(57)【要約】【課題】回転可能な定着部材２１と、定着部材との間で加熱ニップＮを形成する加圧部材２２と、定着部材を局所的に加熱するための加熱手段２３と、定着部材を回転駆動させる駆動手段Ｍ１と、定着部材と加圧部材を離間可能にする離間手段３６と、を有し、加熱ニップで記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、画像入力信号に基づいて定着部材と加圧部材を離間状態から加圧状態へ移行する際に生じる定着部材の温度ムラを防止する。【解決手段】スタンバイ状態中には定着部材２１と加圧部材を離間させた状態で、定着部材を回転しながら加熱する期間を有し、画像形成信号の入力に基づいて定着部材と加圧部材が離間状態から接触状態に移行する加圧動作時には、定着部材の回転ならびに加熱が行われていない状態で加圧動作が行われること。【選択図】図４
2007272032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な定着部材と、前記定着部材との間で加熱ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材を局所的に加熱するための加熱手段と、前記定着部材を回転駆動させる駆動手段と、前記定着部材と前記加圧部材を離間可能にする離間手段と、を有し、前記加熱ニップで記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、
スタンバイ状態中には前記定着部材と前記加圧部材を離間させた状態で、前記定着部材を回転しながら加熱する期間を有し、画像形成信号の入力に基づいて前記定着部材と前記加圧部材が離間状態から接触状態に移行する加圧動作時には、前記定着部材の回転ならびに加熱が行われていない状態で加圧動作が行われることを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
スタンバイ状態中に加熱が行われながら定着部材が回転しているときに画像形成信号が入力したときには、この加熱回転動作を中断し、定着部材の回転ならびに加熱の停止させて加圧動作が行われ、加圧動作後に画像形成が開始されることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記定着部材はローラであることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記定着部材はエンドレスベルトであることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記加熱手段は前記定着部材を誘導加熱する誘導加熱コイルであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像加熱装置。
【請求項６】
回転可能な定着部材と、前記定着部材との間で加熱ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材を局所的に加熱するための加熱手段と、前記定着部材を回転駆動させる駆動手段と、前記定着部材と前記加圧部材を離間可能にする離間手段と、を有し、前記加熱ニップで記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、
スタンバイ状態中には前記定着部材と前記加圧部材を離間させた状態で、前記定着部材を回転しながら加熱する期間を有し、画像形成信号の入力に基づいて前記定着部材と前記加圧部材が離間状態から接触状態に移行する加圧動作時には、前記定着部材が停止しつつ前記期間のときよりも低い温度になるように加熱が行われている状態で加圧動作が行われることを特徴とする画像加熱装置。
【請求項７】
スタンバイ状態中に加熱が行われながら定着部材が回転しているときに画像形成信号が入力したときには、この加熱回転動作を中断し、定着部材の回転ならびに前記期間のときよりも低い温度になるように加熱状態に切換えた以後に加圧動作が行われ、加圧動作後に画像形成が開始されることを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記加熱手段は前記定着部材を誘導加熱する誘導加熱コイルであることを特徴とする請求項６または７の何れかに記載の画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材に形成された画像を加熱する画像加熱装置に関する。
【０００２】
画像加熱装置としては、例えば、記録材に形成された未定着画像を定着する定着装置や記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢増大化装置を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置においては、紙等の記録材上に未定着トナー画像を形成し、これを定着装置により加熱、加圧して永久固着画像として定着させている。このような定着装置として、内部にハロゲンランプ等のヒータを有する定着ローラに加圧ローラを圧接して定着ニップを形成し、定着を行うローラ定着方式が従来より採用されている。
【０００４】
しかしながら、ハロゲンランプ等の発熱体を加熱源として用いる場合、発熱体の熱が定着ローラ表面まで到達するまでに時間を要する。そのため、ウォームアップタイムに時間がかかってしまう。
【０００５】
特許文献１には、ウォームアップタイムの短縮を図った定着装置が記載されている。この装置は、定着部材としてのローラやベルトに導電層を設けて励磁コイルによって局所的に誘導加熱を行うものである。そして、ウォームアップ時の定着部材の加熱は、定着部材の回転を定着動作時よりも遅くし、さらには定着部材から加圧部材を離間させる。
【０００６】
このように、定着部材の回転を定着動作時よりも遅くし、さらには定着部材から加圧部材を離間させることで、定着部材から空気へ放出される熱量の低減と、定着部材から加圧部材への熱伝達を防止してウォームアップを効率的に行なうことができる。
【０００７】
また、定着部材から加圧部材に過剰に熱を与えないようにすることができて、光沢ムラ等の画像不良を防止できる。すなわち、定着部材と加圧部材が接して、定着部材温調温度付近まで加圧部材温度が高くなると、記録材に過剰な熱を与える。そうすると、トナーや記録材中に含まれる水分が水蒸気として定着ニップ内で発生し、水蒸気がある部分とない部分で光沢むらが生じることがある。ウォームアップ時は、定着部材と加圧部材を離間して、加圧部材に過剰に熱を与えないようにすることで、上記の光沢ムラ等の画像不良を防止できる。
