(57)【要約】【課題】加圧部材または均熱部材の温度が高い時に加圧部材と均熱部材もしくは均熱部材と清掃部材を離間することで、非通紙部昇温を低減しながらも、均熱部材と清掃部材の間の摺擦部で発生する異音を防止すること。【解決手段】記録材上の未定着トナー像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体の外周面に当接された加圧部材と、前記加圧部材に対して着脱可能な均熱部材と、前記均熱部材を清掃する清掃部材と、前記加圧部材の表面温度を検知する温度検知体とを有し、前記温度検知体から求められる温度が所定の温度T１以上の時に、前記均熱部材を前記加圧部材から離間することを特徴とする。【選択図】図１
2017009950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上の未定着トナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体の外周面に当接された加圧部材と、
前記加圧部材に対して着脱可能な均熱部材と、
前記均熱部材を清掃する清掃部材と、
前記加圧部材の表面温度を検知する温度検知体とを有し、
前記温度検知体から求められる温度が所定の温度T１以上の時に、
前記均熱部材を前記加圧部材から離間することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
記録材上の未定着トナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体の外周面に当接された加圧部材と、
前記加圧部材に対して着脱可能な均熱部材と、
前記均熱部材を清掃し、前記均熱部材に対して着脱可能なクリーニング部材と、
前記加圧部材もしくは前記均熱部材の表面温度を検知する温度検知体とを有し、
前記温度検知体から求められる温度が所定の温度T１以上の時に、
前記クリーニング部材を前記均熱部材から離間することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項３】
前記クリーニング部材はシート状のクリーニングシートとシート送り装置からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記均熱部材を冷却する冷却ファンが備えられ、
前記温度検知体から求められる温度を元に、
前記冷却ファンを動作させ、前記均熱部材の温度を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項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、記録材上にトナー画像を定着する加熱定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機などには、記録媒体である記録材を加熱ローラおよびこれに圧接される加圧ローラからなる定着ローラ対の間に搬送させることにより、記録材上に転写されたトナー像（未定着画像）のトナー（現像剤）を、熱によって融解して当該記録材上に定着させる定着装置が設けられている。
【０００３】
この種の定着装置にあっては、加熱ローラの表面温度が所定の定着可能な温度となるまでの立ち上がり時間を短縮するために、加熱媒体である加熱ローラを薄肉化して低熱容量化を図り高速昇温させることが考えられる。 
【０００４】
ところが、低熱容量の加熱媒体によれば一層のクイックプリントが実現可能である反面、加熱媒体を薄肉化するのに伴い、加熱媒体の長手方向、すなわち通紙と直交する方向への熱移動が良くない傾向がある。このため、複写機などで頻繁に発生する最大通紙幅よりも小形サイズの記録材を連続で通紙するモードの場合などでは、非通紙領域における加熱媒体の温度が温調温度よりも上昇し、通紙領域における温度と、非通紙領域における温度との温度差が極めて大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
これに対し、特許文献１に開示されているように、加熱ローラに当接する加圧ローラに、加圧ローラの長手の温度を均一にする目的で中空筒状のアルミニウム製ローラ（以下均熱ローラと呼ぶ）を押圧させるように配置した定着装置が提案されている。これによれば、加圧ローラの熱がアルミニウム製ローラに沿って移動することにより、加圧ローラひいては加熱ローラの表面温度の均一化が図られる。
【０００６】
また、通紙開始当初は、加圧ローラの保持する熱量も十分に大きくはないので、加圧ローラの温度を一定以上に保つために、加圧ローラが十分に熱量を保持してから、均熱ローラを当接させることができる様に、均熱ローラが加圧ローラに対して脱着可能に設けられている装置も考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１７４４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した電磁誘導加熱方式の加熱装置(定着装置)においては、次のような問題点がある。均熱部材を加圧部材に当接したときに、均熱部材にトナー汚れなどがたまり、その汚れが吐き出されて記録紙を汚してしまうことがある。それを防止するために、均熱部材に清掃部材を当接する必要がある。しかし、清掃部材にトナー汚れがたまると、清掃部材の温度が所定の値を超えたところで、均熱部材と清掃部材の間の摺擦部で異音が発生してしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、
