JP2003302862A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】上記問題に鑑みて複数の加熱源をローラに内蔵
して、定着ローラ表面の温度検出手段を非通紙領域に設
けた定着装置を備えた画像形成装置において、ウォーム
アップ進行中のローラ表面温度を長手方向にみて均一に
加熱しうる画像形成装置を提供する。 【解決手段】定着ローラ内部に中央部重点発熱に設定さ
れた第１の加熱手段と、両端部重点発熱に設定された第
２の加熱手段とを備え、第１の加熱手段と、第２の加熱
手段との両方がオン制御されてウォームアップが開始さ
れた後、ウォームアップ進行中に第１の加熱手段を所定
時間オフ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱したローラ対
のニップ間を未定着トナー画像を担持した用紙を挿通さ
せて用紙上未定着トナーを加熱、溶融させて用紙に定着
させる定着装置を用いた画像形成装置に関する。特に、
非通紙域のローラ表面温度の検出値を元に加熱源を通電
制御する加熱定着装置を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
においてはニップを形成するロール対の内、少なくとも
用紙上の未定着トナーと接触する定着ローラに内蔵され
た加熱手段によって加熱されたローラ対のニップ間を、
未定着トナー画像を担持した用紙を挿通させてることに
よって用紙上のトナーを定着させる熱ローラ定着方式が
用いられている。このような熱ローラ定着方式において
定着ローラの表面温度は用紙上のトナーを加熱して溶融
軟化させて定着させるに十分な温度に加温される必要が
ある。用紙がローラニップ間を通過する短時間にトナー
が十分軟化するように、一般的にはトナーのバインダー
レジンの軟化温度より数十度高目の１４０〜２１０℃の
間に維持される。定着ローラ加熱の為に、ローラ内部に
ハロゲンヒータなどの加熱手段を内蔵させるが、用紙サ
イズに関わらずローラ温度を均一に維持させる為に、ロ
ーラ長手方向に出力パターンを変えた複数のハロゲンヒ
ータを内蔵させる場合が多い。

【０００３】一般的には中央部を重点的に加熱する中央
部重点ハロゲンヒータと両端部を重点的に加熱する両端
部重点ハロゲンヒータを組み合わせることが多く、定着
ローラの長手方向を基準とした最大幅の用紙である場
合、定着ローラの通紙領域全体が均一な温度に調節され
る。通紙時の温度分布がローラ長手方向に均一となるよ
うに設定されているので、非通紙時のウォームアップ時
には非通紙側への熱伝導、ローラ両端部からの熱の逸散
等から、ローラ中央部が常に高温状態となってしまう。
一方、定着ローラの温度を一定の定着温度に維持させる
為に、加熱制御の基準としてローラ表面温度を検出させ
る為にサーミスタなどの検出手段をローラ表面の適当な
位置に設置させている。従来からサーミスタ等は実際に
用紙を通紙させているローラ表面に設置する場合が多
い。しかしサーミスタとの摺擦によって定着ローラ表面
が傷つけられ、離型効果が損なわれたりして部品寿命を
縮めるので、サーミスタを非通紙域に設置される事例が
増えてきている。

