JP2006243032A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性とともに耐久性の高い定着装置を提供する。
【解決手段】 互いに対向配置されてニップ部３１を形成する一対の回転体３２，３３を有し、未定着のトナー画像Ｔが転写された用紙１１を、ニップ部３１内を通過させることにより未定着のトナー画像を用紙１１に定着させる定着装置３０では、一方の回転体３２を用紙の画像面側に、他方の回転体３３を用紙の非画像面側にそれぞれ配置し、画像面側の回転体３２の温度を非接触状態で検出する第１の温度検出手段５０と、非画像側の回転体３３の温度を接触した状態で検出する第２の温度検出手段５１とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を使用して画像形成を行う画像形成装置、及びこの画像形成装置に用いる定着装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、用紙やシート状フィルムにトナー画像を転写し、この未定着のトナー画像が転写された記録材を定着装置へ搬送し、トナー画像を加熱溶融して記録材に定着している。

定着装置には、互いに対向配置されてニップ部を形成するローラ対の間に記録材を通過させて未定着トナーを定着させるローラ定着方式と、複数の回転体に張架された定着ベルトと、この定着ベルトを挟んで回転体の１つと圧接する加圧回転体とを備え、定着ベルトと加圧回転体で形成されるニップ部に記録材を通過させることにより、未定着トナーを定着させるベルト定着方式とがある。

ベルト定着方式の定着装置としては、特許文献１〜特許文献４が挙げられる。特許文献１には、加熱ローラと定着ローラに張架された定着ベルトに外側から張力を与えるテンション部材が配置され、定着ローラに対向して相対変位可能な加圧ローラが当接するとともに、非接触式の温度センサでベルト表面温度を検出する構成が記載されている。

特許文献２には、加熱ローラと定着ローラに張架された定着ベルトと、この定着ローラに対向して当接する加圧ローラと、加圧ローラに当接して、その温度を検出する接触型の温度検出手段と、定着ベルトに非接触状態で配置され、ベルト表面から記録材を分離する分離部材とを有し、定着ベルト表面に記録材が巻き付く事を防止する定着装置が記載されている。

特許文献３には、加熱ローラと定着ローラに張架された定着ベルトと、この定着ローラに対向して当接する加圧ローラと、定着ベルトの内側に配置された２本のテンションローラとを有する定着装置が記載されている。

特許文献４には、加熱ローラと定着ローラに張架された定着ベルトと、この定着ローラに対向して当接する加圧ローラと、加圧ローラ表面に、接触するクリーニング手段と接触型の温度検出手段とが配設定着装置が記載されている。

特許文献５には、サーミスタテープ表面に堆積したトナーの塊を、定着ローラ又は加圧ローラ長手方向と同位置に配置したクリーニングローラ部材で回収すると共に、クリーニングローラ部材の離型性が定着ローラ及び加圧ローラ表面より劣る定着装置が記載されている。

特開２００３−０９１２０３ 特開２００３−３３０３０９ 特開２００４−００４７４６ 特開２０００−０８１８０５ 特開２００１−２２８７３８

従来、定着装置において、ニップ部を形成する一対の回転体としては画像面側に位置する定着ローラと加圧ローラが主流であり、定着ローラには離型層を被服した定着ベルトのタイプがある。いずれも定着側と加圧側のローラのどちらか一方が固定されており、他方が必要なニップ部を形成するために移動可能になっている。

また、近年対象物の表面温度を非接触で検出する温度検出部材が検討されており、定着温度が定着性や記録材の分離性に影響を与える定着装置の分野でも、特許文献１に記載されているように、すでに利用されている。

しかしながら、温度検出手段を使用するためには、移動可能な回転体に対する配置を含め、これをどのように設定、配置するかが課題となっている。特に、非接触式の温度検出手段の場合、汚れ等によって誤検出することがあるので、如何に誤検出を防止するかが技術的課題とされている。また、定着装置においては、特許文献２〜５に記載されているように、温度検出手段以外にも分離部材、クリーニング部材、テンションローラ等の部材を備えているものが多く、これら部材の配置により耐久性が大きく異なってくる。

