JP2014025965A5 - - Google Patents

Description

画像加熱装置

本発明は、記録材上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。

この画像加熱装置は、例えば、電子写真画像形成プロセス、静電記録画像形成プロセス、磁気記録画像形成プロセスなど適宜の画像形成原理・方式を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置において用いられ得る。具体的には、複写機、プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタなど）、ファックス、それらの複合機能、ワードプロセッサ等の画像形成装置である。

便宜上、画像加熱装置の一例である定着装置を例にして説明する。従来、電子写真複写機などの画像形成装置には、記録材に形成された未定着のトナー画像を熱及び圧を与えることによって当該記録材に固着画像として定着させる定着装置が設けられている。

この定着装置は、一対の回転体を有し、その間のニップ部において未定着のトナー画像を担持した記録材を挟持搬送しつつトナー画像を定着するものである。

ここで、市場において、従来以上に様々な種類の記録材に対し画像形成ができるようにすることが求められており、その中の１つに、封筒への画像形成が求められている。なお、ここで、封筒とは、郵便や手渡しなど送付する手段は何ら限定されず、手紙や写真などを封入するものを言う。

そこで、特許文献１に記載の装置では、封筒の搬送方向後端に皺が形成されてしまうのを防止するための構成が開示されている。即ち、定着ローラに対する第１加圧ローラおよび第２加圧ローラの単位面積あたりの加圧力を通常モードと封筒モードとで切り換える切換機構が設けられている。封筒モードにおいては、普通紙などを定着するための通常モードよりも、定着ローラに対する第１加圧ローラ及び第２加圧ローラの単位面積あたりの加圧力をともに小さくしている。これにより、封筒に皺が発生するのを防止しようとしている。

特開２００４−２７９７０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、封筒の幅サイズに関わらず、一律に加圧力を下げている。従って、幅広の封筒に定着処理（画像加熱処理）すると、皺が形成されてしまう恐れがある。これは、幅広の封筒に定着処理する場合であっても加圧力を下げてしまうことによりニップ部の長手方向端部での圧が低下し、長手方向端部での封筒を搬送するための力が長手方向中央部よりも低下してしまう為である。つまり、封筒の両側端部が中央部側に引っ張られることに起因して、封筒に皺が形成されてしまったものと考えられる。

本発明の目的は、幅狭の封筒とともに幅広の封筒においても良好に画像加熱処理を施すことができる画像加熱装置を提供することである。
本発明の他の目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、記録材上のトナー像をその間のニップ部で加熱する第１及び第２の回転体と、前記第１及び第２の回転体を互いに圧接させる加圧機構と、前記加圧機構の加圧力を記録材の種類に基づいて制御する制御部と、を有し、画像加熱処理を施す記録材として普通紙を用いる場合、前記制御部は普通紙の幅とは関係なく前記加圧力を所定の加圧力に設定し、画像加熱処理を施す記録材として封筒を用いる場合、封筒が所定の幅よりも幅広であれば前記制御部は前記加圧力を第１の加圧力に設定し封筒が所定の幅よりも幅狭あるいはその所定の幅と同幅であれば前記制御部は前記加圧力を前記第１の加圧力よりも低い第２の加圧力に設定することを特徴とする。

本発明によれば、幅狭の封筒とともに幅広の封筒においても良好に画像加熱処理を施すことができる画像加熱装置を提供することができる。

画像形成装置の一例の構成模型図 定着装置の斜視図 （ａ）と（ｂ）は定着装置の正面図と縦断正面図 （ａ）と（ｂ）は定着装置の左側面図と一部切り欠きの左側面図 （ａ）と（ｂ）は定着装置の右側面図と一部切り欠きの右側面図 図３の（ａ）における（６）−（６）線に沿う拡大右側面図 図６においてコイルユニットの分割可動コアが上方の第２の距離位置に移動された状態を示した図 定着装置の圧力付与部材のクラウン量を説明する図 定着ベルトの層構造図 加圧ローラの逆クラウン形状を誇張して示した模型図 コイルユニット（誘導加熱装置）における励磁コイルと分割コア群の斜視図 左右一対の磁束遮蔽板と途中部分省略のシフト機構の外観斜視図 加圧力可変カム（偏心カム）を説明する図 加圧力変更方法を説明する図 定着装置の各加圧力制御モードにおけるニップ部長手の圧分布図 封筒皺の発生メカニズムを説明する図 加圧力変更制御系統の制御ブロック図 制御フローチャート 制御タイミングチャート 実施例２の制御フローチャート

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、複数ドラムを有する電子写真方式カラー複写機に適用する実施例を説明するが、これに限らず、各種方式の電子写真複写機、あるいはプリンタ、モノカラー方式、電子写真以外の画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。

また、本文中で、封筒（envelopeもしくはmailing envelope）とは、紙材が複数枚重なり折り目がある袋状のものを指し、以下、単に封筒という。つまり、封筒とは、郵便、宅配便や手渡しなど送付する手段は何ら限定されず、手紙や写真などを封入するものを指す。また、封筒とは異なる記録材とは、１枚のシート状の用紙を指し、例えば、普通紙、厚紙、葉書、シール、トランスペアレンシィー等が含まれる。また、封筒を含めこれらをまとめて記録材と呼ぶ。

［実施例１］
（１）画像形成装置
図１は本発明に係る画像加熱装置を定着装置５００として搭載した電子写真カラー複写機である画像形成装置の一例の概略構成図である。

フルカラーの画像形成動作について説明する。リーダ部Ｘの原稿台ガラス３０２上に画像面下向きでセットされたカラー原稿Ｏの画像面が移動型の読取光学系ユニット３００により色分解光電読取される。ユニット３００はガラス３０２の下面に沿って、図面上、左方側のホームポジションから矢印のように右方に往動する。所定の距離について往動したら復動してはじめのホームポジションに戻る。

ユニット３００の往動過程で原稿Ｏの下向き画像面が光源３０３によって照射され、光学系３０４を介してＣＣＤセンサ３０５に結像されて色分解光電読取される。これにより原稿画像がライン毎の電気信号データ列に変換される。

センサ３０５により得られた画像信号は、リーダ画像処理部３０６を介してプリンタ部Ｙのプリンタ制御部（制御回路部）３０９に送られ、プリントにあわせた画像処理がなされる。また、制御部３０９は画像信号としてプリントサーバ（ＰＣ）等の外部ホスト装置４００からの外部入力も受けられる。画像信号は制御部３０９によりＰＷＭされたレーザービームに変換される。３１０はポリゴンスキャナであり、前記ビームを走査して、４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの電子写真感光ドラム（像担持体）２００ａ〜２００ｄに照射される。ドラム２００ａ〜２００ｄは矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ、イエロー色（Ｙ色）、マゼンタ色（Ｍ色）、シアン色（Ｃ色）、ブラック色（Ｂｋ色）のトナー画像（未定着のトナー像）をドラム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄに形成する電子写真画像形成部である。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは画像形成機構・画像形成プロセスとしては略同一なので、以下にＹ色の画像形成部Ｐａの詳細を説明して、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの説明は省略する。

Ｙ色の画像形成部Ｐａにおいて、回転駆動されるドラム２００ａの表面は１次帯電器２０１ａで所定の電位に帯電され、スキャナ３１０からのビームによって露光されて静電潜像が形成される。その潜像が現像器２０２ａによりＹ色のトナー画像（現像剤画像）として現像される。そのトナー画像が一次転写ローラ２０３ａにより中間転写ベルト２０４に一次転写される。

中間転写体であるベルト２０４は矢印の時計方向にドラム２００ａの速度と同じ速度で循環移動している。ローラ２０３ａにはトナーと逆極性の一次転写バイアスが印加されベルト２０４の背面から放電を行う。これにより、ドラム２００ａ側からベルト２０４側に順次に画像が転写される。ベルト２０４への画像転写後のドラム２００ａはクリーナー２０７ａでその表面を清掃される。

