JP2002182503A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱定着ロールを外部から加熱する外部加熱
ロールを備えた定着装置において、その外部加熱ロール
にクリーニング装置を付設することなく、その外部加熱
ロールの表面汚れに起因した定着不良の発生を防止でき
るようにする。 【解決手段】 外部加熱ロールの加熱定着ロールを加熱
する外部加熱性能に関して設定される初期の制御条件
を、その外部加熱ロールの当該加熱定着ロールの外周面
と当接する表面が汚れることによる外部加熱性能の低下
を回復させる別の制御条件に変更する制御手段を具備さ
せた。また、外部加熱ロールの表面が汚れることによる
外部加熱性能の低下を検知する検知手段を設け、その検
知手段の検知情報に基づいて上記制御手段の外部加熱性
能に関する制御条件の変更が実行されるように構成し
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、未定着像を記録材
に熱定着する定着装置に係り、特に、電子写真方式等を
利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等に代表され
る画像形成装置に使用され、加熱定着部材を外部から加
熱する外部加熱部材を備えたタイプの定着装置等に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式等を利用した画像形成装置
に使用される定着装置としては、圧接した状態で回転す
る加熱定着ロールと加圧ロールを備え、その両ロール間
の圧接部（ニップ部）に未定着像（トナー像）が担持さ
れた記録用紙等の記録材を通過させて加熱加圧すること
により未定着像を定着させるロールニップ式の定着装置
が一般的である。 そして、この種の定着装置において
は、近年のカラー画像化が進むにつれて、そのカラー画
像の定着に係わる画質や定着後の記録材の加熱ロール等
からの剥離性を確保する等の観点から、例えば加熱定着
ロールの表面側にシリコーンゴム等からなる弾性層を設
けることが増えている。

【０００３】ところで、上記した弾性層を設けた加熱定
着ロールを使用した場合は、その弾性層の熱伝導率が悪
いため、特に定着動作が連続して行われるときに、加熱
定着ロールと加圧ロールの間に次々と送られてくる記録
材に定着ロール表面の熱が奪われるのに対し、その加熱
定着ロールを加熱するためにそのロール内部に配設され
たハロゲンランプ等の通電加熱手段等から供給される熱
が上記弾性層を介して加熱定着ロールの表面に達するま
でに時間がかかってしまう。この結果、加熱定着ロール
の表面温度を定着に最低限必要となる定着温度に保てな
くなり、定着温度不足による定着不良が発生するという
不具合があった。

【０００４】加熱定着ロールの表面温度を定着に必要な
高い温度に保つためには、例えば、加熱定着ロールの通
電加熱手段に多量の電力を供給する方法が考えられる
が、一般に定着装置において使用できる電力の量が限ら
れているため、加熱定着ロールの温度を高めるためだけ
に前記通電過熱手段に電力を多く供給することは難しい
というのが現状であった。このため、従来の定着装置に
おいては、連続した定着動作時等に定着不良を発生させ
ないようにする観点から、加熱定着ロールの表面温度が
あらかじめ閾値として設定した温度まで低下した段階で
定着動作を一時停止させて、その加熱定着ロールの表面
温度が必要な定着温度に復帰するまで待ち、その復帰後
に定着動作を再開させるような制御をして対処してい
た。このようなことから、弾性層を設けた加熱定着ロー
ルを使用した定着装置は、定着処理速度の高速化が困難
であるという状況にあった。

【０００５】そこで、以上のような課題を解決すること
が可能な定着装置として、加熱定着ロールの表面に接し
て、その加熱定着ロールを外部から補助的に加熱すると
いうロール状の外部加熱部材（外部加熱装置）を設けた
定着装置が提案されている（例えば特開平１−５２１８
４号公報）。また、このような定着装置の外部加熱部材
としては、一般に熱伝導性のよい材料、例えばアルミニ
ウム、ステンレス（熱伝導性はアルミニウムよりも劣
る）等の金属を用いたロール形態のものが使用される。

【０００６】この外部加熱装置を設けた定着装置によれ
ば、加熱定着ロールがそのロール内部から通電加熱手段
により加熱されることに加えてそのロール外部からも外
部加熱装置によって加熱されることになるため、特に連
続した定着動作時においても、加熱定着ロールの表面温
度が連続定着動作により低下してしまうことが有効に防
止されて定着不良の発生を回避することができるように
なり、この結果、定着処理速度の高速化にも対応できる
とされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな外部加熱装置を備えた定着装置にあっては、次のよ
うな課題がある。

【０００８】すなわち、外部加熱部材は、加熱定着ロー
ルに接触させた状態で使用するものであるため、使用し
ているうちにその表面（加熱定着ロールとの接触面）に
加熱定着ロール表面に付着しているトナーや紙粉等の異
物が転移付着して堆積するようになり、これにより、そ
の堆積する異物により外部加熱部材の表面の熱伝導率が
低下し、加熱定着ロールを外部から加熱する能力（外部
加熱性能）が低下してしまうのである。この結果、特に
連続した定着動作時において、加熱定着ロールの表面温
度を所望の定着温度に保てなくなり、定着不良を生じる
ことになったり、あるいは前記したように加熱定着ロー
ルの表面温度が所望の定着温度に復帰するまで装置を一
時停止させなければならなくなる。

【０００９】ちなみに、加熱定着ロール側には、通常、
クリーニングウェブ等を用いたクリーニング装置が付設
されている。しかし、厳密には、記録材上の定着対象で
あるトナーのごく一部が加熱定着ロール側にオフセット
する所謂ＮＶＯ（Non Visual offset）トナーや微小
な紙粉がクリーニング装置をすり抜けて外部加熱部材ま
で到達して転移付着してしまい、このため、上記したよ
うな外部加熱部材の表面汚れによる不具合を十分には避
けられないというのが現状である。

【００１０】また、外部加熱部材の表面に、ＰＴＦＥ、
ＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層を設けて、上記し
たＮＶＯトナーや微小な紙粉などが付着しにくいように
する対策も考えられる。ところが、上記したようなフッ
素樹脂等からなる離型層は、熱伝導性が悪く、外部加熱
定着部材の外部加熱性能を低下させてしまう。本発明者
らの実験によれば、その離型層を設けた外部加熱部材を
使用した場合、その使用初期の段階では外部加熱部材の
表面へのＮＶＯトナーや微小な紙粉等の付着は少ないも
のの、経時的には徐々に付着して堆積するようになり、
一度堆積すると、ＮＶＯトナーや微小な紙粉等の付着が
継続して発生し、結局のところ離型層のない外部加熱部
材の場合とほぼ同等に表面が汚れてしまうことが確認さ
れている。ただし、この離型層を設けた場合には、その
離型層がない外部加熱部材の場合のように汚れた表面を
清掃する際には溶剤等を使用しなければならないという
ことはなく、その汚れた表面をウエス等で拭くだけで汚
れを落とすことができ、清掃しやすいという利点があ
る。

【００１１】さらに、本出願人が既に提案しているよう
に、外部加熱部材にクリーニングウェブを接触させて、
その表面を定着動作中に清掃し続けることでＮＶＯトナ
ー等の異物付着を防止することも考えられる（特開平１
１−７２１６号公報、特開平１１−１７４８８９号公
報）。しかし、このようなクリーニングウェブを付設し
た場合には、定着処理の高速化につれて外部加熱部材の
加熱温度をより高温にして動作させる必要があり、この
ため、高温の外部加熱部材に不織布等からなるクリーニ
ングウェブを接触させると、そのウェブが焦げやすくな
り、安全性を十分に確保できないおそれがある。

【００１２】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、外部加熱部材
にクリーニング装置を付設することなく、その外部加熱
部材の表面汚れに起因した定着不良の発生を防止するこ
とができる定着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、未定着像を担持する記録材を外周面
に接触通過させて当該未定着像を加熱定着する加熱定着
部材と、この加熱定着部材の外周面に接離可能に配設さ
れるとともに通電加熱手段にて加熱されて、当該加熱定
着部材をその外周面に当接した状態で加熱する外部加熱
部材とを備えた定着装置において、前記外部加熱部材の
前記加熱定着部材を加熱する外部加熱性能に関して設定
される初期の制御条件を、その外部加熱部材の当該加熱
定着部材の外周面と当接する表面が汚れることによる外
部加熱性能の低下を回復させる別の制御条件に変更する
制御手段を具備するものである。

