JPH10186939A

JPH10186939A - 定着装置

Info

Publication number: JPH10186939A
Application number: JP34210796A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kataoka; 洋片岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成開始時に、定着ローラの中央部に発生
しがちなオーバーシュートを抑えて、高温オフセットの
発生を防止する。【解決手段】定着装置の定着ローラ１の内側に、転写ロ
ーラ軸方向の中央部に対応する位置に発熱部を有するメ
インヒータ３ａと両端部に対応する位置に発熱部を有す
るサブヒータ３ｂとを設ける。定着ローラ１の表面温度
を検知するサーミスタ５の出力に基づいて、これらヒー
タ３ａ、３ｂに対する通電制御を行って表面検知温度Ｔ
ｂを定着温調温度（目標定着温度）Ｔａに近づける。定
着ローラ１の半径をｒ、角速度をω、定着温調温度をＴ
ａ、表面検知温度をＴｂとし、次式、ｎ₀ ＝｛（Ｔｂ−
Ｔａ）×（ｒ×ω）｝／３５０で算出されるｎ₀ の少
数第１位を四捨五入して得られるｎを通紙枚数としたと
きに、通紙枚数がｎ枚までは、ヒータ３ａ、３ｂに対す
る通電比率を固定の通電比率にして、オーバーシュート
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱方式の定着装
置を備えた複写機、レーザービームプリンタ等の画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に、複写機、レーザービームプリン
タ等の画像形成装置に使用される、加熱・加圧方式の定
着装置の縦断面図を示す。

【０００３】同図に示す定着装置は、定着ローラ１、加
圧ローラ２、ヒータ３、入口ガイド４、サーミスタ５を
備えており、紙等の記録材Ｐの表面に担持された未定着
トナー像ｔを加熱・加圧して記録材Ｐ上に定着させるも
のである。

【０００４】記録材搬送手段としての定着ローラ１は、
例えば、アルミニウムや鉄等の芯金１１の外周面に、Ｐ
ＦＡ、ＰＴＦＥ等の樹脂性の離型層１２を設けて構成し
たものであり、画像形成装置本体（不図示）によって矢
印Ｒ１方向に回転自在に支持されている。定着ローラ１
の内側には、加熱手段（熱源）としてヒータ３が設けら
れており、定着ローラ１を内部から加熱している。

【０００５】一方、加圧ローラ２は、例えば、アルミニ
ウムや鉄等の芯金２１の外周面に、耐熱性を有するシリ
コンスポンジゴム等からなる弾性層２２を設け、さらに
弾性層２２の表面に、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型性のよ
い樹脂からなる離型層２３を設けて構成されている。加
圧ローラ２は加圧手段（不図示）によって定着ローラ１
に押圧されて定着ニップＮを形成するとともに、定着ロ
ーラ１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従
動回転する。

【０００６】入口ガイド４は、表面に未定着トナー像ｔ
を担持した記録材Ｐを、定着ニップＮにガイドする。

【０００７】温度検知センサとしてのサーミスタ５は、
定着ローラ１の表面に所定の当接圧で当接されており、
定着ローラ１の表面温度を検知する。そして、制御装置
（不図示）により、サーミスタ検知温度Ｔｂが定着温調
温度（目標定着温度）Ｔａに近づくように、ヒータ３に
対する通電のオン／オフが行われ、定着ローラ１の表面
温度が定着温調温度Ｔａに維持される。なお、サーミス
タ５は、クリーニング機構を有する定着装置において
は、記録材Ｐの通紙域内（例えば、定着ローラ１の中央
部）に配設することが可能であるが、図２に示すような
クリーニング機構を持たない画像形成においては、画像
汚れを避けるべく、非通紙域（例えば、定着ローラ１の
両端部のうちの一方）に配設するようにしている。

