JP2001159859A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱回転体１のウォームアップ加熱時等の終
了間際やその直後において、加熱回転体１の加熱源１２
に関する制御シーケンスが初期化される状況が発生し、
その後すぐに定着動作が開始されることがあっても、そ
の加熱回転体１を適切な制御温度で過不足なく十分に加
熱することができ、もって加熱回転体１の表面温度が定
着温度の許容下限値ＭＦＴを下回ることに起因した定着
不良の発生を防止する。 【解決手段】 制御手段７が、少なくとも、制御シーケ
ンスが初期化された時点での加熱回転体１の表面温度Ｔ
_iniを定着温度許容下限値ＭＦＴの前後となる温度に設
定された判断基準温度Ｔ_Aと比較し、その表面温度Ｔ_ini
が判断基準温度Ｔ _Aより高いと判断されたときに当該加
熱回転体１を空回転させ、その空転後の表面温度と前記
表面温度Ｔ_iniとの温度差ΔＴの大小に応じて制御目標
温度Ｔ_CONTを異なる制御温度（高め又は低めの温度）に
選定する一連の動作を実行するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、未定着トナー像の
熱定着に使用される定着装置と、このような熱定着式の
定着装置が使用され得る複写機、プリンタ、複合機等の
画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置に使用される熱定
着式の定着装置は、加熱ヒータにより加熱される加熱ロ
ールを備え、その加熱ロールの表面に未定着トナー像が
担持された記録紙又はシートを接触させるような状態で
通過させることにより、当該トナー像の熱定着を行うよ
うになっている。

【０００３】また、かかる定着装置では、一般に、その
加熱ロールの表面温度を検知する温度センサによる検知
情報に基づいて加熱ヒータが制御されるように構成され
ており、例えば画像形成装置の使用に際して主電源が投
入されると同時に定着装置の電源も投入され、これによ
り、まず加熱ロールが加熱ヒータにより所望の温度に達
するまで急速に加熱（いわゆるウォームアップ加熱）さ
れ、その後は所定の温度幅をもつ定着可能温度に維持さ
れるようにもなっている。

【０００４】ところで、このような定着装置にあって
は、その定着動作が実行されると、加熱ロールの熱が被
定着物である未定着トナー像を担持する記録紙等に吸熱
されてそのロール表面の温度が低下してしまうことがよ
く知られている。

【０００５】この加熱ロールの温度低下は、連続した定
着動作が行われている場合にも当然起こっているが、特
に、朝一などのように加熱ロール等の温度が低い状態か
ら前記したウォームアップ加熱が行われて終了した直後
に定着動作が実行された場合には、より顕著となる。し
かも、その加熱ロールにクリーニング機構や離型用オイ
ル塗布機構などの当接部品が配設されている場合には、
さらにその当接部品（特に十分に温まっていない段階に
あるとき）に加熱ロールの熱が奪われるため、その温度
低下はより一層顕著となる。

【０００６】そして、このような加熱ロールの表面温度
の低下により、その表面温度が定着温度の許容下限値よ
りも低い温度になってしまった場合には、定着不良やト
ナーオフセット等の問題が発生する。

【０００７】ちなみに、本出願人も、例えば、電源投入
後のウォームアップ加熱において加熱ロールを環境温度
の如何にかかわらず無駄のない適切な温度に加熱するこ
とが可能な定着装置について提案している（特開平１０
−２６９０１号公報）。すなわち、この提案の定着装置
は、電源投入時における加熱ロールの初期の表面温度に
応じて制御目標温度を適宜選定し、その選定された制御
目標温度に基づいた制御シーケンスにより加熱手段が制
御されてウォームアップ加熱が行われるように構成され
ている。

【０００８】具体的には、図７に例示するように、その
初期温度（Ｔ_ini）が選定時の判断基準となる基準温度
（Ｔ_A）よりも低い場合には、高めの制御目標温度（Ｔ
_CH）が選定され、反対に初期温度（Ｔ_ini）が基準温度
（Ｔ_A）よりも高い場合には、低めの（安定時におけ
る）制御目標温度（Ｔ_CL）が選定されるようになってい
る。図中の太い実線Ａは、高めの制御目標温度（Ｔ_CH）
でウォームアップ加熱が行われ、その後（所定時間経過
後）に低めの制御目標温度（Ｔ_CL）で制御されたとき
の、加熱ロールの表面温度の推移を示すものである。な
お、この選定された制御目標温度に基づく制御シーケン
スは、画像形成装置の主電源がＯＦＦ動作された場合な
どに一旦初期化（イニシャライズ）され、その後の使用
に際して主電源が再びＯＮ動作されたときなどに改めて
選定されるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この定着装置
においても以下のような不具合がある。

【００１０】すなわち、図７に示すように、その制御目
標温度に基づいて行われるウォームアップ加熱が完了す
る間際やその完了直後において、画像形成装置の主電源
の電源ＯＦＦ動作やその装置本体における開閉ドアの開
閉動作等のような制御シーケンスが初期化されるときの
動作（操作）が行われると、その初期化が実行され、そ
の後に再び制御目標温度の選定が行われるが、この際、
加熱ロールの表面温度（初期温度Ｔ_ini）が基準温度
（Ｔ_A）よりも高い場合には、低めの制御目標温度（Ｔ
_CL）が選定されてしまうのである。そして、この低めの
制御目標温度（Ｔ_CL）でその後の加熱が実行された場合
には、加熱ロールは未だ初期のウォームアップ加熱が完
了していない（即ち、電源投入時の初期段階で選定され
る高めの制御目標温度（Ｔ_CH）に到達していない）か、
或いはウォームアップ加熱は完了してもロール表面が低
下しやすい状態におかれることになる。

