JP2015194565A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーマルカットオフを設けた構成において、小型化を図った定着装置および当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】定着装置１００は、定着ベルト１１０と、定着ベルト１１０の内側において延びるハロゲンランプ１２０と、定着ベルト１１０の内側に配置された第１サーミスタ１８０と、定着ベルト１１０の外側に配置された第２サーミスタ２１０と、定着ベルト１１０の外側に配置されたサーモスタット２２０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、温度センサを備えた定着装置および当該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、エンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置されたヒータと、エンドレスベルトの内側に配置された温度センサとを備えた定着装置が知られている（特許文献１参照）。

特開平３−２６４９７６号公報

ところで、エンドレスベルトの温度が高くなり過ぎると、エンドレスベルト周辺の部材に影響するので、エンドレスベルトの温度が高くなり過ぎたときにヒータの通電を遮断するサーマルカットオフを設けることが望ましい。しかしながら、エンドレスベルトの内側にサーマルカットオフを配置すると、エンドレスベルトの内側にサーマルカットオフを配置するためのスペースが必要になる。そのため、エンドレスベルトの径が大きくなり、定着装置が大型化する可能性があった。

そこで、本発明は、サーマルカットオフを設けた構成において、小型化を図った定着装置および当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側において延びるヒータと、前記エンドレスベルトの内側に配置された第１温度センサと、前記エンドレスベルトの外側に配置された第２温度センサと、前記エンドレスベルトの外側に配置されたサーマルカットオフと、を備える。

このような構成によれば、サーマルカットオフをエンドレスベルトの外側に設けることで、エンドレスベルトの内側を省スペース化できる。そのため、エンドレスベルトの径を小さくすることができ、ひいては定着装置の小型化を図ることができる。

前記した構成において、前記第１温度センサは、最大通紙幅の外側に配置され、前記第２温度センサは、最大通紙幅の内側に配置されている構成とすることができる。

このような構成によれば、エンドレスベルトの内側の温度を検知しつつ、エンドレスベルトの定着部分（外周面）の温度を良好に検知することができる。

前記した構成において、前記第１温度センサは、最大通紙幅の内側に配置され、前記第２温度センサは、最大通紙幅の外側に配置されている構成とすることができる。

エンドレスベルトの外周面の最大通紙幅の外側の部分は、記録シートに熱を奪われにくいので、当該部分の温度が上がり過ぎないようにする必要がある。上記した構成であれば、当該部分の温度を検知しながら、エンドレスベルトの内側における最大通紙幅の範囲内の温度も検知することができる。

前記した構成において、前記エンドレスベルトは、ゴム層を有する構成とすることができる。

エンドレスベルトにゴム層が設けられると、エンドレスベルトの内側と外側で温度差が大きくなるおそれがある。しかし、上記した構成によれば、第１温度センサおよび第２温度センサにより、エンドレスベルトの内外の温度差を考慮した制御ができる。

前記した定着装置が、前記エンドレスベルトに対向し、前記エンドレスベルトとの間でニップを形成するように構成されたバックアップ部材を備える場合、前記サーマルカットオフおよび前記第２温度センサは、前記ニップよりも、前記エンドレスベルトの回転方向上流側に配置されているのが望ましい。

エンドレスベルトの、ニップよりも回転方向上流側の部分は、ニップに引き込まれることでテンションがかかって張った状態となっている。上記した構成によれば、当該部分に、サーマルカットオフ及び第２温度センサを配置することで、第２温度センサとエンドレスベルトの張った状態となる部分との間の距離が変わらないので、当該部分の温度を良好に検知できる。

前記した定着装置が、前記エンドレスベルトの外側に設けられるフレームと、前記サーマルカットオフに接続される第１配線と、前記第２温度センサに接続される第２配線と、を備える場合、前記サーマルカットオフおよび前記第２温度センサは、前記フレームの内側に設けられ、前記第１配線および前記第２配線の一方は、前記フレームの内側を通り、前記第１配線および前記第２配線の他方は、前記フレームに形成された開口を通って、前記フレームの内側から外側に延びる構成とすることができる。

