JP2001215843A - 定着装置、その温度制御方法、およびその異常検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】温度制御性に優れた定着装置を提供する。 【解決手段】加熱ローラ３１の表面層３５にカーボンブ
ラックを含有せしめて黒色とすることで、加熱ローラ３
１表面から発せられる赤外線の安定化を達成でき、それ
により加熱ローラの３１温度制御を高精度に行うことが
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等の画像形成装置における、電子写真
方式により形成されたトナー像を転写された転写材を加
熱定着する定着装置、定着装置の温度制御方法、および
定着装置の異常検知方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を適用した画像形成装置に
用いられる加熱ローラ方式の定着装置においては、加熱
手段としてのハロゲンランプヒータ等を内部に有し、表
面にトナーとの離型性を付与する表面層を設けた加熱ロ
ーラと、表面が弾性ゴム層等からなる加圧ローラとから
構成されている。

【０００３】このような定着装置においては、加熱ロー
ラを所定の設定温度に維持するように、加熱ローラ表面
の温度を温度検知センサにより検知し、加熱手段をオン
オフ制御するようになされている。このような温度検知
センサとしては、応答性が要求されることから、加熱ロ
ーラに接触せしめて温度検知センサを設けることが一般
的に行われている。

【０００４】しかしながら、温度検知センサを加熱ロー
ラに接触せしめて設けると、加熱ローラの表面に設けら
れている離型性の表面層が温度検知センサにより摺擦さ
れて損傷し、離型性の喪失によるいわゆるオフセット現
象を発生して画像を汚染したりして、加熱ローラの耐久
性を低下せしめてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した加熱ローラの
耐久性を改善するために、加熱ローラに対して非接触に
温度検知センサを設けることが提案されている。しかし
ながら、非接触であるために前記した加熱ローラの損傷
という問題を解消できるものの、応答性や温度検知の精
度においては必ずしも十分ではなく、検知誤差が大きく
て不安定であるために、実用に供し得ないのが実状であ
る。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、本発明の目的は、温度制御性に優れ、且つ耐久性の
優れた定着装置を提供することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、非接触温度セ
ンサを用いて優れた温度制御性を有する定着装置の温度
制御方法を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、非接触温度セ
ンサを用いた場合においても良好に温度異常を検知でき
る定着装置の異常検知方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を達成するための手段】第１の本発明の定着装置
は、転写材上に形成されたトナー像を加熱定着するため
の、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接
してなる加圧ローラ、および該加熱ローラと非接触に配
置され、前記加熱ローラの表面の温度を検知するための
温度検知センサを備えてなる定着装置において、前記温
度検知センサは、赤外線検知センサであり、前記加熱ロ
ーラの表面に、カーボンブラックを含有する表面層を設
けたことを特徴とする。

【００１０】第２の本発明の定着装置は、転写材上に形
成されたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設
けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ロー
ラ、前記加熱ローラの表面をクリーニングするクリーニ
ング手段、および該加熱ローラと非接触に配置され、前
記加熱ローラの表面の温度を検知するための温度検知セ
ンサを備えてなる定着装置において、前記温度検知セン
サは、赤外線検知センサであり、前記クリーニング手段
の下流に配置してなることを特徴とする。

【００１１】第３の本発明の定着装置は、転写材上に形
成されたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設
けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ロー
ラ、および該加熱ローラと非接触に配置され、前記加熱
ローラの表面の温度を検知するための温度検知センサを
備えてなる定着装置において、前記温度検知センサは、
温度補償素子を内蔵する赤外線検知センサであり、該温
度検知センサは、断熱部材を介して枠部材に設置される
ことを特徴とする。

【００１２】第４の本発明の定着装置の異常検知方法
は、転写材上に形成されたトナー像を加熱定着するため
の、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接
してなる加圧ローラ、および該加熱ローラと非接触に配
置され、前記加熱ローラの表面の温度を検知するための
温度検知センサを備えてなる定着装置の異常検知方法に
おいて、前記温度検知センサは、温度補償素子を内蔵す
る赤外線検知センサであり、前記温度補償素子の出力に
より、定着装置の温度異常を検知することを特徴とす
る。

【００１３】第５の本発明の定着装置は、転写材上に形
成されたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設
けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ロー
ラ、および前記加熱ローラの表面の温度を検知するため
の温度検知センサを備えてなる定着装置において、前記
温度検知センサは、少なくとも温度補償機能を備えた第
１温度検知センサ、および第２温度検知センサからな
り、前記第１温度検知センサは、前記加熱ローラとは非
接触状態で、転写材の通過領域に設置される赤外線検知
センサであり、前記第２温度検知センサは、前記加熱ロ
ーラとは接触状態で、転写材の通過領域外に設置される
感熱素子からなるセンサであることを特徴とする。

