(57)【要約】【課題】定着装置の停止加圧時間やプリント開始時のヒータの温度に応じて、定着装置の加圧力とヒータの長手方向温度分布を変更することにより、停止加圧時間による定着ベルトの変形量に応じて、加圧力を変更する。これにより、ベルトと内部部材の接触によるベルトの温度低下を防止でき、変更した加圧力に対して温度分布を調整することにより、定着性との両立も可能となる。【解決手段】通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、定着部材に圧接して回転する回転部材と、定着部材の内面に接触する摺動部材と、摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、定着装置は、加圧力変更手段を有し、非プリント時の加圧停止時間に応じて、複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更することを特徴とする。【選択図】図１
2016048326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材と、前記定着部材の内面に接触する摺動部材と、前記摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を前記記録材に定着する定着装置において、
前記発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、
前記定着装置は、加圧力変更手段を有し、非プリント時の加圧停止時間に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着装置は、前記発熱体の温度を検知する温度検知素子を有し、前記温度検知素子の検知結果に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更す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】
前記定着装置は、連続プリント時の通紙枚数に応じて、変更した前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更前の状態に戻す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機等の画像形成装置に係り、特に、記録材上の画像を加熱、加圧する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱定着装置としては、熱ローラ方式やベルト加熱方式の装置が広く用いられている。特にスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力抑えた方法、詳しくはヒータ部と加圧ローラの間にベルトを介して記録材上のトナー像を定着するベルト加熱方式による加熱定着方法が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
ベルト加熱方式の加熱定着装置は、加熱用発熱体として低熱容量線状加熱用発熱体を、ベルトとして薄膜の低熱容量のものを用いることが出来るため、省電力化・ウエイトタイム短縮化（クイックスタート性の向上）が可能である。
【０００４】
また近年では、更なる省電力化・ウエイトタイム短縮化が要求されている。そのため、定着ベルトや加圧ローラの低熱容量化、小径化が進み、またそれに伴い、加圧部材などの構成部材においても小型化が必要になってきている。
【０００５】
一方で、定着装置を構成する部材が小型化されるのに対して、画質の観点から定着装置の加圧力は増加する傾向にある。これにより、部材のたわみ量が大きくなってしまう。その結果、たわみ量の多い長手中央付近において、定着ベルト内面がベルト内部にある加圧支持ステーなどの部材と接触してしまう問題がある。接触により定着ベルトが内部部材に熱を奪われて、光沢ムラなどの画像不良に至る可能性がある。
【０００６】
そこで、定着ベルトと摺動するガイド部材の形状や、加圧支持ステーに追加部材を設けることにより、ベルトの軌道を安定化させる方法が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開２００８−１５１９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記に提案されている方法により、加圧支持ステーへの接触は回避できるが、追加部材などでベルト内面と接触摺動させているため、局所的な定着ベルトの温度低下や熱効率の低下してしまう可能性がある。また、定着装置を駆動させる駆動トルクの増加やそれによるスリップなどの問題が懸念される。
【０００９】
そこで、温度低下やトルク増加の懸念がある接触摺動によるベルト軌道の規制を行わずに、ベルト内面と加圧支持ステーなどの内部部材の接触による温度低下（光沢ムラ）を防止する方法が望まれている。
【００１０】
