JP2017161838A - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ部における記録媒体の搬送速度を、狙いの値や範囲に、精度良く安定的に維持変することができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】加圧ローラ３１（加圧回転体）が従動回転するように定着ベルト２１（定着回転体）を回転駆動する駆動モータ６１（駆動手段）と、駆動モータ６１によって従動回転される加圧ローラ３１の回転数を検知する回転数検知手段５１〜５５と、が設けられている。そして、回転数検知手段５１〜５５によって検知される回転数が所定の値又は範囲内になるように、駆動モータ６１によって回転駆動される定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）の回転数を可変している。【選択図】図２

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置における定着装置において、ニップ部における線速度が変化することによって生じる不具合を軽減するために、駆動手段によって回転駆動される定着ローラや加圧ローラの回転数を可変制御する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

詳しくは、定着装置は、定着ローラや定着ベルトなどの定着回転体に加圧ローラなどの加圧回転体が圧接していて、記録媒体が搬送されるニップ部（定着ニップ）が形成されている。そして、ニップ部に搬送された記録媒体上のトナー像が、定着回転体から受ける熱と、ニップ部の圧力と、によって、記録媒体上に定着されることになる。

一方、特許文献１には、駆動手段によって直接的に回転駆動される加圧ローラの外周面に対向するように線速度検知手段を設置して、線速度検知手段によって検知される線速度が一定になるように、駆動手段を制御して加圧ローラの回転数を可変する技術が開示されている。
また、特許文献２には、定着ローラ（定着補助ローラ）が熱膨張してもニップ部における線速度が変化しないように、定着ローラの芯金の温度を検知して、その検知結果に基いて定着ローラの回転数を可変する技術が開示されている。

従来の定着装置は、連続通紙時などに、熱膨張による定着回転体や加圧回転体の外径の変化などによって、ニップ部における記録媒体の搬送速度が狙いの値や範囲から変化してしまって、定着画像不良が生じてしまったり、用紙折れなどの搬送不良が生じてしまったりしていた。
これに対して、上述したように、特許文献１、２では、駆動手段によって回転駆動される加圧ローラの線速度を検知したり、定着ローラの芯金の温度を検知したりして、それらの検知結果に基いて、駆動手段によって回転駆動される加圧ローラや定着ローラの回転数を可変しているため、そのような不具合が軽減される効果がある程度期待できる。しかし、そのような制御では、ニップ部における記録媒体の搬送速度を、狙いの値に、精度良く安定的に維持することができない可能性があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ニップ部における記録媒体の搬送速度を、狙いの値や範囲に、精度良く安定的に維持変することができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における定着装置は、トナー像を加熱して記録媒体上に定着する定着回転体と、前記定着回転体に圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、前記加圧回転体又は前記定着回転体が従動回転するように、前記定着回転体又は前記加圧回転体を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって従動回転される前記加圧回転体又は前記定着回転体の回転数を検知する回転数検知手段と、を備え、前記回転数検知手段によって検知される回転数が所定の値又は範囲内になるように、前記駆動手段によって回転駆動される前記定着回転体又は前記加圧回転体の回転数を可変するものである。

本発明によれば、ニップ部における記録媒体の搬送速度を、狙いの値や範囲に、精度良く安定的に維持変することができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 定着装置の要部を示す斜視図である。 従来の定着装置における、連続通紙時間と、ニップ部における記録媒体の搬送速度と、の関係を示すグラフである。 変形例としての、定着装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２における定着装置を示す構成図である。 図６の定着装置の要部を示す斜視図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図４にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、６は搬送ローラ、７は用紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ（タイミングローラ）、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する１次転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。

また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、１９は２次転写工程後の記録媒体Ｐを定着装置２０に向けて搬送する搬送ベルト、２０は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着するベルト方式の定着装置、８０は両面プリントをおこなうときにオモテ面へのプリントが終了した記録媒体Ｐを画像形成部に向けて搬送する両面搬送部、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍの表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃの表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫの表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、１次転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト１９によって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップ部にて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、搬送ローラ６で搬送された後に、排紙ローラによって装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、本実施の形態１における定着装置２０は、加熱手段としての誘導加熱部２５（磁束発生部）、定着回転体としての定着ベルト２１、加熱ローラ２３、定着補助ローラ２２、加圧回転体としての加圧ローラ３１、加圧ローラ３１の回転数を検知する回転数検知手段５１〜５５、温度センサ４０、４５、等で構成される。

