JP2010072166A

JP2010072166A - 定着装置

Info

Publication number: JP2010072166A
Application number: JP2008237652A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Ishida; 知仁石田; Suketsugu Hosoku; 祐嗣豊則
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】記録材上の未定着トナー像に光沢を付与するニップ部の温度低下を抑えることができ、記録材の連続通紙開始から連続通紙終了までの定着処理中は均一な光沢性を得ることができる定着装置の提供。
【解決手段】第１ニップ部Ｎ１と第２ニップ部Ｎ２で記録材Ｐを連続して挟持搬送する前に、移動部材３２を第２の位置に変位させ第２ニップ部形成ユニット２０が所定温度に達するまで加熱部材３１により第２ニップ部形成ユニットへの熱供給を行ない、第２ニップ部形成ユニットが前記所定温度に達したことに応じて前記移動部材を前記第２の位置から第１の位置に変位させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置（定着器）に関する。

電子写真式の複写機やプリンタなどの画像形成装置は、近年の高画質化に伴い、様々な画質項目についてより高い画像品質が要求されている。例えば、小ポイント文字や細線などを正確に印字するために必要な「高解像性」や、写真などの自然画をざらつきなく滑らかに印字するための「低粒状性」などが挙げられる。また、同じく写真などの自然画を自然な光沢感で出力するための「高光沢／均一光沢性」なども挙げられる。

特に「高光沢／均一な光沢性」については、定着装置の寄与が大きく様々な技術が提案されている。

特許文献１には、ベルト式の定着装置を利用して、定着装置から記録材が排紙される際の、トナーの分離温度を低くして固化させることで、分離時に発生するトナー表面の粗れを抑え、高光沢な画像を得る技術が提案されている。

特許文献２、３には、記録材搬送方向において加熱手段を有する定着装置の下流に光沢制御用ローラを配し、光沢制御用ローラから排紙される際のトナーの分離温度を抑えることで、高光沢な画像を得る技術も提案されている。

特許文献４には、記録材搬送方向において加熱手段を有する定着装置の下流に光沢制御用ローラを配し、光沢制御用ローラに加熱源を具備させ、保温された光沢制御用ローラでトナーを加圧することで、画像に光沢を付与する技術が提案されている。
特開平２−１６２３８３号公報特開２００２−３０４０７２号公報特開２００４−１３９０３９号公報特開２００４−１３９０４０号公報上記特許文献１から特許文献４の何れの技術も、定着装置から排出される分離時のトナー温度を低くすることで、トナー表面の粗れを抑え、効率良く光沢が得られるものである。

記録材に画像を定着する定着装置では、画像に「高光沢／均一な光沢性」を付与するために、定着装置から排出される分離時のトナー温度を低くすることで、トナー表面の粗れを抑えて効率良く光沢を得ることが望まれている。

本発明の目的は、記録材上の未定着トナー像に光沢を付与するニップ部の温度低下を抑えることができ、記録材の連続通紙開始から連続通紙終了までの定着処理中は均一な光沢性を得ることができる定着装置を提供することにある。

上記目的を達成するための構成は、記録材を挟持搬送する第１ニップ部を形成する第１ニップ部形成ユニットと、前記第１ニップ部を通過した記録材を挟持搬送する第２ニップ部を形成する第２ニップ部形成ユニットと、を有し、前記第１ニップ部で記録材上の未定着トナー像を加熱し、前記第２ニップ部で記録材上の未定着トナー像に光沢を付与する定着装置において、制御手段と、前記第１ニップ部形成ユニットと前記第２ニップ部形成ユニットの外部に設けられた加熱部材と、前記第１ニップ部形成ユニットに前記加熱部材によって熱を供給するための第１の位置と、前記第２ニップ部形成ユニットに前記加熱部材によって熱を供給するための第２の位置と、に変位する移動部材と、を有し、前記第１ニップ部と前記第２ニップで記録材を連続して挟持搬送する場合において、前記制御手段は、前記第１ニップ部と前記第２ニップ部で記録材を連続して挟持搬送する前に、前記移動部材を前記第２の位置に変位させ前記第２ニップ部形成ユニットが所定温度に達するまで前記加熱部材により前記第２ニップ部形成ユニットへの熱供給を行ない、前記第２ニップ部形成ユニットが前記所定温度に達したことに応じて前記移動部材を前記第２の位置から前記第１の位置に変位させることを特徴とする。

本発明によれば、記録材上の未定着トナー像に光沢を付与するニップ部の温度低下を抑えることができ、記録材の連続通紙開始から連続通紙終了までの定着処理中は均一な光沢性を得ることができる定着装置を提供できる。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

[実施例１]
（１）画像形成装置例
図１６は本発明に係る定着装置を画像定着装置（定着器）として搭載できる画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は電子写真式の複写機である。Ａは複写機本体、Ｂは複写機本体Ａに搭載されているカラー画像読み取り装置である。

カラー画像読み取り装置Ｂは複写すべきカラー画像原稿を色分解光電読み取りするものである。即ち、原稿台１１２上におかれたカラー原稿Ｇに対し、原稿照明用ランプ・短焦点レンズアレイ・ＣＣＤセンサーを組み込んだ読み取りユニット１１３がカラー原稿Ｇの画像面を照明しながら走査移動する。これにより、照明走査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによって結像されてＣＣＤセンサーに入射する。ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部より構成されている。ＣＣＤ受光部においてカラー画像の色分解光電読み取りがなされて光信号が電荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送され、出力部において電荷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。得られたアナログ信号は周知の画像処理を行なってデジタル画像信号（画像データ）に変換して複写機本体Ａ側の制御回路部（制御手段）１１１に送られる。

複写機本体Ａは、光導電性を有する円筒状の像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）１０１を有する。そして、その感光体ドラム１０１の外周面（表面）の周りに、帯電手段１０２と、像露光手段１０３と、カラー現像装置１０４と、定着装置１０６と、クリーニング手段１０７などを有する。１０９は記録材Ｐを積載収納する給送カセットである。１１０は搬送ローラ１１０ａ・１１０ｂと、転写ドラム１１０ｃと、搬送ベルト１１０ｄと、排出ローラ１１０ｅなどを有する搬送手段である。制御回路部１１１は、感光体ドラム１０１、帯電手段１０２、像露光手段１０３、カラー現像装置１０４、後述の転写手段１０５、定着装置１０６及び搬送手段１１０などの制御を行なうものである。

複写機本体Ａに設けられた操作部（不図示）やパーソナルコンピューターなどの外部装置（不図示）から制御回路部１１１に画像出力信号が送られると、感光体ドラム１０１が矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転する。そしてその感光体ドラム１０１の外周面（表面）は帯電手段１０２によって所定の電位・極性に均一に帯電される。感光体ドラム１０１としては、導電性のドラム形状の支持基体を最下層とし、電荷発生層、電荷輸送層のように２層構造よりなる、機能分離タイプのものや、単層型のものが使用できる。

帯電手段１０２としては、ワイヤーと電界制御グリッドよりなるコロナ帯電器を用いたコロナ帯電方式を用いている。その他、感光体ドラム１０１に接触させた帯電ローラに直流あるいは直流と交流の重畳バイアスを印加して帯電するローラ帯電方式がある。また、磁性ローラに磁性粒子等を担持させ、これを像担持体に接触回動させて、これにバイアスを引加することにより電荷を感光体表面に直接注入することで帯電を行なう注入帯電方式などがある。

帯電後の感光体ドラム１０１表面を露光して潜像を形成する像露光手段１０３としては、回転可能な偏向ミラーを具備した走査光学系を用いている。この像露光手段１０３は、感光体ドラム１０１表面に、半導体レーザーを上記の画像データに応じて明滅させる。そして、レーザー照射パターンと同一な電荷パターンを発生させ、発生させた電荷により、前記帯電処理で帯電された帯電電荷を打ち消し、感光体ドラム１０１表面に所望の静電潜像パターンを形成する。走査光学系には、前記した半導体レーザーを使用したスキャナータイプのものや、ＬＥＤに集光装置であるセルフォックレンズを介して像露光を行なうもの、また、ＥＬ素子やプラズマ発光素子など、その他の光学系も使用することができる。