本発明は、信頼性とともに耐久性の高い定着装置および画像形成装置を提供することを、その目的としている。

上記目的を達成するため、本発明にかかる、互いに対向配置されてニップ部を形成する一対の回転体を有し、未定着のトナー画像が転写された記録材を、ニップ部内を通過させることにより未定着のトナー画像を記録材に定着させる定着装置では、一対の回転体が記録材の画像面側と非画像面側とにそれぞれ配置され、画像面側の回転体の温度を、この回転体と非接触状態で検出する第１の温度検出手段と、非画像側の回転体の温度を、この非画像側の回転体と接触した状態で検出する第２の温度検出手段とを有することを特徴としている。

本発明にかかる定着装置において、画像面側の回転体は、その回転中心位置が固定状態となるように装置本体に支持され、非画像側の回転体は画像面側の回転体に対して相対変位するように装置本体に設けられていることを特徴としている。

本発明にかかる定着装置において、画像面側の回転体は、その回転中心位置が固定された加熱ローラを含む複数のローラ間に巻きかけられた定着ベルトであり、第１の温度検出手段は、加熱ローラに巻き掛けられた定着ベルトの表面温度を検出する位置に配設されていることを特徴としている。

本発明にかかる定着装置において、複数のローラ間に巻きかけられた定着ベルトの内側には、定着ベルトに張力を与える少なくとも１つのベルト張架部材が配設されていることを特徴としている。

本発明にかかる定着装置において、少なくとも画像面側の回転体の近傍に同回転体と非接触状態に配置され、ニップ部を通過した記録材を、画像側の回転体から分離する分離部材を有することを特徴としている。本発明にかかる定着装置において、非画像面側の回転体と当接するクリーニング部材を有することを特徴としている。

本発明にかかる定着装置において、クリーニング部材が、第２の温度検出手段よりも、非画像側の回転体の回転方向に対して上流側に配設されていることを特徴としている。

本発明にかかる定着装置において、クリーニング部材のトナー剥離性をα、クリーニング部材のクリーニング対象となる回転体の表面のトナー雛型性をβ、第２の温度検出手段における回転体との接触部のトナー雛型性をγとしたとき、α＜β≦γの関係であることを特徴としている。

本発明にかかる定着装置において、画像面側の回転体表面のトナー雛形性をＡ、非画像側の回転体のトナー雛型性をＢとしたとき、Ａ≧Ｂであることを特徴としている。

本発明にかかる画像形成装置は、上記何れかに記載の定着装置を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、記録材の画像面側と非画像面側とにそれぞれ配置された一対の回転体のうち、画像面側の回転体の温度を同回転体と非接触状態で検出する第１の温度検出手段と、非画像側の回転体の温度を接触した状態で検出する第２の温度検出手段とを有するので、第１の温度検出手段が汚れ等で誤検出又は暴走した場合でも、画像面側の回転体と接触する非画像側の回転体の温度を第２の温度検出手段で検出することで、画像面側の回転体の温度状態を間接的に検出可能となり、装置の信頼性と耐久性を高めることができる。また、画像面側の回転体の温度を検出する第１の温度検出手段が、同回転体に対して非接触状態であるので、接触する場合に比べて回転体表面の傷や劣化を防止でき、傷や劣化による温度分布のムラを低減して良好な定着性能を得ることができる。

本発明によれば、画像面側の回転体は、その回転中心位置が固定状態となるように装置本体に支持され、非画像側の回転体は画像面側の回転体に対して相対変位するように装置本体に設けられているので、上記の効果に加えて、移動側となる非画像側の回転体が熱膨張等により移動した場合でも、第２の温度検出手段で確実に温度を検出することができ、より装置の信頼性と耐久性を高めることができる。

本発明によれば、画像面側の回転体が、その回転中心位置が固定された加熱ローラを含む複数のローラ間に巻きかけられた定着ベルトであり、第１の温度検出手段が加熱ローラに巻き掛けられた定着ベルトの表面温度を検出する位置に配設されているので、定着ベルト表面の傷や劣化を防止でき、傷や劣化による温度分布のムラを低減して良好な定着性能を得ることができる。

