JPH10161470A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱定着装置において迅速かつ容易に加熱定着
装置の内部温度をトナー定着に最適化する。 【解決手段】感光体ドラムと転写ロールとでシート上に
転写されたトナーを定着する加熱定着装置１０のヒータ
１４、ニップ幅調整装置２７およびファン２８を制御す
るにあたり、加熱定着装置１０を通過した排気の温度を
排気温度センサ５０で検出する。例えば、排気温度セン
サ５０から出力される排気温度検出信号が目標温度より
低ければ、ファン２８の回転速度を低下させ、排気温度
検出信号が目標温度より高ければ、ファン２８の回転速
度を上昇させ、加熱定着装置１０の温度をトナー定着に
適するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シートに転写した
トナー像を加熱定着する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用した画像形成装置で
は、シート上に転写された未定着トナー像を定着して永
久画像とする必要があり、一般には加熱定着法によりト
ナー像を定着している。この加熱定着法に用いられる装
置には、熱風定着方式やオーブン定着方式など種々のも
のがあるが、加熱ロールと加圧ロールとを平行に配設
し、両者の間のニップをシートが通過するようにした加
熱ロール方式が現在では一般的である。この方式では、
ロールの間で加熱・加圧されたトナーが溶融し定着す
る。その他、加圧ロールに代えて、加圧パッドや加圧ベ
ルトを用いるものも提案されている。

【０００３】加熱ロール方式の定着装置では、一旦シー
トを通過させると、シートに熱が奪われてロールの温度
が急激に低下する。従って、次のシートを通過させる前
には、加熱ロールの温度が定着に好適になるまで待つ
か、加熱ロールに設けたヒータの設定温度を制御して昇
温させる必要がある。一般には、迅速な画像形成のた
め、加熱ロールにはヒータから予熱を与える。一方、定
着装置が異常高温になるのを防止するため、定着装置か
ら排熱する気流を引き起こすファンを画像形成装置のキ
ャビネットに設けるのが普通である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したファンはでき
るだけ加熱定着装置の温度すなわち画像定着の環境温度
をある程度一定化し、最終的にロールの温度を定着に最
適になるようにする目的の下に設けられている。ところ
が、使用されるシートの厚さやサイズまたは画像形成装
置の周囲の環境などの諸条件による温度変動が多く、ロ
ールの温度を適切に制御するのは困難な場合がある。こ
の結果、ロールが低温になり、トナーの定着が好適にな
らないことがある。一方、ロールが高音の場合には、定
着装置の部品の劣化や熱変形、トナーの過溶融による像
のにじみ、トナーのオフセット、ロールの端部が熱膨張
することによるシートのしわの発生などの問題を招く。
このようにシートの通過の前後の熱交換のため環境温度
を一定化することには、大きな制約があった。

【０００５】また、従来、画像形成装置の電源をオンに
した後、ファンの回転速度は常に一定になされている。
しかし、これでは、電源をオンにした直後や詰まったシ
ートの排除の直後のように、加熱源への給電を開始また
は再開した直後のように、定着装置の温度が低いときで
も一律にファンが排気を行ってしまい、定着装置が使用
可能状態に加熱されるまで時間がかかる。

【０００６】ところで、加熱定着装置には、加熱ロール
用の温度センサや加熱源の故障などにより異常高温状態
となるおそれがある。また、これらの故障により、異常
高温とならないまでも、加熱ロールの温度を適切に制御
できない場合もある。さらに、キャビネットには、ファ
ンで送風する空気を画像形成装置の外部に排出する排気
口が設けられており、この排気口には浮遊トナーや紙粉
などの外部放出を防止するためフィルタが設けられてい
る。このフィルタが目詰まりを起こした場合には、ファ
ンによる環境温度の調整が困難になり、異常高温となる
おそれがある。また、排気口の前に障害物、例えば箱や
机がある場合、排気が停止され、やはり異常高温となる
おそれがある。従来、特公昭６０−５７０６１号公報や
特開昭５８−２６２２２号公報に開示されているよう
に、排気圧力や排気流量または流速を検出し、フィルタ
の目詰まりを報知する技術が提案されているが、この技
術では、フィルタの目詰まりなのか排気口の前に障害物
が置かれたのかを区別するのは困難である。

【０００７】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
のであり、迅速かつ容易に加熱定着装置の内部の温度を
一定化することができ、様々な制御の確実化に有効な画
像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る画像形成装置は、シートにトナーの像
を転写する画像転写手段と、上記画像転写手段で上記シ
ートに転写されたトナーの像を上記シートに定着させる
加熱定着手段と、上記加熱定着手段を加熱する加熱源
と、上記加熱定着手段から排熱する気流を引き起こす送
風手段と、上記送風手段による気流における上記加熱定
着手段よりも下流側の排気温度に基づいて、上記加熱定
着手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００９】従来、加熱定着手段からの排気温度に基づ
いた制御技術は全く考えられていなかった。しかし、本
発明者の経験上、トナーが同一である限り、すなわち同
一機種の画像形成装置で画像形成する限り、シート上の
トナーの定着度合いは、加熱定着時のシート自身の温度
にかなり支配されるということが分かっており、この加
熱定着時のシートの温度は、加熱定着装置１０における
環境温度に影響される。加熱定着装置１０における環境
温度は、排気温度と相関性を有する。従って、排気温度
はトナーの定着度合いにもある程度相関性を有する。こ
のため、例えば、加熱定着手段からの排気温度に基づい
て、排気の流量や排気温度を制御することにより、加熱
定着手段の内部の温度を迅速かつ容易にトナー定着に最
適化することができる。

