しかも、軸受１５３との接触面積が小さく設定されているため、熱抵抗が主支持部材１５７の軸受支持部に比べて大きく、これに接触する軸受１５３を介して伝導する熱量を抑制できる。これにより、待機時における定着ローラー１５０の温度降下速度を遅くすることができ、再加熱時に定着温度に早く到達できるので、プリント開始までの待ち時間とそのための電力を低減することができる。
【００３４】
図３は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’線における矢視断面図である。
同図に示すように、軸受１５３の外周面に、主支持部材１５７の円弧部１５７ｂの端面および副支持部材１５５の円弧部１５５ｂ  の端面にそれぞれ係合する溝部１５３ａおよび１５３ｂが設けられていることが望ましい。
何故なら、これにより、芯金１５１の軸方向における位置ずれが抑制されるからである。
【００３５】
＜制御部の構成＞
図４は、制御部６０の制御系における主要部の構成を示すブロック図である。
制御部６０は、ＣＰＵ、クロック、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭなどからなる。
制御部６０には、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５、通信Ｉ／Ｆ部１５および操作パネル１４などが接続されている。
【００３６】
第１の実施形態では、定着部５において実行される定着処理の内容が、従来と異なっているため、ここでは、定着処理を実行する際の制御内容について説明し、それ以外の制御の内容については説明を省略する。
定着部５は、ハロゲンヒーター５１と、加圧ローラー回転駆動部５２と、軸受回動駆動部５３などを有している。
【００３７】
ハロゲンヒーター５１は、上述したように、定着ローラー１５０の内部に内蔵されるヒーターであり、通電されると定着ローラー１５０を加熱する。
加圧ローラー回転駆動部５２は、加圧ローラー１６０を駆動するモーターである。
軸受回動駆動部５３は、ステッピングモーターなどの回転角制御可能なモーターであって、カム１５８の回転軸を駆動する。
【００３８】
そして、制御部６０は、通信Ｉ／Ｆ部１５および操作パネル１４を介してユーザーからの指示を受け付け、ハロゲンヒーター５１、加圧ローラー回転駆動部５２、軸受回動駆動部５３を制御する。
＜定着処理について＞
以下、制御部６０により実行される定着処理について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
操作パネル１４を介して、もしくは端末のパソコンから、プリントの実行指示（プリントジョブ）を受け付けるまで待機し（ステップＳ１１：ＮＯ）、プリントの実行指示を受け付けると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ハロゲンヒーター５１の電源をＯＮし（ステップＳ１２）、さらに軸受回動駆動部５３をＯＮして主支持部材１５７を加圧ローラー１６０側に回動させて、図２（ｂ）に示す離間状態から図２（ａ）に示す圧接状態に変更させる。これにより、軸受１５３を支持する部材を樹脂製の副支持部材１５５から金属製の主支持部材１５７に切り替えると共に、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０との間に定着ニップを形成する。これに併せて、加圧ローラー回転駆動部５２をＯＮして加圧ローラー１６０の回転駆動を開始する（ステップＳ１３）。
【００４０】
主支持部材１５７は、金属製なので、軸受１５３から大きな荷重が加わっても、変形することなく十分耐久性を有する。
定着ローラー１５０の表面温度を不図示の温度センサで検出し、その温度を予め設定された定着温度まで上昇させた後、当該定着温度に維持させる温度制御処理が本処理と別個に実行されており、当該温度制御処理により、定着ローラー１５０の温度が定着温度に達すると（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、プリントジョブが開始されるので、これに併せて熱定着動作（定着ジョブ）を実行する（ステップＳ１５）。
【００４１】
プリントショブが完了するまでこの状態を維持し（ステップＳ１６：ＮＯ）、プリントショブが完了すると（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、加圧ローラー回転駆動部５２をＯＦＦして加圧ローラー１６０を停止し（ステップＳ１７）、ハロゲンヒーター５１をＯＦＦして（ステップＳ１８）、その後、軸受回動駆動部５３をＯＮし、主支持部材１５７を加圧ローラー１６０から遠ざかる方向に回動させて、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０とを離間させ、定着ニップを解除すると共に、軸受１５３を支持する部材を金属製の主支持部材１５７から樹脂製の副支持部材１５５に切り替えて（ステップＳ１９）、定着処理を終了する。
