(57)【要約】【課題】フィルム加熱方式の定着装置４０において、ヒータ表面の摺動層６０ｄまたは定着フィルム４１のダメージを抑制し、かつ記録材搬送中の搬送遅延およびそれに起因する画像不良を防止する。【解決手段】定着装置を記録材が通過していない時のみ、定着フィルム４１を回転させる回転機構４８、４２を駆動するモータ７２に対する上限電流値を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持した記録材をニップで挟持搬送してトナー像を加熱する画像加熱装置であって、
エンドレス状の移動部材と、
前記移動部材の内面が摺動する摺動部材と、
前記移動部材を介して前記摺動部材と圧接して前記移動部材との間に前記ニップを形成する加圧部材と、
前記移動部材を回転させる回転機構と、
前記回転機構を駆動するモータと、
前記モータを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記モータの負荷トルクが変動しても前記移動部材の回転速度は所定の速度に保持されるように前記モータに対する電流値を調整する第１の制御モードと、前記モータに対する上限電流値を設定した第２の制御モードと、を実施可能であり、記録材が前記ニップを通過していないときには前記第２の制御モードを実施することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記第１の制御モードにおいて前記モータに対する上限電流値が設定される場合において当該上限電流値は前記第２の制御モードにおける前記上限電流値よりも高く設定することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記上限電流値は、前記モータに印加する電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比の上限値を設定することにより制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記上限電流値は、前記モータに印加する電圧値に上限値を設けることにより制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記電圧の上限値は、前記モータの定格電圧以下であることを特徴とする請求項４に記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記モータはブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項７】
前記移動部材の基層は耐熱性の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記移動部材の基層は金属製スリーブであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項９】
前記移動部材の内面または前記摺動部材の表面の少なくともいずれか一方に耐熱性の樹脂がコーティングされていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項１０】
前記加圧部材が駆動回転体であり、当該駆動回転体が回転駆動されることにより前記移動部材が前記摺動部材に摺動しつつ回転することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項１１】
前記摺動部材が前記移動部材を加熱するヒータもしくは前記ヒータおよび当該ヒータを保持している保持部材の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式などの複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載する定着装置として用いれば好適な画像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に搭載される定着装置として、フィルム加熱方式の装置が知られている。この装置は、クイックスタート性（オンデマンド性）を有し、スタンバイ時に装置に電力を極力供給せず、消費電力を極力低く抑えた、省エネルギータイプの装置である。
【０００３】
