(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上のトナー像を加熱して溶融する定着部材と、該定着部材に当接して前記記録媒体を挿通するためのニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材または加圧部材の少なくとも一方の外周部を構成する無端状ベルトと、前記無端状ベルトの内側にあって前記ニップ部を押圧する押圧部材とを有し、
前記ニップ部に対する前記押圧部材の押圧範囲または押圧力を前記記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向で可変にすべく、前記押圧部材を、前記無端状ベルトの内側に固定配置されて無端状ベルトを介してその前面で前記ニップ部を押圧する押圧パッドと、前記押圧パッドの背面を押圧する回転自在な押圧軸とで構成し、前記押圧軸はその回転位置によって、前記押圧パッドの背面を押圧する主走査方向の幅が広狭変化するか、または、前記押圧パッドの背面を押圧する力が主走査方向に大小変化するように、その断面形状が主走査方向に沿って変化する定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、前記押圧軸の押圧範囲または押圧力を、前記トナー像を載せた記録媒体の幅方向長さに合わせて主走査方向で可変にしてなる定着装置。
【請求項３】
請求項１の定着装置において、前記押圧軸の押圧範囲または押圧力を、前記トナー像を載せた記録媒体の厚みに合わせて主走査方向で可変にしてなる定着装置。
【請求項４】
請求項１の定着装置において、前記押圧軸の押圧範囲または押圧力を、前記トナー像を載せた記録媒体の幅方向長さと厚みに合わせて主走査方向で可変にしてなる定着装置。
【請求項５】
請求項１の定着装置において、前記押圧軸の押圧範囲を、前記トナー像を載せた記録媒体の幅方向長さより狭くなるように主走査方向で可変にしてなる定着装置。
【請求項６】
請求項１の定着装置において、前記ニップ部を通過する前記記録媒体の幅方向長さとシワの発生を検知手段で検知し、当該検知結果に基づいて前記押圧軸の回転位置を変更するようにした定着装置。
【請求項７】
請求項１の定着装置において、前記ニップ部を通過する前の前記記録媒体の幅方向両端部に搬送方向に沿って連続的に穴をあける穴開け機構を左右一対で配設した定着装置。
【請求項８】
請求項７の定着装置において、前記左右一対の穴開け機構は、前記記録媒体の幅方向両端を間に挟んで回転自在に当接し合い、それぞれが外周部に穴開け用の凸部と凹部を周方向等間隔に形成してなる一対の円盤状穴開け治具を有し、各穴開け機構は主走査方向に横移動可能である定着装置。
【請求項９】
請求項８の定着装置において、前記穴開け機構を前記記録媒体の最大幅よりも外側に移動可能である定着装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に画像を定着させる定着装置および定着装置を備えた画像形成装置に係り、特に封筒のような記録媒体にシワが発生しないようにニップ部における加圧範囲または加圧力を可変にしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、近年、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。これらの要求性能を達成するためには、画像形成装置に用いられる定着装置の熱効率の改善が重要である。
【０００３】
画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録媒体に形成される。未定着トナー像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
【０００４】
熱ローラ方式の定着装置は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有して所定の温度に温調される定着ローラと、これに圧接された加圧ローラとの回転ローラ対を基本構成としている。そして、これらの回転ローラ対の間のニップ部に記録媒体を導入して搬送させ、定着ローラおよび加圧ローラからの熱および圧力により未定着トナー像を溶融させて記録媒体に定着させるようにしている。従来の熱ローラ方式では、熱容量の大きな定着ローラを加熱する必要があるため、待機時には定着ローラの温度を定着温度よりやや低い一定の温度に保っておき、使用時に直ちに使用可能温度まで立ち上げ、使用者が定着ローラの昇温を待つことがないようにする方式が多く採用されている。つまり、定着装置を使用していないときにもある程度の電力を供給しておかなければならず、それによって余分なエネルギーを消費するようになっている。
【０００５】
