(57)【要約】【課題】紙厚等の記録用紙の性状に対応させた迅速な温度調整が可能であり、記録用紙の性状に拘わらず一定のプロセススピードで効率良く定着作用を行うことのできる、ベルト部材を用いた定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置６０は、定着ロール６１１と張架ロール６１２および張架ロール６１３との間に定着ベルト６１０が張架されて成る定着ベルトモジュール６１と、定着ベルトモジュール６１に圧接配置された加圧ロール６２と、で構成されている。定着ベルトモジュール６１の定着ベルト６１０と定着ロール６１１とは、記録用紙の紙厚に応じて異なる温度に制御される。【選択図】図３
2007121329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
回転可能な定着ロール部材と、
回転可能な張架ロール部材と、
前記定着ロール部材と前記張架ロール部材とに張架されて回動する定着ベルト部材と、
前記定着ロール部材を加熱するロール加熱手段と、
前記定着ベルト部材を加熱するベルト加熱手段と、
前記定着ロール部材の前記定着ベルト部材が巻回する部位に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
前記ニップ部の下流側の前記定着ベルト部材と前記定着ロール部材の間に介設されて当該定着ベルト部材を所定の曲率で屈曲させる剥離部材と、
前記ロール加熱手段と前記ベルト加熱手段とを制御駆動する温度制御装置と、を備え、
前記温度制御装置は、前記定着ロール部材と前記定着ベルト部材とを異なる設定温度に制御するよう構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧部材は、その表面に弾性層を備えた加圧ロール部材であ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】
前記温度制御装置は、前記定着ロール部材と前記定着ベルト部材との設定温度が切り替え可能に構成されると共に、当該切り替えによる前記定着ロール部材の設定温度の変位範囲は、前記定着ベルト部材の設定温度の変位範囲より狭く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ロール部材の設定温度は、用いられる前記記録媒体の性状に基づいて設定される最も低い温度の近辺に略固定されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着ロール部材の設定温度の変位範囲は、略２０℃の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着ロール部材を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項７】
前記冷却手段は、前記定着ロール部材の端面部に設けられた放熱フィンであることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記放熱フィンに送風する冷却ファンを備えることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を当該記録媒体上に定着する定着装置とを備えて構成され、
前記定着装置は、
回転可能な定着ロール部材と、
回転可能な張架ロール部材と、
前記定着ロール部材を加熱するロールヒータと、
前記張架ロール部材を加熱するベルトヒータと、
前記定着ロール部材と前記張架ロール部材とに張架されて回動する定着ベルト部材と、
前記定着ロール部材の前記定着ベルト部材が巻回する部位に圧接してニップを形成する表面に弾性層を備えた加圧ロール部材と、
前記ロールヒータと前記ベルトヒータとを制御駆動する温度制御装置と、を備え、
前記温度制御装置は、前記定着ロール部材と前記定着ベルト部材とを独立して温度制御すると共に、当該定着ロール部材と当該定着ベルト部材との設定温度が切り替え可能に構成され、当該切り替えによる前記定着ロール部材の設定温度の変位範囲は、前記定着ベルト部材の設定温度の変位範囲より狭く設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記定着ロール部材の設定温度の変位範囲は、略２０℃の範囲内であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記定着ロール部材を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記冷却手段は、前記定着ロール部材の端面部に設けられた放熱フィンであることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記放熱フィンに送風する冷却ファンを備えることを特徴とする請求項１２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、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関し、より詳しくは回動可能なベルト部材を備えた定着装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、次のように画像形成が行われる。まず、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）の表面が帯電装置によって一様に帯電される。帯電された感光体ドラムは、画像情報に基づいて制御された光により走査露光され、その表面に静電潜像が形成される。続いて、感光体ドラム上に形成された静電潜像は現像装置により可視像（トナー像）化され、その後、トナー像は感光体ドラムの回転に伴って転写部まで搬送されて、記録媒体としての記録用紙上に静電転写される。そして、記録用紙上に担持されたトナー像は定着装置によって定着処理が施されて、画像が完成する。
【０００３】
かかる画像形成装置に用いられる定着装置としては、２ロール方式と呼ばれる構成が広く一般に利用されている。この２ロール方式の定着装置は、内部に加熱源（ヒータ）が配設された円筒状の芯金の表面に、耐熱性弾性層と離型層とが積層されて形成された定着ロールと、芯金に耐熱性弾性層と耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層とが積層されて形成された加圧ロールとが互いに圧接されて構成されている。そして、定着ロールと加圧ロールとの圧接領域（ニップ部）に、未定着トナー像を担持した記録用紙を通過させ、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことにより、トナー像を定着している。
【０００４】
ところで、近年、画像形成装置では、高生産性化やカラー化が急速に進展するとともに、両面印刷機構を備えたものも多く普及するに至っている。そのため、画像形成装置に搭載される定着装置においても、高速化への対応を一段と進める必要が生じている。
