JP4048694B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に加熱手段を有した加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、これら加熱ローラ,加圧ローラ間にトナー画像が転写された転写材を通過させ、前記トナー画像を前記転写材に熱定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
定着装置においては、定着が終了した場合やジャムの場合等、加熱ローラの回転駆動を停止した時に、加熱ローラに設けられた加熱手段の駆動も停止するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の定着装置において、加熱ローラ駆動中に必要な熱量と、駆動停止中に必要な熱量とを比較すると、加圧ローラや雰囲気への熱損失の影響で加熱ローラ駆動中のほうが必要な熱量は多い。
【０００４】
従って、加熱ローラ駆動停止直前に加熱手段が駆動されていると、加熱ローラ停止時では、過剰に熱量を蓄えていることになる。
この状態で加熱ローラが停止すると、その過剰な熱のために、図２７に示すように、加熱ローラ温度のオーバーシュート(設定温度以上になること)が発生し、加熱ローラの表面層材の耐久性が低下したり、定着装置の高温異常アラームが作動する問題点がある。
【０００５】
また、近年、省資源の観点より、加熱ローラの芯金の肉厚を可能な限り薄くして、熱容量を小さくすることがなされている。
この場合、図２８に示すように、芯金の肉厚が薄くなるほど、オーバーシュート量は多くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートを抑制する定着装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、所定サイズの転写材の通過領域外の領域を主に加熱する第１の加熱手段と、前記転写材の通過領域を主に加熱する第２の加熱手段とを内部に有する加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、これら加熱ローラ,加圧ローラ間にトナー画像が転写された転写材を通過させ、前記トナー画像を前記転写材に熱定着する定着装置であって、前記加熱ローラの軸方向全域にわたって冷却する冷却手段と、前記所定サイズの転写材の通過領域に設けられ、前記加熱ローラの円周方向に移動可能な冷却領域可変手段と、定着終了後、一定時間、前記冷却領域可変手段を前記冷却手段から離して前記冷却手段を駆動し、前記加熱ローラを軸方向全域にわたって冷却する制御部と、を設けたことを特徴とする定着装置である。
【０００８】
制御部は、定着終了後、一定時間、前記冷却手段を駆動し、前記加熱ローラを軸方向全域にわたって冷却することにより、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
請求項２記載の発明は、前記加熱ローラの、前記所定サイズの転写材の通過領域と、当該通過領域外の領域とにそれぞれ温度検出手段を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【０００９】
制御部は、定着終了後、前記温度検知手段からの温度情報を取り込み、前記加熱ローラの温度が決められた温度になるまで、前記冷却手段を駆動することにより、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態例＞
(全体構成)
最初に、図２を用いて、第１の実施の形態例の定着装置が設けられた画像形成装置の全体構成を説明する。
【００２３】
図において、画像形成装置１は、自動原稿搬送装置(通称ADF)Aと、自動原稿搬送装置Aにより搬送される原稿の画像を読み取るための原稿画像読取部Bと、読み取った原稿画像を処理する画像制御部Cと、画像処理後のデータに従って、感光ドラムからなる像担持体１０上に書込みを行なう書込みユニット１２を含む書込み部Dと、像担持体１０及びその周囲に帯電電極１４,磁気ブラシ型現像装置からなる現像手段１６,転写電極１８,分離電極２０,クリーニング手段２１等の画像形成手段を含む画像形成部Eと、転写材(以下、記録紙という)Pを収容するトレイ等の複数の用紙収容手段(以下、給紙トレイ又はトレイという)２２,２４のための収納部F等を有している。
【００２４】
自動原稿搬送装置Aは、原稿載置台26と、ローラR1を含むローラ群及び原稿の移動通路を適宜切り替えるための切替手段を含む原稿搬送処理部２８を主要素とする。
【００２５】
原稿画像読取部Bは、天板ガラスGの下にあり、光路長を保って往復移動できる二つのミラーユニット３０,３１、固定の結像レンズ(以下、レンズという)３３、ライン状の撮像素子(以下、CCDという)３５等からなり、書込み部Dはレーザ光源４０、ポリゴンミラー(偏光器)４２等からなる。
自動原稿搬送装置Aは、従来の自動原稿搬送装置と構成上の相違はあるものの原理はそのものは公知であり、又、原稿画像読取部B、書込み部D、画像処理手段(像担持体１０上にトナー画像を形成し、かつ、シート上にトナー画像を転写させる手段)を備えた画像形成装置及び画像形成プロセスはよく知られているので、その説明は簡略に行なう。
【００２６】
尚、転写電極１８の手前側に示すR10はレジストローラであり、分離電極の下流側に示すHは定着装置(詳細は後述する)であり、加熱ローラ９１とこの加熱ローラ９１に圧接する加圧ローラ９２とを備えており、加熱ローラ９１と、加圧ローラ９２との間にトナー画像が転写された記録紙Pが定着することにより、トナー画像が記録紙P上に熱定着される。
【００２７】
上記構成において、像担持体１０上にトナー画像を形成し、シート上の転写させた後、排紙トレイに排紙するプロセスは、以下のとおりである。
尚、本明細書では、転写電極がある転写領域を画像記録部という場合がある。
【００２８】
原稿載置台２６上に載置される原稿(図示せず)の一枚が原稿搬送処理部２８中で搬送され、ローラR1の下を通過中に、露光手段Lによるスリット露光が行なわれる。
【００２９】
原稿からの反射光は、固定位置にあるミラーユニット３０,３１及びレンズ３３を経て、CCD上に結合され、読み取られる。
原稿画像読取部Bで読み取られた画像情報は、画像処理手段により処理され、符号化されて画像制御基板C上にあるメモリに格納される。
【００３０】
画像データは、画像形成に応じて呼び出され、当該画像データに従って書込み部Dにおけるレーザ光源４０が駆動され、像担持体１０上に露光が行なわれる。
この露光に先立ち、矢印方向(反時計方向)に回転する像担持体１０は、帯電電極１４のコロナ放電により所定の表面電位が付与されているが、露光により露光部の電位が露光量に応じて減じ、結果として、画像データに応じた静電潜像が像担持体１０上に形成される。
【００３１】
静電潜像は、現像手段１６により反転現像され、可視像(トナー像)とされる。
一方、像担持体１０上のトナー像の先端部が転写領域に到達する前に、例えば、給紙トレイ２２内の一枚のシートPが給紙搬送されて、レジストローラR10に到達し、先端規制されている。
【００３２】
シートPはトナー像、即ち、像担持体１０上の画像領域と重畳するように、同期をとって回転を開始するレジストローラR10により転写領域に向けて搬送される。
【００３３】
転写領域において、像担持体１０上のトナー像は、転写電極の付勢によりシートP上に転写されて、次いで、シートPは分離電極２０の付勢により像担持体１０から分離される。
【００３４】
その後、定着装置Hの加熱,加圧により、トナー像を形成するトナー粉末はシートP上に溶融定着され、シートPは排紙通路７８及び排紙ローラ７９を介して排紙トレイT上に排紙される。
【００３５】
(定着装置)
定着装置Hの構成を図３及び図４を用いて詳細に説明する。図３は定着装置Hの側面図、図４は図３のX方向矢視図である。
【００３６】
加熱ローラ９１において、１９１は両端面が開放された円筒状の芯金(ローラ基体)である。
この芯金１９１の外周面には、離型性層１９４が形成されている。
【００３７】
本実施の形態例では、芯金１９１の材質はアルミニウム、鉄のうちのいずれか、離型性層１９４の材質としてはPFA(テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体),四フッ化エチレン等の離型性の良い樹脂とした。
【００３８】
更に、芯金１９１の肉厚を2.0mm以下、離型性層１９４の膜厚を約20μmとした。
加熱ローラ９１の内部には、所定サイズの記録紙Pの通過領域内で、所定サイズの記録紙Pの通過領域外の領域(L1)を主に加熱する第１の加熱手段としての第１のハロゲンヒータランプ２１０と、所定サイズの記録紙Pの通過領域(L2)を主に加熱する第２の加熱手段としての第２のハロゲンヒータランプ２２０とが設けられている。
【００３９】
加圧ローラ９２は、発泡シリコンゴムの円周面にPFAチューブをかぶせた構造であり、表面硬度(アスカーC硬度)を35〜75とした。
そして、加圧ローラ９２はスプリング９０の付勢力でもって、加熱ローラ９１を総荷重5〜25kgfで押圧し、加圧ローラ９２と、加熱ローラ９１との間のニップ圧を0.2〜2.0kgf/平方cm、ニップ通過時間を20〜40msecとした。
【００４０】
本実施の形態例の定着装置Hには、図４に示すように、二つの温度検知手段３３０,３４０が設けられている。一つは、領域L1の加熱ローラ９１の温度を検知する第１の温度検知手段３３０と、領域L2の加熱ローラ９１の温度を検出する第２の温度検知手段３４０である。尚、本実施の形態例では、温度検知手段は、サーミスタを用いた。
【００４１】
