JP2007078814A - 定着装置及びその定着装置を具備する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着ローラと加熱ローラに巻き掛けられて回転駆動される定着ベルトと、その定着ベルトに圧接した加圧ローラとの間に記録媒体を通過させて、記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置において、トナー像の定着不良の発生を防止する。
【解決手段】 待機状態から定着動作を実行するとき、その実行に先立って、定着ベルト２１を回転させながら、該定着ベルト２１の温度を、定着動作時の定着ベルト２１の目標温度よりも高い温度に上昇させるウォームアップ動作を行い、その後に定着ベルト２１と加圧ローラ２４の間に記録媒体Ｐを通過させて定着動作を実行する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の支持ローラに巻き掛けられて回転駆動される定着ベルトと、該定着ベルトに圧接する少なくとも１つの加圧部材と、前記定着ベルトを加熱する加熱手段とを具備し、該定着ベルトと加圧部材との間に、定着すべきトナー像を担持した記録媒体を、該トナー像が定着ベルトに接する向きにして通過させ、その通過時に前記トナー像に熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する定着装置、及びその定着装置を具備する画像形成装置に関するものである。

電子複写機、プリンタ、ファクシミリ又はその複合機などとして構成される画像形成装置に、上記形式の定着装置を採用することは従来より周知である（例えば特許文献１参照）。この種の定着装置においては、定着動作時に、定着ベルトの温度が、トナー像の定着に適した目標温度となるように、加熱手段を制御している。ところが、定着装置の待機状態から定着動作を開始したとき、その開始直後の時期に、定着ベルトの温度が定着動作時の目標温度よりも低くなり、これによってトナー像の定着不良が発生するおそれがある。

特開２００２−１２３１１１号公報

本発明の目的は、定着動作の開始直後の時期においても、トナー像の定着不良が発生することを防止できる冒頭に記載した形式の定着装置と、その定着装置を具備する画像形成装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置において、待機状態から定着動作を実行するとき、その実行に先立って、前記定着ベルトを回転させながら、該定着ベルトの温度を、定着動作時の定着ベルトの目標温度よりも高い温度に上昇させるウォームアップ動作を行い、その後に定着ベルトと加圧部材の間に記録媒体を通過させて定着動作を実行することを特徴とする定着装置を提案する（請求項１）。

また、上記請求項１に記載の定着装置において、立ち上げ動作終了時点から所定時間内に定着動作を開始するときは、前記ウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行する用に構成すると有利である（請求項２）。

さらに、上記請求項１又は２に記載の定着装置において、定着動作終了時点から所定時間内に次の定着動作を開始するときは、前記ウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行するように構成すると有利である（請求項３）。

また、上記請求項２又は３に記載の定着装置において、前記所定時間は、プリント要求された記録媒体の種類によって設定されると有利である（請求項４）。

さらに、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置において、前記加圧部材の温度が所定温度以上であるときは、前記ウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行するように構成すると有利である（請求項５）。

また、上記請求項５に記載の定着装置において、前記所定温度は、プリント要求された記録媒体の種類によって設定されると有利である（請求項６）。

さらに、上記請求項２乃至６のいずれかに記載の定着装置において、環境温度が予め決められた温度以下であるときは、前記所定時間内であり、又は所定温度以上であるときも、前記ウォームアップ動作を行った後に定着動作を実行するように構成すると有利である（請求項７）。

また、上記請求項２乃至７のいずれかに記載の定着装置において、入力電圧が所定値以下であるときは、前記所定時間内であり、又は所定温度以上であるときも、前記ウォームアップ動作を行った後に定着動作を実行するように構成すると有利である（請求項８）。

さらに、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１乃至８のいずれかに記載の定着装置を具備する画像形成装置を提案する（請求項９）。

本発明によれば、トナー像の定着不良の発生を防止することができる。

以下、本発明の実施形態例を説明し、併せて前述の従来の欠点を図面に即してより具体的に明らかにする。

図１は、画像形成装置本体１１内に配置された作像装置１と、定着装置２とを有する画像形成装置の部分断面概略図である。図１に示した作像装置１は、ドラム状の感光体として構成された第１乃至第４の像担持体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３ＢＫを有し、その各像担持体上にイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。第１乃至第４の像担持体３Ｙ乃至３ＢＫに対向して中間転写ベルト４が配置され、この中間転写ベルト４は、ローラ５，６，７に巻き掛けられて矢印Ａ方向に駆動される。