カラー現像装置１０４は、感光体ドラム１０１の回転中心と平行な回転軸１０４ａにより支持されたロータリ１０４ｂを有する。
ロータリ１０４ｂには、感光体ドラム１０１表面の潜像にトナーを付着させて潜像を現像する現像手段として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの現像器１０４Ｙ・１０４Ｍ・１０４Ｃ・１０４Ｂが取り外し可能に装着してある。現像器１０４Ｙ・１０４Ｍ・１０４Ｃ・１０４Ｂ（以下、１０４（Ｙ〜Ｂ）と記す）は、それぞれロータリ１０４ｂの回転によって所定の待機位置から感光体ドラム１０１表面と対向する現像位置まで順次移動される。そして現像器１０４（Ｙ〜Ｂ）は、現像位置において感光体ドラム１０１表面との間に現像ニップ部を形成する。感光体ドラム１０１表面に形成された静電潜像パターンは、感光体ドラム１０１の回転に伴い現像ニップ部まで送られ、その現像ニップ部で現像器１０４（Ｙ〜Ｂ）から各色のトナーによって現像される。現像器１０４（Ｙ〜Ｂ）において、現像ニップ部は感光体ドラム１０１表面から数十μｍ〜数百μｍの距離に設けられた現像スリーブ１０４Ｙｓ・１０４Ｍｓ・１０４Ｃｓ・１０４Ｂｓの外周面（表面）と感光体ドラム１０１表面とに挟まれた領域である。現像ニップ部には、非磁性トナーを静電的に担持した磁性キャリアが、磁石を内蔵する現像スリーブ１０４Ｙｓ・１０４Ｍｓ・１０４Ｃｓ・１０４Ｂｓ（以下、１０４（Ｙｓ〜Ｂｓ）と記す）の回転に伴い搬送され、現像過程に供される。現像スリーブ１０４（Ｙｓ〜Ｂｓ）には現像バイアス電源（不図示）から数ＫＨｚ／数百Ｖの高周波電界（現像バイアス）を印加する。これにより、磁性キャリアに担持されたトナー（トナー粒子）が現像スリーブ１０４（Ｙｓ〜Ｂｓ）と感光体ドラム１０１表面間を飛翔往復することで、静電潜像パターンに応じたトナー像が得られる（２成分現像方式）。

現像方式には、磁性トナーを磁力により搬送し、現像ニップ部で非接触で感光体ドラム１０１表面に飛翔現像させる磁性１成分の非接触現像方式、あるいは現像ニップ部で感光体ドラム１表面に接触させて現像処理をおこなう磁性接触現像方式も適用できる。また、非磁性トナーを現像ブレード（不図示）により規制して摩擦帯電させ、現像スリーブ１０４（Ｙｓ〜Ｂｓ）表面に担時して搬送し現像ニップ部において非接触でトナーを飛翔現像させる非磁性１成分の非接触現像方式も適用できる。或いは、現像ニップ部で感光体ドラム１表面に接触させ現像処理を行なう非磁性１成分の接触現像方式など、その他の現像方式も使用可能である。

一方、給送カセット１０９から搬送ローラ１１０ａ・１１０ｂにより１枚ずつ搬送されてくる記録紙（記録材）Ｐは感光体ドラム１０１と略同じ速度で回転される転写ドラム１１０ｃの外周面（表面）に保持される。その記録紙Ｐは、転写ドラム１１０ｃの回転によって感光体ドラム１０１表面と転写ドラム１１０ｃ表面間の転写ニップ部に導入され、転写ニップ部で感光体ドラム１０１と転写ドラム１１０ｃとにより挟持搬送されて定着装置１０６へと送られる。記録紙Ｐが転写ニップ部で挟持搬送される過程において、転写ドラム１１０ｃの内周面側に設けられている転写手段１０５によって感光体ドラム１０１表面のトナー像を記録紙Ｐに転写する。このときの転写方式には電気的な力、或いは機械的な力を利用した転写方式を使用することができる。電気的な力を利用して転写を行なう方法として、コロナワイヤーによりトナーの帯電極性と逆極性の直流バイアスを印加して転写を行なうコロナ転写方式が挙げられる。この他にも、１０^５〜１０^１２の電気抵抗値を示す部材を表層に有するローラを当接させ、トナーと逆極性のバイアスを印加するローラ転写方式などが挙げられる。

転写ニップ部を出た記録紙Ｐは、定着装置１０６から熱と圧力を受けることによってトナー像が記録紙Ｐの面上に加熱定着され、排出ローラ１１０ｅによって排出トレイ１１４上に排出される。

トナー像転写後に感光体ドラム１０１は、クリーニング手段としてのクリーニング器１０７に設けられているブレード状のクリーニング部材１０７ａにより感光体ドラム１０１表面に残っている残トナーなどが除去され、次の画像形成に供される。

（１−１）定着装置
以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向をいう。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法をいう。

図１は本実施例１に係る定着装置１０６の構成模式図であって、外部加熱装置３０の加熱ローラ３１で加熱装置１０の定着ローラ１１を加熱するときの図である。図２は外部加熱装置３０の説明図であって、加熱ローラ３１と支持部材３２の関係を表わす図である。

本実施例に示す定着装置１０６は、ローラ方式の加熱装置１０と、ローラ方式の加圧装置２０と、外部加熱装置３０と、を有する。加熱装置１０は、定着ローラ（定着回転体）１１と、加圧ローラ(加圧回転体）１２と、ハロゲンヒータ（発熱部材）１３・１４と、を有する。加圧装置２０は、定着ローラ（第２定着回転体）２１と、加圧ローラ(加圧回転体）２２と、を有する。外部加熱装置３０は、加熱ローラ（加熱部材）３１と、支持部材（移動部材)３２と、ハロゲンヒータ（第２発熱部材）３３と、を有する。加圧装置２０は、記録材搬送方向において加熱装置１０の下流側に設けられている。加熱装置１０の定着ローラ１１と加圧ローラ１２とハロゲンヒータ１３・１４、加圧装置２０の定着ローラ２１と加圧ローラ２２、及び外部加熱装置３０の加熱ローラ３１とハロゲンヒータ３３は、何れも長手方向に長い部材である。

（１−１−１）加熱装置(第１ニップ部形成ユニット）の構成
定着ローラ１１は、長手方向に細長い中空の筒体に形成された芯金１１ａを有し、その芯金１１ａの両端部以外の外周面上に弾性層１１ｂをローラ状に設け、その弾性層１１ｂの外周面上に離型層１１ｃを設けたものである。離型層１１ｃの材料はＦＲＰ又はＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂である。離型層１１ｃは、弾性層１１ｂの外周面上にフッ素樹脂をコート若しくはチューブを用いて形成してある。弾性層１１ｂは、トナー画像の厚み変動（数〜数十μｍ）に追従可能であり、また定着ローラ１１と加圧ローラ１２との間に第１ニップ部としてのニップ部（定着ニップ部）Ｎ１を確保できるようにするためのものである。そのため、弾性層１１ｂの材料として、弾性を有するシリコーンゴムやフッ素ゴムを用いている。弾性層１１ｂは弾性が小さいと、未定着トナー像の凹部の定着不足や、トナーの潰れによる粒状性の悪化といった画質の低下をもたらすので、所定の大きさの弾性を要する。芯金１１ａはアルミニウム等の材料を用いて中空の筒体に形成され、その芯金１１ａの両端部が定着装置１１６の装置フレーム（不図示）に軸受を介して回転自在に保持されている。その芯金１１ａの中空内には、芯金１１ａの長手方向に細長いハロゲンヒータ（以下、ヒータと記す）１３が内蔵されている。ヒータ１３の両端部は装置フレームにより保持されている。定着ローラ１１には、そのヒータ１３によって、記録材Ｐが担持する未定着トナー像ｔａを溶融変形させて記録材Ｐ上に仮定着するために必要な熱量が供給される。

加圧ローラ１２は、定着ローラ１１と同様、長手方向に細長い中空の筒体に形成された芯金１２ａを有し、その芯金１２ａの両端部以外の外周面上に弾性層１２ｂをローラ状に設け、その弾性層１２ｂの外周面上に離型層１２ｃを設けたものである。芯金１２ａ、弾性層１２ｂ及び離型層１２ｃの材料は、それぞれ、定着ローラ１１の芯金１１ａ、弾性層１１ｂ及び離型層１１ｃの材料と同じである。その加圧ローラ１２は、定着ローラ１１の下方に定着ローラ１１と平行に配置され、芯金１２ａの両端部が装置フレームに軸受を介して回転可能にかつ上下移動可能に保持されている。そして加圧ローラ１２は、芯金１２ａの両端部と装置フレームとの間に設けられた加圧バネ（加圧部材）により定着ローラ１１側に加圧されている。その加圧によって加圧ローラ１２の外周面（表面）と定着ローラ１１の外周面（表面）が接触し、加圧ローラ１２の弾性層１２ｂと定着ローラ１１の弾性層１１ｂがそれぞれ弾性変形する。これによって、加圧ローラ１２表面と定着ローラ１１表面との間に、記録材Ｐが担持する未定着トナー画像ｔａに対して加熱を行なうためのニップ部（加熱ニップ部（第１ニップ部））Ｎ１を形成している。芯金１２ａの中空内には、発熱部材として芯金１２ａの長手方向に細長いハロゲンヒータ（以下、ヒータと記す）１４が内蔵されている。ヒータ１４の両端部は装置フレームにより保持されている。加圧ローラ１２には、そのヒータ１４によって、定着ローラ１１内のヒータ１３とともに、記録材Ｐが担持する未定着トナー像ｔａを記録材Ｐ上に仮定着するために必要な熱量が供給される。

