JP2011123198A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧部材の表面温度を適切な温度に調整できるようにする。
【解決手段】加圧部材５８を加熱部材５１に対して接触、離隔させる接離手段１６０と、加圧部材５８に冷却風を送風する送風手段２００と、加圧部材５８の表面温度が予め決められた制御範囲内に保たれ、かつ構成部材の許容温度を超えないように設定された上限温度以下になるように、送風手段２００の作動及び接離手段１６０の作動を制御する制御手段１６とを有し、制御手段１６が、加圧部材５８の表面温度が制御範囲よりも高い場合には、送風手段２００を作動させ、加圧部材５８の表面温度が制御範囲よりも低い場合には、加圧部材５８を加熱部材５１に接触させ、加圧部材５８の表面温度が上限温度よりも高い場合には、接離手段１６０を作動させて加圧部材５８を加熱部材５１から離隔させるとともに送風手段２００を作動させ、加圧部材５８の表面温度を制御範囲内にする。
【選択図】図４

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

熱圧力定着方式の定着装置において、加圧ロールの表面に冷却風を吹き付け、その加圧ロールの表面に高温領域が発生しないようにして画像欠陥の発生を抑制した画像形成装置は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２１０７９２号公報

本発明は、加圧部材の表面温度を適切な温度に調整できる定着装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の定着装置は、熱源を備えた加熱部材と、現像剤像が転写された記録媒体を前記加熱部材との間で狭持しながら搬送する加圧部材と、前記加圧部材を前記加熱部材に対して接触、離隔させる接離手段と、前記加圧部材に冷却風を送風する送風手段と、前記加圧部材の表面温度を非接触で測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果を基に、前記加圧部材の表面温度が予め決められた制御範囲内に保たれ、かつ構成部材の許容温度を超えないように設定された上限温度以下になるように、前記送風手段の作動及び前記接離手段の作動を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段が、前記加圧部材の表面温度が前記制御範囲よりも高い場合に、前記送風手段を作動させて前記加圧部材を冷却し、前記加圧部材の表面温度が前記制御範囲よりも低い場合に、前記送風手段を停止させた状態で前記加圧部材を前記加熱部材に接触させて加熱し、前記加圧部材の表面温度が前記上限温度よりも高い場合に、前記接離手段を作動させて前記加圧部材を前記加熱部材から離隔させるとともに、前記送風手段を作動させて前記加圧部材を冷却し、前記加圧部材の表面温度を前記制御範囲内にすることを特徴としている。

また、請求項２に記載の定着装置は、請求項１に記載の定着装置において、前記接離手段を作動させて前記加圧部材を前記加熱部材から離隔させたときに、該加圧部材を回転させる駆動手段を有することを特徴としている。

また、本発明に係る請求項３に記載の画像形成装置は、記録媒体に転写する画像を現像剤像として形成する画像形成部と、前記画像形成部によって形成された現像剤像を前記記録媒体に転写する転写部と、前記転写部によって前記記録媒体に転写された現像剤像を該記録媒体に定着する請求項１又は請求項２に記載の定着装置と、を有し、前記加圧部材の表面温度が前記上限温度よりも高くなったときには、印刷動作を中止するように構成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、加圧部材の表面温度を適切な温度に調整することができる。

請求項２に記載の発明によれば、加圧部材の表面温度を適切な温度に短時間で調整することができる。

請求項３に記載の発明によれば、記録媒体に定着された画像に欠陥が生じるのを抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の全体を示す概略構成図 本実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図 本実施形態に係る定着部（定着装置）を示す概略構成図 本実施形態に係る加圧ロールを示す概略構成図 本実施形態に係る加圧ロールを示す概略斜視図 本実施形態に係る加圧ロール及び加熱ロールを示す概略斜視図 本実施形態に係る加圧ロールの接離手段を示す概略斜視図 （Ａ）接離手段により加圧ロールが離隔されたときの状態を示す説明図、（Ｂ）接離手段により加圧ロールが圧接されたときの状態を示す説明図 本実施形態に係る駆動手段を示す概略斜視図 本実施形態に係る駆動手段を示す概略斜視図 接離手段により加圧ロールが圧接されたときの駆動手段を示す概略構成図 接離手段により加圧ロールが離隔されたときの駆動手段を示す概略構成図

以下、本発明に係る実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、矢印ＵＰを上方向、矢印ＲＩを右方向、矢印ＦＲを前方向とし、各図において、上記各矢印が示されている場合には、その矢印で示す方向に従って上下・左右・前後の表現をする。また、以下において、シート状部材である記録媒体の搬送方向上流側及び搬送方向下流側を、単に「上流側」、「下流側」という場合がある。

図１で示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、記録媒体の一例としての記録用紙Ｐに現像剤像（以下「トナー画像」という）を二次転写して搬送する工程までとされる第１処理部１２と、第１処理部１２から搬送されて来た記録用紙Ｐにトナー画像を定着する工程以降の処理を行う第２処理部１４と、が一体的に（記録用紙Ｐを受け渡し可能に）左右横方向（水平方向）に連結されて構成されている。

第１処理部１２は、第１筐体１１内に組み込まれ、第２処理部１４は、第１筐体１１と着脱可能とされた第２筐体１３内に組み込まれている。そして、第１筐体１１に隣接する第２筐体１３上には、制御手段の一例としての制御部１６が組み込まれた第３筐体１５が配設されており、その第３筐体１５の横（下流側）の第２筐体１３上には、表示装置１８が配設されている。

