JP2004317654A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに圧接して回転する加熱定着用回転体１００と弾性層１１２を有する加圧用回転体１１０とを具備し、前記両回転体の圧接ニップ部Ｎにトナー像ｔを形成担させた記録材Ｐを導入して挟持搬送させて前記加熱定着用回転体１００の熱により加熱定着処理する定着装置１１を具備している画像形成装置について、加圧用回転体１１０を加熱して温調する系であっても、加圧用回転体の寿命と定着性を実使用状態で最適な設定にして、実際の使用条件で最も良い性能と寿命を満足させることを目的とする。
【解決手段】加圧用回転体１１０を加熱して温調する温調手段２７（１１４、１１５、２３、２４ｂ）を具備させ、少なくとも非プリント時において温調手段で実行させる温調条件を変更可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機・レーザ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】
上記のような画像形成装置は、一般に、電子写真プロセスや静電記録プロセス等の適宜の作像原理・プロセスにより記録材上に画像情報に対応した未定着トナー像を直接方式あるいは転写方式で形成担持させる作像手段と、記録材に形成担持された未定着トナー像を定着させる定着手段を有する。
【０００３】
定着手段としては未定着トナー像を加熱して記録材上に定着させる加熱定着装置が一般的であり、熱ローラ方式の定着装置が汎用されている。
【０００４】
熱ローラ方式の定着装置は、互いに圧接して回転する加熱定着用回転体としての定着ローラと弾性層を有する加圧用回転体としての弾性加圧ローラとを具備し、定着ローラと加圧ローラの圧接ニップ部に未定着トナー像を形成担させた記録材を導入して挟持搬送させて定着ローラの熱により加熱定着処理する装置である。
【０００５】
定着ローラは加熱手段としてのヒータで加熱され、温調手段で所定の定着温度（プリント時温度）に温調される。画像形成装置のスタンバイ中は所定の定着温度よりも低い設定にした所定のスタンバイ時温調温度で温調制御されており、プリント指示に対して迅速なプリント動作を可能にしている。また定着ローラの定着温度（プリント時温度）とスタンバイ時温調温度を環境温度に応じて変更可能としたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平６−２７８３０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような定着装置において、弾性加圧ローラについてもこれを加熱手段としてのヒータで加熱し、所定の温度に温調することで、表面性の粗い紙や厚紙をプリントする場合に良好な定着性を得ることができる。
【０００７】
しかし、肉厚の厚い弾性層を有する加圧ローラは、加熱で弾性層の弾性特性の劣化が促進されることになり、定着性を優先した加圧ローラ温調制御を行うと、加圧ローラの寿命を低下させるものであり、加圧ローラの寿命を優先した場合、表面性の粗い紙や厚紙において定着性を低下させることになる。
【０００８】
また、所定の加圧力によって定着ローラと加圧ローラは加圧されており、加圧ローラは一定の荷重が付与されている状態で加熱されると、その部分で弾性層の弾性特性の劣化が促進される。
【０００９】
本発明は、加圧ローラについての上記の相反する事項に鑑みて提案されたもので、互いに圧接して回転する加熱定着用回転体と弾性層を有する加圧用回転体とを具備し、前記両回転体の圧接ニップ部にトナー像を形成担させた記録材を導入して挟持搬送させて前記加熱定着用回転体の熱により加熱定着処理する定着装置を具備している画像形成装置について、加圧用回転体を加熱して温調する系であっても、加圧用回転体の寿命と定着性を実使用状態で最適な設定にして、実際の使用条件で最も良い性能と寿命を満足させることを目的とする。
【００１０】
【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する画像形成装置である。
【００１１】
（１）記録材にトナー像を形成担持させる作像手段と、前記記録材に形成担持された前記トナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、
前記定着手段は、互いに圧接して回転する加熱定着用回転体と弾性層を有する加圧用回転体とを具備し、前記両回転体の圧接ニップ部にトナー像を形成担させた記録材を導入して挟持搬送させて前記加熱定着用回転体の熱により加熱定着処理する定着装置であり、
前記加圧用回転体を加熱して温調する温調手段を具備させ、前記温調手段で実行させる温調条件を少なくとも非プリント時において変更可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）記録材にトナー像を形成担持させる作像手段と、前記記録材に形成担持された前記トナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、
前記定着手段は、互いに圧接して回転する加熱定着用回転体と弾性層を有する加圧用回転体とを具備し、前記両回転体の圧接ニップ部にトナー像を形成担させた記録材を導入して挟持搬送させて前記加熱定着用回転体の熱により加熱定着処理する定着装置であり、
前記加圧用回転体を加熱するための加熱手段と、前記加熱手段に対する通電を制御して加圧用回転体を所定の温度に温調する温調手段と、少なくとも非プリント時において前記温調手段が実行する温調制御モードとして選択可能な複数の温調制御モードを有し、選択された温調制御モードにて前記温調手段を動作させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（３）前記温調手段は、商用電源から加熱手段へ導通または遮断のいずれかに切り換え自在な調整手段と、前記加圧用回転体の温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知情報に基づいて前記調整手段を制御する制御手段を有することを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１４】
