JP2005010218A - 定着装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させること。
【解決手段】記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラ１１８、この加熱ローラ１１８に圧接して記録紙を押圧する加圧ローラ１１９及び加熱ローラ１１８の外周表面に離接可能に設けられ加熱ローラ１１８の外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離爪２０３、２０４を備えた定着装置（定着ユニット１１７）において、加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合は分離爪２０３、２０４を加熱ローラ１１８の外周表面から離間させたまま加熱ローラ１１８を回転始動させ、かつ、加熱ローラ１１８の外周表面温度に応じて加熱ローラ１１８の回転速度を適応変化させる。
【選択図】 図２
【解決手段】記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラ１１８、この加熱ローラ１１８に圧接して記録紙を押圧する加圧ローラ１１９及び加熱ローラ１１８の外周表面に離接可能に設けられ加熱ローラ１１８の外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離爪２０３、２０４を備えた定着装置（定着ユニット１１７）において、加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合は分離爪２０３、２０４を加熱ローラ１１８の外周表面から離間させたまま加熱ローラ１１８を回転始動させ、かつ、加熱ローラ１１８の外周表面温度に応じて加熱ローラ１１８の回転速度を適応変化させる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置並びにこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置（例えば、プリンタ、ＦＡＸ、複写機等）においては、記録紙の上に転写されたトナー像を記録紙に定着させるために定着装置が備えられている。この定着装置は、一般に、加熱・圧接してトナーを溶融し記録紙に定着させる加熱定着方式が用いられており、中でも熱ローラ方式が広く使用されている。
【０００３】
熱ローラ方式は、圧接された２つのローラの一方のローラを加熱し（加熱する方のローラを加熱ローラ、他方のローラを加圧ローラと称する）、２つのローラの圧接部に未定着トナーの付着された転写紙を加熱・圧接して、トナーを記録紙に定着させる方式である。
【０００４】
加熱ローラには熱源（例えば、ハロゲンランプ等）が内蔵され、記録紙上のトナーを溶融・定着させる定着温度に加熱されている。加熱ローラの外周面に離間対向して温度センサーが取り付けられており、ニップ部の温度が定着に適した温度に維持されるように、熱源への電力供給量が制御されている。また、加熱ローラの外周面に接触して分離爪が取り付けられており、加熱ローラへの記録紙の巻き付きを防止している。
【０００５】
このような加熱ローラ方式の定着装置において、電源が投入された後から加熱ローラが定着温度に昇温されるまでの加熱ローラ及び加圧ローラの回転制御に関しては、例えば、▲１▼電源投入直後から加熱ローラ及び加圧ローラを所定の回転速度で回転させる方法（例えば、特許文献１参照）や、▲２▼電源投入直後は加熱ローラ及び加圧ローラを停止させ、加熱ローラの表面温度が一定温度に到達した時点から、加熱ローラの回転を開始させる方法（例えば、特許文献２参照）が採用されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１２２４６１号公報（図６、図９）
【特許文献２】
特開平４−１９０２７７号公報（図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来の技術においては、以下の問題が生じる。
【０００８】
すなわち、▲１▼電源投入直後から加熱ローラ及び加圧ローラを所定の回転速度で回転させる方法では、電源投入直後は加熱ローラが冷えていて、加熱ローラ外周面と分離爪先端との間の空隙に前回のトナーが固形状で付着している。加熱ローラの回転と共に、これら固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間の空隙に詰まり堆積して、ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまう等の問題が発生する。
【０００９】
また、▲２▼電源投入直後は加熱ローラ及び加圧ローラを停止させ、加熱ローラの表面温度が一定温度（例えばトナー溶融温度）に到達した時点から、加熱ローラの回転を開始させる方法では、確かに加熱ローラがトナー溶融温度に到達した時点から加熱ローラを回転させるので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間の空隙に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことは回避できる。しかし、加熱ローラの回転を開始した直後には加熱ローラの熱が加圧ローラへ急激に奪われるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生する。このため、ある部分は早く定着温度に昇温するものの、加熱ローラ表面全体が定着温度に上昇するのには、比較的長時間を要するだけでなく、加熱ローラ表面温度に大きなオーバーシュートが発生する等の問題が発生する。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる定着装置並びにこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラ、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラ及び加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段を備えた定着装置において、加熱ローラをウォームアップさせる場合は分離手段を加熱ローラ外周表面から離間させたまま加熱ローラを回転始動させ、かつ、加熱ローラ外周表面温度に応じて加熱ローラの回転速度を適応変化させるようにしたものである。
【００１２】
本発明によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段は加熱ローラ表面から離間させるので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付ける事態を確実に防止することができる。また、ウォームアップ中は加熱ローラ回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中の加熱ローラ回転速度を加熱ローラ外周表面温度に応じて適応変化させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御することができ、加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る定着装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させかつ前記加熱ローラ外周表面温度に応じて前記加熱ローラの回転速度を適応変化させる構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間させているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００１５】
また、ウォームアップ中は加熱ローラ回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中の加熱ローラ回転速度を加熱ローラ外周表面温度に応じて適応変化させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００１６】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００１７】
本発明の第２の態様に係る定着装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させる構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間しているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００１９】
また、ウォームアップ中は加熱ローラを回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中に加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で加熱ローラを回転駆動させ、加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラを回転駆動させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００２０】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第３の態様に係る定着装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナー像の定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させる構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間しているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００２３】
また、ウォームアップ中は加熱ローラを回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまでの間は、トナー像の定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で加熱ローラを回転駆動させ、加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラを回転駆動させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００２４】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００２５】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る定着装置において、前記分離手段は、遅くとも前記記録紙が加熱ローラに到達するまでに前記加熱ローラ外周表面に接触する構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラに巻きついても分離手段が動作して当該記録紙を加熱ローラから剥離することができる。
【００２７】
