JP2005189268A - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質を向上させる定着装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム（像担持体）で転写されて搬送されてきた用紙（記録媒体）Ｐ上のトナー画像を加熱する加熱ローラ６０と、加圧ローラ７０と、その加圧ローラ７０に対向して配置された定着ローラ５０と、その定着ローラ５０に当接して配置されたクリーニング部材８０と、定着ローラ５０と加熱ローラ６０との間に掛け回された定着ベルト４０とを備え、その定着ベルト４０を挟んで対向した加圧ローラ７０と定着ローラ５０との間にニップ部Ｎを形成する定着装置１の、加熱ローラ６０、加圧ローラ７０、定着ローラ５０にそれぞれヒータ（発熱源）５５，６５，６６，７５を適宜発熱可能として内蔵するとともに、定着ローラ５０の外周部に第１温度センサ（温度検知手段）５３を配設し、その第１温度センサ５３によって検知した温度データに基づいてヒータの発熱量を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、像担持体で転写されて搬送されてきた記録媒体上のトナー画像を加熱する加熱ローラと、その加熱ローラによって加熱されたトナー画像をニップ部にて押圧する加圧ローラと、加熱ローラ側に配置されたクリーニング部材を備えた定着装置およびその定着装置を備えた、複写機、ファクシミリ、プリンタ及びそれらの複合機などの画像形成装置に関する。

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。

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、用紙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。

かかるベルト定着装置においては、定着時においてシート状媒体上にトナー像を定着するための熱量を与えるため、加熱ローラと加圧ローラとにヒータを配設したものが従来知られている。

しかし、かかるベルト定着装置においては、加圧ローラにヒータを配設しているものの、定着ローラは加圧ローラとの間にニップを形成するために、一般に熱容量の大きいシリコンゴム等の素材により構成されているから、加圧ローラのヒータにより定着ローラを昇温させることは難しい。したがって定着時に定着ベルトを回転させた際、加熱ローラで暖められた定着ベルトの部分が、温度の低い定着ローラに当接すると、定着ローラにより吸熱され温度が急激に下がり、定着に要する熱量が不十分となって定着不良が生じるという問題がある。

この問題は、画像形成装置への電源投入後の立ち上がり時や前回の画像形成から時間が経過して定着ローラ、定着ベルトの温度が低下した場合に顕著である。この問題を解決すべく、定着ベルトを、定着開始前に予め予備回転させる、いわゆるプレ回転を長時間行い、定着ローラを十分に昇温してから定着を開始することも考えられる。しかし、これでは定着開始までに時間がかかりすぎ、画像形成時間を短縮することを重要視する近年の傾向に反する。

また、画像形成時間を短縮するため、シート状媒体の搬送速度を高めることが行われており、特に、カラー画像形成を行う画像形成装置においては、カラーのトナー像を形成することに時間がかかるため、シート状媒体の搬送速度を高めることは重要である。そこでカラー画像形成装置に備えられたベルト定着装置においては、定着ベルトの搬送速度を大きくすることが重要になってきている。しかし、定着ベルトの搬送速度を大きくすると、シート状媒体がニップ部に位置する時間が短くなる。したがって、シート状媒体の搬送速度を高める場合においては、さらに、定着に要する熱量を与えることが困難となり、定着不良が生じるうえ、カラー画像形成において望まれる高く且つ安定した光沢度を得ることができないという問題がある。

これに対する１つの技術として、低温の定着ローラに当接することに起因する定着ベルトの温度低下を防止するベルト定着装置及びこの定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的として、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加熱ローラ、およびそれらの内部にそれぞれ具備したヒータと、ヒータに電圧を印加する電圧印加手段とを備えた定着装置及びそれを備えた画像形成装置が開示されている（例えば特許文献１）。