第１の像担持体３Ｙは、図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ８によって像担持体３Ｙが所定の極性に帯電され、次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット９から出射する光変調されたレーザビームＬが照射される。これによって像担持体３Ｙに静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置１０によってイエロートナー像として可視像化される。

中間転写ベルト４を挟んで、像担持体３Ｙと反対側に一次転写ローラ１２が配置され、この一次転写ローラ１２に転写電圧が印加されることにより、像担持体３Ｙ上のトナー像が、矢印Ａ方向に走行する中間転写ベルト４上に一次転写される。トナー像転写後の像担持体３Ｙ上に付着する転写残トナーはクリーニング装置１３によって除去される。全く同様にして、図１に示した第２乃至第４の像担持体３Ｃ，３Ｍ，３ＢＫ上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像がイエロートナー像の転写された中間転写ベルト４上に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト４上に重ねトナー像が形成される。

一方、図１に示すように、画像形成装置本体１１内の下部には、例えば転写紙より成る記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１４と、給紙ローラ１５を有する給紙装置１６が配置され、給紙ローラ１５の回転によって最上位の記録媒体Ｐが矢印Ｂ方向に送り出される。送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ対１７によって、所定のタイミングで、支持ローラ５に巻き掛けられた中間転写ベルト４の部分と、これに対置された二次転写ローラ１８との間に給送される。このとき、二次転写ローラ１８には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト４上の重ねトナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。

トナー像を二次転写された記録媒体Ｐは、矢印Ｃで示すように、さらに上方に搬送されて定着装置２を通り、このとき記録媒体上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置２を通過した記録媒体は、画像形成装置本体１１の上部の排紙部１９に排出される。また、トナー像転写後の中間転写ベルト４上に付着する転写残トナーはクリーニング装置２０によって除去される。

図２は図１に示した定着装置２の拡大断面図である。ここに示した定着装置は、定着ローラ２２として構成された支持ローラと、加熱ローラ２３として構成された支持ローラの２つのローラに巻き掛けられて矢印Ｆ方向に回転駆動される定着ベルト２１と、この定着ベルト２１の表面に圧接する加圧部材の一例である加圧ローラ２４とを有している。また定着ベルト２１にはテンションローラ３９が圧接し、これによって定着ベルト２１に適度な張力が付与されている。

上述のように、本例の定着装置２においては、定着ベルト２１は、定着ローラ２２と加熱ローラ２３より成る２つの支持ローラに巻き掛けられているが、定着ベルトを３つ以上の支持ローラに巻き掛けることもできる。また、本例の定着装置においては、加圧ローラ２４より成る１つの加圧部材が定着ベルト２１に圧接しているが、複数の加圧部材を定着ベルト２１に圧接させることもできる。このように、定着装置は、複数の支持ローラに巻き掛けられて回転駆動される定着ベルトと、この定着ベルトに圧接する少なくとも１つの加圧部材を有しているのである。

図２に示した定着装置２においては、定着ローラ２２に巻き掛けられた定着ベルト部分に加圧ローラ２４が圧接しているが、定着ローラ２２に接していない定着ベルト部分に加圧ローラ２４を圧接させ、或いは定着ローラ２２に接している定着ベルト部分と当該定着ローラ２２に接していない定着ベルト部分とに亘って加圧ローラ２４を圧接させることもできる。

定着ベルト２１は、例えば、ニッケルやポリイミドなどの基材と、その基材上に設けられたＰＦＡやＰＴＦＥなどの離型層とから成り、或いはその中間にシリコーンゴムなどの弾性層を設けた耐熱性の無端ベルトにより構成される。また、定着ローラ２２は、例えば、金属より成る中空の芯金２５と、その芯金２５の表面に設けられたシリコーンゴムより成る弾性層２６と、さらにその弾性層２６の表面に積層されたフッ素樹脂より成る表層２７とによって構成されている。また、加熱ローラ２３は、例えば、アルミニウム又は鉄などの金属製の中空ローラより成る。さらに、加圧ローラ２４は、例えば、アルミニウム又は鉄などの金属から成る中空状の芯金３５と、その表面に設けられたシリコーンゴムなどの弾性層３６と、その弾性層３６上に積層されたＰＦＡやＰＴＦＥより成る表層３７とによって構成されている。加圧ローラ２４の表面硬度は、例えば、３０Ｈｓ、定着ローラ２２の表面硬度は、例えば４０Ｈｓに設定され、定着ベルト２１と、これに圧接した加圧ローラ２４との間にニップが形成されている。

