JPH08262894A - 定着装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】消費電力の低減を図ることができるとともに、
安定した定着が可能な定着装置、および画像形成装置の
提供を目的とする。 【構成】定着装置５２は、ヒータ６２を内蔵した加熱ロ
ーラ５８と、加熱ローラに所定の圧力で転接た加圧ロー
ラ６０と、を備えている。定着装置に隣接して、転写用
紙を収容した給紙カセット３０が設けられ、定着装置
は、定着装置から生じた排熱を給紙カセット内に供給し
て転写用紙を加熱する供給機構７２を有している。定着
装置に給紙される転写用紙の温度を検出する温度センサ
が設けられ、加熱ローラの加熱温度は、検出された転写
用紙の温度に応じて調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被転写材に転写され
た現像剤像を溶融定着する定着装置および定着装置を備
えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置おいては、感光
体ドラム表面に形成された静電潜像を現像剤により現像
し、現像剤像を被転写材としての転写用紙に転写する。
そして、現像剤像の転写された転写用紙は定着装置へ送
られ、ここで、現像剤像が加熱溶融されて転写用紙上に
定着される。

【０００３】一般に、定着装置は、ヒータを内蔵した加
熱ローラと、この加熱ローラに所定の圧力で転接した加
圧ローラと、を備え、転写用紙はこれら加熱ローラと加
圧ローラとの間を通して搬送される。そして、転写用紙
上の現像剤像は、加熱ローラにより加熱されて溶融する
とともに、加熱ローラおよび加圧ローラによって転写用
紙上に加圧されることにより定着される。

【０００４】上記構成の定着装置において、加熱ローラ
は、現像剤に定着に必要な熱量を付与できるように、ヒ
ータにより所定の温度に加熱されている。定着時に消費
される加熱ローラの熱量の内、定着用紙によって消費さ
れる熱量は、定着用紙上の現像剤によって消費される熱
量の約６ないし７倍と非常に大きく、現像剤に付与され
る熱量は定着用紙の温度によって大きく左右される。

【０００５】そのため、従来の定着装置において、加熱
ローラの加熱温度は、定着用紙の温度が予想される最低
温度の場合でも確実な定着が行えるように、この最低温
度に応じた比較的高い加熱温度に設定されている。そし
て、画像形成装置の動作中、加熱ローラの温度は常に上
記設定温度に維持されている。また、定着装置から放出
された熱は、ファン等を用いて画像形成装置の外部に排
出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加熱ロ
ーラの設定温度を転写用紙の最低温度に対応する比較的
高い温度に設定する場合、加熱ローラをこの設定温度ま
で加熱するのに時間が掛かり、画像形成装置のウォーミ
ングアップ時間が長くなってしまう。

【０００７】また、加熱ローラの温度は常に一定に保持
されているため、供給される転写用紙の温度が上記最低
温度よりも高い場合には、加熱ローラは過剰加熱の状態
となり、余剰熱は定着に利用されることなく装置の外部
に排出される。従って、熱損失が大きく、無駄な消費電
力を必要とする。

【０００８】一方、加熱ローラの設定温度が一定である
のに対して、転写用紙の温度は外部環境に応じて変化す
る。そのため、転写用紙の温度変化に伴って定着強度が
変化し、画像の定着ムラやオフセット等が生じてしまう
虞がある。

【０００９】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、消費電力の低減を図ることができると
ともに、安定した定着が可能な定着装置、およびこの定
着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る定着装置および画像形成装置は、加
熱ローラから生じた排熱を画像形成前の被転写材に供給
して被転写材の温度を上げることにより、加熱ローラに
必要な熱量を低減するとともに、供給される被転写材の
温度に応じて加熱ローラの温度を調整することにより、
一定の定着強度を維持することを特徴としている。

【００１１】すなわち、この発明に係る定着装置は、第
１のローラと、第１のローラに所定の圧力で転接し、第
１のローラとの間で被転写材を挟持する第２のローラ
と、上記第１のローラを加熱する加熱手段と、上記第１
および第２のローラから生じた排熱を被転写材に供給す
る供給手段と、上記第１および第２のローラ間に供給さ
れる被転写材の温度に応じて上記第１の加熱ローラの加
熱温度を調整する手段と、を備えている。

【００１２】また、この発明に係る画像形成装置は、被
転写材を収容した収容部と、被転写材上に現像剤像を形
成する画像形成手段と、上記収容部から上記画像形成手
段に被転写材を搬送する搬送手段と、上記被転写材上に
形成された現像剤像を被転写材に定着する定着装置と、
上記定着装置に送られる被転写材の温度を検出する検出
手段と、を備え、上記定着装置は、第１のローラと、上
記第１のローラに所定の圧力で転接し、第１のローラと
の間で被転写材を挟持する第２のローラと、上記第１の
ローラを加熱する加熱手段と、上記第１および第２のロ
ーラから生じた排熱を上記収容部に供給して収容部内の
被転写材を加熱する供給手段と、上記検出手段により検
出された被転写材の温度に応じて上記第１の加熱ローラ
の加熱温度を調整する手段と、を備えている。

