JP6456135B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に搭載される定着装置に関する。

電子写真方式等の画像形成装置にはシート状の記録材（以下、用紙と記す）に形成したトナー像を固着画像として定着させる定着装置が搭載される。定着装置としては、従来から、定着部材として加熱ローラや加熱ベルト（フィルム）を用いた熱定着方式の装置が一般的に採用されている。

加熱ローラ方式では、定着部材として、例えば、内部に熱源のヒータを備え、外周を離型性の良いゴム又は樹脂で被覆した加熱ローラが用いられている。加熱ベルト方式では、定着部材として、例えば、熱源としてセラミック基板上に形成された平面ヒータを離型性の良い肉薄の無端状ベルト内に備えた加熱ベルトが用いられている。

どちらも定着部材に加圧ローラを圧接させ、定着部材と加圧ローラ間に形成されるニップ部にトナー像が形成された用紙を通過させてトナーを加熱溶融して用紙上に融着させて定着を行っている。

上記の定着装置では、定着部材に対して加圧ローラを所定の圧力付勢手段により圧接させて用紙を挟持搬送するニップ部を形成することにより、熱により溶融したトナーを用紙に確実に融着させることができる。

この圧力付勢手段としては、例えば、定着部材に向けて加圧ローラにスプリング等の機械的反発力により付勢を加えて加圧ローラを定着部材に対して圧接する構成が広く用いられる。

しかし、画像形成装置においては、ウオーミングアップ時や待機時、画像形成装置の動作停止中等において用紙が通紙されない場合がある。このような場合にも定着装置において定着部材に対して加圧ローラを圧接させたままの状態でおいておくと、ローラやベルトの表面が変形して用紙に対する適正な加熱や加圧ができなくなるおそれがある。

そこで、定着動作を行わない期間がある程度継続する場合には、定着部材に対する加圧ローラの圧接を解除することが、定着装置の寿命を延ばすことにつながる。また、定着部で用紙の異常滞留（ジャム）が起こった場合にも滞留した用紙を除去する作業性を向上するためにも加圧ローラの定着部材に対する圧接は適宜解除できるのが望ましい。

そのため、加圧ローラを定着部材に対して圧接する圧接付与状態と、圧接を解除する圧接解除状態の切換が可能となるように、圧接手段に対して、圧接付与状態と圧接解除状態との切換が可能となるような切換手段が、一般的に用いられている（特許文献１）。

圧接解除動作とは、圧接付与状態下にある圧接手段に対して、圧接付与状態から圧接解除状態へ移行する動作である。これに対して、圧接付与動作とは、圧接解除状態下にある圧接手段に対して、圧接解除状態から圧接付与状態へ移行する動作である。

このような切換手段としては、例えば、上記の例のような圧接手段に対して、回動可能なカムを備え、圧接付与状態にある圧接手段に対して、カムを圧接解除位置まで回動する。これにより、加圧ローラに圧力を付勢されている方向と反対方向に圧接手段を押圧して押戻して、定着部材に対する圧接力が減じられる圧接解除状態とすることを圧接解除動作とする。又、圧接解除状態にある圧接手段に対してカムを圧接位置まで回動することにより、圧接手段への押圧を解除して、圧接付与状態とする圧接付与動作をする手段が用いられている。

また、特許文献１には上記カムを回動する駆動力を伝達するギアの歯がこじって回らなくなった場合に回転方向をいったん逆回転させることでこじりを解除する制御が提案されている。

特開２００９−２８８３２０号公報

しかしながら、実際の加圧離間制御においては駆動伝達部のこじりだけではなく定着装置の加圧付勢手段の構成部品の寸法ばらつきであったり、使用し続けることによる経年劣化での圧接力の変化が予想される。

また、それまで定着装置が停止状態にあったか画像形成を継続していたかで定着装置全体の温度も異なり、ローラ等が熱膨張してるなど圧接切替手段にかかる負荷条件も異なる。さらには、前記カムの押圧面に定着装置の回転駆動部に使用されるグリスなど摩擦を低減させる物質が付着することでカム表面が滑りやすくなることも考えられる。

したがって、初期の状態では適正であった条件で加圧離間駆動を行っても画像形成装置の状態や使用年数によっては圧接解除位置あるいは圧接付与位置に正しく停止できないことがある。つまり、圧接付与動作時あるいは解除動作時に切替手段にかかる負荷の軽重で正規の位置まで到達できなかったり、停止しようとして通り過ぎてしまうことが起こりうる。

このように１回で正しく停止できない場合にはリトライを行うことで対処しているが、前回のエラー状態を考慮しないで同じ駆動条件でリトライしても正しい位置に停止できる可能性はすくない。

