JP2017102164A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低圧状態で出荷しても、構成部材に摺擦痕が付きにくい画像加熱装置を提供する。
【解決手段】記録紙上のトナー像を加熱するためのニップ部Ｎを形成する第１の回転体４１及び第２の回転体５０と、第１の回転体と第２の回転体のうち少なくとも一方を他方に向けて加圧する加圧機構８０と、加圧機構によるニップ部での圧力を第１の圧力とこれよりも低い第２の圧力とに変更可能な変更機構と、を有し、未使用状態においてはニップ部での圧力が第２の圧力となっており、且つ、シート状部材Ｐａが挟み込まれた状態にある。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録紙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、電子写真方式などの複写機、プリンタ、ファックス、それらの複合機能機等の画像形成装置に搭載され得る。

従来、画像形成装置においては、画像データに基づいて像担持体上に形成された潜像が、現像装置から供給されたトナーによって現像され、像担持体上に顕像としてのトナー像が形成される。この像担持体上のトナー像は転写装置によって記録紙に転写され、画像加熱装置としての定着装置によって記録紙上に定着される。

特許文献１に記載の定着装置では、駆動モータからの駆動によって回転可能に設けられた加圧ローラと、加圧ローラに対向して設けられた定着部材であり可撓性を有する無端状のベルト部材である定着ベルトとを圧接させる。これにより、定着ニップ部が形成される。

しかしながら、圧接状態で定着装置を出荷すると、物流時において長期にわたりこのような圧接状態で放置される場合が生じ、その結果、加圧ローラの一部が扁平形状になる、いわゆるＣセット現象（圧縮塑性歪み：コンプレッションセット）が発生する。

この状態でユーザーが画像形成装置を使い、プリント動作を行い、定着ベルトと加圧ローラを回転させると扁平に変形した加圧ローラのために変音が生じ、動作不良や駆動系破損の原因となる。

また、定着ベルトと加圧ローラを離間させた状態で定着装置を出荷すると、振動や衝撃が加わった際に、意図せず定着ベルトと加圧ローラが接触し、打痕が付くことが懸念される。

上述した課題を解決するために、特許文献２で開示されるような低圧状態に切り替えられる構成を備える定着装置では、低圧状態で梱包し、出荷する方式が考えられる。

特開２００５−１１４９５９号公報 特開２０１３−１６４６１０号公報

しかしながら、低圧状態で梱包し、出荷する場合も次のような問題点がある。低圧のため、意図せず定着ベルトと加圧ローラが回転した時に、定着ベルトと加圧ローラの間で速度差が生じやすい。そのため、定着ベルトに摺擦痕が付き易く、画像不良の原因となる。

そこで、本発明は、低圧状態で出荷しても、構成部材に摺擦痕が付きにくい画像加熱装置を提供することを目的とする。

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、記録紙上のトナー像を加熱するためのニップ部を形成する第１の回転体及び第２の回転体と、前記第１の回転体と前記第２の回転体のうち少なくとも一方を他方に向けて加圧する加圧機構と、前記加圧機構による前記ニップ部での圧力を第１の圧力とこれよりも低い第２の圧力とに変更可能な変更機構と、を有し、未使用状態においては前記ニップ部での圧力が前記第２の圧力となっており、且つ、シート状部材が挟み込まれた状態にあることを特徴とする。

本発明によれば、画像加熱装置を低圧状態で出荷しても物流時に構成部材に摺擦痕が付きにくい。

実施例の定着装置の輸送時形態の斜視図 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 図４の（ａ）における（５）−（５）線に沿う拡大右側面図 （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 定着ベルトの層構造模式図 偏心カム（圧解除部材）の形状説明図 加圧構成・圧力減少構成・圧解除構成におけるベルトユニット位置の説明図 用紙が搬送されるときに作用する力の説明図 用紙が搬送されていない時に定着ベルトに作用する力の説明図 定着装置のニップ部に挟んだ用紙の後端を固定した時に作用する力の説明図

《実施例１》
（１）画像形成装置
図２は、本発明に従う画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図であり、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置（プリンタ）である。Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー（Ｙ）・シアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・ブラック（Ｋ）の色トナー像を形成する４つの電子写真画像形成部であり下から上に順に配列されている。各画像形成部は、いずれも、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置３、クリーニング装置４等を有する。５は各画像形成部のドラム１にレーザー走査露光する光学系である。ドラム１にトナー像を形成する電子写真プロセスは公知に属するからその説明は割愛する。

