JP2001051533A

JP2001051533A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001051533A
Application number: JP11228572A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Katayanagi; 秀敏片柳; Naohiko Haniyu; 羽生　　直彦
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2001-02-23
Anticipated expiration: 2019-08-12
Also published as: JP3797032B2

Abstract

(57)【要約】【課題】待機中に加圧手段が変形するのを防止する。
従来の変形防止手段が不十分であった問題を解決する。【解決手段】待機中の加熱手段の設定温度や加熱手段
の待機中における温度や待機モードに応じて、加圧手段
の回転動作の周期を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式により
画像を形成する画像形成装置に関し、特に該画像形成装
置の定着装置における予備回転の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、前記の定着装置として、省エネル
ギーという観点からウォームアップタイムの極めて短い
定着装置が望まれている。即ち、画像形成装置の電源ス
イッチがオンされた後の使用されない待機状態における
消費電力を抑制するために、待機状態での定着装置の加
熱を中止ないしは極力抑制し、使用時のみ定着装置に必
要な電力を供給して、短時間内に使用可能な状態とする
ことが要求される。

【０００３】このようにウォームアップ時間を短縮する
ための手段の一つとして、加熱手段の熱容量を小さくす
ることがある。加熱手段としては、基体としての金属ロ
ーラの表面にフッ素樹脂層等の離型性層を形成した加熱
ローラが通常用いられるが、加熱手段の熱容量を小さく
するために前記金属ローラの厚さを薄くする手段が採ら
れる。しかるに、前記金属ローラを薄くした場合には荷
重に対して変形し易くなり、定着に必要なニップを形成
するために前記金属ローラに対して加圧ローラを圧接さ
せた場合に、前記金属ローラがクリープ変形等の変形を
生じ易くなる。このような変形を避けるためには、加圧
ローラによる荷重を低くして、しかも必要な幅のニップ
を得るために、加圧ローラに弾性変形し易い低硬度弾性
層を設けることが必要になる。

【０００４】かかる低硬度の弾性層を構成する材料とし
ては低硬度、且つ耐熱性のシリコンゴム等、好ましくは
耐熱性のスポンジ状シリコンゴムが用いられる。スポン
ジ状シリコンゴムは熱容量の小さな材料であり、加熱手
段で発生する熱の損失を小さくすることが可能になるの
で、省エネルギーの目的に適した材料である。

【０００５】しかるに、加圧回転体として低硬度弾性層
を用いた定着装置では、加圧回転体の特定の部分が加熱
手段に圧接していることによって低硬度弾性層が変形
し、異常音の発生、記録紙に皺の発生、定着不良等を起
こすという問題がある。

【０００６】また、加圧回転体に低硬度弾性層を用いた
場合にも荷重の低減には限度があるため前記のように加
熱回転体の変形の問題がある。このような問題を解消す
るために、待機中に加熱回転体と加圧回転体の少なくと
も一つに対して周期的な回転動作（予備回転）を与える
ことが行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来におい
ては前記の回転動作を一定周期で行っており、例えば、
定着温度が低く設定されて低硬度弾性層の変形の発生が
少ない場合や加熱回転体の変形が少ない場合にも前記回
転動作が行われ、回転駆動のためにエネルギーが消費さ
れて、省エネルギー効果を減少させていた。また、不要
な回転により騒音が増大するという問題も発生してい
た。更には、回転の周期を長く設定すると低硬度弾性層
の変形が十分に是正されなかったり、加熱回転体の変形
が十分に是正されない状態で定着が行われ、定着不良を
起こす場合があった。

【０００８】本発明は、低硬度弾性層を有する加圧回転
体の変形や加熱回転体の変形を防止する従来の技術にお
ける前記のような問題を解決することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下に
示す発明のいずれかによって達成される。

【００１０】（１）記録材上のトナー像を加熱する加
熱手段、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度弾
性層を有し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回
転体及び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作
を行わせる制御手段を有する定着装置を備えた画像形成
装置であって、前記制御手段は、待機時における前記加
熱手段の設定温度に対応して、前記回転動作の周期を制
御することを特徴とする画像形成装置。

【００１１】（２）前記加熱手段は、加熱回転体と、
該加熱回転体の内側に配置された熱源を有することを特
徴とする前記（１）項に記載の画像形成装置。

【００１２】（３）前記加熱手段が抵抗発熱層を有す
る加熱回転体を有することを特徴とする前記（１）項に
記載の画像形成装置。

【００１３】（４）前記加圧回転体が熱源を有するこ
とを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記
載の画像形成装置。

【００１４】（５）前記加熱回転体が弾性層を有する
ことを特徴とする前記（２）〜（４）のいずれか１項に
記載の画像形成装置。

【００１５】（６）前記加熱回転体又は前記加圧回転
体のいずれかを駆動する駆動手段を有することを特徴と
する前記（２）〜（５）のいずれか１項に記載の画像形
成装置。

【００１６】（７）記録材上のトナー像を加熱する加
熱回転体、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度
弾性層を有し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧
回転体及び、待機時における、前記加熱回転体と前記加
圧回転体の少なくとも一方の回転を制御する制御手段を
有する定着装置を備えた画像形成装置であって、前記制
御手段は、前記加圧回転体と前記加熱回転体の回転の周
期を、待機時における前記加熱手段の設定温度に対応し
て、制御することを特徴とする画像形成装置。

