JP3773462B2

JP3773462B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3773462B2
Application number: JP2002105981A
Authority: JP
Inventors: 敏行浜田; 誠江木; 譲南條; 孝前川
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: US20030190170A1; US6810220B2; JP2003302862A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱したローラ対のニップ間を未定着トナー画像を担持した用紙を挿通させて用紙上未定着トナーを加熱、溶融させて用紙に定着させる定着装置を用いた画像形成装置に関する。特に、非通紙域のローラ表面温度の検出値を元に加熱源を通電制御する加熱定着装置を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真方式の画像形成装置においてはニップを形成するロール対の内、少なくとも用紙上の未定着トナーと接触する定着ローラに内蔵された加熱手段によって加熱されたローラ対のニップ間を、未定着トナー画像を担持した用紙を挿通させてることによって用紙上のトナーを定着させる熱ローラ定着方式が用いられている。このような熱ローラ定着方式において定着ローラの表面温度は用紙上のトナーを加熱して溶融軟化させて定着させるに十分な温度に加温される必要がある。用紙がローラニップ間を通過する短時間にトナーが十分軟化するように、一般的にはトナーのバインダーレジンの軟化温度より数十度高目の１４０〜２１０℃の間に維持される。定着ローラ加熱の為に、ローラ内部にハロゲンヒータなどの加熱手段を内蔵させるが、用紙サイズに関わらずローラ温度を均一に維持させる為に、ローラ長手方向に出力パターンを変えた複数のハロゲンヒータを内蔵させる場合が多い。
【０００３】
一般的には中央部を重点的に加熱する中央部重点ハロゲンヒータと両端部を重点的に加熱する両端部重点ハロゲンヒータを組み合わせることが多く、定着ローラの長手方向を基準とした最大幅の用紙である場合、定着ローラの通紙領域全体が均一な温度に調節される。通紙時の温度分布がローラ長手方向に均一となるように設定されているので、非通紙時のウォームアップ時には非通紙側への熱伝導、ローラ両端部からの熱の逸散等から、ローラ中央部が常に高温状態となってしまう。一方、定着ローラの温度を一定の定着温度に維持させる為に、加熱制御の基準としてローラ表面温度を検出させる為にサーミスタなどの検出手段をローラ表面の適当な位置に設置させている。従来からサーミスタ等は実際に用紙を通紙させているローラ表面に設置する場合が多い。しかしサーミスタとの摺擦によって定着ローラ表面が傷つけられ、離型効果が損なわれたりして部品寿命を縮めるので、サーミスタを非通紙域に設置される事例が増えてきている。
【０００４】
ところが、ハロゲンヒータは通紙域を主に加熱するように設けられているので、非通紙域のサーミスタは通紙部に遅れて加熱される。電源オン後のウォームアップ時には用紙を通紙しないままに加熱を連続させるので、上記サーミスタが定着温度を検出した時点では、ローラ通紙部の表面温度が過剰に上昇しており、ホットオフセットなどの不具合が発生したり、電力の無駄遣いなどが問題である。さらにローラ中央部温度を抑制すれば、ローラ両端部の温度が定着温度に達せず、定着不良となる恐れもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
。
そこで本発明の第１の目的は、上記問題に鑑みて定着ローラ表面の温度検出手段が非通紙領域に設けられた定着装置を備えた画像形成装置において、ウォームアップ進行中のローラ中央部の表面温度の過上昇を防止しうる画像形成装置を提供することにある。
