(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、
前記定着部材に当接してニップ部を形成する対向部材と、
前記定着部材を加熱する複数の加熱源とを備え、
前記ニップ部に、未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に未定着画像を定着する定着装置において、
待機状態からの復帰時に作像調整動作を行う場合に、その作像調整動作時に一部の加熱源にのみ電圧を印加し、かつ、待機状態からの復帰時に作像調整動作を行わない場合は、当該復帰時に前記一部の加熱源にのみ電圧を印加する動作を行わないことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数の加熱源は同時に点灯可能である請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱源への印加電圧を検知する電圧検知手段を備え、
一部の加熱源にのみ電圧を印加する際に電圧検知を行う請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
待機状態からの復帰時に、待機状態となってから復帰するまでの使用雰囲気の温度が所定値以上変化している場合に、前記作像調整動作を行うようにした請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
待機状態からの復帰時に、待機状態となってから復帰するまでの使用雰囲気の湿度が所定値以上変化している場合に、前記作像調整動作を行うようにした請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
待機状態からの復帰時に、待機状態となってから復帰するまでの待機時間が所定時間以上となっている場合に、前記作像調整動作を行うようにした請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
待機状態からの復帰時に、前回作像調整動作を行ってからの印刷累積枚数が所定枚数以上となっている場合に、前記作像調整動作を行うようにした請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
加熱源への通電開始前の定着部材又は対向部材の温度が所定値以下である場合に、一部の加熱源にのみ電圧を印加する請求項１に記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着部材を、無端状の定着ベルトとした請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に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、記録媒体に画像を定着する定着装置、及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の各種画像形成装置においては、用紙などの記録媒体上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。
【０００３】
定着に際しては、未定着画像を担持している記録媒体を、定着部材及び加圧部材によって挟持搬送しながら未定着画像を加熱することにより、未定着画像中に含まれる現像剤、特にトナーの溶融軟化及び記録媒体への浸透が行われ、記録媒体にトナーが定着される。
【０００４】
また、定着部材を熱源によって所定の温度へ加熱する際に、所定温度までの加熱時間が十分に短ければ、スタンバイ状態における予熱工程を省いたとしてもユーザーの使いやすさに大きく影響せずに、大幅に消費エネルギーを低減できる。これらを達成するために、定着部材に薄肉のローラや、金属基材と弾性ゴム層で構成される薄肉ベルトなどの低熱容量の部材などが使用されている。また、熱源もハロゲンヒータのほか、加熱効率が高いＩＨ方式などを用いることで、急速加熱を実現している。
【０００５】
ところで、商用電源の電源電圧は、ユーザー先で変動する場合があり、商用電源からの入力電圧が画像形成装置の定格電圧以上となる場合も考えられる。この場合に、同一条件で定着部の温度制御を行うと、加熱源で必要以上の電力が供給され、定着部材が過剰に温度上昇することになる。
【０００６】
このため、例えば特許文献１には、加熱源に印加される電圧を検知し、検知した電圧に応じて、加熱源の単位時間当たりの通電時間と無通電時間とのデューティを制御することで、消費電力を制御する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
商用電源に近い位置で加熱源に電圧を印加せずとも電圧を検知することができるが、定着装置への通電や、同一電源を使用する他の電子機器の使用により、定着装置への印加電圧は変動する可能性がある。しかしながら、定着装置へ通電させた状態におけるより正確な電圧を検知するには、加熱源を１〜２秒間１００％デューティで点灯させる必要があるところ、定格電圧より大きい電圧が加熱源に印加された場合に、１００％デューティで加熱源を点灯させると、定着部材が過昇温する虞がある。特に、薄肉のローラやベルトを定着部材に使用した場合は、定着部材が温度上昇しやすいため、過昇温の問題が顕著となる。
