(57)【要約】【課題】従来の画像形成装置においては、ハガキ等の小サイズの用紙を連続印字した場合に、ヒートローラ端部の温度が上昇し続け、ヒートローラを軸支する樹脂製の軸受が溶け出す等の問題があった。【解決手段】ヒートローラ７中央部に備えた第一サーミスタ３１とは別に、ヒートローラ７端部に第二サーミスタ３２を設けて、その第二サーミスタによる検出温度が加熱禁止温度Ｔ１まで上昇した場合には、ヒートローラ７を加熱するランプヒータ９をオフするとともに画像形成動作を中止し、その後、ヒートローラ７が冷却されて、第二サーミスタによる検出温度が加熱許容温度Ｔ２まで下降した場合には、ランプヒータ９をオンさせてヒートローラ７の加熱を再開した。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上に転写されたトナー画像をヒートローラにより加熱溶融させて、トナー画像の定着を行う画像形成装置であって、ヒートローラの非通紙部の温度を検出する温度検出手段を備え、その検出温度が予め設定された加熱禁止温度に達した場合には、ヒートローラを加熱するヒータをオフするとともに画像形成動作を中止し、検出温度が加熱許容温度になった場合には、そのヒータをオンすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成動作の中止を、用紙の給紙の中止としたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
ヒートローラの通紙部の温度を検出する第二の温度検出手段を備え、その第二の温度検出手段による検出温度が予め設定された目標定着温度になった場合に、用紙の給紙を再開することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙上に転写されたトナー画像をヒートローラにより加熱溶融させて、トナー画像の定着を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、帯電器により感光体ドラム表面を帯電させ、ＬＥＤヘッドによる感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを重ねて可視像化し、感光体ドラムと転写ローラとの間に用紙やＯＨＰシート等の記録材を搬送し、転写ローラにトナーと逆極性の電位を与える。すると、感光体ドラムと転写ローラとの間に形成された一様な電場の中で感光体ドラムから用紙へトナーが移動して転写が行われる。
そして、転写後の用紙は定着装置へと搬送され、そこで、用紙をプレスローラによりヒートローラに向けて押圧し、用紙上に転写されたトナーをヒートローラにより加熱溶融させて定着することとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、定着装置のヒートローラにはヒータが内蔵されており、通常、ヒートローラの幅方向に均一に加熱するようなものが採用されることが多い。よって、ヒートローラの表面が幅方向に略均一な温度に設定され、用紙上に転写されたトナー画像は均一な温度で加熱されることになる。ヒートローラには、ヒートローラの表面温度を検出するための温度検出手段が設けられており、この温度検出手段による検出温度に基づいてヒートローラ表面の温度が一定に制御されている。温度検出手段はヒートローラの略中央部に配置されている。
そして、ヒートローラは画像形成可能な最大サイズの用紙の幅に合わせて形成されており、ヒートローラの幅よりも短いサイズの用紙、例えば、ハガキ等の用紙が通過する場合には、ヒートローラと用紙とが当接する部分（通紙部）と、当接しない部分（非通紙部）とがヒートローラ表面に生じるが、ヒートローラ表面温度の制御は用紙が通過する略中央部の検出温度に基づいて行われている。
この場合、ヒートローラの通紙部ではトナー画像の定着の際に熱が奪われるが、非通紙部では用紙に熱を奪われることがないので、通紙部であるヒートローラ中央部の温度に基づいて温度制御を行うと、非通紙部であるヒートローラ両端部では熱が蓄積されて温度が上昇することとなる。
