(57)【要約】【課題】過昇温防止手段によってオーバーシュートを適切に予防すると共に、定着装置の印刷動作を停止時における過昇温防止手段の誤動作を抑制することの可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】転写シートＳの定着ベルト８と加圧ローラ１１による搬送が行われていないときに、サーモスタット冷却制御装置２５によって冷却ファン５が作動してサーモスタット４を冷却する。従って、定着装置１が電源ＯＦＦとして記録媒体が搬送されずに停止状態になったとき、サーモスタット４は、所定時間冷却されて、サーモスタット４の作動を抑制する。その結果、サーモスタット４の誤作動に伴う加熱ローラ７への通電の強制遮断を防止することが可能となる。【選択図】図２
2010102268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上の未定着トナー像を加熱する加熱体と、当該加熱体によって未定着トナー像を加熱後に当該加熱体から前記記録媒体を搬送させる搬送手段と、前記加熱体が前記記録媒体に対して加熱する加熱温度を検知する加熱温度検知手段と、前記加熱温度が異常温度に到達したときに、前記加熱体への通電を強制的に遮断する過昇温防止手段とを備えた定着装置において、
前記過昇温防止手段を冷却する冷却手段を有し、
前記冷却手段は、前記搬送手段が搬送動作から停止状態に移行したときに、前記過昇温防止装置を冷却するように制御される冷却手段制御装置を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
前記冷却手段制御装置は、前記加熱体を加熱する電源から独立した電源によって制御されることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２記載の定着装置において、
前記冷却手段制御装置の電源は、電池により構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１記載の定着装置において、
前記冷却手段制御装置の電源は、充電池であり、当該充電池を充電する充電装置に供給する電源を、前記加熱体を加熱する電源から供給されることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の定着装置において、
前記加熱温度検知手段によって前記加熱体の温度が所定温度以下と検知したときに、前記冷却手段は、前記冷却手段制御装置によって冷却動作を停止するように制御されていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の定着装置において、
前記加熱温度検知手段によって前記加熱体の温度が所定温度以上と検知したときに、前記冷却手段制御装置によって前記冷却手段の冷却動作を停止させるように制御されていることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過昇温防止手段を備えた定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、プリント動作が終了した後に定着装置の加熱体が過昇温して定着装置を破損したり、異常画像を発生しまう問題が知られている（特許文献１、特許文献２等参照）。詳しくは、定着装置には、ヒータや電磁誘導加熱装置等により加熱される加熱ローラ、定着ローラ等の加熱体（加熱部材）が設置されている。これらの定着装置は、プリント動作（記録媒体の搬送動作）中には、定着ベルトや定着ローラ等の定着部材を介して記録媒体に加熱体の熱が奪われるために、加熱体の温度が異常に高くなることはない。ところが、プリント動作を終了した直後には、記録媒体への熱の移動が急になくなるために、加熱体の芯金等に蓄積された熱等により加熱体の温度が異常に高くなってしまう（このような現象を、「オーバーシュート」という。）。
特に、このような問題は、連続プリント動作が終了した直後等に生じやすい。また、画像形成装置のプリント速度（ＣＰＭ）が高いほど、または、搬送する記録媒体の坪量が大きいほど、上述した問題が生じやすい。
【０００３】
このようなオーバーシュートを防止するために、種々の提案がなされている。例えば、  特許文献１には、最終頁の記録媒体のプリントジョブの終了前に記録媒体への加熱体の加熱動作を停止させることによってオーバーシュートの発生を抑制する技術が開示されている。特許文献２には、定着ローラ上の温度検知手段の検知温度に応じて定着ローラを冷却ファンで冷却して定着動作の終了後のオーバーシュートを生じさせないようする技術が開示されている。また、特許文献３には、印刷終了時に、加熱ローラの表面温度を特定の温度まで冷却するエアーブロアを設け、このエアーブロアで加熱ローラに冷却風を吹き付けて冷却して定着動作の終了後のオーバーシュートを生じさせないようする技術が開示されている。また、特許文献４には、連続プリント終了後の加熱体（加熱部材）の非通紙領域の温度を検知して、その検知温度が所定値以上であった場合に加熱体に冷却ファンから冷却風を吹き付けてオーバーシュートの発生を抑制する技術が開示されている。
【０００４】
これらの特許文献記載のものでは、冷却ファンが正常に作動する限りでは、有効にオーバーシュートの発生を抑制することが可能である。しかしながら、冷却ファンが故障して加熱体に対して冷却風を送風することができなくなった場合には、加熱体の温度が上昇し、オーバーシュートの発生を抑制することができなくなる問題がある。
