JPH02271378A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、現像剤像たるトナー像を記録材上に加熱定着
させる定着装置を有する画像形成装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、一般に画像形成装置に使用される定着装置は第７
図に示されるような構成となっている。

第７図において５１は定着ローラでありアルミニウムや
鉄等の芯金５３ＬにＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型性樹脂層
５４を設け、また内部に配設されたヒータ５０によって
加熱するようになっている。定着ローラ５１の温度は、
該定着ローラ５１に当接する温度検知素子５８によって
該定着ローラ５１の表面温度として検出され、温度制御
回路（図示せず）によってヒータ５０を１ｇｉ続的に作
動させることでＬ２表面温度は所定の温度に制御される
。

一方５２はＬ配室着ローラ５１に圧接回転する加圧ロー
ラて鉄やステンレス等の金属芯金５６の上に、耐熱性を
有しかつ離型性の良いシリコーンゴムやツウ素ゴム等の
弾性体層５７を形成している。

トナー像６０を担持した記録材６Ｉは、入口ガイド６３
によって定着ローラ５Ｉと加圧ローラ５２どの間に導か
れ、加熱かつ加圧されることで定着される。

その後分離爪５５によって記録材６１は定着ローラ５１
より剥離される。また、定着ローラ５１の表面の温度を
一定に保つための温度検知素子５８は、定着ローラ５１
の軸方向のほぼ中央部に設置されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらこのような従来の装置の場合、温度検知素
子を定着ローラ中央部において当接させていたため、長
時間の使用に伴い、上記温度検知素子の表面にトナーや
紙粉か付着することにより定着ローラ表面の離型性樹脂
層を摩耗させてしまい１画像上に黒いスジを生じさせる
という問題かあった。そこで、上記温度検知素子を定着
ローラ端部に移動させることで上記の問題を解決する手
法か実開昭５９−１４７１６８　、実開昭６２−０８４
０７１て提案されている。

しかしこれらの装置にあっては、第８図に示すように、
定着ローラ端部ての温度にもとづいて温度制御をすると
記録材を連続給送して連続的な複写動作を行った場合、
定着ローラドの記録材通過領域の温度かそれに伴ない徐
々に低下してしまうために定着不良を生ずるという問題
もあった。

本発明は、上記問題を解決し、温度検知素子を定着ロー
ラ端部に配設することで該温度検知素子にトナーや紙粉
か付着することを防ぎかつ記録材か連続的に給送された
際も定着不良を生じない画像形成装置を提供することを
目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば上記目的は、 内部にヒータを有し回転可イｔに配設された定着ローラ
と該定着ローラに圧接して回転ｒ＋Ｔ　濠に配設された
加圧ローラとを備え、に配室着ローラと加圧ローラによ
って未定着画像を担持した記録材を挟持搬送せしめて定
着させる画像形成装置において、 上記定着ローラの長手方向で記録材通過領域外に当接す
るように配設された温度検知素子と、連続給送された記
録材の枚数を累枡計数する手段とを有し、上記定着ロー
ラの長ｆ方向中央部での表面温度か定着必要温度となる
ように、上記温度検知素子が当接する位置での表面温度
を所定の目標温度に維持し、かつ上記記録材の枚数増加
に伴ない上記目標温度を段階的に高い温度に設定する手
段を備えた、 ことにより達成される。

［作用］ 本発明によれば、温度検知素子か定着ローラの記録材通
過領域外に配設されているので、該温度検知素子にトナ
ー及び紙粉か付着しなくなり定着ローラ表面を傷つけな
い。また、」−記温度検知素子の配設位置での温度は給
送される記録材の枚数の増加に伴ない徐々に高い温度と
なるように制御されるので、記録材の連続給送か行なわ
れる際でも定着ローラ中央部の温度な定石に最適な温度
に維持する。

［実施例］ 未発１！１の第一・実施例を添付図面の第１図ないし第
３ｆ１４を用いて説ＩＪする。

第１図において、■は回転可能に配設された定着ローラ
であり、該定着ローラ１の内部にはヒータ２か配、没さ
れている。また、該定着ローラｌには加圧ローラ３か圧
接ｌノて回転可能に配設されており、未定着画像を担持
した記録材４をに配室着ローラｌと加圧ローラ３で挟持
搬送せしめて未定着画像を定着する。さらに、定着ロー
ラ１　ｋの記録材通過領域Ｃの外側には温度検知素子５
か当接しており該温度検知素子５は第２図に示すコント
ローラ６と接続されている。該コントローラ６は上記ヒ
ータ２とも接続されており上記温度検知素子５により人
力したデータに基づき定着ローラ１の温度制御を行なう
、また、上記コントローラ６はメインの制御部７と接続
されており、メインの制御部７から送られる記録材４の
給送信号を加算してメモリ８へ記憶させることで記録材
４の枚数を累積計数するようになっている。

