JP2010078817A - 画像形成装置における定着方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封筒などのように複数の記録用紙が重なって用いられた特定記録材印刷に際し、定着ローラに圧接する加圧ローラの圧接力を弱くしても、普通紙上のトナー画像を定着不良やオフセットを発生させることなく良好に定着し、耐久性向上を実現した、画像形成装置における定着方法及び装置を提供することが課題である。
【解決手段】定着ローラの非通紙域に温度検知装置を設置し、連続通紙時に、普通紙に対応した圧接力の強い圧接状態１と、封筒状記録用紙に対応した圧接力の弱い圧接状態２のそれぞれにおける、通紙毎の前記温度検知装置が示す温度と、前記定着ローラ通紙域の温度との関係に基づいて定着ローラ温度を制御し、前記圧接状態２の状態で普通紙通紙を許容した。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における定着方法及び装置に係り、特に、定着ローラと加圧ローラとを有して非通紙域に設置した温度検知装置からの信号で温度制御を行い、封筒状の複数枚の用紙が重ね合わされた記録材からなる用紙で構成された特定記録材に皺などを生ぜずに定着できるようにすると共に、そのままの状態で普通紙にも定着できるようにした、画像形成装置における定着方法及び装置に関するものである。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における定着装置には、ヒータを組み込んだ定着ローラに加圧ローラを圧接させ、形成されたニップ部に、電子写真方式で形成されたトナー像を転写した記録用紙を通紙させてトナー像を溶融し、定着させる構成のものがある。

また、こういった画像形成装置の定着装置においては、画像形成装置のパーソナル化に伴う低価格化の要求に応えるため、例えば温度制御のための温度検知装置１６を図５に示したように、定着ローラ１０の通紙域ではなく、非通紙域に接触させて設置することもおこなわれている。この図６において６０は例えばＡ４などの普通紙の通紙領域、６２は封筒などの小サイズの記録用紙の通紙領域、６４は、定着ローラ１０の最大通紙領域を示している。なお、この図５に示したＡ４通紙領域６０、小サイズ記録用紙の通紙領域６２は、単に領域を示すために描いた領域で、実際の記録用紙の縦横比は表していない。

このように温度検知装置１６を非通紙域に接触させて設置するのは、温度検知装置１６を定着ローラ１０の６４で示した通紙域に接触させて設けると、定着ローラ１０に傷を付けて画像品質を落としてしまうことがあり、逆に非接触とすると、保持具などが必要となって高価となるから、非通紙域に定着ローラ１０に接触させて設けるようにしたものである。

また、定着装置のウォームアップ時間の削減と小型化のため、加圧ローラの定着ローラへの圧接力を高く設定する傾向があるが、例えば封筒のように記録材が２枚以上重なっている、あるいは積層されているような特定記録用紙を定着する場合、ヒータを組み込んだ定着ローラへの加圧ローラによる圧接力を普通紙と同じにすると、定着ローラと加圧ローラの線速の違いで一方の記録材がズレ、皺ができて定着不良が発生する場合がある。

そのため例えば特許文献１には、定着ローラに圧接する加圧ローラの圧接荷重を、普通紙定着の場合には強い第１荷重とし、封筒のような特定記録材定着の場合には弱い第２荷重に切換えると同時に、定着性能の劣化を防止するため定着速度を減速し、定着温度を低下させて、定着条件を常に一定に保つようにした定着装置が示されている。

特開平５−１１９６６４号公報

しかしながらこの特許文献１に示された定着装置では、温度検知手段の設置場所が示されていないが前記したように非通紙域に設置した場合、連続通紙を行なった際に定着ローラ中央部は記録用紙に熱が奪われて温度が低下するのに対し、温度検知手段の設置された非通紙域ではそういった温度低下がないから、温度検知手段の検知温度で定着を行うと適切な温度制御ができずに定着不良やオフセットが発生する場合がある。また、圧接荷重の切り換えを自動で行なうか手動で行うかは示されていないが、自動で行うと圧接荷重の切り換え機構が複雑になり、コストが高くなるばかりでなく、故障の確立が高くなる。

