JP2009282156A - 定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト式外部加熱定着方式の定着装置において、ベルトを支持するベルト支持ローラの回転停止を検知することが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】回転する定着ローラ５０と加圧ローラ６０を用いた定着装置６を、定着ローラ５０に接して熱を伝導する無端ベルト７１と、熱源７４，７５により加熱され、無端ベルト７１を懸架して支持することで、該無端ベルト７１に熱を伝導する２個の第１支持ローラ７２及び第２支持ローラ７３と、無端ベルト７１の第１支持ローラ７２と接している部分の第１温度を検知する第１温度検知手段と、無端ベルト７１の第２支持ローラ７３と接している部分の第２温度を検知する第２温度検知手段と、これらの第１温度と第２温度とを比較することにより、第１支持ローラ７２、又は、第２支持ローラ７３のいずれか一方の回転停止を検知する片方支持ローラ回転停止検知手段とを備えて構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に用いられる定着装置、及び、該定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等に多く採用されている電子写真方式の画像形成装置においては、定着装置に用いられる定着方式として、従来から、熱定着方式が一般的であり、この熱定着方式として、加熱ローラを用いた加熱ローラ定着方式が汎用的に採用されている。この加熱ローラ定着方式では、内部に熱源のヒーターを備え、外周を離型性の良いゴム又は樹脂で被覆した加熱ローラと、加圧ローラとを圧接させ、これらのローラ間に形成されるニップ部に、トナー画像が形成された転写紙を通過させてトナーを加熱溶融し、トナーを転写紙上に融着させて定着を行っている。この加熱ローラ定着方式は、加熱ローラ全体が所定の温度に保持されるため、高速化に適している。

しかしながら、近年、フルカラーに対応したレーザプリンタ等のフルカラー画像形成装置が多く使用されており、このフルカラー画像形成装置では、マゼンタ、イエロー、シアン、及び、ブラックの４色のトナーが用いられている。このフルカラー画像形成装置において、フルカラーのトナー画像を定着させるためには、単にトナーを軟化して加圧しながら定着させる単色トナーの定着の場合とは異なり、複数種のカラートナーを溶融に近い状態で混色する必要があることから、定着装置では、トナーを完全な溶融状態にすることが必要である。

このため、フルカラー画像形成装置における加熱ローラ定着方式の定着装置では、熱伝導性に優れた金属等の支持体の上に、シリコーンゴム等で形成されたゴム層の弾性体を設け、この弾性体の表面に、離型性の良いフッ素樹脂を被覆して、加熱ローラを形成している。

ところが、このような加熱ローラを用いた加熱ローラ定着方式の定着装置においても、画像形成装置の運転開始時に、熱伝導性の低いゴム層を有する加熱ローラを、この加熱ローラ内部に設けたヒーター等の熱源により所定の温度になるまで加熱する必要がある。そのため、電源投入から運転可能となるまでに時間がかかり、待ち時間が発生するという問題があった。又、高速での連続動作時に、加熱ローラの温度が低下するという問題もあった。

そこで、近年、これらの問題を解決するべく、加熱されながら回転する加熱ベルトを備えたベルト式外部加熱手段の加熱ベルトを加熱ローラ表面に当接させることにより、この加熱ローラを内部からのみならず外部からも加熱する定着方式（ベルト式外部加熱定着方式）の定着装置が、提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１は、上記のベルト式外部加熱定着方式の定着装置において、ベルト式外部加熱手段から加熱ローラへの熱伝導量を増やすために、このベルト式外部加熱手段が備える熱源の少なくとも一つを、加熱ローラと加熱ベルトの接触領域内に設け、この熱源により加熱ベルトを直接加熱してこの加熱ベルトの温度低下を防いで、加熱ローラへの熱伝導量を増加すると共に、温度検知部材を用いてこの熱源の温度を制御する定着装置に関するものである。

又、特許文献２は、上記のベルト式外部加熱定着方式の定着装置において、加熱されながら回転する加熱ベルトを備えたベルト式外部加熱手段の加熱ベルトを、加熱ローラ表面に当接させて加熱ローラへの熱伝導量を増加すると共に、この加熱ベルトの加熱ローラに対する当接面積を可変可能な手段を用いて、熱伝導量を制御する定着装置に関するものである。
特開２００５−２９２７１４号公報 特開２００７−２４１１８０号公報

上述したように、上記のベルト式外部加熱定着方式の定着装置は、例えば、図７に示すように構成されている。即ち、図７において、このベルト式外部加熱定着方式の定着装置は、回転する加熱ローラ９０と、図示されていない加圧ローラとが接して形成されるニップ部に記録材を通過させて、該記録材上の未定着画像を定着させるものである。

このベルト式外部加熱定着方式の定着装置において、加熱ローラ９０に対しては、加熱ベルト９１が接して回転する。この加熱ベルト９１は、内部に熱源９４，９５を備えた支持ローラ９２，９３により懸架されて支持される。この支持ローラ９２，９３は、熱源９４，９５により加熱されると共に、加熱された支持ローラ９２，９３から加熱ベルト９１へ熱が伝導される。

この加熱ベルト９１に伝導された熱が、さらに、該加熱ベルト９１から加熱ローラ９０に伝導される。又、このベルト式外部加熱定着方式の定着装置では、支持ローラ９２、及び、支持ローラ９３は、加熱ベルト９１を介して加熱ローラ９０に接している。又、このベルト式外部加熱定着方式の定着装置では、加熱ローラ９２を加熱するために加熱ローラ９２の内部に備えられた内部熱源に対して、支持ローラ９２，９３、この支持ローラ９２，９３の内部に備えられた熱源９４，９５、及び、加熱ベルト９１で構成される部分を、外部加熱部材と称する。尚、図７中の矢印は、加熱ベルト９１の回転方向を示している。

ところで、上記の図７に示すベルト式外部加熱定着方式の定着装置では、次のような問題がある。即ち、支持ローラ９２，９３の端部の熱膨張、又は、軸受け部分の熱膨張等により、加熱ベルト９１が回転しているにも関わらず、支持ローラ９２、又は、支持ローラ９３のいずれか一方が回転しないことがあるのである。具体的には、例えば、支持ローラ９２が回転しており、支持ローラ９３が回転していない場合は、次のような状態である。

図７において、支持ローラ９２，９３は、熱源９４，９５からの熱を受け、加熱ベルト９１に熱を伝えるのであるが、常に回転している支持ローラ９２は、支持ローラ表面の全体から熱を加熱ベルト９１に伝えることが出来る。しかし、回転していない支持ローラ９３は、加熱ベルト９１に対して、接触しているＡ領域（図７）だけで熱を供給することになり、Ｂ領域（図７）は熱を蓄積することになる。

通常であれば、支持ローラ９２，９３が共に回転しているので、電源投入後の昇温動作の終了や定着動作の終了に伴って続けて行われる後回転動作により、熱源９４，９５に蓄積された熱や、支持ローラ９２，９３に蓄積された熱を拡散させることができる。これにより、加熱ローラ９０の回転停止後に外部加熱部材が異常に昇温することを防止している。

しかしながら、支持ローラ９３が回転していない場合には、Ｂ領域（図７）に蓄積された熱が拡散されない状態で支持ローラ９３が停止しているため、外部加熱部材が異常に昇温してしまうのである。この場合、支持ローラ９３の回転停止後、この回転していない支持ローラ９３に接触しているＣ部の加熱ローラ９０の表面温度が、加熱ローラ９０の他の表面温度に比べて高い状態となる。

支持ローラ９３が回転しており、支持ローラ９２が回転していない場合も、支持ローラ９３と支持ローラ９２の立場が上記と反対になるだけで、同様に考えることができる。

そうすると、この加熱ローラ９０の表面に温度ムラができた状態で、次の定着指令が出されて定着動作を行った場合に、定着された記録材の出力画像に、光沢ムラができるといった不具合が発生する事態となる。さらに、外部加熱部材の温度が、加熱ローラ９０の表面材料の耐熱温度を超えてしまった場合には、加熱ローラ９０の表面にしわが入る等の不具合が発生する事態となる。

