JP2014164149A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
外部加熱部材の温度調整を行う接触式メインサーミスタがトナー/紙粉等で汚れると、外部加熱部材の実際の温度が上昇し、非通紙領域対応部に配置される外部加熱部材の接触式サブサーミスタは、異常高温を検知する高温エラーを検知して、画像形成装置が停止してしまう。
【解決手段】
外部加熱部材の接触式サブサーミスタが高温エラー検知温度よりも低い所定温度を検知した場合、外部加熱部材の目標温度を低下させる、又は外部加熱部材の加熱源をOFFする、ことにより、高温エラーの発生を低減して、画像形成装置が停止する頻度を低減する。
【選択図】図2
外部加熱部材の温度調整を行う接触式メインサーミスタがトナー/紙粉等で汚れると、外部加熱部材の実際の温度が上昇し、非通紙領域対応部に配置される外部加熱部材の接触式サブサーミスタは、異常高温を検知する高温エラーを検知して、画像形成装置が停止してしまう。
【解決手段】
外部加熱部材の接触式サブサーミスタが高温エラー検知温度よりも低い所定温度を検知した場合、外部加熱部材の目標温度を低下させる、又は外部加熱部材の加熱源をOFFする、ことにより、高温エラーの発生を低減して、画像形成装置が停止する頻度を低減する。
【選択図】図2
Description
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式の定着装置に関する。
近年、複写機やプリンタ、複合機等の画像形成装置において、高速化、高画質化、カラー化、省エネルギー化等が要求されている。更には、薄紙や厚紙、ラフ紙(表面の粗い紙)、凹凸紙(エンボス紙等)、コート紙(グロスコート紙、マットコート紙等)等の様々な記録材に対応できるマルチメディア対応性、及び高い生産性(単位時間当たりの画像形成枚数)も要求されている。特に、厚紙等の秤量の大きい記録材での生産性を上げるためには、定着装置の記録材加熱性能を向上させる必要がある。
しかし、秤量が大きい記録材(厚紙)のトナー定着に必要な熱量は、秤量が小さい記録材(薄紙)に比べて大幅に多い。このため、秤量が大きい記録材へのトナー定着を、秤量が小さい記録材と同じ条件で行うと、トナーを加熱する定着装置の定着部材は、熱量が奪われて表面温度が低下し、定着不良という問題が発生する。
従って、厚紙の定着性(トナーと記録材との接着力)を確保するためには、定着部材の表面温度を一定に維持する必要がある。そのためには、定着装置に搬送する記録材間隔を大きくする、又は定着部材の回転スピードを遅くする等、即ち厚紙の生産性を落として定着処理を行っているのが現状である。
このような定着部材としての定着ローラは、例えば、内部にハロゲンヒータの加熱源を配置した金属製のパイプ状芯金上に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性弾性層を被覆し、この弾性層上にフッ素樹脂等の離型層を形成した構造を有するのが一般的である。このような定着ローラは、ハロゲンヒータからの熱が芯金や熱伝導性の低い弾性層に遮られて定着ローラ表面に伝わりにくいことが、表面温度低下が生じる要因の1つとなっている。
又、定着ローラとして弾性層を設けない構造もある。この構造の場合には、弾性層が無い分、ハロゲンヒータからの熱が定着ローラの表面に伝わり易いため、表面温度低下は小さい。この弾性層が無い定着ローラの場合には、凹凸の大きい記録材において、凹部内のトナーが定着ローラに接触しにくく、この凹部内のトナーが定着不良となってしまう。更に、通常使用される記録材(普通紙)においても、特にカラー画像においては、未定着画像の表面を均一に溶融することができないので、定着ムラ、光沢ムラ及び色ムラが発生して、画像品質が低下してしまう。従って、様々な記録材に対応するマルチメディア対応性、画像品質から、定着部材に弾性層を被覆するのが好適である。
何れにしても、定着ローラの表面温度低下を防止するために、定着ローラ内に大電力のハロゲンヒータを配置して急激に加熱する構造が考えられる。但し、この構造の場合には、定着ローラの芯金温度が急激に上昇してしまい、芯金と弾性層との接着層の熱劣化、又は芯金と離型層との接着層の熱劣化の進行が早く、芯金と弾性層との剥離、又は芯金と離型層との剥離が発生する可能性がある。更に、弾性層が熱劣化(軟化劣化、又は硬化劣化)して、定着ローラの硬度変化が大きくなり、加圧部材としての加圧ローラとの圧接部である定着ニップ部の幅(ローラ周方向の圧接部の幅)の変化による定着性の変動や、軟化劣化が進行して弾性層が破壊されてしまう可能性もある。
そこで、記録材の通紙による定着ローラの表面温度低下を防止し、記録材の加熱性能を向上させて、生産性を向上させるための技術として、定着ローラを内部のヒータからのみだけではなく、定着ローラに、加熱源を有する外部加熱部材を当接させて、定着ローラを外部から加熱する外部加熱方式の定着装置が提案されている。
外部加熱方式の定着装置は、定着ローラの表面温度低下を防止して、定着性や生産性を向上させると共に、定着ローラの芯金温度を低下させ、芯金と弾性層との剥離や、芯金と離型層との剥離、又は弾性層の熱劣化を防止して定着ローラを高寿命化できる利点を持つ。
定着ローラに外部加熱部材としての外部加熱ローラを当接させ、定着ローラの表面温度を制御することにより、芯金温度を低下させる構成が例えば特許文献1で提案されている。この特許文献1に記載された構成は、複数の外部加熱部材を定着ローラに圧接及び離間させる接離手段と、複数の外部加熱部材を定着ローラの表面に均一に圧接させる調整手段とを備える。そして、定着ローラに複数の外部加熱部材を均一に圧接し、定着ローラの表面を効果的に加熱することで、厚紙の生産性を向上させている。
又、外部加熱性能を向上させる技術として、定着ローラに外部加熱ベルトを当接させる構成が例えば特許文献2で提案されている。特許文献2に記載された構成は、定着ローラに外部加熱ベルトを当接させ、定着ローラの外周方向の帯状領域を加熱することにより、定着ローラに十分な熱量を供給し、トナー画像の定着性を安定させている。この外部加熱ベルト方式は、定着ローラに弾性層を有しない構成においても、外部加熱部材と定着ローラとの当接部を大きくすることが可能なので、外部加熱部材から定着ローラへ十分な熱供給が可能である利点を持つ。
更に、外部加熱装置構成を単純化し、コスト削減が可能な技術として、複数の外部加熱部材が有する複数の熱源を同一に動作する構成が例えば特許文献3で提案されている。特許文献3に記載された構成は、1つの温度検知素子(サーミスタ)による検知温度に応じて、複数の外部加熱部材が有する複数の熱源を同一に動作するように制御する制御手段を備える。この構成により、装置を簡略化して、コストダウンを可能としている。
加熱源を有する定着部材としての定着ローラに、加熱源を有する外部加熱部材としての例えば外部加熱ローラを当接させる定着装置が提案されている。
この外部加熱ローラは、例えば加熱源としてのハロゲンヒータを内蔵して、外部加熱ローラの表面温度を検知する温度検知素子としてのサーミスタを有する。このサーミスタは、外部加熱ローラ中央部の温度を検知する外部加熱メインサーミスタ、外部加熱ローラ端部の温度を検知する外部加熱サブサーミスタが配置される。
そして、外部加熱メインサーミスタの検知温度が目標温度となるように、外部加熱ローラのハロゲンヒータをON/OFF制御することにより、外部加熱ローラの表面温度が目標温度に維持される。よって、外部加熱メインサーミスタは、外部加熱ローラの温度調整用のサーミスタである。
