JP5604881B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、特に、記録媒体に未定着画像を定着させる定着装置、この定着装置を有する複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に関する。

従来、複写機、ファクシミリ、プリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、記録媒体上に転写され担持されている未定着画像を定着装置によって加熱定着することにより、複写物や印刷物を生成するようになっている。

この加熱定着は、定着ローラと、この定着ローラに圧接する加圧ローラとによって構成される定着ニップ部により、未定着画像を担持した記録媒体を加熱しながら挟持搬送するようになっている。これにより、未定着画像を形成する現像剤、例えばトナーが溶融軟化され、記録媒体に浸透されることにより、記録媒体に画像として定着するようになっている。

ところで、定着装置において、画像を定着する記録媒体は、薄紙、普通紙、厚紙と様々な厚さの記録媒体が用いられる。このため、定着ニップ部における加圧および加熱が一定であると、定着性能の安定化が十分に実現されるには、至らなかった。そこで、記録媒体の種類に応じて、加熱定着部材に対する加圧部材の位置を変更する定着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の定着装置は、搬送される記録媒体の種類に応じて、定着ニップ部における好適な圧力を設定することにより、記録媒体のシワの発生や記録媒体に転写されたトナーの未定着・過定着を未然に防止し、定着装置の定着ニップ部における記録媒体への転写トナーの定着性能を向上するようになっている。

このような定着ローラを有する画像形成装置においては、定着ニップ部を通過する際の記録媒体と定着ローラとの分離性を向上するために、定着ニップ部の曲率が大きい値に設定されている。そのため、定着ニップ部を通過した記録媒体は、カールした状態で排紙されるという問題があった。

このような問題を解決する画像形成装置として、定着ニップ部と逆向きの曲率を有し一対のデカールローラにより構成される矯正ニップ部を備えたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に記載の画像形成装置は、未定着画像を記録媒体に加熱定着する定着ニップ部と、定着ニップ部を通過した際に形成された記録媒体のカールを矯正する矯正ニップ部および矯正ニップ部の搬送下流側に設置され矯正ニップ部を通過した記録媒体の搬送方向を調節するガイドにより構成されるデカール機構とを備え、矯正ニップ部を通過する際の記録媒体の搬送方向をガイドにより変化させ、記録媒体のカールを矯正するようになっている。

また、一般に記録媒体の搬送経路は、画像形成装置の下部から定着ニップ部を垂直に上昇し、そこから各排紙口に向かうようになっている。そのため、全ての記録媒体のカールを矯正しようとすると、デカール機構を定着ニップ部の直後に設けるか、全ての排紙口に設ける必要がある。

しかしながら、デカール機構を定着ニップ部の直後に設けると、縦方向のスペースが必要となり、画像形成装置の本体が大型化してしまうという問題がある。また、デカール機構を全ての排紙口に設けると、画像形成装置が全体として大型化してしまうとともに、コストが増大してしまうという問題がある。そのため、デカール機構は、使用頻度の高い通常排紙口にのみ設置している。したがって、通常排紙口以外に排紙する場合には、記録媒体がカールしてしまい、ジャムが発生してしまうおそれがあった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる定着装置および画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明に係る定着装置は、定着回転体と、前記定着回転体に接触して前記定着回転体との間に定着ニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体および前記加圧回転体の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、を備え、未定着画像が担持された記録媒体を前記定着回転体および前記加圧回転体により加圧される前記定着ニップ部を通過させて、前記未定着画像を前記記録媒体に定着させる定着装置において、前記定着ニップ部に圧力を加える加圧手段と、前記加圧手段により前記定着ニップ部に加える圧力を、前記記録媒体が前記記録媒体のカールを矯正するカール矯正部を通過しない場合には、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過する場合よりも弱くなるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とした構成を有している。例えば、前記加圧手段は、前記定着回転体と前記加圧回転体との軸間距離を変更することにより、前記定着ニップ部に加わる圧力を変更することができる。

この構成により、定着ニップ部に加える圧力を、記記録媒体がカール矯正部を通過しない場合には、カール矯正部を通過する場合よりも弱くなるように制御するので、カール矯正部により記録媒体のカールが矯正されない場合に、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

また、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かの選択情報を入力する情報入力手段を備え、前記制御手段は、前記情報入力手段に入力された選択情報に基づいて、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かを判定することを特徴とした構成を有している。

この構成により、記録媒体がカール矯正部を通過するか否かの選択情報を入力するので、入力された選択情報に基づいて、カール矯正部を通過するか否かの判定を適切に行うことができ、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記情報入力手段は、前記選択情報として前記記録媒体の紙種を決定する定着モードを入力し、前記制御手段は、前記情報入力手段に入力された前記定着モードに基づいて、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かを判定することを特徴とした構成を有している。

この構成により、記録媒体の紙種を決定する定着モードを入力するので、入力された定着モードに基づいて、カール矯正部を通過するか否かの判定を適切に行うことができ、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記未定着画像の画像情報を検出する画像情報検出手段を備え、前記制御手段は、前記画像情報検出手段に検出された前記画像情報に基づいて、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かを判定することを特徴とした構成を有している。

この構成により、未定着画像の画像情報を検出するので、検出した未定着画像の画像情報に基づいて、カール矯正部を通過するか否かの判定を適切に行うことができ、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記記録媒体が前記定着ニップ部を通過する定着速度の設定値を検出する定着速度検出手段を備え、前記制御手段は、前記定着速度検出手段に検出された定着速度に基づいて、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かを判定することを特徴とした構成を有している。

この構成により、記録媒体が定着ニップ部を通過する定着速度の設定値を検出するので、検出した定着速度に基づいて、カール矯正部を通過するか否かの判定を適切に行うことができ、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記記録媒体の坪量を検出する坪量検出手段を備え、前記制御手段は、前記坪量検出手段に検出された前記記録媒体の坪量が所定の坪量よりも大きい場合には、前記記録媒体の坪量が前記所定の坪量以下の場合よりも前記定着ニップ部の圧力が弱くなるように制御することを特徴とした構成を有している。

この構成により、記録媒体の坪量が所定の坪量よりも大きい場合には、所定の坪量以下の場合よりも定着ニップ部の圧力が弱くなるように制御するので、記録媒体のエッジが通過する部分において、定着回転体および加圧回転体表面部材への負荷を低減することができるとともに、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記記録媒体の用紙厚を検出する用紙厚検出手段を備え、前記制御手段は、前記用紙厚検出手段に検出された前記記録媒体の用紙厚に基づいて、前記定着ニップ部の圧力を無段階に制御することを特徴とした構成を有している。

この構成により、記録媒体の用紙厚に基づいて、定着ニップ部の圧力を無段階に制御するので、記録媒体のエッジが通過する部分において、定着回転体および加圧回転体表面部材への負荷を低減することができるとともに、定着ニップ部の圧力を適切に調節することができ、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記定着回転体は、電磁誘導により発熱する発熱層を有し、前記加熱手段は、磁束を発生させることにより前記定着回転体の発熱層を電磁誘導により発熱させることを特徴とした構成を有している。

この構成により、定着回転体の電磁誘導により発熱する発熱層と、加圧回転体と、により形成される定着ニップ部に圧力を加えているが、定着ニップ部に加える圧力を適切に制御するので、耐久性が高くない発熱層であっても、悪影響を抑制することができるとともに、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記加熱手段は、前記制御手段により前記定着ニップ部の圧力が弱くなるように制御する場合、前記圧力が弱くなるように制御しない場合よりも加熱量を多くすることを特徴とした構成を有している。

