JP2010181512A - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトの温度低下が生じにくく、ニップ部において充分なニップ幅を確保しやすく、消費電力を大きくしたり装置の立ち上がり時間を長くしたりすることなく、加圧部材や定着ベルトにトナーが付着する不具合を抑止するとともにニップ部を通過する記録媒体の分離性を向上させることができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】加圧部材３１の表面に離型剤を供給する離型剤供給部材５１と、離型剤供給部材５１に当接して離型剤供給部材５１の表面をクリーニングするクリーニング部材５２と、発泡弾性層を有する定着補助ローラ２２と加圧部材３１とのニップ部における圧接力を低下させる減圧機構５５、５６と、を備える。そして、減圧機構５５、５６によるニップ部の圧接力の低下に連動して、離型剤供給部材５１に対してクリーニング部材５２を離間させる離間機構５８をさらに備える。
【選択図】図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置されるベルト方式の定着装置とに関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着ベルトを用いたベルト方式の定着装置において、定着ベルトの温度低下を防止するとともにニップ部において充分なニップ幅を形成することを目的として、定着ベルトを介して加圧部材（加圧ローラ）に圧接してニップ部を形成する定着補助ローラ（定着ローラ）に、断熱性を有する発泡弾性層（弾性体層）を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照。）。
詳しくは、定着補助ローラは、芯金上に発泡シリコーンゴム（シリコーンスポンジゴム）からなる発泡弾性層が形成されたものである。このように形成された定着補助ローラは、発泡弾性層の気泡によって断熱性が高められるために定着ベルトの熱を吸収しにくく、定着ベルトの温度低下を防止することができる。さらに、定着補助ローラの表面硬度が比較的低くなるために、加圧部材の圧接力が比較的小さくてもニップ部において充分なニップ幅が形成されて、良好な定着性を確保することができる。

その一方で、このような定着装置は、加圧ローラによって定着補助ローラの同じ位置に圧接力が長時間かけられてしまうと、その発泡弾性層の反発力が低下して、出力画像の定着性や光沢度が低下してしまう問題が知られている（例えば、特許文献２等参照。）。したがって、このような定着装置では、非通紙時に定着補助ローラに対する加圧ローラの圧接力を低下させる減圧機構（接離機構）が設けられている。

他方、特許文献３等には、加圧ローラや定着ベルトにトナーが付着する不具合を抑止するとともにニップ部を通過する記録媒体の分離性を向上させることを目的として、加圧ローラに離型剤（微量オイル）を塗布する離型剤供給部材（微量オイル塗布部材）を設置する技術が開示されている。このような定着装置では、離型剤供給部材の表面をクリーニングするために、金属材料からなるクリーニング部材が離型剤供給部材に当接されている。なお、クリーニング部材は、離型剤供給部材を介して加圧部材に常時接触するように構成されている。

