JPH11143290A

JPH11143290A - 定着装置、定着装置のウォームアップ動作制御方法および定着装置の温調制御方法、画像形成装置

Info

Publication number: JPH11143290A
Application number: JP9320563A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Oki; 尚之大木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】回転部材の状態に合わせた最適な時間で確実
にウォームアップを行うことができる定着装置、定着装
置のウォームアップ動作制御方法および定着装置の温調
制御方法、画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ユニット１００のヒートローラー１
１２の表面付近に、ヒートローラー１１２の表面温度を
検知するサーミスタ２０８を配置する。また、ウォーム
アップ動作時の２つのローラー１１２，１１３の回転開
始から任意時間経過後にヒートローラー１１２の表面温
度をサーミスタ２０８で検出し、検出結果に基づいてウ
ォームアップ動作の終了温度を変更もしくは設定できる
マイクロコンピュータ３０１を制御ユニット２０５内に
配置し、ヒートローラ１１２の表面温度がウォームアッ
プ動作の終了温度に達することによりＤＣモータ２０６
を停止させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録用紙などに転
写された現像剤を加熱する定着装置、定着装置のウォー
ムアップ動作制御方法、定着装置の温調制御方法および
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録用紙などに転写された現像剤
を熱により溶融定着させる熱定着方式の画像形成装置で
は、用紙をヒートローラで加熱するとともに加圧ローラ
で加圧して定着させる定着装置の各部材の温度を、定着
性を満足させる温度まで短時間で到達させるように、各
部材を予め暖めておくウォームアップ方式を採用してい
る。これは、主に定着性に関与するヒートローラの表面
を内部のヒータで暖め、ヒートローラの熱を、ヒートロ
ーラに接触している加圧ローラに伝えるようにするもの
であるが、短時間で両者が暖まるように、定着装置に用
紙を通紙させないで、ヒートローラと加圧ローラとを回
転（ウォームアップ回転という）させることにより、両
者が素早く暖まるようにしている。このとき、ヒータに
通電を開始するとともに、ウォームアップ回転を始める
と、ヒートローラの熱が加圧ローラに奪われて、ヒート
ローラの表面温度が一度低下するためにヒートローラの
表面温度が目標温度に達するまでに時間がかかる。そこ
で、ヒートローラが所定温度に達するまでウォームアッ
プ回転を始めないようにしている。ウォームアップ回転
を始めた後は、ある終了条件、例えば、一定時間あるい
はヒートローラの表面温度が一定温度に到達したところ
でウォームアップ回転を停止するようにしている。

【０００３】ところで、通常の画像形成装置では、投入
できる電力に使用上の限界があり、少ない電力で素早く
ウォームアップが終了することが望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のウォー
ムアップでは、常温の状態や定着装置のヒートローラな
どが暖まっている状態でのウォームアップ時間を延ばす
ことなく、加圧ローラが冷えている場合を確実に判別し
てウォームアップ条件を変更することが難しかった。

【０００５】そこで、本発明は、ウォームアップ回転開
始後のヒータで加熱されている回転部材の表面温度の変
化によってヒータで加熱されていない方の回転部材の状
態を間接的に検出し、必要に応じて定着装置のウォーム
アップ動作の終了条件を変更するようにして、回転部材
の状態に合わせた最適な時間で確実にウォームアップを
行うことができ、ウォームアップ動作の終了条件に応じ
た温調を行える定着装置、定着装置のウォームアップ操
作制御方法、定着装置の温調制御方法および画像形成装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本出願にかかる代表的な
発明によれば、上記目的は、互いに圧接されて回転自在
な回転部材と、少なくとも前記一つの回転部材を回転さ
せる回転手段と、少なくとも前記一つの回転部材を加熱
するためのヒータと、前記ヒータで加熱されている回転
部材の表面温度を検出するための温度検出手段と、前記
温度検出手段からの検出温度によってヒータの作動を制
御して温調を行う制御ユニットとを有し、ヒータが回転
部材の加熱を開始した後に、ヒータで加熱されている回
転部材の表面が所定温度に達すると回転手段を始動させ
て回転部材を回転させ、回転部材の表面温度が回転停止
温度に到達すると回転部材の回転を停止させるウォーム
アップ動作を行なう定着装置において、制御ユニット
は、ウォームアップ動作時に回転部材の回転開始から所
定時間経過後に温度検出手段で検出された回転部材の表
面温度に基づいてウォームアップ動作の終了温度の変更
もしくは設定を行い、回転部材の表面温度がウォームア
ップ動作の終了温度に達することによりウォームアップ
動作時の回転部材の回転を終了させるように設定されて
いるにより達成される。