（４）前記加熱定着用回転体について加熱して温調する温調手段を有することを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１５】
（５）前記温調手段は、前記加熱定着用回転体を加熱するための加熱手段と、商用電源から前記加熱手段へ導通または遮断のいずれかに切り換え自在な調整手段と、前記加熱定着用回転体の温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知情報に基づいて前記調整手段を制御する制御手段を有することを特徴とする（４）に記載の画像形成装置。
【００１６】
（６）スタンバイ温調時の温調制御モードを任意に選択可能であることを特徴とする（１）から（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１７】
（７）低消費電力温調時の温調制御モードを任意に選択可能であることを特徴とする（１）から（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１８】
（８）スリープ状態の温調制御モードを任意に選択可能であることを特徴とする（１）から（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１９】
（９）前記温調手段により、非プリント時の加熱手段を通電制御状態か非通電制御状態を選択可能としたことを特徴とする（１）から（８）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２０】
（１０）前記温調手段により、非プリント時の温調温度を任意に選択可能としたことを特徴とする（１）から（８）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２１】
（１１）前記温調手段により、非プリント時の加熱手段の通電間隔を任意に選択可能としたことを特徴とする（１）から（８）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２２】
（１２）前記温調手段により、非プリント時の加熱手段の単位時間あたりの通電時間を任意に選択可能としたことを特徴とする（１）から（８）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２３】
（１３）画像形成装置の非プリント時に定着装置の加圧用回転体を間欠的に駆動する制御モードを有し、その駆動間隔を任意に選択可能としたことを特徴とする（１）から（１２）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２４】
（１４）画像形成装置の非プリント時に定着装置の加圧用回転体を間欠的に駆動する制御モードを有し、その駆動時間を任意に選択可能としたことを特徴とする（１）から（１３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２５】
（１５）前記定着装置の前記加熱定着用回転体と前記加圧用回転体との加圧力を切り換える加圧力切り換え手段を有し、画像形成装置の非プリント時の加圧力を任意に選択可能としたことを特徴とする（１）から（１４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２６】
（１６）前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えをプリンタコントローラからのインターフェイスコマンドで切り換えることを特徴とする（１）から（１５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２７】
（１７）前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えをプリンタコントローラの識別手段を参照して切り換えることを特徴とする（１）から（１５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２８】
（１８）前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えをオペレーションパネルから入力することにより切り換えることを特徴とする（１）から（１５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２９】
（１９）前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えをプリンタドライバソフトの設定を変更することにより切り換えることを特徴とする（１）から（１５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００３０】
（２０）前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えを電気回路上に設けた切り換え手段により切り換えることを特徴とする（１）から（１５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は転写タイプの電子写真方式を応用したレーザプリンタである。
【００３２】
１は電子写真感光体ドラムであり、制御部に入力したプリントスタート信号に基づいて矢印Ｒ１の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。２は帯電装置であり、回転する感光体ドラム１の周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。３は露光装置であり、本例ではレーザスキャナである。該レーザスキャナ３は画像読取装置・コンピュータ・ファクシミリ装置等の外部ホスト装置２０からプリンタＭに入力した画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン−オフ変調されたレーザ光Ｌを出力して、上記のように回転駆動され、帯電処理された感光体ドラム１の帯電面を走査露光する。これにより感光体ドラム面の露光明部の電荷が除電されて、走査露光した画像情報パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００３３】