更に本発明の第２の目的は、定着ローラ表面の温度検出手段が非通紙領域に設けられた定着装置を備えた画像形成装置において、ローラ中央部のホットオフセットやローラ両端部の定着不良を防止しうる画像形成装置を提供することにある。さらに本発明の第３の目的は、複数の加熱源をローラに内蔵して、定着ローラ表面の温度検出手段を非通紙領域に設けた定着装置を備えた画像形成装置において、ウォームアップ進行中のローラ表面温度を長手方向にみて均一に加熱しうる画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、ローラ長手方向を基準とした出力分布が中央部が高目に設定された第１の加熱手段と、両端部が高目に設定された第２の加熱手段とを内蔵した定着ローラと、定着ローラに当接してニップを形成する加圧ローラと、定着ローラ表面の非通紙領域に当接して設けられた第１の温度検出手段とを備えた定着装置と、第１の加熱手段と第２の加熱手段を通電制御する制御手段と、雰囲気温度を検出する第２の温度検出手段とを備えた画像形成装置であって、
ウォームアップ開始時においては上記制御手段が、第１の加熱手段と第２の加熱手段の通電オン制御を開始した後、ウォームアップ進行中の前記温度検出手段で検出された温度が所定温度に達すると第１の加熱手段を所定時間オフした後再度オンして、前記ウォームアップ開始から上記雰囲気温度によって予め決められた時間ｔを経過すればウォームアップを終了するように制御することを特徴とする。請求項１の発明によれば、長手方向を基準とした出力分布がローラ中央部にて高目に設定された中央部重点加熱手段の通電をウォームアップ中に所定時間オフさせて、ローラ中央部温度の過上昇を抑制する。その結果、ローラ長手方向の表面温度が均一となるので、局部的なホットオフセットを防止する。ホットオフセット対策としてローラ温度を低目調整する必要が無いので局部的な定着不良を生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された装置本体の好適実施形態を添付図面を参照して更に説明する。図１はこの発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置２００の外観構成を示す斜視図である。図２は画像形成装置２００の内部構成を示す正面図である。図３は原稿搬送部を不図示として、画像形成装置２００の右側面から見た原稿カバーの開閉状態を示す模式図である。
【００１０】
図１、図２に示すように、画像形成装置２００は本体ハウジング１１とその上方の上ハウジング１１Ｕと、上ハウジングの上部に開平自在に載置された原稿搬送部１４で区画されている。本体ハウジング１１と上ハウジング１１Ｕの中間部には右側側面から略水平方向に内側に入り込んだシート材スタック空間部１２が形成されている。シート材スタック空間部１２には本体ハウジングから横方向に排出されるシート材を受け取り、積載する為の上シートトレイ１、下シートトレイ２が設けられている。このように、画像形成装置本体内部にシート排出部を設けたいわゆる胴内排紙方式の画像形成装置においては、シートスタック空間の占有空間を設ける必要から、画像形成部のコンパクト化が要求され現像装置においてもコンパクトかつ低コストの１成分現像方式が有利である。
【００１１】
上ハウジング１１Ｕは画像読取り位置において原稿を露光して画像を読取るための露光部１５を内蔵しておりその上面には操作パネル１３や透明なガラス板からなる原稿載置板２１が配設されている。上ハウジング１１Ｕの上方には原稿画像を読み取るために原稿を画像読取り位置Ｒに搬送するための原稿搬送部１４が載置されている。原稿カバー１４ｄは図３に示すように機械奥側のヒンジ部９によって上ハウジング上に開平自在に支持されている。原稿カバー１４ｄは実線で示す閉位置において通常載置されており、破線で示す開位置まで開放することが可能である。画像形成装置２００はシートスルー方式と原稿固定方式の２方式の原稿画像読取りを行なうことが可能である。まずシートスルー方式は閉状態の原稿搬送部１４によって画像読取り位置Ｒを通過している原稿を、画像読取り位置に対向して固定配置された露光部１５で画像読取りする方式である。さらに原稿固定型方式は、原稿搬送部１４を開状態とし、原稿載置板２１上面に原稿を載置し、露光部１５を移動させつつ画像読取りする方式である。本実施形態は、シートスルー方式に基づいた実施例として説明を行なう。
【００１２】
本体ハウジング１１は、下ハウジング１１Ｄとその上方の連結ハウジング１１Ｃに区画できる。下ハウジング１１Ｄは用紙の給紙部と、用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、用紙上のトナー画像を定着するための定着部を内蔵している。連結ハウジング１１Ｃは定着後の用紙を搬送してシート材スタック空間のシートトレイに向けて排出するための用紙搬送路を内蔵している。