一方、外部加熱サブサーミスタは、外部加熱ローラ端部の温度検知、又は外部加熱ローラの異常高温等を検知する安全装置として使用される温度検知用のサーミスタである。
ここで、外部加熱ローラのサーミスタとして、従来、外部加熱ローラに接触する接触式サーミスタが用いられている。これは、外部加熱ローラが高温のため、耐熱性が低い非接触式サーミスタを使用できないという理由のためである。
ここで、外部加熱ローラのサーミスタとして、従来、外部加熱ローラに接触する接触式サーミスタが用いられている。これは、外部加熱ローラが高温のため、耐熱性が低い非接触式サーミスタを使用できないという理由のためである。
しかしながら、このような従来の構成において、定着装置の長期使用により、外部加熱ローラの接触式サーミスタである外部加熱メインサーミスタは、トナーや紙粉等が付着して汚染されてしまう。このトナーや紙粉等は、記録材から定着ローラ、外部加熱ローラの順に転移して、最終的に外部加熱メインサーミスタに付着する。外部加熱メインサーミスタに付着するトナーや紙粉等は、記録材1枚では微量であるが、通紙枚数が増加するにつれて、大きな塊となってしまう場合がある。そして、外部加熱ローラと外部加熱メインサーミスタとの間にトナーや紙粉等が入り込むことによって、外部加熱ローラから外部加熱メインサーミスタが浮いたような状態となってしまう。よって、外部加熱メインサーミスタは、外部加熱ローラの表面温度を正確に検知できなくなり、外部加熱ローラの実際の温度よりも低い温度で検知してしまう。
このような状態において、外部加熱メインサーミスタは、外部加熱ローラの表面温度を目標温度に維持するようにハロゲンヒータをON/OFF制御するため、外部加熱メインサーミスタの検知温度は目標温度であっても、外部加熱ローラの実際の温度は目標温度よりも高温となってしまう。
そして、外部加熱ローラが高温となってしまい、外部加熱サブサーミスタが所定の高温を検知して、ハロゲンヒータをOFFして、画像形成装置を停止させる「高温エラー」状態となってしまい、画像形成ができなくなるという問題が発生する可能性がある。
ここで、外部加熱サブサーミスタは、定着ローラの非通紙部、又は非画像部に対応する外部加熱ローラの位置に配置され、トナーや紙粉等で汚染されることが少ないため、外部加熱ローラの表面温度を正確に検知できるので、高温となった実際の外部加熱ローラ温度を検知する。
この外部加熱サブサーミスタが検知する高温エラーを発生させないようにするために、高温エラーを検知する検知温度を上昇させると、高温エラーが発生しにくくなるが、外部加熱ローラ周りの部材、例えば外部加熱サブサーミスタ、外部加熱ローラを支持する断熱ブッシュやベアリング等の耐熱温度を超えてしまい、破損してしまう可能性がある。
そこで、本発明は、上述のような事情に鑑み、外部加熱メインサーミスタがトナーや紙粉等で汚染された場合においても、外部加熱ローラの実際の温度が上昇することを低減する。そして、高温エラー検知温度を必要以上に高く設定しなくても、外部加熱サブサーミスタが高温エラー検知温度を検知することを低減することにより、画像形成装置が停止することを低減するものである。
本発明は、加熱源1を具備する定着部材と、加熱源2を具備して定着部材の外周面に当接して定着部材を加熱する外部加熱部材と、加圧部材とを有する。
定着部材表面の中央部の通紙領域温度を検知する温度検知素子1と、外部加熱部材表面の中央部(定着部材の通紙領域に対応する部位)の温度を検知する接触式の温度検知素子2と、外部加熱部材表面の略端部(定着部材の非通紙領域、又は非画像領域に対応する部位)の温度を検知する接触式の温度検知素子3とを有する。
前記温度検知素子1の検知温度によって、前記定着部材の加熱源1を制御して、前記定着部材の表面温度を目標温度1に維持するように温度調整を行い、前記温度検知素子2の検知温度によって、前記外部加熱部材の加熱源2を制御して、前記外部加熱部材の表面温度を目標温度2に維持するように温度調整を行う。
前記定着部材と前記加圧部材との圧接部に未定着画像を担持した記録材を通紙して、記録材上に画像を定着する定着装置において、前記温度検知素子2及び前記温度検知素子3が前記目標温度2よりも高い所定温度1以上を検知した場合に、異常高温を検知したとみなして、画像形成装置の画像形成を停止して、「高温エラー」を表示する。
そして、前記温度検知素子3が、前記目標温度2よりも高く、前記所定温度1よりも低い所定温度2以上を検知した場合、前記外部加熱部材の目標温度2を低下させる温度制御手段を有することを特徴とする定着装置である。
又、前記温度検知素子3が、前記目標温度2よりも高く、前記所定温度1よりも低い所定温度3以上を検知した場合、前記外部加熱部材の加熱源2をOFFする加熱源制御手段を有することを特徴とする定着装置である。
前記温度検知素子1の検知温度によって、前記定着部材の加熱源1を制御して、前記定着部材の表面温度を目標温度1に維持するように温度調整を行い、前記温度検知素子2の検知温度によって、前記外部加熱部材の加熱源2を制御して、前記外部加熱部材の表面温度を目標温度2に維持するように温度調整を行う。
前記定着部材と前記加圧部材との圧接部に未定着画像を担持した記録材を通紙して、記録材上に画像を定着する定着装置において、前記温度検知素子2及び前記温度検知素子3が前記目標温度2よりも高い所定温度1以上を検知した場合に、異常高温を検知したとみなして、画像形成装置の画像形成を停止して、「高温エラー」を表示する。
そして、前記温度検知素子3が、前記目標温度2よりも高く、前記所定温度1よりも低い所定温度2以上を検知した場合、前記外部加熱部材の目標温度2を低下させる温度制御手段を有することを特徴とする定着装置である。
又、前記温度検知素子3が、前記目標温度2よりも高く、前記所定温度1よりも低い所定温度3以上を検知した場合、前記外部加熱部材の加熱源2をOFFする加熱源制御手段を有することを特徴とする定着装置である。
本発明によれば、外部加熱部材の温度調整用の接触式サーミスタである外部加熱メインサーミスタがトナーや紙粉により汚染されて、外部加熱部材の実際の温度が目標温度よりも高温となり、外部加熱サブサーミスタが所定温度以上を検知した場合、外部加熱部材の目標温度を低下、又は外部加熱部材の加熱源をOFFすることにより、外部加熱部材温度が高温エラー温度まで上昇することを低減できる。よって、高温エラーの発生を低減できるので、画像形成装置が停止することを低減できる。従って、ユーザーにとっては、サービスマンを呼んで修理してもらう頻度が低減するため、画像形成装置のダウンタイムを低減することができる定着装置、及びこのような定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について、図1〜図4を用いて説明する。
本発明の第1の実施形態について、図1〜図4を用いて説明する。
<画像形成装置>
まず、図1により、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図1に示す画像形成装置は、それぞれ色の異なる4色のトナー像を形成する4個の画像形成ユニットY(イエロー)・M(マゼンタ)・C(シアン)・Bk(ブラック)が配置される。そして、これら画像形成ユニットを縦貫するようにして、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト10が配置されている。
