(57)【要約】  【課題】  加熱部材表面の温度制御が的確に行われる定着装置を提供すること。  【解決手段】  回転駆動する加圧ロール７３と、被記録媒体が挿通するニップ部Ｎを形成しつつ従動回転する定着ベルト７１と、定着ベルト７１を内部から押圧し、ニップ部Ｎを略平面状に形成する平面部Ｈを有する押圧支持体７２と、を有し、定着ベルト７１を、ハロゲンランプ７４との輻射熱により直接加熱するとともに、押圧支持体７２を介して熱伝導により加熱し、定着ベルト７１と押圧支持体７２との間に配置した温度センサ７６により定着ベルト７１の表面温度を測定する定着装置。  【選択図】  図２
2006251479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に転写された未定着像を、当該記録媒体に加熱定着させる定着装置であって、
回転駆動する回動部材と、
前記回動部材に対向して回転するベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に前記記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧支持体と、
前記ベルト部材を加熱する熱源と、
前記ベルト部材と前記押圧支持体との間に配置され、当該ベルト部材の温度を検知する又は所定の温度により作動する感温手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記感温手段は、前記押圧支持体の前記ベルト部材側の一部に形成された凹部に配置されることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記押圧支持体の前記ニップ部の上流側に形成されることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記感温手段は、前記ベルト部材の内面温度を測定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記感温手段は、前記押圧支持体の温度を測定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記感温手段は、前記ベルト部材又は前記押圧支持体の温度を検知する複数の温度センサからなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項７】
記録媒体に転写された未定着像を、当該記録媒体に加熱定着させる定着装置であって、
回転駆動する回動部材と、
前記回動部材に対向して回転するベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に前記記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧支持体と、
前記ベルト部材を加熱する熱源と、
前記ベルト部材の内側に配置され、前記ベルト部材の潰れを防止するベルト潰れ防止部材と、
前記ベルト部材を挟んで前記ベルト潰れ防止部材と対向する位置に配置され、当該ベルト部材の温度を検知する又は所定の温度により作動する感温手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
前記ベルト潰れ防止部材は、前記ベルト部材の内側面に接するように所定の曲線状の形状を有し、当該ベルト部材を内側から支えるように前記押圧支持体に固定配置されることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記ベルト潰れ防止部材は、前記ベルト部材の周方向に対して所定の角度を有するように配置されていることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１０】
複数の前記ベルト潰れ防止部材が、前記ベルト部材の周方向に直交する前記押圧支持体の長手方向に所定の間隔を有するように配置されていることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１１】
前記ベルト潰れ防止部材が、金属材料から構成されることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１２】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写されたトナー像を前記記録媒体に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
回転駆動する回動部材と、
前記回動部材に対向して回転するベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に前記記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧支持体と、
前記ベルト部材を加熱する熱源と、
