JP3244838B2 - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は記録材上の画像を加熱定
着する定着装置に関し、特に、スタンバイ時にヒータへ
の通電をオフした場合に好適な定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、トナー像を記録材に定着する定着
方式としては図２に示す熱ローラ方式が広く用いられて
いる。
【０００３】これは、アルミニウム等の芯金の表面にＰ
ＦＡ等の耐熱離型層を形成した定着ローラー９を内面か
らヒーター１０で加熱し、定着ローラー表面に接触させ
た温度検知素子で温度を読み取り不図示の制御回路によ
ってヒーター１０のＯＮ／ＯＦＦを行い所定の温度に保
つようにしたものである。この定着ローラー９に圧接さ
れた加圧ローラー２とのニップ部をトナー像Ｔを載せた
紙Ｐが通過し、トナー像は溶融されて固着される。
【０００４】しかしながらこの方式では、ヒーター９の
熱が定着ローラー表面に達する為に時間を要する為、非
動作中も高温で期待させておく必要が有った。
【０００５】そこで非常に熱容量が小さく昇降温の速い
ヒータと、このヒータと摺動するフィルムを用いウォー
ムアップタイムを無くすとともにスタンバイ時の消費電
力を無くすか非常に小さくした定着装置が考えられてい
る。
【０００６】このようにスタンバイ時に高温の温調を行
なわない装置では定着開始時の装置の暖まり具合が定着
に大きく影響し、トナーが過溶融し高温オフセットが発
生したり、逆に加熱不足による定着不良が発生すること
がある。
【０００７】そこで特開平３−２０８０７６号公報では
装置の温度に応じて定着温調装置を変えることが考えら
れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法は、間欠的にプリントを行なわれた場合に、装置の温
度を正しく把握できないという問題点が有る。例えば、
図５に示した様に、装置の暖まり具合によって、停止後
の温度検知素子すなわち、装置自体の放熱曲線は異なっ
たものとなる。ここで実線は装置が冷えている状態を
現わしており、破線、一点鎖線になるに従って装置
は暖まっている。これら、３つの曲線に対して、従来の
方法では、差異を検出できず、そのために、放熱の途中
から再度プリントが開始されると、その時点の温度だけ
で判断して、暖まっているにもかかわらず高い温度を選
択してホットオフセットを発生させたり、あるいは冷え
ているのにもかかわらず、低い温調温度を選択して定着
不良を生じることが有った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、加熱部材と、この加熱部材の温度を検知する温度
検知部材と、定着時、前記温度検知部材の検知温度が所
定の定着温度を維持されるように加熱部材への通電を制
御する通電制御手段と、を有し、加熱部材からの熱で記
録材上の画像を加熱する定着装置において、前記通電制
御手段による定着温度を維持するための通電制御開始前
の上記温度検知部材の検知温度と、加熱部材への通電を
オフした際の上記温度検知部材の検知温度の変化とに基
づいて、前記通電制御手段により維持されるべき定着温
度を決定する温度決定手段を有することを特徴とするも
のである。
【００１０】
【実施例】
（実施例１）図１は本発明の実施例の定着装置の断面図
である。図中１は、定着フィルムでポリイミド等の耐熱
樹脂フィルム基材の上にＰＦＡやＰＴＦＥ等の耐熱離型
層をコーティングしたものである。
【００１１】６は加熱体でアルミナ等の良熱伝導性の耐
熱絶縁基板の上に、銀パラジウム等の抵抗発熱体パター
ン５を印刷し、裏面には、温度検知素子４を接着したも
のである。３はこの発熱体６を保持し、かつフィルム１
の摺動をガイドする断熱樹脂からなるステーである。
【００１２】１１は定着フィルム１を内面から駆動する
ローラー、１２は定着フィルム１に張力を与えて片寄り
を防止するテンションローラーである。フィルム１は、
矢印の向きに駆動される。
【００１３】未定着のトナー像を担持した記録材Ｐは、
ニップ部Ｎにおいて加熱加圧されて永久固着されて排出
される。
【００１４】画像形成信号が入力されると発熱体６への
通電が開始され温度検知素子の検知温度が所定の定着制
御温度に維持されるように発熱体６への通電が制御され
る。
【００１５】定着終了後、新たな画像形成信号が入力さ
れていない場合は発熱体６への通電がオフされる。
【００１６】まず、この様な構成で動作開始直前の温度
検知素子４の検知温度Ｔ1をもとに制御温度ＴCを決定す
る方法（方法１）について説明する。
【００１７】一例として、検知温度Ｔ1に対して、３レ
ベルの分類を行ない、それぞれ異なった定着温度ＴCを
割り振ったものが、図３である。