本実施例では、定着ローラ１１、及び加圧ローラ１２として、ローラ直径６０ｍｍ、ローラ長さ３３０ｍｍのローラを用いている。そして弾性層１１ｂ・１２ｂにはシリコーンゴム２．５ｍｍ厚を用い、離型層１１ｃ・１２ｃにはＰＦＡチューブ５０μｍ厚を用いている。そしてニップ部Ｎ１の幅を１０ｍｍ、総加圧力を１１７６Ｎ（１２０ｋｇｆ）とした。

定着ローラ１１は芯金１１ａの端部に設けられた駆動ギア（不図示）がギア列（不図示）を介して駆動源としての定着モータＭ１（図３）によって回転されることにより矢印方向に回転される。その定着ローラ１１の回転はニップ部Ｎ１を介して加圧ローラ１２表面に伝達され、これにより加圧ローラ１２は定着ローラ１１の回転に追従して矢印方向に回転する。

（１−１−２）加圧装置(第２ニップ部形成ユニット）の構成
定着ローラ２１は、長手方向に細長い中空の丸軸に形成された芯金２１ａを有し、その芯金２１ａの両端部以外の外周面上に弾性層２１ｂをローラ状に設け、その弾性層２１ｂの外周面上に離型層２１ｃを設けたものである。離型層２１ｃの材料はＦＲＰ又はＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂である。離型層２１ｃは、弾性層２１ｂの外周面上にフッ素樹脂をコート若しくはチューブを用いて形成してある。弾性層２１ｂは、トナー画像の厚み変動（数〜数十μｍ）に追従可能であり、また定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間に第２ニップ部としてのニップ部（加圧ニップ部（第２ニップ部））Ｎ２を確保できるようにするためのものである。そのため、弾性層２１ｂの材料として、弾性を有するシリコーンゴムやフッ素ゴムを用いている。芯金２１ａは、芯金２１ａの両端部が装置フレームに軸受を介して回転自在に保持されている。

加圧ローラ２２は、定着ローラ２１と同様、長手方向に細長い中空の筒体に形成された芯金２２ａを有し、その芯金２２ａの両端部以外の外周面上に弾性層２２ｂをローラ状に設け、その弾性層２２ｂの外周面上に離型層２２ｃを設けたものである。芯金２２ａと弾性層２２ｂと離型層２２ｃの材料は、それぞれ、定着ローラ２１で用いた材料と同じである。その加圧ローラ２２は、定着ローラ２１の下方に定着ローラ２１と平行に配置され、芯金２２ａの両端部を装置フレームに軸受を介して回転可能にかつ上下移動可能に保持させている。そして加圧ローラ２２は、芯金２２ａの両端部と装置フレームとの間に設けられた加圧バネ（加圧部材）により定着ローラ２１側に加圧されている。その加圧によって加圧ローラ２２の外周面（表面）と定着ローラ２１の外周面（表面）が接触し、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂと定着ローラ２１の弾性層２１ｂがそれぞれ弾性変形する。これによって、加圧ローラ２２表面と定着ローラ２１表面との間に、ニップ部Ｎ２を形成している。加圧ローラ２２には、加圧バネによって、上記の加熱装置１０で加熱した未定着トナー像ｔｂに対して加圧を行ない、その未定着トナー画像ｔｂの表面に光沢を付与するために必要な加圧力が与えられている。

本実施例１では、定着ローラ２１、及び加圧ローラ２２として、ローラ直径４０ｍｍ、ローラ長さ３３０ｍｍのローラを用いている。そして弾性層２１ｂ・２２ｂにはシリコーンゴム２．５ｍｍ厚を用い、離型層２１ｃ・２２ｃにはＰＦＡチューブ５０μｍ厚を用いている。そしてニップＮ２の幅を８ｍｍ、総加圧力を１１７６Ｎ（１２０ｋｇｆ）とした。

定着ローラ２１は芯金２１ａの端部に設けられた駆動ギア（不図示）がギア列（不図示）を介して上記定着モータＭ１によって回転されることにより矢印方向に回転駆動される。その定着ローラ２１の回転はニップ部Ｎ２を介して加圧ローラ２２表面に伝達され、これにより加圧ローラ２２は定着ローラ２１の回転に追従して矢印方向に回転する。

（１−１−３）外部加熱装置（外部加熱手段）の構成
加熱ローラ３１は、長手方向に細長い中空の筒体に形成された芯金３１ａを有し、その芯金３１ａの両端部以外の外周面上に離型層３１ｃをローラ状に設けたものである。離型層３１ｃの材料はＦＲＰ又はＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂である。離型層３１ｃは、芯金３１ａの外周面上にフッ素樹脂をコート若しくはチューブを用いて形成してある。この加熱ローラ３１は、加熱装置１０の定着ローラ１１および、加圧装置２０の定着ローラ２１と平行に配置されている。芯金３１ａはアルミニウム等の材料を用いて中空の筒体に形成されている。そしてその芯金３１ａの中空内には、発熱部材として芯金３１ａの長手方向に細長いハロゲンヒータ（以下、ヒータと記す）３３が内蔵されている。そのヒータ３３の両端部は芯金３１ａの両端部に設けられた芯金側板３１ａ１に保持されている。

支持部材３２は、加熱ローラ３１の径方向に長い板状に形成してある。この支持部材３２は、加熱ローラ３１の両端部と対向するように対をなして配設されている。そして各支持部材３２の一端が装置フレームに回転自在に保持されている回転軸３３の端部にそれぞれ固定されている。各支持部材３２は、加熱ローラ３１の径方向に長い長孔３２ａを有する。そしてその長孔３２ａで加熱ローラ３１の芯金側板３１ａ１に設けられている回転中心軸３１ｄを加熱ローラ３１の径方向に移動自在に支持している。また各支持部材３２は、回転軸３３と長孔３２ａとの間にカム３２ｂを有する。各支持部材３２の有するカム３２ｂは装置フレームに回転自在に保持されているカム軸３２ｂ１に固定されている。また各支持部材３２は、加熱ローラ３１の径方向に移動可能な一対の加圧板３２ｃ・３２ｃを有する。そして一対の加圧板３２ｃ・３２ｃ間に設けられている加圧バネ３４の加圧力によって、一方の加圧板３２ｃをカム３２ｂの小径部の外周面に、他方の加圧板３２ｃを回転中心軸３１ｄの外周面に、それぞれ加圧状態に接触させている。

回転軸３３の両端部のうち一方の端部には駆動ギア（不図示）を介して第２駆動源としての外部加熱モータＭ２（図３）が結合されている。その外部加熱モータＭ２を温度制御部４０によって駆動し回転軸３３を所定の方向へ一定角度回転させることにより、各支持部材３２は第１の位置、又は第２の位置に変位する。ここで、第１の位置とは加熱ローラ３１によって加圧装置２０の定着ローラ２１に熱を供給するための位置である。第２の位置とは加熱ローラ３１によって加熱装置１０の定着ローラ１１に熱を供給するための位置である。

本実施例１では、加熱ローラ３１として、ローラ直径２０ｍｍ、ローラ長さ３３０ｍｍ、離型層３１ｃにはＰＦＡチューブ５０μｍ厚のローラを用いた。

（１−２−１）加熱装置の温度制御(温調）
図３は定着装置１０６の加熱装置１０と加圧装置２０と外部加熱装置３０と温度制御部４０の関係を表わすブロック図である。

４０は制御回路部１１の温度制御部である。温度制御部４０はＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとＣＰＵからなる。メモリには、加熱装置１０及び加圧装置２０の温度制御に必要な温調テーブルや各種プログラムが記憶されているとともに、外部加熱装置３０の加熱ローラ３１の動作に必要な各種プログラムが記憶されている。

加熱装置１０のヒータ１３・１４は電力供給制御部Ｅ１・Ｅ２の電源部（不図示）から電力が供給されることによって発熱する。ヒータ１３の発熱により定着ローラ１１の芯金１１ａ、弾性層１１ｂ、離型層１１ｃが加熱され、これによって定着ローラ１１表面が昇温する。またヒータ１４の発熱により加圧ローラ１２の芯金１２ａ、弾性層１２ｂ、離型層１２ｃが加熱され、これによって加圧ローラ１２表面が昇温する。定着ローラ１１の温度は、定着ローラ１１表面と接触するように配設した温度検知手段としてのサーミスタ１５ａ(図１）によって検知される。また加圧ローラ１２の温度は、加圧ローラ１２表面と接触するように配設した温度検知手段としてのサーミスタ１５ｂ(図１）によって検知される。温度制御部４０は、サーミスタ１５ａ・１５ｂの出力信号（温度情報）を取り込み、その出力信号に基づいて電力供給制御部Ｅ１・Ｅ２をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、定着ローラ１１と加圧ローラ１２の表面温度を所定の温度（目標温度）に維持する。ここで、加熱装置１０に関し、所定の温度とは記録材Ｐが担持する未定着トナー像ｔａに対して加熱制御を行ない、未定着トナー像ｔａ中のトナーを軟化、溶融させるための温度をいう。本実施例１では、定着ローラ１１と加圧ローラ１２の表面温度を１６０℃に維持している。

