JP3422003B2 - 定着装置および電子写真記録装置 - Google Patents

定着装置および電子写真記録装置

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JP3422003B2
JP3422003B2 JP22820895A JP22820895A JP3422003B2 JP 3422003 B2 JP3422003 B2 JP 3422003B2 JP 22820895 A JP22820895 A JP 22820895A JP 22820895 A JP22820895 A JP 22820895A JP 3422003 B2 JP3422003 B2 JP 3422003B2
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    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた複写機，ファクシミリ，プリンタ等の電子写真記録
装置、およびこの電子写真記録装置に適用され、記録紙
上に形成されたトナー像を加熱及び加圧して定着する定
着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は電子写真記録装置に用いられる定
着装置の要部を示す構成図である。定着ローラ１は、加
熱手段であるヒータ４を内蔵するとともに、その外周面
には温度検出手段であるサーミスタ３が接触している。
加圧ローラ２は、その外周面にシリコンゴム等が被覆さ
れて、定着ローラ１に圧接している。転写器10によって
トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着ローラ１と加圧
ローラ２との間に挾持され、記録紙Ｐ上のトナー像が加
熱及び加圧されることにより定着される。この構成で、
定着ローラ１の表面温度を制御するには、定着ローラ１
の表面に当接しているサーミスタ３からの検出温度によ
ってヒータ４を制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、定着ローラ
１の表面温度とサーミスタ３が検出した検出温度とに
は、定着ローラ１の表面温度に対しサーミスタ３の検出
する温度が追従して行かず、その遅延のため定着ローラ
１の表面温度Ａと、これに対するサーミスタ３の検出温
度Ｂとの間に温度差が生じる。従って、図６に示すよう
に、定着ローラ１表面温度ＡがＣの時点で定着温度Ｔ0
に達しても、サーミスタ３の検出温度Ｂはまだ定着温度
Ｔ0に達してないという状態が生じる。このためサーミ
スタ３の検出温度Ｂは、Ｄの時点で定着温度Ｔ0に達し
たときには、定着ローラ１の表面温度Ａは定着温度Ｔ0
より高温のＴ1に達していることになり、余分(Ｅ幅)な
加熱や時間(Ｆ幅)が費やされる。またＤの時点でサーミ
スタ３の検出温度Ｂが前記定着温度Ｔ0に達したことを
確認して定着ローラ１の加熱を停止すると、定着ローラ
１の表面温度Ａは急激に下降し、サーミスタ３の検出温
度Ｂよりも早く定着温度Ｔ 0を越えて下がり続ける。従
って、温度が低下していくサーミスタ３の検出温度Ｂ
が、定着温度Ｔ0以下に到達したことを検出して再び定
着ローラ１を加熱しても、その表面温度Ａは定着温度Ｔ
0以下になる。このように、サーミスタ３の検出した温
度で定着温度を制御する場合、定着ローラ１の加熱時に
は、定着ローラ１を過剰に加熱することになり、また加
熱停止時には、その後、定着ローラ１が過剰に冷却する
ことになる。このため定着ローラ１の表面温度Ａのリッ
プル(波)が大きくなり、このような状態で定着すると定
着ムラや定着不良が生じることになる。 この定着ロー
ラ１の表面温度Ａとサーミスタ３の検出温度Ｂとの差
は、主にサーミスタ３と定着ローラ１間との熱抵抗及び
サーミスタ３の支持体を経由した構造体への熱伝達、さ
らに各部の熱容量等の関係から生じる熱応答の遅延から
生じるものである。
【０００４】さらに、このような定着装置において、定
着ローラ１は熱的には開放系であると考えられるので、
ローラ外部との熱収支の状態が大幅に変化した場合に
は、一時的に、また特定の条件下では定着ローラ１の表
面温度に無視できないリップルが生じることがある。具
体的には、定着装置に給紙される記録紙Ｐのサイズ変化
が大きい場合、記録紙Ｐは、そのサイズに応じて熱容量
がそれぞれ異なる。このため、記録紙Ｐが定着ローラ１
から吸収する熱量は記録紙サイズによって変化し、この
記録紙Ｐの吸熱量に対応して定着ローラ１の表面温度に
リップルが発生する。
【０００５】また、定着装置に記録紙Ｐが連続的に給紙
されて、定着ローラ１の表面温度が長時間継続して高温
の定着温度Ｔ0付近に維持される場合において、電子写
真記録装置内部において定着ローラ１付近の部品、特に
加圧ローラ２が定着温度付近にまで昇温してくると、定
着ローラから外部への熱伝達が著しく低下する。このよ
うな場合、ヒータ４の加熱により定着ローラ１は急激に
昇温し、かつ加熱後の熱低下速度が小さくなるので、定
