JP2003091203A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱ローラや定着ベルト等の回転部材の寿命の
低下を招くことがなく、非接触温度検知手段を用いて回
転部材の実際の温度とズレを生じることなく、安定した
温度検知・制御を行うことができる定着装置及びこれを
有する画像形成装置の提供。 【解決手段】接触型、非接触型センサ８、１８を有し、
加熱開始からベルト２が所定の温度に達するまで、又は
プレ回転動作が終了するまで、又は接触型センサ１８の
検知信号に基づいて算出した時間に達するまでは同セン
サ１８のみの検知信号に基づいてベルト２の温度を規定
し、その後は接触型及び／又は非接触型センサ８、１８
の検知信号に基づいてベルト２の温度を規定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通紙領域に対応し
て配設された温度検知手段と非通紙領域に対応して配設
された温度検知手段とを備えた定着装置及びこれを有す
る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】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は一般に、被定着画像としてのト
ナー像を形成されたシート状媒体に、トナー像を定着す
るための定着装置を有している。

【０００３】定着装置としては、内部に熱源を有し回転
駆動される加熱ローラと、この加熱ローラに圧接され加
熱ローラに従動回転する加圧ローラとを有し、両ローラ
によって形成されるニップ部に、シート状媒体を両ロー
ラの回転により通過させ、加熱加圧してトナー像を定着
する熱ローラ対タイプの定着装置や、トナーを定着され
るシート状媒体を搬送するための無端の定着ベルト、定
着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラ、
定着ベルトを介して定着ローラに対向して配置される加
圧ローラ等を構成要素とするタイプのいわゆるベルト定
着装置が知られている。

【０００４】何れのタイプの定着装置においても、トナ
ー像は、シート状媒体上に加熱による溶融によって定着
されるため、温度制御が重要である。そこでサーミスタ
等の温度検知手段を加熱ローラ、定着ベルト等の回転部
材に接触させてその温度を検知する接触型の温度検知手
段が用いられてきた。しかしながら、接触型の温度検知
手段では温度検知手段と回転部材との接触面にトナー等
が付着して回転部材の表面を磨耗させ回転部材の寿命を
短くするという問題があった。

【０００５】そのため、非接触型の温度検知手段を利用
することが考えられるようになってきた。非接触型の温
度検知手段は回転部材に接触させないため、回転部材に
キズを付けたり磨耗させることが無く、回転部材の寿命
を長くすることができる。しかしながら、非接触型の温
度検知手段は回転部材に接触していないため回転部材か
らの熱を受けにくく、温度が上がりにくい。温度検知手
段、特にサーミスタはそれ自身の温度がある程度上昇し
ないと安定して温度検知ができず、実際の温度とのズレ
が生じるという問題がある。

【０００６】一方、接触型の温度検知手段では回転の熱
を直接受けるためそれ自身の温度上昇も早く、すぐに安
定した状態で使用でき、非接触の温度検知手段のように
実際の温度とのズレは発生しない。そこで、特開平７―
１０４６０８号公報おいて、シート状媒体の通過領域に
対応して非接触型の温度検知手段を配設するとともに、
シート状媒体の非通過領域に対応して接触型の温度検知
手段を配設し、シート状媒体の通紙中には非接触型の温
度検知手段からの検知信号に基づいて回転部材の温度を
制御し、シート状媒体の非通紙中には接触型の温度検知
手段からの検知信号に基づいて回転部材の温度を制御す
る技術が提案されている。

【０００７】この技術によれば、接触型の温度検知手段
がシート状媒体の非通過領域に対応する部分に当接して
いるため、回転部材が磨耗しても回転部材の寿命に影響
を与えることがないとともに、非接触型の温度検知手
段、接触型の温度検知手段を、シート状媒体の通紙・非
通紙状態によって使い分けるから、温度検知・制御を比
較的安定して行うことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる技術で
は、画像形成装置の電源が投入され、又は待機状態から
動作状態に移行した、起動時における温度検知が考慮さ
れていない。確かに、かかる技術では、非接触型の温度
検知手段による制御が、ヒータによる加熱が開始されて
からある程度の時間を経て開始されるシート状媒体の通
紙が行われて初めて開始されるため、この状態において
は非接触型の温度検知手段の温度も上昇しており、安定
した温度検知・制御を行うことができる。しかし、起動
時には、非接触型の温度検知手段の温度が十分に上昇
し、安定した温度になっていないのであるから、これが
考慮されていないかかる技術では、起動時における、温
度検知手段自身の温度が不安定な状態においては温度検
知・制御を十分に安定して行うことはできないという問
題がある。