また逆に圧接荷重の切り換えを手動で行なうようにすると、例えば画像形成装置がネットワーク接続されてパソコンの使用者とは離れた場所に設置されている場合、封筒印刷のために画像形成装置まで足を運んで圧接荷重の切り換えを行うことは仕方ないとしても、それ以外の人は、例え印字スピードが遅くてもプリントアウトを取りに行ったときに圧接荷重を普通紙モードに戻したい、といった要望もある。

そのため本発明においては、前記特許文献１のように定着ローラに圧接する加圧ローラの圧接力を、普通紙定着の場合には強い圧接状態１とし、封筒のような特定記録材定着の場合には弱い圧接状態２に切換えると共に、定着速度の減速と定着温度の低下を行わせるようにした定着装置において、封筒などの特定記録材印刷に際して圧接状態２に切換えた状態でも、普通紙上に転写されたトナー画像を定着不良やオフセットを発生させることなく良好に定着し、耐久性向上を実現した、画像形成装置における定着方法及び装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置における定着方法は、
ヒータが組み込まれた定着ローラに加圧ローラを圧接させ、該圧接力を、普通紙に対応した圧接状態１と、封筒状の記録用紙に対応して圧接力を圧接状態１よりも小さくした圧接状態２とに切換え可能として、前記圧接状態２の状態で前記定着ローラと加圧ローラのニップ部に通紙させる記録用紙線速を、前記圧接状態１の場合より遅くなるよう制御し、前記ニップ部に電子写真方式で形成したトナー像を転写した記録用紙を通紙させて定着させる画像形成装置における定着方法において、
前記定着ローラの非通紙域に温度検知装置を設置し、連続通紙時に、前記圧接状態１と圧接状態２のそれぞれにおける通紙毎の前記温度検知装置が示す温度と、前記定着ローラ通紙域の温度との関係に基づいて定着ローラ温度を制御し、前記圧接状態２の状態で普通紙通紙を許容したことを特徴とする。

また、この定着方法を実施する定着装置は、
ヒータを組み込んだ定着ローラと、該定着ローラへ圧接された加圧ローラと、該加圧ローラの前記定着ローラへの圧接力を、普通紙に対応した圧接状態１と、封筒状の記録用紙に対応して圧接力を圧接状態１よりも小さくした圧接状態２とに切換える圧接力切り替え装置と、該圧接力切り替え装置でいずれの圧接力が加えられているかを検知する圧接力切換え状態検出装置と、前記加圧ローラと定着ローラとで形成されたニップ部に通紙する記録用紙の線速を前記圧接状態１の場合より遅く、前記定着ローラ表面温度を制御する制御装置とを有し、電子写真方式で形成されて記録用紙上に転写されたトナー像を溶融、定着させる画像形成装置における定着装置において、
前記定着ローラの非通紙域に設置した温度検知装置と、連続通紙時に前記圧接状態１と圧接状態２のそれぞれにおける通紙毎の前記温度検知装置が示す温度、及び前記定着ローラ通紙域の通紙毎の表面温度、との関係に基づいた前記定着ローラ温度を制御するデータを記憶した記憶装置とを有し、
前記制御装置は、前記圧接力切換え状態検出装置からの圧接状態２である信号を受けた状態で、前記記憶装置に記憶されている前記定着ローラ温度制御データに従い、普通紙通紙を許容する制御を行うよう構成されていることを特徴とする。

特許文献１と同様、本発明においても普通紙は圧接力の大きい圧接状態１で、封筒は圧接状態１より小さい圧接力の圧接状態２とする。この場合、圧接状態１では定着ローラと加圧ローラのニップが大きく、伝熱面積が大きいと共に線速が早いため、連続定着に際して記録用紙に奪われる熱量が多くなって温度低下が早くて大きくなる。しかし封筒状の記録用紙を定着する圧接状態２では、ニップが小さくなって伝熱面積も小さくなり、かつ、線速も遅いために記録用紙に奪われる熱量は少なく、温度低下も遅くて小さい。従って連続通紙時にこういったことを考慮し、温度検知装置の温度と定着ローラ通紙域の温度との関係に基づいて定着ローラ温度を制御して圧接状態２の状態で普通紙通紙を許容したことで、封筒状の記録用紙を確実に定着させると共に、普通紙でも定着不良やオフセットを発生させることなく良好な定着性を維持し、圧接力を切り換えた場合でも、頻繁な定着温度切換を抑制して耐久性向上を実現した、画像形成装置における定着方法及び装置とすることができる。

