(57)【要約】【課題】薄肉化された加熱ローラに当接する加圧ローラを離接自在にし、印刷要求時に係る画像形成プロセスの実行中にのみ加圧ローラを加熱ローラに当接させて画像品質を保持する。【解決手段】内部に熱源３７を有する薄肉円筒の加熱ローラ３６ａ、一定の押圧力で加熱ローラ３６ａに当接する加圧ローラ３６ｂ及び加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａに対して離接自在に支持する加圧機構６０備える。また、印刷要求に係る画像形成プロセスの実行中にのみ制御部７０がドライバ７１を介して加圧機構６０を駆動させるとともに加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａから離間させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱源を有する薄肉円筒の加熱ローラと一定の押圧力で加熱ローラに当接する加圧ローラとを有し、加圧ローラを加熱ローラに対して離接自在に支持する加圧機構を用いて該加圧ローラの離接動作を制御する制御手段を備え、印刷要求に基づく被加熱体の画像形成プロセスの定着工程に用いられる定着装置において、
前記制御手段は、前記印刷要求に係る画像形成プロセスの実行中にのみ加圧ローラが加熱ローラに当接するように前記加圧機構の動作を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧機構は、前記加圧ローラを前記加熱ローラ側に付勢する弾性体、弾性体を支持する弾性体保持部、周面が弾性体保持部に対して弾性体の付勢方向に当接する偏芯カム、偏芯カムを回転駆動する駆動源、を備え、
前記制御手段は、前記駆動源を駆動して前記偏芯カムの短径部又は長径部を前記弾性体保持部に選択的に当接させ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】
前記制御手段は、前記画像形成プロセスの実行中に最初に搬送される被加熱体の用紙搬送方向の前端が前記加熱ローラと前記加圧ローラとの当接位置に搬送される直前に加圧ローラが加熱ローラに当接するように前記加圧機構の動作を制御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４】
前記制御手段は、前記画像形成プロセスの実行中に最後に搬送される被加熱体の用紙搬送方向の後端が前記加熱ローラと前記加圧ローラとの当接部を完全に通過した直後に加圧ローラが加熱ローラから離間するように前記加圧機構の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、用紙等の被加熱体に画像形成を行う複写装置やファクシミリ等の画像形成装置に備えられる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より画像形成装置等に用いられる定着装置は、加熱ローラ及び加圧ローラ等から構成されている。
【０００３】
加熱ローラは、内部にハロゲンランプ等の熱源を有し、熱源から生じる熱をローラの肉厚を構成する部材（金属等）に蓄熱する。また、加熱ローラは、表面に配置されたローラ温度検知部材により検知された温度に基づいて制御部等によって一定にコントロールされ、上記の表面温度が一定にコントロールされた状態において、被加熱体である用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）及び用紙に転写されている未定着トナーに表面の熱を付与して未定着トナーを溶融・固着させる。
【０００４】
一方、加圧ローラは、加熱ローラに一定の押圧力で当接し、上記熱源からの熱を加熱ローラとの当接部において受け取る。また、加圧ローラは、表面温度が加熱ローラの表面温度に対して約５０〜８０％であり、加熱ローラに２〜１０Ｋｇ／ｃｍ２  の力で当接（加圧）して当接部であるニップを形成する。さらに、加圧ローラは、用紙を加熱ローラに当接させ、溶融されたトナーを用紙に楔状に埋め込む投鋲作用を有する。
【０００５】
したがって、未定着トナーが転写された面を加熱ローラ側にして当接部に用紙を通過させる際、用紙の加熱ローラ側の面が加熱ローラ表面により加熱されて未定着トナーが溶融するとともに、溶融したトナーが加圧ローラの当接力によって用紙に楔上に埋め込まれて未定着トナーが用紙に適切に定着する。
【０００６】
また、従来の画像形成装置に備えられた定着装置には、加圧ローラの圧縮永久歪を防止するために加圧ローラを定着ローラに対して離接させる構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかも、近年の装置の省電力化並びにコンパクト設計の観点から、上述の加熱ローラの蓄熱部分を構成する金属を薄肉化し、熱源から生じる熱を素早く加熱ローラ表面に伝達できる定着装置の開発が進んでいる。具体的には、省エネルギを考慮して、薄肉化した加熱ローラ（内径：１０〜５０ｍｍ、肉厚：０．１〜２ｍｍ、材質：アルミニウム、鉄、銅等）及び加圧ローラ（アスカー硬度：３５〜７５、材質：シリコンゴム、肉厚１〜３０ｍｍ、加圧力：４〜３５ｋｇｆ）等から構成される定着装置を適用し、且つポリエステル樹脂を含む決着樹脂と着色剤とからなるトナーを用いた構成の画像形成方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