【特許文献１】特開２００２−３１１７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
定着装置は、画像形成信号が入力されるのを待機しているスタンバイ中においても、画像形成信号入力から画像の出力の時間を短縮するために、定着部材を回転させて加熱される期間を設けておく必要がある。
【０００９】
しかし、スタンバイ状態時に画像形成信号が入力されたときに、定着部材を回転させた状態で加圧を行うと、定着部材と加圧部材との摺擦により、定着部材あるいは加圧部材の表面が損傷しやすくなる。そのため、定着部材の回転を停止した状態で加圧部材と接触させることが望ましい。
【００１０】
また、停止した定着部材の一部を局所的に加熱しながら定着部材と加圧部材とを接触させると、定着部材の周方向で温度ムラが生ずるため、出力される画像に光沢ムラが生ずる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、画像入力信号に基づいて定着部材と加圧部材を離間状態から加圧状態へ移行する際に生じる定着部材の温度ムラを防止できる画像加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、回転可能な定着部材と、前記定着部材との間で加熱ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材を局所的に加熱するための加熱手段と、前記定着部材を回転駆動させる駆動手段と、前記定着部材と前記加圧部材を離間可能にする離間手段と、を有し、前記加熱ニップで記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、スタンバイ状態中には前記定着部材と前記加圧部材を離間させた状態で、前記定着部材を回転しながら加熱する期間を有し、画像形成信号の入力に基づいて前記定着部材と前記加圧部材が離間状態から接触状態に移行する加圧動作時には、前記定着部材の回転ならびに加熱が行われていない状態で加圧動作が行われることを特徴とする。
【００１３】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の他の代表的な構成は、回転可能な定着部材と、前記定着部材との間で加熱ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材を局所的に加熱するための加熱手段と、前記定着部材を回転駆動させる駆動手段と、前記定着部材と前記加圧部材を離間可能にする離間手段と、を有し、前記加熱ニップで記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱する画像加熱装置において、スタンバイ状態中には前記定着部材と前記加圧部材を離間させた状態で、前記定着部材を回転しながら加熱する期間を有し、画像形成信号の入力に基づいて前記定着部材と前記加圧部材が離間状態から接触状態に移行する加圧動作時には、前記定着部材が停止しつつ前記期間のときよりも低い温度になるように加熱が行われている状態で加圧動作が行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、画像入力信号に基づいて定着部材と加圧部材を離間状態から加圧状態へ移行する際に生じる定着部材の温度ムラを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明を適用できる実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【実施例１】
【００１６】
〈画像形成部〉
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。この画像形成装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置として機能する、電子写真フルカラー複合機である。まず、画像形成部の概略を説明する。
【００１７】
１は画像読取部であり、原稿台ガラス１ａ上に載置したカラー画像原稿Ｏの画像を移動光学系１ｂにより走査露光して、フルカラーセンサ（ＣＣＤ）１ｃにより色分解画像信号として光電読取りする。色分解画像信号は、画像処理部１ｄにて所定の画像処理が施された後、画像出力部２の制御ユニット（制御手段）１００に送出される。１ｅは原稿台ガラス１ａに対する原稿押え板あるいは原稿自動給送装置（ＡＤＦ、ＲＤＦ）である。
【００１８】
制御ユニット１００は、ＣＰＵを含み、画像形成装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、操作部（ユーザインターフェース）とのデータの交換等の役割を担っており、画像形成装置は全てこの制御ユニット１００によって統括的にコントロールされる。
【００１９】
画像出力部２において、ＵＫ（ブラック）・ＵＭ（マゼンタ）・ＵＣ（シアン）・ＵＹ（イエロー）は第１〜第４の４つの画像形成ユニットであり、画像出力部２内に図面上左から右にタンデム配置してある。各画像形成ユニットはそれぞれレーザー露光方式の電子写真プロセス機構であり、同じ構成とされている。
【００２０】
すなわち、各画像形成ユニットＵＫ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＹにおいて、３はドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）であり、矢印の反時計方向に回転駆動される。４はドラム３の外周面を一様に帯電する一次帯電器、５はドラム３の一様帯電面をレーザー光Ｌで走査露光して色分解画像信号に基づいた静電潜像を形成するレーザー露光器である。６はドラム面の静電潜像をトナー画像として可視化する現像装置である。第１の画像形成ユニットＵＫの現像装置６には現像剤としてブラックトナーを収容してある。第２の画像形成ユニットＵＭの現像装置６にはマゼンタトナーを収容してある。第３の画像形成ユニットＵＣの現像装置６にはシアントナーを収容してある。第４の画像形成ユニットＵＹの現像装置６にはイエロートナーを収容してある。