そして、前記圧接状態２で前記加圧ローラを定着ローラに圧接した状態の連続通紙時、通紙毎に前記定着ローラ温度を段階的に上昇させ、上昇させる温度幅、及び前記ヒータの最終温度までの通紙枚数を、それぞれ前記圧接状態１の場合より小さく設定して定着させ、そのため、前記記憶装置に記憶されている、前記加圧ローラが圧接状態２で定着ローラに圧接されている状態での定着ローラ温度制御データは、連続通紙における通紙毎に定着ローラ温度を段階的に上昇させ、該上昇温度幅と前記ヒータの最終温度までの通紙枚数を、それぞれ前記圧接状態１の場合より小さな値として記憶していることで、定着状態を常に一定に保つことができ、定着不良やオフセットを発生させることなく、ほぼ同じ光沢を維持しながら画調の優れた定着画像を得ることができる。

また、前記通紙毎に段階的に上昇させる定着ローラ温度の温度幅を、同じ温度幅、もしくは枚数と共に小さくなる温度幅とし、そのため、前記記憶装置は、前記通紙毎に段階的に上昇させる定着ローラ温度の温度幅を、同じ温度幅、もしくは枚数と共に小さくなる温度幅として記憶していることで、定着ローラ中央部の通紙域の温度上昇を安定して一定に保つことができ、定着不良やオフセットを発生させることなく、ほぼ同じ光沢を維持しながら画調の優れた定着画像を得ることができる。

また、前記加圧ローラの定着ローラへの圧接力の切換えを、手動で切換え、そのため、前記圧接力切り替え装置は、加圧ローラの定着ローラへの圧接力の切換えを手動で切換えるよう構成されていることで、自動で切換える場合に比較し、圧接荷重の切換え機構が簡単でコストがかからず、故障の確立も小さな切替え装置とすることができる。

以上記載のごとく本発明になる画像形成装置における定着方法及び装置は、封筒状の特定記録材からなる記録用紙の印刷に際して圧接状態２に切換えた状態でも、普通紙に転写されたトナー画像を定着不良やオフセットを発生させることなく良好に定着することができ、使い勝手をよくなると共に、圧接力を切り換えた場合でも、頻繁な定着温度切換を抑制して耐久性向上を実現した、画像形成装置における定着方法及び装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明になる定着方法を実施する定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。この図１を用い、画像形成の工程を簡単に説明すると、まず、感光体３０上に電子写真方式で静電潜像を形成し、図示していない現像装置で現像してトナー画像を形成する。そのトナー画像は、転写ローラ３２がある転写位置にレジストローラ対３４で送られてくる記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ）に転写され、さらに転写されたトナー画像は、ヒータ（熱源）１４を内蔵して非通紙域に温度検知装置１６が設けられた定着ローラ１０と、その定着ローラ１０に圧接されている加圧ローラ１２とで形成されるニップ部で溶融され、定着されて、図示していない排紙トレイに排紙される。

定着ローラ１０の温度は、図６で説明したのと同様、非通紙域に設置されたサーミスタなどの温度検知装置１６で検出され、その温度に基づいてヒータ温度制御回路２０が制御する。また、加圧ローラ１２の定着ローラ１０への圧接は、後記図３、図４、図５で説明する機構で行われる。

この図１に示した定着装置の定着ローラ１０は、例えば肉厚１．０ｍｍのアルミニウム等の芯金外周に肉厚０．３ｍｍのシリコンゴム等の弾性層を、更にその弾性層の表面にＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の離型層を設け、芯金の内部に熱源としてのヒータ１４を配して外径２６ｍｍに構成されている。加圧ローラ１２は、例えば直径１４ｍｍ程度のアルミニウムや鉄等の芯金の外周に、肉厚５．５ｍｍ程度のシリコンゴム等の弾性層を、更に弾性層の表面にＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の離型層を設けて外径２５ｍｍに構成されている。

