JP2008298877A

JP2008298877A - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2008298877A
Application number: JP2007142411A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Ito; 和善伊藤; Yasutaka Naito; 康隆内藤; Motofumi Baba; 基文馬場; Hideaki Ohara; 秀明大原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-12-11

Abstract

【課題】定着部材の周速度が一定となる定着装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】ＲＯＭ７４に、経過時間と定着ベルト１０２の表面温度で定められたデータテーブルが記憶されている。スイッチ８２がＯＮとなると、駆動モータ８８が回転を開始し、励磁コイル１２２に通電される。このとき、定着ベルト１０２の表面温度Ｔが測定される。定着ベルト１０２の表面温度Ｔが、設定温度ＴＬに到達している場合、経過時間ｔが計測される。ＣＰＵ７２が、ＲＡＭ７６から経過時間ｔと表面温度Ｔを読み出し、データテーブルと照合して、加圧ロール１０４の回転速度Ｖｐを決定する。このように、熱膨張等によって加圧ロール１０４の外径が変化していても、外径の変化分を見込んだ回転速度で加圧ロール１０４が回転制御されるので、従動回転する定着ベルト１０２の周速度が一定となる。
【選択図】図９

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いて画像形成を行うプリンタや複写機等の画像形成装置において、記録用紙上に転写されたトナー像を、ハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ロール又は定着ベルトと加圧ロールとで形成されるニップ部に通して、熱と圧力の作用でトナーを溶融して定着する定着装置が利用されている。

このような定着装置では、定着ロール（定着ベルト）又は加圧ロールが加熱によって熱膨張して、外径が変化し、所定の回転数で回転させると周速度が速くなる場合がある。

ここで、定着ロール又は定着ベルトの周速度を所定の速度にする速度制御手段を有する定着装置が提案されている。

速度制御手段を有する定着装置の第１例として、定着フィルムの端部にバーコードのパターンを形成して、定着フィルムが回転する間このパターンを検知し、定着フィルムの回転周期が所望の値となるように、加圧ローラに接続されたモータの回転速度を調整するものがある（例えば、特許文献１参照）。

速度制御手段を有する定着装置の第２例として、無端円筒状で端部にマーキングされたフィルムと、フィルムを内側から加熱する加熱体と、フィルム介して加熱体に圧接され回転駆動される加圧部材と、を有し、前回の定着時における被加熱材がニップ部を通過するときのフィルムの速度を検知しておき、この速度に基づいて、次回の定着時の加圧部材の回転速度を変更するものがある（例えば、特許文献２参照）。

速度制御手段を有する定着装置の第３例として、定着フィルムに反射材を設け、反射型センサで定着フィルムの回転速度を検知して、加圧ローラの駆動速度を制御するものがある（例えば、特許文献３参照）。
特開２００５−１８９５９９号公報特開２０００−３１５０２７号公報特開２００２−３１１７４４号公報

本発明は、定着部材の周速度が一定となる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る定着装置は、両端部が回転可能に支持された定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記定着部材と離間配置され両端部が回転可能に支持された加圧部材と、前記加圧部材を前記定着部材の表面に接触させる移動手段と、前記加圧部材を回転駆動させる駆動手段と、定着動作の開始時又は終了時の情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記情報を読み出し、前記情報に基づいて前記加圧部材の回転速度を決定し、該回転速度に基づいて前記駆動手段を駆動して、前記加圧部材の回転速度を制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明の請求項２に係る定着装置は、前記定着部材の表面温度を検知する温度検知手段と、定着動作の開始から設定温度に到達するまでの温度上昇時間を計測する時間計測手段と、を有し、前記記憶手段が、定着動作の開始時の前記定着部材の開始温度を記憶し、前記移動手段が、前記定着部材の表面温度が前記設定温度まで上昇したとき、前記加圧部材を前記定着部材の表面に接触させ、前記制御手段が、前記開始温度及び前記温度上昇時間に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴としている。

本発明の請求項３に係る定着装置は、前記定着部材の外周面に設けられた被検知部と、前記被検知部がある領域に前記光を照射する発光部と、前記被検知部がある領域で反射された前記光を受光する受光部とを有し、前記受光部で受光された光量の変動に基づいて、前記定着部材の回転速度を検知する検知手段と、を有し、前記制御手段が、被定着媒体の２枚目以降の定着時には、前記検知手段で検知される前記定着部材の回転速度に基づいて、前記加圧部材の回転速度を制御することを特徴としている。

本発明の請求項４に係る定着装置は、前記記憶手段は、前回の定着動作の終了時間を記憶し、前記制御手段が、前記終了時間と定着動作開始時間の差である経過時間に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴としている。

本発明の請求項５に係る定着装置は、前記記憶手段は、前回の定着動作の開始から終了までの被定着媒体の定着処理枚数を記憶し、前記制御手段が、前記経過時間及び前記定着処理枚数に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴としている。

本発明の請求項６に係る定着装置は、定着動作に消費された消費電力を計測する電力計測手段を有し、前記記憶手段が、前記電力計測手段で計測された前回の定着動作に消費された消費電力を記憶して、前記制御手段が、前記経過時間及び前回の定着動作の消費電力に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴としている。

本発明の請求項７に係る定着装置は、前記加圧部材の回転速度を検知する速度検知手段を有し、前記記憶手段が、前記速度検知手段で検知された前回の定着動作終了時の前記加圧部材の回転速度を記憶し、前記制御手段が、前記経過時間及び前回の定着動作時の前記加圧部材の回転速度に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴としている。

本発明の請求項８に係る定着装置は、前記駆動手段が、前記定着部材と前記加圧部材が接触する前に、前記定着部材を回転駆動する駆動力伝達手段を有することを特徴としている。

本発明の請求項９に係る画像形成装置は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置と、露光光を出射する露光部と、前記露光部の前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、を備えたことを特徴としている。

請求項１の発明は、定着部材の周速度を一定とすることができる。

請求項２の発明は、定着部材の周速度をさらに一定とすることができる。

請求項３の発明は、被定着媒体を定着部材と加圧部材の間に連続通過させた場合でも、定着部材の周速度を一定とすることができる。

請求項４の発明は、定着動作が終了して、冷却状態になっている場合に定着装置を立ち上げても定着部材の周速度を一定にできる。

請求項５の発明は、定着動作終了時の定着部材の予測温度に応じた制御を行うことによって定着部材の周速度を一定にできる。

請求項６の発明は、被定着媒体の種類に依存しない定着動作終了時の定着部材の予測温度に応じた制御を行うことによって定着部材の周速度を一定にできる。

請求項７の発明は、定着動作終了時の定着部材の予測温度を用いた制御をすることをしないでも定着部材の周速度を一定にできる。

請求項８の発明は、定着部材を均等に温めることができる。

請求項９の発明は、現像剤を記録媒体に定着する場合に、紙しわや画像乱れが起こりにくい。

本発明の定着装置及び画像形成装置の第１実施形態を図面に基づき説明する。

図１には、画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。

プリンタ１０において、プリンタ１０の本体を構成する筐体１２内に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビームを出射する光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが固定されている。また、光走査装置１４Ｋに隣接する位置に、プリンタ１０の各部の動作を制御する制御部７０が設けられている。

