JPH11311914A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電源オン後の印刷待機状態から印刷開始までの
時間を短縮することができる定着装置を提供する。 【解決手段】ヒータ４４ａを内蔵する加熱ローラ４４と
定着ローラ４５とに無端状の金属ベルト４６を巻掛け、
加熱ローラ４４の熱で金属ベルト４６及び定着ローラ４
５を加熱する。定着ローラ４５及び金属ベルト４６と加
圧ローラ４７が共働してトナー像が転写された転写体を
加熱・加圧する。加熱ローラ４４の温度が温度センサ１
０１で検知され、その検知信号がコントローラ６８に入
力される。コントローラ６８は、温度センサ１０１から
の信号に基づいて加熱ローラ４４への通電を制御し、電
源オン後に加熱ローラ４４を所定温度にウォームアップ
する。そして、コントローラ６８は、電源オン後の印刷
待機時における加熱ローラ４４の温度を少なくともウォ
ームアップ完了時の温度に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、紙やプラスチッ
クシート等の転写体に画像を形成するプリンタ，複写
機，ファクシミリ等の画像形成装置に使用される定着装
置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、紙等のシート材（転写体）にカ
ラー画像を形成するプリンタは、一般に転写ドラム方
式，中間転写方式，タンデム方式及び多重現像方式の４
種の記録方式に分類される。このうち、近年の高速記録
化の要請の下、記録速度において他の方式よりも優れた
タンデム方式が多く採用されるようになっている。この
タンデム方式のプリンタは、シート材の搬送方向にブラ
ック，マゼンタ，シアン，イエローの各画像形成手段を
適宜配置し、これら各画像形成手段によって形成した各
色のトナー画像をシート材に転写した後、定着デバイス
（定着装置）で所望のカラー画像をシート材に定着させ
るようになっている。

【０００３】このようなカラープリンタにおいて、定着
装置は、加熱ローラと定着ローラとに無端状の金属ベル
トを巻掛け、加熱ローラで金属ベルト及び定着ローラを
加熱するようになっている。そして、この定着装置は、
トナー像が転写されたシート材を定着ローラ及び金属ベ
ルトと加圧ローラとの間に挟み込み、そのシート材を加
熱・加圧することにより、トナー像をシート材に定着さ
せるようになっている。

【０００４】このような定着装置は、図６のチャート図
に示すように、電源スイッチがオン状態になると、ヒー
タがオンされ、加熱ローラのウォームアップが開始され
る（Ｓ１１）。そして、加熱ローラが所定温度（Ｔ１
１）に達すると、定着ローラの駆動モータが回転させら
れ、定着ローラ及び金属ベルトが回動させられる（Ｓ１
２）。その結果、定着ローラの温度が上昇する。その
後、定着ローラが印刷可能な所定温度（Ｔ１３）まで上
昇すると（Ｓ１３）、定着ローラの温度が所定温度（Ｔ
１３）で所定時間保持され、ウォームアップが終了し、
駆動モータが停止させられる（Ｓ１４）。ここで、印刷
が行われないと、加熱ローラの余熱制御が行われ、加熱
ローラの温度が所定温度（Ｔ１４）に保持される（Ｓ１
５）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような定着装置
は、一般に、ウォームアップ終了後に印刷が行われない
と、印刷待機状態となり、ウォームアップ完了時の温度
（Ｔ１２）よりも低い温度（Ｔ１４）で加熱ローラを余
熱制御するようになっている。したがって、印刷待機時
から印刷動作に移行するまでに時間がかかり、近年の印
刷時間の短縮化の要請に充分に応えられなかった。その
ため、印刷時間を短縮化することができる定着装置の提
供が望まれていた。

