(57)【要約】【課題】  連続画像形成時に、加熱部材の温度低下を防止するために、画像形成を停止したり、画像形成速度を落とす回復制御が行われるが、回復制御が実行される頻度を低くして画像形成効率を向上する。【解決手段】  回復制御を実行するための判断に用いられる閾値として複数用意し、電源ＯＮ時の前記加圧部材の温度、前記加圧部材の蓄熱度、画像形成中における前記加圧部材の温度、及び環境温度のいずれか２以上に基づいて、閾値を選択する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を加熱し、記録材に定着する加熱部材、該加熱部材に圧接する加圧部材、前記加熱部材の温度を検知する加熱部材温度センサ及び制御手段を有し、前記加熱部材と前記加圧部材とで記録材を挟持搬送して、トナー像を記録材に定着する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記加熱部材温度センサが検知した温度が所定の閾値以下になったときに、画像形成を停止するか又は画像形成速度を下げる回復制御を行う画像形成装置において、
前記制御手段は、前記閾値として、複数の値から選択して用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧部材の温度を検知する加圧部材温度センサ、及び環境温度を検知する環境温度センサを有し、
前記制御手段は、次の情報ａ〜ｄの、少なくとも、いずれか二つに基づいて、前記複数の値から選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
ａ．電源ＯＮ時の前記加圧部材の温度
ｂ．前記加圧部材の蓄熱度
ｃ．画像形成中における前記加圧部材の温度
ｄ．環境温度
【請求項３】
前記加熱部材として、厚さ０．４〜２．０ｍｍの加熱ローラを用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスにより記録材上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、トナー像を記録材に定着する定着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続して多数枚の画像を形成する連続画像形成においては、画像形成速度や環境温度の如何によっては、画像形成中に定着装置内の加熱部材の温度が低下して、定着不足となる事態が生ずる場合がある。
【０００３】
このための対策として、特許文献１のように、アラーム温度と称される温度を設定し、加熱部材の温度が該アラーム温度を下回ったときに、画像形成を停止するか又は画像形成速度を落とす制御が行われる。
【特許文献１】特開平４−９９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、アラーム温度として、一律の値が設定れているが、このように、一律なアラーム温度を設定すると、本来行わなくてもよいときに、停止又は画像形成速度の低下の制御が実行されてしまい、停止や低速画像形成の頻度が高くなって、画像形成効率を不必要に低下させるという問題がある。
【０００５】
画像形成装置の省エネルギー化のために、定着装置の加熱部材を薄肉化することが行われているが、加熱部材を薄肉化した場合、定着性にさほど影響がない温度変化でもアラーム温度として検知されるなど、一律なアラーム温度を設定して停止等の制御を行うと、停止等の制御による画像形成効率の低下が顕著になる。
【０００６】
本発明は、不必要な停止や速度低下を無くして、良好な定着性を維持しながら、高い効率で画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的は下記の発明により達成される。
（請求項１）
トナー像を加熱し、記録材に定着する加熱部材、該加熱部材に圧接する加圧部材、前記加熱部材の温度を検知する加熱部材温度センサ及び制御手段を有し、前記加熱部材と前記加圧部材とで記録材を挟持搬送して、トナー像を記録材に定着する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記加熱部材温度センサが検知した温度が所定の閾値以下になったときに、画像形成を停止するか又は画像形成速度を下げる回復制御を行う画像形成装置において、
