(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材に加圧部材を圧接させ、
前記加熱部材と前記加圧部材の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより定着を行なう定着装置であって、
前記加熱部材の温度上昇率を検知し、
前記検知された温度上昇率から前記定着装置が使用される装置本体に入力される電源電圧値を検知し、
前記検知された電源電圧値に応じて定着パラメータを変更する定着装置において、
前記検知された温度上昇率を記憶する記憶手段を具備し、
前記装置本体の電源ＯＮ時に、前記加熱部材の温度が所定の温度以上の場合には、前記記憶手段に記憶した温度上昇率を使用することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着装置の定着パラメータが、設定温度、単位時間当たりの定着枚数、連続して処理可能な定着枚数、及び定着制限の少なくとも１つ以上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】
前記加熱部材の温度上昇率を、所定の温度区間で加熱部材の温度が変化する時間によって検知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４】
前記定着装置が使用される装置本体の設置環境に応じて、前記定着装置の定着パラメータを変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
複数の像担持体上に形成された色の異なるトナー像を、１つ又は複数の中間転写体を介して記録媒体上に転写した後、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材とを備えた定着装置によって、前記加熱ロールと定着ベルトの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させて定着させることにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記加熱部材の温度上昇率を検知し、
前記検知された温度上昇率から前記定着装置が使用される装置本体に入力される電源電圧値を検知し、
前記検知された電源電圧値に応じて定着パラメータを変更する定着装置において、
前記検知された温度上昇率を記憶する記憶手段を具備し、
前記装置本体の電源ＯＮ時に、前記加熱部材の温度が所定の温度以上の場合には、前記記憶手段に記憶した温度上昇率を使用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画像形成方式を採用し、カラーや白黒の画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置、及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、装置の電源電圧が規定値から変動した場合でも、常に良好な画質の画像を形成することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式等の画像形成方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置においては、フルカラー化や高画質化などの画質面での要求は勿論のこと、装置の小型化、長寿命化、高生産性、省電力化、ファーストプリントアウトタイム（電源投入後、１枚目のプリントが可能になるまでの時間）の短縮など、様々な要求を満たすことが求められてきている。
【０００３】
本出願人は、かかる複写機やプリンタ等の画像形成装置に求められるニーズに応えるべく、種々の画像形成装置を提案してきており、例えば、特開平１０−７８６８６号公報に開示されているように、装置の小型化が可能であり、しかも複雑な画像の位置ずれ防止技術を用いることなく、高画質のカラー画像を形成することが可能な画像形成装置について、既に提案している。
【０００４】
この特開平１０−７８６８６号公報に開示された画像形成装置は、種々の実施の形態を含むものであるが、その実施の形態の１つとして、２つの感光体と１つの中間転写体とからなる単位構成体と、他の２つの感光体と１つの中間転写体とからなる単位構成体が備えられており、２つの中間転写体は、さらにもう１つの中間転写体に接するように構成したものが提案されている。ここに示された４つの感光体は共通の接線を有しており、したがって、これらの４つの感光体の周囲に配置された帯電装置、露光装置、現像装置、クリーニング装置は、それぞれの感光体に対し同一位置に配置することができ、各装置種類毎に装置の共通化が図られている。
【０００５】
この画像形成装置の場合、２つの感光体上に形成された各色のトナー画像は、中間転写体に転写された後最終の中間転写体に転写され、他方の２つの感光体上に形成された各トナー画像は他方の中間転写体に転写された後最終の中間転写体に転写され、最終の中間転写体に転写されたトナー画像は、搬送されてきた記録用紙上に一括して転写される。用紙上に転写されたトナー画像は、定着装置によって記録用紙上に定着される。上記中間転写体は、ドラム型であって剛体からなるため、トナー画像どうしの位置ずれは生じにくい。
【０００６】
ところで、この種の所謂タンデム型の画像形成装置に使用される定着装置には、省電力化やファーストプリントアウトタイム（電源投入後、１枚目のプリントが可能になるまでの時間）の短縮などの要求を満たすことが求められる。
【０００７】
かかる要求に応える定着装置としては、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの両端部を回転自在に支持するベルトガイド部材と、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材とを備え、前記加熱ロールと定着ベルトの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより、熱及び圧力によって定着処理を行なうように構成したものがある。