【００１１】したがって、このように加熱ロールが不十
分な加熱状態にあるときに、定着動作が開始されると、
そのロール表面温度は定着温度の許容下限値（ＭＦＴ）
を下回りやすくなり（図７中の二点鎖線Ｂ参照）、この
結果、そのロール表面温度が定着温度の許容下限値を下
回って定着不良を誘発してしまうおそれがある。なお図
７中の実線Ａは、加熱ロールが十分に加熱された後に定
着動作が実行された場合における表面温度の推移を示
す。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、たとえ加熱ロー
ル等のような加熱回転体のウォームアップ加熱時等の終
了間際やその終了直後において、その加熱回転体の加熱
源に関する制御シーケンスが初期化される状況が発生
し、その後すぐに定着動作が開始されるようなことがあ
っても、その初期化後において加熱回転体を適切な制御
目標温度に基づく制御シーケンスによって過不足なく十
分に加熱することができ、もって加熱回転体の表面温度
が定着温度の許容下限値を下回ることに起因した定着不
良の発生を確実に防止することができる定着装置を提供
することにある。また、かかる定着不良に起因した画質
低下を確実に回避することができる画像形成装置を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得る本
発明の定着装置は、加熱源により加熱され、一定方向に
回転する加熱回転体と、この加熱回転体の表面温度を検
知する温度検知手段と、この温度検知手段により検知さ
れた表面温度に応じて選定される制御目標温度に基づき
かつ所定時には初期化される制御シーケンスにより前記
加熱源を制御する制御手段とを備え、未定着トナー像が
保持された被定着物を前記加熱回転体の表面に接触させ
るように通過させて当該トナー像を熱定着する定着装置
において、前記制御手段が、少なくとも、前記制御シー
ケンスが初期化された時点での前記加熱回転体の表面温
度を定着温度の許容下限値の前後となる温度に設定され
た判断基準温度と比較し、その表面温度が判断基準温度
より高いと判断されたときに当該加熱回転体を空回転さ
せ、その空転後の表面温度と前記表面温度との温度差の
大小に応じて制御目標温度を異なる制御温度（高め又は
低めの温度）に選定する一連の動作を実行するように構
成されていることを特徴とするものである。

【００１４】また、この発明の定着装置は、前記制御手
段が、前記一連の動作として、前記制御シーケンスが初
期化された時点での前記加熱回転体の表面温度を前記温
度検出手段により初期温度として検出させる第１検温動
作と、この第１検温動作で得られる初期温度を、前記制
御シーケンスにおける制御目標温度を設定する初期の判
断基準となりかつ定着温度の許容下限値の前後となる温
度に設定された判断基準温度と比較する初期比較動作
と、この初期比較動作において初期温度が判断基準温度
より高いときに、前記加熱回転体を所定の時間だけ空回
転させる空転動作と、この空転動作による空回転が終了
した時点での加熱回転体の表面温度を前記温度検出手段
により空転後温度として検出させる第２検温動作と、こ
の第２検温動作で得られる空転後温度と前記初期温度と
の温度差を算出し、その温度差と予め定めた閾値とを比
較する空転後比較動作と、この空転後比較動作において
温度差が閾値より小さいときには前記制御目標温度を安
定時の制御温度に設定する一方、その温度差が閾値以上
であるとき及び前記初期比較動作において初期温度が基
準温度より小さいときには前記制御目標温度を前記安定
時の制御温度より高い温度である急加熱時の制御温度に
設定する初期設定動作と、この初期設定動作で初期の制
御目標温度として急加熱時の制御温度が設定された場
合、その急加熱時の制御温度に達した後の経過時間が所
定の時間を経過したときには当該制御目標温度を安定時
の制御温度に変更する再設定動作とを実行するように構
成するとよい。

【００１５】このような定着装置によれば、（第１検温
動作時に検知される）制御シーケンスの初期化時点での
加熱回転体の表面温度（初期温度）が初期比較動作で判
断基準温度より低いと判断されたときには、加熱回転体
が低い温度にあり十分な加熱が必要であるとみなし、制
御目標温度として急加熱時の（高めの）制御温度が設定
され、これにより加熱回転体は高い温度にまで加熱され
る。

【００１６】一方、（初期比較動作で）制御シーケンス
の初期化時点での上記初期温度が基準温度よりも高いと
判断されたときには、まず空転動作により加熱回転体を
所定の時間だけ空回転させ、その空回転後の表面温度と
上記初期温度との温度差の大小によって、その後の制御
目標温度が異なる制御温度に（初期設定動作で）選定さ
れる。すなわち、その温度差が大きいと判断されたとき
には、その加熱回転体やその周囲（特に後述する加熱回
転体への当接部材）が未だ十分に温まっていないものと
みなし、制御目標温度として急加熱時の制御温度が設定
され、これにより加熱回転体は高い温度にまで加熱され
る。この結果、その制御温度まで加熱された直後に定着
動作が実行されても、その加熱回転体の表面温度が定着
温度の許容下限値を下回る温度まで低下することは殆ど
なくなる。これに対し、その温度差が小さいときには、
その加熱回転体やその周囲がほぼ十分な温度まで上昇し
ているものとみなし、制御目標温度として安定時の（低
めの）制御温度が設定され、これにより加熱回転体は実
態に則した適切な温度まで加熱され、過剰に加熱される
ことがない。

【００１７】したがって、この定着装置の制御手段で
は、特に加熱回転体の実態に適合した制御目標温度が選
定され、この結果、加熱回転体が実態に合わせて過不足
なく適切な温度まで十分に加熱されることになる。な
お、制御目標温度として急加熱時の制御温度が設定され
た場合には、その急加熱時の制御温度に達した後の経過
時間が所定の時間を経過すると、加熱回転体やその周囲
が十分に加熱されたものとみなし、その制御目標温度は
再設定動作により安定時の制御温度に変更されるように
構成すればよく、これにより加熱回転体はより安定した
加熱制御に移行するようになる。

【００１８】また、この発明の定着装置は、前記制御手
段が、前記再設定動作として、急加熱時の制御温度に達
した後の経過時間が所定の時間を経過する前に開始され
かつすべて終了する内容の定着動作が実行されたときに
は、その通過時間が所定の時間を経過した後に当該制御
目標温度を安定時の制御温度に変更し、また、急加熱時
の制御温度に達した後の経過時間が所定の時間を経過す
る前に開始されかつその経過後にすべて終了する内容の
定着動作が実行されたときには、その熱定着動作が終了
した後に当該制御目標温度を安定時の制御温度に変更す
る特別な再設定動作をさらに実行するように構成されて
いることが好ましい。

