JP5919168B2

JP5919168B2 - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP5919168B2
Application number: JP2012237660A
Authority: JP
Inventors: 良治金松
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
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Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2016-05-18
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Description

本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置には、用紙にトナー像を定着させる定着装置が設けられている。この定着装置には、熱源によって加熱される加熱部材（例えば、ヒートローラーやべルト）と、この加熱部材に圧接する加圧部材（例えば、プレスローラー）と、が設けられている。そして、加熱部材と加圧部材の間に形成される定着ニップを用紙が通過することで、用紙が加熱及び加圧されてトナー像が用紙に定着されるようになっている。

このような構成の定着装置において、省エネルギー化を図るための手段としては、加熱部材や加圧部材の低熱容量化が挙げられる。例えば、加圧部材の材料をシリコンゴムからシリコンスポンジに変更すれば、加圧部材の体積を小さくすることができるため、省エネルギー化に関して大きな効果を得る事が可能となる。

しかしながら、加圧部材の材料をシリコンスポンジにすると、永久歪（Ｃセット）と呼ばれる問題が加圧部材に発生する。永久歪とは、加熱部材と加圧部材が圧接したままの状態で定着装置が長時間放置されることで、シリコンスポンジを構成するセルの壁面が圧縮されたまま塑性変形し、これに伴って、定着ニップ周辺において加圧部材に歪みが発生する現象である。永久歪が加圧部材に発生すると、用紙に対する印刷動作が行われる際に、加圧部材に周期的な異音が発生したり、用紙の搬送に影響が出たり、画像不良や定着不良が発生したりする。

永久歪の大きさや程度を決定する要因としては、加圧部材にかかる荷重の大きさ、シリコンスポンジの圧縮量、加圧部材の熱量（温度の高さ）、定着装置の放置時間、を挙げることができる。そして、これらの要因が増大すると、より深刻な永久歪が生じることになり、これに伴って、異音、搬送不良、画像不良、定着不良が発生し易くなる。特に、用紙に対するトナー像の定着が完了し、熱源による加熱部材の加熱が停止された直後は、加圧部材が高温化しているため、そのままの状態で定着装置が放置されると、加圧部材の永久歪が悪化し易くなる。

このような永久歪を緩和するため、例えば特許文献１には、加圧部材（特許文献１の「加圧ローラ４１ｂ」参照）を回転させてニップ位置を変更するニップ位置変更動作を、所定の時間間隔で実行する構成が開示されている。

特開２００５−３４５８９４号公報

ところで、加熱部材の加熱が停止された後に、加圧部材の温度が低下していく速度は、加熱部材の加熱が停止される直前の定着装置の使用条件や使用環境によって、大きく異なる。例えば、加熱部材の加熱が停止される直前まで、何十枚もの用紙に対して連続印字が行われていたような場合には、定着装置全体が高温化しているため、加圧部材の温度はゆっくり低下する。これに対して、加熱部材の加熱が停止される直前に、１枚の用紙だけに印字が行われていたような場合には、定着装置全体がそれ程高温化していないため、加圧部材の温度は急激に低下する。

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、所定の時間間隔で加圧部材を回転させているため、加圧部材の温度が低下する速度に関わらず、同じタイミングで加圧部材を回転させて、ニップ位置を変更することになる。そのため、加圧部材の温度が低下する速度が速い場合と遅い場合とで、ニップ位置を変更する際の加圧部材の温度が異なってしまい、結果として、加圧部材の永久歪を防止する効果にばらつきが発生しやすくなっていた。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、加圧部材の永久歪を確実に防止することが可能な定着装置を、安価且つ簡易な構成で実現することを目的とする。

本発明の定着装置は、熱源によって加熱される加熱部材と、該加熱部材に圧接し、該加熱部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、前記加熱部材の温度を検出する温度検出部と、前記加圧部材を回転させる駆動部と、前記温度検出部が検出した前記加熱部材の温度を受信可能且つ前記駆動部への駆動指令信号を送信可能な制御部と、前記熱源によって加熱されている時の前記加熱部材の温度である加熱基準温度と、前記熱源による加熱が停止された後に温度低下が停止した時の前記加熱部材の温度である冷却基準温度と、の間に設定される複数の回転基準温度を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記熱源による前記加熱部材の加熱が停止された後、前記温度検出部によって検出される前記加熱部材の温度が前記各回転基準温度まで低下するごとに、前記駆動部によって前記加圧部材を所定角度回転させて該加圧部材の回転位置を変化させることを特徴とする。