まず、図1により、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図1に示す画像形成装置は、それぞれ色の異なる4色のトナー像を形成する4個の画像形成ユニットY(イエロー)・M(マゼンタ)・C(シアン)・Bk(ブラック)が配置される。そして、これら画像形成ユニットを縦貫するようにして、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト10が配置されている。
これら4個の画像形成ユニットY・M・C・Bk、は、同様の構成であり、以下では、代表してイエローの画像形成ユニットYの構成を説明する。他の画像形成ユニットについては、画像形成ユニットYと同一の構成及び作用の部材には同じ番号を付し、各ユニットを示す添え字を変更する。
像担持体として、例えば表層がOPC(有機光半導体)からなる円筒型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」と称する。)1Yは、矢印方向へ回転駆動される。2Yは、感光ドラム1Yの表面を一様均一に帯電する帯電ローラである。所定のバイアスが印加された帯電ローラ2Yは、感光ドラム1Yと接触従動回転して、感光ドラム1Y表面を所定の電位に帯電する。帯電された感光ドラム1Yは、露光装置3Yによる露光光(レーザー光等)による露光が行われて、入力原稿の色分解画像に対応した静電潜像が形成される。現像装置4Yは、現像ローラで帯電したトナーを用いて静電潜像の現像を行い、静電潜像に対応したトナー像を、感光ドラム1Y表面に形成する。感光ドラム1Y上のトナー像は、感光ドラム1Yと1次転写ローラ5Yとの1次転写部T1Yにおいて、1次転写ローラ5Yにより、感光ドラム1Yの周速とほぼ同速度で回転している中間転写ベルト10上に1次転写される。
1次転写後の感光ドラム1Y上の1次転写残トナーは、ブレード又はブラシ等が配置された感光ドラムクリーニング装置6Yにより回収される。そして、1次転写残トナーが除去された感光ドラム1Yは、再び帯電ローラ2Yにより一様均一に帯電されて繰り返し作像に供される。
中間転写ベルト10は、駆動ローラ11、支持ローラ12、バックアップローラ13に張架される。そして、4個の画像形成ユニットY・M・C・Bkの感光ドラム1Y・1M・1C・1Bkに接触しながら、駆動ローラ11の矢印方向の回転により回転駆動される。
フルカラーモード(フルカラー画像形成)が選択されている場合は、以上のような作像動作が4個の画像形成ユニットY・M・C・Bkにて実行される。そして、感光ドラム1Y・1M・1C・1Bk上にそれぞれ形成されたイエロートナー像・マゼンタトナー像・シアントナー像・ブラックトナー像が中間転写ベルト10上に順次多重転写される。なお、色順は上記に限定されず画像形成装置により任意である。
そして、中間転写ベルト10上に多重転写された4色のトナー像は、バックアップローラ13と2次転写ローラ14との2次転写部T2で、2次転写ローラ14により、記録材Pへ一括して2次転写される。又、記録材Pは、給紙カセット(不図示)内から一枚分離給送され、レジストローラ対(不図示)によって、2次転写部T2に中間転写ベルト10上の多重転写トナー画像に合わせた所定の制御タイミングで供給される。
本実施形態では、記録材上に画像を形成する画像形成部を上述のように構成している。そして、このような画像形成部により記録材上に形成された画像(トナー像)は、定着装置100により記録材に定着される。即ち、トナー像が転写された記録材Pは、定着装置100に導入され、記録材P上のトナー像が加圧・加熱されて記録材P上にフルカラートナー像が定着される。
2次転写後の中間転写ベルト10上の2次転写残トナーは、ブレード又はブラシ等が配置された中間転写クリーニング装置15により回収される。そして、2次転写残トナーが除去された中間転写ベルト10は、繰り返し画像形成の1次転写に供される。
又、例えば黒単色のモノカラーモード(モノカラー画像形成)や2〜3色モードの場合は、必要な色の画像形成ユニットにおいて感光ドラムに対する画像形成が実行される。この時、不必要な画像形成ユニットにおける感光ドラムは空回転される。そして、そのトナー像が1次転写部T1にて中間転写ベルト10上に1次転写され、さらに2次転写部T2にて記録材Pに2次転写され、定着装置100へ導入される動作が実行される。
<定着装置>
次に、定着装置100について説明する。
次に、定着装置100について説明する。
図2に示すように、定着装置100は、定着部材としての定着ローラ101、加圧部材としての加圧ローラ102、外部加熱部材としての外部加熱ローラ103を備える。定着ローラ101は、不図示の駆動源によって、矢印方向に所定の速度、例えば300mm/secの周速で回転駆動され、A4(横)が70ppm(Page Per Minute)でプリントされる。又、加圧ローラ102及び外部加熱ローラ103は、定着ローラ101の回転により従動回転する。又、本実施形態の定着装置の定着性を確保できる記録材の坪量上限は、250g/m2である。
定着ローラ101及び加圧ローラ102は、円筒上金属製の芯金上に耐熱性の弾性層、耐熱性の離型層を順に被覆してある。
定着ローラ101の芯金は、例えば外径74mm、厚み6mm、長さ350mmのアルミニウム製である。弾性層は、例えば厚さ3mmのシリコーンゴム(例えばJIS−A硬度20度)からなり、芯金の外周面を被覆している。離型層は、トナーとの離型性向上のため、例えば厚さ70μmのフッ素樹脂(例えばPFAチューブ)からなり、弾性層の表面を被覆している。
加圧ローラ102の芯金は、例えば、外径54mm、厚み5mm、長さ350mmのステンレス製である。弾性層は、例えば厚さ3mmのシリコーンゴム(例えばJIS−A硬度24度)からなり、芯金の外周面を被覆している。離型層は、トナーとの離型性向上のため、例えば厚さ70μmのフッ素樹脂(例えばPFAチューブ)からなり、弾性層の表面を被覆している。
定着ローラ101の芯金内部には、図2に示すように、加熱源として通電により発熱する例えば定格電力1200Wのハロゲンヒータ111が配置されている。そして、定着ローラ101の表面温度が所定の目標温度となるように内部から加熱している。なお、定着ローラ101の表面温度は、温度検知手段であるサーミスタ121aによって検出される。そして、温度制御手段130は、このサーミスタ121aの検出温度情報に基づいて、加熱源制御手段140を制御することにより、ハロゲンヒータ111をON/OFF制御することで、所定の目標温度、例えば180℃に温度調整される。
加圧ローラ102の芯金内部には、図2に示すように、加熱源として通電により発熱する例えば定格電力600Wのハロゲンヒータ112が配置されている。そして、加圧ローラ102の表面温度が所定の目標温度となるように内部から加熱している。なお、加圧ローラ102の表面温度は、温度検知手段であるサーミスタ122aによって検出される。そして、温度制御手段130は、このサーミスタ122aの検出温度情報に基づいて、加熱源制御手段140を制御することにより、ハロゲンヒータ112をON/OFF制御することで、所定の目標温度、例えば120℃に温度調整される。
なお、本実施形態では、定着性を確保するために、加圧ローラ102に加熱源を配置したが、定着性を確保できるならば、加圧ローラ102に加熱源を有しない構成でも良い。