また、定着ベルトは加圧された状態で長時間放置すると、構成している弾性層や樹脂層が圧縮変形する。それにより、加圧放置後の駆動時におけるベルトの軌道が不安定になり、支持ステーなどとの接触も発生しやすくなる。
【００１１】
よって、加圧された状態で長時間放置された直後でも、ベルト内面と加圧支持ステーなどの内部部材の接触による温度低下（光沢ムラ）を防止する方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の定着装置は、通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材と、前記定着部材の内面に接触する摺動部材と、前記摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を前記記録材に定着する定着装置において、前記発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、前記定着装置は、加圧力変更手段を有し、非プリント時の加圧停止時間に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の定着装置は、前記定着装置は、前記発熱体の温度を検知する温度検知素子を有し、前記温度検知素子の検知結果に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１４】
請求項３に記載の定着装置は、前記定着装置は、連続プリント時の通紙枚数に応じて、変更した前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更前の状態に戻すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、定着装置の停止加圧時間やプリント開始時のヒータの温度に応じて、定着装置の加圧力とヒータの長手方向温度分布を変更する。
【００１６】
これにより、停止加圧時間による定着ベルトの変形量に応じて、加圧力を変更することにより、ベルトと内部部材の接触によるベルトの温度低下を防止できる。また変更した加圧力に対して温度分布を調整することにより、定着性との両立も可能となる。
【００１７】
また、プリント開始時のヒータ温度を検知することにより、定着装置の蓄熱量が少なく、ベルトと内部部材が接触したときの熱移動量が多い場合はプリント開始を遅らせることや、ベルトと内部部材が接触しても温度低下がほとんどない場合は、加圧力や温度分布の変更を行わないなどの判断も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置の構成の説明図
【図２】定着装置の短手方向断面模式図
【図３】定着装置における加圧機構の模式図
【図４】加熱ヒータと温度検知素子の模式図
【図５】定着ベルトと加圧支持ステーの関係を表す断面模式図
【図６】加圧支持ステーの加圧たわみ変形を表す模式図
【図７】定着ベルトの変形を表す模式図
【図８】加圧停止時間と定着ベルト変形量Ｌの関係
【図９】実施例１の定着装置における加圧力と加圧支持ステーのたわみ量Ｄの関係
【図１０】実施例１における加圧停止時間に応じて変更する加圧力
【図１１】実施例１における加圧力を変更したときの長手加圧分布
【図１２】実施例１における発熱体３−ａ、３−ｂの電力比率を変更したときの長手温度分布
【図１３】実施例１における定着性能を満足する加圧力と通電比率の関係
【図１４】実施例１における加圧停止時間に応じて加圧力と発熱体への通電比率を変更するフローチャート
【図１５】実施例２におけるプリントジョブ受付時の温度検知素子６−ａの温度と光沢ムラ発生有無の関係
【図１６】実施例２における加圧力と発熱体への通電比率を変更するフローチャート
【図１７】実施例３における連続プリント時の通紙枚数と光沢ムラ発生有無の関係
【図１８】実施例３における加圧力と発熱体への通電比率を変更前の状態に戻すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
［実施例１］
本実施例では、通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材と、前記定着部材の内面に接触する摺動部材と、前記摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を前記記録材に定着する定着装置において、前記発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、前記定着装置は、加圧力変更手段を有し、非プリント時の加圧停止時間に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更する方法について説明する。
【００２１】
●画像形成装置
図１は、実施例１におけるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、図示のように、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。本カラー画像形成装置は、図１に示す画像形成部と図示しない画像処理部から構成される。