上記の例では、支持ローラとしては、支持ローラ９２と支持ローラ９３の２個の支持ローラを用いているが、３個以上の指示ローラが用いられている場合においても、上記のような不具合は発生する。

そこで、この発明は、このような不具合の発生に対処するためになされたものであって、ベルト式外部加熱定着方式の定着装置において、複数の支持ローラのいずれかの回転が停止したことを検知することが可能な、定着装置を提供しようとするものである。

本発明は、ベルト式外部加熱定着方式の定着装置において、支持ローラとして２個の支持ローラを用いた場合に、後述するように、この２個の支持ローラのいずれか一方の回転が停止しているときには、２個の支持ローラの温度が異なっている点に注目してなされたものである。

具体的には、本発明の定着装置は、回転する加熱ローラと加圧ローラとが接して形成されるニップ部に記録材を通過させて、該記録材上の未定着画像を定着させる定着装置である。

この定着装置は、上記の加熱ローラ、及び、加圧ローラのほか、次のものを備えていることを特徴としている。まず、加熱ローラに接して回転すると共に、該加熱ローラに熱を伝導する加熱ベルトを備えている。又、熱源を備えて該熱源により加熱されると共に、回転する加熱ベルトを懸架して支持することにより回転して、該加熱ベルトに熱を伝導する２個以上の支持ローラを備えている。この２個以上の支持ローラの内の２個の支持ローラの１つを第１支持ローラと称し、もう１つを第２支持ローラと称する。

又、上記の加熱ベルトが第１支持ローラと接している該第１支持ローラの部分、又は、該加熱ベルトの部分の温度である第１温度を検知する第１温度検知手段と、加熱ベルトが第２支持ローラと接している該第２支持ローラの部分、又は、該加熱ベルトの部分の温度である第２温度を検知する第２温度検知手段とを備えている。そして、第１温度と第２温度とを比較することにより、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれか一方の回転停止である片方支持ローラ回転停止を検知する片方支持ローラ回転停止検知手段とを備えている。

上記の定着装置によれば、２個以上の支持ローラの内の２個の支持ローラの１つである第１支持ローラと、もう１つである第２支持ローラにおいて、加熱ベルトが第１支持ローラと接している該第１支持ローラの部分、又は、該加熱ベルトの部分の温度である第１温度と、加熱ベルトが第２支持ローラと接している該第２支持ローラの部分、又は、該加熱ベルトの部分の温度である第２温度とを比較することにより、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれか一方の回転停止である片方支持ローラ回転停止を検知することができる。

そのため、上記の定着装置に対して、片方支持ローラ回転停止が検知されたときに、後述するように、片方支持ローラ回転停止に対する対処を行うことができ、片方支持ローラ回転停止に伴う不具合の発生を、防止することができる。

上記の定着装置において、第１支持ローラ、及び、第２支持ローラは、加熱ベルトを介して加熱ローラに接しているのが、好適である。このようにすることにより、第１支持ローラ、及び、第２支持ローラから加熱ローラに、加熱ベルトを介して熱を効率よく伝導することができる。

又、上記の定着装置において、片方支持ローラ回転停止検知手段は、片方支持ローラ回転停止の検知の方法としては、例えば、上記の第１温度と第２温度のいずれか一方の温度が他方の温度よりも低く、且つ、この低い方の温度が所定値以下である場合に、次のようにして検知を行う。

即ち、上記の低い方の温度が、上記第１温度であると、第２支持ローラが回転停止していることを検知し、上記の低い方の温度が、上記第２温度であると、第１支持ローラが回転停止していることを検知するようにするのである。このようにすることにより、片方支持ローラ回転停止を確実に検知することができる。

又、上記の定着装置において、片方支持ローラ回転停止情報記憶手段を備えるようにしてもよい。この場合には、該片方支持ローラ回転停止情報記憶手段は、片方支持ローラ回転停止検知手段が、片方支持ローラ回転停止を検知すると、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれが回転停止しているかを記憶する。

そのため、上記の定着装置が用いられている画像形成装置の保守要員等が、上記の片方支持ローラ回転停止情報記憶手段に記憶されている情報を確認することにより、片方支持ローラ回転停止に対する処置を行うことができる。

又、上記の定着装置において、片方支持ローラ回転停止警報情報出力手段を備えるようにしてもよい。この場合には、該片方支持ローラ回転停止警報情報出力手段は、片方支持ローラ回転停止検知手段が、片方支持ローラ回転停止を検知すると、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれが回転停止しているかの警報情報を出力する。

そのため、このようにすることにより、上記の定着装置が用いられている画像形成装置の操作者等に対して、片方支持ローラ回転停止に対する処置を、緊急に行うように促すことができる。

又、上記の定着装置において、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれか、或いは、双方を、加熱ローラに対して離したり近づけたりする接触調整を行う接触調整手段を備えるようにしてもよい。この場合には、該接触調整手段は、片方支持ローラ回転停止検知手段が、片方支持ローラ回転停止を検知すると、上記の接触調整を行う。

或いは、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれか、或いは、双方の加熱ローラに対する接触圧を調整する接触圧調整手段を備えるようにしてもよい。この場合には、該接触圧調整手段は、片方支持ローラ回転停止検知手段が、片方支持ローラ回転停止を検知すると、上記の接触圧を調整する。

このようにすることにより、回転停止している第１支持ローラ、又は、第２支持ローラの回転を、自動的に促すことができる。

又、上記の定着装置において、第１支持ローラ、及び、第２支持ローラに備えられている熱源に電力を供給する支持ローラ熱源電力供給手段を備えるようにしてもよい。この場合には、該支持ローラ熱源電力供給手段は、片方支持ローラ回転停止検知手段が、片方支持ローラ回転停止を検知すると、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれか回転停止している方の支持ローラに備えられている熱源に供給する電力を、減少させる。

そのため、このようにすることにより、支持ローラや加熱ベルトの異常な温度上昇を防止することができる。

又、上記の定着装置において、第１支持ローラ、及び、第２支持ローラに備えられている熱源に電力を供給する支持ローラ熱源電力供給手段を備えると共に、次のような加熱ローラ制御手段を備えるようにしてもよい。

この加熱ローラ制御手段は、定着指令を受けて加熱ローラを回転すると共に、記録材をニップ部に通過させて定着動作を終了した後に、支持ローラ熱源電力供給手段が電力供給を停止すると共に、一定時間、加熱ローラを回転させる後回転を行って該加熱ローラの回転を停止する制御手段である。

この場合には、上記の加熱ローラ制御手段は、片方支持ローラ回転停止検知手段が、片方支持ローラ回転停止を検知すると、後回転の時間を一定時間よりも長くするようにする。

そのため、このようにすることにより、支持ローラや加熱ベルトの熱を十分散逸させることができ、支持ローラや加熱ベルトの異常な温度上昇を防止することができる。

又、上述したいずれか１つの定着装置を備えた画像形成装置を形成することができる。この画像形成装置は、上述した定着装置が備える作用、効果を備えている。

本発明によれば、ベルト式外部加熱定着方式の定着装置においては、２個以上の支持ローラの内の２個の支持ローラの１つである第１支持ローラと、もう１つである第２支持ローラにおいて、加熱ベルトが第１支持ローラと接している該第１支持ローラの部分、又は、該加熱ベルトの部分の温度である第１温度と、加熱ベルトが第２支持ローラと接している該第２支持ローラの部分、又は、該加熱ベルトの部分の温度である第２温度とを比較することにより、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれか一方の回転停止である片方支持ローラ回転停止を検知することができる。