光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、光源から出射された光ビームを図示しない回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査するとともに、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、各トナーに対応した光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを出射するようになっている。

光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、それぞれ対応する各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに導かれる。各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段によって、矢印Ａ方向に回転するようになっている。

感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向上流側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの表面を帯電する帯電器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられている。

また、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に現像する現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。

感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向で、現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの下流側には、現像されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト２８が配置されている。

中間転写ベルト２８は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０^６〜１０^１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度に構成されている。

感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと中間転写ベルト２８が対向する位置で中間転写ベルト２８の内側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に形成された各色トナー像を中間転写ベルト２８に転写する一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが配置されている。この一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋによって、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋから中間転写ベルト２８に一次転写を行う一次転写部２５が構成されている。

一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋは、図示しないシャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とを有している。シャフトは、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７．５〜１０^８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。

一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋは、中間転写ベルト２８を挟んで各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに圧接されている。一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋには、図示しない電圧印加手段によって各トナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)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１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト２８に順次、静電吸引され、中間転写ベルト２８上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。

さらに、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向下流側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上の残留トナーが除去されるクリーナ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋが設けられている。

中間転写ベルト２８の内側には、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト２８を移動させる駆動ロール３０と、各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの配列方向に沿って略直線状に延び、中間転写ベルト２８を支持する支持ロール３２が設けられている。これにより、中間転写ベルト２８は、矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。

また、中間転写ベルト２８の内側には、中間転写ベルト２８に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト２８の蛇行を防止するテンションロール３４が設けられている。

中間転写ベルト２８の移動方向下流側には、定着ベルト２８上のトナー像を記録用紙Ｐ上に転写する二次転写部４２が設けられている。

二次転写部４２は、中間転写ベルト２８のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール３８と、バックアップロール３６とによって構成されている。

二次転写ロール３８は、図示しないシャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１×１０^７．５Ωｃｍ以上１×１０^８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。

また、二次転写ロール３８は、中間転写ベルト２８を挟んでバックアップロール３６に圧接配置されている。ここで、二次転写ロール３８は、接地されるとともにバックアップロール３６との間に二次転写バイアスが印加され、２次転写部４２に搬送される記録用紙Ｐ上にトナー像を二次転写するようになっている。

バックアップロール３６は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、表面抵抗率が１×１０^７Ω／□以上１０^１０Ω／□以下となるように形成され、硬度は例えば７０°(アスカーＣ)に設定される。

また、バックアップロール３６は、中間転写ベルト２８の裏面側に配置されて二次転写ロール３８の対向電極を形成しており、バックアップロール３６と接触配置された金属製の給電ロール４０を介して二次転写バイアスが安定的に印加されるようになっている。

中間転写ベルト２８の移動方向における二次転写部４２の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト２８上の残留トナーや紙粉を除去する中間転写ベルトクリーナ４６が、中間転写ベルト２８に対して接離自在に設けられている。中間転写ベルトクリーナ４６における中間転写ベルト２８の内側には、クリーニングバックアップロール４４が設けられている。

一方、イエロートナーに対応する一次転写ロール２４Ｙの上流側には、各トナーに対応した画像形成のタイミングを合わせるための基準となる信号を発生するホームポジションセンサ４８が設けられている。

ホームポジションセンサ４８は、中間転写ベルト２８の裏側に設けられた所定のマークを検知して基準信号を発生するようになっている。この基準信号に基づいて、前述の制御部７０がプリンタ１０の各部を動作させ、画像形成を開始するようになっている。

また、ブラックトナーに対応する一次転写ロール２４Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が設けられている。

一方、プリンタ１０の下方側には、記録用紙Ｐを収納する用紙トレイ５０が設けられている。用紙トレイ５０の一方端には、記録用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５２が設けられている。

ピックアップロール５２の上方には、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段で回転駆動され、ピックアップロール５２によって送出された記録用紙Ｐを、前述の二次転写部４２に搬送する複数の搬送ロール５４、５６が設けられている。

記録用紙Ｐの搬送方向における搬送ロール５６の下流側には、記録用紙Ｐを二次転写部４２へ送り込む搬送シュート５８が設けられている。

二次転写部４２における記録用紙Ｐの送出方向には、トナー像の二次転写が終了した記録用紙Ｐを定着装置１００へ搬送する搬送ベルト６０が設けられている。搬送ベルト６０は、張架ロール５７、５９によって張架され、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段で移動可能に設けられている。

定着装置１００の入口側には、記録用紙Ｐを定着装置１００に案内するガイド６２が設けられている。また、定着装置１００の出口側には、プリンタ１０の筐体１２に固定された用紙集積トレイ６４が設けられている。

ここで、プリンタ１０の画像形成について説明する。

まず、図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータ等から出力される画像データが、図示しない画像処理装置によって所定の画像処理を施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに出力される。

光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、入力された色材階調データに応じて、光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを各々の感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに照射する。

感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、予め帯電器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによって表面が帯電されており、光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋによって表面が露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。

続いて、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に形成されたトナー像は、一次転写部２５において中間転写ベルト２８上に転写される。この転写は、一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋにより中間転写ベルト２８に対しトナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト２８の表面に順次重ね合わせることで行われる。

続いて、トナー像が転写された中間転写ベルト２８は、二次転写部４２に搬送される。

一方、トナー像が二次転写部４２に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５２が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの記録用紙Ｐが送出される。

ピックアップロール５２により送出された記録用紙Ｐは、搬送ロール５４、５６により搬送され、搬送シュート５８を経て二次転写部４２に到達する。この二次転写部４２に到達する前に記録用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト２８の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、記録用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせが行われる。

二次転写部４２では、中間転写ベルト２８を介して、二次転写ロール３８がバックアップロール３６に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト２８と二次転写ロール３８との間に挟み込まれる。

また、このとき、給電ロール４０からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加され、二次転写ロール３８とバックアップロール３６との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト２８上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール３８とバックアップロール３６とによって押圧され、記録用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

続いて、トナー像が静電転写された記録用紙Ｐは、二次転写ロール３８によって中間転写ベルト２８から剥離された状態でそのまま搬送され、搬送ベルト６０へと搬送される。

搬送ベルト６０では、定着装置１００における最適な搬送速度に合わせて、記録用紙Ｐを定着装置１００まで搬送する。定着装置１００に搬送された記録用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置１００によって記録用紙Ｐ上に定着される。

定着画像が形成された記録用紙Ｐは、用紙集積トレイ６４に排出され集積される。

一方、記録用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト２８上に残った残留トナーは、中間転写ベルト２８の回転移動にともなって中間転写ベルトクリーナ４６まで搬送され、中間転写ベルト２８上から除去される。

このようにして、プリンタ１０の画像形成が行われる。

次に、定着装置１００について説明する。

図２に示すように、定着装置１００は、耐熱樹脂等で形成された筐体１０６の内部に、無端状の周面を有する定着ベルト１０２と、定着ベルト１０２の外周面に圧接され定着ベルト１０２を従動回転させる加圧ロール１０４が配置された構成となっている。