そこで、待機時の消費電力を削減するために、待機時には電力を供給せず、画像形成時のみ電力を供給するオンデマンド定着方式が提案されている。このオンデマンド定着方式では、定着部材として、従来の肉厚の定着ローラに比べて格段に熱容量が小さい薄肉ローラ、又は薄いベルト状若しくはフィルム状の定着部材を用いることで立ち上げ時間を短くしている。フィルム状の定着部材を用いた定着装置は、例えば、下記特許文献１や２等に提案されている。
【０００６】
電磁誘導加熱方式の定着装置として、下記特許文献３、４では、磁界により定着スリーブの金属層（発熱層）に渦電流を誘導させて、そのジュール熱で発熱させる誘導過熱定着装置が提案されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着フィルムを発熱させることができ、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【０００７】
また、電磁誘導加熱方式の定着装置として、離型層、弾性層、金属層（発熱層）を有する定着スリーブと、定着スリーブに内包される弾性層と支持体（芯金）で形成された定着ローラを有し、定着スリーブを介して定着ローラと加圧ローラで相互圧接することで、圧接ニップ部を形成する構成が良く知られている。
【０００８】
また、固定支持された定着部材の外周に定着スリーブが配置され、加圧ローラの回転に伴い定着部材の外周を摺動して記録媒体を搬送する構成の定着装置も知られており、この構成において定着スリーブは、定着部材内部もしくは外部から誘導加熱やその他の加熱方式で加熱される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年では前述したオンデマンド定着方式が主流になって来ているが、このオンデマンド定着方式に対応するための対策の一つにニップ部の幅を広く取る事が行われている。ニップ部の幅を広く取ると記録媒体上のトナー像を少ないエネルギーで効率よく加熱・定着することができる。しかし、用紙の種類は多岐に渡るため単純にニップ部の幅を広く取ると様々な種類の定着不良を誘発しかねない。
【００１０】
その一つが、封筒通紙時における紙シワの発生である。封筒は用紙が２枚重なっているうえに用紙の厚みも普通紙に比べて厚い。このため、ニップ部の幅を広く取った場合は封筒定着時に定着ローラ側の紙と加圧ローラ側の紙とで、微妙な線速差や、紙を幅方向に開こうとする力の差が生まれる。そして封筒の左右両端において吸収しきれなくなった２枚の紙の搬送速度の差が紙シワという形で現れる。この紙シワ発生の問題を解決するため、例えば定着部材に対する加圧部材の加圧力を変更可能に構成し、封筒通紙時の加圧力を普通紙通紙時の半分程度にするとともに、封筒通紙時の定着温度を普通紙通紙時よりも上昇させるようにした定着装置（特許文献５参照）が提案されているが、未だ十分とはいえない。
【００１１】
本発明は、斯かる事情に鑑み、記録媒体のシワの発生を防止できる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、請求項１の発明は、記録媒体上のトナー像を加熱して溶融する定着部材と、該定着部材に当接して前記記録媒体を挿通するためのニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材または加圧部材の少なくとも一方の外周部を構成する無端状ベルトと、前記無端状ベルトの内側にあって前記ニップ部を押圧する押圧部材とを有し、前記ニップ部に対する前記押圧部材の押圧範囲または押圧力を前記記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向で可変にすべく、前記押圧部材を、前記無端状ベルトの内側に固定配置されて無端状ベルトを介してその前面で前記ニップ部を押圧する押圧パッドと、前記押圧パッドの背面を押圧する回転自在な押圧軸とで構成し、前記押圧軸はその回転位置によって、前記押圧パッドの背面を押圧する主走査方向の幅が広狭変化するか、または、前記押圧パッドの背面を押圧する力が主走査方向に大小変化するように、その断面形状が主走査方向に沿って変化する定着装置である。
【００１３】
このように押圧軸を押圧パッドと押圧軸で構成し、押圧軸の回転位置によって、主走査方向で押圧幅を広狭変化させるか、主走査方向で押圧力を大小変化させることで記録媒体の種類や大きさに応じた最適な押圧範囲と押圧力が得られ、例えば封筒定着時の紙シワ発生などの不具合を解消することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、前記押圧軸の押圧範囲または押圧力を、前記トナー像を載せた記録媒体の幅方向長さに合わせて主走査方向で可変にしてなる定着装置である。
【００１５】
