JP2015096889A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内部の蓄熱状態に応じて、定着部材の回転停止までの動作を制御することにより、オーバーシュートによる定着部材の破損を防止するとともに、装置の寿命の低下を抑制可能な定着装置を提供する。【解決手段】回転可能な無端ベルト状の定着部材１と、定着部材１を直接加熱する加熱手段２と、定着部材１に圧接する回転可能な加圧部材３と、定着部材１内部で加圧部材３と対向し、定着部材１と加圧部材３の間にニップ部Ｎを形成するニップ形成部材６と、定着部材１と加圧部材３の回転を制御する回転制御手段と、を備え、ニップ部Ｎで記録媒体Ｓの未定着画像を定着させる定着装置において、装置内の蓄熱状態を検知する蓄熱検知手段をさらに備え、加熱手段２による加熱停止後、定着部材１の回転停止前の所定時に、前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態に応じて、前記回転制御手段が定着部材１の回転を制御する定着装置。【選択図】図６

Description

本発明は、定着装置、及び該定着装置を備える画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはそれらの機能をあわせ持った複合機等の画像形成装置では、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー像が被記録媒体（記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録紙など。以下、「用紙」ともいう）に形成される。未定着トナー像に熱及び圧力を作用させて定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。

定着装置としては、例えば、熱源により加熱される回転可能なベルト部材と、該ベルト部材に圧接して回転する加圧ローラと、ベルト部材の内側に配設されベルト部材と加圧ローラとの間にニップ部を形成する部材（ニップ形成部材）とを備え、ニップ部に用紙を通過させて未定着トナー像を加熱加圧定着するベルト方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

画像形成装置においては省エネルギー化や高速化が求められているが、ベルト方式の定着装置では、近年、さらなるウォームアップタイム（電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度（リロード温度）に達するまでに要する時間）や、ファーストプリントタイム（印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間）の短縮化が望まれている。
一方、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりの通紙枚数が増え、必要な熱量が増大するのに伴い、連続印刷の開始後に熱量不足（所謂、温度落ち込み）が生じるという問題がある。

ウォームアップタイムやファーストプリントタイムの短縮を実現するために、セラミックヒータを用いたサーフ（フィルム）定着による定着装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方式の定着装置は、ベルト方式の定着装置に比べて低熱容量化や小型化が実現しやすいが、ニップ部のみが局所加熱されるため、ニップ部以外（用紙のニップ部入口など）において定着ベルトが低温状態にあり、定着不良が発生しやすくなるという問題がある。特に、高速機においてはベルトの回転が速く、ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生しやすくなるという問題がある。

これらの問題に対し、定着部材として無端ベルトを用いた定着装置において、無端ベルト全体を加熱してファーストプリントタイムを短縮するとともに、高速回転時の熱量不足を解消し、高生産の画像形成装置に搭載されても良好な定着性を得ることができる装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３の定着装置の概略図を図１に示す。
図１の定着装置は、可撓性の無端ベルト２０１と、無端ベルト２０１内部に設けられたパイプ状の金属熱伝導体２０２と、熱源２０３と、無端ベルト２０１を介して金属熱伝導体２０２に接してニップＮを形成する加圧手段２０４とを具備し、ニップＮを通る被定着材に対し加熱加圧して定着処理を行う定着装置である。無端ベルト２０１の内部にパイプ状の金属熱伝導体２０２を、無端ベルト２０１の移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体２０２内の熱源２０３により金属熱伝導体２０２を介して無端ベルト２０１を加熱する。さらに無端ベルト２０１を介して金属熱伝導体２０２に接してニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２０４を備え、該加圧ローラ２０４の回転に連れ回りするようにして無端ベルト２０１を周方向に移動させる構成により、無端ベルト２０１全体を温めることが可能となり、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。

省エネルギー性を向上させ、ファーストプリントタイムを短縮するためには、熱効率の向上が重要である。例えば、図１に示す定着装置のように定着部材が熱伝導体を介して間接的に加熱される構成に対し、定着部材が熱源から直接加熱される構成とすることで、伝熱効率が大幅に向上される。また、定着部材が熱源から直接加熱される構成とすることにより、熱伝導体部材を省略することができ、コストダウンも可能となる。さらに、定着部材の厚みを薄くすることや定着部材を熱容量の小さな材質で構成することにより、さらなる省エネ性の向上と、ファーストプリントタイムの短縮も実現可能となる。

