JP2019128436A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低加圧モードにおいて、当接手段を加圧回転体に当接させたときの衝撃によるグロススジを抑制することができる定着装置を提供する。【解決手段】定着用回転体と、前記定着用回転体に対向し、トナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を前記定着用回転体と共に形成する加圧用回転体と、前記ニップ部を加熱するための加熱手段と、前記定着用回転体と前記加圧用回転体との間で相対的に加圧するための加圧手段と、第１の加圧力、前記第１の加圧力より弱い第２の加圧力を含む前記加圧手段による加圧力を択一的に設定可能とする加圧力可変手段と、前記加圧用回転体に当接可能な当接手段と、前記第２の加圧力が設定されるとき、前記加圧用回転体に対し前記当接手段を前記記録材が前記ニップ部を通過していないタイミングで当接させる制御部と、を有する。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、例えば電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等、記録材上に画像形成可能な画像形成装置に用いられる定着装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置では、一対の回転体（例えば、定着ベルトと加圧ローラ）により形成される加熱ニップ部において、用紙上に形成された未定着のトナー画像を加圧・加熱して定着される。

最大通紙幅よりも小形サイズの用紙を連続で通紙すると、非通紙領域では用紙に熱が奪われないために、加熱回転体（例えば、定着ベルト）の非通紙領域での温度が上昇し、通紙領域との温度差が大きくなる恐れがある。

特許文献１には、加熱ローラに当接する加圧ローラに、加圧ローラの長手方向の温度を均一にする目的で中空筒状のアルミニウム製ローラ（以下、均熱ローラと呼ぶ）を押圧させるように配置した定着装置が開示されている。これによれば、加圧ローラの熱が均熱ローラに沿って移動することにより、加圧ローラひいては加熱ローラの表面温度の均一化が図られる。

また、通紙開始当初は加圧ローラの保持する熱量も十分に大きくないので、加圧ローラの温度を一定以上に保つために、加圧ローラが十分に熱量を保持してから均熱ローラを当接させることができる様に、均熱ローラが加圧ローラに対して接離可能に設けられる。

一方で、近年、記録材として封筒やラベル紙といった多種多様なメディアに対応するニーズも高まっている。定着ニップ部を形成するための加圧力が高い場合においては、封筒通紙時に封筒にしわが発生することがある。

特許文献２には、普通紙等における光沢や定着性と、封筒のシワやラベル紙のはがれを両立するために、普通紙の通紙時は加圧力を高く設定し、封筒やラベル紙の通紙時においては加圧力を低く設定する構成が開示されている。

特開２０１４−５２４５２号公報 特開２００７−１０１８６１号公報

封筒通紙時に適用される定着の加圧力を低く設定した状態（以下、低加圧モード）で、当接手段としての均熱ローラを加圧回転体としての加圧ローラに当接させると、均熱ローラの当接時の衝撃で瞬間的に加圧ローラが持ち上がってしまう可能性がある。そして、加圧ローラが持ち上がると定着ニップ部の加圧力が大きくなる。

すなわち、定着ニップ部に用紙がいる状態（定着ニップ部を記録材が通過している状態）で定着ニップ部の加圧力が大きくなると、用紙上のトナーの溶け方が変化し、グロスが変化する。つまり、均熱ローラが加圧ローラに衝撃力を与えている時間だけグロスが高くなり、グロススジが発生する可能性がある。

本発明の目的は、低加圧モードにおいて、当接手段を加圧回転体に当接させたときの衝撃によるグロススジを抑制することができる定着装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、定着用回転体と、前記定着用回転体に対向し、トナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を前記定着用回転体と共に形成する加圧用回転体と、前記ニップ部を加熱するための加熱手段と、前記定着用回転体と前記加圧用回転体との間で相対的に加圧するための加圧手段と、第１の加圧力、前記第１の加圧力より弱い第２の加圧力を含む前記加圧手段による加圧力を択一的に設定可能とする加圧力可変手段と、前記加圧用回転体に当接可能な当接手段と、前記第２の加圧力が設定されるとき、前記加圧用回転体に対し前記当接手段を前記記録材が前記ニップ部を通過していないタイミングで当接させる制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、低加圧モードにおいて、当接手段を加圧回転体に当接させたときの衝撃によるグロススジを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置を示す図 本発明の実施形態に係る定着装置（均熱ローラが離間状態）を示す図 本発明の実施形態に係る定着装置（均熱ローラが当接状態）を示す図 本発明の実施形態に係る定着装置のコアの配置図 本発明の実施形態に係る定着ベルトの断面図 本発明の実施形態に係る加圧ローラの長手方向の形状を示す図 本発明の実施形態に係る定着装置の長手方向の図 本発明の実施形態に係る加圧構成の説明図 本発明の実施形態に係る加圧力切替機構の断面図（図１３のＡ−Ａ断面） 本発明の実施形態に係る加圧力切替機構の断面図（図１３のＢ−Ｂ断面） 本発明の実施形態に係る圧解除カムのカム位相線図 本発明の実施形態に係る低加圧モードの断面図（図１３のＢ−Ｂ断面） 本発明の実施形態に係る圧解除状態の断面図（図１３のＢ−Ｂ断面） 本発明の実施形態に係る定着装置の長手方向の図 本発明の実施形態に係る制御を説明するためのブロック図 本発明の実施形態に係る加圧ローラにかかる力の関係図 第１の実施形態に係るフローチャート図 第１の実施形態に係るタイミングチャート図 第２の実施形態に係るフローチャート図 第３の実施形態に係る定着装置に関する図 第３の実施形態に係る定着装置の詳細図

以下、本発明の好ましい実施形態を図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
（画像形成装置）
以下、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置態について図面に基づいて説明をする。なお、以下では、本発明を複数の感光ドラムを有する電子写真方式のフルカラーの画像形成装置に適用する例を説明するが、本発明はこれに限らず、各種方式の画像形成装置、単色の画像形成装置などにも適用できる。

図１は、フルカラーの画像形成装置を示す図である。画像形成装置１０００は、画像読取装置３００と画像形成装置本体４００とを備える。画像読取装置３００は、原稿台ガラス３０２上に置かれた原稿を読み取るもので、光源３０３から照射された光が原稿で反射し、レンズなどの光学系部材３０４を介してＣＣＤセンサ３０５に結像される。このような光学系ユニットは、矢印の方向に走査することにより、原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。

ＣＣＤセンサ３０５により得られた画像信号は、画像形成装置本体４００に送られ、プリンタ制御部（以下、制御部）３０９で後述する各画像形成部に合わせた画像処理がなされる。また、制御部３０９は、画像信号としてプリントサーバ等からの外部入力も受けられる。

画像形成装置本体４００は、複数の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備え、各画像形成部では、上述の画像信号に基づいて画像形成が行われる。即ち、画像信号は、制御部３０９によりＰＷＭ（パルス幅変調制御）されたレーザービームに変換される。図１において、３１０は露光装置としてのポリゴンスキャナで、画像信号に応じたレーザービームを走査する。そして、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの像担持体としての感光ドラム２００ａ〜２００ｄにレーザービームが照射される。

なお、Ｐａはイエロー色（Ｙ）画像形成部、Ｐｂはマゼンタ色（Ｍ）画像形成部、Ｐｃはシアン色（Ｃ）画像形成部、Ｐｄはブラック色（Ｂｋ）画像形成部で、それぞれ対応する色の画像を形成する。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは略同一なので、以下にＹ画像形成部Ｐａの詳細を説明して、他の画像形成部の説明は省略する。Ｙ画像形成部Ｐａにおいて、２００ａは感光ドラムで、次述するように、画像信号に基づいて表面にトナー画像が形成される。

２０１ａは１次帯電器で、感光ドラム２００ａの表面を所定の電位に帯電させて静電潜像形成の準備を施す。ポリゴンスキャナ３１０からのレーザービームによって、所定の電位に帯電された感光ドラム２００ａの表面に静電潜像が形成される。２０２ａは現像器で、感光ドラム２００ａ上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。２０３ａは転写ローラで、中間転写ベルト２０４の背面から放電を行いトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加し、感光ドラム２００ａ上のトナー画像を中間転写ベルト２０４上へ転写する。転写後の感光ドラム２００ａは、クリーナー２０７ａでその表面を清掃される。