本発明によれば、複数のローラ間に巻きかけられた定着ベルトの内側には、定着ベルトに張力を与える少なくとも１つのベルト張架部材が配設されているので、ベルト張架部材による定着ベルト表面に傷や、ベルト表面に付着したトナーがベルト張架部材に付着することを防止できる。

本発明によれば、画像面側の回転体の近傍に同回転体と非接触状態に配置され、ニップ部を通過した記録材を、画像側の回転体から分離する分離部材を有するので、画像面側の回転体に傷や劣化による温度分布のムラを低減してより良好な定着性能を得ることができるとともに、記録材の巻き付きを防止することができ、より装置の信頼性と耐久性を高めることができる。

本発明によれば、非画像面側の回転体と当接するクリーニング部材を有するので、のて、クリーニングされたオフセットトナーにて画像面側の表面を傷つける事を防止することができる為、より装置の信頼性と耐久性を高めることができる。

本発明によれば、クリーニング部材が、第２の温度検出手段よりも、非画像側の回転体の回転方向に対して上流側に配設されているので、クリーニングされたオフセットトナーにて画像面側の表面を傷つける事を防止することができるとともに、温度検出手段の、非画像側の回転体との接触部の汚れが抑制されるため、接触部表面に付着するオフセットトナーの再溶着及び再付着を防止できるため、信頼性及び耐久性を高めることができる。

本発明によれば、クリーニング部材のトナー剥離性をα、クリーニング部材のクリーニング対象となる回転体の表面のトナー雛型性をβ、第２の温度検出手段における回転体との接触部のトナー雛型性をγとしたとき、α＜β≦γの関係であるので、クリーニング部材よりも回転体表面のトナー雛型性が高いので、常に回転体表面をフレッシュな状態に保つことができる。回転体表面よりも第２の温度検出手段の接触部のトナー雛型性が高いので、接触部表面に付着するオフセットトナーの再溶着及び再付着を防止できるため、装置の信頼性及び耐久性を高めることができる。

本発明によれば、画像面側の回転体表面のトナー雛形性をＡ、非画像側の回転体のトナー雛型性をＢとしたとき、Ａ≧Ｂとしたので、画像面側のオフセットトナーを確実に非画像面側に移行させ、且つクリーニング部材が当接する非画像面側の回転体の表面を常にフレッシュな状態に保つことができる。また、同時に第２の温度検出手段の接触部表面に付着するオフセットトナーの再溶着及び再付着を防止できるため、信頼性及び耐久性の高い画像形成装置を提供することが可能である。

図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。本形態において、画像形成装置は、フルカラー画像を形成可能なカラープリンタ（以下「プリンタ」と記す）である。画像形成装置としては、図１に示すプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、これらの複合機などでもよい。

図１を用いてプリンタとしての基本構成とその動作について説明し、この後に本形態特有の構成と作用について説明する。このプリンタは、画像形成装置本体１の下部に記録材としての用紙１１が収納される複数の給紙トレイ１２Ａ，１２Ｂを備えた給紙部２が配設され、その上方に画像形成部３を配置した構成となっている。画像形成部３には、像担持体として感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋを有する作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋと、複数のローラ４，５，６に巻きかけられた可撓性を有する中間転写体としての中間転写ベルト７Ａを有する中間転写ユニット７と、各感光体ドラムに光書込みを行う書き込みユニット１５と、用紙１１に未定着のトナー画像を定着させる定着装置３０とが配設されている。給紙部２から定着装置３０までの間には、用紙１１を搬送する搬送ローラを備えた搬送経１６が形成されている。

作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋは、感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ、１０Ｋと、その周りに周知の帯電装置、現像装置、クリーニング装置がそれぞれ配置されていて、画像形成装置本体１に対して着脱可能とされている。作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋが有する現像装置には、それぞれイエロー，シアン，マゼンタ，ブラックのトナーが収納されている。各現像装置には、トナーが減ると、図示しないトナーボトルから補給用のトナーがそれぞれ供給されるように構成されている。