【００１３】
上ハウジング１１Ｕの構成を図１、図２を元に説明する。
上ハウジング１１Ｕの手前側には操作パネル１３が備えられている。原稿搬送部１４は原稿給紙トレイ１４ａと原稿搬送部本体１４ｂと原稿排紙トレイ１４ｃと原稿カバー１４ｄを備えている。原稿排紙トレイ１４ｃは原稿カバー１４ｄ上面の一部に直付けで形成している。原稿搬送路ｄの延長上の上流端に原稿給紙トレイ１４ａが配設され、原稿搬送路ｄの延長上の下流端には原稿排出トレイ１４ｃが配設されている。原稿読取り部本体１４ｂには原稿搬送路ｄに沿って原稿搬送方向の上流側から下流側にかけてピックアップローラ２２、搬送ローラ対２３とレジストローラ対２４、排出ローラ対２５が設けられている。搬送ローラ対２３は駆動ローラ２３ａと分離ローラ２３ｂから構成されている。分離ローラ２３ｂは回転負荷が所定トルクを下回る場合のみ駆動ローラ２３ａと逆方向に回転し、回転負荷が所定トルクを上回る場合には駆動ローラ２３ａと従動回転するようになっている。
【００１４】
レジストローラ対２４と排出ローラ対２５の間には画像読取り部Ｒが設けられている。画像読取り位置Ｒには原稿載置板２１への対向する向きにシェーディング補正用の白基準板２６と、白基準板２６の上方にあって白基準板２６を原稿載置板２１に押圧するための原稿押圧部２６ａとが設けられている。原稿搬送路ｄは搬送ローラ対２３から画像読取り位置Ｒに至る間において反転するように湾曲している。原稿搬送路ｄの上流側から下流側に向けて各センサが設けられている。つまり、原稿給紙トレイ１４ａ中央部に原稿検知センサＳ１が設けられ、搬送ローラ対２３の下流側に給紙センサＳ２が設けられ、排出ローラ対２５の下流側に排出センサＳ３が設けらている。
【００１５】
原稿搬送部で原稿を搬送移動させつつ固定した露光ランプで原稿露光させるいわゆるシートスルー原稿読取り方式に基づいて以下の説明を進める。原稿給送トレイ１４ａに画像面を上向きにセットされたＭ枚の原稿は、ばね部材６ａによって上向きに付勢されたセット原稿押さえ部材６ｂによって所定の圧力でピックアップローラ２２に押しつけられる。操作パネル１３のコピー開始ボタンがオンされると図示しない１次給紙駆動手段によりピックアップローラ２２と搬送ローラ２３が回転駆動される。原稿給紙トレイ１４ａにセットされた原稿はピックアップローラ２２によって上面側から通常複数枚が搬送ローラ対２３に送られる。搬送ローラ対２３に送られた複数枚の原稿は分離ローラ２３ｂにより最上部の１枚のみが分離されてレジストローラ対２４に向けて搬送される。原稿先端が給紙センサＳ２によって検出されてから所定の距離だけ搬送された後、給紙駆動手段の作動停止により搬送ローラ対２３の駆動ローラ２３ａとピックアップローラ２２の回転駆動が停止され一次給紙が終了する。原稿はその先端がレジストローラ対２４のニップ部に押圧されかつその先端にたわみが形成された状態で停止させられる。
【００１６】
一次給紙が終了してから所定時間経過後、２次給紙が開始される。つまり図示しない２次給紙駆動手段の作動によりレジストローラ対２４が回転駆動される。原稿はレジストローラ対２４により画像読取り位置Ｒ及び排出ローラ対２５に向けて搬送させられた後、最終的には排出ローラ対２５によって原稿排出トレイ１４ｃ上に排出される。排出ローラ対の下流側に設けられた排紙センサＳ３により原稿の後端通過を検知したことによって原稿１枚の画像読取りの完了を検出するようになっている。排紙センサＳ３は原稿の給紙搬送完了毎に原稿枚数を計数するカウント機能を有しており、原稿セット検知センサＳ１が後続の原稿を検知していれば、２枚目以降の原稿搬送が続行される。原稿は画像読取り位置Ｒを通過する際に白基準板２６と原稿押圧部２６ａによって原稿載置板２１の表面を軽く押圧されながら搬送され、原稿画像面が原稿載置板を挟んで対抗する露光ランプ２７によって光走査されるようになっている。
【００１７】
