(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な定着部材と、
前記定着部材を加熱する加熱源と、
前記加熱源の発熱量を調整し、前記定着部材の温度を制御する温度制御手段と、
前記定着部材とニップを形成する加圧部材と、
前記定着部材内部で前記加圧部材と対向し前記ニップを形成するニップ形成部材と、
前記定着部材を介して前記ニップ形成部材と前記加圧部材とを加圧脱圧する加圧脱圧手段と、
前記加圧部材を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動負荷量を検知する駆動負荷検知手段と、を備え、
前記駆動負荷検知手段が検知した駆動負荷量が設定された値を超えている場合に、前記加圧脱圧手段が脱圧側に作動し、
前記駆動負荷検知手段の検知結果によって前記加圧脱圧手段が脱圧側に作動する場合に、前記温度制御手段が前記定着部材の温度を上げる側に前記加熱源の発熱量を調整することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記駆動手段として直流モータが用いられ、前記駆動負荷検知手段が前記直流モータの駆動電流値に基づいて前記駆動負荷量を検知することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧脱圧手段としてカム機構が用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記駆動負荷検知手段が検知した駆動負荷量が設定された値を超えている場合に、アラーム信号を発することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部と、を備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置を搭載した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。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置に対し、高品質、高速化、長寿命化等についての市場要求が強くなってきている。
【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画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録媒体に形成される。未定着トナー画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（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１２に示すように、特許文献１に記載の定着装置９０では、無端ベルト９１の内部にパイプ状の金属熱伝導体９２が設けられ、金属熱伝導体９２内の熱源９３により金属熱伝導体９２を介して無端ベルト９１を加熱している。定着装置９０は、さらに加圧ローラ９４を備え、この加圧ローラ９４が、無端ベルト９１を介して金属熱伝導体９２に接してニップ部Ｎを形成している。無端ベルト９１は、加圧ローラ９４の回転に連れ回りすることで、周方向に移動する。そして、ニップ部Ｎを通る記録媒体に対して加熱加圧して定着処理を行っている。このような構成により、定着装置９０を構成する無端ベルト９１の全体を温めることが可能となるので、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ、高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術にあっては、金属熱伝導体を介して無端ベルトを間接に加熱する構成であるので、加熱部の接触熱伝達や記録媒体の分離性向上の観点から、定着ベルトを真円ではない軌跡で走行させている。そのため、定着ベルト側にギヤ等を取り付けて駆動させることが難しく、駆動機構も複雑になるため、加圧ローラ側を駆動して定着ベルトを連れ回り走行させる構成となっている。また、無端ベルトの内面は、加圧ローラからの加圧力によって金属熱伝導体、もしくは後述するニップ形成部材に対して圧接されながら摺動する構成となっているので、駆動負荷が比較的大きくなる傾向があり、この傾向は経時で特に顕著となる。
【０００６】
通常、このような構成の定着装置を用いる場合は、ニップ形成部に摺動性に優れた塗装部材・シート等を設けた上で、オイルやグリース等の潤滑剤によって摺動負荷をさらに低減するようにしている。しかし、経時での部品磨耗や潤滑剤流出は不可避であり、駆動負荷が増加していくことになる。
【０００７】
加圧ローラの駆動には通常はギヤを介してモータを用いているが、このモータの許容トルクに到達する走行距離（通紙枚数）に基づいて、おおよそのユニット使用可能寿命が定まる。ただし、これは使用頻度により大きく左右され、定着の熱負荷が大きい高Ｄｕｔｙなモードほど走行可能距離が短くなる傾向にある。
【０００８】
従来の一般的な保守サービスは、定着ユニット内部の部品の回転回数（走行距離）や通紙枚数に基づき定着ユニットの交換寿命を設定した上で、寿命が終了したときに定着ユニットを交換するというものであった。しかしながら、このような寿命設定を行う場合、保証の観点から高Ｄｕｔｙな使用頻度を基準としていた。高Ｄｕｔｙな使用頻度の定着ユニットでは、定着熱負荷が比較して大きくなるため、定着ベルトの磨耗、潤滑剤流出が一層顕著になり、それに伴いモータの駆動トルクも大きく上昇する。一方、低Ｄｕｔｙな使用頻度の大多数の定着ユニットでは、熱負荷が小さいので部品磨耗も小さく、駆動モータの許容トルクまで十分余裕を残して交換されていた。正味の交換寿命がくる前に交換しているので、コスト的にも環境的にも望ましいものではなかった。