上述の特許文献２の構成の薄肉化された加熱ローラは、従来より用いられている厚肉の加熱ローラと比較して省エネルギが図られるだけでなく、熱の伝達効率がよいことから即熱定着性があり、加熱ローラを一定の温度に加熱するためのウォームアップ時間の短縮並びに装置重量の低減が図られる。
【０００９】
しかしながら、上述の特許文献２の構成のように薄肉化された加熱ローラを用いた定着装置では、シリコンゴムで形成された加圧ローラが薄肉化された加熱ローラに常に当接しているので、長年の使用のために加圧ローラの当接力によって加熱ローラに塑性変形が生じ、また加熱ローラの長手方向に撓みが生じる可能性がある。これは、加熱ローラが上記のように０．１〜２ｍｍの薄肉化された円筒形状であることから従来の厚肉の加熱ローラに比べて強度及び耐久性が低いためである。したがって、加熱ローラの塑性変形等によって加圧ローラから加熱ローラ表面全体に当接力が均一に伝わらず、トナーの用紙への定着不良が発生する虞がある。
【００１０】
そこで、近年の定着装置には、薄肉化された加熱ローラの強度及び耐久性を向上させて加熱ローラの塑性変形等を防止するため、加熱ローラの内部に補強部材を配置した構成のものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１−３０６８８２号公報
【特許文献２】
特開２００１−６００５１公報
【特許文献３】
特開平１０−１６１４５４号公報
【００１２】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献３の構成では、薄肉化された加熱ローラを加熱した際に加熱ローラの表面温度はすぐに設定温度に到達するが、逆に加熱を停止すると上記表面温度はすぐに低下してしまう。これは、薄肉化された加熱ローラは、熱を蓄える熱容量が小さいため熱を少し奪われただけでもすぐに温度が低下するからである。つまり、加熱ローラよりも熱容量の大きい加圧ローラが加熱ローラに当接していることから、当接部で加圧ローラによって加熱ローラの保持している熱が奪い取られて加熱ローラの表面温度がすぐに低下してしまう。このため、画像形成を行わない待機時においても、加熱ローラの表面温度を維持するために熱源をＯＮにする頻度が高くなり、消費電力が増大してしまう問題がある。
【００１３】
なお、上述の特許文献３の構成に加圧ローラを定着ローラに対して離接させる特許文献１の構成を適用したとしても、特許文献１には画像形成出荷時にしか加圧ローラを定着ローラに対して離接させるタイミングに関して記載されておらず、上記の問題を解決することは困難である。
【００１４】
この発明の目的は、薄肉化された加熱ローラに対して加圧ローラを離接自在にし、印刷要求時に係る画像形成プロセスの実行中にのみ加圧ローラを加熱ローラに当接させて画像品質を保持することができる定着装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００１６】
（１）内部に熱源を有する薄肉円筒の加熱ローラと一定の押圧力で加熱ローラに当接する加圧ローラとを有し、加圧ローラを加熱ローラに対して離接自在に支持する加圧機構を用いて該加圧ローラの離接動作を制御する制御手段を備え、印刷要求に基づく被加熱体の画像形成プロセスの定着工程に用いられる定着装置において、
前記制御手段は、前記印刷要求に係る画像形成プロセスの実行中にのみ加圧ローラが加熱ローラに当接するように前記加圧機構の動作を制御することを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、印刷要求に係る画像形成プロセスが実行中であるか否かに基づいて、制御手段によって加熱ローラに対して加圧ローラを離接自在に支持する加圧機構の動作が制御され、加圧ローラが加熱ローラ対して当接、離間する。
【００１８】
したがって、印刷要求に係る画像形成プロセスの実行中にのみ加圧ローラが加熱ローラに当接されるので、加圧ローラが加熱ローラに当接していることがなく、加熱ローラ及び加圧ローラの塑性変形及び撓みの発生が防止される。また、加圧ローラが加熱ローラに常時当接したままにされることがないので、加熱ローラ表面の熱が加圧ローラに奪われ続けることがなく、熱源をＯＮにする時間が短縮され、消費電力が低減される。
【００１９】
さらに、画像形成プロセスの実行中以外において加圧ローラは加熱ローラから離間しているので、加圧ローラの表面温度が装置内温度と略等しくなり、加圧ローラに熱を蓄えるための多くの空き容量が確保される。そのため、小サイズの被加熱体が加熱ローラと加圧ローラとの当接部を通過する際に、当接部において、加熱ローラ表面の被加熱体と接触する領域から被加熱体が熱を受け取り且つ加熱ローラ表面の被加熱体と接触しない領域から加圧ローラが熱を受け取る。これにより、加熱ローラの被加熱体と接触しない領域が高温にならず、加熱ローラ表面の被加熱体と接触した領域と接触しない領域との温度差が生じることが防止される。したがって、小サイズの被加熱体の画像形成プロセス終了直後に加熱ローラの表面温度が不均一にならず、小サイズの被加熱体の画像形成プロセス終了後に大サイズの被加熱体の画像形成プロセスが行われてもトナーの定着不良の発生が防止される。
