(57)【要約】【課題】定着ローラ表面に傷が付くことを防止し高画質を維持できる定着装置を提供すること。【解決手段】定着ローラ１の表面にそれぞれ当接する分離爪６、温度センサー１１、クリーニング装置１２を有する誘導過熱方式の定着装置において、定着装置の起動時に、定着ローラ１の回転を停止した状態で加熱を開始させ、温度センサー１１で所定温度１９０［℃］を検出したときに定着ローラ１を１８０［℃］予備回転させてから停止させ、再度温度センサー１１で所定温度１９０［℃］を検出したときに本回転を開始させ、定着装置を定着可能状態に立ち上げる。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、前記回転体内部に近接して配設され前記回転体に誘導電流を生じさせて発熱させるための励磁コイルと、前記回転体に圧接しニップ部を形成する加圧部材とを有し、分離爪、温度検出装置、クリーニング部材のうち少なくとも一以上が前記回転体の表面に当接し、転写材上に形成されたトナー画像を溶融定着する定着装置において、
前記定着装置起動時に前記回転体が停止した状態で前記励磁コイルに電力を入力し、所定時間が経過した後に前記回転体を回転させ、その後前記回転体の回転を所定時間停止させてから再度前記回転体を回転させ、前記回転体が定着に適する温度になるまで昇温させる立ち上げ制御を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記回転体を最初に回転させる時間は、前記回転体が１８０℃回転するのに要する時間であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記回転体が回転停止している時間は、前記温度検出装置が前記回転体の温調目標温度である温度を検出するまでに要する時間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置において転写材上に形成されたトナー画像を溶融定着する定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、通常転写材と、該転写材に静電的に但持された樹脂、磁性体、着色料等からなるトナーとを、互いに圧接・回転している定着ローラと加圧ローラの圧接部（ニップ部）で狭持搬送しながら熱と圧力を加えること等で、溶融定着する定着装置を有している。
【０００３】
このような定着装置で加熱するための手段には、励磁コイルによる磁界で定着ローラ内面に設けた導電層に渦電流を発生させジュール熱により発熱させる方法が提案されている。この方法は熱発生源をトナーのごく近くに置くことができるので、従来のハロゲンランプを用いた熱ローラ方式に比して、定着装置起動時に定着ローラ表面の温度が定着に適当な温度になるまでに要する時間が短くできるという特徴がある。また熱発生源からトナーヘの熱伝達経路が短く単純であるため熱効率が高いという特徴もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のような励磁コイルによる磁束で定着ローラ内面に設けた導電層に渦電流を発生させジュール熱により発熱させる誘導加熱方式の定着装置では、発熱部は定着ローラ導電層の励磁コイルが対向している局所的な部分であるため、定着動作時に定着ローラが周方向で均一な温度分布になるように、定着装置起動時には定着ローラを回転させながら定着ローラを昇温させなければならず、起動開始直後の低温時に分離爪、温度検出装置、クリーニング部材等と定着ローラとの当接部に溜まっている硬いオフセットトナーによって定着ローラ表面が傷付き、画像に乱れを生じてしまうといった欠点があった。
【０００５】
本出願に係る発明の目的は、このような問題点を解決し、高画質を維持できる定着装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の構成は、回転体と、前記回転体内部に近接して配設され前記回転体に誘導電流を生じさせて発熱させるための励磁コイルと、前記回転体に圧接しニップ部を形成する加圧部材とを有し、分離爪、温度検出装置、クリーニング部材のうち少なくとも一以上が前記回転体の表面に当接し、転写材上に形成されたトナー画像を溶融定着する定着装置において、前記定着装置起動時に前記回転体が停止した状態で前記励磁コイルに電力を入力し、所定時間が経過した後に前記回転体を回転させ、その後前記回転体の回転を所定時間停止させてから再度前記回転体を回転させ、前記回転体が定着に適する温度になるまで昇温させる立ち上げ制御を行うことを特徴とする定着装置である。
【０００７】