本発明は従来技術の上記のような課題に鑑みて提案されたものである。その目的とするところは、初回に正規位置停止エラーが生じた場合、初回のエラー状況によりリトライ時の加圧（離間）駆動条件を変えることにより、構成を複雑にせずに所定の位置に停止させられる加圧離間機構を備えた定着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定着装置の代表的な構成は、
トナー像を担持した記録材を第１の回転体と第２の回転体とで形成されるニップ部で挟持搬送してトナー像を定着する定着装置であって、
前記第１の回転体と第２の回転体の少なくとも一方に圧力を付与して他方に押し付けて前記ニップ部を形成させた加圧状態にする圧力付勢機構と、
前記圧力付勢機構を、前記加圧状態と、付与圧力に抗して動作させて前記ニップ部の形成を解除させた圧力解除状態と、に切替可能な切替機構と、
前記切替機構が前記圧力付勢機構を前記加圧状態にした正規切替位置にあるか前記圧力解除状態にした正規切替位置にあるかを検知する検知機構と、
所定の制御信号に応じて前記切替機構を切替制御して前記圧力付勢機構を前記加圧状態あるいは前記圧力解除状態に切り替える制御部と、を有し、
前記制御部は、前記切替機構を切替制御して前記圧力付勢機構を前記加圧状態あるいは前記圧力解除状態に切り替えるとき、
１）初回に所定の駆動条件にて前記切替機構を切替制御したのち、前記切替機構が前記圧力付勢機構を前記加圧状態とする正規切替位置あるいは前記圧力解除状態とする正規切替位置に到達後停止できず通過してしまったことを前記検知機構で検知した場合は前記所定の駆動条件における駆動停止時刻を所定量早めた修復駆動条件にて再び前記切替機構の切替制御を行い、
２）前記修復駆動条件による前記切替制御をしたのちも、前記切替機構が前記正規切替位置に到達後停止できず通過してしまったことを前記検知機構で検知した場合は、その検知がなされるごとに、その前に実行した修復駆動条件における駆動停止時刻を更に所定量ずつ早めた修復駆動条件による切替制御を所定のリトライ回数の回数内において前記切替機構が前記正規切替位置に到達後停止したことが前記検知機構で検知されるまで繰り返して実行する
ことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の他の代表的な構成は、
トナー像を担持した記録材を第１の回転体と第２の回転体とで形成されるニップ部で挟持搬送してトナー像を定着する定着装置であって、
前記第１の回転体と第２の回転体の少なくとも一方に圧力を付与して他方に押し付けて前記ニップ部を形成させた加圧状態にする圧力付勢機構と、
前記圧力付勢機構を、前記加圧状態と、付与圧力に抗して動作させて前記ニップ部の形成を解除させた圧力解除状態と、に切替可能な切替機構と、
前記切替機構が前記圧力付勢機構を前記加圧状態にした正規切替位置にあるか前記圧力解除状態にした正規切替位置にあるかを検知する検知機構と、
所定の制御信号に応じて前記切替機構を切替制御して前記圧力付勢機構を前記加圧状態あるいは前記圧力解除状態に切り替える制御部と、を有し、
前記制御部は、前記切替機構を切替制御して前記圧力付勢機構を前記加圧状態あるいは前記圧力解除状態に切り替えるとき、
１）初回に所定の駆動条件にて前記切替機構を切替制御したのち、前記切替機構が前記圧力付勢機構を前記加圧状態とする正規切替位置あるいは前記圧力解除状態とする正規切替位置に所定時間内に到達できなかったことを前記検知機構で検知した場合は前記所定の駆動条件における前記切替機構の駆動出力を増加させた修復駆動条件にて再び前記切替機構の切替制御を行い、
２）前記修復駆動条件による前記切替制御をしたのちも、前記切替機構が前記正規切替位置に所定時間内に到達できなかったことを前記検知機構で検知した場合は、その検知がなされるごとにその前に実行した修復駆動条件における前記切替機構の駆動出力を段階的に増加させた修復駆動条件による切替制御を所定のリトライ回数の回数内において前記切替機構が前記正規切替位置に到達後停止したことが前記検知機構で検知されるまで繰り返して実行する
ことを特徴とする。

本発明によれば、初回に正規位置停止エラーが生じた場合、初回のエラー状況によりリトライ時の加圧（離間）駆動条件を変えることにより、構成を複雑にせずに所定の位置に停止させられる加圧離間機構を備えた定着装置を提供することができる。

実施例１の定着装置の要部の横断面模式図 画像形成装置の一例の構成略図 制御ユニットのブロック図 切替機構のカム位置により圧力付勢機構が加圧状態→圧解除状態→再加圧状態へ移行していくときの模式図 その移行過程におけるセンサ出力の遷移図 課題となる加圧解除エラーを示すタイムチャート エラーリトライ制御のフローチャート（その１） エラーリトライ制御のフローチャート（その２） エラーリトライ制御のフローチャート（その３） エラーリトライ制御のフローチャート（その４） モータ速度と移動所要時間の関係図

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。

《実施例１》
［画像形成装置］
図２は本発明に従う定着装置（定着器）５を搭載した画像形成装置１００の一例の構成略図である。この画像形成装置１００は中間転写方式、タンデム型の４色フルカラーの電子写真レーザプリンタであり、記録材Ｐにフルカラートナー像を形成してプリントアウトすることができる。記録材Ｐはトナー像が形成され得るシート状の記録媒体であり、普通紙、光沢紙、樹脂製シート、厚紙、葉書、封筒、ＯＨＰシート、印刷用紙・フォーマット紙などが挙げられる。以下、用紙と記す。定着装置５以外のプリンタ構成は公知に属するので以下のプリンタ構成の説明は簡単にとどめる。

１は画像形成部であり、並設された４つの画像形成ユニットとしてのプロセスカートリッジＵ（ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫ）と、露光手段としてのレーザスキャナスユニット２と、中間転写ベルトユニット３を有する。各カートリッジＵは、それぞれ、回転ドラム型の感光体４と、感光体４に作用する電子写真画像形成プロセス手段としての帯電ローラ、現像器、クリ−ニング部材等(何れも不図示)を有する。そして、各カートリッジＵの感光体４に対して、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（現像剤像）が形成される。

そして、各カートリッジＵの感光体４からユニット３の中間転写ベルト７に対して一次転写部Ｔ１において一次転写ローラ６により上記４色のトナー像が順次に所定に重畳されて一次転写される。これによりベルト７上にフルカラートナー像が形成される。そのフルカラートナー像がベルト７と二次転写ローラ１１との圧接部である二次転写ニップ部Ｔ２において用紙Ｐに対して二次転写される。

用紙Ｐは用紙カセット８から給紙ローラ９の駆動で一枚分離給紙され、レジストローラ対１０を含む搬送路にて二次転写ニップ部Ｔ２に対して所定の制御タイミングで導入される。そして、トナー像の二次転写を受けた用紙Ｐが後述する定着装置５に導入されて定着ニップ部で挟持搬送されることでトナー像の定着を受ける。定着装置５を出た用紙Ｐは排出ローラ１２によりフルカラー画像形成物として装置上面のトレイ１３上に排出される。

モノクロなどモノカラー画像形成モードの場合にはその画像形成に必要なカートリッジＵだけが画像形成動作し、他のカートリッジＵは感光体４の空回転がなされるだけで画像形成動作はしない。