記録材上の未定着トナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体の外周面に当接された加圧部材と、
前記加圧部材に対して着脱可能な均熱部材と、
前記均熱部材を清掃する清掃部材と、
前記加圧部材の表面温度を検知する温度検知体とを有し、
前記温度検知体から求められる温度が所定の温度T１以上の時に、
前記均熱部材を前記加圧部材から離間することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置によれば、加圧部材または均熱部材の温度が高い時に加圧部材と均熱部材もしくは均熱部材と清掃部材を離間することで、非通紙部昇温を低減しながらも、均熱部材と清掃部材の間の摺擦部で発生する異音を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例における画像形成装置の一例の模式図である。
【図２】実施例１における画像加熱装置としての定着装置の要部の拡大横断側面図と制御系のブロック図である。
【図３】実施例１における定着ベルトの層構造図である。
【図４】実施例１における画像加熱装置としての定着装置の縦断正面図である。
【図５】コア移動機構図である。
【図６】実施例１における定着装置の均熱ローラ、及びクリーニング装置脱時の状態を示した模式図である。
【図７】実施例１における定着装置の均熱ローラ、及びクリーニング装置着時の状態を示した模式図である。
【図８】実施例１における定着装置の定着ベルト、加圧ローラ、均熱ローラの温度推移を示した図である。
【図９】実施例１における定着装置の加圧ローラ温度と定着ベルトの非通紙部の温度の関係を表す図である。
【図１０】実施例１におけるフローチャート図である。
【図１１】実施例１において、定着モータ速度に対する異音発生温の関係を表す図である。
【図１２】実施例２において、耐久初期と耐久後における定着モータ速度に対する異音発生温の関係を表す図である。
【図１３】実施例４における画像加熱装置としての定着装置の縦断正面図である。
【図１４】実施例４におけるフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、本発明における最良の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より限定されるものではない。
【００１３】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。
【００１４】
Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー画像を形成する４つの画像形成部であり、下から上に順に配列してある。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２３、クリーニング装置２４等を有している。
【００１５】
イエローの画像形成部Ｙの現像装置２３にはイエロートナーを、シアンの画像形成部Ｃの現像装置２３にはシアントナーを、マゼンタの画像形成部Ｍの現像装置２３にはマゼンタトナーを、ブラックの画像形成部Ｋの現像装置２３にはブラックトナーを、それぞれ収容させている。
【００１６】
感光体ドラム２１に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系２５が上記４色の画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【００１７】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、帯電装置２２により一様に帯電された感光体ドラム２１に対して光学系２５より画像データに基づいた走査露光がなされることにより、感光体ドラム表面に走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００１８】
それらの静電潜像が現像装置２３によりトナー画像として現像される。すなわち、イエローの画像形成部Ｙの感光体ドラム２１にはイエロートナー画像が、シアンの画像形成部Ｃの感光体ドラム２１にはシアントナー画像が、マゼンタの画像形成部Ｍの感光体ドラム２１にはマゼンタトナー画像が、ブラックの画像形成部Ｋの感光体ドラム２１にはブラックトナー画像が、それぞれ形成される。
【００１９】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上に形成された上記の色トナー画像は各感光体ドラム２１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体２６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより中間転写体２６上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施例においては、中間転写体２６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ２７、二次転写ローラ対向ローラ２８、テンションローラ２９の３本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ２７によって駆動される。