ここで、定着ベルト２１は、ＰＩ（ポリイミド）等の樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端状ベルトである。定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜１０００μｍ程度であって、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２１の離型層は、層厚が５〜２０μｍ程度であって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト２１の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト２１は、２つのローラ部材（定着補助ローラ２２と加熱ローラ２３とである。）に張架・支持されて、図２中の矢印方向に走行する。

定着補助ローラ２２は、ステンレス鋼等からなる芯金２２ａ上に、層厚が１５ｍｍ程度の発泡シリコーンゴムからなる弾性層２２ｂ（アスカーＣ硬度が２５〜５０程度のものである。）が形成されたローラ部材であって、加圧回転体としての加圧ローラ３１に定着ベルト２１を介して圧接してニップ部を形成する。弾性層２２ｂを発泡材料で形成することで、ニップ部におけるニップ幅（ニップ量）を比較的大きく設定できるとともに、定着ベルト２１の熱が定着補助ローラ２２に移行しにくくなる。定着補助ローラ２２は、その軸部が、駆動手段としての駆動モータ６１に連結されていて、図２中の時計方向に回転駆動される。
なお、本実施の形態１では、弾性層２２ｂの材料として発泡シリコーンゴムを用いたが、弾性層２２ｂの材料としてフッ素ゴム、シリコーンゴム等を用いることもできる。
また、定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）を回転駆動する駆動モータ６１は、回転数可変型のモータであって、加圧ローラ３１の回転数を検知する回転数検知手段５１〜５５の検知結果に基いて、定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数を可変するように制御部６０によって制御されるが、これについては後で詳しく説明する。

加熱ローラ２３は、鉄、ニッケル系の整磁合金で形成された中空構造のローラ部材であって、図２の時計方向に回転する。そして、加熱ローラ２３は、誘導加熱部２５から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。そして、電磁誘導加熱された加熱ローラ２３によって、加熱ローラ２３における張架位置で、定着ベルト２１が加熱されることになる（熱が伝えられることになる）。そして、加熱された定着ベルト２１によって、ニップ部の位置で、記録媒体Ｐ上のトナー像（トナーＴ）が加熱・溶融されて、記録媒体Ｐ上に定着されることになる。
なお、加熱ローラ２３に効率的に磁束を透過させるために、加熱ローラ２３の内部に、フェライト等の強磁性体からなる磁束調整板（内部コア）を非回転で固設することもできる。

加熱手段としての誘導加熱部２５は、コイル部（励磁コイル）、コア部（励磁コイルコア）、コイルガイド、等で構成されていて、定着ベルト２１を介して加熱ローラ２３の外周面に対向するように配設されている。
コイル部は、定着ベルト２１を介して加熱ローラ２３の外周の一部を覆うように配設されたコイルガイド上に細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイドは、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部を保持する。コア部は、フェライト等の強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度である。）からなり、加熱ローラ２３に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。コア部は、幅方向に延設されたコイル部に対向するように設置されている。
ここで、誘導加熱部２５（加熱手段）の出力制御は、定着ベルト２１表面に非接触で対向する第１温度センサ４０（サーモパイル等である。）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。すなわち、誘導加熱部２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）が所望の温度（目標制御温度）に調整制御されることになる。

また、加圧回転体としての加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３（層厚が３ｍｍ程度のものである。）と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム等のソリッドゴム材料で形成されている。加圧ローラ３１（加圧回転体）は、加圧機構によって図２の上方に付勢されて、定着ベルト２１（定着回転体）に圧接することで記録媒体Ｐが搬送されるニップ部を形成するものである。
また、本実施の形態１では、定着ベルト２１がニップ部の位置で加圧ローラ３１に熱を奪われにくくするために、加圧ローラ３１を加熱するヒータ３４が加圧ローラ３１に内設されている。このヒータ３４は、加圧ローラ３１の表面温度を検知する第２温度センサ４５（サーモパイル等である。）の検知結果に基いて、オン・オフ制御される。
なお、オイル塗布ローラ３５を設けずに、加圧ローラ３１の弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。
また、本実施の形態１では、加圧ローラ３１の回転数を検知する回転数検知手段５１〜５５が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。

