JP2002196619A

JP2002196619A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002196619A
Application number: JP2000397889A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Mochizuki; 望月　　淳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーの温度を監視しながら定着の動作条件
を設定することにより、雰囲気環境の急激な変化などに
おいても、適切に定着が行えるようにする。【解決手段】コピーボタンが押下されると、トナー温
度検知手段において、トナーの温度を検知する。そし
て、ＣＰＵにおいて、検知手段によって検知された出力
値に基づき、最適な定着条件、例えば、定着速度可変手
段によって最適定着速度を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに圧接された
定着ローラ及び加圧ローラ間に未定着トナー像を有する
記録材を通過させて該未定着トナー像の定着を行う加熱
定着装置を有する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の一例として、図８及び図
９に複数の光走査手段を有する４ドラムレーザビームプ
リンタを示す。

【０００３】該プリンタは、図８に示すように、潜像担
持体たる電子写真感光体（以下、「感光ドラム」とす
る）の周囲に、現像装置等を有して構成される画像形成
手段たる画像形成ステイションが４個設けられ、該各画
像形成ステイションにて形成された感光ドラム上の画像
が、該感光ドラムに隣接して移動通過する搬送手段上の
紙等の記録材へ転写される構成となっている。

【０００４】また、図９に示すように、マゼンタ，シア
ン，イエロー，ブラックの各色の画像を形成する各画像
形成ステイションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄには、それぞ
れ感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが配置されてお
り、各感光ドラムは矢印方向に回転自在となっている。
さらに、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲に
は、帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、１２ｄ及び現像装
置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、そして、クリーナ４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄが上記感光ドラムの回転方向に沿って順
次配設されており、各感光ドラムの下方には、転写部３
が配設されている。該転写部３は、各画像形成ステイシ
ョンに共通の記録材搬送手段たる転写ベルト３１及び転
写用帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有している。

【０００５】以上のようなプリンタにおいて、図８に示
す記録材供給手段たる絵紙カセット６１から供給された
記録材Ｐは、転写ベルト３１上に支持されて各画像形成
ステイションヘ搬送され、上記各感光ドラム上に形成さ
れた各色のトナー像を順次転写される。この転写工程が
終了すると、上記記録材Ｐは転写ベルト３１から分離さ
れて定着装置５へ記録材案内手段たる搬送ベルト６２に
より搬送される。

【０００６】定着装置５は、図１０に詳細に示すよう
に、回転自在に配設された定着ローラ５１と、該定着ロ
ーラ５１に圧接しながら回転する加圧ローラ５２と、離
型剤供給塗布手段たる離型剤塗布装置５３と、ローラク
リーニング装置５４、５５を有した構成となっている。
定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の内部には、ハロゲ
ンランプ等のヒータ５６、５７がそれぞれ配設されてい
る。また、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２にはそれ
ぞれサーミスタ５８、５９が接触するように配設されて
おり、温度調節回路を介してヒータ５６、ヒータ５７へ
の電圧を制御することにより定着ローラ５１及び加圧ロ
ーラ５２の表面の温度調節を行っている。

【０００７】この状態において、記録材が搬送されてく
ると、定着ローラ５１と加圧ローラ５２は一定速度で回
転し、定着ローラ５１の表面に離型剤としてシリコーン
オイルが塗布され、記録材Ｐが定着ローラ５１と加圧ロ
ーラ５２の間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧
力、温度で加圧、加熱され記録材表面上の未定着トナー
像は溶融して定着され、記録材Ｐ上にフルカラー画像が
形成される。画像が定着された記録材Ｐは下分離爪６８
によって加圧ローラ５２から分離され、機外へ排出され
る。

【０００８】上記の定着装置に使用される定着ローラ
は、フッ素系樹脂あるいはシリコーンゴム等の離型性が
良く、耐熱性、耐摩耗性に優れた材料が被覆されて、そ
の外層を形成している。例えば、画像形成装置が電子写
真方式を用いたカラー複写機のように、特に画質を重視
するものである場合は、定着ローラ５１にはシリコーン
ゴムをローラの外層としたものを採用することが多い。
このシリコーンゴムは離型性がフッ素樹脂に比べてやや
劣るが、離型剤としてシリコーンオイルを塗布するとフ
ッ素樹脂よりも離型性が向上するようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置においては、以下に示すような問題が生じ
ていた。

