(57)【要約】【課題】経時変化よるニップ位置の変動をレーザにて検知し、加圧部材軸方向両端の押圧量を調節する定着装置の提供。【解決手段】定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材と対向しニップを形成する加圧ローラと、を備え、前記ニップに未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、該未定着画像を記録媒体に定着する定着装置において、前記加圧ローラの両端をそれぞれ独立して前記定着部材へ押圧する押圧機構を有し、該押圧機構により前記加圧ローラが前記定着部材へ押し込まれる量を押し込み量としたとき、前記加圧ローラ長手方向に押し込み量検知手段を有し、前記押し込み量は前記加圧ローラ長手方向で均一であることを特徴とする定着装置。【選択図】図６
2017102156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、
前記定着部材と対向しニップを形成する加圧部材と、を備え、
ニップに搬送された記録媒体上の未定着画像を定着する定着装置において、
前記加圧部材の回転軸の両端をそれぞれ独立して前記定着部材へ押圧する押圧機構を有し、
該押圧機構により前記加圧部材が前記定着部材へ押し込まれる量である押し込み量を検知する検知手段と、を備え、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記押圧機構を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記検知手段は前記ニップに対向して配置され、所定の通紙毎に前記加圧部材の押し込み量を検知することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記検知手段は前記ニップ非通紙部に対向して配置され、連続通紙時に前記加圧部材の押し込み量を検知することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記検知手段は前記ニップにレーザ光を照射して、該レーザ光の反射を検知するセンサであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記検知手段は前記加圧部材軸方向端部に複数設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機あるいはプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置においては、装置の高寿命化に伴い、長期間の使用に関わらず画質に影響の少ない定着装置が要求されている。
【０００３】
定着装置としては、様々な方式のものが提案されており、所定の温度に維持された定着部材としての定着ローラと、定着ローラに圧接する加圧部材としての加圧ローラとを備え、加圧ローラと定着ローラとの圧接によって形成されたニップ部（定着ニップ部）により、未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持搬送しつつ加熱し、定着させるローラ定着方式が知られている。
【０００４】
また、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に張架される定着部材としての無端状の定着ベルト（定着スリーブ）とを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を記録媒体に与えることで、未定着トナー像を記録媒体に加圧し、定着させるベルト定着方式が知られている。また、電磁誘導加熱方式等の定着方式も知られている。
【０００５】
加圧ローラの表層は記録媒体の分離性向上のために離型層を有する。一方で、十分な離型性を確保しつつ耐久性の高い素材の選択は難しく、加圧ローラの回転速度が早くなるほど離型層への負担は大きくなってしまう。また、経時変動により加圧ローラ長手方向の駆動制御やギヤ列のバランスに偏差が生じてしまい、離型層の摩耗は両端で進行速度に差がある。離型層への負担が続くと、経時で印刷品質を保持できないという問題が生じる。
【０００６】
ニップを所定の圧力で押圧するために、印刷累積値に対応する補正量に基づき加圧ローラの定着ローラに対する押圧機構を加圧ローラの左右両端で異なる構成とする方法が開示されている（特許文献１）。しかしながら、機器の特性などに合わせて個別に調整する必要があり、汎用性が低いという課題がある。また、特許文献２には用紙の搬送状態や定着ベルトの寄りを検知しニップ位置を変更するものが開示されているが、ニップ位置のずれを検知するものではなく、離型層の負担を解決できるものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は経時に渡り加圧ローラの長手方向における押圧量を一定にすることができないことによる印刷品質の低下である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