各画像形成部においてドラム１上にそれぞれ形成されたＹ色、Ｃ色、Ｍ色、Ｋ色のトナー像は一次転写ローラ１０により中間転写体としてのエンドレスベルト６に所定の位置合わせ状態で順に重畳されて転写される。これにより、ベルト６上にＹ色＋Ｃ色＋Ｍ色＋Ｋ色の４色重畳の未定着のトナー像が形成される。ベルト６はローラ７・８・９間に張架されており、矢印の方向に回転駆動される。ドラム１上の転写残りのトナーはクリーニング装置４により除去される。なお、単色のみの画像形成時（単色モード）にはその色のみの画像形成が行われる。

一方、カセット１１内の記録紙（記録材：以下、用紙と記す）Ｐが給送ローラ１２の駆動により一枚ずつ給送される。そして、レジストローラ１３により所定の制御タイミングでベルト６と二次転写ローラ１４との圧接部である二次転写ニップ部に導入されて挟持搬送される。これによりベルト６上のトナー像が用紙Ｐに転写（静電転写）される。

ニップ部を出た用紙Ｐはベルト６から分離され、画像加熱装置としての定着装置１６に導入されてトナー像の定着処理を受け、フルカラーあるいはモノカラーの画像形成物として排紙パス１７を通って排紙トレイ１８に送り出される。ベルト６上の転写残りのトナーはクリーニング装置１５により除去される。本実施例の画像形成装置において、定着装置１６までの機構部が用紙Ｐにトナー像を形成する画像形成器である。ａは用紙搬送方向（記録材搬送方向）を示している。

（２）定着装置
図３は定着装置１６の斜視図、図４の（ａ）と（ｂ）は同装置１６の正面図と縦断正面図である。図５は図４の（ａ）における（５）−（５）線に沿う拡大右側面図である。図６の（ａ）と（ｂ）は同装置１６の左側面図と一部切り欠きの左側面図である。図７の（ａ）と（ｂ）は同装置１６の右側面図と一部切り欠きの右側面図である。

以下の説明において、定着装置１６またはこれを構成している部材の長手方向とは用紙搬送路面内において用紙搬送方向ａに直交する方向に平行な方向である。また短手方向とは用紙搬送方向に平行な方向である。定着装置１６に関し、正面とは装置を用紙入口側からみた面、背面とはその反対側の面（用紙出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは用紙搬送方向ａに関して上流側と下流側である。

本実施例の定着装置１６は、誘導加熱によるベルト加熱方式の画像加熱装置であり、大別して、下記のような部材や機構を有している。

ａ：用紙Ｐのトナー像担持面と接触する第１の回転体（定着部材）としての可撓性を有するエンドレスベルト（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（ベルトユニット）４０
ｂ：ベルト４１に対向する第２の回転体（加圧部材）としての弾性を有する加圧ローラ５０
ｃ：ベルト４１を加熱する加熱器としてのコイルユニット（誘導加熱装置、磁束発生手段）６０
ｄ：ベルト４１と加圧ローラ５０とを圧接させて用紙上（記録材上）の画像を加熱（画像加熱処理；定着）するニップ部Ｎを形成する加圧機構８０
ｅ：加圧機構８０によるニップ部Ｎの圧力を変更する変更機構
上記のような部材や機構は定着装置１６の装置シャーシ（ハウジング）３０の左右の側板３０Ｌ・３０Ｒ間に配設（内包）されている。

（２−１）加熱アセンブリ４０
加熱アセンブリ４０は、円筒状で可撓性を有するベルト４１を有する。ベルト４１はコイルユニット６０から発生される磁界（磁場、磁束）が存在する領域を通過したときに電磁誘導で発熱する磁性部材（金属層、導電部材）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。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ニップ部（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。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（内側の磁性コア）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。その両端部に対してそれぞれ左右対称形状のフランジ部材（定着フランジ）４５Ｌ・４５Ｒが嵌着されている。フランジ部材４５Ｌ・４５Ｒはベルト４１の長手方向（幅方向：左右方向）への移動および周方向の形状を規制する規制部材である。ベルト４１は上記のステー４２・パッド４３・コア４４の組立て物に対してルーズに外嵌されている。ベルト４１の長手方向への移動はフランジ部材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８）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の長手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１６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が弾性を有する支持部材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。