このような構成によれば、フレームを介して第１配線と第２配線を絶縁しつつ、第１配線および第２配線のいずれかをフレームにより保護することができる。

また、本発明の画像形成装置は、上記した定着装置と、前記ヒータの温度を制御するように構成される制御装置と、を備える場合、前記サーマルカットオフは、定着温度より高い第１温度以上の温度を検知したとき、前記ヒータへの通電を遮断するように構成され、前記制御装置は、前記第２温度センサからの信号に基づいて、前記第２温度センサから取得した温度が、定着温度より高く、前記第１温度より低い第２温度より高いか否かを判断し、前記第２温度センサから取得した温度が前記第２温度より高いと判断した場合、前記ヒータの出力を小さくように構成される。

このような構成によれば、サーマルカットオフが動作する前にヒータの出力を小さくすることができる。

本発明によれば、サーマルカットオフを設けた定着装置の小型化を図ることができる。

本発明の実施形態に係るカラーレーザプリンタを示す断面図である。 定着装置を示す断面図である。 ハロゲンランプ、ニップ板、反射板、ステイおよび第１サーミスタの分解斜視図である。 ステイ、カバー部材、第２サーミスタおよびサーモスタットの斜視図（ａ）と、ステイ、カバー部材、第２サーミスタおよびサーモスタットを前から見た図（ｂ）である。 定着フレームの斜視図（ａ）と、定着フレームを前から見た図（ｂ）である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 変形例に係る図４（ｂ）に相当する図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、特に断りがないかぎり図１に示した上下方向を上下、図１における左側を後、右側を前、紙面の奥側を右、紙面の手前側を左として、各方向を示す。ここでの方向は、カラーレーザプリンタ１の前側に立った者から見た方向を基準として規定してある。

＜カラーレーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、カラーレーザプリンタ１は、装置本体２内に、用紙５１を供給する給紙部５と、給紙された用紙５１に画像を形成する画像形成部６と、画像が形成された用紙５１を排出する排紙部７と、制御装置３００と、モータ４００とを備えている。なお、制御装置３００については後述する。

給紙部５は、装置本体２内の下方において、装置本体２に対して前側からスライド操作により脱着される給紙トレイ５０と、給紙トレイ５０から用紙５１を前側から上に持ち上げ、後側へ反転させて搬送する搬送機構Ｍ１とからなる。

この搬送機構Ｍ１は、給紙トレイ５０の前側端部に設けられた、ピックアップローラ５２、分離ローラ５３、分離パッド５４などからなり、これらにより用紙５１が一枚ずつ分離されて上方へ送られる。上方へ向けて搬送された用紙５１は、紙粉取りローラ５５とピンチローラ５６の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路５７を通って後向きへ方向転換され、搬送ベルト７３の上に供給され、定着ベルト１１０に搬送される。

画像形成部６は、スキャナ部６１、プロセス部６２、転写部６３および定着装置１００を備えている。

スキャナ部６１は、装置本体２の上部に設けられており、図示はしないが、レーザ発光部、ポリゴンミラー、複数のレンズおよび反射鏡を備えている。スキャナ部６１では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応させてレーザ発光部から発光されるレーザをポリゴンミラーで左右方向に高速で走査させ、複数のレンズおよび反射鏡を通過または反射させた後各感光体ドラム３１に照射している。

プロセス部６２は、スキャナ部６１の下方で、給紙部５の上方に配置されており、装置本体２に対して前後方向に移動可能となる感光体ユニット３を備えている。感光体ユニット３は、感光体ユニット３の下部に設けられる４つのドラムサブユニット３０と、各ドラムサブユニット３０に装着される現像カートリッジ４０とを有している。

ドラムサブユニット３０は、感光体ドラム３１やスコロトロン型帯電器３２などを備えている。
現像カートリッジ４０は、内部にトナーが収容されており、供給ローラ４１や現像ローラ４２や層厚規制ブレード４３などを備えている。

このようなプロセス部６２は、次のように機能する。現像カートリッジ４０内のトナーが供給ローラ４１により現像ローラ４２へ供給され、このときトナーが、供給ローラ４１と現像ローラ４２との間で正極性に摩擦帯電される。現像ローラ４２に供給されたトナーは、現像ローラ４２の回転に伴って層厚規制ブレード４３によって擦られ、一定厚さの薄層として現像ローラ４２の表面に担持される。