【００１９】このように構成した場合には、初期設定動
作で初期の制御目標温度として急加熱時の制御温度が設
定され、その制御温度に達する加熱がなされた直後にお
いて様々な定着動作が実行された場合であっても、その
定着動作の内容（量）に応じた適切な制御目標温度が再
設定動作で選定される。

【００２０】すなわち、特に、上記制御温度に達した後
の経過時間が所定時間を経過する前に終了するような内
容（例えば短いジョブ）の定着動作が行われたときに
は、加熱回転体が十分に温まっていないとみなし、その
経過時間が所定の時間を経過するまで制御目標温度は急
加熱時の制御温度に設定されたままで継続され、その経
過時間が所定の時間を経過した時点で加熱回転体が十分
に温まっているとみなし、はじめてその制御目標温度は
安定時の低めの制御温度に変更される。この結果、その
経過時間が所定時間を経過するまでの間は、加熱回転体
は少なくとも高めの温度にまで十分に加熱されることに
なる。反対に、その経過時間が所定時間を経過した後に
終了するような内容（例えば長いジョブ）の定着動作が
行われたときには、加熱回転体が長く加熱されて十分に
温まっているとみなし、例えばかかる内容のジョブ中の
所定時間が経過した時点又は所定枚数に至った時点で、
その制御目標温度は安定時の低めの制御温度に設定され
る。この結果、加熱回転体は過剰に加熱されることがな
い。

【００２１】さらに、以上のような発明の定着装置は、
前記加熱回転体の表面に当接し、その表面の熱を吸収す
る性質を有する当接部材（例えばクリーニング部材や、
離型用オイル塗布部材など）が配設されているものであ
る。

【００２２】この場合には、その当接部材により、加熱
回転体の熱が奪われやすく、特にこの当接部材が十分温
まっていないときには加熱回転体の表面温度の低下が顕
著となるため、前記制御手段による制御効果がより一層
有効となる。

【００２３】また、上記目的を達成し得る、本発明の画
像形成装置は、未定着トナー像を最終的に記録保持材に
転写形成し、その記録保持材上に保持された未定着トナ
ー像を定着装置により熱定着する画像形成装置であっ
て、その定着装置として、上記したような各構成の定着
装置が使用されていることを特徴とするものである。

【００２４】このような画像形成装置としては、トナー
からなる画像を最終的に熱定着処理を経て記録保持材上
に形成し得る装置であってその熱定着処理のための定着
装置を使用するものであればよく、主に、電子写真方式
や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシ
ミリ、それらの機能を兼備する複合機等である。

【００２５】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、本発明
の一実施形態に係る定着装置の主要部を示すものであ
る。この実施形態１の定着装置は、基本的に、加熱ロー
ル（加熱回転体）１と加圧ロール２とによって定着ニッ
プ部（接触加熱領域）Ｎが形成されるロールニップ方式
の熱定着装置である。

【００２６】上記加熱ロール１は、円筒状の金属製ロー
ル芯１０に弾性体層（例えばシリコンゴム層）１１を被
覆し、さらにその弾性体層１１の表面に図示外の表面層
（例えばフッ素ゴム層）を被覆せしめたロール構造から
なり、しかも図示外の支持フレームに対して回転自在に
支持されている。また、この加熱ロール１は、そのロー
ル芯１０の円筒空間内にハロゲンヒータ（加熱源）１２
が配設され、このハロゲンヒータ１２によりそのロール
表面が所定の温度になるまで加熱されるようになってい
る。さらに、この加熱ロール１の表面温度は、そのロー
ル表面に接触するように配設された第１の接触型温度セ
ンサ（温度検知手段）１３により検知されるようになっ
ている。

【００２７】上記加圧ロール２は、上記表面層を除けば
加熱ロール１と同じロール構造からなる（但し弾性層２
１の厚さは異なる）ものであり、円筒状の金属製ロール
芯２０と弾性層２１とで構成されている。また、この加
圧ロール２は、上記加熱ロール１と同様に、そのロール
芯２０の円筒空間内に配されたハロゲンヒータ２２によ
って加熱されるとともに、そのロール表面に接触するよ
うに配された第２の接触型温度センサ２３によってその
表面温度が検知されるようになっている。

【００２８】また、この加圧ロール２は、図１に示すよ
うに揺動アーム３０のほぼ中央部に回転自在に支持され
ているとともに、その揺動フレーム３０が支軸３１を中
心にして上下方向（図中の矢印Ａ，Ｂ方向）に揺動する
ことによって加熱ロール１と圧接及び離間可能になって
いる。特に加熱ロール１に圧接された際には、加熱ロー
ル１との間で前記した定着ニップ部Ｎが形成される。こ
の揺動フレーム３０は、その支軸３１とは反対側となる
他端部が支軸３２を介して偏心カム３３に支持されてお
り、その偏心カム６３が複数の駆動伝達ギア３４ａ，３
４ｂ等を介して伝達される電動モータ３５の駆動力によ
り所定の角度だけ回転することによって支軸３１を中心
に上下方向Ａ，Ｂに揺動する機構になっている。さら
に、この加圧ロール２は、回転駆動用モータ３６の回転
駆動力が複数の駆動伝達ギア３７ａ，３７ｂ，３７ｃを
介して伝達され、これにより矢印Ｃ方向に所定の速度で
回転するようになっている。一方、上記加熱ロール１
は、この回転駆動する加圧ロール２が圧接された状態に
なることにより、その回転に追従して矢印Ｄ方向に従動
回転するようになっている。

【００２９】このような加熱ロール１及び加圧ロール２
を備えた定着装置は、その両ロール１、２の間で形成さ
れる定着ニップ部Ｎに対し、図示外の画像形成装置で形
成される未定着トナー像Ｔが（転写によって）保持され
て搬送される記録用紙（被定着物）Ｐを進入させて通過
させることにより、そのトナー像Ｔの熱定着処理を行う
ようになっている。図中の符号３ａ，３ｂは上記記録用
紙Ｐの導入側用紙搬送ガイド（ペーパーシュート）及び
排出側用紙搬送ガイド、３９は定着処理後に排出側用紙
搬送ガイド３ｂを通過して排出される記録用紙Ｐを検知
する用紙検知センサであり、また矢付点線は記録用紙Ｐ
の搬送経路を示す。

