JPH10133507A

JPH10133507A - 定着装置

Info

Publication number: JPH10133507A
Application number: JP29051196A
Authority: JP
Inventors: Maki Sudo; 真樹須藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーニング部材を用いることなく、温度検
知センサーと加熱体との接触部へのトナーの蓄積を防止
する。【解決手段】所定枚数（５０枚）の用紙に対し定着工
程が終了した後に、ローラの表面温度を、定着温度（Ｔ
（ｘ）：ｘはＡ〜Ｄ）よりも高い清掃用温度Ｔ（ＣＬ
Ｎ）に上昇させる（矢印Ｋ部）。ローラの表面温度が清
掃用温度Ｔ（ＣＬＮ）に上昇すると、温度検知センサと
ローラとの接触部に蓄積したトナーが融解し接触部から
排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置に係り、
より詳しくは、複写機やプリンタ等の画像形成装置にお
いて、表面に未定着トナー像が形成された記録媒体を加
熱することで、該記録媒体上に未定着トナー像を定着さ
せる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やレーザビームプリンタ等
の画像形成装置において、定着装置では画像形成時以外
の待機中でも、ある程度（一般的には、定着温度より若
干低い温度）に加熱した状態で待機していた。ところ
が、比較的低速で小型の画像形成装置（特に小型パソコ
ン用プリンタ）では、使用頻度が低く待機している時間
の方が実質的に画像形成している時間に比べて長いた
め、待機中に消費される電力が消費電力のほとんどを占
めていた。そこで、昨今、省エネルギーの観点から、待
機中に一定の時間、画像形成命令を受信しなかった場合
に余熱を止めるという所謂ポーズモードが用いられるよ
うになってきた。

【０００３】しかし、定着装置の加熱に必要な時間は従
来のままであるため、ポーズモードにより室温まで冷え
てしまった場合、ウォームアップ分の時間だけ画像形成
動作の開始が遅れ使用者の待ち時間が長くなってしま
う。そこで、上記の問題点を解消するために、待機中の
余熱を無くし且つウォームアップ時間を短縮可能な構成
とすることで、画像形成命令に基づいて定着装置の加熱
を開始しても、定着装置に用紙が突入する時点で定着装
置の温度が定着温度に達している様な装置、所謂オンデ
マンド定着装置が提案されている。

【０００４】このようなオンデマンド定着装置を実現す
るために、特開平５−１６５３６８号公報には、耐熱性
のフィルムを用いた定着装置において、加熱体への通電
をオンまたはオフした時の加熱体の温度変化量に基づい
て加熱体の定着温度を決定する技術が提案されている。
この技術では、熱容量の低い耐熱性のフィルムによるウ
ォームアップ時間の短縮と温度変化量検知制御によるオ
ンデマンド化とを達成している。

【０００５】また、特開平８−２４４９５号公報には、
ウォームアップ時間を短縮するために加熱体の低熱容量
化を前提とした定着温度の最適制御によるオンデマンド
化技術が提案されている。

【０００６】上述したような定着装置のオンデマンド化
に伴い加熱体の定着面の温度検知に対し非常に高い精度
が要求されるようになってきている。特に低熱容量化さ
れた加熱体表面上の温度は定着工程により記録材に熱量
を奪われ易く、記録材の種類や画像形成装置の使用環境
によっても表面温度の低下量はまちまちであることから
加熱体表面上の通紙部に接触する温度センサーがその検
知精度の高さから広く用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな接触型の温度検知センサーは定着工程時に加熱体表
面に微少量付着したトナーをせき止め、温度検知センサ
ーの接触面に蓄積してしまい検知鮮度を低下させること
から、定着不良や定着温度が高すぎて融着したトナーが
加熱体表面に転移するホットオフセット不具合や、画像
形成動作の起動時に蓄積したトナーが温度検知センサー
から脱落し、加熱体表面に再付着することで定着工程時
に記録材を汚してしまう問題が生じてしまう。

【０００８】このような不具合は加熱体表面のクリーニ
ング部材を備えることで軽減可能であるが、メンテナン
スの容易性やコストが高い点から加熱体のクリーニング
部材を取り除いた構成の定着装置が主流である小型画像
形成装置の場合は大きな問題となってしまう。

【０００９】また、温度検知センサーを加熱体の非通紙
部表面に接触するように配置することでトナーによる汚
染を防止する構成をとることも従来の定着装置において
は可能であるが、オンデマンド化を目的とした低熱容量
の加熱体を使用するオンデマンド定着器においては上述
したごとく定着温度制御の信頼性低下による定着不良や
制御の複雑化をともなってしまう問題があった。