第１処理部１２には、記録用紙Ｐを収容する給紙部２０と、記録用紙Ｐを搬送する搬送部１２０と、記録用紙Ｐにトナー画像を転写する転写部１００と、転写部１００に一次転写させるトナー画像を形成する画像形成部３０と、が備えられている。具体的に説明すると、まず、第１筐体１１内の下部には、記録用紙Ｐがそれぞれ収容される２個の給紙カセット２２が左右横方向に並んで設けられている。

この給紙カセット２２は、第１筐体１１内から前方側へ引出可能とされており、給紙カセット２２を第１筐体１１内から引き出すと、給紙カセット２２内に設けられたボトムプレート２４が下降し、その上に記録用紙Ｐを載せることで、記録用紙Ｐの補充ができるようになっている。なお、給紙カセット２２を第１筐体１１内に取り付けると、ボトムプレート２４は上昇する構成になっている。

各給紙カセット２２の上方には搬送部１２０が配設されており、その搬送部１２０の上方には転写部１００が配設され、その転写部１００の上方には画像形成部３０が配設されている。なお、画像形成部３０、転写部１００、搬送部１２０については後述する。また、第１筐体１１の第２筐体１３と対向する右壁面１１Ａには、記録用紙Ｐを上部から搬出し、下部から搬入させる開口部２６が形成されている。

第２処理部１４には、転写部１００によって記録用紙Ｐに二次転写されたトナー画像を、その記録用紙Ｐに定着するための定着装置の一例としての定着部５０と、定着部５０によってトナー画像が定着された記録用紙Ｐを冷却するための冷却部６０と、両面印刷時に、記録用紙Ｐを反転させて、再度第１処理部１２へ搬送するための反転部８０と、が備えられている。

すなわち、第１筐体１１の右壁面１１Ａと対向する第２筐体１３の左壁面１３Ｂには、記録用紙Ｐを上部から搬入し、下部から搬出させる開口部２８が、開口部２６と対向して形成されており、その上側の開口部２８を通って搬送されて来た記録用紙Ｐに対してトナー画像を定着可能なように定着部５０が配設されている。なお、定着部５０については、後で詳述する。

また、定着部５０の横（下流側）には冷却部６０が配設されている。この冷却部６０は、記録用紙Ｐの搬送経路１２２（後述）を挟んで上側に、記録用紙Ｐと接触して、その熱を吸収する吸収装置７０が設けられ、下側に、搬送される記録用紙Ｐを吸収装置７０に押し付ける押付装置６２が設けられて構成されている。

吸収装置７０は、駆動力を伝達する駆動ロール７２と複数個の張架ロール７３に巻き掛けられた無端状の吸収ベルト７４を有しており、その吸収ベルト７４の内側には、吸収ベルト７４と面状に接触して、吸収ベルト７４が吸収した熱を放熱させるヒートシンク７６を有している。そして、ヒートシンク７６から熱を奪い、その熱気を外部へ排出させる吸込ファン７８が、第２筐体１３の後壁部側（図示の奥側）に２個並んで設けられている。

また、押付装置６２は、搬送される記録用紙Ｐと接触して、吸収装置７０へ押し付ける無端状の押付ベルト６４を有しており、その押付ベルト６４は複数個の張架ロール６５に張架されて回転可能に支持されている。このような構成の冷却部６０により、定着部５０から搬送されて来た記録用紙Ｐが冷却されるようになっている。

また、冷却部６０の横（下流側）には、記録用紙Ｐのカールを矯正する（記録用紙Ｐを平坦にする）デカール処理部６６が配設されている。そして、そのデカール処理部６６の横（下流側）には、記録用紙Ｐに定着されたトナー画像の濃度欠陥、画像欠陥、画像位置欠陥等を光学的に検出するインラインセンサー部６８が配設されている。

なお、インラインセンサー部６８の横（下流側）には、片面に画像が形成された記録用紙Ｐを第２筐体１３の右壁面１３Ａに取り付けられた排出部（排出トレイ）９０に排出する排出ロール９２が設けられており、片面印刷時には、その排出ロール９２によって記録用紙Ｐが排出部９０上へ排出されるようになっている。

また、定着部５０、冷却部６０、デカール処理部６６、インラインセンサー部６８の下方には、反転部８０が配設されている。すなわち、記録用紙Ｐの両面に画像を形成する際には、インラインセンサー部６８から送出された記録用紙Ｐを反転部８０へ搬送する。詳細には、その記録用紙Ｐを、図示しない切替部材によって、反転部８０に設けられた反転経路８２へ導く。

反転経路８２は、第２処理部１４における搬送経路１２２（後述）から分岐する分岐パス８４と、分岐パス８４に沿って搬送される記録用紙Ｐを第１処理部１２側へ向けて搬送する用紙搬送パス８６と、用紙搬送パス８６に沿って搬送される記録用紙Ｐを逆方向へ向けて折り返し、スイッチバック搬送して表裏を反転させる反転パス８８と、を備えている。

この構成により、反転パス８８によってスイッチバック搬送された記録用紙Ｐは、下側の開口部２８及び開口部２６を通って第１処理部１２内へ向けて搬送され、更に搬送部１２０における搬送経路１２２へ送出されて、後述する二次転写ロール１１０とバックアップロール１１２との狭持部である転写ポイントＴへ再度送り込まれるようになっている。

なお、第１筐体１１の左壁面１１Ｂには、その左壁面１１Ｂに隣接して外付けされる大容量の給紙カセット（図示省略）から記録用紙Ｐを供給できるようにするための供給部９４が設けられている。また、制御部１６には、図示しないコンピューター等から送られてくる画像データに処理を施す画像信号処理部９６と、各部へ電力を供給する電源部９８と、が備えられている。