【０００９】
また、交換寿命の設定において想定していないほどの高Ｄｕｔｙ使用頻度の定着ユニットでは、加圧ローラ駆動用のモータの駆動トルクが、設定寿命よりも早く許容トルクを超えてしまう場合も起こり得る。このような場合には、定着ユニットの部品破損等の故障が発生して、画像形成装置が完全停止してしまい、修復に一層時間を要してしまうという懸念もあった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、使用頻度によらず正味の交換寿命まで使い切ることができ、かつ、交換の遅れによる故障に起因した全体装置の機能停止を未然に防止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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る定着装置は、上記目的達成のため、回転可能な定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記加熱源の発熱量を調整し、前記定着部材の温度を制御する温度制御手段と、前記定着部材とニップを形成する加圧部材と、前記定着部材内部で前記加圧部材と対向し前記ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材を介して前記ニップ形成部材と前記加圧部材とを加圧脱圧する加圧脱圧手段と、前記加圧部材を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動負荷量を検知する駆動負荷検知手段と、を備え、前記駆動負荷検知手段が検知した駆動負荷量が設定された値を超えた場合に、前記加圧脱圧手段が脱圧側に作動し、前記駆動負荷検知手段の検知結果によって前記加圧脱圧手段が脱圧側に作動する場合に、前記温度制御手段が前記定着部材の温度を上げる側に前記加熱源の発熱量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、使用頻度によらず正味の交換寿命まで使い切ることができ、かつ、交換の遅れによる故障に起因した全体装置の機能停止を未然に防止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ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す全体構成図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置の一部断面図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置の制御・駆動系のブロック構成図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置のカム機構の通常状態を示す概略構成図である。
【図５】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置のカム機構の除圧状態を示す概略構成図である。
【図６】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置の加圧力と駆動負荷トルクとの関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置の加圧力とニップ幅との関係を示すグラフである。
【図８】本発明に係る第２の実施の形態に係る定着装置の一部断面図である。
【図９】本発明に係る第３の実施の形態に係る定着装置の一部断面図である。
【図１０】本発明に係る第３の実施の形態に係る定着装置の遮光部材の概略斜視図であり、（ａ）はＡ３通紙時を示し、（ｂ）はハガキ通紙時を示す。
【図１１】本発明に係る第３の実施の形態に係る定着装置の遮光部材の展開図である。
【図１２】特許文献１の定着装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
まず、構成について説明する。
図１に示すように、画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタの画像形成部１０３を有する。画像形成装置１の本体上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在に設置されている。このため、これらの４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、ユーザ等によって交換自在になっている。
【００１５】
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【００１６】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋがそれぞれ配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部等がそれぞれ配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００１７】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である）。