なお、本実施例では、サーミスタ１５ａ・１５ｂを定着ローラ１１表面や加圧ローラ１２表面に接触させているが、サーミスタ１５ａ・１５ｂはこれに限らず定着ローラ１１表面や加圧ローラ１２表面と非接触でもよい。

（１−２−２）加圧装置の温度制御（温調）
図４は定着装置１０６の構成模式図であって、外部加熱装置３０の加熱ローラ３１で加圧装置２０の定着ローラ２１を加熱するときの図である。図５は外部加熱装置３０の加熱ローラ３３を加圧装置２０の定着ローラ２１に接触させるときの動作説明図である。

加圧装置２０は上記ヒータのような熱源を有していないが、ニップ部Ｎ１を通過した記録材Ｐをニップ部Ｎ２に連続して通紙（導入）すると、定着ローラ２１と加圧ローラ２２の表面温度は一定の温度で平衡状態になる。具体的には、ニップ部Ｎ１通過後の記録材Ｐが１００℃〜１２０℃程度の温度でニップ部Ｎ２に連続して通紙されると、定着ローラ２１の表面温度を６０℃〜１００℃程度に昇温させることができる。そのため、ニップ部Ｎ２に記録材Ｐを連続通紙する場合には、ニップ部Ｎ２に連続通紙される記録材Ｐの余熱を定着ローラ２１と加圧ローラ２２の温度調整に利用することができる。

ところが、上記ニップ部Ｎ１・Ｎ２で記録材Ｐを連続して挟持搬送する場合において、ニップ部Ｎ１・Ｎ２で記録材Ｐを連続して挟持搬送する前、即ち「立ち上げ時」には、外部加熱装置３０からの熱供給により温調（温度調整）を行なう必要がある。ここで、「立ち上げ時」とは画像形成装置の主電源（メインスイッチ）をＯＮにしてから１枚目の印字（画像形成）が開始されるまでの「主電源を投入して装置を立ち上げる時」を指す。或いは、印字ＪＯＢから印字ＪＯＢまでの間に画像形成装置が待機している状態から、新たに印字ＪＯＢが投入されて印字が開始されるまでの「待機状態から立ち上げる時」を指す。この「立ち上げ時」には、加圧装置２０が連続通紙時の熱平衡状態に達していないため、印字開始直後と連続通紙後で画像の光沢感が変わってしまい、安定した画像品質が得られない。

そこで、外部加熱装置３０を、「立ち上げ時」の加圧装置２０の保温に利用するようにした。これにより、加圧装置２０に専用の熱源を設けなくとも印字開始直後や待機からの復帰直後の加圧装置２０の温調が可能となる。

印字開始直後や待機からの復帰直後の加圧装置２０の温調は、加熱ローラ３１を定着ローラ２１に接触させ、かつヒータ３３に温度制御部４０の電力供給制御部Ｅ３の電源部（不図示）から電力が供給され、ヒータ３３が発熱することにより行なわれる。加熱ローラ３１を定着ローラ２１に接触させる場合、第３駆動源としてのカムモータＭ３（図３）を駆動し、カム軸３２ｂ１をカム３２ｂの大径部の頂点部が一方の加圧板３２ｃと接触するように回転させる（図４）。これにより他方の加圧板３２ｃで加熱ローラ３１の回転中心軸３１ｄを長孔３２ａに沿って定着ローラ２１側に移動させ、加熱ローラ３１の外周面（表面）を定着ローラ２１表面に加圧状態に接触させる。これにより外部加熱ローラ３１の芯金３１ａ、離型層３１ｃが加熱され、定着ローラ２１表面が昇温する。

また上記温調と同時に定着モータにより定着ローラ２１が回転され、定着ローラ２１の回転に追従して加圧ローラ２２が回転する。これにより加熱ローラ３１によって加熱された定着ローラ２１表面の熱がニップ部Ｎ２を介して加圧ローラ２２表面に伝達される。その定着ローラ２１の温度は、定着ローラ２１表面と接触させるように配設した温度検知手段としてのサーミスタ２５により検知され、そのサーミスタ２５の出力信号（温度情報）を温度制御部４０が取り込む。温度制御部４０は、サーミスタ２５からの信号に基づいて、カムモータの回転を制御し加熱ローラ３１を定着ローラ２１表面から離間させることにより、定着ローラ２１の表面温度を所定温度（第２目標温度）に維持する。本実施例では、定着ローラ２１の表面温度を約７０℃に維持するようにしている。その定着ローラ２１と加圧ローラ２２の表面温度は、印字が開始され記録材Ｐの通紙が行なわれ連続通紙に移行した際には、外部からの熱供給を受けなくとも記録材Ｐの余熱により昇温され、約７０℃よりも低い所定の温度で平衡状態に達する。

本実施例１ではサーミスタ２５を定着ローラ２１表面に接触させているが、サーミスタ２５はこれに限らず定着ローラ２１表面と非接触でもよい。

（１−２−３）外部加熱装置の熱供給動作
図６は従来例の定着装置の加熱装置及び加圧装置のそれぞれの定着ローラ表面温度の挙動を表わす説明図である。図７は本実施例１の定着装置１０６における外部加熱装置３０の熱供給の切り換えと、加熱装置１０及び加圧装置２０の各ローラ表面温度との関係を表わす説明図である。図８は本実施例１の定着装置１０６の制御シーケンスの一例のフローチャート図である。図９は外部加熱装置３０の動作説明図である。図９の（ａ）は加熱ローラ３３が第１の位置で定着ローラ２１から離間している状態を表わす図、（ｂ）は加熱ローラ３３が第２の位置に変位した状態を表わす図、（ｃ）は加熱ローラ３３が定着ローラ１１と接触している状態を表わす図である。図１０は本実施例１の定着装置１０６の加圧装置２０の定着ローラ表面温度の挙動を表わす説明図である。図１１は本実施例１の定着装置１０６の加熱装置１０の定着ローラ表面温度の挙動を表わす説明図である。図１２は本実施例１の定着装置１０６によるトナー像の光沢度と従来例の定着装置によるトナー像の光沢度の比較図である。

従来例の定着装置は外部加熱装置を用いていない。そのため加熱装置のニップ部と加圧装置のニップ部で記録材を連続して挟持搬送する場合、図６に示すように、印字が開始され上記各ニップ部への記録材の通紙が始まると、加圧装置の定着ローラ表面温度は所定の温度（約１５５℃）で平衡状態に達する。またそのとき加熱装置３０の定着ローラ３１表面温度は通紙枚数に応じて低下する。その結果、印字開始直後と連続通紙時とでは画像光沢に差が生じてしまう。

本実施例１の定着装置１０６では、温度制御部４０は、加熱装置１０のニップ部Ｎ１と加圧装置２０のニップ部Ｎ２で記録材Ｐを連続して挟持搬送する前に、図８のＳ２からＳ５までの制御シーケンスを実行する。

Ｓ１では、画像形成装置に設けられているメインスイッチがオン（ＯＮ）されると同時にヒータ１３・１４・３３を点灯（オン）する。またメインスイッチがオンされると同時に定着モータＭ１を駆動し定着ローラ１１・２１を回転させる。したがって加熱装置１０と加圧装置２０はともに定着ローラ１１・２１と加圧ローラ１２・２２が回転されながら定着ローラ１１・２１と加圧ローラ１２・２２の温調が行なわれる。

Ｓ２では、上述のようにカム軸３２ｂ１をカムモータＭ３により回転させて加熱ローラ３１を定着ローラ２１表面に接触させ、加熱ローラ３１により定着ローラ２１表面を加熱する。

Ｓ３では、サーミスタ２５の出力信号を所定のタイミングで逐次取り込み、定着ローラ２１の表面温度が所定の温度（第２目標温度）を超えたか否かを判断する。定着ローラ２１の表面温度が所定の温度を超えた場合（ＹＥＳ）、カムモータＭ３を駆動しカム軸３２ｂ１を所定の方向へ回転させて定着ローラ２１表面から加熱ローラ３１を離間させる（図９の（ａ）参照）。これにより定着ローラ２１と加熱ローラ３１の表面温度が所定の温度に温調される（図７の「加圧装置温調」参照）。

Ｓ４では、上述のように外部加熱モータＭ２を駆動し回転軸３３を所定の方向へ所定角度回転させて各支持部材３２を第２の位置に変位させる（図９の（ｂ）参照）。そしてカムモータＭ３を駆動しカム軸３２ｂ１を所定の方向へ回転させて加熱ローラ３１表面を定着ローラ１１表面に接触させ、加熱ローラ３１により定着ローラ１１表面を加熱する。