中間転写ベルト７Ａは、各感光体ドラムと対向して配置されていて、図示しない駆動モータによって複数のローラの何れかが駆動されることで、図１において半時計回りに回転移動するように構成されている。各感光体ドラムと対向する転写ベルト７Ａの内側には、一次転写手段としての転写ローラ１４がそれぞれ配置されていて、一次転写用の転写バイアスが印可されるように構成されている。ローラ４と対向する部位には、ベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置１７が配設されている。これら中間転写ベルト７Ａ、それを巻きかけた複数のローラ４〜６、転写ローラ１４及びベルトクリーニング装置１７は一体のユニットとして構成されていて、画像形成装置本体１に対して着脱可能とされている。

中間転写ベルト７Ａには、二次転写バイアスが印可される二次転写手段としての転写ローラ２０が、ローラ６と対向する部位で当接している。転写ローラ２０と転写ベル７Ａの一部は搬送路２３に臨むように配設されている。

書き込みユニット１５は、光変調されたレーザ光を各感光体ドラムの表面に照射して、感光体表面に色毎の潜像を形成するものである。本形態において、書き込みユニット１５は作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋの下方に配置されていて、装置下方から装置上方に向かってレーザ照射が行われるように構成されている。

画像形成動作が開始されると、各作像ユニットの感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋが図示しない駆動手段によって時計方向に回転駆動され、各感光体ドラムの表面が各帯電装置によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラムの表面には、書き込みユニット１５からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラムに露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像は、各感光体ドラムと現像装置との間を通るときに、各現像装置のトナーによってトナー画像として可視像化される。

中間転写ベルト７Ａが、図示していない駆動手段によって反時計周り方向に移動すると、ベルト移動方向の最上流側に位置するイエローのトナーを有する現像装置を具備する作像ユニット８Ｙで形成されたイエロートナー画像が転写ローラ１４Ｙによって転写される。その転写されたイエロートナー画像には、作像ユニット８Ｃ，８Ｍ及び８Ｋで形成されたシアントナー画像、さらにマゼンタトナー画像及びブラックトナー画像が転写ローラ１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋによって順次重ね転写され、かくして中問転写ベルト７Ａは、その表面にフルカラーのトナー画像を担持する。

トナー画像が転写された後の各感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、各クリーニング装置によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

一方、給紙部２からは給紙ローラ１８Ａまたは給紙ローラ１８Ｂが回転駆動されることで用紙１１が給紙されて搬送路１６に送り込まれる。送り込まれた用紙１１は、２次転写ローラ２０よりも給紙側の搬送路１６上に配設されたレジストローラ対１９によって給紙タイミングを計られて、ローラ６と転写ローラ２０との対向部に給送される。そして、このとき転写ローラ２０には、中間転写ベルト表面のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト７Ａの表面のトナー画像が用紙１１上に一括して転写される。

トナー画像を転写された用紙１１は、定着装置３０へと搬送され、定着手段３０を通過する際に熱と圧が加えられてトナー画像が熔融されて用紙１１上に定着される。トナー画像が定着された用紙１１Ａは、搬送路２３の終端に位置する排出部２１に向かって搬送され、この排出部２１から画像形成装置本体１の上部に設けられた排紙部としての排紙トレイ２２へと排出される。トナー画像を用紙１１に転写した後の中間転写ベルト７Ａは、このベルトに残留したトナーがクリーニング装置１７より除去される。

次に、定着装置３０について説明する。
定着装置３０は、互いに対向配置されてニップ部３１を形成する一対の回転体３２，３３を有し、搬送路２３を搬送されてきた未定着のトナー画像が転写された用紙１１を、ニップ部３１内を通過させることにより用紙１１に定着させるものであり、画像形成装置本体１に対して着脱自在に構成されている。

図２に示すように、一対の回転体３２，３３の内、一方の回転体３２は用紙１１の片面印刷時の画像面側に配置された回転体を構成し、他方の回転体３３は用紙１１の片面印刷時の非画像側に配置された回転体を構成している。