本発明の第５の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る定着装置において、前記分離手段は、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した時点で前記加熱ローラ外周表面に接触する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに分離手段を加熱ローラ外周表面に接触させるので、特別な分離手段制御タイミング回路を必要とせず、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラに巻きついても分離手段が動作して当該記録紙を加熱ローラから剥離することができる。
【００２９】
本発明の第６の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させかつ前記加熱ローラ外周表面温度に応じて前記加熱ローラの回転速度を適応変化させる構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間させているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００３１】
また、ウォームアップ中は加熱ローラ回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中の加熱ローラ回転速度を加熱ローラ外周表面温度に応じて適応変化させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００３２】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００３３】
本発明の第７の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させる構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間しているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００３５】
また、ウォームアップ中は加熱ローラを回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中に加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で加熱ローラを回転駆動させ、加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラを回転駆動させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００３６】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００３７】
本発明の第８の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナー像の定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させる構成を採る。
【００３８】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間しているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００３９】
また、ウォームアップ中は加熱ローラを回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまでの間は、トナー像の定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で加熱ローラを回転駆動させ、加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラを回転駆動させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００４０】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００４１】
本発明の第９の態様は、第６から第８のいずれかの態様に係る画像形成装置において、前記分離手段は、遅くとも前記記録紙が加熱ローラに到達するまでに前記加熱ローラ外周表面に接触する構成を採る。
【００４２】
この構成によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラに巻きついても分離手段が動作して当該記録紙を加熱ローラから剥離することができる。
【００４３】
本発明の第１０の態様は、第６から第８のいずれかの態様に係る画像形成装置において、前記分離手段は、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した時点で前記加熱ローラ外周表面に接触する構成を採る。
【００４４】
この構成によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに分離手段を加熱ローラ外周表面に接触させるので、特別な分離手段制御タイミング回路を必要とせず、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラに巻きついても分離手段が動作して当該記録紙を加熱ローラから剥離することができる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る定着装置が搭載される画像形成装置としての複写機１００の概略構成図である。図１に示すように、本複写機１００は、上部に、原稿の読み取りを行うスキャナ１０１と、自動的に原稿をスキャナ１０１の読取位置に送出するＡＤＦ１０２とを備えた読取ユニット１０３を備え、その下方に給紙、転写、記録、定着の処理を実行する本体ユニット１０４を備える。
【００４７】
本体ユニット１０４の下方領域に給紙カセット１０５〜１０８が設置されている。給紙カセット１０５〜１０８にセットされた用紙束から最上面の記録紙がピックアップローラ（不図示）によって取り出され、本体ユニット１０４の底部から上方に向けて形成された紙パス１０９に送り出される。
【００４８】
紙パス１０９における記録紙の搬送経路に図中矢印方向に回転する感光体ドラム１１０が配置されている。感光体ドラム１１０の上方には、感光体ドラム１１０の表面に潜像画像を形成するＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎ Ｕｎｉｔ）１１１が配置されている。また、感光体ドラム１１０の表面を帯電させる帯電器１１２及び感光体ドラム１１０にＬＳＵ１１１で形成された潜像画像に現像材（トナー）を付着させる現像装置１１３が感光体ドラム１１０に隣接して配置されている。
【００４９】
感光体ドラム１１０の下方には、感光体ドラム１１０に現像材が付着することで形成された画像を、搬送される記録紙に転写する転写器１１４が設置されている。また、画像を転写し終わった感光体ドラム１１０の表面をクリーニングするクリーニングユニット１１５が感光体ドラム１１０に隣接して配置されている。画像が転写された記録紙は搬送ベルト１１６によりさらに搬送される。搬送ベルト１１６の搬送先には定着ユニット１１７が配置されている。
【００５０】
定着ユニット１１７は、加熱ローラ１１８及び加熱ローラ１１８に対向配置された加圧ローラ１１９を備えている。加熱ローラ１１８が記録紙の記録面に熱を加え、加圧ローラ１１９が記録紙を加熱ローラ１１８との間で押圧することにより、記録紙に画像が定着する。
【００５１】
定着ユニット１１７から排出された記録紙は、排出ローラ１２０により本体ユニット１０４の外部に排出される。本体ユニット１０４から排出された用紙は、排紙トレイ１２１上に受け止められる。
【００５２】
転写器１１４、搬送ベルト１１６及び定着ユニット１１７の下方領域に記録紙に対して両面印刷を行う場合に記録紙を反転し、紙パス１０９の上流側に搬送するＡＤＵ１２２が設けられている。
【００５３】
図２は、本実施の形態に係る定着装置である定着ユニット１１７の概略構成図である。
【００５４】
上述のように、定着ユニット１１７は、加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９を備えている。紙パス１０９は、この加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９のニップ部分を通過するように形成されており、このニップ部分を通過する際、記録紙に付着されたトナーが記録紙に定着される。
【００５５】
加熱ローラ１１８は、熱源を内蔵している。本実施の形態では、熱源としてハロゲンランプ２０１を内蔵する場合について示している。このハロゲンランプ２０１に電源を供給することで輻射熱により加熱ローラ１１８が加熱される。なお、熱源としては、ＩＨコイル（電磁誘導加熱コイル）を、加熱ローラ内部あるいは加熱ローラ外円周上に設けてもよい。加熱ローラ１１８の外周表面に対向離間して温度検知手段としてのサーミスタ２０２が設けられている。サーミスタ２０２は、加熱ローラ１１８の外周表面温度を検知する。
【００５６】
加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９とのニップ部分の近傍であって、双方のローラの外周表面に接触する位置に分離手段としての分離爪２０３及び２０４が設けられている。分離爪２０３及び２０４は、先端（図２に示す右端）を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触した状態で、それぞれ加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に巻き付く記録紙を剥離する。
【００５７】
分離爪２０３及び２０４の後端（図２に示す左端）は、離接機構２０５に連結されている。離接機構２０５は、分離爪２０３及び２０４の先端を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間／接触させる。
【００５８】
図３及び図４に分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間させた状態及び外周表面に接触させた状態を示す。図３に離間させた状態を示し、図４に接触させた状態を示す。
【００５９】
図３に示すように、分離爪２０３及び２０４が加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間した状態では、分離爪２０３及び２０４は、加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から完全に退避する。したがって、この状態においては、加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９が回転したとしても、ローラの外周表面に残存した固形状トナーが加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９との空隙に詰まり、ローラの回転を阻害するとともにローラの外周表面を傷つける事態は生じ得ない。
【００６０】
