JPH08292681A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着装置のヒータを家庭用の電力に対応する
ようにした低電力のヒータに替えた場合であっても、環
境（室温）に左右されず常に充分な定着性を有し、且つ
最良な条件で画像形成が行える画像形成装置を提供す
る。 【構成】 第１の設定温度に制御される加熱体を備えた
定着装置に、第１の設定温度より低い第２の設定温度を
設け、前記加熱体の表面温度が前記第２の設定温度より
低くなったときに画像形成と画像形成との間のインター
バルの時間を延長させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター等
の画像形成装置に関し、特には、定着装置の加熱ローラ
の表面温度が通過する転写材により所定以上に奪われて
低下した場合であっても、転写材の通過のインターバル
を制御して定着不良のない連続した複数の画像形成を可
能とする画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱手段を備えた加熱ローラと、この加
熱ローラに圧接して従動または連動する加圧ローラとか
ら構成される定着装置に、周知の電子写真プロセスによ
ってトナー像を担持させた転写材を通過させ、転写材上
にトナー像を融解して熱定着させ、永久画像を形成する
画像形成装置が知られる。このような画像形成装置は、
帯電、露光、現像、転写、定着の工程を繰り返すことに
より、連続して複数の画像形成を行うことが可能であ
る。

【０００３】通常、転写材自体の温度は装置を使用する
空温とほぼ等しく、定着装置の加熱ローラの表面温度に
比較してはるかに低い。このため、転写材が加熱ローラ
に接触して定着装置を通過する時に転写材が加熱ローラ
の熱を奪ってしまい、加熱ローラの表面温度が低下して
しまう。この加熱ローラの表面温度の低下を補償するた
めには、低下した温度を回復するのに必要な充分な熱を
短時間で供給すれば良く、このため、加熱ローラの加熱
手段として比較的大容量のヒータを用い、このヒータに
高い電圧を与えることにより短時間で設定温度まで復帰
させることができる。

【０００４】また、単位時間で何枚の画像を形成するこ
とができるかというプロセススピードは、図３（Ａ）に
示すように加熱ローラの表面温度を定着良好な領域（Ｔ
1、Ｔ2）内の所定値Ｔｓに制御された状態において、実
際に画像形成されているコピー時間ｔｃおよびインター
バルｔａとの和によって決定される。インターバルｔａ
は、複数の連続した画像形成においてＮ番目の転写材の
後端からＮ＋１番目の転写材の先端までの時間である。
例えば、転写材の搬送と像担持体上の画像データとを同
期させるための時間や、原稿固定型の画像形成装置にお
いて光学系が原稿の走査を終えて所定の位置に戻る時間
等によりインターバルｔａが決定される。

【０００５】一方、省エネルギー化が画像形成装置にお
いても浸透しつつある。特に、画像形成装置の中で消費
電力が一番大きいとされるのは定着装置であって、定着
装置のヒータを低電力のヒータに替えることによって、
ヒータへの電力の入力時の突入電流を抑えたり、ヒータ
のオン、オフ制御による加熱ローラの表面温度のオーバ
ーシュートによる過剰加熱を抑えることができ、ヒータ
の消費電力を低減させて効果的な省エネルギー化が可能
となる。また、定着装置のヒータの低電力化を実施する
ことにより少ない電力の供給しかない一般家庭用の電源
からでも画像形成装置を設置することが可能となる。