【０００６】本発明は、このような要望に応えるために
案出されたものであり、印刷時間、とりわけ印刷待機時
から印刷までの時間を短縮することができる定着装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、ヒ
ータを内蔵する加熱ローラと定着ローラとに無端状の金
属ベルトを巻掛け、前記加熱ローラの熱で金属ベルト及
び定着ローラを加熱する加熱手段と、この加熱手段の定
着ローラ及び金属ベルトと共働してトナー像が転写され
た転写体を加圧する加圧手段と、前記加熱手段の温度を
検知する定着温度検知センサと、前記加熱ローラの温度
を検知する加熱ローラ温度センサと、画像形成持は前記
定着温度検知センサの検知温度に基づいて前記ヒータの
通電を画像形成可能な第１温度を維持するように制御
し、印刷待機時は加熱ローラ温度センサの検知温度に基
づいて定着ローラを第１温度よりも低い第２温度に制御
するコントローラと、を備えている。そして、前記コン
トローラが、印刷待機時における加熱ローラ温度を少な
くともウォームアップ完了時の温度に維持することを特
徴としている。

【０００８】このような構成の本発明によれば、印刷待
機時における加熱ローラの温度が少なくともウォームア
ップ完了時の温度に維持され、加熱ローラの温度が従来
例よりも高い温度に維持されているので、印刷待機時に
印刷信号が入力されると、加熱ローラの熱が金属ベルト
を介して定着ローラに伝熱され、短時間で印刷待機状態
から印刷可能な状態へ移行する。

【０００９】又、本発明の画像形成装置は、画像形成手
段で形成されたトナー像を転写体に転写する転写手段
と、この転写手段によって転写体に転写されたトナー像
を転写体に定着させる上記のような定着装置と、を備え
ている。したがって、印刷待機時から印刷までの時間を
短縮し、短時間で印刷を完了する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳述する。

【００１１】［画像形成装置］図１は、本発明の定着装
置が使用されるカラープリンタ（画像形成装置）２の概
略構成図である。

【００１２】先ず、図１に基づいてカラープリンタ２の
概略構成を説明する。カラープリンタ２は、転写体とし
てのシート材３を一枚ずつ送り出す給紙部４と、この給
紙部４から送り出されたシート材を後述する作像部５ま
で搬送する搬送部６と、この搬送部６によって搬送され
たシート材に転写すべきトナー画像を形成する作像部５
と、前記搬送部６によって搬送されたシート材を受け取
り、そのシート材を所定方向に搬送すると共に、そのシ
ート材に作像部５で形成されたトナー像を転写する転写
搬送部７と、この転写搬送部７によって搬送されたシー
ト材上のトナー像をシート材に定着させる定着部８と、
この定着部８から排出されたシート材を受け取る排紙部
１０と、前記作像部５に向けて露光用のレーザ光を照射
する光学ユニット１１と、を備えている。

【００１３】給紙部４は、第１の給紙トレイ１２上に積
載したシート材３を給紙ローラ１３とリバースローラ１
４とで一枚ずつ送り出す第１給紙部１５と、手差しトレ
イ１６上のシート材（図示せず）を給紙ローラ１７で送
り出す第２給紙部１８とからなっている。

【００１４】搬送部６は、第１給紙部１５から送り出さ
れたシート材３の移動を案内する搬送路２０と、この搬
送路２０の途中に配置された搬送ローラ２１と、この搬
送ローラ２１からシート材を受け取り、シート材の斜行
を補正して作像部５に送り込むレジストローラ対２２
と、このレジストローラ対２２よりもシート搬送方向上
流側の搬送路２０に接続される手差し搬送路２３とから
なっている。

【００１５】作像部（画像形成手段）５は、シート搬送
方向上流側から順に、ブラックのトナー（以下、ブラッ
クと略称する）を有する第１作像部２４、シアン顔料を
含むトナー（以下、シアンと略称する）を有する第２作
像部２５、マゼンタ顔料を含むトナー（以下、マゼンタ
と略称する）を有する第３作像部２６及びイエロー顔料
を含むトナー（以下、イエローと略称する）を有する第
４作像部２７とからなっている。そして、第１から第４
の各作像部２４〜２７は、円筒状の感光体ドラム２８
と、この感光体ドラム２８の外周面にトナー画像を作成
する現像デバイス３０と、感光体ドラム２８上の残留ト
ナーを除去するファーブラシ３１及びクリーニングブレ
ード３２を備えたクリーニングデバイス３３と、感光体
ドラム２８に電荷を付与して感光体ドラム２８を帯電さ
せる帯電デバイス３４とを有している。尚、この作像部
５は、その支持フレーム３５と一体で画像形成装置本体
３６から引き出すことができるようになっている。

