JP2020071350A - 画像形成装置 - Google Patents

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充 長谷川
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Abstract

【課題】定着ベルトに所定量以上曲率を付与した箇所は、その形状に癖付いてしまい、ベルト表面に皺のような痕が残る場合がある。皺のような痕からなる上記表面形状を画像へ転写することのない、皺のような痕が残らない方法を提供する。【解決手段】定着ベルト310の回転方向における最大曲率と、定着ベルトの温度が定着ベルト表層部材材料のガラス転移温度以下の状態での屈曲回数を規定し、上記規定の範囲内で定着ベルトを動作させるよう制御する。【選択図】図4

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
近年はカタログ、ポスター、パンフレット等の商業用印刷物を必要部数に応じて印刷したり、各種請求書やダイレクトメール等の印刷の内容の一部を顧客毎に変更しながら連続印刷するオンデマンド印刷市場が大きくなっている。そのため、様々なメディアに対応可能な電子写真方式の画像形成装置が脚光を浴びている。
そこで、電子写真方式の画像形成装置では、求められる対応メディアの多様性に対応すべく、対応坪量範囲を拡大する動きがある。その中でも、より坪量の小さな薄紙への要望が多くある。薄紙は紙のコシが弱く、トナーの付着力に負けて定着ベルトに巻付くことで用紙剥離不良を引き起こしてしまう。このような用紙剥離不良を防止するために、薄紙対応可能な用紙剥離技術の開発に各社注力している。
特許文献1に記載の定着装置では、定着ベルトを所定の曲率を設けた定着パッドに追従させることで定着ベルトに所定の曲率を形成している。この曲率を大きくすることで、より坪量の小さな薄紙でも分離が可能となる。
特開2014−228765号公報
上述のように、定着ベルトに大きい曲率を付与した箇所は、その形状に癖付いてしまい、ベルト表面に皺のような痕が残る場合がある。
通常このような痕は、該ベルト表層部材材料のガラス転移温度付近まで加熱すると修復されるのだが、所定量以上にベルト曲率を大きくし、且つ一定数以上屈曲させると、上記痕が修復されないまま残ってしまう場合がある。
その結果、上記痕が残った箇所の定着ベルト表面形状を画像へ転写してしまい、不良画像を発生させてしまうという課題がある。
上記の課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、
加熱源と、前記加熱源により加熱される加熱部材と、前記加熱部材と、
押圧部材と、ベルト状に形成され、前記加熱部材と前記押圧部材に架け渡された状態で、周方向に回転自在に設けられたベルト部材と、前記ベルト部材の温度を直接的、もしくは間接的に検出する温度検出手段で構成され、
前記ベルト部材が前記押圧部材と接触する領域にて当該押圧部材を加圧するように対向配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域に通過させて当該トナー像を定着する加圧部材と、
前記ベルト部材は少なくとも2層以上の複層体であり、且つ、トナー像に接する外表面層にはフッ素系樹脂を含んで構成されていて、
前記ベルト部材の周方向における最大曲率が0.17[1/mm]以上の箇所を有していて、
前記ベルト部材が冷温状態で停止している状態から、加熱、回転動作を開始する所謂立上動作の際、停止中にベルト部材の前記最大曲率だった箇所が10周回回転し終わる前に、該箇所の外表面温度が100℃以上になるよう動作させることを特徴とする。
本発明に係る定着装置によれば、不良画像を発生させない範囲で、用紙分離部における定着ベルトの曲率を最大限大きくすることができるため、不良画像の発生防止と薄紙分離性を両立することができる。
定着装置の短手方向断面 画像形成装置の概略図 制御部のブロック図 定着ベルトの最大曲率箇所説明図 定着ベルトの分離部近傍の曲率分布図 屈曲実験の結果図 実施例1のフローチャート 実施例2のフローチャート
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について図面に基づいて説明をする。なお、以下では、本発明を複数の感光ドラムを有する電子写真方式のフルカラーの画像形成装置に適用する例を説明するが、本発明は、これに限らず、各種方式の画像形成装置、単色の画像形成装置などにも適用できる。
<画像形成装置>
本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図2を用いて説明する。