次に、露光部１５について説明する。図２において、露光ランプ２７及び反射板２８と第１ミラー２９と第２ミラー３０と第３ミラー３１と集光レンズ３２とイメージセンサ、例えばライン型のＣＣＤ３３を備えている。露光ランプ２７と第１ミラー２９は第一キャリッジ（図示せず）上に搭載され、第２ミラー３０、第３ミラー３１は第二キャリッジ（図示せず）上に搭載されている。シートスルー方式で原稿画像を読み取る設定では、第一キャリッジが前記画像読み取り位置Ｒの直下に移動し、露光ランプ２７からの光照射光が移動中の原稿を露光する。照射光は第１ミラー２９、第２ミラー３０、第３ミラー３１、集光レンズ３２を通じてＣＣＤ３３に到達して光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。また、原稿固定方式で原稿画像を読み取る場合には、原稿載置板２１上の載置された原稿画像は露光部１５による読取走査を受けることにより、ＣＣＤ３３上に縮小結像され、光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。
【００１８】
引き続き図２を参照して、本体ハウジング１１を形成する下ハウジング１１Ｄと連結ハウジング１１Ｃの内、下ハウジングの構造について説明する。下ハウジング１１Ｄの下方の給紙部にはシートカセット３４と、画像形成部３６と、定着装置３７とが内蔵さている。シートカセット３４に収容されたシート材Ｐは繰り出しコロ３４ａにより１枚ずつ送り出される。下ハウジング１１Ｄの左側下方部には開閉可能な手差し給紙トレイ３５が備えられていて、この手差し給紙トレイ３５にセットされたシート材Ｐも繰り出しコロ３５ａにより１枚ずつ送り出される。
【００１９】
次に画像形成部について説明する。感光体ドラム２０１は外径４０ｍｍの正帯電性のアモルファスシリコン感光体ドラムであって、駆動時には図示した方向に１７８ｍｍ／秒の速度で回転する。尚、本複写機においては省エネの為に感光体ドラム付近には画像流れ対策用のドラムヒータは一切備えられてはいない。
感光体ドラム３８の表面は５ＫＶの高電圧が印可されたメインチャージャー２０２から発生したコロナ放電によって＋２５０Ｖに一様帯電した後、レーザースキャニングユニット４０からのビーム光の照射によって明電位＋１０Ｖと暗電位＋２５０Ｖの部分からなる静電潜像が形成される。更に感光体の回転によって静電潜像は現像位置にまで回転移動する。現像装置３００内部の現像スリーブ３０１は非磁性のアルミニウム製であって、内部に固定磁石を配して現像ローラを構成している。現像スリーブ３０１の外径は２０ｍｍであって、感光体ドラム２０１と３００μｍの間隙をもって、回転自在に支持されており、駆動時には感光体ドラムと同一方向に３６０ｍｍ／秒の速度で回転する。現像部３００内は、体積平均粒径９μｍ（コールターカウンターによるメジアン径）の正帯電の磁性トナーが充填されており、図示しない穂切り板で現像スリーブ表面にトナー薄層が形成される。現像スリーブ３０１には＋１００Ｖの直流電圧と、周波数２ＫＨＺ、ピークツーピーク電圧２ＫＶの交流電界とが重畳した現像バイアス電圧が印可されている。現像領域まで搬送されたトナーはこの現像バイアスによってスリーブ表面から飛翔し感光体ドラム２０１表面の露光部を現像する。
【００２０】
シートカセット３４或いは手差し給紙トレイ３５から１枚ずつ繰り出され搬送路３を通じて上方に搬送されてきた用紙は、感光体上のトナー画像がローラ転写部４２に接近するのに同期して、レジストローラ４で搬送タイミングが調整され、感光体ドラム３８と転写ローラ４２との間を搬送される。これによって、用紙先端とトナー画像部先端が一致してローラ転写部を通過することによってトナー画像中のトナーの大部分が用紙上に転移する。用紙上に転移せず感光体ドラム表面に残留した一部トナーは、最下流に設けられたクリーニング装置１００によって除去される。トナー像が転写された用紙は定着装置５０へトナー像を用紙上に定着してコピー物が得られる。
【００２１】
定着ニップを通過した用紙はそのまま垂直方向の垂直搬送路４２に沿って上方に搬送される。垂直搬送路４２は連結ハウジング１１Ｃに入り搬送ローラ対４３を通過すると、右方向の水平搬送路４４と斜め上方の搬送路４５に分岐しており、その分岐箇所において用紙の搬送方向を振り分ける分岐爪４６が設けられている。２図においては用紙は水平搬送路４４へと進行方向を振り分けられ、下シートトレイ２上へと排出される。
【００２２】
