画像形成装置
【課題】 転写材の種類に応じた最適な定着ニップ部のニップ幅を得る事を可能にするとともに、定着ニップ部へ転写材が進入するときの定着ニップ部入口部周辺のジャムや画像擦れを防止する。
【解決手段】 加熱部材を有する加熱ローラ８３と加圧ローラ８２に対向する押圧ローラ８１とを巻回して張架された無端状の定着ベルト８４と、定着ニップ部Ｎへ搬送される転写材Ｓを案内する転写材搬送ガイド部材８７と、加熱ローラ８３を移動させて加圧ローラ８２に圧接する定着ニップ部Ｎにおける圧接長さを変更可能にするとともに、加熱ローラ８３の移動に連動して転写材搬送ガイド部材８７を移動させ定着ニップ部Ｎへの転写材進入方向を可変にする支持アーム部材８９と、を有する画像形成装置。
【解決手段】 加熱部材を有する加熱ローラ８３と加圧ローラ８２に対向する押圧ローラ８１とを巻回して張架された無端状の定着ベルト８４と、定着ニップ部Ｎへ搬送される転写材Ｓを案内する転写材搬送ガイド部材８７と、加熱ローラ８３を移動させて加圧ローラ８２に圧接する定着ニップ部Ｎにおける圧接長さを変更可能にするとともに、加熱ローラ８３の移動に連動して転写材搬送ガイド部材８７を移動させ定着ニップ部Ｎへの転写材進入方向を可変にする支持アーム部材８９と、を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写材上に形成された未定着トナー画像を、定着ベルトを有する定着装置によって加熱定着して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を有する複合機等の電子写真式画像形成装置に用いられている定着装置は、所定の温度に維持された定着ローラと、弾性層を有してその定着ローラに圧接する加圧ローラとによって、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、低速機から高速機まで、モノクロ機からカラー機に至るまで、幅広く採用されている。
【０００３】
従来の熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材上のトナーを加熱する際に、熱容量の大きな定着ローラを加熱する必要があるため、省電力面で不利であり、また、プリント時に定着ローラを暖めるのに時間がかかり、プリントを開始するまでの時間（ウォーミングアップタイム）が長くなってしまうという問題がある。
【０００４】
これを解決する定着ベルト定着方式は、加熱ローラと支持ローラとによって回転可能に支持された定着ベルトを加圧ローラに圧接して定着ニップ部を形成し、転写手段から搬送されるトナー像の形成された転写材を、定着ニップ部で挟持する事により、転写材上のトナー像を加熱、加圧して定着する。
【０００５】
近年の画像形成装置には、消費者のニーズの多様化に伴って、通常の転写紙のみならず、葉書等の厚紙やＯＨＰシートなどの様々な種類の転写材に複写するという要求が増加し、それに伴って定着装置には、使用される各種転写材の厚さ、紙質に応じて最適な定着条件を設定する機能が必要になっている。
【０００６】
特に、フルカラー複写機の定着装置では、使用される各色トナーの物性上、黒トナーのみのモノクロ複写機の定着装置以上に微妙な定着条件の設定が要求される。また、フルカラー複写機では高画質の画像が求められ、コーティング処理された光沢紙を使用する場合には、特殊な定着条件の設定が要求される。
【０００７】
ここで定着条件は加えられる熱量と、加えられる圧力に依存する。そして加えられる熱量は加熱部材の温度と加熱部材の時間によって決まる。従って、定着条件の調整とは、加熱部材の温度調整、加熱時間の調整、又は加圧時間の調整を意味する。
【０００８】
即ち、厚紙、ＯＨＰシート、コーティング処理された光沢紙などの転写材は、比較的に多くの熱量を必要とするから、普通紙と比較して加圧力を高くするか、加熱部材の表面温度を高くするか、転写材を加圧、加熱する時間を長くする。
【０００９】
特許文献１に記載の定着装置は、定着ベルトの複数の支持ローラのうち少なくとも一つを移動させる手段を有し、該移動手段により定着ローラと接触圧を一定に保ちつつ、定着ベルトの接触幅を変化させるものである。
【特許文献１】特開平５−１６５３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
転写材上に形成されたトナー画像を高速定着するため、転写材を挟持する定着ローラと加圧ローラのニップ幅を広くする必要がある。ニップ幅を広くするため、従来のローラ定着装置では、定着ローラ、加圧ローラの大径化が避けられず、大型化に伴う熱容量の増大などにより、ウォーミングアップタイムが大幅に長くなる等の不具合があった。
【００１１】
この問題を解消するため、定着ベルトを用いて、加圧ローラにベルトを巻きかける接触領域によって加熱時間を延長しても、定着ベルトの熱容量が限定されているため、定着ベルトとの接触時間延長の効果は限定され、外部加圧ローラからの熱供給に頼るため、転写材から加熱することになり熱効率は低い。
【００１２】
特に、カラー画像形成装置の定着装置においては、４色のトナー画像を加熱定着するため、単色のトナー画像に比して熱供給量を大きくする事が必要である。また、カラー画像形成装置において、グラフィック画像、ピクチャー画像等を行う場合には転写材上のトナー付着量が多く、加熱定着処理時に熱供給量を大きくする事が必要である。更に、カラー画像に光沢を付与させるためにも、加熱定着処理時に熱供給量を大きくする事が必要である。
【００１３】
また、様々な厚さの転写材に対応するには、同一の定着条件では実現困難である。薄紙に良好な定着条件では、厚紙には定着性が確保出来ず、厚紙に良好な定着条件では、薄紙でホットオフセットとなってしまう。そこで転写材の厚さに対応して定着性を確保するには、以下の方法があるが、何れも問題がある。
【００１４】
（１） 厚紙に対応する定着条件にするために定着温度を上昇させるとき、定着温度は直ちには変更できないため、待機時間が発生する。また、厚紙の場合は、定着性を確保するために定着温度を上げると光沢が出すぎる傾向がある。
【００１５】
（２） 厚紙に対応する定着条件にするために定着圧力を上昇させる場合、圧力の定着性への影響は小さく、圧力で定着性を確保するのは耐久性の点から無理がある。
【００１６】
（３） 転写材搬送速度を下げて定着ニップ時間を延長するとコピー速度も低下する。
【００１７】
以上の問題を解決するため、特許文献１のように、定着ニップ幅を変更して、種々の転写材の紙厚に対応する技術が開示された。この技術で問題になるのが、用紙の搬送経路であり、固定の転写材経路では、定着ニップ幅が変化しても転写材経路が変わらないため、転写材搬送不良や画像の擦れ等の原因となった。
【００１８】
本発明は、定着ベルト方式の定着装置を備えた画像形成装置により、ウォーミングアップタイムを短縮したクイックスタート化を達成し、且つ、定着ニップ幅の変更時に移動させる圧接部材や定着ベルトを張架するローラに、転写材搬送ガイドを連動させて搬送面を移動させる事により、定着ニップ部入口部及び出口部周辺のジャムや画像擦れを防止する事を可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の各目的は、以下の解決手段により達成される。
【００２０】