【００１６】転写搬送部（転写手段）７は、フッ素系樹
脂材料製の無端状転写ベルト３７と、この転写ベルト３
７を巻掛ける駆動ローラ３８及びテンションローラ４０
と、各感光体ドラム２８と対向する位置にそれぞれ配置
された転写ローラ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄとを
有している。そして、これら転写ローラ４１ａ〜４１ｄ
と感光体ドラム２８とで転写ベルト３７を挟むようにな
っている。又、転写ベルト３７内周側の適当な位置にベ
ルトガイドローラ４２，４３が配置されている。尚、こ
の転写搬送部７は、感光体ドラム２８，転写ローラ４１
ａ〜４１ｄ及び転写ベルト３７の劣化防止のため、プリ
ント停止時に２点鎖線位置まで下降させると共に、テン
ションローラ４０を駆動ローラ３８側に僅かに移動させ
て、感光体ドラム２８と転写ローラ４１ａ〜４１ｄに作
用する圧力、及び転写ベルト３７に作用するテンション
を解放するようになっている。又、この転写搬送部７
は、白黒画像のみを作成する場合、他のシアン，マゼン
タ，イエローの各転写ローラ４１ｂ〜４１ｄを感光体ド
ラム２８から離間させる機構（図示せず）を備えてい
る。ここで、駆動ローラ３８は、図示しないトルクリミ
ッタを介して図示しない駆動モータに連繋されており、
所定以上のトルクが作用すると駆動モータに対してすべ
りを生じるようになっている。したがって、転写ベルト
３７は、駆動ローラ３８によって駆動力を付与されてい
るが、感光体ドラム２８の回転に従動することになる。

【００１７】定着部（定着装置）８は、ヒータを内蔵し
た加熱ローラ４４と、定着ローラ４５と、これら加熱ロ
ーラ４４と定着ローラ４５とに巻掛けられた無端状の金
属ベルト４６と、定着ローラ４５に押し付けられる加圧
ローラ４７とを有している。そして、無端状ベルト４６
の外表面に離型剤としてのシリコーンオイルを塗布する
ドナーローラ（離型剤塗布ローラ）４８と、このドナー
ローラ４８に転がり接触して離型剤を供給するオイルロ
ーラ（供給ローラ）５０と、前記ドナーローラ４８に転
がり接触してドナーローラ４８表面をクリーニングする
クリーニングローラ５１とが配置されている。

【００１８】排紙部１０は、定着部８から排出されたシ
ート材を排出路５３を介して画像形成装置本体３６上部
に導き、画像形成面を裏にして積載する排紙トレイ５４
を有している。尚、排紙カバー５２は、ジャム処理する
際には画像形成装置本体３６から引き出し、ジャム処理
しない場合には画像形成装置本体３６内に収納すること
ができるようになっている。

【００１９】光学ユニット１１は、ポリゴンスキャナミ
ラー５５と結像レンズ５６，５７及びミラー５８とを有
する露光デバイス１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが各
感光体ドラム２８に対応して配置されており、レーザー
光を光学ユニットフレーム６０に形成されたスリット６
１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄから感光体ドラム２８に
向けて照射するようになっている。