前記ベルト部材の形状が変形しない一意に定まる位置に配置され、当該ベルト部材の温度を検知する又は所定の温度により作動する感温手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記感温手段は、前記ベルト部材と前記押圧支持体との間に配置されることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記感温手段は、前記ベルト部材を挟んで前記押圧支持体の開口部側に配置されることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは、定着部材等の正確な温度制御を行うことができる定着装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成技術が広く普及している。電子写真方式は、数多くのメリットを有し、例えば、印刷速度が速い、印刷版をその都度用意する必要が無い、種々の画像情報から直接画像を得ることができる、装置が比較的小型である、フルカラー化も容易であること等が挙げられる。
このような電子写真方式を採用した画像形成装置（電子写真装置）では、一般的に、先ず、潜像坦持体表面に静電潜像が形成される。次に、帯電されたトナーを潜像坦持体表面に接触させ、選択的にトナーを付着させたトナー画像が形成される。続いて、この付着させたトナーを、中間転写体を介し又は介さずに、被記録媒体に転写させる。そして、熱および／または圧力等により、転写されたトナーを被記録媒体表面に定着させて画像が得られる。
【０００３】
このような電子写真装置においては、通常、被記録媒体に転写させたトナーの定着には、加熱ロールと加圧ロールとを当接させた定着装置が用いられる。即ち、未定着トナー画像が形成された被記録媒体は、加熱ロールと加圧ロールとが当接して形成されたニップ部に挿通され、熱および／または圧力により未定着トナー画像のトナーが溶融し、その結果、被記録媒体にトナーが定着し、永久画像が形成される。このとき、加熱ロールおよび／または加圧ロールに代えて、エンドレスベルト状の加熱部材、加圧部材を用いることもある。
【０００４】
通常、定着装置における加熱ロールまたはエンドレスベルト等の加熱部材は、ハロゲンランプ等の熱源により内部から加熱部材を加熱する構造を有している。加熱部材に圧接された記録紙が加熱されることにより、未定着トナー像のトナーが記録紙に融着し、トナー像が記録紙に定着される。このため、定着装置の加熱部材は、その表面温度が一定の高温度に保たれていなければならない。トナー像の加熱温度が過度に高いと、トナー像が記録媒体上で冷却固化しにくくなり、定着ロールや定着ベルト等の定着部材にトナーがオフセットしてしまうおそれがある。また、加熱温度が過度に低いと、トナー像の加熱が不十分となり、記録媒体にトナーが良好には定着されないおそれがある。
【０００５】
このため、定着装置の定着部材は、定着時に一定の定着温度を保持するように、定着部材に対向させて、サーミスタ等の温度検出部材を設け、定着部材の表面温度をコントロールし、表面温度が所定の定着温度を維持するようにしている。さらに、定着部材の表面温度が異常に上昇した場合、即座にハロゲンランプ等の熱源の通電を停止するための保護部材として、サーモスタット、温度ヒューズ等の異常温度検知部材を定着部材の表面に対向させて設けている。
このような温度検出部材としてのサーミスタの場合は、例えば、加熱部材である加熱ロールに圧接させたサーミスタに流れる電流値から表面温度が検出される。検出された温度はトナー像及び記録媒体と直接に接触する部分の温度であるため、加熱ロールの表面温度を制御することができる（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
また、加熱部材の表面にサーミスタを接触させない測定方法も知られている。例えば、加圧ロールに加熱源を内蔵した加熱ロールを圧接し、この加熱ロールの近傍に設けた赤外線センサ及びサーミスタを搭載したセンサユニットユニットを用いて、加熱ロールから放射される赤外線を検知し、これに対応する検出値から加熱ロールの表面温度を測定する方法が報告されている（特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−０５４５１７号公報
【特許文献２】特開平０９−２１８１０２号公報
【特許文献３】特開平０５−１００５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１または２に記載されているようなサーミスタを加熱部材に圧接させて表面温度を検出する方法には、次のような問題点がある。即ち、サーミスタを加熱部材に圧接させた場合は、定着部材の表面に付着したオフセットトナーがサーミスタの温度検知面に付着しやすい。このため、温度検知面に付着したオフセットトナー量が増大すると、サーミスタによる加熱ロール表面の温度測定の精度が低下するおそれがある。また、サーミスタが接触することにより、回転駆動する定着部材の表面が傷つくおそれがあり、この傷が定着不良の原因となる場合がある。
【０００９】
