JP2003149991A - 定着装置の温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラの通紙域の温度を常に安定的に制
御し、安価で、小型で、温度不足による定着不良のない
良好なフルカラー画像が得られる定着装置の温度制御方
法を提供すること。 【解決手段】 弾性層を有する定着ローラと、加圧ロー
ラと、定着ローラの非通紙域に配置された接触式サーミ
スタと、定着ローラの表面温度を制御する手段から構成
され、連続定着動作終了後の待機温度を段階的に変化さ
せることを特徴とする定着装置の温度制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は用紙上に形成された
トナー画像を該用紙上に発熱および／または加圧により
定着する定着装置および該定着装置を適用した複写機、
レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】フルカラー複写機の定着装置において、
小型化、低コスト化のために様々な試みがなされてい
る。その例として、従来のフルカラー定着器の構成をな
していたクリーニング部材、オイル塗布部材、分離爪部
材などを使用せず、定着器を簡単な構成にすることで、
小型化、低コスト化を図っている。

【０００３】しかしながら、定着器を簡単な構成にする
ことで、安価で小型の定着装置を提供することが可能と
なったが、従来であればクリーニング装置で除去できた
オフセットトナーが定着ローラに当接しているサーミス
タ、サーモスイッチ等に蓄積し、最終的に蓄積したトナ
ーが再度記録紙上に戻り、画像を汚す問題が発生してい
た。この問題を解決するために、サーミスタを非通紙域
に接触させることで、画像汚れを回避してきた。

【０００４】従来、非通紙域に接触式サーミスタを配置
した系においては、連続通紙中は温調温度をスタンバイ
温度よりも高く設定し、連続通紙が終了すると同時にス
タンバイ温度に戻す制御が行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、連続通紙後の
通紙部の温度が通紙枚数や、紙サイズ、通紙方向等で定
着ローラの通紙域の温度が変化しても、接触サーミスタ
を通紙域外に設置しているために通紙部の温度とは異な
る値を検知してしまう。特に連続通紙時は、定着ローラ
の通紙部の温度は低下するが、サーミスタ部すなわち非
通紙域の温度はスタンバイ時より高く設定しているた
め、連続通紙終了時にスタンバイ温度に移行したときに
しばらくヒーターが点灯せず、非通紙域の温度がスタン
バイ温度に低下してからヒーターのＯＮ／ＯＦＦ制御を
再開していた。

【０００６】よって、定着ローラの通紙域の温度も低下
していまい、次に連続通紙を行う際に、図４に示すよう
に通紙域の温度が定着下限温度を下回ってしまい定着不
良が発生してしまう問題が発生していた。

【０００７】そこで本発明では、接触式サーミスタを非
通紙域に当接させた定着装置において、連続通紙後の待
機温度およびその温度での待機時間を直前の連続通紙枚
数によって変化させ、定着ローラの通紙域の温度を常に
安定的に制御し、安価で、小型で、温度不足による定着
不良のない良好なフルカラー画像が得られる定着装置の
温度制御方法を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とした画像形成装置である。

【０００９】（１）弾性層を有する発熱部材と、前記発
熱部材に対向して配置された加圧部材と、前記発熱部材
上の記録材非通紙領域に配設され、前記発熱部材の表面
温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によ
る検出温度に基づき前記発熱部材の表面温度を制御する
手段とを有した定着温度制御装置において、連続定着動
作終了後の待機時に、連続定着枚数に応じて前記発熱部
材の待機温度を段階的に変化させることを特徴とする定
着装置の温度制御方法。

【００１０】（２）前記温度制御方法における待機温度
を変更する連続定着枚数は、連続定着枚数が１〜５枚、
６〜１５枚、１６枚以上とすることを特徴とする（１）
に記載の定着装置の温度制御方法。

【００１１】（３）前記温度制御方法における待機温度
は、２段階以上であることを特徴とする（１）〜（２）
に記載の定着装置の温度制御方法。

【００１２】（４）前記温度制御方法における待機温度
は、連続定着時の設定温度と同等もしくは低く設定する
ことを特徴とする（３）に記載の定着装置の温度制御方
法。

【００１３】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下に、本発明に係
る実施形態について説明する。