【００１７】（８）前記加熱回転体の内側に熱源を設
けたことを特徴とする前記（７）項に記載の画像形成装
置。

【００１８】（９）前記加熱回転体が発熱抵抗層を有
することを特徴とする前記（７）項に記載の画像形成装
置。

【００１９】（１０）前記加圧回転体が熱源を有する
ことを特徴とする前記（７）〜（９）のいずれか１項に
記載の画像形成装置。

【００２０】（１１）前記加熱回転体が弾性層を有す
ることを特徴とする前記（７）〜（１０）のいずれか１
項に記載の画像形成装置。

【００２１】（１２）前記加熱回転体又は前記加圧回
転体のいずれかを回転駆動する駆動手段を有することを
特徴とする前記（７）〜（１１）のいずれか１項に記載
の画像形成装置。

【００２２】（１３）前記加熱手段の待機時における
設定温度が複数段階に設定され、前記制御手段は前記複
数段階の前記設定温度の各々に対応して前記周期を設定
することを特徴とする前記（１）〜（１２）のいずれか
１項に記載の画像形成装置。

【００２３】（１４）記録材上のトナー像を加熱する
加熱手段、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度
弾性層を有し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧
回転体、前記加熱手段又は前記加圧回転体の温度を検知
する温度センサ及び、待機時において、前記加圧回転体
の回転動作を行わせる制御手段を有する定着装置を備え
た画像形成装置であって、前記制御手段は、前記温度セ
ンサの出力に基づいて前記回転動作の周期を制御するこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００２４】（１５）前記加熱手段は、加熱回転体と
該加熱回転体の内側に配置された熱源を有することを特
徴とする前記（１４）項に記載の画像形成装置。

【００２５】（１６）前記加熱手段が熱源としての抵
抗発熱層を有する加熱回転体を有することを特徴とする
前記（１４）項に記載の画像形成装置。

【００２６】（１７）前記加圧回転体が熱源を有する
ことを特徴とする前記（１４）〜（１６）のいずれか１
項に記載の画像形成装置。

【００２７】（１８）前記加熱回転体が弾性層を有す
ることを特徴とする前記（１４）〜（１７）のいずれか
１項に記載の画像形成装置。

【００２８】（１９）前記加熱回転体又は前記加圧回
転体のいずれかを回転駆動する駆動手段を有することを
特徴とする前記（１４）〜（１８）のいずれか１項に記
載の画像形成装置。

【００２９】（２０）記録材上のトナー像を加熱する
加熱回転体、支持基体と該支持基体上に形成された低硬
度弾性層を有し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加
圧回転体、前記加熱回転体又は前記加圧回転体の温度を
検知する温度センサ及び、待機時における、前記加熱回
転体と前記加圧回転体の少なくとも一方の回転を制御す
る制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装置であ
って、前記制御手段は、前記加圧回転体と前記加熱回転
体の回転の周期を、待機時における前記加熱手段の設定
温度に対応して、制御することを特徴とする画像形成装
置。

【００３０】（２１）前記加熱手段は、加熱回転体と
該加熱回転体の内側に配置された熱源を有することを特
徴とする前記（２０）項に記載の画像形成装置。

【００３１】（２２）前記加熱手段が抵抗発熱層を有
する加熱回転体を有することを特徴とする前記（２０）
項に記載の画像形成装置。

【００３２】（２３）前記加圧回転体が熱源を有する
ことを特徴とする前記（２０）〜（２２）のいずれか１
項に記載の画像形成装置。

【００３３】（２４）前記加熱回転体が弾性層を有す
ることを特徴とする前記（２０）〜（２３）のいずれか
１項に記載の画像形成装置。

【００３４】（２５）前記加熱回転体又は前記加圧回
転体のいずれかを回転駆動する駆動手段を有することを
特徴とする前記（２０）〜（２４）のいずれか１項に記
載の画像形成装置。

【００３５】（２６）待機状態における前記温度セン
サの出力と時間とに基づいて前記周期を制御することを
特徴とする前記（１４）〜（２５）のいずれか１項に記
載の画像形成装置。

【００３６】（２７）記録材上のトナー像を加熱する
加熱手段、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度
弾性層を有し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧
回転体及び、待機時において、前記加圧回転体の回転動
作を行わせる制御手段を有する定着装置を備えた画像形
成装置であって、待機時における電力消費が異なる複数
のモードを有するとともに、前記制御手段は、前記複数
のモードのそれぞれに対して特有の周期で前記加圧回転
体の前記回転動作を行わせることを特徴とする画像形成
装置。

【００３７】（２８）前記加熱手段は、加熱回転体と
該加熱回転体の内側に配置された熱源を有することを特
徴とする前記（２７）項に記載の画像形成装置。

【００３８】（２９）前記加熱手段が抵抗発熱層を有
する加熱回転体を有することを特徴とする前記（２７）
項に記載の画像形成装置。

【００３９】（３０）前記加圧回転体が熱源を有する
ことを特徴とする前記（２７）〜（２９）のいずれか１
項に記載の画像形成装置。

【００４０】（３１）前記加熱回転体が弾性層を有す
ることを特徴とする前記（２７）〜（３０）のいずれか
１項に記載の画像形成装置。

【００４１】（３２）前記加熱回転体又は前記加圧回
転体のいずれかを回転駆動する駆動手段を有することを
特徴とする前記（２７）〜（３１）のいずれか１項に記
載の画像形成装置。

