JP2012027168A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材外周面の周方向の温度むらを低減できる定着装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】定着装置１００は、定着ロール１０２と、加圧ロール１０４と、定着ロール１０２の外周面に接触して温度を低下させる吸熱ロール１３２と、吸熱ロール１３２を移動するリトラクト機構部１６０とを有している。ここで、リトラクト機構部１６０は、定着ロール１０２の外周面と記録用紙Ｐの先端とが接触する接触位置Ｒ１が、吸熱ロール１３２と定着ロール１０２との接触位置Ｒ０に来るまで吸熱ロール１３２を定着ロール１０２に接触させておき、接触位置Ｒ１が接触位置Ｒ０に来たときに吸熱ロール１３２を定着ロール１０２から離す。これにより、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２の過剰な熱量を吸収して設定温度Ｔ０まで温度を下げるので、定着ロール１０２の外周面の周方向の温度むらを低減することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

特許文献１の定着装置は、定着ローラ、加圧ローラ、及び外部加熱ローラを有しており、外部加熱ローラが定着ローラに対して接触し又は定着ローラから退避するように構成されている。そして、外部加熱ローラの定着ローラに対する接触又は退避動作が、記録材が定着ローラと加圧ローラとのニップ部に進入するタイミングに対応して行われている。

特許文献２の定着装置は、連続プリント中に定着速度を変更可能とする制御手段を有している。この制御手段は、連続プリント枚数ごとに決められた定着速度となるように、定着速度を低下する方向に段階的に変更させる。

特開平１０−１４９０４４号 特開２００６−２４３３７７号

本発明は、定着部材外周面の周方向の温度むらを低減できる定着装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る定着装置は、回転しながら記録媒体上の現像剤像を加熱して定着させる定着部材と、前記定着部材とで記録媒体を挟んで加圧する加圧部材と、前記定着部材の外周面への接触及び該外周面からの退避が可能とされ前記定着部材の外周面に接触して前記定着部材の温度を低下させる冷却部材と、記録媒体の搬送経路に設けられ記録媒体を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じて求められる前記定着部材の外周面上の記録媒体の先端との接触位置が前記冷却部材との接触位置に来るまで前記冷却部材を前記定着部材に接触させておき、前記定着部材上の記録媒体の先端との接触位置が前記接触位置に来たときに前記冷却部材が前記定着部材から離れるように前記冷却部材を移動する移動手段と、を有する。

本発明の請求項２に係る定着装置は、前記移動手段は、前記定着部材から前記冷却部材を離す前に前記定着部材が１周以上するように前記冷却部材を前記定着部材に接触させる。

本発明の請求項３に係る定着装置は、前記移動手段は、記録媒体の後端が前記定着部材と前記加圧部材とで挟まれる部分を抜けたとき又は抜けた後に前記冷却部材を前記定着部材に接触させる。

本発明の請求項４に係る画像形成装置は、現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記現像剤像形成手段で形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段で転写された現像剤像を記録媒体上に定着する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置と、を有する。

請求項１の発明は、冷却部材を定着部材に常に接触させている構成に比べて、定着部材外周面の周方向の温度むらを低減できる。

請求項２の発明は、定着部材から冷却部材を離す前に定着部材が１周以上しない構成に比べて、定着部材外周面の周方向の温度むらを低減できる。

請求項３の発明は、記録媒体の後端が定着部材と加圧部材とで挟まれる部分を抜けたとき又は抜けた後に冷却部材を定着部材に接触させない構成に比べて、次の記録媒体の定着開始前の過剰な温度上昇を抑制することができる。

請求項４の発明は、定着部材から冷却部材を離す前に定着部材が１周以上しない構成に比べて、１枚の記録媒体における画像の光沢むらを低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成ユニットの構成図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の構成図である。 本発明の第１実施形態に係る外部加熱ロールのリトラクト機構を示す説明図である。 （Ａ）本発明の第１実施形態に係る吸熱ロールの構成図である。（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る吸熱ロールが定着ロールに対して接触又は退避する状態を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）本発明の第１実施形態に係る定着ロールの外周面に対して吸熱ロール、外部加熱ロールを接触させる位置を示す模式図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の第１実施形態に係る吸熱ロールを定着ロールに接触させたときの定着ロール外周面における温度の違い及び記録用紙上のトナー画像の光沢度の違いを示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ロールに対して、吸熱ロール、外部加熱ロールを接触させたときの定着ロールの温度変化と、接触させないときの定着ロールの温度変化とを１枚の記録用紙の用紙位置に合わせて示したグラフである。 本発明の第１実施形態に係る定着ロールに対して、吸熱ロール、外部加熱ロールを接触させたときの定着ロールの温度変化と、接触させないときの定着ロールの温度変化とを２枚の記録用紙の用紙位置に合わせて示したグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の第２実施形態に係る吸熱ロール、外部加熱ロールを定着ロールに接触させたときの定着ロール外周面における温度の違い及び記録用紙上のトナー画像の光沢度の違いを示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る定着ロールに対して、吸熱ロール、外部加熱ロールを接触させたときの定着ロールの温度変化と、接触させないときの定着ロールの温度変化とを１枚の記録用紙の用紙位置に合わせて示したグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）吸熱ロールを定着ロールに接触させない比較例における定着ロール外周面の温度の違い及び記録用紙上のトナー画像の光沢度の違いを示す模式図である。

本発明の第１実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。

図１には、第１実施形態の一例としての画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、上下方向（矢印Ｖ方向）の下側から上側へ向けて、記録用紙Ｐが収容される用紙収容部１２と、用紙収容部１２の上に設けられ用紙収容部１２から供給される記録媒体の一例としての記録用紙Ｐに画像形成を行う画像形成部１４と、画像形成部１４の上に設けられ読取原稿Ｇを読み取る原稿読取部１６と、画像形成部１４内に設けられ画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部２０と、を含んで構成されている。なお、以後の説明では、画像形成装置１０の装置本体１０Ａの上下方向を矢印Ｖ方向、水平方向を矢印Ｈ方向と記載する。また、制御部２０は、後述するリトラクト機構部１６０（図５（Ａ）参照）を作動させるようになっており、移動手段の一例に含まれる。

用紙収容部１２は、サイズの異なる記録用紙Ｐが収容される第１収容部２２、第２収容部２４、及び第３収容部２６が設けられている。第１収容部２２、第２収容部２４、及び第３収容部２６には、収容された記録用紙Ｐを画像形成装置１０内に設けられた搬送路２８に送り出す送り出しロール３２が設けられており、搬送路２８における送り出しロール３２よりも下流側には、記録用紙Ｐを一枚ずつ搬送するそれぞれ一対の搬送ロール３４及び搬送ロール３６が設けられている。また、搬送路２８における記録用紙Ｐの搬送方向で搬送ロール３６よりも下流側には、記録用紙Ｐを一旦停止させるとともに、決められたタイミングで後述する二次転写位置ＱＢ（図２参照）へ送り出す位置合せロール３８が設けられている。

搬送路２８の上流側部分（搬送ロール３６が設けられている部位）は、画像形成装置１０の正面視において、矢印Ｖ方向に向けて用紙収容部１２の左側から画像形成部１４の左側下部まで直線状に設けられている。また、搬送路２８の下流側部分は、画像形成部１４の左側下部から画像形成部１４の右側面に設けられた排紙部１５まで設けられている。さらに、搬送路２８には、記録用紙Ｐの両面に画像形成を行うために記録用紙Ｐが搬送及び反転される両面搬送路２９が接続されている。