また、加熱ローラ９１の第１のハロゲンヒータランプ２１０と、第２のハロゲンヒータランプ２２０との境界近傍には、サーモスタット１２０を設けた。
３５０は加熱ローラ９１の軸方向全域(領域L1および領域L2)にわたって冷却する複数のファンである。
【００４２】
また、３５１は領域L2に設けられ、加熱ローラ９１の円周方向に移動可能であり、ファン３５０近傍に移動することによりファン３５０からの風を領域L2に当たるのを防止し、ファン３５０より離れることによりファン３５０からの風を加熱ローラの全域に当たるのを許可する冷却領域可変手段である。
【００４３】
クリーニング機構１００は、芳香族ポリアミドの不織布製のウエブ１０１が巻かれた元巻きローラ１０３と、ウエブ１０１を巻き取る巻き取りローラ１０５と、ウエブ１０１を加熱ローラ９１に押し付けるウエブバックアップローラ１０７とからなっている。
【００４４】
この巻き取りローラ１０５は、所定の枚数の記録紙Pへの画像形成を行うと、所定量回転駆動され、ウエブ１０１の未使用部分が加熱ローラ９１に押接するようになっている。
【００４５】
次に、図１を用いて、第１の実施の形態例の定着装置の電気的構成を説明する。図１は図３に示す定着装置の電気的構成を説明するブロック図である。
図において、３１０は第１のハロゲンヒータランプ２１０駆動する回路からなる第１の加熱駆動手段、３２０はハロゲンヒータランプ２２０を駆動する回路からなる第２の駆動加熱手段である。
【００４６】
５００は制御部で、第１の温度検知手段３３０からの温度情報(t1)と、第２の温度検知手段３４０からの温度情報(t2)と、画像形成装置本体の電源スイッチがオンされると、画像形成装置本体から送られる起動命令と、画像形成装置本体のコピーボタンがオンされると、画像形成装置本体から送られるコピー命令と、記録紙サイズ情報(W)と設定コピー枚数情報(I)と、画像形成装置の各所に設けられ、記録紙Pのジャムを検出するジャム検知手段から送られるジャム情報(J)を取り込んで、第１及び第２の加熱駆動手段３１０,３２０を介して第１及び第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０、冷却駆動手段３６０を介してファン３５０、冷却領域可変手段３５１を駆動するものである。
【００４７】
また、制御部５００は、タイマ５０１を有している。
次に、上記構成の定着装置の動作を図５〜図１６を用いて説明する。
先ず、制御部５００の全体の動作を説明するフロー図である図５を用いて、定着装置の全体の動作を説明する。
【００４８】
電源スイッチがオンされると、ウォームアップ制御(ステップ1)がなされ、ウォームアップが終了すると、コピー命令があるまでアイドリング制御(ステップ2)を行なって、待機する。
【００４９】
アイドリング制御中にコピー命令があると（ステップ3）、定着制御(ステップ4)を行なう。
定着制御中にジャムが発生すると(ステップ5)、ジャム処理が終了するまでジャム中制御(ステップ6)を行ない、また、コピー終了命令があると(ステップ7)、コピー終了制御(ステップ8)を行い、アイドリング制御(ステップ2)へ戻る。
【００５０】
次に、ウォームアップ制御、アイドリング制御、定着制御、ジャム中制御、コピー終了制御を説明する。
(ウォームアップ制御)
図３に示す定着装置のウォームアップ制御を説明するフロー図である図６及び図７を用いて説明する。
【００５１】
図６において、(a)図は第１のハロゲンヒータランプのウォームアップ制御を示すフロー図、(b)図は第２のハロゲンヒータランプのウォームアップ制御を示すフロー図、図７はウォームアップ制御の終了判断動作を示すフロー図である。
【００５２】
制御部５００はウォームアップ制御として、図６(a),(b)、図７に示す３つのフローを200msec毎に行っている。
図６(a)に示すフローにおいて、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1)との比較を行う(ステップ1)。
【００５３】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止し(ステップ3)、ウォーミングアップ(WU)終了フラグ1をオンとする(ステップ4)。
【００５４】
同様に、図６(b)に示すルーチンにおいて、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2)との比較を行う(ステップ1)。
【００５５】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止し(ステップ3)、ウォーミングアップ(WU)終了フラグ2をオンとする(ステップ4)。
【００５６】
図７に示すフローにおいて、WU終了フラグ1及びWU終了フラグ2が共にオンがどうかを見て(ステップ1)、共にオンになっているならば、WU終了フラグをオンとする(ステップ2)。
【００５７】
(アイドリング制御)
図３に示す定着装置のアイドリング制御を説明するフロー図である図８を用いて説明する。
【００５８】
図８において、(a)図は第１のハロゲンヒータランプのアイドリング制御を示すフロー図、(b)図は第２のハロゲンヒータランプのアイドリング制御を示すフロー図である。
【００５９】
制御部５００はアイドリング制御として、図８(a),(b)に示す２つのフローを200msec毎に行っている。
図８(a)に示すフローにおいて、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1′)との比較を行う(ステップ1)。
【００６０】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1′)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1′)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止する(ステップ3)。
【００６１】
同様に、図８(b)に示すフローにおいて、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2′)との比較を行う(ステップ1)。
【００６２】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2′)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2′)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止する(ステップ3)。
【００６３】
(定着制御)
図３に示す定着装置の定着制御を説明するフロー図である図９〜図１０を用いて説明する。
【００６４】
図９において、(a)図は第１のハロゲンヒータランプのコピー制御を示すフロー図、(b)図は第２のハロゲンヒータランプのコピー制御を示すフロー図である。また、図１０において、(a)図は冷却ファンの駆動制御を示すフロー図、(b)図は冷却ファンの停止制御を示すフロー図である。
【００６５】
制御部５００は、コピー制御として、図１０(a),(b)に示す２つのフローを200msec毎に行っている。
図９(a)に示すフローにおいて、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1″)との比較を行う(ステップ1)。
【００６６】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1″)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1″)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止する(ステップ3)。
【００６７】
同様に、図９(b)に示すフローにおいて、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2″)との比較を行う(ステップ1)。
【００６８】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2″)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2″)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止する(ステップ3)。
【００６９】
更に、コピー命令があると、制御部５００は図１０(a)のフローを１回実行する。
図１０(a)に示すフローにおいて、制御部５００は、コピー命令があると、記録紙Pのサイズ情報(w)を読み込み(ステップ1)、通紙される記録紙Pのサイズ(w)が予め決められた所定サイズ(W:例えば、B5R)とを比較し(ステップ2)、通紙される記録紙Pのサイズ(w)が予め決められた所定サイズ(W)以下の場合には、ファン３５０からの風を領域L2に当たるのを防止する位置に冷却領域可変手段３５１を駆動して、ファン３５０を駆動する(ステップ3)。
【００７０】
(ジャム中制御:請求項３〜５に対応)
図３に示す定着装置のジャム中制御を説明するフロー図である図１１〜図１４を用いて説明する。
【００７１】
図１１はジャム中制御のフロー図、図１２は図１１中の冷却ファン制御のフロー図、図１３は図１１中の冷却ファン制御の他の実施の形態のフロー図、図１３は図１１中の冷却ファン制御の他の実施の形態のフロー図である。
【００７２】
定着制御中にジャムが発生すると、図１１に示すようなジャム中制御に移行する。
図１１において、制御部５００はジャム情報(J)を取り込むと、制御部５００は第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止し(ステップ1)、冷却ファン制御(ステップ2)を行う。