この構成により、定着ニップ部の圧力が弱くなるように制御する場合、圧力が弱くなるように制御しない場合よりも加熱量を多くするので、定着ニップ部の圧力が弱くなると、強い場合よりも定着性の悪化が懸念されるが、加熱量が多くなることにより定着性の悪化を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記制御手段は、定着動作準備完了後または所定の定着動作終了後、前記カール矯正部を通過する場合の圧力となるように調節しておくことを特徴とした構成を有している。

この構成により、一般に使用頻度が高いカール矯正部を通過する場合の圧力となるように調節しておくので、印刷ジョブを受信した際に、圧力調整を行うことが少なく、印刷までの時間を短縮することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記加圧手段は、前記加圧回転体を押圧して前記定着ニップ部の圧力を変化させるカムと、切り欠きを有し前記カムと連動して回転するフィラーと、前記フィラーを検出するフォトセンサと、を有し、前記制御手段は、前記フォトセンサによる前記フィラーの検出の有無に基づいて前記カムの回転角を制御することを特徴とした構成を有している。

この構成により、加圧手段を、定着ニップ部の圧力を変化させるカムと、このカムと連動して回転するフィラーと、このフィラーを検出するフォトセンサと、により構成し、制御手段が、フォトセンサによるフィラーの検出の有無に基づいてカムの回転角を制御するので、加圧手段の構成を簡易にすることができるとともに、加圧力の制御を容易に行うことができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記制御手段は、前記定着ニップ部の圧力を変更する場合、前記フォトセンサによる前記フィラーの検出の有無の切り替わりを検出してから前記カムの回転角を制御することを特徴とした構成を有している。

この構成により、定着ニップ部の圧力を変更する場合、フォトセンサによるフィラーの検出の有無の切り替わりを検出してからカムの回転角を制御するので、圧力変更のたびに誤差が解消され、正確に圧力制御を行うことができ、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記制御手段は、前記カムの回転方向を１方向に制御し、前記定着ニップ部の圧力を減じる場合、前記カムの回転速度を減じて前記圧力を変化させることを特徴とした構成を有している。

この構成により、定着ニップ部の圧力を減じる場合には、カムの回転速度を減じて圧力を変化させるので、負荷方向の急激な逆転を防止し、装置に対する振動や衝撃を防止することができる。

さらに、本発明に係る定着装置は、上記定着装置において、前記カムは、加圧段階に対応した停留区間と、加圧力を切り替える曲線区間と、を有することを特徴とした構成を有している。

この構成により、カムが、加圧段階に対応した停留区間と、加圧力を切り替える曲線区間と、を有するので、停留区間によって、カムの位置決め精度が高くなくても、定着ニップ部の圧力の精度を高めることができるとともに、加圧力を切り替える曲線区間により、定着ニップ部の圧力の変更時の初期トルクを小さく抑えることができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えたことを特徴とした構成を有している。
この構成により、上記定着装置と同様の作用により、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

本発明によれば、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる定着装置および画像形成装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る定着ローラおよび定着スリーブの一部を半径方向で切り出して拡大した断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るカムの概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るカムの各圧力状態を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る本体制御部を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の印刷制御処理を実行するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の印刷制御処理を実行するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置における印刷モードおよび用紙の厚さにより選択される加圧レベルを示す対応表である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

まず、構成を説明する。
図１に示すように、画像形成装置１は、原稿上の画像を読み取る原稿読取部２と、積載された複数のシート材６のうち最上部のシート材６ａを記録媒体として給紙する給紙部４と、給紙部４により給紙されたシート材６ａに対し原稿読取部２が読み取った画像を形成する画像形成部３と、画像形成部３によりシート材６ａに形成された未定着画像を定着する定着装置１０と、シート材６ａのカールを矯正するデカール機構８０と、を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、画像形成部３と給紙部４とは分割可能となっている。

画像形成部３は、４つの作像部１４（１４Ｙ（イエロー）、１４Ｃ（シアン）、１４Ｍ（マゼンタ）、１４Ｂｋ（ブラック））と、転写ベルトである中間転写ベルト１５と、露光装置１６とを有している。

作像部１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｂｋは、時計回転方向に回転駆動され像担持体として機能する感光体１７（１７Ｙ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｂｋ）と、感光体１７の周囲に配置された帯電部１８と、現像部１９と、クリーニング部２８等により構成されており、それぞれ異なる色のトナーによる画像、すなわちトナー像Ｔ（図２参照）を形成するようになっている。

感光体１７は、円筒状に形成され、図示しない駆動源により回転駆動される。感光体１７の外周面部には感光層が設けられており、露光装置１６から出射された破線で示す光ビームが感光体１７の外周面にスポット照射されることにより、感光体１７の外周面には画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。

帯電部１８は、感光体１７の外周面を一様に帯電するようになっており、感光体１７に対して接触により帯電する接触方式のものが採用されている。現像部１９は、感光体１７にトナーの供給を行い、供給されたトナーが感光体１７の外周面に書き込まれた静電潜像に付着することにより、感光体１７上の静電潜像がトナー像として顕像化させるものであり、感光体１７に対し接触せずにトナーを付着させる非接触方式のものが採用されている。

クリーニング部２８は、感光体１７の外周面に付着している残留トナーを除去するようになっており、感光体１７の外周面にブラシを接触させるブラシ接触方式のものが採用されている。

中間転写ベルト１５は、樹脂フィルム、または、ゴムを基体として形成された無端状ベルトにより構成されており、感光体１７上に形成されたトナー像が転写されるようになっている。また、この中間転写ベルト１５に転写されたトナー像が、転写ローラ９によってシート材６ａに未定着画像として転写される。

露光装置１６は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサなどネットワークを介して接続された端末や、電話回線を介して接続されたＦＡＸ送信機から入力される画像データや、原稿読取部２によって読み取られた原稿の画像を表すデータを光源駆動用の信号に変換し、この変換された信号に基づいて各レーザ光源ユニット内の半導体レーザを駆動して光ビームを出射するようになっている。

給紙部４は、シート材分離給送装置としての給紙装置５を有しており、この給紙装置５は、給紙トレイに積載された複数のシート材６から最上部に位置するシート材６ａを吸着して搬送方向下流側に給紙する分離部７を有している。

給紙装置５によって分離されたシート材６ａは、搬送路１３内に搬送されるようになっており、搬送路１３に搬送されたシート材６ａは、搬送ローラ対８によってさらに搬送されるようになっている。また、搬送ローラ対８によって搬送されたシート材６ａは、転写ローラ９によって、画像形成部３で形成されたトナー像Ｔを転写されるようになっている。

定着装置１０は、転写ローラ９によってシート材６ａに転写されたトナー像Ｔを、後述する定着ニップ部２７（図２参照）により定着させるものである。この定着装置１０の詳細については後述する。

デカール機構８０は、弾性ローラ８１と、加熱ローラ８２と、を有している。なお、本実施の形態におけるデカール機構８０は、本発明におけるカール矯正部を構成している。

弾性ローラ８１と加熱ローラ８２とは、矯正ニップ部８３を形成している。矯正ニップ部８３の曲率は、シート材６ａの表面に対し、定着ニップ部２７の曲率と逆向きに形成されている。

弾性ローラ８１は、後述するローラ用モータ７１（図６参照）により駆動される。具体的には、後述する本体制御部１００（図６参照）によりローラ用モータ７１が駆動されると、ローラ用モータ７１の出力軸に固定された歯車が回転する。この歯車の回転により、歯車と噛合し弾性ローラ８１の回転軸に固定された歯車が弾性ローラ８１を回転するようになっている。また、加熱ローラ８２は、弾性ローラ８１の回転に従動するようになっている。