【０００８】上述のヒータ３は、その長手方向の寸法
（定着ローラ１の回転中心軸に沿った方向の寸法）が定
着装置で定着可能な最大通紙幅の記録材Ｐに応じて決定
されており、定着ローラ１の長手方向の寸法も同様に決
定されている。一般的な画像形成装置で使用される記録
材Ｐの最大通紙幅は、主に２種類に分けられ、一方はＬ
ＥＴＴＥＲ縦（幅２１６ｍｍ）であり、もう一方はＡ３
縦（幅２９７ｍｍ）である。したがって、ヒータ３の長
手方向の寸法もこれら２種類の最大通紙幅に対応するよ
うな寸法に設定されている。

【０００９】ヒータ３の定格容量は、定着可能な最大通
紙幅の記録材や単位時間当たりの最大通紙可能枚数（以
下「スループット」という）や定格電圧等によって決定
される。また、ヒータ３に対して通電をオン・オフする
際、同一電源ライン上のコンピュータディスプレイの画
面が瞬間的に歪んだり、照明機器が瞬間的に暗くなった
りするといった問題を解決するために、ヒータ３の定格
各電力を小さくする必要がある。このための手段の一つ
として、定着に必要な発熱量を確保しつつ、ヒータ３の
定格容量を小さくするために、ヒータ３を複数本（一般
的に２本）に分割するなどの手段がとられる。

【００１０】ヒータ３の発熱分布は、記録材Ｐに未定着
トナーを定着中に、定着ローラ１表面の温度分布が一様
になるように決定される。ヒータ３が１本の場合には、
その配光分布を、定着ローラ１をその長手方向にわたっ
て万遍なく加熱することができるようにしている。これ
に対して、ヒータ３が２本の場合には、例えば、図３に
示すように、１本を、定着ローラ１の長手方向の中央部
を中心に加熱するメインヒータ３ａとし、他の１本のヒ
ータを、定着ローラ１の長手方向の両端部を中心に加熱
するサブヒータ３ｂとしている。図３に示すＡ、Ｂは、
それぞれメインヒータ３ａ、サブヒータ３ｂの配光分布
の簡単な例である。同図に示すように、最大通紙幅Ｌａ
の記録材Ｐａは、メインヒータ３ａとサブヒータ３ｂ
（以下、両ヒータを合わせて適宜「メイン／サブヒー
タ」という）の双方によって加熱され、一方、最小通紙
幅Ｌｂの記録材Ｐｂは、メインヒータ３ａによってのみ
加熱される。

【００１１】また、記録材Ｐのサイズは１種類ではな
く、通紙幅や搬送方向の長さや厚さ等が異なる数多くの
記録材Ｐがあり、これらすべての記録材Ｐについて満足
する定着性を確保するために、２本のメイン／サブヒー
タを採用している定着装置では各ヒータ３ａ、３ｂへの
通電は記録材Ｐのサイズに応じて通電制御を行ってい
る。

【００１２】最大通紙幅ＬａをＡ３縦とする画像形成装
置において、定着装置のメイン／サブヒータへの通電制
御は以下のようになされる。Ａ３縦、Ｂ４縦、Ａ４横、
ＬＥＤＧＥＲ縦、ＬＥＧＡＬ縦、ＬＥＴＴＥＲ横を、通
紙幅に応じて図６に示すように、グループ１、グループ
２、グループ３に分類し、それぞれのグループで最適な
定着温度プロフィールが得られるようにメインヒータ３
ａとサブヒータ３ｂとを交互点灯させている。メイン／
サブヒータのそれぞれの単位時間当たりの点灯時間は、
１秒を最大単位として、サーミスタ検知温度Ｔｂと定着
温調温度Ｔａの差に応じて、図６に示すような比でメイ
ン／サブヒータを交互点灯させた時間に設定している。

【００１３】例えば、Ａ４横の記録材Ｐにトナー像を定
着させる場合には、画像形成開始初期は、サーミスタ検
知温度Ｔｂと定着温調温度Ｔａの大小関係に依らず、メ
イン／サブヒータの点灯比率として１／０．８で交互点
灯を行う。交互点灯はメインヒータ３ａを１秒間オン、
サブヒータ３ｂを０．８秒間オン、メインヒータ３ａを
１秒間オン、サブヒータ３ｂを０．８秒間オン、のよう
にメイン／サブヒータを交互に点灯させる。このような
メイン／サブヒータが１／０．８での交互点灯は、サー
ミスタ検知温度Ｔｂと定着温調温度Ｔａの差が−４〜＋
３℃以内であるならば、そのまま１／０．８の点灯比率
で交互点灯を続ける。ここで、符号のマイナスは、サー
ミスタ検知温度Ｔｂ＞定着温調温度Ｔａとし、プラスは
サーミスタ検知温度Ｔｂ＜定着温調温度Ｔａとする。