【００７３】
冷却ファン制御は、図１２に示すように、制御部５００はファン３５０を駆動する(ステップ1)。この時、制御部５００は、冷却領域可変手段３５１をファン３５０より離れ、ファン３５０からの風を加熱ローラ９１の全域に当たるのを許可する位置に移動させてもよい。
【００７４】
そして、ジャム処理が終了したら(ステップ2)、制御部５００はファン３５０の駆動を停止し(ステップ3)、ジャム中制御を終了し、定着制御を続行する。
なお、冷却ファン制御は、図１２に示すフローに限定するものではない。
【００７５】
図１３に示すようなフローであってもよい。
図において、制御部５００はファン３５０を駆動する(ステップ1)。この時、制御部５００は、冷却領域可変手段３５１をファン３５０より離れ、ファン３５０からの風を加熱ローラ９１の全域に当たるのを許可する位置に移動させる。
【００７６】
次に、第２の温度検知手段３４０からの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2)との比較を行う(ステップ3)。
【００７７】
加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)が所定温度(T2)より低くなるまでファン３５０の駆動を行ない、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)が所定温度(T2)より低くなった場合、または、ジャム処理が終了した場合(ステップ4)、ファン３５０の駆動を停止し(ステップ5)、ジャム中制御を終了し、定着制御を続行する。
【００７８】
また、図１４に示すようなフローであってもよい。
図において、制御部５００は、タイマ５０１を駆動し(ステップ1)、ファン３５０を駆動する(ステップ2)。この時、制御部５００は、冷却領域可変手段３５１をファン３５０より離れ、ファン３５０からの風を加熱ローラ９１の全域に当たるのを許可する位置に移動させる。
【００７９】
そして、ファン３５０の駆動時間(t3)を読み込み(ステップ3)、設定時間(T3)になったら(ステップ4)、または、ジャム処理が終了したら(ステップ5)、ファン３５０の駆動を停止し(ステップ6)、ジャム中制御を終了し、定着制御を続行する。
【００８０】
(コピー終了制御:請求項１〜２に対応)
図３に示す定着装置のコピー終了制御を説明するフロー図である図１５および図１６を用いて説明する。図１５はコピー終了制御のフロー図、図１６は他の実施の形態例のコピー終了制御のフロー図である。
【００８１】
図１５において、コピーが終了すると、制御部５００は、ファン３５０を駆動する(ステップ1)。
次に、第２の温度検知手段３４０からの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2)との比較を行う(ステップ3)。
【００８２】
加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)が所定温度(T2)より低くなるまでファン３５０の駆動を行ない、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)が所定温度(T2)より低くなった場合、ファン３５０の駆動を停止し(ステップ4)、コピー終了制御を終了し、アイドリング制御を行う。
【００８３】
また、図１６に示すようなフローでもよい。
図において、制御部５００は、タイマ５０１を駆動し(ステップ1)、ファン３５０を駆動する(ステップ2)。この時、制御部５００は、冷却領域可変手段３５１をファン３５０より離れ、ファン３５０からの風を加熱ローラ９１の全域に当たるのを許可する位置に移動させてもよい。
【００８４】
そして、ファン３５０の駆動時間(t3)を読み込み(ステップ4)、設定時間(T3)になったら(ステップ4)、ファン３５０の駆動を停止し(ステップ5)、コピー終了制御を終了し、アイドリング制御を行う。
【００８５】
＜第２の実施の形態例＞
本実施の形態例と第１の実施の形態例との同一部分には同一符号を付し重複説明は省略する。
【００８６】
(定着装置)
図１７および図１８を用いて説明する。図１７に示すように、定着装置の出口には、記録紙Pの通過を検出する定着出口検知手段としての定着出口センサ５１３を設けている。
【００８７】
また、本実施の形態例の定着装置の電気的構成を示す図１８において、制御部５００は、第１の温度検知手段３３０からの温度情報(t1)と、第２の温度検知手段３４０からの温度情報(t2)と、画像形成装置本体の電源スイッチがオンされると、画像形成装置本体から送られる起動命令と、定着出口センサ５１３からの情報と、画像形成装置本体のコピーボタンがオンされると、画像形成装置本体から送られるコピー命令と、記録紙サイズ情報(W)と設定コピー枚数情報(I)と、ジャム検知手段から送られるジャム情報(J)を取り込んで、第１及び第２の加熱駆動手段３１０,３２０を介して第１及び第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０、冷却駆動手段３６０を介してファン３５０、冷却領域可変手段３５１を駆動するものである。
【００８８】
次に、上記構成の定着装置の動作を図１９〜図２３を用いて説明する。
先ず、制御部５００の全体の動作を説明するフロー図である図１９を用いて、定着装置の全体の動作を説明する。
【００８９】
電源スイッチがオンされると、ウォームアップ制御(ステップ1)がなされ、ウォームアップが終了すると、コピー命令があるまでアイドリング制御(ステップ2)を行なって、待機する。
【００９０】
アイドリング制御中にコピー命令があると（ステップ3）、定着制御１(ステップ4),定着制御２(ステップ5)を行なう。
コピー終了命令があると(ステップ6)、アイドリング制御(ステップ2)へ戻る。
【００９１】
ここで、ウォームアップ制御、アイドリング制御は、第１の実施の形態例と同一なので説明は省略する。
(定着制御１)
図２０に示すように、制御部５００は、ラスト紙が定着出口センサ５１３を通過するまでは、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1)との比較を行う(ステップ3)。
【００９２】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０を駆動する(ステップ4)。
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止する(ステップ5)。
【００９３】
同様に、図２１に示すように、制御部５００は、ラスト紙が定着出口センサ５１３を通過するまでは、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2)との比較を行う(ステップ3)。
【００９４】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０を駆動する(ステップ4)。
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止する(ステップ5)。
【００９５】
一方、図２０および図２１でのステップ1でラスト紙が定着出口センサ５１３を通過すると、第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止し(ステップ6)、定着制御２へ移行する。
【００９６】
(定着制御２:請求項７および８に対応)
図２２に示すように、第１および第２ののハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動の停止は、加熱ローラ９１の駆動停止命令が出るまで続行する(ステップ1)。
【００９７】
また、図２３および図２４に示すようなフローでもよい。
これら図に示すように、加熱ローラ９１の駆動停止命令が出るまで(ステップ1)、以下の動作を行う。
【００９８】
図２３に示すように、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1′:T1′＜T1)との比較を行う(ステップ3)。
【００９９】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1′)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０を駆動し(ステップ4)、また、加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1′)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止し(ステップ5)、ステップ1に戻る。
【０１００】
同様に、図２４に示すように、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2′:T2′＜T2)との比較を行う(ステップ3)。
【０１０１】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2′)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０を駆動し(ステップ4)、また、加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2′)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止し(ステップ5)、ステップ1に戻る。
【０１０２】
すなわち、定着時より低い温度に制御する。
また、図２５および図２６に示すようなフローでもよい。