【０００４】ところが、ハロゲンヒータは通紙域を主に
加熱するように設けられているので、非通紙域のサーミ
スタは通紙部に遅れて加熱される。電源オン後のウォー
ムアップ時には用紙を通紙しないままに加熱を連続させ
るので、上記サーミスタが定着温度を検出した時点で
は、ローラ通紙部の表面温度が過剰に上昇しており、ホ
ットオフセットなどの不具合が発生したり、電力の無駄
遣いなどが問題である。さらにローラ中央部温度を抑制
すれば、ローラ両端部の温度が定着温度に達せず、定着
不良となる恐れもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】。そこで本発明の第１
の目的は、上記問題に鑑みて定着ローラ表面の温度検出
手段が非通紙領域に設けられた定着装置を備えた画像形
成装置において、ウォームアップ進行中のローラ中央部
の表面温度の過上昇を防止しうる画像形成装置を提供す
ることにある。更に本発明の第２の目的は、定着ローラ
表面の温度検出手段が非通紙領域に設けられた定着装置
を備えた画像形成装置において、ローラ中央部のホット
オフセットやローラ両端部の定着不良を防止しうる画像
形成装置を提供することにある。さらに本発明の第３の
目的は、複数の加熱源をローラに内蔵して、定着ローラ
表面の温度検出手段を非通紙領域に設けた定着装置を備
えた画像形成装置において、ウォームアップ進行中のロ
ーラ表面温度を長手方向にみて均一に加熱しうる画像形
成装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１の発明は、ローラ長手方向を基準とした出
力分布が中央部が高目に設定された第１の加熱手段と、
両端部が高目に設定された第２の加熱手段とを内蔵した
定着ローラと、定着ローラに当接してニップを形成する
加圧ローラと、定着ローラ表面の非通紙領域に当接して
設けられた温度検出手段とを備えた定着装置と、第１の
加熱手段と第２の加熱手段を通電制御する制御手段とを
備えた画像形成装置であって、ウォームアップ開始時に
おいては上記制御手段が第１の加熱手段と、第２の加熱
手段の通電オン制御を開始した後、ウォームアップ進行
中に第１の加熱手段を所定時間オフ制御することを特徴
とする。請求項１の発明によれば、長手方向を基準とし
た出力分布がローラ中央部にて高目に設定された中央部
重点加熱手段の通電をウォームアップ中に所定時間オフ
させて、ローラ中央部温度の過上昇を抑制する。その結
果、ローラ長手方向の表面温度が均一となるので、局部
的なホットオフセットを防止する。ホットオフセット対
策としてローラ温度を低目調整する必要が無いので局部
的な定着不良を生じない。

【０００７】さらに請求項２の発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記ウォームアップ時間が予
め決められた時間ｔを経過した時点で前記制御手段がウ
ォームアップを終了することを特徴とする。請求項２の
発明によれば、ウォームアップ中の加熱手段からの発生
熱量を一定値に管理するので、ローラ部表面温度を正確
に制御できる。

【０００８】さらに請求項３の発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記温度検出手段で検出され
た非通紙部の温度が所定値に達した時点で前記制御手段
がウォームアップを終了することを特徴とする。請求項
３の発明によれば、ウォームアップ中の非通紙部の温度
を基準としてローラブ表面温度を正確に制御できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
装置本体の好適実施形態を添付図面を参照して更に説明
する。図１はこの発明の第１の実施形態にかかる画像形
成装置２００の外観構成を示す斜視図である。図２は画
像形成装置２００の内部構成を示す正面図である。図３
は原稿搬送部を不図示として、画像形成装置２００の右
側面から見た原稿カバーの開閉状態を示す模式図であ
る。

【００１０】図１、図２に示すように、画像形成装置２
００は本体ハウジング１１とその上方の上ハウジング１
１Ｕと、上ハウジングの上部に開平自在に載置された原
稿搬送部１４で区画されている。本体ハウジング１１と
上ハウジング１１Ｕの中間部には右側側面から略水平方
向に内側に入り込んだシート材スタック空間部１２が形
成されている。シート材スタック空間部１２には本体ハ
ウジングから横方向に排出されるシート材を受け取り、
積載する為の上シートトレイ１、下シートトレイ２が設
けられている。このように、画像形成装置本体内部にシ
ート排出部を設けたいわゆる胴内排紙方式の画像形成装
置においては、シートスタック空間の占有空間を設ける
必要から、画像形成部のコンパクト化が要求され現像装
置においてもコンパクトかつ低コストの１成分現像方式
が有利である。

【００１１】上ハウジング１１Ｕは画像読取り位置にお
いて原稿を露光して画像を読取るための露光部１５を内
蔵しておりその上面には操作パネル１３や透明なガラス
板からなる原稿載置板２１が配設されている。上ハウジ
ング１１Ｕの上方には原稿画像を読み取るために原稿を
画像読取り位置Ｒに搬送するための原稿搬送部１４が載
置されている。原稿カバー１４ｄは図３に示すように機
械奥側のヒンジ部９によって上ハウジング上に開平自在
に支持されている。原稿カバー１４ｄは実線で示す閉位
置において通常載置されており、破線で示す開位置まで
開放することが可能である。画像形成装置２００はシー
トスルー方式と原稿固定方式の２方式の原稿画像読取り
を行なうことが可能である。まずシートスルー方式は閉
状態の原稿搬送部１４によって画像読取り位置Ｒを通過
している原稿を、画像読取り位置に対向して固定配置さ
れた露光部１５で画像読取りする方式である。さらに原
稿固定型方式は、原稿搬送部１４を開状態とし、原稿載
置板２１上面に原稿を載置し、露光部１５を移動させつ
つ画像読取りする方式である。本実施形態は、シートス
ルー方式に基づいた実施例として説明を行なう。