図2は本実施形態に係るフルカラーの画像形成装置を示す図である。画像形成装置1は、画像読取部2と画像形成装置本体3とを備える。画像読取部2は、原稿台ガラス21上に置かれた原稿を読み取るもので、光源22から照射された光が原稿で反射し、レンズなどの光学系部材23を介してCCDセンサ24に結像される。このような光学系ユニットは矢印の方向に走査することにより、原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。CCDセンサ24により得られた画像信号は、画像形成装置本体3に送られ、制御部30で後述する各画像形成部に合わせた画像処理がなされる。また、制御部30は画像信号としてプリントサーバ等外部ホスト装置からの外部入力も受ける。
画像形成装置本体3は、複数の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを備え、各画像形成部では、上述の画像信号に基づいて画像形成が行われる。即ち、画像信号は制御部30によりPWM(パルス幅変調制御)されたレーザービームに変換される。図2において、31は露光装置としてのポリゴンスキャナで、画像信号に応じたレーザービームを走査する。そして、各画像形成部Pa〜Pdの像担持体としての感光ドラム200a〜200dにレーザービームが照射される。
なお、Paはイエロー色(Y)画像形成部、Pbはマゼンタ色(M)画像形成部、Pcはシアン色(C)画像形成部、Pdはブラック色(Bk)画像形成部で、それぞれ対応する色の画像を形成する。画像形成部Pa〜Pdは略同一なので、以下にY画像形成部Paの詳細を説明して、他の画像形成部の説明は省略する。Y画像形成部Paにおいて、200aは感光ドラムで、次述するように、画像信号に基づいて表面にトナー画像が形成される。
201aは1次帯電器で、感光ドラム200aの表面を所定の電位に帯電させて静電潜像形成の準備を施す。ポリゴンスキャナ31からのレーザービームによって、所定の電位に帯電された感光ドラム200aの表面に静電潜像が形成される。202aは現像器で、感光ドラム200a上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。203aは転写ローラで、中間転写ベルト204の背面から放電を行いトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加し、感光ドラム200a上のトナー画像を中間転写ベルト204上へ転写する。転写後の感光ドラム200aは、クリーナー207aでその表面を清掃される。
また、中間転写ベルト204上のトナー画像は次の画像形成部に搬送され、Y、M、C、Bkの順に、順次それぞれの画像形成部にて形成された各色のトナー像が転写され、4色の画像がその表面に形成される。Bk画像形成部を通過したトナー画像は、2次転写ローラ対205、206で構成される2次転写部において、中間転写ベルト204上のトナー画像と逆極性の2次転写電界が印加されることにより、用紙Pに2次転写される。給紙された用紙はレジ部208で待機した後、中間転写ベルト上のトナー画像と用紙の位置を合わせるためにタイミングを制御し、レジ部から用紙が搬送される。その後、用紙上のトナー画像は、像加熱装置としての定着装置Fで、用紙に定着される。定着装置を通過後、機外に排紙される。両面JOBの場合は、画像形成第一面(1面目)のトナーの転写および定着が終了すると、用紙は定着後の画像形成装置内部に設けられた反転部を経て用紙の表裏が逆転され、画像形成第二面(2面目)のトナーの転写および定着、機外へ排出され排紙トレイ7上に積載される。
次に図1を用いて本実施の形態のおける定着装置Fの構成について説明する。
<定着装置>
本発明の実施形態に係るベルト加熱方式の定着装置Fの全体構成の概略図を図1に示す。図1において、記録材Pは右から左方向に搬送される。定着装置Fは、無端状で回転可能な加熱回転体としての定着ベルト(以下、ベルト)310と、定着部材としての加圧パッド(以下、パッド)320と、加熱ローラ340、ステアローラ350を含む加熱ユニット300と、ベルトに対向しベルトと共にニップ部Nを形成する加圧回転体としての加圧ローラ330を有する。
ベルト310は、熱伝導性や耐熱性等を有しており、薄肉の円筒形状である。本実施形態においては、基層、基層の外周に弾性層、その外周に離型性層を形成した3層構造である。そして、基層は厚さ60μmで材質はポリイミド樹脂(PI)を、弾性層は厚さ300μmでシリコーンゴムを、離型性層は厚さ30μmでフッ素樹脂としてのPFA(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂)を用いている。そして、ベルト310は、パッド320、加熱ローラ340、ステアローラ350によって張架される。