また、ベルト２０４上のトナー画像は引き続くベルト２０４の移動により次の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに順次に搬送されて、Ｍ色、Ｃ色、Ｂｋ色の順にトナー画像が重畳転写される。そして、画像形成部Ｐｄを通過することで、最終的にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｂｋ色の４色重ね合わせの画像がベルト２０４上に合成形成される。そのベルト２０４上の画像が二次転写内ローラ２０５と外ローラ２０６で構成される二次転写部（ニップ部）Ｔ２においてベルト２０４側から記録材Ｐ側に一括して二次転写される。記録材Ｐに対する画像転写後のベルト２０４はクリーナー２０９でその表面を清掃される。

記録材Ｐは記録材カセット２０７から一枚宛分離給送されてシートパス２０８により所定の制御タイミングで二次転写部Ｔ２のベルト２０４と外ローラ２０６とのニップ部に導入されて挟持搬送される。ベルト２０４上のトナー画像はローラ２０５と２０６の間に印加されるトナーと逆極性の二次転写電界により記録材Ｐに静電転写される。

二次転写部Ｔ２を出た記録材Ｐはベルト２０４の面から分離されて定着装置５００に導入される。この定着装置５００により、記録材上の未定着のトナー画像が加熱・加圧されて固着画像として定着される。そして、記録材Ｐは定着装置５００を出て画像形成物として排出部３１１に排出される。

（２）定着装置
以下の説明において、画像加熱装置として機能する定着装置５００またはこれを構成している部材の長手方向（幅方向）とは、回転体の軸線方向（スラスト方向）、または記録材を搬送するニップ部において記録材搬送方向に直交する方向又はその方向に平行な方向である。また、短手方向とはニップ部において記録材搬送方向に平行な方向である。なお、後述するように、定着装置（定着ベルト、ニップ部）の長手方向は、封筒の幅方向に実質平行な関係となっている。つまり、封筒の幅とは、この幅方向における長さのことである。

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。上下とは重力方向において上または下である。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。記録材サイズ（紙サイズ）あるいは記録材の幅とは記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の記録材寸法（幅サイズ）である。

図２は定着装置５００の斜視図、図３の（ａ）と（ｂ）は同装置５００の正面図と縦断正面図である。図４の（ａ）と（ｂ）は同装置５００の左側面図と一部切り欠きの左側面図である。図５の（ａ）と（ｂ）は同装置５００の右側面図と一部切り欠きの右側面図である。図６は図３の（ａ）における（６）−（６）線に沿う拡大右側面図である。図７は、図６においてコイルユニットの分割可動コアが上方の第２の距離位置に移動された状態を示した図である。

本実施例の定着装置５００は外部加熱型の電磁誘導加熱方式の画像加熱装置である。この定着装置５００は、大別して、下記のような部材や機構を有している。

ａ：記録材Ｐの画像担持面と接触する回転体としての可撓性を有する無端ベルト（エンドレスベルト：以下、定着ベルトあるいはベルトと記す）４１を含む加熱アセンブリ４０
ｂ：加熱アセンブリ４０の定着ベルト４１に対向する回転体としての弾性を有する加圧ローラ５０
ｃ：定着ベルト４１と加圧ローラ５０とを圧接させてニップ部Ｎを形成する加圧機構８０
ｄ：加圧機構８０Ｌ・８０Ｒによるニップ部Ｎの加圧力を変更する加圧力変更機構
ｅ：定着ベルト４１を加熱する加熱器としての励磁コイルを備えたユニット（誘導加熱装置）６０
ｆ：磁束遮蔽板（磁束遮蔽部材）１０Ｌ・１０Ｒとそのシフト機構２０
上記のような部材や機構は装置シャーシ３０の左右の側板３０Ｌ・３０Ｒ間に配設されている。

（２−１）加熱アセンブリ４０
加熱アセンブリ４０は、後述するコイルユニット６０から発生される磁界（磁場）が存在する領域を通過したときに電磁誘導発熱する磁性部材（金属層、導電部材）を有する回転可能な像加熱部材としての可撓性を有する円筒状の定着ベルト４１を有する。また、ベルト４１の内部に挿入された金属製のステー４２を有する。このステー４２の下面には長手に沿って圧力付与部材としての加圧パッド（ニップパッド）４３が取り付けられている。

パッド４３は、ベルト４１と加圧ローラ５０との間に所定の押圧力を作用させて定着部（定着ニップ部）Ｎを形成する部材であり、耐熱性樹脂製である。ステー４２はニップ部Ｎ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。

パッド４３は圧をかけた時の撓みを補正するために図８のようにクラウンが付けてある。即ち、記録材Ｐの搬送方向と直交する長手方向の中央部が端部より大きい、正クラウン形状となっている。即ち、パッド４３は、長手方向の両端部から中央部に加圧ローラ５０に向って徐々に突出している形状を持つ。その正クラウン量はパッド４３の長手方向の中央と端部（中央から２００ｍｍの位置）で１．４〜１．８ｍｍの範囲で、もっとも好ましいのは、１．６ｍｍである。

また、ステー４２の上面側（コイルユニット６０側）には、ベルト４１を効率的に加熱するために誘導磁場をベルト４１に集中させるための磁性体コア（内側磁性体コア）４４がステー４２の長手にわたって配設されている。

ステー４２の左右の両端部がそれぞれベルト４１の左右の両端部から外方に突出している。その左右の両端部に対してそれぞれ左右対称形状のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒが嵌着されている。ベルト４１は上記のステー４２・パッド４３・コア４４の複合体に対してルーズに外嵌されている。ベルト４１の長手方向（左右方向）への移動は左右のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒの内向き面により規制される。

ベルト４１は、後述するように、基層４１ａ（図９）が電磁誘導発熱する金属で構成されている。そのため、回転状態のベルト４１の幅方向への寄りを規制するための手段としては、ベルト４１の端部を単純に受け止めるだけのフランジ部を有するフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒを設ければ十分である。これにより、定着装置５００の構成を簡略化できるという利点がある。

パッド４３の長手中央部にはベルト４１の温度を検知する温度検知手段（温度検出素子）としてのサーミスタ等の温度センサＴＨが弾性支持部材４６を介して配設されている。センサＴＨはベルト４１の内面に対して部材４６により弾性的に当接している。これにより、回転されるベルト４１のセンサ当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもセンサＴＨがこれに追従してベルト４１の内面との良好な接触状態が維持される。

上記のアセンブリ４０は左右の側板３０Ｌ・３０Ｒ間に左右のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒをそれぞれ側板３０Ｌ・３０Ｒに配設されている縦ガイドスリット部３１に係合させて配設されている。したがって、アセンブリ４０は左右の側板３０Ｌ・３０Ｒ間においてスリット部３１に沿って上下方向に移動可能な自由度を有する。

図９はベルト４１の層構成を示す模型図である。本実施例では、ベルト４１は内径が３０ｍｍで電気鋳造法によって製造したニッケル基層（磁性部材、金属層）４１ａを有している。この基層４１ａの厚みは４０μｍである。基層４１ａの外周には弾性層４１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。層４１ｂ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、ベルト４１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、層４１ｂの厚みは３００μｍとされている。層４１ｂ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。更に層４１ｂの外周には、表面離型層４１ｃ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。

また、基層４１ａの内面側には、ベルト内面とセンサ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）４１ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施例では、この層４１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。

ベルト４１は全体的に低熱容量で可撓性（弾性）を有し、自由状態においては円筒形状を保持している。ベルト４１の金属層４１ａにはニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などの金属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４１ａの厚みは、ユニット６０の後述する励磁コイル（磁場発生コイル）６２に流す高周波電流の周波数と金属層４１ａ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。

（２−２）加圧ローラ５０
加圧ローラ５０はアセンブリ４０の下側において、軸線方向をアセンブリ４０の長手方向にほぼ並行にして、左右の側板３０Ｌ・３０Ｒ間に軸受５１を介して回転可能に配設されている。