このように、ヒートローラの中央部のみが用紙と当接するような印字処理を連続して行った場合には、ヒートローラ両端部が異常加熱されて、その温度が極端に上昇してしまうという不具合があった。また、この温度上昇により、ヒートローラを軸支する樹脂製の軸受が傷むという不具合があった。
逆に、温度検出手段の配置位置部分が用紙と当接せず、それ以外の部分を用紙が通過する場合には、定着温度以下の温度状態でヒートローラ（定着装置）に用紙が送り込まれることもあり、この場合には、トナーの定着性が悪くなるので、用紙の無駄が生じていた。
そこで、本発明の目的は、従来の画像形成装置のようにヒートローラの通紙部に設けられた温度検出手段とは別に、ヒートローラの非通紙部に温度検出手段を設けて、非通紙部の温度を検出することにより、所定の限界温度（加熱禁止温度）の範囲内で、ヒートローラの加熱制御を行うことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、用紙上に転写されたトナー画像をヒートローラにより加熱溶融させて、トナー画像の定着を行う画像形成装置であって、ヒートローラの非通紙部の温度を検出する温度検出手段を備え、その検出温度が予め設定された加熱禁止温度に達した場合には、ヒートローラを加熱するヒータをオフするとともに画像形成動作を中止し、検出温度が加熱許容温度になった場合には、そのヒータをオンするものである。
【０００５】
請求項２においては、前記画像形成動作の中止を、用紙の給紙の中止としたものである。
【０００６】
請求項３においては、ヒートローラの通紙部の温度を検出する第二の温度検出手段を備え、その第二の温度検出手段による検出温度が予め設定された目標定着温度になった場合に、用紙の給紙を再開するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る画像形成装置の一実施例について添付の図面を用いて説明する。
図１は本発明を採用した複合機の斜視図、図２は画像形成装置の構成を示す概略ブロック図、図３はヒートローラへの第一・第二サーミスタの配置構成を示す図、図４はコントローラによる制御のタイミングチャートである。
【０００８】
図１に示すように、本発明を採用したファクシミリ機能とコピー機能とを有する複合機１の本体は給紙カセット５上に載置固定されており、本体内には、画像読取装置３と、画像形成装置２とが上下に配置されている。
この画像読取装置３の上方にはＡＤＦ装置（自動原稿搬送装置）４が付設され、ＡＤＦ装置４の前方（図１のＡ矢の方向）には外装カバー６が設けられ、画像形成装置２が被装されている。
【０００９】
図２に示すように、画像形成装置２の内部には用紙搬送路１２が形成されており、この用紙搬送路１２に沿い、後方に向けて、現像装置１４、感光装置１５、定着装置１６が配置されている。これらの装置により、画像形成装置２が構成され、給紙カセット５から取り込まれた用紙に画情報を転写し、定着が行われる。
【００１０】
現像装置１４は、トナーを収容するトナー室１９と、感光体ドラム２２にトナーを供給する現像ローラ２０と、現像ローラ２０にトナーを供給する供給ローラ２１とを備えている。
【００１１】
感光装置１５は、用紙に接触してトナーを転写する感光体ドラム２２と、感光体ドラム２２に対向して配置される転写ローラ１７と、感光体ドラム２２の表面を負帯電させる帯電器１８とを備えている。また、感光体ドラム２２の上方には、感光体ドラム２２上に静電潜像を形成する発光体であるＬＥＤヘッド３０が配置される。
【００１２】
定着装置１６は、詳しくは後述するが、ヒートローラ７と、ヒートローラ７に対向して配置されるプレスローラ８とを備えている。
【００１３】
定着装置１６の下流側、用紙搬送路１２の終端部には、シートを排出トレイ２７上に繰り出すための排出ローラ２５と、排出ローラ２５に対向するプレスローラ２６とが配置されている。
【００１４】
次に、定着装置１６の構成について、図２、図３を用いて説明する。
定着装置１６は、定着熱ローラ方式で構成されており、ヒートローラ７とプレスローラ８とにより、トナー画像を保持した用紙を、加熱および加圧しながら用紙搬送路１２に沿って挟持搬送し、トナー画像を用紙に定着させる。
【００１５】
