(57)【要約】【課題】複数のレーザー光源を用いた加熱装置に対し、各々の被照射体に対する異常昇温を検知すること。【解決手段】複数のレーザー光源から照射された光の照射位置に対してそれぞれ温度検知手段を設ける。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部の波長領域の赤外線を透過性する定着フィルムと、
前記定着フィルムの外周面に接触して周方向に回転することにより前記定着フィルムとの間に記録媒体を挟んで搬送する加圧ローラと、
定着フィルムと加圧ローラとの間の接触域内に向けてレーザー光を照射する複数のレーザー光照射装置と、
レーザー光照射装置から照射され、定着フィルムを透過したレーザー光を集光するレンズ部材と、
前記レンズ部材を支持する支持部材と、
前記支持部材に取り付けられた温度検知手段と、
を有する定着装置において、
前記温度検知手段は前記定着フィルムと前記加圧ローラの接触部の温度を監視するように支持部材に取り付けられ、
前記温度検知手段は複数のレーザー光照射装置に対応する位置に配置されており、
前記温度検知手段は、検知温度の昇温の傾きがある範囲に入っている場合にレーザー光照射装置に対してレーザー出力を切る命令を出すことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記温度検知手段の検知温度は、紙部を停止加熱した場合の温度上昇の傾きより、紙間から紙部へ移り変わる時の方が温度上昇の傾きが大きいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式の加熱定着装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナー像にレーザー光を照射すると同時に加圧を行い、記録媒体上にトナー像を定着させる方式が知られている。
【０００３】
特許文献１で提案されている定着装置では、光源から発射されたレーザー光が回転可能な透明部材と対向部材との接触域に集光され、記録媒体上のトナー像を集光したレーザー光と圧力によって定着される構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４８３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザー光を用いて定着させる方式では、瞬時に対象物の温度を上げられるという長所がある。
【０００６】
しかし、何らかの異常により、停止時にレーザー照射が止まらない場合、記録材に対して停止加熱を行なってしまい、記録材の温度が局所的に急激に上昇し、これに起因するトラブルが生じるおそれがある。
【０００７】
特許文献１で提案されている定着装置では、半導体レーザー光源を長手方向に複数並べて配置し、出力を高める工夫がなされている。小サイズ紙の場合には必要な長手幅にだけレーザーを照射することで省エネのメリットもある。
【０００８】
複数のレーザー光源を組み合わせて定着動作を行う場合、各々が独立に電力を供給されてレーザーを照射している。そのため、各々のレーザーに対して異常を検知し、電力供給をストップさせる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、
少なくとも一部の波長領域の赤外線を透過性する定着フィルムと、
前記定着フィルムの外周面に接触して周方向に回転することにより前記定着フィルムとの間に記録媒体を挟んで搬送する加圧ローラと、
定着フィルムと加圧ローラとの間の接触域内に向けてレーザー光を照射する複数のレーザー光照射装置と、
レーザー光照射装置から照射され、定着フィルムを透過したレーザー光を集光するレンズ部材と、
前記レンズ部材を支持する支持部材と、
前記支持部材に取り付けられた温度検知手段と、
を有する定着装置において、
前記温度検知手段は前記定着フィルムと前記加圧ローラの接触部の温度を監視するように支持部材に取り付けられ、
前記温度検知手段は複数のレーザー光照射装置に対応する位置に配置されており、前記温度検知手段は、検知温度の昇温の傾きがある範囲に入っている場合にレーザー光照射装置に対してレーザー出力を切る命令を出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る定着装置によれば、複数のレーザー光源を用いた定着装置において、それぞれの光源に対する照射域の温度をモニターすることで、どのレーザー光源が異常を起こしても、停止加熱による異常昇温を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例における画像形成装置の模式図