【０００８】
この定着装置は、加圧部材がロール状の部材ではなく、無端ベルト状に形成された定着ベルトを、圧接部材によって加熱ロールに圧接させることにより、加圧部材が構成されているので、加圧部材の熱容量を小さくすることができるとともに、加熱ロールの薄肉化が可能となり、加熱ロールを所定の定着温度に加熱するための電力を低減することや時間を短縮することができ、省電力化やファーストプリントアウトタイム（電源投入後、１枚目のプリントが可能になるまでの時間）の短縮を実現することが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記従来の画像形成装置に使用される定着装置の場合には、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの両端部を回転自在に支持するベルトガイド部材と、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材とを備え、前記加熱ロールと定着ベルトの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより、熱及び圧力によって定着処理を行なうように構成されている。そのため、上記定着装置の場合には、加熱ロール及び定着ベルトと圧接部材とからなる加圧部材の熱容量が、従来の定着装置に比べて大幅に小さく、省電力化やファーストプリントアウトタイムの短縮が可能である反面、装置の電源電圧が変動すると、その影響が加熱ロールを加熱するハロゲンランプ等からなる加熱源の発熱量の変化となって直ちに現れ、定着温度が変動してしまい、定着不良や、高温オフセットあるいは低温オフセット等が発生するという問題点を有していた。かかる問題点は、オフィス等において、パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器がフルに稼動している時間帯に発生したり、画像形成装置が電源事情の悪い海外等で使用される場合などに発生する虞れがある。
【００１０】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置の電源電圧が規定値から変動した場合でも、常に良好な画質の画像を形成することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、
加熱部材に加圧部材を圧接させ、
前記加熱部材と前記加圧部材の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより定着を行なう定着装置であって、
前記加熱部材の温度上昇率を検知し、
前記検知された温度上昇率から前記定着装置が使用される装置本体に入力される電源電圧値を検知し、
前記検知された電源電圧値に応じて定着パラメータを変更する定着装置において、
前記検知された温度上昇率を記憶する記憶手段を具備し、
前記装置本体の電源ＯＮ時に、前記加熱部材の温度が所定の温度以上の場合には、前記記憶手段に記憶した温度上昇率を使用することを特徴とする定着装置である。
【００１２】
ここで、前記「定着パラメータ」には、定着装置が定着処理を行なうためのパラメータすべてを含むものである。そして、このパラメータのすべての中から選択的に１つ又は複数を適宜用いることが可能である。
【００１３】
また、請求項２に記載された発明は、前記定着装置の定着パラメータが、設定温度、単位時間当たりの定着枚数、連続して処理可能な定着枚数、及び定着制限の少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。ここで、定着制限とは、連続して多数毎の定着処理を行なった場合などに、一定時間だけ強制的に定着動作を禁止する場合などを意味する。
【００１５】
また更に、請求項３に記載された発明は、前記加熱部材の温度上昇率を、所定の温度区間で加熱部材の温度が変化する時間によって検知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。
【００１８】
更に、請求項４に記載された発明は、前記定着装置が使用される装置本体の設置環境に応じて、前記定着装置の定着パラメータを変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置である。
【００１９】
また、請求項５に記載された発明は、複数の像担持体上に形成された色の異なるトナー像を、１つ又は複数の中間転写体を介して記録媒体上に転写した後、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材とを備えた定着装置によって、前記加熱ロールと定着ベルトの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させて定着させることにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記加熱部材の温度上昇率を検知し、
前記検知された温度上昇率から前記定着装置が使用される装置本体に入力される電源電圧値を検知し、
前記検知された電源電圧値に応じて定着パラメータを変更する定着装置において、
前記検知された温度上昇率を記憶する記憶手段を具備し、
前記装置本体の電源ＯＮ時に、前記加熱部材の温度が所定の温度以上の場合には、前記記憶手段に記憶した温度上昇率を使用することを特徴とする画像形成装置である。
【００２０】
上記複数の像担持体としては、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するものが用いられるが、これらの色の順番や種類は、他のものであっても勿論よい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