【００２０】
（２）前記加圧機構は、前記加圧ローラを前記加熱ローラ側に付勢する弾性体、弾性体を支持する弾性体保持部、周面が弾性体保持部に対して弾性体の付勢方向に当接する偏芯カム、偏芯カムを回転駆動する駆動源、を備え、
前記制御手段は、前記駆動源を駆動して前記偏芯カムの短径部又は長径部を前記弾性体保持部に選択的に当接させることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、弾性体保持部を介して偏芯カムの周面に支持された弾性体によって加圧ローラが加熱ローラ側に付勢され、印刷要求に係る画像形成プロセスが実行中であるか否かに基づいて制御手段によって偏芯カムを回転駆動する駆動源が駆動され、偏芯カムの周面の長径部又は短径部が弾性体保持部に当接するように駆動源が駆動されることにより弾性体が付勢方向に移動して加圧ローラが加熱ローラに当接、離間する。
【００２２】
したがって、偏芯カムの周面が弾性体保持部に対して弾性体の付勢方向に当接するので、偏芯カムが回転駆動されるだけで加圧ローラが加熱ローラに当接、離間するため、加圧機構が複雑になることがない。
【００２３】
また、制御手段によって駆動源が駆動されることにより弾性体が付勢方向に移動して加圧ローラが加熱ローラに当接、離間するので、制御手段による加圧機構の動作の制御が複雑になることがない。
【００２４】
（３）前記制御手段は、前記画像形成プロセスの実行中に最初に搬送される被加熱体の用紙搬送方向の前端が前記加熱ローラと前記加圧ローラとの当接位置に搬送される直前に加圧ローラが加熱ローラに当接するように前記加圧機構の動作を制御することを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、画像形成プロセスの実行中に最初に搬送される被加熱体の用紙搬送方向の前端が当接部が構成されるべき位置に搬送される直前である定着工程の開始直前に加圧ローラが加熱ローラに当接する。したがって、定着工程の開始直前まで加圧ローラが加熱ローラから離間しているので、加熱ローラ及び加圧ローラの塑性変形及び撓みの発生が防止される。また、定着工程の開始直前まで加圧ローラが加熱ローラから離間しているので、画像形成プロセスの実行中以外で加熱ローラ表面の熱が加圧ローラに奪われ続けることがなく、熱源をＯＮにする時間が短縮され、消費電力が低減される。
【００２６】
さらに、定着工程の開始直前までは加圧ローラが加熱ローラから離間しているので、定着工程の開始直前まで加圧ローラの表面温度が装置内温度と略等しく、加圧ローラの熱を蓄えるためのより多くの空き容量が確保される。そのため、小サイズの被加熱体が当接部を通過する際に、当接部において、加熱ローラ表面の被加熱体と接触する領域から被加熱体が熱を受け取り且つ加熱ローラ表面の被加熱体と接触しない領域から加圧ローラが熱を受け取る。これにより、加熱ローラの被加熱体と接触しない領域が高温にならず、加熱ローラ表面の被加熱体と接触した領域と接触しない領域との温度差が生じることが防止される。したがって、小サイズの被加熱体の画像形成プロセス終了直後に加熱ローラの表面温度が不均一にならず、小サイズの被加熱体の画像形成プロセス終了後に大サイズの被加熱体の画像形成プロセスが行われてもトナーの定着不良の発生が防止される。
【００２７】
（４）前記制御手段は、前記画像形成プロセスの実行中に最後に搬送される被加熱体の用紙搬送方向の後端が前記加熱ローラと前記加圧ローラとの当接部を完全に通過した直後に加圧ローラが加熱ローラから離間するように前記加圧機構の動作を制御することを特徴とする。
【００２８】
この構成においては、画像形成プロセスの実行中に最後に搬送される被加熱体の用紙搬送方向の後端が当接部を完全に通過した直後である定着工程の終了直後に加圧ローラが加熱ローラから離間する。したがって、印刷要求に係る画像形成プロセスの実行中にのみ加圧ローラが加熱ローラに当接されるので、加圧ローラが加熱ローラに常時当接したままにされることがなく、加熱ローラ及び加圧ローラの塑性変形及び撓みの発生が防止される。また、加圧ローラが加熱ローラに当接したままにされることがないので、加熱ローラ表面の熱が加圧ローラに奪われ続けることがなく、熱源をＯＮにする時間が短縮され、消費電力が低減される。
【００２９】