【００１３】請求項３に係るこの発明の画像形成装置
は、収容部内の被転写材の温度を検出する第２の検出手
段を更に備え、定着装置は、上記第２の検出手段により
検出された温度が所定の温度を越えた場合に、上記供給
手段による排熱の供給を停止する停止手段を備えてい
る。

【００１４】請求項６に係るこの発明の画像形成装置
は、定着装置の第１のローラの温度を検出するローラ温
度検出手段を更に備え、定着装置は、ウォーミングアッ
プ時、上記ローラ温度検出手段により検出された温度が
所定の初期設定温度に達するまで加熱手段を作動させる
とともに、定着動作時、検出手段により検出された被転
写材の温度に応じて、上記加熱手段により上記第１の加
熱ローラの加熱温度を調整する制御手段を備えている。

【００１５】請求項７に係るこの発明の画像形成装置
は、収容部内の被転写材の温度を検出する第２の検出手
段と、定着装置の第１のローラの温度を検出するローラ
温度検出手段を更に備え、定着装置は、ウォーミングア
ップ時、上記ローラ温度検出手段により検出された温度
が所定の初期設定温度に達するまで加熱手段を作動させ
るとともに、上記第２の検出手段により検出された被転
写材の温度に応じて上記初期設定温度を変更し、定着動
作時、第１の検出手段により検出された被転写材の温度
に応じて、上記加熱手段により上記第１の加熱ローラの
加熱温度を調整する制御手段を備えている。

【００１６】

【作用】以上のように構成されたこの発明に係る定着装
置において、加熱手段により加熱された第１のローラと
第２のローラとの間に送られてきた被転写材は、第１の
ローラにより被転写材上の現像剤像と共に加熱され、現
像剤は加熱溶融して被転写材に定着される。一方、第１
および第２のローラから生じた排熱は供給手段によって
予め被転写材に供給され、被転写材を加熱する。それに
より、予め加熱されて温度の上昇した被転写材が第１お
よび第２のローラ間に送られる。

【００１７】また、加熱手段による第１のローラの加熱
温度は、調整手段により、第１および第２のローラ間に
供給される被転写材の温度に応じて現像剤像の定着に必
要な温度に調整される。

【００１８】上記のように構成された画像形成装置によ
れば、収容部に収容された被転写材は、搬送手段により
画像形成手段に搬送され、ここで、現像剤像が被転写材
上に形成された後、定着装置へ送られる。定着装置にお
いて、加熱手段により加熱された第１のローラと第２の
ローラとの間に送られてきた被転写材は、第１のローラ
により被転写材上の現像剤像と共に加熱され、現像剤は
加熱溶融して被転写材に定着される。

【００１９】一方、第１および第２のローラから生じた
排熱は供給手段によって収容部へ供給され、収容部内の
被転写材は供給された排熱によって加熱される。それに
より、予め加熱されて温度の上昇した被転写材に現像剤
像が形成され、定着装置に送られる。

【００２０】また、定着装置に送られる被転写材の温度
は検出手段によって検出され、定着装置の調整手段は、
検出された被転写材の温度に応じて加熱手段を制御し、
第１のローラの加熱温度を現像剤像の定着に必要な温度
に調整する。

【００２１】請求項３に係る画像形成装置によれば、第
２の検出手段により収容部内の被転写材の温度が検出さ
れ、定着装置の停止手段は、第２の検出手段により検出
された温度が所定の温度を越えた場合に、供給手段によ
る排熱の供給を停止し、被転写材の過度の加熱を防止す
る。

【００２２】請求項５に係る画像形成装置によれば、ウ
ォーミングアップ時、定着装置の第１のローラは加熱手
段によって加熱され、ローラ温度検出手段により検出さ
れたローラの温度が所定の初期加熱温度に達した時点で
ウォーミングアップが終了する。そして、定着動作時、
検出手段により検出された被転写材の温度に応じて、加
熱手段を作動させ第１の加熱ローラの加熱温度を変更す
る。例えば、検出された被転写材の温度が所定の温度よ
りも低い場合、第１のローラは初期設定温度よりも高い
温度に加熱される。