【０００９】本発明は、以上の問題を解決し、加熱ロー
ラや定着ベルト等の回転部材の寿命の低下を招くことが
なく、非接触温度検知手段を用いて回転部材の実際の温
度とズレを生じることなく、安定した温度検知・制御を
行うことができる定着装置及びこれを有する画像形成装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、加熱手段により加熱される
回転部材と、シート状媒体の通過領域に対応して上記回
転部材に非接触で配設される第１の温度検知手段と、シ
ート状媒体の非通過領域に対応して上記回転部材に接触
して配設される第２の温度検知手段とを有する定着装置
において、加熱手段による加熱開始から上記回転部材が
所定の温度に達するまでは第２の温度検知手段のみの検
知信号に基づいて上記回転部材の温度を規定し、上記回
転部材が所定の温度に達した後は第１の温度検知手段及
び／又は第２の温度検知手段の検知信号に基づいて上記
回転部材の温度を規定することを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、加熱手段により加
熱される回転部材と、シート状媒体の通過領域に対応し
て上記回転部材に非接触で配設される第１の温度検知手
段と、シート状媒体の非通過領域に対応して上記回転部
材に接触して配設される第２の温度検知手段とを有する
定着装置において、加熱手段による加熱開始から上記回
転部材が所定の温度に達した後の定着動作開始前におけ
る上記回転部材のプレ回転動作が終了するまでは第２の
温度検知手段のみの検知信号に基づいて上記回転部材の
温度を規定し、上記回転部材のプレ回転動作が終了した
後は第１の温度検知手段及び／又は第２の温度検知手段
の検知信号に基づいて上記回転部材の温度を規定するこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、加熱手段により加
熱される回転部材と、シート状媒体の通過領域に対応し
て上記回転部材に非接触で配設される第１の温度検知手
段と、シート状媒体の非通過領域に対応して上記回転部
材に接触して配設される第２の温度検知手段とを有する
定着装置において、加熱手段による加熱開始から第２の
温度検知手段の検知信号に基づいて算出された時間に達
するまでは第２の温度検知手段のみの検知信号に基づい
て上記回転部材の温度を規定し、第２の温度検知手段の
検知信号に基づいて算出された時間に達した後は第１の
温度検知手段及び／又は第２の温度検知手段の検知信号
に基づいて上記回転部材の温度を規定することを特徴と
する。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
の何れか１つに記載の定着装置において、トナー像を定
着されるシート状媒体を搬送するための無端の定着ベル
トと、上記定着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び
定着ローラと、上記定着ベルトを介して上記定着ローラ
に対向して配置される加圧ローラとを具備し、上記回転
部材が、上記定着ベルト、上記加熱ローラ、上記定着ロ
ーラ、上記加圧ローラのうちの少なくとも１つであるこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１ないし３
の何れか１つに記載の定着装置において、トナー像を定
着されるシート状媒体を加熱するとともに搬送するため
の加熱ローラと、この加熱ローラに圧接される加圧ロー
ラとを具備し、上記回転部材が、上記加熱ローラ、上記
加圧ローラのうちの少なくとも１つであることを特徴と
する。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５
の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置に
ある。

【００１６】

【実施例】図１に本発明を適用した画像形成装置の概略
を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリン
タ等周知のものであり、画像形成装置はカラー画像を形
成するものである。画像形成装置２０は、一般にコピー
等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハ
ガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ^２相当以上
の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわ
ゆる特殊シートとの何れをもシート状媒体として用いる
ことが可能である。

【００１７】画像形成装置２０は、原稿画像に応じて各
色ごとの画像すなわちトナー像を形成する作像装置２１
Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと、作像装置２１Ｃ、２
１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫに対向して配置された、中間転
写体としてのベルト６１及びこれを掛け渡したローラ６
２、６３を有する転写装置２２とを有している。

【００１８】画像形成装置２０はまた、転写装置２２に
おけるベルト６１と各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１
Ｍ、２１ＢＫとの対向領域である転写領域に各種シート
状媒体を供給するシート状媒体供給手段としての給紙カ
セット２４と、給紙カセット２４から給紙ローラ５８に
よって搬送されてきたシート状媒体を作像装置２１Ｃ、
２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫによる作像のタイミングにあ
わせて供給するレジストローラ３０とを有している。

【００１９】画像形成装置２０はまた、転写領域におい
てトナー像を転写されトナー像を担持しているシート状
媒体に対する定着を行う定着装置１と、定着装置１から
排出される定着後のシート状媒体を積載する図示しない
シート積載手段としての排紙トレイを有している。

【００２０】各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１
ＢＫはそれぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラック
の各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異
なるが、その構成はほぼ同様であるから、作像装置２１
Ｃの構成を各作像像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１
ＢＫの代表として説明する。作像装置２１Ｃは、静電潜
像担持体としての感光体ドラム２５Ｃ、感光体ドラム２
５Ｃの回転方向Ａにおいて順に配置されている帯電装置
２７Ｃ、現像装置２６Ｃ、クリーニング装置２８Ｃ等を
有し、帯電装置２７Ｃと現像装置２６Ｃとの間で露光光
２９Ｃを受ける周知の構成である。静電潜像担持体はド
ラム状でなく、ベルト状としても良い。

【００２１】図２に示すように、定着装置１は、トナー
を定着されるシート状媒体を搬送するための回転部材と
しての無端の定着ベルト２と、定着ベルト２を巻き掛け
られた加熱ローラ３及び定着ローラ４と、定着ベルト２
を介して定着ローラ４に対向して配置される加圧ローラ
５と、加熱ローラ３の内部に備えられた加熱手段として
のヒータ６、７と、定着ベルト２を介して加熱ローラ３
に対向して配置され定着ベルト２の温度を検知する温度
検知手段としてのサーミスタ８、１８と、定着ベルト２
にシリコンオイルを主成分とする離型剤を供給するオイ
ル塗布装置としての離型剤供給手段１９等を有してい
る。

【００２２】図３に示すように、サーミスタ８は、第１
の温度検知手段として、シート状媒体の通過領域αに対
応して定着ベルト２に非接触で配設されており、サーミ
スタ１８は、第２の温度検知手段として、シート状媒体
の非通過領域βに対応して定着ベルト２に接触して配設
されている。本実施例において、サーミスタ８は定着ベ
ルト２の幅方向すなわち図における左右方向において略
中央部に配設されており、サーミスタ１８は定着ベルト
２の幅方向における端部に配設されている。