このような問題を解消するために、加熱体の近傍に加熱体の温度が急激に上昇した際に、加熱体への通電を強制的に遮断するサーもスタッドからなる過昇温防止手段を取り付け、オーバーシュートが発生した際に、加熱体への通電を強制的に遮断して加熱体の加熱温度の異常上昇を抑制することが提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００４−１０２１０４公報
【特許文献２】特開２０００−７５７０７公報
【特許文献３】特開２００６−２２７３７４公報
【特許文献４】特開２００６−１１９４３０公報
【特許文献５】特開２００６−１７２７８１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献５記載のものでは、過昇温防止手段を適切に作動させるために、過昇温防止手段に冷却風を吹き付ける冷却ファンを配設し、印刷動作中に冷却ファンを動作させて過昇温防止手段を冷却して通常の印刷動作中には、過昇温防止手段が誤作動しないようになっている。そして、加熱体の近傍に取り付けられた温度検知手段によって所定の加熱温度を検知したときに、冷却ファンの動作を停止すると共に、過昇温防止手段が作動して加熱体への通電を遮断するようになっている。
しかしながら、この特許文献５記載にものでは、過昇温防止手段を冷却する冷却ファンは、記録媒体が搬送されて印刷動作中に作動するものの、記録媒体の搬送が停止されて印刷動作が停止されているときは、作動しないようになっている。そのために、印刷動作が停止されて加熱体への通電が停止されていても、記録媒体による加熱体の吸熱が行われないために、加熱体の温度が上昇し、加熱体の温度上昇と共に、過昇温防止手段の温度が上昇して過昇温防止手段が作動してしまい、過昇温防止手段が作動して加熱体への通電を遮断する状態が維持された状態となる場合がある。
この過昇温防止手段の作動による加熱体への通電遮断動作は、加熱体へ供給する電源がＯＦＦの状態でも維持され、再度、電源をＯＮ状態にしても復帰されず、修理人による修理を行わないと復帰させることができない問題を招く。
【０００６】
この過昇温防止手段の誤動作について図１０に基づいて説明する。図１０は、特許文献１に記載された従来の定着装置の概略構成を示す図である。従来の定着装置１は、加熱体であるハロゲンランプ２、サーミスタ等の温度検知手段３、サーモスタットからなる過昇温防止手段４、送風ファンからなる冷却手段５及び制御手段６を備えている。被加熱体である加熱ローラ７に対する通常の加熱動作時（記録媒体が搬送されて印刷動作時）には、制御手段６は、冷却手段５を制御して過昇温防止手段４を冷却して低温に維持する。
加熱ローラ７の表面温度が所定温度に到達したことを温度検知手段３が検知したときに、制御手段６は、冷却手段５の駆動をＯＦＦにして冷却手段による過昇温防止手段４の冷却を中止する。これにより、過昇温防止手段４の温度が急激に上昇し、過昇温防止手段４がハロゲンランプ２への通電を強制的に遮断して、加熱ローラ７の異常昇温（オーバーシュート）の発生を防止するようになっている。
近年、カラー複写機の高速化が求められており、図１１に示すように、従来のカラー４０ＣＰＭ機（毎分４０枚のコピー枚数の性能を有するカラーコピー機）ではオーバーシュート時の温度が２３０℃程度であったが、昨今の高速化により７５枚機では２７０℃以上となる場合がある。
なお、図１１中、曲線１は、カラー４０ＣＰＭ機の通紙停止後の温度変化を示し、曲線２は、カラー７５ＣＰＭ機の通紙停止後の温度変化を示している。この図１１からカラー複写機の高速化に伴いオーバーシュート時の温度が上昇していることが理解される。
【０００７】
一方、近年の省エネルギー化の観点から、定着部のウォームアップタイムの短縮化が要求されており、加熱ローラ７の薄肉化や、高速立ち上がりヒータの採用が進んでいる。しかしながら、加熱ローラ７の薄肉化による昇温速度の高速化は、サーモスタット等で構成された過昇温防止手段４の成立範囲を著しく狭くしている。
つまり、立ち上げ時の暴走による定着装置１の過昇温を確実に防止するためには、動作温度の低いサーモスタットを使用する必要がある。これは加熱ローラの昇温速度に対して、サーモスタットのバイメタル部温度の昇温速度が遅いためである。この低い動作温度のサーモスタットを過昇温防止手段として使用した場合、定着装置１の印刷動作を終了させて、記録媒体が搬送されずに停止状態のときに、加熱ローラ７の温度が上昇し、それに伴って意図せずサーモスタットが動作して、ハロゲンランプ２への通電を強制的に遮断する誤動作が発生する可能性が高くなる。
このようなサーモスタットの動作によるハロゲンランプ２への通電の強制的遮断動作は、簡単に復帰させることができず、専門の修理者による修理を必要とする。このような現象は、画像形成装置の記録媒体搬送路内に記録媒体が詰まった場合（ジャム現象）や停電等によって発生し易い。
【０００８】
図１２は、定着装置１が印刷動作を停止後における加熱ローラ７の温度変化（曲線３）と過昇温防止手段としてのサーモスタットの温度変化（曲線４）を示す図である。図１２中、温度Ｘは、サーモスタットが作動する動作温度であり、この場合、１９０℃である。
