(57)【要約】【課題】温度センサと加熱ローラとの接触部にトナーが付着することを防止でき、トナー画像の定着に必要な定着温度と温度センサで検知された加熱ローラの温度との乖離が生じることを防止できる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】サーミスタ５３は搬送される用紙Ｐの印字範囲Ｓ以外である余白部分Ｔが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎに接触しているため、サーミスタ５３に未定着のトナーが付着してしまうことはない。サーミスタ５３が接触している加熱ローラ４８の外周面Ｎには用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触しないので、加熱ローラ４８の外周面Ｎに未定着のトナー画像が付着することもない。サーミスタ５３は用紙Ｐの通紙範囲Ｘが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎに接触しているので、サーミスタ５３で検知される加熱ローラ４８の外周面Ｎの温度は用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍの温度と略同じ温度になる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の一部に設定した印字範囲に転写されたトナー画像を加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラの温度を検知する温度センサと、を有し、前記トナー画像を前記用紙に定着させる定着装置であって、
前記温度センサは、搬送される前記用紙の前記印字範囲以外の部分である余白部分が接触する前記加熱ローラの外周面に、接触したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
用紙の一部に設定した印字範囲に転写されたトナー画像を加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラの温度を検知する温度センサと、を有し、前記トナー画像を前記用紙に定着させる定着装置であって、
前記温度センサは、搬送される前記用紙の通紙範囲内であって、かつ前記用紙の前記印字範囲以外の領域が接触する前記加熱ローラの外周面に、接触したことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２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、用紙に転写されたトナー画像を加熱する加熱ローラと、加熱ローラに接触して加熱ローラの温度を検知する温度センサと、を有し、トナー画像を用紙に定着させる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】
センター基準で用紙が搬送される画像形成装置においては、定着装置を構成する加熱ローラの長手方向（軸方向）の中央部において、加熱ローラの表面温度を検知する温度センサが加熱ローラの表面に接触している構成となっている。この構成では、温度センサが用紙上の印字範囲に配置されているため、未定着のトナーが加熱ローラと温度センサとの接触部に付着し、温度センサの温度検知精度が悪化する問題があった。
【０００３】
ここで、上記問題点を解決するべく、従来から、温度センサを用紙の通紙範囲外（用紙が通過する範囲の外側）において加熱ローラに接触させた構成の定着装置及びこれを備えた画像形成装置が知られている（下記各特許文献参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５８１５１号公報
【特許文献２】特開平１０−３０１４３５号公報
【特許文献３】特開２０００−１１２２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、温度センサを用紙の通紙範囲外（用紙が通過する範囲の外側）において加熱ローラに接触させた構成では、いずれも用紙が通らない箇所の加熱ローラの温度を温度センサで検知することになるため、実際にトナー画像を定着している箇所の温度との乖離が生じ、定着不良のおそれがあった。具体的には、用紙が通らない箇所の加熱ローラの温度は、用紙の通過により熱が奪われないため、トナー画像を定着する箇所と比較して、高くなる。この高くなった温度を温度センサで検知して、この検知した温度に基づいて加熱ローラの表面温度を制御すると、トナー画像を定着する箇所の温度が適性温度よりも低くなり、用紙にトナー画像が定着し難くなることがある。
【０００５】
そこで、本発明は、加熱ローラの温度を検知する温度センサと加熱ローラとの接触部にトナーが付着することを防止できるとともに、トナー画像の定着に必要な定着温度と温度センサで検知された加熱ローラの温度との乖離（誤差）が生じることを防止できる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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、用紙の一部に設定した印字範囲に転写されたトナー画像を加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラの温度を検知する温度センサと、を有し、前記トナー画像を前記用紙に定着させる定着装置であって、前記温度センサは、搬送される前記用紙の前記印字範囲以外の部分である余白部分が接触する前記加熱ローラの外周面に、接触したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、用紙の一部に設定した印字範囲に転写されたトナー画像を加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラの温度を検知する温度センサと、を有し、前記トナー画像を前記用紙に定着させる定着装置であって、前記温度センサは、搬送される前記用紙の通紙範囲内であって、かつ前記用紙の前記印字範囲以外の領域が接触する前記加熱ローラの外周面に、接触したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、加熱ローラの温度を検知する温度センサは、搬送される用紙の印字範囲以外の部分である余白部分が接触する加熱ローラの外周面に、接触している。