特開２００２−４９２６７号公報

加えて、近年、重合トナーを使用してそのトナー形状による画質向上を図っている。その重合トナーの定着開始温度を下げるような材料にすると、定着装置内において通常の使用温度では、定着クリーニング部材に蓄積されたトナーが溶け出す可能性があり、溶け出したトナーが用紙に再転写されて、異常画像が発生するという問題がある。
そこでこの発明の目的は、画質を向上させる定着装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、像担持体で転写されて搬送されてきた記録媒体上のトナー画像を加熱する加熱ローラと、
加圧ローラと、
該加圧ローラに対向して配置された表層に低熱伝導層を有する定着ローラと、
該定着ローラに当接して配置されたクリーニング部材とを備え、
前記加熱ローラ、前記加圧ローラ、前記定着ローラにはそれぞれ発熱源を適宜発熱可能に内蔵し、
前記定着ローラと前記加熱ローラとの間に定着ベルトを掛け回し、
該定着ベルトを挟んで対向した前記加圧ローラと前記定着ローラとの間に前記ニップ部を形成して、該ニップ部に前記記録媒体を通し、該記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置において、
前記定着ローラの外縁に前記定着ベルトの表面温度を検知する温度検知手段を配設し、前記記録媒体の画像定着時に該温度検知手段によって検知した温度データに基づいて前記各発熱源の発熱量を制御する制御手段を備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、定着ローラの外縁に定着ベルトの表面温度を検知する温度検知手段を配設し、記録媒体の画像定着時にその温度検知手段によって検知した温度データに基づいて各発熱源の発熱量を制御する制御手段を備えるので、温度検知手段によって、トナーを溶かすことなくクリーニング部材で回収する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記発熱源が発光し、その有効発光長が最大通紙可能用紙幅より短いことを特徴とする。

請求項２の発明によれば、発熱源が発光し、その有効発光長が最大通紙可能用紙幅より短いので、定着ベルトの端部まで加熱することがない。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の定着装置において、前記発熱源の配光分布は、最大通紙可能用紙幅内の前記記録媒体幅方向の中央部を密、両端部を疎とすることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、発熱源の配光分布は、最大通紙可能用紙幅内の前記記録媒体幅方向の中央部を密、両端部を疎とするので、より一層、定着ベルトの端部まで加熱することがない。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置において、前記記録媒体の画像定着時に、前記温度検知手段により前記定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以上に上昇した時には前記加熱ローラの発熱源の発熱量を低下させるとともに、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの発熱源の発熱量を上昇させることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、記録媒体の画像定着時に、温度検知手段により定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以上に上昇した時には加熱ローラの発熱源の発熱量を低下させるとともに、定着ローラまたは加圧ローラの発熱源の発熱量を上昇させるので、表面に低熱伝導性部材を設けた定着ローラまたは加圧ローラは、加熱ローラに比べて熱容量が大きく、ローラ自体が温まりにくい反面、冷えにくく、定着ベルトの端部の温度低下もゆっくりと進行する。したがって、通紙時のクリーニング部材の温度上昇が抑えられ、トナーの溶け出しを防止可能とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の定着装置において、前記加熱ローラの発熱源の最大発熱量よりも前記定着ローラの発熱源の最大発熱量の方が小さいことを特徴とする。

請求項５の発明によれば、前記加熱ローラの発熱源の最大発熱量よりも前記定着ローラの発熱源の最大発熱量の方が小さいので、加熱ローラの発熱源の発熱量を低下させるとともに、定着ローラの発熱源の発熱量を上昇させるとき、加熱ローラの熱低下速度に比べて、定着ローラの熱上昇速度が遅いので、徐々に定着ベルトの端部の温度が低下する。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５の定着装置において、前記記録媒体の画像定着時に、前記温度検知手段により前記定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以下に低下した時には前記加熱ローラの発熱源の発熱量を上昇させるとともに、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの発熱源の発熱量を低下させることを特徴とする。

請求項６の発明によれば、記録媒体の画像定着時に、前記温度検知手段により前記定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以下に低下した時には前記加熱ローラの発熱源の発熱量を上昇させるとともに、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの発熱源の発熱量を低下させるので、通紙時の定着ベルトの温度を一定に保つことが可能となる。したがって、通紙時のクリーニング部材の温度上昇が抑えられ、トナーの溶け出しを一層防止可能とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか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である。

