JP2004093688A - 熱定着器の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンの駆動調整を行い、より適切なロールの温度調整を行うことを可能とする画像形成装置の熱定着器の温度制御装置を提供する。
【解決手段】フューザーローラ１５ａの長手方向にサーミスタ２６ａ〜２６ｃが配設され、フューザーローラ１５ａの長手方向のローラ位置の温度をそれぞれ検出し、コントローラ３４に供給する。コントローラ３４はヒータ制御回路３３ａ及び３３ｂを制御して定着電源２９から電力を供給し、フューザーローラ１５ａに配設されたヒータを加熱制御する。一方、冷却ファン３４は吸気口３０から外気を取り入れ冷却ファン３１から排出するがフューザーローラ１５ａの吸気口３０側のローラ部は冷却ファン３１による冷却力が強く、例えば内部の巻線を多くし、温度を高く設定しているが、アイドリング時においては却って加熱するので、このような場合、冷却ファン３１の冷却力を弱めローラの長手方向で温度が均一になるように制御する。
【選択図】　　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ装置等の画像形成装置に使用される熱定着器の温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、記録紙に転写したトナー像を熱定着処理する為、ヒータを内蔵したフューザーローラとバックアップローラを配設した熱定着器が使用されている。特に、高速のカラー画像形成装置では、バックアップローラにもヒータを内蔵し、温度制御が行われている。また、画像形成装置には機内の温度上昇を抑える為の冷却ファンも配設されている。
【０００３】
図１４は上記構成の従来の温度制御装置の構成を説明するシステム図である。同図において、フューザーローラ５０ａには内部に不図示のヒータが配設され、周面近傍にはフューザーローラ５０ａの温度を検出するサーミスタ５１ａが配設されている。尚、サーミスタ５１ａは不図示のブラケットによってフューザーローラ５０ａの長手方向（軸方向）の中央部に位置し、フューザーローラ５０ａの中央部の温度を検出している。
【０００４】
同様に、バックアップローラ５０ｂの内部にも不図示のヒータが配設され、周面近傍にはバックアップローラ５０ｂの温度を検出するサーミスタ５１ｂが配設され、サーミスタ５１ｂは不図示のブラケットによってバックアップローラ５０ｂの長手方向（軸方向）の中央部に位置し、バックアップローラ５０ｂの中央位置の温度を検出している。
【０００５】
また、上記フューザーローラ５０ａ、及びバックアップローラ５０ｂの長手方向（軸方向）の一方には冷却ファン５２が配設され、両ローラ５０ａ、５０ｂを冷却する。尚、この冷却ファン５２は排気ファンであり、画像形成装置（例えば、プリンタ装置）の筐体に設けられた吸気部５３から外気を吸入し、両ローラ５０ａ、５０ｂの周面に沿って外気を流し、両ローラ５０ａ、５０ｂを冷却し、冷却ファン５２から機外に排出する。尚、同図には便宜上両ローラ５０ａ、５０ｂを長手方向に並べて示しでいるが、実際には並列に配設され、所定の圧力で両ローラ５０ａ、５０ｂは接した状態である。
【０００６】
一方、冷却ファン５２にはファン電源５４から電力が供給され、後述するタイミングで冷却ファン５２を駆動する。また、フューザーローラ５０ａ、及びバックアップローラ５０ｂに配設されたヒータへの通電は、定着電源５５によって行われる。また、定着電源５５にはヒータ制御回路５６ａ、５６ｂから制御信号が出力され、上記ヒータへの通電制御が行われる。例えば、ヒータ制御回路５６ａはフューザーローラ５０ａ側のヒータ制御を行い、ヒータ制御回路５６ｂはバックアップローラ５０ｂ側のヒータ制御を行う。
【０００７】
尚、コントローラ５７はフューザーローラ５０ａ、及びバックアップローラ５０ｂを所定温度に制御すべく、上記サーミスタ５１ａ及び５１ｂから供給される温度情報に基づいて制御信号をヒータ制御回路５６ａ、５６ｂに出力する構成である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の熱定着器の温度制御装置においては以下の問題がある。すなわち、フューザーローラ５０ａ及びバックアップローラ５０ｂの温度制御は、定着電源５５によるヒータへの通電制御および上記冷却ファン５２による駆動制御によって行われるが、用紙の通過頻度や用紙が通過しないアイドリング状態等によって影響を受ける。
【０００９】
