(57)【要約】【課題】加熱される定着ローラと、これに圧接した加圧ローラとの間に記録媒体を通し、その記録媒体上のトナー像を圧力と熱の作用で定着する定着装置において、定着ローラから加圧ローラに多量の熱が移行することを阻止して、定着ローラの温度低下を防止する。【解決手段】先行する記録媒体Ｐ１の後端ＲＥが定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間を出た時点から、次の記録媒体Ｐ２の先端ＦＥが定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間に入り込んだ時点までの間だけ、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧を、トナー像定着時の当接圧よりも低くする。【選択図】図４
2008116819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱される定着部材と、該定着部材に対して記録媒体を押圧する加圧部材と、前記定着部材の表面温度を検知する温度検知手段とを具備し、トナー像を担持した記録媒体を、該トナー像が前記定着部材に接触する向きにして、該定着部材と加圧部材との間に通過させてトナー像を記録媒体に定着する定着装置において、
前記定着部材と加圧部材との間に複数枚の記録媒体を連続して通過させ、その各記録媒体上のトナー像を定着する際、先行する記録媒体の後端が定着部材と加圧部材の間を出た時点から、次の記録媒体の先端が定着部材と加圧部材との間に入り込んだ時点までの間の少なくとも一部の時間だけ、定着部材と加圧部材との当接圧を、その時の定着部材の温度でのトナー像の定着に適した当接圧よりも低い値に変化させるか、又は当該定着部材と加圧部材とを離間させる圧力調整手段を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加圧部材の表面温度を検知する加圧部材温度検出手段を具備し、該加圧部材温度検知手段によって検知された加圧部材の表面温度が所定値以下のときにのみ、先行する記録媒体の後端が定着部材と加圧部材の間を出た時点から、次の記録媒体の先端が定着部材と加圧部材との間に入り込んだ時点までの間の少なくとも一部の時間だけ、定着部材と加圧部材との当接圧を、その時の定着部材の温度でのトナー像の定着に適した当接圧よりも低い値に変化させるか、又は当該定着部材と加圧部材とを離間させる請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記圧力調整手段は、前記温度検知手段により検知された定着部材の表面温度が高いときよりも低いときの方が定着部材と加圧部材とのニップの幅が大きくなるように、定着部材と加圧部材との間を記録媒体が通過しているときの定着部材と加圧部材の当接圧を段階的に変化させるように構成されている請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記圧力調整手段は、前記定着部材の表面温度がトナー像の定着に適した目標温度となるように、定着部材を加熱して定着装置を立ち上げているとき、定着部材と加圧部材との当接圧を最も低い値にするか、又は定着部材と加圧部材を離間させるように構成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
記録媒体にトナー像を形成する作像手段と、請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置とを具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記定着部材と加圧部材との間に複数枚の記録媒体を連続して通過させ、その各記録媒体上のトナー像を定着するとき、前記温度検知手段により検知された定着部材の表面温度が所定温度以下となったとき、先行する記録媒体の後端と、次の記録媒体の先端との間の間隔が拡大するように、定着部材と加圧部材との間に送り込む記録媒体の給送タイミングを制御する請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱される定着部材と、該定着部材に対して記録媒体を押圧する加圧部材と、前記定着部材の表面温度を検知する温度検知手段とを具備し、トナー像を担持した記録媒体を、該トナー像が前記定着部材に接触する向きにして、該定着部材と加圧部材との間に通過させてトナー像を記録媒体に定着する定着装置と、その定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置に上記形式の定着装置を採用することは従来より周知である（特許文献１及び２参照）。この種の定着装置においては、その立ち上げ時に定着部材を加熱し、その表面温度がトナー像の定着に適した目標温度に達してから、定着部材と加圧部材との間に記録媒体を通過させ、その記録媒体上のトナー像を定着させている。その際、特に最近の定着装置においては、その立ち上げ時間を短縮するために、熱容量の小さな定着部材を用い、短時間で定着部材が目標温度に達するようにしている。