そのため、上記の定着装置に対して、片方支持ローラ回転停止が検知されたときに、後述するように、片方支持ローラ回転停止に対する対処を行うことができ、片方支持ローラ回転停止に伴う不具合の発生を、防止することができる。

次に、本発明の実施の形態における定着装置について説明する。最初に、図４に示す定着装置６を用いた実験について説明した後、本発明の実施の形態における定着装置について、この定着装置６を定着部として用いた画像形成装置を例に、図面を参照しながら説明する。

まず、図４に示す定着装置６を用いた実験について説明する。図４に示す定着装置６は、回転する定着ローラ（前述の加熱ローラに相当）５０と、加圧ローラ６０とが接して形成されるニップ部５５に記録材８を通過させて、該記録材８上の未定着画像を定着させるものである。

上記の定着装置６では、回転する定着ローラ５０に対して、無端ベルト（前述の加熱ベルトに相当）７１が定着ローラ５０の頂部に接して回転する。この無端ベルト７１は、内部に熱源７４を備えた第１支持ローラ７２、及び、同じく内部に熱源７５を備えた第２支持ローラ７３の２個の支持ローラにより懸架されて支持される。

この第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３は、熱源７４，７５により加熱されると共に、加熱された第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３から無端ベルト７１へ熱が伝導される。

定着装置６では、この無端ベルト７１に伝導された熱が、さらに、該無端ベルト７１から定着ローラ５０に伝導される。又、この定着装置６では、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３は、無端ベルト７１を介して定着ローラ５０に接している。

又、定着装置６の第１支持ローラ７２には、この第１支持ローラ７２が定着ローラ５０に無端ベルト７１を介して接している部分と略反対側の部分の付近に接する無端ベルト７１の部分に近接して、サーミスタ７８が設けられている。同様にして、第２支持ローラ７３には、この第２支持ローラ７３が定着ローラ５０に無端ベルト７１を介して接している部分と略反対側の部分の付近に接する無端ベルト７１の部分に近接して、サーミスタ７６が設けられている。

上記のサーミスタ７８は、無端ベルト７１が第１支持ローラ７２と接している該無端ベルト７１の部分の温度である第１温度を検知するのに用いられる。又、サーミスタ７６は、無端ベルト７１が第２支持ローラ７３と接している該無端ベルト７１の部分の温度である第２温度を検知するのに用いられる。

又、この定着装置６では、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３と、これらの第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３の内部に備えられた、熱源７４、及び、熱源７５と、無端ベルト７１とで構成される部分を、外部加熱部材７０と称する。尚、図４中の矢印５６は、定着ローラ５０の回転方向を示し、矢印７９は、無端ベルト７１の回転方向を示している。

上記の定着装置６において、定着ローラ５０の回転させると共に、この定着ローラ５０の回転に伴って、無端ベルト７１と第１支持ローラ７２は回転するようにするが、第２支持ローラ７３は回転しないようにして、電源投入後の昇温動作を行う実験を行った。

図５は、上記の定着装置６における実験において、電源投入後からの昇温動作時の昇温状態を示したグラフである。図５において、ｔ₀は、電源投入時点、ｔ₁は、定着ローラ５０の回転開始時点を表している。又、Ｔ１は、上記の第１温度、Ｔ２は、上記の第２温度である。

図５では、電源投入時点ｔ₀から、第１支持ローラ７２は回転していないが、第２支持ローラ７３は回転している状態である。この状態では、ｔ₁において、第２温度Ｔ２が第１温度Ｔ１に比べて大きく下がっていることが分かる。

これは、第１支持ローラ７２が回転していないことにより、外部ベルト７１に対して十分な熱供給ができず、外部ベルト７１が第２支持ローラ７３から熱を通常以上に奪ってしまうために生じる現象である。

即ち、第１支持ローラ７２が回転していない場合、外部ベルト７１への熱供給は、第１支持ローラ７２の一部の面からだけで行われる。そのため、外部ベルト７１への熱供給量が通常よりも少なくなっている。そこで、外部ベルト７１は、ローラ全面から熱を供給可能な第２支持ローラ７３から熱を通常以上に奪っていくため、回転している方の支持ローラである第２支持ローラ７３の温度検知結果が低くなってしまうのである。

上記の定着装置６における実験から、次のことが判明する。即ち、まず、無端ベルト７１が第１支持ローラ７２と接している該無端ベルト７１の部分の温度である第１温度、及び、無端ベルト７１が第２支持ローラ７３と接している該無端ベルト７１の部分の温度である第２温度を測定する。そして、測定されたこれらの第１温度と第２温度とを比較する。

この第１温度と第２温度との比較において、低い方の温度が一定値以下である場合に、上記の低い方の温度が、第１温度であると、第２支持ローラが回転停止していると判定し、上記の低い方の温度が、第２温度であると、第１支持ローラが回転停止していると判定することができる。即ち、第１支持ローラ７２、又は、第２支持ローラ７３のいずれか一方の回転停止である片方支持ローラ回転停止を、検知することができる。上記の一定値は、実験の結果から、統計的処理により求められる。

そこで、この片方支持ローラ回転停止を検知する機能を備えた定着装置として構成したのが、本実施の形態における定着装置６である。

次に、本発明の実施の形態における定着装置の説明として、上記の定着装置６を定着部として用いた画像形成装置１を例に、図面を参照しながら説明する。尚、以下では、上記の定着装置６を、定着部６と称する。
図１は、この画像形成装置１の構成を示した概略図である。図１において、画像形成装置１は、画像形成部２、中間転写部３、２次転写部４、定着部６、及び、記録媒体供給部５により構成されている。

画像形成装置１には、上記の各部等のほか、ＬＣＤで形成された表示部７ａ、各種のキーを備えた操作部７ｂ、及び、上記の各部等を制御する制御部９を備えている。図２は、この制御部９の構成を示したブロック図である。

図２において、上記の制御部９は、ＣＰＵ９ａ、ＨＤＤ９ｂ、メモリ９ｃ、表示部制御回路９ｄ、操作部制御回路９ｅ、ＬＡＮ制御回路９ｆ、画像形成部制御回路２ａ、中間転写部制御回路３ａ、２次転写部制御回路４ａ、定着部制御回路６ａ、及び、記録媒体供給部制御回路５ａで構成されている。

ＣＰＵ９ａは、マイクロプロセッサで構成されると共に、ＨＤＤ９ｂには、画像形成装置１を制御するのに用いられるＯＳや各種の制御プログラムやアプリケーションプログラム等のソフトウエアが搭載されており、ＣＰＵ９ａは、これらのソフトウエアに基づいて各種の制御や処理を行う。

又、表示部制御回路９ｄは表示部７ａの、操作部制御回路９ｅは操作部７ｂの、ＬＡＮ制御回路９ｆはＬＡＮインターフェイスの、画像形成部制御回路２ａは画像形成部２の、中間転写部制御回路３ａは中間転写部３の、２次転写部制御回路４ａは２次転写部４の、定着装置制御回路６ａは定着装置６の、そして、記録媒体供給部制御回路５ａは記録媒体供給部５の、それぞれの制御を行うのに用いられる。

以下、上記の各部について説明する。まず、記録媒体供給部５について説明する。記録媒体供給部５は、記録材である記録用紙８を収容する記録用紙収容トレイ４２と、この記録用紙収容トレイ４２が備えられており、記録用紙収容トレイ４２に収容されている記録用紙８を搬出する記録用紙搬出ローラ４３と、搬出された記録用紙８を、２次転写部４へ搬送する搬送ローラ４４ａ，４４ｂ、及び、搬送路Ｐとで構成されている。