【００２２】
以下、図１を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における、画像形成部の動作を説明する。
【００２３】
画像形成部は、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯させる露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色現像剤像を形成し、この単色現像剤像を重ね合わせて多色現像剤像を形成し、この多色現像剤像を記録材２１へ転写し、その記録材２１上の多色現像剤像を定着させるもので、給紙部１１、現像色分並置したステーション毎の感光体（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、現像剤カートリッジ（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）、現像手段（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）、中間転写体２７、転写ローラ２８、クリーニング手段２９、定着部３０によって構成されている。
【００２４】
前記感光ドラム（感光体）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。
【００２５】
一次帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体を帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える構成で、各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが備えられている。
【００２６】
感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光光はスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。
【００２７】
現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える構成で、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。各々の現像器は脱着可能に取り付けられている。
【００２８】
中間転写体２７は、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、単色現像剤像が転写される。その後、中間転写体２７に後述する転写ローラ２８が接触して記録材２１を狭持搬送し、記録材２１に中間転写体２７上の多色現像剤像が転写する。
【００２９】
転写ローラ２８は、記録材２１上に多色現像剤像を転写している間、２８ａの位置で記録材２１に当接し、印字処理後は２８ｂの位置に離間する。
【００３０】
定着部３０は、記録材２１を搬送させながら、転写された多色現像剤像を溶融定着させるものであり、多色現像剤像を保持した記録材２１は搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、現像剤が表面に定着される。
【００３１】
現像剤像定着後の記録材２１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。
【００３２】
クリーニング手段２９は、中間転写体２７上に残った現像剤をクリーニングするものであり、中間転写体２７上に形成された４色の多色現像剤像を記録材２１に転写した後の廃現像剤は、クリーナ容器に蓄えられる。
【００３３】
●定着装置
ここで、本発明の特徴部分である定着部３０について説明する。図２は、定着部３０の短手方向断面模式図である。この定着部３０において、１はエンドレス状のベルト（定着ベルト）であり、円弧状のガイド部材７に対して周長に余裕を持たせた形で外嵌している。該ベルト１は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、高熱伝達で強度の高い金属層と、熱伝導率の高いゴムなどの弾性層と、トナーとの剥離性が高い樹脂層からなる。
【００３４】
２は加圧用回転体としての加圧ローラであり、鉄、アルミ等の芯金の上に弾性層としてのシリコンゴム層を有し、その上に離型層としてのＰＦＡチューブ層を有する。
【００３５】
画像定着実行時、定着ベルト１は加圧ローラ２の回転により、発熱体３面に密着してこの加熱面を摺動しながら所定の周速度、即ち不図示の画像形成部側から搬送されてくる未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送速度と略同一周速度でシワなく回転駆動される。発熱体３は電力供給により発熱する発熱源としての通電発熱体（抵抗発熱体）を含み、該通電発熱体の発熱により昇温する。このとき定着ベルト1の温度は、所定の温度に保たれるように温調を行う。