【００２３】定着ベルト２に適当な所定の張力を与える
ため、定着ベルト２の外周面には、図示しないテンショ
ンローラが弾性的に当接している。図２に示すように、
定着ベルト２の外周面にはまた、定着ベルト２の回転方
向における定着ローラ４の下流側で加熱ローラ３の上流
側の部分において、定着ベルト２のクリーニングを行う
クリーニングローラ３１が弾性的に当接している。

【００２４】加熱ローラ３は、径を５０ｍｍとされ、芯
金は熱伝導性の良好なアルミニウム製のパイプであって
長手方向の温度ムラを防止されており、肉厚を５ｍｍと
されている。芯金表面は定着ベルト２との摩擦による磨
耗を防止するためアルマイト処理されている。芯金の中
心付近にヒータ６、７が内蔵されている。

【００２５】加圧ローラ５は、径を４０ｍｍとされ、鋼
性の金属パイプによって構成されている基体としての芯
金３７と、この芯金３７を被覆する、耐熱多孔質のシリ
コンゴム製の厚さ２ｍｍの弾性体層５７とを有してい
る。加圧ローラ５は、バネなどの図示しない弾性体によ
り、定着ローラ４に圧接する向きに付勢されている。加
圧ローラ５は、定着ベルト２を介して定着ベルト５に対
向する位置において定着ローラ４に当接しており、これ
により、加圧ローラ５が定着ベルト２を介して定着ロー
ラ４に当接するニップとしての定着部１６が形成されて
いる。

【００２６】定着ローラ４は、径を４０ｍｍとされ、鋼
性の金属パイプによって構成されている基体としての芯
金９と、この芯金９を被覆する、耐熱多孔質のシリコン
ゴム製の弾性体層１０と、弾性体層１０の表面に形成さ
れ弾性体層１０を離型剤から隔離するためのフッ素ゴム
製の隔離層４０とを有している。隔離層４０は、弾性体
層１０の表面のみならず、定着ローラ４の側面をも覆
い、定着ローラ４の内部は隔離層４０により離型剤から
完全に遮断されている。隔離層４０の材質はフッ素ゴム
の他、フロロシリコン、テフロン（商品名）、ラテック
ス等であっても良い。

【００２７】弾性体層１０の材質は、熱伝導率が小さく
断熱作用のある耐熱多孔質の弾性体であるから、ベルト
の熱を奪うことを低減し、立上り後の温度落ち込みを小
さくするとともに温度回復のためのプレ回転時間を短縮
している。また、弾性体層１０が比較的低硬度であるた
め、加圧ローラ５の圧接力が小さくても十分なニップ幅
を得ることができ、比較的低温かつ低圧の条件下でも良
好な定着性能を得ることができる。弾性体層１０の層厚
は５ｍｍとされ、隔離層４０の層厚は３０μｍとされて
いる。

【００２８】定着ローラ４は一体にギア３２を有してお
り、ギア３２がユニット駆動ギア３３により回転駆動さ
れることで、定着ローラ４が回転駆動され、加熱ローラ
３の従動回転により定着ベルト２が駆動される。ユニッ
ト駆動ギア３３は、画像形成装置２０本体側に配設され
た本体駆動ギア３４によって回転駆動される。ユニット
駆動ギア３３は一体に駆動手段としてのギア３５を有し
ており、このギア３５により、離型剤供給手段１９を駆
動する。

【００２９】離型剤供給手段１９は、ギア３５に噛み合
った図示しないアイドラと、アイドラと一体で同心の図
示しないギアに噛み合ったアイドラ３８と、アイドラ３
８に噛み合った供給ギア３９と、供給ギア３９と一体の
供給ローラ４１と、供給ローラ４１に離型剤を供給する
供給部材としての塗布フェルトであるフェルト４５とを
有している。

【００３０】離型剤供給手段１９はまた、供給ローラ４
１に弾性的に当接し供給ローラ４１上の離型剤の層厚を
均す均し部材としてのブレードである離型剤規制ブレー
ド４２と、供給ローラ４１に当接し供給ローラ４１によ
って離型剤を供給されるとともに、定着ベルト２に当接
し定着ベルト２に連れ回り可能な、定着ベルト２を介し
て加熱ローラ３に対向する位置に配設された塗布ローラ
４３とを有している。

【００３１】離型剤供給手段１９はまた、供給ローラ４
１を塗布ローラ４３に当接する向きに付勢し塗布ローラ
４３を定着ベルト２に所定の圧力で圧接するための、図
示しないスプリングを内蔵した付勢手段４４と、供給ロ
ーラ４１及びフェルト４５等の下方に配設されたオイル
受け３６とを有している。供給ローラ４１と塗布ローラ
４３とは何れも、シリコンゴムでコーティングされてい
る。なおフェルト４５は図示しないオイル供給装置から
供給されたオイルを含浸したものである。