次に、画像形成部２について説明する。画像形成部２は、図１に示すように、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含み、これらは、各色相のデジタル信号（以下、画像情報と記す）に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して、各色のトナーにより形成される像を形成する。即ち、作像ユニット１０ｙはイエロー色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｍはマゼンタ色の画像情報に対応するトナーを形成し、作像ユニット１０ｃはシアン色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｂはブラック色の画像情報に対応するトナー像を形成する。

作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、それぞれイエロー色現像剤、マゼンタ色現像剤、シアン色現像剤又はブラック色現像剤を使用すること、及び、画像形成部２に入力される画像情報のうち、イエロー色成分像に対応する画素信号、マゼンタ色成分像に対応する画素信号、シアン色成分像に対応する画素信号、ブラック色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力されること以外は構成を同じくするので、以下、イエロー色に対応する作像ユニット１０ｙを代表例として示し、他については説明を省略する。

尚、各色に対応する作像ユニット１０等を個々に示す場合には、アルファベットの添字：ｙ（イエロー色）、ｍ（マゼンタ色）、ｃ（シアン色）、ｂ（黒色）を付して表す。作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、中間転写媒体である中間転写ベルト２１の移動方向（副操作方向）、即ち、矢符２７の方向の上流側から下流側にこの順番で一列に並んで配列される。

作像ユニット１０ｙは、図３に示すように、イエロー色のトナー像が表面に形成される感光体ドラム１１ｙと、感光体ドラム１１ｙの表面を均一に帯電する帯電ローラ１２ｙと、帯電された感光体ドラム１１ｙ表面に画像情報に応じた光を露光して静電潜像を形成する光走査ユニット１３と、トナーを感光体ドラム１１ｙ表面に形成された静電潜像に付着させることによってトナー像を形成する現像装置１４ｙと、中間転写ベルト２３に中間転写されずに感光体ドラム１１ｙ表面に残存するトナーを除去回収するドラムクリーナ１５ｙとを含んで構成される。尚、図３は、作像ユニット１０ｙの構成を示す概略図である。

感光体ドラム１１ｙは、画像情報に応じた光で露光されることによってその表面に静電潜像が形成される潜像担持体であり、回転自在に設けられる。感光体ドラム１１ｙは、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状又は薄膜シート状（好ましくは円筒状）の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。

感光体ドラム１１ｙには、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される感光層である有機感光層とを含む、ＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ）電位に接続される感光体ドラム１１ｙが挙げられる。

有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成されるものであってもよく、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。有機感光層の層厚は、特に限定されるものではないが、例えば、２０μｍである。又有機感光層と導電性基体との間に下地層を設けてもよい。さらに、有機感光層の表面に保護層を設けてもよい。

感光体ドラム１１ｙは、図３の中間転写ベルト２１に向って反時計周りの方向に、例えば、周速度２２０ｍｍ／ｓで回転駆動する。感光体ドラム１１ｙの駆動手段は、図示しない制御手段によって制御され、これにより感光体ドラム１１ｙの回転速度が制御される。

帯電ローラ１２ｙは、感光体ドラム１１ｙの表面を所定の極性の電位に帯電させる帯電手段である。帯電手段としては、帯電ローラ１２ｙに限定されるものではなく、帯電ローラ１２ｙに代えて、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、又はスコロトロンというコロナ帯電器等も使用できる。

光走査ユニット１３は、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙを照射し、感光体ドラム１１ｙの表面に、イエロー色の画像情報に対応する静電潜像を形成する潜像形成手段である。レーザ光の光源には、半導体レーザ素子等が用いられる。

現像装置１４ｙは、感光体ドラム１１ｙを臨んで設けられ、イエロー色トナー、及び、キャリアを含むイエロー色現像剤１６ｙを現像スリーブ１７ｙ表面に担持して感光体ドラム１１ｙ表面に搬送し、感光体ドラム１１ｙ表面に形成される静電潜像を現像して顕像化する現像手段である。尚、現像装置１４ｙとしては、キャリアを含まない一成分現像剤を用いるもの等も、用いることができる。

現像スリーブ１７ｙは、感光体ドラム１１ｙに近接する現像ニップ部において、感光体ドラム１１ｙの回転駆動方向と同じ方向に回転駆動する。したがって、軸線回りの回転駆動方向としては、逆方向になる。

ドラムクリーナ１５ｙは、感光体ドラム１１ｙ表面のイエロー色のトナー像が、中間転写ベルト２１に中間転写された後に、感光体ドラム１１ｙ表面に残存するイエロー色トナーを除去し回収する。

以下に、本実施形態の画像形成装置１に用いられる現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂの構成成分について詳細に説明する。

トナーは、結着樹脂、着色剤、及び、離型剤を含有する。結着樹脂としてはこの分野で常用されるものを使用でき、例えば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン等が挙げられる。結着樹脂は１種を単独で使用でき又は２種以上を併用できる。

これらの結着樹脂の中でも、カラートナー用としては、保存性、耐久性等の点から、軟化点１００〜１５０℃、ガラス転移点５０〜８０℃の結着樹脂が好ましく、上記の軟化点、及び、ガラス転移点を有するポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは軟化又は溶融状態で高い透明度を示す。結着樹脂がポリエステルである場合、イエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラックのトナー像が重ね合わされた多色トナー像を記録用紙８に定着させると、ポリエステル自体は透明化するので、減法混色によって充分な発色が得られる。

着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成技術に用いられるトナー用顔料、及び、染料を使用できる。顔料としては、例えば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料等の有機系顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ベルリンブルー等の無機系顔料、アルミニウム粉等の金属粉等が挙げられる。顔料は１種を単独で使用でき又は２種以上を併用できる。

離型剤としては、例えば、ワックスを使用できる。ワックスとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス等が挙げられる。トナーは、結着樹脂、着色剤、及び、離型剤の他に、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、導電剤等の一般的なトナー用添加剤の１種又は２種以上を含有できる。

トナーは、着色剤、離型剤等を結着樹脂と溶融混練して粉砕する粉砕法、着色剤、離型剤、結着樹脂のモノマー等を均一に分散した後、結着樹脂のモノマーを重合させる懸濁重合法、結着樹脂粒子、着色剤、離型剤等を凝集剤によって凝集させ、得られる凝集物の微粒子を加熱する乳化凝集法等の公知の方法に従って製造できる。

トナーの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、好ましくは２〜７μｍである。又トナーの体積平均粒径が、このように適度に小さい場合には、記録媒体に対する被覆率が高くなるので、低付着量での高画質化、及び、トナー消費量の低減化を達成できる。

トナーの体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの流動性が低下し、現像動作の際に、トナーの供給、撹拌、及び、帯電が不充分になり、トナー量の不足、逆極トナーの増加等が起こり、高画質画像が得られないおそれがある。一方、体積平均粒径が７μｍを超えると、中心部分まで軟化し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、画像の記録用紙８への定着性が低下するとともに、画像の発色が悪くなり、特にＯＨＰへの定着の場合には、画像が暗くなる。

本実施形態で用いられる各色のトナーは、着色剤以外は次に示す同じ構成を有する。このトナーは、例えば、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃、及び、体積平均粒径６μｍのトナーであり、負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。このトナーを用いて、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４の画像濃度を得るには、５ｇ／ｍ２のトナー量が必要である。このトナーは、結着樹脂としてガラス転移点６０℃かつ軟化点１２０℃のポリエステル、離型剤としてガラス転移点５０℃かつ軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックス、及び、着色剤として各色の顔料を含み、ワックス含有量がトナー全量の７重量％、顔料含有率がトナー全量の１２重量％、及び、残部が結着樹脂のポリエステルである。このトナーに含まれる低分子ポリエチレンワックスは、結着樹脂のポリエステルよりもガラス転移点、及び、軟化点が低いワックスである。