【００２３】請求項６に係る画像形成装置によれば、ウ
ォーミングアップ時、第１のローラは加熱手段により所
定の初期加熱温度まで加熱される。同時に、第２の検出
手段により収容部内の被転写材の温度が検出され、検出
された温度が所定の設定温度と異なる場合には、加熱手
段により第１のローラの初期加熱温度を変更する。例え
ば、被転写材の温度が設定温度よりも低い場合、第１の
ローラは加熱手段により所定の初期加熱温度よりも高い
温度まで加熱され、そにより、ウォーミングアップが終
了する。また、定着動作時において、第１のローラの加
熱温度は、定着装置に供給される被転写材の温度に応じ
て調整される。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明をカラー
プリンタに適用した実施例について詳細に説明する。図
１に示すように、カラープリンタの筐体１内には、画像
形成手段としての画像形成部１０が設けられている。画
像形成部１０は、それぞれイエロ（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）のトナ−を用
いて画像の各色成分毎に画像形成を行う４組の記録装置
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０ＢＫを備え、これらの記
録装置は後述する転写用紙の搬送路に順に並んで配置さ
れている。

【００２５】各記録装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０
ＢＫは、それぞれ同一の構成を有している。そこで、説
明を簡単化するため、シアン用の記録装置１０Ｃを代表
してその構成を詳細に説明し、他の記録装置１０Ｙ，１
０Ｍ，１０ＢＫについてはその詳細な説明を省略する。
なお、各色の記録装置について同じ構成部分には同じ参
照符号を付し、この参照符号に各色を示す添字Ｙ，Ｍ，
Ｃ，ＢＫを付して各色の記録装置を区別している。

【００２６】記録装置１０Ｃは、像担持体としての感光
体ドラム１１Ｃを有し、その周囲には、帯電装置１２
Ｃ、後述するレーザ露光ユニット１３からのレーザ光が
照射される露光部１３Ｃ、シアンの非磁性粉体一成分現
像剤からなるトナーＴＣを感光体ドラム１１Ｃに供給す
る現像装置１４Ｃ、転写器としての転写ロ−ラ１５Ｃ、
クリーニング装置１６Ｃ、除電ランプ９Ｃが、感光体ド
ラムの回転方向に沿って順に設けられている。

【００２７】帯電装置１２Ｃにより一様に帯電された感
光体ドラム１１Ｃ上には、レーザ露光ユニットからのレ
ーザ光により、シアンに対応する色成分の静電潜像が形
成され、この静電潜像は現像装置１４Ｃから供給された
トナーＴＣにより現像されて現像剤像（トナ−像）を形
成する。また、感光体ドラム１１Ｃ上の現像剤像は転写
ローラ１５Ｃによって転写用紙Ｐに転写され、その後、
感光体ドラム１１Ｃ表面はクリーニング装置１６Ｃによ
り残留トナーが除去され、更に、除電ランプ９Ｃにより
除電される。

【００２８】レーザ露光ユニット１３は、筐体１内にお
いて画像形成部１０の上方に配設されている。このレー
ザ露光ユニット１３は、各色成分毎の画像データに対向
するレーザ光を発生する図示しない４つの半導体レーザ
素子と、これらの半導体レーザ素子から出射されたレー
ザ光を記録装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ、１０ＢＫの感
光体ドラムの露光位置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂ
Ｋに向けて所定の線速度で偏向する偏向装置２０と、を
備えている。

【００２９】偏向装置２０は、各半導体レーザ素子から
のレーザ光が入射するポリゴンミラー２１と、ポリゴン
ミラーを所定の速度で回転させるポリゴンモータ２２
と、ポリゴンミラーにより反射および走査されたレーザ
光を各色成分毎に露光位置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１
３ＢＫに向けて偏向する偏向光学系２４等を有してい
る。

【００３０】偏向光学系２４は、ポリゴンミラー２１か
らのレーザ光に所定の収差特性を与えるとともに、各色
成分のレーザ光の露光位置での変動を一定の範囲内に抑
える第１ないし第３の結像レンズ２５、２６、２７と、
第３の結像レンズ２７を通過した各色成分のレーザ光を
それぞれ対応する感光体ドラムの露光位置へ向けて折り
返す多数のミラー２８と、を備えている。

【００３１】なお、レーザ露光ユニット１３には、図示
しないスキャナーで読み取られた画像の各色成分毎の画
像データ、あるいは、外部機器から送られた各色成分毎
の画像データが入力される。

【００３２】一方、筐体１内において画像形成部１０の
下方には、被転写材としての転写用紙Ｐを複数枚収容し
た給紙カセット３０が配設されている。この給紙カセッ
ト３０はこの発明における収容部として機能する。

【００３３】給紙カセット３０は、上部の開口した皿状
のカセット本体３１と、カセット本体の開口ほぼ全体を
閉塞したトップカバー３２と、を有している。給紙カセ
ット３０の用紙取出し側の端部において、給紙カセット
の底壁には多数の排気口３４が形成され、また、給紙カ
セットの他端部において、トップカバー３２には給気口
３６が形成されている。