【０００３】
ところで、定着部材と加圧部材の間に複数枚の記録媒体を連続して通過させ、その各記録媒体上のトナー像を定着するとき、先行する記録媒体の後端が定着部材と加圧部材の間を出た時点から、次の記録媒体の先端が定着部材と加圧部材の間に入り込む時点までの間は、定着部材と加圧部材が、記録媒体を介することなく直に当接する。このとき、定着装置の立ち上げ完了から充分に長い時間が経過していないときは、加圧部材の温度があまり高くなっていないため、定着部材と加圧部材が上述のように直に接触すると、定着部材の熱が加圧部材の方に多量に移行する。その際、熱容量の小さな定着部材が用いられていると、その定着部材の熱が加圧部材に移行することによって、定着部材の温度が急激に低下し、定着部材の表面温度がトナー像の定着に適した温度よりも低くなるおそれがある。このように、定着部材の温度が低下してしまえば、トナー像の定着不良が発生する。
【０００４】
そこで、熱容量の大きな定着部材を用い、その定着部材から加圧部材に多量の熱が移行しても、定着部材の温度が定着に適した温度よりも低くならぬように構成することが考えられる。ところが、このようにすれば、定着装置の立ち上げ時に、定着部材がトナー像の定着に適した目標温度に達するまでに長い時間を必要とし、ユーザの待ち時間が長くなる欠点を免れない。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−１６４８５９号公報
【特許文献２】特開平１１−２８２２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、熱容量の小さな定着部材を用いても、複数枚の記録媒体を定着部材と加圧部材の間に連続して通過させて、各記録媒体上のトナー像を定着するときに、トナー像の定着不良が発生することを防止することのできる冒頭に記載した形式の定着装置と、その定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の定着装置において、前記定着部材と加圧部材との間に複数枚の記録媒体を連続して通過させ、その各記録媒体上のトナー像を定着する際、先行する記録媒体の後端が定着部材と加圧部材の間を出た時点から、次の記録媒体の先端が定着部材と加圧部材との間に入り込んだ時点までの間の少なくとも一部の時間だけ、定着部材と加圧部材との当接圧を、その時の定着部材の温度でのトナー像の定着に適した当接圧よりも低い値に変化させるか、又は当該定着部材と加圧部材とを離間させる圧力調整手段を設けたことを特徴とする定着装置を提案する（請求項１）。
【０００８】
また、上記請求項１に記載の定着装置において、加圧部材の表面温度を検知する加圧部材温度検出手段を具備し、該加圧部材温度検知手段によって検知された加圧部材の表面温度が所定値以下のときにのみ、先行する記録媒体の後端が定着部材と加圧部材の間を出た時点から、次の記録媒体の先端が定着部材と加圧部材との間に入り込んだ時点までの間の少なくとも一部の時間だけ、定着部材と加圧部材との当接圧を、その時の定着部材の温度でのトナー像の定着に適した当接圧よりも低い値に変化させるか、又は当該定着部材と加圧部材とを離間させるように構成すると有利である（請求項２）。
【０００９】
さらに、上記請求項１又は２に記載の定着装置において、前記圧力調整手段は、前記温度検知手段により検知された定着部材の表面温度が高いときよりも低いときの方が定着部材と加圧部材とのニップの幅が大きくなるように、定着部材と加圧部材との間を記録媒体が通過しているときの定着部材と加圧部材の当接圧を段階的に変化させるように構成されていると有利である（請求項３）。
【００１０】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置において、前記圧力調整手段は、前記定着部材の表面温度がトナー像の定着に適した目標温度となるように、定着部材を加熱して定着装置を立ち上げているとき、定着部材と加圧部材との当接圧を最も低い値にするか、又は定着部材と加圧部材を離間させるように構成されていると有利である（請求項４）。
【００１１】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、記録媒体にトナー像を形成する作像手段と、請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置とを具備することを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項５）。
【００１２】
また、上記請求項５に記載の画像形成装置において、前記定着部材と加圧部材との間に複数枚の記録媒体を連続して通過させ、その各記録媒体上のトナー像を定着するとき、前記温度検知手段により検知された定着部材の表面温度が所定温度以下となったとき、先行する記録媒体の後端と、次の記録媒体の先端との間の間隔が拡大するように、定着部材と加圧部材との間に送り込む記録媒体の給送タイミングを制御すると有利である（請求項６）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定着部材から加圧部材へ移行する熱の量を抑え、定着部材の温度低下により、トナー像の定着不良が発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１５】
