JP2018010122A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封筒の種類に合わせて、封筒しわの発生と画像品位を調整することが可能な画像加熱装置を提供する。
【解決手段】記録材Ｓをその間のニップ部Ｎにて挟持搬送して記録材上のトナー像ｔを加熱する加熱回転体１００および加圧回転体２００と、加熱回転体および加圧回転体のうちの少なくとも一方を他方に向けて加圧するための加圧機構７１０と、加圧機構によるニップ部の加圧力を切り替える加圧力切替機構７２０と、加熱回転体の温調温度を切り替える温調温度切替部１００７と、ニップ部による記録材の搬送速度を切り替える搬送速度切替部１００５と、 操作者が、加圧力、温調温度、搬送速度を段階的に切り替えた補正モードを設定可能な設定部５０３Ａと、設定部で設定された補正モードに対応するように加圧力切替機構、温調温度切替部、搬送速度切替部を調整して記録材上のトナー像を加熱を実行する実行部１０００と、を有することを特徴とする画像加熱装置。
【選択図】図１

Description

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、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おいて用いられ得る。

電子写真方式の複写機などには、搬送される記録材（記録媒体：以下、用紙あるいは紙記す）上に転写されたトナー像（未定着画像）のトナー（現像剤）を、熱によって融解して用紙上に融着させる定着装置（画像加熱装置）が設けられている。

定着装置においては、高速昇温させるために、定着ローラ（加熱媒体）を薄肉小径化したもの、樹脂フィルムの回転体に対しその内側から加熱体を圧接したもの、薄肉金属の回転体を誘導加熱により加熱するものなどが知られている。これらはいずれも加熱媒体としての回転体の熱容量を小さくし、加熱効率の良い熱源で加熱しようとしたものである。

特許文献１によれば、封筒皺の発生を防止するために、加熱ローラに対する第１押圧ローラおよび第２押圧ローラの単位面積あたりの押圧力を、通常モードと封筒モードとに切り換えるための押圧切換機構部を定着部に設ける。封筒モードにおいて、普通紙などを定着するための通常モードよりも、第１押圧ローラの加熱ローラに対する単位面積あたりの押圧力および第２押圧ローラの加熱ローラに対する単位面積あたりの押圧力がともに小さくし、封筒皺の発生を防止している。

特開２００４−２７９７０２号公報

先行技術によれば、封筒通紙時の定着装置の加圧力を低くすることにより、封筒しわを軽減できる。しかし一般的に、加圧力を低くすると、封筒のフラップによる透けムラや紙の地合いが目立ちやすくなり、画像品位が低下する傾向にある。

世の中には多種多様な封筒が存在しており、全ての封筒をひとつのモードでしわと画像品位を維持することは困難である。つまり、封筒モードで通紙した際に、ある封筒においては、しわと画像品位が両立できたとしても、別の封筒では、しわが発生してしまうことがある。またさらに別の封筒では、しわは発生しないが、透けムラや地合いの目立ち、定着不良など、画像品位が低下してしまうことがある。つまり、先行技術では、多種多様な封筒に対応しきれないという問題があった。

本発明の目的は、封筒の種類に合わせて、封筒しわの発生と画像品位を調整することが可能な画像加熱装置を提供することにある。

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、記録材をその間のニップ部にて挟持搬送して記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体および加圧回転体と、前記加熱回転体および加圧回転体のうちの少なくとも一方を他方に向けて加圧するための加圧機構と、前記加圧機構による前記ニップ部の加圧力を切り替える加圧力切替機構と、前記加熱回転体の温調温度を切り替える温調温度切替部と、前記ニップ部による記録材の搬送速度を切り替える搬送速度切替部と、操作者が、前記加圧力、前記温調温度、前記搬送速度を段階的に切り替えた補正モードを設定可能な設定部と、前記設定部で設定された補正モードに対応するように前記加圧力切替機構、前記温調温度切替部、前記搬送速度切替部を調整して記録材上のトナー像を加熱を実行する実行部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、封筒の種類に合わせて、封筒しわの発生と画像品位を調整することが可能である。

実施例１においてしわ補正モードをＯＮにしたときの制御を説明するフローチャート 画像形成装置の一例の構成模式図 実施例１における定着装置を正面側から見た斜視図 同装置の正面図 同装置の駆動側の拡大斜視図と制御系統のブロック図 同装置の要部の拡大横断面模式図 同装置の内部構造の要部を見た斜視模式図 （ａ）は定着ベルトの層構成模式図、（ｂ）は蓋板を取り除いて見たコイルユニットの斜視図、（ｃ）はベルトユニットの内部アセンブリの斜視図 通常加圧モード時の加圧力切替機構の状態図（図４のＡ−Ａ断面） 通常加圧モード時の加圧力切替機構の状態図（図４のＢ−Ｂ断面） 圧解除カムのカム位相線図 低圧モード時の加圧力切替機構の状態図（図４のＢ−Ｂ断面） 圧解除モード時の加圧力切替機構の状態図（図４のＢ−Ｂ断面） 制御系統のブロック図 操作部を説明する図 表示画面を説明する図 制御を説明するためのフローチャート（その１） 制御を説明するためのフローチャート（その２） しわ補正モードの表示画面を説明する図

以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

《実施例１》
［画像形成装置］
図２は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１は、自動原稿搬送装置２を搭載している、タンデム方式−中間転写方式のフルカラー電子写真複写機である。

ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｋ）色のトナー像を形成する４つの作像部である。各作像部は、それぞれ、感光ドラム３、帯電器４、レーザスキャナ５、現像器６、一次転写帯電器７、ドラムクリーナ８を有する。なお、図の煩雑を避けるため作像部ＵＹ以外の作像部ＵＭ、ＵＣ、ＵＫにおけるこれらの機器に対する符号の記入は省略した。また、これら作像部の電子写真プロセスや作像動作は公知であるからその説明は割愛する。

各作像部のドラム３から回動する中間転写ベルト９に対して各色のトナー像が所定に重畳されて一次転写される。これによりベルト９上に４色重畳のトナー像が形成される。一方、カセット１０又は１１、或いは手差しトレイ１２から記録材（シート：以下、用紙あるいは紙と記す）Ｓが一枚宛給送される。その用紙Ｓが搬送路１３を通ってレジストロール対１４により所定の制御タイミングでベルト９と二次転写ロール１５との圧接部である二次転写ニップ部に導入される。これにより、用紙Ｓに対してベルト９上の４色重畳のトナー像が一括して二次転写される。

本実施例の画像形成装置１において上記の機構部が用紙Ｓに未定着のトナー像を形成する画像形成部である。その用紙Ｓが画像加熱装置である定着装置（定着器）Ｆに導入されて加熱・加圧されることで未定着のトナー像が溶融軟化して固着像として定着される。定着装置Ｆを出た用紙Ｓは片面画像形成モードの場合は進路制御により搬送路１６の側に導入されて排出トレイ１７上に排出される。

両面画像形成モードの場合は、定着装置Ｆを出た片面画像形成済の用紙Ｓが進路制御により反転搬送路１８の側に導入された後にスイッチバック搬送されて両面搬送路１９に導入される。そして、表裏反転された状態で再び搬送路１３を通って二次転写ニップ部に導入されて裏面に対するトナー像の形成がなされる。以後は片面画像形成の場合と同様に定着装置Ｆに導入され、排出トレイ１７上に両面画像形成物として排出される。なお、本実施例１の画像形成装置１においては大小各幅サイズの用紙Ｓの搬送は用紙幅中心の所謂中央基準でなされる。所謂片側基準で用紙搬送を行う装置構成であってもよい。

以上のように、帯電、露光、現像、転写、そして定着までの一連の画像形成プロセスが実行され、用紙Ｓ上に画像が記録形成される。なお、モノクロの画像形成装置ではブラックの画像形成部のみが存在する。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像形成部の並び順や構成はこの限りではない。

［定着装置］
以下で説明する定着装置Ｆに関して、正面側とは用紙Ｓの入口側、背面側とは用紙Ｓの出口側である。左右とは装置Ｆを正面側からみて左又は右である。本実施例においては左側を一端側（駆動側）、右側を他端側（非駆動側）とする。上下は重力方向において上又は下である。上流側と下流側は用紙Ｓの搬送方向（記録材搬送方向）において上流側と下流側である。

図３は定着装置Ｆを正面側から見た斜視図、図４は同装置Ｆの正面図、図５は同装置Ｆの駆動側の拡大斜視図と制御系統のブロック図、図６は同装置Ｆの要部の拡大横断面模式図、図７は同装置Ｆの内部構造の要部を見た斜視模式図である。

本実施例の定着装置Ｆは、ＩＨ（誘導加熱）方式−ベルト方式の画像加熱装置であり、主として図６を参照して、大別して、下記のような部材や機構を有している。

ａ：用紙Ｓに形成されたトナー像ｔをニップ部Ｎにて加熱する第１の回転体（加熱回転体：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）１００を含むベルトユニット１１０
ｂ：ベルト１００との間でニップ部Ｎを形成する第２の回転体（加圧回転体：加圧部材）としての弾性を有する加圧ローラ２００
ｃ：ベルト１００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）３００
ｄ：ベルト１００と加圧ローラ２００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を形成する一端側と他端側の加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒ（図３〜図５）
ｅ：加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒの加圧部材によるニップ部Ｎの加圧力を変更可能な加圧力変更機構（加圧力切替機構）７２０Ｌ・７２０Ｒ（図３〜図５）
ｆ：底板６０１とこの底板６０１に固定して対向させて配設された一端側と他端側の側板６０２Ｌ・６０２Ｒを有し、上記のような部材や機構を収容している装置枠体（シャーシ、ハウジング）６００（図３〜図５、図７）
（２−１）ベルトユニット
ベルトユニット１１０は、金属層を有する無端状のベルト１００を有する。また、ベルト内部アセンブリとしての、定着パッド（以下、パッドと記す）１０３、パッド１０３を保持するパッド部材１０１、パッド部材１０１を保持するステー１０２、ステー１０２を覆う内部コア（内側磁性体コア）１０４等の組み立て体を有する。図８の（ｃ）はこのベルト内部アセンブリの斜視図である。

パッド１０３、パッド部材１０１、ステー１０２は何れもベルト１００の長手方向（幅方向）に長い部材である。ステー１０２は一端部と他端部がそれぞれベルト１００の両端部から外方に突出しており、その突出部に対してそれぞれ一端側と他端側のフランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒ（図７）が嵌着されている。ベルト１００はこの両フランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒの対向面間においてベルト内部アセンブリ１０１〜１０４の外側にルーズに外嵌されている。

パッド部材１０１の内側（パッド１０３の側とは反対側）においてパッド部材１０１の長手中央部には温度センサ取り付け部（不図示）が配設されている。その取り付け部に弾性支持部材１０９を介して例えばサーミスタ等の温度センサ（温度検出素子）ＴＨ１が設けられている。