一方、ドラムサブユニット３０では、スコロトロン型帯電器３２がコロナ放電により感光体ドラム３１を一様に正極性に帯電させる。この帯電した感光体ドラム３１にスキャナ部６１からのレーザが照射されて、用紙５１に形成すべき画像に対応した静電潜像が感光体ドラム３１に形成される。

さらに感光体ドラム３１が回転すると、現像ローラ４２に担持されているトナーが感光体ドラム３１の静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体ドラム３１の表面のうち、レーザにより露光され電位が下がった部分に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、各色のトナーに対応して、反転現像によるトナー像が担持される。

転写部６３は、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３、転写ローラ７４およびクリーニング部７５を備えている。
駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後に離間して平行に配置され、これらの間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が巻き掛けられている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光体ドラム３１に接している。そして、搬送ベルト７３の内側には各感光体ドラム３１との間で搬送ベルト７３を挟み込む転写ローラ７４が配置されている。転写ローラ７４には、図示しない高圧基板から転写バイアスが印加される。画像形成時には、搬送ベルト７３により搬送されてきた用紙５１は、感光体ドラム３１と転写ローラ７４に挟持され、感光体ドラム３１上のトナー像が用紙５１に転写される。

クリーニング部７５は、搬送ベルト７３の下方に配置され、搬送ベルト７３に付着したトナーを除去し、その下方に配置されたトナー貯留部７６に除去したトナーを落下させるようになっている。

定着装置１００は、転写部６３の後方に設けられ、用紙５１上に転写されたトナー像を用紙５１上に熱定着している。なお、定着装置１００については、後述する。

排紙部７において、用紙５１の排紙側搬送経路９１は、定着装置１００の出口から上に向かって延び前側に反転するように形成されている。排紙側搬送経路９１の途中には、用紙５１を搬送する複数の搬送ローラ９２が配置されている。装置本体２の上面には、印刷後の用紙５１を蓄積する排紙トレイ９３が形成されており、搬送ローラ９２により排紙側搬送経路９１から排出された用紙５１は、排紙トレイ９３に蓄積される。

＜定着装置の詳細構成＞
図２に示すように、定着装置１００は、加熱部材１０１と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ１５０と、フレームの一例としての定着フレーム２００と、第２温度センサの一例としての第２サーミスタ２１０と、サーマルカットオフの一例としてのサーモスタット２２０とを備えている。

加熱部材１０１は、エンドレスベルトの一例としての定着ベルト１１０と、ヒータの一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ板１３０と、反射板１４０と、ステイ１６０と、カバー部材１７０と、第１温度センサの一例としての第１サーミスタ１８０とを備えている。

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状のベルトであり、加圧ローラ１５０に接触して従動することで、後述するニップＮにおいて後方向に移動するように構成されている。定着ベルト１１０は、左右方向に延びる軸線の周りを回転するように構成され、ニップ板１３０に摺動する内周面１１０Ａと、加圧ローラ１５０に摺動する外周面１１０Ｂとを有している。

定着ベルト１１０は、ステンレス鋼等の金属から形成された金属素管を有している。定着ベルト１１０は、金属素管の表面を覆うゴム層を有している。また、定着ベルト１１０は、ゴム層の表面を覆うフッ素コーティング等による非金属の離型層をさらに有していてもよい。

ハロゲンランプ１２０は、発熱するように構成される発熱体であり、ニップ板１３０と別体に構成されている。ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０および定着ベルト１１０を加熱することで用紙５１上のトナーを加熱している。ハロゲンランプ１２０は、定着ベルト１１０の内側において左右方向に延び、定着ベルト１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて、つまり、離れて配置されている。

ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける板状の部材であり、定着ベルト１１０の内周面１１０Ａに接触している。そして、このニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着ベルト１１０を介して用紙５１上のトナーに伝達する。このニップ板１３０は、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などから形成されており、ベース部１３１と、突出部１３２とを主に有している。