代表的な装置構成として、加熱体に移動部材としての無端状の耐熱フィルムをルーズに外嵌し、フィルムを挟んで加熱体と対向した位置を加圧部材により押圧して圧接ニップ部（定着ニップ部）を形成している。この定着ニップ部に記録材を導入してフィルムに密着させて定着ニップ部を通過させることで、加熱体の熱を、フィルムを介して記録材に与えて未定着画像を記録材面に加熱定着させるものである。近年では、耐熱フィルムの代わりに、熱伝導率の高い金属性の薄肉スリーブ（金属スリーブ）を用いることにより、さらに熱効率を向上させているものもある。
【０００４】
ここで、記録材を搬送するために加圧部材を回転駆動し、フィルムは加圧部材表面および記録材との摩擦力により従動回転させている。このような構成ではフィルム内面と加熱体の摩擦力を低減するために、フィルムと加熱体表面の間に耐熱性グリスを介在させている。また、フィルムの代わりに金属スリーブを用いる場合は、さらにスリーブの内面および摺動部材の表面の少なくとも一方に耐熱性樹脂コーティングを施しているものもある。
【０００５】
しかしながら、フィルムまたは金属スリーブと加熱体の間の摩擦力は大きく上昇する場合がある。摩擦力が大きく上昇した状態で、フィルムや金属スリーブが加熱体と摺動回転するような動作を繰り返すと、フィルムの破損の恐れがある。また、金属スリーブを用いている場合には、金属スリーブ内面または加熱体表面の耐熱性樹脂コーティングの剥がれが発生し、金属スリーブの回転不良を引き起こす可能性がある。
【０００６】
上記問題を解決するために、予め加熱体を加熱して、耐熱性グリスの潤滑性を向上させてからフィルムや金属スリーブを摺動回転させる方法が提案されている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−７６６３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし上記摩擦力には大きなばらつきがあるため、装置の過酷条件下ではフィルムの破損や金属スリーブの回転不良の事象発生の可能性が大きくなる。上記摩擦力のばらつきは表面粗さ等の部品ばらつきだけでなく、装置の使用環境、使用条件、耐久枚数等のようにユーザーの使い方による影響も大きいため、ばらつきを抑えることは困難である。
【０００９】
以上の理由により、摩擦力上昇によって引き起こされる耐熱性樹脂コーティングの摩耗やフィルムの破損は、装置のさらなる高寿命化の課題となっていた。本発明の目的はこの課題を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、トナー像を担持した記録材をニップで挟持搬送してトナー像を加熱する画像加熱装置であって、エンドレス状の移動部材と、前記移動部材の内面が摺動する摺動部材と、前記移動部材を介して前記摺動部材と圧接して前記移動部材との間に前記ニップを形成する加圧部材と、前記移動部材を回転させる回転機構と、前記回転機構を駆動するモータと、前記モータを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記モータの負荷トルクが変動しても前記移動部材の回転速度は所定の速度に保持されるように前記モータに対する電流値を調整する第１の制御モードと、前記モータに対する上限電流値を設定した第２の制御モードと、を実施可能であり、記録材が前記ニップを通過していないときには前記第２の制御モードを実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、移動部材と摺動部材との摩擦力上昇によって引き起こされる移動部材や摺動部材へのダメージが少なく、装置の高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における負荷トルクとプロセス速度を説明する図
【図２】画像形成装置例の構成説明図
【図３】定着装置の要部の概略図
【図４】定着装置の長手方向構成概略図
【図５】ヒータ温度と負荷トルクの関係を説明する図
【図６】モータ電流制御方法を説明する図
【図７】非通紙時のモータ回転制御を説明する図
【図８】通紙時のモータ回転制御を説明する図
【図９】比較例１における負荷トルクとプロセス速度を説明する図
【図１０】比較例２における負荷トルクとプロセス速度を説明する図
【図１１】実施例２における非通紙時のモータ電流制御方法を説明する図
【図１２】通紙時のモータ電流制御方法を説明する図
【図１３】非通紙時のモータ回転制御を説明する図
【図１４】通紙時のモータ回転制御を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の実施形態を例示的に詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対的配置などは、特に記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