ところが、従来の２ロール方式の定着装置は、高速で連続して送られてくる多数枚の記録用紙に対しては、充分な定着処理を行うことが困難であるという問題を有している。すなわち、２ロール方式の定着装置においては、定着ロールを構成する芯金や芯金に被覆されたシリコーンゴム等からなる弾性層等が熱的抵抗体として作用する。そのため、２ロール方式の定着装置では、記録用紙が定着ロールの表面から奪う熱量に対応した熱量を、定着ロールの内部に配置したヒータから即応的に、かつ充分に供給することが構造的に難しい。
【０００５】
その結果、２ロール方式の定着装置に高速で連続して記録用紙が送られると、定着ロールの表面温度が漸次低下し、次第に定着性能が低下するという不都合が生じる。また、画像形成装置の立ち上がり時において、定着ロールの表面温度が一時的に落ち込む所謂「温度ドループ現象」が発生し易くなる。特に、記録用紙として熱容量の大きい厚紙等が使用される場合には、定着ロールの表面から奪われる熱量が大きくなるので、定着性能の低下や温度ドループが大きくなり、定着不良に基づく画像品質の劣化を生じさせることとなる。
【０００６】
かかる状況から、２ロール方式の定着装置を用いた場合に生じる上記した問題点を解消し、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現する技術が開発されている。例えば、記録用紙を加熱する加熱部材が、複数の張架ロールによって張架されたフィルム状のベルト部材（定着ベルト）で構成された定着装置に関する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このような定着ベルトを用いた定着装置では、ニップ部に進入する前に予め張架ロール内に配設されたヒータによって定着ベルトを充分に加熱しておき、ニップ部においては加熱された定着ベルトから記録用紙およびトナー像に熱を加えることでトナー像を定着している。そのため、定着ベルトが定着処理の間に記録用紙によって熱を奪われても、定着ベルト自体の熱容量が小さいことから、定着ベルトは張架ロール内のヒータにより短時間で所定の定着可能温度まで回復させることが可能である。それにより、加熱部材として定着ベルトを用いた定着装置では、ニップ部内に進入する際の定着ベルトの温度を所定値に維持することが容易となり、画像形成装置が高速化されても、ニップ部に充分な熱量を供給することが可能である。
【０００８】
ここで、定着ベルトを用いた定着装置においても、記録用紙の表面にはトナー像が担持されているため、定着ベルトの熱によってトナー像が溶融した際に、トナー像が接着剤となって記録用紙と定着ベルトとの間に付着力が作用する。そのため、従来の２ロール方式の定着装置と同様に、定着ベルト表面から記録用紙を剥離する機構を設ける必要がある。特に、画像形成装置の高速化が図られた場合には、定着装置において一旦剥離不良が生じて紙詰まり（ジャム）が生じると、その影響を受けて損傷する後続の記録用紙の枚数も多くなることから、ニップ部を高速で通過した記録用紙を定着ベルト側から安定的かつ確実に剥離する必要がある。
【０００９】
記録用紙を定着ベルト表面から剥離する機構としては、上記した特許文献１に記載されたように、ニップ部の下流側に定着ベルトに当接して分離爪を配設する構成が一般的に用いられている。
しかし、このように分離爪によって記録用紙を定着ベルト表面から剥離する構成では、特に高速で定着を行うと記録用紙の先端が剥離爪に衝突してその先端が破損したり、最悪の場合にはそれが原因となって紙詰まりを生じたりすることがあった。これは、特に紙厚の薄い記録用紙の場合に生じやすい。
【００１０】
このような不具合を防いで、記録用紙を定着ベルト側から安定的に剥離するためには、分離爪を定着ベルトに強く圧接させることが必要となる。しかし、そうすると、分離爪によって定着ベルトの表面が磨耗する虞がある。定着ベルトの表面に磨耗が生じると、定着画像上に定着ベルト表面の磨耗痕に対応した定着ムラが発生して画像品質を低下させる場合がある。また、磨耗痕上にオフセットしたトナーが次第に付着堆積して、定着画像上に汚れを生じさせることもある。さらには、磨耗が進むと薄層の定着ベルトは最終的に破断にまで至るため、高い耐久性を得ることができない。
【００１１】
そこで、このような分離爪を用いることなく記録用紙を定着ベルト側から安定的に剥離することを可能とするものとして、ニップ部の出口部（最下流部）に対応した位置の定着ベルトの内側に、かかる出口部における定着ベルトの曲率を大きく設定するための剥離部材を設け、定着ベルトの曲率の変化により記録用紙を剥離する構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このように、ニップ部の出口部に定着ベルトの曲率を大きく形成するための剥離部材を設けることで、紙厚の薄い記録用紙であっても定着ベルト表面から剥離することができ、紙厚に拘わらず高速での通紙が可能となる。
【００１２】
【特許文献１】特開平３−１３３８７１号公報(第４頁、図３)
【特許文献２】特開２００３−５５６６号公報(第６〜８頁、図４)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のごとき定着装置では、定着ベルトは、定着ロールの内部に備えられたヒータ（定着ロールヒータ）と、張架ロール内等に配設されたヒータ（定着ロールヒータに対してこれを外部ヒータと呼ぶ）とによって加熱される。これら定着ロールヒータと外部ヒータとは等しい設定温度で制御されて定着ベルトを所定の設定温度に加熱する。
ところで、記録用紙は、その厚さ等の性状によって熱容量が異なり、従って、定着作用時に記録用紙が定着ベルトから奪う熱量は、たとえば紙厚によって異なる。このため、紙厚の薄い記録用紙（薄紙）を基準として設定したプロセススピード（通紙速度）および設定温度で連続通紙した場合で比較すると、紙厚の厚い記録用紙（厚紙）は薄紙より熱容量が大きく、トナーの溶融に用いられる熱量が小さくなるため、定着不良が発生しやすいという不都合が生じ得る。
【００１４】
そこで、記録用紙の厚さに応じてプロセススピードを切り替える構成が考えられている。すなわち、厚紙の場合には薄紙の場合よりプロセススピードを遅くして、記録用紙によって定着ロールが奪われる熱量を抑制し、定着ロールの温度低下を防ぐものである。
しかしながら、このように薄紙と厚紙とでプロセススピードを切り替える構成では、当然のことながら厚紙の場合の作業効率は薄紙の場合に比較して悪くなる。
【００１５】
これに対して、プロセススピードは一定のままで、記録用紙の厚さに応じて定着ベルトおよび定着ロールの設定温度を切り替える（厚紙の場合に高くする）構成も考えられる。
しかし、このように紙厚に応じて設定温度を切り替えるように構成した場合、切り替えに時間を要するという問題がある。すなわち、薄紙から厚紙に切り替える際には、熱容量の大きい定着ロールは迅速に加熱することが難しいため、定着ロールがより高い設定温度に達するまでにかなりの昇温時間が必要となり、また、反対に、厚紙から薄紙に切り替える際には、定着ロールがより低い設定温度に達するまでにかなりの降温時間が必要となるため、作業効率の低下が避けられないという問題があった。
【００１６】
