JPH08185081A - 定着装置の温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 連続プリント時に加熱ローラとバックアップ
ローラから転写紙に与えられる熱量による定着温度が概
ね一定に保たれ、良好な定着状態が得られる定着装置温
度制御方法を提供することを目的とする。 【構成】 待機時より連続プリント開始後、一定時間間
隔毎にバックアップローラの温度を検知し、検知温度が
予め設定された温度（ＢＴ２〜ＢＴ４）に達する毎に、
加熱ローラとバックアップローラとより転写材に与えら
れる熱量が常に概ね一定になる如く、加熱ローラの制御
温度設定値（ＨＴ２〜ＨＴ４）を段階的に低下させるよ
うに制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置の熱ロー
ラ定着装置の温度制御方法に関し、特に、連続プリント
を行った場合にも良好な定着状態が得られる温度制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ等の画像形成装置の定
着装置としては、加熱手段を有する加熱ローラと、通過
する転写材を介してこれに圧接し、従動または連動する
バックアップローラとを有する熱ローラ定着装置が広く
用いられている。この方式の定着装置では、通常、加熱
ローラのに中央部付近に配置されたセンサで加熱ローラ
の表面温度を検知し、転写材の種類によって予めきめら
れた定着温度と比較してヒータをオン・オフ制御して加
熱ローラの表面温度を定着可能な温度に維持するように
している。

【０００３】加熱ローラに内蔵されるヒータは、一般に
幅方向に均一な発熱量分布を有するが、待機時には、加
熱ローラの幅方向の表面温度分布は、図４に示す如く、
両端側が中央部より低くなる傾向がある。これは、加熱
ローラの両端に設けられたフランジやギヤによって加熱
ローラから熱が奪われるためである。しかし、プリント
を開始すると、加熱ローラの中央部付近では、通過する
転写材とこれに担持されたトナーに熱を奪われ、バック
アップローラへの熱伝達が悪くなり、一方、加熱ローラ
の端部では、転写材のサイズがその機械で取扱うことの
できる最大サイズより小さい場合は、転写材が端部には
存在しないため、加熱ローラの熱が直接圧接するバック
アップローラに伝達され、徐々にバックアップローラの
端部付近の表面温度が高くなる。加熱ローラの表面温度
の制御は、加熱ローラの中央部付近に設けられたセンサ
で行なっているため、図４に基線に平行な直線（ａ）で
示す如く、加熱ローラ中央部の温度は制御温度ＨＴ１を
持続するが、加熱ローラの両端部の温度は、曲線（ｂ）
で示す如く、プリント開始と共に上昇し始める。

【０００４】一方、バックアップローラの表面温度は、
両端付近では転写材が存在しないため加熱ローラからの
熱が直接伝達され、曲線（ｄ）で示す如く、プリント開
始後、時間の経過と共に待機時の温度ＢＴ１より上昇す
る。その熱が中央部にも伝達されるため、バックアップ
ローラ中央部の温度も、曲線（ｃ）で示す如く待機時の
温度ＢＴ１よりも両端部よりは少ないが徐々に上昇す
る。定着時、転写材は加熱ローラとバックアップローラ
との両方から熱を受けるので、両端部が受ける熱量は中
央部が受ける熱量よりも大きくなり、図４に破線（ｅ）
で示す時点に達すると、転写材の両端部が加熱ローラと
バックアップローラとから受ける熱量が、良好な定着の
行われる熱量の限界を超し、転写材にシワが発生した
り、トナーが転写材に押しつぶされて溶融し、画像の解
像度が低下する（ボケる）と云った定着不良が発生す
る。

【０００５】尤も、プリント枚数が少ない場合や、間歇
的にプリントを行う場合は、ローラの表面温度の状態が
定着不良になる前に、プリントの間にローラの表面温度
が待機時の状態に戻るので定着不良の問題は起らない。
ローラの表面温度の上昇に起因する定着不良が発生する
のは、ある枚数以上の連続プリントや、前複写の直後に
異るサイズの転写材を使用したプリントを行った場合で
ある。

【０００６】この問題に対処するため、例えば、ヒータ
を複数本、加熱ローラの軸方向にタンデムに配置し、中
央部と両端部のヒータを別々の制御手段によって制御す
る方法が知られている。しかし、このような方法は、ヒ
ータの数が増大し、制御手段が複雑になり、コストの増
大を招き、又、直接加熱ローラの表面温度を検知して制
御するため、定着温度が指示された温度になってからヒ
ータが作動するので、温度制御にタイムラグを生じさせ
てしまい、その結果、定着温度がオーバーシュートし
て、一定の範囲内に制御することが難しいものになる。

