JP2009163040A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラ等の加熱回転体を傷つけることなく、加熱回転体の温度を正確に検知する定着装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、回転してトナー像を定着させるために用いられる加熱回転体としての熱ローラ５５と、この熱ローラ５５を回転させる駆動手段５７と、熱ローラ５５の温度を検知する検知面を熱ローラ５５に弾性的に接触させて配されるサーモスタット６２と、用紙Ｐ上に形成された未定着トナー像を加熱加圧により定着するニップ部Ｎと、駆動手段５７の回転を制御する制御部とを備える。この制御部は、用紙Ｐのニップ部Ｎに到達するまでの定着前回転速度が、用紙Ｐのニップ部Ｎを通過する時の定着回転速度より小さくなるように、駆動手段５７を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、定着ローラ等の加熱回転体の温度を検知する定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置における定着装置は、内部に熱源を有する定着ローラと、この定着ローラに圧接される加圧ローラと、サーモスタットと、サーミスタとを備え、定着ローラと加圧ローラとの間で形成されたニップ部で、用紙上のトナー像を加熱溶融させて定着して、サーモスタットは、定着ローラが過昇温されるのを防止するために、定着ローラの温度を検知して、過昇温された場合に作動して、熱源への通電を遮断している。また、サーミスタは、定着ローラの表面温度を検知し、ＣＰＵ等の制御部へ温度情報を送信している。

このような定着装置において、近年ウォームアップ時間の短縮が提唱されており、常温から定着時に必要な定着温度まで立ち上がるのに要する時間を短縮するように熱源を昇温させる定着装置が主流になりつつある。しかし、このような定着装置においては、従来のようにサーモスタットと定着ローラとを離間させて配置した場合、誤って急激に定着ローラの温度が上昇してしまうと、例えば、発煙や発火する前にサーモスタットを作動させることが不可能である。このため、サーモスタットと定着ローラの間隔をできる限り小さくする必要が生じている。また、サーミスタにおいては、定着ローラの表面温度を迅速に検知し、ＣＰＵ等の制御部へ温度情報をタイミングよく送信するために、サーミスタと定着ローラの間隔をできる限り小さくする必要が生じている。

そこで、特許文献１では、定着ローラにサーモスタットの中央部で接触するように配置させ、サーモスタットを定着ローラの長手方向の軸と平行な軸周りに回転可能になるように構成している。この構成により、定着ローラの停止時に温度が急激に上がっても、定着ローラに接触しているサーモスタットを即座に作動させることにより、過昇温防止の対応ができるようにして、定着ローラの回転時には、サーモスタットが定着ローラの回転に連動して、その接触位置がサーモスタットの中央部から端部に移動するようにしている。このことにより、定着ローラの停止時に比べて、サーモスタットと定着ローラの接触圧を小さくして、サーモスタットにより定着ローラに傷がつくのを極力抑えている。

しかしながら、上述した従来技術では、接触圧は小さくなるが、接触圧が残存することになり、定着を行う毎に、定着ローラの回転に伴い、サーモスタットは、定着ローラに接触した状態で軸周りに回転し、その接触圧により定着ローラ表面を擦る。これを長期に渡って繰り返すと、定着ローラの傷が大きくなり、この定着ローラによりトナー像を加熱溶融すると、定着性能に支障をきたすことになる。また、サーモスタットが軸周りの回転を繰り返すと、例えば、サーモスタットの端部が定着ローラに当接しているときに、サーモスタットと定着ローラが突っ張り、その状態における定着ローラの回転により、定着ローラ表面が削り込まれて、摺擦音が発生し、さらにサーモスタットが破損して誤動作するおそれがあるという問題があった。
特開２００２−１９６６１１号公報（段落［０００９］‐［００１２］、図１）

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、定着ローラ等の加熱回転体を傷つけることなく、加熱回転体の温度を正確に検知する定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、回転してトナー像を定着させるために用いられる加熱回転体と、前記加熱回転体を回転させる駆動手段と、前記加熱回転体の温度を検知する検知面を前記加熱回転体に弾性的に接触させて配される温度検知部材と、転写材上に形成された未定着トナー像を加熱加圧により定着するニップ部と、前記駆動手段の回転を制御する制御部とを備える画像形成装置において、前記制御部は、前記転写材の前記ニップ部に到達するまでの定着前回転速度が、前記転写材の前記ニップ部を通過する時の定着回転速度より小さくなるように、前記駆動手段を制御することを特徴としている。