例えば、アイドリング状態では、ヒータオンオフ状態が印字モード時とは異なるため、冷却バランスが崩れ、その結果アイドリング直後の印字に問題が発生する。一般的に、冷却ファン５２は画像形成装置の背面に設置され、外気は両ローラ５０ａ、５０ｂの前面から背面に流れる。この為、両ローラ５０ａ、５０ｂの手前側が冷えやすく、両ローラ５０ａ、５０ｂの奧側及び中央で温度が高くなる。また、用紙の通過によって両ローラ５０ａ、５０ｂの熱が奪われる。そこで、冷却ファンや用紙の通過による冷却を加味してヒータ配熱と制御温度を設定している。この為、アイドリング時では、手前側の温度が極端に低くなり、その結果、アイドリングモードから印字モードに変わる際、所謂低温オフセットが生じ、定着性が部分的に悪化する。
【００１０】
また、記録紙のサイズが小さい場合、通紙による冷却効果が両ローラ５０ａ、５０ｂの両側に及ばず、両ローラ５０ａ、５０ｂの手前側と奧側は中央部に対して高温になる。このような状態はフューザーローラ等の寿命に悪影響を与える。本発明は、こうした実情に鑑みなされたものであり、フューザーローラの両側にも温度センサを設け、中央部の温度センサとの温度差が所定値を超えた場合、冷却ファンの駆動調整を行い、より適切なフューザーローラ等の温度調整を行うことを可能とする熱定着器の温度制御装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題は請求項１記載の発明によれば、少なくとも一方にヒータを内蔵するフューザーローラとバックアップローラからなる一対のローラ間にトナー像が転写された用紙を挟持搬送してトナー像を前記用紙に熱定着する熱定着器の温度制御装置において、前記ヒータに電力を供給する電力供給手段と、少なくとも前記フューザーローラの複数箇所の温度を検出する複数の温度検出手段と、前記複数の温度検出手段の所定の温度検出手段の検出結果に基いて前記電力供給手段を制御する電力供給制御手段と、前記一対のローラの近傍に空気の流れを形成する冷却ファンと、前記用紙が前記ローラ間を継続的に通過中の印字モード時に前記冷却ファンによる冷却力を第１の冷却力に設定し、印字モード時でないアイドリング時であって前記複数の温度検出手段の個々の検出結果の差異が所定温度以上となった際に前記冷却ファンによる冷却力が前記第１の冷却力より弱い第２の冷却力となるように制御する冷却ファン制御手段とを具備する熱定着器の温度制御装置を提供することによって達成できる。
【００１２】
このように構成することにより、用紙が通過しないアイドリング時において冷却ファンによる冷却力が弱くなり、フューザーローラの一端側（例えば、手前側）を過度に冷却することを防止できる。その結果、アイドリングモードから印字モードに変わる際、所謂低温オフセットを防止し、定着性を改善する。
【００１３】
請求項２の記載は、請求項１記載の発明において、前記フューザーローラ内に設けられ、該フューザーローラを加熱する第１のヒータと、前記バックアップローラ内に設けられ、該バックアップローラを加熱する第２のヒータとを備え、前記電力供給手段は、前記第１、第２のヒータの何れか一方に電力を供給する構成である。
【００１４】
このように構成することにより、例えばフューザーローラ側のヒータが駆動していない状態において、ローラの温度が設定値より下がった場合第２のヒータを駆動し、温度制御を行うことができる。
請求項３の記載は、請求項１又は２の記載において、前記一対のローラ間に通紙される用紙幅が、所定幅より小さい時、前記冷却ファンによる冷却力が前記所定幅以上の時の冷却力より強くなるように切り換え制御を行う構成である。
【００１５】
このように構成することにより、例えば所定幅より小さいサイズの用紙が使用される際、フューザーローラの両側の温度は中央の温度より高くなるが、上記のように冷却力を強くするように冷却ファンを駆動することによって、上記課題を解消できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本実施形態の説明に使用するタンデム方式のプリンタ装置（画像形成装置）の外観図であり、本例の熱定着器はこのプリンタ装置内に配設されている。
【００１７】
同図において、プリンタ装置１の上部には、排紙ローラ２０が配設され、排紙ローラ２０によって用紙が機外に排出され、排紙スタッカ２１に積載される。また、プリンタ装置１の前面にはフロントカバー２２が配設され、プリンタ装置１の右側面にはＭＰＦトレイの配設部１６、及びサイドカバー２３が位置し、上記フロントカバー２２の下部には給紙トレイ２５の引出口が位置し、給紙トレイ２５は矢印方向に引き出し可能に構成されている。
【００１８】
また、プリンタ装置１の上部には操作パネル２４が配設され、この操作パネル２４には複数のキーから成る操作部２４ａ、及び操作メニュー等を表示する表示部２４ｂが形成されている。