これら図において、加熱ローラ９１の駆動停止命令が出るまで(ステップ1)、以下の動作を行う。
【０１０３】
図２５に示すように、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み(ステップ2)、第１のハロゲンヒータランプ２１０が駆動されているかどうかを見て(ステップ3)、駆動していない場合、温度情報(t1)が設定温度(T1″:T1″＜T1′＜T1)以上ならば第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動の停止を続行し、設定温度(T1″)未満ならば、第１のハロゲンヒータランプ２１０を駆動する(ステップ4,5)。
【０１０４】
一方、ステップ3で、第１のハロゲンヒータランプ２１０が駆動されているならば、温度情報(t1)が設定温度(T1′:T1″＜T1′＜T1)未満ならば第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を続行し、設定温度(T1′)以上ならば第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止する(ステップ6,7)。
【０１０５】
同様に、図２６に示すように、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、第２のハロゲンヒータランプ２２０が駆動されているかどうかを見て(ステップ3)、駆動が停止していない場合、温度情報(t2)が設定温度(T2″:T2″＜T2′＜T2)以上ならば第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動の停止を続行し、設定温度(T2″)未満ならば、第２のハロゲンヒータランプ２２０を駆動する(ステップ4,5)。
【０１０６】
一方、ステップ3で、第２のハロゲンヒータランプ２２０が駆動されているならば、温度情報(t2)が設定温度(T2′:T2″＜T2′＜T2)未満ならば第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を続行し、設定温度(T2′)以上ならば第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止する(ステップ6,7)。
【０１０７】
即ち、制御部５００は、第１および第２の温度検知手段３３０,３４０の検知結果が設定温度(T1″,T2″)以下になったら第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０を駆動し、設定温度(T1′,T2′)以上になったら第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止する。即ち、動作隙間のあるヒステリシス制御(オンオフ制御)で第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０を駆動している。
【０１０８】
上記構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) 制御部５００は、定着終了後、一定時間、ファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１０９】
(2) 制御部５００は、定着終了後、第２の温度検知手段３４０からの温度情報を取り込み、加熱ローラ９１の温度が決められた温度になるまで、ファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１０】
(3) 制御部５００は、ジャム情報を取り込み、ジャムならば加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０を停止するとともに、ジャム処理終了時までファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１１】
(4) 制御部５００は、ジャム情報を取り込み、ジャムならば加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０，２２０を停止するとともに、第２の温度検知手段３４０からの温度情報を取り込み、加熱ローラ９１の温度が決められた温度になるまで、ジャム処理が終了するまでのうちのいずれかまでファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１２】
(5) 制御部５００は、ジャム情報を取り込み、ジャムならば加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０，２２０を停止するとともに、一定時間、ジャム処理が終了するまでのうちのいずれかまでファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１３】
(6) 冷却領域可変手段３５１を設けたことにより、加熱ローラ９１の冷却領域は、加熱ローラ９１の長手方向で可変であることにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートを抑制する場合は加熱ローラ９１の全体にわたって冷却できる。
【０１１４】
また、幅の狭い記録紙Pを連続して定着する場合の加熱ローラ９１の端部の温度上昇を防止する場合は、加熱ローラ９１の端部のみ冷却することができる。
(7) 制御部５００は、定着出口センサ５１３からの情報を取り込み、最終の記録紙Pが通過したならば、すなわち、加熱ローラ９１の停止命令前から加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止し、定着制御温度しきい値を定着時より低い温度に設定することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１５】
(8) 制御部５００は、定着出口センサ５１３からの情報を取り込み、最終の記録紙Pが通過したならば、すなわち、加熱ローラ９１の停止前から加熱ローラ９１の停止時まで、加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１６】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１記載の発明によれば、制御部は、定着終了後、一定時間、前記冷却手段を駆動し、前記加熱ローラを軸方向全域にわたって冷却することにより、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１７】
請求項２記載の発明によれば、制御部は、定着終了後、前記温度検知手段からの温度情報を取り込み、前記加熱ローラの温度が決められた温度になるまで、前記冷却手段を駆動することにより、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態例の定着装置の電気的構成を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態例の定着装置が設けられた画像形成装置の全体構成図である。
【図３】図２の定着装置の側面図である。
【図４】図３のX方向矢視図である。
【図５】図１の制御部の全体の動作を説明するフロー図である。
【図６】図３に示す定着装置のウォームアップ制御を説明するフロー図である。
【図７】図３に示す定着装置のウォームアップ制御を説明するフロー図である。
【図８】図３に示す定着装置のアイドリング制御を説明するフロー図である。
【図９】図３に示す定着装置の定着制御を説明するフロー図である。
【図１０】図３に示す定着装置の定着制御を説明するフロー図である。
【図１１】ジャム中制御のフロー図である。
【図１２】図１１中の冷却ファン制御のフロー図である。
【図１３】図１１中の冷却ファン制御の他の実施の形態のフロー図である。
【図１４】図１１中の冷却ファン制御の他の実施の形態のフロー図である。
【図１５】図３に示す定着装置のコピー終了制御を説明するフロー図である。
【図１６】図３に示す定着装置の他の実施の形態例のコピー終了制御を説明するフロー図である。
【図１７】第２の実施の形態例の定着装置の側面図である。
【図１８】第２の実施の形態例の定着装置の電気的構成を説明する図である。
【図１９】図１８の制御部の全体の動作を説明するフロー図である。
【図２０】図１９の定着制御１のフロー図である。
【図２１】図１９の定着制御１のフロー図である。
【図２２】図１９の定着制御２のフロー図である。
【図２３】図１９の定着制御２の他の実施の形態例のフロー図である。
【図２４】図１９の定着制御２の他の実施の形態例のフロー図である。
【図２５】図１９の定着制御２の他の実施の形態例のフロー図である。
【図２６】図１９の定着制御２の他の実施の形態例のフロー図である。
【図２７】問題点を説明する図である。
【図２８】問題点を説明する図である。
【符号の説明】
９１ 加熱ローラ
２１０ 第１のハロゲンヒータランプ(加熱手段)
２２０ 第２のハロゲンヒータランプ(加熱手段)
３５０ ファン(冷却手段)
５００ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に加熱手段を有した加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、これら加熱ローラ,加圧ローラ間にトナー画像が転写された転写材を通過させ、前記トナー画像を前記転写材に熱定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
