JP2008185955A

JP2008185955A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2008185955A
Application number: JP2007021530A
Authority: JP
Inventors: Shinri Watanabe; 慎理渡辺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】加圧ローラにダメージを与えることなく正確に定着フィルムおよび加圧ローラの非通紙部の温度を検出することで、非通紙部昇温を最小限に抑えることを目的とする。
【解決手段】加熱体の温度を検知して温度制御を行なう第一の温度検出手段とは別に、加熱体の長手方向に第一の温度検出素子とは異なる位置に第二の温度検出素子を配置し、第二の温度検出素子は、定着フィルムに内接していることを特徴する。また、第一の温度検出素子は画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域内に配置し、第二の温度検出素子は画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域外に配置することを特徴とする。
また、記録紙を定着搬送する際に、第二の温度検出素子が所定の温度よりも高い場合には、定着温度を下げる、記録紙の搬送速度を下げる、給紙間隔をあける制御を行ない、非通紙部昇温を最小限に抑えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンター等の加熱装置及び加熱装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、記録材上のトナー像の定着手段として、ハロゲンランプを用いたヒートローラ方式、あるいはセラミックヒータを用いたフィルム加熱方式などに代表される加熱装置を用い、加熱体と加圧ローラにより熱と圧力を同時に記録材に加えながら狭持搬送させることにより、潜像を記録材面に定着させる方法が用いられている。ここで、加熱装置の温度制御は、加熱体近傍に設置した第一の温度検出素子と、第一の温度検出素子の検知温度が一定となるように加熱体への通電を制御する制御手段により行なわれる。

これらの画像形成装置において、はがきや封筒など通紙可能な最大サイズよりも小さな幅の記録材を通紙すると、通紙部では記録材に大量の熱を奪われ、かつ非通紙部では記録材に熱が奪われないため、通紙部に比べて高温となる非通紙部昇温が発生する。非通紙部昇温が大きくなると、ヒータ、ヒータステイ、定着フィルム、加圧ローラなど加熱装置の劣化や破壊が発生する可能性がある。また、非通紙部が高温となった状態で幅の広い記録紙を通紙すると、温度が高すぎることに起因するホットオフセットなどの画像不良が発生する可能性がある。

このような非通紙部昇温を抑える手段として、特許文献1にあるように、温調制御を行なうべく第一の温度検出素子を使用可能な最小幅の記録材が通過する領域内に設け、第二の温度検出素子は加熱装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域外の加熱体を固定保持する保持部材の裏面に温度検出素子を当接させ、非通紙部の温度を検出する方法がある。

また、特許文献2にあるように、加熱体の中央部の温度を検出する第一の温度検出素子と、加圧ローラの端部の温度を検出する第二の温度検出素子を加圧ローラ表面に当接するように配置し、記録材の用紙サイズに応じて加熱体および加圧ローラの基準温度をあらかじめ設定しておき、第一の温度検出素子もしくは第二の温度検出素子の出力が所定の値になるように加熱体の温度制御を行なうことで、非通紙部の温度上昇を抑える方法がある。
特開2003-084619号公報特開平09-179437号公報

しかしながら上記の従来例において、定着フィルムに熱伝導の高い材料を用いた場合には、加熱体保持材の破壊よりも先に定着フィルムと加圧ローラが溶着し、加熱装置を破壊する場合があるため、非通紙部の定着フィルムもしくは加圧ローラの温度を正確に検出するのが望ましい。よって、従来例にあるように、非通紙部の温度を検知する方法として、加熱体保持材の裏面に温度検出素子を配置し温度を検出する構成では加圧ローラの温度を正確に検出することが困難である。また、加圧ローラに温度検出素子を当接摺動させることにより温度を検知する方法では、加圧ローラ表面にダメージを与えるため、画像不良の原因となる可能性がある。