弾性支持部材１０９はステー１０２の上面の長手中央部に設けられている透穴１０２ａとこの透穴に対応する内コア位置に設けられている透穴１０４ａを通って内コア１０４の外側に突き出ている。そして、その弾性支持部材１０９の先端部に支持された温度センサＴＨ１がベルト１００の長手中央部の内面に対して弾性的に当接している。これにより、回転されるベルト１００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温度センサＴＨ１がこれに追従してベルト１００の内面との良好な接触状態が維持される。

図８の（ａ）はベルト１００の層構成模型図である。ベルト１００は内径が２０〜４０ｍｍ程度の金属の基層１００ａを有している。基層１００ａの外周には弾性層１００ｂとして耐熱性ゴム層が設けられている。ゴム層の厚さは１００〜８００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。本実施例では、ベルト１００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、ゴム層の厚みは２００μｍとされている。更に弾性層１００ｂの外周には、表面離型層１００ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が設けられている。

基層１００ａの内面側には、ベルト内面と温度センサＴＨ１との摺動摩擦を低下させるために、摺動性の高い滑性層１００ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施例では３０μｍのポリイミド層を設け、さらにその表面に潤滑剤としての耐熱性グリスを塗布し、ベルト１００の内面の潤滑性を維持している。なお、着ベルト１００の金属層１００ａには鉄合金やニッケル合金、銅、銀などを適宜選択可能である。

パッド１０３を保持したパッド部材１０１がベルト１００と加圧ローラ２００との間に押圧力を作用させてニップ部Ｎを形成する。パッド２２はステンレスなどの金属やセラミックス等の硬度の高い材質からなり、厚さ１ｍｍ程度で長手方向に伸びた形状である。パッド部材１０１の材質はＰＰＳやＬＣＰ等の耐熱性の樹脂からなる。

パッド部材１０１を保持するステー１０２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金属製の剛性部材である。ステー１０２の材質としては、加熱器としてのコイルユニット３００によってベルト１００のみが発熱することが望ましく、誘導加熱の影響を受けにくいステンレス等の非磁性の材質が望ましい。

ステー１０２のコイルユニット３００側には、誘導加熱をより効果的に行うために内部コア１０４が設けられている。内部コア１０４は、図８の（ｃ）に示すように、長手方向に複数に分割して、コイルユニット３００の後述する励磁コイル３０１との距離を漸次変化させるように配置されている。内部コア１０４は励磁コイル３０１に高周波電流を印加することにより発生した磁束がより効率的にベルト１００の加熱に用いられるように、磁束を遮蔽するフェライト等の高透磁率の材質からできている。

ベルトユニット１１０は、図７のように、一端側と他端側のフランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒをそれぞれ装置枠体６００の一端側と他端側の側板６０２Ｌ・６０２Ｒにそれぞれ形成されている縦方向のガイドスリット部６０２ａに係合させて配設されている。したがって、ベルトユニット１１０は全体に側板６０２Ｌ・６０２Ｒ間においてスリット部６０２ａに沿って上下方向に移動可能な自由度を有する。

（２−２）加圧ローラ
加圧ローラ２００は金属製の芯金２００ａに弾性層２００ｂとしてゴム層、また表面には離型層２００ｃが設けられている、外形３０ｍｍの弾性ローラである。加圧ローラ２００はベルトユニット１１０の下側において、軸線方向をベルトユニット１１０の長手方向にほぼ平行にして、側板６０２Ｌ・６０２Ｒに間にそれぞれ軸受６０３を介して回転可能に配設されている（図７）。

芯金２００ａの一端側の端部には加圧ローラギア８０１（図５）が同心一体に配設されている。このギア８０１に対して制御部（プリンタ制御部）１０００で制御される加圧ローラモータ（駆動源）Ｍ２の駆動力が駆動伝達手段を介して伝達される。これにより加圧ローラ２００が駆動回転体として図６において矢印Ｒ２００の反時計方向に所定の制御速度（プロセススピード）で回転駆動される。

（２−３）コイルユニット
コイルユニット３００はベルト１００を誘導加熱する加熱器であり、ベルトユニット１１０の上側に配設されている。コイルユニット３００はベルト１００の長手方向に沿って長いハウジング３０３の内部に、励磁コイル（磁束を生ずるコイル）３０１、外部コア（外側磁性体コア）３０２等を組み付けたものである。

ハウジング３０３は横長箱型で耐熱樹脂製の成型品（電気絶縁性樹脂の肉厚２ｍｍ程度のモールド部材）である。ハウジング３０３の底板３０３ａ側がベルト１００に対する対向面である。底板３０３ａは横断面においてベルト１００の外周面の略半周範囲に沿うようにハウジング３０３の内側に湾曲している。

コイルユニット３００はハウジング３０３の両端部がベルトユニット１１０の一端側と他端側フランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒに受け止められている。これにより、ハウジング３０３の底板３０３ａがベルト１００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１１０はハウジング３０３の一端側と他端側の側板がそれぞれの側のフランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒ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３００はベルトユニット１１０と一体化されている。

従って、ベルトユニット１１０のフランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒが後述するように加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒで加圧されて沈みこむとコイルユニット３００もギャップαを維持したままベルトユニット１１０と一緒に沈みこむ。また、フランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒが減圧または圧力解除されて浮くとコイルユニット３００もギャップαを維持したままベルトユニット１１０と一緒に浮く。

コイル３０１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１００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３０３ａ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３０１には、制御部１０００で制御される電源装置（励磁回路）１００８から２０〜６０ｋＨｚの高周波電流が印加される。この電流印加によりコイル３０１によって発生した磁界によりベルト１００の金属層（導電層）１００ａが誘導発熱する。