この構成によれば、温度検知部材の検知面が接触する加熱回転体の温度を逐一検知している。また、制御部が駆動手段の定着前回転速度を定着回転速度より小さくなるように制御していると、加熱回転体の回転開始時の回転速度が小さくなるので、温度検知部材の検知面に弾性力によって押圧された加熱回転体と温度検知部材との動摩擦力が小さく抑えられることになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動する回動力が軽減される。

また、請求項２に記載の発明では、前記制御部は、前記定着前回転速度を段階的に大きくすることを特徴としている。この構成によれば、駆動手段の回転開始から転写材がニップ部に到達するまで、加熱回転体の回転速度が段階的に大きくなるので、温度検知部材が加熱回転体に押圧されていても、加熱回転体と温度検知部材との動摩擦力が小さく抑えられることになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動する回動力が軽減される。

また、請求項３に記載の発明では、前記制御部は、前記定着前回転速度を連続して大きくすることを特徴としている。この構成によれば、駆動手段の回転開始から転写材がニップ部に到達するまで、加熱回転体の回転速度が連続して大きくなるので、温度検知部材が加熱回転体に押圧されていても、加熱回転体と温度検知部材との動摩擦力が小さく抑えられることになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動する回動力が軽減される。

また、請求項４に記載の発明では、加圧ローラに対向して配置される定着ローラと、熱源を内蔵する熱ローラと、前記定着ローラと前記熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトを備え、前記ニップ部は前記定着ベルトと前記加圧ローラとの圧接によって形成され、前記加熱回転体は前記熱ローラであり、前記検知部材は前記定着ベルトの内側に形成される中空部に配置されることを特徴としている。この構成によれば、定着装置が小型になり、また温度検知部材が熱ローラの回転に追随して回動する回動力が軽減される。

請求項１に記載の発明によれば、温度検知部材の検知面が加熱回転体に接触するので、加熱回転体の温度を逐一正確に検知することができる。また、制御部が駆動手段の定着前回転速度を定着回転速度より小さくなるように制御していると、加熱回転体の回転開始時の回転速度が小さくなるので、温度検知部材の検知面に弾性力によって押圧された加熱回転体と温度検知部材との動摩擦力が小さく抑えられることになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動する回動力が軽減される。従って、温度検知部材が加熱回転体を擦って傷つけることが抑制され、また、温度検知部材と加熱回転体とで摺擦音が発生するおそれがなく、さらに温度検知部材が破損して誤動作するおそれがない。

また、請求項２に記載の発明によれば、駆動手段の回転開始から転写材がニップ部に到達するまで、加熱回転体の回転速度が段階的に大きくなるので、温度検知部材が加熱回転体に押圧されていても、加熱回転体と温度検知部材との動摩擦力が小さく抑えられることになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動する回動力が軽減され、温度検知部材が加熱回転体を擦って傷つけることが抑制される。

また、請求項３に記載の発明によれば、駆動手段の回転開始から転写材がニップ部に到達するまで、加熱回転体の回転速度が連続して大きくなるので、温度検知部材が加熱回転体に押圧されていても、加熱回転体と温度検知部材との動摩擦力が小さく抑えられることになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動する回動力が軽減され、温度検知部材が加熱回転体を擦って傷つけることが抑制される。

また、請求項４に記載の発明によれば、定着ベルトの内側に形成される中空部に、温度検知部材が配置されることによって、定着装置を小型にすることができ、また温度検知部材が熱ローラの回転に追随して回動する回動力が軽減されるので、温度検知部材が熱ローラを擦って傷つけることが抑制される。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す断面正面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１１ａ〜１１ｄは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の各色に対応させて配される。感光層はアモルファスシリコンでもよい。各感光体１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及び除電器１４ａ〜１４ｄが配設される。

現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの右斜め下方に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、現像装置２ａ〜２ｄの感光体回転方向上流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させ、また、除電器１４ａ〜１４ｄは、現像装置２ａ〜２ｄの感光体回転方向下流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄ表面に現像後に残った電荷を除電する。

露光ユニット１２は、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方で帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側に設けられる。露光ユニット１２には、レーザ光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して各感光体１１ａ〜１１ｄの表面に照射され、照射されたレーザ光により、各感光体１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。