４は現像装置であり、現像剤（以後トナーと記す）ｔを収容した現像容器４ｂ、現像スリーブ４ａ等から構成される。現像スリーブ４ａには不図示の電源から所定の現像バイアスが印加され、現像スリーブ４ａから感光体ドラム１の面に静電潜像のパターンに対応してトナーｔが選択的に供給されて、感光体ドラム面の静電潜像がトナー像として反転現像あるいは正規現像される。
【００３４】
一方、プリンタ本体内の下部には、紙等の記録材（転写材）Ｐを収納した給紙カセット７が配置されており、所定の制御タイミングで駆動される給紙ローラ１５により給紙カセット７内の記録材Ｐが１枚分離給紙される。給紙された記録材Ｐは記録材搬送路８内を搬送ローラ８−１、８−２で搬送され、感光体ドラム１と転写部材としての転写ローラ５との当接部である転写ニップ部Ｔに導入される。転写ローラ５には不図示の電源からトナーの帯電極性とは逆極性の所定の転写バイアスが印加され、転写ニップ部Ｔを挟持搬送されていく記録材Ｐの表面に感光体ドラム面側のトナー像が静電転写される。
【００３５】
９は記録材搬送路８の搬送ローラ８−２と転写ニップ部Ｔとの間位置に配設したトップセンサであり、記録材の先端到達検知、後端通過検知をする。プリンタ制御部であるエンジンコントローラ２２はこのトップセンサ９の上記検知信号に基づいて、感光体ドラム面に対するレーザ走査露光開始タイミング制御、記録材ジャム検知等を行なう。
【００３６】
転写ニップ部Ｔを通過した記録材Ｐは感光体ドラム面から分離されて搬送ガイド１０により定着装置１１に導入され、記録材上の未定着トナー像は該定着装置１１により加熱加圧されることで記録材に永久定着される。定着装置１１については次の（２）項で詳述する。
【００３７】
一方、記録材分離後の感光体ドラム面は転写時に感光体ドラム１上に残ったトナーや紙紛などの残留付着物がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａで取り除かれて清掃され、繰り返して作像に供される。
【００３８】
定着装置１１で未定着トナー像の加熱定着処理を受けた記録材Ｐは定着排紙ローラ１０９から記録材搬送路１２に入り、搬送ローラ１２−１、排紙ローラ１３で搬送されて、排紙トレイ１４上にプリントとして排紙される。
【００３９】
エンジンコントローラ２２はＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）２３を含むエンジンの制御全般を行うもので、プリンタコントローラ２５からのドット情報に基づき画像形成を行う。即ち、プリンタの画像形成動作のシーケンス制御全般を司る。プリンタコントローラ２５は、コンピュータ等の外部ホスト装置２０からの画像データをドット情報に展開してエンジンコントローラ２２に伝える処理を行うものである。
【００４０】
（２）定着装置１１
図２は定着装置１１部分の拡大模型図である。本例の定着装置１１はヒートローラタイプのものであり、Ａ３（２９７ｍｍ）幅を最大通紙サイズとする記録材Ｐを装置の通紙中心を基準として搬送する中央基準搬送の装置である。
【００４１】
１００は定着用回転体（熱定着手段）としての定着ローラであり、直径５０ｍｍ、厚さ３．０ｍｍのアルミニウムの中空ローラを芯金１０１とし、その表面にはＰＦＡの離型層１０２を被覆している。また芯金内空の略中央部には定着ローラ加熱手段としてのハロゲンヒータ等のヒータ１０３を挿入して配設してある。
【００４２】
高速機やフルカラーレーザプリンタにおいては、芯金１０１と離型層１０２の間にシリコーンゴム等の弾性層を有することにより、良好な定着性を得る構成を採用する場合もある。芯金１０１には鉄など他の金属を、離型層１０２にＰＴＦＥ等の他の材料を採用することもできる。
【００４３】
１１０は加圧用回転体（加圧手段）としての加圧ローラであり、厚さ５．０ｍｍのアルミニウムの中空ローラを芯金１１１とし、この芯金１１１上にシリコーンゴムの弾性層１１２、表層にＰＦＡの離型層１１３を有し、直径４０ｍｍ、製品硬度６３゜（Ａｓｋｅｒ−Ｃ／１ｋｇ荷重）のものを用いた。この加圧ローラ１１０の芯金内空の略中央部にも加圧ローラ加熱手段としてのハロゲンランプ等のヒータ１１４を挿入して配設してある。
【００４４】
芯金１１１には鉄など他の金属を、弾性層１１２には耐熱性を有しかつ硬度の低いシリコーンスポンジ等の他の弾性材料を、離型層１１３にはＰＴＦＥ等の離型性の高い他の樹脂材料を採用することもできる。離型層１１３には、導電性粒子を分散したＰＦＡやＰＴＦＥにより、導電性を有する離型層１１３にすることもある。
【００４５】
定着ローラ１００と加圧ローラ１１０は定着フレーム（定着装置筐体）１１６の奥側と手前側の側板間に上下に並行に配列してそれぞれ回転自由に軸受保持させ、且つ加圧ローラ１１０を弾性層１１２の弾性に抗して不図示の付勢手段により定着ローラ１００の下面に対して６００Ｎの加圧力で圧接させて定着ローラ１００との間に幅７．０ｍｍの定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００４６】
１０４と１１５は定着ローラ１００と加圧ローラ１１０とにそれぞれ弾性的に当接させて配設したサーミスタ等の温度検知素子（以下、サーミスタと記す）であり、それぞれ定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の表面温度を検知する。
【００４７】
１０５は定着装置の入口ガイドであり、転写部側から搬送された、未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐを定着ローラ１００と加圧ローラ１１０との間の定着ニップ部Ｎに導く。この入口ガイド１０５はＰＢＴ等の抵抗制御材（１０^８から１０^１０Ω）で作るか、もしくはステンレス等の金属でガイド面を構成し、定着フレームとの接点に前記抵抗制御材を用いる。これは、絶縁物等で入口ガイドを形成すると、記録材との摺擦によりガイド面が帯電し、トナーの飛び散り等の弊害が生じるためである。