次に、画像形成部３０について説明する。本実施形態に係る画像形成装置１０には、第１特別色（Ｖ）、第２特別色（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーを収容するトナーカートリッジ３２Ｖ、３２Ｗ、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが左右横方向（水平方向）に並んで交換可能に設けられており、フルカラー画像又は白黒画像を形成可能に構成されている。

なお、第１特別色及び第２特別色には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック以外の特別色（透明を含む）から適宜選択される。また、以後の説明では、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する場合は、数字の後にＶ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの何れかの英字を付して説明し、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別しない場合は、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

トナーカートリッジ３２の下側には、各色のトナーに対応する６つの画像形成ユニット３４が、各トナーカートリッジ３２と対応するように左右横方向（水平方向）に並んで設けられている。そして、各トナーカートリッジ３２と画像形成ユニット３４との間には、露光ユニット４０が設けられている。

画像形成ユニット３４毎に設けられた露光ユニット４０は、上記した画像信号処理部９６によって処理を施された画像データを受け取り、色材階調データに応じて各半導体レーザー（図示省略）を変調し、各半導体レーザーから露光光Ｌを色材階調データに応じて出射するように構成されている。詳細には、後述する感光体３６（図２参照）の表面に各色に対応した露光光Ｌを照射して、その感光体３６上に静電潜像を形成するようになっている。

図２で示すように、画像形成ユニット３４は、矢印Ａ（図示の時計回り）方向に回転駆動される感光体３６を備えている。感光体３６の周囲には、感光体３６を一様に帯電する帯電装置としてのコロナ放電方式（非接触帯電方式）のスコロトロン帯電器３８と、露光ユニット４０によって出射された露光光Ｌにより感光体３６上に形成された静電潜像を各色の現像剤（トナー）で現像する現像装置４２と、転写後の感光体３６の表面をクリーニングするクリーニング装置としてのクリーニングブレード４４と、転写後の感光体３６の表面に光を照射して除電を行う除電装置としてのイレーズランプ４６が設けられている。

なお、スコロトロン帯電器３８、現像装置４２、クリーニングブレード４４、イレーズランプ４６は、感光体３６の表面と対向して、感光体３６の回転方向上流側から下流側へ向けて、この順番で配置されている。

また、現像装置４２は、画像形成ユニット３４の横（図示の右側）に配置され、トナーを含んだ現像剤Ｇが充填された現像剤収容部材４８と、現像剤収容部材４８に充填されたトナーを感光体３６の表面に移動させる現像ロール４９と、を含んで構成されている。そして、現像剤収容部材４８は、トナーカートリッジ３２（図１参照）とトナー供給路（図示省略）を通して接続されており、トナーカートリッジ３２からトナーが供給されるようになっている。

次に、転写部１００について説明する。図１で示すように、各画像形成ユニット３４の下側には、転写部１００が設けられている。この転写部１００は、各感光体３６と接触する無端状の中間転写ベルト１０２と、中間転写ベルト１０２の内側に配置され、各感光体３６上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１０２に多重転写させる６つの一次転写部材としての一次転写ロール１０４と、を含んで構成されている。

更に、この中間転写ベルト１０２は、図示しないモーターで駆動される駆動ロール１０６と、中間転写ベルト１０２の張力を調整する張力付与ロール１０８と、後述する二次転写ロール１１０と対向配置されたバックアップロール１１２と、複数個の張架ロール１１４との間に、一定の張力で巻き掛けられており、駆動ロール１０６により、図１の矢印Ｂ（図示の反時計回り）方向に循環移動されるようになっている。

詳細には、各一次転写ロール１０４は、中間転写ベルト１０２を挟んでそれぞれの各画像形成ユニット３４の感光体３６と対向配置されている。また、一次転写ロール１０４は、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。この構成により、感光体３６上に形成されたトナー画像が中間転写ベルト１０２に転写されるようになっている。

一方、駆動ロール１０６の中間転写ベルト１０２を挟んだ反対側には、先端部が中間転写ベルト１０２と接触するクリーニングブレード１１６が設けられおり、このクリーニングブレード１１６は、循環移動する中間転写ベルト１０２上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

次に、第１処理部１２における搬送部１２０について説明する。給紙カセット２２の一端側（図示の右側）の上方には、給紙カセット２２から記録用紙Ｐを搬送経路１２２へ送出する送出ロール１１８が設けられており、上昇するボトムプレート２４に載せられた最上位の記録用紙Ｐに送出ロール１１８が接触するようになっている。

送出ロール１１８の下流側には、記録用紙Ｐの重送を防止する一対の分離ロール１２４が設けられており、分離ロール１２４の下流側には、記録用紙Ｐを下流側に搬送する一対の搬送ロール１２６が複数設けられている。

給紙部２０（給紙カセット２２）と転写部１００（中間転写ベルト１０２）との間に設けられる搬送部１２０の搬送経路１２２は、給紙カセット２２から送出された記録用紙Ｐを第１折返部１２２Ａで図示の左方向へ折り返し、更に第２折返部１２２Ｂで図示の右方向へ折り返して二次転写ロール１１０とバックアップロール１１２との挟持部である転写ポイントＴへ向けて送出するようになっている。

第２折返部１２２Ｂと転写ポイントＴとの間には、搬送される記録用紙Ｐの傾き等を矯正するアライナー（図示省略）が設けられており、このアライナーと転写ポイントＴとの間には、中間転写ベルト１０２上のトナー画像の移動タイミングと記録用紙Ｐの搬送タイミングを合わせるための位置合わせロール１２８が設けられている。