本実施例１では、上記Ｓ３とＳ４において、加圧装置２０の定着ローラ２１の表面温度は７０℃を第２目標温度としている。そして外部加熱切り換えから印字スタートまでの時間(図７参照）を考慮して、加圧装置２０の定着ローラ２１の表面温度が７５℃になった時点で、加熱ローラ３１を第１の位置から第２の位置に変位させている。

Ｓ５では、サーミスタ１５ａ・１５ｂの出力信号を所定のタイミングで逐次取り込み、定着ローラ１１と加圧ローラ１２の表面温度が所定の温度（第１目標温度）を超えたか否かを判断する。定着ローラ１１と加圧ローラ１２の表面温度が所定の温度を超えた場合（ＹＥＳ）、その所定の温度を維持するようにヒータ１３・１４への通電が制御される。これにより定着ローラ１１と加圧ローラ１２の表面温度が所定の温度に温調される（図７の「加熱装置温調」参照）。その温調状態でニップ部Ｎ１・Ｎ２に記録材Ｐが連続して導入される（図７の「印字スタート」、「連続通紙」参照）。

Ｓ６では、記録材Ｐのニップ部Ｎ１・Ｎ２への連続通紙が終了したか否かを判断し、終了した場合（ＹＥＳ）にはＳ７に進む。

Ｓ７では、カムモータＭ３を駆動しカム軸３２ｂ１を所定の方向へ回転させて定着ローラ２１表面から加熱ローラ３１を離間させる。またヒータ１３・１４・３３を消灯（オフ）するとともに、定着モータＭ１の駆動を停止する。

本実施例１の定着装置１０６において、加圧装置２０の定着ローラ２１表面温度は、図１０に示すように、印字開始直後から所定の温度に維持されている。また定着ローラ２１表面温度は、印字が開始され記録材Ｐが連続通紙に入った後も、その記録材Ｐの余熱により熱平衡で安定している。一方、加熱装置１０の定着ローラ１１表面温度は、図１１に示すように、印字開始直後から所定の温度に維持されている。また定着ローラ１１表面温度は、印字が開始され記録材Ｐが連続通紙に入った後、加熱ローラ３１からの熱供給を受け安定している様子がわかる。

従って、本実施例１の定着装置１０６は、図１２に示すように、従来例の定着装置に比べ、印字開始直後から安定した光沢性を得ることが可能となる。

本実施例１の定着装置１０６では、加熱ローラ３１による定着ローラ２１・１１への熱供給（加熱）の切り換えをサーミスタ２５の出力温度を基に行なっているが、加熱ローラ３１による定着ローラ２１・１１への熱供給（加熱）の切り換えはこれに限られない。一例として、加熱ローラ３１による定着ローラ２１・１１への熱供給の切り換えは、定着装置１０６周囲の雰囲気温度（環境温度）や記録材の出力枚数を基に、予めＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたシーケンスにより制御することも可能である。

（１−２−４）定着装置の画像定着動作
本実施例１の定着装置１０６は、加圧装置２０及び加熱装置１０が温調された状態において、記録材Ｐはニップ部Ｎ１・Ｎ２の順に導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎ１で定着ローラ１１表面と加圧ローラ１２表面とにより挟持搬送される。そしてその搬送過程で記録材Ｐと未定着トナー像ｔａが定着ローラ１１表面と加圧ローラ１２表面により加熱される。これによって、記録材Ｐが担持する未定着トナー像ｔａは、軟化、溶融され、外力によって変形し得る状態の未定着トナー像となる。以下、その未定着トナー像とニップ部Ｎ１に導入される前の未定着トナー像ｔａとを区別するため、未定着トナー像を仮定着トナー像ｔｂと記す。ニップ部Ｎ１を出た記録材Ｐはニップ部Ｎ２で定着ローラ２１表面と加圧ローラ２２表面とにより挟持搬送される。そして仮定着トナー像ｔｂに対して定着ローラ２１表面と加圧ローラ２２表面とにより加圧を行ない仮定着トナー像ｔｂの表面に光沢を付与する。これにより仮定着トナー像ｔｂは、記録材Ｐに定着され、その仮定着トナー像ｔｂの表面に光沢を有する定着トナー像ｔｃとなる。ニップ部Ｎ２を出た記録材Ｐは定着装置１０６外部に排出される。

本実施例１の定着装置１０６では、加熱装置１０と加圧装置２０との間隔を１１０ｍｍ、定着速度（記録材搬送速度（プロセススピード））を２２０ｍｍ／ｓｅｃとして画像出力を行なった。

以上の構成の定着装置１０６に対し、未定着トナー像ｔａを担持している記録材Ｐをニップ部Ｎ１・Ｎ２に導入して未定着トナー像ｔａの加熱定着を行なった。記録材Ｐには６０°グロス４０のコート紙（Ａ４、１７０ｇ／ｃｍ^２）を使用した。

未定着トナー像ｔａの形成にはワックスを内包したシアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、ブラックトナーを使用し、各色０．５５ｍｇ／ｃｍ^２の載り量で階調画像を出力した。今回使用したトナーのガラス転移点は８５℃、融点は１２５℃である。なお、光沢度評価は「ＶＧ２０００」（日本電色工業株式会社製）で６０°グロスの測定を行なった。

また、未定着トナー像ｔａを形成するトナーには特に制限はなく、一般的な構成のトナーを使用する。ワックスなどの離型剤が内添されたトナーの場合は上記のような構成の加熱装置を用いるが、ワックスなどの離型剤が内添されていないトナーを使用する場合にはシリコーンオイル等の離型剤を定着ローラ１１表面に塗布したほうが好ましい。この場合、定着ローラ１１として、フッ素樹脂等の離型層を設けずにシリコーンオイル等の離型剤が含浸し易い表層を有するものを使用するのが好ましい。

また、加熱装置１０は、未定着トナー像ｔａを軟化、溶融させて記録材Ｐに仮定着させることを目的とするため、加熱装置１０として、オーブン、フラッシュ定着といった非接触の加熱手段を用いてもよい。

トナー温度は、記録材Ｐと共に５０μｍの熱電対を定着装置１１６に通し、随時温度をモニターし、記録材Ｐの通過時間に対する温度をモニターすることにより得た。記録材Ｐに比べると、トナーの熱容量は小さいため、トナーと記録材Ｐは熱平衡に達し、トナーの温度は記録材Ｐの温度と同等と仮定した。

本実施例１の定着装置１０６の加熱定着によるトナー温度について説明する。

記録材Ｐ上のトナーは、加熱装置１０のニップ部Ｎ１中で加熱され、１２０℃まで昇温される。そして記録材Ｐが加熱装置１０によりニップ部Ｎ１から排出される。その記録材Ｐがニップ部Ｎ１を排出されてから加圧装置２０のニップ部Ｎ２に導入されるまでの記録材Ｐの搬送中に若干の自然放熱を伴なう。そのため記録材Ｐ上のトナーは加圧装置２０のニップ部Ｎ２へ１１０℃で進入する。加圧装置２０の定着ローラ２１表面温度は７０℃で温調されているため、トナーの熱が定着ローラ２１に奪われ、加圧ローラ２２からはトナー温度９０℃で排紙される。本実施例１では、加圧装置２０の定着ローラ２１表面の温調を７０℃とすることで、ニップ部Ｎ２内でのトナー温度を１１０℃〜９０℃に調節でき、所望の効果を得ることができた。但しこのときの適正トナー温度は、トナーの溶融特性によって変化するため、使用するトナーの溶融特性に応じ、ニップ部Ｎ２内のトナー温度は調節可能である。そのために、加熱装置１０からの記録材Ｐの排紙温度（記録材Ｐを排出するときの温度）、加熱装置１０から加圧装置２０までに自然放熱される熱量、加圧装置２０の設定温度など、定着装置１１６周辺の断熱構成やエアーフローによって適宜調整可能である。

以上説明したように、本実施例１の定着装置１０６によれば、加熱装置１０のニップ部Ｎ１と加圧装置２０のニップ部Ｎ２で記録材Ｐを連続して挟持搬送する前に、加熱ローラ３１を定着ローラ２１に接触させて定着ローラ２１への熱供給を行なう。そして定着ローラ２１が所定の温度に達したら、加熱ローラ３１を定着ローラ１１に接触させて定着ローラ１１への熱供給に切り換える。これにより、印字開始直後の加圧装置２０の温調を可能とし、且つ、連続通紙時の加熱装置の温度低下を抑えることができ、印字開始直後から連続通紙時まで一定の「光沢性」を得ることが可能となる。