《実施例１》
＜画像形成装置の構成＞
図２は本実施例１における画像形成装置Ａの概略構成を示す模式図であり、プロセス速度１３５ｍｍ／ｓ、スループット３０ｐｐｍ（Ａ４サイズ横送り）の、中間転写方式−タンデム型のフルカラー電子写真プリンタである。装置Ａはプリントサーバ等の外部装置Ｂから制御部（制御手段）Ｃに入力する画像情報に基づいて装置本体Ａ１の内部の画像形成部Ａ２が画像形成動作（プリント動作）してシート状の記録材Ｐにフルカラー又はモノカラーのトナー画像を形成することができる。制御部Ｃは画像形成装置Ａを統括的に制御する。
【００１５】
記録材（以下、用紙と記す）Ｐにトナー画像を形成する画像形成部Ａ２は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の色トナー像を形成する４つの作像ユニット１（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）を有する。各作像ユニット１は、それぞれ、感光体ドラム（以下、ドラムと記す）２、帯電器３、レーザースキャナ（像露光器）４、現像器５、１次転写ローラ６、ドラムクリーナー７等の所定の電子写真プロセス機器を有する。なお、図の煩雑を避けるために、作像ユニット１Ｙ以外の他の作像ユニット１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋにおけるこれらの機器に対する符号の記入は省略した。
【００１６】
更に、画像形成部Ａ２は、１次転写ローラ６により各ドラム２から転写したトナー像を担持して搬送する中間転写ベルト（以下、ＩＴＢと記す）９を備えたベルトユニット８と、ＩＴＢ９から用紙Ｐにトナー像を転写する２次転写ローラ１０を有する。以上の構成の画像形成部Ａ２の電子写真プロセスや画像形成動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。
【００１７】
用紙Ｐはカセット１１から所定の制御タイミングにて１枚分離給送される。そして、用紙Ｐは縦搬送パス１２により上方へ搬送され、レジストローラ対１３により所定の制御タイミングにてＩＴＢ９と２次転写ローラ１０とで形成される２次転写ニップ部（以下、Ｎ２ニップ部と記す）１４に導入される。用紙ＰはＮ２ニップ部１４を挟持搬送される過程でＩＴＢ９側からトナー像の２次転写を受ける。
【００１８】
Ｎ２ニップ部１４を出た用紙ＰはＩＴＢ９から分離されて定着装置（定着部）４０に導入され、用紙Ｐ上のトナー像が固着像として熱圧定着される。定着装置４０を出た用紙Ｐは画像形成物として排紙ローラ対１５によって排紙トレー１６上に送り出される。
【００１９】
＜定着装置の構成＞
図３の（ａ）は定着装置４０の要部の横断面模式図、（ｂ）は（ａ）の部分的拡大図である。図４は定着装置４０を用紙搬送方向下流側（図３の（ａ）の矢印（４）方向）から見た、途中部分省略、一部切欠きの装置背面模式図である。この定着装置４０は、基本的には、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報等に開示のフィルム（ベルト）加熱方式−加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）のオンデマンドの画像加熱装置である。
【００２０】
当該装置４０は、大別して、エンドレス状（筒状）の可撓性回転体（移動部材）としての定着スリーブ４１を備えた加熱ユニット４３、加圧回転体（加圧部材）としての加圧ローラ４２、これらを収容した装置フレーム４４、により構成されている。加熱ユニット４３は、定着スリーブ４１、ヒータ６０、ヒータホルダ６１、加圧ステー６２、端末部材６３（Ａ・Ｂ）などによるアセンブリである。
【００２１】
一対の回転体としての定着スリーブ（以下、スリーブと記す）４１と加圧ローラ４２との協働によりニップ部（定着ニップ部：ニップ）Ｎが形成される。ニップ部Ｎは画像形成部Ａ２から導入される未定着トナー像ｔを担持している用紙Ｐを挟持搬送してトナー像ｔを熱と圧力で固着像として定着する部分である。スリーブ４１はニップ部Ｎにおいて画像ｔを担持する用紙Ｐと接触しつつ回転する。
【００２２】
（スリーブ）
スリーブ４１は、エンドレス状に形成した基層４１ａの外周に弾性層４１ｂを形成し、弾性層４１ｂの外周に離型性層４１ｃを形成した、全体的に可撓性を有する肉薄の伝熱部材である。本実施例のスリーブ４１は自由状態においては自身の弾性により外径２４ｍｍのほぼ円筒形状を呈する。