【００２３】
図２において、01はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体01の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（Print Head Device ）02と、このプリントヘッドデバイス02の像担持体としての４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（Raster Output Scanner ）03と、上記プリントヘッドデバイス02の各色の現像装置41, 42, 43, 44に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス04Y,04M,04C,04K と、上記プリントヘッドデバイス02に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット05と、上記プリントヘッドデバイス02からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置70と、この定着装置70によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス02の転写部へと搬送する両面用搬送経路07と、プリンタ本体01の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段08と、プリンタの動作を制御するコントローラ09と、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路10とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレT は、プリンタ本体01の上部に一体的に配置されている。
【００２４】
上記プリンタ本体01の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ03は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのｆ−θレンズやポリゴンミラー、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００２５】
図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００２６】
このプリントヘッドデバイス02は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）21, 22, 23, 24と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射するＲＯＳ（露光装置）03（図２参照）と、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。
【００２７】
感光体ドラム11, 12, 13, 14は、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２８】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路10（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ03に入力される。このＲＯＳ03では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射される。
【００２９】
上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、95ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-840ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００３０】
その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光装置としてのＲＯＳ03によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、ＲＯＳ03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。
【００３１】
また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００３２】
この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００３３】
現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44には、図２に示すように、対応する色のトナーボックス04Y,04M,04C,04K からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ2 であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。
【００３４】
上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のAC成分が4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣ成分が-230Ｖ程度に設定されている。
【００３５】
この実施の形態では、上記現像装置41, 42, 43, 44において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００３６】