上述した特許文献１、特許文献２等の定着装置は、定着補助ローラに発泡弾性層が設けられているために、定着ベルトの温度低下が生じにくく、ニップ部において充分なニップ幅を確保しやすい。
しかし、このような定着装置において、加圧部材や定着ベルトにトナーが付着する不具合を抑止するとともにニップ部を通過する記録媒体の分離性を向上させることを目的として、特許文献３等の定着装置のように、加圧部材に離型剤を塗布する離型剤供給部材と、離型剤供給部材をクリーニングするクリーニング部材と、を設置した場合に、次のような不具合が生じる可能性があった。
第１に、待機時等において、金属材料で形成されたクリーニング部材の熱容量の大きさによって、加圧部材の熱が離型剤供給部材を介して奪われて放熱状態が続いてしまい、加圧部材を所定温度に維持するのに無駄な電力が消費される可能性があった。
第２に、装置の電源が投入されたときに、定着ベルトの昇温時間は速いものの、クリーニング部材によって熱が奪われて加圧部材の表面温度が上がりにくくなる可能性があった。そのため、加圧部材が所定温度（リロード温度）に達するのを待ってから定着装置の稼動（リロード）を実施しようとすると、定着装置の立ち上がり時間が長くなってしまっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着ベルトの温度低下が生じにくく、ニップ部において充分なニップ幅を確保しやすく、消費電力を大きくしたり装置の立ち上がり時間を長くしたりすることなく、加圧部材や定着ベルトにトナーが付着する不具合を抑止するとともにニップ部を通過する記録媒体の分離性を向上させることができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、記録媒体上にトナー像を定着する定着装置であって、発泡弾性層を有する定着補助ローラと、前記定着補助ローラと、少なくとも１つのローラ部材と、に張架された定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着補助ローラに圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、前記加圧部材に当接して当該加圧部材の表面に離型剤を供給する離型剤供給部材と、前記離型剤供給部材に当接して当該離型剤供給部材の表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記定着補助ローラと前記加圧部材との前記ニップ部における圧接力を低下させる減圧機構と、を備え、前記減圧機構による前記ニップ部の圧接力の低下に連動して前記離型剤供給部材に対して前記クリーニング部材を離間させる離間機構をさらに備えたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記減圧機構による前記ニップ部の圧接力の低下と、前記離間機構による前記クリーニング部材の離間動作と、は、前記ニップ部への記録媒体の通紙がおこなわれない非通紙時におこなわれるものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記減圧機構の駆動と前記離間機構の駆動とは１つの駆動手段によっておこなわれるものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記減圧機構は、前記加圧部材に直接的又は間接的に係合するとともに、支軸を中心に回動可能に構成された第１レバー部材と、前記第１レバー部材を前記ニップ部の圧接力を増減する方向に移動させるカム部材と、を具備し、前記離間機構は、前記クリーニング部材と前記加圧部材とに直接的又は間接的に係合するとともに支軸を中心に回動可能に構成された第２レバー部材を具備したものである。

また、この発明の請求項５記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

本発明は、ベルト方式の定着装置であって、定着補助ローラに発泡弾性層を設けるとともに、減圧機構によるニップ部の圧接力の低下に連動して離型剤供給部材に対してクリーニング部材を離間させているために、定着ベルトの温度低下が生じにくく、ニップ部において充分なニップ幅を確保しやすく、消費電力を大きくしたり装置の立ち上がり時間を長くしたりすることなく、加圧部材や定着ベルトにトナーが付着する不具合が抑止されるとともにニップ部を通過する記録媒体の分離性が向上される、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す概略断面図である。 定着装置を示す概略正面図である。 減圧状態の定着装置を示す概略正面図である。 加圧ローラの昇温状態を示すグラフである。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。

また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着するベルト方式の定着装置、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップ部にて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図４にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２は、定着装置２０を示す概略断面図である。図３は、定着装置２０を示す概略正面図であって、主として減圧機構及び離間機構の構成を示す図である。図４は、減圧状態の定着装置２０を示す概略正面図である。
図２に示すように、定着装置２０は、定着補助ローラ２２、加熱ローラ２３（ローラ部材）、定着ベルト２１、加圧部材としての加圧ローラ３１、離型剤供給部材としての離型剤塗布ローラ５１、クリーニング部材としてのクリーニングローラ５２、温度センサ４０、４５、ガイド板３５、等で構成される。

ここで、定着ベルト２１は、樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端状ベルトである。定着ベルト２１の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２１の離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト２１の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト２１は、２つのローラ部材（定着補助ローラ２２と加熱ローラ２３とである。）に張架・支持されて、図２中の矢印方向に走行する。定着部材として熱容量の低い定着ベルト２１を用いることで、装置の昇温特性が向上する。

定着補助ローラ２２は、ＳＵＳ３０４等の芯金２２ａ上に、層厚が１４ｍｍ程度の発泡シリコーンゴムからなる発泡弾性層２２ｂ（アスカーＣ硬度が２５〜５０程度のものである。）が形成された外径５２ｍｍ程度のローラ部材であって、加圧部材としての加圧ローラ３１に定着ベルト２１を介して圧接してニップ部を形成する。発泡弾性層２２ｂを発泡材料で形成することで、ニップ部におけるニップ幅（ニップ量）を比較的大きく設定できるとともに、定着ベルト２１の熱が定着補助ローラ２２に移行しにくくなる。定着補助ローラ２２は、図２中の時計方向に回転する。