【００３２】定着ベルト２の線速すなわち移動速度は２
００ｍｍ／ｓであって、供給ローラ４１の周速よりも大
きく設定されているが、塗布ローラ４と定着ベルト２と
の摩擦、塗布ローラ４３と供給ローラ４１との摩擦の関
係から、塗布ローラ４３は定着ベルト２に連れ回りする
ようになっている。また塗布ローラ４３を、定着ベルト
２を介して加熱ローラ３に対向する位置に配設したた
め、塗布ローラ４３と加熱ローラ３との間で定着ベルト
２を挟んだ状態となっているから、定着ベルト２のテン
ションに影響を与えることなく、定着ベルト２の、幅方
向への寄りを防止することができる。

【００３３】また塗布ローラ４３が定着ベルト２に連れ
回りすることは、塗布ローラ４３の定着ベルト２に対す
る摺動抵抗がないことから、定着ベルト２の寄りの防止
に寄与しており、さらに、定着ベルト２の寄りの防止を
良好にするには、加熱ローラ３と塗布ローラ４３との軸
間距離を一定にするよう構成することが望ましい。定着
ベルト２の寄りを防止するため、定着ローラ４に対向し
て、これらの条件を少なくとも１つ満たしたベルト寄り
ローラを配設しても良い。また定着ベルト２のよりの防
止のため、定着ローラ４の両端部に配設した図示しない
寄り止めリングによりベルト寄りが規制されている。

【００３４】定着部１６の、定着ベルト２及び加圧ロー
ラ５の回転方向上流側、言い換えるとシート状媒体搬送
方向上流側には、画像形成装置２０本体側に拡開し、転
写装置２２によって搬送されてきた定着を行われるべき
シート状媒体を定着部１６に向けて案内する入り口上ガ
イドとしての上ガイド１２及び入り口下ガイドとしての
下ガイド１５が配設されている。

【００３５】定着部１６の、定着ベルト２及び加圧ロー
ラ５の回転方向下流側、言い換えるとシート状媒体搬送
方向下流側には、定着部１６側に拡開し、定着を行われ
定着ベルト２の回転に伴って搬送されて来たシート状媒
体を定着装置１本体外部に向けて案内する出口上ガイド
５４及び出口下ガイド５５が配設され、さらに出口上ガ
イド５４、出口下ガイド５５の、シート状媒体搬送方向
下流側には、出口上ガイド５４、出口下ガイド５５によ
り案内されてきたシート状媒体を定着装置１本体外部に
排出する排紙コロ５３が配設されている。

【００３６】定着ベルト２は、耐熱性の高いポリイミド
樹脂の厚さ１００μｍの基体の表層上に２００μｍのシ
リコンゴム製の離型層が形成されたものであり、熱容量
が小さく、熱応答性を良好にされている。基体はステン
レス製、ニッケル製等の金属製でも、ゴム製でもよく、
可撓性を考慮すると厚さは０．０５〜０．２ｍｍ程度で
あればよい。離型層は、シリコンゴムを用いる場合は厚
さ０．１〜０．２ｍｍ程度が望ましく、フッ素樹脂系を
用いる場合は厚さ１０〜５０μｍ程度が望ましい。

【００３７】また離型層はシリコンゴムの上にフッ素樹
脂系を重ねた構成でもよい。定着ベルト２は、ホットオ
フセットを生じない程度に瞬時に加熱される特性が望ま
れるが、他方では、定着領域において、トナーを十分に
溶かして定着させるのに必要な熱容量を有していなけれ
ばならない。定着ベルト２の上記材質及びその厚さはこ
の条件を満たすものである。

【００３８】定着ベルト２は、テンションローラによ
り、３ｋｇｆ／片側の張力を与えられている。この張力
は、テンションローラの配設位置を調整することにより
設定でき、１ｋｇｆ（９．８Ｎ）〜３ｋｇｆ（２９．４
Ｎ）の範囲で設定することが、良好な定着を行う上で好
ましい。上述のように、加熱ローラ３と加圧ローラ５と
は、それぞれ薄肉円筒状の芯金からなっている。よって
低熱容量化が図られ、加熱ローラ３の熱容量は２６ｃａ
ｌ／℃以下、加圧ローラ５の熱容量は３６ｃａｌ／℃以
下とされている。

【００３９】加熱ローラ３、加圧ローラ５を低熱容量と
することにより、定着ベルト２が回転してもその熱を奪
うことが少なく、定着に悪影響を与えることや立上り時
間が長引くことが防止されている。さらに連続定着等に
より温度が低下してもその回復までの時間が短縮され
る。ヒータ６、７は、加熱ローラ３及び加熱ローラ３を
介して定着ベルト２を加熱するものである。図２におい
て符号Ｓはシート状媒体、符号Ｔはトナー像を構成する
トナーを示している。

【００４０】図示を省略するが、ヒータ６及び７は電圧
印加手段としての電源に接続され、この電源により電圧
を印加されることで発熱する。電源とサーミスタ８、１
８とは制御手段を介して接続されている。そして、画像
形成装置２０の電源が投入された場合、あるいは画像形
成装置２０が待機状態から作動状態に移行した場合に
は、制御手段が電源に電圧を印加させ、ヒータ６、７に
よる加熱を開始する。

【００４１】このとき、制御手段は、定着ベルト２に当
接しているサーミスタ１８のみの検知信号に基づいて定
着ベルト２の温度を規定し、設定温度である１６０℃と
比較し、１６０℃を超える場合には電源によるヒータ
６、７への電圧印加を停止する。サーミスタ１８は定着
ベルト２の幅方向における端部の、シート状媒体の非通
過領域に位置するため、定着に影響を与えるシート状媒
体の通過領域の温度を直接検知することはないが、通過
領域と端部との温度差は略一定であることが分かってい
るため、サーミスタ１８による温度検知のみで定着が可
能となったか否かを判断できるものである。