次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３７】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。
【００３８】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層（Ｒ＝105 〜109 Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝105 〜109 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３９】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００４０】
この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００４１】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０11Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００４２】
次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置70によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４３】
ところで、この実施の形態に係る定着装置は、内部に加熱源を有する加熱ロールと、無端ベルト状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルトの両端部の内側に嵌合された状態に配設され、当該定着ベルトの内面を回転自在にガイドするベルトガイド部材と、前記定着ベルトの内部に配設されて当該定着ベルトを加熱ロールの表面に圧接させる圧接部材と、前記定着ベルトの内面にオイルを供給するオイル供給部材とを備え、前記加熱ロールと定着ベルトの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより定着を行なうように構成されている。
【００４４】
図４はこの実施の形態に係る定着装置の外観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。
【００４５】
この実施の形態に係る定着装置70は、図５に示すように、内部に加熱源701 を有する加熱ロール702 と、無端ベルト状の定着ベルト703 と、前記定着ベルト703 が回転自在となるように当該定着ベルト703 の両端を支持するベルトガイド部材704 と、前記定着ベルト703 の内部に配設され、前記加熱ロール702 の表面に定着ベルト703 を圧接させる圧接部材705 と、前記定着ベルト703 の内面にオイルを供給するオイル供給部材としてのフェルト部材706 とを備えるように構成されている。なお、図５中、750 は定着装置70の出口ロールを示している。
【００４６】
上記加熱ロール702 は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール702 の内部には、加熱源として６００Ｗのハロゲンランプ701 が配設されている。
【００４７】
また、上記定着ベルト703 は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が３０ｍｍ、肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。
【００４８】
さらに、上記ベルトガイド部材704 は、図６に示すように、圧接部材705 に一体的に組み付けられるように構成されている。
【００４９】
この圧接部材705 は、図６及び図７に示すように、合成樹脂製のベルトハウジング707 と、当該ベルトハウジング707 に嵌合状態に装着される断面略コ字形状の金属製のベルトフレーム708 と、定着ベルト703 を加熱ロール702 に圧接させるためのニップヘッド部材709 と、当該ニップヘッド部材709 に装着されるパッド部材710 とから、主に構成されている。
【００５０】
また、上記ベルトガイド部材704 は、図６及び図７に示すように、ベルトフレーム708 の両端部に互いに平行に突設された嵌合部708aに嵌合された状態で、ベルトハウジング707 の両端部に装着されるようになっている。
【００５１】
さらに、上記オイル供給部材としてのフェルト部材706 は、例えば、ノーメックス（商品名）からなり、当該フェルト部材706 には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなるオイルが、２．０ｇ程度含浸されている。このフェルト部材706 は、図５及び図７に示すように、ベルトフレーム708 の背面側に接着等の手段によって固定した状態で取り付けられている。
【００５２】
また更に、上記圧接部材705 は、図８に示すように、ベルトガイド部材704 を介して、アーム部材717 に取り付けられており、このアーム部材717 は、コイルスプリング718 によって圧接部材705 を加熱ロール702 に所定の圧力で圧接させるように構成されている。なお、図７及び図８中、719 は定着ベルト 703と圧接部材705 との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベルト703 と圧接部材705 との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。
【００５３】
ところで、この実施の形態では、加熱部材に加圧部材を圧接させ、前記加熱部材と加圧部材の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより定着を行なう定着装置において、前記定着装置が使用される装置本体に入力される電源電圧値に応じて、前記定着装置の定着パラメータを変更するように構成されている。