【００３０】また、この定着装置においては、加熱ロー
ル１の表面を外部から補助的に加熱する外部加熱ロール
４や、加熱ロール１へのトナーの付着防止や加熱ロール
１からの記録用紙Ｐの剥離促進のための離型用オイルを
塗布するオイル塗布装置５や、加熱ロール１の表面に付
着するトナー等を除去して清掃するクリーニング装置６
などが設けられている。

【００３１】このうち上記外部加熱ロール４は、金属製
の円筒ロール４０からなるものであり、その内部に配設
されたハロゲンヒータ４１により加熱されるとともに、
そのロール表面に配設された第３の接触型温度センサ４
２により表面温度が検知されるようになっている。ま
た、この外部加熱ロール４は、揺動アーム４３の一端部
に回転自在に支持されているとともに、その揺動フレー
ム４３が支軸４４を中心にして矢印Ｅ，Ｆ方向に揺動す
ることによって加熱ロール１と圧接及び離間可能になっ
ている。この揺動アーム４３は、その加熱ロール４０と
は反対側となる他端部が長孔４３ａに嵌め入れられた偏
心カム４５に支持されており、その偏心カム４５が複数
の駆動伝達ギア４６等を介して伝達される電動モータ４
７の駆動力により所定の角度だけ回転することによって
支軸４４を中心に矢印Ｅ，Ｆ方向に揺動する機構になっ
ている。

【００３２】上記オイル塗布装置５は、図示外のオイル
タンクと接続されたオイル供給パイプ５０からジメチル
シリコーンオイル等の離型用オイルが、まずウイック
（塗布部材）５１に滴下されて供給された後、このウイ
ック５１に当接する金属製のピックアップロール５２に
塗布され、最後にこのピックアップロール５２と加熱ロ
ール１の双方に当接するオイル塗布ロール（当接部材）
５３を経由して加熱ロール１の表面に適量塗布されるよ
うになっている。上記金属製のピックアップロール５２
には、ウイック５１からのオイル塗布量を所定の量に均
一化させるためのブレード５３が当接されている。ま
た、ウイック５１やブレード５３の下方にはオイル回収
パン５４が配置され、そのウイックやブレード等で発生
する余剰のオイルが落下して回収されるようになってい
る。

【００３３】上記クリーニング装置６は、クリーニング
ウェブ（当接部材）６０を押圧ロール６１により加熱ロ
ール１に押し当てることにより、加熱ロール１の表面を
清掃するようになっている。そのウェブ６０は、送出ロ
ール６２から所定量ずつ繰り出され、押圧ロール６１と
支持ロール６３を経由して巻取ロール６４に巻き取られ
るようになっている。また、このクリーニング装置６に
おいては上記ウェブ６０に加えてクリーニングロール
（当接部材）６５が配設されている。このクリーニング
ロール６５は、押圧ロール６１よりも上流側となる加熱
ロール１の表面で当接するとともに、押圧ロール６１と
支持ロール６３の間に張架されるウェブ６０部分に接触
するような状態で配設されている。

【００３４】そして、この定着装置は、図２に示すよう
な制御装置（制御手段）７により各動作が制御されるよ
うになっている。

【００３５】この制御装置７は、主に加熱系制御部と駆
動系制御部とに大別されている。そして、その加熱系制
御部には、加熱ロール１のハロゲンヒータ（第１ヒー
タ）１２へ所定の電力を供給する第１ヒータ電源回路１
８と、加圧ロール２のハロゲンヒータ（第２ヒータ）２
２へ所定の電力を供給する第２ヒータ電源回路２８と、
外部加熱ロール４のハロゲンヒータ（第３ヒータ）４１
へ所定の電源を供給する第３ヒータ電源回路４８がそれ
ぞれ接続されており、これにより制御装置７からの制御
信号が各電源回路に出力されて各ハロゲンヒータのＯＮ
／ＯＦＦ動作や供給電力等が制御されるようになってい
る。一方、その駆動系制御部には、加圧ロール２を回転
駆動させる電動モータ３６を制御する回転用モータドラ
イバ２７と、加圧ロール２の支持フレーム３０の揺動動
作を実現する電動モータ３５を制御する接離用モータド
ライバ２９と、外部加熱ロール４の支持アーム４３の揺
動動作を実現する電動モータ４７を制御する接離用モー
タドライバ４９がそれぞれ接続されており、これにより
制御装置７からの制御信号が各ドライバに出力されて各
モータのＯＮ／ＯＦＦ動作や回転量などが制御されるよ
うになっている。

【００３６】また、この制御装置７には、加熱ロール１
の接触型温度センサ１３、加圧ロール２の接触型温度セ
ンサ２３、外部加熱ロール４の接触型温度センサ４２、
用紙検知センサ３９等が接続されており、これにより各
ロールの表面温度や定着後の記録用紙Ｐの通過情報が入
力されるようになっている。この他にも、この定着装置
が使用される画像形成装置の本体側から送られる各種の
制御信号（電源や各操作ボタン等のＯＮ／ＯＦＦ動作、
開閉ドアの開閉動作等に関する情報信号）ＳＳが入力さ
れるようになっている。

【００３７】さらに、この制御装置７は、図３〜図５に
示すような制御シーケンスに基づいて加熱系に関する制
御を実行するように構成されている。また、この制御シ
ーケンスは、電源（定着装置及び画像形成装置の電源）
のＯＮ／ＯＦＦ動作や、他の特殊な動作（開閉ドアの開
閉動作など）が行われた場合に、それまで実行された制
御シーケンスの内容が初期化されるようになっている。
なお、図３〜図５に示される制御シーケンスは、この定
着装置における定着温度を最も大きく支配する加熱ロー
ル１のハロゲンヒータ１２に関するものである。したが
って、加圧ロール２のハロゲンヒータ２２や外部加熱ロ
ール４のハロゲンヒータ４２に関する制御は、別に用意
されている各制御シーケンスの内容に従ってそれぞれ実
行されるようになっている。