なお、この図１における定着ローラ１０に圧接される加圧ローラ１２の圧接力は、前記したように後記する図３、図４、図５に示した機構により、普通紙の定着に対応した圧接状態１と、封筒状の複数の記録材が用いられて構成された用紙に対応した圧接状態２とに切換え可能となっているが、現在どちらの圧接力であるかは、図１に１８で示し、後記図４で説明する圧接力切換え状態検出装置で検出される。また、２０はヒータ１４の温度を制御するヒータ温度制御回路、２２はモータや駆動力伝達機構などを含み、定着ローラ１０と加圧ローラ１２とを回転駆動する駆動機構、２４は画像形成装置全体を制御する制御回路、２６は加圧ローラ１２の軸である。

本発明になる定着方法を実施する定着装置は、図５に定着装置の全体構成概略を示したように、定着ローラ１０に加圧ローラ１２が圧接され、その圧接力を前記したように圧接状態１と圧接状態２に切換えるため、図上、左右に移動可能に設けられた圧解除レバー４０、その圧解除レバー４０の位置によって規定される圧接力を加圧ローラ１２に加えるため、加圧レバー４２が設けられている。そしてこの加圧レバー４２の動作により、ガイド４４、プレート４８、加圧プレート５０などが後記図３で説明するように動き、加圧ローラ１２に定着ローラ１０方向への圧接力が加えられる。

図３はこの図５の図上、左側の圧接力切り替え装置部分を拡大し、斜め後ろ方向から見た斜視図であり、（Ａ）は定着ローラに対する加圧ローラの圧接力が、普通紙に対応した強い圧接力の圧接状態１の場合、（Ｂ）は封筒状の記録用紙に対応した、圧接状態１より弱い圧接状態２の場合である。

前記したようにこの図３において４２は加圧レバーであり、この加圧レバー４２は、画像形成装置筐体に立設された部材５６に両側を保持された加圧レバー軸５４に取り付けられている。そして図示していない本体カバーが閉められる際、この加圧レバー４２が図上、上方へ押し上げられて加圧レバー軸５４が矢印５５方向に回転する。するとこの加圧レバー４２に取り付けられているガイド４４が下方へ押し下げられ、ガイド４４が突き通っているスプリング４６によってプレート４８、そしてプレート４８に設けられた孔４９に一端が係止された加圧プレート５０が同じように押し下げられる。

押し下げられた加圧プレート５０には、加圧ローラ１２の軸２６が挿通されたベアリング５２が嵌め込まれており、この加圧プレート５０が押し下げられることで加圧ローラ１２が定着ローラ１０へ圧接される。この時、普通紙に対応した強い圧接力の圧接状態１の場合を示した図３（Ａ）においては、圧解除レバー４０が左側に位置しているため、圧解除レバー４０の厚みの薄い部分がプレート４８の下に位置する。そのため、プレート４８の降下量は図に矢印５８で示した量になり、その分の圧接力（強い圧接力）で加圧ローラ１２が定着ローラ１０へ圧接される。

この状態から図示していない本体カバーを開けると、加圧レバー４２が下方へ押し下げられることで加圧レバー軸５４が矢印５５と逆方向に回転し、加圧レバー４２に取り付けられているガイド４４が上方へ押し上げられ、ガイド４４が突き通しているスプリング４６、プレート４８、そして加圧プレート５０が同じく押し上げられる。加圧プレート５０が押し上げられると、回転運動によって加圧ローラ１２の定着ローラ１への加圧が解除される。この時、プレート４８の下面の高さは圧解除レバー４０の最大厚み部分の上面よりも高くなり、圧解除レバー４０が左右方向に自由に移動することができるようになっている。