以上のような本実施例装置において定着ローラ表面の温
度を制御する手法を第３図を用いて説明する。

先ず、待ａ温度ＴＯ°Ｃに制御されていた定石ローラｌ
の定着部分たる中央部での表面温度は、プリント開始の
信号をメインの制御部７から受けたコントローラ６かヒ
ータ２を制御して定着必要温度丁ａ”Ｃになるように温
度調節か開始される。この最初の目標温度であるＴａ’
Ｃは予めメモリ８に記憶させておいたもので、記録材４
の枚数がＮ枚になるまではこの目標温度で温度調節か行
なわれる。この温度調節が行なわれている間も、コント
ローラ６はメインの制ｇｉ部７からの信号を受けて記録
材４の枚数な累積計数を行なっており、記録材４の枚数
がＮ枚になると、上記Ｔａ″Ｃよりも高い二番目の目標
温度であるＴｂ’Ｃを選択して枚数かＭ枚になるまでは
Ｔｂ″Ｃで温度調節を行なう。

記録材４の枚数が増えていくにしたかって徐々に定着ロ
ーラｌの中央部での表面温度が下がるため、上記二番［
１の目標温度Ｔｂ’Ｃは、その下がる分の温度と、温度
検知素子の配設位置と定着ローラｌの中央部との温度差
を補なう温度である。したかって、目標温度Ｔｂ’Ｃで
温度調節した場合でも、定着ローラｌの中央部の表面温
度はＴａ’Ｃに維持されていることとなる。

さらに記録材４の枚数かＭ枚になったならば上記Ｔｂ’
（’；よりも高い三番目の目標温度であるＴｃ℃を選択
して温度調節を行なう、ここで１枚数Ｍは。

記録材４の枚数の増加に伴なう温度の減少かなくなり、
定着ローラｌの中央部と温度検知素子配設位置との温度
差が一定となるために十分な枚数として設定される。し
たかって、プリント終了までのこのＴｃ’Ｃで温度調節
を行なう。以上のようにＴａ’Ｃ，Ｔｂ″Ｃ，Ｔｃ’Ｃ
と三段階に分けて徐々に温度を上昇させていった結果、
オフセットを発生させずに定着ローラｌの中央での表面
温度をＴａ″Ｃに維持することかでき、良好な定着性が
得られる。なお、本実施例においては、目標温度を三段
階としたかさらに複数の段階に増やしてもよいし、［ｌ
温度を選択する記録材の枚数も使用する記録材の厚みに
よて適宜定めればよい。

次に第一実施例に基づく第一実験例について説明する。

第一実験例として、二種類の定着ローラを用いて以下の
ような二種類の実験例■及び■を行なった。実験例■で
用いられる定着ローラは、実験例■で用いたものに弾性
ゴム層を設けたものである。

（第一実験例） ■本実験例は、定着ローラ１として軸長２３３厘園、外
径Ｊ口■、肉厚３．５−膳のアルミニウムバイブ材にＰ
ＦＡを２５Ｂｍ被覆したものを使用し、加圧ローラ３と
しては外径２０■■のステンレス芯金の表面に４ＩＩＩ
Ｉのスポンジ層をつけ表層にソリッドゴム層１ｍｍをつ
けて硬度なＡｓｋｅｒ−ｃ硬度計で測定して３０度にし
たものを使用した。また、ヒータ２として７５０Ｗのハ
ロゲンランプを使用した。そしてレターサイズの記録材
でｊｆ１７５ｇのものを連続して通紙し、初期のプリン
ト時の目標温度を１９０″Ｃとし、２０枚Ｅｌから３９
枚目までは、１９２°Ｃの１１標温度で制御し、さらに
４０枚目以降は１９５℃の目標温度で制御するようにし
た。この結果定着ローラ中央部での温度はほぼ１９０°
Ｃで維持され、定着性も良好であり、オフセクトも発生
しなかった。

■従来、定着ローラｌの表面に熱伝導の悪いゴム層のよ
うなものを設けて、定着性の向上や印字品質の向り、あ
るいはカールの低減を図る手法か盛んに行なわれている
。しかし、このようなローラでは特に傷つきやすいと共
に、軸方向の熱伝導の悪さからＰＦＡにくらべて軸方向
の温度差か大きくなっていた。しかし、本発明を適用す
ることて連続プリント中も中央部の温度が下がることか
なく、良好な定着性を得ると共に、傷の聞届もなくなっ
た。次にこの実験例を示す。