【００４２】（３３）記録材上のトナー像を加熱する
加熱回転体、支持基体と該支持基体上に形成された低硬
度弾性層を有し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加
圧回転体及び、待機時における、前記加熱回転体と前記
加圧回転体の少なくとも一方の回転を制御する制御手段
を有する定着装置を備えた画像形成装置であって、待機
時おける消費電力が異なる複数のモードを有するととも
に、前記制御手段は、前記複数のモードのそれぞれに対
応した周期で前記加熱回転体と前記加圧回転体を回転さ
せることを特徴とする画像形成装置。

【００４３】（３４）前記加熱手段は、加熱回転体と
該加熱回転体の内側に配置された熱源を有することを特
徴とする前記（３３）項に記載の画像形成装置。

【００４４】（３５）前記加熱手段が熱源としての抵
抗発熱層を有する加熱回転体を有することを特徴とする
前記（３３）項に記載の画像形成装置。

【００４５】（３６）前記加圧回転体が熱源を有する
ことを特徴とする前記（３３）〜（３５）のいずれか１
項に記載の画像形成装置。

【００４６】（３７）前記加熱回転体が弾性層を有す
ることを特徴とする前記（３３）〜（３６）のいずれか
１項に記載の画像形成装置。

【００４７】（３８）前記加熱回転体又は前記加圧回
転体のいずれかを回転駆動する駆動手段を有することを
特徴とする前記（３３）〜（３７）のいずれか１項に記
載の画像形成装置。

【００４８】（３９）待機時において回転した前記加
圧回転体が回転前と位相が異なる位置で停止するように
前記制御手段が制御することを特徴とする前記（１）〜
（３８）のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【００４９】（４０）待機時において回転した前記加
熱回転体が回転前と位相が異なる位置で停止するように
前記制御手段が制御することを特徴とする前記（２）〜
（１３）、（１５）〜（２６）、（２８）〜（４０）の
いずれか１項に記載の画像形成装置。

【００５０】（４１）支持基体と該支持基体上に形成
された弾性層を有し、記録材上のトナー像を加熱する加
熱回転体、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転
体及び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作を
行わせる制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装
置であって、前記制御手段は、待機時における前記加熱
手段の設定温度に対応して、前記回転動作の周期を制御
することを特徴とする画像形成装置。

【００５１】（４２）支持基体と該支持基体上に形成
された弾性層を有し、記録材上のトナー像を加熱する加
熱回転体、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転
体、前記加熱手段又は前記加圧回転体の温度を検知する
温度センサ及び、待機時において、前記加圧回転体の回
転動作を行わせる制御手段を有する定着装置を備えた画
像形成装置であって、前記制御手段は、前記温度センサ
の出力に基づいて前記回転動作の周期を制御することを
特徴とする画像形成装置。

【００５２】（４３）支持基体と該支持基体上に形成
された弾性層を有し、記録材上のトナー像を加熱する加
熱回転体、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転
体及び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作を
行わせる制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装
置であって、待機時における電力消費が異なる複数のモ
ードを有するとともに、前記制御手段は、前記複数のモ
ードのそれぞれに対して特有の周期で前記加圧回転体の
前記回転動作を行わせることを特徴とする画像形成装
置。

【００５３】（４４）待機状態における経過時間に基
づいて、前記制御手段が前記周期を制御することを特徴
とする前記（１８）又は（３３）項に記載の画像形成装
置。

【００５４】（４５）待機時における１周期当たりの
回転量を設定可能であることを特徴とする前記（３９）
又は（４０）項に記載の画像形成装置。

【００５５】（４６）前記加熱回転体が離型性層を有
することを特徴とする前記（４２）又は（４３）項に記
載の画像形成装置。

【００５６】

【発明の実施の形態】（１）実施の形態１図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を
示す図である。図において、１０は電子写真方式により
記録紙上に画像を形成する画像形成部、２０は原稿の画
像を読み取って、画像データを出力する原稿読取部、３
０は画像形成部１０から排出された記録紙に対してソー
ティング、ステープリング、パンチング等の後処理をす
る後処理部である。

【００５７】画像形成部１０は、感光体１１を有し、帯
電、露光、現像により感光体１１上にトナー像を形成す
る画像形成手段１２、感光体１１上のトナー像を記録紙
に転写する転写手段１７、画像が形成される記録紙を収
納し画像形成手段１２に向けて記録紙を搬送する給紙部
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、両面画像形成用の記
録紙反転搬送部１４及び記録紙上のトナー像を定着する
定着装置４０を有する。１６は搬送される記録紙を一旦
停止した後、感光体１１上でのトナー像形成に同期して
転写手段１７に向けて記録紙を搬送するレジストローラ
である。

【００５８】帯電、露光及び現像により感光体１１上に
形成されたトナー像は転写手段１７により記録紙に転写
されて、トナー像が記録紙上に形成され、定着装置４０
により定着される。

【００５９】給紙部１３ａは給紙開始信号により作動
し、カセット１３２ａに収容された記録紙を一枚ずつ分
離して、記録紙の搬送を開始する給紙手段１３１ａを有
する。給紙部１３ｂ、１３ｃも同様に、給紙手段１３１
ｂとカセット１３２ｂ、給紙手段１３１ｃとカセット１
３２ｃをそれぞれ有する。給紙部１３ｄは大容量のカセ
ット１３２ｄを備えており、給紙手段１３１ｄを有す
る。