【００２３】
基層４１ａには、ポリイミド等の樹脂系材料（耐熱性の樹脂フィルム）、もしくはＳＵＳ等の金属系材料（金属製スリーブ）が用いられる。本実施例においては、強度との兼ね合いから厚さ３０μｍでエンドレス状に形成したＳＵＳスリーブを用いた。
【００２４】
弾性層４１ｂはクイックスタートの観点から極力熱伝導率の高い材質を用いることが望ましい。よって本実施例においては、弾性層４１ｂとして、熱伝導率が約１．０×１０−３ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋのシリコーンゴムで、厚みを約２５０μｍのものを用いた。
【００２５】
離型性層４１ｃは、スリーブ４１の表面にトナーが一旦付着し、再度用紙Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止するために設けられている。離型性層４１ｃの材料として、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂等が用いられる。本実施例においては、離型性層４１ｃを厚さ約３０μｍのＰＦＡチューブとし、そのＰＦＡチューブを弾性層４１ｂであるシリコーンゴムの外周面に被覆している。
【００２６】
（ヒータ）
ヒータ６０は通電により急峻に昇温する低熱容量の細長で薄板状の発熱体であり、本実施例では背面加熱型のセラミックヒータである。ヒータ６０は長手方向に細長い基板６０ａを有する。この基板６０ａは、アルミナや窒化アルミ等のセラミックから成る良熱伝導性の絶縁性基板である。本実施例では基板６０ａは、熱容量と強度との兼ね合いから厚み１ｍｍ、幅８ｍｍ、長手サイズ３７５ｍｍの長方形に形成したアルミナを用いている。
【００２７】
基板６０ａの裏面には、基板６０ａの長手方向に沿って抵抗発熱体層６０ｂが形成されている。抵抗発熱体層６０ｂは、ＡｇＰｄ合金や、ＮｉＳｎ合金、ＲｕＯ2合金等を主成分とするものであり、厚さ約１０μｍ、長さ３１０ｍｍ、幅４ｍｍに成型されている。抵抗発熱体層６０ｂは、両端部から通電されることにより発熱する。
【００２８】
絶縁ガラス層６０ｃは、抵抗発熱体層６０ｂをオーバーコートし、外部導電性部材との絶縁性を確保する他、抵抗発熱体層６０ｂについて酸化等による抵抗値変化を防ぐための耐食機能、さらに機械的な損傷を防止する役割などをもつ。絶縁ガラス層６０ｃの厚さは３０μｍである。絶縁ガラス層６０ｃの長手中央部の表面にはヒータ温度を検知するサーミスタＴＨが当接配置されている。
【００２９】
６０ｄは基板６０ａにおいてスリーブ４１の内周面と摺動する基板表面に設けられた、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂を成分とする厚さ６μｍの摺動層（耐熱性の樹脂のコーティング）である。摺動層６０ｄは、耐熱性、潤滑性、耐摩耗性に優れた機能を有し、スリーブ４１の内周面との滑らかな摺動性を与える。
【００３０】
（ヒータホルダ）
ヒータホルダ（以下、ホルダと記す）６１はヒータ６０を保持させた保持部材である。ホルダ６１はスリーブ４１の長手方向（幅方向）に沿って長い、耐熱ガラスや、ポリカーボネート等の耐熱樹脂製の断熱性部材である。ヒータ６０は、摺動層６０ｄを設けた基板表面側を外向きにして、ホルダ６１の外面にホルダ長手に沿って形成されている溝部に嵌め込まれて保持されている。ホルダ６１はスリーブ４１の回転をガイドするガイド部材としても機能している。
【００３１】
（加圧ステー）
加圧ステー（以下、ステーと記す）６２はスリーブ４１の長手方向に沿って長く、加圧ローラ４２からの反力を受ける剛性部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましい。本実施例においては横断面Ｕの字型のＳＵＳ３０４の型材を用いている。ステー６２はホルダ６１の内側に配設されてホルダ６１を支持する。
【００３２】
（端末部材）
スリーブ４１は、上記のヒータ６０、ホルダ６１、ステー６２の組立体に対してルーズに外嵌（外挿）されている。ホルダ６１とステー６２の一端側と他端側の端部はそれぞれスリーブ４１の一端側と他端側の開口部から外側に所定に突出している。その両突出部に対してそれぞれ一端側と他端側の端末部材（フランジ部材）６３Ａ・６３Ｂが嵌着されている。
【００３３】