【００２１】
そして、画像処理部１ｄから制御ユニット１００に送出された色分解画像信号に基づいて、第１の画像形成ユニットＵＫは、ドラム３の面にブラックトナー画像を所定の制御タイミングで形成するように制御される。第２の画像形成ユニットＵＭは、ドラム３の面にマゼンタトナー画像を所定の制御タイミングで形成するように制御される。第３の画像形成ユニットＵＣは、ドラム３の面にシアントナー画像を所定の制御タイミングで形成するように制御される。第４の画像形成ユニットＵＹは、ドラム３の面にイエロートナー画像を所定の制御タイミングで形成するように制御される。
【００２２】
各画像形成ユニットのドラムの面に形成される上記のトナー画像はそれぞれ一次転写部７にて、回転駆動されるエンドレスでフレキシブルな中間転写体である中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）８の面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト８の面に上記４つのトナー画像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。各画像形成ユニットにおいて、ベルト８には転写されずにドラム３上に残されたトナーはクリーニング装置９で除去される。
【００２３】
ベルト８は、駆動ローラ１０と、テンションローラを兼用させた従動ローラ１１と、二次転写対向ローラ１２との間に懸回張設してあり、矢印の時計方向にドラム３の回転速度とほぼ同じ速度で回転駆動される。駆動ローラ１０と従動ローラ１１の間のベルト部分を各画像形成ユニットのドラム３の下面に対向または接触させて一次転写部７を形成させている。１３は各一次転写部７の位置においてベルト８の裏面側に配置した一次転写用帯電器であり、トナー画像の一次転写時には所定の電圧が印加される。
【００２４】
ベルト８の面に合成形成された未定着のフルカラートナー画像は、引き続くベルト８の回転により二次転写部１４へ至る。二次転写部１４は、二次転写対向ローラ１２に対してベルト８を挟ませて二次転写ローラ１５を圧接させて形成してある。二次転写ローラ１５とベルト８とのニップ部が二次転写部１４である。この二次転写部１４に対して、所定の制御タイミングにて給紙ユニット１６側又は手差しトレイ１９側からシート状の記録材（転写材）Ｐが給送されることで、記録材Ｐの面にベルト８面の未定着のフルカラートナー画像が順次に一括して二次転写される。二次転写ローラ１５にはトナー画像の二次転写時に所定の電圧が印加される。
【００２５】
給紙ユニット１６は、上下２段の給紙カセット１７・１８を有し、記録材サイズなどにより選択された段位の給紙カセットからの記録材Ｐの１枚給紙動作が所定の制御タイミングにて実行される。給紙ユニット１６側又は手差しトレイ１９側から給紙された記録材Ｐはシートパス２００によりレジストローラ２１０まで搬送される。その時、レジストローラ２１０は停止しており、記録材Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成ユニットＵＫ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＹが画像形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２１０の回転駆動が開始される。このレジストローラ２１０の回転開始のタイミングは、記録材Ｐの先端部と、各画像形成ユニットからベルト８上に転写されたトナー画像の先端部が、二次転写部１４において一致するように設定されている。
【００２６】
二次転写部１４にてベルト８面からトナー画像の二次転写を受けた記録材Ｐはベルト８面から分離されて、搬送ガイド２２０によって定着装置（定着ユニット）Ｆに導入される。記録材Ｐは定着装置Ｆによってトナー画像が記録材Ｐの表面に熱定着される。定着装置Ｆを出た記録材Ｐは内外排紙ローラ２３０・２４０により搬送され、排紙トレイ２５０上に積載される。
【００２７】
９０はベルト８の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニットであり、二次転写部１４において、記録材Ｐに転写されずにベルト８上に残されたトナーはこのユニット９０で除去される。
【００２８】
モノクロ画像モードの場合は、黒画像を形成する第１の画像形成ユニットＵＫだけが画像形成動作して、モノクロ画像形成物が出力される。
【００２９】
上記の画像形成装置は、画像読取部１から画像出力部２の制御ユニット１００に原稿画像の光電読取り画像信号が入力することで、複写機として機能する。また、制御ユニット１００にパーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置から画像信号が入力することによりプリンターとして機能する。また、他機のファクシミリ装置からの画像信号を制御ユニット１００に入力したり、画像読取部１による原稿画像の光電読取り画像信号を他機のファクシミリ装置に送信することによりファクシミリ装置として機能する。
【００３０】
〈画像形成装置の動作行程〉
図２はこの画像形成装置の動作行程図である。
【００３１】
１）停止：画像形成装置のメイン電源スイッチがオフの状態時またはスタンバイ状態へのウォーミングアップが必要である省エネモード状態である。
【００３２】
２）前多回転行程：画像形成装置の始動動作行程であり、メイン電源スイッチのオンによりメインモータを起動させて、所要のプロセス機器の立上げ動作を実行する。以下、ウォーミングアップ行程と記す
３）待機（スタンバイ）：ウォーミングアップ行程終了後、メインモータを停止させ、プリントジョブ開始信号（以下、プリント信号と記す）の入力待ちをしている期間である。
【００３３】
４）画像形成行程：画像形成行程は、前回転行程、プリントジョブ行程、後回転行程を含む。
【００３４】
前回転行程は、画像形成信号であるプリント信号の入力に基づいて、メインモータを再起動させて、所要のプロセス機器のプリントジョブ前動作を実行する期間である。より実際的には、ａ：制御ユニット１０１がプリントジョブ開始信号を受信、ｂ：フォーマッタで画像を展開（画像のデータ量やフォーマッタの処理速度により展開時間は変わる）、ｃ：前回転行程開始、という順序になる。