【００６０】原稿読取部２０は原稿が載置される原稿給
紙台２１、原稿を搬送し、読取位置を形成するプラテン
ローラ２２、読取済み原稿が載置される原稿排紙台２
３、像光を受光し、画像信号に変換するイメージセンサ
２４及び原稿が載置されるプラテンガラス２５を有す
る。

【００６１】原稿給紙台２１には原稿を検知するセンサ
Ｓ１、Ｓ２が設けられている。これらセンサＳ１、Ｓ２
は原稿サイズを検知するとともに、原稿給紙台２１上に
原稿があるか否かを検知する。

【００６２】原稿読取部２０は、原稿給紙台２１から原
稿を搬送し、プラテンローラ２２で原稿を搬送しながら
原稿を読み取るモード又はプラテンガラス２５上に載置
された原稿を読み取るモードで読取を行う。

【００６３】図２は定着装置４０の構成を示し、図２
（ａ）は定着装置４０の全体構成を、図２（ｂ）は加圧
ローラ４２の部分をそれぞれ示す。

【００６４】定着装置４０はハロゲンランプからなる熱
源４９が内部に設けられた加熱ローラ４１、加熱ローラ
４１に対して記録材Ｐを圧接させる加圧回転体としての
加圧ローラ４２、加熱ローラ４１の表面をクリーニング
するクリーニングローラ４３、定着部を通過した記録材
Ｐを加熱ローラ４１、加圧ローラ４２から分離し案内す
る分離爪４４、４５、定着後の記録材Ｐを搬送する搬送
ローラ４６及び加熱ローラ４１の温度を検知し、該温度
を制御するための温度情報を出力する温度センサ４８を
有する。温度センサ４８としては、加熱ローラ４１の表
面に接触又は非接触で設けられ、ローラ表面温度又は表
面近傍の温度を検知するサーミスタ又はサーモカップル
が用いられる。

【００６５】加熱ローラ４１は駆動手段としてのモータ
Ｍにより駆動され回転し、加圧ローラ４２は加熱ローラ
４１に従動して回転する。加熱ローラ４１を加圧ローラ
４２に従動させてもよい。未定着のトナー像を担持する
記録材Ｐは矢印で示すように定着装置に進入し、加熱ロ
ーラ４１と加圧ローラ４２により形成されるニップＮＰ
を通過する過程で加熱され定着処理されるが、加熱ロー
ラ４１の表面温度はサーミスタからなる温度センサ４８
の出力に基づいて制御手段ＣＰＵが所定の定着温度範囲
内なるようにハロゲンランプ４９への通電を制御し、常
に一定した定着が行われるように制御している。

【００６６】加熱手段としては、回転により記録紙を搬
送しつつ記録紙に接触して加熱し、記録紙上のトナーを
加熱定着する加熱回転体が望ましく、円筒状の金属基体
４１１の表面にテフロンのようなフッ素樹脂等の離型性
層４１２を形成した加熱ローラと熱源が用いられるが、
図示の加熱ローラ４１の他に固定された加熱部材と該加
熱部材上を移動して記録材を搬送する薄い耐熱性フィル
ムで構成された搬送手段等で構成しても良い。加熱ロー
ラ４１の支持基体としての金属基体４１１はアルミニュ
ウムやステンレス鋼等が用いられ、１．５ｍｍ以下の厚
さが好ましい。金属基体の厚さの下限は材質により異な
る。記録紙を加熱ローラ４１圧接させ、且つ１５ｍｓｅ
ｃ以上の接触時間を確保するニップ幅を形成することが
できる条件を満足するように金属基体４１１の厚さが決
定される。

【００６７】加圧回転体としての加圧ローラ４２は支持
基体としての芯金４２１、シリコンゴムのスポンジ、即
ち発泡シリコンゴム等の耐熱性低硬度弾性層４２２、Ｐ
ＦＡ（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｏｆｔｅｔｒａｆｌｕｏ
ｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅａｎｄｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎ
ａｔｅｄａｌｋｙｌｖｉｎｙｌｅｔｈｅｒ）等の
フッ素樹脂、シリコンゴム等の耐熱性材料からなり平滑
な面を有する表面層４２３で構成される。加圧ローラと
しては、加熱開始時に温度上昇速度を高めるために熱容
量の小さな材料で構成することが望ましい。スポンジは
熱容量が比較的小さくこのような目的に適している。ま
た、加熱ローラ４１も同様な理由からその熱容量を小さ
くすることが望ましく、加熱ローラ４１の基体を構成す
る金属の厚さを可能な限り薄くすることが望まれる。加
熱ローラ４１の基体を薄くした場合に、加熱ローラ４１
が変形しやすくなるために、変形を抑えるべく加熱ロー
ラ４１にかかる荷重を軽減するために、低硬度弾性層４
２２が好都合である。低硬度弾性層４２２は荷重によっ
て、定着時にトナーの溶融定着に必要なニップＮＰを形
成する。加熱手段として、固定された加熱部材をフィル
ムを用いた場合にも加圧回転体の熱容量を小さくするこ
とが望ましい。