具体的には、定着部材と、前記定着部材と対向しニップを形成する加圧部材と、を備え、ニップに搬送された記録媒体上の未定着画像を定着する定着装置において、前記加圧部材の回転軸の両端をそれぞれ独立して前記定着部材へ押圧する押圧機構を有し、該押圧機構により前記加圧部材が前記定着部材へ押し込まれる量である押し込み量を検知する検知手段と、を備え、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記押圧機構を制御することを特徴とする定着装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による定着装置は、ニップ間での押し込み量を変化させることができ、経時に渡り印刷品質を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】ベルト定着方式の定着装置の基本構成を示す断面図である。
【図３Ａ】加圧ローラの構造を示す側面図である。
【図３Ｂ】加圧ローラの構造を示す断面図である。
【図４】加圧ローラの制御機構を示す斜視図である。
【図５】加圧ローラの制御機構を示す正面図である。
【図６】検知手段とニップ位置を示す斜視図である。
【図７】定着ローラ及び加圧ローラの断面図（図６のＡ−Ａ’）及びニップ位置の説明図である。
【図８】表面センサの説明図である
【図９】通紙サイズと加圧ローラ表面に発生する屈曲を示す図である。
【図１０】加圧ローラの軸方向で離型層の厚さが異なることを示す図である。
【図１１】クラウン形状の加圧ローラを示す図である。
【図１２】冷却機構と加圧ローラの斜視図である。
【図１３】冷却機構と加圧ローラの正面図である。
【図１４】ベルト定着の他の例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願に係る構成を図１から図１４に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（画像形成装置）
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるタンデム型カラー複写機の全体構成を説明する概略構成図である。図１を参照して、この画像形成装置の内部構成の概要及び動作について説明する。
【００１３】
図１において、１は画像形成装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の用紙Ｐ（図示せず）が収容される給紙部、９は用紙Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に形成されたトナー像を用紙Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。
【００１４】
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を用紙Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は用紙Ｐ上のトナー像を定着する定着装置である。
【００１５】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面に向けて発せられる。
【００１６】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫは、それぞれ、図１の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面は、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
【００１７】
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程）。
【００１８】
イエロー成分に対応したレーザ光は、左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸の長手方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００１９】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００２０】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面の潜像が現像される（現像工程）。
【００２１】