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、紙厚等の記録用紙の性状に対応させた迅速な温度調整を可能とするベルト部材を用いた定着装置および画像形成装置を提供することにある。また、他の目的は、記録用紙の性状に拘わらず一定のプロセススピードで効率良く定着作用を行うことのできるベルト部材を用いた定着装置および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】
【００１７】
かかる目的のもと、本発明の定着装置は、記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回転可能な定着ロール部材と、回転可能な張架ロール部材と、定着ロール部材と張架ロール部材とに張架されて回動する定着ベルト部材と、定着ロール部材を加熱するロール加熱手段と、定着ベルト部材を加熱するベルト加熱手段と、定着ロール部材の定着ベルト部材が巻回する部位に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、ニップ部の下流側の定着ベルト部材と定着ロール部材の間に介設されて定着ベルト部材を所定の曲率で屈曲させる剥離部材と、ロール加熱手段とベルト加熱手段とを制御駆動する温度制御装置と、を備え、温度制御装置は、定着ロール部材と定着ベルト部材とを異なる設定温度に制御するよう構成されていることを特徴とする。
【００１８】
ここで、加圧部材は、その表面に弾性層を備えた加圧ロール部材であることを特徴とする。また、温度制御装置は、定着ロール部材と定着ベルト部材との設定温度が切り替え可能に構成されると共に、切り替えによる定着ロール部材の設定温度の変位範囲は、定着ベルト部材の設定温度の変位範囲より狭く設定されていることを特徴とする。この定着ロール部材の設定温度は、たとえば、用いられる記録媒体の性状に基づいて設定される最も低い温度の近辺に略固定され、または、略２０℃の範囲内とされることを特徴とする。
さらに、定着ロール部材の端面部に設けられた放熱フィンや、この放熱フィンに送風する冷却ファンなどの、定着ロール部材を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、記録媒体上に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置とを備えて構成され、定着装置は、回転可能な定着ロール部材と、回転可能な張架ロール部材と、定着ロール部材を加熱するロールヒータと、張架ロール部材を加熱するベルトヒータと、定着ロール部材と張架ロール部材とに張架されて回動する定着ベルト部材と、定着ロール部材の定着ベルト部材が巻回する部位に圧接してニップ部を形成する表面に弾性層を備えた加圧ロール部材と、ロールヒータとベルトヒータとを制御駆動する温度制御装置と、を備え、温度制御装置は、定着ロール部材と定着ベルト部材とを独立して温度制御すると共に、定着ロール部材と定着ベルト部材との設定温度が切り替え可能に構成され、切り替えによる定着ロール部材の設定温度の変位範囲は、定着ベルト部材の設定温度の変位範囲より狭く設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の定着装置によれば、迅速な温度調整によって記録用紙の性状の違いにかかわらず効率良く定着作業を行うことができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、迅速な温度調整が可能となって記録用紙の性状の違いにかかわらず効率の良い画像形成を行うことができる。従って、良質な画像を短時間で大量に提供できる効率の良い画像形成装置を構成することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本実施の形態を適用した画像形成装置１の概略構成図である。
図１に示す画像形成装置１は、いわゆるタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成するトナー像形成手段としての複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０とを備えている。また、画像形成装置１は、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録媒体としての記録用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる転写手段としての二次転写部２０と、二次転写された画像を記録用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０とを備えている。さらに、画像形成装置１は、記録用紙搬送機構５０と、上記各装置（各部）の動作を制御する制御部４０とを有している。
【００２２】
各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、図中画像形成ユニット１Ｙに代表して示すように、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を備えている。感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーを収容して感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４とが配設されている。さらに、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７とが配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００２３】
中間転写ベルト１５は、各種ロールによって各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる経路を有して張架され、図１中に矢印Ｂで示す方向に所定の速度で循環駆動（回動）されるようになっている。
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向配置された一次転写ロール１６によって構成されている。一次転写ロール１６は感光体ドラム１１に中間転写ベルト１５を圧接させるようになっている。また、一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト１５に順次静電吸引し、中間転写ベルト１５上にトナー像を重畳形成する。
【００２４】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、中間転写ベルト１５を挟んでこの二次転写ロール２２に対向配置されたバックアップロール２５とによって構成されている。
バックアップロール２５には二次転写バイアスが印可されると共に、二次転写ロール２２は接地されており、バックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成されるようになっている。そして、中間転写ベルト１５が担持したトナー像を、搬送供給される記録用紙Ｐ上に二次転写する。
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が設けられている。
