JPH11352825A - 定着装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着回転体に対するトナー汚れの蓄積を防止
して、トナー汚れの蓄積に起因する加圧ローラへの記録
材の巻き付きや加圧ローラに蓄積されたトナー汚れが一
気に剥離して記録材を汚すといった不具合を防止する。 【解決手段】 加圧ローラ２６、定着フィルム２５のう
ちの定着ニップ部Ｎで加熱されていた部分を定着ニップ
部Ｎから移動させてから、セラミックヒータ２０に取り
付けられたサーミスタ２１により定着ニップ部Ｎの温度
を検知する。加圧ローラ２６、定着フィルム２５の加熱
されていない部分を用いているので、正確に測定するこ
とができる。後回転温調１６５℃・後温調２００℃・５
秒・次にプリントするときの定着ニップ部温度を１００
℃以下（第１の温度制御値）とする温度制御（第１の温
度制御）を行うことにより、加圧ローラ２６に付着する
トナーの量を半分以下に軽減させることが可能となり、
間欠耐久４０００枚でもトナー汚れの発生は見られなか
った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザビ
ームプリンタ、ファクシミリ等に使用される定着装置及
びこれを使用した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、複写機・プリンタ・ファ
クシミリ等の画像形成装置における加熱定着装置、すな
わち、電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式等の
適宜の画像形成プロセスにより加熱定着性の顕画剤（ト
ナー）を用いて記録材（転写材シート・印刷紙・エレク
トロファックスシート・静電記録シートなど）の表面に
間接（転写）方式、又は直接方式で形成され担持された
未定着トナー像（目的の画像情報に対応した未定着顕画
剤像）を記録材に熱定着させるための加熱装置として
は、一般に、熱ローラ方式の加熱装置が使用されてい
る。

【０００３】この熱ローラ方式の加熱装置は、ハロゲン
ヒータ等の内蔵熱源によって加熱され所定の温度に維持
された加熱ローラ（定着ローラ）と、これに圧接された
弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部（定着ニップ
部）に記録材を導入して挟持搬送することで定着ローラ
の熱で記録材表面の未定着トナー像を熱定着させるもの
である。

【０００４】最近では、フィルム加熱方式の加熱装置が
提案され、実用化されている（例えば、特開昭６３−３
１３１８２号公報・特開平１−２６３６７９号公報、特
開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５〜
４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０〜２０４９
８４号公報等）。

【０００５】この加熱装置は、支持部材に固定支持され
た加熱体に被加熱材としての記録材を、耐熱性・薄肉の
定着フィルム（フィルム材）を介して密着させ、定着フ
ィルムを加熱体に摺動移動させて加熱体の熱を定着フィ
ルムを介して記録材へ与える方式・構成のものであり、
未定着トナー画像を記録材表面に永久固着像として熱定
着処理する装置として活用されている。また、例えば、
トナー像を担持した記録材を加熱して艶などの表面性を
改質する装置、仮定着処理する装置、その他、シート状
の被加熱材を加熱処理する装置としても広く使用するこ
とができる。

【０００６】このようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、加熱体として、昇温の速い低熱容量のもの、例え
ば、絶縁性・良熱伝導性のセラミック基材と、この基材
の表面に設けられた通電により発熱する抵抗発熱層を基
本構成体とするいわゆるセラミックヒータを用いること
ができ、また定着フィルムとして薄膜で低熱容量のもの
を用いることができ、このため、短時間で加熱体及び定
着フィルムの温度を上昇させることができる。したがっ
て、スタンバイ時に加熱体に電力供給をしておく必要が
ない。これにより、次のような利点がある。被加熱材と
しての記録材をすぐに通紙しても記録材が定着ニップ部
に到達するまでに加熱体を所定温度まで十分に昇温させ
ることができるので、ウェイトタイムの短縮化（クイッ
クスタート性：オンデマンドで作動）や省電力化が可能
となり、また、画像形成装置本体の装置内の昇温を抑え
ることができるといった利点である。

【０００７】ここで、記録材表面に担持された未定着ト
ナーは、そのすべてが適度に加熱溶融されて、記録材表
面に定着されるのが、理想的であるが、溶けきらないコ
ールドオフセット状態のトナー、溶け過ぎたホットオフ
セット状態のトナー、静電的に定着ローラ、定着フィル
ムにオフセットしたトナー等が存在すると、これらのト
ナーは、記録材表面に接する定着ローラや定着フィルム
に転移し、またこれら定着ローラや定着フィルムに転移
したトナーが紙間等で加圧ローラにさらに転移し、これ
により、定着ローラ、定着フィルム、加圧ローラに付着
して、トナー汚れを発生させることになる。