上記構成において、定着装置起動時に回転体が停止した状態で励磁コイルに電力を入力し、所定時間が経過した後に回転体を回転させ、その後回転体の回転を所定時間停止させてから再度回転体を回転させて、回転体が定着に適する温度になるまで昇温させる立ち上げ制御を行う手段は、励磁コイルと対向している定着ローラの部分と分離爪、温度検出装置、クリーニング部材等との当接部に溜まっているオフセットトナーを加熱・軟化させるように作用する。
【０００８】
本発明に係る第２の構成は、上記第１の構成において、前記回転体を最初に回転させる時間は、前記回転体が１８０℃回転するのに要する時間であることを特徴とする定着装置である。
【０００９】
上記構成において、回転体を最初に回転させる時間を回転体が１８０度回転するのに要する時間にする手段は、定着ローラと分離爪、温度検出装置、クリーニング部材等との当接部に溜まっているオフセットトナーを加熱・軟化するように作用する。
【００１０】
本発明に係る第３の構成は、上記第１又は第２の構成において、前記回転体が回転停止している時間は、前記温度検出装置が前記回転体の温調目標温度である温度を検出するまでに要する時間であることを特徴とする定着装置である。
【００１１】
上記構成において、回転体が回転停止している時間を温度検出装置が回転体の温調目標温度である温度を検出するまでに要する時間にする手段は、定着ローラと分離爪、温度検出装置、クリーニング部材等との当接部に溜まっているオフセットトナーを十分に軟化させるように作用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１及び図２を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る定着装置の一形態を示す断面模式図である。
【００１４】
図１において、回転体としての定着ローラ１は、例えば外径３２［ｍｍ］、厚さ０．５［ｍｍ］の鉄製の芯金シリンダで、表面の離型性を高めるためにＰＴＦＥ１０〜５０［μｍ］やＰＦＡ１０〜５０［μｍ］の層を設けてもよい。また、定着ローラの他の材料として、例えば磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを有するものを用いてもよい。
【００１５】
加圧部材としての加圧ローラ２は、例えば外径２０［ｍｍ］の鉄製の芯金の外周に厚さ５［ｍｍ］のＳｉゴムの層を有し、定着ローラ１と同様に表面の離型性を高めるためにＰＴＦＥ１０〜１００［μｍ］やＰＦＡ１０〜１００［μｍ］の層を設けても良く、総外径は約３０［ｍｍ］である。
【００１６】
定着ローラ１と加圧ローラ２は回転自在に支持され、定着ローラ１のみを駆動する構成になっている。加圧ローラ２は定着ローラ１の表面に圧接し、圧接部（ニップ部）での摩擦力で従動回転するように配置される。また、加圧ローラ２は定着ローラ１の回転軸方向にバネ等を用いた図示しない機構によって加圧されている。加圧ローラ２は約２０［Ｋｇ重］で荷重され、その場合圧接部の幅（ニップ幅）は約６［ｍｍ］になる。しかし、都合によっては荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。
【００１７】
搬送ガイド３は、未定着のトナー画像４を担持しながら搬送される用紙５を定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部へ案内する位置に配置される。
【００１８】
分離爪６は、定着ローラ１の表面に当接して配置され、用紙５がニップ部通過後に定着ローラ１に張り付いてしまった場合、強制的に分離してジャムを防止するためのものである。
【００１９】
励磁コイル７は、外径０．１５〜０．５０［ｍｍ］の絶縁被覆した導線を２０〜１５０［本］リッツにしたものを用いており、図示しない高周波コンバーターに接続してあり１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が印加され、２０００［Ｗ］程度までの電力が供給される。さらに、励磁コイル７が昇温した場合を考えて絶縁被覆には耐熱性のものを使用した。
【００２０】
励磁コイル７に流れる交流電流によって誘導された磁界は導電性である定着ローラ１の内面付近に渦電流を流し、ジュール熱を発生させる。この発熱を増加させるためには交流電流の電流振幅を大きくすると良く、励磁コイル７の巻き数を減らしてやることで可能となるが、同時に励磁コイル７の電気抵抗による発熱量も増加するので、本実施の形態では励磁コイル７の巻き数は８巻きとした。
【００２１】