【００１０】本発明は、上記問題点を解消するために成
されたものであり、定着装置の加熱体の通紙部表面に接
触型の温度検知センサーを配置し高精度な温度検知を可
能とした画像形成装置において、クリーニング部材を用
いることなく、温度検知センサーと加熱体との接触部へ
のトナーの蓄積を防止することができる定着装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の定着装置は、記録媒体上に形成され
た未定着トナー像を所定の定着温度で融解し定着させる
べく、該記録媒体を加熱する加熱手段と、前記記録媒体
を加熱手段に圧着させる圧着手段と、前記加熱手段の表
面に密着し該加熱手段の表面温度を検知する温度検知手
段と、記録媒体の定着工程時に前記加熱手段の表面温度
が所定の定着温度になるよう制御すると共に、記録媒体
の定着工程終了後に前記加熱手段の表面温度を、前記所
定の定着温度よりも高い清掃用温度に上昇させる温度制
御手段と、を有することを特徴とする。

【００１２】また、請求項２記載の定着装置では、請求
項１記載の定着装置において、前記温度制御手段は、前
記加熱手段の表面温度を清掃用温度に上昇させる制御
を、所定枚数の記録媒体に対し定着工程が終了した後に
限定して行う、ことを特徴とする。

【００１３】また、請求項３記載の定着装置は、請求項
１又は請求項２に記載の定着装置において、記録媒体の
種類、使用環境及び連続記録枚数の少なくとも１つに基
づいて、定着温度を設定する定着温度設定手段をさらに
有し、前記温度制御手段は、前記定着温度設定手段によ
り設定された定着温度に応じて前記清掃用温度を設定
し、設定された清掃用温度に前記加熱手段の表面温度を
上昇させる、ことを特徴とする。

【００１４】上記請求項１記載の定着装置では、記録媒
体の定着工程時に、温度制御手段によって加熱手段の表
面温度が所定の定着温度になるよう制御される。加熱手
段の表面温度が所定の定着温度になった状態で、圧着手
段により記録媒体が加熱手段に圧着されると、記録媒体
上に形成された未定着トナー像が融解し該記録媒体上に
定着する。

【００１５】一方、このような定着工程の実行時に、加
熱手段の表面に密着して配置された温度検知手段と加熱
手段との接触部に微量のトナーが蓄積する。

【００１６】ところが、この請求項１記載の定着装置で
は、上記のような記録媒体の定着工程の終了後に、温度
制御手段によって、加熱手段の表面温度を、所定の定着
温度よりも高い清掃用温度に上昇させる。加熱手段の表
面温度が清掃用温度に上昇すると、上記温度検知手段と
加熱手段との接触部に蓄積したトナーが融解し接触部か
ら排出される。これにより、トナーの脱落による印字用
紙の汚れや加熱手段の表面への固着を防止することがで
きる。

【００１７】以上のような請求項１記載の定着装置で
は、加熱手段の表面温度を清掃用温度に上昇させる制御
は、定着工程の終了後に毎回行う必要は無い。請求項２
記載の発明のように、蓄積してしまうトナー量を使用用
紙や使用枚数により見越して、加熱手段の表面温度を清
掃用温度に上昇させる制御を、所定枚数の記録媒体に対
し定着工程が終了した後に限定して行っても良い。これ
により、消費電力を節約できると共に、断続的な画像形
成工程による定着装置の過剰な加熱を防止することがで
きる。

【００１８】また、請求項３記載の定着装置では、定着
温度設定手段によって、記録媒体の種類（例えば、材質
やサイズ等に応じた種類）、使用環境（例えば、温度や
湿度等）及び連続記録枚数の少なくとも１つに基づいて
定着温度を設定し、記録媒体の定着工程時に、温度制御
手段によって加熱手段の表面温度が前記設定された定着
温度になるよう制御される（所謂オンデマンド方式の制
御）。さらに、温度制御手段は、前記設定された定着温
度に応じて、該定着温度よりも高い清掃用温度を設定
し、設定された清掃用温度に加熱手段の表面温度を上昇
させる。

【００１９】このように記録媒体の種類、使用環境、連
続記録枚数等に基づいて設定された定着温度に応じて清
掃用温度を設定するので、接触部に蓄積したトナーを、
記録媒体の種類、使用環境、連続記録枚数によらず安定
的に排出することができる。また、定着装置の過剰な加
熱を防止でき、消費電力を節約できる。

【００２０】なお、上記記録媒体は、紙質のものに限定
されるものではなく、ＯＨＰシート等の紙質以外のもの
も含む。

【００２１】

【発明の実施の形態】

［画像形成装置の全体構成］図１には、画像形成装置の
一例としてのレーザビームプリンタ１１の概略構成を示
す。この図１に示すように、レーザビームプリンタ１１
には、後述する感光体ドラム１９にレーザビームを照射
するためのレーザ走査装置１３が設けられており、この
レーザ走査装置１３には図示しない半導体レーザが設置
されている。半導体レーザは、このレーザビームプリン
タ１１に直接接続された図示しない情報処理装置やＬＡ
Ｎ（ローカルエリアネットワーク）等のネットワークを
介して接続された情報処理装置等から送られてくるプリ
ントデータに基づいて変調されたレーザビームを出力す
る。出力されたレーザビームは、所定方向に回転するポ
リゴンミラー１５で偏向され、ｆθレンズ１６に入射す
る。このｆθレンズ１６から出射するレーザビームは、
第一のミラー１７及び第二のミラー１８で順次反射され
て、感光体ドラム１９の表面（以下、ドラム表面と称す
る）の露光位置２２に照射される。なお、レーザビーム
の光路は点線２１で示している。