図２は上記外観構成のプリンタ装置１の内部構成を説明する図である。プリンタ装置１の内部は、画像形成部２、両面印刷用搬送ユニット３、及び給紙部４で構成されている。ここで、画像形成部２は４個の画像形成ユニット５〜８を並設した構成であり、同図の紙面右側から左側に向かってマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に配設されている。また、この中のマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット５〜７は減法混色によりカラー印刷を行う構成であり、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット８はモノクロ印刷に使用する。
【００１９】
ここで、上記各画像形成ユニット５〜８はそれぞれドラムセットＣ１とトナーセットＣ２で構成され、現像容器に収納された現像剤（の色）を除き同じ構成である。したがって、例えばイエロー（Ｙ）用の画像形成ユニット７を例にして構成を説明する。ドラムセットＣ１には感光体ドラム、帯電器、印字ヘッド、クリーナが収納され、トナーセットＣ２には現像ロールやトナーが収納されている。感光体ドラム９は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成され、感光体ドラム９の周面近傍には、帯電器１０ａ、印字ヘッド１０ｂ、現像ロール１０ｃ、転写器１０ｄ、クリーナ１０ｅが順次配設されている。
【００２０】
感光体ドラム９は矢印方向に回動可能であり、先ず帯電器１０ａからの電荷付与により、感光体ドラム９の周面を一様に帯電する。そして、印字ヘッド１０ｂからの印字情報に基づく光書き込みにより、感光体ドラム９の周面に静電潜像を形成し、現像ロール１０ｃによる現像処理によりトナー像を形成する。この時、感光体ドラム９の周面に形成されるトナー像は、現像容器に収納したイエロー（Ｙ）色のトナーによる。このようにして感光体ドラム９の周面に形成されるトナー像は、感光体ドラム９の矢印方向の回動に伴って転写器１０ｄの位置に達し、感光体ドラム９の直下を矢印方向に移動する用紙に転写される。
【００２１】
一方、用紙の搬送は、前述の給紙部４を構成する給紙カセット２５、待機ロール１２、搬送ベルト１３、駆動ロール１４等で構成され、給紙コロ２８の回動によって給紙カセット２５から搬出された用紙は、待機ロール１２まで送られ、更にトナー像に一致するタイミングで搬送ベルト１３上に送られ、転写器１０ｄに達する。そして、転写器１０ｄにおいてトナー像が転写され、トナー像が転写された用紙は搬送ベルト１３の移動に従って、搬送ベルト１３上を矢印方向に移動し、熱定着器１５において熱定着処理が施される。
【００２２】
また、用紙の上面には、上記イエロー（Ｙ）のトナー像のみならず、他の色のドラムセットＣ１及びトナーセットＣ２によって転写されたマゼンダ（Ｍ）や、シアン（Ｃ）のトナー像も転写され、前述の減法混色に従った色の印刷が行われる。
【００２３】
尚、上述の用紙は給紙カセット２５から搬出される用紙のみならず、不図示のＭＰＦトレイから供給される用紙も含まれ、この場合には用紙は給紙コロ１６によって搬入され、前述の経路によって印刷処理が行われる。
また、上記熱定着器１５はフューザーローラ１５ａ、バックアップローラ１５ｂ、及びオイル塗布ロール１５ｃで構成され、用紙が上述のフューザーローラ１５ａとバックアップローラ１５ｂ間を挟持搬送される間、用紙に転写された複数色のトナー像は溶融して用紙に熱定着する。
【００２４】
一方、両面印刷用搬送ユニット３は装置本体に対して着脱自在に構成され、本例のプリンタ装置１によって両面印刷を行う際装着するユニットであり、内部に複数の搬送ロール１８ａ〜１８ｅが配設されている。両面印刷の場合には、上記切換板１７によって一旦上方に用紙が送られ、例えば用紙の後端が搬送ロール１９に達した時、用紙の搬送を停止し、更に用紙を逆方向に搬送する。この制御によって、用紙は例えば点線で示す位置にある切換部１７の左側を下方に搬送され、両面印刷用搬送ユニット３の用紙搬送路に搬入され、搬送ロール１８ａ〜１８ｅによって用紙が送られ、待機ロール１２に達し、前述と同様トナー像と一致するタイミングで転写器１５に送られ、トナー像が用紙の裏面に転写される。
【００２５】
図３は上記熱定着器１５を拡大して示す図である。前述のようにフューザーローラ１５ａ、バックアップローラ１５ｂ、及びオイル塗布ロール１５ｃで構成され、フューザーローラ１５ａとバックアップローラ１５ｂは所定の押圧力で接している。用紙Ｐは、両ローラ１５ａ、１５ｂ間を挟持搬送され、用紙Ｐに転写されたトナー像は熱と圧力によって用紙Ｐに熱定着（溶着）される。
【００２６】
