JP2010160290A - 定着装置および、該定着装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 各部材の劣化、破損を防止することができる定着装置および、該定着装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】 離接機構９０は、一対の回転支持ローラ７１ａ，７１ｂのうち１つの回転支持ローラ７１ａの中心軸を回転軸として、外部加熱部７０全体を回動させることで外部加熱部７０を定着ローラ５０に対して離接させる。これにより、圧接時に発生する衝撃力を小さくすることができ、外部加熱ベルト７４および定着ローラ５０の劣化、破損を防止することができる。さらに、ヒータランプ７２を、回転支持ローラ７１ａのみに設けることで、ヒータランプの位置ずれや損傷を防止することもできる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、加熱加圧方式によって未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着装置および、該定着装置を備える画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、一般的に、熱ローラ定着方式の定着装置が用いられる。この定着装置は、互いに圧接された定着ローラと加圧ローラとから構成され、定着ローラと加圧ローラとの両方、またはいずれか一方の表面温度が、ローラの内部に配置された熱源（たとえばハロゲンランプ）にて所定の温度（定着温度）に加熱される。

そして、未定着のトナー像が転写された記録紙を、両ローラの圧接部（定着ニップ部） に通過させることで、熱と圧力とによりトナー像を記録紙表面に定着させる。

また、カラープリンタに用いられる定着装置における定着ローラとしては、シリコンゴム等からなる弾性層を備えた弾性ローラを用いることが一般的である。

弾性層を備えることで、定着ローラ表面は、記録紙上の未定着トナー像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー像が形成されている面を覆い包むように記録紙に接触する。そのため、モノクロ印刷に比べて未定着トナー像を構成するトナー量が多いカラー印刷に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。

また、定着ニップ部での弾性層の歪み解放効果により、モノクロ印刷に比べてオフセットしやすいカラー印刷であっても、トナーに対する離型性を向上させることができる。

さらに、定着ニップ部が逆ニップ形状、つまり、定着ローラにおいて加圧ローラに当接している部分が若干凹む状態になるため、記録紙の剥離性能が向上し、剥離爪等の剥離手段を用いずとも定着ローラ表面からの記録紙の剥離が容易になり、剥離手段に起因する画像欠陥を防止することもできる。

このような良好な定着特性を有する弾性層であるが、一方で熱伝導性が低いため、弾性層を備えた定着ローラの内部に熱源を設けた場合、定着ローラ表面への熱伝達効率が低下する。その結果、ウォームアップ時間が長くなり、また、高速印刷のために用紙搬送速度を高速化した場合に、定着ローラの表面温度が追従しなくなるといった問題がある。

低熱伝導性に起因する問題を解決する手段として、定着ローラの表面に外部加熱手段を当接させ、定着ローラを外部（表面側）から加熱する外部加熱定着方式が知られている。

外部加熱手段としては、内部に熱源を有する加熱ローラを定着ローラ表面に接触させるローラ方式や、無端状のベルト部材を加熱し、このベルト部材を定着ローラ表面に接触させるベルト方式などが提案されている。このようなベルト方式は、ローラ方式に比べ、より小さな熱容量で加熱ニップ幅を広く確保できるので、定着ローラ表面に供給できる熱量が多く、高速印刷における定着ローラ表面温度の追従性に優れている。

その反面、定着動作終了後に定着ローラの回転を停止させると、ベルト部材を加熱する加熱部材がベルト部材を介して定着ローラに接触することで、その接触部分が局所的に熱せられ、弾性層の劣化が促進させるといった課題がある。以下、このような局所的な過熱をオーバーシュートと称する。

つまり、ベルト方式では、定着ローラへの熱供給能力が高く、しかも、熱源と定着ローラ表面との間に、ベルト部材やベルト支持ローラ等の複数の部材が介在されるため、熱源とベルト部材表面との間の温度勾配が大きくなる。そのため、定着ローラの回転が停止し、定着ローラへの熱伝達が瞬時に遮断されると、その温度勾配によってベルト支持ローラやベルト部材が昇温し、ベルト部材を介してベルト巻架ローラが接触する定着ローラ部分が局所的に過熱される。特に、ベルト巻架ローラや無端ベルトなどの熱容量は小さいため、温度勾配によるオーバーシュートが顕著に現れる。

また、オーバーシュートが発生すると、定着ローラの表面に温度ムラが生じ、次に定着処理した画像に光沢ムラを発生させるといった課題もある。

また、印刷する画像データに応じて定着ローラの表面温度を変更する必要のあるシステムにおいては、定着動作中に定着ローラの表面温度を下げる場合、定着ローラ内部の熱源およびベルト支持ローラ内部の熱源をオフし、その状態で定着ローラを回転させることで定着ローラ表面の温度を下げている。

しかしながら、ベルト支持ローラの温度は、定着温度よりも高く設定されているので、定着ローラの表面温度を低下させるのに時間がかかるという課題がある。

これら課題は、定着ローラに外部加熱手段が常に接触した状態となることに起因するため、外部加熱手段を定着ローラに対して離接可能に構成することで、これらの課題を解決することができる。

定着ローラを離接可能とした場合、加熱を停止しても加熱部材は定着部材の表面よりも高温になっているので、ベルト部材を定着ローラから完全に離間させると、加熱部材との接触部分に伝わった熱は、ベルト部材内における接触部分近傍に集中するので、ベルト部材の劣化が早まるといった課題がある。また、ベルト部材までも完全に離間させる構成では、離間のために必要な移動距離が大きく、離接移動のための空間を広く必要とし、省スペース化が図れないといった課題も発生する。

特許文献１には、加熱部材が定着部材より離間された状態で、ベルト部材と定着部材とが接触しており、ベルト部材が、定着部材の回転にて従動回転することを特徴する定着装置が開示されている。この定着装置は、ベルト部材を劣化させ難く、しかも、省スペース化、省電力化、及び素早い離接動作を実現できる。

特開２００７−２４８７２４号公報

しかしながら、素早い離接動作によって加熱部材を離間した状態から定着部材に接触させた場合、接触による衝撃で無端状ベルトや定着ローラ、さらには加熱部材内部に搭載さているヒータランプに衝撃力が伝わり、無端状ベルトや定着ローラの破損、ヒータランプの位置ずれや損傷の原因となる。

加熱部材を移動させたとき、加熱部材が適切な圧力で定着部材に圧接されていない場合、ベルト部材の従動回転が滑らかに行われず回転不良をおこし、定着部材への熱供給不足、およびベルト部材の劣化を引き起こす。

本発明の目的は、各部材の劣化、破損を防止することができる定着装置および、該定着装置を備える画像形成装置を提供することである。

本発明は、軸線回りに回転可能に設けられ、未定着トナー像を担持する記録材を加熱し、前記未定着トナー像を構成するトナーを溶融させて前記記録材に定着させる定着部材と、
軸線回りに回転可能に設けられ、前記定着部材に圧接して前記定着部材との間に圧接部を形成し、前記圧接部に搬送される未定着トナー像を担持する記録材を加圧する加圧部材と、
複数の支持ローラに回転可能に張架された無端状の外部加熱ベルトが前記定着部材の外周面に当接するように設けられ、加熱部材によって外部加熱ベルトを加熱することで前記外周面を加熱する外部加熱部と、
前記複数の支持ローラのうち、１つの支持ローラの中心軸を回転軸として前記外部加熱部を回動させることで、前記外部加熱部を前記定着部材に対して離接させる離接部とを備えることを特徴とする定着装置である。