図１は、定着装置を有する画像形成装置の一例を示す概略図である。ここに示した画像形成装置は、給紙部１と、その給紙部１の上に配置された作像部２と、さらにその作像部２の上に配置された画像読取部３とを有している。画像読取部３の原稿台４上に載置された図示していない原稿は、同じく図示していないサイドフェンスによって幅方向の位置を揃えられ、次いで給紙ローラ５によって矢印Ａ方向に給送され、密着型読取装置６の下を通過する。原稿台４上には、図示していない原稿幅検知センサと原稿長さ検知センサが設けられ、これらのセンサよって原稿サイズが検知される。密着型読取装置６は、図には示していないロッドレンズアレイとイメージセンサとを有していて、かかる密着型読取装置６の下を原稿が通過するとき、その原稿にＬＥＤアレイや蛍光灯などの光源からの光が照射され、その反射光がロッドレンズを通ってイメージセンサに至り、該イメージセンサに原稿画像が結像されて光電変換される。画像の読み取りを終えた原稿は、矢印Ｂ又はＣで示すように、排紙トレイ７又は８に排出される。また、画像読取部３には、プリント動作のスタート指示や、リピートコピー枚数や用紙の長さなどの情報を入力するための操作部（図示せず）が設けられている。
【００１６】
作像部２は、像担持体の一例であるドラム状の感光体９を有し、この感光体９は図１における反時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置１０によって感光体９が帯電される。一方、密着型読取装置６により読み取られた画像信号は画像処理され、ＬＥＤアレイを備えた露光装置１１から画像信号に対応した光が出射し、その光が帯電後の感光体表面に照射される。これによって感光体９に静電潜像が形成され、その潜像が現像装置１２によってトナー像として可視像化される。
【００１７】
一方、給紙部１は、上下２段のロール紙トレイ１３，１４を有し、各ロール紙トレイ１３，１４には、紙管の周囲に巻装されたロール紙１５，１６，１７，１８が回転可能に支持されていて、その各ロール紙に対応して給紙ローラ１９，２０，２１，２２が配置されている。各ロール紙トレイ１３，１４は、装置筐体から図１の左方に引き出し可能となっていて、そのロール紙トレイを引き出した状態でロール紙をセットし、或いはジャム処理を行うことができる。選択されたいずれかのロール紙１５，１６，１７又は１８から、これに対応する給紙ローラ１９，２０，２１又は２２によって用紙が繰り出され、その用紙は作像部２に送り込まれる。用紙は、カッターユニット２３又は２４によって所定の長さに切断される。かかる用紙は、記録媒体として、レジストローラ対２５によって所定のタイミングで感光体９に給送され、このとき転写装置２６の作用によって、感光体９に形成されたトナー像がその記録媒体に転写され、次いで、その記録媒体は分離装置２７の作用によって感光体９から分離される。このように、本例の画像形成装置においては、感光体９と、帯電装置１０と、露光装置１１と、現像装置１２と、転写装置２６と、分離装置２７と、後述するクリーニング装置５０とによって、記録媒体にトナー像を形成する作像手段が構成されている。
【００１８】
記録媒体として、予め所定のサイズにカットされたカット紙や、樹脂フィルムなどの紙以外の記録媒体を用いることもできる。
【００１９】
図１に示した感光体９から分離された記録媒体は、引き続き搬送ベルト２８によって定着装置２９に搬送される。トナー像転写後の感光体９の表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置５0によって除去される。記録媒体が定着装置２９を通過するとき、転写されたトナー像がその記録媒体に定着される。定着装置２９を通った記録媒体は排紙ローラ３０又は３１によって、作像部２の上面により構成された排紙部３２、又はその作像部２の後方に配置された排紙部３３に排出される。図２には、定着装置２９に送り込まれる記録媒体に符号Ｐを付して示してある。
【００２０】