現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、トナーの他にキャリアを含んでいてもよい。キャリアとしては、磁性を有する粒子を使用することができる。磁性を有する粒子の具体例としては、例えば、鉄、フェライト、及び、マグネタイト等の金属、これらの金属とアルミニウム又は鉛等の金属との合金等が挙げられる。これらの中でも、フェライトが好ましい。

又磁性を有する粒子に樹脂を被覆した樹脂被覆キャリア、又は樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリア等をキャリアとして用いてもよい。磁性を有する粒子を被覆する樹脂としては特に制限はないけれども、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン／アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂、及び、フッ素含有重合体系樹脂等が挙げられる。又樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としても特に制限されないけれども、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、及び、フェノール樹脂等が挙げられる。

キャリアの形状は、球形又は扁平形状が好ましい。又キャリアの体積平均粒径は特に制限されないけれども、高画質化を考慮すると、好ましくは３０μｍ以上５０μｍ以下である。さらにキャリアの抵抗率は、好ましくは１０⁸Ω・ｃｍ以上、さらに好ましくは１０¹²Ω・ｃｍ以上である。キャリアの抵抗率は、キャリアを０．５０ｃｍ²の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に１ｋｇ／ｃｍ²の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読取ることから得られる値である。抵抗率が低いと、現像スリーブ１８にバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体ドラムにキャリア粒子が付着し易くなる。又バイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。

キャリアの磁化強さ（最大磁化）は、好ましくは１０ｅｍｕ／ｇ〜６０ｅｍｕ／ｇ、さらに好ましくは１５ｅｍｕ／ｇ〜４０ｅｍｕ／ｇである。磁化強さは現像スリーブ１８の磁束密度にもよるけれども、現像スリーブ１８の一般的な磁束密度の条件下においては、１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。又磁化強さが６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎる非接触現像では、潜像担持体である感光体ドラムと非接触状態を保つことが困難になる。又接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。

現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂにおけるトナー、及び、キャリアの使用割合は特に制限されず、トナー、及び、キャリアの種類に応じて適宜選択すればよい。

作像ユニット１０ｙによれば、感光体ドラム１１ｙをその軸線回りに回転駆動させながら、図示しない電源により帯電ローラ１２ｙに例えば−１２００Ｖを印加し、放電させることより感光体ドラム１１ｙの表面を例えば−６００Ｖに帯電する。次に、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面に、光走査ユニット１３からイエロー色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙを照射し、イエロー色の画像情報に対応する露光電位−７０Ｖの静電潜像を形成する。

次いで、感光体ドラム１１ｙの表面と現像スリーブ１８ｙ表面に担持されるイエロー色現像剤とを近接させる。現像スリーブ１８ｙには現像電位として−４５０Ｖの直流電圧が印加されており、現像スリーブ１８ｙと感光体ドラム１１ｙとの電位差によって、静電潜像にイエロー色トナーが付着し、感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色トナー像が形成される。このイエロー色トナー像は、後述するように、感光体ドラム１１ｙの表面に圧接し、矢符２７の方向に駆動する中間転写ベルト２１に中間転写される。感光体ドラム１１ｙの表面に残留するイエロー色トナーはドラムクリーナ１５ｙにより除去回収される。以後、同様にしてイエロー色のトナー像形成動作が繰り返し実行される。

次に、中間転写部３について説明する。中間転写部３は、図１に示すように、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂと、支持ローラ２３，２４，２５と、ベルトクリーナ２６とを含んで構成される。中間転写ベルト２１は、支持ローラ２３，２４，２５の間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状の像担持体であり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂとほぼ同じ周速度で、矢符２７の方向に、即ち、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに臨む像担持面が、感光体ドラム１１ｙから感光体ドラム１１ｂに向って移動するように回転駆動される。

中間転写ベルト２１には、例えば、厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを使用できる。中間転写ベルト２１の材料としてはポリイミドのみに限定されず、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂や、各種ゴム等から構成されるフィルムを使用できる。合成樹脂又は各種ゴムからなるフィルム中には、中間転写ベルト２１の電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボン等の導電材が配合される。又中間転写ベルト２１には、トナーに対する付着力の弱いフッ素樹脂組成物やフッ素ゴム等から構成される被覆層が設けられていてもよい。被覆層の構成材料としては、例えば、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)やＰＦＡ（ＰＴＦＥとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）等が挙げられる。被覆層には導電材が配合されていてもよい。

中間転写ベルト２１の像担持面は、中間転写ベルト２１の回転駆動方向における上流側から、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂにこの順番で圧接する。中間転写ベルト２１の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに圧接する位置が、各色トナー像の中間転写位置である。

中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂは、それぞれ、中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向するように設けられ、かつ中間転写ベルト２１における像担持面の反対面に圧接し、かつ図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。

中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、例えば、金属製軸体と、金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製軸体は、例えば、ステンレス鋼等の金属により形成される。金属製軸体の直径は特に制限されないけれども、好ましくは８ｍｍ〜１０ｍｍである。導電性層は、導電性弾性体等により形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、例えば、カーボンブラック等の導電剤を含む、エチレン−プロピレンゴム（以下、ＥＰＤＭと記す）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等が挙げられる。導電性層によって、中間転写ベルト２１に高電圧が均一に印加される。

中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト２１上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の中間転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラック色のトナー像が中間転写ベルト２１の像担持面に順次重ね合わさって転写され、多色のトナー像が形成される。ただし、イエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラック色の一部のみの画像情報が入力される場合には、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂのうち、入力される画像情報の色に対応する作像ユニット１０のみにおいてトナー像が形成される。

支持ローラ２３，２４，２５のうち、支持ローラ２３，２５は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられ、中間転写ベルト２１を張架して矢符２７の方向に回転駆動させる。支持ローラ２３，２５には、例えば、直径３０ｍｍ、及び、肉厚１ｍｍのアルミニウム製円筒体（パイプ状ローラ）が用いられる。このうち、支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を介して後述する２次転写ローラ２８に圧接して２次転写ニップ部を形成し、かつ電気的に接地される。支持ローラ２４は中間転写ベルト２１を張架する機能と共に、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙８に２次転写させる機能をも有する。

ベルトクリーナ２６は、中間転写ベルト２１の像担持面上のトナー像を後述の２次転写部４において記録用紙８に転写した後に、像担持面上に残存するトナーを除去する部材であり、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２５に対向するように設けられる。

中間転写部２によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成されるトナー像は、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂにトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加されることによって、中間転写ベルト２１の像担持面の所定位置に重ね合わされて中間転写され、トナー像が形成される。このトナー像は、後述するように、２次転写ニップ部において記録用紙８に２次転写される。２次転写後に中間転写ベルト２１の像担持面に残留するトナー、及び、紙粉等がベルトクリーナ２６により除去され、像担持面には再度トナー像が転写される。

次に、２次転写部４について説明する。２次転写部４は、図１に示すように、支持ローラ２４と、２次転写ローラ２８とを含む。２次転写ローラ２８は、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２４に圧接し、かつ軸線方向に回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。２次転写ローラ２８は、例えば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含む。金属製軸体は、例えば、ステンレス鋼等の金属により形成される。導電性層は、導電性弾性体等により形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、例えば、カーボンブラック等の導電材を含む、ＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等が挙げられる。２次転写ローラ２８には図示しない電源が接続され、トナー粒子の帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加される。支持ローラ２４と中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２８との圧接部が２次転写ニップ部である。

２次転写部４によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像が２次転写ニップ部に搬送されるのに同期して、上述の記録媒体供給部５から送給される記録用紙８が２次転写ニップ部に搬送される。そして、２次転写ニップ部においてトナー像と記録用紙８とが重ね合わされ、２次転写ローラ２８にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加されることによって、トナーから形成される像が記録用紙８に２次転写される。そして、トナー像を担持した記録用紙８は、定着部６に搬送される。