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７表面に、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程）。
【００２２】
そして、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの転写工程後の表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。
【００２３】
その後、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００２４】
他方、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、用紙Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程）。
【００２５】
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。
【００２６】
ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップ）に搬送される用紙Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
【００２７】
詳しくは、用紙Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された用紙Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した用紙Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
【００２８】
そして、フルカラー画像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着部材としての定着ローラ２２と加圧部材としての加圧ローラ２３とのニップにて、カラー画像（トナー）が用紙Ｐ上に定着される。
【００２９】
そして、定着工程後の用紙Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３０】
図２は、ベルト定着方式の定着装置２０の基本構成を示しており、定着ローラ２２の長手方向での概略断面図である。
【００３１】
定着装置２０は、加熱ローラ２１、定着ローラ２２、加熱ローラ２１および定着ローラ２２に張架される定着ベルト２４、定着ローラ２２を押圧して定着ベルト２４との間にニップ部を形成する加圧ローラ２３等を備えている。また、加熱ローラ２１は、加熱手段（熱源）としてのヒータ２５を内部に有している。
【００３２】
定着装置２０は、定着ローラ２２と加圧ローラ２３との圧接によって形成される定着ベルト２４と加圧ローラ２３とのニップ部Ｎに未定着トナー像を担持した用紙Ｐを通紙して加熱定着を行うものである。
【００３３】
用紙Ｐは、入口ガイド２６によりニップ部に案内される。なお、加熱ローラ２１、定着ローラ２２及び加圧ローラ２３は、定着装置２０の不図示の側板に回転可能に軸支され、図示しないローラの駆動手段等は、筐体に固定保持されている。
【００３４】
加熱ローラ２１は、例えば、金属材料からなる薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部には熱源としてのヒータ２５が固設されている。ヒータ２５としては、例えば、ハロゲンヒータやカーボンヒータ等を用いることができる。また、ヒータ２５の両端部は、定着装置２０の筺体に固定されている。また、ヒータ２５は、加熱ローラ２１を外部から加熱する誘導加熱手段であっても良い。
【００３５】
ヒータ２５は、装置本体の電源部（交流電源）により出力制御され、このヒータ２５からの輻射熱によって加熱ローラ２１が加熱される。さらに加熱ローラ２１によって加熱された定着ベルト２４の表面から用紙Ｐに熱が加えられる。ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２４の表面に対向する位置に設けられるサーモパイル等の温度センサ（図示せず）によるベルト表面温度の検知結果に基づいてなされる。
【００３６】
定着ベルト２４は、定着ローラ２２と加熱ローラ２１の周囲に掛けまわされ、加熱ローラ２１および定着ローラ２２に密着している。このように構成した定着ベルト２４に、定着ローラ２２に対応する箇所に加圧ローラ２３を押し当てることで、定着ニップ部を構成する。
【００３７】
定着ベルト２４は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂からなる層厚９０μｍのベース層上に、シリコーンゴムなどの弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。
【００３８】
