JP2008089807A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過剰な熱量を供給することなく画像品質の低下を防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙圧着箇所Ｘの下流側に排出ローラ対３３が設けられており、用紙Ｐが排出ローラ対３３と定着ローラ３１の用紙圧着箇所Ｘとにわたって搬送されている際に、巻き付き量変更機構である排出ローラ対３３が用紙Ｐの搬送方向に対して垂直な成分を含む方向（±ｙ方向）に一体的に移動されることにより、巻き付き量が変更される。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写材への転写後のトナー画像の定着を行う定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、コピー機、ファクシミリおよびこれらの複合機等の画像形成装置においては、転写部において枚葉紙等の用紙に転写画像としてトナーを付着させた後、加熱される定着部材および加圧部材を構成する一対のローラ等により用紙を挟持した状態で加熱圧接して転写画像を定着させる定着装置が設けられる。

ここで、定着部材としては、例えば、金属ローラに離型層としてフッ素系のコーティングが施されたものを使用し、加圧部材としては、用紙を介した定着部材と加圧部材との接触面（ニップ）を構成するために、例えば、金属ローラに弾性を持たせるべくシリコンゴムを巻き付け、その表面が離型層としてフッ素系のチューブ（ＰＦＡチューブ）に覆われているものを使用する構成が一般的である。

上記シリコンゴムのような弾性層は、一般的に熱伝導性が低いため、用紙が通過することにより熱が奪われて、急激に温度低下し易い。用紙の通過による温度低下が生じると定着不良が生じ得る。このような定着不良の発生を防止するために、定着部材への用紙の巻き付き量を多くすることにより、定着時間を長くした構成が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。また、用紙の種類によって加圧部材の定着部材に対する当接圧を切り替える構成において、用紙の巻き付き量が変化することによる定着不良を防止するために、用紙の種類によって巻き付き量を一定に調整する構成が公知である（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−２３３５９８号公報 特開平１０−２８２８３０号公報

しかしながら、このような従来の構成においても、用紙通過による温度低下自体は避けられず、一定の温度下での定着作業を行うことが困難である問題があった。温度変化は、画像の転写品質にムラが生じる原因となるため好ましくない。特に、１枚の用紙中に温度低下が生じることは、１枚の用紙の中で転写画像にムラが生じることとなり好ましくない。ところで、近年、普及してきているカラー画像の転写においては、画質（光沢度、グロス）の観点から画像表面の平滑性が重要である。ここで、平滑性は、定着部材の硬度と加熱温度とに大きく依存している。このため、定着部材の硬度を下げるため、定着部材にもシリコンゴム等を用いた弾性のローラ等が用いられる。このようなシリコンゴム等の弾性部材は、前述の通り熱伝導性が悪いため、温度低下を引き起こし易く、画質低下の原因となる。特に画質（光沢度、グロス）は、温度依存性が大きい。これに対し、従来、弾性部材の熱容量を大きく設定することで温度低下が最小限となるような設定も行っていた。

ところが、熱容量を大きく設定する構成や上記特許文献１のような構成においては、温度低下時を基準にして、定着が十分に行い得る温度設定を行うため、温度低下前の時点では過加熱の状態となり、エネルギー効率がよくない。このことは、近年の省エネルギー化にも逆行する。

本発明はかかる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、過剰な熱量を供給することなく画像品質の低下を防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る定着装置の一の態様は、用紙上の未定着トナーを定着させる定着部材と、当該定着部材の用紙圧着箇所に向けて加圧する加圧部材とを具備し、用紙に転写されたトナーを加熱圧接して定着させる定着装置であって、前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更可能な巻き付き量変更機構を具備し、前記巻き付き量変更機構は、用紙の前記用紙圧着箇所通過中に、前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更することを特徴とするものである。

上記構成の定着装置によれば、定着部材の用紙圧着箇所に向けて加圧部材が加圧することにより、定着部材と加圧部材との間の用紙圧着箇所を通過する用紙上の未定着トナーが定着部材に巻き付くことにより定着される。ここで、用紙の定着部材への巻き付き量は、巻き付き量変更機構により、用紙が用紙圧着箇所を通過している間において、変更される。一般的な定着部材および加圧部材においては、用紙の下流側端部（搬送方向先端部）が用紙圧着箇所を通過したときから温度の低下が起こり始め、用紙の上流側端部（搬送方向後端部）が用紙圧着箇所を通過するときの温度は、下流側端部における温度に比べてずっと低くなってしまう。これを踏まえて、巻き付き量変更機構により、用紙の用紙圧着箇所に当接している部分が上流側端部に向かうにしたがって、巻き付き量が増えるように変更される。

このように、１枚の用紙が定着処理されている間において用紙の定着部材への巻き付き量を調整することにより、１枚の用紙内において用紙に加える熱量を均一化することができる。したがって、過剰な熱量の供給を防止することができるとともに、画像品質の低下を防止することができる。