両面搬送路２９は、画像形成装置１０の正面視において、搬送路２８と両面搬送路２９との切り替えを行う第１切替部材３１と、画像形成部１４の右側下部から用紙収容部１２の右側まで矢印Ｖ方向（図示の下向きが−Ｖ、上向きが＋Ｖ）に直線状に設けられた反転部３３と、反転部３３に搬送された記録用紙Ｐの後端が進入するとともに矢印Ｈ方向における図示の左側に搬送される搬送部３７と、反転部３３と搬送部３７との切り替えを行う第２切替部材３５と、を有している。そして、反転部３３には、一対の搬送ロール４２が間隔をあけて複数箇所に設けられており、搬送部３７には、一対の搬送ロール４４が間隔をあけて複数箇所に設けられている。

第１切替部材３１は、三角柱状の部材であり、駆動手段（図示省略）によって先端部が搬送路２８又は両面搬送路２９のいずれか一方に移動されることで、記録用紙Ｐの搬送方向を切り替えるようになっている。同様に、第２切替部材３５は、正面視で三角柱状の部材であり、図示しない駆動手段によって先端部が反転部３３又は搬送部３７のいずれか一方に移動されることで、記録用紙Ｐの搬送方向を切り替えるようになっている。なお、搬送部３７の下流側端部は、搬送路２８の上流側部分にある搬送ロール３６の手前側に案内部材（図示省略）により接続されている。また、画像形成部１４の左側面には折り畳み式の手差給紙部４６が設けられており、手差給紙部４６から送り込まれる記録用紙Ｐの搬送経路が、搬送路２８における位置合せロール３８よりも手前側（上流側）に接続されている。

原稿読取部１６は、読取原稿Ｇを１枚ずつ自動で搬送する原稿搬送装置５２と、原稿搬送装置５２の下側に配置され１枚の読取原稿Ｇが載せられるプラテンガラス５４と、原稿搬送装置５２によって搬送された読取原稿Ｇ又はプラテンガラス５４に載せられた読取原稿Ｇを読み取る原稿読取装置５６とが設けられている。

原稿搬送装置５２は、一対の搬送ロール５３が複数配置された自動搬送路５５を有しており、自動搬送路５５の一部は記録用紙Ｐがプラテンガラス５４上を通るように配置されている。また、原稿読取装置５６は、プラテンガラス５４の左端部に静止した状態で原稿搬送装置５２によって搬送された読取原稿Ｇを読み取り、又は矢印Ｈ方向に移動しながらプラテンガラス５４に載せられた読取原稿Ｇを読み取るようになっている。

一方、画像形成部１４は、記録用紙Ｐ上にトナー画像（現像剤像）を形成する現像剤像形成手段の一例としての画像形成ユニット５０を有している。画像形成ユニット５０は、後述する感光体６２、帯電部材６４、露光装置６６、現像装置７０、中間転写ベルト６８、及びクリーニング装置７３を含んで構成されている。

画像形成部１４における装置本体１０Ａの中央には、潜像保持体である円筒状の感光体６２が設けられている。感光体６２は、駆動手段（図示省略）によって矢印＋Ｒ方向（図示の時計回り方向）に回転すると共に光照射によって形成される静電潜像を保持するようになっている。また、感光体６２の上側で且つ感光体６２の外周面と対向する位置には、感光体６２の表面を帯電するコロトロン方式の帯電部材６４が設けられている。

感光体６２の回転方向における帯電部材６４よりも下流側で且つ感光体６２の外周面と対向する位置には、露光装置６６が設けられている。露光装置６６は、図示しない半導体レーザ、ｆ−θレンズ、ポリゴンミラー、結像レンズ、及び複数のミラーを有しており、画像信号に基づき半導体レーザから出射されたレーザ光をポリゴンミラーで偏向走査し、帯電部材６４により帯電された感光体６２の外周面に照射（露光）して、静電潜像を形成するようになっている。なお、露光装置６６は、レーザ光をポリゴンミラーで偏向走査する方式に限らず、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）方式であってもよい。

感光体６２の回転方向で露光装置６６の露光光が照射される部位よりも下流側には、感光体６２の外周面に形成された静電潜像を決められた色のトナーで現像して可視化させる回転切り替え式の現像装置７０が設けられている。

図２に示すように、現像装置７０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各トナー色にそれぞれ対応する現像器７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋが、周方向に（図示の反時計回り方向にこの順番で）並んで配置されており、モータ（図示省略）によって中心角で９０°ずつ回転することで、現像処理を行う現像器７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋが切り替えられ、感光体６２の外周面と対向するようになっている。

なお、現像器７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋは同様の構成となっているため、ここでは現像器７２Ｙについて説明し、他の現像器７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋについては説明を省略する。

現像器７２Ｙは、本体となるケース部材７６を有しており、ケース部材７６内には、トナーカートリッジ７８Ｙ（図１参照）からトナー供給路（図示省略）を経由して供給されるトナー及びキャリアから成る現像剤（図示省略）が充填されている。また、ケース部材７６には、感光体６２の外周面と対向して矩形状の開口部７６Ａが形成されており、開口部７６Ａには、外周面が感光体６２の外周面と対向する現像ロール７４が設けられている。さらに、ケース部材７６内で開口部７６Ａに近い部位には、現像剤の層厚を規制するための板状の規制部材７９が、開口部７６Ａの長手方向に沿って設けられている。

現像ロール７４は、回転可能に設けられた円筒状の現像スリーブ７４Ａと、現像スリーブ７４Ａの内側に固定された複数の磁極から成る磁性部材７４Ｂとで構成されており、現像スリーブ７４Ａが回転することで現像剤（キャリア）の磁気ブラシが形成されると共に、規制部材７９で層厚が規制されることで、現像スリーブ７４Ａの外周面に現像剤層を形成するようになっている。そして、現像スリーブ７４Ａの外周面の現像剤層は、現像スリーブ７４Ａの回転により感光体６２に対向する位置に搬送され、感光体６２の外周面に形成された潜像（静電潜像）に応じたトナーを付着させて現像を行う。

また、ケース部材７６内には、螺旋状に形成された搬送ロール７７が２本回転可能に並列配置されており、この２本の搬送ロール７７が回転することで、ケース部材７６内に充填された現像剤が、現像ロール７４の軸方向（現像器７２Ｙの長手方向）に循環搬送されるようになっている。なお、各現像器７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋに設けられた４本の現像ロール７４は、隣の現像ロール７４との間隔が中心角９０°となるように周方向に配置されており、現像器７２の切り替えにより、次の現像ロール７４が感光体６２の外周面と対向するようになっている。

図２に示すように、感光体６２の回転方向で現像装置７０よりも下流側であり且つ感光体６２の下側には、感光体６２の外周面に形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト６８が設けられている。中間転写ベルト６８は、無端状であり、制御部２０により回転駆動される駆動ロール６１、中間転写ベルト６８に張力を付与するための張力付与ロール６５、中間転写ベルト６８の裏面に接触して従動回転する複数の搬送ロール６３、及び後述する二次転写位置ＱＢにおいて中間転写ベルト６８の裏面に接触して従動回転する補助ロール６９に巻き掛けられている。そして、中間転写ベルト６８は、駆動ロール６１が回転することにより、矢印−Ｒ方向（図示の反時計回り方向）に周回移動するようになっている。

また、中間転写ベルト６８を挟んで感光体６２の反対側には、感光体６２の外周面に形成されたトナー画像を中間転写ベルト６８に一次転写させる一次転写ロール６７が設けられている。一次転写ロール６７は、感光体６２と中間転写ベルト６８とが接触する位置（これを一次転写位置ＱＡとする）から中間転写ベルト６８の移動方向下流側に離れた位置で、中間転写ベルト６８の裏面に接触している。そして、一次転写ロール６７は、電源（図示省略）から通電されることにより、接地されている感光体６２との電位差で感光体６２のトナー画像を中間転写ベルト６８に一次転写するようになっている。