このようにニップ部の主走査方向で押圧軸の押圧範囲または押圧力を記録媒体の幅方向長さに合わせて主走査方向で可変にすることにより、例えば封筒定着時の紙シワ発生などの不具合を解消することができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１の定着装置において、前記押圧軸の押圧範囲または押圧力を、前記トナー像を載せた記録媒体の厚みに合わせて主走査方向で可変にしてなる定着装置である。
【００１７】
このように押圧軸の押圧範囲または押圧力を記録媒体の厚みに合わせて主走査方向で可変にすることにより、例えば封筒定着時の紙シワ発生などの不具合を解消することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１の定着装置において、前記押圧軸の押圧範囲または押圧力を、前記トナー像を載せた記録媒体の幅方向長さと厚みに合わせて主走査方向で可変にしてなる定着装置である。
【００１９】
このように、押圧軸の押圧範囲または押圧力を記録媒体の幅方向長さと厚みに合わせて主走査方向で可変にすることにより、例えば封筒定着時の紙シワ発生などの不具合を解消することができる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１の定着装置において、前記押圧軸の押圧範囲を、前記トナー像を載せた記録媒体の幅方向長さより狭くなるように主走査方向で可変にしてなる定着装置である。
【００２１】
このように押圧軸の押圧範囲を記録媒体の幅方向長さより狭くなるように主走査方向で可変にすることにより、例えば封筒定着時の紙シワ発生などの不具合を解消することができる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１の定着装置において、前記ニップ部を通過する前記記録媒体の幅方向長さとシワの発生を検知手段で検知し、当該検知結果に基づいて前記押圧軸の回転位置を変更するようにした定着装置である。
【００２５】
これにより、検知したシワが大きい場合や、その間隔が狭い場合は、それら不具合を解消するのに最適な押圧範囲または押圧力となるように押圧軸を回転させることができるので、紙シワの発生を防止することができる。
【００２６】
請求項８の発明は、請求項１の定着装置において、前記ニップ部を通過する前の前記記録媒体の幅方向両端部に搬送方向に沿って連続的に穴をあける穴開け機構を左右一対で配設した定着装置である。
【００２７】
これにより、封筒などの記録媒体の紙シワの原因となる両端部のストレスを幅方向両端部の穴で解放して紙シワを防止することができる。
【００２８】
請求項９の発明は、請求項８の定着装置において、前記左右一対の穴開け機構は、前記記録媒体の幅方向両端を間に挟んで回転自在に当接し合い、それぞれが外周部に穴開け用の凸部と凹部を周方向等間隔に形成してなる一対の円盤状穴開け治具を有し、各穴開け機構は主走査方向に横移動可能である定着装置である。
【００２９】
これにより、封筒などの記録媒体の紙シワの原因となる両端部のストレスを幅方向両端部の穴で解放して紙シワを防止することができる。また、各穴開け機構が主走査方向に横移動可能であることにより、各種の記録媒体の幅に対応させることができる。
【００３０】
請求項１０の発明は、請求項の９定着装置において、前記穴開け機構を前記記録媒体の最大幅よりも外側に移動可能にした定着装置である。
【００３１】
これにより、穴開け機構を記録媒体の最大幅よりも外側に移動させて普通紙通紙時に対応することができる。
【００３２】
請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれか１項の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００３３】
画像形成装置が請求項１から９の定着装置を備えることにより、前述した作用が画像形成装置で得られる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、ニップ部に対する前記押圧部材の押圧範囲または押圧力を前記記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向で可変にしたので、ニップ部を通過する記録媒体の状態（幅寸法、厚み、シワの有無など）に対応して押圧部材の押圧範囲と押圧力を最適化でき、例えば封筒の幅方向両端部のシワの発生などを予防することで良好な定着性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図３Ａ】前記定着装置の押圧軸の概略側面図である。
【図３Ｂ】押圧幅を狭めた状態の押圧軸の概略側面図である。
【図３Ｃ】押圧幅をさらに狭めた状態の押圧軸の概略側面図である。
【図４Ａ】押圧軸の変形例の概略側面図である。
【図４Ｂ】押圧幅を狭めた状態の押圧軸の変形例の概略側面図である。
【図４Ｃ】押圧幅をさらに狭めた状態の押圧軸の変形例の概略側面図である。
