(57)【要約】【課題】安定した定着が行われるようにすること。【解決手段】定着装置は、定着ローラ２、圧ローラ４、複数のベルト支持ローラ６、８、無端ベルト１０、ベルト支持ローラ６に内蔵された加熱手段６Ｈ、サーミスタＳ１及びＳ２を備えている。サーミスタＳ１は、ベルト支持ローラ６の外周面の温度を検出しうるよう配置されている。サーミスタＳ２は、定着ローラ２の外周面の、無端ベルト１０とのニップ領域１０Ｎよりも定着ローラ２の回転方向下流側であり、かつ圧ローラ４とのニップ領域２Ｎよりも上流側である領域の温度を検出しうるよう配置される。【選択図】  図１
2005266395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えている定着装置において、
相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトであって、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接された無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラに内蔵されて該ベルト支持ローラをヒートローラとする加熱手段と、第１の温度検出手段と、第２の温度検出手段とを備え、
第１の温度検出手段は、ヒートローラの外周面の温度又は、無端ベルトの、ヒートローラの外周面に巻き掛けられた領域における外周面の温度、のいずれかの温度を検出しうるよう配置され、
第２の温度検出手段は、定着ローラの外周面の、無端ベルトとのニップ領域よりも定着ローラの回転方向下流側であり、かつ圧ローラとのニップ領域よりも上流側である領域の温度、又は、無端ベルトの外周面又は内周面の、定着ローラとのニップ領域よりも無端ベルトの回転方向下流側であり、かつ無端ベルトが最初に巻き掛けられるヒートローラの巻き掛け領域よりも上流側である領域の温度を検出しうるよう配置される、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
第２の温度検出手段は、無端ベルトの外周面又は内周面の、定着ローラとのニップ領域よりも無端ベルトの回転方向直下流側であり、かつ無端ベルトが最初に巻き掛けられるベルト支持ローラの巻き掛け領域の直上流側である領域の温度を検出しうるよう配置される、請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
第１の温度検出手段は、ヒートローラの、定着ローラの外周面における軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置される、請求項1又は請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
第２の温度検出手段は、定着ローラの、無端ベルトが接触する軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置される、又は、無端ベルトの、定着ローラの外周面における軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置される、請求項1又は請求項２記載の定着装置。
【請求項５】
第１の温度検出手段は、定着される、全てのサイズの用紙における非通紙領域内に配置され、第２の温度検出手段は、該用紙の通紙領域内に配置される、請求項1〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
装置を制御するコントローラが備えられ、定着ローラが回転駆動されると、無端ベルト、ヒートローラ及びヒートローラ以外のベルト支持ローラも回転させられ、かつ定着ローラの回転駆動が停止されると、無端ベルト、ヒートローラ及びヒートローラ以外のベルト支持ローラの回転も停止させられ、コントローラは、定着ローラの回転駆動を停止している間は、第1の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行い、定着ローラを回転駆動させている間は、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行う、請求項1〜５のいずれか1項に記載の定着装置。
【請求項７】
コントローラは、定着ローラを回転駆動させて、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行っているとき、第1の温度検出手段が設定温度以上の温度を検出したら、該温度を検出したヒートローラの加熱手段による加熱を停止する、請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
コントローラは、定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行っているとき、第２の温度検出手段が第1の設定温度以下の温度を検出したら、定着ローラを回転駆動させて、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行い、第２の温度検出手段が第1の設定温度よりも高く設定された第２の設定温度以上の温度を検出したら、再び定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行う、請求項６記載の定着装置。
【請求項９】
コントローラは、定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行っているとき、第２の温度検出手段が第１の設定温度以下の温度を検出したら、定着ローラを回転駆動させて、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行い、第２の温度検出手段が第１の設定温度よりも高く設定された第２の設定温度以上の温度を検出したら、加熱手段による加熱を停止し、第２の温度検出手段が第１の設定温度と第２の設定温度との間に設定された第３の設定温度を検出したら、再び定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行う、請求項６記載の定着装置。