【０００７】定着温度のオーバーシュートを防止する対
策として、特公昭６２−１０４３号公報には、定着温度
がオーバーシュートする前に、ヒータの制御を行うこと
により、一定の温度範囲での制御を可能とする方法が開
示されているが、この方法は、加熱ローラのみの制御方
法であって、前述の如く、加熱ローラとバックアップロ
ーラの両方からの熱量による定着温度の制御手段ではな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の熱ロ
ーラ定着装置の温度制御方法の上記の問題点にかんが
み、連続プリント時や、前プリントと異るサイズの転写
材にプリントを行った場合にも、加熱ローラとバックア
ップローラからの熱量による定着温度が概ね一定に保た
れ、良好な定着状態が得られる定着装置の温度制御方法
を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明の定着装置の温度制御方法は、加熱手段を有する加
熱ローラと、通過する転写材を介してこれに圧接し、従
動または連動するバックアップローラとを有し、加熱ロ
ーラの表面温度を検知してこれを設定温度に制御する画
像形成装置の、前記加熱ローラが所定の基準制御温度に
達した後の連続プリント開始後、前記バックアップロー
ラの表面温度を検知し、検知信号に基づいて、加熱ロー
ラとバックアップローラとより転写材に与えられる熱量
が常に概ね一定になる如く、加熱ローラの制御温度の設
定値を、前記基準設定温度より段階的に低下させるよう
に制御することを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記の定着装置の温度制御方法によれば、プリ
ント開始後、バックアップローラの表面温度を検知し
て、検知された温度信号に基づき、加熱ローラとバック
アップローラとより転写紙に与えられる熱量が概ね一定
になるように、加熱ローラの制御設定温度を、所定の基
準設定温度より段階的に低下させるように制御するの
で、連続コピーを行った場合や、前プリントと異るサイ
ズの転写材へのプリントを行った場合にも定着温度は概
ね一定に保たれ、転写材のしわや画像の解像度の低下等
の定着不良が発生することはない。又、この制御は、バ
ックアップローラの表面温度検知センサを設け、その検
知信号により加熱ローラ表面温度の制御設定温度を変え
るものであるから、構成も制御も簡単でありコストの増
大は少ない。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を、図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本発明による温度制御
方法が適用される熱ローラ定着装置の構成の一例を示す
側断面図である。定着装置１は、ヒータ１０を内蔵する
加熱ローラ２と、所定のニップ幅Ｗを形成してこれと圧
接し、従動又は連動するバックアップローラ３と、加熱
ローラ２の中央部表面に近接又は接触して配置され、加
熱ローラ２の表面温度を検知する第１のセンサ４と、そ
の検知信号を加熱ローラの制御温度と比較してヒータ１
０をオン・オフ制御し、加熱ローラ２の表面温度が制御
温度になるように制御するコントローラ５と、バックア
ップローラ３の端部付近表面に近接又は接触して設けら
れ、バックアップローラ３の表面温度を検知する第２の
センサ６とより構成されている。第２のセンサ６により
検知されたバックアップローラ３の表面温度に基づき、
上記加熱ローラの制御温度の設定値を、加熱ローラとバ
ックアップローラとより転写材に与えられる熱量が概ね
一定になるように、段階的に低下させるように制御する
ようにされている。

【００１２】図２は、図１に示した定着装置の温度制御
方法を説明するための曲線図、図３はその温度制御フロ
ーを示すフローチャートである。図２の曲線図及び図３
のフローチャートに使用されている記号の意味を表１に
示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】図２に示す如く、待機時には、加熱ローラ
２の中央部の表面温度ＴＨ１は基準制御温度（第１制御
温度）ＨＴ１であり、バックアップローラ３の表面温度
（両端付近）ＴＨ２は、基準温度（第１設定温度）ＢＴ
１になっている。この待機状態より連続プリントを開始
すると、バックアップローラ表面温度は、基準温度ＢＴ
１から徐々に上昇してゆく。したがって、加熱ローラ２
の表面温度を一定の基準温度に維持するように制御した
場合は、加熱ローラとバックアップローラから転写紙に
与えられる熱量は漸次増加し、定着不良が生ずること
は、図４により説明したとおりである。

【００１５】そこで、本発明の図２に示す実施例では、
連続プリント開始後１分経過毎にバックアップローラの
温度を検知して、予め設定された温度に達するか超えて
いれば加熱ローラの制御温度を段階的に低下させてゆ
き、これによって、加熱ローラの温度が従来の温度上昇
曲線（図４の曲線（ｄ））よりもなだらかになるのと相
俟って、加熱ローラ２とバックアップローラ３の両方か
ら転写紙に与えられる熱量が概ね一定になるようにして
いる。加熱ローラの制御温度を低下させるためのバック
アップローラの設定温度ＢＴ２、ＢＴ３、ＢＴ４及びこ
れに基づいて変更される加熱ローラの制御温度ＨＴ２、
ＨＴ３、ＨＴ４の具体的な数値は、転写材の種類（通常
の転写紙、トレーシングペーパ、ＯＨＰフィルム等の別
及び厚さ等）毎にあらかじめ理論的計算及び実験により
設定し、コントローラ５に記憶させておく。このように
制御することにより、例えば本実施例の場合、バックア
ップローラの表面温度は、加熱ローラの温度が第４制御
温度になった後は、概ね一定値になるので、加熱ローラ
の制御温度を第４制御温度に設定した後は、連続プリン
トが完了する迄この制御温度で制御される。