【００１４】このような定着装置では、その外部加熱部
材の表面にトナー等の異物が付着堆積して汚れた状態に
なった場合であっても、制御手段によって、外部加熱部
材の外部加熱性能に関する制御条件が当該表面よごれに
起因した外部加熱性能の低下を回復させる別の制御条件
に変更されるため、その外部加熱性能の低下が抑止され
て、加熱定着部材の表面温度が所望の定着温度以上に保
たれるようになる。これにより、外部加熱部材の表面汚
れに起因した定着不良の発生が防止される。

【００１５】ここで、上記制御手段における外部加熱性
能の低下を回復させる別の制御条件とは、表面汚れが発
生した外部加熱部材から加熱定着部材に対して外部加熱
用の熱が移動しやすくなり、外部加熱性能を初期の特性
に近い状態まで復帰させるに有効となるように、所定の
制御対象の制御条件を初期の設定内容とは異なる設定内
容にしたものである。また、この制御手段は、通常、定
着装置全体の各動作を制御する制御手段の一部として構
成することができるが、この他にも、例えば、外部加熱
部材の各動作を少なくとも制御する専用の制御手段とし
て構成してもよい。また、制御手段は、演算処理装置、
記憶装置等にて構成されるマイクロコンピュータ等にて
構成される。しかも、その記憶装置には、外部加熱性能
に関する制御対象の初期特性などを記憶させておくよう
にする。

【００１６】上記制御手段における外部加熱性能に関す
る制御対象は、加熱定着部材を加熱する性能（能力）に
関与する事項であれば特に制約されるものではないが、
例えば、その外部加熱部材における前記通電加熱手段の
加熱温度、その通電加熱手段に供給する電力、その外部
加熱部材の加熱定着部材への当接開始時期、その外部加
熱部材の加熱定着部材との接触幅等が挙げられ、これら
各制御対象のうちの少なくとも１つとすることができ
る。なお、この制御手段は、外部加熱部材の動作を制御
する専用のものとして構成する場合に限らず、定着装置
の構成部品（加熱定着部材等）のすべての動作を併せて
制御するように構成してもよい。

【００１７】また、上記制御手段における別の制御条件
は、基本的に外部加熱部材の表面が汚れることによる外
部加熱性能の低下を回復させることが可能な制御条件で
あれば特に制約されるものではないが、例えば、その外
部加熱部材の前記通電加熱手段の加熱（制御）温度を初
期設定温度よりも高い温度とする条件、その通電加熱手
段に供給する電力を初期設定電力よりも大きい電力とす
る条件、その外部加熱部材の加熱定着部材への当接開始
時期を初期設定時期よりも早い時期とする条件、その外
部加熱部材の加熱定着部材との接触幅を初期設定幅より
も広い幅とする条件等が挙げられ、これら各制御条件の
うちの少なくとも１つとすることができる。また、この
別の制御条件は、少なくとも１回変更するための１つの
条件を用意しておけばよいが、必要により複数回（段
階）にわたって変更するために複数の条件を用意してお
いても勿論よい。

【００１８】この別の制御条件として、外部加熱部材の
通電加熱手段の加熱温度を初期設定温度よりも高い温度
とする条件を採用する場合、その高い温度については、
例えば連続定着動作時における加熱定着部材の表面温度
が定着不良を誘発することのない温度以上であって、し
かもトナーの外部加熱部材へのホットオフセット、定着
後における記録材の加熱定着部材からの剥離不良、高温
による定着画像の画質荒れ、加熱定着部材の表面劣化等
が生じない温度以下に設定するとよい。また、通電加熱
手段に供給する電力を初期設定電力よりも大きい電力と
する条件を採用する場合、その大きい電力については、
加熱定着部材の表面温度が所定の定着温度以下になるこ
とがなく、また、ＮＶＯトナーの大量発生や、前記した
トナーのホットオフセット、記録材の剥離不良、定着画
像の画質荒れ、加熱定着部材の表面劣化等を誘発するこ
とのない加熱定着部材の表面温度となるような電力に配
分設定される。なお、その大きくするための電力は、定
着装置で使用可能な電力量に余力がある場合には当該余
力分の電力を供給すればよいが、その余力がない場合に
は他の構成部品（例えば加熱定着部材など）に供給する
電力を削減してその削減した分を当該加熱手段側に供給
すればよい。

【００１９】また、別の制御条件として、外部加熱部材
の加熱定着部材への当接開始時期を初期設定時期よりも
早い時期とする条件を採用する場合、その当接開始時期
については、特に、連続した定着動作時における記録材
の１枚目や２枚目に対する定着動作時での加熱定着部材
の表面温度の低下を防止するに必要十分な加熱定着部材
の外部加熱ができる適切な時期に設定される。さらに、
外部加熱部材の加熱定着部材との接触幅を初期設定幅よ
りも広い幅とする条件を採用する場合、その接触幅につ
いては、外部加熱性能が向上する任意の幅に設定され
る。なお、この接触幅を広める方向に変更する手段とし
ては、外部加熱部材を加熱定着部材に押し付ける押圧力
を高めることが可能な変位機構等を使用すればよい。

【００２０】さらに、このような本発明の定着装置にお
いては、前記外部加熱部材の前記加熱定着部材の外周面
と当接する表面が汚れることによる外部加熱性能の低下
を検知する検知手段を具備し、その検知手段の検知情報
に基づいて前記制御手段の外部加熱性能に関する制御条
件の変更が実行されるように構成するとよい。

【００２１】この場合、その検知手段の検知対象は、外
部加熱部材の表面が汚れることによる外部加熱性能の低
下を検知できる事項であれば特に制約されるものではな
いが、例えば、その加熱定着部材のウォームアップ時の
所要時間、連続定着動作時における加熱定着部材の表面
温度、連続定着動作時における外部加熱部材の表面温度
等が挙げられ、これら各検知対象のうちの少なくとも１
つとすることができる。ここで、連続定着動作とは、原
則として、記録材（未定着像を担持して本定着装置によ
る定着処理を実施できるもの。例えば記録用紙、ＯＨＰ
シート、はがきを含む厚紙、封筒など）の枚数で表現す
ると、１００枚以上の定着を続けて実行する場合である
が、必要により、この規定枚数以下の定着を行う場合を
含めても構わない。また、検知手段は、その構成等につ
いては特に制約されるものではないが、例えば、その検
知対象を検知するための測定手段（タイマー、温度検知
センサなど）と、その測定手段からの検知データを記憶
したり演算処理するための検知情報処理手段とで構成す
ることができる。検知情報処理手段は、前記制御手段の
一部として構成してもよい。

【００２２】また、上記検知手段の検知情報は、外部加
熱部材の表面が汚れることによる外部加熱性能の低下し
たときに前記した制御手段による制御条件の変更時期を
的確に実行するに有効な情報となるものであれば特に制
約されるものではないが、例えば、その加熱定着部材の
ウォームアップ時の所要時間が所定の時間以上に増加し
たこと、連続定着動作時における加熱定着部材の表面温
度が所定の温度以上に低下したこと、連続定着動作時に
おける外部加熱部材の表面温度が所定の温度以上に増加
したこと等が挙げられ、これら各検知情報のうちの少な
くとも１つとすることができる。このうち、検知情報と
して連続定着動作時における外部加熱部材の表面温度が
所定の温度以上に増加したことを適用する場合、その外
部加熱部材の表面温度を検知する検知手段（測定手段）
としては、その外部加熱部材の表面に接触した状態で温
度を測定する接触型の温度検知センサが使用される。

【００２３】さらに、上記制御手段は、その外部加熱部
材が新品に交換されたとき又はその外部加熱部材の前記
表面が清掃されたときに、その外部加熱手段の変更した
別の制御条件を初期の制御条件にリセットする（戻す）
機能を具備するものとするよい。また、上記制御手段の
外部加熱部材に関する制御条件の変更は、この他にも、
外部加熱性能の低下の発生をある程度予測した時期に達
した時点で自動的に実行されるように構成してもよい。
例えば、定着を行う記録材の枚数が所定の枚数（例えば
５００００枚）に達した時点で実行するように構成した
り、あるいは、本定着装置を使用する画像形成装置にお
いて画像形成時に使用する現像剤（トナー）の量が所定
の量に達した時点で実行するように構成することができ
る。