【００２２】筒状の感光体ドラム１９は図示しないメイ
ンモータによって矢印Ｐで示す所定の回転方向に一定角
速度で回転し、レーザビームは上記回転するポリゴンミ
ラー１５で偏向されているため、ドラム表面を感光体ド
ラム１９の軸方向（主走査方向）に繰り返し走査する。
このレーザビームは、上記ｆθレンズ１６の作用によ
り、ドラム表面を等速度で走査することになる。矢印Ｐ
のドラム回転方向に沿って露光位置２２のわずか上流側
には、帯電ロール２３がドラム表面に転接しており、ド
ラム表面を一様に帯電させるようになっている。本実施
形態の感光体ドラム１９は、有機感光体を使用してお
り、静電潜像を形成するためにはマイナスに帯電させる
べき特性を有するので、帯電ロール２３には交流電圧に
マイナスの直流バイアス電圧を重畳させたマイナスの電
圧を印加している。

【００２３】一様にマイナス帯電が行われたドラム表面
は、露光位置２２でプリントデータに対応した静電潜像
が形成される。この静電潜像は、矢印Ｐのドラム回転方
向に沿って露光位置２２の下流側に配置されたカートリ
ッジ形式の現像装置２５によって現像される。

【００２４】現像装置２５内には現像ロール２６及びト
ナー供給機構２７が配置されている。トナー供給機構２
７は、現像位置２５内のトナーを順次現像ロール２６に
供給するための機構であり、現像ロール２６はトナーを
磁気的に穂立ちさせて該トナーをドラム表面の静電潜像
形成領域に近接または接触させて、静電潜像に対応した
トナー像を形成するためのロールである。現像装置２５
には、交流電圧にマイナスの直流バイアス電圧を重畳さ
せたマイナスの現像バイアス電圧が印加されている。

【００２５】本実施形態では、マイナス帯電したドラム
表面に静電潜像を形成しており、該静電潜像の形成領域
の電位は０ボルトに近くなっている。一方、現像装置２
５にはマイナスの現像バイアス電圧が印加されているの
で、現像装置２５のマイナスに荷電したトナーとドラム
表面との電位差は、静電潜像の未形成領域では小さいの
に対し、静電潜像の形成領域では大きくなる。このた
め、静電潜像の形成領域のみトナーが吸着することにな
る。

【００２６】現像装置２５によってドラム表面に形成さ
れたトナー像は、感光体ドラム１９の回転によって転写
バイアスロール２９がドラム表面と転接している位置ま
で移動する。ここでレジストロール３１を介して送られ
てきた用紙３５に対してトナー像の転写が行われること
になる。なお、図１では用紙３５の搬送路を点線３２で
示している。

【００２７】なお、レーザビームプリンタ１１には、レ
ーザビームプリンタ１１内の各装置に電力を供給する電
力供給部１０２と、図２に示すように制御回路１０３及
び温度演算装置１０４を含んで構成されレーザビームプ
リンタ１１内の各装置の動作を制御する制御部１０１
と、が設けられている。

【００２８】次に、レーザビームプリンタ１１の用紙搬
送経路について説明する。装置本体１２の底部にはカセ
ットトレイ３３が着脱自在に配置されている。カセット
トレイ３３には、所定のサイズに裁断された用紙３５が
積層されている。積層された用紙３５は、半月ロール３
６の間欠的な回転によって一枚ずつ図１において右方向
に送り出される。半月ロール３６の他にリタードロール
等の他のロールあるいは用紙３５を吸着して送りだす機
構を用いてもよい。

【００２９】カセットトレイ３３から送りだされた用紙
３５は搬送ロール３８、３９を順に経てレジストロール
３１まで搬送され、ここで一旦停止された後、感光体ド
ラム１９の回転と同期をとって図１において左方向に搬
送される。用紙３５が感光体ドラム１９と転写バイアス
ロール２９との間を通過する時点だけ転写バイアスロー
ル２９に所定のプラスの直流バイアス電圧が印加され
る。これによって感光体ドラム１９上のマイナスに帯電
したトナー粒子からなるトナー像が転写バイアスロール
２９に静電的に吸引され、用紙３５にトナー像が転写さ
れる。

【００３０】トナー像が転写された用紙３５は、転写バ
イアスロール２９の出口側に隣接して配置された除電針
４１によって背後から（上記でトナー像が転写された側
と反対側から）除電される。除電された用紙３５はドラ
ム表面から剥離され、搬送路３２に沿って図１において
左方向に進行し、定着装置４０を構成するヒートロール
４２とプレッシャロール４３との転接位置に進行する。
ヒートロール４２は一定した高温に保たれており、プレ
ッシャロール４３は用紙３５をヒートロール４２に押し
付けて、両者のニップしている領域で効率的な熱伝達が
行われてトナー像が用紙３５上に定着される。定着後の
用紙３５は、搬送ロール４７を経た後、切替片４４が図
１において左上方を向いた状態で搬送路３２を上向きに
搬送される。そして、搬送ロール４５及び排出ロール４
６を順に経て装置本体１２の上部に設けられた排出トレ
イ４８に排出される。これが用紙３５の片面にのみ印字
を行う際の搬送経路である。