【００４２】本実施例において外径５０ｍｍ、厚さ５ｍ
ｍとされている加熱ローラ５においては、ヒータ６、７
による加熱により、図４に示すように、回転部材たる定
着ベルト２の表面温度が、室温から、設定温度である１
６０℃に達するまでに約９０秒すなわち約１．５分かか
るが、この間に、定着ベルト２に非接触のサーミスタ８
の温度も室温から約１０℃上昇するため、安定して温度
検知ができるようになっている。

【００４３】そこで、上述のように設定温度である１６
０℃になるまで、すなわち図４におけるで示す時間の
範囲においては、サーミスタ１８のみの検知信号に基づ
いて定着ベルト２の温度を規定し、定着ベルト２の温度
が設定温度である１６０℃を超えた後、すなわち図４に
おけるで示す時間の範囲においては、サーミスタ８、
サーミスタ１８の検知信号に基づいて定着ベルト２の温
度を規定するようになっている。

【００４４】具体的には、制御手段は、シート状媒体が
通紙されている間は非接触のサーミスタ１８の検知信号
に基づいて定着ベルト２の温度を規定し、ヒータ６、７
への通電を制御する一方、シート状媒体が通紙されてい
ない間は接触したサーミスタ８の検知信号に基づいて定
着ベルト２の温度を規定し、ヒータ６、７への通電を制
御するとともに、シート状媒体が通紙される直前におけ
るサーミスタ８、１８の各々の検知信号に基づいて検知
される定着ベルト２の各温度の温度差が、規定値以内で
あるか否かによって、非接触のサーミスタ８の測定温度
の補正、加熱ローラ５の清掃・交換をする状態にあるこ
とを警報するかどうかを判断するようになっている。

【００４５】本実施例は以上の構成により、操作者によ
る所定の操作により、画像形成装置２０の電源が投入さ
れ、又は待機状態から動作状態に移行すると、制御手段
の制御によって所定の設定温度となって立上りが完了
し、画像形成及び定着が可能な状態となる。操作者が画
像形成を開始する周知の操作を行うと、感光体ドラム２
５Ｃの方向Ａへの回転にともない、感光体ドラム２５Ｃ
は帯電装置２７Ｃより帯電され、露光光２９Ｃにより原
稿画像に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が現
像装置２６Ｃにより現像され、感光体ドラム２５Ｃ上に
形成されたトナー像が転写装置２２上を矢印Ｂ方向に搬
送されるシート状媒体上に転写され、転写後に感光体ド
ラム２５Ｃ上に残留しているトナーがクリーニング装置
２８Ｃによって掻き取られて感光体２５がクリーニング
され、次の帯電に供される。

【００４６】シアンのトナーが転写されたシート状媒体
は、転写装置２２により矢印Ｂ方向に搬送されつつ、作
像装置２１Ｃにおける上述の作像工程と同様の作像工程
を行う作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫにより順次そ
れぞれイエロー、マゼンタ、ブラックのトナー像を適宜
転写され、画像形成に必要なすべてのトナー像を転写さ
れた後、転写装置２２から定着装置１に受け渡され、上
ガイド１２、下ガイド１５によって定着部１６に案内さ
れる。

【００４７】シート状媒体は定着ベルト２の移動により
搬送されつつ、定着部１６においてトナー像を構成して
いるトナーが加熱加圧されシート状媒体上に溶融定着さ
れる。ヒータ６、７による加熱で、定着ベルト２が回転
を開始しても定着に支障が出るほどの温度低下を生じる
ことがなく、また連続定着が行われる場合であっても、
定着を中断して再加熱を行う必要が生じることもないと
ともに、ホットオフセットが生じない程度に熱が供給さ
れ、光沢度等に関しても良好な定着が行われる。定着後
のシート状媒体は出口上ガイド５４、出口下ガイド５５
により案内され、排紙コロ５３により搬送されて画像形
成装置２０本体外の排紙トレイに排出される。

【００４８】定着にともなって、離型剤は、シート状媒
体に付着することにより消費されるが、定着ベルト２の
回転にともない、塗布ローラ４３が従動回転するため、
塗布ローラ４３上の離型剤が定着ベルト２に供給され
る。塗布ローラ４３に対しては、供給ローラ４１により
離型剤が供給されるが、供給ローラ４１上の離型剤は、
フェルト４５により供給された後、離型剤規制ブレード
４２により適当な層厚に均一に均されているので、塗布
ローラ４３には均一且つ適量の離型剤が供給される。し
たがって定着ベルト２にも均一且つ適量に良好に制御さ
れた離型剤が供給される。離型剤の供給は、定着ベルト
２に連れ回りするローラ状の塗布ローラ４３により行わ
れるため定着ベルト２の劣化も抑制されている。

【００４９】定着装置１において、接触型のサーミスタ
１８はシート状媒体の非通過領域において定着ベルト２
に当接しているため、定着ベルト２がある程度磨耗して
も定着性能に影響を与えることがなく、したがって定着
ベルト２が多少磨耗しても交換する必要がないからその
寿命に影響を与えることきわめて小さい。

