JP2004151474A

JP2004151474A - 定着加圧ローラーの温度制御手段

Info

Publication number: JP2004151474A
Application number: JP2002317892A
Authority: JP
Inventors: Akio Takeda; 明生竹田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】定着加圧ローラーの温度低下による記録紙のヒートカールを防止する。
【解決手段】定着加圧ローラーの表面温度を測定する手段と、定着加圧ローラーを加熱する手段を有し、定着加圧ローラーの表面温度が一定温度以下になったときに定着加圧ローラーを加熱する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
画像形成装置の定着器によるカールの防止手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置の一例として、複数の光走査手段を有する４ドラムレーザービームプリンターを図８及び図９に示す。すなわち、図８は従来の画像形成装置（レーザービームプリンター）の断面図、図９は同画像形成装置の像形成部の断面図であり、図９に示すように装置本体内には画像形成手段である４つの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並設されている。
【０００３】
上記画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色をそれぞれ形成するものであって、これらは図８に示すように図示矢印方向に回転される像担持体である感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをそれぞれ有している。
【０００４】
また、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの周囲しは、帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと現像装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ及びクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの回転方向に沿って順次配設されており、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの下方には転写部３が配設されている。尚、この転写部３は各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに共通の記録搬送手段である転写ベルト３１と転写用帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有している。
【０００５】
以上の構成を有するプリンターにおいて、図８に示す記録材供給手段である給紙カセット６１から供給された記録紙Ｐは、転写ベルト３１上に支持されて各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへ搬送され、前記各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成された各色のトナー像の転写を順次受ける。そして、この転写工程が終了すると、記録紙Ｐは転写ベルト３１から分離されて定着装置５へと搬送される。定着装置５で記録紙Ｐに転写されたトナー像は熱と圧力により記録紙Ｐ上に定着され機外に排出される。
【０００６】
上記定着装置５は図１０に詳細を示すように、回転自在に配置された定着用回転体である定着ローラー５１と、該定着ローラー５１に圧接しながら回転する加圧用回転体である加圧ローラー５２と、クリーニング装置５４を有して構成されている。尚、定着ローラー５１の内部にはハロゲンランプ等のヒーター５６配設されている。また、定着ローラー５１にはサーミスター５８が接触するように配設されており、温度調整回路を介してヒーター５６の点燈を制御することによって定着ローラー５１の表面の温度調節が行われている。
【０００７】
具体的には規定温度以下になったならヒーター５６を点燈させ、規定温度以上になったらヒーター５６を消燈させることで定着ローラー５１の表面の温度がある一定の範囲で推移するようにしている。また、定着ローラー５１、加圧ローラー５２はある厚さのゴム弾性層を有している。これにより定着ローラー５１に加圧ローラー５２が圧接されたときにある幅のニップを形成し、このニップを記録紙Ｐが通過することの熱と圧力を受けることができる。
【０００８】
また、特にカラー画像の場合記録紙Ｐ上に転写されるトナーの量は非常に多くなり、このトナーを溶融するためには多くの熱量が必要となる。このため、定着ローラー５１内のヒーター５６は６００Ｗ〜９００Ｗぐらいのヒーターが使用されていて、画像形成装置内での消費電力の多くをしめている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の画像形成装置において、連続して記録紙Ｐを流すと６４ｇ紙等の薄い紙は通紙枚数が増すに従い定着ローラー通過後下側にカールする。これは図１１に示すように定着ローラー５１加圧ローラー５２との温度差が大きくなることで、記録紙Ｐの加圧ローラー５２側と定着ローラー５１側の温度の差が大きくなり、記録紙Ｐの加圧ローラー５２側と定着ローラー５１側の水分の残留量に差がでてしまいこれが原因で記録紙Ｐが下側カールしてしまう。特に６４ｇ紙等の薄い紙では紙の剛性が小さいためこの影響が顕著にでてしまい大きなカールとなってしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では加圧ローラーの温度を検出する手段と、加圧ローラーの内部に配置されたヒーターを設け、加圧ローラーの温度が一定の温度以下にならないようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を示す図で加圧ローラー５２の内部にヒーター５７を配置し、かつ加圧ローラー表面の温度を検出するサーミスター５９が設けられている。
【００１２】