端末部材６３Ａ・６３Ｂは加熱ユニット４３におけるスリーブ４１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材である。スリーブ４１は一端側と他端側の端末部材６３Ａ・６３Ｂの対向するフランジ部６３ａ間に位置している。端末部材６３Ａ・６３Ｂはそれぞれ被押圧部（加圧受部）６３ｂを有する。
【００３４】
（加圧ローラ）
加圧ローラ４２は、金属製の丸軸状の芯金４２ａの外周面に弾性層４２ｂとして厚み約３ｍｍの導電シリコーンゴム層を形成し、そのゴム層の外周面に離型性層４２ｃとして厚み約５０μｍのＰＦＡチューブを被覆したものである。この加圧ローラ４２の弾性層４２ｂと離型性層４２ｃとからなるローラ部の外径は２５ｍｍで、長手幅は３２５ｍｍである。
【００３５】
加圧ローラ４２は、装置フレーム４４の側板４５Ａ・４５Ｂ間において、芯金４２ａの一端側と他端側がそれぞれ軸受４６を介して回転可能に支持されている。加熱ユニット４３は、側板４５Ａ・４５Ｂ間において、加圧ローラ４２に対してヒータ６０の側を対向させて、加圧ローラ４２に実質平行に配列されている。加熱ユニット４３における端末部材６３Ａ・６３Ｂはそれぞれの被押圧部６３ｂが側板４５Ａ・４５Ｂに対称に形成されたガイドスリット４７に加圧ローラ４２の方向へスライド移動可能に嵌着されている。
【００３６】
そして、端末部材６３Ａ・６３Ｂは、それぞれ、被押圧部６３ｂにおいて加圧機構の加圧ばね６５により加圧ローラ４２に向かう方向へ所定の加圧力Ｆを受ける。その加圧力Ｆにより、加熱ユニット４３の端末部材６３Ａ・６３Ｂ、ステー６２、ホルダ６１、ヒータ６０の全体が加圧ローラ４２の方向に加圧される。そのため、ホルダ６１とヒータ６０はスリーブ４１を介して加圧ローラ４２に対して弾性層４２ｂの弾性に抗して所定の加圧力で押圧されて、スリーブ４１と加圧ローラ４２との間に用紙搬送方向ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００３７】
本実施例においては、ヒータ６０がスリーブ４１の内面に摺接するように配置され、加圧ローラ４２とともにスリーブ４１を挟んでニップ部Ｎを形成する摺動部材（ニップ形成部材）として機能している。もしくは、ヒータ６０およびヒータ６０を保持しているホルダ６１の少なくとも一部とがスリーブ４１の内面に摺接するように配置され、加圧ローラ４２とスリーブ４１を挟んでニップ部Ｎを形成する摺動部材として機能している。移動部材であるスリーブ４１の内面または摺動部材であるヒータ６０の表面の少なくともいずれか一方に耐熱性の樹脂がコーティングされている。
【００３８】
（定着動作）
加圧ローラ４２の芯金４２ａの一端側には同心一体に加圧ローラギア４８が配設されている。このギア４８に対して制御部Ｃで制御される駆動手段Ｍから回転駆動力が入力する。これにより、加圧ローラ４２が駆動回転体として図３の（ａ）において矢印Ｒ４２の時計方向に所定速度で回転駆動される。
【００３９】
加圧ローラ４２が回転駆動されることで、ニップ部Ｎにおいてスリーブ４１に加圧ローラ４２との摩擦力で回転トルクが作用する。スリーブ４１は加圧ローラ４２の回転に従動して回転する。本実施例の定着装置４０においては、上記のギア４８と加圧ローラ４２が移動部材であるスリーブ４１を回転させる回転機構として機能している。
【００４０】
そして、スリーブ４１は内面がニップ部Ｎにおいてヒータ６０に密着して摺動（摺接）しながらヒータ６０・ホルダ６１・ステー６２の外回りを図３の（ａ）において矢印Ｒ４１の反時計方向に回転する。スリーブ４１の回転速度（周速度）は加圧ローラ４２の回転速度（周速度）とほぼ対応している。スリーブ４１とヒータ６０およびヒータホルダ６１との摺動面には潤滑剤（グリス）を介在させることにより、摩擦力を低減し、スリーブ４１がスムーズに回転するようになっている。
【００４１】
また、制御部Ｃは給電部Ｄからヒータ６０に対する通電を開始する。給電部Ｄからヒータ６０への給電経路は図には省略したけれども、給電部とヒータ６０とを電気的に接続させた配線とコネクタを介してなされる。この通電によりヒータ６０は急速に昇温する。サーミスタＴＨはヒータ６０の温度に応じた信号を制御部Ｃに出力する。制御部ＣはサーミスタＴＨで検知されるヒータ温度に基づいてヒータ温度が所定の目標設定温度（定着可能温度）に昇温して温調されるように給電部Ｄからヒータ６０への供給電力を制御する。
【００４２】
上記の定着装置状態において、画像形成部Ａ２から未定着トナー像ｔが形成された用紙Ｐが定着装置４０に導入され、ニップ部Ｎで挟持搬送される。用紙Ｐはニップ部Ｎを挟持搬送される過程でヒータ６０の熱がスリーブ４１を介して付与される。未定着トナー画像ｔはヒータ６０の熱によって溶融され、ニップ部Ｎにかかっている圧力によって用紙Ｐに定着される。