また、位置合わせロール１２８の下流側に設けられている二次転写部材としての二次転写ロール１１０は、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。この構成により、中間転写ベルト１０２上に多重転写された各色のトナー画像が、二次転写ロール１１０によって、搬送経路１２２に沿って搬送されて来た記録用紙Ｐに二次転写される構成となっている。なお、上記した供給部９４は、搬送経路１２２の第２折返部１２２Ｂへ合流するようになっている。

また、転写ポイントＴの下流側には、トナー画像が転写された記録用紙Ｐを第２処理部１４内へ向けて搬送する複数個のバキューム搬送装置１３０が設けられている。各バキューム搬送装置１３０は、回転駆動する駆動ロール１３２と、回転可能に支持された従動ロール１３４と、駆動ロール１３２と従動ロール１３４に巻き掛けられる複数本のベルト部材１３６と、を備えている。

ベルト部材１３６の表面には、複数個の貫通孔（図示省略）が全面に渡って設けられており、その貫通孔から空気をベルト部材１３６の内側へ吸い込む吸込ファン１３８が、第１筐体１１の後壁部側（図示の奥側）に配置されている。

この構成により、トナー画像が形成されていない記録用紙Ｐの裏面（非画像面）をベルト部材１３６に吸い付け、駆動ロール１３２を回転駆動させてベルト部材１３６を回転させることで、その記録用紙Ｐを更に下流側、即ち第２処理部１４のバキューム搬送装置１３０へ搬送するようになっている。

なお、第２処理部１４のバキューム搬送装置１３０も、第１処理部１２のバキューム搬送装置１３０と同様の構成であり、第２処理部１４における搬送経路１２２は、第１処理部１２の搬送部１２０における搬送経路１２２と連続している。

次に、画像形成工程（作用）について説明する。画像信号処理部９６で画像処理が施された画像データは、各色の色材階調データに変換され、各露光ユニット４０に順次出力される。各露光ユニット４０では、各色の色材階調データに応じて各露光光Ｌを出射し、スコロトロン帯電器３８によって帯電された各感光体３６上に走査露光を行い、静電潜像を形成する。

感光体３６上に形成された静電潜像は、現像装置４２によって、それぞれ第１特別色（Ｖ）、第２特別色（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像（現像剤像）として顕在化される（現像される）。

各画像形成ユニット３４Ｖ、３４Ｗ、３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋの各感光体３６上に形成された各色のトナー画像は、６つの一次転写ロール１０４Ｖ、１０４Ｗ、１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋによって中間転写ベルト１０２上に順次多重転写される。

中間転写ベルト１０２上に多重転写された各色のトナー画像は、二次転写ロール１１０によって、給紙部２０（給紙カセット２２）から搬送されて来た記録用紙Ｐ上に二次転写される。トナー画像が転写された記録用紙Ｐは、バキューム搬送装置１３０によって定着部５０へ搬送される。

定着部５０に搬送された記録用紙Ｐは、その定着部５０において加熱・加圧されることにより、その記録用紙Ｐ上に転写された各色のトナー画像が定着される。そして、各色のトナー画像が定着された記録用紙Ｐは、冷却部６０を通過して冷却された後、デカール処理部６６に送り込まれ、記録用紙Ｐに生じたカールが矯正される。カールが矯正された記録用紙Ｐは、インラインセンサー部６８によって画像欠陥等が検出された後、排出ロール９２によって排出部９０に排出される。

なお、記録用紙Ｐの画像が形成されていない裏面に画像を形成する場合（両面印刷の場合）には、その記録用紙Ｐは、インラインセンサー部６８を通過後に、反転部８０へ送出される。反転部８０へ送出された記録用紙Ｐは、反転経路８２を通過して反転され、再度第１処理部１２へ送り込まれて、上記した手順で、その裏面にトナー画像が形成される。

以上のような構成の画像形成装置１０において、次に定着部５０（定着装置）の構成について詳細に説明する。図３で示すように、この定着部５０は、定着ベルト５６を備えた加熱部材の一例としての定着ベルトモジュール５１と、定着ベルトモジュール５１に対して圧接（接触）・離隔可能に配置される加圧部材の一例としての加圧ロール５８と、を含んで構成されている。

そして、定着ベルト５６（定着ベルトモジュール５１）と加圧ロール５８とが圧接する領域がニップ部Ｎとされ、そのニップ部Ｎにおいて記録用紙Ｐが加圧及び加熱されることで、その記録用紙Ｐにトナー画像が定着されるようになっている。なお、図６〜図１２においては、定着ベルト５６を省略している。

図３で示すように、定着ベルトモジュール５１は、無端状の定着ベルト５６と、加圧ロール５８側で定着ベルト５６を張架しながら、駆動源の一例としての駆動モーター１５０（図６参照）からギア列１５２及びギア１５４を介して伝達される回転駆動力によって回転する加熱ロール５２と、加熱ロール５２と異なる位置（上方位置）で内側から定着ベルト５６を張架する支持ロール５４と、定着ベルト５６の外側に配置されて、その周回経路を規定する支持ロール５５と、定着ベルト５６の内側に配置されて、その姿勢を矯正する姿勢矯正ロール５３と、を備えている。

そして、定着ベルトモジュール５１と加圧ロール５８とが圧接する領域であるニップ部Ｎ内の下流側領域で、かつ定着ベルト５６の内側には、加熱ロール５２の近傍位置に配置されて、加熱ロール５２の外周面から定着ベルト５６を剥離する剥離パッド５７と、ニップ部Ｎの下流側において、定着ベルト５６を張架する支持ロール５９と、が設けられている。

