JP2018066857A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】、本発明では、それぞれの検知位置の特性に合わせた検知部材を採用し、定着部材の幅方向中央側の過昇温を防止することのできる定着装置を提供することを課題としている。【解決手段】回転可能な定着ローラ２２と、定着ローラ２２に当接して回転する加圧ローラ２３と、定着ローラ２２の幅方向中央側を主に加熱する中央ヒータ３０ａと、定着ローラ２２の幅方向端部側を主に加熱する端部ヒータ３０ｂと、定着ローラ２２の幅方向中央側の温度を検知する中央側検知部材３１と、定着ローラ２２の幅方向端部側の温度を検知する端部側検知部材３２とを備えた定着装置７において、中央側検知部材３１は、定着ローラ２２と非接触で定着ローラ２２の温度を検知し、端部側検知部材３２は、定着ローラ２２に接触して定着ローラ２２の温度を検知し、中央側検知部材３１の熱時定数が端部側検知部材３２の熱時定数よりも小さいことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置および定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、用紙等の記録媒体上に形成された画像を定着させる定着装置が設けられる。定着装置は、例えば、加熱部材によって加熱された定着部材が、記録媒体の表面を加熱および加圧することで、記録媒体上に画像を定着させることができる。

このような定着装置では、定着部材の温度を検知する検知部材が設けられており、この検知部材の検知温度に基づいて、加熱部材の発熱量を調整し、定着部材の温度を所定の範囲内に管理している。そして、検知部材として、定着部材に接触せずに定着部材表面の温度を検知する非接触式の検知部材と、接触式の検知部材とが存在する。

例えば特許文献１（特開２００８−２６３６２号公報）の定着装置では、定着ローラの長手方向中央部の表面温度を測定するための第１の温度検出手段と、定着ローラの長手端部の表面温度を測定するための第２の温度検出手段とを設け、第１の温度検出手段に非接触式のサーミスタが、第２の温度検出手段に接触式のサーミスタがそれぞれ採用されている。定着ローラの通紙領域に対応する部分の温度を検出する第１の温度検出手段を非接触式とすることで、定着ローラのこの部分の傷や汚れによる記録媒体に形成された画像への悪影響を防止できる。また、定着ローラの非通紙領域に対応する部分の温度を検出する第２の温度検出手段を検出精度の良好な接触式とすることで、画像への影響を与えることなく、温度検出の精度を向上させることができる。このように、温度検出手段が温度検出する定着ローラの位置に合わせて、異なる特性の温度検出手段をそれぞれ採用することで、上記のような効果を得ることができる。

ところで、非接触式の温度検知部材は、定着部材との間に一定の距離があるため、接触式の温度検知部材と比較して、この距離の分だけ定着部材の昇温に対する応答に遅れが生じる。このため、特許文献１のような構成では、定着部材の中央側の温度検知に遅れが生じやすく、定着部材の幅方向中央側の温度が急に上昇した場合には、その温度変化に対する温度検知部材の応答の遅れが顕著となり、定着部材のオーバーシュートの原因や温度リップルが大きくなる原因となってしまう。例えば、画像形成装置の立ち上げ時など、画像形成装置の筐体が冷却された状態で定着部材の加熱が開始されると、定着部材の幅方向端部から放熱するため、定着部材の幅方向中央側の方が昇温しやすく、中央側検知部材の応答の遅れが問題となりやすい。

そして、上記の応答の遅れによって定着部材に対する温度制御の指令が遅くなり、定着部材の温度が過剰に上昇した結果、記録媒体に形成された画像に悪影響を与えたり、定着部材の劣化を早める等の問題を生じる。特に近年では、省エネルギー化などの観点から低熱容量の定着部材が採用されており、このような定着部材の過剰な温度上昇が生じやすい。また、定着装置に記録媒体が詰まった場合にも、定着部材の回転が停止してその一部が集中的に加熱され、定着部材の過剰な温度上昇が生じてしまう。

この様な事情から、本発明では、それぞれの検知位置の特性に合わせた検知部材を採用し、定着部材の幅方向中央側の過昇温を防止することのできる定着装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、回転可能な定着部材と、前記定着部材に当接して回転し、定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材の幅方向中央側を主に加熱する中央側加熱部材と、前記定着部材の幅方向端部側を主に加熱する端部側加熱部材と、前記定着部材の幅方向中央側の温度を検知する中央側検知部材と、前記定着部材の幅方向端部側の温度を検知する端部側検知部材とを備えた定着装置において、前記中央側検知部材は、前記定着部材と非接触で前記定着部材の温度を検知し、前記端部側検知部材は、前記定着部材に接触して前記定着部材の温度を検知し、前記中央側検知部材の熱時定数が前記端部側検知部材の熱時定数よりも小さいことを特徴とする。