【００２０】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ３０を用いている。一次転写ローラ３０に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６への一次転写後、感光体ドラム２１上に転写残として残留したトナーはクリーニング装置２４により除去される。
【００２１】
上記工程を中間転写ベルト２６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００２２】
一方、記録材カセット３１内の記録材Ｐは、給送ローラ３２により一枚分離給送され、レジストローラ３３により所定のタイミングで、二次転写ローラ対向ローラ２８に巻きかけられている中間転写ベルト２６部分と二次転写ローラ３４との圧接部である転写定着ニップ部に搬送される。
【００２３】
中間転写ベルト２６上に形成された一次転写合成トナー画像は、二次転写ローラ３４に不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材Ｐ上に一括転写される。二次転写後に中間転写ベルト２６上に残留した二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置３５により除去される。
【００２４】
記録材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、画像加熱装置である定着装置Ａにより記録材Ｐ上に溶融混色定着され、フルカラープリントとして排紙パス３６を通って排紙トレイ３７に送り出される。
【００２５】
（２）定着装置例
以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材の長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に並行な方向である。また短手方向とは記録材搬送方向に並行な方向である。定着装置に関し、正面とは装置を記録材入口側からみた面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。
【００２６】
図２は本実施例における画像加熱装置としての定着装置の要部の拡大横断側面図と制御系のブロック図である。
【００２７】
１は金属層を有する無端状の定着ベルトである。２は定着ベルト１の外周と接するように配設された加圧回転体としての加圧ローラである。３は定着ベルトと加圧ロールとの間に押圧力を作用させて定着ニップ部Nを形成する圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。また、ステー４のコイル側には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア５が設けられている。１０は定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを縮設することでステー４に押し下げ力を作用させている。これにより、定着フランジ１０の下面と加圧ローラ２の上面とが定着ベルト１を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００２８】
１００は定着ベルト１を誘導加熱する加熱源（誘導加熱手段）としての誘導加熱装置である。この誘導加熱装置１００は、電線として例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にして定着ベルト１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる励磁コイル６と、励磁コイル６によって発生した磁界が定着ベルト１の金属層（導電層）以外に実質漏れないように該励磁コイル６を覆わせた外側磁性体外側磁性体コア７と、それらを電気絶縁性の樹脂によって支持するモールド部材８から構成される。この誘導加熱装置１００は定着ベルト１の外周面の上面側において、定着ベルト１に所定のギャップ（隙間）を存して対面させて配設してある。非通紙部においては励磁コイル６と外側磁性体外側磁性体コア７の隙間を広げることで、定着ベルト１を通過する磁束密度を低め、定着ベルト１の発熱量を低下させている。
【００２９】
定着ベルト１の回転状態において、誘導加熱装置１００の励磁コイル６には電源装置（励磁回路）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、該励磁コイル６によって発生した磁界により定着ベルト１の金属層（導電層）が誘導発熱する。
【００３０】
ＴＨ１は例えばサーミスタ等の温度センサ（温度検出素子）であり、定着ベルト１の幅方向中央内面部の位置に当接させて配設してある。
【００３１】
この温度センサＴＨ１は通紙域になる定着ベルト部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御回路部１０２にフィードバックされる。制御回路部１０２はこの温度センサＴＨ１から入力する検知温度が所定の目標温度（定着温度）に維持されるように電源装置１０１から励磁コイル６に入力する電力を制御している。すなわち、定着ベルトの検出温度が所定温度に昇温した場合、励磁コイル６への通電が遮断される。本実施例では、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節を行っている。
