(57)【要約】      （修正有）【課題】ウォームアップタイムを損なうことなく、抵抗発熱層の厚みムラによる発熱ムラを抑制し、定着処理後の画像上のグロスムラや定着性のムラを抑制する定着装置の提供。【解決手段】無端状の定着フィルム４２、均熱部材を有する加圧パッド部材４１、加圧回転体４５、フィルム回転機構、加圧回転機構、加圧パッド部材と定着フィルムの離間制御機構、定着フィルムを加圧パッド部材を介して加圧ローラに当接離間を制御する定着ユニット離間制御機構、を有する定着装置４０において、加圧パッド部材、加圧回転体を離間して定着フィルムの発熱層を発熱する離間発熱位置、加圧パッド離間制御機構を用いて加圧パッド部材を定着フィルムに当接し、フィルム回転機構を駆動させつつ発熱層を発熱する加圧パッド当接発熱位置、および定着フィルムを介して加圧パッド部材を加圧回転体に当接し、加圧回転機構を駆動させつつ発熱層を発熱する加圧ローラ当接発熱位置を持つ。【選択図】図２
2016045277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材（４２ｄ）、発熱層（４２ｃ）、表層（４２ａ）からなる無端状の定着フィルム（４２）、均熱部材を有する加圧パッド部材（４１）、加圧回転体（４５）、定着フィルムを回転駆動するフィルム回転機構（５１）、加圧回転体を回転駆動する加圧回転機構（５２）、加圧パッド部材と定着フィルムの当接離間を制御する加圧パッド離間制御機構（４４）、定着フィルムを加圧パッド部材を介して加圧ローラに当接離間を制御する定着ユニット離間制御機構（５３）、を有する定着装置（４０）において、
加圧パッド部材、加圧回転体を離間して定着フィルムの発熱層を発熱する離間発熱位置、加圧パッド離間制御機構を用いて加圧パッド部材を定着フィルムに当接し、フィルム回転機構を駆動させつつ発熱層を発熱する加圧パッド当接発熱位置、および定着フィルムを介して加圧パッド部材を加圧回転体に当接し、加圧回転機構を駆動させつつ発熱層を発熱する加圧ローラ当接発熱位置を持つことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
基材（４２ｄ）、発熱層（４２ｃ）、表層（４２ａ）からなる無端状の定着フィルム（４２）、均熱部材を有する加圧パッド部材（４１）、加圧回転体（４５）、定着フィルムを回転駆動するフィルム回転機構（５１）、加圧回転体を回転駆動する加圧回転機構（５２）、加圧パッド部材と定着フィルムの当接離間を制御する加圧パッド離間制御機構（４４）、定着フィルムを加圧パッド部材を介して加圧ローラに当接離間を制御する定着ユニット離間制御機構（５３）、加圧パッドの温度を検知する加圧パッド温度検知機構（５４）、および加圧ローラの温度を検知する加圧ローラ温度検知機構（５５）を有する定着装置において、
加圧パッド部材、加圧回転体を離間して定着フィルムの発熱層を発熱する離間発熱位置、加圧パッド離間制御機構を用いて加圧パッド部材を定着フィルムに当接し、フィルム回転機構を駆動させつつ発熱層を発熱する加圧パッド当接発熱位置、および定着フィルムを介して加圧パッド部材を加圧回転体に当接し、加圧回転機構を駆動させつつ発熱層を発熱する加圧ローラ当接発熱位置を、加圧パッド温度検知機構の検知温度、および加圧ローラ温度検知機構の検知温度に応じて制御することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
ユーザーの選択した画像形成モードに応じて、前記発熱構成の制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式の定着装置、および定着回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機等の電子写真方式を利用した画像形成装置内の定着装置においては、トナー像を記録材に定着させるために、熱ローラ定着装置を用いる例が多い。熱ローラ方式の定着装置は、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱されて所定の温度に維持させた定着ローラと、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部（定着ニップ部）に記録材を導入して挟持搬送することによって記録材表面の未定着トナー像を熱定着させるものである。