【００３１】用紙３５の両面に印字を行う場合、第一面
に対してトナー像が転写され定着が行われた用紙３５
は、搬送路３２を切替片４４から一度上向きに搬送され
る。そして、搬送ロール４５を経て用紙３５の後端が切
替片４４から脱した位置で搬送が一旦停止される。この
状態で切替片４４が輪郭４４Ａで示す位置に切り替わ
り、搬送ロール４５が逆方向に回転して用紙３５を今度
は下方に向けて搬送する。この結果、用紙３５は一点鎖
線で示す搬送路５１を進行して搬送ロール５２、５３、
５４を順に通過して第一面への転写時に使用した搬送ロ
ール３８に至る。このとき第一面が上向きになってい
る。

【００３２】用紙３５は再び搬送路３２に沿って搬送さ
れて感光体ドラム１９と転写バイアスロール２９との間
を通過する。このとき、用紙３５の第二面にトナー像が
転写されることになる。この後は、先に説明した片面に
のみ印字を行う場合と同様に搬送が行われ、二度目の定
着が行われた用紙３５は排出トレイ４８に排出されるこ
とになる。

【００３３】一方、転写バイアスロール２９によるトナ
ー像の転写後も感光体ドラム１９の表面に残存している
トナーは転写バイアスロール２９と帯電ロール２３との
間に配置されたクリーニング装置５６によってドラム表
面から掻き取られるようにして除去される。このように
して表面が清掃された感光体ドラム１９は再び帯電ロー
ル２３によって一様に帯電され、次の画像形成プロセス
に備えることになる。

【００３４】［定着装置の構成］次に、図２及び図６を
用いて本発明に係る定着装置４０の構成を詳細に説明す
る。

【００３５】図２及び図６に示すように、定着装置４０
は、用紙３５上に転写されたトナー７７を用紙３５に溶
融定着させるためのヒートローラ４２と、このローラと
ともに用紙３５を挟んで加圧させるためのプレッシャロ
ーラ４３と、を含んで構成されている。このヒートロー
ラ４２は、アルミニウム材の金属中空金として構成され
ている。また、用紙３５との接触面には、所謂ＰＦＡ
（パーフルオロアルコキシ）またはＰＴＦＥ（ポリテト
ラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂が数十ミクロ
ンほどの厚さでコートされており、表面コート層５７が
形成されている。ここで、例えばヒートローラ４２の外
径は２３ｍｍ、肉厚は０．４５ｍｍとされている。ま
た、表面コート層５７には、熱伝導率を上げるためにＳ
ｉＣ（炭化硅素）が数％から十数％含有されている場合
もあり、本実施形態ではＳｉＣが約１０％ほど含有され
ている。

【００３６】また、ヒートローラ４２の内部には、該ヒ
ートローラ４２を加熱するためのハロゲンヒータ５５が
設けられているが、例えば、セラミックヒータ等の他の
加熱部材を代用することも可能である。なお、ヒートロ
ーラ４２の回転軸には、該ヒートローラ４２を回転させ
るための図示しないモータが配置されており、このモー
タは、制御回路１０３からのメインモータ回転指令によ
って制御され、例えば、モータの回転速度や回転開始時
間等が制御される。

【００３７】また、プレッシャローラ４３としては、Ｓ
ＵＳ（ステンレス鋼）等の導電性の芯金の周りにシリコ
ンゴム等の耐熱性のある弾性体が単層で形成されている
ものを用いることができる。本実施形態では、この弾性
体としてスポンジやゴムを用いて、その表面にＰＦＡや
ＰＴＦＥなどの耐熱性樹脂を被覆したものが用いられて
いる。なお、プレッシャローラ４３は、スプリング５８
により一定の圧力でヒートローラ４２側を加圧し、ヒー
トローラ４２との間でニップ幅を形成する。これによ
り、ヒートローラ４２とプレッシャローラ４３との間を
用紙３５が通過する際にトナー７７が用紙３５上に加圧
溶融定着される。

【００３８】また、ヒートローラ４２の表面温度を検知
するため、温度検知センサー５０がヒートローラ４２の
表面に接触して配置されており、ここでは検知素子とし
て温度により抵抗値が変化するビード型測温抵抗体を用
いている。この温度検知センサー５０の出力端は温度演
算装置１０４に接続されており、温度検知センサー５０
からの検出信号は温度演算装置１０４に入力される。温
度演算装置１０４は、入力された検出信号の電圧変化を
演算し、演算された電圧値変化に基づいて温度を測定す
る。また、この温度演算装置１０４は、定着装置を制御
するための制御回路１０３に接続されており、制御回路
１０３は、印字命令情報に基づいて温度演算装置１０４
での測定温度に応じて加熱用のハロゲンヒータ５５の通
電オン・オフを制御する。