【０００７】また、本出願にかかる代表的な他の発明に
よれば、上記目的は、互いに圧接されて回転自在な回転
部材と、少なくとも前記一つの回転部材を回転させる回
転手段と、少なくとも前記一つの回転部材を加熱するた
めのヒータと、前記ヒータで加熱されている回転部材の
表面温度を検出するための温度検出手段と、前記温度検
出手段からの検出温度によってヒータの作動を制御して
温調を行う制御ユニットとを備えた定着装置のウォーム
アップ動作制御方法において、前記ヒータが回転部材の
加熱を開始した後に、前記ヒータで加熱されている回転
部材の表面が所定温度に達すると回転手段を始動させて
回転部材を回転させ、回転開始後、所定時間が経過した
時点でヒータで加熱されている回転部材の表面温度を検
出し、前記検出温度に基づいて予め設定されているウォ
ームアップ動作の終了温度の設定を変更するか否かを決
定し、前記ヒータで加熱されている回転部材の表面温度
が決定に基づくウォームアップ動作終了温度に達すると
回転部材の回転を終了することにより達成される。

【０００８】また、本出願にかかる代表的な他の発明に
よれば、上記目的は、互いに圧接されて回転自在な回転
部材と、少なくとも前記一つの回転部材を回転させる回
転手段と、少なくとも前記一つの回転部材を加熱するた
めのヒータと、前記ヒータで加熱されている回転部材の
表面温度を検出するための温度検出手段と、前記温度検
出手段からの検出温度によってヒータの作動を制御して
温調を行う制御ユニットとを備え、前記ヒータが回転部
材の加熱を開始した後に、前記ヒータで加熱されている
回転部材の表面が所定温度に達すると回転手段を始動さ
せて回転部材を回転させ、回転開始後、所定時間が経過
した時点でヒータで加熱されている回転部材の表面温度
を検出し、前記検出温度に基づいて予め設定されている
ウォームアップ動作の終了温度の設定を変更するか否か
を決定し、前記ヒータで加熱されている回転部材の表面
温度が決定に基づくウォームアップ動作終了温度に達す
ると回転部材の回転を終了させる定着装置の温調制御方
法において、前記制御ユニットにウォームアップ動作の
終了温度に応じた温調の目標温度が複数設定されてお
り、前記制御ユニットは、ウォームアップ動作の終了温
度に応じて温調の目標温度を変更し、前記変更された温
調の目標温度に応じて制御ユニットがヒータの駆動を制
御することにより達成される。

【０００９】また、本出願にかかる代表的な他の発明に
よれば、上記目的は、表面に静電潜像を形成する像担持
体と、像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現
像装置と、現像された像担持体上のトナー画像を転写材
に転写する転写装置と、転写材に転写されたトナーを転
写材上に定着させる定着装置とを有し、定着装置は、互
いに圧接されて回転自在な回転部材と、少なくとも前記
一つの回転部材を回転させる回転手段と、少なくとも前
記一つの回転部材を加熱するためのヒータと、前記ヒー
タで加熱されている回転部材の表面温度を検出するため
の温度検出手段と、前記温度検出手段からの検出温度に
よってヒータの作動を制御して温調を行う制御ユニット
とを有し、ヒータが回転部材の加熱を開始した後に、ヒ
ータで加熱されている回転部材の表面が所定温度に達す
ると回転手段を始動させて回転部材を回転させ、回転部
材の表面温度が回転停止温度に到達すると回転部材の回
転を停止させるウォームアップ動作を行なう画像形成装
置において、制御ユニットは、ウォームアップ動作時に
回転部材の回転開始から所定時間経過後に温度検出手段
で検出された回転部材の表面温度に基づいてウォームア
ップ動作の終了温度の変更もしくは設定を行い、回転部
材の表面温度がウォームアップ動作の終了温度に達する
ことによりウォームアップ動作時の回転部材の回転を終
了させるように設定されていることにより達成される。