一方、特許文献３に記載されているような加熱ロールの表面にサーミスタを接触させない測定方法の場合は、測定部位と画像形成部との間に温度差が生じる場合がある。さらに、継続して使用することにより、赤外線センサの受感部にトナーや紙粉等の汚れが付着すると、被測定物から入射する赤外線のエネルギーが低下し、温度測定の精度が低下するおそれがある。また、赤外線センサが高価であるため、定着装置のコストを大幅にアップさせるという問題を有している。
【００１０】
また、定着装置において加熱部材として円筒形状のエンドレスベルトを使用する場合は、加圧部材とエンドレスベルトの間にスリップが起こることがある。スリップ現象が生じると、静止状態となるエンドレスベルトは数秒で高温となり、円筒形状を保持できず変形や潰れが発生する。このため、サーモスタット等の保護部材とエンドレス部材の距離が変化して保護部材の誤動作となり、エンドレスベルト表面の温度制御が困難となり、発煙・発火等の問題が生じる場合が考えられる。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、加熱部材表面の温度制御が的確に行われる定着装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、加熱部材表面の温度制御が的確に行われる定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を達成するために、本発明では、内部に熱源を設けたエンドレスベルトを加熱部材として使用し、エンドレスベルトを効率よく加熱するとともに、熱源からの輻射熱が温度センサに直接当たらない構成を採用した。
即ち、本発明によれば、記録媒体に転写された未定着像を、記録媒体に加熱定着させる定着装置であって、回転駆動する回動部材と、回動部材に対向して回転するベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧支持体と、ベルト部材を加熱する熱源と、ベルト部材と押圧支持体との間に配置され、ベルト部材の温度を検知する又は所定の温度により作動する感温手段と、を有することを特徴とする定着装置が提供される。
【００１３】
ここで、本発明が適用される定着装置において、感温手段は、押圧支持体のベルト部材側の一部に形成された凹部に配置されることが好ましい。特に、この押圧支持体の一部に形成された凹部は、押圧支持体のニップ部の上流側に設けられることが好ましい。感温手段を押圧支持体の凹部に配置することにより、例えば、定着ベルトの形状を変形させることなく、定着ベルトの温度を検知することができる。
また、感温手段をベルト部材と押圧支持体の間に配置することにより、感温手段が熱源からの輻射熱を直接受けることがないので、ベルト部材の裏面温度または押圧支持体側の表面温度を正確に測定することができる。
この場合、感温手段は、ベルト部材の内面温度を測定するものであり、さらに、感温手段は、押圧支持体の温度を測定するものであっても良い。本発明が適用される定着装置においては、このような感温手段として、複数の温度センサを設けることができる。
【００１４】
次に、本発明によれば、記録媒体に転写された未定着像を、記録媒体に加熱定着させる定着装置であって、回転駆動する回動部材と、回動部材に対向して回転するベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧支持体と、ベルト部材を加熱する熱源と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材の潰れを防止するベルト潰れ防止部材と、ベルト部材を挟んでベルト潰れ防止部材と対向する位置に配置され、ベルト部材の温度を検知する又は所定の温度により作動する感温手段と、を有する定着装置が提供される。
【００１５】
ここで、本発明が適用される定着装置において、ベルト潰れ防止部材は、ベルト部材の内側面に接するように所定の曲線状の形状を有し、ベルト部材を内側から支えるように押圧支持体に固定配置されることが好ましい。
ベルト潰れ防止部材を設けることにより、感温手段がベルト部材と接触または所定の間隔で近接配置されている場合は、ベルト部材の変形が防止され、感温手段の誤動作を防止することができる。
また、ベルト潰れ防止部材は、ベルト部材の周方向に対して所定の角度を有するように配置されていることが好ましい。熱源からベルト部材に供給された輻射熱が、ベルト潰れ防止部材の特定の部分のみで遮断されることがない。
さらに、複数のベルト潰れ防止部材が、ベルト部材の周方向に直交する押圧支持体の長手方向に所定の間隔を有するように配置されていることが好ましい。感温手段と略対向している部分以外のベルト部材の潰れも防止でき、より安全性を高めることができる。ベルト潰れ防止部材は、金属材料から構成されることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明によれば、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段とを含み、定着手段は、回転駆動する回動部材と、回動部材に対向して回転するベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧支持体と、ベルト部材を加熱する熱源と、ベルト部材の形状が変形しない一意に定まる位置に配置され、ベルト部材の温度を検知する又は所定の温度により作動する感温手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、定着装置における加熱部材表面の温度制御を的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について、図面に基づき説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。