【００３８】次に、この定着装置の基本的な定着動作に
ついて説明する。

【００３９】まず、電源が投入されると、加熱ロール１
が主にハロゲンヒータ１２によって急速に加熱され、最
終的には温度検知センサ１３からの検知情報に基づいて
所望の定着温度Ｔｍに保たれるように制御されて加熱さ
れる。また、この加熱ロール１は、必要に応じて、ハロ
ゲンヒータ２２により加熱される加圧ロール２や、ハロ
ゲンヒータ４１により加熱されて加熱ロール１に当接す
る外部加熱ロール４によっても補助的に加熱される。一
方、この加熱動作に合わせて加圧ロール２が、支持フレ
ーム３０の矢印Ａ方向への揺動により加熱ロール１に圧
接されるとともに電動モータ２６の回転駆動により矢印
Ｃ方向に回転する。これにより、加熱ロール２は、加圧
ロール２との間で定着ニップＮを形成した状態で矢印Ｄ
方向に回転するようになる。

【００４０】そして、定着装置がこのような状態になる
と、この定着装置に対して未定着トナー像Ｔを保持する
記録用紙Ｐが搬送され、熱定着動作が開始される。すな
わち、記録用紙Ｐは、そのトナー像Ｔが保持された面が
加熱ロール１の表面に当接するような姿勢で導入搬送用
ガイド３ａに案内されながら上記定着ニップ部Ｎに送り
こまれ、回転する加熱ロール１と加圧ロール２に挟持さ
れつつ搬送される。これにより、その未定着トナー像Ｔ
は加熱、加圧されて記録用紙Ｐ上に熱定着される。

【００４１】このようにして熱定着処理された後の記録
用紙Ｐは、上記定着ニップ部Ｎから排出搬送用ガイド３
ｂに案内されながら排出され、最後に定着装置内部から
外部に排出される。この際、その記録用紙Ｐの排出（通
過）は用紙検知センサ３９によって検知され、これによ
り、その通過した記録用紙Ｐの定着動作については無事
完了したことが確認される。

【００４２】次に、この定着装置の加熱系制御動作（主
に加熱ロールのハロゲンヒータに関する制御動作）につ
いて図３及び図６を参照しながら説明する。図６は、加
熱ロール１の表面温度と経過時間（状態）との関係につ
いて示している。

【００４３】まず、制御装置７に対して画像形成装置本
体側から電源のＯＮ／ＯＦＦ動作等の制御信号ＳＳが送
られると、制御装置７では加熱ロール１のハロゲンヒー
タ１２に関する制御シーケンスの初期化が行われる。そ
して、図３に示すように、この初期化が行われると（ス
テップ１０１、以後「Ｓ１０１」のように表記する）、
温度検知センサ１３によりその初期化時点での表面温度
が初期温度Ｔ_iniとして検出されて、その初期温度Ｔ_ini
に関する検知情報が制御装置７に取りこまれる（Ｓ１０
２、第１検温動作）。

【００４４】次いで、この第１検温動作が終了すると、
制御装置７から第１ヒータ電源回路４８に給電開始の制
御信号が送られて加熱ロール１のハロゲンヒータ１２が
ＯＮ状態となり（Ｓ１０３）、また制御装置７において
先の初期温度Ｔ_iniが判断基準温度Ｔ_A以上であるか否か
の判断が行われる（Ｓ１０４、初期比較動作）。この判
断基準温度Ｔ_Aは、制御シーケンスにおける制御目標温
度Ｔ_CONTを設定する際の判断基準とするものであって、
通常は定着温度Ｔｍの許容下限値（ＭＦＴ）の前後とな
る温度（例えばＴｍ±２０℃の範囲温度）に設定され
る。この実施形態では、例えば定着温度をＴｍ＝１５５
〜１６５℃、定着温度の許容下限値をＭＦＴ＝１４０
（主に白黒画像定着時）℃〜１５５（主にカラー画像定
着時）℃、判断基準温度をＴ_A＝１４０℃に設定してい
る。

【００４５】このステップＳ１０４における初期比較動
作で「初期温度Ｔ_iniが判断基準温度Ｔ_A以上である」と
判断された場合には、加熱ロール１やその周囲の温度が
実際にどのような状態にあるかを確認するため、制御装
置７は回転用モータドライバ２７へ空回転動作用の制御
信号を出力し、電動モータ３６を作動させることにより
そのときの加熱ロール１が所定の時間ｔだけ空回転する
ようになっている（Ｓ１０５、空転動作）。この空転時
間ｔは、加熱ロール１が回転して当接部材（オイル塗布
ロール、クリーニングウェブ又はロールなど）との摺擦
を繰り返すことによりそのロール自身とその周囲の温度
実態を的確に検知できる時間であればよく、この実施形
態では例えばｔ＝５ｓｅｃとしている。

【００４６】そして、この空転動作が終了した時点で、
そのときの加熱ロール１の表面温度が温度検知センサ１
３により空転後温度Ｔ_rotとして検出されて、その検知
情報が制御装置７に取りこまれると（Ｓ１０６、第２検
温動作）、制御装置７において空転後温度Ｔ_rotと初期
温度Ｔ_iniとの温度差ΔＴ（＝｜Ｔ_rot−Ｔ_ini｜）が算
出され（Ｓ１０７）、そのときの温度差ΔＴが予め定め
た閾値Ｔ_B以上であるか否かが判断される（Ｓ１０８、
空転後比較動作）。この閾値Ｔ_Bは、上記温度差ΔＴの
大小を判断するときの基準とする温度差であり、前記し
た基準温度Ｔ_Aの設定値等によっても異なるが、一般に
２〜８（℃）程度に設定される。この実施形態では例え
ばＴ_B＝３（℃）としている。

【００４７】このステップＳ１０８における空転後比較
動作で「温度差ΔＴが閾値Ｔ_Bより小さい」と判断され
た場合（図６中の実線Ｌ１で示す温度状態時）には、制
御装置７では加熱ロール１やその周辺の温度が高い状態
にあるとみなして、制御シーケンスの制御目標温度Ｔ
_CONTを「安定時の制御温度（Ｔ_C）」に設定するように
なっている（Ｓ１０９）。この実施形態では例えばＴ_C
＝１６０℃としている。