さらに、中間転写ベルト６８を挟んで補助ロール６９の反対側には、中間転写ベルト６８上に一次転写されたトナー画像を記録用紙Ｐに二次転写させる転写手段の一例としての二次転写ロール７１が設けられており、二次転写ロール７１と補助ロール６９との間が記録用紙Ｐへトナー画像を転写する二次転写位置ＱＢとされている。二次転写ロール７１は、接地されると共に中間転写ベルト６８の表面に接触しており、電源（図示省略）から通電された補助ロール６９と二次転写ロール７１との電位差で、中間転写ベルト６８のトナー画像を記録用紙Ｐに二次転写するようになっている。なお、二次転写位置ＱＢは、前述の搬送路２８（図１参照）の途中に設定されている。

また、中間転写ベルト６８を挟んで駆動ロール６１の反対側には、中間転写ベルト６８の二次転写後の残留トナーを回収するクリーニングブレード５９が設けられている。クリーニングブレード５９は、開口部が形成された筐体（図示省略）に取り付けられており、クリーニングブレード５９の先端部で掻き取られたトナーが、筐体内に回収されるようになっている。

中間転写ベルト６８の周囲で搬送ロール６３と対向する位置には、中間転写ベルト６８の表面に付されたマーク（図示省略）を検知することで中間転写ベルト６８上の予め定めた基準位置を検出し、画像形成処理の開始タイミングの基準となる位置検出信号を出力する位置検出センサ８３が設けられている。位置検出センサ８３は、中間転写ベルト６８に向けて光を照射すると共にマークの表面で反射された光を受光することで、中間転写ベルト６８の移動位置を検出するようになっている。

一方、感光体６２の回転方向で一次転写ロール６７よりも下流側には、中間転写ベルト６８に一次転写されずに感光体６２の表面に残留した残留トナー等を清掃するクリーニング装置７３が設けられている。クリーニング装置７３は、感光体６２表面に接触するクリーニングブレード及びブラシロールにより残留トナー等を回収する構成となっている。

また、感光体６２の回転方向でクリーニング装置７３の上流側（一次転写ロール６７よりも下流側）には、感光体６２の外周面に一次転写後に残留したトナーの除電を行うコロトロン８１が設けられている。さらに、感光体６２の回転方向でクリーニング装置７３の下流側（帯電部材６４よりも上流側）には、クリーニング後の感光体６２の外周面に光を照射して除電を行う除電装置７５が設けられている。

図１に示すように、記録用紙Ｐの搬送方向（図示の矢印Ａ方向）における二次転写ロール７１よりも下流側で且つ二次転写ロール７１に近い位置には、記録用紙Ｐの後端が二次転写ロール７１（二次転写位置ＱＢ（図２参照））を抜けたことを検知する検知手段の一例としての用紙センサ９１が、搬送路２８を挟んで設けられている。

用紙センサ９１は、フォトセンサであり、図２に示すように、搬送路２８を挟んで対向配置された発光部９１Ａと受光部９１Ｂとを含んで構成されている。また、用紙センサ９１は、制御部２０（図１参照）に配線（図示省略）を介して接続されている。なお、発光部９１Ａから受光部９１Ｂへの光の進行方向は、記録用紙Ｐの搬送方向と交差する方向となっている。

ここで、用紙センサ９１では、発光部９１Ａと受光部９１Ｂとの間に記録用紙Ｐが無いとき、受光部９１Ｂが発光部９１Ａで出射された光を受光しており、受光量が多くなる。一方、発光部９１Ａと受光部９１Ｂとの間に記録用紙Ｐが進入したときは、受光部９１Ｂに向かう光が記録用紙Ｐによって遮断されるため、受光部９１Ｂにおける受光量が減少する。これにより、制御部２０（図１参照）では、用紙センサ９１で検知された受光量の変化に基づいて、二次転写ロール７１における記録用紙Ｐの後端の通過タイミングを検知するようになっている。

図１に示すように、記録用紙Ｐの搬送方向における用紙センサ９１よりも下流側には、二次転写ロール７１によってトナー画像が転写された記録用紙Ｐにトナー画像を定着させる定着装置１００が設けられている。なお、定着装置１００の詳細は後述する。また、記録用紙Ｐの搬送方向で定着装置１００よりも下流側には、排紙部１５又は反転部３３へ向けて記録用紙Ｐを搬送する搬送ロール３９が設けられている。

一方、原稿読取装置５６の下側で現像装置７０よりも上側には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各トナーを収容するトナーカートリッジ７８Ｙ、７８Ｍ、７８Ｃ、７８Ｋが矢印Ｈ方向に並んで交換可能に設けられている。

次に、定着装置１００について説明する。

図３に示すように、定着装置１００は、記録用紙Ｐが進入する開口部１０６Ａと、記録用紙Ｐが排出される開口部１０６Ｂとが形成された筐体１０６を有している。筐体１０６内には、主要部として、トナー画像（現像剤像）を加熱して記録用紙Ｐに定着させる定着部材の一例としての定着ロール１０２と、定着ロール１０２とで記録用紙Ｐを挟んで加圧する加圧部材の一例としての加圧ロール１０４と、定着ロール１０２の外周面に接触して加熱する外部加熱ロール１０８と、定着ロール１０２の外周面に接触して温度を低下させる冷却部材の一例としての吸熱ロール１３２と、吸熱ロール１３２を定着ロール１０２に対して接触又は退避するように移動させる移動手段の一例としてのリトラクト機構部１６０と、が設けられている。

定着ロール１０２は、記録用紙Ｐの搬送経路上でトナー画像面側（上側）に配置されている。一例として、定着ロール１０２は、円筒状のアルミニウムからなる芯金１０２Ｂの外周にシリコンゴムからなる弾性部材１０２Ａが被覆された構成となっており、弾性部材１０２Ａの外周面には、フッ素系樹脂からなる離型層（図示省略）が形成されている。そして、芯金１０２Ｂの内側には、芯金１０２Ｂの内周面とは非接触状態で熱源となるハロゲンヒータ１１４が設けられている。ハロゲンヒータ１１４は、電源（図示省略）からの通電により発熱し、芯金１０２Ｂを加熱することで、定着ロール１０２全体を加熱するようになっている。

定着ロール１０２の外周面と対向する位置で開口部１０６Ａに近い側には、定着ロール１０２の温度を検知する第１温度センサ１２０と、詳細を後述する吸熱ロール１３２とが設けられている。第１温度センサ１２０は、非接触式の温度センサであり、定着ロール１０２からの熱放射を赤外フィルムで受け、このフィルムの温度上昇をサーミスタで検知することによって、定着ロール１０２の温度を検知するようになっている。

外部加熱ロール１０８は、一例として、円筒状のアルミニウムで構成されており、長手方向両端部には円筒状の軸部１０８Ａが設けられている。また、外部加熱ロール１０８の内側には、内周面とは非接触状態で熱源となるハロゲンヒータ１１８が設けられている。ハロゲンヒータ１１８は、電源（図示省略）からの通電により発熱し、一例として、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２の温度に対して５０℃から７０℃高い温度となるように加熱を行う。

また、外部加熱ロール１０８は、定着ロール１０２の外周面と対向して設けられており、後述するリトラクト機構部１４０（図４参照）の作動によって移動し、定着ロール１０２の外周面への接触又は外周面からの退避が可能となっている。さらに、外部加熱ロール１０８の外周面には、外部加熱ロール１０８の温度を検知する接触式の第２温度センサ１２６と、外部加熱ロール１０８の外周面を清掃するウェブ１１２とが接触して設けられている。

ウェブ１１２は、外部加熱ロール１０８の外周面を清掃するための繊維体で構成されており、外部加熱ロール１０８との接触による摩擦力を低下させるための潤滑剤となる油が予め含浸されると共に、矢印＋Ｒ方向に回転可能に設けられた軸部１３４Ａの周囲に巻き取られている。そして、軸部１３４Ａの下側には中間ロール１３４Ｂが回転可能に配置されており、中間ロール１３４Ｂの左側には、矢印＋Ｒ方向に回転可能とされた軸部１３４Ｃが中間ロール１３４Ｂと間隔をあけて配置されている。