【００１４】第６の本発明の定着装置の温度制御方法
は、転写材上に形成されたトナー像を加熱定着するため
の、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接
してなる加圧ローラ、および前記加熱ローラの表面の温
度を検知するための温度検知センサを備えてなる定着装
置の温度制御方法において、前記温度検知センサは、少
なくとも第１温度検知センサ、および第２温度検知セン
サからなり、前記第１温度検知センサは、前記加熱ロー
ラとは非接触状態で、転写材の通過領域に設置される赤
外線検知センサであり、前記第２温度検知センサは、前
記加熱ローラとは接触状態で、転写材の通過領域外に設
置される感熱素子からなるセンサであり、前記第２温度
検知センサの出力を基準として、前記第１温度検知セン
サの出力を補正することで温度検知を行うことを特徴と
する。

【００１５】第７の本発明の定着装置は、転写材上に形
成されたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設
けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ロー
ラ、および該加圧ローラの表面の温度を検知するための
第３の温度検知センサを備えてなる定着装置において、
前記温度検知センサは、前記加圧ローラと非接触に配置
された赤外線検知センサであることを特徴とする。

【００１６】

【作用】第１の本発明の定着装置は、転写材上に形成さ
れたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設けた
加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ローラ、
および該加熱ローラと非接触に配置され、前記加熱ロー
ラの表面の温度を検知するための温度検知センサを備え
てなる定着装置において、前記温度検知センサは、赤外
線検知センサであり、前記加熱ローラの表面に、カーボ
ンブラックを含有する表面層を設けている。すなわち、
前記加熱ローラ表面が白色若しくはグレイ色のような淡
色であると、前記加熱ローラ表面から発せられる赤外線
量が経時的に不安定となり、前記赤外線検知センサによ
る測定値がばらつく恐れがあるが、本発明では、表面層
にカーボンブラックを含有せしめて黒色とすることで、
前記加熱ローラ表面から発せられる赤外線の安定化を達
成でき、それにより前記加熱ローラの温度制御を高精度
に行うことが出来る。

【００１７】第２の本発明の定着装置は、転写材上に形
成されたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設
けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ロー
ラ、前記加熱ローラの表面をクリーニングするクリーニ
ング手段、および該加熱ローラと非接触に配置され、前
記加熱ローラの表面の温度を検知するための温度検知セ
ンサを備えてなる定着装置において、前記温度検知セン
サは、赤外線検知センサであり、前記クリーニング手段
の下流に配置してなる。すなわち、前記加熱ローラ表面
がトナーや紙粉の付着により汚染されると、前記加熱ロ
ーラ表面から発せられる赤外線量が変化し、検知温度が
変動し正確な温度を検知できなくなるが、本発明によれ
ば、前記加熱ローラの表面をクリーニングするクリーニ
ング手段を設け、表面に付着したトナーや紙粉が除去さ
れた該クリーニング手段の下流にて非接触で温度検知を
行うので、輻射される赤外線がトナーや紙粉に邪魔され
ることがないため、かかる赤外線を検知することによっ
て前記加熱ローラの表面温度を精度良く検知することが
出来る。

【００１８】尚、前記温度検知センサが、温度補償機能
を有すれば、温度検知センサの温度の変化に応じて温度
補償を行うことにより、より高精度に前記加熱ローラの
表面温度を測定することが出来る。

【００１９】第３の本発明の定着装置は、転写材上に形
成されたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設
けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ロー
ラ、および該加熱ローラと非接触に配置され、前記加熱
ローラの表面の温度を検知するための温度検知センサを
備えてなる定着装置において、前記温度検知センサは、
温度補償素子を内蔵する赤外線検知センサであり、該温
度検知センサは、断熱部材を介して枠部材に設置される
ようになっている。すなわち、前記温度検知センサを前
記加熱ローラに対向して配置すると、前記加熱ローラか
らの輻射熱によって前記温度検知センサが徐々に加熱さ
れることになるが、かかるセンサの温度が変化すると出
力に変動をきたしてしまって正確な検知出力が得られな
くなってしまう。そこで、本発明によれば、前記温度検
知センサが前記温度補償素子を内蔵せしめて補償出力に
より検知出力を補正することで、温度検知の精度の向上
が達成できる。又、前記温度検知センサを断熱部材を介
して枠部材に設置し、枠部材との熱的な流通を遮断する
ことで、前記温度検知センサを安定した温度状態に保持
できて、温度検知の精度向上を図ることができる。