さらに、定着装置２は、定着ベルト２１を加熱する加熱手段を有している。図示した例では、加熱ローラ２３の内部と、加圧ローラ２４の内部のそれぞれ配設された第１及び第２の加熱源２８，２９より成る加熱手段が設けられていて、第２の加熱源２９によって加圧ローラ２４も加熱されるように構成されている。加熱源２８，２９としては、例えばハロゲンヒータを用いることができる。また定着ローラ２２の内部にも加熱源を設けることもでき、さらに加熱ローラ２３の内部にだけ加熱源２８を設けて定着ベルト２１を加熱するように構成することもできる。或いは、定着ベルト２１の外部から、この定着ベルト２１を加熱したり、誘導加熱方式で定着ベルト２１を加熱することもできる。

加熱ローラ２３に接触する定着ベルト部分の表面と、加圧ローラ２４の表面には、それぞれ第１及び第２の温度センサ３０，３１が対向配置され、その各温度センサ３０，３１によって、上記定着ベルト部分の表面温度と、加圧ローラ２４の表面温度が検知され、その検知結果に基づいて、後述するように各加熱源２８，２９への通電が制御される。

定着動作時に、加熱ローラ２３、定着ローラ２２及び加圧ローラ２４はそれぞれ図２に矢印Ｇ，Ｄ，Ｅで示した方向に回転し、定着ベルト２１が矢印Ｆ方向に回転駆動される。この状態で、定着ベルト２１と加圧ローラ２４との間のニップに、定着すべきトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが送り込まれ、そのトナー像Ｔが定着ベルト２１に接触する。このとき、定着ベルト２１の温度がトナー像の定着に適した目標温度に保たれるように、第１の温度センサ３０の検知結果に基づいて、第１の加熱源２８への通電のオン、オフが制御される。これにより、記録媒体Ｐが定着ベルト２１と加圧ローラ２４とのニップを通過するとき、記録媒体Ｐに担持されたトナー像に熱と圧力が加えられ、そのトナー像のトナーが溶融して、該トナー像が記録媒体Ｐに定着される。定着ベルトと加圧部材との間に、定着すべきトナー像を担持した記録媒体を、該トナー像が定着ベルトに接する向きにして通過させ、その通過時にトナー像に熱と圧力を加えて、該トナー像を記録媒体に定着するのである。

上述した定着装置２と、画像形成装置の構成は従来と変わりはない。ここで従来の定着装置においては、その定着装置の待機状態から定着動作を実行したとき、定着ベルトの温度が、定着動作時の目標温度よりも大きく低下し、これによってトナー像の定着不良が発生するおそれがあった。以下、この点を、図面に即してより具体的に明らかにする。

図７は、従来の定着装置の立ち上げ動作時の定着ベルト２１の温度変化と、それ以降の定着ベルト２１の温度変化の一例を示すグラフである。定着装置の立ち上げ動作とは、後述する待機時の定着ベルト２１の温度よりも低い温度にあった定着ベルト２１の温度を、所定の立ち上げ温度まで上昇させる動作を意味する。例えば、画像形成装置の電源のオンに伴って、定着ベルト２１の温度を立ち上げ温度に上昇させたり、定着ベルト２１の温度を、省エネモード時の低い温度から立ち上げ温度に上昇させる動作が立ち上げ動作の代表例である。図７は、画像形成装置の電源オン時の定着装置の立ち上げ動作を示している（図３及び図４も同じ）。

図７において、ｔ_０の時点で画像形成装置の電源がオンされ、これに伴って図２に示した第１の加熱源２８への通電が開始され、該加熱源２８が発熱する。第２の加熱源２９には通電されず、この加熱源２９はオフしている。同時に図２に示した加熱ローラ２３、定着ローラ２２及び加圧ローラ２４がそれぞれ矢印Ｇ，Ｄ，Ｅ方向に回転を開始し、定着ベルト２１が矢印Ｆ方向に回転する。図７に示した「回転」は、このように定着ベルト２１が回転駆動されることを示し、「停止」は定着ベルト２１が回転していないことを示している（図３乃至図６においても同じ）。

