JP5906780B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，一対の定着部材を有し，トナー像を坦持するシートをそれらの間のニップに通過させることにより，トナー像をシート上に定着する定着装置および，その定着装置を有する画像形成装置に関する。さらに詳細には，一対の定着部材の押圧力を調整可能な定着装置および画像形成装置に関する。

従来より，複写機やプリンター，ファクシミリ，またはこれらの機能を複合的に備える複合機等の画像形成装置では，シート上に転写されたトナー像を定着装置によって定着させることにより，シートに画像を形成している。この定着装置として，定着ローラーと加圧ローラーとを有し，これら２つのローラーを圧接することにより形成される定着ニップにシートを通過させ，通過中のシートを加熱しつつ加圧するものが知られている。

そして，特許文献１には，用いるシートの厚さに見合った加圧力となるように，定着ニップの圧接力を調整する定着装置が開示されている。すなわち，シートの厚さが薄いほど，定着ニップにおける圧接力を大きくするのである。これにより，シートの厚さに関わらず，均一な定着処理を行うことができるとされている。

特開２０１０−１８１７２８号公報

ところで，画像形成装置の定着装置においては一般的に，通過するシートの画像面側に，弾性層と加熱装置とを有する定着ローラーが配置される。このような定着装置では，厚さが薄いシートほど，そのトナー像を坦持する側が定着ローラーに張り付き易い。厚さが薄いシートほど，剛性が低いからである。また，トナーの付着量が多く，形成される画像がベタ画像に近いほど，シートと定着ローラーとの付着力は大きくなる。このため，定着ニップを通過したシートを，定着ローラーから分離させる必要がある。

その方法として，例えば，定着ローラーの外周面のうち，その回転方向の定着ニップよりも下流側の位置に，分離爪を配置する方法やエアーを吹き付ける方法がある。しかし，定着ローラーに分離爪を接触させることは，定着ローラーに傷がつく原因となりうる。この傷により，シート上の画像にはノイズが発生するという問題があった。また，エアーを吹き付けるためにはコンプレッサーが必要となるため，装置においては高価で大きいものとなる。さらには，コンプレッサーの騒音が大きいという問題があった。

また例えば，定着ローラーの定着ニップにおける出口部分の曲率半径を小さくして分離させる，曲率分離方式がある。しかしこの方法では，定着ニップにおける圧接力を大きくし，定着ローラーの定着ニップを形成する部分を大きく変形させることとなる。つまり，定着ローラーは，変形量の大きな圧縮，引張りを，高温環境で繰り返し受けることとなる。これにより，定着ローラーの寿命が短くなってしまうという問題があった。

さらに，定着ニップにおける圧接力を大きくすることにより，ローラーの撓みという問題が発生する。すなわち，定着ニップを形成するローラーは，その軸方向の中央部が端部と比較して互いに遠ざかるように変形するのである。当然，定着ニップを通過するシートも，この撓みの影響を受ける。この状態のシートには，その搬送方向における後端部分が湾曲しようとする傾向があることが分かっている。その力は，シートの後端が転写ニップを脱出する前においては，後端が転写ニップに挟まれていることにより抑えられ，ストレスとなってシートに蓄積される。しかし，そのストレスは，シートの後端が転写ニップを脱出した瞬間に解放される。このため，シート後端が大きく跳ね上がってしまい，その後端の部分がシートのガイドや転写ベルトに接触することがあった。また，接触する部分は定着処理前であるため，画像にはノイズが発生してしまうという問題があった。しかし，これを避けるため定着ニップにおける圧接力を低めに設定した場合においては，定着ローラーへの巻きつきという問題が依然として残ったままである。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，シートの分離不良，および，シート後端の跳ね上げによる画像ノイズを防止するとともに，寿命の長い定着装置および画像形成装置を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の定着装置は，少なくとも一方が回転する一対の定着部材を有し，片面に未定着トナーを坦持するシートを一対の定着部材のニップ部に通すことで，トナー像をシート上に定着する定着装置であって，一対の定着部材のうち少なくとも一方を他方へ向けて圧接するとともに，その圧接力を調整する圧接機構と，圧接機構の圧接力を調整する圧接制御部とを有し，圧接制御部は，シートの搬送方向の先端がニップ部に突入してから，シートの搬送経路中のニップ部よりも下流側の予め定めた位置に到達するまで，圧接機構による圧接力が突入の前よりも大きい強圧接状態とし，シートの搬送方向の先端が予め定めた位置を通過した後，強圧接状態を解除する圧接力調整を行うとともに，圧接機構による圧接力を強圧接状態としている間に，シートが坦持する未定着トナーの量が予め定めた所定量以上である領域がニップ部に突入したときには，所定量以上の領域がニップ部を脱出するタイミングと，シートの搬送方向の先端が予め定めた位置に到達するタイミングとの遅い方のタイミングまで，圧接機構による圧接力を，強圧接状態のままで保持させることを特徴とする定着装置である。