【００２０】尚、前記温度検知センサは、赤外線受光素
子と、温度補償素子としてのサーミスタ素子とを有して
いると好ましい。

【００２１】第４の本発明の定着装置の異常検知方法
は、転写材上に形成されたトナー像を加熱定着するため
の、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接
してなる加圧ローラ、および該加熱ローラと非接触に配
置され、前記加熱ローラの表面の温度を検知するための
温度検知センサを備えてなる定着装置の異常検知方法に
おいて、前記温度検知センサは、温度補償素子を内蔵す
る赤外線検知センサであり、前記温度補償素子の出力に
より、定着装置の温度異常を検知する。すなわち、温度
検知センサを赤外線検知センサで構成した場合、かかる
赤外線検知センサの機能不良などに起因して加熱ローラ
の表面温度が実際より遙かに低く検知された場合には、
異常に高い温度に加熱制御がなされてしまうという恐れ
があるが、従来技術を用いてこれを防止しようとする
と、数多くのセンサを設ける必要がある。これに対し、
本発明によれば、前記温度検知センサに内蔵されている
前記温度補償素子の出力を、温度異常の検知に併用する
ことで、前記赤外線受光素子に異常が発生しても、温度
異常を的確に検知でき、それにより少ない数のセンサを
用いて制御異常を阻止できるため低コスト化が図れるこ
ととなる。

【００２２】尚、前記温度補償素子は、サーミスタ素子
であると好ましい。

【００２３】第５の本発明の定着装置は、転写材上に形
成されたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設
けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ロー
ラ、および前記加熱ローラの表面の温度を検知するため
の温度検知センサを備えてなる定着装置において、前記
温度検知センサは、少なくとも温度補償機能を備えた第
１温度検知センサ、および第２温度検知センサからな
り、前記第１温度検知センサは、前記加熱ローラとは非
接触状態で、転写材の通過領域に設置される赤外線検知
センサであり、前記第２温度検知センサは、前記加熱ロ
ーラとは接触状態で、転写材の通過領域外に設置される
感熱素子からなるセンサである。すなわち、転写材とし
ての白色紙等の通過領域において紙詰まりが発生する
と、前記加熱ローラの表面に白色紙が滞留することがあ
るが、かかる場合、一般的な赤外線検知センサでは、白
色紙からの低い赤外線量を検知するので、前記加熱ロー
ラの表面温度が低下したと誤って判定されて、異常に高
い温度に加熱制御がなされてしまうという恐れがある
が、これを防止するために紙詰まり検出器などを設ける
と、構成が複雑化することとなる。これに対し、本発明
によれば、通過領域外に接触式センサを設け、両方のセ
ンサからの出力を比較することによって、常に赤外線セ
ンサの異常を監視することができ、また構成を簡素化す
ることが出来る。

【００２４】尚、前記第１温度検知センサは、前記加熱
ローラの加熱制御に用いられるセンサであり、前記第２
温度検知センサは、前記加熱ローラの温度異常を検知す
るセンサであると好ましい。

【００２５】第６の本発明の定着装置の温度制御方法
は、転写材上に形成されたトナー像を加熱定着するため
の、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接
してなる加圧ローラ、および前記加熱ローラの表面の温
度を検知するための温度検知センサを備えてなる定着装
置の温度制御方法において、前記温度検知センサは、少
なくとも第１温度検知センサ、および第２温度検知セン
サからなり、前記第１温度検知センサは、前記加熱ロー
ラとは非接触状態で、転写材の通過領域に設置される赤
外線検知センサであり、前記第２温度検知センサは、前
記加熱ローラとは接触状態で、転写材の通過領域外に設
置される感熱素子からなるセンサであり、前記第２温度
検知センサの出力を基準として、前記第１温度検知セン
サの出力を補正することで温度検知を行うものである。
すなわち、一般的には赤外線センサは、温度変動に対し
て出力変動があり、検知温度と実際の温度には誤差が生
じてくる傾向がある。そこで、本発明においては、端部
の通過領域外に設けられた、精度の高い温度測定が可能
な接触式センサの出力を基準として、赤外線センサの出
力を補正することで、検知温度の一層の精度向上が達成
できる。

【００２６】尚、前記第２温度検知センサの感熱素子
は、サーミスタ素子であると好ましい。

【００２７】第７の本発明の定着装置は、転写材上に形
成されたトナー像を加熱定着するための、加熱手段を設
けた加熱ローラ、該加熱ローラに圧接してなる加圧ロー
ラ、および該加圧ローラの表面の温度を検知するための
第３の温度検知センサを備えてなる定着装置において、
前記温度検知センサは、前記加圧ローラと非接触に配置
された赤外線検知センサである。すなわち、加圧ローラ
の温度検知センサとして、接触せしめて温度検知センサ
を設けると、表層の弾性層であるシリコンゴム層がセン
サにより摺擦されて局所的に摩耗してしまって、押圧力
が減少して部分的な定着不良を発生してしまう。このよ
うになると加圧ローラは交換しなければならず耐久性の
劣るものとなる。そこで本発明においては、非接触に温
度検知センサを設けることで、加圧ローラの表層の摩耗
を解消することができる。