【００１４】図２に、本発明に係る画像形成装置の概略
を図示する。

【００１５】図２において、１１は、静電潜像担持体と
しての電子写真感光体ドラムであり、ＯＰＣ、アモルフ
ァスＳｉ等の感光材料層をアルミニウムやニッケルなど
のシリンダ上の基板上に形成したものであり、図中矢印
Ａ方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。

【００１６】以降、本実施形態において像担持体１１を
感光体１１と称する。感光体１１は、１次帯電器２１で
一様帯電された後、画像信号に対応した画像露光３１が
なされる。画像露光３１は、ＬＥＤにより実行される。
該ＬＥＤにより発せられた画像露光は結像レンズを経た
後、感光体１１に照射され、その露光部の表面電位を画
像信号レベルに応じて減衰させることにより、静電潜像
を形成する。

【００１７】なお本実施形態の露光装置としては、ＬＥ
Ｄのみでなく半導体レーザ素子等も使用可能である。

【００１８】以上のようにして形成された潜像は現像器
４０により現像される。ここで、現像器４０は、イエロ
ー現像器４１、マゼンタ現像器４２、シアン現像器４
３、ブラック現像器４４の４色の現像器からなり、感光
体１１に対して着脱可能に配置されている。

【００１９】現像の順序は、最初にイエロー現像器４１
が感光体と接して現像を行い、感光体１１上にトナー像
が形成される。その間、他の現像器は感光体１１から離
間している。現像器４０においては、交流電圧と直流電
圧を重畳したバイアス電圧を印可することにより、感光
体１１に形成された静電潜像を反転現像する。

【００２０】次いで、不図示の帯電器によってトナー像
に対してＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧が印可され
ることにより、トナーのトリボが最適化される。そし
て、該トナー像は図中矢印Ｂ方向に回転する転写ドラム
５１に静電的に付着した転写材６１に転写される。

【００２１】一方、感光体１１は、クリーニング器８１
によって残留トナーを除去された後、次色の現像過程に
移り、マゼンタ、シアン、ブラックの順で現像が行われ
る。

【００２２】全てのトナーが転写された転写材６１は分
離帯電器５２による帯電、および転写ドラム５１の曲率
により、転写ドラム５１から剥離される。そして、定着
器７０に搬送されて定着された後、機外へ排出される。

【００２３】次に、定着装置の構成についての説明を行
う。

【００２４】図３に定着装置の概要を図示する。

【００２５】図３において、７１は中空の定着ローラ、
７２は定着ローラ７１に対向して配置された中実の加圧
ローラであり、図中矢印の方向に所定のプロセススピー
ドで回転可能である。定着ローラ７１は、アルミ芯金
に、弾性層と、離型層としてのＰＦＡチューブ層を有し
ている。定着ローラ７１は定着ローラ７１を発熱するハ
ロゲンヒーター７６を備えている。定着ローラ７１と、
加圧ローラ７２に圧力をかけることによって一定のニッ
プを形成する。

【００２６】７３は転写ドラム５１から記録材６１を定
着装置に搬送する入り口ガイド、７４は温度計測のため
の接触式サーミスタで、定着ローラ７１の長手方向非通
紙域に配設されている、７５は定着ローラ７１の温度が
異常値を示したときに電源を強制的に切断する非接触式
サーモスイッチである。

【００２７】定着装置は、電源投入とともにハロゲンヒ
ーター７６が点灯し、定着ローラ７１を発熱する。そし
て、定着ローラ７１が所定の温度調節温度に達するとス
タンバイ状態となり、コピーが可能となる。なお本実施
例では、スタンバイ中の温度調節温度を１９０℃、通紙
中の温度調節温度を２１０℃とした。

【００２８】転写ドラム５１から剥離された転写材６１
が入り口ガイド７３上を移動し、回転中の定着ローラ７
１と加圧ローラ７２間のニップ部に進入し、転写材６１
上のトナー像を圧力および熱によって永久画像として定
着する。その後転写材６１は、転写材６１の自重によっ
て分離され、排紙部に搬送される。