また本発明は、前記複数の支持ローラのうち、前記回転軸となる中心軸を有する支持ローラのみが、内部に前記加熱部材を有することを特徴とする。

また本発明は、前記回転軸となる中心軸を有する支持ローラは、前記外部加熱部が前記定着部材に対して離間した離間状態と、前記外部加熱部が前記定着部材に対して圧接した圧接状態のいずれの状態であっても、前記外部加熱ベルトを介して、前記定着部材に圧接していることを特徴とする。

また本発明は、前記離接部は、前記定着部材の表面温度に基づいて、前記外部加熱部を前記定着部材に対して離接させることを特徴とする。

また本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置であって、
前記離接部の動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記画像形成装置の電源がオフされるとき、および前記制御部にのみ通電した動作状態であるスリープモードへと移行するときは、前記外部加熱部を前記定着部材から離間させ、前記画像形成装置の電源がオンされたとき、および前記スリープモードから復帰したときは、前記外部加熱部を前記定着部材に圧接させるように、前記離接部を制御することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、離接部によって、外部加熱部が定着部材に対して圧接する場合、複数の支持ローラのうち、１つの支持ローラの中心軸を回転軸として前記外部加熱部を回動させて圧接させる。

これにより、従来のような外部加熱部全体を移動させて離接させる構成に比べて、圧接時に発生する衝撃力を小さくすることができ、外部加熱ベルトおよび定着部材の劣化、破損を防止することができる。

さらに、離間および圧接時に必要な外部加熱部の移動空間を小さくすることができるので、装置の小型化を実現できる。

また本発明によれば、前記複数の支持ローラのうち、前記回転軸となる中心軸を有する支持ローラのみが、内部に加熱部材を有する。

前記回転軸となる中心軸を有する支持ローラは、離接動作時に不動であるので、圧接時に発生する、この支持ローラに対する衝撃力は最も小さくなる。加熱部材をこの支持ローラの内部にのみ設けることで、加熱部材への衝撃力を小さくし、位置ずれや損傷を防止することができる。

また本発明によれば、前記回転軸となる中心軸を有する支持ローラは、離接動作時に不動であり、さらに離間状態であっても圧接状態であっても前記外部加熱ベルトを介して、前記定着部材に圧接している。

これにより、外部加熱ベルトの定着部材に対する従動回転不良を防止することができ、定着部材表面の温度分布を均一化することができる。

また本発明によれば、前記離接部は、前記定着部材の表面温度に基づいて、前記外部加熱部を前記定着部材に対して離接させる。

これにより、定着部材の表面温度に応じて離接させることができるので、前記定着部材の表面温度が設置温度まで上昇するのに要する時間を短縮でき、また過熱による定着部材の劣化を防止することができる。

また本発明によれば、上記の定着装置を備える画像形成装置であって、画像形成装置は、前記離接部の動作を制御する制御部を備える。

前記制御部は、前記画像形成装置の電源がオフされるとき、および前記制御部にのみ通電した動作状態であるスリープモードへと移行するときは、前記外部加熱部を前記定着部材から離間させ、前記画像形成装置の電源がオンされたとき、および前記スリープモードから復帰したときは、前記外部加熱部を前記定着部材に圧接させるように、前記離接部を制御する。

ユーザが画像形成装置を使用したい場合にのみ、外部加熱部を定着部材に圧接するため、外部加熱ベルトによる定着部材の局所的な加熱によるオーバーシュートを回避でき、定着部材の熱劣化を防止できる。

また、外部加熱ベルトが定着部材に圧接した状態で温度が低下した場合、外部加熱ベルトの硬化により従動回転不良が発生するが、ユーザが画像形成装置を使用しない場合は、外部加熱部を定着部材から離間するため、定着部材の温度が低下する前に外部加熱ベルトを離間させることができ、外部加熱ベルトの従動回転不良を防止することができる。

本発明の実施の一形態である複写機１００の構成を概略的に示す断面図である。 図１に示される画像形成装置１の要部の構成を拡大して示す断面図である。 複写機１００の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態である定着装置６の断面構成を示す図面である。 離接機構９０の構成を示す図である。 制御部３０１による離接機構９０の動作制御処理を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施の一形態である複写機１００の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示される画像形成装置１の要部の構成を拡大して示す断面図である。

複写機１００は、画像形成装置１と、スキャナ部７とを含む。画像形成装置１は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナー像を順次重ね合わせて転写して多色トナー像を形成し、該多色トナー像を記録材８に定着させて画像を形成するタンデム構成の電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、中間転写手段３と、２次転写手段４と、記録材供給手段５と、定着装置６とを含む。

トナー像形成手段２は、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含む。作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、後述する中間転写ベルト２１の回転駆動方向（副走査方向）すなわち矢符２７の方向における上流側からこの順番で一列に配置され、デジタル信号などとして入力される各色の画像情報に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像に対応する色のトナーを供給し、現像して各色のトナー像を形成する。作像ユニット１０ｙはイエローの画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｍはマゼンタの画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｃはシアンの画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｂはブラックの画像情報に対応するトナー像を形成する。作像ユニット１０ｙは、感光体ドラム１１ｙと、帯電ローラ１２ｙと、光走査ユニット１３と、現像装置１４ｙと、ドラムクリーナ１５ｙとを含む。

感光体ドラム１１ｙは、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光層を有するローラ状部材である。感光体ドラム１１ｙには、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光層とを含むものを使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光層としては、有機感光層、無機感光層などが挙げられる。有機感光層としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光層としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む層が挙げられる。導電性基体と感光層との間には、下地層を介在させてもよく、感光層の表面には主に感光層を保護するための表面層（保護層）を設けてもよい。本実施の形態では、接地電位（ＧＮＤ）に接続されるアルミニウム素管（導電性基体）と、アルミニウム素管の表面に形成される厚さ２０μｍの有機感光層とを含む直径３０ｍｍの感光体ドラムを用いる。また、本実施の形態では、感光体ドラム１１ｙは、時計周りの方向に周速度３５５ｍｍ／ｓで回転駆動する。

帯電ローラ１２ｙは、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、感光体ドラム１１ｙの表面を所定の極性および電位に帯電させるローラ状部材である。帯電ローラ１２ｙには図示しない電源が接続され、該電源から電圧を印加されて放電することによって、感光体ドラム１１ｙ表面を帯電させる。本実施の形態では、帯電ローラ１２ｙに−１２００Ｖの電圧が印加され、感光体ドラム１１ｙ表面は−６００Ｖに帯電する。帯電ローラ１２ｙに代えて、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、スコロトロンといったコロナ帯電器などを使用できる。光走査ユニット１３は、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙ表面にイエローの画像情報に対応するレーザ光１３ｙを照射し、感光体ドラム１１ｙ表面にイエローの画像情報に対応する静電潜像を形成する。光走査ユニット１３には、半導体レーザなどを使用できる。本実施の形態では、−６００Ｖに帯電した感光体ドラム１１ｙ表面に、露光電位−７０Ｖの静電潜像を形成する。