前記制御手段は、前記閾値として、複数の値から選択して用いることを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記加圧部材の温度を検知する加圧部材温度センサ、及び環境温度を検知する環境温度センサを有し、
前記制御手段は、次の情報ａ〜ｄの、少なくとも、いずれか二つに基づいて、前記複数の値から選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
ａ．電源ＯＮ時の前記加圧部材の温度
ｂ．前記加圧部材の蓄熱度
ｃ．画像形成中における前記加圧部材の温度
ｄ．環境温度
（請求項３）
前記加熱部材として、厚さ０．４〜２．０ｍｍの加熱ローラを用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１又は請求項２の発明により、定着性を維持しながら、加熱部材の温度低下時に実行される画像形成の停止又は画像形成速度の引き下げの発生頻度を低下させることができる。
【０００９】
請求項３の発明により、クイックスタートが可能であり、省エネルギー化された画像形成装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置であって、画像形成装置本体Ａ、画像読取装置ＳＣ、自動原稿送り装置ＤＦから成る画像形成装置の全体図である。
【００１２】
図示の画像形成装置本体Ａは、ドラム状の感光体１、帯電装置２、露光装置（画像書込手段）３、現像装置４、転写装置５、分離装置６、クリーニング装置８等から成る画像形成部と、定着装置２０と、用紙搬送系と、から構成されている。
【００１３】
用紙搬送系は、給紙カセット１０、第１給紙手段１１、第２給紙手段１２、搬送手段１３、排紙手段１４、及び手差し給紙手段１５から成る第１搬送部と、用紙Ｐを循環再給紙する循環再給紙部とから構成されている。
【００１４】
給紙カセット１０及び第１給紙手段１１は、複数の給紙手段（図示の３段）により形成され、複数種のサイズの用紙Ｐを収容して給紙する。用紙サイズは、オペレータによる設定、又は用紙サイズ検知手段による自動用紙サイズ設定によって入力される。
【００１５】
搬送手段１３を通過して定着装置２０によって定着処理された用紙Ｐは、搬送路切換手段１６により、ストレート排紙パスの搬送路ｒ１、反転排紙パスの搬送路ｒ２、両面循環パスの搬送路ｒ３の何れかに選択されて搬送される。
【００１６】
搬送路ｒ１を通過する用紙Ｐは、画像形成面を上にして（フェースアップ）排出される。搬送路ｒ２を通過する用紙Ｐは、両面循環パスの搬送路ｒ３、ｒ４に進行した後、逆転搬送されて搬送路ｒ２を通過して、画像形成面を下にして（フェースダウン）排出される。
【００１７】
第２搬送部は、画像形成部により画像形成された用紙Ｐを搬送路切換手段１６により排紙手段１４の手前で分岐させ、用紙Ｐを循環再給紙路に沿って搬送し、循環再給紙路途中で反転搬送ローラ１７により用紙Ｐを反転した後に第２給紙手段１２を経て画像形成部に再給紙する。
【００１８】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは給紙手段により搬送され、画像読取装置ＳＣの光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部（図示せず）において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光装置３に画像信号を送る。
【００１９】
露光装置３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部の感光体１に照射され、潜像を形成する。画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。給紙カセット１０、手差し給紙手段１５から給送された用紙Ｐは転写装置５により画像が転写される。画像を担持した用紙Ｐは、定着装置２０により定着され、排紙手段１４から排出される。
【００２０】
或いは搬送路切換手段１６により循環再給紙部に送り込まれた片面画像処理済みの用紙Ｐは反転搬送ローラ１７により反転された後に再び画像形成部において両面画像処理された後、定着装置２０によって定着処理され、排紙手段１４により排出される。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態における定着装置２０を示す図、図３は加熱ローラの軸に沿った定着装置の断面図である。
【００２２】
