JP2003029485A

JP2003029485A - カラー画像定着装置

Info

Publication number: JP2003029485A
Application number: JP2001217606A
Authority: JP
Inventors: Yozo Hotta; 陽三堀田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】定着不良とローラ温度のオーバーシュート及
び機内昇温を防ぐことができるカラー画像定着装置を提
供すること。【構成】感光体である像担持体と該像担持体を露光す
る露光装置と露光により該像担持体上に形成された静電
潜像を顕像化する現像手段を有し、定着手段として内部
にハロゲンヒータ（熱源又は発熱体）３３，３３’を有
し、表面にトナーとの離型性を有する離型層及び弾性層
を設けた加熱加圧方式の定着ローラ３１と加圧ローラ３
２（定着手段）を用いて多色多層（フルカラー）又は単
色（モノカラー）の未定着現像剤像を担持した記録材Ｐ
を挟持搬送することにより該未定着現像剤像を記録材Ｐ
上に定着せしめるカラー画像定着装置において、通紙中
の定着ローラ３１表面上又は加圧ローラ３２表面上の１
枚での温度ダウンを検知し、温度ダウンが所定の値を超
える場合、所定枚数印字後スループットをダウンする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置のカ
ラー画像定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真方式のカラー複写機の
製品化は活発に行われているが、近年ではレーザビーム
方式のカラープリンタヘの応用もなされ始めており、市
場にも幾つかの機種が現れるようになってきている。ホ
ストであるコンピュータ側のＣＰＵ性能、記憶容量等の
向上或は電子カメラの登場によりパーソナルユースでも
画像処理、カラーＤＴＰを日常的に行うようになってき
た。そのため、インクジェット方式の低価格のプリンタ
が可成り普及するようにもなった。

【０００３】しかし、扱い可能な画像データ量が増加し
ていくに連れてユーザのニーズとして更により高画質な
カラープリンタが求められている。モノクロプリンタに
おいてはレーザビームプリンタが低価格化したことと高
解像度、高信頼性が達成されたことでビジネスユースに
おいてはほぼ定番となっていることもあり、当方式のカ
ラー化の要求は高いものがある。但し、今のところ装置
全体が複雑、大型化するという問題等があり、普及率を
高めるためにはより一層の小型化、低コスト化が必要で
ある。又、パーソナルユースに近づくことからより一層
の安全性への配慮や信頼性の向上が必要とされる。

【０００４】ところで、カラートナーは混色性及びＯＨ
Ｔの透過性を高めるためにモノクロトナーに比べ、低融
点、低溶融粘度の非磁性トナーを用いているが、このた
めカラー定着では一般にトナーが定着ローラ表面に融着
する所謂オフセットを防止するための離型剤として耐熱
性のシリコーンオイルを定着ローラ表面に塗布する方式
を採用している。

【０００５】しかし、プリンタでは複写機以上に低コス
ト化のために、より簡単な２層或は単層のローラ構成が
求められ、オイルボトル等の消耗品のないフリーメンテ
ナンス化が要求されるようになってきている。更に、フ
ルカラーは勿論のこと従来のモノクロプリンタの長所で
あるモノクロ高画質と高速性をそのまま備えたものであ
ることが必要である。又、はがき、小サイズ紙、封筒、
厚紙、ラベル紙等の各種メディアに対して広い対応性を
有し、且つ、同時に高速化を実現するものでなければな
らない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モノク
ロプリンタの長所であるモノクロ高画質と高速性をその
まま備えたものとするためには以下のような問題があっ
た。

【０００７】即ち、カラー定着ローラにはシリコーンゴ
ム、フッ素樹脂等の耐熱材料が用いられているが、プリ
ンタが高速化するに連れて熱ローラ系においては定着性
を確保するために定着・加圧ローラ間のニップが次第に
大きくなる方向にシフトしている。このため、ローラは
一般的に芯金上にシリコーンゴム等の耐熱性を有する厚
い弾性体層を形成して構成されるものであるが、弾性体
層の厚みは次第に厚くなる方向になっている。又、その
材料はより低硬度なものへと移行しているが、低硬度化
の方向を目指した場合には、材料を硬くしてしまう金属
フィラー等の外添は抑えなければならない。従って、ロ
ーラの熱伝導率の向上が図りにくくなる。すると、ロー
ラ表面と芯金界面との温度差は大きくなるため、耐熱性
を有するシリコーンゴムでさえも耐久性には不利な方向
となり、定着ローラの寿命を縮めることになっていく。

【０００８】通常、定着の温調はローラの表面温度を接
触式のサーミスタで検知して制御する方式が広く用いら
れている。表面温度を一定の目標温度に対して制御を行
うため、芯金の温度はローラ内部のヒータの発熱量に応
じてゴム内部の温度差の分だけ表面温度より高くなって
いる。画像形成の方式については転写ドラムを用いて転
写体上に多重像を順次形成していく方式、或は中間転写
体に形成した多重転写像や感光体上に形成した多重現像
像を転写体に一括転写する方式等が存在するが、本発明
者等の検討によれば、フルカラー４色連続プリント時に
はローラ表面と芯金界面の温度差はゴム材料の耐熱性の
限度内であるが、モノカラー連続プリント時においては
この温度差が増大し、普通紙（１０５ｇ／ｍ² 以下の
紙）ならば不都合は生じないが、厚紙（１０５ｇ／ｍ²
を超える紙）の場合、以下のような不都合が生じること
が判明した。