［制御ユニット］
図３に制御ユニットのブロック図を示す。本例においては、定着装置５を含む画像形成装置１００の全てを、この制御ユニット（制御部）２００によって統括的にコントロールしている。制御ユニット２００は、装置１００内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、画像制御、そして操作部２０２即ちユーザインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。

制御ユニット２００の内部構成は、上述した役割を担うために、ＣＰＵ２０１ａを搭載している。ＣＰＵ２０１ａは、同様に制御ユニット２００に搭載したＲＯＭ２０１ｃに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行する。また、その際、一次的または恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納するために、ＲＡＭ２０１ｂも搭載している。

ＲＡＭ２０１ｂには、例えば高圧制御部２０５への高圧設定値、後述する各種データ、操作部２０２からの画像形成指令情報などを保存する。ＲＡＭ２０１ｂは図示しないバックアップ電池等補助電源により、その記憶領域の全部または一部が画像形成装置の電源が切られていてもデータが消失しない構成となっている。

操作部２０２は、ユーザが設定する複写倍率、濃度設定値などの情報を入力するためのキーボードなどの入力手段を持つ。また、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに示すためのデータを表示するディスプレイ手段（表示部）を持つ。そして、ＣＰＵ２０１ａと入出力データをやり取りしている。

画像形成装置内部の各所には画像形成動作を進行させるため、画像形成部１における各種のローラやドラムなどを駆動するモータ、クラッチ／ソレノイド等の駆動手段を備えている。また、用紙Ｐや装置の状態を検出するためのフォトインタラプタやマイクロスイッチ等の検知手段を備えている。

制御ユニット２００は、各種センサ類２１４からの入力をＩＦ２０９を介して検知しながら、モータ制御部２０７を介して駆動モータ類２１２とＤＣ負荷制御部２０８を介したクラッチ／ソレノイド類２１３を動作することで画像形成動作を円滑進行させる。

定着装置５の後述する加圧解除カム５ｆを駆動するためのカム回転モータ（駆動モータ）３０１も該モータ制御部２０７で制御される。一方、後述するカム停止位置検知センサ５ｆはその検知状態をＣＰＵ２０１ａに入力するためにセンサＩＦ２０９を介して接続されている。

また、後述する定着ヒータ２１１の温度を読み取るサーミスタ２０４は出力が温度に対応したアナログ電圧であるのでＡ／Ｄ２０３に接続され出力電圧を基準電圧に基づいて例えば８ビットデジタルデータに変換されたのちＣＰＵ２０１ａに入力される。また、ＣＰＵ２０１ａは高圧制御部２０５を介して高圧ユニット２０６を制御し、静電画像を形成するためにドラムや帯電ローラを静電気帯電させる一次帯電器、転写帯電器、及び現像器内の現像ローラなどに適切な高圧を印加する。

２１０は定着ヒータ２１１などＡＣ電源負荷を駆動するためのＡＣドライバである。また、画像制御部２２０は、原稿読み取り装置やインターネットなどネットワーク回線から外部ＩＦを介して入力される印刷画像データの処理を行い、ＬＥＤヘッドやレーザースキャナで構成される画像形成部２２１へ処理後画像データデータを送出する。

［定着装置］
図１は本例における定着装置５の要部の横断面模式図である。この定着装置５は加熱ローラ方式の装置であり、トナー像ｔを担持した用紙Ｐを第１の回転体としての定着ローラ（加熱ローラ）５ａと第２の回転体としての加圧ローラ５ｂとで形成されるニップ部（定着ニップ部）Ｎで挟持搬送して加熱定着する。

本例において、定着ローラ５ａは円筒状（丸パイプ状）の剛性金属ローラであり、外周面にトナー離形層、或いは弾性層とトナー離形層が順に積層されて形成されている。定着ローラ中空部の中央部には定着ヒータ（加熱源）としてハロゲンヒータ２１１が配設されている。定着ローラ５ａは一端側と他端側がそれぞれ定着装置フレーム３００（図２）の一端側と他端側の対向側板（不図示）に対して回転可能に軸受支持されて配設されている。

加圧ローラ５ｂは芯金とその芯金周りに肉厚に形成された弾性層とを有する弾性ローラである。加圧ローラ５ｂは定着ローラ５ａに対して実質平行に配列されており、一端側と他端側の軸部３０６がそれぞれ一端側と他端側のレバー（加圧レバー）５ｄの長手中央部において回転可能に軸受支持されて配設されている。図示のレバー５ｄは一端側を示しており、他端側のレバー５ｄは図には示されていない。

一端側と他端側のレバー５ｄはそれぞれフレーム３００の一端側と他端側の対向側板に対して鏡面対称に配設されている。各レバー５ｄはそれぞれの側の対向側板に対して一端部５ｄ−１が同一軸線上に配設された軸３０２を支点として回動自在に取り付けられている。また各レバー５ｄの他端部５ｄ−２とフレーム３００の壁面３０５との間にはそれぞればね５ｃが圧縮されて配設されている。

一端側と他端側のレバー５ｄはそれぞればね５ｃの圧縮反力により軸３０２を支点として加圧ローラ５ｂが定着ローラ５ａに対して当接する方向である矢印３０７の方向に同じばね力をもって常時回動付勢されている。そのため、一端側と他端側の両レバー５ｄの自由状態時においては、図１のように、加圧ローラ５ｂが弾性層の弾性に抗して定着ローラ５ａに対して所定の加圧力をもって押し付けられる。これにより、定着ローラ５ａと加圧ローラ５ｂとの間に用紙Ｐの搬送方向ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。

本例の定着装置５においては、一端側と他端側のレバー５ｄとばね５ｃが加圧ローラ５ｂに圧力を付与して定着ローラ５ａに押し付けてニップ部Ｎを形成させた加圧状態にする圧力付勢機構（圧力付勢手段：加圧機構）を構成している。

そして、定着装置５は、上記の圧力付勢機構５ｄ・５ｃを、上記の加圧状態と、付与圧力に抗して動作させて上記のニップ部Ｎの形成を解除させた圧力解除状態（加圧離間状態）と、に切替可能な切替機構（加圧離間機構）を有している。

