JPH10123875A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱ローラの外周面に対し非接触状態で設けられ
た温度センサを有する定着装置における温度制御をより
安定させ、この種の定着装置の信頼性を向上させる。 【解決手段】熱ローラの膨張によって生じる温度センサ
の出力変動を矯正する矯正手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】熱ローラと加圧ローラによりトナーを用
紙に定着させる定着装置においては、安定した印刷品質
と定着強度を得るためにトナーに一定の熱量を与える必
要がある。従って、定着装置にはこの熱量を計るべく熱
ローラの表面温度を検出する温度センサを設けて熱ロー
ラの加熱をコントロールし、表面温度を一定に保つよう
にしている。一般にこの温度センサは熱ローラに直接設
けられているため用紙と定着装置が接触しない部分に取
り付けられることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の場合、用紙
と接触する部分の熱量、即ちトナーに与える熱量を直接
計ることができないので用紙の吸熱作用により熱ローラ
の一部の温度が変化してもこれを検出することができな
かった。そこで、用紙と熱ローラが接触する範囲の表面
温度を検出するために定着装置の該当する部分に非接触
に温度センサを設けて、用紙の吸熱による表面温度の低
下を防止するようにした定着装置が提案されている。

【０００４】本発明の目的は、熱ローラの外周面に対し
非接触状態で設けられた温度センサを有する定着装置に
おける温度制御をより安定させ、この種の定着装置の信
頼性を向上させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、熱ローラの
外周面に対し非接触状態で設けられた温度センサと、該
温度センサの出力に応じて前記熱ローラの加熱用ヒータ
をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御手段を有する定着装置にお
いて、前記熱ローラの膨張によって生じる温度センサの
出力変動を矯正する矯正手段を有することにより達成さ
れる。

【０００６】即ち、本発明では、熱ローラの膨張率、ヒ
ータの熱供給量、加熱時間を基に、熱ローラと温度セン
サ間の間隙を予測し、マイクロコンピュータを用いて温
度センサの出力に補正をかける定着装置を提案する。非
接触式温度センサは、熱ローラに対し用紙走行範囲内で
熱ローラとある一定の間隙をもって取り付ける。この間
隙は、狭ければ狭いほど熱的な外乱を受けなくて済む
が、熱ローラの膨張によって接触しない程度の隙間を開
ける必要がある。温度センサは定着装置内部もしくは外
部に設けられた検出回路につながっており、熱ローラの
表面温度に相当する信号を送出する。

【０００７】温度センサより送られてきた信号は制御回
路によりヒータ点灯回路をコントロールして熱ローラの
表面温度を制御する。ここで、熱ローラと温度センサの
取付間隙が一定である場合は、検出される温度に誤差は
生じない。しかし、熱ローラは熱ローラ自身の加熱によ
る熱膨張のため実際にはこの取付間隙が変化し、熱ロー
ラの温度が一定であるにもかかわらず温度センサの出力
は変化する。従って、熱ローラを加熱して行った場合、
加える熱量によって熱ローラの熱膨張のため温度センサ
の出力が変化することになり正しい温度が得られない。

【０００８】

【発明実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用い
て説明する。

【０００９】はじめに、図３、図４を用いて矯正の原理
を説明する。

【００１０】図４は、加熱による熱ローラと温度センサ
間の間隙の変化を示す説明図である。図４においてＡは
熱ローラが膨張する前の間隙、Ｂは加熱により熱ローラ
が膨張した後の間隙を示している。一般に温度センサと
してサーミスタを用いた場合、温度一定の条件で前記間
隙とセンサ出力には図３に示すような関係がある（但
し、出力極性は反転可能である。）。いま、熱ローラを
加熱して熱ローラの表面温度が目的とする温度に達した
とき、図３の状態になったとすると、間隙は図４に示す
ようにＡからＢに変化するので、温度センサの出力はＶ
１を示す。ところが目的とする温度における間隙Ａの温
度センサ出力はＶ０であるので、出力はＶ１−Ｖ０の誤
差を生じる。逆に言えば、温度センサの出力をＶ１から
Ｖ０に補正すれば正しい温度が得られることになる。