【００３２】
上記の温度センサＴＨ１は、圧力付与部材３に弾性支持部材を介して取り付けられており、定着ベルトの当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもこれに追従して良好な接触状態が維持されるように構成されている。
【００３３】
定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部１０２で制御されるモータ（駆動手段）Ｍ１によって加圧ローラ２が回転駆動されることで、図１の画像転写部側から搬送されてくる、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。本実施例の場合、定着ベルト１の表面回転速度が、３００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、フルカラーの画像を１分間にＡ４サイズで８０枚、Ａ４Ｒサイズで５８枚定着することが可能である。
【００３４】
また、誘導加熱装置１００の励磁コイル６に制御回路部１０２で制御される電源装置１０１から電力供給がなされて定着ベルト１が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、定着ニップ部Nにおける定着ベルト１と加圧ローラ２との間に、未定着トナー画像Ｔを有する記録材Ｐがそのトナー画像担持面側を定着ベルト１側に向けてガイド部材７で案内されて導入され、定着ニップ部Nにおいて定着ベルト１の外周面に密着し、定着ベルト１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。これにより、主に定着ベルト１の熱が付与され、また定着ニップ部Ｎの加圧力を受けて未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐの表面に熱圧定着される。定着ニップ部Nを通った記録材Ｐは定着ベルト１の外周面から定着ベルト１の表面が定着ニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離されて定着装置外へ搬送される。
【００３５】
３）定着ベルト
図３は定着ベルト１の層構成模型図である。定着ベルト１の長手長さは３９０ｍｍとなっている。定着ベルト１は内径が３０ｍｍで電気鋳造法によって製造したニッケルを基層（金属層）１ａを有している。この基層１ａの厚みは４０μｍである。
【００３６】
基層１ａの外周には弾性層１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。本実施例では、定着ベルト１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みは３００μｍとされている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。 更に弾性層１ｂの外周には、表面離型層１ｃ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。
【００３７】
基層１ａの内面側には、定着ベルト内面と温度センサTH１ との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層（滑性層）１ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施例では、この層１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。
【００３８】
なお、定着ベルト１の金属層１ａにはニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。金属層１ａの厚みは、後で説明する励磁コイルに流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整して良く、５〜２００μｍ程度の間で設定すると良い。
【００３９】
４）加圧ローラ
ベルトとの間で定着ニップを形成するための加圧ローラ２（加圧回転体）は、外径が３０ｍｍで長手方向中央部の径が２０ｍｍで両端部の径が１９ｍｍである鉄合金製の芯金２ａに、弾性層２ｂとしてシリコーンゴム層が設けてある。表面は、離型層２ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられる。また、長手長さは３５０ｍｍである。加圧ローラ２の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。芯金２ａにテーパー形状をつけているのは、加圧した時に押圧部材３が撓んでも定着ベルト１と加圧ローラ２で挟まれる定着ニップ内の圧力が長手方向にわたって均一にするためである。
【００４０】
本実施例における定着ベルト１と加圧ローラ４との定着ニップ部の回転方向の幅は、定着ニップ圧が６００Ｎにおいては、長手方向両端部で約９ｍｍ、中央部では約８．５ｍｍである。これは記録材Ｐの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので紙しわが発生しにくくなるという利点がある。また、加圧ローラ２の長手方向中央部には、加圧ローラ２の表面温度を測定するための非接触の温度検知センサTH２を用いている（図２）。非接触の温度検知センサを用いることで、加圧ローラ２の表面の傷や削れが発生しないので、長寿命化に繋がる。非接触の温度検知センサTH２としてはサーモパイルを用いた。温度検知センサTH２で検知した温度情報は制御回路部１０２にフィードバックされる。