【００３４】給紙カセット３０の底壁３１と筐体１との
間には給気ファン３８が設けられ、排気口３４と対向し
ている。この給気ファン３８により、給紙カセット３０
内の空気は排気口３４を通して吸い出され、筐体１の底
壁に形成された排気口４０を通して外部に排気される。
また、給紙カセット３０内には、給紙カセット内部の温
度、特に、収容されている転写用紙Ｐの温度を検出する
温度センサ４１が設けられている。

【００３５】給紙カセット３０内の転写用紙Ｐは、給紙
機構４２により取り出され、画像形成部１０の記録装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫを順に通して搬送さ
れる。詳細に述べると、給紙機構３８は、給紙カセット
３０から転写用紙Ｐを１枚づつ取り出すピックアップロ
ーラ４３、ピックアップローラ４３により取り出された
転写用紙Ｐを搬送する給紙ローラ対４４、この給紙ロー
ラ対４４により搬送される転写用紙Ｐ、あるいは筐体１
の側壁に形成された手差し口４５から挿入された転写用
紙の先端整位を行うとともに、タイミングを取って搬送
ベルト４６に送り込むレジストローラ対４７を備えてい
る。

【００３６】搬送ベルト４６は、駆動ローラ４６ａと従
動ローラ４６ｂとの間に架設され、画像形成部１０の下
方に張設されている。また、搬送ベルト４６は、記録装
置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１
１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫに対向し、これらの感
光体ドラムに接触した状態で走行される。記録装置１０
Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの転写ローラ１５Ｙ、１
５Ｍ、１５Ｃ、１５ＢＫは、それぞれ搬送ベルト４６を
介して感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ
に転接している。従って、レジストローラ対４７から送
られた転写用紙Ｐは、搬送ベルト４６により記録装置１
０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫを順に通って搬送され
る。この間、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１
１ＢＫ上に形成された各色のトナー像は、転写ローラ１
５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５ＢＫによって順次転写用紙
Ｐに多重転写される。

【００３７】転写用紙Ｐの搬送方向に関して搬送ベルト
４６の上流側端部で、レジズトローラ対４７の下流側に
は、転写用紙Ｐの温度を検出する温度センサ５０が設け
られている。温度センサ５０および前述した温度センサ
４１は、この発明における第１および第２の検出手段を
それぞれ構成している。

【００３８】また、搬送ベルト４６による転写用紙Ｐの
搬送方向下流側には、定着装置５２、排紙ローラ対５
４、および排紙口５５が順に設けられている。画像形成
部１０によってトナー像の形成された転写用紙Ｐは定着
装置５２へ送られ、ここでトナー像の定着が行なわれた
後、排紙口５５を通して排紙トレイ５６上に排紙され
る。

【００３９】図２に示すように、定着装置５２は、第１
のローラとして機能する加熱ローラ５８と、この加熱ロ
ーラに所定の圧力で転接した第２のローラとしての加圧
ローラ６０と、を備えている。加熱ローラ５８は、直径
３０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍに形成され、加熱手段として
機能する赤外線ヒータ６２が内蔵されている。また、加
圧ローラ６０は、直径３０ｍｍに形成され、この加圧ロ
ーラと加熱ローラ５８とのニップ部分５８ａの長さは
３．５ｍｍとなっている。

【００４０】加熱ローラ５８の周囲には、加熱ローラ表
面の温度を検出するローラ温度検出手段として機能する
サーミスタ６３、加熱ローラ表面に剥離剤を塗布する塗
布ローラ６４、定着後の転写用紙を加熱ローラ表面から
剥離する剥離爪６５、および定着後の加熱ローラ表面を
清掃するクリーニング部材６６がそれぞれ加熱ローラ表
面に接触した状態で設けられている。そして、加熱ロー
ラ５８、サーミスタ６３、塗布ローラ６４、剥離爪６５
およびクリーニング部材６６は、ニップ部分５８ａを除
きカバー６７によって覆われている。

【００４１】また、加圧ローラ６０の周囲は、加圧ロー
ラ表面を清掃するクリーニング部材６８が接触して設け
られている。そして、加圧ローラ６０およびクリーニン
グ部材６８は、ニップ部分５８ａを除いてカバー７０に
より覆われている。

【００４２】定着装置５２は、加熱ローラ５８および加
圧ローラ６０で生じた排熱を給紙カセット３０内へ供給
して給紙カセット内の転写用紙Ｐを加熱する供給手段と
しての供給機構７２を備えている。この給気機構７２は
カバー７０と一体に形成された給気管７４を有してい
る。給気管７４の一端はカバー７０内部に連通し、他端
は、給紙カセット３０に形成された給気口３６に隣接対
向している。給気管７４の内部には給気手段としての給
気ファン７６が配設されている。給気ファン７６は、カ
バー７０内の空気を吸引し、給気管７４および給気口３
６を通して給紙カセット３０内へ給気する。