加熱ローラ２３は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料からなる外径が３８ｍｍ程度の中空構造のローラ部材であって、その円筒体の内部には３つのヒータ２５（熱源）が固設されている。なお、加熱ローラ２３は、耐食性を向上させるために、その表面にアルマイト処理が施されている。
加熱ローラ２３のヒータ２５は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板（不図示である。）に固定されている。そして、装置本体１の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって加熱ローラ２３が加熱されて、さらに加熱ローラ２３によって加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に非接触で対向する温度センサ４０（サーモパイル）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
また、図示は省略するが、加熱ローラ２３は定着装置２０の側板に対して図２の左右方向に揺動可能に保持されて、加熱ローラ２３がテンションプレートによって図２の右側に付勢されている。このような構成により、加熱ローラ２３は、定着ベルト２１に所定のテンションを与えるテンションローラとして機能することになる。なお、本実施の形態では加熱ローラ２３をテンションローラとして用いたが、加熱ローラ２３を定着装置の側板に回転自在に固定して、定着ベルト２１にテンションを与えるテンションローラ（ローラ部材）を別に設置することもできる。

また、加圧部材としての加圧ローラ３１は、外径が５０ｍｍ程度であって、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム等のソリッドゴム材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。
そして、加圧ローラ３１は、図３に示す加圧機構５５〜５６によって定着ベルト２１を介して定着補助ローラ２２に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ベルト２１との間に、所望のニップ部が形成される。なお、本実施の形態では、定着補助ローラ２２の発泡弾性層２２ｂの圧縮量が３〜４ｍｍ程度であって、ニップ部のニップ幅が１４ｍｍ程度に設定されている。なお、加圧機構５５〜５６は、定着装置２０の幅方向両端部にそれぞれ設置されている。

また、上述の加圧機構５５〜５６は、定着補助ローラ２２と加圧ローラ３１とのニップ部における圧接力を低下させる減圧機構としても機能する。すなわち、加圧・減圧機構５５〜５６によって、定着補助ローラ２２に対する加圧ローラ３１の加圧（圧接）と加圧解除（減圧）とができるように構成されている。
詳しくは、図３を参照して、加圧ローラ３１は、その両端の軸部が軸受３４を介して定着装置２０の側板に回転自在に保持されている。また、軸受３４は、定着装置２０の側板に形成された長穴に、上下方向に移動可能に保持されている。図３に示すように、加圧・減圧機構は、加圧ローラ３１の軸受３４に係合する第１レバー部材としての加圧レバー５５、加圧レバー５５に作用して加圧ローラ３１を定着補助ローラ２２に向けて付勢するカム部材５６（偏心カム）、カム部材５６を回転駆動する駆動手段としての駆動モータ（不図示である。）、カム部材５６の回転方向の姿勢を検知する位置センサ（不図示である。）、等で構成される。加圧レバー５５は、定着装置２０の側板に、支軸５５ａを中心に回動可能に保持されている。
そして、カム部材５６は、加圧レバー５５（第１レバー部材）をニップ部の圧接力を増減する方向に移動させる。すなわち、定着工程がおこなわれるとき（通紙時）には、カム部材５６を図３の姿勢になるように回転駆動して、加圧レバー５５が軸受３４を介して加圧ローラ３１を上方に押し上げて、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対して加圧ローラ３１を加圧する（図３の状態である。）。これに対して、定着工程がおこなわれないとき（電源オフ時、省エネモード時、待機モード時、立ち上げ時等の非通紙時である。）には、カム部材５６を図３の姿勢から半周ほど回転駆動して、加圧レバー５５が図４の破線矢印方向に移動して加圧ローラ３１の自重とニップ部における反発力とにより、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対する加圧ローラ３１の圧接力が低下（減圧）する（図４の状態である。）。このように非定着工程時（非通紙時）に加圧ローラ３１の減圧をおこなうことで、定着補助ローラ２２の発泡弾性層２２ｂが破泡（発泡弾性体のセルが破れる現象である。）してローラ硬度が低下する現象がおこりにくくなる。