【００４８】
１０６は定着ローラ分離爪であり、定着ニップ部Ｎの記録材出口側において、定着ローラ１００の面に先端爪部を軽く当接させて配設してある。
【００４９】
１０８と１０９は定着ニップ部Ｎの記録材出口側に配設した排紙ガイドと排紙ローラである。
【００５０】
定着ローラ１００はＤＣモータ２１を含む駆動系（不図示）により矢印Ｒ２の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。この定着ローラ１００の回転駆動に連動して加圧ローラ１１０と排紙ローラ１０９が矢印Ｒ３とＲ４の方向に定着ローラ１００と略同じ周速度にて回転駆動される。
【００５１】
定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の内空に配設したヒータ１０３と１１４は１００Ｖ入力時にそれぞれ１０００Ｗ、５００Ｗの出力ができるものを使用し、ヒータ配光も通紙基準に対して対称な分布になっている。
【００５２】
１）前多回転工程
プリンタのメイン電源スイッチ（不図示）が投入されると、エンジンコントローラ２２はプリンタの前多回転工程（ウォーミングアップ動作工程）を実行させる。この前多回転工程はプリンタのメインモータ（不図示）を駆動させて感光体ドラム１を回転駆動状態にし、所定のプロセス機器の立ち上げ動作を実行させるものである。
【００５３】
制御手段としてのＭＰＵ２３は、定着装置１１について、ＤＣモータ２１を駆動させて定着ローラ１００を回転駆動状態にする。これに連動して加圧ローラ１１０と定着排紙ローラ１０９も回転駆動状態になる。
【００５４】
また、ＭＰＵ２３は、定着ローラヒータ１０３に通電して定着ローラ１００を内部から加熱する。これにより定着ローラ１００の表面温度が上昇する。その表面温度がサーミスタ１０４によって検知され、その検知温度情報がＭＰＵ２３に入力する。ＭＰＵ２３はその検知温度情報をもとに定着ローラヒータ１０３に対する通電回路のトライアック２４ａを断続的に作動させることで定着ローラヒータ１０３の点灯制御を行い、定着ローラ１００の表面温度を所定のスタンバイ温度、本例では１８０℃に立ち上げて、その温度に温調する。トライアック２４ａと後述のトライアック２４ｂは商用電源からヒータ１０３（１１４）へ導通または遮断のいずれかに切り換え自在な調整手段である。
【００５５】
一方、加圧ローラ１１０については、後記（３）項で詳述するように、加圧ローラヒータ１１４の通電しないモードも含む４つの温調制御モード▲１▼〜▲４▼の内から任意に選択された温調制御モードに基づく温調制御がなされて、加圧ローラ１１０の表面温度が選択された温調制御モードの温調温度に立ち上げられ、その温度に温調維持される。
【００５６】
すなわち、ＭＰＵ２３は、通電制御無しのモード以外の温調制御モードでは、加圧ローラヒータ１１４に通電し加圧ローラ１１０を内部加熱して表面温度を上昇させる。その表面温度がサーミスタ１１５によって検知され、その検知温度情報がＭＰＵ２３に入力する。ＭＰＵ２３はその検知温度情報をもとに加圧ローラヒータ１１４に対する通電回路のトライアック２４ｂを断続的に作動させることで加圧ローラヒータ１１４の点灯制御を行い、定着ローラ１００の表面温度を選択された温調制御モードに基づく温度に温調維持する。
【００５７】
上記において、サーミスタ１０４・１１５、ＭＰＵ２３、トライアック２４ａ・２４ｂが、定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の温調手段としての温度制御回路２７を構成している。
【００５８】
２）スタンバイ工程
エンジンコントローラ２２はプリンタの所定の前多回転工程終了後はメインモータの駆動をオフして感光体ドラム１の回転を停止させて、プリントスタート信号が入力されるまでプリンタをスタンバイ（待機）状態に保持する。
【００５９】
このスタンバイ工程において、ＭＰＵ２３は、定着装置１１について、ＤＣモータ２１の駆動を停止させる。これにより定着ローラ１００、加圧ローラ１１０、定着排紙ローラ１０９の回転駆動も停止される。定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の表面温度は温度制御回路２７により、それぞれ、スタンバイ温度と、選択された温調制御モードに基づく温度に温調維持される。
【００６０】
また、スタンバイ中は回転を停止している定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の加圧ローラ１１０について定着ニップ部Ｎに対応する１箇所に熱および荷重によるストレスが集中しないように、ＭＰＵ２３はＤＣモータ２１を本実施例においては３０分間隔で１００ｍｓｅｃ間欠駆動させることで、定着ローラ１００と加圧ローラ１１０をその間駆動して、加圧ローラ１１０の定着ニップ部対応部分を定着ニップ部Ｎから位置移動させている。ここで、定着ローラ１１０と加圧ローラ１１０の駆動時間は、駆動前の加圧ローラ１１０の定着ニップ部対応部分が元の定着ニップ部位置に戻らない範囲で設定している。
【００６１】
３）前回転工程
プリントスタート信号が入力されると、エンジンコントローラ２２はプリンタのメインモータを再駆動させて感光体ドラム１の回転を再開させて、所定のプロセス機器にプリント前準備動作を行わせる。
【００６２】
ＭＰＵ２３は、定着装置１１について、ＤＣモータ２１を駆動させて定着ローラ１００を回転する。これに連動して加圧ローラ１１０と定着排紙ローラ１０９も回転駆動状態となる。またＭＰＵ２３は、定着ローラ１００の温調温度をスタンバイ温度である１８０℃から、プリント温度、本例では１９０℃に切り換えて、定着ローラ１００の表面温度をそのプリント温度に上昇させ、温度制御回路２７によりそのプリント温度を温調維持する。またＭＰＵ２３は、加圧ローラ１１０温調温度を本実施例ではスタンバイ時の温調温度からプリント温度、本例では１４０℃に切り換えて温調制御する。
【００６３】
４）プリント工程