又、加圧ローラ102は、不図示の加圧手段により、定着ローラ101に所定圧力で加圧され、定着ローラ101と定着ニップ部N1を形成し、矢印方向に、定着ローラ101によって従動回転される。なお、定着ニップ部N1の周方向の幅は、例えば、約10mmである。
次に、定着ローラ101に当接して加熱する外部加熱部材としての外部加熱ローラ103は、例えば、外径30mm、厚み3mm、長さ350mmの例えばアルミニウム製の芯金上に、トナーとの離型性向上のため、耐熱性の離型層として、例えば、15μmのフッ素樹脂(例えばPFAコート)を被覆している。この外部加熱ローラ103は、不図示の加圧手段により、定着ローラ101に所定圧力で加圧される。そして、外部加熱ローラ103と定着ローラ101との間で外部加熱ニップ部N2を形成する。外部加熱ローラ103は、定着ローラ101に対して、矢印方向に従動回転する。なお、外部加熱ニップ部N2の周方向の幅は、例えば、約5mmである。
外部加熱ローラ103の内部には、図2に示すように、加熱源として通電により発熱する例えば定格電力800Wのハロゲンヒータ113が配置されている。そして、外部加熱ローラ103の表面温度が所定の目標温度となるように内部から加熱している。なお、外部加熱ローラ103の表面温度は、後述する温度検知手段であるサーミスタ123aによって検出される。そして、温度制御手段130は、このサーミスタ123aの検出温度情報に基づいて、加熱源制御手段140を制御することにより、ハロゲンヒータ113を、ON/OFF制御することで、所定の目標温度、例えば220℃に温度制御される。
上述のように構成される定着装置100の各ローラは、スタンバイ時とプリント時とで、離間又は圧着動作を行う。この離間・圧着動作に関して説明する。
スタンバイ時は、定着ローラ101の弾性層、及び加圧ローラ102の弾性層の変形又は歪防止のため、加圧ローラ102、外部加熱ローラ103は、不図示の離間手段により定着ローラ101から離間される。
一方、プリント中、即ち記録材上の画像の定着(加熱)動作中は、加圧ローラ102、外部加熱ローラ103は、不図示の加圧手段により定着ローラ101に圧着される。
なお、スタンバイ中に各ローラが離間せずに圧着したままの場合、定着ニップ部N1及び外部加熱ニップ部N2での弾性層の変形又は歪がプリント中にも残存して、画像上に横スジや光沢スジ(光沢ムラ)等が発生して画像品質が低下してしまう。そのため、本実施形態のように、スタンバイ中に各ローラを離間するのが好適である。
又、前述したように、定着装置100は、画像形成部で記録材P上に形成されたトナー画像を、記録材Pに定着させる。即ち、図2で示すように、トナーKを担持した記録材Pが矢印方向に搬送され、定着ニップ部N1に導入される。そして、この記録材Pが定着ニップ部N1を通過することにより、加熱・加圧され、トナーKが記録材Pに定着される。この際、定着ローラ101表面及び加圧ローラ102表面の定着ニップ部N1で記録材Pに熱が奪われて温度低下した部位は、ハロゲンヒータ111及び112からの熱量と、外部加熱ローラ103から外部加熱ニップ部N2により加熱されて、所定温度に上昇する。その後、再び定着ニップ部N1で記録材Pに熱を与えることを繰り返して、定着動作が行われる。
一方、外部加熱ローラ103の外部加熱ニップ部N2で定着ローラ101に熱が奪われて温度低下した部位は、ハロゲンヒータ113からの熱量により加熱されて、所定温度に上昇する。その後、再び外部加熱ニップ部N2で、定着ローラ101に熱量を与えることを繰り返して、定着動作が行われる。
次に、定着ローラ101、加圧ローラ102、外部加熱ローラ103のそれぞれの表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタについて説明する。
本実施形態の画像形成装置は、中央基準通紙である。
各ローラの表面温度を検知するサーミスタ121a、122a、123aは、図3で示すように、各ローラの少なくとも最小サイズ紙の通紙領域、又はその通紙領域対応部に配置される。なお、これら各サーミスタは、各ローラの幅方向略中央部に配置されているが、最小サイズ紙幅の範囲内、又は最小サイズ紙幅に対応する範囲内であれば、この幅方向略中央部から外れた位置に配置しても良い。本実施形態での最小サイズ紙はA5縦(幅148.5mm)のため、中央から左右両側74.25mm幅内にサーミスタ121a、122a、123aが配置される。
サーミスタ121a、122a、123aは、通紙領域、及び通紙領域対応部の各ローラの表面温度を検知し、温度制御手段130は、これらの温度情報に基づいて、各ローラを所定の目標温度に維持するように、加熱源制御手段140を制御することにより、ハロゲンヒータ111、112、113を、ON/OFF制御する温度調整用サーミスタである。
サーミスタ121aは、定着性を一定に維持するため、定着ローラ101の定着ニップ部N1直前の温度を検知するのが好適である。本実施形態では、サーミスタ121aを定着メインサーミスタ121aと称する。
又、サーミスタ122aも同様に、定着性を一定に維持するため、加圧ローラ102の定着ニップ部N1直前の温度を検知するのが好適である。本実施形態では、サーミスタ122aを加圧メインサーミスタ122aと称する。又、本実施形態では、サーミスタ123aを外部加熱メインサーミスタ123aと称する。
各ローラの表面温度を検知するサーミスタ121b、122b、123bは、図3で示すように、各ローラの少なくとも最大サイズ紙の非画像領域、又はその非画像領域対応部に配置される。より好適には、各ローラの最大サイズ紙の非通紙領域、又はその非通紙領域対応部に配置される。本実施形態の最大サイズ紙は、13×19インチ紙(幅330mm)で、最大画像領域は、幅320mmのため、各ローラにおいて、少なくとも中央から左右両側160mmより外側に、より好適には、中央から左右両側165mmより外側に、サーミスタ121b、122b、123bが配置される。本実施形態では、トナーや紙粉が付着しないように、サーミスタ121b、122b、123bは、中央から左右両側165mmより外側に配置してある。
サーミスタ121b、122b、123bは、各ローラの非通紙領域、又は非通紙領域対応部の温度を検知する、あるいは安全装置として各ローラの温度を検知する温度検知用サーミスタである。
サーミスタ121bは、温度調整用の定着メインサーミスタ121aに対して、サブ的な役割のために、本実施形態では、サーミスタ121bを定着サブサーミスタ121bと称する。
又、サーミスタ122bも同様に、温度調整用の加圧メインサーミスタ122aに対して、サブ的な役割のために、本実施形態では、サーミスタ122bを加圧サブサーミスタ122aと称する。
又、サーミスタ123bも同様に、温度調整用の外部加熱メインサーミスタ123aに対して、サブ的な役割のために、本実施形態では、サーミスタ123bを外部加熱サブサーミスタ123bと称する。
定着メインサーミスタ121a、及び加圧メインサーミスタ122aは、定着ローラ101、及び加圧ローラ102に傷を付けてしまい、画像にスジや光沢ムラが発生しないように、非接触式のサーミスタを採用するのがより好適である。
定着サブサーミスタ121b、及び加圧サブサーミスタ122bは、定着ローラ101、及び加圧ローラ102の少なくとも非画像領域のため、非接触式又は接触式のサーミスタのどちらを採用しても良い。
外部加熱メインサーミスタ123a、及び外部加熱サブサーミスタ123bは、外部加熱ローラ103の目標温度が非常に高温のため、耐熱性の低い非接触式のサーミスタが採用できないため、接触式のサーミスタを採用するのが一般的である。