【００４２】
このように、プリントジョブが実行されていない間（以下、「プリントジョブ非実行時」という。）には、定着ジョブも実行されないので定着ニップが解除されて、軸受１５３にニップ圧の反力が加わらずに済むため、副支持部材１５５に対する強度条件が緩和され、当該副支持部材１５５の設計の自由度が拡大するので、副支持部材１５５の材質を樹脂にして、金属製の主支持部材１５７よりも熱抵抗を大きく設定することができる。
【００４３】
これにより、主支持部材１５７のみで軸受１５３を支持するよりも、プリントジョブ非実行時において、軸受１５３を介して定着ローラー１５０からの放熱される熱量が小さく抑えられ、定着ローラー１５０の温度低下が軽減されるので、プリントジョブが再度実行された場合、定着ローラー１５０の再加熱に要する電力消費を軽減することができる。
なお、本第１の実施形態では、主支持部材１５７と軸受１５３との接触面積と、副支持部材１５５と軸受１５３との接触面積とが等しく、副支持部材１５５の熱伝導率が主支持部材１５７の熱伝導率の約１／１６７となっていることから、プリントジョブ非実行時において、軸受１５３を介して定着ローラー１５０から放熱される熱量の抑制効果は、従来に比べて極端に少なくなり、続けてウォームアップする場合の省エネルギー効果も高くなる。
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る定着部の構成は、基本的に第１の実施形態に係る定着部５と共通するが、軸受支持機構の構成が異なる。また、軸受の構成も若干異なっている。
【００４４】
以下では、共通の構成部分には第１の実施の形態と同じ符号を付してその説明は省略、もしくは簡略化して説明するにとどめ、相違する点を中心に説明する。
図６（ａ）は、第２の実施形態に係る定着部１０５の要部構成を示す側面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＥ−Ｅ’線における矢視断面図である。
また、図６（ｂ）は、後述の軸受保持部材２５５の構成を示す側面図である。
【００４５】
なお、図６（ａ）および（ｂ）では、構造を理解し易くするために、金属材料で構成されている部分を通常の白抜で表示し、樹脂材料で構成されている部分を網掛けにして表示している。また、図９についてもこれと同様とする。
図６（ａ）に示すように、第２の実施の形態における定着部１０５は、定着ローラー１５０と、加圧ローラー１６０と、定着ローラー１５０の軸受２５３を支持する軸受支持機構２５４と、カム１５８などを有する。
＜軸受支持機構の構成＞
軸受支持機構２５４（切り替え手段）は、図６（ａ）に示すように、軸受２５３を支持している部材の切り替えを行うものであって、軸受２５３を保持する軸受保持部材２５５と、軸受保持部材２５５を回転自在に支持する支持部材２５８と、軸受保持部材２５５を回転させる軸受保持部材回転駆動部２５９、支持部材２５８を軸支する支軸２６１などからなる。
【００４６】
軸受保持部材２５５は、図６（ｂ）に示すように、円弧状の構造体であって、同図の白抜き表示部分（以下、「低熱抵抗部」という。）２５６は、例えば、ＳＣＭ４１５（クロムモリブデン鋼）などの金属材料からなり、熱伝導率が５０．０［Ｗ／ｍ・ｋ］程度となっている。
また、同図の網掛け表示部分（以下、「高熱抵抗部」という。）２５７は、ポリイミドなどの耐熱性樹脂材料からなり、熱伝導率が０．３［Ｗ／ｍ・ｋ］程度となっている。
【００４７】
低熱抵抗部２５６および高熱抵抗部２５７における、円弧形状の内周の縁には、それぞれ矩形の切欠部２５６ｃおよび矩形の切欠部２５７ｃが複数設けられており、切り欠かれずに残された円弧部２５６ｄおよび円弧部２５７ｄの縁が、軸受２５３との当接面となっている。
なお、第２の実施形態における定着部１０５では、軸受２５３と円弧部２５６ｄとの接触面積は、軸受２５３と円弧部２５７ｄとの接触面積と同じ値に設定されている。
【００４８】
円弧部２５６ｄおよび円弧部２５７ｄは、同心円上にあり、当該同心円の直径Ｄ１（図６（ｂ）参照）が、軸受２５３の外径Ｄ２（図６（ｃ）参照）よりも若干大きくなるように設けられている。
これにより、例えば、円弧部２５６ｄと軸受２５３とが当接している場合には、円弧部２５７ｄと軸受２５３との間に、僅かな隙間が生じるように構成されている。