本実施例において、ローラ５０は、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５０ａに弾性層５０ｂとしてシリコーンゴム層を設けた、外径が３０ｍｍの弾性ローラである。表面は離型層５０ｃ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。ローラ５０の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。芯金５０ａにテーパー形状をつけているのは、加圧した時にパッド４３が撓んでもベルト４１とローラ５０との圧接で形成される定着ニップ部Ｎ内の圧力が長手方向にわたって均一になるようにするためである。

ローラ５０の外径形状は、図１０の模式図のように、記録材Ｐの搬送方向と直交する長手方向の中央位置より両端位置に大きな外径を有する形状、所謂、逆クラウン形状となっている。逆クラウン量はローラ５０の中央と端部（中央から１６３．５ｍｍの位置）で１５０〜２５０μｍの範囲であり、もっとも好ましいのは２００μｍである。

芯金５０ａの右側の端部には加圧ローラ駆動ギア５２が固定して配設されている。このギア５２に対して制御部３０９で制御される定着モータ５３の駆動力が伝達手段（不図示）を介して伝達されて、ローラ５０が図６において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。

（２−３）加圧機構８０
加圧機構８０は、本実施例においては、加熱アセンブリ４０の加圧パッド４３をベルト４１を介して加圧ローラ５０に所定の押圧力（加圧力）で加圧してベルト４１と加圧ローラ５０との間に所定のニップ部Ｎを形成する機構（加圧機構）である。本実施例においてはこの加圧機構８０の加圧力を加圧力変更機構により変更可能に構成してある。

左右の側板３０Ｌ・３０Ｒの外側の上部には、それぞれ、左右対称に加圧部材としての左右一対の前後方向に長い加圧レバー８１Ｌ・８１Ｒが配設されている。

左側の加圧レバー８１Ｌは左側のフランジ部材４５Ｌの被加圧部４５ａの上側に位置しており、後端部は左側のフランジ部材４５Ｌよりも後方において左側の側板３０Ｌに対して軸８１ａを中心に上下方向に回動可能に枢着されている。レバー８１Ｌの前端部は左側のフランジ部材４５Ｌよりも前側に位置している。レバー８１Ｌは側板３０Ｌとの間に配設された付勢部材としてのばね付きビス８２Ｌのばね力で軸８１ａを中心に下方へ常時回動付勢されている。

右側の加圧レバー８１Ｒは右側のフランジ部材４５Ｒの被加圧部４５ａの上側に位置しており、後端部は右側のフランジ部材４５Ｒよりも後方において右側の側板３０Ｒに対して軸８１ａを中心に上下方向に回動可能に枢着されている。レバー８１Ｒの前端部は右側のフランジ部材４５Ｒよりも前側に位置している。レバー８１Ｒは側板３０Ｒとの間に配設された加圧機構としてのばね付きビス８２Ｒのばね力で軸８１ａを中心に下方へ常時回動付勢されている。

そして、左右の加圧レバー８１Ｌ・８１Ｒの自由状態時においては、各加圧レバー８１Ｌ・８１Ｒの下面がそれぞれ左右のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒの被加圧部４５ａの上面に対してばね付きビスのばね８２ａで規定されたばね力で十分に押し当っている。これにより、加熱アセンブリ４０において、左右のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒと共にステー４２およびパッド４３が押し下げられて、パッド４３がベルト４１を挟んで弾性層５０ｂの弾性に抗してローラ５０に対して圧接する。

この圧接によりベルト４１とローラ５０との間に記録材搬送方向ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。パッド４３はニップ部Ｎの圧プロフィルの形成を補助する。

また、左右の側板３０Ｌ・３０Ｒ間には軸受８３・８３を介してカム軸８４が回転可能に配設されている。その軸８４の左右の端部にはそれぞれ側板３０Ｌ・３０Ｒの外側において左右対称で同形状の偏心カム（加圧力可変カム）８５Ｌ・８５Ｒが同じ位相で固定して配設されている。左側の偏心カム８５Ｌは左側の加圧レバー８１Ｌの前端部の下側に位置している。右側の偏心カム８５Ｒは右側の加圧レバー８１Ｒの前端部の下側に位置している。

また、軸８４の左側の端部にはカム軸駆動ギア８６が固定して配設されている。このギア８６に対して制御部３０９で制御されるカム軸駆動モータ（例えばステッピングモータ）８７の駆動力が伝達手段（不図示）を介して伝達されて、軸８４すなわち左右の偏心カム８５Ｌ・８５Ｒの回転駆動制御がなされる。この偏心カム８５Ｌ・８５Ｒの回転駆動制御により、左右の加圧レバー８１Ｌ・８１Ｒがばね付きビス８２Ｌのばね力に抗して持ち上げ回動されることで、パッド４３のローラ５０に対する加圧力が変更される。

上記の軸受８３・８３、カム軸８４、偏心カム８５Ｌ・８５Ｒ、ギア８６、モータ８７が、加圧機構８０によるニップ部Ｎの加圧力を変更する加圧力変更機構としても機能する。この加圧力変更機構による加圧力の変更制御については後述する。

（２−４）コイルユニット６０
ユニット６０はベルト４１を誘導加熱する加熱源（誘導加熱手段）であり、アセンブリ４０の上面側、即ちアセンブリ４０のローラ５０側とはほぼ１８０°反対側において、左右の側板３０Ｌ・３０Ｒに対して位置が固定されて配設されている。ユニット６０はベルト４１に沿って長いハウジング６１に対して励磁コイル（磁束を生ずるコイル）６２、磁性体コア６３等を組み付けたものである。

ハウジング６１は左右方向を長手とする横長箱型の耐熱樹脂成型品（電気絶縁性樹脂のモールド部材）である。ハウジング６１の底板６１ａ側がベルト４１に対する対向面である。底板６１ａは横断面においてベルト４１の外周面の略半周範囲に沿うようにハウジング６１の内側に湾曲している。ハウジング６１は、底板６１ａ側とは反対側が開口部として開放されている。ハウジング６１は、底板６１ａ側をベルト４１の上面に対して所定のギャップ（隙間）αを存して対面させて、左右端部を左右の側板３０Ｌ・３０Ｒに対してブラケット６６で固定して配設される。

コイル６２は、電線として例えばリッツ線を用い、これを、図１１に示すように、横長・船底状にしてベルト４１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。そして、ハウジング内側に湾曲している底板６１ａの内面に当てがわれてハウジング内部に収められている。コイル６２には、制御部３０９で制御される電源装置（励磁回路）６４から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加される。

ベルト４１とコイル６２は０．５ｍｍのモールドにより電気絶縁状態を保ち、ベルト４１とこいる６２との間隔は１．５ｍｍ（モールド表面とベルト表面の距離は１．０ｍｍ）で一定であり、ベルト４１は均一に加熱される。

コア６３は、コイル６２によって発生した磁界がベルト４１の金属層（導電層）以外に実質漏れないようにコイル６２を覆わせた外側磁性体コアである。そして、コア６３はベルト４１の長手方向に沿って配設されており、かつ、記録材搬送方向ａに直交する方向に複数に分割されて並んで配置されており、コイル６２の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。

即ち、記録材搬送方向ａに直交する方向を長手方向とした場合に、コア６３は、ベルト４１の長手方向に沿って配設されている。かつ、コア６３は、種々の記録材サイズ、例えばハガキ、Ａ５、Ｂ４、Ａ４、Ａ３、Ａ３ノビサイズの小サイズ記録材を導入した場合の非通過部昇温の回避に対応できるように、図１１のように長手方向で複数に分割されている。そして、個々にベルト４１との距離を変化させる方向に単独で移動可能な分割可動コア６３ａを有している。

そして、制御部３０９で制御されて、個々のコア６３ａをベルト４１に対して所定に近接している第１の距離位置Ｄ（図６）と、位置Ｄよりもベルト４１から離れた第２の距離位置Ｅ（図７）とに移動させるコア移動手段（コア移動機構）６５を有する。コア移動手段６５の具体的な構成は図の煩雑を避けるために省略したけれども、特開２０１１−０５３５９７号公報に記載のコア移動手段を適用することが出来る。本実施例においては、第１の距離位置Ｄがコア６３ａのホームポジションである。