【００４８】一方、先のステップＳ１０４における初期
比較動作で「初期温度Ｔ_iniが判断基準温度Ｔ_Aより低
い」と判断された場合（図６中の二点鎖線Ｌ２で示す温
度状態時）や、ステップＳ１０８における空転後比較動
作で「温度差ΔＴが閾値Ｔ_B以上である」と判断された
場合図６中の一点鎖線Ｌ３で示す温度状態時）には、制
御装置７では加熱ロール１やその周囲の温度が低い状態
にあるとみなして、制御シーケンスの制御目標温度Ｔ
_CONTを「急加熱時の制御温度（Ｔ_C＋Ｔ_D）」に設定する
ようになっている（Ｓ１２０）。ここで、温度Ｔ_Dはウ
ォーミングアップ時に急加熱のために加算される温度で
ある。この実施形態では例えばＴ_D＝８℃に設定されて
いる。

【００４９】このようにして制御シーケンスの初期化時
点での制御目標温度Ｔ_CONTが、加熱ロール１とその周辺
の温度実態に適切に応じてそれぞれの制御温度（安定時
又は急加熱時の制御温度）に選定される（Ｓ１０９，Ｓ
１２０、初期設定動作）。そして、制御装置７ではこの
初期設定動作で制御目標温度Ｔ_CONTが設定されると、い
ずれの場合であってもその選定された各制御温度に従っ
てハロゲンヒータ１２を動作させて加熱ロール１を加熱
し、その加熱後の加熱ロール１の表面温度Ｔ_Hが実際に
その各制御温度（Ｔ_C、Ｔ_C＋Ｔ_D）に達した時点でヒー
タ１２をＯＦＦ状態にするとともに、定着装置が定着動
作可能な状態になったことを示す「Ｒｅａｄｙ信号」を
画像形成装置本体側に送信するようになっている（Ｓ１
１１〜１１４、Ｓ１２１〜１２４）。

【００５０】続いて、このような加熱制御のもとで定着
動作可能になった後における加熱系制御動作について図
４〜図６を参照しながら説明する。

【００５１】まず、先の初期設定動作において制御目標
温度Ｔ_CONTが「安定時の制御温度（Ｔ_C）」に設定され
た場合（Ｓ１１０）についてであるが、定着動作可能な
状態になった後においても、前記した加熱ロール１の表
面温度が制御温度（Ｔ_C）に保たれるように加熱ロール
１の表面温度Ｔ_Hを検知しつつフィードバック制御がな
され、その制御は画像形成装置本体側から画像形成動作
（プリント）の要求があるまで継続される（Ｓ１３０〜
１３４）。

【００５２】プリント要求があると、プリント動作によ
り形成された未定着トナー像Ｔを保持する記録用紙Ｐが
定着装置に送りこまれて前述したような定着動作が実行
される（Ｓ１３５）。そして、この定着動作が実行され
ている間も、加熱ロール１の表面温度が制御温度
（Ｔ_C）に保たれるように加熱ロール１の表面温度Ｔ_Hを
検知しつつフィードバック制御が実行され、その制御は
要求されたプリントが終了して当該記録用紙Ｐが定着処
理されて排出されたことが用紙検知センサ３９で検知さ
れるまで（その用紙の走行が終了するまで）継続される
（Ｓ１３６〜１４０）。すべてのプリント及び定着動作
が終了すると、その記録用紙Ｐの走行終了処理（加圧ロ
ール２の当接解除、外部加熱ロール４０の当接解除、ロ
ール回転駆動の停止など）がなされ（Ｓ１４１）、次の
プリントの要求があるまで待機することになる。なお、
この段階で画像形成装置本体の主電源等がＯＦＦされた
場合には、この定着装置の電源もＯＦＦ状態となり、以
上のように実行されてきた制御シーケンスも初期化され
る（以後の各工程においても同様である）。

【００５３】一方、先の初期設定動作において制御目標
温度Ｔ_CONTが「急加熱時の制御温度（Ｔ_C＋Ｔ_D）」に設
定された場合（Ｓ１２０）についてであるが、やはり定
着動作可能な状態になった後においても、前記した加熱
ロール１の表面温度が制御温度（Ｔ_C＋Ｔ_D）に保たれる
ように加熱ロール１の表面温度Ｔ_Hを検知しつつフィー
ドバック制御がなされ、その制御は画像形成装置本体側
からプリントの要求があるまで継続される（Ｓ１５０〜
１５４）。

【００５４】そして、そのプリント要求がない場合に
は、制御装置７では先の「Ｒｅａｄｙ信号」が出てから
の経過時間が所定の時間ｔｔ（この実施形態では例えば
４分とした）を経過するか否かについて判断され（Ｓ１
５５）、その経過前であってプリント要求がないときに
は、先のステップＳ１５０に戻ってフィードバック制御
とプリント要求の有無の判断とが行われるが、その後に
プリント要求もなく上記経過時間が所定の時間ｔｔを経
過したときには、加熱ロール１が十分に加熱されたもの
とみなし、前記した初期の制御目標温度Ｔ_CONT（急加熱
時の制御温度）を急加熱時の制御温度よりも低めの温度
である「安定時の制御温度（Ｔ_C）」に変更する（戻
す）ようになっている（Ｓ１５６、再設定動作）。

【００５５】これにより、定着動作可能な状態になって
から所定の時間ｔｔが経過するまでプリント動作ひいて
は定着動作が実行されない場合には、加熱ロール１は必
要以上に高温（Ｔ_C＋Ｔ_D）に加熱されることはない。

