(57)【要約】【課題】ベルト定着方式の定着装置において、立ち上げ時間の短縮、省電力化、通紙時の良好な熱供給追従性を図った定着装置、及びそれを搭載する画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ニップ部入り口手前の定着ベルト２内面温度をサーミスタ９ａによって測定し、その測定結果にともないヒータ６、７、８を制御する。ヒータ６、７、８は電力供給を別々に制御可能である。定着装置１の立ち上がり時であってベルト回転駆動前の加熱時には、ヒータ８の電力配分は、定着装置１内の加熱装置全体の電力配分の５０％以下とする。【選択図】　　　　図２
2004109228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトと、複数のローラと、複数の加熱装置とを有する定着装置において、
前記定着装置は、複数のローラによってベルトをかけまわし、複数のローラ間のベルト内側且つベルトに接しない位置に第１の加熱装置を配置し、複数のローラのうち、少なくとも１つのローラの内部に第２の加熱装置を配置し、
定着ニップ部入り口手前のローラ間にベルト内面温度を測定する温度検知手段を設け、加熱装置の制御をおこなう
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
第１の加熱装置と第２の加熱装置は、電力供給を別々に制御可能である
ことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置において、
立ち上がり時であってベルト回転駆動前の加熱時には、第１の加熱装置の出力は、定着装置内の加熱装置の電力配分の５０％以下であり、ベルト回転駆動後、５０％以上に制御される
ことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の定着装置を搭載する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に搭載される、ベルト加熱定着方式の定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機等の画像形成装置は、一般に、被定着画像としてのトナー像を形成されたシート状媒体に、トナー像を定着するための定着装置を搭載している。
定着装置としては、熱ローラ方式とベルト定着方式が知られている。熱ローラ方式とは、加熱装置を内部に配置した定着ローラと加圧ローラによって定着ニップ部を形成する方式であり、ベルト定着方式とは、熱容量の小さいベルトをローラにかけまわし、ベルトを加圧ローラに圧接させて定着ニップ部を形成する方式である。
ベルト定着方式の定着装置は、装置の様々なレイアウトが可能で小型化に対応でき、またベルトの熱容量が小さく加熱時間の短縮及び省電力化を図ることができる。しかし今日では、さらなる高速化、省電力化が望まれている。従来のベルト定着方式では、ベルトをかけまわしたローラ内に加熱装置を配置し、加熱されたローラ表面からベルト裏面に熱伝導させていたが、ローラ間をベルトが回る際や、冷えたローラ表面に熱を奪われることが、設定温度への加熱時間の短縮と通紙時の熱供給追従性の障害となっていた。
【０００３】
ベルト定着方式の定着装置における、加熱時間の短縮については、様々な技術が提案されている。
例えば、定着装置のベルトをクリーニングするクリーニング装置内に加熱装置を設け、ベルトをかけまわすローラ内部の加熱装置を加熱するとともに、定着装置立ち上げ時にクリーニング装置内の加熱装置を加熱するという技術がある（例えば、特許文献１参照）。
また、ベルトをかけまわす複数のローラの全てに加熱装置を設け、立ち上げ時の加熱を促進する技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、立ち上げ時間を短縮するために充分な加熱を行わないと、ベルト表面温度にムラができ、このことが画像の光沢度ムラの原因となる。
これを防止するために、ベルト表面温度を検知する検知手段を設け、検知結果に基づいて加熱装置を制御する技術がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２０９２６６号公報
【特許文献２】
特開２００２−０４９２６７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１３９９４１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明の課題とするところは、立ち上げ時間の短縮を図り、且つ省電力化が可能であって、通紙時の熱供給追従性がよく、それぞれのときに最適な加熱制御を行うことが可能なベルト定着方式の定着装置、及びそれを搭載する画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、ベルトと、複数のローラと、複数の加熱装置とを有する定着装置において、前記定着装置は、複数のローラによってベルトをかけまわし、複数のローラ間のベルト内側且つベルトに接しない位置に第１の加熱装置を配置し、複数のローラのうち、少なくとも１つのローラの内部に第２の加熱装置を配置し、定着ニップ部入り口手前のローラ間にベルト内面温度を測定する温度検知手段を設け、加熱装置の制御をおこなうことを特徴とする定着装置である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の定着装置において、第１の加熱装置と第２の加熱装置は、電力供給を別々に制御可能であることを特徴とする定着装置である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、立ち上がり時であってベルト回転駆動前の加熱時には、第１の加熱装置の出力は、定着装置内の加熱装置の電力配分の５０％以下であり、ベルト回転駆動後、５０％以上に制御されることを特徴とする定着装置である。
請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の定着装置を搭載することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下より、本発明の実施の形態について図に基づき説明する。
図１は、本発明の定着装置を搭載する画像形成装置の一例を示す図である。図１に示す画像形成装置は、フルカラー画像を形成可能な複写機あるいはプリンタに用いられるが、画像形成装置にはこの他に、受信した画像信号に基づき上述した複写機およびプリンタと同様な画像形成処理が可能なファクシミリ装置があり、本発明は何れの画像形成装置にも用いることができる。なお、本発明の定着装置は、図１の構成のカラー画像形成装置を対象とするだけでなく、単一色の画像を対象とする装置も勿論含まれる。