磁性体コア８は、高透磁率かつ低損失のものを用いると良く、磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。
【００２２】
励磁コイル７及び磁性体コア８は、アルミ製の保持ホルダー９によって定着ローラ長手方向両端部で保持され、絶縁性の熱収縮チューブ１０で覆われ励磁コイル・磁性体コアユニットとする。
【００２３】
温度検出装置としての温度センサー１１は、定着ローラ１の長手方向中央の位置で、かつ周方向の局所的に発熱する部分の表面に当接するように配置される。前記温度センサー１１の検出信号をもとに励磁コイル７への電力供給を増減させることで、定着ローラ１の表面温度が所定の一定温度になるように自動制御される。
【００２４】
クリーニング装置１２は、シリコンオイルを含浸させた不織布を三本のローラを用いて定着ローラ１の表面に当接させて、オフセットトナーをクリーニングする。また、所定枚数定着する毎に微少量不織布を送って常に新しい面でクリーニングできるようになっている。
【００２５】
次に、定着装置起動方法について説明する。
【００２６】
定着ローラの発熱部は励磁コイルが対向している部分の芯金のみであるので、定着ローラを周方向に渡って均一に昇温させるには、回転させながら励磁コイルに電力を入力しなければならない。
【００２７】
しかし、定着ローラの温度が低いままで回転を始めると、分離爪、温度センサー、クリーニング部材がそれぞれ当接する定着ローラの表面部分でオフセットトナー等が硬いまま溜まっているので、定着ローラ表面に傷を付けてしまう可能性がある。この傷は、画像に乱れを生じさせることがある。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、これを避けるために次のような方法で定着装置を起動する。
【００２９】
図２は、定着装置の起動時に温度センサー１１が検出する温度を示したグラフである。
【００３０】
まず、定着ローラ１の回転は停止したままで励磁コイル７に１０００［Ｗ］の電力を入力する。図２に示すように、約５［秒］で温度センサー１１が定着ローラの温調目標温度である１９０［℃］を検出する。１９０［℃］を検出したら１０００［Ｗ］の電力を入力したまま定着ローラ１の予備回転を始め、１８０度回転したところで回転を停止する。１９０℃を検出したら１０００［Ｗ］の電力を入力したまま再度定着ローラ１の本回転を始め、温度センサー１１が１９０℃を検出したら定着可能状態になる。このような構成では定着可能温度となるのに約１５秒所要する。なお、本実施の形態では、定着装置起動中の定着ローラ１の回転速度は、定着動作中と等しい６０［ｍｍ／ｓｅｃ］とする。
【００３１】
このように本実施の形態では、定着装置起動時に回転体が停止した状態で励磁コイルに電力を入力し、所定時間が経過した後に回転体を回転させ、その後回転体の回転を所定時間停止させてから再度回転体を回転させて、回転体が定着に適する温度になるまで昇温させる立ち上げ制御を行うことで、定着ローラと分離爪、温度検出装置、クリーニング部材との当接部に溜まっているオフセットトナーを加熱・軟化させてから定着ローラを回転するので、定着ローラ表面に傷を付けることなく高画質を維持できる。
【００３２】
なお、本実施の形態は、定着ローラ１の周囲に分離爪６、温度センサー１１、クリーニング装置１２のような定着ローラと当接する部材が少なくとも一つ設置される装置に適用することで、上記した効果を得ることができる。
【００３３】
また、定着装置の起動時に定着ローラ１の予備回転及び本回転を開始するタイミングは、本実施の形態では温度センサー１１の検出温度が温調目標温度となるときとしているが、所定時間を経過したときとしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係る発明によれば、定着装置起動時に定着ローラ表面に傷を付けることを防止し、高画質を維持できる定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着装置の断面模式図。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置における起動時に温度センサーが検出する温度を示すグラフ。
【符号の説明】
１　定着ローラ
２　加圧ローラ
３　搬送ガイド
４　未定着トナー画像
５　用紙
６　分離爪
７　励磁コイル
８　磁性体コア
９　励磁コイル・磁性体コア保持ホルダー
１０　熱収縮チューブ
１１　温度センサー
１２　クリーニング部材
【図１】
2004004319.tif 000003
【図２】
2004004319.tif 000004