加熱アセンブリ４０はフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒをそれぞれ側板３０Ｌ・３０Ｒに配設されている縦方向のガイドスリット部３１に係合させて配設されている。したがって、加熱アセンブリ４０は全体に側板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８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。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。

基層４１ａの内面側には、ベルト内面とセンサＴＨ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の厚みで設けても良い。本実施例では、層４１ｄとしてポリイミドの層を２０μｍの厚みで設けた。

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。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は加熱アセンブリ４０の下側において、軸線方向をアセンブリ４０の長手方向にほぼ平行にして、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のクラウン形状を有している弾性ローラである。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（クラウン形状）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ニップ部Ｎの圧力がニップ部の長手方向にわたって均一になるようにするためである。本実施例におけるニップ部Ｎの短手幅は、ニップ圧が６００Ｎにおいては、長手方向両端部で約９ｍｍ、中央部では約８．５ｍｍである。これは用紙Ｐの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので紙しわが発生しにくくなるという利点がある。

芯金５０ａの右側の端部にはギア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が駆動回転体として図５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）コイルユニット６０
コイルユニット６０はベルト４１を誘導加熱する加熱器（誘導加熱手段）であり、加熱アセンブリ４０の上面側、即ち加熱アセンブリ４０のローラ５０側とはほぼ１８０°反対側に配設されている。コイルユニット６０はベルト４１の長手方向に沿って長いハウジング６１の内部に励磁コイル（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で耐熱樹脂製の成型品（電気絶縁性の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。

コイルユニット６０はハウジング６１の両端部が加熱アセンブリ４０の左右のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒにブラケット６６を介して受け止められている。これにより、ハウジング６１の底板６１ａがベルト４１の上面に対して所定のギャップ（隙間）αを存して対面している。コイルユニット６０はハウジング６１の左右の側板がそれぞれの側のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒにワイヤーバネ（不図示）で括りつけられている。つまり、コイルユニット６０は加熱アセンブリ４０と一体化されている。

従って、加熱アセンブリ４０のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒが後述するように加圧されて沈みこむとコイルユニット６０もギャップαを維持したまま一緒に沈みこむ。また、フランジ部材４５Ｌ・４５Ｒが減圧または圧力解除されて浮くとコイルユニット６０もギャップαを維持したまま一緒に浮く。

コイル６２は、電線として例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にしてベルト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から高周波電流が印加される。

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を覆わせた外側の磁性体コア（外側の磁性コア）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、用紙搬送方向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。

複数に分割されているコア６３は、装置に使用可能な最大幅サイズの用紙よりも幅狭の用紙が通紙されたときの非通紙部昇温を抑制するために、非通紙部に対応する部分の分割コアが移動機構（不図示）によりコイル６との隙間を広げる方向に移動される。これにより、非通紙部に対応する部分のベルト４１を通過する磁束密度を低め、そのベルト部分の発熱量を低下させている。この分割コアの移動制御は本発明の要点外であるから詳細な説明は省略する。

（２−４）加圧機構８０と変更機構
加圧機構８０は、本実施例においては、加熱アセンブリ４０のパッド４３を、ベルト４１を介してローラ５０に所定の押圧力（圧力）で加圧してベルト４１とローラ５０との間に所定のニップ部Ｎを形成する加圧手段である。本実施例においてはこの加圧機構８０の圧力（ニップ部での圧力）を変更機構により変更可能に構成してある。

以下、具体的な機構構成を説明する。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（用紙搬送方向）に長い加圧レバー８１Ｌ・８１Ｒが配設されている。

レバー８１Ｌはフランジ部材４５Ｌの被加圧部４５ａの上側に位置しており、後端部はフランジ部材４５Ｌよりも後方において側板３０Ｌに対して支持軸８１ａを中心に上下方向に回動可能に枢着されている。即ち、レバー８１Ｌは支持軸８１ａを支点としてフランジ部材４５Ｌの被加圧部４５ａを圧接する方向、もしくは被加圧部４５ａから離間する方向に動作できるようになっている。