【００５０】また接触型のサーミスタ１８は定着ベルト
２に当接していることから、加熱開始から速やかに定着
ベルト２によって昇温されるため、定着ベルト２の実際
の温度とサーミスタ１８の検知信号に基づく温度との差
が微小であり、したがって、加熱開始から温度制御が高
精度に行われる。さらに、非接触型のサーミスタ８によ
る制御が、サーミスタ８の検知信号によって規定される
温度を用いて制御を行うに十分な昇温がなされてから開
始されるので、安定した制御が行われる。

【００５１】以上本発明を適用した定着装置及び画像形
成装置について説明したが、接触型、非接触型のサーミ
スタを配設する回転部材は、定着ベルトに限らず、加熱
ローラ、定着ローラ、加圧ローラの何れであってもよい
し、これらのうちの複数を回転部材としてサーミスタを
配設してもよい。加熱手段としてのヒータは加熱ローラ
に限らず定着ローラ、加圧ローラに配設してもよい。回
転部材を上記のうちの何れとし、ヒータを何れに配設す
るにしても、当該回転部材はヒータにより直接・間接に
加熱されるため、ヒータにより加熱されることに変わり
はない。

【００５２】上述の例においては、加熱手段による加熱
開始から回転部材が所定の温度に達するまでは接触型の
温度検知手段のみの信号に基づいて回転部材の温度を規
定し、回転部材が所定の温度に達した後は接触型及び/
又は非接触型の温度検知手段の検知信号に基づいて回転
部材の温度を規定することで制御を行う場合を説明した
が、制御の態様はこれに限らず、以下のような態様で制
御を行うようにすることができる。

【００５３】すなわち、加熱手段による加熱開始から回
転部材が所定の温度に達した後の定着動作開始前におけ
る回転部材のプレ回転動作が終了するまでは接触型の温
度検知手段のみの検知信号に基づいて回転部材の温度を
規定し、回転部材のプレ回転動作が終了した後は接触型
の温度検知手段及び／又は非接触型の温度検知手段の検
知信号に基づいて回転部材の温度を規定することで制御
を行うようにしてもよい。

【００５４】このような制御を行うのは、たとえば、画
像形成装置２０を低温環境下で使用する場合を考慮した
ものである。すなわち、特に冬季のマイナス気温環境等
の低温環境下では、たとえばマイナス１０℃の気温下に
おいて画像形成装置２０を起動した場合、温度検知手段
の温度も当然マイナス１０℃となっているが、温度検知
手段はその特性上低温時には安定した温度検知を行うこ
とができず、少なくとも０℃以上とならないと特に安定
した検知ができないため、回転部材の実際の温度と温度
検知手段による検知温度にはズレが生じ、回転部材が昇
温しているにもかかわらずこれが検知されず、回転部材
の異常状態と誤検知され、画像形成装置２０を停止する
等の不具合を生じることがある。つまり通常のオフィス
環境下では発生しにくい低温環境における不具合を考慮
したものである。

【００５５】上記の例と異なる部分について具体的にこ
の制御の場合の例を説明する。この例では、定着装置１
は、定着動作開始前の立ち上がり完了の条件として、定
着ベルト２のプレ回転動作を行うようになっている。プ
レ回転動作は、定着装置１における定着ベルト２、加熱
ローラ３、定着ローラ４、加圧ローラ５の各構成の温度
を均一化して温度ムラを排し、定着を安定して行うため
のものである。これにより、定着装置１内において偏在
するヒータ６、７による熱量を十分に行き渡らせること
ができる。

【００５６】そして、制御手段は、ヒータ６、７による
加熱開始から接触型のサーミスタ１８のみの検知信号に
基づいて定着ベルト２の温度を規定し、定着ベルト２の
温度が設定温度である１８５℃に達した後、定着ベルト
２の回転を１５０秒間行なってプレ回転動作を行う。プ
レ回転動作終了後は、サーミスタ８、１８の検知信号に
基づいて定着ベルト２の温度を規定し、上述の例と同様
の制御を行う。このような制御を行うことにより、定着
ベルト２が設定温度に達した後プレ回転時においても非
接触型のサーミスタ８の昇温を行うことができ、昇温が
十分になされたサーミスタ８、１８の検知信号に基づい
て、安定した制御を行うことができる。

【００５７】また別の制御の態様として、次のように制
御を行うことができる。すなわち、加熱手段による加熱
開始から接触型の温度検知手段の検知信号に基づいて算
出された時間に達するまでは接触型の温度検知手段のみ
の検知信号に基づいて回転部材の温度を規定し、接触型
の温度検知手段の検知信号に基づいて算出された時間に
達した後は接触型の温度検知手段及び／又は非接触型の
温度検知手段の検知信号に基づいて回転部材の温度を規
定することで制御を行うようにしてもよい。

【００５８】具体的には、画像形成装置２０の電源が投
入され、又は待機状態から動作状態に移行し、加熱が開
始されたとき、制御手段は、接触型のサーミスタ１８の
みの検知信号に基づいて定着ベルト２の温度を規定し、
この温度をＴ℃としたとき、時間Ｘｓｅｃを Ｘ＝（１８０−Ｔ）／１．５ として算出し、この算出時間Ｘに達するまでは接触型の
サーミスタ１８のみの検知信号に基づいて定着ベルト２
の温度を規定し、達した後はサーミスタ８、１８の検知
信号に基づいて定着ベルト２の温度を規定し、上述の例
と同様の制御を行う。