【００４３】
（加圧ローラの駆動手段）
加圧ローラ４２の芯金４２ａに取り付けた加圧ローラギア４５が駆動手段Ｍのギア列（歯車減速機）７１のギアと噛み合っている。また、他方ではギア列７１における別のギアが駆動手段Ｍの駆動源であるモータ７２と噛み合っている。これにより、モータ７２の回転駆動力を、ギア列７１を介してスリーブ４１を回転させる回転機構であるギア４６・加圧ローラ７２に伝達している。
【００４４】
モータ７２は定格電圧２４ＶのブラシレスＤＣモータであり、制御部Ｃで制御されるモータ回転制御手段７３により回転制御される。ブラシレスＤＣモータはＤＣモータと同様のＴ−Ｉ（トルク対電流）特性を有しており、負荷トルクが変動しても電流値を調整することによりプロセス速度を一定に保つことができる。
【００４５】
（負荷トルクとヒータ温度および摺動層摩耗の関係）
図５は負荷トルク過酷条件（耐久状態、低温環境、部品ばらつき大：以下、同じ）を想定した定着装置におけるモータ７２の負荷トルクとヒータ温度の推移を表している。具体的には、ヒータ温度が常温の状態から、ヒータ加熱とモータ回転を同時に開始して１３５ｍｍ／ｓのプロセス速度を維持した時のモータ７２の負荷トルクとヒータ温度の推移を表している。
【００４６】
ヒータ加熱およびモータ回転直後が、モータ７２の負荷トルクが最も高く、時間の経過とともに負荷トルクは低下している。このヒータ加熱およびモータ回転直後の負荷トルクの高さは、ヒータ６０の摺動層６０ｄとスリーブ４１の内面の摩擦力が高いことが原因である。モータ７２が回転するときに、この摩擦力が高いほどヒータ６０の摺動層６０ｄの摩耗が促進される。負荷トルク過酷条件では、ヒータ加熱およびモータ回転開始直後にヒータ６０の摺動層６０ｄの摩耗が大幅に促進される領域にまで達している。
【００４７】
ヒータ温度が上昇していくと、摺動層６０ｄとスリーブ内面の間に介在するグリスの粘度が低減するため負荷トルクは低下している。しかし、ヒータ温度が定着可能温度に到達した直後では負荷トルクが十分に低くなっていない。
【００４８】
（モータ回転制御方法）
本実施例において、モータ７２の負荷トルクが変動してもスリーブ４１の回転速度は所定の速度に保持されるようにモータ７１に対する電流値を調整する第１の制御モードと、モータ７２に対する上限電流値を設定した第２の制御モードと、を有する。制御手段Ｃ・７３はこの第１の制御モードと第２の制御モードを実施可能であり、定着装置４０を用紙が通過しているときは（通紙時）第１の制御モードを実施し、定着装置４０を用紙が通過していないときは（非通紙時）第２の制御モードを実施する。
【００４９】
非通紙時においてはモータ７２に対する上限電流値を設定した第２の制御モードを実施することにより、ヒータ６０の摺動層６０ｄの摩耗を抑制することができる。ただし、負荷トルクが高い場合にはモータ７２の回転速度が低下する。通紙時にモータ７２の回転速度が低下すると、定着装置４０のニップ部Ｎと、これよりも用紙搬送方向上流側のＮ２ニップ部１４との間で用紙Ｐに弛みが生じ得る。また、ニップ部Ｎと、これよりも用紙搬送方向下流側の排紙ローラ対１５との間で用紙が引っ張られ得る。これ等の影響で画像不良や用紙の搬送不良が発生してしまう。
【００５０】
そこで、非通紙時は、ヒータ６０の摺動層６０ｄの摩耗を抑制するようにモータ７２の上限電流値を設定し、通紙時は、用紙の搬送不良および画像不良を防止するためにモータ７２の上限電流を設定しない。以下に、これを詳細を説明する。
【００５１】
ａ）非通紙時
本実施例におけるモータ７２の速度制御は、モータ７２の回転数を検知する手段（不図示）の検知結果をモータ電流にフィードバックすることでプロセス速度を１３５ｍｍ／ｓに維持するようにする。
【００５２】
電流値の制御は、図６のように、モータ電圧２４ＶのＯＮ時間とＯＦＦ時間のデューティ比（電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比）を調整することにより行っている。即ち、モータ７２に対する上限電流値をモータ７２に印加する電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比の上限値を設定することにより制御している。本実施例では上限電流値としての電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を５０％に設定する。これにより上限電流値はモータ７２の最大電流値の５０％に制限される。