本実施の形態では、減圧時（図４の状態のときである。）における、定着補助ローラ２２の発泡弾性層２２ｂの圧縮量が０．５ｍｍ程度になるように設定されている。減圧時における定着補助ローラ２２の圧縮量が０ｍｍになってしまう場合（定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１を完全に離間させる場合等である。）、電源投入直後や省エネモードからの復帰時に、昇温速度の速い定着ベルト２１から加圧ローラ３１への熱の移動がないために加圧ローラの昇温が遅れて定着不良が生じる可能性がある。ただし、加圧ローラ３１を直接的に加熱するヒータ等の加熱手段を設置する場合には、定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１を完全に離間させてしまっても、このような不具合が生じることなく定着装置２０の昇温特性を維持することができる。
なお、本実施の形態では、図２に示すように、加圧ローラ３１の表面温度を検知する温度センサ４５（サーミスタ）を設置している。そして、この温度センサ４５によって検知される温度がリロード温度（本実施の形態では１１０℃に設定している。）に達することを、定着工程（通紙）の実行条件としている。

離型剤供給部材としての離型剤塗布ローラ５１は、加圧ローラ３１に当接して、加圧ローラ３１の表面に微量オイル等の離型剤を供給するものである。このように、離型剤塗布ローラ５１を設置することで、加圧ローラ３１や定着ベルト２１にトナーが付着する不具合を抑止するとともに、ニップ部を通過する記録媒体Ｐの分離性を向上させることができる。ここで、離型剤塗布ローラ５１は、芯金上に、離型剤が含浸された発泡体層（層厚５ｍｍ程度である。）、ゴアテックス等からなる多孔質フィルム層、を順次形成したものであって、全体の外径が１６ｍｍ程度のものである。離型剤塗布ローラ５１は、加圧ローラ３１の上下動（図３の状態から図４の状態への動作、又は、その逆の動作である。）に追従して加圧ローラ３１に所定の圧接力で当接するように配設されている。そして、加圧ローラ３１が回転することにより、摩擦力によって離型剤塗布ローラ５１も連れ回りしながら加圧ローラ３１の表面に微量の離型剤を塗布することになる。

また、クリーニング部材としてのクリーニングローラ５２は、金属材料からなるローラ部材であって、離型剤塗布ローラ５１に当接して離型剤塗布ローラ５１に付着したトナーや紙粉をクリーニングする。クリーニングローラ５２を設置することで、離型剤塗布ローラ５１の性能が経時においても安定的に発揮されることになる。
ここで、クリーニングローラ５２（クリーニング部材）の軸部は圧縮スプリング５９に付勢されていて、クリーニングローラ５２の軸部が第２レバー部材としての離間レバー５８に当接する位置で、クリーニングローラ５２の位置決めがされる。具体的に、通紙時には、図３に示すように、クリーニングローラ５２は離型剤塗布ローラ５１に当接する位置で位置決めされる。なお、この離間レバー５８は、加圧レバー５５（減圧機構）によるニップ部の圧接力の低下に連動して、離型剤塗布ローラ５１に対してクリーニングローラ５２を離間させる離間機構として機能するが、これについては後で詳しく説明する。

図２を参照して、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。ガイド板３５は、定着装置２０の側板に固設されている。
また、図示は省略するが、定着ベルト２１の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍には、分離板が配設されている。分離板は、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１の走行に沿って定着ベルト２１に巻き付いてしまう不具合を抑止する。