【００３５】
プリントジョブ行程は、前回転行程に引き続いて、前記の画像形成プロセスを実行する行程である。連続プリントジョブの場合は、前記の画像形成プロセスが繰り返されて設定枚数の画像形成済みのシートが順次に出力される。連続プリントジョブの場合において、一のシートＳの後端と次のシートＳの先端との間隔が紙間であり、転写部や定着装置Ａにおいては非通紙状態である。
【００３６】
後回転行程は、所定の１枚または複数毎のプリントジョブ行程の終了後もメインモータを引き続き駆動させて、所要のプロセス機器のプリントジョブ後動作を実行する行程である。
【００３７】
５）待機：後回転行程終了後、メインモータを停止させ、次のプリント信号の入力待ちをしている期間である。
【００３８】
〈定着装置Ａ〉
本実施例における定着装置Ａは、熱ローラ式・電磁誘導加熱方式の画像加熱装置である。図３は定着装置Ａの途中部分省略の正面図、図４は左加圧レバー部分の側面図、図５は定着ローラと加圧ローラ部分の縦断正面図、図６は定着ローラと加圧ローラ部分の横断面図と制御系のブロック図である。
【００３９】
ここで、定着装置に関して、正面とは、シート入口側であり、背面とはシート出口側であり、左右とは、装置を正面から見て両側面である。また、上流側と下流側は、シート搬送方向に関して上流側と下流側である。また長手方向とは定着部材の軸線方向である。
【００４０】
この定着装置Ａは、定着部材としての定着ローラ２１と、加圧部材としての加圧ローラ２２と、定着ローラ２１を局所的に加熱する加熱手段としてのコイルを有する誘導加熱コイルユニット（磁束発生手段）２３を有する。
【００４１】
定着部材である定着ローラ２１は電磁誘導加熱可能な部材である。本実施例における定着ローラ２１は、外径５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの鉄製中空芯金（誘導発熱体、導電層）ａの外周に１ｍｍの弾性層ｂが設けられている。弾性層ｂの材料としては、公知の弾性材料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。更に弾性層ｂの外周には、表面離型層ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。また、芯金ａの他の材料として、例えば磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを持つ物を用いてもよい。さらに非磁性材料でも、金属などの導電性のある材料は薄膜にすることなどにより使用可能である。この定着ローラ２１の左右の端部には、それぞれ、軸部材（ローラフランジ）２４Ｌ・２４Ｒを嵌着し、ローラ芯金ａと一体化させて具備させてある。
【００４２】
そして、上記の定着ローラ２１を、装置フレームの左側壁板２５Ｌと右側壁板２５Ｒとの間に、左軸部材２４Ｌの軸部と右軸部材２４Ｒの軸部をそれぞれ軸受部材２６を介して回転可能に支持させて配設してある。左軸部材２４Ｌの軸部は軸受部材２６から外方に突出させ、その突出軸部に定着ローラ駆動ギアＧ１を嵌着し、軸部と一体化させて具備させてある。
【００４３】
本実施例における加圧部材である加圧ローラ２２は、外径５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの鉄製芯金ｄの外周に、１ｍｍの弾性層ｅが設けられている。更に、弾性層ｅの外周には、表面離型層ｆとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。この加圧ローラ２２の左右の端部には、それぞれ、軸部材２７Ｌ・２７Ｒを嵌着し、ローラ芯金ｄと一体化させて具備させてある。
【００４４】
加圧ローラ２２は、定着ローラ２１の下方において、定着ローラ２１に並行に配列して、加圧手段（加圧機構）により所定の加圧力で圧接される。すなわち、本実施例では、加圧ローラ２２を、左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒとの間に、左軸部材２７Ｌの軸部と右軸部材２７Ｒの軸部をそれぞれ軸受部材２９を介して回転可能に支持させている。また、定着ローラ２１の下方において、定着ローラ２１に並行に配列してある。左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒは、それぞれ、装置フレームの左側壁板２５Ｌと右側壁板２５Ｒに対してレバー後端部側の支軸３０を中心に上下方向に揺動可能である。この左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒは、それぞれ、レバー先端部側において、レバー側のばね受け座３１と装置フレーム側のばね受け座３２との間に縮設した加圧ばね３３Ｌ・３３Ｒにより、常時押し上げ付勢されている。これにより、左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒの自由状態時においては、加圧ローラ２２の上面部分が定着ローラ２１の下面部分に対して、両ローラ２１・２２の弾性弾性層ｂ・ｅの弾性に抗して圧接する。この圧接により、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間に、シート搬送方向において所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎが形成される。
【００４５】
定着ローラ２１の加熱手段としての誘導加熱コイルユニット（以下、コイルユニットと記す）２３は、励磁コイル３４と、磁性体コア３５を備えている。励磁コイル３４と磁性コア３５は定着ローラ回転軸方向を長手とする横長部材である。そして、このコイルユニット２３を、定着ローラ２１の外側において、定着ローラ２１の正面側に近接対向させて、定着ローラ２１に並行に配列して、装置フレームに対して不図示の支持手段介して不動に固定支持させて配設してある。磁性コア３５は横断面Ｅ型コアであり、励磁コイル３４は、その横断面Ｅ型コアの中央突起に長手に渡って巻き線してある。励磁コイル３４の線材は、外径０．１５〜０．５０ｍｍの絶縁被覆した導線を２０〜１５０本リッツにしたものを用いている。磁性体コア３５は、励磁コイル３４より発生した交流磁束を効率良く、定着ローラ２１を構成している誘導発熱体である金属製中空芯金ａに導く役目をする。磁性体コア３５の材料として高透磁率かつ低損失のものを用いる。
