(57)【要約】【課題】定着ニップ通過後の記録媒体にスジ状のしわが生じるのを抑制することができる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラ４１などのニップ形成部材よりも記録媒体の移動方向下流側で、定着ベルト４３を介して加圧ローラ４５などの加圧部材と接触しない位置に配置され、定着ベルト４３の内周面に当接して、定着ベルト４３の曲率を大きくする分離補助部材４８などの分離部材を備えている。また、記録媒体の移動方向において、ニップ形成部材から分離部材までの間に、定着ベルト４３の内周面に当接して定着ベルト４３を押さえる押さえ部材４９が配置されている。また、加圧部材を前記定着ベルト４３に対して接離させる加圧脱圧機構などの接離手段を備えている。そして、加圧ローラを熱膨張させるプレ加熱動作の動作条件を、環境温度に基づいて変更するようにした。【選択図】図２
2018054943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の張架部材に張架される無端状の定着ベルトと、
前記複数の張架部材のうちのひとつであるニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材に対向して前記定着ベルトを介してニップを形成する加圧部材と、
前記定着ベルトを加熱する熱源と、
前記ニップ形成部材よりも前記定着ベルトの移動方向下流側で、前記加圧部材から離間した位置に配置され、前記定着ベルトを張架する分離部材とを備えた定着装置において、
前記ニップの出口から前記分離部材の前記定着ベルト移動方向上流側端部までの間に、前記定着ベルトの内周面に当接して前記定着ベルトを押さえる押さえ部材と、
前記加圧部材を前記定着ベルトに対して接離させる接離手段と、
定着動作終了後、前記接離手段により前記加圧部材を前記定着ベルトから離間させるように制御する制御手段と、
当該装置の周囲温度を検知する温度検知手段とを備え、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記定着ベルトを所定の温度にまで加熱する立ち上げ動作時に前記加圧部材を前記定着ベルトに当接させて、前記加圧部材を加熱するプレ加熱動作を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、プレ加熱動作時における前記熱源の単位時間当たりの熱量を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着装置において、
前記プレ加熱動作は、前記加圧部材を目標温度に昇温させる動作であって、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記目標温度を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載に記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記プレ加熱動作の動作時間を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、プレ加熱動作時の前記加圧部材の回転速度を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、プレ加熱動作時の前記加圧部材の前記定着ベルトへの加圧位置を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、待機時の定着ベルト温度を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、待機時の所定のタイミングで前記加圧部材を加熱する待機時加熱動作を行う否かを決定することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記ニップに通紙する記録媒体の紙間を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記加圧部材の蓄熱量に基づいて、前記温度検知手段の検知結果に基づくプレ加熱動作を行うか、前記温度検知手段の検知結果に基づかないプレ加熱動作を行うかを選択することを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
複数の張架部材に張架される無端状の定着ベルトと、
前記複数の張架部材のうちのひとつであるニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材に対向して前記定着ベルトを介してニップを形成する加圧部材と、
前記定着ベルトを加熱する熱源と、
前記ニップ形成部材よりも前記定着ベルトの移動方向下流側で、前記加圧部材から離間した位置に配置され、前記定着ベルトを張架する分離部材とを備えた定着装置において、
前記ニップの出口から前記分離部材の前記定着ベルト移動方向上流側端部までの間に、前記定着ベルトの内周面に当接して前記定着ベルトを押さえる押さえ部材と、
前記加圧部材を前記定着ベルトに対して接離させる接離手段と、
定着動作終了後、前記接離手段により前記加圧部材を前記定着ベルトから離間させるように制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、当該定着装置に供給される電力情報に基づいて、前記定着ベルトを所定の温度にまで加熱する立ち上げ動作時に前記加圧部材を前記定着ベルトに当接させて、所定時間前記加圧部材を加熱するプレ加熱動作を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記電力情報に基づいて、プレ加熱動作時における前記熱源の稼動時間を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の定着装置において、
前記プレ加熱動作は、前記加圧部材を目標温度に昇温させる動作であって、
前記制御手段は、前記電力情報に基づいて、前記目標温度を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１１または１２に記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記電力情報に基づいて、前記プレ加熱動作の動作時間を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記電力情報に基づいて、プレ加熱動作時の前記加圧部材の回転速度を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記電力情報に基づいて、プレ加熱動作時の前記加圧部材の前記定着ベルトへの加圧位置を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６いずれかに記載の定着装置において、
前記制御手段は、前記加圧部材の蓄熱量に基づいて、前記電力情報に基づくプレ加熱動作を行うか、電力情報に基づかないプレ加熱動作を行うかを選択することを特徴とする定着装置。
【請求項１８】
潜像担持体と、
潜像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を前記潜像担持体上から記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、
前記定着手段として、請求項１乃至１７いずれかに記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像形成装置において、
前記定着装置の周囲温度を検知する温度検知手段を備え、
前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記潜像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりのトナー付着量を設定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、用紙等の記録媒体上に作像された未定着のトナー像を記録媒体上に定着する定着装置を備えている。この定着装置としては、例えば、ヒータ等の加熱手段により加熱されるとともに複数の張架部材に張架された定着ベルトを備えている。この定着ベルトと、張架部材のひとつである定着ローラ等のニップ形成部材に定着ベルトを介して圧接しながら回転する加圧ローラ等の加圧部材とで定着ニップなどのニップを形成する。このニップに、トナー像を担持した記録媒体を通過させてトナー像を記録媒体に定着する方式が知られている。
【０００３】
特許文献１には、上記定着装置として、ニップを通過した記録媒体を定着ベルトから分離させるための分離機構を備えた定着装置が記載されている。具体的には、前記ニップよりも記録媒体搬送方向下流側で、先端を定着ベルトの外周面に対して所定の隙間を有して対向する分離爪を有している。また、前記定着ベルトの内周面に当接して、前記定着ベルトの前記分離爪と対向する部分の曲率を大きく（曲率半径を小さく）する分離部材を有している。この分離部材は、加圧部材と定着ベルトを介して接触する接触位置から加圧部材に対して離間した位置に配置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の定着装置においては、定着ニップ通過後の記録媒体にスジ状のしわが生じる不具合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の張架部材に張架される無端状の定着ベルトと、前記複数の張架部材のうちのひとつであるニップ形成部材と、前記ニップ形成部材に対向して前記定着ベルトを介してニップを形成する加圧部材と、前記定着ベルトを加熱する熱源と、前記ニップ形成部材よりも前記定着ベルトの移動方向下流側で、前記加圧部材から離間した位置に配置され、前記定着ベルトを張架する分離部材とを備えた定着装置において、前記ニップの出口から前記分離部材の前記定着ベルト移動方向上流側端部までの間に、前記定着ベルトの内周面に当接して前記定着ベルトを押さえる押さえ部材と、前記加圧部材を前記定着ベルトに対して接離させる接離手段と、定着動作終了後、前記接離手段により前記加圧部材を前記定着ベルトから離間させるように制御する制御手段と、当該装置の周囲温度を検知する温度検知手段とを備え、前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記定着ベルトを所定の温度にまで加熱する立ち上げ動作時に前記加圧部材を前記定着ベルトに当接させて、前記加圧部材を加熱するプレ加熱動作を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、定着ニップ通過後の記録媒体にスジ状のしわが生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】定着装置の概略断面図。
【図３】従来の定着装置の定着ニップ出口近傍を示す拡大図。
【図４】スジ状のしわが生じた記録シートの一例を示す図。
【図５】本実施形態の定着装置の定着ニップ出口近傍を示す拡大図。
【図６】押さえ部材の変形例について説明する図。
【図７】押さえ部材の第２の変形例について説明する図。
【図８】押さえ部材の第３の変形例について説明する図。
【図９】押さえ部材の第４の変形例について説明する図。
【図１０】移動機構について説明する斜視図。
【図１１】押さえ部材を、当接位置に位置させた状態を示す図。
【図１２】押さえ部材を、解除位置に位置させた状態を示す図。
【図１３】加圧脱圧機構を示す概略構成図。
【図１４】従来における電源ＯＮ直後にプリント動作を行った場合の定着ベルトの温度と加圧ローラの温度とを示すグラフ。
【図１５】従来における長期間待機後にプリント動作を行った場合の定着ベルトの温度と加圧ローラの温度とを示すグラフ。
【図１６】本実施形態における電源ＯＮ直後にプリント動作を行った場合の定着ベルトの温度と加圧ローラの温度とを示すグラフ。
【図１７】本実施形態における長期間待機後にプリント動作を行った場合の定着ベルトの温度と加圧ローラの温度とを示すグラフ。
【図１８】環境温度検知する温度検知手段たる温度センサの配置について説明する図。
【図１９】本実施形態の制御系の一例を説明するブロック図。
【図２０】実施形態２の制御系の一例を説明するブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタの一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー像を作像するための４つの作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを備えている。そして、それら４つの作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを、後述する像担持ベルトとしての中間転写ベルト６１に対してその無端移動方向に沿って並べたいわゆるタンデム型の構成になっている。
【０００９】
このプリンタは、給紙路３０、転写前搬送路３１、手差し給紙路３２、手差しトレイ３３、レジストローラ対３４、搬送ベルトユニット３５、定着装置４０、搬送切替装置５０、排紙路５１、排紙ローラ対５２、排紙トレイ５３等も備えている。更には、２つの光書込ユニット１ＹＭ、１ＣＫ、一次転写ユニット６０、二次転写ユニット７８、第１給紙カセット１０１、第２給紙カセット１０２等も備えている。
【００１０】
作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、潜像担持体たるドラム状の感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを有している。また、第１給紙カセット１０１，第２給紙カセット１０２は、それぞれ内部に記録シートＰの束を収容している。そして、給送ローラ１０１ａ，１０２ａの回転駆動により、シート束における一番上の記録シートＰを給紙路３０に向けて送り出す。
【００１１】
プリンタ筺体における側面には、手差しトレイ３３が筺体に対して開閉可能に配設されており、筺体に対して開いた状態でトレイ上面にシート束が手差しされる。手差しされたシート束における一番上の記録シートＰは、手差しトレイ３３の送出ローラによって給紙路３０に向けて送り出される。
【００１２】
２つの光書込ユニット１ＹＭ，１ＣＫは、それぞれ、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、各種レンズなどを有している。そして、プリンタ外部のスキャナによって読み取られた画像情報や、パーソナルコンピュータから送られてくる画像情報に基づいて、レーザーダイオードを駆動して、作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを光走査する。具体的には、作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、駆動手段によってそれぞれ図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる。光書込ユニット１ＹＭは、駆動中の感光体３Ｙ，３Ｍに対して、レーザー光をそれぞれ回転軸線方向に偏向せしめながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体３Ｙ，３Ｍには、Ｙ，Ｍ画像情報に基づいた静電潜像が形成される。また、光書込ユニット１ＣＫは、駆動中の感光体３Ｃ，３Ｋに対して、レーザー光をそれぞれ回転軸線方向に偏向せしめながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体３Ｃ，３Ｋには、Ｃ，Ｋ画像情報に基づいた静電潜像が形成される。
【００１３】
作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、潜像担持体たる感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、その周囲に配設される各種機器とを１つのユニットとして共通の支持体に支持した状態で、それらがプリンタ筐体に対して一体的に着脱されるものである。それら作像ユニットは、互いに使用するトナーの色が異なる点の他は同様の構成になっている。Ｙ用の作像ユニット２Ｙを例にすると、これは、感光体３Ｙの他、これの表面に形成された静電潜像をＹトナー像に現像するための現像装置４Ｙを有している。また、回転駆動される感光体３Ｙの表面に対して一様帯電処理を施す帯電装置５Ｙや、後述するＹ用の一次転写ニップを通過した後の感光体３Ｙ表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置６Ｙなども有している。
【００１４】
感光体３Ｙは、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものである。ドラム状のものに代えて、無端ベルト状のものを用いてもよい。
【００１５】