中間転写ベルト１７は、テンションローラ６、駆動ローラ２５及び従動ローラ２７に張架されている。この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って上流側から隣り合うように対向して配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体１１ａ〜１１ｄと対向して中間転写ベルト１７に接触するよう配置され、図１における上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト１７を介して各感光体１１ａ〜１１ｄに圧接して１次転写ニップ部を形成し、また離間する。この１次転写ニップ部において、各感光体１１ａ〜１１ｄで形成されたトナー像が中間転写ベルト１７表面に転写される。そして、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写されることにより、中間転写ベルト１７表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。ベルトクリーニング３１が転写後に中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。

２次転写ローラ３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラ２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写ニップ部を形成して、この２次転写ニップ部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像を用紙Ｐに転写する。

画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、画像形成装置１の中間部には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。画像形成装置１の左部には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７で形成される２次転写ニップ部に搬送する第１搬送路３３が配設され、右部から左部にかけては、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写ニップ部に搬送する第２搬送路３６が配設される。また、画像形成装置１の左上部には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着装置１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３搬送路３９とが配設される。

給紙カセット３２は、装置の外部（図１において手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラ３３ｂ及び捌きローラ３３ａにより１枚ずつ第１搬送路３３側に繰り出される。

第１搬送路３３と第２搬送路３６とはレジストローラ３３ｃの手前で合流しており、レジストローラ３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写ニップ部に搬送される。２次転写ニップ部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位（トナーの帯電極性と逆極性）が印加された２次転写ローラ３４によって、中間転写ベルト１７上のフルカラーのトナー画像を２次転写されて、定着装置１８に搬送される。

定着装置１８は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、転写材としてのトナー画像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、定着装置１８で定着された後、必要に応じて第４搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ローラ３４でフルカラーのトナー画像が２次転写され、定着装置１８で定着されて、第３搬送路３９を通って、排出ローラ１９ａにより用紙排出部３７に排出される。

図２は、上述の画像形成装置１に用いられる定着装置１８の概略の構成を示す断面正面図である。定着装置１８は、ベルト定着方式であり、定着ベルト５２と、定着ローラ５３と、加圧ローラ５４と、熱ローラ５５と、モータと減速ギアを有する駆動手段５７、及びサーモスタットユニット６０とを備えている。そして、熱ローラ５５の中空内には、定着装置１８の熱源としてヒータランプ５５ａが設けられている。定着ローラ５３、加圧ローラ５４及び熱ローラ５５は、定着装置１８の筐体（図略）の長手方向に回転可能に軸支され、駆動手段５７、ヒータランプ５５ａ及びサーモスタットユニット６０は、筐体（図略）に固定保持されている。

定着ベルト５２は、定着ローラ５３及び熱ローラ５５に掛け回され、駆動手段５７によって加圧ローラ５４を介して、図２に示す矢印ｘ方向に回転駆動される。この定着ベルト５２は、厚さ４０μｍのニッケル薄板で形成される無端ベルトであって、外周表面にシリコンゴム膜等のオフセット防止剤がコーティングされたものである。

定着ローラ５３と加圧ローラ５４とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ５４が定着ベルト５２を介して定着ローラ５３の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ５４と定着ベルト５２との間でニップ部Ｎが形成される。熱ローラ５５は、定着ベルト５２にテンションを与えるものであり、円筒形をしたアルミ管で形成される。定着ローラ５３と加圧ローラ５４が長手方向で定着ベルト５２より長く形成されているために、加圧ローラ５４は定着ベルト５２とともに定着ローラ５３にも圧接している。

駆動手段５７は、モータと減速ギア列を備えて、加圧ローラ５４にギア接続され、図２に示す矢印方向に回転駆動すると、加圧ローラ５４が矢印方向に回転する。加圧ローラ５４の回転により、加圧ローラ５４に圧接する定着ローラ５３と定着ベルト５２が同速で図２示す矢印方向に回転し、さらに熱ローラ５５が定着ベルト５２に従動回転する。熱ローラ５５の中空内に配設されたヒータランプ５５ａからの熱が、熱ローラ５５を介して定着ベルト５２に伝わり、定着ベルト５２が加熱される。加圧ローラ５４と定着ベルト５２の互いの逆回転により、用紙Ｐのトナー像をニップ部Ｎで加熱溶融させながら、用紙Ｐが装置の上方に搬送される。尚、駆動手段５７が加圧ローラ５４にギア接続する構成に替えて、駆動手段５７を定着ローラ５３または熱ローラ５５に接続して、定着ローラ５３または熱ローラ５５の回転により定着ベルト５２を回転させ、さらに加圧ローラ５４を回転させる構成にしてもよい。