【００６８】即ち、加圧ローラ４２にスポンジ等の低硬
度弾性層を用いることは加熱ローラ４１と加圧ローラ４
２の熱容量を小さくするために極めて有力な手段であ
る。低硬度弾性層の硬度としては１〜１５°（ＪＩＳ−
Ａ）が望ましい。１５°を超えるとトナー像を定着する
のに必要なニップを形成することが困難になる。１°未
満の場合には、定着に必要なニップ圧が得られない場合
がある。

【００６９】スポンジ状シリコンゴムからなる低硬度弾
性層４２２を有する加圧ローラ４２は前記のように、定
着装置の熱容量を小さくする上でソリッド状シリコンゴ
ムに比較して好ましいが、変形しやすいという問題があ
る。定着装置が画像形成が行われない待機期間では、加
熱ローラ４１に圧接した状態で停止している。そのため
に、画像形成工程に入って回転を開始しても加圧ローラ
４２に変形が残留して、定着不良等の原因になる。この
ような不具合に対する対策として、待機期間中に周期的
に加圧ローラ４２を回転することが行われる。本実施の
形態においては、加熱ローラ４１の温度に応じて加圧ロ
ーラ４２の回転周期を制御している。即ち、制御手段Ｃ
ＰＵが加熱ローラ４１を駆動するモータＭを制御するこ
とにより、加熱ローラ４１に従動回転する加圧ローラ４
２の回転の周期を制御している。なお、加圧ローラ４２
にソリッド状シリコンゴムを用いた場合にも、前記回転
周期の制御は有効である。

【００７０】スポンジ状シリコンゴム又はソリッド状シ
リコンゴムの変形の程度は温度に依存し、高温になるほ
ど変形が大きくなる。本実施の形態では、前記のように
加熱ローラ４１の温度に応じて変形を是正する加圧ロー
ラ４２の回転の周期を変える制御を行うことによって、
常に変形のない状態で画像形成を行い、定着不良の発生
を防止している。以下に、画像形成装置の待機期間中に
おける加圧ローラ４２の回転の周期、即ち予備回転の周
期の制御について説明する。

【００７１】待機中における加熱ローラ４１の温度
を表１に示すように、１３０〜２００℃の範囲で４段階
で設定することができるように、画像形成装置を構成す
る。そして、ユーザのニーズや画像形成装置が使用され
る環境等に応じて、待機中の温度が設定される。加圧ロ
ーラ４２の予備回転の周期は表１に示すように各温度に
対応して設定される。

【００７２】

【表１】

【００７３】なお、１周期当たりの回転時間は１０秒以
下が望ましく、１〜１０秒が、特に望ましい。このよう
に、加熱ローラ４１の待機中の設定温度に対応して加圧
ローラ４２の予備回転の周期を変えることによって、必
要最小限の加圧ローラ４２の変形は防止されて常に良好
な定着性能が確保される。前記回転時間は必要に応じて
種の値に設定することができる。また表１の周期を可変
とし、待機中における時間の経過に従って変わるように
制御してもよい。

【００７４】電源投入後のウォームアップ時には、
加熱ローラ４１の温度は時間とともに上昇する。また、
画像形成終了後は、時間とともに降下する。加熱ローラ
４１の温度を温度センサ４８により検知し、検知された
温度ｘを用い、時間ｔと検知温度ｘの関数ｆ（ｔ，ｘ）
が所定の値に到達する毎に加圧ローラ４２を回転させ
る。例えば、加圧ローラ４２の前の予備回転の終了と同
時に時間ｔの計時を開始し、計時された時間ｔと検知温
度の積ｔ×ｘが所定値に達した時点で次の回転を開始す
るという制御を繰り返すことによって、加熱ローラ４１
の温度に対応した適切な回転制御が行われて加圧ローラ
４２の凹凸の発生を防止することができる。

【００７５】待機中における定着装置の電力消費モ
ードを複数段階に設定する。例えば、短時間で画像形成
可能な状態に復帰することができる待機モードと、該待
機モードよりも消費電力を少なくして、加熱ローラ４１
の温度を低くするローパワーモードと、定着装置の熱源
への電力供給を遮断した省エネルギーモードの３段階に
設定する。そして各モードにおける加圧ローラ４２の予
備回転の周期を設定する。

【００７６】前記３種類の予備回転の周期に対する制御
の他にも、加熱ローラ４１の温度に対応した種々の制御
が可能である。前記の制御によって、必要最小限の回転
によって加圧ローラ４２の変形が完全に取り除かれた状
態で画像形成が行われ、常に一定した定着性能が維持さ
れる。

【００７７】温度センサ４８により待機中における
加熱ローラ４１の温度を検知し、種々の温度に対する加
圧ローラ４２の予備回転の周期を予め定めておき、検知
結果に基づいた周期で加圧ローラ４２の回転させる。

【００７８】更に、加圧ローラ４２の加熱ローラ４１に
対する圧接位置が特定位置に集中しないように、加圧ロ
ーラ４２の回転量を制御することが望ましい。このため
には、１回の予備回転における回転量が加圧ローラ４２
の外周長の整数倍に等しくならないような制御が行われ
る。例えば、加圧ローラ４２の１回転当たりの時間がＭ
１秒であるとすると、各周期における回転時間をＷ１と
するとき、Ｗ１≠ｎＭ１（ｎは整数、又は整数分の１）
となるように回転時間を設定することが行われる。