【００３６】
本実施形態の定着装置に用いられる定着ベルト１は、熱伝導率が高く引張り強度が高い金属層に重ねて熱伝導率の高いゴム材料の弾性層を形成し、表面にフッ素樹脂の離型層を形成して内径φ２５ｍｍの無端状に形成されている。金属層は、厚さ５０μｍのステンレス材料、弾性層は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋのシリコンゴム、離型層は、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブである。
【００３７】
加圧回転体の一例である加圧ローラ２は、鉄、アルミ等の円筒材料で形成された軸部材３の外側に柔軟なゴム材料の弾性層７を形成している。加圧ローラ２は、弾性層７の表面をＰＦＡチューブの離型層で覆って外径φ２５ｍｍ形成されている。
【００３８】
軸部材３は、外径φ１０ｍｍ、肉厚３ｍｍのアルミ管を用い、弾性層７は、肉厚３ｍｍ、アスカー硬度６４°のシリコンゴム、ＰＦＡチューブの厚みは５０μｍである。
【００３９】
加圧支持ステー５は、幅１０ｍｍ×高さ１０ｍｍ×肉厚２．３ｍｍのコの字断面の鋼材を用いて梁状に形成してある。
【００４０】
加熱部材４は、耐熱性があって弾性係数が高く、摩擦係数が低くて熱伝導性も低い液晶ポリマー等の合成樹脂材料を用いて梁状に形成され、定着ベルト１を長手方向に貫通した状態で定着ベルト１の内側面を摺擦する。加熱部材４は、加圧ローラ２側に形成された凹所に加熱ヒータ６を埋め込んで表面をガラス材料で封止している。
【００４１】
加熱ヒータ６は、電力供給により発熱する発熱源として抵抗発熱体を含み、抵抗発熱体の発熱により昇温する。加熱ヒータ６は、Ａｌ２Ｏ３基板上にＡｇ・Ｐｄペーストを厚膜印刷して焼成することで抵抗発熱体を形成している。
【００４２】
複数プリント時は、一連のプリント動作が終了するまで定着ベルト１の温度の温調を行う。最後の記録材Ｐが定着ニップＮを通過して定着ベルト１から分離されて排出されると、加圧ローラ２の回転駆動が停止されるとともに、加熱ヒータ６への通電も停止される。
【００４３】
なお、定着ベルト１の長手方向の長さは３４０ｍｍ、加熱ヒータ６の長手方向の長さは３７０ｍｍ、加熱部材４の長手方向の長さは３７４ｍｍ、加圧ローラ２の長手方向の長さは３３０ｍｍである。
【００４４】
図３に定着装置における加圧機構の模式図を示す。加圧ローラ２は、加圧機構９によって両端を上方へ押圧されることにより、加熱部材４に内側面を支持された定着ベルト１に圧接して弾性層７を変形させ、図２に示す回転方向に連続した定着ニップＮを形成する。
【００４５】
加圧支持ステー５は、定着装置３０のフレーム５ａに両持ち梁として支持され、長手方向の下面を通じて加熱部材４を加圧ローラ２へ向かって付勢して、定着ベルト１と加圧ローラ２との間に加熱ニップＮを形成する。
【００４６】
加圧ローラ２は、軸部材３の両端がベアリング３ａによって両持ち式かつ回転自在に支持されている。ベアリング３ａは、定着装置３０のフレーム５ａに対して回動して回動端を昇降可能な回動アーム（９ｂ：図１）に固定されている。
【００４７】
加圧機構の一例である加圧機構９は、加熱ニップの加圧力を変更するように加圧回転体と加圧部材の両端部の付勢状態を変化させる。
【００４８】
加圧機構９は、駆動モータ９ｄを作動させてカム軸９ａを回転させ、一対の加圧カム９ｃを回転させて回動アーム９ｂの回動端を昇降させる。これにより、ベアリング３ａに支持された加圧ローラ２が昇降して定着ベルト１に対する加圧力が変化する。なお、加圧機構９は、実際には、加圧カム９ｃが不図示の加圧バネを介して回動アーム９ｂを昇降させるように構成されている。
【００４９】
ここで本実施例の加圧力は３０ｋｇｆであり、加圧時における加圧ローラ２や加圧支持ステー５の荷重撓みを補正するために加熱部材４に円弧形状を設けている。円弧形状はニップ側に凸の方向に９００μmである。撓み補正量の大きい本構成では、加圧力や各部材のばらつき、経時変化により長手方向中央と端部のニップ幅の相対関係が変化しやすい。
【００５０】
図４に加熱ヒータと温度検知素子の模式図を示す。加熱ヒータの発熱体は３−ａと３−ｂの２種類を形成する。ここで発熱体３−ａは長手方向における中央部の発熱量が大きくなるように抵抗値を連続的に変える、すなわち発熱体の面積を連続的に変えている。それとは逆に、発熱体３−ｂは長手方向における端部の発熱量が大きくなるように抵抗値を連続的に変えている。
【００５１】
また、加熱ヒータの裏面に温度検知素子６−ａ、６−ｂが当接されており、６−ａは通紙基準、６−ｂは通紙基準中心から１４８ｍｍの位置に配置している。６−ａは温度制御に用いられ、不図示の温度調整回路は、温度検知素子６−ａの出力が設定値に近付くように加熱ヒータに対する電力供給をPI制御もしくはＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、定着ベルトの表面温度は、所定の温度範囲に保たれる。