また、中間転写ベルト２０４上のトナー画像は次の画像形成部に搬送され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順に、順次それぞれの画像形成部にて形成された各色のトナー像が転写され、４色の画像がその表面に形成される。Ｂｋ画像形成部を通過したトナー画像は、２次転写ローラ対２０５、２０６で構成される２次転写部において、中間転写ベルト２０４上のトナー画像と逆極性の２次転写電界が印加されることにより、用紙Ｐに２次転写される。

給紙された用紙は、レジ部２０８で待機した後、中間転写ベルト２０４上のトナー画像と用紙の位置を合わせるためにＣＰＵがタイミングを制御し、レジ部から用紙が搬送される。その後、用紙上のトナー画像は、像加熱装置としての定着装置５００で、用紙に定着される。

両面ＪＯＢ（ジョブ）の場合は、画像形成第一面（１面目）のトナーの転写および定着が終了すると、用紙は定着後の画像形成装置内部に設けられた反転部を経て用紙の表裏が逆転される。そして、画像形成第二面（２面目）のトナーの転写および定着を終了し、機外へ排出される。

（定着装置）
次に、本実施形態の定着装置５００について、図２Ａ、図２Ｂ、図３を用いて説明する。なお、以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材の長手方向とは、記録材搬送路面内において記録材の搬送方向に直交する幅方向である。また短手方向とは、記録材の搬送方向に平行な方向である。

また、定着装置に関し、正面とは装置を記録材入口側から見た面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは、記録材搬送方向に関しての上流側と下流側である。更に、最大発熱幅とは、トナーが記録材に定着できる温度を保っている定着用回転体としての定着ベルトの幅方向の最大幅のことを意味する。

まず、定着装置５００の概略構成について、図２Ａ、図２Ｂを用いて説明する。定着装置５００は、加熱部材としての定着ベルト１と、加圧用回転体（回転部材）としての加圧ローラ２と、誘導加熱装置１００とを備える。定着ベルト１は、無端状に形成され、磁束が通過することにより発熱する金属層を有し、搬送される記録材を加熱する。

定着ベルト１に対向する加圧用回転体としての加圧ローラ２は、定着ベルト１の外周面と接するように配設され、定着ベルト１と共に記録材を挟持搬送する定着ニップ部（以下、ニップ部）Ｎを形成する。３は、後述する圧力付与手段としての圧力付与機構３０により、定着ベルト１と加圧ローラ２との間に押圧力を作用させてニップ部Ｎを形成する圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。また、ステー４の誘導加熱装置１００側には、定着ベルト１を効率的に加熱するために誘導磁場をベルトに集中させるための磁性体コア５（内コア）が設けられている。

誘導加熱装置１００は、定着ベルト１を誘導加熱する加熱源（誘導加熱手段）であり、励磁コイル６と、複数の磁性体コア７ａ（外コア）と、励磁コイルに電流を印加する電源装置１０１と、電源装置１０１を制御する制御回路部１０２とを有する。励磁コイル６と、電源装置１０１及び制御回路部１０２により、磁束発生手段を構成する。

励磁コイル６は、電線として例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にして定着ベルト１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。図３に示すように複数の磁性体コア７ａは、励磁コイル６によって発生した磁束が定着ベルト１の金属層（導電層）以外に実質漏れないように励磁コイル６の外側を覆うように配置されている。また、複数の磁性体コア７ａは、定着ベルト１に対向する位置に、記録材の搬送方向に直交する幅方向に並べて配置され、励磁コイル６により発生した磁束を定着ベルト１に導く。

これら励磁コイル６と複数の磁性体コア７とは、電気絶縁性の樹脂により形成されたモールド部材７ｃによって支持される。このように構成される誘導加熱装置１００は、定着ベルト１の外周面に対してギャップ（隙間）を存して対面させて配設してある。

定着ベルト１の回転状態において、誘導加熱装置１００の励磁コイル６には電源装置（励磁回路）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、励磁コイル６によって発生した磁束により定着ベルト１の金属層（導電層）が誘導発熱する。

ＴＨ１は、例えばサーミスタ等の温度センサ（温度検出素子、第１温度検知手段）であり、定着ベルト１の幅方向中央部の内周面の位置に当接させて配設してあり、定着ベルト１の幅方向中央部の温度を検知する。即ち、温度センサＴＨ１は、記録材が通過する通紙部となる定着ベルト１部分の温度を検知する。

温度センサＴＨ１は、圧力付与部材３に弾性支持部材を介して取り付けられており、定着ベルト１の当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもこれに追従して良好な接触状態が維持されるように構成されている。温度センサＴＨ１により検知された検知温度情報は、制御回路部１０２にフィードバックされる。

制御回路部１０２は、この温度センサＴＨ１から入力する検知温度が所定の目標温度（定着温度）に維持されるように電源装置１０１から励磁コイル６に入力する電力を制御している。即ち、定着ベルト１の検知温度が目標温度に昇温した場合、励磁コイル６への通電が遮断される。本実施形態では、電源の立ち上げ中は定着ベルト１の目標温度で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出温度に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節（温調）を行っている。

一方、定着ベルト１の幅方向端部には、第２温度検知手段としての温度センサＴＨ２が、温度センサＴＨ１と同様の構成で設けられている。この温度センサＴＨ２は、定着ベルト１の幅方向中央から例えば１６０ｍｍの位置に配置されている。このような温度センサＴＨ２は、通紙する最大サイズの記録材の端部近傍にあることが望ましく、定着ベルト１の幅方向中央から１５０〜１６５ｍｍの範囲にあることが好ましい。

定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部１０２で制御されるモータＭ１（駆動手段）によって加圧ローラ２が回転駆動されることで、従動回転する。そして、２次転写部側から搬送されてくる、未定着トナー画像を担持した記録材の搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。本実施形態の場合、定着ベルト１の表面回転速度を、例えば３３０ｍｍ／ｓｅｃとし、フルカラーの画像を１分間にＡ４サイズで８０枚、Ａ４Ｒサイズで５８枚定着することが可能である。

また、定着ベルト１が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、ニップ部Ｎに、未定着トナー画像を有する記録材がそのトナー画像担持面側を定着ベルト１側に向けてガイド部材で案内されて導入される。そして、記録材のトナー画像担持面側がニップ部Ｎにおいて定着ベルト１の外周面に密着し、定着ベルト１と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。

これにより、主に定着ベルト１の熱が付与され、また、ニップ部Ｎの加圧力を受けて、未定着トナー画像が記録材の表面に熱圧定着される。ニップ部Ｎを通った記録材は、定着ベルト１の外周面から定着ベルト１の表面のニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離されて、定着装置外へ搬送される。

また、加圧ローラ２に当接可能な当接手段（均熱部材）としての均熱ローラ９が、均熱ローラ９をクリーニングするためのクリーニング装置６００が均熱ローラ９にそれぞれ当接している。均熱ローラ９は、定着ベルト１の過昇温を防止するための金属製のローラである。均熱ローラ９とクリーニング装置６００については。後に詳述する。

このように構成される定着装置５００の各部の構成について、以下、詳しく説明する。

（定着ベルト）
定着ベルト１について、図４を用いて説明する。定着ベルト１は内径が３０ｍｍで、電気鋳造法によって製造したニッケルの基層（金属層）１ａを有している。この基層１ａの厚みは、４０μｍである。基層１ａの外周には、弾性層１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは、１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。

本実施形態では、定着ベルト１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みは３００μｍとされている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。更に弾性層１ｂの外周には、表面離型層１ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。

基層１ａの内面側には、定着ベルト内面と温度センサＴＨ１との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層（滑性層）１ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施形態では、この層１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。

なお、定着ベルト１の基層１ａとしては、ニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。基層１ａの厚みは、後で説明する励磁コイルに流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整して良く、５〜２００μｍ程度の間で設定すると良い。