上述のように第１の加熱源２８が発熱することにより、加熱ローラ２３と定着ベルト２１が加熱され、図７にｔ_１で示した時点で、定着ベルト２１の温度が所定の立ち上げ温度Ｔ_１に達する。この時点で定着装置２の立ち上げ動作を終了するが、定着ベルト２１の回転は、立ち上げ動作を終了した後も、少しの間だけ続けられ、ｔ_２の時点で定着ベルト２１の回転が止められる。

上述のようにして定着装置の立ち上げ動作を終了した後、プリント要求がなければ、定着ベルト２１の温度が待機時の待機温度Ｔ_２に維持されるように、第１及び第２の加熱源２８，２９への通電のオン、オフが制御される。このような待機状態にあるときに、ｔ_３の時点でプリント要求があると、定着ベルト２１が図２に矢印Ｆで示した方向に回転を開始すると共に、定着ベルト２１の温度が、定着動作時の目標温度Ｔ_３に維持されるように、第１の過熱源２８への通電のオン、オフが制御される。この状態で、前述のように定着ベルト２１と加圧ローラ２４とのニップに記録媒体が送り込まれ、該記録媒体に担持されたトナー像の定着動作が行われる。定着動作時には、第２の加熱源２９への通電は行われず、第２の加熱源２９はオフしている。図７のｔ_４の時点で定着動作が終了し、その後にプリント要求がなければ、定着装置は待機状態となり、定着ベルト２１の温度が待機温度Ｔ_２となるように第１及び第２の加熱源２８，２９への通電のオン、オフが制御される。この場合も、定着ベルト２１の回転は、定着動作終了後も、わずかな時間だけ続行され、ｔ_５の時点でその回転が停止される。

上述した従来の定着装置においては、図７から判るように、ｔ_３の時点で定着動作が開始されたとき、定着ベルト２１の実際の温度が、定着動作時の目標温度Ｔ_３よりも大幅に低くなり、かかる低い温度の定着ベルト２１と加圧ローラ２４との間を通過する記録媒体上のトナー像を充分に定着することができず、トナー像の定着不良が発生するおそれがある。特に図２に示した形式の定着装置においては、その待機時に、定着ベルト２１の一部が、加熱ローラ２３に巻き掛けられた状態で、定着ベルト２１が停止しているので、加熱ローラ２３に巻き掛けられた定着ベルト部分とその近傍の定着ベルト部分は待機温度Ｔ_２に加熱されているものの、加熱ローラ２３に掛かっていないベルト部分は、待機温度Ｔ_２よりも大幅に低い温度となっている。従来の定着装置においては、定着動作の開始によって、定着ベルト２１と加圧ローラ２４との間に記録媒体が送り込まれたとき、上述の低温度となった定着ベルト部分がトナー像に接触することにより、トナー像の定着不良が発生するのである。

そこで、本例の定着装置２は、待機状態から定着動作を実行するとき、その実行に先立って、定着ベルト２１を回転させながら、該定着ベルト２１の温度を、定着動作時の定着ベルトの目標温度Ｔ_３よりも高い温度に上昇させるウォームアップ動作を行い、その後に定着ベルト２１と加圧部材の間に記録媒体を通過させて定着動作を実行するように構成されている。図３はかかる構成の具体例を示すグラフである。図３において、ｔ_０の時点で画像形成装置の電源がオンされ、ｔ_１の時点で立ち上げ動作を終了し、ｔ_３の時点でプリント要求がなされるところまでは、図７に示した従来の定着装置と変りはない。よって、その同一部分についての重複した説明は省略する。

ｔ_３の時点でプリント要求がなされると、加熱ローラ２３と定着ローラ２２と加圧ローラ２４が回転を開始し、定着ベルト２１が図２に矢印Ｆで示した方向に回転駆動される。同時に、第１の加熱源２８への通電によって、定着ベルト２１が加熱ローラ２３を介して加熱され、このとき第２の加熱源２９への通電はオフされる。このように、定着動作を開始する前に、定着ベルト２１の温度を上昇させるウォームアップ動作を実行し、ｔ_６の時点で、定着ベルト２１の全体の温度が、定着動作時の目標温度Ｔ_３よりも高い温度（この例では立ち上げ温度Ｔ_１と同じ温度）に達したことが第１の温度センサ３０により検知されたときに、そのまま定着ベルト２１を回転させながら定着動作に移行し、定着ベルト２１と加圧ローラ２４との間に記録媒体Ｐを通過させて、記録媒体上のトナー像を定着する。このときも、第２の加熱源２９への通電はオフされると共に、定着ベルト２１の温度が定着動作時の目標温度Ｔ_３となるように、第１の加熱源２８への通電のオン、オフが制御される。その際、定着ベルト２１の温度は、定着動作開始前のウォームアップ動作によって上昇しているので、定着動作時に定着ベルト２１の温度がトナー像の定着不良が発生するような低い温度となることはない。このようにしてトナー像の定着不良の発生を確実に防止することができる。