【００５２】
●定着ベルトと加圧支持ステーの接触による温度低下
次に、定着装置の加圧停止による定着ベルトの変形と、定着ベルトと加圧支持ステーの接触による温度低下について説明する。
【００５３】
図５に定着ベルトと加圧支持ステーの関係を断面模式図で示す。定着ベルトの内側には、加熱部材や加圧支持ステーを配置しているが、本実施例の定着ベルトと加圧支持ステーの最近接距離ｄは図で示された位置である。この最近接距離ｄは、加圧支持ステーの加圧時たわみ量、すなわち加圧力に応じて変化する。通常、この最近接距離ｄは最大加圧時においても正の値をとるように加圧支持ステーの形状を決定する。
【００５４】
図６に加圧支持ステーの加圧たわみ変形を表す模式図を示す。本実施例の定着装置における加圧力３０ｋｇｆを加えたときの加圧支持ステーのたわみ変形量は、長手中央位置での変形量をＤとすると、Ｄ＝５００μｍである。よって、定着ベルトと加圧支持ステーの接触を防止するためには、最近接距離ｄが、ｄ＞Ｄである必要があり、ｄ＞５００μｍの関係になるのがよい。
【００５５】
ここでｄ≦Ｄの関係の場合、定着ベルト内面と加圧支持ステーが接触してしまい、定着ベルトの熱が加圧支持ステー側に奪われてしまう。これにより、定着ベルトの局所的な温度低下が発生し、長手方向、あるいは回転方向の光沢ムラに至る可能性がある。この現象は定着装置の蓄熱量が小さい場合、すなわち加圧支持ステーの温度が低い状態のときに温度低下が大きくなるため顕著である。
【００５６】
一方、定着ベルトは定着装置が加圧された状態で長時間放置すると、定着ニップ位置において、構成している弾性層や樹脂層が圧縮変形する。それにより、加圧放置後の駆動時におけるベルトの軌道が変化する。図７に定着ベルトの変形模式図を示す。定着ベルト１は変形していない状態を表し、定着ベルト１´は加圧停止放置によりニップ部Ｎにおいて、ベルトを構成している弾性層や樹脂層が圧縮変形した様子を表している。ここで変形量をＬとする。
【００５７】
図８に加圧停止時間と定着ベルト変形量Ｌの関係を示す。定着ベルト変形量Ｌは、加圧停止時間の増加とともに大きくなる。また加圧停止時間が４８時間を超えると変形量は飽和している。
【００５８】
上述の定着ベルト変形を考慮に入れると、定着ベルトと加圧支持ステーの接触が発生しやすくなる。そのため、最近接距離ｄと加圧支持ステーのたわみ変形量Ｄ、定着ベルト変形量Ｌの関係は、ｄ＞Ｄ＋Ｌにするとよい。しかし、長時間の加圧停止放置をした場合、Ｌは８００μｍ程度と非常に大きな値となる。これを満足する最近接距離ｄにするためには、定着ベルト径を大きくするなど定着装置の小型化や低熱容量化が困難となる。さらに、定着ベルトの変形は、駆動を開始してプリントなどで使用していくと解消されていく。そのため、定着ベルト変形量Ｌが大きいときを検知することにより、定着ベルトと加圧支持ステーの接触によるベルト温度低下を防止する方法が必要である。
【００５９】
●加圧停止時間に応じた加圧力変更
次に、加圧停止時間に応じた加圧力変更について説明する。
【００６０】
図９に本実施例の定着装置における加圧力と加圧支持ステーのたわみ量Ｄの関係を示す。加圧力が増加するにつれて加圧支持ステーのたわみ量Ｄは大きくなっている。前述したように本実施例における定着装置の加圧力３０ｋｇｆでの加圧支持ステーのたわみ量Ｄは５００μｍである。
【００６１】
図１０に本実施例における加圧停止時間に応じて変更する加圧力を示す。加圧力は、図８、図９で示した実験結果から、加圧支持ステーのたわみ量Ｄと定着ベルト変形量Ｌの和が１０００μｍを超えないようにしている。これにより、最近接距離ｄは、加圧停止時間に応じた加圧力変更を実施しない場合と比較して、３００μｍ程度小さく設定可能である。
【００６２】
なお、最近接距離ｄ、加圧支持ステーのたわみ量Ｄ、定着ベルト変形量Ｌなどは本発明を適用する定着装置によって異なり、一意的に決まるものではない。
【００６３】
●加圧力変更に伴う通電比率の変更
次に、加圧停止時間に応じて加圧力を変更した場合において、加熱ヒータの発熱体３−ａ、３−ｂへの通電比率変更について説明する。
【００６４】
図１１に加圧力を変更したときの長手加圧分布を示す。加圧力を小さくしていくに従って、長手方向端部での荷重値が小さくなっている。前述したように、本実施例の定着装置においては、加圧支持ステーや加圧ローラのたわみ量が大きいため、加熱部材に９００μｍの補正円弧形状を設けている。よって、加圧力を小さくしたときに、長手中央付近での荷重値の変化は少なく、長手端部での荷重値変動が大きい。
【００６５】
ここで、加圧停止時間に応じて加圧力を変更したときに、長手端部における荷重値減少による定着性能の低下が懸念される。よって本発明では、加圧力変更と合わせて加熱ヒータへの通電比率変更を行う。
【００６６】