一方、図４に示すように、分離爪２０３及び２０４が加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触した状態では、分離爪２０３及び２０４の先端は、加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に密着する。したがって、この状態においては、記録紙が加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に巻き付いたとしても、完全に記録紙を外周表面から剥離することができる。
【００６１】
図５に本実施の形態の定着ユニット１１７における制御を説明するためのブロック図を示す。
【００６２】
本実施の形態の定着ユニット１１７における制御は、制御部５０１により制御される。制御部５０１は、ＣＰＵ５０２、ＲＯＭ５０３、ＲＡＭ５０４及び入出力制御部（Ｉ／Ｏ制御部）５０５とから構成される。ＲＯＭ５０３にはＣＰＵ５０２が読み込んで実行するプログラムが格納され、ＲＡＭ５０４はＣＰＵ５０２のプログラムの実行の際のワークメモリとして機能する。
【００６３】
Ｉ／Ｏ制御部５０５は、定着ユニット１１７の各要素と制御部５０１とのインターフェイスを取る。すなわち、サーミスタ２０２からの信号を受けＣＰＵ５０２に伝達する一方、ＣＰＵ５０２の制御の下、ハロゲンランプ２０１への電源供給制御（ヒータ制御）、加熱ローラ１１８を回転させる加熱モータの駆動制御及び分離爪２０３及び２０４の離接制御を行う。
【００６４】
以下、上記構成を有する定着ユニット１１７において加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合の動作について説明する。図６は、実施の形態１に係る定着ユニット１１７において加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合の動作を説明するためのフロー図である。
【００６５】
本複写機１００に電源が投入されると、本定着ユニット１１７は動作を開始する（ＳＴ６０１）。まず、定着ユニット１１７は、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間し（ＳＴ６０２）、この状態でハロゲンランプ（ヒートランプ）２０１を点灯させる（ＳＴ６０３）。
【００６６】
ハロゲンランプ２０１を点灯させた後、加熱ローラ１１８を１７０ｍｍ／ｓの速度で回転させる（ＳＴ６０４）。そして、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度である１２０℃に到達するまでこの速度を維持して回転させる（ＳＴ６０５）。なお、加熱ローラ１１８の表面温度が１２０℃に到達したか否かはサーミスタ２０２により検出される。
【００６７】
加熱ローラ１１８の表面温度が１２０℃に到達したならば、今度は３５０ｍｍ／ｓの速度で加熱ローラ１１８を回転させる（ＳＴ６０６）。そして、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度である１９０℃に到達するまでこの速度を維持して回転させる（ＳＴ６０７）。そして、加熱ローラ１１８の表面温度が１９０℃に到達したならば、加熱ローラ１１８のウォームアップを完了する（ＳＴ６０８）。
【００６８】
ウォームアップが完了し、原稿の複写（コピー）が指示されたならば（ＳＴ６０９）、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させる（ＳＴ６１０）。本定着ユニット１１７においては、遅くとも記録紙が加熱ローラ１１８に到達するまでに分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させる。そして、コピー終了後は分離爪２０３及び２０４を離間させる。
【００６９】
図７に実施の形態１に係る定着ユニット１１７における加熱ローラ１１８の回転速度と時間経過の関係を示し、図８に加熱ローラ１１８の温度上昇と時間経過の関係を示す。
【００７０】
実施の形態１に係る定着ユニット１１７によれば、図７に示すように、電源投入から約９０秒経過するまでハロゲンランプ２０１を点灯させながら加熱ローラ１１８を１７０ｍｍ／ｓで回転させている。そして、約９０秒経過後、回転速度を３５０ｍｍ／ｓに切り替えて加熱ローラ１１８を回転させている。このように電源投入から約９０秒経過するまで１７０ｍｍ／ｓで加熱ローラ１１８を回転させることで、図８に示すように、約９０秒で加熱ローラ１１８の表面温度を、ガラス転移点温度を経てトナー溶融温度に到達させることができる。そして、約９０秒経過後、３５０ｍｍ／ｓで加熱ローラ１１８を回転させることで、電源投入から１７０秒後に加熱ローラ１１８の表面温度をトナー定着温度に到達させることができる。
【００７１】
ここで、従来の技術において説明した定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示す。
【００７２】
図９は、▲１▼電源投入直後から加熱ローラ及び加圧ローラを所定の回転速度で回転させる方法による定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示し、図１０は、▲２▼電源投入直後は加熱ローラ及び加圧ローラを停止させ、加熱ローラの表面温度が一定温度に到達した時点から、加熱ローラの回転を開始させる方法による定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示す。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、従来の技術のいずれの方法による定着装置の場合であっても、電源投入から加熱ローラの表面温度がトナー定着温度に到達するまでに約２１０秒を必要とし、本実施の形態に係る定着ユニット１１７よりも約４０秒間多く時間を必要とすることが分かる。特に、図１０においては、加熱ローラの表面温度がトナー溶融温度に到達した後、加熱ローラの熱が加圧ローラに奪われている様子が見て取れる。
【００７４】
このように実施の形態１に係る定着ユニット１１７によれば、加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８の外周表面から離間させたまま加熱ローラ１１８を回転始動させ、かつ、加熱ローラ１１８の表面温度に応じて加熱ローラ１１８の回転速度を適応変化させる。
【００７５】
これによれば、ウォームアップ直後に加熱ローラ１１８を回転させた場合あっても、分離爪２０３及び２０４が加熱ローラ１１８の表面から離間させているので、固形状トナーが分離爪２０３及び２０４と加熱ローラ１１８との間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラ１１８の回転を阻害し加熱ローラ１１８を傷付ける事態を確実に防止することができる。
【００７６】
また、実施の形態１に係る定着ユニット１１７によれば、ウォームアップ中は加熱ローラ１１８を回転させているので、加熱ローラ１１８の表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。特に、実施の形態１に係る定着ユニット１１７では、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度に到達するまでの間は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度（１７０ｍｍ／ｓ）で加熱ローラ１１８を回転駆動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度に到達した時は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度（３５０ｍｍ／ｓ）で加熱ローラ１１８を回転駆動させるように、ウォームアップ中の加熱ローラ１１８の回転速度を加熱ローラ１１８の外周表面温度に応じて適応変化させている。このため、加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９の圧接時間、しいては加熱ローラ１１８から加圧ローラ１１９に奪われる熱量を制御することができ、加熱ローラ１１８のトナー定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００７７】
そして、これらの結果、加熱ローラ１１８の表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラ１１８の回転を阻害することなくトナー定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ１１８表面の温度分布のムラ及び加熱ローラ１１８の傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００７８】
さらに、本実施の形態に係る定着ユニット１１７においては、遅くとも記録紙が加熱ローラ１１８に到達するまでに分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させる。これにより、加熱ローラ１１８の表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラ１１８の回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに加熱ローラ１１８の表面の温度分布のムラ及び加熱ローラ１１８の傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラ１１８に巻き付いても分離爪２０３及び２０４が動作して当該記録紙を加熱ローラ１１８から剥離することができる。
【００７９】
なお、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させるタイミングとしては、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度（１９０℃）に到達した時に行うことも考えられる。この場合には、加熱ローラ１１８の表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラ１１８の回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８の外周表面に接触させる。このため、記録紙が加熱ローラ１１８に到達するまでに接触させる方式と比べ、特別な分離爪２０３及び２０４の制御タイミング回路を必要としないで、分離爪２０３及び２０４で加熱ローラ１１８に巻き付いた記録紙を剥離することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る定着ユニット１１７が加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度に到達するまでの間は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度（１７０ｍｍ／ｓ）で加熱ローラ１１８を回転駆動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度に到達した時は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度（３５０ｍｍ／ｓ）で加熱ローラ１１８を回転駆動させるのに対し、実施の形態２に係る定着ユニット１１７は、加熱ローラ１１８の表面温度に応じて加熱ローラ１１８を回転駆動する点で相違する。