【図５】封筒が通過した状態の定着装置の概略構成図である。
【図６】本発明の定着装置の第１変形例の概略構成図である。
【図７】本発明の定着装置の第２変形例の概略構成図である。
【図８】本発明の定着装置の上流側に穴開け機構を配設した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。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。
【００３７】
図１は、本発明に係るモノクロ画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成部１、転写装置６、定着装置８、給紙部９、排紙部１７等を備える。画像形成部１は、静電潜像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面に静電潜像を形成する露光装置７と、感光体２の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５を有している。
【００３８】
転写装置６は、画像形成部１の感光体２と対向する位置において感光体２上のトナー像を記録媒体Ｐに転写するように構成されている。また、定着装置８は、その転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させるものである。
【００３９】
給紙部９は、シート状の記録媒体Ｐを収容した複数の給紙カセット１０、１１と、各給紙カセット１０，１１から記録媒体Ｐを搬出する給紙ローラ１２，１３等を備えている。ここで、上記記録媒体Ｐには、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等が含まれる。排紙部１７には、機外に記録媒体Ｐを排出するための一対の排紙ローラ１５と、排紙ローラ１５によって排出された記録媒体Ｐをスタックするための排紙トレイ１６が設けられている。また、画像形成装置内には、記録媒体Ｐを給紙部９から装置上部の排紙部１７へ案内するための搬送路Ｒが配設されている。その搬送路Ｒ上の転写装置６よりも搬送方向上流側には、一対のレジストローラ１４が配設されている。
【００４０】
以下、図１を参照して上記画像形成装置の作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、感光体２が図１の矢印の方向に回転し、感光体２の表面が帯電ローラ３によって均一な高電位に帯電される。次いで、画像データに基づいて露光装置７から感光体２の表面にレーザビームＬが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体２の表面に形成された静電潜像の部分に、現像装置４によって帯電させたトナーを静電的に転移させトナー像を形成する。
【００４１】
また、作像動作が開始されると、複数の給紙カセット１０，１１のうち、１つの給紙カセットから給紙ローラ１２又は１３によって記録媒体Ｐが搬送路Ｒへ送り出される。送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ１４によって一旦停止される。その後、レジストローラ１４の駆動を再開し、感光体２上のトナー像とタイミング（同期）をとって記録媒体Ｐを転写装置６へ搬送する。そして、転写装置６によって、感光体２上のトナー像が記録媒体Ｐに転写される。また、感光体２の表面に残留するトナーは、クリーニングブレード５によって除去され、感光体２の表面は図示しない除電ランプによって除電される。
【００４２】
その後、記録媒体Ｐは定着装置８へと送られ、定着装置８によって記録媒体Ｐが加熱及び加圧され、トナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、排紙ローラ１５によって排紙トレイ１６に排出される。これにより、一連の作像動作が完了する。
【００４３】
次に、図２〜図３Ｃに基づいて、上記画像形成装置に搭載された定着装置８の構成について説明する。この定着装置８は、定着スリーブ２１ａとステイ２１ｂを有する定着部材２１と、定着部材２１を加圧して定着用のニップ部Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラ２２と、定着スリーブ２１ａを加熱する誘導加熱部２３と、入口ガイド板２５を少なくとも備える。また、図２に想像線で示すように必要に応じて加圧ローラ２２の加圧力を増減変化させる後述の加圧力可変手段２４を設けることができる。記録媒体Ｐは入口ガイド板２５に案内されてニップ部Ｎに挿通され、トナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着された後にニップ部から送出される。
【００４４】