図１２に発熱体３−ａ、３−ｂの電力比率を変更したときの長手温度分布を示す。３−ａ：３−ｂ＝１００：１００のときは、長手方向に均一な温度分布となっている。一方、３−ａに対する３−ｂの電力比率を上げていくと、長手端部での発熱量が多くなり、長手端部が中央より高い温度分布となっている。
【００６７】
この通電比率と温度分布を利用した実験により、加圧力を変更したときに長手端部の定着性能を満足するための、発熱体３−ａ、３−ｂの通電比率が実験から得られた。図１３に、定着性能を満足する加圧力と通電比率の関係を示す。
【００６８】
ただし、加圧力と発熱体への通電比率の関係などは、本発明を適用する定着装置によって異なり、一意的に決まるものではない。
【００６９】
●プリント動作
図１４は、実施例１における加圧停止時間に応じて加圧力と発熱体への通電比率を変更するフローチャートである。定着装置の加圧停止時間が、規定時間ｔより短い場合は通常のプリントへ移行する。加圧停止時間が規定時間ｔより長い場合は、加圧力と発熱体への通電比率を変更し、プリントを開始する。
【００７０】
本実施例では、規定時間ｔを４８０秒とする。ただし、この時間は本発明を適用する定着装置によって異なり、一意的に決まるものではない。
【００７１】
Ｓｔｅｐ１：定着装置の加圧停止時間がｔ秒以下の場合は通常のプリントへ移行する。ｔ秒より長い場合はＳｔｅｐ２へ移行する。
【００７２】
Ｓｔｅｐ２：図１０の表に従い加圧力を変更する。
【００７３】
Ｓｔｅｐ３：図１３の表に従い発熱体３−ａと３−ｂへの通電比率を変更する。
【００７４】
Ｓｔｅｐ４：プリントスタート。
【００７５】
Ｓｔｅｐ５：プリント終了後に加圧力を３０ｋｇｆに設定。
【００７６】
以上、通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材と、前記定着部材の内面に接触する摺動部材と、前記摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を前記記録材に定着する定着装置において、前記発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、前記定着装置は、加圧力変更手段を有し、非プリント時の加圧停止時間に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更する方法について説明した。
【００７７】
以上実施例によれば、定着装置の加圧停止時間から定着ベルトの変形量を検知し、それに応じて加圧力と発熱体への通電比率を変更する。
【００７８】
これにより、定着ベルトと加圧支持ステーの接触を防止することと、定着装置の小型化、低熱容量化を両立することが可能になる。
【００７９】
なお、本実施例で用いた数値は実験によって最適化されたものであり、定着装置の構成などによって一意的に決まるものではない。
【００８０】
［実施例２］
本実施例では、通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材と、前記定着部材の内面に接触する摺動部材と、前記摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を前記記録材に定着する定着装置において、前記発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、前記定着装置は、加圧力変更手段と前記発熱体の温度を検知する温度検知素子を有し、非プリント時の加圧停止時間と前記温度検知素子の検知結果に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更する方法について説明する。
【００８１】
実施例２におけるカラー電子写真プリンタは、実施例１と同じである。画像形成部の動作については、実施例１で説明した画像形成部と同様であり説明は省略する。
【００８２】
実施例２の形態で実施例１の形態と異なるのは、実施例１で説明した定着装置の加圧停止時間に加えて、発熱体の温度に応じて加圧力と発熱体への通電比率を変更することである。
【００８３】
定着ベルトと加圧支持ステーの接触による温度低下は、定着装置の蓄熱量が小さい場合、すなわち加圧支持ステーの温度が低い状態のときに顕著である。一方、加圧支持ステーが一定温度以上のときは、温度低下が小さくなり光沢ムラの発生がない。よって、定着装置が温まっているときは加圧力と発熱体への通電比率の変更を行う必要がないため、加圧力変更時の不要なダウンタイムを低減することが可能である。
【００８４】
図１５にプリントジョブ受付時の温度検知素子６−ａの温度と光沢ムラ発生有無の関係を示す。この実験では、定着装置の加圧停止時間は２８８１秒以上で行っており、定着ベルトの変形量Ｌは最も大きい状態である。
【００８５】
この結果より、プリントジョブ受付時の温度検知素子６−ａの温度が７０℃以上の場合においては、定着ベルトと加圧支持ステーが接触しても光沢ムラは発生しないことがわかった。
【００８６】