【０００８】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、加熱源への印加電圧を正確に検知することができると共に、そのときの加熱源の発熱による定着部材の過剰な温度上昇を防止することが可能な定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る本発明は、定着部材と、前記定着部材に当接してニップ部を形成する対向部材と、前記定着部材を加熱する複数の加熱源とを備え、前記ニップ部に、未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に未定着画像を定着する定着装置において、待機状態からの復帰時に作像調整動作を行う場合に、その作像調整動作時に一部の加熱源にのみ電圧を印加し、かつ、待機状態からの復帰時に作像調整動作を行わない場合は、当該復帰時に前記一部の加熱源にのみ電圧を印加する動作を行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、待機状態からの復帰時に作像調整動作を行う場合に、その作像調整動作時に、一部の加熱源にのみ電圧を印加することで、定格電圧よりも高い電圧が加熱源に印加された場合であっても、加熱源の発熱による定着部材の温度上昇を抑制することができる。これにより、定着部材を過昇温させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。
【図２】前記画像形成装置に搭載された定着装置の断面側面図である。
【図３】定着装置の模式的な平面図である。
【図４】定着ベルトの端部の構成を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は定着ベルトの回転軸方向から見た側面図である。
【図５】定着装置の制御系のブロック図である。
【図６】電圧検知方法のフローチャートを示す図である。
【図７】ハロゲンヒータを３本備える定着装置の概略構成図である。
【図８】定着ベルトを定着ローラと加熱ローラで張架した定着装置の概略構成図である。
【図９】定着ベルトの代わりに定着ローラを用いた定着装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１３】
まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
【００１４】
具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。
【００１５】
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００１６】
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４、ベルトクリーニング装置３５を備える。
【００１７】
中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
【００１８】
４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。
【００１９】
二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。
【００２０】
ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。
【００２１】
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。
【００２２】
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
【００２３】
プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。
【００２４】
また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。
【００２５】
続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００２６】
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
【００２７】
その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。その後、図示しない除電装置によって各感光体５の表面が除電され、表面電位が初期化される。
【００２８】
画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
【００２９】
その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。
【００３０】
その後、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。
【００３１】
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００３２】
次に、図２〜図４に基づき、上記定着装置２０の構成について説明する。