次に、本発明の特徴を備えた定着部６について説明する。定着部６は、図４に示すように、定着ローラ５０と、加圧ローラ６０と、外部加熱手段７０とを含む。

定着ローラ５０は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、且つ、図示しない駆動手段によって矢符５６の方向に所定の速度で回転するローラ状部材である。定着ローラ５０は、記録用紙８に担持されるトナー像を構成するトナーを加熱溶融させて記録用紙８に定着させる。本実施の形態では、定着ローラ５０として、芯金５１と、弾性体層５２と、表面層５３とを含むローラ状部材を使用する。芯金５１を形成する金属には熱伝導率の高い金属を使用でき、例えば、アルミニウム、鉄等が挙げられる。芯金５１の形状としては、円筒状、円柱状等が挙げられるけれども、芯金５１からの放熱量が少ない円筒状の方が好ましい。弾性体層５２を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。表面層５３を構成する材料は、耐熱性、及び、耐久性に優れ、トナーとの付着力が弱いものであれば特に制限されず、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂材料、フッ素ゴム等が挙げられる。本実施の形態では、表面層５３は厚さ約４０μｍのＰＦＡ層である。定着ローラ５０の内部には、熱源５４が設けられる。これは、画像形成装置１の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録用紙８に熱が移行することに起因する定着ローラ５０の表面温度の低下等を防止するためである。本実施の形態では、熱源５４にはハロゲンランプが用いられる。

加圧ローラ６０は、定着ローラ５０の鉛直方向最下点よりも定着ローラ５０の回転方向下流側において、図示しない加圧機構により定着ローラ５０に圧接された状態で回転自在に設けられるローラ状部材である。定着ローラ５０と加圧ローラ６０との圧接部が定着ニップ部５５である。加圧ローラ６０は定着ローラ５０の回転に従動回転する。加圧ローラ６０は、定着ローラ５０によるトナー像の記録用紙８への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録用紙８に対して押圧することによって、トナー像の記録用紙８への定着を促進する。本実施の形態では、加圧ローラ６０として、芯金６１と、弾性体層６２と、表面層６３とを含む径４０ｍｍのローラ状部材を使用する。芯金６１、弾性体層６２、及び、表面層６３を形成する材料としては、それぞれ、定着ローラ５０の芯金５１、弾性体層５２、及び、表面層５３を形成する金属又は材料と同じものを使用できる。又、芯金６１の形状も定着ローラ５０と同様である。加圧ローラ６０の内部には、熱源６４が設けられる。これは、画像形成装置１の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録用紙８に熱が移行することに起因する加圧ローラ６０の表面温度の急激な低下等を防止するためである。本実施の形態では、熱源６４にはハロゲンランプが用いられる。

外部加熱手段７０は、無端ベルト７１、と、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３の２個の支持ローラと、温度検知部材（以降サーミスタと呼ぶ）７６、７８と、サーモスタット７７とを含む。無端ベルト７１、は、第１支持ローラ７２と第２支持ローラ７３との間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材である。又、無端ベルト７１、は、第１支持ローラ７２と定着ローラ５０との圧接点から第２支持ローラ７３と定着ローラ５０との圧接点の間において、定着ローラ５０の外周方向に長さを持ちかつ定着ローラ５０の長手方向に亘る帯状の領域で定着ローラ５０に接触するように設けられる。又、無端ベルト７１は、定着ローラ５０の矢符５６方向の回転駆動によって矢符７９の方向に従動回転する。無端ベルト７１の材質としては、耐熱性、及び、耐久性に優れるものであれば特に制限されないけれども、例えば、ポリイミド製ベルト、ニッケル電鋳ベルト等が挙げられる。無端ベルト７１、の表面には、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂層を形成してもよい。本実施の形態では、直径３１ｍｍの円筒形状に形成される厚さ１００μｍの無端ベルトを使用する。

第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３は、回転自在に支持され、且つ、図示しない加圧手段によって、無端ベルト７１を介して定着ローラ５０表面に圧接するように設けられるローラ状部材である。第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３は無端ベルト７１の、矢符７９方向の回転に従動回転する。第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３には、アルミニウム、鉄等の熱伝導率の高い金属からなる金属製ローラを使用できる。金属製ローラは必要に応じてその表面にフッ素樹脂層が形成されてもよい。第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３は、その内部に熱源７４，７５を有する。これによって、無端ベルト７１、ひいては定着ローラ５０が加熱される。熱源７４，７５には電源が接続され、熱源７４，７５を発熱させるための電力が供給される。熱源７４，７５には一般的な熱源を使用できる。本実施の形態では熱源７４，７５にはハロゲンランプを使用する。尚、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３は定着ローラ５０上において互いの軸線が平行になり、かつ間隙を有して離隔するように設けられる。

サーミスタ７６は、無端ベルト７１、を介して第２支持ローラ７３に対向する位置において無端ベルト７１、に近接するように設けられ、無端ベルト７１が第２支持ローラ７３と接している無端ベルト７１の部分の温度である第２温度を検知する。

又、サーミスタ７８は、無端ベルト７１、を介して第１支持ローラ７２に対向する位置において無端ベルト７１、に近接するように設けられ、無端ベルト７１が第１支持ローラ７２と接している無端ベルト７１の部分の温度である第２温度を検知する。

又、サーモスタット７７は、無端ベルト７１、を介して第２支持ローラ７３に対向しかつサーミスタ７６よりも無端ベルト７１、の回転方向下流側の位置において、無端ベルト７１、に近接するように設けられ、無端ベルト７１、の異常昇温を検知する。

上記の定着部６は、上述したように、制御部９の定着部制御回路６ａにより制御される。即ち、定着ローラ５０と加圧ローラ６０と外部加熱手段７０とを含む定着機構は、定着部制御回路６ａによって制御される。ＣＰＵ９ａは、画像形成指示の入力を受けると、定着ローラ５０、加圧ローラ６０、及び、第１・第２支持ローラ７２，７３の内部に設けられる熱源５４，６４，７４，７５に電力を供給する電源に制御信号を送る。画像形成指示は、画像形成装置１の上面に設けられる操作部７ｂ又は画像形成装置１にＬＡＮを介して接続されるコンピュータ等の外部機器から入力される。制御信号を受けた電源は電力を供給して熱源５４，６４，７４，７５を起動させる。熱源５４，６４，７４，７５は、定着ローラ５０、加圧ローラ６０、及び、無端ベルト７１、表面がそれぞれの設定温度になるように加熱する。定着ローラ５０、及び、加圧ローラ６０の近傍に設けられる図示しない温度検知センサが設定温度に到達したことを検知し、その検知結果がＣＰＵ９ａに入力されると、ＣＰＵ９ａは定着ローラ５０を回転駆動させる図示しない駆動手段に制御信号を送り、定着ローラ５０を矢符５６の方向に回転駆動させる。それに伴って加圧ローラ６０、及び、無端ベルト７１、が従動回転する。この状態で、未定着トナー像を担持する記録用紙８が２次転写部４から定着ニップ部５５に搬送される。この記録用紙８が定着ニップ部５５を通過する際に、トナー像を構成するトナーが加熱加圧され、記録用紙８に定着され、画像が形成される。

上記の定着部６において、サーモスタット７７による検知結果は、制御部９の定着部制御回路６ａを介して、ＣＰＵ９ａに入力される。ＣＰＵ９ａはサーモスタット７７の検知結果に応じて熱源７４，７５に接続される電源からの給電を停止する。

又、サーミスタ７６、及び、サーミスタ７８による温度検知の結果、即ち、無端ベルト７１が第１支持ローラ７２と接している該無端ベルト７１の部分の温度である第１温度、及び、無端ベルト７１が第２支持ローラ７３と接している該無端ベルト７１の部分の温度である第２温度は、制御部９の定着部制御回路６ａを介して、制御部９のＣＰＵ９ａに入力される。