【０００６】好適な画像形成の条件を設定してコピー時
間ｔｃを一定とすれば、インターバルｔａが短い時間ほ
どプロセススピードは速くなる。しかしながら、上記し
た低電力のヒータを使用する場合においては、加熱ロー
ラの表面温度の回復が追いつかずに定着不良を起こすお
それが生じるため、図３（Ｃ）に示すようにインターバ
ルｔｂのように長くしなければならない。特に、加熱ロ
ーラの表面温度は周囲の環境温度や転写材によって奪わ
れる熱の量によって復帰する時間が異なるため、インタ
ーバルｔａを室温が低い条件に合わせて設定する必要が
ある。例えば、１００Ｖ、１５Ａという家庭用電源を用
いて通常の室温に対応するようにインターバルＴｉをｔ
ａに設定した画像形成装置において、室温が１０℃以下
という低温環境下で画像形成を行った場合、加熱ローラ
の温度制御が追いつかなくなり図３（Ｂ）に示すように
Ｔ1より定着温度が下がってしまい、定着不良を起こし
てしまう。

【０００７】また、電圧には許容幅があって、常に一定
の電圧が供給されているとは限らず、例えば１００Ｖの
電圧であっても９０Ｖの電圧しか供給されず通常の環境
温度であっても加熱ローラを設定温度に維持することが
できなくなる恐れがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、低電圧、
低温環境等の条件に基づいてインターバルをｔａに設定
するとプロセススピードが遅くなり、通常の温度環境や
一枚の画像形成時には上記した条件では逆に加熱ローラ
の表面温度の制御に余裕が生じてしまい、充分な性能を
発揮することができなくなる。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決し、定着装置
のヒータを家庭用の電力に対応するようにした低電力の
ヒータに替えた場合であっても、環境（室温）に左右さ
れず常に充分な定着性を有し、且つ最良な条件で画像形
成が行える画像形成装置を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたもので、第１の設定温度に制御される加熱手
段を備えたローラまたはベルトタイプの加熱体と、この
加熱体に圧接するローラまたはベルトタイプの加圧体か
らなる定着装置にトナー像を担持した転写材を通過させ
て定着する画像形成装置であって、画像形成と画像形成
との間に所定時間のインターバルを設けて複数の連続し
た画像形成が可能な画像形成装置において、前記第１の
設定温度より低い第２の設定温度を設け、前記加熱体の
表面温度が前記第２の設定温度より低くなったときに前
記インターバルの時間を延長させることを特徴とし、前
記第２の設定温度が転写材の定着性に関して問題のない
温度領域内に位置し、且つこの温度領域の下限近傍に位
置することを特徴とする。

【００１１】

【作用】このような構成において、画像形成装置に設け
られた定着装置の加熱体は、良好な定着性を有する温度
領域内の第１の設定温度に制御されている。画像形成装
置は複数の連続した画像形成が可能であり、所定時間の
インターバルが設定されている。通常の環境（室温）で
ある場合、転写材が加熱体の熱を奪っても第１設定温度
を維持するように制御される。室温が低い環境の場合は
定着装置のヒータの加熱より転写材の熱吸収のほうが勝
り、加熱体の設定温度に制御することができなくなり、
徐々に定着温度が低下する。温度センサが加熱体の表面
温度を検知して第２の設定温度以下となった場合に前記
インターバルの時間を延長させ、第１の設定温度に復帰
させた後、次の画像形成を行う。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面を参
照として説明する。図１は、本発明が好適に使用される
画像形成装置の基本構成の一例を示す概略図である。画
像形成装置１は、画像形成部２として、表面に感光体を
備えた矢印Ａ方向に回転する感光ドラム３と、感光ドラ
ム３を中心にその回転方向に従い、感光ドラム３に帯電
させるコロナ帯電器４、コンピュータ等により出力され
る外部からの下贈データに基づく光像を感光ドラム３の
帯電された表面に投射し、感光ドラム３上に潜像を形成
させるＬＥＤ等の光学投影装置５、この潜像を現像して
トナー像を形成する現像装置６、ロール紙またはカット
紙を装填した給紙部７から送られる転写材にトナー像を
転写する転写コロナ放電器８、感光体ドラム３から転写
材を分離するＡＣ分離コロナ放電器９、転写後に感光ド
ラム３の表面上に残留した現像剤を除去するクリーニン
グ装置１０、感光ドラム３の表面の表面電位を均一除電
にするためのイレーサランプ１１とを有し、これらが順
次に感光ドラム３の表面に作用するように設けられてい
る。また、転写されたトナー像を転写材上に永久画像と
して定着するために、後述する定着装置１５が配置され
ている。