この定着装置では，そのニップ部においてシートの搬送方向の先端にかかる加圧力を大きくする曲率分離方式により，シートの先端を定着装置から確実に分離させることができる。さらに，シートの先端が定着装置から分離し，搬送経路に沿って搬送され出したときには，強圧接状態は解除される。これにより，シートの搬送方向の後端が転写ニップを脱出するときには，シートにはストレスがかかっていない。よって，シートの後端が跳ね上がることを防止し，その部分の画像にノイズが発生することはない。また，圧接力を大きくする時間を最小限に抑えることにより，定着装置の寿命を長くすることができる。加えて，シートの先端に近い部分にトナーの付着量の多い写真等の高濃度画像を形成する場合，圧接力を強圧接状態としている間に，その高濃度画像がニップ部に突入する場合がある。そしてこの場合には，シートの先端が定着ニップを通過した後であっても，高濃度画像の定着処理が終了するまで，強圧接状態の圧接力のままで保つことが好ましい。高濃度画像に定着処理をする際，その途中で圧接力が切り替わると，形成される画像の光沢にムラが生じるおそれがあるからである。

また本発明は，一対の定着部材のうち，少なくともシートの未定着トナーを坦持する側に位置する定着部材が，弾性層および加熱装置を有している場合に特に意義がある。このような構成は，ニップ部を通過したシートが定着部材に張り付きやすい構成だからである。しかし本発明により，シートと定着部材との分離性は良好となる。

また，上記に記載の定着装置において，ニップ部を通過したシートを定着部材から分離する分離爪を有し，分離爪は，その先端が，シートの未定着トナーを坦持する側に位置する定着部材のニップ部の下流側に近接して配置されており，分離爪の先端が，予め定めた位置であることが好ましい。シートの先端が分離爪の先端を通過したときには，シートは確実に搬送経路に沿って搬送されているからである。

また，上記に記載の定着装置において，圧接制御部は，ニップ部に突入するシートの坪量が７０ｇ／ｍ^２未満の場合に限り，圧接力調整を行うことが好ましい。通常時における圧接力は，坪量７０〜８０ｇ／ｍ^２程度の一般的な普通紙を基準に設定される。よって，この一般的な普通紙よりも剛性が低い，坪量が７０ｇ／ｍ^２未満の薄紙においては，通常時の圧接力による曲率分離方式により定着部材から分離できないおそれがある。しかし，薄紙が用いられる場合には，その搬送方向の先端部分にかかる加圧力が通常時よりも大きい強圧接状態とすることにより，確実に分離させることができるのである。さらに，通常時の圧接力で分離する一般的な普通紙が用いられる場合には，通常時の圧接力とする。これにより，定着装置への負荷が軽減され，その寿命を長くすることができる。

また本発明は，上記に記載の定着装置を備える画像形成装置であって，シートの搬送経路中の定着装置よりも上流側の位置に，離型成分が含まれる未定着トナーをシート上に坦持させてトナー像を形成するトナー像形成部を備えることを特徴とする画像形成装置にもおよぶ。シートと定着部材との分離を良好に行わせるため，トナーには離型成分が含まれている場合がある。このようなトナーを用いる場合には，シートの先端がニップ部を通過している間の圧接力を強圧接状態とすることに特に意義がある。圧接力を大きくすることにより，ニップ部のニップ長は長くなり，シートの先端には大きな加圧力をかけることができる。これにより，熱が伝わりにくいシートの先端にも効率良く熱を伝えることができるとともに，トナーに含まれる離型成分の染み出しを促進させることができる。すなわち，離型成分としての効果を十分に発揮させ，シートと定着部材とを良好に分離させることができるのである。

本発明によれば，シートの分離不良，および，シート後端の跳ね上げによる画像ノイズを防止するとともに，寿命の長い定着装置および画像形成装置が提供されている。

本形態の画像形成装置を示す概略構成図である。 本形態の定着装置を示す概略構成図である。 本形態の定着装置の圧接力の調整のための構成を示す概略構成図である。 本形態の定着装置と二次転写領域とを示した図である。 本形態の定着装置のベンディング量を説明するための図である。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式の画像形成装置およびそれに用いられる定着装置において本発明を具体化したものである。

図１に，本形態の画像形成装置１の概略構成を示す。画像形成装置１は，中間転写ベルト３０を有する，いわゆるタンデム方式のカラープリンターである。中間転写ベルト３０は導電性を有する無端状のベルト部材であり，その図中両端部がローラー３１，３２によって支持されている。画像形成時には，図１中右側のローラー３１が反時計回りに回転駆動される。これにより，中間転写ベルト３０および図１中左側のローラー３２が従動回転される。