このような構成を採用することで、加熱部材の温度が各回転基準温度まで低下した段階で、加圧部材の回転位置を変化させて、加圧部材において定着ニップを形成する部分を変更することができる。これに伴って、所定の時間間隔で加圧部材の回転位置を変化させる場合と比較して、加圧部材の回転位置を変化させる際の加圧部材の温度のばらつきを小さくすることができるため、加圧部材の永久歪を確実に防止することができる。また、加圧部材を加熱部材から分離させなくても、加圧部材の永久歪を確実に防止することができるため、加圧部材を加熱部材から分離させる機構が不要となる。これに伴って、定着装置を安価且つ簡易なものとすることが可能となる。

前記加熱基準温度と前記冷却基準温度の間には、第１の温度領域と、該第１の温度領域よりも低温な第２の温度領域と、が設定され、前記第１の温度領域における前記複数の回転基準温度の間隔が、前記第２の温度領域における前記複数の回転基準温度の間隔よりも小さくても良い。

このような構成を採用することで、第２の温度領域よりも高温で永久歪が発生し易い第１の温度領域において、第２の温度領域よりも短いサイクルで加圧部材の回転位置を変化させることができる。これに伴って、加圧部材の永久歪を一層効果的に防止することができる。

前記複数の回転基準温度は、等間隔で設定されていても良い。

このような構成を採用することで、回転基準温度を容易に決定することができる。

前記制御部は、前記温度検出部によって検出される前記加熱部材の温度が、最も高い前記回転基準温度まで低下した際に、前記加圧部材を１８０度回転させても良い。

このような構成を採用することで、最も高い回転基準温度まで加熱部材の温度が低下した際に、加圧部材を反転させて、加圧部材において定着ニップを形成していた部分を、定着ニップから最も離間した位置まで移動させることができる。これに伴って、加圧部材全体を均一に冷却することが可能となる。

前記加圧部材は、シリコンスポンジの弾性層を備えたプレスローラーであっても良い。

このようにプレスローラーがシリコンスポンジの弾性層を備えている場合には、プレスローラーにかかる圧力によってシリコンスポンジに塑性変形が生じやすく、これに伴って、プレスローラーの永久歪が発生しやすくなる。そのため、本発明の構成を用いて、プレスローラーの永久歪を防止する効果が大きい。

前記駆動部は、前記加熱部材に接続されるモーターであり、該モーターによって前記加熱部材を回転させると、該加熱部材に従動して前記加圧部材が回転しても良い。

このような構成を採用することで、加圧部材を回転させるための専用の駆動部を設けることなく、加圧部材を回転させることが可能となる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、加圧部材の永久歪を確実に防止することが可能な定着装置を、安価且つ簡易な構成で実現することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置を示す断面図である。本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、用紙にトナー像を定着する動作が完了した後の制御を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、ヒートローラーの回転位置の変化例を示す模式図である。本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、回転基準温度の設定例を示す表である。

まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図１における紙面手前側を、プリンター１の正面側（前側）とする。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には用紙（図示せず）を収納する給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上端には排紙トレイ４が設けられている。

プリンター本体２の右上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が配置され、プリンター本体２の左部には、画像形成部６が設けられている。画像形成部６には、像担持体である感光体ドラム７が回転可能に設けられており、感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、トナーコンテナ９に接続された現像ユニット１０と、転写ローラー１１と、クリーニング装置１２とが、感光体ドラム７の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の左部には、下方から上方に向かって用紙の搬送経路１３が設けられている。つまり、本実施形態のプリンター１は、縦搬送である。搬送経路１３の上流端には給紙部１４が設けられ、搬送経路１３の中流部には、感光体ドラム７と転写ローラー１１によって構成される転写部１５が設けられ、搬送経路１３の下流部には定着装置１６が設けられている。搬送経路１３の左側には、両面印刷用の反転経路１７が設けられている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１６の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器５からのレーザー光（図１の矢印Ｐ参照）により感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、トナーコンテナ９から供給されるトナーによって、現像ユニット１０が静電潜像をトナー像に現像する。

一方、給紙部１４によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１５へと搬送され、転写部１５において感光体ドラム７上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１３を下流側へと搬送されて定着装置１６に進入し、この定着装置１６において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、搬送経路１３の下流端から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム７上に残留したトナーは、クリーニング装置１２によって回収される。