【００５３】
図７を用いて負荷トルクに応じたモータ回転制御を説明する。負荷トルクが小さい領域では、電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比が５０％以下でプロセス速度を１３５ｍｍ／ｓに維持するように電流値を制御する（速度一定領域）。
【００５４】
負荷トルクが大きい領域では電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比が５０％でもプロセス速度を目標である１３５ｍｍ／ｓに維持できない。そのため、デューティ比は上限である５０％に貼り付いている。また、負荷トルクが大きいほどデューティ比５０％のラインに沿って回転速度が遅くなる（電流一定領域）。
【００５５】
これにより、摩耗が促進される負荷トルク領域では、モータ７２の回転が低下することで摺動層６０ｄの摩耗を抑制する。また、摩耗が大幅に促進される負荷トルク領域ではモータ７２が回転しないようになっている。
【００５６】
ｂ）通紙時
通紙時は、用紙の搬送不良および画像不良を防止するため、モータ７２の上限電流値を設定しない。したがって、負荷トルクが高くてもプロセス速度１３５ｍｍ／ｓを維持できる（図８）。また、用紙が定着装置４０を通過するのはヒータ温度が定着可能温度に到達しているため、摩耗が大幅に促進される負荷トルクまで上昇することは殆どなく、摺動層６０ｄの摩耗にもほとんど影響しない。
【００５７】
（性能評価）
以上の制御方式で、負荷トルク過酷条件を想定した定着装置４０を搭載した画像形成装置Ａにおいて、定着装置４０が冷却された状態からヒータ加熱とモータ回転を同時に開始したときのプロセス速度および負荷トルクの推移を図１に示す。
【００５８】
比較例１としていかなる場合でもモータ７２に上限電流値を設けた制御、比較例２としていかなる場合でもモータ７２に上限電流値を設けない制御においても、プロセス速度および負荷トルクの推移を、それぞれ、図９および図１０に示す。
【００５９】
図１の本実施例の制御方法によれば、非通紙時において、負荷トルクが高い場合には上限電流値によりモータ７２の回転が抑制され、摺動層６０ｄの摩耗を低減するような動作となっている。また、用紙が定着装置４０に突入するタイミングではプロセス速度が１３５ｍｍ／ｓとなるため、用紙の搬送速度低下に起因する画像不良もない。
【００６０】
一方、図９の比較例１の制御方法では、負荷トルクが高い場合は上限電流値によりモータ７２の回転が抑制され、摺動層６０ｄの摩耗を低減するような動作となっている。しかし、用紙が定着装置４０に突入するタイミングでも上限電流値によりプロセス速度が１３５ｍｍ／ｓよりも遅くなっている。そのため、Ｎ２ニップ部１４と定着装置４０のニップ部Ｎと間での用紙のたるみが大きくなることにより、未定着のトナー像ｔが乱れる擦れ画像が発生してしまった。
【００６１】
また、図１０の比較例２の制御方法では比較例１のような擦れ画像は発生しないものの、負荷トルクが高い場合においてもプロセス速度１３５ｍｍ／ｓでスリーブ内面と摺動層６０ｄが摺動するため、摺動層６０ｄの摩耗が促進されてしまう。
【００６２】
以上説明したように、非通紙時のみにモータ７２に上限電流値を設けることにより、画像不良を防止しつつ摺動層６０ｄの摩耗を低減させることができた。
【００６３】
本実施例では通紙時にモータ７２に上限電流値を設けない制御を説明したものの、非通紙時と比較して、通紙時の上限電流値を十分高く設定することでも同様の効果を得られる。即ち、第１の制御モードにおいてモータ７２に対する上限電流値が設定される場合において当該上限電流値は第２の制御モードにおける上限電流値よりも高く設定することでも同様の効果を得られる。
【００６４】
《実施例２》
本実施例２について説明する。本実施例２の画像形成装置および定着装置の構成は実施例１と同様であるため再度の説明を省く。実施例１ではモータ電圧のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を制限することにより上限電流値を設定した。本実施例では電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比の制限を行わず、ブラシレスＤＣモータ７２に印加する電圧の上限値を設定することによりモータ７２の回転を制御する。即ち、モータ７２に対する上限電流値はモータに印加する電圧値に上限値を設けることにより制御する。電圧の上限値は、モータの定格電圧以下であることを特徴とする。