本発明では、中央側検知部材の熱時定数を前記端部側検知部材の熱時定数よりも小さくすることで、定着部材の幅方向中央側の温度変化に対する応答速度を速めることができる。従って、中央側検知部材を非接触式の検知部材としても、定着部材の幅方向中央側の温度上昇に対する応答性を高めることができる。これにより、それぞれの検知位置の特性に合った検知部材を採用できると共に、定着部材の幅方向中央側の過昇温を防止することができる。

画像形成装置の概略構成図である。 本発明の定着装置の一例を示す概略構成図である。 ハロゲンヒータの構成を示す断面図である。 各ヒータの幅方向の発熱量を示す図で、（ａ）図が中央ヒータ、（ｂ）図が端部ヒータの発熱量を示す。 定着ローラの加熱による温度変化の推移を示す図である。 本発明の異なる構成の定着装置を示す概略構成図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。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。

図１に示すカラー画像形成装置１の中央には、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋが着脱可能に設けられた画像形成部２が配置されている。各プロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的な各プロセスユニット９としては、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像ローラ１３を有する現像装置１２等を備えている。なお、図１では、ブラックのプロセスユニット９Ｋが備える感光体ドラム１０、帯電ローラ１１、現像装置１２のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃにおいては符号を省略している。

プロセスユニット９の下方には、露光部３が配置されている。露光部３は、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。

画像形成装置１の上部のボトル収容部２９には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが着脱可能に設けられている。そして、このトナーボトル２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋから各現像装置１２との間に設けた補給路を介して、各色の現像装置１２に各色トナーが補給される。

画像形成部２の上方には転写部４が配置されている。転写部４は、無端状の中間転写ベルト１６と、各プロセスユニット９の感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト１６を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ１７と、二次転写ローラ１８と、二次転写バックアップローラ１４と、クリーニングバックアップローラ１５と、テンションローラ２７と、ベルトクリーニング装置２８とを備える。

中間転写ベルト１６は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ１４、クリーニングバックアップローラ１５及びテンションローラ２７によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ１４を回転駆動することによって、中間転写ベルト１６は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ１７は、それぞれ、各感光体ドラム１０との間で中間転写ベルト１６を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ１７には、電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ１７に印加されるようになっている。

二次転写ローラ１８は、二次転写バックアップローラ１４との間で中間転写ベルト１６を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ１７と同様に、二次転写ローラ１８にも電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１８に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置２８は、中間転写ベルト１６に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を有する。このベルトクリーニング装置２８で回収された廃トナーは、廃トナー移送ホースを介して廃トナー収容器に収容される。

給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙カセット１９や、給紙カセット１９から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ２０等からなっている。

搬送路６は、給紙部５から搬出された用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ２１の他、後述する排紙部８に至るまで、搬送ローラ対が搬送路６の途中に適宜配置されている。

定着装置７は、加熱源によって加熱される定着部材としての定着ローラ２２、その定着ローラ２２を加圧可能な加圧部材としての加圧ローラ２３等を有している。

排紙部８は、画像形成装置１の搬送路６の最下流に設けられる。この排紙部８には、用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ２４と、排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２５とが配設されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋの感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム１０に露光部３によって露光される画像情報は、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。各感光体ドラム１０上には静電潜像が形成され、各現像装置１２に蓄えられたトナーが、ドラム状の現像ローラ１３によって感光体ドラム１０に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

転写部４では、二次転写バックアップローラ１４の回転駆動により中間転写ベルト１６が図１の矢印の方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１７には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ニップにおいて転写電界が形成され、各感光体ドラム１０に形成されたトナー画像は一次転写ニップにて中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。

一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の給紙ローラ２０が回転駆動することによって、給紙カセット１９に収容された用紙Ｐが搬送路６に送り出される。搬送路６に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ２１によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１８と二次転写バックアップローラ１４との間の二次転写ニップに送られる。このとき、中間転写ベルト１６上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ており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置７へと搬送され、定着ローラ２２と加圧ローラ２３とによって用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着ローラ２２から分離され、搬送ローラ対によって搬送され、排紙部８において排紙ローラ２４によって排紙トレイ２５へと排出される。