【００１８】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像部７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８および第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（第１転写工程である）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００１９】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で行われる、一連の作像プロセスが終了する。
【００２０】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８の４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００２１】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟みこんで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【００２２】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟みこんで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
【００２３】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、本体の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【００２４】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２５】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２２および加圧ローラ２１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写画像を有する記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２６】
次に、図２を参照して、定着装置２０の構成について詳細に説明する。
【００２７】
定着装置２０は、図２に示すように、装置内に加圧回転体（図２の場合は加圧ローラ２１）と定着ベルト２２とを有し、熱源（図２の例ではハロゲンヒータ）２３により定着ベルト２２が内周側から輻射熱で直接加熱される。
【００２８】
このとき、図２に示す定着ベルト２２内には、定着ベルト２２を介して対向する加圧ローラ２１とでニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２４があり、定着ベルト２２の内面と直接（もしくは、図示しない摺動シートを介して間接的に）摺動するようになっている。
【００２９】
図２では、ニップ部Ｎの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い（ニップ部Ｎの形状は凹形状の方が、記録媒体Ｐの先端の排出方向が加圧ローラ２１寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。）。
【００３０】
図２に示すように、定着ベルト２２は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト（もしくはフィルム）とする。ベルト表層は、ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層２２ｂを有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルト基材２２ａと離型層２２ｂとの間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層２２ｃがある。弾性層２２ｃがない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じる。これを改善するには弾性層２２ｃを１００［μｍ］以上設ける必要がある。弾性層２２ｃの変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
【００３１】
定着ベルト２２の内部にはニップ部Ｎを支持するための支持部材２５（ステー）を設けており、加圧ローラ２１により圧力を受けるニップ形成部材２４の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。この支持部材２５は、定着ベルト２２の回転軸方向における両端部にて、保持部材２６（フランジ）に保持固定され位置決めされている。また、熱源２３と支持部材２５との間に反射部材２７を備えており、熱源２３からの輻射熱などにより支持部材２５が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで、反射部材２７を備える代わりに支持部材２５の表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることが可能となる。
【００３２】