【００８１】
なお、実施の形態２に係る定着ユニット１１７は、実施の形態１に係る定着ユニット１１７と同様の構成を備え、加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合の動作のみにおいて実施の形態１に係る定着ユニット１１７と相違する。
【００８２】
図１１は、実施の形態２に係る定着ユニット１１７において加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合の動作を説明するためのフロー図である。なお、図１１において、図６と同様の符号を付した処理は同様の処理を行うものとしてその説明を省略する。
【００８３】
本複写機１００に対する電源投入に応じて動作を開始し（ＳＴ６０１）、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間し（ＳＴ６０２）、この状態でハロゲンランプ（ヒートランプ）２０１を点灯させる（ＳＴ６０３）のは、実施の形態２に係る定着ユニット１１７においても同様である。
【００８４】
実施の形態２に係る定着ユニット１１７においては、ハロゲンランプ２０１を点灯させた後、加熱ローラ１１８の表面温度を測定し（ＳＴ１１０１）、測定した温度に合った速度で加熱ローラ１１８を回転させる（ＳＴ１１０２）。
【００８５】
ここで、実施の形態２に係る定着ユニット１１７における加熱ローラ１１８の表面温度と加熱ローラ１１８の回転速度との関係について説明する。図１２は、本実施の形態に係る定着ユニット１１７における加熱ローラ１１８の表面温度と加熱ローラ１１８の回転速度との関係を説明するための図である。
【００８６】
図１２（ａ）に示すように、加熱ローラ１１８の表面温度が５０℃、７０℃、９０℃、１１０℃、１３０℃、１５０℃、１７０℃及び１９０℃の場合にその回転速度はそれぞれ３５ｍｍ／ｓ、８０ｍｍ／ｓ、１２５ｍｍ／ｓ、１７０ｍｍ／ｓ、２１５ｍｍ／ｓ、２６０ｍｍ／ｓ、３０５ｍｍ／ｓ及び３５０ｍｍ／ｓに設定されている。つまり、図１２（ｂ）に示すように、加熱ローラ１１８の表面温度の上昇に伴い、その回転速度を速めている。かかるテーブルは、図５に示す制御部５０１内のＲＡＭ５０４に格納される。
【００８７】
ＳＴ１１０２においては、このようなテーブルを参照して、加熱ローラ１１８の回転速度を決定する。そして、テーブルに従って加熱ローラ１１８の回転速度を更新していくうち、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度である１９０℃に到達したならば（ＳＴ１１０３）、加熱ローラ１１８のウォームアップを完了する（ＳＴ６０８）。
【００８８】
ウォームアップ完了後に原稿の複写（コピー）が指示されたならば（ＳＴ６０９）、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させる（ＳＴ６１０）のは実施の形態１に係る定着ユニット１１７と同様である。
【００８９】
図１３に実施の形態２に係る定着ユニット１１７における加熱ローラ１１８の回転速度と時間経過の関係を示し、図１４に加熱ローラ１１８の温度上昇と時間経過の関係を示す。
【００９０】
実施の形態２に係る定着ユニット１１７によれば、図１３に示すように、電源投入直後から加熱ローラ１１８の表面温度に応じた回転速度で加熱ローラ１１８を回転させている。このように加熱ローラ１１８の表面温度に応じて加熱ローラ１１８の回転速度を上昇させることで、図１４に示すように、電源投入から１５０秒で加熱ローラ１１８の表面温度をトナー定着温度に到達させることができる。
【００９１】
このように実施の形態２に係る定着ユニット１１７によれば、加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８の外周表面から離間させたまま加熱ローラ１１８を回転始動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度に到達するまでの間は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い加熱ローラ１１８の表面温度の上昇に応じて変化する回転速度で加熱ローラ１１８を回転駆動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度に到達した時は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラ１１８を回転駆動させる。
【００９２】
これによれば、ウォームアップ直後に加熱ローラ１１８を回転させた場合あっても、分離爪２０３及び２０４が加熱ローラ１１８の表面から離間させているので、固形状トナーが分離爪２０３及び２０４と加熱ローラ１１８との間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラ１１８の回転を阻害し加熱ローラ１１８を傷付けてしまうことを防止することができる。
【００９３】
また、実施の形態２に係る定着ユニット１１７によれば、ウォームアップ中は加熱ローラ１１８を回転させているので、加熱ローラ１１８の表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。特に、実施の形態２に係る定着ユニット１１７では、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度に到達するまでの間は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い加熱ローラ１１８の表面温度の上昇に応じて変化する回転速度で加熱ローラ１１８を回転駆動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度に到達した時は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラ１１８を回転駆動させるようにウォームアップ中の加熱ローラ１１８の回転速度を加熱ローラ１１８の外周表面温度に応じて適応変化させている。このため、加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９の圧接時間、しいては加熱ローラ１１８から加圧ローラ１１９に奪われる熱量を制御することができ、加熱ローラ１１８のトナー定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００９４】
そして、これらの結果、加熱ローラ１１８の表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラ１１８の回転を阻害することなくトナー定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ１１８表面の温度分布のムラ及び加熱ローラ１１８の傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置が搭載される複写機の概略構成図
【図２】実施の形態１に係る定着装置の概略構成図
【図３】実施の形態１に係る定着装置における分離爪を加熱ローラ及び加圧ローラの外周表面から離間した状態を示す図
【図４】実施の形態１に係る定着装置における分離爪を加熱ローラ及び加圧ローラの外周表面に接触させた状態を示す図
【図５】実施の形態１に係る定着装置における制御を説明するためのブロック図
【図６】実施の形態１に係る定着装置において加熱ローラをウォームアップさせる場合の動作を説明するためのフロー図
【図７】実施の形態１に係る定着装置における加熱ローラの回転速度と時間経過の関係を示す図
【図８】実施の形態１に係る定着装置における加熱ローラの温度上昇と時間経過の関係を示す図
【図９】従来の技術において説明した定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示す図
【図１０】従来の技術において説明した定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２に係る定着装置において加熱ローラをウォームアップさせる場合の動作を説明するためのフロー図
【図１２】実施の形態２に係る定着装置における加熱ローラの表面温度と加熱ローラの回転速度との関係を説明するための図
【図１３】実施の形態２に係る定着装置における加熱ローラの回転速度と時間経過の関係を示す図
【図１４】実施の形態２に係る定着装置における加熱ローラの温度上昇と時間経過の関係を示す図
【符号の説明】
１００ 複写機（画像形成装置）
１１７ 定着ユニット
１１８ 加熱ローラ
１１９ 加圧ローラ
２０１ ハロゲンランプ
２０２ サーミスタ
２０３、２０４ 分離爪
２０５ 離接機構
５０１ 制御部
５０２ ＣＰＵ
５０３ ＲＯＭ
５０４ ＲＡＭ
５０５ 入出力制御部（Ｉ／Ｏ制御部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置並びにこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置（例えば、プリンタ、ＦＡＸ、複写機等）においては、記録紙の上に転写されたトナー像を記録紙に定着させるために定着装置が備えられている。この定着装置は、一般に、加熱・圧接してトナーを溶融し記録紙に定着させる加熱定着方式が用いられており、中でも熱ローラ方式が広く使用されている。
【０００３】
熱ローラ方式は、圧接された２つのローラの一方のローラを加熱し（加熱する方のローラを加熱ローラ、他方のローラを加圧ローラと称する）、２つのローラの圧接部に未定着トナーの付着された転写紙を加熱・圧接して、トナーを記録紙に定着させる方式である。
【０００４】
加熱ローラには熱源（例えば、ハロゲンランプ等）が内蔵され、記録紙上のトナーを溶融・定着させる定着温度に加熱されている。加熱ローラの外周面に離間対向して温度センサーが取り付けられており、ニップ部の温度が定着に適した温度に維持されるように、熱源への電力供給量が制御されている。また、加熱ローラの外周面に接触して分離爪が取り付けられており、加熱ローラへの記録紙の巻き付きを防止している。
【０００５】
このような加熱ローラ方式の定着装置において、電源が投入された後から加熱ローラが定着温度に昇温されるまでの加熱ローラ及び加圧ローラの回転制御に関しては、例えば、▲１▼電源投入直後から加熱ローラ及び加圧ローラを所定の回転速度で回転させる方法（例えば、特許文献１参照）や、▲２▼電源投入直後は加熱ローラ及び加圧ローラを停止させ、加熱ローラの表面温度が一定温度に到達した時点から、加熱ローラの回転を開始させる方法（例えば、特許文献２参照）が採用されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１２２４６１号公報（図６、図９）
【特許文献２】