【００２４】そして、以上のような本発明の定着装置
は、画像情報に応じた未定着像を形成して記録材に転写
する作像装置と、この作像装置で記録材に転写された未
定着像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置にお
ける当該定着装置として適用することができる。この場
合、定着装置における前記制御手段は、画像形成装置の
制御手段の一部として組み込んだ構成とすればよい。こ
の本発明の定着装置を適用した画像形成装置は、例え
ば、電子写真方式や静電記録方式を利用したプリンタ、
複写機、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、加熱定着
ロール１と加圧ロール２と外部加熱ロール３とでその主
要部が構成されている。図中の符号Ｎは加熱定着ロール
１と加圧ロール２の間に形成される定着ニップ部であ
り、また、実線矢印は各回転部品の回転方向を示す。

【００２６】上記加熱ロール１は、円筒状の金属製ロー
ルコア１０に弾性層１１を被覆し、さらにその弾性層１
１の表面に図示外の表面層を被覆せしめたロール構造か
らなり、図示されていない支持フレームに対して回転自
在に支持されている。また、この加熱定着ロール１は、
そのロールコア１０の円筒空間内にハロゲンランプ１２
が配設され、このハロゲンランプ１２によりそのロール
表面が所定の表面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は、その表面温度が
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
型温度検知センサ１３により検知され、その検知情報に
基づいて上記所定の表面温度に保たれるように前記ハロ
ゲンランプ１２の動作がフィードバック制御されてい
る。この例では、加熱定着ロール１として、アルミニウ
ムからなるロールコア１０上にシリコーンゴムからなる
厚さ３ｍｍの弾性層１１とフッ素樹脂からなる厚さ３０
μｍの表面層とを形成した直径５０ｍｍ、肉厚７．５ｍ
ｍのロールを使用し、その表面温度が約１７５℃に加熱
保持されるように初期設定されている。

【００２７】上記加圧ロール２は、上記加熱定着ロール
１と同じロール構造からなるものであり、円筒状の金属
製ロールコア２０と弾性層２１及び表面層とで構成され
ている。また、この加圧ロール２は、上記定着ロール１
の場合と同様に、そのロールコア２０の円筒空間内に配
されたハロゲンランプ２２によって所定の表面温度とな
るように加熱される。また、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、その検知情報に基づいて所定の
表面温度に保たれるようにハロゲンランプ２２の動作が
フィードバック制御されるようになっている。この例で
は、加圧ロール２として、上記加熱定着ロール１とほぼ
同じ構成からなる同一直径のものを使用し、その表面温
度が約１３５℃に加熱保持されるように設定されてい
る。

【００２８】また、加熱定着ロール１は、ステッピング
モータ等の回転駆動源と回転伝達機構を介して連結され
ており、これにより矢印方向に回転駆動するようになっ
ている。一方、加圧ロール２は、図示されていない揺動
アームに回転自在に支持されているとともに、その揺動
フレームが支軸を中心にして上下方向に揺動することに
よって加熱定着ロール１と圧接及び離間可能になってい
る。これにより、加圧ロール２が加熱定着ロール１に圧
接された際には、加熱定着ロール１との間で前記した定
着ニップ部Ｎが形成される。また、この加圧ロール２
は、加熱定着ロール１が回転駆動すると、その加熱定着
ロール１に圧接された状態で従動回転するようになって
いる。そして、この例では、上記した加熱定着ロール１
と加圧ロール２における定着ニップ部Ｎの幅が約１０ｍ
ｍとなるように設定されている。

【００２９】上記外部加熱ロール３は、金属製の円筒ロ
ール３０からなるものであり、そのロールの中空内部に
配設されたハロゲンヒータ３２により所定の表面温度と
なるように加熱されるものである。また、そのロール表
面に接触するように配設された第３の接触型温度検知セ
ンサ３３により表面温度が検知され、その検知情報に基
づいて所定の表面温度に保たれるようにハロゲンランプ
３２の動作がフィードバック制御されるようになってい
る。特に、第３の温度検知センサ３３は、外部加熱ロー
ル３の表面のうちで加熱定着ロール１の用紙通過領域に
相当する領域となる表面内に接触配置されている。さら
に、この外部加熱ロール３は、揺動アーム３５の一端部
に回転自在に支持されているとともに、その揺動アーム
３５が支軸３６を中心にして矢印Ｅ，Ｆ方向に揺動する
ことによって加熱定着ロール１と当接及び離間可能にな
っている。この揺動アーム３５は、その外部加熱ロール
３が取り付けられた端部とは反対側の端部が、その端部
に開設された長孔３５ａに嵌め入れられた偏心カム４７
に支持されており、その偏心カム４７が複数の駆動伝達
ギア３８等を介して伝達される電動モータ３９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３６を
中心に矢印Ｅ，Ｆ方向に揺動する機構になっている。

【００３０】この例では、外部加熱ロール３（３０）と
して、アルミニウムからなる直径が３５ｍｍ、肉厚が
４．５ｍｍの金属ロールを使用している。また、この外
部加熱ロール３は、そのスタンバイ時には、加熱定着ロ
ール１から離間された状態で約２００℃に加熱保持され
るように初期設定されている。さらに、この外部加熱ロ
ール３は、定着動作時には加熱定着ロール１に当接した
状態となるが、その際、加熱定着ロール１と接触するニ
ップ部の幅（接触幅）Ｍが約４ｍｍとなるように初期設
定されている。

【００３１】また、この定着装置においては、加熱定着
ロール１にクリーニング装置４が設けられている。上記
クリーニング装置４は、不織布からなるクリーニングウ
ェブ４０を押圧ロール４１により加熱定着ロール１に押
し当てることにより、加熱定着ロール１の表面を清掃す
るようになっている。そのウェブ４０は、送出ロール４
２から所定量ずつ繰り出され、押圧ロール４１と支持ロ
ール４３を経由して巻取ロール４４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４では、上
記ウェブ４０に加えてクリーニングロール４５が配設さ
れている。このクリーニングロール４５は、押圧ロール
４１よりも上流側となる加熱定着ロール１の表面で当接
すると同時に、押圧ロール４１と支持ロール４３の間に
張架されるウェブ４０部分に接触するような状態で配設
されている。

【００３２】さらに、この定着装置においては、図示さ
れていないが、加熱定着ロール１へのトナーの付着防止
や加熱定着ロール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や、定着ニッ
プ部Ｎの入口側及び出口側に記録用紙Ｐを案内するガイ
ド部材等が設けられている。

【００３３】そして、この定着装置は、図２に示すよう
な制御装置５により各構成部品の動作が制御されるよう
になっている。この制御装置５は、演算処理装置、記憶
装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）等にて構成されたものであ
り、その機能面からは主に加熱系制御部と駆動系制御部
とが具備されている。

【００３４】制御装置５の加熱系制御部には、前記した
加熱定着ロール１の接触型温度センサ１３と、加圧ロー
ル２の接触型温度センサ２３と、外部加熱ロール３の接
触型温度センサ３３とが接続されているとともに、加熱
定着ロール１のハロゲンランプ（第１ランプ）１２へ所
定の電力を供給する第１ランプ電源回路５１と、加圧ロ
ール２のハロゲンランプ（第２ランプ）２２へ所定の電
力を供給する第２ランプ電源回路５２と、外部加熱ロー
ル３のハロゲンランプ（第３ランプ）３２へ所定の電源
を供給する第３ランプ電源回路５３とがそれぞれ接続さ
れている。これにより、加熱系制御部は、各温度センサ
１２、２２、２３から各ロール１、２、３の表面温度の
検知情報が入力されるようになっているとともに、その
検知情報等に基づいて各電源回路に対して各ハロゲンラ
ンプ１２、２２、３２のＯＮ／ＯＦＦ動作時期や供給電
力等に関する制御信号を出力して各ハロゲンランプの加
熱動作を制御するようになっている。

【００３５】一方、制御装置５の駆動系制御部には、加
熱定着ロール１を回転駆動させる電動モータ１５を制御
する回転用モータドライバ５５と、外部加熱ロール３の
支持アーム３５の揺動動作を実現する電動モータ３９を
制御する接離用モータドライバ５６がそれぞれ接続され
ている。これにより、駆動系制御部は、各ドライバに各
モータのＯＮ／ＯＦＦ動作や回転量等に関する制御信号
を出力して各モータの駆動動作を制御するようになって
いる。

【００３６】また、この制御装置５には、用紙通過検知
センサ６１、６２等が接続されており、これにより定着
対象となる記録用紙Ｐの定着装置への進入情報や定着後
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。このうち記録用紙Ｐの進入情報を得る用紙通過検知
センサ６１は、通常、定着装置が使用される画像形成装
置側に配設しているが、定着装置の用紙進入口に設置し
ても構わない。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動作等の定着装置の
制御に必要な情報信号）ＳＳが入力されるようになって
いる。