【００１４】定着ローラ１の表面温度が上昇し、温度の
差が＋３〜６℃に達してきたら、メインヒータ３ａを
０．６秒、サブヒータ３ｂを０．５秒オンとして単位時
間当たりの点灯割合を減らして、温度差を＋３℃以下に
抑えるように通電制御を行う。温度差が＋６℃以上にな
ってしまう場合は、メインヒータ３ａを０．３秒オン、
サブヒータ３ｂを０．２５秒オンさせ、定着ローラ１の
表面温度を低下させて、温度差を＋６℃以下とし、さら
に＋３℃以下に抑えるように、各ヒータ３ａ、３ｂへの
通電割合を制御する。

【００１５】逆に、定着ローラ１の表面温度が低下し、
サーミスタ検知温度Ｔｂと定着温調温度Ｔａの差が−４
℃以上になったら、メイン／サブヒータを交互に１秒ず
つ点灯し、いずれか一方が常時点灯するようにして、定
着ローラ１の表面温度を上昇させ、温度差が−４℃以内
に収まるように各ヒータ３ａ、３ｂへの通電割合を制御
する。

【００１６】このようにして、定着ローラ１の表面温度
が定着温調温度Ｔａを保持できるように、サーミスタ検
知温度Ｔｂと定着温調温度Ｔａの差に応じて、メイン／
サブヒータへの通電比率を、ヒステリシスルーチンで行
い、通電制御を行う。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例において
は、連続画像形成時に、連続して搬送されてくる記録材
Ｐによって定着ローラ１の熱が奪われた場合において
も、図４（ａ）に示すように、定着ローラ１の長手方向
にわたってフラットな温度プロフィールとなるように、
サブヒータ３ｂに比べてメインヒータ３ａの点灯比率を
大きくしている。しかし、定着装置が冷えている状態や
スタンバイ状態で、ホストコンピュータ等から画像形成
命令が入力された場合、つまり画像形成開始時には、定
着ローラ１の表面温度を定着可能な定着温調温度Ｔａま
で上昇させるのにメイン／サブヒータを点灯して定着ロ
ーラ１を加熱し、サーミスタ検知温度がある所定の温度
に到達したならば、定着ニップＮに記録材Ｐが搬送され
るように、記録材Ｐを給紙している。この状態では、画
像形成中と同様な点灯比率でメイン／サブヒータを点灯
させると、図４（ｂ）に示すように、定着ローラ１の中
央部温度が両端部温度に比べて高くなった温度プロフィ
ール、すなわち中高現象を呈する。この中高現象は、記
録材Ｐが定着ニップＮに搬送され、記録材Ｐが定着ロー
ラ１の中央部から熱を奪い、ヒータ３から供給される熱
量と記録材Ｐが奪う熱量とが平衡に達することで解消さ
れ、定着ローラ１の長手方向にわたってフラットな平衡
状態の温度プロフィールとなる。

【００１８】しかし、定着ローラ１の中央部温度が定着
ローラ１の両端部温度（≒サーミスタ検知温度≒定着温
調温度）よりも大きく上回ってしまう（以下「オーバー
シュート」という）と、記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔ
が定着ニップＮにおいて溶融したときに、定着ローラ１
の表面と記録材Ｐ上に分離してしまい、定着ローラ１表
面に残った残留トナーが定着ローラ１の１周後に記録材
Ｐ上に定着されオフセットとして記録材Ｐ上に現れる。
このオフセットは、定着ローラ１の表面が高温になりす
ぎて発生するオフセットであるので、特に高温オフセッ
トと呼ぶことにする。