【００３９】［本発明に係る定着装置の温度制御方法の
概要］次に定着装置４０におけるヒートローラ４２の表
面温度の制御方法を、従来の制御方法と対比しながら説
明する。

【００４０】従来の定着装置は図３に示すように、レー
ザビームプリンタ１１の電源がオンとなったらヒートロ
ーラ４２の加熱を開始し、一定時間後にヒートローラ４
２の表面温度が余熱温度に達すると、その余熱温度を保
って待機する。そして、印字命令が与えられた場合、ヒ
ートローラ４２の表面温度が定着時制御温度に達するま
で加熱し印字を行う。印字動作終了後にはヒートローラ
４２の表面温度を余熱温度に戻して待機する。

【００４１】これに対し、本発明に係る温度制御方法で
は、図４に示すように、レーザビームプリンタ１１の電
源オンではヒートローラ４２の加熱を開始せず、印字命
令が来てから加熱を開始する。また、印字動作終了後に
はヒートローラ４２への加熱を完全にオフにする。この
ように、待機中の加熱を行わないことから無駄なエネル
ギーの消費を抑えることができる。

【００４２】［本実施形態の作用］次に本実施形態の作
用として、本実施形態のレーザビームプリンタ１１にお
ける定着装置４０の温度制御処理を、図７のフローチャ
ートを用いて説明する。

【００４３】なお、本実施形態では、画像が形成される
用紙３５として、Ａ５サイズ以下の幅を持つ全ての用紙
を小サイズ紙とし、それよりも大きいサイズの用紙を通
常サイズ紙とする。これら小サイズ紙に対し画像形成す
る場合と通常サイズ紙に対し画像形成する場合とで、定
着装置４０の温度制御処理を異ならせる。このうち、通
常サイズ紙に対し画像形成する場合の温度制御によるヒ
ートローラ４２の温度推移を図５に示す。また、本実施
形態では、ヒートローラ４２に加熱履歴のない所謂コー
ルドスタート状態からの定着装置４０の温度制御処理を
説明する。

【００４４】レーザビームプリンタ１１の電源がオンさ
れると、制御部１０１によって図７の制御ルーチンが実
行開始される。まず、レーザビームプリンタ１１は印字
命令の待機状態となり（ステップ１１２）、印字命令が
受信されると、加熱開始前にヒートローラ４２の表面温
度を温度検知センサー５０により測定開始し、測定され
た表面温度Ｔ（Ｘ）を制御回路１０３の図示しないメモ
リに時々刻々と記憶していく（ステップ１１４）。な
お、Ｘは、ヒートローラ４２を加熱開始した時刻から経
過した時間を示し、ここでは秒単位で表される。このと
き、測定開始時の表面温度Ｔ（０）に基づいて、本実施
形態のようにヒートローラ４２がコールドスタート状態
であるか否かを判別することが可能である。即ち、表面
温度Ｔ（０）が室温に近い値であればヒートローラ４２
はコールドスタート状態であると判別できる。本実施形
態では表面温度Ｔ（０）は室温に近い値であるとする。

【００４５】このようなヒートローラ４２の表面温度Ｔ
のモニタが開始された後、ヒートローラ４２の加熱を開
始する（ステップ１１６）。次に、測定開始から１．５
秒後の表面温度Ｔ（１．５）及び３．５秒後の表面温度
Ｔ（３．５）を用いて温度上昇率ｗを下式により算出す
る（ステップ１１８）。なお、温度上昇率ｗの単位は
（℃／秒）である。

【００４６】ｗ＝〔Ｔ（３．５）−Ｔ（１．５）〕／２・・・（１）なお、温度上昇率測定時に加熱開始直後の温度を用いな
かったのは、加熱開始直後は加熱に遅れが生じやすく温
度上昇率の推定精度が低下してしまうためである。

【００４７】次に、制御回路１０３は印字命令にともな
う印字用紙カセットの選択情報により、あらかじめ記憶
されている画像形成時に送りだした用紙の定着装置４０
までの到達時間Ｓ（Ｆ）を図示しないメモリ等から選択
する（ステップ１２０）。

【００４８】続いて、到達時間Ｓ（Ｆ）及び上式（１）
で得られた温度上昇率ｗを用いて、用紙が定着器４０に
到達した時にヒートローラ４２の表面温度Ｔが定着温度
Ｔ（Ｆ）に到達するためのメインモータ始動設定温度Ｔ
（Ｍ）を下式にて算出する（ステップ１２２）。