【００２８】尚、前記温度検知センサは、温度補償素子
を内蔵する赤外線検知センサであることが好ましく、赤
外線検知センサの温度変化による誤検知に対して温度補
償を行うことができ、より高精度に前記加圧ローラの表
面温度を検知できる。

【００２９】また、前記加圧ローラは、カーボンブラッ
クを含有するシリコンゴムからなる表層を設けることが
好ましく、赤外線検知センサによる不安定な検知を解消
できる。

【００３０】また、前記加熱ローラの表面の温度を検知
するための第１の温度検知センサ、および前記加熱手段
のオンオフを制御する制御手段を設け、前記第１の温度
検知センサおよび前記第３の温度検知センサの検知情報
に基づき、前記制御手段は、前記加熱手段のオンオフを
制御することが好ましく、加熱ローラや加圧ローラのそ
れぞれの温度毎に加熱手段を制御でき、より厳密な温度
管理が可能となり、稼働初期において加圧ローラが比較
的低温である場合でも、加熱ロ−ラを通常よりも高温の
設定とする等の対処が可能となり、初期の定着不良等の
問題を解消できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態
を、図面を参照して説明する。図１は、本発明について
図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の電子写
真方式の画像形成装置の構成の主要部の一例を示す説明
図である。この例の画像形成装置は、静電荷像が形成さ
れるドラム状感光体２１と、このドラム状感光体２１を
帯電させるための帯電部２２と、ドラム状感光体２１に
形成された静電荷像を顕像化してトナー像を形成する現
像器２３と、ドラム状感光体２１に形成されたトナー像
を転写材に転写させる転写部２４と、ドラム状感光体２
１に密着した転写材を分離させる分離部２５と、転写材
の表面に転写されたトナー像を定着させる定着装置３０
とを備えている。尚、分離部２５から定着装置３０へと
転写材を搬送する搬送機構２７と、ドラム状感光体２１
の表面をクリーニングすべくクリーニング装置２８が設
けられている。

【００３２】定着装置３０は、板金製の筐体３０ａに囲
われており、その内部に、トナー像が転写された転写材
の一面に接して加熱する加熱ローラ３１と、この加熱ロ
ーラ３１に圧接してなる加圧ローラ３２とを回転自在に
配置してなり、加熱ローラ３１内には、加熱手段Ｈとし
ての第１、第２のハロゲンランプヒータ３３ａ、３３ｂ
が設けられている。

【００３３】また、加熱ローラ３１の表面をクリーニン
グするための定着クリーニング手段３４が設けられてお
り、この定着クリーニング手段３４は、良く知られたウ
ェブクリーニング方式で加熱ローラ３１の表面に付着し
たトナーや紙粉などを排除する機能を有する。

【００３４】更に、定着クリーニング手段３４の下流側
（加熱ローラ３１の回転方向）には、加熱ローラ３１の
温度を検知してその温度データ信号を制御手段に出力す
る赤外線検知センサとしての第１温度検知センサＳ１
と、第２温度検知センサＳ２とが独立して設けられてい
る。非接触式のセンサである第１温度検知センサＳ１
は、断熱材３０ｂを介して筐体３０ａに対して取り付け
られている。接触式のセンサである第２温度検知センサ
Ｓ２は、サーミスタ素子などを有しており、その感熱部
を加熱ローラ３１の表面に接触させている。尚、第１温
度検知センサＳ１と、第２温度検知センサＳ２との配置
位置は、図１においては理解しやすいように、周方向に
異なっているが、図２に示すように周方向に同一位置に
配置されることが望ましい。

【００３５】図２は、図１に示す構成をII-II線で切断
して矢印方向に見た図である。図２において、加熱ロー
ラ３１は、アルミなどの熱伝導性の高い材料から形成さ
れた中空の芯金３６の外周に、カーボンブラックなどを
含有した樹脂材からなる黒色の表面層３５を形成してい
る。芯金３６内には、第１のハロゲンランプヒータ３３
ａと、第２のハロゲンランプヒータ３３ｂとが軸線方向
に沿って延在するように配置されている。

【００３６】尚、表面層３５の長手方向長さは、最大幅
の転写材（本実施の形態ではＡ３に相当）の通過領域ａ
３においては、（Ｌ２＋Ｌ１＋Ｌ２）となっており、小
サイズの幅の転写材（本実施の形態ではＢ５に相当）の
通過領域ｂ５としては、Ｌ１となっている。第１温度検
知センサＳ１は、かかる通過領域ａ３，ｂ５の中央にお
ける加熱ローラ３１の外表面に対向するようにして配置
されている。第２温度検知センサＳ２は、かかる通過領
域ａ３，ｂ５外の、加熱ローラ３１の端部外表面に対向
して配置されている。加熱ローラ３１の中央と端部とで
は熱収支が異なるため、それに応じて、第１温度検知セ
ンサＳ１の検知する温度と、第２温度検知センサＳ２の
検知する温度とは、異なるようになるが、これらの温度
には所定の相関関係があることが判っている。尚、本実
施の形態の変形例として、通過領域ｂ５からは外れる
が、通過領域ａ３内に含まれる位置に、第１温度検知セ
ンサＳ１と同様な構成のセンサＳ１’を設けても良い。