【００３７】このような定着装置は、基本的に以下のよ
うに動作する。

【００３８】まず、電源が投入されると、図３に示すよ
うに、加熱定着ロール１、加圧ロール２及び外部加熱ロ
ール３が各ハロゲンランプ１２、２２、３２によってそ
れぞれ加熱され始める。すなわち、ウォームアップされ
る。一方、この加熱動作に合わせて加熱定着ロール１
が、電動モータ１５の回転駆動により矢印で示す方向に
回転する。このとき、加圧ロール２は、加熱ロール１と
は離間した状態で回転している。なお、このウォームア
ップ時の初期段階では、外部加熱ロール３が所定の温度
に加熱されるまで、加熱ロール１を回転させず停止させ
た状態にしておいも構わない。

【００３９】この定着装置では、そのウォームアップ時
に要する時間（所要時間）を少しでも短縮するため、特
に外部加熱ロール３を加熱定着ロール１から離間させた
状態で優先して加熱制御温度（この例では２００℃）に
なるまで加熱することにより立ち上げ、その立ち上がっ
た時点で、外部加熱ロール３を加熱定着ロール１に当接
させることにより、加熱定着ロール１をその外表面から
も同時に加熱するようになっている（図３参照）。これ
は、特に弾性層１１を設けた加熱定着ロール１では前述
したように熱伝導性が悪いため、そのロール内部のハロ
ゲンランプ１２の発熱のみで加熱していただけではウォ
ームアップ時の所要時間も長くなってしまうことを防ぐ
ためである。

【００４０】また、各ロール１、２、３は、その各表面
温度が温度検知センサ１３、２３、３３に検知されて所
定の加熱制御温度（１７５℃、１３５℃、２００℃）に
それぞれ達すると、制御装置５の加熱系制御部により、
各ハロゲンランプ１２、２２、３２をＯＮ／ＯＦＦ動作
させてその各表面温度が保たれるようにフィードバック
制御される（図３参照）。なお、外部加熱ロール３は、
ウォームアップ時以外のときには、通常は加熱定着ロー
ル１から離間した状態におかれて所定の加熱制御温度に
保たれており、定着動作が開始される際に所定のタイミ
ングで加熱定着ロール１に当接するようになっている。
この例では、定着対象の記録用紙Ｐが用紙検知センサ６
１により検知され、定着ニップ部Ｎに突入する時期に合
わせて加熱定着ロール１に当接するように初期設定され
ている。また、加圧ロール２についても、定着動作が開
始される際に所定のタイミングで加熱ロール１に当接
し、加熱ロール１との間で定着ニップＮを形成するよう
になっている。

【００４１】そして、このウォームアップが完了してス
タンバイＯＫの状態になると、この定着装置にむけて図
示されていない画像形成装置の本体側から未定着トナー
像Ｔが担持され記録用紙Ｐが搬送され、定着動作が開始
される。すなわち、記録用紙Ｐは、図１に示すように、
そのトナー像Ｔを担持する面が加熱定着ロール１の表面
に接触して通過するような姿勢で定着ニップ部Ｎに送り
こまれ、回転する加熱定着ロール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。
図１中の矢付点線は、記録用紙Ｐの搬送経路を示す。

【００４２】このようにして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６２によって検知さ
れ、これにより、その通過した記録用紙Ｐの定着動作が
無事完了したことが確認される。なお、定着動作中に
は、着ニップ部Ｎを通過した加熱定着ロール１の表面
は、クリーニング装置４により清掃された後、その清掃
後の表面に当接する外部加熱ロール３により外部熱され
続ける。また、用紙検知センサ６２によって最終の記録
用紙Ｐの通過が検知されると、外部加熱ロール３が加熱
定着ロール１から離間されるようになっている。

【００４３】ここで、この実施の形態１に係る定着装置
の初期段階における定着性能について調べた。

【００４４】すなわち、その定着性能については、加熱
定着ロール１の表面温度を５℃ずつ振って様々な定着温
度に設定した条件下でテスト用の白黒画像及びカラー画
像（いずれもトナー像）に対する定着試験をいずれも記
録用紙１０枚分ずつ実施し、そのときの定着結果を調べ
て良好な定着に適した定着温度の範囲を考察した。この
試験では、記録用紙Ｐの搬送速度を２２０ｍｍ／ｓｅｃ
とし、また、加熱定着ロール１の回転速度については、
白黒画像の連続定着時における定着処理速度が５０ｐｐ
ｍ（１分間当たりの定着枚数）となるように設定すると
ともに、カラー画像の連続定着時における定着処理速度
が１２．５ｐｐｍとなるように設定した。さらに、上記
記録用紙Ｐ１としては、８０ｇｓｍのＪ紙（富士ゼロッ
ク社製）を使用した。

【００４５】この結果、白黒画像及びカラー画像のいず
れの定着においても、その定着温度が１９０℃という高
温域になると、前記記録用紙Ｐ１とは異なる薄紙の記録
用紙Ｐ２を使用した定着時において定着画像の画質荒れ
による定着不良が発生した。また、白黒画像の定着で
は、加圧ロール２の表面温度によっても異なるが、その
定着温度が１４０〜１４５℃の低温域になると定着不良
が発生し、一方のカラー画像の定着では、白黒画像に比
べてトナー量が多いので、その定着温度が１５５℃以下
になると定着不良が発生した。

【００４６】このような結果から、この定着装置では、
白黒画像の定着に適した定着温度（加熱定着ロール１の
表面温度）については「１４５〜１５０℃以上でかつ１
８５℃以下」という温度範囲に設定し、カラー画像の定
着に適した定着温度については「１６０℃以上でかつ１
８５℃以下」という温度範囲に設定すればよいことが判
明した。

【００４７】続いて、この定着温度の設定条件に基づい
て白黒画像の定着を、定着処理速度５０ｐｐｍのもとで
８０ｇｓｍの記録用紙Ｐ１を用いて５００枚分連続して
行い、このときの各ロール（加熱定着ロール１、加圧ロ
ール２及び外部加熱ロール３）の表面温度の推移と、加
熱定着ロール１及び加圧ロール２の温度推移（図４ｂ中
の実線）と定着可能な最低ラインとの関係を調べた。こ
のときの結果を図４に示す。同図ｂ中の符号（Ｓ）はこ
の連続定着試験の開始点を示し、（Ｅ）はこの連続定着
試験の終了点（５００枚の定着動作が終了した時点）を
示す。また、定着可能な最低ラインは、上述した定着試
験の状況に基づいて示したものである。

【００４８】この連続定着動作試験では、定着装置が連
続定着動作時の加熱動作のために許容される加熱定着ロ
ール１及び外部加熱ロール２の総電力として「６８０
Ｗ」が配分されているものと想定し、加熱定着ロール１
（のハロゲンランプ１２）には「３８０Ｗ」の電力を、
外部加熱ロール３（のハロゲンランプ２２）には「３０
０Ｗ」の電力をそれぞれ配分供給するように設定してい
る。なお、このようなときの電力の配分は、一般に、連
続した定着動作時における加熱定着ロール１の表面温度
を所望の定着性能が得られる定着温度以上に保つために
は外部加熱ロール３の加熱温度を所定の温度以上に設定
する必要があることから、外部加熱ロール３の加熱温度
が所定の温度以上になるように優先して決定される。

【００４９】図４に示す結果から、このような電力設定
を含む種々の設定からなる本例の定着装置では、白黒画
像の連続定着を行った場合、加熱定着ロール１等の表面
温度が、５００枚の定着動作が終了する付近で定着可能
な最低ラインを横切るところまで低下しているため、そ
の連続した定着動作は５００枚程度が限界であることが
わかる。

【００５０】そこで、この定着装置における上記電力に
ついて、加熱定着ロール１には「３００Ｗ」の電力を、
外部加熱ロール３には「３８０Ｗ」の電力をそれぞれ配
分供給するように設定し直して前記の連続定着動作試験
を同様に行ったところ、図５に示すように、５００枚の
定着動作が終了するまで加熱定着ロール１等の表面温度
が定着可能な最低ラインを横切ることなく良好に定着を
行うことができた。