また、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３８が配設されている。ガイド板３８は、定着装置２０の側板に固設されている。
また、定着ベルト２１の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍には、分離板が配設されている。分離板は、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１の走行に沿って定着ベルト２１に巻き付いてしまう不具合を抑止する。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
駆動モータ６１（駆動手段）によって定着補助ローラ２２が回転駆動されると、定着補助ローラ２２とともに定着ベルト２１も図２の時計方向に回転駆動されて、加熱ローラ２３も図２の時計方向に回転する。さらに、このように駆動モータ６１（駆動手段）によって定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）が回転駆動されると、ニップ部における摩擦抵抗によって、加圧ローラ３１も反時計方向に従動回転する。
そして、定着ベルト２１は、誘導加熱部２５との対向位置（加熱ローラ２３の張架位置）で加熱される。詳しくは、電源部６６から誘導加熱部２５（コイル部）に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、加熱ローラ２３に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、加熱ローラ２３の表面に渦電流が生じて、加熱ローラ２３の電気抵抗によってジュール熱が発生して、加熱ローラ２３が加熱（電磁誘導加熱）される。そして、定着ベルト２１は、発熱した加熱ローラ２３から熱を受けて加熱される。
その後、加熱ローラ２３によって加熱された定着ベルト２１表面は、加圧ローラ３１との当接部（ニップ部）に達する。そして、ニップ部に搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像（トナーＴ）を加熱して溶融する。ニップ部を通過した定着ベルト２１表面は、その後に再び誘導加熱部２５との対向位置に達する。
一方、未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、回転する定着ベルト２１及び加圧ローラ３１によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、分離板によって分離されて、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

以下、本実施の形態１における定着装置２０の、特徴的な構成・動作について説明する。
先に図２を用いて説明したように、本実施の形態１における定着装置２０には、加圧ローラ３１（加圧回転体）が従動回転するように、定着ベルト２１（定着回転体）を回転駆動する駆動手段としての駆動モータ６１が設置されている。詳しくは、駆動モータ６１（駆動手段）は、定着ベルト２１を定着補助ローラ２２とともに回転駆動するとともに、加圧ローラ３１を従動回転するものである。
なお、この駆動モータ６１は、制御部６０による制御によって定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数を任意の値に増減できるように構成された回転数可変型のモータである。

ここで、図２及び図３を参照して、本実施の形態１における定着装置２０には、駆動モータ６１（駆動手段）によって従動回転される加圧ローラ３１（加圧回転体）の回転数を検知する回転数検知手段５１〜５５が設けられている。
そして、制御部６０による駆動モータ６１の制御によって、回転数検知手段５１〜５５によって検知される加圧ローラ３１の回転数が所定の値（又は、所定の範囲内）になるように、駆動モータ６１によって回転駆動される定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数を可変している。

具体的に、本実施の形態では、回転数検知手段５１〜５５によって検知された加圧ローラ３１の回転数が所定の値よりも大きくなった場合に、定着補助ローラ２２の熱膨張などによって定着ベルト２１の走行速度が高まるとともに、従動回転する加圧ローラ３１の回転数が高まって、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度が狙いの値よりも高くなるものとして、制御部６０による駆動モータ６１の制御によって、定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数が減速される。
これに対して、回転数検知手段５１〜５５によって検知された加圧ローラ３１の回転数が所定の値よりも小さくなった場合には、定着補助ローラ２２の熱収縮などによって定着ベルト２１の走行速度が低下するとともに、従動回転する加圧ローラ３１の回転数が低下して、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度が狙いの値よりも低くなるものとして、制御部６０による駆動モータ６１の制御によって、定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数が増速される。

このような制御をおこなうことにより、熱膨張（又は、熱収縮）による定着補助ローラ２２や定着ベルト２１などの外径の変化などによって、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度が狙いの値や範囲から増減してしまって、定着画像不良が生じてしまったり、用紙折れなどの搬送不良が生じてしまったりする不具合が確実に軽減されることになる。