請求項１に記載の画像形成装置は、転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、前記定着ニップ部へ搬送される前記転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、前記加熱ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する前記定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、前記加熱ローラの移動に連動して前記転写材搬送ガイド部材を移動させ前記定着ニップ部への転写材進入方向を可変にする支持アーム部材と、を有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項２に記載の画像形成装置は、転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、前記加圧ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にする加圧ローラ移動手段と、前記加圧ローラ移動手段に固定され、前記加圧ローラの移動に連動して移動し、前記定着ニップ部への転写材進入方向、転写材排出方向の少なくとも一方を可変にする転写材搬送ガイド部材と、を有することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項３に記載の画像形成装置は、転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、前記定着ニップ部へ搬送される前記転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、前記押圧ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、前記押圧ローラの移動に連動して前記転写材搬送ガイド部材を移動させ前記定着ニップ部への転写材排出方向を可変にする支持アーム部材と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の画像形成装置は、以上説明した構成により以下の効果が得られる。
【００２４】
請求項１に係る発明によれば、加熱ローラを移動させて加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にする支持アーム部材の移動に連動して、転写材搬送ガイド部材を移動させて定着ニップ部への転写材進入方向を可変にする事により、定着ニップ部入口部周辺のジャムや画像擦れを防止する事が可能になった。
【００２５】
請求項２に係る発明によれば、加圧ローラを移動させて加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にする支持アーム部材の移動に連動して、転写材搬送ガイド部材を移動させて定着ニップ部への転写材進入方向、転写材排出方向の少なくとも一方を可変にする事により、定着ニップ部入口部周辺のジャムや画像擦れを防止する事が可能になった。
【００２６】
請求項３に係る発明によれば、定着ニップ部へ搬送される転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、押圧ローラを移動させて加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、押圧ローラの移動に連動して転写材搬送ガイド部材を移動させ定着ニップ部への転写材排出方向を可変にする支持アーム部材とにより、定着ニップ部の出口部周辺のジャムや画像擦れを防止する事が可能になった。
【００２７】
特に、カラー画像形成装置の定着装置において、４色のトナー画像を加熱定着してグラフィック画像、ピクチャー画像等を行うとき、カラー画像に光沢を付与させるとき、紙質の異なる転写材を使用するときに、高画質の画像形成に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る定着装置及び該定着装置を搭載した画像形成装置を図面によって説明する。
【００２９】
［画像形成装置の一実施形態］
図１は、本発明に係る定着装置を備えた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。
【００３０】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、縦列配置された複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、複数のローラを巻回する回動可能な半導電性エンドレスベルト状の中間転写体７と、給紙搬送手段、及び定着装置８とから成る。
【００３１】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００３２】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する中間転写体７上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材（以下、用紙と称す）Ｓは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置８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。
【００３３】
両面画像形成時には、定着装置８から排出された第１面に画像形成された用紙Ｓは、分岐手段２６により用紙排紙路から分岐され、下方の反転通紙路２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを通過して、中間ローラ２２Ｄにおいて合流する。反転搬送された用紙Ｓは、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、用紙Ｓの第２面上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置８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。
【００３４】
一方、二次転写手段５Ａにより用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写体７は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００３５】
［定着装置の第１の実施の形態］
図２は、本発明の定着装置８の第１の実施の形態を示す断面図である。図３は、定着装置８の斜視図である。
【００３６】
ベルト定着方式の定着装置８は、圧接して回転する一対の加圧部材である内部押圧ローラ（押圧ローラ）８１と外部加圧ローラ（加圧ローラ）８２、外部加圧ローラ８２の内方に配置されたハロゲンランプ等の加熱部材Ｈ１、回転可能な加熱ローラ８３、加熱ローラ８３の内方に配置されたハロゲンランプ等の加熱部材Ｈ２、加熱ローラ８３と内部押圧ローラ８１の各外周面を巻回する定着ベルト８４等から構成されている。
【００３７】
内部押圧ローラ８１は、基体、発泡シリコーンゴム層、耐熱離型層から構成されている。例えば、ＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材を用いた厚さ２〜５ｍｍの円筒状の基体と、基体の外周面上に形成した肉厚１〜３ｍｍの発泡シリコーンゴム層と、発泡シリコーンゴム層の外側に厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（パ−フルオロアルコキシ）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐熱離型層から成る外径２０〜５０ｍｍのローラである。
【００３８】
外部加圧ローラ８２は、基体、耐熱弾性層、耐熱離型層から構成されている。基体は、例えば、ＳＴＫＭ等のスチール材、又はアルミニウム合金材を用いた肉厚２〜５ｍｍの金属パイプである。耐熱弾性層は、基体の外周面に厚さ２〜４ｍｍのシリコーンゴム層を設けたものである。耐熱離型層は耐熱弾性層の外側に厚さ２０〜５０μｍのＰＦＡ又はＰＴＦＥ等チューブである。外部加圧ローラ８２の内部には、外部加圧ローラ８２を加熱する加熱部材Ｈ１が配置されている。
【００３９】
外部加圧ローラ８２はバネ８５により付勢されて、定着ベルト８４を介して内部押圧ローラ８１を押圧し、定着ニップ部Ｎを形成する。
【００４０】
加熱ローラ８３は、基体、耐熱離型層から構成されている。基体はスチール又はアルミニウム合金材から成り、肉厚１〜３ｍｍのパイプである。耐熱離型層は基体の外周面に厚さ１０〜３０μｍのＰＦＡから成るコ−ティング層を形成したものである。加熱ローラ８３の内部には、加熱ローラ８３を加熱する加熱部材Ｈ２が配置されている。
【００４１】