次に、図４によって定着装置５０の内部構造を詳述する。図４は定着装置を画像形成装置の正面から眺めた図である。図４に示すように定着ローラ５１と加圧ローラ５２とが互いに圧接して定着のニップ部を形成している。定着ローラ５１の表面温度の検知手段としてのサーミスタ５４と、定着ローラ５１内部には発熱手段としてのハロゲンランプ５７、５８が設けられている。画像形成装置の本体側には、サーミスタ５４の検知温度に基いてハロゲンランプ５７、５８に電力を制御しつつ供給して、定着ローラ５３の回転駆動を制御する為の制御部７０が設けられている。
【００２３】
定着ローラ５１は外径が３７ｍｍ、肉厚が１ｍｍであるアルミニウム製のローラ本体５１ａと、ローラ本体５１ａの表面に離型性を高めるために塗布された厚さが２５μｍのＰＴＦＥ層５１ｂとから構成されている。定着ローラは周速度が感光体ドラム４と等速の１７８ｍｍ／ｓｅｃとなる様に制御部７０からの駆動電流を受け、図示しない駆動手段で回転するようになっている。
【００２４】
加圧ローラ５２は外径が２０ｍｍの鉄製の芯金５２ａと、芯金５２ａの表面に被覆された厚さが５ｍｍである弾性層５２ｂと、離型性を高めるために弾性層５２ｂの表面に被覆された厚さ５０μｍであるＰＦＡチューブ層５２ｃとから構成されている。弾性層５２ｂはアスカＣ硬度が５５度であるシリコンゴムの発泡体から形成されている。加圧ローラ５２は図示しない付勢手段で定着ローラ５１に圧接しており定着ローラ５１の回転に応じて従動回転するようになっている。
【００２５】
次に図５にて、定着ローラ５１内部のハロゲンランプの出力配分と通紙領域と定着ローラ表面の温度検出手段の位置関係を模式的に説明する。図５において左方向が画像形成装置の前方、右方向が画像形成装置の後方を示している。
定着ローラ５１内部にはハロゲンランプ５７、５８の２本が内蔵されている。ハロゲンランプ５７は、消費電力が６００Ｗであって、中央が重点的に加熱する発熱部パターンとなっている。発熱部は消費電力の配分が４５０Ｗである中央部と、消費電力の配分が各々７５Ｗである両端部に分割される。発熱中央部は長さが約２１０ｍｍ割り当てられており、Ａ４用紙（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）の縦通紙域に一致するようになっている。
ハロゲンランプ５８は、消費電力が４００Ｗであって、両端部が重点的に加熱する配熱パターンとなっている。消費電力の配分が１３０Ｗである前方部と、１２０Ｗである後方部と、５０Ｗである中央部に分割される。ハロゲンランプ５８の中央部は長さが約２１０ｍｍ割り当てられておりＡ４用紙（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）の縦通紙域に一致するようになっている。
【００２６】
ハロゲンランプ５７と５８の発熱部の全長は３１０ｍｍであって互いに発熱部端部が同一になる様に位置決めされており、Ａ４用紙（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）の横通紙域をカバーできるように位置決めされている。
定着ローラ５１の前方側の非通紙領域であってハロゲンランプ５７、５８の発熱部には含まれる箇所にローラ表面の温度検出手段としてのサーミスタ５４が設けられている。また、本実施例では定着ローラの軸方向の温度分布を検出する為に定着ローラ中央部の温度測定用のサーミスタ５５を便宜的に設けて本発明の効果を調査する。これ以降、サーミスタ５４の検出温度を非通紙域温度と呼び、サーミスタ５５の検出温度をローラ中央部温度と呼ぶことにする。
本画像形成装置では、操作表示部に画像形成装置全体の電源スイッチが設けられている。電源スイッチをオンした段階で記憶された設定に従って電源制御部７０がウォームアップを開始する。
【００２７】
加熱開始と同時に、定着ローラは画像出力時と同じ周速１７８ｍｍ／ｓｅｃで回転を開始し、加圧ローラは定着ローラに従動回転するようになっている。加熱ローラ５３内部のハロゲンランプ５７は消費電力６００Ｗで点灯加熱し、加圧ローラ５２内部のハロゲンランプ５８は消費電力４００Ｗで点灯加熱する。ハロゲンランプ５７、５８はＡ４用紙（横）を連続的に通紙したときに定着ローラ表面の長手方向の温度分布が一定となるように発熱パターンを組み合わせている。ウォームアップ時の様に用紙を挿通せずに一気に加熱する場合には発熱部の最端部にあるサーミスタへの熱伝導がローラ中央部の発熱に追いつかないのでローラ中央部の温度が非通紙域温度を大きく上回る速度で温度上昇する。図６にウォームアップにおけるハロゲンランプのオン、オフタイミングとローラ中央部温度、非通紙部温度の関係を示す。