また、画像形成装置１は、排紙トレイ１２およびＦＡＸトレイ６２を有している。原稿読取部２によって読み取られた原稿の画像あるいは端末からネットワークを介して受信した画像データが表す画像が定着装置１０により定着されたシート材６ａは、デカール機構８０や図示しないローラ対により搬送され、排紙トレイ１２に排出されるようになっている。また、電話回線を介してＦＡＸ送信機より受信した画像が定着装置１０により定着されたシート材６ａは、排紙ローラ対６１により搬送され、ＦＡＸトレイ６２に排出されるようになっている。

なお、画像形成装置１は、例えば複写機、ファクシミリ装置、印刷機または複合機として構成されている。

図２に示すように、定着装置１０は、トナー像Ｔをシート材６ａに定着するための定着部２０と、磁束を発生し定着部２０を誘導加熱するための誘導加熱部３０と、定着部２０に圧力を加える加圧部４０と、を備えている。

定着部２０は、保持部材としての定着ローラ２１と、定着ローラ２１の外周に形成され誘導加熱部３０により加熱される定着スリーブ２２と、定着ローラ２１に圧接する加圧ローラ２３とを有している。

定着ローラ２１は、図３に示すように、円筒形の芯金２１ａ上に耐熱性の弾性層２１ｂを積層することにより形成され、４０ｍｍの外径を有している。また、定着ローラ２１は、定着スリーブ２２の内周面に当接することにより、薄肉の定着スリーブ２２をローラ状に保持するようになっている。

芯金２１ａは、ステンレス鋼等の金属材料により形成されている。弾性層２１ｂは、シリコーン発砲体からなる耐熱弾性部材により形成されている。また、弾性層２１ｂは、肉厚が９ｍｍであり、半径方向、すなわち軸上におけるアスカーＣ硬度が３０〜５０°となるよう形成されている。

定着スリーブ２２は、金属性の基材２２ａ上に、弾性層２２ｂおよび離型層２２ｃを順次積層することにより形成され、４０ｍｍの外径を有している。なお、本実施の形態における定着ローラ２１および定着スリーブ２２は、本発明における定着回転体を構成している。

基材２２ａは、鉄、コバルト、ニッケルまたはこれらの合金など、磁性金属材料により形成されており、３０〜５０μｍの厚さを有している。また、基材２２ａは、電磁誘導により発熱するようになっている。すなわち、本実施の形態における基材２２ａは、本発明における発熱層を構成している。

弾性層２２ｂは、１５０μｍの厚みを有する弾性材料により形成されている。弾性材料としては、シリコーンゴムやフロロシリコーンゴム等が用いられるが、耐熱性や硬度の観点から、シリコーンゴムが好適である。この弾性層２２ｂが基材２２ａに積層されることにより、定着スリーブ２２の熱容量が大きくなることを防ぎ、定着ムラのない良好な画像をシート材６ａに定着することが可能となる。

離型層２２ｃは、フッ素化合物によりチューブ状に被覆したものであり、５０μｍの厚みを有している。離型層２２ｃは、トナー像Ｔが直接的に接する定着スレーブ２２表面のトナー離型性を高めるためのものである。また、フッ素化合物としては、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素化合物や、これらの混合物が用いられるが、強度や平滑性の観点から、ＰＦＡが好適である。

図２に戻り、加圧ローラ２３は、金属性の芯金２３ａと、当該芯金２３ａに順次積層された弾性層２３ｂおよび離型層２３ｃにより構成されており、外径が４０ｍｍとなっている。なお、本実施の形態における加圧ローラ２３は、本発明における加圧回転体を構成している。

芯金２３ａは、アルミニウムや銅等の高熱伝導性を有する金属により形成されている。弾性層２３ｂは、シリコーンゴム等、耐熱性を有する弾性物質により形成されており、２ｍｍの厚みを有している。また、離型層２３ｃは、ＰＦＡ等のフッ素化合物によりチューブ状に形成されており、５０μｍの厚みを有している。

この加圧ローラ２３は、後述する加圧レバー４１により、定着スリーブ２２を介して定着ローラ２１に圧接するよう設置されている。つまり、定着ローラ２１と加圧ローラ２３とは、圧接部分において定着ニップ部２７を形成している。

誘導加熱部３０は、定着ローラ２１の外周面に対向するよう設置されており、励磁コイル３１、コア部３２、消磁コイル３３およびコイルガイド３６を有している。また、誘導加熱部３０は、磁束を発生させることにより定着スリーブ２２の基材２２ａを電磁誘導により発熱させるようになっている。また、誘導加熱部３０は、本体制御部１００によって定着ニップ部２７の圧力が弱くなるように制御される場合、圧力が弱くなるように制御されない場合よりも加熱量を多くするようになっている。すなわち、本実施の形態における誘導加熱部３０は、本発明における加熱手段を構成している。

励磁コイル３１は、定着スリーブ２２の外周の一部を覆うように配設されたコイルガイド３６上に、細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２の紙面垂直方向）に延設されている。

コア部３２は、フェライトやパーマロイ等、電気抵抗率が高い強磁性体により形成され、幅方向に延設された励磁コイル３１に対向するように設置されている。本実施の形態においては、コア部３２は比透磁率が約２５００のフェライトにより形成されている。

また、コア部３２は、磁束を効率よく定着スリーブ２２に到達させ定着スリーブ２２を効率よく発熱させるようサイドコア３２ａ、センターコア３２ｂおよびアーチコア３２ｃが形成されている。

センターコア３２ｂは、定着スリーブ２２の外周近傍で、かつ、定着ローラ２１の中心軸と加圧ローラ２３の中心軸とを含む水平面の近傍に位置している。また、サイドコア３２ａは、定着スリーブ２２の外周近傍で、かつ、上記水平面と直交し定着ローラ２１の中心軸を含む垂直面の近傍に位置している。また、アーチコア３２ｃは、サイドコア３２ａとセンターコア３２ｂとを接続している。

消磁コイル３３は、記録媒体幅方向に相当する位置関係で対称に配置され、励磁コイル３１上に重なって配置されている。
コイルガイド３６は、高耐熱性を有する樹脂材料等により形成されており、励磁コイル３１を保持するようになっている。

この構成により、誘導加熱部３０より発生する磁束が、定着スリーブ２２に作用することとなり、定着スリーブ２２を誘導加熱することとなる。

励磁コイル３１は、インバータ電源５８（図６参照）に接続されており、インバータ電源５８から１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ、好ましくは２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚの高周波交番電流が供給されるようになっている。

定着装置１０は、さらに、定着ニップ部２７にシート材６ａを案内する入口ガイド板２４と、定着ニップ部２７を通過したシート材６ａを定着スリーブ２２から確実に分離させる分離板２５とを備えている。

定着装置１０は、さらに、定着スリーブ２２の温度、すなわち定着温度を測定する定着サーモパイル３４を備えている。定着サーモパイル３４は、誘導加熱の影響を受けないよう、コイルガイド３６に形成された貫通孔を介して、定着スリーブ２２の表面に対して非接触で対向するように設置されている。

このように定着サーモパイル３４を設置することによって、定着装置１０は、定着サーモパイル３４と本体制御部１００との配線をコイルガイド３６の外側から行うことができる。なお、定着サーモパイル３４は、コイルガイド３６に形成された貫通孔に一部あるいは全部が嵌め込まれていてもよい。