好ましくは、前記巻き付き量変更機構は、用紙の通過枚数に応じて用紙毎に前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更するように構成される。

この場合、用紙の定着部材への巻き付き量は、巻き付き量変更機構により、用紙の通過枚数に応じて用紙毎に変更される。一般的には、用紙の同じ部分（例えば、上流側端部）同士を比較しても、１枚目と２枚目では２枚目の用紙の方が１枚目の用紙に比べて全体的に温度が低いこととなるため、これについても巻き付き量変更機構により、用紙の通過枚数が増えるにしたがって、巻き付き量が増えるように変更される。したがって、複数枚の用紙において用紙に加える熱量を均一化することができ、過剰な熱量の供給を防止することができるとともに、画像品質の低下を防止することができる。

また、本発明に係る定着装置の他の態様は、用紙上の未定着トナーを定着させる定着部材と、当該定着部材の用紙圧着箇所に向けて加圧する加圧部材とを具備し、用紙に転写されたトナーを加熱圧接して定着させる定着装置であって、前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更可能な巻き付き量変更機構を具備し、前記巻き付き量変更機構は、用紙の通過枚数に応じて用紙毎に前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更することを特徴とするものである。

上記構成の定着装置によれば、定着部材の用紙圧着箇所に向けて加圧部材が加圧することにより、定着部材と加圧部材との間の用紙圧着箇所を通過する用紙上の未定着トナーが定着部材に巻き付くことにより定着される。ここで、用紙の定着部材への巻き付き量は、巻き付き量変更機構により、用紙の通過枚数に応じて用紙毎に変更される。一般的な定着部材および加圧部材においては、用紙の同じ部分（例えば、上流側端部）同士を比較しても、１枚目と２枚目では２枚目の用紙の方が１枚目の用紙に比べて全体的に温度が低いこととなる。これを踏まえて、巻き付き量変更機構により、用紙の通過枚数が増えるにしたがって、巻き付き量が増えるように変更される。

このように、複数枚の用紙が連続して定着処理されている間において用紙の定着部材への巻き付き量を調整することにより、複数枚の用紙において用紙に加える熱量を均一化することができ、過剰な熱量の供給を防止することができる。したがって、過剰な熱量の供給を防止することができるとともに、画像品質の低下を防止することができる。

上記いずれの態様においても、好ましくは、前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所下流側に設けられた排出ローラ対であり、当該排出ローラ対は、用紙の搬送方向に対して垂直な成分を含む方向に一体的に移動可能に構成される。

この場合、用紙圧着箇所の下流側に排出ローラ対が設けられており、用紙が排出ローラ対と定着部材の用紙圧着箇所とにわたって搬送されている際に、排出ローラ対が用紙の搬送方向に対して垂直な成分を含む方向に一体的に移動されることにより、巻き付き量が変更される。つまり、搬送面に対して定着部材側に一体的に移動することにより、巻き付き量が増加し、加圧部材側に一体的に移動することにより、巻き付き量が減少する。これにより、用紙のテンションを保ったまま容易に巻き付き量を変更することができる。

あるいは、前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所下流側に設けられた排出ローラ対であり、当該排出ローラ対のうちいずれか一方のローラは、弾性を有するローラであるとともに、いずれか他方のローラは、剛性を有するローラであり、前記弾性を有するローラおよび前記剛性を有するローラのいずれか一方は、いずれか他方に対して接離する方向に移動可能に構成されてもよい。

この場合、用紙圧着箇所の下流側に排出ローラ対が設けられている。排出ローラ対のうちいずれか一方のローラは、弾性を有するローラであり、いずれか他方のローラは、剛性を有するローラである。用紙が排出ローラ対と定着部材の用紙圧着箇所とにわたって搬送されている際に、弾性を有するローラおよび剛性を有するローラのうちいずれか一方のローラが他方のローラに対して接離する方向に移動されることにより、巻き付き量が変更される。つまり、ローラ対が近接する方向（弾性を有するローラに対して剛性を有するローラがより食い込む方向）に移動することにより、巻き付き量が増加し、ローラ対が離間する方向（食い込む量を少なくする方向）に移動することにより、巻き付き量が減少する。これにより、定着装置で発生したカールを除去するために定着装置の排出側に配設されたデカーラローラ対等を流用してカールを補正・除去しつつ巻き付き量を変更することができる。

あるいは、前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所下流側に設けられ、前記定着部材との間に用紙を挿通可能なガイドローラであり、当該ガイドローラは、前記定着部材に対して接離する方向に移動可能に構成されてもよい。