定着ベルト１０２の内側には、定着ベルト１０２を介して加圧ロール１０４に圧接される押圧部材１０８と、押圧部材１０８等を支持する支持部材１１０が設けられている。

定着ベルト１０２の外側には、磁界を発生して定着ベルト１０２を長手方向に亘って電磁誘導加熱する電磁誘導加熱部１１８が設けられている。

また、定着ベルト１０２の周面形状に倣って形成され、電磁誘導加熱部１１８で発生する磁界を強めるフェライト部材１１２が、定着ベルト１０２の内側で所定の間隙となるように配置されている。このフェライト部材１１２によって、磁界が強まり、定着ベルト１０２への加熱効率が高まる。

一方、記録用紙Ｐの排出側で定着ベルト１０２の近傍には、定着ベルト１０２に記録用紙Ｐが巻きつくのを防ぐ分離爪１２８が設けられている。

定着ベルト１０２は、図３ａに示すように、内周側から順に、耐熱性の高いシート状部材からなる基層１０２ａと、導電層１０２ｂと、弾性層１０２ｃと、外周面となる表面離型層１０２ｄとが積層されて構成されている。また、各層の間には接着のためのプライマー層等が設けられる場合がある。

基層１０２ａとしては、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂等のフレキシブルで機械的強度に優れ、耐熱性を有する材料が好適に用いられる。厚さは、１０〜１５０μｍ、好ましくは厚さ３０〜１００μｍが適している。厚さが１０μｍより小さい場合には定着ベルト６１としての強度が得られず、厚さが１５０μｍより大きい場合には、フレキシブル性が損なわれ、また熱容量が大きくなって温度立ち上がり時間が長くなるからである。本実施の形態では、厚さ８０μｍのポリイミド樹脂からなるシート状部材を使用している。

導電層１０２ｂは、電磁誘導加熱部１１８が誘起する磁界により誘導発熱する発熱層であり、鉄、コバルト、ニッケル、銅、アルミニウム、クロム等の金属層を１〜８０μｍ程度の厚さで形成したものが用いられる。また、導電層１０２ｂの材質および厚さは、電磁誘導による渦電流によって充分な発熱が得られる固有抵抗値を実現するように適宜選択される。本実施の形態では、厚さ１０μｍ程度の銅を使用している。

弾性層１０２ｃは、厚さが１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜３００μｍであって、耐熱性、熱伝導性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が用いられる。本実施の形態では、ゴム硬度１５°(ＪＩＳ−Ａ：ＪＩＳ−ＫＡ型試験機)、厚さ２００μｍのシリコーンゴムを使用している。

ところで、カラー画像形成を行う場合、特に写真画像等の印刷時には、記録用紙Ｐ上で大きな面積領域に亘ってベタ画像が形成されることが多い。そのため、記録用紙Ｐやトナー像の凹凸に定着ベルト１０２の表面が追従できない場合には、トナー像に加熱ムラが発生して、伝熱量が多い部分と少ない部分とで定着画像に光沢ムラが発生する。すなわち、伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低くなる。

このような現象は、弾性層１０２ｃの厚さが１０μｍより小さい場合に生じ易い。そこで、弾性層１０２ｃの厚さは、１０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上に設定するのが好ましい。一方、弾性層１０２ｃが５００μｍより大きい場合には、弾性層１０２ｃの熱抵抗が大きくなり、定着装置１００のクイックスタート性能が低下する。そこで、弾性層１０２ｃの厚さは、５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下に設定するのが好ましい。

また、弾性層１０２ｃのゴム硬度としては、高すぎると記録用紙Ｐやトナー像の凹凸に追従しきれず定着画像に光沢ムラが発生し易い。そこで、弾性層１０２ｃのゴム硬度としては５０゜(ＪＩＳ−Ａ：ＪＩＳ−ＫＡ型試験機)以下、より好ましくは３５゜以下が適している。

さらに、弾性層１０２ｃの熱伝導率λに関しては、λは６×１０^−４以上２×１０^−３以下[cal/cm・sec・deg ］が適している。熱伝導率λが６×１０^−４［cal/cm・sec・deg ］よりも小さい場合には熱抵抗が大きく、定着ベルト１０２の表層（表面離型層１０２ｄ）における温度上昇が遅くなる。

一方、熱伝導率λが２×１０^−３［cal/cm・sec・deg ］よりも大きい場合には、硬度が過度に高くなったり、圧縮永久歪みが悪化する。そのため、熱伝導率λは６×１０^−４以上２×１０^−３以下[cal/cm・sec・deg ］、より好ましくは８×１０^−４以上１．５×１０^−３以下[cal/cm・sec・deg ］に設定するのが好ましい。

表面離型層１０２ｄは、記録用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像と直接的に接触する層であるため、離型性および耐熱性に優れた材料を使用する必要がある。したがって、表面離型層１０２ｄを構成する材料としては、例えばテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体(ＰＦＡ)、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が好適に用いられる。

表面離型層１０２ｄの厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。表面離型層１０２ｄの厚さが５μｍよりも小さい場合には、塗膜時に塗りムラが生じて離型性の悪い領域が形成されたり、耐久性が不足したりするといった問題が発生するからである。また、表面離型層１０２ｄの厚さが５０μｍを超える場合には、熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の材質で形成された表面離型層１０２ｄでは硬度が高くなりすぎ、弾性層１０２ｃが有する機能を低下させるからである。なお、本実施の形態では、厚さ３０μｍのＰＦＡを使用している。

ここで、表面離型層１０２ｄにおけるトナー離型性を向上するため、表面離型層１０２ｄにトナーオフセット防止のためのオイル(離型剤)を塗布するオイル塗布機構を定着ベルト１０２に当接させて配設することも可能である。特に、低軟化物質を含有しないトナーを用いた場合には効果的である。

なお、上記定着ベルト１０２に代えて、図３ｂに示すような定着ベルト２０２を用いても良い。定着ベルト２０２は、耐熱性樹脂層２０２ａ,２０２ｃが２層に分けて形成され、これらの間に導電層２０２ｂが形成されている。そして、その表面に弾性層２０２ｄ及び表面離型層２０２ｅが積層されたものである。

この定着ベルト２０２では、導電層２０２ｂである金属層を薄く形成しても、繰り返し曲げ変形を受けることによる劣化を抑制することができる。なお、耐熱性樹脂層２０２ａ,２０２ｃは耐熱性樹脂に限定されるものではない。

一方、図２に示すように、加圧ロール１０４は、芯材(コア)としての金属製の円筒状部材１０４ａと、円筒状部材１０４ａの表面に積層されシリコーンゴム、発泡シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性を有する弾性層１０４ｂと、最外表面の表面離型層１０４ｃとで構成されている。