定着サーモパイル３４により測定された定着温度を表す信号は、本体制御部１００に送信されるようになっている。そして、本体制御部１００は、定着サーモパイル３４による測定結果および後述する各種センサから入力される信号に基づいて、誘導加熱部３０から発生する磁束を調整し、定着ローラ２１の温度を制御するようになっている。

加圧部４０は、加圧レバー４１、カム４２、フィラー４３およびフォトセンサ４４を有している。また、加圧部４０は、定着ニップ部２７に圧力を加えるようになっている。すなわち、本実施の形態における加圧部４０は、本発明における加圧手段を構成している。

加圧レバー４１は、一端側の中心軸４１ａを中心に回動自在に構成され、他端側がカム４２に押圧されるようになっている。また、加圧レバー４１は、カム４２に押圧される他端側と中心軸４１ａとの間で、カム４２に押圧される側面と逆側の側面で、加圧ローラ２３の軸部を押圧するようになっている。

図４に示すように、カム４２は、外径の異なる４つの領域と、この領域間をなだらかに移行させる４つの移行領域と、が形成されている。また、カム４２は、図４における反時計回りの１方向のみに回転するようになっている。カム４２は、上記各領域に応じて、加圧レバー４１を介して、加圧ローラ２３を定着ローラ２１に圧接させるようになっている。したがって、カム４２は、加圧段階に対応した停留区間と、加圧力を切り替える曲線区間と、を備えるようになっている。

具体的には、カム４２は、位置Ｐ７から位置Ｐ０までの間で外径が最も小さい脱圧領域と、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間で外径が２番目に小さい加圧１領域と、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの間で外径が３番目に小さい加圧２領域と、位置Ｐ５から位置Ｐ６までの間で外径が最も大きい加圧３領域と、が形成されている。また、位置Ｐ０から位置Ｐ１までの間で脱圧領域から加圧１領域に移行する移行１領域と、位置Ｐ２から位置Ｐ３までの間で加圧１領域から加圧２領域に移行する移行２領域と、位置Ｐ４から位置Ｐ５までの間で加圧２領域から加圧３領域に移行する移行３領域と、位置Ｐ６から位置Ｐ７までの間で加圧３領域から脱圧領域に移行する移行４領域と、が形成されている。

したがって、カム４２の回転位置を変化させることで、定着ローラ２１に対する加圧ローラ２３の加圧力を変更して、定着ニップ部２７におけるニップ量を可変できるようになっている。すなわち、図示しない駆動部によってカム４２が回転駆動されることにより、加圧レバー４１が水平方向に動き、定着ローラ２１に対する加圧ローラ２３の加圧力が可変される。ここで、上記駆動部は、例えば、ステッピングモータと、減速ギアと、で構成される。

フィラー４３は、カム４２を支持する軸に取り付けられ、カム４２と連動して回転するようになっている。図５に示すように、フィラー４３は、円の１／４の部分が切り欠かれた円盤形状をしている。

フォトセンサ４４は、フィラー４３を間に挟むように配置されている。フォトセンサ４４は、フィラー４３によりセンシング光が遮られた状態、すなわち、遮光状態をＨｉｇｈと検知し、フィラー４３の切り欠き部分が間に入りセンシング光が遮られない状態、すなわち、非遮光状態をＬｏｗと検知する。そして、フォトセンサ４４は、Ｌｏｗ検出からＨｉｇｈ検出への切り替わり時点からのステッピングモータのパルスをカウントすることによって、カム４２の回転位置を検出するようになっている。このＬｏｗ検出からＨｉｇｈ検出への切り替わり位置、すなわち、フィラー４３のエッジ部を、ホームポジションとする。また、フォトセンサ４４は、Ｈｉｇｈ検出からＬｏｗ検出への切り替わりも、検出することができるようになっている。

ここで、定着ニップ部２７を加圧１〜加圧３および脱圧状態に移行させる制御について、説明する。また、立ち上げ時および各状態間での移行時には、必ずホームポジションを検出してから移行するようになっている。
まず、画像形成装置１の立ち上げ時には、本体制御部１００は、ステッピングモータであるカム用モータ５０を起動させ、カム４２を回転させて、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションを検出する。

加圧３状態に移行する場合は、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションを検出した後、カム用モータ５０のパルスをカウントすることによって、カム４２を５／８周回転させ、加圧３の位置まで回転させる。また、加圧２状態に移行する場合は、加圧３状態に移行する場合と同様に、フィラー４３のホームポジションを検出した後、カム４２を３／８周回転させ、加圧２の位置まで回転させる。

また、加圧１状態に移行する場合は、加圧３および加圧２状態に移行する場合と同様に、フィラー４３のホームポジションを検出した後、カム４２を１／８周回転させ、加圧１の位置まで回転させる。さらに、脱圧状態に移行する場合は、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションとは反対側のエッジを検出し、カム用モータ５０のパルスをカウントすることによって、カム４２を１／８周回転させ、脱圧位置まで回転させる。

なお、脱圧位置に回転させる際、すなわち、カム４２の位置Ｐ６から位置Ｐ７までの間の移行４領域が加圧レバー４１と接触する際には、加圧レバー４１等に対する負荷が逆になるため、バックラッシュによる振動が起きる可能性があるため、脱圧時の回転速度は定常回転の半部以下にすることが望ましい。

図６に示すように、画像形成装置１は、本体制御部１００と、操作入力部１０１とを備えている。本体制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を含むマイクロコンピュータにより構成されており、予めＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＣＰＵによって実行するようになっている。また、本体制御部１００のＲＯＭには、紙厚に応じた坪量が予め規定された坪量テーブルが記憶されている。

また、本体制御部１００は、カム用モータ５０、ローラ用モータ７１、インバータ電源５８、加圧サーミスタ３５、定着サーモパイル３４、操作入力部１０１および画像形成装置１に設けられた図示しない各種センサ類やモータ等と接続されている。また、本体制御部１００は、各種センサから入力される検出信号に基づいて、ローラ用モータ７１、インバータ電源５８およびその他のモータ類を制御するとともに、カム用モータ５０を制御して定着部２０に対する加圧処理を実行するようになっている。

操作入力部１０１は、画像形成装置１の本体に設けられ、テンキーやプリントスタートキーなどの各種キーおよび各種表示器を有しており、各種キーを介して入力された入力信号を本体制御部１００に出力するようになっている。また、操作入力部１０１は、シート材６ａがデカール機構８０を通過するか否かの選択情報を入力するようになっている。

また、操作入力部１０１は、ユーザから印刷モードも入力することができるようになっている。例えば、操作入力部１０１は、印刷モードがカラー印刷であるか、モノクロ印刷であるか、または、印刷モードが高速印刷であるか、低速印刷であるかを入力するようになっている。さらに、操作入力部１０１は、印刷モードとして、記録媒体として給紙するシート材６ａの紙種を決定する定着モードの選択入力もできるようになっている。すなわち、本実施の形態における操作入力部１０１は、本発明における情報入力手段を構成している。

ここで、定着モードとは、光沢を付与しない「非光沢印刷モード」と、「中光沢印刷モード」と、「高光沢印刷モード」と、を有している。なお、本実施の形態においては、「非光沢印刷モード」と「中光沢印刷モード」とを区別せず、「非光沢印刷モード」を「中光沢印刷モード」と同様のものとして扱うこととする。

本体制御部１００は、誘導加熱部３０（図２参照）から出力される磁束を制御するためのＰＷＭ信号およびインバータ電源５８のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力するようになっている。

フォトセンサ４４は、上記のように、フィラー４３のホームポジションを検知するためのホームポジション検知センサとして機能するようになっており、発光素子としてのレーザダイオードと、受光素子としてのフォトダイオードとを有している。