そこで、本出願に係る発明の目的は、加圧ローラにダメージを与えることなく正確に定着フィルムおよび加圧ローラの非通紙部の温度を検出することにより、非通紙部昇温を最小限に抑えることを目的とし、ヒータ、ヒータステイ、定着フィルム、加圧ローラなど加熱装置の劣化や破壊を防止することを可能とする。

上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、加熱体の温度を検知して温度制御を行なう第一の温度検出手段とは別に、加熱体の長手方向に第一の温度検出素子とは異なる位置に第二の温度検出素子を有し、第二の温度検出素子は、定着フィルムに内接していることを特徴する。また、第一の温度検出素子は画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域内に配置し、第二の温度検出素子は画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域外に配置することを特徴とする。

記録紙を定着搬送する際に、第二の温度検出素子が所定の温度よりも高い場合には、定着温度を下げる制御を行ない、非通紙部昇温を最小限に抑えることを特徴とする。または、第二の温度検出素子が所定の温度よりも高い場合には、記録紙の搬送速度を下げる、給紙間隔をあける制御を行ない、非通紙部昇温を最小限に抑えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域外に、定着フィルムに内接させた第二の温度検出素子を配置することにより、加圧ローラにストレスを与えることなく非通紙部の温度を正確に測定することが可能である。また、第二の温度検出素子の検出温度が所定の値より大きい場合には、温調温度を下げる制御、給紙間隔をあける制御、もしくはプリントを停止する制御を行なうことで非通紙部の温度を下げることが可能となるため、ヒータ、ヒータステイ、定着フィルム、加圧ローラなど加熱装置の劣化や破壊を防止することが可能である。また、様々なサイズの記録紙において、最大の印刷速度で記録紙を定着搬送する制御が可能となる。

（実施例１）
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図2は本実施例におけるプリンタ等の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図2において、201はレーザビームプリンタ本体を示し、駆動手段によって図中に示す矢印の方向に、所定のプロセススピードでカセット202内に格納された記録紙203を搬送する。記録紙203は給紙ローラ204により搬送が開始され、紙先端を検知するトップセンサ205を通過し転写部へと搬送される。感光体ドラム206の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラ207、露光器208、現像器209、転写ローラ210が配設されている。転写ローラ210は、感光体ドラム206に対して下方から当接されて、感光体ドラム206との間に転写ニップ部を形成している。転写ローラ210には高圧電源が接続され、この高圧電源はCPU211により制御される。感光体ドラム206表面は、帯電ローラ207によって所定の極性・所定の電位に均一に帯電される。帯電後の感光体ドラム206の表面は、露光器208によって画像情報に基づいた露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器209によってトナーが付着されてトナー像として現像される。このように感光体ドラム206表面に形成されたトナー像は、転写ローラ210に転写バイアスを印加することで、転写ニップ部に搬送路に沿って供給されてきた記録紙203に転写される。

トナー像転写後の記録紙203は、その後、定着装置へと搬送され、ヒータ212により加熱、加圧ローラ213により加圧を受けて狭持搬送されることで、トナー像が記録紙表面に定着される。この際、ヒータの温度制御はヒータ裏面に配置したサーミスタ214、およびフィルム内部に配置したサーミスタ215などの温度検出素子の検出信号を基にCPU211にて行われる。216は排紙センサ、217は記録紙の幅を検出する紙幅センサである。

上記系を有する画像形成装置において、本実施形態の詳細を図1を用いて説明する。図1は画像形成装置に備えた加熱装置の概略図であり、(a)は断面外略図、(b)は正面概略図である。加熱装置は、移動する記録紙100上の画像を加熱するためのヒータ101、ヒータ101を担持するヒータホルダ102、ヒータ101に接触摺動する耐熱性の定着フィルム103、定着フィルム103を駆動し、かつ定着フィルム103を介して記録材をヒータ101に密着させる加圧ローラ104、ヒータ101の温度を検知する第一の温度検出素子105、ヒータ101の長手方向に第一の温度検出素子105とは異なる位置に、定着フィルム103に内接するように配置した第二の温度検出素子106から構成される。ここでいう温度検出素子とは、例えばサーミスタである。