【００２０】このように構成されたカラープリンタ２
は、第１給紙部１５又は第２給紙部１８からシート材が
送り出されると、そのシート材が搬送部６によって第１
作像部２４の感光体ドラム２８と転写搬送部７の転写ベ
ルト３７との間に送り込まれる。そして、シート材は、
感光体ドラム２８と転写ローラ４１ａ〜４１ｄとの間を
転写ベルト３７で搬送される間に、ブラック，シアン，
マゼンタ，イエローの各感光体ドラム２８に形成された
トナー像が順次転写される。そして、カラー画像の転写
が終了したシート材は、転写ベルト３７によって定着部
８の定着ローラ４５と加圧ローラ４７との間に送り込ま
れ、ここで加熱・加圧されてカラートナー像が定着され
る。定着作業が終了したシート材は、排紙トレイ５４に
排出されることになる。

【００２１】［定着装置］次ぎに、図２に基づき定着装
置８について説明する。図２は、図１に示した定着装置
８を部分的に拡大した図である。

【００２２】この図２に示すように、定着部（定着装
置）８は、前記したように、ヒータ４４ａを内蔵した加
熱ローラ４４と定着ローラ４５とに無端状の金属ベルト
４６が巻掛けられ、加熱ローラ４４の温度が金属ベルト
４６及び定着ローラ４５に伝熱されるようになってい
る。そして、定着ローラ４５に対応する位置には加圧ロ
ーラ４７が配置され、この加圧ローラ４７が金属ベルト
４６及び定着ローラ４５側に押圧されている。尚、上記
加熱ローラ４４及び定着ローラ４５が上ケース７０に回
動可能に支持されており、加圧ローラ４７が下ケース７
１に回動可能に支持されている。ここで、定着ローラ４
５は、コントローラ６８で駆動制御される駆動用モータ
６９によって回動させられるようになっている。

【００２３】したがって、転写ベルト３７によって送り
出されたシート材は、定着装置８の下ケース７１のガイ
ド７２に沿って案内され、その先端が定着ローラ４５及
び金属ベルト４６と加圧ローラ４７との接触部に生じる
ニップ７３に送り込まれ、このニップ７３により加熱・
加圧されるようになっている（図１参照）。その結果、
シート材に転写されたトナー像が定着される。尚、シー
ト材は、下ケース７１のガイド７２に沿って案内されて
いる間に、加熱ローラ４４及び金属ベルト４６によって
余熱を与えられるようになっている。その結果、シート
材上に転写されたカラートナーの溶融性が高められ、カ
ラーの発色性が向上する。

【００２４】そして、無端状の金属ベルト４６の外表面
に離型剤としてのシリコーンオイルを塗布する離型剤塗
布手段としての離型剤塗布装置７４は、図２中におい
て、金属ベルト４６の上方に配置されており、定着装置
８の離型剤塗布装置受容部７５に収容されている。

【００２５】この離型剤塗布装置７４は、図３にその詳
細を示すように、塗布装置本体７６の下面７７，７７が
それぞれ上ケース７０の第１フレーム８０と第２フレー
ム８１上に載置され、上部側壁７８，７８が上ケース７
０の開口部壁面８２，８２によって位置決めされるよう
になっている。そして、塗布装置本体７６の両側端部に
は、オイルローラ５０の軸受８３とクリーニングローラ
５１の軸受８４を収容する軸支持部８５，８６が形成さ
れている。又、この塗布装置本置７６には、下方に開口
するドナーローラ軸受容部８７が形成されている。尚、
図３に示すように、軸受８３は、オイルローラ５０の回
転軸９０を回動可能に支持しており、軸受８４は、クリ
ーニングローラ５１の回転軸９１を回動可能に支持して
いる。

【００２６】ここで、塗布装置本体７６の両端面には、
図４に示す位置決めプレート９２がそれぞれ配置される
ようになっている。この位置決めプレート９２は、前記
オイルローラ５０の軸受８３に係合する軸受係合部９３
が形成されると共に、前記クリーニングローラ５１の軸
受８４に係合する軸受係合部９４が形成されている。こ
れら軸受係合部９３，９４は、共にドナーローラ４８の
中心に向かう方向へ形成された溝である。このように、
オイルローラ５０及びクリーニングローラ５１がドナー
ローラ４８の中心に向けて案内されているため、オイル
ローラ５０とドナーローラ４８の接触状態が安定し、
又、クリーニングローラ５１とドナーローラ４８の接触
状態が安定して、オイルローラ５０とクリーニングロー
ラ５１が均一にドナーローラ４８に接触する。