定着ベルト８４は、内部押圧ローラ８１、加熱ローラ８３の各外周面を巻回するエンドレスベルトである。
【００４２】
定着ベルト８４は可撓性基体、耐熱弾性層、耐熱離型層から構成されている。可撓性基体（熱線吸収層）は、厚さが５０〜１００μｍの弾性を有するステンレス鋼、ニッケル合金、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）の何れかで形成される。耐熱弾性層は、可撓性基体の外周面に、厚さ１００〜３００μｍのシリコーンゴムを被覆したものである。耐熱離型層は、耐熱弾性層の表面に、厚さ２５〜５０μｍのＰＦＡ又はＰＴＦＥ等をコーティング加工して被覆したものである。
【００４３】
定着ベルト８４の表面温度は、温度検知素子ＴＳ１によって検知され、図示しない温度制御手段により所定温度範囲内にに維持される。
【００４４】
転写材Ｓ上に形成されたトナー像ｔは、定着ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト８４により加熱、溶融されるとともに、バネ８５により付勢された外部加圧ローラ８２と内部押圧ローラ８１とにより圧接されて転写材Ｓに定着される。
【００４５】
内部押圧ローラ８１は駆動源のモータＭ１及びギア列等の動力伝達手段によって回転され、定着ベルト８４を回動する。
【００４６】
バネ８５は図示しない支持部材を介して外部加圧ローラ８２を付勢して、定着ベルト８４を介して定着装置８の内部押圧ローラ８１を押圧する。
【００４７】
加熱ローラ８３の外周面には温度検知素子ＴＳ１が配置され、外部加圧ローラ８２の外周面には温度検知素子ＴＳ２が配置されている。温度検知素子ＴＳ１は、加熱ローラ８３の表面温度を検知する。温度検知素子ＴＳ１の検出信号により、図示しない制御手段は、加熱ローラ８３の表面温度を所定温度に制御する。温度検知素子ＴＳ２は、外部加圧ローラ８２の表面温度を検知する。温度検知素子ＴＳ２の検出信号により、図示しない制御手段は、外部加圧ローラ８２の表面温度を所定温度に制御する。
【００４８】
定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎと、二次転写手段５Ａとの中間に、第１ガイド部材８６と第２ガイド部材８７とから成る転写材搬送ガイド部材を配置した。二次転写手段５Ａに近い側の第１ガイド部材８６は、用紙Ｓを通過可能にする上下一対のガイド板とから成り、支軸８６Ａを中心にして揺動可能に支持されている。
【００４９】
第１ガイド部材８６と第２ガイド部材８７とは、関節軸８６Ｂにより揺動可能に連結されている。第２ガイド部材８７の他方の端部は、リンク８８の一方の端部に揺動可能に連結されている。二次転写手段５Ａによりトナー像ｔが転写された用紙Ｓは、上下一対のガイド板から成る第１ガイド部材８６の搬送路を通過し、第２ガイド部材８７の用紙搬送面に摺接して進行し、回動する定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２の定着ニップ部Ｎに進入する。
【００５０】
用紙Ｓ上に形成されたトナー像ｔは、定着ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２により加熱、溶融されるとともに、内部押圧ローラ８１と外部加圧ローラ８２とにより圧接されて用紙Ｓに定着される。
【００５１】
リンク８８の他方の端部は、支持アーム部材８９に揺動可能に連結されている。支持アーム部材８９の一方の端部は、内部押圧ローラ８１の回転軸８１Ａの両軸端部に嵌合して揺動可能に支持されている。
【００５２】
支持アーム部材８９のほぼ中間位置に形成されたフォーク状の凹部８９Ａには、加熱ローラ８３の回転軸８３Ａの両軸端部が転動可能に係合する。支持アーム部材８９の他方の端部に形成された長溝部８９Ｂには、第１ガイド部材８６の関節軸８６Ｂが嵌合して連結される。
【００５３】
支持アーム部材８９の一方の端部には、突起部８９Ｃが一体に形成されている。モータＭ２の駆動回転により、カムＣが回転して突起部８９Ｃを揺動させる事により、支持アーム部材８９が揺動して、凹部８９Ａが回転軸８３Ａを揺動させ、加熱ローラ８３を揺動させる。加熱ローラ８３を揺動させる事により、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ角度により、支持アーム部材８９が揺動され、定着ベルト８４が揺動され、ニップ角度θ１を変化させる事が出来る。
【００５４】
二次転写手段５Ａから排出された転写材Ｓは、固定配置された第１ガイド部材８６の搬送路を通過し、回動する定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎに進入しやすい角度になるように屈曲状に保持された可動の第２ガイド部材８７の用紙搬送面に摺接して定着ニップ部Ｎに向けて進行する。
【００５５】
図４は、定着ベルト８４を揺動させてニップ角度を変化させた状態を示す定着装置８と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置の断面図である。
【００５６】
モータＭ２の駆動回転により、支持アーム部材８９が揺動され、定着ベルト８４が揺動され、ニップ角度θ１がθ２に変化する（図２、図３参照）。
【００５７】
画像形成装置本体に電源を入れた時点では、定着ベルト８４、加熱ローラ８３は普通紙の定着に適した図４に示すニップ角度θ２を形成する位置に保たれるように制御される。
【００５８】
ＯＨＰシート、光沢紙、厚紙等の転写材に画像を形成するモードが画像形成装置本体の操作部９にいて設定すると、モータＭ２の駆動回転が開始し、加熱ローラ８３が移動を始め、カムＣは突起部８９Ｃを回動させて支持アーム部材８９を揺動させ、支持アーム部材８９の凹部８９Ａに係合する加熱ローラ８３を外部加圧ローラ８２から遠ざかる方向に移動させる。この移動によって、定着ベルト８４が揺動されて、外部加圧ローラ８２と圧接するニップ角度θ２が少なくなる（θ１＞θ２）。よって、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが接触するニップ幅がＯＨＰシート、光沢紙、厚紙等の転写材の定着に適したものとなる。
【００５９】
この状態において、支持アーム部材８９はリンク８８を介して第２ガイド部材８７を関節軸８６Ｂを中心にして揺動させ、第１ガイド部材８６とほぼ同じ平面状にする。第１ガイド板部材８６の搬送路を通過した転写材Ｓは、回動する定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎに進入しやすい角度になるように保持された可動の第２ガイド部材８７の用紙搬送面に摺接して定着ニップ部Ｎに向けて進行する。
【００６０】
［定着装置の第２の実施の形態］
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の定着装置８の第２の実施の形態を示す断面図である。なお、図５に使用されている符号について、図２と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、第１の実施の形態と異なる点を説明する。
【００６１】
内部押圧ローラ８１、外部加圧ローラ８２、加熱ローラ８３は、第１の実施の形態と同じ構成である。加熱ローラ８３は、図２〜図４で示した支持アーム部材８９とほぼ同じ形状の部材及び駆動手段により揺動可能に支持されている。
【００６２】
外部加圧ローラ８２は支持体９１に回転可能に支持されている。支持体９１の転写材搬送方向上流側には第１ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）９２Ａが、下流側には第２ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）９２Ｂがそれぞれ固定されている。
【００６３】
支持体９１は案内部材９３に摺動して移動可能に支持されている。支持体９１の下部には、ラックギア９４Ａとピニオンギア９４Ｂから成る駆動手段が配置され、モータＭ３及び図示しない動力伝達手段によって支持体９１が移動される。
【００６４】