特開平４−１９０２７７号公報（図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来の技術においては、以下の問題が生じる。
【０００８】
すなわち、▲１▼電源投入直後から加熱ローラ及び加圧ローラを所定の回転速度で回転させる方法では、電源投入直後は加熱ローラが冷えていて、加熱ローラ外周面と分離爪先端との間の空隙に前回のトナーが固形状で付着している。加熱ローラの回転と共に、これら固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間の空隙に詰まり堆積して、ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまう等の問題が発生する。
【０００９】
また、▲２▼電源投入直後は加熱ローラ及び加圧ローラを停止させ、加熱ローラの表面温度が一定温度（例えばトナー溶融温度）に到達した時点から、加熱ローラの回転を開始させる方法では、確かに加熱ローラがトナー溶融温度に到達した時点から加熱ローラを回転させるので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間の空隙に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことは回避できる。しかし、加熱ローラの回転を開始した直後には加熱ローラの熱が加圧ローラへ急激に奪われるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生する。このため、ある部分は早く定着温度に昇温するものの、加熱ローラ表面全体が定着温度に上昇するのには、比較的長時間を要するだけでなく、加熱ローラ表面温度に大きなオーバーシュートが発生する等の問題が発生する。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる定着装置並びにこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラ、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラ及び加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段を備えた定着装置において、加熱ローラをウォームアップさせる場合は分離手段を加熱ローラ外周表面から離間させたまま加熱ローラを回転始動させ、かつ、加熱ローラ外周表面温度に応じて加熱ローラの回転速度を適応変化させるようにしたものである。
【００１２】
本発明によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段は加熱ローラ表面から離間させるので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付ける事態を確実に防止することができる。また、ウォームアップ中は加熱ローラ回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中の加熱ローラ回転速度を加熱ローラ外周表面温度に応じて適応変化させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御することができ、加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る定着装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させかつ前記加熱ローラ外周表面温度に応じて前記加熱ローラの回転速度を適応変化させる構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間させているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００１５】
また、ウォームアップ中は加熱ローラ回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中の加熱ローラ回転速度を加熱ローラ外周表面温度に応じて適応変化させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００１６】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００１７】
本発明の第２の態様に係る定着装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させる構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間しているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００１９】
また、ウォームアップ中は加熱ローラを回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中に加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で加熱ローラを回転駆動させ、加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラを回転駆動させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００２０】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第３の態様に係る定着装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナー像の定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させる構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間しているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００２３】
また、ウォームアップ中は加熱ローラを回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまでの間は、トナー像の定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で加熱ローラを回転駆動させ、加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラを回転駆動させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００２４】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００２５】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る定着装置において、前記分離手段は、遅くとも前記記録紙が加熱ローラに到達するまでに前記加熱ローラ外周表面に接触する構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラに巻きついても分離手段が動作して当該記録紙を加熱ローラから剥離することができる。
【００２７】
本発明の第５の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る定着装置において、前記分離手段は、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した時点で前記加熱ローラ外周表面に接触する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに分離手段を加熱ローラ外周表面に接触させるので、特別な分離手段制御タイミング回路を必要とせず、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラに巻きついても分離手段が動作して当該記録紙を加熱ローラから剥離することができる。
【００２９】
本発明の第６の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させかつ前記加熱ローラ外周表面温度に応じて前記加熱ローラの回転速度を適応変化させる構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間させているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００３１】
また、ウォームアップ中は加熱ローラ回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中の加熱ローラ回転速度を加熱ローラ外周表面温度に応じて適応変化させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００３２】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００３３】
本発明の第７の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させる構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間しているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００３５】
また、ウォームアップ中は加熱ローラを回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、ウォームアップ中に加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で加熱ローラを回転駆動させ、加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラを回転駆動させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００３６】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００３７】
本発明の第８の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナー像の定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させる構成を採る。
【００３８】
この構成によれば、ウォームアップ直後に加熱ローラを回転させても、分離手段が加熱ローラ表面から離間しているので、固形状トナーが分離爪と加熱ローラとの間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラの回転を阻害し加熱ローラを傷付けてしまうことを防止することができる。
【００３９】