ベルト310を挟んで、パッド320は加圧ローラ330に押圧されている。パッド320とベルト310の間には、潤滑シートや潤滑剤を介在させてあり、ベルト310はパッド320に対して滑らかに摺動するようになっている。
加熱ローラ340は厚み1mmのステンレス製パイプで、その内部にハロゲンヒータ341が配設されており、所定の温度まで発熱可能である。ベルト310は、加熱ローラ340よって加熱され、後述の温度センサTH2による温度検知に基づき、紙種に応じた所定の目標温度に制御される。また、加熱ローラ340は、軸の片端部にギアが固定されている。ギアを介して、駆動モーターM2に接続されて回転駆動される。ベルト310は、加熱ローラ340の回転に倣って従動回転する。
ステアローラ350は、片端ないし中央近傍に回動中心を持ち、ベルト310に対して回動することで前後にテンション差を発生させ、ベルト310の主走査方向の位置をコントロールする。なお、このステアローラ350は加熱ユニット300のフレームによって支持されたばねによって付勢されており、ベルト310に所定の張力を与えるテンションローラでもある。
加圧ローラ330は、軸の外周に弾性層を、その外周に離型性層を形成したローラである。軸にステンレスを、弾性層は厚さ5mmで導電シリコーンゴムを、離型性層は厚さ50μmでフッ素樹脂としてのPFAを用いている。加圧ローラ330は、定着装置Fの定着フレーム380によって軸支持されており、片端部にはギアが固定され、ギアを介して駆動源M1に接続されて回転駆動される。
ベルト310と加圧ローラ330との間に形成されるニップ部Nにおいて、トナー画像を担持した記録材Pを挟持し、搬送しながらトナー画像を加熱する。このように、定着装置Fは、記録材Pを挟持搬送しながら、記録材Pにトナー画像を定着させる。よって、熱や圧力を加えるという機能と、記録材Pを搬送するという機能の両立が必要である。
定着フレーム380は加熱ユニット位置決め部381、加圧フレーム383、加圧ばね384が設けられている。前記加熱ユニット位置決め部381に加熱ユニット300のステイ360が挿入され、不図示の固定手段によりステイ360が加熱ユニット位置決め部381に固定される。
ステイ360を固定後、不図示の駆動源とカムにより加圧フレーム383が移動することで加圧ローラ330がベルト310を介してパッド320に対して加圧される。
ここで、前記加熱ユニット位置決め部381において、加圧ローラ330の対向側は加圧方向規制面381a、加熱ユニット300の挿入方向の突き当て面を搬送方向規制面381bとする。
TH2は例えば非接触サーモパイル等の温度センサ(温度検出素子)であり、ベルト310を介して加熱ローラ340と対向位置に配設してある。この温度センサTH2は非接触でベルト310の表面温度検知し、その検知温度情報が制御部100にフィードバックされる。
TH3は例えばサーミスタ等の温度センサ(温度検出素子)であり、加熱ローラ340に当接させて配設してある。この温度センサTH3は加熱ローラ340の表面温度を検知し、その検知温度情報が制御部100にフィードバックされる。制御部100はこの温度センサTH2、TH3から入力する検知温度が所定の目標温度に維持されるようにハロゲンヒータ341に入力する電力を制御している。
<制御部>
図3に、本実施形態の定着装置Fに関する画像形成装置の制御部の構成を示す。制御部としては、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を有している。
ROMには、この装置の動作制御プログラムが格納されている。RAMには、一時的な演算結果やデータなどが格納されている。画像形成装置全体の制御は、制御部100が行っており、これに液晶タッチパネルやボタン等によって構成される操作部4、PCからプリントするときのプリントジョブ情報を制御部に伝達するドライバ102が接続される。操作部4、ドライバ102からの使用者の諸条件の入力によって、画像形成装置は動作を開始する。通紙する用紙のサイズ、坪量などの情報は、操作部4、ドライバ102から制御部100に情報が送信される。
定着装置Fの温度センサデータ103は、画像形成装置3の外部環境の温度を検知する環境温度センサTH1(図2)、上述の非接触サーモパイルTH2、接触式サーミスタTH3から取得するデータであり、制御部100に情報が送信される。制御部100は上記の各温度センサからの情報を基に、ヒータ制御手段104、駆動制御手段105を操作している。