温度センサは、接触した加熱ローラの外周面の温度を検知する。そして、温度センサにより検知された温度に基づいて加熱ローラの表面温度が制御される。
【００１０】
ここで、温度センサは、用紙の印字範囲が接触する加熱ローラの外周面に接触しているわけではないので、温度センサに未定着のトナーが加熱ローラの外周面を介して付着することを防止できる。また、温度センサが接触している加熱ローラの外周面にも、未定着のトナーが付着することを防止できる。この結果、付着した未定着のトナーが原因となって、温度センサによる温度検知精度が低下することを防止できる。
【００１１】
また、同時に、温度センサは、通過する用紙の余白部分が接触する加熱ローラの外周面に、接触しているので、実際にトナー画像が定着される用紙の印字範囲が接触する加熱ローラの外周面の近傍の外周面の温度を、温度センサにより検知することができる。すなわち、温度センサが接触する加熱ローラの外周面は、用紙の印字範囲が接触する加熱ローラの外周面と同様に、用紙の通紙範囲であるため、搬送される用紙が接触することにより熱が奪われる。このため、温度センサが接触する加熱ローラの外周面だけ、通過する用紙によって熱が奪われず、熱が蓄えられる事態を避けることができる。これにより、温度センサにより検知された加熱ローラの温度とトナー画像の定着に必要な定着温度との間に乖離が生じることを防止できる。この結果、トナー画像の定着不良が生じることを防止できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、加熱ローラの温度を検知する温度センサは、搬送される用紙の通紙範囲内であって、かつ用紙の印字範囲以外の領域が接触する加熱ローラの外周面に、接触している。温度センサは、接触している加熱ローラの外周面の温度を検知する。そして、温度センサにより検知された温度に基づいて加熱ローラの表面温度が制御される。
【００１３】
ここで、温度センサが用紙の印字範囲が接触する加熱ローラの外周面に接触しているわけではないので、温度センサに未定着のトナーが付着してしまうことを防止できる。また、温度センサが接触している加熱ローラの外周面にも、未定着のトナーが付着することを防止できる。この結果、付着した未定着のトナーが原因となって、温度センサによる温度検知精度が低下することを防止できる。
【００１４】
また、同時に、温度センサが用紙の通過する範囲（通紙範囲）が接触する加熱ローラの外周面に、接触しているので、実際にトナー画像が定着される印字範囲が接触する加熱ローラの外周面の近傍の外周面の温度を、温度センサにより検知することができる。すなわち、温度センサが接触する加熱ローラの外周面は、用紙の印字範囲が接触する加熱ローラの外周面と同様に、用紙の通紙範囲であるため、搬送される用紙が接触することにより熱が奪われる。このため、温度センサが接触する加熱ローラの外周面だけ、通過する用紙によって熱が奪われず、熱が蓄えられる事態を避けることができる。これにより、温度センサにより検知された加熱ローラの温度とトナー画像の定着に必要な定着温度との間に乖離が生じることを防止できる。この結果、トナー画像の定着不良が生じることを防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、加熱ローラの温度を検知する温度センサと加熱ローラとの接触部（温度センサ側又は加熱ローラ側の部分）に未定着のトナーが付着することを防止できるとともに、トナー画像の定着に必要な定着温度と温度センサで検知された加熱ローラの温度との乖離（誤差）が生じることを防止できる。この結果、トナー画像の定着不良が生じることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、画像形成装置１０は、筐体１２を備えている。この筐体１２の内部下部には、２つの給紙カセット１４、１６が２段になって配置されている。各給紙カセット１４、１６には、複数枚の用紙Ｐが積層された状態で収納できるようになっている。
【００１８】
各給紙カセット１４、１６の近傍には、各給紙カセット１４、１６の内部に収容された用紙Ｐを搬送路１側に送る給紙ローラ１８、２０がそれぞれ配置されている。
【００１９】
また、各給紙カセット１４、１６の近傍に位置する搬送路１の入口には、フィードローラ２２、２４がそれぞれ配置されている。用紙Ｐは、各フィードローラ２２、２４により搬送路１に向けて搬送される。
【００２０】
また、筐体１２の内部には、画像形成部２６が設けられている。
【００２１】
画像形成部２６は、主に、感光体ドラム２８と、帯電ブラシ３０と、ＬＥＤヘッド３２と、現像器ユニット３４と、転写ローラ３６と、定着デバイス３８と、で構成されている。
【００２２】
感光体ドラム２８は、表面に有機感光体による光導電膜が形成され、図示しない駆動源により所定の速度で回転するものである。感光体ドラム２８の表面は、帯電ブラシ３０により一定の電圧に帯電される。
【００２３】