一方、図４は熱定着器１５を構成するフューザーローラ１５ａ、バックアップローラ１５ｂ、及び両ローラ１５ａ、１５ｂを冷却する冷却ファン３１の配設構成を示す図である。同図において、紙面左側がプリンタ装置１の前面側であり、紙面右側がプリンタ装置１の背面側であり、冷却ファン３１はプリンタ装置１の背面に配設されている。また、フューザーローラ１５ａ及びバックアップローラ１５ｂは、その長手方向（軸方向）をプリンタ装置１の前面側から背面側に並行に配設され、不図示のヒータはフューザーローラ１５ａの軸に沿って配設されている。
【００２７】
ここで、プリンタ装置１の前面側を手前側ａ１とし、背面側を奥側ｃ１とし、その間を中央部ｂ１とすると、フューザーローラ１５ａに内蔵されたヒータの巻線比ａ１：ｂ１：ｃ１は、１２０：１００：１００に設定されている。また、同様にバックアップローラ１５ｂについても、内蔵されたヒータの巻線比ａ２：ｂ２：ｃ２は、１２０：１００：１００に設定されている。
【００２８】
図５はフューザーローラ１５ａ及びバックアップローラ１５ｂに配設されるヒータへの通電回路、及び冷却ファン３１への通電回路を説明する図である。同図において、フューザーローラ１５ａには前述のように内部に巻線比の異なるヒータが配設され、周面近傍にはフューザーローラ１５ａの温度を検出する為のサーミスタ２６ａ〜２６ｃが位置する。尚、サーミスタ２６ａはフューザーローラ１５ａの吸気部３０側に配設された温度センサであり、サーミスタ２６ｂはフューザーローラ１５ａの中央部に配設された温度センサであり、サーミスタ２６ｃはフューザーローラ１５ａの冷却ファン３１側に配設された温度センサである。
【００２９】
また、バックアップローラ１５ｂの内部にも前述のようにヒータが配設され、中央部にはバックアップローラ１５ｂの温度を検出する為のサーミスタ２７が配設されている。
上記構成によれば、冷却ファン３１を駆動することによって、吸気部３０から機内に外気が吸引され、両ローラ１５ａ、１５ｂの周面を矢印方向（図４及び図５の紙面左側から右側）に流れ、冷却ファン３１から機外に排出される。尚、図５においては、便宜上両ローラ１５ａ、１５ｂを長手方向（軸方向）に直列に並べて示しでいるが、実際には前述の図４に示すように並列に所定の圧力で接した状態で配設されている。すなわち、実際には図４に示すように、両ローラ１５ａ、１５ｂは所定の圧力を有して並設され、紙面右側に冷却ファン３１が位置する構成である。
【００３０】
冷却ファン３１には冷却電源３５から電力が供給され、後述するタイミングで冷却ファン３１を駆動する。一方、フューザーローラ１５ａ、及びバックアップローラ１５ｂに配設されたヒータへの通電は、定着電源２９によって行われる。定着電源２９にはヒータ制御回路３３ａ、又は３３ｂから制御信号が出力され、上記ヒータへの通電制御が行われる。例えば、ヒータ制御回路３３ａはフューザーローラ１５ａ側のヒータへの通電制御を行い、後述するタイミングで当該ヒータの加熱制御を行う。一方、ヒータ制御回路３３ｂはバックアップローラ１５ｂ側のヒータへの通電制御を行い、同様に後述するタイミングで当該ヒータの加熱制御を行う。
以上の構成において、以下に本例の温度制御装置の処理動作について説明する。
【００３１】
先ず、プリンタ装置１の電源を投入し通常印刷を開始すると、コントローラ３４の制御に従ってヒータ制御回路３３ａは定着電源２９からヒータに電力を供給し、フューザーローラ１５ａの加熱制御を開始する。サーミスタ２６ａ〜２６ｃは徐々に加熱されるフューザーローラ１５ａの温度を検出し、この検出結果はコントローラ３４にフィードバックされる。
【００３２】
最初、フューザーローラ１５ａは低温であり、定着電源２９からヒータへの通電が継続する。その後フューザーローラ１５ａの温度が所定値に達すると、サーミスタ２６ａ〜２６ｃの温度検知の情報に基づいてヒータへの通電がオン、オフ制御され、フューザーローラ１５ａの温度は一定に保たれる。この間、用紙の通過、及び冷却ファン３１の駆動によってフューザーローラ１５ａの表面温度は変化するが、上記温度制御によってフューザーローラ１５ａの温度を一定に保つ。
【００３３】
但し、前述のようにフューザーローラ１５ａ内のヒータの巻線比は、手前側、中央部、奧側で異なり、１２０：１００：１００に設定され、手前側（ａ１及びａ２）が高温になるが、用紙の通過による放熱や、冷却ファン３１の冷却によって、フューザーローラ１５ａの長手方向（軸方向）で均一な温度分布となる。
【００３４】
一方、アイドリング時においては、用紙が通過せず、通紙による冷却効果はなく、冷却ファン３１による冷却のみとなる。図６は、この時の温度分布を示す図であり、アイドリング時において手前側ａ１、ｂ１の温度が低くなり、中央部ａ２、ｂ２、及び奥側ａ３、ｂ３の温度が低くなることが分かる。
【００３５】