ここで、この加熱ロール５２は、アルミニウムからなる円筒状の芯金の表面に、金属磨耗を防止する保護層が形成されたハードロールとされており、その保護層は、例えば厚さ２００μｍのフッ素樹脂皮膜とされている。なお、加熱ロール５２の内部には、熱源の一例としてのハロゲンヒーター１４２が設けられている。

また、支持ロール５４は、アルミニウムで形成された円筒状のロールであり、その内部には、熱源の一例としてのハロゲンヒーター１４４が配設されており、定着ベルト５６を内周面側から加熱するようになっている。なお、支持ロール５４の両端部には、巻き掛けられた定着ベルト５６を外側へ押圧するバネ部材（図示省略）が配設されている。

また、支持ロール５５は、アルミニウムで形成された円筒状のロールであり、支持ロール５５の表面には、例えば厚さ２０μｍのフッ素樹脂からなる離型層が形成されている。この離型層は、定着ベルト５６の外周面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が支持ロール５５に堆積するのを防止するために形成されている。

また、この支持ロール５５の内部には、熱源の一例としてのハロゲンヒーター１４６が配設されており、定着ベルト５６を外周面側から加熱するようになっている。つまり、本実施形態に係る定着部５０では、加熱ロール５２、支持ロール５４、支持ロール５５によって、定着ベルト５６が加熱される構成となっている。

姿勢矯正ロール５３は、アルミニウムで形成された円柱状のロールであり、姿勢矯正ロール５３の近傍には、定着ベルト５６の端部位置を測定する端部位置測定機構（図示省略）が配置されている。そして、姿勢矯正ロール５３には、端部位置測定機構の測定結果に応じて定着ベルト５６の移動方向と直交する幅方向（軸方向）における接触位置を変位させる軸変位機構（図示省略）が配設され、定着ベルト５６の蛇行を制御するように構成されている。

また、剥離パッド５７は、加熱ロール５２の軸方向の長さと対応する長さを有するブロック状の部材であり、例えば鉄系の金属や樹脂等の剛体で形成されている。剥離パッド５７の断面形状は、加熱ロール５２に面する湾曲した内側面５７Ａと、定着ベルト５６を加圧ロール５８に向けて押圧する押圧面５７Ｂと、押圧面５７Ｂに対して予め決められた角度を有して定着ベルト５６を屈曲させる外側面５７Ｃと、を備えた略三日月形状とされている。

また、この剥離パッド５７の押圧面５７Ｂと外側面５７Ｃとで角部Ｕが構成されるようになっており、その角部Ｕは、加圧ロール５８によって押し付けられた定着ベルト５６を屈曲させるようになっている。このように、定着ベルト５６が屈曲されていると、記録用紙Ｐの先端が、角部Ｕを通過した際に、定着ベルト５６から剥離され易くなる。

一方、加圧ロール５８は、アルミニウムからなる円柱状のロール５８Ａを基体として、その基体（ロール５８Ａ）側から順に、シリコーンゴムからなる弾性層５８Ｂと、膜厚１００μｍのフッ素系樹脂からなる剥離層（以下「表面部」という場合がある）５８Ｃと、が積層されて構成されている。

また、加圧ロール５８は、回転自在に支持されるとともに、後述する接離手段１６０により、加熱ロール５２に巻回されている定着ベルト５６に対して圧接・離隔されるように構成されている。そして、この加圧ロール５８は、接離手段１６０によって定着ベルト５６に圧接されることにより、その定着ベルト５６の矢印Ｃ方向への循環移動に従動して矢印Ｅ方向へ回転するようになっている。

図６〜図８で示すように、加圧ロール５８の接離手段１６０は、その加圧ロール５８を、定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）に対して圧接させる圧接位置（図８（Ｂ）参照）と、定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）に対して離隔させる離隔位置（図８（Ａ）参照）と、に昇降移動させるようになっている。

すなわち、加圧ロール５８の回転軸１５８の軸方向両端部は、それぞれ支持プレート１４０の長手方向略中央部に形成された矩形状の切欠部１４０Ａに入り込んで下方から支持されており、各支持プレート１４０の下方には、支持プレート１４０を収容可能に上方側が開放された断面略「コ」字状の支持部材１４８がそれぞれ設けられている。

各支持プレート１４０の一端部側は、それぞれ支持部材１４８の一端部側に回転可能に支持されており、各支持部材１４８の一端部側は、図示しないフレーム等に回転可能に支持されている。また、各支持プレート１４０の他端部側と各支持部材１４８の他端部側との間には、圧縮コイルスプリング等の弾性部材１４７が設けられており、定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）に対する加圧ロール５８の圧接荷重が設定されるようになっている。

また、各支持部材１４８の開放側（上方側）縁端部の長手方向略中央部には、各支持プレート１４０の切欠部１４０Ａに支持されている回転軸１５８の両端部の変位を許容する矩形状の切欠部１４８Ａが形成されている。そして、各支持部材１４８の切欠部１４８Ａよりも他端部側には、支持ロール１４９が回転自在にそれぞれ設けられている。

各支持ロール１４９の下方には、加圧ロール５８の回転軸１５８と同じ軸方向に設けられた回転軸１６２に固定されたカム板１６４がそれぞれ配置されており、各カム板１６４のカム面が各支持ロール１４９の周面に接触して、各支持ロール１４９を下方から支持するようになっている。そして、カム板１６４の回転軸１６２は、駆動モーター１６８からギア列１６６を介して伝達される回転駆動力によって、一方向（図８で示す矢印Ｄ方向）及び他方向（矢印Ｄ方向とは逆方向）へ回転するように構成されている。