外部コア３０２は、コイル３０１によって発生した磁界がベルト１００の金属層（導電層）以外に実質漏れないようにコイル３０１を覆わせた外側の磁性体コアである。そして、外部コア３０２は、図８の（ｂ）のように、長手方向に沿って複数に分割されて並んで配置されている。なお、図８の（ｂ）はコイルユニット３００についてハウジング３０３の蓋板を外してハウジング内部を見た図である。

（２−４）定着動作
画像形成装置１のスタンバイ状態（待機状態）においては、定着装置Ｆは、後述する加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒによるニップ部Ｎの加圧力が加圧力変更機構７１０Ｌ・７１０Ｒにより実質解除されている加圧解除モード（加圧解除状態）に保持されている。加圧ローラモータＭ２がＯＦＦにされていて加圧ローラ２００の回転は停止している。コイルユニット３００のコイル３０１に対する給電はＯＦＦにされている。

制御部１０００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、定着装置Ｆについては所定の温度に立ち上げるための装置の前回転動作（画像形成動作に先立つ準備動作）を実行する。

即ち、制御部１０００は、所定の制御タイミングにて加圧力変更機構７２０Ｌ・７２０Ｒを制御して加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒを所定の加圧モード（加圧状態）にする。これにより、ベルトユニット１１０のステー１０４がフランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒを介して所定に加圧されて、ベルト内アセンブリがベルト１００を介して加圧ローラ２００に対して弾性層２００ｂの弾性に抗して加圧される。その結果、パッド１０３がベルト１００を介して加圧ローラ２００に圧接してベルト１００と加圧ローラ２００との間に用紙搬送方向ａにおいて所定幅のニップ部Ｎが形成される。

また、制御部１０００は加圧ローラモータＭ２をＯＮする。これにより、そのモータＭ２の駆動力が加圧ローラギア８０１に伝達されて加圧ローラ２００が図６において矢印Ｒ２００の反時計方向に所定の制御速度で回転駆動される。

この加圧ローラ２００の回転により、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２００の表面とベルト１００の表面との摩擦力でベルト１００に回転力が作用する。ベルト１００はその内面がパッド１０３に密着して摺動しながらベルト内部アセンブリ１０１〜１０４の外周りを図６において矢印Ｒ１００の時計方向に加圧ローラ２００の回転速度と同じ速度で従動回転する。ベルト１００の回転に伴うスラスト方向への移動はフランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒのフランジ部により規制される。

また、制御部１０００は電源装置（励磁回路）１００８からコイル３０１に対して２０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの高周波電流（交番電流）を印加する。コイル３０１は高周波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３０２により回転しているベルト１００の上面側においてベルト１００の金属層１００ａに導かれる。そうすると、金属層１００ａ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１００ａが自己発熱（電磁誘導発熱）してベルト１００が昇温していく。

即ち、回転するベルト１００はコイルユニット３００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１００ａ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１００の温度が温度センサＴＨ１により検知される。温度センサＴＨ１はベルト１００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１０００にフィードバックされる。制御部１０００はこのセンサＴＨ１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１００８からコイル３０１に対する供給電力を制御している。

本実施例では、通常は、ベルト１００の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１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３０１に入力する電力を制御して温度調節を行っている。

上記の前回転動作で、加圧ローラ２００が駆動され、ベルト１００が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態になる。この状態において、画像形成部側から定着装置Ｆのニップ部Ｎに未定着のトナー像ｔを担持した用紙Ｓがトナー像担持面側をベルト１００側に向けてガイド部材１０６で案内されて導入される。用紙Ｓはニップ部Ｎにおいてベルト１００の外周面に密着し、ベルト１００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１００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像ｔが用紙Ｓの表面に熱圧定着される。ニップ部Ｎを通った用紙Ｓはベルト１００の外周面からベルト１００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、更には分離ガイド１０７で分離補助を受けて、ガイド部材１０８により定着装置Ｆから排出搬送されていく。

分離ガイド１０７は、ニップ部Ｎの出口部分から出た用紙Ｓがベルト１００に巻き付かないように、かつベルト１００に接触してベルト１００に傷をつけないように、ベルト１００とある間隔（隙間）を持って配置されている。分離ガイド１０７はフランジ部材１０５Ｌ・１０５Ｒの一部に係合しバネ等の付勢手段により固定されている。

プリントジョブ（印刷ジョブ）が終了すると、制御部１０００は画像形成装置を所定の後回転動作後に停止させてスタンバイ状態に移行させる。定着装置Ｆについては、加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒが加圧解除モードに戻される。加圧ローラモータＭ２がＯＦＦにされる。コイルユニット３００のコイル３０１に対する給電もＯＦＦにされる。

（２−５）加圧機構・加圧力変更機構
加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒは、本実施例では、ベルトユニット１１０のフランジ部材（押圧部材）１０５Ｌ・１０５Ｒをそれぞれ加圧（押圧）してベルト１００と加圧ローラ２００との間に用紙搬送方向ａにおいて所定幅のニップ部Ｎを形成する機構である。加圧力変更機構（圧解除機構）７２０Ｌ・７２０Ｒは、それぞれ、加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒの加圧力を変更する機構である。

本実施例においては、加圧機構７１０Ｌ・７１０Ｒおよび加圧力変更機構７２０Ｌ・７２０Ｒを、装置枠体６００の一端側と他端側の側板６０２Ｌ・６０２Ｒの外側にそれぞれ左右対称に同一構成で同期して動作する機構として具備させている。そこで、以下は、主として一端側の加圧機構７１０Ｌおよび加圧力変更機構７２０Ｌを代表して説明する。