現像装置４Ｙは、非磁性パイプからなる回転可能な現像スリーブと、これの中空内にスリーブと連れ回らないように配設されたマグネットローラとを具備している。そして、マグネットローラの発する磁力によって現像スリーブの表面に担持した磁性キャリアと非磁性のＹトナーとを含有する二成分現像剤（以下、単に現像剤という）により、感光体３Ｙ上の静電潜像を現像する。この際、現像スリーブに印加される現像バイアスと、感光体３Ｙ上の静電潜像との電位差により、現像スリーブ上で静電潜像に対向するＹトナーに対して現像ポテンシャルを作用させる。これに対し、現像バイアスと、感光体３Ｙの地肌部との電位差により、現像スリーブ上で感光体３Ｙの地肌部に対向するＹトナーに対して地肌ポテンシャルを作用させる。それらのポテンシャルにより、現像スリーブ上のＹトナーを感光体３Ｙの静電潜像と地肌部とのうち、静電潜像だけに選択的に付着させて、静電潜像を現像する。
【００１６】
現像装置４Ｙに対しては、Ｙトナー補給装置により、Ｙトナーボトル１０３Ｙ内のＹトナーが適宜補給される。現像装置４Ｙ内にはトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサが設けられている。トナー濃度センサは磁性体であるキャリアに起因する現像剤の透磁率を検出するものである。後述するメイン制御部は、このトナー濃度センサからの出力値と、トナー濃度目標値であるセンサからの出力目標値との比較に基づいて、Ｙトナー補給装置の駆動を制御することで、現像剤のトナー濃度を一定範囲内（例えば４ｗｔ％〜９ｗｔ％）にしている。現像装置４Ｍ，４Ｃ，４Ｋついても、同様のトナー補給制御を行う。
【００１７】
ドラムクリーニング装置６Ｙは、感光体３Ｙに当接させたポリウレタンゴム製のクリーニングブレードによって感光体３Ｙの表面から転写残トナーを掻き取る方式のものである。かかる方式のものに代えて、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、ドラムクリーニング装置６Ｙは、クリーニングブレードに加えて、回転自在なファーブラシも感光体３Ｙに当接させている。このファーブラシは、固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体３Ｙ表面に塗布する役割も兼ねている。
【００１８】
感光体３Ｙの上方には、除電ランプが配設されており、この除電ランプも作像ユニット２Ｙの一部になっている。除電ランプは、ドラムクリーニング装置６Ｙを通過した後の感光体３Ｙ表面を光照射によって除電する。除電された感光体３Ｙの表面は、帯電装置５Ｙによって一様に帯電せしめられた後、上述した光書込ユニット１ＹＭによる光走査が施される。なお、帯電装置５Ｙは、電源から帯電バイアスの供給を受けながら回転駆動するものである。かかる方式のものに代えて、感光体３Ｙに対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ方式のものを採用してもよい。
【００１９】
Ｙ用の作像ユニット２Ｙについて説明したが、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の作像ユニット２Ｍ，２Ｃ，２Ｋも、Ｙ用の作像ユニット２Ｙと同様の構成になっている。
【００２０】
４つの作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの下方には、一次転写ユニット６０が配設されている。この一次転写ユニット６０は、複数のローラによって張架している像担持体たる中間転写ベルト６１を、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに当接させながら、何れか１つのローラの回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと中間転写ベルト６１とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。
【００２１】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋによって中間転写ベルト６１を感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに向けて押圧している。これら一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋには、それぞれ一次転写電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップには、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６１に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。
【００２２】
図中時計回り方向の無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト６１のおもて面には、Ｙトナー像，Ｍトナー像，Ｃトナー像，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト６１のおもて面には４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００２３】
中間転写ベルト６１の図中下方には、二次転写ユニット７８が配設されている。この二次転写ユニット７８は、無端状の二次転写ベルト７７、接地従動ローラ７２、駆動ローラ、二次ベルトクリーニング装置７６、トナー付着量検知センサ６４などを有している。二次転写ベルト７７は、そのループ内側に配設された接地従動ローラ７２と、駆動ローラとによってテンション張架されながら、駆動ローラの回転駆動に伴って図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。
【００２４】
二次転写ユニット７８の二次転写ベルト７７は、自らの接地従動ローラ７２に対する掛け回し箇所を、一次転写ユニット６０の中間転写ベルト６１における二次転写バイアスローラ６８に対する掛け回し箇所に当接させて二次転写ニップを形成している。中間転写ベルト６１のループ内側の二次転写バイアスローラ６８には後述する二次転写電源から出力される二次転写バイアスが印加されるのに対し、二次転写ベルト７７のループ内側の接地従動ローラ７２は接地されている。これにより、二次転写ニップ内に二次転写電界が形成される。
【００２５】
二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３４が配設されており、ローラ間に挟み込んだ記録シートＰを中間転写ベルト６１上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップ内では、中間転写ベルト６１上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって記録シートＰに一括二次転写され、記録シートＰの白色と相まってフルカラー画像となる。
【００２６】
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト６１のおもて面には、二次転写残トナーが付着している。この二次転写残トナーは、一次転写ユニット６０の一次ベルトクリーニング装置７５によって中間転写ベルト６１の表面から除去される。
【００２７】
二次転写ニップを通過した記録シートＰは、中間転写ベルト６１や二次転写ベルト７７から離間して、搬送ベルトユニット３５に受け渡される。この搬送ベルトユニット３５は、無端状の搬送ベルト３６を駆動ローラ３７と従動ローラ３８とによって張架しながら、駆動ローラ３７の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめる。そして、二次転写ニップから受け渡された記録シートＰをベルト上部張架面に保持しながら、ベルトの無端移動に伴って搬送して定着装置４０に受け渡す。
【００２８】
定着装置４０内に送られた記録シートＰは、無端状の定着ベルトと加圧ローラとの当接による定着ニップに挟み込まれる。そして、加圧や加熱などの作用により、その表面にトナー像が定着せしめられる。
【００２９】
二次転写ニップで第１面にトナー像が転写され、且つ定着装置４０でその第１面にトナー像が定着せしめられた記録シートＰは、搬送切替装置５０に向けて送り出される。本プリンタにおいては、搬送切替装置５０、再送路５４、スイッチバック路５５、スイッチバック後搬送路５６等により、再送手段が構成されている。搬送切替装置５０は、定着装置４０から受け取った記録シートＰのその後の搬送先を、排紙路５１と、再送路５４とで切り替える。
【００３０】
具体的には、記録シートＰの第１面だけに対して画像を形成する片面モードのプリントジョブの実行時には、搬送先を排紙路５１に設定する。これにより、第１面だけに画像が形成された記録シートＰを、排紙路５１経由で排紙ローラ対５２に送って、機外の排紙トレイ５３上に排紙する。また、記録シートＰの両面に対してそれぞれ画像を形成する両面モードのプリントジョブの実行時において、両面にそれぞれ画像が定着された記録シートＰを定着装置４０から受け取ったときにも、搬送先を排紙路５１に設定する。これにより、両面に画像が形成された記録シートＰを、機外の排紙トレイ５３上に排紙する。
【００３１】
一方、両面モードのプリントジョブの実行時において、第１面だけに画像が定着された記録シートＰを定着装置４０から受け取ったときには、搬送先を再送路５４に設定する。再送路５４には、スイッチバック路５５が繋がっており、再送路５４に送られた記録シートＰはこのスイッチバック路５５に進入する。そして、記録シートＰの搬送方向の全領域がスイッチバック路５５に進入すると、記録シートＰの搬送方向が逆転されて、記録シートＰがスイッチバックする。スイッチバック路５５には、再送路５４の他に、スイッチバック後搬送路５６が繋がっており、スイッチバックした記録シートＰは、このスイッチバック後搬送路５６に進入する。このとき、記録シートＰの上下が反転する。そして、上下反転した記録シートＰは、スイッチバック後搬送路５６と、上述した給紙路３０とを経由して、二次転写ニップに再送される。二次転写ニップで第２面にもトナー像が転写された記録シートＰは、定着装置４０を経由して第２面にトナー像が定着せしめられた後、搬送切替装置５０と、排紙路５１と排紙ローラ対５２とを経由して、排紙トレイ５３上に排紙される。
【００３２】
図２は、定着装置４０の概略断面図である。
本実施形態の定着装置４０は、ベルト定着方式であり、定着ベルト４３と、定着ベルト４３に対向して回転可能に設けられた加圧部材としての加圧ローラ４５とを備えている。定着ベルト４３は、定着ローラ４１、加熱ローラ４２、テンションローラ４７などにより張架されている。定着ローラ４１、加圧ローラ４５及び加熱ローラ４２は、定着装置４０の筐体の長手方向に回転可能に軸支されている。
【００３３】
定着ベルト４３は、ＰＩ（ポリイミド）層で形成される無端ベルトであって、外周表面に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）膜等のオフセット防止剤がコーティングされたものである。定着ローラ４１と加圧ローラ４５は、ゴムローラであり、加圧ローラ４５が定着ベルト４３を介して定着ローラ４１の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ４５と定着ベルト４３との間で定着ニップＮ１が形成される。テンションローラ４７は、定着ベルト４３にテンションを与えるものであり、円筒形をしたアルミ管で形成される。
【００３４】
加圧ローラ４５は、定着ベルト４３に対して接離可能に設けられており、通紙（定着）の際には、加圧脱圧機構により加圧ローラ４５が定着ベルト４３を加圧して定着ニップＮ１を形成する。一方、待機時（非定着時）においては、加圧が解除され、加圧ローラ４５が定着ベルト４３から離間する。
【００３５】
また、加熱ローラ４２は、アルミニウム又は鉄製の中空ローラで内部にハロゲンヒータ等のヒータから成る熱源４４を有している。熱源４４は誘導加熱機構であってもよい。加熱ローラ４２と定着ベルト４３を介して対抗する位置には、温度センサ素子であるサーミスタ１１が配置されており、サーミスタ１１の温度検知に基づき、定着ベルトが設定温度となるように熱源４４を制御している。
【００３６】
また、定着ローラ４１には、モータや減速ギヤ列などによって構成された駆動手段が接続されており、この駆動手段により図中矢印方向に回転駆動する。定着ローラの回転により、定着ローラ４１に圧接する加圧ローラ４５および定着ベルト４３が同速で図１に示す矢印方向に回転する。定着ローラ４１の回転により、定着ローラ４１に圧接する加圧ローラ４５および定着ベルト４３が同速で図中に示す矢印方向に回転する。また、加圧ローラ４５を駆動手段により回転駆動し、これに圧接する定着ベルト４３、定着ローラ４１を従動回転させてもよい。
【００３７】
また、テンションローラ４７と加熱ローラ４２との間には、定着ベルト４３の外周面を研磨する研磨装置１０が配設されている。研磨装置１０は、定着ベルト４３の外周面に当接する研磨ローラ１０ａと、この研磨ローラ１０ａと定着ベルト４３を介して対向する対向ローラ１０ｂとを備えている。研磨ローラ１０ａは、加圧スプリング１０ｃにより定着ベルト４３に圧接せしめられている。研磨ローラ１０ａと対向ローラ１０ｂは、定着ベルト４３に対して接離可能に設けられており、定着ベルト４３を研磨する必要のない時は、研磨ローラ１０ａおよび対向ローラ１０ｂを定着ベルト４３から離間させる。これにより、定着ベルト４３の寿命を高めることができる。
【００３８】
記録シートＰが、定着ニップＮ１を通過するときに、記録シートＰの裁断バリによって定着ベルト４３の表面が摩耗する。そのため、定着ベルト４３は、使用頻度の高い記録シートＰの幅に対応する箇所の摩耗と、これよりも外側箇所の摩耗とが異なる。その結果、使用頻度の高い記録シートよりも幅の広い記録シートを用いて画像を出力したときに、定着ベルト上の摩耗箇所が画像に現れてしまうという問題がある。本実施形態においては、研磨装置１０を設けて、定着ベルト４３の外周面を研磨ローラ１０ａで研磨することで、定着ベルト４３の摩耗を、幅方向で均一にし、上記問題の発生を抑制している。
【００３９】
また、定着ベルト４３の内側であって、定着ニップＮ１の定着ベルト表面移動方向下流側には、分離部材たる分離補助部材４８が設けられている。分離補助部材４８は、ＳＵＳなどの金属や樹脂などの剛体で形成され、断面が略円弧状のブロック部材である。分離補助部材４８は、定着ニップＮ１の定着ベルト表面移動方向下流側で、定着ベルト４３の内周面と接触し、定着ベルト４３を定着ローラ４１から離間する方向に張架して、定着ベルト４３の進行方向を急激に変化させている。定着ベルト４３の進行方向を急激に変化させることで、定着ベルト４３の曲率を大きく（曲率半径を小さく）でき、記録シートＰを、この曲率により分離させることができ、分離性能を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、分離補助部材４８の定着ベルト４３との接触面を円弧形状としているため定着ベルト４３は、この円弧状の接触面に倣ってスムーズに移動させることができる。
【００４１】
また、分離補助部材４８の定着ローラ４１との対向面も円弧形状として、定着ローラ４１表面に沿った形状としている。これにより、分離補助部材４８が、定着ローラ４１と接触することなく、狭いスペースに分離補助部材４８を配置することができる。
【００４２】
分離補助部材４８は、定着ローラ４１の軸方向全域に亘って設けられており、その両端が、定着装置４０の筐体の側面に固定されている。また、分離補助部材４８は、加圧ローラ４５と接触しない位置に配置されており、加圧ローラ４５の耐久性およびモータのトルク上昇を起こさせない構成としている。
【００４３】
また、定着ベルト４３を介して分離補助部材４８と対向するように、第二の分離部材たる分離板４６が配設されている。分離板４６の先端が、定着ベルト４３とで微小隙間を有するように配設されている。分離板４６の先端は、先細りとなっており、テーパ状に尖った形状となっている。また、本実施形態においては、定着ニップと分離補助部材４８との間で定着ベルト４３の内周面に当接し、定着ベルト４３を加圧ローラ４５に当接させる押さえ部材４９が配設されている。
【００４４】
以下、本実施形態の定着装置４０の基本動作について説明する。
トナー像が形成された記録シートＰが、定着ニップＮ１へ搬送され、記録シート上のトナー像が定着ニップＮ１で加熱溶融されることによって、トナー像が定着される。その後、記録シートＰは、ニップ出口後の分離板４６等により記録シートが定着ベルト４３から剥離され、定着装置４０から排出される。定着装置４０の出口部には記録シートＰが所定のタイミングで通過していることを確認する為に、排紙センサを配置している。そして、所定のタイミングで記録シートＰが排出されないときは、用紙ジャムが発生したとして、ユーザーに報知するなどのジャム処理モードに移行する。
【００４５】
次に、本実施形態の特徴部について説明する。
図３は、従来の定着装置の定着ニップＮ１出口近傍を示す拡大図である。
分離板４６は、主に、定着ベルト４３の曲率で分離し難い薄紙などのコシの弱い記録シートＰの先端を分離板４６の先端に当接させて、定着ベルト４３から記録シートＰを分離させる機能を担うものである。また、分離板４６の先端が定着ベルト４３に接触すると、定着ベルト４３が分離板４６により削られ、定着ベルト４３の寿命が低下してしまう。このように、分離板４６の先端が定着ベルト４３に接触せず、かつ、薄紙が確実に分離板４６に当接するようにするためには、定着ベルト４３と分離板４６との隙間ｄ（約０．２ｍｍ）を、高精度に管理する必要がある。