したがって、駆動モーター１６８からギア列１６６を介して伝達された回転駆動力により、回転軸１６２が一方向（矢印Ｄ方向）に回転し、その回転軸１６２に固定されている各カム板１６４が回転しつつ各支持ロール１４９を押し上げると、図８（Ｂ）で示すように、各支持部材１４８及び各支持プレート１４０が上昇し、各切欠部１４０Ａに支持されている加圧ロール５８の回転軸１５８の両端部が押し上げられて、加圧ロール５８の表面部５８Ｃが定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）に圧接される。

一方、駆動モーター１６８からギア列１６６を介して伝達された回転駆動力により、回転軸１６２が他方向（矢印Ｄ方向とは逆方向）に回転すると、各支持ロール１４９に対する各カム板１６４の押し上げが解除されるので、加圧ロール５８の回転軸１５８を支持しつつ各支持部材１４８及び各支持プレート１４０が自重によって下降し、図８（Ａ）で示すように、加圧ロール５８の表面部５８Ｃが定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）から離隔される。

なお、この接離手段１６０における回転軸１６２の一方向及び他方向への回転動作は、制御部１６によって制御される。つまり、加圧ロール５８（表面部５８Ｃ）の定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）に対する圧接・離隔動作は、制御部１６によって制御されるようになっている。また、この接離手段１６０は、後述する赤外線放射温度センサー１９８の測定結果に基づいて、制御部１６により制御されるようにもなっている。

また、この加圧ロール５８は、定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）から離隔した離隔位置において、回転（空転）するように構成されている。すなわち、図６、図９〜図１２で示すように、加圧ロール５８の軸方向における一方の外側（後方側）から下方側にかけて、定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）から離隔した加圧ロール５８を回転させる駆動手段１７０が設けられている。

この駆動手段１７０は、接離手段１６０により、加圧ロール５８が定着ベルト５６から離隔したときには、その加圧ロール５８に対して、定着ベルト５６（加熱ロール５２）から回転駆動力を伝達し、加圧ロール５８が定着ベルト５６に圧接したときには、その加圧ロール５８に対して、定着ベルト５６（加熱ロール５２）からの回転駆動力を遮断するように構成されている。

具体的に説明すると、この駆動手段１７０は、下端部（一端部）が支点１７２Ａとされて回転可能に支持されたブラケット１７２を有しており、そのブラケット１７２の上端部（他端部）には、加熱ロール５２と共に回転する駆動ギア１５６と噛合される伝達ギア１７４が回転可能に支持されている。なお、この伝達ギア１７４が噛合する駆動ギア１５６は、加熱ロール５２の軸方向一端部側（後方側）にギア１５４と共に同心円状に取り付けられている（図６参照）。

また、図１０で示すように、その伝達ギア１７４に噛合する中間ギア１７５と、その中間ギア１７５に噛合する中間ギア１７６が、それぞれブラケット１７２に回転可能に支持され、その中間ギア１７６に噛合する、軸方向に長いロールギア１７８が、ブラケット１７２の下端部に回転可能に支持されている。つまり、このブラケット１７２は、ロールギア１７８が回転可能に支持されている部位を支点１７２Ａとして回転可能となっている。

また、ロールギア１７８には、ブラケット１７２に固定されたブラケット１８０に回転可能に支持された大ギア１８２が噛合しており、その大ギア１８２には、ブラケット１８０に固定されたブラケット１８３に回転可能に支持された小ギア１８４が噛合している。そして、その小ギア１８４には、後述する収容部材１９０に回転可能に支持された回転軸１８６の一端部が固定されており、その回転軸１８６の他端部側には、加圧ロール５８が離隔位置にて摩擦を有して接触する回転部材の一例としてのゴムロール１８８が固定されている。

したがって、駆動ギア１５６に噛合された伝達ギア１７４から、中間ギア１７５、中間ギア１７６、ロールギア１７８、大ギア１８２、小ギア１８４、回転軸１８６を介して、ゴムロール１８８が回転する構成であり、中間ギア１７５、中間ギア１７６、ロールギア１７８、大ギア１８２、小ギア１８４、回転軸１８６が伝達機構の一例を構成している。

また、このゴムロール１８８は、収容部材１９０に回転可能に収容されている。すなわち、収容部材１９０の前後方向（回転軸１８６の軸方向）両端部には、付勢手段の一例としてのコイルスプリング１９４によって下方から弾性的に支持された一対のリング状部材１９２が上下方向に移動可能に配置されており、ゴムロール１８８の回転軸１８６は、そのリング状部材１９２に挿通されて回転可能に支持されている。

また、大ギア１８２の回転軸１８２Ａとブラケット１７２との間には、弾性部材の一例としてのコイルスプリング１９６が架設されている。そして、そのブラケット１７２は、図示しない付勢手段の一例としてのコイルスプリングにより、伝達ギア１７４を駆動ギア１５６から離隔させる方向（図１１で示す矢印Ｆ方向）へ支点１７２Ａを中心に回転するように常時付勢されている。

したがって、接離手段１６０により、加圧ロール５８が離隔位置へ下降し、その表面部５８Ｃがゴムロール１８８に接触すると、図１２で示すように、コイルスプリング１９４の付勢力に抗しつつ、ゴムロール１８８が加圧ロール５８の重さによって下降し、回転軸１８６、小ギア１８４、大ギア１８２を下降させる。