請求項１に記載の発明によれば、定着ローラの外縁に定着ベルトの表面温度を検知する温度検知手段を配設し、記録媒体の画像定着時にその温度検知手段によって検知した温度データに基づいて各発熱源の発熱量を制御する制御手段を備えるので、温度検知手段によって、トナーを溶かすことなくクリーニング部材で回収することができ、画質を向上させる定着装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、その有効発光長が最大通紙可能用紙幅より短いので、定着ベルトの端部まで加熱することがなく、発光分布から定着ベルト端部の発熱量が低くなり、通紙時に定着ローラの加熱源がメインで発熱すると定着ベルトの端部の温度が下がる。したがって、通紙時のクリーニング部材の温度上昇が押さえられてトナーの溶け出しを防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、発熱源の配光分布は、最大通紙可能用紙幅内の前記記録媒体幅方向の中央部を密、両端部を疎とするので、より一層、定着ベルトの端部まで加熱することを防止できる。また、定着ローラの発熱源の配光分布は中央より端部が低くなっているため、通紙時に定着ローラの発熱源がメインで加熱すると定着ベルト端部の温度が下がり、通紙時のクリーニング部材の温度上昇が押さえられて、より一層、トナーの溶け出しを防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、記録媒体の画像定着時に、温度検知手段により定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以上に上昇した時には加熱ローラの発熱源の発熱量を低下させるとともに、定着ローラまたは加圧ローラの発熱源の発熱量を上昇させるので、表面に低熱伝導性部材を設けた定着ローラまたは加圧ローラは、加熱ローラに比べて熱容量が大きく、ローラ自体が温まりにくい反面、冷えにくく、定着ベルトの端部の温度低下もゆっくりと進行する。したがって、通紙時のクリーニング部材の温度上昇が抑えられ、トナーの溶け出しを防止することができる。

また、通常使用する加熱ローラの発熱源の発熱量より、定着ローラの発熱源の発熱量が小さいので、定着ローラの発熱源の発熱量がメインで発熱すると、定着ローラ表面の低熱伝導性部材により、記録媒体処理時の温度がゆっくりと低下し、定着ベルトの端部の温度も低下が早まる。それにより、記録媒体処理時のクリーニング部材の温度上昇が抑制され、トナーの溶け出しを防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、前記加熱ローラの発熱源の最大発熱量よりも前記定着ローラの発熱源の最大発熱量の方が小さいので、加熱ローラの発熱源の発熱量を低下させるとともに、定着ローラの発熱源の発熱量を上昇させるとき、加熱ローラの熱低下速度に比べて、定着ローラの熱上昇速度が遅いので、徐々に定着ベルトの端部の温度が低下し、クリーニング部材からのトナーの溶け出しを防止することができる。したがって、より画質を向上させる定着装置を提供することができる。

請求項６に記載の発明によれば、記録媒体の画像定着時に、前記温度検知手段により前記定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以下に低下した時には前記加熱ローラの発熱源の発熱量を上昇させるとともに、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの発熱源の発熱量を低下させるので、通紙時の定着ベルトの温度を一定に保つことが可能となる。したがって、通紙時のクリーニング部材の温度上昇が抑えられ、トナーの溶け出しを一層防止することができ、より一層画質を向上させる定着装置を提供することができる。

請求項７に記載の発明によれば、上記それぞれの効果を奏する定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

図１に本発明を適用した定着装置を有する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／ｍ２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。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。

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２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと、作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、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６２、６３を有する転写装置２２とを有している。

画像形成装置２０には、さらに転写装置２２におけるベルト６１と各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、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、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用紙（記録媒体）Ｐ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。

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用紙Ｐ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用紙Ｐ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。

各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫ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２１Ｃの構成を各作像像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫ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２５Ｃ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。

図２には、図１に示した定着装置の詳細図を示す。定着装置１は、定着ローラ５０の内部に発熱源(以下ヒータとする)５５を持ち、表層はフッ素樹脂で被われた耐熱多孔質のシリコーンゴム５０ａで被覆されており、加熱ローラ６０はその内部にヒータ６５，６６を持つ金属パイプで形成されている。この２つのローラ間に金属フィルム(例えば、Ｎｉ、ＳＵＳ等)や樹脂フィルム(例えばＰＩ、ＰＡＩ)基材上にシリコーンゴムがあり、表層にフッ素樹脂を備えた定着ベルト４０が掛けられる。
なお、定着ローラ５０の表層はフッ素樹脂に限定されず、フロロシリコン、テフロン（登録商標）、ラテックス等であってもよい。

定着装置１は、感光体ドラム２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５ＢＫで転写されて搬送されてきた用紙Ｐ上のトナー画像を加熱する加熱ローラ６０と、加圧ローラ７０と、その加圧ローラ７０に対向して配置された表層にフッ素樹脂で被われた耐熱多孔質のシリコーンゴム５０ａ（低熱伝導層）を有する定着ローラ５０と、その定着ローラ５０に当接して配置されたクリーニング部材８０と、定着ローラ５０と加熱ローラ６０との間に掛け回された定着ベルト４０とを備え、その定着ベルト４０を挟んで対向した加圧ローラ７０と定着ローラ５０との間にニップ部Ｎを形成して、そのニップ部Ｎに用紙Ｐを通し、その用紙Ｐ上のトナー画像を定着させる。