【００４９】
つまり、軸受２５３が円弧部２５６ｄおよび円弧部２５７ｄの一方にのみ接触可能なように構成されている。
また、低熱抵抗部２５６および高熱抵抗部２５７の外周の一部には、それぞれギア２５６ｂおよびギア２５７ｂが設けられており、双方のギアは繋がっている。
さらに、低熱抵抗部２５６および高熱抵抗部２５７には、それぞれギア２５６ｂおよびギア２５７ｂの配列方向と直交する方向に延びる略円筒状の支持基台２５６ａおよび２５７ａが設けられている。
【００５０】
支持部材２５８は、図６（ａ）に示すように、支軸２６１を介してプリンター１の本体側のフレーム部２６０に軸支されている。
当該支持部材２５８は、略矩形の支持部材本体部２５８ａをベースとして構成されている。
図６（ａ）に示すように、支持部材本体部２５８ａの上端部にばね係合用切欠部１５７ｄが設けられており、また、下端部には、カム１５８を当接させるカム当接部２５８ｊが設けられている。
【００５１】
さらに、支持部材本体部２５８ａの加圧ローラー１６０寄りの端部には、当該端部が大きく切り欠かれてなる主切欠部２５８ｎが設けられている。
また、当該支持部材本体部２５８ａのカム当接部２５８ｊ寄りの位置には、透孔２５８ｋが設けられている。
加えて、支持部材本体部２５８ａの主切欠部２５８ｎが存する側と反対側の端部には、図６（ａ）に示すように、軸受保持部材回転駆動部２５９を取着するための取付台座２５８ｍが設けられている。
【００５２】
支持部材本体部２５８ａは、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）などの金属板からなり、熱伝導率が５０．０［Ｗ／ｍ・ｋ］程度となっている。
主切欠部２５８ｎの縁部には、さらに、切欠部２５８ｂと、切欠部２５８ｃと、切欠部２５８ｄが設けられており、切り欠かれずに残された部分（以下、「突起部」という。）２５８ｅ、２５８ｆおよび２５８ｇの縁部が、同一の円弧上に存在するように形成されており、支持基台２５６ａもしくは２５７ａの外周面に摺接して、Ｃ字状の軸受保持部材２５５を所定角度の範囲で回転可能に支持する構造となっている。
【００５３】
また、突起部２５８ｇが、上記同心円から僅かに外方に逸れた位置に設けられている。
当該突起部２５８ｇは、軸受保持部材２５５が支持部材２５８から飛び出しそうになったときにのみに、軸受保持部材２５５の支持基台２５６ａ、２５７ａに当接するようになっており、これにより上記飛び出しの発生を防止している。
軸受保持部材回転駆動部２５９として、ステッピングモーターなどの回転角の制御の容易なモーターが使用され、その駆動軸に螺旋状のウォーム２５９ａが設けられている。
【００５４】
当該ウォーム２５９ａは、軸受保持部材２５５の周囲に形成され、ウォームホイールの一部をなすギア２５６ｂもしくは２５７ｂに噛み合うようになっており、軸受保持部材回転駆動部２５９によりウォーム２５９ａが回転駆動されることにより、軸受保持部材２５５が回動するように構成されている。
＜制御部の構成＞
図７は、第２の実施形態における制御部６０ａの制御系における主要部の構成を示すブロック図であり、基本的に第１の実施形態に係る制御部６０と共通するが、定着部１０５の構成が、第１の実施形態に係る定着部５とは異なる。
【００５５】
以下では、共通の構成部分には第１の実施の形態と同じ符号を付してその説明は省略するか簡略するにとどめ、相違する点を中心に説明する。
＜定着処理について＞
以下、制御部６０ａにより実行される定着処理について、図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００５６】
操作パネル１４を介して、もしくは端末のパソコンから、プリントの実行指示を受け付けるまで待機し（ステップＳ３１：ＮＯ）、プリントの実行指示（プリントジョブ）を受け付けると（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ハロゲンヒーター５１の電源をＯＮし（ステップＳ３２）、軸受保持部材回転駆動部２５９をＯＮして軸受保持部材２５５を回転させ、図９（ｂ）に示す状態から図９（ａ）に示す状態に変更させる。これにより、軸受２５３を保持する部材を樹脂製の高熱抵抗部２５７から金属製の低熱抵抗部２５６に切り替える（ステップＳ３３）。
【００５７】
その後、軸受回動駆動部５３をＯＮし、カム１５８を回転させ、支持部材２５８を加圧ローラー１６０側に回動させて、図９（ａ）に示す離間状態から図６（ａ）に示す圧接状態に変更させる。これにより、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０との間に定着ニップを形成する（ステップＳ３４）。