定着ローラとして実験例■と同様な大きさ及び材質のア
ルミニウムパイプに０．５　ａｍのシリコーンゴム層を
つけ、表層に：１０ｇ５のＰＦＡ層をつけたものを使用
した。また、ヒータ２及び記録材４は実験例（Ｄと同様
のものを使用し、初期のプリント時の設定温度を１９０
℃とし、２０枚目から３９枚目までは１９５℃で制御し
、さらに４０枚目以降は２００°Ｃで制御するようにし
た。この結果、定着ローラ中央部での温度はほぼ１９０
℃で維持され、定着性も良好であり、オフセットも発生
しなかった。

このように定着ローラの構成か変わってもそれに応じて
制御を変えてやればよいので、各種のローラに本発明を
適用できることはいうまでもない。

次に第二実施例について説明する。

第一実施例においては、プリントが終了するとすぐ待機
状態になり、メモリ８に記憶していた記録材４の枚数を
リセットしていた。しかしこの方法ではプリント終了直
後に再度プリントが始まると、定着ローラ１の第一の目
標温度を初期のＴａ’Ｃにしてしまい温度検知素子５の
配設位置での温度かＴａ”Ｃに下がるまでヒータ２をＯ
ＦＦするため定着ローラ１の中央部の温度がＴａ’Ｃ以
下までドがってしまい、定着不良か生じていた。そこで
本実施例においてはプリント終了後、一定時間メモリ８
に記憶された記録材の枚数を保存し、その時間内に再度
プリントを開始する場合は、メモリ８に記憶している枚
数に対応する目標温度から温度制御をスタートさせると
共に、記録材枚数の加算もメモリ８に保存されていた内
容に対して累積加算するようにしたものである。このよ
うにすることによって、プリント終ｒ直後に再度プリン
トか始まっても定着不良か発生しないようにすることが
てきた。

本実施例装置の構成は第一実施例と同様とし、第２図に
示すようにタイマ９をコントローラ６に接続した。コン
トローラ６がプリント終Ｙの信号をメインの制御部７か
ら受信すると、定着ローラ１の目標温度を待機状態のも
のとしタイマ９をスタートさせる。そしてタイマ９が所
定の時間に達するとメモリ８に記憶していた記録材枚数
の内容をリセットする。この所定の時間内に再度プリン
トを開始する場合は、メモリ８内にプリント終了時の記
録材枚数か記憶されているので、その枚数に対応する目
標温度からプリントを開始する。そのため、定着ローラ
１の中央部の温度か−・時的に下がることかなく、シた
がって定着不良か発生しない。第４図にこの制御を行な
った場合の定着ローラの温度変化を示す。

Ｍ枚［１でプリントを終ｒしたあと、所定時間内にプリ
ントか再開された様子を示しており、プリントか再開さ
れるとすぐにＭ＋１枚目に対応する目標温度Ｔｂ’Ｃま
で定着ローラｌを加熱している。

ここでいう所定時間は定着装置の自然冷却時の温度低下
速度から決定されているもので１Ｍ枚Ｆ１の目標温度か
ら待機線の目標温度まで低下するのに要する時間内で設
定する。

次に第二実施例に基づく第二実験例について説明する。

（第二実験例） 本実験例の装置構成は第一実験例■と同しものとし、プ
リント終了と同時に９をスタートさせ。

３０秒後にメモリ８に記憶した記録材枚数をリセットす
るようにしたところ、プリント再開直後でも定着不良は
発生しなかった。

またこの実施例を改良したものとして、プリント終了後
定着ローラの温度が下がる速度にあわせてメモリ８に記
憶した記録材枚数から記憶内容をｇ算する方法も効果か
ある。この方法のほうかプリントをｔｌ開したときによ
り速く定着ローラ中央部の温度をプリント温度Ｔａ’Ｃ
にすることができる。