現像装置１４ｙは、現像ローラ１７ｙと、現像ブレード１８ｙと、現像槽１９ｙと、攪拌ローラ２０ｙ，３０ｙとを含む。現像ローラ１７ｙは、その表面にイエロー現像剤１６ｙを担持し、現像ローラ１７ｙと感光体ドラム１１ｙとの近接部（現像ニップ部）において、イエロー現像剤１６ｙを感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像に供給する。現像ローラ１７ｙは現像槽１９ｙによって軸線回りに回転可能に支持され、現像槽１９ｙの感光体ドラム１１ｙを臨む面に形成される開口部からその一部が外方に向けて突出して感光体ドラム１１ｙ表面に近接するように設けられ、図示しない固定磁極を内包するローラ状部材である。現像ローラ１７ｙは、感光体ドラム１１ｙと逆方向に回転駆動する。したがって、現像ニップ部においては、現像ローラ１７ｙと感光体ドラム１１ｙとは同じ方向に回転駆動する。また、現像ローラ１７ｙには図示しない電源が接続され、該電源から直流電圧（現像電圧）が印加される。これによって、現像ローラ１７ｙ表面のイエロー現像剤１６ｙが静電潜像に円滑に供給される。本実施の形態では、現像ローラ１７ｙには−４２０Ｖの現像電圧が印加される。現像ローラ１７ｙ表面のイエロートナー層が現像ニップ部において感光体ドラム１１ｙと接触し、静電潜像にイエロー現像剤１６ｙが供給される。

現像ブレード１８ｙは、一端が現像槽１９ｙによって支持され、他端が現像ローラ１７ｙ表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる板状部材であり、現像ローラ１７ｙ表面に担持されるイエロートナー層を均一化（層規制）する。現像槽１９ｙは前記のように感光体ドラム１１ｙを臨む面に開口部が形成され、内部空間を有する容器状部材である。現像槽１９ｙは、その内部空間に現像ローラ１７ｙと攪拌ローラ２０ｙ，３０ｙとを内蔵し、かつイエロー現像剤１６ｙを貯留する。現像槽１９ｙには、イエロー現像剤１６ｙの消費状況に応じて、図示しないトナーカートリッジからイエロー現像剤１６ｙが補給される。

本実施の形態では、現像槽１９ｙ内には予め磁性キャリアが充填される。現像槽１９ｙに補給されるイエロートナーはこの磁性キャリアと混合されてイエロー現像剤（イエロー２成分現像剤）１６ｙの形態で用いられるが、それに限定されず、イエロートナーのみを含む１成分現像剤の形態でも使用できる。攪拌ローラ２０ｙ，３０ｙは、現像槽１９ｙの内部空間において軸線回りに回転駆動可能に支持されるスクリュー状部材である。攪拌ローラ２０ｙは、現像ローラ１７ｙ表面に圧接するように設けられる。攪拌ローラ２０ｙ，３０ｙは、それぞれの回転駆動によって、図示しないトナーカートリッジから現像槽１９ｙ内に補給されるイエロー現像剤１６ｙを現像ローラ１７ｙの表面周辺に送給する。

現像装置１４ｙによれば、現像槽１９ｙ内の磁性キャリアにイエロートナーが付着した形態のイエロー現像剤１６ｙが攪拌ローラ２０ｙ，３０ｙによって現像ローラ１７ｙ表面に供給され、該表面に現像剤層が形成される。この現像剤層は現像ブレード１８ｙによって層厚を均一化された後、現像剤層から電位差などを利用して感光体ドラム１１ｙ表面の静電潜像にイエロー現像剤１６ｙが選択的に供給され、イエローの画像情報に対応するイエロートナー像が形成される。

ドラムクリーナ１５ｙは、後述のように、感光体ドラム１１ｙ表面のイエロートナー像を中間転写ベルト２１に転写した後に、感光体ドラム１１ｙ表面に残存するイエロー現像剤１６ｙを除去、回収する。作像ユニット１０ｙによれば、帯電ローラ１２ｙによって帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面に、光走査ユニット１３からイエローの画像情報に対応する信号光１３ｙを照射して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像装置１４ｙからイエロー現像剤１６ｙを供給して該静電潜像を現像し、イエロートナー像を形成する。このイエロートナー像は、後述のように、感光体ドラム１１ｙの表面に圧接して矢符２９の方向に回転駆動する中間転写ベルト２１に転写される。

感光体ドラム１１ｙ表面に残留するイエロー現像剤１６ｙはドラムクリーナ１５ｙによって除去され、回収される。この画像（トナー像）形成動作は繰返し実行される。作像ユニット１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、イエロートナーに代えてマゼンタトナー、シアントナーまたはブラックトナーを使用する以外は、作像ユニット１０ｙに対応する構造を有するので、同一の参照符号を付し、かつ各参照符号の末尾にマゼンタを示す「ｍ」、シアンを示す「ｃ」およびブラックを示す「ｂ」を付し、説明を省略する。

トナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤を含有する。結着樹脂としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。これらの結着樹脂の中でも、カラートナー用としては、保存性、耐久性などの点から、軟化点１００〜１５０℃、ガラス転移点５０〜８０℃の結着樹脂が好ましく、前記の軟化点およびガラス転移点を有するポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは軟化状態で高い透明度を示す。結着樹脂がポリエステルである場合、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が重ね合わされた多色トナー像を記録材８に定着させると、ポリエステル自体は透明化するので、減法混色によって充分な発色が得られる。着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成技術に用いられるトナー用顔料および染料を使用できる。顔料としては、たとえば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料などの有機系顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ベルリンブルーなどの無機系顔料、アルミニウム粉などの金属粉などが挙げられる。顔料は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。離型剤としては、たとえば、ワックスを使用できる。ワックスとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスなどが挙げられる。トナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤の他に、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、導電剤などの一般的なトナー用添加剤の１種または２種以上を含有できる。

トナーは、着色剤、離型剤などを結着樹脂と溶融混練して粉砕する粉砕法、着色剤、離型剤、結着樹脂のモノマーなどを均一に分散した後、結着樹脂のモノマーを重合させる懸濁重合法、結着樹脂粒子、着色剤、離型剤などを凝集剤によって凝集させ、得られる凝集物の微粒子を加熱する乳化凝集法などの公知の方法に従って製造できる。トナーの体積平均粒径は、特に制限されないが、好ましくは２〜７μｍである。トナーの体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの流動性が低下し、現像動作の際に、トナーの供給、撹拌および帯電が不充分になり、トナー量の不足、逆極トナーの増加などが起こり、高画質画像が得られないおそれがある。一方、体積平均粒径が７μｍを超えると、中心部分まで軟化し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、画像の記録材８への定着性が低下するとともに、画像の発色が悪くなり、特にＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）への定着の場合には、画像が暗くなる。

本実施の形態では、トナーは、顔料以外は次に示す同じ構成を有する。トナーは、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃、体積平均粒径６μｍの負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。このトナーを用いて、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４の画像濃度を得るには、５ｇ／ｍ^２のトナー量が必要である。トナーは、ガラス転移点６０℃かつ軟化点１２０℃のポリエステル（結着樹脂）、ガラス転移点５０℃かつ軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックス（離型剤）および各色の顔料を含み、ワックス含有量がトナー全量の７重量％、顔料含有率がトナー全量の１２重量％および残部が結着樹脂のポリエステルである。トナーに含まれる低分子ポリエチレンワックスは、結着樹脂のポリエステルよりもガラス転移点および軟化点が低いワックスである。

中間転写手段３は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂと、支持ローラ２３，２４，２５と、ベルトクリーナ２６とを含む。中間転写ベルト２１は、支持ローラ２３，２４，２５の間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状のトナー像担持体であり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂとほぼ同じ周速度で矢符２７の方向に回転する。中間転写ベルト２１には、たとえば、厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを使用できる。中間転写ベルト２１の材料はポリイミドのみに限定されず、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどの合成樹脂、各種ゴムなどからなるフィルムを使用できる。合成樹脂または各種ゴムからなるフィルム中には、中間転写ベルト２１としての電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボンなどの導電材が配合される。中間転写ベルト２１のトナー像担持面は、中間転写ベルト２１の回転駆動方向における上流側から、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂにこの順番で圧接する。中間転写ベルト２１の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに圧接する位置が、各色トナー像の中間転写位置である。中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向する位置に、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂが配置される。