ただし、温度検知素子６−ａの温度と光沢ムラの関係は、定着装置の構成など本発明を適用する定着装置によって異なり、一意的に決まるものではない。
【００８７】
図１６は、実施例２における加圧停止時間とプリントジョブ受付時の温度検知素子６−ａの温度に応じて、加圧力と発熱体への通電比率を変更するフローチャートである。定着装置が温まっており光沢ムラが発生しない場合は、不要な加圧力変更を行わない。
【００８８】
本実施例では、規定時間ｔを４８０秒、閾値温度Ｔを７０℃とする。ただし、この数値は本発明を適用する定着装置によって異なり、一意的に決まるものではない。
【００８９】
Ｓｔｅｐ１：定着装置の加圧停止時間がｔ秒以下の場合は通常のプリントへ移行する。ｔ秒より長い場合はＳｔｅｐ２へ移行する。
【００９０】
Ｓｔｅｐ２：発熱体の温度検知素子６−ａがＴ℃以上の場合は通常のプリントへ移行する。Ｔ℃未満の場合はＳｔｅｐ３へ移行する。
【００９１】
Ｓｔｅｐ３：図１０の表に従い加圧力を変更する。
【００９２】
Ｓｔｅｐ４：図１３の表に従い発熱体３−ａと３−ｂへの通電比率を変更する。
【００９３】
Ｓｔｅｐ５：プリントスタート。
【００９４】
Ｓｔｅｐ６：プリント終了後に加圧力を３０ｋｇｆに設定。
【００９５】
以上、通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材と、前記定着部材の内面に接触する摺動部材と、前記摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を前記記録材に定着する定着装置において、前記発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、前記定着装置は、加圧力変更手段と前記発熱体の温度を検知する温度検知素子を有し、非プリント時の加圧停止時間と前記温度検知素子の検知結果に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更する方法について説明した。
【００９６】
以上実施例によれば、定着装置の加圧停止時間とプリントジョブ受付時の温度検知素子６−ａの温度から定着ベルトの変形量と定着装置の蓄熱量を検知し、それに応じて加圧力と発熱体への通電比率を変更する。
【００９７】
これにより、定着装置が温まっているときは加圧力と発熱体への通電比率の変更を行う必要がないため、加圧力変更時の不要なダウンタイムを低減することが可能となる。
【００９８】
なお、本実施例で用いた数値は実験によって最適化されたものであり、定着装置の構成などによって一意的に決まるものではない。
【００９９】
［実施例３］
本実施例では、通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材と、前記定着部材の内面に接触する摺動部材と、前記摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を前記記録材に定着する定着装置において、前記発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、前記定着装置は、加圧力変更手段と前記発熱体の温度を検知する温度検知素子を有し、非プリント時の加圧停止時間と前記温度検知素子の検知結果に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更し、連続プリント時の通紙枚数に応じて、変更した前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更前の状態に戻す方法について説明する。
【０１００】
実施例３におけるカラー電子写真プリンタは、実施例１と同じである。画像形成部の動作については、実施例１で説明した画像形成部と同様であり説明は省略する。
【０１０１】
実施例３の形態で実施例２の形態と異なるのは、実施例２で説明した定着装置の加圧力と発熱体への通電比率を変更した後に、連続プリント時の通紙枚数に応じて変更した加圧力と発熱体への通電比率を変更前の状態に戻すことである。
【０１０２】
実施例２で説明したように、定着装置の蓄熱量が多い場合は、定着ベルトと加圧支持ステーが接触しても光沢ムラの発生はない場合がある。一方、ジョブ受付時の蓄熱量が少なく、加圧力と発熱体への通電比率を変更した場合でも、連続プリントにより定着装置の蓄熱量が増加していく。よって、連続プリントの通紙枚数が規定以上になると、変更した加圧力と発熱体への通電比率を変更前の状態に戻すことが可能となる。
【０１０３】
図１７に連続プリント時の通紙枚数と光沢ムラ発生有無の関係を示す。この実験では、定着装置の加圧停止時間は２８８１秒以上で行っており、定着ベルトの変形量Ｌは最も大きい状態である。また、プリント開始時の定着装置は蓄熱していない、すなわちほぼ室温に近い状態で行った。
【０１０４】
この結果より、連続プリント時の通紙枚数が２０枚以上の場合においては、定着ベルトと加圧支持ステーが接触しても光沢ムラは発生しないことがわかった。
【０１０５】