【００１２】本体ハウジング１１は、下ハウジング１１
Ｄとその上方の連結ハウジング１１Ｃに区画できる。下
ハウジング１１Ｄは用紙の給紙部と、用紙上にトナー画
像を形成する画像形成部と、用紙上のトナー画像を定着
するための定着部を内蔵している。連結ハウジング１１
Ｃは定着後の用紙を搬送してシート材スタック空間のシ
ートトレイに向けて排出するための用紙搬送路を内蔵し
ている。

【００１３】上ハウジング１１Ｕの構成を図１、図２を
元に説明する。上ハウジング１１Ｕの手前側には操作パ
ネル１３が備えられている。原稿搬送部１４は原稿給紙
トレイ１４ａと原稿搬送部本体１４ｂと原稿排紙トレイ
１４ｃと原稿カバー１４ｄを備えている。原稿排紙トレ
イ１４ｃは原稿カバー１４ｄ上面の一部に直付けで形成
している。原稿搬送路ｄの延長上の上流端に原稿給紙ト
レイ１４ａが配設され、原稿搬送路ｄの延長上の下流端
には原稿排出トレイ１４ｃが配設されている。原稿読取
り部本体１４ｂには原稿搬送路ｄに沿って原稿搬送方向
の上流側から下流側にかけてピックアップローラ２２、
搬送ローラ対２３とレジストローラ対２４、排出ローラ
対２５が設けられている。搬送ローラ対２３は駆動ロー
ラ２３ａと分離ローラ２３ｂから構成されている。分離
ローラ２３ｂは回転負荷が所定トルクを下回る場合のみ
駆動ローラ２３ａと逆方向に回転し、回転負荷が所定ト
ルクを上回る場合には駆動ローラ２３ａと従動回転する
ようになっている。

【００１４】レジストローラ対２４と排出ローラ対２５
の間には画像読取り部Ｒが設けられている。画像読取り
位置Ｒには原稿載置板２１への対向する向きにシェーデ
ィング補正用の白基準板２６と、白基準板２６の上方に
あって白基準板２６を原稿載置板２１に押圧するための
原稿押圧部２６ａとが設けられている。原稿搬送路ｄは
搬送ローラ対２３から画像読取り位置Ｒに至る間におい
て反転するように湾曲している。原稿搬送路ｄの上流側
から下流側に向けて各センサが設けられている。つま
り、原稿給紙トレイ１４ａ中央部に原稿検知センサＳ１
が設けられ、搬送ローラ対２３の下流側に給紙センサＳ
２が設けられ、排出ローラ対２５の下流側に排出センサ
Ｓ３が設けらている。

【００１５】原稿搬送部で原稿を搬送移動させつつ固定
した露光ランプで原稿露光させるいわゆるシートスルー
原稿読取り方式に基づいて以下の説明を進める。原稿給
送トレイ１４ａに画像面を上向きにセットされたＭ枚の
原稿は、ばね部材６ａによって上向きに付勢されたセッ
ト原稿押さえ部材６ｂによって所定の圧力でピックアッ
プローラ２２に押しつけられる。操作パネル１３のコピ
ー開始ボタンがオンされると図示しない１次給紙駆動手
段によりピックアップローラ２２と搬送ローラ２３が回
転駆動される。原稿給紙トレイ１４ａにセットされた原
稿はピックアップローラ２２によって上面側から通常複
数枚が搬送ローラ対２３に送られる。搬送ローラ対２３
に送られた複数枚の原稿は分離ローラ２３ｂにより最上
部の１枚のみが分離されてレジストローラ対２４に向け
て搬送される。原稿先端が給紙センサＳ２によって検出
されてから所定の距離だけ搬送された後、給紙駆動手段
の作動停止により搬送ローラ対２３の駆動ローラ２３ａ
とピックアップローラ２２の回転駆動が停止され一次給
紙が終了する。原稿はその先端がレジストローラ対２４
のニップ部に押圧されかつその先端にたわみが形成され
た状態で停止させられる。