【０００３】
ところで、近年では省エネルギー推進の観点から、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりが速いオンデマンド方式として、熱容量の小さい定着フィルムを介して加熱するフィルム加熱方式の定着装置、すなわちフィルム定着装置が提案されている（特許文献１〜４参照）。
【０００４】
フィルム定着装置は、固定支持された加熱体としての例えばセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）と、該ヒータと摺動する伝熱部材としての例えば耐熱性樹脂フィルム（以下、定着フィルムと記す）と、該定着フィルムを介して前記ヒータに圧接してトナー像加熱定着領域としての定着ニップ部を形成する加圧部材としての弾性加圧ローラを有し、定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間で未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送させて定着フィルムを介したヒータからの熱により未定着トナー像を記録材上に加熱溶融定着させるものである（特許文献１〜４参照）。
【０００５】
上記のようなフィルム定着装置は、定着フィルムは、薄肉で熱容量が小さく、かつ熱応答性が良いため、ヒータの熱応答をほぼそのまま定着ニップ部内に反映する事ができる。よって、ヒータ−オン時より短時間の定着温度到達が達成され（オンデマンド方式）、これに伴う省電力が実現される。
【０００６】
フィルム定着装置としては、定着フィルムの搬送に専用の搬送ローラと従動ローラとを用いてテンションを加えながら、加圧ローラとの間で定着フィルムを搬送する方法と、円筒形の定着フィルムを加圧ローラの搬送力で駆動させる方法とがあり、前者は定着フィルムの搬送性を高くできる利点を有し、後者は装置構成を簡略化して低コストの定着装置を実現できる利点がある。
【０００７】
また、このフィルムに発熱層を配することで更なる省エネルギー化を達成する技術も多数提案されている（特許文献５〜６参照）。
【０００８】
これらの発明によると、定着部材の基層、抵抗体発熱層、弾性層、表層からなる構成をもち、定着部材自体が全周で発熱するため、従来のセラミックヒータを用いるオンデマンド方式の定着装置に比べてウォームアップタイムが短く、省エネルギー性に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献５】特開２００４−２８１１２３号公報
【特許文献６】特願２００２−２０６２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記に示すような定着部材の場合、抵抗発熱層の厚みのムラ等のバラつきが抵抗のバラつきとなり、その結果、定着部材上での発熱ムラが発生する。これにより、定着処理後の画像に部分的なグロスのムラや定着強度のムラを引き起こす原因となる。この発熱ムラを低減する方法としては抵抗発熱層の厚みを均一となるように定着部材を形成する方法などが挙げられるが、均一に形成することは製造上困難である。
【００１１】
また、基層や弾性層の厚い定着ローラなどの部材の場合は、基層や弾性層の熱容量が大きいことにより抵抗発熱層の厚みによる発熱ムラが均されるため、グロスムラや定着性ムラは低減できる。しかし、省エネルギー性を重視する定着フィルム方式の場合は基層や弾性層が薄いため熱容量が小さく、抵抗発熱層の厚みムラによる発熱ムラの影響が大きく、グロスムラや定着性ムラが顕著に発生する。特に、省エネルギーのトップランナーであるオンデマンド定着装置においては、定着部材の熱容量を極限まで小さくしているため、発熱層のムラの影響が顕著になってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の構成は、基材（４２ｄ）、発熱層（４２ｃ）、表層（４２ａ）からなる無端状の定着フィルム（４２）、均熱部材を有する加圧パッド部材（４１）、加圧回転体（４５）、定着フィルムを回転駆動するフィルム回転機構（５１）、加圧回転体を回転駆動する加圧回転機構（５２）、加圧パッド部材と定着フィルムの当接離間を制御する加圧パッド離間制御機構（４４）、定着フィルムを加圧パッド部材を介して加圧ローラに当接離間を制御する定着ユニット離間制御機構（５３）、を有する定着装置（４０）において、