<外部加熱部材の温度制御>
次に、外部加熱部材の温度制御について、図4のフローチャートを用いて説明する。
次に、外部加熱部材の温度制御について、図4のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態は、外部加熱ローラ103の温度制御において、メインサーミスタ123aで目標温度に温度調整し、サブサーミスタ123bの検知温度が目標温度よりも高く、高温エラー温度よりも低い、所定温度以上を検知した場合、メインサーミスタ123aの目標温度を低下させる、或いは、ヒータ113をOFFする、ことにより、高温エラーの発生を低減するものである。
図4は、外部加熱部材としての外部加熱ローラ103の温度制御の一例を示す。
図4で示すように、画像形成装置の電源をONすると(S1)、外部加熱ローラ103の温度制御が開始される(S2)。
画像形成装置の電源ONで、立ち上げ(ウォームアップ)、スタンバイ、プリント等の状態となり、各状態において、それぞれ外部加熱ローラ103の目標温度が設定される。本実施形態では、例えば、外部加熱ローラ103の目標温度が220℃に設定され、メインサーミスタ123aの検知温度が温度制御手段130に入力され、加熱源制御手段140によって、ヒータ113をON/OFF制御して、外部加熱ローラ103の表面温度を220℃に維持する(S3)。
サブサーミスタ123bは、常に外部加熱ローラ103の端部温度を検知して、温度制御手段130に入力される。よって、常に温度制御手段130は、閾値:230℃に対するサブサーミスタ123bの検知温度を監視する(S4)。通常、メインサーミスタ123aにトナーや紙粉が付着していない場合、サブサーミスタ123bの検知温度は、230℃未満であり(S4のNO)、外部加熱ローラ103の温度制御を継続する場合には(S5のNO)、メインサーミスタ123aで温度調整され、外部加熱ローラ103の目標温度が220℃に維持される。
ここで、定着ローラ101と加圧ローラ102の定着ニップ部Nに記録材Pが通紙されると、定着ローラ101と加圧ローラ102の非通紙領域は、記録材Pに熱が奪われないため、温度が上昇する。定着ローラ101の非通紙領域の温度上昇によって、外部加熱ローラ103の非通紙領域対応部も若干温度上昇するが、上昇しても225℃程度であり、サブサーミスタ123aの検知温度は、230℃未満である。
又、外部加熱ローラ103の温度制御が終了する場合は(S5のYES)、例えば、画像形成装置の電源をOFFする場合や、画像形成装置のスタンバイ状態が所定時間以上経過した場合に、ヒータ113をOFFして、画像形成装置がスリーブ状態に移行する場合等である(S13)。
一方、画像形成装置の耐久が進んで、メインサーミスタ123aにトナーや紙粉が付着した場合には、外部加熱ローラ103の実際の温度が目標温度の220℃以上に上昇し、サブサーミスタ123bが230℃以上を検知した場合には(S4のYES)、温度制御手段130が外部加熱ローラ103の目標温度を、例えば「目標温度−5℃」となるように215℃に変更し、メインサーミスタ123aの検知温度が215℃となるように、ヒータ113をON/OFF制御する(S6)。
次に、温度制御手段130は、閾値:235℃に対するサブサーミスタ123bの検知温度を監視する(S7)。サブサーミスタ123bの検知温度が235℃未満の場合で(S7のNO)、かつ外部加熱ローラ103の温度制御を継続する場合には(S8のNO)、閾値:230℃に対するサブサーミスタ123bの検知温度も監視する(S4)。
そして、外部加熱ローラ103の目標温度が220℃から215℃に変更され(S6)、外部加熱ローラ103の実際の温度が低下することによって、サブサーミスタ123bの検知温度が再び230℃未満になった場合(S4のNO)には、外部加熱ローラ103の目標温度を元の220℃に戻す(S3)。
一方、外部加熱ローラ103の目標温度が220℃から215℃に変更され(S6)、外部加熱ローラ103の実際の温度が低下しても、メインサーミスタ123aのトナーや紙粉による汚れが大きく、サブサーミスタ123bの検知温度が230℃以上の場合には、外部加熱ローラ103の目標温度は215℃に維持される(S6)。
サブサーミスタ123bの検知温度が230℃以上を検知して、再び230℃未満になる場合は、前記の温度制御により外部加熱ローラ103の目標温度を低下させることにより、外部加熱ローラ103の実際の温度が低下した場合や、例えば、メインサーミスタ123aに付着していたトナーや紙粉が、偶発的にメインサーミスタ123aから剥離して除去されることにより、外部加熱ローラ103の実際の温度が低下した場合等である。
そして、画像形成装置の耐久がさらに進んで、メインサーミスタ123aにトナーや紙粉の付着が増大した場合には、外部加熱ローラ103の実際の温度がさらに上昇し、サブサーミスタ123bが235℃以上を検知した場合には(S7のYES)、温度制御手段130が加熱源制御手段140を制御して、ヒータ113をOFFする(S9)。
次に、温度制御手段130は、閾値:240℃に対するサブサーミスタ123bの検知温度を監視する(S10)。サブサーミスタ123bの検知温度が240℃未満の場合で(S10のNO)、かつ外部加熱ローラ103の温度制御を継続する場合には(S11のNO)、閾値:235℃に対するサブサーミスタ123bの検知温度も監視する(S7)。
そして、ヒータ113がOFFされ(S9)、外部加熱ローラの実際の温度が低下することによって、サブサーミスタ123bの検知温度が再び235℃未満になった場合(S7のNO)には、外部加熱ローラ103の目標温度を元の215℃に戻して(S6)、ヒータ113がON/OFF制御される。従って、S9制御は、サブサーミスタ123bの検知温度が235℃となるように、温度調整するような制御の様相となる。
次に、外部加熱ローラ103の実際の温度が上昇し、サブサーミスタ123bが240℃以上を検知した場合には(S10のYES)、高温エラー(異常高温)として画像形成装置を停止して、画像形成装置に高温エラーを表示する(S12)。
高温エラーは、メインサーミスタ123aとサブサーミスタ123bが例えば240℃以上を検知した場合に、ヒータ暴走等の異常が発生して、外部加熱ローラ103の温度が異常に高温になったことを検知して、画像形成装置を停止させるものである。ヒータ暴走とは、例えば、温度制御手段130により加熱源制御手段140から、ヒータ113をOFFする指示がでているにもかかわらず、ヒータが点灯して、外部加熱ローラ103が異常高温となってしまう現象である。
本実施形態で高温エラー温度を240℃としているのは、サーミスタの耐熱温度が250℃のためである。
外部加熱ローラ103の温度制御は、基本的に画像形成装置電源ON中は常に行われており、画像形成装置電源OFFで、外部加熱ローラ103の温度制御が終了する。これは、定着装置100の温度制御を行う他ローラに関しても同様である。
従来、メインサーミスタ123aのトナーや紙粉の汚染によるサブサーミスタ123bの高温エラーの発生があり、画像形成装置が停止してしまうという問題があった。本実施形態によれば、このような高温エラーの発生を低減でき、画像形成装置を停止させてしまう問題の発生頻度を低減できる。従って、ヒータ113の暴走時等、本当の異常時のみに高温エラーを検知して、本体を停止させることができる。