図２に示すように、ヒートローラ７およびプレスローラ８は、用紙搬送路１２を挟んで、対向配置される。中空のヒートローラ７はアルミ等の熱伝導性の良い金属で形成され、同軸上にハロゲンランプ等のランプヒータ９が内挿されている。ランプヒータ９がオンされて発生した熱がヒートローラ７の外周部に伝わってヒートローラ７が加熱され、ランプヒータ９がオフされると、ヒートローラ７が周囲空気によって冷却される。但し、ヒートローラ７を加熱する手段はハロゲンランプに限定されず、熱陰極蛍光ランプ等とすることもできる。また、本実施例では、ヒートローラ７内部にランプヒータ９を一個備える構成としているが、複数個備える構成とすることもできる。
【００１６】
一方、プレスローラ８は、回転軸芯にシリコンゴムやエチレンプロピレンゴム等で形成されたゴム体を相対回転不能に圧着嵌合させて形成され、このプレスローラ８は、ヒートローラ７からの熱伝導によって間接的に加熱される。
【００１７】
図３に示すように、ヒートローラ７はその両端部を本体フレーム１０に固定された樹脂製の軸受１１に回転可能に軸支されている。温度検出手段としての第一サーミスタ３１が、このヒートローラ７の中央部（通紙部）の表面に接して設けられ、この第一サーミスタ３１により検出された温度は、制御手段であるコントローラ３３に出力される。
【００１８】
この第一サーミスタ３１の検出温度が予め設定した目標定着温度Ｔ３を下回ると、コントローラ３３はランプヒータ９に通電してヒートローラ７を加熱し、第一サーミスタ３１の検出温度が目標定着温度Ｔ３を超えると、コントローラ３３はランプヒータ９を断電してヒートローラ７の加熱を禁止する。つまり、用紙にトナー画像を定着させる場合には、コントローラ３３はヒートローラ７の中央部の表面温度が目標定着温度Ｔ３を維持するように、ランプヒータ９をオンオフ制御する。
【００１９】
また、前記第一サーミスタ３１とは別の温度検出手段としての第二サーミスタ３２が、ヒートローラ７の一端部（非通紙部で軸受１１近傍）の表面に接して設けられ、この第二サーミスタ３２により検出された温度も、コントローラ３３に出力される。このように、ヒートローラ７の端部の温度を測定するのは、ハガキのような幅の狭い用紙を連続して印字した場合等には、端部の温度が中央部よりかなり上昇することが考えられるので、ヒートローラ７上の位置による温度差（端部と中央部との温度差）を検知するためである。なお、第二サーミスタ３２はヒートローラ７の一端部だけでなく両端部に配置してもよい。
【００２０】
前記第二サーミスタ３２の検出温度が予め設定した加熱禁止温度Ｔ１を超えると、コントローラ３３はランプヒータ９をオフし、ヒートローラ７の加熱を禁止する。こうして、ランプヒータ９によってヒートローラ７が熱せられることが無くなり、ヒートローラ７は周囲空気によって冷却され、その温度が下降する。なお、加熱禁止温度Ｔ１は、軸受１１の樹脂の耐熱温度よりも低く設定される。
これに加えて、コントローラ３３は、モータＭの回転動力の給紙ローラ２３への伝達を接断する給紙クラッチ２４を制御して、給紙ローラ２３への動力の伝達を遮断し、給紙ローラ２３による給紙を中止する。こうして、画像形成（印字）動作を中止する。
つまり、コントローラ３３は、ヒートローラ７の端部の温度が加熱禁止温度Ｔ１を超えていなければ印字処理を許容し、超えていれば印字を禁止する。
【００２１】
図４に、定型Ａ４・Ｂ５等に比して用紙幅の小さなハガキ等の用紙を連続通紙して印字するときの第一・第二サーミスタ３１・３２の検出温度の経時変化と、コントローラ３３の制御によるランプヒータ９および給紙クラッチ２４の動作のタイミングチャートとを示す。
図４に示すように、印字動作時には、コントローラ３３は、ヒートローラ７の中央部の温度が目標定着温度Ｔ３を下回ればランプヒータ９に通電し、ヒートローラ７の中央部の温度が目標定着温度Ｔ３を超えればランプヒータ９を断電して、ヒートローラ７中央部の温度が目標定着温度Ｔ３を維持するように制御する。目標定着温度Ｔ３が維持されている間、コントローラ３３は、印字トリガ（ワンショットパルス）がオンされ印字開始が指示されたときに、給紙クラッチ２４をオンして、モータＭの駆動力を給紙ローラ２３に伝達し給紙カセット５内の用紙を現像装置１４に送り出す。この間、ヒートローラ７端部では、通紙される用紙によって熱が奪われないので、ヒートローラ７端部の温度は目標定着温度Ｔ３より上昇する。