このとき、支持部材２５８には、軸受２５３を介してニップ圧の反力が加わるが、当該反力の加わる部分は、金属製の低熱抵抗部２５６となっているため、軸受２５３から大きな荷重が加わっても、低熱抵抗部２５６は変形することなく十分耐久性を有する。
【００５８】
定着ローラー１５０の表面温度を不図示の温度センサで検出し、その温度を予め設定された定着温度まで上昇させた後、当該定着温度に維持させる温度制御処理が本処理と別個に実行されており、当該温度制御処理により、定着ローラー１５０の温度が定着温度に達すると（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、プリントジョブが開始されるので、これに併せて熱定着動作（定着ジョブ）を実行する（ステップＳ３６）。
【００５９】
プリントショブが完了するまでこの状態を維持し（ステップＳ３７：ＮＯ）、プリントショブが完了すると（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、加圧ローラー回転駆動部５２をＯＦＦして加圧ローラー１６０を停止し（ステップＳ３８）、ハロゲンヒーター５１をＯＦＦして（ステップＳ３９）、その後、軸受回動駆動部５３をＯＮし、主支持部材１５７を加圧ローラー１６０から遠ざかる方向に回動させて、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０とを離間させ、定着ニップを解除する（ステップＳ４０）。
【００６０】
そして、軸受保持部材回転駆動部２５９をＯＮし、軸受保持部材２５５を回転させて、図９（ａ）に示す状態から図９（ｂ）に示す状態に変更させる。これにより、軸受２５３を保持する部材を金属製の低熱抵抗部２５６から樹脂製の高熱抵抗部２５７に切り替えて（ステップＳ４１）、定着処理を終了する。
このように、プリントジョブが実行されていないプリントジョブ非実行時には、定着ジョブも実行されないので定着ニップが解除され、軸受２５３にニップ圧の反力が加わらずに済むので、軸受保持部材２５５に対する強度条件が緩和されるため、高熱抵抗部２５７の材質を樹脂にして、金属製の低熱抵抗部２５６よりも熱抵抗を大きくすることができる。
【００６１】
これにより、金属製の低熱抵抗部２５６のみで軸受部材を支持するよりも、プリントジョブ非実行時における定着ローラー１５０からの放熱量が小さく抑えられ、定着ローラー１５０の温度低下が軽減されるので、プリントジョブが再度実行された場合、定着ローラー１５０の再加熱に要する電力消費を軽減することができる。
＜変形例＞
本発明は、上述のような実施の形態に限られるものではなく、次のような変形例も実施することができる。
【００６２】
（１）上記第１の実施形態では、軸受１５３を支持する部材の切り替えを行うために、主支持部材１５７を回動させていたが、これに限らない。
例えば、軸受支持機構１５４全体を加圧ローラー１６０の遠近方向に移動させ、定着ニップの形成および解除を行う機構を追加した上で、軸受支持機構１５４を加圧ローラー１６０から遠ざかる方向に移動した後、副支持部材１５５を加圧ローラー１６０側に移動させて、軸受１５３を支持する部材を主支持部材１５７から副支持部材１５５に切り替えてもよく、要するに、主支持部材１５７と副支持部材１５５とを軸受１５３に対して相対的に遠近方向に移動させる構成であればよい。
【００６３】
なお、当該移動は、回動に限られず、例えば、スライドにより行ってもよい。
（２）また、上記第１および第２の実施形態の定着装置では、プリントジョブ非実行時に軸受１５３もしくは軸受２５３を支持する部材として、樹脂製のものを用いたがこれに限られない。
例えば、第１の実施形態の定着装置の副支持部材１５５において、材質をＳＰＣＣなどの金属に変更すると共に、軸受１５３との接触面積を主支持部材１５７より小さくして、熱抵抗を大きくする構成であっても構わない。
【００６４】
何故なら、プリントジョブ非実行時には、ニップ圧の反力が軸受１５３に加わらないため、これらの軸受との接触面積を小さくしても、軸受１５３と副支持部材１５５の接触部分に摩耗や変形が生じにくいと考えられるからである。
つまり、プリントジョブ実行時には、少なくとも高強度の金属製の部材で軸受部材を保持し、プリントジョブ非実行時には、当該金属製の部材よりも熱抵抗が大きな部材で支持するように、軸受を支持する部材の切り替えが行える構成であればよい。
【００６５】
（３）上記第１の実施形態では、主支持部材１５７および副支持部材１５５に、それぞれ切欠部１５７ｇおよび切欠部１５５ｃが複数設けられているが、これらの切欠部の個数は、設計条件に応じて自由に設定すればよい。