次に、図２を用いて、定着装置１６の構成について説明する。

定着装置１６は、箱型形状を成す定着フレーム２０と、定着フレーム２０の右下部に収容される加熱部材としてのヒートローラー２１と、ヒートローラー２１と対向して定着フレーム２０の左側部に収容される加圧部材としてのプレスローラー２２と、定着フレーム２０の上方を覆うカバー部材２３と、カバー部材２３の右端側に設けられる上下一対の排出ローラー２４と、を備えている。以下、これらについて順番に説明する。

まず、定着フレーム２０について説明する。定着フレーム２０の右側部には第１フレーム部材２６が設けられている。第１フレーム部材２６には、ヒートローラー収容部２７が形成されている。

定着フレーム２０の左側部には、第１フレーム部材２６と用紙の搬送経路１３を介して対向する第２フレーム部材２８が設けられている。第２フレーム部材２８には、プレスローラー収容部３０が形成されている。第２フレーム部材２８の右上部には、分岐ガイド３１が設けられている。第２フレーム部材２８の右上部には、分岐ガイド３１の近傍に、排出スイッチ３２が設けられている。排出スイッチ３２は、支点部３３を中心に回転することで、搬送経路１３及び反転経路１７を開放するように構成されている（図２の一点鎖線参照）。

次に、ヒートローラー２１について説明する。ヒートローラー２１は、前後方向に長い形状を成しており、定着フレーム２０の第１フレーム部材２６に設けられたヒートローラー収容部２７に収容されている。ヒートローラー２１は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、この芯材に周設されるシリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂から成る離型層と、を備えている。ヒートローラー２１は、定着フレーム２０に回転可能に支持されている。

ヒートローラー２１の内部空間には、例えばハロゲンヒーターやセラミックヒーター等によって構成される熱源としてのヒーター３４が収容されている。ヒートローラー２１の下側には、ヒートローラー２１の温度を検出する温度検出部としてのサーミスター３５が設けられている。サーミスター３５は、ヒートローラー２１に接触している。ヒートローラー２１の上側（用紙の搬送方向における下流側）には分離爪３６が設けられている。分離爪３６は、付勢部材（図示せず）の付勢力によってヒートローラー２１の外周面に当接している。これにより、分離爪３６によってヒートローラー２１の外周面から用紙を分離できるようになっている。

次に、プレスローラー２２について説明する。プレスローラー２２は、定着フレーム２０の第２フレーム部材２８に設けられたプレスローラー収容部３０に収容されている。プレスローラー２２は、ヒートローラー２１と同様に前後方向に長い形状を成している。プレスローラー２２は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、この芯材に周設される多孔質のシリコンスポンジから成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂から成る離型層と、を備えている。

プレスローラー２２は、付勢手段（図示せず）の付勢力によってヒートローラー２１に圧接しており、ヒートローラー２１とプレスローラー２２の間には、定着ニップ３７が形成されている。プレスローラー２２は、ヒートローラー２１の回転に伴ってヒートローラー２１とは逆方向に従動回転するように構成されている（図２の矢印参照）。なお、本実施形態の定着装置１６には、ヒートローラー２１からプレスローラー２２を離間させる機構は、設けられていない。

次に、カバー部材２３について説明する。カバー部材２３は、定着装置１６の最上部に位置している。カバー部材２３は、下側部材３８と、下側部材３８の上側を覆う上側部材４０と、を備えている。下側部材３８の上面には挿入筒４１が突設されている。下側部材３８には、挿入筒４１の左右両側に係合穴４２が穿設されている。上側部材４０の下面には挿入片４３が突設されており、この挿入片４３が下側部材３８の挿入筒４１に挿入されている。上側部材４０の下面には、挿入片４３の左右両側にフック４４が突設されており、各フック４４が下側部材３８の各係合穴４２に係合している。

次に、上下一対の排出ローラー２４について説明する。上側の排出ローラー２４は、ローラー軸４５に支持されている。ローラー軸４５には、カバー部材２３の右端部側が回転可能に支持されており、これにより、カバー部材２３が右端部側を支点に回転可能となっている。下側の排出ローラー２４は上側の排出ローラー２４に圧接している。

次に、図３を用いて、定着装置１６の制御システムについて説明する。

定着装置１６には、制御部４７が設けられている。制御部４７は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部４８と接続されており、記憶部４８に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部４７が定着装置１６の各部の制御を行うように構成されている。