【００１０】また、排気温度は、加熱定着手段の温度を
かなり反映しているから、排気温度により、加熱定着手
段の不具合、例えば、異常高温状態、故障・断線などに
よる低温状態などを判断し、その後の制御に供すること
も可能である。また、フィルタの目詰まりが発生した場
合およびフィルタの前に障害物が置かれた場合、排気温
度は、異常な傾向を示すから、これらの不具合の検出も
可能である。一般に、加熱定着手段の温度やフィルタの
異常は、専用のセンサによって検出される場合が多い
が、これらのセンサが故障する場合もありうる。本発明
に係る排気温度検出を併用することによって、これらの
様々な検出をより確実化することが可能となる。さら
に、フィルタの目詰まりが発生した場合と、フィルタの
前に障害物が置かれた場合とでは、排気温度の異常の態
様が相違するので、これらを区別して検出することが可
能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】

１．第１の実施形態 Ａ．実施形態の構成 以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明す
る。まず、図１は本発明の第１の実施形態に係る画像形
成装置である複写機の主要部を示す。図において、符号
１は、像担持体である感光体ドラム（画像転写手段）を
示す。感光体ドラム１の周囲には、帯電コロトロン２、
現像器３、転写ロール（画像転写手段）４、クリーナ
５、除電ロール６が配置されている。また、符号７は露
光装置を示す。

【００１２】感光体ドラム１は、図中矢印で示す方向に
回転させられ、これに伴って、帯電コロトロン２により
感光体ドラム１の表面が一様に帯電され、露光装置７か
らの光により潜像が書き込まれるようになっている。そ
して、この潜像に現像器３から供給されるトナーが静電
的に付着させられることにより、トナー像が形成され
る。感光体ドラム１と転写ロール４との間には、後述す
る搬送機構により、紙やＯＨＰシート等のシートが搬送
されてくる。そして、転写ロール４の発生する電界によ
り、感光体ドラム１上のトナー像が、シートに静電的に
転写される。なお、図中、二点鎖線によりシートの搬送
経路Ｓを示す。

【００１３】以後、シートは、加熱定着装置（加熱定着
手段）１０に搬送される。加熱定着装置１０は、互いに
ほぼ平行に配置された加熱ロール１１と加圧ロール（加
圧手段）１２とを備えており、両者の間のニップをシー
トが通過させられることにより、トナー像が加熱・加圧
され、シート上に定着する。この後、シートは、対にな
された搬送ロール８，９に送られ、その間を通過させら
れて複写機のキャビネット外部に設けられた排出ロール
に送られる。一方、シートに転写せずに感光体ドラム１
上に残留したトナーは、ブレード等のクリーナ５により
除去され、この後、再度の画像形成工程のため、感光体
ドラム１の表面が除電ロール６により除電される。

【００１４】さて、加熱定着装置１０の加熱ロール１１
は、金属製の中空円筒体であって、その外周面にはトナ
ーの付着防止のための離型層が形成されている。そし
て、加熱ロール１１の内部には、ハロゲンランプまたは
赤外線ランプ等のヒータ（加熱源）１４が配設されてい
る。一方、加圧ロール１２は、金属製のシャフト１６の
周囲に弾性体を設け、その周囲を被覆層で覆った構造で
ある。加熱ロール１１と加圧ロール１２との間に設けら
れたニップの下流側には、加熱ロール１１の表面に摺接
する剥離爪１５が配置されている。ニップを通過したシ
ートは、剥離爪１５により加熱ロール１１の表面から剥
離され、搬送ロール８，９への搬送が阻害されないよう
になっている。

【００１５】加熱定着装置１０において、加熱ロール１
１は上ケース１７により覆われ、加圧ロール１２は下ケ
ース１８により覆われている。上ケース１７と下ケース
１８は共同して加熱ロール１１および加圧ロール１２の
全体を覆い、熱の無駄な放出を防止する。ただし、両者
の間にはシートが通過可能になされている。

【００１６】加熱ロール１１の温度は、加熱ロール温度
センサ（定着手段温度検出手段）１９により検出され
る。加熱ロール温度センサ１９としては、熱電対温度計
が好適であるが、その他の温度計を使用することも可能
である。

【００１７】図２は、図１のII-II線に沿って矢視した
断面図である。同図において、符号２１は、加熱ロール
１１のシャフトを示す。シャフト２１は、上ケース１７
に取り付けられた軸受２２に回転自在に支持されてお
り、その一端には歯車２３が固定されている。この歯車
２３は図示しない歯車機構に噛合されており、モータの
回転が伝達され、これによって加熱ロール１１が駆動ロ
ールとして回転する。加熱ロール１１に圧接された加圧
ロール１２は、この回転に従動回転する。

【００１８】図３に示すように、加圧ロール１２のシャ
フト１６は、一端が枢着されたアーム２４に支持されて
いる。アーム２４の他端は、板カム２５の上に載置され
ている。図２に示すように、この板カム２５のシャフト
には、歯車２６が固定されている。この歯車２３は図示
しない歯車機構に噛合されており、ステッピングモータ
の回転が伝達され、これによって板カム２５は、図３の
実線で示す状態から仮想線で示す状態まで回動させられ
る。アーム２４に支持された加圧ロール１２は、板カム
２５の回動に伴なって上下に揺動させられる。