（画像形成装置）
初めに、画像形成装置について説明する。
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置を説明するための概略構成図である。図１には、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置が示されている。図１に示された画像形成装置１００は、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１９】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図１中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００２０】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は、１０６Ωｃｍ〜１０１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚さは、例えば、０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって、図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモーター（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１と、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３と、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５と、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４と、を有している。
【００２１】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６により構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００２２】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５と、によって構成される。バックアップロール２５は、ＥＰＤＭゴムからなる内層部とカーボンを分散したＥＰＤＭ及びＮＢＲのブレンドゴムからなるチューブ状の表面層とから構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７Ω／□〜１０１０Ω／□となるように形成され、硬度は、例えば７０°（アスカーＣ）に設定されている。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００２３】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層と、で構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムから形成され、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２４】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
【００２５】
さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０と、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１と、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３と、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６と、を備えている。
【００２６】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
図１に示すような画像形成装置では、画像読取装置（ＩＩＴ）（図示せず）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）等から出力される画像データは、画像処理装置（ＩＰＳ）（図示せず）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２７】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２８】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により、中間転写ベルト１５の基材に対し、トナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００２９】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００３０】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００３１】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００３２】
（定着装置）
次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置６０について説明する。
図２は、第１の実施の形態が適用される定着装置６０の構成を説明するための側断面図である。定着装置６０は、回動部材として矢印Ｂ方向に回転する加圧ロール７３と、加圧ロール７３に当接し、トナー像を担持した用紙Ｐが矢印Ｃ方向に挿通されるニップ部Ｎを形成しつつ矢印Ａ方向に回転するベルト部材としての定着ベルト７１と、定着ベルト７１を押圧し、ニップ部Ｎを略平面状に形成する平面部Ｈを有する押圧支持体７２と、により主要部が構成されている。本実施の形態においては、定着ベルト７１は、耐熱性エンドレスベルトである。
定着ベルト７１の周内には、定着ベルト７１とともに押圧支持体７２を加熱するための熱源として、出力５００Ｗ〜１０００Ｗのハロゲンランプ７４が配されている。さらに、押圧支持体７２のニップ部Ｎの上流側に、用紙Ｐが進行する矢印Ｃ方向と直行する長手方向に凹部７５が形成されており、凹部７５には、感温手段として定着ベルト７１の温度を検知するための温度センサ７６が設けられている。
【００３３】
加圧ロール７３は、定着ベルト７１に対向するように配置され、図示しない駆動モーターにより矢印Ｂ方向に回転し、この回転により定着ベルト７１が回転するように構成されている。加圧ロール７３は、金属製の芯金にウレタンフォーム等の高弾性材料からなる弾性層を形成してなる、いわゆるソフトロールを用いている。加圧ロール７３がソフトロールであるため、ニップ部Ｎにおいて加圧ロール７３が適切に凹み、ニップ部Ｎの形状が、押圧支持体７２の平面部Ｈの影響を受けて、略平面状となる。尚、加圧ロール７３の表面性状は、加圧ロール７３が押圧支持体７２の平面部Ｈと当接する際に、略平面状となる程度の弾力性または柔軟性を有し、目的に応じて各種材料を適宜選択することができる。
【００３４】
ベルト部材としての定着ベルト７１は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトである。定着ベルト７１は、押圧支持体７２と定着ベルト７１の両端部に配置されたエッジガイド部材（図示せず）と、によって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Ｎにおいて加圧ロール７３に対して圧接されるように配置され、加圧ロール７３に従動して回動する。
【００３５】
図３は、定着装置６０に用いる定着ベルト７１の構成を説明するための概略断面図である。図３に示すように、定着ベルト７１は、トナー像を担持した用紙Ｐと接触する表面層としての離型層７１ａと、離型層７１ａの反対側に設けられ、押圧支持体７２と接触する熱吸収性層７１ｂとにより構成されている。
ここで、熱吸収性層７１ｂは、熱吸収性を高めるように処理された層であって、例えば、ハロゲンランプ７４から供給される輻射熱を吸収しやすい、例えば、黒色等に着色されている層である。定着ベルト７１が熱吸収性層７１ｂを有していることにより、ハロゲンランプ７４から供給される輻射熱が少ない場合であっても、短時間にかつ効率的に必要な定着ベルト７１を加熱することができる。
【００３６】
離型層７１ａを構成する材料は特に限定されないが、通常、トナー像の離型性が良好で、且つ、耐久性の良い材料が使用される。具体的には、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。本実施の形態における離型層７１ａでは、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コポリマー（ＰＦＡ）を用いている。また、離型層７１ａの厚さは特に限定されないが、通常、１μｍ〜３０μｍ程度である。本実施の形態における離型層７１ａの厚さは３０μｍである。
【００３７】
熱吸収性層７１ｂを構成する材料は特に限定されないが、通常、ハロゲンランプ７４から供給された輻射熱を定着ベルト７１に吸収させやすくするために、熱吸収性を向上させる処理が施された材料が使用される。具体的には、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素ゴム、シリコーンゴム等にカーボンブラック等の熱伝導性補強剤を配合したものが挙げられる。本実施の形態における熱吸収性層７１ｂにおいては、ポリイミド樹脂にカーボンブラックを配合したものが挙げられる。また、熱吸収性層７１ｂの厚さは特に限定されないが、通常、４０μｍ〜８０μｍ程度である。本実施の形態における熱吸収性層７１ｂの厚さは８０μｍである。