本実施例において、コア６３ａの記録材搬送方向ａに交差する方向の幅寸法（隣接コアとの隙間寸法も含む）は１０ｍｍとしている。ここで、本実施例の装置５００においては、装置５００に使用可能な最小幅サイズの記録材の幅に対応する最小幅領域Ｗｍｉｎに対応するコア６３ａについては移動させる必要のないコアとして第１の距離位置Ｄに位置させてハウジング６１に固定されている。上記の幅領域Ｗｍｉｎ以外の領域Ｗｏｕｔのコア６３ａについて個々にコア移動手段６５により第１の距離位置Ｄと第２の距離位置Ｅとに移動制御する構成としている。

コア６３ａはコイル６２より発生した交流磁束を効率よくベルト４１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。コア６３ａ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。

装置に使用可能な最大幅サイズの記録材よりも幅狭の幅サイズの記録材が導入されたときの非通過部に対応する領域におけるコア６３ａについては第１の距離位置Ｄから第２の距離位置Ｅに移動制御される。これにより、ベルト１の非通過部に対応する部分に対する磁束密度が弱められて非通過部昇温が抑制される。

（２−５）磁束遮蔽板及びそのシフト機構
磁束遮蔽板１０Ｌ・１０Ｒは、アセンブリ６０のコイル６２とベルト４１との間の磁界が存在する領域において、コイル６２からベルト４１に作用する磁束を低減させるための部材である。即ち、記録材の搬送方向と直交する幅方向において、使用可能な最大サイズの幅よりも幅狭の記録材を導入する際にベルト１の非通過部領域に作用する磁束を減らす調整位置に移動させて磁束を調整するための磁束調整手段である。

この板１０Ｌ・１０Ｒは磁束遮蔽部材移動手段としてのシフト機構２０により位置移動制御される。即ち、板１０Ｌ・１０Ｒは上記の磁界が存在する領域に位置しない退避位置（ホームポジション）と、装置５００に使用可能な最大幅の大サイズ記録材よりも幅狭の小サイズ記録材を導入した際の非通過部の温度を低下させるための有効位置とに移動される。

板１０Ｌ・１０Ｒとしては、アルミニウム、銅、銀、金、真鍮などの非磁性金属やその合金でも良いし、高透磁率部材であるフェライトやパーマロイなどの材料でもよい。本実施例では銅板を用いた。板１０Ｌ・１０Ｒの配設位置としては、コイル６２とコア６３ａの間、コイル６２とベルト４１の間、もしくはベルト４１とコア４４の間などが考えられる。

本実施例の装置５００においては、板１０Ｌ・１０Ｒはアセンブリ４０とベルト４１との間に形成されている隙間αにおいてベルト４１の左右両端部側に一対配設されている。図１２はその左右一対の磁束遮蔽板１０Ｌ・１０Ｒと途中部分省略のシフト機構２０の外観斜視図である。

本実施例において左右一対の板１０Ｌ・１０Ｒは共に帯板状の銅板をベルト４１の外周面の略半周範囲に沿うように略半円弧状に曲げ加工した部材である。この板１０Ｌ・１０Ｒの基部（キャリッジ）１１にはそれぞれネジ穴１２と被ガイド凹部１３を具備させてある。また、装置シャーシ３０の左右の側板３０Ｌ・３０Ｒ間には軸受２２・２２を介してスクリュー軸２１が回転可能に配設されている。この軸２１は左半部側のネジ部２１Ｌと右半部側のネジ部２１Ｒを互いに逆ネジにしてある。また、この軸２１に並行に配列してさせて左右の側板３０Ｌ・３０Ｒ間にガイド軸２３を配設してある。

そして、左側の板１０Ｌは、基部１１のネジ穴１２を軸２１の左半部側のネジ部２１Ｌに螺合させて、また凹部１３を軸２３に係合させて、アセンブリ４０とベルト４１との間の隙間αにおいてベルト４１の左側に配設されている。右側の板１０Ｒは、基部１１のネジ穴１２を軸２１の右半部側のネジ部２１Ｒに螺合させて、また凹部１３をガイド軸２３に係合させて、アセンブリ４０とベルト４１との間の隙間αにおいてベルト４１の右側に配設されている。

また、軸２１の右側の端部にはスクリュー軸駆動ギア２４が固定して配設されている。このギア２４に対して制御部３０９で制御されるスクリュー軸駆動モータ（例えばステッピングモータ）２５の駆動力が伝達手段（不図示）を介して伝達されて、軸２１の正逆回転駆動制御がなされる。左右の板１０Ｌ・１０Ｒは、それぞれ、ベルト４１の左端部側の所定の位置と右端部側所定の位置とを退避位置であるホームポジションとしている。

左右の板１０Ｌ・１０Ｒがホームポジションに位置している状態において、軸２１がモータ２４により正回転駆動されると、左右の板１０Ｌ・１０Ｒはそれぞれベルト４１の中央部に向って同じ移動量をもって移動して両者の間隔が中央基準で狭められる。軸２１の正回転量が制御されることで、板１０Ｌ・１０Ｒが、装置５００に使用可能な最大幅の大サイズ記録材よりも幅狭の小サイズ記録材を導入した際の非通過部の温度を低下させるための有効位置に移動される。この左右の板１０Ｌ・１０Ｒの移動は隙間α内においてベルト４１にもハウジング６１の底板６１ａにも非接触でなされる。

また、左右の板１０Ｌ・１０Ｒの間隔が狭められている状態において、軸２１がモータ２５により逆回転駆動されると、左右の板１０Ｌ・１０Ｒはそれぞれベルト４１の左右両端部側のホームポジションに向って同じ移動量をもって移動する。即ち、左右の板１０Ｌ・１０Ｒの間隔の間隔が中央基準で広げられる。この左右の板１０Ｌ・１０Ｒの移動は隙間α内においてベルト４１にもハウジング６１の底板６１ａにも非接触でなされる。

上記の部材２１〜２４が板１０Ｌ・１０Ｒを退避位置と有効位置とに移動させる磁束遮蔽部材移動手段としてのシフト機構２０を構成している。板１０Ｌ・１０Ｒの挿入の効果としては、コア６３ａの移動より磁束を弱めベルト４１の発熱量を低下する効果が大きく、また、コア６３ａの移動機構６５と連動して移動することで、コア６３ａの分割幅よりも細かく長手発熱分布を制御できることにある。板１０Ｌ・１０Ｒの厚みとしては表皮深さ以上である０．５ｍｍのものを用いる。

板１０Ｌ・１０Ｒは上記のように長手方向においてベルト４１の両端部に配置される。それぞれの端部に配置される板１０Ｌ・１０Ｒの長手幅（記録材搬送方向と交差する方向の幅）は、磁束遮蔽効果を発揮する十分な幅を持つことが望ましい。また、最大サイズの記録材に対応する最大発熱幅を低減しない幅であることが望ましい。そして、装置５００の長手幅も拡大することなく配置出来る幅であることが望ましい。具体的には、本実施例においては２０ｍｍとした。

（２−６）定着動作
画像形成装置のスタンバイ状態においては、定着装置５００は、定着モータ５３がＯＦＦにされていて加圧ローラ５０の回転は停止している。加圧機構８０は加圧解除状態にされていてニップ部Ｎの加圧は解除されている。コイルユニット６０のコイル６２に対する給電はＯＦＦにされている。磁束遮蔽板１０Ｌ・１０Ｒは退避位置であるホームポジションに位置している。

制御部（コントローラ）３０９は、プリントジョブ開始信号（画像形成ジョブ開始信号）の入力に基づいて所定の制御タイミングにて機構８０を加圧状態にする。これによりニップ部Ｎが加圧状態になる。またモータ５３をＯＮする。これにより、ローラ５０が図６において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。

この加圧ローラ５０の回転により、ニップ部Ｎを通じて定着ベルト４１に駆動力（摩擦力）が伝達されて定着ベルト４１が従動回転する。ベルト４１はその内面がパッド４３の下面に密着して摺動しながらステー４２・パッド４３・コア４４の外周りを矢印の時計方向にローラ５０の回転速度と同じ速度で従動回転する。ベルト４１の回転に伴うスラスト方向への移動は左右のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒのフランジ部により規制される。