記録用紙搬送機構５０は、記録用紙Ｐを収容する記録用紙トレイ５１から、記録用紙Ｐを二次転写部２０へと搬送すると共に、二次転写部２０でトナー像が転写（二次転写）された記録用紙Ｐを定着装置６０に搬送する。
【００２５】
そして、上記構成の画像形成装置１は、下記のようにして画像形成を行う。
すなわち、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋが、それぞれ感光体ドラム１１上にそれぞれの色のトナー像を形成する。各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにおけるトナー像の形成は、帯電器１２によって帯電された感光体ドラム１１上をレーザ露光器１３で走査露光して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像器１４によって現像してトナー像を形成することによって行われる。
【００２６】
各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に重ね合わせて転写される。
中間転写ベルト１５の表面に重ね合わせて形成されたトナー像は、中間転写ベルト１５の回動によって二次転写部２０に移動し、この二次転写部２０において記録用紙搬送機構５０によって搬送される記録用紙Ｐに記録用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
トナー像が転写された記録用紙Ｐは、記録用紙搬送機構５０によって定着装置６０に搬送され、定着装置６０によって熱および圧力による定着処理を受けてトナー像が定着される。そして、画像が定着された記録用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に排出されるものである。
【００２７】
次に、本実施の形態の画像形成装置１に用いられる定着装置６０について説明する。
図２は定着装置６０の一方の端部を概念的に示す斜視図であり、図３はその定着装置６０の概略構成を示す側断面図である。また、図４はニップ部Ｎの近傍領域を表す概略断面図、図５は剥離パッド６４が配置された領域周辺を表す概略断面図である。さらに、図６は定着装置６０の温度制御構成のブロック図である。
この定着装置６０は、定着ベルト部材としての定着ベルト６１０を備える定着ベルトモジュール６１と、定着ベルトモジュール６１に圧接配置された加圧手段としての加圧ロール６２と、で構成されている。
【００２８】
定着ベルトモジュール６１は、定着ベルト部材としての定着ベルト６１０と、定着ベルト６１０を張架しながら回転駆動する定着ロール部材としての定着ロール６１１と、内側から定着ベルト６１０を張架する張架ロール部材としての張架ロール６１２とを備えている。また、定着ベルト６１０の外側に配設されてその周回経路を規定する張架ロール６１３と、定着ロール６１１と張架ロール６１２との間で定着ベルト６１０の姿勢を矯正する姿勢矯正ロール６１４とを備えている。さらに、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接する領域であるニップ部Ｎ内の下流側領域であって定着ロール６１１の近傍位置に配置された剥離部材としての剥離パッド６４と、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架する張架ロール６１５とを備えている。
【００２９】
定着ベルト６１０は、周長３１４ｍｍ、幅３４０ｍｍのフレキシブルなエンドレスベルトである。そして、厚さ８０μｍのポリイミド樹脂で形成されたベース層と、ベース層の表面側（外周面側）に積層された厚さ２００μｍのシリコーンゴムからなる弾性体層と、さらに弾性体層上に被覆された厚さ３０μｍのテトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）チューブからなる離型層とで構成されている。ここでは、弾性体層は、特にカラー画像に対する画質向上のために設けられたものである。なお、定着ベルト６１０の構成は、使用目的や使用条件等の装置設計条件に応じて、材質・厚さ・硬度等を適宜選択することができる。
また、この定着ベルト６１０の、定着ロール６１１に巻回する直前の部位に、非接触のベルト温度センサ６１８が設けられている。このベルト温度センサ６１８は、定着ベルト６１０の定着ロール６１１に巻回する直前の部位の温度を計測し、その結果を画像形成装置１の制御部４０（図１参照）の内部に構成された後述する温度制御部４１（図６参照）に制御情報として出力する。
【００３０】
定着ロール６１１は、アルミニウムによって形成された円筒状のコアロール（芯金）に、表面の磨耗を防止する保護層が形成されたハードロールである。本実施の形態では、コアロールは外径６５ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍである。また、保護層は厚さ２００μｍのフッ素樹脂皮膜である。ただし、定着ロール６１１は、この構成に限られるものではなく、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎを形成する際に、加圧ロール６２からの押圧力に対して殆ど変形を生じない充分にハードなロールとして機能する構成であればよい。そして定着ロール６１１は、図示しない駆動モータによって、４４０ｍｍ／ｓの表面速度で矢印Ｃ方向に回転駆動される。
【００３１】
また、定着ロール６１１には、内部にロール加熱手段でありロールヒータである定格９００Ｗのハロゲンヒータ６１６ａが配設されると共に、表面に接触するように温度センサ６１７ａが設けられている。この温度センサ６１７ａは、定着ロール６１１の温度を検知し、その結果を制御部４０（図１参照）内の温度制御部４１（図６参照）に制御情報として出力する。
さらに、定着ロール６１１の側端部には、図２に示すように多数の放熱フィン６１１Ｆが形成されている。この定着ロール６１１の側端部に対向して、放熱フィン６１１Ｆに向けて冷却風を送るように冷却ファン６２０が設けられている。これら放熱フィン６１１Ｆと冷却ファン６２０とは、定着ロール６１１の両側端部に設けられており、これらが本実施の形態における冷却手段である。
このような構成により、定着ロール６１１は、ハロゲンヒータ６１６ａによって加熱され、冷却ファン６２０による放熱フィン６１１Ｆへの送風によって冷却されるようになっている。
そして、定着ロール６１１は、温度センサ６１７ａによる検知温度情報に基づいて、温度制御部４１によって所定の表面温度に制御されるようになっている。この温度制御に関しては後に詳述する。
【００３２】
張架ロール６１２は、アルミニウムで外径３０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ３６０ｍｍに形成された円筒状ロールである。
張架ロール６１２には、その内部にベルト加熱手段でありベルトヒータである定格１０００Ｗのハロゲンヒータ６１６ｂが配設されると共に、表面に接触するように温度センサ６１７ｂが設けられている。この温度センサ６１７ｂは、張架ロール６１２の温度を検知し、その結果を温度制御部４１に制御情報として出力する。