尚、ＰＦＡ等のフッ素樹脂とカーボンブラックとの配合物を用いる場合は、定着ベルト７１を、熱吸収性層７１ｂのみの単層構造とすることができる。この場合、離型性と熱吸収性とを兼ね備えた炭層構造の定着ベルト７１とすることができる。
【００３８】
押圧支持体７２は、加圧ロール７３側の平面部Ｈにおいて定着ベルト７１を介して加圧ロール７３に押圧される状態で配置され、ニップ部Ｎを形成している。押圧支持体７２は、鉄、アルミ等の耐久性、耐熱性の良い材料を用いており、平面部Ｈとは反対側が開口した状態となっている。また、押圧支持体７２は、少なくとも、平面部Ｈのハロゲンランプ７４に対向する面に熱吸収処理が施されていることが好ましい。平面部Ｈのハロゲンランプ７４に対向する面に熱吸収処理が施されていることにより、熱源としてのハロゲンランプ７４からの輻射熱を吸収しやすく、さらに、平面部Ｈにおいてニップ部Ｎに効率的に熱を伝達することができる。
ここで、「熱吸収処理」とは、ハロゲンランプ７４からの供給された輻射熱の吸収性を高めるように施される処理であり、例えば、黒色化処理等が挙げられる。また、前述した定着ベルト７１の熱吸収性層７１ｂのような層を設けることもできる。
【００３９】
押圧支持体７２は、ハロゲンランプ７４からの熱を定着ベルト７１に供給する導電体であるとともに圧力部材としても機能している。即ち、図２に示すように、押圧支持体７２の平面部Ｈは略平面状であり、加圧ロール７３によって十分な加圧力が、定着ベルト７１に加えられるため、加圧ロール７３が回転することにより、定着ベルト７１および用紙Ｐが共に搬送される。このときニップ部Ｎも略平面状に形作られているため、両者の搬送速度（線速度）が略同一となり、紙しわやカールの発生を防止することができる。
【００４０】
ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは、ニップ部Ｎの出口領域において定着ベルト７１の曲率の変化によって定着ベルト７１から剥離される。そして、図１に示した画像形成装置の二次転写部２０において、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって定着装置６０のニップ部Ｎに導かれる。用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、用紙Ｐ上のトナー像は、ニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ベルト７１側のハロゲンランプ７４から供給される熱とによって定着される。
【００４１】
熱源としてのハロゲンランプ７４は、円筒状のガラス製ランプ管の略軸心にフィラメントが配された構造を有している。図２に示すように、ハロゲンランプ７４は、耐熱性エンドレスベルトとしての定着ベルト７１の軸中心位置よりも、ニップ部Ｎに近い位置に配置されることが好ましい。本実施の形態においては、ハロゲンランプ７４は、定着ベルト７１の軸中心位置から、ニップ部Ｎに近い方向に７ｍｍだけ偏移した位置に配されており、ニップ部Ｎを主に加熱するように構成されている。
ハロゲンランプ７４をニップ部Ｎに近い位置に配置することにより、ハロゲンランプ７４が押圧支持体７２に近づき、一方、定着ベルト７１との距離が大きくなる。ハロゲンランプ７４を押圧支持体７２に近づけることにより、多くのエネルギーを必要とする押圧支持体７２に、より多くの輻射熱が照射される。一方、定着ベルト７１とハロゲンランプ７４との距離を大きくすることにより、ハロゲンランプ７４から定着ベルト７１に直接照射される輻射熱が抑えられ、効率良く輻射熱が利用される。
【００４２】
感温手段としての温度センサ７６は凹部７５に配置され、温度センサ７６により定着ベルト７１の内面または押圧支持体７２の外面の温度が測定される。測定結果は、ハロゲンランプ７４にフィードバックされ、定着ベルト７１の内面または押圧支持体７２の外面の温度制御が行われる。
本実施の形態が適用される定着装置６０において、温度センサ７６は接触式サーミスタを用いており、押圧支持体７２にネジ留めされている。更に、凹部７５に少なくとも２つ以上の温度センサ７６を配置し、それぞれ、押圧支持体７２の温度と定着ベルト７１の内面温度とを測定し、両者の温度を比較し、その結果に基づきハロゲンランプ７４をコントロールすることにより正確に温度コントロールを行うことができる。      
【００４３】
次に、定着装置６０の作用について説明する。
本実施の形態が適用される定着装置６０においては、定着ベルト７１の周内に配されたハロゲンランプ７４からの輻射熱により定着ベルト７１を直接加熱するとともに、押圧支持体７２を介して熱伝導により定着ベルト７１を加熱している。
ここで、押圧支持体７２は、平面部Ｈから定着ベルト７１の進行方向の前後に向けて、ハロゲンランプ７４を取り囲むように延伸し、かつ、ハロゲンランプ７４を基点として、平面部Ｈの反対側の少なくとも一部が開口する構造を有している。