エンジンコントローラ２２は所定の前回転工程の終了後（定着ローラ１００の温度が所定のプリント時温度である１９０℃に立ち上がったことがサーミスタ１０４で検知された後）、プリント工程を実行する。
【００６４】
転写部Ｔから搬送された、未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐは、定着装置１１の入口ガイド１０５によって回転している定着ローラと加圧ローラ１１０との圧接部である定着ニップ部Ｎに導かれ、定着ニップ部Ｎにくわえ込まれて挟持搬送されていく。記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔは記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく過程で、所定のプリント温度に加熱温調されている定着ローラ１００の熱と、定着ニップ部Ｎの加圧力で記録材Ｐ面に加熱加圧定着される。定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは定着ローラ分離爪１０６で定着ローラ１００の面から分離され、排紙ガイド１０８と排紙ローラ１０９で定着装置から排出搬送される。
【００６５】
本実施例のプリンタにおいては、定着ローラ１００のスタンバイ温度は全て１８０℃に設定することにより、プリント指示に対しては全ての加圧ローラ温調制御モードで同等のファーストプリントスピードを維持することにした。また定着ローラ１００のプリント温度を１９０℃に温調制御することにより、プロセススピードを２３３．３ｍｍ／ｓｅｃ、紙間を７０ｍｍとして、Ａ４横で最高スループット５０ｐｐｍを実現している。
【００６６】
５）後回転工程
エンジンコントローラ２２は所定１枚のプリント（モノプリント）あるいは所定複数の連続プリント（マルチプリント）を終了すると、その後もしばらくの間メインモータのオンを保持して感光体ドラム１の回転を継続させて、所定のプロセス機器の終了動作を実行させる。
【００６７】
この後回転工程において、ＭＰＵ２３は、定着装置１１について、ＤＣモータ２１のオンを保持して定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の回転を継続させ、定着ローラ１００の温調温度をプリント温度である１９０℃から、スタンバイ温度である１８０℃に切り換えて温度制御回路２７によりそのスタンバイ温度に温調維持する。加圧ローラ１１０の表面温度は温度制御回路２７により前記の選択された加圧ローラ温調制御モードに基づく温度に温調維持する。
【００６８】
６）スタンバイ工程
エンジンコントローラ２２はプリンタの所定の後回転工程終了後はメインモータをオフにして感光体ドラム１の回転を停止させて、次のプリントスタート信号が入力されるまでプリンタをスタンバイ状態に保持する。
【００６９】
このスタンバイ中、ＭＰＵ２３は、定着装置１１について、ＤＣモータ２１の駆動を停止させる。これにより定着ローラ１００、加圧ローラ１１０、定着排紙ローラ１０９の回転も停止される。定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の表面温度は温度制御回路２７により、それぞれ、スタンバイ温度と、選択された加圧ローラ温調制御モードに基づく温度に温調維持される。
【００７０】
また、このスタンバイ中も、ＭＰＵ２３はＤＣモータ２１を３０分間隔で１００ｍｓｅｃ間欠駆動させることで、定着ローラ１００と加圧ローラ１１０を間欠駆動して、加圧ローラ１１０の定着ニップ部対応部分を定着ニップ部Ｎから位置移動させ、回転を停止している定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の加圧ローラ１１０について定着ニップ部Ｎに対応する１箇所に熱および荷重によるストレスが集中しないようにしている。
【００７１】
７）そして、プリントスタート信号が入力される度に、上記の３）〜６）の工程が繰り返して実行される。１）の前多回転工程中にプリントスタート信号が入力されているときは、１）の前多回転工程の終了後は２）のスタンバイ工程は無しにして３）の前回転工程に移行し、４）のプリント工程が実行される。
【００７２】
８）ここで、本発明においては「非プリント時」とは画像形成装置のメイン電源スイッチがオンされた後、オフされるまでの間において、プリント時（前回転時、連続プリント時の紙間も含む）以外という意味で、画像形成装置のスタンバイ状態時（前多回転時、後回転時も含む）、画像形成装置の低電力温調時、画像形成装置のスリープ状態時を含むものである。
【００７３】
（３）加圧ローラ１１０の温調制御モード
本実施例においては、加圧ローラ１１０のスタンバイ時の温調制御モードをプリンタコントローラボード２５からのＩ／Ｆコマンドにより、ＭＰＵ２３に設定の、表１に示すような▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼の４つの温調制御モードから任意に選択設定可能（コマンドの選択が任意）とした。
【００７４】
【表１】

【００７５】
温調制御モード▲１▼は、定着性を優先する温調制御モードであり、Ｉ／Ｆコマンドは「００」である。この定着性を優先するＩ／Ｆコマンド：００を選択した場合は、スタンバイ時の定着ローラ１００の温調温度は１８０℃、プリント時の定着ローラ１００の温調温度は１９０℃、スタンバイ時およびプリント時の加圧ローラ１１０の温調温度は１４０℃となり、表面性の粗い紙、もしくは厚紙を頻繁に使用するユーザに対して常に十分な定着性を提供することができる。
【００７６】
温調制御モード▲２▼と▲３▼はそれぞれ、スタンバイ時の加圧ローラ１１０の温調温度を上記の温調制御モード▲１▼の温調温度である１４０℃よりも低くした１２５℃と１１０℃に設定したものである。Ｉ／Ｆコマンドはそれぞれ「０１」と「１０」である。プリント時の加圧ローラ１１０の温調温度はどちらも１４０℃である。スタンバイ時の定着ローラ１００の温調温度はどちらも１８０℃、プリント時の定着ローラ１００の温調温度はどちらも１９０℃である。
【００７７】