２１は加熱部材としての加熱ローラであり、鉄又はステンレスなど、ローラ内に発生する誘導電流によりジュール熱を発生する金属からなる。加熱ローラの表面には表面にフッ素樹脂等の離型層が形成されることが好ましい。また、金属からなる基体にシリコンゴム等の耐熱弾性層及びその上に離型層を形成したいわゆるソフトローラを加熱ローラ２１として用いることもできる。
【００２３】
熱容量を小さくするために、加熱ローラ１は厚さ０．４〜２．０ｍｍ程度の薄肉であることが望ましい。なお、加熱ローラに代えて金属ベルト又はポリイミド等の樹脂からなる樹脂ベルトを用いることもできる。
【００２４】
２２は加熱ローラ１に圧接する加圧部材としての加圧ローラであり、図示しないバネにより加熱部材２１に圧接する。加圧ローラ２２は金属からなる軸２２ａ及びその上に形成されたシリコンゴム等の耐熱弾性体層２２ｂを有する。耐熱弾性層２２ｂの上に離型層を形成してもよい。加圧部材として、ローラに代えてベルトを用いることもできる。
【００２５】
２３は加熱ローラ２１内に誘導電流の発生させる磁界を発生する加熱手段としてのコイルである。誘導加熱方式の定着装置は、コイルにより発生した磁界により、加熱部材に渦電流を発生させ、該渦電流により加熱部材を発熱させ、加熱するものであるが、誘導加熱方式の加熱手段に限られず、ハロゲンランプ、抵抗発熱体等を用いることもできる。
【００２６】
２４は進入上ガイド板、２５は進入下ガイド板、２６は排紙上ガイド板、２７は排紙下ガイド板である。２８は加熱ローラ１から記録材Ｐを分離する上分離爪、２９は加圧ローラ２から記録材Ｐを分離する下分離爪である。
【００２７】
３０は加熱ローラ２１の表面をクリーニングするクリーニングウェブであり、元巻き軸３１から繰り出され、巻き取り軸３２に巻き取られ、押圧ローラ３３により加熱ローラ２１に押圧する。
【００２８】
ＳＥ１は加熱ローラ１の温度を検知する加熱部材温度センサ、ＳＥ２は加圧ローラ２２の温度を検知する加圧部材温度センサ、ＳＥ３は環境温度を検知する環境温度センサである。
【００２９】
未定着のトナー像を担持する記録材Ｐは加熱ローラ２１と加圧ローラ２２間のニップを通過し、通過の際に、トナー像が加熱されて定着が行われる。
【００３０】
加熱部材温度センサＳＥ１及び加圧部材温度センサＳＥ２としては、サーミスター、サーモカップル等を用いることができ、被検知部材に接触して温度を検知する接触式、非接触で温度を検知する非接触式のいずれを用いることもできる。
【００３１】
環境温度センサＳＥ３は画像形成装置の適宜位置に設置され、画像形成装置が設置されている環境の温度を検知する。
【００３２】
ＣＲは制御手段であり、加熱部材温度センサＳＥＩが検出した温度に基づいて、コイル２３を駆動する定着電源Ｅ２を制御して、加熱部材２１の温度を適正な定着温度に維持する定着温度制御を行う。このような定着温度制御は従来行われているフィードバック制御である。
【００３３】
図４は定着温度制御のタイムチャートである。
【００３４】
時間ｔ１においてコピー釦が押されるか又は外部機器からの画像形成信号によりスターと信号ＳＴが生成され、スタート信号ＳＴにより感光体１の駆動モータ等の電源である主電源Ｅ１及び定着電源Ｅ２が立ち上がる。
【００３５】
定着電源Ｅ２のＯＮにより加熱ローラ２１の温度が上昇し、所定の定着温度に到達した時間ｔ２から、加熱ローラ２１の温度により定着電源Ｅ２がＯＮ−ＯＦＦする温度制御状態に入る。該温度制御状態においては、加熱部材温度センサＳＥ１の検知温度により、制御手段ＣＲが定着電源Ｅ２をＯＮ−ＯＦＦ制御を行う。
【００３６】
画像形成が完了すると、主電源Ｅ１が時間ｔ５でＯＦＦする。定着電源Ｅ２は温度制御によるＯＦＦが時短ｔ４であった場合、その直後に主電源Ｅ１のＯＦＦがあるとＯＦＦのまま終了する。
【００３７】
制御手段ＣＲはこのような定着温度制御に加えて、以下に説明する、画像形成の停止又は画像形成速度を低下させる回復制御を行う。この回復制御は、加熱ローラ２１の温度が、適正な定着が保証されない所定の閾値温度以下になったときに、画像形成を停止するか又は画像形成速度を下げるとともに、加熱ローラ２１を加熱し、その温度を回復させるものである。回復制御において、画像形成速度を下げる場合には、画像形成速度を、例えば、定常速度の１５％に下げる。
【００３８】
加熱ローラ２１の温度としては、加熱ローラ２１の中央部の温度を検知する加熱部材温度センサＳＥ１が検知した温度が用いられる。
【００３９】