【００１９】上述のように加圧ロール１２は、弾性体を
主体として形成されており、これが上下動することによ
り、加圧ロール１２が変形し、ニップ幅（搬送経路Ｓに
沿う方向のニップの長さ）が調整されるようになってい
る。以下、これらのアーム２４、板カム２５およびこれ
らを駆動するステッピングモータを総称して、ニップ幅
調整装置（ニップ幅制御手段）２７と呼ぶ。このニップ
幅調整装置２７を用いて、ニップ幅を調整することによ
り、シートとの接触面積ひいてはシートの受ける加熱時
間が変更され、シートの温度も調節される。これによ
り、トナーの定着度合いも調節される。

【００２０】また、図２において、符号２８は、加熱定
着装置１０の後方（ロールの軸線方向側）に配置された
ファン（送風手段）を示す。ファン２８は、二点鎖線で
示す複写機のキャビネット２９に設けられたフィルタ２
９ａに向けて送風する。これによって、加熱定着装置１
０およびその他の複写機の構成要素が異常高温になるの
を防止しようとしている。また、ファン２８の回転速度
の調整により、加熱定着装置１０の温度を調整すること
も可能である。

【００２１】ファン２８の直ぐ上流、すなわちファン２
８による気流において加圧ロール１２よりも下流側に
は、加熱定着装置１０からの排気の温度を検出して、排
気温度検出信号を出力する排気温度センサ（排気温度検
出手段）５０が配置されている。この排気温度センサ５
０としては、熱電対温度計が安価で好適であるが、サー
ミスタなどの抵抗式温度計でもよい。

【００２２】図４は、この複写機の制御系統を示す。同
図において、符号３０はＣＰＵ（制御手段、算出手段、
比較手段、加熱源制御手段、冷却部制御手段、送風制御
手段）３０を示し、３１はＣＰＵ３０に接続されたメモ
リ（制御手段、記憶手段）３１を示す。ＣＰＵ３０に
は、加熱ロール温度センサ１９の出力信号であるロール
温度検出信号（定着手段温度検出信号）および排気温度
センサ５０の出力信号（排気温度検出信号）が供給され
る。ＣＰＵ３０は、これらの信号とメモリ３１に記憶さ
れたデータとを比較する。

【００２３】そして、この比較結果に基づいて、ＣＰＵ
３０はヒータ１４に温度制御信号を出力する。また、比
較結果によっては、ニップ幅調整装置２７にニップ幅調
整信号を供給したり、ファン２８に回転速度制御信号を
供給したりする。さらに、ＣＰＵ３０は、比較結果によ
っては、表示装置（報知手段）３２に各種の故障表示信
号を供給したり、原稿読取装置３３、像出力装置３４お
よびシート搬送装置３５に画像形成装置の停止信号を供
給したりする。

【００２４】表示装置３２は、複写機の上面に設けられ
た表示パネルとこれに文字等の表示を行わせる点灯部と
からなる。そして、ユーザの指令状態や複写機の正常状
態または異常状態を表示する。原稿読取装置３３は、原
稿の画像を読み取るために、複写機の上方に設けられて
おり、原稿画像に対応した読取信号を像出力装置３４に
供給する。像出力装置３４は、読取信号に対応した画像
をシートに形成するものであり、上述の感光体ドラム
１、帯電コロトロン２、現像器３、転写ロール４、クリ
ーナ５、除電ロール６、露光装置７を含む。シート搬送
装置３５は、像出力装置３４における感光体ドラム１と
転写ロール４との間にシートを搬送するロール等からな
る装置である。停止信号が入力されると、原稿読取装置
３３、像出力装置３４およびシート搬送装置３５は、各
機能を停止すると共に、表示装置３２は複写機の使用が
不可能である旨を表示する。

【００２５】なお、図示はしないが、この複写機は、複
数種類のシートをそれぞれ収容した収容トレーを備えて
おり、シート搬送装置３５は、収容トレーから選択的に
シートを引き出し、感光体ドラム１に向けてシートを搬
送する。また、この複写機は、複数のシートに対して連
続的に画像を形成することができるようになっている。
すなわち、シート搬送装置３５は、上記の収容トレーか
ら連続的にシートを引き出し、連続回転する感光体ドラ
ム１に対して、画像出力に適合したタイミングでシート
を搬送する。

【００２６】Ｂ．実施形態の制御動作 次にこの複写機の制御動作について説明する。なお、下
記の説明中、温度の設定値は例示であり、画像形成装置
の種類、特に使用されるトナーの種類に応じて、設定温
度値は変更される。本発明の発明者の経験上、トナーが
同一である限り、すなわち同一機種の画像形成装置で画
像形成する限り、シート上のトナーの定着度合いは、加
熱定着時のシート自身の温度にかなり支配されるという
ことが分かっており、この加熱定着時のシートの温度
は、加熱定着装置１０における環境温度に影響される。
加熱定着装置１０における環境温度は、排気温度と相関
性を有する。従って、排気温度センサ５０の検出結果
は、トナーの定着度合いにもある程度相関性を有する。
そこで、この実施形態では、排気温度センサ５０からの
排気温度検出信号に基づいて、様々な制御を行う。

