JPH09218608A

JPH09218608A - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH09218608A
Application number: JP2449596A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Inazaki; 豊稲崎; Hitoshi Komuro; 仁小室
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-19
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: DE19705009C2; JP3094890B2; DE19705009A1

Abstract

(57)【要約】【課題】定着不良と過温昇を防止すると共に低消費電
力を実現する。【解決手段】記録紙への印字開始時に加熱前の定着ロ
ーラの温度を測定し、該温度が第１の温度領域と第２の
温度領域のいずれに属しているかによって各々異なる処
理を行う。例えば、第１の温度領域の場合、温度上昇率
を算出し、算出結果に応じて印字開始のタイミングを決
定する。また、第２の温度領域の場合、加熱前の定着ロ
ーラの温度に応じて印字開始時刻を決定し、記録紙が小
サイズか否かに応じて各々適した処理を行う。これらの
処理では、プリント処理枚数に応じて制御温度を下降さ
せる処理を行う。これにより、定着不良と過温昇を防止
すると共に低消費電力が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像記録媒体に画
像を記録する複写機あるいはレーザプリンタなどの画像
形成装置及び上記画像記録媒体に画像を定着させるため
の該画像形成装置の定着装置に係り、詳細には、定着装
置に備えられた画像転写手段の温度、画像記録媒体のサ
イズ等に応じて制御温度を調整することにより、省エネ
ルギー化を図った定着装置及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機あるいはレーザビームプリ
ンタなどの画像形成装置において、定着装置では、画像
形成時以外の待機中でも、ある温度（一般的には、定着
制御温度より若干低い温度）に加熱した状態で待機して
いた。しかし、比較的低速で小型の画像形成装置（特に
小型パソコン用プリンタ）では、使用頻度が低く待機し
ている時間の方が実質的に画像形成している時間に比べ
て長いため、待機中に使われる消費電力がほとんどを占
めていた。そこで、昨今、省エネルギーの観点から待機
中に一定時間の間、画像形成の命令が来ないと余熱を止
めるという所謂FUSER-PAUSE モードが用いられる様にな
っていた。

【０００３】しかし、定着装置の加熱に必要な時間は従
来のままであるため、FUSER-PAUSEモードにより室温ま
で冷えてしまった場合、WARM-UP-TIME分の時間だけ画像
形成開始が待たされることとなり、使用者の待ち時間が
長くなる、という問題点が生じていた。

【０００４】そこで、上記のような問題点を解消するた
めに、WARM-UP-TIMEを短縮し、待機中の余熱をなくし、
画像形成命令に基づいて定着装置の加熱を開始し、定着
装置に記録材が突入する時に定着温度に達している様な
装置、すなわち所謂オンデマンド定着化による定着を行
う装置が必要とされていた。

【０００５】このようなオンデマンド定着化を実現する
ために、従来では、特開平５−１６５３６８号公報に所
載の技術などがある。この技術では、耐熱性のフィルム
を用いた定着装置において、加熱体への通電のオン又は
オフした時の加熱体の温度変化量で加熱体の定着温度を
決定する制御を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では以下のような問題点が生じる。

【０００７】連続印字の場合などで定着装置全体が十分
暖まった後、すぐに次の印字動作を開始する場合、加熱
体への通電をオンする時にまだ余熱により定着部材の温
度が高い場合があり、かかる場合には、その後に上昇温
度を一定時間測定している間に、必要な定着設定温度を
超えてしまうことがある。特に、使用頻度の高い装置に
適用しようとした場合に問題となる。

【０００８】また、上記公報に開示の技術で用いている
耐熱性のフィルムと加熱体の組み合わせでは、比較的冷
えやすいため、上記問題も発生しにくいが、従来の金属
性定着ローラと加熱体との組み合わせに適用した場合に
は、上記問題がより生じやすくなる。

【０００９】さらに、耐熱性フィルムと加熱体との組み
合わせは、従来の構成に比べるとコストが高い点で問題
がある。

【００１０】本発明は、上記事実を考慮し、待機中に余
熱をせずに、かつ、画像形成開始命令と同時に加熱開始
し、他の印字動作や画像の展開に要する時間中も有効に
加熱することにより、使用者の待ち時間を最小とする定
着装置（オンデマンド定着）においては、待機中の余熱
がないため、画像形成開始時の定着ローラの温度はまち
まちであり、そのような状況下でも定着不良を起こすこ
となく、かつWARM-UP-TIME短縮を狙った定着部材（特に
金属製ローラを用いた場合）の低熱容量化に伴う２次障
害である、小サイズ用紙の連続画像形成時の非通紙部過
温昇（軸受けの損傷や定着温度の高温化による画像のオ
フセットを引き起こす）の抑制を実現する定着装置及び
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、通電により発熱する発熱体と、
前記発熱体を内蔵し所定の定着温度で記録紙上の未定着
像を融解させる加熱手段と、前記記録紙を前記加熱手段
に圧着させる加圧手段と、前記加熱手段の温度を検知す
る温度検知手段と、前記発熱体への通電前に前記温度検
知手段により検知された前記加熱手段の温度が、第１の
温度領域に属するか或いは前記第１の温度領域より高い
第２の温度領域に属するかを判断し、各々の温度領域の
場合で異なる制御方式に基づいて前記加熱手段を所定の
定着温度に制御する制御手段と、を有することを特徴と
する。

【００１２】請求項１の発明では、発熱体への通電前に
温度検知手段が加熱手段の温度を検知する。次に、制御
手段が、検知された加熱手段の温度が、第１の温度領域
に属するか或いは前記第１の温度領域より高い第２の温
度領域に属するかを判断し、各々の温度領域の場合で異
なる制御方式に基づいて加熱手段を所定の定着温度に制
御する。そして、通電により発熱する発熱体を内蔵した
加熱手段が、加圧手段により該加熱手段に圧着された記
録紙を、制御手段により制御された所定の定着温度で未
定着像を融解させる。このように、加熱手段の温度領域
に応じて異なる制御方式で定着温度を設定するので、当
該温度領域に適した制御方式に基づいて定着温度を制御
すれば、単一の制御方式で制御する場合と比較して、消
費電力を抑え、安定した定着性能を確保すると共に、ウ
オームアップタイムを短くすることができる。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の前記制御手
段が、前記発熱体への通電前に前記温度検知手段により
検知された前記加熱手段の検知温度が第２の温度領域の
場合、前記発熱体への通電から前記検知温度に応じて定
められた所定時間経過した後に、記録紙の搬送を開始さ
せることを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明では、制御手段が、発熱体
への通電前に温度検知手段により検知された加熱手段の
検知温度が第２の温度領域の場合、発熱体への通電から
検知温度に応じて定められた所定時間経過した後に、記
録紙の搬送を開始させる。このように、より温度が高い
第２の温度領域の場合に、通電から検知温度に応じた所
定時間経過した後に記録紙の搬送を行うようにしたの
で、定着装置が十分に暖まっている状態で印字命令が入
力された場合であっても、所定の定着温度を超えてしま
うことを防止できる。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の前記制御手段が、前記発熱体への通電前に前記温度検
知手段により検知された前記加熱手段の検知温度が第１
の温度領域の場合、前記加熱手段の温度上昇率を算出
し、この算出結果に基づいて記録紙の搬送を開始させ
る。

【００１６】請求項３の発明では、制御手段が、発熱体
への通電前に温度検知手段により検知された加熱手段の
検知温度が第１の温度領域の場合、加熱手段の温度上昇
率を算出し、この算出結果に基づいて記録紙の搬送を開
始させる。このように比較的温度が低い第１の温度領域
で加熱手段の温度上昇率に基づいて、記録紙の搬送を制
御する。例えば、温度上昇率に応じて加熱手段が何°Ｃ
になれば搬送開始したら良いかが最適かを予め実験によ
り求められたテーブルを予め用意しておき、このテーブ
ルから算出された温度上昇率に対応する搬送開始温度を
求め、加熱手段がこの温度に達した時に記録紙の搬送を
開始する。これにより、記録紙が定着不良を生じること
なく、所定の定着温度に確実に設定できる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
のいずれか１項の前記制御手段が、前記発熱体への通電
前に前記温度検知手段により検知された前記加熱手段の
検知温度に応じて定着温度を決定することを特徴とす
る。