【００２９】次に、定着装置の温度制御方法の説明を行
う。

【００３０】図５に温度制御方法の流れを示す。

【００３１】まずコピーボタンが押されると、サーミス
タの設定温度がスタンバイ温度１９０℃から通紙温度２
１０℃に切り替わる。次いで、操作部で決定されたコピ
ー枚数が不図示のＣＰＵに一時的に記憶される。そし
て、連続画像形成動作が終了し、全ての転写材が定着装
置を通過すると、定着ローラの回転が止まり、ＣＰＵに
記憶されたコピー枚数によりスタンバイ温度およびその
温度でのスタンバイ時間が決定される。連続コピー枚数
と連続コピー終了後のスタンバイ温度、その温度でのス
タンバイ時間を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】例えば、２０枚連続通紙後の制御は、通紙
中２１０℃温調、通紙後１分間は２１０℃を保ち、その
後２００℃で１分間スタンバイした後、１９０℃のスタ
ンバイ温調に温度を設定する。それぞれの設定温度にお
けるスタンバイ時間は、その設定温度に制御が切り替わ
ったときにクロックがスタートし、次の設定温度に制御
が切り替わったときにリセットおよび再スタートするも
のとする。ＣＰＵに記憶された連続コピー枚数の値は、
通常のスタンバイ温度に設定が切り替わった時にリセッ
トされるものとする。

【００３４】なお、この動作は、転写材のサイズ、紙種
には依らず、全ての動作で同様の制御を行うものとす
る。本実施例では、通紙速度を１５０ｍｍ／ｓ、毎分３
０枚出力可能とした。

【００３５】以上の制御を用いてＡ４サイズでフルカラ
ー画像を５０枚、３枚、１０枚連続通紙した時の、それ
ぞれの通紙枚数における定着ローラの通紙域の温度推移
のグラフを図１、図６、図７に示す。なお、連続通紙
後、サーミスタの検知温度が１９０℃になったときに再
度通紙を開始し、通紙域の温度最下点を測定した。

【００３６】図１、図６、図７より、どのように連続通
紙枚数が変化しても、定着ローラの通紙域の温度を安定
して制御でき、すばやく通紙域の温度を初期のスタンバ
イ温度まで回復でき、定着不良の発生する温度領域まで
定着ローラの通紙域の温度が低下しないことがわかっ
た。

【００３７】以上のことより、定着ローラの非通紙域に
接触式サーミスタを配置している系において、連続通紙
枚数を記憶してコピー終了後のスタンバイ温調温度を制
御することにより、連続通紙後の通紙域の温度を常に安
定的に制御することが可能となり、定着不良のない良好
な画像が得られる温度制御方法を提供することが可能と
なった。

【００３８】（実施例２）以下に、本発明に係る第２の
実施形態について説明する。

【００３９】本実施例で用いた画像形成装置および定着
装置は、実施例１で用いた画像形成装置（図２）、定着
装置（図３）を用い、制御方法も同様の制御を用いたた
め、詳細な説明は省略する。

【００４０】本実施例で用いたスタンバイ温度の設定時
間の条件を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】本実施例では２１０℃でのスタンバイ時間
を１分３０秒、２００℃でのスタンバイ時間を３０秒と
してＡ４サイズで５０枚連続通紙を行ったところ、実施
例１の条件よりも約２０秒通紙域の温度回復が早いこと
がわかった。本実施例により、より高い温度で長時間ス
タンバイを行うと、定着ローラ通紙域の温度回復により
効果的であることがわかった。

【００４３】（実施例３）以下に、本発明に係る第２の
実施形態について説明する。

【００４４】本実施例で用いた画像形成装置および定着
装置は、実施例１で用いた画像形成装置（図２）、定着
装置（図３）を用い、制御方法も同様の制御を用いたた
め、詳細な説明は省略する。