温調制御モード▲４▼は、加圧ローラ寿命優先の場合の温調制御モードであり、Ｉ／Ｆコマンドは「１１」である。この加圧ローラ寿命優先のＩ／Ｆコマンド：１１を選択した場合は、スタンバイ時において加圧ローラ１１０のヒータ１１４に対する通電はなされない（加圧ローラヒータ１１４＝ＯＦＦ）。この加圧ローラヒータ１１４に対する通電制御なしの場合でも、加圧ローラ１１０の表面はスタンバイ時において定着ローラ１００からの伝熱により約９５℃に保たれる。プリント時の加圧ローラ１１０の温調温度は１４０℃である。スタンバイ時の定着ローラ１００の温調温度は１８０℃、プリント時の定着ローラ１００の温調温度は１９０℃である。
【００７８】
本実施例では、定着ローラ１００のスタンバイ温度は全て１８０℃に設定することにより、プリント指示に対しては全ての加圧ローラ温調制御モード▲１▼〜▲４▼で同等のファーストプリントスピードを維持することにした。
【００７９】
本実施例においては、加圧ローラ１１０のスタンバイ時温調温度が温調制御モード▲１▼の１４０℃（プリント時の温調温度も１４０℃）のときの加圧ローラ１１０の寿命は約２０００時間であるのに対し、温調制御モード▲２▼、同▲３▼とスタンバイ時温調温度を下げるに従い寿命は約４０００時間、約６５００時間と延び、スタンバイ時温調制御モード▲４▼の通電制御無しでは約５倍以上の寿命を満足することができる。ここで、加圧ローラ１１０の寿命の判断は、加圧ローラ１１０の弾性層１１２が永久変形を生じ、回転に伴う異音を発生させるレベルとした。
【００８０】
表面性の悪い紙や厚紙を多くプリントするユーザの場合は、定着性を優先して温調制御モード▲１▼のＩ／Ｆコマンド００、もしくは温調制御モード▲２▼の０１を指定すれば、記録材Ｐの種類を問わず常に十分な定着性を維持することができる。
【００８１】
一方、ほとんどが普通紙のプリントに限られるユーザは温調制御モード▲３▼のＩ／Ｆコマンド１０、もしくは温調制御モード▲４▼の１１を設定することにより、定着性を満足しながら加圧ローラの寿命を長く使用することができる。
【００８２】
普通紙を頻繁にプリントするユーザに対しては、温調制御モード▲４▼のＩ／Ｆコマンド：１１を選択することにより、定着性を十分確保した上で加圧ローラ１１０の寿命を長くすることができる。
【００８３】
加圧ローラ１１０のスタンバイ時温調制御モードが▲１▼から▲４▼になるほどプリント時の加圧ローラ１１０の表面温度が温調温度である１４０℃への立ち上がるのに順次時間がかかるけれども、スループットは各モードとも同じにして、加圧ローラ寿命を順次長くすることができる。
【００８４】
画像形成装置のプリント時温調（プリント状態時）の積算時間は２４時間スタンバイ状態における積算時間に対して実際上誤差になるほど小さい。よってスタンバイ状態時における加圧ローラの温調制御状態を変更することが加圧ローラの寿命に効果的となる。
【００８５】
すなわち、加圧ローラのスタンバイ中の温調温度が高く，温調時間が長いと加圧ローラの寿命が短くなる。よって、上記のようにスタンバイ中の加圧ローラの温調温度を変更する、もしくは制御なしにより加圧ローラ高温加熱の積算時間を減らすことで加圧ローラの寿命に効果的となる。
【００８６】
プリンタコントローラボード２５からのＩ／Ｆコマンドについては、本実施例においては２ビットにより４水準の制御状態（温調制御モード）を選択可能にしたが、ビット数を増やして制御状態を増加させてもよく、逆にＩ／Ｆコマンド００→０、１１→１のように、２水準の切り換えとしてもよい。
【００８７】
また、専用のＩ／Ｆコマンド以外に、プリンタコントローラボード２５のファームウエアバージョンなど、識別可能な情報をもとに制御状態を切り換えることも可能である。
【００８８】
また、ユーザがオペレーションパネル２６、もしくはプリンタドライバソフトから制御状態を選択するようにしてもよい。
【００８９】
また、電気回路上に設けたスイッチもしくはジャンパー線を切り換えることにより、制御状態を選択するようにしてもよい。
【００９０】
以上の説明はスタンバイ時の加圧ローラ温調条件を変更可能にしたものであるが、本発明は非プリント時（画像形成装置のスタンバイ状態時、低電力温調時、スリープ状態時）の加圧ローラ温調条件を変更可能にして効果があるものである。また上記の実施例では、プリント時の加圧ローラ温調温度は１４０℃と一定とし変更していないが、このプリント時の加圧ローラ温調条件も定着性と加圧ローラ寿命を勘案して変更可能にする構成にすることもできる。このことは以下の第２〜４の実施例においても同じである。
【００９１】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例を示す。定着装置の構成は図２に示したものと同様である。本実施例においては、加圧ローラ１１０のスタンバイ時の各温調制御モードの温調温度を加圧ローラヒータ１１４の投入電力により設定する方法に対して応用した場合の例を示す。
【００９２】
加圧ローラを電力制御する場合には、図３に示すように加圧ローラヒータ１１４のＯＮデューティを設定することにより、単位時間あたり所定の電力が投入されるように制御するものである。
【００９３】
加圧ローラ表面の温度は、使用環境温度や機内温度等により多少変動するものであるが、加圧ローラ１１０の弾性層１１２が単位時間当たりに受け取る熱エネルギーは常に一定に制御される。
【００９４】
図３に示す加圧ローラヒータのＯＮデューティは３分あたり１５秒であり、この時間を設定することにより温調温度を変更することができる。
【００９５】
表２にＩ／Ｆコマンドと点灯デューティ、および加圧ローラ温度の関係を示す。
【００９６】
【表２】

【００９７】
また、表２においては３分あたりのＯＮデューティとした場合の例を示したが、ＯＮ時間を一定として、インターバル間隔を変更してもよい。
【００９８】
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例を示す。定着装置の構成は図２に示したものと同様である。本実施例においては、スタンバイ中の加圧ローラ１１０の回転時間を一定として回転間隔を切り換える方法を示す。スタンバイ中の加圧ローラ１１０の回転は前記したようにＭＰＵ２３によりＤＣモータ２１が間欠駆動されて定着ローラ１００が間欠駆動されることでなされる。