【図２】本実施例における定着装置の断面図
【図３】本実施例におけるレーザー光照射装置の断面図
【図４】本実施例における定着フィルムユニットの断面図
【図５】本実施例における定着フィルムの断面図
【図６】本実施例における加圧ローラの断面図
【図７】本実施例におけるレーザー照射装置と温度検知手段との関係を示した図
【図８】本実施例における通常プリント時の温度推移を示した図
【図９】本実施例における異常停止時の温度上昇カーブを示した図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１３】
［画像形成装置］
図１は、本実施形態の画像形成装置の模式図である。一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。
【００１４】
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写ベルト３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
【００１５】
一方、シートＰは、給紙カセット２０、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着装置４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。
【００１６】
［定着装置］
図２は定着装置４０の概略図である。定着装置４０は、レーザー照射部５０と定着フィルムユニット６０と、加圧ローラ７０とから成る。
【００１７】
＜レーザー光照射部＞
図３はレーザー光照射部５０の概略図である。
【００１８】
レーザー光源５１から照射されたレーザー光はコリメートレンズ５２を透過し、平行なレーザー光５３として定着フィルムユニット６０に入射する。
【００１９】
レーザー光源５１は波長が６００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の赤外線レーザー光を発する光源で、半導体レーザーや固体レーザー等の光源である。
【００２０】
赤外線レーザー光の照射強度としては、例えば、定着ニップ部において５０ｍＷ／ｃｍ２以上１００ｍＷ／ｃｍ２以下となる強度が挙げられる。また未定着トナー像Ｔへの赤外線照射量としては、例えば、２００ｍＪ／ｃｍ２以上５０００ｍＪ／ｃｍ２以下が挙げられる。
【００２１】
＜定着フィルムユニット＞
図４に示すように、定着フィルムユニット６０は定着フィルム６１、レンズ部材６６、支持部材６５から構成される。レンズ部材６６は、支持部材６５によって、定着フィルム６１内で支持されている。
【００２２】
図５は定着フィルム６１の断面を示した図である。
【００２３】
定着フィルム６１は基材６２と弾性層６３と表層６４とから成る３層構造になっている。
定着フィルム６１は、レーザー光の波長域において、透過率が高いことが望ましく、９０％以上が望ましい。
【００２４】
基材６１はＰＩやＰＥＥＫ等の強度の強い樹脂材料である。定着フィルムの強度の観点から６０〜１００ｕｍ程度の厚みが望ましい。また、レーザー光の波長域において９５％以上の透過率が望ましい。
【００２５】
弾性層６２はシリコーンゴムから形成されている。画質の観点から、ヤング率は０．３〜１ＭＰａ程度が好ましく、厚みは２００ｕｍ〜５００ｕｍ程度が好ましい。また、レーザー光の波長域において９５％以上の透過率が高いことが望ましい。
【００２６】
表層６３はＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂により形成されている。表層の摩耗による耐久性の観点から、２０〜８０ｕｍ程度の厚みが望ましい。また、レーザー光の波長域において９５％以上の透過率が望ましい。
【００２７】
レンズ部材６６は、ＰＭＭＡなどの耐熱性能ある光学用の透明な樹脂を用いることができる。また、レンズ部材６６は、レーザー光を透過させると共に、透過方向に向かって集光するようになっている。
【００２８】
支持部材６５はステンレス鋼等の金属材料を用いて一体成型されている。
【００２９】
＜加圧ローラ＞
図６は加圧ローラ７０の構造を示したものである。加圧ローラ７０は、中空の芯金７２と、その外面を覆う表層７１とから成る。
【００３０】