加圧サーミスタ３５は、加圧ローラ２３の表面と接触するように設置されており、加圧ローラ２３の温度を測定するようになっている。本体制御部１００は、加圧サーミスタ３５から加圧ローラ２３の表面温度を表す信号を取得し、加圧ローラ２３の温度を検出するようになっている。

ローラ変位センサ５１は、搬送ローラ対８のシート材６ａを搬送する双方のローラの軸間距離の変位を検出するようになっている。本体制御部１００は、ローラ変位センサ５１から搬送ローラ対８の軸間距離の変位を表す信号を取得し、搬送ローラ対８の軸間距離を検出するようになっている。

また、ローラ変位センサ５１は、シート材６ａの用紙厚を検出するようになっている。すなわち、本実施の形態におけるローラ変位センサ５１は、本発明における用紙厚検出手段を構成している。なお、シート材６ａの用紙厚は、操作入力部１０１を介して、ユーザの入力により指定することも可能である。

なお、例えば、ローラ変位センサ５１に代わりに、超音波送受信装置を備え、シート材６ａを透過した超音波を検出することで、シート材６ａの坪量を検出する坪量検出センサ等を用いるものであってよい。

以下、本発明の実施の形態における本体制御部１００の特徴的な構成について、説明する。

本体制御部１００は、加圧部４０により定着ニップ部２７に加える圧力を、シート材６ａがシート材６ａのカールを矯正するデカール機構８０を通過しない場合には、シート材６ａがデカール機構８０を通過する場合よりも弱くなるように制御するようになっている。

また、本体制御部１００は、操作入力部１０１に入力された選択情報に基づいて、シート材６ａがデカール機構８０を通過するか否かを判定するようになっている。また、本体制御部１００は、操作入力部１０１に入力された定着モードに基づいて、シート材６ａがデカール機構８０を通過するか否かを判定するようになっている。

また、本体制御部１００は、原稿読取部２が読み取った画像情報に基づいて、シート材６ａがデカール機構８０を通過するか否かを判定するようになっている。例えば、本体制御部１００は、面積率による所定の画像情報量を設定しておき、原稿読取部２が読み取った画像情報がこの画像情報量よりも小さな場合には、デカール機構８０を通過しないと判定するようにする。また、本体制御部１００は、定着ニップ部２７を通過する定着速度に基づいて、シート材６ａがデカール機構８０を通過するか否かを判定するようになっている。

また、本体制御部１００は、検出されたシート材６ａの坪量が所定の坪量よりも大きい場合には、シート材６ａの坪量が所定の坪量以下の場合よりも定着ニップ部２７の圧力が弱くなるように制御するようになっている。また、本体制御部１００は、検出されたシート材６ａの用紙厚に基づいて、定着ニップ部２７の圧力を無段階に制御するようになっている。
また、本体制御部１００は、定着動作準備完了後または所定の定着動作終了後、デカール機構８０を通過する場合の圧力となるように調節しておくようになっている。

また、本体制御部１００は、フォトセンサ４４によるフィラー４３の検出の有無に基づいてカム４２の回転角を制御するようになっている。また、本体制御部１００は、定着ニップ部２７の圧力を調節する場合、フォトセンサ４４によるフィラー４３の検出の有無の切り替わりを検出してからカム４２の回転角を制御するようになっている。また、本体制御部１００は、定着ニップ部２７の圧力を減じる場合、カム４２の回転速度を減じて圧力を変化させるようになっている。具体的には、本体制御部１００は、カム４２の移行４領域が加圧レバー４１に接触する範囲において、カム４２の回転速度を定常速度よりも遅くなるように制御するようになっている。
すなわち、本実施の形態における本体制御部１００は、本発明における制御手段を構成している。

さらに、本体制御部１００は、操作入力部１０１に入力された定着モードに基づいて、シート材６ａの紙種を決定するようになっている。
さらに、本体制御部１００は、未定着画像の画像情報を検出するようになっている。すなわち、本実施の形態における本体制御部１００は、本発明における画像情報検出手段を構成している。

さらに、本体制御部１００は、シート材６ａが定着ニップ部２７を通過する定着速度の設定値を検出するようになっている。例えば、本体制御部１００は、操作入力部１０１により選択された印刷用紙に基づいて、選択された印刷用紙の定着速度の設定値を検出するようになっている。また、定着ニップ部２７を通過するシート材６ａの搬送速度を検出する速度センサを設け、本体制御部１００は、この速度センサに検出された検出値に基づいて、定着速度を検出するようにしてもよい。すなわち、本実施の形態における本体制御部１００は、本発明における定着速度検出手段を構成している。

さらに、本体制御部１００は、ＲＯＭに記憶している坪量テーブルに基づいて、ローラ変位センサ５１により検出したシート材６ａの用紙厚により、シート材６ａの坪量を検出するようになっている。すなわち、本実施の形態におけるローラ変位センサ５１および本体制御部１００は、本発明における坪量検出手段を構成している。なお、シート材６ａの坪量は、操作入力部１０１を介して、ユーザの入力により指定することも可能である。

以下、定着装置１０の動作について、説明する。
図示ない駆動モータによって、加圧ローラ２３が図２の反時計方向に回転駆動されると、定着スリーブ２２が連れまわり時計方向に回転する。このとき、定着スリーブ２２を保持する定着ローラ２１は、積極的に回転駆動されないことになる。そして、発熱部材および定着部材としての定着スリーブ２２は、誘導加熱部３０との対向位置で、誘導加熱部３０から発生される磁束によって加熱される。

詳しくは、図示しない電源部から励磁コイル３１に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ、好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚの高周波交番電流を流すことで、励磁コイル３１に対向する定着スリーブ２２の近傍に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、発熱層である定着スリーブ２２の基材２２ａに渦電流が生じて、基材２２ａはその電気抵抗によってジュール熱が発生して誘導加熱される。こうして、定着スリーブ２２は、自身の基材２２ａの誘導加熱によって加熱される。

誘導加熱部３０によって加熱された定着スリーブ２２の表面は、加圧ローラ２３との定着ニップ部２７に達する。そして、搬送されるシート材６ａ上の、未定着トナー像Ｔを加熱して溶融する。

詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持したシート材６ａが、ガイド板２４に案内されながら定着スリーブ２２と加圧ローラ２３との間に送入される。すなわち、図２の矢印Ｙ１の搬送方向に移動する。そして、定着スリーブ２２から受ける熱と加圧ローラ２３から受ける圧力とによってトナー像Ｔがシート材６ａに定着され、分離板２５によって定着スリーブ２２から分離されながら、シート材６ａは定着ニップ部２７から送出される。

定着ニップ部２７を通過した定着スリーブ２２表面は、その後に再び誘導加熱部３０との対向位置に達する。
小サイズ紙が連続通紙された場合には、消磁コイル３３は、本体制御部１００によってリレーが短絡され、励磁コイル３１とは逆向きの磁場が発生し、消磁コイル３３が配置された領域の磁場が減少し、非通紙領域での定着スリーブ２２でのジュール熱の発生が抑制される。

このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

次に、図７を参照して、本実施の形態に係る印刷制御処理の動作について説明する。図７に示すフローチャートは、本体制御部１００によって、ＲＡＭを作業領域として実行される画像形成装置１の印刷制御処理のプログラムの実行内容を表す。また、この画像形成装置１の印刷制御処理のプログラムは、本体制御部１００によって起動信号が取得された際に実行されるようになっている。