レバー８１Ｌの前端部はフランジ部材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８２ａ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。

レバー８１Ｒはフランジ部材４５Ｒの被加圧部４５ａの上側に位置しており、後端部はフランジ部材４５Ｒよりも後方において側板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。即ち、レバー８１Ｒは支持軸８１ａを支点としてフランジ部材４５Ｒの被加圧部４５ａを圧接する方向、もしくは被加圧部４５ａから離間する方向に動作できるようになっている。

レバー８１Ｒの前端部はフランジ部材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ばね付きビス８２Ｒのばね８２ａ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、レバー８１Ｌ・８１Ｒの自由状態時においては、各レバー８１Ｌ・８１Ｒの下面がそれぞれフランジ部材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。本実施例では、この圧力は例えば５５０Ｎに設定されている。これにより、加熱アセンブリ４０において、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との間に用紙搬送方向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。この時の構成を以下、加圧構成と呼ぶ。

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の左右の両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（圧解除部材）８５Ｌ・８５Ｒが同じ位相で固定して配設されている。カム８５Ｌは加圧レバー８１Ｌの前端部の下側に位置している。カム８５Ｒはレバー８１Ｒの前端部の下側に位置している。

また、軸８４の左側の端部にはギア（圧解除ギア）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すなわちカム８５Ｌ・８５Ｒの回転が制御なされる。即ち、制御部３０９は所定の信号に応じてモータ８７を回転させてギア８６を所定の方向へ所定量回転させる。このギア８６の回転に応じて軸８４が回転し、これに伴いカム８５Ｌ・８５Ｒが回転する。

カム８５Ｌ・８５Ｒの回転制御により、レバー８１Ｌ・８１Ｒがばね付きビス８２Ｌのばね８２ａ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に対する圧力が変更される。

上記の軸受８３・８３、軸８４、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の圧力を変更する変更機構である。加圧機構８０の圧力変更の詳細については後述する。

（２−５）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１６は、モータ５３がＯＦＦにされていてローラ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。

制御部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加圧機構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５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。

このローラ５０の回転により、ニップ部Ｎにおけるローラ５０の表面とベルト４１の表面との摩擦力でベルト４１に回転力が作用する。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の外周りを図５において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。パッド４３には潤滑剤が塗布されており、ベルト４１との間の摺動負荷を低減している。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、二次転写ニップ部側から搬送されてくる、未定着トナー画像ｔを担持した用紙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サイズで８０枚、Ａ４Ｒサイズで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〜５０ｋＨｚ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。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の通紙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（制御部の温度制御機能部）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に未定着のトナー像ｔを担持した用紙Ｐがトナー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。用紙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の圧力を受けて未定着トナー画像ｔが用紙Ｐの表面に熱圧定着される。ニップ部Ｎを通った用紙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。なお、本実施例において定着装置１６に対する用紙Ｐの導入は用紙幅中心の所謂中央基準搬送でなされる。図４の（ａ）において、Ｏはその中央基準線（仮想線）である。

（２−６）圧力変更
ここで、厚紙や光沢紙といった定着性の厳しい用紙Ｐにトナー像ｔを定着させるためには定着装置１６のニップ部Ｎの押圧力を高く設定することが望まれる。また、オーバーラージといった用紙搬送方向ａに直交する方向の用紙長さ（幅：用紙短辺側）の長さが長い用紙に対応した場合、ベルト４１や加圧ローラ５０の長手方向のひずみも大きくなる。そのため、定着に必要な適切なニップ部Ｎを得るためには押圧力をさらに高く設定することが望まれる。

これらの用紙に対応することが望まれる一方で、特に封筒に対しては押圧力を低く設定することが望まれる。封筒は用紙が２枚以上折り重なって糊付けされた構成となっているため、ベルト４１や加圧ローラ５０のニップ部Ｎでの速度差を封筒の表裏紙が拾ってしまい、封筒の搬送方向下流側で速度差によるひずみが大きくなり封筒シワになりやすい。特に圧が大きい場合は、ニップ部Ｎにおける曲率分離の影響でニップ部Ｎが用紙搬送方向に屈曲しているため、封筒シワの傾向がより顕著に出やすい。封筒シワを回避するための一つの回避方法としては、ニップ圧を極力低下させることである。