【００２７】Ｂ−１．複写動作の前および一枚ごとの複
写での加熱定着装置の温度制御 さて、上述の通りＣＰＵ３０には、加熱ロール温度セン
サ１９からロール温度検出信号が供給され、排気温度セ
ンサ５０から排気温度検出信号が供給される。まず、複
写機の電源スイッチをオンにした直後、詰まったシート
を除去した直後、および画像定着動作の終了後は、加熱
ロール温度センサ１９の出力するロール温度検出信号に
基づいて、加熱ロール１１の表面温度を制御する。具体
的には、ＣＰＵ３０は、加熱ロール１１の表面温度が２
２０℃に到達するまでは、ヒータ１４に昇温すべき温度
制御信号を出力し続ける。そして、加熱ロール１１の表
面温度が２２０ないし２３０℃であることを示すロール
温度検出信号が入力されたときに、ＣＰＵ３０は、複写
が可能である旨を表示装置３２に表示させ、同時に、原
稿読取装置３３、像出力装置３４、シート搬送装置３５
を作動可能にする。

【００２８】これ以後、ＣＰＵ３０は、ロール温度検出
信号に基づいて、ヒータ１４に温度制御信号を供給し、
加熱ロール１１の表面温度が２２０ないし２３０℃の範
囲内になるようにフィードバック制御を継続する。この
初期温度設定値である２２０℃および２３０℃は、メモ
リ３１にあらかじめ記憶されており、初期温度制御にお
いてＣＰＵ３０はこの設定値を参照する。

【００２９】一方、電源スイッチをオンにすると、排気
温度センサ５０から排気温度検出信号がＣＰＵ３０に供
給される。ＣＰＵ３０は、この排気温度検出信号に基づ
いて、ファン２８に供給する回転速度制御信号を調整す
る。具体的には、排気温度検出信号の値が低い場合に
は、ファン２８の回転速度を低くし、排気温度検出信号
の値が高い場合には、ファン２８の回転速度を高くす
る。例えば、目標温度を１００℃に設定し、この目標温
度をあらかじめメモリ３１に記憶しておく。そして、排
気温度が目標温度と一致するように、ファン２８の回転
速度を調整するフィードバック制御を行う。

【００３０】以上のロール温度検出信号に基づいた加熱
ロール１１の温度のフィードバック制御および排気温度
検出信号に基づいたファン２８の回転速度のフォードバ
ック制御は、複写動作をしない場合、および一枚ずつシ
ートに複写をする場合に行う。これによれば、ヒータ１
４の加熱により加熱定着装置１０の内部温度が上昇する
までは、ファン２８の回転速度が低くなされ、大量の排
気は行われない。従って、複写機の電源スイッチをオン
にした直後や、詰まったシートを排除した直後のよう
に、ヒータ１４への給電が開始または再開された直後に
おいて、迅速に加熱定着装置１０の内部温度を上昇させ
ることができるとともに、ヒータ１４に与えるエネルギ
の節約ができる。

【００３１】また、加熱定着装置１０の内部の温度を安
定させることが可能である。従って、迅速かつ確実にト
ナーの定着性の安定化を図ることが可能である。例え
ば、一枚のシートについてトナー像を定着させたとき、
そのシートのサイズや厚さにより、加熱定着装置１０か
ら奪われる熱量が異なるが、加熱ロール１１の温度のフ
ィードバック制御と、ファン２８の回転速度のフィード
バック制御を併用することにより、加熱定着装置１０の
内部の温度を早期に最適化することができる。

【００３２】Ｂ−２．連続的に画像形成する場合の温度
制御 次に、連続的にシートに画像形成する場合について説明
する。連続的な画像形成の場合には、同一の収容トレー
から次々と間欠的にシートが引き出され、感光体ドラム
１と転写ロール４との間のニップでシートにトナー像が
転写され、これらが連続的に（より正確には間欠的
に）、加熱定着装置１０に送り込まれる。従って、画像
形成を一枚ずつ行う場合よりも、急激に加熱定着装置１
０の熱が奪われてゆく。また、その奪われる熱量もシー
トのサイズや厚さに応じて異なる。

【００３３】この複写機では、連続的な画像形成の場合
にも、上述のように、ロール温度検出信号に基づいてヒ
ータ１４に与える温度制御信号を調節して加熱ロール１
１の温度をフィードバック制御し、かつ排気温度検出信
号に基づいてファン２８に与える回転速度制御信号をフ
ィードバック制御してもよい。この場合にも、迅速かつ
確実に加熱定着装置１０の内部の温度を最適化すること
が可能である。

【００３４】ただし、上述のように、排気温度センサ５
０の検出結果は、シートの温度に関連性があり、ひいて
はトナーの定着性にもある程度相関性を有するから、連
続的な画像形成の場合に、排気温度検出信号に基づい
て、トナーの定着性を制御することも可能である。この
場合には、以下のようにして制御を行う。

【００３５】まず、連続的な定着を行うべき信号が図示
しない装置よりＣＰＵ３０に入力されると、ＣＰＵは上
記のロール温度検出信号に基づいた温度制御信号のフィ
ードバック制御および排気温度検出信号に基づいた回転
速度制御信号のフィードバック制御を中断する。そし
て、一枚目のシートが加熱定着装置１０を通過した直後
の排気温度検出信号に基づいて連続搬送されるシートの
種類に応じた制御用目標値をメモリ３１から呼び出す。
これは、シートのサイズや厚さにより、シートが加熱定
着装置１０から奪う熱量が異なり排気温度の低下度合い
も異なるからである。この制御用目標値は、排気温度の
低下度合いに応じて、その後の排気温度をどの程度にす
れば定着が最適であるか実測して決定されたものであ
る。