この図１２から、定着装置１が印刷動作を停止後、前述の従来の定着装置においては、サーモスタットが誤動作が発生する場合があることが理解される。即ち、加熱ローラ７が通紙停止の状態になったときに、冷却手段５が停止されるために、加熱ローラ７の温度上昇（曲線３参照）に伴い、サーモスタットの温度（曲線４参照）も上昇する。そして、サーモスタットは、動作温度Ｘ（Ｘ１）に到達し、サーモスタットが作動して加熱ローラ７のハロゲンランプ２の通電を強制的に遮断する動作を実施する。その結果、ハロゲンランプ２への通電は、印刷動作を停止しているために行われないが、サーモスタット４によるハロゲンランプ２への通電の強制的遮断動作が維持されたままとなり、電源を印刷動作を開始しようとしてもハロゲンランプ２への通電は行われず、復帰させることができない。このハロゲンランプ２への通電を復帰するには、専門の修理者を呼び出して修理しない限り行うことができないという問題を招く。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、過昇温防止手段によってオーバーシュートを適切に予防すると共に、定着装置の印刷動作を停止時における過昇温防止手段の誤動作を抑制することの可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、記録媒体上の未定着トナー像を加熱する加熱体と、当該加熱体によって未定着トナー像を加熱後に当該加熱体から前記記録媒体を搬送させる搬送手段と、前記加熱体が前記記録媒体に対して加熱する加熱温度を検知する加熱温度検知手段と、前記加熱温度が異常温度に到達したときに、前記加熱体への通電を強制的に遮断する過昇温防止手段とを備えた定着装置において、前記過昇温防止手段を冷却する冷却手段を有し、前記冷却手段は、前記搬送手段が搬送動作から停止状態に移行したときに、前記過昇温防止装置を冷却するように制御される冷却手段制御装置を備えていることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の定着装置において、前記冷却手段制御装置は、前記加熱体を加熱する電源から独立した電源によって制御されることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項２記載の定着装置において、前記冷却手段制御装置の電源は、電池により構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１記載の定着装置において、前記冷却手段制御装置の電源は、充電池であり、当該充電池を充電する充電装置に供給する電源を、前記加熱体を加熱する電源から供給されることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の定着装置において、前記加熱温度検知手段によって前記加熱体の温度が所定温度以下と検知したときに、前記冷却手段は、前記冷却手段制御装置によって冷却動作を停止するように制御されていることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の定着装置において、前記加熱温度検知手段によって前記加熱体の温度が所定温度以上と検知したときに、前記冷却手段制御装置によって前記冷却手段の冷却動作を停止させるように制御されていることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、過昇温防止手段を冷却する冷却手段を有し、冷却手段は、搬送手段の搬送動作から停止状態に移行したときに、前記過昇温防止装置を冷却するように制御される冷却手段制御装置を備えていることによって、過昇温防止手段によってオーバーシュートを適切に予防すると共に、定着装置の印刷動作を停止時における過昇温防止手段の誤動作を抑制することの可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置としての複写機の概略構成図である。図１において、符号１００は複写機本体であり、符号２００はそれを載せる給紙テーブルであり、符号３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナであり、符号４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。この複写機は、タンデム型で中間転写（間接転写）方式を採用する電子写真複写機である。
複写機本体１００には、その中央に、無端状ベルトからなる中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３個の支持回転体としての支持ローラ１４、１５、１６に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。これらの３個の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。
また、３個の支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間に張り渡したベルト部分には、図１に示すように、そのベルト移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが並べて配置された画像形成手段であるタンデム画像形成部２０が対向配置されている。
【００１３】