第２ガイド部材９２Ｂの転写材搬送方向下流側には、排紙ローラ９５が配置されている。
【００６５】
図５（ａ）は、ＯＨＰシート、光沢紙、厚紙等の転写材Ｓを定着処理するモードの定着装置８の断面図である。
【００６６】
このモードに設定されると、モータＭ３の駆動により固定位置のピニオンギア９４Ｂが回転し、ラックギア９４Ａを直線移動させ、支持体９１を案内部材９３に沿って初期位置から図示右方に移動させる。支持体９１の移動によって外部加圧ローラ８２も一体となって移動し、外部加圧ローラ８２と定着ベルト８４とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ幅が増大する。
【００６７】
同時に、支持体９１の移動によって、支持体９１に固定された第１ガイド部材９２Ａ、第２ガイド部材９２Ｂも一体となって移動し、定着ニップ部Ｎへの転写材Ｓの導入方向、及び定着ニップ部Ｎからの転写材Ｓの排出方向をほぼ一定にする。
【００６８】
図５（ｂ）は、普通紙等の転写材Ｓを定着処理するモードの定着装置８の断面図である。
【００６９】
このモードに設定されると、支持体９１は初期位置に停止して、外部加圧ローラ８２と定着ベルト８４とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ幅は縮小する。支持体９１に固定された第１ガイド部材９２Ａ、第２ガイド部材９２Ｂは、定着ニップ部Ｎへの転写材Ｓの導入方向、及び定着ニップ部Ｎからの転写材Ｓの排出方向をほぼ一定にする。
【００７０】
［定着装置の第３の実施の形態］
図６（ａ），（ｂ）は、本発明の定着装置８の第３の実施の形態を示す断面図である。なお、図６に使用されている符号について、図５と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、第２の実施の形態と異なる点を説明する。
【００７１】
この定着装置８は、支持ローラ９６、外部加圧ローラ８２、外部加圧ローラ８２の内方に配置された加熱部材Ｈ１、回転可能な加熱ローラ８３、加熱ローラ８３の内方に配置された加熱部材Ｈ２、加熱ローラ８３と支持ローラ９６の各外周面を巻回する定着ベルト８４等から構成されていて、加熱ローラ８３と外部加圧ローラ８２とが定着ベルト８４を介して圧接している。
【００７２】
加熱ローラ８３の回転軸と同軸上に設けられ、図示しない駆動手段に接続された揺動軸には、支持アーム部材９７が揺動可能に支持されている。支持アーム部材９７の一端に穿設された長溝部９７Ａには、支持ローラ９６の支軸９６Ａが嵌合している。支持アーム部材９７の先端部に穿設された長溝部９７Ｂには、排紙ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）９８の連結ピン９８Ａが嵌合している。排紙ガイド部材９８は、支軸９８Ｂを中心にして揺動可能に支持されている。
【００７３】
図６（ａ）は、ＯＨＰシート、光沢紙、厚紙等の転写材Ｓを定着処理するモードの定着装置８の断面図である。
【００７４】
このモードに設定されると、支持アーム部材９７が図示しない駆動源及び動力伝達手段によって揺動され、支持ローラ９６が加熱ローラ８３と同軸上に設けられた揺動軸を中心にして図示の反時計方向に揺動されて、支持ローラ９６が下降し、外部加圧ローラ８２の外周面に近接し、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ幅が増大する。これにより、定着ニップ部Ｎを通過する転写材Ｓへの熱伝達量を増大する事ができる。
【００７５】
また、支持アーム部材９７の揺動に連動して、支持アーム部材９７に連結する排紙ガイド部材９８の転写材搬送方向下流側が下降し、排紙ローラ９５への転写材Ｓの排出を容易にする。
【００７６】
図６（ｂ）は、普通紙等の転写材Ｓを定着処理するモードの定着装置８の断面図である。
【００７７】
このモードに設定されると、支持アーム部材９７が図示の時計方向に揺動されて、支持ローラ９６が上昇し、外部加圧ローラ８２の外周面から遠ざかり、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ幅が低減する。これにより、定着ニップ部Ｎを通過する転写材Ｓへの熱伝達量を最適にする事ができる。
【００７８】
また、支持アーム部材９７の揺動に連動して、支持アーム部材９７に連結する排紙ガイド部材９８の転写材搬送方向下流側が上昇し、排紙ローラ９５への転写材Ｓの排出を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る定着装置を備えた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。
【図２】本発明の定着装置の第１の実施の形態を示す断面図。
【図３】定着装置の斜視図。
【図４】定着ベルトを揺動させてニップ角度を変化させた状態を示す定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置の断面図。
【図５】本発明の定着装置の第２の実施の形態を示す断面図。
【図６】本発明の定着装置の第３の実施の形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００８０】
８ 定着装置
８１ 内部押圧ローラ（押圧ローラ）
８２ 外部加圧ローラ（加圧ローラ）
８３ 加熱ローラ
８４ 定着ベルト
８６ 第１ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
８７ 第２ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
８８ リンク
８９ 支持アーム部材
９１ 支持体
９２Ａ 第１ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
９２Ａ 第２ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
９３ 案内部材
９５ 排紙ローラ
９６ 支持ローラ
９７ 支持アーム部材
９８ 排紙ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ モータ
Ｎ 定着ニップ部
Ｓ 転写材（用紙）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写材上に形成された未定着トナー画像を、定着ベルトを有する定着装置によって加熱定着して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を有する複合機等の電子写真式画像形成装置に用いられている定着装置は、所定の温度に維持された定着ローラと、弾性層を有してその定着ローラに圧接する加圧ローラとによって、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、低速機から高速機まで、モノクロ機からカラー機に至るまで、幅広く採用されている。
【０００３】
従来の熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材上のトナーを加熱する際に、熱容量の大きな定着ローラを加熱する必要があるため、省電力面で不利であり、また、プリント時に定着ローラを暖めるのに時間がかかり、プリントを開始するまでの時間（ウォーミングアップタイム）が長くなってしまうという問題がある。
【０００４】
これを解決する定着ベルト定着方式は、加熱ローラと支持ローラとによって回転可能に支持された定着ベルトを加圧ローラに圧接して定着ニップ部を形成し、転写手段から搬送されるトナー像の形成された転写材を、定着ニップ部で挟持する事により、転写材上のトナー像を加熱、加圧して定着する。
【０００５】
近年の画像形成装置には、消費者のニーズの多様化に伴って、通常の転写紙のみならず、葉書等の厚紙やＯＨＰシートなどの様々な種類の転写材に複写するという要求が増加し、それに伴って定着装置には、使用される各種転写材の厚さ、紙質に応じて最適な定着条件を設定する機能が必要になっている。
【０００６】