本実施の形態においては、前記閾値として複数が制御手段ＣＲ内のメモリに記憶されており、制御手段ＣＲは、用意された複数の閾値からを選択して回復制御に用いる。閾値の選択には、次の情報が用いられる。
ａ．電源ＯＮ時の前記加圧部材の温度
ｂ．前記加圧部材の蓄熱度
ｃ．画像形成中における前記加圧部材の温度
ｄ．環境温度。
【００４０】
ａ．電源ＯＮ時の加圧部材温度は、主電源Ｅ１のＯＮ時（図４のｔ１）に加圧ローラ温度センサＳＥ２により検知された温度であり、画像形成の初期において加圧部材の温度が高いときは、加熱部材の温度を低くしても適正な定着が行われるので、前記閾値を低く設定して、アラームの頻度を低くしている。
【００４１】
ｂ．前記加圧部材の蓄熱度は、加圧部材の熱容量を示す指標であり、加圧部材の蓄熱度が大きい場合、温度低下が起こり難いので、加圧部材の蓄熱度が高いときには、前記閾値を低く設定して、アラームの頻度を低くしている。
【００４２】
加圧部材の蓄熱度としては、例えば、定着電源Ｅ２のＯＮ時間ｔ１からの経過時間が用いられる。この場合の定着電源Ｅ２のＯＮとは、画像形成開始によるＯＮであり、時間ｔ２でＯＦＦし、次にｔ３でＯＮする場合のように、温度制御において行われるＯＮ−ＯＦＦの場合のＯＮは加圧ローラの蓄熱度を計測のための起点として用いられない。そして、複数の画像形成工程が続いて実行される場合には、各画像形成工程のために定着電源Ｅ２がＯＮする毎に、加圧部材の蓄熱度検知のための計時がスタートする。経過時間が長いときは、閾値が低く設定される。
【００４３】
ｃ．画像形成中における前記加圧部材の温度は、加圧部材の定着への寄与度を表す。画像形成中の加圧部材の温度が高いときは、加熱部材の温度が低い場合でも、定着不足が起こり難いので前記閾値を低くして、アラームの頻度を低くしている。
【００４４】
ｄ．環境温度は、定着装置に送り込まれる記録材の温度を示す。環境温度が高いときは、定着装置に導入される記録材の温度が高いので、加熱部材の温度が低い場合でも、定着不足が起こり難いので、前記閾値を低く設定してアラームの頻度を低くしている。
【００４５】
前記ａ〜ｄのいずれか２以上の組み合わせに基づいて、前記閾値を設定し、回復制御を行うことにより、アラームを発生させる監視の精度が向上した。これにより適正な定着温度を維持し、且つ、温度低下による装置の停止又は画像形成速度の低下が実行される頻度を少なくすることができた。
【００４６】
表１〜５はアラームの発生頻度を低下させた制御の例を示す。
【００４７】
表１、２は前記情報の二つを用いて、前記閾値を設定した例、表３，４は前記情報の三つを用いて前記閾値を設定した例、表５は前記情報の四つを用いて前記閾値を設定した例である。表１〜５に示す制御により、アラームの発生頻度を十分に下げることができた。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
【表２】
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【００５０】
【表３】
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【００５１】
【表４】
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【００５２】
【表５】
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【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられる定着装置を示す図である。
【図３】加熱ローラの軸に沿った定着装置の断面図である。
【図４】定着温度制御のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
２０  定着装置
２１  加熱ローラ
２２  加圧ローラ
２３  コイル
ＣＲ  制御手段
ＳＥ１  加熱部材温度センサ
ＳＥ２  加圧部材温度センサ
ＳＥ３  環境温度センサ
【図１】
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【図２】
2006330433.tif 000009
【図３】
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【図４】
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