本実施形態においては、第３支持ローラ１６を駆動ローラとしている。また、タンデム画像形成部２０の上方には、露光手段としての露光装置２１が設けられており、この露光装置２１からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の画像情報に基づいた露光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫが各色のトナー像を形成するドラム状感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの表面に照射し各色に対応する静電潜像を形成するようになっている。また、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部２０の反対側には、第２の転写手段としての２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２においては、２つのローラ２３１、２３２間に転写シート搬送部材としての無端状ベルトである２次転写ベルト２４が掛け渡されている。この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を介して第３支持ローラ１６に押し当てられるように設けられている。この２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録媒体である転写シートＳに転写する。また、この２次転写装置２２の図中左方には、転写シートＳ上に転写されたトナー像を定着する定着装置２５が設けられている。
【００１４】
この定着装置１は、加熱手段としての加熱ローラ７と定着ローラ９に張架されて加熱される無端状ベルトである定着ベルト８に対して加圧手段としての加圧ローラ１１が押し当てられた構成となっている。上述した２次転写装置２２には、トナー像を中間転写ベルト１０から転写シートＳに転写後の転写シートＳをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備わっている。もちろん、２次転写装置２２としては、転写ローラや非接触の転写チャージャを使用してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて持たせることが難しくなる。
また、本実施形態では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、転写シートＳの両面に画像を記録すべく転写シートＳを反転するシート反転装置２８も設けられている。
上記複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動する。
他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動する。次いで、第１走行体３３および第２走行体３４を走行させる。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読取る。
【００１５】
この原稿読取りに並行して、図示しない駆動源である駆動モータで駆動ローラ１６を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１０が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残り２つの支持ローラ（従動ローラ）１４、１５が連れ回り回転する。また、これと同時に、個々の画像形成部１８において像担持体としてのドラム状の感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを回転させ、各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの表面を帯電装置１２で一様に帯電させる。その後一様に帯電された各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を対応するそれぞれ露光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを照射して各色の静電潜像を形成する。
続いて、これらの静電潜像に対して、現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋからトナーを供給してこれらの静電潜像を現像し、それぞれの感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに単色のトナー像（顕像）を形成する。そして、各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト１０上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラートナー像を形成する。
このようにして各色のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写した各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋは、その表面に残存するトナーがクリーニング装置１９によって除去され、次の画像形成の準備が行われる。
【００１６】
このような画像形成に並行して、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写シートＳを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写シートＳを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラートナー像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に転写シートＳを送り込み、２次転写装置２２で転写して転写シートＳ上にカラートナー像を転写する。