【００５９】算出式は、上述の式に限られるものではな
く、非接触型のサーミスタ８の温度が安定した温度検知
を行うに十分な温度まで昇温する時間を算出するもので
あって、このような制御を行うことにより、昇温が十分
になされたサーミスタ８、１８の検知信号に基づいて、
安定した制御を行うことができる。なお、上述の式によ
れば、加熱開始時の温度が低いほど算出時間、すなわち
設定時間が長くなり、昇温時間を十分に取ることができ
るようになっている。算出は加熱開始時に一回だけ行う
ようにしてもよいし、所定時間間隔で行い、その度に設
定時間を更新するようにしてもよい。

【００６０】以上は本発明をベルト定着装置に適用した
場合を説明したが、本発明は、図５に示すような熱ロー
ラ対タイプの定着装置に適用することもできる。以下、
上述の例と同様の構成については同じ符号を付して詳し
い説明を省略し、異なる部分について主に説明する。こ
の定着装置は、トナー像を定着されるシート状媒体を加
熱するとともに搬送するための回転部材としての加熱ロ
ーラ５９と、この加熱ローラ５９に圧接される加圧ロー
ラ６０とを有している。サーミスタ８、１８は加熱ロー
ラ５９に対して配設され、加熱ローラ５９の内部にはヒ
ータ６、７が配設されている。

【００６１】この定着装置においては、画像形成装置２
０本体側から搬送されてくる、トナー像を担持したシー
ト状媒体を、加熱ローラ５９と加圧ローラ６０との間に
通し、加熱・加圧することでトナー像をシート状媒体上
に溶融し定着する。制御手段による制御は、上述したも
ののうちの何れかの態様により行われる。回転部材は、
加熱ローラに限らず、加圧ローラであってもよいし、両
ローラを回転部材としてもよい。

【００６２】以上種々の制御態様、定着装置の構成態様
等について説明したが、プレ回転はどの制御態様、どの
構成態様を採用する定着装置について行うようにしても
よいし、制御手段による制御態様のうち上述したものの
うちどれを採用するかは、環境温度、すなわちたとえば
加熱開始時に接触型の温度検知手段の検知信号によって
規定される回転部材の温度や、別の独立した温度検知手
段により検知される温度に応じて選択するようにしても
よい。本実施例の画像形成装置はカラー画像を形成する
ものであるが、単色の画像を形成するものであっても良
い。

【００６３】

【発明の効果】本発明は、加熱手段により加熱される回
転部材と、シート状媒体の通過領域に対応して上記回転
部材に非接触で配設される第１の温度検知手段と、シー
ト状媒体の非通過領域に対応して上記回転部材に接触し
て配設される第２の温度検知手段とを有する定着装置に
おいて、加熱手段による加熱開始から上記回転部材が所
定の温度に達するまでは第２の温度検知手段のみの検知
信号に基づいて上記回転部材の温度を規定し、上記回転
部材が所定の温度に達した後は第１の温度検知手段及び
／又は第２の温度検知手段の検知信号に基づいて上記回
転部材の温度を規定するので、非接触の温度検知手段の
検知信号に基づく回転部材の温度の規定を、同温度検知
手段の昇温が十分になされてから行うことができ、安定
した温度検知及びこれに基づく回転部材の温度制御等の
各種制御を行うことができるから、安定した良好な定着
を行うことができる定着装置を提供することができる。

【００６４】本発明は、加熱手段により加熱される回転
部材と、シート状媒体の通過領域に対応して上記回転部
材に非接触で配設される第１の温度検知手段と、シート
状媒体の非通過領域に対応して上記回転部材に接触して
配設される第２の温度検知手段とを有する定着装置にお
いて、加熱手段による加熱開始から上記回転部材が所定
の温度に達した後の定着動作開始前における上記回転部
材のプレ回転動作が終了するまでは第２の温度検知手段
のみの検知信号に基づいて上記回転部材の温度を規定
し、上記回転部材のプレ回転動作が終了した後は第１の
温度検知手段及び／又は第２の温度検知手段の検知信号
に基づいて上記回転部材の温度を規定するので、低温環
境下で使用される場合であっても、非接触の温度検知手
段の検知信号に基づく回転部材の温度の規定を、同温度
検知手段の昇温が十分になされてから行うことができ、
安定した温度検知及びこれに基づく回転部材の温度制御
等の各種制御を行うことができるから、より安定した良
好な定着を行うことができる定着装置を提供することが
できる。

【００６５】本発明は、加熱手段により加熱される回転
部材と、シート状媒体の通過領域に対応して上記回転部
材に非接触で配設される第１の温度検知手段と、シート
状媒体の非通過領域に対応して上記回転部材に接触して
配設される第２の温度検知手段とを有する定着装置にお
いて、加熱手段による加熱開始から第２の温度検知手段
の検知信号に基づいて算出された時間に達するまでは第
２の温度検知手段のみの検知信号に基づいて上記回転部
材の温度を規定し、第２の温度検知手段の検知信号に基
づいて算出された時間に達した後は第１の温度検知手段
及び／又は第２の温度検知手段の検知信号に基づいて上
記回転部材の温度を規定するので、使用される温度環境
に応じて、非接触の温度検知手段の検知信号に基づく回
転部材の温度の規定を、同温度検知手段の昇温が十分に
なされてから行うことができ、安定した温度検知及びこ
れに基づく回転部材の温度制御等の各種制御を行うこと
ができるから、より安定した良好な定着を行うことがで
きる定着装置を提供することができる。