この場合、用紙圧着箇所の下流側にガイドローラが設けられており、用紙がガイドローラと定着部材間との間および定着部材の用紙圧着箇所にわたって搬送されている際に、ガイドローラが定着部材に対して近接または離間する方向に移動されることにより、用紙の定着部材への巻き付き量が変更される。つまり、定着部材に近接する方向に移動することにより、巻き付き量が増加し、定着部材から離間する方向に移動することにより、巻き付き量が減少する。これにより、より直接的に巻き付き量を増減させることができる一方、部品点数の増加を可及的に少なくすることができる。

好ましくは、前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所上流側に設けられ、前記用紙圧着箇所に向けて用紙の搬送をガイドするガイド板であり、当該ガイド板は、用紙の搬送方向に対して垂直な成分を含む方向に移動可能に構成される。

この場合、用紙圧着箇所の上流側にガイド板が設けられており、用紙がガイド板上と定着部材の用紙圧着箇所とにわたって搬送されている際に、ガイド板が用紙の搬送方向に対して垂直な成分を含む方向に移動されることにより、巻き付き量が変更される。つまり、搬送面に対して定着部材側に移動することにより、巻き付き量が増加し、加圧部材側に移動することにより、巻き付き量が減少する。これにより、より直接的に巻き付き量を増減させることができる一方、部品点数の増加を可及的に少なくすることができる。

あるいは、前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所上流側に設けられ、前記定着部材との間に用紙を挿通可能なガイドローラであり、当該ガイドローラは、前記定着部材に対して接離する方向に移動可能に構成されてもよい。

この場合、用紙圧着箇所の上流側にガイドローラが設けられており、用紙がガイドローラと定着部材との間および定着部材の用紙圧着箇所にわたって搬送されている際に、ガイドローラが定着部材に対して近接または離間する方向に移動されることにより、巻き付き量が変更される。つまり、定着部材に近接する方向に移動することにより、巻き付き量が増加し、定着部材から離間する方向に移動することにより、巻き付き量が減少する。これにより、より直接的に巻き付き量を増減させることができる一方、部品点数の増加を可及的に少なくすることができる。

好ましくは、前記定着部材または前記加圧部材の温度を検出する温度検出手段を具備し、前記巻き付き量変更機構は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて巻き付き量の変更を行うように構成される。

この場合、温度検出手段により定着部材または加圧部材の温度が検出される。そして、検出された温度に基づいて、巻き付き量変更機構による巻き付き量の変更が行われる。これにより、実際の温度変化に基づいて巻き付き量の変更を行うことができ、用紙に加える熱量をより均一化することができる。

好ましくは、前記定着部材および／または前記加圧部材は、表面に弾性を有するように構成される。

この場合、定着部材および／または加圧部材は、表面に弾性を有して構成される。弾性を有すべく用いられる弾性部材は、一般的に熱伝導性が低いため、用紙が通過することにより熱が奪われて、急激に温度低下し易い。用紙の通過による温度低下が生じると定着不良が生じ得る。しかしながら、上記のように用紙の定着部材への巻き付き量を調整することにより、急激な温度低下が生じても用紙に加える熱量を均一化して、定着不良を防止しつつ、画像品質の低下を防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記構成の定着装置を備えたことを特徴とするものである。

本発明に係る定着装置および画像形成装置の一の態様によれば、１枚の用紙が定着処理されている間において用紙の定着部材への巻き付き量を調整することにより、１枚の用紙内において用紙に加える熱量を均一化することができる。また、他の態様によれば、複数枚の用紙が連続して定着処理されている間において用紙の定着部材への巻き付き量を調整することにより、複数枚の用紙において用紙に加える熱量を均一化することができ、過剰な熱量の供給を防止することができる。したがって、過剰な熱量の供給を防止することができるとともに、画像品質の低下を防止することができる。

以下、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置についての好ましい実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の第１実施形態における定着装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。

本実施形態における画像形成装置は、枚葉紙等の用紙を積載する給紙部１と、給紙部１から搬送された用紙に印刷画像を転写する転写部２と、転写後のトナーを用紙に定着させる定着装置３と、転写部２から定着装置３に用紙を搬送する搬送ベルト４と、用紙を排出する排出トレイ５と、定着装置３から排出トレイ５等に定着後の用紙を搬送する排出搬送路６とを具備する。なお、本発明は、広くトナーを使用するレーザプリンタ、ファクシミリ、コピー機およびこれらの複合機等に適用可能である。

図２は図１の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。本実施形態に係る定着装置３は、用紙Ｐ上の未定着トナーを定着させる定着部材である定着ローラ３１と、当該定着ローラ３１の用紙圧着箇所（ニップ位置）Ｘに向けて加圧する加圧部材である加圧ローラ３２とを具備し、用紙Ｐに転写されたトナーを加熱圧接して定着させるものである。そして、前記定着ローラ３１への用紙の巻き付き量を変更可能な巻き付き量変更機構を具備し、前記巻き付き量変更機構は、用紙Ｐの前記用紙圧着箇所Ｘ通過中に、前記定着ローラ３１への用紙Ｐの巻き付き量を変更することを特徴とするものである。