トナー像転写後の転写シートＳは、２次転写ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で定着ベルト８と加圧ローラ１１とによって熱と圧力とを加えて転写トナー像を定着した後、切換爪５５で切り替えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り替えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００１７】
なお、本実施形態における画像形成装置は、転写シートＳの搬送速度（プロセス線速）が３５２ｍｍ／秒程度に、Ａ４サイズの転写シートＳを横向きに連続搬送したときの生産性が７５ＣＰＭ程度に設定された高速機である。
また、トナー像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、トナー像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
なお、本実施形態においては、像担持体として、ドラム状の感光体を使用しているが、ドラム状の感光体以外にも無端ベルト状の感光体であっても適当に使用することができる。
【００１８】
次に、上記実施形態の画像形成装置において使用される第１の実施形態に係る定着装置について、図２に基づいて説明する。図２は、本発明による第１実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
第１実施形態に係る定着装置１は、図２に示すように、定着ベルト８、定着ローラ９、加熱体としての加熱ローラ７、ヒータ２、加圧部材としての加圧ローラ１１、冷却手段としての冷却ファン５、温度検知手段としての温度センサ３等を備えている。
ここで、定着ベルト８は、ポリイミド等の樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端状ベルト（周長が７０ｍｍ程度に設定されている。）である。定着ベルト８の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト８の離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）等で形成されている。
定着ベルト８の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト８は、定着ローラ９とバネ部材３７によって上方に押圧されて転写ベルト８にテンションを付与する加熱ローラ７に張架・支持されて、図２中の矢印Ａ方向に走行する。定着部材として熱容量の低い定着ベルト８を用いることで、装置の昇温特性が向上し、高速立ち上がり及び迅速な温度調整を可能としている。
【００１９】
定着ローラ９は、ＳＵＳ３０４等の芯金９ａ上に、発泡性シリコーンゴム等の発泡材料からなる弾性層９ｂが形成されたローラ部材（外径が５２ｍｍ程度に設定されている）であって、加圧部材としての加圧ローラ１１に定着ベルト８を介して当接してニップ部を形成する。弾性層９ｂを発泡材料で形成することで、ニップ部におけるニップ幅（ニップ量）を比較的大きく設定できるとともに、定着ベルト８の熱が定着ローラ９に移行しにくくなる。定着ローラ９は、図２中の時計方向に回転する。
加熱体としての加熱ローラ７は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料からなる中空構造のローラ部材（円筒体）であって、その円筒体の内部にはヒータ２Ａ（熱源）が固設されている。加熱体としての加熱ローラ７の肉厚を１ｍｍ以下に設定することで、加熱体の熱容量が低下して装置の昇温特性が向上する（立ち上がり時間が短縮化される）。ここで、この第１実施形態における加熱ローラ７は、アルミニウムで形成され、肉厚が０．６ｍｍ、外径が３５ｍｍに設定されている。
【００２０】
加熱ローラ７のヒータ２Ａ（加熱手段）は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置１の側板（不図示である）に固定されている。そして、画像形成装置本体のメインスイッチ２９がオンされた状態で、第１電源としての商用電源３１（商用電源Ａ）から画像形成装置本体の制御部（装置本体制御部）２７、ヒータ制御部２６を介してヒータ２Ａに電力が供給される。そして、ヒータ制御部２６により出力制御されたヒータ２Ａからの輻射熱によって加熱ローラ７が加熱されて、さらに加熱ローラ７によって加熱された定着ベルト８の表面から転写シートＳ上のトナー像Ｔａに熱が加えられる。
ヒータ２Ａの出力制御は、定着ベルト８表面に非接触で対向する温度検知手段としての温度センサ３Ａ（サーモパイル）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。詳しくは、温度検知手段としての温度センサ３Ａの検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ２Ａに交流電圧が印加される。このようなヒータ２Ａの出力制御によって、定着ベルト８の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
ここで、本第１実施形態では、ヒータ２Ａとして、定格ワット数が１２００ワットのものを用いている。このように、ヒータ２Ａの総ワット数を大きくすることで、装置の立ち上がり時間（ウォーミングアップ時間）を短くすることができる。