【００３７】図３は、第１温度検知センサＳ１の構成を
模式的に示す図である。図３において、第１温度検知セ
ンサＳ１は、銅などの熱伝導性に優れた枠部材Ｓｃ内に
収容された、赤外線受光素子Ｓｒと、温度補償機能を有
するように温度補償素子としてのサーミスタ素子Ｓｓと
を備えている。赤外線受光素子Ｓｒは、図２に示す如
く、その検出面が加熱ローラ３１の表面に対向してお
り、表面層３５から輻射される赤外線の量を検出できる
ようになっている。一方、サーミスタ素子Ｓｓは、赤外
線受光素子Ｓｒの温度を直接検知する代わりに、赤外線
受光素子Ｓｒの温度と同一温度にある枠部材Ｓｃの温度
を検知することで、第１温度検知センサＳ１の温度を検
知する。

【００３８】図３に示すように、第１温度検知センサＳ
１の枠部材Ｓｃは、断熱材３０ｂを介して、定着装置３
０の筐体３０ａに取り付けられている。従って、筐体３
０ａと枠部材Ｓｃとの間の熱伝導を抑制できるため、枠
部材Ｓｃの温度が安定した状態となり、それにより測定
の精度を向上させることが出来る。尚、枠部材Ｓｃの温
度をより安定した状態に維持するため、加熱ローラ３１
に対向する面に断熱材３０ｂ’（点線で示す）を設け
て、そこからの輻射熱を遮断するようにしても良い。

【００３９】図４は、本実施の形態による加熱ローラ３
１の加熱制御系を示すブロック図である。図４におい
て、第１温度検知センサＳ１の赤外線受光素子Ｓｒから
の検出信号（温度データ）と、サーミスタ素子Ｓｓから
の検出信号（補償データ）は、制御手段４０に入力され
るようになっている。一方、第２温度検知センサＳ２の
検出信号も、制御手段４０に入力されるようになってい
る。

【００４０】制御手段４０は、定電圧電源である電源Ｐ
を駆動制御して、主加熱用の第１のハロゲンランプヒー
夕３３ａおよび温度調整用の第２のハロゲンランプヒ―
タ３３ｂの点灯と消灯をそれぞれ独立に制御する。

【００４１】第１温度検知センサＳ１の赤外線受光素子
Ｓｒからの検出信号（温度データ）は、赤外線受光素子
Ｓｒの温度に応じて変化するという特性を有する。従っ
て、加熱ローラ３１の表面温度を測定するには、赤外線
受光素子Ｓｒからの検出信号（温度データ）のみでは足
りないこととなる。そこで、本実施の形態においては、
サーミスタ素子Ｓｓからの検出信号（補償データ）を用
いて、赤外線受光素子Ｓｒの測定温度を補償するように
している。

【００４２】尚、測定前準備として、赤外線受光素子Ｓ
ｒとサーミスタ素子Ｓｓを同一の温度に維持しながら温
度を変化させ、サーミスタ素子Ｓｓの温度毎の検出信号
（補償データ）と、その温度での赤外線受光素子Ｓｒの
検出信号（温度データ）と、その時の加熱ローラ表面の
実測温度を対応させて、制御手段４０内にテーブルとし
て記憶しておくことが望ましい。他の方法として、各温
度毎のサーミスタ素子Ｓｓの出力信号と赤外線受光素子
Ｓｒの出力信号と加熱ローラ表面の実測温度の相関に関
する演算式を予め作成しておき、演算により温度を検出
する方法も適用できる。

【００４３】定着装置３０の動作に関連して、制御手段
４０の制御態様を具体的に説明する。画像形成装置の電
源スイッチ（不図示）が投入されると、制御手段４０
は、第１のハロゲンランプヒータ３３ａと、第２のハロ
ゲンランプヒータ３３ｂとを点灯し、第１温度検知セン
サＳ１の監視により、加熱ローラ３１の表面温度を略一
定に維持するように制御する。加熱ローラ３１の表面温
度が所定温度に達したら、搬送機構２７により転写材搬
送を許可し、トナー像が形成された転写材を加圧ローラ
３２との間で加熱圧接して、トナーを固着した永久画像
を転写材上に形成するようにして定着処理が行われるこ
ととなる。