ここで、ウェブ１１２は、軸部１３４Ａから巻き出されつつ中間ロール１３４Ｂの外周面に巻き掛けられると共に、先端が軸部１３４Ｃに固定されることで、軸部１３４Ｃに巻き取られている。そして、ウェブ１１２は、軸部１３４Ｃがモータ（図示省略）で矢印＋Ｒ方向に回転駆動されることで、矢印Ｂ方向（図示の下方向）に移動して外部加熱ロール１０８の外周面に接触すると共に、軸部１３４Ｃに巻き取られるようになっている。なお、ウェブ１１２は、定着装置１００の定着動作時に必要に応じて巻き取られるようになっている。

一方、加圧ロール１０４は、記録用紙Ｐの搬送経路上で定着ロール１０２の下側に配置されている。一例として、加圧ロール１０４は、円筒状のアルミニウムからなる芯金１０４Ｂの外周にシリコンゴムからなる弾性部材１０４Ａが被覆された構成となっており、弾性部材１０４Ａの外周面には、フッ素系樹脂からなる離型層（図示省略）が形成されている。そして、芯金１０４Ｂの内側には、芯金１０４Ｂの内周面とは非接触状態で熱源となるハロゲンヒータ１１６が設けられている。ハロゲンヒータ１１６は、電源（図示省略）からの通電により発熱し、芯金１０４Ｂを加熱することで、加圧ロール１０４全体を加熱するようになっている。

また、加圧ロール１０４の外周面と対向する位置で開口部１０６Ａに近い側には、加圧ロール１０４の温度を検知する第３温度センサ１２８が加圧ロール１０４と非接触状態で設けられている。第３温度センサ１２８は、第１温度センサ１２０と同様の構成となっている。ここで、第１温度センサ１２０、第２温度センサ１２６、及び第３温度センサ１２８は、前述の制御部２０（図１参照）に接続されており、制御部２０では、第１温度センサ１２０、第２温度センサ１２６、及び第３温度センサ１２８からの入力に基づいて、ハロゲンヒータ１１４、１１８、１１６へ出力を行うようになっている。

さらに、加圧ロール１０４の両端部にはベアリング（図示省略）が設けられており、このベアリングは、Ｖ字状のブラケット１２４の中央部分に取り付けられている。そして、ブラケット１２４は、筐体１０６に取り付けられた軸部１２２を中心として、偏心カム（図示省略）の動作により矢印＋Ｒ方向又は矢印−Ｒ方向に揺動可能に設けられている。これにより、加圧ロール１０４は、ブラケット１２４が矢印−Ｒ方向に移動することで定着ロール１０２と接触し、ブラケット１２４が矢印＋Ｒ方向に移動することで定着ロール１０２から離れるようになっている。

次に、外部加熱ロール１０８のリトラクト機構部１４０について説明する。

図４に示すように、リトラクト機構部１４０は、外部加熱ロール１０８の軸方向に見て、右斜め上方で回転駆動可能に設けられた偏心カム１４２と、偏心カム１４２を挟むように対向配置された上ブラケット１４４及び下ブラケット１４６と、下ブラケット１４６と対向配置されるフランジ１４８を有すると共に外部加熱ロール１０８の軸方向両端部を支持する支持ブラケット１４９と、下ブラケット１４６に一端が取り付けられ他端がフランジ１４８に取り付けられた複数のバネ１５２とを含んで構成されている。なお、以後の説明では、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に近づく方向を＋Ｘ方向、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２から離れる方向を−Ｘ方向と記載する。＋Ｘ方向、−Ｘ方向は、図示の右斜め方向となっている。また、定着ロール１０２の外周で外部加熱ロール１０８が接触する接触位置をＲ２と記載する。

偏心カム１４２は、外部加熱ロール１０８の軸方向と同じ軸方向とされた回転軸１４２Ａを有しており、制御部２０（図１参照）によって駆動されるモータ（図示省略）により、矢印−Ｒ方向（図示の反時計回り方向）に回転駆動されるようになっている。なお、偏心カム１４２の回転は、一方向に連続して回転させる連続駆動と、一方向に回転させた後で他方向に逆回転させる切り替え駆動のいずれであってもよい。

上ブラケット１４４は、外部加熱ロール１０８の軸方向に見て中央が断面コ字状の凹部１４４Ａとされており、凹部１４４Ａの周縁部から外側（矢印Ｘ方向と交差する方向の外側）へ向けて平坦部１４４Ｂが形成されている。また、上ブラケット１４４は、偏心カム１４２よりも−Ｘ方向側に配置されており、凹部１４４Ａの開口側が偏心カム１４２と対向配置されている。さらに、上ブラケット１４４は、凹部１４４Ａに回転可能に設けられ偏心カム１４２の外周面と接触することで回転する上フォロワ１４３が設けられている。

下ブラケット１４６は、外部加熱ロール１０８の軸方向に見て中央が断面コ字状の凹部１４６Ａとされており、凹部１４６Ａの周縁部から外側（矢印Ｘ方向と交差する方向の外側）へ向けて平坦部１４６Ｂが形成されている。また、下ブラケット１４６は、偏心カム１４２よりも＋Ｘ方向側に配置されており、凹部１４６Ａの開口側が偏心カム１４２と対向配置されている。さらに、下ブラケット１４６は、凹部１４６Ａに回転可能に設けられ偏心カム１４２の外周面と接触することで回転する下フォロワ１４５が設けられている。

ここで、上ブラケット１４４及び下ブラケット１４６は、凹部１４４Ａと凹部１４６Ａとで偏心カム１４２を挟むようにして、平坦部１４４Ｂと平坦部１４６Ｂが接触した状態でボルト及びナット（図示省略）で締結されている。そして、偏心カム１４２の回転中心、上フォロワ１４３の回転中心、及び下フォロワ１４５の回転中心が矢印Ｘ方向で同一線上となるように配置されている。なお、上ブラケット１４４及び下ブラケット１４６は、ガイド部材（図示省略）によって移動方向が＋Ｘ方向、−Ｘ方向のみに規制されている。

一方、支持ブラケット１４９は、ベアリング（図示省略）が取り付けられており、このベアリングによって外部加熱ロール１０８が回転可能に支持されている。なお、支持ブラケット１４９は、外部加熱ロール１０８の両端で一対設けられているが、ここでは一方のみを図示して説明する。また、支持ブラケット１４９は、ガイド部材（図示省略）によって移動方向が＋Ｘ方向、−Ｘ方向のみに規制されている。さらに、支持ブラケット１４９のフランジ１４８は、支持ブラケット１４９から外部加熱ロール１０８の軸方向に突出形成されており、外部加熱ロール１０８の軸方向に見て断面コ字状となっている。また、フランジ１４８は、開口側が下ブラケット１４６に向くように配置されている。なお、バネ１５２は、矢印Ｘ方向を伸縮方向として、下ブラケット１４６の平坦部１４６Ｂに一端が固定され、他端がフランジ１４８の平坦部１４８Ａに固定されている。

ここで、リトラクト機構部１４０では、偏心カム１４２と下フォロワ１４５とが接触して、上ブラケット１４４及び下ブラケット１４６が＋Ｘ方向に移動するとき、バネ１５２がフランジ１４８を＋Ｘ方向に付勢する。これにより、支持ブラケット１４９が＋Ｘ方向に移動して、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２の外周面と接触する。一方、偏心カム１４２と上フォロワ１４３とが接触して、上ブラケット１４４及び下ブラケット１４６が−Ｘ方向に移動するとき、伸ばされたバネ１５２が縮む方向に力が作用し、フランジ１４８が−Ｘ方向に引っ張られる。これにより、支持ブラケット１４９が−Ｘ方向に移動して、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２の外周面から離れる（退避する）。即ち、リトラクト機構部１４０が、定着ロール１０２への外部加熱ロール１０８の接触又は非接触状態を切り換えるようになっている。