[実施例２]
定着装置の他の例を説明する。

図１３は本実施例２に係る定着装置１０６の構成模式図であって、外部加熱装置７０のコイルユニット７１で加熱装置５０のローラ５１ｃを加熱するときの図である。

（２−１）定着装置
本実施例２に示す定着装置１０６は、ベルト方式の加熱装置５０と、ローラ方式の加圧装置６０と、外部加熱装置７０と、を有する。加熱装置５０は、定着ベルト（定着回転体）５１ａと、加圧ベルト(加圧回転体）５２ａと、定着ベルト５１ａを懸架しているローラ５１ｂ・５１ｃと、加圧ベルト５２ａを懸架しているローラ５２ｂ・５２ｃと、ハロゲンランプ５３と、を有する。加圧装置６０は、定着ローラ（第２定着回転体）６１と、加圧ローラ(加圧回転体）６２と、を有する。加圧装置２０は、記録材搬送方向において加熱装置１０の下流側に設けられている。外部加熱装置７０は、電磁誘導方式のコイルユニット７１と、磁束遮蔽部材である磁束遮蔽板（移動部材）７２と、を有する。コイルユニット７１は、コイル７１ａから発生する磁束を定着ベルト５１ａと定着ローラ６１に作用させるための部材であって、定着ベルト５１ａと定着ローラ６１との間に設けられている。磁束遮蔽板７２は、コイルユニット７１の発生磁束をローラ５１ｃ及び定着ローラ６１に作用させたり、定着ローラ６１に作用する発生磁束を遮断したりするための部材であって、コイルユニット７０と定着ローラ６１との間に設けられている。加熱装置１０の定着ベルト５１ａ、加圧ベルト５２ａ、ローラ５１ｂ・５１ｃ・５２ｂ・５２ｃ及びハロゲンランプ５３、加圧装置６０の定着ローラ６１及び加圧ローラ６２、コイルユニット７１及び磁束遮蔽板７２は、何れも長手方向に長い部材である。

（２−１−１）加熱装置（第１ニップ部形成ユニット）の構成
加熱装置５０の定着ベルト５１ａ及び加圧ベルト５２ａには、いずれも同じ層構成のベルトを使用している。以下そのベルト構成について説明する。

定着ベルト５１ａ及び加圧ベルト５２ａは、厚さ５０μｍのニッケル製のエンドレスベルトを基層として有し、その基層の外周面上に弾性層（不図示）を設け、その弾性層の外周面上に離型層（不図示）を設けたものである。離型層の材料はＦＲＰ又はＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂である。離型層は、弾性層の外周面上にフッ素樹脂をコート若しくはチューブを用いて形成してある。弾性層は、定着ベルト５１ａが未定着トナー像の厚み変動（数〜数十μｍ）に追従可能であり、弾性を有するシリコーンゴムやフッ素ゴムを用いている。弾性層は弾性が小さいと、未定着トナー像の凹部の未定着やトナーの潰れによる粒状性の悪化といった画質の低下をもたらすので、所定の大きさの弾性を要する。

定着ベルト５１ａは、５１ｂと５１ｃの２本のローラに掛け渡されている。以下それぞれのローラの構成について説明する。

定着ベルト５１ａの記録材搬送方向上流側で懸架しているローラ５１ｂは、アルミニウムなどの熱伝導性の良い材料を用いて長手方向に細長い中空の筒体に形成されている。このローラ５１ｂの両端部は定着装置６０１の装置フレームに軸受を介して回転自在に保持されている。そのローラ５１ｂの中空内には、ローラ５１ｂの長手方向に細長いハロゲンヒータ(以下、ヒータと記す）５３が内蔵されている。ヒータ５３の両端部は装置フレームにより保持されている。定着ベルト５１ａには、そのヒータ５３によって、記録材Ｐが担持する未定着トナー像ｔａを溶融変形させて記録材Ｐ上に仮定着するために必要な熱量が供給される。

定着ベルト５１ａの記録材搬送方向下流側で懸架しているローラ（導電性ローラ）５１ｃは、コイルユニット７１の発生磁束の作用により効率良く発熱を行なうためにフェライトなどの材料を用いて長手方向に細長い中空の筒体に形成したものである。このローラ５１ｃの両端部は装置フレームに軸受を介して回転自在に保持されている。

加圧ベルト５２ａは、５２ｂと５２ｃの２本のローラに掛け渡されている。ローラ５２ｂと５２ｃは同一の層構成となっている。このローラ５２ｂと５２ｃは、それぞれアルミニウムなどを用いて長手方向に細長い中空の筒体に形成されている。そしてそのローラ５２ｂと５２ｃの外周面（表面）に断熱のためにシリコーンのコーティングを施している。ローラ５１ｂ・５２ｂは長手方向において平行に配置されている。そしてそのローラ５１ｂ・５２ｂの下方にローラ５１ｃ・５２ｃがローラ５１ｂ・５２ｂと対向させて配置してある。そして各ローラ５１ｃ・５２ｃの両端部が装置フレームに軸受を介して回転可能にかつ上下移動可能に保持されている。加圧ベルト５２ａ側のローラ５２ｂ・５２ｃは、ローラ５２ｂ・５２ｃの両端部と装置フレームとの間に設けられた加圧バネ（加圧部材）により定着ベルト５１ａ側に加圧されている。その加圧によって加圧ベルト５２ａの外周面（表面）が定着ベルト５１ａの外周面（表面）と接触し、定着ベルト５１ａと加圧ベルト５２ａの弾性層がそれぞれ弾性変形する。これによって定着ベルト５１ａ表面と加圧ベルト５２ａ表面との間に、記録材Ｐが担持する未定着トナー画像ｔａに対して加熱を行なうためのニップ部（加熱ニップ部（第１ニップ部））Ｎ１を形成している。

本実施例２では、ローラ５１ｃ・５２ｃの直径を５０ｍｍ、ローラ５１ｂ・５２ｂの直径を２０ｍｍ、ローラ長さ３３０ｍｍとしている。定着ベルト５１ａ及び加圧ベルト５２ａの周長は２８０ｍｍとし、ベルト長さは３３０ｍｍとした。定着ベルト５１ａ及び加圧ベルト５２ａにおいて、弾性層にはシリコーンゴム２．５ｍｍ厚を用い、離型層にはＰＦＡチューブ５０μｍ厚を用いた。

ローラ５１ｃは端部に設けられた駆動ギア（不図示）がギア列（不図示）を介して駆動源としての定着モータＭ１（図１４）によって回転されることにより矢印方向に回転される。ローラ５１ｃの回転は定着ベルト５１ａ及び、定着ベルト５１ａを介してローラ５１ｂに伝達される。そして定着ベルト５１ａの回転はニップ部Ｎ１を介して加圧ベルト５１ｂに伝達される。そしてその加圧ベルト５１ｂの回転はローラ５２ｃ・５２ｂに伝達される。これにより加圧ベルト５２ａは定着ベルト５２ａの回転に追従して矢印方向に回転する。

（２−１−２）加圧装置（第２ニップ部形成ユニット）の構成
加圧装置６０において、定着ローラ（導電性ローラ）６１は、コイルユニット７１の発生磁束の作用により効率良く発熱を行なうためにフェライトなどの材料を用いて長手方向に細長い中空の丸軸に形成された芯金６１ａを有する。そしてその芯金６１ａの両端部以外の外周面上に弾性層６１ｂを設け、その弾性層６１ｂの外周面上に離型層６１ｃを設けている。離型層６１ｃの材料はＦＲＰ又はＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂であり、弾性層６１ｂの外周面上にフッ素樹脂をコート若しくはチューブを用いて形成してある。弾性層６１ｂの材料としては、弾性を有するシリコーンゴムやフッ素ゴムを用いる。芯金６１ａは両端部が装置フレームに軸受を介して回転自在に保持されている。

加圧ローラ６２は、長手方向に細長い中空の丸軸に形成されたアルミニウム製の芯金６２ａを有し、その芯金６２ａの両端部以外の外周面上に弾性層６２ｂを設け、その弾性層６２ｂの外周面上に離型層６２ｃを設けたものである。弾性層６２ｂと離型層６２ｃの材料は、それぞれ、定着ローラ６１で用いた材料と同じある。その加圧ローラ６２は下方に定着ローラ６１と平行に配置され、芯金６２ａの両端部が装置フレームに軸受を介して回転可能にかつ上下移動可能に保持されている。そして加圧ローラ６２は、芯金６２ａの両端部と装置フレームとの間に設けられた加圧バネ（加圧部材）により定着ローラ６１側に加圧されている。その加圧によって加圧ローラ６２の外周面（表面）と定着ローラ２１の外周面（表面）が接触し、加圧ローラ６２の弾性層６２ｂと定着ローラ６１の弾性層６１ｂがそれぞれ弾性変形する。これによって、加圧ローラ６２表面と定着ローラ６１表面との間に、ニップ部Ｎ２を形成している。加圧ローラ６２には、加圧バネによって、上記の加熱装置５０で加熱した未定着トナー像ｔｂに対して加圧を行ない、その未定着トナー像ｔｂの表面に光沢を付与するために必要な加圧力が与えられている。