特に、図４に示すように、従来の定着装置を用いて連続通紙をおこなう場合には、連続通紙時間（又は、連続通紙枚数）が増加するのにともない、定着補助ローラ２２や定着ベルト２１が熱膨張する度合いも大きくなって、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度（ニップ部における線速度）が徐々に大きくなってしまうため、このような制御をおこなうことが有用になる。
また、本実施の形態１における定着装置２０は、電磁誘導方式（ＩＨ方式）のものであって、熱ヒータ方式などの他の方式のものに比べて、温度の立ち上がりが早く（昇温特性が高く）、定着補助ローラ２２や定着ベルト２１が熱膨張するスピードが無視できないため、このような制御をおこなうことが有用になる。
また、本実施の形態１における定着装置２０は、定着回転体として定着ベルト２１を用いたベルト方式のものであって、定着回転体として定着ローラを用いたローラ方式のものに比べて、定着回転体の熱容量が小さく、装置の昇温特性が高いため、このような制御をおこなうことが有用になる。

そして、本実施の形態では、駆動モータ６１（駆動手段）によって直接的に駆動される定着補助ローラ２２や定着ベルト２１の外周面の線速度を検知して定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数を調整制御するのではなくて、駆動モータ６１によって従動回転（ニップ部を介して間接的に駆動）される加圧ローラ３１の回転数を検知して定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数を調整制御しているため、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度を、狙いの値に、精度良く安定的に維持することができる。

これは、記録媒体Ｐはニップ部において摩擦抵抗を受けながら搬送されるものであるため、その搬送速度は、定着補助ローラ２２や定着ベルト２１の外周面の線速度に対して正確に一致するものではなくて、加圧ローラ３１の回転数に対してほぼ正確に比例するものであるためである。すなわち、特許文献１のものと同じように、定着補助ローラ２２や定着ベルト２１の線速度に基いて定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数を調整制御する場合には、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度を狙いの値にそれほど精度良く安定的に維持できないことになる。
また、特許文献２のもののように、定着補助ローラ２２の芯金２２ａの温度を検知して、その検知結果に基いて、定着補助ローラ２２の熱膨張の度合いを予測して、定着補助ローラ２２（定着ベルト２１）の回転数を調整制御する場合も、定着補助ローラ２２の芯金２２ａの温度が、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度に対して正確に比例するものではないため、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度を狙いの値にそれほど精度良く安定的に維持できないことになる。

ここで、図２及び図３を参照して、本実施の形態において、加圧ローラ３１の回転数を検知する回転数検知手段は、加圧ローラ３１の回転軸方向の端部に設置されていて、第１ギア５１（第１回転伝達部材）、第２ギア５２（第２回転伝達部材）、スリットエンコーダ５４（被検知板）、フォトセンサ５５、等で構成されている。
第１ギア５１は、駆動モータ６１（駆動手段）によって従動回転される加圧ローラ３１の回転軸（芯金３２）上に設置されていて、加圧ローラ３１とともに図２の反時計方向に回転する平歯車である。
第２ギア５２は、第１ギア５１に噛合して、第１ギア５１から駆動が伝達されて図２の時計方向に回転する平歯車である。第２ギア５２を保持して第２ギア５２とともに回転する回転軸５３は、付勢手段によってギア同士が噛合する方向に付勢されている。
スリットエンコーダ５４は、第２ギア５２の回転軸５３上に設置されていて、第２ギア５２とともに図２の時計方向に回転する。スリットエンコーダ５４は、略円盤状の部材であって、その表面には回転軸５３を中心に放射状に複数のスリットが回転方向に等間隔に形成されている。
フォトセンサ５５は、発光素子と受光素子とを有する公知の透過型フォトセンサであって、スリットエンコーダ５４を検知するために非回転で設置されている。フォトセンサ５５は、スリットエンコーダ５４のスリットの有無を検知して、その信号のオン・オフが切り替わる時間の変化からスリットエンコーダ５４（第２ギア５２）の回転数の変化を検出する。フォトセンサ５５は、スリットエンコーダ５４を挟むように配置されている。

このように構成された回転数検知手段５１〜５５によって、フォトセンサ５５で検知されるスリットエンコーダ５４（第２ギア５２）の回転数の変化から、加圧ローラ３１の回転数の変化が間接的に求められることになる。すなわち、フォトセンサ５５とスリットエンコーダ５４とが第２ギア５２の回転（回転数）を検知する検知手段として機能して、加圧ローラ３１の回転数が間接的に求められることになる。
このように、本実施の形態では、回転数検知手段５１〜５５が加圧ローラ３１の端部において充分に離れた位置に設置されていて、加圧ローラ３１の回転数を直接的に検知するのではなくて、加圧ローラ３１の回転数を間接的に検知するように構成している。そのため、回転数検知手段５１〜５５が加圧ローラ３１の熱の影響を受けにくく、回転数検知手段５１〜５５が熱により誤検知したり熱劣化したりする不具合を軽減することができる。さらには、回転数検知手段５１〜５５の組付け性やメンテナンス性を向上させることができる。