また、ウォームアップ中は加熱ローラを回転させるので、加熱ローラ表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。さらに、加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまでの間は、トナー像の定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で加熱ローラを回転駆動させ、加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラを回転駆動させるので、加熱ローラと加圧ローラの圧接時間しいては加熱ローラから加圧ローラに奪われる熱量を制御して加熱ローラの定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００４０】
そして、これらの結果、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００４１】
本発明の第９の態様は、第６から第８のいずれかの態様に係る画像形成装置において、前記分離手段は、遅くとも前記記録紙が加熱ローラに到達するまでに前記加熱ローラ外周表面に接触する構成を採る。
【００４２】
この構成によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラに巻きついても分離手段が動作して当該記録紙を加熱ローラから剥離することができる。
【００４３】
本発明の第１０の態様は、第６から第８のいずれかの態様に係る画像形成装置において、前記分離手段は、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した時点で前記加熱ローラ外周表面に接触する構成を採る。
【００４４】
この構成によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに分離手段を加熱ローラ外周表面に接触させるので、特別な分離手段制御タイミング回路を必要とせず、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラに巻きついても分離手段が動作して当該記録紙を加熱ローラから剥離することができる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る定着装置が搭載される画像形成装置としての複写機１００の概略構成図である。図１に示すように、本複写機１００は、上部に、原稿の読み取りを行うスキャナ１０１と、自動的に原稿をスキャナ１０１の読取位置に送出するＡＤＦ１０２とを備えた読取ユニット１０３を備え、その下方に給紙、転写、記録、定着の処理を実行する本体ユニット１０４を備える。
【００４７】
本体ユニット１０４の下方領域に給紙カセット１０５〜１０８が設置されている。給紙カセット１０５〜１０８にセットされた用紙束から最上面の記録紙がピックアップローラ（不図示）によって取り出され、本体ユニット１０４の底部から上方に向けて形成された紙パス１０９に送り出される。
【００４８】
紙パス１０９における記録紙の搬送経路に図中矢印方向に回転する感光体ドラム１１０が配置されている。感光体ドラム１１０の上方には、感光体ドラム１１０の表面に潜像画像を形成するＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎ Ｕｎｉｔ）１１１が配置されている。また、感光体ドラム１１０の表面を帯電させる帯電器１１２及び感光体ドラム１１０にＬＳＵ１１１で形成された潜像画像に現像材（トナー）を付着させる現像装置１１３が感光体ドラム１１０に隣接して配置されている。
【００４９】
感光体ドラム１１０の下方には、感光体ドラム１１０に現像材が付着することで形成された画像を、搬送される記録紙に転写する転写器１１４が設置されている。また、画像を転写し終わった感光体ドラム１１０の表面をクリーニングするクリーニングユニット１１５が感光体ドラム１１０に隣接して配置されている。画像が転写された記録紙は搬送ベルト１１６によりさらに搬送される。搬送ベルト１１６の搬送先には定着ユニット１１７が配置されている。
【００５０】
定着ユニット１１７は、加熱ローラ１１８及び加熱ローラ１１８に対向配置された加圧ローラ１１９を備えている。加熱ローラ１１８が記録紙の記録面に熱を加え、加圧ローラ１１９が記録紙を加熱ローラ１１８との間で押圧することにより、記録紙に画像が定着する。
【００５１】
定着ユニット１１７から排出された記録紙は、排出ローラ１２０により本体ユニット１０４の外部に排出される。本体ユニット１０４から排出された用紙は、排紙トレイ１２１上に受け止められる。
【００５２】
転写器１１４、搬送ベルト１１６及び定着ユニット１１７の下方領域に記録紙に対して両面印刷を行う場合に記録紙を反転し、紙パス１０９の上流側に搬送するＡＤＵ１２２が設けられている。
【００５３】
図２は、本実施の形態に係る定着装置である定着ユニット１１７の概略構成図である。
【００５４】
上述のように、定着ユニット１１７は、加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９を備えている。紙パス１０９は、この加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９のニップ部分を通過するように形成されており、このニップ部分を通過する際、記録紙に付着されたトナーが記録紙に定着される。
【００５５】
加熱ローラ１１８は、熱源を内蔵している。本実施の形態では、熱源としてハロゲンランプ２０１を内蔵する場合について示している。このハロゲンランプ２０１に電源を供給することで輻射熱により加熱ローラ１１８が加熱される。なお、熱源としては、ＩＨコイル（電磁誘導加熱コイル）を、加熱ローラ内部あるいは加熱ローラ外円周上に設けてもよい。加熱ローラ１１８の外周表面に対向離間して温度検知手段としてのサーミスタ２０２が設けられている。サーミスタ２０２は、加熱ローラ１１８の外周表面温度を検知する。
【００５６】
加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９とのニップ部分の近傍であって、双方のローラの外周表面に接触する位置に分離手段としての分離爪２０３及び２０４が設けられている。分離爪２０３及び２０４は、先端（図２に示す右端）を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触した状態で、それぞれ加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に巻き付く記録紙を剥離する。
【００５７】
分離爪２０３及び２０４の後端（図２に示す左端）は、離接機構２０５に連結されている。離接機構２０５は、分離爪２０３及び２０４の先端を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間／接触させる。
【００５８】
図３及び図４に分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間させた状態及び外周表面に接触させた状態を示す。図３に離間させた状態を示し、図４に接触させた状態を示す。
【００５９】
図３に示すように、分離爪２０３及び２０４が加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間した状態では、分離爪２０３及び２０４は、加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から完全に退避する。したがって、この状態においては、加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９が回転したとしても、ローラの外周表面に残存した固形状トナーが加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９との空隙に詰まり、ローラの回転を阻害するとともにローラの外周表面を傷つける事態は生じ得ない。
【００６０】
一方、図４に示すように、分離爪２０３及び２０４が加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触した状態では、分離爪２０３及び２０４の先端は、加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に密着する。したがって、この状態においては、記録紙が加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に巻き付いたとしても、完全に記録紙を外周表面から剥離することができる。
【００６１】
図５に本実施の形態の定着ユニット１１７における制御を説明するためのブロック図を示す。
【００６２】
本実施の形態の定着ユニット１１７における制御は、制御部５０１により制御される。制御部５０１は、ＣＰＵ５０２、ＲＯＭ５０３、ＲＡＭ５０４及び入出力制御部（Ｉ／Ｏ制御部）５０５とから構成される。ＲＯＭ５０３にはＣＰＵ５０２が読み込んで実行するプログラムが格納され、ＲＡＭ５０４はＣＰＵ５０２のプログラムの実行の際のワークメモリとして機能する。
【００６３】
Ｉ／Ｏ制御部５０５は、定着ユニット１１７の各要素と制御部５０１とのインターフェイスを取る。すなわち、サーミスタ２０２からの信号を受けＣＰＵ５０２に伝達する一方、ＣＰＵ５０２の制御の下、ハロゲンランプ２０１への電源供給制御（ヒータ制御）、加熱ローラ１１８を回転させる加熱モータの駆動制御及び分離爪２０３及び２０４の離接制御を行う。
【００６４】
以下、上記構成を有する定着ユニット１１７において加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合の動作について説明する。図６は、実施の形態１に係る定着ユニット１１７において加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合の動作を説明するためのフロー図である。
【００６５】
本複写機１００に電源が投入されると、本定着ユニット１１７は動作を開始する（ＳＴ６０１）。まず、定着ユニット１１７は、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間し（ＳＴ６０２）、この状態でハロゲンランプ（ヒートランプ）２０１を点灯させる（ＳＴ６０３）。
【００６６】
ハロゲンランプ２０１を点灯させた後、加熱ローラ１１８を１７０ｍｍ／ｓの速度で回転させる（ＳＴ６０４）。そして、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度である１２０℃に到達するまでこの速度を維持して回転させる（ＳＴ６０５）。なお、加熱ローラ１１８の表面温度が１２０℃に到達したか否かはサーミスタ２０２により検出される。
【００６７】
加熱ローラ１１８の表面温度が１２０℃に到達したならば、今度は３５０ｍｍ／ｓの速度で加熱ローラ１１８を回転させる（ＳＴ６０６）。そして、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度である１９０℃に到達するまでこの速度を維持して回転させる（ＳＴ６０７）。そして、加熱ローラ１１８の表面温度が１９０℃に到達したならば、加熱ローラ１１８のウォームアップを完了する（ＳＴ６０８）。
【００６８】