【００３６】また、この際には、排気温度検出信号は、
逐次メモリ３１に記憶し、後続のシートの画像定着の際
には、この記憶を逐次呼び出して、ヒータ１４に供給す
る温度制御信号を変更したり、ニップ幅調整装置２７に
ニップ幅調整信号を供給したり、ファン２８に供給する
回転速度制御信号を変更したりする。

【００３７】例えば、２枚目のシートが加熱定着装置１
０を通過した直後の排気温度検出信号が制御用目標値未
満であれば、ＣＰＵ３０は、ヒータ１４に昇温を指示す
る温度制御信号を出力するか、ニップ幅を長く指示する
ニップ幅調整信号をニップ幅調整装置２７に出力する
か、ファン２８に回転数の低下を指示する回転速度制御
信号を出力するかのいずれかを行う。一方、排気温度検
出信号が制御用目標値より高ければ、ヒータ１４に降温
を指示する温度制御信号を出力するか、ニップ幅を短く
指示するニップ幅調整信号をニップ幅調整装置２７に出
力するか、ファン２８に回転数の上昇を指示する回転速
度制御信号を出力するかのいずれかを行う。これによ
り、できる限り制御用目標値に、２枚目のシートに係る
排気温度検出信号が近似するようにする。

【００３８】次に、３枚目以後のシートに対して定着を
行う際には、メモリ３１に記憶した先行する複数のシー
トについての排気温度検出信号の増減傾向に基づいて制
御を行う。具体的には、前々回の排気温度検出信号が制
御用目標値より低く、前回の排気温度検出信号が制御用
目標値より高くなったときには、今度のシートに対する
降温を図る。それでも、今度の排気温度検出信号がさら
に高くなったときには、さらに次回のシートの降温を図
る。逆に、前々回の排気温度検出信号が制御用目標値よ
り高く、前回の排気温度検出信号が制御用目標値より低
くなったときには、今度のシートに対する昇温を図る。
それでも、次の排気温度検出信号がさらに低くなったと
きには、さらに次回のシートの昇温を図る。一方、前々
回と前回の排気温度検出信号の増減が、徐々に制御用目
標値に接近してゆく傾向を示すときは、それ以前の制御
を続行し、特に調整は行わない。

【００３９】以上のシートの温度調整は、ヒータ１４に
供給する温度制御信号、ニップ幅調整装置２７に供給す
るニップ幅調整信号、ファン２８に供給する回転速度制
御信号のいずれか一つまたは二つ以上を選択的に調整す
ることにより行う。この場合、ファン２８の回転速度を
上昇させれば、加熱定着装置１０の内部温度が低下して
シートの温度が低下し、回転速度を低下させれば、加熱
定着装置１０の内部温度が上昇してシートの温度が上昇
する。なお、ここでいう回転速度の低下は、ファンの回
転を完全に停止させることも含むものとする。

【００４０】また、ニップ幅を長くすればシートの温度
が上昇し、ニップ幅を短くすればシートの温度が低下す
る。しかし、ニップ幅を長くすれば加熱定着装置１０か
らシートに奪われる熱量が増加するから、シートの温度
が上昇しても、排気温度が低下する。従って、ニップ幅
を長くする場合は、必ずヒータ１４の昇温およびファン
２８の回転速度の低下の少なくとも一方を行わなければ
ならない。逆に、ニップ幅を短くする場合は、必ずヒー
タ１４の降温およびファン２８の回転速度の上昇の少な
くとも一方を行わなければならない。

【００４１】これによれば、排気温度検出信号に基づい
て加熱定着装置１０の内部の環境温度を一定にすること
ができるから、排気温度検出信号に基づいてヒータ１４
およびニップ幅調整装置２７を制御して、容易にシート
上のトナーの定着度合いの良好性を維持することができ
る。なお、連続的にシートに画像を定着する作業が終了
してから所定時間の経過後は、ロール温度検出信号に基
づいた加熱ロール１１の温度のフィードバック制御を再
開するとともに、排気温度検出信号に基づいたファン２
８の回転速度のフィードバック制御を再開する。

【００４２】Ｂ−３．異常高温の判断および動作停止 また、この複写機において、加熱定着装置１０の異常に
より異常高温状態となったときには、排気温度センサ５
０からの排気温度検出信号を利用して、複写動作を停止
させてもよい。例えば、排気温度が６０℃から１２０℃
までが通常の稼動状態である場合には、排気温度の上限
基準値として１３０℃を設定して、これをメモリ３１に
記憶させる。そして、一度でも上限基準値より高い排気
温度検出信号が入力されたときには、ＣＰＵ３０は、原
稿読取装置３３、像出力装置３４およびシート搬送装置
３５に停止信号を出力し、これらの動作を停止する。こ
れだけでなく、ＣＰＵ３０は、ヒータ１４の過熱状態を
止めさせるべく、ヒータ１４にも停止信号を供給して安
全を図る。そして、表示装置３２に異常高温信号を供給
する。これを受けて表示装置３２は、異常高温状態であ
ることを表示する。一方、排気温度検出信号が上限基準
値以下であれば、通常の処理を続行する。