上記構成本発明の第１の実施例では定着装置５の定着ローラー５１、加圧ローラー５２の温度制御は図２、図３に示す制御が行われている。定着ローラー５１はサーミスター５８により表面の温度が測定され、従来例同様に定着ローラー表面の温度が規定温度ＦＴ以下になった場合にヒーター５６を点燈させる。このとき、定着ローラー表面にはゴム弾性層を有しているため直ぐには定着ローラー表面を加熱させることが出来ずに図３に示すＦ１部のように規定温度ＦＴ以下に一時なってしまう。また、定着ローラー５１の表面温度が規定温度ＦＴ以上になった場合はヒーター５６を消燈させる。このときヒーター５６を消燈させても直ぐにはヒーターの温度が下がらないため図３に示すＦ２部のように規定温度ＦＴ以上に一時なってしまう。このような動作を繰り返し定着ローラー５１の表面温度をＦＴ近傍に維持していく。
【００１３】
また、加圧ローラー５１はサーミスター５９により表面の温度が測定される。加圧ローラー表面温度の規定温度ＰＴは記録紙Ｐのカールが発生しない加圧ローラー表面温度に設定されている。この構成で加圧ローラー５２の表面の温度が規定温度ＰＴ以下になった場合にヒーター５７を点燈させる。また、加圧ローラー５２の表面温度が規定温度ＰＴ以上になった場合はヒーター５７を消燈させる。このような動作を繰り返し定着ローラー５１の表面温度をＰＴ近傍に維持していく。
【００１４】
本実施例では加圧ローラー５２内にヒーター５７を設けサーミスター５９で加圧ローラー５２の表面温度を測定し、記録紙Ｐがカールする温度以下に加圧ローラー５２の表面の温度がならないように制御することで、記録紙Ｐのカールを防止できる。
【００１５】
また、加圧ローラーＰの表面温度が規定温度ＰＴになるには記録紙Ｐのある程度の通紙枚数が必要となり、少数枚の通紙では加圧ローラー５２のヒーター５７は点燈することがなく、少数枚数時の消費電力のアップを防止できる。
【００１６】
図４は本発明の第２の実施例を説明する図４で加圧ローラー５２の表面の温度は記録紙Ｐの坪量により変化する割合が異なってくる。具体的には６４ｇ紙のように薄い紙では加圧ローラーのから奪う熱量が少ないため加圧ローラー表面温度の通紙枚数に対する落ち方がゆるくなる。また、１６０ｇ紙のような厚紙では加圧ローラーのから奪う熱量が多いため加圧ローラー表面温度の通紙枚数に対する落ち方が激しくなる。すなわち加圧ローラーの表面温度と通紙枚数の情報から通紙されている記録紙が厚紙なのか薄紙なのかを判断することが出来る。すなわち加圧ローラー規定温度ＰＴになるまでの枚数をカウントし枚数が通紙枚数規定値ＣＮ以上は薄紙、通紙枚数規定値ＣＮ以下は厚紙と判断できる。
【００１７】
図５は上記原理を利用した加圧ローラー５２の温度制御で記録紙Ｐの通紙枚数をカウントし、加圧ローラー５２の表面温度が規定温度ＰＴ以下になったときの記録紙Ｐの通紙枚数のカウント値がある規定枚数以上の時は加圧ローラー５２のヒーター５７を点燈させ、規定枚数以下の時は加圧ローラー５２の表面温度の検出を終了させる。
【００１８】
これは、６４ｇ紙等の薄紙と検知したときは加圧ローラー５２のヒーター５７を点燈させることで加圧ローラー５２の表面温度の低下を防止し６４ｇ紙等の薄紙のカールを防止している。また、１６０ｇ紙等の厚紙は紙の剛性が高いため前述の表裏の水分量の差によるカールは発生しにくいため、加圧ローラー１６０ｇ紙等の厚紙と検知したときは加圧ローラー５２のヒーター５７を点燈しなくてもよい。
【００１９】
また、本実施例では紙種を記録紙の通紙枚数と加圧ローラー５２の温度から自動的に判断しているが、ユーザーの操作部からの入力等他の紙種判断手段からの情報で本実施例を行っても同様の効果を得られる。
【００２０】
図６、図７は本発明の第３の実施例を示す図で、前記第２実施例で示した方法で記録紙Ｐを薄紙と判断した場合は、加圧ローラー５２の表面温度が規定温度ＰＴ以下になった場合は加圧ローラー５２のヒーター５７を点燈させる。このとき、定着ローラー５１のヒーター５６は消燈させ両ヒーターが同時に点燈することを防止している。加圧ローラー５２の表面温度がＰＴになったら加圧ローラー５２のヒーター５７を消燈させ定着ローラー表面の温度が規定温度ＦＴ以下の場合は定着ローラー５１のヒーター５６を点燈させる。
【００２１】
上記実施例では定着ローラーの表面温度が規定温度ＦＴより低くなってしまう。しかし、記録紙Ｐが薄紙のため定着ローラーが記録紙Ｐに奪われる熱量は少ないため、記録紙Ｐ上のトナーを定着させるためには定着ローラー表面温度がＦＢでも十分である。
【００２２】
また、厚紙と判断した場合は加圧ローラー５２の温度検出を終了して加圧ローラー５２のヒーターの点燈を行わず、定着ローラー５１の温度検出のみを実施し規定温度以下になったら定着ローラー５１のヒーター５６を点燈させる。
【００２３】
本実施例では定着ローラー５１のヒーター５６、加圧ローラー５２のヒーター５７の一方のみが点燈するためより電力の消費を抑えることが出来る。
【００２４】
また、本実施例では紙種を記録紙の通紙枚数と加圧ローラー５２の温度から自動的に判断しているが、ユーザーの操作部からの入力等他の紙種判断手段からの情報で本実施例を行っても同様の効果を得られる。
【００２５】
以上の実施例の中で定着ローラー、加圧ローラーを加熱する手段として各ローラー内部に配置されたハロゲンヒーターで説明したが、各ローラーの外部から加熱する手段等でも同様である。
【００２６】
また、定着、加圧ローラーでの構成を説明したが、ベルトで構成された定着器でも同様である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように加圧ローラーの表面の温度を測定し、加圧ローラーの温度を一定以下にならないように制御することで記録紙Ｐのカールを防止でき、排出記録紙の積載性を改善し、また両面搬送時のジャム等を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す定着装置の図。
【図２】本発明の第１の実施例の制御を示す図。
【図３】本発明の第１の実施例の制御を示す図。
【図４】本発明の第２の実施例の制御を示す図。
【図５】本発明の第２の実施例の制御を示す図。
【図６】本発明の第３の実施例の制御を示す図。
【図７】本発明の第３の実施例の制御を示す図。
【図８】従来の画像形成装置を示す図。
【図９】従来の画像形成部を示す図。
【図１０】従来の定着装置を示す図。
【図１１】従来の加圧ローラー温度を示す図。
【符号の説明】
５定着装置
５１定着ローラー
５２加圧ローラー
５６定着ヒーター
５７加圧ヒーター
５９サーミスター