本例において、切替機構は、フレーム３００の一端側と他端側の対向側板間に回転可能に軸受支持されて配設されモータ３０１の駆動力を駆動伝達機構３１０を介して伝達されて回転するカム軸３０９を有する。そのカム軸３０９の一端側と他端側にそれぞれ同位相で固定された同形状の一端側と他端側の偏心カム５ｅを有する。各カム５ｅはそれぞれ対応するレバー５ｄの他端部５ｄ−２においてばね５ｃの側とは反対側に位置している。モータ３０１は制御部２００により制御される。駆動伝達機構３１０は、例えば、ギア列やタイミングベルト装置等である。

一端側と他端側の両カム５ｅはカム軸３０７がモータ３０１により駆動されることでカム軸３０７を中心に同位相で矢印３０８方向に回転される。そして、その停止位置により対応するレバー５ｄをそれぞればね５ｅの弾性（付与圧力）に抗して矢印３０７と反対方向に押し戻したり、押し戻しを解除したりできるようになっている。

一端側と他端側のレバー５ｄがそれぞれ対応するカム５ｅにより矢印３０７と反対方向に所定に押し戻された状態にされることで、加圧ローラ５ｂが定着ローラ５ａから所定に離間される。即ち、圧力付勢機構５ｄ・５ｃがばね５ｅによる付与圧力に抗して動作されてニップ部Ｎの形成を解除した圧力解除状態に切り替えられる。ここで、圧力解除状態には加圧ローラ５ｂが定着ローラ５ａに対して所定の当接圧よりも所定に減圧されて接している状態も含まれる。

また、一端側と他端側のレバー５ｄがそれぞれ対応するカム５ｅによる押し戻しが解除されることで、圧力付勢機構５ｄ・５ｃが加圧ローラ５ｂを定着ローラ５ａに所定の加圧力で押し付けてニップ部Ｎを形成した加圧状態に切り替えられる。

３０３はカム軸３０７の一端側に固定して配設されたフラグ（フラグ部材）であり、カム軸３０７と一緒に回転する。即ち、フラグ３０３はカム５ｅと位置を保って回転する。５ｆはフラグ３０３と組みとなるセンサであり、フレーム３００の所定の位置に固定されて配設されている。フラグ３０３は回転位置によってセンサ５ｆを遮ってセンサ出力を変化させる。フラグ３０３には切替機構のカム５ｄがレバー５を所定に押し戻す位置(圧力付勢機構５ｄ・５ｃを圧力解除状態にした正規切替位置）に停止した時にセンサ５ｆに係る個所にスリット３０４を設けてある。

上記のセンサ５ｆとフラグ３０３は、上記の切替機構５ｅ・３０１が上記の圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態にした正規切替位置にあるか圧力解除状態にした正規切替位置にあるかを検知する検知機構を構成している。圧力付勢機構５ｄ・５ｃ、切替機構５ｅ・３０１、検知機構５ｆ・３０３の連携動作については後述する。

［定着動作］
圧力付勢機構５ｄ・５ｃは、定着装置５の待機状態時や非画像形成時には圧力解除状態に切り替えられている。即ち、加圧ローラ５ｂが定着ローラ５ａから離間された状態に保持されている（図４Ａの（ｃ））。

制御部２００は画像形成開始信号（ジョブ実行信号）に基づいて、後述するように、定着装置５の圧力付勢機構５ｄ・５ｃを圧力解除状態（図４Ａの（ｃ））から加圧状態（図１、図４Ａの（ｃ））に切り替える。即ち、加圧ローラ５ｂを定着ローラ５ａに対して所定の加圧力で圧接させて所定のニップ部Ｎを形成させた状態にする。

また、制御部２００はモータ２１２（図３）を起動して定着ローラ５ａを図１において矢印Ｒ５ａの反時計方向に所定の周速度で回転駆動する。加圧ローラ５ｂは定着ローラ５ａの回転に従動して矢印Ｒ５ｂの時計方向に回転する。

また、制御部２００はヒータ２１１に電力を供給して発熱させる。このヒータ２１１の発熱により定着ローラ５ａが内部から加熱され、定着ローラ５ａの表面温度がサーミスタ２０４により検知される。制御部２００は、サーミスタ２０４からフィードバックされる定着ローラ５ａの表面温度の検知情報に基づいて、定着ローラ５ａの表面温度を所定の定着温度に立ち上げる。そして、その定着温度が維持されるようにヒータ２１１に対する供給電力を制御して定着ローラ５ａの表面温度を温調する。

この定着装置５の立ち上げと温調状態において、画像形成部１の二次転写ニップ部Ｔ２から未定着のトナー像ｔを担持している用紙Ｐが導入され、ニップ部Ｎで挟持搬送される。これにより、トナー像ｔおよび用紙Ｐが定着ローラ５ａの熱とニップ部圧により加熱加圧されることでトナー像ｔが用紙Ｐに対して固着画像として定着される。ニップ部Ｎを挟持搬送された用紙Ｐはニップ部Ｎの用紙出口において定着ローラ５ａの面から曲率分離して定着装置5から排出搬送されていく。

［加圧状態と圧解除状態との切替制御］
定着装置５について、切替機構５ｅ・３０１と検知機構５ｆ・３０３による圧力付勢機構５ｄ・５ｃの加圧状態と圧解除状態の切替制御を説明する。図４Ａの（ａ）〜（ｄ）はカム５ｅの位置により圧力付勢機構５ｄ・５ｃが加圧状態→圧解除状態→再加圧状態へ移行していくときの模式図である。図４Ｂはその移行過程におけるセンサ５ｆの出力遷移図である。

図４Ａの（ａ）は図１と同じく、切替機構５ｅ・３０１が圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態にした正規切替位置に停止していて加圧ローラ５ｂが定着ローラ５ａに所定の加圧力で圧接している加圧状態時を示している。このときフラグ３０３はまだセンサ５ｆにかかっていないので、センサの出力はＯＦＦである（図４Ｂ：（ａ）点）。