駆動制御手段105は、制御部30からの命令を受けて、駆動モーターM1、M2を動作させ、加圧ローラ330、加熱ローラ340を回転させる。駆動モーターM1、M2の駆動制御(例えば、回転のON/OFF、周速度等)は駆動制御手段105を介して制御部30によって行われる。
<ベルト曲率について>
図4で示す通り、本発明の実施形態に係るベルト加熱方式の定着装置Fのベルト310の回転方向において、ベルト曲率[1/mm]の最も大きい箇所はニップ部N下流から用紙が分離するまでの領域である。
本発明では、上記領域におけるベルト310の曲率分布を以下の手段で求めた。
まず、上記領域におけるベルト310の軌道形状を、超高速インラインプロファイル測定器LJ−V7000シリーズ(株式会社キーエンス)を用いて測定し、位置情報を取得する。
続いて、求めた位置情報から3点選択して円形近似を行い、曲率を計算する。該計算をベルト310の上記領域にわたって実施する。
その際、各箇所の曲率を求める為の単位長さは、小さいほど詳細な分布が求まるが、後述するベルト屈曲への影響に寄与しないような、ベルト310上の微小な凹凸等による曲率を無視する為にも、少なくともベルト310の層厚み以上、更には層厚みの2倍以上が望ましい。
本発明では前記単位長さを1mmとして曲率の導出を行った。
図5に本実施例のベルト310の上記領域における曲率分布を示す。それによると、ベルト310の最大曲率は0.17[1/mm]である事がわかる。
また、昨今の市場で広く使用されている低坪量の薄紙(例えば52g/m2)を剥離不良させないためには、分離部曲率0.17[1/mm]以上、望ましくは0.25[1/mm]以上である。
<不良画像発生要因>
ところで、ベルト310の分離部における最大曲率を大きくするほど、用紙分離性能は向上するが、所定量以上曲率を大きくしていくと、ベルト310の表面離型性層前記最大曲率部に該当する位置で変形してしまう事が分かった。
詳しく述べると、定着装置Fが通紙JOBを終了・停止する際、ベルト310の表面離型性層がガラス転移温度を超えた状態で最大曲率箇所に沿う状態となり、その状態でガラス転移温度以下に冷却され、ある一定時間以上静止する事により、該姿勢で癖づいた状態となる。そこに通紙JOBが発令されて回転動作を開始すると、停止中、最大曲率箇所で癖づいたベルト310の表面離型性層は、移動する際、該最大曲率領域で曲げられた状態から、加熱ローラ340とパッド320間の領域で該当箇所が伸ばされ、所謂逆曲げ屈曲を経験する事となる。
上記癖づいたベルト310の表面離型性層の癖を解消するには、再度ガラス転移温度以上に昇温させなければならないが、その間は周回する度に最大曲率箇所から、上記加熱ローラ340とパッド320間への逆曲げ屈曲を繰り返してしまう。屈曲が所定回数を上回ると、該当箇所の形状はガラス転移温度以上に昇温しても変形が修復されなくなってしまう。
以上の経緯を経て、ベルト310の表層離型性層の変形箇所は、定着後画像に形状を転写させてしまい、不良画像を発生させてしまう。
よって、このような不良画像を発生させないためには、ベルト310の表面離型性層の修復不可能な変形を防止する事が必要である。
ここで、ベルト310の表面離型性層であるPFAのガラス転移温度は略100℃程度である。
また、表面離型性層はフッ素系樹脂からなる表面離型性層であれば良く、PFA以外でもPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)もしくはそのいずれかを含有する材料であればよく、これらのガラス転移温度も略100℃程度である。
<表面離型性層変形条件>
表面離型性層の塑性変形が発生する条件を次の実験により示す。
定着装置Fにおいて、パッド320の分離部面の回転方向における曲率の水準を振った物を用意した。また、加熱ローラ340の位置を調整可能にし、ベルト310が該パッド320の分離部面に追従するよう適切に調整する。
ベルト310が室温状態(少なくとも50℃未満。詳細は後述)から回転動作を開始し、ベルト310の最大曲率部が1周して元の場所へ戻ってきたら屈曲回数1回と定義する。
尚、ベルト310の温度が100℃を超えた場合、表面離型性層の変形箇所は修復されるため、屈曲回数は0リセットされる。
ベルト310の表面離型性層が変形したかどうかの評価は、全面黒色画像を形成した坪量300g/m2のコート紙の定着後画像(以下、テスト画像)に、表層変形痕が発生しているか否かで判断する。その際の記録材搬送速度は400mm/sであり、定着温調温度は180℃に設定した。