着温度Ｔ0に対して定着ローラ１の表面温度が過昇温す
るようなリップルが発生しやすくなる。
【０００６】本発明の目的は、加熱手段により定着ロー
ラの表面温度を定着温度に加熱し、かつ定着温度に維持
する際の表面温度のリップル(波)が抑制され、定着ロー
ラの表面温度のリップルに起因する定着ムラや定着不良
が防止される定着装置および電子写真記録装置を提供す
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の定着装置は、内部に加熱手
段が配置された定着ローラと、この定着ローラに圧接
し、定着ローラと共に記録紙を挟持搬送する加圧ローラ
と、前記定着ローラの表面温度を検出する温度検出手段
と、この温度検出手段が所定温度を検出した時に、前記
加熱手段を、１回の駆動と１回の停止を１サイクルとし
てこのサイクルを繰り返して前記定着ローラの表面を昇
温させるように制御する制御手段とを備え、未定着トナ
ーによって形成された記録紙上のトナー像を加熱及び加
圧して定着する定着装置であって、１サイクルにおける
前記加熱手段の駆動時間と停止時間のデューティ比を規
定する初期値設定データを記憶したメモリを有し、前記
温度検出手段による温度検出値が定着温度に到達したと
きに、前記デューティ比に基づいて前記サイクルを１サ
イクル行い、この１サイクル後に前記温度検出値を取り
込み、前記温度検出値が定着温度より大きい場合には前
記温度検出値が定着温度以下になるまで前記加熱手段の
駆動を中断させ、前記温度検出値が定着温度以下になっ
た場合には、前記１サイクルとこの後の前記温度検出値
の取り込みを、前記温度検出値が定着温度より大きくな
るまで繰り返すように、前記制御手段が前記加熱手段を
制御することを特徴とする。
【０００８】また、請求項２記載の定着装置は、請求項
１記載の定着装置において、前記制御手段は、前記温度
検出手段による温度検出値が定着温度より低く設定した
ヒータ制御境界温度に到達するまでは、前記加熱手段を
加熱し続け、前記ヒータ制御境界温度に到達した後は、
前記温度検出手段が定着温度を検出するまで前記温度検
出値を取り込みながら前記加熱手段の駆動と停止とのサ
イクルを繰り返して、前記定着ローラの表面を前記ヒー
タ制御境界温度に到達する前よりも緩やかに昇温させる
ことを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
【００１１】また、請求項３記載の定着装置は、請求項
１または２記載の定着装置において、前記制御手段が、
連続して給紙された記録紙の累計枚数が予め設定された
しきい枚数になった場合、あるいは記録紙が連続して給
紙された際の装置の連続作動時間が予め設定されたしき
い時間になった場合のいずれか一方の場合に、前記加熱
手段の駆動時間と前記加熱手段の停止時間とのデューテ
ィ比を、前記初期値設定データによって規定されるデュ
ーティ比とは異なる値に変化させることを特徴とする。
【００１２】また、請求項４記載の定着装置は、請求項
３記載の定着装置において、前記制御手段が、前記累計
枚数によって前記初期値設定データによって規定される
デューティ比を変化させるときには前記しきい枚数を給
紙された記録紙のサイズに対応させて変化させ、または
前記連続作動時間によって前記初期値設定データによっ
て規定されるデューティ比を変化させるときには前記し
きい時間を給紙された記録紙のサイズに対応させて変化
させることを特徴とする。
【００１３】また、請求項５記載の定着装置は、請求項
４記載の定着装置において、前記制御手段が、給紙され
た記録紙のサイズに対応させて、前記初期値設定データ
によって規定されるデューティ比の初期値と、前記累計
枚数が前記しきい枚数になった場合あるいは前記連続作
動時間が前記しきい時間になった場合のデューティ比の
変化量とを設定することを特徴とする。
【００１４】また、請求項６記載の電子写真記録装置
は、請求項１〜５のいずれか１項記載の定着装置と、電
子写真方式によって画像形成を行う記録部と、原稿の画
像を読み取る原稿読取部と、他装置から送られてくる画
情報を受信する網制御部とを備えるとともに、この網制
御部の受信信号あるいは前記原稿読取部のコピー指令信
号に基づいて、受信あるいはコピー動作を開始するとと
もに前記加熱手段による加熱を行い、前記受信あるいは
コピー動作が終了した後、前記加熱手段の加熱を停止す
る制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の定
着装置の実施形態を説明する。図１は本発明の定着装置
の一実施形態が適用可能な電子写真記録装置の一例を示
す概略構成図であり、図５に基づいて説明した部材に対
応する部材については同一符号を付して説明を省略す
る。６は感光体ベルトで、その周囲には作像プロセス順
に帯電器７、光書き込みユニット８、現像器９、転写器
10、クリーニング器11、除電器12が配設されている。ま
た記録紙Ｐは、給紙コロ13によって分離給紙され、レジ
ストローラ対14によって感光体ベルト６の回転と同期を