押圧部材１０８は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性材料や、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド(ＰＰＳ)、ポリエーテルサルフォン(ＰＥＳ)や液晶ポリマー(ＬＣＰ)等の耐熱性樹脂等で形成されている。また、押圧部材１０８は、定着ベルト１０２の幅方向において、記録用紙Ｐが通過する領域(通紙領域)よりもやや広い領域に亘って配設され、この押圧部材１０８の長手方向の略全長に亘って加圧ロール１０４が押圧されるように構成されている。

また、押圧部材１０８と定着ベルト１０２との接触面は、加圧ロール１０４の外表面形状に倣って、凹状曲面で形成されている。このため、定着ベルト１０２を介して加圧ロール１０４との間で充分に広いニップ幅を形成することができる。

さらに、押圧部材１０８と定着ベルト１０２との間には、定着ニップ部Ｎにおける押圧部材１０８と定着ベルト１０２との摺動性を向上するため、摺動性に優れ、耐摩耗性が高いポリイミドフィルムやフッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シート等からなる摺動シート１０８ａが配設されている。

また、定着ベルト１０２の内周面には潤滑剤が塗布されている。潤滑剤としては、アミノ変性シリコーンオイルやジメチルシリコーンオイル等が用いられる。これにより、定着ベルト１０２と押圧部材１０８との間の摩擦抵抗が小さくなり、定着ベルト１０２が円滑に回転可能となっている。

支持部材１１０は、定着ベルト１０２の幅方向に軸線を有する棒状部材である。支持部材１１０の加圧ロール１０４と対向する部分には、押圧部材１０８が取り付けられており、定着ベルト１０２を介して加圧ロール１０４から押圧部材６３に作用する押圧力を支持部材１１０によって負担している。

支持部材１１０を構成する材質としては、加圧ロール１０４から押圧力を受けた際の撓み量が所定のレベル以下、好ましくは１ｍｍ以下となる程度の剛性を有するものが用いられる。

また、支持部材１１０の材質としては、前述の電磁誘導加熱部１１８による磁束の影響を受けにくいことが必要とされる。このため、支持部材１１０として、例えば、ガラス繊維入りＰＰＳ、フェノール、ポリイミド、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂、耐熱ガラス、固有抵抗が小さく誘導加熱の影響を受けにくいアルミニウム等の金属が用いられる。本実施形態では、支持部材１１０は、加圧ロール１０４からの押圧力方向に長軸を有する長方形の断面形状となるように形成されたアルミニウムで構成されている。

さらに、支持部材１１０の側面には、定着ベルト１０２の温度を検知するサーミスタ１１６が、バネ部材１１４を介して定着ベルト１０２の内周面に圧接されるように固定されている。

サーミスタ１１６は、定着ベルト１０２の長手方向中央部に配置されている。また、定着ベルト１０２の一方の端部には、他のサーミスタ(図示せず)が配置されている。さらに、支持部材１１０には、定着ベルト１０２に接触又は近接してサーモスイッチ(図示せず)も配設されている。

なお、温度検知手段としては、サーミスタ１１６等に代えて、又はサーミスタ７０等に加えて、加圧ロール１０４の表面温度を検知するサーミスタを設けてもよい。

次に、電磁誘導加熱部１１８について述べる。

電磁誘導加熱部１１８は、図２に示すように、定着ベルト１０２の幅方向に沿って、定着ベルト１０２の外周面形状に倣った曲面を有する台座１２０と、台座１２０に支持された励磁コイル１２２と、この励磁コイル１２２に高周波電流を供給する励磁回路１２４とで主要部が構成されている。

台座１２０は、絶縁性および耐熱性を有する材料からなり、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、液晶ポリマー樹脂等を用いることができる。

励磁コイル１２２としては、例えば、耐熱性の絶縁材料(例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等)によって相互に絶縁された直径φ０．１〜０．５ｍｍの銅線材を複数本束ねたリッツ線を長円形状や楕円形状、長方形状等の閉ループ状に複数回(例えば、１１ターン)巻いたものが用いられる。そして、励磁コイル１２２は、接着剤によって固められることでその形状を維持しながら台座１２０に固定されている。

また、励磁コイル１２２及びフェライト部材１１２と、定着ベルト１０２の導電層１０２ｂとの間の距離は、可能な限り近接させて設置することが磁束の吸収効率を高めるために好ましいことから、これらの距離は５ｍｍ以内、例えば、２．５ｍｍ程度に設定されている。

電磁誘導加熱部１１８では、励磁回路１２４から励磁コイル１２２に高周波電流が供給されると、励磁コイル１２２の周囲に磁束が生成消滅を繰り返す。ここで、高周波電流の周波数は、例えば１０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下に設定されるが、本実施形態では２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下に設定している。

励磁コイル１２２からの磁束が定着ベルト１０２の導電層１０２ｂを横切ると、導電層１０２ｂにはその磁界の変化を妨げるような磁界が発生し、それによって導電層１０２ｂ内に渦電流が発生する。そして、導電層１０２ｂでは、渦電流(Ｉ)によって導電層１０２ｂの表皮抵抗(Ｒ)に比例したジュール熱(Ｗ＝Ｉ^２Ｒ)が発生し、定着ベルト１０２は加熱される。

定着ベルト１０２の温度は、前述のサーミスタ１１６での計測値に基づいて、前述の制御部７０(図１参照)が、励磁コイル１２２に供給する電力量または高周波電流の供給時間等を制御することにより、所定の温度に維持される。

次に、定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４の駆動について説明する。

図４ａは、定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４の断面図である。なお、一部のギヤについては、説明の都合上、正面図として記載している。

図４ａに示すように、定着ベルト１０２の内側に配置された支持部材１１０の軸方向両端部側には、定着ベルト１０２の蛇行を防止する走行ガイド１３８が配置されている。

走行ガイド１３８は、定着ベルト１０２の端部に挿入され定着ベルト１０２を内側から支持するエンドキャップ１３２と、エンドキャップ１３２と一体的に構成されエンドキャップ１３２よりも定着ベルト１０２の軸方向外側に配置される駆動ギア１３４と、支持部材１１０と一体的に構成されエンドキャップ１３２及び駆動ギア１３４を回転可能に保持するシャフト１３６とを有している。

一方、加圧ロール１０４の一方の端部（駆動ギア１３４と同じ側の端部）には、加圧ロール１０４を駆動するための駆動ギア１３７が、円筒状部材１０４ａに外挿され、図示しないＥリング等により固定されている。

図４ｂは、定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４を駆動する各ギアの噛合状態を示している。

図４ａ及び図４ｂに示すように、定着装置１００には、定着ベルト１０２又は定着ロール１０４を回転駆動する駆動モータ８８が設けられている。

駆動モータ８８は、駆動モータ８８のシャフト（図示せず）に嵌合され固定されたモータギア１４１を有している。

モータギア１４１には、スライドギア１３９が噛合している。スライドギア１３９は、ソレノイド及びコイルバネ等の付勢手段によって構成され、矢印Ａ又は矢印Ｂ方向にスライド可能に設けられたスライド機構８９のシャフト（図示せず）に固定されている。