さらに、定着工程の終了直後に加圧ローラが加熱ローラから離間するので、加圧ローラが加熱ローラに加熱され続けることがなく、定着工程の終了直後からすぐに加圧ローラの表面温度が低下し始める。これにより、次の画像形成プロセスまでに加圧ローラの熱を蓄えるためのより多くの空き容量が確保されるので、連続する小サイズの画像形成プロセスに係る定着工程も、加熱ローラの被加熱体と接触しない領域が高温にならず、前回の画像プロセスに係る定着工程に影響されない。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る定着装置を適用した画像形成装置の構成を示す図である。この発明の本体装置である画像形成装置１００は、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して取得した画像データに基づいてこの発明の被加熱体である用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む）に画像を形成する。
【００３１】
また、画像形成装置１００は、原稿読取部１０、給紙部２０、画像形成部３０及び排紙部４０等から構成される。原稿読取部１０は、装置本体の上部に配置され、プラテンガラス１１、原稿載置トレイ１２及びスキャナ光学系１３等から構成される。スキャナ光学系１３は、光源１４、複数の反射ミラー１５ａ〜１５ｃ、光学レンズ１６及びＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）１７を有する。光源１４は、プラテンガラス１１に載置された原稿又は原稿載置トレイ１２から原稿搬送路Ｒ上を搬送される原稿に光を照射する。複数の反射ミラー１５ａ〜１５ｃは、原稿からの反射光を反射させて光学レンズ１６に導く。光学レンズ１６は、反射ミラー１５ａ〜１５ｃによって導かれた反射光を集光してＣＣＤ１７に導く。ＣＣＤ１７は、集光された反射光を光電変換する。
【００３２】
給紙部２０は、装置本体の下部に配置され、給紙トレイ２１、手差トレイ２２及び給紙ローラ２３等から構成される。給紙トレイ２１及び手差トレイ２２は、画像形成時に用紙搬送路Ｓに給紙される用紙を載置する。給紙ローラ２３は、回転して各トレイ２１、２２に載置された用紙を用紙搬送路Ｓに給紙する。画像形成部３０は、原稿読取部１０の下方の手差トレイ２２側に配置され、図示しないレーザスキャニングユニット（以下、ＬＳＵと言う。）、感光体ドラム３１及び定着装置３６を有し、感光体ドラム３１の周囲に、帯電器３２、現像装置３３、転写装置３４及び除電器３５が感光体ドラム３１の回転方向である図１に示す矢印の方向に沿ってこの順に配置されている。
【００３３】
排紙部４０は、給紙トレイ２１の上方に配置され、排紙ローラ４１及び排紙トレイ４２等から構成される。排紙ローラ４１は、画像形成の終了した用紙を排紙トレイ４２に排出する。排紙トレイ４２は、排紙ローラ４１から排出される用紙を載置する。
【００３４】
上記の構成により、例えば図示しないスタートキーが押下されてコピーが開始されると、まず給紙ローラ２３が回転して用紙搬送路Ｓに用紙が給紙される。給紙された用紙は、用紙搬送路Ｓ上に設けられたレジストローラ５１に搬送される。
【００３５】
レジストローラ５１に搬送された用紙の搬送方向の先端部は、用紙に転写されるべき感光体ドラム３１上に形成されるトナー画像との位置合わせを行うため、レジストローラ５１の軸方向とが平行になるようにレジストローラ５１に挟持される。
【００３６】
原稿読取部１０によって読み取られた画像データは、入力キー等を用いて入力された条件で画像処理が施された後、ＬＳＵにプリントデータとして送信される。ＬＳＵは、帯電器３２によって所定の電位に帯電された感光体ドラム３１表面に、図示しないポリゴンミラー及び各種レンズを介して上記画像データに基づいたレーザ光を照射して静電潜像を形成する。その後、現像装置３３に設けられたＭＧローラ３３ａ表面に付着しているトナーが、感光体ドラム３１表面上の電位ギャップに応じて感光体ドラム３１表面に引き寄せられて付着し、静電潜像が顕像化される。
【００３７】
その後、レジストローラ５１によって、レジストローラ５１に挟持されている用紙と、感光体ドラム３１表面に形成されたトナー画像との位置が合わせられ、用紙を感光体ドラム３１と転写装置３４との間に搬送する。次に、転写装置３４に設けられた転写ローラ３４ａを用いて感光体ドラム３１表面のトナー画像を上記用紙に転写する。トナー画像の転写が終了した用紙は、定着装置３６の加熱ローラ３６ａと加圧ローラ３６ｂとの間を通過することで熱と圧力が加えられるとともにトナー画像が溶融・固着され、用紙搬送路Ｓ上を搬送されて排紙ローラ４１によって排紙トレイ４２に排出される。
【００３８】
なお、用紙を給紙トレイ２１から給紙して排紙トレイ４２に排出する工程が、この発明の画像形成プロセスに相当する。
【００３９】
図２は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成の一部を示す縦断面図である。図２に示すように、定着装置３６は、薄肉化された加熱ローラ３６ａ及び加圧ローラ３６ｂ等から構成される。薄肉化された加熱ローラ３６ａは、内部に棒状の熱源３７を備え、回転自在に支持されている。熱源３７は、加熱ローラ３６ａのローラの内面全体を加熱する。また、加熱ローラ３６ａは、表面に用紙が接触した際に熱を付与し、用紙に転写された未定着のトナーを溶融して固着させる。
【００４０】