特に、フルカラー複写機の定着装置では、使用される各色トナーの物性上、黒トナーのみのモノクロ複写機の定着装置以上に微妙な定着条件の設定が要求される。また、フルカラー複写機では高画質の画像が求められ、コーティング処理された光沢紙を使用する場合には、特殊な定着条件の設定が要求される。
【０００７】
ここで定着条件は加えられる熱量と、加えられる圧力に依存する。そして加えられる熱量は加熱部材の温度と加熱部材の時間によって決まる。従って、定着条件の調整とは、加熱部材の温度調整、加熱時間の調整、又は加圧時間の調整を意味する。
【０００８】
即ち、厚紙、ＯＨＰシート、コーティング処理された光沢紙などの転写材は、比較的に多くの熱量を必要とするから、普通紙と比較して加圧力を高くするか、加熱部材の表面温度を高くするか、転写材を加圧、加熱する時間を長くする。
【０００９】
特許文献１に記載の定着装置は、定着ベルトの複数の支持ローラのうち少なくとも一つを移動させる手段を有し、該移動手段により定着ローラと接触圧を一定に保ちつつ、定着ベルトの接触幅を変化させるものである。
【特許文献１】特開平５−１６５３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
転写材上に形成されたトナー画像を高速定着するため、転写材を挟持する定着ローラと加圧ローラのニップ幅を広くする必要がある。ニップ幅を広くするため、従来のローラ定着装置では、定着ローラ、加圧ローラの大径化が避けられず、大型化に伴う熱容量の増大などにより、ウォーミングアップタイムが大幅に長くなる等の不具合があった。
【００１１】
この問題を解消するため、定着ベルトを用いて、加圧ローラにベルトを巻きかける接触領域によって加熱時間を延長しても、定着ベルトの熱容量が限定されているため、定着ベルトとの接触時間延長の効果は限定され、外部加圧ローラからの熱供給に頼るため、転写材から加熱することになり熱効率は低い。
【００１２】
特に、カラー画像形成装置の定着装置においては、４色のトナー画像を加熱定着するため、単色のトナー画像に比して熱供給量を大きくする事が必要である。また、カラー画像形成装置において、グラフィック画像、ピクチャー画像等を行う場合には転写材上のトナー付着量が多く、加熱定着処理時に熱供給量を大きくする事が必要である。更に、カラー画像に光沢を付与させるためにも、加熱定着処理時に熱供給量を大きくする事が必要である。
【００１３】
また、様々な厚さの転写材に対応するには、同一の定着条件では実現困難である。薄紙に良好な定着条件では、厚紙には定着性が確保出来ず、厚紙に良好な定着条件では、薄紙でホットオフセットとなってしまう。そこで転写材の厚さに対応して定着性を確保するには、以下の方法があるが、何れも問題がある。
【００１４】
（１） 厚紙に対応する定着条件にするために定着温度を上昇させるとき、定着温度は直ちには変更できないため、待機時間が発生する。また、厚紙の場合は、定着性を確保するために定着温度を上げると光沢が出すぎる傾向がある。
【００１５】
（２） 厚紙に対応する定着条件にするために定着圧力を上昇させる場合、圧力の定着性への影響は小さく、圧力で定着性を確保するのは耐久性の点から無理がある。
【００１６】
（３） 転写材搬送速度を下げて定着ニップ時間を延長するとコピー速度も低下する。
【００１７】
以上の問題を解決するため、特許文献１のように、定着ニップ幅を変更して、種々の転写材の紙厚に対応する技術が開示された。この技術で問題になるのが、用紙の搬送経路であり、固定の転写材経路では、定着ニップ幅が変化しても転写材経路が変わらないため、転写材搬送不良や画像の擦れ等の原因となった。
【００１８】
本発明は、定着ベルト方式の定着装置を備えた画像形成装置により、ウォーミングアップタイムを短縮したクイックスタート化を達成し、且つ、定着ニップ幅の変更時に移動させる圧接部材や定着ベルトを張架するローラに、転写材搬送ガイドを連動させて搬送面を移動させる事により、定着ニップ部入口部及び出口部周辺のジャムや画像擦れを防止する事を可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の各目的は、以下の解決手段により達成される。
【００２０】
請求項１に記載の画像形成装置は、転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、前記定着ニップ部へ搬送される前記転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、前記加熱ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する前記定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、前記加熱ローラの移動に連動して前記転写材搬送ガイド部材を移動させ前記定着ニップ部への転写材進入方向を可変にする支持アーム部材と、を有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項２に記載の画像形成装置は、転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、前記加圧ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にする加圧ローラ移動手段と、前記加圧ローラ移動手段に固定され、前記加圧ローラの移動に連動して移動し、前記定着ニップ部への転写材進入方向、転写材排出方向の少なくとも一方を可変にする転写材搬送ガイド部材と、を有することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項３に記載の画像形成装置は、転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、前記定着ニップ部へ搬送される前記転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、前記押圧ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、前記押圧ローラの移動に連動して前記転写材搬送ガイド部材を移動させ前記定着ニップ部への転写材排出方向を可変にする支持アーム部材と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の画像形成装置は、以上説明した構成により以下の効果が得られる。
【００２４】
請求項１に係る発明によれば、加熱ローラを移動させて加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にする支持アーム部材の移動に連動して、転写材搬送ガイド部材を移動させて定着ニップ部への転写材進入方向を可変にする事により、定着ニップ部入口部周辺のジャムや画像擦れを防止する事が可能になった。
【００２５】
請求項２に係る発明によれば、加圧ローラを移動させて加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にする支持アーム部材の移動に連動して、転写材搬送ガイド部材を移動させて定着ニップ部への転写材進入方向、転写材排出方向の少なくとも一方を可変にする事により、定着ニップ部入口部周辺のジャムや画像擦れを防止する事が可能になった。
【００２６】
請求項３に係る発明によれば、定着ニップ部へ搬送される転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、押圧ローラを移動させて加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、押圧ローラの移動に連動して転写材搬送ガイド部材を移動させ定着ニップ部への転写材排出方向を可変にする支持アーム部材とにより、定着ニップ部の出口部周辺のジャムや画像擦れを防止する事が可能になった。
【００２７】
特に、カラー画像形成装置の定着装置において、４色のトナー画像を加熱定着してグラフィック画像、ピクチャー画像等を行うとき、カラー画像に光沢を付与させるとき、紙質の異なる転写材を使用するときに、高画質の画像形成に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る定着装置及び該定着装置を搭載した画像形成装置を図面によって説明する。