また、当該切欠部の存在は必須ではなく、要するに、軸受１５３とこれを支持する支持部材との接触面積、もしくは主支持部材１５７と副支持部材１５５の熱伝導率を、材料を選択するなどして適切な値にすることにより、軸受１５３に対する副支持部材１５５の熱抵抗が、主支持部材１５７よりも大きく設定できればよい。
【００６６】
（４）上記第１および第２の実施形態では、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０とを離間させるタイミングをプリントジョブ非実行時としたが、これに限られない。
例えば、プリントジョブが完了した場合であっても、次のプリントジョブに備えて、所定時間加熱を継続するようにしても構わず、このような場合には、定着ローラー１５０と加圧ローラー１６０との圧接状態を維持することとなる。
【００６７】
上記第１および第２の実施形態において説明した定着ジョブとは、少なくとも定着装置のウォーミングアップ動作の開始から熱定着動作が完了するまでの処理、即ち、最後の記録シートにプリントされるまでの処理を示すが、場合によっては、上述のように、次のプリントジョブに備えて所定時間加熱動作を継続する処理も含めてもよいであろう。
（５）上記実施の形態の定着装置は、熱源としてハロゲンヒーターを用いていたが、これに限られない。
【００６８】
例えば、省エネルギー化を図るという観点から、近年、定着ローラーの外周に沿って設けられた抵抗発熱層を含む無端ベルトを設けて、当該無端ベルトを電磁誘導加熱する方式を採用するものがあり、本実施の形態における定着装置の構成をこのような方式の定着装置に適用してもよい。
このような場合、無端ベルトとこれに挿嵌される定着ローラーとを合わせてものを、第１及び第２の実施形態の定着ローラー１５０に相当するものとみなすことができる。
【００６９】
（６）上記第２の実施形態では、軸受保持部材２５５は、図６（ｂ）に示すように、ちょうど金属部分と樹脂部分とが対称形状となっており、ギア２５７ｂも樹脂で構成されているが、強度向上のために、外周にギアが設けられたＣ字状で金属製の基台の内周側に、円弧状の金属部材と樹脂部材とを配置した構成であっても構わない。
また、軸受保持部材２５５は、Ｃ字状ではなく、リング状であっても構わない。
【００７０】
（７）なお、上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンターに適用した場合の例を説明したが、モノクロプリンターなどでもよく、要するに、定着装置を備える画像形成装置一般に適用することができる。
また、上記実施の形態および上記変形例の内容を可能な限り、それぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、定着装置を備える画像形成装置一般に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１    プリンター
３    画像プロセス部
４    給紙部
５    定着部
１０    光学部
１１    中間転写ベルト
３１    感光体ドラム
３２    帯電器
３３    現像器
４１    給紙カセット
５１    ハロゲンヒーター
５２    加圧ローラー回転駆動部
５３    軸受回動駆動部
６０、６０ａ    制御部
１０５    定着部
１５０    定着ローラー
１５１、１６１    芯金
１５３、２５３    軸受
１５４、２５４    軸受支持機構
１５５    副支持部材
１５５ｂ  円弧部
１５５ｃ、１５７ｇ  切欠部
１５６    連結ピン
１５７    主支持部材
１５７ｂ  円弧部分
１５７ｄ  係合用切欠部
１５７ｆ  カム当接部
１５７ｊ  Ｕ字切欠部
１６０    加圧ローラー
２５５    軸受保持部材
２５６    低熱抵抗部
２５６ａ  支持基台
２５６ｄ、２５７ｄ  円弧部
２５７    高熱抵抗部
２５８    支持部材
２５６ｃ、２５７ｃ、２５８ｂ、２５８ｃ、２５８ｄ、２５８ｄ  切欠部
２５８ｅ、２５８ｇ  突起部
２５８ｎ  主切欠部
２５９    軸受保持部材回転駆動部
【図１】
2013057791.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013057791.tif 000008
【図７】
2013057791.tif 000009
【図８】
2013057791.tif 000010
【図９】
2013057791.tif 000011
【図１０】
2013057791.tif 000012