サブサーミスタ123bは、本実施形態においては、定着ローラ101と加圧ローラ102の非通紙領域に対応する外部加熱ローラ103の端部に配置してあるので、サブサーミスタ123bにトナーや紙粉が付着することがほとんど無いので、耐久においても、常に外部加熱ローラ103温度を正確に検知できる。従って、サブサーミスタ123bを外部加熱ローラ103の温度を監視して、本実施形態の温度制御に用いることは好適である。
又、サブサーミスタ123bを、少なくとも定着ローラ101と加圧ローラ102の非画像領域に対応する外部加熱ローラ103の端部に配置しても良い。これは、サブサーミスタ123bにトナーが付着することがほとんど無いので、サブサーミスタ123bに紙粉が付着しても、トナーのような接着物が無いので、紙粉のみであれば、耐久で紙粉は容易に剥離してしまうので、紙粉が堆積することはほとんど無い。従って、このような場合でもサブサーミスタ123bを外部加熱ローラ103の温度を監視して、本実施形態の温度制御に用いることは好適である。
本実施形態では、外部加熱ローラ103の目標温度を低下させる制御(S4とS6)と、ヒータ113をOFFする制御(S7とS9)とを2段階の所定温度により併用しているが、外部加熱ローラ103の目標温度を低下させる制御(S4とS6)のみ、或いはヒータOFFの制御(S7とS9)のみ、としても、高温エラーの発生を低減でき、画像形成装置を停止させてしまう問題の発生頻度を低減することができる。
さらに、外部加熱ローラ103の目標温度を低下させる制御、或いはヒータ113をOFFする制御は、外部加熱ローラ103の実際の温度が目標温度よりも上昇した時に動作する制御であり、又、定着ローラ101の目標温度の変更は無いので、プリント中の定着ローラ101の表面温度は定着ローラ101の目標温度に維持されるので、定着性の低下や、トナーの過溶融によるホットオフセット等の弊害も無い。これは、プリント中においては、外部加熱ローラ103の実際の温度が上昇し、外部加熱ローラ103から定着ローラ101への熱供給量が増加した場合、ヒータ111の点灯が少なくなるため、定着ローラ101の表面温度は一定に維持される。
本実施形態においては、加熱源として、ハロゲンヒータを用いたが、電磁誘導加熱や抵抗発熱体でも、定着装置構成においては、任意の加熱源を選択しても、本発明の効果は同様である。
又、本実施形態においては、外部加熱ローラの温度検知素子として接触式のサーミスタに限定したが、定着装置によっては、耐熱性を満足して非接触式のサーミスタが使用可能で、かつ非接触式のサーミスタにおいてもトナーや紙粉、トナーに含まれるワックス等が付着して、正確に温度を検知することができず、外部加熱ローラの実際の温度が上昇するような構成の場合には、非接触式のサーミスタにおいても本発明の効果は同様である。
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について、図4及び図5を用いて説明する。
本発明の第2の実施形態について、図4及び図5を用いて説明する。
第1の実施形態は、外部加熱部材が1つであったが、第2の実施形態は、外部加熱部材が複数の場合に関して説明する。
<定着装置>
本実施形態の定着装置100について説明する。
本実施形態の定着装置100について説明する。
図5に示すように、定着装置100において、定着部材としての定着ローラ101、加圧部材としての加圧ローラ102は、第1の実施形態の図2と同様である。外部加熱部材は、第1の実施形態の図2と異なり、外部加熱ローラ103と外部加熱ローラ104の2つが配置されている。
図5に示す定着ローラ101、加圧ローラ102、外部加熱ローラ103の構成及び温度調整は、第1の実施形態の図2で示す各ローラと同様であるため、説明は省略する。
外部加熱ローラ103と104の2つが定着ローラ101に当接することにより、外部加熱ニップ部N2(約5mm)と外部加熱ニップ部N3(約5mm)の約2倍の外部加熱ニップ幅を得ることができるので、外部加熱性能が向上する。
外部加熱性能が向上することにより、通紙時における定着ローラ101表面温度の低下を減少させ、定着ローラ101の表面温度を高温に維持でるので、定着性が向上する。
従って、定着性が向上することにより、画像形成装置のスピードアップによる生産性アップが可能となる、或いは、定着可能な記録材の坪量を増加することができる。例えば、定着ローラ101を、300mm/secから350mm/secの周速に回転駆動をスピードアップして、A4(横)が70ppmから80ppmに変更してもプリント可能になる。或いは、例えば、定着ローラ101は300mm/secの周速のままで回転駆動され、A4(横)が70ppmのままであるが、プリント可能な記録材の坪量上限を250g/m2から300g/m2に拡大できる等の利点を持つ。
なお、本実施形態の外部加熱ローラ103と外部加熱ローラ104は、同一の構成及び同一の温度調整である。
よって、外部加熱ローラ104の表面温度を検知する124aは、少なくとも最小サイズ紙の通紙領域対応部に配置され、外部加熱ローラ104の幅方向略中央部に配置されているが、最小サイズ紙幅に対応する範囲内であれば、この幅方向略中央部から外れた位置に配置しても良い。本実施形態での最小サイズ紙はA5縦(幅148.5mm)のため、中央から左右両側74.25mm幅内にサーミスタ124aが配置される。
サーミスタ124aは、外部加熱ローラ104の通紙領域対応部の表面温度を検知し、温度制御手段130は、この温度情報に基づいて、外部加熱ローラ104を所定の目標温度に維持するように、加熱源制御手段140を制御することにより、ハロゲンヒータ114を、ON/OFF制御する温度調整用サーミスタである。
又、本実施形態では、サーミスタ124aを外部加熱メインサーミスタ124aと称する。
外部加熱ローラ104の表面温度を検知するサーミスタ124bは、少なくとも最大サイズ紙の非画像領域対応部に配置される。より好適には、外部加熱ローラ104の最大サイズ紙の非通紙領域対応部に配置される。本実施形態の最大サイズ紙は、13×19インチ紙(幅330mm)で、最大画像領域は、幅320mmのため、各ローラにおいて、少なくとも中央から左右両側160mmより外側に、より好適には、中央から左右両側165mmより外側に、サーミスタ124bが配置される。本実施形態では、トナーや紙粉が付着しないように、サーミスタ124bは、中央から左右両側165mmより外側に配置してある。
サーミスタ124bは、外部加熱ローラ104の非通紙領域対応部の温度を検知する、あるいは安全装置として外部加熱ローラ104の温度を検知する温度検知用サーミスタである。
サーミスタ124bは、温度調整用の外部加熱メインサーミスタ124aに対して、サブ的な役割のために、本実施形態では、サーミスタ124bを外部加熱サブサーミスタ124bと称する。
外部加熱メインサーミスタ124a、及び外部加熱サブサーミスタ124bは、外部加熱ローラ104の目標温度が非常に高温のため、耐熱性の低い非接触式のサーミスタが採用できないため、接触式のサーミスタを採用するのが一般的である。
<外部加熱部材の温度制御>
次に、外部加熱部材の温度制御について説明する。
次に、外部加熱部材の温度制御について説明する。
第1の実施形態において、図2に示す外部加熱ローラ103の温度制御に関して、図4のフローチャートで説明した。
本実施形態の図5に示す外部加熱ローラ103の温度制御、及び外部加熱ローラ104の温度制御も、図4のフローチャートと同様である。
本実施形態において、外部加熱ローラ103の温度制御と、外部加熱ローラ104の温度制御は、それぞれ独立に制御する。