まず、本体制御部１００は、休止状態において、電源ＯＮ信号を検出する（ステップＳ１１）。具体的には、本体制御部１００は、休止状態において操作入力部１０１のプリントスタートキーが押下された場合、ネットワーク等を介して外部の端末から印刷指示が入力された場合、あるいは電話回線を介して外部のＦＡＸ送信機からＦＡＸ信号の送信要求を取得すると、電源ＯＮ信号が検出されたと判断し、電源ＯＮ状態に移行する。

次に、本体制御部１００は、定着ニップ部２７の圧力を加圧２状態に移行する（ステップＳ１２）。具体的には、本体制御部１００は、カム用モータ５０を駆動し、カム４２を回転させ、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションを検出する。次いで、本体制御部１００は、カム用モータ５０のパルスをカウントすることによって、カム４２を３／８周回転させ、加圧２の位置まで回転させて、カム用モータ５０を停止する。また、この際、本体制御部１００は、インバータ電源５８をＯＮにし、励磁コイル３１に対して高周波交番電流を供給する。これにより、定着スリーブ２２は、励磁コイル３１により生成された磁束の作用により加熱される。

次に、本体制御部１００は、印刷情報を取得する（ステップＳ１３）。具体的には、本体制御部１００は、原稿読取部２が読み取った画像情報、ネットワーク等を介して受信した印刷情報、あるいは、電話回線を介して外部のＦＡＸ送信機から受信した画像情報等を取得する。また、本体制御部１００は、操作入力部１０１から入力情報が入力されていれば、その入力情報も取得する。

次いで、本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがカラー印刷であるか、高速印刷であるか、中光沢印刷であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。本体制御部１００は、この判定により排出経路を切り替え、デカール機構８０を通過する場合と、デカール機構８０を通過しない場合と、に切り分ける。

例えば、カラー印刷の場合は、画像面積率が高いため、用紙が定着装置１０を通過した際にカール量が大きくなる。また、高速印刷、中光沢印刷の場合は、定着ニップ部２７を高速で通過するため、定着ローラ２２の温度と加圧ローラ２３の温度の差が大きくなるため、用紙が定着装置１０を通過した際にカール量が大きくなる。このように用紙のカール量が大きくなる場合には、排紙口に配置されたデカール機構８０を通過させるようにする。

また、モノクロ印刷の場合は、画像面積率が低く、用紙が定着装置１０を通過した際のカール量がカラー印刷の場合よりも大きくならない。また、低速印刷、高光沢印刷の場合は、定着ニップ部２７を低速で通過するため、定着ローラ２２の温度と加圧ローラ２３の温度の差が大きくならず、用紙が定着装置１０を通過した際のカール量が高速印刷、中光沢印刷の場合よりも大きくならない。このように用紙のカール量が小さい場合には、排紙口に配置されたデカール機構８０を通過させないようにする。

本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがカラー印刷であるか、高速印刷であるか、または、中光沢印刷であると判定した場合（ステップＳ１４でＹＥＳと判定）には、定着ニップ部２７の圧力を加圧２状態に維持する（ステップＳ１５）。印刷モードがカラー印刷であるか、高速印刷であるか、または、中光沢印刷である場合には、デカール機構８０を通過させるので、用紙が定着装置１０を通過する際にカール量が大きくなってしまっても、問題がないので、加圧レベルを高くしてトナーの定着性を向上させる。

次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送して、転写ローラ９によるトナー像Ｔの転写や、定着装置１０による定着により、印刷を行う（ステップＳ１６）。次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送し、デカール機構８０を通過させて、シート材６ａを排紙する（ステップＳ１７）。

一方、本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがカラー印刷、高速印刷、および、中光沢印刷でないと判定した場合（ステップＳ１４でＮＯと判定）には、取得した印刷情報により印刷モードがモノクロ印刷であるか、低速印刷であるか、高光沢印刷であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがモノクロ印刷、低速印刷、および、高光沢印刷でないと判定した場合（ステップＳ２１でＮＯと判定）には、ステップＳ１３に戻り、再度、印刷情報を取得する。

本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがモノクロ印刷であるか、低速印刷であるか、または、高光沢印刷であると判定した場合（ステップＳ２１でＹＥＳと判定）には、定着ニップ部２７の圧力を加圧１状態に移行する（ステップＳ２２）。具体的には、本体制御部１００は、カム用モータ５０を駆動し、カム４２を回転させ、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションを検出する。次いで、本体制御部１００は、カム用モータ５０のパルスをカウントすることによって、カム４２を１／８周回転させ、加圧１の位置まで回転させて、カム用モータ５０を停止する。

印刷モードがモノクロ印刷であるか、低速印刷であるか、または、高光沢印刷である場合には、デカール機構８０を通過させないので、用紙が定着装置１０を通過する際にカール量が大きくなってしまうと、カール量が大きなまま排紙されてしまうので、加圧レベルを低くして用紙のカール量を低減させる。

次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送して、転写ローラ９によるトナー像Ｔの転写や、定着装置１０による定着により、印刷を行う（ステップＳ２３）。次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送し、デカール機構８０を通過させず、シート材６ａを排紙する（ステップＳ２４）。
本体制御部１００は、印刷要求が来るたびに上記処理を繰り返す。

なお、以上の説明においては、定着ニップ部２７における加圧段階を２段階として説明したが、これに限定されず、他の複数段階に設定するようにしてもよい。また、上記説明では、定着ニップ部２７における加圧段階を２段階として説明したので、カム４１は、加圧３領域を設けずに、脱圧領域、加圧１領域および加圧２領域のみを設けた構造としてもよい。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について、図８を参照して説明する。

なお、第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成は、上述の第１の実施の形態に係る画像形成装置１の構成とほぼ同様であり、各構成要素については、図１から図６に示した第１の実施の形態と同様の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。

本実施の形態における本体制御部１００は、印刷用紙の厚さによって、加圧量を切り替えるようにしている。具体的には、本体制御部１００は、普通紙および厚紙を印刷用紙とする場合と、薄紙を印刷用紙とする場合とで、加圧レベルを切り替えるようにしている。普通紙および厚紙の場合には、用紙のカール量よりも、定着性の成立を求められるため、加圧レベルを高く設定し、薄紙の場合には、定着性よりも、用紙のカール量の低減を求められるため、加圧レベルを低く設定する。

次に、図８を参照して、本実施の形態に係る印刷制御の動作について説明する。図８に示すフローチャートは、本体制御部１００によって、ＲＡＭを作業領域として実行される画像形成装置１の印刷制御のプログラムの実行内容を表す。また、この画像形成装置１の印刷制御のプログラムは、本体制御部１００によって起動信号が取得された際に実行されるようになっている。
また、図９に、印刷モードおよび用紙の厚さにより選択される加圧レベルの対応表を示す。

まず、本体制御部１００は、休止状態において、電源ＯＮ信号を検出する（ステップＳ３１）。具体的には、本体制御部１００は、休止状態において操作入力部１０１のプリントスタートキーが押下された場合、ネットワーク等を介して外部の端末から印刷指示が入力された場合、あるいは電話回線を介して外部のＦＡＸ送信機からＦＡＸ信号の送信要求を取得すると、電源ＯＮ信号が検出されたと判断し、電源ＯＮ状態に移行する。

次に、本体制御部１００は、定着ニップ部２７の圧力を加圧３状態に移行する（ステップＳ３２）。具体的には、本体制御部１００は、カム用モータ５０を駆動し、カム４２を回転させ、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションを検出する。次いで、本体制御部１００は、カム用モータ５０のパルスをカウントすることによって、カム４２を５／８周回転させ、加圧３の位置まで回転させて、カム用モータ５０を停止する。また、この際、本体制御部１００は、インバータ電源５８をＯＮにし、励磁コイル３１に対して高周波交番電流を供給する。これにより、定着スリーブ２２は、励磁コイル３１により生成された磁束の作用により加熱される。