【００５１】この際、外部加熱ロール３への電力配分を
「３００Ｗ」から「３８０Ｗ」に変更することにより、
その外部加熱ロール３の表面温度を「２００℃」から
「２１０℃」にすることができ、結果として、連続した
白黒画像の定着動作時における加熱定着ロール１の表面
温度（定着ニップ部Ｎにおける温度に相当する温度）を
所望の温度（１４５〜１５０℃）以上に保つことができ
るようになる（図５参照）。これにより、この定着装置
では、電力配分については上記の条件で初期設定するこ
とにした。

【００５２】また、このような外部加熱ロール３への電
力配分は、外部加熱ロール３の外部加熱時（加熱定着ロ
ール１に当接した状態にあるとき）における加熱制御温
度を、スタンバイ時（加熱定着ロール１から離間した状
態にあるとき）における加熱制御温度の「２００℃」に
対して、「２１０℃」にすることとほぼ同等である。ち
なみに、加熱制御温度だけを２１０℃に設定しても、電
力配分が３００Ｗの設定のままでは、そのときの定着動
作条件にもよるが、外部加熱ロール３の表面温度は２１
０℃までは達しない。従って、この定着装置では、この
ように外部加熱ロール３の加熱制御温度を変更すること
によっても、５００枚以上の連続した白黒画像の定着動
作が可能となる。なお、この定着装置では、外部加熱ロ
ール３の加熱制御温度を定着動作中において変更するの
は白黒画像の定着時のみであり、カラー画像の定着時に
は行わない。つまり、カラー画像の定着の場合には、前
述したように定着処理速度を１２．５ｐｐｍに減速させ
るので、スタンバイ時における加熱制御温度の「２００
℃」のままであっても、連続した定着動作が可能なので
ある。

【００５３】さらに、この定着装置においては、定着動
作開始時に、外部加熱ロール３を加熱定着ロール１に当
接させる時期（タイミング）は、記録用紙Ｐが定着ニッ
プ部Ｎに突入する「１秒前」に初期設定している。ここ
で、この外部加熱ロール３の当接時期を記録用紙Ｐが定
着ニップ部Ｎに突入する時期と同じに設定した場合に
は、例えばトナー量が多いカラー画像のような画像の定
着時においてＡ３版の記録用紙Ｐの１枚目の定着に際し
てその用紙後端部や、その２枚目の記録用紙Ｐに対する
定着温度が定着不良が発生するぎりぎりの温度（定着可
能最低ライン）まで下がってしまう。反対に、外部加熱
ロール３の当接時期を記録用紙Ｐが定着ニップ部Ｎに突
入する２秒前に設定した場合には、１枚目の記録用紙Ｐ
が定着ニップ部Ｎに突入する時点での加熱定着ロール１
の表面温度が１９０℃等のような高温になり、特に薄紙
の記録用紙にあっては転写画像の画質荒れが発生してし
まうという不具合がある。

【００５４】ところで、このような外部加熱ロール３を
備えた定着装置においては、その外部加熱ロール３の表
面にトナーや紙粉等が付着して汚れると、その外部加熱
性能が低下する。図６は、そのような外部加熱ロール３
の表面汚れの度合いに対する加熱定着ロール１等の表面
温度の変化と定着可能最低ラインとの状況を調べた結果
を示すものである。

【００５５】この試験は、外部加熱ロール３（３０）と
して、未使用状態で表面汚れのない初期段階の外部加熱
ロールと、約５００００枚（＝５０ｋｐｖ）の定着動作
に使用して表面汚れが中レベルである外部加熱ロール
と、約１０００００枚（＝１００ｋｐｖ）の定着動作に
使用して表面汚れが大レベルである外部加熱ロールとの
３種のものを使用して、前記した白黒画像に対する５０
０枚の連続した定着動作試験を同様に行い、そのときの
加熱定着ロール１及び加熱ロール２の表面温度を測定し
続けた。表面汚れが中レベルの外部加熱ロールと大レベ
ルの外部加熱ロールについては、市場から回収した使用
済品を使用した。

【００５６】図６に示す結果から、外部加熱ロール３の
表面が汚れるにつれて、加熱定着ロール１の表面温度を
所望の温度（定着温度）に保つことができなくなること
がわかる。具体的には、表面汚れが中レベルの外部加熱
ロールの場合には、その途中から定着可能最低ラインぎ
りぎりの結果であるものの、表面汚れが大レベルの外部
加熱ロールの場合には、約１５０枚目以降で定着不良が
発生するようなった。

【００５７】そこで、この定着装置では、制御装置５に
おいて、図７に示すように、定着動作が指示された際に
（ステップ１：Ｓ１０）、当初は外部加熱ロール３の加
熱動作に関する制御条件として「初期の制御条件」で定
着動作を実行し（Ｓ１１）、その一方で外部加熱ロール
３の表面汚れに伴う外部加熱性能の低下を検知し（Ｓ１
２）、そのときの検知情報に基づいて必要な場合に当該
制御条件について初期の制御条件とは異なる「第２の制
御条件」に変更する制御を実行するように設定されてい
る（Ｓ１３、Ｓ１５）。

【００５８】この実施の形態１では、上記制御動作のス
テップ１２における外部加熱性能の低下の検知について
は、白黒画像の１００枚以上の連続した白黒画像の定着
動作を実行する際における加熱定着ロール１の表面温度
の変化について検知する。すなわち、加熱定着ロール１
の表面温度を測定し続け、その測定した表面温度の初期
（汚れのない初期段階）の表面温度に対する低下率を演
算処理し、かかる低下率（測定結果）が予め定めた閾値
（例えば−３０℃／１００枚。１００枚の連続定着動作
を行ったときに表面温度が３０℃低下した場合）よりも
大きな値になったことを検知する。また、加熱定着ロー
ル１の初期の表面温度の低下率（初期値）については制
御装置５の記憶装置（ＲＡＭ）等に予め記憶保存してお
く。

【００５９】また、変更する制御条件としては、前記し
た各種の制御条件のうちで外部加熱ロール３のハロゲン
ランプ３２に供給する電力量とその加熱制御温度等を対
象とする。その変更内容としては、電力については初期
の制御条件を前述したように「３８０Ｗ」とし、第２の
制御条件を「４３０Ｗ」とする。この際、その増加分の
電力（５０Ｗ）については、加熱定着ロール１のハロゲ
ンランプ１２に供給する初期の電力（３００Ｗ）から５
０Ｗ削減することで対応する。また、外部加熱ロール３
のスタンバイ時の加熱制御温度について、初期の制御条
件を「２００℃」とし、第２の制御条件を「２１０℃」
とする。また、その白黒画像の定着動作実行中の加熱制
御温度について初期の制御条件を「２１５℃」とし、第
２の制御条件を「２２０℃」とする。

【００６０】次に、この定着装置における上記制御動作
について図７に基づいて説明する。

【００６１】まず、１００枚以上の連続した白黒画像の
定着動作が指示要求されると（Ｓ１０）、初期の制御条
件で定着動作が実行されるとともに（Ｓ１１）、外部加
熱性能の低下に関する検知が実行される（Ｓ１２）。す
なわち、制御装置５では、外部加熱ロール３のハロゲン
ランプ３２に３８０Ｗの電力を供給し、そのスタンバイ
時には外部加熱ロール３の表面温度を２００℃に保ち、
その定着動作実行中にはその表面温度を２１５℃に保つ
ための各制御動作が実行される。また、これと同時に、
加熱定着ロール１の表面温度が第１の温度検知センサ１
３で検知され、制御装置５の加熱系制御部において、そ
の検知した表面温度の初期値に対する低下率について演
算処理される。

【００６２】続いて、その加熱定着ロール１の表面温度
の低下率が閾値よりも大きくなった否かが判断される
（Ｓ１３）。この際、閾値よりも小さいと判断された場
合には、それ以降の定着動作があるか否かが判断された
後（Ｓ１４）、その続きがあれば、初期の制御条件のも
とで定着動作が継続されるともに外部加熱性能の低下に
関する検知が実行され（Ｓ１１〜１２）、その続きがな
ければ終了する。

【００６３】一方、ステップ１３において、その表面温
度の低下率が閾値よりも大きい（表面温度が大幅に低下
した）と判断されると、制御装置５では、前記初期の制
御条件を「第２の制御条件」に変更する（Ｓ１５）。そ
の後、定着動作に続きがあるか否かが判断され（Ｓ１
６）、その続きがなければ終了するが、その続きがある
場合には、第２の制御条件のもとで定着動作が実行され
る（Ｓ１７）。すなわち、制御装置５では、外部加熱ロ
ール３のハロゲンランプ３２に４３０Ｗの電力を供給
し、そのスタンバイ時には外部加熱ロール３の表面温度
を２１０℃に保ち、その定着動作実行中にはその表面温
度を２２０℃に保つための各制御動作が実行される。