とりながら搬送されるようになっている。
【００１８】このような構成において、前記感光体ベル
ト６は、光書き込みユニット８によって感光面上に形成
された静電潜像を現像器９でトナー像に現像した後、レ
ジストローラ対14によって搬送されてきた記録紙Ｐに転
写器10により前記トナー像を転写させる。その後、記録
紙Ｐに転写されたトナー像は、定着装置５によって加熱
及び加圧されることにより定着され、排紙ローラ対15に
よって装置から排紙される。
【００１９】図２は本実施形態に係る定着装置を用いた
電子写真記録装置のブロック構成図である。この電子写
真記録装置は、外部との交信を可能にするため画情報や
伝送制御のための各種手順信号を送受信するモデム30
と、電話回線に接続され発着信のときに所定の回線制御
を行う網制御装置31を備えている。
【００２０】図２において、Ａ／Ｄ変換部16は、サーミ
スタ３からのアナログの温度検出信号をデジタル信号に
変換するものであり、ヒータ制御部17は、ヒータ４の通
電制御を行うものである。メインモータ駆動部19は、メ
インモータ18の回転制御を、また給紙モータ駆動部21は
記録紙Ｐの給紙を行う給紙モータ20の駆動制御をそれぞ
れ行うものである。また原稿読取部32は原稿画像を読み
取るもので、記録部33は前記原稿読取部32で読み取った
原稿画像を記録し、あるいは外部から受信した画情報を
記録するものである。符号化復号化部34は送信する画情
報を圧縮し、また受信した画情報を復号化して元の画情
報に復元するものである。画像メモリ35は送信原稿の画
情報、あるいは必要に応じて受信画情報を蓄積するもの
である。操作表示部36は、オペレータが各種操作を行う
とともに、装置の動作状態等を表示するものである。シ
ステムメモリ37は、予め登録される情報や通信動作時に
一時的に保持する情報を格納するものである。システム
制御部38は、上記各部を制御するマイクロコンピュータ
であり、システムバス39は、上記各部を接続して相互間
で各種の制御信号やデータを伝送する信号ラインであ
る。
【００２１】以上の構成で、電子写真記録装置は、図３
に示すように他装置からの受信信号あるいは自装置での
コピー信号が入力すると、ヒータ４をオンして定着ロー
ラ１を加熱開始する(処理101)。次いで、定着ローラ１
に接触しているサーミスタ３によって定着ローラ１の表
面温度を検出し、給紙開始温度に達したら記録紙Ｐの給
紙を開始する(処理102)。さらにヒータ４によって定着
ローラ１を加熱し、ヒータ制御境界温度に達したかどう
かを判断し(処理103)、達していたらシステムメモリ37
に記憶されている予め定めた昇温時制御データを読み出
して取り込み、ヒータ制御部17を介してヒータ４のオン
／オフを交互に行う通電制御に切り替え、サーミスタ３
の検出値が定着温度に達するまで継続する(処理104)。
その後、ヒータ制御部17は、サーミスタ３の検出値が定
着温度に達したかどうかを判断し(処理105)、達してい
たならば、システムメモリ37に記憶されている予め定め
た初期値設定データを読み出して取り込む。
【００２２】前記初期値設定データは、ヒータ４を継続
してオンする所定の時間であるヒータ駆動時間の初期値
と、このヒータ駆動時間の間ヒータ４をオンした後にヒ
ータ４を継続してオフさせる所定の時間であるヒータ停
止時間の初期値とを規定するデータであり、ヒータ制御
部17は、ヒータ４を初期値設定データによって規定され
るヒータ駆動時間加熱した後(処理106)、ヒータ４を初
期値設定データによって規定されるヒータ停止時間非加
熱に維持する(処理107)。この後、ヒータ制御部17は、
サーミスタ３の検出値を監視していき、検出値が定着温
度以下になったかどうか判断する(処理108)。検出値が
定着温度以下の場合(処理108のＹ)、受信、コピー動作
が終了したか否かを判断し(処理109)、受信、コピー動
作が終了していなければ(処理109のＮ)、処理106の手前
までもどり、処理106と処理107を行い、受信、コピー動
作が終了しているならば(処理109のＹ)、この処理は終
わる。また検出値が定着温度を超えている場合(処理108
のＮ)、受信、コピー動作が終了したか否かを判断し(処
理110)、受信、コピー動作が終了していなければ(処理1
10のＮ)、ヒータ４に対して非加熱を継続していき、処
理108の手前に戻る。また受信、コピー動作が終了して
いるならば(処理110のＹ)、この処理は終わる。
【００２３】以上のように、本実施形態の定着装置で
は、サーミスタ３の検出値がヒータ制御境界温度に達す
るまではヒータ４を加熱し続け、到達したときに、ヒー
タ４に対し加熱、非加熱のサイクル制御を行って、定着
ローラ１表面の過剰温度上昇を低減し、さらにサーミス
タ３の温度検出値が、定着温度に達した以後は、定着温
度以下を検出して、ヒータ４を予め定めた所定のヒータ
駆動時間の加熱と、その後に行う予め定めた所定のヒー
タ停止時間の非加熱とを行うようにして、定着ローラ１
の表面温度のリップルを小さく抑えるように制御してい
る。
【００２４】図４は本実施形態の定着装置に係る定着ロ