制御部２００は所定の制御信号（圧解除に係る信号）に応じて圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態から圧解除状態に切り替えるときは、切替機構５ｅ・３０１のモータ３０１を駆動してカム５ｅを矢印３０８の方向へ回転させる。カム５ｅの回転と一緒に検知機構５ｆ・３０３のフラグ３０３も回転する。フラグ３０３がセンサ５ｆにかかる図４Ａの（ｂ）の状態まで進むとセンサ５ｆの出力はＯＮする（図４Ｂ：（ｂ）点）。

さらに、カム５ｅが回転して図４Ａの（ｃ）の状態まで進むと、フラグ３０３のスリット３０４がセンサ５ｆにかかるので出力は再びＯＦＦになる（図４Ｂ：（ｃ）点）。制御部２００はこのＯＦＦ信号に基づいてモータ３０１を停止する。つまり、切替機構５ｅ・３０１のカム５ｄがレバー５を所定に押し戻す位置、即ち圧力付勢機構５ｄ・５ｃを圧力解除状態にした正規切替位置に停止する。これにより圧力付勢機構５ｄ・５ｃは、図４Ａの（ｃ）のように、定着ローラ５ａにかかる加圧ローラ５ｂの圧を解除してニップ部Ｎの間隙を広げた圧解除状態を保持される。

制御部２００はその後また所定の制御信号（加圧に係る信号）に応じて圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態に切り替えるときは、再度モータ３０１を起動してカム５ｅをさらに回転させる。そうすると、またフラグ３０３がセンサ５ｆにかかる図４Ａの（ｄ）状態（図４Ｂ:（ｄ）点）を経て、圧力付勢機構５ｄ・５ｃがレバー５ｄにかかるカム５ｅの押し戻し力がなくなる図４Ａの（ａ）の加圧状態に戻る。

図５は図４Ｂと同じくセンサ５ｆの出力遷移で示したタイムチャートである。図５の（ａ）は切替機構５ｅ・３０１により圧力付勢機構５ｄ・５ｃの加圧状態から圧解除状態への切り替えが正常に行えた場合のタイムチャートである。

即ち、モータ３０１の駆動開始後、所定時間Ｔ１後にセンサ５ｆの出力がＯＮする。その後、所定時間Ｔ２後には、図４Ａの（ｃ）のように、切替機構５ｅ・３０１のカム５ｄが圧力付勢機構５ｄ・５ｃを圧力解除状態にした正規切替位置に到達してセンサ５ｆの出力がＯＦＦする。そこで、このＯＦＦ信号に基づいてあらかじめ決められた遅延時間Ｔ３経過後にモータ３０１を停止させる。これにより、切替機構５ｅ・３０１を、圧力付勢機構５ｄ・５ｃを圧力解除状態にした正規切替位置に保持できる。

しかし、例えば、ばね５ｃの伸張力が繰り返しの使用で劣化して来たり、レバー５ｄ上のカム５ｅとの接触面に定着駆動部から飛散したグリスなどが付着して表面の摩擦力が低下することがある。

そのような場合には、図５の（ａ）と同じ遅延時間Ｔ３でモータ３０１を停止してもカム５ｅにかかる抵抗力が減少するので、切替機構５ｅ・３０１のカム５ｅが圧力付勢機構５ｄ・５ｃを圧力解除状態にした正規切替位置で停止できないことがある。そのため、カム５ｅがその正規切替位置を通過して過回転し、これに伴うフラグ３０３の回転により図５の（ｂ）のように再度センサ出力がＯＮする位置まで切替機構５ｅ・３０１の動作が進んでしまうことがある。

このときは、図４Ａの（ｄ）のように、カム５ｅが圧力付勢機構５ｄ・５ｃを圧力解除状態にした正規切替位置（図４Ａの（ｃ））を通り過ぎた状態なので、定着ローラ５ａと加圧ローラ５ｂは正しく離間されていないので正規位置停止エラーとなる。

また、例えば、レバー５ｄや軸３０２が定着の熱による温度上昇で膨張すると嵌合がきつくなりカム５ｅがレバー５ｄを押し戻すときの抵抗負荷が大きくなるなどの原因でカム５ｅへの負荷重が生じることがある。

そのような場合には、所定の駆動条件でモータ３０１を駆動してもセンサ５ｆがＯＮしたのち所定時間Ｔ２が経過してもスリット３０４がセンサ５ｆにかかる位置までカム５ｅを回転させることができないことがある。即ち、切替機構５ｅ・３０１のカム５ｅが圧力付勢機構５ｄ・５ｃを圧力解除状態にした正規切替位置に到達できないことがある。このときのセンサ５ｆの出力は図５の（ｃ）のようにＯＮのままであり、タイムアウトエラー（正規位置停止エラー）と判定される。

本例においてはこのような圧力付勢機構５ｄ・５ｃの加圧解除時における切替機構５ｅ・３０１の正規位置停止エラーを解決するものである。図６Ａ乃至図６Ｄのフローチャートおよび図７用いて、切替機構５ｅ・３０１により圧力付勢機構５ｄ・５ｃを図４Ａの（ａ）の加圧状態から図４Ａの（ｃ）の圧解除状態へ移行するときに制御部２００のＣＰＵ２０１ａが行う制御を説明する。

まず、圧力付勢機構５ｄ・５ｃおよび切替機構５ｅ・３０１の動作状態は、図４Ａの（ａ）の加圧時の状態にあるとする。ここで、モータ３０１の回転速度を初期値Ｖ０に初期化し、停止遅延時間Ｔ３（ｎ）も初期値Ｔ３に初期化する（Ｓ６０１）。

初期速度Ｖ０は、正常時において、切替機構５ｅ・３０１により圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態から圧解除状態へ所定時間（Ｔ１＋Ｔ２）で移行するのに最適な速度である。Ｔ３はスリット３０４を検知後、モータ３０１をスリット検知状態で停止させるのに最適な遅延時間である。初期速度Ｖ０と時間Ｔ３はともに設計値として定められる。