中間転写ベルト３０のうち，図１中右側のローラー３１に支持されている部分の外周面には，二次転写ローラー４０が設けられている。二次転写ローラー４０と中間転写ベルト３０の外周面とは接触しており，その接触している転写ニップＮ１により，二次転写領域が形成されている。

また，中間転写ベルト３０のうち，図１中左側のローラー３２に支持されている部分の外周面には，ベルトクリーナー４１が設けられている。ベルトクリーナー４１は中間転写ベルト３０の外周面に圧接されており，その接触している部分により，未転写トナーを回収する回収領域４２が形成されている。

中間転写ベルト３０の図１中下部には左から右に向かって順に，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが配置されている。各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはいずれも，その構成は同じである。このため，図１では，画像形成部１０Ｙによって代表して符号をつけている。

すなわち，円筒状の静電潜像坦持体である感光体１１，および，その周囲に配置された帯電器１２，現像装置１４，および感光体クリーナー１６を有している。また，感光体１１と中間転写ベルト３０を挟んで対向する位置には，一次転写ローラー１５が配置されている。さらに，各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの図１中下方には，露光装置１３が配置されている。加えて，中間転写ベルト３０の図１中上方には，各色のトナーを収容したホッパー２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋが配置されている。これらに収容されている各色のトナーはそれぞれ，各色の現像装置１４へと適宜補給される。

なお，図１では，帯電器１２としてローラー形状をしたローラー帯電方式のものを示しているが，本発明はこれに限るものではない。コロナ放電方式の帯電チャージャー，ブレード状の帯電部材，またはブラシ状の帯電部材等を用いても良い。また，感光体クリーナー１６として，板状でその一端部が感光体１１の外周面に接触しているものを示しているが，本発明はこれに限るものではない。その他のクリーニング部材，例えば固定ブラシ，回転ブラシ，ローラーまたはそれらのうちの複数の部材を組み合わせたものを使用することができる。あるいは，感光体１１上の未転写トナーを現像装置１４により回収するクリーナーレス方式を採用すれば，感光体クリーナー１６はなくてもよい。

また，画像形成装置１の下部には，着脱可能な給紙カセット５１が装着されている。給紙カセット５１の図１中右側より上方に向かっては，搬送経路５０が設けられている。そして，給紙カセット５１に積載により収容された用紙Ｐは，その最上部のものより１枚ずつ給紙ローラー５２によって搬送経路５０に送り出されるようになっている。給紙ローラー５２により送り出された用紙Ｐの搬送経路５０には，１対のレジストローラー５３，転写ニップＮ１，定着装置６０，排紙ローラー５４がこの順で配置されている。搬送経路５０のさらに下流側である画像形成装置１の上面には，排紙部５５が設けられている。レジストローラー５３は，用紙Ｐを転写ニップＮ１へ送り出すタイミングを調整するためのものである。なお，定着装置６０については，後に詳述する。

本形態の画像形成装置１による，画像形成動作の一例について簡単に説明する。以下の説明は，４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードにおける画像形成動作の一例である。

画像形成時には，中間転写ベルト３０および各色の感光体１１はそれぞれ，図１に矢印で示す向きに所定の周速度で回転される。感光体１１の外周面は，まず，帯電器１２によりほぼ一様に帯電される。次に，帯電された感光体１１の外周面には，露光装置１３によって画像情報に応じた光が投射され，静電潜像が形成される。続いて，静電潜像は現像装置１４より供給される現像剤のトナーによって現像され，感光体１１上にはトナー像が形成される。各色のトナー像は，一次転写ローラー１５によって中間転写ベルト３０上に転写（一次転写）される。すなわち，中間転写ベルト３０上には，イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー像がこの順で重ね合わされる。中間転写ベルト３０に転写されず，一次転写ローラー１５を過ぎた後も感光体１１上に残留している未転写トナーは，感光体クリーナー１６によって掻き取られ，感光体１１上から除去される。そして，重ね合わされた４色のトナー像は，中間転写ベルト３０によって二次転写領域である転写ニップＮ１に搬送される。

一方，給紙カセット５１に収容されている用紙Ｐは，給紙ローラー５２によって最上部のものから１枚ずつ搬送経路５０に引き出される。引き出された用紙Ｐは，搬送経路５０に沿って搬送され，レジストローラー５３により，中間転写ベルト３０に載置されたトナー像とタイミングを合わせて転写ニップＮ１に到達する。そして，転写ニップＮ１において，重ね合わされた４色のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは，さらに搬送経路５０の下流側へと搬送される。すなわち，用紙Ｐは，定着装置６０によってトナー像が定着された後，排紙ローラー５４によって排紙部５５に排出される。