ーラとサーミスタとの温度変化を示した測定図である。
縦軸に温度、横軸に経過時間を示す。Ｏ点は定着ローラ
１の加熱開始を示す。このときには定着ローラ１の表面
温度とサーミスタ３の検出値とは同一である。Ａは熱伝
対から得た定着ローラ１の表面温度を示す曲線で、Ｂは
サーミスタ３から得られた検出温度を示す曲線である。
この双方の温度差はサーミスタ３の熱応答遅延から発生
している。
【００２５】Ｆ点はサーミスタ３の検出温度が、ヒータ
制御境界温度Ｔhに達する点で、このときには定着ロー
ラ１の表面温度曲線Ａは、定着温度Ｔ0に達している
か、あるいはその温度に近似する温度に達している。こ
のＦ点よりも前にあるＬ点が給紙開始温度Ｔkで、この
点の後にあるＧ点が検出温度が定着温度Ｔ0に到達する
点である。
【００２６】線図Ｉはメインモータ18の動作状態を示し
ている。メインモータ18の動作開始点は前記Ｌ点上であ
る。線図Ｊは定着装置５を通過する記録紙Ｐの定着状態
を示すもので、前記Ｆ点のタイミングで記録紙Ｐの定着
が開始される。線図Ｋはヒータ４のオン／オフの期間を
示したもので、サーミスタ３の温度検出値がヒータ制御
開始温度Ｔhに到達(Ｆ点)後は、昇温時制御データによ
って規定されたヒータ駆動時間Ｈaの加熱とヒータ停止
時間Ｈbの非加熱とのサイクルを繰り返して、サーミス
タ３の検出温度が定着温度Ｔ0に到達するまで継続され
る。定着温度Ｔ0に到達後は、初期値設定データによっ
て規定されたヒータ駆動時間Ｈcの加熱とヒータ停止時
間Ｈdの非加熱との１サイクルを行い、その後は、サー
ミスタ３の温度検出値が定着温度Ｔ0以下になったとき
にヒータ駆動時間Ｈcの加熱とヒータ停止時間Ｈdの非加
熱とのサイクルを行うようにしている。
【００２７】以上説明したようにヒータ４に対する制御
において、定着ローラ１が定着温度Ｔ0に加熱された後
は、ヒータ４をサーミスタ３の検出温度と初期値設定デ
ータとによって制御する。例えば、ヒータ駆動時間Ｈc
を1.5秒とし、ヒータ停止時間Ｈdを1.5秒としてもよい
が、ヒータ駆動時間Ｈc及びヒータ停止時間Ｈdは、この
時間に限定されるものではない。
【００２８】ここで、 デューティ比Ｄ＝ヒータ駆動時間Ｈc／ヒータ停止時間
Ｈd と定義すると、初期値設定データには、少なくともデュ
ーティ比Ｄを規定するデータが含まれている。また、ヒ
ータ制御部17は、その固定メモリにヒータ停止時間Ｈd
を規定するデータが予め格納されており、初期値設定デ
ータをバッファに取り込むことにより、ヒータ駆動時間
Ｈcを(デューティ比Ｄ×ヒータ停止時間Ｈd)によって算
出する。即ち、ヒータ制御部17では、デューティ比Ｄを
変数として処理して、この変数であるデューティ比Ｄに
よってヒータ駆動時間Ｈcとヒータ停止時間Ｈdとを一義
的に定めている。むろん、ヒータ制御部17の固定メモリ
には、ヒータ駆動時間Ｈcあるいは(ヒータ駆動時間Ｈc
＋ヒータ停止時間Ｈd)を定数として格納してもよく、ヒ
ータ駆動時間Ｈcを定数とした場合には、ヒータ停止時
間Ｈdがデューティ比Ｄによって変化することになり、
また(ヒータ駆動時間Ｈc＋ヒータ停止時間Ｈd)を定数と
した場合には、ヒータ駆動時間Ｈcとヒータ停止時間Ｈd
との双方がデューティ比Ｄによって変化することにな
る。この固定記憶への定数設定は、定着装置５の特性や
記録紙Ｐの給紙頻度等に基づいて定めればよい。
【００２９】図１及び図２に基づいて説明した電子写真
記録装置では、図示を省略した記録紙センサが画像を記
録する記録紙Ｐのサイズを検出して、記録紙Ｐのサイズ
をシステム制御部38に出力するように構成されており、
システム制御部38は、記録部33を介して定着装置５に給
紙される記録紙Ｐのサイズをヒータ制御部17に出力す
る。また、システムメモリ37は、装置が画像を記録する
ことが可能な記録紙Ｐのサイズにそれぞれ対応する複数
の記憶領域を備え、これらの記憶領域は、それぞれ異な
る初期値設定データ及び初期値変更データが格納できる
ように構成されている。
【００３０】また、本実施例のヒータ制御部17には、組
立時のハード的な設定や、異なる制御プログラムをロー
ディングすることによって、第１制御モード及び第２制
御モードのいずれか一方が設定される。ここで、記録紙
Ｐに対する記録速度が比較的遅い電子写真記録装置に適
用される定着装置には、第１制御モードを設定し、また
記録紙Ｐに対する記録速度が比較的速い電子写真記録装
置に適用される定着装置には、第２制御モードを設定す
るものとする。
【００３１】第１制御モードが設定された場合、システ
ムメモリ37における記録紙Ｐのサイズに対応する記憶領
域には、それぞれ異なる初期値設定データのみ格納すれ
ばよく、初期値変更データは格納する必要がない。ヒー
タ制御部17は、第１制御モードが設定された場合、図３
において示す処理105の際に、システムメモリ37におい
て給紙される記録紙Ｐのサイズに対応する記憶領域から
初期値設定データを読み取る。このことにより、ヒータ
制御部17は、記録紙Ｐのサイズに対応するデューティ比
Ｄを読み取って、記録紙Ｐのサイズに対応するデューテ