ベース部１３１は、搬送方向における中央部１３１Ａが両端部１３１Ｂより加圧ローラ１５０側に向けて凸となるように屈曲形成されている。

突出部１３２は、ベース部１３１の後端部１３１Ｒから搬送方向に沿って後方に突出するように形成されている。この突出部１３２は、図３に示すように、ベース部１３１の後端部１３１Ｒの左端部に形成されている。

図２に示すように、反射板１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板１３０（ベース部１３１の内面）に向けて反射する部材であり、定着ベルト１１０の内側においてハロゲンランプ１２０を取り囲むように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。

このような反射板１４０によってハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に集めることで、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率良く利用することができ、ニップ板１３０および定着ベルト１１０を速やかに加熱することができる。

反射板１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板１４０は、湾曲形状（断面視略Ｕ形状）をなす反射部１４１と、反射部１４１の両端部から前後方向外側に沿って延びるフランジ部１４２とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。

ステイ１６０は、前後方向におけるニップ板１３０のベース部１３１の両端部１３１Ｂを反射板１４０のフランジ部１４２を介して支持することでニップ板１３０の剛性を確保する部材であり、反射板１４０を覆うように配置されている。より詳細にステイ１６０は、上壁１６０Ａと、上壁１６０Ａの前端から下方に延びる前壁１６０Ｂと、上壁１６０Ａの後端から下方に延びる後壁１６０Ｃとによって断面視Ｕ字形状に形成されている。

図３に示すように、ステイ１６０は、その後壁１６０Ｃに第１サーミスタ１８０を配置するための切欠１６１を有している。より詳細に切欠１６１は、ニップ板１３０の突出部１３２に対応する位置において、第１サーミスタ１８０に接触しない程度の隙間を有するように形成されている。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、カバー部材１７０は、ステイ１６０の上壁１６０Ａおよび前壁１６０Ｂを覆うように配置されており、上側壁１７１と、上側壁１７１の前端から下方に延びる前側壁１７２とから構成されている。前側壁１７２の前面には、リブ１７３が設けられている。

リブ１７３は、前側壁１７２の前面に左右方向に間隔をあけて並んで合計７つ配置されており、リブ１７３の前面から前方に突出するように形成されている。各リブ１７３は、略四角形状に形成されており、その前面は、定着ベルト１１０の内周面１１０Ａを案内するように構成されたガイド面１７３Ａとなっている。各リブ１７３のうち、中央のリブ１７３とその左に隣接するリブ１７３は、定着ベルト１１０を挟んでサーモスタット２２０と第２サーミスタ２１０とそれぞれ対向している。

図２、図３に示すように、第１サーミスタ１８０は、接触型サーミスタであり、ニップ板１３０の温度を検知するように配置されている。言い換えると、第１サーミスタ１８０は、ニップ板１３０を介して定着ベルト１１０の温度を検出するように構成されている。

具体的に、第１サーミスタ１８０は、定着ベルト１１０の左端部の内側において、上部に設けられた固定用リブ１８３がステイ１６０の後壁１６０Ｃにネジ１８９によって固定されている。

第１サーミスタ１８０は、図４（ｂ）に示すように、最大通紙幅Ｗ１よりも左右方向（定着ベルト１１０の幅方向）外側に位置している。言い換えると、第１サーミスタ１８０は、最大通紙幅Ｗ１となる用紙５１の左端を通り、かつ、左右方向（定着ベルト１１０の幅方向）に直交する第１平面Ｐ１の外側に配置されている。

ここで、最大通紙幅Ｗ１とは、定着ベルト１１０に搬送される用紙５１のうち、定着装置１００において定着可能な最大幅の用紙５１の幅のことをいい、カラーレーザプリンタ１のドライバ等で設定できる、用紙５１の最大の幅、又は、給紙トレイ５０の用紙５１の端縁を規制する規制部材で設定できる用紙５１の最大の幅を指すものとする。なお、最大通紙幅Ｗ１は、２１０ｍｍ（Ａ４用紙の幅）であってもよいし、２１５．９ｍｍ（リーガル用紙の幅）であってもよい。