第一の温度検出素子105は画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域内107に配置することを特徴とし、かつヒータ101の裏面に当接させて配置するもとする。第一の温度検出素子105は、ヒータ101の温度制御のために用い、CPUで第一の温度検出素子105の検出した値を基に、所定の温調温度になるように制御を行なう。また、第二の温度検出素子106は、画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域外108(以降、非通紙部)に配置し、フィルムに内接摺動させることで、非通紙部のフィルム内面温度を検出ものとする。本実施形態においては、第二の温度検出素子106は左右の非通紙部にそれぞれ配置するものとする。

上記系を有する加熱装置、および画像形成装置において、はがきや封筒などの幅の狭い記録紙が供給された際に、非通紙部における上限温度を設定した所定の設定温度と、第二の温度検出素子による検出温度を逐次CPUにて比較し、第二の温度検出素子による検出結果が所定の温度を超えた場合に、非通紙部の温度上昇を抑制する制御を行なう。非通紙部の温度上昇を抑制する制御とは、第二の温度検出素子による検出結果が所定の温度を超えた場合に、温調温度を下げる、スループットを下げる、もしくはヒータへの通電を停止し画像形成を中断する制御を行なうものである。

以上に示すように、画像形成装置の非通紙部に第二の温度検出素子を定着フィルムに内接摺動するように配置して非通紙部の温度を検出することで、加圧ローラにストレスを与えることなく非通紙部の温度を正確に検知することが可能である。また、画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が連続して通紙された場合においては、非通紙部昇温により加熱装置の破壊および破損に至ることを未然に防止することが可能となり、様々なサイズの記録紙において、最大の印字速度で記録紙を定着搬送する制御が可能となる。

（実施例２）
図3は実施例2の加熱装置の概略を説明する図であり、(a)は断面概略図、(b)は正面概略図である。図4は実施例2における紙幅センサおよび第二の温度検出素子の位置関係を示す図である。画像形成装置の基本構成は実施例1と同じであるため全体構成に関する説明はここでは省略する。

本実施例の特徴とするところは、画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域外308(非通紙部)の搬送方向上の任意の箇所に、画像形成装置に供給される記録紙300の幅を検知する紙幅センサ310をひとつ以上配置し、第二の温度検出素子306を紙幅センサ310を配置していない他方の非通紙部309にフィルムに内接摺動するように配置することを特徴とする。この際、ヒータの温調制御はヒータ301の裏面に配置した第一の温度検出素子305によって行なう。

上記系の画像形成装置において、はがきや封筒などの幅の狭い記録紙が供給された際には、紙幅センサ310により幅小紙が通紙されたと検知し、幅小紙の定着制御用に設定した所定の温調温度およびスループットで画像形成を行なう。その際、非通紙部における上限温度を設定した所定の設定温度と、第二の温度検出素子による検出結果を逐次CPUにて比較し、第二の温度検出素子による検出結果が所定の温度を超えた場合には、温調温度およびスループットを所定の設定値から変更し、非通紙部の温度上昇を抑制する制御を行なう。非通紙部の温度上昇を抑制する制御とは、第二の温度検出素子による検出結果が所定の温度を超えた場合に、温調温度を下げる、スループットを下げる、もしくはヒータへの通電を停止し画像形成を中断する制御を行なうものである。

以上に示す構成とすることで、ひとつの温度検出素子を使用するだけで非通紙部昇温を抑制することができるため、より安価な構成で非通紙部昇温による加熱装置の劣化および破壊に至ることを未然に防止することが可能となり、様々なサイズの記録紙において、最大の印字速度で記録紙を定着搬送する制御が可能となる。