【００４３】給気ファン７６の下流側において、給気管
７４にはリリース口７４ａが形成され、このリリース口
には開閉自在な蓋７８が設けられている。そして、後述
するソレノイド等の開閉機構によって蓋７８を開放して
リリース口７４ａを開けることにより、給気ファン７６
により吸気された空気は、給紙カセット３０へ供給され
ることなく、リリース口７４ａを介して定着装置５２の
外部へ排出され、更に、筐体１の側壁に形成された排気
口８０を通して筐体１の外部へ排出される。なお、蓋７
８、リリース口７４ａ、後述するソレノイドは、この発
明における停止手段を構成している。

【００４４】図３は定着装置５２の制御機構の構成を概
略的に示している。制御機構は、定着装置５２の加熱ロ
ーラ５８の温度制御を行なう定着制御部８２を備えてい
る。この定着制御部８２は、この発明における制御手
段、調整手段、算出手段として機能する。定着制御部８
２には、サーミスタ６３およびサイリスタ８３が接続さ
れ、サイリスタ８３にはサーモスイッチ８４およびＡＣ
電源８５を介して赤外線ヒータ６２が接続されている。

【００４５】また、定着制御部８２には、給気ファン３
８、７６をそれぞれ駆動するドライバ８６、８７、温度
センサ４１、５０、および、蓋７８を開閉するソレノイ
ド８８を駆動するドライバ９０が接続されている。

【００４６】次に以上のように構成されたカラープリン
タにおける定着装置５２の動作および温度制御について
詳細に説明する。カラープリンタの電源がオンされる
と、まず、定着制御部８２による制御の下で、定着装置
５２のウォーミングアップ動作が開始される。ウォーミ
ンウグアップ動作においては、図４に示すように、赤外
線ヒータ６２がオンされるとともに、ドライバ８６、８
７により給気ファン３８、７６が駆動される。それによ
り、赤外線ヒータ６２によって加熱ローラ５８が加熱さ
れ温度上昇する。また、加熱ローラ５８の温度上昇に伴
い、加熱ローラからの放熱により加圧ローラ６０が加熱
されるとともに、カバー６７、７０内の空気も加熱され
る。そして、カバー７０内の加熱された空気は、給気フ
ァン７６により給気管７４を介して給紙カセット３０内
へ供給され、更に、給気ファン３８により排気口３４を
通して給紙カセット３０内から吸い出され排気口３８を
通して筐体１の外部へ排出される。従って、給紙カセッ
ト３０に収容された転写用紙Ｐは、給紙カセット内を流
れる加熱された空気により、つまり、定着装置５２の排
熱により、加熱される。

【００４７】加熱ローラ５８が温度上昇する間、加熱ロ
ーラ表面の温度はサーミスタ６３によって検出され、定
着制御部８２へ入力される。定着制御部８２は、検出さ
れた加熱ローラ５８の表面温度が所定の初期加熱温度に
達した時点で、赤外線ヒータ６２の制御をオン、オフ制
御に切換え、以後、加熱ローラの表面温度を初期加熱温
度に維持する。それにより、ウォーミングアップが終了
し、カラープリンタは印字可能な状態となる。

【００４８】ここで、加熱ローラ５８の初期加熱温度
は、予め設定された転写用紙Ｐの設定温度（実施例にお
いては約５０℃）を仮定し、この設定温度に応じて決め
られている。実施例において、初期加熱温度は約１９０
℃に設定されている。また、転写用紙Ｐの設定温度は、
定着装置５２からの排熱により加熱されて温度上昇する
転写用紙Ｐの平均温度とすることが望ましい。

【００４９】一方、ウォーミングアップ終了後、カラー
プリンタに画像データが入力されて画像形成が開始され
ると、図５に示すように、給紙機構４２により給紙カセ
ット３０から転写用紙Ｐが取り出され、レジストローラ
４７を介して搬送ベルト４６へ送られる。搬送ベルト４
６へ送られた転写用紙Ｐの温度は、温度センサ５０によ
って検出され、定着制御部８２へ入力される。

【００５０】定着制御部８２は、検出された用紙温度を
前述した設定温度（約５０℃）と比較し、一致している
場合には加熱ローラ５８を初期加熱温度に維持する。ま
た、定着制御部８２は、検出された用紙温度が設定温度
と異なる場合、用紙温度に応じて加熱ローラ５８の表面
温度を変更する。