以上の説明は、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニット９を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２に示すように、定着装置７は、矢印Ａ１方向へ回転する定着ローラ２２と、定着ローラ２２に当接して矢印Ａ２方向へ回転する加圧ローラ２３とを備える。

定着ローラ２２は、表層２２ａと基材２２ｂを有する。表層２２ａは、シリコーンゴム等の弾性部材の表面にＰＦＡ等の離形層が設けられて形成される。基材２２ｂは、鉄やアルミなどの金属材によって形成され、その厚みが０．３〜０．７ｍｍに形成される。基材２２ｂの厚みを薄くすることにより、定着ローラ２２の熱容量を小さくして定着ローラ２２を加熱しやすくし、装置の省エネルギー化を図ることができる。また、基材２２ｂの表面に、直接、離形層を設ける構成とすることもできる。

加圧ローラ２３は、弾性層２３ａと基材２３ｂを有する。弾性層２３ａは、シリコーンゴムやスポンジで形成され、ＰＦＡ等の離形層がその表面に設けられる。基材２３ｂは、鉄などの金属材によって形成される。

定着ローラ２２の内部には、定着ローラ２２を加熱する加熱部材としてのハロゲンヒータ３０が設けられる。ハロゲンヒータ３０は、定着ローラ２２の幅方向中央側を主に加熱する中央側加熱部材としての中央ヒータ３０ａと、定着ローラ２２の幅方向端部側を主に加熱する端部側加熱部材としての端部ヒータ３０ｂの２本のハロゲンヒータを備えている。以下、定着ローラ２２の幅方向を、単に幅方向とも呼び、定着ローラ２２の幅方向中央側を幅方向内側、定着ローラ２２の幅方向端部側を幅方向外側と呼ぶ。

図３に示すように、中央ヒータ３０ａは、幅方向の中央側に、フィラメントがその他の部分より密に設けられた主発熱領域３０ａ１を有する。また、端部ヒータ３０ｂは、幅方向の両端に、主発熱領域３０ｂ１、３０ｂ１を有する。

図４は、定着ローラ２２の幅方向（横軸）における、それぞれのヒータの発熱量（縦軸）の分布を示したもので、（ａ）図は中央ヒータ３０ａ、（ｂ）図は端部ヒータ３０ｂの発熱量をそれぞれ示している。各ヒータのそれぞれの主発熱領域は、その他の部分よりもフィラメントが密になるように巻き数が多くなっており、発熱量がピークになる。また、主発熱領域以外の部分でも一定のフィラメントが巻かれており、一定量の発熱が行われている。本実施形態では、端部ヒータ３０ｂは、幅方向中央側が、端部ヒータ３０ｂの定格電力の２０％程度の電力が付与されるように、フィラメントの巻数を調整している。

このように、主発熱領域が異なる二つのヒータを設けることで、通紙される用紙のサイズに応じて主に発熱する領域の範囲を変更することができる。つまり、小サイズの用紙が通紙された際には、中央ヒータ３０ａのみが発熱し、大サイズの用紙が通紙された場合には、中央ヒータ３０ａと端部ヒータ３０ｂの両方が発熱する。中央ヒータ３０ａは、小サイズの用紙に対応する幅で主発熱領域３０ａ１が設けられ、例えばＡ５サイズの用紙幅に対応する幅で設けられている。

図３に示すように、定着ローラ２２の表面温度を検知する検知部材として、定着ローラ２２の幅方向中央側の温度を検知する中央側検知部材３１と、定着ローラ２２の幅方向一端側の温度を検知する端部側検知部材３２とが設けられる。

それぞれの検知部材によって検知された定着ローラ２２の温度の情報は、制御部３３へ送られる。制御部３３は、この定着ローラ２２の温度情報に基づいて、中央ヒータ３０ａおよび端部ヒータ３０ｂの発熱量を制御し、定着ローラ２２の表面温度が一定以下になるように管理される。制御部３３は、例えば、ＰＩＤ制御により定着ローラ２２の温度を制御している。

中央側検知部材３１は、定着ローラ２２と離間して設けられており、定着ローラ２２に接触せずに定着ローラ２２の温度を検知する非接触式の温度検知部材である。中央側検知部材３１の一例として、本実施形態ではサーモパイルが用いられる。