【０００８】これら、トナー汚れを蓄積させないため
に、定着装置に用いられる定着ローラ、定着フィルム、
加圧ローラの表層には、トナーとの離型性を考慮して、
ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰといったフッ素樹脂層や、Ｌ
ＴＶ、ＲＴＶといったシリコーンゴム層からなる離型層
を設けるのが一般的である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例にある定着ローラ、定着フィルム、加圧ローラの
表層に用いるフッ素樹脂等の離型層は、トナー汚れに対
してこれを完全になくすことはできない。このため、ト
ナー接触面側である定着ローラや定着フィルムにトナー
汚れが付着した場合、定着ローラや定着フィルムは画像
形成中は常にトナー溶融温度に加熱されているため、ト
ナー汚れは溶融した状態となっており、次の記録材が定
着ニップ部に到達したときに、その表面のトナー像と混
ざって記録材側に移動したり、紙間で加圧ローラに移動
するために、定着ローラや定着フィルムが継続的に汚れ
ているという状態は存在しない。

【００１０】一方、加圧ローラの場合は、トナー汚れ
は、一旦、定着ローラや定着フィルムにオフセットした
後、加圧ローラに移ることになる。加圧ローラは定着ロ
ーラや定着フィルムと比べて温度が低いため、移動した
トナー汚れは加圧ローラ上では必ずしも完全に溶融した
状態では存在しない。特に、定着フィルムを用いたオン
デマンド方式の定着装置においては、加圧ローラは通紙
以外は加熱されないため温度が上昇しにくく、最大でも
１００℃程度にしか昇温しない。このため、前述のよう
にオフセットして加圧ローラに転移したトナー汚れはほ
とんど加圧ローラ上では溶融しない。また、加圧ローラ
側には記録材表面のトナー像は接触しないため、トナー
汚れがトナー像に持って行かれることは少なく、一旦、
汚れると汚れが蓄積されていくといった欠点があった。
そして、加圧ローラ上のトナー汚れが蓄積されると、加
圧ローラの離型性が低下するため、記録材（特に記録材
がＯＨＰフィルムの場合）が加圧ローラに巻き付いた
り、蓄積されたトナー汚れが一気に剥離して記録材を汚
したりするという欠点があった。

【００１１】特に、昨今、電子写真方式のプリンタは全
世界で幅広く使用され、これに伴ってプリンタで使用さ
れる記録材も多種多様化してきている。

【００１２】例えば、ヨーロッパ市場では、記録材は腰
があり白色度の良いものが好まれており、記録材に用い
られるフィラーとしてＣａＣＯ₃ が多く使われている。
ところが、ＣａＣＯ₃ が加圧ローラに付着すると、加圧
ローラの離型性は悪くなり、上述の加圧ローラ上のトナ
ー汚れが促進されて一層悪化する。このＣａＣＯ₃ の加
圧ローラへの付着は低湿環境下ほどひどくなる。また、
加圧ローラのトナー汚れは低温環境下ほどひどくなる。

【００１３】例えば、温度１５℃、湿度１０％の環境下
でＣａＣＯ₃ を１０〜１５％含んだ記録材を用いて通紙
耐久テストを行うと、１０００〜２０００枚の通紙枚数
で加圧ローラは汚れはじめ、それとほぼ同じ枚数で記録
材にトナー汚れが発生し画像不良となる。

【００１４】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、定着回転体に対するトナー汚れの蓄積を防止
し、これにより、定着回転体に対する記録材の巻き付き
や定着回転体に蓄積されたトナー汚れが一気に記録材を
汚すといった不具合を防止するようにした定着装置及び
これを備えた画像形成装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明は、一対の定着回転体を接触させて
定着ニップ部を構成し、未定着トナー像を担持した記録
材を前記定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱し、前記
記録材上に前記トナー像を定着させる定着装置におい
て、前記定着ニップ部を加熱する加熱体と、前記定着回
転体の回転を制御する回転制御手段と、前記加熱体の温
度を制御する温度制御手段と、を備え、該温度制御手段
は、少なくとも画像形成終了時の前記回転制御手段によ
る前記定着回転体の後回転停止後に、前記定着ニップ部
を前記トナーの軟化点以上の温度で所定時間にわたって
加熱する第１の温度制御値を有するとともに、前記回転
制御手段による前記定着回転体の起動時に、前記加熱体
による加熱開始以前に、前記定着回転体を回転させて温
度を検出し該検出結果に基づいて定着時の制御温度を決
定する、ことを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の定着装置に
おいて、前記定着回転体の起動時の温度検出タイミング
を、前記定着回転体のうちの起動前に前記定着ニップ部
に位置した部分が該定着ニップ部から外れたときに設定
する、ことを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明は、一対の定着回転体を接
触させて定着ニップ部を構成し、未定着トナー像を担持
した記録材を前記定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱
し、前記記録材上に前記トナー像を定着させる定着装置
において、前記定着ニップ部を加熱する加熱体と、前記
定着回転体の回転を制御する回転制御手段と、前記加熱
体の温度を制御する温度制御手段と、を備え、該温度制
御手段は、少なくとも画像形成終了時の前記回転制御手
段による前記定着回転体の後回転停止後に、前記定着ニ
ップ部を前記トナーの軟化点以上の温度で所定時間にわ
たって加熱する第１の温度制御値を有するとともに、前
記回転制御手段による前記定着回転体の起動時に、該定
着回転体が第２の制御温度未満の場合には、そのままの
温度を定着時の制御温度を決定するために使用し、前記
第２の制御温度以上の場合には、加熱開始以前に、前記
定着回転体を回転させて該定着回転体の温度を検出し、
該検出結果に基づいて定着時の制御温度を決定する、こ
とを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明は、一対の定着回転体を接
触させて定着ニップ部を構成し、未定着トナー像を担持
した記録材を前記定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱
し、前記記録材上に前記トナー像を定着させる定着装置
において、前記定着ニップ部を加熱する加熱体と、前記
定着回転体の回転を制御する回転制御手段と、前記加熱
体の温度を制御する温度制御手段と、を備え、該温度制
御手段は、少なくとも画像形成終了時の前記回転制御手
段による前記定着回転体の後回転停止後に、前記定着ニ
ップ部を前記トナーの軟化点以上の温度で所定時間にわ
たって加熱する第１の温度制御値を有するとともに、前
記回転制御手段は、前記第１の制御温度値での加熱終了
後に、前記定着ニップ部の温度がトナーの軟化点以下に
下がったときに、前記定着回転体を、前記定着ニップ部
のニップ幅以上の回転でかつ１回転以下だけ回転させた
後、停止させる、ことを特徴とする。