【００１８】請求項４の発明では、制御手段が、発熱体
への通電前に前記温度検知手段により検知された加熱手
段の検知温度に応じて定着温度を決定する。例えば、発
熱体への通電前の加熱手段の温度が高いほど、定着温度
を低く設定する。このように定着温度を低く設定して
も、検知温度が高ければ加圧手段等が既に十分に暖まっ
ているため、定着不良は発生しない。これにより、過剰
な加熱を防止できるので、電力の消費を抑制できる。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
のいずれか１項の前記制御手段が、前記記録紙の厚さに
応じて定着温度を決定することを特徴とする。

【００２０】請求項５の発明では、制御手段が、記録紙
の厚さに応じて定着温度を決定する。例えば、記録紙が
厚いほど、定着温度を高く設定する。これにより、記録
紙の厚さに左右されることなく、良好な定着を行うこと
ができる。

【００２１】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５
の前記制御手段が、前記記録紙の連続記録数に応じて定
着温度を順次下降させることを特徴とする。

【００２２】請求項６の発明では、制御手段が、記録紙
の連続記録数に応じて定着温度を順次下降させる。記録
紙の連続記録数が増加すると、装置が十分に暖まってく
るため、定着温度を下降させても、良好な定着性能を保
つことができる。これにより、過剰な加熱による電力消
費を抑制でき、温度上昇による加熱手段へのトナー等の
付着を防止することができる。

【００２３】請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６
のいずれか１項の前記制御手段が、前記記録紙の厚さ及
び連続記録数に応じて単位時間当たりの記録枚数を順次
下降させていくことを特徴とする。

【００２４】請求項７の発明では、請求項１乃至請求項
６のいずれか１項の前記制御手段が、前記記録紙の厚さ
及び連続記録数に応じて単位時間当たりの記録枚数を順
次下降させていくように制御する。例えば、所定の厚さ
以上の記録紙の場合に、連続記録数が大きくなるに従
い、単位時間当たりの記録枚数を順次下降させる。この
ように記録紙の連続記録数及び記録紙の厚さに応じて単
位時間当たりの記録枚数を可変に制御していくので、例
えば葉書・封筒などの厚手の記録紙を連続記録する場
合、加熱手段の非通紙部が過剰に発熱しないよう定着温
度を低く設定した場合であっても、単位時間当たりの記
録枚数を制御することにより良好な定着を行うことがで
きる。

【００２５】請求項８の発明は、請求項１乃至請求項６
のいずれか１項の前記制御手段が、前記温度検知手段に
よる検知温度が第２の温度領域の場合は、前回の記録紙
の連続記録数に基づいて定着温度を決定することを特徴
とする。

【００２６】請求項８の発明では、制御手段が、温度検
知手段による検知温度が第２の温度領域の場合は、前回
の記録紙の連続記録数に基づいて定着温度を決定する。
例えば、前回の記録紙の連続記録数が多いほど、装置が
十分に暖まっているので、定着温度が低くなるように設
定する。これにより、過剰な加熱による電力消費を抑制
でき、良好な定着を行うことができる。

【００２７】請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８
のいずれか１項の前記温度検知手段が、温度検知領域が
各々異なる複数の温度測定手段により構成されると共
に、前記制御手段が、前記複数の温度測定手段の温度測
定結果に基づいて、いずれか１つの温度検知領域を選択
し、該温度検知領域を担当する温度測定手段が検知した
温度を前記加熱手段の温度として扱うことを特徴とす
る。

【００２８】請求項９の発明では、温度検知手段を温度
検知領域が各々異なる複数の温度測定手段で構成する。
この場合、例えば複数の温度測定手段は、各々が担当と
する温度検知領域において最も温度測定精度が良いもの
が選択される。そして、制御手段が、複数の温度測定手
段の温度測定結果に基づいて、いずれか１つの温度検知
領域を選択し、該温度検知領域を担当する温度測定手段
が検知した温度を加熱手段の温度として扱う。これによ
り、温度測定手段の部品精度のばらつきに左右されるこ
となく、広範囲の温度領域を精度良く検知することがで
きる。

【００２９】請求項１０の発明は、請求項９の前記複数
の温度測定手段が、前記加熱手段の幅方向に各々隣接し
て配置されていることを特徴とする。

【００３０】請求項１０の発明では、複数の温度測定手
段が、加熱手段の幅方向に各々隣接して配置されてお
り、一体的に保持することができるので、装置のモジュ
ール、配線等の自由度が広がり、装置のコストを抑える
ことができる。

【００３１】請求項１１の発明は、像担持体と、前記像
担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段にて帯電さ
れた像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜
像形成手段にて形成された潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段にて顕在化された現像像を記録紙に転写さ
せる転写手段と、前記転写手段にて記録紙上に転写され
た未定着像を定着する定着手段と、前記記録紙を搬送す
る搬送手段と、を備えた画像形成装置において、前記転
写手段が、通電により発熱する発熱体と、前記発熱体を
内蔵し所定の定着温度で記録紙上の未定着像を融解させ
る加熱手段と、前記記録紙を前記加熱手段に圧着させる
加圧手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手
段と、前記発熱体への通電前に前記温度検知手段により
検知された前記加熱手段の温度が、第１の温度領域に属
するか或いは前記第１の温度領域より高い第２の温度領
域に属するかを判断し、各々の温度領域の場合で異なる
制御方式に基づいて前記加熱手段を所定の定着温度に制
御する制御手段と、を有することを特徴とする。

【００３２】請求項１１の発明では、潜像形成手段が、
像担持体を帯電する帯電手段にて帯電された像担持体に
潜像を形成し、現像手段が潜像形成手段にて形成された
潜像を現像する。次に、転写手段は、次のような処理で
現像手段にて顕在化された現像像を記録紙に転写させ
る。すなわち、発熱体への通電前に温度検知手段が加熱
手段の温度を検知する。次に、制御手段が、検知された
加熱手段の温度が、第１の温度領域に属するか或いは前
記第１の温度領域より高い第２の温度領域に属するかを
判断し、各々の温度領域の場合で異なる制御方式に基づ
いて加熱手段を所定の定着温度に制御する。そして、通
電により発熱する発熱体を内蔵した加熱手段が、加圧手
段により該加熱手段に圧着された記録紙を、制御手段に
より制御された所定の定着温度で未定着像を融解させ
る。そして、定着手段が転写手段にて記録紙上に転写さ
れた未定着像を定着し、搬送手段が記録紙を搬送する。
このように、加熱手段の温度領域に応じて異なる制御方
式で定着温度を設定するので、当該温度領域に適した制
御方式に基づいて定着温度を制御すれば、単一の定着温
度で制御する場合と比較して、消費電力を抑え、安定し
た定着性能を確保すると共に、ウオームアップタイムを
短くすることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態を説明する。

【００３４】本発明に係る第１の実施の形態の画像形成
装置の一例としての電子写真装置の概略の構成を図１に
示す。

【００３５】図１に示すように、本電子写真装置は、回
転軸Ｏの回りにＰ方向に回転する感光体ドラム１４と、
このドラムを均一に帯電するために該ドラムに接触する
ように配置された帯電ローラ１５と、感光体ドラム１４
の表面に帯電された現像剤を付着させるための現像ユニ
ット１６と、感光体ドラムに付着した不要物を除去する
ためのクリーニング装置１７と、画像記録用の記録材Ａ
に画像を転写させるために配置された転写ローラ１８
と、バイアス電圧を記録材Ａに印加する、はくり部材１
９と、記録材Ａを定着装置に搬送するためのガイド２０
と、記録材Ａを装置外に排出する出口ローラ２１と、を
含んで構成されている。また、出口ローラ６、２１の定
着装置側付近には、記録材Ａに生じた静電気を除去する
ための除電ブラシ７が設けられている。