そして、張架ロール６１２は、温度センサ６１７ｂによる検知温度情報に基づいて、ベルト温度制御部４１Ｂによって所定の表面温度に制御されるようになっている。つまり、張架ロール６１２は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を内面側から加熱する機能をも併せ持っている。
また、張架ロール６１２の両端部には定着ベルト６１０を外側に押圧するバネ部材（不図示）が配設され、定着ベルト６１０全体の張力を１５ｋｇｆに設定している。そして、張架ロール６１２には、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて定着ベルト６１０の軸方向における当接位置を変位させる軸変位機構が配設され、これにより定着ベルト６１０の蛇行（ベルトウォーク）を制御するように構成されている。
【００３３】
張架ロール６１３は、アルミニウムで外径２５ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ３６０ｍｍに形成された円筒状ロールである。また、張架ロール６１３の表面には厚さ２０μｍのフッ素樹脂からなる離型層が形成されている。この離型層は、定着ベルト６１０の外周面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が張架ロール６１３に堆積するのを防止するために形成されるものである。
【００３４】
張架ロール６１３には、その内部にベルト加熱手段でありベルトヒータである定格１０００Ｗのハロゲンヒータ６１６ｃが配設されると共に、表面に接触するように温度センサ６１７ｃが設けられている。この温度センサ６１７ｃは、張架ロール６１３の温度を検知し、その結果を温度制御部４１に制御情報として出力する。
そして、張架ロール６１２は、温度センサ６１７ｃによる検知温度情報に基づいて、温度制御部４１によって所定の表面温度に制御されるようになっている。つまり、張架ロール６１３は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を内面側から加熱する機能をも併せ持っている。
したがって、本実施の形態では、定着ロール６１１と、張架ロール６１２および張架ロール６１３とによって定着ベルト６１０が加熱されるように構成されているものである。
【００３５】
姿勢矯正ロール６１４は、ステンレス合金鋼で外径１５ｍｍ、長さ３６０ｍｍに形成された円柱状ロールである。この姿勢矯正ロール６１４の近傍には、定着ベルト６１０のエッジ位置を検知するベルトエッジ位置検知機構（不図示）が配置されている。
【００３６】
剥離パッド６４は、例えばＳＵＳ等の金属や樹脂等の剛体で形成された、断面が略円弧形状のブロック部材である。その両端が、図２中に示すように、定着ロール６１１の支持軸６１１ａに揺動可能に嵌合したアーム６４１によって支持されている。そして、加圧ロール６２が定着ベルト６１０を介して定着ロール６１１に圧接される領域「ロールニップ部Ｎ１」（後段の図４参照）の下流側近傍位置において、定着ロール６１１の軸方向全域に亘って固定配置されている。また剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を介して加圧ロール６２を所定の幅領域に亘って所定の荷重（例えば、１０ｋｇｆ）で均一に押圧するように設置されており、後段で述べる「剥離パッドニップ部Ｎ２」を形成している。
【００３７】
剥離パッド６４は、図５に示すように、定着ロール６１１側に面する内側面６４ａと、定着ベルト６１０の進行方向を急激に変化させる外側面６４ｂと、定着ベルト６１０を加圧ロール６２に押圧する押圧面６４ｃとを備えて形成されている。
剥離パッド６４の内側面６４ａは、剥離パッド６４を定着ロール６１１側に極力近接させて（例えば、剥離パッド６４と定着ロール６１１とのギャップを０．５ｍｍ）配置するために、定着ロール６１１の周面に倣った湾曲面で形成されている。この内側面６４ａの上流側端部６４ｐは、定着ロール６１１に近接した位置に設定されている。その内側面６４ａと押圧面６４ｃとのなす角度θ１は、上流側端部６４ｐ部分の強度および剛性を確保するためには、２０〜５０°が好ましい。
剥離パッド６４の押圧面６４ｃは、定着ベルト６１０を加圧ロール６２に押圧し、加圧ロール６２表面に圧接させる面である。そのため、定着ベルト６１０が加圧ロール６２に対して均一に押圧されるように、押圧面６４ｃは平面で形成している。さらに、押圧面６４ｃは、加圧ロール６２の円周面に倣った凹状曲面で形成することもでき、それにより押圧力のさらなる均一化を図ることができる。
【００３８】
剥離パッド６４の外側面６４ｂは、張架ロール６１５および定着ロール６１１と協働して定着ベルト６１０を導き、その進行方向を急激に変化させることで、定着ベルト６１０から記録用紙Ｐを剥離する面である。そのため、記録用紙Ｐを定着ベルト６１０から安定的に剥離できるように、外側面６４ｂの上流側端部領域（定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔する領域）Ｒにおいて、加圧ロール６２の接線と外側面６４ｂの接線とのなす角θ２（図５参照）が４０°以上となるように設定されている。また、急激に屈曲している上流側端部領域Ｒにおいて定着ベルト６１０を円滑に移動することができるように、上流側端部領域Ｒでは外側面６４ｂは曲面で形成されている。
さらに、外側面６４ｂは、定着ベルト６１０が加圧ロール６２から離隔した後、円滑に張架ロール６１５および定着ロール６１１の方向に進行するように、張架ロール６１５に向けて傾斜した平面で形成されている。この場合に、外側面６４ｂは外側（定着ベルト６１０側）に向けて湾曲した曲面で形成することもできる。
【００３９】
張架ロール６１５は、ステンレス合金鋼で外径１２ｍｍ、長さ３６０ｍｍに形成された円柱状ロールである。そして、剥離パッド６４を通過した定着ベルト６１０が定着ロール６１１に向けて円滑に回動するように、剥離パッド６４の定着ベルト６１０の進行方向下流側近傍に配置されている。
加圧ロール６２は、アルミニウムで直径４５ｍｍ、長さ３６０ｍｍに形成された円柱状ロール６２１を基体として、基体側から順に、ゴム硬度３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムからなる厚さ１０ｍｍの弾性層６２２と、膜厚１００μｍのＰＦＡチューブからなる離型層６２３とが積層されて構成されたソフトロールである。そして、加圧ロール６２は、定着ベルトモジュール６１に押圧されるように設置され、定着ベルトモジュール６１の定着ロール６１１が矢印Ｃ方向へ回転するのに伴い、定着ロール６１１に従動して矢印Ｅ方向に回動する。その進行速度は、定着ロール６１１の表面速度と同じ４４０ｍｍ／ｓである。
【００４０】
続いて、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接されたニップ部Ｎについて説明する。
図４に示したように、定着ベルトモジュール６１（図３参照）と加圧ロール６２とが圧接されたニップ部Ｎには、定着ベルト６１０が定着ロール６１１に巻き付けられた（ラップされた）領域（ラップ領域）内において、加圧ロール６２が定着ベルト６１０の外周面に圧接するように配置されることにより、ロールニップ部Ｎ１が形成されている。