図6は上記実験の結果である。図中の△プロット箇所は、該当の最大曲率における屈曲回数において、テスト画像に上記表層変形箇所の影響が出現し始める条件を示している。ここから更に屈曲回数を増加させていき、不良画像として確認されるに至った条件が、図中の×プロット箇所である。
この結果より、最大曲率0.17[1/mm]では屈曲回数11回未満が望ましく、最大曲率0.25[1/mm]では屈曲回数5回未満が望ましい事がわかった。しかしながら、最大曲率0.17〜0.25[1/mm]において、屈曲回数10回未満であれば、使用可能範囲としてもよい。
尚、下記表1に示す通り、各層厚みを変更したベルト310(試験1〜3)を用意し、各ベルトに対し最大曲率上0.17[1/mm]と0.25[1/mm]の2水準で上記実験を実施した。その結果、試験1〜3のどのベルトも、実施例1と同じ結果を得た。
また、定着装置の構成によっては、最大曲率箇所が分離部付近ではない場合が考えられる(例えば、定着ニップ部上流など)。そのような場合でも、上記の問題は発生するため、同様の課題として扱われる。
<冷温検知シーケンス>
上述したように、表面離型性層の変形は、ガラス転移温度以上の状態で動作停止し、ガラス転移温度未満に温度低下し、且つある程度の時間停止する事によって発生する。
本発明では、この低温且つ所定時間停止した状態を冷温状態と定義し、以下に冷温検知シーケンスの内容を列挙する。
・動作停止後、ベルト310の温度が50℃未満を5分以上検知した場合
・動作停止後、ベルト310の温度が環境温度センサTH1の温度+10℃未満を1分以上検知した場合
・動作停止後、ベルト310の温度が環境温度センサTH1と同値を一度でも検知した場合
もちろん上記に限らず、表面離型性層のガラス転移温度に対し十分低温である事と、姿勢が癖付くのに十分な停止時間である事を満たすのであれば上記以外の条件でもよい。
<動作制御>
本実施例のベルト310の最大曲率は0.17[1/mm]なので、上記条件から、屈曲回数は10回未満でベルト310の温度が100℃以上に到達するような動作をさせる必要がある。
実施可能な類似動作は複数あるが、以下には代表例を説明し、他の類似動作に関しては、本実施例の末尾に別動作補足として記載する。
図7は、制御部30により実行される制御を示すフローチャートである。
操作部4から電源ON信号を受け取る、もしくはJOB開始命令をドライバ102から受け取る事によりスタート。
ステップ101において、冷温検知シーケンスの発令を判断する。制御部30により上述の冷温検知シーケンス項目に該当すると判断された場合、ステップ102へ進む。一方、冷温シーケンスが発令されなかった場合、ステップ108へ進む。
ステップ102〜103において、ハロゲンヒーターと駆動モーターへ電力を投入し、加熱開始し、且つベルト310の回転動作を開始する。
ステップ104において、ベルト310の最大曲率箇所が加熱ローラ340とベルト310の接している領域(以下、加熱領域)まで移動する時間をt秒として、回転開始からt秒経過したかどうかを判断する。経過するまでは回転動作を継続する。
ステップ105において、ベルト310の最大曲率箇所(以下、屈曲箇所)が加熱領域上にて停止し、加熱される。
ステップ106において、温度センサTH1において、屈曲箇所が100℃以上を検知するまで停止加熱を継続する。100℃以上を検知したら次ステップへ進む。
ステップ107において、再度駆動モーターへ電力を投入し、回転動作を再開する。
尚、ステップ108の通常立ち上げ動作では、途中で回転動作を停止する事なく温調温度まで加熱、回転動作を継続する。
以上の動作により、ベルト310の屈曲箇所の変形を防止する事ができる。
(別動作補足1)
上述した実施形態での動作制御フローでは、ヒーター加熱開始と回転開始をほぼ同時に行うよう規定したが、本発明はこれに限るものではなく、先んじてヒーター加熱開始を行い、所定温度に到達してからベルト回転動作を開始しても良い。また、ヒーター加熱はせず回転動作を開始して、ベルト310の屈曲箇所が加熱領域に到達した後にヒーター加熱を開始しても良い。
(別動作補足2)
上述した実施形態での動作制御フローでは、ベルト310の温度が100℃以上を検知したら回転動作を再開すると規定したが、本発明はこれに限るものではなく、例えばベルト310の屈曲箇所が加熱領域で停止し、加熱ローラ340の温度が100℃を超えてからの所定の停止時間を回転再開の条件にしても良い。
(別動作補足3)
上述した実施形態での動作制御フローでは、ベルト310の屈曲箇所が加熱ローラ340の形成する加熱領域にて停止する事を規定したが、本発明はこれに限るものではなく、ステアローラ350にハロゲンヒーターを搭載し、ステアローラ350が形成する加熱領域までベルト310の屈曲箇所を移動させ停止加熱する動作にしても良い。また、上記の許容される屈曲回数の範囲内であれば、複数回周回動作してから加熱領域で停止加熱しても良い。