ｔ_４の時点で定着動作を終了すると、待機状態となり、定着ベルト２１の温度が待機温度Ｔ_２となるように、第１及び第２の加熱源２８，２９への通電のオン、オフが制御されると共に、ｔ_５の時点で定着ベルト２１の回転が停止されることは、図７に示した従来の定着装置の場合と変りはない。

図３に示した例では、定着装置２の待機時の定着ベルト２１の待機温度Ｔ_２は、定着装置の立ち上げ動作を終了したときの定着ベルト２１の立ち上げ温度Ｔ_１よりも低く設定されているが、定着ベルト２１の待機温度Ｔ_２を、定着ベルト２１の立ち上げ温度Ｔ_１と等しくするか、又はこの立ち上げ温度Ｔ_１よりも高い温度に設定することもできる。また、定着動作時の定着ベルト２１の目標温度Ｔ_３は、記録媒体の種類、例えばその紙質や厚さなどによって決められるが、図３に示した例では、この目標温度Ｔ_３が、立ち上げ温度Ｔ_１と待機温度Ｔ_２よりも低くなっている。図３には示していないが、定着ベルト２１の温度を、待機温度Ｔ_２や、目標温度Ｔ_３よりも低い温度で待機させる省エネモードを設定することもできるが、この省エネモードから定着動作を開始させるときは、画像形成装置の電源オン時と同様に定着装置の立ち上げ動作が実行される。

上述した各温度Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３の関係は、図４乃至図６に示した例の場合も、また図７に示した従来例においても変りはない。また、本例の定着装置においては、その立ち上げ時と、定着動作時と、その前に行われるウォームアップ動作時には、第１の加熱源２８にだけ通電され、待機時に、第１の加熱源２８と第２の加熱源２９への通電が行われる。この点も、図４乃至図７に示した例の場合も変りはない。

上述した定着装置２においては、図３に示したように、定着装置の立ち上げ動作時に、定着ベルト２１の温度を、定着動作時の目標温度Ｔ_３よりも高い立ち上げ温度Ｔ_１まで上昇させているので、立ち上げ動作を終了した時点から所定時間内に定着動作を開始するときは、未だ定着ベルト２１の温度が充分に高いので、図３に示した前述のウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行しても、トナー像の定着不良が発生することはない。その具体例を図４に示す。ここに示した例では、ｔ_１の時点で定着装置の立ち上げ動作を終了して待機状態となるが、その時点ｔ_１から所定時間内であるｔ_７の時点にプリント要求があったとき、図３に示したウォームアップ動作を行うことなく、即座に定着動作を実行する。定着ベルト２１の回転を開始すると共に、定着ベルト２１の温度が定着動作時の目標温度Ｔ_３となるように、第１の加熱源２８への通電のオン、オフ制御して、定着ベルト２１と加圧ローラ２４の間に記録媒体を通過させて記録媒体上のトナー像を定着するのである。その際、ｔ_７の時点での定着ベルト２１の温度は、待機時の定着ベルト２１の待機温度Ｔ_２よりも高いので、ｔ_７の時点から即座に定着動作を開始しても、定着ベルト２１の温度が目標温度Ｔ_３から大きく低下することはなく、トナー像の定着不良が発生することはない。次の表１は、図４に示した立ち上げ動作終了時点ｔ_１から、０秒、３０秒及び６０秒経過した各時点で、図３に示したウォームアップ動作を行うことなく、即座に定着動作を行ったとき、トナー像の定着不良が起こらなかったことを示すと共に、立ち上げ動作終了時点ｔ_１から７５秒経過した時点で、即座に定着動作を行ったときは、トナー像の定着不良が起こる可能性のあることを示している。この例の場合には、前述の所定時間を６０秒に設定すればよい。但し、この所定時間の値は、定着装置の構成や、トナーの種類等によって異なることは当然である。