【００２１】
また、加圧部材としての加圧ローラ１１は、主として、芯金１１ａと、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層１１ｂと、からなる。加圧ローラ１１の弾性層１１ｂは、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。
そして、加圧ローラ１１は、不図示の加圧機構によって定着ベルト８を介して定着ローラ９に圧接する。こうして、加圧ローラ１１と定着ベルト８との間に、所望のニップ部が形成される。なお、上述の加圧機構は加圧解除（または減圧）ができるように構成されている。
また、この第１実施形態では、定着ベルト８の加熱効率を向上させるために、加圧ローラ１１にヒータ２Ｂが内設されている。そして、加圧ローラ１１の表面温度を検知する温度センサ３Ｂの検知結果に基いてヒータ２Ｂの出力制御がヒータ制御装置２６によって行われている。
なお、本第１実施形態における定着装置１では、待機時（稼動停止時）における、加熱ローラ７の制御温度が１７０℃、加圧ローラ１１の制御温度が１５０℃に設定されている。また、通紙時（稼動時）における、加熱ローラ７の設定温度が１６５℃、加圧ローラ１１の設定温度が１２０℃に設定されている。
【００２２】
上述のように構成された定着装置１は、次のように動作する。画像形成装置本体のメインスイッチ２９が投入されると、第１電源としての商用電源Ａ３１からヒータ２Ａに交流電圧が印加（給電）されるとともに、定着ベルト８（定着ローラ９、加熱ローラ７）及び加圧ローラ１１の図２中の矢印方向への回転駆動が開始される。
なお、商用電源Ａ３１は、画像形成装置本体に設置された定着装置１以外の装置（例えば、作像部や給紙部や搬送部等である）への電力供給源ともなっている。その後、給紙カセット４４から転写シートＳが給送されて、各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上の各色のトナー像が転写シートＳ上に未定着画像Ｔａとして担持される。
未定着画像Ｔａ（トナー像）が担持された転写シートＳは、搬送ベルト２４の回転移送によって矢印Ｂ方向に搬送されて（図１参照）、圧接状態にある定着ベルト８及び加圧ローラ１１のニップ部に送入される。そして、定着ベルト８による加熱と、定着ベルト８（定着ローラ９）及び加圧ローラ１１の押圧力とによって、転写シートＳの表面にトナー像Ｔａが定着される。その後、回転する定着ベルト８及び加圧ローラ１１（搬送手段）によってそのニップ部から送出された転写シートＳは、定着されたトナー像Ｔｂを担持して矢印Ｂ方向に搬送される。
【００２３】
この第１実施形態においては、加熱ローラ７の近傍に、過昇温防止装置であるサーモスタット４が配設されている。そして、サーモスタット４には、サーモスタット冷却用の冷却ファン５から空気が矢印Ｃ方向に送風されて冷却されるようになっている。商用電源Ａ３１が画像形成装置制御装置２７を介してサーモスタット冷却制御装置２５によって冷却ファン５に供給され、冷却ファン５は、サーモスタット冷却制御装置２５によって制御されて、冷却ファン５の駆動のＯＮ及びＯＦＦが行われるようになっている。
そして、サーモスタット冷却制御装置２５は、定着ローラ９の回転軸（芯金）９ａの回転を検知する回転検知手段９ｃからの回転停止の信号が入力されたときに、所定時間、例えば、６０秒間、冷却ファン５を回転駆動させて、冷却風をサーモスタット４に吹き付けてサーモスタット４を冷却する。
このように、この第１実施形態においては、定着ローラ９の回転が停止されたとき、即ち、転写シートＳの定着ベルト８と加圧ローラ１１による搬送が行われていないときに、サーモスタット冷却制御装置２５によって冷却ファン５が作動してサーモスタット４を冷却する。従って、定着装置１が電源ＯＦＦとして記録媒体が搬送されずに停止状態になったとき、サーモスタット４は、所定時間冷却されて、サーモスタット４の作動を抑制する。その結果、サーモスタット４の誤作動に伴う加熱ローラ７への通電の強制遮断を防止することが可能となる。
【００２４】
図３は、この関係を示す図である。この図３から明らかなように、加熱ローラ７は、電源ＯＦＦとされて通紙停止の状態となったときに、ハロゲンヒータ２の通電は停止されるものの転写シートＳが定着ベルト８によって搬送されないために、吸熱されず、一時的に加熱ローラ７の温度が上昇し、以後、漸次減少する（図３曲線５参照）。
一方、サーモスタットの動作温度は、回転検知手段９ｃから通紙停止を検知（Ｙ２）して冷却ファン５が作動することによってサーモスタット４は冷却され、冷却ファン５が所定時間、この実施形態においては６０秒間、作動して停止する（Ｙ３）まで低下する。その後、サーモスタットの温度は加熱ローラ７の温度上昇と共に上昇するが（図３曲線６参照）、サーモスタット４の動作温度Ｘに到達しないため、サーモスタット４の誤作動に伴う定着ローラ７のハロゲンヒータ２の強制的遮断動作が実施されることを適切に防止することが可能となる。その結果、メインスイッチ２９をＯＮにして画像形成装置制御装置２７を作動させることによって、適切にハロゲンヒータ２による加熱ローラ７の加熱を行うことが可能となる。
【００２５】
また、ハロゲンヒータ２が暴走して、加熱ローラ７の加熱が停止せず、加熱温度が上昇してオーバーシュートが発生した場合には、サーモスタット４が適切に作動して、ハロゲンヒータ２への通電を強制的に遮断して、加熱ローラ７の異常温度上昇を停止させる。