定着装置においては、定着が終了した場合やジャムの場合等、加熱ローラの回転駆動を停止した時に、加熱ローラに設けられた加熱手段の駆動も停止するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の定着装置において、加熱ローラ駆動中に必要な熱量と、駆動停止中に必要な熱量とを比較すると、加圧ローラや雰囲気への熱損失の影響で加熱ローラ駆動中のほうが必要な熱量は多い。
【０００４】
従って、加熱ローラ駆動停止直前に加熱手段が駆動されていると、加熱ローラ停止時では、過剰に熱量を蓄えていることになる。
この状態で加熱ローラが停止すると、その過剰な熱のために、図２７に示すように、加熱ローラ温度のオーバーシュート(設定温度以上になること)が発生し、加熱ローラの表面層材の耐久性が低下したり、定着装置の高温異常アラームが作動する問題点がある。
【０００５】
また、近年、省資源の観点より、加熱ローラの芯金の肉厚を可能な限り薄くして、熱容量を小さくすることがなされている。
この場合、図２８に示すように、芯金の肉厚が薄くなるほど、オーバーシュート量は多くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートを抑制する定着装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、所定サイズの転写材の通過領域外の領域を主に加熱する第１の加熱手段と、前記転写材の通過領域を主に加熱する第２の加熱手段とを内部に有する加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、これら加熱ローラ,加圧ローラ間にトナー画像が転写された転写材を通過させ、前記トナー画像を前記転写材に熱定着する定着装置であって、前記加熱ローラの軸方向全域にわたって冷却する冷却手段と、前記所定サイズの転写材の通過領域に設けられ、前記加熱ローラの円周方向に移動可能な冷却領域可変手段と、定着終了後、一定時間、前記冷却領域可変手段を前記冷却手段から離して前記冷却手段を駆動し、前記加熱ローラを軸方向全域にわたって冷却する制御部と、を設けたことを特徴とする定着装置である。
【０００８】
制御部は、定着終了後、一定時間、前記冷却手段を駆動し、前記加熱ローラを軸方向全域にわたって冷却することにより、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
請求項２記載の発明は、前記加熱ローラの、前記所定サイズの転写材の通過領域と、当該通過領域外の領域とにそれぞれ温度検出手段を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【０００９】
制御部は、定着終了後、前記温度検知手段からの温度情報を取り込み、前記加熱ローラの温度が決められた温度になるまで、前記冷却手段を駆動することにより、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態例＞
(全体構成)
最初に、図２を用いて、第１の実施の形態例の定着装置が設けられた画像形成装置の全体構成を説明する。
【００２３】
図において、画像形成装置１は、自動原稿搬送装置(通称ADF)Aと、自動原稿搬送装置Aにより搬送される原稿の画像を読み取るための原稿画像読取部Bと、読み取った原稿画像を処理する画像制御部Cと、画像処理後のデータに従って、感光ドラムからなる像担持体１０上に書込みを行なう書込みユニット１２を含む書込み部Dと、像担持体１０及びその周囲に帯電電極１４,磁気ブラシ型現像装置からなる現像手段１６,転写電極１８,分離電極２０,クリーニング手段２１等の画像形成手段を含む画像形成部Eと、転写材(以下、記録紙という)Pを収容するトレイ等の複数の用紙収容手段(以下、給紙トレイ又はトレイという)２２,２４のための収納部F等を有している。
【００２４】
自動原稿搬送装置Aは、原稿載置台26と、ローラR1を含むローラ群及び原稿の移動通路を適宜切り替えるための切替手段を含む原稿搬送処理部２８を主要素とする。
【００２５】
原稿画像読取部Bは、天板ガラスGの下にあり、光路長を保って往復移動できる二つのミラーユニット３０,３１、固定の結像レンズ(以下、レンズという)３３、ライン状の撮像素子(以下、CCDという)３５等からなり、書込み部Dはレーザ光源４０、ポリゴンミラー(偏光器)４２等からなる。
自動原稿搬送装置Aは、従来の自動原稿搬送装置と構成上の相違はあるものの原理はそのものは公知であり、又、原稿画像読取部B、書込み部D、画像処理手段(像担持体１０上にトナー画像を形成し、かつ、シート上にトナー画像を転写させる手段)を備えた画像形成装置及び画像形成プロセスはよく知られているので、その説明は簡略に行なう。
【００２６】
尚、転写電極１８の手前側に示すR10はレジストローラであり、分離電極の下流側に示すHは定着装置(詳細は後述する)であり、加熱ローラ９１とこの加熱ローラ９１に圧接する加圧ローラ９２とを備えており、加熱ローラ９１と、加圧ローラ９２との間にトナー画像が転写された記録紙Pが定着することにより、トナー画像が記録紙P上に熱定着される。
【００２７】
上記構成において、像担持体１０上にトナー画像を形成し、シート上の転写させた後、排紙トレイに排紙するプロセスは、以下のとおりである。
尚、本明細書では、転写電極がある転写領域を画像記録部という場合がある。
【００２８】
原稿載置台２６上に載置される原稿(図示せず)の一枚が原稿搬送処理部２８中で搬送され、ローラR1の下を通過中に、露光手段Lによるスリット露光が行なわれる。
【００２９】
原稿からの反射光は、固定位置にあるミラーユニット３０,３１及びレンズ３３を経て、CCD上に結合され、読み取られる。
原稿画像読取部Bで読み取られた画像情報は、画像処理手段により処理され、符号化されて画像制御基板C上にあるメモリに格納される。
【００３０】
画像データは、画像形成に応じて呼び出され、当該画像データに従って書込み部Dにおけるレーザ光源４０が駆動され、像担持体１０上に露光が行なわれる。
この露光に先立ち、矢印方向(反時計方向)に回転する像担持体１０は、帯電電極１４のコロナ放電により所定の表面電位が付与されているが、露光により露光部の電位が露光量に応じて減じ、結果として、画像データに応じた静電潜像が像担持体１０上に形成される。
【００３１】
静電潜像は、現像手段１６により反転現像され、可視像(トナー像)とされる。
一方、像担持体１０上のトナー像の先端部が転写領域に到達する前に、例えば、給紙トレイ２２内の一枚のシートPが給紙搬送されて、レジストローラR10に到達し、先端規制されている。
【００３２】
シートPはトナー像、即ち、像担持体１０上の画像領域と重畳するように、同期をとって回転を開始するレジストローラR10により転写領域に向けて搬送される。
【００３３】
転写領域において、像担持体１０上のトナー像は、転写電極の付勢によりシートP上に転写されて、次いで、シートPは分離電極２０の付勢により像担持体１０から分離される。
【００３４】
その後、定着装置Hの加熱,加圧により、トナー像を形成するトナー粉末はシートP上に溶融定着され、シートPは排紙通路７８及び排紙ローラ７９を介して排紙トレイT上に排紙される。
【００３５】
(定着装置)
定着装置Hの構成を図３及び図４を用いて詳細に説明する。図３は定着装置Hの側面図、図４は図３のX方向矢視図である。
【００３６】
加熱ローラ９１において、１９１は両端面が開放された円筒状の芯金(ローラ基体)である。
この芯金１９１の外周面には、離型性層１９４が形成されている。
【００３７】
本実施の形態例では、芯金１９１の材質はアルミニウム、鉄のうちのいずれか、離型性層１９４の材質としてはPFA(テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体),四フッ化エチレン等の離型性の良い樹脂とした。
【００３８】
更に、芯金１９１の肉厚を2.0mm以下、離型性層１９４の膜厚を約20μmとした。
加熱ローラ９１の内部には、所定サイズの記録紙Pの通過領域内で、所定サイズの記録紙Pの通過領域外の領域(L1)を主に加熱する第１の加熱手段としての第１のハロゲンヒータランプ２１０と、所定サイズの記録紙Pの通過領域(L2)を主に加熱する第２の加熱手段としての第２のハロゲンヒータランプ２２０とが設けられている。
【００３９】
加圧ローラ９２は、発泡シリコンゴムの円周面にPFAチューブをかぶせた構造であり、表面硬度(アスカーC硬度)を35〜75とした。
そして、加圧ローラ９２はスプリング９０の付勢力でもって、加熱ローラ９１を総荷重5〜25kgfで押圧し、加圧ローラ９２と、加熱ローラ９１との間のニップ圧を0.2〜2.0kgf/平方cm、ニップ通過時間を20〜40msecとした。
【００４０】
本実施の形態例の定着装置Hには、図４に示すように、二つの温度検知手段３３０,３４０が設けられている。一つは、領域L1の加熱ローラ９１の温度を検知する第１の温度検知手段３３０と、領域L2の加熱ローラ９１の温度を検出する第２の温度検知手段３４０である。尚、本実施の形態例では、温度検知手段は、サーミスタを用いた。
【００４１】
また、加熱ローラ９１の第１のハロゲンヒータランプ２１０と、第２のハロゲンヒータランプ２２０との境界近傍には、サーモスタット１２０を設けた。
３５０は加熱ローラ９１の軸方向全域(領域L1および領域L2)にわたって冷却する複数のファンである。
【００４２】
また、３５１は領域L2に設けられ、加熱ローラ９１の円周方向に移動可能であり、ファン３５０近傍に移動することによりファン３５０からの風を領域L2に当たるのを防止し、ファン３５０より離れることによりファン３５０からの風を加熱ローラの全域に当たるのを許可する冷却領域可変手段である。
【００４３】