一方の回転体３２は、複数の回転体となる定着ローラ３４と加熱ローラ３５との間に巻き掛けられた耐熱性で無端状の定着ベルト３６で構成されている。これら定着ローラ３４と加熱ローラ３５は、その回転中心位置が固定となるように、その軸３７，３８が定着装置３０の装置本体としてのケーシング４０に回転可能に支持されていて、軸間ピッチが一定とされている。

定着ローラ３４は、搬送路２３側に配置されていて、その外周面に巻き掛けられている定着ベルト３６の表面３６Ａを搬送路２３に望ませている。定着ローラ３４は、ゴム等の弾性体で構成されている。加熱ローラ３５は、中空の金属ローラであって、その内部に加熱源としてのヒータユニット４１が配置されている。本形態において、ヒータユニット４１は、加熱ローラ３５の回転軸線方向に延びる一対のハロゲンヒータで構成されている。ヒータユニットとしてはハロゲンヒータや一対の形態に限定されるものではなく、別の形式のヒータを用いても良いし、その数も単数であっても良い。加熱源としては、加熱ローラ３５の内部できなく、外部に配置して加熱ローラ３５を加熱する形式であっても良い。

定着ローラ３４と加熱ローラ３５の間に位置する定着ベルト３６の内側には、ベルト内側から外側に向かって図示しないスプリング等の加圧手段によって加圧されたベルト張架部材としてのテンションローラ４５が配置されていて、定着ローラ３４と加熱ローラ３５に巻き掛けられた定着ベルト３６に対して適切な張力を与えて、張架している。

他方の回転体３３は、定着ベルト３６を挟んで定着ローラ３４と圧接する加圧回転体となる加圧ローラとして構成されている。回転体３３は中空ローラであって、本形態では、その内部に加熱手段としてのヒータ４２を備えており、加熱ローラとしても機能する。回転体３３は、その軸４８によってケーシング４０に回転自在に支持されているとともに、定着ローラ３４に対して相対変位するように構成されている。すなわち、回転体３３は、図３(ａ)に示すように、熱膨張したとき、図３(ｂ)に示すように用紙１１の厚さが変動した際に、定着ローラ３４に対して近接離間するように、軸４８が図１、図３において左右方向に移動自在に支持されており、図示しないスプリングなどの付勢手段によって定着ベルト３６を介して定着ローラ３４の外周面３４Ａに圧接するように構成されている。

回転体３２の近傍には、定着ベルト３６の温度を非接触状態で検出する第１の温度検出手段としての非接触式温度センサ５０が配置されている。非接触式温度センサ５０は、加熱ローラ３５に巻き掛けられた定着ベルト３６の表面温度を検出する位置に配設されている。

回転体３３の近傍には、この回転体３３の温度を、回転体３３の外周面３３Ａと接触した状態で検出する第２の温度検出手段としての接触式温度センサ５１が配置されている。非接触式温度センサ５０にはサーミスタが用いられているが、非接触で温度の検出を行える他のセンサであっても良い。接触式温度センサ５１は、外周面３３Ａに接触する検出片５１Ａを有する。この検出片５１Ａは、回転体３３の位置が変位しても、その外周面３３Ａとの接触状態が保持されるように外周面３３Ａに弾性的に当接するように配置されている。

定着ローラ３４に巻き掛けられた定着ベルト３６の近傍には、ニップ部３１を通過してトナー画像Ｔ１が定着された用紙１１Ａを、定着ベルト３６の表面３６Ａから分離する分離部材４３が、ベルト表面３６Ａから離間した状態で配置されている。分離部材４３は、定着ローラ３４の軸線方向に延びる板状部材として構成されているが、櫛歯状に形成されたものであっても良い。

回転体３３の近傍には、外周面３３Ａに当接して外周面３３Ａに付着した紙粉やトナーを除去するクリーニング部材４４が配設されている。本形態のクリーニング部材４４は、回転体３３の軸正方向に延びるローラ部材で構成されていている。クリーニング部材４４は、接触式温度センサ５１よりも、回転体３３回転方向に対して上流側、ニップ部３１の下流側に配設されている。