本実施例の構成は、実施例1と同等であるため、説明を省略する。
本実施例2は、前述した実施例1と動作が異なる。具体的には、ベルト310の屈曲箇所を修復する為の停止加熱を行わず、低速動作によって必要量加熱する点である。
本実施例の動作は、ベルト310の屈曲箇所の屈曲回数は多くなってしまうが、ベルト310の全周を均等に加熱できるため、立ち上げすぐに高画質が求められる場合などに有効である。以下に本実施例の制御動作フローを記載する
<制御動作>
本実施例も実施例1同様に、ベルト310の最大曲率は0.17[1/mm]なので、上記条件から、屈曲上限回数は10回で、前記回数以内の周回数でベルト310の屈曲箇所温度が100℃以上に到達するよう動作をさせる必要がある。
実施可能な類似動作は複数あるが、以下には代表例を説明し、他の類似動作に関しては、本実施例の末尾に別動作補足として記載する。
図8は、制御部100により実行される制御を示すフローチャートである。
操作部4から電源ON信号を受け取る、もしくはJOB開始命令をドライバ102から受け取る事によりスタート。
ステップ201において、冷温検知シーケンスの発令を判断する。制御部30により上述の冷温検知シーケンス項目に該当すると判断された場合、ステップ202へ進む。一方、冷温シーケンスが発令されなかった場合、ステップ213へ進み通常立ち上げ動作へ移行する。
ステップ202において、ハロゲンヒーターへ電力を投入し、加熱を開始する。
ステップ203において、加熱ローラ340の温度が100℃以上に到達するまで駆動停止状態を継続する。
ステップ204において、加熱ローラ340の温度が100℃を超えたら、ベルト310の回転動作を開始する為に、駆動モーターへ電力を投入する。この時、通常周速度をV1とすると、V1より遅い周速度V2で回転させる。
本実施例では、V1を400mm/sとし、V2を80mm/sとした。もちろん定着器構成や各種条件によっては最適な速度は異なる為、V1、V2は上記速度に限る必要は無い。
ステップ205において、ベルト310の屈曲箇所が加熱領域まで移動する時間をt‘秒として、回転開始からt´秒経過したかどうかを判断する。
ステップ206において、回転開始からt´秒経過するタイミングでのベルト310の表面温度が100℃以上かどうかを判断し、100℃以上であればステップ207へ進み、周速度をV1に変更し通常動作へ移行する。
ベルト310の表面温度が100℃未満であればステップ208へ進む。
ステップ208において、ベルト310の回転開始からの周回数が、上記屈曲上限回数である10回から1回減算した9回よりも少ない場合はステップ209へ進み、そこから1周回回転してステップ206へ戻る。
ベルト310の回転開始からの周回数が9回に達していたら、ステップ210へ進む
ステップ210において、ステップ208から1周回回転して回転動作を停止する(ステップ211)。これは屈曲上限回数に達した為であり、これ以上の回転動作は表層離型性層の修復できない変形を引き起こしてしまうためである。この時ベルト310の屈曲箇所は加熱領域上で停止した状態となる。
ステップ212において、ベルト310の表面温度が100℃超えるまで停止加熱を続け、100℃以上を検知したらステップ207へ進む。
以上、ステップ210からステップ212のフローは低速加熱で周回数上限に対しベルト310の屈曲箇所温度が必要温度まで到達しなかった場合の保護となっている。
尚、ステップ213の通常立ち上げ動作では、周速度をV1のまま温調温度まで加熱、回転動作を継続する。
以上の動作により、ベルト310の屈曲箇所の変形を防止しつつ、ベルト310の周方向温度を一様な分布にすることができる。
(別動作補足1)
上述した実施形態での動作制御フローでは、加熱ローラ340の温度が所定温度(100℃)になるまで停止加熱をしているが、本発明はこれに限るものではなく、所定温度に到達する前に回転開始しても良い。また、加熱開始よりも回転開始が先でも良い。
(別動作補足2)
上述した実施形態での動作制御フローでは、通常等速度V1とそれより低速の周速度V2の2種類で制御しているが、本発明はこれに限るものではなく、複数の周速度を用いても良い。また、複数の速度を組み合わせて制御しても良い。
(別動作補足3)
上述した実施形態での動作制御フローでは、加熱領域を加熱ローラ340とベルト310の接触領域と規定したが、本発明はこれに限るものではなく、ステアローラ350にハロゲンヒーターを搭載し、ステアローラ350とベルト310との接触領域を加熱領域としてもよく、また共存しても良い。