【００２７】そして、この位置決めプレート９２には、
軸受８３を軸受係合部９３に弾性的に係止すると共に、
軸受８４を軸受係合部９４に弾性的に係止するバネ部材
９５が配置されている。このバネ部材９５は、引っ張り
コイルバネであり、その両端部９５ａ，９５ｂがそれぞ
れ位置決めプレート９２に固定されたピン９６，９７に
係止されている。即ち、オイルローラ５０とクリーニン
グローラ５１は、位置決めプレート９２にバネ部材９５
で弾性的にロックされることになる。その結果、オイル
ローラ５０とクリーニングローラ５１は、均一の圧力で
ドナーローラ４８に接触することになる。尚、この位置
決めプレート９２には、前記塗布装置本体７６のドナー
ローラ軸受容部８７に対応する軸受容部８７ａが形成さ
れている。

【００２８】したがって、オイルローラ５０とクリーニ
ングローラ５１は、位置決めプレート９２及び塗布装置
本体７６と一体で定着装置８の上ケース７０に着脱する
ことが可能となる。そのため、オイルローラ及びクリー
ニングローラのメンテナンスが極めて容易になる。そし
て、これらオイルローラ５０及びクリーニングローラ５
１がドナーローラ４８に対して常時均一の接触圧で転接
することになる。

【００２９】この離型剤塗布装置７４は、オイルローラ
５０に収容保持されたシリコーンオイルが、このオイル
ローラ５０と転接するドナーローラ４８に供給されるよ
うになっている。このドナーローラ４８に供給されたシ
リコーンオイルは、ドナーローラ５０と転接する金属ベ
ルト４６の表面に均一に塗布される。この際、金属ベル
ト４６の表面上の紙粉等の異物がドナーローラ４８の外
表面に付着するので、ドナーローラ４８にクリーニング
ローラ５１を転接させて、このドナーローラ４８の外表
面の異物をクリーニングローラ５１で取り除くようにな
っている。

【００３０】図５は、定着装置の温度制御状態を示すチ
ャート図である。この図に示すように、本実施の形態
は、カラープリンタ２の電源スイッチがオンされると、
コントローラ６８が加熱ローラ４４のヒータ４４ａを点
灯させ、ウォームアップを開始する（Ｓ１）。加熱ロー
ラ４４が所定温度（Ｔ１）まで達すると、その温度を温
度センサ１０１で検知し、その検知信号に基づいてコン
トローラ６８が駆動モータ６９を回転させる（Ｓ２）。

【００３１】そして、駆動モータ６９によって定着ロー
ラ４５が回動させられ、その定着ローラ４５によって金
属ベルト４６が回動させられる。その結果、加熱ローラ
４４の熱が金属ベルト４６を介して定着ローラ４５に伝
熱され、定着ローラ４５の温度が上昇する。定着ローラ
４５の温度が所定温度（Ｔ３）に達したことが温度セン
サ１０２によって検知されると、その検知信号がコント
ローラ６８に出力され、コントローラ６８が定着ローラ
４５の温度が一定となるようにヒータ４４ａをオン・オ
フ制御する（Ｓ３）。定着ローラ４５が所定温度に所定
時間保持されると、ウォームアップが終了し、コントロ
ーラ６８が駆動モータ６９の作動を停止させる（Ｓ
４）。これによって、プリント可能状態に移る。

【００３２】プリント動作が行われない場合、コントロ
ーラ６８が加熱ローラ４４のヒータ４４ａをオン・オフ
制御し、加熱ローラ４４の余熱制御を開始する（Ｓ
５）。この余熱制御は、少なくともウォームアップ終了
時点の温度Ｔ２に保持されるようになっており、従来よ
りも高い温度（Ｔ２＞Ｔ１４）に保持されるようになっ
ている（Ｓ６）。