【００２９】
［画像形成装置の一実施形態］
図１は、本発明に係る定着装置を備えた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。
【００３０】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、縦列配置された複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、複数のローラを巻回する回動可能な半導電性エンドレスベルト状の中間転写体７と、給紙搬送手段、及び定着装置８とから成る。
【００３１】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００３２】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する中間転写体７上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材（以下、用紙と称す）Ｓは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置８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。
【００３３】
両面画像形成時には、定着装置８から排出された第１面に画像形成された用紙Ｓは、分岐手段２６により用紙排紙路から分岐され、下方の反転通紙路２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを通過して、中間ローラ２２Ｄにおいて合流する。反転搬送された用紙Ｓは、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、用紙Ｓの第２面上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置８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。
【００３４】
一方、二次転写手段５Ａにより用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写体７は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００３５】
［定着装置の第１の実施の形態］
図２は、本発明の定着装置８の第１の実施の形態を示す断面図である。図３は、定着装置８の斜視図である。
【００３６】
ベルト定着方式の定着装置８は、圧接して回転する一対の加圧部材である内部押圧ローラ（押圧ローラ）８１と外部加圧ローラ（加圧ローラ）８２、外部加圧ローラ８２の内方に配置されたハロゲンランプ等の加熱部材Ｈ１、回転可能な加熱ローラ８３、加熱ローラ８３の内方に配置されたハロゲンランプ等の加熱部材Ｈ２、加熱ローラ８３と内部押圧ローラ８１の各外周面を巻回する定着ベルト８４等から構成されている。
【００３７】
内部押圧ローラ８１は、基体、発泡シリコーンゴム層、耐熱離型層から構成されている。例えば、ＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材を用いた厚さ２〜５ｍｍの円筒状の基体と、基体の外周面上に形成した肉厚１〜３ｍｍの発泡シリコーンゴム層と、発泡シリコーンゴム層の外側に厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（パ−フルオロアルコキシ）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐熱離型層から成る外径２０〜５０ｍｍのローラである。
【００３８】
外部加圧ローラ８２は、基体、耐熱弾性層、耐熱離型層から構成されている。基体は、例えば、ＳＴＫＭ等のスチール材、又はアルミニウム合金材を用いた肉厚２〜５ｍｍの金属パイプである。耐熱弾性層は、基体の外周面に厚さ２〜４ｍｍのシリコーンゴム層を設けたものである。耐熱離型層は耐熱弾性層の外側に厚さ２０〜５０μｍのＰＦＡ又はＰＴＦＥ等チューブである。外部加圧ローラ８２の内部には、外部加圧ローラ８２を加熱する加熱部材Ｈ１が配置されている。
【００３９】
外部加圧ローラ８２はバネ８５により付勢されて、定着ベルト８４を介して内部押圧ローラ８１を押圧し、定着ニップ部Ｎを形成する。
【００４０】
加熱ローラ８３は、基体、耐熱離型層から構成されている。基体はスチール又はアルミニウム合金材から成り、肉厚１〜３ｍｍのパイプである。耐熱離型層は基体の外周面に厚さ１０〜３０μｍのＰＦＡから成るコ−ティング層を形成したものである。加熱ローラ８３の内部には、加熱ローラ８３を加熱する加熱部材Ｈ２が配置されている。
【００４１】
定着ベルト８４は、内部押圧ローラ８１、加熱ローラ８３の各外周面を巻回するエンドレスベルトである。
【００４２】
定着ベルト８４は可撓性基体、耐熱弾性層、耐熱離型層から構成されている。可撓性基体（熱線吸収層）は、厚さが５０〜１００μｍの弾性を有するステンレス鋼、ニッケル合金、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）の何れかで形成される。耐熱弾性層は、可撓性基体の外周面に、厚さ１００〜３００μｍのシリコーンゴムを被覆したものである。耐熱離型層は、耐熱弾性層の表面に、厚さ２５〜５０μｍのＰＦＡ又はＰＴＦＥ等をコーティング加工して被覆したものである。
【００４３】
定着ベルト８４の表面温度は、温度検知素子ＴＳ１によって検知され、図示しない温度制御手段により所定温度範囲内にに維持される。
【００４４】
転写材Ｓ上に形成されたトナー像ｔは、定着ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト８４により加熱、溶融されるとともに、バネ８５により付勢された外部加圧ローラ８２と内部押圧ローラ８１とにより圧接されて転写材Ｓに定着される。
【００４５】
内部押圧ローラ８１は駆動源のモータＭ１及びギア列等の動力伝達手段によって回転され、定着ベルト８４を回動する。
【００４６】
バネ８５は図示しない支持部材を介して外部加圧ローラ８２を付勢して、定着ベルト８４を介して定着装置８の内部押圧ローラ８１を押圧する。
【００４７】
加熱ローラ８３の外周面には温度検知素子ＴＳ１が配置され、外部加圧ローラ８２の外周面には温度検知素子ＴＳ２が配置されている。温度検知素子ＴＳ１は、加熱ローラ８３の表面温度を検知する。温度検知素子ＴＳ１の検出信号により、図示しない制御手段は、加熱ローラ８３の表面温度を所定温度に制御する。温度検知素子ＴＳ２は、外部加圧ローラ８２の表面温度を検知する。温度検知素子ＴＳ２の検出信号により、図示しない制御手段は、外部加圧ローラ８２の表面温度を所定温度に制御する。
【００４８】
定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎと、二次転写手段５Ａとの中間に、第１ガイド部材８６と第２ガイド部材８７とから成る転写材搬送ガイド部材を配置した。二次転写手段５Ａに近い側の第１ガイド部材８６は、用紙Ｓを通過可能にする上下一対のガイド板とから成り、支軸８６Ａを中心にして揺動可能に支持されている。
【００４９】
第１ガイド部材８６と第２ガイド部材８７とは、関節軸８６Ｂにより揺動可能に連結されている。第２ガイド部材８７の他方の端部は、リンク８８の一方の端部に揺動可能に連結されている。二次転写手段５Ａによりトナー像ｔが転写された用紙Ｓは、上下一対のガイド板から成る第１ガイド部材８６の搬送路を通過し、第２ガイド部材８７の用紙搬送面に摺接して進行し、回動する定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２の定着ニップ部Ｎに進入する。
【００５０】
用紙Ｓ上に形成されたトナー像ｔは、定着ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２により加熱、溶融されるとともに、内部押圧ローラ８１と外部加圧ローラ８２とにより圧接されて用紙Ｓに定着される。