なお、第１サーミスタ１８０は、最大通紙幅Ｗ１の用紙５１の右端を通り、かつ、左右方向に直交する第２平面Ｐ２の外側に配置されていてもよい。

第１サーミスタ１８０は、ニップ板１３０の突出部１３２の上面に対面して配置されており、温度検知面１８１が突出部１３２の上面に接触している。なお、第１サーミスタ１８０は、ニップ板１３０から離れて配置される非接触型サーミスタでもよいし、赤外線センサであってもよい。

図２に示すように、加圧ローラ１５０は、定着ベルト１１０の外周面１１０Ｂと接触し、定着ベルト１１０との間でニップＮを形成する部材である。加圧ローラ１５０は、ニップ板１３０の下方に配置されており、ニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟んでいる。

定着フレーム２００は、定着ベルト１１０の上方および前方（外側）で加熱部材１０１を覆うように配置されており、加熱部材１０１の前方の前壁２０１の内側に第２サーミスタ２１０及びサーモスタット２２０が設けられている。なお、図２では、サーモスタット２２０は、第２サーミスタ２１０の図示奥側に配置されており、便宜上、サーモスタット２２０の符号はかっこ書きで示す。

第２サーミスタ２１０は、非接触型サーミスタであり、定着ベルト１１０の外側に配置され、上部に設けられた固定用リブ２１３が定着フレーム２００の前壁２０１にネジ２１９によって固定されている。第２サーミスタ２１０は、後面に設けられた温度検知面２１１が定着ベルト１１０の外周面１１０Ｂに若干の隙間（温度検知できる程度の隙間）を空けて対向するように配置されている。

より詳細に、第２サーミスタ２１０は、温度検知面２１１が、ニップＮに対して前側、つまり、ニップＮよりも定着ベルト１１０の回転方向の上流側に配置されている。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、第２サーミスタ２１０は、最小通紙幅Ｗ２の左右方向内側に位置している。ここで、最小通紙幅Ｗ２とは、定着ベルト１１０に搬送される用紙５１のうち、定着装置１００において定着可能な最小幅の用紙５１の幅のことをいい、カラーレーザプリンタ１のドライバ等で設定できる、用紙５１の最小の幅、又は、給紙トレイ５０の用紙５１の端面を規制する規制部材で設定できる最小の幅を指すものとする。

なお、最小通紙幅Ｗ２は、６９．９ｍｍ（ＯｒｇａｎｉｚｅｒＪの幅）であってもよいし、７６．０ｍｍ（Ｍｏｎａｒｃｈの幅）であってもよいし、１００ｍｍ（はがきの幅）であってもよいし、８１ｍｍ（Ｃ７用紙の幅）であってもよいし、１０５ｍｍ（Ａ６用紙の幅）であってもよい。

なお、第２サーミスタ２１０は、定着ベルト１１０と接触する接触型サーミスタであってもよいし、赤外線センサであってもよい。また、第２サーミスタ２１０および第１サーミスタ１８０は、温度に応じてアナログ値を生成するものでもあってよく、アナログ値に基づきデジタル値を生成するものであってもよい。これらのアナログ値またはデジタル値が信号として制御装置３００に伝送されるようになっている。

図２に示すように、サーモスタット２２０は、バイメタルなどを利用した温度検知素子であり、定着ベルト１１０の外側に配置され、上部に設けられた固定用リブ２２３が定着フレーム２００の前壁２０１にネジ２２９によって固定されている。サーモスタット２２０は、後面に設けられた温度検知面２２１が定着ベルト１１０の外周面１１０Ｂに若干の隙間（温度検知できる程度の隙間）を空けて対向するように配置されている。

より詳細に、サーモスタット２２０は、温度検知面２２１が、ニップＮに対して前側、つまり、ニップＮよりも定着ベルト１１０の回転方向の上流側に配置されている。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、サーモスタット２２０は、第２サーミスタ２１０とともに最小通紙幅Ｗ２の左右方向内側に位置している。言い換えると、第２サーミスタ２１０とサーモスタット２２０は、最小通紙幅Ｗ２となる用紙５１の左端を通り、かつ、左右方向（定着ベルト１１０の幅方向）に直交する第３平面Ｐ３と、最小通紙幅Ｗ２の用紙５１の右端を通り、かつ、左右方向に直交する第４平面Ｐ４との間に配置されている。なお、第２サーミスタ２１０及びサーモスタット２２０は、最大通紙幅Ｗ１の内側に配置されていればよい。