（ａ）加圧機構
加圧機構７１０Ｌ（Ｒ）は、加圧支持板（加圧支持部材）７００、加圧板１（７０１：加圧部材）、加圧板２（７０２：加圧部材）、回転中心軸７０３、加圧バネ１（７０４）、加圧バネ２（７０５）、加圧調整ねじ７０９から構成されている。

一端側の加圧機構７１０Ｌと他端側の加圧機構７１０Ｒの加圧支持板７００は、それぞれ、装置枠体６００の一端側の側板６０２Ｌと他端側の側板６０２Ｒに対して圧解除軸７０８が貫通することで支持されている。そして、加圧支持板７００の先端部で、一端側の側板６０２Ｌ、他端側の側板６０２Ｒそれぞれに対してビス４０３で固定されている。

加圧板１（７０１）と加圧板２（７０２）は、回転中心軸７０３により軸支されており、加圧板１、２（７０１、７０２）は加圧支持板７００に対して回転自在に動くことが出来る。加圧板１（７０１）を加圧バネ１（７０４）が、加圧板２（７０２）を加圧バネ２（７０５）がそれぞれフランジ部材１０５Ｌ（Ｒ）を加圧ローラ２００側に押し付ける方向にバネ付勢している。ただし、加圧板１（７０１）は加圧板２（７０２）を介してフランジ１０５部材１０５Ｌ（Ｒ）を加圧している。

加圧支持板７００には加圧調整ねじ７０９が締結されており、加圧調整ねじ７０９を締め込み量によって加圧バネ１（７０４）のバネ長を調節する。そして、フランジ１０５部材Ｌ（Ｒ）に負荷されるバネ荷重を調節することができる。

図９は図４のＡ−Ａ線矢示の断面図、図１０は図４のＢ−Ｂ線矢示の断面図である。
加圧板２（７０２）のフランジ部材１０５Ｌを押す面の一部に突起部７０２ａを有しており、この突起部７０２ａを加圧板１（７０１）が押すことで加圧板１（７０１）と加圧板２（７０２）で同時にフランジ部材１０５Ｌを加圧する構成となっている。そして、加圧ローラ２００とベルト１００の間にニップ部Ｎが形成されることとなる。

加圧バネ１（７０４）は加圧バネ２（７０５）よりも高い付勢力が出るように設定されている。例えば、ニップ部Ｎに５５０Ｎの加圧力が付与されている場合、加圧バネ１（７０４）は５２０Ｎを、加圧バネ２（７０５）は残り３０Ｎを付勢するように設定されている。この５５０Ｎのニップ力は普通紙や光沢紙、厚紙等のメディアに対して用いられる。以後この加圧力の状態を通常加圧モードと称する。通常加圧モードでの加圧力と、通紙速度や温調温度を適切にコントロールすることによって、普通紙のみならず、厚紙や光沢紙の定着性や光沢感を満足することが可能となる。

（ｂ）加圧力変更機構
加圧力変更機構（加圧力切替機構）７２０Ｌ（Ｒ）は、圧解除カム７０６、圧解除ギア７０７、圧解除軸７０８から構成されている。

回転中心軸７０３のフランジ部材１０５Ｌを挟んで対向する側に、圧解除機構としての圧解除カム７０６と、加圧支持板の加圧板を内包する空間の外側に圧解除ギア７０７、圧解除軸７０８が配置されている。なお、ギア７０７は他端側の加圧力変更機構７２０Ｒには配設されていない。圧解除ギア７０７と圧解除カム７０６は圧解除軸７０８と同軸に配置されており、圧解除ギア７０７の回転によって圧解除カム７０６が回転するように係合している。

圧解除カム７０６は長手方向に２つのカムを並設したような形状をしており、２つのカムプロファイルを持っている。具体的には、圧解除カムの小カム部７０６ｂは加圧板２（７０２）を回転中心軸中心に回転動作させ、圧解除カムの大カム部７０６ａは加圧板１（７０１）を回転中心軸中心に回転動作させることができる。

図１１に圧解除カム７０６が回転したときの、小カム部７０６ｂと大カム部７０６ａによる加圧板１（７０１）、２（７０２）それぞれの回転中心軸中心の回転量を図示している。図１１は、加圧状態が縦軸の０°に対応しており、図５、図９、図１０において加圧板１（７０１）、２（７０２）が回転軸７０を中心に反時計方向に回転する時を正としている。

（ｂ−１）低加圧モード
次に、図１２を用いて、ニップ圧が低い状態（以下、低加圧モード）について説明する。制御部１００は、低加圧モードで通紙するプリントジョブ（ＪＯＢ）、例えば封筒通紙ジョブ（用紙として封筒を用いたプリントジョブ）が投入された場合、定着装置Ｆは低加圧モードに移行する。

制御部１０００で制御される加圧モータＭ１（図５）の駆動力が駆動伝達手段を介して圧解除ギア７０７に伝達されて圧解除ギア７０７を時計方向に回転させる。これにより、圧解除ギア７０７と平行ピンやＤカット等により係合している圧解除軸７０８、ならびに圧解除カム７０６を回転させる。圧解除カム７０６が低加圧モードで停止し、定着装置Ｆが低加圧モードに移行した状態が図１２である。他端側の加圧力変更機構７２０Ｒも連動して同じ動作をする。

図１２では圧解除カム７０６の大カム部７０６ａが加圧板１（７０１）を押し上げ、加圧板１（７０１）は圧解除状態となっている。一方で、小カム部７０６ｂは加圧板２（７０２）には触れず、加圧板１（７０１）と加圧板２（７０２）も接触しない状態となっている。このため、加圧バネ１（７０４）の加圧力は圧解除カム７０６で十分に受けることができ、フランジ部材１０５Ｌ（Ｒ）には加圧バネ１（７０４）の加圧力は作用しない。