しかしながら、定着部材が熱源から直接加熱される構成において、印刷（通紙）が終了すると熱源への通電は停止されるが、熱源周辺の熱が定着部材に伝達されることで定着部材の温度が大きく上昇するオーバーシュート（過加熱）が発生することがあり、オーバーシュートにより定着部材の破損が生じるという問題がある。

印刷（通紙）終了後、定着部材の回転が停止した際に、定着部材の熱源に対向した領域においてオーバーシュートが顕著に発生するが、熱源に対向していない領域、例えば、他の部材が介在して熱源からの熱を直接受けないようなニップ部近傍などではオーバーシュートは発生しにくい。
このように、定着部材の部位により温度の偏りが発生することにより、熱膨張量にも違いが生じる。定着部材の長手位置はニップで規制されているため、熱膨張量の大きい側では内部応力が大きくなり、内部応力が降伏限界応力を超えた場合に変形が生じる。定着部材の長手位置の中央部に生じた凹状の変形は、継続使用により成長する変形の起点となり、最終的に破損の原因となる。

オーバーシュートによる定着部材の破損を防止する方法として、熱源への通電停止後、通紙終了後に、予め検討して設定したオーバーシュートが収束するまでの時間、定着部材の回転を継続して回転時間を一律に延長するように制御する方法が知られている。しかしながら、大量の印刷を実施した後でもオーバーシュートの発生が抑制されるように回転時間を延長することは、オーバーシュートが発生しないような少量の印刷を実施した後では無駄な回転時間の延長となり、定着装置の寿命を低下させる原因となる。

これに対し、オーバーシュートにより定着部材の温度が規定値以上となったことを検知した場合にのみ、定着部材を一定時間回転させ、定着部材の熱を加圧ローラに移すことにより定着部材の温度の偏りを低減させる過昇温防止回転を行う方法も知られている。
しかしながら、オーバーシュートにより定着部材の温度が規定値に達しないまでも、定着部材の熱源に対向した側では熱膨張が発生している。そのため、内部にひずみが蓄積され、最終的には定着部材の破損が生じる要因となりうる。すなわち、１度のオーバーシュートによる破損を回避できても、昇温の繰り返しによる偏った熱膨張と変形により、定着部材の疲労破壊やキンクの原因となり、定着装置の寿命を低下させる原因となる。

オーバーシュートによる定着部材の破損を防止するとともに定着装置の寿命を低下させないためには、オーバーシュートの発生自体を防止することが必要であるが、このとき、必要以上に定着部材の回転を延長しないことが必要となる。

そこで、本発明は上記課題を鑑み、装置内部の蓄熱状態に応じて、定着部材の回転停止までの動作を制御することにより、オーバーシュートによる定着部材の破損を防止するとともに、装置の寿命の低下を抑制可能な定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、回転可能な無端ベルト状の定着部材と、前記定着部材を直接加熱する加熱手段と、前記定着部材に圧接する回転可能な加圧部材と、前記定着部材内部で加圧部材と対向し、定着部材と加圧部材の間にニップ部を形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記加圧部材の回転を制御する回転制御手段と、を備え、前記ニップ部で記録媒体の未定着画像を定着させる定着装置において、装置内の蓄熱状態を検知する蓄熱検知手段をさらに備え、前記加熱手段による加熱停止後、前記定着部材の回転停止前の所定時に、前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態に応じて、前記回転制御手段が前記定着部材の回転を制御することを特徴とする定着装置である。

本発明の定着装置によれば、装置内部の蓄熱状態に応じて、定着部材の回転停止までの動作を制御することにより、オーバーシュートによる定着部材の破損を防止するとともに、装置の寿命の低下を抑制可能な定着装置を提供することができる。

従来の定着装置の構成を示す模式図である。 本実施形態の定着装置の構成の一例を示す模式図である。 遮光部材の構成の一例を説明する平面図である。 本実施形態の定着装置の構成の一例を示す模式図である。 本実施形態の定着装置の構成の一例を示す模式図である。 本実施形態の定着装置における動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の画像形成装置の一例を示す断面図である。