記憶部４８は、ヒートローラー２１の加熱基準温度（ヒーター３４によって加熱されている時のヒートローラー２１の温度。例えば、２００℃）と冷却基準温度（ヒーター３４によるヒートローラー２１の加熱が停止された後、十分に時間が経過し、温度低下が停止した時のヒートローラー２１の温度。例えば、１７０℃）の間に設定される複数の回転基準温度（第１の回転基準温度Ｔ_１、第２の回転基準温度Ｔ_２、第３の回転基準温度Ｔ_３、…、第ｎの回転基準温度Ｔ_ｎ）を記憶している。なお、上記各回転基準温度について、Ｔ_ｋ−１＞Ｔ_ｋ、ｋ＝２、３、４、…、ｎである。

制御部４７は、サーミスター３５と接続されている。そして、サーミスター３５が検出したヒートローラー２１の温度を、制御部４７が受信するようになっている。

制御部４７は、ヒーター３４に接続されている。そして、制御部４７からの信号に基づいてヒーター３４が通電して発熱することで、ヒーター３４によってヒートローラー２１が加熱されるように構成されている。

制御部４７は、駆動部としてのモーター５０に接続されており、モーター５０は、ヒートローラー２１に接続されている。そして、制御部４７がモーター５０に駆動指令信号を送信し、この駆動指令信号に基づいてモーター５０がヒートローラー２１を回転させると、ヒートローラー２１に従動してプレスローラー２２が回転するように構成されている。つまり、モーター５０によってプレスローラー２２を回転させられるようになっている。

このように構成された定着装置１６において、用紙にトナー像を定着させる際の制御について、以下に説明する。

まず、制御部４７にプリント信号が送信されると、制御部４７は、ヒーター３４を通電させてヒーター３４によってヒートローラー２１及びプレスローラー２２を加熱すると共に、モーター５０によってヒートローラー２１を回転させる。そして、サーミスター３５によって検出されるヒートローラー２１の温度が加熱基準温度まで上昇すると、用紙にトナー像を定着させることが可能な状態となる。

この状態で、未定着のトナー像が形成された用紙が搬送経路１３に沿って上流側（下方）から搬送されてくると、この用紙が定着フレーム２０内に進入し、定着ニップ３７を通過する。これにより、用紙が加熱及び加圧され、用紙にトナー像が定着される。トナー像を定着された用紙は、カバー部材２３によってガイドされながら搬送経路１３を下流側へと搬送され、一対の排出ローラー２４によって排紙トレイ４へと排出される。

次に、上記のように構成された定着装置１６において、用紙にトナー像を定着させる動作が完了した後の制御について、主に図４を参照しつつ説明する。

用紙が排出ローラー２４を通過した後、制御部４７は、モーター５０によるヒートローラー２１及びプレスローラー２２の回転を停止すると共に、ヒーター３４によるヒートローラー２１の加熱を停止する（ステップＳ１０１）。このようにヒートローラー２１の加熱が停止されると、ヒートローラー２１の温度は、加熱基準温度から冷却基準温度に向かって次第に低下していく。このようにヒートローラー２１の温度が低下していくと、これに伴って、プレスローラー２２の温度も低下していく。サーミスター３５は、ヒートローラー２１の加熱が停止された後もヒートローラー２１の温度を検出し、その検出温度ｔを定期的に制御部４７に出力している。

上記のようにヒートローラー２１の加熱が停止されると、制御部４７は、サーミスター３５から出力されるヒートローラー２１の検出温度ｔが、記憶部４８に記憶された第１の回転基準温度Ｔ_１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２の判定がＹｅｓの場合には、制御部４７は、サーミスター３５から出力される検出温度ｔが、第１の回転基準温度Ｔ_１に低下するまで待機する（ステップＳ１０３）。

サーミスター３５から出力されるヒートローラー２１の検出温度ｔが第１の回転基準温度Ｔ_１まで低下すると、制御部４７は、モーター５０に駆動指令信号を送信し、モーター５０によってヒートローラー２１をα_１°回転させる。これに伴って、ヒートローラー２１に圧接するプレスローラー２２が、ヒートローラー２１とは逆方向にβ_１°（０＜β_１＜３６０）従動回転する（ステップＳ１０４）。この回転により、プレスローラー２２の回転位置が変化し、プレスローラー２２において定着ニップ３７を形成する部分が変更される。なお、ステップＳ１０２の判定がＮｏの場合には、ステップＳ１０３とステップＳ１０４を行わずに、以下に説明するステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０４が終了した後、制御部４７は、サーミスター３５から出力されるヒートローラー２１の検出温度ｔが、記憶部４８に記憶された第２の回転基準温度Ｔ_２（Ｔ_２＜Ｔ_１）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５の判定がＹｅｓの場合には、制御部４７は、サーミスター３５から出力される検出温度ｔが、第２の回転基準温度Ｔ_２に低下するまで待機する（ステップＳ１０６）。