【００４１】
ここで、本実施の形態の定着装置６０では、上述したように、ロールニップ部Ｎ１を形成する一方のロールである定着ロール６１１は、アルミニウムの芯金（コアロール）の表面に耐熱性樹脂（フッ素樹脂）を被覆して構成されたハードロールであって、定着ロール６１１には弾性層は被覆されていない。また、ロールニップ部Ｎ１を形成する加圧ロール６２は、弾性層６２２が被覆されたソフトロールである。
このような定着ロール６１１と加圧ロール６２との構成により、本実施の形態のロールニップ部Ｎ１では、加圧ロール６２の弾性層６２２が変形することでロールニップ部Ｎ１が形成されており、加圧ロール６２側がニップを形成するロール（NIP Forming Pressure Roll）として機能している。すなわち、ロールニップ部Ｎ１では、定着ロール６１１には凹みが殆ど生じず、加圧ロール６２表面のみが大きく凹んだ状態（加圧ロール６２の凹み量＞定着ロール６１１の凹み量）が形成されることで、定着ベルト６１０の進行方向に所定の幅を持ったニップ領域を作り出している。
【００４２】
このように、本実施の形態の定着装置６０では、ロールニップ部Ｎ１において定着ベルト６１０がラップされている側の定着ロール６１１は殆ど変形せず、円筒形状が維持されている。そのため、定着ベルト６１０は定着ロール６１１表面の円周面に沿って回動し、その回動半径に変動が生じることがないので、進行速度を一定に維持しながらロールニップ部Ｎ１を通過することができる。それにより、定着ベルト６１０がロールニップ部Ｎ１を通過する際にも、定着ベルト６１０にはシワや歪みが極めて発生し難い。その結果、定着画像に画像乱れが生じることが抑制され、良質の定着画像を安定的に提供することができる。なお、本実施の形態の定着装置６０では、ロールニップ部Ｎ１は定着ベルト６１０の進行方向に１５ｍｍ（すなわちニップ幅１５ｍｍ）に設定されている。
【００４３】
さらに、ロールニップ部Ｎ１の下流側近傍には剥離パッド６４が配設されており、剥離パッド６４は定着ベルト６１０を加圧ロール６２表面に押圧している。それにより、ロールニップ部Ｎ１の下流側には、ロールニップ部Ｎ１に連続して、定着ベルト６１０が加圧ロール６２表面にラップされた剥離パッドニップ部Ｎ２が形成されている。
そして、剥離パッドニップ部Ｎ２を通過した後の定着ベルト６１０は、剥離パッド６４の側面に倣って回動する。それにより、定着ベルト６１０の進行方向は剥離パッド６４によって張架ロール６１５方向に屈曲するように急激に変化する。そのため、ロールニップ部Ｎ１および剥離パッドニップ部Ｎ２を通過した記録用紙Ｐは、剥離パッドニップ部Ｎ２を出た時点で定着ベルト６１０の進行方向の変化に追随できなくなり、記録用紙Ｐは自身の所謂「コシ」によって定着ベルト６１０から剥離される。このようにして、剥離パッドニップ部Ｎ２の出口部において、記録用紙Ｐに対する曲率分離が安定的に行なわれる。なお、本実施の形態の定着装置６０では、剥離パッドニップ部Ｎ２は定着ベルト６１０の進行方向に５ｍｍ（すなわちニップ幅５ｍｍ）に設定されている。
したがって、本実施の形態の定着装置６０では、定着作用を行うニップ部Ｎは、１５ｍｍのロールニップ部Ｎ１と、５ｍｍの剥離パッドニップ部Ｎ２とで、合計２０ｍｍに設定されているものである。
【００４４】
つぎに、図６に基づいて定着装置６０における温度制御構成を説明する。なお、各構成部材の符号については図２乃至５参照のこと。
本実施の形態の定着装置６０では、定着ベルト６１０は、前述のごとく、定着ロール６１１と、張架ロール６１２および張架ロール６１３とによって加熱される。その温度制御は、制御部４０内に構成された温度制御装置としての温度制御部４１によって行われるようになっている。この温度制御部４１は、ロール温度制御部４１Ｒとベルト温度制御部４１Ｂとによって構成されている。
【００４５】
ロール温度制御部４１Ｒは、定着ロール６１１の表面温度を検知する温度センサ６１７ａから入力される検知温度情報に基づいて、定着ロール６１１の内部に配設されたハロゲンヒータ６１６ａと、定着ロール６１１の側端部外側に配設された冷却ファン６２０と、をフィードバック制御して、定着ロール６１１を定められた設定温度に維持制御する。
ベルト温度制御部４１Ｂは、張架ロール６１２と張架ロール６１３とのそれぞれの表面温度を検知する温度センサ６１７ｂ，６１７ｃから入力される検知温度情報に基づいて、両張架ロール６１２，６１３の内部に配設されたハロゲンヒータ６１６ｂ，６１６ｃをそれぞれフィードバック制御して、両張架ロール６１２，６１３をそれぞれ設定温度に維持制御する。さらに、定着ベルト６１０の温度を検知するベルト温度センサ６１８からの検知情報に基づいて、定着ベルト６１０の定着ロール６１１に巻回する直前の部位における温度を定められた設定温度に維持制御する。
【００４６】
これらロール温度制御部４１Ｒとベルト温度制御部４１Ｂとは、画像形成に用いられる記録用紙の性状（本実施の形態では厚さ）に応じて、定着ロール６１１と、張架ロール６１２および張架ロール６１３（つまり定着ベルト６１０）とを、独立してそれぞれ異なる設定温度に制御する。
すなわち、ロール温度制御部４１Ｒは、定着ロール６１１を、薄紙の場合には１５０℃、厚紙の場合には１７０℃に温度制御する。また、ベルト温度制御部４１Ｂは張架ロール６１２，６１３を、薄紙の場合には１５０℃、厚紙の場合には２５０℃に温度制御する。これにより、定着ベルト６１０は、薄紙の場合には定着ロール６１１と張架ロール６１２，６１３とによって１５０℃に加熱され、厚紙の場合には主に張架ロール６１２，６１３によって２５０℃に加熱されるようになっている。薄紙は、たとえば、坪量８５ｇ／ｍ２の薄紙コート紙であり、厚紙は、たとえば坪量２５６ｇ／ｍ２の厚紙コート紙である。なお、記録用紙の厚さに基づくロール温度制御部４１Ｒおよびベルト温度制御部４１Ｂにおける設定値の切り替えは、オペレータが操作パネルを介して指定することで行われるようになっている。
【００４７】
つぎに、このような温度制御構成とした理由と、その作用を説明する。
本実施の形態の定着装置６０では、ニップ部Ｎにおいて定着ベルト６１０から記録用紙に加えられる熱によって定着作用を行う。従って、通紙速度（ニップ通過時間）と記録用紙の熱容量とから導出されるニップ部Ｎにおいて定着に必要な熱量から、定着ベルト６１０の温度が決まる。このため、通紙速度を一定とすれば、記録用紙の熱容量に応じて定着ベルト６１０の温度を調整することが必要となる。つまり、薄紙に比較して熱容量の大きい厚紙の場合には、薄紙の場合より定着ベルト６１０の温度を高く設定する必要がある。
ニップ部Ｎの幅が２０ｍｍ、通紙速度が４４０ｍｍ／ｓである本実施の形態の場合、定着ベルト６１０の温度は、坪量８５ｇ／ｍ２の薄紙コート紙では１５０℃、坪量２５６ｇ／ｍ２の厚紙コート紙では２２０℃となる。
【００４８】