上記構成の定着装置１８においては、トナー像Ｔを形成された用紙Ｐは、定着ベルト５２の用紙搬送方向の上流側に配された定着前ガイド２１から、図２に示す矢印ｙ方向に搬送され、用紙Ｐのトナー像がニップ部Ｎで加熱溶融されることによって、トナー像Ｔが定着される。その後、用紙Ｐは、用紙搬送方向下流側に配された定着後ガイド２２及び搬送ローラ２３ａ、２３ｂにより、用紙排出部３７（図１参照）に排出される。

次に、サーモスタットユニット６０の詳細について説明する。サーモスタットユニット６０は、熱ローラ５５の周面に向けて配設され、熱ローラ５５の温度を逐一検知し、熱ローラ５５の温度が予め設定された温度範囲を超えた場合には、ヒータランプ５５ａへの通電を遮断して、ローラの過加熱を防止するものである。サーモスタットユニット６０は、定着ベルト５２の内側に形成される中空部に配され、サーモスタット６２、サーモスタット支持部材６３、コイルバネ６４、及びそれらを内部に保持する保持部材６１を備える。尚、サーモスタットユニット６０は、熱ローラ５５の温度を検知し、予め設定された温度に対して熱ローラ５５の温度の高低を判定して、ヒータランプ５５ａへの通電のオン・オフを制御し、定着ベルト５２の過加熱や加熱不足を防止するようにしてもよい。

図３は、サーモスタットユニット６０の要部の構成を示す断面側面図である。

図３に示すように、サーモスタット６２は、その検知面６２ａを熱ローラ５５の長手方向中央から外れた位置の周面に向けて配設され、検知面６２ａの反対側の部分をサーモスタット支持部材６３に接着剤で固着される。このサーモスタット６２とサーモスタット支持部材６３が温度検知部材を構成する。

サーモスタット支持部材６３は、直方体形状であり、その側面部６３ａで保持部材６１に対して熱ローラ５５方向に移動自在に保持され、サーモスタット６２の固着される面と反対側の面には、サーモスタット６２を挟んでその両側に一対の凹部６３ｂを有する。この一対の凹部６３ｂには、一対の凹部６３ｂに対向させて保持部材６１に設けた一対の凹部６１ａとともに、一対のコイルバネ６４が嵌め込まれている。コイルバネ６４は圧縮バネであり、その付勢力により、サーモスタット支持部材６３が熱ローラ５５側に押される。従って、サーモスタット６２が保持部材６１の開口６１ｄから熱ローラ５５方向に移動自在に突出して、サーモスタット６２の検知面６２ａは熱ローラ５５周面に常に接触して温度検知することができるようになっている。

次に、制御部による画像形成装置の要部の制御について図４に基づいて説明する。図４は、制御部を備える画像形成装置の構成を示すブロック図である。

画像形成装置１は、帯電部１３、現像装置２、感光体１１、中間転写ベルト等の転写部７２を含む画像形成部７１と、加圧ローラ５４、ヒートランプ５５ａ、サーモスタット６２及びサーミスタ８４を含む定着装置１８と、加圧ローラ５４等の装置各部を駆動する駆動手段５７、及び給紙カセット３２の他に、制御部７４と、記憶部７５と、操作パネル７９と、主電源８３と、現像モータ８１、及び給紙モータ８２を備えて構成されている。

記憶部７５は、ＲＡＭ７６、ＲＯＭ７７、及び画像メモリ７８を備えており、ＲＡＭ７６及びＲＯＭ７７は制御部７４の処理プログラムや処理内容等を記憶して、画像メモリ７８はパーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データを記憶している。

操作パネル７９は、複数の操作キーからなる操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図略）とから構成されており、ユーザが装置の主電源８３のオン・オフや、用紙のサイズ・種類、印刷枚数等の印刷条件等の設定を行う他、画像形成装置１がファクシミリ機能を有する場合には、記憶部７５にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。