図２は図１に示した定着装置２９の拡大断面図である。ここに示した定着装置２９は、定着部材の一例である定着ローラ３６と、かかる定着ローラ３６に当接する加圧部材の一例である加圧ローラ３７と、定着ローラ３６の表面温度を検知する温度検知手段３８と、定着ローラ３６を加熱する加熱手段３９とを有している。図２に例示した定着ローラ３６は、アルミニウム又は炭素鋼などから成る円筒状の金属管４０と、その金属管４０の外周面に積層された離型層４１により構成されている。また加圧ローラ３７は、図３にも示すように、アルミニウム又は炭素鋼などの金属より成る円筒状の芯金４２と、その芯金の外周面に固定されたシリコーンゴムなどから成る弾性層４３と、さらにその弾性層４３の外周面に積層された離型層４４により構成されている。かかる加圧ローラ３７と定着ローラ３６とが圧接することにより、加圧ローラ３７の弾性層４３が圧縮変形し、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間にニップＮが形成される。温度検知手段３８は、例えば定着ローラ３６の周面に当接したサーミスタ、又はその他の温度センサなどから構成される。また加熱手段３９はヒータ３９Ａ、３９Ｂから構成されていて、これらのヒータ３９Ａ，３９Ｂは定着ローラ３６の内部に配置されている。かかるヒータ３９Ａ，３９Ｂとしては、例えばハロゲンヒータ、ニクロム線ヒータ又はＩＨヒータなどを用いることができる。加圧ローラ３７の内部にはヒータは設けられていない。
【００２１】
トナー像の定着動作時に定着ローラ３６は図示していない駆動装置によって、図２における反時計方向に回転駆動され、加圧ローラ３７は定着ローラ３６の回転に従動して図２における時計方向に回転する。このとき、温度検知手段３８によって定着ローラ３６の表面温度が検知され、その温度がトナー像の定着に適した温度となるように、ヒータ３９Ａ，３９Ｂへの通電がオン，オフ制御される。このようにして、加熱された定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間に、トナー像ＴＩを担持した記録媒体Ｐを、そのトナー像が定着ローラ３６に接触する向きにして矢印Ｄで示すように送り込み、ここを通過させる。このとき、記録媒体Ｐは加圧ローラ３７によって定着ローラ３６に対して押圧され、かかる記録媒体Ｐ上のトナー像に圧力と熱が加えられ、そのトナー像が記録媒体Ｐに定着される。図２に示した定着装置２９においては、定着部材として定着ローラ３６が用いられているが、後述するように、定着ベルトなどから成る定着部材を用いることもでき、加圧部材としても加圧ローラ３７以外の部材、例えば加圧ベルトなどを用いることもできる。
【００２２】
上述のように、本発明の対象としている定着装置は、加熱される定着部材と、この定着部材に対して記録媒体を押圧する加圧部材と、定着部材の表面温度を検知する温度検知手段とを具備し、トナー像を担持した記録媒体を、そのトナー像が定着部材に接触する向きにして、該定着部材と加圧部材との間に通過させてトナー像を記録媒体に定着するように構成されている。
【００２３】
ところで、図４は、図２に示した定着装置２９の定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間に、矢印Ｄ方向に搬送される複数枚の記録媒体Ｐを連続して送り込み、その各記録媒体上のトナー像を定着するときの様子を示す説明図である。図４においては、先行する記録媒体Ｐと、その次の記録媒体Ｐとを識別するため、その各記録媒体Ｐに対して特に符号Ｐ１，Ｐ２を付してある。図４の（ａ）は、先行する記録媒体Ｐ１の後端ＲＥが、矢印方向に回転する定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間を出るときの様子を示し、図４の（ｂ）は、次の記録媒体Ｐ２の先端ＦＥが、矢印方向に回転する定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間に入り込むときの様子を示している。これらの図から判るように、先行する記録媒体Ｐ１と、次の記録媒体Ｐ２との間には、間隔Ｇがあけられている。
【００２４】
ここで、図４から判るように、先行する記録媒体Ｐ１の後端ＲＥが定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間を出た時点から、次の記録媒体Ｐ２の先端ＦＥが定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間に入り込む時点までの間は、それぞれ矢印方向に回転する定着ローラ３６と加圧ローラ３７は、記録媒体を介さずに直に当接する。このため、従来のこの種の定着装置においては、特に加圧ローラの温度が充分に上昇していないときに、定着ローラと加圧ローラが上述の如く直に接触した際、その定着ローラから加圧ローラへ多量の熱が移行して、定着ローラの表面温度がトナー像の定着に適した温度よりも低下し、トナー像の定着不良が発生するおそれがあった。
【００２５】
そこで、本例の定着装置２９においては、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧を変化させる圧力調整手段を設けると共に、図４に示したように、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間に複数枚の記録媒体Ｐ１，Ｐ２を連続して通過させて、その各記録媒体Ｐ１，Ｐ２上のトナー像を定着する際、先行する記録媒体Ｐ１の後端ＲＥが定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間を出た時点から、次の記録媒体Ｐ２の先端ＦＥが定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間に入り込んだ時点までの間の時間だけ、上述の圧力調整手段によって、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧を、その時の定着ローラ３６の温度でのトナー像の定着に適した当接圧よりも低い値に変化させるように構成されている。