ベルト４１は、少なくとも画像形成実行時には、制御部３０９で制御されるモータ５３によってローラ５０が回転駆動されることで上記のように従動回転する。この回転は、二次転写部Ｔ２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なされる。本実施例の場合、ベルト４１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サイズの記録材で８０枚、Ａ４Ｒサイズの記録材で５８枚定着することが可能である。

制御部３０９は電源装置６４からコイル６２に対して、例えば２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの交番電流（高周波電流）を供給する。コイル６２は交番電流の供給により交番磁束（磁場）を発生する。その交番磁束がコア６３により回転しているベルト４１の上面側においてベルト４１の金属層４１ａに導かれる。そうすると、金属層４１ａに渦電流が発生して、その渦電流によるジュール熱により金属層１ａが自己発熱（電磁誘導発熱）してベルト４１が昇温していく。

即ち、回転するベルト４１はユニット６０から発生される磁界が存在する領域を通過したときに金属層４１ａが電磁誘導発熱して全周的に加熱されて昇温する。本実施例において、ベルト４１とユニット６０のコイル６２は厚さ０．５ｍｍのハウジング底板（モールド）６１ａにより電気絶縁の状態を保つ。そして、ベルト４１とコイル６２との間隔は１．５ｍｍ（底板６１ａの表面とベルト表面の距離（隙間α）は１．０ｍｍ）で一定であり、ベルト４１は均一に加熱される。

このベルト４１の温度が温度センサＴＨにより検知される。センサＴＨはベルト４１の通過域になる部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御部３０９にフィードバックされる。制御部（温度制御手段）３０９はこのセンサＴＨから入力する検知温度（検知される温度に関する情報）が所定の目標温度（定着温度：所定の温度に対応する情報）に維持されるように電源装置６４からコイル６２に対する供給電力を制御している。

すなわち、ベルト４１の検出温度が所定温度に昇温した場合、コイル６２への通電が遮断される。本実施例では、ベルト４１の目標温度である１８０℃で一定になるように、センサＴＨの検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させてコイル６２に入力する電力を制御して温度調節を行っている。

上記のようにローラ５０が駆動され、ベルト４１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、ニップ部Ｎ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ベルト４１側に向けてガイド部材３３で案内されて導入される。記録材Ｐはニップ部Ｎにおいてベルト４１の外周面に密着し、ベルト４１と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。

これにより、主にベルト４１の熱が付与され、またニップ部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。ニップ部Ｎを通った記録材Ｐはベルト４１の外周面からベルト４１の表面がニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離（曲率分離）して定着装置外へ搬送される。

ユニット６０が、高温になるベルト４１の内部ではなく外部に配置されているので、コイル６２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る。また、コイル６２を外部に配置したことでベルト４１の小径化（低熱容量化）にも寄与しており、ひいては省エネルギー性にも優れていると言える。

本実施例の定着装置５００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、例えばコイル６２に１２００Ｗ入力すると約１５秒で目標温度である１８０℃に到達できる。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。

（２−７）昇温現象の抑制
図３の（ａ）において、Ｗｍａｘは装置５００に使用可能な最大幅の大サイズ記録材の幅サイズ（記録材の通過域）である。本実施例においては、大サイズ記録材は１３インチ×１９インチ紙で、縦送りである。従って、Ｗｍａｘは１３インチ（３３０ｍｍ）である。

ここで、本実施例においては、ベルト４１の幅（長手寸法）は３９０ｍｍ、加圧ローラ５０の幅は３７０ｍｍとしている。ベルト４１を加熱するコイルユニット６０の有効加熱幅は最大通過幅Ｗｍａｘ（３３０ｍｍ）をカバーするように設定されている。

ベルト４１の幅（３９０ｍｍ）は最大通過幅Ｗｍａｘ（３３０ｍｍ）よりも大きいから、ベルト４１の最大通過幅領域Ｗｍａｘの左右外側にそれぞれ幅３０ｍｍずつの延長幅部がある。このベルト４１の左右の延長幅部をそれぞれ前述した左右の磁束遮蔽板１０Ｌ・１０Ｒ（幅２０ｍｍ）の退避位置としてのホームポジションとしている。

領域ＡはＷｍａｘよりも幅狭の小サイズ記録材（装置５００に使用可能な最小幅サイズの記録材の幅に対応する幅領域Ｗｍｉｎ（図１１）の幅以上）の通過域である。本実施例の装置５００においては記録材Ｐの搬送は中央基準搬送にてなされるものとする。Ｑはその中央基準線（仮想線）である。領域Ｂは小サイズ記録材を搬送したときに生じるベルト４１とローラ５０における非通過域である。つまり、非通過域（長手方向両端部の領域）は、大サイズ記録材の通過域Ｗｍａｘと、導入した小サイズ記録材の通過域Ａの差領域（（Ｗｍａｘ−Ａ）／２）であり、通過域Ａの両側に生じる。

小サイズ記録材を連続的に導入すると、ベルト４１の非通過域Ｂは記録材Ｐの加熱に熱エネルギーが消費されないにも拘わらず、通過域Ａに対応する部分と同様に単位長さ当りの所定の発熱量をもって発熱するので蓄熱を生じる。そのため非通過域Ｂに対応するベルト４１部分が通過域Ａに対応する部分よりも温度が上がる昇温現象を生じる。そして、このベルト４１の昇温現象によりベルト４１に当接する加圧ローラ５０も非通過域に対応する部分が通過域に対応する部分よりも昇温する。

ここで、加熱部材４１を高速昇温させるために、加熱部材４１の肉厚を薄くして熱容量を小さくすると、加熱部材４１の軸直角断面の断面積がきわめて小さくなるために、軸方向への熱伝導が良好でない。この傾向は薄肉なほど顕著であり、熱伝導率の低い樹脂等の材質ではさらに低くなる。これは、熱伝導率をλ、２点間の温度差をθ１−θ２、長さをＬとしたとき、単位時間に伝わる熱量Ｑは、Ｑ＝λ・ｆ（θ１ーθ２）／Ｌ、で表されるというフーリエの法則からも明らかである。

このことは、加熱部材４１の長手方向長さいっぱいの記録材、すなわち最大幅の記録材（大サイズ記録材）を導入して定着させる場合には問題ない。しかし、それよりも幅狭の小サイズの記録材を連続で導入させる場合には、加熱部材４１の非通過域における温度が温調温度よりも上昇し、通過域における温度と非通過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（昇温現象）。

したがって、このような加熱部材４１の昇温現象のために、樹脂材料からなる周辺部材の耐熱寿命が低下したり、熱的損傷を被ったりするおそれがある。さらには、小サイズの記録材を連続で導入させた直後にそれよりも大きい幅サイズの記録材を導入したときに、部分的な温度ムラによるシワが記録材に形成されたり、定着ムラが生じるおそれがある。

このような通過域と非通過域との温度差は、搬送される記録材の熱容量が大きく、スループット（単位時間あたりのプリント枚数）を高くするほど広がることになる。このため、薄肉で低熱容量の加熱部材により加熱装置を構成する場合に、スループットの高い複写機などへの適用を困難にしていた。

本実施例においては、小サイズ記録材を導入する場合における昇温現象を下記ａ）、ｂの２つの制御により適切に抑制するようにしている。

ａ）分割可動コア６３ａの移動制御による昇温現象の抑制
前述のように、ユニット６０のコア６３は、ベルト４１の長手方向に沿って配設されている。そして、各種幅サイズの小サイズ記録材の昇温現象の回避に対応できるように長手方向で複数に分割されて個々にベルト４１との距離を変化させる方向に単独で移動可能な分割可動コア６３ａを有している。そして、制御部３０９で制御されて、個々のコア６３ａを移動させるコア移動機構６５を有する。