なお、図５を参照して、本実施の形態１において、スリットエンコーダ５４の代わりに磁気エンコーダ５６を用いるとともに、フォトセンサ５５の代わりに磁気センサ５７を用いることもできる。
磁気エンコーダ５６と磁気センサ５７とは、公知のものと同様に、磁気エンコーダ５６の内部に回転軸５３を中心に放射状に交互に形成されたＳ極とＮ極とを、磁気エンコーダ５６に対向する磁気センサ５７によって検知するものである。そして、磁気センサ５７の信号のオン・オフが切り替わる時間の変化から磁気エンコーダ５６（第２ギア５２）の回転数の変化を検出して、加圧ローラ３１の回転数を間接的に求めることになる。
このような場合であっても、先に説明したものと同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態１における定着装置２０（画像形成装置１）は、加圧ローラ３１（加圧回転体）が従動回転するように定着ベルト２１（定着回転体）を回転駆動する駆動モータ６１（駆動手段）と、駆動モータ６１によって従動回転される加圧ローラ３１の回転数を検知する回転数検知手段５１〜５５と、が設けられている。そして、回転数検知手段５１〜５５によって検知される回転数が所定の値又は範囲内になるように、駆動モータ６１によって回転駆動される定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）の回転数を可変している。
これにより、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度を、狙いの値や範囲に、精度良く安定的に維持変することができる。

実施の形態２．
図６及び図７にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図６は、実施の形態２における定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。また、図７は、実施の形態２における定着装置の要部を示す斜視図であって、前記実施の形態１における図３に相当する図である。
本実施の形態２における定着装置２０は、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度を安定化するために加圧ローラ３１の外周面における線速度を検知する線速度検知手段５９が設置されている点が、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度を安定化するために加圧ローラ３１の回転数を検知する回転数検知手段５１〜５５が設置されている前記実施の形態１のものとは相違する。

図６及び図７を参照して、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、誘導加熱部２５、定着ベルト２１（定着回転体）、加熱ローラ２３、定着補助ローラ２２、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、４５、等で構成されている。そして、駆動モータ６１（駆動手段）によって、定着ベルト２１が定着補助ローラ２２とともに回転駆動されて、加圧ローラ３１が従動回転されるように構成されている。

ここで、本実施の形態２における定着装置２０には、前記実施の形態１のものとは異なり、駆動モータ６１（駆動手段）によって従動回転される加圧ローラ３１の外周面における線速度を検知する線速度検知手段としてのレーザードップラー５９が設けられている。レーザードップラー５９は、公知のもの（ドップラー効果を利用して対象物の速度を検知するものである。）であって、加圧ローラ３１の外周面に非接触で対向するように設置されている。
そして、レーザードップラー５９（線速度検知手段）によって検知される線速度が所定の値又は範囲内になるように、制御部６０による制御によって、駆動モータ６１によって回転駆動される定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）の回転数を、前記実施の形態１のものと同様に可変している。

記録媒体Ｐはニップ部において摩擦抵抗を受けながら搬送されるものであるため、その搬送速度は、加圧ローラ３１における外周面の線速度に対してほぼ一致することになる。そのため、このように、レーザードップラー５９（線速度検知手段）を用いた制御をおこなった場合にも、前記実施の形態１のものと同様に、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度を狙いの値に精度良く安定的に維持することができる。

以上説明したように、本実施の形態２における定着装置２０（画像形成装置１）は、加圧ローラ３１（加圧回転体）が従動回転するように定着ベルト２１（定着回転体）を回転駆動する駆動モータ６１（駆動手段）と、駆動モータ６１によって従動回転される加圧ローラ３１の外周面における線速度を検知する線速度検知手段５９と、が設けられている。そして、線速度検知手段５９によって検知される線速度が所定の値又は範囲内になるように、駆動モータ６１によって回転駆動される定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）の回転数を可変している。
これにより、ニップ部における記録媒体Ｐの搬送速度を、狙いの値や範囲に、精度良く安定的に維持変することができる。