駆動手段５７は、制御部７４からの制御信号に応じて、感光体１１、転写部７２の駆動ローラ２５（図１参照）、定着装置１８の加圧ローラ５４を駆動させる。現像モータ８１は、制御部７４からの制御信号に応じて現像装置２内のトナー撹拌スクリューと現像ローラを駆動させる。給紙モータ８２は、制御部７４からの制御信号に応じて給紙カセット３２内の給紙ローラを駆動させる。

サーモスタット６２は、熱ローラ５５（図２参照）の温度を検知する。検知された温度に応じて、熱ローラ５５が予め設定された上限温度を超えるとサーモスタット６２の接点が開止されてヒートランプ５５ａへの電力の供給が停止される。サーミスタ８４は、定着ベルト５２の表面に接触して、その表面温度を検知するために配設され、検知された温度信号が制御部７４に送出される。制御部７４がその温度信号に基づいて、定着ベルト５２が定着を良好に行える定着可能温度を維持するように、ヒートランプ５５ａのオン・オフを制御する。

制御部７４は、マイクロコンピュータ等で構成され、ＲＡＭ７６及びＲＯＭ７７に設定されたプログラムに従って、画像形成部７１、給紙カセット３２、定着装置１８、モータ８１、８２、及び駆動手段５７を全般的に制御する。また、制御部７４は、操作パネル７９からの操作キーの入力設定により、装置の主電源８３のオン・オフ信号、画像形成部７１の画像形成動作の開始及び終了の信号、用紙のサイズや種類の識別信号、及び印刷枚数信号等を駆動手段５７に与え、駆動手段５７のモータの回転・停止と回転速度を制御する。

次に、定着装置の駆動手段５７の駆動制御について、図４とともに、図２及び図５に基づいて説明する。図５は、駆動手段５７のモータの駆動開始から定着完了までのモータの回転速度の変化を示す図であり、横軸が時間を示し、縦軸が駆動手段５７のモータの回転速度を示している。

主電源８３による電源オンの信号が制御部７４に入力されると、制御部７４は熱ローラ５５（図２参照）のヒートランプ６６ａを制御する。ヒートランプ５５ａが通電オンされて、定着ベルト５２（図２参照）が定着可能温度に上昇するまで、通電オン状態を維持する（ウォームアップする）ように制御が行われる。サーミスタ８４の温度検知により、定着ベルト５２の表面温度が定着可能温度に到達すると、ヒートランプ５５ａへの通電はそのまま継続され、その定着可能温度を安定して維持するように、サーミスタ８４の検知温度に基づいて、ヒートランプ５５ａのオン・オフ制御が行われる。

画像形成動作の開始信号が制御部７４に入力されると、制御部７４は駆動手段５７を制御する。開始信号の入力が定着ベルトのウォームアップ中であるなら、定着可能温度になるまで待機し、定着可能温度になると、駆動手段５７によって加圧ローラ５４が回転させられる。

加圧ローラ５４の回転により、図２に示すように、定着ベルト５２及び定着ローラ５３が回転して、この回転期間中に、用紙Ｐが定着前ガイド２１から、図２に示す矢印ｙ方向に搬送され、ニップ部Ｎにおいて加熱加圧されることによって、トナー像Ｔが定着される。また、加圧ローラ５４の回転により、熱ローラ５５も図２に示す矢印方向に従動回転している。この加圧ローラ５４の回転開始から用紙Ｐのニップ部に突入し通過する時に、サーモスタット６２の検知面６２ａが熱ローラ５５の周面に接触して、熱ローラ５５周面の温度が検知されている。このときに、サーモスタット６２の検知面６２ａはコイルバネ６４の付勢力により熱ローラ５５周面への押圧を受けて、また熱ローラ５５の図２における矢印方向の回転に伴い、サーモスタット６２も図２で上方向に向けて受ける回動力が発生する。この回動力が大きくなると、サーモスタット６２の端部が熱ローラ５５周面に突っ張り、熱ローラ５５周面がサーモスタット６２により傷つけられることになる。