【００１９】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、高温オフ
セットが発生する様子をモデル化した図である。定着ロ
ーラ１表面が定着温調温度より大きく、高温になってい
る状態で、未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが定着
装置に搬送されると（図５（ａ））、未定着トナー像ｔ
が記録材Ｐ表面に定着されるトナー像ｔ₀ と定着ローラ
１表面に付着するオフセットトナーｔ₁ とに分離してし
まい（図５（ｂ））、定着ローラ１表面に転移したオフ
セットトナーｔ₀ が、定着ローラ１の１周後に記録材Ｐ
において、定着後のトナー像ｔ₀ から定着ローラ１の外
周長に相当する距離Ｌ₁ だけ離れた位置に再び定着され
てしまう（図５（ｃ））。

【００２０】ここで、上述とは逆に、オーバーシュート
を見込んで、定着ローラ１の中央部温度が定着温調温度
Ｔａになるように立ち上げると、定着ニップＮに搬送さ
れてきた記録材Ｐが定着ローラ１から熱を奪うことによ
って、定着ローラ１の表面温度が定着可能温度以下にな
ってしまい、定着不良を引き起こしてしまう。これは、
定着ローラ１の芯金１１の肉厚を厚くして、芯金１１の
熱容量を大きくすることで、蓄熱効果によって解決し得
るが、これによると、立上げ時間が延長されてしまい、
ユーザーの要望である立上げ時間の短縮に反することに
なり、また、より多くの熱エネルギーを与えることは、
省エネルギーにも反することになる。

【００２１】そこで、本発明は、画像形成開始時におい
て回転体の中央部で発生しがちなオーバーシュートを抑
えてトナーの高温オフセットを防止するとともに、回転
体に対して必要十分な熱量を付与して定着不良の発生を
防止するようにした定着装置を提供することを目的とす
るものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、一対の回転体を当接させて定着ニップを形成し、未
定着トナー像を担持した記録材を前記定着ニップにて挟
持搬送しつつ加熱加圧して前記未定着トナー像を定着さ
せる定着装置において、前記回転体のうちの一方の回転
体の内側に、該回転体の軸方向に沿って配設されるとと
もに、前記軸方向についての前記一方の回転体の中央部
に対応する位置に発熱部を有する第１の発熱体と両端部
に対応する位置に発熱部を有する第２の発熱体とを有す
る発熱手段と、前記一方の回転体の表面温度を検知する
温度検知手段と、該温度検知手段が検知した前記回転体
の表面検知温度に基づいて該表面検知温度を目標定着温
度に保持すべく前記第１の発熱体及び第２の発熱体に対
する通電制御を行う制御手段と、を備え、該制御手段
は、前記一方の回転体の半径をｒ、角速度をω、前記目
標定着温度をＴａ、前記表面検知温度をＴｂとし、次
式、ｎ₀ ＝｛（Ｔｂ−Ｔａ）×（ｒ×ω）｝／３５０で算出されるｎ₀ の少数第１位を四捨五入して得られる
ｎを通紙枚数としたときに、通紙枚数がｎ枚までは、前
記第１の発熱体と前記第２の発熱体に対する前記通電比
率を固定の通電比率にするとともに、通紙枚数がｎ枚を
超えた場合は、可変の通電比率とする、ことを特徴とす
る。

【００２３】請求項２に係る本発明において、前記固定
の通電比率は、単位時間当たり４０〜６０％の間の所定
の値に固定する、ことを特徴とする。

【００２４】請求項３に係る本発明において、前記可変
の通電比率は、前記表面検知温度Ｔｂと目標定着温度Ｔ
ａの大小関係に応じて、前記第１の発熱体に対しては単
位時間あたり４０〜１００％の間で、また前記第２の発
熱体に対しては単位時間あたり０〜８０％の間で可変と
する、ことを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。〈実施の形態１〉図２は、本発明に係る定着装置の概略
構成を示す縦断面図である。同図に示す定着装置は、複
写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置におい
て、画像形成部で記録材Ｐ上に転写された未定着トナー
像ｔを加熱・加圧して記録材Ｐ表面に定着させるもので
あり、前述した部材等と上同様な部材等についてはその
説明を省略するものとする。