ィ比Ｄによってヒータ駆動時間Ｈcを算出する。
【００３２】具体的には、相対的に大サイズの記録紙Ｐ
に対応する記憶領域には、初期値設定データとして大き
なデューティ比Ｄが格納されており、また相対的に小サ
イズの記録紙Ｐに対応する記憶領域には、初期値設定デ
ータとして小さなデューティ比Ｄが格納されている。即
ち、ヒータ停止時間Ｈdが一定であるので、ヒータ制御
部17は、相対的に大サイズの記録紙Ｐが給紙されるとき
にはヒータ駆動時間Ｈcを長くして、１サイクルで定着
ローラ１に供給する熱量を増加させ、また相対的に小サ
イズの記録紙Ｐが給紙されるときにはヒータ駆動時間Ｈ
cを短くして、１サイクルで定着ローラ１に供給する熱
量を減少させる。
【００３３】上記した第１制御モードの制御によれば、
定着装置５に給紙される記録紙Ｐのサイズが変化し、記
録紙Ｐが定着ローラから吸収する熱量が変化した場合で
も、ヒータ制御部17が、給紙される記録紙Ｐのサイズに
対応させてデューティ比を変化させ、ヒータ駆動時間Ｈ
cを記録紙Ｐのサイズに対応するデューティ比Ｄによっ
て規定することにより、熱容量が大きい大サイズの記録
紙Ｐに対して定着を行うときには定着ローラ１への供給
熱量を増加させ、また熱容量が小さい小サイズの記録紙
Ｐに対して定着を行うときには定着ローラ１への供給熱
量を減少させることができるので、記録紙Ｐによる吸熱
量の変化を補償するようにヒータ４によって定着ローラ
１に熱量を供給して、定着ローラ１の表面温度のリップ
ルを抑制することができる。
【００３４】また、第２制御モードが設定された場合に
は、また、システムメモリ37における記録紙Ｐのサイズ
に対応する記憶領域には、それぞれ異なる初期値設定デ
ータ及び初期値変更データを格納する。ここで、初期値
変更データは、デューティ比Ｄの減少量ｄと正の整数で
あるしきい枚数ｎとを表すデータである。ヒータ制御部
17は、第２制御モードが設定された場合、図３において
示す処理105の際に、システムメモリ37において給紙さ
れる記録紙Ｐのサイズに対応する記憶領域から初期値設
定データ及び初期値変更データを読み取る。このことに
より、ヒータ制御部17は、記録紙Ｐのサイズに対応する
デューティ比Ｄ，減少量ｄ及びしきい枚数ｎを読み取
る。
【００３５】図７は本実施例の定着装置において第２制
御モードが設定された場合のデューティ比の設定パター
ンを示す説明図である。尚、図７においては、説明を簡
略化するため最大サイズの記録紙Ｐと最小サイズの記録
紙Ｐとを定着する際のデューティ比Ｄの設定パターンに
ついて説明する。最大サイズと最小サイズとの中間サイ
ズの記録紙Ｐを定着する際のデューティ比Ｄについて
は、その熱容量に応じて最大サイズの記録紙Ｐのデュー
ティ比Ｄを示す設定パターンと最小サイズの記録紙Ｐの
デューティ比Ｄを示す設定パターンとの中間の値をとる
ことになる。
【００３６】ヒータ制御部17は、先ず、記録紙Ｐのサイ
ズに対応するデューティ比Ｄの初期値によってヒータ駆
動時間Ｈcを算出する。このとき、最大サイズの記録紙
Ｐに対応するデューティ比Ｄの初期値をＤL、最小サイ
ズの記録紙Ｐに対応するデューティ比Ｄの初期値をＤS
とすると、これらの初期値の関係は第１制御モードの場
合と同様に、初期値ＤL＞初期値ＤSとなる。
【００３７】ヒータ制御部17は、図３のフローチャート
に示すように、受信、コピー動作が終了せずに記録紙Ｐ
が連続して供給される場合には、定着ローラ１の表面温
度が高温の定着温度Ｔ0付近になるようにヒータ４の加
熱／非加熱を繰り返す。そして、ヒータ制御部17は、記
録紙Ｐが連続して供給される場合の記録紙Ｐの供給枚数
を累計するカウンタ(図示省略)を備え、受信、コピー動
作が終了したときには前記カウンタの累計値をリセット
する。
【００３８】第２制御モードが設定された場合、ヒータ
制御部17は、カウンタによって累計された記録紙Ｐの枚
数が予め設定されたしきい枚数ｎになった場合に、デュ
ーティ比Ｄの初期値から減少量ｄを減算してデューティ
比Ｄの絶対値を減少させる。この際、ヒータ制御部17
が、初期値変更データを記録紙Ｐのサイズに対応させ
て、システムメモリ37の記憶領域から読み取っているの
で、初期値変更データの内容であるしきい枚数ｎ及び減
少量ｄは、記録紙Ｐのサイズ毎にそれぞれ異なる値が設
定される。
【００３９】具体的には、最大サイズの記録紙Ｐに対応
するしきい枚数ｎをｎL、最小サイズの記録紙Ｐに対応
するしきい枚数ｎをｎSとすると、これらのしきい枚数
ｎの関係は、(しきい枚数ｎL)＞(しきい枚数ｎS)となる
ように設定されている。また、最大サイズの記録紙Ｐに
対応する減少量ｄをｄL、最小サイズの記録紙Ｐに対応
する減少量ｄをｄSとすると、これらの減少量ｄの関係
は、(減少量ｄL)＜(減少量ｄS)となるように設定されて
いる。
【００４０】上記した第２制御モードの制御によれば、
定着装置５に給紙される記録紙Ｐのサイズが変化し、記
録紙Ｐが定着ローラ１から吸収する熱量が変化した場合
でも、ヒータ制御部17が、給紙される記録紙Ｐのサイズ
に対応させてデューティ比の初期値を変化させ、ヒータ