加圧板２（７０２）には加圧バネ２（７０５）が配置されているため、図１２の状態では加圧バネ２（７０５）のみがフランジ部材１０５Ｌ（Ｒ）に作用する。通常加圧モードの説明で述べたとおり、加圧バネ１（７０４）の付勢力に比べて加圧バネ２（７０５）の付勢力は約１／１８程度であるため、通常加圧モードに比して低加圧モードの加圧力を大きく減少させることができる。

（ｂ−２）圧解除モード
画像形成装置１が稼働しておらず、電源スイッチがＯＦＦされている場合や、紙詰まりを生じた場合、定着装置Ｆは圧解除モードに移行する。その際は通常加圧モードや低加圧モードから、図１３に示す圧解除モードに移行する。

圧解除モードでは低加圧モードと異なり、加圧板１（７０１）、加圧板２（７０２）がともに圧解除カム７０６のそれぞれ大カム部７０６ａ、小カム部７０６ｂにより持ち上げられる。これにより、加圧バネ１（７０４）、加圧バネ２（７０５）の両方のバネの付勢力を圧解除カム７０６が受けることによって、ニップ部Ｎの加圧力を解除した状態である、圧解除モードに移行する。これにより、ベルト１００や加圧ローラ２００の塑性変形や紙詰まり時の用紙の除去性が向上する。

（２−６）制 御
本実施例の制御を図１４に示すブロック図を使って説明する。制御部（プリンタ制御部）１０００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１００１、メモリ１００２等を備えており、画像形成装置１の全ての機構部を統括的に制御する。２０００は画像形成装置１に具備されている操作部（操作パネル）、３０００はパソコン（ＰＣ）等の外部ホスト装置であり、インターフェースを介して制御部１０００に電気的に接続されている。

操作部２０００やホスト装置３０００から、ユーザが出力（使用）する用紙種（記録材種）の情報（用紙サイズ、坪量および用紙種類）が記録材情報処理部１００３に送られ、記録材情報処理部１００３の情報が、ＣＰＵ１００１に転送される。

ＣＰＵ１００１は、メモリ１００２を参照し、記録材情報処理部１００３の情報によって、定着装置Ｆのニップ部Ｎの加圧力を所定の値にするように加圧力制御部１００５に命令する。加圧力制御部１００５は、定着装置Ｆのニップ部Ｎの加圧力を所定の圧に制御する。即ち、ＣＰＵ１００１は定着装置Ｆのニップ部Ｎの加圧力が所定の圧になるように加圧力制御部１００５を介して加圧モータＭ１を制御する。

ＣＰＵ１００１は、画像形成装置本体に取り付けられた温湿度センサ１００４の情報とベルト１００の温度センサＴＨ１の検知温度をもとに、電源装置１００６を制御してベルト１００を所定の温度に制御できる。また、ＣＰＵ１００１は温調温度切替部１００７を制御してベルト１００の温調温度を所定に切り替えることができる。

ＣＰＵ１００１は加圧ローラモータＭ２を制御して、回転させたり、停止させたりできる。また、ＣＰＵ１００１は搬送速度切替部１００５を制御して加圧ローラ２００の駆動による用紙の搬送速度（プロセススピード）所定に切り替えることができる。

操作部２０００は画像形成装置１に設けられており、操作者により指示を行うためのキー操作が行われるキーを複数備えている。図１５は操作部２０００の一例の模式図である。この操作部２０００には、ハードキー（操作者がキー操作を行う部位）である、スタートボタン（画像形成開始を指示するためのボタン）５０１、数値入力ボタン（０〜９までの各数字のボタン）５０２、サブ電源スイッチ５０４が設けられている。さらに、液晶表示部となっているタッチパネル５０３が設けられている。

このタッチパネル５０３には、画像形成に関わる指示ボタンが表示されている。例えば、ソフトキー（操作者がキー操作を行う部位）である、用紙（記録材）の種類を設定するためのボタン（用紙の坪量を設定する）、用紙の両面への画像形成を指示するためのボタン、ステイプル処理を指示するためのボタンなどが表示されている。これらのボタン（キー）を操作者がタッチすることにより各種指示が行われる。

操作部２０００の液晶表示部であるタッチパネル５０３および外部ホスト装置３０００であるユーザのＰＣのディスプレイに表示される表示画面５０３は共通のインターフェースであるため、同様の数字５０３を付与して説明する。

ユーザが印刷もしくはコピーする場合に、図１６に示す表示画面５０３から用紙種類を選択する。このように操作部２０００を通じて操作者により指定された情報は、記録材情報処理部１００３を通してＣＰＵ１００１へ送信される構成となっている。

本実施例の制御を図１７に示したフローチャートを使って説明する。まず、画像形成装置は画像形成ジョブを受け付ける。ユーザが表示画面５０３（図１６）から封筒Ｂ１０１を設定した封筒ジョブ（ＪＯＢ）かどうかをＣＰＵ１００１が判断する（Ｓ２）。通紙する用紙が封筒でなければ、加圧力を通常圧モードにし（Ｓ４’）、画像形成動作と定着動作（Ｓ５）を行う。

通紙する用紙が封筒の場合、低加圧モードで通紙するジョブかどうかをＣＰＵ１００１が判断する（Ｓ３）。封筒幅が１４０ｍｍ以下の場合、加圧力を低加圧モードにし（Ｓ４）、画像形成動作と定着動作（Ｓ５）を行う。