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

〔定着装置〕
本発明に係る定着装置は、回転可能な無端ベルト状の定着部材と、前記定着部材を直接加熱する加熱手段と、前記定着部材に圧接する回転可能な加圧部材と、前記定着部材内部で加圧部材と対向し、前記定着部材と前記加圧部材の間にニップ部を形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記加圧部材の回転を制御する回転制御手段と、を備え、前記ニップ部で記録媒体の未定着画像を定着させる。装置内の蓄熱状態を検知する蓄熱検知手段をさらに備え、前記加熱手段による加熱停止後、前記定着部材の回転停止前の所定時に、前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態に応じて、前記回転制御手段が前記定着部材の回転を制御する。
前記回転制御手段は、少なくとも前記加圧部材の回転を直接制御する。
前記回転制御手段が前記定着部材の回転を制御する態様としては、直接制御する態様と、連れ回る前記加圧部材の回転を制御することにより間接的に制御する態様とが含まれる。

図２に、本実施形態の定着装置の構成を示す。
本実施形態の定着装置は、図２に示すように、回転可能な無端ベルト状の定着部材１と、定着部材１を直接加熱する加熱手段（熱源）２と、定着部材１に圧接する回転可能な加圧部材３と、定着部材１内部で加圧部材３と対向し、定着部材１と加圧部材３の間にニップ部Ｎを形成するニップ形成部材６と、定着部材１と加圧部材３の回転を制御する図示しない回転制御手段と、を備える。
定着部材１の内側には、ニップ形成部材６を支持する支持部材（ステー）７と、加熱手段２から放射される熱を定着部材１に向け反射させる反射部材９と、加熱手段２からの所定領域外への加熱を遮断する遮光部材８とを有する。

定着部材１は加熱手段２により内周側から直接加熱される。
ニップ形成部材６は、定着部材１の内面と当接して直接摺動する態様であってもよく、図示しない摺動部材を介して間接的に摺動する態様であってもよい。
ニップ部Ｎの形状は、平坦状であっても、凹形状やその他の形状であっても良い。なお、ニップ部Ｎの形状を図２に示すように凹形状とすることで、記録紙先端の排出方向が加圧部材３寄りになるため、分離性が向上し、ジャムの発生が抑制される。

定着部材１の基材としては、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトや、ポリイミドなどの樹脂材料からなるベルトまたはフィルムなどが挙げられる。
定着部材１の表層には、ＰＦＡ層またはＰＴＦＥ層などの離型層を設けることにより、トナーの付着を防止することができる。
定着部材１の基材と前記離型層との間には、シリコーンゴムなどで形成される弾性層を設けることが好ましい。前記弾性層を設けない場合、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させる際に、定着部材１の表面の微小な凹凸が画像に転写され、画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合を生じることがある。前記弾性層として、１００[μｍ]以上の厚みのシリコーンゴム層を設けることで、該シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されてユズ肌画像が改善される。

定着部材１の内部には、ニップ部を支持するための支持部材７（ステー）を設け、加圧部材（加圧ローラ）３により圧力を受けるニップ形成部材６の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。この支持部材７は両端部で保持部材（フランジ）により保持固定され位置決めされている。

加熱手段２と支持部材７の間には反射部材９を備え、加熱手段２からの輻射熱などにより支持部材７が加熱されることによる無駄なエネルギー消費を抑制している。なお、反射部材９を設けることに代えて、支持部材７の表面に断熱処理や鏡面処理を施すことによって同様の効果を得ることもできる。

本実施形態の定着装置において、加熱手段２はハロゲンヒータである態様を示しているが、加熱手段２はこれに限定されず、ＩＨ、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。

加圧部材（加圧ローラ）３は、芯金５及び弾性ゴム層４を備え、離型性を得るために、表面に図示しない離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けられている。
加圧部材３は、図示しないモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達されて回転する。また、加圧部材３はスプリングなどにより定着部材１と圧接するように押し付けられ、弾性ゴム層４が押圧により変形し、所定のニップ幅が形成される。

本実施形態の定着装置において、加圧部材３は芯金５を有する中実のローラの態様を示しているが、加圧部材３は中空のローラであってもよく、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有していてもよい。
加圧部材３の弾性ゴム層４の材質としてはソリッドゴムが挙げられるが、内部に熱源を備えない態様においては、スポンジゴムであってもよい。スポンジゴムは断熱性が高く、定着部材１の熱の損失が少なくなるため好ましい。