【００４６】
そこで、定着ベルト４３を介して分離板４６と対向する分離補助部材４８を剛体で形成し分離補助部材４８の変形による定着ベルト４３と分離板４６との隙間ｄの変動を抑制している。また、剛体の分離補助部材４８を、定着ベルト４３を介して加圧ローラ４５に当接する構成とした場合、分離補助部材４８が加圧ローラ４５の加圧力で弾性変形し、定着ベルト４３と分離板４６との隙間ｄが変動してしまうおそれがある。また、加圧ローラ４５の耐久性が低下する課題もある。下記表１に示すように、分離補助部材４８を加圧ローラ４５から２ｍｍ退避させた場合は、加圧ローラ４５、定着ベルト４３の寿命を約２倍高めることができる。
【００４７】
【表１】
2018054943.tif 000003
【００４８】
しかしながら、分離補助部材４８を加圧ローラ４５から離間した位置に設けることで、定着ニップＮ１から分離板４６の先端が対向する分離部までの間、定着ベルト４３に付着した記録シートＰには圧力がかからなくなる。記録シートＰは、定着ニップＮ１において、加熱されることにより、記録シートＰに含まれる水分が気化して水蒸気となる。定着ニップＮ１においては、面圧約４０［Ｎ／ｃｍ２］程度の強い圧力で加圧されているため、記録シートＰから水蒸気が放出されることがない。しかし、定着ニップＮ１を出た記録シートＰには圧がなくなるため記録シートＰから水蒸気が放出される。
【００４９】
図３に示すように、定着ニップ出口における定着ベルト４３と加圧ローラ４５との間の隙間が、定着ベルト４３が定着ローラ４１に巻きつく場合に比べて狭い。そのため、その狭い領域には熱が篭りやすく、記録シートの温度が低下せず、多くの水蒸気が放出される。水蒸気は、記録シートＰの加圧ローラ４５と対向する面（裏面）から主に放出される。また、定着ニップＮ１を出た記録シートは、定着ベルト４３に付着した状態で、分離板４６の先端が対向する分離部まで搬送される。記録シートＰの非画像部は、トナー像が形成された画像部よりも高さが低いため、定着ベルト４３と非画像部との間には隙間が生じており、この隙間にも水蒸気が放出される。水蒸気が放出されることにより、記録シートＰの繊維が乾燥して縮み波打ちが発生する。
【００５０】
また、記録シートＰの加圧ローラ４５と対向する面（裏面）から主に放出された水蒸気は、この狭い隙間に留まり、再度、記録シートに吸収されて記録シートを濡らす。また、定着ベルト４３と非画像部との間に放出された水蒸気もその隙間に留まり、再度、記録シートに吸収されて記録シートを濡らす。記録シートＰが濡れることで繊維が延びて記録シートに波打ちが生じてしまう。
【００５１】
図３に示す従来構成においては、定着ニップＮ１から分離板４６の先端が対向する分離部まで記録シートＰが搬送されるまでの間に、水蒸気の放出による乾燥や、水蒸気の再吸収による濡れにより記録シートＰの繊維に伸縮が発生し、この間で記録シートＰに波打ちが生じる。そして、波打ちが生じた状態で排紙ローラ対などにより挟まれることにより、図４示すように記録シートＰにしわＳが生じてしまう。
【００５２】
そこで、本実施形態においては、定着ローラ４１と分離補助部材４８との間で定着ベルト４３の内周面に当接し、定着ベルトを押さえる押さえ部材４９を設けた。
【００５３】
図５は、本実施形態の定着装置の定着ニップＮ１出口近傍を示す拡大図である。
本実施形態においては、定着ベルト４３の内側で、定着ローラ４１と分離補助部材４８との間に押さえ部材４９が配設されている。押さえ部材４９は、ＳＵＳ等の金属で形成された厚さ０．２ｍｍ程度の板状部材であり、一端が支持板２４に支持されており、この支持板２４から加圧ローラ側へ延び、途中で定着ニップＮ１側に屈曲せしめられた板バネ形状となっている。このように、途中で屈曲させることにより、定着ベルト４３の内周面に当接し、定着ベルト４３を加圧ローラ４５に当接させる押さえ部４９ｂと、押さえ部４９ｂよりも定着ベルト４３表面移動方向下流側に位置し、屈曲した剥離部４９ａとが形成される。
【００５４】
押さえ部材４９は、加圧ローラ４５に対して０．４ｍｍ食い込むように設けられ、弾性変形して定着ベルト４３を加圧ローラ４５に所定の荷重で押圧するように設置している。これにより、押さえ部材４９により定着ニップＮ１の記録シート搬送方向下流側にポストニップ部Ｎ２が形成される。
【００５５】
また、押さえ部材４９の押さえ部４９ｂの形状を、加圧ローラ４５の表面形状に沿わせる形状にして、定着ベルト４３を加圧ローラ４５に均一に押圧している。また、ポストニップ部Ｎ２の出口において、定着ベルト４３は、押さえ部材４９の剥離部４９ａの屈曲に沿うようにしてその移動方向が、急激に変化せしめられる。これにより、ポストニップ部Ｎ２出口における定着ベルト４３の曲率を大きく（曲率半径を小さく）できる。本実施形態において、ポストニップ部Ｎ２の出口における定着ベルト４３の曲率半径がφ６ｍｍとなるように、押さえ部材４９の剥離部４９ａを構成している。
【００５６】
本実施形態においては、定着ニップＮ１を出た記録シートＰは、引き続きポストニップ部Ｎ２で圧力を受けながら搬送される。このポストニップ部Ｎ２では、定着ニップＮ１よりも圧力が低いため、このポストニップ部Ｎ２で水蒸気が記録シートから放出される。このような記録媒体から水蒸気が放出されることにより、紙の繊維が乾燥して縮もうとするが、記録シートは、定着ベルト４３を介して押さえ部材４９により加圧ローラに押さえられているため、繊維が縮めず、水蒸気の放出による記録シートの波打ちが抑制される。
【００５７】
また、上記ポストニップ部Ｎ２で放出された水蒸気は、記録シートＰと定着ベルト４３などの間で気泡として留まり、再度、記録シートＰに吸収され記録シートＰを濡らす。しかし、この水蒸気の吸収の際、記録シートＰは定着ベルト４３を介して押さえ部材４９により加圧ローラ４５に押さえられている。従って、水蒸気の吸収により濡れて紙の繊維が伸びようとするが、記録シートＰは、定着ベルト４３を介して押さえ部材４９により加圧ローラ４５に押さえられているため、繊維が伸びることができず、水蒸気の吸収による記録シートＰの波打ちが抑制される。
【００５８】
このように、記録シートの波打ちが抑制されることにより、定着ニップ通過後の記録シートが、排紙ローラ対により挟まれて搬送されるときに、記録シートに先の図４に示したようなスジ状のしわが生じるのを抑制することができる。
【００５９】
本実施形態では、水蒸気の放出や吸収で記録シートの繊維が伸縮しないように記録シートを押さえておけばよく、その圧力は、定着ニップの圧力よりも十分低くてよい。本実施形態においては、ポストニップ部Ｎ２の圧力は、５［Ｎ］程度でよい。また、記録シートに先の図４に示したようなスジ状のしわが生じない程度に記録シートの波打ちを抑制すればよい。そのため、定着ベルト４３を加圧ローラに近接するように押さえ部材４９で押さえ、定着ベルト４３と加圧ローラ４５との間に多少の隙間があってもよい。この場合は、ニップＮ１を出た記録シートＰが、水蒸気の放出や吸収で波打ちが生じようとすると加圧ローラ４５や定着ベルトに当たり、これ以上波打とうとするのが抑制される。よって、定着ベルト４３を加圧ローラに近接するように押さえ部材４９で押さえて、定着ベルト４３と加圧ローラ４５との間に多少の隙間があっても波打ちを抑制できる。また、押さえ部材４９で定着ベルト４３を加圧ローラ４５に当接させない場合において、前述した隙間は記録シートＰの厚み分であると、定着ニップＮ１を出た記録シートは、定着ベルトと加圧ローラとで挟まれる形で搬送されるため、より効果的に、記録シートの波打ちをより効果的に抑制することができる。
【００６０】
また、ポストニップ部Ｎ２の出口で、定着ベルト４３は、押さえ部材４９の剥離部４９ａの屈曲に沿うようにしてその移動方向が急激に変化せしめられている。その結果、ポストニップ部Ｎ２の出口で、記録シートＰは、曲率分離により定着ベルト４３から分離される。また、薄紙などのコシの弱い記録シートＰや、記録シートＰの先端部分まで画像が形成された記録シートＰは、このポストニップ部Ｎ２の出口で曲率分離せず、定着ベルト４３に付着した状態で上記分離部へ搬送される。しかし、上記ポストニップ部Ｎ２において、定着ニップＮ１で発生した水蒸気は既に放出されている。従って、上記分離部へ移動するまでの間で、水蒸気が放出されることは、ほぼない。また、ポストニップ部Ｎ２の出口の定着ベルト４３と加圧ローラ４５との間の隙間は、先の図３に比べて広い。従って、熱がこのポストニップ部Ｎ２の出口付近に篭らず、周囲に放出されている。よって、上記分離部へ移動するまでの間に、記録シートがポストニップ部Ｎ２の出口付近の熱により加熱され、水蒸気を放出することもほぼない。従って、ポストニップ部Ｎ２から上記分離部までの間で水蒸気の放出による乾燥で、波打ちが生じることは、ほぼない。
【００６１】
さらに、ポストニップ部Ｎ２で記録シートに再吸収されなかった水蒸気が、ポストニップ部Ｎ２の出口で周囲に放出される。しかし、ポストニップ部Ｎ２の出口の定着ベルト４３と加圧ローラ４５との間の隙間は、先の図３に比べて広いため、ポストニップ部Ｎ２の出口付近で留まることがない。従って、ポストニップ部Ｎ２から上記分離部までの間で、水蒸気の再吸収が生じることもほぼない。従って、ポストニップ部Ｎ２から上記分離部までの間で水蒸気の再吸収による濡れで波打ちが生じることは、ほぼない。
【００６２】
また、押さえ部材４９により定着ベルト４３を押さえることにより、定着ベルト４３が張架されずフリーな状態の領域が、ポストニップ部Ｎ２の出口から分離補助部材４８までの間となり、図３に比べて、上記フリーな状態の領域を狭くすることができる。
【００６３】
また、押さえ部材４９を板状部材とすることで、押さえ部材４９をブロック状の部材とした場合に比べて、熱容量を小さくでき、押さえ部材４９による温度損失を抑制できる。その結果、押さえ部材４９をブロック状の部材とした場合に比べて、定着ベルト４３を必要な温度に昇温させるまでの待機時間を短くすることができる。また、押さえ部材４９をブロック状の部材とした場合に比べて、消費電力の増加を抑制することができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００６４】
また、押さえ部材４９を弾性部材とすることで、押さえ部材４９を剛体にした場合に比べて、加圧ローラ４５に倣いやすくすることができる。これにより、定着ベルトを加圧ローラに所定の荷重で均一に押圧することができる。
【００６５】
また、本実施形態においては、記録シートＰが定着ベルト４３から分離可能な分離部を３箇所有している。すなわち、押さえ部材４９の剥離部４９ａにより形成されたポストニップ部Ｎ２の出口の定着ベルトの曲率部、分離補助部材により形成された定着ベルト４３の曲率部、および分離板４６の先端の３箇所である。これにより、確実に、記録シートＰを、定着ベルト４３から分離させることができ、用紙ジャムの発生を良好に抑制することができる。
【００６６】
また、押さえ部材４９の構成は、上述した構成に限らず、例えば、図６に示すように、押さえ部材４９の支持板２４から加圧ローラ側へ延びる部分を屈曲させてもよい。かかる構成とすることで、押さえ部材４９が弾性変形しやすくなり、加圧ローラ４５への追随性を高めることができ、加圧ローラ４５の耐久性を高めることができる。
【００６７】
また、図７に示すように、剥離部４９ａを、記録シートＰの搬送方向下流側に突出させた形状としてもよい。かかる構成とすることで、剥離部４９ａにより形成されるポストニップ部Ｎ２出口の定着ベルト４３の曲率を大きく（曲率半径を小さく）でき、ポストニップ部Ｎ２出口での記録シートＰの分離性を高めることができる。
【００６８】
また、図８、図９に示すように、押さえ部材４９の押さえ部４９ｂに開口部４９ｃを設けてもよい。かかる構成とすることで、押さえ部材４９の熱容量をより一層少なくすることができ、定着ベルト４３を必要な温度に昇温させるまでの待機時間を短くすることができ、かつ、省エネルギー化を図ることができる。
【００６９】
また、押さえ部材４９の押さえ部４９ｂの先端を、なるべく定着ローラ４１に近づけて配置するのが好ましい。これは、図５に示すように、押さえ部材４９の押さえ部４９ｂにより加圧ローラ４５に押して当てられたポストニップ部Ｎ２と、定着ニップＮ１との間に、内側から部材により加圧ローラに押圧されていない境界領域Ｎ２ｓが生じる。この境界領域Ｎ２ｓにおける加圧ローラ４５への当接圧は、ポストニップ部Ｎ２の当接圧よりも低い。このように、記録シート搬送方向上流側の当接圧が、下流側よりも低い箇所があると、次のような問題が生じる。すなわち、上記境界領域Ｎ２ｓは、定着ニップＮ１よりも圧力が低いため、上述したように、記録シートから水蒸気が放出され、記録シートと定着ベルトとの間などに気泡が発生する。また、トナー像の中の空気も熱膨張により漏れ出し記録シートと定着ベルトとの間に気泡が発生する。そして、この境界領域Ｎ２ｓよりも圧が高いポストニップ部Ｎ２に記録シートが突入すると、この気泡が押さえ部材４９の押さえ力により押し出されるような形となり、記録シートＰの表面を移動する。記録シート上のトナー像は定着ニップＮ１を出た直後であり、完全に固化しておらず、記録シートの表面の気泡の移動によりトナー像が乱され、光沢ムラなどの異常画像が生じる。
【００７０】
よって、押さえ部材４９で定着ニップＮ１近傍まで定着ベルト４３を押さえ、上記境界領域Ｎ２ｓを狭くするのが好ましい。上記境界領域Ｎ２ｓを狭くすることで、上記境界領域で気泡が発生するのを抑制することができる。このため、本実施形態においては、押さえ部材４９を、支持板２４に固定された固定端から加圧ローラ側へ延び、途中で定着ニップＮ１側に屈曲する構成とし、押さえ部材４９の記録シート搬送方向上流側端部を、自由端とした。これにより、上記定着ニップ側と反対側に屈曲させて、記録シート搬送方向下流側端部を、自由端とした場合に比べて、押さえ部材４９を、定着ニップＮ１の近傍に配置することができ、上記境界領域Ｎ２ｓを狭くすることができる。
【００７１】
また、同様な理由で、押さえ部材４９の定着ベルトへの押圧力も、均一もしくは記録シート搬送方向下流にいくに従い減少させるなどして、下流側の押圧力が、上流側の押圧力よりも高くならないようにするのが好ましい。これにより、ポストニップ部Ｎ２において、放出された水蒸気の気泡が押し出されて、記録シートの表面を移動するのを防止することができる。これにより、ポストニップ部Ｎ２で光沢ムラなどの異常画像が生じるのを抑制することができる。
【００７２】
下記表２は、上記境界領域Ｎ２ｓの幅についての評価試験の結果を示すものである。
【００７３】
【表２】
2018054943.tif 000004
【００７４】
表２における評価試験は、定着ニップＮ１の面圧を４０［Ｎ／ｃｍ２］、ポストニップ部Ｎ２の面圧を２．８４［Ｎ／ｃｍ２］（０．２９［ｋｇ/ｃｍ２］）にし、Ａ３用紙にベタ画像を作成し、その作成した画像を、目視で、光沢ムラを評価した。各面圧は、ISCANを用いて測定した。光沢ムラが確認できない場合を、「ＯＫレベル」とし、光沢ムラが確認できた場合を、「ＮＧレベル（レベル悪い）」とした。また、境界領域Ｎ２ｓの面圧は、定着ニップ出口から押さえ部材の上流側端部までの平均面圧であり、ポストニップ部Ｎ２の面圧は、押さえ部材の定着ベルト移動方向上流側端部から下流側端部までの平均面圧である。ポストニップ部Ｎ２の面圧は、定着ベルト移動方向上流側から下流側へ向かって単調減少させており、ポストニップ部Ｎ２の上流側端部の面圧は、凡そ８［Ｎ／ｃｍ２］である。
【００７５】
表２からわかるように、境界領域Ｎ２ｓの幅を２．８ｍｍ以下とすることで、境界領域Ｎ２ｓで気泡が発生するのを抑制することができ、ポストニップ部Ｎ２で押し出されて記録シートの表面を移動するのを抑制することができる。その結果、光沢ムラが発生せず、光沢ムラを「ＯＫレベル」にすることができたと考えられる。
【００７６】
また、図５に示すように、定着ニップＮ１の出口における加圧ローラ４５の接線Ｘ１と、定着ローラ４１の接線Ｘ２とのなす角度θは、４５°以上とするのが好ましい。本出願人は、上記角度θが１３°のときと、４５°のときとで評価試験を行ったところ、上記θが１３°のときは、光沢ムラが発生しており、上記角度θが４５°のときは、光沢ムラが発生していなかった。これは、上記角度θが１３°のときは、定着ニップＮ１出口付近における記録シートＰと定着ローラ４１との距離が近い。そのため、定着ニップＮ１を出た記録シートＰ１は、定着ローラ４１の熱の影響を受ける。その結果、境界領域Ｎ２ｓでの水蒸気の放出や、トナー像中の空気の熱膨張が大きくなり、境界領域Ｎ２ｓで発生した気泡が大きくなりやすい。その結果、境界領域Ｎ２ｓの面圧と、ポストニップ部Ｎ２の面圧との差が小さくても、気泡の体積が大きいため、ポストニップ部Ｎ２で潰されたときの気泡の広がりが大きくなり、上記光沢ムラが発生したと考えられる。一方、上記角度θを４５°以上とすることで、境界領域Ｎ２ｓにおいて記録シートＰが受ける定着ローラ４１の熱の影響を低減することができる。これにより、境界領域Ｎ２ｓにおいて、記録シートＰからの水蒸気の放出やトナー中の空気の熱膨張を抑えることができ、気泡が大きくなるのを抑制することができる。その結果、ポストニップ部で気泡が押しつぶされたときのその気泡の広がりが抑えられ、光沢ムラが確認できないレベルにできたと考えられる。
【００７７】