次に、モータ３０１を回転させてカム５ｅを移動させ始める（Ｓ６０２）とともに、経過時間を測定するタイマー（ＣＰＵ２０１ａのタイマー機能部）を初期化して計時を開始する（Ｓ６０３）。最初にフラグ３０３を検知するまで待機する（Ｓ６０４）。もし、既定時間Ｔ１が経過してもセンサ５ｆがフラグ３０３を検知できない場合は、カム駆動系の異常の可能性が高いので、即座にエラーとして使用者に操作部２０２（図３）における表示部などで警告表示して装置動作を停止させる（Ｓ６０５、Ｓ６１９）。

一方、（Ｓ６０４）でフラグ３０３を検知した場合はカム５ｅの位置は図４Ａの（ｂ）の状態にある。そこで、直後にタイマーを、時間Ｔ２を計時するために再初期化と再起動した（Ｓ６０６）後、経過時間Ｔ２以内にスリット３０４を検知してセンサ５ｆの出力が再びＯＦＦすることを待機する（Ｓ６０７、Ｓ６０８）。

時間Ｔ２が経過してもスリット３０４を検知してセンサＯＦＦにならなかった場合はモータ３０１は正しく回転しているがカム５ｅにかかる負荷が重くてレバー５ｄを押せていない可能性がある（正規位置停止エラー）。そこで、モータ３０１の出力をＵＰさせる。具体的には、モータ３０１の回転速度をあらかじめ定められたΔＶだけ現在の設定速度から減じることでモータ３０１の軸出力トルクを増加させるものとする。同時にリトライ回数も１加算する（Ｓ６０９）。

速度低下度ΔＶはモータ３０１の可能な最低速度に一気に落とすように設定することも可能であるが、そうするとスリット３０４をセンサ５ｆが検知する図４Ａの（ｃ）の圧解除状態に達するまでの想定所要時間も長くなる。そこで、図７のようにＶ０→Ｖ１→Ｖ２……のように段階的に速度を低下させる値に設定して、設定した速度での想定所要時間も段階的に長くなるようにして、スリット３０４に到達するまでの合計所要時間が短くなるよう設定することが望ましい。

なお、加算したリトライ回数が１０回を超過した場合は切替機構５ｅ・３０１の異常としてやはり正規位置停止エラーとして使用者に操作部２０２（図３）における表示部などで警告表示して装置動作を停止させる（Ｓ６１０、Ｓ６１１）。

（Ｓ６０７）において所定時間内にセンサ５ｆがスリット３０４を検知する位置まで達したのちは次にタイマーを再度初期化・再起動して（Ｓ６１２）、所定の停止時間Ｔ３の経過後にモータ３０１を停止させる（Ｓ６１２、Ｓ６１３、Ｓ６１４）。モータ停止後正常であれば図４Ａの（ｃ）の圧解除状態を保持して、センサ出力もＯＦＦのままで離間動作を完了する（Ｓ６１５）。即ち、圧力付勢機構５ｄ・５ｃは切替機構５ｅ・３０１により加圧状態から圧解除状態へ正常に移行して、その状態が保持される。

また、（Ｓ６１５）で、センサ出力が再度ＯＮしていたら、カム５ｅが正しく停止できなくて図４Ａの（ｄ）のようにカム５ｅが圧解除状態位置を通過してしまったと判断できる（正規位置停止エラー）。これは（Ｓ６０８）とは逆に先述したようにばね５ｃの伸張力劣化や周囲の潤滑グリスの飛散によるカム５ｅとレバー５ｄの接触面の摩擦力低下による負荷抵抗の低下が原因であるので、モータ３０１を現状の想定時間より早く停止させることで対処可能である。

ここでは、スリット３０４を検知後にモータ３０１を停止させるまでの遅延時間Ｔ３をエラーを検知するごとにΔＴずつ減少させることとする（Ｓ６１６）。また、同時にリトライ回数もカウントアップして、（Ｓ６１０）と同じくリトライ回数が１０回を超過したら正規位置停止エラーとして使用者に操作部２０２（図３）における表示部などで警告表示して装置動作を停止させる（Ｓ６１７、Ｓ６１９）。

もし、リトライ回数がまだ１０回以下であったら設定条件でモータ３０１を再度起動してセンサ５ｆが再びＯＦＦとなる図４Ａの（ａ）の加圧状態位置にカム５ｅを戻してからリトライを行う。

上記のように、初回に正規位置停止エラーが生じた場合、初回のエラー状況によりリトライ時の離間駆動条件を変えることにより、構成を複雑にせずに所定の位置に停止させられる圧接切替手段を備えた定着装置を提供することができる。

《他の実施例》
（１）実施例１においてはカム５ｅを回転させて圧解除状態位置に停止させるときの制御について説明した。これとは逆に、圧力付勢機構５ｄ・５ｃ、カム５ｅ、フラグ３０３、センサ５ｆの位置を加圧状態位置に厳密に停止させるよう構成して制御する場合にも適用可能である。

（２）また、先述したようなばね５ｃの伸張力劣化や周囲の潤滑グリスの飛散によるカム５ｅとレバー５ｄの接触面の摩擦力低下による負荷抵抗の低下が原因の負荷軽状態のときにスリット３０４を検知してから停止する遅延時間Ｔ３を短くするよう構成した。これに限らず、スリット３０４を検知する前にモータ停止可能なように構成すれば所要時間Ｔ２＋Ｔ３の全体を短くするような制御として調整幅をさらに広くすることも可能である。

（３）一方、レバー５ｄや軸３０２が定着の熱による温度上昇で膨張すると嵌合がきつくなりカム５ｅがレバー５ｄを押し戻すときの抵抗負荷が大きくなるなどの要因による負荷重のときのリトライ条件に関しては次のことが言える。即ち、モータ出力を大きくする手段としては使用するモータの種類によって実施例１のような速度遅くするだけでなく駆動電圧／電流を大きくするなどの手段も有効であるのはもちろんである。