帯電ブラシ３０は、感光体ドラム２８の表面に接触しながら回転し、その表面を一定の電圧に帯電させるものである。この帯電ブラシ３０は、レーヨンに比べて吸湿性の少ないナイロン、アクリル等の導電性繊維で構成されている。なお、帯電ブラシ３０は、図示しない駆動源により回転駆動される。
【００２４】
ＬＥＤヘッド３２は、ＬＥＤアレイを記録画素数だけ並設し、ＬＥＤアレイが発した光をセルフォックスレンズアレイで感光体ドラム２８の表面に結像する自己発光型のプリンタヘッドである。また、ＬＥＤヘッド３２は、画像情報に基づいて感光体ドラム２８の表面を選択的に露光して、その表面に静電潜像を形成するものである。帯電ブラシ３０により帯電された感光体ドラム２８の表面は、ＬＥＤヘッド３２により露光されることにより表面電位が減衰し、露光されていない部分との電位差により静電潜像が形成される。また、画像情報は、後述する画像読取部５６で読み取った原稿の画像が電気信号としてＬＥＤヘッド３２に送信されるようになっている。
【００２５】
現像器ユニット３４は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いるものであり、感光体ドラム２８に対向して配置される現像ローラ４０と、現像剤を収容する現像剤容器４２と、現像剤容器４２に収容された現像剤を現像ローラ４０に供給する供給ローラ４４と、を備えている。また、現像剤容器４２の内部には、現像剤を攪拌する攪拌体４６が設けられている。攪拌体４６により攪拌された現像剤が供給ローラ４４により現像ローラ４０に供給され、現像ローラ４０の表面上に担持された現像剤が感光体ドラム２８に供給される。感光体ドラム２８の表面上の静電潜像がトナーで現像されることにより、トナー画像が形成される。
【００２６】
転写ローラ３６は、ＥＰＤＭ発泡体からなるローラであり、搬送路１の対向位置において感光体ドラム２８に圧接しており、図示しない電気回路からバイアス電圧が印加されるようになっている。給紙カセット１４、１６から搬送路１を経て供給された用紙Ｐを感光体ドラム２８と転写ローラ３６がニップしてバイアス電圧が印加されることにより、感光体ドラム２８の表面に形成されたトナー画像が用紙Ｐに転写される。
【００２７】
定着デバイス３８は、搬送路１の対向位置にそれぞれ配置された加熱ローラ４８及び加圧ローラ５１からなり、搬送路１を搬送されてきた用紙Ｐ上のトナー画像を加熱して溶融し、加圧にて用紙Ｐに固定するものである。この加熱ローラ４８は、内部にヒータ５０を備えており、ヒータ５０の熱量により加熱ローラ４８の表面が所定の温度に加熱されている。このように、画像形成部２６により、後述の画像読取部５６で読み取られた原稿の画像が用紙Ｐ上に形成されることになる。
【００２８】
また、図２に示すように、加熱ローラ４８の表面には、加熱ローラ４８の表面温度を検知するサーミスタ（図１では図示省略）５３が配置されている。
【００２９】
ここで、本発明の要部となるサーミスタ（温度センサ）５３の位置について、詳細に説明する。
【００３０】
図２に示すように、サーミスタ５３は、搬送される用紙Ｐの印字範囲Ｓ以外である余白部分の領域Ｔが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎに、接触している。換言すれば、サーミスタ５３は、搬送される用紙Ｐの通紙範囲Ｘ内であって、かつ用紙Ｐの印字範囲Ｓ以外の領域Ｔが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎに接触した構成となっている。このように、サーミスタ５３は、加熱ローラ４８の外周面のどれでも任意の領域に接触すればよいのではなく、用紙Ｐが通過する通紙範囲Ｘの内部であって、かつ用紙Ｐに設定された印字範囲Ｓ以外の部位Ｔが接触するような加熱ローラ４８の外周面Ｎに接触することになる。なお、サーミスタ５３は、加熱ローラ４８の外周面Ｎに接触する構成であっても、用紙Ｐの搬送を干渉しないような位置に設けられている。
【００３１】
このため、用紙Ｐの印字範囲Ｓと接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍには、用紙Ｐ上で未定着となったトナーが付着することになるが、サーミスタ５３は、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍには接触していないため、未定着のトナーが加熱ローラ４８の外周面Ｍを介してサーミスタ５３に付着してしまうことがない。また、用紙Ｐの余白部分Ｔが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎには、用紙Ｐ上で未定着となったトナーが付着することがなく、サーミスタ５３が加熱ローラ４８の外周面Ｎに接触した構成でも、未定着のトナーが加熱ローラ４８の外周面Ｎを介してサーミスタ５３に付着してしまうことがない。
【００３２】
また、搬送される用紙Ｐが接触しない加熱ローラ４８の外周面にサーミスタ５３が接触しているのではなく、用紙Ｐの印字範囲Ｓの外部から用紙端部にわたる範囲（用紙Ｐの余白部分Ｔ）が接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎに、サーミスタ５３が接触しているため、サーミスタ５３が接触している加熱ローラ４８の外周面Ｎは、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する部分の加熱ローラ４８の外周面Ｍの近傍に位置している。これにより、サーミスタ５３が接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎは、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍと同様に、搬送される用紙Ｐにより熱が奪われることになる。換言すれば、サーミスタ５３が接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎは、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍと略同じ検知環境になる。この結果、サーミスタ５３で検知される加熱ローラ４８の外周面Ｎの温度は、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍの温度と同じ温度あるいは略同じ温度になる。