芯金７２はＳＵＳや炭素鋼等の材料から構成される。表層７１はＰＦＡやＰＴＦＥのコーティングまたはチューブから構成される。
【００３１】
加圧ローラは不図示の加圧機構から所定の荷重で定着フィルムに対して押圧し、定着フィルム６１と定着ニップを形成する。
【００３２】
＜温度検知手段＞
本発明の特徴である、温度検知手段６７の配置について述べる。
【００３３】
図７はレーザー光照射装置と定着フィルムユニットの斜視図である。
【００３４】
レーザー光照射装置は長手方向に複数配置されている。それぞれの光源に対応して温度検知手段６７が支持部材６５に取り付けられており、レンズ部材６６を透過した光の集光部の温度を監視している。具体的な温度検知手段として、サーモパイル等の放射温度計を用いることができる。
【００３５】
本発明の特徴は、温度検知手段６７が複数個配置され、それぞれが温度の監視をしていることである。
【００３６】
温度検知手段６７は各レーザー光源５０に対して集光部を監視するように支持部材に取り付けられている。
【００３７】
＜定着装置の動作＞
定着装置４０の動作について図２および図４を用いて説明する。
【００３８】
図２に示す定着装置４０では、プリント動作を開始すると、加圧ローラ７０に駆動力が与えられ、定着フィルム６１が従動回転する。
【００３９】
トナーが載ったメディアが定着装置４０に運ばれてくると、定着ニップに突入する手前でレーザー照射装置５０からレーザーが照射される。レーザー光は定着フィルムユニット６０に入射し、レンズ部材６６を透過後、定着ニップ部に集光される。
【００４０】
本定着装置は余熱の必要がないため、レーザー照射を開始するタイミングは定着ニップ突入の直前で良いが、レーザー照射装置の応答性などを考慮し、適宜マージンを設けると良い。
【００４１】
定着ニップに突入したメディア上のトナーはレーザー光により加熱されると共に、加圧されてメディア上に定着される。
【００４２】
＜停止加熱実験＞
本発明を実施した場合の動作について説明する。
【００４３】
図８はプリント動作中の温度検知手段５７の検知温度を示した例である。
【００４４】
本例では、５００ｍｍ／ｓｅｃのプロセス速度で、２００ｇ／ｍ２のコート紙を１００ｐｐｍで通紙した場合について示している。
【００４５】
検知温度は、紙がある場合には高い温度を示し、紙間では低い温度を示す。
【００４６】
レーザーが照射されると紙は素早く温度上昇するのに対し、加圧ローラは温度が上がりにくいので低い検知温度を示す。
【００４７】
加圧ローラに用いる炭素鋼やＳＵＳの放射率が低いため、レーザーで加熱されにくいことと、加圧ローラの熱容量が大きいために長時間プリント動作を行っても温度が上がらない。
【００４８】
図９はプリント動作に加圧ローラの回転が止まったままレーザー照射を続けた場合の検知温度を示したものである。
【００４９】
停止加熱をした場合、被レーザー照射体である紙の温度が急激に上がる。
【００５０】
本発明を実施すると、このように検知温度が急上昇する場合、昇温スピードΔＴ／Δｔ［℃／ｓｅｃ］がある一定以上を越えたらレーザー照射装置に対して電力供給をストップさせる。
【００５１】
具体的には、例えば閾値を設けて１５℃／ｓｅｃの昇温スピードを越えたら異常として検知するように実施する。
【００５２】
閾値の決め方として、昇温スピードが遅いメディアでも検知できるように、厚口のコート紙等で停止加熱実験を行い、適切な閾値を設けると良い。
また、紙間から紙部へ移り変わる際に検知温度は急上昇するため、閾値の上限も設けた方が良い。
【００５３】
このような要件から、例えば閾値を
１５℃／ｓｅｃ≦ΔＴ／Δｔ≦５０℃／ｓｅｃ
のように設けると異常停止を容易に検知できるようになる。
【符号の説明】
【００５４】
１０  画像形成部、１１  感光ドラム、１２  帯電器、１３  レーザスキャナ、
１４  現像器、１５  クリーナ、１７  一次転写ブレード、２０  給紙カセット、
２５  マルチ給紙トレイ、２３  レジストローラ対、３１  中間転写ベルト、
３５  二次転写ローラ、４０  定着装置、５０  レーザー光照射装置、
６０  定着フィルムユニット、６１  定着フィルム、６５  支持部材、
６６  レンズ部材、６７  温度検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020071337.tif 000009
【図８】
2020071337.tif 000010
【図９】
2020071337.tif 000011