ウォームアップ開始してから３５秒後に非通紙域温度が１１０℃の１次安定温度に達した時点で、ローラ中央部温度は１７０℃にまで昇温している。この時点でハロゲンランプ５７の通電が８秒間だけオフされるので、ローラ中央部の温度は１４０℃にまで一旦下降し、非通紙域温度は逆に１３０℃にまで上昇している。この時点で、ハロゲンランプ５７は再オンされ、更に１５秒ハロゲンランプ５７，５８の両方が点灯加熱してからウォームアップを終了する。つまりウォームアップの所用時間は合計５８秒となっている。この時のローラ中央部温度は１８０℃、非通紙域温度は１６０℃となっている。
【００２８】
本画像形成装置は、雰囲気温度を検出する温度検出手段を内蔵しており、上述の、ウォームアップ時間５８秒は雰囲気温度によって自動調整され、１５℃以上の環境では一律５８秒、５℃以上１５℃未満の環境では一律６５秒、５℃未満では一律７０秒に設定されている。このウォームアップ時間は、非通紙部温度を１６０℃以上を確保する為に充分である。さらにランプ５７の８秒間のオフはローラ中央部温度を２００℃未満に押さえるために有効に働く。この様なウォームアップアップの全体時間と、ハロゲンランプ５７のオフ時間は、予め本画像形成装置にて、雰囲気温度、ウォームアップ時間の関係を調査してローラの通紙部温度を１６０℃以上、２００℃未満の状態でウォームアップを終了するために決められた設定値である。非通紙部温度１６０℃以上とすることによって通紙部温度全体が１６０℃以上を保障することが可能であって、通紙部のローラ温度を１６０℃以上２００℃未満の範囲に調節することによって、ホットオフセット、定着不良を完全に防止できるウォームアップが保障される。ちなみに、比較例としてウォームアップにおいてハロゲンランプ５７、５８を５８秒間オン制御した場合のローラ中央部温度、非通紙部温度の変化を図７に示す。ウォームアップ終了時のローラ中央部温度は２２０℃、非通紙部温度は１７０℃にまで上昇していた。また、どの経過時間においてもローラ中央部温度を２００℃以下、非通紙部域温度を１６０℃以上の範囲に収まるような加熱時間は存在しないことがわかる。
【００２９】
本実施例において、ローラ中央部を含めた通紙部の温度分布、非通紙部温度のウォームアップ終了後の目標温度を１６０℃〜２００℃の範囲に設定したがこれに限定するものではなく、トナーの溶融特性、画像出力の速度、ハロゲンランプの消費電力、発熱パターン等を考慮して適宜最適範囲を設定することが可能で、例えば１３０〜２１０℃の範囲が好適に設定できる。
【００３０】
本実施例において、中央部重点加熱のハロゲンランプ５７を６００Ｗ、両端部重点加熱のハロゲンランプ５８を４００Ｗとしたがこれに限定するものではなく、ローラ中央部を含めた通紙部の温度分布、非通紙部温度の目標温度、などを考慮して適宜設定すれば良い。また、各ハロゲンランプの軸方向の電力の配分パターンも適宜設定することが可能である。
【００３１】
本実施例においては、ウォームアップ時間を雰囲気温度別に、１５℃以上の環境では一律５８秒、５℃以上１５℃未満の環境では一律６５秒、５℃未満では一律７０秒に設定したがこれに限定するものではなく、ウォームアップ終了時のローラ中央部を含めた通紙部の温度分布、非通紙部温度のウォームアップ終了後の目標温度に応じて適宜設定すれば良く、場合によっては時間を予め設定しておくのではなく、非通紙部の検出温度を基準に、ウォームアップを終了する方式であっても良い。
【００３２】
本実施例においては、中央部重点発熱のハロゲンランプ５７のウォームアップ中のオフ時間を８秒としたがこれに限定するものではなく、ローラ中央部を含めた通紙部の温度分布、非通紙部温度の目標温度、各ハロゲンランプの軸方向の電力の配分パターンなどを考慮して適宜設定することが可能である。また、ハロゲンヒータ５７の一時的オフをを実行する１次安定温度を１１０℃としたがこれに限定するものではなく、ローラ中央部を含めた通紙部の温度分布、非通紙部温度の目標温度、各ハロゲンランプの軸方向の電力の配分パターンなどを考慮して適宜設定することが可能である。
【００３３】