【００１９】請求項５の発明は、請求項４の定着装置に
おいて、前記回転制御手段による前記定着回転体の起動
時に、該定着回転体の回転開始以前に該定着回転体の温
度を検出して定着時の制御温度を決定するとともに、そ
の後、前記定着回転体の回転開始前に所定時間の加熱を
行う、ことを特徴とする。

【００２０】請求項６の発明は、請求項１、２、３、
４、又は５の定着装置において、定着時に前記記録材が
前記定着ニップ部を抜けるのとほぼ同時に加熱を停止
し、非加熱状態での前記定着回転体の回転の後の停止状
態で、再度、前記定着ニップ部を加熱する、ことを特徴
とする。

【００２１】請求項７の発明は、請求項１、２、３、
４、５、又は６の定着装置において、前記一対の定着回
転体のうちの一方が、前記定着ニップ部において、前記
記録材のトナー担持面側に配置された耐熱性の定着フィ
ルムである、ことを特徴とする。

【００２２】請求項８の発明は、画像形成装置におい
て、像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を記録
材に転写する画像形成部と、請求項１〜７のいずれか記
載の定着装置と、を備える、ことを特徴とする。

【００２３】〔作用〕請求項１の発明によると、まず、
オフセット等で付着したトナーのうち定着ニップ部にあ
るトナーを軟化点以上に加熱して溶融することで、溶融
前よりも大きなトナーの固まりにすることができる。こ
のようなトナーは、一対の定着回転体のうちの、低温の
方の定着回転体に付着させることができる。そして、一
対の定着回転体に記録材を挿通すると、この記録材は、
低温の方の定着回転体よりもさらに低温であるので、一
旦、低温の定着回転体に付着したトナーは、ここから記
録材上に付着され、記録材とともに排出される。なお、
こうして記録材に付着されるトナーは、微量で、目に見
えないレベルのものである。このような加熱動作を各定
着動作終了後に行うことで、定着回転体をクリーンに保
つことができる。

【００２４】しかし、この方法では、定着動作終了直後
に再度、定着動作を行う場合に、制御温度を決定するの
に困難が生じる。すなわち、通常は、定着動作開始前に
定着回転体の温度を測定して、その値を基に定着装置の
暖まり具合を判断して、定着動作時の制御温度を決定す
るのであるが、上述したように、加熱しているとこの判
断が正確にできなくなる。

【００２５】そこで、請求項１に発明においては、さら
に、定着回転体のうちの定着ニップ部で加熱された部分
を、定着ニップ部から移動させて、定着回転体の温度を
測定することで、判断精度を上げるものである。

【００２６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、定着回転体の温度を検出するタイミングを具体的に
規定するものである。すなわち、そのタイミングを、定
着回転体のうちの起動前に前記定着ニップ部に位置した
部分が定着ニップ部から外れたときと設定している。

【００２７】請求項３の発明によると、請求項１では定
着回転体のうちの加熱した部分を必ず定着ニップ部から
ずらしてから温度検知を行っていたのとは異なり、定着
回転体の温度が第１の制御温度よりも低い場合には、加
熱の影響が内のでそのままその温度を次の定着時の制御
温度を決定する際の基準として用い、他方、第２の制御
温度以上の場合には、請求項１と同様に定着回転体を回
転させてから制御温度決定のための温度検知を開始す
る。これにより、定着装置の不要な起動をなくすことが
できる。