【００３６】次に、本発明の実施の形態に係る定着装置
について図２を用いて詳細に説明する。

【００３７】図２に示すように、本定着装置は、記録材
Ａ上に転写されたトナー１２を記録材Ａに溶融定着させ
るための定着ローラ１と、このローラと共に記録材Ａを
挟んで加圧させるための加圧ローラ２と、を含んで構成
されている。この定着ローラ１は、アルミニウム材の金
属中空金として構成されている。また、記録材Ａとの接
触面には、いわゆるＰＦＡ又はＰＴＦＥなどのフッ素系
樹脂１１が数十ミクロンほどの厚さでコートされてお
り、表面コート層１１が形成されている。ここで、例え
ば定着ローラの外径は２３ｍｍ、肉厚は０．４５ｍｍと
されている。また、表面コート材の中には、熱伝導率を
上げるためにＳi Ｃが数％から十数％含有されている場
合もあり、本実施の形態では約１０％ほど有している。

【００３８】また、定着ローラ１の内部には、該ローラ
を加熱するためのヒータ２が設けられており、例えば、
従来から定着装置の加熱用として用いられているハロゲ
ンヒータを用いることができる。なお、定着ローラ１の
回転軸には、該ローラを回転させるための図示しないモ
ータが配置されており、このモータは、制御回路３２か
らのメインモータ回転指令によって制御される。例え
ば、モータの回転速度や回転開始時間等が制御される。

【００３９】また、加圧ローラ４として、ｓｕｓなどの
導電性の心金の周りにシリコンゴムなどの耐熱性のある
弾性体が単層で形成されているものなどがある。また、
本実施の形態では、この弾性層としてスポンジやゴムを
用いて、その表面にトナーなどの離形性を上げるために
ＰＦＡやＰＴＦＥなどの耐熱性樹脂層を被覆したものが
用いられている。なお、この加圧ローラは、スプリング
１０により一定の圧力で定着ローラ１側を加圧し、定着
ローラ１との間でニップ幅を形成する。これにより、定
着ローラ１と加圧ローラ４との間を記録材Ａが通過する
際にトナー１２が加圧溶融定着される。

【００４０】また、定着ローラ１の表面温度を検知する
ため、温度検知センサー３が定着ローラ１の表面に接触
して配置されており、ここでは検知素子として温度によ
り抵抗値が変化するビード形測温抵抗体を用いている。
この温度検知センサー３の出力端は演算装置３０に接続
されており、センサーの検出信号は、演算装置３０に入
力する。演算装置３０は、入力された検出信号の電圧値
変化を演算し、演算された電圧値変化に基づいて温度を
測定する。

【００４１】なお、後述するように、温度測定の精度を
向上させるため、温度検知センサー３を温度特性が各々
異なる２つのセンサー（αセンサーとβセンサー）から
構成することもできる。例えば、測定温度が１１０°Ｃ
〜２３０°Ｃまでの間は、αセンサーによる検出結果を
用い、−２０°Ｃ〜１１０°Ｃまでの間は、βセンサー
による検出結果を用いるというように、検出精度の高い
温度領域を有するセンサーの結果を選択することによ
り、温度測定の精度を向上させることができる。

【００４２】また、この演算装置３０は、定着装置を制
御するための制御回路３２に接続されており、制御回路
３２は、印字命令情報に基づいて演算装置３０での測定
温度に応じて加熱ヒータ２の通電のオン・オフを制御す
る。

【００４３】さらに、定着ローラ１と加圧ローラ４の記
録材Ａの排出側には、画像形成された記録材Ａを装置外
へ排出するための出口に導く出口ガイド５と、記録材Ａ
を該出口から排出させるための出口ローラ６及び出口ロ
ーラ２１が設けられている。

【００４４】次に、本発明において用いられる上記定着
装置の温度制御方法及び加熱制御方法について簡単に説
明する。

【００４５】従来の定着装置は、図１５に示すように、
画像形成装置の電源がオンとなったら加熱開始し、一定
時間後に余熱温度に達した場合、印字準備ＯＫとし、余
熱温度で待機すると共に印字命令を待ち、印字命令が与
えられた場合、定着時制御温度まで加熱し印字を行う。

【００４６】これに対し、本発明の実施の形態では、図
１１に示すように、画像形成装置の電源オンでは定着装
置の加熱を開始せず、印字開始命令がきたら加熱を開始
する。また、印字動作が終了すると、定着装置への加熱
をオフにする。これによって、待機中の加熱を行わない
ことにより無駄なエネルギーの消費を抑えることができ
る。

【００４７】次に、本発明の実施の形態に係る画像形成
装置の詳細な制御方法について図３のフローチャートを
用いて説明する。なお、図３の例では、記録材Ａとし
て、１又は２以上の印字用紙に画像形成する場合を扱
う。

【００４８】図３に示すように、電源がオンされると
（ステップ１００）、印字スタート命令が受信されたか
否かを判断し（ステップ１０２）、受信されない場合、
ソフトプリント展開を開始し、印字プリントスタート命
令を受信した場合には、加熱前に定着ローラ１（Ｈ／Ｒ
ＯＬＬ）の表面温度を温度検知センサー３により測定
し、該温度Ｔ（Ｘ）をモニターする（ステップ１０
４）。

【００４９】ここで、Ｘは、定着ローラ１を加熱開始し
た時刻から経過した時間を示し、ここでは秒単位で表さ
れる。そして、各時間毎のＴ（Ｘ）の値を制御回路３２
の図示しないメモリ等に記憶しておく。

【００５０】次に、制御回路３２が、検知された表面温
度Ｔ（Ｘ）が次の複数通りのいずれの温度域（ここで
は、温度域Ｌ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの５通り）に属するか否
かを判定し（ステップ１０６）、各々を場合分けして異
なる処理を行う。すなわち、モニター値Ｔ（Ｘ）が、１
７°Ｃ以下（温度域Ｌ）の場合（ステップ１０８）には
図４の処理、１７°Ｃ以上７０°Ｃ以下（温度域Ａ）の
場合（ステップ１１０）には図５の処理、７０°Ｃ以上
１２０°Ｃ以下（温度域Ｂ）の場合（ステップ１１２）
には図６の処理、１２０°Ｃ以上１５０°Ｃ以下（温度
域Ｃ）の場合（ステップ１１４）には図７の処理、１５
０°Ｃ以上（温度域Ｄ）の場合（ステップ１１６）には
図８の処理を各々行う。なお、各処理の性質から、これ
らの温度域を、第１の温度領域（温度域Ｌ、Ａの場合）
と第２の温度領域（温度域Ｂ、Ｃ、Ｄ）とに分類する。

【００５１】次に、場合分けされた温度域Ｌ〜Ｄの各々
の処理について以下に説明する。まず、温度域がＬの場
合、図４に示すように、FUSER-LAMP-ON を行う（ステッ
プ１１８）。すなわち、加熱ローラ２による定着ローラ
１の加熱を開始する。

【００５２】次に、加熱開始後の所定時間経過後、例え
ば１．５秒後〜３．５秒迄の２秒間で上昇した定着ロー
ラ１の表面温度の上昇率ω（°Ｃ／２sec ）を算出する
（ステップ１２０）。例えば、温度上昇率測定開始時温
度を加熱後１．５秒後の温度Ｔ（１．５）とし、温度上
昇率測定終了時温度を加熱後３．５秒後の温度Ｔ（３．
５）とした場合、温度上昇率ωは次式によって表され
る。

【００５３】 ω（°Ｃ／２SEC ）＝Ｔ（３．５）−Ｔ（１．５）・・・（１）なお、温度上昇率測定開始時温度として加熱開始の直後
の温度を用いなかったのは、加熱開始直後は加熱に遅れ
が生じやすいためである。