中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂは、それぞれ、中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向し、かつ中間転写ベルト２１におけるトナー像担持面２１ａの反対面に圧接し、かつ図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属により形成される。軸体の直径は特に制限されないが、好ましくは８〜１０ｍｍである。導電性層は、導電性弾性体などにより形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。導電性層によって、中間転写ベルト２１に高電圧が均一に印加される。中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト２１上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の中間転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに形成されるイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに順次重ね合わさって転写され、多色トナー像が形成される。ただし、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの一部のみの画像情報が入力される場合には、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂのうち、入力される画像情報の色に対応する作像ユニットのみにおいてトナー像が形成される。

支持ローラ２３，２４，２５は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられ、中間転写ベルト２１を張架して矢符２７の方向に回転駆動させる。支持ローラ２３，２４，２５には、たとえば、直径３０ｍｍおよび肉厚１ｍｍのアルミニウム製円筒体（パイプ状ローラ）が用いられる。支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を介して後述する２次転写ローラ２８に圧接して２次転写ニップ部を形成し、かつ電気的に接地される。支持ローラ２４は中間転写ベルト２１を張架する機能と共に、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録材８に２次転写させる機能をも有する。

ベルトクリーナ２６は、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａ上のトナー像を記録材８に転写した後に、トナー像担持面２１ａ上に残存するトナーを除去する部材であり、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２５に対向するように設けられる。ベルトクリーナ２６は、クリーニングブレード２６ａと、トナー貯留容器２６ｂとを含む。クリーニングブレード２６ａは、図示しない加圧手段により、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに圧接し、トナー像担持面２１ａ上の残存トナーなどを掻き取る板状部材である。クリーニングブレード２６ａには、たとえば、弾性を有するゴム材料（たとえば、ウレタンゴム）などからなるブレードを使用できる。トナー貯留容器２６ｂは、クリーニングブレード２６ａに掻き取られるトナーなどを一時的に貯留する。

中間転写手段３によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成されるトナー像が、中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａの所定位置に重ね合わされて転写され、トナー像が形成される。このトナー像は、後述するように、２次転写ニップ部において記録材８に２次転写される。２次転写後に中間転写ベルト２１のトナー像担持面２１ａに残留するトナー、オフセットトナー、紙粉などがベルトクリーナ２６により除去され、トナー像担持面２１ａには再度トナー像が転写される。

２次転写手段４は、支持ローラ２４と、２次転写ローラ２８とを含む。２次転写ローラ２８は、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２４に圧接し、かつ軸線方向に回転駆動可能に設けられ、図示しない駆動手段によって回転駆動するローラ状部材である。２次転写ローラ２８は、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含む。金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属により形成される。導電性層は、導電性弾性体などにより形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、ＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。２次転写ローラ２８には図示しない電源が接続され、トナーの帯電極性とは逆の極性を有する高電圧が均一に印加される。支持ローラ２４と中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２８との圧接部が２次転写ニップ部である。２次転写手段４によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像が２次転写ニップ部に搬送され、それに同期して後述の記録材供給手段５から送給される記録材８が２次転写ニップ部に搬送され、２次転写ニップ部においてトナー像と記録材８とが重ね合わされ、トナー像が記録材８に２次転写される。このようにして、記録材８上に未定着トナー像が担持される。未定着トナー像を担持する記録材８は、定着装置６に搬送される。定着装置６は、記録材８に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱溶融させて記録材８に定着させる。定着装置６の詳細な構成は後述する。トナー像が定着された記録材８は排紙トレイ１１０に排紙され、画像形成は完了する。

記録材供給手段５は、記録材カセット４２と、ピックアップローラ４３と、レジストローラ４４ａ，４４ｂとを含む。記録材カセット４２は記録材８を貯留する。記録材８には、たとえば、普通紙、コート紙、カラーコピー専用用紙、ＯＨＰ用フィルム、葉書などが挙げられる。記録材８のサイズとしては、Ａ４、Ａ３、Ｂ５、Ｂ４、葉書サイズなどが挙げられる。ピックアップローラ４３は、記録材８を搬送路Ｐに１枚ずつ送給する。レジストローラ４４ａ，４４ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が２次転写ニップ部に搬送されるのに同期して、２次転写ニップ部に記録材８を送給する。記録材供給手段５によれば、記録材カセット４２内に貯留される記録材８が、ピックアップローラ４３によって１枚ずつ搬送路Ｐに送給され、さらに、レジストローラ４４ａ，４４ｂによって２次転写ニップ部に送給される。

スキャナ部７は、原稿台と、光源と、ＣＣＤ（電荷結合素子）センサ９とを含む。原稿台の上面には、複写すべき原稿が載置される。原稿台には透明ガラスなどの透明性材料からなる板状部材が用いられる。光源は、原稿台に載置される原稿を照明する。ＣＣＤセンサ９は、光源によって照明される原稿からの反射光を光電変換することで、反射光を画像情報（画像信号）に変換する。ＣＣＤセンサ９は変換部と転送部と出力部とを含み、変換部では反射光である光信号を電気信号に変換し、転送部ではクロックパルスに同期して電気信号を順次出力部へ転送し、出力部では電気信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。このようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行ってデジタル信号に変換する。スキャナ部７により読み取られる原稿の画像情報は、画像形成装置の全動作を制御するＣＰＵ（中央処理装置）に送られ、各種画像処理が施された後、メモリに一旦記憶され、出力指示に応じてメモリ内の画像を読出して光走査ユニット１３に転送して記録材８である記録紙上に画像を形成させる。

本発明に使用するトナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤を含有する。結着樹脂としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。

結着樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。これらの結着樹脂の中でも、カラートナー用としては、保存性、耐久性などの点から、軟化点１００〜１５０℃、ガラス転移点５０〜８０℃の結着樹脂が好ましく、前記の軟化点およびガラス転移点を有するポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは軟化状態で高い透明度を示す。

結着樹脂がポリエステルである場合、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が重ね合わされた多色トナー像を記録媒体８に定着させると、ポリエステル自体は透明化するので、減法混色によって充分な発色が得られる。

着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成技術に用いられるトナー用顔料および染料を使用できる。

顔料としては、たとえば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料などの有機系顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ベルリンブルーなどの無機系顔料、アルミニウム粉などの金属粉などが挙げられる。顔料は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。

離型剤としては、たとえば、ワックスを使用できる。ワックスとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスなどが挙げられる。

トナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤の他に、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、導電剤などの一般的なトナー用添加剤の１種または２種以上を含有できる。

トナーは、着色剤、離型剤などを結着樹脂と溶融混練して粉砕する粉砕法、着色剤、離型剤、結着樹脂のモノマーなどを均一に分散した後、結着樹脂のモノマーを重合させる懸濁重合法、結着樹脂粒子、着色剤、離型剤などを凝集剤によって凝集させ、得られる凝集物の微粒子を加熱する乳化凝集法などの公知の方法に従って製造できる。

トナーの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、好ましくは２〜７μｍである。トナーの体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの流動性が低下し、現像動作の際に、トナーの供給、撹拌および帯電が不充分になり、トナー量の不足、逆極トナーの増加などが起こり、高画質画像が得られないおそれがある。一方、トナーの体積平均粒径が７μｍを超えると、中心部分まで軟化し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、画像の記録媒体８への定着性が低下するとともに、画像の発色が悪くなり、特にＯＨＰシートへの定着の場合には、画像が暗くなる。