【００５６】このように再設定動作で制御目標温度Ｔ
_CONTが安定時の制御温度（Ｔ_C）に変更された後は、加
熱ロール１の表面温度がその制御温度（Ｔ_C）に保たれ
るように加熱ロール１の表面温度Ｔ_Hを検知しつつフィ
ードバック制御がなされ、その制御は画像形成装置本体
側からプリントの要求があるまで継続される（Ｓ１５７
〜１６１）。また、プリント要求があった場合には、そ
のプリント動作のすべてが終了するまで、前記したよう
に記録用紙Ｐの走行が行われて定着動作が実行されると
ともに、加熱ロール１の表面温度Ｔ_Hを上記制御温度
（Ｔ_C）に保つためのフィードバック制御が実行される
（Ｓ１６２〜１６８）。

【００５７】一方、先のステップＳ１５４において「Ｒ
ｅａｄｙ信号」が出てからの経過時間が所定の時間ｔｔ
を経過する前（換言すれば、定着可能な状態になった直
後）にプリント要求があった場合には、そのプリント動
作のすべてが終了するまで、やはり前記したごとく記録
用紙Ｐの走行が行われて定着動作が実行されるととも
に、加熱ロール１の表面温度Ｔ_Hを上記制御温度（Ｔ_C）
に保つためのフィードバック制御が実行される（Ｓ１７
０〜１７５）。

【００５８】そして、ステップＳ１７５ですべてのプリ
ント動作が終了したと判断された場合には、その記録用
紙Ｐの走行終了処理がなされ（Ｓ１７６）、再度、Ｒｅ
ａｄｙ信号」が出てからの経過時間が所定の時間ｔｔを
経過したか否かについて判断がなされ（Ｓ１５５）、そ
れが経過していないとき（図６中の点線Ｌ４で示す温度
状態時）には、プリント動作が短いジョブのものである
とみなすとともに加熱ロール１やその周囲が十二分に加
熱されていない可能性もあるとみなして、初期の制御目
標温度Ｔ_CONT（急加熱時の制御温度）により制御が実行
される（Ｓ１５０〜１５４）。しかし、その経過時間が
所定の時間ｔｔを経過しているとき（図６中の一点鎖線
Ｌ３の温度状態）には、その時点において初期の制御目
標温度Ｔ _CONT（急加熱時の制御温度）を「安定時の制御
温度（Ｔ_C）」に変更するようになっている（Ｓ１５
６、再設定動作）。

【００５９】これに対し、ステップＳ１７５ですべての
プリント動作が終了していない場合には、そのときの記
録用紙Ｐの通過済み枚数（定着動作が無事完了して用紙
検知センサ３９で検知された枚数）が所定の枚数Ｍ（Ａ
３サイズの用紙に換算した枚数）を超えているか否かに
ついて判断される（Ｓ１７７）。所定の枚数Ｍは、定着
可能な状態になった直後に開始される一連のプリント動
作（ジョブ）の長短を判別し、加熱ロール１の十分な加
熱を確保するに必要な任意の枚数に設定することができ
る。この実施形態では例えば２枚に設定している。

【００６０】この際、その通過済み枚数が２枚を超えて
いないと判断された場合には、先のステップＳ１７１に
戻って同じ制御が繰り返されるが、反対に２枚を超えて
いると判断された場合には、プリント動作が長いジョブ
であるとみなすとともにその長いジョブで加熱ロール１
とその周囲が十分に加熱されているものとみなし、その
時点において初期の制御目標温度Ｔ_CONT（急加熱時の制
御温度）を「安定時の制御温度（Ｔ_C）」に変更するよ
うになっている（Ｓ１７８、再設定動作）。

【００６１】これにより、定着動作可能な状態になった
直後において開始されるプリント動作ひいては定着動作
があっても、その動作内容の長短に応じて制御目標温度
Ｔ_{CO NT}が適切な制御温度に設定される。この結果、加熱
ロール１等はその各制御温度に応じて十分に加熱された
状態が維持され、直後に開始される定着動作によって加
熱ロール１の表面温度が低下しても、定着温度の許容下
限値（ＭＦＴ）を下回ることがほとんどない。

【００６２】したがって、制御シーケンスが初期化され
た後であって定着可能な状態になった直後に定着動作が
実行された場合があっても、加熱ロール１の表面温度が
定着温度の許容下限値（ＭＦＴ）を下回ることに起因し
た定着不良が発生することが確実に防止されるようにな
る。

【００６３】このような定着装置は、公知の電子写真複
写機やプリンタや複合機等の画像形成装置における定着
装置として使用可能である、その場合、画像形成装置
は、カラー画像又は単色画像のいずれの画像を形成する
ものであってもよく、また、感光体等の像担持体上に形
成する未定着トナー像Ｔを記録用紙、ＯＨＰシート等の
記録保持材に直接転写して保持される方式のものでも、
あるいは、その像担持体からの中間転写体を介して記録
保持材に転写して保持させる方式（中間転写方式）のも
のであってもよい。

【００６４】［他の実施の形態］実施の形態１では、上
記加熱系制御のシーケンスを加熱ロール１のハロゲンヒ
ータ１２の制御に対してのみ適用していたが、必要によ
り、加圧ロール２側のヒータ２２や外部加熱ロール４の
ヒータ４１の制御に対しても併用してもよい。また、判
断基準温度Ｔ_Aや温度差ΔＴについてそれぞれ１つ、制
御温度について２つ用意して制御を行う場合について例
示したが、必要によっては、判断基準温度Ｔ_Aや温度差
ΔＴについてそれぞれ２つ以上、制御温度についても３
つ以上用意してより高精度な加熱制御を行うように構成
してもよい。

【００６５】また、実施の形態１では定着装置としてロ
ールニップ式のものを例示したが、定着装置そのものは
前記加圧ロール２に代えて無端状ベルトを加熱ロール１
に当接させて定着ニップ部Ｎを形成するベルトニップ方
式の定着装置であっても構わない。もちろん、定着装置
としては、その他にも、加熱ロールにハロゲンヒータ等
のような加熱源がないタイプのものや、外部加熱ロール
４がないタイプのものであってもよい。さらに、オイル
塗布装置５およびクリーニング装置６の一方又は双方が
ないタイプの定着装置であってもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の定着装置
によれば、たとえ加熱回転体のウォームアップ加熱時等
の終了間際やその終了直後において、その加熱回転体の
加熱源に関する制御シーケンスが初期化される状況が発
生し、その後すぐに定着動作が開始されるようなことが
あっても、その初期化後において加熱回転体の適切な制
御目標温度が選定され、かかる制御温度に基づく制御シ
ーケンスによって加熱回転体が過不足なく十分に加熱さ
れる。