また、押さえ部材４９により常に定着ベルト４３を加圧ローラ４５に当接させていると、押さえ部材４９の押さえ力が、常に加圧ローラ４５や定着ベルト４３にかかり続け、加圧ローラ４５や定着ベルト４３の寿命低下を招くおそれがある。また、ウォームアップ時などの通紙時以外の回動駆動時において、押さえ部材４９により定着ベルト４３を加圧ローラ４５に当接させていると、定着ベルト内周面と押さえ部材４９との摩擦により定着ベルト４３が早期に摩耗してしまう。そのため、非通紙時や、水蒸気の放出や吸収で波打ちが生じ難い厚紙やＯＨＰなどの記録シート搬送時は、押さえ部材４９の当接を解除するのが好ましい。また、厚紙においては、厚紙の先端が押さえ部材４９の自由端にぶつかり、押さえ部材４９が記録シート搬送方向下流側に撓んだり、定着ベルト４３が厚紙の先端と押さえ部材４９の自由端とに挟まれ、定着ベルト４３が傷ついたりするおそれがある。従って、記録シートが厚紙のときは、押さえ部材を解除位置に位置させるのが好ましい。
【００７８】
図１０は、押さえ部材４９を、定着ベルト４３を加圧ローラ４５に当接する当接位置と、当接を解除する解除位置との間を移動させる移動機構について説明する斜視図である。
図１０に示すように、移動機構２０は、押さえ部材４９が固定されて支持する屈曲した支持板２４を備えている。押さえ部材４９のこの支持板２４の下端部にネジ止めされている。この支持板２４の定着ローラの軸方向両端には、アーム部材２３と、ガイド部材２１とが設けられている。このアーム部材２３の先端には、カムなどで構成される駆動手段に接続される接続部材２２が固定されている。この接続部材２２は、定着装置筐体側面に設けられた定着ローラの回転中心を中心した円弧状の長穴に保持されている。
【００７９】
図１１は、押さえ部材４９を、定着ベルト４３を加圧ローラに当接させる当接位置に位置させた状態を示す図であり、図１２は、押さえ部材４９を、定着ベルト４３の加圧ローラ４５へ当接を解除した解除位置に位置させた状態を示す図である。
図１１、図１２に示すように、ガイド部材２１は、定着ローラ４１の芯金部４１ａに取り付けられている。定着ニップＮ１へ搬送される記録シートＰが、波打ちが生じ難い記録シートのときは、押さえ部材４９を解除位置に位置させる。波打ちが生じ難い記録シートとしては、厚紙などのコシの強い記録シートやＯＨＰなど水分を含まない記録シートが挙げられる。厚紙などのコシの強い記録シートにおいては、水蒸気の放出で乾燥したり水蒸気を吸収したりしても自らのコシにより波打ちが生じ難いのである。ＯＨＰなど水分を含まない記録シートは、そもそも水蒸気の放出や吸収が発生しないため、波打ちが生じない。
【００８０】
押さえ部材４９を解除位置に位置させるときは、駆動手段により、接続部材２２を、図中上方に押し込む。すると、移動機構２０が、ガイド部材２１によりガイドされながら、定着ローラの中心にして、図中矢印Ａ方向に回動する。すると、図１２に示すように、押さえ部材４９が、加圧ローラ４５に対して離間する方向へ移動し、押さえ部材が定着ベルトから離間して、加圧ローラとの当接が解除される。
【００８１】
このように、定着ニップＮ１に搬送される記録シートが、厚紙やＯＨＰなどの波打ちが生じ難い記録シートのときは、押さえ部材４９を解除位置に位置させることにより、加圧ローラ４５や定着ベルト４３の負荷を低減することができ、加圧ローラ４５や定着ベルト４３の寿命を延ばすことができる。また、定着ベルト４３と押さえ部材４９との摩擦を低減することができる。特に、本実施形態では、押さえ部材４９が解除位置に位置するとき、定着ベルト４３の内周面から離間している。そのため、解除位置に位置しているとき、定着ベルト４３の内周面との押さえ部材４９との摩擦が生じることがなく、定着ベルト４３の摩耗をより一層抑制することができる。
【００８２】
特に、厚紙のときに押さえ部材４９を解除位置に位置させることで、押さえ部材４９の自由端が厚紙の搬送方向先端とぶつかることがなくなり、定着ベルト４３や押さえ部材４９の寿命を延ばすことができる。
【００８３】
また、定着装置に記録シートが通紙されていない非通紙時においても、押さえ部材４９を解除位置に位置させることで、加圧ローラ４５や定着ベルト４３の摩耗を抑制することができ、加圧ローラ４５や定着ベルト４３の寿命を延ばすことができる。具体的には、待機時には、押さえ部材４９を解除位置に位置させ例えば、記録シートが二次転写ニップを通過したタイミングで解除位置から当接位置へ押さえ部材を移動させ、記録シートが定着装置に進入する前に押さえ部材を当接位置に位置させる。そして、記録シートが定着装置から排出されたら、押さえ部材４９を解除位置へ移動させ、定着ベルトから離間させる。これにより、定着ベルトや加圧ローラの押さえ部材の押さえによる負荷を低減することができる。
【００８４】
図１３は、加圧脱圧機構２０１を示す概略構成図である。
図１３に示すように、加圧ローラ４５の芯金に当接し、一端側が回転自在に支持された加圧アーム２０１ａと、加圧アーム２０１ａの他端側に当接する加圧カム２０１ｂとを有している。また、モータなどの駆動手段２０１ｃによって加圧カム２０１ｂを回転させることで、加圧カム２０１ｂに当接する加圧アーム２０１ａを変位させて、これに伴い加圧ローラ４５を変位させることで、加圧ローラ４５の脱圧／圧接状態を切り替えることができる。また、駆動手段２０１ｃは、制御部２０２に接続されており、制御部２０２は、駆動手段２０１ｃの駆動を駆動制御している。本実施形態においては、定着動作終了後、加圧カム２０１ｂを駆動して加圧ローラ４５が定着ベルト４３に圧接する圧接状態から、加圧ローラ４５が定着ベルト４３から離間する脱圧状態に移行する。これにより、加圧ローラや定着ベルト、定着ローラの負荷を低減することができ、耐久性を向上させることができる。
【００８５】
なお、両面モードのときは、記録シートの第二面に形成された画像の定着を行ったら、定着動作終了として加圧ローラを定着ベルトから離間させる。すなわち、両面モードのときは、記録シートの片面に画像を定着した後、加圧ローラを定着ベルトから離間させないのである。また、連続プリントにおいては、最後の記録シートの画像について定着動作を行ったら、定着動作終了として加圧ローラを定着ベルトから離間させる。
【００８６】
定着動作終了後、加圧ローラを離間させるようにした場合、次の不具合が発生するおそれがあった。すなわち、長期間、待機モードが続いた後の画像形成動作により形成された画像や、電源ＯＮ後の最初の画像形成動作により形成された画像に光沢ムラが発生するおそれがあるという不具合である。以下、その不具合について具体的に説明する。
【００８７】
図１４は、従来における電源ＯＮ直後にプリント動作を行った場合の定着ベルト４３の温度と加圧ローラ４５の温度とを示すグラフである。
図１４に示すように、電源がＯＮされると、加圧ローラ４５が定着ベルト４３から離間した状態でウォームアップ動作が開始され、定着ベルト４３の温度が、待機温度ｔ１まで上昇する。このウォームアップ動作中に画像形成信号を受信したら、待機モードに移行せずに、通紙前動作に移行する。通紙前動作に移行したら、加圧ローラ４５が定着ベルト４３から離間した状態で定着ベルト４３が、通紙される記録シートに応じた定着温度ｔ２まで昇温される。定着温度ｔ２まで昇温したら、記録シートの給紙が開始される。加圧ローラ４５は、記録シートの給紙が開始されてから定着ニップに記録シートが到達するまでの所定のタイミングで定着ベルト４３に当接させる。
【００８８】
電源ＯＮ後においては、加圧ローラ４５の温度が低下している。そのため、記録シートの給紙が開始されてから定着ニップに記録シートが到達するまでの所定のタイミングで、加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させても、定着ベルトから加圧ローラへの熱の付与が不十分であり、加圧ローラ４５に十分熱が蓄熱されず、十分に熱膨張していない。その結果、押さえ部材４９の弾性変形量が低下し、押さえ部材４９の先端が定着ニップＮ１から離れてしまい、境界領域Ｎ２ｓの幅が２．８ｍｍを越えてしまう。その結果、電源ＯＮ後に最初に画像形成された画像に光沢ムラが発生したと考えられる。
【００８９】
図１５は、従来における長期間待機後にプリント動作を行った場合の定着ベルト４３の温度と加圧ローラ４５の温度とを示すグラフである。
長期間待機時においても、図１５に示すように、加圧ローラ４５の温度は、低下している。従って、記録シートの給紙が開始されてから定着ニップＮ１に到達するまでの所定のタイミングで、加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させても、加圧ローラ４５に十分熱が蓄熱されず、十分に熱膨張していない。その結果、押さえ部材４９の弾性変形量が低下し、押さえ部材４９の先端が定着ニップＮ１から離れてしまい、境界領域Ｎ２ｓのシート搬送方向長さが２．８ｍｍを越えてしまう。その結果、長期間待機後に画像形成された画像にも光沢ムラが発生する。
【００９０】
そこで、本実施形態においては、通紙前動作時に、加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させて、加圧ローラ４５をプレ加熱するようにした。
【００９１】
図１６は、本実施形態における電源ＯＮ直後にプリント動作を行った場合の定着ベルト４３の温度と加圧ローラ４５の温度とを示すグラフである。
図１６に示すように、ウォームアップ動作において、定着ベルト４３を待機温度ｔ１に温度上昇させる。このウォームアップ動作時に画像形成信号を受信したら、ウォームアップ動作終了後、通紙前動作に移行する。通紙前動作に移行したら、加圧ローラ４５を定着ベルトに所定時間当接させるプレ加熱動作を実行する。これにより、定着ベルト４３から加圧ローラ４５に熱が移り、加圧ローラ４５に熱が蓄熱され、加圧ローラ４５が熱膨張する。そして、上記所定時間経過したら加圧ローラ４５を定着ベルト４３から離間させる。このように、所定時間経過したら、加圧ローラ４５を定着ベルト４３から離間させることで、その後は、加圧ローラ４５に定着ベルト４３の熱が奪われることがなく、定着ベルト４３を通紙される記録シートに応じた定着温度ｔ２にすばやく昇温させることができる。これにより、通紙前動作時間が長くなるのを抑制することができる。そして、定着ベルト４３が通紙される記録シートに応じた定着温度ｔ２に上昇したら、記録シートの給紙を開始し、記録シートが定着ニップに到達する前の所定のタイミングで加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させる。
【００９２】
図１７は、本実施形態における長期間待機後にプリント動作を行った場合の定着ベルト４３の温度と加圧ローラ４５の温度とを示すグラフである。
画像形成信号を受信したら、待機モードから通紙前動作に移行し、定着ベルト４３を通紙する記録シートに応じた定着温度ｔ２にまで昇温させる。また、通紙前動作と同時にプレ加熱動作を実行して、加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させて、所定時間加圧ローラ４５をプレ加熱する。このプレ加熱により加圧ローラ４５が温度ｔ３にまで加熱される。そして、所定時間プレ加熱したら、加圧ローラ４５を定着ベルト４３から離間させ、記録シートの給紙が開始されてから所定のタイミングで再度、加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させる。
【００９３】
下記表３は、プレ加熱動作を行わずに加圧ローラ４５を、定着ベルト４３に当接させたときの境界領域Ｎ２ｓのシート搬送方向長さと、プレ加熱動作を行った加圧ローラ４５を、定着ベルト４３に当接させたときの境界領域Ｎ２ｓの幅（シート搬送方向長さ）とを示すものである。
【００９４】
【表３】
2018054943.tif 000005
【００９５】
プレ加熱動作を行って加圧ローラを十分熱膨張させることにより、プレ加熱動作を行わず加圧ローラが熱膨張させていない場合に比べて、境界領域Ｎ２ｓの幅を０．７ｍｍ短くすることができる。先の図５に示すように、シート搬送方向において、押さえ部材の剥離部４９ａが、固定端よりも定着ニップ側に位置するように、押さえ部材の固定端から剥離部４９ａの間が傾斜している。加圧ローラ４５が熱膨張することにより、加圧ローラ４５による押さえ部材４９の押し込み量が増加すると、剥離部４９ａが定着ニップに近づくように、押さえ部材４９の固定端と剥離部との間が弾性変形する。その結果、押さえ部材４９の自由端が定着ニップに近づき、境界領域Ｎ２ｓが狭まるのである。また、加圧ローラが熱膨張することにより、定着ニップ幅が広がり、境界領域Ｎ２ｓの幅が狭くなる。
なお、加圧ローラが熱膨張していないときでも、境界領域Ｎ２ｓの幅を２．８ｍｍ以下にすれば、プレ加熱動作を行わずに済むと考えられる。しかし、装置の構成などによっては、加圧ローラ４５が熱膨張していないときの境界領域Ｎ２ｓの幅を２．８ｍｍ以下に設定すると、加圧ローラ４５が熱膨張したときに、押さえ部材４９の自由端が、定着ローラ４１に接触してしまうおそれがある。以下に、具体的に説明する。
【００９６】
定着ニップＮ１を出た後の定着ローラ４１と定着ベルト４３内周面との間の隙間は、定着ニップＮ１の出口から徐々に隙間が広がるようなくさび状の隙間となる（例えば、図５参照）。その結果、定着ニップ出口付近の定着ローラ４１と定着ベルト４３内周面との隙間が、板状の押さえ部材４９の厚みよりも狭くなる。くさび状の隙間の、定着ニップ出口付近の板状の押さえ部材４９の厚みよりも狭い箇所に、押さえ部材４９を配置させると、押さえ部材４９が定着ローラ４１の表面に接触してしまう。押さえ部材４９が定着ローラ４１の表面に接触すると、定着ローラ４１の表面が、押さえ部材４９の先端により傷つけられてしまう。従って、押さえ部材４９が定着ローラ４１と接触しないようにするためには、どうしてもある程度の境界領域Ｎ２ｓが必要となってくる。そして、定着ローラ４１の外径が大きくなればなるほど、定着ニップ出口付近の板状の押さえ部材４９の厚みよりも狭い範囲が長くなる。その結果、押さえ部材４９が定着ローラ４１と接触しないようにしたときの境界領域Ｎ２ｓの幅が広くなってしまう。
【００９７】
さらには、部品公差や組み付け誤差、加圧ローラの熱膨張量や、定着ローラの熱膨張量は、装置毎に誤差がある。従って、加圧ローラ熱膨張時において、押さえ部材４９の自由端が定着ローラに接触しないぎりぎりとなるように設定すると、上記誤差により押さえ部材４９の自由端が定着ローラに接触するおそれがある。従って、加圧ローラ熱膨張時において、確実に押さえ部材の自由端が定着ローラに接触しないようにするためには、さらに、境界領域Ｎ２ｓの幅が広くなってしまう。このような理由から、装置の構成などによっては、加圧ローラ熱膨張時において、境界領域Ｎ２ｓが、２．２ｍｍ以上となるように設定する必要が生じ、どうしても、加圧ローラが熱膨張していないときの境界領域Ｎ２ｓの幅が２．８ｍｍを超えることがある。
【００９８】
しかし、本実施形態においては、表３からわかるように、加圧ローラが熱膨張していないとき、境界領域が３ｍｍを超える設定であっても、プレ加熱動作を行うことで、押さえ部材４９に対する押し込み量を、２．８ｍｍ以下にでき、光沢ムラの発生を抑制することができる。また、加圧ローラの熱膨張時に押さえ部材の自由端を、確実に定着ローラに接触させないようにすることができる。
【００９９】
上記プレ加熱動作は、記録シートに縦しわが生じるのを抑制するために、軸方向中央部から端部へ行くに従って、外径が大きくなる所謂逆クラウン形状の加圧ローラを用いた場合に特に有効である。加圧ローラ４５が、逆クラウン形状の場合、軸方向端よりも中央の加圧ローラ４５の押さえ部材４９に対する押し込み量が低減する。その結果、押し込み部材４９の軸方向中央の弾性変形量が端よりも少なくなくなり、境界領域Ｎ２ｓの軸方向中央の幅が、端よりも広くなる。その結果、軸方向端部においては、加圧ローラ４５が熱膨張していないときでも、境界領域Ｎ２ｓの軸方向端部の幅を２．８ｍｍ以下にできても、中央において、２．８ｍｍを超える場合がある。そこで、押さえ部材の押さえ部４９ｂを加圧ローラ側に凹ませて、加圧ローラの外径形状に沿わせる形状とすることも考えられるが、この場合、押さえ部材の加工が複雑化し、製造コストアップや、加工精度の問題も発生する。
【０１００】
上記逆クラウン形状の加圧ローラ４５においては、端部の熱膨張量よりも中央の熱膨張量が大きいため、加熱すると、端部と中央との外径差が小さくなることが知られている。よって、プレ加熱動作を行うことで、軸方向中央の境界領域Ｎ２ｓの幅の狭まりが、端部よりも大きくなり、軸方向中央の境界領域Ｎ２ｓを確実に２．８ｍｍ以下にすることができる。
【０１０１】
また、定着装置の周囲の温度である環境温度により加圧ローラ４５が十分に熱膨張するまでの早さが異なる。環境温度が低いときは、加圧ローラ４５の温度が低く、熱も周囲に逃げやすいため、加圧ローラ４５が熱膨張しにくい。逆に、環境温度が高いときは、加圧ローラ４５の温度が高く、熱も周囲に逃げにくいため、加圧ローラ４５が熱膨張しやすい。よって、環境温度に応じて、プレ加熱動作の動作条件を変更するのが好ましい。
【０１０２】
図１８は、環境温度検知する温度検知手段たる温度センサの配置について説明する図である。