【０００９】即ち、モノカラー連続プリント時において
は潜像、現像形成等が１色で済む分通紙頻度が高くなる
（通常４倍）ため、それだけヒータの平均発熱量が大き
くなり、通紙中にできていたローラのゴム中の熱勾配が
連続通紙終了後になって芯金の熱がローラ表面に移動し
て表面温度が大きくオーバーシュートする。ローラ表面
温度が２２０〜２３０℃を超えた場合にはシリコーンゴ
ムの熱劣化が起こってしまい、ゴム剥がれや表面離型層
の剥離や劣化が発生する。

【００１０】又、厚紙の場合、１枚当たりに紙に流入す
る熱量が普通紙に比べて大きいため、連続通紙を行うと
ローラ表面温度が小さくなって定着性が悪化する。定着
性を確保するためには、連続通紙時のローラ表面温度が
少なくとも１５０℃必要である。

【００１１】上記最初の問題点については根本的に解決
する手段としてオイルレス定着方式を検討し、従来のシ
リコーンオイルに代わり離型性を有するワックスを内包
するタイプのトナーを用いることにより、定着のオイル
レス化を図ることが可能であることを見出し、これを実
現した。ワックス内包トナーに対してこれと離型性の良
いフッ素樹脂（ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＣＰＴＦＥ
等）を定着ローラの表面に設けたローラ構成とすること
でオイルレスのカラー定着が可能となり、連続プリント
時でのオフセットを防止することができた。

【００１２】しかし、熱的には依然として問題が残って
いた。図３にＡ４の１２８ｇ／ｍ²紙のプリント時にお
けるオーバーシュートの状態を示す。横軸はプリント枚
数、縦軸はローラ表面温度を表す。下の折れ線は実際の
枚数に対する表面温度の変化、上の折れ線はその枚数で
プリントを終了した場合のオーバーシュートのピーク温
度を表す（通常、プリント終了後１分〜１分半程度かか
ってピーク温度に到達する）。ローラ表面温度がプリン
ト目標温度と一致して安定するまでに可成りの枚数がか
かることが分かる。これはローラの芯金とゴム層が厚い
熱容量の大きい定着系であることによる。

【００１３】ところで、スタンバイでローラが静止状態
のときにはスタンバイ温度を１７０℃としている。ロー
ラが前回転を始めるとサーミスタの検知温度が３〜４℃
程度上がってしまう。そのため、プリント開始直後にヒ
ータがＯＦＦしてしまう状況が発生してプリント初期の
定着性が不利になることがあった。プリント直後では未
だスタンバイ時と同様に芯金とローラ表面温度は近いた
め、芯金からローラ表面に向かう熱流は少なく、ほぼゴ
ム表面の熱容量で定着を行わなければならない。そのた
め、なるべく早く芯金を加熱して芯金から表面へと向か
う熱波を作り出す必要がある。

【００１４】そこで、プリント温度を１０℃高めの１８
０℃とすることによってプリント開始直後のヒータＯＦ
Ｆは防止され、プリント初期の定着性は確保された。し
かし、スタンバイ温度１７０℃からプリント目標温度を
それより高い１８０℃とした場合、プリント枚数が７枚
の時点でローラ表面温度が１５０℃を下回り、定着性の
悪化が発生し、プリント枚数が２０枚を超えた時点では
オーバーシュート温度は２００℃を超えてしまい、ロー
ラの寿命低下が起こっていた。

【００１５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、定着不良とローラ温度のオー
バーシュート及び機内昇温を防ぐことができるカラー画
像定着装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、感光体である像担持体と該像担持体を露
光する露光装置と露光により該像担持体上に形成された
静電潜像を顕像化する現像手段を有し、定着手段として
内部に熱源又は発熱体を有し、表面にトナーとの離型性
を有する離型層及び弾性層を設けた加熱加圧方式の定着
手段を用いて多色多層（フルカラー）又は単色（モノカ
ラー）の未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬送す
ることにより該未定着現像剤像を記録材上に定着せしめ
るカラー画像定着装置において、通紙中の定着ローラ表
面上又は加圧ローラ表面上の１枚での温度ダウンを検知
し、温度ダウンが所定の値を超える場合、所定枚数印字
後スループットをダウンすることを特徴とする。

【００１７】又、本発明は、感光体である像担持体と該
像担持体を露光する露光装置と露光により該像担持体上
に形成された静電潜像を顕像化する現像手段を有し、定
着手段として内部に熱源又は発熱体を有し、表面にトナ
ーとの離型性を有する離型層及び弾性層を設けた加熱加
圧方式の定着手段を用いて多色多層（フルカラー）又は
単色（モノカラー）の未定着現像剤像を担持した記録材
を挟持搬送することにより該未定着現像剤像を記録材上
に定着せしめるカラー画像定着装置において、通紙中の
定着ローラ表面上又は加圧ローラ表面上の温度を検知
し、温度が所定の値未満の場合、所定枚数印字後スルー
プットをダウンすることを特徴とする。