次に本発明の第三実施例について説明する。

本実施例は、記録材の幅を考慮したものである。第９図
は、幅の異なる二種類の記録材を３０枚通紙したときの
定着ローラｌの軸方向の温度分布を示すものである。こ
こではサイズＡの記録材の方かサイズＢの記録材よりも
幅か狭いため、同じ枚数プリントしても、定着ローラｌ
の中央部と端部の温度差は異なったものになる。また、
最終的に生じる定着ローラｌの中央部と温度検知素子５
の配設位置の温度差も横幅の狭い記録材の方か大きくな
る０本実施例はこの問題を解決するものである。第５図
は、本実施例による小サイズの記録材を通紙する際の定
着ローラｌの表面温度の変化を示すものである２本実施
例は第１図に示した第一実施例に比べてより早い枚数て
■検温瓜を切り替えている。Ｔａ’ＣからＴｂ’Ｃへの
切り替えは、Ｎ“（くＮ）枚目で行ない、Ｔｂ”Ｃから
Ｔｃ”Ｃへの切り任えはＭ’（＜Ｍ）枚目で行なう。さ
らにに枚１１で設定温度をＴｄ’Ｃにする。一方、サイ
ズの大きい記録材に対しては、第１図のように制御する
。

使用される記録材の種類に応じて目標温度及び目標温度
を切り替える基準となる枚数は変更できる。また、記録
材のサイズ検知を記録材を供給するカセット（図示せず
）を画像形成装置に装着することで行なう方法は公知の
ものを用いればよい。

次に第三実施例に基づく第三実験例について説明する。

（第三実験例） 本実験例装置は記録材幅を検知する手段１０をコントロ
ーラ６に接続したこと以外は第一実験例（２）と同じも
のとし、Ｂ５サイズの記録材で坪ｆｉ７５ｇのものを用
いた。この場合、プリント開始後１５枚目以降で設定温
度を１９５°Ｃに切り替え、３０枚目以降で２００°Ｃ
に切り任え、４５枚１１以降で２０５°Ｃに切り替える
ようにしたゆその結果、ローラ巾央部での温度は＋９０
°Ｃを維持することができ定着不良は発生しなかった。

またこのとき、Ａ４サイズの記録材で坪晴か７５ｇのも
のを使用するときには、第一実施例の手法をそのまま使
うようにしたので、Ａ４サイズにおいて・５定着性は良
好であった。

次に未発ＩＪＩの第四実施例について説明する。

以ｋｌの第一実施例から第三実施例においては、記録材
は等しい時間間隔で送られてくるものについて述べてき
た。しかし、実際は記録材の定着ローラｌに進入する間
隔は４メインの制御部７からの信号でプリントを開始す
るためランダムなものとなっている。そして第一実施例
から第三実施例ではメインの制御部７からプリント状態
を維持するように信号か出続けている間は、画像形成装
置は連続記録中と判断して温度をプリント温度にしてい
る。すると記録材の送られる間隔か長いときには熱伝導
によって定−ｎローラｌの軸方向の温度差か少なくなる
にもかかわらず徐々に温度を上げて行くことになり定着
ローラｌの中央部の温度か高くなりすぎるためにオフセ
ットか生じることかある。本実施例はこの問題を解決す
るものである。

本実施例による温度制御の手法を第６図のフローチャー
トを用いて説明する。

先ず、プリント信号が入ると、温度制御を開始しく１０
０）、メモリＳをリセットしてｌにしだ後（１０１）、
タイマｔを０にして（１口２）、プリント動作を行なう
（１０３）、プリント終了後、次のプリント開始信号か
あるかどうかを判断して（１０４）、無い場合は、タイ
マｔがｔｌよりも小さいかどうかを判断し小さい場合は
プリント開始信号待ちとなる（１０５→１０４）。ここ
ではｔｌは一枚プリントしたことにより定着ローラｌに
生じた温度低下がもとに戻るのに要する時間である。こ
こでプリント信号かはいってきた場合タイマｔを停止さ
せて（１０６）、メモリＳにその時のタイマ値ｔ８で１
０を除算した値ｔＯ／　Ｌｘを加える（＋０７）。ここ
てｔＯは最大速度で連続プリントをした場合の一枚当り
のプリントに要する時間で記録材の長さと記録材の間隔
を加えたものを搬送速度で除算したものである。そして
、再び次のプリント動作となる。また、タイマｔかＥ１
以上になってプリント信号かあった場合（１０８）は信
号かあったときのタイマ値Ｅ８としたときに、−メモリ
Ｓから（ＬＸ−ｔｌ）　／（Ｌｌ−ｔＯ）を引＜（＋０
９→１１Ｏ）。これはｔｌ以降に温度低下か徐々に緩和
されて一つ前のプリントの温度まで近づくことを示して
いる。また、タイマｔかｔｉ以−Ｌになってもプリント
信号かない場合（Ｉｌｌ）は、タイマｔがｔ２以下かど
うかを調べ以下ならば再びプリント信号待ちとなる。タ
イマｔかむ２よりも大きくなると連続プリントではない
と判断してメモリＳをリセットして（１１２）　、温度
制御を停止する（ＩＩ：ｌ）。