定着ベルト１０２の駆動ギア１３４には、駆動モータ８８の駆動力を駆動ギア１３４へ伝達させる中間ギア１４０が噛合している。

中間ギア１４０は、シャフト１４３を中心として回転可能に設けられており、シャフト１４３は、前述の筐体１０６（図２参照）に固定されている。

ここで、スライド機構８９が作動し、スライドギア１３９が矢印Ｂ方向にスライドすると、スライドギア１３９と中間ギア１４０が噛合して、駆動モータ８８の駆動力が定着ベルト１０２の駆動ギア１３４へ伝達される。

また、モータギア１４１と噛み合ったままスライドギア１３９が矢印Ａ方向にスライドすると、スライドギア１３９Ａと加圧ロール１０４の駆動ギア１３７が噛合して、駆動モータ８８の駆動力が駆動ギア１３７へ伝達される。

このようにして、スライド機構８９により、モータ８８の駆動力の伝達先が切り替え可能となっている。

次に、定着ベルト１０２への加圧ロール１０４の接触について説明する。

図４ｃは、定着ベルト１０２へ加圧ロール１０４を接触又は離間させるリトラクト機構９０を示したものである。なお、説明の都合上、各ギアの図示は省略している。

図４ｃに示すように、リトラクト機構９０は、モータ１５４と、モータ１５４によって回転駆動されるシャフト１５２と、シャフト１５２に締まり嵌め等により固定されたカム１５０と、筐体１０６（図２参照）に固定されたシャフト１４８と、シャフト４８を中心として回転移動可能に設けられたアーム部材１４４と、で構成されている
アーム部材１４４のシャフト１４８と反対側には、ベアリング１４６が嵌合されており、ベアリング１４６に加圧ロール１０４の円筒状部材１０４ａが挿通され、加圧ロール１０４が回転可能に支持されている。

ここで、モータ１５４がカム１５０を矢印Ｒ１方向へ回転して、カム１５０の先端部が略鉛直方向に向けられたとき、アーム部材１４４は矢印ＵＰ方向へ移動し、略水平方向に配置される。これにより、定着ベルト１０２に加圧ロール１０４が圧接される。

また、モータ１５４がカム１５０を矢印Ｒ２方向へ回転して、カム１５０の先端部が左斜め上方に向けられたとき、アーム部材１４４は矢印ＤＯＷＮ方向へ移動し、定着ベルト１０２から加圧ロール１０４が離間配置される。

このようにして、リトラクト機構９０によって、定着ベルト１０２への加圧ロール１０４の接離が行われる。

なお、加圧ロール１０４は、定着ベルト１０２を介して総荷重２９４Ｎ(３０ｋｇｆ)となるように押圧部材１０８に付勢される。

次に、プリンタ１０の制御部７０について説明する。

図５に示すように、制御部７０は、プリンタ１０の各種制御を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）７２と、各種制御プログラムが記憶されたプログラム記憶部（ＲＯＭ）７４と、前述のサーミスタ１１６で測定された温度測定データ又はその他の測定データを一時的に記憶し、又は消去するデータ記憶部（ＲＡＭ）７６と、所定のクロックで動作するタイマ７８とを有している。

中央処理ユニット７２は、各種信号の入出力が行われる入出力インターフェース８０に接続されており、この入出力インターフェース８０を介して、定着ベルト速度センサ１２６、スイッチ８２、ユーザーインターフェース（ＵＩ）８４、サーミスタ１１６、駆動モータ８８、リトラクト機構９０、励磁回路１２４、及びスライド機構８９に接続されている。なお、スイッチ８２は、プリンタ１０（図１参照）の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチであり、ユーザーインターフェース８４は、画像形成等の実行をユーザーが直接指示するための入力パネル等で構成されている。

ここで、定着ベルト速度センサ１２６、スイッチ８２、ユーザーインターフェース８４、及びサーミスタ１１６から入出力インターフェース８０を介してＣＰＵ７２に信号が入力されるようになっている。

一方、ＣＰＵからの制御信号は、入出力インターフェース８０を介して、駆動モータ８８、リトラクト機構９０、励磁回路１２４、及びスライド機構８９に出力されるようになっている。

ＲＯＭ７４には、予め、図９のグラフに示すような定着動作の開始時（前述のスイッチ８２がＯＮとなった時）から、リトラクト機構９０の動作時（定着ベルト１０２と加圧ロール１０４が接触した時）までの経過時間と、定着ベルト１０２の表面温度との関係に基づいて定められた、加圧ロール１０４の回転速度のデータテーブル（選択表）が記憶されている。

データテーブルにおける加圧ロール１０４の回転速度は、熱膨張等による加圧ロール１０４の外径の変化分を見込んだ回転速度となっている。

ＲＯＭ７４内の選択表を、表１に示す。

また、ＲＯＭ７４内には、リトラクト機構９０を動作させるときの定着ベルト１０２の設定温度（ＴＬ）、記録用紙Ｐ上にトナーＴを溶融定着させるための定着温度ＴＳ、
経過時間の最大設定値（ｔＬ）、定着ベルト１０２の所定の回転速度（Ｖｈ）が記憶されている。

次に、定着ベルト１０２の速度検知について説明する。

図２及び図６に示すように、定着ベルト１０２の外周面から所定距離離間して、フォトセンサからなる定着ベルト速度センサ１２６が対向配置されている。

定着ベルト速度センサ１２６は、図６ｂに示すように、定着ベルト速度センサ１２６の本体を構成する筐体１２１の内部に、光を出射する出射部１２３と、被検知対象物で反射された反射光（ＲＬ）を受光して電気信号に変換する受光部１２５とを備えている。

定着ベルト速度センサ１２６には、電源線１２７と信号線１２９が接続されている。ここで、図示しない電源から電源線１２７を介して電力供給されることで、出射部１２３から光を出射するようになっている。

また、信号線１２９の他端は、前述の入出力インターフェース８０（図５参照）を介してＣＰＵ７２（図５参照）に接続されており、受光部１２５で受光される光の光量に基づいて生成された電気信号（パルス信号）が、信号線１２９を通ってＣＰＵ７２に送られるようになっている。

図６ａに示すように、定着ベルト１０２は、長手方向において、記録用紙Ｐ（矢印Ｃ方向に進行）が通過する通紙領域（Ｌ２）と、記録用紙Ｐが通過しない非通紙領域（Ｌ１、Ｌ３）を有している。ここで、定着ベルト１０２の非通紙領域Ｌ３に、アルミ箔からなり矩形状のマーク材１３０が設けられている。

図６ｂに示すように、マーク材１３０は、予め定着ベルト１０２の製造過程において、弾性層１０２Ｃと表面離型層１０２ｄの間に埋め込まれている。マーク材１３０の厚さは、６μｍとしている。

なお、定着ベルト１０２の表面離型層１０２ｄは、前述の定着ベルト速度センサ１２６の出射部１２３から出射された光を透過可能に構成されており、表面離型層１０２ｄに入射した光は、マーク材１３０表面で反射され、反射光ＲＬとなって受光部１２５で受光される。