なお，転写ニップＮ１を通過した後も中間転写ベルト３０上に残留するトナー像は，回収領域４２において，ベルトクリーナー４１によって掻き取られる。これにより，中間転写ベルト３０上から除去される。

次に，本形態の定着装置６０について図２および図３を用いて説明する。図２は，定着装置６０の断面図である。定着装置６０は，図２に示すように，加圧ローラー６１，定着ローラー６２，加熱ローラー６３，定着ベルト６４，分離爪６５を有している。このうち，定着ローラー６２，加熱ローラー６３，定着ベルト６４，分離爪６５は，用紙Ｐのトナー像を坦持している面の側に配置されている。定着装置６０は，搬送経路５０を矢印Ａの向きに搬送される用紙Ｐに，トナー像を定着させるための定着処理を行うものである。

図２に示すように，定着ローラー６２と加熱ローラー６３とには，定着ベルト６４が巻き掛けられている。また，加圧ローラー６１と定着ローラー６２とは，定着ベルト６４を挟んで対向に配置されている。加圧ローラー６１は定着ベルト６４の外周面に圧接されており，その接触している部分には定着ニップＮ２が形成されている。さらに，定着ローラー６２は，定着処理の実行時には，図２中に矢印で示すように反時計回りに駆動される。この定着ローラー６２の回転により，加圧ローラー６１，加熱ローラー６３および定着ベルト６４はそれぞれ従動回転される。そして，用紙Ｐは，定着ニップＮ２を通過する際には，加熱されつつ加圧される。この定着処理により，用紙Ｐにはトナー像が定着される。

加圧ローラー６１は，芯金と，その外周を覆う１ｍｍ厚の弾性層および３０μｍ厚の離型層とを有している。加圧ローラー６１の芯金は厚さ２ｍｍの中空の円筒状の部材であり，その内部に加圧ヒーター６６を有している。なお，加圧ローラー６１の芯金の材質としては，例えば，アルミ，鉄，ステンレス鋼等の金属が挙げられる。加圧ローラー６１の弾性層の材質としては，例えば，シリコーンゴム，フッ素ゴム等の耐熱性のある弾性体が挙げられる。離型層の材質としては，例えば，ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）等のフッ素系チューブまたはフッ素系コーティングが挙げられる。

定着ローラー６２は，芯金とその外周を覆う６ｍｍ厚の弾性層とを有するものである。
また，最外層として補強層を有していてもよい。なお，定着ローラー６２の芯金の材質としては，銅，アルミ，ステンレス鋼等の金属が挙げられる。定着ローラー６２の弾性層の材質としては，シリコーンゴム等の耐熱弾性体が挙げられる。耐熱性を備える弾性体であれば，その他のものを用いてもよい。加熱ローラー６３は，芯金の表面に１０μｍ厚のフッ素樹脂層を形成してなるものである。加熱ローラー６３の芯金は厚さ０．６ｍｍの中空の円筒状の部材であり，その内部に加熱ヒーター６７を有している。

定着ベルト６４は，定着ローラー６２と加熱ローラー６３とに張架された無端状ベルト部材である。定着ベルト６４は，最内周に位置する基層と，最外周に位置する表層と，基層と表層との間に位置する弾性層とを有している。基層としては，例えば７０μｍ厚のポリイミドが挙げられる。表層としては，例えば３０μｍ厚のフッ素樹脂が挙げられる。弾性層としては，例えば１５０μｍ厚のシリコーンゴムが挙げられる。

分離爪６５は，定着ニップＮ２を通過した用紙Ｐを，定着ベルト６４から分離させるためのものである。本形態の定着装置６０においては，曲率分離方式を採用している。すなわち，分離爪６５の先端６８は定着ベルト６４の外周面に接触しておらず，先端６８と定着ベルト６４との間にはわずかな隙間が存在する。また，定着ベルト６４の定着ニップＮ２の出口部分は，加圧ローラー６１による圧接により，曲率半径が小さくされている。そして，曲率半径の小さい定着ベルト６４の定着ニップＮ２の出口部分において，定着ニップＮ２を通過した用紙Ｐの搬送方向の先端は，自身の剛性により分離する。さらに，分離した用紙Ｐの先端が分離爪６５に捉えられることにより，定着ニップＮ２を通過した用紙Ｐは定着ベルト６４から分離される。

なお，分離爪６５の先端６８を定着ベルト６４の表面に接触させることにより，用紙Ｐを定着ベルト６４から強制的に分離させることも可能である。分離爪６５の先端６８と定着ベルト６４との間に隙間がないことにより，その間を用紙Ｐが通過できないからである。しかし，分離爪６５の先端６８が定着ベルト６４に擦れることにより，定着ベルト６４の表面には傷が発生する。この定着ベルト６４の表面傷は，ノイズとなって出力画像に表れる。このため，分離爪６５の先端６８を定着ベルト６４の表面に接触させることは好ましくないのである。