【００５４】次に、算出された温度上昇率ωと、予め制
御回路に記憶されている予測温度テーブルとに基づい
て、記録材Ａへの画像形成を開始するべき（FEED-STAR
T) 定着ローラ１の温度Ｔ_mを求める（ステップ１２
２）。ここで、予測温度テーブルとは、温度上昇率ωの
各々の数値に対応する予測温度上昇分ΔＴ_Xとして与え
られており、FEED-START時の温度Ｔ_mは、検出されたω
に対応するΔＴ_Xをテーブルから読み出し、この数値を
用いて次式のように求められる。

【００５５】Ｔ_m ＝Ｔ₀ − ΔＴ_X ・・・・（２）但し、Ｔ₀は、１枚目の記録材Ａに画像形成した際の定
着ローラ１の制御温度を示す。

【００５６】ここで、上記の予測温度テーブルの具体的
な数値例を図９に示す。図９に示すように、このテーブ
ルによって２秒間の温度上昇分ω（°Ｃ／２sec ）に対
するΔＴ_Xが与えられる。但し、ω＝７以下又は４３以
上の場合、測定エラーＵ４として扱っており、再測定す
るか或いは他の処理等を実行する。

【００５７】なお、現状の定格電圧入力では、温度上昇
率ωは、約１２°Ｃ／２sec 程度であり、定格マイナス
１０％では約９〜１０°Ｃ／２sec 、定格プラス１０％
では約１５°Ｃ／２sec 程度となる。但し、温度上昇率
ωが２°Ｃ／２sec 以下の時と、２２°Ｃ／２sec の時
は、実際にあり得ない状態なので、各々エラーとして扱
う。

【００５８】次に、図４に示すように、定着ローラ１の
表面温度が上記により求められた温度Ｔ_mに達した時
に、感光体ドラム１４を回転させるメインモータの回転
開始命令等を出力する（ステップ１２４）。すなわち、
記録材Ａへの画像形成を開始する。そして、記録材Ａの
処理枚数毎に、定着ローラ１の制御温度を変えていく処
理を行う。但し、記録材Ａが小サイズであるか否かによ
り次に続くべき処理が異なる。ここで、小サイズとは、
最大用紙サイズが８．５インチである例では、Ａ５幅以
下の幅を持つ用紙サイズすべてを指す。

【００５９】まず、小サイズ以外の場合（ステップ１２
６）、すなわちＡ５幅以上の印字用紙に画像形成する処
理について説明する。最初の１〜１０枚迄の制御温度Ｔ
ＥＭＰ−Ａを、ＴＥＭＰ−Ａ＝Ｔ（０）＝Ｔ_s ・・・・（３）となるように制御する（ステップ１２８）。この時、Ｘ
＝０のためＴＥＭＰ−Ａは、加熱開始時の温度Ｔ_sに一
致する。なお、いわゆるＮＶＭノミナル値（加熱手段の
表面温度の設定値）＝１８４°Ｃとする。

【００６０】次に、１１〜２０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｂを、ＴＥＭＰ−Ｂ＝Ｔ（１）・・・・（４）となるように制御する（ステップ１３０）。すなわち、
ＴＥＭＰ−Ｂは、加熱開始から１秒後のモニター温度値
に相当する。なお、この時、ＮＶＭノミナル値＝１８
０．５°Ｃとする。

【００６１】次に、２１〜３４枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｃを、ＴＥＭＰ−Ｃ＝Ｔ（２）＋２°Ｃ・・・・（５）となるように制御する（ステップ１３２）。すなわち、
ＴＥＭＰ−Ｃは、加熱開始から２秒後のモニター温度値
に２°Ｃを加算した温度に相当する。なお、この時、Ｎ
ＶＭノミナル値＝１７９°Ｃとする。

【００６２】次に、３５枚以降の制御温度ＴＥＭＰ−Ｄ
を、ＴＥＭＰ−Ｄ＝Ｔ（３）＋３°Ｃ・・・・（６）となるように制御する（ステップ１３４）。すなわち、
ＴＥＭＰ−Ｃは、加熱開始から３秒後のモニター温度値
に３°Ｃを加算した温度に相当する。なお、この時、Ｎ
ＶＭノミナル値＝１７６．５°Ｃとする。

【００６３】そして、最後のペーパーが図示しない出口
センサーを抜けた時、FUSER-LAMP-OFFを行う（ステップ
１３６）。すなわち、加熱ローラ２による定着ローラ１
の加熱を終了し、印字動作を終了する。

【００６４】次に、小サイズの場合（ステップ１３８）
の印字制御について説明する。まず、低温時の小サイズ
のペーパーの定着性改善の為に、回転用のメインモータ
がオンの時に３０sec の間、定着ローラ１を加熱回転
後、予め用意されているペーパー用紙を定着ローラ１及
び加圧ローラ４との間に順次、突入させる制御を行う。
すなわち、定着ローラ１を十分加熱してから以下のよう
な印字動作を行う。

【００６５】なお、この印字動作の際に、小サイズ用紙
の連続プリント時の非通紙部の温度上昇を抑えるため、
順次、制御温度毎にいわゆるＰＰＭ値を低減させる。こ
こで、ＰＰＭ（PAPER PER/MINITTE)とは、１分間に記録
するプリント枚数を示す。

【００６６】まず、最初の１〜１０枚迄の制御温度ＴＥ
ＭＰ−Ａを、ＴＥＭＰ−Ａ＝Ｔ（０）＝Ｔ_s＋６°Ｃ・・・・（７）となるように制御する（ステップ１４２）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１９０°Ｃとし、ＰＰＭ値を１
２ＰＰＭとする。

【００６７】次に、１１〜２０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｂを、ＴＥＭＰ−Ｂ＝Ｔ（１）＋６°Ｃ・・・・（８）となるように制御する（ステップ１４４）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１８６．５°Ｃとし、７ＰＰＭ
に低減させる。

【００６８】次に、２１〜３４枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｃを、ＴＥＭＰ−Ｃ＝Ｔ（２）＋６°Ｃ・・・・（９）となるように制御する（ステップ１４６）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１８３°Ｃとし、５ＰＰＭに低
減させる。

【００６９】３５枚以降の制御温度を、ＴＥＭＰ−Ｄ＝Ｔ（３）＋９°Ｃ・・・・（１０）となるように制御する（ステップ１４８）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１８２．５°Ｃとし、５ＰＰＭ
に維持する。

【００７０】そして、最後のペーパーが図示しない出口
センサーを抜けた時、FUSER-LAMP-OFFを行い（ステップ
１５０）、印字動作を終了する。

【００７１】なお、いわゆる２ＮＤカセットでは、更に
ＰＰＭ−ＤＯＷＮを図る。例えば、上記ステップ１４２
〜ステップ１４８の各々において、ＰＰＭ値を７．４Ｐ
ＰＭ、５．３ＰＰＭ、４．１ＰＰＭ、４．１ＰＰＭとい
うように低減させる。

【００７２】次に、モニター値Ｔ（Ｘ）が温度域Ａに有
ると判定された場合（図３のステップ１１０）には、図
５のフローチャートに示す処理を実行する。なお、図５
の処理において、図４と同様の処理については同一の符
号を付して説明を省略し、異なる処理のみ説明を追加す
る。

【００７３】図５に示すように、小サイズのペーパに印
字する場合（ステップ１３８）、定着ローラ１の温度が
温度域Ｌの場合と比較して高いため、図４のステップ１
４０で行った定着ローラ１の３０sec 間の加熱処理を省
略し、ステップ１２４から、そのまま印字ペーパ枚数毎
に温度制御を行う。この場合、図５の制御温度の処理
は、温度域Ａの場合と比較すると、３５枚以降の制御温
度ＴＥＭＰ−Ｄを、ＴＥＭＰ−Ｄ＝Ｔ（３）＋６°Ｃ・・・・（１１）となるように制御する点のみが異なる（ステップ１４
９）。なお、この時、ＮＶＭノミナル値＝１７９．５°
Ｃとし、５ＰＰＭとする。なお、いわゆる２ＮＤカセッ
トでは、温度域Ｌの場合と同様に、例えば、上記ステッ
プ１４２〜ステップ１４９の各々において、ＰＰＭ値を
７．４ＰＰＭ、５．３ＰＰＭ、４．１ＰＰＭ、４．１Ｐ
ＰＭというように低減させる。