また、図６ａに示すように、前述の定着ベルト速度センサ１２６の取り付け位置は、マーク材１３０が移動する移動領域（Ｌ４）と対向する位置となっている。

ここで、定着ベルト１０２が矢印Ｘ方向に回転移動すると、マーク材１３０も矢印Ｘ方向に移動する。

マーク材１３０が定着ベルト速度センサ１２６と対向する位置に来た場合、マーク材１３０で光が反射されるため、定着ベルト速度センサ１２６からＨＩ信号が出力される。一方、マーク材１３０が定着ベルト速度センサ１２６と対向する位置に無い場合、定着ベルト１０２表面で光が乱反射されるなどして、定着ベルト速度センサ１２６に反射光ＲＬがほとんど入射しないので、定着ベルト速度センサ１２６からＬＯ信号が出力される。

これにより、ＨＩ信号及びＬＯ信号からなるパルス信号が生成される。

ここで、定着ベルト１０２の周速度Ｖは、定着ベルト１０２の外周長を、パルス信号の周期で除することにより得られる。

次に、定着装置１００の定着動作について説明する。

図２及び図４に示すように、前述の画像形成工程においてトナー像が画像形成開始されるのと略同時に、駆動モータ８８（図５参照）及び電磁誘導加熱部１１８に電力が供給され、定着ベルト１０２が回転する。この時点では、加圧ロール１０４はリトラクト機構９０によって定着ベルト１０２から離間している。

続いて、定着ベルト１０２が電磁誘導加熱部１１８と対向する加熱領域を通過することで、定着ベルト１０２の導電層１０２ｂに渦電流が誘導され、定着ベルト１０２は発熱する。

続いて、所定のタイミングで、リトラクト機構９０によって加圧ロール１０４が定着ベルト１０２に圧接される。なお、定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４の回転の主動、従動については、スライド機構８９により切り替えられる。

本実施形態では、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の接触前は、定着ベルト１０２のみを回転させるようになっている。また、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の接触後は、加圧ロール１０４を主動として、定着ベルト１０２を従動回転させるようになっている。

続いて、サーミスタ１１６で温度検知してフィードバック制御することで、定着ベルト１０２が所定の温度に加熱される。この状態で、未定着トナー像を担持した記録用紙Ｐが、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の間の定着ニップ部Ｎに送り込まれる。

定着ニップ部Ｎ内では、トナー像が加熱及び加圧され、記録用紙Ｐ上に定着される。

続いて、記録用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎの出口における定着ベルト１０２の曲率の変化によって定着ベルト１０２から剥離され、用紙集積トレイ６４に搬送される。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。

図７は、定着装置１００における定着動作の処理フローを示したものである。

ここでは、連続して複数枚の記録用紙に定着を行う場合について説明する。

まず、１枚目の記録用紙の定着について説明する。

図１、図２、図５、図７、及び図９に示すように、予め、制御部７０のＲＯＭ７４に、定着動作の開始時（前述のスイッチ８２がＯＮとなった時）から、リトラクト機構９０の動作時（定着ベルト１０２と加圧ロール１０４が接触した時）までの経過時間と、定着ベルト１０２の表面温度との関係に基づいて定められたデータテーブル（表１参照）が記憶されている（Ｓ１００）。

プリンタ１０のスイッチ８２がＯＮとなると、制御部７０が駆動モータ８８を駆動制御して駆動モータ８８が回転を開始する。スライドギア１３９は、駆動ギア１３４側にあるので、定着ベルト１０２のみが回転する。また、制御部７０が励磁回路１２４を駆動し、励磁コイル１２２に通電される（Ｓ１０１）。

このとき、タイマ７８が経過時間の計測を開始し（Ｓ１０２）、サーミスタ１１６によって定着ベルト１０２の表面温度Ｔが測定される（Ｓ１０３）。測定された表面温度Ｔは、ＲＡＭ７６に記憶される。

定着ベルト１０２は、回転によって、周方向に均一に加熱される。

続いて、定着ベルト１０２の表面温度Ｔが、ＲＯＭ７４に記憶された設定温度ＴＬに到達しているか否かを判定する（Ｓ１０４）
ここで、定着ベルト１０２の表面温度Ｔが、設定温度ＴＬに到達していない場合、設定温度ＴＬに到達するまで、前述の励磁コイル１２２への通電が継続して行われる。

定着ベルト１０２の表面温度Ｔが、設定温度ＴＬに到達している場合、定着動作の開始時から設定温度ＴＬに到達するまでの経過時間ｔが算出される（Ｓ１０５）。算出された経過時間ｔは、ＲＡＭ７６に記憶される。

続いて、制御部７０により、リトラクト機構９０及びスライド機構８９が作動し、定着ベルト１０２に加圧ロール１０４が圧接される（Ｓ１０６）。定着ベルト１０２は、加圧ロール１０４が主動で回転するため、従動回転する。

続いて、ＣＰＵ７２が、ＲＡＭ７６から経過時間ｔと表面温度Ｔを読み出し、ＲＯＭ７４に記憶されたデータテーブル（表１）と照合して、加圧ロール１０４の回転速度Ｖｐを決定する（Ｓ１０７）。

加圧ロール１０４の回転速度Ｖｐは、例えば、経過時間ｔと表面温度Ｔの関係が、グラフＡ（図９参照）の状態であり、経過時間がｔ１で、表面温度がＴ１であったとすると、表１と照合して、Ｖ９が選択される。

制御部７０は、決定された回転速度Ｖ９に基づいて、駆動モータ８８を駆動し、加圧ロール１０４が回転速度Ｖ９で回転する。

続いて、定着ベルト１０２の表面温度Ｔが、定着温度ＴＳに到達したか否かについて判定される（Ｓ１０８）。

ここで、表面温度Ｔが定着温度ＴＳに到達していた場合は、記録用紙Ｐが定着装置１００内に進入して、定着が行われる（Ｓ１０９）。なお、このときの定着ベルト１０２の表面温度Ｔは、図９に示したグラフＡのピークＰ３となっている。

図１、図２、図５、図７、及び図９に示すように、表面温度Ｔが定着温度ＴＳに到達していない場合は、定着温度ＴＳに到達するまで、前述の励磁コイル１２２への通電が継続して行われる。

このように、記録用紙Ｐへの定着開始時までに、熱膨張等によって加圧ロール１０４の外径が変化していても、外径の変化分を見込んだ回転速度で加圧ロール１０４が回転制御されるので、従動回転する定着ベルト１０２の周速度が一定となる。また、加圧ロール１０４の温度を検知しなくてもよい。

次に、２枚目以降の記録用紙の定着について説明する。

図４、図５、及び図８に示すように、まず、定着ベルト速度センサ１２６で、定着ベルト１０２の回転速度が検知される（Ｓ２０１）。

続いて、定着ベルト１０２の回転速度Ｖが、所定の回転速度Ｖｈとなっているか否かについて判定される（Ｓ２０２）。

ここで、回転速度Ｖが、ほぼＶｈと等しい所定の範囲にある場合は、加圧ロール１０４の回転速度はそのままとなっている。

一方、回転速度Ｖが所定の範囲にない場合は、回転速度の差異（Ｖ−Ｖｈ）に基づいて、制御部７０が駆動モータ８８を制御して、加圧ロール１０４の回転速度を変更する（Ｓ２０３）。