定着ベルト２４の弾性層は、層厚が２００μｍ程度であって、シリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２４の離型層は、層厚が２０μｍ程度であって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等で形成されている。定着ベルト２４の表層に離型層を設けることにより、トナーに対する離型性が確保されることになる。
【００３９】
定着ローラ２２は、熱源を有しておらず、金属（鉄やアルミ）などの剛性の高い芯材（芯 金２２ａ）を、シリコーンゴムなどの厚い弾性層で覆ったものである。ローラに限られず、パッドであってもよい。
【００４０】
加圧ローラ２３は、図３Ｂに示すように定着ローラ２２と同様に、金属（ＳＵＳ３０４等）の芯金２３ｃ上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層２３ｂが形成されたローラ部材である。弾性層の表面に離型層２３ａを設けることにより、用紙分離性を向上させている。また、円筒体の内部に熱源としてのヒータを設ける構成としても良い。離型層２３ａの素材としてフッ素樹脂があるが、用紙分離性の向上を果たすことができれば弾性層と同一部材であってもよい。
【００４１】
また、加圧ローラ２３の芯金２３ｃには、図４で示すように加圧ローラ２３の変位手段としての加圧レバー４０（４０ａ，４０ｂ）が当接しており、加圧レバー４０が後述する駆動手段により図中の矢印方向に移動することで、加圧ローラ２３は、定着ローラ２２に対する加圧力が変動する。この、加圧ローラ２３の変位手段による加圧力を制御することで、ニップ幅の調整がなされる。なお、加圧ローラ２３の変位手段は、加圧ローラ２３の定着ローラ２２に対する加圧力を変化させて、ニップ幅を変動させるものであればよく、加圧レバー４０に限られるものではない。後述するように、加圧レバー４０は軸方向両端に存在し、それぞれ独立して制御される。このことにより、軸方向両端での押し込み量を均一にすることができる。
【００４２】
図２に戻って、テンションローラ２７は、２つのローラ部材に張架された定着ベルト２４に一定のテンションを与える役割を持ち、定着ベルト２４の加熱ローラ２１への接触面積を大きくすることができる。これにより、より多くの熱をヒータ２５から定着ベルト２４へと伝えることができる。
【００４３】
また、図示しない駆動手段は、定着ローラ２２を時計回り方向（Ｄ）に回転駆動させる。 駆動ローラとしての定着ローラ２２の回転により、定着ローラ２２に圧接する加圧ローラ２３および定着ベルト２４が同速で連れ回り回転する。なお、加圧ローラ２３を駆動ローラとして回転駆動させるものであっても良い。
【００４４】
ニップ部を通紙した用紙Ｐは、定着ローラ２２側に配置された分離板２８または加圧ローラ２３側に配置された分離爪２９によって先端部が分離されて、搬送方向下流側に設けた上側出口ガイド３０と下側出口ガイド３１で形成される搬送経路に案内されて、次工程に排出される。なお、加圧ローラ２３側に配置される分離爪２９を定着ローラ２２側と同様に分離板としても良い。
【００４５】
冷却機構３２は加圧ローラ２３が所定温以上になったときに加圧ローラ２３を冷却する機能を有する。これにより、加圧ローラ表面の摩耗を軽減することができる。冷却機構３２については後述する。
【００４６】
検知手段３３はニップ上流に配置され、ニップ軸方向両端のニップ位置を検出する。
【００４７】
定着ローラ２２及び定着ベルト２４と加圧ローラ２３は、接離可能に構成されている。接離機構を有している理由として、常に接触させている状態では、定着ローラ２２と加圧ローラ２３が常に接触変形している状態になり、画像品質や耐久性に影響を与える為である。通紙時以外では定着ローラ２２と加圧ローラ２３を離間させることで、画像品質向上、ローラの高寿命を実現できる。
【００４８】
加圧ローラ２３の表層摩耗を経時で観察すると、図３Ａに示すように表層摩耗速度は長手方向で異なることが分かった。色の濃いほうが摩耗が進んでいることを示している。つまり、片側が早く、その反対側も摩耗はしているが進行速度が遅い。この理由として、駆動制御やギヤ配列のバランスが崩れることがある。もともとは両端において押し込み量に偏差がつかない構成としているが、一定温以上の熱を帯びる上に、経時変動で駆動制御やギヤ配列のバランスが崩れ、押し込み量に偏差が生じるために摩耗速度にも偏差が生じる。なお、図３の摩耗の程度は説明のために誇張して表現したものであり、実際の摩耗の程度を表すものではない。また、摩耗速度に偏差が生じるのは加圧ローラ２３に限られるものではなく、加圧ローラ２３と対向してニップを形成する定着ベルト２４についても同様である。
【００４９】
そこで、本発明では、加圧ローラ２３両端でそれぞれ独立して定着ローラ２２へ押圧する機構を設ける。
【００５０】
（第一の実施例）