次に、本体制御部１００は、印刷情報を取得する（ステップＳ３３）。具体的には、本体制御部１００は、原稿読取部２が読み取った画像情報、ネットワーク等を介して受信した印刷情報、あるいは、電話回線を介して外部のＦＡＸ送信機から受信した画像情報等を取得する。また、本体制御部１００は、操作入力部１０１から入力情報が入力されていれば、その入力情報も取得する。

次いで、本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがカラー印刷であるか、高速印刷であるか、中光沢印刷であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。本体制御部１００は、この判定により排出経路を切り替え、デカール機構８０を通過する場合と、デカール機構８０を通過しない場合と、に切り分ける。

本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがカラー印刷であるか、高速印刷であるか、または、中光沢印刷であると判定した場合（ステップＳ３４でＹＥＳと判定）には、印刷用紙が普通紙であるか、厚紙であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。

本体制御部１００は、取得した印刷情報またはローラ変位センサ５１の検出結果により印刷用紙が普通紙であるか、または、厚紙であると判定した場合（ステップＳ３５でＹＥＳと判定）には、定着ニップ部２７の圧力を加圧３状態に維持する（ステップＳ３６）。

次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送して、転写ローラ９によるトナー像Ｔの転写や、定着装置１０による定着により、印刷を行う（ステップＳ３７）。次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送し、デカール機構８０を通過させて、シート材６ａを排紙する（ステップＳ３８）。

一方、本体制御部１００は、印刷用紙が普通紙、および、厚紙でないと判定した場合（ステップＳ３５でＮＯと判定）には、印刷用紙が薄紙であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。本体制御部１００は、印刷用紙が薄紙でないと判定した場合（ステップＳ４１でＮＯと判定）には、ステップＳ３３に戻り、再度、印刷情報を取得する。

本体制御部１００は、印刷用紙が薄紙であると判定した場合（ステップＳ４１でＹＥＳと判定）には、定着ニップ部２７の圧力を加圧２状態に移行する（ステップＳ４２）。具体的には、本体制御部１００は、カム用モータ５０を駆動し、カム４２を回転させ、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションを検出する。次いで、本体制御部１００は、カム用モータ５０のパルスをカウントすることによって、カム４２を３／８周回転させ、加圧２の位置まで回転させて、カム用モータ５０を停止する。

次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送して、転写ローラ９によるトナー像Ｔの転写や、定着装置１０による定着により、印刷を行う（ステップＳ４３）。次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送し、デカール機構８０を通過させて、シート材６ａを排紙する（ステップＳ３８）。

一方、本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがカラー印刷、高速印刷、および、中光沢印刷でないと判定した場合（ステップＳ３４でＮＯと判定）には、取得した印刷情報により印刷モードがモノクロ印刷であるか、低速印刷であるか、高光沢印刷であるか否かを判定する（ステップＳ５１）。本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがモノクロ印刷、低速印刷、および、高光沢印刷でないと判定した場合（ステップＳ５１でＮＯと判定）には、ステップＳ１３に戻り、再度、印刷情報を取得する。

本体制御部１００は、取得した印刷情報により印刷モードがモノクロ印刷であるか、低速印刷であるか、または、高光沢印刷であると判定した場合（ステップＳ５１でＹＥＳと判定）には、印刷用紙が普通紙であるか、厚紙であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。

本体制御部１００は、取得した印刷情報またはローラ変位センサ５１の検出結果により印刷用紙が普通紙であるか、または、厚紙であると判定した場合（ステップＳ５２でＹＥＳと判定）には、定着ニップ部２７の圧力を加圧２状態に移行する（ステップＳ５３）。具体的には、本体制御部１００は、カム用モータ５０を駆動し、カム４２を回転させ、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションを検出する。次いで、本体制御部１００は、カム用モータ５０のパルスをカウントすることによって、カム４２を３／８周回転させ、加圧２の位置まで回転させて、カム用モータ５０を停止する。

次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送して、転写ローラ９によるトナー像Ｔの転写や、定着装置１０による定着により、印刷を行う（ステップＳ５４）。次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送し、デカール機構８０を通過させず、シート材６ａを排紙する（ステップＳ５５）。

一方、本体制御部１００は、印刷用紙が普通紙、および、厚紙でないと判定した場合（ステップＳ５２でＮＯと判定）には、印刷用紙が薄紙であるか否かを判定する（ステップＳ６１）。本体制御部１００は、印刷用紙が薄紙でないと判定した場合（ステップＳ６１でＮＯと判定）には、ステップＳ３３に戻り、再度、印刷情報を取得する。

本体制御部１００は、印刷用紙が薄紙であると判定した場合（ステップＳ６１でＹＥＳと判定）には、定着ニップ部２７の圧力を加圧１状態に移行する（ステップＳ６２）。具体的には、本体制御部１００は、カム用モータ５０を駆動し、カム４２を回転させ、フォトセンサ４４によってフィラー４３のホームポジションを検出する。次いで、本体制御部１００は、カム用モータ５０のパルスをカウントすることによって、カム４２を１／８周回転させ、加圧１の位置まで回転させて、カム用モータ５０を停止する。

次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送して、転写ローラ９によるトナー像Ｔの転写や、定着装置１０による定着により、印刷を行う（ステップＳ６３）。次いで、本体制御部１００は、ローラ用モータ７１を駆動させ、シート材６ａを搬送し、デカール機構８０を通過させず、シート材６ａを排紙する（ステップＳ５５）。
本体制御部１００は、印刷要求が来るたびに上記処理を繰り返す。