本実施例においては、定着ローラ本体をアルミ製としたがそれに限定するものではなくて、鉄や銅やニッケルやステンレスなどの金属を使用可能である。また、ローラ肉厚は１ｍｍとしたがそれに限定するものではなく０．５mm〜３ｍｍの範囲が好適に使用される。ローラ本体の表面の離型性層はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）としたが、それ以外にもＰＦＡ層（テトラフルオロエチレン−パー−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体）などのフッ素樹脂から選択することが可能である。この離型性層の肉厚は１５μｍとしたが、１０〜１００μｍの範囲から好適に使用される
【００３４】
本実施例においては、加圧ローラ５２において、芯金５２ａの表面に被覆された弾性層５２ｂの厚さを６．５ｍｍとしたがこれに限定するものではなくて、２〜１５ｍｍの範囲が好適に使用できる。弾性層５２ｂを形成するシリコンゴムはアスカＣ硬度が２５度のものを使用したが、それに限定するものではなくてアスカＣ硬度が５乃至９０度の弾性ゴムが好適に使用できる。弾性層５２ｂの表面に被覆された離型性層をＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パー−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブとしたがそれに限定するものではなくて、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体）などのフッ素樹脂から選択することが可能である。さらに、この離型性層の肉厚は７０μｍとしたが、２０〜１００μｍの範囲から好適に使用される。
【００３５】
【発明の効果】
第１に、長手方向を基準とした出力分布がローラ中央部にて高目に設定された加熱手段の通電をウォームアップ中に所定時間オフさせて、ローラ中央部のローラ両端部を上回る温度上昇を抑制し、定着ローラ通紙部全体の温度均一化させて、プリント部との局部的なホットオフセット、定着不良などを防止する。
第２に、予め決められた時間ｔを経過した時点でウォームアップを終了することによって、ウォームアップ中の加熱手段からの発生熱量を一定値に管理して、ウォームアップを終了時点の定着ローラ表面温度を正確に制御する。
第３に非通紙部の温度が所定値に達した時点でウォームアップを終了することによって非通紙部の温度を管理してウォームアップを終了時点の定着ローラ表面温度を正確に制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成の１例を模式的に示す正面図である。
【図２】各色画像形成部を模式的に示す正面図である。
【図３】定着装置５０の内部構造を断面的に詳述する模式図である。
【図４】定着装置を画像形成装置の正面から眺めた図。
【図５】定着ローラ５１内部のハロゲンランプの配熱分布と通紙領域と定着ローラ表面の温度検出手段の位置関係を示す図。
【図６】本実施例のウォームアップにおけるハロゲンランプのオン、オフタイミングとローラ中央部温度、非通紙部温度の関係を示すグラフ。
【図７】比較例としてウォームアップにおいてハロゲンランプ５７、５８オン制御した場合のローラ中央部温度、非通紙部温度の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
５０定着装置
５１定着ローラ
５１ａローラ本体
５１ｂＰＴＦＥ層
５２加圧ローラ
５２ａ芯金
５２ｂ弾性層
５２ｃＰＦＡチューブ層
５４サーミスタ
５７、５８ハロゲンランプ
７０電源制御部

Claims

ローラ長手方向を基準とした出力分布が中央部が高目に設定された第１の加熱手段と、両端部が高目に設定された第２の加熱手段とを内蔵した定着ローラと、定着ローラに当接してニップを形成する加圧ローラと、定着ローラ表面の非通紙領域に当接して設けられた第１の温度検出手段とを備えた定着装置と、第１の加熱手段と第２の加熱手段を通電制御する制御手段と、雰囲気温度を検出する第２の温度検出手段とを備えた画像形成装置であって、
ウォームアップ開始時においては上記制御手段が、第１の加熱手段と第２の加熱手段の通電オン制御を開始した後、ウォームアップ進行中の前記温度検出手段で検出された温度が所定温度に達すると第１の加熱手段を所定時間オフした後再度オンして、前記ウォームアップ開始から上記雰囲気温度によって予め決められた時間ｔを経過すればウォームアップを終了するように制御することを特徴とする画像形成装置。