このサーモスタット２２０は、ハロゲンランプ１２０に電力を供給する回路上に設けられており、定着温度より大きな第１温度以上の温度を検知したときにハロゲンランプ１２０への通電を遮断する。これにより、定着装置１００の温度が過剰に上昇することを防止することができる。なお、定着温度は、良好な定着ができる範囲内の温度をいい、実験やシミュレーション等により適宜設定することができる。本実施形態においては、定着温度は１８０℃である。また、定着温度は、定着装置１００の特性に応じて、１６０〜２４０℃の範囲内の何れかの値であってもよいし、１７５〜２７０℃の範囲内の何れかの値であってもよい。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、サーモスタット２２０には、ハロゲンランプ１２０の端子や、電源基板に接続される第１配線２２５が接続されている。第１配線２２５は、サーモスタット２２０の左右両端に１つずつ接続されており、定着フレーム２００の前壁２０１の内側を通るように配置されている。この第１配線２２５のうち、左側の第１配線２２５は、第２サーミスタ２１０を避けるように、第２サーミスタ２１０の下側を通るように配置されている。このように第１配線２２５を配置することで、定着フレーム２００により、第１配線２２５を保護することが可能となっている。

第２サーミスタ２１０には、制御装置３００に接続される第２配線２１５が接続されている。第２配線２１５は、定着フレーム２００の前壁２０１を前後に貫通する開口２０２を通って、定着フレーム２００の内側から外側に延びており、定着フレーム２００の外側を通るように配置されている。このように第２配線２１５を配置することで、第１配線２２５と第２配線２１５が接触するのを抑制することが可能となり、定着フレーム２００を介して、第１配線２２５と第２配線２１５を絶縁することが可能となっている。

＜制御装置＞
次に、制御装置３００について詳細に説明する。
制御装置３００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する記憶部などを有しており、第１サーミスタ１８０および第２サーミスタ２１０からの信号と、予め用意されたプログラムなどに基づいて演算処理を行うことによって、ハロゲンランプ１２０、モータ４００などの制御を実行するように構成されている。また、信号は、第１サーミスタ１８０および第２サーミスタ２１０が取得した温度そのものであってもよい。なお、ＲＯＭには、後述する各種制御処理を実行するための指令をプログラムとして格納している。ＣＰＵは、このＲＯＭから指令を読みだして各種制御処理を実行する。

制御装置３００は、第２サーミスタ２１０からの信号に基づいて、ハロゲンランプ１２０の制御を実行する。具体的に、制御装置３００は、第２サーミスタ２１０から取得した定着ベルト１１０の温度が定着温度となるまでハロゲンランプ１２０の出力が基本的に一定となるように制御し、定着ベルト１１０の温度が定着温度になった後は当該温度が定着温度に維持されるようにハロゲンランプ１２０を制御する基本制御を実行可能となっている。

制御装置３００は、第２サーミスタ２１０から取得した温度が定着温度よりも高く、前述した第１温度よりも低い第２温度より高いか否かを判断する。なお、第２温度は、定着温度よりも高い温度であって、サーモスタット２２０がハロゲンランプ１２０への通電を遮断しない程度の温度であり、実験やシミュレーション等により適宜設定することができる。

制御装置３００は、第２サーミスタ２１０から取得した温度が第２温度より高い場合に、ハロゲンランプ１２０の出力を小さくする制御を実行する。このように制御することで、サーモスタット２２０が動作する前にハロゲンランプ１２０の出力を小さくすることができる。

制御装置３００は、第１サーミスタ１８０からの信号に基づいてハロゲンランプ１２０を制御する補助制御を実行可能となっている。詳しくは、制御装置３００は、第１サーミスタ１８０で検出した温度と第２サーミスタ２１０で検出した温度との差が、所定の閾値Ａよりも大きい場合には、ハロゲンランプ１２０の出力を現在値よりも高い値まで上げる制御を実行する。ここで、閾値Ａは、実験やシミュレーション等で適宜決定すればよい。