【００３３】この印刷待機状態において、印刷開始信号
がコントローラ６８に入力されると、コントローラ６８
が駆動モータ６９を駆動させ、駆動モータ６９が定着ロ
ーラ４５及び金属ベルト４６を回動させて、加熱ローラ
４４の熱を定着ローラ４５に伝熱するが、この際、加熱
ローラ４４が従来よりも高い温度に保持されているた
め、早期に定着温度（Ｔ３）に達する。

【００３４】以上のように、本実施の形態は、ウォーミ
ングアップ終了後の印刷待機時において、印刷開始信号
が入力されると、加熱ローラ４４が少なくともウォーミ
ングアップ終了時の温度（Ｔ２）に保持されているた
め、定着ローラ４５が早期に定着可能温度（Ｔ３）に上
昇する。その結果、本実施の形態によれば、プリント開
始時間が従来例に比較して短縮されることになる。

【００３５】尚、上記実施の形態画像形成装置は、カラ
ープリンタに適用する例を説明したが、これに限られ
ず、ファクシミリ，複写機等に広く適用することができ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明の定着装置は、印刷
待機時における加熱ローラの温度が少なくともウォーム
アップ完了時の温度に維持され、加熱ローラの温度が従
来例よりも高い温度に維持されているので、印刷待機時
に印刷信号が入力されると、加熱ローラの熱が金属ベル
トを介して定着ローラに伝熱され、定着ローラが短時間
で印刷（定着）可能な温度に上昇する。したがって、本
発明の定着装置は、印刷待機状態から短時間で印刷可能
状態に移行することが可能となり、印刷時間の短縮化を
図ることが可能となる。

【００３７】又、本発明の画像形成装置は、画像形成手
段で形成されたトナー像を転写体に転写する転写手段
と、この転写手段によって転写体に転写されたトナー像
を転写体に定着させる上記のような定着装置と、を備え
ている。したがって、本発明の画像形成装置は、印刷待
機時から印刷までの時間を短縮し、短時間で印刷を完了
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略
構成図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の拡大構成
図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る離型剤塗布装置の構
造図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る位置決めプレートの
組み付け状態図である。

【図５】本発明の定着装置の温度制御状態を示すタイム
チャート図である。

【図６】従来の定着装置の温度制御状態を示すタイムチ
ャート図である。

【符号の説明】

２……カラープリンタ（画像形成装置）、３……シート
材（転写体）、５……作像部（画像形成手段）、８……
定着部（定着装置）、４４……加熱ローラ（加熱手
段）、４４ａ……ヒータ（加熱手段）、４５……定着ロ
ーラ（加熱手段）、４６……金属ベルト（加熱手段）、
４７……加圧ローラ（加圧手段）、６８……コントロー
ラ）、１０１……温度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータを内蔵する加熱ローラと定着ロー
   ラとに無端状の金属ベルトを巻掛け、前記加熱ローラの
   熱で金属ベルト及び定着ローラを加熱する加熱手段と、 この加熱手段の定着ローラ及び金属ベルトと共働してト
   ナー像が転写された転写体を加圧する加圧手段と、 前記加熱手段の温度を検知する定着温度検知センサと、 前記加熱ローラの温度を検知する加熱ローラ温度センサ
   と、 画像形成時は前記定着温度検知センサの検知温度に基づ
   いて前記ヒータの通電を画像形成可能な第１温度を維持
   するように制御し、印刷待機時は加熱ローラ温度センサ
   の検知温度に基づいて定着ローラを第１温度よりも低い
   第２温度に制御するコントローラと、を備えた定着装置
   において、 前記コントローラが、印刷待機時における加熱ローラ温
   度を少なくともウォームアップ完了時の温度に維持する
   ことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 画像形成手段で形成されたトナー像を転
   写体に転写する転写手段と、この転写手段によって転写
   体に転写されたトナー像を転写体に定着させる前記請求
   項１記載の定着装置と、を備えたことを特徴とする画像
   形成装置。