図１８に示すように、プリンタには、環境温度を検知するための３つの温度センサ８０ａ,８０ｂ,８０ｃが配置されている。第一の温度センサ８０ａは、Ｙ色の現像装置４Ｙに設けられており、第二の温度センサ８０ｂは、Ｋ色の現像装置４Ｋに設けられており、第三の温度センサ８０ｃは、第１給紙カセット１０１に設けられている。本実施形態においては、第三の温度センサ８０ｃを、第１給紙カセット１０１に設けているが、第２給紙カセット１０２に設けてもよい。
【０１０３】
本実施形態においては、上記３つの温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃについて温度計測を行い、最も低い温度を、環境温度として採用する制御を行っている。これに限らず、３つの温度センサが検知した温度の平均値を、環境温度としてもよい。また、各温度センサの配置位置は、図１８に示した例に限らず、装置のレイアウトにより、適宜決めればよい。また、温度センサの数も上記に限らず、装置の構成などにより適宜、決めればよい。
【０１０４】
図１９は、本実施形態の制御系の一例を説明するブロック図である。
制御部２０２は、ＣＰＵ（中央処理装置）、制御プログラムを記憶する読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ）、データを一時的に記憶する読み書き可能なメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性のフラッシュメモリ等を有している。
そして、各種の演算処理を実行したり、図１９に示すように接続された各装置等に有する各種の駆動系機器を駆動したり、各種のセンサと通信したりする。
【０１０５】
また、制御部２０２は、各温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃが検知した温度のうち最も低い温度を、環境温度として採用し、環境温度に基づいて、プレ加熱動作の動作条件を変更する。環境温度に応じて変更する動作条件としては、熱源４４の単位時間当たりの発熱量、プレ加熱動作時間、加圧ローラの回転速度、加圧ローラ４５の定着ベルト４３との加圧当接位置等を挙げることができる。上記挙げた複数の動作条件のうちひとつを、環境温度に基づき変更してもよいし、これら動作条件の複数を環境温度に基づき変更してもよい。以下、環境温度に基づき変更する動作条件について、実施例として説明する。
【０１０６】
［実施例１］
以下、環境温度に応じて変更する動作条件を、ハロゲンヒータ等のヒータからなる熱源４４の点灯率（熱源４４に電力を印加していた時間的な割合）にした例を実施例１として説明する。下記表４は、各環境温度におけるプレ加熱動作時における熱源４４の点灯率の一例を示したものである。なお、下記表４は、一例であり、装置の構成などにより適宜設定すればよい。
【０１０７】
【表４】
2018054943.tif 000006
【０１０８】
表４に示すように、環境温度が、１７℃以下の低温のときは、加圧ローラ４５の温度が低く、加圧ローラ４５に蓄熱された熱も周囲に逃げやすいため、加圧ローラ４５が熱膨張しにくい。従って、規定時間、加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させても、加圧ローラ４５が十分に熱膨張しないおそれがある。そこで、表４に示すように、実施例１では、環境温度が１７℃以下の低温のときは、熱源４４の点灯率を上げて、単位時間当たりに定着ベルト４３に付与する熱量を、環境温度が常温（１８℃〜２９℃）のときよりも増やす。これにより、プレ加熱動作において、定着ベルト４３から加圧ローラ４５へ供給される熱量が増加し、環境温度が低くても、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。よって、環境温度が低温であっても、境界領域Ｎ２ｓを２．８ｍｍ以下にでき、光沢ムラが発生するのを抑制することができる。
【０１０９】
また、表４に示すように、環境温度が３０℃以上の高温のときは、熱源４４の点灯率を常温時（１８℃〜２９℃）のときよりも減らす。環境温度が高温のときは、定着ベルト４３や加圧ローラ４５の温度も高く、周囲に逃げる熱も少ないので、少ない熱量で加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。従って、環境温度が３０℃以上の高温のときは、熱源４４の点灯率を常温時（１８℃〜２９℃）よりも減らしても、プレ加熱動作時間内で加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。また、点灯率を減らすことで、消費電力を抑えることができる。
【０１１０】
［実施例２］
以下、環境温度に応じて変更するプレ加熱動作の動作条件を、プレ加熱動作時間とした例を、実施例２として説明する。下記表５は、各環境温度におけるプレ加熱動作時間の一例を示したものである。下記表５は、一例であり、装置の構成などにより適宜設定すればよい。
【０１１１】
【表５】
2018054943.tif 000007
【０１１２】
表５に示すように、環境温度が低温のときのプレ加熱動作時間を、常温のときよりも増加させることで、加圧ローラ４５に付与する熱量を増やすことができ、環境温度が低温のときでも、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。これにより、環境温度が低温であっても、境界領域Ｎ２ｓの幅を２．８ｍｍ以下にすることができ、光沢ムラが発生するのを抑制することができる。また、環境温度が３０℃以上の高温のときは、上述したように、加圧ローラ４５に付与する熱量が少なくても、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができるので、常温時に比べてプレ加熱動作時間を短くする。これにより、早期に加圧ローラ４５を定着ベルト４３から離間させることができ、定着ベルト４３を通紙される記録シートに応じた定着温度ｔ２にすばやく昇温させることができる。これにより、通紙前動作時間が長くなるのを抑制することができる。
【０１１３】
［実施例３］
以下、環境温度に応じて変更するプレ加熱動作の動作条件を、加圧ローラ４５の回転速度とした例を、実施例３として説明する。下記表６は、各環境温度におけるプレ加熱動作時の加圧ローラの回転速度の一例を示すものである。下記表６も、一例であり、装置の構成などにより適宜設定すればよい。
【０１１４】
【表６】
2018054943.tif 000008
【０１１５】
表６に示すように、環境温度が低温のときの加圧ローラ４５の回転速度を、常温のときよりも速める。本実施形態においては、加圧ローラ４５は、定着ベルト４３に対して従動回転するものであるため、加圧ローラ４５の回転速度を速めるためには、定着ベルト４３の回転速度を速めることになる。具体的には、制御部２０２は、定着ベルトを回転駆動させるベルト駆動手段２０３（モータ、ギヤなどの駆動伝達部材などで構成）のモータを制御して定着ベルト４３の回転速度を速め、加圧ローラの回転速度を速める。
【０１１６】
加圧ローラ４５の回転速度を速めることで、定着ニップＮ１で定着ベルトから熱を受けて温度上昇した加圧ローラの箇所が、すばやく定着ニップを抜ける。これにより、定着ベルト４３から加圧ローラ４５への熱の伝達効率を高めることができ、プレ加熱動作時間内で、加圧ローラ４５に十分な熱量を付与することができる。その結果、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができ、環境温度が低温であっても、境界領域Ｎ２ｓの幅を２．８ｍｍ以下にすることができ、光沢ムラが発生するのを抑制することができる。
【０１１７】
また、環境温度が３０℃以上の高温のときは、定着ベルト４３から加圧ローラ４５への熱の伝達効率が低くても加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。よって、環境温度が３０℃以上の高温のときは、常温時に比べて加圧ローラの回転速度を遅くする。加圧ローラの回転速度を遅くすることにより、ベルト駆動手段２０３（図２０参照）を構成するギヤなどの駆動伝達部材の摩耗を抑制することができ、ベルト駆動手段２０３の耐久性を高めることができる。
【０１１８】
［実施例４］
以下、環境温度に応じて変更するプレ加熱動作の動作条件を、加圧ローラ４５の定着ベルト４３との加圧当接位置とした例を実施例４として説明する。下記表７は、各環境温度における加圧ローラの定着ベルト４３との加圧当接位置の一例を示すものである。下記表７も、一例であり、装置の構成などにより適宜設定すればよい。
【０１１９】
【表７】
2018054943.tif 000009
【０１２０】
本実施形態では、加圧ローラ４５の定着ベルト４３との加圧当接位置を４段階で調整可能に構成している。１段階が、最も定着ローラ４１から離れた位置に位置し、定着ベルト４３に対する加圧力が最も低く、４段階が最も定着ローラ４１の近くに位置し、定着ベルト４３に対する加圧力が最も高い。本実施形態においては、基準の加圧当接位置は「３」である。例えば、記録シートに記録する画像が全面ベタ画像などの記録シート上のトナーの量が多い場合は、良好な定着性を得るためには多くの熱量が必要となる。従って、例えば、記録シートに付着したトナー量が多いときは、加圧当接位置を「４」に設定し、定着ニップ幅を増やして定着ニップで付与する熱量を増やす。また、封筒や厚紙など、紙厚の記録シートのときは、例えば、加圧当接位置を「１」に設定し、加圧ローラ４５の定着ベルト４３に対する加圧力を低くする。このように、通紙する記録シート上のトナー量や紙種などに基づいて、加圧ローラ４５の加圧当接位置を設定し、定着ニップ幅を変更することで、良好な定着性を維持することができる。
【０１２１】
そして、表７に示すように、環境温度が低温のとき、プレ加熱動作時の加圧ローラ４５の加圧当接位置を「４」にする。加圧ローラ４５の加圧当接位置を「４」にすることにより、定着ニップＮ１の幅が広がる。これにより、定着ベルト４３から加圧ローラ４５へ熱を受け渡す面積が増え、熱の伝達効率を高めることができる。その結果、環境温度が低温であっても、プレ加熱動作時間内で、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。
【０１２２】
また、上述においては、プレ加熱動作は、予め決められた時間によりプレ加熱動作を終了する動作であるが、加圧ローラ４５の温度を検知する温度センサを設け、加圧ローラ４５の温度が目標温度に到達したら、プレ加熱動作を終了する動作としてもよい。かかる動作とすることで、通紙前動作前の加圧ローラ４５の温度が高い場合は、プレ加熱動作時間が短くなり、通紙前動作の時間の短縮化を図ることができる。
【０１２３】
そして、加圧ローラ４５の温度が目標温度に到達したら動作を終了するプレ加熱動作にした場合は、環境温度に応じて、変更するプレ加熱動作条件として加圧ローラ４５の目標温度を変更するようにしてもよい。下記表８は、各環境温度における加圧ローラ４５の目標温度の一例を示すものである。
【０１２４】
【表８】
2018054943.tif 000010
【０１２５】
表８に示すように、環境温度が低温のときは、加圧ローラ４５の目標温度を、環境温度が常温のときよりも上げる。環境温度が低温のときは、プレ加熱動作を終了して、加圧ローラ４５を定着ベルト４３から離間させてから、再び加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させるまでの間に、加圧ローラ４５から周囲に逃げる熱量が多い。そのため、プレ加熱動作を終了してから再び加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させるまでの間に、加圧ローラ４５の熱膨張量が大幅に低下してしまうおそれがある。さらには、環境温度が低い場合は、記録シートの温度も低く、通紙時に記録シートに奪われる加圧ローラの熱量も多くなる。その結果、記録シートが定着ニップを抜けるまでの間に加圧ローラ４５の熱膨張が大幅に低下し、境界領域Ｎ２ｓの幅を２．８ｍｍ以下に維持できないおそれがある。また、加圧ローラ４５の熱膨張が大幅に低下した結果、定着ニップの幅が減少し、定着ベルトから記録シート上のトナー像に十分な熱量を付与できず、定着不良が生じるおそれもある。
【０１２６】
よって、環境温度が低温のときは、加圧ローラ４５の目標温度を上げ、プレ加熱動作において、加圧ローラ４５に蓄熱させる熱量を増やすのである。これにより、プレ加熱動作を終了してから再び加圧ローラ４５を定着ベルト４３に当接させるまでの間に、熱が逃げたとしても、加圧ローラ４５は、十分熱膨張した状態を維持できる。さらに、記録シートが低温で、記録シートに奪われる熱量が多くても、加圧ローラ４５の熱膨張を維持することができ、環境温度が低温であっても境界領域Ｎ２ｓの幅を、２．８ｍｍ以下に維持することができる。これにより、光沢ムラの発生を抑制することができる。
【０１２７】
また、環境温度が高温のときは、環境温度が常温のときよりも加圧ローラ４５の目標温度を下げる。環境温度が高い場合は、プレ加熱動作を終了してから再び加圧ローラを定着ベルトに当接させるまでの間に、加圧ローラ４５から周囲に逃げる熱が低減される。また、記録シートの温度も高いため、通紙時に記録シートに奪われる熱も少なくて済む。従って、プレ加熱動作で加圧ローラ４５に蓄熱される熱が少なくても、十分に加圧ローラ４５の熱膨張量を維持できる。よって、環境温度が高温のとき、環境温度が常温のときよりも加圧ローラ４５の目標温度を下げる。環境温度が高温のとき、環境温度が常温のときよりも加圧ローラ４５の目標温度を下げることで、早期に加圧ローラ４５を目標温度にでき、プレ加熱動作時間を短くすることができる。これにより、通紙前動作の時間の短縮化を図ることができる。
【０１２８】
また、加圧ローラの温度が高温の場合は、加圧ローラの蓄熱量が十分であるので、上述した環境温度に基づいてプレ加熱動作条件の変更を行う環境温度対応のプレ加熱動作ではなく、通常のプレ加熱動作にしてもよい。下記表９は、加圧ローラ４５の温度における環境温度対応のプレ加熱動作実施可否を示す一例である。
【０１２９】
【表９】
2018054943.tif 000011
【０１３０】
加圧ローラ４５の温度を検知するサーミスタなどの温度センサを設け、制御部２０２は、プレ加熱動作前に、この温度センサにより加圧ローラの温度を測定する。そして、加圧ローラ４５の温度が、１２０℃以上のときは、加圧ローラの蓄熱が十分であり、環境温度が低温であっても、通常のプレ加熱動作で十分に熱膨張させることができる。従って、加圧ローラ４５の温度が、１２０℃以上のときは、先の図１６、図１７に示した通常のプレ加熱動作を実行する。
【０１３１】
一方、加圧ローラ４５の温度が、１１９℃以下のときは、環境温度が低温であると、通常のプレ加熱動作では、加圧ローラが十分熱膨張しないおそれがある。従って、加圧ローラ４５の温度が、１１９℃以下のときは、上述した環境温度に基づいてプレ加熱動作条件の変更を行う環境温度対応のプレ加熱動作を実行する。これにより、環境温度が低温でも、加圧ローラを十分に熱膨張させることができ、境界領域Ｎ２ｓの幅を２．８ｍｍ以下にできる。
【０１３２】
また、待機時の定着ベルト４３の温度である待機温度ｔ１（図１６、図１７参照）を、環境温度に応じて変更するのが好ましい。下記表１０は、各環境温度における定着ベルト４３の待機温度ｔ１の一例を示すものである。
【０１３３】
【表１０】
2018054943.tif 000012
【０１３４】
プレ加熱動作は、先の図１６、図１７で説明したように、ウォームアップ動作により定着ベルトを待機温度ｔ１に立ち上げた後に実行したり、定着ベルトを待機温度ｔ１に維持する待機状態から実行したりするものである。このプレ加熱動作開始時において、定着ベルト４３の温度が高ければ、それだけ、定着ベルト４３から加圧ローラ４５へ移動する熱量が増える。従って、環境温度が低温で、加圧ローラ４５が低温であり、また、加圧ローラ４５の熱が周囲に逃げやすい環境下においては、定着ベルト４３の待機温度ｔ１を、環境温度が常温のときに比べて高める。これにより、規定のプレ加熱動作時間で、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。また、プレ加熱動作が、加圧ローラ４５が目標温度に到達したら終了する動作の場合は、プレ加熱動作時間の短縮化を図ることができる。
【０１３５】
また、環境温度が低温のときは、定着ベルト４３の温度も上昇し難い。従って、環境温度が低温のとき定着ベルトの待機温度ｔ１を高くすることで、環境温度が低温のときに、定着ベルト４３を通紙される記録シートに応じた定着温度ｔ２まで昇温する時間が延びるのを抑制することができる。これにより、通紙前動作が長くなるのを抑制することができる。
【０１３６】
また、環境温度が高温のときは、加圧ローラ４５への与える熱量が少なくても、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができるので、表９に示すように、環境温度が高温のときは、常温のときに比べて定着ベルト４３の待機温度ｔ１を下げる。これにより、待機時の消費電力を低減できる。また、ウォームアップ動作時間を短くできる。
【０１３７】
また、環境温度に基づいて待機温度ｔ１を変更する制御は、加圧ローラ４５の温度が規定の温度（例えば、１１９℃）以下のときに実行し、加圧ローラ４５の温度が規定の温度（例えば、１２０℃）以上のときは、環境温度に基づいて待機温度ｔ１を変更する制御を実施しないようにしてもよい。
【０１３８】