先行する記録媒体Ｐ１の後端ＲＥが定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間を出た時点から、次の記録媒体Ｐ２の先端ＦＥが定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間に入り込んだ時点までの間の時間を紙間時間と称することにすると、定着ローラ３６と加圧ローラ３７が記録媒体を介することなく直に当接する紙間時間においては、その定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧をトナー像の定着に必要とされる圧力よりも低くするのである。このように圧力を下げることにより、互いに圧接した定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間のニップＮの記録媒体搬送方向における幅Ｗが小さくなるので、定着ローラ３６から加圧ローラ３７へ移行する熱の量を少なくでき、定着ローラ３６の温度低下を抑え、トナー像の定着不良の発生を阻止することができる。圧力調整手段の具体的構成は後に詳しく説明する。
【００２６】
図５は、横軸に時間をとり、縦軸に定着ローラ３６の表面温度Ｔと、定着ローラ３６と加圧ローラ３７とのニップ幅Ｗ（図２）をとって示したグラフであって、定着装置の立ち上げ時からの様子と、上述した構成のより具体的な例を説明する図である。図５において、ｔｏの時点で図２に示したヒータ３９Ａ，３９Ｂへの通電が開始され、そのヒータの発熱により、定着ローラ３６が加熱され、当該定着ローラ３６の表面温度Ｔが常温に近い温度から上昇し始める。この立ち上げ時には、定着ローラ３６と加圧ローラ３７は回転せずに停止している。ｔ１の時点で、定着ローラ３６の表面温度Ｔは、トナー像の定着に適した目標温度Ｔ１に達し、それ以降、定着ローラ３６の表面温度Ｔが目標温度Ｔ１に維持されるように、ヒータ３９Ａ，３９Ｂへの通電がオン，オフ制御される。図５において、Ｔ０で示した温度範囲は、トナー像の定着に適した温度であり、この範囲の温度を定着温度と称することにする。
【００２７】
プリント指令が入力されると、ｔ２の時点で定着ローラ３６と加圧ローラ３７が図２に矢印で示した方向にそれぞれ回転を開始し、ｔ３の時点で、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間に記録媒体Ｐが送り込まれ始まり、引き続き、後続する記録媒体Ｐが順次定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間を通過する。図４に示したように、互いに間隔をあけて搬送される複数枚の記録媒体Ｐが連続して定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間に送り込まれ、その各記録媒体Ｐ上のトナー像が熱と圧力の作用により定着されるのである。図５に示した「通紙」とは、各記録媒体が定着ローラ３６と加圧ローラ３７の間を通過している時期を示し、「紙間」とは前述の紙間時間を示している。
【００２８】
上述のように、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間を記録媒体Ｐが順次通過し始めると、定着ローラ３６の熱は各記録媒体Ｐと加圧ローラ３７とに奪われるので、定着ローラ３６の表面温度Ｔは、目標温度Ｔ１から漸次低下する。
【００２９】
ここで、図５に示した例では、定着ローラ３６の表面温度Ｔが高いときよりも低いときの方が、定着ローラ３６と加圧ローラ３７とのニップＮの幅Ｗが大きくなるように、前述の圧力調整手段によって、定着ローラ３６と加圧ローラ３７の当接圧が調整される。すなわち、図５に示すように、定着ローラ３６の表面温度Ｔが、目標温度Ｔ１と、これよりも低い温度Ｔ２との間にあるとき（Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２）は、通紙時の定着ローラ３６と加圧ローラ３７とのニップＮの幅Ｗが、小さな大きさＷ１となるように、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧が調整される。これに対し、定着ローラ３６の表面温度Ｔが、上記温度Ｔ２と、これよりもさらに低い温度Ｔ３の間にあるとき（Ｔ２＜Ｔ＜Ｔ３）は、通紙時の定着ローラ３６と加圧ローラ３７とのニップＮの幅ＷがＷ１よりも大きなＷ２となるように、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧が調整される。さらに、定着ローラ３６の表面温度Ｔが、Ｔ３以下（Ｔ≦Ｔ３）となると、通紙時の定着ローラ３６と加圧ローラ３７とのニップＮの幅Ｗが一番広いＷ３となるように、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧が調整される。このように、定着ローラ３６の表面温度Ｔの低下に伴って、通紙時の定着ローラ３６と加圧ローラ３７のニップＮの幅Ｗが拡大するので、表面温度Ｔの低下に伴う定着ローラ３６から記録媒体Ｐ上のトナー像に供給される熱量の低下が補われる。