また，本形態の定着装置６０では，加圧ローラー６１による定着ベルト６４への圧接力は調整可能にされている。そのため，加圧ローラー６１の軸方向（図２中奥行き方向）の両端部には，図３に示すような構成を有している。図３に示すように，揺動部７０が，支点軸７１によってフレーム等に揺動可能に取り付けられている。揺動部７０は，シャフト７２，バネ７３，圧離レバー７４，圧離ギア７６，圧接制御部８０等の協働によって，加圧ローラー６１を図中左向きに，すなわち定着ベルト６４に向けて圧接している。

揺動部７０の上部には受圧部７７が形成されている。シャフト７２にはフランジ７８が形成されている。そして，揺動部７０の受圧部７７とシャフト７２のフランジ７８との間には，バネ７３が配置されている。そのバネ７３の付勢力によって，揺動部７０の上部が図中左向きに押圧されている。シャフト７２は，圧離レバー７４に係止されており，圧離レバー７４の回転によって図中左右に移動する。圧離レバー７４は，回転軸７５を中心に回転可能に取りつけられ，その下部にはギア部７９が形成されている。圧離ギア７６は，圧離レバー７４のギア部７９と噛み合っているとともに，圧接制御部８０によってその回転位置が制御されている。

従って，圧離ギア７６を図３中時計回りに回転させると，圧離レバー７４が反時計回りに回転される。圧離レバー７４の上部によって，シャフト７２は図中左向きに移動し，フランジ７８によりバネ７３を圧縮する。圧縮されたバネ７３の付勢力により受圧部７７が強く押圧され，揺動部７０による加圧ローラー６１の圧接力は大きくなる。逆に，圧離ギア７６を図中反時計回りに回転させると，圧離レバー７４が時計回りに回転される。圧離レバー７４の上部によって，シャフト７２は図中右向きに移動し，バネ７３は伸長される。これにより，バネ７３の付勢力による受圧部７７への押圧力は弱くなり，揺動部７０による加圧ローラー６１の圧接力は小さくなる。このようにして，加圧ローラー６１を定着ベルト６４に向かって圧接する圧接力を調整できるようになっている。本形態では，加圧ローラー６１の軸方向両端部の圧離レバー７４は揃って回転される。なお，本形態の定着装置６０の圧接力は，通常時には３５０Ｎに調整されており，少なくともそれ以上に大きく調整することが可能である。

ここにおいて，本形態の画像形成装置１では，レジストローラー５３から定着装置６０までの搬送経路５０上における距離は設計上，既知である。また，ローラー３１や定着ローラー６２の回転により，レジストローラー５３を通過した用紙Ｐが搬送経路５０上を搬送される速度は一定である。よって，本形態の圧接制御部８０は，レジストローラー５３より用紙Ｐが送り出されたタイミングを受信することにより，搬送中の用紙Ｐの位置を把握している。すなわち，用紙Ｐの先端が定着ニップＮ２に突入するタイミングや分離爪６５の先端６８を通過するタイミング，用紙Ｐの定着ニップＮ２を通過する部分等を把握している。さらに圧接制御部８０は，用紙Ｐに形成される画像パターンを受信することにより，定着ニップＮ２を通過する用紙Ｐに形成される画像パターンをも把握している。

次に，本形態の定着装置６０の動作について説明する。前述したように，本形態の定着装置６０は，加圧ローラー６１による定着ニップＮ２の圧接力を，圧接制御部８０により調整できるようになっている。そして，本形態の定着装置６０では，定着ニップＮ２における圧接力を，用紙Ｐの搬送方向の先端が定着ニップＮ２に突入してから予め定めた位置に到達するまでは通常時よりも大きい強圧接状態とし，その後においては通常時の圧接力となるように調整する。詳細には，定着ニップＮ２における圧接力は，用紙Ｐの搬送方向の先端が定着ニップＮ２に突入するとともに，圧接制御部８０により，強圧接状態となるように調整される。また，圧接制御部８０は，用紙Ｐの先端が定着ニップＮ２に突入してから分離爪６５の先端６８に到達するまでは，強圧接状態の圧接力を保持させる。そして，用紙Ｐの先端が分離爪６５の先端６８を通過した後には，強圧接状態を解除し，通常時の圧接力となるように調整する。以下，その理由について説明する。