【００１８】更に、本発明は、感光体である像担持体と
該像担持体を露光する露光装置と露光により該像担持体
上に形成された静電潜像を顕像化する現像手段を有し、
定着手段として内部に熱源又は発熱体を有し、表面にト
ナーとの離型性を有する離型層及び弾性層を設けた加熱
加圧方式の定着手段を用いて多色多層（フルカラー）又
は単色（モノカラー）の未定着現像剤像を担持した記録
材を挟持搬送することにより該未定着現像剤像を記録材
上に定着せしめるカラー画像定着装置において、通紙中
の紙上の温度を定着ニップ通過後の少なくとも１つ以上
のポイントで検知することを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２０】＜実施の形態１＞図１は本発明に係る定着
装置を備えるカラー画像形成装置の概略構成を示す縦断
面図である。

【００２１】図示のカラー画像形成装置は、電子写真方
式の４色フルカラーのレーザービームプリンタであり、
中間転写体を利用している。以下、カラー画像形成装置
全体の構成を簡単に説明する。

【００２２】図１に示すカラー画像形成装置は、第１の
像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光
ドラムと称する）１を備えている。感光ドラム１は、画
像形成装置本体２によって回転自在に支持されており、
不図示の駆動手段によって矢印Ｒ１方向に回転駆動され
る。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほ
ぼ順に、感光ドラム１表面の均一に帯電する接触方式の
帯電ローラ３、画像情報に応じて感光ドラム１表面にレ
ーザー光Ｌを照射して静電潜像を形成する露光装置４、
静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する
現像装置５、感光ドラム１上のトナー像が一次転写され
る第２の像担持体としての中間転写ベルト（中間転写
体）６、感光ドラム１表面の一次転写残トナーを除去す
るクリーニング装置８が配置されている。

【００２３】中間転写ベルト６の内側には、一次転写ロ
ーラ７が配置されており、中間転写ベルト６を感光ドラ
ム１表面に押圧して、感光ドラム１と中間転写ベルト６
との間に一次転写ニップ部Ｎ１を形成している。一次転
写ローラ７には不図示の電源によって一次転写バイアス
が印加される。又、中間転写ベルト６の外側には、二次
転写ローラ８が配置されており、中間転写ベルト６との
間に二次転写ニップ部Ｎ２を形成している。二次転写ロ
ーラ８には、不図示の電源によって二次転写バイアスが
印加される。更に、中間転写ベルト６に対向するように
し、中間転写ベルトクリーニング装置９のクリーニング
ローラ（ローラ帯電器）９ａが配置されている。

【００２４】そして、転写材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方
向）についての二次転写ニップ部Ｎ２の下流側には、転
写材Ｐ上に転写されたトナー像を加熱及び加圧して定着
させる定着装置１０が配置されている。

【００２５】上述構成のカラー画像形成装置について、
以下、順に詳述する。

【００２６】前記感光ドラム１は、アルミニウムシリン
グの外周面にＯＰＣ（有機光半導体）、Ａ−Ｓｉ（アモ
ルファスシリコン）等の光導電層を設けて構成したもの
である。

【００２７】帯電ローラ３は、感光ドラム１表面接触配
置されて従動回転するとともに、不図示の電源によって
帯電バイアスが印加される。

【００２８】露光装置４は、画像情報に応じてレーザー
光Ｌを発光するレーザー発振器４ａと、不図示のポリゴ
ンミラーと、ミラー４ｂ等を有し、画像情報に応じて帯
電済の感光ドラム１表面を露光して静電潜像を形成す
る。

【００２９】現像装置５は、回転体５Ａと、これに搭載
された４色の現像器、即ちイエロー現像器５ａ、マゼン
タ現像器５ｂ、シアン現像器５ｃ、ブラック現像器５ｄ
を有し、回転体５Ａの回転によって、感光ドラム１上の
静電潜像の現像に供される現像器（図１では、イエロー
現像器５ａ）が感光ドラム１表面に対向する現像位置に
配置される。４色フルカラーの画像形成に際しては、各
現像器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが順次に現像位置に配置
されることになる。

【００３０】中間転写ベルト６は、無端状に構成されて
おり、相互に平行に配置された３本の支持ローラ６ａ，
６ｂ，６ｃに掛け渡されている。３本の支持ローラ６
ａ，６ｂ，６ｃのうち１本が駆動ローラであり、残りの
２本は従動ローラとなる。中間転写ベルト６は、駆動ロ
ーラが不図示の駆動手段によって回転することにより、
矢印Ｒ２方向に駆動される。中間転写ベルト６の具体的
な材質としては、アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｎ
ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エ
チレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスル
ホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリルゴ
ム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。中間転
写ベルト６の内側の感光ドラム１とほぼ対向する位置に
は、前記一次転写ローラ７が配置され、中間転写ベルト
６を感光ドラム１表面に押圧して一次転写ニップ部Ｎ１
を形成している。又、中間転写ベルト６の外側の支持ロ
ーラ６ｂにほぼ対向する位置には、前記二次転写ローラ
８が配置されており、この二次転写ローラ８表面と中間
転写ベルト６との間に二次転写ニップ部Ｎ２を形成して
いる。更に、二次転写ニップ部Ｎ２の下流側で、且つ、
一次転写ニップ部Ｎ１の上流側においては、中間転写ベ
ルト６表面に対向するようにして前記中間転写ベルトク
リーニング装置９が配置されている。中間転写ベルトク
リーニング装置９は、中間転写ベルト５表面に接触自在
に配置されたクリーニングローラ（ローラ帯電器）９ａ
と、これに接続された交流電源９ｂ及び直流電源９ｃと
を有している。