【００４９】Ｔ（Ｍ）＝Ｔ（Ｆ）−Ｓ（Ｆ）×ｗ・・・（２）次に、図５に示すようにヒートローラ４２の表面温度Ｔ
がメインモータ始動設定温度Ｔ（Ｍ）に達したときに、
感光体ドラム１９を回転させる図示しないメインモータ
の回転開始命令等を出力する（ステップ１２６）。即
ち、用紙３５への画像形成を開始する。そして、用紙３
５の処理枚数毎に、ヒートローラ４２の制御温度を換え
ていく処理を行う。

【００５０】但し、用紙３５の用紙サイズが小サイズか
否かにより次に実行する処理が異なる。なお、小サイズ
とは、画像形成装置の印字最大用紙幅が８．５インチで
ある場合にはＡ５サイズ幅以下の幅を持つ用紙サイズ全
てを意味する。また、印字用紙サイズの選択情報は印字
命令にともない制御回路１０３のメモリに予め記憶され
ている。

【００５１】ここで、用紙３５の用紙サイズが小サイズ
以外の場合には、図８に示す通常サイズでの定着温度制
御処理のサブルーチンを実行する。図８に示すように、
最初の連続１〜１０枚までの定着温度Ｔ（Ａ）が通常サ
イズ用の定着設計中心温度Ｔ（ｎｏｍｉｎａｌ）に一致
するように制御する（ステップ１６２）。

【００５２】Ｔ（Ａ）＝Ｔ（ｎｏｍｉｎａｌ）・・・（３）このとき図５の例ではヒートローラ４２のコールドスタ
ート状態からの画像形成工程を開始しているため、一例
としてＴ（Ａ）＝１８４℃とする。

【００５３】次に１１〜２０枚迄の定着温度Ｔ（Ｂ）
を、Ｔ（Ｂ）＝Ｔ（Ａ）−４・・・（４）となるように制御する（ステップ１６４）。ここではＴ
（Ａ）＝１８４℃であったからＴ（Ｂ）＝１８０℃とす
る。

【００５４】次に２１〜３４枚迄の定着温度Ｔ（Ｃ）
を、Ｔ（Ｃ）＝Ｔ（Ｂ）−２・・・（５）となるように制御する（ステップ１６６）。ここではＴ
（Ｂ）＝１８０℃であったからＴ（Ｃ）＝１７８℃とす
る。

【００５５】次に３４枚以降の定着温度Ｔ（Ｃ）を、Ｔ（Ｄ）＝Ｔ（Ｃ）−２・・・（６）となるように制御する（ステップ１６８）。ここではＴ
（Ｃ）＝１７８℃であったからＴ（Ｄ）＝１７６℃とす
る。

【００５６】一方、ステップ１２８で用紙３５の用紙サ
イズが小サイズである場合には、図９に示す小サイズで
の定着温度制御処理のサブルーチンを実行する。図９に
示すように、まず、低温時のコールドスタート状態の小
サイズ用紙定着性改善の為にステップ１８２でメインモ
ータを回転開始から３０秒間画像形成を送らせる。すな
わち定着装置４０は小サイズ用の定着設計中心温度Ｔ
（Ｓ−ｎｏｍｉｎａｌ）に到達後３０秒間、ヒートロー
ラ４２及びプレッシャローラ４３の暖気が可能となり、
十分な加熱後に定着工程を行うことで良好な定着を得る
ことができる。

【００５７】なお、本実施形態では定着温度到達時間の
短縮のため、使用するヒートローラ４２の熱容量が非常
に低く、小サイズ用紙の印字の際にヒートローラ４２の
通紙部と非通紙部の温度差が急増してしまうので、この
非通紙部の温度上昇を抑えるため、連続印刷枚数や定着
温度毎に通紙間隔を長くして時間当りの印刷枚数を低減
させるいわゆるＰＰＭ値変更制御をとりいれている。こ
こで、ＰＰＭとはPaper Per Minuteの略であり、１分間
に印字するプリント枚数を示す。もちろんヒートローラ
４２の熱容量により、通紙部と非通紙部の温度差が使用
可能な範囲にある場合については、このようなＰＰＭ値
変更制御を用いる必要はない。

【００５８】次に、最初の連続１〜１０枚までの小サイ
ズ定着温度Ｔ（ＡＳ）を、Ｔ（ＡＳ）＝Ｔ（Ｓ−ｎｏｍｉｎａｌ）・・・（７）となるように制御する（ステップ１８４）。なお、図５
の例ではヒートローラ４２に加熱履歴のない所謂コール
ドスタート状態から画像形成工程を開始しているため、
一例としてＴ（ＡＳ）＝１９０℃とし、ＰＰＭ値を１２
ＰＰＭとする。

【００５９】次に１１〜２０枚迄の小サイズ定着温度Ｔ
（ＢＳ）を、Ｔ（ＢＳ）＝Ｔ（ＡＳ）−４・・・（８）となるように制御する（ステップ１８６）。ここではＴ
（ＡＳ）＝１９０℃であったからＴ（ＢＳ）＝１８６℃
として、用紙の送りだし間隔を長くとることによりＰＰ
Ｍ値を７ＰＰＭに低減する。