次に、吸熱ロール１３２及びリトラクト機構部１６０について説明する。

図３において、吸熱ロール１３２は、一例として、アルミニウム製のロールの表面にフッ素樹脂からなる離型層が形成された構成となっており、定着ロール１０２の回転方向で第１温度センサ１２０よりも上流側に設けられている。また、吸熱ロール１３２は、後述するリトラクト機構部１６０（図５参照）の作動によって定着ロール１０２の外周面に対して接触又は退避可能となっており、未使用時は定着ロール１０２の外周面から退避されている。

図５（Ａ）、（Ｂ）には、吸熱ロール１３２のリトラクト機構部１６０が示されている。リトラクト機構部１６０は、定着ロール１０２に対して接触又は退避される前述の吸熱ロール１３２と、吸熱ロール１３２を回転可能に支持する支持レバー１６２と、モータ（図示省略）により回転駆動される回転軸１６４Ａを有し、支持レバー１６２を矢印＋Ｄ方向（吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に接触する方向）又は矢印−Ｄ方向（吸熱ロール１３２が定着ロール１０２の外周面から退避する方向）に往復動させる偏心カム１６４と、を含んで構成されている。

支持レバー１６２は、板金製であり、図示の右斜め上方に延びる第１レバー部１６２Ａと、第１レバー部１６２Ａの上端で屈曲されて矢印Ｖ方向に延びる第２レバー部１６２Ｂと、第２レバー部１６２Ｂの上端で屈曲されて矢印Ｈ方向に延びる第３レバー部１６２Ｃとが一体とされた形状となっている。

第１レバー部１６２Ａは、図示の下端側にベアリング１６３が取り付けられており、このベアリング１６３には、ブラケット（図示省略）を介して筐体１０６に固定された回転軸１６５が挿通されている。そして、回転軸１６５は、定着ロール１０２の軸方向と同じ軸方向となるように配置されている。これにより、支持レバー１６２は、図示の矢印＋Ｄ方向又は矢印−Ｄ方向に往復動可能となっている。また、第１レバー部１６２Ａの中央には、ベアリング１６７が取り付けられており、ベアリング１６７が吸熱ロール１３２の両端部を回転可能に支持している。

一方、第２レバー部１６２Ｂから第３レバー部１６２Ｃへの屈曲部分には、支持レバー１６２の一部を成すフォロワ１６９が回転可能に取り付けられている。また、第３レバー部１６２Ｃの上端部には、一部が切り欠かれると共に折り曲げられて引掛部１７１が形成されている。さらに、支持レバー１６２が矢印−Ｄ方向に移動するときの引掛部１７１の移動方向で且つ筐体１０６内には、バネ１７２の一端を固定するための固定部１７３が設けられている。ここで、支持レバー１６２は、バネ１７２の一端が固定部１７３に固定され他端が引掛部１７１に引っ掛けられることにより、矢印＋Ｄ方向、即ち、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に接触する方向に付勢されている。

偏心カム１６４は、回転軸１６４Ａを中心に回転可能に設けられた楕円形状の偏心カムであり、外周で偏心が一番大きい部位には、フォロワ１６９の曲率に合わせた曲率の凹部１６４Ｂが形成されている。また、偏心カム１６４は、モータ（図示省略）の駆動力により矢印＋Ｒ方向に回転するようになっている。そして、支持レバー１６２の一端がバネ１７２で付勢されていることにより、偏心カム１６４は、フォロワ１６９と接触しながら回転するようになっている。

ここで、偏心カム１６４が矢印＋Ｒ方向に回転することで、支持レバー１６２は回転軸１６５を中心とした矢印＋Ｄ方向又は矢印−Ｄ方向に往復動する。そして、凹部１６４Ｂとフォロワ１６９の外周とが接触する位置に偏心カム１６４が位置しているときは、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２の外周に対して退避した状態となり、凹部１６４Ｂとは反対側の部位がフォロワ１６９と接触するときは、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２の外周に接触するようになっている。

なお、以後の説明では、定着ロール１０２の外周で吸熱ロール１３２が接触する接触位置をＲ０と記載する。また、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に近づく方向を＋Ｓ方向、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２から離れる方向を−Ｓ方向と記載する。＋Ｓ方向、−Ｓ方向は、図示の左斜め方向となっている。

次に、吸熱ロール１３２又は外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触する時点の設定について説明する。

図６（Ａ）に示すように、一例として、定着ロール１０２と加圧ロール１０４が周速度Ｖ１で回転しており、定着ロール１０２と加圧ロール１０４とで記録用紙Ｐが挟まれるニップ部ＮＰに向かって記録用紙Ｐが移動速度Ｖ１で進入するものとする。また、記録用紙Ｐの移動方向における先端位置をＹ０、定着ロール１０２の外周で記録用紙Ｐの先端位置Ｙ０が接触する位置を接触位置Ｒ１とする。なお、接触位置Ｒ１とは、記録用紙Ｐの先端が接触したことで決まる位置だけではなく、記録用紙Ｐの先端が接触することが予測される位置も含んだものである。

図６（Ａ）において、前述の用紙センサ９１（図２参照）からニップ部ＮＰまでの距離をＬ０（図示省略）、記録用紙Ｐの先端位置Ｙ０が用紙センサ９１を通過した時点からの経過時間をｔとして、記録用紙Ｐの先端位置Ｙ０からニップ部ＮＰまでの距離Δｄ（図示省略）は、Δｄ＝Ｌ０−Ｖ１×ｔで求められる。なお、距離Δｄは、記録用紙Ｐの先端位置Ｙ０が、搬送経路上のどの位置にあるかを表すものであり、値が正となるときはニップ部ＮＰの手前側に先端位置Ｙ０があり、値が負となるときは先端位置Ｙ０がニップ部ＮＰを通過している状態を表す。

ここで、吸熱ロール１３２は、記録用紙Ｐがニップ部ＮＰに進入する前で、定着ロール１０２の外周における接触位置Ｒ０に接触位置Ｒ１が位置する時点で定着ロール１０２の外周に接触するようになっている。即ち、本実施形態では、記録用紙Ｐの先端位置Ｙ０からニップ部ＮＰまでの距離をＬ１、ニップ部ＮＰから接触位置Ｒ０までの周方向距離をＬ２として、Ｌ１＝Ｌ２となっており、図６（Ｂ）に示すように、記録用紙Ｐの先端位置Ｙ０がニップ部ＮＰに進入したとき、ニップ部ＮＰに接触位置Ｒ１が位置するようになっている。

さらに、吸熱ロール１３２は、図６（Ｄ）に示すように、再度、接触位置Ｒ０に接触位置Ｒ１が位置したとき（１周したとき）、リトラクト機構部１６０（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）の作動により定着ロール１０２の外周から退避するようになっている。なお、吸熱ロール１３２は、記録用紙Ｐを複数枚定着したときの後述する搬送間隔ΔＹ（図９参照）に対応する定着ロール１０２の外周面に対しても接触するように設定されている。

一方、外部加熱ロール１０８は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、少なくとも記録用紙Ｐの先端がニップ部ＮＰに進入するまでは、リトラクト機構部１４０（図４参照）によって定着ロール１０２の外周面と非接触状態（退避状態）となっている。また、外部加熱ロール１０８は、図６（Ｃ）に示すように、定着ロール１０２の外周における接触位置Ｒ２に接触位置Ｒ１が位置する時点で、リトラクト機構部１４０（図４参照）の作動により定着ロール１０２の外周に接触し、この接触位置Ｒ１以降の定着ロール１０２の外周面と接触するようになっている。

なお、図６（Ｃ）において、記録用紙Ｐの先端位置Ｙ０からニップ部ＮＰまでの距離をＬ３、定着ロール１０２の外周におけるニップ部ＮＰから接触位置Ｒ２までの周方向距離をＬ４とすると、Ｌ３＝Ｌ４となっている。即ち、外部加熱ロール１０８は、記録用紙Ｐの先端がニップ部ＮＰに進入した時点から時間ｔ１＝Ｌ３／Ｖ１が経過した時点で定着ロール１０２の外周に接触するようになっている。