【請求項１０】
コントローラは、定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行っているとき、第２の温度検出手段が第１の設定温度以下の温度を検出したら、定着ローラを回転駆動させて、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行い、第２の温度検出手段が第１の設定温度よりも高く設定された第２の設定温度以上の温度を検出したら、加熱手段による加熱を停止し、加熱手段による加熱を停止してから所定時間経過後、再び定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行う、請求項６記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着されて、用紙上の未定着トナーを用紙に溶融定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着ローラを内部からではなく、外部から加熱するよう構成された定着装置はすでに知られている。この種の定着装置の一つの典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、定着ローラに圧接されかつ加熱手段を内蔵した複数の熱ローラとを備えている（特許文献１参照）。定着ローラは、鉄製の中空管からなる心金と、心金の周囲を被覆するシリコンゴムから構成されている。また熱ローラの各々は、表面をフッ素樹脂でコーティングしたアルミニウム製の中空管から構成されている。
【０００３】
上記定着装置は、定着ローラの表面を直接加熱するので、定着ローラの昇温時間を短縮でき、したがってウォームアップ時間を短縮できる。しかしながら、複数の熱ローラによる定着ローラへの熱の供給は、熱ローラの各々と定着ローラとの間のわずかなニップ幅に限定されるので、熱の供給量が制限される。その結果、定着ローラの昇温時間を更に短縮したい場合には、該ニップ幅を広げる必要があるが、該ニップ幅を広げた場合には、定着ローラに対する局部的な負荷が増加するので、定着ローラの駆動トルクが増加し、駆動系を強化する必要が生ずる。また、定着ローラのシリコンゴムの損傷を早めて耐久性を損なうおそれがある。
【０００４】
上記問題を解決することができる定着装置は、本出願人である京セラミタ株式会社によって既に出願されている。この定着装置の典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトとを備えている。無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接され、少なくとも1個のベルト支持ローラは、加熱手段が内蔵されたヒートローラから構成される。上記定着装置においては、無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラの外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルトが圧接されてニップ領域を形成するので、定着ローラを加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラに対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラの耐久性を損なうことなく、定着ローラの昇温時間を短縮してウォームアップ時間を短縮することを可能にする。
【０００５】
そこで、上記定着装置を実用化するためには、別の課題として、定着ローラの外周面の温度を、定着待機温度から定着可能温度まで迅速に昇温させることを可能にして、定着不良やコールドオフセットといった不具合が発生することなく、安定した定着が行われること、ヒートローラあるいは無端ベルトの過熱を防止して、安定した定着が長期間にわたって行われること、などが望まれる。このため、上記定着装置には更なる改善が要望されているところであった。
【特許文献１】特開平１１−８４９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、定着ローラの外周面の温度を、定着待機温度から定着可能温度まで迅速に昇温させることを可能にして、定着不良やコールドオフセットといった不具合が発生することなく、安定した定着が行われることを可能にする、新規な定着装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、ヒートローラあるいは無端ベルトの過熱を防止して、安定した定着が長期間にわたって行われることを可能にする、新規な定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えている定着装置において、
相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトであって、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接された無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラに内蔵されて該ベルト支持ローラをヒートローラとする加熱手段と、第１の温度検出手段と、第２の温度検出手段とを備え、
第１の温度検出手段は、ヒートローラの外周面の温度又は、無端ベルトの、ヒートローラの外周面に巻き掛けられた領域における外周面の温度、のいずれかの温度を検出しうるよう配置され、