すると、大ギア１８２の回転軸１８２Ａとブラケット１７２との間には、コイルスプリング１９６が架設されているので、ブラケット１７２は、そのコイルスプリング１９６によって引っ張られ、支点１７２Ａを中心に、図１１で示す矢印Ｆ方向とは逆方向に回転し、伝達ギア１７４を駆動ギア１５６に噛合させる。これにより、駆動ギア１５６からの回転駆動力がゴムロール１８８へ伝達され、ゴムロール１８８によって加圧ロール５８が回転される。

一方、接離手段１６０により、加圧ロール５８が圧接位置へ上昇し、その表面部５８Ｃがゴムロール１８８から離隔すると、図１１で示すように、回転軸１８６、小ギア１８４、大ギア１８２は、コイルスプリング１９４の付勢力によって上昇し、ブラケット１７２は、図示しないコイルスプリングの付勢力により、図１１で示す矢印Ｆ方向へ支点１７２Ａを中心に回転する。これにより、駆動ギア１５６に対する伝達ギア１７４の噛合が解除され、ゴムロール１８８に対して回転駆動力が伝達されなくなる（遮断される）。

また、この加圧ロール５８の表面部５８Ｃには、図３〜図５で示すように、送風手段の一例としてのファン（シロッコファン）２００によって冷却風が送風されるようになっている。すなわち、定着部５０に搬送される記録用紙Ｐの挙動を乱さない位置、例えば加圧ロール５８の上流側下部近傍には、その軸方向にファン２００が３個配置されている。詳細には、このファン２００は、加圧ロール５８の回転軸１５８（表面部５８Ｃ）の軸方向中央部と軸方向両端部に１個ずつ配置されている。

また、加圧ロール５８の下方には、ファン２００からの冷却風を、表面部５８Ｃに沿って流れるように案内する板状の案内部材２０２が配置されている。この案内部材２０２は、ゴムロール１８８を挿通させる孔部又は切欠部（図示省略）を有するとともに、加圧ロール５８の表面部５８Ｃに沿って湾曲されており、その上面（表面部５８Ｃに対向する面）には、整流板としてのリブ２０４が加圧ロール５８の周方向及び軸方向に複数個並んで一体に形成されている。このリブ２０４により、ファン２００からの冷却風が、加圧ロール５８の下部側の表面部５８Ｃに効率よく送風されるようになっている。

なお、加圧ロール５８が、接離手段１６０によって下降してゴムロール１８８に接触しても、案内部材２０２（リブ２０４）には接触しないように、加圧ロール５８の上下方向の移動範囲（案内部材２０２の位置）は決められている。また、この加圧ロール５８の下流側上部近傍には、加圧ロール５８に記録用紙Ｐが貼り付かないようにするための剥離爪２０６が配置されている。

また、ファン２００から送風される冷却風による影響が出ない位置、例えば加圧ロール５８を挟んでファン２００が配置された位置とは略１８０度反対側で、かつ剥離爪２０６よりも下方側の位置には、加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度（表面温度）を非接触で測定する測定手段の一例としての赤外線放射温度センサー（以下「赤外線センサー」という）１９８が、加圧ロール５８の軸方向に２個、その表面部５８Ｃに対向して配置されている。詳細には、この赤外線センサー１９８は、加圧ロール５８の回転軸１５８（表面部５８Ｃ）の軸方向中央部と軸方向一端部に１個ずつ配置されている（図５参照）。

そして、この赤外線センサー１９８によって測定された加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度データは、制御部（制御手段）１６に送られ、その制御部１６によって、各ファン２００の駆動が独立して制御されるようになっている。つまり、赤外線センサー１９８による測定結果に基づいて、加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度が、予め決められた制御範囲内に保たれ、かつ加圧ロール５８を構成する構成部材（弾性層５８Ｂ、剥離層５８Ｃ）の材料特性から決まる許容温度を超えないように設定された上限温度以下になるように制御されている。

なお、加圧ロール５８の軸方向中央部に対向配置された赤外線センサー１９８で測定した結果を基に、加圧ロール５８の軸方向中央部に対向配置されたファン２００の駆動が制御され、加圧ロール５８の軸方向一端部に対向配置された赤外線センサー１９８で測定した結果を基に、加圧ロール５８の軸方向両端部に対向配置されたファン２００の駆動が制御されるようになっていることは言うまでもない。

以上のような構成とされた定着部５０（定着装置）において、次にその加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度調整方法（作用）について説明する。本実施形態に係る定着部５０では、制御部１６により、赤外線センサー１９８の測定結果を基に、ファン２００の駆動や接離手段１６０の作動が制御される。

つまり、この制御部１６は、赤外線センサー１９８の測定結果により、加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度が予め決められた制御範囲よりも高いと判断された場合には、ファン２００を駆動させて、その表面部５８Ｃに冷却風を送風し、赤外線センサー１９８で、その表面部５８Ｃの温度を測定しながら、その表面部５８Ｃの温度が予め決められた制御範囲内の温度に達するように冷却する。

なお、このとき、ファン２００は、搬送されて来る記録用紙Ｐの挙動を乱さない位置に配置されているので、印刷実行中に（少なくとも画像形成から定着までであって、加圧ロール５８が定着ベルト５６に圧接されている状態で）、加圧ロール５８の表面部５８Ｃに冷却風を送風していても問題はない。また、このとき、加圧ロール５８は、定着ベルト５６の循環移動に伴って従動回転しているので、その表面部５８Ｃは、全周に亘って効率よく冷却される。