定着部材２１は、記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向（図２の紙面に垂直な方向）に配置されている。この定着部材２１は鉄板やステンレス鋼板等を円筒状に成形した芯金をステイ２１ｂとし、このステイ２１ｂの外周に無端状の薄いベルトで構成した定着スリーブ２１ａを周方向に摺動自在に装着したものである。定着スリーブ２１ａは、その内周面側から基材層、第１酸化防止層、発熱層、第２酸化防止層、弾性層、離型層を順次積層した多層構造体で、誘導加熱部で発生した高周波磁界による渦電流で発熱層が発熱するようになっている。
【００４５】
ステイ２１ｂの周方向両端部２１ｂ１、２１ｂ２は加圧ローラ２２側にあり、この周方向両端部２１ｂ１、２１ｂ２は内側に向けて互いに平行状に折り曲げられている。そして、この平行に折り曲げられた両端部２１ｂ１、２１ｂ２の間に押圧パッド２１ｃが保持されている。押圧パッド２１ｃは耐熱性を有するシリコンゴムなどの弾性変形可能な材料でステイ２１ｂと同じ長さに成形されたもので、その前面と背面にＰＦＡ等のフッ素化合物からなる摺接材２１ｄが接着されている。押圧パッド２１ｃの前面は加圧ローラ２２による加圧で凹円弧状に弾性変形し、この弾性変形した凹円弧状部分と加圧ローラ２２との間にニップ部Ｎが形成されている。ニップ部Ｎは記録媒体Ｐの搬送方向にやや幅広に設定され、ニップ部Ｎを通過する記録媒体Ｐが少ないエネルギーで効率よく加熱・加圧されるようになっている。押圧パッド２１ｃの背面はフラットにされ、この背面に摺接材２１ｄを介して押圧軸２１ｅの外周面が当接している。
【００４６】
押圧軸２１ｅはステイ２１ｂの中心からやや加圧ローラ２２寄りに偏心した位置でステイ２１ｂの軸線方向全長にわたって配設されている。この押圧軸２１ｅの長手方向両端部は図示しない軸受によって回転自在に支持され、また押圧軸２１ｅの一端が所定の回転駆動手段に連結されている。そしてこの回転駆動手段によって押圧軸２１ｅを任意の方向に任意の回転角度で回転駆動できるようになっている。押圧軸２１ｅの回転駆動手段は、記録媒体の種類、幅方向長さ、厚み、或いは幅方向長さと厚みの両方に合わせて、押圧軸２１ｅを紙シワ発生のおそれがない所定の回転位置に回転駆動する。画像形成装置ないし定着装置８には、記録媒体の種類、幅方向長さまたは厚みを検知する検知手段としてのセンサを所定の位置に配置し、そのセンサの出力を押圧軸２１ｅの回転駆動手段の制御に利用することができる。また、押圧軸２１ｅの回転駆動手段は、必要に応じて後述する図７のシワ検知手段２６Ａ，２６Ｂ等のシワ検知信号に基づいて駆動制御することもできる。
【００４７】
押圧軸２１ｅは図３Ａのように左右対称形状をなし、両端（Ａ部）から中央付近（Ｅ部）にかけて押圧パッド２１ｃと当接しない断面がほぼ扇状の切欠き部２７がスパイラル状に形成されている。押圧軸２１ｅの中央部付近（Ｅ部）は切欠き部２７が形成されておらず、押圧軸２１ｅの回転角度に拘わらず常時押圧パッド２１ｃに当接して押圧パッド２１ｃを押圧している。扇状切欠き部２７の周方向角度θは、押圧軸２１ｅの両端から中央に行くにつれて次第に小さくなるように形成され、押圧軸２１ｅの両端（Ａ部）で最も大きい例えばθ１＝約２４０°、Ｂ部でθ２＝約１８０°、Ｃ部でθ３＝１２０°、Ｄ部でθ４＝約６０°と次第に小さくなるように形成されている。このように押圧軸２１ｅには周方向切欠き角度θが両端部から中央部付近にかけて連続的に減少するように、かつ、スパイラル状に切欠き部２７が形成されているので、押圧軸２１ｅを回転させて行くと押圧パッド２１ｃに対する押圧幅が左右対称的に連続的に伸びたり縮んだりする。
【００４８】
押圧軸２１ｅの両端の切欠き部２７が図３Ａのように上向き中立の状態では、押圧軸２１ｅの下面は全長にわたって摺接材２１ｄを介して押圧パッド２１ｃに当接し、加圧ローラ２２との間で押圧パッド２１ｃを主走査方向全幅にわたって所定の圧縮代で圧縮している。この図３Ａの状態から押圧軸２１ｅを回転させると、図３Ｂのように押圧パッド２１ｃに対する押圧幅Ｈ１が次第に減少する。図３Ｂは押圧軸２１ｅを１８０°程度回転させた状態を示し、この状態では押圧軸２１ｅの両端のＡ部からＢ部にかけて切欠き部２７が押圧パッド２１ｃに向いた状態になる。押圧幅が最小になるのは、図３Ｃのように、押圧軸２１ｅを１２０°程度回転させ時で、この状態では押圧軸２１ｅの両端のＡ部から中央付近のＤ部にかけて切欠き部２７が押圧パッド２１ｃに向いた状態になる。最小の押圧幅Ｈ２は通紙可能な封筒の最小幅よりもやや短く設定するものとする。そして押圧軸２１ｅの中央部分の押圧幅Ｈ１、Ｈ２と当接する押圧パッド２１ｃの中央部分は、押圧軸２１ｅの最大外径に対応して加圧ローラ２２との間で弾性圧縮される。また押圧パッド２１ｃの両端部は押圧軸２１ｅの切欠き部２７のために非圧縮となる。このため、押圧パッド２１ｃの背面は図３Ｂ、図３Ｃのように中央部の圧縮部分から両端部の非圧縮部分にかけて主走査方向に滑らかな曲線を描く。