これらの問題に対応するために、カム８５Ｌ・８５Ｒは、図９のように、２つのピーク形状を有している（図９）。カム８５Ｌ・８５Ｒが回転したときのベルト４１の位置を、図１０を用いて説明する。

図１０の（ａ）は加圧状態時である。この状態時においてはカム８５Ｌ・８５Ｒの平面部が上向きの回転角度姿勢となっていて、カム８５Ｌ・８５Ｒはレバー８１Ｌ・８１Ｒに非接触である。そのためばね付きビス８２Ｌ・８２Ｒのばね８２ａのばね力がレバー８１Ｌ・８１Ｒに対して十分に作用して、ニップ部Ｎの圧力が所定の第１の圧力（通常圧）の状態である（加圧構成）。

本実施例において通常圧の場合（第１の加圧モード）、加熱アセンブリ（ベルトユニット）４０にかかる力（ニップの総圧力）は５５０Ｎである。通常圧としては１００Ｎ〜９００Ｎが挙げられる。好ましくは３００Ｎ〜６００Ｎである。

カム８５Ｌ・８５Ｒが図１０の（ａ）の加圧状態時において時計方向に回転して、レバー８１Ｌ・８１Ｒをばね付きビス８２Ｒのばね８２ａのばね力に抗して１つ目のピーク（ピーク１）の位置まで押し上げる（（ａ）→（ｂ））。そうすると、フランジ部材４５Ｌ・４５Ｒへの圧力は半減し、ベルト４１１の位置はΔＹ１だけ上に上がる（（ａ）→（ｂ））。これにより、ニップ部Ｎの圧力が加圧状態時の第１の圧力よりも低い（弱い）所定の第２の圧力（軽圧）となる（圧力減少構成）。

本実施例の軽圧の場合（第２の加圧モード）、加熱アセンブリ（ベルトユニット）４０にかかる力（ニップの総圧力）は３２±３Ｎになるように設定されている。軽圧しては１０Ｎ〜９０Ｎが挙げられる。好ましくは３０Ｎ〜６０Ｎである。

カム８５Ｌ・８５Ｒが更に回転して、最も高い２つ目のピーク（ピーク２）の位置までレバー８１Ｌ・８１Ｒを押し上げると、ベルト４１はさらにΔＹ２だけ上に上がる。そうすると、ばね付きビス８２Ｒのばね８２ａのばね力のフランジ部材４５Ｌ・４５Ｒに対する圧力を無効にし、ベルト４１とローラ５０が圧力解除状態（圧力解除構成）になる（（ｂ）→（ｃ））。

カム８５Ｌ・８５Ｒが最も高い２つ目のピーク（ピーク２）の位置まで加圧レバー８１Ｌ・８１Ｒを押し上げるとベルト４１はさらにΔＹ２だけ上に上がり、フランジ４５Ｌ・４５Ｒへの圧力を無効にし、ベルト４１−加圧ローラ５０間の力は自重のみとなる。即ち、ニップ部Ｎの圧力は実質解除された状態となる。

このように、カム８５Ｌ・８５Ｒの回転制御により、加圧機構８０が、加圧構成、圧力減少構成、圧力解除構成に変更される。なお、ベルト４１は上記のΔＹ１、ΔＹ２の上への上がりはニップ部Ｎの圧力減少に伴う加圧ローラ５０の弾性層５０ｂの弾性変形戻りによりなされる。

制御部３０９は、画像形成装置のスタンバイ時や非画像形成時においては定着装置１６を図１０の（ｃ）の圧力解除構成に制御する。定着装置１６に通紙される用紙が封筒以外である場合には図１０の（ａ）の加圧構成に制御する。また、封筒である場合には図１０の（ｂ）の圧力減少構成に制御する。

ここで、本実施例における定着装置１６は図１０の（ｃ）の圧力解除構成においてベルト４１と加圧ローラ５０が十分には離間しない構成となっている。これは、本実施例における定着装置１６はベルト４１の内面に接するヒータを備えていないが、仮にそのようなヒータを備えていた場合、ベルト４１と加圧ローラ５０が十分に離脱してしまうと、ヒータの熱が逃げ場を失う。これに伴い、過昇温し、ヒータ割れなどが発生することが懸念される。