図２は、定着装置の断面側面図、図３は、その模式的な平面図、図４は、定着ベルトの端部の構成を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は定着ベルトの回転軸方向から見た側面図である。
【００３３】
図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１に対向する対向部材としての加圧ローラ２２と、定着ベルト２１を加熱する加熱源としての２本のハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂと、定着ベルト２１の内側に配設されたニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、各ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂから放射される光を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６と、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知手段としての２つのサーモパイル２７Ａ，２７Ｂと、加圧ローラ２２の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ２９と、定着ベルト２１から用紙を分離する分離部材２８と、加圧ローラ２２を定着ベルト２１へ加圧する図示しない加圧手段等を備えている。
【００３４】
上記定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。詳しくは、定着ベルト２１は、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成された外周側の離型層によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。
【００３５】
上記加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、芯金２２ａの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層２２ｂと、弾性層２２の表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層２２ｃによって構成されている。加圧ローラ２２は、図示しない加圧手段によって定着ベルト２１側へ加圧され定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが圧接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。
【００３６】
本実施形態では、加圧ローラ２２を中空のローラとしているが、中実のローラであってもよい。また、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶして定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。弾性層２２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。また、定着部材と対向部材は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
【００３７】
上記各ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂは、それぞれの両端部が定着装置２０の側板（不図示）に固定されている。図３において、下側のハロゲンヒータ２３Ａを第１ハロゲンヒータ、上側のハロゲンヒータ２３Ｂを第２ハロゲンヒータと便宜的に称すると、第１ハロゲンヒータ２３Ａと第２ハロゲンヒータ２３Ｂとでは、それぞれの発熱部の位置が異なっている。具体的に、第１ハロゲンヒータ２３Ａの発熱部は、その長手方向中央部から所定範囲に渡って配設されており、一方、第２ハロゲンヒータ２３Ｂの発熱部は、その長手方向両端部側に所定範囲に渡って配設されている。
【００３８】
本実施形態では、第１ハロゲンヒータ２３Ａの発熱部は、その長手方向中央部を対称軸として２００〜２２０ｍｍの範囲内に配設されており、第２ハロゲンヒータ２３Ｂの各発熱部は、その長手方向中央部を対称軸として２００〜２２０ｍｍの幅より外側で、３００〜３３０ｍｍの幅内に配設されている。ここで、本機で使用する用紙サイズのＡ３縦とＡ４横の通紙幅は２９７ｍｍであるが、第１ハロゲンヒータ２３Ａと第２ハロゲンヒータ２３Ｂの各発熱部を合わせた発光長は３００〜３３０ｍｍであり、通紙幅より長くしている。このようにしているのは、一般に、ハロゲンヒータは発光部の端部ほど発光強度が低下するため、ウォームアップ完了時や、通紙開始時の通紙領域端部の温度落ち込みを防ぐには、通紙幅よりも発光長を長くする必要があるからである。
【００３９】
また、図３に示すように、２つのサーモパイル２７Ａ，２７Ｂのうち、第１サーモパイル２７Ａは、定着ベルト２１の軸方向中央部に配設され、第２サーモパイル２７Ｂは、定着ベルト２１の軸方向端部側に配設されている。第１サーモパイル２７Ａは、第１ハロゲンヒータ２３Ａの中央部の発熱部に対応して設けられ、第２サーモパイル２７Ｂは、第２ハロゲンヒータ２３Ｂの端部の発熱部に対応して設けられている。
【００４０】
各ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂは、プリンタ本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、サーモパイル２７Ａ，２７Ｂによる定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ２３Ａ，２３Ｂの出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定できるようになっている。また、定着ベルト２１を加熱する加熱源には、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いてもよい。
【００４１】
図２に示すように、上記ニップ形成部材２４は、ベースパッド２４１と、ベースパッド２４１の表面に設けられた摺動シート（低摩擦シート）２４０とを有する。ベースパッド２４１は、定着ベルト２１の軸方向又は加圧ローラ２２の軸方向に渡って連続して長手状に配設されており、加圧ローラ２２の加圧力を受けてニップ部Ｎの形状を決めるものである。また、ベースパッド２４１は、ステー２５によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ２２による圧力でニップ形成部材２４に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ２２の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。なお、ステー２５は、ニップ形成部材２４の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましい。また、ベースパッド２４１も、強度確保のためにある程度硬い材料で構成されていることが望ましい。ベースパッド２４１の材料としては、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂や、金属、あるいはセラミックなどを適用することができる。
【００４２】
また、ベースパッド２４１は、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材で構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材２４の変形を防止し、安定したニップ部Ｎの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。ベースパッド２４１には、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂を用いることが可能である。
【００４３】
摺動シート２４０は、ベースパッド２４１の少なくとも定着ベルト２１と対向する表面に配設されていればよい。これにより、定着ベルト２１が回転する際、この低摩擦シートに対し定着ベルト２１が摺動することで、定着ベルト２１に生じる駆動トルクが低減され、定着ベルト２１への摩擦力による負荷が軽減される。なお、摺動シートを有しない構成とすることも可能である。
【００４４】
上記反射部材２６は、ステー２５とハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂとの間に配設されている。反射部材２６の材料としては、アルミニウムやステンレス等が挙げられる。このように反射部材２６を配設していることにより、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂからステー２５側に放射された光が定着ベルト２１へ反射される。これにより、定着ベルト２１に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト２１を効率良く加熱することが可能となる。また、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂからの輻射熱がステー２５等に伝達されるのを抑制することができるので、省エネルギー化も図れる。
【００４５】
また、本実施形態に係る定着装置２０は、さらなる省エネ性及びファーストプリントタイムなどの向上のために、種々の構成上の工夫が施されている。
具体的には、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂによって定着ベルト２１をニップ部Ｎ以外の箇所において直接加熱できるようにしている（直接加熱方式）。本実施形態では、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂと定着ベルト２１の図２の左側の部分の間に何も介在させないようにし、その部分においてハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂからの輻射熱を定着ベルト２１に直接与えるようにしている。
【００４６】
また、定着ベルト２１の低熱容量化を図るために、定着ベルト２１を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト２１を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２１の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２１全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００４７】