従って、メインサーミスタ123a及び124aのトナーや紙粉の付着状態の差により、例えば、一方の目標温度が220℃、他方の目標温度が215℃となり、目標温度が異なる状況も発生する。又、例えば、一方の目標温度が220℃、他方のヒータをOFFとするような状況も発生する。
本実施形態のように、複数の外部加熱部材を用いる定着装置においても、従来、メインサーミスタ123a及び124aのトナーや紙粉の汚染によるサブサーミスタ123b及び124bの高温エラーの発生があり、画像形成装置が停止してしまうという問題があった。本実施形態によれば、このような高温エラーの発生を低減でき、画像形成装置を停止させてしまう問題の発生頻度を低減できる。従って、ヒータ113及びヒータ114の暴走時等、本当の異常時のみに高温エラーを検知して、本体を停止させることができる。
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態について、図4及び図6を用いて説明する。
本発明の第3の実施形態について、図4及び図6を用いて説明する。
第1及び第2の実施形態は、外部加熱部材としての外部加熱ローラに関して説明したが、第3の実施形態は、外部加熱部材としての外部加熱ベルトに関して説明する。
<定着装置>
本実施形態の定着装置100について説明する。
本実施形態の定着装置100について説明する。
図6に示す定着装置100は、第2の実施形態の図5に示す外部加熱ローラ103及び104を加熱支持ローラとして、この加熱支持ローラに外部加熱ベルト105を張架した構成である。
従って、図6に示す定着部材としての定着ローラ101、加圧部材としての加圧ローラ102、及び加熱支持ローラ103及び104は、第2の実施形態の図5に示す定着ローラ101、加圧ローラ102、及び外部加熱ローラ103及び104と同様であるため、説明を省略する。
図6に示すように、外部加熱部材としての外部加熱ベルト105は、加熱支持ローラ103及び104に張架されて、定着ローラ101に当接される。
外部加熱ベルト105が定着ローラ101に当接することにより、外部加熱ニップ部N4は約30mmとなり、図5の外部加熱ニップ部の約10mm(約5mm+約5mm)の約3倍の外部加熱ニップ幅を得ることができるので、外部加熱性能が向上する。
外部加熱性能が向上することにより、画像形成装置のスピードアップによる生産性アップが可能となる、或いは、定着可能な記録材の坪量を増加することができる。例えば、定着ローラ101を、350mm/secから400mm/secの周速回転駆動をスピードアップして、A4(横)が80ppmから90ppmに変更してもプリント可能になる。或いは、例えば、定着ローラ101は300mm/secの周速のままで回転駆動され、A4(横)が70ppmのままであるが、プリント可能な記録材の坪量上限が300g/m2から、350g/m2に拡大できる等の利点を持つ。
外部加熱ベルト105は、例えば、内径φ52mm、厚み90μmのポリイミド製のベース層上に、トナーとの離型性向上のため、耐熱性の離型層として、例えば15μmのフッ素樹脂(例えばPFAコート)を被覆している。
この外部加熱ベルト105は、加熱支持ローラ103及び104に張架され、加熱支持ローラ103及び104が不図示の加圧手段により、定着ローラ101に所定圧力で加圧される。そして、外部加熱ベルト105と定着ローラ101との間で外部加熱ニップ部N4を形成する。外部加熱ベルト105は、定着ローラ101に対して、矢印方向に従動回転する。なお、外部加熱ニップ部N4の周方向の幅は、例えば約30mmである。
加熱支持ローラ103及び104の内部には、図6に示すように、加熱源として通電により発熱する例えば定格電力800Wのハロゲンヒータ113及び114が配置されている。そして、外部加熱ベルト105の表面温度が所定の目標温度となるように内部から加熱している。なお、外部加熱ベルトの表面温度は、図6に示すように、後述する温度検知手段であるサーミスタ123a及び124aによって検出される。なお、サーミスタ123a及び124aは、安全装置としての機能を兼ねるため、加熱支持ローラ103及び104に接触する外部加熱ベルトのそれぞれの部位の表面温度を検知するように配置される。
そして、温度制御手段130は、このサーミスタ123a及び124aの検出温度情報に基づいて、加熱源制御手段140を制御することにより、ハロゲンヒータ113及び114を、それぞれON/OFF制御することで、所定の目標温度、例えば220℃に温度制御される。
そして、温度制御手段130は、このサーミスタ123a及び124aの検出温度情報に基づいて、加熱源制御手段140を制御することにより、ハロゲンヒータ113及び114を、それぞれON/OFF制御することで、所定の目標温度、例えば220℃に温度制御される。
外部加熱ベルト105の表面温度を検知するサーミスタ123a及び124aは、少なくとも最小サイズ紙の通紙領域対応部に配置され、加熱支持ローラ103及び104の幅方向略中央部に配置されているが、最小サイズ紙幅に対応する範囲内であれば、この幅方向略中央部から外れた位置に配置しても良い。本実施形態での最小サイズ紙はA5縦(幅148.5mm)のため、中央から左右両側74.25mm幅内にサーミスタ123a及び124aが配置される。
サーミスタ123a及び124aは、外部加熱ベルト105の通紙領域対応部の表面温度を検知し、温度制御手段130は、この温度情報に基づいて、外部加熱ベルト105を所定の目標温度に維持するように、加熱源制御手段140を制御することにより、ハロゲンヒータ113及び114を、それぞれON/OFF制御する温度調整用サーミスタである。
又、本実施形態では、サーミスタ123a及び124aを、外部加熱メインサーミスタ123a及び124aと称する。
外部加熱ベルト105の表面温度を検知するサーミスタ123b及び124bは、少なくとも最大サイズ紙の非画像領域対応部に配置される。より好適には、外部加熱ベルト105の最大サイズ紙の非通紙領域対応部に配置される。本実施形態の最大サイズ紙は、13×19インチ紙(幅330mm)で、最大画像領域は、幅320mmのため、加熱支持ローラ103及び104と接触する外部加熱ベルト105のそれぞれの部位において、少なくとも中央から左右両側160mmより外側に、より好適には、中央から左右両側165mmより外側に、サーミスタ123b及び124bが配置される。本実施形態では、トナーや紙粉が付着しないように、サーミスタ123b及び124bは、中央から左右両側165mmより外側に配置してある。
サーミスタ123b及び124bは、外部加熱ベルト105の非通紙領域対応部の温度を検知する、あるいは安全装置として外部加熱ベルト105の温度を検知する温度検知用サーミスタである。
サーミスタ123b及び124bは、温度調整用の外部加熱メインサーミスタ123a及び124aに対して、サブ的な役割のために、本実施形態では、サーミスタ123b及び124bを外部加熱サブサーミスタ123b及び124bと称する。
外部加熱メインサーミスタ123a及び124a、及び外部加熱サブサーミスタ123b及び124bは、外部加熱ベルト105の目標温度が非常に高温のため、耐熱性の低い非接触式のサーミスタが採用できないため、接触式のサーミスタを採用するのが一般的である。
<外部加熱部材の温度制御>
次に、外部加熱部材の温度制御について説明する。
第2の実施形態において、図5に示す外部加熱ローラ103及び104の温度制御に関して、図4のフローチャートで説明した。