そこで、ベルト４１の内面に接するヒータを備える定着装置ではベルト４１と加圧ローラ５０が十分には離間しない構成を取ることが多い。本実施例の定着装置１６では誘導加熱方式を採用している。そのため、ヒータを備えておらず、ベルト４１と加圧ローラ５０が十分に離間する構成にしたとしても弊害は無い。ヒータを備える定着装置の場合においても、本実施例の構成を流用できるように、ベルト４１と加圧ローラ５０は十分には離間しない構成となっている。

上記の定着装置１６の構成をまとめると次のとおりである。ニップ部Ｎでトナー像ｔを担持した用紙（記録材）Ｐを挟持搬送して加熱する画像加熱装置１６である。用紙Ｐのトナー像担持面と接触するベルト（第１の回転体）４１と、ベルト４１と対向する加圧ローラ（第２の回転体）５０を有する。また、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を有する。

また、加圧機構８０によるニップ部Ｎの圧力の状態を、第１の圧力の状態（加圧構成）と第１の圧力よりも低い第２の圧力の状態（圧力減少構成）を含む少なくとも２つ以上の状態に変更する変更機構を有する。

（２−７）ニップ部の搬送力の伝達
ニップ部Ｎの力の伝達について説明する。前述したように、トナー像が静電転写された用紙Ｐが定着装置１６のニップ部Ｎを通過することにより、トナー像が用紙Ｐに定着されるが、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際の搬送力は駆動側の加圧ローラ５０から受けている。すなわち、用紙Ｐは、加圧ローラ５０の回転に伴い、加圧ローラ５０から摩擦力を受けることによって搬送されている。

図１１は、用紙Ｐが搬送されるときにベルト４１と加圧ローラ５０とによって挟持された用紙Ｐに作用する力を説明する図である。ニップ部Ｎにおける圧力をＦ、用紙Ｐ−ベルト４１間の摩擦係数をμ１、用紙Ｐ−加圧ローラ５０間の摩擦係数をμ２とする。ここで、本実施例ではＦ＝５５０Ｎ、ベルト４１と加圧ローラ５０の表層はそれぞれＰＦＡで覆われているため、μ１＝μ２＝０．２５〜０．４（ＰＦＡ−用紙間の摩擦係数）としている。

ニップ部Ｎに用紙Ｐが搬送され、用紙Ｐがニップ部Ｎに挟持されている場合には、ベルト４１は用紙Ｐを介して加圧ローラ５０から搬送力μ１・Ｆを受けている。したがって、用紙Ｐ側から捉えると、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、用紙Ｐには加圧ローラ５０からの搬送力μ２・Ｆを受けるとともに、ベルト４１側から用紙搬送方向ａとは逆方向の力（逆搬送力）μ１・Ｆが作用することとなる。

一方、ニップ部Ｎに用紙Ｐが搬送されていない状態では、従動側のベルト４１も加圧ローラ５０の回転に伴って加圧ローラ５０から摩擦力を受けることによって回動している。図１２は用紙Ｐが搬送されていない時にベルト４１に作用する力を説明する図である。ベルト４１−加圧ローラ５０間の摩擦係数をμ１２、ベルト４１−パッド４３間の摩擦係数をμ’とする。本実施例ではμ１２＝０．１〜０．１５（ＰＦＡ−ＰＦＡ間の摩擦係数）とする。また、ベルト４１−パッド４３間は潤滑剤により摺動負荷が低減されていることにより、μ’は微小のものとする。

この時、ベルト４１は、ニップ部Ｎにおいてパッド４３により押圧されているために、パッド４３からは回動方向とは逆の方向の力が摺動抵抗μ’・Ｆとして作用している。ここで、圧力Ｆ＝５５０Ｎの場合、ベルト４１と加圧ローラ５０は長手全域で接触し、ベルト４１の長手全域に圧がかかることから、μ’は微小であるので、
μ１２・Ｆ＞μ’・Ｆ
となり、ベルト４１は加圧ローラ５０とほぼ等速で回動することが可能である。