本実施例２では、定着ローラ６１、及び加圧ローラ６２として、ローラ直径４０ｍｍ、ローラ長さ３３０ｍｍのローラを用いている。そして弾性層６１ｂ・６２ｂにはシリコーンゴム２．５ｍｍ厚を用い、離型層６１ｃ・６２ｃにはＰＦＡチューブ５０μｍ厚を用いている。そしてニップＮ２の幅を８ｍｍ、総加圧力を１１７６Ｎ（１２０ｋｇｆ）とした。

定着ローラ６１は芯金６１ａの端部に設けられた駆動ギア（不図示）がギア列（不図示）を介して上記定着モータＭ１によって回転されることにより矢印方向に回転駆動される。その定着ローラ６１の回転はニップ部Ｎ２を介して加圧ローラ６２表面に伝達され、これにより加圧ローラ６２は定着ローラ６１の回転に追従して矢印方向に回転する。

（２−１−３）コイルユニットの構成
コイルユニット７１は、磁性芯金（磁性体コア）７１ａと誘導コイル７１ｂとを電気絶縁性の樹脂によって一体にモールドしたものである。このコイルユニット７１は、加熱装置５１のローラ５１ｃに巻き掛けた定着ベルト５１ｃの表面形状に沿うように横断面円弧状に形成され、そのローラ５１ｃの外周面において定着ベルト５１ｃの内周面と接触している領域と対向するように配設されている。このコイルユニット７１はその配設位置で両端部が装置フレームに保持されている。このコイルユニット長さを３３０ｍｍとした。

（２−１−４）磁束遮蔽板の構成
磁束遮蔽板７２は、加熱装置５１のローラ５１ｃに巻き掛けた定着ベルト５１ｃの表面形状に沿うように横断面円弧状に形成され、そのローラ５１ｃの外周面において定着ベルト５１ｃの内周面と接触している領域と対向するように配設されている。この磁束遮蔽板８０はその配設位置でコイルユニット７１の外面に沿って移動可能に両端部が装置フレームに保持されている。装置フレームに保持されている磁束遮蔽板７２の両端部のうち一方の端部には駆動ギア（不図示）を介して外部加熱モータＭ２（図１４）が結合されている。その外部加熱モータＭ２を温度制御部４１（図１４）によって駆動し磁束遮蔽板７２を所定の方向へ一定角度回転させることにより、磁束遮蔽板７２は第１の位置、又は第２の位置に変位する。ここで、第１の位置とはコイルユニット７１の発生磁束を加熱装置５０のローラ５１ｃのみに作用させるように加圧装置６０の定着ローラ６１に作用する発生磁束を遮断する位置である。第２の位置とはコイルユニット７１の発生磁束を加熱装置５０のローラ５１ｃと加圧装置６０の定着ローラ６１に作用させる位置である。磁束遮蔽板７２の材料としては、導電率が良く、比透磁率が低い材料が良く、純度の高い銅などを使用することができる。そして磁束遮蔽板長さを３３０ｍｍとした。

（２−１−５）加熱装置の温度制御（温調）
図１４は定着装置１０６の加熱装置５０と加圧装置６０と外部加熱装置７０と温度制御部４１の関係を表わすブロック図である。

４１は制御回路部１１の温度制御部である。温度制御部４１はＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとＣＰＵからなる。メモリには、加熱装置５０及び加圧装置６０の温度制御に必要な温調テーブルや各種プログラムが記憶されているとともに、磁束遮蔽板７０の動作に必要な各種プログラムが記憶されている。

加熱装置５０のヒータ５３は電力供給制御部Ｅ１の電源部（不図示）から電力が供給されることによって発熱する。ヒータ５３の発熱によりローラ５１ｂが加熱され、これによって定着ベルト５１ａが昇温する。定着ベルト５１ａの温度は、定着ベルト５１ａ表面と接触するように配設した温度検知手段としてのサーミスタ５４(図１３）によって検知される。温度制御部４１は、サーミスタ５４の出力信号（温度情報）を取り込み、その出力信号に基づいて電力供給制御部Ｅ１をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、定着ベルト５１ａの表面温度を所定の温度（目標温度）に維持する。ここで、加熱装置５０に関し、所定の温度とは記録材Ｐが担持する未定着トナー像ｔａに対して加熱制御を行ない、未定着トナー像ｔａ中のトナーを軟化、溶融させる温度をいう。本実施例では、定着ベルト５１ａの表面温度を１６０℃に維持している。

なお、サーミスタ５４を定着ベルト５１ａ表面に接触させているが、サーミスタ５４はこれに限らず定着ベルト５１ａ表面と非接触でもよい。

（２−１−６）加圧装置の温度制御（温調）
図１５は本実施例２に係る定着装置１０６の構成模式図であって、外部加熱装置７０のコイルユニット７１で加圧装置６０の定着ローラ６１を加熱するときの図である。

印字開始直後や待機からの復帰直後の加圧装置６０の温調は、磁束遮蔽板７２を第２の位置に変位させ、かつコイル７１ａに温度制御部４１の電力供給制御部Ｅ３の電源部（不図示）から電力が供給され、定着ローラ６１が発熱することにより行なわれる。つまり、磁束遮蔽板７２を第２の位置に変位させることにより、コイルユニット７１の発生磁束を加熱装置５０のローラ５１ｃと加圧装置６０の定着ローラ６１に作用させることができる。定着ローラ６１はコイルユニット７１の発生磁束の作用により発熱する。その定着ローラ６１の温度は、定着ローラ６１表面と接触させるように配設した温度検知手段としてのサーミスタ５５により検知され、そのサーミスタ５５の出力信号（温度情報）を温度制御部４１が取り込む。温度制御部４１は、サーミスタ５５からの信号に基づいて、外部加熱モータＭ２を駆動し磁束遮蔽板７２を第２の位置から第１の位置へ変位させて定着ローラ６１に作用する発生磁束を遮断する。これによって定着ローラ６１の表面温度を所定温度（第２目標温度）に維持している。本実施例では、定着ローラ２１の表面温度を約７０℃に維持するようにしている。その定着ローラ６１と加圧ローラ６２の表面温度は、印字が開始され記録材Ｐの通紙が行なわれ連続通紙に移行した際には、外部からの熱供給を受けなくとも記録材Ｐの余熱により昇温され、約７０℃よりも低い所定の温度で平衡状態に達する。

本実施例２ではサーミスタ５５を定着ローラ６１表面に接触させているが、サーミスタ５５はこれに限らず定着ローラ６１表面と非接触でもよい。

（２−１−７）定着装置の画像定着動作
本実施例２の定着装置１０６は、加圧装置６０及び加熱装置５０が温調された状態において、記録材Ｐはニップ部Ｎ１・Ｎ２の順に導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎ１で定着ベルト５１ａ表面と加圧ベルト５２ａ表面とにより挟持搬送される。そしてその搬送過程で記録材Ｐと未定着トナー像ｔａが定着ベルト５１ａ表面と加圧ベルト５２ａ表面により加熱される。これによって、記録材Ｐが担持する未定着トナー像ｔａは、軟化、溶融され、外力によって変形し得る状態の未定着トナー像となる。ニップ部Ｎ１を出た記録材Ｐはニップ部Ｎ２で定着ローラ６１表面と加圧ローラ６２表面とにより挟持搬送される。そして仮定着トナー像ｔｂに対して定着ローラ６１表面と加圧ローラ６２表面とにより加圧を行ない仮定着トナー像ｔｂの表面に光沢を付与する。これにより仮定着トナー像ｔｂは、記録材Ｐに定着され、その仮定着トナー像ｔｂの表面に光沢を有する定着トナー像ｔｃとなる。ニップ部Ｎ２を出た記録材Ｐは定着装置１０６外部に排出される。

本実施例２の定着装置１０６では、加熱装置５０と加圧装置６０との間隔を６０ｍｍ、定着速度（記録材搬送速度（プロセススピード））を２２０ｍｍ／ｓｅｃとして画像出力を行なった。

記録材Ｐには６０°グロス４０のコート紙（Ａ４、１７０ｇ／ｃｍ^２）を使用した。未定着トナー像ｔａの形成にはワックスを内包したシアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、ブラックトナーを使用し、各色０．５５ｍｇ／ｃｍ^２の載り量で階調画像を出力した。今回使用したトナーのガラス転移点は８５℃、融点は１２５℃である。なお、光沢度評価は「ＶＧ２０００」（日本電色工業株式会社製）で６０°グロスの測定を行なった。