【００６０】次に２１〜３４枚迄の小サイズ定着温度Ｔ
（ＣＳ）を、Ｔ（ＣＳ）＝Ｔ（ＢＳ）−２・・・（９）となるように制御する（ステップ１８８）。ここではＴ
（ＢＳ）＝１８６℃であったからＴ（ＣＳ）＝１８４℃
として、用紙の送りだし間隔を長くとることによりＰＰ
Ｍ値を５ＰＰＭに低減する。

【００６１】次に３４枚以降の小サイズ定着温度Ｔ（Ｄ
Ｓ）を、Ｔ（ＤＳ）＝Ｔ（ＣＳ）−２・・・（１０）となるように制御する（ステップ１９０）。ここではＴ
（ＣＳ）＝１８４℃であったからＴ（ＤＳ）＝１８２℃
として、ＰＰＭ値を５ＰＰＭに維持する。

【００６２】以上のような図８の通常サイズでの定着温
度制御処理又は図９の小サイズでの定着温度制御処理を
実行した後、最後の用紙が定着装置４０から排出される
前迄に、制御回路１０３によってカウントされていた印
字積算枚数が５０枚に達したか否かの判断を行う（ステ
ップ１３４）。

【００６３】ここで、印字積算枚数が５０枚に達した場
合、最終用紙後端が定着ニップ部を抜けた時点からヒー
トローラ４２のハロゲンヒータ５５をオンし、清掃用温
度Ｔ（ＣＬＮ）＝１９４℃で再加熱を開始すると共に、
印字積算枚数を「０」にリセットする（ステップ１３
６）。そして最終の用紙が排出トレイに排出された時
点、即ちメインモータの回転が停止する時点でハロゲン
ヒータ５５をオフして加熱を終了し、印字処理を終了す
る（ステップ１３８）。

【００６４】一方、ステップ１３４において印字積算枚
数が５０枚に達していない場合には、最終用紙後端が定
着ニップ部を抜けた時点でヒートローラ４２のハロゲン
ヒータ５５をオフし（ステップ１４０）、最終の用紙が
排出トレイに排出され、メインモータの回転が停止した
時点で印字処理を終了する（ステップ１４２）。

【００６５】なお、上記ステップ１３６では印字積算枚
数をリセットし、次回の印字から再度、印字枚数の積算
を始めるが、上記ステップ１４０では、印字積算枚数の
リセットを行わない。即ち、印字積算枚数が５０枚に達
していない場合は、終了時の印字積算枚数が制御回路１
０３のメモリに記憶されたまま、次回の印字を開始し、
次回の印字では該終了時の印字積算枚数から印字枚数の
積算を継続する。

【００６６】以上のように、定着装置４０がコールドス
タート状態（略室温状態）から画像形成を開始する場合
の制御について説明したが、数分前に画像形成を行った
ばかりで、定着装置４０が既に暖まっているウォーム状
態で印字命令を受けた場合には、ステップ１１４の測定
開始時の表面温度Ｔ（０）に基づいて定着装置４０がウ
ォーム状態であると判別できる。定着装置４０がウォー
ム状態の場合は、コールドスタート状態でのＴ（Ａ）、
Ｔ（ＡＳ）の設定温度とは異なるＴ（Ａ’），Ｔ（Ａ
Ｓ’）の温度を用いる。これらのＴ（Ａ’），Ｔ（Ａ
Ｓ’）の設定温度は、加熱開始時のヒートローラ４２の
表面温度Ｔ（０）及び温度上昇率ｗの条件別に、予め制
御回路１０３のメモリに記憶されている。

【００６７】上述のように温度上昇率ｗにより用紙送り
だしを制御することにより、電源電圧のバラツキやヒー
トローラ４２及び加熱部材であるハロゲンヒータ５５の
部品バラツキによって引き起こされる、温度上昇のばら
つきによる定着不良や、余分な加熱によるエネルギー損
失を防止することができる。その上、使用者にとっても
最小の待ち時間での印字が可能となる。

【００６８】なお、上記処理例では、用紙送りだしのタ
イミングを制御するのにヒートローラ４２の表面温度Ｔ
を使用しているが、もちろん、加熱開始からの時間に基
づいて制御しても良い。

【００６９】また、上記制御においては、加熱開始時の
ヒートローラ４２の表面温度Ｔ（０）及び加熱後のヒー
トローラ４２の温度上昇率ｗに加えて、その画像形成時
の用紙サイズや総連続印字枚数によっても、また定着温
度や処理枚数によっても定着温度を変更するタイミング
やその下げ幅、そして、次の印字用紙を送りだすタイミ
ング（用紙間隔、ＰＰＭ）を可変をする制御を行ってい
る。

【００７０】以上のような本実施形態によれば、ヒート
ローラ４２を定着温度より高い清掃用温度Ｔ（ＣＬＮ）
に加熱することで、ヒートローラ４２と温度検知センサ
ー５０との接触部に蓄積した低溶解状態のトナーを融解
させ接触部より排出させることができる。これにより、
トナーの脱落による用紙３５の汚れやヒートローラ４２
の表面へのトナーの固着を防止することができる。