図４に示すように、加圧ローラ２３の両軸の軸芯部には２本の加圧レバー４０ａ，４０ｂが連結されており、これら加圧レバー４０ａ，４０ｂは夫々独立に加圧制御される。すなわち、カム４２ａ，４２ｂが回転することによって加圧レバー４０ａ，４０ｂはそれぞれ独立に回動軸心４１を中心に回動し、定着ローラ２２に押し込まれる。このように、加圧ローラ２３の軸受けを押圧する機構を両端で独立して設ける機構により、図５に示すように長手方向両端部押圧量を変化させることができる。押圧量とは押圧機構が加圧ローラ２３に与える力の量であり、押し込み量とは加圧ローラ２３が定着ローラ２２に押し込まれる量のことである。
【００５１】
押圧量の制御について説明する。押圧量の判断は図６に示すように加圧ローラ２３の軸方向両端部に設けた検知手段３３からレーザを照射し、ニップ位置を検知することより行う。具体的には、定着ローラ２２及び加圧ローラ２３の弧の形状からニップ位置を割り出し、そのニップ位置情報から長手方向の押し込み量の差分を読み取り、必要な分カム４２ａ，４２ｂの位置を動かす。
【００５２】
ここで言うニップ位置とは図７に示す点線四角部分に囲ったとおり、加圧ローラ２３と定着ローラ２２により作られる圧接領域の用紙侵入側端部を含む近傍域のことであり、左右両端でのニップ位置の差は押し込み量の差に由来する。つまり、定着ローラ２２と加圧ローラ２３の接触位置をピンポイントに検知する必要はなく、軸方向両端での押し込み量の差を検知できればよい。つまり、図７中点線部で囲った範囲で示したようなある程度広がりを持った範囲にレーザを照射することで足りる。
【００５３】
検知手段３３の位置は左右対称に設置することが望ましいが、これに限られたものではなくニップ位置の差が検知可能な範囲内であれば、設置位置は特に限られるものではない。ニップ位置調節のためのレーザ照射は、連続印刷中の非通紙時（通紙時と通紙時の間）に行っても良いし、特定の枚数ごとに行っても良い。連続印刷中に行えば、経時で押し込み量を監視することになるので、より効果的である。また、非通紙領域に検知手段３３を設置することで通紙時でも押し込み量の調節が可能である。
【００５４】
図８にて、検知手段３３について説明する。本実施形態において二次元レーザ式反射型センサを用いた。検知手段３３はレーザを照射する発光素子Ａと反射したレーザ受け入れる受光素子Ｂからなる。発光素子Ａからの光Ａ’が測定対象物である加圧ローラ２３に照射され、加圧ローラ２３から反射拡散された光線の一部Ｂ’が受光素子Ｂ上にスポットを結ぶことで加圧ローラ２３との距離を検知し、ニップ位置を認識する。
【００５５】
本実施例では検知手段３３として二次元レーザ変移計を用いたが、これに限られずニップ位置を確認できるものであればよい。例えば、カメラなどを用いてニップ位置を検出してもよい。
【００５６】
本実施例では図６に示したとおり、検知手段３３としてレーザ照射手段を３３ａ，３３ｂとして長手方向両端に２箇所設けたが、数についてこれに限られない。検知手段３３が一つの場合、幅方向全域のニップ位置を検知すると誤差が大きくなるので、２つ以上用いることが好ましい。また、押圧量の差を検知し、前述の加圧機構で押し込み量を調節する必要があるのは両端部なので、検知手段３３は偶数設けることが好ましい。これにより、長手方向両端の押し込み量（ニップ位置やニップ高さ）の差を検知し、前述した加圧機構で調整することができるので、押し込み量に差が出ないようにする事ができる。
【００５７】
連続通紙により定着ローラ２２及び加圧ローラ２３が蓄熱し、径方向に膨張した状態においては、非蓄熱時よりも押圧量を下げた定着条件で定着を行うことができる。とりわけ、連続通紙時においては加圧ローラ２３の表層である離型層２３ａがやわらかくなり、低温時に比較してダメージを受けやすくなる。そのため、上記説明したとおり、左右で相対的にニップ押し込み量を調節することに加えて押圧量の絶対量を少なくすることで、より加圧ローラ２３表層の負担を減らすことができる。
【００５８】
（第二の実施例）
連続通紙時における加圧ローラ２３表層の軟化および加圧ローラ２３自体の径膨張に対しては、ニップ位置情報に代えてまたは併用して、加圧ローラ２３表層にレーザ等を照射することで離型層２３ａの状態を確認し、定着条件を変化させても良い。離型層２３ａの表面状態は検知手段３３にて検知することができる。レーザを照射してミクロン単位で加圧ローラ２３の表面状態を読み取るためには、焦点を調整するため等に大型の調整機構が必要となるが、本実施形態では、少なくとも、レーザ光の揺らぎを確認可能なものであれば用いることができる。揺らぎ量については、後ほど説明をする。
【００５９】
図９はレーザ照射による摩耗量検知の説明図である。図中左側に示す未使用の加圧ローラ２３に対し、（ａ）は異なる用紙サイズが通紙され、加圧ローラ２３の表層にスジ跡ｄ１は生じているもののダメージが少ない例（スジ跡が浅い）、（ｂ）は同一用紙サイズが通紙され、加圧ローラ２３の表層にスジ跡ｄ２が生じている例（スジ跡が深い）、を示している。