【００１３】画像形成の動作としては、外部から送られ
る画像データを均一に帯電された感光ドラム３上に光学
投影装置５によって投射し、感光ドラム３上に静電潜像
を形成させる。この静電潜像を現像装置６内のトナーに
よって可視像化させ、感光ドラム３上にトナー像を形成
させる。上記したトナー像形成までの動作に所定のイン
ターバルを設けて転写材の先端と感光ドラム上に形成し
た画像の先端を一致させるように連動して転写材（ロー
ル紙）が転写コロナ放電器８と感光ドラム３との間に搬
送され、トナー像が転写材に転写される。その後、転写
材は、分離コロナ放電器９により静電気的に中和され、
所定の分離位置で感光ドラム３から分離される。次いで
搬送手段１３によって案内され、更に定着装置１５へと
搬送される。定着装置１５によりトナー像を定着させて
排出口１６から装置外へと排出される。この間、不図示
のカッターが原稿のサイズを検知して転写材を所望のサ
イズに切断する。

【００１４】転写が終了した感光ドラム３は、クリーニ
ング装置９により感光ドラム３の表面に残存したトナー
をクリーニングし、イレーサランプ１１によって感光ド
ラム３の表面を除電して次の画像形成のために準備す
る。

【００１５】図２は定着装置１５の一例を示す。定着装
置１５は、加熱体としての加熱ローラ１７と、加熱ロー
ラ１７に適宜な圧力で接触して設けられ加熱ローラ１７
に従動または連動して駆動する加圧体としての加圧ロー
ラ１８と、ヒータ１９と、加熱ローラ１７に接触して加
熱ローラ１７の表面温度を検知する温度センサ２０とを
有する。加熱ローラ１７は円筒中空の金属筒で形成され
ており、表面にはオフセット防止のためフッソ樹脂等が
コーティングされ、内部にはヒータ１９を有している。
ヒータ１９は、例えば、１００Ｖ、１５Ａに対応してい
る。加熱ローラ１７の表面の温度制御は温度センサ２０
によって表面温度を検知し、この検知信号を制御回路２
１に送って第１の設定温度Ｔｓになるように制御させて
いる。加圧ローラ１８は、金属軸の周辺にシリコンゴム
等の弾性体を形成させ、加熱ローラ１７に適当な圧力に
より接触させてニップを形成させている。加熱ローラ７
は外部の駆動源によって駆動され、加熱ローラ１７の熱
を加圧ローラ１８に均一になるように伝達させている。
画像形成部２でトナー像を担持した転写材を加熱ローラ
１７と加圧ローラ１８との間に通過させて熱と圧力によ
り永久画像を形成させる。

【００１６】図３は加熱ローラ１７の表面温度と時間と
の関係を示す図であり、環境温度の変化等により加熱ロ
ーラの温度が所定以上に低下した場合における画像形成
と画像形成との間のインターバルの制御について説明す
る。縦軸に加熱ローラの表面温度（Ｔ）を示し、横軸に
時間（ｔ）を示す。Ｔ1とＴ2との間は良好な定着性が得
られる領域である。画像形成装置がレディ状態にあると
きは、第１の設定温度Ｔｓになるように加熱ローラの表
面温度が制御されている。画像形成が行われると１枚目
のコピーにより加熱ローラ１７の表面温度が転写材の通
過により低下する。その後、インターバルｔａ（ｔｂ）
の時間だけ加熱ローラを空運転させて表面温度を昇温さ
せる。次に、画像データと転写材とのタイミングをとっ
て２枚目のコピーが行われ、加熱ローラの表面温度が転
写材の通過により低下する。このように連続して画像形
成を行っている。