駆動時間Ｈcを記録紙サイズに対応するデューティ比Ｄ
の初期値によって規定することにより、熱容量が大きい
大サイズの記録紙Ｐに対して定着を行うときには定着ロ
ーラ１への供給熱量が増加し、また熱容量が小さい小サ
イズの記録紙Ｐに対して定着を行うときには定着ローラ
１への供給熱量が減少するので、記録紙Ｐによる吸熱量
の変化を補償するようにヒータ４によって定着ローラ１
に熱量を供給して、定着ローラ１の表面温度のリップル
を抑制することができる。
【００４１】また、ヒータ制御部17が、連続して給紙さ
れた記録紙Ｐの累計枚数が予め設定されたしきい枚数ｎ
になった場合に、デューティ比Ｄを初期設定値から記録
紙Ｐのサイズに対応する減少量ｄを減少させることによ
り、定着ローラ１の表面温度が長時間のあいだ継続して
高温の定着温度Ｔ0付近に維持されて、定着ローラ１付
近の部品、特に加圧ローラ２が定着温度Ｔ0の近い高温
になった場合でも、ヒータ駆動時間Ｈcを減少させて、
定着時の定着ローラ１から外部部品への熱伝達の低下を
補償するようにヒータ４の供給熱量を減少させることが
できるので、ヒータ４の加熱により定着ローラ１が急激
に昇温し、かつ加熱後の熱低下率が小さくなって、定着
温度Ｔ0に対して定着ローラ１の表面温度が著しく過昇
温するようなリップルが発生することを防止できる。
【００４２】さらに、ヒータ制御部17が、しきい枚数ｎ
を記録紙Ｐのサイズに対応させて設定することにより、
記録紙Ｐのサイズによって定着ローラ１から記録紙Ｐへ
の吸熱量が変化して、定着ローラ１付近の部品の昇温速
度が変化した場合でも、定着ローラ１付近の部品が定着
ローラ１の温度制御に影響を与えるような高温になった
時期に、定着ローラ１から外部部品への熱伝達の低下に
対応させてデューティ比Ｄの初期値を減少させることが
できる。
【００４３】さらに、ヒータ制御部17が、給紙された記
録紙Ｐのサイズに対応させて、デューティ比Ｄの初期値
からの減少量ｄを設定することにより、それぞれサイズ
が異なる複数種類の記録紙Ｐが給紙されて、定着時に記
録紙Ｐが定着ローラ１から吸収する熱量が変化した場合
でも、定着ローラ１付近の部品が定着ローラ１の温度制
御に影響を与えるような高温になった時期に、定着ロー
ラ１から外部部品への熱伝達の低下に対応させてデュー
ティ比Ｄの初期値を減少させる場合に、記録紙Ｐのサイ
ズによる吸熱量の変化が補償されるように新しいデュー
ティ比Ｄを設定することができるので、記録紙Ｐのサイ
ズに影響を受けることなく定着ローラ１の表面温度のリ
ップルを確実に抑制することができる。
【００４４】また、上記説明した第２制御モードの制御
では、カウンタによって連続して給紙された記録紙Ｐの
累計枚数がしきい枚数ｎになったときに、デューティ比
Ｄを減少させていたが、この制御は、記録紙Ｐが連続し
て給紙されて定着ローラ１が定着温度Ｔ0付近に維持さ
れる連続作動時間をタイマによって累計して、この累計
時間が予め設定されたしきい時間になったときに、デュ
ーティ比Ｄを減少させるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の定着装置によれば、制御手段が、温度検出手段に
よる温度検出値が定着温度に到達したときには、メモリ
に記憶されている初期値設定データによって規定された
デューティ比に基づいて加熱手段を１サイクル駆動／停
止させてから温度検出手段からの温度検出値を取り込む
ことにより、従来のように、温度検出手段の温度検出値
が最初に定着温度に到達した直後に加熱手段を停止させ
ることがないために、定着ローラの表面温度が急激に定
着温度以下に降下することを防止でき、かつ温度検出手
段の温度検出値が一旦定着温度に達した後、定着温度以
下になったときには、温度検出手段の追従性の遅延によ
って昇温途中で定着温度以下を検出しないようにして、
昇温途中に検出された温度検出値に基づいて過剰な加熱
が行われることを防止できる。このことにより、定着温
度付近で定着ローラの表面温度に発生するリップルを抑
制することができるので、定着ムラや定着不良の発生を
防止できる。
【００４６】
【００４７】また、請求項２記載の定着装置によれば、
制御手段が、温度検出手段による温度検出値が定着温度
より低く設定したヒータ制御境界温度に到達するまで
は、加熱手段を加熱し続け、このヒータ制御境界温度に
到達後は、加熱と非加熱とのサイクルを定着温度を検出
するまで繰り返すことにより、加熱開始直後の温度検出
手段の追従性の遅延による検出温度値の誤差によって定
着ローラを過剰に昇温することを防止でき、かつ温度検
出手段の温度検出値が一旦ヒータ制御境界温度に達した
後には、定着ローラの表面温度のリップルを微小幅に収
束させるとともに、定着ローラの表面温度を定着温度付
近に安定させることができる。このことにより、定着温
度付近で定着ローラの表面温度に発生するリップルを抑
制することができるので、定着ムラや定着不良の発生を
防止できる。
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】また、請求項３記載の定着装置によれば、