本実施形態で用いるトナーは、たとえばガラス転移点６０℃、軟化点温度１２０℃、体積平均粒径６μｍの負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。

このトナーを用いて、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４の画像濃度を得るには、５ｇ／ｍ^２のトナー量が必要である。

トナーは、ガラス転移点６０℃かつ軟化点１２０℃のポリエステル、ガラス転移点５０℃かつ軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックスおよび各色の顔料を含み、ワックス含有量がトナー全量の７重量％、顔料含有率がトナー全量の１２重量％および残部が結着樹脂のポリエステルである。トナーに含まれる低分子ポリエチレンワックスは、結着樹脂のポリエステルよりもガラス転移点および軟化点が低いワックスである。

図３は、複写機１００の電気的構成を示すブロック図である。
複写機１００は、制御部３０１を備え、制御部３０１は、記憶部３０２に記憶される各種制御プログラムに基づいて複写機１００全体の動作制御を行う。制御部３０１は、複写機１００の上面に配置される操作パネル（表示部３０３、入力部３０４を含む）を介して入力された印刷指令、複写機１００内部に配置される各種センサなどからの検知結果、外部機器からＵＳＢ／ＬＡＮインターフェイス３０５を介して入力される画像データ、複写機１００内部の各装置の動作を制御するための各種設定値およびデータテーブルに基づいて動作制御を行う。

記憶部３０２には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。

複写機１００に接続される外部機器には、画像データの形成または取得が可能であり、かつ複写機１００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラなどが挙げられる。

演算部３０６は、記憶部３０２に記憶される各種データ（印刷指令、検知結果、画像情報など）および各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知や判定を行う。制御部３０１は、演算部３０６における各種判定結果、演算結果などに応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。

制御部３０１および演算部３０６は、たとえばＣＰＵを備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。

スキャナ部７は、原稿画像を読み取る読取部３０７を備え、読取部３０７で読み取った原稿画像は、画像処理部３０８によって適正な電気信号に変換されて画像データが生成される。画像形成部３０９は、生成された画像データに基づいて静電潜像を作成し、トナーを用いてこれを現像して、記録紙に未定着トナー像を形成する。定着部３１０は、画像形成部３０９で形成された未定着トナー像を転写紙に加熱定着する。

また、後処理装置であるフィニッシャーやソーターなどの周辺機器は、周辺機器制御部３１１によって動作制御される。
図示はしていないが主電源は、複写機１００の各動作部に電力を供給する。

図４は、本発明の実施形態である定着装置６の構成を概略的に示す断面図である。図４を用いて定着装置６の構成を詳細に説明する。

定着装置６は図４に示すように、定着ローラ５０と、加圧ローラ６０と、外部加熱部７０と、クリーニング部８０とを含む。

定着ローラ５０および加圧ローラ６０は、所定の荷重（たとえば６００Ｎ）で互いに圧接されており、それらの間に定着ローラ５０表面と加圧ローラ６０表面とが互いに当接する部分（以下では、定着ニップ部Ｎという）が形成される。

本実施形態では、定着ニップ部Ｎのニップ幅（定着ローラ５０、加圧ローラ６０の回転方向に沿った長さ）は、たとえば９ｍｍに設定されている。

定着ローラ５０は、定着温度（たとえば１８０℃）に加熱されて、定着ニップ部Ｎを通過する未定着トナー像が形成された搬送路Ｐを加熱する。定着ローラ５０は、芯金５０ａの外周面に弾性層５０ｂを有し、弾性層５０ｂの外周面に離型層が形成されてなる３層構造のローラ部材である。芯金５０ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属またはそれらの合金等が用いられる。

また、弾性層５０ｂにはシリコンゴムが用いられ、離型層にはＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。

定着ローラ５０の芯金５０ａの内部には、定着ローラ５０を内部から加熱するための熱源であるヒータランプ（ハロゲンランプ）５１が配置されている。

ヒータランプ５１は、制御部３０１によってその通電が制御され、オンされると芯金５０ａの内周面に赤外線を放射する。放射された赤外線は、芯金５０ａの内周面に吸収され、芯金５０ａを加熱し、弾性層５０ｂ、離型層へと熱伝導して定着ローラ５０全体が加熱される。

加圧ローラ６０は、回転軸を挟んで定着ニップ部Ｎとは反対側に設けられた圧接機構によって、定着ローラ５０に対して圧接され、定着ニップ部Ｎに所定の圧力を与える。加圧ローラ６０も定着ローラ５０と同様に、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金６０ａの表面にシリコンゴム等の弾性層６０ｂを有し、さらにその上にＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層が形成された３層構造のローラ部材である。

また、本実施形態では、加圧ローラ６０においても、芯金６０ａの内部にヒータランプ６１が備えられている。そして、ヒータランプ６１は、制御部３０１によってその通電が制御され、オンされると芯金６０ａの内周面に赤外線を放射する。放射された赤外線は、芯金６０ａの内周面に吸収され、芯金５０ａを加熱し、弾性層６０ｂ、離型層へと熱伝導して加圧ローラ６０全体が加熱される。

外部加熱部７０は、無端状の外部加熱ベルト７４と、該外部加熱ベルト７４が巻架される一対の回転支持ローラ７１を有している。詳細については図５を用いて後述するが、外部加熱部７０には、回転支持ローラ７１を定着ローラ５０表面に対して離接させる離接機構が設けられる。

外部加熱ベルト７４は、定着温度よりも高い加熱温度（たとえば２１０℃）に加熱された状態で定着ローラ５０表面に接触して、定着ローラ５０表面を加熱する。外部加熱ベルト７４には、内周面が接触する回転支持ローラ７１により熱が供給される。外部加熱ベルト７４は、定着ローラ５０の回転軸を挟んで定着ニップ部Ｎとは反対側で定着ローラ５０表面に圧接されるように配置され、後述する離接機構により、所定の押圧力（たとえば４０Ｎ）をもって定着ローラ５０に圧接されている。このような圧接によって、外部加熱ベルト７４表面と、定着ローラ５０表面とが互いに当接する部分（以下では、加熱ニップ部ｎという）が形成される。本実施形態では、加熱ニップ部ｎのニップ幅（定着ローラ５０の回転方向に沿った長さ）は、たとえば２０ｍｍである。

外部加熱ベルト７４は、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス、ニッケル等の金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、離型層として、耐熱性および離型性に優れた合成樹脂材料（たとえばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）が形成された２層構成の無端状ベルト部材である。

また、外部加熱ベルト７４は、定着ローラ５０の回転に従動するように回転し、その寄り力を低減するために、内周面にフッ素樹脂等のコーティング層を設けることが好ましい。

回転支持ローラ７１は、アルミニウム、鉄系材料等からなる中空円筒状の金属製芯材からなり、回転支持ローラ７１ａと回転支持ローラ７１ｂの一対のローラ部材で構成される。外部加熱ベルト７４の寄り力を低減するために、金属製芯材の表面に、フッ素樹脂等のコーティング層を施してもよい。回転支持ローラ７１の内部には、熱源となるヒータランプ７２が配置されるが、ヒータランプ７２は、１対のローラのうちの一方のローラ、本実施形態では回転支持ローラ７１ａの内部にのみ設けられる。