【００１０】画像形成装置の定着装置において、その定
着性は画像を形成しているトナーの温度よって異なる。
即ち、比較的高温のトナーに合わせた定着条件で定着す
る場合、画像を形成するトナーの温度が高いときには適
切な定着が行われるが、トナー温度が低いときには定着
が不十分となってしまう。逆に、比較的低温のトナーに
定着条件を合わすと、トナー温度が高い場合においてホ
ットオフセットを引き起こす危険がある。すなわち、定
着過程は記録材に画像を形成するトナーの温度に大きく
依存するのである。

【００１１】さらに、特にカラーの画像においては、ト
ナーの溶け具合によって画像の光沢度が大きく変わる。
トナー温度が元々高い場合にはトナーが十分に溶融し、
表面が平滑になって光沢が出るが、トナー温度が元々低
い場合、トナーが溶けないため表面が粗くなり、光沢度
が下がってしまう。

【００１２】これらの問題に対し、画像形成装置に環境
検知センサーを具備し、これによる温湿度情報からトナ
ーの温度を予測して定着の条件を制御することが考えら
れる。

【００１３】しかし、トナーはそれが置かれた雰囲気環
境が急激に変化した場合でも、その温度の変化は緩やか
である。また、トナーの温度は必ずしも環境の温度とは
一致せず、画像形成装置の連続使用により装置内が昇温
した場合にそれに伴ってトナー温度も上昇する。よっ
て、環境検知センサーの示す値と、実際のトナー温度が
食い違ってしまうことが起きうる。

【００１４】本発明の目的は、現像されるトナーの温度
によらず、適切な定着を実現し、安定した画像光沢度を
得ることの出来る画像形成装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、互いに圧接しながら回転自在に
配設された定着ローラ及び加圧ローラのローラ対を有
し、該ローラ対が形成する圧接部で未定着画像を有する
記録材を挟圧搬送して該記録材上の未定着画像の加熱定
着を行う定着装置を備えた画像形成装置において、トナ
ー温度を検知する検出手段と、該検知手段により検知さ
れたトナー温度情報に基づいて上記定着装置の定着速度
を変更するように設定された制御手段を有することによ
り達成される。

【００１６】なお、温度検知手段は現像器内のトナーの
温度を検知するものであるか、トナーホッパー内の温度
を検知するもの、或いはその両方を具備することが好ま
しい。

【００１７】さらに、本出願に係る第２の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明における定着条件を、
定着温度とすることにより達成される。

【００１８】また、本出願に係る第３の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明における定着条件を、定着
ローラと加圧ローラの間の加圧力とすることにより達成
される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。＜実施例１＞先ず、本発明の第１の実施例を図１に基づ
いて説明する。図１は本発明のフルカラー複写機の略断
面図であり、図８に示した従来例との共通箇所には同一
符号を付して説明を省略する。

【００２０】本実施例装置には、図１に示すように、現
像器内のトナー撹拌部分にトナー温度検知手段１６ａ、
１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを設けたものてあり、図２の定
着条件変更制御のフローチャートに示すように、トナー
の温度を検知して、それに応じた最適定着条件に設定す
るように制御したものである。

【００２１】本実施例においては、図２に示すように、
先ず、コピーボタンが押下されると、トナー温度検知手
段１６において、トナーの温度が検知される。続いて、
制御手段たるＣＰＵにおいて情報を処理し、定着速度可
変手段（図示せず）に基づき最適定着速度が設定され
る。本実施例においては、トナー温度が３０℃の際に、
定着ローラ５１と、加圧ローラ５２にＳｉゴムローラを
用い、加圧力を５０ｋｇｆ、ニップ幅７．５ｍｍに設定
し、記録材を、定着温度１８０℃、定着速度１３５ｍｍ
／ｓｅｃで定着させた。その結果、定着性は適切であ
り、定着後の記録材表面の光沢度は約２０％であった。

【００２２】そして、このトナー温度を基準にして、ト
ナー温度が変化しても、定着性や定着後の画像の光沢度
が一定になるように、定着速度を設定した。図３にその
表を示す。トナー温度が高くなる程、定着に必要な熱量
は少なくなるため、定着速度を速くし、定着力を弱め
る。逆に、トナー温度が低い際は、定着速度を遅くす
る。