定着部材１は、加圧部材３に連れ回り回転する。
図２に示す定着装置において、加圧部材３が図示しない駆動源により駆動されて回転し、ニップ部Ｎで駆動力が伝達されることにより定着部材１が回転する。定着部材１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部Ｎ以外では両端部で保持部材（フランジ）にガイドされて走行する。
このような構成とすることにより、低コストでウォームアップが速い定着装置を実現することが可能となる。

遮光部材８の展開図を図３に示す。遮光部材８は、ニップ部Ｎに通紙される用紙のサイズ（例えば、ハガキ、Ｂ４用紙、Ａ３用紙など）に合わせた遮光面積が得られるように、異なる開口形状が段状に形成され、定着部材１の内側に沿って、非接触で回動するように配置されている。
通紙される用紙の幅に対応した位置に回動し、定着部材１における加熱に不要な領域を遮光する。これにより紙幅の狭い（サイズの小さい）用紙を連続通紙した場合でも、非通紙領域が過昇温状態になるのを防止することができ、過昇温領域の発生を抑制するために生産性を落とすための制御を不要とすることができる。

定着装置は、加熱手段２による加熱停止後、定着部材１の回転停止前の所定時に、前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態に応じて、前記回転制御手段が定着部材１の回転を制御する。
前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態が所定の蓄熱量より大きい場合、前記回転制御手段は、定着部材１の回転継続時間及び回転速度を変更するように制御する。具体的には、定着部材１と加圧部材３の回転を駆動するモータ（以下、「定着モータ」ともいう）の回転継続時間及び回転速度を変更する。

前記蓄熱検知手段は、定着装置内の温度センサにより検知された温度、定着装置の動作履歴、及び供給電力と環境温度から求めた熱量の少なくともいずれかを参照して定着装置の蓄熱状態（蓄熱量）を判定（予測、判断）する。以下、それぞれの方法について説明する。

（１）定着装置内の温度センサにより検知された温度による判定
装置内の蓄熱状態は、加圧部材３の温度を代用的に用いて判定することができる。
加圧部材３の温度は、直前のジョブにおいて通紙された用紙幅内に設置された温度センサにより検知された温度ではなく、直前のジョブの非通紙領域に設置された温度センサにより検知された温度を用いることが望ましい。具体的には、定着装置が配設される画像形成装置に設定された最大通紙幅よりも外側の非通紙領域に設置された加圧部材３の表面温度センサにより検知された温度を用いることが好ましい。

前記蓄熱検知手段が、加圧部材３の表面温度センサにより検知された温度を参照するタイミングは、印刷（通紙）終了時、または定着部材１の回転停止命令があった時である。

また、蓄熱状態判定の精度は低下するが、加圧部材３の表面温度センサ以外に、定着装置または該定着装置が配設された画像形成装置内の設置環境を判定する温度センサや、各種温度センサ（例えば、書き込み装置、現像装置、感光体ユニット、転写装置、給紙装置、読み取り装置、機内温度の温度を検出するために使用される温度センサ）の出力を用いることもできる。
この場合、検知された温度と定着装置の蓄熱状態との相関を予めパターンとして記録しておくことが好ましく、当該パターンを参照することにより、検知された温度から定着装置の蓄熱状態を判定することが可能となる。

また、定着部材１または加圧部材３の表面温度検知の手段として非接触式の温度センサを備える場合、当該非接触式の温度センサで検出された雰囲気温度を用いることもできる。

前記蓄熱検知手段が、加圧部材３の表面温度センサにかわる温度センサにより検知された温度を参照するタイミングは、印刷（通紙）終了時、または定着部材１の回転停止命令があった時である。

（２）定着装置の動作履歴による判定
装置内の蓄熱状態は、定着装置または該定着装置を備える画像形成装置の動作履歴により判定することができる。例えば、直前のジョブ枚数、用いた用紙の紙厚設定、通紙温度、及び画像モード等の諸条件から、通紙終了時点では定着装置がどの程度蓄熱しているか、どの程度の時間定着部材の回転を延長させる必要があるかを、予めテーブルとして備えるか、都度計算により求められるようにしておくことができる。