【００３３】
また、図１に示すように、定着デバイス３８の下流側には、画像が定着された用紙Ｐを後述の排紙部５４に排出するための排紙ローラ５２が配置されている。
【００３４】
また、筐体１２の外部であって画像形成部２６の近傍には、画像形成部２６で画像が形成された用紙Ｐを排出させる排出部５４が形成されている。画像形成部２６で画像が形成された用紙Ｐは、排出部５４に次々に排出されていく。
【００３５】
また、筐体１２内部の上部であって画像形成部２６の上方には、画像読取部５６が設けられている。また、画像読取部５６は、図示しないが、原稿の表面で反射された光を所定の方向に導くための光学系レンズ群や、反射光を受光して原稿の画情報を読み取る受光部などを備えている。
【００３６】
また、筐体１２の上面上であって画像読取部５６の上部には、原稿を所定の読取部位に供給する原稿自動搬送装置（ＡＤＦ装置）５８と、原稿自動搬送装置５８の内部に供給する原稿を載置するための給紙トレイ６０と、原稿自動搬送装置５８の内部から排出された原稿をスタックする排紙トレイ６２と、を備えている。
【００３７】
次に、本実施形態の画像形成装置１０の作用について説明する。
【００３８】
図１及び図２に示すように、画像形成装置１０によれば、給紙カセット１４、１６に収容された用紙Ｐに対して、予め画像が形成される印字範囲Ｓが設定されている。すなわち、用紙Ｐの一部に印字範囲Ｓが設定され、この印字範囲Ｓに画像が形成されるようになるとともに、用紙Ｐの印字範囲Ｓの外部には画像が印字されない所定のマージン（余白部分Ｔ）が形成されるようになる。
【００３９】
給紙カセット１４、１６に収容された用紙Ｐは、搬送路１を搬送して画像形成部２６に到達する。画像形成部２６では、画像読取部５６により読み取られた情報に基づいて用紙Ｐの印字範囲Ｓにトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙Ｐは、搬送路１を搬送して定着デバイス３８に到達する。そして、定着デバイス３８を構成する加熱ローラ４８により用紙Ｐの印字範囲Ｓに転写されたトナー画像が溶融され、加圧ローラ５１と加熱ローラ４８で挟まれて加圧され、固化することにより、用紙Ｐの印字範囲Ｓにトナー画像が定着される。
【００４０】
ここで、加熱ローラ４８の温度を検知するサーミスタ５３は、搬送される用紙Ｐの印字範囲Ｓ以外である余白部分Ｔが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎに、接触している。そして、サーミスタ５３は、接触している加熱ローラ４８の外周面Ｎの温度を検知する。
【００４１】
上記サーミスタ５３は、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍに接触しているわけではないので、加熱ローラ４８の外周面Ｍを介してサーミスタ５３に未定着のトナーが付着してしまうことはない。また、サーミスタ５３が接触している加熱ローラ４８の外周面Ｎには、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触しないので、加熱ローラ４８の外周面Ｎに未定着のトナー画像が付着することはない。この結果、サーミスタ５３と加熱ローラ４８の外周面Ｎとの接触部にトナーが付着することがなく、未定着のトナーが原因となって、サーミスタ５３による温度検知精度が低下することを防止できる。
【００４２】
また、同時に、サーミスタ５３は、用紙Ｐの通過する範囲内（通紙範囲Ｘ）が接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎに、接触しているので、実際にトナー画像が定着される用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍの近傍の外周面Ｎの温度を、サーミスタ５３により検知することができる。すなわち、サーミスタ５３が接触する加熱ローラ４８の外周面Ｎは、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍと同様に、用紙Ｐの通紙範囲Ｘであるため、用紙Ｐの通過により熱が奪われることになる。換言すると、サーミスタ５３が接触する外周面Ｎだけ、通過する用紙Ｐによって熱が奪われず、熱が蓄えられることはない。これにより、サーミスタ５３で検知される加熱ローラ４８の外周面Ｎの温度は、用紙Ｐの印字範囲Ｓが接触する加熱ローラ４８の外周面Ｍの温度と同じ温度あるいは略同じ温度になる。この結果、サーミスタ５３により検知された加熱ローラ４８の温度とトナー画像の定着に必要な定着温度との間に乖離が生じることを防止でき、トナー画像の定着不良が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０      画像形成装置
３８      定着デバイス（定着装置）
４８      加熱ローラ
５３      サーミスタ（温度センサ）
【図１】
2008096849.tif 000003
【図２】
2008096849.tif 000004