（４）また、実施例１ではカム駆動に専用モータ３０１を使用して説明したが、加圧解除時は定着ローラ５ａを回転させるモータ２１２は使用していない。そこで、このモータ２１２の駆動力をクラッチなどで切り替えてカム駆動に兼用した場合でも適用可能である。

（５）実施例１では第１の回転体としての定着ローラ５ａに対して第２の回転体としての加圧ローラ５ｂを圧力付勢機構５ｄ・５ｃで押し付けてニップ部Ｎを形成させる構成であるが、これに限られない。加圧ローラ５ｂに対して定着ローラ５ａを圧力付勢機構５ｄ・５ｃで押し付けてニップ部Ｎを形成させる構成、定着ローラ５ａと加圧ローラ５ｂの両者をそれぞれの圧力付勢機構５ｄ・５ｃで押し付け合ってニップ部Ｎを形成させる構成とすることもできる。

（６）第１の回転体としての定着ローラ５ａの加熱手段は、実施例１のローラ５ａを内部加熱するハロゲンヒータ２１１に限られない。ローラ内部又は外部に励磁コイルを配設してローラ５ａを誘導加熱する方式、ローラ内周面や外周面に面状発熱体を配設してローラ５ａを加熱する方式、接触式または非接触式の加熱手段によりローラ５ａの外周面を外部加熱する方式などであってもよい。第２の回転体としての加圧ローラ５ｂも加熱手段で加熱する装置構成であってもよい。

（７）第１の回転体と第２の回転体はローラ体に限られない。少なくとも一方を無端状のベルト（フィルム）の形態にした定着装置構成であってもよい。例えば、第１の回転体を無端状の定着ベルトとし、その定着ベルトの内周面に摺接する加熱体としての例えばセラミックヒータを配設する。そして、ヒータに定着ベルトを介して第２の回転体としての加圧ローラや加圧ベルトを当接させてニップ部を形成させた定着装置構成であってもよい。

（８）実施例１では未定着のトナー像を用紙に定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、用紙に仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。また、定着装置はトナー像を圧力で定着させる圧力定着装置であってもよい。

（９）制御部２００は画像形成に係る制御と定着に係る制御を兼用する場合に限られず、専ら定着に係る制御を行う制御部であってもよい。定着装置５は画像形成装置本体の内部に固定されたものに限られず、ユニット化されて画像形成装置本体の外部へ取り外して交換できるものであってもよい。この場合、制御部２００を含めて取り外し交換されるものでもよいし、制御部２００を除いて取り外し交換されるものでもよい。本発明の定着装置５は、画像形成装置とは独立して、定着装置単独で用いられるものであってもよい。

《まとめ》
上記の実施例１および他の実施例に記載した定着装置５の構成をまとめると次のとおりである。

１）トナー像ｔを担持した記録材Ｐを第１の回転体５ａと第２の回転体５ｂとで形成されるニップ部Ｎで挟持搬送してトナー像ｔを定着する定着装置５である。

２）第１の回転体５ａと第２の回転体５ｂの少なくとも一方に圧力を付与して他方に押し付けてニップ部Ｎを形成させた加圧状態にする圧力付勢機構５ｄ・５ｃを有する。

３）圧力付勢機構５ｄ・５ｃを、上記の加圧状態と、付与圧力に抗して動作させてニップ部Ｎの形成を解除させた圧力解除状態と、に切替可能な切替機構５ｅ・３０１を有する。

４）切替機構５ｅ・３０１が圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態にした正規切替位置にあるか圧力解除状態にした正規切替位置にあるかを検知する検知機構５ｆ・３０３を有する。

５）所定の制御信号に応じて切替機構５ｅ・３０１を切替制御して圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態あるいは圧力解除状態に切り替える制御部２００を有する。

６）制御部２００は、切替機構５ｅ・３０１を切替制御して圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態あるいは圧力解除状態に切り替えるとき、初回に所定の駆動条件にて切替機構５ｅ・３０１を切替制御する。

当該制御のあとで、切替機構５ｅ・３０１が圧力付勢機構５ｄ、・５ｃを加圧状態とする正規切替位置あるいは圧力解除状態とする正規切替位置に到達後停止できず通過してしまったことを検知機構５ｆ・３０３で検知した場合は次の制御を行う。即ち、前記所定の駆動条件における駆動停止時刻を所定量早めた修復駆動条件にて再び切替機構５ｅ・３０１の切替制御を行う。

７）制御部２００は、６）における修復駆動条件による切替制御をしたのちも、切替機構５ｅ・３０１が前記正規切替位置に到達後停止できず通過してしまったことを検知機構５ｆ・３０３で検知した場合は次の制御を行う。

即ち、その検知がなされるごとに、その前に実行した修復駆動条件における駆動停止時刻を更に所定量ずつ早めた修復駆動条件による切替制御を行う。この修復駆動条件による切替制御を所定のリトライ回数の回数内において切替機構５ｅ・３０１が前記正規切替位置に到達後停止したことが検知機構５ｆ・３０３で検知されるまで繰り返して実行する。

８）制御部２００は、前記修復駆動条件による切替制御の繰り返しの実行回数が所定のリトライ回数に到達したら装置動作を停止して表示部にエラーを表示する。

９）また、逆に、切替機構５ｅ・３０１が圧力付勢機構５ｄ・５ｃを加圧状態とする正規切替位置あるいは圧力解除状態とする正規切替位置に所定時間内に到達できなかったことを検知機構５ｆ・３０３で検知した場合は次の制御を行う。即ち、前記所定の駆動条件における切替機構５ｅ、・３０１の駆動出力を増加させた修復駆動条件にて再び切替機構５ｅ・３０１の切替制御を行う。

１０）制御部２００は、９）における修復駆動条件による切替制御をしたのちも、切替機構５ｅ・３０１が前記正規切替位置に所定時間内に到達できなかったことを検知機構５ｆ・３０３で検知した場合は次の制御を行う。

即ち、その検知がなされるごとにその前に実行した修復駆動条件における切替機構５ｅ・３０１の駆動出力を段階的に増加させた修復駆動条件による切替制御を行う。この修復駆動条件による切替制御を所定のリトライ回数の回数内において切替機構５ｅ・３０１が前記正規切替位置に到達後停止したことが検知機構５ｆ・３０３で検知されるまで繰り返して実行する。