また、定着ベルト４３を定着温度ｔ２まで昇温させる通紙前動作時の他に、定着装置が待機状態のとき、所定のタイミングで加圧ローラ４５を加熱する動作を実行してもよい。この待機状態のときに所定のタイミングで実行する加圧ローラ加熱動作は、環境温度に応じて実行するか否かを決める。下記表１１は、各環境温度における待機状態のときに所定のタイミングで実行する加熱動作を行うか否かの一例を示したものである。
【０１３９】
【表１１】
2018054943.tif 000013
【０１４０】
制御部２０２は、待機状態となったら、タイマを動作し、タイマが所定の時刻となったら、複数の温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃが検知した温度に基づいて、環境温度を把握する。そして、表１１に示すように、環境温度が低温のときは、加熱動作を行う。環境温度が低いときは、加圧ローラ４５の熱が周囲に逃げやすく、加圧ローラ４５の温度が低下しやすい。従って、環境温度が低温のときは、待機状態の所定のタイミングで、加熱動作を実行することで、加圧ローラ４５の温度低下を抑制でき、通紙動作時のプレ加熱動作時間で、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。また、プレ加熱動作が、加圧ローラ４５が目標温度に昇温したら終了する動作においては、環境温度が低温のときのプレ加熱動作時間の短縮化を図ることができる。
【０１４１】
一方で、環境温度が常温以上のときは、待機状態の加圧ローラ４５の温度低下は抑えられる。従って、待機状態の所定のタイミングで加熱動作を行わずとも、通紙動作時のプレ加熱動作時間内で、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。また、プレ加熱動作が、加圧ローラ４５が目標温度に昇温したら終了する動作においては、加圧ローラ４５をすばやく目標温度に昇温させることができる。よって、環境温度が常温以上のときは、待機状態の所定のタイミングで加熱動作を行わない。このように、環境温度が常温以上のときは、待機状態の所定のタイミングでの加熱動作を行わないことで、電力消費を抑えることができる。
【０１４２】
また、環境温度が低温であっても、加圧ローラ４５の温度が高温（例えば、１２０℃以上）の場合は、加圧ローラの蓄熱量が十分であるので、待機状態の所定のタイミングでの加熱動作を行わないようにしてもよい。
【０１４３】
また、環境温度が低いと、トナーの温度も低い。そのため、記録シート上のトナー像の温度が低く、記録シート上のトナー像を規定の温度まで昇温させることができず、定着不良が生じるおそれがある。また、このような定着不良が生じないように、環境温度が低いときの定着温度ｔ２を、常温のときの場合に比べて高くしている場合は、定着不良は抑制できるが、トナー像に奪われる熱量が多く、定着ベルトの温度を維持できず、シート搬送方向先端側のトナーの溶融度と、後端側のトナー溶融度とが異なり、光沢ムラが発生する場合があった。
【０１４４】
そのため、環境温度に応じて、トナー像の単位面積当たりのトナー付着量を変更するのが好ましい。下記表１１は、各環境温度におけるトナー付着量の一例を示すものである。
【０１４５】
【表１１】
2018054943.tif 000014
【０１４６】
表１１に示すように、環境温度が低温のときの、トナー像の単位面積当たりのトナー付着量を、環境温度が常温のときのトナー付着量に対して、１０％低減させる。制御部２０２は、作像ユニットや光書込ユニットを制御して、現像バイアスや、露光量などを調整することにより、トナー像の単位面積当たりのトナー付着量を低減する。トナー付着量を１０％低減させることにより、トナー像を記録シートに良好に定着させるために必要な熱量が低減される。これにより、環境温度が低温で、トナー像の温度が低くても、このトナー像を良好に記録シートに定着させることができる。また、トナー付着量を低減させることで、トナー像に奪われる熱量が低減され、定着ベルトの温度を維持することができる。これにより、光沢ムラが生じるのを抑制することができる。
【０１４７】
また、環境温度が低温のとき、記録シート通紙時の加圧ローラ４５の定着ベルト４３との加圧当接位置を「４」にして、環境温度が常温のときよりも定着ニップの幅を広げるようにしてもよい。これにより、定着ベルト４３からトナー像へ熱を受け渡す範囲が増え、熱の伝達効率を高めることができる。その結果、環境温度が低温で、トナー像の温度が低くても、良好な定着性を得ることができる。
【０１４８】
上述したように、環境温度が低温のときは、記録シートの温度も低いため、加圧ローラの熱が、常温時に比べて、多く奪われてしまう。紙間においては、加圧ローラが直接、定着ベルトに当接し、定着ベルトから熱が供給されることで、加圧ローラの蓄熱が回復する。しかし、上述したよう、環境温度が低温のときは、常温のときよりも加圧ローラの熱が多く奪われるため、常温と同じ紙間では、回復が間に合わず、加圧ローラの蓄熱量が減少していき、熱膨張量が減少していく。そして、最終的には、加圧ローラの熱膨張が維持できなくなり、境界領域Ｎ２ｓの幅が、２．８ｍｍを超えてしまい、連続通紙において、ある枚数以上の画像に光沢ムラが発生するおそれがある。
【０１４９】
よって、環境温度が低温のとき、連続通紙時に定着ニップＮ１に進入する紙間を、常温時の紙間よりも広げるようにしてもよい。一例としては、環境温度が低温のときの紙間を、常温のときの紙間に比べて、１０％広げる。これにより、環境温度が低温で記録シートの温度が低く、記録シートに奪われる加圧ローラの熱が常温時よりも多くても、紙間で加圧ローラの蓄熱量を回復することができる。これにより、環境温度が低温で、連続通紙が行われても、加圧ローラの熱膨張を維持することができ、光沢ムラが発生するのを抑制することができる。
【０１５０】
［実施形態２］
次に、実施形態２について、説明する。
【０１５１】
プリンタなどの画像形成装置が設置される環境においては、画像形成装置に入力される入力電力が、規定の電力よりも低下するおそれがある。例えば、インフラが十分整備されていないなど、電力供給が不安定な国で本画像形成装置が使用される場合、画像形成装置に入力される入力電力が、規定の電力よりも低下する場合がある。また、画像形成装置が、電源から離れた箇所に配置された場合、電源から画像形成装置に電力を入力するための電線が長くなってしまい、電圧降下により規定の電力が入力されない場合もある。
【０１５２】
本実施形態の画像形成装置においては、規定の電力が入力されない場合、画像形成装置内の各電気機器へ供給する供給電力を、画像形成装置に入力される入力電力に基づいて制限している。これにより、画像形成装置内の各電気機器が機能しなくなるのを防止し、画像形成動作を行うことができる。特に装置内に多数の電気機器を備えた大型の画像形成装置においては、定着装置の熱源４４への供給電力を、最大で３０％制限する場合もある。熱源４４への供給電力を制限したときは、記録シートの搬送速度を落とすことで、定着不良が発生するのを抑制している。また、トナー像の単位面積当たりの付着量を低減し、トナー像を定着するのに必要な熱量を低減することにより、定着不良の発生を抑制するようにしてもよい。
【０１５３】
このように画像形成装置に規定の電力が入力されなかった場合、画像形成装置への入力電力に基づいて、熱源４４への供給電力が制限され、熱源４４の発熱量が低下してしまう。その結果、プレ加熱動作時間内に加圧ローラを十分に熱膨張させることができないおそれがある。そこで、実施形態２においては、定着装置の熱源４４への供給電力に応じて、プレ加熱動作条件を変更する。供給電力に応じて変更するプレ加熱動作条件としては、熱源４４の点灯率、プレ加熱動作時間、加圧ローラの回転速度、加圧ローラ４５の定着ベルト４３との加圧当接位置等を挙げることができる。また、プレ加熱動作が、加圧ローラが目標温度に対したら、終了する動作の場合は、供給電力に応じて変更するプレ加熱動作条件を、加圧ローラの目標温度としてもよい。上記挙げた複数の動作条件のうちひとつを、供給電力に基づき変更してもよいし、これら動作条件の複数を供給電力に基づき変更してもよい。
【０１５４】
図２０は、実施形態２の制御系の一例を説明するブロック図である。
図２０に示すように、制御部２０２は、電力検知部８１が接続されている。
電力検知部８１は、画像形成装置に入力される電力情報を検知するものであり、画像形成装置内の各電気機器に電力を供給するための電源制御回路に設けられている。電力情報としては、画像形成装置に入力される電圧や、画像形成装置に入力される電流などを上げることができる。本実施形態においては、電源制御回路は、熱源４４など、交流電圧により駆動する電気機器へ供給する交流電圧を制御するＡＣ電源基板と、ファンやモータなどの直流電圧により駆動する電気機器へ供給する直流電圧を制御するＤＣ電源基板とを有している。本実施形態においては、上記ＡＣ電源基板に、電力検知部８１を配置している。ＡＣ電源基板は、電力検知部８１で検知した上記電力情報に基づいて、熱源４４への供給電力を制御している。具体的には、画像形成装置に入力される入力電力が、定格よりの低い場合は、入力電力に基づいて、熱源４４への供給電力を制限する。
【０１５５】
制御部２０２は、熱源４４に供給する供給電力に基づいて、熱源４４の点灯率、加圧脱圧機構２０１および定着ベルトを回転駆動するベルト駆動手段２０３などを制御して、プレ加熱動作の動作条件を変更する。以下、供給電力に基づき変更する動作条件について、実施例Ａ〜実施例Ｅとして説明する。
【０１５６】
［実施例Ａ］
実施例Ａは、供給電力に応じて変更する動作条件を、ハロゲンヒータ等のヒータから成る熱源４４の点灯率にした例である。下記表１３は、各供給電力におけるプレ加熱動作時における熱源４４の点灯率の一例を示したものである。下記表１３は、画像形成装置に定格の電力が入力されたときの供給電力に対する供給電力の割合を示しており、供給電力「７０％」は、熱源４４への供給電力が、３０％制限されている。また、下記表１３は一例であり、装置の構成などにより適宜設定すればよい。
【０１５７】
【表１３】
2018054943.tif 000015
【０１５８】
熱源４４への供給電力が制限されるほど、熱源４４の出力が低下し、熱源４４の発熱量が低下する。その結果、供給電力が制限されるほど、プレ加熱時間内で加圧ローラ４５に十分に熱を供給することができず、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができない。従って、表１３にするように、供給電力の低下に応じて、熱源４４に電力を印加していた時間的な割合である点灯率を上げる。これにより、供給電力の低下による熱源の発熱量の低下を抑制することができる。その結果、供給電力が低下した場合であっても、プレ加熱動作時間内で、十分に加圧ローラを熱膨張させることができ、境界領域Ｎ２ｓを２．８ｍｍ以下にできる。これにより、光沢ムラが発生するのを抑制することができる。
【０１５９】
［実施例Ｂ］
実施例Ｂは、供給電力に応じて変更するプレ加熱動作の動作条件を、プレ加熱動作時間としたものである。下記表１４は、各供給電力におけるプレ加熱動作時間の一例を示したものである。下記表１４は、一例であり、装置の構成などにより適宜設定すればよい。
【０１６０】
【表１４】
2018054943.tif 000016
【０１６１】
供給電力が低下して、熱源４４の発熱量が低下しても、プレ加熱動作時間を長くすることにより、加圧ローラ４５に十分に熱を蓄熱させることができ、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。これにより、供給電力が低下した場合でも、境界領域Ｎ２ｓを２．８ｍｍ以下にでき、光沢ムラが発生するのを抑制することができる。
【０１６２】
［実施例Ｃ］
実施例Ｃは、供給電力に応じて変更するプレ加熱動作の動作条件を、加圧ローラ４５の回転速度としたものである。下記表１５は、各供給電力におけるプレ加熱動作時の加圧ローラの回転速度の一例を示すものである。下記表１５も、一例であり、装置の構成などにより適宜設定すればよい。
【０１６３】
【表１５】
2018054943.tif 000017
【０１６４】
表１５に示すように、供給電力が低いほど、加圧ローラの回転速度を速める。加圧ローラ４５は、定着ベルト４３に対して従動回転するものであるため、加圧ローラ４５の回転速度を速めるためには、定着ベルト４３の回転速度を速めることになる。加圧ローラ４５の回転速度を速めることで、定着ベルト４３から加圧ローラ４５への熱の伝達効率を高めることができる。これにより、供給電力の低下で熱源４４の発熱量が低下しても、熱の伝達効率を高めることで、プレ加熱動作時間内で十分に加圧ローラを熱膨張させることができる。これにより、境界領域Ｎ２ｓを２．８ｍｍ以下にでき、光沢ムラが発生するのを抑制することができる。
【０１６５】
［実施例Ｄ］
実施例Ｄは、供給電力に応じて変更するプレ加熱動作の動作条件を、加圧ローラ４５の定着ベルト４３との加圧当接位置としたものである。下記表１５は、各供給電力における加圧ローラ４５の定着ベルト４３との加圧当接位置の一例を示すものである。下記表１５も、一例であり、装置の構成などにより適宜設定すればよい。
【０１６６】
【表１６】
2018054943.tif 000018
【０１６７】
この実施形態２も、加圧ローラ４５の定着ベルト４３との加圧当接位置を４段階で調整可能に構成してある。そして、表１５に示すように、供給電力が、１００％未満のときは、プレ加熱動作時の加圧ローラ４５の加圧当接位置を「４」にし、定着ベルト４３に対する加圧力が最も高い位置にする。これにより、定着ニップＮ１の幅が広がり、定着ベルト４３から加圧ローラ４５へ熱を受け渡す面積が増え、熱の伝達効率を高めることができる。その結果、供給電力の低下で熱源の発熱量が低下しても、プレ加熱動作時間内で、加圧ローラ４５を十分に熱膨張させることができる。
【０１６８】
［実施例Ｅ］
実施例Ｅは、加圧ローラ４５の温度を検知する温度センサを設け、加圧ローラ４５の温度が目標温度に到達したら終了するプレ加熱動作において、供給電力に応じて、変更するプレ加熱動作条件として加圧ローラ４５の目標温度を変更するようにしたものである。下記表１７は、各供給電圧における加圧ローラ４５の目標温度の一例を示すものである。
【０１６９】
【表１７】
2018054943.tif 000019
【０１７０】
上述したように、プレ加熱動作終了後、一旦、加圧ローラを定着ベルト４３から離間させ、定着ニップに記録シートが到達する前に、加圧ローラを再び定着ベルトに当接させている。
先の図１６、図１７に示すように、加圧ローラを再び定着ベルトに当接させてから、記録シートが定着ニップＮ１に到達するまでの間は、定着ベルト４３から熱が供給されて、加圧ローラがさらに加熱され、加熱ローラが温度上昇する。この加熱により、さらに、加圧ローラに熱が蓄えられる。供給電力の低下がないときは、記録シートが定着ニップを通過するときに、加圧ローラ４５の熱が記録シートに奪われたとしても、規定の熱膨張量が維持され、境界領域Ｎ２ｓが、２．８ｍｍを超えることがない。しかし、供給電力が低下し、熱源４４の発熱量が低下している状態においては、加圧ローラを再び定着ベルトに当接させてから、記録シートが定着ニップＮ１に到達するまでの間に加圧ローラ４５に供給される熱量が低下する。その結果、その間で十分に加圧ローラに熱が蓄えられず、定着ニップを通過する記録シートに加圧ローラ４５の熱が奪われてしまうと、加圧ローラの熱膨張量が維持できず、境界領域Ｎ２ｓが、２．８ｍｍを超えるおそれがある。その結果、光沢ムラが発生するおそれがある。
【０１７１】
そこで、実施例Ｅでは、表１７に示すように、供給電力の低下量に応じて、加圧ローラ４５の目標温度を高める。これにより、プレ加熱動作において、供給電力低下による加圧ローラを再び定着ベルトに当接させてから、記録シートが定着ニップＮ１に到達するまでの間に加圧ローラ４５に供給される熱量の低下を補うことができる。これにより、供給電力が低下した状態のときでも、定着動作において規定の熱膨張量を維持することができ、境界領域Ｎ２ｓが、２．８ｍｍを超えるのを抑制できる。その結果、光沢ムラの発生を抑制することができる。
【０１７２】
この実施形態２においても、プレ加熱動作前において、加圧ローラ４５の温度が高温の場合は、上述した供給電力に基づいてプレ加熱動作条件の変更を行う供給電力対応のプレ加熱動作ではなく、通常のプレ加熱動作にしてもよい。下記表１８は、加圧ローラ４５の温度における供給電力対応のプレ加熱動作実施可否を示す一例である。
【０１７３】
【表１８】
2018054943.tif 000020
【０１７４】
制御部２０２は、プレ加熱動作前に、加圧ローラ４５の温度を測定する。加圧ローラ４５の温度が１２０℃以上のときは、加圧ローラの蓄熱が十分であり、供給電力の低下により加圧ローラ４５へ供給される熱量が低下しても、通常のプレ加熱動作で十分に熱膨張させることができる。従って、加圧ローラ４５の温度が、１２０℃以上のときは、先の図１６、図１７に示した通常のプレ加熱動作を実行する。
【０１７５】
一方、加圧ローラ４５の温度が、１１９℃以下のときは、通常のプレ加熱動作では、加圧ローラが十分熱膨張しないおそれがある。従って、加圧ローラ４５の温度が、１１９℃以下のときは、上述した供給電力に基づいてプレ加熱動作条件の変更を行う供給電圧対応のプレ加熱動作を実行する。供給電圧が低下した場合でも、加圧ローラを十分に熱膨張させることができ、境界領域Ｎ２ｓの幅を２．８ｍｍ以下にできる。