そのため、封筒状の記録用紙に対応した、弱い圧接力による圧接状態２の場合を示した図３（Ｂ）においては、圧解除レバー４０を右側に移動させることで、圧解除レバー４０の厚みの厚い部分がプレート４８の下に位置する。そのため、図示していない本体カバーを閉めて前記したように加圧ローラ１２を定着ローラ１０へ圧接させる時、プレート４８の降下量は図３（Ａ）に矢印５８で示した量に比較して少なくなり、その分、加圧ローラ１２の定着ローラ１０への圧接力が弱くなる。すなわち、圧解除レバー４０の移動により、プレート４８の移動距離が変わり、スプリング４６のストロークが変化するわけである。

なお、圧接力切り替え装置により、現在、圧接状態１と圧接状態２のどちらの状態で加圧ローラ１２が定着ローラ１０に圧接されているか、は、図４に示した圧接力切換え状態検出装置１８で検出される。この図４において１８は、光センサなどで構成されて前記図１に１８で示した圧接力切換え状態検出装置、４０は図１、図３に４０で示した圧解除レバー、４４はガイド、４８はプレート、５０は加圧プレートである。

このうち１８で示した圧接力切換え状態検出装置は、光センサなどで構成されて図４（Ａ）に示すように、圧解除レバー４０が左側にあるとき、即ち圧接状態２においてはこの圧解除レバー４０によって光が遮られ、図４（Ｂ）に示すように、圧解除レバー４０が右側にあるとき、即ち圧接状態１においては光がこの圧解除レバー４０によって遮られないから、それぞれの状態を信号として出力する。そのため、この圧接力切換え状態検出装置１８の出力信号を見れば現在、圧接状態１と圧接状態２のどちらの状態で加圧ローラ１２が定着ローラ１０に圧接されているか、がわかる。

以上が本発明になる画像形成装置における定着装置の圧接力調節機構であるが、本発明においては、このようにして加圧ローラ１２の定着ローラ１０への圧接力を調節するだけでなく、連続して画像形成を行う場合は、図２のグラフに示したように定着ローラ１０の表面温度を制御する。そのため、以下、図１と図２を用い、本発明になる画像形成装置における定着方法について説明する。

まず図２のグラフについて説明すると、この図２のグラフは横軸が時間（単位：ｓ）、縦軸が定着ローラ１０に接触して設けられた温度センサ１６が示す温度（単位：℃）であり、圧接状態１として示した実線は、普通紙に対応した加圧ローラ１２の定着ローラ１０に対する圧接力の場合で、この場合は前記したように強い圧接力で用紙の線速も早く、定着ローラ１０の温度も高速な用紙線速に対して充分な熱で定着が行われるよう、高温に制御される。

それに対して圧接状態２として示した破線は、封筒状の記録用紙に対応した加圧ローラ１２の定着ローラ１０に対する圧接力の場合で、この場合は前記したように圧接状態１よりは弱い圧接力で用紙の線速も遅く、定着ローラ１０の温度も低速な用紙線速に対応させ、低温に制御される。

この定着ローラ１０の表面温度の制御は、前記図１に２０で示したヒータ温度制御回路で行われる。この制御ではまず、連続画像形成時（連続定着）の定着枚数と温度センサ１６の示す温度、及び、前記図６に６４で示した普通紙の通紙域の定着ローラ１０の実際の温度、６２で示した封筒などの通紙域の定着ローラ１０の実際の温度などとの関係をそれぞれ求める。そして連続定着時に、定着ローラ１０の表面温度がそれぞれの用紙通紙毎にどれだけ低下し、その低下量を補償するのに温度センサ１６の示す温度をどの程度高めればよいかを調べ、それをヒータ温度制御回路２０の図示していない記憶装置に温度制御データとして記憶しておく。

そして圧接状態１で例えば９０ｇ／ｍ^２の用紙（普通紙）を連続通紙する場合、図１の制御回路２４は圧接力切換え状態検出装置１８からの圧接状態１の信号を受け、駆動機構２２を駆動して定着ローラ１０、加圧ローラ１２の回転速度を接御して用紙線速を例えば１７０ｍｍ／ｓとする。また、画像形成待機状態では、ヒータ温度制御回路２０に指示し、定着ローラ１０の非通紙域に接触させた温度センサ１６の検知温度が１５０℃となるように制御させ、１枚目の定着に際しては、温度センサ１６の検知温度が例えば１５８℃となるように制御させる。