制御部３０９は、装置に導入される記録材Ｐが、小サイズ記録材である場合には、複数の分割可動コア６３ａのうち、導入される小サイズ記録材の通過域Ａに対応するコア６３ａについては第１の距離位置Ｄ（図６）に位置させる。それ以外のコア６３ａについては第２の距離位置Ｅ（図７）に位置させるようにコア移動機構６５を制御する。

本実施例においては、個々のコア６３ａは機構６５により、コイル４１に対して間隔０．５ｍｍで接近している第１の距離位置Ｄと、コイル４１に対して間隔１０ｍｍと離れている第２の距離位置Ｅとに移動可能である。コア６３ａが第１の距離位置Ｄにあるときはそのコアが対応しているベルト４１部分の発熱効率は非常に高い。これに対して、コア６３ａが第２の距離位置Ｅにあるときはそのコアが対応しているベルト４１部分の発熱効率は低下する。

制御部３０９は、プリントジョブ（定着処理）が開始すると、導入される記録材のサイズ入力値を読み取る。記録材が大サイズ記録材である場合には、コア６３ａの全てを第１の距離位置Ｄに位置させるように機構６５を制御する。小サイズ記録材である場合には、コア６３ａのうち、小サイズ記録材の通過域Ａに対応するコア６３ａについては第１の距離位置Ｄに位置させ、それ以外のコア６３ａについては第２の距離位置Ｅに位置させるように機構６５を制御する。

これにより、ベルト４１の非通過域Ｂに対応する部分の発熱効率が通過域Ａに対応する部分よりも低下することにより、ベルト４１およびローラ５０の昇温現象が抑制される。

ｂ）磁束遮蔽板の移動制御による昇温現象の抑制
制御部３０９は、プリントジョブが開始すると、記録材のサイズ入力値を読み取る。記録材が大サイズ記録材である場合には、板１０Ｌ・１０Ｒを退避位置であるホームポジションに保持させたままとする。小サイズ記録材である場合には、駆動手段２５により軸２２を正回転駆動させて、板１０Ｌ・１０Ｒをそれぞれベルト４１の中央部に向う方向に移動させる。そして、板１０Ｌ・１０Ｒを両者の間隔が小サイズ記録材の幅にほぼ対応する間隔になる位置まで移動させて軸２２の駆動を停止させる。

この板１０Ｌ・１０Ｒをコア６３ａの移動機構６４と連動して移動することで、コア６３ａの分割幅よりも細かくベルト４１の長手発熱分布を制御してベルト４１およびローラ５０の昇温現象が抑制される。

（２−８）加圧力の変更制御
加圧機構８０によるニップ部Ｎの加圧力を変更する加圧力変更機構について説明する。本実施例においては、加圧機構８０における軸受８３・８３、カム軸８４、偏心カム８５Ｌ・８５Ｒ、ギア８６、モータ８７が、ニップ部Ｎの加圧力を変更する加圧力変更機構として機能している。加圧力変更機構の動作は制御部（コントローラ）３０９により制御される構成となっている。以下、詳細に説明する。

左右の偏心カム８５Ｌ・８５Ｒは制御部３０９で制御されるモータ８７が駆動されることで、その駆動力が駆動伝達ギア等の伝達手段（不図示）を介してギア８６に伝達されて軸８４が回転することで同じ位相で回転する。このカム８５Ｌ・８５Ｒの回転角が制御されることで左右の加圧レバー８１Ｌ・８１Ｒがそれぞれ軸８１ａを中心に所定に上下動されることでニップ部Ｎの加圧力が変更される。

本実施例においては、カム８５（８５Ｌ・８５Ｒ）はカムプロフィルとして、図１３のように、低***平面部、およびピーク１、２、３の３つのピーク形状を有している。ピーク１、２、３はこの順に低***平面部よりも***量が大きい。低***平面部が通常圧モード対応部、ピーク１が圧ダウンモード１対応部、ピーク２が圧ダウンモード２対応部、ピーク３が加圧解除モード対応部である。

図１４によりカム８５による加圧力の変更制御を説明する。図１４は左側の加圧機構８０を示しているが、右側の加圧機構８０も左側の加圧機構８０と左右対称の動作をする。

図１４の（ａ）は通常圧モードの時の機構状態を示している。この状態時においては、カム８５Ｌは低***平面部が上向きとなっている回転角で停止されており、カム８５Ｌは加圧レバー８１Ｌの前端部の下面に対して非接触である。そのため、加圧レバー８１Ｌの下面がフランジ部材４５Ｌの被加圧部４５ａの上面に対してばね付きビス８２Ｌのばね８２ａで規定されたばね力で十分に押し当っている。これにより、ニップ部Ｎの加圧力は通常時の加圧力（全圧）にされている。

（ｂ）は圧ダウンモード１の時の機構状態を示している。この状態時においては、カム８５Ｌはピーク１が上向きとなっている回転角で停止されており、カム８５Ｌは加圧レバー８１Ｌを通常加圧モード時の位置よりもばね付きビス８２Ｌのばね８２ａのばね力に抗して所定量押し上げる。これにより、フランジ部材４５Ｌへの加圧力は低減し、フランジ部材４５Ｌの位置はΔＹ１だけ上に上がり、ニップ部Ｎの加圧力が通常の加圧力よりも所定に低減される。

（ｃ）は圧ダウンモード２の時の機構状態を示している。この状態時においては、カム８５Ｌはピーク２が上向きとなっている回転角で停止されており、カム８５Ｌは加圧レバー８１Ｌを圧ダウンモード１の時の位置よりもばね付きビス８２Ｌのばね８２ａのばね力に抗して更に所定量押し上げる。これにより、フランジ部材４５Ｌへの加圧力は更に低減し、フランジ部材４５Ｌの位置はΔＹ２だけ上に上がり、ニップ部Ｎの加圧力が圧ダウンモード１の時の加圧力よりも所定に低減される。

（ｄ）は加圧解除モードの時の機構状態を示している。この状態時においては、カム８５Ｌはピーク３が上向きとなっている回転角で停止されており、カム８５Ｌは加圧レバー８１Ｌを圧ダウンモード２の時の位置よりもばね付きビス８２Ｌのばね８２ａのばね力に抗して更に所定量押し上げる。これにより、ばね付きビス８２Ｌによるフランジ部材４５Ｌへの積極的な加圧力は無効にされて、フランジ部材４５Ｌの位置はΔＹ３だけ上に上がり、ニップ部Ｎの加圧力が実質的に解除される。画像形成装置のスタンバイ時には定着装置５００はこの加圧解除状態に保持されている。

本実施例における定着装置５００の通常圧モード、圧ダウンモード１、圧ダウンモード２の圧分布を図１５に示す。圧分布は、面圧力測定分布システムＩ−ＳＣＡＮ（ニッタ（株）製）により測定した。図１５の縦軸は、紙（記録材）の長手幅（紙の搬送方向に直交する方向）７［ｍｍ］分（Ｉ−ＳＣＡＮのセンサー１個分）を、紙の搬送方向に積算した時の圧である。

通常圧モードは、中央部の圧が１．１［ｋｇ］、最端部（１６５ｍｍ）の位置で、圧が、０．７５［ｋｇ］である。圧ダウンモード１は、中央部の圧が０．８［ｋｇ］、最端部（１６５ｍｍ）の位置で、圧が、０．３［ｋｇ］である。圧ダウンモード２は、中央部の圧が０．５［ｋｇ］、最端部（１６５ｍｍ）の位置で、圧が０［ｋｇ］である。

記録材Ｐとして角型２号サイズ（幅２４０ｍｍ×３３２ｍｍ）の封筒を流す場合、通常圧モードなので、封筒の中央部の位置に相当する圧力値が１．１［ｋｇ］である。これに対して、封筒の端部の位置に相当する圧力値は、０．８５［ｋｇ］なので、中央の圧に対して端部の圧は０．２［ｋｇ］以上、低くなっている。

また、本実施例におけるベルト４１と加圧ローラ５０とのニップ部Ｎの回転方向の幅は、ニップ圧が５００Ｎにおいては、中央が８．５ｍｍ、端部（中央から１４５ｍｍの位置）が８．０ｍｍである。