【００１７】加熱ローラ１７の表面温度は設定された温
度に制御されているがヒータが低電圧用であるため、外
部の環境温度に左右され易い。通常の温度であれば図３
（Ａ）に示すように連続した画像形成を行ってもあらか
じめ設定されたインターバルｔａによって加熱ローラ１
７の表面温度が復帰して定着可能な領域内（Ｔ1、Ｔ2）
に常に位置することができる。図３（Ｄ）は低温の環境
である場合の加熱ローラの表面温度（Ｔ）と時間（ｔ）
との関係を示すもので、第２の設定温度Ｔｐより加熱ロ
ーラ１７の表面温度が低くなると不図示の制御回路によ
りインターバルをあらかじめ設定した時間ｔｂに延長さ
せる。インターバル中は加熱ローラが空運転して第１の
設定温度ｔｓもしくは次の画像形成を行ってもＴ1以下
にならない温度まで昇温させる。こうして加熱ローラの
１７の表面温度が上昇した後、次の画像形成が行われ
る。

【００１８】インターバルの制御について好適な例を挙
げると、連続した画像形成における通常のインターバル
ｔａを１秒間に設定した場合、定着装置の温度が低下し
たときにはインターバルｔｂを約２乃至３秒間に設定し
ている。 このようにインターバルｔａをあらかじめ常
温における最良の条件で設定し、また環境温度に合わせ
て画像形成が可能なインターバルｔｂを設定することに
よって常時安定した定着が可能な定着装置の温度制御を
行っている。尚、インターバルｔａ、ｔｂは使用する画
像形成装置により異なるため、設定値は適宜に選択され
る。また、転写材のサイズに応じてそれぞれインターバ
ルｔｂを設定しても良い。

【００１９】尚、実施例において加熱体として加熱ロー
ラを用い、加圧体として加圧ローラを用いて説明した
が、加熱体が移動するベルトまたは固定されたベルト
（フィルムを含む）であっても良く、加圧体が移動する
ベルトまたは固定したベルトであっても良く、実施例と
同等の効果を得ることができた。

【００２０】

【発明の効果】以上の構成により、本発明によれば、省
電力により室温等の環境に合わせて最良のプロセススピ
ードを有する画像形成装置を提供することができ、ま
た、画像形成装置をレディ状態にすることなく連続した
転写材の画像形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による画像形成装置の一例を示す概略
図。

【図２】 本発明による画像形成装置の定着装置を示す
図。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ） 本発明によ
る画像形成装置の加熱ローラの表面温度と時間との関係
を示す図。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ 画像形成部 ３ 感光ドラム ４ コロナ帯電器 ５ 光学投影装置 ６ 現像装置 ７ 給紙部 ８ 転写コロナ放電器 ９ 分離コロナ放電器 １０ クリーニング装置 １１ イレーサランプ １２ 原稿搬送装置 １３ 搬送手段 １５ 定着装置 １６ 排出口 １７ 加熱ローラ １８ 加圧ローラ １９ ヒータ ２０ センサ ２１ 制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の設定温度に制御される加熱手段を
   備えたローラまたはベルトタイプの加熱体と、この加熱
   体に圧接するローラまたはベルトタイプの加圧体からな
   る定着装置にトナー像を担持した転写材を通過させて定
   着する画像形成装置であって、画像形成と画像形成との
   間に所定時間のインターバルを設けて複数の連続した画
   像形成が可能な画像形成装置において、前記第１の設定
   温度より低い第２の設定温度を設け、前記加熱体の表面
   温度が前記第２の設定温度より低くなったときに前記イ
   ンターバルの時間を延長させることを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 前記第２の設定温度が転写材の定着性に
   関して問題のない温度領域内に位置し、且つこの温度領
   域の下限近傍に位置することを特徴とする請求項１記載
   の画像形成装置。