本実施形態において、前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所Ｘの下流側に設けられた排出ローラ対３３（上側ローラ３３１および下側ローラ３３２）であり、当該排出ローラ対３３は、用紙Ｐの搬送方向に対して垂直な成分を含む方向（±ｙ方向）に一体的に移動可能に構成される。なお、排出ローラ対３３の移動機構に関しては公知の往復移動機構が採用可能であり、特に限定されないが、例えば、画像形成装置のロータの回転力をラックギヤおよびピニオンギヤを介して直線移動（往復移動）力に変換する構成を採用可能である。また、定着ローラ３１内には、ハロゲンランプ等で構成される熱源３０が備えられる。また、用紙圧着箇所Ｘの上流側（転写部２側）には転写後の用紙Ｐを用紙圧着箇所Ｘに向けて搬送すべくガイド板３５が設けられる。

上記構成の定着装置３によれば、熱源３０により加熱された定着ローラ３１の用紙圧着箇所Ｘに向けて加圧ローラ３２が加圧することにより、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との間の用紙圧着箇所Ｘを通過する用紙Ｐ上の未定着トナーが定着ローラ３１に巻き付いて加熱圧接されることにより定着される。ここで、用紙Ｐの定着ローラ３１への巻き付き量は、巻き付き量変更機構である排出ローラ対３３により、用紙Ｐが用紙圧着箇所Ｘを通過している間、変更される。より具体的には、用紙圧着箇所Ｘの下流側（排出搬送路６側）に排出ローラ対３３が設けられており、用紙Ｐが排出ローラ対３３と定着ローラ３１の用紙圧着箇所Ｘとにわたって搬送されている際に、排出ローラ対３３が用紙Ｐの搬送方向に対して垂直な成分を含む方向（本実施形態においては略垂直な方向である±ｙ方向）に一体的に移動されることにより、巻き付き量が変更される。つまり、搬送面に対して定着ローラ３１側（＋ｙ方向）に一体的に移動することにより、排出ローラ対３３に挟持されている用紙Ｐが定着ローラ３１側に持ち上げられて、定着ローラ３１の下流側において、巻き付き量が増加（増加量ΔＬ）する。一方、加圧ローラ３２側（−ｙ方向）に一体的に移動することにより、巻き付き量が減少する。

ここで、巻き付き量変更制御のより具体的な方法について説明する。図３は本実施形態の定着装置における巻き付き量変更制御と定着ローラおよび加圧ローラの温度変化との関係を示す図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は巻き付き量変更制御をしない場合における定着ローラ３１（図３（ａ））および加圧ローラ３２（図３（ｂ））の時間経過（横軸）に対する温度変化（縦軸）を示すグラフである。図３（ａ）（ｂ）に示すように、用紙Ｐの下流側端部（搬送方向先端部）が用紙圧着箇所Ｘを通過したときから温度の低下が起こり始め、用紙Ｐの上流側端部（搬送方向後端部）が用紙圧着箇所Ｘを通過するときの温度は、下流側端部における温度に比べてずっと低くなってしまう。つまり、用紙Ｐが用紙圧着箇所Ｘを通過している間（紙間Ｑ）においては、定着ローラ３１（熱源３０）の熱が用紙Ｐに奪われることにより、各ローラ３１，３２の温度が低下している。特に、定着ローラ３１内の熱源３０から定着ローラ３１を介して間接的に加熱している加圧ローラ３２の温度低下は顕著で、しかも、一旦温度が低下すると紙間Ｑを過ぎてももとの温度まで戻り難い。

加えて、加圧ローラ３２は、表面に弾性を有するように構成される。例えば、加圧ローラ３２の表面層は、シリコンゴムで形成され、鉄製の定着ローラ３１との当接箇所において定着ローラ３１の表面形状に沿うように弾性変形することにより、用紙圧着箇所Ｘが形成されている。また、定着ローラ３１の表面には、表面平滑化のため、シリコンゴム等の弾性部材による層が形成されている場合もある。弾性を有すべく用いられるシリコンゴム等の弾性部材は、一般的に熱伝導性が低いため、用紙Ｐが通過することにより熱が奪われて、急激に温度低下し易い。用紙Ｐの通過による温度低下が生じると定着不良が生じ得る。