【００４１】
５）圧力付与部材
図４は本実施例における画像加熱装置としての定着装置の縦断正面図を示している。１０は定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と装置シャーシ側のステー用バネ受け部材９ａとの間にステー加圧バネ９ｂを縮設することでステー４に押し下げ力を作用させている。
【００４２】
これにより、定着フランジ１０の下面と加圧ローラ２の上面とが定着ベルト１を挟んで圧設して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。こうすることで加圧ローラ２の弾性層や定着ベルトが変形してしまうのを防止することが出来る。３は定着ベルト１と加圧ロール２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Nを形成する圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。圧力付与部材３は耐熱性樹脂であり、ステー４は圧接部に圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施例では鉄製である。また、圧力付与部材３は特に両端部で励磁コイル６と接近しており、圧力付与部材３の発熱を防止するために励磁コイル６で生じる磁界を遮蔽するために、圧力付与部材３の上面に長手方向にわたって磁気遮蔽コア５を配置してある。
【００４３】
また、回転する定着ベルト１は、基層が金属で構成されているので、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト１の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ１０を設ければ十分であり、これにより、定着装置の構成を簡略化できるという利点がある。１２は定着ベルト１を支持するための支持側板である。支持側板１２により、定着ベルト１の長手方向の位置が規制されている。
【００４４】
６）誘導加熱装置
本実施例において、定着ベルト１と誘導加熱装置１００の励磁コイル６は０.５ｍｍのモールドにより電気絶縁の状態を保ち、定着ベルト１と励磁コイル６との間隔は１.５ｍｍ（モールド表面と定着ベルト表面の距離は１.０ｍｍ）で一定であり、定着ベルト１は均一に加熱される。
【００４５】
前述したように、励磁コイル６には、２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、定着ベルト１の金属層１ａが誘導発熱し、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節される。
【００４６】
励磁コイル６を含む誘導加熱装置１００が、高温になる定着ベルト１の内部ではなく外部に配置されているので、励磁コイル６の温度が高温になりにくく、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減する事が可能となり、また励磁コイル６を外部に配置したことで定着ベルト１の小径化（低熱容量化）にも寄与しており、しいては省エネルギー性にも優れていると言える。
【００４７】
本実施例の定着装置のウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えば励磁コイル６に１５００Ｗ入力すると約１５秒で目標温度である１８０℃に到達でき、スタンバイ中の加熱動作が不要であるため、電力消費量を非常に低く抑える事が可能である。
【００４８】
７）コア移動手段
図５に示すように、外側磁性体コア７・１１は記録材搬送方向と直交する方向に並んで配置されており、励磁コイル６の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア７は通紙端部の領域Eにおけるコアであり、不図示のコア移動機構によって移動可能となっている。また、コア１１は通紙中心の領域におけるコアで、不図示のハウジングに固定されている。尚、領域Dは小サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっており、領域Dと領域Eを合わせた幅は大サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっている。
【００４９】
外側磁性体コア７・１１は励磁コイル６より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト１を構成している誘導発熱体に導く役割をする。すなわち、磁気回路(磁路)の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。外側磁性体コア７・１１の材質として、フェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良い。
【００５０】
種々の紙サイズ、例えばハガキ、A５、B４、A４、A３ノビサイズの非通紙部昇温の回避に対応できるよう、通紙端部の領域Eにおいて、外側磁性体コア７は記録材搬送方向に直交する方向で複数に分割されている。図６に示すように、非通紙域においては外側磁性体コア７が励磁コイル６から離れる方向に移動し、定着ベルト１に通過する磁束密度を弱めている。本実施例においては、励磁コイル６の長手方向の内径は３５２ｍｍ、外径は３９２ｍｍである。外側磁性体コア７は長手方向に１０ｍｍの幅を持ち、１.０ｍｍの間隔を開けて配置されている。