【００６６】トナー像を定着されるシート状媒体を搬送
するための無端の定着ベルトと、定着ベルトを巻き掛け
られた加熱ローラ及び定着ローラと、定着ベルトを介し
て定着ローラに対向して配置される加圧ローラとを具備
し、回転部材が定着ベルト、加熱ローラ、定着ローラ、
加圧ローラのうちの少なくとも１つであることとすれ
ば、上述の各効果を奏するベルトタイプの定着装置であ
って、とくに、ベルトタイプの定着装置では温度検知手
段を定着ベルトに当接すると定着ベルトの経時劣化が進
みやすいという問題があったが、接触型の温度検知手段
を定着ベルトのシート状媒体の非通過領域に配設するこ
とで定着ベルトの定着性能の低下を防止し定着性能を良
好に維持できる定着装置を提供することができる。

【００６７】トナー像を定着されるシート状媒体を加熱
するとともに搬送するための加熱ローラと、この加熱ロ
ーラに圧接される加圧ローラとを具備し、回転部材が、
加熱ローラ、加圧ローラのうちの少なくとも１つである
こととすれば、上述の各効果を奏する熱ローラ対タイプ
の定着装置を提供することができる。

【００６８】本発明は、請求項１ないし５の何れか１つ
に記載の定着装置を有する画像形成装置にあるので、上
述の各効果を奏する定着装置を備え、定着開始から、及
び経時的にも良好な定着を行い、良好な画像形成を行う
ことができる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した定着装置及びこれを有する画
像形成装置の概略を示す側面図である。

【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装
置の側視図である。

【図３】図２に示した定着装置の要部、特に温度検知手
段の配設態様を説明するための正面図である。

【図４】回転部材たる定着ベルトの実際の温度と非接触
の温度検知手段の温度との相関及び非接触の温度検知手
段の温度と定着ベルトの温度を規定する温度検知手段と
の相関を説明するための相関図である。

【図５】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装
置の別の例を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 定着装置 ２ 回転部材としての定着ベルト ３ 加熱ローラ ４ 定着ローラ ５ 加圧ローラ ６ 加熱手段 ７ 加熱手段 ８ 非接触で配設される第１の温度検知手段 １８ 接触して配設される第２の温度検知手段 ２０ 画像形成装置 ５９ 回転部材としての加熱ローラ ６０ 加圧ローラ Ｓ シート状媒体 Ｔ トナー像 α シート状媒体の通過領域 β シート状媒体の非通過領域

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱手段により加熱される回転部材と、シ
   ート状媒体の通過領域に対応して上記回転部材に非接触
   で配設される第１の温度検知手段と、シート状媒体の非
   通過領域に対応して上記回転部材に接触して配設される
   第２の温度検知手段とを有する定着装置において、 加熱手段による加熱開始から上記回転部材が所定の温度
   に達するまでは第２の温度検知手段のみの検知信号に基
   づいて上記回転部材の温度を規定し、上記回転部材が所
   定の温度に達した後は第１の温度検知手段及び／又は第
   ２の温度検知手段の検知信号に基づいて上記回転部材の
   温度を規定することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】加熱手段により加熱される回転部材と、シ
   ート状媒体の通過領域に対応して上記回転部材に非接触
   で配設される第１の温度検知手段と、シート状媒体の非
   通過領域に対応して上記回転部材に接触して配設される
   第２の温度検知手段とを有する定着装置において、 加熱手段による加熱開始から上記回転部材が所定の温度
   に達した後の定着動作開始前における上記回転部材のプ
   レ回転動作が終了するまでは第２の温度検知手段のみの
   検知信号に基づいて上記回転部材の温度を規定し、上記
   回転部材のプレ回転動作が終了した後は第１の温度検知
   手段及び／又は第２の温度検知手段の検知信号に基づい
   て上記回転部材の温度を規定することを特徴とする定着
   装置。
3. 【請求項３】加熱手段により加熱される回転部材と、シ
   ート状媒体の通過領域に対応して上記回転部材に非接触
   で配設される第１の温度検知手段と、シート状媒体の非
   通過領域に対応して上記回転部材に接触して配設される
   第２の温度検知手段とを有する定着装置において、 加熱手段による加熱開始から第２の温度検知手段の検知
   信号に基づいて算出された時間に達するまでは第２の温
   度検知手段のみの検知信号に基づいて上記回転部材の温
   度を規定し、第２の温度検知手段の検知信号に基づいて
   算出された時間に達した後は第１の温度検知手段及び／
   又は第２の温度検知手段の検知信号に基づいて上記回転
   部材の温度を規定することを特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３の何れか１つに記載の定
   着装置において、トナー像を定着されるシート状媒体を
   搬送するための無端の定着ベルトと、上記定着ベルトを
   巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラと、上記定着
   ベルトを介して上記定着ローラに対向して配置される加
   圧ローラとを具備し、上記回転部材が、上記定着ベル
   ト、上記加熱ローラ、上記定着ローラ、上記加圧ローラ
   のうちの少なくとも１つであることを特徴とする定着装
   置。
5. 【請求項５】請求項１ないし３の何れか１つに記載の定
   着装置において、トナー像を定着されるシート状媒体を
   加熱するとともに搬送するための加熱ローラと、この加
   熱ローラに圧接される加圧ローラとを具備し、上記回転
   部材が、上記加熱ローラ、上記加圧ローラのうちの少な
   くとも１つであることを特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】請求項１ないし５の何れか１つに記載の定
   着装置を有する画像形成装置。