第２の温度検出手段は、定着ローラの外周面の、無端ベルトとのニップ領域よりも定着ローラの回転方向下流側であり、かつ圧ローラとのニップ領域よりも上流側である領域の温度、又は、無端ベルトの外周面又は内周面の、定着ローラとのニップ領域よりも無端ベルトの回転方向下流側であり、かつ無端ベルトが最初に巻き掛けられるヒートローラの巻き掛け領域よりも上流側である領域の温度を検出しうるよう配置される、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
第２の温度検出手段は、無端ベルトの外周面又は内周面の、定着ローラとのニップ領域よりも無端ベルトの回転方向直下流側であり、かつ無端ベルトが最初に巻き掛けられるベルト支持ローラの巻き掛け領域の直上流側である領域の温度を検出しうるよう配置される、ことが好ましい。
第１の温度検出手段は、ヒートローラの、定着ローラの外周面における軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置される、ことが好ましい。
第２の温度検出手段は、定着ローラの、無端ベルトが接触する軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置される、又は、無端ベルトの、定着ローラの外周面における軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置される、ことが好ましい。
第１の温度検出手段は、定着される、全てのサイズの用紙における非通紙領域内に配置され、第２の温度検出手段は、該用紙の通紙領域内に配置される、ことが好ましい。
装置を制御するコントローラが備えられ、定着ローラが回転駆動されると、無端ベルト、ヒートローラ及びヒートローラ以外のベルト支持ローラも回転させられ、かつ定着ローラの回転駆動が停止されると、無端ベルト、ヒートローラ及びヒートローラ以外のベルト支持ローラの回転も停止させられ、コントローラは、定着ローラの回転駆動を停止している間は、第1の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行い、定着ローラを回転駆動させている間は、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行う、ことが好ましい。
コントローラは、定着ローラを回転駆動させて、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行っているとき、第1の温度検出手段が設定温度以上の温度を検出したら、該温度を検出したヒートローラの加熱手段による加熱を停止する、ことが好ましい。
コントローラは、定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行っているとき、第２の温度検出手段が第1の設定温度以下の温度を検出したら、定着ローラを回転駆動させて、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行い、第２の温度検出手段が第1の設定温度よりも高く設定された第２の設定温度以上の温度を検出したら、再び定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行う、ことが好ましい。
コントローラは、定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行っているとき、第２の温度検出手段が第１の設定温度以下の温度を検出したら、定着ローラを回転駆動させて、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行い、第２の温度検出手段が第１の設定温度よりも高く設定された第２の設定温度以上の温度を検出したら、加熱手段による加熱を停止し、第２の温度検出手段が第１の設定温度と第２の設定温度との間に設定された第３の設定温度を検出したら、再び定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行う、ことが好ましい。
コントローラは、定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行っているとき、第２の温度検出手段が第１の設定温度以下の温度を検出したら、定着ローラを回転駆動させて、第２の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行い、第２の温度検出手段が第１の設定温度よりも高く設定された第２の設定温度以上の温度を検出したら、加熱手段による加熱を停止し、加熱手段による加熱を停止してから所定時間経過後、再び定着ローラの回転駆動を停止させて、第１の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段の制御を行う、ことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に従って構成された定着装置の好適な実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、図１〜図６において、相互に実質的に同一部分は同一符号で示されている。
【００１０】
図１を参照して、本発明に従って構成された定着装置の一実施形態は、定着ローラ２と、定着ローラ２に対し下方から圧接された圧ローラ４と、相互に間隔を置いて配置された複数の、実施形態においては２個のベルト支持ローラ６及び８と、ベルト支持ローラ６及び８の各々間に巻き掛けられた無端ベルト１０とを備えている。無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されている。無端ベルト１０の外周面の一部領域が定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されることにより、ニップ領域１０Ｎが形成される。少なくとも1個のベルト支持ローラは、内側に配設された加熱手段により加熱されるよう構成されている。実施形態において、1個のベルト支持ローラ６は、加熱手段６Ｈが内蔵されたヒートローラから構成されている。すなわち、ベルト支持ローラ６は、内側に配設された加熱手段６Ｈにより加熱されるよう構成されている。