そして、ＣＰＵ９ａは、測定されたこれらの第１温度と第２温度とを比較する。この第１温度と第２温度との比較において、いずれか低い方の温度が一定値以下である場合に、低い方の温度が、第１温度であると、第２支持ローラが回転停止していると判定し、低い方の温度が、第２温度であると、第１支持ローラが回転停止していると判定する。即ち、第１支持ローラ７２、又は、第２支持ローラ７３のいずれか一方の回転停止である片方支持ローラ回転停止が、検知される。尚、上記の一定値は、上述したように、実験の結果から、統計的処理により求められる。

ＣＰＵ９ａが片方支持ローラ回転停止を検知すると、制御部９では、次の処理が行われる。まず、片方支持ローラ回転停止を検知すると、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれが回転停止しているかを、制御部９のメモリ９ｃに記憶する。

このようにすることで、画像形成装置１の保守要員等が、上記の片方支持ローラ回転停止情報記憶手段に記憶されている情報を確認することにより、片方支持ローラ回転停止に対する処置を行うことができる。

又、ＣＰＵ９ａが片方支持ローラ回転停止を検知すると、制御部９では、第１支持ローラ、又は、第２支持ローラのいずれが回転停止しているかの警報情報を、画像形成装置１の表示部７ａに表示する。このようにすることで、画像形成装置１の操作者等に対して、片方支持ローラ回転停止に対する処置を、緊急に行うように促すことができる。

又、上述したように、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３の内部には、熱源７４、及び、熱源７５が備えられている。この熱源７４、及び、熱源７５には電源が接続されており、この電源の供給は、制御部９の定着部制御回路６ａで行われる。

そこで、ＣＰＵ９ａが片方支持ローラ回転停止を検知すると、制御部９では、第１支持ローラ７２、又は、第２支持ローラ７３のいずれか回転停止している方の支持ローラに備えられている熱源７４、又は、熱源７５に供給する電力を減少させる制御を行う。この電力の制御としては、例えば、サイリスタを用いた波形制御等により、行うことができる。このようにすることで、第１支持ローラ７２や、第２支持ローラ７３、或いは無端ベルト７１の異常な温度上昇を防止することができる。

又、上記の画像形成装置１では、制御部９は、定着指令を受けて定着ローラ５０を回転すると共に、記録用紙８をニップ部に通過させて定着動作を終了した後に、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３に備えられている熱源７４、及び、熱源７５に供給する電力を停止すると共に、一定時間、定着ローラ５０を回転させる後回転を行った後に、定着ローラ５０の回転を停止するようにしている。

そこで、ＣＰＵ９ａが片方支持ローラ回転停止を検知すると、制御部９では、上記の後回転の時間を上記の一定時間よりも長くするようにする。このようにすることで、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３や、無端ベルト７１の熱を十分散逸させることができ、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３や、無端ベルト７１の異常な温度上昇を防止することができる。

上記の画像形成装置１が備えている定着部６によれば、無端ベルト７１が第１支持ローラ７２と接している該加熱ベルト７１の部分の温度である第１温度と、無端ベルト７１が第２支持ローラ７３と接している該加熱ベルト７１の部分の温度である第２温度とを比較することにより、第１支持ローラ７２、又は、第２支持ローラ７３のいずれか一方の回転停止である片方支持ローラ回転停止を検知することができる。

そのため、上記の定着部６に対して、片方支持ローラ回転停止が検知されたときに、片方支持ローラ回転停止に対する対処を行うことができ、片方支持ローラ回転停止に伴う不具合の発生を、防止することができる。

上記の画像形成装置１が備えている定着部６では、第１温度として、無端ベルト７１が第１支持ローラ７２と接している該無端ベルト７１の部分の温度を用いると共に、第２温度として、無端ベルト７１が第２支持ローラ７３と接している該無端ベルト７１の部分の温度を用いている。

しかし、第１温度として、無端ベルト７１が第１支持ローラ７２と接している該第１支持ローラ７２の部分の温度を用いると共に、第２温度として、無端ベルト７１が第２支持ローラ７３と接している該第２支持ローラ７３の部分の温度を用いるようにしてもよい。

又、上記の画像形成装置１が備えている定着部６に対して、定着部６の一部の構成を次のように変更してもよい。即ち、第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３は、無端ベルト７１を介して定着ローラ５０に接する状態の下で、定着ローラ５０に対する加熱ベルトを介した第１支持ローラの接圧、及び、第２支持ローラの接圧を調節する支持ローラ接圧調節手段を備えるのである。

そして、制御部９のＣＰＵ９ａが、片方支持ローラ回転停止を検知すると、制御部９は、この支持ローラ接圧調節手段に対して、第１支持ローラ７２、又は、第２支持ローラ７３のいずれか回転停止している方の支持ローラの接圧を、調節するようにするのである。

このようにすることで、第１支持ローラ７２や、第２支持ローラ７３、或いは、無端ベルト７１の熱を十分散逸させることができ、第１支持ローラ７２や、第２支持ローラ７３、或いは、無端ベルト７１の異常な温度上昇を防止することができる。

又、上記の画像形成装置１の定着部６、即ち、本実施の形態における定着装置において、制御部９のＣＰＵ９ａが、片方支持ローラ回転停止を検知した場合に、第１支持ローラ７２、第２支持ローラ７３のいずれか、或いは、双方を、定着ローラ５０に対して離したり近づけたりする接触調節機構を用いることによって、定着ローラ５０に対する無端ベルト７１の接触面積や接触圧を変化させるようにしてもよい。

図６は、上記の接触調節機構８０を装着した本実施の形態における定着装置の構成を示した概略図である。図６において、上記の接触調節機構８０は、内部に第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３を支持すると共に、上部外表面が平板状の外部加熱フレーム８３と、この外部加熱フレーム８３の上部外表面の第１支持ローラ７２側と第２支持ローラ７３側とに、それぞれ接して設けられた偏心軸を備える接触状態変更ローラ８１と、接触状態変更ローラ８２とで構成されている。

上記の接触調節機構８０を備えた定着部６では、接触状態変更ローラ８１を回動方向８４に、又、接触状態変更ローラ８２を回動方向８５に、それぞれ単独で回動させることで、定着ローラ５０に対する第１支持ローラ７２、及び、第２支持ローラ７３のいずれかを単独で、或いは、双方を、定着ローラ５０に対して離したり近づけたりすることができると共に、接触圧力や接触面積を、それぞれ単独で、或いは、双方を、変化させることができる。

上記の接触調節機構８０では、接触状態変更ローラ８１、及び、接触状態変更ローラ８２は、制御部９により制御されるパルスモータ等で駆動され、制御部９のＣＰＵ９ａが、片方支持ローラ回転停止を検知した場合に、これらのパルスモータ等の回動角度を制御することで、接触状態変更ローラ８１、及び、接触状態変更ローラ８２の制御が行われる。

そのため、上記のような、接触調節機構８０を用いることで、回転停止している第１支持ローラ７２、又は、第２支持ローラ７３を、定着ローラ５０にさらに近づける等の処置をすることによって、回転停止している第１支持ローラ７２、又は、第２支持ローラ７３の回転を、自動的に促すことができる。

上記の画像形成装置１が備えている定着部６、即ち、本実施の形態における定着装置では、無端ベルト７１を懸架して支持する支持ローラとしては、第１支持ローラ７２と第２支持ローラ７３の２個の支持ローラを用いている。しかし、無端ベルト７１を懸架して支持する支持ローラとしては、これには限られず、３個以上の支持ローラを用いるようにしてもよい。この場合は、この３個以上の支持ローラの内の２個の支持ローラに対して、上述したと同様の対処を行うことにより、上述したと同様の作用、効果を得ることができる。