また、上述した各構成の定着装置において、定着動作終了の時点から所定時間内に次の定着動作を開始するときは、未だ定着ベルト２１の温度は高くなっているので、図３に示したウォームアップ動作を行うことなく、次の定着動作を即座に実行しても、トナー像の定着不良の発生を防止することができる。その具体例を図５に示す。ここに示した例においては、ｔ_８の時点で定着動作が終了するが、この時点ｔ_８から所定時間内であるｔ_９の時点にプリント要求があったとき、図３に示したウォームアップ動作を行うことなく、即座に定着動作を実行する。このようにしても、定着ベルト２１の温度が高くなっているので、トナー像の定着不良は発生しない。

次の表２は、定着動作が終了した時点からの時間と、ウォームアップ動作を行うことなく、即座に次の定着動作を行ったときのトナー像の定着性との関連の一例を示している。この例の場合も、定着動作終了時点から６０秒経過するまでに、次の定着動作を開始すれば、トナー像の定着性は良好であるが、７５秒経過してしまうと、次の定着動作時にトナー像の定着性が低下する。従って、この場合も、所定時間を６０秒に設定すればよい。

上述のように、立ち上げ動作終了時点から所定時間内に定着動作を開始するときは、前述のウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行し、また定着動作終了時点から所定時間内に次の定着動作を開始するときも、前述のウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行するのであるが、その所定時間を、プリント要求された記録媒体の種類によって設定することが好ましい。例えば、厚さの厚い記録媒体を用いるときは、薄い記録媒体を用いるときよりも、上記所定時間を短く設定する。表３は、定着動作終了時点からの時間と、図３に示したウォームアップ動作を行うことなく次の定着動作を開始したときのトナー像の定着性との関係の一例を紙種ごとに示したものである。表３における○はトナー像の定着性が良好であることを示し、△はトナー像の定着性に多少問題があり、×は定着性が不良であることを示している（他の表においても同じ）。この例では、記録媒体が厚紙のときは、所定時間を３０秒とし、普通紙のときは６０秒とし、薄紙であるときは、７５秒とすればよい。画像形成装置の操作パネルに入力された紙種情報や、パソコンからの紙種情報を取得して、最適な所定時間を設定することができる。

図２に示した定着装置においては、加圧ローラ２４の内部にも第２の加熱源２９が設けられ、定着装置の待機時にこの第２の加熱源２９によって加圧ローラ２４を加熱している。このように加熱される加圧ローラ２４の温度が所定温度以上であるときは、図３に示したウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行しても、加圧ローラ２４への熱の移動が減少するので、トナー像の定着不良が発生することを阻止できる。これは、加圧ローラ２４内に加熱源を設けない場合も同様である。

図６は、その一例を示すグラフである。図６に示すように、加圧ローラ２４の温度が所定温度以上の状態で、ｔ_１０の時点にプリント要求があったときは、図３に示したウォームアップ動作を行うことなく定着動作を開始する。このようにしても、その定着動作時に加圧ローラ２４に多量の熱が奪われることがないので、トナー像の定着不良が発生することはない。

次の表４は、加圧ローラ２４の温度と、その温度で、図３に示したウォームアップ動作を行うことなく定着動作を開始したときのトナー像の定着性との関係の一例を示している。ここに示した例では、加圧ローラ２４の温度が１００℃以上のときは、ウォームアップ動作を行うことなく定着動作を行っても、トナー像の定着不良が発生していない。従って、この場合には、所定温度を１００℃に設定すればよい。

上述の所定温度も、プリント要求された記録媒体の種類のよって設定することが好ましい。例えば、厚さの厚い記録媒体を用いる場合には、薄い記録媒体を用いる場合よりも、所定温度を高く設定する。その一例を表５に示す。また、この場合も、画像形成装置の操作パネルに入力された紙種情報や、パソコンからの紙種情報を取得し、最適な所定温度を設定することができる。