以上のように構成された制御装置３００は、図６に示すフローチャートに従って制御を実行する。図６に示すように、制御装置３００は、まず、印刷指令があるか否かを判断する（Ｓ１）。ステップＳ１において印刷指令がないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御装置３００は、本制御を終了する。

ステップＳ１において印刷指令があったと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御装置３００は、ハロゲンランプ１２０をＯＮ状態にする（Ｓ２）。ステップＳ２の後、制御装置３００は、第２サーミスタ２１０で検出した定着ベルト１１０の温度が定着温度以上である否かを判断する（Ｓ３）。

ステップＳ３において定着ベルト１１０の温度が定着温度未満であると判断した場合には（Ｎｏ）、制御装置３００は、ハロゲンランプ１２０をＯＮ状態にする（Ｓ４）。詳しくは、ステップＳ４において、制御装置３００は、ハロゲンランプ１２０が既にＯＮ状態である場合にはＯＮ状態を継続させ、ハロゲンランプ１２０がＯＦＦ状態である場合にはハロゲンランプ１２０をＯＮ状態にする。

ステップＳ３において定着ベルト１１０の温度が定着温度以上であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御装置３００は、ハロゲンランプ１２０をＯＦＦ状態にする（Ｓ５）。ステップＳ４，Ｓ５の後、制御装置３００は、各サーミスタ１８０，２１０で検出した各温度の差が閾値Ａよりも大きいか否かを判断する（Ｓ６）。

ステップＳ６において温度差が閾値Ａよりも大きいと判断した場合には（Ｙｅｓ）制御装置３００は、ハロゲンランプ１２０の出力を現在値よりも高い値に上げる（Ｓ７）。ステップＳ７の後や、ステップＳ６においてＮｏと判断した場合には、制御装置３００は、第２サーミスタ２１０で検出した定着ベルト１１０の温度が第２温度より大きいか否かを判断する（Ｓ８）。

ステップＳ８において、定着ベルト１１０の温度が第２温度より大きいと判断した場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、制御装置３００は、ハロゲンランプ１２０の出力を小さくする（Ｓ９）。

ステップＳ９の後や、ステップＳ８においてＮｏと判断した場合には、制御装置３００は、印刷制御が完了したか否かを判断する（Ｓ１０）。ステップＳ１０において印刷制御が完了していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御装置３００は、ステップＳ３の処理に戻る。ステップＳ１０において印刷制御が完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御装置３００は、ハロゲンランプ１２０をＯＦＦ状態にして（Ｓ１１）、本制御を終了する。

以上のように構成されたカラーレーザプリンタ１の作用効果について説明する。
サーモスタット２２０を定着ベルト１１０の外側に設けるので、定着ベルト１１０の内側を省スペース化でき、定着装置１００の小型化を図ることができる。

第１サーミスタ１８０により、定着ベルト１１０の内側端部の温度を検知しつつ、第２サーミスタ２１０により、定着ベルト１１０の定着部分である最小幅の用紙５１の内側の範囲内の温度を良好に検知することができる。

ところで、定着ベルト１１０の表面にゴム層が設けられると、定着ベルト１１０の内側と外側で温度差が大きくなるおそれがある。しかし、本実施形態では、第１サーミスタ１８０および第２サーミスタ２１０により、定着ベルト１１０の内外の温度差を考慮した制御ができる。

また、定着ベルト１１０の、ニップＮよりも前側（回転方向上流側）の部分は、ニップＮに引き込まれることでテンションがかかった状態となっている。本実施形態では、当該部分に、サーモスタット２２０及び第２サーミスタ２１０を配置することで、第２サーミスタ２１０と定着ベルト１１０の張った状態となる部分との間の距離が変わらないので、当該部分の温度を良好に検知できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、第１サーミスタ１８０が最大通紙幅Ｗ１の左右外側に配置され、第２サーミスタ２１０が最小通紙幅Ｗ２の左右内側に配置されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示すように、第１サーミスタ１８０が最小通紙幅Ｗ２の左右内側に配置され、第２サーミスタ２１０が最大通紙幅Ｗ１の左右外側に配置されていてもよい。