加圧パッド部材、加圧回転体を離間して定着フィルムの発熱層を発熱する離間発熱位置、加圧パッド離間制御機構を用いて加圧パッド部材を定着フィルムに当接し、フィルム回転機構を駆動させつつ発熱層を発熱する加圧パッド当接発熱位置、および定着フィルムを介して加圧パッド部材を加圧回転体に当接し、加圧回転機構を駆動させつつ発熱層を発熱する加圧ローラ当接発熱位置を持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ウォームアップタイムをできるだけ損なうことなく、抵抗発熱層の厚みムラによる発熱ムラが抑制され、定着処理後の画像上のグロスムラや定着性のムラが抑制される。また、ユーザーが省エネルギーを優先するか、画像性を優先かによって定着装置を構成する部材の離間当接や駆動を制御することで、ユーザーの要望に合った定着処理を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一の実施例における画像形成装置の模式図である。
【図２】第一の実施例における定着装置の模式図である。
【図３】第一の実施例で用いた定着フィルムの模式図である。
【図４】第一の実施例における定着フィルムの端部の模式図である。
【図５】第一の実施例における加圧パッドの駆動機構の模式図である。
【図６】第一の実施例における定着フィルム、加圧パッド、加圧ローラの位置関係を示した模式図である。
【図７】第一の実施例における各位置条件での温度上昇曲線の模式図である。
【図８】抵抗発熱層の厚みと発熱量について説明するための模式図である。
【図９】第二の実施例における定着装置の動作を示すフローチャート図である。
【図１０】第二の実施例における定着装置のブロック図である。
【図１１】第三の実施例における定着装置の動作を示すフローチャート図である。
【図１２】第三の実施例における定着装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。シートは、トナー像が形成されるものである。シートの具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。
【００１７】
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写フィルム３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
【００１８】
一方、シートＰは、給紙カセット２０、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写フィルム３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写フィルム３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写フィルム上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。
【００１９】
次に、本実施例における定着装置について説明する。図２は定着装置４０の概略構成図である。本実施例では、加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）のフィルム加熱方式の加熱装置を用いた。
【００２０】
４１は加圧パッド部材（以下、加圧パッド）である。この加圧パッド４１はポリイミド等の耐熱性樹脂やセラミックス、金属などの材料からなり、定着フィルム４２を介して加圧ローラ４５へ圧接することで定着ニップを形成する。本実施例では、セラミックを材料として用いた。
【００２１】