なお、本実施形態では、加圧ローラ２２の直径を２０〜４０ｍｍに設定しており、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ２２の直径を同等となるように構成している。ただし、この構成に限定されるものではない。例えば、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径よりも小さくなるように形成してもよい。その場合、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ２２の曲率よりも小さくなるため、ニップ部Ｎから排出される記録媒体が定着ベルト２１から分離されやすくなる。
【００４８】
また、上記のように、定着ベルト２１を小径化した結果、定着ベルト２１の内側のスペースが小さくなるが、本実施形態では、ステー２５を両端側において折り曲げられた凹状に形成し、その凹状に形成した部分の内側にハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂを収容することで、小さいスペース内でもステー２５やハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂの配設を可能にしている。
【００４９】
また、小さいスペース内でもステー２５をできるだけ大きく配設するために、ニップ形成部材２４を反対にコンパクトに形成している。具体的には、ベースパッド２４１の用紙搬送方向の幅を、ステー２５の用紙搬送方向の幅よりも小さく形成している。さらに、図２において、ベースパッド２４１の用紙搬送方向上流側端部２４ａ及び下流側端部２４ｂにおけるそれぞれのニップ部Ｎ（又はその仮想延長線Ｅ）に対する高さをｈ１，ｈ２とし、上流側端部２４ａ及び下流側端部２４ｂ以外のベースパッド２４１の部分におけるニップ部Ｎ（又はその仮想延長線Ｅ）に対する最大高さをｈ３とすると、ｈ１≦ｈ３、ｈ２≦ｈ３となるように構成している。このように構成することで、ベースパッド２４１の上流側端部２４ａと下流側端部２４ｂは、ステー２５の用紙搬送方向上流側及び下流側の各折り曲げ部と定着ベルト２１との間に介在しないので、各折り曲げ部を定着ベルト２１の内周面に近づけて配設することができる。これにより、定着ベルト２１内の限られたスペース内でステー２５をできるだけ大きく配設できるようになり、ステー２５の強度を確保することができるようになる。その結果、加圧ローラ２２によるニップ形成部材２４の撓みを防止でき、定着性の向上を図れる。
【００５０】
さらにステー２５の強度を確保するために、本実施形態では、ステー２５が、ニップ形成部材２４と接触し用紙搬送方向（図２の上下方向）に延在するベース部２５ａと、そのベース部２５ａの用紙搬送方向上流側と下流側の各端部から加圧ローラ２２の当接方向（図２の左側）に向かって延びる立ち上がり部２５ｂとを有するように構成している。すなわち、ステー２５に立ち上がり部２５ｂを設けることで、ステー２５が加圧ローラ２２の加圧方向に延在する横長の断面を有するようになり、断面係数が大きくなって、ステー２５の機械的強度を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、立ち上がり部２５ｂを加圧ローラ２２の当接方向により長く形成する方が、ステー２５の強度が向上する。従って、立ち上がり部２５ｂの先端は、定着ベルト２１の内周面に対し、できる限り近接していることが望ましい。しかし、回転中、定着ベルト２１には大小なりとも振れ（挙動の乱れ）が生じるので、立ち上がり部２５ｂの先端を定着ベルト２１の内周面に近づけすぎると、定着ベルト２１が立ち上がり部２５ｂの先端に接触する虞がある。特に、本実施形態のように、薄い定着ベルト２１を用いている構成においては、定着ベルト２１の振れ幅が大きいので、立ち上がり部２５ｂの先端の位置設定には注意が必要である。
【００５２】
具体的に、本実施形態の場合、立ち上がり部２５ｂの先端と定着ベルト２１の内周面との加圧ローラ２２の当接方向の距離ｄは、少なくとも２．０ｍｍ、望ましくは３．０ｍｍ以上に設定するのが好ましい。一方、定着ベルト２１にある程度厚みがあって振れがほとんど無い場合は、上記距離ｄは０．０２ｍｍに設定することが可能である。
【００５３】
このように、立ち上がり部２５ｂの先端を定着ベルト２１の内周面に対し可能な限り近接するように配設することで、立ち上がり部２５ｂを加圧ローラ２２の当接方向に長く配設することができる。これにより、小径の定着ベルト２１を用いた構成においても、ステー２５の機械的強度を向上させることが可能となる。
【００５４】
図４の（ａ）又は（ｂ）に示すように、定着ベルト２１の端部にはベルト保持部材４０が挿入されており、このベルト保持部材４０によって定着ベルト２１の端部は回転可能に保持されている。ここでは、片側の端部の構成のみを示しているが、反対側の端部においても同様に構成されている。
【００５５】
図４の（ｃ）に示すように、ベルト保持部材４０はニップ部の位置（ニップ形成部材２４を配設した位置）で開口したＣ字形に形成されている。また、上記ステー２５の端部は、このベルト保持部材４０に固定され位置決めされている。