【００５１】
８）均熱ローラ及びクリーニング機構
図６に、定着ベルト１、加圧ローラ２、均熱ローラ１３、クリーニング装置１４のみを取り出した図を示す。均熱ローラ１３は、加圧ローラ２に対して当接位置と離間位置とに移動可能に設けられている。移動させる手段としては、ソレノイド等の従来公知の移動手段を用いることが出来る。記録材Pを矢印Yp方向に排出するために、定着ベルト１は矢印Y１方向に、加圧ローラ２はY２方向に回転している。均熱ローラ１３は、矢印１３-１方向に移動し、加圧ローラ２及びクリーニング装置１４に対して当接状態になる。均熱ローラ１３が当接状態になった場合の状態を図７で示す。均熱ローラ１３は、加圧ローラ２との摩擦力によって、矢印１３方向に回転する。
【００５２】
均熱ローラ１３は、加圧ローラ２に接触し、定着ベルト１および加圧ローラ２の表面の熱移動を補助して、定着ベルト１および加圧ローラ２の表面温度を均一にする。つまり、均熱ローラ１３は、定着ベルト１および加圧ローラ２の軸方向の温度分布ムラを抑制する。均熱ローラ１３は、例えば、アルミ基材もしくは銅基材からなる金属ローラである。
【００５３】
更に均熱ローラ１３の表面についたトナーや紙粉を清掃するためにクリーニング装置１４が設けられている。クリーニング装置１４は、クリーニングシート１４-１と２本のアルミパイプ１４-２、１４-３、及びスポンジ製ローラのクリーニングローラ１４-４、及び図示しないクリーニングシート巻き取り機構からなる。クリーニングシート１４-１は、具体的にはメタン系アラミド繊維でできた不織布などを用いることができる。また１４-３側に巻きつけられたクリーニングシート１４-１が、図示されないクリーニングシート送り装置によって、矢印１４方向に送られ、１４-２側のローラに巻き取られていく。
【００５４】
均熱ローラ１３が、加圧ローラ及びクリーニング装置に当接している場合は、記録材が定着器を通過するたびに、所定の量だけクリーニングシート１４-１を引いている。本実施例においては、A４用紙が２枚、定着器を通過するたびに、クリーニングシート１４-１を０.０２mm送っている。また、クリーニング装置１４としては、クリーニングブレードやスクレーパ、パッド、ブラシローラ等でも良い。
【００５５】
均熱ローラ１３にクリーニングシート１４-１を当接する系においては、クリーニングシート１４-１を送っていたとしても、長手通紙域においてクリーニングシート１４-１もしくは均熱ローラ１３にトナー汚れが付着して、均熱ローラ１３とクリーニングシート１４-１間の当接部にトナー汚れが介在することになる。トナー汚れが介在した際に、定着動作が始まると、均熱ローラ１３の温度が上昇し、トナーの粘弾性が低下したところでスティックスリップ現象による摩擦力変動が起きて異音が発生してしまう。この異音を防止するために、加圧ローラ２の温度が所定の値を超えたところで、均熱ローラ１３を加圧ローラ２及びクリーニング装置１４から離間する。
【００５６】
離間することで、加圧ローラ２に従動していた均熱ローラ１３の回転が停止するため、均熱ローラ１３とクリーニングシート１４-１の間に摺擦が発生せず、異音が発生することはない。均熱ローラ１３の温度は、例えば加熱空回転を長時間されることにより温度上昇してしまう。本実施例のように、１分間当たりの８０枚定着可能な定着器においては、通紙間隔が非常に狭いため、プリント開始直前において高温まで昇温していた加圧ローラ２の温度は、通紙中においては図８に示すように低い温度で安定する。このことから、加圧ローラ２の温度が高い時はプリント直前もしくは直後であるために非通紙部における定着ベルト１の温度は低く、加圧ローラ２の温度が低い時ほどプリント枚数が進むために非通紙部における定着ベルト１の温度は高くなる傾向を示す（図９）。
【００５７】
つまり、加圧ローラ２の温度が低い時は、非通紙部の温度が低いため、均熱ローラ１３を加圧ローラ２から離間することが出来る。これによって、均熱ローラ１３の温度が上がり過ぎるのを防止できるため、均熱ローラ１３とクリーニングシート１４-１間での異音を防止できる。これは、加圧ローラ２の温度でなくても、直接均熱ローラ１３の温度を測定して制御に用いてもよい。制御をフローチャートで表したものが図１０である。
【００５８】
図１０のように、S１で均熱当接信号があれば、S２で加圧ローラ２の温度を確認し、所定の温度T１よりも低ければ、S３で均熱ローラ１３を加圧ローラ２に当接する。S１の均熱当接信号は、例えば、通紙換算枚数であったり定着ベルト１や加圧ローラ２の温度が所定の条件になったところで当接信号が出される。本実施例では、通紙換算枚数が３０枚以上となったところで均熱当接信号が出る。通紙換算枚数とは、通紙されるごとに所定の枚数が加算され、ジョブが行われていない時は所定の枚数が除算されていくことで計算される。S１において均熱当接信号がない場合や、S２において加圧ローラ２の温度が所定の温度T１より高い場合は、S４で均熱ローラ１３を離間する。ジョブ中にこれらのフローを繰り返すことにより、均熱ローラ１３が所定の温度よりも高い状態において、加圧ローラ２に当接しないよう制御する。
【００５９】