【００３０】
上述のように、本例の圧力調整手段は、図２に示した温度検知手段３８により検知された定着ローラ３６の表面温度が高いときよりも低いときの方が定着ローラ３６と加圧ローラ３７とのニップＮの幅Ｗが大きくなるように、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間を記録媒体が通過しているときの定着ローラ３６と加圧ローラ３７の当接圧を段階的に変化させるように構成されている。定着ローラ３６以外の定着部材を用い、また加圧ローラ３７以外の加圧部材を用いたときも同様に構成することができる。
【００３１】
さらに、図４を参照して先に説明したように、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間に複数枚の記録媒体Ｐを連続して通過させる際に、各紙間時間においては、圧力調整手段によって、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧が最も小さな値に調整され、両ローラ３６，３７の間のニップＮの幅Ｗが、最小のＷ０に設定される。定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧が最も下げられ、両ローラ間のニップＮの幅Ｗが最小のＷ０に調整されるのである。このため、先にも説明したように、紙間時間においては、定着ローラ３６と加圧ローラ３７が直に当接してはいるが、定着ローラ３６から加圧ローラ３７へ移行する熱の量を極く少量に抑えることができ、定着ローラ３６の表面温度の急激な低下を防止でき、トナー像の定着不良の発生を阻止することができる。
【００３２】
上述した例では、各紙間時間の全体に亘って、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧を下げ、ニップＮの幅Ｗを最小のＷ０に調整したが、各紙間時間の一部の時間だけ、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間のニップＮの幅Ｗを最小のＷ０に調整するように構成することもできる。
【００３３】
さらに、各紙間時間の全体に亘り、又はその一部の時間だけ、定着ローラ３６と加圧ローラ３７の当接圧を下げて、ニップＮの幅Ｗを最小の幅Ｗ０に調整する代りに、圧力調整手段によって、定着ローラ３６と加圧ローラ３７とを互いに離間させるように構成することもできる。かかる構成によれば、定着ローラ３６から加圧ローラ３７へ移行する熱の量をより一層減少させることができる。
【００３４】
要するに、圧力調整手段は、定着部材と加圧部材との間に複数枚の記録媒体を連続して通過させ、その各記録媒体上のトナー像を定着する際、先行する記録媒体の後端が定着部材と加圧部材の間を出た時点から、次の記録媒体の先端が定着部材と加圧部材との間に入り込んだ時点までの間の少なくとも一部の時間だけ、定着部材と加圧部材との当接圧を、その時の定着部材の温度でのトナー像の定着に適した当接圧よりも低い値に変化させるか、又は当該定着部材と加圧部材とを離間させるように構成されるのである。
【００３５】
また、定着動作が長い時間続けられ、加圧ローラ３７の温度が充分に上昇すれば、紙間時間において定着ローラ３６と加圧ローラ３７が直に当接しても、定着ローラ３６から加圧ローラ３７に多量の熱が移行することはなくなる。従って、このようになれば、紙間時間においても、定着ローラ３６と加圧ローラ３７をトナー像の定着に適した当接圧で圧接させたままとしておいてもよい。かかる構成を採用するには、図２に示すように、加圧ローラ３７の表面温度を検知する例えばサーミスタより成る加圧部材温度検知手段４５を設け、その加圧部材温度検知手段４５によって検知された加圧ローラ３７の表面温度が所定値以下のときにのみ、先行する記録媒体の後端が定着部材と加圧部材の間を出た時点から、次の記録媒体の先端が定着部材と加圧部材との間に入り込んだ時点までの間の少なくとも一部の時間だけ、定着部材と加圧部材との当接圧を、その時の定着部材の温度でのトナー像の定着に適した当接圧よりも低い値に変化させるか、又は当該定着部材と加圧部材とを離間させるように構成すればよい。
【００３６】