通紙する用紙が封筒で、封筒幅が１４０ｍｍより広い場合、加圧力を通常圧モードにし（Ｓ４’）、画像形成動作と定着動作（Ｓ５）を行う。

低加圧モードは、加圧力が小さく、長手端部のニップ幅が特に狭い。そのため、端部の定着性が低下するので、幅が広い封筒に対しては通常圧で通紙するようにしている。

各モードにおける定着動作を図１８に示したフローチャートを使って説明する。図１８において、まず、定着装置Ｆの加圧状態を通常圧に調整する（Ｓ１１００）。次に、加圧ローラ２００を駆動させ、加圧ローラ２００とベルト１００を回転させ、コイル３０１に電圧を印加し、ベルト１００を加熱する（Ｓ１１０１）。所定の温調温度に到達するまで、加熱回転を継続する（Ｓ１１０２）。

図１７のフローで決定されたモードが低加圧モードの場合は低加圧に切り替える（Ｓ１１０３、Ｓ１１０４）。未定着トナー像ｔを載せた用紙Ｓをニップ部Ｎに導入して通過させ定着させる（Ｓ１１０５）。プリントジョブ終了するまでＳ１１０３〜Ｓ１１０５の動作を行う（Ｓ１１０６）。プリントジョブが終了したら定着モータ８００の回転およびコイル３０１への電力供給を停止させる（Ｓ１１０７）。ジョブ終了後の設定により、定着装置Ｆのニップ部Ｎの加圧状態を通常圧もしくは圧解除状態に変更する（Ｓ１１０８）。

（２−８）封筒しわ補正モード
封筒には、同じサイズでも坪量、剛度、紙の表面性状など、様々なものがある。一般的に封筒の坪量が大きくなると、紙の剛度も高くなり、しわが発生しづらくなる。しかし、その代わりトナーを紙に定着させる熱量が多く必要になる。それに対し、封筒の坪量が小さくなると、紙の剛度も低くなり、しわが発生しやすくなる。その代りに、トナーを紙に定着させる熱量は少なくてすむ。

封筒しわ補正モードとは、上記のような封筒のばらつきに対応するため、封筒の特性によって、ａ：温調温度、ｂ：ニップ圧、ｃ：プロセススピードを切り替え、封筒しわと画像品位を両立させるモードである。

（ａ）封筒しわ補正モード設定方法
図１６に示す表示画面５０３において、封筒Ｂ１０１を選択すると、図１９に示す表示画面５０３Ａに切り替わり、しわ補正値を調節することができる。本実施例においては、表示画面５０３Ａが、ユーザ（操作者）が、前記加圧力、前記温調温度、前記搬送速度を段階的に切り替えた補正モードを設定可能な設定部である。

本実施例では、しわ補正値は８段階に設定されている（−２〜＋５）。ユーザがこのしわ補正値の値を変更することで、上記３つのパラメータが自動で段階的に切り替わる。デフォルト設定は、しわ補正値０である。しわ補正値の値を大きくするにつれ、しわがより発生しづらくなる。

即ち、ユーザが設定部である表示画面５０３Ａで一つの値を操作することにより、前記加圧力、前記温調温度、前記搬送速度の設定がそれぞれ自動的に切り替わる。そして、制御部（実行部）１０００は表示画面５０３Ａで設定された補正モードに対応するように加圧力切替機構７２０、温調温度切替部１００７、搬送速度切替部１００５を調整して用紙上（記録材上）のトナー像ｔを加熱を実行する。

（ｂ）封筒しわ補正モード詳細
封筒しわ補正モードの数値を変えた時に、切り替わるパラメータを表１に示す。封筒しわ及び画像品位に対する各パラメータの感度は以下の通りである。

１．ニップ圧：小さい方が封筒しわに有利。感度大。

２．プロセススピード（搬送速度）：速い方が封筒しわに有利。感度中。

３．温調温度：低い方が封筒しわに有利。感度小。

しわ補正を大きくしていくと、上記３つのパラメータの組み合わせで、しわが発生しづらい設定になっていく。しかしその代りに、定着性に対する能力が低下していく。しかし、前に述べたように、しわが発生しやすい封筒は、坪量が小さく、定着性には有利なので画像品位を維持することができる。

また、封筒幅によって、しわ補正モードの数値を変えた時に切り替わるパラメータが異なる。即ち、装置に使用される封筒の幅によって、前記加圧力、前記温調温度、前記搬送速度の切り替わる閾値が異なる。以下に各封筒幅設定の特徴を説明する。

◎封筒Ａ（封筒幅１００≦ｘ＜１４０）の場合
デフォルト設定（しわ補正値０）は、
１．ニップ圧：低加圧モード
２．プロセススピード：半速
３．補正温度：±０℃
である。

まず、しわ補正値を＋１、＋２としていくと、補正温度が−１０℃、−２０℃と下がっていく。つまり、まずは感度の小さい温調温度を調整することで、徐々にしわに対して有利な設定にしていく。そして、しわ補正値が＋３になると、温調温度はデフォルト設定に戻り、プロセススピードが等速になる。

剛度が高く、しわが出づらい封筒で、画像品位を高めたい場合は、しわ補正値を下げるとよい。例えば、しわ補正値を−２にすると、ニップ圧が通常圧になるので、紙の地合ムラが少なく、グロスが高い成果物を得ることができる。

◎封筒Ｂ（封筒幅１４０≦ｘ＜１６２）の場合
デフォルト設定（しわ補正値０）は、
１．ニップ圧：通常圧モード
２．プロセススピード：等速
３．補正温度：±０℃
である。