熱源２３としては、図示したハロゲンヒータでも良いが、ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ）であっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。
【００３３】
加圧ローラ２１は、芯金２８に弾性ゴム層２９を被覆しており、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。加圧ローラ２１は、画像形成部１０３に設けられたモータなどの加圧ローラ駆動装置（図３参照）３０からギヤ等を含む減速機構を介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ２１はカム機構である加圧脱圧装置５９（図４参照）により定着ベルト２２側に押し付けられており、弾性ゴム層２９が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。加圧ローラ２１は、中空のローラであっても良く、加圧ローラ２１にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。弾性ゴム層２９はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ２１の内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００３４】
定着ベルト２２は、加圧ローラ２１により連れ回り回転する。図２の場合は、加圧ローラ２１が加圧ローラ駆動装置３０により回転し、ニップ部Ｎで駆動力が伝達されることにより定着ベルト２２が回転する。定着ベルト２２はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部で保持部材２６（フランジ）にガイドされて走行する。
【００３５】
定着装置２０は、上記のような構成により、安価でかつウォームアップを速くすることができる。
【００３６】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１の制御・駆動系について説明する。
図３に示すように、画像形成装置１は、本体制御部５１と、第１センサ５５と、第２センサ５６と、温度センサ５７と、排紙センサ５８と、ヒータ駆動装置６０（温度制御手段）と、加圧ローラ駆動装置３０（駆動手段）と、駆動負荷センサ３６（駆動負荷検知手段）と、加圧脱圧装置５９（加圧脱圧手段）と、アラーム６２と、を有している。
【００３７】
本体制御部５１は、画像形成部１０３を制御するための各種演算を行うＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）５２、読み出し専用のメモリであるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）５３、一時記憶用のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）５４、および入出力インターフェイス等を含んでいる。本体制御部５１は、ＲＡＭ５４の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭ５３に記憶された制御プログラムを実行するようになっている。
【００３８】
具体的には、本体制御部５１は、入力側に、第１センサ５５、第２センサ５６、温度センサ５７、排紙センサ５８、および駆動負荷センサ３６が電気的に接続されており、出力側に、後述する加圧脱圧装置５９、ヒータ駆動装置６０、加圧ローラ駆動装置３０、およびアラーム６２が電気的に接続されている。
【００３９】
第１センサ５５は、第１フィラー部を検出する公知のセンサであって、接触コロが第１の位置に移動した場合に第１フィラー部を検出する位置に配置されている。ここで第１の位置は、定着ベルト２２の変形が許容可能な変形量を検出可能な位置を意味し、定着昇温時間を著しく低下させない位置に設定される。
【００４０】
第２センサ５６は、第２フィラー部を検出する公知のセンサであって、接触コロが第２の位置に移動した場合に第２フィラー部を検出する位置に配置されている。ここで第２の位置は、定着ベルト２２の変形が許容不可能な変形量を検出可能な位置を意味する。
【００４１】
温度センサ５７は、公知のサーミスタ等により構成されて、定着ベルト２２の表面に対向するように設けられている。温度センサ５７は、定着ベルト２２の長手方向の中央領域と端部領域とに配置されて定着ベルト２２の温度を検出して温度情報を本体制御部５１に与える。本体制御部５１は、温度センサ５７からの温度情報に基づいて、ヒータ駆動装置６０を介して熱源２３への供給電力を制御することで、定着ベルト２２の温度を制御する温度制御手段として機能する。
【００４２】
排紙センサ５８は、ニップ部Ｎの排出側の排紙経路に設けられており、排紙情報を検知して本体制御部５１に与える。
【００４３】
アラーム６２は、加圧ローラ駆動装置３０の駆動負荷量が設定された値を超えた場合に、アラーム信号等を発する。ここで、アラーム信号等とは、ブザー音やランプ表示等を意味する。
【００４４】
ヒータ駆動装置６０は、外部の電源と熱源２３とに接続され、本体制御部５１からの制御信号に基づいて該電源から熱源２３に供給される電力を制御する。したがって、熱源２３はヒータ駆動装置６０により所望の点灯率となるように制御される。
【００４５】