このオーバーシュートに伴うサーモスタット４によるハロゲンヒータへの通電の強制遮断について図４に基づいて説明する。図４に示すように、サーモスタット４の温度（図４曲線７参照）は、回転検知手段９ｃから通紙停止を検知（Ｙ５）して冷却ファン５が作動することによってサーモスタット４は冷却され、冷却ファン５が所定時間作動して停止する（Ｙ６）。
しかし、ハロゲンヒータ２の暴走によって加熱ローラ７の温度が上昇（図４曲線８参照）するに伴い、サーモスタット４の温度は上昇し、サーモスタット４の作動温度Ｘに到達する。サーモスタット４の温度が作動温度Ｘに到達したとき（Ｘ１）、サーモスタット４が作動してハロゲンヒータ２への通電を強制的に遮断して（Ｙ７）加熱ローラ７の加熱を停止させる。その結果、オーバーシュートに伴う、定着装置の損傷を適切に防止することが可能となる。
【００２６】
次に本発明による第２実施形態に係る定着装置について図５に基づいて説明する。図２は、本発明による第２実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。この第２実施形態に係る定着装置においては、前述の第１実施形態に係る定着装置とは、サーモスタット冷却制御装置２５に供給する電源を画像形成装置制御装置２７に供給する商用電源Ａ３１とは、別個独立した商用電源Ｂ３７を使用する点で相違する。
従って、画像形成時に、転写シートＳの搬送経路内での詰まり（ジャム）等が発生したり、停電等によって、画像形成装置制御装置２７への電源が遮断された場合であっても、画像形成装置制御装置２７を作動させる電源３１とは、別個の独立した電源３７によってサーモスタット冷却制御装置２５が作動するようになっているので、適切にサーモスタット冷却制御装置２５が作動してサーモスタット４を冷却することが可能となり、サーモスタット４の誤動作を防止することが可能となる。
【００２７】
次に本発明による第３実施形態に係る定着装置について図６に基づいて説明する。図２は、本発明による第３実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。この第３実施形態に係る定着装置においては、前述の第２実施形態に係る定着装置とは、サーモスタット冷却制御装置２５を作動させる電源として商用電源Ｂ３７に代えて、一次電池や充電可能な二次電池等の電池３８を使用するものである。
従って、画像形成時に停電等によって商用電源を使用できない状態においても、サーモスタット冷却制御装置２５を作動させることが可能となり、冷却ファン５による冷却風の送風によって、サーモスタット４を冷却してサーモスタット４の誤動作を適切に防止することが可能となる。
【００２８】
次に本発明による第４実施形態に係る定着装置について図７に基づいて説明する。図７は、本発明による第４実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。この第４実施形態に係る定着装置においては、サーモスタット冷却制御装置２５を作動させる電源として充電可能な二次電池（充電池）３８ａを使用し、さらに、この充電池３８ａを充電するための充電装置３９を画像形成装置内に内蔵させ、充電装置３９の電源として画像形成装置制御装置２７に供給する商用電源Ａ３１を使用するようになっている。
このように、充電池３８ａを充電するための充電装置３９を画像形成装置内に内蔵させ、充電装置３９の電源として画像形成装置制御装置２７に供給する商用電源Ａ３１を使用するので、充電池３８ａが放電して充電池３８ａの充電を行う必要が生じた場合にも、充電池３８ａを画像形成装置から取り外して充電作業を行う必要がなく、常時、適切にサーモスタット冷却制御装置２５を作動することが可能となる。
【００２９】
また、この第４実施形態に係る定着装置においては、図７に示すように、加熱ローラ７の温度検知手段３Ａからの検知温度信号をサーモスタット冷却制御装置２５に入力しており、加熱ローラ７の温度が所定温度Ｚ１（例えば、２００℃）に到達したときに冷却ファン５が開始され、所定時間（例えば、６０秒間）作動後自動的に停止するように制御されている。
従って、図８に示すように、連続プリントが正常に終了し、プリント終了（通紙停止）時のオーバーシュート対策として連続プリントの最終シートＳを排出後、２００秒間定着ベルト８を回転させた後に定着ベルト８の回転を停止させた（ＵＮＩＴ停止）場合に、加熱ローラ７の温度（曲線９参照）が冷却ファン５の送風動作停止温度Ｚ（この場合２００℃）に到達していないため、冷却ファン５は作動しない。その結果、冷却ファン５を作動させるための充電池３８ａの不必要な消耗を抑制することが可能となる。
さらに、サーモスタット４の温度（曲線１０参照）は、サーモスタット４の作動温度Ｘに到達していないため、サーモスタット４が作動せず、サーモスタット４の誤作動に伴うハロゲンヒータ２Ａへの通電の強制的な遮断を防止することが可能となり、ＵＮＩＴ停止後のオーバーシュートの発生を適切に抑制することが可能となる。
【００３０】
さらに、この第４実施形態に係る定着装置においては、加熱ローラ７の温度検知手段３Ａからの検知温度信号によって、加熱ローラ７の温度が所定温度Ｚ２（例えば、２００℃）に到達したときに冷却ファン５の送風動作を停止させるように制御されている。従って、図９に示すように、加熱ローラ７がハロゲンヒータ２Ａによって加熱されて加熱ローラの温度（曲線１１参照）が上昇し、冷却ファン５のＯＮ動作温度Ｚ１に到達したときに、冷却ファン５は、送風動作を開始してサーモスタット４を冷却する。