【００６４】そして、その後の定着動作があるか否かが
判断されて（Ｓ１８）、その続きがあれば、第２の制御
条件のもとで定着動作が継続されるが（Ｓ１７）、その
続きがなければ終了する。

【００６５】図８は、図６で示した約５００００枚の定
着動作に使用して表面汚れが中レベルである外部加熱ロ
ールを用いて前記した白黒画像に対する５００枚の連続
した定着動作試験を、第２の制御条件に変更した以外は
同様に行ったときの結果を示すものである。図８中に
は、汚れのない外部加熱ロールと汚れが中レベルの上記
外部加熱ロールとを用いて、いずれも初期の制御条件の
もとで行ったときの結果（図４と同じデータ）も併せて
示す。

【００６６】この図８に示す結果から明らかなように、
汚れが中レベルの外部加熱ロール３を使用して白黒画像
の連続定着を行った場合であっても、前記したように初
期の制御条件を第２の制御条件に変更したことにより、
その加熱定着ロール１の表面温度の変化状態は、汚れの
ない外部加熱ロール３を使用して同じ定着を行った場合
と近似した温度変化となり、従って、定着不良がより一
層発生しにくい安定した連続定着を行うことが可能にな
った。

【００６７】このように、制御装置５により外部加熱ロ
ール３の外部加熱性能に関する制御条件を「第２の制御
条件」に変更して、外部加熱ロール３のハロゲンランプ
３２への電力配分を初期設定量よりも増やするととも
に、定着動作中における外部加熱ロール３の加熱制御温
度を初期設定温度よりも高い温度にすることで、外部加
熱ロール３の加熱定着ロール１との温度差が大きくな
り、熱が外部加熱ロール３から加熱定着ロール１側にむ
けて移動（伝導）しやすくなる。これにより、その加熱
定着ロール１の表面温度を所望の温度以上に保つことが
でき、この結果、外部加熱ロール３の表面汚れに伴う定
着不良が発生しなくなったり、加熱定着ロール１の表面
温度の復帰を待つために装置を一時停止させる必要がな
くなる。

【００６８】［実施の形態２］この実施の形態２は、実
施の形態１の定着装置において、その制御装置５による
外部加熱性能に関する制御条件の設定内容に代えて、そ
の外部加熱性能に関する制御動作（図７で示すステップ
１２）における外部加熱性能の低下の検知対象として、
白黒画像の１００枚以上の連続した白黒画像の定着動作
を実行する際における外部加熱ロール３の表面温度の変
化を採用し、また、その制御動作における変更する制御
対象として、外部加熱ロール３の加熱定着ロール１との
ニップ部Ｍの接触幅を対象としたものである。したがっ
て、この変更した構成以外は実施の形態１の場合と同じ
構成である。

【００６９】上記外部加熱ロール３の表面温度の変化
は、上記のような連続した定着動作時における温度の上
昇率を検知する。すなわち、外部加熱ロール３の表面温
度を第３の接触型温度検知センサ３３により測定し続
け、その測定した表面温度の初期（汚れのない初期段
階）の表面温度に対する上昇率を演算処理し、かかる上
昇率（測定結果）が予め定めた閾値（例えば＋５℃）よ
りも大きな値になったことを検知する。このとき、外部
加熱ロール３の初期の表面温度の上昇率（初期値）につ
いては制御装置５の記憶装置（ＲＡＭ）等に予め記憶保
存しておく。

【００７０】この外部加熱ロール３の表面温度の上昇率
を検知するのは以下の理由によるものである。すなわ
ち、外部加熱ロール３の表面がトナー等の異物の堆積に
より汚れるにつれて、そのロール表面の温度が上昇する
ため、この現象を利用して外部加熱性能が低下したとみ
なし、制御条件を変更すべき時期にするためである。

【００７１】つまり、外部加熱ロール３の表面温度を測
定する第３の温度検知センサ３３が前述したようにその
ロール３の用紙通過領域に相当する表面部分に接触配置
されている関係上、外部加熱ロール３の表面にトナー等
が付着して堆積しても、温度検知センサ３３（の検知
部）が接触している当該ロール表面部分だけはトナー等
の異物がそのセンサによりかき取られて堆積する（汚れ
る）ことがなくなり、温度検知センサ３３は外部加熱ロ
ール３の表面に直接（異物を解することなく）接触して
いる温度測定している。これに対し、連続した定着動作
時における外部加熱ロール３のセンサ接触部を除く表面
は、異物の堆積により加熱定着ロール１への熱の移動量
が減っているため、その移動しない熱によりロール自体
の温度が上昇しやくなる。そして、この外部加熱ロール
３の表面汚れに伴う表面温度の上昇が、そのロール表面
に直接接触している温度検知センサ３３により検知され
ることになる。そこで、この温度上昇の度合いを検知す
ることにより外部加熱性能の低下を検知しようとするも
のである。図９は、表面汚れの異なる３種の外部加熱ロ
ール３を使用して連続定着を行った場合における各ロー
ルの表面温度を測定した結果を示すものである。

【００７２】上記外部加熱ロール３の加熱定着ロール１
との接触幅については、その初期の制御条件を前述した
ように「４ｍｍ」とし、第２の制御条件を「５．５ｍ
ｍ」とする。この際、その接触幅の変更は、前記した外
部加熱ロール３の支持アーム３５を矢印Ｅ，Ｆ方向に揺
動させる偏心カム４７の停止位置を調整するか、あるい
は、その偏心カム４７として２段階型の偏心カムを使用
することで対処する。この例では、４ｍｍの上記接触幅
を得るため外部加熱ロール３を荷重１０ｋｇｆ（約１０
０Ｎ・ｍ）で加熱定着ロール１に圧接しており、その荷
重を１５ｋｇｆ（約１５０Ｎ・ｍ）にすることで上記接
触幅を５．５ｍｍに変更できる。

【００７３】このような定着装置における主な制御動作
について図７に基づいて説明する。

【００７４】まず、１００枚以上の連続した白黒画像の
定着動作が指示要求されると（Ｓ１０）、初期の制御条
件で定着動作が実行されるとともに（Ｓ１１）、外部加
熱性能の低下に関する検知が実行される（Ｓ１２）。す
なわち、制御装置５では、外部加熱ロール３の加熱定着
ロール１との接触幅が４ｍｍとなるように前記偏心カム
４７に係る制御動作が実行される。また、これと同時
に、外部加熱ロール３の表面温度が第３の温度検知セン
サ３３で検知され、制御装置５の加熱系制御部におい
て、その検知した表面温度の初期値に対する増加率につ
いて演算処理される。

【００７５】続いて、その外部加熱ロール３の表面温度
の増加率が閾値よりも大きくなった否かが判断される
（Ｓ１３）。この際、閾値よりも小さいと判断された場
合には、実施の形態１の場合と同様にそれ以降の定着動
作があるか否かが判断されるが（Ｓ１４）、その表面温
度の増加率が閾値よりも大きい（表面温度が大幅に増加
した）と判断されると、制御装置５では、前記初期の制
御条件を「第２の制御条件」に変更する（Ｓ１５）。そ
の後、定着動作に続きがあるか否かが判断され（Ｓ１
６）、その続きがなければ終了するが、その続きがある
場合には、第２の制御条件のもとで定着動作が実行され
る（Ｓ１７）。すなわち、制御装置５では、外部加熱ロ
ール３の加熱定着ロール１との接触幅が５．５ｍｍとな
るように前記偏心カム４７に係る制御動作が実行され
る。これ以降の動作内容（ステップＳ１８など）につい
ては実施の形態１の場合と同様である。

【００７６】図１０は、図６で示した約５００００枚の
定着動作に使用して表面汚れが中レベルである外部加熱
ロールを用いて前記した白黒画像に対する５００枚の連
続した定着動作試験を、第２の制御条件に変更した以外
は同様に行ったときの結果を示すものである。図１０中
には、図８の場合と同様に、汚れのない外部加熱ロール
と汚れが中レベルの上記外部加熱ロールとを用いて、い
ずれも初期の制御条件のもとで行ったときの結果（図４
と同じデータ）も併せて示す。