まず，本形態における定着装置６０の通常時の圧接力は，前述した３５０Ｎで一定となるように調整される。これは，坪量７０〜８０ｇ／ｍ^２程度の一般的な普通紙を基準に設定された圧接力である。そしてその基準とは，用紙Ｐの搬送方向の先端が，定着ニップＮ２を通過するとともに，定着ベルト６４から分離されるか否かである。つまり，坪量７０〜８０ｇ／ｍ^２程度の一般的な普通紙においては，その搬送方向の先端が，３５０Ｎの圧接力によって形成される定着ニップＮ２を通過するとともに定着ベルト６４から分離される。なお，この通常時の圧接力においては，用紙Ｐのトナー像に適切な定着処理がなされ，良好な画像が形成されることは当然である。

しかし，坪量７０ｇ／ｍ^２未満，特に坪量６０ｇ／ｍ^２以下の薄紙を用紙Ｐとして用い，圧接力を通常時の３５０Ｎとした場合には，定着ニップＮ２を通過した用紙Ｐが定着ベルト６４に張り付いたままとなりやすい。普通紙よりも坪量の小さい薄紙は剛性が低いため，その定着ベルト６４からの剥離力が，定着ベルト６４との付着力に負けてしまうからである。また本形態の定着装置６０では前述したように，定着ニップＮ２を通過する用紙Ｐのトナー像を坦持している面の側に，弾性層を有する定着ローラー６２および定着ベルト６４と，加熱ヒーター６７を有する加熱ローラー６３とが配置されている。このように，用紙Ｐのトナー像を坦持している面の側に弾性層や加熱装置を有する構成とした場合
には，用紙Ｐのトナー像を坦持している面が張り付きやすくなる。このため，定着装置６０において薄紙を用い，圧接力を通常時の３５０Ｎとした場合には，定着ベルト６４と分離爪６５の先端６８との隙間を通って定着ベルト６４に巻きついてしまうおそれがある。

そこで本発明者は，分離爪６５と定着ベルト６４とを非接触とした実験において，坪量が６０ｇ／ｍ^２以下の薄紙を用い，その先端が定着ニップＮ２を通過するとともに定着ベルト６４から分離されるために必要な圧接力を求めた。その実験は，具体的には坪量５２ｇ／ｍ^２の薄紙を用いて行った。また，実験により求められた圧接力は，５００Ｎであった。しかし，圧接力を常に５００Ｎとした場合には，次のような問題があった。

図４は，定着装置６０と二次転写領域とを示した図である。図４に示すように，転写ニップＮ１から定着ニップＮ２までの搬送経路５０の左右には，それぞれガイド９０，９１が設けられている。ガイド９０，９１は，用紙Ｐを，転写ニップＮ１の出口から定着ニップＮ２の入口まで確実に案内するためのものである。

また図４に示す状態は，坪量５２ｇ／ｍ^２の用紙Ｐの先端が，定着ニップＮ２を通過した直後である。ここで，図４は，加圧ローラー６１による定着ベルト６４への圧接力が常に５００Ｎに調整されている場合を描いたものである。よって，用紙Ｐの先端は，定着ベルト６４から分離し，搬送経路５０に沿って分離爪６５の右側を通っている。なお，用紙Ｐの後端は，まだ転写ニップＮ１から脱出してない。

また図５は，図４に示す定着装置６０の平面図である。図５に示すように，定着ベルト６４に圧接された加圧ローラー６１は，その軸方向の中央部が両端部と比較して図中右向きに，すなわち定着ベルト６４から遠ざかる向きに変形している。ここでの圧接力は，一般的な普通紙を基準とした通常時の３５０Ｎよりも大きい５００Ｎである。このため，図５に示す加圧ローラー６１の撓みによるベンディング量は，通常よりも大きくなっている。当然，定着ニップＮ２を通過する用紙Ｐも，加圧ローラー６１の撓みの影響を受ける。

そして，図５に示すような加圧ローラー６１の撓みの影響を受ける用紙Ｐには，図４においてはその搬送方向における後端部分が矢印Ｂで示す向きに湾曲しようとする傾向があることが分かっている。ただし，図４に示す状態においては，用紙Ｐの後端がまだ転写ニップＮ１から脱出していない。このため，用紙Ｐの転写ニップＮ１と定着ニップＮ２との間の部分は矢印Ｂの向きに凸状に湾曲しており，その部分にはストレスが掛かった状態となっている。よってそのストレスは，図４に示す状態の後，用紙Ｐの後端が転写ニップＮ１を脱出した瞬間に解放される。これにより，用紙Ｐの後端は矢印Ｂの向きに大きく跳ね上がり，その部分が中間転写ベルト３０の外周面やガイド９０の内面と接触することがある。

そして，その接触する部分には，転写ニップＮ１において転写されたトナー像が載置されている。さらに，接触する部分のトナー像はまだ定着処理がされる前である。このため，接触する部分のトナー像は，中間転写ベルト３０やガイド９０と接触することにより，用紙Ｐから脱落したりズレたりする。これにより，接触する部分の画像にはノイズが発生し，良好な画像が形成することができないという問題があった。