ニップ部３１に対する用紙搬送方向の上流側と下流側には、用紙ガイド部材４９，４６が、ケーシング４０に取り付けられて回転体３３側に配置されている。用紙ガイド部材４９は、ケーシング４０に形成された導入口４０Ａの近傍に配置されていて、トナー画像Ｔが転写された用紙１１をニップ部３１へ案内するものである。用紙ガイド部材４６は、ケーシング４０に形成された排出口４０Ｂの近傍で、分離部材４３と搬送路２３を挟んで互いに末広がりとなるようにケーシング４０に取り付けられている。定着装置３０は、導入口４０Ａ及び排出口４０Ｂとが搬送路２３上に位置するように画像形成装置本体１に装着されている。ケーシング４０は、少なくとも一対の回転体３２，３３、接触温度センサ５１、分離部材４３、クリーニング部材４４を内包している。

図５に示すように、非接触式温度センサ５０と接触式温度センサ５１、及びヒータユニット４１，４２は制御手段６０に接続されている。制御手段６０は非接触式温度センサ５０と接触式温度センサ５１で検出された温度情報に基づき、定着ベルト３６の温度、好ましくはニップ部３１の温度が所定温度に保持されるように、各ヒータユニットに対して通電制御を行っている。制御手段６０は、何れか一方の温度センサからの検出情報が入力されない場合には、他方の温度センサの検出情報から定着ベルト３６の温度またはニップ部３１の温度を推定する機能を備えている。

このような構成の定着装置３０の作用を説明する。図２において、画像形成装置が起動されて図示しないプリントスイッチが操作されると、制御手段６０の指令により図示しない電源からヒータユニット４１，４２に対する通電が開始されて各ヒータが発熱する。この熱が加熱ローラ３５及び回転体３３を加熱して定着ベルト３６へ伝達される。定着ベルト３６が定着に要する所定温度に加熱されたことが制御手段６０によって各温度センサからの検出情報から判断されると、その温度を維持するように制御手段６０によって各ヒータに対する通電が制御される。また、プリントスイッチが操作されると、図示しない駆動モータが駆動されて定着ベルト３６が図２において、半時計回りに回転移動され、回転体３３が時計回りで従動回転する。

プリントスイッチが押されると、画像形成部３では、上述したように用紙１１に対してトナー画像Ｔを転写し、定着装置３０に向かって搬送路２３内を搬送する。この未定着トナー画像Ｔが転写された用紙１１は、導入口４０Ａからケーシング４０内部に入り用紙ガイド部材４９によってニップ部３１へと案内される。そして、このニップ部３１内を用紙１１が通過すると、熱と圧力によって未定着トナーＴが加熱溶融して用紙１１に定着されながらニップ部３１を通過する。この時、トナーの溶融によって用紙１１が定着ベルト３６の表面３６Ａに付着する場合があるが、分離部材４３の先端が用紙厚さよりも幅が狭くなる隙間を残して定着ベルト３６に近接配置されているので、分離部材４３によって定着ベルト３６に付着した用紙１１が分離される。分離された、あるいはニップ部３１を定着ベルト３６に付着しないで通過した用紙１１Ａは、分離部材４３と用紙ガイド部材４６の間を通り排出口４０Ｂからケーシング４０内を通過し、排紙部２１を経て排紙トレイ２２へと排出される。

このように、定着装置３０においては、画像面側にある回転体としての定着ベルト３６の温度を非接触状態で検出する非接触型温度センサ５０と、非画像側にある回転体３３の温度を接触状態で検出する接触型温度センサ５１の双方を備え、各センサからの温度情報を検出しているので、非接触型温度センサ５０が汚れ等で誤検出又は暴走した場合でも、もう一方の接触型温度センサ５１からの検出情報で定着ベルト３６の温度状態を間接的に検出可能となり、装置の信頼性と耐久性を高めることができる。

非接触型温度センサ５０が、定着ベルト３６に対して非接触状態であるので、同ベルトに接触状態で温度を検出する場合に比べて定着ベルト３６の表面３６Ａの傷や劣化を防止でき、傷や劣化による温度分布のムラを低減して良好な定着性能を得ることができる。