【０１７６】
また、供給電力に基づいて、連続通紙の紙間を変更してもよい。上述したように、記録シートが定着ニップＮ１を通過する際、加圧ローラの熱が記録媒体に奪われ、加圧ローラの蓄熱量が低下する。この低下した蓄熱量は、加圧ローラが定着ベルトに直接接触する紙間において、定着ベルトから加圧ローラへ熱が供給されることにより回復する。しかし、供給電力の低下により、熱源の発熱量が低下すると、紙間で定着ベルトから加圧ローラへ供給される熱量が低減し、加圧ローラ４５の蓄熱量が十分に回復できない。その結果、連続通紙において、徐々に加圧ローラの熱膨張量が低下し、最終的に境界領域Ｎ２ｓの幅が、２．８ｍｍを超えてしまい、光沢ムラが発生するおそれがある。よって、供給電力が制限され、供給電力が低下したときは、連続通紙の紙間を広げることで、供給電力が低下して、熱源４４の発熱量が低下しても、紙間で定着ベルトから加圧ローラへ供給される熱量の低下を抑制することができる。これにより、加圧ローラ４５の蓄熱量を良好に回復することができ、連続通紙において、加圧ローラの熱膨張を維持できる。その結果、境界領域Ｎ２ｓの幅が、２．８ｍｍを超えてしまうのを抑制することができる。
【０１７７】
また、供給電力と環境温度とに基づいて、プレ加熱動作の動作条件を変更してもよい。
【０１７８】
以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
複数の張架部材に張架される無端状の定着ベルト４３と、前記複数の張架部材のうちのひとつである定着ローラ４１などのニップ形成部材と、前記ニップ形成部材に対向し、前記定着ベルト４３を介してニップを形成する加圧ローラ４５などの加圧部材と、前記定着ベルト４３を加熱する熱源４４と、前記ニップ形成部材よりも前記定着ベルト４３の移動方向下流側で、前記加圧部材から離間した位置に配置され、前記定着ベルト４３を張架する分離補助部材４８などの分離部材とを備えた定着装置４０において、前記ニップの出口よりも前記定着ベルト４３の移動方向下流側に前記定着ベルト４３を前記加圧部材に当接させる押さえ部材４９と、前記加圧部材を前記定着ベルトに対して接離させる加圧脱圧機構２０１などの接離手段と、定着動作終了後、前記接離手段により前記加圧部材を前記定着ベルトから離間させるように制御する制御部２０２などの制御手段と、当該定着装置の周囲温度を検知する温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃなどの温度検知手段とを備え、前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記定着ベルトを所定の温度にまで加熱する立ち上げ動作時に前記加圧部材を前記定着ベルトに当接させて、前記加圧部材を加熱するプレ加熱動作を行う。
上記特許文献１において、定着ニップ通過後の記録媒体のスジ状のしわは、定着ニップ通過後の記録媒体に波打ちが生じ、その波打ちが生じた記録媒体が、排紙ローラ対に搬送されるときに生じる。そして、この定着ニップ通過後の記録媒体に波打ちは、定着ニップＮ１などのニップを出た記録媒体が分離部材の分離位置へ移動するまでの間に発生する。これは、以下の理由で発生する。すなわち、上述した特許文献１に記載の定着装置においては、ニップにおいて記録媒体のトナー像が形成された面が定着ベルトに圧接されながら加熱されることでトナーが溶融して記録媒体にトナー像が定着される。ニップを出た記録媒体はニップで溶融したトナーが定着ベルトに付着した状態で、分離部材の分離位置へ搬送され、この分離位置で定着ベルトから分離される。定着ニップにおいて、記録媒体が加熱されることで、記録媒体に含まれる水分が気化して水蒸気となるが、ニップにおいては、高いニップ圧で記録媒体を押さえ付けているため、記録媒体から水蒸気が放出されにくい。しかし、ニップから分離位置までの記録媒体上のトナー像が定着ベルトに付着した状態で搬送される間は、記録媒体には圧がかかっていないため、この間でニップで発生した水蒸気の放出が起こりやすい。水蒸気は、記録媒体の定着ベルト側の面と反対側の面から主に放出される。また、トナー像が形成された画像部よりも高さが低く、定着ベルトと非画像部との間には隙間が生じており、この隙間にも水蒸気が放出される。水蒸気が放出されることにより、記録媒体の繊維が乾燥して縮み波打ちが発生する。
また、定着ベルトと非画像部との隙間に放出された水蒸気は、その隙間に留まり再び記録媒体に吸収される。自ら放出した水蒸気が再吸収されることで、記録媒体を濡らし繊維が延びて記録媒体に波打ちが生じてしまう。
このように、ニップを出た記録媒体が上記分離位置へ移動するまでの間に、水蒸気の放出による乾燥や、水蒸気の再吸収による濡れにより記録媒体の繊維に伸縮が発生し、この間で記録媒体に波打ちが生じるのである。
これに対し態様１においては、上記ニップから出た記録媒体は、押さえ部材により定着ベルトを介して加圧部材に押さえられた状態で、分離部材の分離位置へ搬送される。これにより、分離位置まで移動する間で、記録媒体からの水蒸気の放出が起こったとしても、記録媒体が押さえ部材により定着ベルトを介して加圧部材に押さえられた状態で水蒸気が放出されることになる。これにより、水蒸気の放出により記録媒体の繊維が縮もうとするが、上記押さえ部材の押さえ力で記録媒体全面を加圧部材に押さえているので、繊維が縮むことができない。その結果、上記ニップから分離部材までの間での水蒸気の放出による記録媒体の波打ちが抑制される。
また、ニップから分離部材までの間で、放出した水蒸気の再吸収が発生しても、記録媒体が押さえ部材により定着ベルトを介して加圧部材に押さえられた状態で水蒸気の再吸収が行われる。これにより、水蒸気の吸収で記録媒体の繊維が伸びようとしても、上記押さえ部材の押さえ力で記録媒体全面を加圧部材に押さえているので、繊維が伸びることができない。その結果、ニップから分離部材までの間で、水蒸気の再吸収による記録媒体の波打ちも抑制される。
これにより、ニップから分離位置までの間で記録媒体に波打ちが生じるのを抑制することができる。
また、態様１においては、前記加圧部材を前記定着ベルトに対して接離させる加圧脱圧機構２０１などの接離手段を備えることで、定着動作終了後に加圧部材を定着ベルトから離間させることができる。これにより、加圧部材などに上記ニップ形成時に弾性変形した形状の癖がつくのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
また、押さえ部材は、定着ローラなどのニップ形成部材になるべく近く配置して、ニップ形成部材と押さえ部材との間の定着ベルトが加圧部材に押さえられていない境界領域Ｎ２ｓなどの非押さえ領域のシート搬送方向長さを所定の長さ（本実施形態では、２．８ｍｍ）以下にする必要がある。これは、上述したように、２．８ｍｍを超えると、この非押さえ領域で水蒸気などが発生し、その気泡が、上記非押さえ領域よりも記録媒体搬送方向下流のポストニップ部Ｎ２などの押さえ部材による押さえ領域での押圧力により押し出されるような形で記録媒体の表面を移動することで、十分固化していないトナー像を乱し、光沢ムラなどの定着不良が発生するおそれがあるからである。しかしながら、長期間待機後においては、加圧部材の温度が低下している。記録媒体の給紙が開始されてからニップに記録媒体が到達するまでの所定のタイミングで、加圧部材を定着ベルトに当接させて、定着ベルトから熱を付与されても、加圧部材に十分熱が蓄えられず、十分に熱膨張していない。その結果、押さえ部材４９の弾性変形量が低下し、押さえ部材４９の先端がニップＮ１から離れてしまい、非押さえ領域のシート搬送方向長さが、所定の長さを越えてしまうおそれがあった。その結果、長期間待機後の最初の画像形成動作により形成された画像に光沢ムラが発生するおそれがあった。
そこで、態様１では、通紙前動作などの立ち上げ動作時にプレ加熱動作を行って、加圧部材を加熱する。これにより、加圧部材を熱膨張させた状態で、記録媒体を通紙することができる。その結果、加圧部材により押さえ部材４９を良好に弾性変形させることができ、非押さえ領域のシート搬送方向長さを所定の長さ以下にすることができる。よって、長期間待機後の最初の画像形成動作により形成された画像に光沢ムラが発生するのを抑制することができる。
また、環境温度などの装置の周囲温度が低いと、熱が周囲に逃げるため、加圧部材が十分に熱膨張していないおそれがあった。よって、態様１では、装置の周囲温度を検知する温度検知手段の検知結果に基づいて、プレ加熱動作を行うことで、周囲温度が低い場合でも、加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１７９】
（態様２）
態様１において、制御部２０２などの制御手段は、温度センサ８０ａ,８０ｂ,８０ｃなどの温度検知手段の検知結果（環境温度）に基づいて、プレ加熱動作時における熱源４４の単位時間当たりの熱量を設定する（本実施形態では、熱源４４の点灯率により単位時間当たりの熱量を設定。）
これによれば、実施例１で説明したように、環境温度などの定着装置の周囲温度によらず、プレ加熱動作で加圧ローラなどの加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１８０】
（態様３）
態様１または２において、プレ加熱動作は、加圧ローラ４５などの加圧部材を目標温度に昇温させる動作であって、制御部２０２などの制御手段は、温度センサなどの温度検知手段の検知結果に基づいて、目標温度を設定する。
これによれば、実施形態で説明したように、環境温度などの定着装置の周囲温度によって、プレ加熱動作終了してから再び加圧ローラ４５などの加圧部材を定着ベルト４３に当接させるまでの間に加圧部材に蓄えられた熱が周囲に放熱される熱量が異なる。また、定着装置の周囲温度によって、定着ニップＮ１などのニップに通紙する記録シートなどの記録媒体の温度も異なり、ニップ通過中に加圧部材から記録媒体へ移動する熱量も異なる。従って、定着装置の周囲温度によっては、加圧部材の熱膨張が十分でなくなり、境界領域Ｎ２ｓが、規定の範囲（本実施形態では、２．８ｍｍ以下）を超えてしまい、光沢ムラとなるおそれがある。
そこで、態様３では、温度センサなどの温度検知手段の検知結果に基づいて、目標温度を設定することで、定着装置の周囲温度によって、加圧部材に蓄えられる熱量が変更される。これにより、プレ加熱動作終了してから再び加圧ローラ４５などの加圧部材を定着ベルト４３に当接させるまでの間で放熱される熱量や、ニップを通過する記録媒体に奪われる熱量を加味して、プレ加熱動作で、加圧部材を加熱することが可能となる。これにより、定着装置の周囲温度によらず、加圧部材の熱膨張を維持することができ、境界領域Ｎ２ｓが、規定の範囲（本実施形態では、２．８ｍｍ以下）を超えるのを抑制することができる。
【０１８１】
（態様４）
態様１または２において、制御部２０２などの制御手段は、温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃなどの温度検知手段の検知結果に基づいて、プレ加熱動作の動作時間を設定する。
これによれば、実施例２で説明したように、プレ加熱動作の動作時間により、加圧ローラ４５などの加圧部材に蓄熱される熱量が異なる。よって、温度検知手段が検知した環境温度などの定着装置の周囲温度に基づいて、プレ加熱動作の動作時間を設定することで、定着装置の周囲温度に対応した、熱量をプレ加熱動作により加圧部材に付与することができる。これにより、定着装置の周囲温度によらず、プレ加熱動作により加圧ローラ４５などの加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１８２】
（態様５）
態様１乃至４いずれかにおいて、制御部２０２などの制御手段は、温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃなどの温度検知手段の検知結果に基づいて、プレ加熱動作時の加圧ローラ４５などの加圧部材の回転速度を設定する。
これによれば、実施例３で説明したように、加圧ローラ４５などの加圧部材の回転速度が速ければ、加圧部材の表面のある箇所が、定着ベルトから加圧部材へ熱の受け渡しが行われる定着ニップＮ１などのニップに留まる時間が短くなる。その結果、定着ベルトから熱を受け渡された温度上昇した箇所が上記ニップをすばやく抜け、加圧部材の温度の低い箇所が、すばやくニップへ移動してくる。従って、加圧ローラの加圧部材の回転速度が速くなるほど、定着ベルトから加圧部材への熱の伝達効率が高まり、加圧部材を早く加熱することができる。よって、加圧部材の回転速度によりプレ加熱動作により加圧部材に付与される熱量が異なる。よって、温度検知手段が検知した定着装置の周囲温度に基づいて、加圧部材の回転速度を設定することで、定着装置の周囲温度に対応した、熱量をプレ加熱動作により加圧部材に付与することができる。これにより、定着装置の周囲温度によらず、プレ加熱動作により加圧ローラ４５などの加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１８３】
（態様６）
態様１乃至５いずれかにおいて、制御部２０２などの制御手段は、温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃなどの温度検知手段の検知結果に基づいて、プレ加熱動作時の加圧ローラ４５などの加圧部材の前記定着ベルト４３への加圧位置を設定する。
これによれば、実施例４で説明したように、加圧ローラ４５などの加圧部材の前記定着ベルト４３への加圧位置により、定着ニップＮ１などのニップの幅（記録シートの搬送方向長さ）が変更される。ニップ幅が広くなるほど、定着ベルトから加圧部材へ熱が受け渡される面積が増え、熱の伝達効率を高めることができる。従って、加圧部材の前記定着ベルト４３への加圧位置により、プレ加熱動作により加圧部材に付与される熱量が異なる。よって、温度検知手段が検知した定着装置の周囲温度に基づいて、上記加圧位置を設定することで、定着装置の周囲温度に対応した、熱量をプレ加熱動作により加圧部材に付与することができる。これにより、定着装置の周囲温度によらず、プレ加熱動作により加圧ローラ４５などの加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１８４】
（態様７）
態様１乃至６いずれかに記載の定着装置において、制御部２０２などの制御手段は、温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃなどの温度検知手段の検知結果に基づいて、待機時の定着ベルトの温度を設定する。
これによれば、実施形態で説明したように、待機温度ｔ１などの待機時の定着ベルトの温度が高いほど、プレ加熱動作を開始したときの定着ベルトの温度が高くなり、プレ加熱動作時に加圧部材に付与する熱量が多くなる。従って、待機時の定着ベルトの温度によりプレ加熱動作により加圧部材に付与される熱量が異なる。よって、温度検知手段が検知した定着装置の周囲温度に基づいて、待機時の定着ベルトの温度を設定することで、定着装置の周囲温度に対応した、熱量をプレ加熱動作により加圧部材に付与することができる。これにより、定着装置の周囲温度によらず、プレ加熱動作により加圧ローラ４５などの加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１８５】
（態様８）
態様１乃至７いずれかにおいて、制御部２０２などの制御手段は、温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃなどの温度検知手段の検知結果に基づいて、待機時の所定のタイミングで前記加圧部材を加熱する待機時加熱動作を行う否かを決定する。
実施形態で説明したように、加圧ローラ４５などの加圧部材の温度が低いほど、加圧部材を十分に熱膨張させるのに必要な熱量が増え、プレ加熱動作で加圧部材に付与する熱量では、加圧部材を十分に熱膨張させることができないおそれがある。環境温度などの定着装置の周囲の温度が低いほど、待機時に加圧ローラから周囲に逃げる熱が多くなり、加圧部材が温度低下する。このように、定着装置の周囲の温度に応じて、待機時の所定期間での加圧部材の温度低下が異なり、その結果、プレ加熱動作により加圧部材を十分に熱膨張させることができないおそれがある。そこで、態様８では、定着装置の周囲温度に基づいて、待機時の所定のタイミングで加圧部材を加熱する待機時加熱動作を行う否かを決定する。これにより、プレ加熱動作時に、加圧部材の温度が、低下しているのを抑制することができ、プレ加熱動により加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１８６】
（態様９）
態様１乃至８いずれかにおいて、制御部２０２などの制御手段は、温度センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃなどの温度検知手段の検知結果に基づいて、定着ニップＮ１などのニップに通紙する記録シートなどの記録媒体の紙間を設定する。
実施形態で説明したように、環境温度などの定着装置の周囲温度により、上記ニップに搬送される記録シートなどの記録媒体の温度も異なる。上述したように、ニップを通過する記録媒体の温度により、記録媒体に奪われる加圧部材の熱量が異なる。紙間においては、加圧部材は、直接、定着ベルトに接触し、定着ベルトから熱が供給され、記録媒体により奪われた熱量が回復するが、記録媒体が低温で、加圧部材から奪う熱量が多いと、上記紙間で熱量が回復せず、加圧部材の熱膨張が維持できず、境界領域Ｎ２ｓが規定よりも広がるおそれがある。