加熱ローラ６０、加圧ローラ７０、定着ローラ５０にそれぞれヒータ（発熱源）６５，６６，７５，５５を適宜発熱可能として内蔵するとともに、定着ローラ５０の外縁に定着ベルト４０の表面温度を検知する第１温度センサ（温度検知手段）５３を、加熱ローラ６０の外縁には第２温度センサ６３を、加圧ローラ７０の外縁には第３温度センサ７３をそれぞれ配設し、用紙Ｐの画像定着時にそれらの温度センサ５３，６３，７３によって検知した温度データに基づいて不図示の制御手段がヒータ５５，６５，６６，７５の発熱量を制御する。

そして、定着ローラ５０により定着ベルト４０は駆動回転されている。また、定着ベルト４０を挟んで定着ローラ５０と圧接回転する加圧ローラ７０は定着ローラ５０と同様に、その内部にヒータ７５を持ち、表層にフッ素樹脂を設けたゴム７０ａが被覆されている。それぞれのローラ内にあるヒータ５５，６５，６６，７５は定着ローラ５０、加熱ローラ６０上にある定着ベルト４０や加圧ローラ７０の温度を第１温度センサ５３、第２温度センサ６３、第３温度センサ７３で検知してヒータ５５，６５，６６，７５の発熱量を制御している。

温度センサ５３は複数個あり、定着ベルト４０の中央部と端部の温度を検知している。トナー画像を転写された用紙（記録媒体）は、定着ローラ５０と加圧ローラ７０のシリコーンゴム５０ａ，７０ａの変形による圧接する部分、ニップ部Ｎで定着ローラ５０や加熱ローラ６０により暖められた定着ベルト４０により熱と圧力を得て、トナー画像を用紙に定着させる。そして、定着ベルト４０上に残ったトナーは、定着ベルト４０上に当接したクリーニング部材８０によりトナーをクリーニングしながら蓄積している。

なお、この例では、定着開始温度が低い重合トナーを使用する定着装置とする。
但し、定着ローラ５０、加圧ローラ７０のどちらかにヒータ５５または、ヒータ７５がなくても良い。
用紙Ｐに定着する熱を与える定着ベルト４０はその熱のほとんどが用紙に奪われる。
それは、接触している物の方が伝熱し易く、かつ用紙Ｐの他に定着ベルト４０に接触している。シリコーンゴム５０ａは熱伝導性が低いためである。そして、シリコーンゴム５０ａ，７０ａの熱伝導性の低さは、定着ローラ５０のヒータ５５や加圧ローラ７０のヒータ７５の熱を定着ベルト４０に素早く伝達できない現象をもたらす。

従って、連続的に用紙Ｐに画像定着を行う場合、その初期には表層にシリコーンゴム５０ａ，７０ａを有していない熱伝導性の良い金属パイプである加熱ローラ６０内にあるヒータ６５，６６でなければ、急激な用紙通過による定着ベルト４０の温度低下に対して、定着ベルト４０の温度維持ができない。よって、通常の１枚出力時の画像定着では定着装置１で使用できる電力を加熱ローラ６０内のヒータ６５，６６のみで使用するのがもっとも効率的であり、通常時は上記各ヒータの制御を行っている。

また、クリーニング部材８０はある温度以上（例えば２００℃）を超えると蓄積していたクリーニング後のトナーが溶け出して、定着ベルト４０を伝って、用紙に再転写されてしまう。そこで、通紙時の定着ベルト４０には第１温度センサ５３，第２温度センサ６３，第３温度センサ７３が取り付けられており、用紙により熱を奪われると、ヒータ６５，６６を加熱することによりその熱を補うようにして設定温度を保つようにしているため、定着ベルト４０の側部は用紙による熱が奪われない部分又は、その部分に接している部分のため、連続通紙中は温度が上昇する。それを続けると、クリーニング部材８０の温度が部分的に溶け出し温度以上になり、トナーが溶け出してしまう。