【００２８】請求項４の発明によると、定着動作終了時
に、加熱と回転とを行うので、次の起動時に定着回転体
の温度を即座に測定して、定着動作を開始することがで
きる。

【００２９】請求項５の発明によると、定着回転体の起
動時のトルクを低減することができる。

【００３０】請求項６の発明によると、定着動作直後の
不要な加熱をなくし、それによって、定着ニップ部での
停止後の加熱から冷却の時間を短縮することができる。

【００３１】請求項７の発明は、一対の定着回転体のう
ちの一方を具体的に、耐熱性の定着フィルムとするもの
である。

【００３２】請求項８の発明は、画像形成装置が上述の
請求項１〜７のいずれかの定着装置を備えるものであ
り、したがって、画像形成装置はその定着装置が上述の
作用・効果を奏するものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００３４】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る画
像形成装置、すなわち本発明に係る定着装置を備えた画
像形成装置を示す。なお、同図は、本発明に係る画像形
成装置の一例としてのレーザービームプリンタの概略構
成を示す縦断面図である。

【００３５】まず、同図を参照してレーザービームプリ
ンタ（以下「画像形成装置」という）の構成を説明す
る。

【００３６】同図に示す画像形成装置は、装置本体Ｍ内
に、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下
「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム
１は、回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）
によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速
度）で回転駆動される。

【００３７】感光ドラム１の周囲には、その回転方向に
沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段
３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニ
ング装置６が配設されている。

【００３８】また、装置本体Ｍの下部には、紙等のシー
ト状の記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配置されて
おり、記録材Ｐの搬送経路に沿って上流側から順に、給
紙ローラ１５、搬送ローラ８、トップセンサ９、搬送ガ
イド１０、本発明に係る定着装置１１、搬送ローラ１
２、排紙ローラ１３、排紙トレイ１４が配置されてい
る。

【００３９】次に、上述構成の画像形成装置の動作を説
明する。

【００４０】駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向
に回転駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によっ
て所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。

【００４１】帯電後の感光ドラム１は、その表面に対し
レーザー光学系等の露光手段３によって画像情報に基づ
いた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて
静電潜像が形成される。

【００４２】静電潜像は、現像装置４によって現像され
る。現像装置４は、現像ローラ４ａを有しており、この
現像ローラ４ａに現像バイアスを印加して感光ドラム１
上の静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像
（顕像化）する。

【００４３】トナー像は、転写ローラ５によって紙等の
記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給紙カセット７に
収納されており、給紙ローラ１５によって給紙され、搬
送ローラ８によって搬送され、トップセンサ９を介し
て、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部
に搬送される。このとき記録材Ｐは、トップセンサ９に
よって先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同
期がとられる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加
され、これにより、感光ドラム１上のトナー像が記録材
Ｐ上の所定の位置に転写される。

【００４４】転写によって表面に未定着トナー像を担持
した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置１１
に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱、加圧されて
記録材Ｐ表面に定着される。なお、定着装置１１につい
ては後に詳述する。

【００４５】トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ
１２によって搬送され、排出ローラ１３によって装置本
体Ｍ上面の排紙トレイ１４上に排出される。

【００４６】一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、
記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（以下
「転写残トナー」という。）がクリーニング装置６のク
リーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形
成に供される。

【００４７】以上の動作を繰り返すことで、次々と画像
形成を行うことができる。

【００４８】次に、図２を参照して、本発明に係る定着
装置１１の一例について詳述する。なお、同図は、記録
材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿った縦断面図であ
る。

【００４９】同図に示す定着装置１１は、トナーを加熱
する加熱体としてのセラミックヒータ（ヒータ）２０
と、このセラミックヒータ２０を内包する定着フィルム
（定着回転体）２５と、定着フィルム２５に当接された
別の定着回転体としての加圧ローラ２６と、セラミック
ヒータ２０の温度を制御する温度制御手段２７と、記録
材Ｐの搬送を制御する回転制御手段２８とを主要構成部
材として構成されている。

【００５０】セラミックヒータ２０は、アルミナ等の耐
熱性の基材２０ａ上に例えば印刷によって抵抗体パター
ン２０ｂを形成し、その表面をガラス層２０ｃで被覆し
たものであり、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に直
角な左右方向に長く、すなわち、記録材Ｐの幅よりも長
く形成されている。セラミックヒータ２０は、装置本体
Ｍに取り付けられたヒータホルダ２２によって支持され
ている。ヒータホルダ２２は、耐熱樹脂によって半円状
に形成された部材であり、次の定着フィルム２５の回転
をガイドするガイド部材としても作用する。