加圧ローラ駆動装置３０は、加圧ローラ２１を回転駆動するための駆動モータ３２と、駆動モータ３２を駆動するためのモータドライバ３４と、を有している。駆動モータ３２は、駆動電流に出力トルクが比例する直流モータである。モータドライバ３４は、本体制御部５１からの制御信号に基づいて駆動モータ３２を駆動する駆動電流を駆動モータ３２に供給する。
【００４６】
駆動負荷センサ３６は、加圧ローラ駆動装置３０の駆動負荷量を検出し、その駆動負荷量の情報を本体制御部５１に提供する。具体的には、駆動負荷センサ３６は、加圧ローラ駆動装置３０の駆動電流の値を取得する電流センサである。本体制御部５１は、この駆動電流の値から駆動モータ３２の駆動負荷量である出力トルクの情報を得ることができる。駆動負荷センサ３６は、上記電流センサの代わりに、駆動モータ３２のモータ軸等に別途、トルクコンバータを設けた構成としてもよい。
【００４７】
本体制御部５１は、駆動負荷センサ３６から得られた加圧ローラ駆動装置３０の駆動負荷量が、あらかじめ定められた値を超えた場合に、加圧脱圧装置５９を脱圧側に作動させるように加圧脱圧装置５９に制御信号を送る。同時に、本体制御部５１は、加圧脱圧装置５９を脱圧側に作動させた場合には、ヒータ駆動装置６０を介して定着ベルト２２の温度を上昇させるように制御する。
【００４８】
図４に示すように、加圧脱圧装置５９は、カム機構を用いて構成されている。この加圧脱圧装置５９は、駆動源であるカム駆動モータ６３に接続されたカム板６４が片持ち支持のレバー６５を押圧することにより、定着ベルト２２を介してニップ形成部材２４に対して加圧ローラ２１を加圧または脱圧するようになっている。ここで、レバー６５の端部は、バネ部材６６を介して画像形成装置１の筐体に接続されている。そのため、レバー６５は、カム板６４によって押圧された際に、バネ部材６６に抗してカム板６４を押圧する。また、図５に示すように、レバー６５は、カム板６４からの押圧力がなくなった場合に、バネ部材６６に蓄積されている弾性復元力によって復帰位置に戻る。
【００４９】
記録媒体Ｐを搬送・定着する通常状態では、加圧ローラ駆動装置３０の駆動モータ３２の駆動負荷トルクは、所定トルク（またはそれに相当する駆動電流値）以下である。この場合、加圧ローラ２１から定着ベルト２２を介してニップ形成部材２４に加えられる加圧力が適切な加圧力となるように、カム板６４の回転停止位置が定められている。以下の説明では、この通常状態の最大の加圧力、およびその加圧力で得られる定着装置２０のニップ幅を１００％としている（図６、図７）。
【００５０】
図５に示すように、加圧脱圧装置５９の除圧状態は、駆動モータ３２の上記所定の駆動負荷トルクを超えた場合に移行するモードである。
【００５１】
図６は、加圧ローラ２１から定着ベルト２２を介してニップ形成部材２４に加えられる加圧力と、加圧ローラ駆動装置３０の駆動モータ３２が出力する駆動負荷トルクと、の関係を示す。図７は、加圧力と定着装置２０のニップ幅との関係を示す。経時により駆動モータ３２の駆動負荷トルクは、徐々に上昇していく。加圧力とニップ幅との関係においては、新品状態〜経時で駆動負荷トルクが上がり切るまでは、加圧力１００％にて駆動負荷トルクが低い値からトルク１００％（加圧ローラ駆動装置３０の許容トルク、もしくは更にマージンを加味して設定した値）まで徐々に上昇していくことになる。トルク１００％に到達した場合、それ以上加圧力１００％で回転駆動させると部品破損につながるが、カム板６４を回転させて除圧することで加圧ローラ駆動装置３０の駆動負荷トルクを下げることができる。
【００５２】
ただし、加圧力を下げるとニップ幅の減少も避けられない。定着ベルト２２の表面温度はある程度コールドオフセット（トナー剥がれ）に対して余裕を見た上で設定しているため、大幅なニップ幅の減少がない限りは画像不良の心配はないが、ユニット使用頻度によっては、加圧力１００％では許容トルクを大きく超えていることが想定されるため、加圧力を大きく落とさないと許容トルクを満たせない可能性がある。このような場合は、ニップ幅に応じて定着ベルト２２の温度補正を加えることで、消費電力は上がるものの画像品質は確保できる。
【００５３】
なお、図５に示した除圧状態は、許容トルクをオーバーした場合に移行する限定的なモードである。加圧力１００％の通常状態にて許容トルクをオーバーしたことが検知されると、モニタに交換を促す表示が点灯したり、保守サービス者に交換指示アラームを送信したりするシステム構成にしておくと良い。ユニット寿命としてはトルクオーバーが大きな要因ではあるが、定着ベルト２２や加圧ローラ２１の表面離型層も記録媒体搬送によって磨耗するため、長期に渡って除圧モードで使用すると画像不良や、分離不良に伴うジャム等が頻発することになる。除圧状態のモードは、交換アラームが発信されてから交換するまでの臨時的な対応手段として用いる。
【００５４】
本実施形態では、駆動負荷センサ３６が、加圧ローラ２１を駆動する加圧ローラ駆動装置３０の駆動負荷量を検知し、その駆動負荷量が設定した値を超えている場合に、本体制御部５１が、加圧脱圧装置５９を脱圧側に作動させる。これにより、使用頻度によらず正味の交換寿命（トルク寿命）までの使い切ることができ、交換の遅れによる故障に起因したマシン完全停止を未然に防止することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、本体制御部５１が、加圧脱圧装置５９を脱圧側に作動させた場合に、ヒータ駆動装置６０等の温度制御手段を介して定着ベルト２２の温度を上げる側に制御する。これにより、駆動負荷トルクを下げるために脱圧するとニップ幅が減少するが、脱圧量（ニップ幅減少量）に応じて定着ベルト２２の温度を上げることで、消費電力は若干悪化する懸念はあるもの、トナーオフセットといった画像品質トラブルを回避することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、加圧ローラ駆動装置３０の駆動モータ３２として直流モータが使用され、駆動負荷量の検知に直流モータの駆動電流値が用いられるので、安価なマシンを提供でき、また、負荷状態を把握するのに駆動電流値を検知すれば良いので、別途、トルクコンバータ等が不要で装置の大型化が避けられる。