ウォームアップが完了し、原稿の複写（コピー）が指示されたならば（ＳＴ６０９）、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させる（ＳＴ６１０）。本定着ユニット１１７においては、遅くとも記録紙が加熱ローラ１１８に到達するまでに分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させる。そして、コピー終了後は分離爪２０３及び２０４を離間させる。
【００６９】
図７に実施の形態１に係る定着ユニット１１７における加熱ローラ１１８の回転速度と時間経過の関係を示し、図８に加熱ローラ１１８の温度上昇と時間経過の関係を示す。
【００７０】
実施の形態１に係る定着ユニット１１７によれば、図７に示すように、電源投入から約９０秒経過するまでハロゲンランプ２０１を点灯させながら加熱ローラ１１８を１７０ｍｍ／ｓで回転させている。そして、約９０秒経過後、回転速度を３５０ｍｍ／ｓに切り替えて加熱ローラ１１８を回転させている。このように電源投入から約９０秒経過するまで１７０ｍｍ／ｓで加熱ローラ１１８を回転させることで、図８に示すように、約９０秒で加熱ローラ１１８の表面温度を、ガラス転移点温度を経てトナー溶融温度に到達させることができる。そして、約９０秒経過後、３５０ｍｍ／ｓで加熱ローラ１１８を回転させることで、電源投入から１７０秒後に加熱ローラ１１８の表面温度をトナー定着温度に到達させることができる。
【００７１】
ここで、従来の技術において説明した定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示す。
【００７２】
図９は、▲１▼電源投入直後から加熱ローラ及び加圧ローラを所定の回転速度で回転させる方法による定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示し、図１０は、▲２▼電源投入直後は加熱ローラ及び加圧ローラを停止させ、加熱ローラの表面温度が一定温度に到達した時点から、加熱ローラの回転を開始させる方法による定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示す。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、従来の技術のいずれの方法による定着装置の場合であっても、電源投入から加熱ローラの表面温度がトナー定着温度に到達するまでに約２１０秒を必要とし、本実施の形態に係る定着ユニット１１７よりも約４０秒間多く時間を必要とすることが分かる。特に、図１０においては、加熱ローラの表面温度がトナー溶融温度に到達した後、加熱ローラの熱が加圧ローラに奪われている様子が見て取れる。
【００７４】
このように実施の形態１に係る定着ユニット１１７によれば、加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８の外周表面から離間させたまま加熱ローラ１１８を回転始動させ、かつ、加熱ローラ１１８の表面温度に応じて加熱ローラ１１８の回転速度を適応変化させる。
【００７５】
これによれば、ウォームアップ直後に加熱ローラ１１８を回転させた場合あっても、分離爪２０３及び２０４が加熱ローラ１１８の表面から離間させているので、固形状トナーが分離爪２０３及び２０４と加熱ローラ１１８との間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラ１１８の回転を阻害し加熱ローラ１１８を傷付ける事態を確実に防止することができる。
【００７６】
また、実施の形態１に係る定着ユニット１１７によれば、ウォームアップ中は加熱ローラ１１８を回転させているので、加熱ローラ１１８の表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。特に、実施の形態１に係る定着ユニット１１７では、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度に到達するまでの間は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度（１７０ｍｍ／ｓ）で加熱ローラ１１８を回転駆動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度に到達した時は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度（３５０ｍｍ／ｓ）で加熱ローラ１１８を回転駆動させるように、ウォームアップ中の加熱ローラ１１８の回転速度を加熱ローラ１１８の外周表面温度に応じて適応変化させている。このため、加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９の圧接時間、しいては加熱ローラ１１８から加圧ローラ１１９に奪われる熱量を制御することができ、加熱ローラ１１８のトナー定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００７７】
そして、これらの結果、加熱ローラ１１８の表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラ１１８の回転を阻害することなくトナー定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ１１８表面の温度分布のムラ及び加熱ローラ１１８の傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００７８】
さらに、本実施の形態に係る定着ユニット１１７においては、遅くとも記録紙が加熱ローラ１１８に到達するまでに分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させる。これにより、加熱ローラ１１８の表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラ１１８の回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに加熱ローラ１１８の表面の温度分布のムラ及び加熱ローラ１１８の傷を抑制して記録紙上のトナーを定着させた後に、当該記録紙が加熱ローラ１１８に巻き付いても分離爪２０３及び２０４が動作して当該記録紙を加熱ローラ１１８から剥離することができる。
【００７９】
なお、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させるタイミングとしては、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度（１９０℃）に到達した時に行うことも考えられる。この場合には、加熱ローラ１１８の表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラ１１８の回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８の外周表面に接触させる。このため、記録紙が加熱ローラ１１８に到達するまでに接触させる方式と比べ、特別な分離爪２０３及び２０４の制御タイミング回路を必要としないで、分離爪２０３及び２０４で加熱ローラ１１８に巻き付いた記録紙を剥離することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る定着ユニット１１７が加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度に到達するまでの間は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度（１７０ｍｍ／ｓ）で加熱ローラ１１８を回転駆動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー溶融温度に到達した時は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度（３５０ｍｍ／ｓ）で加熱ローラ１１８を回転駆動させるのに対し、実施の形態２に係る定着ユニット１１７は、加熱ローラ１１８の表面温度に応じて加熱ローラ１１８を回転駆動する点で相違する。
【００８１】
なお、実施の形態２に係る定着ユニット１１７は、実施の形態１に係る定着ユニット１１７と同様の構成を備え、加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合の動作のみにおいて実施の形態１に係る定着ユニット１１７と相違する。
【００８２】
図１１は、実施の形態２に係る定着ユニット１１７において加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合の動作を説明するためのフロー図である。なお、図１１において、図６と同様の符号を付した処理は同様の処理を行うものとしてその説明を省略する。
【００８３】
本複写機１００に対する電源投入に応じて動作を開始し（ＳＴ６０１）、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面から離間し（ＳＴ６０２）、この状態でハロゲンランプ（ヒートランプ）２０１を点灯させる（ＳＴ６０３）のは、実施の形態２に係る定着ユニット１１７においても同様である。
【００８４】
実施の形態２に係る定着ユニット１１７においては、ハロゲンランプ２０１を点灯させた後、加熱ローラ１１８の表面温度を測定し（ＳＴ１１０１）、測定した温度に合った速度で加熱ローラ１１８を回転させる（ＳＴ１１０２）。
【００８５】
ここで、実施の形態２に係る定着ユニット１１７における加熱ローラ１１８の表面温度と加熱ローラ１１８の回転速度との関係について説明する。図１２は、本実施の形態に係る定着ユニット１１７における加熱ローラ１１８の表面温度と加熱ローラ１１８の回転速度との関係を説明するための図である。
【００８６】
図１２（ａ）に示すように、加熱ローラ１１８の表面温度が５０℃、７０℃、９０℃、１１０℃、１３０℃、１５０℃、１７０℃及び１９０℃の場合にその回転速度はそれぞれ３５ｍｍ／ｓ、８０ｍｍ／ｓ、１２５ｍｍ／ｓ、１７０ｍｍ／ｓ、２１５ｍｍ／ｓ、２６０ｍｍ／ｓ、３０５ｍｍ／ｓ及び３５０ｍｍ／ｓに設定されている。つまり、図１２（ｂ）に示すように、加熱ローラ１１８の表面温度の上昇に伴い、その回転速度を速めている。かかるテーブルは、図５に示す制御部５０１内のＲＡＭ５０４に格納される。
【００８７】
ＳＴ１１０２においては、このようなテーブルを参照して、加熱ローラ１１８の回転速度を決定する。そして、テーブルに従って加熱ローラ１１８の回転速度を更新していくうち、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度である１９０℃に到達したならば（ＳＴ１１０３）、加熱ローラ１１８のウォームアップを完了する（ＳＴ６０８）。
【００８８】
ウォームアップ完了後に原稿の複写（コピー）が指示されたならば（ＳＴ６０９）、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の外周表面に接触させる（ＳＴ６１０）のは実施の形態１に係る定着ユニット１１７と同様である。
【００８９】
図１３に実施の形態２に係る定着ユニット１１７における加熱ローラ１１８の回転速度と時間経過の関係を示し、図１４に加熱ローラ１１８の温度上昇と時間経過の関係を示す。