加圧力は、通常圧モードが５００［Ｎ］、圧ダウンモード１が２５０［Ｎ］、圧ダウンモード２が１５０［Ｎ］である。

即ち、記録材Ｐの搬送方向にニップ部Ｎのニップ内の圧を積算した時、導入する封筒の幅の中央部の位置に相当する圧をＰ１とし、端部の位置に相当する圧をＰ２とした場合、両者の圧差（Ｐ１−Ｐ２）は０．２［ｋｇ］以上ある。

（２−９）封筒に皺が発生するメカニズム
封筒は２枚の紙材（上面の紙材と下面の紙材）が袋状に繋がっており、その２枚の紙材（上面と下面）の送り速度が異なってしまうと、ニップ部での封筒送り方向後端において皺が発生する恐れがある。ニップ部Ｎ内で封筒の上面と下面で送り速度が異なる要因として、まず第１に、ニップ部内での紙材の屈曲変形量が上面と下面で異なることが考えられる（図１６参照）。

封筒の長手方向（幅方向）の両端部の圧が強いと、封筒が下向きに屈曲され、紙材の上面と下面で屈曲量が異なり、紙材の上面と下面で送り速度が異なり、皺が発生する。皺の発生を防止するためには、紙材の上面と下面での屈曲量を少なくするのが好ましく、そのためには、封筒の長手方向（幅方向）の両端部の圧を低くするのが好ましい。

封筒の屈曲以外に、封筒の上面と下面での送り速度が異なる理由として、ベルト４１と加圧ローラ５０の回転速度が実際に異なると、封筒の上面と下面で送り速度が異なってしまう。皺が発生し難くするためには、定着装置はベルト４１、加圧ローラ５０にそれぞれ駆動源を持ち、封筒の上面と下面が同じ速度になるように制御して駆動させる構成が、封筒皺が発生しにくい。しかし、独立に駆動を持つ構成にすることにより、定着装置全体の熱容量が大きくなり、省エネ性が低下する。

本実施例の定着装置５００の通常圧モードの長手の圧分布は図１５に示した様に、幅サイズが１３インチまでの記録材を導入した時、記録材の両側端部の定着性を良くするために、両端部まで圧がかかっている状態になっている。その状態で、幅サイズが小さい封筒を導入すると、封筒の両端部での圧が強く、封筒が屈曲し、封筒皺が発生しやすい。

（２−１０）封筒皺の防止対策
前記のように本実施例の定着装置５００はニップ部Ｎの加圧力を低下させる圧ダウンモード１、２を備えており、圧ダウンモードは図１５に示した様に、長手方向最端部の圧が通常圧モードに比べ低くなっている。そのため、長手方向の幅の狭い封筒を導入した時でも、封筒の両端部での圧を弱くすることができ、封筒皺の発生を防止することが可能となる。

圧ダウンモード１、２で幅の広い（大きい）封筒を導入すると、封筒の両側端部の圧が低下しすぎて、封筒の両側端部の搬送力が中央部での搬送力よりも低下し、封筒の両側端部が中央部に引っ張られて、皺が発生してしまう。そのため、封筒の幅サイズに応じて、ニップでの加圧力を変えている。また、通常の記録材は、袋状にはなっていないことから、上面と下面との速度差が生まれ得ないので、両端部の圧が高くても、皺が発生することはない。

そこで、本実施例では、封筒を導入するとき、長手方向の幅サイズに応じて加圧力を変更し、封筒皺の発生を抑える。即ち、制御部３０９は、定着装置５００に導入する記録材が封筒である場合において、封筒の幅に応じて、ニップ部Ｎの加圧力を変化させる制御シーケンスを実行する。

本実施例の制御を図１７に示す制御系のブロック図を使って説明する。操作部３０１またはＰＣ等の外部ホスト装置４００から、使用者（ユーザ）が出力する記録材種の情報（サイズおよび種類）が記録材情報処理部１００２に送られ、記録材情報処理部１００２の情報が、ＣＰＵ１０００に転送される。ＣＰＵ１０００は、メモリ１００１を参照し、記録材情報処理部１００２の情報によって、定着装置５００の加圧力を所定の値にするように加圧力制御部１００３に命令する。加圧力制御部１００３は加圧力変更機構として機能するモータ８７を制御して定着装置５００のニップ部Ｎの加圧力を所定の圧に制御する。

制御部３０９による制御フローについて、図１８に示したフローチャートを使って説明する。まず、画像形成装置の制御部３０９は画像形成ジョブを受け付ける（Ｓ１）。その後、その画像形成ジョブで導入する記録材Ｐが封筒か否（普通紙）かを制御部３０９内のＣＰＵ１０００が判断する（Ｓ２）。導入する記録材が封筒で無ければ、幅は関係なく加圧力を通常圧モード（全圧）に設定して定着装置５００を立ち上げ（Ｓ５）、画像形成動作と定着動作を行う（Ｓ８）。設定枚数分のプリントが実行されたら、プリント終了となり（Ｓ９、Ｓ１０）、画像形成装置は次の画像形成ジョブが入力されるまでスタンバイ状態に保持される。

Ｓ２において、導入する記録材が封筒であれば、封筒の幅が２２０ｍｍ以下（所定の幅よりも幅狭あるいは同幅）か否かをＣＰＵ１０００が判断する（Ｓ３）。導入する封筒の幅が２２０ｍｍより幅広であれば、加圧力を通常圧モード（全圧）に設定して定着装置５００を立ち上げ（Ｓ５）、画像形成動作と定着動作を行う（Ｓ８）。

Ｓ３において、導入する封筒の幅が１２０ｍｍより大きく２２０ｍｍ以下であれば（Ｓ４）、加圧力を圧ダウンモード１に設定して、定着装置５００を立ち上げ（Ｓ６）、画像形成動作＆定着動作（Ｓ８）を行う。

Ｓ４において、導入する封筒の幅が１２０ｍｍ以下の場合には、加圧力を圧ダウンモード２に設定して（Ｓ７）、定着装置５００を立ち上げ、画像形成動作と定着動作を行う（Ｓ８）。

即ち、制御部３０９は、ニップ部Ｎで挟持搬送される記録材が封筒である場合において、所定幅よりも幅広の封筒に定着処理（画像加熱処理）する場合と所定幅以下の封筒に定着処理する場合とで加圧力が変更されるように加圧力変更機構８５Ｌ・８５Ｒを制御する。制御部３０９は、封筒の幅が小さくなるにつれて加圧力を低くする方向に制御する。制御部３０９は、封筒の幅が１２０ｍｍ以下の場合には、加圧力を、封筒とは異なる記録材の場合の加圧力である通常圧の半分以下に制御する（圧ダウンモード２）。

換言すれば、制御部３０９は、画像加熱処理される封筒の幅に応じて加圧力を制御する。

本実施例の制御を図１９に示したタイミングチャートを使って説明する。制御部３０９は、加圧力変更機構のモータ８７を駆動させて、定着装置５００のニップ部Ｎを加圧解除状態から、所定の加圧力（通常圧モードまたは圧ダウンモード１または圧ダウンモード２）に調整する。次に加圧ローラ５０をモータ５３により駆動させ、加圧ローラ５０とベルト４１を回転駆動させる。励磁コイル６２に電圧を印加し、ベルト４１を加熱し所定の温度に温調する。そして、画像成形を開始し、記録材上に画像を形成して出力する。
画像形成が終了したら、温調を停止し、加圧ローラ５０の駆動を停止し、ニップ部Ｎを加圧解除状態に戻す。

表１に封筒の送り方向後端に皺が発生するか否かについて検証実験を行った結果を示す。実験は２３℃５０％の雰囲気環境下において、山櫻社製角型２号（２４０×３３２）、山櫻社製角型６号（１６２×２２９）、山櫻社製長形３号（１２０×２３５）、を１０枚連続して導入させた時、１０枚中皺が出なかったら○、１枚でも皺が出たら×とした。