【００４６】
定着ローラ２１は、制御ユニット１０１により制御されるモータ制御回路１０４でオンされた駆動手段である定着駆動モータＭ１の駆動力が不図示の中継ギア列を介してギアＧ１に伝達されて、図４において矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。加圧ローラ２２は定着ニップ部Ｎにおける定着ローラ２１との摩擦力で従動して回転する。
【００４７】
定着ローラ２１は、コイルユニット２３により、該コイルユニット２３との対向部をローラ加熱領域として、該ローラ加熱領域において局所的に電磁誘導加熱される。すなわち、コイルユニット２３の励磁コイル３４に励磁回路１０２より高周波電流が流されて、交番磁界（磁場）が発生する。その磁束はローラ加熱領域において、定着ローラの誘導発熱体である金属製中空芯金ａに吸収され、芯金ａに渦状の誘導電流が発生し、芯金ａは固有抵抗によりジュール発熱する。このように、励磁コイル３４に流される高周波電流により、ローラ加熱領域において、定着ローラ２１自体が電磁誘導で発熱して加熱昇温する。
【００４８】
定着ローラ２１は、コイルユニット２３との対向部であるローラ加熱領域において局所的に加熱されるけれども、回転されることで、全周的に加熱される。そして、定着ローラ２１の表面温度がサーミスタ等の温度検知手段ＴＨで検知される。温度検知手段ＴＨはローラ加熱領域もしくはその近傍において、定着ローラ２１の外面に当接させて配設してある。この温度検知手段ＴＨで検知される定着ローラ表面温度に関する電気的情報がＡ／Ｄコンバータ１０３を介して制御ユニット１０１に入力する。制御ユニット１０１は、その入力情報をもとに、励磁回路１０２からコイルユニット２３の励磁コイル３３への電力供給量を、定着ローラ２１の表面温度が所定温度に維持されるように制御する。即ち、定着装置Ａの所定温度への立ち上げと温調がなされる。
【００４９】
そして、上記の定着装置状態において、画像形成部側から、表面に未定着トナー画像ｔが形成されたシートＳが定着装置Ａに導入されて、定着ニップ部Ｎに進入する。シートＳは、未定着トナー画像ｔを担持した面を、定着ローラ２１側に向けて導入される。シートＳは、定着ニップ部Ｎにおいて、その未定着トナー画像面が定着ローラ２１の外周面に密着したまま挟持搬送されていくことにより、主に定着ローラ２１から熱が付与され、また加圧力を受けて、未定着トナー画像ｔがシートＳの表面に定着される。定着ニップ部Ｎを出たシートＳは定着ローラ２１の面から分離されて排出搬送される。定着ニップ部Ｎにおける定着ローラ弾性層ｂの加圧による弾性変形によって、定着ローラ２１へのシートＳの巻きつきを防止し、良好な分離性能を得ることができる。
【００５０】
定着ローラ２１と加圧ローラ２２は、離間手段（離間機構）により離間させた状態に保持させることが可能である。本実施例では、加圧ローラ２１を支持させている左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒを、それぞれ、加圧ばね３３Ｌ・３３Ｒに抗して押し下げて、加圧ローラ２２を定着ローラ２１から離間させる左右の偏心カム３６Ｌ・３６Ｒを具備させている。この左右の偏心カム３６Ｌ・３６Ｒは、装置フレームの左右の側壁板２５Ｌ・２５Ｒ間に軸受部材３８を介して回転可能に支持させたカム軸３７の左右両端部に、同じものを同位相で固定して配設してある。左右の偏心カム３６Ｌ・３６Ｒは、それぞれ、左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒの先端部側の上方に対応位置させてある。また、カム軸３７の左端部にはカム駆動ギアＧ２を嵌着し、軸と一体化させて具備させてある。
【００５１】
カム軸３７は、制御ユニット１０１により制御されるモータ制御回路１０５でオンされたカム駆動モータＭ２の駆動力が不図示の中継ギア列を介してギアＧ２に伝達される。制御ユニット１０１は、カム軸３７を半回転間欠駆動するように、モータ制御回路１０５を介してモータＭ２を制御する。そして、このカム軸３７の半回転間欠駆動により、偏心カム３６Ｌ・３６Ｒが、その大径カム部が上向となった第１回転角状態と、下向きとなった第２回転角状態とに切換えられる。
【００５２】
偏心カム３６Ｌ・３６Ｒが第１回転角状態に切換えられているときは、偏心カム３６Ｌ・３６Ｒは、図４のように、それぞれ、左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒに非接触である。従って、左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒは自由状態にあり、加圧ローラ２２が定着ローラ２１に対して加圧ばね３３Ｌ・３３Ｒによる加圧力で所定に圧接した加圧状態（接触状態）に保持される。
【００５３】
偏心カム３６Ｌ・３６Ｒが第２回転角状態に切換えられているときは、偏心カム３６Ｌ・３６Ｒは、図７のように、それぞれ、下向きとなった大径部により、左右の加圧レバー２８Ｌ・２８Ｒを加圧ばね３３Ｌ・３３Ｒに抗して押し下げる。これにより、加圧ローラ２２が定着ローラ２１から下方に離し移動され、その離間状態が保持させる。
【００５４】
〈定着装置Ａの制御〉
１）メイン電源スイッチがオフである画像形成装置の停止状態時においては、定着装置Ａの駆動・加熱は勿論オフである。
【００５５】
離間手段の偏心カム３６Ｌ・３６Ｒは第２回転角状態に保持されていて、加圧ローラ２２は定着ローラ２１から離間されている。これにより、定着ローラ２１と加圧ローラ２２が常に圧接されていることに起因する、弾性層ｂ・ｅのへたりを防止することができる。
【００５６】
２）メイン電源スイッチがオンされた時に実行されるウォームアップ行程時においては、加圧ローラ２２を定着ローラ２１から離間させた状態で、定着ローラ２１の加熱回転を実施する。すなわち、制御ユニット１０１は、偏心カム３６Ｌ・３６Ｒを第２回転角状態に保持し、定着駆動モータＭ１をオンにし、コイルユニット２３への電力供給をオンにする（図７）。これにより、加圧ローラ２２には定着ローラ２１との接触による熱伝達がないため、定着ローラ２１が所定の温度まで立ち上がる時間を短縮することができる。
【００５７】