そこで、本発明では、用紙に画像を定着するとき、ある一定温度（例えば２００℃）に近づいたことを定着ベルト４０の側部にある温度センサ５３にて検知したら、加熱ローラ６０内にあるヒータ６５，６６の発熱量を下げて、表面にシリコーンゴム５０ａ，７０ａが被覆している定着ローラ５０又は加圧ローラ７０の少なくともどちらか一方のヒータ５５、またはヒータ７５の加熱量を上げる。なお、以下では定着ローラ５０について説明するが、加圧ローラ７０でも効果は同じである。すなわち、用紙Ｐの画像定着時に、第１温度センサ５３により定着ベルト４０の側部の表面温度を検知し、所定の温度以上に上昇した時には加熱ローラ６０のヒータ６５，６６の発熱量を低下させるとともに、定着ローラ５０または加圧ローラ７０のヒータ７５の発熱量を上昇させる。

定着ローラ５０はシリコーンゴム５０ａのために低熱伝導性材料であり１枚目の用紙Ｐの定着処理の初期には温まっておらず徐々に温まる。そして、定着ローラ５０とシリコーンゴム５０ａとの熱容量が大きいため熱を蓄積するので、用紙Ｐに熱を奪われても温度が低下し難い。また、熱伝導性が悪いため、定着ベルト４０中央部より側部の方が定着ベルト４０の表面温度が低い。したがって、図３に示すように、定着ベルト４０の端部の温度がヒータ６５の加熱量が少なくなったことにより、定着ベルト４０の中央部分よりも下がる。そのため、クリーニング部材８０の温度上昇も押さえられ、トナーの溶け出しを防止できる。

また、図４に示すように定着ローラ５０のヒータ５５の有効発光長は最大通紙可能用紙幅より短くなっているため、発光分布で見ると端部の発熱量が低くなっている。そのため、通紙時にヒータ５５がメインで点灯すると端部の温度が下がってくる。それにより、通紙時のクリーニング部材８０の温度上昇は押さえられ、トナーの溶け出しを防止できる。
すなわち、ヒータ５５が発光し、その有効発光長が最大通紙可能用紙幅より短いことを特徴としている。

さらに、図５に示すように、定着ローラ５０のヒータ５５の配光分布は中央より両側部が低くなっている。そのため、通紙時にヒータ５５がメインで発熱すると定着ベルト４０の端部の温度が下がってくる。したがって、通紙時のクリーニング部材８０の温度上昇は抑えられて、トナーの溶け出しを防止することができる。
すなわち、ヒータ５５の配光分布は、最大通紙可能用紙幅内の用紙Ｐ幅方向の中央部を密、両側部を疎とする。

加えて、図６に示すように、通常使用するヒータ６５の加熱量（ヒータ５５，６５が電球などで構成されているときはその仕事量（Ｗ））よりも、ヒータ５５の加熱量を大きくする。すると、ヒータ５５をメインにして加熱すると定着ローラ５０表面のシリコーンゴム５０ａが低熱伝導性であるため、通紙時の温度がゆっくりと低下する。したがって、定着ベルト４０の端部の温度も低下が早まる。それにより、通紙時のクリーニング部材８０の温度上昇は抑えられ、トナーの溶け出しを防止することができる。

すなわち、加熱ローラ６０のヒータ６５，６６の最大発熱量よりも定着ローラ５０のヒータ５５の最大発熱量の方が小さい。

そして、図７に示すように、通常Ａ４／ＬＴサイズ横で使用するヒータ６５を内蔵する加熱ローラ６０より、短いサイズ用紙の通紙時に切り替えるヒータ５５を内蔵する定着ローラ５０の熱容量は小さい。従って、ヒータ５５をメインにして加熱すると、熱容量差によって定着ローラ５０の温度低下よりも加熱ローラ６０の温度低下の方が早く、加熱ローラ６０の端部も温度が下がる。それにより、通紙時のクリーニング部材８０の温度上昇は押さえられ、トナーの溶け出しを防止することができる。

さらに図８では、ヒータ５５をメインにして加熱すると熱容量差により定着ローラ５０の温度低下より加熱ローラ６０の温度低下が早いので加熱ローラ６０の端部も温度が下がる。そして、再びヒータ６５をメインにして加熱することにより、通紙時の熱伝導性が向上するので安定した用紙Ｐの定着が行われ、信頼性が向上する。

すなわち、記録媒体の画像定着時に、前記温度検知手段により前記定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以下に低下した時には前記加熱ローラの発熱源の発熱量を上昇させるとともに、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの発熱源の発熱量を低下させる。