【００５１】定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱
樹脂を円筒状に形成したものであり、上述のセラミック
ヒータ２０及びヒータホルダ２２に遊嵌されている。定
着フィルム２５は、後述の加圧ローラ２６によってセラ
ミックヒータ２０に押し付けられており、これにより定
着フィルム２５の裏面がセラミックヒータ２０の下面に
当接されるようになっている。定着フィルム２５は、加
圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐが
矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って矢印Ｒ２５方向に回
転されるように構成されている。なお、定着フィルム２
５の左右の両端部は、ヒータホルダ２２のガイド部（不
図示）によって規制されており、セラミックヒータ２０
の長手方向にはずれないようになっている。また、定着
フィルム２５の内面には、セラミックヒータ２０やヒー
タホルダ２２との間の摺動抵抗を低減するためにグリー
スを塗布してある。

【００５２】加圧ローラ２６は、金属製の芯金２６ａの
外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の離
型層２６ｂを設けたものであり、離型層２６ｂの外周面
により下方から定着フィルム２５をセラミックヒータ２
０に押し付けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ
部Ｎを構成している。この定着ニップ部Ｎにおける、加
圧ローラ２６の回転方向についての幅（ニップ幅）をａ
とすると、このニップ幅ａは、記録材Ｐ上のトナーを好
適に加熱、加圧することができる程度に設定されてい
る。

【００５３】回転制御手段２８は、加圧ローラ２６を回
転駆動するモータ２９と、モータ２９の回転を制御する
ＣＰＵ３０とを有する。モータ２９としては、例えばス
テッピングモータ等を使用することができ、加圧ローラ
２６の回転を矢印Ｒ２６方向に連続的に行う外、所定の
角度ずつ断続的に行うことも可能である。つまり、加圧
ローラ２６の回転と停止とを繰り返しながら、記録材Ｐ
をステップ送りすることもできる。

【００５４】温度制御手段２７は、セラミックヒータ２
０の裏面に取り付けられたサーミスタ（温度検知素子）
２１と、サーミスタ２１が検出する温度に基づいてトラ
イアック２４を制御し、セラミックヒータ２０に対する
通電を制御するＣＰＵ２３とを有する。

【００５５】上述のように、定着装置１１は、加圧ロー
ラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐを定着ニ
ップ部Ｎにて挟持搬送しつつ、セラミックヒータ２０に
よって記録材Ｐ上のトナーを加熱する。この際、回転制
御手段２８によって加圧ローラ２６の回転を制御するこ
とにより、記録材Ｐの送りを適宜に制御することがで
き、また、温度制御手段２７によってセラミックヒータ
２０の温度を適宜に制御することができるものである。

【００５６】次に、本発明の詳細について以下に説明す
る。

【００５７】図１１は、従来の、定着フィルム表面（た
だし、図中では「フィルム表面」と記載。）と加圧ロー
ラ２６との温度を示す図である。また、図３は、本実施
の形態における同様の図である。

【００５８】図１１に示すように、従来は、モータ２９
の回転を始めると同時に加熱を開始している。

【００５９】これに対し、本実施の形態では、図３に示
すように、プリント信号が送られてきたときに定着フィ
ルム表面と加圧ローラ２６との温度差が無い状態で定着
ニップ部Ｎに位置する部分を移動させる制御、すなわち
加熱を始める前に回転を始める制御を行っている。図１
１からわかるように、従来は、前回転が開始される間に
定着フィルム表面の温度が急激に上昇し、加圧ローラの
温度が穏やかに上昇するため、定着ニップ部Ｎ中にある
トナーは、温度の低い加圧ローラ２６に移転する。

【００６０】本実施の形態では、プリントを終了した際
に、定着ニップ部Ｎを、定着フィルム２５に付着したト
ナーを軟化する温度以上に昇温し、各々のトナーを結合
させて加圧ローラ２６に転移させないための温調を行
う。

【００６１】定着フィルム２５等に付着したオフセット
トナーを軟化させるためには、トナーの温度を１２０℃
以上にする必要がある。

【００６２】図４に、そのときの定着温調制御と、定着
フィルム表面及び加圧ローラ２６の温度との関係を示
す。図４の後回転・後温調は、プリントを終えたときの
温調制御である。同図からも明らかなように、定着温調
温度は従来とほぼ同じの１８５℃であるものの、プリン
ト直後の後回転では、従来と異なり、一定の温度を保
つ。そして加圧ローラ温度をトナーの軟化する温度１２
０℃にまで上昇させている。さらに停止した際、急激な
加熱を行うことにより定着ニップ部Ｎ中の加圧ローラ温
度とフィルム表面温度をトナーが十分に軟化する温度に
制御している。この制御温度は、２００℃で５秒程度維
持するとよい。こうすることで加圧ローラ２６の膨張に
も助長されて、定着ニップ部Ｎ中の各々のトナーを結合
させることが可能になる。そしてトナーが結合したとこ
ろで温調を切る。