【００４５】本実施例で用いたスタンバイ温度、および
その温度での時間の条件を表３に示す。

【００４６】

【表３】

【００４７】本実施例では、連続通紙後のスタンバイ温
度を２１０℃、３０５℃、２００℃、１９５℃とし、そ
れぞれの温度で３０秒スタンバイ時間を設けた。この条
件においてＡ４サイズで５０枚連続通紙を行ったとこ
ろ、実施例１と同様の効果が得られた。本実施例によ
り、スタンバイ温度をより細かい値に設定しても、同様
の効果が得られることが確認された。

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明による
と、 １．弾性層を有する発熱部材と、前記発熱部材に対向し
て配置された加圧部材と、前記発熱部材上の記録材非通
紙領域に配設され、表面温度を検知する温度検知手段
と、前記温度検知手段による検出温度に基づき前記発熱
部材の表面温度を制御する手段とを有した定着温度制御
装置において、連続定着動作終了後の待機時に、その連
続定着枚数に応じて前記発熱部材の待機温度を段階的に
変化させることを特徴とする定着装置の温度制御方法。

【００４９】２．前記温度制御方法における待機温度を
変更する連続定着枚数の範囲は、連続定着枚数が１〜５
枚、６〜１５枚、１６枚以上とすること。

【００５０】３．前記温度制御方法における待機温度
は、２段階以上であること。

【００５１】４．前記温度制御方法における待機温度
は、連続定着時の設定温度と同等もしくは低く設定する
こと。により、本発明の目的である、接触式サーミスタ
を非通紙域に当接させた定着装置において、連続通紙後
の待機温度およびその温度での待機時間を直前の連続通
紙枚数によって変化させ、定着ローラの通紙域の温度を
常に安定的に制御し、安価で、小型で、温度不足による
定着不良のない良好なフルカラー画像が得られる定着装
置の温度制御方法を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態におけるサーミスタ
検知温度と通紙域測定温度の経時変化を示す図

【図２】 本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装
置の概略構成を示す模式的断面図

【図３】 図２の画像形成装置に備えられた定着装置の
概略構成を示す模式的断面図

【図４】 サーミスタ検知温度と通紙域測定温度の経時
変化の従来例を示す図

【図５】 本発明の第１の実施形態における連続通紙後
のスタンバイ温度の制御の流れを示す図

【図６】 本発明の第１の実施形態におけるサーミスタ
検知温度と通紙域測定温度の経時変化を示す図

【図７】 本発明の第１の実施形態におけるサーミスタ
検知温度と通紙域測定温度の経時変化を示す図

【符号の説明】

１１ 感光体ドラム ２１ 一次帯電器 ４１ 現像器 ５１ 転写ドラム ６１ 転写材 ７０ 定着器 ７１ 定着ローラ ７２ 加圧ローラ ７３ 入り口ガイド ７４ サーミスタ ７５ サーモスイッチ ７６ ハロゲンヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA38 DA46 DE07 DE10 EA12 EB04 EC06 EC15 EC18 EC20 EF11 EF12 2H033 AA03 BA32 BA38 BB17 CA04 CA05 CA19 CA32 CA48 3K058 AA64 AA71 BA18 CA12 CA22 CA23 CA61 CA71 CA92 CB22 DA02 GA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性層を有する発熱部材と、前記発熱部
   材に対向して配置された加圧部材と、前記発熱部材上の
   記録材非通紙領域に配設され、前記発熱部材の表面温度
   を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段による検
   出温度に基づき前記発熱部材の表面温度を制御する手段
   とを有した定着温度制御装置において、 連続定着動作終了後の待機時に、連続定着枚数に応じて
   前記発熱部材の待機温度を段階的に変化させることを特
   徴とする定着装置の温度制御方法。
2. 【請求項２】 前記温度制御方法における待機温度を変
   更する連続定着枚数は、連続定着枚数が１〜５枚、６〜
   １５枚、１６枚以上とすることを特徴とする請求項１記
   載の定着装置の温度制御方法。
3. 【請求項３】 前記温度制御方法における待機温度は、
   ２段階以上であることを特徴とする請求項１又は２記載
   の定着装置の温度制御方法。
4. 【請求項４】 前記温度制御方法における待機温度は、
   連続定着時の設定温度と同等もしくは低く設定すること
   を特徴とする請求項３記載の定着装置の温度制御方法。