端部側検知部材３２は、定着ローラ２２に接触して設けられた接触式の温度検知部材である。端部側検知部材３２は、最大通紙幅（記録媒体の最大通過領域）Ｈよりも幅方向外側の非通紙領域に対応する位置で定着ローラ２２に接触している。端部側検知部材３２の一例として、本実施形態ではサーミスタが用いられる。

定着ローラ２２の幅方向中央側は、用紙Ｐの通紙領域内であるため、トナーや紙粉等がその表面に付着しやすい。このため、中央側検知部材３１として接触式の温度検知部材を用いると、トナーや紙粉等が中央側検知部材３１に付着し、中央側検知部材３１の応答性を悪化させる要因となってしまう。特に、用紙Ｐとして、炭酸カルシウムを多く含んだ用紙を用いた場合、紙粉や紙粉に混ざったトナーが定着ローラ２２に付着しやすく、また、その除去も容易ではない。本実施形態では、中央側検知部材３１に非接触式のサーモパイルを用いることにより、トナーや紙粉の付着による中央側検知部材３１の応答性の悪化を防止することができる。

一方、端部側検知部材３２は非通紙領域に配置されており、上記のように接触式の検知部材を用いた場合でも、用紙Ｐのトナーや紙粉がほとんど付着しない。そして、端部側検知部材３２に接触式の検知部材を用いることで、定着ローラ２２の温度の検知精度を向上させることができると共に、仮に用紙Ｐが定着装置７で詰まって、定着ローラ２２に巻き付いた場合でも、端部側検知部材３２が定着ローラ２２の温度を検知することができる。さらに、端部側検知部材３２に非接触式の検知部材を用いると、用紙Ｐが定着装置内で詰まった際に、定着ローラ２２と端部側検知部材３２の間に用紙Ｐが挟み込まれる虞があるが、本実施形態では、端部側検知部材３２を接触式とすることにより、このような不具合を防止している。また、接触式検知部材は、非接触式の検知部材と比較して、安価で小型化が可能であるため、定着装置のコストダウンを実現することができ、装置全体を小型化することができる。

以上のように、本実施形態では、定着ローラ２２の幅方向中央側を検知する中央側検知部材３１と、定着ローラ２２の幅方向端部側を検知する端部側検知部材３２を、それぞれの検知位置の特性に応じた種類の検知部材を採用し、上記の効果を得ることができる。また、二つの検知部材に異なる種類の検知部材を用いることで、特に、接触式の検知部材と非接触式の検知部材を併用することで、二つの検知部材が同時に検知不良を生じるリスクを最小限に抑えることができる。つまり、例えば、定着ローラ２２の表面に接触することで検知部材に何らかの不具合を生じるような場合には、本実施形態では、端部側検知部材３２に検知不良が生じても、中央側検知部材３１には検知不良を生じない。

ところで、このような定着装置においては、検知部材の応答性が問題となる場合がある。つまり、定着装置７では、それぞれの検知部材が定着ローラ２２の各部の温度上昇を検知することで、それぞれのヒータの加熱を停止あるいは抑制し、定着ローラ２２の温度が過剰に上昇することを防止している。しかし、検知部材の応答性が悪く、定着ローラ２２の温度が上昇してから、検知部材がその温度上昇を検知するまでの時間が長くなると、その間に定着ローラ２２が過剰に加熱されてしまい、定着ローラ２２のオーバーシュートが大きくなったり、温度リップルが大きくなったりしてしまう。

特に近年では、定着装置７の省エネルギー化を目的として、低熱容量の定着ローラ２２が用いられる。本実施形態においても、基材２２ｂの厚みが０．３〜０．７ｍｍに形成された低熱容量の定着ローラ２２が用いられており、中央ヒータ３０ａおよび端部ヒータ３０ｂを最大出力で加熱した場合には、定着ローラ２２が２０［℃／ｓｅｃ］以上の速さで昇温する。

このような低熱容量の定着ローラ２２は、ヒータの加熱によって短時間で温度が上昇しやすく、上記の検知遅れにより、定着ローラ２２の過昇温が生じやすい。そして、定着ローラ２２の温度が過剰に上昇すると、用紙Ｐに形成された画像に悪影響を与えたり、定着ローラ２２の劣化を早めてしまう。また、通紙中の定着ローラ２２の温度リップルが大きくなる原因にもなり、定着不良などを生じてしまう。