【００１１】そこで、熱ローラの膨張率、ヒータの熱供
給量、加熱時間から温度センサと熱ローラの間隙を補正
量として算出し、マイクロコンピュータを用いてセンサ
出力に補正をかけてヒータ制御回路をコントロールすれ
ば前記温度誤差を補正することが可能になり、表面温度
を正しく捉えることができる。上記補正量は予め算出し
て、補正データとして記憶素子に記憶しておき、マイク
ロコンピュータにて適当なタイミングで補正をかける。

【００１２】前記補正は例えば定着休止期間中に行い、
目的とする温度に達した後は補正を中止し、定着動作開
始後は前記補正を行わないことにより熱ローラの表面温
度を目的とする温度に一定に保つことが可能になる。ま
た、定着動作開始直後の用紙吸熱による温度低下に対し
適正な温度制御を行うことが可能になる。

【００１３】以下、図１に基づき本発明の一実施例を説
明する。図において１は定着用の熱ローラ、２は加圧ロ
ーラであり、静電転写によりトナー像が形成された用紙
３が熱ローラ１および加圧ローラ２により加熱加圧され
てトナー像が用紙３上に定着される。非接触式温度セン
サ４は熱ローラ１に対し用紙走行範囲内で熱ローラ１と
ある一定の間隙をもって取り付けられている。この間隙
が狭いほど検出温度に対し誤差が少なくなるので、加熱
によって熱ローラ１が膨張したときに温度センサ４が接
触しない程度の距離にすることが望ましい。

【００１４】温度センサ４は、定着装置内部もしくは外
部に設けられた定着温度制御回路５内の検出回路７につ
ながっている。制御回路８は、検出回路７より送られて
きた信号に基づきマイクロコンピュータにより補正を行
い、ヒータ点灯回路９をコントロールする。補正量は記
憶素子１０に予め計算した値を補正データとして記憶す
る。ヒータ点灯回路９は熱ローラ１内のヒータ６に接続
されており、制御回路８からの信号に基づいてヒータ６
をＯＮ／ＯＦＦし、熱ローラ１の表面温度を制御する。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熱
ローラの加熱による膨張によって温度センサと熱ローラ
間の間隙が変動しても常に正しい温度を知ることができ
るので、熱ローラの表面温度を、目的とする温度に一定
に保つことが可能になり、安定した印刷品質および定着
強度が得られる。また、本発明によれば装置の機械的な
変更の必要がないので安価に実現することができる。ま
た、矯正手段としてマイクロコンピュータを用いるの
で、熱ロールの材質や温度センサの変更による特性の変
化に対して迅速かつ安価に実現できる。また、複数の温
度センサを用いた場合でも、基準温度における標準的な
出力と比較することで個々のセンサの取付け間隙のばら
つきを補正することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図。

【図２】定着温度制御回路の内部構成を示すブロック
図。

【図３】温度一定条件下における間隙とセンサ出力の関
係を示す特性図。

【図４】熱ローラと温度センサ間の間隙変化の説明図。

【符号の説明】

１…熱ローラ、２…加圧ローラ、３…用紙、４…温度セ
ンサ、５…定着温度制御回路、６…ヒータ、７…検出回
路、８…制御回路、９…ヒータ点灯回路、１０…記憶素
子。

フロントページの続き (72)発明者 根本 茂雄 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 石沢 克巳 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱ローラの外周面に対し非接触状態で設け
   られた温度センサと、該温度センサの出力に応じて前記
   熱ローラの加熱用ヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御する制御手
   段を有する定着装置において、前記熱ローラの膨張によ
   って生じる温度センサの出力変動を矯正する矯正手段を
   有することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】前記矯正手段は、前記熱ローラの膨張率に
   基づき熱ローラおよび温度センサ間の間隙を予測し、こ
   の予測に基づき温度センサの出力を矯正することを特徴
   とする請求項１記載の定着装置。