【００１１】
定着装置は、図１において紙面の表裏方向に間隔をおいては配設された一対の側壁を含む図示しないハウジングを備えており、定着ローラ２、圧ローラ４及びベルト支持ローラ６及び８は、側壁の各々間に回転自在にかつ相互に平行に支持されている。ベルト支持ローラ６及び８のうち１個のベルト支持ローラ、実施形態においては、ヒートローラであるベルト支持ローラ６は、定着ローラ２に対し無端ベルト１０を介して圧接されている。このベルト支持ローラ６は、ニップ領域１０Ｎにおいて、定着ローラ２の回転方向（図１において時計方向）における最上流位置（図１において左端）に配置されている。
【００１２】
定着ローラ２を軸方向に見て（図１において紙面を表から裏に見て）、定着ローラ２の軸心を通る仮想水平線をｘ軸、定着ローラ２の軸心を通ってｘ軸に直交する仮想鉛直線をｙ軸としたとき、ベルト支持ローラ６は、定着ローラ２の外周面に対し、第２象限における周方向のほぼ中間位置において圧接されるよう配置されている。他方、ベルト支持ローラ８は、ベルト支持ローラ６に対し定着ローラ２の回転方向下流側であり、かつ用紙Ｐの搬送方向上流側において（第１象限において）、定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。加熱手段６Ｈは、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の中心領域において、該側壁の各々間に静止状態で支持されている。
【００１３】
定着ローラ２は、駆動源である電動モータＭに、ギヤなどからなる図示しない動力伝達機構を介して駆動結合されている。ヒートローラであるベルト支持ローラ６及び他のベルト支持ローラ８は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２に従動回転させられるよう配設されている。ベルト支持ローラ６又は８を、ギヤなどからなる図示しない動力伝達機構を介して定着ローラ２に駆動結合する他の実施形態もある。
【００１４】
定着ローラ２及び圧ローラ４は、金属、例えばＳＵＳあるいは鉄製の心金と、心金を覆う弾性部材であるソリッドのシリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムと、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムを被覆するＰＦＡチューブとから構成することができる。シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムの外周面をＰＦＡチューブにより被覆する構成に代えて、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムの外周面を、トナーの離型層であるフッ素樹脂をコートする構成としてもよい。ベルト支持ローラ６は、ＳＵＳあるいはアルミニウムなどの金属製、実施形態においてはアルミニウム製の中空管から構成されている。ベルト支持ローラ８は、ＳＵＳあるいはアルミニウムなどの金属製、実施形態においてはアルミニウム製の中空管から構成されている。ベルト支持ローラ８は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６よりも小径に形成されている。これは、ベルト支持ローラ８による熱損失を少なくするためなどの理由による。無端ベルト１０は、ポリイミド樹脂、ＮｉあるいはＳＵＳから形成することができる。加熱手段６Ｈは、１本又は複数本のハロゲンヒータから構成されているが、他の加熱手段、例えば、電磁誘導加熱用の励磁コイル（ＩＨコイル）から構成してもよい。
【００１５】
定着ローラ２が電動モータＭにより図１において時計方向に回転駆動されると、圧ローラ４は反時計方向に従動させられる。同時にヒートローラであるベルト支持ローラ６は、無端ベルト１０を介して定着ローラ２によって図１において反時計方向に従動回転させられる。その結果、無端ベルト１０は同じ反時計方向に従動回転させられ、ベルト支持ローラ８も無端ベルト１０を介して同じ反時計方向に従動回転させられる。加熱手段６Ｈを構成するハロゲンヒータが通電され、発熱が開始されると、加熱手段６Ｈによる熱は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６及び無端ベルト１０の両方から定着ローラ２に伝達され、定着ローラ２の昇温が開始される。定着ローラ２に伝達された熱は圧ローラ４にも伝達される。定着ローラ２の表面温度が常温から所定の温度に達した後、片面（上面）にトナーが転写された用紙Ｐが図１において右から左に向かってほぼ水平に搬送され、定着ローラ２及び圧ローラ４のニップ部を通過すると、用紙Ｐの片面に転写された未定着トナーは、定着ローラ２によって用紙Ｐの片面に溶融定着される。電動モータＭによる回転駆動が停止されて、定着ローラ２の回転駆動が停止されると、圧ローラ４、ベルト支持ローラ６、無端ベルト１０及びベルト支持ローラ８の回転も停止される。
【００１６】