表１より、封筒の幅に対して、ニップ部Ｎの加圧力を変えて導入させることにより封筒に皺が発生するのを防止することができた。加圧力を切り替える封筒の幅、加圧力の数値は、最適となるように適宜変えてもよい。また、封筒の幅に対して加圧力をリニアに変化させてもよい。

以上説明したように、本実施例の定着装置５００を用いると、封筒の送り方向後端に皺が発生してしまうのを防止することができる。

［実施例２］
実施例１では、封筒の幅に応じて定着装置５００のニップ部Ｎの加圧力を制御した。本実施例２では、封筒の幅に加え、封筒の坪量を考慮して加圧力を制御する。封筒の坪量が大きい場合、剛性が高く、ニップ部Ｎ内で封筒が屈曲変形しにくい。そのため封筒の上下の面での送り速度に差が生まれにくく、皺が発生しにくい。

本実施例のブロックチャートは実施例１と同様なので省略する。本実施例のフローチャートを図２０に示す。

まず、画像形成装置の制御部３０９は画像形成ジョブの受け付ける（Ｓ１）。その後、その画像形成に用いられる記録材Ｐが封筒か否かをＣＰＵ１００が判断する（Ｓ２）。記録材が封筒で無ければ、加圧力を通常圧モード（全圧）に設定して定着装置５００を立ち上げ（Ｓ６）、画像形成動作と定着動作を行う（Ｓ９）。設定枚数分のプリントが実行されたら、プリント終了となり（Ｓ１０、Ｓ１１）、画像形成装置は次の画像形成ジョブが入力されるまでスタンバイ状態に保持される。

Ｓ２において、導入される記録材が封筒であれば、封筒の幅が２２０ｍｍ以下か否かをＣＰＵ１０００が判断する（Ｓ３）。封筒の幅が２２０ｍｍより大きければ、加圧力を通常圧モード（全圧）に設定して定着装置５００を立ち上げ（Ｓ６）、画像形成動作と定着動作（Ｓ９）を行う。

Ｓ４において、導入される封筒の坪量が１８０［ｇ／ｍ^２］より大きければ、剛性が高く、封筒の上下面での送り速度に差が生じにくいので、加圧力を通常圧モード（全圧）に設定して定着装置５００を立ち上げ（Ｓ６）、画像形成動作と定着動作（Ｓ９）を行う。

Ｓ４において、導入される封筒の坪量が１８０［ｇ／ｍ^２］以下であれば、封筒の幅が１２０［ｍｍ］以下か、１２０［ｍｍ］より大きいかに応じて、加圧力を圧ダウンモード１または圧ダウンモード２に設定する。そして、定着装置５００を立ち上げ（Ｓ７、Ｓ８）画像形成動作と定着動作（Ｓ９）を行う。

即ち、制御部３０９は、封筒の坪量が１８０［ｇ／ｍ^２］以下の場合には、加圧力を、封筒とは異なる記録材の場合の加圧力である通常圧より低く制御する。つまり、制御部３０９は、ニップ部Ｎで挟持搬送される記録材が封筒である場合において、封筒の坪量に応じて加圧力が変更されるように加圧力変更機構８５Ｌ・８５Ｒを制御する。

本実施例を使うことにより、封筒以外の通常の記録材と坪量の大きい封筒を連続して導入させる場合に、圧を切り替える時間が必要なくなり、成果物の生産性の向上につながる。

［その他の装置構成］
（１）本発明の画像加熱装置は、上記実施例のように、記録材に形成された未定着のトナー画像を固着画像として定着する定着装置としての使用に限られない。例えば、記録材に定着されたトナー画像を再加熱／加圧あるいは再加圧することで画像の光沢度を向上させる光沢付与装置としても有効である。

（２）記録材の画像担持面と接触する回転体は実施例のような無端ベルトの形態に限られない。ローラ体の形態にすることもできる。

（３）記録材の画像担持面と接触する回転体に対向してニップ部を形成する対向部材は回転可能なローラ体以外にも回転可能な無端ベルトの形態にすることもできる。

（４）記録材の画像担持面と接触する回転体を加熱する加熱器は実施例の電磁誘導加熱に限られない。ハロゲンヒータ、赤外線ランプ、セラミックヒータなど他の手段を用いることもできる。内部加熱方式の構成にすることもできる。

（５）本発明の画像加熱装置は、上記実施例のように、一対の回転体によりニップ部において記録材を加熱及び加圧する方式の装置となっているが、このような例に限られない。例えば、一対の回転体によりニップ部において記録材に対して加圧のみ行う方式の装置であってもよい。

（６）加圧機構は、記録材の画像担持面である表側と接触する回転体に対し、記録材の裏側と接触する回転体を加圧する構成（加圧力を変更する構成）にすることもできる。また、一対の回転体の双方を加圧する構成（加圧力を変更する構成）にすることもできる。

（７）画像形成装置の画像形成方式は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式などの画像形成方式であってもよい。また、中間転写体を経由させずに、感光体から記録材に対して直接方式で画像を転写する構成のものであってもよい。

５００・・画像加熱装置（定着装置）、Ｐ・・記録材、４１・・記録材の画像担持面と接触する回転体（定着ベルト）、５０・・加圧ローラ、Ｎ・・ニップ部、８０・・加圧機構、８５Ｌ・８５Ｒ・・加圧力変更機構、３０９・・制御部

Claims (10)

1. 記録材上のトナー像をその間のニップ部で加熱する第１及び第２の回転体と、
   前記第１及び第２の回転体を互いに圧接させる加圧機構と、
   前記加圧機構の加圧力を記録材の種類に基づいて制御する制御部と、を有し、
   画像加熱処理を施す記録材として普通紙を用いる場合、前記制御部は普通紙の幅とは関係なく前記加圧力を所定の加圧力に設定し、画像加熱処理を施す記録材として封筒を用いる場合、封筒が所定の幅よりも幅広であれば前記制御部は前記加圧力を第１の加圧力に設定し封筒が所定の幅よりも幅狭あるいはその所定の幅と同幅であれば前記制御部は前記加圧力を前記第１の加圧力よりも低い第２の加圧力に設定することを特徴とする画像加熱装置。
2. 封筒が前記所定の幅よりも狭い別の所定の幅よりも幅狭あるいはその別の所定の幅と同幅であれば、前記制御部は前記加圧力を前記第２の加圧力よりも低い第３の加圧力に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記加圧機構は、前記第１の回転体と前記第２の回転体との間に、前記ニップ部の長手方向の両端部における加圧力よりも中央部における加圧力が大きくなるように加圧力を適用することを特徴とする請求項１または２に記載の画像加熱装置。
4. 前記加圧機構は、前記第１の回転体を前記第２の回転体に向って第１の回転体の内側から加圧する加圧パッドを含み、前記加圧パッドは、長手方向の両端部から中央部に前記第２の回転体に向って徐々に突出している形状を持つことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像加熱装置。
5. 前記加圧機構は、前記加圧パッドの長手方向の両端部を前記第２の回転体に向って押すことを特徴とする請求項４に記載の画像加熱装置。
6. 前記第２の回転体はローラであり、長手方向の両端部の外径が長手方向の中央部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の画像加熱装置。
7. 更に、前記第１の回転体を加熱する加熱器を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像加熱装置。
8. 前記第１の回転体が記録材の未定着のトナー像の担持している側に対応しており、前記第２の回転体により駆動されて回転するエンドレスベルトであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像加熱装置。
9. 前記加熱器は前記第１の回転体を電磁誘導加熱によって加熱する励磁コイルを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の画像加熱装置。
10. 封筒が所定の幅よりも幅広もしくは所定の幅と同幅の幅であり、かつ坪量が所定の坪量よりも大きい場合には、前記制御部は前記加圧力を第３の加圧力に設定し、封筒が所定の幅よりも幅狭もしくは所定の幅と同幅の幅であり、かつ坪量が所定の坪量よりも小さいもしくは所定の坪量と同じ場合には、前記制御部は前記加圧力を前記第３の加圧力よりも低い第４の加圧力に設定することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像加熱装置。