また、図５にｔ４で示した時間は、定着ローラ３６を加熱して、その表面温度がトナー像の定着に適した目標温度Ｔ１となるように、定着装置を立ち上げる時間であるが、図５に示した例では、この立ち上げ時においても、圧力調整手段によって、定着ローラ３６と加圧ローラ３７との当接圧を最も小さくし、両ローラ３６，３７のニップＮの幅Ｗが最小のＷ０となるように構成されている。或いは、この定着装置２９の立ち上げ時に、圧力調整手段によって、定着ローラ３６と加圧ローラ３７とを離間させることもできる。このように、圧力調整手段が、定着部材の表面温度がトナー像の定着に適した目標温度となるように、定着部材を加熱して定着装置を立ち上げているとき、定着部材と加圧部材との当接圧を最も低い値にするか、又は定着部材と加圧部材を離間させるように構成されているのである。かかる構成によって、定着装置２９の立ち上げ時に、定着ローラ３６から加圧ローラ３７に移行する熱の量を減少させることができるので、定着ローラ３６が目標温度に達するまでの時間、すなわち立ち上げ時間を効果的に短縮することができる。
【００３７】
また、図５に示した例においては、定着装置の立ち上げ完了後であって、最初の記録媒体の通紙が開始されるまでの間の時間ｔ５においても、定着ローラ３６と加圧ローラ３７とのニップＮの幅Ｗが最小のＷ０に設定されている。この時間ｔ５の間、定着ローラ３６と加圧ローラ３７を互いに離間させることもできる。かかる構成によっても、定着ローラ３６から加圧ローラ３７へ移行する熱の量を減少させることができる。
【００３８】
さらに、図５に示した例では、定着ローラ３６の表面温度ＴがＴ３で示した所定温度以下となったとき、搬送される記録媒体と記録媒体との間の間隔、すなわち紙間時間が長くなるように、図１に示したレジストローラ対２５による記録媒体Ｐの給送タイミングが制御される。このように、定着ローラ３６の表面温度Ｔが、定着温度Ｔ０の範囲内ではあるが、Ｔ３という低い温度になったときは、連続して搬送される記録媒体の間の間隔を大きくして、定着ローラ３６から記録媒体に移行する熱の量を少なくし、定着ローラ３６の表面温度の低下を抑えることによって、定着ローラ３６の表面温度Ｔを定着温度Ｔ０の範囲内に留めることができる。かかる構成を一般的に示せば、定着ローラ３６より成る定着部材と加圧ローラ３７より成る加圧部材との間に複数枚の記録媒体Ｐを連続して通過させ、その各記録媒体Ｐ上のトナー像ＴＩを定着するとき、図２に示した温度検知手段３８により検知された定着部材の表面温度Ｔが所定温度Ｔ３以下となったとき、図４に示したように先行する記録媒体Ｐ１の後端ＲＥと、次の記録媒体Ｐ２の先端ＦＥとの間の間隔Ｇが拡大するように、定着部材と加圧部材との間に送り込む記録媒体Ｐの給送タイミングを制御するのである。
【００３９】
上述した構成自体は、従来より公知であるが、従来の定着装置においては、紙間時間において、定着ローラから加圧ローラへ多量の熱が移行していたため、通紙開始から比較的短時間で定着ローラの表面温度が大きく低下してしまい、従って早い時期から、記録媒体間の間隔を広げて、定着ローラの表面温度低下を抑える必要があった。このため、多数枚の記録媒体を定着処理するのに長い時間を必要とし、その定着に多量の熱エネルギーを必要とした。
【００４０】
これに対し、本例の定着装置においては、紙間時間において、定着ローラ３６から加圧ローラ３７へ移行する熱の量を従来よりも少なくすることができるので、通紙開始から定着ローラ３６の表面温度が所定温度Ｔ３となるまでに比較的長い時間かかる。このため、記録媒体間の間隔を広げる動作を開始するまでの時間を遅くすることができ、これによって多数枚の記録媒体を、従来よりも短時間で定着処理することができ、その定着に必要とされる熱エネルギー量も少なくすることができる。
【００４１】
次に、圧力調整手段の一具体例を図３、図６及び図７を参照して説明する。
【００４２】
図３に示すように、加圧ローラ３７の内部には、その加圧ローラ３７に対して固定された軸５１が貫通して延びていて、加圧ローラ３７の内部に位置する軸５１の部分には加圧ローラ３７の内周面に圧接した円板５２が固定されている。図３及び図６に示すように、軸５１の長手方向各端部には、軸受５３がそれぞれ嵌合し、軸５１が各軸受５３を介して、定着装置２９にケーシング５４に回転可能に組み付けられている。その際、各軸受５３は、ケーシング５４の各側板５５に形成された上下に長い長孔５６に、その長手方向に摺動可能に嵌合している。また、定着ローラ３６は、その各長手方向端部がケーシング５４の各側板５５に軸受を介して回転可能ではあるが位置不動に支持されている。
【００４３】
各軸受５３の下側には加圧レバー５７がそれぞれ配置され、各加圧レバー５７は、その一方の端部が、図６に示すように、ピン５８を介してケーシング５４の側板５５に揺動可能に支持され、該加圧レバー５７の他方の端部には引張りばね５９の一端が係止されている。この引張りばね５９の他端は、可動板６０の下部に係止されている。可動板６０には長孔６１が形成され、その長孔６１は、側板５５に突設されたピン６６に摺動可能に嵌合している。これにより、可動板６０は側板５５に沿って上下動することができる。さらに、側板５５には、回転軸６２が、その側板５５に対して回転可能ではあるが、位置不動に貫通し、この回転軸６２にはカム６３が固定されている。回転軸６２は、可動板６０に形成された上下に互い長孔（図示せず）を貫通して延びている。これにより、可動板６０は回転軸６２に邪魔されることなく、所定のストロークを上下動することができ、可動板６０の上部の曲折部６４が、引張りばね５９の作用によって、カム６３に圧接する。図６には、加圧ローラ３７の一方の端部側の加圧レバー５７と、引張りばね５９と、可動板６０と、回転軸６２に固定されたカム６３とを示したが、加圧ローラ３７の他方の端部側も全く同じく構成されている。このようにして、加圧ローラ３７は定着ローラ３６に圧接し、その定着ローラ３６が回転駆動されると、加圧ローラ３７は、軸５１と共に、従動回転する。