クリーニング機構１００は、芳香族ポリアミドの不織布製のウエブ１０１が巻かれた元巻きローラ１０３と、ウエブ１０１を巻き取る巻き取りローラ１０５と、ウエブ１０１を加熱ローラ９１に押し付けるウエブバックアップローラ１０７とからなっている。
【００４４】
この巻き取りローラ１０５は、所定の枚数の記録紙Pへの画像形成を行うと、所定量回転駆動され、ウエブ１０１の未使用部分が加熱ローラ９１に押接するようになっている。
【００４５】
次に、図１を用いて、第１の実施の形態例の定着装置の電気的構成を説明する。図１は図３に示す定着装置の電気的構成を説明するブロック図である。
図において、３１０は第１のハロゲンヒータランプ２１０駆動する回路からなる第１の加熱駆動手段、３２０はハロゲンヒータランプ２２０を駆動する回路からなる第２の駆動加熱手段である。
【００４６】
５００は制御部で、第１の温度検知手段３３０からの温度情報(t1)と、第２の温度検知手段３４０からの温度情報(t2)と、画像形成装置本体の電源スイッチがオンされると、画像形成装置本体から送られる起動命令と、画像形成装置本体のコピーボタンがオンされると、画像形成装置本体から送られるコピー命令と、記録紙サイズ情報(W)と設定コピー枚数情報(I)と、画像形成装置の各所に設けられ、記録紙Pのジャムを検出するジャム検知手段から送られるジャム情報(J)を取り込んで、第１及び第２の加熱駆動手段３１０,３２０を介して第１及び第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０、冷却駆動手段３６０を介してファン３５０、冷却領域可変手段３５１を駆動するものである。
【００４７】
また、制御部５００は、タイマ５０１を有している。
次に、上記構成の定着装置の動作を図５〜図１６を用いて説明する。
先ず、制御部５００の全体の動作を説明するフロー図である図５を用いて、定着装置の全体の動作を説明する。
【００４８】
電源スイッチがオンされると、ウォームアップ制御(ステップ1)がなされ、ウォームアップが終了すると、コピー命令があるまでアイドリング制御(ステップ2)を行なって、待機する。
【００４９】
アイドリング制御中にコピー命令があると（ステップ3）、定着制御(ステップ4)を行なう。
定着制御中にジャムが発生すると(ステップ5)、ジャム処理が終了するまでジャム中制御(ステップ6)を行ない、また、コピー終了命令があると(ステップ7)、コピー終了制御(ステップ8)を行い、アイドリング制御(ステップ2)へ戻る。
【００５０】
次に、ウォームアップ制御、アイドリング制御、定着制御、ジャム中制御、コピー終了制御を説明する。
(ウォームアップ制御)
図３に示す定着装置のウォームアップ制御を説明するフロー図である図６及び図７を用いて説明する。
【００５１】
図６において、(a)図は第１のハロゲンヒータランプのウォームアップ制御を示すフロー図、(b)図は第２のハロゲンヒータランプのウォームアップ制御を示すフロー図、図７はウォームアップ制御の終了判断動作を示すフロー図である。
【００５２】
制御部５００はウォームアップ制御として、図６(a),(b)、図７に示す３つのフローを200msec毎に行っている。
図６(a)に示すフローにおいて、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1)との比較を行う(ステップ1)。
【００５３】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止し(ステップ3)、ウォーミングアップ(WU)終了フラグ1をオンとする(ステップ4)。
【００５４】
同様に、図６(b)に示すルーチンにおいて、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2)との比較を行う(ステップ1)。
【００５５】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止し(ステップ3)、ウォーミングアップ(WU)終了フラグ2をオンとする(ステップ4)。
【００５６】
図７に示すフローにおいて、WU終了フラグ1及びWU終了フラグ2が共にオンがどうかを見て(ステップ1)、共にオンになっているならば、WU終了フラグをオンとする(ステップ2)。
【００５７】
(アイドリング制御)
図３に示す定着装置のアイドリング制御を説明するフロー図である図８を用いて説明する。
【００５８】
図８において、(a)図は第１のハロゲンヒータランプのアイドリング制御を示すフロー図、(b)図は第２のハロゲンヒータランプのアイドリング制御を示すフロー図である。
【００５９】
制御部５００はアイドリング制御として、図８(a),(b)に示す２つのフローを200msec毎に行っている。
図８(a)に示すフローにおいて、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1′)との比較を行う(ステップ1)。
【００６０】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1′)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1′)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止する(ステップ3)。
【００６１】
同様に、図８(b)に示すフローにおいて、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2′)との比較を行う(ステップ1)。
【００６２】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2′)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2′)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止する(ステップ3)。
【００６３】
(定着制御)
図３に示す定着装置の定着制御を説明するフロー図である図９〜図１０を用いて説明する。
【００６４】
図９において、(a)図は第１のハロゲンヒータランプのコピー制御を示すフロー図、(b)図は第２のハロゲンヒータランプのコピー制御を示すフロー図である。また、図１０において、(a)図は冷却ファンの駆動制御を示すフロー図、(b)図は冷却ファンの停止制御を示すフロー図である。
【００６５】
制御部５００は、コピー制御として、図１０(a),(b)に示す２つのフローを200msec毎に行っている。
図９(a)に示すフローにおいて、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1″)との比較を行う(ステップ1)。
【００６６】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1″)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1″)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止する(ステップ3)。
【００６７】
同様に、図９(b)に示すフローにおいて、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2″)との比較を行う(ステップ1)。
【００６８】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2″)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動する(ステップ2)。
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2″)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止する(ステップ3)。
【００６９】
更に、コピー命令があると、制御部５００は図１０(a)のフローを１回実行する。
図１０(a)に示すフローにおいて、制御部５００は、コピー命令があると、記録紙Pのサイズ情報(w)を読み込み(ステップ1)、通紙される記録紙Pのサイズ(w)が予め決められた所定サイズ(W:例えば、B5R)とを比較し(ステップ2)、通紙される記録紙Pのサイズ(w)が予め決められた所定サイズ(W)以下の場合には、ファン３５０からの風を領域L2に当たるのを防止する位置に冷却領域可変手段３５１を駆動して、ファン３５０を駆動する(ステップ3)。
【００７０】
(ジャム中制御:請求項３〜５に対応)
図３に示す定着装置のジャム中制御を説明するフロー図である図１１〜図１４を用いて説明する。
【００７１】
図１１はジャム中制御のフロー図、図１２は図１１中の冷却ファン制御のフロー図、図１３は図１１中の冷却ファン制御の他の実施の形態のフロー図、図１３は図１１中の冷却ファン制御の他の実施の形態のフロー図である。
【００７２】
定着制御中にジャムが発生すると、図１１に示すようなジャム中制御に移行する。
図１１において、制御部５００はジャム情報(J)を取り込むと、制御部５００は第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止し(ステップ1)、冷却ファン制御(ステップ2)を行う。
【００７３】
冷却ファン制御は、図１２に示すように、制御部５００はファン３５０を駆動する(ステップ1)。この時、制御部５００は、冷却領域可変手段３５１をファン３５０より離れ、ファン３５０からの風を加熱ローラ９１の全域に当たるのを許可する位置に移動させてもよい。
【００７４】