１１）制御部２００は、前記修復駆動条件による切替制御の繰り返しの実行回数が所定のリトライ回数に到達したら装置動作を停止して表示部にエラーを表示する。

１２）上記の駆動出力を増加させた修復駆動条件は、切替機構５ｅ・３０１が有する駆動モータ３０１の出力トルクを増加させることである。出力トルクを増加させる手段は、駆動モータ３０１の回転速度を所定量低下させることである。

また、上記の駆動出力を増加させた修復駆動条件は、切替機構５ｅ・３０１が有する駆動モータ３０１が駆動電流の上限を規定して回転させる定電流駆動のパルスモータである場合、駆動電流を増加させることである。

上記の装置構成により、初回に正規位置停止エラーが生じた場合、初回のエラー状況によりリトライ時の加圧（離間）駆動条件を変えることにより、構成を複雑にせずに所定の位置に停止させられる圧接切替手段を備えた定着装置を提供することができる。

５・・定着装置、５ａ・・第１の回転体、５ｂ・・第２の回転体、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、ｔ・・トナー像、５ｄ，５ｃ・・圧力付勢機構、５ｅ，３０１・・切替機構、５ｆ，３０３・・検知機構、２００・・制御部

Claims (7)

1. トナー像を担持した記録材を第１の回転体と第２の回転体とで形成されるニップ部で挟持搬送してトナー像を定着する定着装置であって、
   前記第１の回転体と第２の回転体の少なくとも一方に圧力を付与して他方に押し付けて前記ニップ部を形成させた加圧状態にする圧力付勢機構と、
   前記圧力付勢機構を、前記加圧状態と、付与圧力に抗して動作させて前記ニップ部の形成を解除させた圧力解除状態と、に切替可能な切替機構と、
   前記切替機構が前記圧力付勢機構を前記加圧状態にした正規切替位置にあるか前記圧力解除状態にした正規切替位置にあるかを検知する検知機構と、
   所定の制御信号に応じて前記切替機構を切替制御して前記圧力付勢機構を前記加圧状態あるいは前記圧力解除状態に切り替える制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記切替機構を切替制御して前記圧力付勢機構を前記加圧状態あるいは前記圧力解除状態に切り替えるとき、
   １）初回に所定の駆動条件にて前記切替機構を切替制御したのち、前記切替機構が前記圧力付勢機構を前記加圧状態とする正規切替位置あるいは前記圧力解除状態とする正規切替位置に到達後停止できず通過してしまったことを前記検知機構で検知した場合は前記所定の駆動条件における駆動停止時刻を所定量早めた修復駆動条件にて再び前記切替機構の切替制御を行い、
   ２）前記修復駆動条件による前記切替制御をしたのちも、前記切替機構が前記正規切替位置に到達後停止できず通過してしまったことを前記検知機構で検知した場合は、その検知がなされるごとに、その前に実行した修復駆動条件における駆動停止時刻を更に所定量ずつ早めた修復駆動条件による切替制御を所定のリトライ回数の回数内において前記切替機構が前記正規切替位置に到達後停止したことが前記検知機構で検知されるまで繰り返して実行する
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記制御部は、前記修復駆動条件による切替制御の繰り返しの実行回数が前記所定のリトライ回数に到達したら装置動作を停止して表示部にエラーを表示することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. トナー像を担持した記録材を第１の回転体と第２の回転体とで形成されるニップ部で挟持搬送してトナー像を定着する定着装置であって、
   前記第１の回転体と第２の回転体の少なくとも一方に圧力を付与して他方に押し付けて前記ニップ部を形成させた加圧状態にする圧力付勢機構と、
   前記圧力付勢機構を、前記加圧状態と、付与圧力に抗して動作させて前記ニップ部の形成を解除させた圧力解除状態と、に切替可能な切替機構と、
   前記切替機構が前記圧力付勢機構を前記加圧状態にした正規切替位置にあるか前記圧力解除状態にした正規切替位置にあるかを検知する検知機構と、
   所定の制御信号に応じて前記切替機構を切替制御して前記圧力付勢機構を前記加圧状態あるいは前記圧力解除状態に切り替える制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記切替機構を切替制御して前記圧力付勢機構を前記加圧状態あるいは前記圧力解除状態に切り替えるとき、
   １）初回に所定の駆動条件にて前記切替機構を切替制御したのち、前記切替機構が前記圧力付勢機構を前記加圧状態とする正規切替位置あるいは前記圧力解除状態とする正規切替位置に所定時間内に到達できなかったことを前記検知機構で検知した場合は前記所定の駆動条件における前記切替機構の駆動出力を増加させた修復駆動条件にて再び前記切替機構の切替制御を行い、
   ２）前記修復駆動条件による前記切替制御をしたのちも、前記切替機構が前記正規切替位置に所定時間内に到達できなかったことを前記検知機構で検知した場合は、その検知がなされるごとにその前に実行した修復駆動条件における前記切替機構の駆動出力を段階的に増加させた修復駆動条件による切替制御を所定のリトライ回数の回数内において前記切替機構が前記正規切替位置に到達後停止したことが前記検知機構で検知されるまで繰り返して実行する
   ことを特徴とする定着装置。
4. 前記制御部は、前記修復駆動条件による切替制御の繰り返しの実行回数が前記所定のリトライ回数に到達したら装置動作を停止して表示部にエラーを表示することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記駆動出力を増加させた修復駆動条件とは、前記切替機構が有する駆動モータの出力トルクを増加させることである請求項３又は４に記載の定着装置。
6. 前記出力トルクを増加させる手段は、前記駆動モータの回転速度を所定量低下させることである請求項５に記載の定着装置。
7. 前記駆動出力を増加させた修復駆動条件とは、前記切替機構が有する駆動モータが駆動電流の上限を規定して回転させる定電流駆動のパルスモータである場合、駆動電流を増加させることである請求項３又は４に記載の定着装置。