この場合、フューザーローラ１５ａの中央部に位置するサーミスタ２６ｂの検知温度に基づいてヒータのオン、オフ駆動が行われるが、コントローラ３４にはサーミスタ２６ａ及び２６ｃの検知温度情報も供給される。コントローラ３４は上記サーミスタ２６ａ〜２６ｃの検知温度を常に監視し、例えばこれらの検知温度に１０℃以上の差が生じた場合、ファン制御回路３６に制御信号を出力する。例えば、冷却ファン３１の駆動によって両ローラ１５ａ、１５ｂの手前側（ａ１、ａ２）のローラ部分が冷えすぎ、中央部（ｂ１、ｂ２）のロール部分に対して１０℃以上の温度差が生じた場合、ファン制御回路３６に制御信号を出力し、冷却ファン３１の回転数を低下させる。
【００３６】
この場合、例えば冷却ファン３１の回転数を半減させるべく、ファン制御回路３６は冷却電源３５に信号を送り、冷却電源３５から冷却ファン３１に供給する電力を低下させる。
このように制御することにより、冷却ファン３１による冷却力は低下し、両ローラ１５ａ、１５ｂの手前側のローラ部分の冷え過ぎが解消される。したがって、このように制御することによって、アイドリング直後の印刷処理においても、フューザーローラ１５ａの温度分布は均一に保持され、トナーの定着性も均一に保持され、印字品質の優れた画像を印刷することができる。
【００３７】
尚、上記実施形態の説明では、サーミスタ２６ａ〜２６ｃの検知温度の差が１０℃を超えた場合にコントローラ３４から制御信号を出力したが、１０℃に限るわけではなく、他の温度であってもよい。
また、ファン制御回路３６は上記制御信号が出力された場合、冷却ファン３１の回転数を半減させる制御を行ったが、オン、オフタイミングのデューティー比を変えて冷却能力を低下させる制御を行う構成としてもよい。さらに、他の手段によって実質的に冷却ファン３１の冷却能力を低下させる制御を行ってもよい。
【００３８】
また、冷却ファン３１の設置箇所についても、プリンタ装置１の背面側に限るわけではなく、両ローラ１５ａ、１５ｂの中央上部に設けてもよく、この場合には両ローラ１５ａ、１５ｂの両端から中央に向かって空気の流れが生じる。したがって、この場合にはヒータの配線は、手前側、中央部、奧側で異ならせ、例えば１２０（手前側ａ）：１００（中央部ｂ）：１２０（奧側ｃ）に設定する。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３９】
本例は幅の狭い用紙を使用した場合の熱定着器の温度制御に関するものであり、幅の狭い用紙を使用する場合、両ローラ１５ａ、１５ｂの両側のローラ部では用紙の通過による冷却効果がなく、ローラの軸方向に対して温度差が生じる。本実施形態ではこの課題を解決する構成である。以下、具体的に説明する。
【００４０】
前述の実施形態と同様、先ずプリンタ装置１の電源を投入し、印刷処理を開始してコントローラ３４の制御に従ってフューザーローラ１５ａの加熱制御を行う。この時、使用される用紙サイズが小さい場合、特に用紙の搬送方向に直交する方向の長さが短い場合、フューザーローラ１５ａの両側のローラ部分には用紙が接触しない。したがって、この部分には用紙の接触による放熱効果が発生せず、両ローラ１５ａ、１５ｂの中央部の温度に対して両側の温度が高くなる。
【００４１】
この状態は、前述のサーミスタ２６ａ〜２６ｃから供給される温度情報によってコントローラ３４に通知される。コントローラ３４ではこれらの検知温度に基づいて温度差を計算し、所定温度以上の差が生じた場合、ファン制御回路３６に制御信号を出力する。ファン制御回路３６は上記制御信号が入力すると、冷却ファン３１の回転速度を増加させるべく、例えば冷却電源３５に供給する電力を増加させる。
【００４２】
したがって、冷却ファン３１の回転速度が増し、より強い空気の流れが生じ、両ローラ１５ａ、１５ｂを冷却する。この制御によって両側のローラ部が冷却され、両ローラ１５ａ、１５ｂの軸方向の温度差を解消することができる。このように、両ローラ１５ａ、１５ｂの軸方向の温度を均一に保つことによって、両ローラ１５ａ、１５ｂの寿命を延ばすことができる。
【００４３】
尚、上記冷却ファン３１の回転速度の増加は、前述の温度差に対応するテーブルを設け、当該テーブルに予め登録したデータに基づいて行う構成としてもよい。この場合、コントローラ３４は検出温度の温度差に対応した電力供給値をテーブルから読み出し、冷却電源３５に通知する。
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００４４】
本例は低温環境のアイドリング時において過度の冷却によって低温オフセットが生じることに鑑み、アイドリング時のヒータのオン、オフ間隔が短くなった場合、設定温度の調整を行って上記問題を解決するものである。以下、具体的に説明する。尚、本例においても前述の図１及び図２で示すプリンタ装置１を使用し、また熱定着器としては図３及び図４に示す構成の熱定着器を使用する。