このようにすることて、記録材の間隔が変化するような
場合も熱伝導を考慮して記録材枚数に対する１Ｊ標編度
を設定することになるので、定着ローラの温度か上かり
すぎることかなくオフセットの発生が防１１ユされた。

次に本実施例に基づく第四実験例について説！多１する
。

（第四実験例） 本実験例装置の構成は第一実験例■とＦすじものを使用
した。第一実施例では毎分１６枚の速度でレターサイズ
の記録材をプリントし、記録材の送られる間隔は、一定
であった。記録材の送り間隔をランダムとし毎分８枚プ
リントさせてみたところ第一実施例から第三実施例では
定着ローラ中央部での温度が４ａ枚目で１９８°Ｃに達
してしまいオフセットか生じてしまった。しかし１本実
施例では、ｔＯ＝　３．７５ｓｅｃ　、　ｔｌ＝　６．
０Ｏｓｅｃ　、　ｔ２　＝　３０ｓｅｃとして制御した
ところ、定着ローラ中央の温度は１９５°Ｃをこえて一
ヒがることかなく１８５°Ｃ以ドに下がることもなく定
着不良もオフセットも発生しなかった。

【発明の効果１ 以上説明したように定着ローラの記録材通過領域外の端
部に温度検知素子を配置し、定着ローラの傷による画像
内の黒スジの発生を防止するとともに、定着ローラ端部
の温度検知素子の配設位置における目標温度を記録材枚
数及び幅に応じて徐々に高くすることで、連続プリント
においても定着不良とオフセットを発生させないように
することかできた。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発１町の第一実施例装置の剥視図、第２　ｒ
Ａは第１図の装置の制御部分を示す概略構成図、第３図
は第−実施例装この定着ローラ表面の温度変化を示す１
′Ａ１第４１Ｍは第二実施例装置の定着ローラ表面の温
度変化を示す図、第５図は第三実施例装置の定着ローラ
表面の温度変化を示す図、第６図は第四実施例の温度制
御の手法を示す流れ図、第７図は従来装置の縦断面図、
第８図は従来装置の定着ローラ表面の温度変化を示す図
。 第９図は従来装置の定着ローラ表面の温度分布を示す図
である。 ｌ・・・・・・・・・・・・定着ローラ２・・・・・・
・・・・・・ヒータ ３・・・・・・・・・・・・加圧ローラ４・・・・・・
・・・・・・記録材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部にヒータを有し回転可能に配設された定着ロ
   ーラと該定着ローラに圧接して回転可能に配設された加
   圧ローラとを備え、上記定着ローラと加圧ローラによっ
   て未定着画像を担持した記録材を挟持搬送せしめて定着
   させる画像形成装置において、 上記定着ローラの長手方向で記録材通過領域外に当接す
   るように配設された温度検知素子と、連続給送された記
   録材の枚数を累積計数する手段とを有し、上記定着ロー
   ラの長手方向中央部での表面温度が定着必要温度となる
   ように、上記温度検知素子が当接する位置での表面温度
   を所定の目標温度に維持し、かつ上記記録材の枚数増加
   に伴ない上記目標温度を段階的に高い温度に設定する手
   段を備えた、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）内部にヒータを有し回転可能に配設された定着ロ
   ーラと該定着ローラに圧接して回転可能に配設された加
   圧ローラとを備え、上記定着ローラと加圧ローラによっ
   て記録材を挟持搬送せしめる画像形成装置において、 上記定着ローラの長手方向で記録材通過領域外に当接す
   るように配設された温度検知素子と、連続給送された記
   録材の枚数を累積計数する手段と、記録材幅を検知する
   手段とを有し、上記定着ローラの長手方向の中央部での
   表面温度が定着必要温度となるように、上記温度検知素
   子が当接する位置での表面温度を、記録材幅に応じてそ
   れぞれ異なる目標温度に維持し、かつ上記記録材の枚数
   の増加に伴ない上記目標温度を段階的に高い温度に設定
   する手段を備えた、 ことを特徴とする画像形成装置。
3. （３）定着動作終了後の所定時間内は記録材の累積枚数
   を記憶しておき、上記所定時間内に次の定着動作が開始
   された際は、目標温度を上記記憶した枚数に対応するも
   のに設定して温度制御が開始されかつ記録材枚数の計算
   が上記記憶した枚数から継続されることとした請求項（
   １）または請求項（２）に記載の画像形成装置。