【００６３】熱容量の大きな加圧ローラ２６と熱容量が
小さくて冷めやすい定着フィルム２５とで定着ニップ部
Ｎを構成しているため、トナーの軟化する温度１２０℃
以上において、温度下降の緩やかな加圧ローラ２６より
定着フィルム表面が冷めた状態（図４中のＧ参照）が生
じる。したがって、結合したトナーは冷めた定着フィル
ム２５の方へ固着し始める。

【００６４】このような状態で定着装置１１を回転させ
ると、トナー各々では保持しにくい状況でも、トナーを
結合させることにより定着フィルム２５上に保持するこ
とが容易になる。そして、定着ニップ部Ｎで定着フィル
ム２５に保持されているトナーが、加圧ローラ２６に転
移することを軽減させることができる。なお、定着装置
１１を回転させるとき、定着ニップ部Ｎの温度をトナー
の軟化点以下まで下げることにより、さらに定着フィル
ム２５側に固着するトナーを増加させることができる。

【００６５】さらに、定着ニップ部Ｎに突入してきた記
録材Ｐは、常温であるため、定着フィルム表面と記録材
Ｐとの間には、温度差が生じる。そして、定着ニップ部
Ｎにおいて定着フィルム２５に保持されているトナーは
目には見えない程度の微量のものであり、このトナー
は、記録材Ｐ上に付着されて定着フィルム２５から吐き
出される。

【００６６】加圧ローラ２６の外周面のうち、プリント
終了後に定着ニップ部Ｎに停止する部分は、加圧ローラ
２６の停止毎に毎回異なるため、プリントを繰り返すこ
とで加圧ローラ２６の外周面の全周にわたってトナー汚
れを吐き出すことができる。これにより加圧ローラ２６
にトナー等の汚れが蓄積することを防止することが可能
になる。

【００６７】さらに、このトナーを吐き出させる制御の
後に、次のプリントを行う場合を考える。

【００６８】通常、この種の定着フィルム２５を用いる
定着装置１１の場合には、プリント開始前（定着装置１
１の加熱開始前）に定着装置１１の温度を測定して、そ
の暖まり具合によって、プリント時（定着時）の制御温
度を決定している。これは、プリント直後で定着装置１
１が暖まっていると、記録材Ｐに過剰の熱が供給されて
オフセットが発生し、逆に、熱の供給が不足すると定着
不良になるからである。

【００６９】しかし、この方式を前述のトナー吐き出し
シーケンスと組み合わせると、定着ニップ部Ｎだけに熱
が供給されているため、この検知温度が不正確になる。
そこで、本実施の形態では、定着ニップ部Ｎで加熱され
ていた部分を定着ニップ部Ｎから移動させてから、定着
装置１１の温度を検出することで、この問題を解決する
ものである。なお、温度検出には、前述のセラミックヒ
ータ２０に取り付けられた、サーミスタ２１を用いれば
よい。

【００７０】図５（ａ）は、本実施の形態が適用された
場合の温度検出を示す図であり、また、（ｂ）は本実施
の形態が適用されない場合のそれである。

【００７１】図６は、本実施の形態のタイミングチャー
トである。図６中、プリント信号、ヒータ加熱、定着器
（定着装置）起動、温度検知において、それぞれ高いレ
ベルが通電又は起動状態を示している。

【００７２】このようにして検知された定着装置１１の
温度をもとに、プリント時の制御温度を決定する方法
は、例えば、特開平５−２８９５６２号公報、特開平６
−２４２７００号公報、特開平７−２４８７００号公報
等に記載されている。

【００７３】本実施の形態では、定着装置１１の状態を
検知する際に、加圧ローラ２６、定着フィルム２５の加
熱されていない部分を用いているので、正確に測定する
ことができる。一方、本実施の形態が適用されない場合
は、プリント直後に再度、プリントすると、定着ニップ
部Ｎ内には熱が残っており、このために次のプリント制
御温度が低めに設定されてしまうため、定着不良が発生
していた。

【００７４】従来の、トナーの吐き出しの無い温度制御
で間欠耐久（２枚／１０分）を行うと、約２０００枚で
加圧ローラ２６に汚れが発生していた。これに対し、今
回、本実施の形態を用いて、後回転温調１６５℃・後温
調２００℃・５秒・次にプリントするときの定着ニップ
部温度を１００℃以下（第１の温度制御値）とする温度
制御（第１の温度制御）を行うことにより、加圧ローラ
２６に付着するトナーの量を半分以下に軽減させること
が可能となり、間欠耐久４０００枚でもトナー汚れの発
生は見られなかった。

【００７５】本実施の形態を実施することにより、加圧
ローラ２６の表面コートの粗さ等のバラツキがあった場
合でも加圧ローラ２６のトナー付着を有効に防止するこ
とができるため、加圧ローラ２６の表面コートを必要以
上に高精度にする必要がなくなり、このため、加圧ロー
ラ２６の歩留まり向上、ひいてはコストダウンを図るこ
とが可能となった。