【００１０】つまり、本出願の発明によれば、定着装置
のウォームアップ動作が開始され、回転部材が回転を開
始すると、回転開始から所定時間経過後にヒータで加熱
されている回転部材の表面温度が温度検出手段により検
出されて制御ユニットに温度検出手段からの検出結果が
入力され、その検出結果に基づいて制御ユニットにより
ウォームアップ動作の終了温度を変更するかどうかが判
断され、ウォームアップ動作の終了温度が決定される。

【００１１】ウォームアップ動作の終了温度が決定され
たら、ウォームアップ動作の終了温度になるまで回転部
材が回転させられてヒータで加熱される回転部材の表面
温度が所定温度まで加熱され、回転部材の表面温度が終
了温度となったときに回転が停止されてウォームアップ
動作が終了する。その後は、所定の温調の目標温度とな
るよう回転部材が加熱されるので、余計な時間をかけず
に２つの回転部材が十分に加熱され、実際の定着工程で
ローラの加熱不足による定着不良が防止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１３】図１に、本発明を適用する画像形成装置の
概略構成図を示す。画像形成装置内には、その表面に静
電潜像を形成する感光体ドラム１０１、感光体ドラム１
０１の表面の電荷を除電する前露光ランプ１０２、感光
体ドラム１０１の表面を所望の電位に帯電させる１次帯
電器１０３、静電潜像の現像を行う現像器１０５、現像
器１０５で現像されたトナー像を転写紙に転写する転写
帯電器１０６、互いに圧接されて回転自在な回転部材と
してヒートローラ１１２と加圧ローラ１１３とを有する
定着装置１００などが所定位置に配置されている。な
お、ヒートローラ１１２内にはヒータ１１４が設けられ
ており、後記する制御ユニットからの作動信号によりヒ
ータ１１４が作動してヒートローラ１１２を加熱できる
ようになっており、加熱されたヒートローラ１１２が表
面にトナー像を担持した転写材を加熱できるようになっ
ている。

【００１４】この画像形成装置では、例えば装置の電源
スイッチをＯＮにすることにより制御ユニットが作動
し、定着装置１００の各部材のウォームアップ動作が開
始され、ヒータ１１４でヒートローラ１１２が直接加熱
されるとともに、加熱されたヒートローラ１１２により
加圧ローラ１１３が加熱されて両ローラが所定の温度に
暖められ、画像形成の際に良好な定着を素早く行うこと
ができるようにする。ウォームアップ動作の終了後、図
示を省略したが原稿台に原稿をセットし、コピースター
トキーを押すことにより画像形成が開始される。

【００１５】画像形成プロセスを簡単に説明すると、感
光体ドラム１０１の表面の電荷を前露光ランプ１０２の
照射で除電し、１次帯電器１０３のコロナ放電により、
感光体ドラム１０１の表面を一様に所望の電位に帯電さ
せ、露光手段（図示せず）からの画像露光１０４により
感光体ドラム１０１の表面に静電潜像を形成させる。次
に、感光体ドラム１０１の表面に形成された静電潜像
を、現像器１０５の帯電したトナーで現像し、現像され
たトナー像にタイミングを合わせて、給紙ローラ１０
９，レジストローラ１１０で転写紙１０８を所定位置に
搬送する。所定位置に転写紙１０８が搬送されたら、感
光体ドラム１０１上のトナー像を転写帯電器１０６によ
り転写紙１０８の表面に転写する。トナー像を転写した
転写紙１０８は、搬送部１１１でヒートローラ１１２方
向に搬送され、ヒータ１１４によって加熱されたヒート
ローラ１１２と加圧ローラ１１３で加熱および加圧され
て、転写紙１０８上にトナー像が溶融定着させられ、排
紙ローラ１１５により装置外へ排出されてプリントが終
了する。なお、画像形成装置は上記構成に限るものでは
なく、熱定着方式の画像形成装置であれば本発明を適用
できる。

【００１６】図２に示すように、ウォームアップ動作を
制御する制御ユニット２０５は、ＤＣ電源ユニット２０
４に接続されている。ＤＣ電源ユニット２０４は、コン
セントに差し込まれる電源プラグ２０１からフューズ２
０２、電源スイッチ２０３を介して電源が供給されてお
り、電源スイッチ２０３をＯＮにすることにより、ＤＣ
電源ユニット２０４から制御ユニット２０５にＤＣ５Ｖ
とＤＣ２４ＶのＤＣ電圧が供給できるようになってい
る。