【００５４】
また、この実施の形態では、前記定着装置の定着パラメータが、設定温度、単位時間当たりの定着枚数、連続して処理可能な定着枚数、及び定着制限の少なくとも１つ以上であるように構成されている。
【００５５】
さらに、この実施の形態では、前記定着装置が使用される装置本体に入力される電源電圧値を、加熱部材の温度上昇率で検知するように構成されており、前記加熱部材の温度上昇率は、例えば、所定の温度区間で加熱部材の温度が変化する時間によって検知される。
【００５６】
また、この実施の形態では、前記定着装置が使用される装置本体の電源ＯＮ／ＯＦＦ時に、電源ＯＦＦ前の温度上昇率を記憶させておくように構成されている。この場合、上記加熱部材の温度が所定の温度以上の場合には、例えば、前記定着装置が使用される装置本体の電源ＯＮ／ＯＦＦ時に、電源ＯＦＦ前に記憶しておいた温度上昇率を使用するように構成される。
【００５７】
さらに、この実施の形態では、前記定着装置が使用される装置本体の設置環境に応じて、前記定着装置の定着パラメータを変更するように構成される。
【００５８】
図１は、この発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。
【００５９】
図１において、100 はカラープリンタの画像形成動作を制御する制御手段としてのＣＰＵ、101 はＣＰＵ100 が実行するプログラムを記憶したＲＯＭ、102 はＣＰＵ100 が実行するプログラムのパラメータ等を記憶したＲＡＭ、103 はカラープリンタで画像を形成する記録媒体のサイズや種類（材質）、あるいはカラーか白黒か、片面か両面かの画像形成モード、プリント枚数等の画像形成動作を実行する情報を入力設定するコントロールパネル、104 は定着装置70の加熱ロールの温度を検知する温度センサ、105 は定着装置70のハロゲンランプへの通電を制御する通電制御手段、106 はカラープリンタの感光体ドラムや定着装置等を駆動する駆動モータを駆動する駆動回路、107 は画像形成タイミングを制御する画像形成タイミング制御手段、108 は画像形成速度を制御する画像形成速度制御手段をそれぞれ示すものである。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、定着装置が使用されるカラープリンタに入力される電源電圧値を、加熱ロールの温度上昇率で検知するように構成されているが、定着装置が使用されるカラープリンタに入力される電源電圧値を、直接検知するように構成しても良い。
【００６１】
以上の構成において、この実施の形態に係るカラープリンタに使用される定着装置では、次のようにして、装置の電源電圧が規定値から変動した場合でも、常に良好な画質の画像を形成することが可能となっている。
【００６２】
すなわち、この実施の形態に係るカラープリンタに使用される定着装置70では、図５に示すように、内部に加熱源701 を有する加熱ロール702 と、無端ベルト状に形成された定着ベルト703 と、前記定着ベルト703 が回転自在となるように当該定着ベルト703 の両端を支持するベルトガイド部材704 と、前記定着ベルト703 の内部に配設され、前記加熱ロール702 の表面に定着ベルト703 を圧接させる圧接部材705 と、前記定着ベルト703 の内面にオイルを供給するフェルト部材706 とを備え、前記加熱ロール702 と定着ベルト703 の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体P を通過させることにより定着を行なうようになっている。
【００６３】
ところで、上記定着装置70が使用されるカラープリンタでは、装置の電源がＯＮ状態となると、図９に示すように、定着装置70の加熱ロール702 を加熱するハロゲンランプ701 に通電し、加熱ロール702 を所定のスタンバイ温度（例えば、１５０℃）まで加熱する。
【００６４】
その際、上記カラープリンタに入力する電源電圧は、必ずしも規定値（例えば、１００Ｖ）に等しいとは限らず、種々の要因によって規定値と異なる場合がある。上記カラープリンタに入力する電源電圧が変動すると、加熱ロール702 を所定のスタンバイ温度（例えば、１５０℃）に加熱する際の温度上昇率が変化する。
【００６５】
そこで、この実施の形態では、ＣＰＵ100 は、図１０に示すように、カラープリンタに入力する電源電圧を、加熱ロール702 を所定のスタンバイ温度（例えば、１５０℃）に加熱する際の温度上昇率によって検知するようになっている。つまり、ＣＰＵ100 は、加熱ロール702 を所定のスタンバイ温度に加熱する際の温度上昇率を、所定の温度区間（例えば、５０℃〜１００℃）で加熱ロール702 の温度が変化する時間によって検知するようになっている。
【００６６】
ＣＰＵ100 は、加熱ロール702 を所定のスタンバイ温度に加熱する際の温度上昇率を検知すると、その値をＲＡＭ102 に記憶するようになっている。そして、上記加熱ロール702 の温度が所定の温度以上の場合には、例えば、定着装置70が使用されるカラープリンタの電源ＯＮ／ＯＦＦ時に、電源ＯＦＦ前に記憶しておいた温度上昇率を使用するように構成されている。
【００６７】
つまり、カラープリンタの電源をＯＮ状態としたときの加熱ロール702 の温度が、所定の温度以上であると、加熱ロール702 の温度上昇率が、電源電圧に精度良く対応して変化しない場合もあるため、この場合には、電源ＯＦＦ前に記憶しておいた温度上昇率を使用するように構成されている。
【００６８】
また、カラープリンタの設定環境（例えば、温度）が、通常の状態よりも大きく変化すると、例えば、高温高湿時などには、加熱ロール702 の設定温度が異なるため、この場合には、定着装置70が使用されるカラープリンタの設置環境に応じて、前記定着装置70の定着パラメータを変更するように構成しても良い。
【００６９】