また，定着ニップＮ２における圧接力が大きいほど，転写ニップＮ１を脱出した用紙Ｐの後端は大きく跳ね上がる。このため，用紙Ｐの後端が転写ニップＮ１を脱出する瞬間には，定着ニップＮ２における圧接力はできるだけ小さい方が好ましいのである。

また従来，圧接力を３５０Ｎで一定とした定着装置６０においては，その寿命が問題となることはなかった。しかし，本発明者は，本形態の定着装置６０において，圧接力をそれぞれ３５０Ｎと５００Ｎとで一定とした耐久実験を行った。その実験の結果，５００Ｎとした場合の寿命は，３５０Ｎとした場合の寿命よりも３０％程度も短いものであった。すなわち，圧接力を５００Ｎとすることは，定着装置６０に極めて大きな負荷がかかってしまうのである。よって，定着装置６０の寿命の観点からみても，定着ニップＮ２における圧接力はできるだけ小さい方が好ましいのである。

そこで，本形態の定着ニップＮ２における圧接力は，圧接制御部８０により，用紙Ｐの先端が定着ニップＮ２に突入してから分離爪６５の先端６８に到達するまでは，通常時の３５０Ｎよりも大きい強圧接状態の５００Ｎに調整されるのである。これにより，用紙Ｐの先端は，定着ニップＮ２を脱出するとともに定着ベルト６４から分離される。また，先端が分離した用紙Ｐを，分離爪６５により，確実に搬送経路５０に沿って案内することができるのである。さらに，圧接制御部８０は，用紙Ｐの先端が分離爪６５の先端６８を通過した後には，強圧接状態を解除し，通常時の圧接力まで小さくする。これにより，定着ニップＮ２におけるベンディング量を低減させ，用紙Ｐの転写ニップＮ１と定着ニップＮ２との間の部分のストレスを緩和させる。よって，用紙Ｐの後端が跳ね上がることによる画像ノイズを抑制することができる。さらには，定着ニップＮ２における圧接力が大きい時間を最小限にすることができるため，定着装置６０の寿命を長くすることができる。

また，トナーの付着量が予め定めた所定量以上である画像を用紙Ｐの先端付近から形成する場合には，その画像が定着ニップＮ２を脱出するまで，圧接力を強圧接状態のままで保持させることが好ましい。例えば，用紙Ｐの先端付近よりトナーの付着量が多い写真等の高濃度画像を形成し，その高濃度画像よりも後端側にはトナーの付着量の少ない文書等を形成する場合である。高濃度画像の定着処理においては，その途中で圧接力が変化した場合，加圧力が異なることによる光沢のムラ等が生じてしまう。そして，高濃度画像領域が用紙Ｐの先端付近から形成されている場合には，用紙Ｐの先端が定着ニップＮ２に突入して圧接力が強圧接状態とされている間に，その高濃度画像領域が定着ニップＮ２に突入することがある。このときの圧接制御部８０は，用紙Ｐの先端が分離爪６５の先端６８を通過した後であっても，高濃度画像領域が定着ニップＮ２を脱出するまで，圧接力を強圧接状態のままで保つのである。その後，高濃度画像領域が定着ニップＮ２を通過し，トナーの付着量の少ない部分が定着ニップＮ２を通過するときには，強圧接状態を解除し，通常時の圧接力とするのである。これにより，用紙Ｐの後端が跳ね上がることによる画像ノイズを抑制し，定着装置６０の寿命を長くするとともに，良好な画像を形成することができるのである。

また，定着ニップＮ２を通過した用紙Ｐと定着ベルト６４とを分離しやすくするため，パラフィンワックス等の離型成分を含むトナーを用いる場合がある。このようなトナーを用いる場合においては，用紙Ｐの先端が定着ニップＮ２を通過する間の圧接力を強圧接状態とすることに特に意義がある。定着ニップＮ２における圧接力を大きくすることにより，定着ニップＮ２のニップ長は長くなり，用紙Ｐの先端には大きな加圧力をかけることができる。これにより，熱が伝わりにくい用紙Ｐの先端にも効率良く熱を伝えることができるとともに，トナーに含まれる離型成分の染み出しを促進させることができる。すなわち，離型成分としての効果を十分に発揮させ，定着ニップＮ２を脱出した用紙Ｐを，定着ベルト６４から分離させやすくすることができるのである。