ここで、定着ベルト１１０の外周面の最大通紙幅Ｗ１の外側の部分は、用紙５１に熱を奪われにくいので、当該部分の温度が上がり過ぎないようにする必要がある。図７の実施形態では、当該部分の温度を検知しながら、定着ベルト１１０の最小通紙幅Ｗ２の範囲内の温度も検知することができる。なお、第１サーミスタ１８０は、最大通紙幅Ｗ１の左右内側に配置されていればよい。

前記実施形態では、定着ベルト１１０がゴム層を有していたが、本発明はこれに限定されず、有していなくてもよい。

前記実施形態では、第１配線２２５が定着フレーム２００の内側を通り、第２配線２１５が定着フレーム２００の外側を通っていたが、本発明はこれに限定されず、第１配線が定着フレーム２００の外側を通り、第２配線が定着フレーム２００の内側を通っていてもよい。

前記実施形態では、ヒータの一例としてのハロゲンランプ１２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、ヒータは、例えばセラミックヒータやカーボンヒータであってもよい。

前記実施形態では、サーマルカットオフとしてサーモスタット２２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ヒューズであってもよい。

前記実施形態では、バックアップ部材の一例として加圧ローラ１５０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の部材であってもよい。

前記実施形態では、定着ベルト１１０は、金属ベルトとして構成されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ポリイミドを主成分とする樹脂フィルムとして構成されていてもよい。この場合、定着ベルトは、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を表層に有するように構成してもよい。

前記実施形態では、カラーレーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

前記実施形態では、制御装置３００は、図６の各処理を実行するように構成された１つのＣＰＵを有していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置は、図６の各処理を実行するように構成された複数のＣＰＵを有していてもよいし、図６の各処理を実行するように構成されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハード回路を有していてもよい。また、制御装置は、図６の各処理を実行するように構成されたＣＰＵおよびハード回路を有していてもよい。

１ カラーレーザプリンタ
１００ 定着装置
１１０ 定着ベルト
１２０ ハロゲンランプ
１８０ 第１サーミスタ
２００ 定着フレーム
２１０ 第２サーミスタ
２１５ 第２配線
２２０ サーモスタット
２２５ 第１配線
３００ 制御装置
Ｎ ニップ
Ｗ１ 最大用紙幅

Claims (7)

1. エンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトの内側において延びるヒータと、
   前記エンドレスベルトの内側に配置された第１温度センサと、
   前記エンドレスベルトの外側に配置された第２温度センサと、
   前記エンドレスベルトの外側に配置されたサーマルカットオフと、を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記第１温度センサは、最大通紙幅の外側に配置され、
   前記第２温度センサは、最大通紙幅の内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１温度センサは、最大通紙幅の内側に配置され、
   前記第２温度センサは、最大通紙幅の外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記エンドレスベルトは、ゴム層を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記エンドレスベルトに対向し、前記エンドレスベルトとの間でニップを形成するように構成されたバックアップ部材を備え、
   前記サーマルカットオフおよび前記第２温度センサは、前記ニップよりも、前記エンドレスベルトの回転方向上流側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記エンドレスベルトの外側に設けられるフレームと、
   前記サーマルカットオフに接続される第１配線と、
   前記第２温度センサに接続される第２配線と、を備え、
   前記サーマルカットオフおよび前記第２温度センサは、前記フレームの内側に設けられ、
   前記第１配線および前記第２配線の一方は、前記フレームの内側を通り、
   前記第１配線および前記第２配線の他方は、前記フレームに形成された開口を通って、前記フレームの内側から外側に延びることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
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と、
   前記ヒータの温度を制御するように構成される制御装置と、を備え、
   前記サーマルカットオフは、定着温度より高い第１温度以上の温度を検知したとき、前記ヒータへの通電を遮断するように構成され、
   前記制御装置は、
   前記第２温度センサからの信号に基づいて、前記第２温度センサから取得した温度が、定着温度より高く、前記第１温度より低い第２温度より高いか否かを判断し、
   前記第２温度センサから取得した温度が前記第２温度より高いと判断した場合、前記ヒータの出力を小さくすることを特徴とする画像形成装置。

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