【００５７】
また、本実施形態では、加圧脱圧装置５９がカム機構を用いており、カム板６４の表面形状によって無段階に脱圧（除圧）量を調整可能であり、また構成も簡素化できる。
【００５８】
また、本実施形態では、加圧ローラ駆動装置３０の許容トルクを超える値に対応する駆動電流値が検出された場合に、アラーム信号を発して交換を視覚的に促したり、サービスマンに交換通知を送信したりする。これにより、故障前に定着装置２０の交換がなされるため、ユニット故障によるマシン完全停止といった不具合を未然に防ぐことができる。
【００５９】
また、本実施形態では、加圧ローラ駆動装置３０の正味の交換寿命（許容トルク）近くまで定着装置２０を使い切ることができ、また、想定Ｄｕｔｙを超える使用頻度の定着装置２０に関しては、故障前に交換が可能になるため、低環境負荷で信頼性の高い画像形成装置１を提供できる。
【００６０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図８に示すように、本発明に係る第２の実施の形態に係る定着装置１２０では、図２に示した第１の実施の形態において熱源２３が１本のハロゲンヒータで構成されているのに対し、熱源２３が３本のハロゲンヒータで構成されている点で異なる。その他の構成は同じであるので、説明を省略する。例えば、図８では、加圧ローラ駆動装置３０（図２参照）や加圧減圧装置５９（図４参照）は図示を省略している。
【００６１】
本実施形態では、それぞれの熱源２３の発光（発熱）箇所が異なるために、様々な紙サイズに応じて、点灯させる熱源２３を選択することにより、生産性を確保することができる。
【００６２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図９に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る定着装置１３０では、図８に示した第２の実施の形態の構成に加え、遮光部材１３１を備えた構成である。なお、図９においても、加圧ローラ駆動装置３０（図２参照）や加圧減圧装置５９（図４参照）は図示を省略している。
【００６３】
図１０に示すように、遮光部材１３１の形状は、例えば、Ａ３通紙用、ハガキ通紙用の各紙幅に合わせた遮光面積が設けられた３段形状となっており、第１段と第２段の段差１３２、第２段と第３段の段差１３４の段付き形状となっている。
また、図１１に示すように、遮光部材１３１の形状として、例えば、Ａ３通紙用、Ｂ４通紙用、ハガキ通紙用の各紙幅に合わせて、第１段と第２段の段差１３２、第２段と第３段の段差１３３、第３段と第４段の段差１３４の段付き形状としても良い。
【００６４】
遮光部材１３１は、定着ベルト２２の内側に沿って、非接触で回動するように配置され、各紙幅に対応した位置に回動して加熱に不必要な領域を遮光する機能を有する。
【００６５】
本実施形態では、紙幅の狭い記録媒体Ｐを連続通紙した場合でも、非通紙領域が過昇温状態になることがなく、過昇温領域を冷ますために生産性を落とす等の制御を行う必要がない。これに伴い、ハロゲンヒータの本数は、図８に示した第２の実施の形態の３本から２本に削減でき、省エネルギー化を図ることができる。
【００６６】
以上説明したように、本発明によれば、使用頻度によらず正味の交換寿命まで使い切ることができ、かつ、交換の遅れによる故障に起因した全体装置の機能停止を未然に防止することができるという効果を有し、定着装置および画像形成装置の全般に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像形成装置
２０、１２０、１３０  定着装置
２１  加圧ローラ（加圧部材）
２２  定着ベルト（定着部材）
２３  熱源（加熱源）
２４  ニップ形成部材
３０  加圧ローラ駆動装置（駆動手段）
３２  駆動モータ（駆動手段）
３６  駆動負荷センサ（駆動負荷検知手段）
５９  加圧脱圧装置（加圧脱圧手段）
６０  ヒータ駆動装置（温度制御手段）
１０３  画像形成部
Ｎ  ニップ部（ニップ）
Ｐ  記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００７−３３４２０５号公報
【図１】
0006668765.tif 000002
【図２】
0006668765.tif 000003
【図３】
0006668765.tif 000004
【図４】
0006668765.tif 000005
【図５】
0006668765.tif 000006
【図６】
0006668765.tif 000007
【図７】
0006668765.tif 000008
【図８】
0006668765.tif 000009
【図９】
0006668765.tif 000010
【図１０】
0006668765.tif 000011
【図１１】
0006668765.tif 000012
【図１２】
0006668765.tif 000013