【００２３】これらの条件において、定着性を確認した
結果、どの条件で定着されたものにおいてもホットオフ
セットやコールドオフセットのない、適切な定着性が確
認された。さらに、これらの条件で定着された画像の光
沢度も図３に示すが、どの水分量においてもほぼ同一の
光沢度を得ることが出来た。

【００２４】このように、本実施例では、トナーの温度
を検知し、これに応じた最適定着条件で定着することに
より、常に最適な定着性を実現し、かつ、常に安定した
光沢の画像を形成することができる。

【００２５】なお、本実施例における最適定着温度、最
適定着速度などは、定着装置の構成によって異なってく
るので、必ずしも、この値に限るものではない。＜実施例２＞次に、本発明の第２の実施例を図４及び図
５に基づいて説明する。なお、第１の実施例との共通箇
所には同一符号を付して説明を省略する。

【００２６】本実施例はトナーの温度を検知し、それに
より定着温度を可変とし、最適定着温度で、定着を行
い、トナーの温度によらず、定着性や、定着後の画像の
光沢が等しくなるようにしたものである。

【００２７】本実施例においては、図４に示すように、
先ず、コピーボタンが押下されると、トナー温度検知手
段１６において、トナーの温度が検知される。続いて、
制御手段たるＣＰＵにおいて情報を処理し、定着温度可
変手段（図示せず）に基づき最適定着温度が設定され
る。本実施例においても、トナー温度が３０℃の際に、
定着ローラ５１と、加圧ローラ５２にＳｉゴムローラを
用い、加圧力を５０ｋｇｆ、ニップ幅７．５ｍｍに設定
し、記録材を、定着温度１８０℃、定着速度１３５ｍｍ
／ｓｅｃで定着させた。その結果、定着性は適切であ
り、定着後の記録材表面の光沢度は約２０％であった。

【００２８】そして、このトナー温度を基準にして、ト
ナーの温度が変化しても、定着性や定着後の画像の光沢
が一定になるように、定着温度を設定した。図５にその
表を示す。トナーの温度が高くなる程、定着に必要な熱
量は少なくなるため、定着温度を低く、定着力を弱め
る。逆に、トナー温度が高い際は、定着温度を高くす
る。これらの条件において、定着性を確認した結果、ど
の条件で定着されたものにおいても適切な定着性が確認
された。さらに、これらの条件で定着された画像の光沢
度も図５に示すが、どのトナー温度においてもほぼ同一
の光沢度を得ることが出来た。

【００２９】このように、本実施例では、トナーの温度
検知し、これに応じた最適定着条件で定着することによ
り、常に最適な定着性を実現し、かつ、常に安定した光
沢の画像を形成することができる。

【００３０】なお、本実施例における最適定着温度、最
適定着速度などは、定着装置の構成によって異なってく
るので、必ずしも、この値に限るものではない。＜実施例３＞次に、本発明の第３の実施例を図６及び図
７に基づいて説明する。なお、第１の実施例との共通箇
所には同一符号を付して説明を省略する。

【００３１】本実施例はトナーの温度を検知し、それに
より定着ローラと加圧ローラ間の加圧力を可変とし、ニ
ップ幅を調節することにより、最適定着条件で定着を行
い、トナーの温度によらず、定着性や定着後の画像の光
沢が等しくなるようにしたものである。

【００３２】本実施例においては、図６に示すように、
先ず、コピーボタンが押下されると、トナー温度検知手
段１６において、トナーの温度が検知される。続いて、
制御手段たるＣＰＵにおいて情報を処理し、定着ニップ
可変手段（図示せず）に基づき最適定着ニップが設定さ
れる。

【００３３】本実施例においても、トナー温度が３０℃
の際に、定着ローラ５１と、加圧ローラ５２にＳiゴム
ローラを用い、加圧力を５０ｋｇｆ、ニップ幅７．５ｍ
ｍに設定し、記録材を、定着温度１８０℃、定着速度１
３５ｍｍ／ｓｅｃで定着させた。その結果、定着性は適
切であり、定着後の記録材表面の光沢度は約２０％であ
った。

