JPH0916016A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JPH0916016A
JPH0916016A JP7228208A JP22820895A JPH0916016A JP H0916016 A JPH0916016 A JP H0916016A JP 7228208 A JP7228208 A JP 7228208A JP 22820895 A JP22820895 A JP 22820895A JP H0916016 A JPH0916016 A JP H0916016A
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fixing
heating
fixing roller
heater
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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ため、表面温度
のリップル(波)が大きくなり、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生じる。 【解決手段】 ヒータ制御部17は、ヒータ4によって定
着ローラ1が予め設定された定着温度以上に加熱された
後、サーミスタ3が前記定着温度以下の表面温度を検出
した場合に、ヒータ4を所定のヒータ駆動時間継続して
加熱した後に所定のヒータ停止時間継続して非加熱に維
持して、定着ローラ1の表面温度を制御する。この際、
ヒータ制御部17は、システムメモリ37において定着装置
に給紙される記録紙のサイズに対応する記憶領域からヒ
ータ駆動時間と前記ヒータ停止時間とのデューティ比を
読み取って、このデューティ比によってヒータ駆動時間
を変化させる。

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
0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におい
て、前記温度検出手段による温度検出値が定着温度に到
達したときには、前記加熱手段を予め定めた所定時間加
熱後に加熱中断し、その後前記温度検出手段による温度
検出値が定着温度以下になったときには、前記加熱手段
を予め定めた所定時間加熱し、その直後に予め定めた所
定時間非加熱にする制御手段を設けたことを特徴とす
る。
【0008】また、請求項2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にお
いて、前記温度検出手段による温度検出値が定着温度に
到達したときには、前記加熱手段を予め定めた所定時間
加熱後に加熱中断し、その後前記温度検出手段による温
度検出値が定着温度以下になったときには、前記加熱手
段を予め定めた所定時間の加熱と、その直後の予め定め
た所定時間非加熱を行い、その後に前記温度検出手段に
よる温度検出値の取り込みをする制御手段を設けたこと
を特徴とする。
【0009】また、請求項3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にお
いて、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、このヒータ制御境界温度に
到達後は、予め定めた所定時間の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制御手段を設け
たことを特徴とする。
【0010】また、請求項4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にお
いて、前記温度検出手段が、定着温度と、ヒータ制御境
界温度と、給紙を開始させる給紙開始温度とを検出する
ようにし、前記ヒータ制御境界温度を前記定着温度と前
記給紙開始温度との間に設定するようにしたことを特徴
とする。
【0011】また、請求項5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にお
いて、前記トナー像の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、前記温度検出
手段による温度検出値が前記定着温度に到達したとき
は、前記加熱手段を予め定めた所定時間後に加熱を中断
し、その後前記温度検出手段による検出温度が定着温度
以下になったときには、前記加熱手段を予め定めた所定
時間加熱し、その直後に予め定めた所定時間非加熱を行
うようにし、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。
【0012】さらに、請求項6記載の定着装置は、前記
温度検出手段による温度検出値が前記定着温度に到達し
たときは、前記加熱手段の加熱を直ぐに中断する制御手
段を設けたことを特徴とする。
【0013】また、請求項7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知するための温
度検出手段と、前記加熱手段によって定着ローラが予め
設定された定着温度以上に加熱された後、前記温度検出
手段が予め設定された定着温度以上の前記表面温度を検
出した後、前記定着温度以下の表面温度を検出した場合
に、前記加熱手段を所定のヒータ駆動時間継続して加熱
した後に所定のヒータ停止時間継続して非加熱に維持し
て、定着ローラの表面温度を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において、前記
制御手段が、給紙される記録紙のサイズに対応させて、
前記ヒータ駆動時間と前記ヒータ停止時間とのデューテ
ィ比を変化させることを特徴とする。
【0014】また、請求項8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ための温
度検出手段と、前記加熱手段によって定着ローラが予め
設定された定着温度以上に加熱された後、前記温度検出
手段が予め設定された定着温度以上の前記表面温度を検
出した後、前記定着温度以下の表面温度を検出した場合
に、前記加熱手段を所定のヒータ駆動時間継続加熱した
後に所定のヒータ停止時間継続して非加熱に維持して、
定着ローラの表面温度を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
記ヒータ駆動時間と前記ヒータ停止時間とのデューティ
比を初期設定値から異なる値に変化させることを特徴と
する。
【0015】さらに、請求項9記載の定着装置は、前記
制御手段が、前記累計枚数によって前記デューティ比を
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。
【0016】さらに、請求項10記載の定着装置は、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。
【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、加熱手
段を予め定めた所定時間加熱後に加熱中断し、その後温
度検出手段による温度検出値が定着温度以下になったと
きには、加熱手段を予め定めた所定時間加熱し、その直
後に予め定めた所定時間非加熱にすることにより、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、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】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
に到達したときには、加熱手段を予め定めた所定時間加
熱後に加熱中断し、その後温度検出手段による温度検出
値が定着温度以下になったときには、加熱手段を予め定
めた所定時間の加熱と、その直後の予め定めた所定時間
非加熱を行い、その後に温度検出手段による温度検出値
の取り込みをすることにより、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、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。
【0047】また、請求項3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、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、予め定めた所定時間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】また、請求項4記載の定着装置によれば、
温度検出手段が、定着温度と、ヒータ制御境界温度と、
給紙を開始させる給紙開始温度とを検出するようにし、
ヒータ制御境界温度を前記定着温度と前記給紙開始温度
との間に設定することにより、記録紙が給紙開始されて
から定着ローラに到達するまでの期間に、定着ローラの
表面温度が定着温度に達するように制御することが可能
になるので、定着開始前に定着ローラの表面温度が過剰
に昇温することを防止できる。よって、所定の定着温度
による記録紙に対する定着動作が可能となり、定着ムラ
や定着不良がない記録画像が確実に得られる。
【0049】また、請求項5記載の定着装置によれば、
制御手段が、網制御部の受信信号あるいは原稿読取部の
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、加熱手段の加熱を行い、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は、加熱手
段を予め定めた所定時間後に加熱を中断し、その後温度
検出手段による検出温度が定着温度以下になったときに
は、加熱手段を予め定めた所定時間加熱し、その直後に
予め定めた所定時間非加熱を行うようにし、受信あるい
はコピー動作が終了した後、加熱手段の加熱を停止する
ことにより、受信あるいはコピー動作を開始され温度検
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、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、受信あるいはコピー動作の終
了までの期間には、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、また必要以
上に装置本体の温度が上昇することを防止できる。
【0050】さらに、請求項6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は、加熱手段の加熱を直ぐに中断す
ることにより、定着ローラの表面温度が過剰に昇温する
ことを防止できる。
【0051】また、請求項7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以上に昇温した後、制
御手段が、給紙される記録紙のサイズに対応させてヒー
タ駆動時間とヒータ停止時間とのデューティ比を変化さ
せることにより、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、ヒータ駆動時間
及びヒータ停止時間の一方あるいは双方を変化させて、
記録紙による吸熱量の変化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
間における表面温度のリップルを確実に抑制することが
できる。
【0052】また、請求項8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、制御部
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、ヒータ駆
動時間とヒータ停止時間とのデューティ比を初期設定値
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、ヒ
ータ駆動時間及びヒータ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9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10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。
【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。