【００５６】
また、図４の（ａ）又は（ｂ）に示すように、定着ベルト２１の端面とそれに対向するベルト保持部材４０の対向面との間には、定着ベルト２１の端部を保護する保護部材としてのスリップリング４１が設けられている。これにより、定着ベルト２１に軸方向の寄りが生じた場合に、定着ベルト２１の端部がベルト保持部材４０に直接当接するのを防止することができ、端部の摩耗や破損を防ぐことができる。また、スリップリング４１は、ベルト保持部材４０に外周に対し余裕を持って嵌められている。このため、定着ベルト２１の端部がスリップリング４１に接触した際に、スリップリング４１は定着ベルト２１と連れ回り可能となっているが、スリップリング４１が連れ回りせず、静止していても構わない。スリップリング４１の材料としては、耐熱性に優れたいわゆるスーパーエンプラ、例えば、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＡＩ、ＰＴＦＥ等を適用することが好ましい。
【００５７】
なお、図示省略するが、定着ベルト２１の軸方向両端部には、定着ベルト２１とハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂとの間に、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂからの熱を遮蔽する遮蔽部材を配設している。これにより、特に、連続通紙時の定着ベルトの非通紙領域における過剰な温度上昇を抑制することができ、定着ベルトの熱による劣化や損傷を防止することができる。
【００５８】
以下、図２を参照しつつ、本実施形態に係る定着装置の基本動作について説明する。
プリンタ本体の電源スイッチが投入されると、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂに電力が供給されると共に、加圧ローラ２２が図２中の時計回りに回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト２１は、加圧ローラ２２との摩擦力によって、図２中の反時計回りに従動回転する。
【００５９】
その後、上述の画像形成工程により未定着のトナー画像Ｔが担持された用紙Ｐが、ガイド板３７に案内されながら図２の矢印Ａ１方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ２２のニップ部Ｎに送入される。そして、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂによって加熱された定着ベルト２１による熱と、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間の加圧力とによって、用紙Ｐの表面にトナー画像Ｔが定着される。
【００６０】
トナー画像Ｔが定着された用紙Ｐは、ニップ部Ｎから図２中の矢印Ａ２方向に搬出される。このとき、用紙Ｐの先端が分離部材２８の先端に接触することにより、用紙Ｐが定着ベルト２１から分離される。その後、分離された用紙Ｐは、上述のように、排紙ローラによって機外に排出され、排紙トレイにストックされる。
【００６１】
図５は、定着装置の制御系のブロック図である。
電源部５５から供給された電力は、リレー５６、電圧検知部（電圧検知手段）５７、トライアック５８を介して、第１ハロゲンヒータ２３Ａ及び第２ハロゲンヒータ２３Ｂに供給される。トライアック５８は、サーモパイル２７Ａ，２７Ｂの検知温度に基づき、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂへの通電（点灯率）を制御し、定着ベルト２１を所定の温度に維持する。リレー５６は、プリンタの電源が投入された際の立ち上げ動作時、通紙時などではオンとなっている。リレー５６がオンとなり、かつ、トライアック５８もオンとなった場合に、はじめて電源部５５からハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂに電力が供給される。一方、プリンタの電源オフ時、待機状態、異常発生時などでは、リレー５６はオフとなり、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂへの電力供給が遮断される。
【００６２】
なお、ここでいう「待機状態」とは、画像形成装置の電源オン後、使用されない状態が所定時間経過したときに、一部の電力の供給を停止、又は、低減し、復帰指令を待つ状態であり、省電力を図った省エネモードと呼ばれる状態も含まれる。また、「復帰」とは、画像形成に必要な電力が電源から供給されて印刷可能な状態になったことをいう。また、「省エネモード」には、例えば、最後に機器を使用してから一定時間経過した場合に、エンジン系負荷の一部を除いて電源供給の停止及び定着温度の低下を行う「低電力モード」や、その低電力モードに移行後、引き続き操作が行われなかった場合、エンジン系負荷への電源供給を停止する「スリープモード」、設定時間以上機器を使用しない場合に、エンジン系負荷は全て、コントローラ系負荷は一部を除いて電源供給を停止する「オフモード」などがある。
【００６３】