なお、前記各実施の形態では、駆動手段によって定着回転体が回転駆動されて、加圧回転体が従動回転されるように構成された定着装置に対して、本発明を適用した。
これに対して、駆動手段によって加圧回転体が回転駆動されて、定着回転体が従動回転されるように構成された定着装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。そして、その場合には、定着回転体の回転数を検知する回転数検知手段や、定着回転体の線速度を検知する線速度検知手段が設置されて、これらの検知手段の検知結果に基いて加圧回転体の回転数が可変されるように駆動手段が制御されることになる。
そして、そのような場合にも、前記各実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

また、前記各実施の形態では誘導加熱部２５を加熱ローラ２３の外周面に対向するように設置したが、誘導加熱部２５を加熱ローラ２３の内周面に対向するように設置することもできるし、加熱ローラ２３を加熱する加熱手段としてヒータや抵抗発熱体を用いることもできる。
また、前記各実施の形態では加圧回転体として加圧ローラ３１を用いたが、加圧回転体として加圧ベルトを用いることもできる。
また、前記各実施の形態では、定着回転体として定着ベルト２１を用いたベルト方式の定着装置２０に対して本発明を適用したが、定着回転体として定着ローラを用いたローラ方式の定着装置に対しても本発明を適用することができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（定着回転体）、
２２ 定着補助ローラ、
２３ 加熱ローラ、
２５ 誘導加熱部（加熱手段）、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
５１ 第１ギア（回転数検知手段）、
５２ 第２ギア（回転数検知手段）、
５３ 回転軸（回転数検知手段）、
５４ スリットエンコーダ（回転数検知手段）、
５５ フォトセンサ（回転数検知手段）、
５６ 磁気エンコーダ（回転数検知手段）、
５７ 磁気センサ（回転数検知手段）、
５９ レーザードップラー（線速度検知手段）、
６１ 駆動モータ（駆動手段）、
Ｐ 記録媒体。

特開平１１−９５６０３号公報 特許第５５１６１４３号公報

Claims (7)

1. トナー像を加熱して記録媒体上に定着する定着回転体と、
   前記定着回転体に圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記加圧回転体又は前記定着回転体が従動回転するように、前記定着回転体又は前記加圧回転体を回転駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段によって従動回転される前記加圧回転体又は前記定着回転体の回転数を検知する回転数検知手段と、
   を備え、
   前記回転数検知手段によって検知される回転数が所定の値又は範囲内になるように、前記駆動手段によって回転駆動される前記定着回転体又は前記加圧回転体の回転数を可変することを特徴とする定着装置。
2. 前記回転数検知手段は、
   前記駆動手段によって従動回転される前記加圧回転体又は前記定着回転体の回転軸上に設置されて前記加圧回転体又は前記定着回転体とともに回転する第１ギアと、
   前記第１ギアに噛合して、前記第１ギアから駆動が伝達されて回転する第２ギアと、
   を具備して、前記第２ギアの回転を検知することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記回転数検知手段は、
   前記第２ギアの回転軸上に設置されて、前記第２ギアとともに回転するスリットエンコーダ又は磁気エンコーダと、
   前記スリットエンコーダ又は前記磁気エンコーダを検知するために非回転で設置されたフォトセンサ又は磁気センサと、
   を具備したことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. トナー像を加熱して記録媒体上に定着する定着回転体と、
   前記定着回転体に圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記加圧回転体又は前記定着回転体が従動回転するように、前記定着回転体又は前記加圧回転体を回転駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段によって従動回転される前記加圧回転体又は前記定着回転体の外周面における線速度を検知する線速度検知手段と、
   を備え、
   前記線速度検知手段によって検知される線速度が所定の値又は範囲内になるように、前記駆動手段によって回転駆動される前記定着回転体又は前記加圧回転体の回転数を可変することを特徴とする定着装置。
5. 前記線速度検知手段は、前記駆動手段によって従動回転される前記加圧回転体又は前記定着回転体の外周面に非接触で対向するように設置されたレーザードップラーを具備したことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記定着回転体は、加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着補助ローラと、によって張架された定着ベルトであって、
   前記加圧回転体は、前記定着ベルトを介して前記定着補助ローラに圧接して前記ニップ部を形成する加圧ローラであって、
   前記駆動手段は、前記定着補助ローラを回転駆動する駆動モータであって、前記定着ベルトを前記定着補助ローラとともに回転駆動するとともに、前記加圧ローラを従動回転することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
7. 請求項１〜請求項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。

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