【００７１】また、小サイズ紙に対し連続画像形成を行
う場合には、定着装置４０の内部は高温状態となるが、
本実施形態では再加熱制御の温度（Ｔ（ＡＳ）、Ｔ（Ｂ
Ｓ）、Ｔ（ＣＳ）、Ｔ（ＤＳ））を通常サイズ紙の場合
よりも低く設定するよう制御する。これにより、過剰な
加熱により定着装置の温度上昇により軸受け部材等の損
傷を防止することができる。

【００７２】また、ヒートローラ４２の表面温度を清掃
用温度Ｔ（ＣＬＮ）に上昇させる制御は、毎回行うので
はなく、所定枚数（一例として５０枚）の用紙に対し定
着工程が終了した後に限定して行うので、消費電力を節
約できると共に、断続的な画像形成工程による定着装置
の過剰な加熱を防止することができる。

【００７３】なお、上記実施形態では、清掃用温度Ｔ
（ＣＬＮ）として予め定められた値（１９４℃）を設定
したが、定着温度に応じて設定することがより望まし
い。上記のように定着温度は、用紙の種類（例えば、小
サイズか通常サイズか等）や連続記録枚数等に応じて設
定しているので、このような定着温度に応じて清掃用温
度Ｔ（ＣＬＮ）を設定することにより、用紙の種類や連
続記録枚数によらず安定的にトナーを排出することがで
きる。

【００７４】また、上記実施形態では、定着装置とし
て、ヒートローラを備えた定着装置を用いて説明した
が、定着回転体としてベルトやフィルム状のものを用い
た定着装置や、プレッシャローラの代わりにパット状の
ものを用いた定着装置にも本発明を適用することができ
る。

【００７５】また、画像形成装置として電子写真装置を
例にしたが、他の画像形成装置にも適用できることはい
うまでもない。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
熱手段を定着温度より高い温度に加熱することで、加熱
手段の表面に接触する温度検知手段と加熱手段との接触
部に蓄積したトナーを融解させ接触部より排出させるこ
とができ、トナーの脱落による印字用紙の汚れや加熱手
段の表面へのトナーの固着を防止することができる。

【００７７】特に低熱容量の加熱手段を使用するオンデ
マンド方式の定着装置においては、画像形成後の加熱手
段表面の温度低下が著しく、且つ加熱手段も画像形成時
の条件により複数の定着温度で制御するためトナーの溶
解度が低く、蓄積されるトナー量も多いので、本発明を
適用すれば、その効果は顕著に表れる。

【００７８】また、オンデマンド方式の定着装置は、温
度制御を行う上で高精度の温度検知を必要とするので、
温度検知手段と加熱手段との接触部にトナーが蓄積する
ことにより、温度検知精度が低下し定着不良を誘発して
しまう。ここで、本発明を適用すれば、安定した定着性
能を長期にわたり確保可能となる。

【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図であ
る。

【図２】定着装置の概略構成図である。

【図３】従来の定着装置の加熱方法における定着ローラ
温度の推移を示すグラフである。

【図４】本発明に係る定着装置の加熱方法における定着
ローラ温度の推移を示すグラフである。

【図５】本実施形態の定着装置の加熱方法における定着
ローラ温度の推移を示すグラフである。

【図６】本発明に係る温度検知手段を定着ローラに設置
した場合の定着装置の構成図である。

【図７】本実施形態におけるメインルーチンを示す流れ
図である。

【図８】通常サイズでの定着温度制御処理のサブルーチ
ンを示す流れ図である。

【図９】小サイズでの定着温度制御処理のサブルーチン
を示す流れ図である。

【符号の説明】

１１レーザビームプリンタ３５用紙（記録媒体）４０定着装置４２ヒートローラ４３プレッシャローラ５０温度検知センサー１０１制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上に形成された未定着トナー像
を所定の定着温度で融解し定着させるべく、該記録媒体
を加熱する加熱手段と、前記記録媒体を加熱手段に圧着させる圧着手段と、前記加熱手段の表面に密着し該加熱手段の表面温度を検
知する温度検知手段と、記録媒体の定着工程時に前記加熱手段の表面温度が所定
の定着温度になるよう制御すると共に、記録媒体の定着
工程終了後に前記加熱手段の表面温度を、前記所定の定
着温度よりも高い清掃用温度に上昇させる温度制御手段
と、を有する定着装置。
【請求項２】前記温度制御手段は、前記加熱手段の表面温度を清掃用温度に上昇させる制御
を、所定枚数の記録媒体に対し定着工程が終了した後に
限定して行う、ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】記録媒体の種類、使用環境及び連続記録
枚数の少なくとも１つに基づいて、定着温度を設定する
定着温度設定手段をさらに有し、前記温度制御手段は、前記定着温度設定手段により設定
された定着温度に応じて前記清掃用温度を設定し、設定
された清掃用温度に前記加熱手段の表面温度を上昇させ
る、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。