ヒータランプ７２は、制御部３０１によってその通電が制御され、オンされると金属製芯材の内周面に赤外線を放射する。放射された赤外線は、金属製芯材の内周面に吸収され、回転支持ローラ７１ａ全体が加熱される。加熱された回転支持ローラ７１ａは、内周面から外部加熱ベルト７４を加熱する。

定着ローラ５０の外周面には、定着ローラ５０の表面温度を検出するためのサーミスタ（温度検出手段）５２が配置され、加圧ローラ６０の外周面には、加圧ローラ６０の表面温度を検出するためのサーミスタ６２が配置されている。

また、外部加熱ベルト７４の外周面においては、回転支持ローラ７１ａおよび回転支持ローラ７１ｂとそれぞれ対向する位置にサーミスタ７３，７５が配置されている。

制御部３０１は、これらサーミスタ５２，６２，７３，７５の出力に基づいて、定着ローラ５０、加圧ローラ６０および外部加熱ベルト７４の所定位置における表面温度を検出し、各表面温度が目標温度に近づくように、対応するヒータランプ５１，６１，７２への通電を制御する。

クリーニング部８０は、クリーニングウェブ８１と、送出しローラ８２と、ウェブ圧接ローラ８３と、巻取りローラ８４とを含み、定着ローラ５０表面に付着するオフセットトナーなどを除去する。

クリーニングウェブ（以下単に「ウェブ」ともいう）８１は、送出しローラ８２からウェブ圧接ローラ８３に向けて送り出され、ウェブ圧接ローラ８３に巻回されて定着ローラ５０表面に圧接した後、巻取りローラ８４によって巻き取られるように設けられる。

ウェブ８１には、たとえば、耐熱性不織布を使用できる。耐熱性不織布としては特に制限されないけれども、たとえば、芳香族ポリアミド繊維と高温で軟化するポリエステル繊維とを含み、適度な柔軟性と機械的強度とを併せ持つ不織布などが挙げられる。このような耐熱性不織布は市販されており、たとえば、ノーメックス（商標名）、ヒメロン（商品名）などが挙げられる。

また、ウェブ８１には離型効果などを有するオイルを含浸させ得る。オイルとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイルおよびフッ素変性シリコーンオイルなどのシリコーンオイルが挙げられる。

ウェブ８１の厚さは特に制限されないけれども、好ましくは３０μｍ以上１００μｍ以下である。本実施の形態ではウェブ８１として厚さ４０μｍのものを使用する。

送出しローラ８２は、軸線回りに従動回転可能に支持され、その表面にウェブ８１を巻回して保持する。本実施の形態では、送出しローラ８２は、巻取りローラ８４によるウェブ８１の巻取り動作に反時計回りの方向へ従動回転してウェブ８１を送り出すように構成される。

ウェブ圧接ローラ８３は、長手方向の両端が図示しない軸受けによって従動回転可能に軸支されるローラ状部材である。ウェブ圧接ローラ８３は、図示しない押圧手段によってウェブ８１を介して定着ローラ５０表面に圧接するように設けられる。ウェブ圧接ローラ８３は、巻取りローラ８４によるウェブ８１の巻取り動作時に従動回転する。

ウェブ圧接ローラ８３には、たとえば、金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。弾性層を構成する弾性材料としては、たとえば、シリコンゴムなどの耐熱性ゴム、その発泡体などが挙げられる。弾性層の表面硬度は特に制限されないけれども、好ましくは２０°〜３０°（Ａｓｋｅｒ−ｃ、アスカーＣ硬度）である。

巻取りローラ８４は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に支持され、定着ローラ５０と接触した後のウェブ８１を巻き取る。本実施の形態では、巻取りローラ８４は、ウェブ圧接ローラ８３の略鉛直方向上方において、送出しローラ８２および外部加熱部７０から離隔するように設けられる。巻取りローラ８４の回転によって、ウェブ８１が送出しローラ８２から送り出され、クリーニング動作が開始される。

クリーニング部８０の動作は、制御部３０１によって制御される。制御部３０１は、所定の枚数の搬送路Ｐが定着ニップ部Ｎを通過したことをセンサまたは定着ローラ５０の回転数などによって検知した後、巻取りローラ８４を回転させる駆動手段に制御信号を送る。制御信号を受けた駆動手段は、巻取りローラ８４を回転させてウェブ８１を一定量巻き取る。

なお、本実施形態では、ヒータランプ５１，６１，７２への通電等の制御を、複写機１００の制御部３０１にて行う構成としたが、定着装置６自体が独立した制御部を具備する構成としてもよい。

また、定着ローラ５０の回転軸の軸線方向一端部には、駆動モータ（駆動源）からの駆動力が伝達され、定着ローラ５０が回転駆動される。

定着動作時などでは、定着ローラ５０が回転駆動されることで、定着ローラ５０に圧接されている加圧ローラ６０は、定着ニップ部Ｎに発生する摩擦力によって従動回転する。そのため、加圧ローラ６０の回転方向は、定着ローラ５０の回転方向とは逆方向となる。

外部加熱部７０の外部加熱ベルト７４も、定着ローラ５０と接触する加熱ニップ部ｎに発生する摩擦力によって、定着ローラ５０に従動回転する。

したがって、外部加熱ベルト７４の回転方向は、定着ローラ５０の回転方向とは逆方向となる。そして、回転支持ローラ７１は、その表面が外部加熱ベルト７４の内周面と接触することで、外部加熱ベルト７４に従動回転する。

搬送路Ｐは、未定着トナー像の形成面が定着ローラ５０に当接し、その反対の面が加圧ローラ６０に当接するように、定着ニップ部Ｎへと搬送される。搬送路Ｐが定着ニップ部Ｎを通過することにより、搬送路Ｐ上に形成されている未定着トナー像は、熱圧着され、搬送路Ｐの表面に定着する。搬送路Ｐの定着ニップ部Ｎの通過速度である定着速度はプロセス速度（用紙搬送速度）と同じであり、本実施形態では、たとえば３５５ｍｍ／ｓｅｃである。また、１分間あたりの連続給紙枚数にて表す複写速度は、本実施形態ではたとえば７０枚／ｍｉｎである。

次に、回転支持ローラ７１を定着ローラ５０に対して離接させる離接機構９０について説明する。

図５は、離接機構９０の構成を示す図である。図５（ａ）は、回転支持ローラ７１ｂが定着ローラ５０に当接した状態を示し、図５（ｂ）は、回転支持ローラ７１ｂが定着ローラ５０から離間した状態を示す。

ヒータランプ７２を内部に有する回転支持ローラ７１ａおよびヒータランプを内部に有しない回転支持ローラ７１ｂは、回転軸両端部において、板状のサイドフレーム９１に、軸受を介して回転自在に支持されている。

この軸受は、サイドフレーム９１に対して所定の軸間距離で固定されており、回転支持ローラ７１ａ，７１ｂ間の平行度が確保される。サイドフレーム９１は、アーム９２に固定されており、アーム９２の回動軸Ａは、回転支持ローラ７１ａの回転軸と同じである。アーム９２は、画像形成装置１のメインフレーム等に対して回動自在に取り付けられている。

アーム９２には、一端がメインフレーム等に固定されたコイルばね９３の他端が取り付けられており、アーム９２およびこれに支持されたサイドフレーム９１は、このコイルばね９３の引っ張り力により、回動軸Ａを支点にして定着ローラ５０側に付勢されている。

図５（ａ）に示すように、回転支持ローラ７１ａ，７１ｂが外部加熱ベルト７４を介して定着ローラ５０に圧接されている状態では、回転支持ローラ７１ａ，７１ｂが等しい荷重で定着ローラ５０に圧接されるよう構成されている。