定着ローラ２２が過昇温する場合として、例えば、画像形成装置の立ち上げ時など、装置が冷却された状態から定着装置が起動された場合に、定着ローラ２２の幅方向中央側が過昇温する場合が挙げられる。つまり、画像形成装置１が冷却された状態から定着装置が起動され、定着ローラ２２が加熱されると、定着ローラ２２周辺の温度が低い状態で加熱が開始されるため、定着ローラ２２の幅方向両端からの放熱が大きくなる。このため、定着ローラ２２の幅方向中央側が、幅方向端部側に比べて温度上昇が早く、定着ローラ２２を定着動作に十分な温度まで加熱する過程で、幅方向中央側で過昇温が生じやすくなる。

特に本実施形態では、定着装置７の小型化や省エネルギー化等のために、中央ヒータ３０ａおよび端部ヒータ３０ｂの幅は、最大通紙幅Ｈに対して極端に大きくならないように設けられており、端部ヒータ３０ｂの主発熱領域３０ｂ１の幅方向外側端部も、最大通紙幅Ｈの外側端部と同じく位の位置に設けられ、その幅が最小限に設けられている。従って、定着ローラ２２の幅方向端部側における発熱量は小さく、上記のような定着ローラ２２の幅方向中央側と端部側の温度差が特に生じやすい。

また、本実施形態では、中央ヒータ３０ａの定格電力を、端部ヒータ３０ｂの定格電力よりも高く設定している。このような定着装置では、特に幅方向中央側における定着ローラ２２の過昇温が生じやすい。

上記の画像形成装置の立ち上げ時の定着ローラ２２の温度推移の一例を示したのが図５である。図５では、一晩、画像形成装置１の電源をＯＦＦ状態にした後、翌朝に画像形成装置１を起動して、定着装置７に通電し、ハロゲンヒータ３０による定着ローラ２２の加熱を開始した場合の、定着ローラ２２の幅方向中央側と、幅方向端部側の温度の推移を示しており、縦軸に温度Ｔ、横軸にハロゲンヒータ３０による加熱時間ｔを示している。

図５に示すように、前述した定着ローラ２２の幅方向端部側の放熱などの影響により、定着ローラ２２の幅方向中央側は、幅方向端部側と比較して、その温度上昇が早くなっている。このため、定着ローラ２２の目標温度Ｔ１に対して、定着ローラ２２の幅方向中央側のオーバーシュートも大きくなっている。

このように、定着ローラ２２は、幅方向中央側の方が端部側よりも温度が上昇しやすく、定着ローラ２２の幅方向中央側において、前述したような過昇温が問題となりやすい。このため、定着ローラ２２の幅方向中央側の温度管理が重要となる。

また、紙詰まり等によって定着ローラ２２の回転が意図せず停止した場合も、定着ローラ２２の過昇温が生じやすい。つまり、紙詰まり等によって定着ローラ２２の回転が停止すると、定着ローラ２２の特定の部分がヒータによって集中的に加熱されることになり、その部分が過剰に温度上昇してしまう。このような場合にも、検知部材の応答が遅れるほど、定着ローラ２２の局所的な加熱の時間が長くなり、過昇温の原因となってしまう。

上記のような定着ローラ２２の幅方向中央側の過昇温の課題に対して、本実施形態では、中央側検知部材３１の定着ローラ２２に対する熱時定数を、端部側検知部材３２の定着ローラ２２に対する熱時定数よりも小さく設けれ、中央側検知部材３１の応答性を高めている。これにより、特に定着ローラ２２の幅方向中央側の温度変化に対して中央側検知部材３１が素早く応答することができるので、本実施形態のような低熱容量の定着ローラ２２を用い、その幅方向中央側が特に温度上昇しやすい構成の定着装置７であっても、定着ローラ２２の温度変化に対して、中央ヒータ３０ａが素早く追従してその加熱量を調整することができるので、定着ローラ２２の幅方向中央側の過剰な温度上昇を防止することができる。また、紙詰まりなどによって定着ローラ２２が意図せず停止し、定着ローラ２２の一部分が集中的に加熱されたような場合でも、定着ローラ２２の急速な温度上昇をより早期に検出し、ヒータによる加熱を停止（あるいは、加熱量を低減）することができる。従って、本実施形態の定着装置の構成により、定着ローラ２２の温度を所定以下に制御することができ、定着ローラ２２の過昇温による画像への悪影響や、定着不良の発生、そして、定着ローラ２２の劣化を防止できる。