【００５１】
リンク８８の他方の端部は、支持アーム部材８９に揺動可能に連結されている。支持アーム部材８９の一方の端部は、内部押圧ローラ８１の回転軸８１Ａの両軸端部に嵌合して揺動可能に支持されている。
【００５２】
支持アーム部材８９のほぼ中間位置に形成されたフォーク状の凹部８９Ａには、加熱ローラ８３の回転軸８３Ａの両軸端部が転動可能に係合する。支持アーム部材８９の他方の端部に形成された長溝部８９Ｂには、第１ガイド部材８６の関節軸８６Ｂが嵌合して連結される。
【００５３】
支持アーム部材８９の一方の端部には、突起部８９Ｃが一体に形成されている。モータＭ２の駆動回転により、カムＣが回転して突起部８９Ｃを揺動させる事により、支持アーム部材８９が揺動して、凹部８９Ａが回転軸８３Ａを揺動させ、加熱ローラ８３を揺動させる。加熱ローラ８３を揺動させる事により、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ角度により、支持アーム部材８９が揺動され、定着ベルト８４が揺動され、ニップ角度θ１を変化させる事が出来る。
【００５４】
二次転写手段５Ａから排出された転写材Ｓは、固定配置された第１ガイド部材８６の搬送路を通過し、回動する定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎに進入しやすい角度になるように屈曲状に保持された可動の第２ガイド部材８７の用紙搬送面に摺接して定着ニップ部Ｎに向けて進行する。
【００５５】
図４は、定着ベルト８４を揺動させてニップ角度を変化させた状態を示す定着装置８と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置の断面図である。
【００５６】
モータＭ２の駆動回転により、支持アーム部材８９が揺動され、定着ベルト８４が揺動され、ニップ角度θ１がθ２に変化する（図２、図３参照）。
【００５７】
画像形成装置本体に電源を入れた時点では、定着ベルト８４、加熱ローラ８３は普通紙の定着に適した図４に示すニップ角度θ２を形成する位置に保たれるように制御される。
【００５８】
ＯＨＰシート、光沢紙、厚紙等の転写材に画像を形成するモードが画像形成装置本体の操作部９にいて設定すると、モータＭ２の駆動回転が開始し、加熱ローラ８３が移動を始め、カムＣは突起部８９Ｃを回動させて支持アーム部材８９を揺動させ、支持アーム部材８９の凹部８９Ａに係合する加熱ローラ８３を外部加圧ローラ８２から遠ざかる方向に移動させる。この移動によって、定着ベルト８４が揺動されて、外部加圧ローラ８２と圧接するニップ角度θ２が少なくなる（θ１＞θ２）。よって、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが接触するニップ幅がＯＨＰシート、光沢紙、厚紙等の転写材の定着に適したものとなる。
【００５９】
この状態において、支持アーム部材８９はリンク８８を介して第２ガイド部材８７を関節軸８６Ｂを中心にして揺動させ、第１ガイド部材８６とほぼ同じ平面状にする。第１ガイド板部材８６の搬送路を通過した転写材Ｓは、回動する定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎに進入しやすい角度になるように保持された可動の第２ガイド部材８７の用紙搬送面に摺接して定着ニップ部Ｎに向けて進行する。
【００６０】
［定着装置の第２の実施の形態］
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の定着装置８の第２の実施の形態を示す断面図である。なお、図５に使用されている符号について、図２と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、第１の実施の形態と異なる点を説明する。
【００６１】
内部押圧ローラ８１、外部加圧ローラ８２、加熱ローラ８３は、第１の実施の形態と同じ構成である。加熱ローラ８３は、図２〜図４で示した支持アーム部材８９とほぼ同じ形状の部材及び駆動手段により揺動可能に支持されている。
【００６２】
外部加圧ローラ８２は支持体９１に回転可能に支持されている。支持体９１の転写材搬送方向上流側には第１ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）９２Ａが、下流側には第２ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）９２Ｂがそれぞれ固定されている。
【００６３】
支持体９１は案内部材９３に摺動して移動可能に支持されている。支持体９１の下部には、ラックギア９４Ａとピニオンギア９４Ｂから成る駆動手段が配置され、モータＭ３及び図示しない動力伝達手段によって支持体９１が移動される。
【００６４】
第２ガイド部材９２Ｂの転写材搬送方向下流側には、排紙ローラ９５が配置されている。
【００６５】
図５（ａ）は、ＯＨＰシート、光沢紙、厚紙等の転写材Ｓを定着処理するモードの定着装置８の断面図である。
【００６６】
このモードに設定されると、モータＭ３の駆動により固定位置のピニオンギア９４Ｂが回転し、ラックギア９４Ａを直線移動させ、支持体９１を案内部材９３に沿って初期位置から図示右方に移動させる。支持体９１の移動によって外部加圧ローラ８２も一体となって移動し、外部加圧ローラ８２と定着ベルト８４とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ幅が増大する。
【００６７】
同時に、支持体９１の移動によって、支持体９１に固定された第１ガイド部材９２Ａ、第２ガイド部材９２Ｂも一体となって移動し、定着ニップ部Ｎへの転写材Ｓの導入方向、及び定着ニップ部Ｎからの転写材Ｓの排出方向をほぼ一定にする。
【００６８】
図５（ｂ）は、普通紙等の転写材Ｓを定着処理するモードの定着装置８の断面図である。
【００６９】
このモードに設定されると、支持体９１は初期位置に停止して、外部加圧ローラ８２と定着ベルト８４とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ幅は縮小する。支持体９１に固定された第１ガイド部材９２Ａ、第２ガイド部材９２Ｂは、定着ニップ部Ｎへの転写材Ｓの導入方向、及び定着ニップ部Ｎからの転写材Ｓの排出方向をほぼ一定にする。
【００７０】
［定着装置の第３の実施の形態］
図６（ａ），（ｂ）は、本発明の定着装置８の第３の実施の形態を示す断面図である。なお、図６に使用されている符号について、図５と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、第２の実施の形態と異なる点を説明する。
【００７１】
この定着装置８は、支持ローラ９６、外部加圧ローラ８２、外部加圧ローラ８２の内方に配置された加熱部材Ｈ１、回転可能な加熱ローラ８３、加熱ローラ８３の内方に配置された加熱部材Ｈ２、加熱ローラ８３と支持ローラ９６の各外周面を巻回する定着ベルト８４等から構成されていて、加熱ローラ８３と外部加圧ローラ８２とが定着ベルト８４を介して圧接している。
【００７２】
加熱ローラ８３の回転軸と同軸上に設けられ、図示しない駆動手段に接続された揺動軸には、支持アーム部材９７が揺動可能に支持されている。支持アーム部材９７の一端に穿設された長溝部９７Ａには、支持ローラ９６の支軸９６Ａが嵌合している。支持アーム部材９７の先端部に穿設された長溝部９７Ｂには、排紙ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）９８の連結ピン９８Ａが嵌合している。排紙ガイド部材９８は、支軸９８Ｂを中心にして揺動可能に支持されている。
【００７３】
図６（ａ）は、ＯＨＰシート、光沢紙、厚紙等の転写材Ｓを定着処理するモードの定着装置８の断面図である。
【００７４】