続いて、記録用紙に定着が行われる（Ｓ２０４）。

以上説明したように、定着１枚目は、加圧ロール１０４の回転速度を選択することにより、定着ベルト１０２の回転速度を検知してフィードバックする処理時間が不要となり、短時間で定着ベルト１０２の周速度が一定となる。

また、定着ベルト１０２の周速度が一定となって記録用紙の搬送速度が一定となるので、二次転写部４２と定着装置１００との間で記録用紙の搬送速度差が生じにくくなり、定着時に、紙しわや画像乱れが起こりにくい。

また、定着２枚目以降は、定着ベルト１０２の回転速度に基づいて制御されるため、定着ベルト１０２の周速度が一定となる。

次に、本発明の定着装置及び画像形成装置の第２実施形態を図面に基づき説明する。

なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１０に示すように、定着装置１６０は、記録用紙Ｐの排出側に、排出される用紙の有無を検知する用紙検知センサ１６２を有している。

用紙検知センサ１６２は、反射型のフォトセンサであり、記録用紙Ｐの搬送方向と交差する方向で、且つ発光面及び受光面が記録用紙Ｐに向けられて配置されている。

記録用紙Ｐが通過していない場合は、受光面で受光される光量がほとんど無い。記録用紙Ｐが通過している場合は、受光面で受光される光量が増加する。この受光量の差異に基づいて、記録用紙Ｐの通過が検知される。

また、用紙検知センサ１６２は、入出力インターフェース８０を介して、制御部７０に接続されている。

制御部７０では、用紙検知センサ１６２から受光量に応じた電気信号を受け取り、図示しないカウンタによって、定着装置１６０から排出される記録用紙Ｐの枚数をカウントするようになっている。カウントされた記録用紙Ｐの枚数が、定着処理枚数Ｍとなる。

ここで、前回の定着動作の終了時間から今回の定着動作の開始時間までの経過時間が短いほど、加圧ロール１０４は高温状態を維持しており、外径が大きくなる。また、前回の定着動作の終了時間から定着動作開始時間までの経過時間が長いほど、加圧ロール１０４は温度低下しており、外径が小さくなる。

さらに、記録用紙Ｐの定着処理枚数Ｍが多いほど、加圧ロール１０４は高温状態を維持し、定着処理枚数Ｍが少ないほど、温度低下しやすくなる。これにより、加圧ロール１０４の熱膨張状態が変化する。

この関係を利用して、予め、前回の定着動作の終了時間から今回の定着動作開始時間までの経過時間及び前回の定着時の定着処理枚数Ｍと、加圧ロール１０４の回転速度との対応表を作成しておく。

制御部７０のＲＯＭ７４には、予め、前回の定着動作の終了時から今回の定着動作の開始時までの経過時間と、前回の定着枚数Ｍとの関係に基づいて定められた、加圧ロール１０４の回転速度のデータテーブル（選択表）が記憶されている。

ＲＯＭ７４内の選択表を、表２に示す。

また、ＲＡＭ７６には、前回の定着処理枚数Ｍが記憶されている。

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。

定着装置１６０の定着動作が開始されるとともに、制御部７０において、前回の定着終了時間から今回の定着開始時間までの経過時間が算出される。算出された経過時間は、ＲＡＭ７６に記憶される。

続いて、定着ベルト１０２に加圧ロール１０４が接触した後、制御部７０が、ＲＡＭ７６に記憶された経過時間と、前回の定着処理枚数に基づいて、ＲＯＭ７４に記憶された加圧ロール１０４の回転速度の対応表から加圧ロール１０４の回転速度を決定する。

これにより、加圧ロール１０４の回転速度を一定とできるので、簡易な構成で定着ベルト１０２の周速度を一定にできる。

次に、本発明の定着装置及び画像形成装置の第３実施形態を図面に基づき説明する。

図１１に示すように、定着装置１７０は、定着装置１７０の主電源である電源１７２と、電源１７２から定着装置１７０各部へ給電する給電基板１７６を有している。

また、電源１７２と給電基板１７６の間には、予め抵抗値Ｒが既知の抵抗の両端の電圧値Ｖを測定することで電流値Ｉを測定し、電圧値Ｖに電流値Ｉを乗じ、又は電流値Ｉの２乗に抵抗値Ｒを乗じて、消費電力Ｐを測定する電力計測部１７４が設けられている。

また、電力計測部１７４は、入出力インターフェース８０を介して、制御部７０に接続されている。

制御部７０では、電力計測部１７４から消費電力Ｐに応じた電気信号を受け取るようになっている。

ここで、定着動作に消費される消費電力Ｐは、定着装置１７０が冷えている時には、記録用紙Ｐ上の現像剤の定着動作以外にも、記録用紙に熱量が奪われたり、加圧ロール１０４等、定着装置１７０内の部材を温めるのに消費されるため、多くなる。

一方、定着装置１７０が温まっている時には、記録用紙上の現像剤の定着と、記録用紙が奪っていく熱量に電力が消費されるため、少ない電力消費で済む。

即ち、消費した電力によって定着装置１７０の温まり度合いが判断でき、加圧ロール１０４の温まり度合いから、加圧ロール１０４の熱膨張の度合いが判断できる。

この関係を利用して、予め、前回の定着動作の終了時間から今回の定着動作開始時間までの経過時間及び前回の消費電力Ｐと、加圧ロール１０４の回転速度との対応表を作成しておく。

制御部７０のＲＯＭ７４には、予め、定着動作の終了時から定着動作の開始時までの経過時間と、前回の消費電力Ｐとの関係に基づいて定められた、加圧ロール１０４の回転速度のデータテーブル（選択表）が記憶されている。

ＲＯＭ７４内の選択表を、表３に示す。

また、ＲＡＭ７６には、前回の消費電力Ｐが記憶されている。

次に、本発明の第３実施形態の作用について説明する。

定着装置１７０の定着動作が開始されるとともに、制御部７０において、前回の定着終了時間から今回の定着開始時間までの経過時間が計測される。計測された経過時間は、ＲＡＭ７６に記憶される。

続いて、定着ベルト１０２に加圧ロール１０４が接触した後、制御部７０が、ＲＡＭ７６に記憶された経過時間と、前回の消費電力Ｐに基づいて、ＲＯＭ７４に記憶された加圧ロール１０４の回転速度の対応表から加圧ロール１０４の回転速度を決定する。

次に、本発明の定着装置及び画像形成装置の第４実施形態を図面に基づき説明する。

図１２に示すように、定着装置１８０は、加圧ロール１０４の表面の軸方向端部に接着等により固定されたアルミ箔等からなる反射部材１８４と、反射型のフォトセンサで構成され、反射部材１８４からの反射光量に基づいて加圧ロール１０４の回転速度を検知する加圧ロール速度センサ１８２と、を有している。