具体的な本実施形態の構成における各検知部材の熱時定数として、中央側検知部材３１に用いられるサーモパイルの熱時定数が約１０〜３０ｍｓｅｃ、端部側検知部材３２に用いられるサーミスタの熱時定数が約１ｓｅｃである。なお、以上で説明した熱時定数とは、本実施形態の各検知部材と定着ローラ２２の位置関係において、各検知部材と定着ローラ２２の表面間における熱時定数のことである。

以上の説明では、定着装置の構成として、定着部材に定着ローラを用いた図２の構成を例示したが、本発明を適用できる定着装置の構成はこれに限らない。例えば、図６に示す構成の定着装置について本発明を適用できる。

図６に示すように、定着装置７は、定着部材として無端状の定着ベルト３４が用いられる。定着ベルト３４には、加圧ローラ２３が当接し、定着ニップＮを形成している。

定着ベルト３４の内周面側には、中央ヒータ３０ａと端部ヒータ３０ｂが設けられる。図２で説明した実施形態と同様に、定着ベルト３４の幅方向中央側の温度を検知する中央側検知部材として、非接触式のサーモパイルが用いられ、定着ベルト３４の軸方向端部側の温度を検知する端部側検知部材として、接触式のサーミスタが用いられる。サーモパイルの熱時定数は、サーミスタの熱時定数よりも小さく設定されている。

また、定着ベルト３４の内周面側には、ニップ形成部材３５、支持ステー３６、反射部材３７などが設けられる。

ニップ形成部材３５は、定着ベルト３４を介して加圧ローラ２３に対向し、定着ニップＮを形成する。支持ステー３６は、加圧ローラ２３とは反対側からニップ形成部材３５を支持し、ニップ形成部材３５に撓みが生じるのを防止する。反射部材３７は、それぞれのヒータと支持ステー３６の間に配置され、ヒータから支持ステー３６へ放射される輻射熱を、定着ベルト３４の側へ反射する。

本実施形態の定着装置７では、定着部材として定着ベルト３４を用いることにより、図２の構成のような、金属製の基材２２ｂの表面に表層２２ａを設けた定着ローラ２２と比較して、定着部材の低熱容量化を図り、定着装置７の省エネルギー化を実現することができる。一方で、定着ベルト３４が短時間で昇温しやすくなるため、前述の様な検知部材の応答の遅れにより、定着ベルト３４の過剰な温度上昇が生じやすい。しかし、この場合でも、定着ベルト３４の温度を検知する中央側検知部材および端部側検知部材を、前述したように構成することで、検知部材の応答の遅れにより定着ベルト３４の温度が過剰に上昇することを防止している。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。

１ 画像形成装置
７ 定着装置
２２ 定着ローラ（定着部材）
２３ 加圧ローラ（加圧部材）
３０ ハロゲンヒータ
３０ａ 中央ヒータ（中央側加熱部材）
３０ｂ 端部ヒータ（端部側加熱部材）
３１ 中央側検知部材
３２ 端部側検知部材
３４ 定着ベルト（定着部材）

特開２００８−２６３６２号公報

Claims (7)

1. 回転可能な定着部材と、
   前記定着部材に当接して回転する加圧部材と、
   前記定着部材の幅方向中央側を主に加熱する中央側加熱部材と、
   前記定着部材の幅方向端部側を主に加熱する端部側加熱部材と、
   前記定着部材の幅方向中央側の温度を検知する中央側検知部材と、
   前記定着部材の幅方向端部側の温度を検知する端部側検知部材とを備えた定着装置において、
   前記中央側検知部材は、前記定着部材と非接触で前記定着部材の温度を検知し、
   前記端部側検知部材は、前記定着部材に接触して前記定着部材の温度を検知し、
   前記中央側検知部材の熱時定数が前記端部側検知部材の熱時定数よりも小さいことを特徴とする定着装置。
2. 前記中央側検知部材は、サーモパイルである請求項１記載の定着装置。
3. 前記端部側検知部材は、サーミスタである請求項１または２いずれか記載の定着装置。
4. 前記中央側加熱部材は、前記端部側加熱部材よりも定格電力が高い請求項１から３いずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記中央側加熱部材および前記端部側加熱部材による加熱により、前記定着部材が２０℃／ｓｅｃ以上の速度で昇温する請求項１から４いずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記定着部材の幅方向中央側を幅方向内側、前記定着部材の幅方向端部側を幅方向外側とすると、
   前記端部側検知部材は、前記定着部材の幅方向において、記録媒体の最大通過領域よりも幅方向外側に配置される請求項１から５いずれか１項に記載の定着装置。
7. 請求項１から６いずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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