【００７９】なお、前記のように加圧ローラ４２の低硬
度弾性層４２２の変形が生ずるが、加熱ローラ４１の基
体４１１の厚さを薄くした場合には、図３に示すように
加熱ローラ４１がその回転軸方向に変形する現象も生ず
る。前記した本実施の形態により、このような加熱ロー
ラ４１の変形も効果的に除去することができる。

【００８０】図３に示す回転軸方向の変形は金属の塑性
変形、即ちクリープ変形であるが、該クリープ変形を防
止するために加熱ローラ４１の予備回転における回転量
を加熱ローラ４１の外周長の整数倍に等しくならないよ
うな制御が行われる。例えば、予備回転における加熱ロ
ーラ４１の１周期当たり回転時間をＷ２とするとき、Ｗ
２≠ｎＭ２となるような制御が行われる。但し、Ｍ２は
加熱ローラ４１の１回転当たりの時間である。以上説明
した構成により、加圧ローラ４２の変形は有効に防止さ
れる。

【００８１】（２）実施の形態２図４は本発明の実施の形態２における加熱ローラと加圧
ローラの構成を示す。

【００８２】実施の形態２においては、加熱ローラ４１
は円筒状の金属基体４１１の外表面にテフロンのような
フッ素樹脂等の離型性層４１２を形成するとともに、金
属基体４１１の内周面に定着用の熱源としての発熱抵抗
体と発熱抵抗体を金属から絶縁する絶縁層からなる。抵
抗発熱層４１３を設けている。

【００８３】（３）実施の形態３図５は本発明の実施の形態３における加熱ローラと加圧
ローラの構成を示す。

【００８４】実施の形態３においては、加熱ローラ４１
として、金属基体４１１の外周にシリコンゴム等の耐熱
性弾性層４１４を形成し、耐熱性弾性層４１４の外周に
テフロンのようなフッ素樹脂等からなる離型性層４１２
を設ける。このように加熱ローラ４１に弾性層を設ける
ことにより、断面直線状のニップＮＰが形成されて、記
録紙が定着装置４０内で直線搬送される。加熱ローラ４
１及び加圧ローラ４２の変形が効果的に防止される。

【００８５】（４）実施の形態４図６は本発明の実施の形態４における加熱ローラと加圧
ローラの構成を示す。

【００８６】実施の形態４においては、加熱ローラ４１
に定着用の熱源４９１が設けられるが、加圧ローラ４２
内に補助熱源４９２が設けられる。そして、加熱ローラ
４１の外周面の温度を検知する温度センサ４８１の他に
加圧ローラ４２の外周面の温度を検知する温度センサ４
８２が設けられる。補助熱源４９２は連続画像形成にお
ける加熱ローラ４１の温度低下を防止するために使用さ
れる。また、画像形成装置の待機時に補助熱源４９２に
通電して加圧ローラ４２の過度の温度低下防止するのに
使用することもできる。また、記録紙を両側から加熱す
ることにより、定着性が向上する。温度センサ４８２は
加圧ローラ４２の表面温度を検知して補助熱源４９２を
制御するのに用いられる。また、温度センサ４８２の出
力に基づいて、予備回転における回転の周期を制御して
いる。

【００８７】（５）実施の形態５図７は実施の形態５における加熱ローラと加圧ローラの
構成を示す。

【００８８】実施の形態５においては、トナーを定着す
るための熱源が４９３が設けられる。そして、加熱ロー
ラ４１にはシリコンゴムからなる弾性層４１４が設けら
れるとともに、加熱ローラ４１の表面温度を検知する温
度センサ４８が設けられ、温度センサ４８の出力に基づ
いて、待機時における回転の周期が制御される。

【００８９】実施例５においては加圧ローラ４２に熱源
４９３が設けられるが、記録紙上のトナー像を加熱し定
着する作用は加熱ローラ４１の表面であるので、図示の
上ローラが加熱ローラ４１として、下ローラが加圧ロー
ラ４２として作用する。本実施の形態においても、加圧
ローラ４２に温度センサを設け、該温度センサの出力に
基づいて、回転の周期を制御することができる。

【００９０】（６）実施の形態６図８は実施の形態６における加熱ローラと加圧ローラの
構成を示す。

【００９１】図８においては、加熱ローラ４１に対し
て、半径の小さな加圧ローラ４２が用いられる。係るロ
ーラ構成においては、待機時における回転、即ち予備回
転の量に関して目的によって異なった制御が行われる。

【００９２】低高度弾性層４２２の変形を防止するため
には、加圧ローラ４２の半径Ｒ２に対応して、例えばＷ
１≠ｎＭ１となるような制御が行われ、金属基体４１１
の変形を防止するためには、加熱ローラ４１の半径Ｒ１
に対応して、Ｗ２≠ｎＭ２となるような制御が行われ
る。

【００９３】

【発明の効果】本発明により、待機時において、必要最
小限の予備回転により、加熱回転体又は加圧回転体の変
形を防止することができるが、個々の請求項の発明によ
る効果は下記のとおりである。

【００９４】請求項１、６、１２、１９、２５、３２、
３８又は４１の発明により、待機中の加熱手段の温度を
種々の値に設定した場合にも、加圧回転体に凹凸が発生
することなく、常に一定した定着性能が維持される。