【００６７】この結果、上記のような事態が発生して
も、その加熱回転体の表面温度が定着温度の許容下限値
を下回ることがなくなり、そのような温度低下がある場
合に発生する定着不良を確実に防止できるようになる。
また、このような定着装置を用いた画像形成装置にあっ
ては、かかる定着不良に起因した画質低下を確実に回避
することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態１に係る定着装置の主要部を示す概
要図。

【図２】 図１の定着装置おける制御系の構成を示す概
要図。

【図３】 加熱系制御シーケンス（その１）を示すフロ
ーチャート。

【図４】 加熱系制御シーケンス（その２）を示すフロ
ーチャート。

【図５】 加熱系制御シーケンス（その３）を示すフロ
ーチャート。

【図６】 実施形態１に係る加熱系制御シーケンスを実
行した場合における加熱ロールの表面温度と経過時間
（状態）との関係を示す相関図。

【図７】 従来の加熱系制御シーケンスを実行した場合
における加熱ロールの表面温度と経過時間（状態）との
関係を示す相関図。

【符号の説明】 １…加熱ロール（加熱回転体）、７…制御装置（制御手
段）、１２…ハロゲンヒータ（加熱源）、１３…温度検
知センサ（温度検知手段）、Ｔ…未定着トナー像、Ｐ…
記録用紙（被定着物又は記録保持材）、Ｔ_CONT…制御目
標温度、Ｔ_ini…初期温度、ＭＦＴ…定着温度の許容下
限値、Ｔ_A…判断基準温度、ΔＴ…温度差、Ｔ_C…安定時
の制御温度、Ｔ_D…急加熱時の制御温度。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA38 EA12 EC06 EC09 EC10 ED25 EE07 EF04 EF06 EF09 EF12 2H033 AA02 BA30 BB01 BB28 CA03 CA04 CA07 CA28 CA30 CA40 CA48 3J103 AA02 AA14 AA32 AA41 BA03 BA16 BA41 FA01 GA02 GA57 GA58 GA60 GA66 HA03 HA05 HA12 HA15 HA31 HA53 5H323 AA36 BB03 CA08 CB04 CB42 FF01 FF03 KK05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱源により加熱され、一定方向に回転
   する加熱回転体と、この加熱回転体の表面温度を検知す
   る温度検知手段と、この温度検知手段により検知された
   表面温度に応じて選定される制御目標温度に基づきかつ
   所定時には初期化される制御シーケンスにより前記加熱
   源を制御する制御手段とを備え、未定着トナー像が担持
   された被定着物を前記加熱回転体の表面に接触させるよ
   うに通過させて当該トナー像を熱定着する定着装置にお
   いて、 前記制御手段が、少なくとも、前記制御シーケンスが初
   期化された時点での前記加熱回転体の表面温度を定着温
   度の許容下限値の前後となる温度に設定された判断基準
   温度と比較し、その表面温度が判断基準温度より高いと
   判断されたときに当該加熱回転体を空回転させ、その空
   転後の表面温度と前記表面温度との温度差の大小に応じ
   て制御目標温度を異なる制御温度に選定する一連の動作
   を実行するように構成されていることを特徴とする定着
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記制御
   手段が、前記一連の動作として、 前記制御シーケンスが初期化された時点での前記加熱回
   転体の表面温度を前記温度検出手段により初期温度とし
   て検出させる第１検温動作と、 この第１検温動作で得られる初期温度を、前記制御シー
   ケンスにおける制御目標温度を設定する初期の判断基準
   となりかつ定着温度の許容下限値の前後となる温度に設
   定された判断基準温度と比較する初期比較動作と、 この初期比較動作において初期温度が判断基準温度より
   高いときに、前記加熱回転体を所定の時間だけ空回転さ
   せる空転動作と、 この空転動作による空回転が終了した時点での加熱回転
   体の表面温度を前記温度検出手段により空転後温度とし
   て検出させる第２検温動作と、 この第２検温動作で得られる空転後温度と前記初期温度
   との温度差を算出し、その温度差と予め定めた閾値とを
   比較する空転後比較動作と、 この空転後比較動作において温度差が閾値より小さいと
   きには前記制御目標温度を安定時の制御温度に設定する
   一方、その温度差が閾値以上であるとき及び前記初期比
   較動作において初期温度が基準温度より小さいときには
   前記制御目標温度を前記安定時の制御温度より高い温度
   である急加熱時の制御温度に設定する初期設定動作と、 この初期設定動作で初期の制御目標温度として急加熱時
   の制御温度が設定された場合、その急加熱時の制御温度
   に達した後の経過時間が所定の時間を経過したときには
   当該制御目標温度を安定時の制御温度に変更する再設定
   動作とを実行するように構成されていることを特徴とす
   る定着装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、前記制御
   手段が、 前記再設定動作として、急加熱時の制御温度に達した後
   の経過時間が所定の時間を経過する前に開始されかつす
   べて終了する内容の定着動作が実行されたときには、そ
   の通過時間が所定の時間を経過した後に当該制御目標温
   度を安定時の制御温度に変更し、 また、急加熱時の制御温度に達した後の経過時間が所定
   の時間を経過する前に開始されかつその経過後にすべて
   終了する内容の定着動作が実行されたときには、その熱
   定着動作が終了した後に当該制御目標温度を安定時の制
   御温度に変更する特別な再設定動作をさらに実行するよ
   うに構成されていることを特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の装置に
   おいて、前記加熱回転体の表面に当接し、その表面の熱
   を吸収する性質を有する当接部材が配設されていること
   を特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 未定着トナー像を最終的に記録保持材に
   転写形成し、その記録保持材上に担持された未定着トナ
   ー像を定着装置により熱定着する画像形成装置であっ
   て、その定着装置として、請求項１〜４のいずれかに記
   載の定着装置が使用されていることを特徴とする画像形
   成装置。