【００７４】以上のように、定着ローラ１が第１の温度
領域（温度域Ｌ、Ａ）に有る場合には、温度上昇率ωに
より用紙送り出しを制御することにより、電源電圧のば
らつきや定着ローラ１や加熱部材の公差ばらつきのため
に生じる、温度上昇のばらつきによる定着不良や、余分
な加熱によるエネルギーの無駄を防ぐことができる。ま
た、使用者にとっても最小の待ち時間で印字が可能とな
る。なお、上記処理例では、用紙送り出しなどのタイミ
ングを制御するのに定着部材の温度を使用しているが、
勿論、加熱開始からの時間を可変制御しても良い。

【００７５】また、上記制御において、加熱開始時の定
着ローラ１の温度と、加熱後の定着ローラ１の温度上昇
率ωに加えて、その画像形成時の用紙サイズや総連続印
字枚数によっても、また定着制御温度や処理枚数によっ
ても定着制御温度の変更するタイミングやその温度下げ
幅、そして、次の印字用紙を送出するタイミング（用紙
間隔＝ＰＰＭ）を可変とする制御を行っている。

【００７６】さらに、はがきや封筒などのような比較的
小さいサイズの用紙に画像を形成する場合、温度域Ａで
は１枚目の制御温度を普通サイズでは１８４°Ｃである
のに対し、小さいサイズでは１９０°Ｃと変えており、
３５枚目以降の温度を普通サイズでは１７６．５°Ｃで
あるのに対し、小さいサイズでは１７９．５°Ｃと変え
ている（図４、図５参照）。

【００７７】以上の制御により、オンデマンド定着で必
要な低熱容量の定着ローラで問題となる、小さいサイズ
を連続して印字した場合の非通紙側の定着ローラの温度
上昇による軸受けなどの部材の損傷を防ぐことができ
る。また、用紙サイズによって定着設定温度や用紙間隔
などを変更することにより、小さく厚手のはがきや封筒
を連続走行した場合の、定着性能を満足しつつ、過温昇
による定着装置やその周辺の部材の損傷の防止が可能と
なる。

【００７８】次に、モニター値Ｔ（Ｘ）が温度域Ｂに有
ると判定された場合（図３のステップ１１２）には、図
６のフローチャートに示す処理を実行する。

【００７９】まず、図６に示すように、FUSER-LAMP-ON
を行う（ステップ１６０）。すなわち、加熱ローラ２に
よる定着ローラ１の加熱を開始する。

【００８０】次に、制御回路３２が加熱開始後の所定時
間Ｔ（ｂ）経過後、例えばＴ（ｂ）＝１１秒後に、印字
用紙フィード開始命令（メインモータ回転命令）を出力
する（ステップ１６２）。なお、印字用紙フィード開始
命令は、印字用紙を定着ローラ１と加圧ローラ４との間
に送り込むための命令であり、メインモータ開始命令に
相当する。

【００８１】次に、印字用紙が小サイズか否かによって
処理が異なり、印字用紙が小サイズ以外の場合には（ス
テップ１６４）、以下のような処理を実行する。

【００８２】前のジョブにおける連続プリント枚数Ｘが
Ｘ＝５枚未満の場合（ステップ１６６）には、印字用紙
の処理枚数により以下のように制御温度を設定する。

【００８３】最初の１〜１０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ−
Ａを、ＴＥＭＰ−Ａ＝Ｔ（１）・・・・（１２）となるように制御する（ステップ１６８）。なお、この
時、いわゆるＮＶＭノミナル値＝１８０．５°Ｃとす
る。

【００８４】次に、１１〜２０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｂを、ＴＥＭＰ−Ｂ＝Ｔ（２）・・・・（１３）となるように制御する（ステップ１７０）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７７．０°Ｃとする。

【００８５】次に、２１〜３４枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｃを、ＴＥＭＰ−Ｃ＝Ｔ（３）＋２°Ｃ・・・・（１４）となるように制御する（ステップ１７２）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７５．５°Ｃとする。

【００８６】次に、３５枚以降の制御温度ＴＥＭＰ−Ｄ
を、ＴＥＭＰ−Ｄ＝Ｔ（３）＋３°Ｃ・・・・（１５）となるように制御する（ステップ１７４）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７３．０°Ｃとする。

【００８７】そして、最後のペーパーが図示しない出口
センサーを抜けた時、FUSER-LAMP-OFFを行う（ステップ
１７６）。すなわち、加熱ローラ２による定着ローラ１
の加熱を終了し、印字動作を終了する。

【００８８】これに対し、前のジョブにおける連続プリ
ント枚数ＸがＸ＝５枚以上の場合（ステップ１７８）に
は、印字用紙の処理枚数により以下のように制御温度を
設定する。

【００８９】最初の１〜８枚迄の制御温度ＴＥＭＰ−Ａ
を、ＴＥＭＰ−Ａ＝Ｔ（１）・・・・（１６）となるように制御する（ステップ１８０）。なお、この
時、いわゆるＮＶＭノミナル値＝１８０．５°Ｃとす
る。

【００９０】次に、９〜１７枚迄の制御温度ＴＥＭＰ−
Ｂを、ＴＥＭＰ−Ｂ＝Ｔ（２）・・・・（１７）となるように制御する（ステップ１８２）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７７．０°Ｃとする。

【００９１】次に、１８〜３０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｃを、ＴＥＭＰ−Ｃ＝Ｔ（３）＋２°Ｃ・・・・（１８）となるように制御する（ステップ１８４）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７５．５°Ｃとする。

【００９２】次に、３５枚以降の制御温度ＴＥＭＰ−Ｄ
を、ＴＥＭＰ−Ｄ＝Ｔ（３）＋３°Ｃ・・・・（１９）となるように制御する（ステップ１８６）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７３．０°Ｃとする。そし
て、最後のペーパーが図示しない出口センサーを抜けた
時、FUSER-LAMP-OFFを行う（ステップ１８８）。すなわ
ち、加熱ローラ２による定着ローラ１の加熱を終了し、
印字動作を終了する。

【００９３】次に、印字用紙が小サイズの場合には（ス
テップ１９０）、以下のような処理を実行する。

【００９４】最初の１〜１０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ−
Ａを、ＴＥＭＰ−Ａ＝Ｔ（１）＋６°Ｃ・・・・（２０）となるように制御する（ステップ１９２）。なお、この
時、いわゆるＮＶＭノミナル値＝１８６．５°Ｃとす
る。

【００９５】次に、１１〜２０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｂを、ＴＥＭＰ−Ｂ＝Ｔ（２）＋６°Ｃ・・・・（２１）となるように制御する（ステップ１９４）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１８３．０°Ｃとする。

【００９６】次に、２１〜３４枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｃを、ＴＥＭＰ−Ｃ＝Ｔ（３）＋６°Ｃ・・・・（２２）となるように制御する（ステップ１９６）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７９．５°Ｃとする。

【００９７】次に、３５枚以降の制御温度ＴＥＭＰ−Ｄ
を、ＴＥＭＰ−Ｄ＝Ｔ（３）＋６°Ｃ・・・・（２３）となるように制御する（ステップ１８６）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７９．５°Ｃとする。