【００７７】この図１０に示す結果から明らかなよう
に、表面汚れが中レベルの外部加熱ロール３を使用して
白黒画像の連続定着を行った場合であっても、前記した
ように初期の制御条件を第２の制御条件に変更したこと
により、その加熱定着ロール１の表面温度の変化状態
は、汚れのない外部加熱ロール３を使用して同じ定着を
行った場合と近似した温度変化となり、従って、定着不
良がより一層発生しにくい安定した連続定着を行うこと
が可能になった。

【００７８】［実施の形態３］この実施の形態３は、実
施の形態１の定着装置において、その制御装置５による
外部加熱性能に関する制御条件の設定内容に代えて、そ
の外部加熱性能に関する制御動作（図７で示すステップ
１２）における外部加熱性能の低下の検知対象として、
加熱定着ロール１のウォームアップ時の所要時間の変化
を採用し、また、その制御動作における変更する制御対
象として、実施の形態１の場合と同様に外部加熱ロール
３のハロゲンランプ３３への電力とその加熱制御温度を
対象にするとともに、実施の形態２の場合と同様に外部
加熱ロール３の加熱定着ロール１とのニップ部Ｍの接触
幅を対象としたものである。この変更した構成以外は実
施の形態１、２の場合と同じ構成である。

【００７９】上記加熱定着ロール１のウォームアップ時
の所要時間の変化は、電源が投入されてから加熱定着ロ
ール１の表面温度が室温（例えば２２℃）から所定の加
熱温度になるまでになるまでの経過時間をカウントし、
そのカウントした時間が初期（汚れのない初期段階）の
ウォームアップ時における所要時間に対する増加分を演
算処理し、かかる増加分が予め定めた閾値（例えば１
分）よりも大きな値になったことを検知する。このと
き、加熱定着ロール１の初期の所要時間（初期値）につ
いては制御装置５の記憶装置（ＲＡＭ）等に予め記憶保
存しておく。

【００８０】このウォームアップ時の所要時間の増加分
を検知するのは以下の理由によるものである。すなわ
ち、外部加熱ロール３の表面がトナー等の異物の堆積に
より汚れるにつれて、加熱定着ロール１のウォームアッ
プが完了するまでに要する時間が増加するため、この現
象を利用して外部加熱性能が低下したとみなし、制御条
件を変更すべき時期にするためである。図１１は、表面
汚れの異なる３種の外部加熱ロール３を使用して加熱定
着ロール１のウォームアップ完了までの表面温度の変化
とその経過（所要）時間との関係を調べた結果を示すも
のである。

【００８１】外部加熱ロール３のハロゲンランプ３３へ
の電力とその加熱制御温度との初期の制御条件とその第
２の制御条件については実施の形態１の場合と同様にし
た。また、外部加熱ロール３の加熱定着ロール１とのニ
ップ部Ｍの接触幅については実施の形態２の場合と同様
にした。

【００８２】この定着装置における主な制御動作につい
て図１２に基づいて説明する。

【００８３】まず、定着装置等の電源が投入されると
（Ｓ２０）、前述したように加熱定着ロール１、加圧ロ
ール２及び外部加熱ロール３が各ハロゲンランプ１２，
２２，３２によって加熱されてウォームアップが開始さ
れるとともに（Ｓ２１）、外部加熱性能の低下に関する
検知であるウォームアップの所要時間の計測が開始され
る（Ｓ２２）。すなわち、制御装置５では、加熱定着ロ
ール１の表面温度が第１の温度検知センサ１３で検知さ
れ続け、制御装置５の加熱系制御部において、その検知
した表面温度がウォームアップ完了温度（１７５℃）に
なるまでの所要時間とそのウォームアップ所要時間の初
期値に対する増加分について演算処理される。

【００８４】続いて、その加熱定着ロール１のウォーム
アップの所要時間の増加分が閾値よりも大きくなった否
かが判断される（Ｓ２３）。この際、閾値よりも小さい
と判断された場合には、通常のスタンバイ状態に移行す
るが、その所要時間の増加分が閾値よりも大きい（時間
が増えた）と判断されると、制御装置５では、前記初期
の各制御条件を「第２の制御条件」に変更する（Ｓ２
４）。すなわち、制御装置５では、外部加熱ロール３の
加熱定着ロール１との接触幅が５．５ｍｍとなるように
前記偏心カム４７に係る制御動作が実行されるととも
に、外部加熱ロール３のハロゲンランプ３２に４３０Ｗ
の電力を供給し、そのスタンバイ時には外部加熱ロール
３の表面温度を２１０℃に保ち、その定着動作実行中に
はその表面温度を２２０℃に保つための各制御動作が実
行される。

【００８５】この制御条件の変更処理が終了すると、通
常のスタンバイ状態に移行する。そして、これ以降にお
ける定着動作は上記第２の制御条件のもとで実行され
る。

【００８６】実際に、第２の制御条件に変更した後に、
図１２で示した表面汚れが発生した外部加熱ロール３を
使用してウォームアップ白黒画像の連続定着を行ったと
ころ、その加熱定着ロール１のウォームアップの所要時
間が表面汚れのない初期段階の外部加熱ロール３を使用
した場合における初期の所要時間に近い状態に回復する
ことができた。また、その第２の制御条件に変更した制
御状態で白黒画像の連続定着を行ったところ、定着不良
の発生のない安定した連続定着を行うことが可能であっ
た。

【００８７】［実施の形態４］この実施の形態４は、実
施の形態１〜３の各定着装置において、その制御装置５
による外部加熱性能に関する制御条件を各第２の制御条
件に変更した後に、表面汚れの発生した外部加熱ロール
３を新品に交換したり又はその外部加熱ロール３の表面
を清掃したときに初期の制御条件にリセットする機構を
制御装置５に付加したものである。この変更した構成以
外は実施の形態１〜３の場合と同じ構成である。

【００８８】外部加熱ロール３の交換事実の検知につい
ては、その交換作業者が制御装置５に交換した旨の情報
を操作パネル等から入力するように構成したり、あるい
は、外部加熱ロール３の着脱作業を検知する検知するス
イッチ、センサ等の検知手段を付設して対処する。ま
た、外部加熱ロール３の表面清掃事実の検知について
は、例えば、その清掃作業者が清掃した旨の情報を操作
パネル等から入力するように構成して対処する。

【００８９】この定着装置における主な制御動作につい
て図１３に基づいて説明する。

【００９０】まず、第２の制御条件による制御が実行さ
れる定着動作の指示要求があると（ステップ３０：Ｓ３
０）、その第２の制御条件で定着動作が実行される（Ｓ
３１）。この定着動作等において、前述したように外部
加熱ロール３の表面清掃又はその交換が行われた否かが
判断される（Ｓ３２）。

【００９１】この際、その清掃又は交換が行われていな
いと判断された場合には、それ以降の定着動作があるか
否かが判断された後（Ｓ３３）、その続きがあれば、第
２の制御条件のもとで定着動作が継続されるともに外部
加熱ロール３の表面清掃又はその交換の有無に関する判
断が実行され（Ｓ３１〜３２）、その続きがなければ終
了する。

【００９２】一方、ステップＳ３２において、その清掃
又は交換が行われていると判断された場合には、制御装
置５が外部加熱性能に関する制御条件を第２の制御条件
から初期の制御条件にリセットする（Ｓ３４）。これに
より、表面が清掃されて初期段階の表面状態に戻った外
部加熱ロール３又は新品の外部加熱ロール３を使用した
定着装置において、初期の制御条件のもとで定着動作が
行われるようになる。このため、外部加熱ロール３の表
面が汚れていない状態にあるにもかかわらず、第２の制
御条件という不適切な制御条件のもとで定着動作が実行
されてしまうという不具合が発生することを確実に回避
することができる。

【００９３】［他の実施の形態］実施の形態１〜４に係
る定着装置（１００）は、そのいずれも、図１４に例示
するように電子写真方式等を利用した画像形成装置２０
０の定着装置として使用される。図中の符号２１０は、
画像情報に応じてトナー像を形成して記録用紙Ｐに転写
する作像装置、２２０は記録用紙Ｐを収容して作像装置
２１０に供給する給紙装置、２３０は作像装置２１０や
給紙装置２２０等の装置全体の動作を総合的に制御する
システム制御装置を示し、矢付点線は記録用紙Ｐの搬送
経路を示す。作像装置２１０は、感光体等からなる単数
又は複数の像担持体にトナー像を形成し、その像担持体
上のトナー像を直接に又は中間転写体を介して記録用紙
Ｐに転写する構成のものである。この場合、定着装置１
００の制御装置５は、画像形成装置本体側のシステム制
御装置２３０の一部として組み込んだ構成にされる。こ
れにより、定着装置１００の外部加熱性能に関する制御
をはじめ定着装置全般の動作に関する制御が、システム
制御装置２３０側から行われるようになる。