（加圧ローラ）
加圧ローラ２について、図２及び図５を用いて説明する。加圧ローラ２は、駆動手段としてのモータＭ１により回転駆動される。また、加圧ローラ２は、定着ベルト１に対して着脱可能に配置され、モータＭ２の駆動により、定着ベルト１に当接又は離間する。このような加圧ローラ２（加圧回転体）は、外径が３０ｍｍで長手方向中央部の径が２０ｍｍで両端部の径が１９ｍｍである鉄合金製の芯金に、弾性層としてシリコーンゴム層が設けてある。表面は、離型層としてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられる。

加圧ローラ２の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。加圧ローラ２は、図５に誇張して示すように、端部の外径が中央の外径より大きい、逆クラウン形状としている。クラウン量は加圧ローラの中央と端部（中央から１６３．５ｍｍの位置）で２００μｍとしている。なお、加圧ローラ２の外径形状は、このような逆クラウン形状以外に、例えば、中央と端部との径がほぼ同じとなるストレート形状としても良い。

（圧力付与機構）
圧力付与機構３０について、図６を用いて説明する。定着ベルト１の幅方向両端部には、定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての定着フランジ１０５が設けられている。圧力付与機構３０は、定着フランジ１０５内に挿通して配設した金属製のステー４の両端部と装置本体に固定のステー用バネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを弾性的に縮めた状態で設けている。そして、このステー加圧バネ９ｂによりステー４に加圧ローラ２に近づく方向に圧力を付与している。

ステー４には、圧力付与部材３が保持されており、ステー４に付与された圧力により、圧力付与部材３を介して定着ベルト１が加圧ローラ２に向けて付勢され、定着ベルト１と加圧ローラ２との間でニップ部Ｎが形成される。

圧力付与部材３は耐熱性樹脂であり、ステー４は圧接部に圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施形態では鉄製である。圧力付与部材３は、中央が端部よりも加圧ローラ２側に突出するようなクラウンが付けてあり、クラウン量は圧力付与部材３の中央と端部（中央から１６３．５ｍｍの位置）で１．４ｍｍとしている。

なお、回転する定着ベルト１は、基層が金属で構成されているので、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト１の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ１０５を設ければ十分である。これにより、定着装置の構成を簡略化できるという利点がある。

（誘導加熱装置）
定着ベルト１と誘導加熱装置１００の励磁コイル６は、０．５ｍｍのモールドにより電気絶縁の状態を保ち、定着ベルト１と励磁コイル６との間隔は１．５ｍｍ（モールド表面と定着ベルト表面の距離は１．０ｍｍ）で一定で、定着ベルト１は均一に加熱される。前述したように、励磁コイル６には、２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、定着ベルト１の基層１ａが誘導発熱する。そして、立ち上げ時の定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節される。

励磁コイル６を含む誘導加熱装置１００は、高温になる定着ベルト１の内部ではなく外部に配置されているので、励磁コイル６の温度が高温になりにくい。また、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減することが可能となり、また励磁コイル６を外部に配置したことで定着ベルト１の小径化（低熱容量化）にも寄与しており、ひいては省エネルギー性にも優れていると言える。

本実施形態の定着装置のウォーミングアップタイムに関しては、非常に熱容量が低い構成である。このため、例えば励磁コイル６に１２００Ｗ入力すると約１５秒で目標温度である１８０℃に到達でき、スタンバイ中の加熱動作が不要であるため、電力消費量を非常に低く抑えることが可能である。

（加圧力可変手段）
次に、本実施形態における加圧力切替機構および圧解除機構について説明する。図１３に本実施形態の長手方向の図を、図７に本実施形態の加圧力切替機構の図を示す。加圧支持板７００の内部に、加圧手段としての加圧板１（７０１）、加圧板２（７０２）が同じ回転中心軸７０３を持ち、加圧支持板７００に回転可能に係合されている。また、加圧板１（７０１）を弾性部材としての加圧バネ１（７０４）が、加圧板２（７０２）を弾性部材としての加圧バネ２（７０５）がそれぞれ定着フランジ１０５を加圧ローラ２側に押し付ける方向にバネ付勢している。

そして、加圧板１（７０１）、加圧板２（７０２）の関係を示す模式図としての図７（ｂ）に示すように、加圧板２（７０２）は定着フランジ１０５を押す面の一部に突起部７０２ａを有している。これにより、この突起部７０２ａを加圧板１（７０１）が押すことで加圧板１（７０１）と加圧板２（７０２）で同時に定着フランジ１０５を加圧する構成となっている。図８、図９に、加圧力切替機構の断面図を示す。図８は図１３のＡ−Ａ断面図、図９は図１３のＢ−Ｂ断面図である。

加圧バネ１（７０４）は、加圧バネ２（７０５）よりも高い付勢力が出るように設定されている。例えば、ニップ部に５５０Ｎの加圧力が付与されている場合、加圧バネ１（７０４）は５２０Ｎを、加圧バネ２（７０５）は残り３０Ｎを付勢するように設定されている。この５５０Ｎというニップ部における加圧力（第１の加圧力）は、普通紙や光沢紙、厚紙等のメディアに対して用いられる。以後、この加圧力の状態を通常加圧モードと称する。通常加圧モードでの加圧力と、通紙速度や温調温度を適切にコントロールすることによって、普通紙のみならず、厚紙や光沢紙の定着性や光沢感を満足することが可能となる。

図７（ａ）で、回転中心軸７０３が在る側には、圧解除機構としての圧解除カム７０６と、加圧支持板７００の加圧板７０１，７０２を内包する空間の外側にカム回動軸７０を中心とした圧解除ギア７０７が設けられる（図７（ａ））。圧解除カム７０６は、ベルト１を加圧ローラ２へ加圧するための加圧力（第１の加圧力、第１の加圧力より弱い後述する第２の加圧力を含む加圧板１、２による加圧力）を択一的に設定可能とする加圧力可変手段として機能する。

そして、定着フランジを挟んだ反対側には圧解除軸７０８が配置されている。圧解除ギア７０７と圧解除カム７０６は圧解除軸７０８と同軸に配置されており、圧解除ギア７０７の回転によって圧解除カム７０６が回転するように係合している。

圧解除カム７０６は長手方向に２つのカム（第１のカムとしての大カム部７０６ａと第２のカムとしての小カム部７０６ｂ）を並設したような形状をしており、２つのカムプロファイルを持っている。具体的には、圧解除カムの小カム部７０６ｂは加圧板２（７０２）を回転中心軸としての圧解除軸７０８を中心に回転動作させ、圧解除カムの大カム部７０６ａは加圧板１（７０１）を回転中心軸としての圧解除軸７０８を中心に回転動作させることができる。

すなわち、加圧力可変手段としての圧解除カム７０６は、第１の加圧部材としての加圧板１と第２の加圧部材としての加圧板２を選択的に揺動させることによりニップ部の加圧力を変更可能な大カム部７０６ａと小カム部７０６ｂを備える。大カム部７０６ａと小カム部７０６ｂは、図７（ｂ）のように別体の構成でも良いし、一体の構成でも良い。

図１０に圧解除カムが回転したときの、小カム部と大カム部による加圧板１、２それぞれの回転中心軸中心の回転量を図示している。図１０は、加圧状態が縦軸の０°に対応しており、加圧板１、２が回転軸中心に反時計方向に回転する時を正としている。

（低加圧モード）
次に、図１１を用いて、ニップ圧（ニップ部における加圧力）が通常加圧モードにおける第１の加圧力より弱い第２の加圧力が設定される状態（以下、低加圧モード）について説明する。低加圧モードで通紙するＪＯＢ（ジョブ）、例えば封筒通紙ＪＯＢ（ジョブ）がきた場合、定着装置は低加圧モードに移行する。

図７の駆動ギアＧ（加圧ローラ２の芯金２ａを中心軸としモータＭ１と連結）から圧解除ギア７０７に駆動が伝わり、圧解除ギア７０７を時計方向に回転させる。これにより、圧解除ギア７０７と平行ピンやＤカット等により係合している圧解除軸７０８、ならびに圧解除カム７０６を回転させる。圧解除カム７０６が低加圧モードで停止し、定着装置が低加圧モードに移行した状態が図１１である。図１１では、圧解除カムの大カム部７０６ａが加圧板１（７０１）を押し上げ、加圧板１（７０１）は圧解除状態となっている。一方、小カム部７０６ｂは加圧板２（７０２）には触れず、加圧板１（７０１）と加圧板２（７０２）も接触しない状態となっている。