３）ウォームアップ行程終了後の画像形成装置の待機時においても、制御ユニット１０１は、加圧ローラ２２を定着ローラ２１から離間させた状態で、定着ローラ２１を所定の目標温度である２００℃となるように通電制御されて加熱回転させている。これにより、加圧ローラ２２の温度を定着ローラ温度付近まで上昇させることがないので、プリント信号入力後の画像形成行程のプリントジョブ行程において光沢むら等の画像不良を発生させることがない。なお、本実施例では定着ローラ２１を加熱回転させている構成であるが、スタンバイ中に加熱回転を継続して行う構成以外に、加熱回転を行う期間と加熱回転を停止する期間を有し、それらの期間を交互に繰り返す構成であってもいい。
【００５８】
４）次に、定着部材が加熱回転を行っているときに画像形成信号が入力されたときの動作について説明する。
【００５９】
プリント信号入力後の画像形成行程の前回転行程において、制御ユニット１０１は、カム駆動モータＭ２をオンして偏心カム３６Ｌ・３６Ｒを第２回転角状態から第１回転角状態に切換える。そして、加圧ローラ２２を定着ローラ２１に加圧（圧接）させた状態に変換させる。
【００６０】
制御ユニット１０１は、加圧ローラ２２を離間状態から加圧状態に移行する前に、コイルユニット２３への電力供給をオフにして、定着ローラ２１の加熱を停止する。また、制御ユニット１０１は、加圧ローラ２２を離間状態から加圧状態に移行する信号が入力されると定着駆動モータＭ１をオフにして、定着ローラ２１の回転を停止する。この通電ＯＦＦと回転停止との動作関係であるが、通電ＯＦＦするタイミング以降に回転停止する関係が好ましい。この定着ローラ２１の回転停止・加熱停止の状態において、制御ユニット１０１は、カム駆動モータＭ２をオンして偏心カム３６Ｌ・３６Ｒを第２回転角状態から第１回転角状態に切換えて、加圧ローラ２２を定着ローラ２１に加圧させた状態に変換させる。加圧ローラ２２が定着ローラ２１に接触して加圧状態に移行したところで、制御ユニット１０１は、定着駆動モータＭ１をオンにして、またコイルユニット２３への電力供給をオンにして、定着ローラ２１の加熱回転を再開させる。加圧ローラ２２は定着ローラ２１の回転駆動に従動して回転する。
【００６１】
本実施例においては、制御ユニット１０１は、偏心カム３６Ｌ・３６Ｒの半回転駆動の終了停止をもって、加圧ローラ２２が定着ローラ２１に接触して加圧状態に移行（加圧完了）したと認識している。
【００６２】
その後、プリントジョブ行程において、定着ローラ２１と加圧ローラ２２間の定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像ｔを有するシートＳが搬送される。このときの定着ベルトは目標温度が２００℃になるように制御されている。
【００６３】
図８は、上述した、加圧ローラ２２が離間状態から加圧状態へ移行する際の定着ローラ２１の回転および誘導加熱のタイミングチャートである。図９は、上述した、待機時から画像形成行程の定着処理に至るまでの、定着装置の動作フローチャートである。
【００６４】
図８では、画像形成信号が入力されてると、その信号に基づいて誘導加熱がＯＦＦとなる。誘導加熱がＯＦＦになるタイミングと同時あるいは遅れてから定着ローラの回転が停止する。停止と同時またはそれ以後に、偏心カムの回転が開始する。そして、偏心カムの回転終了してから、定着ローラの回転、誘導加熱が開始する。
【００６５】
図９について説明する。画像形成装置が待機状態（Ｓ１００）時に画像形成信号であるプリント信号が入力される（Ｓ１０１）。プリント信号入力時にローラ回転及び誘導加熱が行われている（Ｓ１０２）ときには、それぞれを停止する制御を行う（Ｓ１０３）。ローラ回転及び誘導加熱が行われていない場合及びそれぞれの停止が終了したときには、加圧動作に移動する（Ｓ１０４）。加圧完了（Ｓ１０５）後に再びローラ回転及び誘導加熱を開始して（Ｓ１０６）、定着処理を行う（Ｓ１０７）。
【００６６】
上記のように、定着ローラ２１と加圧ローラ２２の離間状態から加圧状態への移行の際は、定着ローラ２１の回転を停止させることで、両ローラ２１・２２の周速差によるローラ表層の削れや傷の発生が防止される。
【００６７】
また、上記の定着ローラ２１の回転を停止とともに、定着ローラ２１の局所的な加熱手段であるコイルユニット２３への電力供給をオフにすることで、表層等の劣化や出力される画像の光沢ムラも防止している。
【００６８】
５）画像形成行程終了後は、制御ユニット１０１は、カム駆動モータＭ２をオンして偏心カム３６Ｌ・３６Ｒを第１回転角状態から第２回転角状態に切換えて、加圧ローラ２２を定着ローラ２１から離間させた状態に変換させる。また、制御ユニット１０１は、定着駆動モータＭ１をオンに維持し、コイルユニット２３への電力供給をオンに維持して、定着ローラ２１の加熱回転続行して、次のプリント信号の入力待ちをする。
【００６９】
なお、待機時において加熱回転される定着ローラ２１の温調温度は、プリントジョブ行程時の定着処理温度であってもよいし、その定着処理温度よりも所定に低く設定した待機時温度であってもよい。
【００７０】
本実施例では定着ローラ２１を加熱回転させている構成であるが、スタンバイ中に加熱回転を継続して行う構成以外に、加熱回転を行う期間と加熱回転を停止する期間を有し、それらの期間を交互に繰り返す構成であってもいい。この場合について、説明する。スタンバイ時に定着部材の温度が予め設定された第一温度よりも低い温度になると、加熱回転を行う期間に移行する。そして、第一温度と同じ或いはそれよりも高い温度に達するという温度条件や予め設定された時間の経過という時間条件によって停止期間に移行するものである。この場合、加熱回転期間中に画像形成信号が入力されたときには、その加熱回転を中断して、上記の動作が行われるものとする。画像形成信号入力後の動作は上記と同じである。
【００７１】
以上説明したように、本実施例においては、定着ローラ２１から加圧ローラ２２を離間させ、加圧ローラ２２の温度を上げすぎないことで、ウォームアップタイムの短縮および光沢ムラ等の画像不良を防止している。そして、定着ローラ２１と加圧ローラ２２の加圧動作時に発生する定着ローラ２１へのダメージを防止し、長寿命化を図ることができる。
【実施例２】
【００７２】
本発明の他の実施例を示す。実施例１では加圧動作を行うときには、コイルへの通電をＯＦＦにする構成であったが、本実施例では、コイルへの通電を行いながら加圧する構成である。それ以外の構成については実施例１の構成と同様である。