【００４９】
図２の加圧ローラ２２はその両端軸部が軸受２２ａによって支持され、図示しない駆動手段によって矢印方向に回転駆動されるようになっている。加圧ローラ２２の外周面は定着部材２１側に付勢され、定着スリーブ２１ａとの間にニップ部Ｎを形成している。この加圧ローラ２２は、想像線で示すように、必要に応じて配設する加圧力可変手段２４によって定着スリーブ２１ａに対する加圧力を増減調節することができるようになっている。加圧力可変手段２４はレバー４１と、このレバー４１を加圧ローラ２２の軸受２２ａに付勢する引張ばね４２と、レバー４１の端部に取り付けられたローラ４３と、ローラ４３を押圧する円筒カム４４とを有する。この加圧力可変手段２４は、円筒カム４４の回転でローラ４３を矢印方向に移動させてレバー４１で軸受２２ａを押圧し、定着スリーブ２１ａに対する加圧ローラ２２の加圧力を増大し、また円筒カム４４によりローラ４３を反対方向に移動させて加圧ローラ２２の加圧力を減少できるようになっている。なお、加圧ローラ２２の内部に必要に応じて加熱手段を配設して加圧ローラ２２を加熱するようにしてもよい。
【００５０】
図２の誘導加熱部２３は高周波磁界を発生させるためのもので、定着部材２１からみて加圧ローラとは反対側に配設されている。誘導加熱部２３は、幅方向ないし主走査方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向）に延設されたコイル３１を定着スリーブの周方向に沿って複数本並べ、このコイル３１の外側をコア３２で覆っている。また、誘導加熱部２３には、図示しないインバータから交流電力が供給されるようになっている。そのインバータにより発生する高周波の交番電流が誘導加熱部２３のコイル３１に流されると、コイル３１の周囲に磁界が形成されて定着部材２１の発熱層に渦電流が生じる。この渦電流の電気抵抗により発熱層が加熱されて定着スリーブが加熱される仕組みとなっている。
【００５１】
上記のように構成された定着装置８は、次のように動作する。
通常の定着動作においては、押圧軸１２ｅは図３Ａに示す通常の全幅押圧状態となっており、この状態で、誘導加熱部２３によって定着スリーブ２１ａを加熱すると共に、加圧ローラ２２を図２の矢印の方向（時計方向）に回転させる。加圧ローラ２２を回転させると、定着スリーブ２１ａが加圧ローラ２２に引っ張られるようにして矢印の方向（反時計方向）に回転する。これにより定着スリーブ２１ａの全周が誘導加熱部２３によって加熱される。定着スリーブ２１ａの温度が所定の目標温度（定着温度）に達した状態になると、上述の作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、入口ガイド２５に案内されながら定着スリーブ２１ａと加圧ローラ２２との間のニップ部Ｎに送入される。これにより、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔがニップ部Ｎにおける熱と圧力とによって溶融し、トナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着される。その後、記録媒体Ｐはニップ部Ｎから送出され、上記排紙ローラ１５によって機外に排出される。
【００５２】
一方、封筒などのシワが生じやすい記録媒体Ｐを定着処理する場合は、以下のように動作する。例えば、記録媒体Ｐとして封筒を定着処理する場合、当該記録媒体Ｐがニップ部Ｎに送入される直前に図３Ｂに示すように押圧軸２１ｅを例えば１８０°程度回転させる。これで押圧軸２１ｅのＡ部からＢ部にかけて切欠き部２７が押圧パッド２１ｃに対向するようになるので、加圧されたニップ部Ｎの主走査方向の幅が狭くなり、封筒の大きさにもよるが、ニップ部Ｎの幅を封筒の横幅よりやや狭くすることができる。小型の封筒であれば押圧軸２１ｅを例えば図３Ｃのように１２０°程度回転させることで押圧軸２１ｅのＡ部からＤ部にかけて切欠き部２７を押圧パッド２１ｃに対向させることができるから、ニップ部Ｎの主走査方向の幅をさらに狭めることができる。この状態で所定の目標温度（定着温度）に加熱された定着スリーブ２１ａと加圧ローラ２２との間のニップ部Ｎに封筒Ｐを送入すると、封筒Ｐのシワが発生する可能性がある両端部は、片側では加圧ローラ２２に接していても、反対側では押圧パッド２１ｃが押圧軸２１ｅで押圧されていないので、実質的に加圧ローラ２２による加圧が作用しないため紙シワの発生を防止することができる。なお、封筒の種類ないし大きさによって押圧軸２１ｅの押圧幅を図３Ｂの状態からやや増加させたい場合は、押圧軸２１ｅの回転角度を少し戻した回転位置に回転させればよい。切欠き部２７はスパイラル状に連続的に形成されているので、押圧幅は最大から最小まで無段階で増減調節可能である。これによって封筒の種類ないし大きさに対応した最適な押圧幅を設定することができる。
【００５３】