【００４３】加熱ロール１１の温度は、加熱ロール温度
センサ１９により検出されているため、加熱ロール温度
センサ１９のロール温度検出信号によっても異常高温状
態の判断は可能である。また、一般に、ヒータ１４には
ヒューズが設けられており、発火防止の万全な対策が採
られている。しかし、このように排気温度センサ５０か
らの排気温度検出信号に基づいて判断することにより、
加熱ロール温度センサ１９が万一故障した場合でも、確
実な判断が可能である。また、ヒューズが溶解する前
に、異常高温状態を判断させることもできる。

【００４４】Ｂ−４．故障の判断 また、この複写機においては、加熱ロール温度センサ１
９からのロール温度検出信号および排気温度センサ５０
からの排気温度検出信号がＣＰＵ３０に入力されるた
め、両者の相違に基づいて、いずれかの故障（劣化も含
む）を判断することが可能である。

【００４５】具体的には、あらかじめメモリ３１に、ロ
ール温度検出信号と排気温度検出信号の相違の限界基準
値、例えば１００℃を記憶させておき、ＣＰＵ３０で両
方の信号の相違を逐次算出する。そして、この算出結果
と限界基準値とをＣＰＵ３０で比較する。ここで、算出
結果が限界基準値を越えたときは、ＣＰＵ３０は、原稿
読取装置３３、像出力装置３４およびシート搬送装置３
５に停止信号を出力し、これらの動作を停止する。ま
た、ＣＰＵ３０は、ヒータ１４にも停止信号を供給して
安全を図る。そして、表示装置３２に故障表示信号を供
給する。これを受けて表示装置３２は、装置が故障で使
えない状態であることを表示する。一方、算出結果が限
界基準値以下のときは、通常の処理を続行する。このよ
うな故障の原因としては、加熱ロール温度センサ１９の
故障や断線、排気温度センサ５０の故障や断線などがあ
り、いずれにせよ以後の適切な温度制御は困難なので、
複写機は点検および修理を待つことになる。

【００４６】Ｂ−５．フィルタの目詰まりの検出 また、ファン２８の直ぐ下流には、空気をキャビネット
２９の外に排出するフィルタ２９ａが設けられており、
ファン２８の直ぐ上流に排気温度センサ５０が配置され
ているため、フィルタ２９ａの目詰まりを検出すること
も可能である。具体的にこれについて説明する。まず、
複写機の電源スイッチをオンにした直後、詰まったシー
トを除去した後、または画像定着の作業が終了した後
は、ロール温度検出信号に基づいて、ヒータ１４に温度
制御信号を供給し、加熱ロール１１の表面温度が初期温
度設定値の範囲内になるようにフィードバック制御を行
う。このように、加熱ロール１１の表面温度が初期温度
設定値の範囲内になるようにフィードバック制御を開始
した後も、排気温度は直ぐには一定にはならない。加熱
定着装置１０の温度はその前に低下しており、徐々に昇
温してゆき、排気温度の上昇はさらにその後だからであ
る。しかし、フィードバック制御の開始後、ある程度の
長い時間が経過しても、排気温度が徐々に上昇してゆく
場合には、フィルタ２９ａがかなり目詰まりしていると
判断できる。

【００４７】従って、ロール温度検出信号に基づいた加
熱ロール１１のフィードバック制御を開始して基準時間
の経過後（例えば５分後）、一旦排気温度検出信号に基
づいたファン２８の回転速度の制御を停止し、その後、
排気温度検出信号が上昇し続ける場合には、ＣＰＵ３０
は、原稿読取装置３３、像出力装置３４、シート搬送装
置３５およびヒータ１４に停止信号を出力し、これらの
動作を停止する。そして、表示装置３２にフィルタ詰ま
り表示信号を供給する。これを受けて表示装置３２は、
フィルタが詰まっていることを表示する。この検出は、
基準時間の経過後、一定時間（例えば２分間）行い、こ
れが終了したら、再度、排気温度検出信号に基づいたフ
ァン２８の回転速度の制御を再開する。メモリ３１に
は、あらかじめ基準時間および一定の検出終了時間を記
憶させておき、排気温度検出信号を逐次記憶させるよう
にする。

【００４８】Ｂ−６．フィルタの前の障害物の表示 また、フィルタ２９ａが設けられている排気口の前に障
害物、例えば箱や机がある場合、フィルタ２９ａから空
気が排出されないため、キャビネット２９の内部での空
気の流通が阻害される。このため、排気温度センサ５０
の温度が高まるまで非常に時間がかかる。すなわち、排
気温度センサ５０が加熱されるのは、空気の流れではな
く、加熱ロール１１からの放射熱によることになる。従
って、ロール温度検出信号に基づいた加熱ロール１１の
フィードバック制御を開始して第２の基準時間の経過後
（例えば１分後）に検出した排気温度が、異常に低い場
合には、ＣＰＵ３０は、原稿読取装置３３、像出力装置
３４、シート搬送装置３５およびヒータ１４に停止信号
を出力し、これらの動作を停止する。そして、表示装置
３２に傷害物表示信号を供給する。これを受けて表示装
置３２は、フィルタの前に傷害物があることを表示す
る。メモリ３１には、あらかじめ第２の基準時間を記憶
させておく。また、上記の異常に低い温度として、例え
ば５０℃を排気温度の下限基準値としてあらかじめメモ
リ３１に記憶させておき、この下限基準値より低い排気
温度検出信号が検出されたときに上記の動作を行う。