【００５１】つまり、検出された用紙温度が設定温度よ
りも低い場合、定着制御部８２は、予め実験により求め
られたデータに基づき、検出された用紙温度に対して定
着に必要な熱量を転写用紙に付与できる加熱ローラの加
熱温度を算出し、赤外線ヒータ６２をオンして加熱ロー
ラ５８を上記算出した加熱温度まで上昇させる。また、
検出された用紙温度が設定温度よりも高い場合、定着制
御部は８２は、上記と同様に、検出された用紙温度に適
した加熱ローラ５８の加熱温度を算出し、赤外線ヒータ
６２をオフして加熱ローラを算出した加熱温度まで低下
させる。

【００５２】このような加熱ローラ５８の温度制御と同
時に、転写用紙Ｐは搬送ベルト４６により画像形成部１
０を通して搬送され、画像形成部により各色のトナー像
が多重転写される。続いて、トナー像の形成された転写
用紙Ｐは搬送ベルト４６により定着装置５２へ送られ、
転写用紙Ｐの温度に対応する加熱温度に調整された加熱
ローラ５８によってトナー像が溶融定着される。

【００５３】一方、カラープリンタの動作中、給紙カセ
ット３０内の転写用紙Ｐの温度は温度センサ４１により
検出され、定着制御部８２に入力される。何等かの原因
により、給紙カセット３０内の転写用紙Ｐの温度が過度
に上昇し、所定の温度、例えば、約７０℃を越えた場
合、定着制御部８２は、図２に２点鎖線で示すように、
ソレノイド８８により給気管７４の蓋７８を開位置へ回
動させ、給気管７８のリリース口７４ａを開放する。そ
れにより、給気ファン７６によって定着装置５２から給
気される加熱空気は、リリース口７４ａを通って外部に
排気され、更に、筐体１に形成された排気口８０を通っ
て筐体１の外部に排気される。従って、給紙カセット３
０内への加熱空気の供給が停止され、上記所定温度を越
える転写用紙Ｐの加熱が防止される。

【００５４】以上のように構成されたカラープリンタに
よれば、定着装置５２に生じた排熱を利用して転写用紙
Ｐを予め所定温度に加熱し、この加熱された転写用紙Ｐ
に画像形成および定着を行なっている。そのため、転写
用紙Ｐ上に形成されたトナー像の定着時、定着装置５２
における加熱ローラ５８の加熱温度を低く設定すること
ができる。

【００５５】定着装置５２の排熱を利用して転写用紙を
加熱することにより、加熱ローラ５２の加熱温度をどの
程度下げることができるかを確認するため、図６（ａ）
および図６（ｂ）に示すシュミレーションを行なった。
図６（ａ）は、定着装置５２の排熱を利用して転写用紙
Ｐを約４５℃に加熱した場合の結果を、図６（ｂ）は、
排熱を利用せず転写用紙が約２５℃の場合の結果をそれ
ぞれ示している。これらの図から、排熱を利用する場
合、加熱ローラ５２の加熱温度を平均で約７℃下げた場
合でも、トナー像に充分な熱量を付与し必要な定着強度
を得られることが分かる。

【００５６】上記のように加熱ローラ５２の加熱温度を
低下させることが可能となるため、カラープリンタのウ
ォーミングアップ時間、つまり、定着装置５２のウォー
ミングアップ時間を従来に比較して短縮することができ
る。

【００５７】更に、本実施例によれば、定着装置に送ら
れ転写用紙Ｐの温度を検出し、検出された用紙温度に応
じて加熱ローラ５２の加熱温度を最適な値に調整してい
る。そのため、加熱ローラを過度に加熱する必要がな
く、過剰熱量の供給による熱損失を低減することができ
るとともに、上述した排熱の利用による加熱温度の低下
と相俟って消費電力の低減を図ることができる。同時
に、常に、転写用紙の温度に適した加熱温度にて定着を
行なうことができ、定着強度が安定し定着むらやオフセ
ット等の発生を防止することができる。

【００５８】また、給紙カセット３０内の転写用紙Ｐの
所定の温度まで上昇した場合には、給紙カセットへの排
熱の供給を停止して転写用紙の過剰加熱を防止すること
ができる。従って、過剰加熱された転写用紙によるロー
ラ、搬送ベルト、感光体ドラム等の損傷を予め防止する
ことができる。

【００５９】なお、この発明は上述した実施例に限定さ
れることなく、この発明の範囲内で種々変更可能であ
る。例えば、上記実施例において、ウォーミングアップ
は、加熱ローラが所定の初期加熱温度まで加熱された時
点で終了する構成としたが、図７に示すように、給紙カ
セット３０内の転写用紙の温度に応じて、ウォーミング
アップ時の初期加熱温度を変更するようにしてもよい。