４２は定着フィルム部材である。図３に定着フィルム４２の模式図を示す。本実施例における定着フィルム４２は、表層４２ａ、弾性層４２ｂ、発熱層４２ｃ、基層４２ｄの４層複合構造を有した定着フィルムである。離型層４２ａは厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料を使用できる。たとえば、本実施例では、厚さ２０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを用いた。
【００２２】
弾性層４２ｂは、熱容量を小さくしてクイックスタート製を向上させるために、厚さとしては１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下のゴム材料を使用できる。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．３Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３００μｍのシリコーンゴムを用いた。
【００２３】
発熱層４２ｃは抵抗発熱体からなり、定着フィルムの表面全周に亘って１０〜１００μｍの厚みで形成されている。材料としては、耐熱性樹脂に導電性カーボンや金属粉体を分散した材料などが挙げられる。本実施例では、カーボンを分散させた材料からなる厚み２５μｍの抵抗発熱体のコート層を用いた。また、定着フィルムの端部には発熱層４２ｃに対して通電をするための不図示の通電層があり、その通電層に電圧を印加するための不図示の通電手段が設置されている。
【００２４】
基材４２ｄも弾性層４２ｂと同様にクイックスタート性を向上させるために、厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料を使用できる。例えば、ＳＵＳ、ニッケルなどの金属フィルムや、ポリ意味度などの耐熱性樹脂を使用できる。本実施例では、厚さが５０μｍ、直径が３０ｍｍの円筒状ポリイミドフィルムを用いた。
【００２５】
図４に、定着フィルム端部の構成を示す。本実施例では、定着フィルムを独立で駆動されるための不図示の定着フィルム回転手段を持っており、その駆動手段からの駆動を伝達するために、端部にギアリングを接着した構成となっている。４３は加圧パッド保持部材であり、加圧パッド４１を支持している。金属など剛性の高い材料が用いられており、本実施例ではＳＵＳを用いた。
【００２６】
４４は加圧パッド駆動機構である。図５は本実施例における加圧パッド駆動機構の模式図である。この加圧パッド駆動機構は、偏心カム、バネ部材、不図示の偏心カム駆動手段からなり、不図示の駆動機構で偏心カムを図５ａ、および図５ｂのようなポジションとなるように駆動することで、加圧パッドと定着フィルムの当接離間を制御する機構となっている。
【００２７】
４５は加圧ローラであり、金属材料からなる芯金と、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコーンゴムの発泡体からなる弾性層からなり、芯金の両端部を回転自由に軸受け支持させて配設してある。この加圧ローラ４５の上側に上記の加圧パッド４１・加圧パッド保持部材４３・定着フィルム４２を、加圧ローラに並行に配置し、不図示の付勢部材で下方に押圧させることで加熱部としての所定幅の定着ニップ部Ｔを形成させてある。
【００２８】
定着装置４０には、上記の部材や機構の他に、定着フィルムを独立で回転させる不図示の定着フィルム駆動機構、加圧パッドを定着フィルムを介して加圧ローラに圧接させる不図示の加圧パッド圧接機構、定着フィルムと加圧ローラが圧接された状態の時に加圧ローラを回転させる不図示の加圧ローラ駆動機構、および定着フィルムの内面に設置され、フィルム内面の温度を検知するためのサーミスタを有している。
【００２９】
［定着装置の動作］
次に本実施例における定着装置の駆動について説明する。本実施例では定着フィルム、加圧パッド、加圧ローラに関して、図６に示されるような３段階の位置関係を持っている。
【００３０】