【００２６】同図に示す定着装置においては、定着ロー
ラ（一方の回転体）１を加熱する発熱手段３として、２
系列の線状のヒータ、すなわちメインヒータ（第１のヒ
ータ）３ａとサブヒータ（第２のヒータ）３ｂとを備え
ている。それぞれのヒータ３ａ、３ｂは、定着ローラ１
の径方向のほぼ中央において、定着ローラ１の回転中心
軸に沿って相互に平行に配設されている。メインヒータ
３ａは、定着ローラ１の回転中心軸に沿った方向（以下
「長手方向」という）についての、定着ローラ１のほぼ
中央部に対応する位置に発熱部３１ａ（図３参照）を有
し、またサブヒータ３ｂは、同じく定着ローラ１の両端
部にそれぞれ対応する位置に発熱部３１ｂ、３１ｂを有
する。そして、これらメインヒータ３ａ、サブヒータ３
ｂは、図２に示すように、温度検知手段としてのサーミ
スタ５とともに制御装置６に接続されており、制御装置
６は、サーミスタ検知温度Ｔｂと定着温調温度（目標定
着温度）Ｔａとの大小関係に応じて通電制御を行ってい
る。なお、制御装置６は、記録材サイズ検知手段（不図
示）が検知する記録材Ｐのサイズ、又はユーザが入力す
る記録材Ｐのサイズに応じても、通電制御を行うように
構成されている。

【００２７】同図に示す定着装置は、記録材Ｐとして、
例えば、最大Ａ３縦（幅２９７ｍｍ）まで通紙可能であ
り、記録材Ｐの搬送は、記録材Ｐの通紙幅方向の中心と
定着ローラ１の長手方向の中心とが一致する搬送、いわ
ゆる中央基準搬送であり、メインヒータ３ａ及びサブヒ
ータ３ｂは、それぞれの配光分布が中央基準に対して左
右対称な分布となるようにそれぞれの発熱部３１ａ、３
１ｂが設けられている。メイン／サブヒータには、それ
ぞれ定格電力が５００Ｗのハロゲンヒータを用いてい
る。

【００２８】上述の定着ローラ１は、直径４０ｍｍ（半
径ｒ＝２０ｍｍ）、肉厚１ｍｍの円筒状のアルミニウム
を芯金１１とし、この芯金１１の外周面を例えば厚さ５
０μｍのＰＦＡチューブで被覆して樹脂層からなる離型
性１２を形成している。定着ローラ１は角速度ω＝５．
４ｒａｄ／sec で矢印Ｒ１方向に回転しており、その周
速度は、定着ローラ１の半径ｒと角速度ωとの積、２０
×５．４＝１０８ｍｍ／sec である。

【００２９】加圧ローラ２は、直径１４ｍｍの鉄製の芯
金２１の外周面に、厚さ８ｍｍのシリコンスポンジゴム
からなる弾性層２２、さらにこの弾性層２２外周面に離
型層２３として厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆
し、加圧ローラ２としての硬度は５６度（アスカーＣ硬
度計にて１ｋｇ荷重）とし、２０Ｎ（ニュートン）の押
圧力によって定着ローラ１に押し当てることで、定着ロ
ーラ１との間に約５ｍｍ幅の帯状の定着ニップＮを得て
いる。

【００３０】このような構成の定着装置を備えた画像形
成装置（例えば、複写機、レーザービームプリンタ）に
ついて簡単に説明すると、画像形成装置は、回転駆動さ
れる感光ドラム表面を帯電器によって一様に帯電し、帯
電後の感光ドラム表面をスキャナ装置により画像情報に
応じたレーザー光で照射して静電潜像を形成し、現像器
によって静電潜像にトナーを付着させてトナー像として
現像し、さらにこの感光ドラム表面のトナー像を、転写
バイアスが印加された転写部材によって紙等の転写材Ｐ
上に転写するように構成されている。トナー像転写後の
記録材Ｐは、上述の定着装置によって未定着トナー像ｔ
が定着されて画像形成が完了する。なお、トナー像転写
後の感光ドラムは、転写材Ｐに転写されないで感光ドラ
ム表面に残った残留トナーがクリーニング装置によって
除去され、次の画像形成に供される。