【００４４】
図２に示すように、定着装置６０は、まず、ハロゲンランプ７４を取り囲む形状に成形されている押圧支持体７２が、ハロゲンランプ７４からの輻射熱により加熱され、平面部Ｈにおいて当接する定着ベルト７１を熱伝導により加熱する。平面部Ｈは、定着装置６０のニップ部Ｎに相当し、被記録媒体であるトナー像を担持した用紙Ｐに効率的に熱を与えることができる。
さらに、押圧支持体７２が、ハロゲンランプ７４を基点として、平面部Ｈの反対側の少なくとも一部が開口して成形されているため、ハロゲンランプ７４からの輻射熱は、開口部において押圧支持体７２に遮蔽されることなく定着ベルト７１を直接加熱する。このため、定着ベルト７１は、ニップ部Ｎにおいて熱が奪われ、かつ回転動作により押圧支持体７２の平面部Ｈから遠ざかることによりさらに冷却される場合であっても、平面部Ｈ以外の位置で、ハロゲンランプ７４からの輻射熱により直接加熱することができる。
【００４５】
また、定着装置６０においては、通常、被記録媒体に直接作用するニップ部Ｎへ熱を伝達する押圧支持体７２に多くの熱が輻射されなければならない。一方、定着ベルト７１の、押圧支持体７２の開口部を通してハロゲンランプ７４から直接加熱される部位は、ニップ部Ｎの対極にあるため、多くの熱は必要とされない。このため、ハロゲンランプ７４からの輻射熱を有効に押圧支持体７２に与えつつ、定着ベルト７１を直接加熱するに必要十分な輻射熱を開口部から放射させるように、押圧支持体７２を、適切にハロゲンランプ７４を取り囲む形状とすることが好ましい。
【００４６】
図２に示すように、本実施の形態が適用される定着装置６０においては、温度センサ７６を定着ベルト７１と押圧支持体７２の間に配置することに特徴を有している。特に、押圧支持体７２の一部に形成された凹部７５に温度センサ７６を配置することにより、定着ベルト７１の形状を変形させることなく定着ベルト７１の温度を検知することができる。
また、温度センサ７６を定着ベルト７１と押圧支持体７２の間に配置することにより、温度センサ７６がハロゲンランプ７４からの輻射熱を直接受けることがなく、定着ベルト７１の裏面温度または押圧支持体７２側面温度を正確に測定することができる。
【００４７】
さらに、温度センサ７６を定着ベルト７１の内面に配置することにより、従来、定着部材の表面に付着したオフセットトナーがサーミスタの温度検知面に付着することが原因とされた温度測定の精度低下や、或いは、回転駆動する定着部材の表面に接触するサーミスタ等により定着部材の表面が傷つくような問題を防止することができる。また、ウォームアップの短縮が実現されることにより、インスタントスタート性に優れ、プリント停止等のトラブルが抑制され、高速適性にも優れた定着装置を実現することができる。
【００４８】
また、本実施の形態が適用される定着装置６０においては、温度センサ７６をニップ部Ｎの上流側に配置することに特徴を有している。温度センサ７６をニップ部Ｎの上流側に配置することにより、定着ベルト７１または押圧支持体７２を、定着に必要な温度に精度良くコントロールすることができる。
【００４９】
このように、本実施の形態が適用される定着装置６０によれば、定着側の定着部材として定着ベルト（耐熱性エンドレスベルト）７１を用いているため、元々インスタントスタート性に優れている。また、ニップ部Ｎを押圧支持体７２を介して熱伝導により加熱するとともに、ニップ部Ｎ以外でもハロゲンランプ７４からの輻射熱により加熱するように構成されているので、定着ベルト７１の温度低下が抑制され、より高いインスタントスタート性が実現でき、しかも高速適性にも優れている。更に、温度センサ７６を定着ベルト７１内面に配置するため、定着ベルト７１の表面に付着したオフセットトナーが温度センサ７６の温度検知面に付着することがなく、このため、温度測定の精度低下や、温度センサ７６が接触することによる定着ベルト７１の表面傷の発生を防止することができる。
【００５０】
次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置の第２の実施の形態について説明する。
図４は、第２の実施の形態が適用される定着装置７０の構成を説明するための側断面図である。尚、図２において、第１の実施の形態として説明した定着装置６０と重複する構成については同じ符号を使用し、説明を省略する。
図４に示すように、定着装置７０は、回動部材として矢印Ｂ方向に回転する加圧ロール７３と、加圧ロール７３に当接してニップ部Ｎを形成しつつ矢印Ａ方向に回転する定着ベルト７１と、定着ベルト７１を押圧して平面部Ｈを有する押圧支持体７２と、により主要部が構成されている。
尚、定着ベルト７１の周内には、定着ベルト７１とともに押圧支持体７２を加熱するための熱源としてのハロゲンランプ７４が配されている。また、押圧支持体７２のニップ部Ｎの上流側に、用紙Ｐが進行する矢印Ｃ方向と直行する長手方向に凹部７５が形成されており、凹部７５には、温度センサ７６が設けられている。