以上説明したように、本実施例２の定着装置１０６によれば、加熱装置５０のニップ部Ｎ１と加圧装置６０のニップ部Ｎ２で記録材Ｐを連続して挟持搬送する前に、定着ローラ６１にコイルユニット７１の発生磁束を作用させて定着ローラ６１への熱供給を行なう。そして定着ローラ６１が所定の温度に達したら、ローラ５１ｃにコイルユニット７１の発生磁束を作用させて定着ベルト５１ａへの熱供給に切り換える。これにより、実施例１と同様の作用効果を得られる。

［その他］
本実施例の画像形成装置は、図１６に示す画像形成装置に限られず図１７に示すようなタンデム式の画像形成装置であってもよい。

図１７は本発明に係る定着装置を画像定着装置（定着器）として搭載できる画像形成装置の他の例の構成模式図である。この画像形成装置はタンデム式の複写機の構成模型図である。図１６の複写機の部材と機能的に同じ部材には同じ符号を付して再度の説明を省略する。

図１７に示す複写機は、複写機本体Ａ側に作像手段として、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナー画像を形成する第１〜第４の４つの画像形成ステーションＳＹ・ＳＭ・ＳＣ・ＳＫ（以下、Ｓ（Ｙ〜Ｋ）と記す）を有する。各ステーションＳ（Ｙ〜Ｋ）は、像担持体としての感光体ドラム１０１を有する。各感光体ドラム１０１の周囲には、帯電手段（帯電器）１０２と、像露光手段（走査光学装置）１０３と、現像手段としての現像器１０４と、転写手段（転写ローラ）１０５と、クリーニング手段（クリーニング器）１０７が配設されている。そして、各ステーションＳ（Ｙ〜Ｋ）の感光体ドラム１表面と対向するように搬送手段１１０の一部を構成する中間転写ベルト１１０ｅが配設してある。転写ベルト１１０ｅは、駆動ローラ１１０ｆと従動ローラ１１０ｇの二軸に張架されている。この転写ベルト１１０ｅを挟んで各感光体ドラム１０１と対向させて転写手段１０５を配置することによって感光体ドラム１０１と転写手段１０５との間に転写ニップ部を形成している。

各ステーションＳ（Ｙ〜Ｋ）の感光体ドラム１０１が不図示の制御回路部（制御手段）により駆動制御されることによって矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転される。その感光体ドラム１０１と同期して搬送ベルト１１０ｅも回転駆動系によって駆動ローラ１１０ｆにより矢印方向へ各感光体ドラム１０１の回転周速度に対応した周速度で回転される。

まず、１色目のイエローＹのステーションＳＹにおいて、感光体ドラム１０１の外周面（表面）を帯電ローラ１０２により所定の電位に均一に帯電する。次に、読み取りユニット５２から得られるカラー原稿Ｇの画像データに応じたレーザービームを感光体ドラム１０１表面に走査露光する。これによって感光体ドラム１０１表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。そしてこの潜像が現像器１０４によりイエロートナーによって現像され、感光体ドラム１０１表面にイエロートナー像が形成される。同様の画像形成工程がマゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各ステーションＳ（Ｍ〜Ｋ）においても行われる。そして各ステーションＳ（Ｙ〜Ｋ）の感光体ドラム１０１表面に各色のトナー像が形成される。

一方、給送カセット１０９内に積載して収納された記録紙Ｐは搬送ローラ１１０ａ・１１０ｂにより転写ベルト１１０ｅ上に搬送される。この記録紙Ｐは転写ベルト１１０ｅの回転によって回転方向上流側の転写ニップ部から回転方向下流側の転写ニップ部まで搬送される。記録紙Ｐにはその搬送過程において各感光体ドラム１０１のトナー像が転写ニップ部で転写手段１０５により記録材Ｐ上に順番に重ねて転写される。

各ステーションＳ（Ｙ〜Ｋ）において、記録紙Ｐへのトナー像の転写後に感光体ドラム１０１表面に残った転写残トナーはクリーニング手段（クリーニング器）１０７により除去される。これによって感光体ドラム１０１は繰り返して次の画像形成に供される。

転写ベルト１１０ｅから分離し回転方向下流側の転写ニップ部を出た記録紙Ｐは定着装置１０６に導入される。その記録紙Ｐは定着装置１０６から熱と圧力を受けることによってトナー像が記録紙Ｐの面上に加熱定着される。

実施例１に係る定着装置の構成模式図実施例１に係る定着装置の外部加熱装置の説明図実施例１に係る定着装置の加熱装置と加圧装置と外部加熱装置と温度制御部の関係を表わすブロック図実施例１に係る定着装置の構成模式図実施例１に係る定着装置の外部加熱装置の加熱ローラを加圧装置の定着ローラに接触させるときの動作説明図従来例の定着装置の加熱装置及び加圧装置のそれぞれの定着ローラ表面温度の挙動を表わす説明図本実施例１に係る定着装置における外部加熱装置の熱供給の切り換えと、加熱装置及び加圧装置の各ローラ表面温度との関係を表わす説明図本実施例１に係る定着装置の制御シーケンスの一例のフローチャート図本実施例１に係る定着装置の外部加熱装置の動作説明図本実施例１に係る定着装置の加圧装置の定着ローラ表面温度の挙動を表わす説明図本実施例１に係る定着装置の加熱装置の定着ローラ表面温度の挙動を表わす説明図本実施例１に係る定着装置によるトナー像の光沢度と従来例の定着装置によるトナー像の光沢度の比較図本実施例２に係る定着装置の構成模式図本実施例２に係る定着装置の加熱装置と加圧装置と外部加熱装置と温度制御部の関係を表わすブロック図本実施例２に係る定着装置の構成模式図画像形成装置の一例の構成模式図画像形成装置の他の例の構成模式図

符号の説明

１０：加熱装置、２０：加圧装置、３１：加熱ローラ、３２：支持部材、４０：温度制御部、５０：加熱装置、６０：加圧装置、７１：コイルユニット、７２：磁束所遮蔽板、Ｐ：記録材、Ｎ１：第１ニップ部、Ｎ２：第２ニップ部、ｔａ：未定着トナー像、ｔｂ：仮定着トナー像、ｔｃ：定着トナー像

Claims

記録材を挟持搬送する第１ニップ部を形成する第１ニップ部形成ユニットと、前記第１ニップ部を通過した記録材を挟持搬送する第２ニップ部を形成する第２ニップ部形成ユニットと、を有し、前記第１ニップ部で記録材上の未定着トナー像を加熱し、前記第２ニップ部で記録材上の未定着トナー像に光沢を付与する定着装置において、
制御手段と、
前記第１ニップ部形成ユニットと前記第２ニップ部形成ユニットの外部に設けられた加熱部材と、
前記第１ニップ部形成ユニットに前記加熱部材によって熱を供給するための第１の位置と、前記第２ニップ部形成ユニットに前記加熱部材によって熱を供給するための第２の位置と、に変位する移動部材と、
を有し、
前記第１ニップ部と前記第２ニップで記録材を連続して挟持搬送する場合において、前記制御手段は、前記第１ニップ部と前記第２ニップ部で記録材を連続して挟持搬送する前に、前記移動部材を前記第２の位置に変位させ前記第２ニップ部形成ユニットが所定温度に達するまで前記加熱部材により前記第２ニップ部形成ユニットへの熱供給を行ない、前記第２ニップ部形成ユニットが前記所定温度に達したことに応じて前記移動部材を前記第２の位置から前記第１の位置に変位させることを特徴とする定着装置。
前記第１ニップ部と前記第２ニップで記録材を連続して挟持搬送する場合において、前記制御手段は、前記第２ニップ部形成ユニットが前記所定温度に達したことに応じて前記移動部材を前記第２の位置から前記第１の位置に変位させた際に、前記第１ニップ部形成ユニットが前記所定温度よりも高い所定の温度に達するまで前記加熱部材により前記第１ニップ部形成ユニットへの熱供給を行なうことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記加熱部材として、前記移動部材に支持させた加熱ローラを用いることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記第１ニップ部形成ユニットと前記第２ニップ部形成ユニットは、それぞれ導電性ローラを有しており、前記加熱部材は、磁束を発生するコイルを有し、前記コイルの発生磁束を前記第１ニップ部形成ユニットと前記第２ニップ部形成ユニットの導電性ローラに作用させて前記第１ニップ部形成ユニットと前記第２ニップ部形成ユニットを発熱させるコイルユニットであり、前記移動部材は、前記第１ニップ部形成ユニットに前記コイルユニットによって熱を供給するための第１の位置と、前記第２ニップ部形成ユニットに前記コイルユニットによって熱を供給するための第２の位置と、に変位する磁束遮蔽部材であり、前記磁束遮蔽部材は、前記第２の位置で前記第１ニップ部形成ユニットと前記第２ニップ部形成ユニットの導電性ローラに前記発生磁束を作用させ、前記第１の位置で前記第１ニップ部形成ユニットの導電性ローラのみに前記発生磁束を作用させるように前記第２ニップ部形成ユニットの導電性ローラに作用する発生磁束を遮断することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。