この判定方法においては、装置の環境や対象とする履歴の期間等により得られる結果が異なるため、適正な判定を可能にするための条件を設定することが望ましい。例えば、同じ枚数の印刷を行った場合であっても、それ以前のジョブが異なれば、蓄熱状態も異なる。具体的には、電源投入後最初のジョブであれば、通紙後の蓄熱量は小さいのに対し、数百枚単位の連続通紙後に行われたジョブであれば、当該ジョブが少量の通紙であっても、蓄熱量は大きくなる。そのため、通紙終了時点から遡って、一定時間内の通紙状況から定着装置の蓄熱状態を判断することが望ましい。

（３）供給電力と環境温度から求めた熱量による判定
装置内の蓄熱状態は、定着装置に供給された電力と環境温度から求めた熱量により判定することができる。この判定方法では、実際に供給された熱量に基づく蓄熱状態を判定することができるため、より精度の高い判定が可能である。具体的には、定着部材１の回転停止の命令があった時点で、それまでに供給された熱量と放熱された熱量（または環境温度等から求めた熱量）から定着装置内の蓄熱量を決定可能なテーブルを予め保持するか、蓄熱量を算出できる手段を組み込んでおく方法が挙げられる。

上記（１）〜（３）に挙げた方法により判定された定着装置内の蓄熱状態に基づき、前記回転制御手段が前記定着モータの動作を変更し、定着部材１の回転継続時間、回転速度を変更する。すなわち、定着部材１が連れ回り回転する加圧部材３の回転継続時間、回転速度を変更する。

前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態が所定の蓄熱量より大きい場合、前記回転制御手段は、定着部材１の回転を継続させるように制御する。通紙後のオーバーシュートが発生しない時間まで定着部材１の回転を延長（変更）し、定着部材１の回転が停止した後のオーバーシュートの発生を防止することができる。
また、定着装置内の蓄熱状態に応じて、延長する回転時間を必要最小限とすることにより、装置の寿命の低下を抑制することができる。
さらに、オーバーシュートの発生が防止されることにより、定着部材１の加熱手段２に対向した面の熱膨張を抑制することができ、定着部材１自体の寿命の低下を抑制することができる。

この制御は、通紙後のみならず、例えば、装置の立ち上げ直後に、定着部材１が回転状態から停止状態に遷移するときにも適用することができる。

定着装置内の蓄熱状態に応じて、定着部材１の回転時間の延長が必要と判断された場合、回転速度は、延長前の回転速度に対して変更する。
オーバーシュートとして現れる熱量を回転することにより定着部材１の全周で受ける場合、定着部材１の全体の温度は上昇するが、オーバーシュートが生じる場合のような局所的な温度上昇（周方向温度の偏り）は発生しないため、定着部材１の破損は防止することができる。この目的を達成可能な範囲において、回転速度を減速し、より低速で回転させることで、定着部材１の移動距離をより短くし、部材の寿命を延ばすことが可能となる。

しかしながら、上述のように定着部材１を低速で回転させる場合、蓄熱量が大きい場合は、定着部材１が受ける熱量が大きいために、オーバーシュートを防止できても定着部材１の耐熱温度限界を超えてしまうことがある。また、定着部材１の耐熱温度を超えない場合であっても、次のジョブが開始された際に定着部材１の温度が高すぎることによりホットオフセットが発生してしまうことがある。または、ホットオフセットの発生を防止するために、次のジョブの印刷要求が来ているにも関わらず、定着部材１の温度が低下するまでの待ち時間が発生してしまうことがある。

そこで、定着部材１の温度上昇を判定する判定手段を更に備え、前記判定手段の判定結果に応じて、前記回転制御手段が定着部材１の回転速度を変更する。例えば、前記判定手段により定着部材１の温度が所定の温度を超える可能性が有ると判定された場合、前記回転制御手段は定着部材１の回転速度を上げて、回転を継続させる。

蓄熱量が大きく、前記判定手段により定着部材１が耐熱温度を超える高温になると判断された場合、またはホットオフセットが発生する可能性があると判断された場合には、延長時の回転速度を上げることにより定着部材１の温度上昇を抑え、表面温度を一定の温度以下に保つことができる。
前記回転制御手段による、前記定着部材１の回転時間の変更と回転速度の変更の制御は、同時に適用されることが好ましい。

定着装置内部の蓄熱による定着部材１の加熱について説明する。
定着部材１の加熱は、加熱手段２による加熱以外に、実際には支持部材（ステー）７、ニップ形成部材６、遮光部材８、及び反射部材９の蓄熱により規定される。
定着装置全体として、上記の各部材の蓄熱量が大きかった場合、まず最初に加熱手段２からの熱が定着部材１へ供給される。これはヒータが非常に高温になっているためである。その後、支持部材（ステー）７、ニップ形成部材６、遮光部材８、及び反射部材９の熱が定着部材１に供給される。