ところで、画像形成装置の設置された場所の環境温度が低い場合には、定着装置２の温度も低くなるので、定着動作時にトナー像の定着不良が発生しやすくなる。そこで画像形成装置本体に図示していない温度センサを設け、このセンサにより検知された環境温度が予め決められた温度以下であるときは、立ち上げ動作終了時点から前述の所定時間内、又は定着動作終了時点から前述の所定時間内に定着動作を開始するときも、さらには加圧ローラ２４の温度が所定温度以上のときに定着動作を開始するときも、図３に示したウォームアップ動作を行った後に、定着動作を実行することが好ましい。環境温度が予め決められた温度以下であるときは、前述の所定時間内であり、又は前述の所定温度以上であるときも、前述のウォームアップ動作を行った後に定着動作を実行するのである。このようにすることによって、低温度環境下におけるトナー像の定着不良の発生を防止することができる。次の表６は、上述した時間と環境温度とトナー像の定着性との関係の一例を示す。この例では、予め決められた環境温度を、例えば１７℃に設定すればよい。

また、画像形成装置への入力電圧がわずかに変動することは一般に避けられないが、この入力電圧が低くなると、定着動作時の定着ベルト２１の温度が低くなって、トナー像の定着不良が発生しやすくなる。そこで、画像形成装置本体に図示していない電圧検知装置を配置し、これによって画像形成装置への入力電圧を検知し、その入力電圧値が所定値以下であるときは、立ち上げ動作終了時点から前述の所定時間内、又は定着動作終了時点から前述の所定時間内に定着動作を開始するときも、さらには加圧ローラ２４の温度が所定温度以上のときに定着動作を開始するときも、図３に示したウォームアップ動作を行った後に、定着動作を実行することが好ましい。入力電圧が所定値以下であるときは、前述の所定時間内であり、又は前述の所定温度以上であるときも、前述のウォームアップ動作を行った後に定着動作を実行するのである。このようにすることにより、入力電圧が低下したときのトナー像の定着不良の発生を防止できる。次の表７は、上述した時間と、画像形成装置への入力電圧と、トナー像の定着性の関係の一例を示している。この例の場合、入力電圧の所定値は、例えば９５Ｖに設定するとよい。

画像形成装置の一例を示す概略断面図である。 図１に示した定着装置の拡大断面図である。 定着ベルトの温度の変化の一例を示すグラフである。 定着ベルトの温度の変化の他の例を示すグラフである。 定着ベルトの温度の変化のさらに他の例を示すグラフである。 定着ベルトの温度の変化のさらに別の例を示すグラフである。 従来の定着装置の定着ベルトの温度の変化の一例を示すグラフである。

符号の説明

２ 定着装置
２１ 定着ベルト
Ｐ 記録媒体
Ｔ トナー像

Claims (9)

1. 複数の支持ローラに巻き掛けられて回転駆動される定着ベルトと、該定着ベルトに圧接する少なくとも１つの加圧部材と、前記定着ベルトを加熱する加熱手段とを具備し、該定着ベルトと加圧部材との間に、定着すべきトナー像を担持した記録媒体を、該トナー像が定着ベルトに接する向きにして通過させ、その通過時に前記トナー像に熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、
   待機状態から定着動作を実行するとき、その実行に先立って、前記定着ベルトを回転させながら、該定着ベルトの温度を、定着動作時の定着ベルトの目標温度よりも高い温度に上昇させるウォームアップ動作を行い、その後に定着ベルトと加圧部材の間に記録媒体を通過させて定着動作を実行することを特徴とする定着装置。
2. 立ち上げ動作終了時点から所定時間内に定着動作を開始するときは、前記ウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行する請求項１に記載の定着装置。
3. 定着動作終了時点から所定時間内に次の定着動作を開始するときは、前記ウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行する請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記所定時間は、プリント要求された記録媒体の種類によって設定される請求項２又は３に記載の定着装置。
5. 前記加圧部材の温度が所定温度以上であるときは、前記ウォームアップ動作を行うことなく定着動作を実行する請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記所定温度は、プリント要求された記録媒体の種類によって設定される請求項５に記載の定着装置。
7. 環境温度が予め決められた温度以下であるときは、前記所定時間内であり、又は所定温度以上であるときも、前記ウォームアップ動作を行った後に定着動作を実行する請求項２乃至６のいずれかに記載の定着装置。
8. 入力電圧が所定値以下であるときは、前記所定時間内であり、又は所定温度以上であるときも、前記ウォームアップ動作を行った後に定着動作を実行する請求項２乃至７のいずれかに記載の定着装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の定着装置を具備する画像形成装置。

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