【０００９】
図１において、画像形成装置２０は、次に挙げる各装置を備えている。
原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと、各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと転写装置２２とが対向する転写領域に各種シート状媒体を供給するシート状媒体供給手段としての手差しトレイ２３、給紙カセット２４と、手差しトレイ２３、給紙カセット２４から搬送されてきたシート状媒体を作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫによる作像のタイミングに合わせて供給するレジストローラ３０と、転写領域において転写後のシート状媒体を定着する定着装置１である。
画像形成装置２０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋｇ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状媒体として用いることが可能である。
【００１０】
各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫは、それぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異なるが、その構成が同様であるから、作像装置２１Ｃの構成を各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫの代表例として説明する。
作像装置２１Ｃは、静電潜像担持体としての感光体ドラム、感光体ドラムの回転方向に沿って順に配置されている帯電装置、現像装置、クリーニング装置を有し、帯電装置と現像装置との間で露光光を受ける周知の構成が用いられる。静電潜像担持体としては、ドラム状の他に、ベルト状とする場合もある。図１に示す画像形成装置２０は、転写装置２２が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置２２の占有スペースを小さくすることが出来る。
【００１１】
図２は、定着装置１を示す拡大図である。
定着装置１は、トナーを定着されるシート状媒体を搬送するための無端状の定着ベルト２と、定着ベルト２を張架する加熱ローラ３及び定着ローラ４と、定着ベルト２を介して定着ローラ４に対向して配置される加圧ローラ５とを有している。加熱ローラ３及び加圧ローラ５の内部には、加熱装置としてのヒータ６、７が配置されている。また、定着ニップ部入り口の定着ベルト２、加熱ローラ３、加圧ローラ５に対向して配置され、それぞれの温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ９ａ、９ｂ、９ｃとを有している。
加熱ローラ３は、バネなどの図示しない弾性体により定着ローラ４から離間させる向きに付勢され、定着ベルト２に適当な所定の張力を与えるようになっている。
定着ローラ４は、芯金４ａと、この芯金４ａを被覆する耐熱多孔質層の弾性体層４ｂとを有する。定着ローラ４は、バネなどの図示しない弾性体により加圧ローラ５に圧接する向きに付勢されている。定着ローラ４は、定着ローラ４の軸心を頂点として定着ローラ４の軸心と加熱ローラ３の軸心、加熱ローラ３の軸心と加圧ローラ５の軸心をそれぞれ結ぶ２本の直線によって挟まれる角が鋭角をなすように加圧ローラ５に当接されている。符号１２は定着されるシート状媒体を定着ニップ部に向けて案内するガイドを、また符号Ｒ１はオフセット防止用オイルの塗布ローラ、符号Ｒ２はクリーニングローラをそれぞれ示している。
【００１２】
本発明の定着装置１は、定着ベルト２がかけまわされた加熱ローラ３と定着ローラ４との間の定着ベルト２内側に、加熱装置としてのヒータ８を配置する。ヒータ８は定着ベルト２に対して非接触に配置されている。これにより、定着ベルト２内面と、定着ベルト２をかけまわした加熱ローラ３、定着ローラ４の表面を直接加熱することができ、立ち上がり時間を短縮するとともに、通紙時定着ニップ部前の定着ベルト２と、定着ベルト２内面に接する定着ローラ４表面の熱供給追従性を向上する。
なお、ここでは、加熱ローラ３、加圧ローラ５の内部にもそれぞれヒータ６、７を配置しているが、おのおの配置しない構成も考えられる。また、定着ローラ４の内部にヒータを配置する場合も考えられる。
【００１３】
ヒータ８により加熱された定着ベルト２の温度を測定する手段として、定着ニップ部入り口の手前に温度検知手段としてのサーミスタ９ａを配置している。また、より精密な温度制御が必要な場合は、加熱ローラ３上にサーミスタ９ｂを配置し、加圧ローラ５上にサーミスタ９ｃを配置して、温度測定を行うのがよい。
さらに、通紙時や、待機時等、ベルトの回転時、停止時にあわせて最適な加熱制御を行うためには、ヒータ８と、各ローラ内部に配置されるヒータ６、７との電力供給を別々に制御可能とする。
また、定着装置１は立ち上げ時、トナー等の固着物による定着ベルト２や各ローラ表面の傷の発生を防ぐため、まず、各ローラ、ベルト等を停止させた状態で加熱し、十分暖まった状態で、回転動作を開始する。このとき、ベルト回転駆動前の加熱時に定着ベルト２やローラの一部にのみ加熱を行うと、熱膨張によってひずみが発生してしまうため、ヒータ８の電力配分は、ヒータ６、７に対して十分に低下させる。好ましくは、全体の電力配分の５０％以下である。すなわち、ベルト回転駆動前の加熱時には、電力の多くを加熱ローラ３、加圧ローラ５を熱することに用い、効率よく加熱することで、省電力化を図りつつ立ち上げ時間を短縮することができる。定着ベルト２の回転動作を開始した後は、ヒータ８の電力配分を全体の５０％以上にする。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定着ベルトの温度を精度高く測定し、定着ベルト内側に配置される第１の加熱装置、及びローラ内に配置される第２の加熱装置等の出力を別々に制御可能とすることで、通紙時や、待機時等、それぞれのときに最適な加熱を行い、立ち上げ時間の短縮を図り、且つ省電力化が可能な定着装置、及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】定着装置の概略図である。
【符号の説明】
１　定着装置
２　定着ベルト
３　加熱ローラ
４　定着ローラ
５　加圧ローラ
６、７、８　ヒータ
９ａ、９ｂ、９ｃ　サーミスタ
【図１】
2004109228.tif 000003
【図２】
2004109228.tif 000004