本発明による上記定着装置によれば、無端ベルト１０の外周面の一部領域は定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラ２の外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルト１０が圧接されてニップ領域１０Ｎを形成するので、定着ローラ２を加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラ２に対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラ２の耐久性を損なうことなく、定着ローラ２の昇温時間を短縮して定着装置のウォームアップ時間を短縮することができる。このような作用効果は、後述する他の実施形態においても、実質的に同様に得られるものである。
【００１７】
上記定着装置は、第１の温度検出手段であるサーミスタＳ１と、第２の温度検出手段であるサーミスタＳ２とを備えている。サーミスタＳ１は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の外周面の温度を検出しうるよう配置されている。更に具体的には、サーミスタＳ１は、無端ベルト１０、ベルト支持ローラ６及び８に囲まれた空間内において、ベルト支持ローラ６の外周面に接触するよう配置されている。サーミスタＳ２は、定着ローラ２の外周面の、無端ベルト１０とのニップ領域１０Ｎよりも定着ローラ２の回転方向下流側であり、かつ圧ローラ４とのニップ領域２Ｎよりも上流側である領域の温度を検出しうるよう配置されている。すなわち、サーミスタＳ２は、定着ローラ２の外周面であって、ニップ領域１０Ｎと２Ｎとの間の領域における外周面に接触するよう配置されている。このような構成は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の温度のみならず、定着ローラ２の温度を直接検出して、後述するコントローラ２０による加熱手段６Ｈを制御できるので、状況に応じた最適の温度制御が可能になる。なお、サーミスタＳ１及びＳ２は、上記側壁の各々間を延在するよう配設された図示しない支持フレームに取り付けられている。
【００１８】
上記定着装置は、定着装置の作動を制御するコントローラ２０を備えている。コントローラ２０は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェース及び出力インターフェースなどを備えている。このように構成されたコントローラ２０の入力インターフェースには、サーミスタＳ１及びＳ２、その他の検出器、スイッチなどからの検出信号が入力され、出力インターフェースから電動モータＭ、加熱手段６Ｈなどに制御信号を出力する。
【００１９】
なお、図２及び図３には、それぞれ、本発明による定着装置の他の実施形態が示されているが、図１に示す実施形態との相違は、それぞれ、サーミスタＳ１及びＳ２の配置が相違するのみであって、その他の構成は実質的に同じである。以下、図２及び図３に示す定着装置を、サーミスタＳ１及びＳ２の配置について説明し、図１に示す実施形態と実質的に同じであるその他の構成については説明を省略する。
【００２０】
図２に示す定着装置において、サーミスタＳ１は、無端ベルト１０の、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の外周面に巻き掛けられた領域における外周面の温度を検出しうるよう配置されている。すなわち、サーミスタＳ１は、無端ベルト１０の、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の外周面に巻き掛けられた領域における外周面に接触するよう配置されている。またサーミスタＳ２は、無端ベルト１０の外周面又は内周面の、定着ローラ２とのニップ領域１０Ｎよりも無端ベルト１０の回転方向下流側であり、かつ無端ベルト１０が最初に巻き掛けられるヒートローラ、実施形態においてはベルト支持ローラ６の巻き掛け領域よりも上流側である領域の温度を検出しうるよう配置される。実施形態において、サーミスタＳ２は、無端ベルト１０の内周面の、定着ローラ２とのニップ領域１０Ｎよりも無端ベルト１０の回転方向下流側であり、かつベルト支持ローラ８の巻き掛け領域の下流側に接触するよう配置されている。
【００２１】
図３に示す定着装置において、サーミスタＳ１は、図２に示す実施形態と実質的に同じ位置に配置されているので説明は省略する。サーミスタＳ２が、無端ベルト１０の外周面又は内周面の、定着ローラ２とのニップ領域１０Ｎよりも無端ベルト１０の回転方向下流側であり、かつ無端ベルト１０が最初に巻き掛けられるヒートローラ、実施形態においてはベルト支持ローラ６の巻き掛け領域よりも直上流側である領域の温度を検出しうるよう配置される構成は、図２に示す実施形態と実質的に同じであるが、具体的配置は図２に示す実施形態と相違する。すなわち、実施形態において、サーミスタＳ２は、無端ベルト１０の内周面の、定着ローラ２とのニップ領域１０Ｎよりも無端ベルト１０の回転方向直下流側であり、かつ最初に巻き掛けられるベルト支持ローラ８の巻き掛け領域の直上流側に接触するよう配置されている。この位置は、ベルト支持ローラ８に無端ベルト１０の熱が奪われない位置であるので、温度検出がより的確に行われ、正確な制御を遂行する上で好ましいといえる。なお、サーミスタＳ１とサーミスタＳ２の位置の組合せは、図１〜図３に示す組合せに限定されるものではなく、他の適宜の組合せであってもよい。
【００２２】