【００４４】
また、上述した回転軸６２の一方の端部にはギア６５が固定され、このギア６５は、これに噛み合った図示していない中間ギアを介して、同じく図示していないモータに駆動連結されている。
【００４５】
上述したモータの回転がギア６５に伝えられ、該ギア６５とカム６３が回転することにより、可動板６０は上下方向位置に移動する。その際、可動板６０が上方位置を占めれば占めるほど、加圧ローラ３７と定着ローラ３６との圧接力が強まり、図２に示した定着ローラ３６と加圧ローラ３７との間のニップＮの幅Ｗが大きくなる。図示した例では、図７に示すように、可動板６０の上下方向位置とニップＮの幅Ｗが４段階に切り換えられ、図５に示したように、通紙時の定着ローラ３６の表面温度Ｔが低くなると、ニップＮの幅Ｗが大きくなるように、可動板６０の上下位置が切り換えられる。すなわち、Ｔ１≧Ｔ≧Ｔ２のとき、可動板６０は図７の（ｂ）に示す位置を占め、図２に示したニップＮの幅Ｗは、図５にＷ１で示した大きさとなる。また、Ｔ２＞Ｔ＞Ｔ３のときは、可動板６０は図７の（ｃ）に示した位置に上昇して、図７の（ｂ）に示した位置よりも高い位置を占める。これにより、ニップＮの幅Ｗは、図５にＷ２で示した大きさとなる（Ｗ２＞Ｗ１）。同様に、Ｔ≦Ｔ３となると、可動板６０は、図７の（ｄ）に示した最上位の位置を占め、これによってニップＮの幅Ｗは、図５に示したＷ３で示した最大の大きさになる。このように、定着ローラ３６の表面温度が低くなるに従って、ニップＮの幅Ｗが、段階的に大きくなるので、トナー像に与えられえる熱量の不足を補うことができる。
【００４６】
一方、紙間時間においては、カム６３は、図７の（ａ）に示した位置に回転し、これによって可動板６０は、最も下方の位置を占める。これによって図２に示したニップＮの幅Ｗは、図５にＷ０で示した最小の大きさとなり、定着ローラ３６から加圧ローラ３７に移行する熱の量が抑えられる。カム６３が図７の（ａ）に示した位置を占めたとき、加圧ローラ３７が定着ローラ３６から離間するように構成することもできる。このようにして、図３及び図６に示した圧力調整手段により、定着ローラ３６と加圧ローラ３７のニップＮの幅Ｗを前述の如く調整し、ないしは定着ローラ３６と加圧ローラ３７とを離間させることができる。
【００４７】
ところで、以上説明した各構成は、定着部材が定着ベルトより成る定着装置にも適用できる。図８は、かかる定着ベルトを有する定着装置の概略を示す図である。ここに示した定着装置２９の定着ベルト３６Ａは支持ローラ４６と加熱ローラ４７に巻き掛けられた無端ベルトより成り、支持ローラ４６に巻き掛けられた定着ベルト部分の表面に加圧ローラ３７が圧接している。また、加熱ローラ４７の内部にヒータ４８が内設されている。定着動作時には、支持ローラ４６、加圧ローラ３７、定着ベルト３６Ａ及び加熱ローラ４７がそれぞれ矢印方向に回転駆動され、このとき加熱ローラ４７がヒータ４８により加熱され、これにより定着ベルト３６Ａが加熱される。このように、ヒータ４８は、定着ベルト３６Ａより成る定着部材を加熱する加熱手段を構成している。また、定着ベルト３６Ａと加圧ローラ３７の表面温度は、温度検知手段３８，４５によってそれぞれ検知される。トナー像ＴＩを担持した記録媒体Ｐは、矢印Ｄで示すように、定着ベルト３６Ａと加圧ローラ３７との間を搬送され、熱と圧力の作用によってトナー像ＴＩが定着される。前述した各構成は、かかる定着装置にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】定着装置の拡大断面図である。
【図３】加圧ローラの縦断面図である。
【図４】記録媒体を連続して定着ローラと加圧ローラの間に送り込むときの様子を説明する図である。
【図５】定着装置の立ち上げ時からの定着ローラの温度と、ニップ幅の変化の一例を示す説明図である。
【図６】圧力調整手段の一例を示す斜視図である。
【図７】可動板の高さ位置を示す説明図である。
【図８】定着ベルトを有する定着装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
２９  定着装置
３８  温度検知手段
４５  加圧部材温度検知手段
ＦＥ  先端
Ｇ  間隔
Ｎ  ニップ
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２  記録媒体
ＲＥ  後端
ＴＩ  トナー像
Ｔ１  目標温度
Ｗ  幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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