このため、加圧バネ１（７０４）の加圧力は圧解除カム（７０６）で受けることができ、定着フランジ１０５には加圧バネ１（７０４）の加圧力は作用しない。加圧板２（７０２）には加圧バネ２（７０５）が配置されているため、図１１の状態では加圧バネ２（７０５）のみが定着フランジ１０５に作用する。通常加圧モードの説明で述べた通り、加圧バネ１（７０４）の付勢力に比べて加圧バネ２（７０５）の付勢力は約１／１８程度であるため、通常加圧モードに比して低加圧モードの加圧力を大きく減少させることができる。

（圧解除モード）
画像形成装置が稼働しておらず、メインスイッチがＯＦＦされている場合や、紙詰まりを生じた場合、定着装置は圧解除モードに移行する。その際は、通常加圧モードや低加圧モードから、図１２に示す圧解除モードに移行する。圧解除モードでは低加圧モードと異なり、加圧板１（７０１）、加圧板２（７０２）がともに圧解除カムのそれぞれ大カム部７０６ａ、小カム部７０６ｂにより持ち上げられる。そして、加圧バネ１（７０４）、加圧バネ２（７０５）の両方のバネの付勢力を圧解除カム７０６が受けることによって、ニップ部の加圧力が解除された状態となる。

圧解除モードに移行することにより、定着ベルト１や加圧ローラ２の歪みや紙詰まり時の用紙の除去性が向上する。

（装置の電源投入時又は画像形成ジョブの開始時の制御）
本実施形態の定着装置５００では、装置の電源投入時又は画像形成ジョブの開始時で、ニップ部Ｎに記録材が進入する（搬入される）前に、制御部３０９は、定着ベルト１を加熱するべく励磁コイルに投入する電流を制御する。最大発熱幅では、幅方向の長さが３３０ｍｍとなる。また、最大発熱幅内の温度差は±１５℃以内に収まっている。最大発熱幅とは、トナーが記録材に定着できる温度を保っている定着ベルト１の長手の最大幅のことを示している。

このような本実施形態の制御について、図１４を用いて説明する。図１４に示すように、制御部３０９は、ＣＰＵ１０００、メモリ１００１、用紙情報処理部１００６、定着蓄熱カウンタ１００７、ファン制御部１００８を備える。

操作部１００２は、ＣＰＵ１０００と電気的情報の授受を行うユーザインタフェース（ＵＩ：Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、入力手段、表示手段）である。この操作部１００２により、ＣＰＵ１０００に対してユーザ（操作者、使用者）からの画像形成モード設定及び指示の入力を行う。また、ＣＰＵ１０００から操作部１００２に対してユーザへの装置の状態報知等がなされる。ＣＰＵ１０００は、画像形成装置１の全ての機構部を統括的に制御する。

操作部１００２は、図１４のように、メインスイッチＭ−ＳＷ、入力部（操作パネル）１００４、表示部（ディスプレイ：ＵＩ画面）１００５を有する。入力部１００４には、値数入力を行うためのテンキー群、プリント開始ボタン、ストップキー、節電ボタン等の各種の操作キーが配設されている。表示部１００５はタッチパネル方式の液晶画面であり、使用する用紙の選択が可能な用紙表示などの各種の情報表示がなされると共に、各種の操作ボタンの表示もなされる。表示された操作ボタンによっても、画像形成装置が行う動作の各種設定が制御部３０９に入力される。

記録材情報処理部１００６は、操作部１００２又は外部端末としてのＰＣから、ユーザが出力する記録材種の情報（記録材サイズおよび記録材種類）が送られる。

定着蓄熱カウンタ１００７は、ニップ部を通過した用紙枚数をカウントする。ファン制御部１００８は、冷却ファンの駆動及び非駆動を制御する。メモリ１００１には、ＣＰＵ１０００が各制御部に指令を送るための各種データが保存されている。

（均熱ローラ当接動作）
均熱ローラ９は、定着装置の立ち上げ（定着装置が十分に常温状態である時）当初から加圧ローラ２に当接してしまうと、加圧ローラ２を経由して定着ベルト１の熱を奪ってしまい、定着装置の高速ウォームアップを阻害する要因となる。そのため、定着装置が通紙によりある程度蓄熱されるまで、加圧ローラ２からは離間している。

本実施形態では、制御部３０９に定着蓄熱カウンタ１００７を設け、ニップ部を用紙が通過するごとにカウントアップしていく。より具体的には、定着ベルト、加圧ローラからなるニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側に、定着後センサ４０が配置され、定着後センサ４０を用紙の後端が通過した時に、ニップ部を用紙が通過したと判断し、カウントアップを行う。

搬送方向の用紙サイズがＡ４サイズより大きい場合は、用紙一枚につき２カウント、用紙サイズがＡ４サイズ以下の場合は用紙一枚につき１カウント分だけ定着蓄熱カウンタが増加していく。定着蓄熱カウンタが所定値（例えば２５）を超えると、均熱ローラ９を加圧ローラ２へ当接させるようにＣＰＵが制御している。

なお、定着蓄熱カウンタ１００７は、通紙が無い場合においては所定時間ごとにカウントした数字を減らすようになっている。具体的には、ＪＯＢが終了してからの経過時間（秒）に０．５を乗じた数値が蓄熱カウンタ１００７から減算されていく。このため、ＪＯＢ（ジョブ）の間隔が十分に開いたときには、再びゼロからカウントアップを始め、ＪＯＢ間隔が短い場合においては蓄熱カウンタはある程度維持した状態でＪＯＢが開始する。

（均熱ローラ及びクリーニング機構）
本実施形態の定着装置５００には、図２に示すように、加圧ローラ２に対して接離可能（変位可能、当接可能）な均熱ローラ９が備えられている。均熱ローラ９は、定着ベルト１の通紙部以外の異常昇温を加圧ローラ２で吸熱し、その吸熱した加圧ローラ２の熱を分散し、定着ベルト１の異常昇温を抑制するために備えられている。

このような均熱ローラ９は、熱伝導率が１００〜２５０℃で１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、且つ熱容量が１００〜２５０℃で３．０ｋＪ／ｍ３・Ｋ以下の材料からなることが好ましい。前記材料はアルミニウム及び銅などであることが好ましい。

均熱ローラ９の軸径は８ｍｍ、直径はφ２０ｍｍ、長手方向長さは３００ｍｍであって、前記材料で内部が埋まっている中実構成であり、加圧ローラ２に当接している際は、８０Ｎの力で均熱ローラの加圧バネ９０２により加圧ローラ２に付勢されている。また、均熱ローラ９の表面層には、ごみや加圧ローラ２からのオフセットトナー、紙粉等の異物付着を防止する目的で、１０〜２０μｍのフッ素コート層を設けたり、ＰＦＡ層を設けても良い。

均熱ローラ９は、本実施形態においては加圧ローラ２の表面の摩擦により回転駆動を伝達され、加圧ローラ２に従動回転している。更に、均熱ローラ９の表面についたトナーや紙粉を清掃するために、クリーニング装置６００が設けられている。クリーニング装置６００は、ウェブペーパ６０１と、ウェブペーパの巻き取りを行う２本のアルミパイプ６０２、６０３、及びスポンジ製ローラのクリーニングローラ６０４、及び図示しないウェブ送り機構からなる。

ウェブペーパ６０１は、具体的にはメタン系アラミド繊維でできた不織布などを用いることができる。また、６０２側に巻きつけられたウェブペーパ６０１が、図示されないウェブ送り機構によって、矢印Ａ方向に送られ、６０３側のローラに巻き取られていく。

均熱ローラ９が、加圧ローラ２及びクリーニング装置６００に当接している場合は、記録材が定着器を通過するたびに、所定の量だけウェブペーパを送っている。本実施形態においては、Ａ４用紙が２枚定着器を通過するたびに、ウェブペーパを０．０２ｍｍ送っている。