電圧検知部５７は、電源投入後の立ち上げ動作時や待機状態からの復帰時に、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂへの印加電圧を検知する。この電圧検知部５７による電圧検知の結果によって、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂの最大点灯率の調整を行う。例えば、高電圧時の場合は、ハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂの最大点灯率を低く設定する。
【００６４】
以下、本発明の特徴部分である電圧検知方法について説明する。
本実施形態においては、正確な電圧を検知するために、ハロゲンヒータを１００％デューティで１〜２秒間点灯させた状態で電圧検知を行う。しかし、本実施形態のように、薄い定着ベルト２１を用いた構成の場合、２本のハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂの両方を１００％デューティで１〜２秒間点灯させると、万が一、定格電圧よりも高い電圧がハロゲンヒータに印加された場合、定着ベルト２１が過剰に温度上昇し、定着ベルト２１の劣化や損傷を招く虞がある。
【００６５】
そのため、電圧検知を行う場合は、定着ベルト２１の温度が上がりすぎないように、一部のハロゲンヒータにのみ電圧を印加するようにしている。本実施形態では、２本のハロゲンヒータ２３Ａ，２３Ｂのうち、中央部に発熱部を有する第１ハロゲンヒータ２３Ａを１００％デューティで１〜２秒間点灯させて、そのときの電圧を検知する。
【００６６】
なお、第１ハロゲンヒータ２３Ａの代わりに、第２ハロゲンヒータ２３Ｂに同様に通電して電圧を検知することも可能である。ただし、第２ハロゲンヒータ２３Ｂは第１ハロゲンヒータ２３Ａよりも使用頻度の低いヒータであるため、主として用いる第１ハロゲンヒータ２３Ａで電圧検知を行う方が好ましい。また、電圧検知のために行う１〜２秒間のハロゲンヒータの点灯は、定着ベルト２１を所定温度にまで加熱するための熱量供給にもなるが、第２ハロゲンヒータ２３Ｂは第１ハロゲンヒータ２３Ａよりも出力が低く設定されている。このため、電圧検知に第２ハロゲンヒータ２３Ｂを点灯させる場合は、第１ハロゲンヒータ２３Ａを点灯させる場合に比べて、定着ベルト２１に供給される熱量が少なくなり、結果的に定着ベルト２１の昇温時間が長くなる。このため、昇温時間を短くする観点からも、電圧検知には第１ハロゲンヒータ２３Ａを点灯させる方が好ましい。
【００６７】
上記のように、一部のハロゲンヒータのみに通電して電圧を検知することにより、定着ベルト２１の過剰な温度上昇を抑制することは可能である。しかし、この場合は、両方のハロゲンヒータを点灯させる場合に比べ、点灯によって定着ベルト２１に供給される熱量が少なくなるため、定着ベルト２１の昇温時間が長くなってしまう。そこで、本実施形態では、昇温時間の延長がユーザー等の待ち時間の延長とならないようにするため、下記のように、電圧検知を行うようにしている。
【００６８】
図６に示すフローチャートを参照しつつ、本実施形態の電圧検知方法について説明する。
ハロゲンヒータの電圧検知は、プリンタの電源がオンにされたときの立ち上げ動作時、又は、待機状態からの復帰時に行うが、まず、プリンタにおいて、電源がオンにされたか、又は、待機状態から復帰する場合かについて確認される（Ｓ１）。
【００６９】
プリンタの電源がオンにされたときは、コントローラを立ち上げる必要がある。本実施形態では、コントローラの立ち上げには２０ｓｅｃかかるが、定着ベルトの通常の昇温時間に要する時間は１０ｓｅｃ以下である。すなわち、電圧検知を行って定着ベルトの昇温時間が延長されたとしても、電圧検知開始から定着ベルトの昇温完了までの一連の動作を、コントローラの立ち上げ動作時間内で行うことが可能である。このため、プリンタの電源がオンにされたときは、その立ち上げ動作時に電圧検知を行う。
【００７０】
一方、待機状態からの復帰する場合は、すでにコントローラは立ち上がっているため、待機状態からの復帰時は、電源オンしたときの立ち上げ時に比べて、基本的に時間的余裕は少ない。しかし、復帰時に作像調整動作（プロセスコントロール）が行われる場合は、その動作に１５ｓｅｃ程度の時間がかかるため、電圧検知を行う時間的余裕ができる。ここで、作像調整動作とは、例えば、感光体電位やトナー濃度を検知し、これらの検出結果に基づいて感光体の帯電グリッドや現像バイアス等のプロセス条件を調整する動作である。本実施形態では、復帰動作開始直後に、プリンタが有する制御部で下記（１）〜（５）のいずれかの条件に該当するか否かを判定し（Ｓ２）、該当すると判定した場合に作像調整動作を実行する。
【００７１】
（１）復帰時に、待機状態となってから復帰するまでの使用雰囲気（画像形成装置の機内温度）の温度変化が１０ｄｅｇ以上となっている場合。
（２）復帰時に、待機状態となってから復帰するまでの使用雰囲気（画像形成装置の機内湿度）の湿度変化が３０％以上となっている場合。
（３）復帰時に、待機状態となってから復帰するまでの待機時間が５時間以上となっている場合。
（４）復帰時に、前回作像調整動作を行ってからのブラック印刷累積枚数が５００枚数以上となっている場合。
（５）復帰時に、前回作像調整動作を行ってからのカラー印刷累積枚数が２００枚数以上となっている場合。