【００３１】次に、上述構成のカラー画像形成装置の動
作について説明する。

【００３２】矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム
１は、帯電ローラ３に直流電圧と交流電圧とが重畳され
た帯電バイアスが印加されることにより、表面が均一に
帯電される。レーザーー発振器４ａにイエローの画像信
号が入力されると、レーザー光Ｌが発光され、帯電済の
感光ドラム１表面を照射し、静電潜像が形成される。感
光ドラム１が更に矢印Ｒ１方向に回転すると、感光ドラ
ム１上の静電潜像は、イエロー現像器４ａによってイエ
ローのトナーが付着され、トナー像として現像される。
感光ドラム１上のイエロートナー像は、一次転写ローラ
７に印加された一次転写バイアスによって一次転写ニッ
プ部Ｎ１を介して中間転写ベルト６上に一次転写され
る。尚、トナー像転写後の感光ドラム１は、表面の一次
転写残トナーがクリーニング装置８によって除去され、
次の像形成に供される。

【００３３】以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリ
ーニングの一連の各画像形成プロセスを他の３色、即ち
マゼンタ、シアン、ブラックについても繰り返すことに
より、中間転写ベルト６上に４色のトナー像が形成され
る。

【００３４】この中間転写ベルト６上の４色トナー像
は、電源によって二次転写ローラ８に印加された二次転
写バイアスにより、二次転写ニップ部Ｎ２を介して、矢
印Ｋ方向に搬送されてきた転写材Ｐに二次転写される。
トナー像転写後の転写材Ｐは、定着装置１０に搬送さ
れ、ここで加熱及び加圧を受けて溶融固着（定着）さ
れ、これにより４色のフルカラーの画像が得られる。

【００３５】一方、トナー像転写後の中間転写ベルト６
は、転写材Ｐに転写されないで表面に残った二次転写残
トナーが中間転写ベルトクリーニングローラによって逆
極性の電荷が付与されることにより、一次転写ニップ部
Ｎ１を介して感光ドラム１上に逆転写されて清掃され
る。尚、逆転写された二次転写残トナーは、感光ドラム
１上の一次転写残トナーと共にクリーニング装置８によ
って除去される。

【００３６】図２は本実施の形態に係る定着装置１０の
概略構成を示す縦断面図である。

【００３７】定着ローラ３１は２層より成っており、上
層にＦＥＰ又はＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＣＰＴＦＥ等のコー
ト若しくはチューブによるフッ素樹脂離型層を有する。
又、下層にはカラー画像の単色〜４色の多重トナーの厚
み変動（数〜数１０μｍ）に追従するため及びニップ確
保のため、アルミニウム等の芯軸上に弾性層としてＬＴ
Ｖ若しくはＨＴＶシリコーンゴムを用いている。弾性が
小さいとニップが小さくなり、定着性の確保が困難であ
る他、トナー凹部の未定着やトナーの潰れによる解像低
下をもたらすため、適度な弾性を要する。

【００３８】加圧ローラ３２も定着ローラ３１と同様に
上層フッ素樹脂離型層、下層シリコーンゴム弾性層の２
層より成り、同等の材料より成っている。定着ローラ３
１には、加圧ローラ３２が圧接して定着ローラ３１との
間にニップ部を形成しつつ回転を行うようになってい
る。該定着ローラ３１の芯金は中空筒体形態となってお
り、芯金の中空空間にはハロゲンヒータ３３が内蔵さ
れ、定着に必要な熱供給がなされる。加圧ローラ３２も
定着ローラ３１同様、中空筒体形態となっており、芯金
内部のハロゲンヒータ３３’により加熱される。ローラ
の温度制御は、定着ローラ３１に温度検知素子としての
サーミスタ３４又は加圧ローラ３２にサーミスタ３４’
を接触配置し、その検知温度に伴う抵抗値変化によりロ
ーラの表面温度を所定値となるようにハロゲンヒータ３
３及び３３’のＯＮ／ＯＦＦ制御を上下独立に行ってい
る。サーミスタ３４，３４’は通紙が中央位置基準であ
れば中央に置くのが、通紙時のローラ表面の温度変化を
検出し易くて好ましい。

【００３９】定着温度は１５０〜１９０℃の範囲でリッ
プル±４℃以内とし、ローラ周速は３０〜１３０ｍｍ／
ｓｅｃの範囲、加圧力は３０〜５０ｋｇｆとした。定着
ローラ３１は直径φ４０ｍｍ、弾性層シリコーンゴムは
厚さｔ２．１ｍｍ、ゴム硬度３°（ＪＩＳ−Ａ）であ
り、ベンガラ等の顔料、シリカ、カーボン等の添加剤を
加えて熱伝導性を向上させるのが望ましい。表面離型層
は厚さ３０μｍのＦＥＰ、ＰＴＦＥ、ＣＰＴＦＥ、ＰＦ
Ａ等のフッ素樹脂のチューブ又はコート層により形成す
る。加圧ローラ３２も同じく直径φ４０ｍｍ、弾性層ゴ
ム厚さｔ１．９ｍｍであり、表面離型層も３０μｍ厚の
同材料より成る。両者間に形成されるニップ幅は８．５
ｍｍであった。