【００１６】なお、１枚ずつ、又は数枚ずつ、間歇的に
プリントする場合は、加熱ローラもバックアップローラ
も殆んど温度が上昇しないので、加熱ローラの制御温度
は、第１制御温度（基準制御温度）のままでよい。した
がって、バックアップローラの表面温度の範囲と、加熱
ローラの設定制御温度との関係は、表２の如くなる。

【００１７】

【表２】

【００１８】次に、上記実施例の制御フローを図３に示
すフローチャートに基づいて説明する。電源をＯＮする
と（ステップ１（Ｓ１と略す。以下同様））加熱ローラ
２及びバックアップローラ３は停止したままでヒータ１
０が点灯される。コントローラ５で制御される加熱ロー
ラ２の制御温度を選択された転写材の種類等のモードに
応じた第１制御温度ＨＴ１に設定する（Ｓ２）。加熱ロ
ーラの温度ＴＨ１が設定された第１制御温度ＨＴ１に到
達すると（Ｓ３）、待機状態になり、プリント可能とな
る。このときバックアップローラの温度は、バックアッ
プローラ第１設定温度ＢＴ１となっている。

【００１９】プリントを開始すると（Ｓ４）、第２セン
サ６は１分経過毎にバックアップローラ３の表面温度を
検知する（Ｓ５）。検知されたバックアップローラの温
度ＴＨ２が、バックアップローラ第２設定温度ＢＴ２に
到達しているのかそれ以上になっておれば（Ｓ６）、加
熱ローラの制御温度ＴＨ１を第２制御温度ＨＴ２に設定
する（Ｓ７）。バックアップローラの温度の計測値が第
２設定温度ＢＴ２に達していなければ、加熱ローラの制
御温度ＴＨ１は再び第１制御温度ＨＴ１に設定され（Ｓ
８）、この温度での制御を繰り返す。以後、同様の制御
を行なって、加熱ローラの設定制御温度が順次第３、第
４制御温度ＨＴ３、ＨＴ４と低下して行く（Ｓ９、Ｓ１
０）。加熱ローラの温度が第４制御温度に迄低下する
と、前述の如く、バックアップローラの温度は殆んど上
昇しなくなるので、もはや加熱ローラの制御温度を下げ
る必要はなく、連続プリントが終了する迄、加熱ローラ
は第４制御温度に制御される（Ｓ１１）。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、連続プリ
ント時、バックアップローラに設けた温度センサでその
表面温度を検知し、その検知信号に基づいて加熱ローラ
の制御温度を順次低下させるようにしたので、単一の制
御手段により連続プリント時の定着温度の変化を最少限
に止めることができ、転写材のしわの発生や画像の解像
度の低下等の定着不良を防止でき、良好な複写画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御方法が適用される熱ローラ定着装
置の構成を示す側断面図である。

【図２】本発明の定着装置の温度制御方法を説明する曲
線図である。

【図３】本発明の定着装置の温度制御方法のフローチャ
ートである。

【図４】従来の定着装置の温度制御方法の問題点を説明
する曲線図である。

【符号の説明】

１ 定着装置 ２ 加熱ローラ ３ バックアップローラ ４ 第１センサ ５ コントローラ ６ 第２センサ １０ ヒータ（熱源） ＨＴ１〜ＨＴ４ 加熱ローラ第１〜第４制御温度 ＢＴ１〜ＢＴ４ バックアップローラ第１〜第４設定温
度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段を有する加熱ローラと、通過す
   る転写材を介してこれに圧接し、従動または連動するバ
   ックアップローラとを有し、加熱ローラの表面温度を検
   知してこれを設定温度に制御する画像形成装置の定着装
   置の温度制御方法において、 前記加熱ローラが所定の基準制御温度に達した後の連続
   プリント開始後、前記バックアップローラの表面温度を
   検知し、検知信号に基づいて、加熱ローラとバックアッ
   プローラとより転写材に与えられる熱量が常に概ね一定
   になる如く、加熱ローラの制御温度の設定値を、前記基
   準設定温度より段階的に低下させるように制御すること
   を特徴とする制御方法。
2. 【請求項２】 前記のバックアップローラの温度検知
   が、一定の時間間隔で行われることを特徴とする請求項
   １に記載の制御方法。
3. 【請求項３】 前記の加熱ローラの基準制御温度及びバ
   ックアップローラの表面温度に対する加熱ローラの制御
   設定温度は、転写材の種類により可変であることを特徴
   とする請求項１に記載の制御方法。