【００９５】請求項２、８、１５、２１又は２８の発明
により、従来広く用いられている加熱回転体と加圧回転
体の構成においても、加圧回転体における凹凸の発生が
効果的に防止される。

【００９６】請求項３、９、１６、２２、２９又は３５
の発明により、ウォームアップタイムの極めて短い定着
装置が実現される。

【００９７】請求項４、１０、１７、２３、３０又は３
６の発明により、加圧回転体の温度の制御が可能になっ
て、待機時における定着装置の温度の制御や連続画像形
成時における定着温度の制御を適正に行うことが可能に
なる。

【００９８】請求項５、１１、１８、２４、３１又は３
７の発明により、定着装置内における記録紙の直線搬送
が行われて、記録紙の皺の発生等の記録紙の変形が防止
される。

【００９９】請求項７、２０又は３３の発明により、待
機時における加熱回転体の回転の制御と加圧回転体の回
転の制御とを区別して行うことが可能となり、それぞれ
の回転体の変形の防止を適正に行うことが可能になる。

【０１００】請求項１３の発明により、ユーザニーズ等
に応じて画像形成装置の待機中のモードを設定した場合
にも常に一定した定着性能が維持される。

【０１０１】請求項１４又は４２の発明により、待機中
の加熱手段又は加圧回転体の温度の如何によらずに加圧
回転体の凹凸の防止を確実に行うことが可能となった。

【０１０２】請求項２７又は４３の発明により、省電力
モード等の省エネルギー機能を持った画像形成装置にお
いて、最小の加圧回転体の回転により加圧回転体の凹凸
を防止することが可能となり、省エネルギーと定着性の
確保とをともに達成することができる。

【０１０３】３９の発明により、低高度弾性層の変形が
防止されて、騒音の発生や定着不良、記録紙の皺等が防
止される。

【０１０４】４０の発明により、加熱ローラを構成する
金属ローラのクリープ変形が防止されて、定着不良、定
着装置内の記録紙の搬送不良、騒音等が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構
成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置にお
ける定着装置の構成を示す図である。

【図３】加熱ローラの変形を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態２における加熱ローラと加
圧ローラの構成を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態３における加熱ローラと加
圧ローラの構成を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態４における加熱ローラと加
圧ローラの構成を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態５における加熱ローラと加
圧ローラの構成を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態６における加熱ローラと加
圧ローラの構成を示す図である。