サーミスター３５から出力される検出温度ｔが第２の回転基準温度Ｔ_２まで低下すると、制御部４７は、モーター５０に駆動指令信号を送信し、モーター５０によってヒートローラー２１をα_２°回転させる。このようにヒートローラー２１がα_２°回転すると、ヒートローラー２１に圧接するプレスローラー２２が、ヒートローラー２１とは逆方向にβ_２°（０＜β_２＜３６０）従動回転する（ステップＳ１０７）。この回転により、プレスローラー２２の回転位置が再び変化し、プレスローラー２２において定着ニップ３７を形成する部分も再び変更される。なお、ステップＳ１０５の判定がＮｏの場合には、ステップＳ１０６とＳ１０７を行わずに、次のステップ（図示せず）に移行する。

以上のように、制御部４７は、検出温度ｔが回転基準温度以上であるか否かを判定するステップと、検出温度ｔが回転基準温度に低下するまで待機するステップと、プレスローラー２２を回転させるステップと、を繰り返す。この繰り返しは、永久歪の発生の虞の無い温度にプレスローラー２２の温度が低下するまで、回転基準温度の個数ｎに応じて、ｎ回行われる。

本実施形態では以上のように、ヒーター３４によるヒートローラー２１の加熱が停止された後、サーミスター３５によって検出されるヒートローラー２１の温度が記憶部４８に記憶された各回転基準温度まで低下するごとに、制御部４７がモーター５０によってプレスローラー２２を所定角度回転させて、プレスローラー２２の回転位置を変化させている。そのため、ヒートローラー２１の温度が各回転基準温度まで低下した段階で、プレスローラー２２の回転位置を変化させて、プレスローラー２２において定着ニップ３７を形成する部分を変更することができる。これに伴って、所定の時間間隔でプレスローラー２２の回転位置を変化させる場合と比較して、プレスローラー２２の回転位置を変化させる際のプレスローラー２２の温度のばらつきを小さくすることができ、プレスローラー２２の永久歪を確実に防止することができる。また、プレスローラー２２をヒートローラー２１から分離させなくても、プレスローラー２２の永久歪を確実に防止することができるため、プレスローラー２２をヒートローラー２１から分離させる機構が不要となる。これに伴って、定着装置１６を安価且つ簡易なものとすることが可能となる。

特に、第１の回転基準温度Ｔ_１をヒートローラー２１の加熱基準温度に近い温度に設定しておけば、プレスローラー２２の温度が最も高い状態から永久歪の防止対策を行うことができる。そのため、高温状態でプレスローラー２２が放置されるのを回避し、永久歪の発生を一層効果的に防止することが可能となる。

また、本実施形態では、プレスローラー２２がシリコンスポンジの弾性層を備えているため、プレスローラー２２にかかる圧力によってシリコンスポンジに塑性変形が生じやすく、プレスローラー２２の永久歪が発生しやすい。そのため、上記のような構成を用いてプレスローラー２２の永久歪を防止する効果が大きい。

また、ヒートローラー２１に接続されるモーター５０によってヒートローラー２１を回転させると、ヒートローラー２１に従動してプレスローラー２２が回転するように構成されている。そのため、プレスローラー２２を回転させるための専用の駆動部を設けることなく、プレスローラー２２を回転させることが可能となる。

次に、用紙にトナー像を定着させる動作が完了した後の制御におけるプレスローラー２２の回転位置の変化例について、図５を用いて説明する。なお、図５のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、プレスローラー２２の各部分を示しており、９０°ずつ位相が異なっている。以下、時計方向又は反時計方向と記載する場合には、正面視を基準とする。

図５において（ａ）は、ヒーター３４によるヒートローラー２１の加熱が停止された直後（印刷終了直後）の状態を示している。この時、プレスローラー２２のＡ部分が、ヒートローラー２１と圧接して定着ニップ３７を形成している。