また、上記記録媒体Ｐのシワが生じると予想される箇所は、予め実験などにより記録媒体のサイズごとに特定することが可能である。また、そのシワの発生箇所がニップ部Ｎに到達するタイミングは、例えば、レジストローラからの搬送時間を測定することにより検知することが可能である。そこで、封筒などの記録媒体Ｐがニップ部Ｎに送入された後であって、当該記録媒体Ｐのシワが生じると予想される箇所がニップ部Ｎに到達する前に図３Ｂまたは図３Ｃに示すように押圧軸２１ｅを回転させてもよい。また、押圧軸２１ｅの回転と共に、或いは押圧軸２１ｅの回転に代えて、加圧力可変手段２４で加圧ローラ２２の加圧力を減少するようにしてもよい。シワの発生箇所がニップ部Ｎに到達するタイミングは、入口センサをニップ部Ｎの記録媒体搬送方向上流側に設けたり、出口センサをニップ部Ｎの記録媒体搬送方向下流側に設けたりして、それらセンサによって記録媒体を検知することによっても検知できる。
【００５４】
以上の説明では封筒などの記録媒体Ｐを定着する時は押圧軸２１ｅの両端部を押圧パッド２１ｃから離間させるようにしたが、必ずしも押圧軸２１ｅを押圧パッド２１ｃから離間させないでも紙シワの発生を防止することができる。図４Ａ〜図４Ｃは押圧軸２１ｅの変形例を示したもので、押圧軸２１ｅを押圧パッド２１ｃから離間させないで押圧力のみを主走査方向に可変にするため、押圧軸２１ｅの扇状切欠き部２８の半径方向深さを図３Ａ〜図３Ｃよりも浅くしている。図４Ａ〜図４Ｃは、扇状切欠き部２８の半径方向深さが浅いこと以外は図３Ａ〜図３Ｃと同様である。このように切欠き部２８の半径方向深さを浅くした場合、図４Ｂと図４Ｃのように押圧軸２１ｅを回転させて切欠き部２８を押圧パッド２１ｃに向けても、切欠き部２８が浅いために押圧軸２１ｅの両端部は押圧パッド２１ｃから離間しない。例えば押圧軸２１ｅのＡ部とＢ部は図３Ｂと図３Ｃでいずれも押圧パッド２１ｃから離間しているが、図４Ｂと図４Ｃでは押圧軸２１ｅに当接したままである。このように、押圧パッド２１ｃの圧縮代は押圧軸２１ｅの中央部よりも両端部の方が相対的に小さくはなるが、押圧軸２１ｅは全長にわたって押圧パッド２１ｃに当接した状態を維持する。この状態では押圧パッド２１ｃに対する押圧軸２１ｅの押圧力が中央部に比べて両端部では軽減されるため、前述した実施の形態と同様に封筒などの記録媒体Ｐを定着する時の紙シワの発生を防止することができる。
【００５５】
図５は、図２の加圧力可変手段２４の変形例を示す定着装置の概略構成図である。図５の定着装置８には、シワ検知手段２６Ａ，２６Ｂを、定着装置８の出口側の記録媒体Ｐが通過する領域であって記録媒体幅方向の両端部にそれぞれ設けている。これらシワ検知手段２６Ａ，２６Ｂは、記録媒体Ｐ上の別々の端部に生じるシワＳを検知可能であり、シワＳを検知した場合は、そのシワが記録媒体搬送方向のどの位置から発生したかを記憶する。そして、各シワ検知手段２６Ａ，２６Ｂによって検知したシワの大きさやシワ同士の間隔に基づいて、各加圧力可変手段２４Ａ，２４Ｂのカム４４Ａ、４４Ｂが独立して加圧ローラ２２の両端部の軸受２２ａを押す圧力を減圧するようになっている。なお、４５Ａ、４５Ｂはカム４４Ａ、４４Ｂを駆動するためのアクチュエータである。
【００５６】
例えば、図５において、記録媒体Ｐの左端に生じたシワＳよりも、右端に生じたシワＳの方が大きく、間隔も狭いと検知した場合は、それ以降の同種の記録媒体Ｐを通過させる場合に、当該記録媒体Ｐの左端における加圧力Ａよりも加圧力Ｂを低減する。この際、押圧軸２１ｅを回転させてニップ部Ｎの主走査方向の幅を狭めてもよい。このように、各端部におけるシワの発生レベルに応じて加圧ローラ２２の加圧力を独立して調整することにより、記録媒体Ｐに対して望ましい圧バランスに制御してシワの発生を確実に防止することが可能となる。
【００５７】
図６は定着装置の第１の変形例を示したものであって、この定着装置は定着部材の外周部を定着ベルト６４で構成し、ヒータを定着部材だけでなく加圧ローラ６６の内部にも設けている。定着ベルト６４は、ヒータ６１を内蔵した加熱ローラ６２と定着パッド６３との間に掛け渡している。加圧ローラ６６はその内部に設けられたヒータ６５によって加熱された状態で回転する。定着パッド６３の内側には、ニップ部Ｎに対応する位置に形成された平面部６３ａに当接する押圧軸２１ｅが配設されている。この押圧軸２１ｅの回転によって平面部６３ａに対する押圧幅が変更される点は前述と同様である。加圧ローラ６６は、定着パッド６３に対向した位置で、定着ベルト６４に対して所定の圧力で当接している。この定着装置によって定着処理を行う場合は、２つのヒータ６１，６５を発熱させて定着ベルト６４及び加圧ローラ６６を加熱し、定着ベルト６４が定着温度に達した状態で、ニップ部Ｎに未定着のトナー像Ｔを載せた記録媒体Ｐを通過させることによって、記録媒体Ｐを加熱及び加圧しトナー像Ｔを定着させる。
【００５８】