いま、例えば、カラープリンタに入力する電源電圧が１００Ｖの場合には、図１０のＡに示すように、加熱ロール702 の温度が変化するが、入力する電源電圧が１１０Ｖと高い場合には、図１０のＢに示すように、電源電圧が１００Ｖの場合よりも温度上昇率が高く、短い時間で所定のスタンバイ温度に達する。これに対して、入力する電源電圧が９０Ｖと低い場合には、図１０のＣに示すように、電源電圧が１００Ｖの場合よりも温度上昇率が低く、長い時間で所定のスタンバイ温度に達する。
【００７０】
このように、ＣＰＵ100 は、カラープリンタに入力する電源電圧を検知すると、図１１に示すように、電源電圧に応じて、定着処理を行なう場合の設定温度を変更するように制御を行なう。
【００７１】
いま、カラープリンタに入力する電源電圧が１００Ｖ以上１１０Ｖ未満の場合には、図１１に示すように、温度のシフト量が±０℃に設定されており、予め定められた設定温度そのままに制御される。また、カラープリンタに入力する電源電圧が１１０Ｖ以上１２０Ｖ未満の場合には、温度のシフト量が−２℃に設定されており、予め定められた設定温度（例えば、１７０℃）よりも２℃低い温度（１６８℃）に制御される。さらに、カラープリンタに入力する電源電圧が８５Ｖ以上９０Ｖ未満の場合には、温度のシフト量が＋７℃に設定されており、予め定められた設定温度（例えば、１７０℃）よりも７℃高い温度（１７７℃）に制御される。
【００７２】
以上のように、この実施の形態では、カラープリンタに入力する電源電圧に応じて、定着処理を行なう加熱ロール702 の設定温度を変更するように構成されているので、装置の電源電圧が規定値から変動した場合でも、定着不良や、高温オフセットあるいは低温オフセット等が発生するのを防止し、常に良好な画質の画像を形成することが可能となっている。
【００７３】
また、前記実施の形態では、カラープリンタに入力する電源電圧に応じて、定着処理を行なう加熱ロール702 の設定温度を変更するように構成したが、カラープリンタに入力する電源電圧に応じて、定着処理を行なう加熱ロールの設定温度とともに、又は単独で単位時間当たりの定着枚数を変更するように構成してもよい。例えば、カラープリンタに入力する電源電圧が規定値よりも低い場合には、通常の１５プリント／分よりも少ない１４プリント／分に変更するように構成しても良い。単位時間当たりの定着枚数を変更する場合は、設定温度と同じように、カラープリンタに入力する電源電圧に応じて、多段階で制御するように構成しても勿論よい。
【００７４】
さらに、前記実施の形態では、カラープリンタに入力する電源電圧に応じて、定着処理を行なう加熱ロール702 の設定温度を変更するように構成したが、カラープリンタに入力する電源電圧に応じて、定着処理を行なう加熱ロール702 の設定温度や単位時間当たりの定着枚数とともに、又は単独で連続して処理可能な定着枚数、又は定着制限を変更するように構成しても良い。
【００７５】
ここで、単独で連続して処理可能な定着枚数としては、例えば、カラープリンタに入力する電源電圧に応じて、入力する電源電圧が低い場合には、１００枚から５０枚に変更するように構成される。また、定着制限としては、例えば、カラープリンタに入力する電源電圧に応じて、通常は１００枚連続してプリントした場合に１分待機するのを、１００枚連続してプリントした場合に３分待機するように変更される。
【００７６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、装置の電源電圧が規定値から変動した場合でも、常に良好な画質の画像を形成することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。
【図２】  図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタを示す全体構成図である。
【図３】  図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示す構成図である。
【図４】  図４は定着装置を示す外観斜視図である。
【図５】  図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。
【図６】  図６は圧接部材を示す外観斜視図である。
【図７】  図７は圧接部材を示す分解斜視図である。
【図８】  図８はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す構成図である。
【図９】  図９はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の温度制御を示すグラフである。
【図１０】  図１０はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の温度上昇率を示すグラフである。
【図１１】  図１１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置が使用されるカラープリンタに入力される電源電圧と定着装置の設定温度との関係を示す図表である。
【符号の説明】
70：定着装置、100:ＣＰＵ（制御手段）、701 ：加熱源、702 ：加熱ロール、703 ：定着ベルト、704 ：ベルトガイド部材、 705：圧接部材。
【図１】
0003804470.tif 000002
【図２】
0003804470.tif 000003
【図３】
0003804470.tif 000004
【図４】
0003804470.tif 000005
【図５】
0003804470.tif 000006
【図６】
0003804470.tif 000007
【図７】
0003804470.tif 000008
【図８】
0003804470.tif 000009
【図９】
0003804470.tif 000010
【図１０】
0003804470.tif 000011
【図１１】
0003804470.tif 000012