その後、サーミスター３５によって検出されるヒートローラー２１の温度が、加熱基準温度から第１の回転基準温度Ｔ_１（最も高い回転基準温度）まで低下すると、制御部４７は、モーター５０によってヒートローラー２１を時計方向に一定角度回転させ、これに従動して、プレスローラー２２を反時計方向に１８０度（半周）回転させる（図５の（ｂ）参照）。即ち、この例では、β_１＝１８０である。この回転により、ヒートローラー２１と圧接して定着ニップ３７を形成する部分が、プレスローラー２２のＡ部分からＣ部分（Ａ部分とは反対側の部分）に変更される。

その後、サーミスター３５によって検出されるヒートローラー２１の温度が第２の回転基準温度Ｔ_２まで低下すると、制御部４７は、モーター５０によってヒートローラー２１を時計方向に一定角度回転させ、これに従動して、プレスローラー２２を反時計方向に２７０度（３／４周）回転させる（図５の（ｃ）参照）。即ち、この例では、β_２＝２７０である。この回転により、ヒートローラー２１と圧接して定着ニップ３７を形成する部分が、プレスローラー２２のＣ部分からＢ部分に変更される。

その後、ヒートローラー２１の温度が第３の回転基準温度Ｔ_３まで低下すると、制御部４７は、モーター５０によってヒートローラー２１を時計方向に一定角度回転させ、これに従動して、プレスローラー２２を反時計方向（ヒートローラー２１とは逆方向）に１８０度（半周）回転させる（図５の（ｄ）参照）。即ち、この例では、β_３＝１８０である。この回転により、ヒートローラー２１と圧接して定着ニップ３７を形成する部分が、プレスローラー２２のＢ部分からＤ部分に変更される。

その後、ヒートローラー２１の温度が第４の回転基準温度Ｔ_４まで低下すると、制御部４７は、モーター５０によってヒートローラー２１を時計方向に一定角度回転させ、これに従動して、プレスローラー２２を反時計方向に９０度（１／４周）回転させる（図５の（ａ）参照）。即ち、この例では、β_４＝９０である。この回転により、ヒートローラー２１と圧接して定着ニップ３７を形成する部分が、プレスローラー２２のＤ部分からＡ部分に変更され、プレスローラー２２が加熱停止直後の回転位置に復元する。このようなサイクルが繰り返される。

なお、モーター５０によってヒートローラー２１を回転させる角度（α_１、α_２、α_３、…、α_ｎ）は、プレスローラー２２の回転角度（β_１、β_２、β_３、…、β_ｎ）から逆算される。例えば、プレスローラー２２を１８０°回転させたい場合、ヒートローラー２１とプレスローラー２２の外径が同一であれば、ヒートローラー２１も１８０°回転させれば良いし、ヒートローラー２１の外径がプレスローラー２２の外径の１．５倍であれば、ヒートローラー２１を、１８０°×（１／１．５）＝１２０°回転させれば良い。

本実施形態では上記のように、サーミスター３５によって検出されるヒートローラー２１の温度が第１の回転基準温度Ｔ_１まで低下した際に、プレスローラー２２を１８０度回転させている。そのため、第１の回転基準温度Ｔ_１までヒートローラー２１の温度が低下した際に、プレスローラー２２を反転させて、プレスローラー２２において定着ニップ３７を形成していたＡ部分を、定着ニップ３７から最も離間した位置まで移動させることができる。これに伴って、プレスローラー２２全体を均一に冷却することが可能となる。

本実施形態では、プレスローラー２２の１回ごとの回転角度を９０度、１８０度又は２７０度とした。つまり、本実施形態では、プレスローラー２２の１回ごとの回転角度を９０度の整数倍とした。一方で、他の異なる実施形態では、プレスローラー２２の１回ごとの回転角度を、４５度の整数倍、１２０度の整数倍等としても良い。つまり、プレスローラー２２の回転角度は、任意に設定することが可能である。また、本実施形態では、プレスローラー２２の１回ごとの回転角度を９０度、１８０度又は２７０度とする場合について説明したが、他の異なる実施形態では、プレスローラー２２を毎回同じ角度だけ回転させても良い。

次に、回転基準温度の設定例について、図６を用いて説明する。

図６（ａ）では、ヒートローラー２１の回転基準温度を、１０度ずつ等間隔で設定している。このような構成を採用することで、回転基準温度を容易に決定することができる。

一方で、プレスローラー２２の永久歪は、プレスローラー２２が高温で長時間放置された場合に、より深刻になる。そのため、プレスローラー２２の温度が高い時ほど、プレスローラー２２における定着ニップ３７を形成する部分を短いサイクルで変化させるのが好ましい。