【００３１】上述の画像形成装置においては、画像形成
を行う場合、ホストコンピュータ等から画像形成命令が
入力されると、画像形成のために、スキャナ装置を立ち
上げ、転写部材に印加する転写バイアスを決定し、定着
ローラ１の温度を定着可能温度まで上昇させるためにメ
イン／サブヒータへの通電を行うと同時に、感光ドラム
への静電潜像書込みのための準備として、図１のフロー
チャートに示すように、ホストコンピュータ等からの画
像情報を、レーザー発信が可能な画像（プリント）信号
に変換する。

【００３２】このような一連の動作は、サーミスタ検知
温度が画像形成装置動作可能温度（スタンバイ状態）と
なる前回転開始温度に到達すると開始される（Ｓ２）。
本実施の形態で用いた画像形成装置では前回転開始温度
は１７０℃とした。サーミスタ検知温度が前回転開始温
度到達前は、メイン／サブヒータの両ヒータ３ａ、３ｂ
を常時オンとして（Ｓ３）、短時間で前回転開始温度に
到達させる。

【００３３】前回転開始温度に到達した後は、メインヒ
ータ３ａは、０．１秒オン、０．９秒オフを繰り返し、
定着ローラ１中央部が両端部に比べて著しく高温になら
ないように通電制御がなされ、サブヒータ３ｂは全点灯
で（Ｓ４）、サーミスタ検知温度Ｔｂが定着温調温度Ｔ
ａになるように定着ローラ１を加熱する（Ｓ５）。本実
施の形態で用いた画像形成装置では定着温調温度Ｔａは
１９０℃とした。サーミスタ検知温度Ｔｂが定着可能な
温度に到達すると、画像形成が行われ（Ｓ６）、記録材
Ｐ上に未定着トナーｔが転写され、その記録材Ｐが定着
ニップＮに搬送されてくる。なお、定着装置が、前回転
温度に達成した後（Ｓ２）、定着温調温度Ｔａに達する
までの間に、画像形成装置における定着装置以外の装置
においては、画像形成のための準備が行われる（Ｓ１
２）。

【００３４】記録材Ｐが定着ニップＮに搬送される直前
にサーミスタ５によって検知されたサーミスタ検知温度
Ｔｂ（Ｓ７）は、制御装置６に送られる。制御装置６で
は、定着温調温度Ｔａ、サーミスタ検知温度Ｔｂ、定着
ローラ１の半径ｒ（＝２０ｍｍ）、定着ローラ１の角速
度ω（＝５．４ｒａｄ／sec ）の各値を、ｎ₀ ＝｛（Ｔｂ−Ｔａ）×（ｒ×ω））｝／３５０に代入してｎ₀ を求め、さらに、その小数点第１位を四
捨五入して、自然数ｎを求める（Ｓ８）。求められたｎ
は連続通紙時の通紙枚数である。

【００３５】求めたｎの値によって、異なる制御を行
う。

【００３６】まず、通紙枚数がｎ枚以下の場合（Ｓ１
０）、メイン／サブヒータへの単位時間当たりの通電割
合は、メインヒータ３ａは単位時間当たり６０％の０．
６秒、サブヒータ３ｂは４０％の０．４秒として固定し
た通電比率で交互点灯とする。この固定した通電比率
は、転写材サイズによることなく一定のものとする。

【００３７】このような通電比率とすることで、オーバ
ーシュートを無くすことが可能となった。従来例で説明
したように、サーミスタ検知温度Ｔｂと定着温調温度Ｔ
ａとの大小関係によってメイン／サブヒータの通電比率
を制御する方式では、最初の記録材Ｐが搬送されてきた
際のメインヒータ３ａは、単位時間当たり１００％の通
電としており、サブヒータ３ｂは転写材Ｐの通紙幅に応
じた単位時間当たり７５〜３０％の通電時間としている
ため、定着ローラ１中央部においてオーバーシュートが
発生してしまった。