【００４０】次に、温調制御について説明する。

【００４１】同一の転写体に対してスループット又は定
着速度の異なる複数の連続通紙モードであるフルカラー
モードとモノカラーモードの各モードを有している。モ
ノカラー連続モードにてスタンバイ目標温度とプリント
目標温度を有し、プリント画像信号を受けた以後にスタ
ンバイ目標温度よりプリント目標温度に設定切り換えを
行う。実験ではスタンバイ目標温度を１７０℃、プリン
ト目標温度を１８０℃に設定した。この場合、プリント
目標温度は目標温度というものの、本発明の使用状態で
は実際のローラ表面温度は必ずしもこの目標温度まで到
達する必要はなく、プリント初期で確実にヒータＯＮを
行うためのいわばダミー温度であるため、スタンバイ目
標温度より或る程度高くあれば良い。プリント終了後は
再びスタンバイ目標温度１７０℃に戻る。上下ヒータは
共に１２７Ｖ定格４９０Ｖのものを用いた。

【００４２】そこで、上ローラと下ローラの熱容量は初
期の立ち上がり時間を合わせるように同一の２９０Ｊ／
Ｋとしている。シリコーンゴムとアルミ芯金との体積当
たりの熱容量はほぼ等しいため、ゴムと芯金の厚みの和
が等しくなるように定着ローラの芯金厚さをｔ２．５ｍ
ｍ、加圧ローラをｔ２．７ｍｍとした。

【００４３】通紙された紙が厚紙（１０５ｇ／ｍ² を超
える紙）か否かを検知するために以下のような制御を行
う。

【００４４】本実施の形態では、紙サイズＡ４、紙の重
さ１２８ｇ／ｍ² の厚紙で検討を行なった。

【００４５】ｎ枚目（ｎは自然数で連続プリント枚数）
の紙先端通過時の定着ローラ表面上又は加圧ローラ表面
上の検知温度をｔｎ１、ｎ枚目の紙後端通過時の定着ロ
ーラ表面上又は加圧ローラ表面上の検知温度をｔｎ２と
する。Δｔｎ＝ｔｎ１−ｔｎ２と定義する。Δｔｎが１
０℃を超える場合、プリント紙を厚紙と判断し、所定枚
数印字後、スループットをダウンする。スループットを
ダウンする方法として、（１）紙間をあける。（２）プロセススピードをダウンする。（３）停止する。の何れかの操作を行う。

【００４６】但し、１≦ｋ≦ｎ−１（ｋは自然数）のと
き、Δｔｋは全て１０℃以下である。常にΔｔｎを検知
するのは、カセットフィーダであれ、マルチフィーダで
あれ、厚紙と厚紙でない紙が混在している場合があるか
らである。

【００４７】図３は紙サイズＡ４、１２８ｇ／ｍ² 紙を
モノカラーモードにて５０枚連続通紙を行ったときのロ
ーラ表面の温度を表している。オーバーシュート時のロ
ーラ表面温度は、例えばプリント枚数が２０のとき、２
００℃であるが、これは連続通紙２０枚でプリント終了
したときのオーバーシュート時のローラ表面温度を表し
ている。

【００４８】ｎ枚目に初めて厚紙と検知した場合、定着
性を確保するためには少なくとも１５０℃必要であるた
め、図３を参照するとモノカラーモードでの厚紙連続プ
リントは６枚が限度である。つまり、厚紙と検知して以
降、所定枚数を５枚とし、所定枚数５枚をモノカラーモ
ードで印字後、厚紙がこれ以降連続で通紙されても、定
着性が確保できる程度にスループットをダウンする。ス
ループットをダウンする方法として、（１）紙間をあける。（２）プロセススピードをダウンする。（３）停止する。の何れかの操作を行う。但し、所定枚数は、５枚以下で
あれば何枚でも良い。

【００４９】本実施の形態で使用した紙サイズＡ４、１
２８ｇ／ｍ² 紙の場合、Δｔｎ＝１２℃であったが、よ
り厚い紙であれば、Δｔｎ値は１２℃より大きくなるた
め、定着性を確保できる最大枚数（所定枚数）は少なく
なる。逆に、Δｔｎの値が１０〜１２℃であれば、定着
性を確保できる最大枚数は少し多くなる。

【００５０】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２について説明する。

【００５１】通紙された紙が厚紙（１０５ｇ／ｍ² を超
える紙）か否かを検知するために以下のような制御を行
う。

【００５２】本実施の形態でも、実施の形態１と同様に
紙サイズＡ４、紙の重さ１２８ｇ／ｍ² の厚紙で検討を
行なった。

【００５３】ｎ枚目（ｎは自然数で連続プリント枚数）
の紙後端通過時の定着ローラ表面上又は加圧ローラ表面
上の検知温度をｔｎとする。ｔｎが１５０℃未満の場
合、プリント紙を厚紙と判断し、所定枚数印字後、スル
ープットをダウンする。スループットをダウンする方法
として、（１）紙間をあける。（２）プロセススピードをダウンする。（３）停止する。の何れかの操作を行う。但し、１≦ｋ≦ｎ−１（ｋは自
然数）のとき、Δｔｋは全て１５０℃以上である。常に
ｔｎを検知するのは、実施の形態１と同様で、カセット
フィーダであれ、マルチフィーダであれ、厚紙と厚紙で
ない紙が混在している場合があるからである。