【００７３】
本実施例では、スタンバイ状態時には、加熱回転時には定着ベルトが目標温度２００℃になるように通電制御が行われている。その温度で定着ベルトを停止すると、定着ベルトの一部だけが、極端に高い温度になってしまうため、出力画像の光沢ムラが発生する。そこで、本願発明では、停止時に通電を行うことで定着ベルトの一部を加熱しながら加圧を行っても、その後の出力画像の光沢ムラが生じないように、加圧動作時の目標温度を切換えるものである。
【００７４】
本実施例では、スタンバイ状態時の目標温度よりも低くなるように、５０℃を目標温度にする。また、コイルに供給する最大電力供給量をスタンバイ状態時では８００Ｗであるものを、加圧動作時には２００Ｗと最大電力供給量を小さくすることで、その後の出力画像の光沢ムラを小さくすることができる。
【００７５】
このように、本実施例によると、加圧動作時に定着部材を停止した状態で定着ベルトを加熱しても、出力画像の光沢ムラを小さくすることができる。
【実施例３】
【００７６】
図１０は本実施例における定着装置Ａの概略構成を示す横断側面図である。この定着装置Ａは、定着部材および加圧部材をベルトで構成したツインベルト式であり、定着ベルトを誘導加熱する電磁誘導加熱方式の画像加熱装置である。
【００７７】
４１は定着ベルトユニット、４２は加圧ベルトユニットである。この両ユニット４１・４２を上下に配設して不図示の加圧機構で圧接させることで、両ユニット４１・４２間に定着ニップ部Ｎを形成させている。４３は定着ベルト加熱手段としての誘導加熱コイルユニット（磁束発生手段）であり、定着ベルトユニット４１の上側に配設してある。
【００７８】
定着ベルトユニット４１は、該ユニットのフレーム（不図示）に対して互いにほぼ並行に配設した第１ローラ４５と第１ガイド部材４６、および両部材４５・４６に懸回張設した、エンドレスで可撓性の、誘導加熱される定着ベルト（定着部材）４４を有する。
【００７９】
加圧ベルトユニット４２は、該ユニットのフレーム（不図示）に対して互いにほぼ並行に配設した第２ローラ４８と第２ガイド部材４９、および両部材４８・４９に懸回張設した、エンドレスで可撓性の加圧ベルト（加圧部材）４７を有する。
【００８０】
定着ベルトユニット４１と加圧ベルトユニット４２の加圧状態において、第１ローラ４５と第２加圧ローラ４８とが、その間に定着ベルト４４と加圧ベルト４７を挟んで対向して圧接する。また、第１ガイド部材４６と第２ガイド部材４９とが、その間に定着ベルト４４と加圧ベルト４７を挟んで対向して圧接する。これにより、定着ベルト４４の下行側ベルト部分と加圧ベルト４７の上行側ベルト部分とが圧接して、シート搬送方向において幅広の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００８１】
第１ローラ４５は、定着駆動モータＭにより矢印の時計方向に所定の制御速度で回転駆動される。この第１ローラ４５の回転駆動により、定着ベルト４４が回転駆動される。加圧ベルト４７は定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト４４との摩擦力で従動して回転する。この加圧ベルト４７の回転で第２ローラ４８も回転する。
【００８２】
コイルユニット４３は定着ベルト４４の加熱手段であり、定着ベルトユニット４１の上方において、定着ベルト４４の上面に対して所定に近接対面させて配設してある。このコイルユニット４３は、励磁コイル５０と、磁性体コア５１を備えている。定着ベルト４４は、このコイルユニット４３により、該コイルユニット４３との対向部をベルト加熱領域置として、該ベルト加熱領域において局所的に誘導加熱される。すなわち、コイルユニット４３のコイル５０に励磁回路１０２より高周波電流が流されて、交番磁束（磁場）が発生する。その磁束は、ベルト加熱領域において、定着ベルト４４の基層である金属ベルトに吸収され、金属ベルトに渦状の誘導電流が発生し、金属ベルトはその固有抵抗により発熱する。このように、コイル５０に流される高周波電流により、ベルト加熱領域において、定着ベルト４４自体が電磁誘導で発熱して加熱昇温する。そして、定着ベルト４４の回転により、定着ベルト４４が全周にわたって加熱昇温する。
【００８３】
この定着ベルト４４の温調制御は、実施例１の定着装置の定着ローラ３１の温調制御と同様である。そして、画像形成部側から、表面に未定着トナー画像ｔが形成されたシートＳが、定着装置Ａに導入され、定着ニップ部Ｎに進入して挟持搬送されることで、未定着トナー画像ｔがシートＳの表面に定着される。
【００８４】
この定着装置Ａにおいても、実施例１の定着装置と同様な制御が制御ユニット１０１によりなされる。すなわち、
１）メイン電源スイッチがオフである画像形成装置の停止状態時においては、定着装置Ａの駆動・加熱は勿論オフである。
【００８５】
加圧ベルトユニット４２は離間機構により定着ベルトユニット４１に対して非接触の下げ位置（２点鎖線示）に保持されていて、加圧ベルト４７は定着ベルト４４から離間している。
【００８６】
２）メイン電源スイッチがオンされた時に実行されるウォームアップ行程時においては、制御ユニット１０１は、加圧ベルトユニット４２を離間機構により定着ベルトユニット４１に対して非接触の下げ位置に保持させたまま、定着駆動モータＭをオンにする。また、コイルユニット４３への電力供給をオンにする。これにより、定着ベルト４４の加熱回転がなされる。この場合、加圧ベルト４７には定着ベルト４４との接触による熱伝達がないため、定着ベルト４４が所定の温度まで立ち上がる時間を短縮することができる。
【００８７】
３）ウォームアップ行程終了後の画像形成装置の待機時においても、制御ユニット１０１は、加圧ベルトユニット４２を離間機構により定着ベルトユニット４１に対して非接触の下げ位置に保持させたまま、定着ベルト４４を所定温度で加熱回転させている。これにより、加圧ベルト４７の温度を定着ベルト温度付近まで上昇させることがないので、プリント信号入力後の画像形成行程のプリントジョブ行程において光沢むら等の画像不良を発生させることがない。なお、本実施例では定着ベルト４４を加熱回転させている構成であるが、スタンバイ中に加熱回転を継続して行う構成以外に、加熱回転を行う期間と加熱回転を停止する期間を有し、それらの期間を交互に繰り返す構成であってもいい。