【００１６】一次給紙が終了してから所定時間経過後、
２次給紙が開始される。つまり図示しない２次給紙駆動
手段の作動によりレジストローラ対２４が回転駆動され
る。原稿はレジストローラ対２４により画像読取り位置
Ｒ及び排出ローラ対２５に向けて搬送させられた後、最
終的には排出ローラ対２５によって原稿排出トレイ１４
ｃ上に排出される。排出ローラ対の下流側に設けられた
排紙センサＳ３により原稿の後端通過を検知したことに
よって原稿１枚の画像読取りの完了を検出するようにな
っている。排紙センサＳ３は原稿の給紙搬送完了毎に原
稿枚数を計数するカウント機能を有しており、原稿セッ
ト検知センサＳ１が後続の原稿を検知していれば、２枚
目以降の原稿搬送が続行される。原稿は画像読取り位置
Ｒを通過する際に白基準板２６と原稿押圧部２６ａによ
って原稿載置板２１の表面を軽く押圧されながら搬送さ
れ、原稿画像面が原稿載置板を挟んで対抗する露光ラン
プ２７によって光走査されるようになっている。

【００１７】次に、露光部１５について説明する。図２
において、露光ランプ２７及び反射板２８と第１ミラー
２９と第２ミラー３０と第３ミラー３１と集光レンズ３
２とイメージセンサ、例えばライン型のＣＣＤ３３を備
えている。露光ランプ２７と第１ミラー２９は第一キャ
リッジ（図示せず）上に搭載され、第２ミラー３０、第
３ミラー３１は第二キャリッジ（図示せず）上に搭載さ
れている。シートスルー方式で原稿画像を読み取る設定
では、第一キャリッジが前記画像読み取り位置Ｒの直下
に移動し、露光ランプ２７からの光照射光が移動中の原
稿を露光する。照射光は第１ミラー２９、第２ミラー３
０、第３ミラー３１、集光レンズ３２を通じてＣＣＤ３
３に到達して光電変換処理を経て電気信号となるように
読み取られる。また、原稿固定方式で原稿画像を読み取
る場合には、原稿載置板２１上の載置された原稿画像は
露光部１５による読取走査を受けることにより、ＣＣＤ
３３上に縮小結像され、光電変換処理を経て電気信号と
なるように読み取られる。

【００１８】引き続き図２を参照して、本体ハウジング
１１を形成する下ハウジング１１Ｄと連結ハウジング１
１Ｃの内、下ハウジングの構造について説明する。下ハ
ウジング１１Ｄの下方の給紙部にはシートカセット３４
と、画像形成部３６と、定着装置３７とが内蔵さてい
る。シートカセット３４に収容されたシート材Ｐは繰り
出しコロ３４ａにより１枚ずつ送り出される。下ハウジ
ング１１Ｄの左側下方部には開閉可能な手差し給紙トレ
イ３５が備えられていて、この手差し給紙トレイ３５に
セットされたシート材Ｐも繰り出しコロ３５ａにより１
枚ずつ送り出される。

【００１９】次に画像形成部について説明する。感光体
ドラム２０１は外径４０ｍｍの正帯電性のアモルファス
シリコン感光体ドラムであって、駆動時には図示した方
向に１７８ｍｍ／秒の速度で回転する。尚、本複写機に
おいては省エネの為に感光体ドラム付近には画像流れ対
策用のドラムヒータは一切備えられてはいない。感光体
ドラム３８の表面は５ＫＶの高電圧が印可されたメイン
チャージャー２０２から発生したコロナ放電によって＋
２５０Ｖに一様帯電した後、レーザースキャニングユニ
ット４０からのビーム光の照射によって明電位＋１０Ｖ
と暗電位＋２５０Ｖの部分からなる静電潜像が形成され
る。更に感光体の回転によって静電潜像は現像位置にま
で回転移動する。現像装置３００内部の現像スリーブ３
０１は非磁性のアルミニウム製であって、内部に固定磁
石を配して現像ローラを構成している。現像スリーブ３
０１の外径は２０ｍｍであって、感光体ドラム２０１と
３００μｍの間隙をもって、回転自在に支持されてお
り、駆動時には感光体ドラムと同一方向に３６０ｍｍ／
秒の速度で回転する。現像部３００内は、体積平均粒径
９μｍ（コールターカウンターによるメジアン径）の正
帯電の磁性トナーが充填されており、図示しない穂切り
板で現像スリーブ表面にトナー薄層が形成される。現像
スリーブ３０１には＋１００Ｖの直流電圧と、周波数２
ＫＨＺ、ピークツーピーク電圧２ＫＶの交流電界とが重
畳した現像バイアス電圧が印可されている。現像領域ま
で搬送されたトナーはこの現像バイアスによってスリー
ブ表面から飛翔し感光体ドラム２０１表面の露光部を現
像する。