図７は定着装置の第２の変形例を示したものであって、この定着装置は定着回転体としての定着ローラ８４と、定着ローラ８４を加熱する加熱手段としてのヒータ８７と、定着ローラ８４を加圧する加圧部材８５を有する。加圧部材８５は図２の定着部材２１とほぼ同様の構成であるが、加圧部材８５の外周部を回転するスリーブ８５ａは発熱機能を省略したものとする。押圧軸２１ｅの回転によって押圧パッド２１ｃに対する押圧幅が変更される点は前述と同様である。この定着装置によって定着処理を行う場合は、ヒータ８７を発熱させて定着ローラ８４を加熱し、定着ローラ８４が定着温度に達した状態で、ニップ部Ｎに未定着のトナー像Ｔが形成された記録媒体Ｐを通過させることによって、記録媒体Ｐを加熱及び加圧しトナー像Ｔを定着させる。
【００５９】
図８に示す定着装置８は、定着装置８の上流側において記録媒体Ｐの左右両端に搬送方向に沿って等間隔に穴９０を明ける穴開け機構９１を配設したものである。この穴開け機構９１は左右一対で配設され、それぞれの穴開け機構９１は穴開け用の凸部９２と凹部９３を周方向等間隔に形成してなる前後一対の円盤状穴開け治具９１ａ、９１ｂを有する。そして穴開け治具９１ａ、９１ｂ同士が記録媒体Ｐの両端部を間に挟んで回転しつつ当接し合うことで記録媒体に連続的に穴９０を明けるようにしている。これら左右一対の穴開け機構９１は記録媒体Ｐの幅に対応して左右動可能に配設され、また記録媒体Ｐの最大幅の外側まで移動可能に構成されている。
【００６０】
このような穴開け機構９１によって記録媒体Ｐの両端部に穴９０を形成することにより、記録媒体Ｐがニップ部Ｎを通過する際の紙に発生する応力を穴９０の周囲に分散させることができ、これによって紙シワの発生を防止することができる。また、普通紙を定着する場合は穴開け不要なので穴開け機構９１を普通紙の幅方向外側まで移動させておく。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の構成は、上記構成の定着装置に適用する場合に限らない。例えば、定着部材を加熱する加熱手段は、定着ローラ内に設けられたヒータや、定着ベルトを張架する加熱ローラ内に設けたヒータ、あるいは、その加熱ローラの外側に配設された誘導加熱部などであってもよい。また、本発明に係る定着装置は、図１に示すモノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置や、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に搭載することも可能である。
【００６２】
以上のように、本発明に係る定着装置は、記録媒体が通過するニップ部の押圧範囲と押圧力を変化させることができるので、封筒等のシワの生じやすい記録媒体をニップ部に通過させる場合に、シワの発生が予測される箇所を押圧しないか、或いは押圧力を小さくすることができる。これにより、記録媒体のシワの発生を未然に防ぐことが可能となり、良好な定着性が得られるようになる。
【００６３】
また、定着性を確保するためには押圧力の低減に合わせて定着部材を温度上昇させる必要があるが、本発明では、押圧力の低減をシワの発生が予測される箇所でのみ行うことが可能であるから、それ以外の箇所（シワが発生しない箇所）においては、通常の温度で定着することが可能である。これにより、定着部材の温度上昇を必要な場合にのみ行えばよいので、省エネ化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６４】
８      定着装置
２１    定着部材
２１ａ  定着スリーブ
２１ｂ  ステイ
２１ｃ  押圧パッド
２１ｄ  摺接材
２１ｅ  押圧軸
２２    加圧ローラ（加圧部材）
２３    誘導加熱部
Ｎ      ニップ部
Ｐ      記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平１−２６３６７９号公報
【特許文献３】特開２００７−５２２２９号公報
【特許文献４】実開昭５１−１０９７３９号公報
【特許文献５】特開２００７−２１２５２６号公報
【図１】
0005598713.tif 000002
【図２】
0005598713.tif 000003
【図３Ａ】
0005598713.tif 000004
【図３Ｂ】
0005598713.tif 000005
【図３Ｃ】
0005598713.tif 000006
【図４Ａ】
0005598713.tif 000007
【図４Ｂ】
0005598713.tif 000008
【図４Ｃ】
0005598713.tif 000009
【図５】
0005598713.tif 000010
【図６】
0005598713.tif 000011
【図７】
0005598713.tif 000012
【図８】
0005598713.tif 000013