アーム９２を、回動軸Ａを支点にして回動させるために、偏心カム９４が設けられる。偏心カム９４は、回動軸Ａと偏心カム９４との間にコイルばね９３が位置するように配置される。

回転支持ローラ７１ａ，７１ｂが外部加熱ベルト７４を介して定着ローラ５０に圧接されている状態では、偏心カム９４の回転軸がカム周面と最も近くなる側（短軸側）がアーム９２に当接する。偏心カム９４を１８０度回転させると、偏心カム９４の回転軸がカム周面と最も遠くなる側（長軸側）がアーム９２に当接する。このとき、図５（ｂ）に示すように、アーム９２は、コイルばね９３のばね力に反して回動軸Ａを支点にして回動し、回転支持ローラ７１ｂが、定着ローラ５０から離間する。

回動軸Ａは不動としているので、回転支持ローラ７１ｂが定着ローラ５０から離間した場合でも、回転支持ローラ７１ａは、定着ローラ５０に対する位置が変化せず、外部加熱ベルト７４を介して定着ローラ５０に圧接された状態が保持される。

このような離接機構９０の構成は、支持ローラ７１ａ，７１ｂの双方を離接させる機構にくらべ構造が単純で、装置の小型化にもつながる。

定着ローラ５０表面の温度を急上昇、急下降させる等の目的において、図５（ａ）に示す支持ローラ７１ａ，７１ｂの双方が定着ローラ５０に圧接された圧接状態と、図５（ｂ）に示す支持ローラ７１ａが定着ローラ５０に圧接され、支持ローラ７１ｂが定着ローラ５０から離間された離間状態とを適宜切り替える。

離間状態から圧接状態へと切り替わるときに、外部加熱ベルト７４を介して回転支持ローラ７１に衝撃力が伝わる。

しかし、回動軸Ａと、ヒータランプ７２を内部に有する回転支持ローラ７１ａの回転軸は同じであるため、回転支持ローラ７１ａには大きな衝撃力が伝わらず、衝撃力は回転支持ローラ７１ｂに主に伝わる。回転支持ローラ７１ｂには、ヒータランプが設けられていないので、離接動作によりヒータランプ７２には衝撃力が殆ど伝わることなく、ヒータランプ７２の破損を防止することができる。

また、離間状態であっても回転支持ローラ７１ａは、一定圧力で定着ローラ５０に圧接されているため、定着ローラ５０が回転すると、確実に外部加熱ベルト７４は従動回転する。

加熱部ニップ部ｎは、外部加熱ベルト７４の曲がり癖や温度によって変化するものではあるが、圧接状態においてニップ幅を２０ｍｍとする。一方離間状態のとき、定着ローラの温度ムラ防止と、外部加熱ベルトへの局所的な熱の集中を防止するためにニップ幅が５ｍｍとなるように離間させる。

外部加熱ベルト７４は、たとえば厚さ９０ｍｍのポリイミド（宇部興産製、商品名：ユーピレックスＳ）の基材表面に、離型層としてＰＴＦＥとＰＦＡとがブレンドされたフッ素樹脂が２０μｍ厚でコーティングされた構成を有する。外部加熱ベルト７４の周長は９４．２４ｍｍ（室温条件下）であり、軸間が固定された支持ローラ７１ａ，７１ｂに巻架して、定着ローラ５０に荷重４０Ｎで圧接している。

また、定着ローラ５０は、アルミ製の芯金５０ａの表面に、弾性層５０ｂとして厚さ３ｍｍのシリコンゴム層を形成し、さらにその上に離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆したものを使用している。定着ローラ５０の直径は５０ｍｍである。

加圧ローラ６０は、アルミ製の芯金６０ａの表面に、弾性層６０ｂとして厚さ２ｍｍのシリコンゴム層を形成し、さらにその上に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆したものを使用している。加圧ローラ６０の直径は定着ローラ５０と同じく５０ｍｍである。

回転支持ローラ７１ａ，７１ｂは、共に厚さ０．７５ｍｍのアルミ製の芯金で、直径は共に１５ｍｍである。また、表面にＰＴＦＥとＰＦＡをブレンドしたフッ素樹脂をコーティングしている。回転支持ローラ７１ａ，７１ｂの軸間は２３．０ｍｍになるように配置されている。

定着ローラ５０の軸線方向両端部は芯金５０ａのジャーナル部により、熱容量が軸線方向中央部にくらべて大きくなることは避けられず、定着ローラ５０の表面温度分布には、軸線方向に対して温度ムラが発生する。したがって、外部加熱ベルト７４によって定着ローラ５０の表面側から熱供給することで、定着ローラ５０の軸線方向の温度分布を均一化することができる。

また、待機中は、定着ローラ５０を静止させているため、加熱ニップ部だけが過度に熱せられる恐れがあるが、外部加熱ベルト７４と定着ローラ５０表面温度が等しくなるように温度調整しておけばよく、これにより定着ローラ５０の周方向に対しても温度ムラを発生させることはない。

以下では、離接機構の動作制御について説明する。
急速に定着ローラ５０の表面温度を上昇させたいとき、すなわち複写機１００の電源を投入した直後や、制御部３０１にのみ通電した状態であるスリープモードから復帰するときは、効率よく定着ローラ５０に熱供給するため、外部加熱部７０を圧接状態にする。また、未定着トナー像が形成された記録用紙８が定着ニップ部Ｎを通過すると、定着ローラ５０は熱を奪われ、表面温度は下がる。定着ローラ５０の内部のヒータランプ５１によって熱供給されるが、高速機においては温度が追従しなくなり、定着不良を起こしてしまう。ゆえに、外部加熱ベルト７４から効率よく定着ローラ５０へと熱供給するために、外部加熱部７０を圧接状態にしておくことで定着ローラ５０の表面温度を定着温度に温調することができる。

さらに、印刷指示信号の入力があればすぐ画像形成可能なように定着ローラ５０、加圧ローラ６０、外部加熱ベルト７４が加熱された待機状態においても、外部加熱部７０を圧接状態にしておく。

図６は、制御部３０１による離接機構９０の動作制御処理を示すフローチャートである。図６（ａ）は、電源オン時またはスリープモードからの復帰時の動作制御処理を示し、図６（ｂ）は、電源オフ時またはスリープモードへの移行時の動作制御処理を示す。

まず、図６（ａ）のフローチャートについて説明する。電源投入前、すなわち電源オフの状態またはスリープモードの状態では、外部加熱部７０は離間状態に保たれている。

ステップＳ１では、複写機１００または画像形成装置１の電源がオンされたか、またはスリープモードから復帰したかを判断し、電源オンまたはスリープモードから復帰していれば、ステップＳ２に進み、電源オンもスリープモードから復帰もされていなければステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、外部加熱部７０を離間状態に維持したままステップＳ６で定着ローラ内部に搭載されているヒーターランプ５１によって、定着ローラ５０の表面温度を印刷可能状態となるように調整する。

ステップＳ２では、偏心カム９４を１８０度回転させて、外部加熱部７０を離間状態から圧接状態へと切り替えステップＳ３に進む。ステップＳ３では、定着ローラ５０の表面温度を定着温度にまで上昇させるように温度調整を行う。温度調整は、サーミスタ５２，６２，７３，７５の出力に基づいて、定着ローラ５０、加圧ローラ６０および外部加熱ベルト７４の表面温度を検出し、各表面温度が目標温度に近づくように、対応するヒータランプ５１，６１，７２への通電を制御する。ステップＳ４では、画像形成装置１を、印刷可能な状態にして待機し、印刷指示の入力を待つ。