一方、加圧ローラ３６ｂは、一定の押圧力で加熱ローラ３６ａに当接し、用紙が加熱ローラ３６ａとの当接部（定着ニップ部）３８を通過する際、用紙を加熱ローラ３６ａに当接させ、溶融したトナーを用紙のセルロース繊維に埋め込む。なお、加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａに当接する当接力は、通常２〜１０ｋｇ／ｃｍ２  の範囲となる。また、加圧ローラ３６ｂは、ローラ表面がシリコンゴム等のゴム系で形成されているため、熱容量が大きく、熱の伝導率が高い。
【００４１】
さらに、加熱ローラ３６ａの外周部には、用紙剥離爪５５、クリーニング部材５６、ローラ温度検知部材５７が配置されている。
【００４２】
用紙剥離爪５５は、未定着のトナーが加熱ローラ３６ａ表面で溶融され且つ用紙が加圧ローラ３６ｂによって加熱ローラ３６ａに当接されると加熱ローラ３６ａに付着した状態となるため、用紙が加熱ローラ３６ａから剥離し難くなるのを防止して剥離性能を向上させるとともにＪＡＭを防止する。クリーニング部材５６は、上記用紙と加熱ローラ３６ａとの剥離の際に、加熱ローラ３６ａ表面に付着したトナーを加熱ローラ３６ａ表面から除去し、加熱ローラ３６ａ表面に付着したトナーが定着装置３６に搬送される次の用紙に付着して画像品質が低下してしまうのを防止する。
【００４３】
ローラ温度検知部材５７は、サーミスタ等で構成され、加熱ローラ３６ａの表面温度を検知する。また、上記検知された加熱ローラ３６ａの表面温度に基づいて後述する制御部が熱源３７の通電（ＯＮ／ＯＦＦ）を行い、加熱ローラ３６ａの表面温度を制御する。
【００４４】
例えば、用紙が当接部３８を通過し且つ加熱ローラ３６ａ表面から熱を受け取ることで加熱ローラ３６ａの表面温度が低下した際に、ローラ温度検知部材５７によって検知された温度が加熱ローラ３６ａの設定温度より下回る時は、加熱ローラ３６ａ内部の熱源３７をＯＮにして加熱ローラ３６ａの表面温度を設定温度まで加熱する。また、熱源３７をＯＮにして加熱ローラ３６ａを加熱し、ローラ温度検知部材５７によって検知された加熱ローラ３６ａの表面温度が設定温度となった場合は、熱源３７をＯＦＦにする。
【００４５】
なお、この発明の加熱ローラ３６ａは、薄肉の構成であってローラ直径が２０〜４０ｍｍΦに対し、ローラの肉厚は０．１〜２ｍｍで構成されている。また、加熱ローラ３６ａの表面層には、表面に汚れ等が付着し難い図示しない離型層（肉厚は概ね０．１〜０．２５ｍｍ位）が構成され、上記の溶融したトナーが加熱ローラ３６ａに付着することを未然に防止する。
【００４６】
図３は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す横断面図である。図４は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す縦断面図である。定着装置３６は、図３に示すように加圧機構６０を備えている。加圧機構６０は、弾性体６１ａ、６１ｂ、シャフト保持部６２ａ、６２ｂ、弾性体保持部６３、偏芯カム６４ａ、６４ｂ、カム用シャフト６５、ギヤ６６ａ、６６ｂ及び駆動源６７等から構成されている。
【００４７】
弾性体６１ａ、６１ｂは、加圧ローラ３６ｂのシャフト３６ｂ′をシャフト保持部６２ａ、６２ｂを介して回転自在に支持し、加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａに当接する方向である矢印Ｙ方向に付勢する。加圧部材保持部６３は、弾性体６１を支持する。偏芯カム６４ａ、６４ｂは、カム用シャフト６５によって回転自在に支持され、周面が弾性体保持部６３を矢印Ｙ方向に支持する。駆動源６７は、ドライバ７１を介して制御部７０に接続され、制御部７０によって駆動されてギヤ６６ａ、６６ｂ及びカム用シャフト６５を介して偏芯カム６４ａ、６４ｂを回転駆動する。また、偏芯カム６４ａ、６４ｂを回転させることによって、図３（ａ）、（ｂ）に示すように矢印Ｙ方向に加圧ローラ３６ｂ及び加圧機構６０が移動するので、加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａに対して離接する。
【００４８】
したがって、偏芯カム６４ａ、６４ｂの周面を弾性体保持部６３に対して弾性体６１の矢印Ｙ方向に当接させることによって、偏芯カム６４ａ、６４ｂを回転駆動するだけで加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａに当接、離間できるので、加圧機構６０を簡単な構成にできる。
【００４９】
また、制御部７０を用いて駆動源６７を駆動することにより弾性体６１を矢印Ｙ方向に移動させるとともに加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａに当接、離間させることによって、制御部７０による加圧機構６０の動作の制御を簡単にできる。
【００５０】
なお、この発明の制御手段である制御部７０は、装置本体に備えられ、装置の動作全般を制御する。
【００５１】