次に、各部材の位置関係における、定着フィルム表層の温度変化について検討を行った。本検討では、図６ａ〜図６ｃの位置の場合（以下、図６ａを本実施例ａ、図６ｂを本実施例ｂ、図６ｃを本実施例ｃと記す）と従来例の比較を行った。従来例としては、特開平４−２０４９８０号公報に示されるようなオンデマンド定着装置を用いた。具体的には、ポリイミドからなる５０μｍの基層、シリコーンゴムからなる３００μｍの弾性層、２０μｍのＰＦＡ樹脂チューブからなる表層を有する定着フィルム、セラミックヒータ、および加圧ローラを有した定着装置である。
【００３１】
次に、各本実施例における定着装置の動作について説明する。本実施例では、ａ、ｂ、ｃの３つの定着動作がある。本実施例ａでは、定着フィルムに何も当接せずに抵抗発熱層へ１０００Ｗの電力を印加して定着フィルムの内面が１９０℃となるように加熱した。
【００３２】
本実施例ｂでは、加圧パッド駆動機構で加圧パッドを定着フィルムに当接した状態で定着フィルム駆動機構で定着フィルムを２００ｍｍ／ｓで回転駆動させつつ、抵抗発熱層へ１０００Ｗの電力を印加して定着フィルムの内面が１９０℃となるように加熱した。
【００３３】
本実施例ｃでは、加圧パッド圧接機構を用いて加圧パッドと加圧ローラを定着フィルムを介して圧接し、加圧ローラ駆動機構で加圧ローラを２００ｍｍ／ｓで回転駆動させつつ、抵抗発熱層へ１０００Ｗの電力を印加して定着フィルムの内面が１９０℃となるように加熱した。
【００３４】
従来例では、加圧パッドと加圧ローラを定着フィルムを介して圧接し、加圧ローラ駆動機構で加圧ローラを回転駆動させつつ、セラミックヒータへ１０００Ｗの電力を印加して定着フィルムの内面が１９０℃となるように加熱した。
【００３５】
図７は、本実施例における各種部材の位置関係における温度上昇曲線と従来例の温度上昇曲線を示した模式図である。この図に示されるように、温度上昇の曲線は、本実施例ａの位置関係の場合が最も温度上昇が速く、本実施例ｂがその次に速く、本実施例ｃと従来例はほぼ同等となった。
【００３６】
本実施例ａは、定着フィルムが、加圧パッドおよび加圧ローラから離間した位置関係となっており、定着フィルムへ通電した際に定着フィルムに接している部材が端部を除いてほとんどない状態となり、定着フィルムの熱容量が小さくなるため、定着フィルムの温度上昇は非常に速かった。
【００３７】
本実施例ｂは、定着フィルムと加圧パッドが当接しているため、何も当接していない本実施例ａと比較する熱容量が大きくなることによって温度上昇はやや遅くなるものの、加圧ローラのような熱容量の大きなものが当接していないため温度上昇はやや遅くなった。
【００３８】
本実施例ｃおよび従来例は、加圧パッドが定着フィルムを介して加圧ローラに当接している位置関係となっているため、熱容量の大きな部材が当接していることで、本実施例ａや本実施例ｂよりも定着フィルムの温度上昇はさらに遅くなった。
【００３９】
それぞれの本実施例における定着フィルム内面が目標温度である１９０℃となる時間（ウォームアップタイム）をまとめると、以下のとおりとなる。
【００４０】
2016045277.tif 000003
【００４１】
このように、従来例と比較して、本実施例ａとｂに関しては、目標温度までの時間が短くなり、省エネルギー性が向上した。
【００４２】
次に、抵抗発熱層の厚みのムラに対する効果について検討を行った。本検討では部分的に発熱層の厚みが、２５μｍ中心に対して上下３μｍの範囲でムラを持つ定着フィルムを用いて検討した。
【００４３】
実験条件は以下のとおりである。紙種としては、ＣＳ８１４（坪量８０ｇ／ｍ２、王子製紙（株）社製）を用い、未定着のトナーが０．４、０．８、１．２ｍｇ／ｃｍ２となるように紙上にトナー層を形成させ、未定着画像を作成した。その後、上記の実施例ａ〜ｃのような条件でフィルム内面温度が１９０℃となるように加熱したのち、２００ｍｍ／ｓで加圧ローラを回転させつつ定着処理を行った。
【００４４】
評価方法は、一枚の用紙の面内において色々な部分に関して、定着処理後のグロスと定着強度の二つの方法で行った。グロス評価は、定着後の画像グロスをグロスメーター（日本電色（株）社製）を用いて６０ｏの反射におけるグロスを計測し、最大グロスと最小グロスの差が５以上となった場合をＮＧと判定した。また、定着強度は、同じく定着処理後の画像表面をシルボン紙（小津産業（株）社製）で擦り、トナーの剥落による白地量から○×で評価した。その結果をまとめると、以下のとおりとなる。