図１〜図３に示す実施形態において、ベルト支持ローラ８は、ベルト支持ローラ６に対し定着ローラ２の回転方向下流側であり、かつ用紙Ｐの搬送方向上流側において（第１象限において）、定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置されているが、これに代えて、上記ニップ領域１０Ｎにおいて、定着ローラ２の回転方向（図１において時計方向）における最下流位置（図１において右端）に配置する他の実施形態もある。この実施形態において、ベルト支持ローラ８は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６と同様に、定着ローラ２に対し、無端ベルト１０を介して圧接される（ベルト支持ローラ６及び８共に、定着ローラ２の外周面に無端ベルト６を介して圧接される）。また、ベルト支持ローラ８が、定着ローラ２に対し、無端ベルト１０を介して圧接され、ヒートローラであるベルト支持ローラ６が、ベルト支持ローラ８に対し定着ローラ２の回転方向上流側であり、かつ用紙Ｐの搬送方向下流側において（第２象限において）、定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置される、更に他の実施形態もある。更にはまた、ベルト支持ローラのうち２個のベルト支持ローラ６及び８が、それぞれ、定着ローラ２の回転方向上流側及び下流側において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置され、定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接される無端ベルト１０の外周面の該一部領域は、該２個のベルト支持ローラ６及び８間に配置される、更に他の実施形態もある。
【００２３】
図４には、ベルト支持ローラ６及び８が、それぞれ、定着ローラ２の回転方向上流側及び下流側において定着ローラ２の外周面の外側に間隔をおいて配置され、定着ローラ２の外周面の一部領域に圧接される無端ベルト１０の外周面の該一部領域が、該２個のベルト支持ローラ６及び８間に配置されている、定着装置の他の実施形態を平面から見た構成概略図が示されている。ヒートローラであるベルト支持ローラ６の外周面の軸方向長さは、定着ローラ２の外周面の軸方向長さ２Ｌよりも長い。定着ローラ２の外周面の軸方向長さ２Ｌとベルト支持ローラ８の外周面の軸方向長さは実質的に同じである。無端ベルト１０の幅（図４において左右方向の幅）は、定着ローラ２の軸方向長さ２Ｌよりも短い。無端ベルト１０の幅方向の中心を通り用紙Ｐの搬送方向（図４において上から下に向う方向）に延在する中心線ＣＬは、定着ローラ２、ベルト支持ローラ６及び８の軸方向の中心を通り用紙Ｐの搬送方向（図４において上から下に向う方向）に延在する中心線と一致するよう配置されている。
【００２４】
図４に示されているように、サーミスタＳ１は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の、定着ローラ２の外周面における軸方向領域、すなわち、図４において符号２Ｌで示される、定着ローラ２の外周面の軸方向全領域（全長）に相当する軸方向領域の内側（軸方向内側）に、１個又は複数個配置される。この構成は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の外周面の軸方向長さが、定着ローラ２の外周面の軸方向長さ２Ｌよりも短い実施形態又は実質的に同じである実施形態においても同じである。サーミスタＳ１は、定着される、全てのサイズの用紙Ｐにおける非通紙領域内に１個又は複数個配置されている。図４において、サーミスタＳ１の位置（Ａ）は、図１に示す位置に対応する位置を示し、サーミスタＳ１の位置（Ｂ）は、図２及び図３に示す位置に対応する位置を示している。なお、サーミスタＳ２の配置については、後に図５を参照して説明するので、図４においては省略されている。
【００２５】
図５には、定着ローラ２、ベルト支持ローラ６及び８、無端ベルト１０のレイアウトが、図４に示す実施形態と実質的に同じである、定着装置の他の実施形態を平面から見た構成概略図が示されている。この定着装置において、定着ローラ２、ベルト支持ローラ６及び８の軸方向長さが相互に実質的に同じである点、図４に示す実施形態と相違するが、その他の基本的構成は、図４に示す実施形態と実質的に同じであるので、実質的に同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。
【００２６】
図５に示されているように、サーミスタＳ２は、定着ローラ２の、無端ベルト１０が接触する軸方向領域、すなわち、図５において符号１０Ｌで示される、無端ベルト１０の全幅１０Ｌに相当する軸方向領域の内側（軸方向内側）に１個又は複数個配置される（図５において、サーミスタＳ２の位置（Ａ）参照）か、又は、無端ベルト１０の、定着ローラ２の外周面における軸方向領域、すなわち、図５において符号２Ｌで示される、定着ローラ２の外周面の軸方向全領域に相当する軸方向領域の内側（軸方向内側）に１個又は複数個配置される（図５において、サーミスタＳ２の位置（Ｂ）及び（Ｃ）参照）。この構成は、無端ベルト１０の全幅１０Ｌが、定着ローラ２の外周面における軸方向長さ２Ｌよりも長い実施形態又は実質的に同じである実施形態においても同じである。サーミスタＳ２は、定着される、全てのサイズの用紙Ｐにおける通紙領域内に１個又は複数個配置されている。なお、図５において、サーミスタＳ２の位置（Ａ）は、図１に示す位置に対応する位置を示し、サーミスタＳ２の位置（Ｂ）は、図２に示す位置に対応する位置を示し、そしてサーミスタＳ２の位置（Ｃ）は、図３に示す位置に対応する位置を示している。なお、サーミスタＳ１の配置については、図４を参照して説明したので、図５においては省略されている。
【００２７】