【００２０】シートカセット３４或いは手差し給紙トレ
イ３５から１枚ずつ繰り出され搬送路３を通じて上方に
搬送されてきた用紙は、感光体上のトナー画像がローラ
転写部４２に接近するのに同期して、レジストローラ４
で搬送タイミングが調整され、感光体ドラム３８と転写
ローラ４２との間を搬送される。これによって、用紙先
端とトナー画像部先端が一致してローラ転写部を通過す
ることによってトナー画像中のトナーの大部分が用紙上
に転移する。用紙上に転移せず感光体ドラム表面に残留
した一部トナーは、最下流に設けられたクリーニング装
置１００によって除去される。トナー像が転写された用
紙は定着装置５０へトナー像を用紙上に定着してコピー
物が得られる。

【００２１】定着ニップを通過した用紙はそのまま垂直
方向の垂直搬送路４２に沿って上方に搬送される。垂直
搬送路４２は連結ハウジング１１Ｃに入り搬送ローラ対
４３を通過すると、右方向の水平搬送路４４と斜め上方
の搬送路４５に分岐しており、その分岐箇所において用
紙の搬送方向を振り分ける分岐爪４６が設けられてい
る。２図においては用紙は水平搬送路４４へと進行方向
を振り分けられ、下シートトレイ２上へと排出される。

【００２２】次に、図４によって定着装置５０の内部構
造を詳述する。図４は定着装置を画像形成装置の正面か
ら眺めた図である。図４に示すように定着ローラ５１と
加圧ローラ５２とが互いに圧接して定着のニップ部を形
成している。定着ローラ５１の表面温度の検知手段とし
てのサーミスタ５４と、定着ローラ５１内部には発熱手
段としてのハロゲンランプ５７、５８が設けられてい
る。画像形成装置の本体側には、サーミスタ５４の検知
温度に基いてハロゲンランプ５７、５８に電力を制御し
つつ供給して、定着ローラ５３の回転駆動を制御する為
の制御部７０が設けられている。

【００２３】定着ローラ５１は外径が３７ｍｍ、肉厚が
１ｍｍであるアルミニウム製のローラ本体５１ａと、ロ
ーラ本体５１ａの表面に離型性を高めるために塗布され
た厚さが２５μｍのＰＴＦＥ層５１ｂとから構成されて
いる。定着ローラは周速度が感光体ドラム４と等速の１
７８ｍｍ／ｓｅｃとなる様に制御部７０からの駆動電流
を受け、図示しない駆動手段で回転するようになってい
る。

【００２４】加圧ローラ５２は外径が２０ｍｍの鉄製の
芯金５２ａと、芯金５２ａの表面に被覆された厚さが５
ｍｍである弾性層５２ｂと、離型性を高めるために弾性
層５２ｂの表面に被覆された厚さ５０μｍであるＰＦＡ
チューブ層５２ｃとから構成されている。弾性層５２ｂ
はアスカＣ硬度が５５度であるシリコンゴムの発泡体か
ら形成されている。加圧ローラ５２は図示しない付勢手
段で定着ローラ５１に圧接しており定着ローラ５１の回
転に応じて従動回転するようになっている。