ここで、上述の図１０の（ｂ）の圧力減少構成（本実施例では３２±３Ｎ）で加圧する場合においては、加圧ローラ５０がクラウン形状を有しており、長手の一部でベルト４１と接触しない箇所がある。しかし、熱を加えることによりベルト４１と加圧ローラ５０は熱膨張し、長手全域で接触するため、ベルト４１は加圧ローラ５０とほぼ等速で回動することが可能である。

（２−８）輸送時の課題
図１０の（ａ）の加圧構成で定着装置１６を出荷すると、物流時において長期にわたりこの加圧構成状態で放置される場合が生じ、その結果、加圧ローラ５０の一部が扁平形状になる、いわゆるＣセット現象が発生する。この状態でユーザーが画像形成装置を使い、プリント動作を行い、ベルト４１と加圧ローラ５０２を回転させると、Ｃセット状態の加圧ローラ５０のために変音が生じ、動作不良や駆動系破損の原因となる。

また、これに対し、図１０の（ｃ）の加圧解除構成で定着装置１６を出荷すると、本実施例ではベルト４１−加圧ローラ５０は十分には離間しないため、ベルト４１−加圧ローラ５０間には自重が作用する。しかし、自重だけでは固定が十分でないため、輸送時の落下・振動の影響で意図せずベルト４１や加圧ローラ５０が動かされることが懸念される。

そこで、出荷から設置までの輸送時（物流時）は、図１０の（ｂ）の圧力減少構成にすることにより、Ｃセット現象を解消しつつ、部品の安定性を増すことが可能となる。しかし、輸送時の振動などにより、加圧ローラ５０がベルト４１と長手の一部で接触しない箇所がある状態で回転してしまい、ベルト４１−加圧ローラ５０間で速度差が生じ、ベルト４１に摺擦痕が付いてしまうことが懸念される。

（２−９）輸送時の課題への対応
そこで、輸送時の課題への対応として、定着装置１６が単体にて、もしくは定着装置１６が搭載されている画像形成装置が物流される状態では（輸送される時、つまり未使用の状態）、ニップ部Ｎの圧力の状態が第２の圧力の状態（圧力減少構成）にする。且つニップ部Ｎにはシート状部材（接触防止部材）Ｐａを挟み込ませた状態にする。

図１は、定着装置１６が物流される状態として、ニップ部Ｎの圧力の状態が第２の圧力の状態（圧力減少構成）にされていて、且つニップ部Ｎにはシート状部材Ｐａとして用紙（記録材）Ｐが挟まれている状態を示している。

圧力減少構成において、輸送時にニップ部Ｎにシート状部材（接触防止部材）Ｐａ（Ｐ）を挟む効果について説明する。図１３は定着装置１６のニップ部Ｎに用紙Ｐａ（Ｐ）を挟み、用紙Ｐａ（Ｐ）の後端を固定した時に作用する力を説明する図である。

輸送時の振動等の影響で意図せず加圧ローラ５０が回転した際に、加圧ローラ５０−用紙Ｐａ（Ｐ）間には搬送力μ２・Ｆが作用する。しかし、用紙Ｐａ（Ｐ）の後端は図１に示すように定着装置１６の装置シャーシ（ハウジング）３０とユニット６０の上面に固定部材Ｔによって固定されているため、図１３のように用紙Ｐの固定部に反力μ２・Ｆが作用する。本例では、設置時に剥がし易くするため、固定部材Ｔとして粘着テープ（テープ材）を用いている。なお、用紙Ｐａ（Ｐ）の先端も固定部材Ｔによって固定されている。この場合、用紙Ｐは搬送されない。そのため、ベルト４１には搬送方向の力が加わらず、ベルト４１は回転しない。したがって、輸送時の振動等により加圧ローラ５０が回転してしまっても、ベルト４１に摺擦痕は付かない。

したがって、上記の構成により、定着装置１６を輸送する際は、図１のように圧力減少構成でニップ部Ｎに用紙Ｐａ（Ｐ）を挟むことにより、Ｃセット現象や、振動・落下などによりベルト４１に摺擦痕が付くことを簡易に防止することができる。この保護構成は、未使用状態にある定着装置１６を搭載した画像形成装置を輸送する際にも実施できる。