まず、しわ補正値を＋１にすると、ニップ圧が封筒圧に切り替わる。そして、プロセススピードは半速に、補正温度は＋１０℃に切り替わる。つまり、感度の大きいニップ圧をしわに有利な設定に変える代わりに、その他のパラメータをしわに対して不利（定着性に対して有利）な設定にすることにより、微調整を図っている。そして、しわ補正値を＋２、＋３とすると、補正温度が下がっていく。しわ補正値が＋４になると、補正温度がデフォルトに戻り、プロセススピードが等速に変化する。

逆に画像品位を高めたい場合は、しわ補正値を−１、−２とすることで、温調温度が高くなっていく。

◎封筒Ｃ（封筒幅１６２＜ｘ≦２４０）の場合
デフォルト設定（しわ補正値０）は、
１．ニップ圧：通常圧モード
２．プロセススピード：等速
３．補正温度：±０℃
である。

まず、しわ補正値を＋１にすると、補正温度が−１０℃になる。そして、しわ補正値＋２でニップ圧が封筒圧に切り替わり、プロセススピードは半速に、補正温度は＋１０℃に切り替わる。さらにしわ補正値を＋３、＋４とすると、補正温度が下がっていく。

逆に画像品位を高めたい場合は、しわ補正値を−１、−２とすることで、温調温度が高くなっていく。

◎封筒Ｄ（封筒幅２４０＜ｘ）の場合
デフォルト設定（しわ補正値０）は、
１．ニップ圧：通常圧モード
２．プロセススピード：等速
３．補正温度：±０℃
である。

封筒幅が２４０ｍｍを超えてくると、低加圧モードでは搬送力が不十分で封筒がスリップしてしまう懸念がある。そのため、このサイズの封筒に関しては、しわ補正値の値を下げても、ニップ圧は変化しない。

（ｃ）封筒しわ補正モード設定時の制御
しわ補正モード設定時の制御を図１に示したフローチャートを使って説明する。まず、画像形成装置は画像形成ジョブを受け付ける。ユーザが表示画面５０３（図１６）から封筒Ｂ１０１を設定した封筒ジョブかどうかをＣＰＵ１００１が判断する（Ｓ２）。通紙する用紙が封筒でなければ、加圧力を通常圧モードにし（Ｓ１４’）、画像形成動作と定着動作（Ｓ５）を行う。

通紙する用紙が封筒の場合、封筒しわ補正モードがＯＮになっているかをＣＰＵ１００１が判断する（Ｓ１１）。封筒しわ補正モードがＯＮになっていなければ、封筒圧モードで通紙するジョブかどうかをＣＰＵ１００１が判断する（Ｓ１２）。封筒幅が１４０ｍｍ以下の場合、加圧力を封筒圧モードにし（Ｓ１４）、画像形成動作と定着動作（Ｓ５）を行う。そして、封筒幅が１４０ｍｍより広い場合、加圧力を通常圧モードにし（Ｓ１４’）、画像形成動作と定着動作（Ｓ５）を行う。

封筒しわ補正モードがＯＮの場合、表１に従い、温調温度、加圧力、プロセススピードを変更し（Ｓ１３）、画像形成動作＆定着動作（Ｓ５）を行う。

以上説明した発明によって、多種多様な封筒において、しわと画像品位を両立できる定着装置を提供することが可能となるが、ここで述べた実施例は一例にすぎず、設定値等はこれに限定されるものではない。

《その他の実施例》
（１）実施例では、画像加熱装置として、用紙上（記録材上）に形成された未定着の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。

（２）画像加熱装置は、加熱回転体と加圧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。

（３）画像加熱装置の加圧機構は加熱回転体と加圧回転体のうちの少なくとも一方を他方に向けて加圧する構成であればよい。

（４）画像加熱装置は加熱回転体と加圧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。

（５）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。

Ｆ・・画像加熱装置（定着装置）、１００・・加熱回転体、２００・・加圧回転体、Ｎ・・ニップ部、Ｓ・・記録材、ｔ・・トナー像、７１０（Ｌ、Ｒ）・・加圧機構、７２０（Ｌ、Ｒ）・・加圧力切替機構、１００７・・温調温度切替部、１００５・・搬送速度切替部、５０３Ａ・・設定部、１０００・・実行部（制御部）

Claims (7)

1. 記録材をその間のニップ部にて挟持搬送して記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体および加圧回転体と、
   前記加熱回転体および加圧回転体のうちの少なくとも一方を他方に向けて加圧するための加圧機構と、
   前記加圧機構による前記ニップ部の加圧力を切り替える加圧力切替機構と、
   前記加熱回転体の温調温度を切り替える温調温度切替部と、
   前記ニップ部による記録材の搬送速度を切り替える搬送速度切替部と、
   操作者が、前記加圧力、前記温調温度、前記搬送速度を段階的に切り替えた補正モードを設定可能な設定部と、
   前記設定部で設定された補正モードに対応するように前記加圧力切替機構、前記温調温度切替部、前記搬送速度切替部を調整して記録材上のトナー像を加熱を実行する実行部と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。
2. 操作者が前記設定部で一つの値を操作することにより、前記加圧力、前記温調温度、前記搬送速度の設定がそれぞれ自動的に切り替わることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 装置に使用される記録材の幅によって、前記加圧力、前記温調温度、前記搬送速度の切り替わる閾値が異な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. 前記記録材が封筒である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. 前記加圧力切替機構は前記ニップ部の加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ないし４の何れか一項に記載の画像加熱装置。
6. 前記加熱回転体および加圧回転体が共にローラであることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
7. 前記加熱回転体および加圧回転体の一方がエンドレスベルトであり他方がローラであることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の画像加熱装置。