ここで、定着ベルト６１０は、定着ロール６１１の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ａから定着ロール６１１を通じて供給される熱と、張架ロール６１２の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ｂから張架ロール６１２を通じて供給される熱と、張架ロール６１３の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６ｃから張架ロール６１３を通じて供給される熱とによって加熱される。このため、厚紙と薄紙とに対応させて、全ての加熱要素（定着ロール６１１と張架ロール６１２，６１３）を同様に温度制御して定着ベルト６１０の温度を切り替えるとすると、記録用紙を薄紙から厚紙に変更する際には、全ての加熱要素を１５０℃から２２０℃に昇温させる必要がある。一方、記録用紙を厚紙から薄紙に変更する際には、全ての加熱要素が２２０℃から１５０℃に降温するのを待たなければならない。その際、最も熱容量の大きい定着ロール６１１の昇温・降温に、最も長い時間を要する。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、熱容量が大きいために温度変化に時間を要する定着ロール６１１の温度調整範囲を狭く設定すると共に、熱容量が小さく温度変化が容易な張架ロール６１２，６１３（すなわち定着ベルト６１０）の温度調整範囲を広く設定し、ニップ部Ｎにおいて定着に必要な熱量を得るように構成されている。定着ロール６１１の温度調整範囲は、薄紙に対して定着作用する際の温度を基準として設定する。また、厚紙の際における張架ロール６１２，６１３の温度（定着ベルト６１０の温度）は、温度調整範囲の狭い（すなわち厚紙の際に温度の低い）定着ロール６１１に奪われる熱量を考慮して設定する。
このような考え方に基づいて、定着ロール６１１は、ロール温度制御部４１Ｒによって、薄紙の場合には１５０℃、厚紙の場合には１７０℃に温度制御されるようになっている。また、張架ロール６１２，６１３はベルト温度制御部４１Ｂによって、薄紙の場合には１５０℃、厚紙の場合には２５０℃に温度制御されるようになっている。つまり、定着ベルト６１０は、薄紙の場合には定着ロール６１１と張架ロール６１２，６１３とによって１５０℃に加熱され、厚紙の場合には主に張架ロール６１２，６１３によって２５０℃に加熱されるようになっているものである。
【００５０】
そして、薄紙から厚紙に紙種を切り替える際には、定着ロール６１１はロール温度制御部４１Ｒの制御によって１５０℃から１７０℃に昇温され、定着ベルト６１０の温度を担う張架ロール６１２，６１３はベルト温度制御部４１Ｂの制御によって１５０℃から２５０℃に昇温される。
図７に、温度制御部４１（ロール温度制御部４１Ｒおよびベルト温度制御部４１Ｂ）による、薄紙から厚紙への切り替え制御のフローチャートを示す。なお、このフローチャート内では、張架ロール６１２と張架ロール６１３とを総称して外部加熱ロールとして表示してある。また、説明中の各構成部材の符号については図１乃至図６参照のこと。
【００５１】
記録用紙を薄紙から厚紙に紙種を切り替える際には、ロール温度制御部４１Ｒの制御によって、ハロゲンヒータ６１６ａに通電して定着ロール６１１を加熱し（Ｓ１０１）、定着ロール６１１の温度ｔｆが厚紙時における設定温度であるＴｆＨ：１７０℃に達したことを判定し（Ｓ１０２）、その設定温度ＴｆＨを維持する維持制御とする（Ｓ１０３）。また、ベルト温度制御部４１Ｂの制御によって、ハロゲンヒータ６１６ｂに通電して張架ロール６１２を加熱すると共にハロゲンヒータ６１６ｃに通電して張架ロール６１３を加熱し（Ｓ１０４）、それぞれの温度ｔｂが厚紙時における設定温度であるＴｂＨ：２５０℃に達したことを判定し（Ｓ１０５）、その設定温度ＴｂＨを維持する維持制御とする（Ｓ１０６）。そして、定着ロール６１１と、張架ロール６１２および張架ロール６１３とが、それぞれ維持制御状態になったことを判定し（Ｓ１０７）、定着作用の準備を完了する（Ｓ１０８）ものである。
このような制御により、熱容量の大きい定着ロール６１１は２０℃の昇温で良いため、短時間で設定温度とすることができる。また、張架ロール６１２，６１３は、１００℃の昇温が必要であるが、熱容量が小さいために短時間で設定温度とすることができる。
【００５２】
一方、厚紙から薄紙に切り替える際には、定着ロール６１１は、ロール温度制御部４１Ｒの制御によって１７０℃から１５０℃に降温され、張架ロール６１２，６１３は、ベルト温度制御部４１Ｂによって２５０℃から１５０℃まで降温制御される。
図８に、ロール温度制御部４１Ｒとベルト温度制御部４１Ｂとによる厚紙から薄紙への切り替え制御のフローチャートを示す。なお、図７の場合と同様に、フローチャート内では、張架ロール６１２と張架ロール６１３とを総称して外部加熱ロールとして表示してある。また、説明中の各構成要素の符号は前述の図１乃至図６参照のこと。
【００５３】
記録用紙を厚紙から薄紙に切り替える際には、ロール温度制御部４１Ｒの制御によって、ハロゲンヒータ６１６ａへの通電を遮断して定着ロール６１１の加熱を停止する（Ｓ２０１）と共に、冷却ファン６２０を駆動して（Ｓ２０２）、定着ロール６１１を冷却する。そして、定着ロール６１１の温度ｔｆが薄紙時における設定温度であるＴｆＬ：１５０℃まで降下したことを判定し（Ｓ２０３）、その設定温度ＴｆＬを維持する維持制御とする（Ｓ２０４）。また、ベルト温度制御部４１Ｂの制御によって、ハロゲンヒータ６１６ｂへの通電を遮断して張架ロール６１２の加熱を停止すると共にハロゲンヒータ６１６ｃへの通電を遮断して張架ロール６１３の加熱を停止し（Ｓ２０５）、張架ロール６１２，６１３を自然冷却させる。そして、それぞれの温度ｔｂが薄紙時における設定温度であるＴｂＬ：１５０℃に降下したことを判定し（Ｓ２０６）、その設定温度ＴｂＬを維持する維持制御とする（Ｓ２０７）。そして、定着ロール６１１と、張架ロール６１２および張架ロール６１３とが、それぞれ維持制御状態になったことを判定し（Ｓ２０８）、定着作用の準備を完了とする（Ｓ２０９）ものである。
これにより、定着ロール６１１の冷却は２０℃の降温でよいため、短時間で行うことができる。本実施の形態のごとく冷却ファン６２０によって定着ロール６１１の側端部の放熱フィン６１１Ｆに送風すれば極めて迅速に行えるが、自然冷却としても良い。また、張架ロール６１２，６１３は、１００℃の降温が必要であるが、熱容量が小さいために自然冷却であっても長い時間を要することはない。
【００５４】
表１および表２に、本実施の形態の構成例と比較例とで、薄紙と厚紙との紙種の切り替えに要する時間（定着準備完了までの所要時間）を計測した実験結果を示す。
比較例は、全ての加熱要素（定着ロール６１１と張架ロール６１２，６１３）を同様に温度制御して定着ベルト６１０の温度を切り替えるものであり、これらの温度を、薄紙では１５０℃、厚紙では２２０℃とするものである。
表１は、薄紙から厚紙に紙種を切り替えた際における定着準備が完了するまでの所要時間を示す。また、表２は、厚紙から薄紙に紙種を切り替えた際における待機状態までの所要時間を示す。なお、この表２の構成例では、定着ロール６１１の冷却に冷却ファン６２０は用いず、自然冷却としたものである。上記実施の形態のごとく定着ロール６１１の冷却に冷却ファン６２０を用いれば、所要時間をより短縮し得ると考えられる。
【００５５】
【表１】
2007121329.tif 000003