図５〜図７は、この発明の定着装置を適用した画像形成装置における主電源ＯＮ状態での装置本体の動作手順を示すフローチャートである。図５に示すように、まず、主電源をＯＮにして装置本体を起動させて装置本体の初期動作処理を行う前に加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａから離間しているか否かを確認する（ｓ１）。ｓ１にて、加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａに当接していると判断した場合は、駆動源６７を駆動して加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａから離間させ（ｓ２）、ｓ１に戻る。
【００５２】
ｓ１にて、加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａから離間していると判断した場合は、装置全体の初期動作処理及び加熱ローラ３６ａ内の熱源３７に通電してウォームアップを開始する（ｓ３）。次に、ｓ３における初期化動作処理等が終了したか否かを判断し（ｓ４）、終了していないと判断した場合は、終了するまでｓ４の判断を行う。ｓ４にて、初期化動作処理等が終了したと判断した場合は、いつでも印刷要求を受け付けることができる状態であり、装置全体の起動が完了した通常モードに設定する（ｓ５）。
【００５３】
通常モードに設定された後に加熱ローラ３６ａの表面温度の設定温度に基づく制御を含む通常モードの処理を実行する（ｓ６）。次に、上記計時機能を用いて得られる通常モード開始からの経過時間が所定の時間を経過したか否かを判断し（ｓ７）、通常モード開始からの経過時間が所定の時間を経過していないと判断した場合は、所定の時間を経過するまでｓ６、７の処理を繰り返し実行する。また、ｓ７にて通常モード開始からの経過時間が所定の時間を経過したと判断した場合は、装置全体の制御を省エネモードに変更する（ｓ８）。つまり、画像形成装置１００の通常の起動状態である通常モードにて一定時間に１回も印刷要求が無ければ、省エネルギを目的とする待機状態に移行する。
【００５４】
その後、画像形成装置１００は、印刷要求及び主電源がＯＦＦされるまでは、省エネモードで待機する。なお、省エネモードにおいて、定着装置３６は、加熱ローラ３６ａの表面温度の設定温度を通常の起動状態の設定温度より低い設定温度に変更し、消費電力の低減を図る。
【００５５】
一方、図６に示すように印刷要求時割込処理は、ｓ５〜ｓ８の通常モード又は省エネモードの場合に印刷要求を受け付けた時点で開始される。ここで、制御部７０が、装置本体が接続されているネットワーク上の各端末装置等からの送信画像データ又はスキャナ光学系１３で読み取られた原稿の画像データを取得した際に印刷要求として受け付ける。
【００５６】
印刷要求があった際に、まず印刷モードにモード変更を行う（ｓ１０）。この時、加熱ローラ３６ａの表面温度の設定温度は、通常モードと同様の定着工程の実行可能な値を設定する。
【００５７】
次に、加熱ローラ３６ａの表面温度が設定温度になっているかを判断し（ｓ１１）、加熱ローラ３６ａの表面温度が設定温度になっていないと判断した場合、つまり加熱ローラ３６ａの表面温度が設定温度よりも低い又は高い場合は、熱源３７の通電を制御して加熱ローラ３６ａの表面温度が設定温度になるまでｓ１１、ｓ１２を繰り返し実行する。
【００５８】
また、ｓ１１にて加熱ローラ３６ａの表面温度が設定温度になっていると判断した場合は、画像形成プロセスを実行し、画像形成プロセスのうちの用紙にトナー画像を転写するまでの転写工程を行う（ｓ１３）。次に、トナー画像を転写された用紙であって、今回の画像形成プロセスの実行における最初の用紙の用紙搬送方向の前端が、加熱ローラ３６ａと加圧ローラ３６ｂとの当接部３８が形成されるべき位置の直前にまで搬送されたか否かを判定する（ｓ１４）。ｓ１４にて、最初の用紙が当接部３８が形成されるべき位置の直前にまで搬送されていないと判断した場合は、最初の用紙が搬送されるまでｓ１４を繰り返し実行し、また最初の当接部３８が形成されるべき位置の直前にまで搬送されたと判断した場合は、上述したように加圧機構６０を駆動して加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａに当接する（ｓ１５）。
【００５９】
その後、上述したように定着装置３６にて用紙に転写された未定着のトナー画像を用紙に定着させる定着工程を実施し（ｓ１６）、次に画像形成すべき用紙があるか否かを確認する（ｓ１７）。ｓ１７にて、次に画像形成すべき用紙があると判断した場合は、トナー画像の定着した用紙を排紙トレイ４２に排出する排出工程を実施する（ｓ１８）。
【００６０】
また、ｓ１７にて次に画像形成すべき用紙がないと判断した場合は、用紙の用紙搬送方向の後端が当接部３８を通過したか否かを判断する（ｓ１９）。ｓ１９にて、当接部３８を用紙の用紙搬送方向の後端が通過してないと判断した場合は、通過するまでｓ１９を繰り返し実行し、また当接部３８を用紙の用紙搬送方向の後端が通過したと判断した場合は、加圧機構６０を駆動して加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａから離間する（ｓ２０）。その後、上記と同様の排紙工程を実施し（ｓ２１）、図５に示すｓ６の処理に復帰する（ｓ２２）。