定着装置や画像形成装置の設置時にはニップ部Ｎに挟ませているシート状部材Ｐａとしての用紙Ｐと固定部材Ｔは設置者によって取り外される。なお、シート状部材（接触防止部材）Ｐａは用紙（記録紙）Ｐに限られない。プラスチックシートや布などを採用してもよい。また、固定部材Ｔは本実施例ではテープ材を使用しているが、接着剤や面ファスナーなどを採用しても良い。

《その他の実施例》
（１）実施例で例示した寸法等の数値は一例であって、この数値に限定されるものではない。本発明を適用できる範囲において数値は適宜選択できる。また、本発明を適用できる範囲において実施例に記載の構成を適宜変更してもよい。

即ち、定着装置の出荷から設置までの輸送時にニップ部Ｎの圧力の状態が第２の圧力の状態（圧力減少構成）にされていて、且つニップ部Ｎにはシート状部材Ｐａを介入させる。この限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

（２）実施例では、画像加熱装置として、用紙上（記録紙上）に形成された未定着トナー像を加熱して定着する定着装置を例にして説明したがこれに限られない。用紙Ｐに定着もしくは仮定着されたトナー像を再加熱して画像のグロス（光沢度）を増大させる装置（光沢向上装置）にも本発明を適用することが可能である。

また、用紙品位を向上させるカール除去装置、画像が形成される前の用紙を加熱して乾燥させる用紙乾燥装置等においても実施できる。用紙を加熱しつつ搬送する用紙搬送部材を備えた用紙搬送装置においても実施できる。この場合、詳細な説明は省略するが、上述した実施例において、定着装置１６を加熱器を内蔵した記録材搬送部材と読み替えれば良い。

（３）加圧機構は、記録紙上のトナー像を加熱するためのニップ部Ｎを形成する第１の回転体及び第２の回転体と４１のうち少なくとも一方を他方に向けて加圧する機構構成とすることができる。

（４）第１の回転体と第２の回転体は共にローラ体である装置構成であってもよいし、共にエンドレスベルトである装置構成であってもよいし、一方がローラ体であり他方がエンドレスベルトである装置構成であってもよい。

（５）第１の回転体と第２の回転体の少なくとも一方を加熱器で外部加熱或いは内部加熱する装置構成であればよく、加熱器は実施例の誘導加熱に限られない。接触型ヒータや熱線照射加熱であってもよい。接触型ヒータの場合は、該ヒータは、例えば加圧ローラ５０に対向配置され、ベルト４１の内面に接する装置構成にすることができる。

（６）画像形成装置は実施例のようなフルカラーの画像を形成する画像形成装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。また画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。

１６・・画像加熱装置（定着装置）、４１・・第１の回転体（定着ベルト）、５０・・第２の回転体（加圧ローラ）、Ｎ・・ニップ部、８０・・加圧機構、Ｐ・・記録材、ｔ・・トナー像、Ｐａ・・シート状部材（接触防止部材）、T（固定部材）

Claims (8)

1. 記録紙上のトナー像を加熱するためのニップ部を形成する第１の回転体及び第２の回転体と、
   前記第１の回転体と前記第２の回転体のうち少なくとも一方を他方に向けて加圧する加圧機構と、
   前記加圧機構による前記ニップ部での圧力を第１の圧力とこれよりも低い第２の圧力とに変更可能な変更機構と、を有し、
   未使用状態においては前記ニップ部での圧力が前記第２の圧力となっており、且つ、シート状部材が挟み込まれた状態にあることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記第１の回転体及び前記第２の回転体を内包するハウジングを有し、前記シート状部材は前記ハウジングに固定部材によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記固定部材はテープ材であることを特徴とする請求項２に記載の画像加熱装置。
4. 設置時には前記シート状部材が取り外されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像加熱装置。
5. 前記シート状部材が記録紙であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像加熱装置。
6. 前記変更機構は前記ニップ部での圧力を実質解除することが可能であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
7. 前記第１の回転体がエンドレスベルトであり、前記エンドレスベルトは前記第２の回転体によって回転駆動されることを特徴とする請求項１ないし６の何れか一項に記載の画像加熱装置。
8. 前記第２の回転体に対向配置され前記第１の回転体の内面に接するヒータを有することを特徴とする請求項７に記載の画像加熱装置。