【００５６】
【表２】
2007121329.tif 000004
【００５７】
これらの実験結果から、本実施の形態における構成によれば、紙種の切り替えの際における定着準備完了までの所要時間が、定着ロール６１１を含む全ての加熱要素を同一温度に制御して定着ベルト６１０の温度を切り替える場合（比較例）に比較して極めて短時間で済むことが確認できた。
【００５８】
次に、上記のごとく構成された定着装置６０の定着動作を説明する。
画像形成装置の二次転写部２０（図１参照）において未定着トナー像が静電転写された記録用紙Ｐは、記録用紙搬送機構５０（図１参照）により、定着装置６０のニップ部Ｎに向けて（図３参照：矢印Ｆ方向）搬送されてくる。そして、ニップ部Ｎを通過する記録用紙Ｐ表面の未定着トナー像は、主としてロールニップ部Ｎ１に作用する圧力と熱とにより記録用紙Ｐに定着される。
【００５９】
このとき、本実施の形態の定着装置６０では、ニップ部Ｎに作用する熱は、主として定着ベルト６１０によって供給される。
定着ベルト６１０は、薄紙の場合には定着ロール６１１と張架ロール６１２，６１３とから供給される熱によって加熱され、熱容量が大きいために大きな熱量を必要とする厚紙の場合には張架ロール６１２，６１３から適切かつ速やかに定着ベルト６１０に熱エネルギーが補給される。これにより、プロセススピードがたとえば４４０ｍｍ／ｓという高速であってもニップ部Ｎに充分な熱量を確保することができ、紙厚にかかわらず同じプロセススピードで定着作用を行うことができる。
【００６０】
ロールニップ部Ｎ１を通過した後、記録用紙Ｐは剥離パッドニップ部Ｎ２に搬送される。剥離パッドニップ部Ｎ２は、加圧ロール６２に剥離パッド６４が押圧されて、定着ベルト６１０が加圧ロール６２に圧接するように形成されている。したがって、図４に示したように、ロールニップ部Ｎ１は定着ロール６１１の曲率によって下に凸である湾曲した形状を有するのに対し、剥離パッドニップ部Ｎ２は加圧ロール６２の曲率によって上に凸である湾曲した形状を有している。
そのため、ロールニップ部Ｎ１において定着ロール６１１の曲率のもとで加熱加圧された記録用紙Ｐは、剥離パッドニップ部Ｎ２において加圧ロール６２による相反する方向に向いた曲率に進行方向が変化させられる。その際に、記録用紙Ｐ上のトナー像と定着ベルト６１０表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト６１０との付着力が弱められ、記録用紙Ｐは定着ベルト６１０から剥離され易い状態が形成される。このように、剥離パッドニップ部Ｎ２は、最終の剥離工程で確実に剥離が行なわれるための準備工程にも位置付けられる。
【００６１】
そして、剥離パッドニップ部Ｎ２の出口では、定着ベルト６１０は剥離パッド６４に巻き付くように搬送されるので、定着ベルト６１０の搬送方向はそこで急激に変化する。すなわち、定着ベルト６１０は剥離パッド６４の外側面６４ｂに沿って移動するため、定着ベルト６１０の屈曲は大きなものとなる。そのため、剥離パッドニップ部Ｎ２内において定着ベルト６１０との付着力が予め弱められた記録用紙Ｐは、記録用紙Ｐ自身が有している紙のコシによって定着ベルト６１０からセルフストリップすることが可能となる。
このようにして、記録用紙Ｐは、剥離パッドニップ部Ｎ２を出た時点で定着ベルト６１０から安定的に曲率分離される。
そして、定着ベルト６１０から分離された記録用紙Ｐは、排紙ガイド６５および排紙ロール６６によって装置外に排出されて、定着処理が完了するものである。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態の定着装置６０は、加熱部材として定着ベルト６１０が定着ロール６１１を含む複数のロールで張架されて構成された定着ベルトモジュール６１を用いているので、画像形成装置１（図１参照）が高速化されても、定着装置６０において所定の定着温度を常に維持することができる。さらには、高速定着動作の開始時に定着温度が落ち込む温度ドループ現象の発生を抑制することが可能となる。そのため、高品質な定着画像を短時間で大量に提供することが可能となる。
それとともに、紙厚等の記録用紙の性状に対応した温度調整を迅速に行って、記録用紙の性状に拘わらず一定のプロセススピードで合理的で効率良く定着作用を行うことができる。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態は、本発明をいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置に適用したものであるが、たとえば、回転式現像装置を用いたカラーの画像形成装置や、モノクロの複写機等に適用しても良いことは言うまでもない。
また、定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置される加圧手段として、加圧ロール６２を用いた構成について説明したが、加圧部材として複数のロールにより加圧ベルトが張架された加圧ベルトモジュールを用いた構成に適用しても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施の形態を適用した画像形成装置の概略構成図である。
【図２】定着装置の一方の端部を概念的に示す斜視図である。
【図３】定着装置の概略構成を示す側断面図である。
【図４】ニップ部の近傍領域を表す概略断面図である。
【図５】剥離パッドが配置された領域周辺を表す概略断面図である。
【図６】定着装置の温度制御構成のブロック図である。
【図７】温度制御部による薄紙から厚紙への紙種切り替え制御のフローチャートである。
【図８】温度制御部による厚紙から薄紙への紙種切り替え制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１…画像形成装置、１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ…画像形成ユニット（トナー像形成手段）、２０…二次転写部（転写手段）、４１…温度制御部（温度制御装置）、４１Ｂ…ベルト温度制御部、４１Ｒ…ロール温度制御部、６０…定着装置、６１…定着ベルトモジュール、６２…加圧ロール（加圧手段）、６４…剥離パッド（剥離部材）、６１０…定着ベルト（定着ベルト部材）、６１１…定着ロール（定着ロール部材）、６１２,６１３…張架ロール（張架ロール部材）、６１６ａ…ハロゲンヒータ（ロール加熱手段，ロールヒータ）、６１６ｂ,６１６ｃ…ハロゲンヒータ（ベルト加熱手段，ベルトヒータ）、Ｐ…記録用紙（記録媒体）
【図１】
2007121329.tif 000005
【図２】
2007121329.tif 000006
【図３】
2007121329.tif 000007
【図４】
2007121329.tif 000008
【図５】
2007121329.tif 000009
【図６】
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【図７】
2007121329.tif 000011
【図８】
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