本実施の形態における定着装置を定着部として用いた画像形成装置の構成を示した概略図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御部の構成を示したブロック図である。 本実施の形態における画像形成装置の作像ユニットの構成を示した概略図である。 本実施の形態における定着装置の構成を示した概略図である。 本実施の形態における実験の結果を示したグラフである。 本実施の形態における定着装置の他の構成を示した概略図である。 従来例のベルト式外部加熱定着方式の定着装置の構成を示した概略図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
２ａ 画像形成部制御回路
３ 中間転写部
３ａ 中間転写部制御回路
４ ２次転写部
４ａ ２次転写部制御回路
５ 記録媒体供給部
５ａ 記録媒体供給部制御回路
６ 定着部
６ａ 定着部制御回路
７ａ 表示部
７ｂ 操作部
８ 記録用紙
９ 制御部
９ａ ＣＰＵ
９ｂ ＨＤＤ
９ｃ メモリ
９ｄ 表示部制御回路
９ｅ 操作部制御回路
９ｆ ＬＡＮ制御回路
１０ｂ 作像ユニット
１０ｃ 作像ユニット
１０ｍ 作像ユニット
１０ｙ 作像ユニット
１１ｂ 感光体ドラム
１１ｃ 感光体ドラム
１１ｍ 感光体ドラム
１１ｙ 感光体ドラム
１２ｂ 帯電ローラ
１２ｃ 帯電ローラ
１２ｍ 帯電ローラ
１２ｙ 帯電ローラ
１３ 光走査ユニット
１３ｂ レーザ光
１３ｃ レーザ光
１３ｍ レーザ光
１３ｙ レーザ光
１４ｂ 現像装置
１４ｃ 現像装置
１４ｍ 現像装置
１４ｙ 現像装置
１５ｂ ドラムクリーナ
１５ｃ ドラムクリーナ
１５ｍ ドラムクリーナ
１５ｙ ドラムクリーナ
１６ｂ 現像剤
１６ｃ 現像剤
１６ｍ 現像剤
１６ｙ 現像剤
１７ｂ 現像スリーブ
１７ｃ 現像スリーブ
１７ｍ 現像スリーブ
１７ｙ 現像スリーブ
２１ 中間転写ベルト
２２ｂ 中間転写ローラ
２２ｃ 中間転写ローラ
２２ｍ 中間転写ローラ
２２ｙ 中間転写ローラ
２３ 支持ローラ
２４ 支持ローラ
２５ 支持ローラ
２６ ベルトクリーナ
２７ 矢符
２８ ２次転写ローラ
４２ 記録用紙収容トレイ
４３ 記録用紙搬出ローラ
４４ａ 搬送ローラ
４４ｂ 搬送ローラ
定着ローラ
５１ 芯金
５２ 弾性体層
５３ 表面層
５４ 熱源
５５ ニップ部
５６ 矢印
６０ 加圧ローラ
６１ 芯金
６２ 弾性体層
６３ 表面層
７０ 外部加熱手段
７１ 無端ベルト
７２ 第１支持ローラ
７３ 第２支持ローラ
７４ 熱源
７５ 熱源
７６ サーミスタ
７７ サーモスタット
７８ サーミスタ
７９ 矢印
８０ 接触調節機構
８１ 接触状態変更ローラ
８１ａ 偏心軸
８２ 接触状態変更ローラ
８２ｂ 偏心軸
８３ 外部加熱フレーム
８４ 回動方向
８５ 回動方向
９０ 加熱ローラ
９１ 無端ベルト
９２ 支持ローラ
９３ 支持ローラ
９４ 熱源
９５ 熱源

Claims (10)

1. 回転する加熱ローラと加圧ローラとが接して形成されるニップ部に記録材を通過させて、該記録材上の未定着画像を定着させる定着装置であって、
   前記加熱ローラに接して回転すると共に、該加熱ローラに熱を伝導する加熱ベルトと、
   熱源を備えており、該熱源により加熱されると共に、回転する前記加熱ベルトを懸架して支持することにより回転して、該加熱ベルトに熱を伝導する２個以上の支持ローラの内の２個の支持ローラである第１支持ローラ、及び、第２支持ローラと、
   前記加熱ベルトが前記第１支持ローラと接している該第１支持ローラの部分、又は、該加熱ベルトの部分の温度である第１温度を検知する第１温度検知手段と、
   前記加熱ベルトが前記第２支持ローラと接している該第２支持ローラの部分、又は、該加熱ベルトの部分の温度である第２温度を検知する第２温度検知手段と、
   前記第１温度と前記第２温度とを比較することにより、前記第１支持ローラ、又は、前記第２支持ローラのいずれか一方の回転停止である片方支持ローラ回転停止を検知する片方支持ローラ回転停止検知手段と、を備えることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   前記第１支持ローラ、及び、前記第２支持ローラは、前記加熱ベルトを介して前記加熱ローラに接している定着装置。
3. 請求項１又は２記載の定着装置において、
   前記片方支持ローラ回転停止検知手段は、前記片方支持ローラ回転停止の検知の方法として、
   前記第１温度と前記第２温度のいずれか一方の温度が他方の温度よりも低く、且つ、該低い方の温度が所定値以下である場合に、
   前記低い方の温度が、前記第１温度であると、前記第２支持ローラが回転停止していることを検知し、
   前記低い方の温度が、前記第２温度であると、前記第１支持ローラが回転停止していることを検知する定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置において、
   片方支持ローラ回転停止情報記憶手段を備えており、
   該片方支持ローラ回転停止情報記憶手段は、前記片方支持ローラ回転停止検知手段が、前記片方支持ローラ回転停止を検知すると、前記第１支持ローラ、又は、前記第２支持ローラのいずれが回転停止しているかを記憶する定着装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置において、
   片方支持ローラ回転停止警報情報出力手段を備えており、
   該片方支持ローラ回転停止警報情報出力手段は、前記片方支持ローラ回転停止検知手段が、前記片方支持ローラ回転停止を検知すると、前記第１支持ローラ、又は、前記第２支持ローラのいずれが回転停止しているかの警報情報を出力する定着装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記第１支持ローラ、又は、前記第２支持ローラのいずれか、或いは、双方を、前記加熱ローラに対して離したり近づけたりする接触調整を行う接触調整手段を備えており、
   該接触調整手段は、前記片方支持ローラ回転停止検知手段が、前記片方支持ローラ回転停止を検知すると、前記接触調整を行う定着装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記第１支持ローラ、又は、前記第２支持ローラのいずれか、或いは、双方の前記加熱ローラに対する接触圧を調整する接触圧調整手段を備えており、
   該接触圧調整手段は、前記片方支持ローラ回転停止検知手段が、前記片方支持ローラ回転停止を検知すると、前記接触圧を調整する定着装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置において、
   第１支持ローラ、及び、第２支持ローラに備えられている前記熱源に電力を供給する支持ローラ熱源電力供給手段を備えており、
   該支持ローラ熱源電力供給手段は、前記片方支持ローラ回転停止検知手段が、前記片方支持ローラ回転停止を検知すると、前記第１支持ローラ、又は、前記第２支持ローラのいずれか回転停止している方の支持ローラに備えられている熱源に供給する電力を減少させる定着装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置において、
   第１支持ローラ、及び、第２支持ローラに備えられている前記熱源に電力を供給する支持ローラ熱源電力供給手段を備えると共に、
   定着指令を受けて前記加熱ローラを回転すると共に、前記記録材をニップ部に通過させて定着動作を終了した後に、前記支持ローラ熱源電力供給手段が電力供給を停止すると共に、一定時間、前記加熱ローラを回転させる後回転を行った後、該加熱ローラの回転を停止する加熱ローラ制御手段を備えており、
   該加熱ローラ制御手段は、前記片方支持ローラ回転停止検知手段が、前記片方支持ローラ回転停止を検知すると、前記後回転の時間を前記一定時間よりも長くする定着装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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