【００６０】
ここで、レーザを照射すると、（ａ）のように加圧ローラ２３の表層にダメージが少なければ、レーザ光Ｌは、ほぼ直線として照射されるが、一方で、（ｂ）のように加圧ローラ２３の表層にスジのような跡が生じている場合は、スジ箇所でのレーザの焦点がずれ、レーザ光Ｌは、スジの発生箇所で屈曲する。屈曲箇所をＬｆで示している。このレーザ光Ｌの中心位置からの屈曲変位量である揺らぎ量の検知に基づいて、加圧ローラ２３の表層の摩耗状態を把握することが可能となる。
【００６１】
ここまで加圧ローラ２３の表面状態の検知について説明したが、蓄熱に由来する定着ベルト２４の表層の軟化についても、同様にレーザ等の検知手段を用いて検知することができる。加圧ローラ２３の表面状態の検知に併せて、またはこれに替えて、定着ベルト２４にレーザを照射して、定着ベルト２４の表層の摩耗状態を把握し、これにより定着条件を変化させてもよい。
【００６２】
異なる紙サイズをまばらに通紙する場合、加圧ローラ２３および定着ベルト２４の表層への負担は各々の箇所に分散される。しかし実際には、図９に示したように同一紙サイズを通紙することが多く、負担が特定箇所に集中するので加圧ローラ２３および定着べルト２４の表層に屈曲が生じる。
【００６３】
具体的に表面状態を用いた定着条件の変化について説明する。まず、各用紙サイズに対応した加圧ローラ２３表層の負荷がかかっている部分にレーザを照射し、表面状態を検知する。そして、検知した加圧ローラ２３表層の表面状態に由来する屈曲量を計測し、その段差量分で加熱ローラ２１の設定温度の変更や単位時間当たりの印刷枚数を少なくする生産性の制御を行う。また、定着ベルト２４についても加圧ローラ２３と同様に表面の屈曲量を計測し、同様の生産性の制御を行うことができる。
【００６４】
これにより、加圧ローラ２３および定着ベルト２４の表層への負担を減らす事が可能になる。なお、本実施形態では生産性の制御として連続印刷時の紙間を広げる制御を行ったが、これに限られず、例えば通紙間隔をひろげつつ、一枚あたりの通紙速度を上げることで、生産性を落とさずに加圧ローラ２３の表層への負担を軽減することも可能である。
【００６５】
連続通紙が多く用いられる場合、加圧ローラ２３および定着ベルト２４へのダメージが多くなる。この場合、生産性の制御に加え、屈曲量による補正値を加えて生産性を低下させる制御を行う。これにより、更に加圧ローラ２３および定着ベルト２４の高寿命化を図ることができる。
【００６６】
加圧ローラ２３表面の離型層２３ａの摩耗も通紙履歴により影響を受ける。離型層２３ａが厚いほど熱を加える必要があり、離型層２３ａが摩耗により薄くなることで必要熱量が小さくなる。加圧ローラ２３の初期状態で適した定着制御温度に設定されているが、加圧ローラ２３は、使用環境によって劣化していく。これに対し、本実施形態によれば、加圧ローラ２３の劣化状態を検出して、その状態に適した定着制御温度に制御することができるので、加圧ローラ２３の劣化をより好適に抑制することができる。そのため、離型層２３ａの表面性状としての表層段差量を読み取り、それに応じた補正値分温度を低下させることで制御温度を下げ劣化を抑制することができる。
【００６７】
表１に加圧ローラ２３の表面段差量に応じた定着制御温度（通紙温度）低下表を示す。表中ｄｅｆは所定の定着制御温度を示し、例えば、離型層２３ａの厚さ差分が０．１５ｍｍでは補正値Ａ分、低い定着制御温度に制御することを示している。
【表１】
2017102156.tif 000003
【００６８】
（第三の実施例）
上述したように、同一紙サイズを連続して印刷した場合、加圧ローラ２３の表層は特定の箇所において他の箇所に比べて屈曲が発生しやすくなる。そのため、加圧ローラ２３の表層の屈曲が発生しやすい箇所の膜厚を上げることも画像品質を維持させる方法である。具体的には、離型層２３ａの最も薄い箇所を７０μｍとしたとき、屈曲が発生しやすい位置の厚さを１．５〜２倍程度に変化させると効果的である。
【００６９】
しかし、特定サイズの用紙を想定して前記加圧ローラ２３の膜厚を上げると、通紙する紙種紙厚が多い場合に対応出来なくなる場合がある。そのような場合は、図１０のように長手方向中央部の膜厚に対して、長手方向両端につれて膜厚を漸増させる。これにより膜厚を局所的に増やした場合に発生しうる膜厚変化の境界における画像品質低下を避ける事が可能になる。とりわけ、加圧ローラ２３がクラウン形状であり、長手方向のクラウン量に数段階の傾斜角度を持たせている場合は、その傾斜角度に合わせ、離型層の膜厚を増やすと効果的である。なぜなら、傾斜角度の大きい部分ほど負担がかかるからである。ここで言うクラウン形状とは、図１１に示すようにローラの中心と端に近い位置間の直径の差異を有する形状のことである。今回は、Ｒ＝１．２２として、クラウン量が１．２２ｍｍのものを用いた。