そして制御回路２４が、送られてきた画像形成データから連続通紙であることを検知した場合はそれをヒータ温度制御回路２０に通知し、ヒータ温度制御回路２０は２枚目以降の定着に際し、ヒータ温度制御回路２０の図示していない記憶装置に記憶されている圧接状態１に対応した温度制御データを読み出し、１枚定着する毎に図２に示したように温度センサ１６の検知温度が例えば５℃ずつ上昇するように制御し、５枚目以降は１７８℃の一定温度とする。すなわち圧接状態１では段階的に上昇させていく制御温度を５℃とし、最終的な定着ローラ１０の表面温度を１７８℃、最終的な定着ローラ１０の表面温度に到達するまでの枚数を５枚とし、１枚目の温度と５枚目の温度差を約２０℃とするわけである。

しかしながらこの圧接状態１では、前記したように封筒などの複数の記録材で構成された用紙を通紙すると、封筒状の記録用紙にしわが発生するため、圧接状態1よりも圧接力が低い図２に破線で示した圧接状態２で定着を行う。この場合、本発明においては図２に示したような制御を行い、圧接状態２の状態で普通紙の通紙を許容する。そのため、例えば以上説明してきた圧接状態１と同様、制御回路２４が圧接力切換え状態検出装置１８からの圧接状態２の信号を受け、例えば９０ｇ／ｍ^２の用紙（前記圧接状態１の場合と同じ普通紙）を連続通紙する場合、封筒に対応させて用紙線速を例えば１２０ｍｍ／ｓとする。また、画像形成待機状態では、ヒータ温度制御回路２０に指示し、定着ローラ１０の非通紙域に接触させた温度センサ１６の検知温度が１４４℃となるように制御させ、１枚目の定着に際しては、温度センサ１６の検知温度を低い線速に対応させ、例えば１５２℃とする。すなわち、前記圧接状態１の場合と比較し、加圧ローラ１２の定着ローラ１０への圧接力を小さくすると共に、用紙の線速を小さく、定着温度を低くなるように制御させるわけである。

そして制御回路２４が、送られてきた画像形成データから連続通紙であることを検知した場合はそれをヒータ温度制御回路２０に通知し、ヒータ温度制御回路２０は２枚目以降の定着に際し、ヒータ温度制御回路２０の図示していない記憶装置に記憶されている圧接状態２に対応した温度制御データを読み出す。そして、１枚定着する毎に図２に破線で示したように温度センサ１６の検知温度が例えば２℃ずつ上昇するように温度制御し、３枚目以降は１５６℃の一定温度とする。すなわち、圧接状態２では段階的に上昇させていく制御温度を２℃とし、最終的な定着ローラ１０の表面温度を１５６℃、最終的な定着ローラ１０の表面温度に到達するまでの枚数を３枚とし、１枚目の温度と３枚目の温度差を４℃として、１枚毎に上昇させる温度幅、最終的な定着ローラ１０の表面温度に到達するまでの枚数、１枚目の温度と３枚目の温度差のいずれも、圧接状態１よりも値を小さくするわけである。

これは、現在、封筒を連続印刷する場合も同様であり、制御回路２４は送られてきた画像形成データから封筒の連続通紙であることを検知した場合、それをヒータ温度制御回路２０に通知し、ヒータ温度制御回路２０は２枚目以降の定着に際し、ヒータ温度制御回路２０の図示していない記憶装置に記憶されている圧接状態２における封筒定着に対応した温度制御データを読み出す。そして、１枚定着する毎に図２に破線で示した温度センサ１６の検知温度を普通紙の場合より温度幅を大きく上昇するように温度制御し、例えば３枚目以降は一定温度とする。すなわち、最終的な定着ローラ１０の表面温度に到達するまでの枚数は３枚と同じにするが、１枚目の温度と３枚目の温度差を普通紙の場合より大きくし、１枚毎に上昇させる温度幅も大きくするが、それぞれの値は圧接状態１よりも小さくするわけである。