定着ローラの表面温度が定着温度に昇温した後、制御手
段が、連続して給紙された記録紙の累計枚数が予め設定
されたしきい枚数になった場合、あるいは記録紙が連続
して給紙された際の装置の連続作動時間が予め設定され
たしきい時間になった場合のいずれかの場合に、加熱手
段の駆動時間と加熱手段の停止時間とのデューティ比を
初期値設定データによって規定されるデューティ比の初
期値から異なる値に変化させることにより、定着ローラ
の表面温度が長時間継続して高温の定着温度付近に制御
されて、定着ローラ付近の部品が高温になった場合で
も、加熱手段の駆動時間及び加熱手段の停止時間の一方
あるいは双方を変化させて、定着時の定着ローラから外
部部品への熱伝達の低下を補償するように加熱手段によ
って定着ローラに熱量を供給することができるので、定
着ローラの表面温度を定着温度付近に制御している期間
に表面温度が過昇温するようなリップルが発生すること
を防止できる。
【００５３】さらに、請求項４記載の定着装置によれ
ば、制御手段が、前記しきい枚数あるいは前記しきい時
間を記録紙サイズに対応させて変化させることにより、
記録紙サイズの変化によって定着ローラから記録紙への
吸熱量が変化して、定着ローラ付近の外部部品の昇温速
度が変化した場合でも、定着ローラ付近の部品が定着ロ
ーラの温度制御に影響を与えるような高温になった時期
に、定着ローラから外部部品への熱伝達の低下に対応さ
せてデューティ比の初期値を変化させることができるの
で、記録紙のサイズに影響を受けることなく定着ローラ
の表面温度のリップルを確実に抑制することができる。
【００５４】さらに、請求項５記載の定着装置によれ
ば、制御手段が、給紙された記録紙のサイズに対応させ
て、デューティ比の初期値と初期値からの変化量とを設
定することにより、それぞれサイズが異なる複数種類の
記録紙が装置に給紙されて、定着時に記録紙が定着ロー
ラから吸収する熱量が変化した場合でも、記録紙による
吸熱量の変化が補償されるようにデューティ比の初期値
を設定することができ、かつ定着ローラ付近の部品が定
着ローラの温度制御に影響を与えるような高温になった
時期に、記録紙のサイズによる吸熱量の変化が補償され
るように新しいデューティ比を設定することができるの
で、記録紙のサイズに影響を受けることなく定着ローラ
の表面温度のリップルを確実に抑制することができる。
さらに、請求項６記載の電子写真記録装置によれば、請
求項１〜５のいずれか１項記載の定着装置と、電子写真
方式によって画像形成を行う記録部と、原稿の画像を読
み取る原稿読取部と、他装置から送られてくる画情報を
受信する網制御部とを備えるとともに、この網制御部の
受信信号あるいは前記原稿読取部のコピー指令信号に基
づいて、受信あるいはコピー動作を開始するとともに前
記加熱手段による加熱を行い、前記受信あるいはコピー
動作が終了した後、前記加熱手段の加熱を停止する制御
手段を設けたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着装置の一実施形態が適用可能な電
子写真記録装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置を用いた電
子写真記録装置のブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施形態の定着装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態の定着装置に係る定着ロー
ラとサーミスタとの温度変化を示した測定図である。
【図５】電子写真記録装置に用いられる定着装置の要部
を示す構成図である。
【図６】従来の定着ローラとサーミスタとの温度変化を
示した測定図である。
【図７】本発明の一実施例の定着装置において第２制御
モードが設定された場合のデューティ比の設定パターン
を示す説明図である。
【符号の説明】
１…定着ローラ、 ２…加圧ローラ、 ３…サーミス
タ、 ４…ヒータ、 ５…定着装置、 16…Ａ／Ｄ変換
部、 17…ヒータ制御部、 37…システムメモリ、38…
システム制御部、 Ｄ…デューティ比、 ｄ…減少量、
Ｐ…記録紙、ｎ…しきい枚数。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−62575（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−197908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−124581（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−67563（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−254482（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−95379（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−19362（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−114281（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−261475（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内部に加熱手段が配置された定着ローラ