【００４４】加熱制御においては、制御手段４０は、サ
ーミスタ素子Ｓｓからの検出信号（補償データ）からま
ず赤外線受光素子Ｓｒの温度を求め、かかる温度におけ
る赤外線受光素子Ｓｒから出力される検出信号（温度デ
ータ）を、記憶したテーブルに当てはめて、加熱ローラ
３１の実際の表面温度を求めることにより温度補償を行
っている。このような温度補償機能に基づき、制御手段
４０は、赤外線受光素子Ｓｒのみでは得られない高精度
な測定を行うことが出来、かかる測定値を用いて、定電
圧電源Ｐを駆動制御して、第１及び第２のハロゲンラン
プヒータ３３ａ、３３ｂの点灯を制御すれば、より高精
度な温度制御を達成することが出来る。

【００４５】更に、制御手段４０は、第１温度検知セン
サＳ１のサーミスタ素子Ｓｓからの検出信号を監視して
おり、万が一赤外線受光素子Ｓｒに機能不良が生じ、加
熱ローラ３１の表面温度が実際の温度よりも低く検知さ
れたような場合でも、サーミスタ素子Ｓｓの検出信号が
閾値を超えたことに応動して、第１のハロゲンランプヒ
ータ３３ａ、第２のハロゲンランプヒータ３３ｂを消灯
するため、フェイルセーフ機能に優れている。尚、本実
施の形態においては、制御手段４０は、第１温度検知セ
ンサＳ２からの検出信号も監視しており、サーミスタ素
子Ｓｓの検出信号が閾値を下回っている場合でも、第２
温度検知センサＳ２からの検出信号が閾値を超えたこと
に応動して、第１のハロゲンランプヒータ３３ａ、第２
のハロゲンランプヒータ３３ｂを消灯するため、加熱ロ
ーラ３１の加熱制御を二重に監視出来、より高度なフェ
イルセーフ機能を有している。

【００４６】本実施の形態によれば、加熱ローラ３１の
表面層３５にカーボンブラックを含有せしめて黒色とす
ることで、加熱ローラ３１表面から発せられる赤外線の
安定化を達成でき、それにより加熱ローラの３１温度制
御を高精度に行うことが出来る。

【００４７】更に、本実施の形態によれば、加熱ローラ
３１の表面をクリーニングするクリーニング手段として
の定着クリーニング手段３４の下流に、第１温度検知セ
ンサＳ１を配置しているので、加熱ローラ３１の表面に
付着したトナーや紙粉が除去された状態で非接触的に温
度検知を行うことができるため、加熱ローラ３１の表面
温度を精度良く検知することが出来る。又、定着クリー
ニング手段３４の下流に、第２温度検知センサＳ２を配
置しているので、その接触部に、トナーや紙粉が対流す
ることを防止できるため、加熱ローラ３１の表面温度を
より精度良く検知することが出来る。

【００４８】又、本実施の形態によれば、第１温度検知
センサＳ１が温度補償素子としてのサーミスタＳｓを内
蔵せしめて、その補償出力としての温度データにより、
赤外線受光素子Ｓｒから出力される検知出力としての温
度データを補正することで、温度検知の精度の向上が達
成できる。加えて、第１温度検知センサＳ１を断熱材３
０ｂを介して枠部材としての筐体３０ａに設置し、筐体
３０ａとの熱的な流通を遮断することで、第１温度検知
センサＳ１を安定した温度状態に保持できて、温度検知
の精度向上を図ることができる。

【００４９】又、本実施の形態によれば、第１温度検知
センサＳ１に内蔵されている温度補償素子としてのサー
ミスタ素子Ｓｓの出力を、温度異常の検知に併用するこ
とで、赤外線受光素子Ｓｒに異常が発生しても、それを
的確に検知でき、それにより少ない数のセンサを用いて
制御異常を阻止できるため低コスト化が図れることとな
る。

【００５０】ところで、転写材としての白色紙の通過領
域において紙詰まりが発生すると、加熱ローラ３１の表
面に白色紙が滞留することがあるが、かかる場合、一般
的な赤外線検知センサでは、白色紙からの低い赤外線量
を検知するので、制御手段４０は、加熱ローラ３１の温
度が低下したと誤って判定し、加熱ローラ３１を加熱し
続ける恐れがあるが、従来技術を用いてこれを防止しよ
うとすると、同じ位置に数多くのセンサを設ける必要が
あって設計の自由度が低下する。これに対し、本実施の
形態によれば、通過領域外に接触式センサとしての第２
温度検知センサＳ２を設け、制御手段４０が双方のセン
サＳ１，Ｓ２からの出力を比較することによって、常に
赤外線受光素子Ｓｒの異常を監視することができ、また
同じ位置に複数のセンサを設けなくても良いことから設
計の自由度が向上する。