以下、図１〜図３に示す定着装置におけるコントローラ２０による加熱制御について説明する。コントローラ２０は、定着装置が定着待機状態にあるとき、定着ローラ２の回転駆動を停止している間は、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行い、また、定着ローラ２を回転駆動させている間は、サーミスタＳ２による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行う。すなわち、この定着装置においては、定着ローラ２の回転駆動を停止している間は、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御が行われるので、定着ローラ２及び無端ベルト１０を含む各回転体が回転駆動されている間に、未定着画像が定着ローラ２と圧ローラ４とのニップ領域２Ｎを通過するときには、定着ローラ２は十分確実に定着可能温度に制御されるので、定着不良、コールドオフセットなどの不具合を確実に防止し、安定した定着の遂行を可能にする。また、定着ローラ２及び無端ベルト１０を含む各回転体の駆動が停止されている間には、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行うことにより、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の温度が制御されるので、ベルト支持ローラ６の加熱が確実に防止される。しかも、定着ローラ２及び無端ベルト１０を含む各回転体の駆動を開始した際の、定着ローラ２の外周面の昇温速度をより速くすることができるので、この面においても、定着不良、コールドオフセットなどの不具合を確実に防止することができる。
【００２８】
コントローラ２０は、定着ローラ２を回転駆動させて、サーミスタＳ２による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行っているとき、サーミスタＳ１が設定温度（例えば２３０℃）以上の温度を検出したら、該温度を検出したヒートローラ、実施形態においてはベルト支持ローラ６の加熱手段６Ｈによる加熱を停止する。なお、実用上、必要であれば、エラーメッセージや警告などの表示を行う。この構成により、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の過熱を確実に防止することができ、定着装置の耐久性を所要のとおりに確保すると共に、安定した定着の遂行を可能にする。
【００２９】
図６を参照して、コントローラ２０は、定着ローラ２の回転駆動を停止させて、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行っているとき、サーミスタＳ２が第1の設定温度Ｔ１（例えば１４０℃）以下の温度を検出したら、定着ローラ２を回転駆動させて、サーミスタＳ２による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行う。これにより定着ローラ２の温度を上昇させる。そして、サーミスタＳ２が第1の設定温度Ｔ１よりも高く設定された第２の設定温度Ｔ２（例えば１６０℃）以上の温度を検出したら、再び定着ローラ２の回転駆動を停止させて、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行う。なお、図６において、縦軸は温度、横軸は時間を示している。符号Ｔｎは、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の設定温度（制御温度）を示している。このような制御により、定着ローラ２の外周面の温度は、常に第1の設定温度Ｔ１と第２の設定温度Ｔ２との間の設定温度に保持されるので、定着装置を備えている画像形成機がプリント、複写などを開始した時、直ちに定着ローラ２の外周面の温度を定着待機温度から定着可能な温度に迅速に昇温させることができる。その結果、定着不良、コールドオフセットなどの不具合の発生を防止することができ、安定した定着が行われることを可能にする。
【００３０】
しかしながら、図６に図示されているように、サーミスタＳ２が第２の設定温度Ｔ２以上の温度を検出した時に、直ちに定着ローラ２の回転駆動を停止すると、ヒートローラであるベルト支持ローラ６及び無端ベルト１０の温度がオーバシュートしてしまい、不具合発生のおそれがある。
【００３１】
そこで図７に示されているように、コントローラ２０は、定着ローラ２の回転駆動を停止させて、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行っているとき、サーミスタＳ２が第１の設定温度Ｔ１以下の温度を検出したら、定着ローラ２を回転駆動させて、サーミスタＳ２による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行う。そして、サーミスタＳ２が第１の設定温度Ｔ１よりも高く設定された第２の設定温度Ｔ２以上の温度を検出したら、加熱手段６Ｈによる加熱を停止する。そして、サーミスタＳ２が第１の設定温度Ｔ１と第２の設定温度Ｔ２との間に設定された第３の設定温度Ｔ３（例えば１５５℃）を検出したら、再び定着ローラ２の回転駆動を停止させて、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行う。この制御により、上記オーバシュートの発生を防止し、安定した定着が長期にわたって行われることを可能にする。
【００３２】
あるいはまた、図８に示されているように、コントローラ２０は、定着ローラ２の回転駆動を停止させて、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行っているとき、サーミスタＳ２が第１の設定温度Ｔ１以下の温度を検出したら、定着ローラ２を回転駆動させて、サーミスタＳ２による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行う。そして、サーミスタＳ２が第１の設定温度Ｔ１よりも高く設定された第２の設定温度Ｔ２以上の温度を検出したら、加熱手段６Ｈによる加熱を停止する。そして、加熱手段６Ｈによる加熱を停止してから所定時間（図８において時間ｔ）経過後、再び定着ローラ２の回転駆動を停止させて、サーミスタＳ１による検出信号に基づいて加熱手段６Ｈの制御を行う。この制御によってもまた、上記オーバシュートの発生を防止し、安定した定着が長期にわたって行われることを可能にする。