【００７６】なお、本実施の形態で、定着装置１１の温
度を検出するタイミングは、加圧ローラ２６を半回転さ
せる程度が最もよい。これは、暖められた部分が最も定
着ニップ部Ｎから遠ざかる位置であり、逆に、定着ニッ
プ部Ｎから最も遠くて熱が伝わっていない部分が定着ニ
ップ部Ｎに達しているときであるからである。また、加
圧ローラ２６を基準とするのは、熱容量的にみて、最も
大きくセラミックヒータ２０の温度検知に影響するから
である。

【００７７】〈実施の形態２〉上述の実施の形態１で
は、再度、プリントする前に定着装置１１を起動させて
いたが、本実施の形態では、起動する前に温度を測定し
て、暖まっていなければそのまま検知温度を制御温度決
定に用い、暖まっている場合だけ、加圧ローラ２６を回
転させて、定着ニップ部Ｎをずらせて温度検知を行うも
のである。なお、暖まっているかどうかの判断は、５０
℃をしきい値（第２の制御温度）として、それ以上は暖
まっているとし、それ未満では暖まっていないものとし
た。

【００７８】この結果、不必要に定着装置１１を回転さ
せることがなくなり、定着装置１１への負荷が軽減され
た。これは、定着ニップ部Ｎが低温にもかかわらずに起
動されると定着フィルム２５内面に塗布されているグリ
ースの粘度が高く、起動トルクが大きくなってギヤや定
着フィルム２５に過剰に負荷が生じるため、好ましくな
かったが、本実施の形態ではギヤの歯飛びや定着フィル
ム２５のシワといったダメージも無くなった。

【００７９】〈実施の形態３〉上述の実施の形態２で
は、再プリント時の起動の仕方を変えていたが、本実施
の形態では、後回転の中でもこれを行う。すなわち、プ
リント終了後、停止した後に、定着ニップ部Ｎ内をトナ
ーの軟化点以上（およそ１００℃）まで加熱し、５秒程
度の加熱でトナーを溶融させて、大きな粒子にまとめ
る。その後、軟化点以下にまで定着ニップ部Ｎの温度が
低下した後、定着装置１１を非加熱状態で回転させ、定
着ニップ部Ｎをずらす。このずらす変位量は、定着ニッ
プ部Ｎのニップ幅以上、１回転以下である。

【００８０】図７は、本実施の形態のタイミングチャー
トである。高いレベルが通電又は起動状態を示してい
る。軟化点温度以下、例えば９０℃以下で直ちに回転さ
せるようにしておくと、この時点ではまだグリースも十
分暖かく、粘性も低いので、非常にスムースに回転させ
ることができる。このようすを図８に示す。

【００８１】このように、後回転の一貫として、回転ま
でいれておくことで、次回のプリントを即座に開始する
ことができる。すなわち、即座に状態検知のための温度
検知を行うことができるので、ファーストプリント時間
を延ばすことなく、かつ定着装置１１にダメージを与え
ずにクリーンな状態を保つことができる。

【００８２】〈実施の形態４〉前述の実施の形態１で
は、後回転中に定着装置１１は加熱を続け、１２０℃を
維持しているが、本実施の形態では、後回転中に、加熱
を停止する。例えば、定着装置１１の下流側にある紙セ
ンサで記録材Ｐの後端が検知されると、加熱を停止し
て、冷却を行う。この間、回転は維持される。

【００８３】図９は、本実施の形態のタイミングチャー
トである。高いレベルが通電又は起動状態を示してい
る。後回転中の加熱が内分だけ、加圧ローラ２６、定着
フィルム２５とも温度が低い。そのため、停止後の定着
ニップ部Ｎを加熱した後の冷却が速く進み、次のプリン
ト開始までに軟化点以下にまで定着ニップ部Ｎ内の温度
が下がりやすいという利点がある。このようすを図１０
に示す。

【００８４】本実施の形態４は、上述の実施の形態２及
び実施の形態３に対しても適用することができる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
定着回転体に対するトナー汚れの蓄積を有効に防止する
ことができ、これにより、定着回転体に対する記録材の
巻き付きや定着回転体に蓄積されたトナー汚れが一気に
剥離して記録材を汚すといった不具合を防止することが
できる。