【００９８】そして、最後のペーパーが図示しない出口
センサーを抜けた時、FUSER-LAMP-OFFを行う（ステップ
２００）。

【００９９】以上のように、温度域Ｂのように比較的定
着温度の高い領域では、既に加圧ローラ４等が温まって
いる状態であり、また、温度上昇率の測定からモータス
タート命令出力までの時間が短く、温度上昇率測定を行
っていると、その間に定着ローラ１が定着設定温度を超
えてしまう状態があり得るため、加熱開始から一定時間
（上記例では１１秒間）経過後に、モータスタート及び
用紙送り出し開始をするような制御を行っている。

【０１００】この場合、上記一定時間（１１秒）は、前
述の温度上昇のばらつきを考慮しつつ定着不良が起こら
ないように、各種検討や実験により設定しており、ま
た、領域Ａにおける加熱開始からモータスタートまでに
必要な時間より短くなるように、温度域ＡとＢとの境界
温度を設定している。

【０１０１】なお、各種検討により温度域ＡとＢとの境
界温度を６０°Ｃに設定すれば、温度域Ｂでの一定時間
が温度域Ａでの加熱必要時間より短くできることがわか
った。本実施の形態では、この結果に基づいて境界温度
を７０°Ｃに設定している。

【０１０２】次に、温度域がＣの場合の処理を図７のフ
ローチャートを用いて図６との相違点のみについて説明
する。

【０１０３】まず、図７に示すように、FUSER-LAMP-ON
を行った（ステップ２０２）後、制御回路３２が加熱開
始後の所定時間Ｔ（ｃ）経過後、例えばＴ（ｃ）＝６．
０sec 後に、印字用紙フィード開始命令（メインモータ
回転命令）を出力する（ステップ２０４）。すなわち、
温度域がＣの場合、温度域Ｂと比較して加熱開始時の温
度が高いため、加熱開始後のより短い時間で印字用紙フ
ィード開始命令を出力する。

【０１０４】また、印字用紙が小サイズ以外（ステップ
２０６）で前のジョブでの連続プリント枚数がＸ＝５枚
以上の時（ステップ２２２）、１〜８枚迄の制御温度Ｔ
ＥＭＰ−Ａを、ＴＥＭＰ−Ａ＝Ｔ（２）・・・・（２４）となるように制御する（ステップ２２２）。ここで、い
わゆるＮＶＭノミナル値＝１７７．０°Ｃとする。な
お、他の処理については、図６の処理と同様であるので
説明を省略する。

【０１０５】以上のように、温度域Ｂ、Ｃでは、加熱開
始時の温度が低い第１の温度領域（温度域Ｌ、Ａ）で前
のジョブの画像形成時の枚数によらずに制御しているの
に対し、定着ローラ１の温度は同じでも、前の印字枚数
によって加圧ローラ４等の暖まり方が異なるため、同じ
定着温度の制御では、定着性能が異なってくるので、前
の枚数が５枚以上と未満とで制御を分けている。

【０１０６】例えば、温度域Ｂでは、前の印字枚数が５
枚未満では１枚から１０枚目までが１８０．５°Ｃであ
るのに対し、前の印字枚数が５枚以上では、１枚から８
枚目までを１８０．５°Ｃとしている。また、温度域Ｃ
では、前の印字枚数が５枚以上か否かで１枚目の定着温
度を１８０．５°Ｃと１７７°Ｃとに分けている（図７
参照）。

【０１０７】次に、温度域がＤの場合の処理を図８のフ
ローチャートを用いて図６、（３）との相違点のみにつ
いて説明する。

【０１０８】まず、図８に示すように、FUSER-LAMP-ON
を行った（ステップ２０２）後、制御回路３２が加熱開
始後の所定時間Ｔ（ｄ）経過後、例えばＴ（ｄ）＝３．
０sec 後に、印字用紙フィード開始命令（メインモータ
回転命令）を出力する（ステップ２４４）。すなわち、
温度域がＤの場合、温度域Ｃよりもさらに温度域Ｂと比
較して加熱開始時の温度が高いため、加熱開始後のより
短い時間で印字用紙フィード開始命令を出力する。

【０１０９】また、印字用紙が小サイズ以外（ステップ
２４６）において、図６、図７とは異なり、前のジョブ
に関係無く、以下の制御を行う（ステップ２４８）。

【０１１０】最初の１〜１０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ−
Ａを、ＴＥＭＰ−Ａ＝Ｔ（２）・・・・（２５）となるように制御する（ステップ２５０）。なお、この
時、いわゆるＮＶＭノミナル値＝１７７．０°Ｃとす
る。

【０１１１】次に、１１〜２０枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｂを、ＴＥＭＰ−Ｂ＝Ｔ（３）・・・・（２６）となるように制御する（ステップ１９４）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７３．５°Ｃとする。

【０１１２】次に、２１〜３４枚迄の制御温度ＴＥＭＰ
−Ｃを、ＴＥＭＰ−Ｃ＝Ｔ（４）＋２°Ｃ・・・・（２７）となるように制御する（ステップ２５４）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１７２．０°Ｃとする。

【０１１３】次に、３５枚以降の制御温度ＴＥＭＰ−Ｄ
を、ＴＥＭＰ−Ｄ＝Ｔ（５）＋３°Ｃ・・・・（２８）となるように制御する（ステップ２５６）。なお、この
時、ＮＶＭノミナル値＝１６９．５°Ｃとする。

【０１１４】そして、最後のペーパーが図示しない出口
センサーを抜けた時、FUSER-LAMP-OFFを行う（ステップ
２５８）。

【０１１５】なお、印字用紙が小サイズの場合（ステッ
プ２６０）の処理については、図７と同様であるので説
明を省略する。

【０１１６】比較的定着温度の高い温度域Ｃ、Ｄでは、
温度域Ｂの場合よりも短い時間内でモータスタート命令
及び用紙送り出しのためのフィード命令を出力するよう
にしたので、十分にまだ定着装置が暖まっている場合
（直前に画像形成動作を行った場合）での使用者の待ち
時間を極力少なくし、かつ省エネルギー化を実現するこ
とができる。

【０１１７】以上のように、第２の温度領域（温度域
Ｂ、Ｃ、Ｄ）の場合、前の画像形成時の枚数やサイズに
よって定着制御温度を変えることにより、定着性能を満
足し、かつ不必要な加熱を防ぎ、低熱容量の定着ローラ
で起きやすい過温昇を防止し、それによる部品の損傷や
トナーの溶融しすぎによる定着ローラへの付着現象（HO
T OFFSET現象）を防止でき、省エネルギー化を実現でき
る。そして、定着性能と低消費電力とを両立しつつ、２
次障害なしに、最小の待ち時間で画像形成することがで
きる。

【０１１８】また、用紙間隔（ＰＰＭ）については、定
着装置の温度が比較的低い温度域Ｌ、Ａでは１枚目から
１０枚目が１２ＰＰＭ、１１枚から２０枚目が７ＰＰ
Ｍ、２１枚以降が５ＰＰＭとしているのに対し、その場
合より暖まっている温度域Ｂでは１枚目から１０枚目が
７ＰＰＭ、１１枚以降が５ＰＰＭとし、十分に温度が高
くなっている温度域Ｃ、Ｄでは１枚目から５ＰＰＭとし
ている（図６〜図８参照）。このように温度領域及び用
紙サイズによって定着設定温度や用紙間隔などを変更す
ることにより、小さく厚手のはがきや封筒を連続走行し
た場合、定着性能を満足しつつ、過温昇による定着装置
やその周辺の部材の損傷の防止が可能となる。

【０１１９】なお、第１の実施の形態に係る温度制御の
例では、温度域を５通りに分けたが、加熱開始温度を予
め与えられた関数に代入することにより、加熱開始から
印字用紙フィード開始命令の出力迄の上記一定時間を求
めても良く、また５通り以外の温度域に分けても良い。