【００６１】
また、図７に示すように主電源ＯＦＦ時処理は、装置本体がｓ５〜ｓ８の通常モード又は省エネモードにある場合に主電源ＯＦＦ要求が発生した時点で開始される。まず、図示しない操作部における主電源のＯＮ／ＯＦＦの入力を受け付けるボタンを押下すると、加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａから離間しているか否かを判断し（ｓ３０）、離間していると判断した場合は、装置の主電源をＯＦＦ（ｓ３１）して装置全体の動作を停止させる。また、ｓ３０にて加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａから離間していないと判断した場合は、加圧機構６０を駆動して加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａから離間させる（ｓ３２）。
【００６２】
なお、上記の主電源をＯＦＦにする手順は、制御部７０によって実行され且つ適切なタイミングで主電源がＯＦＦされているが、主電源のＯＮ／ＯＦＦの入力を受け付ける受付手段が、ＯＦＦの入力を受け付けたと同時に機械的に主電源がＯＦＦされる構成である場合は、例えば装置本体の内部に設けられた充電電池を用いて装置全体を起動させておいて上記のｓ３０〜ｓ３２の処理を実行してもよい。
【００６３】
以上のようにして、この発明の画像形成装置１００に適用される定着装置３６において、印刷要求に係る画像形成プロセスが実行中であるか否かに基づいて、制御部７０が加圧機構６０の動作を制御して加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａに対して当接、離間させることによって、印刷要求に係る画像形成プロセスの実行中にのみ加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａに当接できるので、加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａに当接したままにされることがなく、加熱ローラ３６ａ及び加圧ローラ３６ｂの塑性変形及び撓みの発生を防止でき、画像品質の確保及び定着装置の長寿命化が可能となる。
【００６４】
また、画像形成プロセスの実行中以外は、加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａから離間しているので、加熱ローラ３６ａ表面の熱が加圧ローラ３６ｂに奪われ続けることがなく、熱源３７をＯＮにする時間を短縮でき、消費電力を低減することができる。
【００６５】
さらに、画像形成プロセスの実行中以外は加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａから離間しているので、加圧ローラ３６ｂの表面温度が装置内温度と略等しくなり、加圧ローラ３６ｂの熱を蓄える多くの空き容量を確保できる。そのため、小サイズの用紙が当接部３８を通過する際に、当接部３８において加熱ローラ３６ａ表面の用紙と接触しない領域から加圧ローラ３６ｂが熱を受け取ることができる。これにより、加熱ローラ３６ａの用紙と接触しない領域の温度上昇を抑制できるので、加熱ローラ３６ａ表面の用紙と接触した領域と接触しない領域との温度差が生じることを防止できる。したがって、小サイズの用紙の画像形成プロセス終了直後に大サイズの用紙の画像形成プロセスを行ってもトナーの定着不良の発生を防止できる。
【００６６】
なお、この発明の実施形態に係る加圧ローラ３６ｂの表面は、シリコンゴム等のゴム系で形成されているので、熱容量が大きく、熱の伝導率も高い。したがって、加圧ローラ３６ｂが加熱ローラ３６ａの用紙と接触しない領域から受け取った熱は、加圧ローラ３６ｂの軸方向に伝播され、加圧ローラ３６ｂ表面の温度は略均一となる。
【００６７】
しかも、定着工程の開始直前まで加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａから離間させることによって、定着工程の開始直前まで加圧ローラ３６ｂの表面温度が装置内温度と略等しく、加圧ローラ３６ｂの熱を蓄えるためのより多くの空き容量を確保できる。そのため、小サイズの用紙が当接部３８を通過する際に、当接部３８において加熱ローラ３６ａ表面の用紙と接触しない領域から加圧ローラ３６ｂが熱を受け取ることができる。これにより、加熱ローラ３６ａの用紙と接触しない領域の温度上昇を抑制できるので、加熱ローラ３６ａ表面の用紙と接触した領域と接触しない領域との温度差が生じることを防止できる。したがって、小サイズの用紙の画像形成プロセス終了直後に大サイズの用紙の画像形成プロセスを行ってもトナーの定着不良の発生を適切に防止できる。
【００６８】