一方、この制御部１６は、赤外線センサー１９８の測定結果により、加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度が予め決められた制御範囲よりも低いと判断された場合には、ファン２００を駆動させずに、加圧ロール５８を定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）に接触させた状態とする。つまり、ファン２００を駆動させることなく、印刷を実行させられる状態とする。

これにより、加圧ロール５８の表面部５８Ｃは、定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）の熱によって加熱されるので、赤外線センサー１９８で、その表面部５８Ｃの温度を測定しながら、その表面部５８Ｃの温度が予め決められた制御範囲内の温度に達するように温められる。

なお、このとき、定着ベルト５６は、制御部１６によって加熱ロール５２の駆動モーター１５０が駆動されることにより循環移動しているので、加圧ロール５８は、その定着ベルト５６の循環移動に伴って従動回転されている。したがって、加圧ロール５８の表面部５８Ｃは、全周に亘って効率よく温められる。

また、この制御部１６は、赤外線センサー１９８の測定結果により、加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度が、加圧ロール５８を構成する構成部材の許容温度を超えないように設定された上限温度よりも高いと判断された場合には、印刷動作を中止するとともに、接離手段１６０を作動させて、加圧ロール５８の表面部５８Ｃを定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）から離隔させ、かつファン２００を駆動させて、その表面部５８Ｃに冷却風を送風し、赤外線センサー１９８で、その表面部５８Ｃの温度を測定しながら、その表面部５８Ｃの温度が予め決められた制御範囲内の温度に達するように冷却する。

ここで、この加圧ロール５８は、接離手段１６０によって、定着ベルトモジュール５１（定着ベルト５６）から離隔させると、駆動手段１７０のゴムロール１８８に接触する。つまり、この加圧ロール５８は、離隔位置においては、駆動手段１７０のゴムロール１８８により回転させられる。したがって、加圧ロール５８の表面部５８Ｃは、ファン２００から送風される冷却風により、全周に亘って効率よく冷却される。

以上の制御により、この加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度は、常に適切な温度（予め決められた制御範囲内の温度）に調整される。よって、記録用紙Ｐに定着されたトナー画像に濃度欠陥、画像欠陥等が生じるのが抑制される。また、加圧ロール５８の表面部５８Ｃの温度が常に適切な温度に調整されることから、加圧ロール５８の表面部５８Ｃに対して剥離爪２０６が臨んでいても、その剥離爪２０６によって表面部５８Ｃが傷付くおそれがない。

以上、本実施形態に係る定着部５０（定着装置）及び画像形成装置１０について説明したが、本実施形態に係る定着部５０（定着装置）及び画像形成装置１０は、図示の実施例に限定されるものではない。例えば、加圧ロール５８に対向配置される赤外線センサー１９８は、加圧ロール５８の軸方向両端部は同じ温度となるので、上記実施例のように、その軸方向一端部にだけ設けられていれば充分であるが、その軸方向他端部にも設けるようにしてもよい。

１０ 画像形成装置
１６ 制御部（制御手段の一例）
２０ 給紙部
３０ 画像形成部
５０ 定着部（定着装置の一例）
５１ 定着ベルトモジュール（加熱部材の一例）
５２ 加熱ロール
５４ 支持ロール
５６ 定着ベルト
５８ 加圧ロール（加圧部材の一例）
６０ 冷却部
８０ 反転部
１００ 転写部
１２０ 搬送部
１４２ ハロゲンヒーター（熱源の一例）
１４４ ハロゲンヒーター（熱源の一例）
１４６ ハロゲンヒーター（熱源の一例）
１６０ 接離手段
１７０ 駆動手段
１９８ 赤外線センサー（測定手段の一例）
２００ ファン（送風手段の一例）
Ｐ 記録用紙（記録媒体の一例）

Claims (3)

1. 熱源を備えた加熱部材と、
   現像剤像が転写された記録媒体を前記加熱部材との間で狭持しながら搬送する加圧部材と、
   前記加圧部材を前記加熱部材に対して接触、離隔させる接離手段と、
   前記加圧部材に冷却風を送風する送風手段と、
   前記加圧部材の表面温度を非接触で測定する測定手段と、
   前記測定手段による測定結果を基に、前記加圧部材の表面温度が予め決められた制御範囲内に保たれ、かつ構成部材の許容温度を超えないように設定された上限温度以下になるように、前記送風手段の作動及び前記接離手段の作動を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記加圧部材の表面温度が前記制御範囲よりも高い場合に、前記送風手段を作動させて前記加圧部材を冷却し、
   前記加圧部材の表面温度が前記制御範囲よりも低い場合に、前記送風手段を停止させた状態で前記加圧部材を前記加熱部材に接触させて加熱し、
   前記加圧部材の表面温度が前記上限温度よりも高い場合に、前記接離手段を作動させて前記加圧部材を前記加熱部材から離隔させるとともに、前記送風手段を作動させて前記加圧部材を冷却し、
   前記加圧部材の表面温度を前記制御範囲内にすることを特徴とする定着装置。
2. 前記接離手段を作動させて前記加圧部材を前記加熱部材から離隔させたときに、該加圧部材を回転させる駆動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 記録媒体に転写する画像を現像剤像として形成する画像形成部と、
   前記画像形成部によって形成された現像剤像を前記記録媒体に転写する転写部と、
   前記転写部によって前記記録媒体に転写された現像剤像を該記録媒体に定着する請求項１又は請求項２に記載の定着装置と、
   を有し、
   前記加圧部材の表面温度が前記上限温度よりも高くなったときには、印刷動作を中止するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。

Images