【０１２０】（第２の実施の形態）第１の実施の形態に
示した制御を正しく動作させるためには、室温域から定
着制御温度迄（０°Ｃから２００°Ｃ位）の、広い範囲
を正確に検知する温度検知素子が必要である。しかし、
一般的な画像形成装置で用いられている安価なサーミス
タ素子では、図１３に示すように、温度と抵抗値の関係
が非線形であり、広い温度範囲にわたって小さい誤差で
検知することは困難である。また、他の方式の温度検知
部材で、広い温度範囲を検知できる物もあるが、コスト
が高かったり、複雑な演算回路が必要であり実用的では
ない。

【０１２１】ところで、従来の待機中も加熱する定着装
置では、室温を正確に検知する必要がなく、定着制御温
度を正確に検知できれば良かったので、図１３の点線で
囲まれた範囲内に温度検知部材の誤差や部品ばらつきが
収まるように設定されて用いられていた。

【０１２２】しかし、本発明に係る画像形成装置では、
室温域から定着制御温度迄の広い温度範囲を検知するこ
とが必要となってくるが、図１３に示す通り、１つの温
度センサでは、かかる広い温度範囲はどうしても誤差や
部品ばらつきが大きくなってしまい、正しい制御を行う
ことが難しくなっていた。

【０１２３】そこで、第２の実施の形態では、広い温度
範囲で正確な温度検知を実現するため、各々相異なる温
度域で、検知誤差及び部品公差が小さくなるように設定
された複数の温度検知部材を用い、各々の検知部材がそ
れぞれの温度域を担当するように制御回路を備えたこと
を特徴とする。

【０１２４】第２の実施の形態では、温度検知部材とし
て２つのサーミスタ素子を用いており、その構成例を図
１０により説明する。

【０１２５】図１０に示すように、定着ローラ１の表面
の用紙通紙域には、第１のサーミスタ３Ａと、第２のサ
ーミスタ３Ｂとが該ローラの幅方向に互いに近接して配
置されて定着ローラ１に接触しており、これらのサーミ
スタは、定着加熱部材の配熱分布の安定した位置に置か
れている。ここで、幅方向とは、定着ローラ１の回転軸
Ｑに平行な方向（長手方向）である。

【０１２６】なお、この定着ローラ１の端部には、該ロ
ーラの回転軸を軸受けするための定義ローラ軸受け２４
と、回転駆動させる駆動力を伝達させるための定着ロー
ラ駆動ギア２３とが備えられている。

【０１２７】この二つのサーミスタは、制御回路３２に
接続されており、制御回路３２は第１のサーミスタ３Ａ
が−２０°Ｃから１２０°Ｃまでの範囲、第２のサーミ
スタ３Ｂが１２０°Ｃから２５０°Ｃまでの範囲を感知
するように切り換える回路を有している。また、第１の
サーミスタ３Ａは３０°Ｃで最もばらつきが小さく、第
２のサーミスタ３Ｂは１８０°Ｃで最もばらつきが小さ
くなるように非線形のセンサ特性が設定されている。

【０１２８】次に、第２の実施の形態に係る画像形成装
置の作用を説明する。画像形成装置に画像形成開始命令
が入ると、制御回路３２は，現在の定着ローラ１が、第
１のサーミスタ３Ａの担当する温度範囲か、或いは第２
のサーミスタ３Ｂの担当する温度範囲かを判断する。例
えば、２つのサーミスタ素子が検出した温度に基づい
て、いずれの担当領域であるかを判断する。

【０１２９】そして、第１のサーミスタ３Ａの温度範囲
でかつ、温度域Ｌ、Ａでは、第１の実施の形態と同様に
温度上昇率ωの測定を第１のサーミスタで行い、加熱に
より温度が上昇し１２０°Ｃになると、第２のサーミス
タに切り換え、図４〜図８に示すような第１の実施の形
態と同様な処理を行う。

【０１３０】また、温度上昇率ωにより制御を行う温度
領域外（第１の実施の形態での７０°Ｃ以上）では、加
熱開始時に第１のサーミスタの担当温度の場合、第１か
ら第２のサーミスタへの切り換え温度に達した時、第２
のサーミスタで第１の実施の形態と同様な処理を行う。
また、第２のサーミスタの担当温度で加熱開始した場
合、そのまま第２のサーミスタで制御を行う。

【０１３１】通常、一つのサーミスタでは、室温域で、
ばらつきが小さくなるように設定すると、定着制御温度
域では、その数倍広い範囲で計測ばらつきが生じてしま
うが、第２の実施の形態のようにサーミスタを複数にす
ることにより、定着制御温度と室温域という、いずれも
本発明の目的であるオンデマンド定着化には重要な、大
きく離れた温度の両方を、より小さい誤差の範囲内で検
知できる。

【０１３２】なお、上述のような効果を達成するため
に、好ましくは室温近辺と定着制御温度近辺の両方を精
度良く検知する必要がある。そこで、図１２に示すよう
に、１つのサーミスタ素子を室温域（０°Ｃ〜４０°
Ｃ）で最も誤差が小さくなるように設定し、他の１つの
サーミスタ素子を、定着制御温度域（１５０°Ｃ〜２０
０°Ｃ）で誤差が小さくなるように設定することによ
り、より正確な制御が可能となる。

【０１３３】また、第１の実施の形態における温度検知
素子を、図１４に示した構成とすることができる。

【０１３４】図１４に示すように、温度検知素子は、保
持部材８１により保持された温度検知素子８２と、温度
検知素子を支持するための支持部材８３と、検知された
温度を信号として演算回路に伝達させるためのリード線
８４と、温度検知素子を保護する表面保護部材８５と、
から構成されている。

【０１３５】ここで、温度検知素子の保持部材８１を、
耐熱性（２００°Ｃ以上に耐えられる部材）があり、か
つバネ性を持ち、金属よりも熱伝導性に劣る材質（例え
ば薄いポリイミド樹脂など）を使用する。これにより、
保持部材に奪われる熱量が少なくなり、より高い応答性
が得られる。

【０１３６】上記のような素子を温度検知部材として用
いることにより、温度検知素子の応答性が高くなり、い
わゆる温度ドリフトが小さくなる、という特性が得ら
れ、精度の良い温度制御を安価で達成することができ
る。これにより、より安定した定着性能と、過剰な加熱
によって生じる印字用紙のしわやカールの抑制が可能と
なる。

【０１３７】なお、上記各実施の形態の処理を実行した
場合における、時間と定着ローラとの温度若しくは定着
性能との関係を図１１に示す。図１１に示すように、各
温度域に応じて制御温度、加熱ヒータのパワー等が異な
るように制御されていることがわかる。また、定着度に
関しても、良好な値を示しており、各温度域毎に、プリ
ント処理枚数の増加と共に定着性能が向上していくこと
がわかる。

【０１３８】以上が本発明に係る実施の形態であるが、
上記例にのみ限定されるものではない。例えば、定着装
置として、加熱ローラを備えた定着装置を用いて説明し
たが、定着回転体として、ベルトやフィルム上のものを
用いている定着装置や、加圧ローラの代わりにパット状
のものを用いた定着装置にも本発明を適用できる。

【０１３９】また、画像形成装置として電子写真装置を
例にしたが、他の画像形成装置にも応用できることはい
うまでもない。

【０１４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、加熱手段の温度領域に応じて異なる制御方式で
定着温度を設定するので、当該温度領域に適した制御方
式に基づいて定着温度を制御すれば、単一の定着温度で
制御する場合と比較して、消費電力を抑え、安定した定
着性能を確保すると共に、ウオームアップタイムを短く
することができる、という効果が得られる。

【０１４１】また、請求項２の発明によれば、より温度
が高い第２の温度領域の場合に、通電から検知温度に応
じた所定時間経過した後に記録紙の搬送を行うようにし
たので、定着装置が十分に暖まっている状態で印字命令
が入力された場合であっても、所定の定着温度を超えて
しまうことを防止できる、というさらなる効果が得られ
る。

【０１４２】また、請求項３の発明によれば比較的温度
が低い第１の温度領域で加熱手段の温度上昇率に基づい
て、記録紙の搬送を制御するようにしたので、記録紙が
定着不良を生じることなく、所定の定着温度に確実に設
定できる、というさらなる効果が得られる。