そこで、図３（ｃ）に示すように、用紙Ｐの用紙圧着箇所Ｘに当接している部分が上流側端部に向かうにしたがって、巻き付き量が増えるように変更する（制御１）。すなわち、用紙Ｐの上流側端部が用紙圧着箇所Ｘを通過した後（直後もしくは所定時間経過後）排出ローラ対３３を上昇制御（＋ｙ方向に移動）させ、巻き付き量を増加させる。この増加量ΔＬ分の用紙Ｐの巻き付き箇所は、加圧ローラ３２に当接していないため、加圧されてはいない（仮想的なニップ位置となる）が、定着ローラ３１に巻き付くことによりトナーの用紙Ｐへの定着が促される。なお、用紙Ｐの位置の検出は、画像形成装置の転写部２における転写タイミングからの時間を転写部２の駆動源（ステップモータ等、図示せず）の回転角度から算出することとしてもよいし、定着装置３近傍に光学式センサ等の用紙検出センサ（図示せず）を設けることとしてもよい。

上昇制御中において、用紙Ｐの上流側端部が用紙圧着箇所Ｘを通過した後は、排出ローラ対３３を下降制御（−ｙ方向に移動）させ、次回の用紙Ｐの下流側端部における所定の巻き付き量に戻させる（減少させる）。このように、巻き付き量変更機構を排出ローラ対３３に備えることにより、用紙Ｐのテンションを保ったまま容易に巻き付き量を変更することができる。なお、用紙Ｐの搬送方向後端が排出ローラ対３３を通過した後に下降制御を開始することとしてもよい（図１４（ｃ））し、用紙圧着箇所Ｘの通過後すぐに下降制御を開始することとしてもよい。

このように、１枚の用紙Ｐが定着処理されている間において用紙Ｐの定着ローラ３１への巻き付き量を調整することにより、１枚の用紙Ｐ内において用紙に加える熱量を均一化することができる。したがって、過剰な熱量の供給を防止することができるとともに、画像品質の低下を防止することができる。特に、定着ローラ３１および加圧ローラ３２の表層が弾性部材であり、急激な温度低下が生じ得る場合ても、用紙Ｐに加える熱量を均一化して、定着不良を防止しつつ、画像品質の低下を防止することができる。これは、特に転写表面平滑化の要求により表面層として弾性部材が用いられるローラを使用するカラー画像転写用の画像形成装置にも有効である。

加えて、本実施形態においては、巻き付き量変更機構により、用紙Ｐの通過枚数に応じて用紙Ｐ毎に定着ローラ３１への用紙Ｐの巻き付き量が変更されるべく制御される。

この場合、用紙Ｐの定着ローラ３１への巻き付き量は、巻き付き量変更機構により、用紙Ｐの通過枚数に応じても変更される。特に加圧ローラ３２においては、図３（ｂ）に示したように、用紙Ｐの同じ部分（例えば、上流側端部）同士を比較しても、１枚目と２枚目では２枚目の用紙Ｐの方が１枚目の用紙に比べて全体的に温度が低いこととなるため、これについても巻き付き量変更機構により、用紙Ｐの通過枚数が増えるにしたがって、用紙毎に巻き付き量が増えるように変更される。より具体的には、図３（ｄ）に示すように、用紙Ｐの通過枚数が増えるに従って排出ローラ対３３が上昇していくように制御する（制御２）。つまり、本実施形態においては、図３（ｄ）の制御曲線上に図３（ｃ）の制御曲線が加えられた制御曲線を用いて巻き付き量の変更制御がなされる。なお、上昇制御は、直線的であってもよいし、図３（ｄ）のように２次曲線を描くようにしてもよい。いずれにしても、定着ローラ３１および／または加圧ローラ３２の温度低下特性に応じた上昇制御を行うことが好ましい。

このように、用紙Ｐの通過枚数に応じても巻き付き量を変更することにより、複数枚の用紙Ｐにおいて用紙Ｐに加える熱量を均一化することができ、過剰な熱量の供給を防止することができるとともに、画像品質の低下を防止することができる。なお、本実施形態においては、制御１および制御２を同時に行う構成について説明したが、いずれか一方のみを採用することとしてもよいし、いずれか一方もしくは双方を適宜選択可能に構成することとしてもよい。

また、本実施形態においては、前記定着ローラ３１の温度を検出する温度検出手段３４を具備し、前記巻き付き量変更機構は、前記温度検出手段３４により検出された温度に基づいて巻き付き量の変更を行うように構成される。温度検出手段３４は、定着ローラ３１表面に接触した状態で当該表面の温度を測定するサーミスタにより構成される。なお、これに限らず、定着ローラ３１および／または加圧ローラ３２の表面温度を直接的または間接的に測定可能な種々の温度検出手段を採用可能である。