上述のように構成された定着装置２０は、通紙時に次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、交流電源からヒータ２５に交流電圧が印加（給電）されるとともに、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２、加熱ローラ２３）及び加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。
その後、給紙部７から記録媒体Ｐが給送されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが記録媒体Ｐ上に未定着画像として担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、回転する定着ベルト２１及び加圧ローラ３１によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、図３及び図４にて、本実施の形態における定着装置２０の、特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
本実施の形態における定着装置２０には、加圧レバー５５（減圧機構）による減圧動作（図３の状態から図４の状態への動作である。）に連動して、離型剤塗布ローラ５１に対してクリーニングローラ５２を離間させる離間機構が設けられている。また、この離間機構は、加圧レバー５５による加圧動作（図４の状態から図３の状態への動作である。）に連動して、離型剤塗布ローラ５１に対してクリーニングローラ５２を当接させる。
詳しくは、図３に示すように、離間機構は、加圧ローラ３１の軸受３４と、クリーニングローラ５２の軸部と、にそれぞれ係合する第２レバー部材としての離間レバー５８等で構成される。離間レバー５８は、定着装置２０の側板に、支軸５８ａを中心に回動可能に保持されている。この離間機構は、上述した減圧機構（加圧機構）とともに、定着装置２０の両端にそれぞれ設置されている。

このような構成により、加圧レバー５５による加圧・減圧動作に連動して、離型剤塗布ローラ５１に対してクリーニングローラ５２が接離されることになる。
詳しくは、定着工程がおこなわれるとき（通紙時）には、カム部材５６が図３の姿勢になるように回転駆動して、加圧レバー５５が上方に押し上げられて、圧縮スプリング５９の付勢力によって離間レバー５８が加圧ローラ３１の軸受３４に当接する位置に押し上げられ、クリーニングローラ５２が離型剤塗布ローラ５１に当接する（図３の状態である。）。これに対して、定着工程がおこなわれないとき（電源オフ時、省エネモード時、待機モード時、立ち上げ時等の非通紙時である。）には、カム部材５６を図３の姿勢から半周ほど回転駆動して、加圧レバー５５が図４の破線矢印方向に移動して、加圧ローラ３１の軸受３４に当接する離間レバー５８が圧縮スプリング５９の付勢力に抗するように図４の矢印方向に押し下げられ、クリーニングローラ５２が離型剤塗布ローラ５１から離間する（図４の状態である。）。
このように非定着工程時（非通紙時）に加圧レバー５５による減圧動作と、離間レバー５８によるクリーニングローラ５２の離間動作と、をニップ部への記録媒体の通紙がおこなわれない非通紙時におこなうことで、定着装置２０の待機時の消費電力を大きくしたり定着装置２０の立ち上がり時間を長くしたりすることなく、経時においても加圧ローラ３１や定着ベルト２１にトナーが付着する不具合を抑止するとともにニップ部を通過する記録媒体Ｐの分離性を向上させることができる。

図５は、上述した本実施の形態における効果を確認するために本願発明者がおこなった実験の結果を示すグラフであって、加圧ローラ３１の昇温状態（立ち上がり特性）を示すグラフである。
図５において、横軸は定着装置２０の電源をオンしてからの時間を示し、縦軸は加圧ローラ３１の表面温度を示す。また、図５において、実線グラフは本実施の形態における定着装置２０を用いたときの加圧ローラ３１の立ち上がり特性を示し、破線グラフは従来の定着装置（クリーニングローラ５２の離間動作をおこなわないものである。）を用いたときの加圧ローラ３１の立ち上がり特性を示す。なお、この実験では、立ち上がり時のリロード温度を１１０℃に設定した。
図５の結果から、本実施の形態における定着装置２０は、立ち上げ時にクリーニングローラ５２の離間動作をおこなっているために、従来のものに比べて立ち上がり時間を約９秒間短縮することができることがわかった。