    と、この定着ローラに圧接し、定着ローラと共に記録紙
    を挟持搬送する加圧ローラと、前記定着ローラの表面温
    度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が所定
    温度を検出した時に、前記加熱手段を、１回の駆動と１
    回の停止を１サイクルとしてこのサイクルを繰り返して
    前記定着ローラの表面を昇温させるように制御する制御
    手段とを備え、未定着トナーによって形成された記録紙
    上のトナー像を加熱及び加圧して定着する定着装置であ
    って、１サイクルにおける前記加熱手段の駆動時間と停止時間
    のデューティ比を規定する初期値設定データを記憶した
    メモリを有し、 前記温度検出手段による温度検出値が定着温度に到達し
    たときに、前記デューティ比に基づいて前記サイクルを
    １サイクル行い、この１サイクル後に前記温度検出値を
    取り込み、前記温度検出値が定着温度より大きい場合に
    は前記温度検出値が定着温度以下になるまで前記加熱手
    段の駆動を中断させ、前記温度検出値が定着温度以下に
    なった場合には、前記１サイクルとこの後の前記温度検
    出値の取り込みを、前記温度検出値が定着温度より大き
    くなるまで繰り返すように、前記制御手段が前記加熱手
    段を制御することを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記温度検出手段によ
    る温度検出値が定着温度より低く設定したヒータ制御境
    界温度に到達するまでは、前記加熱手段を加熱し続け、
    前記ヒータ制御境界温度に到達した後は、前記温度検出
    手段が定着温度を検出するまで前記温度検出値を取り込
    みながら前記加熱手段の駆動と停止とのサイクルを繰り
    返して、前記定着ローラの表面を前記ヒータ制御境界温
    度に到達する前よりも緩やかに昇温させることを特徴と
    する請求項１記載の定着装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段が、連続して給紙された記
    録紙の累計枚数が予め設定されたしきい枚数になった場
    合、あるいは記録紙が連続して給紙された際の装置の連
    続作動時間が予め設定されたしきい時間になった場合の
    いずれか一方の場合に、前記加熱手段の駆動時間と前記
    加熱手段の停止時間とのデューティ比を、前記初期値設
    定データによって規定されるデューティ比とは異なる値
    に変化させることを特徴とする請求項１または２記載の
    定着装置。
  4. 【請求項４】 前記制御手段が、前記累計枚数によって
    前記初期値設定データによって規定されるデューティ比
    を変化させるときには前記しきい枚数を給紙された記録
    紙のサイズに対応させて変化させ、または前記連続作動
    時間によって前記初期値設定データによって規定される
    デューティ比を変化させるときには前記しきい時間を給
    紙された記録紙のサイズに対応させて変化させることを
    特徴とする請求項３記載の定着装置。
  5. 【請求項５】 前記制御手段が、給紙された記録紙のサ
    イズに対応させて、前記初期値設定データによって規定
    されるデューティ比の初期値と、前記累計枚数が前記し
    きい枚数になった場合あるいは前記連続作動時間が前記
    しきい時間になった場合のデューティ比の変化量とを設
    定することを特徴とする請求項４記載の定着装置。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項記載の定着
    装置と、電子写真方式によって画像形成を行う記録部
    と、原稿の画像を読み取る原稿読取部と、他装置から送
    られてくる画情報を受信する網制御部とを備えるととも
    に、この網制御部の受信信号あるいは前記原稿読取部の
    コピー指令信号に基づいて、受信あるいはコピー動作を
    開始するとともに前記加熱手段による加熱を行い、前記
    受信あるいはコピー動作が終了した後、前記加熱手段の
    加熱を停止する制御手段を設けたことを特徴とする電子
    写真記録装置。
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