回転中心位置が固定状態となる定着ローラ３４と加熱ローラ３５に巻き掛けられ定着ベルト３６に対して移動側となる回転体３３に対して相対変位するようにケーシング４０に設けられ、図４(ａ)に示すように、回転体３３の外周面３３Ａに固定型温度センサ５１の検出片５１Ａが弾性的に接触しているので、回転体３３が熱膨張した場合、あるいは図４(ｂ)に示すように、厚い用紙１１がニップ部３１に搬送されて、回転体が変位した場合でも、回転体３３の外周面３３Ａと検出片５１Ａの接触状態が保持されるので、確実に温度を検出することができ、より装置の信頼性と耐久性を高めることができる。

テンションローラ４５が定着ベルト３６の内側に配設されているので、テンションローラ４５との接触による定着ベルト３６の表面３６Ａに傷やベルト表面３６Ａに付着したトナーがテンションローラ４５に付着することを防止できる。

ニップ部３１を通過した用紙１１Ａを定着ベルト３６から分離する分離部材４３が、定着ベルト３６の表面３６Ａに非接触状態に配置されているので、定着ベルト３６の表面３６Ａの傷や劣化を防止でき、傷や劣化による温度分布のムラを低減してより良好な定着性能を得ることができるとともに、用紙１１の巻き付きを防止することができ、より装置の信頼性と耐久性を高めることができる。

非画像面側であり移動側となる回転体３３と当接するクリーニング部材４４を有するので、クリーニングされたオフセットトナーにて定着ベルト３６の表面３６Ａを傷つける事を防止することができるため、より装置の信頼性と耐久性を高めることができる。クリーニング部材４４が、接触型温度センサ５１よりも、回転体３３の回転方向に対して上流側に配設されているので、接触型温度センサ５１の、回転体３３との接触部となる検出片５１Ａの汚れが抑制されるため、検出片５１Ａ表面に付着するオフセットトナーの再溶着及び再付着を防止できるため、信頼性及び耐久性を高めることができる。

次に、定着装置３０を構成する部材のトナー剥離性について検討する。

定着装置３０を構成する部材の内、非画像面側であり移動側に配置されて互いに接触し合う部材、すなわち、回転体３３、クリーニング部材４４、接触型温度センサ５１それぞれトナー剥離性に注目してみる。クリーニング部材４４のトナー剥離性をα、クリーニング対象となる回転体３３の表面３３Ａのトナー雛型性をβ、接触型温度センサ５１における検出片５１Ａのトナー雛型性をγとしたとき、これらの関係をα＜β≦γとするように設定する。

このような関係に設定すると、クリーニング部材４４よりも回転体３３の外周面３３Ａのトナー雛型性が高くなるので、常に回転体３３の外周面３３Ａをフレッシュな状態に保つことができる。また、回転体の外周面３３Ａよりも検出片５１Ａのトナー雛型性が高くなるで、検出片５１Ａに付着するオフセットトナーの再溶着及び再付着を防止でき、装置の信頼性及び耐久性を高めることができる。

定着装置３０を構成する部材の内、画像面側であり固定側に配置された定着ベルト３６の表面３４Ａのトナー雛形性をＡ、非画像側の回転体３３のトナー雛型性をＢとしたとき、両者の関係をＡ≧Ｂとなるように設定する。

このような関係に設定すると、定着ベルト表面３６Ａのオフセットトナーを確実に非画像面側に位置する回転体３３側に移行させることができるとともに、移行したトナーが回転体３３の外周面３３Ａからクリーニング部材４４で取り除かれる。このため、定着ベルト表面３６Ａ及び回転体外周面３３Ａを常にフレッシュな状態に保つことができる。また、接触型温度センサ５１の検出片５１Ａに付着するオフセットトナーの再溶着及び再付着を防止できるため、装置の信頼性及び耐久性を高めることができる。