定着部材１に供給される熱にはそれぞれ特徴があり、加熱手段２からの熱は定着部材１を急峻に加熱するのに対し、それ以外の部材からの熱は定着部材１を緩やかに、長時間加熱する。
そのため、延長回転の開始直後は、加熱手段２から供給される熱量が大きく、定着部材１は高温になりやすいために、回転速度を高くする必要がある。一方、加熱手段２から供給される熱量が減少する頃には、その他の部材から供給される熱による定着部材１の昇温は緩やかであるために、回転速度を低く設定しても問題は無い。
つまり延長回転の開始直後は回転の線速を高くしておき、その後線速を低くしていくことが好ましい。もちろん定着装置の蓄熱量が小さく、加熱手段２からの熱量が小さいと判断された場合には、延長回転の開始直後から回転速度を低速としても問題はない。

図６に、本実施形態の定着装置における動作の一例を示す。
印刷（通紙）終了時（Ｓ００１）、加熱手段２による加熱停止後、定着部材１の回転停止前の所定時に、前記蓄熱検知手段により定着装置内の蓄熱状態を判定する（Ｓ００２）。定着装置内の蓄熱量を判断し（Ｓ００３）、蓄熱量が基準よりも大きい場合は、定着部材の回転時間を延長する（Ｓ００４）。ここで、定着部材１の温度上昇を判定する判定手段により、定着部材１の温度が所定の温度を超える可能性、またはホットオフセットが発生する可能性を判断し（Ｓ００５）、可能性ありと判定した場合に、定着部材１の回転速度を上げて高速回転させるように制御し（Ｓ００６）、可能性なしと判断した場合には、定着部材１の回転速度を延長前よりも低速回転させるように制御する（Ｓ００７）。定着部材１を所定の時間回転を継続させた後、回転を停止する（Ｓ００８）。なお、ステップＳ００３において、装置内の蓄熱量が基準よりも小さいと判断された場合は、定着部材１の回転を停止する（Ｓ００８）。

上述した前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態に応じた前記回転制御手段による定着部材１の回転の制御は、図４及び図５に示すような他の構成の定着装置にも適用することができる。

図４に示す定着装置は、加熱手段２が、３本のハロゲンヒータにより構成されている。
３本のハロゲンヒータは、異なるサイズの用紙に対応して設けられ、通紙される用紙の幅に対応した加熱を可能にしている。
このため、図４に示す形態の定着装置においては、図２に示した形態の定着装置において設けられた遮光部材８を設けることなく、非通紙領域が過昇温状態になるのを防止することができる。また、上述のように前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態に応じて前記回転制御手段による定着部材１の回転を制御することにより、オーバーシュートによる定着部材の破損を防止するとともに、装置の寿命の低下を抑制することができる。

図５に示す定着装置は、加熱手段２が、１本のハロゲンヒータにより構成されている。
上述の定着装置と同様に、前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態に応じて前記回転制御手段による定着部材１の回転を制御することにより、オーバーシュートによる定着部材の破損を防止するとともに、装置の寿命の低下を抑制することができる。

このように、定着装置の蓄熱状態に応じて、通紙後の定着部材１の回転停止までの定着モータ動作を変更する本実施形態の定着装置によれば、印刷（通紙）後の定着部材１の延長回転時間を必要最小限にすることが出来るため、定着装置の寿命を最大限延ばすことが出来る。また、過昇温防止回転制御を使用しないために、定着部材１の熱膨張の発生を無くすことができ、繰り返しによる疲労破壊を防止し、より寿命を延ばすことが出来る。
定着装置内の蓄熱が大きいと判断された場合には、印刷（通紙）後の定着部材１の回転を延長させるが、蓄熱が少なく、オーバーシュートは殆ど無いと判断された場合は、印刷（通紙）後に定着部材１の回転を直ぐに停止する。
上述の制御は、印刷（通紙）後のみならず、装置を構成する他の回転可能な部材の回転を停止する場合にも適用することができる。

〔画像形成装置〕
本実施形態の画像形成装置の構成を図７に示す。図７に示す画像形成装置２００は、本発明の定着装置１００を備え、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタある。