Claims

トナー画像を加熱、加圧し記録紙に定着させる定着装置において、定着ローラーを加熱する定着加熱手段と、定着ローラーに圧接する加圧ローラーの表面温度を測定する温度測定手段と、加圧ローラーを加熱する加圧加熱手段を有し、加圧ローラーの表面温度が前記温度測定手段により一定温度以下になったことを検知したときに前記加圧加熱手段により加圧ローラーを加熱し加圧ローラーの表面温度が前記一定温度近傍になるように加圧加熱手段を制御する定着加圧ローラーの温度制御手段。
トナー画像を加熱、加圧し記録紙に定着させる定着装置において、定着ローラーに圧接する加圧ローラーの表面温度を測定する温度測定手段と、記録紙の通紙枚数をカウントするカウント手段を有し、連続通紙状態において加圧ローラーの表面温度が前記温度測定手段により一定温度以下になったことを検知したときの前記カウント手段による記録紙の通紙枚数から記録紙の種類（坪量）を判断する紙種判断手段を有する定着加圧ローラーの温度制御手段。
記録紙の種類の情報を入手する手段を有し、前記１項の温度測定手段により加圧ローラーの表面温度が一定温度以下にとなった場合、前記記録紙の種類により加圧ローラーの加圧加熱手段による加熱を行うかを判断する手段を有する定着加圧ローラーの温度制御手段。
前記３項の記録紙の種類の情報を入手する手段は前記２項の紙種判断手段である定着加圧ローラーの温度制御手段。
記録紙の種類の情報を入手する手段を有し、前記１項の温度測定手段により加圧ローラーの表面温度が一定温度以下にとなった場合、前記記録紙の種類により加圧ローラーの加圧加熱手段を動作させるときは定着加熱手段を動作させない定着加圧ローラーの温度制御手段。
前記５項の記録紙の種類の情報を入手する手段は前記２項の紙種判断手段である定着加圧ローラーの温度制御手段。