なお、制御温度は通常、圧接状態１より線速を遅くした分低くするわけであるが、この温度は常に低いわけではなく、例えば用紙線速を圧接状態１の１７０ｍｍ／ｓよりは遅いが、前記した圧接状態２の１２０ｍｍ／ｓよりは早くした場合、定着ローラ１０と加圧ローラ１２のニップ幅が狭いことで奪われる熱量が小さくなるが、同時に記録用紙に与えられる熱量も小さくなるから、場合によっては１枚目の定着の際の温度、最終的な定着ローラ１０の表面温度を圧接状態１の場合より高くせねばならない場合もある。しかし、奪われる熱量は小さいから、圧接状態２では、１枚目の温度と最終的な定着ローラ１０の表面温度の温度差を圧接状態１の場合より小さくし、かつ、段階的に上げる温度幅を狭く、最終温度に到達する枚数も少なくするわけである。

このように本発明においては、前記した特許文献１と同様、普通紙は圧接力の大きい圧接状態１で、封筒は圧接状態１より小さい圧接力の圧接状態２とし、例えば用紙線速を圧接状態１に対して遅く、定着ローラ１０の表面温度も低くするが、温度センサ１６の検知した非通紙域の定着ローラ１０の表面温度と、通紙域の温度との関係に基づいて定着ローラ１０の温度を制御することで、圧接状態２の状態でも普通紙を正常に定着できるから、封筒などの複数枚の記録材を用いた用紙を確実に定着させると共に、普通紙でも定着不良やオフセットを発生させることなく良好な定着性を維持することができ、圧接力を切り換えた場合でも、頻繁な定着温度切換を抑制して耐久性向上を実現した、画像形成装置における定着方法及び装置とすることができる。

また、以上の説明では、通紙１枚毎に上昇させる制御温度を同じ温度として説明してきたが、例えば圧接状態１の時であれば１枚目から２枚目へ移るときの温度上昇幅を例えば１０℃とし、２枚目から３枚目へ移るときは６℃、３枚目から４枚目へ移るときは３℃、４枚目から５枚目に移るときは１℃という具合に、枚数と共に小さくなるように制御しても良い。このように通紙１枚毎に上昇させる制御温度を最適化すれば、通紙域の温度をより精度良く制御することが可能となる。

本発明によれば、封筒などの複数枚の記録材を用いた用紙を確実に定着させると共に、そのままの状態で普通紙も定着不良やオフセットを発生させることなく、良好な定着性を維持することができ、頻繁な定着温度切換を抑制して使い勝手の良い画像形成装置を提供することができる。

本発明になる定着方法を実施する定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。 本発明になる定着方法により、連続画像形成時の定着ローラの温度制御方法を説明するためのグラフである。 定着装置の全体構成概略を示した図６の左側の圧接力切り替え装置部分を拡大し、斜め後ろ方向から見た斜視図であり、（Ａ）は普通紙に対応した強い圧接力の圧接状態１の場合、（Ｂ）は封筒を含む複数枚の記録材を用いた用紙に対応した、圧接状態１より弱い圧接力の圧接状態２の場合である。 圧接状態１と圧接状態２のどちらの状態であるか、を検出する圧接力切換え状態検出装置の説明図である。 本発明になる定着方法を実施する定着装置の全体構成概略図である。 定着ローラの通紙域と、非通紙域に設置した温度検出装置の関係を説明するための図である。

符号の説明

１０ 定着ローラ
１２ 加圧ローラ
１４ ヒータ
１６ 温度センサ
１８ 圧接力切換え状態検出装置
２０ ヒータ温度制御回路
２２ 駆動機構
２４ 制御回路
２６ 加圧ローラ軸
３０ 感光体ドラム
３２ 転写装置
３４ レジストローラ
４０ 圧解除レバー
４２ 加圧レバー
４４ ガイド
４６ スプリング
４８ プレート
４９ 孔
５０ 加圧プレート
５２ ベアリング
５４ 加圧レバー軸
５５ 回転方向矢印
５６ 筐体立設部材
５８ プレートの降下量