【００４５】
先ず、上記第１、第２の実施形態で説明したように、冷却ファン３１を駆動し、フューザーローラ１５ａの温度制御を行うと、サーミスタ２６ａ〜２６ｃの検知温度情報に基づいてコントローラ３４はヒータの加熱制御を行い、フューザーローラ１５ａの温度を均一に制御し、良好な印字を行う。
【００４６】
このような環境において、例えば上記熱定着器の温度制御装置を有するプリンタ装置１が低温環境に置かれた場合、本例の温度制御装置が働き、最初は図７（ａ）に示す温度制御が行われる。すなわち、ヒータはｔ１秒間隔で点灯し、フューザーローラ１５ａの表面温度を均一に保ち、良好な画像を形成する。
【００４７】
その後、頻繁な印刷処理が行われることなく、低温環境下で長時間経過すると、冷却ファン３１による定着周りのエアフローの影響によってフューザーローラ１５ａのロール温度が局所的に低下し、或いはロール全体の保持熱量が低下する。この場合、ヒータは加熱後温度低下が速まり、ヒータの点灯間隔も短くなる。図７（ｂ）〜同図（ｄ）はこの変化を５分経過毎に示す図である。例えば、同図（ｂ）ではヒータの点灯間隔はｔ２秒になり、同図（ｃ）ではヒータの点灯間隔がｔ３秒になり、更に同図（ｄ）ではヒータの点灯間隔がｔ４秒になり、極めて短時間の点灯間隔になる。尚、上記の場合、定着性は同図（ａ）〜（ｃ）は良好であるが、同図（ｄ）では問題となる。
【００４８】
したがって、本実施形態では、コントローラ３４がヒータの点灯間隔を管理し、例えばヒータの点灯間隔が上記ｔ４秒に達した時、フューザーローラ１５ａの設定温度を、例えば５℃〜１０℃上昇させるべく制御を行う。このように制御することにより、所謂低温オフセットを防ぐことができる。
【００４９】
尚、上記実施形態の説明では、フューザーローラ１５ａの設定温度を上げて対応したが、印刷時の搬送速度を落とす制御を行い、又は印刷時の用紙搬送間隔を広げることによって低温オフセットを防止する構成としてもよい。
また、ヒータの点灯時間が一定時間以上に達した時点で、冷却ファン３１の駆動を停止し、又は回転速度を低下させる等の制御を合わせて行う構成としてもよい。このように構成することにより、より確実な定着処理を行うことが可能となる。
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００５０】
本例は前述の熱定着器において、印字枚数が多くなった場合、オイル塗布量を所謂リニアに変化させ、熱定着器を最初と同じように制御するものである。以下、具体的に説明する。
図８は本例の熱定着器の横断面図であり、図９は縦断面図であり、フューザーローラ１５ａ及びバックアップローラ１５ｂの構成は前述の実施形態と同様である。両図において、オイル塗布ロール１５ｃは軸受け４０に支持され、軸受け４０は圧接バネ４１によって下方に付勢力を受けている。また、圧接バネ４１の上部に台座４２を介装してカム４３が配設されている。カム４３はオイル塗布ロール１５ｃの両端に配設され、軸４４によって固定されている。この軸４４には、ギヤ４５が取り付られ、本体駆動により低速で駆動するウォームギヤによって軸４４が低速で回転する機構である。
【００５１】
フューザーローラ１５ａとオイル塗布ロール１５ｃは、圧接バネ４１によってロールが従動する適度な荷重により圧接されているが、この圧力を変化させるとロール含侵オイルの摘出量が変化する。本例ではこの特徴を以下の環境において利用する。
【００５２】
図１０（ａ）〜（ｃ）は上記熱定着器１５に配設されたフューザーローラ１５ａとオイル塗布ロール１５ｃの配設構成を説明する拡大図である。先ず、同図（ａ）は新品状態を示す図であり、カム４３は同図（ａ）に示す位置にあり、この状態において圧接バネ４１は取り付け長が最も長い状態であり、軸受け４０が圧接バネ４１より受ける荷重が最も小さい状態である。したがって、熱定着器１５が新品時、フューザーローラ１５ａとオイル塗布ロール１５ｃの圧接力は最小となり、オイル塗布ロール１５ｃからフューザーローラ１５ａへのオイル塗布量は最小となる。
【００５３】
その後、印刷処理を繰り返し、印刷枚数が増加すると、カム４３は極めて低速で矢印方向に回転し、同図（ｂ）の状態となる。この状態は、カム４３が圧接バネ４１を下方に圧縮し、フューザーローラ１５ａとオイル塗布ロール１５ｃの圧接力が増加し、オイル塗布ロール１５ｃからより多くのオイルがフューザーローラ１５ａに塗布される。
【００５４】