（均熱ローラの着脱機構）
均熱ローラ９の着脱動作とウェブペーパ６０１の巻き取り動作は、同じモータＭ２（図２Ａ）で行っている。モータＭ２をＣＷ回転すると、ウェブペーパ６０１が巻き取られる。逆に、モータＭ２がＣＣＷ回転すると、均熱ローラ着脱軸９０６、及び同軸上の均熱ローラ着脱カム９０３が回転する。

均熱ローラ９は、均熱ローラ加圧アーム９０１に抱えられており、均熱ローラ加圧アーム９０１はアーム回動軸９０４中心に回動可能に支持されている。そして、均熱ローラ着脱カム９０３が均熱ローラ加圧アーム９０１を押し上げ／離間することによって、均熱ローラ９が加圧ローラ２に対して当接／離間する。ＣＷ回転時に均熱ローラ着脱軸９０６が回転しないように、均熱ローラ着脱軸９０６端部には、不図示のワンウェイクラッチが設けられている。

（均熱ローラの衝撃力）
均熱ローラ９が加圧ローラ２に与える力の関係を、図１５に示す。均熱ローラ９と加圧ローラ２が離間状態から当接状態に移行するとき、均熱ローラ着脱軸９０６端部の不図示のワンウェイクラッチが空転することにより、均熱ローラ９は加圧ローラ２に勢いよく当接する。そのときの衝撃力をＦ’とする。

均熱ローラ９の質量をｍ、均熱ローラ９が加圧ローラ２に衝突する瞬間の速度をｖ１、均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接した後の速度をｖ２とすると、以下の式が成り立つ。
ｍｖ１−ｍｖ２＝Ｆ’Δｔ
ここで、Δｔは、均熱ローラ９が加圧ローラ２に力を与える時間である。

したがって、衝撃力Ｆ’は、以下の式のようになる。
Ｆ’＝ｍ（ｖ１−ｖ２）／Δｔ
また、本実施形態において、均熱ローラ９の加圧ローラ２に対する加圧方向と、重力方向の角度が５２°なので、均熱ローラ９が加圧ローラ２に与える衝撃力Ｆ’の重力方向の分力Ｆ’ｚは、以下の式のようになる。

Ｆ’ｚ＝ｍ（ｖ２−ｖ１）／Δｔ＊ｃｏｓ５２°
本実施形態において、
均熱ローラの質量：ｍ＝０．４ｋｇｆ
均熱ローラが加圧ローラに当接するときの速度：ｖ１＝４ｍ／ｓ
均熱ローラが加圧ローラに当接した後の速度：ｖ２＝０ｍ／ｓ
均熱ローラが加圧ローラに衝突している時間：Δｔ＝０．０１ｓｅｃ
である。そのため、Ｆ’ｚ＝９８．５Ｎとなる。

（加圧ローラにかかる力）
加圧ローラ２の重力方向にかかる力をＦとする。本実施形態において、重力方向と定着ベルトユニット加圧方向が一致するので、加圧ローラ２にかかる力Ｆは、誘導加熱ユニット、定着フィルムユニット、加圧ローラ２の自重と定着ベルトユニットの加圧力の和となる。本実施形態において、各ユニットの総重量が３６Ｎ、そして、低加圧モード時の加圧力が３０Ｎである。つまり、ユニットの重量と加圧力を足し合わせると、Ｆ＝６６Ｎとなる。

ここで、均熱ローラ９が加圧ローラ２に衝突し、加圧ローラを持ち上げる力（Ｆ’ｚ）が９８．５Ｎであり、加圧ローラ２の重力方向にかかる力Ｆよりも大きい結果となる。つまり、均熱ローラ９が加圧ローラ２に衝突したとき、加圧ローラ２が定着ベルトユニット方向に持ち上がり、定着ベルトユニットと加圧ローラ間のニップ圧が大きくなる、ということになる。

（均熱ローラの当接圧（静的荷重））
本実施形態において、均熱ローラ９の加圧ローラ２に対する当接圧（静的荷重）は８０Ｎである。均熱ローラ９の加圧ローラ２に対する加圧方向と、重力方向の角度が５２°なので、加圧ローラ２を持ち上げる方向には、８０×ｃｏｓ５２°＝４８．３Ｎとなる。したがって、静的荷重においては、加圧ローラ２の重力方向にかかる力Ｆ（＝６６Ｎ）よりも小さい値のため、衝突した後は、均熱ローラ９がニップ圧（ニップ部における加圧力）に与える影響はない。

（低加圧モード時の均熱ローラ当接動作）
前述したように、用紙がニップ部Ｎを通過中に、均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接し、加圧ローラ２が持ち上がると、瞬間的にニップ圧が高くなってしまい、そのときだけグロスが高くなる現象が生じる（グロススジ）。そこで、本実施形態においては、均熱ローラ９の加圧ローラ２に当接するタイミングを紙間に行うことで、グロススジを回避している。

ここで、紙間とは、用紙（記録材）の後端がニップ部を通過した瞬間から、次の用紙（記録材）の先端がニップ部に到達するまでの間である。

図１６に、本実施形態で採用している制御のフローチャートを、また図１７に本制御のタイミングチャートを示す。画像形成ＪＯＢが投入されると（Ｓ１６−１）、定着装置の立ち上げが開始される（Ｓ１６−２）。制御部３０９は、「通常加圧モード」又は「低加圧モード」で定着装置を加圧状態にする（Ｓ１６−３）。

ここで、定着装置の加圧状態を「通常加圧モード」にするか「低加圧モード」にするかは、投入されたＪＯＢに応じて決定される。その後、加圧ローラ２をモータＭ１により駆動させ、加圧ローラ２及び定着ベルト１を回転駆動させる（Ｓ１６−４）。次いで、制御部３０９は、励磁コイル６に電圧を印加し（Ｓ１６−５）、定着ベルト１の温度を１８０℃に保つように温調を開始する（Ｓ１６−６）。

定着装置が立ち上がったら、ＪＯＢが開始される（Ｓ１６−７）。ＪＯＢが開始されると、通紙が始まり（Ｓ１６−８）、通紙枚数毎に定着蓄熱カウンタ１００７がカウントＵＰされていく。通紙される用紙がラージサイズの場合は、通紙１枚ごとに定着蓄熱カウンタは２ずつカウントＵＰされていく（Ｓ１６−９）。ＪＯＢが終了しておらず（Ｓ１６−１０、ＮＯ）、定着蓄熱カウンタが所定値としての２５を超えると（Ｓ１６−１１、ＹＥＳ）、制御部３０９は、均熱ローラ９が既に当接状態であるか否かを判断する（Ｓ１６−１２）。

定着蓄熱カウンタが所定値としての２５を超えたら、均熱ローラ９が当接されていない場合（Ｓ１６−１２、ＮＯ）は、均熱ローラ９を当接させることとなる（Ｓ１６−１５）。一方、均熱ローラ９が既に当接されている場合（Ｓ１６−１２、Ｙｅｓ）は、そのまま当接状態を維持する（Ｓ）１６−１２、ＹＥＳ）。

均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接されてなく、定着装置の加圧状態が「低加圧モード」の場合（Ｓ１６−１３、ＹＥＳ）、後続紙をレジ部で停止させ、紙間を長くする（空ける）（Ｓ１６−１４）。即ち、通常であれば第１の紙間で搬送される所定の用紙であって低加圧モードで搬送される所定の用紙Ｘを複数枚（例えば１００枚）、連続して通紙するジョブが実行される場合において、そのジョブの途中で、Ｓ１６−１２にてＮＯのフローに至った場合、均熱ローラ９を当接させるために第１の紙間よりも長い第２の紙間にする。

例えば、２５枚目の所定の用紙Ｘがニップ部を通過したときにＳ１６−１１にてＹＥＳと判定された場合、２６枚目の紙をレジ部で停止させて紙間を空ける構成としてもよいし、より後の紙間（例えば、２８枚目と２９枚目の間）で紙間を空けるとしてもよい。そして、その長くした紙間の間に均熱ローラ９を加圧ローラ２に当接させる（Ｓ１６−１５）。そうすることで、用紙がニップ部に到達するのは均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接した後になり、用紙がニップ部にいる間に均熱ローラ２が当接しないので、グロススジを回避することができる。