【００９０】
実施の形態２に係る定着ユニット１１７によれば、図１３に示すように、電源投入直後から加熱ローラ１１８の表面温度に応じた回転速度で加熱ローラ１１８を回転させている。このように加熱ローラ１１８の表面温度に応じて加熱ローラ１１８の回転速度を上昇させることで、図１４に示すように、電源投入から１５０秒で加熱ローラ１１８の表面温度をトナー定着温度に到達させることができる。
【００９１】
このように実施の形態２に係る定着ユニット１１７によれば、加熱ローラ１１８をウォームアップさせる場合、分離爪２０３及び２０４を加熱ローラ１１８の外周表面から離間させたまま加熱ローラ１１８を回転始動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度に到達するまでの間は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い加熱ローラ１１８の表面温度の上昇に応じて変化する回転速度で加熱ローラ１１８を回転駆動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度に到達した時は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラ１１８を回転駆動させる。
【００９２】
これによれば、ウォームアップ直後に加熱ローラ１１８を回転させた場合あっても、分離爪２０３及び２０４が加熱ローラ１１８の表面から離間させているので、固形状トナーが分離爪２０３及び２０４と加熱ローラ１１８との間に詰まり堆積することもなくなり、加熱ローラ１１８の回転を阻害し加熱ローラ１１８を傷付けてしまうことを防止することができる。
【００９３】
また、実施の形態２に係る定着ユニット１１７によれば、ウォームアップ中は加熱ローラ１１８を回転させているので、加熱ローラ１１８の表面の温度分布にムラが発生するのを防止することができる。特に、実施の形態２に係る定着ユニット１１７では、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度に到達するまでの間は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い加熱ローラ１１８の表面温度の上昇に応じて変化する回転速度で加熱ローラ１１８を回転駆動させ、加熱ローラ１１８の表面温度がトナー定着温度に到達した時は、トナー定着温度到達時の定着時回転速度で加熱ローラ１１８を回転駆動させるようにウォームアップ中の加熱ローラ１１８の回転速度を加熱ローラ１１８の外周表面温度に応じて適応変化させている。このため、加熱ローラ１１８と加圧ローラ１１９の圧接時間、しいては加熱ローラ１１８から加圧ローラ１１９に奪われる熱量を制御することができ、加熱ローラ１１８のトナー定着温度到達までの時間を短くすることができる。
【００９４】
そして、これらの結果、加熱ローラ１１８の表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラ１１８の回転を阻害することなくトナー定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ１１８表面の温度分布のムラ及び加熱ローラ１１８の傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、加熱ローラの表面温度を速やかにかつ当該加熱ローラの回転を阻害することなく定着温度に上昇させるとともに、加熱ローラ表面の温度分布のムラ及び加熱ローラの傷を抑制して定着ムラを防止し画像品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置が搭載される複写機の概略構成図
【図２】実施の形態１に係る定着装置の概略構成図
【図３】実施の形態１に係る定着装置における分離爪を加熱ローラ及び加圧ローラの外周表面から離間した状態を示す図
【図４】実施の形態１に係る定着装置における分離爪を加熱ローラ及び加圧ローラの外周表面に接触させた状態を示す図
【図５】実施の形態１に係る定着装置における制御を説明するためのブロック図
【図６】実施の形態１に係る定着装置において加熱ローラをウォームアップさせる場合の動作を説明するためのフロー図
【図７】実施の形態１に係る定着装置における加熱ローラの回転速度と時間経過の関係を示す図
【図８】実施の形態１に係る定着装置における加熱ローラの温度上昇と時間経過の関係を示す図
【図９】従来の技術において説明した定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示す図
【図１０】従来の技術において説明した定着装置における加熱ローラの表面温度と時間経過の関係を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２に係る定着装置において加熱ローラをウォームアップさせる場合の動作を説明するためのフロー図
【図１２】実施の形態２に係る定着装置における加熱ローラの表面温度と加熱ローラの回転速度との関係を説明するための図
【図１３】実施の形態２に係る定着装置における加熱ローラの回転速度と時間経過の関係を示す図
【図１４】実施の形態２に係る定着装置における加熱ローラの温度上昇と時間経過の関係を示す図
【符号の説明】
１００ 複写機（画像形成装置）
１１７ 定着ユニット
１１８ 加熱ローラ
１１９ 加圧ローラ
２０１ ハロゲンランプ
２０２ サーミスタ
２０３、２０４ 分離爪
２０５ 離接機構
５０１ 制御部
５０２ ＣＰＵ
５０３ ＲＯＭ
５０４ ＲＡＭ
５０５ 入出力制御部（Ｉ／Ｏ制御部）
Claims (10)
- 記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させかつ前記加熱ローラ外周表面温度に応じて前記加熱ローラの回転速度を適応変化させることを特徴とする定着装置。
- 記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させることを特徴とする定着装置。
- 記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナー像の定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させることを特徴とする定着装置。
- 前記分離手段は、遅くとも前記記録紙が加熱ローラに到達するまでに前記加熱ローラ外周表面に接触することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の定着装置。
- 前記分離手段は、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した時点で前記加熱ローラ外周表面に接触することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の定着装置。
- 記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させかつ前記加熱ローラ外周表面温度に応じて前記加熱ローラの回転速度を適応変化させることを特徴とする画像形成装置。
- 記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの溶融温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させることを特徴とする画像形成装置。
- 記録紙上のトナーを熱溶融させる加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して記録紙を押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラ外周表面に対向離間して設けられ前記加熱ローラ外周表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラ外周表面に離接可能に設けられ前記加熱ローラ外周表面に巻きつく記録紙を剥離する分離手段とを具備し、前記加熱ローラをウォームアップさせる場合は、前記分離手段を前記加熱ローラ外周表面から離間させたまま前記加熱ローラを回転始動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達するまではトナーの定着温度到達時の定着時回転速度よりも所定速度遅い前記加熱ローラ外周表面温度に応じて変化する回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させ、前記加熱ローラ外周表面温度がトナー像の定着温度に到達した以降はトナーの定着温度到達時の定着時回転速度で前記加熱ローラを回転駆動させることを特徴とする画像形成装置。
- 前記分離手段は、遅くとも前記記録紙が加熱ローラに到達するまでに前記加熱ローラ外周表面に接触することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記分離手段は、前記加熱ローラ外周表面温度がトナーの定着温度に到達した時点で前記加熱ローラ外周表面に接触することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003171067A JP2005010218A (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | 定着装置及びこれを備えた画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003171067A JP2005010218A (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | 定着装置及びこれを備えた画像形成装置 |
Publications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003171067A Pending JP2005010218A (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | 定着装置及びこれを備えた画像形成装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007114488A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 定着装置及びこれを用いた画像形成装置 |
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| CN101995799A (zh) * | 2009-08-03 | 2011-03-30 | 夏普株式会社 | 定影装置及具有该定影装置的图像形成装置 |
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-
2003
- 2003-06-16 JP JP2003171067A patent/JP2005010218A/ja active Pending
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