【００３８】また、本発明に係る定着装置の温度の制御
は、オーバーシュートの温度分だけ、定着ローラ１の中
央部温度が低下しているが、定着温調温度Ｔａは保って
いるため、定着不良を引き起こすことはなかった。

【００３９】一方、通紙枚数がｎ枚より大きい場合、サ
ーミスタ検知温度Ｔｂと定着温調温度Ｔａとの大小関係
に応じた点灯を行う（Ｓ１１）。

【００４０】ここで、上述のｎ₀ を求める計算式の分母
に用いられる「３５０」という値は、本出願人らが実験
によって求めた値である。図７に分母の値と、高温オフ
セット及び定着性との関係を示す。図７に示すように、
分母を３５０より小さい値とすると、ｎ₀ が大きくな
り、単位時間当たりの通電割合を４０〜６０％の固定比
率として通電制御を行う枚数が増えてしまうため、定着
不良が発生してまった。この傾向は、低温環境で記録材
Ｐやトナー等が冷えている状態で、顕著に現われてしま
った。

【００４１】また、３５０より大きい値であると、ｎ₀
が小さくなり、単位時間当たりの通電割合を４０〜６０
％の固定比率として通電制御を行う枚数が減ってしまう
ため、高温オフセットが発生してしまった。この傾向
は、定格電圧の上限（定格電圧の１０％増）で、顕著に
現われてしまった。

【００４２】次に、ｎ枚目以降の記録材Ｐが連続して搬
送されてくる場合は、ｎ枚目の記録材Ｐが定着ニップＮ
に存在しているときのサーミスタ検知温度Ｔｂと定着温
調温度Ｔａとの大小関係に応じた点灯、すなわち、ｎ枚
目のメイン／サブヒータの通電比率を決定する（Ｓ１
０）。その関係を図８に示す。

【００４３】ｎ枚目の記録材Ｐが定着ニップＮに存在す
る際のサーミスタ検知温度Ｔｂと定着温調温度Ｔａとの
差が、上記の図８に示すように、例えば、−４〜＋２℃
以内の場合には、グループ１のＡ３縦又はＡ４横の記録
材Ｐを通紙していれば、メインヒータ３ａは単位時間当
たり１００％の通電割合とし、サブヒータ３ｂは７５％
の通電割合とする。この通電比率で、定着ローラ１表面
温度が上昇し、サーミスタ検知温度Ｔｂと定着温調温度
Ｔａとの間に＋２〜４℃の温度差が生じた場合は、メイ
ンヒータ３ａは単位時間当たり８０％の通電割合とし、
サブヒータ３ｂは６０％の通電割合として、定着ローラ
１表面の温度上昇を抑える。ここでサーミスタ検知温度
Ｔｂと定着温調温度Ｔａの差の符号は、従来例と同様に
マイナスはサーミスタ検知温度Ｔｂ＞定着温調温度Ｔ
ａ、プラスはサーミスタ検知温度Ｔｂ＜定着温調温度Ｔ
ａとする。＋４〜６℃の温度差が生じた場合は、メイン
ヒータ３ａは単位時間当たり６０％、サブヒータ３ｂは
４５％の通電割合として、以下も同様に通電制御を行
い、定着ローラ１表面温度（サーミスタ検知温度Ｔｂ）
を定着温調温度Ｔａに保持するように通電制御をヒテリ
シスルーチンで行う。

【００４４】また、本実施の形態では、画像形成開始時
ごとに、定着ローラ１の表面温度（サーミスタ検知温度
Ｔｂ）を検知し、そのサーミスタ検知温度Ｔｂと定着温
調温度Ｔａとの差を求め、これによりメイン／サブヒー
タへ固定の通電比率で通電制御を行う通紙枚数を決定し
たが、これに限らず、各種の実験によってサーミスタ検
知温度Ｔｂと定着温調温度Ｔａとの差の分布を知り、ｎ
を画像形成装置固有の固定値とし、その値に応じて、メ
イン／サブヒータの各ヒータ３ａ、３ｂへの通電制御を
決定した場合も、高温オフセットの発生防止、定着不良
の発生防止を両立させた通電制御を確立することが可能
である。本実施の形態で用いた画像形成装置では、ｎ＝
２としたときに、良好な通電制御とすることができた。