【００１８】これによると検知温度Ｔ1が５０℃未満の
場合は、装置が冷えていると判断し、高めの定着温度１
９０℃を選択する。
【００１９】逆に７０℃以上では、装置は暖まっている
と判断して定着温度１７０℃を選択する。
【００２０】次に連続プリント中の定着温度決定方法に
ついて説明する。連続プリント中も装置の暖まり具合に
よって定着温度を切り換える必要が有る。これは、装置
が暖まっていくに従って、加圧ローラーからも紙に熱が
供給されるため、紙に与える総熱量を常に一定に保つた
めにヒーター側の制御温度を徐々に下げなければならな
いからである。
【００２１】もし、ヒーター側の温度を下げないと紙に
熱が過剰に供給されてトナーが過溶融してホットオフセ
ットを生じることになる。
【００２２】この連続プリント中の温調切り換えの判断
方法としては、紙間ないし後回転でヒーターをｏｆｆ
し、その間の温度検知素子の温度変化ｄＴ／ｄｆを検知
して装置の暖まり具合を判断して、定着温度を決めるこ
とができる。
【００２３】例えば、図４に示すように、装置が冷えて
いれば、（ａ）のように紙間でヒーターｏｆｆした際の
所定の比較値よりｄＴ／ｄｆは大きくなるので、温調は
そのままの温度で続ける。一方で、（ｂ）のようにｄＴ
／ｄｆが比較値より小さい場合は装置が暖まっていると
判断されるので、温調温度を下げるように制御する。
【００２４】このように制御することで連続プリントを
行なった場合には、図８実線のように定着温度は徐々に
下げられる。以上のように連続プリント時の定着温度を
変化させていってプリントが終了ないし停止するとき
に、温度変化ｄＴ／ｄｆで決められた最終プリント時の
温調温度Ｔ2を記憶しておく。
【００２５】そしてプリントが再開された時にこの温調
温度Ｔ2を定着温度として用いる方法を方法２と呼ぶ。
【００２６】本実施例は方法１と方法２で決められる２
つの定着温度Ｔ1，Ｔ2を比較して、大きい方の値を再プ
リントの定着温度とするものである。
【００２７】具体的に図５を用いて説明する。
【００２８】装置が暖まっていない場合では、プリン
ト停止前の紙間ヒーターｏｆｆ時のｄＴ／ｄｆが大きく
制御も１９０℃と高めになっている。この場合方法２に
よる定着温度としてＴ2＝１９０℃が記憶されており、
放熱中のどの時点から再度プリント開始しても定着温度
は１９０℃を選択する。温度検知素子の温度状況に対し
て本発明による定着温度選択は下表１のようになる。
【００２９】
【表１】
【００３０】この様に装置が冷えた状態では、初期の加
熱体温度にかかわらず高めの定着温度を選択し、定着不
良が防止される。
【００３１】次に定着装置が少し暖まった状態では、破
線に示すように、Ｔ2＝１８０℃が記憶されており、
放熱中の再プリント時の定着温度ＴCは下表２のように
なる。
【００３２】
【表２】 充分に装置の暖まった状態では一点破線に示すよう
に、Ｔ2＝１７０℃が記憶されており、再プリント時の
定着温度ＴCは下表３のようになる。
【００３３】
【表３】 この表のように制御された場合、再スタートのタイミン
グによって図７のように定着温度が変わることになる。
【００３４】すなわち装置が暖まっている場合は、低め
の定着温度が選択されてホットオフセットが防止され、
冷えている場合は高めの定着温度を選択して定着不良を
防止する。
【００３５】このように装置の暖まり具合を加熱体の温
度と温度変化率の両方を検知し、定着温度を決定するこ
とで定着不良、ホットオフセットいずれも防止すること
が可能となった。
【００３６】かつ簡潔、連続いかなるプリントモードに
対しても、上記効果が得られた。
【００３７】本実施例では、紙間のヒーター通電をｏｆ
ｆすることで温度変化率ｄＴ／ｄｆを求めているが、Ｏ
Ｎする方法であっても良いことは言うまでもない。
【００３８】（実施例２）前述実施例では、方法１で決
められる定着温度レベル数と、連続プリント中の定着温
度レベル数を等しくしていたが、連続プリント中のレベ
ル数を多くしておいた方が好ましい。
【００３９】例えば、図８の破線のように温度変化率で
決まる温度レベルを１９０℃、１８０℃、１７０℃、１
６０℃、１５０℃と５レベルにして、かつ方法１による
温度検知素子レベルも下表４のようにする。
【００４０】
【表４】
【００４１】これと方法２によって決まる定着温度Ｔ2
とを組み合わせると下表５のように定着温度ＴCが決ま
る。
【００４２】
【表５】
【００４３】前述実施例では、再プリントの直前のプリ
ントか１５０℃で終了した場合に再プリントの定着温度
として１７０℃〜１９０℃を選択するが、再プリントが
プリント停止と同時に始まるような場合には、１７０℃
を選択しても熱が過剰の場合が有る。例えばプリント終
了後の後回転中に再プリントが始まるような場合がこれ
に相当する。この様な場合は、前述実施例でも軽微なホ
ットオフセットが生じる場合が有り得る。