定着ベルト１と加圧ローラ２の加圧状態が「通常加圧モード」の場合は（Ｓ１６−１３、ＮＯ）、均熱ローラ当接によるグロススジ発生の可能性がないため、紙間を長くする（空ける）ことなく均熱ローラ９を加圧ローラ２に当接させる（Ｓ１６−１５）。即ち、所定の紙間で搬送される所定の用紙であって通常加圧モードで搬送される所定の用紙Ｙを複数枚（例えば１００枚）、連続して通紙するジョブが実行される場合において、そのジョブの途中で、Ｓ１６−１３にてＮＯのフローに至った場合、紙間は所定の紙間を維持したままで、均熱ローラ９を当接させる。

一連のＪＯＢが終了と判断されると（Ｓ１６−１０、ＹＥＳ）、ＪＯＢが終了する（Ｓ１６−１６）。その後、励磁コイル６に電圧を印加するのを停止し（Ｓ１６−１７）、モータＭ１の駆動を停止させる（Ｓ１６−１８）。その時に、均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接させているかを確認し（Ｓ１６−１９）、均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接状態であれば、離間動作を行う（Ｓ１６−２０）。以上で、定着装置の動作は終了となる（Ｓ１６−２１）。

ここで、図１６のＳ１１〜Ｓ１５までの均熱ローラ当接動作と紙位置の関係を、図１７のタイミングチャートを用いて説明する（低加圧モードの場合に限る）。本実施形態では、紙搬送速度が３３０ｍｍ／ｓ、レジ部からニップ部入口までの搬送距離は２８０ｍｍである。そのため、用紙がニップ部の入口に到達する時間は、レジＯＮから０．８５ｓｅｃ後である（Ｔ１）。

一方、均熱ローラ９が離間状態から加圧ローラに当接するまで１ｓｅｃの時間を有する。それに加え、均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接した後、均熱ローラ９が加圧ローラ２に衝突している時間Δｔが０．０１ｓｅｃである。したがって、均熱ローラ当接動作を開始してから当接動作が完了するまでには、１．０１ｓｅｃの時間を有する（Ｔ２）。

ＣＰＵは、定着蓄熱カウンタ１００７が所定値としての２５になった後の最初のレジオンをトリガにして、すぐに均熱ローラ９の接離機構を動作させる。したがって、紙間を約０．１６ｓｅｃ（＝１．０１ｓｅｃ−０．８５ｓｅｃ）広げ、その間に均熱ローラ９を加圧ローラ２に当接させる。

図１７では、広げる紙間が最小の場合を例に説明したが、少なくとも均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接する瞬間から完了するまでの間に用紙がニップ部に到達しない紙間であればよく、長めの紙間にしてもよい。よって、本実施例の構成で場合であれば、０．１６sec以上広げておけばよく、通常の紙間よりも０．５sec広げてもよいし、１０sec広げてもよい。

ここで、均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接する瞬間から完了するまでの期間とは、瞬間Ａから瞬間Ｂまでの期間である。瞬間Ａとは、離間状態から加圧ローラ２に向かって当接動作している均熱ローラ９の周面と加圧ローラ２の周面との距離がゼロになった瞬間である。そして、瞬間Ｂとは、瞬間Ａから０．０１ｓｅｃ経った瞬間である。少なくとも、この期間（瞬間Ａから瞬間Ｂ）の間に用紙がニップ部に到達しないようにする。

尚、紙がニップ部にいる間の均熱ローラ９の当接をより確実に避けるために、均熱ローラ９が加圧ローラ２への当接動作を開始してから当接動作が完了するまで期間に、用紙がニップ部Ｎに到達しない構成としてもよい。均熱ローラ９が加圧ローラ２への当接動作を開始してから当接動作が完了するまで期間とは、瞬間Ｃから瞬間Ｄまでの期間である。即ち、瞬間Ｃとは、次の均熱ローラ９のモータＭ２が均熱ローラ９を当接させる方向（本実施例ではＣＣＷ方向）に回り始めた瞬間である。瞬間Ｄとは、上述の瞬間Ｂと同じである。

本実施形態では、レジ部の用紙が搬送開始されるタイミング、すなわちレジオンを均熱ローラ当接動作の開始トリガとしたが、二次転写ベルト上のトナー画像と用紙を合わせるために、レジオンと画像の書き出し信号は同期している。そのため、画像の書き出し信号を均熱ローラ当接動作の開始トリガとしても問題は無い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の画像形成装置や定着装置の本体動作に関しては、説明を割愛する。本実施形態では、低加圧モードで通紙するＪＯＢのときには、通紙前に均熱ローラ９を予め加圧ローラ２に当接させておく。すなわち、用紙（記録材）がニップ部に搬入される前に、均熱ローラ９を予め加圧ローラ２に当接させておく。図１８に実施形態２の制御のフローチャートを示す。

画像形成ＪＯＢが投入されると（Ｓ１８−１）、定着装置の立ち上げが開始される（Ｓ１８−２）。制御部３０９は、定着装置の加圧状態を、投入されたＪＯＢによって「通常加圧モード」か「低加圧モード」かに切り替える（Ｓ１８−３）。その後、加圧ローラ２をモータＭ１により駆動させ、加圧ローラ２及び定着ベルト１を回転駆動させる（Ｓ１８−４）。次いで、制御部３０９は、励磁コイル６に電圧を印加し（Ｓ１８−５）、定着ベルト１の温度を１８０℃に保つように温調を開始する（Ｓ１８−６）。

その後、定着装置の加圧状態が低加圧モードであれば（Ｓ１８−７、ＹＥＳ）、均熱ローラ９を加圧ローラ２に当接させる（Ｓ１８−８）。均熱ローラ９の加圧ローラ２に対する当接動作が完了したら（当接動作開始から１．０１ｅｓｃ後）、ＪＯＢが開始される（Ｓ１８−９）。ＪＯＢが開始されると、通紙が始まり（Ｓ１８−１０）、通紙枚数毎に定着蓄熱カウンタ１００７がカウントＵＰされていく。通紙される紙がラージサイズの場合は、通紙１枚ごとに定着蓄熱カウンタは２ずつカウントＵＰされていく（Ｓ１８−１１）。

ＪＯＢが終了しておらず（Ｓ１８−１２、ＮＯ）、定着蓄熱カウンタ１００７が所定値としての２５を超えると（Ｓ１８−１３、ＹＥＳ）、制御部３０９は、均熱ローラ９が既に当接状態であるか否かを判断する（Ｓ１８−１４）。均熱ローラ９が既に当接されている場合，すなわち定着装置の加圧状態が「低加圧モード」の場合は、すでに均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接されているので、そのまま継続してＪＯＢが続く（Ｓ１８−１４、ＹＥＳ）。

均熱ローラ９が当接されていない場合（Ｓ１８−１４、ＮＯ）、すなわち定着装置の加圧状態が「通常加圧モード」の場合は、定着蓄熱カウンタ１００７が所定値としての２５を超える、このタイミングで均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接される（Ｓ１８−１５）。

低加圧モード時において、通紙前に予め均熱ローラ９を加圧ローラ２に当接させておくことで、通紙中の均熱ローラ９の当接動作が発生しない。そのため、途中で紙間を長くする（空ける）必要がなくなる。ただし、画像形成装置が置かれている環境によっては、立ち上げ時の熱を均熱ローラ９が奪ってしまうために、立ち上げ時間が長くなってしまう可能性がある。