次に、制御部２０による定着ロール１０２の周速度の変更設定について説明する。

図１において、制御部２０は、通常時、中間転写ベルト６８の移動速度と定着ロール１０２の周速度とが共にＶ１となるように、中間転写ベルト６８及び定着ロール１０２を駆動する設定となっている。また、制御部２０は、定着ロール１０２の温度が設定温度よりも低くなったとき、記録用紙Ｐの後端部が二次転写位置ＱＢ（図２参照）から離れた状態において、定着ロール１０２の周速度をＶ１から図示しないＶ２（＜Ｖ１）に低下させるように設定されている。なお、定着ロール１０２の周速度の変更は、記録用紙Ｐの後端が用紙センサ９１を通過したときに、必要に応じて行われるようになっている。一例として、記録用紙Ｐの先端が定着ロール１０２と加圧ロール１０４とのニップ部ＮＰに進入した時点から、定着ロール１０２が３回転目に入るところで、定着ロール１０２の周速度をＶ１からＶ２に減速させる制御が行われるように設定されている。

次に、比較例の定着装置２００における定着ロール１０２外周面の周方向の温度むらについて説明する。なお、本実施形態と基本的に同じ部材には同じ符号を付与してその説明を省略する。

図１２（Ａ）には、比較例としての定着装置２００が示されている。定着装置２００は、定着ロール１０２と加圧ロール１０４を有しているが、外部加熱ロール１０８及び吸熱ロール１３２（図３参照）は設けられていない。また、ハロゲンヒータ１１４、１１６（図３参照）の図示を省略しており、定着ロール１０２及び加圧ロール１０４については、軸方向の一部の部位のみを図示している。なお、加圧ロール１０４が加熱源であるハロゲンヒータ１１４を有していることから、以後の説明では、比較例、本実施形態に関わらず、加圧ロール１０４の温度が定着ロール１０２の温度に与える影響は少ないものとして、定着ロール１０２のみに着目して説明する。また、記録用紙Ｐ上のトナー画像の図示は省略する。

比較例の定着装置２００では、図１２（Ａ）に示すように、定着ロール１０２の昇温時に熱量を奪う部材が接触していないため、例えば、定着ロール１０２の温度を目標とする設定温度Ｔ０（図８参照）まで上昇させようとしたとき、設定温度Ｔ０を超えて温度Ｔ１まで上昇することになる。

続いて、図１２（Ｂ）に示すように、ニップ部ＮＰに記録用紙Ｐが進入したとき、定着ロール１０２の外周で記録用紙Ｐと接触した領域は、トナー画像の定着による熱量消費及び記録用紙Ｐによる吸熱によって温度が低下し、温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２（＜Ｔ０）となる。これにより、定着ロール１０２の外周の周方向に温度むらが生じる。そして、記録用紙Ｐ上でニップ部ＮＰを通過した範囲のトナー画像は、定着ロール１０２の温度Ｔ１となっている領域で定着されているため、光沢度が高いＫ１となる。なお、光沢度とは、一例として、反射式の光沢度計で計測される反射率に基づく特性（単位％）である。

続いて、図１２（Ｃ）に示すように、記録用紙Ｐがニップ部ＮＰに進入してから定着ロール１０２が１周以上回転したとき、即ち、定着ロール１０２の２周目（２回転目）以降では、定着ロール１０２の温度Ｔ２となっている領域でトナー画像の定着が行われるため、記録用紙Ｐ上でニップ部ＮＰを通過した範囲のトナー画像は、光沢度がＫ１よりも低下したＫ２（＜Ｋ１）となる。これにより、定着後の記録用紙Ｐでは、トナー画像の光沢度がＫ１の領域とＫ２の領域ができてしまい、光沢むらが生じることになる。

さらに、比較例では、定着ロール１０２が３回転目に入ると熱量の補充が間に合わなくなり、定着ロール１０２の温度が下がって温度Ｔ３となる。このように、比較例の定着装置２００では、定着の設定温度Ｔ０に対する過剰な昇温及び記録用紙Ｐ上のトナー画像の定着による温度低下が顕著となり、図８のグラフＧ２（破線で表示）に示すような温度変化状態となる。

次に、第１実施形態の作用について説明する。

まず、本実施形態の定着装置１００における吸熱ロール１３２による定着ロール１０２の温度低減作用について説明する。なお、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、ハロゲンヒータ１１４、１１６（図３参照）、及び外部加熱ロール１０８の図示を省略しており、定着ロール１０２及び加圧ロール１０４については、軸方向の一部の部位のみを図示している。

定着装置１００では、図７（Ａ）に示すように、定着ロール１０２の昇温時に定着ロール１０２の温度が設定温度Ｔ０を超えて温度Ｔ１まで上昇しようとしたとき、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２の外周に接触する。そして、定着ロール１０２の熱量が定着ロール１０２よりも温度の低い吸熱ロール１３２側へ移動して、吸熱ロール１３２通過後の定着ロール１０２の外周の温度がＴ１から設定温度Ｔ０（図７（Ｂ）参照）まで低下する。

続いて、図７（Ｂ）に示すように、ニップ部ＮＰに記録用紙Ｐが進入したとき、記録用紙Ｐは、設定温度Ｔ０となっている定着ロール１０２によって加熱され、トナー画像が定着される。ここで、吸熱ロール１３２が接触した時点以降の定着ロール１０２の１周分の外周では、温度が設定温度Ｔ０となっているため、比較例のように、定着ロール１０２の１周分で場所によって温度がＴ０からＴ１まで変わることが抑制され、即ち、周方向の温度むらが低減される。そして、設定温度Ｔ０に近い温度で定着されたトナー画像の光沢度はＫ３（Ｋ２＜Ｋ３＜Ｋ１）となる。

続いて、図７（Ｃ）に示すように、定着ロール１０２の外周で記録用紙Ｐと接触した領域は、トナー画像の定着による熱量消費及び記録用紙Ｐによって吸熱される。なお、後述するように、外部加熱ロール１０８（図３参照）によって熱量が補充されるため、吸熱ロール１３２の接触位置まで回転してきた定着ロール１０２の外周の温度は、設定温度Ｔ０で維持される。

次に、吸熱ロール１３２及び外部加熱ロール１０８による定着ロール１０２の温度調整について説明する。

図８には、記録用紙ＰがＡ３サイズの記録用紙Ｐ１であり、１枚の記録用紙Ｐ１上のトナー画像（図示省略）が定着されるときの用紙位置に対応した定着ロール１０２の外周の温度のグラフが模式図で示されている。実線で表示されたグラフＧ１は、本実施形態の定着装置１００における定着ロール１０２の温度であり、破線で表示されたグラフＧ２は、前述の比較例の定着装置２００（図１２（Ａ）参照）を用いた場合の定着ロール１０２の温度である。

なお、図８では、定着ロール１０２の１回転目をＮ＝１、２回転目をＮ＝２、３回転目をＮ＝３として表している。また、記録用紙Ｐ１の先端位置をＹ０、後端位置をＹ３で表わしており、先端位置Ｙ０を起点として定着ロール１０２の１回転目に相当する用紙位置をＹ１、２回転目に相当する用紙位置をＹ２、３回転目に相当する用紙位置をＹ４で表している。一方、図８のグラフＧＡは、吸熱ロール１３２を定着ロール１０２に対して接触又は退避させる時点を表しており、ＯＮが接触状態、ＯＦＦが退避状態となっている。同様に、図８のグラフＧＢは、外部加熱ロール１０８を定着ロール１０２に対して接触又は退避させる時点を表しており、ＯＮが接触状態、ＯＦＦが退避状態となっている。