【００４９】図５および図６は、上記の複写機の動作工
程の一例を示すフローチャートである。これらの図にお
いては、上記のＢ−１、Ｂ−３、Ｂ−４、Ｂ−５、Ｂ−
６に対応する動作を二点鎖線で囲ってあり、対応する部
分には、Ｂ−１等の符号を付してある。以上のように、
この複写機においては、迅速かつ容易に加熱定着装置の
内部温度をトナー定着に最適化することができ、かつ様
々な制御を確実化することが可能である。

【００５０】２．第２の実施形態 図７は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置で
ある複写機の加熱定着装置１０を示す図であって、図２
と同様に視た断面図である。なお、第１の実施形態と共
通の構成要素には、同一の符号を付けてその説明を省略
する。同図に示すように、加熱定着装置１０の上ケース
１７および下ケース１８は、ロールの軸線方向側の端面
側が一体化されており、ここには、通風管５１が突設さ
れている。この端面側には、通風管５１以外に加熱定着
装置１０の内部に連通する部分はない。従って、加熱定
着装置１０においては、ファン２８の回転に伴って、反
対側の端面側から空気が流入し、通風管５１を通じて空
気が排出されるようになっている。

【００５１】通風管５１は、ファン２８の羽根の邪魔に
ならない程度に、かつ羽根に接近した位置まで延在させ
られ、その位置で開口している。そして、この開口部付
近に排気温度センサ５０が配設されている。この構成の
下、加熱定着装置１０の内部の空気は、必ず通風管５１
を通過して排出するようになっている。この構成でも、
上記と同様に用いることが可能である。さらに、この実
施形態では、加熱定着装置１０において、ファン２８側
の開口が通風管５１以外にはないので、第１の実施形態
よりも閉鎖的な環境とすることができ、ファン２８の回
転数に対する加熱定着装置１０の内部の温度の追従性が
向上する。また、排気温度センサ５０は、通風管５１に
囲まれているため、加熱ロール１１からの放射熱の影響
よりも、排気の温度の影響を直接的に受けるようにな
る。従って、排気温度センサ５０による排気温度の検出
精度も向上させることが可能となる。

【００５２】３．第３の実施形態 図８は、本発明の第３の実施形態に係る複写機の加熱定
着装置１０を示す図であって、図２と同様に視た断面図
である。なお、第２の実施形態と共通の構成要素には、
同一の符号を付けてその説明を省略する。この実施形態
では、排気温度センサ５０を設けていない。従って、上
述の排気温度センサ５０からの排気温度検出信号に基づ
いた制御動作はすることができない。しかし、通風管５
１の内部にバイメタル製の温度変位部材５３を設けてい
る。温度変位部材５３は、高温時には通風管５１を開
き、低温時には通風管５１を閉じて、排気の流量を制御
する風量制御弁（制御手段）として動作する。例えば、
排気温度が６０℃から１２０℃までが通常の稼動状態で
ある場合には、温度変位部材５３は、３０℃程度で垂直
に懸垂され、温度上昇に伴い湾曲して、１２０℃程度で
最も通風管５１を開くようにする。

【００５３】この実施形態においては、ヒータ１４を加
熱して、加熱定着装置１０の内部温度が上昇するまで
は、温度変位部材５３があまり湾曲しておらず、ファン
２８を回転しても、大量の排気は行われない。従って、
複写機の電源スイッチをオンにした直後や、詰まったシ
ートを排除した直後のように、ヒータ１４への給電が開
始または再開された直後において、迅速に加熱定着装置
１０の内部温度を上昇させることができるとともに、ヒ
ータ１４に与えるエネルギの節約ができる。また、高温
時に通風管５１が開かれ、低温時は通風管５１が閉じら
れるために、加熱定着装置１０の内部の温度をトナー定
着に最適化することができ、かつ安定させることが可能
である。従って、例えば、加熱ロール温度センサ１９か
らのロール温度検出信号に基づいて、ヒータ１４に与え
る温度制御信号やニップ幅調整装置２７に与えるニップ
幅調整信号を調節することにより、迅速かつ確実にトナ
ーの定着性の安定化を図ることが可能である。

【００５４】４．他の変更および修正例 （１） 上記のいずれの実施形態においても、加熱定着
装置１０は加熱ロール１１と加圧ロール１２とを有する
定着装置であるが、本発明は、これに限定されず、加圧
ロール１２の代わりに固定された加圧パッドの表面の弾
性体を加熱ロールに押圧し、この弾性体と加熱ロールと
で設けられるニップにシートを通過させる定着装置に適
用してもよい。あるいは、加圧ロール１２の代わりに、
回転走行するエンドレスベルトを加熱ロールに押圧し、
エンドレスベルトと加熱ロールとの間のニップにシート
を通過させる定着装置に適用してもよい。

【００５５】（２） 本発明は、複写機には限定され
ず、ファクシミリやプリンタに適用することも可能であ
る。 （４） なお、上述の実施形態では、異常高温、故障の
検出、フィルタ詰まり、フィルタの前の障害物の存在な
どを報知するために、表示装置３２による視覚による表
示を用いているが、表示装置３２に代えて、あるいはこ
れに併せてブザーのような音響による報知手段を用いて
もよい。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
迅速かつ容易に加熱定着装置の内部温度をトナー定着に
最適化することができ、あるいは様々な制御を確実化す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置
である複写機の主要部を示す側面図である。