一連のＪＯＢが終了と判断されると（Ｓ１８−１２、ＹＥＳ）、ＪＯＢが終了する（Ｓ１８−１６）。その後、励磁コイル６に電圧を印加するのを停止し（Ｓ１８−１７）、モータＭ１の駆動を停止させる（Ｓ１８−１８）。その時に、均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接させているかを確認し（Ｓ１８−１９）、均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接状態であれば、離間動作を行う（Ｓ１８−２０）。以上で、定着装置の動作は終了となる（Ｓ１８−２１）。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る定着装置の実施形態について説明する。定着用回転体と加圧用回転体との間で相対的に加圧するための加圧手段に関し、定着回転体を加圧回転体へ加圧する第１、第２の実施形態と異なり、本実施形態では加圧回転体を定着回転体へ加圧する。なお、第１、第２の実施形態と同様の画像形成装置や定着装置の本体動作に関しては、説明を割愛する。

図１９は、本実施形態に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。定着装置１５００は、円筒形状の定着ローラ１１２と、別ローラとして加熱ローラ１１５と、テンションローラ１１６と、該定着ローラ１１２，加熱ローラ１１５及びテンションローラ１１６に懸架された定着部材である定着ベルト１１１を備える。更に、定着ベルト１１１に対して回転自在に圧接しニップ部Ｎを形成する加圧部材である加圧ローラ１１４を備える。ここでは、加圧ローラ１１４が定着ベルト１１１を介して定着ローラ１１２に圧接する構成となっている。

（定着ベルト）
ここで、定着ベルト１１１は、用紙Ｓ上の未定着トナーＴを定着する無端ベルトであり、断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコーンゴム層などの弾性層、更にその上に離型層を形成した３層構造となっている。例えば、定着ベルト１１１は、内径１１０ｍｍであり、耐熱性が高く、熱膨張量が少なく、しかも比較的強度が大きな無端状のポリイミド樹脂からなる基材の上に弾性層として厚み２００μｍのシリコーンゴムの層が形成される。

そして、更に最外層に離型層としてトナーとの離型性に優れたフッ素樹脂（ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）など）のチューブが被覆され、あるいはフッ素樹脂がコーティングされたものである。

（定着ローラ）
定着ローラ１１２は、中空円筒状の基体ローラの外周にシリコーンゴム（ソリッドシリコーンゴム）又はシリコーンスポンジ（発泡シリコーンゴム）などの耐熱弾性層を形成してなるローラである。例えば、基体ローラ外周に厚み１４ｍｍの発泡シリコーンゴムからなる耐熱弾性層を形成して外径６５ｍｍとしたものである。また、定着ローラ１１２のニップ部Ｎの手前の領域の温度を検知する温度検知センサ５２を備えている。

（テンションローラ）
テンションローラ１１６は、定着ローラ１１２と加熱ローラ１１５間に配置され、定着ベルト１１１を支持しつつ、スプリングバネ１１６ｓを使用した機構により定着ベルト１１１に所定の張力を付与する機能を有する。定着装置５００では、例えば軸方向片側９．８Ｎ、両側で合計１９．６Ｎの張力を付与する。

（加熱ローラ）
加熱ローラ１１５は、アルミ又は鉄の中空ローラであり、例えば外径３５ｍｍ、厚み０．６ｍｍのアルミ製中空円筒ローラである。また、内部に定着ベルト１１１を加熱するためのハロゲンヒータなどのヒータ１１５ｈからなる熱源を有していて、定着ベルト１１１の内周側の加圧ローラ１１４とは圧接しない位置に、すなわちニップ部Ｎに加熱源を有しないように配置されている。熱源は誘導加熱機構（ＩＨ）でもよい。また、定着ベルト１１１が加熱ローラ１１５に接触している領域の温度を検知する温度検知センサ１６２を備えている。

（加圧ローラ）
加圧ローラ１１４は、アルミ又は鉄等の芯金の上にシリコーンゴム（ソリッドシリコーンゴム）又はシリコーンスポンジ（発泡シリコーンゴム）などの耐熱弾性層が設けられた円筒形状のローラである。例えば、厚み１ｍｍの鋼製中空芯金の外周を厚み１．５ｍｍのシリコーンゴムで覆い、更に最外層をＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブで被覆した外径６５ｍｍのローラである。

また、加圧ローラ１１４は、内部にヒータ１１４ｈを有し、温度検知センサ１７２により検知される加圧ローラ１１４の温度に基づいてヒータ１１４ｈの点灯制御が行われる。これにより、ニップ部Ｎを用紙が通過する時に該用紙から加圧ローラ１１４が熱を奪うことを防止している。

（加圧構成）
図１９、図２０に示すように、加圧ローラ１１４には、加圧レバー１７６、スプリング１７７、加圧中間部材１７６ａ、カム１７８からなる加圧手段が設けられている。該加圧手段により加圧ローラ１１４が定着ベルト１１１を介して定着ローラ１１２に圧接してニップ部Ｎを形成したり、該ニップ部Ｎを開放したりするようになっている。また、そのニップ部Ｎ１のニップ幅は用紙の種類（紙種）やモード（光沢を付与するモード、光沢を付与しないモード）によって複数の通紙状態に可変可能な構成になっている。

この加圧手段により加圧ローラ１１４を加圧状態とする動作としては、まず、外部からの駆動力によりカム１７８が図２０中矢印Ｂ方向に一定の回転角だけ回転されると、該カム１７８が加圧中間部材１７６ａを押し上げる図２０中矢印Ｃ方向）。加圧中間部材１７６ａが押されると、該加圧中間部材１７６ａに固定されているスプリング１７７が一定の圧力で加圧レバー１７６の端部を押し上げる。

次に、加圧レバー１７６のスプリング１７７側の端部が押し上げられると、該加圧レバー１７６は支持軸１７６ｂを中心軸として回転する図２０では反時計回り方向）。ついで、加圧レバー１７６のスプリング１７７側の端部と支持軸１７６ｂの中間にある加圧部１７６ｃ（不図示）が加圧ローラ１１４の軸に当接し、定着ローラ１１２方向に押すように作用する。最後に、加圧ローラ１１４が定着ベルト１１１を介して定着ローラ１１２に圧接して、一定の圧力で加圧する状態の定着用のニップ部Ｎとなる。

なお、定着装置５００では、前記加圧手段により加圧ローラ１１４の加圧状態を変更して、定着ベルト１１１内の定着ローラ１１２と加圧ローラ１１４の当接状態を変化させ、ニップ部Ｎのニップ幅を複数段階に切り替えることが可能である。これにより、第１、第２の実施形態で説明したものと同様の低加圧モードが設定可能である。

（均熱ローラ及びクリーニング機構）
本実施形態の定着装置１５００には、図１９に示すように、加圧ローラ１１４に対して接離可能な均熱ローラ４００が備えられている。均熱ローラ４００は、加圧ローラ１１４に当接することで加圧ローラ１１４の熱を分散し、定着ベルト１１１、及び加圧ローラ１１４の通紙部以外の異常昇温を抑制するために備えられている。

このような均熱ローラ４００は、熱伝導率が１００〜２５０℃で１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、且つ熱容量が１００〜２５０℃で３．０ｋＪ／ｍ３・Ｋ以下の材料からなることが好ましい。前記材料はアルミニウム及び銅などであることが好ましい。均熱ローラ４００の軸径は８ｍｍであり、均熱ローラの直径はφ２０ｍｍ、長手方向長さは３００ｍｍ、前記材料で内部が埋まっている中実構成である。そして、加圧ローラ１１４に当接している際は８０Ｎの力で均熱ローラ加圧バネ４０２により加圧ローラ１１４に付勢されている。

また、均熱ローラ４００の表面層には、ごみや加圧ローラ２からのオフセットトナー、紙粉等の異物付着を防止する目的で１０〜２０μｍのフッ素コート層を設けたり、ＰＦＡ層を設けても良い。

均熱ローラ４００は、本実施形態においては加圧ローラ１１４の表面の摩擦により回転駆動を伝達され、加圧ローラ１１４に従動回転している。

そして、均熱ローラ４００の表面についたトナーや紙粉を清掃するために、クリーニング装置４５０が設けられている。クリーニング装置４５０は、ウェブペーパ４５１と、ウェブペーパの巻き取りを行う２本のアルミパイプ４５２、４５３、及びスポンジ製ローラのクリーニングローラ４５４、及び図示しないウェブ送り機構からなる。ウェブペーパ４５１は、具体的にはメタン系アラミド繊維でできた不織布などを用いることができる。また４５２側に巻きつけられたウェブペーパ４５１が、図示されないウェブ送り機構によって、矢印Ａ方向に送られ、４５３側のローラに巻き取られていく。