このような温度検出手段３４により定着ローラ３１の温度が検出される。そして、検出された温度に基づいて、巻き付き量変更機構（排出ローラ対３３）による巻き付き量の変更が行われる。つまり、図３（ｃ）（ｄ）の制御曲線が定着ローラ３１表面において実測した温度に基づいて補正される。これにより、実際の温度変化に基づいて巻き付き量の変更を行うことができ、用紙Ｐに加える熱量をより均一化することができる。なお、本実施形態においては、予め用意した（画像形成装置の制御部（図示せず）に記憶された）制御曲線（図３（ｃ）（ｄ））に基づいた巻き付き量変更制御を行うとともに、温度検出手段３４にて検出された定着ローラ３１の温度に応じて巻き付き量の変更量を補正制御（フィードバック制御）することとしているが、制御曲線を用いることなく温度検出手段３１から検出された温度の実測値のみから巻き付き量変更制御を行うこととしてもよい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は本発明の第２実施形態の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。本実施形態の構成が第１実施形態と異なる点は、前記巻き付き量変更機構である排出ローラ対３３のうち上方側（用紙Ｐの搬送路を基準にして定着ローラ３１側）の上側ローラ３３１が弾性を有するローラであるとともに、下方側（用紙Ｐの搬送路を基準にして加圧ローラ３２側）の下側ローラ３３２が剛性を有するローラであり、下側ローラ３３２のみ、用紙Ｐの搬送方向に対して垂直な成分を含む方向（±ｙ方向）、言い換えると上側ローラ３３１に対して接離する方向に、移動可能に構成されることである。

この場合も、図４に示すように、用紙圧着箇所Ｘの下流側に排出ローラ対３３が設けられている。排出ローラ対３３のうち下側ローラ３３２は、弾性を有するローラ（例えば、スポンジローラ）であり、上側ローラ３３１は、剛性を有するローラである。用紙Ｐが排出ローラ対３３と定着ローラ３１の用紙圧着箇所Ｘとにわたって搬送されている際に、剛性を有する下側ローラ３３２が上側ローラ３３１に対して接離する方向（±ｙ方向）に移動されることにより、巻き付き量が変更される。つまり、排出ローラ対３３が近接する方向（上側ローラ３３１に対して下側ローラ３３２がより食い込む方向（＋ｙ方向））に移動することにより、巻き付き量が増加し（増加量ΔＬ）、排出ローラ対３３が離間する方向（食い込む量を少なくする方向（−ｙ方向））に移動することにより、巻き付き量が減少する。

ここで、一般に、定着装置３を通過することにより用紙Ｐがカールする場合があり、これを修正するために、定着ローラ３１および加圧ローラ３２の下流側にカール除去装置を設ける構成が公知である。このカール除去装置は、搬送路上側に回転軸が固定されて設置されたスポンジローラと、スポンジローラに対して加圧する加圧ローラとを有するデカーラローラ対により構成されるのが一般的である。このような構成において、スポンジローラを上記上側ローラ３３１、加圧ローラを上記下側ローラ３３２として機能させる（加圧ローラを用紙Ｐの位置に応じて上下方向に移動可能に構成する）ことにより、巻き付き量変更機構を実現させることができる。つまり、下側ローラ３３２（加圧ローラ）により上側ローラ３３１（スポンジローラ）への食い込み量を用紙Ｐの通過中に調整することにより、定着ローラ３１への巻き付き量を変更させることができる。

このように、定着ローラ３１および加圧ローラ３２で発生したカールを除去するために定着ローラ３１および加圧ローラ３２の下流側（排出側）に配設されたデカーラローラ対（食い込み量調整機構）を流用してカールを補正・除去しつつ巻き付き量を変更することができる。なお、本実施形態においては、上側ローラ３３１を弾性を有するローラとしたが、下側ローラ３３２を弾性を有するローラとして構成してもよい。また、本実施形態においては剛性を有する下側ローラ３３２を上側ローラ３３１に対して離接させることとしたが、弾性を有するローラを移動可能に構成してもよい。

続いて、本発明の第３実施形態について説明する。図５は本発明の第３実施形態の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。本実施形態の構成が第１実施形態と異なる点は、前記巻き付き量変更機構として、排出ローラ対３３の代わりに、前記定着ローラ３１との間に用紙Ｐを挿通可能なガイドローラ３６が用紙圧着箇所Ｘの下流側に設けられ、当該ガイドローラ３６は、前記定着ローラ３１に対して接離する方向に移動可能に構成されることである。

この場合、用紙圧着箇所Ｘの下流側にガイドローラ３６が設けられる。用紙Ｐがガイドローラ３６と定着ローラ３１との間および定着ローラ３１の用紙圧着箇所Ｘにわたって搬送されている際に、ガイドローラ３６が定着ローラ３１に対して近接または離間する方向に移動されることにより、用紙Ｐの定着ローラ３１への巻き付き量が変更される。つまり、定着ローラ３１に近接する方向（＋ｙ方向）に移動することにより、巻き付き量が増加する（増加量ΔＬ）一方、定着ローラ３１から離間する方向（−ｙ方向）に移動することにより、巻き付き量が減少する。これにより、より直接的に巻き付き量を増減させることができる一方、部品点数の増加を可及的に少なくすることができる。