そして、ジャム処理が終了したら(ステップ2)、制御部５００はファン３５０の駆動を停止し(ステップ3)、ジャム中制御を終了し、定着制御を続行する。
なお、冷却ファン制御は、図１２に示すフローに限定するものではない。
【００７５】
図１３に示すようなフローであってもよい。
図において、制御部５００はファン３５０を駆動する(ステップ1)。この時、制御部５００は、冷却領域可変手段３５１をファン３５０より離れ、ファン３５０からの風を加熱ローラ９１の全域に当たるのを許可する位置に移動させる。
【００７６】
次に、第２の温度検知手段３４０からの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2)との比較を行う(ステップ3)。
【００７７】
加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)が所定温度(T2)より低くなるまでファン３５０の駆動を行ない、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)が所定温度(T2)より低くなった場合、または、ジャム処理が終了した場合(ステップ4)、ファン３５０の駆動を停止し(ステップ5)、ジャム中制御を終了し、定着制御を続行する。
【００７８】
また、図１４に示すようなフローであってもよい。
図において、制御部５００は、タイマ５０１を駆動し(ステップ1)、ファン３５０を駆動する(ステップ2)。この時、制御部５００は、冷却領域可変手段３５１をファン３５０より離れ、ファン３５０からの風を加熱ローラ９１の全域に当たるのを許可する位置に移動させる。
【００７９】
そして、ファン３５０の駆動時間(t3)を読み込み(ステップ3)、設定時間(T3)になったら(ステップ4)、または、ジャム処理が終了したら(ステップ5)、ファン３５０の駆動を停止し(ステップ6)、ジャム中制御を終了し、定着制御を続行する。
【００８０】
(コピー終了制御:請求項１〜２に対応)
図３に示す定着装置のコピー終了制御を説明するフロー図である図１５および図１６を用いて説明する。図１５はコピー終了制御のフロー図、図１６は他の実施の形態例のコピー終了制御のフロー図である。
【００８１】
図１５において、コピーが終了すると、制御部５００は、ファン３５０を駆動する(ステップ1)。
次に、第２の温度検知手段３４０からの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2)との比較を行う(ステップ3)。
【００８２】
加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)が所定温度(T2)より低くなるまでファン３５０の駆動を行ない、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)が所定温度(T2)より低くなった場合、ファン３５０の駆動を停止し(ステップ4)、コピー終了制御を終了し、アイドリング制御を行う。
【００８３】
また、図１６に示すようなフローでもよい。
図において、制御部５００は、タイマ５０１を駆動し(ステップ1)、ファン３５０を駆動する(ステップ2)。この時、制御部５００は、冷却領域可変手段３５１をファン３５０より離れ、ファン３５０からの風を加熱ローラ９１の全域に当たるのを許可する位置に移動させてもよい。
【００８４】
そして、ファン３５０の駆動時間(t3)を読み込み(ステップ4)、設定時間(T3)になったら(ステップ4)、ファン３５０の駆動を停止し(ステップ5)、コピー終了制御を終了し、アイドリング制御を行う。
【００８５】
＜第２の実施の形態例＞
本実施の形態例と第１の実施の形態例との同一部分には同一符号を付し重複説明は省略する。
【００８６】
(定着装置)
図１７および図１８を用いて説明する。図１７に示すように、定着装置の出口には、記録紙Pの通過を検出する定着出口検知手段としての定着出口センサ５１３を設けている。
【００８７】
また、本実施の形態例の定着装置の電気的構成を示す図１８において、制御部５００は、第１の温度検知手段３３０からの温度情報(t1)と、第２の温度検知手段３４０からの温度情報(t2)と、画像形成装置本体の電源スイッチがオンされると、画像形成装置本体から送られる起動命令と、定着出口センサ５１３からの情報と、画像形成装置本体のコピーボタンがオンされると、画像形成装置本体から送られるコピー命令と、記録紙サイズ情報(W)と設定コピー枚数情報(I)と、ジャム検知手段から送られるジャム情報(J)を取り込んで、第１及び第２の加熱駆動手段３１０,３２０を介して第１及び第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０、冷却駆動手段３６０を介してファン３５０、冷却領域可変手段３５１を駆動するものである。
【００８８】
次に、上記構成の定着装置の動作を図１９〜図２３を用いて説明する。
先ず、制御部５００の全体の動作を説明するフロー図である図１９を用いて、定着装置の全体の動作を説明する。
【００８９】
電源スイッチがオンされると、ウォームアップ制御(ステップ1)がなされ、ウォームアップが終了すると、コピー命令があるまでアイドリング制御(ステップ2)を行なって、待機する。
【００９０】
アイドリング制御中にコピー命令があると（ステップ3）、定着制御１(ステップ4),定着制御２(ステップ5)を行なう。
コピー終了命令があると(ステップ6)、アイドリング制御(ステップ2)へ戻る。
【００９１】
ここで、ウォームアップ制御、アイドリング制御は、第１の実施の形態例と同一なので説明は省略する。
(定着制御１)
図２０に示すように、制御部５００は、ラスト紙が定着出口センサ５１３を通過するまでは、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1)との比較を行う(ステップ3)。
【００９２】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０を駆動する(ステップ4)。
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止する(ステップ5)。
【００９３】
同様に、図２１に示すように、制御部５００は、ラスト紙が定着出口センサ５１３を通過するまでは、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2)との比較を行う(ステップ3)。
【００９４】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０を駆動する(ステップ4)。
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止する(ステップ5)。
【００９５】
一方、図２０および図２１でのステップ1でラスト紙が定着出口センサ５１３を通過すると、第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止し(ステップ6)、定着制御２へ移行する。
【００９６】
(定着制御２:請求項７および８に対応)
図２２に示すように、第１および第２ののハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動の停止は、加熱ローラ９１の駆動停止命令が出るまで続行する(ステップ1)。
【００９７】
また、図２３および図２４に示すようなフローでもよい。
これら図に示すように、加熱ローラ９１の駆動停止命令が出るまで(ステップ1)、以下の動作を行う。
【００９８】
図２３に示すように、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L1の温度(t1)と所定温度(T1′:T1′＜T1)との比較を行う(ステップ3)。
【００９９】
加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1′)より低ければ、第１のハロゲンヒータランプ２１０を駆動し(ステップ4)、また、加熱ローラ９１の温度(t1)が所定温度(T1′)以上あれば、第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止し(ステップ5)、ステップ1に戻る。
【０１００】
同様に、図２４に示すように、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、加熱ローラ９１の領域L2の温度(t2)と所定温度(T2′:T2′＜T2)との比較を行う(ステップ3)。
【０１０１】
加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2′)より低ければ、第２のハロゲンヒータランプ２２０を駆動し(ステップ4)、また、加熱ローラ９１の温度(t2)が所定温度(T2′)以上あれば、第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止し(ステップ5)、ステップ1に戻る。
【０１０２】
すなわち、定着時より低い温度に制御する。
また、図２５および図２６に示すようなフローでもよい。
これら図において、加熱ローラ９１の駆動停止命令が出るまで(ステップ1)、以下の動作を行う。
【０１０３】
図２５に示すように、第１の温度検知手段３３０のからの温度情報(t1)を取り込み(ステップ2)、第１のハロゲンヒータランプ２１０が駆動されているかどうかを見て(ステップ3)、駆動していない場合、温度情報(t1)が設定温度(T1″:T1″＜T1′＜T1)以上ならば第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動の停止を続行し、設定温度(T1″)未満ならば、第１のハロゲンヒータランプ２１０を駆動する(ステップ4,5)。