均熱ローラ４００が、加圧ローラ１１４及びクリーニング装置４５０に当接している場合は、記録材が定着器を通過するたびに、所定の量だけウェブペーパを送っている。本実施形態においては、Ａ４用紙が２枚定着器を通過するたびに、ウェブペーパを０．０２ｍｍ送っている。

（均熱ローラの着脱機構）
均熱ローラ４００の着脱動作とウェブペーパ４５１の巻き取り動作は、同じモータＭ２（図１９）で行っている。モータＭ２をＣＷ回転すると、ウェブペーパ４５１が巻き取られる。逆に、モータＭ２がＣＣＷ回転すると、均熱ローラ着脱軸４０６、及び同軸上の均熱ローラ着脱カム４０３が回転する。均熱ローラ４００は、均熱ローラ加圧アーム４０１に抱えられており、均熱ローラ加圧アーム４０１はアーム回動軸４０４中心に回動可能に支持されている。

そして、均熱ローラ着脱カム４０３が均熱ローラ加圧アーム４０１を押し上げ／離間することによって、均熱ローラ４００が加圧ローラ１１４に対して当接／離間する。なお、ＣＷ回転時に均熱ローラ着脱軸４０６が回転しないように、均熱ローラ着脱軸９０６端部には、不図示のワンウェイクラッチが設けられている。

（低加圧モード時の均熱ローラ当接動作）
本実施形態において、低加圧モード時の均熱ローラ当接のタイミングは、第１の実施形態のように、加圧用回転体に熱量が保持された状態であって、記録材がニップ部を通過し、次の記録材がニップ部に搬入されるまでの間（紙間）であっても良い。あるいは、低加圧モード時の均熱ローラ当接のタイミングは、第２の実施形態のように、記録材がニップ部に搬入される前であっても良い。低加圧モード時の具体的な均熱ローラ当接動作は、第１、第２の実施形態と同じ動作になるため、説明を割愛する。

（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（変形例１）
上述した本実施形態では、均熱ローラ９の当接動作開始のタイミングを、通紙枚数毎に増えていく定着蓄熱カウンタをトリガとしたが、定着ベルト１の温度や連続通紙時間をトリガにしても良い。

すなわち、第１の実施形態では、記録材のニップ部を通過する累積枚数もしくは累積時間、あるいは定着用回転体の温度を計測する計測手段を有し、低加圧モードでは、計測手段の出力に応じて紙間のタイミングで加圧ローラに対し均熱ローラを当接させる。そして、通常加圧モードでは、計測手段の出力に応じて加圧ローラに対し均熱ローラを当接させる。

また、第２の実施形態では、記録材のニップ部を通過する累積枚数もしくは累積時間、あるいは定着用回転体の温度を計測する計測手段を有し、通常加圧モードでは、計測手段の出力に応じて加圧ローラに対し均熱ローラを当接させる。低加圧モードでは、計測手段の出力と無関係に、記録材がニップ部に到達する前に加圧ローラに対し均熱ローラを当接させる。

（変形例２）
上述した実施形態における、均熱ローラの当接ショック対策をサービスモードに設定することも可能である。例えば、均熱ショック対策サービススイッチを備えており、これは画像形成装置のメンテナンスを行うサービスマンがスイッチをＯＮすることができる。具体的には、操作部１００２からサービスマン専用のメンテナンスモードに入り、設定を変更することで行われる。均熱ショック対策サービススイッチがＯＮされている場合においてのみ、低圧モードのＪＯＢが投入されると紙間、もしくは通紙前に均熱ローラ９が加圧ローラ２に当接されるようになる。

（変形例３）
上述した実施形態では、ニップ部を加熱する加熱手段として、励磁コイルを用いた電磁誘導方式を示したが、ベルトの内面に当接するヒータや、ベルトの内側（中心部）に設けるハロゲンヒータを用いる方式、ベルトに通電して発熱させる方式などでも良い。

（変形例４）
上述した実施形態では、記録材であるシートとして記録紙を説明したが、本発明におけるシートは紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを給紙、通紙などの用語を用いて説明したが、これによって本発明におけるシートが紙に限定されるものではない。

（変形例５）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

１・・定着ベルト、２・・加圧ローラ、９・・均熱ローラ、１００・・誘導加熱装置（加熱手段）、１７６・・加圧レバー、１７８・・カム、３０９・・プリンタ制御部、７０１・・加圧板１、７０２・・加圧板２、７０６・・圧解除カム、７０６ａ・・大カム部、７０６ｂ・・小カム部

Claims (17)

1. 定着用回転体と、
   前記定着用回転体に対向し、トナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を前記定着用回転体と共に形成する加圧用回転体と、
   前記ニップ部を加熱するための加熱手段と、
   前記定着用回転体と前記加圧用回転体との間で相対的に加圧するための加圧手段と、
   第１の加圧力、前記第１の加圧力より弱い第２の加圧力を含む前記加圧手段による加圧力を択一的に設定可能とする加圧力可変手段と、
   前記加圧用回転体に当接可能な当接手段と、
   前記第２の加圧力が設定されるとき、前記加圧用回転体に対し前記当接手段を前記記録材が前記ニップ部を通過していないタイミングで当接させる制御部と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記タイミングは、前記加圧用回転体に熱量が保持された状態であって、前記記録材が前記ニップ部を通過し、次の記録材が前記ニップ部に搬入されるまでの間であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ニップ部を前記記録材が通過した後、前記ニップ部に次の記録材が搬入されるまでの間は、前記第１の加圧力が設定される場合よりも前記第２の加圧力が設定される場合の方が長いことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記タイミングは、前記記録材が前記ニップ部に搬入される前であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記記録材の前記ニップ部を通過する累積枚数もしくは累積時間、あるいは前記定着用回転体の温度を計測する計測手段を有し、
   前記制御部は、前記第２の加圧力が設定されるとき、前記計測手段の出力に応じて前記タイミングで熱量が保持された前記加圧用回転体に対し前記当接手段を当接させることを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
6. 前記制御部は、前記第１の加圧力が設定されるとき、前記計測手段の出力に応じて前記加圧用回転体に対し前記当接手段を当接させることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記記録材の前記ニップ部を通過する累積枚数もしくは累積時間、あるいは前記定着用回転体の温度を計測する計測手段を有し、
   前記制御部は、前記第１の加圧力が設定されるとき、前記計測手段の出力に応じて前記加圧用回転体に対し前記当接手段を当接させることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
8. 前記加圧手段は、前記定着用回転体を前記加圧用回転体へ加圧することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記定着用回転体はベルトであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記加圧手段は、前記加圧用回転体を前記定着用回転体へ加圧することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
11. 前記定着用回転体は、前記加圧用回転体に対向する定着ローラと、前記定着ローラと別ローラとの間で懸架されるベルトと、で構成されることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
12. 前記加熱手段は、前記ベルトを誘導加熱する励磁コイルを有することを特徴とする請求項９または１１に記載の定着装置。
13. 前記当接手段は均熱ローラであり、前記加圧用回転体は加圧ローラであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の定着装置。
14. 前記当接手段は、前記加圧用回転体に当接する位置と、前記加圧用回転体から離間する位置との間で変位可能であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の定着装置。
15. 前記加圧手段は、第１の弾性部材で加圧される第１の加圧部材と、第２の弾性部材で加圧される第２の加圧部材を備え、
    前記加圧力可変手段は、前記第１の加圧部材と前記第２の加圧部材を選択的に揺動させることにより前記ニップ部の加圧力を変更可能な第１のカムと第２のカムを備えることを特徴とする請求項８または９に記載の定着装置。
16. 前記第２の加圧力は、前記当接手段の前記加圧用回転体への加圧力と同じもしくは前記当接手段の前記加圧用回転体への加圧力より小さいことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の定着装置。
17. 前記記録材が前記ニップ部を通過している状態で、前記加圧用回転体に対し前記当接手段が当接していることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の定着装置。