そこで、本実施形態では、サーモスタット６２の上記の回動力が大きくならないように、駆動手段５７の回転を制御している。つまり、図５に示すように、定着時における駆動手段５７のモータの回転速度をＶ１、駆動手段５７のモータの回転開始時をＴ１、用紙Ｐがニップ部Ｎに突入する時点をＴ２、及び定着の完了時をＴ３とすると、制御部７４は、駆動手段５７のモータの回転速度を、回転開始時Ｔ１では、速度Ｖ１の４分の１程度の速度Ｖａとして、暫くその速度Ｖａを維持している。そして、回転開始時Ｔ１からＴａ時間後には、速度Ｖ１の４分の２程度の速度Ｖｂとして、その速度Ｖｂを維持し、次にＴｂ時間後に速度Ｖ１の４分の３程度の速度Ｖｃとして、その速度Ｖｃを維持し、さらにＴｃ時間後に定着時の速度Ｖ１となるようにしている。このように制御部７４は、段階的に回転速度を大きくして、用紙Ｐがニップ部Ｎに突入する時点Ｔ２までに、定着回転速度Ｖ１になるように制御している。

以上のように、駆動手段５７の回転開始時にサーモスタット６２の検知面６２ａが熱ローラ５５周面に押圧されて静止した状態から、駆動手段５７の回転速度を段階的に大きくなるように、駆動手段５７を制御すると、熱ローラ５５の回転速度が、急激に変化することがなく、段階的に大きくなるのみで、熱ローラ５５周面とサーモスタット６２の検知面６２ａとの動摩擦力が小さく抑えられるので、サーモスタット６２は、熱ローラ５５の回転に伴う図２における上方向に向けて受ける回動力を軽減されることになる。

上記第１実施形態によれば、画像形成装置１は、回転してトナー像を定着させるために用いられる加熱回転体としての熱ローラ５５と、この熱ローラ５５を回転させる駆動手段５７と、熱ローラ５５の温度を検知する検知面６２ａを熱ローラ５５に弾性的に接触させて配されるサーモスタット６２と、用紙Ｐ上に形成された未定着トナー像を加熱加圧により定着するニップ部Ｎと、駆動手段５７の回転を制御する制御部７４とを備える。この制御部７４は、用紙Ｐのニップ部Ｎに到達するまでの定着前回転速度が、用紙Ｐのニップ部Ｎを通過する時の定着回転速度Ｖ１より小さくなるように、駆動手段５７を制御する。

この構成によると、サーモスタット６２の検知面６２ａが接触する熱ローラ５５の温度を逐一正確に検知して、ローラ、定着ベルト等の過加熱の防止を制御することができる。また、制御部７４は、定着前回転速度が定着回転速度Ｖ１より小さくなるように駆動手段５７の速度を制御しているために、熱ローラ５５の回転開始時の回転速度が小さくなるので、サーモスタット６２の検知面６２ａが弾性力により熱ローラ５５側に押圧された状態においても、熱ローラ５５周面とサーモスタット６２の検知面６２ａとの動摩擦力が小さく抑えられることになり、サーモスタット６２が熱ローラ５５の回転に追随して回動する回動力が軽減される。従って、サーモスタット６２が熱ローラ５５を擦って傷つけることが抑制され、また、サーモスタット６２と熱ローラ５５とで摺擦音が発生するおそれがなく、さらにサーモスタット６２が破損して誤動作するおそれがない。

また、上記第１実施形態によると、制御部７４は、駆動手段５７の回転開始から用紙Ｐがニップ部Ｎに到達するまで、熱ローラ５５の回転速度が段階的に大きくなるように制御するので、サーモスタット６２の検知面６２ａが熱ローラ５５周面に押圧されていても、熱ローラ５５周面とサーモスタット６２の検知面６２ａとの動摩擦力が小さく抑えられることになり、サーモスタット６２が熱ローラ５５の回転に追随して回動する回動力が軽減され、サーモスタット６２が熱ローラ５５を擦って傷つけることが抑制される。

また、上記第１実施形態によると、定着装置１８は、加圧ローラ５４に対向して配置される定着ローラ５３と、熱源を内蔵する熱ローラ５５と、定着ローラ５３と熱ローラ５５との間に張架される無端状の定着ベルト５２を備え、ニップ部Ｎは定着ベルト５２と定着ローラ５３との圧接によって形成され、サーモスタットユニット６０が定着ベルト５２の内側に形成される中空部に配置される。定着ベルト５２の内側に形成される中空部に、サーモスタットユニット６０が配置されることによって定着装置１８が小型になるとともに、サーモスタット６２が熱ローラ５５の回転に追随して回動する回動力が軽減されることによって、サーモスタット６２が熱ローラ５５を擦って傷つけることが抑制される。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る駆動手段５７のモータの駆動開始から定着完了までのモータの回転速度の変化を示す図である。第１実施形態と異なる、制御部７４による駆動手段５７の駆動制御について説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。