【００２５】次に図５にて、定着ローラ５１内部のハロ
ゲンランプの出力配分と通紙領域と定着ローラ表面の温
度検出手段の位置関係を模式的に説明する。図５におい
て左方向が画像形成装置の前方、右方向が画像形成装置
の後方を示している。定着ローラ５１内部にはハロゲン
ランプ５７、５８の２本が内蔵されている。ハロゲンラ
ンプ５７は、消費電力が６００Ｗであって、中央が重点
的に加熱する発熱部パターンとなっている。発熱部は消
費電力の配分が４５０Ｗである中央部と、消費電力の配
分が各々７５Ｗである両端部に分割される。発熱中央部
は長さが約２１０ｍｍ割り当てられており、Ａ４用紙
（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）の縦通紙域に一致するよう
になっている。ハロゲンランプ５８は、消費電力が４０
０Ｗであって、両端部が重点的に加熱する配熱パターン
となっている。消費電力の配分が１３０Ｗである前方部
と、１２０Ｗである後方部と、５０Ｗである中央部に分
割される。ハロゲンランプ５８の中央部は長さが約２１
０ｍｍ割り当てられておりＡ４用紙（２９７ｍｍ×２１
０ｍｍ）の縦通紙域に一致するようになっている。

【００２６】ハロゲンランプ５７と５８の発熱部の全長
は３１０ｍｍであって互いに発熱部端部が同一になる様
に位置決めされており、Ａ４用紙（２９７ｍｍ×２１０
ｍｍ）の横通紙域をカバーできるように位置決めされて
いる。定着ローラ５１の前方側の非通紙領域であってハ
ロゲンランプ５７、５８の発熱部には含まれる箇所にロ
ーラ表面の温度検出手段としてのサーミスタ５４が設け
られている。また、本実施例では定着ローラの軸方向の
温度分布を検出する為に定着ローラ中央部の温度測定用
のサーミスタ５５を便宜的に設けて本発明の効果を調査
する。これ以降、サーミスタ５４の検出温度を非通紙域
温度と呼び、サーミスタ５５の検出温度をローラ中央部
温度と呼ぶことにする。本画像形成装置では、操作表示
部に画像形成装置全体の電源スイッチが設けられてい
る。電源スイッチをオンした段階で記憶された設定に従
って電源制御部７０がウォームアップを開始する。

【００２７】加熱開始と同時に、定着ローラは画像出力
時と同じ周速１７８ｍｍ／ｓｅｃで回転を開始し、加圧
ローラは定着ローラに従動回転するようになっている。
加熱ローラ５３内部のハロゲンランプ５７は消費電力６
００Ｗで点灯加熱し、加圧ローラ５２内部のハロゲンラ
ンプ５８は消費電力４００Ｗで点灯加熱する。ハロゲン
ランプ５７、５８はＡ４用紙（横）を連続的に通紙した
ときに定着ローラ表面の長手方向の温度分布が一定とな
るように発熱パターンを組み合わせている。ウォームア
ップ時の様に用紙を挿通せずに一気に加熱する場合には
発熱部の最端部にあるサーミスタへの熱伝導がローラ中
央部の発熱に追いつかないのでローラ中央部の温度が非
通紙域温度を大きく上回る速度で温度上昇する。図６に
ウォームアップにおけるハロゲンランプのオン、オフタ
イミングとローラ中央部温度、非通紙部温度の関係を示
す。ウォームアップ開始してから３５秒後に非通紙域温
度が１１０℃の１次安定温度に達した時点で、ローラ中
央部温度は１７０℃にまで昇温している。この時点でハ
ロゲンランプ５７の通電が８秒間だけオフされるので、
ローラ中央部の温度は１４０℃にまで一旦下降し、非通
紙域温度は逆に１３０℃にまで上昇している。この時点
で、ハロゲンランプ５７は再オンされ、更に１５秒ハロ
ゲンランプ５７，５８の両方が点灯加熱してからウォー
ムアップを終了する。つまりウォームアップの所用時間
は合計５８秒となっている。この時のローラ中央部温度
は１８０℃、非通紙域温度は１６０℃となっている。