こののち、印刷指示が入力された場合は、画像形成装置１を動作させて印刷を実行する。印刷指示が入力されなければ、一旦外部加熱部７０を離間状態に切り替え、外部加熱ベルト７４と定着ローラ５０との温度差がなくなるように温度調整し、再び圧接状態に切り替えて印刷指示の入力を待つ。

スリープモードからの復帰は、たとえばスリープモードの状態で、ユーザによって入力部３０４の印刷指示ボタンが押下されたとき、外部装置から、印刷指示信号を受信したときなどに行われる。

次に、図６（ｂ）のフローチャートについて説明する。電源オフ前、すなわち電源オンの状態では、外部加熱部７０は圧接状態に保たれており、印刷可能状態となるように定着ローラ５０の表面温度が調整されている。

ステップＳ１１では、複写機１００または画像形成装置１の電源がオフされたかどうかを判断し、電源オフされていればステップＳ１２に進み、電源オフされていなければステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、偏心カム９４を１８０度回転させて、外部加熱部７０を圧接状態から離間状態へと切り替えステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、画像形成装置１の電源供給を停止する。

ステップＳ１２では、スリープモードへ移行したかどうかを判断し、スリープモードへ移行していれば、ステップＳ１３に進み、スリープモードへ移行されていなければ、印刷可能状態となるように定着ローラ５０の表面温度が調整されている状態となりステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１３では、偏心カム９４を１８０度回転させて、外部加熱部７０を圧接状態から離間状態へと切り替えステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、定着ローラ５０の表面温度を印刷可能状態となるように温度調整を行う。温度調整は、サーミスタ５２，６２，７３，７５の出力に基づいて、定着ローラ５０、加圧ローラ６０および外部加熱ベルト７４の表面温度を検出し、各表面温度が目標温度に近づくように、対応するヒータランプ５１，６１，７２への通電を制御する。ステップＳ１５では、画像形成装置１を、印刷可能な状態にして待機し、印刷指示の入力を待つ。

上記では、電源のオンオフ状態またはスリープモードであるかどうかに基づいて、離接機構９０が外部加熱部７０の離接動作制御を行う態様について説明したが、これ以外にもたとえば、印刷対象の記録媒体の種類を変更する場合など、離接動作制御を行うほうが好ましい態様があるので以下では、これについて説明する。

一例として、記録媒体をＯＨＰシートから普通紙に変更した場合について説明する。ユーザが入力部３０４を操作して、ＯＨＰシートに印刷する印刷指示を入力した場合、制御部３０１はＯＨＰシートにトナーが充分に定着できる高い温度、たとえば２００℃に定着ローラ５０の表面温度を調整する。次に、ユーザが入力部３０４を操作して、普通紙に印刷する印刷指示を入力した場合、先のＯＨＰシートに対する定着温度２００℃では、定着温度が高くトナーの高温定着オフセットが発生してしまう。したがって、普通に対して良好に定着できる温度、たとえば１８０℃に定着ローラ５０の表面温度を調整する。

定着ローラ５０の表面温度を、高い表面温度から低い表面温度へと調整する場合、制御部３０１は、偏心カム９４を回転させ、外部加熱部７０を離間状態へと切り替える。そうすることによって、圧接状態で温度調整を行うよりも短時間で所望定着温度に調整することができる。

また、別の例として圧接状態で定着ローラ５０が回転を停止した場合について説明する。定着ローラ５０の回転が停止すると、定着ローラ５０への熱伝達が遮断され、外部加熱部７０内での温度勾配によって外部加熱ベルト７４、回転支持ローラ７１ａ，７１ｂが昇温し、外部加熱ベルト７４を介して、加熱ニップ部ｎが局所的に過熱され、定着ローラ５０の周方向に対して温度ムラが発生する。温度ムラを防止するために、定着ローラ５０が回転を停止した場合には、外部加熱部７０を圧接状態から離間状態へと切り替える。

ここで、外部加熱ベルト７４および回転支持ローラ７１ａ，７１ｂは熱容量が比較的小さいため、加熱ニップ部ｎを小さくしすぎると、熱が外部加熱ベルト７４に集中してしまい、外部加熱ベルト７４の劣化を早めてしまう。これらの問題を解決するために、離間状態での加熱ニップ部ｎの幅が５ｍｍ程度となるように設定する。離間状態での加熱ニップ部ｎの幅は、回動軸Ａを支点とするアーム９２の回動角度の大きさによって決まる。アーム９２の回動角度は、偏心カム９４の大きさや、アーム９２に接する位置などによって適宜設定することができる。

また、外部加熱ベルト７４が加熱されたままで圧接状態となったのち、室温またはそれに近い温度にまで外部加熱ベルト７４の温度が低下した場合、外部加熱ベルト７４の形状は、定着ローラ５０表面に圧接した状態で硬化し、従動回転不良の原因となり、定着ローラ５０への熱供給が不十分なものとなる可能性がある。

したがって、電源オフまたはスリープモードへ移行する際に、外部加熱部７０が圧接状態でサーミスタ７３、７５による温度検出結果を取得し、所定の温度（たとえば１３０℃）を超えていると検知されたときは、偏心カム９４を回転させ、離間状態に切り替えたのち、電源オフまたはスリープモードへと移行させる。

１ 画像形成装置
６ 定着装置
５０ 定着ローラ
６０ 加圧ローラ
７０ 外部加熱部
７１，７１ａ，７１ｂ 回転支持ローラ
７２ ヒータランプ
７４ 外部加熱ベルト
８０ クリーニング部
９０ 離接機構
９１ サイドフレーム
９２ アーム
９３ コイルばね
９４ 偏心カム
１００ 複写機

Claims (5)

1. 軸線回りに回転可能に設けられ、未定着トナー像を担持する記録材を加熱し、前記未定着トナー像を構成するトナーを溶融させて前記記録材に定着させる定着部材と、
   軸線回りに回転可能に設けられ、前記定着部材に圧接して前記定着部材との間に圧接部を形成し、前記圧接部に搬送される未定着トナー像を担持する記録材を加圧する加圧部材と、
   複数の支持ローラに回転可能に張架された無端状の外部加熱ベルトが前記定着部材の外周面に当接するように設けられ、加熱部材によって外部加熱ベルトを加熱することで前記外周面を加熱する外部加熱部と、
   前記複数の支持ローラのうち、１つの支持ローラの中心軸を回転軸として前記外部加熱部を回動させることで、前記外部加熱部を前記定着部材に対して離接させる離接部とを備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記複数の支持ローラのうち、前記回転軸となる中心軸を有する支持ローラのみが、内部に前記加熱部材を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記回転軸となる中心軸を有する支持ローラは、前記外部加熱部が前記定着部材に対して離間した離間状態と、前記外部加熱部が前記定着部材に対して圧接した圧接状態のいずれの状態であっても、前記外部加熱ベルトを介して、前記定着部材に圧接していることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記離接部は、前記定着部材の表面温度に基づいて、前記外部加熱部を前記定着部材に対して離接させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置を備える画像形成装置であって、
   前記離接部の動作を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記画像形成装置の電源がオフされるとき、および前記制御部にのみ通電した動作状態であるスリープモードへと移行するときは、前記外部加熱部を前記定着部材から離間させ、前記画像形成装置の電源がオンされたとき、および前記スリープモードから復帰したときは、前記外部加熱部を前記定着部材に圧接させるように、前記離接部を制御することを特徴とする画像形成装置。

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