以上のように、本発明に係る画像形成装置１は、定着ニップ部２７に加える圧力を、シート材６ａがデカール機構８０を通過しない場合には、デカール機構８０を通過する場合よりも弱くなるように制御するので、デカール機構８０によりシート材６ａのカールが矯正されない場合に、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置１は、シート材６ａがデカール機構８０を通過するか否かの選択情報を操作入力部１０１により入力するので、入力された選択情報に基づいて、デカール機構８０を通過するか否かの判定を適切に行うことができ、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、操作入力部１０１によりシート材６ａの紙種を決定する定着モードを入力するので、入力した定着モードに基づいて、デカール機構８０を通過するか否かの判定を適切に行うことができ、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、未定着画像の画像情報を検出するので、検出した未定着画像の画像情報に基づいて、デカール機構８０を通過するか否かの判定を適切に行うことができ、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、シート材６ａが定着ニップ部２７を通過する定着速度の設定値を検出するので、検出した定着速度に基づいて、デカール機構８０を通過するか否かの判定を適切に行うことができ、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、シート材６ａの坪量が所定の坪量よりも大きい場合には、所定の坪量以下の場合よりも定着ニップ部２７の圧力が弱くなるように制御するので、シート材６ａのエッジが通過する部分において、定着スリーブ２２および加圧ローラ２３表面部材への負荷を低減することができるとともに、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、シート材６ａの用紙厚に基づいて、定着ニップ部２７の圧力を無段階に制御するので、シート材６ａのエッジが通過する部分において、定着スリーブ２２および加圧ローラ表面部材への負荷を低減することができるとともに、定着ニップ部２７の圧力を適切に調節することができ、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、定着スリーブ２２の基材２２ａと、加圧ローラ２３と、により形成される定着ニップ部２７に圧力を加えているが、定着ニップ部２７に加える圧力を適切に制御するので、耐久性が高くない発熱層である基材２２ａであっても、悪影響を抑制することができるとともに、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、定着ニップ部２７の圧力が弱くなるように制御する場合、圧力が弱くなるように制御しない場合よりも加熱量を多くするので、定着ニップ部２７の圧力が弱くなると、強い場合よりも定着性の悪化が懸念されるが、加熱量が多くなることにより定着性の悪化を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、一般に使用頻度が高いデカール機構８０を通過する場合の圧力となるように調節しておくので、印刷ジョブを受信した際に、圧力調整を行うことが少なく、印刷までの時間を短縮することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、加圧部４０を、定着ニップ部２７の圧力を変化させるカム４２と、このカム４２と連動して回転するフィラー４３と、このフィラー４３を検出するフォトセンサ４４と、により構成し、本体制御部１００が、フォトセンサ４４によるフィラー４３の検出の有無に基づいてカム４２の回転角を制御するので、加圧部４０の構成を簡易にすることができるとともに、加圧力の制御を容易に行うことができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、定着ニップ部２７の圧力を変更する場合、フォトセンサ４４によるフィラー４３の検出の有無の切り替わりを検出してからカム４２の回転角を制御するので、圧力変更のたびに誤差が解消され、正確に圧力制御を行うことができ、シート材６ａのカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、定着ニップ部２７の圧力を減じる場合には、カム４２の回転速度を減じて圧力を変化させるので、負荷方向の急激な逆転を防止し、各部に対する振動や衝撃を防止することができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置１は、カム４２が、加圧段階に対応した停留区間となる加圧１領域、加圧２領域、加圧３領域および脱圧領域と、加圧力を切り替える曲線区間となる移行１領域、移行２領域、移行３領域および移行４領域と、を有するので、停留区間によって、カム４２の位置決め精度が高くなくても、定着ニップ部２７の圧力の精度を高めることができるとともに、加圧力を切り替える曲線区間により、定着ニップ部２７の圧力の変更時の初期トルクを小さく抑えることができる。

以上説明したように、本発明に係る定着装置および画像形成装置は、記録媒体のカールを抑制し、ジャムの発生を防止することができるという効果を有し、記録媒体に未定着画像を定着させる定着装置、この定着装置を有する複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機等の画像形成装置等として有用である。

１ 画像形成装置
２ 原稿読取部
３ 画像形成部
６ａ シート材（記録媒体）
１０ 定着装置
１２ 排紙トレイ
２０ 定着部
２１ 定着ローラ（定着回転体）
２２ 定着スリーブ（定着回転体）
２２ａ 基材（発熱層）
２３ 加圧ローラ（加圧回転体）
２３ａ 加圧ローラ芯金
２３ｂ 加圧ローラ弾性層
２７ 定着ニップ部
３０ 誘導加熱部（加熱手段）
３１ 励磁コイル
３２ コア部
３２ａ サイドコア
３２ｂ センターコア
３２ｃ アーチコア
３３ 消磁コイル
３４ 定着サーモパイル
３５ 加圧サーミスタ
３６ コイルガイド
４０ 加圧部（加圧手段）
４１ 加圧レバー
４２ カム
４３ フィラー
４４ フォトセンサ
５１ ローラ変位センサ（用紙厚検出手段、坪量検出手段）
６１ 排紙ローラ対
８０ デカール機構（カール矯正部）
８１ 弾性ローラ
８２ 加熱ローラ
８３ 矯正ニップ部
１００ 本体制御部（制御手段、画像情報検出手段、定着速度検出手段、坪量検出手段）
１０１ 操作入力部（情報入力手段）

特開２００９−１４８２９号公報 特開２００６−２３４２７号公報

Claims (15)

1. 定着回転体と、前記定着回転体に接触して前記定着回転体との間に定着ニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体および前記加圧回転体の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、を備え、未定着画像が担持された記録媒体を前記定着回転体および前記加圧回転体により加圧される前記定着ニップ部を通過させて、前記未定着画像を前記記録媒体に定着させる定着装置において、
   前記定着ニップ部に圧力を加える加圧手段と、
   前記記録媒体が前記記録媒体のカールを矯正するカール矯正部を通過するか否かを判定することで、前記加圧手段により前記定着ニップ部に加える圧力を、前記記録媒体が前記記録媒体のカールを矯正するカール矯正部を通過しない場合には、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過する場合よりも弱くなるように制御する制御手段と、を備え、
   前記カール矯正部は一対の弾性ローラと加熱ローラとを有する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、
   前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かの選択情報を入力する情報入力手段を備え、
   前記制御手段は、前記情報入力手段に入力された選択情報に基づいて、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かを判定することを特徴とする定着装置。
3. 請求項２に記載の定着装置において、
   前記情報入力手段は、前記選択情報として前記記録媒体の紙種を決定する定着モードを入力し、
   前記制御手段は、前記情報入力手段に入力された前記定着モードに基づいて、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かを判定することを特徴とする定着装置。
4. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記未定着画像の画像情報を検出する画像情報検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記画像情報検出手段に検出された前記画像情報に基づいて、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かを判定することを特徴とする定着装置。
5. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記記録媒体が前記定着ニップ部を通過する定着速度の設定値を検出する定着速度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記定着速度検出手段に検出された定着速度に基づいて、前記記録媒体が前記カール矯正部を通過するか否かを判定することを特徴とする定着装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記記録媒体の坪量を検出する坪量検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記坪量検出手段に検出された前記記録媒体の坪量が所定の坪量よりも大きい場合には、前記記録媒体の坪量が前記所定の坪量以下の場合よりも前記定着ニップ部の圧力が弱くなるように制御することを特徴とする定着装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記記録媒体の用紙厚を検出する用紙厚検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記用紙厚検出手段に検出された前記記録媒体の用紙厚に基づいて、前記定着ニップ部の圧力を無段階に制御することを特徴とする定着装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記定着回転体は、電磁誘導により発熱する発熱層を有し、
   前記加熱手段は、磁束を発生させることにより前記定着回転体の発熱層を電磁誘導により発熱させることを特徴とする定着装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記加熱手段は、前記制御手段により前記定着ニップ部の圧力が弱くなるように制御する場合、前記圧力が弱くなるように制御しない場合よりも加熱量を多くすることを特徴とする定着装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の定着装置において、
    前記制御手段は、定着動作準備完了後または所定の定着動作終了後、前記カール矯正部を通過する場合の圧力となるように調節しておくことを特徴とする定着装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置において、
    前記加圧手段は、前記加圧回転体を押圧して前記定着ニップ部の圧力を変化させるカムと、切り欠きを有し前記カムと連動して回転するフィラーと、前記フィラーを検出するフォトセンサと、を有し、
    前記制御手段は、前記フォトセンサによる前記フィラーの検出の有無に基づいて前記カムの回転角を制御することを特徴とする定着装置。
12. 請求項１１に記載の定着装置において、
    前記制御手段は、前記定着ニップ部の圧力を変更する場合、前記フォトセンサによる前記フィラーの検出の有無の切り替わりを検出してから前記カムの回転角を制御することを特徴とする定着装置。
13. 請求項１１または請求項１２に記載の定着装置において、
    前記制御手段は、前記カムの回転方向を１方向に制御し、前記定着ニップ部の圧力を減じる場合、前記カムの回転速度を減じて前記圧力を変化させることを特徴とする定着装置。
14. 請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の定着装置において、
    前記カムは、加圧段階に対応した停留区間と、加圧力を切り替える曲線区間と、を有することを特徴とする定着装置。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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