さらに、印刷処理が繰り返され、印刷枚数が増加すると、圧接バネ４１の付勢力が更に増加し、フューザーローラ１５ａとオイル塗布ロール１５ｃとの圧接力は最大になる（図１０（ｃ）の状態）。したがって、オイル塗布ロール１５ｃから更に多くのオイルがフューザーローラ１５ａに塗布される。したがって、例えば熱定着器（定着ユニット）１５が寿命時においても、オイルの供給が低下することがなく、オイルの供給を行うことができる。
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【００５５】
本例は熱定着器（定着ユニット）１５が取り外し可能な構成であることから、例えばユーザ、又はオペレータが熱定着器１５を取り外す際、加熱した金具に触れ火傷等を防止する構成である。以下、具体的に説明する。
図１１は本例の定着ユニット１５の構成図である。同図において、フューザーローラ１５ａ、バックアップローラ１５ｂ、オイル塗布ロール１５ｃの構成は前述の実施形態の構成と同じであるが、更に同図にはロックアーム４６、ロック解除ボタン４７、位置決めピン４８、定着ベース４９が配設されている。
【００５６】
上記位置決めピン４８と定着ベース４９は、熱膨張率が異なる金属であり、位置決めピン４８の方が定着ベース４９より熱膨張率が大きい。また、定着ベース４９には位置決め穴４８ａが形成され、位置決め穴４８ａに位置決めピン４８が嵌入する構成である。例えば、熱定着器１５の温度が人に火傷を負わせない程度の温度の場合、定着ベース４９の位置決め穴４８ａには、位置決めピン４８が嵌入する構成である。尚、熱定着器１５の温度が人に火傷を負わせる危険がある温度の場合、上記熱膨張率の違いにより位置決めピン４８は位置決め穴４８ａにロックされ、位置決め穴４８ａから外れない構成である。
【００５７】
したがって、熱定着器１５の温度が高い時、前述のロック解除ボタン４７を押してもロックアーム４６は解除されるが、上記構造によって熱定着器１５を本体装置から取り外すことは不可能である。一方、熱定着器１５の温度が下がり、火傷等の危険が発生する温度ではない場合、ロック解除ボタン４７を押し、ロックアーム４６は解除して熱定着器１５を装置本体から取り外すことができる。
【００５８】
このように構成することにより、熱定着器１５の温度が充分下がり火傷の危険がない場合でなければ熱定着器１５を取り外すことができず、従って本例によれば安全に熱定着器１５を取り外すことができる。
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
【００５９】
本例はロックアームに取り付けたバイメタルによって熱定着器（定着ユニット）１５の取り外しを不可能にする構成である。以下、具体的に説明する。
図１２は本例を説明する図であり、特に前述のロックアーム４６の先端部分の拡大図であり、同図（ａ）はその正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は底面図である。ロックアーム４６の先端は鍵形であり、側面にはバイメタル４６ａが取り付けられている。尚、バイメタル４６ａの取り付けは、ロックアーム４６の下部の適切な位置にネジ４６ｂによって取り付けられている。
【００６０】
バイメタル４６ａは熱膨張率の異なる金属を張り合わせた構成であり、温度が高い時同図（ｂ）に示すように外側に反っている。この為、熱定着器１５の温度が高い状態では、ロック解除ボタン４７を押してもバイメタル４６ａが引っかかりロックアーム４６を解除できない。この為、熱定着器１５を取り外すことができない。
【００６１】
一方、温度が低くなると、図１３に示すようにバイメタル４６ａはロックアーム４６の側面に沿った位置に戻り、ロック解除ボタン４７を押すとロックアーム４６の先端は矢印方向に移動でき、ロックアーム４６を解除することができる。したがって、本例によれば熱定着器１５の温度が下がり、火傷の危険のない温度であれば、ロックアーム４６を解除でき、熱定着器１５を安全の取り外すことができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればアイドリング時において冷却ファンの冷却力を弱め、フューザーローラ及びバックアップローラを軸方向に均一に冷やすことができる。
【００６３】
また、用紙幅の小さい用紙を使用する場合、冷却ファンによる冷却力を強くし、フューザーローラ及びバックアップローラを軸方向に均一に加熱し、ローラの寿命を延ばすことができる。
さらに、熱定着器を内蔵するプリンタ装置が低温環境下に長時間置かれた場合でも、冷却ファンの冷却力を調整し、安定した定着性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の説明に使用するタンデム方式のプリンタ装置（画像形成装置）の例であり、内部に熱定着器及びその温度制御装置が配設されたプリンタ装置である。