このモードに設定されると、支持アーム部材９７が図示しない駆動源及び動力伝達手段によって揺動され、支持ローラ９６が加熱ローラ８３と同軸上に設けられた揺動軸を中心にして図示の反時計方向に揺動されて、支持ローラ９６が下降し、外部加圧ローラ８２の外周面に近接し、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ幅が増大する。これにより、定着ニップ部Ｎを通過する転写材Ｓへの熱伝達量を増大する事ができる。
【００７５】
また、支持アーム部材９７の揺動に連動して、支持アーム部材９７に連結する排紙ガイド部材９８の転写材搬送方向下流側が下降し、排紙ローラ９５への転写材Ｓの排出を容易にする。
【００７６】
図６（ｂ）は、普通紙等の転写材Ｓを定着処理するモードの定着装置８の断面図である。
【００７７】
このモードに設定されると、支持アーム部材９７が図示の時計方向に揺動されて、支持ローラ９６が上昇し、外部加圧ローラ８２の外周面から遠ざかり、定着ベルト８４と外部加圧ローラ８２とが圧接する定着ニップ部Ｎのニップ幅が低減する。これにより、定着ニップ部Ｎを通過する転写材Ｓへの熱伝達量を最適にする事ができる。
【００７８】
また、支持アーム部材９７の揺動に連動して、支持アーム部材９７に連結する排紙ガイド部材９８の転写材搬送方向下流側が上昇し、排紙ローラ９５への転写材Ｓの排出を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る定着装置を備えた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。
【図２】本発明の定着装置の第１の実施の形態を示す断面図。
【図３】定着装置の斜視図。
【図４】定着ベルトを揺動させてニップ角度を変化させた状態を示す定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置の断面図。
【図５】本発明の定着装置の第２の実施の形態を示す断面図。
【図６】本発明の定着装置の第３の実施の形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００８０】
８ 定着装置
８１ 内部押圧ローラ（押圧ローラ）
８２ 外部加圧ローラ（加圧ローラ）
８３ 加熱ローラ
８４ 定着ベルト
８６ 第１ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
８７ 第２ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
８８ リンク
８９ 支持アーム部材
９１ 支持体
９２Ａ 第１ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
９２Ａ 第２ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
９３ 案内部材
９５ 排紙ローラ
９６ 支持ローラ
９７ 支持アーム部材
９８ 排紙ガイド部材（転写材搬送ガイド部材）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ モータ
Ｎ 定着ニップ部
Ｓ 転写材（用紙）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、
加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、
前記定着ニップ部へ搬送される前記転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、
前記加熱ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する前記定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、前記加熱ローラの移動に連動して前記転写材搬送ガイド部材を移動させ前記定着ニップ部への転写材進入方向を可変にする支持アーム部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、
加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、
前記加圧ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にする加圧ローラ移動手段と、
前記加圧ローラ移動手段に固定され、前記加圧ローラの移動に連動して移動し、前記定着ニップ部への転写材進入方向、転写材排出方向の少なくとも一方を可変にする転写材搬送ガイド部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、
加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、
前記定着ニップ部へ搬送される前記転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、
前記押圧ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、前記押圧ローラの移動に連動して前記転写材搬送ガイド部材を移動させ前記定着ニップ部への転写材排出方向を可変にする支持アーム部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、
加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、
前記定着ニップ部へ搬送される前記転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、
前記加熱ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する前記定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、前記加熱ローラの移動に連動して前記転写材搬送ガイド部材を移動させ前記定着ニップ部への転写材進入方向を可変にする支持アーム部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、
加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、
前記加圧ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にする加圧ローラ移動手段と、
前記加圧ローラ移動手段に固定され、前記加圧ローラの移動に連動して移動し、前記定着ニップ部への転写材進入方向、転写材排出方向の少なくとも一方を可変にする転写材搬送ガイド部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
転写材上に形成された未定着トナー画像を加熱された定着ベルトと加圧ローラとが圧接する定着ニップ部において加熱定着する定着装置と転写材搬送手段とを備えた画像形成装置において、
加熱部材を有する加熱ローラと前記加圧ローラに対向する押圧ローラとを巻回して張架された無端状の定着ベルトと、
前記定着ニップ部へ搬送される前記転写材を案内する転写材搬送ガイド部材と、
前記押圧ローラを移動させて前記加圧ローラに圧接する定着ニップ部における圧接長さを変更可能にするとともに、前記押圧ローラの移動に連動して前記転写材搬送ガイド部材を移動させ前記定着ニップ部への転写材排出方向を可変にする支持アーム部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−３６９５（Ｐ２００６−３６９５Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８０８２８（Ｐ２００４−１８０８２８）
【出願日】平成１６年６月１８日（２００４．６．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１８日（２００４．６．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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