【００２８】本画像形成装置は、雰囲気温度を検出する
温度検出手段を内蔵しており、上述の、ウォームアップ
時間５８秒は雰囲気温度によって自動調整され、１５℃
以上の環境では一律５８秒、５℃以上１５℃未満の環境
では一律６５秒、５℃未満では一律７０秒に設定されて
いる。このウォームアップ時間は、非通紙部温度を１６
０℃以上を確保する為に充分である。さらにランプ５７
の８秒間のオフはローラ中央部温度を２００℃未満に押
さえるために有効に働く。この様なウォームアップアッ
プの全体時間と、ハロゲンランプ５７のオフ時間は、予
め本画像形成装置にて、雰囲気温度、ウォームアップ時
間の関係を調査してローラの通紙部温度を１６０℃以
上、２００℃未満の状態でウォームアップを終了するた
めに決められた設定値である。非通紙部温度１６０℃以
上とすることによって通紙部温度全体が１６０℃以上を
保障することが可能であって、通紙部のローラ温度を１
６０℃以上２００℃未満の範囲に調節することによっ
て、ホットオフセット、定着不良を完全に防止できるウ
ォームアップが保障される。ちなみに、比較例としてウ
ォームアップにおいてハロゲンランプ５７、５８を５８
秒間オン制御した場合のローラ中央部温度、非通紙部温
度の変化を図７に示す。ウォームアップ終了時のローラ
中央部温度は２２０℃、非通紙部温度は１７０℃にまで
上昇していた。また、どの経過時間においてもローラ中
央部温度を２００℃以下、非通紙部域温度を１６０℃以
上の範囲に収まるような加熱時間は存在しないことがわ
かる。

【００２９】本実施例において、ローラ中央部を含めた
通紙部の温度分布、非通紙部温度のウォームアップ終了
後の目標温度を１６０℃〜２００℃の範囲に設定したが
これに限定するものではなく、トナーの溶融特性、画像
出力の速度、ハロゲンランプの消費電力、発熱パターン
等を考慮して適宜最適範囲を設定することが可能で、例
えば１３０〜２１０℃の範囲が好適に設定できる。

【００３０】本実施例において、中央部重点加熱のハロ
ゲンランプ５７を６００Ｗ、両端部重点加熱のハロゲン
ランプ５８を４００Ｗとしたがこれに限定するものでは
なく、ローラ中央部を含めた通紙部の温度分布、非通紙
部温度の目標温度、などを考慮して適宜設定すれば良
い。また、各ハロゲンランプの軸方向の電力の配分パタ
ーンも適宜設定することが可能である。

【００３１】本実施例においては、ウォームアップ時間
を雰囲気温度別に、１５℃以上の環境では一律５８秒、
５℃以上１５℃未満の環境では一律６５秒、５℃未満で
は一律７０秒に設定したがこれに限定するものではな
く、ウォームアップ終了時のローラ中央部を含めた通紙
部の温度分布、非通紙部温度のウォームアップ終了後の
目標温度に応じて適宜設定すれば良く、場合によっては
時間を予め設定しておくのではなく、非通紙部の検出温
度を基準に、ウォームアップを終了する方式であっても
良い。

【００３２】本実施例においては、中央部重点発熱のハ
ロゲンランプ５７のウォームアップ中のオフ時間を８秒
としたがこれに限定するものではなく、ローラ中央部を
含めた通紙部の温度分布、非通紙部温度の目標温度、各
ハロゲンランプの軸方向の電力の配分パターンなどを考
慮して適宜設定することが可能である。また、ハロゲン
ヒータ５７の一時的オフをを実行する１次安定温度を１
１０℃としたがこれに限定するものではなく、ローラ中
央部を含めた通紙部の温度分布、非通紙部温度の目標温
度、各ハロゲンランプの軸方向の電力の配分パターンな
どを考慮して適宜設定することが可能である。

【００３３】本実施例においては、定着ローラ本体をア
ルミ製としたがそれに限定するものではなくて、鉄や銅
やニッケルやステンレスなどの金属を使用可能である。
また、ローラ肉厚は１ｍｍとしたがそれに限定するもの
ではなく０．５mm〜３ｍｍの範囲が好適に使用される。
ローラ本体の表面の離型性層はＰＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン）としたが、それ以外にもＰＦＡ層（テ
トラフルオロエチレン−パー−フルオロアルキルビニル
エーテル共重合体）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、Ｅ
ＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重
合体）などのフッ素樹脂から選択することが可能であ
る。この離型性層の肉厚は１５μｍとしたが、１０〜１
００μｍの範囲から好適に使用される