しかしながら、加熱ローラ７は、さらに温度上昇を続けると冷却ファン５のＯＦＦ動作温度Ｚ２に到達すると冷却ファン５は、送風動作を停止する。その結果、サーモスタット４の温度（曲線１２参照）は上昇し、サーモスタット４の動作温度Ｘに到達する。サーモスタット４の温度が、サーモスタット４の動作温度Ｘに到達すると、サーモスタット４が作動して、ハロゲンヒータ２Ａへの通電を強制的に遮断して、加熱ローラ７の温度上昇を停止させ、オーバーシュートの発生を抑制する。
このように、この第４実施形態においては、サーモスタット冷却制御装置２５を加熱ローラ７の加熱温度によって、ＯＮまたはＯＦＦ作動させるように制御しているので、サーモスタット４を確実に動作させて定着装置１の発火事故の発生を防止することができる。
【００３１】
なお、前記各実施形態では加圧部材として加圧ローラ１１を用いたが、加圧部材として加圧ベルト、加圧パッドや加圧パッド上に転写シートＳの移送と共に自由に回転する無端状ベルトを巻回させたものを用いてもよい。その場合にも、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。また、前記各実施形態では、定着ベルト８を用いた定着装置１に対して本発明を適用したが、定着ローラ自体加熱体となる定着ローラを用いた定着装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施形態では、ヒータ２Ａを用いて輻射熱により加熱体を加熱する定着装置１に対して本発明を適用したが、電磁誘導加熱により加熱体を加熱する定着装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、前記各実施形態では、加熱体を冷却する冷却手段として冷却ファン５を用いたが、冷却手段はこれに限定されることなく、例えば、加熱体に対して接離自在に稼動するヒートパイプ等を用いることもできる。その場合も、第２電源によって加熱体に対するヒートパイプの稼動（接離動作）をおこなうことで、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本発明が前記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による一実施形態に係る画像形成装置としての複写機の概略構成図である。
【図２】本発明による第１実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明による第１実施形態に係る定着装置の加熱ローラの温度変化とサーモスタットの温度変化をグラフで示す図である。
【図４】本発明による第１実施形態に係る定着装置の加熱ローラの温度変化とサーモスタットによるオーバーシュートの防止の関係をグラフで示す図である。
【図５】本発明による第２実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明による第３実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明による第４実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図８】本発明による第４実施形態に係る定着装置の加熱ローラの温度変化とサーモスタットの温度変化をグラフで示す図である。
【図９】本発明による第４実施形態に係る定着装置の加熱ローラの温度変化とサーモスタットによるオーバーシュートの防止の関係をグラフで示す図である。
【図１０】従来の定着装置の概略構成を示す図である。
【図１１】従来の定着装置における加熱ローラのオーバーシュート時の温度変化をグラフで示す図である。
【図１２】従来の定着装置の加熱ローラの温度変化とサーモスタットの温度変化をグラフで示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  定着装置、２、２Ａ、２Ｂ  ハロゲンヒータ、３、３Ａ、３Ｂ  温度検知手段、４  過昇温防止手段（サーモスタット）、５  冷却ファン、６  制御手段、７  加熱ローラ、８  定着ベルト、９  定着ローラ、９ａ  芯金（回転軸）、９ｃ  回転検知手段、１０  中間転写ベルト、１１  加圧ローラ、１２  帯電装置、１３  現像装置、１４、１５、１６  支持ローラ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ  画像形成部、２１  露光装置、２５  サーモスタット冷却制御装置、２６  ヒータ制御装置、２７  画像形成装置制御装置、３１  商用電源Ａ、３７  商用電源Ｂ、３８  電池、３８ａ  充電池、３９  充電装置、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ  感光体
【図１】
2010102268.tif 000003
【図２】
2010102268.tif 000004
【図３】
2010102268.tif 000005
【図４】
2010102268.tif 000006
【図５】
2010102268.tif 000007
【図６】
2010102268.tif 000008
【図７】
2010102268.tif 000009
【図８】
2010102268.tif 000010
【図９】
2010102268.tif 000011
【図１０】
2010102268.tif 000012
【図１１】
2010102268.tif 000013
【図１２】
2010102268.tif 000014