【００５１】従って、第１温度検知センサＳ１は、主と
して加熱ローラ３１の加熱制御に用いられるセンサであ
り、第２温度検知センサＳ２は、加熱ローラ３１の温度
異常を検知するセンサであると言える。

【００５２】尚、一般的には赤外線センサは、温度変動
に対して出力変動があり、検知温度と実際の温度には誤
差が生じてくる傾向がある。そこで、端部の通過領域外
に設けられた、精度の高い温度測定が可能な接触式セン
サとしての第２温度検知センサＳ２の出力を基準とし
て、定期的にもしくは必要に応じて、第１温度検知セン
サＳ１の赤外線受光素子Ｓｒの出力を補正することが望
ましい。かかる補正により、検知温度の一層の精度向上
が期待できる。

【００５３】他の実施の態様として、加圧ローラ３２の
温度を検知する第３温度検知センサＳ３を設け、加圧ロ
ーラ３２の温度も検知し、加圧ローラ３２の温度が低い
場合には加熱ローラ３１を通常よりも高温の設定温度に
して加熱手段Ｈを制御することで、加圧ローラ３２が比
較的低温である稼働初期においても稼働初期の定着不良
を改善できる。尚、前記第３温度検知センサＳ３は、前
記第１温度検知センサＳ１と同様のものを使用でき、前
記加圧ローラ３２と非接触に配置された赤外線検知セン
サであり、温度補償素子を内蔵する。

【００５４】この場合、前記加圧ローラ３２は、カーボ
ンブラックを含有するシリコンゴムからなる表層３７を
設けることが好ましい。加熱ローラについて記載した効
果と同様の効果を得ることができる。

【００５５】更に、他の実施の態様として、加圧ローラ
３２にハロゲンランプヒータからなる第２の加熱手段３
３ｃと、前記した第３温度検知センサＳ３を設け、第１
温度検知センサＳ１および第３温度検知センサＳ３の検
知情報に基づき、前記複数の加熱手段Ｈと第２の加熱手
段３３ｃをそれぞれ制御すると、低温な環境条件におい
ても一層定着性を良好とすることができる。

【００５６】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、第１温度検知センサＳ１の枠
部材Ｓｃは、アルミなどの熱伝導性に優れた素材から形
成しても良い。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、温度制御性に優れ、且
つ耐久性の優れた定着装置を提供でき、また、非接触温
度センサを用いて優れた温度制御性を有する定着装置の
温度制御方法を提供でき、更には、非接触温度センサを
用いた場合においても良好に温度異常を検知できる定着
装置の異常検知方法を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真方式の画像形成装置の構成の
主要部の一例を示す説明図である。

【図２】図１に示す構成をII-II線で切断して矢印方向
に見た図である。

【図３】第１温度検知センサＳ１の構成を模式的に示す
図である。

【図４】本実施の形態による加熱ローラ３１の加熱制御
系を示すブロック図である。

【符号の説明】

２１ ドラム感光体 ２２ 帯電部 ２３ 現像器 ２４ 転写部 ２５ 分離部 ２７ 搬送機構 ２８ クリーニング部 ３０ 定着装置 ３０ｂ 断熱材 ３１ 加熱ローラ ３２ 加圧ローラ ３３ａ 第１のハロゲンランプヒータ ３３ｂ 第２のハロゲンランプヒータ ３３ｃ 第３のハロゲンランプヒータ（第２の加熱手
段） ３５ 表面層 ３６ 芯金 ３７ 表層 ４０ 制御手段 Ｐ 電源 Ｓ１ 第１温度検知センサ Ｓ２ 第２温度検知センサ Ｓ３ 第３温度検知センサ Ｓｒ 赤外線受光素子 Ｓｓ サーミスタ素子 Ｓｃ 枠部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA18 BA31 BB04 CA45 3K058 AA12 AA42 BA18 CA23 CA61 CA70 CA91 CB02 CE16 DA02 GA06 5H323 AA36 BB01 CA08 CB04 CB42 DA01 EE04 EE14 FF01 FF03 FF10 GG04 GG16 HH05 KK05 MM02 QQ06 RR04 SS01 TT02