【００４５】
2016045277.tif 000004
【００４６】
ここで、抵抗発熱層への電力Ｗは、電圧をＶ、抵抗発熱体の抵抗をＲとすると、
Ｗ＝Ｖ２／Ｒ
で表わされる。
【００４７】
次に、厚みと抵抗値の関係について、図８に定着フィルムから抵抗発熱層を切り出した模式図を用いて説明する。抵抗体の抵抗値は、長さに比例し、断面積に反比例する。即ち、
Ｒ∝（長さ）・（１／断面積）
となる。
【００４８】
本検討では、円筒の表面にある層へ電圧を印加する構成であるため、抵抗体の長さは長手方向長さＬ、断面積は周方向長さｒ×厚みＴとなる。ここで、厚みの影響を明確にするために、Ｌとｒを一定と考えると、厚みＴが大きくなることによって断面積が大きくなる。よって、抵抗値Ｒは断面積に反比例するため、厚みが大きくなると抵抗値が低下することになる。
【００４９】
本検討で用いた定着フィルムの抵抗発熱層の厚みＴは、２２μｍ≦Ｔ≦２８μｍの範囲で厚みムラを持っている。よって、抵抗発熱体の抵抗値Ｒの範囲は、２５μｍの時の抵抗値Ｒｍとすると、０．８９Ｒｍ≦Ｒ≦１．１４Ｒｍとなる。これにより、印加電力Ｗの範囲は、２５μｍの時の電力をＷｍとすると、０．８７Ｗｍ≦Ｗ≦１．１２Ｗｍとなり、厚みのムラが定着フィルムの加熱ムラに大きく影響していることがわかる。
【００５０】
実際に、実施例ａの位置状態で定着フィルムを加熱して立ち上げた場合、定着フィルムの内面が１９０℃となった時点で表面をサーモビューア（ＮＥＣ（株）社製）を用いて名が手方向の温度分布を計測すると、最大温度が２００℃、最小温度が１８０℃となっていた。このとき、トナー載り量の少量（０．４ｍｇ／ｃｍ２）ではグロス差や定着強度の差は同一面上では見られなかったが、トナー載り量が増えるに従ってグロス差、定着強度の差が見られるようになってきた。
【００５１】
実施例ｂの位置状態で定着フィルムを加熱して立ち上げた場合、定着フィルムの内面が１９０℃となった時点で表面において、表面の最大温度が１９５℃、最小温度が１８５℃となっていた。その結果、トナー載り量の中程度（０．８ｍｇ／ｃｍ２）まではグロス差や定着強度の差は見られなかったが、トナー載り量が増えるに従ってグロス差、定着強度の差が見られるようになってきた。
【００５２】
実施例ｃの位置状態で定着フィルムを加熱して立ち上げた場合、定着フィルムの内面が１９０℃となった時点で表面において、表面の温度は全周でほぼ１９０℃となり、トナー載り量が大きくなっても（１．２ｍｇ／ｃｍ２）グロス差、定着強度の差は見られなかった。以上の結果をまとめると、以下の表のとおりとなる。
2016045277.tif 000005
【００５３】
これにより、画像に応じて定着装置の動作を切り替えることによって、ウォームアップタイムをできるだけ損なうことなく、抵抗発熱層の厚みムラによる発熱ムラを低減し、定着処理後の画像上のグロスムラや定着性のムラが抑制することができた。
【実施例２】
【００５４】
次に、本発明の第二の実施例について説明する。なお、第一の実施例と同じ構成に関しては、記載を省略する。本実施例で用いる定着装置は、定着装置４０、加圧パッドを定着フィルムに当接する加圧パッド駆動機構、定着フィルムを介して加圧パッドを加圧ローラに圧接する加圧パッド圧接機構、定着フィルムを独立で回転駆動する定着フィルム回転駆動機構、および加圧ローラを回転駆動する加圧ローラ回転駆動機構からなる。
【００５５】
図９は、本実施例における定着装置の動作を示すフローチャート図、図１０は、である。このフローチャートに従って、動作方法について説明する。
【００５６】
プリントスタート（Ｓ）後に、ユーザーが画像モードを選択する。通常モードを選択した場合（ａ０）、定着フィルムにはサーミスタ以外のものは接触せずに通電を開始し、所定温度まで加熱する（ａ１）。その後、所定温度（本実施例では１９０℃、以下同様）になった段階で加圧パッド圧接機構を用いて加圧パッドを定着フィルムを介して加圧ローラへ圧接し（ａ２）、加圧ローラを回転させて（ａ３）、印刷を開始する。