【００３４】そして、このトナー温度を基準にして、ト
ナーの温度が変化しても、定着性や定着後の画像の光沢
が一定になるように、加圧力を設定した。図７にその表
を示す。トナーの温度が高くなる程、定着に必要な熱量
は少なくなるため、加圧力を弱く（ニップ幅を狭く）
し、定着力を弱める。逆に、トナーの温度が高い際に
は、加圧力を強く（ニップ幅を広く）する。これらの条
件において、定着性を確認した結果、どの条件で定着さ
れたものにおいても適切な定着性が確認された。さら
に、これらの条件で定着された画像の光沢度も図７に示
すが、どのトナー温度においてもほぼ同一の光沢度を得
ることが出来た。

【００３５】このように、本実施例では、トナーの温度
を直接検知し、これに応じた最適定着条件で定着するこ
とにより、常に最適な定着性を実現し、かつ、常に安定
した光沢の画像を形成することができる。

【００３６】なお、本実施例における最適定着温度、最
適定着速度などは、定着装置の構成によって異なってく
るので、必ずしも、この値に限るものではない。

【００３７】また、上記の全実施例においては、フルカ
ラー複写機について述べたが、白黒の複写機やプリンタ
ーに対して上記構成を採用しても良い。

【００３８】また、上記の全実施例において、コピー待
機状態においてトナー温度の検知および定着器の制御を
行ってもよい。

【００３９】また、上記の全実施例において、トナー温
度検知手段１６の位置は、現像器のトナー撹拌部分に設
置しここでの温度を測定することによりトナーの温度を
測定したが、現像スリーブ近傍や現像器の外側に検知手
段を設置することは何ら問題ない。またトナーホッパー
内に温度検知手段を設置し、ホッパー内のトナー温度を
測定し、これにより定着条件を設定してもよい。また、
連続的に多量のトナーが補給される場合などは、ホッパ
ーからのトナーが現像器内でトナーが暖められることな
く現像される場合もあり、現像器とホッパーの両方に温
度検知手段を具備し、現像器内のトナー温度とともにホ
ッパー内の温度を定着条件にフィードバックさせてもよ
い。

【００４０】その他、環境の温湿度情報を取り込み、こ
れを先ほどの直接測定したトナー温度情報に加えて定着
条件にフィードバックすることにより、より最適な定着
画像を実現することが可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、トナーの温度を検知し、これに応じた
定着条件を設定するので、定着を行った際のトナー温度
よらず、ほぼ同一定着性と画像光沢を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるフルカラー複
写機の略断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例におけるフローチャー
トである。

【図３】本発明の第１の実施例における定着条件の表
である。

【図４】本発明の第２の実施例におけるフローチャー
トである。

【図５】本発明の第２の実施例における定着条件の表
である。

【図６】本発明の第３の実施例におけるフローチャー
トである。

【図７】本発明の第３の実施例における定着条件の表
である。

【図８】従来のフルカラー複写機の略断面図である。

【図９】従来のフルカラー複写機の略断面図である。

【図１０】従来の定着装置の略断面図である。

【符号の説明】

５定着装置１６トナー温度検知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/20 Ｇ０３Ｇ 21/00 ５３４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに圧接しながら回転自在に配設され
た定着ローラ及び加圧ローラの口−ラ対を有し、該ロー
ラ対が形成する圧接部で未定着画像を有する記録材を挟
圧搬送して該記録材上の未定着画像の加熱定着を行う定
着装置を備えた画像形成装置において、トナー温度を検
知する検出手段と、該検知手段により検知されたトナー
温度情報に基づいて上記定着装置の定着条件を変更する
ように設定された制御手段を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記トナー温度検知手段が現像器内のト
ナー温度を検知するものであることを特徴とする請求項
１の画像形成装置。
【請求項３】前記トナー温度検知手段がトナーホッパ
ー内のトナー温度を検知するものであることを特徴とす
る請求項１の画像形成装置。
【請求項４】前記定着条件は、定着速度であることと
する請求項１の画像形成装置。
【請求項５】前記定着条件は、定着温度であることと
する請求項１の画像形成装置。
【請求項６】前記定着条件は、定着ローラと加圧ロー
ラの間の加圧力であることとする請求項１の画像形成装
置。