【００２２】
やがて、時刻ｔ１におけるように、ヒートローラ７端部の温度が加熱禁止温度Ｔ１を超えると、ヒートローラ７中央部の温度が目標定着温度Ｔ３以下であっても、コントローラ３３はランプヒータ９を断電しヒートローラ７の加熱を禁止する。その後、コントローラ３３はヒートローラ７端部の温度が加熱許容温度Ｔ２以下になる時刻ｔ２までランプヒータに通電せず、ヒートローラ７を冷却する。こうして、ヒートローラ７端部の温度を加熱禁止温度Ｔ１以下に抑えているので、樹脂軸受１１が傷むことが無い。
【００２３】
更に、コントローラ３３は、時刻ｔ１以降（ヒートローラ７の加熱を禁止した後）に印字トリガがオンされたとしても、給紙クラッチ２４をオフし続けて、給紙カセット５内の用紙の給紙を禁止する。これは、ヒートローラ７の表面温度が目標定着温度Ｔ３以下であると、良好な定着性が得られないので、用紙の給紙を禁止して、用紙およびトナーの無駄を防止するためである。
【００２４】
やがて、ヒートローラ７端部の温度が加熱許容温度Ｔ２以下になると、コントローラ３３はランプヒータ９に通電し、ヒートローラ７中央部の温度が目標定着温度Ｔ３に達した時刻ｔ３以降は、この温度Ｔ３を維持するようにランプヒータ９への通電を制御する。
【００２５】
コントローラ３３は、ヒートローラ７端部の温度が加熱許容温度Ｔ２以上で加熱禁止温度Ｔ１以下であり、ヒートローラ７中央部の温度が目標定着温度Ｔ３近傍になったときに、給紙を禁止した印字トリガのオンに対応する給紙クラッチ２４のオンを行い、用紙を現像装置１４に送り出す。
その後、コントローラ３３は、前述の動作制御を繰り返す。
【００２６】
なお、時刻ｔ４以前（ヒートローラ７の加熱を禁止する前）に印字トリガがオンされた場合には、たとえヒートローラ７の加熱が禁止された場合であっても、この印字トリガのオンに対する給紙については給紙クラッチ２４をオンにして、用紙を現像装置１４に送り出し画像形成処理を行う。そして、次の用紙から給紙を中止する。このようにして、用紙搬送路１２に用紙が止まった状態が発生しないようにしている。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、請求項１に示す如く、用紙上に転写されたトナー画像をヒートローラにより加熱溶融させて、トナー画像の定着を行う画像形成装置であって、ヒートローラの非通紙部の温度を検出する温度検出手段を備え、その検出温度が予め設定された加熱禁止温度に達した場合には、ヒートローラを加熱するヒータをオフするとともに画像形成動作を中止し、検出温度が加熱許容温度になった場合には、そのヒータをオンするので、ヒートローラの非通紙部の温度の不適切な上昇を加熱禁止温度付近で抑えることができ、ヒートローラを軸支する樹脂軸受の劣化を防止できる。
【００２８】
請求項２に示す如く、前記画像形成動作の中止を、用紙の給紙の中止としたので、定着温度以下の温度状態でヒートローラ（定着装置）に用紙が送り込まれることが無くなり、用紙の無駄を少なくできる。
【００２９】
請求項３に示す如く、ヒートローラの通紙部の温度を検出する第二の温度検出手段を備え、その第二の温度検出手段による検出温度が予め設定された目標定着温度になった場合に、用紙の給紙を再開するので、ヒートローラの温度がトナー定着に適した温度にて画像形成処理を行うことができ、用紙にトナー画像を確実に定着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用した複合機の斜視図。
【図２】画像形成装置の構成を示す概略ブロック図。
【図３】ヒートローラへの第一・第二サーミスタの配置構成を示す図。
【図４】コントローラによる制御のタイミングチャート。
【符号の説明】
２　　画像形成装置
７　　ヒートローラ
８　　プレスローラ
９　　ランプヒータ
１６　定着装置
２３　給紙ローラ
２４　給紙クラッチ
３１　第一サーミスタ
３２　第二サーミスタ
３３　コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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