なお、定着ベルト４０に適当な所定の張力を与えるため、定着ベルト４０の外周面に、テンションローラを弾性的に当接させてもよい。

また、上記ハロゲンのヒータ５５，６５，６６，７５に代えて、ＩＨ過熱源を用いてもよい。加えて、ハロゲンのヒータ５５，６５，６６，７５やＩＨ過熱源に供給する電力は、商用電力のみならず、補助電源を設けてその補助電源から電力供給することもできる。この補助電源としては、特開２０００−１７４９８８号公報に開示されているような電気二重層コンデンサ（電気化学キャパシタ）を利用することが望ましい。

さらに、上記加熱ローラ６０に変えて、特開平１１−２３２３０７号公報、特開２００１−６６９３３号公報に記載されているような無端帯状部材を用いてもよい。
加えて、上述の実施形態ではトナーを用いて画像形成を行ったが、この発明はトナーとキャリアによる２成分系などあらゆる現像剤に適用しうる。

本発明を適用した定着装置を有する画像形成装置の概略図である。 図１の定着装置の要部拡大図である。 加熱ローラのヒータから定着ローラのヒータへ切替えた時の温度変化の様子を示した図である。 最大通紙可能用紙幅と有効発光長の関係を示した図である。 最大通紙可能用紙幅に対する配光分布を示した図である。 加熱ローラのヒータから定着ローラのヒータへ切替えた時の温度変化の様子を示した別の図である。 定着ローラの熱容量の大小によって定着性が変化する様子を示した図である。 加熱ローラのヒータから定着ローラのヒータへ切替えた時の温度変化の様子を示した別の図である。

符号の説明

１ 定着装置
２０ 画像形成装置
２１Ｃ，２１Ｙ，２１Ｍ．２１ＢＫ 作像装置
２２ 転写装置
２４ 給紙カセット
２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５ＢＫ 感光体ドラム（像担持体）
２６Ｃ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６ＢＫ 現像装置
２７Ｃ，２７Ｙ，２７Ｍ，２７ＢＫ 帯電装置
２８Ｃ，２８Ｙ，２８Ｍ，２８ＢＫ クリーニング装置
２９Ｃ，２９Ｙ，２９Ｍ，２９ＢＫ 露光
３０ レジストローラ
４０ 定着ベルト
５０ 定着ローラ
５０ａ，７０ａ シリコーンゴム（低導電性部材）
５３ 第１温度センサ（温度検知手段）
５５，６５，６６，７５ ヒータ（発熱源）
５８ 給紙ローラ
６０ 加熱ローラ
６１ ベルト
６２ａ，６２ｂ
６３ 第２温度センサ
７０ 加圧ローラ
７３ 第３温度センサ
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (7)

1. 像担持体で転写されて搬送されてきた記録媒体上のトナー画像を加熱する加熱ローラと、
   加圧ローラと、
   該加圧ローラに対向して配置された表層に低熱伝導層を有する定着ローラと、
   該定着ローラに当接して配置されたクリーニング部材とを備え、
   前記加熱ローラ、前記加圧ローラ、前記定着ローラにはそれぞれ発熱源を適宜発熱可能に内蔵し、
   前記定着ローラと前記加熱ローラとの間に定着ベルトを掛け回し、
   該定着ベルトを挟んで対向した前記加圧ローラと前記定着ローラとの間に前記ニップ部を形成して、該ニップ部に前記記録媒体を通し、該記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置において、
   前記定着ローラの外縁に前記定着ベルトの表面温度を検知する温度検知手段を配設し、前記記録媒体の画像定着時に該温度検知手段によって検知した温度データに基づいて前記各発熱源の発熱量を制御する制御手段を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記発熱源が発光し、その有効発光長が最大通紙可能用紙幅より短いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記発熱源の配光分布は、最大通紙可能用紙幅内の前記記録媒体幅方向の中央部を密、両側部を疎とすることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記記録媒体の画像定着時に、前記温度検知手段により前記定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以上に上昇した時には前記加熱ローラの発熱源の発熱量を低下させるとともに、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの発熱源の発熱量を上昇させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記加熱ローラの発熱源の最大発熱量よりも前記定着ローラの発熱源の最大発熱量の方が小さいことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記記録媒体の画像定着時に、前記温度検知手段により前記定着ベルトの側部の表面温度を検知し、所定の温度以下に低下した時には前記加熱ローラの発熱源の発熱量を上昇させるとともに、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの発熱源の発熱量を低下させることを特徴とする請求項４または５の定着装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか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。
   
   

Images