図６（Ａ）、（Ｂ）、及び図８に示すように、本実施形態の定着装置１００では、記録用紙Ｐ１が定着ロール１０２と加圧ロール１０４とのニップ部ＮＰに進入する前に、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に接触して温度低下（下向きの矢印で表示）させるため、定着ロール１０２の過剰な加熱が抑制され、先端位置Ｙ０から用紙位置Ｙ１までの区間における定着ロール１０２の温度が設定温度Ｔ０となる。また、定着装置１００では、定着ロール１０２に記録用紙Ｐが接触した接触位置Ｒ１に合わせて吸熱ロール１３２を定着ロール１０２に接触させているため、定着ロール１０２の１回転における周方向において、吸熱ロール１３２が接触していない領域が存在しなくなり、この周方向での温度むらが抑制される。

続いて、図６（Ｃ）、（Ｄ）、及び図８に示すように、用紙位置Ｙ１から用紙位置Ｙ２までの区間では、記録用紙Ｐ１によって吸熱される。しかし、定着ロール１０２の温度低下する部位に外部加熱ロール１０８が接触して温度上昇（上向きの矢印で表示）させるため、定着ロール１０２の温度が設定温度Ｔ０で維持される。なお、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触した後、接触位置Ｒ１が接触位置Ｒ０に到達したとき、リトラクト機構部１６０（図５（Ａ）参照）により吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に対して退避されている。このため、定着ロール１０２の温度が必要以上に低下することがなくなる。

続いて、図８において、用紙位置Ｙ２から用紙位置Ｙ３までの区間では、記録用紙Ｐ１によって吸熱されると共に外部加熱ロール１０８による熱量の補充が追いつかなくなる。このため、定着ロール１０２の周速度がＶ１のままでは、定着ロール１０２の温度が温度Ｔ２からさらに低下することになるが、この区間では、制御部２０（図１参照）によって定着ロール１０２の周速度がＶ１からＶ２に低減されるため、定着ロール１０２への熱量の補充が追いつき、定着ロール１０２の温度が温度Ｔ２よりも低下することがなくなる。

続いて、図８において、用紙位置Ｙ３から用紙位置Ｙ４までの区間では、記録用紙Ｐ１によって吸熱が行われないため、このままでは用紙位置Ｙ２から用紙位置Ｙ３までの区間に比べて定着ロール１０２の温度が上昇することになるが、本実施形態では、この区間で外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に対して退避状態となるため、定着ロール１０２の温度が温度Ｔ２のままで保持される。

このように、本実施形態の定着装置１００では、吸熱ロール１３２によって定着ロール１０２の周方向の温度むらが抑制される。さらに、本実施形態の定着装置１００では、外部加熱ロール１０８によって熱量が補充されるため、記録用紙Ｐ１を１枚定着したときの定着ロール１０２の温度変化範囲が温度Ｔ２から設定温度Ｔ０までの範囲となる。このため、比較例のように温度変化範囲が温度Ｔ３から温度Ｔ１まで変化する構成に比べて、１枚の記録用紙Ｐ１の定着における定着ロール１０２の温度変化が低減される。

一方、図９には、第１実施形態の他の実施例として、記録用紙ＰがＡ４サイズの記録用紙Ｐ２（Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ）であり、２枚の記録用紙Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ上のトナー画像（図示省略）が定着されるときの用紙位置に対応した定着ロール１０２の外周の温度のグラフが模式図で示されている。実線で表示されたグラフＧ３は、本実施形態の定着装置１００における定着ロール１０２の温度であり、破線で表示されたグラフＧ４は、前述の比較例の定着装置２００（図１２（Ａ）参照）を用いた場合の定着ロール１０２の温度である。なお、図９のグラフＧＡ、ＧＢは、図８と同様に、吸熱ロール１３２、外部加熱ロール１０８の定着ロール１０２に対する接触又は退避状態を表している。

図９では、定着ロール１０２の１回転目をＮ＝１、２回転目をＮ＝２、３回転目をＮ＝３として表している。また、１枚目の記録用紙Ｐ２Ａの先端位置をＹ０、後端位置をＹ３で表わしており、２枚目の記録用紙Ｐ２Ｂの先端位置をＹ５、後端位置をＹ８で表わしている。そして、２枚の記録用紙Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂの搬送間隔をΔＹで表している。さらに、先端位置Ｙ０を起点として定着ロール１０２の１回転目に相当する用紙位置をＹ１、２回転目に相当する用紙位置をＹ２、３回転目に相当する用紙位置をＹ４で表しており、定着ロール１０２の３回転目において、搬送間隔ΔＹに対応する用紙位置をＹ６、Ｙ７で表している。

なお、図９では、記録用紙Ｐ２Ａ又は記録用紙Ｐ２Ｂに対する定着ロール１０２の接触範囲（回数Ｎ）が図８に比べて小さいため、定着ロール１０２の温度低下の割合が図８の場合に比べて低くなっているものとする。このため、比較例の定着装置２００（図１２（Ａ）参照）の定着ロール１０２のグラフＧ４について、定着ロール１０２の２回転目の温度をＴ４（Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ０）、３回転目の温度をＴ５（Ｔ３＜Ｔ５＜Ｔ４）としている。また、図９では、定着ロール１０２における搬送間隔ΔＹに対応する区間（用紙位置Ｙ３から用紙位置Ｙ５まで）で記録用紙Ｐ２Ａ又はＰ２Ｂによる吸熱が行われないため、この区間における温度をＴ６（Ｔ０＜Ｔ６＜Ｔ１）としている。

ここで、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、及び図９に示すように、定着装置１００では、記録用紙Ｐ２Ａが定着ロール１０２と加圧ロール１０４とのニップ部ＮＰに進入する前に、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に接触して温度低下させるため、定着ロール１０２の過剰な加熱が抑制され、先端位置Ｙ０から用紙位置Ｙ１までの区間における定着ロール１０２の温度が設定温度Ｔ０となる。また、定着装置１００では、定着ロール１０２に記録用紙Ｐが接触した接触位置Ｒ１に合わせて吸熱ロール１３２を定着ロール１０２に接触させているため、定着ロール１０２の１回転における周方向において、吸熱ロール１３２が接触していない領域が存在しなくなり、この周方向での温度むらが抑制される。

続いて、用紙位置Ｙ１から用紙位置Ｙ３、及び用紙位置Ｙ５から用紙位置Ｙ２までの区間では、記録用紙Ｐ２Ａによって吸熱されるが、定着ロール１０２の温度低下する部位に外部加熱ロール１０８が接触して温度上昇させるため、定着ロール１０２の温度が温度Ｔ４とならずに設定温度Ｔ０となる。なお、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触した後、接触位置Ｒ１が接触位置Ｒ０に到達したとき、リトラクト機構部１６０（図５（Ａ）参照）により吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に対して退避される。このため、定着ロール１０２の温度が必要以上に低下することがなくなる。

続いて、用紙位置Ｙ２から用紙位置Ｙ６、及び用紙位置Ｙ７から用紙位置Ｙ８までの区間では、記録用紙Ｐ２Ｂによって吸熱されると共に外部加熱ロール１０８による熱量の補充が追いつかなくなるが、この区間では、制御部２０（図１参照）によって定着ロール１０２の周速度がＶ１からＶ２に低減されるため、定着ロール１０２への熱量の補充が追いつき、定着ロール１０２の温度が設定温度Ｔ０となる。

なお、用紙位置Ｙ６から用紙位置Ｙ７までの区間では、搬送間隔ΔＹで吸熱が行われないため、そのままでは高温状態（温度Ｔ６）となるが、本実施形態では、この区間で吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に対して接触状態となるため、定着ロール１０２の温度が設定温度Ｔ０まで低下して保持される。