【００５７】
画質優先モードを選択した場合（ｂ０）、定着フィルムに加圧パッドを加圧パッド当接機構を用いて当接し（ｂ１）、定着フィルムに通電して（ｂ２）、定着フィルム駆動機構で定着フィルムを回転駆動させて所定温度まで加熱する（ｂ３）。その後、所定温度になった段階で回転駆動を停止し（ｂ４）、加圧パッド圧接機構を用いて加圧パッドを定着フィルムを介して加圧ローラへ圧接し（ｂ５）、加圧ローラ駆動機構で加圧ローラを回転させて（ｂ６）、所定温度まで定着フィルムの温度が上昇したら印刷を開始する（ｂ７）。
【００５８】
高画質モードを選択した場合（ｃ０）は、加圧パッド圧接機構を用いて加圧パッドを定着フィルムを介して加圧ローラに圧接して（ｃ１）、定着フィルムに通電して（ｃ２）、加圧ローラ駆動機構を用いて加圧ローラを回転させる（ｃ３）。そして、所定の温度まで定着フィルムが加熱されたら、印刷を開始する（ｃ４）。
【００５９】
いずれのモードにおいても、印刷終了（Ｅ１）後は、加圧ローラの回転駆動を停止し（Ｅ２）、定着フィルムから、加圧ローラおよび加圧パッドをすべて離間し（Ｅ３）、動作終了となる（Ｅ４）。
【００６０】
定着フィルムへの部材当接と、定着フィルムと加圧ローラの回転駆動の関係をまとめると、以下の表の通りとなる。
【００６１】
2016045277.tif 000006
【００６２】
また、各モードにおけるウォームアップタイムをまとめると、以下の表の通りとなる。
2016045277.tif 000007
【００６３】
このように定着装置を制御することによって、ウォームアップタイムをできるだけ損なうことなく、抵抗発熱層の厚みムラによる発熱ムラが抑制され、定着処理後の画像上のグロスムラや定着性のムラが抑制することができた。
【実施例３】
【００６４】
次に、本発明の第三の実施例について説明する。なお、第一、および第二の実施例と同じ構成に関しては、記載を省略する。本実施例では、定着装置は、定着装置４０、加圧パッドを定着フィルムに当接する加圧パッド駆動機構、定着フィルムを介して加圧パッドを加圧ローラに圧接する加圧パッド圧接機構、定着フィルムを独立で回転駆動する定着フィルム回転駆動機構、および加圧ローラを回転駆動する加圧ローラ回転駆動機構からなる定着装置において、定着処理後の状態（スタンバイ状態）における定着装置の動作に関する実施例である。
【００６５】
未定着トナーの定着処理を行った後はでは、発熱する定着フィルムからの熱を得ることによって加圧パッド部材や加圧ローラが昇温した状態になっている。この昇温状態に応じて、定着装置の動作を制御する。
【００６６】
ここで、加圧パッドの温度とグロス差、定着強度への関係について検討を行った。実験条件としては、所定の枚数の記録材を定着処理した後の加圧パッドが蓄熱している状態から、通常モード（加圧パッド離間、ウォームアップタイム３秒）で定着処理を行った。加圧パッドの温度としては、加圧パッド表面に配設した熱電対で計測した値が８０℃、１００℃、１２０℃となる場合について検討を行った。評価方法は、実施例１と同様に、一枚の用紙の面内において色々な部分に関して、定着処理後のグロスと定着強度の二つの方法で行った。その結果をまとめると、以下の通りとなる。
【００６７】
2016045277.tif 000008
【００６８】
このように、加圧パッドは１００℃以上の場合は、画質優先モード（加圧パッドを当接してフィルムを加熱する）ではなく通常モードで立ち上げた場合においても、記録材面内のグロス差や定着強度の差が無くなっていた。これは、加圧パッドが蓄熱している場合は、定着フィルムから加圧パッドへの熱の移動が減るため、フィルム発熱層の厚みムラによる定着フィルムの長手温度ムラが低減することに起因する。従って、加圧パッドが１００℃以上の場合は、通常モードで定着処理を行っても画質優先モードと同等の画像性を実現することができた。
【００６９】