【００９４】実施の形態１〜４に係る定着装置におい
て、その加熱定着ロール１は、外周面からの外部加熱が
有効であるならば、ベルト形態のものであっても構わな
い。また、外部加熱ロール３についても、ベルト形態の
ものであっても構わない。さらに、その加圧ロール２に
ついても、ベルト形態、パッド形態等であってもよい。
また、その各ロールを加熱するハロゲンランプ１２等
は、他の通電加熱式の加熱手段であれば、如何なるもの
を採用してもよい。その他、外部加熱性能に関する制御
条件の変更は、白黒画像の連続定着時に限らず、カラー
画像の定着時等において行われる（但し、その制御情報
に関する検知動作は白黒画像の連続した定着時に実施す
るとよい）。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外部加熱部材の表面がトナー等の異物の堆積により汚れ
た状態になっても、その外部加熱部材の外部加熱性能に
関する制御条件を初期の制御条件から別の制御条件に変
更することにより、その外部加熱部材の表面汚れに起因
した定着不良の発生が防止される。

【００９６】これにより、連続した定着動作であって
も、定着不良を招くことなく安定して良好に行うことが
可能となる。また、表面が汚れた外部加熱部材を定着不
良の発生防止等の観点から新品に交換する必要がなくな
り、そのまま継続して使用することができ、その交換が
不要となった分だけランニングコストの削減が可能とな
る。さらに、外部加熱部材の表面がある程度汚れた際
に、その汚れにより温度低下した加熱定着部材の表面温
度が所定の温度に復帰するまで定着動作を一時停止させ
る必要がなく、ユーザーを不用意に待たせることを避け
ることができ、製品の信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１〜４に係る定着装置の
要部を示す概要図。

【図２】 図１の定着装置の主な制御系の構成を示す説
明図。

【図３】 図１の定着装置のウォームアップ時における
各ロールの表面温度の測定結果を示すグラフ図。

【図４】 ある電力配分条件下における加熱定着ロー
ル、加圧ロール及び外部加熱ロールの表面温度の測定結
果を示すもので、（ａ）は経過時間に対する各ロールの
表面温度の測定結果を示すグラフ図、（ｂ）は加熱定着
ロールと加圧ロールの表面温度の推移状態を示すグラフ
図。

【図５】 電力配分条件を変更した後における加熱定着
ロール、加圧ロール及び外部加熱ロールの表面温度の測
定結果を示すもので、（ａ）は経過時間に対する各ロー
ルの表面温度の測定結果を示すグラフ図、（ｂ）は加熱
定着ロールと加圧ロールの表面温度の推移状態を示すグ
ラフ図。

【図６】 外部加熱ロールの表面汚れの度合いに対する
加熱定着ロール等の表面温度の測定結果と定着可能最低
ラインとの関係を示すグラフ図。

【図７】 実施の形態１、２における外部加熱性能に関
する制御条件の変更機能に係る動作を示すフローチャー
ト。

【図８】 実施の形態１における外部加熱性能に関する
制御条件の変更に伴う効果を示すもので、そのときの加
熱定着ロール等の表面温度の測定結果と定着可能最低ラ
インとの関係を示すグラフ図。

【図９】 表面汚れの異なる各外部加熱ロールの表面温
度の測定結果を示すグラフ図。

【図１０】 実施の形態２における外部加熱性能に関す
る制御条件の変更に伴う効果を示すもので、そのときの
加熱定着ロール等の表面温度の測定結果と定着可能最低
ラインとの関係を示すグラフ図。

【図１１】 表面汚れの異なる各外部加熱ロールを使用
した場合における加熱定着ロールのウォームアップ時の
表面温度の測定結果を示すグラフ図。

【図１２】 実施の形態３における外部加熱性能に関す
る制御条件の変更機能に係る動作を示すフローチャー
ト。

【図１３】 実施の形態４における外部加熱性能に関す
る制御条件のリセット機能に係る動作を示すフローチャ
ート。

【図１４】 本発明の定着装置を画像形成装置に適用し
た場合の主な構成を示す概念図。

【符号の説明】

１…加熱定着ロール（加熱定着部材）、３…外部加熱ロ
ール（外部加熱部材）、５…制御装置（制御手段、検知
手段の一部）、１３，３３…接触型温度検知センサ（検
知手段の一部）、３２…ハロゲンランプ（通電加熱手
段）、Ｔ…トナー像（未定着像）、Ｐ…記録用紙（記録
材）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３５ Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３５ (72)発明者 薗口 慶太郎 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA38 DA44 DA50 EA12 EA15 EC20 ED25 EE02 EE07 EF06 EF09 HB02 HB07 HB16 2H033 AA02 AA23 BA25 BA26 BA30 BB23 CA07 CA23 CA26 CA27 CA48 3K058 AA45 AA64 BA18 CA12 CA23 CA46 CA92 DA02 DA24

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未定着像を担持する記録材を外周面に接
   触通過させて当該未定着像を加熱定着する加熱定着部材
   と、この加熱定着部材の外周面に接離可能に配設される
   とともに通電加熱手段にて加熱されて、当該加熱定着部
   材をその外周面に当接した状態で加熱する外部加熱部材
   とを備えた定着装置において、 前記外部加熱部材の前記加熱定着部材を加熱する外部加
   熱性能に関して設定される初期の制御条件を、その外部
   加熱部材の当該加熱定着部材の外周面と当接する表面が
   汚れることによる外部加熱性能の低下を回復させる別の
   制御条件に変更する制御手段を具備することを特徴とす
   る定着装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段における外部加熱性能に関
   する制御対象が、前記外部加熱部材における前記通電加
   熱手段の加熱温度、その加熱手段に供給する電力、その
   外部加熱部材の前記加熱定着部材への当接開始時期、及
   び、その外部加熱部材の前記加熱定着部材との接触幅の
   群から選ばれる少なくとも１つである請求項１に記載の
   定着装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段における別の制御条件が、
   前記外部加熱部材の前記通電加熱手段の加熱温度を初期
   設定温度よりも高い温度とする条件、その通電加熱手段
   に供給する電力を初期設定電力よりも大きい電力とする
   条件、その外部加熱部材の前記加熱定着部材への当接開
   始時期を初期設定時期よりも早い時期とする条件、及
   び、その外部加熱部材の前記加熱定着部材との接触幅を
   初期設定幅よりも広い幅とする条件の少なくとも１つで
   ある請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記外部加熱部材の前記加熱定着部材の
   外周面と当接する表面が汚れることによる外部加熱性能
   の低下を検知する検知手段を具備し、その検知手段の検
   知情報に基づいて前記制御手段の外部加熱性能に関する
   制御条件の変更が実行される請求項１〜３のいずれかに
   記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記検知手段の検知対象が、前記加熱定
   着部材のウォームアップ時の所要時間、連続定着動作時
   における前記加熱定着部材の表面温度、及び、連続定着
   動作時における前記外部加熱部材の表面温度の少なくと
   も１つである請求項４に記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記検知手段の検知情報が、前記加熱定
   着部材のウォームアップ時の所要時間が所定の時間以上
   に増加したこと、連続定着動作時における前記加熱定着
   部材の表面温度が所定の温度以上に低下したこと、及
   び、連続定着動作時における前記外部加熱部材の表面温
   度が所定の温度以上に増加したことの少なくとも１つを
   検知情報とする請求項４又は５に記載の定着装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記外部加熱部材が新
   品に交換されたとき又は前記外部加熱部材の前記表面が
   清掃されたときに、前記外部加熱手段の変更した別の制
   御条件を初期の制御条件にリセットする機能を具備する
   請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
8. 【請求項８】 画像情報に応じた未定着像を形成して記
   録材に転写する作像装置と、この作像装置で記録材に転
   写された未定着像を定着する定着装置とを備えた画像形
   成装置であって、 前記定着装置が請求項１〜７のいずれかに記載の定着装
   置であるとともに、その定着装置の制御手段が画像形成
   装置の制御手段の一部として組み込まれていることを特
   徴とする画像形成装置。