なお、（１）〜（５）に示す条件及び数値は一例であり、これらに限定されるものではない。また、プリンタは、上記各条件を検知するための、図示しない温度検知手段、湿度検知手段、待機時間計測手段（タイマー）、印刷枚数記憶手段（カウンター）を備えている。
【００７２】
そして、上記各条件のいずれかの条件に該当すると判定し、作像調整動作を実行する場合は、その作像調整動作時に電圧検知を行う。一方、作像調整動作を実行しない場合は、時間的余裕がないので電圧検知を行わない。
【００７３】
上記のように、本実施形態では、時間的余裕がある場合、すなわち、プリンタの電源がオンにされたときの立ち上げ動作時、又は待機状態からの復帰時に作像調整動作を行う場合に電圧検知を行うが、これらの場合であっても、ハロゲンヒータへの通電開始前に定着ベルト又は加圧ローラの温度が高いときは電圧検知を行わない。定着ベルト又は加圧ローラの温度が初めから高いときは、電圧検知を行うと、一部のハロゲンヒータのみとはいえ、１００％デューティで所定時間点灯させるため、定着ベルトの温度が過剰に上がりすぎてしまう虞があるからである。そのため、本実施形態では、電圧検知の通電を行う前に、プリンタの制御部において、上記第１サーモパイルと第２サーモパイルの検知温度がいずれも６０℃以下であるかどうかについて確認し（Ｓ３）、それらの検知温度が６０℃以下の場合にのみ電圧検知を行う。反対に、第１サーモパイルと第２サーモパイルの検知温度の少なくとも一方が６０℃を超えているときは、電圧検知を行わない。
【００７４】
以上のように、本発明によれば、複数のハロゲンヒータのうちの一部のみを１００％デューティで所定時間（１〜２秒間）点灯させることで、定格電圧よりも高い電圧がハロゲンヒータに印加された場合であっても、定着ベルトを過昇温させることなく正確な電圧を検知することができる。これにより、定着ベルトの熱による劣化や損傷を防止することができると共に、正確な電圧検知結果に基づいて定着温度の管理を精度良く行うことができるようになる。
【００７５】
特に、上記実施形態のように、低熱容量化のために薄い定着ベルトを用いた構成においては、定着ベルトが温度上昇しやすいので、このような構成の定着装置に本発明の構成を適用することにより大きな効果を期待できる。
【００７６】
また、一部のハロゲンヒータのみを点灯させることで、定着ベルトの昇温時間が長くなってしまうが、上記実施形態では、電圧検知を時間的に余裕のあるときに行うことで、昇温時間が長くなることよる待ち時間の延長を回避又は軽減することができる。これにより、使いやすさを損なうことなく、電圧検知を行うことが可能となる。また、上記実施形態では、時間的余裕があっても、定着ベルトの温度が初めから高いときは電圧検知を行わないことで、定着ベルトの過昇温を確実に防止するようにしている。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、図７に示すように、ハロゲンヒータ２３を３本又はそれ以上備えた定着装置に本発明を適用することも可能である。この場合、電圧検知の際に点灯させるハロゲンヒータ２３は、上記実施形態と同様に、１本であってもよいし、あるいは２本（複数本）であってもよい。なお、図７において符号２５０で示す部材は、ニップ形成部材２４を囲むように設けられた板金であり、この場合、板金２５０を介してニップ形成部材２４はステー２５に支持されている。それ以外の構成については、上記図２に示す実施形態の構成と基本的に同様である。
【００７８】
また、本発明は、図８に示すように、定着ベルト２１を定着ローラ６３とハロゲンヒータ２３を内装する加熱ローラ６４によって張架した定着装置や、図９に示すように、定着ベルト２１に代えて、ハロゲンヒータ２３を内装する定着ローラ６３を用いた定着装置などにも適用可能である。これらの定着装置においても、一部のハロゲンヒータ２３のみを点灯させることで、定着ベルト２１や定着ローラ６３等の過昇温を防止しつつ、正確な電圧検知を行うことが可能である。特に、加熱ローラ６４や定着ローラ６３が薄肉で温度上昇しやすい場合は有効である。
【００７９】
また、本発明に係る定着装置は、図１に示すカラーレーザープリンタに限らず、モノクロ画像形成装置や、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に搭載することも可能である。
【符号の説明】
【００８０】
２０    定着装置
２１    定着ベルト（定着部材）
２２    加圧ローラ（対向部材）
２３Ａ  ハロゲンヒータ（加熱源）
２３Ｂ  ハロゲンヒータ（加熱源）
５５    電圧検知部
Ｎ      ニップ部
Ｐ      用紙（記録媒体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特開２００８−６５００２号公報
【図１】
0005963105.tif 000002
【図２】
0005963105.tif 000003
【図３】
0005963105.tif 000004
【図４】
0005963105.tif 000005
【図５】
0005963105.tif 000006
【図６】
0005963105.tif 000007
【図７】
0005963105.tif 000008
【図８】
0005963105.tif 000009
【図９】
0005963105.tif 000010