Claims (8)

1. ヒータが組み込まれた定着ローラに加圧ローラを圧接させ、該圧接力を、普通紙に対応した圧接状態１と、封筒状の記録用紙に対応して圧接力を圧接状態１よりも小さくした圧接状態２とに切換え可能として、前記圧接状態２の状態で前記定着ローラと加圧ローラのニップ部に通紙させる記録用紙線速を、前記圧接状態１の場合より遅くなるよう制御し、前記ニップ部に電子写真方式で形成したトナー像を転写した記録用紙を通紙させて定着させる画像形成装置における定着方法において、
   前記定着ローラの非通紙域に温度検知装置を設置し、連続通紙時に、前記圧接状態１と圧接状態２のそれぞれにおける通紙毎の前記温度検知装置が示す温度と、前記定着ローラ通紙域の温度との関係に基づいて定着ローラ温度を制御し、前記圧接状態２の状態で普通紙通紙を許容したことを特徴とする画像形成装置における定着方法。
2. 前記圧接状態２で前記加圧ローラを定着ローラに圧接した状態の連続通紙時、通紙毎に前記定着ローラ温度を段階的に上昇させ、上昇させる温度幅、及び前記ヒータの最終温度までの通紙枚数を、それぞれ前記圧接状態１の場合より小さく設定して定着させることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における定着方法。
3. 前記通紙毎に段階的に上昇させる定着ローラ温度の温度幅を、同じ温度幅、もしくは枚数と共に小さくなる温度幅とすることを特徴とする請求項２に記載した画像形成装置における定着方法。
4. 前記加圧ローラの定着ローラへの圧接力の切換えを、手動で切換えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した画像形成装置における定着方法。
5. ヒータを組み込んだ定着ローラと、該定着ローラへ圧接された加圧ローラと、該加圧ローラの前記定着ローラへの圧接力を、普通紙に対応した圧接状態１と、封筒状の記録用紙に対応して圧接力を圧接状態１よりも小さくした圧接状態２とに切換える圧接力切り替え装置と、該圧接力切り替え装置でいずれの圧接力が加えられているかを検知する圧接力切換え状態検出装置と、前記加圧ローラと定着ローラとで形成されたニップ部に通紙する記録用紙の線速を前記圧接状態１の場合より遅く、前記定着ローラ表面温度を制御する制御装置とを有し、電子写真方式で形成されて記録用紙上に転写されたトナー像を溶融、定着させる画像形成装置における定着装置において、
   前記定着ローラの非通紙域に設置した温度検知装置と、連続通紙時に前記圧接状態１と圧接状態２のそれぞれにおける通紙毎の前記温度検知装置が示す温度、及び前記定着ローラ通紙域の通紙毎の表面温度、との関係に基づいた前記定着ローラ温度を制御するデータを記憶した記憶装置とを有し、
   前記制御装置は、前記圧接力切換え状態検出装置からの圧接状態２である信号を受けた状態で、前記記憶装置に記憶されている前記定着ローラ温度制御データに従い、普通紙通紙を許容する制御を行うよう構成されていることを特徴とする画像形成装置における定着装置。
6. 前記記憶装置に記憶されている、前記加圧ローラが圧接状態２で定着ローラに圧接されている状態での定着ローラ温度制御データは、連続通紙における通紙毎に定着ローラ温度を段階的に上昇させ、該上昇温度幅と前記ヒータの最終温度までの通紙枚数を、それぞれ前記圧接状態１の場合より小さな値として記憶していることを特徴とする請求項５に記載した画像形成装置における定着装置。
7. 前記記憶装置は、前記通紙毎に段階的に上昇させる定着ローラ温度の温度幅を、同じ温度幅、もしくは枚数と共に小さくなる温度幅として記憶していることを特徴とする請求項６に記載した画像形成装置における定着装置。
8. 前記圧接力切り替え装置は、加圧ローラの定着ローラへの圧接力の切換えを手動で切換えるよう構成されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載した画像形成装置における定着装置。

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