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写材上に形成されたトナー像を加熱定
   着するための、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ロ
   ーラに圧接してなる加圧ローラ、および該加熱ローラと
   非接触に配置され、前記加熱ローラの表面の温度を検知
   するための温度検知センサを備えてなる定着装置におい
   て、 前記温度検知センサは、赤外線検知センサであり、 前記加熱ローラの表面に、カーボンブラックを含有する
   表面層を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 転写材上に形成されたトナー像を加熱定
   着するための、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ロ
   ーラに圧接してなる加圧ローラ、前記加熱ローラの表面
   をクリーニングするクリーニング手段、および該加熱ロ
   ーラと非接触に配置され、前記加熱ローラの表面の温度
   を検知するための温度検知センサを備えてなる定着装置
   において、 前記温度検知センサは、赤外線検知センサであり、前記
   クリーニング手段の下流に配置してなることを特徴とす
   る定着装置。
3. 【請求項３】 前記温度検知センサは、温度補償機能を
   有することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装
   置。
4. 【請求項４】 転写材上に形成されたトナー像を加熱定
   着するための、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ロ
   ーラに圧接してなる加圧ローラ、および該加熱ローラと
   非接触に配置され、前記加熱ローラの表面の温度を検知
   するための温度検知センサを備えてなる定着装置におい
   て、 前記温度検知センサは、温度補償素子を内蔵する赤外線
   検知センサであり、 該温度検知センサは、断熱部材を介して枠部材に設置さ
   れることを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 前記温度検知センサは、赤外線受光素子
   と、温度補償素子としてのサーミスタ素子とを有してい
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
   定着装置。
6. 【請求項６】 転写材上に形成されたトナー像を加熱定
   着するための、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ロ
   ーラに圧接してなる加圧ローラ、および該加熱ローラと
   非接触に配置され、前記加熱ローラの表面の温度を検知
   するための温度検知センサを備えてなる定着装置の異常
   検知方法において、 前記温度検知センサは、温度補償素子を内蔵する赤外線
   検知センサであり、 前記温度補償素子の出力により、定着装置の温度異常を
   検知することを特徴とする定着装置の異常検知方法。
7. 【請求項７】 前記温度補償素子は、サーミスタ素子で
   あることを特徴とする請求項６に記載の定着装置の異常
   検知方法。
8. 【請求項８】 転写材上に形成されたトナー像を加熱定
   着するための、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱ロ
   ーラに圧接してなる加圧ローラ、および前記加熱ローラ
   の表面の温度を検知するための温度検知センサを備えて
   なる定着装置において、 前記温度検知センサは、少なくとも温度補償機能を備え
   た第１温度検知センサ、および第２温度検知センサから
   なり、 前記第１温度検知センサは、前記加熱ローラとは非接触
   状態で、転写材の通過領域に設置される赤外線検知セン
   サであり、 前記第２温度検知センサは、前記加熱ローラとは接触状
   態で、転写材の通過領域外に設置される感熱素子からな
   るセンサであることを特徴とする定着装置。
9. 【請求項９】 前記第１温度検知センサは、前記加熱ロ
   ーラの加熱制御に用いられるセンサであり、前記第２温
   度検知センサは、前記加熱ローラの温度異常を検知する
   センサであることを特徴とする請求項８に記載の定着装
   置。
10. 【請求項１０】 転写材上に形成されたトナー像を加熱
    定着するための、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱
    ローラに圧接してなる加圧ローラ、および前記加熱ロー
    ラの表面の温度を検知するための温度検知センサを備え
    てなる定着装置の温度制御方法において、 前記温度検知センサは、少なくとも第１温度検知セン
    サ、および第２温度検知センサからなり、 前記第１温度検知センサは、前記加熱ローラとは非接触
    状態で、転写材の通過領域に設置される赤外線検知セン
    サであり、 前記第２温度検知センサは、前記加熱ローラとは接触状
    態で、転写材の通過領域外に設置される感熱素子からな
    るセンサであり、 前記第２温度検知センサの出力を基準として、前記第１
    温度検知センサの出力を補正することで温度検知を行う
    ことを特徴とする定着装置の温度制御方法。
11. 【請求項１１】 前記第２温度検知センサの感熱素子
    は、サーミスタ素子であることを特徴とする請求項１０
    に記載の定着装置の温度制御方法。
12. 【請求項１２】 転写材上に形成されたトナー像を加熱
    定着するための、加熱手段を設けた加熱ローラ、該加熱
    ローラに圧接してなる加圧ローラ、および該加圧ローラ
    の表面の温度を検知するための第３の温度検知センサを
    備えてなる定着装置において、 前記温度検知センサは、前記加圧ローラと非接触に配置
    された赤外線検知センサであることを特徴とする定着装
    置。
13. 【請求項１３】 前記温度検知センサは、温度補償素子
    を内蔵する赤外線検知センサであることを特徴とする請
    求項１２記載の定着装置。
14. 【請求項１４】 前記加圧ローラは、カーボンブラック
    を含有するシリコンゴムからなる表層を設けたことを特
    徴とする請求項１２記載の定着装置。
15. 【請求項１５】 前記加熱ローラの表面の温度を検知す
    るための第１の温度検知センサ、および前記加熱手段の
    オンオフを制御する制御手段を備えてなり、前記第１の
    温度検知センサおよび前記第３の温度検知センサの検知
    情報に基づき、前記制御手段は、前記加熱手段のオンオ
    フを制御することを特徴とする請求項１２記載の定着装
    置。