【００８８】
４）プリント信号入力後の画像形成行程の前回転行程において、制御ユニット１０１は、離間機構による加圧ベルトユニット４２の下げ位置保持を解除する。そして、加圧機構により加圧ベルトユニット４２を定着ベルトユニット４１に加圧（圧接）させた状態に変換させる。すなわち、加圧ベルト４７を定着ベルト４４に加圧させた状態にする。
【００８９】
制御ユニット１０１は、加圧ベルト４７を離間状態から加圧状態に移行する際に、コイルユニット４３への電力供給をオフにして、定着ベルト４４の加熱を停止する。制御ユニット１０１は、加圧ベルト４７を離間状態から加圧状態に移行する際に、定着駆動モータＭをオフにして、定着ベルト４４の回転を停止する。この通電ＯＦＦと回転停止との動作関係であるが、通電ＯＦＦするタイミング以降に回転停止する関係が好ましい。この定着ベルト４４の回転停止・加熱停止の状態において、制御ユニット１０１は、離間機構を解除して、加圧機構により加圧ベルト４７を定着ベルト４４に加圧させた状態に変換させる。加圧ベルト４７が定着ベルト４４に接触して加圧状態に移行したところで、制御ユニット１０１は、定着駆動モータＭをオンにして、またコイルユニット４３への電力供給をオンにして、定着ベルト４４の加熱回転を再開させる。
【００９０】
その後、プリントジョブ行程において、定着ベルト４４と加圧ベルト４７間の定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像ｔを有するシートＳが搬送される。
【００９１】
上記のように、定着ベルト４４と加圧ベルト４７の離間状態から加圧状態への移行の際は、定着ベルト４４の回転を停止させることで、両ベルト４４・４７の周速差によるベルト表層の削れや傷の発生が防止される。
【００９２】
また、上記の定着ベルト４４の回転を停止とともに、定着ベルト４４の局部的な加熱手段であるコイルユニット４３への電力供給をオフにする。これにより、定着ベルト４４の一部が過昇温することによるゴム材や表層等の劣化や出力される画像の光沢ムラも防止している。
【００９３】
５）画像形成行程終了後は、制御ユニット１０１は、離間機構により、加圧ベルト４７を定着ベルト４４から離間させた状態に変換させる。また、制御ユニット１０１は、定着駆動モータＭをオンに維持し、コイルユニット４３への電力供給をオンに維持して、定着ベルト４４の加熱回転続行して、次のプリント信号の入力待ちをする。
【００９４】
待機時において加熱回転される定着ベルト４４の温調温度は、プリントジョブ行程時の定着処理温度であってもよいし、その定着処理温度よりも所定に低く設定した待機時温度であってもよい。
【００９５】
なお、本実施例において、定着ベルトユニット４１に対する加圧ベルトユニット４２の加圧機構・離間機構の具体的構成は省略したけれども、実施例１のような、加圧レバーと加圧ばねによる加圧機構や、偏心カムによる離間機構を用いることができる。その他、適宜の機構構成にすることができる。
【００９６】
定着装置の構成は、実施例１や同２のものに限られるものではないことは勿論である。たとえば、
１）実施例１の定着装置において、加圧部材としての加圧ローラ２２を加圧ベルトのした装置構成、あるいは実施例２の定着装置において、加圧部材としての加圧ベルト４７を加圧ローラにした装置構成にすることもできる。
【００９７】
２）加圧部材としての加圧ローラ２２や加圧ベルト４７にも、加熱手段および駆動源を持たせ、定着部材から離間している状態において、回転駆動するとともに、定着部材よりも低い温度で独立温調させても構わない。
【００９８】
この場合においては、定着部材と加圧部材が離間状態から接触状態に移行する加圧動作時には、定着部材と加圧部材の両方の回転ならびに加熱を停止させて接触状態に移行させる。その後に、定着部材と加圧部材の両方の回転ならびに加熱を行なわせる。
【００９９】
３）定着部材や加圧部材を局所的に加熱する手段は、誘導加熱コイルユニットではなく、赤外線ランプ、高周波照射ユニット、定着部材や加圧部材に接触させた、あるいは接離移動制御されるセラミックヒータユニット等にした構成形態にすることもできる。
【０１００】
４）定着部材と加圧部材の加圧と離間は、定着部材を加圧部材に対して加圧移動と離間移動させる構成にすることもできるし、定着部材と加圧部材の両方を加圧移動と離間移動させる構成にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成図である。
【図２】画像形成装置の動作行程の説明図である。
【図３】定着装置の途中部分諸浦区省略の正面図である。
【図４】左加圧レバー部分の側面図である。
【図５】定着ローラと加圧ローラ部分の縦断正面図である。
【図６】定着ローラと加圧ローラ部分の横断面図と制御系のブロック図である。
【図７】定着ローラから加圧ローラが離間して、定着ローラが加熱回転されている
【図８】加圧動作時のタイミングチャートである。
【図９】待機状態時から定着処理までのフローチャートである。
【図１０】実施例３における定着装置の要部の断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１・・画像形成装置、Ａ・・定着装置、２１・・定着ローラ（定着部材）、２２・・加圧ローラ（加圧部材）、２３・・磁束発生手段（定着ローラ加熱手段）、２８Ｌ・２８Ｒ・・加圧レバー（加圧手段）、３３Ｌ・３３Ｒ・・加圧ばね、３６Ｌ・３６Ｒ・・偏心カム（離間手段）、Ｎ・・定着ニップ部（加熱ニップ部）、４１・・定着ベルトユニット、４４定着ベルト（定着部材）、４２・・加圧ベルトユニット、４４・・加圧ベルト（加圧部材）、１０１・・制御ユニット（制御手段）、Ｍ１・Ｍ・・定着駆動モータ、Ｍ２・・カム駆動モータ
【図１】
2007272032.tif 000003
【図８】
2007272032.tif 000004
【図９】
2007272032.tif 000005
【図２】
2007272032.tif 000006
【図３】
2007272032.tif 000007
【図４】
2007272032.tif 000008
【図５】
2007272032.tif 000009
【図６】
2007272032.tif 000010
【図７】
2007272032.tif 000011
【図１０】
2007272032.tif 000012