このように、本実施形態の定着装置１００では、吸熱ロール１３２によって定着ロール１０２の周方向の温度むらが抑制される。さらに、本実施形態の定着装置１００では、外部加熱ロール１０８によって熱量が補充されるため、記録用紙Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂを定着したときの定着ロール１０２の温度変化範囲が設定温度Ｔ０となる。このため、比較例のように温度変化範囲が温度Ｔ５から温度Ｔ１まで変化する構成に比べて、複数枚の記録用紙Ｐの定着における定着ロール１０２の温度変化が低減される。

次に、本発明の第２実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。

第２実施形態の画像形成装置は、前述した第１実施形態の画像形成装置１０と機械的には同じ構成とされており、制御部２０による制御方法が異なっている。このため、第２実施形態においても画像形成装置１０として記載し、前述した第１実施形態の画像形成装置１０と基本的に同一の部材には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１０（Ａ）には、第２実施形態の定着装置１７０が示されている。定着装置１７０は、前述の定着装置１００と同一の部材で構成されているが、制御部２０（図１参照）がリトラクト機構部１６０（図５（Ａ）参照）を作動させて吸熱ロール１３２を定着ロール１０２に接触させる時点が異なっている。具体的には、制御部２０について、記録用紙Ｐの後端が定着ロール１０２と加圧ロール１０４とのニップ部ＮＰを抜けたときに、リトラクト機構部１６０（図５（Ａ）参照）を作動させて吸熱ロール１３２を定着ロール１０２に接触させる構成が異なっている。なお、吸熱ロール１３２について、次の記録用紙Ｐの先端がニップ部ＮＰに進入してから定着ロール１０２の１周分に相当する範囲を吸熱した後、定着ロール１０２から離れる（退避する）構成については、定着装置１００と同様である。

図１１には、記録用紙ＰがＡ３サイズの記録用紙Ｐ１であり、１枚の記録用紙Ｐ１上のトナー画像（図示省略）が定着されるときの用紙位置に対応した定着ロール１０２の外周の温度のグラフが模式図で示されている。実線で表示されたグラフＧ５は、本実施形態の定着装置１７０における定着ロール１０２の温度であり、破線で表示されたグラフＧ６は、前述の比較例の定着装置２００（図１２（Ａ）参照）を用いた場合の定着ロール１０２の温度である。なお、比較例のグラフＧ６において、先端位置Ｙ０から用紙位置Ｙ１までの区間の温度を設定温度Ｔ０としている。また、図１１のグラフＧＡ、ＧＢは、図８、図９と同様に、吸熱ロール１３２、外部加熱ロール１０８の定着ロール１０２に対する接触又は退避状態を表している。

次に、第２実施形態の作用について説明する。

図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、及び図１１に示すように、本実施形態の定着装置１７０では、記録用紙Ｐ１の後端が定着ロール１０２と加圧ロール１０４とのニップ部ＮＰを抜けたときに、吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に接触して温度低下させるため、次の記録用紙Ｐ１がニップ部ＮＰに進入する前の定着ロール１０２の過剰な加熱が抑制されると共に、定着ロール１０２の温度が設定温度Ｔ０よりも低下する。これにより、記録用紙Ｐ１の先端位置Ｙ０から用紙位置Ｙ１までの区間における定着ロール１０２の温度が、設定温度Ｔ０から低下してＴ７（Ｔ２＜Ｔ７＜Ｔ０）となる。また、この区間では、定着ロール１０２の１回転における周方向において、吸熱ロール１３２が接触しない領域が存在しなくなり、周方向での温度むらが抑制される。

続いて、用紙位置Ｙ１から用紙位置Ｙ２までの区間では、記録用紙Ｐ１によって吸熱される。しかし、定着ロール１０２の温度低下する部位に外部加熱ロール１０８が接触して温度上昇させるため、定着ロール１０２の温度が温度Ｔ２で維持される。なお、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触した後、接触位置Ｒ１が接触位置Ｒ０に到達したとき、リトラクト機構部１６０（図５（Ａ）参照）により吸熱ロール１３２が定着ロール１０２に対して退避される。このため、定着ロール１０２の温度が必要以上に低下することがなくなる。

続いて、用紙位置Ｙ２から用紙位置Ｙ３までの区間では、記録用紙Ｐ１によって吸熱されると共に外部加熱ロール１０８による熱量の補充が追いつかなくなる。このため、定着ロール１０２の周速度がＶ１のままでは、定着ロール１０２の温度が温度Ｔ２から低下することになるが、この区間では、制御部２０（図１参照）によって定着ロール１０２の周速度がＶ１からＶ２（図示省略）に低減されるため、定着ロール１０２への熱量の補充が追いつき、定着ロール１０２の温度が温度Ｔ２よりも低下することがなくなる。

続いて、用紙位置Ｙ３から用紙位置Ｙ４までの区間では、記録用紙Ｐ１によって吸熱が行われないため、このままでは用紙位置Ｙ２から用紙位置Ｙ３までの区間に比べて定着ロール１０２の温度が上昇することになるが、本実施形態では、この区間で外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に対して退避状態となるため、定着ロール１０２の温度が温度Ｔ２のままで保持される。

このように、本実施形態の定着装置１７０では、吸熱ロール１３２によって定着ロール１０２の周方向の温度むらが抑制される。さらに、本実施形態の定着装置１７０では、外部加熱ロール１０８によって熱量が補充されるため、記録用紙Ｐ１を１枚定着したときの定着ロール１０２の温度変化範囲が温度Ｔ２から設定温度Ｔ７までの範囲となる。このため、比較例のように温度変化範囲が温度Ｔ３から設定温度Ｔ０まで変化する構成に比べて、１枚の記録用紙Ｐ１の定着における定着ロール１０２の温度変化が低減される。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

定着ロール１０２は、電磁誘導方式により加熱される定着ベルトであってもよい。また、記録用紙Ｐの種類は、Ａ４、Ａ３サイズに限らず他のサイズであってもよい。さらに、定着ロール１０２の速度変更（Ｖ１からＶ２）は、使用するトナーの材質や記録用紙Ｐの厚さが切り換わる時点に応じて変更するようにしてもよい。また、用紙センサ９１を定着装置１００内部に設けて、記録用紙Ｐの先端位置を検出するようにしてもよい。

１０ 画像形成装置
２０ 制御部（移動手段）
５０ 画像形成ユニット（現像剤像形成手段）
７１ 二次転写ロール（転写手段）
９１ 用紙センサ（検知手段）
１００ 定着装置
１０２ 定着ロール（定着部材）
１０４ 加圧ロール（加圧部材）
１３２ 吸熱ロール（冷却部材）
１６０ リトラクト機構部（移動手段）
１７０ 定着装置

Claims (4)

1. 回転しながら記録媒体上の現像剤像を加熱して定着させる定着部材と、
   前記定着部材とで記録媒体を挟んで加圧する加圧部材と、
   前記定着部材の外周面への接触及び該外周面からの退避が可能とされ前記定着部材の外周面に接触して前記定着部材の温度を低下させる冷却部材と、
   記録媒体の搬送経路に設けられ記録媒体を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に応じて求められる前記定着部材の外周面上の記録媒体の先端との接触位置が前記冷却部材との接触位置に来るまで前記冷却部材を前記定着部材に接触させておき、前記定着部材上の記録媒体の先端との接触位置が前記接触位置に来たときに前記冷却部材が前記定着部材から離れるように前記冷却部材を移動する移動手段と、
   を有する定着装置。
2. 前記移動手段は、前記定着部材から前記冷却部材を離す前に前記定着部材が１周以上するように前記冷却部材を前記定着部材に接触させる請求項１に記載の定着装置。
3. 前記移動手段は、記録媒体の後端が前記定着部材と前記加圧部材とで挟まれる部分を抜けたとき又は抜けた後に前記冷却部材を前記定着部材に接触させる請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
   前記現像剤像形成手段で形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記転写手段で転写された現像剤像を記録媒体上に定着する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置と、
   を有する画像形成装置。

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