【０１４３】また、請求項４の発明によれば、発熱体へ
の通電前に前記温度検知手段により検知された加熱手段
の検知温度に応じて定着温度を決定するようにしたの
で、過剰な加熱を防止でき、電力の消費を抑制できる、
というさらなる効果が得られる。

【０１４４】また、請求項５の発明によれば、記録紙の
厚さに応じて定着温度を決定するようにしたので、記録
紙の厚さに左右されることなく、良好な定着を行うこと
ができる、というさらなる効果が得られる。

【０１４５】また、請求項６の発明によれば、記録紙の
連続記録数に応じて定着温度を順次下降させるようにし
たので、過剰な加熱による電力消費を抑制でき、温度上
昇による加熱手段へのトナー等の付着を防止することが
できる、というさらなる効果が得られる。

【０１４６】また、請求項７の発明によれば、前記記録
紙の厚さ及び連続記録数に応じて単位時間当たりの記録
枚数を順次下降させていくので、厚手の記録紙を連続記
録する場合でも、良好な定着を行うことができる、とい
うさらなる効果が得られる。

【０１４７】請求項８の発明によれば、温度検知手段に
よる検知温度が第２の温度領域の場合は、前回の記録紙
の連続記録数に基づいて定着温度を決定するようにした
ので、過剰な加熱による電力消費を抑制でき、良好な定
着を行うことができる、というさらなる効果が得られ
る。

【０１４８】請求項９の発明によれば、温度検知手段を
温度検知領域が各々異なる複数の温度測定手段で構成
し、制御手段が、複数の温度測定手段の温度測定結果に
基づいて、いずれか１つの温度検知領域を選択し、該温
度検知領域を担当する温度測定手段が検知した温度を加
熱手段の温度として扱うようにしたので、温度測定手段
の部品精度のばらつきに左右されることなく、広範囲の
温度領域を精度良く検知することができる、というさら
なる効果が得られる。

【０１４９】請求項１０の発明によれば、複数の温度測
定手段を、加熱手段の幅方向に各々隣接して配置するよ
うにしたので、装置のモジュール、配線等の自由度が広
がり、装置のコストを抑えることができる、というさら
なる効果が得られる。

【０１５０】請求項１１の発明によれば、加熱手段の温
度領域に応じて異なる制御方式で定着温度を設定するの
で、当該温度領域に適した制御方式に基づいて定着温度
を制御すれば、単一の定着温度で制御する場合と比較し
て、消費電力を抑え、安定した定着性能を確保すると共
に、ウオームアップタイムを短くすることができる、と
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子写真装置
の構成図である。

【図２】第１の実施の形態に係る電子写真装置の定着装
置の構成図である。

【図３】第１の実施の形態に係る定着装置の前処理を示
すフローチャートである。

【図４】温度域Ｌの場合の定着装置の処理を示すフロー
チャートである。

【図５】温度域Ａの場合の定着装置の処理を示すフロー
チャートである。

【図６】温度域Ｂの場合の定着装置の処理を示すフロー
チャートである。

【図７】温度域Ｃの場合の定着装置の処理を示すフロー
チャートである。

【図８】温度域Ｄの場合の定着装置の処理を示すフロー
チャートである。

【図９】温度上昇率ωと予測温度上昇分ΔＴ_xとの関係
を示すテーブルである。

【図１０】第２の実施の形態に係る温度検知手段を定着
ローラへ設置した構成を示す図である。

【図１１】各温度域毎に本発明の実施の形態に係る処理
を実行した場合において、時間と定着ローラの温度若し
くは定着性能との関係を示す図である。

【図１２】第２の実施の形態に係る温度検知素子を２つ
のサーミスタ素子で誤差が小さくなるように構成した場
合における検知温度とセンサ出力抵抗との関係を示す図
である。

【図１３】一般的な画像形成装置で用いられている安価
なサーミスタ素子の検知温度とセンサ出力抵抗値の関係
が非線形であり、広い温度範囲にわたってばらつきがあ
ることを示す図である。

【図１４】温度検知手段の保持部材を、耐熱性及びバネ
性を持ち、金属よりも熱伝導性に劣る材質を使用するし
た場合の構成例を示す図である。

【図１５】従来の定着装置の加熱方法で処理した場合に
おける、時間と定着ローラの温度との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１定着ローラ２加熱ヒータ３温度検知センサ４加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通電により発熱する発熱体と、前記発熱体を内蔵し所定の定着温度で記録紙上の未定着
像を融解させる加熱手段と、前記記録紙を前記加熱手段に圧着させる加圧手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、前記発熱体への通電前に前記温度検知手段により検知さ
れた前記加熱手段の温度が、第１の温度領域に属するか
或いは前記第１の温度領域より高い第２の温度領域に属
するかを判断し、各々の温度領域の場合で異なる制御方
式に基づいて前記加熱手段を所定の定着温度に制御する
制御手段と、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記発熱体への通電前
に前記温度検知手段により検知された前記加熱手段の検
知温度が第２の温度領域の場合、前記発熱体への通電か
ら前記検知温度に応じて定められた所定時間経過した後
に、記録紙の搬送を開始させることを特徴とする請求項
１の定着装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記発熱体への通電前
に前記温度検知手段により検知された前記加熱手段の検
知温度が第１の温度領域の場合、前記加熱手段の温度上
昇率を算出し、この算出結果に基づいて記録紙の搬送を
開始させることを特徴とする請求項１又は請求項２の定
着装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記発熱体への通電前
に前記温度検知手段により検知された前記加熱手段の検
知温度に応じて定着温度を決定することを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれか１項の定着装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記記録紙の厚さに応
じて定着温度を決定することを特徴とする請求項１乃至
請求項４のいずれか１項の定着装置。
【請求項６】前記制御手段は、前記記録紙の連続記録
数に応じて定着温度を順次下降させることを特徴とする
請求項１乃至請求項５の定着装置。
【請求項７】前記制御手段は、前記記録紙の厚さ及び
連続記録数に応じて単位時間当たりの記録枚数を順次下
降させていくことを特徴とする請求項１乃至請求項６の
いずれか１項の定着装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記温度検知手段によ
る検知温度が第２の温度領域の場合は、前回の記録紙の
連続記録数に基づいて定着温度を決定することを特徴と
する請求項１乃至請求項６のいずれか１項の定着装置。
【請求項９】前記温度検知手段は、温度検知領域が各
々異なる複数の温度測定手段により構成されると共に、前記制御手段は、前記複数の温度測定手段の温度測定結
果に基づいて、いずれか１つの温度検知領域を選択し、
該温度検知領域を担当する温度測定手段が検知した温度
を前記加熱手段の温度として扱うことを特徴とする請求
項１乃至請求項８のいずれか１項の定着装置。
【請求項１０】前記複数の温度測定手段は、前記加熱
手段の幅方向に各々隣接して配置されていることを特徴
とする請求項９の定着装置。
【請求項１１】像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段にて帯電された像担持体に潜像を形成する
潜像形成手段と、前記潜像形成手段にて形成された潜像を現像する現像手
段と、前記現像手段にて顕在化された現像像を記録紙に転写さ
せる転写手段と、前記転写手段にて記録紙上に転写された未定着像を定着
する定着手段と、前記記録紙を搬送する搬送手段と、を備えた画像形成装置において、前記転写手段は、通電により発熱する発熱体と、前記発熱体を内蔵し所定の定着温度で記録紙上の未定着
像を融解させる加熱手段と、前記記録紙を前記加熱手段に圧着させる加圧手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、前記発熱体への通電前に前記温度検知手段により検知さ
れた前記加熱手段の温度が、第１の温度領域に属するか
或いは前記第１の温度領域より高い第２の温度領域に属
するかを判断し、各々の温度領域の場合で異なる制御方
式に基づいて前記加熱手段を所定の定着温度に制御する
制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。