【００６０】つまり、この例によれば、ウォーミングア
ップ時、加熱ローラ５８は、まず、予め設定された初期
加熱温度まで加熱される。そして、初期加熱温度に達し
た時点で、温度センサ４１により給紙カセット３０内の
転写用紙Ｐの温度を検出する。そして、検出された用紙
温度が、予め仮定された設定温度、例えば、約５０℃と
異なる場合、定着制御部８２は検出された用紙温度に適
した加熱ローラ５２の加熱温度を算出し、初期加熱温度
を算出された加熱温度に変更するとともに、赤外線ヒー
タ６２を制御することにより加熱ローラを変更された初
期加熱温度に調整する。

【００６１】続いて、定着制御部８２は、サーミスタ６
３により加熱ローラ５８の加熱温度を検出し、変更され
た初期加熱温度に達した時点で、赤外線ヒータ６２の制
御をオン、オフ制御に切り換えてウォーミングアップを
終了する。また、この発明はカラープリンタに限らず、
複写機等の他の画像形成装置にも適用できることは言う
までもない。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、定着装置に生じた排熱を利用して非転写材を予め加
熱するとともに、非転写材の温度に応じて定着装置の加
熱ローラの加熱温度を調整することにより、加熱ローラ
の加熱温度を低く設定しウォーミングアップ時間の短縮
を図ることができるとともに、消費電力の低減および安
定した定着が可能な定着装置および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】この発明の一実施例に係るカラープリンタ全体
を示す断面図。

【図２】上記カラープリンタの定着装置を拡大して示す
断面図。

【図３】上記定着装置の制御機構の構成を概略的に示す
ブロック図。

【図４】上記定着装置のウォーミングアップ動作を示す
フローチャート。

【図５】上記カラープリンタの印字動作を概略的に示す
フローチャート。

【図６】図６（ａ）は上記定着装置の排熱を利用して転
写用紙を加熱した場合における、定着時の加熱ローラの
表面温度と転写用紙の温度との関係を示すグラフ、図６
（ｂ）は上記定着装置の排熱を利用しない場合におけ
る、定着時の加熱ローラの表面温度と転写用紙の温度と
の関係を示すグラフ。