また、定着工程の終了直後に加圧ローラ３６ｂを加熱ローラ３６ａから離間させることによって、定着工程の終了直後からすぐに加圧ローラ３６ｂの表面温度を低下させ始めることができる。これにより、次の画像形成プロセスまでに加圧ローラ３６ｂの熱を蓄えるより多くの空き容量を確保できるので、連続する小サイズの画像形成プロセスに係る定着工程が前回の画像プロセスに係る定着工程に影響されずに適切に行うことができる。
【００６９】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７０】
（１）印刷要求に係る画像形成プロセスが実行中であるか否かに基づいて、制御部が加圧機構の動作を制御して加圧ローラを加熱ローラから当接・離間させることによって、印刷要求に係る画像形成プロセスの実行中にのみ加圧ローラを加熱ローラに当接するので、加圧ローラが加熱ローラに当接したままにされることがなく、加熱ローラ及び加圧ローラの塑性変形及び撓みの発生を防止でき、画像品質の確保及び定着装置の長寿命化が可能となる。
【００７１】
また、加圧ローラが加熱ローラに常時当接したままにされることがないので、加熱ローラ表面の熱が加圧ローラに奪われ続けることがなく、熱源をＯＮにする時間を短縮でき、消費電力を低減することができる。
【００７２】
さらに、画像形成プロセスの実行中以外は加圧ローラが加熱ローラから離間しているので、加圧ローラの表面温度が装置内温度と略等しくなり、加圧ローラの熱を蓄える多くの空き容量を確保できる。そのため、小サイズの被加熱体が当接部を通過する際に、当接部において加熱ローラ表面の被加熱体と接触しない領域から加圧ローラが熱を受け取ることができる。これにより、加熱ローラの被加熱体と接触しない領域の温度上昇を抑制できるので、加熱ローラ表面の被加熱体と接触した領域と接触しない領域との温度差が生じることを防止できる。したがって、小サイズの被加熱体の画像形成プロセス終了直後に大サイズの被加熱体の画像形成プロセスを行ってもトナーの定着不良の発生を防止できる。
【００７３】
（２）偏芯カムの周面を弾性体保持部に対して弾性体の付勢方向に当接させることによって、偏芯カムを回転駆動するだけで加圧ローラを加熱ローラに当接、離間できるので、加圧機構を簡単な構成にできる。
【００７４】
また、制御手段を用いて駆動源を駆動することにより弾性体を付勢方向に移動させるとともに加圧ローラを加熱ローラに当接、離間させることによって、制御手段による加圧機構の動作の制御を簡単にできる。
【００７５】
（３）定着工程の開始直前まで加圧ローラを加熱ローラから離間させることによって、定着工程の開始直前まで加圧ローラの表面温度が装置内温度と略等しく、加圧ローラの熱を蓄えるためのより多くの空き容量を確保できる。そのため、小サイズの被加熱体が当接部を通過する際に、当接部において加熱ローラ表面の被加熱体と接触しない領域から加圧ローラが熱を受け取ることができる。これにより、加熱ローラの被加熱体と接触しない領域の温度上昇を抑制できるので、加熱ローラ表面の被加熱体と接触した領域と接触しない領域との温度差が生じることを防止できる。したがって、小サイズの被加熱体の画像形成プロセス終了直後に大サイズの被加熱体の画像形成プロセスを行ってもトナーの定着不良の発生を適切に防止できる。
【００７６】
（４）定着工程の終了直後に加圧ローラを加熱ローラから離間させることによって、定着工程の終了直後からすぐに加圧ローラの表面温度を低下させ始めることができる。これにより、次の画像形成プロセスまでに加圧ローラの熱を蓄えるより多くの空き容量を確保できるので、連続する小サイズの画像形成プロセスに係る定着工程が前回の画像プロセスに係る定着工程に影響されずに適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る定着装置を適用した画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】同定着装置の概略の構成を示す縦断面図である。
【図３】同定着装置の概略の構成を示す横断面図である。
【図４】同定着装置の概略の構成を示す縦断面図である。
【図５】同定着装置を適用した画像形成装置における主電源ＯＮ状態での装置本体の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】同定着装置を適用した画像形成装置における主電源ＯＮ状態での装置本体の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】同定着装置を適用した画像形成装置における主電源ＯＮ状態での装置本体の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３６−定着装置
３６ａ−加熱ローラ
３６ｂ−加圧ローラ
３７−熱源
３８−当接部
５７−ローラ温度検知部材
６０−加圧機構
６１−弾性体
６２−シャフト保持部
６３−弾性体保持部
６４−偏芯カム
６５−カム用シャフト
６６−ギヤ
６７−駆動源
７０−制御部
１００−画像形成装置
【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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