【符号の説明】

４０定着装置４１加熱ローラ４２加圧ローラ４８、４８１、４８２温度センサＣＰＵ制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA12 DA34 DA35 EF12 EF15 EG04 2H033 AA26 BA31 BB15 BB28 BB37 CA05 CA40 3K058 AA71 BA18 CA23 CA61 CA91 DA02 DA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録材上のトナー像を加熱する加熱手
段、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度弾性層を有
し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体及
び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作を行わせる
制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装置であっ
て、前記制御手段は、待機時における前記加熱手段の設定温
度に対応して、前記回転動作の周期を制御することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記加熱手段は、加熱回転体と、該加熱
回転体の内側に配置された熱源を有することを特徴とす
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記加熱手段が抵抗発熱層を有する加熱
回転体を有することを特徴とする請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項４】前記加圧回転体が熱源を有することを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項５】前記加熱回転体が弾性層を有することを
特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形
成装置。
【請求項６】前記加熱回転体又は前記加圧回転体のい
ずれかを駆動する駆動手段を有することを特徴とする請
求項２〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】記録材上のトナー像を加熱する加熱回転
体、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度弾性層を有
し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体及
び、待機時における、前記加熱回転体と前記加圧回転体の少
なくとも一方の回転を制御する制御手段を有する定着装
置を備えた画像形成装置であって、前記制御手段は、前記加圧回転体と前記加熱回転体の回
転の周期を、待機時における前記加熱手段の設定温度に
対応して、制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記加熱回転体の内側に熱源を設けたこ
とを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記加熱回転体が発熱抵抗層を有するこ
とを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記加圧回転体が熱源を有することを
特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の画像形
成装置。
【請求項１１】前記加熱回転体が弾性層を有すること
を特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項１２】前記加熱回転体又は前記加圧回転体の
いずれかを回転駆動する駆動手段を有することを特徴と
する請求項７〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項１３】前記加熱手段の待機時における設定温
度が複数段階に設定され、前記制御手段は前記複数段階
の前記設定温度の各々に対応して前記周期を設定するこ
とを特徴とする請求項1〜１２のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項１４】記録材上のトナー像を加熱する加熱手
段、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度弾性層を有
し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体、前記加熱手段又は前記加圧回転体の温度を検知する温度
センサ及び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作を行わせる
制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装置であっ
て、前記制御手段は、前記温度センサの出力に基づいて前記
回転動作の周期を制御することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１５】前記加熱手段は、加熱回転体と該加熱
回転体の内側に配置された熱源を有することを特徴とす
る請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記加熱手段が熱源としての抵抗発熱
層を有する加熱回転体を有することを特徴とする請求項
１４に記載の画像形成装置。
【請求項１７】前記加圧回転体が熱源を有することを
特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項１８】前記加熱回転体が弾性層を有すること
を特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項１９】前記加熱回転体又は前記加圧回転体の
いずれかを回転駆動する駆動手段を有することを特徴と
する請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項２０】記録材上のトナー像を加熱する加熱回
転体、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度弾性層を有
し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体、前記加熱回転体又は前記加圧回転体の温度を検知する温
度センサ及び、待機時における、前記加熱回転体と前記加圧回転体の少
なくとも一方の回転を制御する制御手段を有する定着装
置を備えた画像形成装置であって、前記制御手段は、前記加圧回転体と前記加熱回転体の回
転の周期を、待機時における前記加熱手段の設定温度に
対応して、制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】前記加熱手段は、加熱回転体と該加熱
回転体の内側に配置された熱源を有することを特徴とす
る請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２２】前記加熱手段が抵抗発熱層を有する加
熱回転体を有することを特徴とする請求項２０に記載の
画像形成装置。
【請求項２３】前記加圧回転体が熱源を有することを
特徴とする請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項２４】前記加熱回転体が弾性層を有すること
を特徴とする請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項２５】前記加熱回転体又は前記加圧回転体の
いずれかを回転駆動する駆動手段を有することを特徴と
する請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項２６】待機状態における前記温度センサの出
力と時間とに基づいて前記周期を制御することを特徴と
する請求項１４〜２５のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項２７】記録材上のトナー像を加熱する加熱手
段、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度弾性層を有
し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体及
び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作を行わせる
制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装置であっ
て、待機時における電力消費が異なる複数のモードを有する
とともに、前記制御手段は、前記複数のモードのそれぞ
れに対して特有の周期で前記加圧回転体の前記回転動作
を行わせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２８】前記加熱手段は、加熱回転体と該加熱
回転体の内側に配置された熱源を有することを特徴とす
る請求項２７に記載の画像形成装置。
【請求項２９】前記加熱手段が抵抗発熱層を有する加
熱回転体を有することを特徴とする請求項２７に記載の
画像形成装置。
【請求項３０】前記加圧回転体が熱源を有することを
特徴とする請求項２７〜２９のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項３１】前記加熱回転体が弾性層を有すること
を特徴とする請求項２７〜３０のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項３２】前記加熱回転体又は前記加圧回転体の
いずれかを回転駆動する駆動手段を有することを特徴と
する請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項３３】記録材上のトナー像を加熱する加熱回
転体、支持基体と該支持基体上に形成された低硬度弾性層を有
し、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体及
び、待機時における、前記加熱回転体と前記加圧回転体の少
なくとも一方の回転を制御する制御手段を有する定着装
置を備えた画像形成装置であって、待機時おける消費電力が異なる複数のモードを有すると
ともに、前記制御手段は、前記複数のモードのそれぞれ
に対応した周期で前記加熱回転体と前記加圧回転体を回
転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３４】前記加熱手段は、加熱回転体と該加熱
回転体の内側に配置された熱源を有することを特徴とす
る請求項３３に記載の画像形成装置。
【請求項３５】前記加熱手段が熱源としての抵抗発熱
層を有する加熱回転体を有することを特徴とする請求項
３３に記載の画像形成装置。
【請求項３６】前記加圧回転体が熱源を有することを
特徴とする請求項３３〜３５のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項３７】前記加熱回転体が弾性層を有すること
を特徴とする請求項３３〜３６のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項３８】前記加熱回転体又は前記加圧回転体の
いずれかを回転駆動する駆動手段を有することを特徴と
する請求項３３〜３７のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項３９】待機時において回転した前記加圧回転
体が回転前と位相が異なる位置で停止するように前記制
御手段が制御することを特徴とする請求項１〜３８のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４０】待機時において回転した前記加熱回転
体が回転前と位相が異なる位置で停止するように前記制
御手段が制御することを特徴とする請求項２〜１３、１
５〜２６、２８〜４０のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項４１】支持基体と該支持基体上に形成された
弾性層を有し、記録材上のトナー像を加熱する加熱回転
体、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体及び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作を行わせる
制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装置であっ
て、前記制御手段は、待機時における前記加熱手段の設定温
度に対応して、前記回転動作の周期を制御することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項４２】支持基体と該支持基体上に形成された
弾性層を有し、記録材上のトナー像を加熱する加熱回転
体、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体、前記加熱手段又は前記加圧回転体の温度を検知する温度
センサ及び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作を行わせる
制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装置であっ
て、前記制御手段は、前記温度センサの出力に基づいて前記
回転動作の周期を制御することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項４３】支持基体と該支持基体上に形成された
弾性層を有し、記録材上のトナー像を加熱する加熱回転
体、記録材を前記加熱手段に圧接させる加圧回転体及び、待機時において、前記加圧回転体の回転動作を行わせる
制御手段を有する定着装置を備えた画像形成装置であっ
て、待機時における電力消費が異なる複数のモードを有する
とともに、前記制御手段は、前記複数のモードのそれぞ
れに対して特有の周期で前記加圧回転体の前記回転動作
を行わせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４４】待機状態における経過時間に基づい
て、前記制御手段が前記周期を制御することを特徴とす
る請求項１８又は請求項３３に記載の画像形成装置。
【請求項４５】待機時における１周期当たりの回転量
を設定可能であることを特徴とする請求項３９又は請求
項４０に記載の画像形成装置。
【請求項４６】前記加熱回転体が離型性層を有するこ
とを特徴とする請求項４２又は請求項４３に記載の画像
形成装置。