【図７】上記定着装置の他のウォーミングアップ動作を
示すフローチャート。

【符号の説明】

１…筐体、１０…画像形成部、１０Ｙ、１０Ｍ、１０
Ｃ、１０ＢＫ…記録装置、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１
１ＢＫ…感光体ドラム、３０…給紙カセット、３８、７
６…給気ファン、４２…給紙機構、４１、５０…温度セ
ンサ、５２…定着装置、５８…加熱ローラ、６０…加圧
ローラ、６２…赤外線ヒータ、６３…サーミスタ、７２
…供給機構、７４…給気管、７４ａ…リリース口、７８
…蓋、８２…定着制御部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のローラと、 上記第１のローラに所定の圧力で転接し、第１のローラ
   との間で被転写材を挟持する第２のローラと、 上記第１のローラを加熱する加熱手段と、 上記第１および第２のローラから生じた排熱を被転写材
   に供給する供給手段と、 上記第１および第２のローラ間に供給される被転写材の
   温度に応じて上記第１の加熱ローラの加熱温度を調整す
   る手段と、 を備え、上記被転写材上に形成された現像剤像を被転写
   材に定着する定着装置。
2. 【請求項２】 被転写材を収容した収容部と、 被転写材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、 上記収容部から上記画像形成手段に被転写材を搬送する
   搬送手段と、 上記被転写材上に形成された現像剤像を被転写材に定着
   する定着装置と、 上記定着装置に送られる被転写材の温度を検出する検出
   手段と、を備え、 上記定着装置は、第１のローラと、 上記第１のローラに所定の圧力で転接し、第１のローラ
   との間で被転写材を挟持する第２のローラと、 上記第１のローラを加熱する加熱手段と、 上記第１および第２のローラから生じた排熱を上記収容
   部に供給して収容部内の被転写材を加熱する供給手段
   と、 上記検出手段により検出された被転写材の温度に応じて
   上記第１の加熱ローラの加熱温度を調整する手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 被転写材を収容した収容部と、 被転写材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、 上記収容部から上記画像形成手段に被転写材を搬送する
   搬送手段と、 上記被転写材上に形成された現像剤像を被転写材に定着
   する定着装置と、 上記定着装置に送られる被転写材の温度を検出する第１
   の検出手段と、 上記収容部内の被転写材の温度を検出する第２の検出手
   段と、を備え、 上記定着装置は、第１のローラと、 上記第１のローラに所定の圧力で転接し、第１のローラ
   との間で被転写材を挟持する第２のローラと、 上記第１のローラを加熱する加熱手段と、 上記第１および第２のローラから生じた排熱を上記収容
   部に供給して収容部内の被転写材を加熱する供給手段
   と、 上記第１の検出手段により検出された被転写材の温度に
   応じて上記第１の加熱ローラの加熱温度を調整する手段
   と、 上記第２の検出手段により検出された温度が所定の温度
   を越えた場合に、上記供給手段による排熱の供給を停止
   する停止手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 被転写材を収容した収容部と、 被転写材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、 上記収容部から上記画像形成手段に被転写材を搬送する
   搬送手段と、 上記被転写材上に形成された現像剤像を被転写材に定着
   する定着装置と、 上記定着装置に送られる被転写材の温度を検出する検出
   手段と、を備え、 上記定着装置は、第１のローラと、 上記第１のローラに所定の圧力で転接し、第１のローラ
   との間で被転写材を挟持する第２のローラと、 上記第１のローラを加熱する加熱手段と、 上記第１および第２のローラから生じた排熱を上記収容
   部に供給して収容部内の被転写材を加熱する供給手段
   と、 上記検出手段により検出された被転写材の温度に応じて
   現像剤の定着に適した加熱温度を算出する算出手段を有
   し、上記第１のローラの温度が上記算出された加熱温度
   となるように上記加熱手段を制御する手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 被転写材を収容した収容部と、 被転写材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、 上記収容部から上記画像形成手段に被転写材を搬送する
   搬送手段と、 上記被転写材上に形成された現像剤像を被転写材に定着
   する定着装置と、 上記定着装置に送られる被転写材の温度を検出する検出
   手段と、を備え、 上記定着装置は、第１のローラと、 上記第１のローラに所定の圧力で転接し、第１のローラ
   との間で被転写材を挟持する第２のローラと、 上記第１および第２のローラを覆ったカバーと、 上記第１のローラを加熱する加熱手段と、 上記カバー内部に連通した一端および上記給紙カセット
   に隣接した他端を有する給気部、および上記給気部内に
   配設され、上記カバー内の空気を吸引して上記給紙カセ
   ット内へ送る給気手段を有し、上記第１および第２のロ
   ーラから生じた排熱を上記収容部に供給して収容部内の
   被転写材を加熱する供給手段と、 上記検出手段により検出された被転写材の温度に応じて
   上記第１の加熱ローラの加熱温度を調整する手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 被転写材を収容した収容部と、 被転写材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、 上記収容部から上記画像形成手段に被転写材を搬送する
   搬送手段と、 上記被転写材上に形成された現像剤像を被転写材に定着
   する定着装置と、 上記定着装置に送られる被転写材の温度を検出する検出
   手段と、を備え、 上記定着装置は、第１のローラと、 上記第１のローラに所定の圧力で転接し、第１のローラ
   との間で被転写材を挟持する第２のローラと、 上記第１のローラを加熱する加熱手段と、 上記第１のローラの温度を検出するローラ温度検出手段
   と、 上記第１および第２のローラから生じた排熱を上記収容
   部に供給して収容部内の被転写材を加熱する供給手段
   と、 ウォーミングアップ時、上記ローラ温度検出手段により
   検出された温度が所定の初期加熱温度に達するまで上記
   加熱手段を作動させるとともに、定着動作時、上記検出
   手段により検出された被転写材の温度に応じて、上記加
   熱手段により上記第１の加熱ローラの加熱温度を調整す
   る制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 被転写材を収容した収容部と、 被転写材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、 上記収容部から上記画像形成手段に被転写材を搬送する
   搬送手段と、 上記被転写材上に形成された現像剤像を被転写材に定着
   する定着装置と、 上記定着装置に送られる被転写材の温度を検出する第１
   の検出手段と、 上記収容部における被転写材の温度を検出する第２の検
   出手段と、を備え、 上記定着装置は、第１のローラと、 上記第１のローラに所定の圧力で転接し、第１のローラ
   との間で被転写材を挟持する第２のローラと、 上記第１のローラを加熱する加熱手段と、 上記第１のローラの温度を検出するローラ温度検出手段
   と、 上記第１および第２のローラから生じた排熱を上記収容
   部に供給して収容部内の被転写材を加熱する供給手段
   と、 ウォーミングアップ時、上記ローラ温度検出手段により
   検出された温度が所定の初期加熱温度温度に達するまで
   上記加熱手段を作動させるとともに、上記第２の検出手
   段により検出された被転写材の温度に応じて上記初期加
   熱温度を変更し、定着動作時、上記第１の検出手段によ
   り検出された被転写材の温度に応じて、上記加熱手段に
   より上記第１の加熱ローラの加熱温度を調整する制御手
   段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。