【００３３】
上記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段は、それぞれ、接触式のサーミスタＳ１及びＳ２により構成されているが、非接触式のサーミスタＳ１及びＳ２により構成してもよい。また、他の温度検出サンサにより構成してもよい。
【００３４】
上記定着装置によれば、コントローラ２０は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の外周面の温度だけではなく、定着ローラ２の温度を直接検出して、又は、定着ローラ２の温度と相関にある無端ベルト１０の内周面又は外周面の温度を検出して、それぞれ加熱手段６Ｈを制御することができるので、状況によって最適な加熱手段６Ｈの制御を行うことが可能になる。その結果、常時安定した定着を行うことが可能になり、実用上有用である。
【００３５】
上記定着装置において、サーミスタＳ１は、ヒートローラであるベルト支持ローラ６の、定着ローラ２の外周面における軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置されている。この構成により、定着ローラ２の駆動中に、サーミスタＳ１によりヒートローラであるベルト支持ローラ６だけでなく、定着ローラ２の過熱をも合せて検出することが可能になる（定着ローラ２の駆動中、ある程度安定した状態であれば、ヒートローラであるベルト支持ローラ６と定着ローラ２の表面温度は相関関係にある）。これにより、ヒートローラであるベルト支持ローラ６だけでなく、定着ローラ２の過熱を防止することが可能になり、定着ローラ２の耐久性及びトナーのホットオフセットなどを防止することができる。
【００３６】
上記定着装置において、サーミスタＳ２は、定着ローラ２の、無端ベルト１０が接触する軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置されるか、又は、無端ベルト１０の、定着ローラ２の外周面における軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置されている。サーミスタＳ２については、最終的には定着ローラ２の表面温度の検出及び温度制御が目的のため、サーミスタＳ２が、定着ローラ２の、無端ベルト１０が接触する軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置されることにより、確実な定着ローラ２の表面温度の検出及び制御が可能になる。また、サーミスタＳ２が、無端ベルト１０の、定着ローラ２の外周面における軸方向領域に相当する軸方向領域の内側に配置され、無端ベルト１０の表面温度を検出している場合においても、定着ローラ２の駆動中は、検出している無端ベルト１０の表面温度と定着ローラ２の表面温度とは相関関係にあるため、無端ベルト１０の表面温度と定着ローラ２の表面温度とが同じではないにしても、定着ローラ２の表面温度を算出することにより、定着ローラ２の表面温度を制御することは可能である。したがって、確実な定着ローラ２の表面温度の検出及び制御が可能になる。
【００３７】
上記定着装置において、サーミスタＳ２は、全てのサイズの用紙Ｐの通紙領域内に配置されているので、定着ローラ２を、高い精度で温度制御することが可能になる。サーミスタＳ２により非通紙領域の温度を検出することによって定着ローラ２の表面温度を制御すると、通紙領域の温度を予測して制御することになり、高い精度での温度制御が困難となる。また、サーミスタＳ１は、定着される、全てのサイズの用紙Ｐにおける非通紙領域内に配置されている。サーミスタＳ２を通紙領域内に配置すると、定着ローラ２の非通紙領域における過熱を検出できなくなるが、サーミスタＳ１を非通紙領域内に配置することにより、定着ローラ２の非通紙領域における過熱を検出することが可能になる。もちろん、定着ローラ２の非通紙領域にサーミスタを配置することも可能であるが、サーミスタＳ１による代行により、コストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による定着装置の一実施形態を示す構成概略図である。
【図２】本発明による定着装置の他の実施形態を示す構成概略図である。
【図３】本発明による定着装置の更に他の実施形態を示す構成概略図である。
【図４】本発明による定着装置の他の実施形態を平面から見た構成概略図であって、サーミスタＳ１の配置を説明するための構成概略図。
【図５】本発明による定着装置の他の実施形態を平面から見た構成概略図であって、サーミスタＳ２の配置を説明するための構成概略図。
【図６】本発明による定着装置の温度制御の一実施形態を模式的に示す線図である。
【図７】本発明による定着装置の温度制御の他の実施形態を模式的に示す線図である。
【図８】本発明による定着装置の温度制御の更に他の実施形態を模式的に示す線図である。
【符号の説明】
【００３９】
２：定着ローラ
２Ｌ：定着ローラの外周面の軸方向長さ
２Ｎ：定着ローラと圧ローラとのニップ領域
４：圧ローラ
６：ベルト支持ローラ（ヒートローラ）
６Ｈ：加熱手段（ハロゲンヒータ）
８：ベルト支持ローラ
１０：無端ベルト
１０Ｌ：無端ベルトの全幅
１０Ｎ：無端ベルトと定着ローラとのニップ領域
Ｍ：電動モータ
Ｐ：用紙
Ｓ１：サーミスタ（第１の温度検出手段）
Ｓ２：サーミスタ（第２の温度検出手段）
Ｔ１：第１の設定温度
Ｔ２：第２の設定温度
Ｔ３：第３の設定温度
【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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