【００７０】
（第四の実施例）
上記説明した加圧ローラ２３表層の摩耗を防ぐ実施例１〜３において、加圧ローラ２３を冷やす冷却機構３２にて加圧ローラ２３の温度が上がらないようにする方法を併用することも効果的である。具体的には図１２のように加圧ローラ２３に冷却機構３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）の開口１２５（１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ）から風９５をあて、加圧ローラ２３の温度が９０度以上に上がらないようにすれば効果が現れる。図１３は加圧ローラ２３と冷却機構３２の正面図である。図は１２５ａ，１２５ｃからのみ風９５が噴出しているが、１２５ｂからも風９５を噴出させ、加圧ローラ２３の軸方向全体に風９５を噴出させてもよい。冷却機構３２から風９５をあてる際は通紙速度を落とす、または通紙を停止させると離型層２３ａの負担を軽減する点で更に効果的である。もし加圧ローラ２３の表面温度が所定温度よりも上がってしまった場合、印刷時の用紙の間隔を広げ、生産性を落とす制御を入れると効果的である。
【００７１】
言うまでも無く、上記第４の実施例のみを単独で用いてもよい。また、上記１〜４の実施例をそれぞれ組み合わせることも可能である。その際は、加圧ローラ２３表面情報、ニップ位置情報、加圧ローラ温度検知手段３４により検知される加圧ローラ２３の温度情報を優先に検知し、各項目で閾値を越えたらそれらをトリガーとして押圧量を制御する。
【００７２】
以上の手段を用いることで、加圧ローラ２３表層の片側にかかる負担を低減させることが可能になり、画像品質を維持させる事が出来る。
【００７３】
実施例１，２，４では、非クラウン形状の加圧ローラ２３を用いて説明を行ったが、図１１に示すクラウン形状の加圧ローラ２３であっても適用可能である。特に、クラウン形状の場合、非クラウン形状の場合に比べて、離型層２３ａへの負担が大きくなる。そのため本発明における構成は特に有効である。また、加圧ローラ２３と定着ローラ２２の柔らかさの大小は本実施例に限られない。また、言うまでも無くベルト定着以外の種々の定着方式、例えば図１４のようなベルト定着においても適応可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  画像形成装置
２  書込み部
３  原稿搬送部
４  原稿読込部
５  コンタクトガラス
７  給紙部
８  給紙ローラ
９  レジストローラ
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ  感光体ドラム
１２  帯電部
１３  現像部
１４  転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）
１５  クリーニング部
１６  中間転写ベルトクリーニング部
１７  中間転写ベルト
１８  ２次転写バイアスローラ
２０  定着装置
２１  加熱ローラ
２２  定着ローラ
２３  加圧ローラ
２３ａ  離型層
２４  定着ベルト
２５  ヒータ
２６  入口ガイド
２７  テンションローラ
２８  分離板（定着ローラ側）
２９  分離爪（加圧ローラ２３側）
３０  上側出口ガイド
３１  下側出口ガイド
３２  冷却機構
３３  検知手段
３４  加圧ローラ温度検知手段
４０  加圧レバー
４１  回動軸心
４２ａ，４２ｂ  カム
９５  風
１２５  開口
Ｐ  用紙（記録媒体）
Ａ  発光素子
Ｂ  受光素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開平１０−１４２９９５号公報
【特許文献２】特開２００２−４０８６５号公報
【図１】
2017102156.tif 000004
【図２】
2017102156.tif 000005
【図３Ａ】
2017102156.tif 000006
【図３Ｂ】
2017102156.tif 000007
【図４】
2017102156.tif 000008
【図５】
2017102156.tif 000009
【図６】
2017102156.tif 000010
【図７】
2017102156.tif 000011
【図８】
2017102156.tif 000012
【図９】
2017102156.tif 000013
【図１０】
2017102156.tif 000014
【図１１】
2017102156.tif 000015
【図１２】
2017102156.tif 000016
【図１３】
2017102156.tif 000017
【図１４】
2017102156.tif 000018