以上の実施形態においては、定着装置３の下流側において、定着ローラ３１への用紙Ｐの巻き付き量を変更する構成について説明したが、定着装置３の上流側において、定着ローラ３１への用紙Ｐの巻き付き量を変更する構成としてもよい。

まず、本発明の第４実施形態について説明する。図６は本発明の第４実施形態の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。本実施形態の構成が第１実施形態と異なる点は、巻き付き量変更機構が、前記用紙圧着箇所Ｘの上流側に設けられ、前記定着ローラ３１との間に用紙を挿通可能なガイドローラ３７であり、当該ガイドローラ３７は、前記定着ローラ３１に対して接離する方向に移動可能に構成されることである。

この場合、用紙圧着箇所Ｘの上流側にガイドローラ３７が設けられており、用紙Ｐがガイドローラ３７と定着ローラ３１との間および定着ローラ３１の用紙圧着箇所Ｘにわたって搬送されている際に、ガイドローラ３７が定着ローラ３１に対して近接または離間する方向に移動されることにより、用紙Ｐの定着ローラ３１への巻き付き量が変更される。つまり、定着ローラ３１に近接する方向（＋ｙ方向）に移動することにより、定着ローラ３１の上流側において、巻き付き量が増加し（増加量ΔＬ）、定着ローラ３１から離間する方向（−ｙ方向）に移動することにより、巻き付き量が減少する。これによっても、より直接的に巻き付き量を増減させることができる一方、部品点数の増加を可及的に少なくすることができる。

次に、本発明の第５実施形態について説明する。図７は本発明の第５実施形態の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。本実施形態の構成が第１実施形態と異なる点は、巻き付き量変更機構が、前記用紙圧着箇所Ｘの上流側に設けられたガイド板３５であり、当該ガイド板３５は、用紙Ｐの搬送方向に対して垂直な成分を含む方向（±ｙ方向）に移動可能に構成される。

この場合、用紙圧着箇所Ｘの上流側にガイド板３５が設けられており、用紙Ｐがガイド板３５上と定着ローラ３１の用紙圧着箇所Ｘとにわたって搬送されている際に、ガイド板３５が用紙Ｐの搬送方向に対して垂直な成分を含む方向（±ｙ方向）に移動されることにより、巻き付き量が変更される。つまり、搬送面に対して定着ローラ３１側（＋ｙ方向）に移動することにより、巻き付き量が増加し、加圧ローラ３２側（−ｙ方向）に移動することにより、巻き付き量が減少する。これにより、より直接的に巻き付き量を増減させることができる一方、部品点数の増加を可及的に少なくすることができる。

なお、上記上流側において定着ローラ３１への用紙Ｐの巻き付き量を変更する構成は、前述した下流側における用紙Ｐの巻き付き量を変更する構成に加えて用いることも可能である。この場合、下側ローラ３３２あるいは下流側のガイドローラ３６と上流側のガイドローラ３７あるいはガイド板３５の移動機構を共用する（同じように動く）ことにより、部品点数を抑えることができる。しかも、巻き付き量の変更幅を大きくすることができ、より高精度な巻き付き量変更制御を行うことができる。

以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

例えば、排出ローラ対３３（上側ローラ３３１および下側ローラ３３２）およびガイドローラ３６の材質等は、鉄等の金属または樹脂等、特に限定されない。

また、定着部材および加圧部材の構成は、特に限定されず、種々の構成に適用可能である。図８〜図１４は本発明に係る画像形成装置の定着装置における定着部材および加圧部材の組み合わせの例を示す図である。なお、巻き付き量変更機構については第１実施形態に準じている。

例えば、図８に示すように、定着ローラ３１外に熱源３０を設ける構成としてもよい。この場合、定着ローラ３１の外周に接する熱源ローラ３８を有し、熱源ローラ３８内に熱源３０が備えられている。なお、この場合には、温度検出手段を定着ローラ３１側（定着ローラ温度検出手段３４ａ）に取り付けてもよいし、熱源ローラ３８側（熱源ローラ温度検出手段３４ｂ）に取り付けてもよいし、双方に取り付けてもよい。また、図９に示すように、熱源ローラ３８と定着ローラ３１とに無端ベルト３９を巻き回した構成としてもよい。この場合、無端ベルト３９は、例えばシリコンゴムやポリイミド樹脂等による弾性ベルトが用いられ、無端ベルト３９と加圧ローラ３２とが当接する部分が用紙圧着箇所Ｘ（ニップ位置）となる。さらに、図１０に示すように、定着ローラ３１と無端ベルト３９とが接している箇所に加えて、定着ローラ３１と接していない無端ベルト３９においても加圧ローラ３２と当接する（用紙圧着箇所Ｘとなる）構成としてもよい。