【図２】プリンタ装置の内部構成を説明する図である。
【図３】熱定着器を拡大して示す図である。
【図４】熱定着器を構成するフューザーローラ、バックアップローラ、及び両ローラを冷却する冷却ファンの配設構成を示す図である。
【図５】フューザーローラ及びバックアップローラに配設されるヒータへの通電回路、及び冷却ファンへの通電回路を説明する図である。
【図６】フューザーローラの軸方向のローラ位置の相違による温度差を示す図である。
【図７】（ａ）は電源投入時のヒータのオンタイミングを示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は電源投入後、ヒータのオンタイミングを５分毎に変化させることを説明する図である。
【図８】第４の実施形態を説明する熱定着器の横断面図である。
【図９】第４の実施形態を説明する熱定着器の縦断面図である。
【図１０】第４の実施形態を説明する図であり、（ａ）は熱定着器の使用初期時の状態を示す図であり、（ｂ）は熱定着器を長く使用した状態を示す図であり、（ｃ）は熱定着器を更に長く使用した状態を示す図である。
【図１１】第５の実施形態を説明する熱定着器の断面図である。
【図１２】第６の実施形態を説明する図であり、同図はロックアームを解除できない場合を示し、（ａ）はロックアームの先端構成を説明する図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその底面図である。
【図１３】第６の実施形態を説明する図であり、同図はロックアームを解除可能な場合を示し、（ａ）はロックアームの先端構成を説明する図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその底面図である。
【図１４】従来例を説明する両ローラへの通電回路、及び冷却ファンへの通電回路を説明する図である。
【符号の説明】
１　　プリンタ装置
２　画像形成部
３　両面印刷用搬送ユニット
４　給紙部
５〜８　画像形成ユニット
９　感光体ドラム
１０ａ　帯電器
１０ｂ　印字ヘッド
１０ｃ　現像ロール
１０ｄ　転写器
１０ｅ　クリーナ
１１　給紙カセット
１２　待機ロール
１３　搬送ベルト
１４　駆動ロール
１５　熱定着器
１５ａ　フューザーローラ
１５ｂ　バックアップローラ
１５ｃ　クリーナ
１６　ＭＰＦトレイ配設部
１７　切換部
１８ａ〜１８ｅ　搬送ロール
２０　排紙ローラ
２１　排紙スタッカ
２２　フロントカバー
２３　サイドカバー
２４　　操作パネル
２４ａ　操作部
２４ｂ　表示部
２５　給紙トレイ
２６ａ〜２６ｃ、２７　サーミスタ
２９　定着電源
３０　吸気部
３１　冷却ファン
３３ａ、３３ｂ　ヒータ制御回路
３４　コントローラ
３６　ファン制御回路
４０　軸受け
４１　圧接バネ
４２　台座
４３　カム
４４　軸
４６　ロックアーム
４７　ロック解除ボタン
４８　位置決めピン
４８ａ　位置決め穴
４９　定着ベース

Claims (3)

1. 少なくとも一方にヒータを内蔵するフューザーローラとバックアップローラからなる一対のローラ間にトナー像が転写された用紙を挟持搬送してトナー像を前記用紙に熱定着する熱定着器の温度制御装置において、
   前記ヒータに電力を供給する電力供給手段と、
   少なくとも前記フューザーローラの複数箇所の温度を検出する複数の温度検出手段と、
   前記複数の温度検出手段の所定の温度検出手段の検出結果に基いて前記電力供給手段を制御する電力供給制御手段と、
   前記一対のローラの近傍に空気の流れを形成する冷却ファンと、
   前記用紙が前記ローラ間を継続的に通過中の印字モード時に前記冷却ファンによる冷却力を第１の冷却力に設定し、前記印字モード時ではないアイドリング時であって前記複数の温度検出手段の個々の検出結果の差異が所定温度以上となった際に前記冷却ファンによる冷却力が前記第１の冷却力より弱い第２の冷却力となるように制御する冷却ファン制御手段と、
   を具備することを特徴とする熱定着器の温度制御装置。
2. 前記フューザーローラ内に設けられ、該フューザーローラを加熱する第１のヒータと、前記バックアップローラ内に設けられ、該バックアップローラを加熱する第２のヒータとを備え、前記電力供給手段は、前記第１、第２のヒータの何れか一方に電力を供給する請求項１記載の熱定着器の温度制御装置。
3. 前記一対のローラ間に通紙される用紙幅が、所定幅より小さい時、前記冷却ファンによる冷却力が前記所定幅以上の時の冷却力より強くなるように切り換え制御される請求項１、又は２記載の熱定着器の温度制御装置。

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