【００９９】
スタンバイ中は回転を停止している定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の加圧ローラ１１０について定着ニップ部Ｎに対応する１箇所が長時間加圧された状態が続くと、加圧ローラ１１０の弾性層１１２の弾性特性が劣化し、弾性変形から永久変形へと変わり、異音等の問題が生じる。そこで加圧ローラ１１０は一定周期毎に回転させることが望ましく、温度が高ければ高いほど短い時間で回転させると良い。
【０１００】
本実施例においては、スタンバイ中の１回の駆動時間を１００ｍｓｅｃとし、表３に示すようにＩ／Ｆコマンドによって加圧ローラの回転間隔、および加圧ローラ温調温度を切り換えるものである。
【０１０１】
【表３】

【０１０２】
第１の実施例では、３０分間隔で加圧ローラ１１０を回転させていたが、回転時間を３分に変更することにより加圧ローラの寿命を１．５倍長くすることができた。
【０１０３】
（第４の実施例）
本発明の第４の実施例を示す。本実施例における定着装置の構成を図４に示す。本実施例においては、記録材としての封筒のシワを防止するために、加圧ローラ１１０の加圧力を変更できる加圧力変更手段を備えた定着装置において、Ｉ／Ｆコマンドによりスタンバイ中の駆動時間を切り換える場合の例を示す。
【０１０４】
図４において、１５１は加圧板であり、一端部側の支軸１５１ａを中心に上下揺動自由である。１５２は加圧バネであり、加圧板１５１の支軸１５１ａ側とは反対側の他端部側を押し上げ付勢している。加圧板１５１は、加圧ローラ１１０の端部を回転自由に支持し、定着ローラ１００の方向に移動可能に配設された可動軸受部材（不図示）の下面に当接させてある。このような加圧板１５１と加圧バネ１５２を定着ローラ１００の手前側と奥側に配設してあり、加圧バネ１５２と加圧板１５１により加圧ローラ１１０の手前側と奥側の可動軸受部材をそれぞれ均等に押し上げ付勢して、加圧ローラ１１０を弾性層１１２の弾性に抗して定着ローラ１００の下面に対して第１の実施例と同様のプリント設定の加圧力６００Ｎで圧接させて定着ローラ１００との間に幅７．０ｍｍの定着ニップ部Ｎを形成させている。
【０１０５】
１５０は加圧力変更手段としてのカムであり、モータ２８を含む回動機構により、図示の左横向きの第１回動角位置と、隆起部が下向きとなった第２回動角位置とに矢印Ｒ５のように略９０°交互回動切り換えされる。モータ２８はＭＰＵ２３で駆動制御される。カム１５０が左横向きの第１回動角位置に回動切り換えされているときはカム１５０は加圧板１５１には非作用であり、加圧ローラ１１０は加圧バネ１５２により定着ローラ１００の下面に対してプリント設定の加圧力６００Ｎで圧接している。カム１５０が隆起部が下向きとなった第２回動角位置に回動切り換えされるとそのカム１５０により加圧板１５１が加圧バネ１５２の押し上げ付勢力に抗して支軸１５１ａを中心に押し下げられて、加圧ローラ１１０の定着ローラ１００の下面に対する加圧力が本実施例においては１００Ｎに変更される構成してある。
【０１０６】
その他の定着装置構成は図２の定着装置と同様であるから再度の説明は省略する。
【０１０７】
本実施例においては、プリンタのスタンバイ状態においてはＭＰＵ２３はカム１５０を第２回動角位置に回動切り換え制御することで、加圧ローラ１１０の定着ローラ１００に対する加圧力をプリント設定の６００Ｎから１００Ｎに低減変更する。このとき、ＤＣモータ２１による定着ローラ１００と加圧ローラ１１０の駆動トルクは６００Ｎの加圧力の場合の５０分の１の減少するため、モータ駆動時間が同じ場合は回転量が大幅に増加する。
【０１０８】
一方、加圧ローラ１１０の温度に対して駆動トルクが変化し、１４０℃で温調した場合（温調制御モード▲１▼）に対し通電制御なしの場合（温調制御モード▲４▼）では約１．５倍程度駆動トルクが増加する。
【０１０９】
そこで、本実施例においては、スタンバイ中の加圧ローラの通電制御の有り無しと、加圧力の変更に合わせたモータ２１の駆動時間を表４に示すように変更する。
【０１１０】
【表４】

【０１１１】
本実施例のように、加圧力変更手段１５０を有する場合においても、加圧ローラの通電制御の有り無しを切り換え可能とすることで、それぞれの加圧状態で最も良い定着性と加圧ローラの寿命の条件を満たすことができる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、主に表面性の粗い紙や厚紙をプリントするユーザは定着装置について非プリント時において定着性を優先した加圧用回転体温調制御を行い、プリントする紙の大半が普通紙であるユーザに対しては加圧用回転体の温調温度を下げるか、非通電とすることにより加圧用回転体の寿命を長く使用することができる。
【０１１３】
よって、実際の使用条件において最も良い定着性と定着装置の加圧用回転体の寿命の条件を選択可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の画像形成装置の概略構成模型図
【図２】定着装置部分の構成模型図
【図３】第２の実施例における加圧ローラヒータのドライブ信号と加圧ローラ表面温度の関係を示す図
【図４】第４の実施例におけるす定着装置の構成模型図
【符号の説明】
１‥‥‥感光体ドラム
２‥‥‥帯電部材
３‥‥‥露光装置
４‥‥‥現像装置
５‥‥‥転写部材
６‥‥‥クリーニング装置
１１‥‥‥定着装置
１００‥‥定着ローラ
１１０‥‥加圧ローラ

Claims (20)

1. 記録材にトナー像を形成担持させる作像手段と、前記記録材に形成担持された前記トナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、
   前記定着手段は、互いに圧接して回転する加熱定着用回転体と弾性層を有する加圧用回転体とを具備し、前記両回転体の圧接ニップ部にトナー像を形成担させた記録材を導入して挟持搬送させて前記加熱定着用回転体の熱により加熱定着処理する定着装置であり、