態様９では、定着温度の周囲温度に基づいて、記録媒体の紙間を設定することで、この紙間で、記録媒体により奪われた熱量を回復することができる。これにより、加圧部材の熱膨張を維持でき、境界領域Ｎ２ｓが規定よりも広がるのを抑制することができる。
【０１８７】
（態様１０）
態様１乃至９いずれかにおいて、制御部２０２などの制御手段は、加圧ローラ４５などの加圧部材の蓄熱量（本実施形態では、加圧ローラ４５の温度から、加圧部材の蓄熱量を把握している）に基づいて、温度検知手段の検知結果に基づくプレ加熱動作を行うか、前記温度検知手段の検知結果に基づかないプレ加熱動作を行うかを選択する。
これによれば、実施形態で説明したように、加圧ローラ４５などの加圧部材の蓄熱量が足りず、プレ加熱動作による加圧部材の熱膨張量が、環境温度などの定着装置の周囲の温度に左右されるおそれがあるときは、温度検知手段の検知結果に基づくプレ加熱動作を行うことができる。
【０１８８】
（態様１１）
複数の張架部材に張架される無端状の定着ベルト４３と、前記複数の張架部材のうちのひとつである定着ローラ４１などのニップ形成部材と、前記ニップ形成部材に対向し、前記定着ベルト４３を介してニップを形成する加圧ローラ４５などの加圧部材と、前記定着ベルト４３を加熱する熱源４４と、前記ニップ形成部材よりも前記定着ベルト４３の移動方向下流側で、前記加圧部材から離間した位置に配置され、前記定着ベルト４３を張架する分離補助部材４８などの分離部材とを備えた定着装置４０において、前記ニップの出口よりも前記定着ベルト４３の移動方向下流側に前記定着ベルト４３を前記加圧部材に当接させる押さえ部材４９と、前記加圧部材を前記定着ベルトに対して接離させる加圧脱圧機構２０１などの接離手段と、定着動作終了後、前記接離手段により前記加圧部材を前記定着ベルトから離間させるように制御する制御部２０２などの制御手段とを備え、前記制御手段は、当該定着装置へ供給される電力情報に基づいて、前記定着ベルトを所定の温度にまで加熱する立ち上げ動作時に前記加圧部材を前記定着ベルトに当接させて、所定時間前記加圧部材を加熱するプレ加熱動作を行う。
上記特許文献１において、定着ニップ通過後の記録媒体のスジ状のしわは、定着ニップ通過後の記録媒体に波打ちが生じ、その波打ちが生じた記録媒体が、排紙ローラ対に搬送されるときに生じる。そして、この定着ニップ通過後の記録媒体に波打ちは、定着ニップＮ１などのニップを出た記録媒体が分離部材の分離位置へ移動するまでの間に発生する。これは、以下の理由で発生する。すなわち、上述した特許文献１に記載の定着装置においては、ニップにおいて記録媒体のトナー像が形成された面が定着ベルトに圧接されながら加熱されることでトナーが溶融して記録媒体にトナー像が定着される。ニップを出た記録媒体はニップで溶融したトナーが定着ベルトに付着した状態で、分離部材の分離位置へ搬送され、この分離位置で定着ベルトから分離される。定着ニップにおいて、記録媒体が加熱されることで、記録媒体に含まれる水分が気化して水蒸気となるが、ニップにおいては、高いニップ圧で記録媒体を押さえ付けているため、記録媒体から水蒸気が放出されにくい。しかし、ニップから分離位置までの記録媒体上のトナー像が定着ベルトに付着した状態で搬送される間は、記録媒体には圧がかかっていないため、この間でニップで発生した水蒸気の放出が起こりやすい。水蒸気は、記録媒体の定着ベルト側の面と反対側の面から主に放出される。また、トナー像が形成された画像部よりも高さが低く、定着ベルトと非画像部との間には隙間が生じており、この隙間にも水蒸気が放出される。水蒸気が放出されることにより、記録媒体の繊維が乾燥して縮み波打ちが発生する。
また、定着ベルトと非画像部との隙間に放出された水蒸気は、その隙間に留まり再び記録媒体に吸収される。自ら放出した水蒸気が再吸収されることで、記録媒体を濡らし繊維が延びて記録媒体に波打ちが生じてしまう。
このように、ニップを出た記録媒体が上記分離位置へ移動するまでの間に、水蒸気の放出による乾燥や、水蒸気の再吸収による濡れにより記録媒体の繊維に伸縮が発生し、この間で記録媒体に波打ちが生じるのである。
これに対し態様１１においては、上記ニップから出た記録媒体が、定着ベルトと加圧部材とに挟まれた状態、若しくは、加圧部材と隙間がほとんどない状態で搬送されるように定着ベルトを押し付け部材で押さえることで、以下の利点を有する。すなわち、記録媒体が分離位置まで移動する間で、記録媒体からの水蒸気の放出による乾燥で記録媒体が波打とうとすると、上記定着ベルトや加圧部材に当たり、その波打ちが阻害される。その結果、上記ニップから分離部材までの間での水蒸気の放出による記録媒体の波打ちが抑制される。
また、ニップから分離部材までの間で、放出した水蒸気を再吸収して記録媒体が波打とうとする場合も、上記定着ベルトや加圧部材によりその波打ちが阻害される。その結果、ニップから分離部材までの間で、水蒸気の再吸収による記録媒体の波打ちも抑制される。
このように、ニップ通過後の記録媒体の波打ちが抑制されることで、波打ちが生じた記録媒体が、排紙ローラ対により搬送されるのを抑制することができ、定着ニップ通過後の記録媒体にスジ状のしわが生じるのを抑制することができる。
さらに、態様１１においては、前記加圧部材を前記定着ベルトに対して接離させる加圧脱圧機構２０１などの接離手段を備えることで、定着動作終了後に加圧部材を定着ベルトから離間させることができる。これにより、加圧部材などに上記ニップ形成時に弾性変形した形状の癖がつくのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
また、押さえ部材は、定着ローラなどのニップ形成部材になるべく近く配置して、ニップ形成部材と押さえ部材との間の定着ベルトが加圧部材に押さえられていない境界領域Ｎ２ｓなどの非押さえ領域のシート搬送方向長さを所定の長さ（本実施形態では、２．８ｍｍ）以下にする必要がある。これは、上述したように、２．８ｍｍを超えると、この非押さえ領域で水蒸気などが発生し、その気泡が、上記非押さえ領域よりも記録媒体搬送方向下流の押さえ部材による押さえ領域での押圧力により押し出されるような形で記録媒体の表面を移動することで、十分固化していないトナー像を乱し、光沢ムラなどの定着不良が発生するおそれがあるからである。しかしながら、長期間待機後においては、加圧部材の温度が低下している。記録媒体の給紙が開始されてからニップに記録媒体が到達するまでの所定のタイミングで、加圧部材を定着ベルトに当接させて、定着ベルトから熱を付与されても、加圧部材に十分熱が蓄えられず、十分に熱膨張していない。その結果、押さえ部材４９の弾性変形量が低下し、押さえ部材４９の先端がニップＮ１から離れてしまい、非押さえ領域のシート搬送方向長さが、所定の長さを越えてしまうおそれがあった。その結果、長期間待機後の最初の画像形成動作により形成された画像に光沢ムラが発生するおそれがあった。
そこで、態様１１でも、通紙前動作などの立ち上げ動作時にプレ加熱動作を行って、加圧部材を加熱する。これにより、加圧部材を十分に熱膨張させた状態で、記録媒体を通紙することができる。その結果、加圧部材により押さえ部材４９を良好に弾性変形させることができ、非押さえ領域のシート搬送方向長さを所定の長さ以下にすることができる。よって、長期間待機後の最初の画像形成動作により形成された画像に光沢ムラが発生するのを抑制することができる。
また、定着装置が搭載される画像形成装置などの装置に入力される電力の変動により、定着装置の熱源４４に供給される電力が変動し、熱源４４の発熱量が変動する。熱源４４の発熱量が変動することで、上記プレ加熱動作で上記加圧部材に供給される熱量が変動する。よって、態様１１では、当該定着装置に供給される電力情報に基づいて、プレ加熱動作を行うことで、加圧部材に規定の熱量を付与することができ、加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１８９】
（態様１２）
態様１１において、制御部２０２などの制御手段は、電力情報に基づいて、プレ加熱動作時における前記熱源４４の稼動時間を設定する（本実施形態では、熱源４４の点灯率により稼動時間を設定している）。
これによれば、実施例Ａで説明したように、画像形成装置などの装置へ供給される電力の変動があっても、プレ加熱動作により、加圧部材に規定の熱量を付与することができ、加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１９０】
（態様１３）
態様１１または１２において、前記プレ加熱動作は、加圧ローラなどの加圧部材を目標温度に昇温させる動作であって、制御部２０２などの制御手段は、前記電力情報に基づいて、前記目標温度を設定する。
これによれば、実施例Ｅで説明したように、プレ加熱動作終了後、一旦、加圧部材を定着ベルト４３から離間させ、定着ニップに記録シートが到達する前に、加圧部材を再び定着ベルトに当接させる。加圧部材を再び定着ベルトに当接させてから、記録シートなどの記録媒体が定着ニップＮ１に到達するまでの間、定着ベルト４３から熱が供給されて、加圧部材に熱が蓄えられるが、熱源への供給電力の変動により、その間で加圧部材に蓄熱される熱量が変動する。その結果、記録媒体が定着ニップＮ１などのニップを通過するときに、加圧部材の熱が記録シートに奪われ規定の蓄熱量を維持することができず、加圧部材の熱膨張が維持できないおそれがある。
よって、電力情報に基づいて、目標温度を設定することで、電力情報に応じて加圧部材に蓄えられる熱量が変更される。これにより、定着装置に供給される電力により変動する、プレ加熱動作終了してから再び加圧ローラ４５などの加圧部材を定着ベルト４３に当接させるまでの間に加圧ローラに供給する熱量を加味して、プレ加熱動作で、加圧部材に付与する熱量を設定することができる。これにより、加圧部材の熱膨張を維持することができ、境界領域Ｎ２ｓが、規定の範囲（本実施形態では、２．８ｍｍ以下）を超えるのを抑制することができる。
【０１９１】
（態様１４）
態様１１または１２において、制御部２０２などの制御手段は、前記電力情報に基づいて、前記プレ加熱動作の動作時間を設定する。
これによれば、実施例Ｂで説明したように、装置に供給される供給電力の変動で、熱源の発熱量が変動しても、プレ加熱動作により、規定の熱量を加圧部材に付与することができ、加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１９２】
（態様１５）
態様１１乃至１４いずれかにおいて、制御部２０２などの制御手段は、前記電力情報に基づいて、プレ加熱動作時の加圧ローラ４５などの加圧部材の回転速度を設定する。
これによれば、実施例Ｃで説明したように、加圧ローラ４５などの加圧部材の回転速度が速ければ、加圧部材の表面のある箇所が、定着ベルトから加圧部材へ熱の受け渡しが行われる定着ニップＮ１などのニップに留まる時間が短くなる。その結果、定着ベルトから熱を受け渡された温度上昇した箇所が上記ニップをすばやく抜け、加圧部材の温度の低い箇所が、すばやくニップへ移動してくる。従って、加圧部材の回転速度が速くなるほど、定着ベルト４３から加圧部材への熱の伝達効率を高めることができる。よって、電力情報に基づいて、加圧部材の回転速度を設定することで、供給電力の低下で熱源４４の発熱量が低下しても、それに対応して加圧部材への熱の伝達効率を高めることができ、加圧部材に規定の熱量を付与することができる。これにより、加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１９３】
（態様１６）
態様１１乃至１５いずれかにおいて、制御部２０２などの制御手段は、前記電力情報に基づいて、プレ加熱動作時の加圧ローラなどの加圧部材の前記定着ベルトへの加圧位置を設定する。
これによれば、実施例Ｄで説明したように、加圧ローラ４５などの加圧部材の前記定着ベルト４３への加圧位置により、定着ニップＮ１などのニップの幅（記録シートの搬送方向長さ）が変更される。ニップ幅が広くなるほど、定着ベルトから加圧部材へ熱が受け渡される面積が増え、熱の伝達効率を高めることができる。従って、電力情報に基づいて、上記加圧位置を設定することで、供給電力の変動で熱源４４の発熱量が低下しても、それに対応して加圧部材への熱の伝達効率を高めることができ、加圧部材に規定の熱量を付与することができる。その結果、加圧部材を十分に熱膨張させることができる。
【０１９４】
（態様１７）
態様１１乃至１６いずれかにおいて、制御部２０２などの制御手段は、加圧部材の蓄熱量（実施形態においては、加圧部材の温度に基づいて把握）に基づいて、前記電力情報に基づくプレ加熱動作を行うか、電力情報に基づかないプレ加熱動作を行うかを選択する。
これによれば、実施形態２で説明したように、加圧ローラ４５などの加圧部材の蓄熱量が足りず、プレ加熱動作による加圧部材の熱膨張量が、供給電力により左右されるおそれがあるときは、電力情報に基づくプレ加熱動作を行うことができる。
【０１９５】
（態様１８）
感光体３などの潜像担持体と、潜像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段（帯電装置５、光書込ユニット１、現像装置４などで構成）と、前記トナー像を前記潜像担持体上から記録媒体上に転写する転写手段（一次転写ユニットおよび二次転写ユニットで構成）と、前記記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、前記定着手段として、態様１乃至１７いずれかに記載の定着装置を用いる。
これによれば、出力された記録媒体にスジ状のしわが生じるのを抑制することができる。
【０１９６】
（態様１９）
態様１８において、定着装置の周囲温度を検知する温度センサ８０ａ,８０ｂ,８０ｃなどの温度検知手段を備え、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、感光体３などの潜像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりのトナー付着量を設定する。
これによれば、実施形態で説明したように、環境温度などの定着装置の周囲温度に応じて、記録シートなどの記録媒体上のトナー像を良好に定着するために必要な熱量を変更することができる。これにより、定着装置の周囲温度が低く、トナー像のトナー温度が低いときは、トナー付着量を低減することが可能となり、定着装置の周囲温度が低いときも、良好な定着性を得ることができる。
【符号の説明】
【０１９７】
１：光書込ユニット
２：作像ユニット
３：感光体
４：現像装置
５：帯電装置
１０：研磨装置
１１：サーミスタ
２０：移動機構
２１：ガイド部材
２２：接続部材
２３：アーム部材
２４：支持板
４０：定着装置
４１：定着ローラ
４１ａ：芯金部
４２：加熱ローラ
４３：定着ベルト
４４：熱源
４５：加圧ローラ
４６：分離板
４７：テンションローラ
４８：分離補助部材
４９：押さえ部材
４９ａ：剥離部
４９ｂ：押さえ部
６０：一次転写ユニット
７８：二次転写ユニット
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ：温度センサ
８１：電力検知部
２０１：加圧脱圧機構
２０１ａ：加圧アーム
２０１ｂ：加圧カム
２０１ｃ：駆動手段
２０２：制御部
２０３：ベルト駆動手段
Ｎ１：定着ニップ
Ｎ２：ポストニップ部
Ｎ２ｓ：境界領域
Ｐ：記録シート
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９８】
【特許文献１】特開２０１５−１８９０６号公報
【図１】
2018054943.tif 000021
【図２】
2018054943.tif 000022
【図３】
2018054943.tif 000023
【図４】
2018054943.tif 000024
【図５】
2018054943.tif 000025
【図６】
2018054943.tif 000026
【図７】
2018054943.tif 000027
【図８】
2018054943.tif 000028
【図９】
2018054943.tif 000029
【図１０】
2018054943.tif 000030
【図１１】
2018054943.tif 000031
【図１２】
2018054943.tif 000032
【図１３】
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【図１４】
2018054943.tif 000034
【図１５】
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【図１６】
2018054943.tif 000036
【図１７】
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【図１８】
2018054943.tif 000038
【図１９】
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【図２０】
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