なお、本実施の形態では、上述したように、減圧機構の駆動と、離間機構の駆動とが、１つの駆動手段によっておこなわれている。具体的には、加圧レバー５８の加圧・減圧動作と、離間レバー５８の接離動作とが、１つの駆動モータによるカム部材５６の回転駆動によっておこなわれている。これにより、減圧機構の駆動と離間機構の駆動とを別々の駆動手段によっておこなう場合に比べて、装置の構成や制御を複雑化することなく簡易に上述した効果を達成することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、ベルト方式の定着装置２０であって、定着補助ローラ２２に発泡弾性層２２ｂを設けるとともに、加圧レバー５５（減圧機構）によるニップ部の圧接力の低下に連動して離型剤塗布ローラ５１（離型剤供給部材）に対してクリーニングローラ５２（クリーニング部材）を離間させているために、定着ベルト２１の温度低下が生じにくく、ニップ部において充分なニップ幅を確保しやすく、消費電力を大きくしたり定着装置２０の立ち上がり時間を長くしたりすることなく、加圧ローラ３１（加圧部材）や定着ベルト２１にトナーが付着する不具合を抑止するとともにニップ部を通過する記録媒体Ｐの分離性を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、減圧機構や離間機構にカム機構を用いたが、減圧機構や離間機構はこのような機構のものに限定されることなく、例えば、ソレノイドやモータを用いてレバー部材５５、５８を揺動させるような機構のものであってもよい。
また、本実施の形態では、加圧レバー５５を軸受３４を介して加圧ローラ３１に間接的に係合させ、離間レバー５８をクリーニングローラ５２に直接的に係合させた。これに対して、加圧レバー５５を加圧ローラ３１に直接的に係合させることもできるし、離間レバー５８をクリーニングローラ５２に間接的に係合させることもできる。
これらの場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では加圧部材として加圧ローラ３１を用いたが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いてもよい。その場合にも、本実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態ではヒータ２５の輻射熱によって定着ベルト２１を加熱する熱ヒータ方式の定着装置２０に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、励磁コイルから生じる磁束によって定着ベルト２１を直接的又は間接的に電磁誘導加熱する電磁誘導加熱方式の定着装置に対しても本発明を適用することができる。その場合にも、本実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（ベルト部材）、
２２ 定着補助ローラ、
２２ａ 芯金、
２２ｂ 発泡弾性層、
２３ 加熱ローラ（ローラ部材）、
２５ ヒータ、
３１ 加圧ローラ（加圧部材）、
５１ 離型剤塗布ローラ（離型剤供給部材）、
５２ クリーニングローラ（クリーニング部材）、
５５ 加圧レバー（第１レバー部材、減圧機構）、
５６ カム部材（減圧機構）、
５８ 離間レバー（第２レバー部材、離間機構）。

特開２００２−１３９９４１号公報 特開２００８−９６７５２号公報 特開２００６−２０１６４０号公報

Claims (5)

1. 記録媒体上にトナー像を定着する定着装置であって、
   発泡弾性層を有する定着補助ローラと、
   前記定着補助ローラと、少なくとも１つのローラ部材と、に張架された定着ベルトと、
   前記定着ベルトを介して前記定着補助ローラに圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
   前記加圧部材に当接して当該加圧部材の表面に離型剤を供給する離型剤供給部材と、
   前記離型剤供給部材に当接して当該離型剤供給部材の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
   前記定着補助ローラと前記加圧部材との前記ニップ部における圧接力を低下させる減圧機構と、
   を備え、
   前記減圧機構による前記ニップ部の圧接力の低下に連動して前記離型剤供給部材に対して前記クリーニング部材を離間させる離間機構をさらに備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記減圧機構による前記ニップ部の圧接力の低下と、前記離間機構による前記クリーニング部材の離間動作と、は、前記ニップ部への記録媒体の通紙がおこなわれない非通紙時におこなわれることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記減圧機構の駆動と前記離間機構の駆動とは１つの駆動手段によっておこなわれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記減圧機構は、
   前記加圧部材に直接的又は間接的に係合するとともに、支軸を中心に回動可能に構成された第１レバー部材と、
   前記第１レバー部材を前記ニップ部の圧接力を増減する方向に移動させるカム部材と、
   を具備し、
   前記離間機構は、前記クリーニング部材と前記加圧部材とに直接的又は間接的に係合するとともに支軸を中心に回動可能に構成された第２レバー部材を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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