【００４４】本実施例では、このような場合には、細か
にレベル分けされた方法２によって決められた定着温度
Ｔ2が、定着温度ＴCとなり、Ｔ1で決められる温度より
低めに制御することになるのでホットオフセットは完全
に防止される。
【００４５】尚、実施例１、２では加熱体の初期温度と
温度変化率で夫々定着温度を決定したが、予め初期温度
と温度変化率の組合せのテーブルを設けて定着温度を決
定しても良い。
【００４６】また、説明はフィルム方式の加熱装置で説
明したが、これに限るものではなく、ローラー加熱方式
でもローラーの肉厚を薄肉化し急速に低温から高温へ加
熱できる構成のものでも適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、昇降
温の大きいヒータを用いて作動と停止を繰り返しても定
着不良、高温オフセットの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の定着装置の断面図。
【図２】従来のローラー加熱装置の断面図。
【図３】動作開始温度と制御温度の関係を示す図。
【図４】本実施例における連続動作中の定着温度の切り
換え方法を示す図。
【図５】本実施例における動作終了後の温度の減衰を示
す図。
【図６】本発明の第１実施例の制御を示す図。
【図７】本発明の第２実施例の制御を示す図。
【図８】本発明における連続動作中の定着温度の切り換
えを示す図。
【符号の説明】
１ 定着フィルム ２ 加圧ローラー ４，１３ 温度検知素子 ５ 発熱抵抗体 ９ 定着ローラー １０ ハロゲンヒーター Ｔトナー Ｐ 加圧ローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福沢 大三 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 奥田 幸一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 阿部 篤義 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 友行 洋二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 英信 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 征矢 隆志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 中村 俊治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−208076（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−163787（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−327614（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加熱部材と、この加熱部材の温度を検知
    する温度検知部材と、定着時、前記温度検知部材の検知
    温度が所定の定着温度を維持されるように加熱部材への
    通電を制御する通電制御手段と、を有し、加熱部材から
    の熱で記録材上の画像を加熱する定着装置において、前記通電制御手段による定着温度を維持するための通電
    制御 開始前の上記温度検知部材の検知温度と、加熱部材
    への通電をオフした際の上記温度検知部材の検知温度の
    変化とに基づいて、前記通電制御手段により維持される
    べき定着温度を決定する温度決定手段を有することを特
    徴とする定着装置。
  2. 【請求項２】 上記温度決定手段は画像形成開始時の加
    熱部材の温度に応じて決定した定着温度と上記温度変化
    に基づき決定した定着温度を比較し高い方の定着温度を
    選択することを特徴とする請求項１の定着装置。
  3. 【請求項３】 上記温度決定手段は画像の加熱動作終了
    後に加熱部材への通電をオフし、この時の温度変化を測
    定することを特徴とする請求項１もしくは２の定着装
    置。
  4. 【請求項４】 上記装置は更に、上記加熱部材と接触し
    て移動するフィルムと、このフィルムを介して加熱部材
    とニップを形成する加圧部材と、を有することを特徴と
    する請求項１から３の定着装置。
  5. 【請求項５】 上記通電制御手段はスタンバイ時加熱部
    材への通電をオフすることを特徴とする請求項１から４
    の定着装置。
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