【図２】 図１のII-II線に沿って矢視した断面図であ
る。

【図３】 上記画像形成装置のニップ幅調整装置を示す
側面図である。

【図４】 上記画像形成装置の制御系統を示すブロック
図である。

【図５】 上記画像形成装置の動作工程の一例を示すフ
ローチャートの一部である。

【図６】 図５と併せて上記フローチャートをなす図で
ある。

【図７】 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置
である複写機の加熱定着装置であって、図２と同様に視
た断面図である。

【図８】 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置
である複写機の加熱定着装置であって、図２と同様に視
た断面図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム（画像転写手段）、４…転写ロール
（画像転写手段）、１０…加熱定着装置（加熱定着手
段）、１１…加熱ロール、１２…加圧ロール（加圧手
段）、１４…ヒータ（加熱源）、１９…加熱ロール温度
センサ（定着手段温度検出手段）、２７…ニップ幅調整
装置（ニップ幅制御手段）、２８…ファン（送風手
段）、２９…キャビネット、２９ａ…フィルタ、３０…
ＣＰＵ（制御手段、比較手段、加熱源制御手段、冷却部
制御手段、送風制御手段、算出手段）、３１…メモリ
（制御手段、記憶手段）、３２…表示装置（報知手
段）、４５…シート、５０…排気温度センサ（排気温度
検出手段）、５３…温度変位部材（制御手段、風量制御
弁）

フロントページの続き (72)発明者 島崎 秀 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 墨田 稔久 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートにトナーの像を転写する画像転写
   手段と、 上記画像転写手段で上記シートに転写されたトナーの像
   を上記シートに定着させる加熱定着手段と、 上記加熱定着手段を加熱する加熱源と、 上記加熱定着手段から排熱する気流を引き起こす送風手
   段と、 上記送風手段による気流における上記加熱定着手段より
   も下流側の排気温度に基づいて、上記加熱定着手段を制
   御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 上記排気温度を検出し、排気温度検出信
   号を出力する排気温度検出手段を備えており、 上記制御手段が、上記排気温度検出信号に基づいて、上
   記加熱定着手段を制御することを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 上記制御手段は、上記排気温度検出信号
   に基づいて上記送風手段の送風力を制御する送風制御手
   段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 複数のシートに対して連続的に画像を形
   成することができるようにされており、 上記制御手段は、排気温度検出信号を逐次記憶する記憶
   手段と、 連続的に複数のシートに画像を形成する場合の後続のシ
   ートに対して定着を行う際、上記記憶手段に記憶した排
   気温度検出信号の増減に基づいて上記加熱源の温度を制
   御する加熱源制御手段とを備えることを特徴とする請求
   項２または３に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 複数のシートに対して連続的に画像を形
   成することができるようにされており、 上記加熱定着手段は、円筒状の加熱ロールと、上記加熱
   ロールに圧接されて上記加熱ロールとの間にニップが設
   けられた加圧手段とを備えており、 上記制御手段は、排気温度検出信号を逐次記憶する記憶
   手段と、 連続的に複数のシートに画像を形成する場合の後続のシ
   ートに対して定着を行う際、上記記憶手段に記憶した排
   気温度検出信号の増減に基づいて上記シートの通過する
   方向に沿ったニップの幅を制御するニップ幅制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか
   に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 上記制御手段は、排気温度の上限基準値
   を記憶した記憶手段と、 上記排気温度検出信号と上記上限基準値とを比較する比
   較手段とを備え、上記排気温度検出信号が上記上限基準
   値より高いと上記比較手段が判断したときに画像形成装
   置の停止信号を出力することを特徴とする請求項２に記
   載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 使用者に画像形成の状態を報知する報知
   手段と、 上記加熱定着手段の温度を検出し、定着手段温度検出信
   号を出力する定着手段温度検出手段とを備えており、 上記制御手段は、上記排気温度検出信号と上記定着手段
   温度検出信号の相違の限界基準値を記憶した記憶手段
   と、 上記排気温度検出信号と上記定着手段温度検出信号の相
   違を算出する算出手段と、 上記算出手段の算出結果と上記限界基準値とを比較する
   比較手段とを備え、上記算出結果が上記限界基準値を越
   えたと上記比較手段が判断したときに上記報知手段に画
   像形成装置が故障である旨を報知させるようにしたこと
   を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 上記加熱定着手段は筐体で包囲され、上
   記筐体には上記送風手段による気流を排出する排気口が
   設けられ、上記排気口にはフィルタが設けられており、 上記制御手段は、所定期間における排気温度検出信号が
   上昇傾向にあるときに、上記報知手段に上記フィルタが
   目詰まりを起こしている旨を報知させるようにしたこと
   を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 上記加熱定着手段は筐体で包囲され、上
   記筐体には上記送風手段による気流を排出する排気口が
   設けられており、 上記制御手段は、排気温度の下限基準値を記憶した記憶
   手段と、 上記排気温度検出信号と上記下限基準値とを比較する比
   較手段とを備え、上記排気温度検出信号が上記下限基準
   値より高いと上記比較手段が判断したときに、上記報知
   手段に上記排気口の前に障害物がある旨を報知させるよ
   うにしたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装
   置。
10. 【請求項１０】 上記制御手段は、温度変化により変形
    する温度変位部材を有する風量制御弁であって、上記風
    量制御弁は上記排気温度に従って上記排気の流量を制御
    することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。