【００５４】ｎ枚目に初めて厚紙と検知した場合、定着
性を確保するためには少なくとも１５０℃必要である。
つまり、厚紙と検知した時点でｔｎが１５０℃未満であ
るため、所定枚数は本実施の形態の場合０枚であり、す
ぐにスループットをダウンする。スループットをダウン
する方法として、（１）紙間をあける。（２）プロセススピードをダウンする。（３）停止する。の何れかの操作を行う。

【００５５】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形
態３について説明する。

【００５６】図４は本実施の形態に係る定着装置の概略
構成を示す縦断面である。尚、図４においては図２に示
したと同一要素には同一符号を付しており、以下、それ
らについての説明は省略する。

【００５７】接触式或は非接触式のサーミスタ４１は、
本実施の形態においては定着ニップの搬送方向後方３０
ｍｍに位置し、接触式或は非接触式のサーミスタ４２
は、本実施の形態においては定着ニップの搬送方向後方
１３０ｍｍに位置している。そして、接触式或は非接触
式のサーミスタ４１，４２は、印字面の紙上温度を測定
すると画像を汚す可能性があるため、非印字面の紙上温
度を測定するように配置されている。但し、サーミスタ
４１，４２が非接触式であれば、印字面の紙上温度を測
定するように配置しても良い。又、接触式或は非接触式
のサーミスタ４１，４２の位置は、定着ニップ後方であ
れば必ずしも３０ｍｍ、１３０ｍｍである必要はない。

【００５８】通紙された紙が厚紙（１０５ｇ／ｍ² を超
える紙）か否かを検知するために以下のような制御を行
う。

【００５９】本実施の形態では、紙サイズＬＴＲ、紙の
重さ６０ｇ／ｍ² の普通紙、紙サイズＬＴＲ、紙の重さ
１０５ｇ／ｍ² の普通紙、紙サイズＬＴＲ、紙の重さ１
９９ｇ／ｍ² の厚紙で検討を行った。定着温度が１８０
℃の場合の紙上の温度を表１、定着温度が１５０℃の場
合の紙上の温度を表２にそれぞれ示す。測定タイミング
は、通紙された紙先端が接触式或は非接触式のサーミス
タ４２に到達した時であり、このとき、接触式或は非接
触式のサーミスタ４２での紙先端の紙上温度と、接触式
或は非接触式のサーミスタ４１での紙先端から１００ｍ
ｍのポイントの紙上温度を測定した。

【００６０】ｎ枚目（ｎは自然数で連続プリント枚数）の紙先端が定
着ニップから搬送方向に１３０ｍｍ移動した接触式或は
非接触式のサーミスタ４２に到連した時の紙先端から１
００ｍｍのポイントの接触式或は非接触式のサーミスタ
４１での紙上の温度をｔｎ１、紙先端の接触式或は非接
触式のサーミスタ４２での紙上の温度をｔｎ２とする。
紙上の温度ｔｎ１，ｔｎ２は同時に測定する。Δｔｎ＝
ｔｎ１−ｔｎ２と定義する。

【００６１】表１及び表２より紙の熱の逃げる温度Δｔ
ｎは、紙の重さが重いほど紙の熱の逃げる温度は小さい
という関係がある。従って、Δｔｎが３．３℃未満の場
合、プリント紙を厚紙と判断し、所定枚数印字後、スル
ープットをダウンする。スループットをダウンする方法
として、（１）紙間をあける。（２）プロセススピードをダウンする。（３）停止する。の何れかの操作を行う。但し、１≦ｋ≦ｎ−１（ｋは自
然数）のとき、Δｔｋは全て３．３℃以上である。常に
ｔｎを検知するのは、実施の形態１と同様で、カセット
フィーダであれ、マルチフィーダであれ、厚紙と厚紙で
ない紙が混在している場合があるからである。

【００６２】定着性を確保するためには少なくとも１５
０℃必要である。ｎ枚目に初めて厚紙と検知した場合、
ｎ枚目の紙後端通過時の定着ローラ表面上又は加圧ロー
ラ表面上の温度をサーミスタ３４又はサーミスタ３４’
で検知し、Δｔｎとｎ枚目の紙後端通過時の定着ローラ
表面上又は加圧ローラ表面上の温度から所定枚数を決定
する。所定枚数の最大値は、Δｔｎが大きく、ｎ枚目の
紙後端通過時の定着ローラ表面上又は加圧ローラ表面上
の温度が高いほど大きくなるが、所定枚数は必ずしも最
大値である必要はない。

【００６３】＜実施の形態４＞次に、本発明の実施の形
態４について説明する。

【００６４】図５は本実施の形態に係る定着装置の概略
構成を示す縦断面であり、本図においては図２に示した
と同一要素には同一符号を付しており、以下、それらに
ついての説明は省略する。