【０１０４】
一方、ステップ3で、第１のハロゲンヒータランプ２１０が駆動されているならば、温度情報(t1)が設定温度(T1′:T1″＜T1′＜T1)未満ならば第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を続行し、設定温度(T1′)以上ならば第１のハロゲンヒータランプ２１０の駆動を停止する(ステップ6,7)。
【０１０５】
同様に、図２６に示すように、第２の温度検知手段３４０のからの温度情報(t2)を取り込み(ステップ2)、第２のハロゲンヒータランプ２２０が駆動されているかどうかを見て(ステップ3)、駆動が停止していない場合、温度情報(t2)が設定温度(T2″:T2″＜T2′＜T2)以上ならば第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動の停止を続行し、設定温度(T2″)未満ならば、第２のハロゲンヒータランプ２２０を駆動する(ステップ4,5)。
【０１０６】
一方、ステップ3で、第２のハロゲンヒータランプ２２０が駆動されているならば、温度情報(t2)が設定温度(T2′:T2″＜T2′＜T2)未満ならば第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を続行し、設定温度(T2′)以上ならば第２のハロゲンヒータランプ２２０の駆動を停止する(ステップ6,7)。
【０１０７】
即ち、制御部５００は、第１および第２の温度検知手段３３０,３４０の検知結果が設定温度(T1″,T2″)以下になったら第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０を駆動し、設定温度(T1′,T2′)以上になったら第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止する。即ち、動作隙間のあるヒステリシス制御(オンオフ制御)で第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０を駆動している。
【０１０８】
上記構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) 制御部５００は、定着終了後、一定時間、ファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１０９】
(2) 制御部５００は、定着終了後、第２の温度検知手段３４０からの温度情報を取り込み、加熱ローラ９１の温度が決められた温度になるまで、ファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１０】
(3) 制御部５００は、ジャム情報を取り込み、ジャムならば加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０を停止するとともに、ジャム処理終了時までファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１１】
(4) 制御部５００は、ジャム情報を取り込み、ジャムならば加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０，２２０を停止するとともに、第２の温度検知手段３４０からの温度情報を取り込み、加熱ローラ９１の温度が決められた温度になるまで、ジャム処理が終了するまでのうちのいずれかまでファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１２】
(5) 制御部５００は、ジャム情報を取り込み、ジャムならば加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０，２２０を停止するとともに、一定時間、ジャム処理が終了するまでのうちのいずれかまでファン３５０を駆動することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１３】
(6) 冷却領域可変手段３５１を設けたことにより、加熱ローラ９１の冷却領域は、加熱ローラ９１の長手方向で可変であることにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートを抑制する場合は加熱ローラ９１の全体にわたって冷却できる。
【０１１４】
また、幅の狭い記録紙Pを連続して定着する場合の加熱ローラ９１の端部の温度上昇を防止する場合は、加熱ローラ９１の端部のみ冷却することができる。
(7) 制御部５００は、定着出口センサ５１３からの情報を取り込み、最終の記録紙Pが通過したならば、すなわち、加熱ローラ９１の停止命令前から加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止し、定着制御温度しきい値を定着時より低い温度に設定することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１５】
(8) 制御部５００は、定着出口センサ５１３からの情報を取り込み、最終の記録紙Pが通過したならば、すなわち、加熱ローラ９１の停止前から加熱ローラ９１の停止時まで、加熱ローラ９１の第１および第２のハロゲンヒータランプ２１０,２２０の駆動を停止することにより、加熱ローラ９１の停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１６】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１記載の発明によれば、制御部は、定着終了後、一定時間、前記冷却手段を駆動し、前記加熱ローラを軸方向全域にわたって冷却することにより、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【０１１７】
請求項２記載の発明によれば、制御部は、定着終了後、前記温度検知手段からの温度情報を取り込み、前記加熱ローラの温度が決められた温度になるまで、前記冷却手段を駆動することにより、加熱ローラの停止時の加熱ローラ温度のオーバーシュートが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態例の定着装置の電気的構成を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態例の定着装置が設けられた画像形成装置の全体構成図である。
【図３】図２の定着装置の側面図である。
【図４】図３のX方向矢視図である。
【図５】図１の制御部の全体の動作を説明するフロー図である。
【図６】図３に示す定着装置のウォームアップ制御を説明するフロー図である。
【図７】図３に示す定着装置のウォームアップ制御を説明するフロー図である。
【図８】図３に示す定着装置のアイドリング制御を説明するフロー図である。
【図９】図３に示す定着装置の定着制御を説明するフロー図である。
【図１０】図３に示す定着装置の定着制御を説明するフロー図である。
【図１１】ジャム中制御のフロー図である。
【図１２】図１１中の冷却ファン制御のフロー図である。
【図１３】図１１中の冷却ファン制御の他の実施の形態のフロー図である。
【図１４】図１１中の冷却ファン制御の他の実施の形態のフロー図である。
【図１５】図３に示す定着装置のコピー終了制御を説明するフロー図である。
【図１６】図３に示す定着装置の他の実施の形態例のコピー終了制御を説明するフロー図である。
【図１７】第２の実施の形態例の定着装置の側面図である。
【図１８】第２の実施の形態例の定着装置の電気的構成を説明する図である。
【図１９】図１８の制御部の全体の動作を説明するフロー図である。
【図２０】図１９の定着制御１のフロー図である。
【図２１】図１９の定着制御１のフロー図である。
【図２２】図１９の定着制御２のフロー図である。
【図２３】図１９の定着制御２の他の実施の形態例のフロー図である。
【図２４】図１９の定着制御２の他の実施の形態例のフロー図である。
【図２５】図１９の定着制御２の他の実施の形態例のフロー図である。
【図２６】図１９の定着制御２の他の実施の形態例のフロー図である。
【図２７】問題点を説明する図である。
【図２８】問題点を説明する図である。
【符号の説明】
９１ 加熱ローラ
２１０ 第１のハロゲンヒータランプ(加熱手段)
２２０ 第２のハロゲンヒータランプ(加熱手段)
３５０ ファン(冷却手段)
５００ 制御部
Claims (2)
- 所定サイズの転写材の通過領域外の領域を主に加熱する第１の加熱手段と、前記転写材の通過領域を主に加熱する第２の加熱手段とを内部に有する加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、これら加熱ローラ,加圧ローラ間にトナー画像が転写された転写材を通過させ、前記トナー画像を前記転写材に熱定着する定着装置であって、
前記加熱ローラの軸方向全域にわたって冷却する冷却手段と、
前記所定サイズの転写材の通過領域に設けられ、前記加熱ローラの円周方向に移動可能な冷却領域可変手段と、
定着終了後、一定時間、前記冷却領域可変手段を前記冷却手段から離して前記冷却手段を駆動し、前記加熱ローラを軸方向全域にわたって冷却する制御部と、
を設けたことを特徴とする定着装置。 - 前記加熱ローラの、前記所定サイズの転写材の通過領域と、当該通過領域外の領域とにそれぞれ温度検出手段を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
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