また、加圧ロール速度センサ１８２は、入出力インターフェース８０を介して、制御部７０に接続されている。

制御部７０では、加圧ロール速度センサ１８２で検知された反射光量に応じた電気信号を受け取るようになっている。

ここで、定着動作終了時から定着動作開始時までの経過時間の長短によって、加圧ロール１０４の冷却状態は異なり、加圧ロール１０４の外径が異なる。

また、前回の定着動作時の加圧ロール１０４の回転速度は、その時点における加圧ロール１０４の外径を見込んだ最適な速度となっている。

この関係を利用して、予め、前回の定着動作の終了時間から今回の定着動作開始時間までの経過時間及び前回の加圧ロール１０４の回転速度Ｖと、加圧ロール１０４の回転速度との対応表を作成しておく。

制御部７０のＲＯＭ７４には、予め、定着動作の終了時から定着動作の開始時までの経過時間と、前回の加圧ロール１０４の回転速度Ｖとの関係に基づいて定められた、加圧ロール１０４の回転速度のデータテーブル（選択表）が記憶されている。

ＲＯＭ７４内の選択表を、表４に示す。

また、ＲＡＭ７６には、前回の加圧ロール１０４の回転速度Ｖが記憶されている。

次に、本発明の第４実施形態の作用について説明する。

続いて、定着ベルト１０２に加圧ロール１０４が接触した後、制御部７０が、ＲＡＭ７６に記憶された経過時間と、前回の加圧ロール１０４の回転速度Ｖに基づいて、ＲＯＭ７４に記憶された加圧ロール１０４の回転速度Ｖの対応表から加圧ロール１０４の回転速度Ｖを決定する。

一方、定着動作の終了時には、加圧ロール速度センサ１８２によって加圧ロール１０４の回転速度Ｖが計測され、ＲＡＭ７６に記憶される。記憶された加圧ロール１０４の回転速度Ｖは、次回の定着時に使用される。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

プリンタ１０は、固体の現像剤を用いる乾式の電子写真方式だけでなく、液体現像剤を用いるものであってもよい。

定着装置１００は、電磁誘導加熱部１１８を用いて定着ベルト１０２を電磁誘導加熱するものであったが、例えば、定着ニップ部Ｎ近傍の定着ベルト１０２の内側に、加熱手段あるいは熱供給部材としてのセラミックヒータを設け、定着ベルト１０２を局所加熱することにより、定着ベルト１０２を急速加熱するものであってもよい。

サーミスタ１１６の代わりに、非接触タイプの温度検知センサを用いてもよく、さらに、温度検知センサは、定着ベルト１０２の内側に配置してもよい。

定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の駆動の主従の切り換えは、スライド機構８９以外に、クラッチを用いたギア列により行うものであってもよい。

用紙検知センサ１６２は、反射型だけでなく、透過型のセンサを用いてもよい。

本発明の第１実施形態に係るプリンタの全体図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置の断面図である。本発明の第１実施形態に係る定着ベルトの断面図である。（ａ）本発明の第１実施形態に係る定着ベルトの端部断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る定着装置のギア列の模式図である。（ｃ）本発明の第１実施形態に係るリトラクト機構の模式図である。本発明の第１実施形態に係る制御部の模式図である。（ａ）本発明の第１実施形態に係る定着ベルト速度センサの配置を示した模式図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る定着ベルト速度センサの光検知状態を示した模式図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置の制御方法を示したフローチャートである。本発明の第１実施形態に係る定着装置の制御方法を示したフローチャートである。本発明の第１実施形態に係る経過時間と定着ベルト表面温度の関係を示すグラフである。本発明の第２実施形態に係る定着装置の模式図である。本発明の第３実施形態に係る定着装置の模式図である。本発明の第４実施形態に係る定着装置の模式図である。

符号の説明

１０プリンタ（画像形成装置）
１４Ｙ光走査装置（露光部）
２２Ｙ現像器（現像部）
４２二次転写部（転写部）
６０搬送ベルト（搬送部）
７０制御部（制御手段）
７６ＲＡＭ（記憶手段）
７８タイマ（時間計測手段）
８８駆動モータ（駆動手段）
９０リトラクト機構（移動手段）
１００定着装置（定着装置）
１０２定着ベルト（定着部材）
１０４加圧ロール（加圧部材）
１１６サーミスタ（温度検知手段）
１２２励磁コイル（加熱手段）
１２３出射部（発光部）
１２４励磁回路（加熱手段）
１２５受光部（受光部）
１２６定着ベルト速度センサ（検知手段）
１３０マーク材（被検知部）
１７４電力計測部（電力計測手段）
１８２加圧ロール速度センサ（速度検知手段）
Ｐ記録用紙（記録媒体）

Claims

両端部が回転可能に支持された定着部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
前記定着部材と離間配置され両端部が回転可能に支持された加圧部材と、
前記加圧部材を前記定着部材の表面に接触させる移動手段と、
前記加圧部材を回転駆動させる駆動手段と、
定着動作の開始時又は終了時の情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記情報を読み出し、前記情報に基づいて前記加圧部材の回転速度を決定し、該回転速度に基づいて前記駆動手段を駆動して、前記加圧部材の回転速度を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
前記定着部材の表面温度を検知する温度検知手段と、
定着動作の開始から設定温度に到達するまでの温度上昇時間を計測する時間計測手段と、を有し、
前記記憶手段が、定着動作の開始時の前記定着部材の開始温度を記憶し、
前記移動手段が、前記定着部材の表面温度が前記設定温度まで上昇したとき、前記加圧部材を前記定着部材の表面に接触させ、
前記制御手段が、前記開始温度及び前記温度上昇時間に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記定着部材の外周面に設けられた被検知部と、
前記被検知部がある領域に前記光を照射する発光部と、前記被検知部がある領域で反射された前記光を受光する受光部とを有し、前記受光部で受光された光量の変動に基づいて、前記定着部材の回転速度を検知する検知手段と、
を有し、
前記制御手段が、被定着媒体の２枚目以降の定着時には、前記検知手段で検知される前記定着部材の回転速度に基づいて、前記加圧部材の回転速度を制御することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
前記記憶手段は、前回の定着動作の終了時間を記憶し、
前記制御手段が、前記終了時間と定着動作開始時間の差である経過時間に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記記憶手段は、前回の定着動作の開始から終了までの被定着媒体の定着処理枚数を記憶し、
前記制御手段が、前記経過時間及び前記定着処理枚数に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
定着動作に消費された消費電力を計測する電力計測手段を有し、
前記記憶手段が、前記電力計測手段で計測された前回の定着動作に消費された消費電力を記憶して、
前記制御手段が、前記経過時間及び前回の定着動作の消費電力に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
前記加圧部材の回転速度を検知する速度検知手段を有し、
前記記憶手段が、前記速度検知手段で検知された前回の定着動作終了時の前記加圧部材の回転速度を記憶し、
前記制御手段が、前記経過時間及び前回の定着動作時の前記加圧部材の回転速度に基づいて、前記加圧部材の回転速度を決定することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
前記駆動手段が、前記定着部材と前記加圧部材が接触する前に、前記定着部材を回転駆動する駆動力伝達手段を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の定着装置。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置と、
露光光を出射する露光部と、
前記露光部の前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、
前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、
前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。