次に、外部加熱部材の温度制御について説明する。
第2の実施形態において、図5に示す外部加熱ローラ103及び104の温度制御に関して、図4のフローチャートで説明した。
本実施形態の図6に示す外部加熱ベルト105の温度制御も、図4のフローチャートと同様である。
本実施形態において、加熱支持ローラ103の温度制御と、加熱支持ローラ104の温度制御は、それぞれ独立に制御する。
従って、メインサーミスタ123a及び124aのトナーや紙粉の付着状態の差により、例えば、一方の目標温度が220℃、他方の目標温度が215℃となり、目標温度が異なる状況も発生する。又、例えば、一方の目標温度が220℃、他方のヒータをOFFとするような状況も発生する。
本実施形態のように、外部加熱ベルトを用いる定着装置においても、従来、メインサーミスタ123a及び124aのトナーや紙粉の汚染によるサブサーミスタ123b及び124bの高温エラーの発生があり、画像形成装置が停止してしまうという問題があった。本実施形態によれば、このような高温エラーの発生を低減でき、画像形成装置を停止させてしまう問題の発生頻度を低減できる。従って、ヒータ113及びヒータ114の暴走時等、本当の異常時のみに高温エラーを検知して、本体を停止させることができる。
又、本実施形態では、外部加熱ベルト105の2本の支持ローラとして、2本とも加熱源を有する加熱支持ローラを用いて説明したが、例えば、1本の支持ローラのみに加熱源を有する加熱支持ローラとし、他の1本は、加熱源の無い支持ローラとして、本発明を適用しても、外部加熱部材の高温エラーの発生を低減する効果は同様である。
上述の各実施形態における諸数値や概略図は、説明を簡略化するための1例であって、画像形成装置や定着装置の構成、及び設定等に応じて任意に定めることができる。
また、本発明は、各実施形態で説明した定着装置に限定されるものではなく、各実施形態を任意に組み合わせる等、他の形態の定着装置にも適用できる。
また、本発明は、各実施形態で説明した定着装置に限定されるものではなく、各実施形態を任意に組み合わせる等、他の形態の定着装置にも適用できる。
また、上述の実施形態においては、外部加熱サブサーミスタが所定温度を検知すると、外部加熱部材の目標温度を変更する温度制御と、外部加熱の加熱源をOFFする加熱源制御とを組み合わせた例で説明したが、どちらか一方の制御のみでも、外部加熱部材の高温エラーの発生を低減する効果がある。
また、本実施形態では、加熱源としてハロゲンヒータを用いて説明したが、例えば、抵抗発熱体や電磁誘導加熱方式等の他の加熱源を用いた定着装置においても本発明の効果は同等である。
100・・・定着装置、101・・・定着部材(例えば定着ローラ)、102・・・加圧部材(例えば加圧ローラ)、103・・・外部加熱部材(例えば外部加熱ローラ、又は加熱支持ローラ)、104・・・外部加熱部材(例えば外部加熱ローラ、又は加熱支持ローラ)、105・・・外部加熱ベルト、111/112/113/114・・・ハロゲンヒータ(加熱源)、121/122/123/124・・・サーミスタ(温度検知手段)、130・・・温度制御手段(例えばCPU)、140・・・加熱源制御手段(例えばヒータドライブ回路)、P・・・記録材、K・・・トナー、N1・・・定着部材と加圧部材とのニップ部、N2/N3/N4・・・外部加熱部材と定着部材とのニップ部
Claims (6)
- 加熱源1を具備する定着部材と、加熱源2を具備して定着部材の外周面に当接して定着部材を加熱する外部加熱部材と、加圧部材と、を有し、
定着部材表面の中央部の通紙領域温度を検知する温度検知素子1と、外部加熱部材表面の中央部(定着部材の通紙領域に対応する部位)の温度を検知する接触式の温度検知素子2と、外部加熱部材表面の略端部(定着 部材の非通紙領域、又は非画像領域に対応する部位)の温度を検知する接触式の温度検知素子3と、を有し、
前記温度検知素子1の検知温度によって、前記定着部材の加熱源1を制御して、前記定着部材の表面温度を目標温度1に維持するように温度調整を行い、
前記温度検知素子2の検知温度によって、前記外部加熱部材の加熱源2を制御して、前記外部加熱部材の表面温度を目標温度2に維持するように温度調整を行い、
前記定着部材と前記加圧部材との圧接部に未定着画像を担持した記録材を通紙して、記録材上に画像を定着する定着装置において、
前記温度検知素子2及び前記温度検知素子3が前記目標温度2よりも高い所定温度1以上を検知した場合に、異常高温を検知したとみなして、画像形成装置の画像形成を停止して、「高温エラー」を表示し、
前記温度検知素子3が、前記目標温度2よりも高く、前記所定温度1よりも低い所定温度2以上を検知した場合、前記外部加熱部材の目標温度2を低下させる温度制御手段を有することを特徴とする定着装置。 - 加熱源1を具備する定着部材と、加熱源2を具備して定着部材の外周面に当接して定着部材を加熱する外部加熱部材と、加圧部材と、を有し、
定着部材表面の中央部の通紙領域温度を検知する温度検知素子1と、外部加熱部材表面の中央部(定着部材の通紙領域に対応する部位)の温度を検知する接触式の温度検知素子2と、外部加熱部材表面の略端部(定着部材の非通紙領域、又は非画像領域に対応する部位)の温度を検知する接触式の温度検知素子3と、を有し、
前記温度検知素子1の検知温度によって、前記定着部材の加熱源1を制御して、前記定着部材の表面温度を目標温度1に維持するように温度調整を行い、
前記温度検知素子2の検知温度によって、前記外部加熱部材の加熱源2を制御して、前記外部加熱部材の表面温度を目標温度2に維持するように温度調整を行い、
前記定着部材と前記加圧部材との圧接部に未定着画像を担持した記録材を通紙して、記録材上に画像を定着する定着装置において、
前記温度検知素子2及び前記温度検知素子3が前記目標温度2よりも高い所定温度1以上を検知した場合に、異常高温を検知したとみなして、画像形成装置の画像形成を停止して、「高温エラー」を表示し、
前記温度検知素子3が、前記目標温度2よりも高く、前記所定温度1よりも低い所定温度3以上を検知した場合、前記外部加熱部材の加熱源2をOFFする加熱源制御手段を有することを特徴とする定着装置。 - 前記外部加熱部材の温度検知素子3が所定温度2以上、又は所定温度3以上を検知して、外部加熱部材の温度制御、又は加熱源制御を変更した後、前記外部加熱部材の温度検知素子3が所定温度2未満、又は所定温度3未満を検知した場合には、外部加熱部材の前記温度制御、又は前記加熱源制御を元に戻すことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。
- 複数の外部加熱部材を有する場合には、外部加熱部材毎に独立して前記温度制御、又は前記加熱源制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の定着装置。
- 外部加熱部材は、外部加熱ローラ又は外部加熱ベルトであることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の定着装置。
- 請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2013
- 2013-02-26 JP JP2013035386A patent/JP2014164149A/ja active Pending
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