（実施例３）
図5は実施例3の加熱装置の概略を説明する図であり、(a)は断面概略図、(b)は正面概略図である。画像形成装置の基本構成は実施例1と同じであるため画像形成装置の全体構成に関する説明はここでは省略する。

本実施例において、505はヒータ501の温調制御を行なうための第一の温度検出素子であり、画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域内507に定着フィルム503に内接摺動するように配置し、定着フィルム503の温度を検知する。ヒータ501の温調制御は、第一の温度検出素子505の検知した値を基に、CPUにて所定の温調温度になるように制御を行なう。また、第二の温度検出素子506は、画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域外508(以降、非通紙部)に配置し、フィルムに内接摺動するように配置することで、非通紙部のフィルム内面温度を検出ものとする。

上記系の画像形成装置において、はがきや封筒などの幅の狭い記録紙が供給された際の非通紙部昇温を抑制する制御は実施例1と同じであるため、ここでは省略する。

本発明に係る実施例1における加熱装置の構成を示す図である。本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である本発明に係る実施例2における加熱装置の構成を示す図である。本発明に係る実施例2におけるセンサ配置位置を示す図である。本発明に係る実施例3における加熱装置の構成を示す図である。

符号の説明

100 記録紙
101 ヒータ
102 ヒータホルダ
103 定着フィルム
104 加圧ローラ
105 第一の温度検出素子
106 第二の温度検出素子
107 最小通紙部
108 非通紙部
201 画像形成装置
202 カセット
203 記録紙
204 給紙ローラ
205 トップセンサ
206 感光ドラム
207 帯電ローラ
208 露光機
209 現像ローラ
210 転写ローラ
211 CPU
212 ヒータ
213 加圧ローラ
214，215 温度検出素子
216 排紙センサ
217 紙幅センサ
300 記録紙
301 ヒータ
302 ヒータホルダ
303 定着フィルム
304 加圧ローラ
305 第一の温度検出素子
306 第二の温度検出素子
307 最小通紙部
308，309 非通紙部
310 紙幅センサ
311 加熱装置
500 記録紙
501 ヒータ
502 ヒータホルダ
503 定着フィルム
504 加圧ローラ
505 第一の温度検出素子
506 第二の温度検出素子
507 最小通紙部
508，509 非通紙部

Claims

移動する記録材上の画像を加熱するための加熱体と、前記加熱体の温度を検知する第一の温度検出素子と、前記第一の温度検出素子の温度が所定の温度となるように加熱体への通電を制御する通電制御手段と、前記加熱体に接触摺動する耐熱性の定着フィルムと、前記定着フィルムを駆動し、かつ前記定着フィルムを介して記録材を前記加熱体に密着させる加圧部材とを有することを特徴とする画像形成装置において、
前記加熱体の長手方向に第一の温度検出素子とは異なる位置に第二の温度検出素子を有し、前記第二の温度検出素子は、前記定着フィルムに内接していることを特徴とする画像形成装置。
請求項1に記載の画像形成装置において、第一の温度検出素子は画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の最小幅の記録材が通過する領域内に配置し、第二の温度検出素子は画像形成装置に供給して使用可能な最小幅の記録材が通過する領域外に配置することを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
前記第二の温度検出素子の検出温度が所定の温度よりも高い場合には、定着温度を下げる制御を行なうことを特徴とする請求項１,2に記載の画像形成装置。
前記第二の温度検出素子の検出温度が所定の温度よりも高い場合には、次の記録材との給紙間隔をあける、もしくは搬送速度を下げる制御を行なうことを特徴とする請求項1,2に記載の画像形成装置。
前記第二の温度検出素子の検出温度が所定の温度よりも高い場合には、画像形成を中止し故障状態とする制御を行なうことを特徴とする請求項1,2に記載の画像形成装置。
前記第二の温度検出素子の検出温度が所定の温度よりも高い場合には、請求項3,請求項4,請求項5の制御を複合させて行なうことを特徴とする請求項1,2に記載の画像形成装置。