さらに、定着装置７０は、定着ベルト７１の潰れを防止するエンドレスベルト潰れ防止部材７８が、押圧支持体７２の開口部側に固定配置されている。さらに、定着ベルト７１の温度が過度に上昇した場合にハロゲンランプ７４の通電を停止するように作動する感温手段としての保護部材７７を有している。保護部材７７としては、例えば、サーモスタット、温度ヒューズ等が挙げられる。図４に示すように、保護部材７７は、ニップ部Ｎとは反対側の、定着ベルト７１を挟んでエンドレスベルト潰れ防止部材７８と略対向する位置に、接触または所定の間隔で近接配置されている。
【００５１】
エンドレスベルト潰れ防止部材７８は、金属材料等の耐熱性材料から構成されている。図４に示すように、エンドレスベルト潰れ防止部材７８は、原形が円筒形状の定着ベルト７１の内面に接するように所定の曲線状の形状を有し、定着ベルト７１を内側から支えるように押圧支持体７２の開口部側に固定配置されている。
また、保護部材７７は、例えば、サーモスタット、温度ヒューズ等の感温手段として機能する温度過昇検知部材が用いられ、定着ベルト７１の温度が過度に上昇した場合に作動し、即座にハロゲンランプ７４の通電が停止される。
ここで、図４に示すように、本実施の形態が適用される定着装置７０においては、感温手段としての保護部材７７を、定着ベルト７１を挟んでエンドレスベルト潰れ防止部材７８と略対向する位置に、接触または所定の間隔で近接配置されている。保護部材７７が配置された位置では、エンドレスベルト潰れ防止部材７８により定着ベルト７１の変形が防止されるので、保護部材７７の誤動作を防止することができる。
【００５２】
ここで、図５は、エンドレスベルト潰れ防止部材７８と保護部材７７との配置を説明するための図である。図５（ａ）は、保護部材７７が取り付けられたエンドレスベルト潰れ防止部材７８の斜視図である。図５（ｂ）は、エンドレスベルト潰れ防止部材７８と保護部材７７の配置を示す平面図である。
図５（ａ）に示すように、所定の曲線状の形状を有するエンドレスベルト潰れ防止部材７８は、押圧支持体７２の開口部側に固定配置されている。次に、図５（ｂ）に示すように、エンドレスベルト潰れ防止部材７８は、定着ベルト７１の周方向（Ａ）に対して、所定の角度（α）を有するように斜め方向に配置されている。エンドレスベルト潰れ防止部材７８を定着ベルト７１の周方向（Ａ）に対して、所定の角度（α）を有するように斜め方向に配置することにより、ハロゲンランプ７４から供給された輻射熱が、特定の部分のみで遮断されることがない。特に、定着ベルト７１の内面の一部と、エンドレスベルト潰れ防止部材７８とが、常に接触することがないため、定着ベルト７１の破損を防止することができる。所定の角度（α）の範囲は、特に限定されないが、通常、３０度〜６０度である。
【００５３】
また、図５（ｂ）に示すように、複数のエンドレスベルト潰れ防止部材７８が、定着ベルト７１の周方向（Ａ）に直交する押圧支持体７２の長手方向に所定の間隔（Ｌ）を有するように、押圧支持体７２の開口部側に固定配置されている。押圧支持体７２に取り付けられるエンドレスベルト潰れ防止部材７８の個数は特に限定されないが、少なくとも１個が必要である。所定の間隔（Ｌ）の範囲は、特に限定されないが、通常、１０ｍｍ〜１５ｍｍである。
エンドレスベルト潰れ防止部材７８が所定の間隔（Ｌ）で、定着ベルト７１の周方向（Ａ）に直交し、押圧支持体７２の長手方向に複数配置することにより、保護部材７７と略対向している部分以外の定着ベルト７１の潰れも防止でき、より安全性を高めることができる。
さらに、図５（ｂ）に示すように、保護部材７７は、エンドレスベルト潰れ防止部材７８と略対向位置に配置されている。
【００５４】
エンドレスベルト潰れ防止部材７８を押圧支持体７２に取り付けることにより、定着ベルト７１が、スリップ等によって静止状態のままハロゲンランプ７４からの輻射熱を受けて高温となり変形や潰れが発生した場合でも、エンドレスベルト潰れ防止部材７８が支えとなり、保護部材７７との間隔を一定に保つことができる。その結果、保護部材７７の誤動作を防止でき、定着ベルト７１が、発煙・発火する等の問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態が適用される定着装置の構成を説明するための側断面図である。
【図３】第１の実施の形態が適用される定着装置に用いる定着ベルトの構成を説明するための概略構成図である。
【図４】第２の実施の形態が適用される定着装置の構成を説明するための側断面図である。
【図５】エンドレスベルト潰れ防止部材と保護部材との配置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０，７０…定着装置、７１…定着ベルト、７１ａ…離型層、７１ｂ…熱吸収性層、７２…押圧支持体、７３…加圧ロール、７４…ハロゲンランプ、７５…凹部、７６…温度センサ、７７…保護部材、７８…エンドレスベルト潰れ防止部材
【図１】
2006251479.tif 000003
【図２】
2006251479.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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