図１１は異音が発生する加圧ローラ２の温度である。各プロットよりも高温側において、異音が発生してしまう。定着モータの速度によって異音が発生し始める温度が異なるため、各モータ速度に対して、図１１に示す異音発生温度よりも低い温度を所定の温度T１とするのが望ましい。例えば、３００mm/sにおいてはT１=１５０℃、１５０mm/sにおいてはT１=１３５℃、１００mm/sにおいてはT１=１２０℃に設定する。これにより、均熱ローラ１３の温度が上がり過ぎてしまうことを抑えて、均熱ローラ１３とクリーニングシート１４-１間での異音の発生を防止することが出来た。
【００６０】
加熱手段として電磁誘導加熱方式を用いたが、本発明の加熱手段はこれに限定されるものではなく、例えばセラミックヒータによる加熱など従来公知の加熱手段でも良い。電磁誘導以外の加熱手段を用いる場合には、定着ベルト１の構成として、磁性金属材料からなる電磁誘導発熱層は必要としない。
【００６１】
［実施例２］
本実施例において、画像形成装置の概略は、実施例１と同様である。耐久通紙枚数を重ねることで、均熱ローラ１３やクリーニングローラ１４-４にトナー汚れ等の汚れが溜まり固着することがある。これにより、図１２に示すように、耐久初期と２００k枚通紙後では鳴きの発生する加圧ローラ２の閾値が変わってくる。耐久初期においては、例えば、３００mm/sにおいてはT１=１５０℃、１５０mm/sにおいてはT１=１３５℃、１００mm/sにおいてはT１=１２０℃と設定していたものを、２００ｋ耐久後においては、例えば、３００mm/sにおいてはT１=１４０℃、１５０mm/sにおいてはT１=１２０℃、１００mm/sにおいてはT１=１００℃と設定する。
【００６２】
これによって、経過後においても異音を防止することが出来る。本実施例における制御を行わない場合は、３０ｋ枚通紙したところ異音が発生していたのに対して、本実施例における制御を行うことで、３００ｋ枚通紙しても異音が発生することはなかった。
【００６３】
［実施例３］
本実施例において、画像形成装置の概略は、実施例１と同様である。本実施例では、クリーニング装置１４は均熱ローラ１３に対して、当接位置と離間位置とに移動可能に設けられている。移動させる手段としては、ソレノイド等の従来公知の移動手段を用いることが出来る。加圧ローラ２あるいは均熱ローラ１３の温度が所定の値を超えたところでクリーニング装置１４を均熱ローラ１３から離間させる。
【００６４】
これにより、高温状態でクリーニングシート１４-１が均熱ローラ１３に当接することがなくなり、異音の発生を防止することが出来た。ここで、クリーニング装置１４を均熱ローラ１３から離間してしまうと均熱ローラ１３にトナー汚れなどが付着してしまうが、均熱ローラ１３上のトナーが冷えて固着する前に再度均熱ローラ１３にクリーニング装置１４を当接すれば、十分に清掃が可能である。
【００６５】
［実施例４］
本実施例において、画像形成装置の概略は、実施例１と同様である。本実施例では、図１３に示すように均熱ローラ１３の冷却手段として不図示のダクトを有した冷却ファン１４が配設されている。これにより均熱ローラ１３の長手全域が冷却可能である。冷却ファン１４により均熱ローラ１３を冷却することで、均熱ローラの温度上昇を抑えることで、均熱ローラ１３とクリーニングシート１４-１間での異音を防止する。この制御を表すフローチャートが図１４である。
【００６６】
図１４のように、S１で均熱当接信号があれば、S２で加圧ローラ２の温度を確認し、所定の温度T１よりも高ければ、Ｓ8に進み均熱ローラ１３は加圧ローラ２に当接しない。Ｓ２において加圧ローラ２の温度がＴ１よりも低ければＳ３において均熱ローラ１３を加圧ローラ２に当接する。次に、Ｓ４で加圧ローラ２の温度がＴ２よりも高ければ均熱ローラ１３を冷却ファン１４で冷却し、Ｔ２よりも低ければ冷却ファン１４は動作させない。さらに、Ｓ６において加圧ローラ２の温度がＴ３よりも低くなれば冷却ファン１４は停止する。
【００６７】
Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係であることが望ましい。Ｔ１としては、実施例１と同様、例えば、T１=１２０℃に設定する。また、Ｔ２・Ｔ３としては、例えば、Ｔ２＝１００℃・Ｔ３＝８０℃に設定する。このように加圧ローラ２の温度がＴ２より大きくなった時点で冷却ファン１４を動作させることで加圧ローラ２の温度上昇を抑え、異音が発生する温度まで上がらないように制御する。それに加え、万が一Ｔ１以上に温度が上昇してしまった場合は、均熱ローラ１３を加圧ローラ２から離間することで、異音の発生を防止することが出来る。
【００６８】
これらの制御は、加圧ローラ２の温度でなくても、直接均熱ローラ１３の温度を測定して制御に用いてもよい。冷却ファン１４は、シロッコファン等の遠心ファンを使用することが可能である。シロッコファンに投入する電圧を変えることで、風量を調整することも出来る。
【符号の説明】
【００６９】
１  定着ベルト、２  加圧ローラ、３  圧力付与部材、４  ステー、５  磁気遮蔽コア、
６  励磁コイル、７  外側磁性体コア、８  モールド部材、９ａ  バネ受け部材、
９ｂ  ステー加圧バネ、１０  定着フランジ、１１  外側磁性体コア、１２  支持側板、
１３  均熱ローラ、１４  クリーニング装置
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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