【００４５】このような、メイン／サブヒータへの通電
制御を行うことで、画像形成開始直後の定着ローラ１の
中央部のオーバーシュートを抑え、高温オフセットを防
止することが可能となると同時に、定着不良が発生する
ことも防止することが可能となった。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
第１と第２の発熱体を有する定着装置において、画像形
成開始時に、一方の回転体の中央部に発生しがちなオー
バーシュートを抑えることが可能となり、高温オフセッ
トの発生を防止することができる。そして、同時に、一
方の回転体に対しては、トナー像の定着に必要で十分な
熱量を与えることが可能となり、定着不良の発生を有効
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置における通電制御を示す
フローチャート。

【図２】定着装置の概略構成を示す縦断面図。

【図３】メインヒータとサブヒータの配光分布を示すモ
デル図。

【図４】（ａ）は連続画像形成時における定着ローラの
長手方向の温度プロフィールのモデル図。（ｂ）は画像
形成開始時における定着ローラの長手方向の温度プロフ
ィールのモデル図。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は高温オフセットが発
生するようすを示すのモデル図。

【図６】従来の、記録材サイズと、メイン／サブヒータ
の点灯比率と、サーミスタ検知温度Ｔｂと定着温調温度
Ｔａの差との関係を示す図。

【図７】高温オフセット及び定着性と、分母の値との関
係を示す図。

【図８】本実施の形態における、記録材サイズと、メイ
ン／サブヒータの点灯比率と、サーミスタ検知温度Ｔｂ
と定着温調温度Ｔａの差との関係を示す図。

【符号の説明】

１回転体（定着ローラ）２回転体（加圧ローラ）３発熱手段３ａ第１の発熱体（メインヒータ）３ｂ第２の発熱体（サブヒータ）５温度検知手段（サーミスタ）６制御手段（制御装置）Ｎ定着ニップＰ記録材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の回転体を当接させて定着ニップを
形成し、未定着トナー像を担持した記録材を前記定着ニ
ップにて挟持搬送しつつ加熱加圧して前記未定着トナー
像を定着させる定着装置において、前記回転体のうちの一方の回転体の内側に、該回転体の
軸方向に沿って配設されるとともに、前記軸方向につい
ての前記一方の回転体の中央部に対応する位置に発熱部
を有する第１の発熱体と両端部に対応する位置に発熱部
を有する第２の発熱体とを有する発熱手段と、前記一方の回転体の表面温度を検知する温度検知手段
と、該温度検知手段が検知した前記回転体の表面検知温度に
基づいて該表面検知温度を目標定着温度に保持すべく前
記第１の発熱体及び第２の発熱体に対する通電制御を行
う制御手段と、を備え、該制御手段は、前記一方の回転体の半径をｒ、角速度を
ω、前記目標定着温度をＴａ、前記表面検知温度をＴｂ
とし、次式、ｎ₀ ＝｛（Ｔｂ−Ｔａ）×（ｒ×ω）｝／３５０で算出されるｎ₀ の少数第１位を四捨五入して得られる
ｎを通紙枚数としたときに、通紙枚数がｎ枚までは、前
記第１の発熱体と前記第２の発熱体に対する前記通電比
率を固定の通電比率にするとともに、通紙枚数がｎ枚を
超えた場合は、可変の通電比率とする、ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記固定の通電比率は、単位時間当たり
４０〜６０％の間の所定の値に固定する、ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】前記可変の通電比率は、前記表面検知温
度Ｔｂと目標定着温度Ｔａの大小関係に応じて、前記第
１の発熱体に対しては単位時間あたり４０〜１００％の
間で、また前記第２の発熱体に対しては単位時間あたり
０〜８０％の間で可変とする、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の定着装
置。