【００６５】接触式或は非接触式のサーミスタ４１は、
本実施の形態においては定着ニップの搬送方向後方３０
ｍｍに位置している。そして、接触式或は非接触式のサ
ーミスタ４１は、印字面の紙上温度を測定すると画像を
汚す可能性があるため、非印字面の紙上温度を測定する
ように配置されている。但し、サーミスタ４１が非接触
式であれば、印字面の紙上温度を測定するように配置し
ても良い。又、接触式或は非接触式のサーミスタ４１の
位置は、定着ニップ後方であれば必ずしも３０ｍｍであ
る必要はない。

【００６６】通紙された紙が厚紙（１０５ｇ／ｍ² を超
える紙）か否かを検知するために以下のような制御を行
う。

【００６７】本実施の形態では、紙サイズＬＴＲ、紙の
重さ６０ｇ／ｍ² の普通紙、紙サイズＬＴＲ、紙の重さ
１０５ｇ／ｍ² の普通紙、紙サイズＬＴＲ、紙の重さ１
９９ｇ／ｍ² の厚紙で検討を行った。定着温度が１８０
℃の場合の紙上の温度を表３、定着温度が１５０℃の場
合の紙上の温度を表４にそれぞれ示す。測定タイミング
は、通紙された紙先端が接触式或は非接触式のサーミス
タ４１に到達した時であり、このとき、接触式或は非接
触式のサーミスタ４１での紙先端の紙上温度を測定し
た。

【００６８】ｎ枚目（ｎは自然数で連続プリント枚数）の紙先端が定
着ニップ通過直後（定着ニップ後方３０ｍｍ）の紙上の
温度をｔｎとする。表３及び表４より、紙上の温度は、
定着温度が高いほど、紙の重さが軽い紙ほど高く、定着
性に有利であることが分かる。従って、ｔｎが８０℃未
満の場合、プリント紙を厚紙と判断し、所定枚数印字
後、スループットをダウンする。スループツトをダウン
する方法として、（１）紙間をあける。（２）プロセススピードをダウンする。（３）停止する。の何れかの操作を行う。但し、１≦ｋ≦ｎ−１（ｋは自
然数）のとき、ｔｋは全て８０℃以上である。常にｔｎ
を検知するのは、実施例１と同様で、カセットフィーダ
であれ、マルチフィーダであれ、厚紙と厚紙でない紙が
混在している場合があるからである。

【００６９】定着性を確保するためには少なくとも１５
０℃必要である。ｎ枚目に初めて厚紙と検知した場合、
ｎ枚目の紙後端通過時の定着ローラ表面上又は加圧ロー
ラ表面上の温度をサーミスタで検知し、ｔｎとｎ枚目の
紙後端通過時の定着ローラ表面上又は加圧ローラ表面上
の温度から所定枚数を決定する。所定枚数の最大値は、
ｔｎが大きく、ｎ枚目の紙後端通過時の定着ローラ表面
上又は加圧ロ−ラ表面上の温度が高いほど多くなるが、
所定枚数は必ずしも最大値である必要はない。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、感光体である像担持体と該像担持体を露光する
露光装置と露光により該像担持体上に形成された静電潜
像を顕像化する現像手段を有し、定着手段として内部に
熱源又は発熱体を有し、表面にトナーとの離型性を有す
る離型層及び弾性層を設けた加熱加圧方式の定着手段を
用いて多色多層（フルカラー）又は単色（モノカラー）
の未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬送すること
により該未定着現像剤像を記録材上に定着せしめるカラ
ー画像定着装置において、通紙中の定着ローラ表面上又
は加圧ローラ表面上の１枚での温度を検知し、温度ダウ
ンが所定の値を超える場合、所定枚数印字後スループッ
トをダウンするようにしたため、定着不良とローラ温度
のオーバーシュート及び機内昇温を防ぐことができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置を備える
カラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る定着装置の概略構
成を示す断面図である。

【図３】モノカラーモード又はモノクロモードにおい
て、ＡＡ４、１２８ｇ／ｍ² 紙連続プリント時のオーバ
ーシュートを示す図である。

【図４】本発明の実施の形態３に係る定着装置の概略構
成を示す断面図である。

【図５】本発明の実施の形態４に係る定着装置の概略構
成を示す断面図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（第１の像担持体）２画像形成装置本体３帯電ローラ４露光装置５現像装置６一次転写部材（中間転写部材）７一次転写ローラ８二次転写ローラ９中間転写ベルトクリーニング装置（接触帯電
手段）１０定着装置