(別動作補足4)
上述した実施形態での動作制御フローでは、ベルト310の屈曲箇所の温度が所定温度(100℃)以上になったら周速度を通常等速度V1へ変更して立ち上げ動作へ移行しているが、本発明はこれに限るものではなく、V2のまま立上動作へ移行しても良い。
(変形例)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
(変形例1)
上述した実施形態では、発熱体として加熱ユニット300における加熱ローラ340、内部にハロゲンヒーター341を提示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、加熱ローラ340、ステアローラ350を励磁コイルにより発熱する構成であってもよいし、面上発熱体が当接されていてもよい。
(変形例2)
上述した実施形態では、加圧部材として加圧ローラ330を提示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、無端状のベルトで構成されていてもよい。
そして、上述した実施形態では、回転体および加圧体としての加圧用回転体が定着回転体を加圧する場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、加圧体としてではなく、対向体としての回転体が定着回転体から加圧される場合にも同様に適用できる。
(変形例3)
上述した実施形態では、分離部のベルト310のベルト軌道を形成する部材として、パッド320が配置されているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ベルト310の内部に分離部材として分離部にパッド320とは別部材を内接させる構成でも良いし、パッド320に変えてロール部材で構成されていてもよい。
F 定着装置、N ニップ部、M1,2 駆動モーター、TH1 環境温度センサ、
TH2 非接触温度センサ(サーモパイル)、TH3 接触温度センサ(サーミスタ)、
300 加熱ユニット、310 定着ベルト(ベルト)、
320 加圧パッド(パッド)、330 加圧ローラ、340 加熱ローラ、
350 ステアローラ、360 ステイ、380 定着フレーム、
381 加熱ユニット位置決め部

Claims (5)

  1. 加熱源と、前記加熱源により加熱される加熱部材と、前記加熱部材と、
    押圧部材と、ベルト状に形成され、前記加熱部材と前記押圧部材に架け渡された状態で、周方向に回転自在に設けられたベルト部材と、前記ベルト部材の温度を直接的、もしくは間接的に検出するベルト部材温度検出手段と、
    前記ベルト部材が前記押圧部材と接触する領域にて当該押圧部材を加圧するように対向配置されてニップ領域を形成し、トナー像を保持する記録材を当該ニップ領域に通過させて当該トナー像を定着する加圧部材と、
    前記ベルト部材は少なくとも2層以上の複層体であり、且つ、トナー像に接する外表面層にはフッ素系樹脂を含んで構成されていて、
    前記ベルト部材の周方向における最大曲率が0.17[1/mm]以上
    の箇所を有していて、
    前記ベルト部材が冷温状態で停止している状態から、加熱、回転動作を開始する所謂立上動作の際、停止中にベルト部材の前記最大曲率だった箇所が10周回回転し終わる前に、該箇所の外表面温度が100℃以上になるよう動作させることを特徴とする定着装置。
  2. 前記ベルト部材温度検出手段は接触型サーミスタであり、加熱部材の温度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. 前記ベルト部材温度検出手段は非接触サーモパイルであり、前記ベルト部材を介して前記加熱部材と対向配置され、前記ベルト部材の外表面温度を非接触で検知することを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。
  4. 前記立上動作の際、前記ベルト部材の最大曲率箇所を、前記加熱部材と前記ベルト部材が接する領域まで移動させてから、回転動作を停止することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の定着装置。
  5. 複数の周速度を有していて、前記立上動作の際、回転動作の速度が、少なくとも前記記録材を前記ニップ領域に通過させる際の速度より遅い周速度を使用することを特徴とする1乃至4のいずれか一項に記載の定着装置。
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