   前記加圧用回転体を加熱して温調する温調手段を具備させ、前記温調手段で実行させる温調条件を少なくとも非プリント時において変更可能としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 記録材にトナー像を形成担持させる作像手段と、前記記録材に形成担持された前記トナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、
   前記定着手段は、互いに圧接して回転する加熱定着用回転体と弾性層を有する加圧用回転体とを具備し、前記両回転体の圧接ニップ部にトナー像を形成担させた記録材を導入して挟持搬送させて前記加熱定着用回転体の熱により加熱定着処理する定着装置であり、
   前記加圧用回転体を加熱するための加熱手段と、前記加熱手段に対する通電を制御して加圧用回転体を所定の温度に温調する温調手段と、少なくとも非プリント時において前記温調手段が実行する温調制御モードとして選択可能な複数の温調制御モードを有し、選択された温調制御モードにて前記温調手段を動作させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記温調手段は、商用電源から加熱手段へ導通または遮断のいずれかに切り換え自在な調整手段と、前記加圧用回転体の温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知情報に基づいて前記調整手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記加熱定着用回転体について加熱して温調する温調手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 前記温調手段は、前記加熱定着用回転体を加熱するための加熱手段と、商用電源から前記加熱手段へ導通または遮断のいずれかに切り換え自在な調整手段と、前記加熱定着用回転体の温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知情報に基づいて前記調整手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. スタンバイ温調時の温調制御モードを任意に選択可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
7. 低消費電力温調時の温調制御モードを任意に選択可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
8. スリープ状態の温調制御モードを任意に選択可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
9. 前記温調手段により、非プリント時の加熱手段を通電制御状態か非通電制御状態を選択可能としたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
10. 前記温調手段により、非プリント時の温調温度を任意に選択可能としたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
11. 前記温調手段により、非プリント時の加熱手段の通電間隔を任意に選択可能としたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
12. 前記温調手段により、非プリント時の加熱手段の単位時間あたりの通電時間を任意に選択可能としたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
13. 画像形成装置の非プリント時に定着装置の加圧用回転体を間欠的に駆動する制御モードを有し、その駆動間隔を任意に選択可能としたことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の画像形成装置。
14. 画像形成装置の非プリント時に定着装置の加圧用回転体を間欠的に駆動する制御モードを有し、その駆動時間を任意に選択可能としたことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
15. 前記定着装置の前記加熱定着用回転体と前記加圧用回転体との加圧力を切り換える加圧力切り換え手段を有し、画像形成装置の非プリント時の加圧力を任意に選択可能としたことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
16. 前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えをプリンタコントローラからのインターフェイスコマンドで切り換えることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
17. 前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えをプリンタコントローラの識別手段を参照して切り換えることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
18. 前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えをオペレーションパネルから入力することにより切り換えることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
19. 前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えをプリンタドライバソフトの設定を変更することにより切り換えることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
20. 前記温調条件、あるいは前記温調制御モード、あるいは前記加圧用回転体駆動制御モード、あるいは前記加圧力切り換えを電気回路上に設けた切り換え手段により切り換えることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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