そこで、図６（ｂ）では、ヒートローラー２１の加熱基準温度と冷却基準温度の間に、第１の温度領域Ｒ１（１３０℃〜１５０℃の領域）と、第１の温度領域よりも低温な第２の温度領域Ｒ２（９０℃〜１３０℃の領域）と、第２の温度領域よりも低温な第３の温度領域Ｒ３（５０℃〜９０℃の領域）と、を設定している。そして、第１の温度領域Ｒ１では回転基準温度の間隔を５℃とし、第２の温度領域Ｒ２では回転基準温度の間隔を１０℃とし、第３の温度領域Ｒ３では回転基準温度の間隔を２０℃としている。このような構成を採用することで、第２の温度領域Ｒ２や第３の温度領域Ｒ３よりも高温で永久歪が発生し易い第１の温度領域Ｒ１において、第２の温度領域Ｒ２や第３の温度領域Ｒ３よりも短いサイクルでプレスローラー２２の回転位置を変化させることができる。これに伴って、プレスローラー２２の永久歪を一層効果的に防止することができる。

本実施形態では、温度領域をＲ１〜Ｒ３の３個としたが、他の異なる実施形態では、温度領域を２個又は４個以上とすることも可能である。

本実施形態では、接触式のサーミスター３５を温度検出部として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、非接触式の温度検出部を用いても良いし、接触式の温度検出部と非接触式の温度検出部を併用しても良い。

本実施形態では、加熱部材をヒートローラー２１によって構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、加熱部材をベルトによって構成しても良い。

本実施形態では、熱源としてヒーター３４を用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、例えばＩＨコイル等の他の熱源を用いても良い。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

１プリンター（画像形成装置）
１６定着装置
２１ヒートローラー（加熱部材）
２２プレスローラー（加圧部材）
３４ヒーター（熱源）
３５サーミスター（温度検出部）
３７定着ニップ
４７制御部
４８記憶部
５０モーター（駆動部）

Claims

熱源によって加熱される加熱部材と、
該加熱部材に圧接し、該加熱部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、
前記加熱部材の温度を検出する温度検出部と、
前記加圧部材を回転させる駆動部と、
前記温度検出部が検出した前記加熱部材の温度を受信可能且つ前記駆動部への駆動指令信号を送信可能な制御部と、
前記熱源によって加熱されている時の前記加熱部材の温度である加熱基準温度と、前記熱源による加熱が停止された後に温度低下が停止した時の前記加熱部材の温度である冷却基準温度と、の間に設定される複数の回転基準温度を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記熱源による前記加熱部材の加熱が停止された後、前記温度検出部によって検出される前記加熱部材の温度が前記各回転基準温度まで低下するごとに、前記駆動部によって前記加圧部材を所定角度回転させて該加圧部材の回転位置を変化させ、
前記駆動部は、前記加熱部材に接続されるモーターであり、該モーターによって前記加熱部材を回転させると、該加熱部材に従動して前記加圧部材が回転し、
前記モーターによって前記加熱部材を回転させる角度は、前記加熱部材の外径及び前記加圧部材の外径に基づいて、前記加圧部材の回転角度から逆算され、
前記加熱基準温度と前記冷却基準温度の間には、第１の温度領域と、該第１の温度領域よりも低温な第２の温度領域と、が設定され、
前記第１の温度領域における前記複数の回転基準温度の間隔が、前記第２の温度領域における前記複数の回転基準温度の間隔よりも小さく、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される前記加熱部材の温度が、最も高い前記回転基準温度である第１の回転基準温度まで低下した際に、前記加圧部材を１８０度回転させ、前記第１の回転基準温度の次に高い前記回転基準温度である第２の回転基準温度まで低下した際に、前記加圧部材を所定方向に２７０度回転させ、前記第２の回転基準温度の次に高い前記回転基準温度である第３の回転基準温度まで低下した際に、前記加圧部材を１８０度回転させ、前記第３の回転基準温度の次に高い前記回転基準温度である第４の回転基準温度まで低下した際に、前記加圧部材を前記所定方向に９０度回転させることを特徴とする定着装置。
前記加圧部材は、シリコンスポンジの弾性層を備えたプレスローラーであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
請求項１又は２に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。