【００３４】本実施例においては、加圧ローラ５２にお
いて、芯金５２ａの表面に被覆された弾性層５２ｂの厚
さを６．５ｍｍとしたがこれに限定するものではなく
て、２〜１５ｍｍの範囲が好適に使用できる。弾性層５
２ｂを形成するシリコンゴムはアスカＣ硬度が２５度の
ものを使用したが、それに限定するものではなくてアス
カＣ硬度が５乃至９０度の弾性ゴムが好適に使用でき
る。弾性層５２ｂの表面に被覆された離型性層をＰＦＡ
（テトラフルオロエチレン−パー−フルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体）チューブとしたがそれに限定す
るものではなくて、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチ
レン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＥＣＴＦＥ（エ
チレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体）などの
フッ素樹脂から選択することが可能である。さらに、こ
の離型性層の肉厚は７０μｍとしたが、２０〜１００μ
ｍの範囲から好適に使用される。

【００３５】

【発明の効果】第１に、長手方向を基準とした出力分布
がローラ中央部にて高目に設定された加熱手段の通電を
ウォームアップ中に所定時間オフさせて、ローラ中央部
のローラ両端部を上回る温度上昇を抑制し、定着ローラ
通紙部全体の温度均一化させて、プリント部との局部的
なホットオフセット、定着不良などを防止する。第２
に、予め決められた時間ｔを経過した時点でウォームア
ップを終了することによって、ウォームアップ中の加熱
手段からの発生熱量を一定値に管理して、ウォームアッ
プを終了時点の定着ローラ表面温度を正確に制御する。
第３に非通紙部の温度が所定値に達した時点でウォーム
アップを終了することによって非通紙部の温度を管理し
てウォームアップを終了時点の定着ローラ表面温度を正
確に制御する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成の１例を
模式的に示す正面図である。

【図２】各色画像形成部を模式的に示す正面図である。

【図３】定着装置５０の内部構造を断面的に詳述する模
式図である。

【図４】定着装置を画像形成装置の正面から眺めた図。

【図５】定着ローラ５１内部のハロゲンランプの配熱分
布と通紙領域と定着ローラ表面の温度検出手段の位置関
係を示す図。

【図６】本実施例のウォームアップにおけるハロゲンラ
ンプのオン、オフタイミングとローラ中央部温度、非通
紙部温度の関係を示すグラフ。

【図７】比較例としてウォームアップにおいてハロゲン
ランプ５７、５８オン制御した場合のローラ中央部温
度、非通紙部温度の変化を示すグラフ。

【符号の説明】

５０ 定着装置 ５１ 定着ローラ ５１ａ ローラ本体 ５１ｂ ＰＴＦＥ層 ５２ 加圧ローラ ５２ａ 芯金 ５２ｂ 弾性層 ５２ｃ ＰＦＡチューブ層 ５４ サーミスタ ５７、５８ ハロゲンランプ ７０ 電源制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前川 孝 大阪市中央区玉造１丁目２番28号京セラミ タ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA03 BA25 BA27 BA31 BA32 BB01 BB18 BB21 BB22 BB28 BB33 BB34 CA03 CA07 CA20 CA28 CA45 3K058 AA03 AA86 BA18 DA06 GA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ローラ長手方向を基準とした出力分布が中
   央部が高目に設定された第１の加熱手段と、両端部が高
   目に設定された第２の加熱手段とを内蔵した定着ローラ
   と、定着ローラに当接してニップを形成する加圧ローラ
   と、定着ローラ表面の非通紙領域に当接して設けられた
   温度検出手段とを備えた定着装置と、第１の加熱手段と
   第２の加熱手段を通電制御する制御手段とを備えた画像
   形成装置であって、ウォームアップ開始時においては上
   記制御手段が第１の加熱手段と、第２の加熱手段の通電
   オン制御を開始した後、ウォームアップ進行中に第１の
   加熱手段を所定時間オフ制御することを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】前記ウォームアップ時間が予め決められた
   時間ｔを経過した時点で前記制御手段がウォームアップ
   を終了することを特徴とする請求項１に記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】前記温度検出手段で検出された非通紙部の
   温度が所定値に達した時点で前記制御手段がウォームア
   ップを終了することを特徴とする請求項１に記載の画像
   形成装置。