【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を示す縦
断面図。

【図２】本発明に係る定着装置の概略構成を示す縦断面
図。

【図３】実施の形態１の制御と、定着フィルム及び加圧
ローラの温度との関係を示す図。

【図４】実施の形態１の制御と、定着フィルム及び加圧
ローラの温度との関係を示す図。

【図５】（ａ）は、本発明の実施の形態１が適用された
場合の温度検出を示す図。（ｂ）は、本発明が適用され
ない場合の温度検出を示す図。

【図６】実施の形態１のタイミングチャート。

【図７】実施の形態３のタイミングチャート。

【図８】実施の形態３における加圧ローラの温度変化を
示す図。

【図９】実施の形態４のタイミングチャート。

【図１０】実施の形態４における加圧ローラの温度変化
を示す図。

【図１１】従来の制御と、定着フィルム及び加圧ローラ
の温度との関係を示す図。

【符号の説明】 １ 像担持体（感光ドラム） １１ 定着装置 ２０ 加熱体（セラミックヒータ） ２１ 温度検知素子（サーミスタ） ２２ ヒータホルダ ２３ ＣＰＵ ２４ トライアック ２５ 定着回転体（定着フィルム） ２６ 定着回転体（加圧ローラ） ２７ 温度制御手段 ２８ 回転制御手段 ２９ モータ ３０ ＣＰＵ Ｎ 定着ニップ部 Ｐ 記録材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福沢 大三 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の定着回転体を接触させて定着ニッ
   プ部を構成し、未定着トナー像を担持した記録材を前記
   定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱し、前記記録材上
   に前記トナー像を定着させる定着装置において、 前記定着ニップ部を加熱する加熱体と、 前記定着回転体の回転を制御する回転制御手段と、 前記加熱体の温度を制御する温度制御手段と、を備え、 該温度制御手段は、 少なくとも画像形成終了時の前記回転制御手段による前
   記定着回転体の後回転停止後に、前記定着ニップ部を前
   記トナーの軟化点以上の温度で所定時間にわたって加熱
   する第１の温度制御値を有するとともに、 前記回転制御手段による前記定着回転体の起動時に、前
   記加熱体による加熱開始以前に、前記定着回転体を回転
   させて温度を検出し該検出結果に基づいて定着時の制御
   温度を決定する、 ことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記定着回転体の起動時の温度検出タイ
   ミングを、前記定着回転体のうちの起動前に前記定着ニ
   ップ部に位置した部分が該定着ニップ部から外れたとき
   に設定する、 ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 一対の定着回転体を接触させて定着ニッ
   プ部を構成し、未定着トナー像を担持した記録材を前記
   定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱し、前記記録材上
   に前記トナー像を定着させる定着装置において、 前記定着ニップ部を加熱する加熱体と、 前記定着回転体の回転を制御する回転制御手段と、 前記加熱体の温度を制御する温度制御手段と、を備え、 該温度制御手段は、 少なくとも画像形成終了時の前記回転制御手段による前
   記定着回転体の後回転停止後に、前記定着ニップ部を前
   記トナーの軟化点以上の温度で所定時間にわたって加熱
   する第１の温度制御値を有するとともに、 前記回転制御手段による前記定着回転体の起動時に、該
   定着回転体が第２の制御温度未満の場合には、そのまま
   の温度を定着時の制御温度を決定するために使用し、前
   記第２の制御温度以上の場合には、加熱開始以前に、前
   記定着回転体を回転させて該定着回転体の温度を検出
   し、該検出結果に基づいて定着時の制御温度を決定す
   る、 ことを特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】 一対の定着回転体を接触させて定着ニッ
   プ部を構成し、未定着トナー像を担持した記録材を前記
   定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱し、前記記録材上
   に前記トナー像を定着させる定着装置において、 前記定着ニップ部を加熱する加熱体と、 前記定着回転体の回転を制御する回転制御手段と、 前記加熱体の温度を制御する温度制御手段と、を備え、 該温度制御手段は、 少なくとも画像形成終了時の前記回転制御手段による前
   記定着回転体の後回転停止後に、前記定着ニップ部を前
   記トナーの軟化点以上の温度で所定時間にわたって加熱
   する第１の温度制御値を有するとともに、 前記回転制御手段は、 前記第１の制御温度値での加熱終了後に、前記定着ニッ
   プ部の温度がトナーの軟化点以下に下がったときに、前
   記定着回転体を、前記定着ニップ部のニップ幅以上の回
   転でかつ１回転以下だけ回転させた後、停止させる、 ことを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 前記回転制御手段による前記定着回転体
   の起動時に、該定着回転体の回転開始以前に該定着回転
   体の温度を検出して定着時の制御温度を決定するととも
   に、その後、前記定着回転体の回転開始前に所定時間の
   加熱を行う、 ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 【請求項６】 定着時に前記記録材が前記定着ニップ部
   を抜けるのとほぼ同時に加熱を停止し、非加熱状態での
   前記定着回転体の回転の後の停止状態で、再度、前記定
   着ニップ部を加熱する、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載
   の定着装置。
7. 【請求項７】 前記一対の定着回転体のうちの一方が、
   前記定着ニップ部において、前記記録材のトナー担持面
   側に配置された耐熱性の定着フィルムである、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、又は６に
   記載の定着装置。
8. 【請求項８】 像担持体上にトナー像を形成し、該トナ
   ー像を記録材に転写する画像形成部と、 請求項１〜７のいずれか記載の定着装置と、を備える、 ことを特徴とする画像形成装置。