画像形成装置２００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋを並設したタンデム構造が採用されている。

画像形成装置２００は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体（以下、転写ベルトという）１１に対して１次転写行程を実行してそれぞれの画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる記録紙Ｓに対して２次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。

各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されており、いま、ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを対象として説明すると、感光体ドラム２０Ｂｋの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置３０Ｂｋ，現像装置４０Ｂｋ、１次転写ローラ１２Ｂｋおよびクリーニング装置５０Ｂｋが配置されている。帯電後に行われる書き込みは、光書込装置８０が用いられる。

転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対向して配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。

各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。

画像形成装置２００は、色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの上方に対向して配設され、転写ベルト１１及び１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋを備えた転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである２次転写ローラ６５と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１３と、これら４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光書込装置８０とを有している。

光書込装置８０は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび偏向手段としての回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂ（便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である）を出射して感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに静電潜像を形成する構成とされている。

画像形成装置２００には、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと転写ベルト１１との間に向けて搬送される記録紙Ｓを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙Ｓを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと転写ベルト１１との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対６４と、記録紙Ｓの先端がレジストローラ対６４に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。

画像形成装置２００には、トナー像が転写された記録紙Ｓにトナー像を定着させるための定着ユニットとしての本発明の定着装置１００と、定着済みの記録紙Ｓを画像形成装置２００の本体外部に排出する排紙ローラ６７と、画像形成装置２００の本体上部に配設されて排紙ローラ６７により画像形成装置２００の本体外部に排出された記録紙Ｓを積載する排紙トレイ１７と、排紙トレイ１７の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｂｋとが備えられている。

転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋの他に、転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２及び従動ローラ７３を有している。

従動ローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ７３には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋと、２次転写ローラ６５と、クリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。

シート給送装置６１は、画像形成装置２００の本体下部に配設されており、最上位の記録紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ６３を有しており、給送ローラ６３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録紙Ｓをレジストローラ対６４に向けて給送するようになっている。

転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。

クリーニング装置１３はまた転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。

画像形成装置としては、図７に示すタンデム方式を用いるカラープリンタに限定されず、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。

１ 定着部材（定着ベルト）
２ 加熱手段（熱源）
３ 加圧部材（加圧ローラ）
４ 弾性層
５ 芯金
６ ニップ形成部材
７ 支持部材
８ 遮光部材
９ 反射部材
Ｎ ニップ部
１００ 定着装置
２００ 画像形成装置

特開２００４−２８６９２２号公報 特許第２８６１２８０号公報 特開２００７−３３４２０５号公報

Claims (8)

1. 回転可能な無端ベルト状の定着部材と、
   前記定着部材を直接加熱する加熱手段と、
   前記定着部材に圧接する回転可能な加圧部材と、
   前記定着部材内部で前記加圧部材と対向し、前記定着部材と前記加圧部材の間にニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記定着部材と前記加圧部材の回転を制御する回転制御手段と、を備え、前記ニップ部で記録媒体の未定着画像を定着させる定着装置において、
   装置内の蓄熱状態を検知する蓄熱検知手段をさらに備え、前記加熱手段による加熱停止後、前記定着部材の回転停止前の所定時に、前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態に応じて、前記回転制御手段が前記定着部材の回転を制御することを特徴とする定着装置。
2. 前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態が所定の蓄熱量より大きい場合、前記回転制御手段は、前記定着部材の回転を継続させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態が所定の蓄熱量より大きい場合、前記回転制御手段は、前記定着部材の回転速度を変更し、回転を継続させ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. 前記蓄熱検知手段により検知された蓄熱状態が所定の蓄熱量より大きい場合、前記回転制御手段は、前記定着部材の回転速度を減速し、回転を継続させることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記定着部材の温度上昇を判定する判定手段を更に備え、前記判定手段の判定結果に応じて、前記回転制御手段が前記定着部材の回転速度を変更することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 前記蓄熱検知手段が、定着装置内の温度センサにより検知された温度、定着装置の動作履歴、及び定着装置への供給電力と環境温度から求めた熱量の少なくともいずれかを参照することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記定着部材の内側に、前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、前記加熱手段から放射される熱を前記定着部材に向け反射させる反射部材と、前記加熱手段からの所定領域外への加熱を遮断する遮光部材と、をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の定着装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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