ただし、連続プリント時の通紙枚数と光沢ムラの関係は、定着装置の構成など本発明を適用する定着装置によって異なり、一意的に決まるものではない。
【０１０６】
図１８は、実施例３における加圧停止時間とプリントジョブ受付時の温度検知素子６−ａの温度に応じて、加圧力と発熱体への通電比率を変更し、連続プリント時の通紙枚数に応じて変更した加圧力と発熱体への通電比率を変更前の状態に戻すフローチャートである。連続プリントによって定着装置が温まり、光沢ムラが発生しない場合は、不要な加圧力変更を行わない。
【０１０７】
本実施例では、規定時間ｔを４８０秒、閾値温度Ｔを７０℃、規定枚数を２０枚とする。ただし、この数値は本発明を適用する定着装置によって異なり、一意的に決まるものではない。
【０１０８】
Ｓｔｅｐ１：定着装置の加圧停止時間がｔ秒以下の場合は通常のプリントへ移行する。ｔ秒より長い場合はＳｔｅｐ２へ移行する。
【０１０９】
Ｓｔｅｐ２：発熱体の温度検知素子６−ａがＴ℃以上の場合は通常のプリントへ移行する。Ｔ℃未満の場合はＳｔｅｐ３へ移行する。
【０１１０】
Ｓｔｅｐ３：図１０の表に従い加圧力を変更する。
【０１１１】
Ｓｔｅｐ４：図１３の表に従い発熱体３−ａと３−ｂへの通電比率を変更する。
【０１１２】
Ｓｔｅｐ５：プリントスタート。
【０１１３】
Ｓｔｅｐ６：連続プリント枚数がＮ枚以上の場合はＳｔｅｐ７へ移行する。連続プリント枚数がＮ枚未満の場合は、プリント終了後に加圧力を３０ｋｇｆに設定する。
【０１１４】
Ｓｔｅｐ７：加圧力を３０ｋｇｆ、発熱体３−ａと３−ｂへの通電比率を１００：１００に設定する。
【０１１５】
以上、通電により発熱する発熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材と、前記定着部材の内面に接触する摺動部材と、前記摺動部材を加圧する加圧部材とを有し、ニップ部によって記録材を狭持搬送しながら加熱及び加圧し未定着トナー画像を前記記録材に定着する定着装置において、前記発熱体は、長手中央部の発熱量が高い第一発熱体と、長手方向端部の発熱量が高い第二発熱体を有し、前記定着装置は、加圧力変更手段と前記発熱体の温度を検知する温度検知素子を有し、非プリント時の加圧停止時間と前記温度検知素子の検知結果に応じて、前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更し、連続プリント時の通紙枚数に応じて、変更した前記複数の発熱体の通電する比率、および加圧力を変更前の状態に戻す方法について説明した。
【０１１６】
以上実施例によれば、定着装置の加圧停止時間とプリントジョブ受付時の温度検知素子６−ａの温度から定着ベルトの変形量と定着装置の蓄熱量を検知し、それに応じて加圧力と発熱体への通電比率を変更する。
【０１１７】
また連続プリント時の通紙枚数が所定の値を超えた場合は、変更した加圧力と発熱体への通電比率を変更前の状態に戻す。
【０１１８】
これにより、連続プリントにより定着装置が温まっているときは、加圧力と発熱体への通電比率の変更を行う必要がないため、通常の設定に戻すことができ、長手端部の発熱量が多いことによる小サイズ通紙時の非通紙部昇温の低減が可能となる。
【０１１９】
なお、本実施例で用いた数値は実験によって最適化されたものであり、定着装置の構成などによって一意的に決まるものではない。
【符号の説明】
【０１２０】
１  定着ベルト、２  加圧ローラ、３  軸部材、３ａ  ベアリング、４  加熱部材、
４ｂ  下面、５  加圧支持ステー、５ａ  フレーム、６  加熱ヒータ、７  弾性層、
９  加圧機構、９ａ  カム軸、９ｂ  回動アーム、９ｃ  加圧カム、９ｄ  駆動モータ、
１０  制御部、１１  温度検知素子、１１a  長手中央、
１１ｂ  長手端部（非通紙領域）、Ｎ  加熱ニップ、Ｎａ  中央部、Ｎｂ  両端部、
Ｐ  記録材
【図１】
2016048326.tif 000003
【図２】
2016048326.tif 000004
【図３】
2016048326.tif 000005
【図４】
2016048326.tif 000006
【図５】
2016048326.tif 000007
【図６】
2016048326.tif 000008
【図７】
2016048326.tif 000009
【図８】
2016048326.tif 000010
【図９】
2016048326.tif 000011
【図１０】
2016048326.tif 000012
【図１１】
2016048326.tif 000013
【図１２】
2016048326.tif 000014
【図１３】
2016048326.tif 000015
【図１４】
2016048326.tif 000016
【図１５】
2016048326.tif 000017
【図１６】
2016048326.tif 000018
【図１７】
2016048326.tif 000019
【図１８】
2016048326.tif 000020