次に、加圧ローラの温度とグロス差、定着強度への関係について検討を行った。実験条件としては、所定の枚数の記録材を定着処理した後の加圧ローラが蓄熱している状態から、通常モード（加圧パッド離間、ウォームアップタイム３秒）で定着処理を行った。加圧ローラの温度としては、加圧ローラに配設した非接触温度計で計測した値が６０℃、８０℃、１００℃となる場合について検討を行った。評価方法は、実施例１と同様に、一枚の用紙の面内において色々な部分に関して、定着処理後のグロスと定着強度の二つの方法で行った。その結果をまとめると、以下の通りとなる。
【００７０】
2016045277.tif 000009
【００７１】
このように、加圧ローラが８０℃以上の場合は、高画質モード（加圧パッドを当接してフィルムを加熱する）ではなく通常モードで立ち上げた場合においても、記録材面内のグロス差や定着強度の差が無くなっていた。これは、加圧ローラが蓄熱している場合は、定着フィルムから加圧ローラへの熱の移動が減るためであり、加圧パッドよりも熱容量の大きな部材であるため、加圧パッドよりも温度が更に効果が大きくなる。従って、加圧ローラが８０℃以上の場合は、通常モードで定着処理を行っても高画質モードと同等の画像性を実現することができた。
【００７２】
次に、本実施例における定着装置の動作について説明する。図１１は、本実施例における定着装置の動作を示すフロー図である。全体的には図９に示すフローチャートとほぼ同じであるが、本実施例の定着装置には加圧パッドの温度を検知する加圧パッド温度検知機構と、加圧ローラの温度を検知する加圧ローラ温度検知機構を有する。
【００７３】
まず、画質優先モードを選択した場合（ｄ０）、加圧パッド温度検知機構によって加圧パッドの温度を検知する（ｄ１）。その検知温度が１００度以上だった場合は、加圧パッドを当接せずに定着フィルムに通電を行い（ｄ２）、定着フィルムが所定温度まで達した段階で定着フィルムを加圧ローラに圧接し（ｄ３）、加圧ローラを回転し（ｄ４）、印刷開始する（ｄ５）。加圧パッドの検知温度が１００℃以下だった場合は、実施例２に示した画質優先モードでの立ち上げを行い（ｄ２’−１〜ｄ２’−４）、定着フィルムが所定温度まで達した段階で定着フィルムを加圧ローラに圧接し（ｄ３）、加圧ローラを回転し（ｄ４）、印刷開始する（ｄ５）。
【００７４】
次に高画質モードを選択した場合（ｅ０）は、加圧パッド温度検知機構によって加圧パッドの温度を検知する（ｅ１）。その検知温度が８０度以上だった場合は、加圧パッドを当接せずに定着フィルムに通電を行い（ｅ２）、定着フィルムが所定温度まで達した段階で定着フィルムを加圧ローラに圧接し（ｅ３）、加圧ローラを回転し（ｅ４）、印刷開始する（ｅ５）。加圧パッドの検知温度が１００℃以下だった場合は、実施例２に示した高画質モードでの立ち上げを行い（ｅ２’〜ｅ３’〜ｅ４）、印刷開始する（ｄ５）。
【００７５】
このような制御を行った場合の、ウォームアップタイムをまとめると、以下の表の通りとなる。
【００７６】
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【００７７】
このように制御することで、画像に応じて定着装置の動作を切り替えることによって、ウォームアップタイムを更に損なうことなく、抵抗発熱層の厚みムラによる発熱ムラを低減し、定着処理後の画像上のグロスムラや定着性のムラが抑制することができた。
【符号の説明】
【００７８】
１０  画像形成部、１１  感光ドラム、１２  帯電器、１３  レーザスキャナ、
１４  現像器、１７  一次転写ブレード、１５  クリーナ、２０  給紙カセット、
２３  レジストローラ対、２５  マルチ給紙トレイ、３１  中間転写フィルム、
３５  二次転写ローラ、４０  定着器、４１  加圧パッド、４２  定着フィルム、
４３  加圧パッド保持部材、４４  加圧パッド圧接機構、４５  加圧ローラ、
５０  ＣＰＵ、５１  定着フィルム駆動機構、５２  加圧ローラ駆動機構、
５３  加圧パッド圧接機構、５４  加圧パッド温度検知機構、
５５  加圧ローラ温度検知機構
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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