なお，上記の形態においては，定着ニップＮ２における通常時の圧接力を３５０Ｎで一定とした構成について説明している。しかし，本形態における通常時の圧接力とは，最も使用される頻度の高い一般的な普通紙を曲率分離方式により定着ベルト６４から分離できるとともに，トナー像に対して適切な定着処理を行うことができる圧接力である。そして例えば，用紙Ｐの先端が分離爪６５の先端６８を通過した後に定着ニップＮ２を通過する部分において，トナーの付着量が極めて少ない場合やトナーが全く付着していない場合がある。これらの場合には，定着ニップＮ２における圧接力を３５０Ｎよりも小さく調整できる構成とし，用紙Ｐの先端が分離爪６５の先端６８を通過した後には，通常時の圧接力を３５０Ｎよりもやや低めの圧接力となるように調整させてもよい。

一方，休止時などの定着処理を行っていない期間においては，定着ニップＮ２における圧接力は必ずしも必要ではない。すなわち用紙Ｐの先端が定着ニップＮ２に突入する前などにおいては，通常時の圧接力よりもさらに低い，休止時の圧接力としてもよい。これにより，さらに定着装置６０の負荷を低減し，寿命を長くすることができるからである。

以上詳細に説明したように，本形態の定着装置６０は，加圧ローラー６１による定着ベルト６４への圧接力を，圧接制御部８０により調整することができる。そしてその圧接力は，用紙Ｐの搬送方向の先端が定着ニップＮ２に突入から分離爪６５の先端６８に到達するまで強圧接状態とされる。さらにその後，用紙Ｐの先端が分離爪６５の先端６８を通過した後には，強圧接状態を解除し，通常時の圧接力まで小さくされる。これにより，用紙Ｐの分離不良，および，用紙Ｐの後端の跳ね上げによる画像ノイズを防止するとともに，寿命の長い定着装置６０およびその定着装置６０を備える画像形成装置１が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，上記の形態では定着ベルト６４を使用した定着装置６０について説明したが，定着ローラー６２が内部に加熱装置を有する構成としてもよい。その定着装置においては，加熱ローラー６３および定着ベルト６４はなくてもよい。

また本発明は，上記の形態においてタンデム方式のカラープリンターとした画像形成装置１に限らず，１つの感光体の周囲に各色の現像装置が設けられている，いわゆる４サイクル方式のものにも適用することができる。また例えば，モノクロの複写機やプリンター，ファクシミリ，またはこれらの機能を複合的に備える複合機等にも適用可能である。

１…画像形成装置
５０…搬送経路
６０…定着装置
６１…加圧ローラー
６２…定着ローラー
６３…加熱ローラー
６４…定着ベルト
６５…分離爪
７０…揺動部
７１…支点軸
７２…シャフト
７３…バネ
７４…圧離レバー
７６…圧離ギア
８０…圧接制御部
Ｎ２…定着ニップ

Claims (5)

1. 少なくとも一方が回転する一対の定着部材を有し，片面に未定着トナーを坦持するシートを前記一対の定着部材のニップ部に通すことで，トナー像をシート上に定着する定着装置において，
   前記一対の定着部材のうち少なくとも一方を他方へ向けて圧接するとともに，その圧接力を調整する圧接機構と，
   前記圧接機構の圧接力を調整する圧接制御部とを有し，
   前記圧接制御部は，
   シートの搬送方向の先端が前記ニップ部に突入してから，シートの搬送経路中の前記ニップ部よりも下流側の予め定めた位置に到達するまで，前記圧接機構による圧接力が前記突入の前よりも大きい強圧接状態とし，
   前記シートの搬送方向の先端が前記予め定めた位置を通過した後，前記強圧接状態を解除する圧接力調整を行うとともに，
   前記圧接機構による圧接力を前記強圧接状態としている間に，シートが坦持する未定着トナーの量が予め定めた所定量以上である領域が前記ニップ部に突入したときには，前記所定量以上の領域が前記ニップ部を脱出するタイミングと，前記シートの搬送方向の先端が前記予め定めた位置に到達するタイミングとの遅い方のタイミングまで，前記圧接機構による圧接力を，前記強圧接状態のままで保持させることを特徴とする定着装置。
   ことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において，
   前記一対の定着部材のうち，少なくともシートの未定着トナーを坦持する側に位置する定着部材が，弾性層および加熱装置を有していることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の定着装置において，
   前記ニップ部を通過したシートを定着部材から分離する分離爪を有し，
   前記分離爪は，その先端が，シートの未定着トナーを坦持する側に位置する定着部材のニップ部の下流側に近接して配置されており，
   前記分離爪の先端が，前記予め定めた位置であることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の定着装置において，
   前記圧接制御部は，
   前記ニップ部に突入するシートの坪量が７０ｇ／ｍ^２未満の場合に限り，前記圧接力調整を行うことを特徴とする定着装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置であって，
   シートの搬送経路中の前記定着装置よりも上流側の位置に，離型成分が含まれる未定着トナーをシート上に坦持させてトナー像を形成するトナー像形成部を備えることを特徴とする画像形成装置。

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