【００６５】
具体的には、非通紙時は、図１１に示すように、モータ電圧を１２Ｖとして電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を０〜１００％まで使用して速度制御を行う。一方、通紙時は図１２に示すように、モータ電圧を定格電圧の２４Ｖとして電圧ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を０〜１００％まで使用して速度制御を行う。
【００６６】
非通紙時の負荷トルクに応じたモータ回転制御について図１３を用いて説明する。負荷トルクが小さい領域では、上限電圧１２Ｖ以下でプロセス速度を１３５ｍｍ／ｓに維持するようにデューティ比を制御する（速度一定領域）。
【００６７】
また、負荷トルクが大きい領域ではＯＮ／ＯＦＦデューティ比が１００％でもプロセス速度を目標である１３５ｍｍ／ｓに維持できない。そのため、電圧は上限である１２Ｖに貼り付いている。さらに、負荷トルクが大きいほど電圧１２Ｖのラインに沿って回転速度が遅くなる（電圧１２Ｖ一定領域）。
【００６８】
これにより、摩耗が促進される負荷トルク領域では、モータ７２の回転が低下することで摺動層６０ｄの摩耗を抑制する。また、摩耗が大幅に促進される負荷トルク領域ではモータ７２が回転しないようになっている。
【００６９】
通紙時は、用紙の搬送不良および画像不良を防止するため、モータ７２の上限電圧値は定格の２４Ｖとする。したがって、負荷トルクが高くてもプロセス速度１３５ｍｍ／ｓを維持できる（図１４）。
【００７０】
本実施例２の制御方式の場合も、負荷トルク過酷条件を想定した定着装置を搭載した画像形成装置において、定着装置が冷却された状態からヒータ加熱とモータ回転を同時に開始したときのプロセス速度および負荷トルクの推移は実施例１の図１と同様になる。そのため、非通紙時の摺動層摩耗を抑制しつつ、通紙時の画像不良を防止することができる。
【００７１】
以上の実施例１・２のように、移動部材であるスリーブ４１と、摺動部材であるヒータ６０又はヒータ６０とホルダ６１との摩擦力が大きい場合に、モータ７２が自動的に回転を抑制するという制御を用紙が定着装置４０を通過しない時のみに実施する。そのためスリーブ４１や摺動部材へのダメージが少なく、かつ定着装置の用紙搬送遅延に起因する用紙搬送不良および画像不良のない定着装置を提供することができる。
【００７２】
《その他の事項》
（１）定着装置４０は実施例に示した加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）に限られない。エンドレス状の移動部材を、摺動部材を含む２つ以上の支持部材間に懸回張設し、当該移動部材を、加圧ローラ４２を含む回転機構もしくはそれ以外の構成の回転機構により回転させる装置構成であってもよい。
【００７３】
（２）ニップ部Ｎを形成させるための移動部材４１と加圧部材４２の加圧機構は、実施例のように移動部材４１側を加圧部材４２に加圧する構成に限られない。加圧部材４２側を移動部材４１に加圧する構成、移動部材４１側と加圧部材４２側の両者を互いに加圧する構成にすることもできる。
【００７４】
（３）実施例の定着装置は、摺動部材をヒータ６０にしてヒータ基板に摺動層６０ｄを設けた構成としているが、これに限られない。ヒータ以外のニップ形成用の摺動板に摺動層を設け、移動部材４１を加熱する発熱体としてハロゲンヒータを別途配置する装置構成でも構わない。また、移動部材４１の加熱手段は、その他、電磁誘導加熱方式、移動部材に通電発熱層を具備させる方式など適宜の加熱手段構成にすることができる。
【００７５】
（４）本発明に係る画像加熱装置は、実施例のように未定着画像を記録材上に固着画像として加熱定着させる定着装置としての使用に限られない。未定着画像を記録材上に仮定着させる加熱装置、画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する加熱装置などとしても有効に使用できる。
【符号の説明】
【００７６】
４１・・移動部材、６０・・摺動部材、４２・・加圧部材、４８・４２・・回転機構、７２・・モータ、Ｃ・７３・・制御手段
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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