Claims (10)

    【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
    定着する定着装置において、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は、前記加熱手段
    を予め定めた所定時間加熱後に加熱中断し、その後前記
    温度検出手段による温度検出値が定着温度以下になった
    ときには、前記加熱手段を予め定めた所定時間加熱し、
    その直後に予め定めた所定時間非加熱にする制御手段を
    設けたことを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】 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
    定着する定着装置において、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は、前記加熱手段
    を予め定めた所定時間加熱後に加熱中断し、その後前記
    温度検出手段による温度検出値が定着温度以下になった
    ときには、前記加熱手段を予め定めた所定時間の加熱
    と、その直後の予め定めた所定時間非加熱を行い、その
    後に前記温度検出手段による温度検出値の取り込みをす
    る制御手段を設けたことを特徴とする定着装置。
  3. 【請求項3】 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
    定着する定着装置において、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、この
    ヒータ制御境界温度に到達後は、予め定めた所定時間の
    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
    り返す制御手段を設けたことを特徴とする定着装置。
  4. 【請求項4】 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
    定着する定着装置において、前記温度検出手段が、定着
    温度と、ヒータ制御境界温度と、給紙を開始させる給紙
    開始温度とを検出するようにし、前記ヒータ制御境界温
    度を前記定着温度と前記給紙開始温度との間に設定する
    ようにしたことを特徴とする定着装置。
  5. 【請求項5】 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
    定着する定着装置において、前記トナー像の画像形成を
    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、前記温度検出手段による温度検出値が前記定着
    温度に到達したときは、前記加熱手段を予め定めた所定
    時間後に加熱を中断し、その後前記温度検出手段による
    検出温度が定着温度以下になったときには、前記加熱手
    段を予め定めた所定時間加熱し、その直後に予め定めた
    所定時間非加熱を行うようにし、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定着装置。
  6. 【請求項6】 前記温度検出手段による温度検出値が前
    記定着温度に到達したときは、前記加熱手段の加熱を直
    ぐに中断する制御手段を設けたことを特徴とする請求項
    1,2又は5のいずれか1項記載の定着装置。
  7. 【請求項7】 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、前記加熱手段によって定
    着ローラが予め設定された定着温度以上に加熱された
    後、前記温度検出手段が前記定着温度以下の表面温度を
    検出した場合に、前記加熱手段を所定のヒータ駆動時間
    継続して加熱した後に所定のヒータ停止時間継続して非
    加熱に維持して、定着ローラの表面温度を制御する制御
    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にお
    いて、前記制御手段が、給紙される記録紙のサイズに対
    応させて、前記ヒータ駆動時間と前記ヒータ停止時間と
    のデューティ比を変化させることを特徴とする定着装
    置。
  8. 【請求項8】 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、前記加熱手段によって定
    着ローラが予め設定された定着温度以上に加熱された
    後、前記温度検出手段が前記定着温度以下の表面温度を
    検出した場合に、前記加熱手段を所定のヒータ駆動時間
    継続加熱した後に所定のヒータ停止時間継続して非加熱
    に維持して、定着ローラの表面温度を制御する制御手段
    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、前記ヒータ駆動時間と前記ヒータ停止時間
    とのデューティ比を初期設定値から異なる値に変化させ
    ることを特徴とする定着装置。
  9. 【請求項9】 前記制御手段が、前記累計枚数によって
    前記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8
    記載の定着装置。
  10. 【請求項10】 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9記
    載の定着装置。
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