一方、図１１に示すように、定着ローラ３１の代わりに、熱源（セラミックヒータ等）を内蔵した定着パッド３１０がテンションローラ３１１により張設された無端ベルト３９に当接され、無端ベルト３９の当該当接箇所の裏側から加圧ローラ３２を当接させることとしてもよい。あるいは、図１２に示すように、加圧ローラ３２の代わりに、複数（２つ）の加圧ローラ３２０に無端ベルト３９を巻き回した構成としてもよい。なお、この場合の無端ベルト３９もテンションローラ３２１に巻き回されて張設される。さらに、図１３に示すように、加圧ローラ３２の代わりに、加圧パッド３２２がテンションローラ３２１により張設された無端ベルト３９に当接され、無端ベルト３９の加圧パッド当接箇所から定着ローラ３１に対して加圧することとしてもよい。あるいは、図１４に示すように、定着ローラ３１および加圧ローラ３２のいずれにも無端ベルト３９を用いた構成により、用紙圧着箇所Ｘが無端ベルト３９間に設けられることとしてもよい。もちろん、その他の公知の定着部材および加圧部材はいずれも採用可能である。そして、いずれの定着部材および加圧部材に対しても上記実施形態において説明した巻き付き量変更機構のいずれかを設けることができる。

本発明の第１実施形態における定着装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。 図１の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。 本実施形態の定着装置における巻き付き量変更制御と定着ローラおよび加圧ローラの温度変化との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。 本発明の第３実施形態の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。 本発明の第４実施形態の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。 本発明の第５実施形態の画像形成装置における定着装置近傍の概略図である。 本発明に係る画像形成装置の定着装置における定着部材および加圧部材の組み合わせの例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の定着装置における定着部材および加圧部材の組み合わせの例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の定着装置における定着部材および加圧部材の組み合わせの例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の定着装置における定着部材および加圧部材の組み合わせの例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の定着装置における定着部材および加圧部材の組み合わせの例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の定着装置における定着部材および加圧部材の組み合わせの例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の定着装置における定着部材および加圧部材の組み合わせの例を示す図である。

符号の説明

３ 定着装置
３１ 定着ローラ（定着部材）
３２ 加圧ローラ（加圧部材）
３３ 排出ローラ対（巻き付き量変更機構）
３３１ 上側ローラ（巻き付き量変更機構）
３３２ 下側ローラ（巻き付き量変更機構）
３４ 温度検出手段
３５ ガイド板（巻き付き量変更機構）
３６，３７ ガイドローラ（巻き付き量変更機構）
Ｐ 用紙
Ｘ 用紙圧着箇所

Claims (11)

1. 用紙上の未定着トナーを定着させる定着部材と、当該定着部材の用紙圧着箇所に向けて加圧する加圧部材とを具備し、用紙に転写されたトナーを加熱圧接して定着させる定着装置であって、
   前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更可能な巻き付き量変更機構を具備し、
   前記巻き付き量変更機構は、用紙の前記用紙圧着箇所通過中に、前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更することを特徴とする定着装置。
2. 前記巻き付き量変更機構は、用紙の通過枚数に応じて用紙毎に前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 用紙上の未定着トナーを定着させる定着部材と、当該定着部材の用紙圧着箇所に向けて加圧する加圧部材とを具備し、用紙に転写されたトナーを加熱圧接して定着させる定着装置であって、
   前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更可能な巻き付き量変更機構を具備し、
   前記巻き付き量変更機構は、用紙の通過枚数に応じて用紙毎に前記定着部材への用紙の巻き付き量を変更することを特徴とする定着装置。
4. 前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所下流側に設けられた排出ローラ対であり、当該排出ローラ対は、用紙の搬送方向に対して垂直な成分を含む方向に一体的に移動可能に構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所下流側に設けられた排出ローラ対であり、当該排出ローラ対のうちいずれか一方のローラは、弾性を有するローラであるとともに、いずれか他方のローラは、剛性を有するローラであり、前記弾性を有するローラおよび前記剛性を有するローラのいずれか一方は、いずれか他方に対して離接する方向に移動可能に構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所下流側に設けられ、前記定着部材との間に用紙を挿通可能なガイドローラであり、当該ガイドローラは、前記定着部材に対して接離する方向に移動可能に構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所上流側に設けられ、前記用紙圧着箇所に向けて用紙の搬送をガイドするガイド板であり、当該ガイド板は、用紙の搬送方向に対して垂直な成分を含む方向に移動可能に構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記巻き付き量変更機構は、前記用紙圧着箇所上流側に設けられ、前記定着部材との間に用紙を挿通可能なガイドローラであり、当該ガイドローラは、前記定着部材に対して接離する方向に移動可能に構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記定着部材または前記加圧部材の温度を検出する温度検出手段を具備し、
   前記巻き付き量変更機構は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて巻き付き量の変更を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記定着部材および／または前記加圧部材は、表面に弾性を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の定着装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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