上記形態において、用紙１１の画像側であり固定側に設けられた回転体として、定着ローラ３４と加熱ローラ３５に巻き掛けられた定着ベルト３６として説明したが、非画像側の回転体３３と同様、ローラ状の回転体単独で構成してもよい。回転体３３はヒータユニット４２を備えているが、備えていない単体のローラ部材で構成してもよい。

上記の説明では、制御手段６０は定着装置３０の構成要素として説明したが、画像形成装置が一般的に備えている制御手段に制御手段６０の機能を持たせるようしてもよい。

本発明の一実施形態である定着装置とそれを用いた画像形成装置の概略構成を示す図である。 図１の画像形成装置に適用した定着装置の一構成例を示す拡大図である。 定着装置における移動側に配置された回転体の変位状態形態を示す拡大図である。 移動側の回転体に接触して温度検出を行う第２の温度検出手段の構成と回転体変位時の状態を示す拡大図である。 定着装置を制御する制御系の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１ 記録材
１１Ａ ニップ部を通過した記録材
３０ 定着装置
３１ ニップ部
３２ 画像側の回転体（一対の回転体）
３３ 非画像側の回転体（一対の回転体）
３４ 定着ローラ（複数のローラ）
３５ 加熱ローラ（複数のローラ）
３６ 定着ベルト
４０ 装置本体
４２ ベルト張架部材
４３ 分離部材
４４ クリーニング部材
５０ 第１の温度検出手段
５１ 第２の温度検出手段
α クリーニング部材のトナー剥離性
β 回転体表面のトナー雛型性
γ 第２の温度検出手段の接触部のトナー雛型性
Ａ 画像面側の回転体表面のトナー雛形性
Ｂ 非画像側の回転体のトナー雛型性
Ｔ 未定着トナー画像

Claims (10)

1. 互いに対向配置されてニップ部を形成する一対の回転体を有し、未定着のトナー画像が転写された記録材を、前記ニップ部内を通過させることにより前記未定着のトナー画像を前記記録材に定着させる定着装置において、
   前記一対の回転体は、前記記録材の画像面側と非画像面側とにそれぞれ配置され、
   画像面側の回転体の温度を、この回転体と非接触状態で検出する第１の温度検出手段と、
   非画像側の回転体の温度を、この非画像側の回転体と接触した状態で検出する第２の温度検出手段とを有することを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   前記画像面側の回転体は、その回転中心位置が固定状態となるように装置本体に支持され、前記非画像側の回転体は画像面側の回転体に対して相対変位するように前記装置本体に設けられていることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または２記載の定着装置において、
   前記画像面側の回転体は、その回転中心位置が固定された加熱ローラを含む複数のローラ間に巻きかけられた定着ベルトであり、
   第１の温度検出手段は、前記加熱ローラに巻き掛けられた定着ベルトの表面温度を検出する位置に配設されていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項３記載の定着装置において、
   前記複数のローラ間に巻きかけられた定着ベルトの内側には、前記定着ベルトに張力を与える少なくとも１つのベルト張架部材が配設されていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載の定着装置において、
   少なくとも画像面側の回転体の近傍に同回転体と非接触状態に配置され、前記ニップ部を通過した記録材を、前記画像側の回転体から分離する分離部材を有することを特徴とする定着装置。
6. 請求項１ないし５の何れかに記載の定着装置において、
   前記非画像面側の回転体と当接するクリーニング部材を有することを特徴とする定着装置。
7. 請求項６記載の定着装置において、
   前記クリーニング部材は、第２の温度検出手段よりも、前記非画像側の回転体の回転方向に対して上流側に配設されていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項６または７記載の定着装置において、
   前記クリーニング部材のトナー剥離性をα、前記クリーニング部材のクリーニング対象となる回転体の表面のトナー雛型性をβ、第２の温度検出手段における回転体との接触部のトナー雛型性をγとしたとき、α＜β≦γの関係であることを特徴とする定着装置。
9. 請求項６、７または８記載の定着装置において、
   前記画像面側の回転体表面のトナー雛形性をＡ、前記非画像側の回転体のトナー雛型性をＢとしたとき、Ａ≧Ｂであることを特徴とする定着装置。
10. 請求項１ないし９の何れか１つ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