図６に示すように、横軸が時間を示し、縦軸が駆動手段５７のモータの回転速度を示し、定着時における駆動手段５７のモータの回転速度をＶ１、駆動手段５７のモータの回転開始時をＴ１、用紙Ｐがニップ部Ｎに突入する時点をＴ２、及び定着の完了時をＴ３とすると、制御部７４は、回転開始時Ｔ１から用紙Ｐのニップ部突入時点Ｔ２に至るまでに、回転速度を線形状に連続させて大きくして、定着回転速度Ｖ１になるように制御している。尚、モータはステッピングモータを用いて、また回転速度は放物線等曲線状に連続させて大きくしてもよい。

このように駆動手段５７の回転開始時にサーモスタット６２の検知面６２ａが熱ローラ５５周面に押圧されて静止した状態から、駆動手段５７の回転速度を連続して大きくなるように、駆動手段５７を制御すると、熱ローラ５５の回転速度が、急激に変化することがなく、連続して大きくなるのみで、熱ローラ５５周面とサーモスタット６２の検知面６２ａとの動摩擦力が小さく抑えられる。従って、サーモスタット６２は、熱ローラ５５の回転に伴う図２における上方向に向けて受ける回動力を軽減され、熱ローラ５５を擦って傷つけることが抑制される。

尚、上記第１及び第２実施形態では、サーモスタットユニット６０を定着ベルト５２の内側に形成される中空部に熱ローラ５５に接触するように配置する構成を示したが、本発明はこれに限らず、サーモスタットユニット６０は、定着ベルト５２の外側でかつ熱ローラ５５に張架される部分に接触させて配置するようにしてもよい。また、サーモスタットユニット６０は、定着ベルト５２の内側に形成される中空部に定着ローラ５３に接触するように配置するようにしてもよい。

また、上記第１及び第２実施形態では、温度検知部材としてサーモスタット６２に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、サーミスタに適用してもよい。

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、定着ローラ等の加熱回転体の温度を検知する定着装置を備えた画像形成装置に利用することができる。

は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す断面正面図である。 は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面正面図である。 は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の要部の概略構成を示す断面側面図である。 は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の駆動手段の駆動開始から定着完了までの回転速度を示す図である。 は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の駆動手段の駆動開始から定着完了までの回転速度を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ 感光体
１７ 中間転写ベルト
１８ 定着装置
５２ 定着ベルト
５３ 定着ローラ
５４ 加圧ローラ
５５ 熱ローラ（加熱回転体）
５５ａ ヒータランプ（熱源）
５７ 駆動手段
６０ サーモスタットユニット
６１ 保持部材
６１ａ 凹部
６１ｄ 開口
６２ サーモスタット（温度検知部材）
６２ａ 検知面（温度検知部材）
６３ サーモスタット支持部材（温度検知部材）
６３ａ 側面部
６３ｂ 凹部
６４ コイルバネ（付勢部材）
７１ 画像形成部
７４ 制御部
８３ 主電源
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（転写材）
Ｔ トナー像

Claims (4)

1. 回転してトナー像を定着させるために用いられる加熱回転体と、前記加熱回転体を回転させる駆動手段と、前記加熱回転体の温度を検知する検知面を前記加熱回転体に弾性的に接触させて配される温度検知部材と、転写材上に形成された未定着トナー像を定着するニップ部と、前記駆動手段の回転を制御する制御部とを備える画像形成装置において、
   前記制御部は、前記転写材の前記ニップ部に到達するまでの定着前回転速度が、前記転写材の前記ニップ部を通過する時の定着回転速度より小さくなるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記定着前回転速度を段階的に大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記定着前回転速度を連続して大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 加圧ローラに対向して配置される定着ローラと、熱源を内蔵する熱ローラと、前記定着ローラと前記熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトを備え、前記ニップ部は前記定着ベルトと前記加圧ローラとの圧接によって形成され、前記加熱回転体は前記熱ローラであり、前記検知部材は前記定着ベルトの内側に形成される中空部に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。

Images