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA11 DA12 DA46 EA12 ED16 EE02 EE03 EK03 FA28 2H030 AD04 AD05 AD07 AD17 BB02 BB24 BB42 2H033 AA02 AA24 BA30 BA32 BB05 BB06 BB13 BB14 BB15 BB18 BB29 BB30 CA07 CA09 CA30 CA36 CA37 CA38 CA45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体である像担持体と該像担持体を露
光する露光装置と露光により該像担持体上に形成された
静電潜像を顕像化する現像手段を有し、定着手段として
内部に熱源又は発熱体を有し、表面にトナーとの離型性
を有する離型層及び弾性層を設けた加熱加圧方式の定着
手段を用いて多色多層（フルカラー）又は単色（モノカ
ラー）の未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬送す
ることにより該未定着現像剤像を記録材上に定着せしめ
るカラー画像定着装置において、通紙中の定着ローラ表面上又は加圧ローラ表面上の１枚
での温度ダウンを検知し、温度ダウンが所定の値を超え
る場合、所定枚数印字後スループットをダウンすること
を特徴とするカラー画像定着装置。
【請求項２】通紙中の定着ローラ表面上又は加圧ロー
ラ表面上の１枚での温度ダウンを検知し、温度ダウンが
所定の値を超える場合、所定枚数印字後紙間をあけるこ
とを特徴とする請求項１記載のカラー画像定着装置。
【請求項３】通紙中の定着ローラ表面上又は加圧ロー
ラ表面上の１枚での温度ダウンを検知し、温度ダウンが
所定の値を超える場合、所定枚数印字後プロセススピー
ドをダウンすることを特徴とする請求項１記載のカラー
画像定着装置。
【請求項４】通紙中の定着ローラ表面上又は加圧ロー
ラ表面上の１枚での温度ダウンを検知し、温度ダウンが
所定の値を超える場合、所定枚数印字後プリントを終了
することを特徴とする請求項１記載のカラー画像定着装
置。
【請求項５】感光体である像担持体と該像担持体を露
光する露光装置と露光により該像担持体上に形成された
静電潜像を顕像化する現像手段を有し、定着手段として
内部に熱源又は発熱体を有し、表面にトナーとの離型性
を有する離型層及び弾性層を設けた加熱加圧方式の定着
手段を用いて多色多層（フルカラー）又は単色（モノカ
ラー）の未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬送す
ることにより該未定着現像剤像を記録材上に定着せしめ
るカラー画像定着装置において、通紙中の定着ローラ表面上又は加圧ローラ表面上の温度
を検知し、温度が所定の値未満の場合、所定枚数印字後
スループットをダウンすることを特徴とするカラー画像
定着装置。
【請求項６】通紙中の定着ローラ表面上又は加圧ロー
ラ表面上の温度を検知し、温度が所定の値未満の場合、
所定枚数印字後紙間をあけることを特徴とする請求項５
記載のカラー画像定着装置。
【請求項７】通紙中の定着ローラ表面上又は加圧ロー
ラ表面上の温度を検知し、温度が所定の値未満の場合、
所定枚数印字後プロセススピードをダウンすることを特
徴とする請求項５記載のカラー画像定着装置。
【請求項８】通紙中の定着ローラ表面上又は加圧ロー
ラ表面上の温度を検知し、温度が所定の値未満の場合、
所定枚数印字後プリントを終了することを特徴とする請
求項５記載のカラー画像定着装置。
【請求項９】感光体である像担持体と該像担持体を露
光する露光装置と露光により該像担持体上に形成された
静電潜像を顕像化する現像手段を有し、定着手段として
内部に熱源又は発熱体を有し、表面にトナーとの離型性
を有する離型層及び弾性層を設けた加熱加圧方式の定着
手段を用いて多色多層（フルカラー）又は単色（モノカ
ラー）の未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬送す
ることにより該未定着現像剤像を記録材上に定着せしめ
るカラー画像定着装置において、通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過後の少なくとも１
つ以上のポイントで検知することを特徴とするカラー画
像定着装置。
【請求項１０】通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過
後の少なくとも１つ以上のポイントで検知し、紙上温度
の差が所定の値未満の場合、所定枚数印字後スループッ
トをダウンすることを特徴とする請求項９記載のカラー
画像定着装置。
【請求項１１】通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過
後の少なくとも１つ以上のポイントで検知し、紙上温度
の差が所定の値未満の場合、所定枚数印字後紙間をあけ
ることを特徴とする請求項９又は１０記載のカラー画像
定着装置。
【請求項１２】通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過
後の少なくとも１つ以上のポイントで検知し、紙上温度
の差が所定の値未満の場合、所定枚数印字後プロセスス
ピードをダウンすることを特徴とする請求項９又は１０
記載のカラー画像定着装置。
【請求項１３】通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過
後の少なくとも１つ以上のポイントで検知し、紙上温度
の差が所定の値未満の場合、所定枚数印字後プリントを
終了することを特徴とする請求項９又は１０記載のカラ
ー画像定着装置。
【請求項１４】通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過
後のポイントで検知し、紙上温度が所定の値未満の場
合、所定枚数印字後スループットをダウンすることを特
徴とする請求項９記載のカラー画像定着装置。
【請求項１５】通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過
後のポイントで検知し、紙上温度が所定の値未満の場
合、所定枚数印字後紙間をあけることを特徴とする請求
項９又は１４記載のカラー画像定着装置。
【請求項１６】通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過
後のポイントで検知し、紙上温度が所定の値未満の場
合、所定枚数印字後プロセススピードをダウンすること
を特徴とする請求項９又は１４記載のカラー画像定着装
置。
【請求項１７】通紙中の紙上の温度を定着ニップ通過
後のポイントで検知し、紙上温度が所定の値未満の場
合、所定枚数印字後プリントを終了することを特徴とす
る請求項９又は１４記載のカラー画像定着装置。