【００１７】また、コンセントからのＡＣ電源は電源ス
イッチ２０３とＤＣ電源ユニット２０４との間で分岐さ
れ、ノイズフィルタ２１０を介して、ヒートローラ１１
２内のヒータ１１４と、ヒータ１１４の制御手段として
設けられたＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅｒｅｌａ
ｙ）２０９とに供給されている。また、ヒータ１１４と
ＳＳＲ２０９は、回路に直列に接続されているととも
に、ＳＳＲ２０９が制御ユニット２０５のコネクタ２１
２に接続されて、制御ユニット２０５からの作動制御信
号によりＳＳＲ２０９が開閉作動できるようになってお
り、制御ユニット２０５でヒータ１１４をＯＮ／ＯＦＦ
できるようになっている。

【００１８】制御ユニット２０５のコネクタ２１１に
は、ヒートローラ１１２の表面温度を検出する温度検出
手段として設けられたサーミスタ２０８が接続されてい
る。サーミスタ２０８は、ヒートローラ１１２の表面付
近に配置されており、ヒータ１１４で加熱されたヒート
ローラ１１２の表面温度を検出して検出結果を制御ユニ
ット２０５に送信できるようになっている。また、ヒー
トローラ１１２と加圧ローラ１１３との両ローラを回転
できる回転手段としてＤＣモータ２０６が設けられてお
り、ＤＣモータ２０６が制御ユニット２０５にコネクタ
２１３を介して接続され、制御ユニット２０５からの作
動信号によりＤＣモータ２０６を作動させることにより
ヒートローラ１１２と加圧ローラ１１３とをそれぞれ所
定方向に回転させることができるようになっている。

【００１９】図３に、制御ユニット２０５内部の概略回
路図を示す。制御ユニット２０５のコネクタ２１１に接
続されたサーミスタ２０８は、抵抗器３０２を介して５
Ｖの電源にプルアップされているとともに、制御ユニッ
ト２０５内のマイクロコンピュータ３０１のＡ／Ｄ変換
端子ＡＮに入力されて、サーミスタ２０８からの検出結
果がマイクロコンピュータ３０１のＡＮに入力できるよ
うになっている。サーミスタ２０８からの検出結果を受
けたマイクロコンピュータ３０１は、ＡＮで受信した検
出電圧をデジタル変換することにより、ヒートローラ１
１２の表面温度を検出できるようになっている。

【００２０】また、制御ユニット２０５のコネクタ２１
２に接続されたＳＳＲ２０９は、その制御入力が抵抗器
３０３を介して５Ｖの電源にプルアップされているとと
もに、トランジスタ３０４、２つの抵抗器３０５，３０
６で構成された回路に接続されて、トランジスタ３０４
がＯＮになることによりＳＳＲ２０９が閉じてヒータ１
１４に電流を通電（ヒータ１１４が作動）できるように
なっている。なお、トランジスタ３０４、２つの抵抗器
３０５，３０６で構成された回路がマイクロコンピュー
タ３０１の出力ポートＰｏ１に接続されており、マイク
ロコンピュータ３０１の出力ポートＰｏ１の出力がハイ
のときにトランジスタ３０４がＯＮ（ＳＳＲ２０９が閉
じてヒータ１１４がＯＮ）になり、出力ポートＰｏ１の
出力がローのときにトランジスタ３０４がＯＦＦ（ＳＳ
Ｒ２０９が開いてヒータ１１４がＯＦＦ）になるように
なっている。

【００２１】制御ユニット２０５のコネクタ２１２に接
続されたＤＣモータ２０６は、２４Ｖの電源と、ＤＣモ
ータ２０６の作動を制御するトランジスタ３０９、２つ
の抵抗器３０７，３０８で構成された回路に接続されて
おり、トランジスタ３０９がＯＮになると、ＤＣモータ
２０６に２４Ｖの電源が供給されて回転できるようにな
っている。なお、トランジスタ３０９、２つの抵抗器３
０７，３０８により構成される回路は、マイクロコンピ
ュータ３０１の出力ポートＰｏ２に接続されて、出力ポ
ートＰｏ２の出力がハイのときトランジスタ３０９がＯ
Ｎ（ＤＣモータ２０６がＯＮ）になり、出力ポートＰｏ
２の出力がローのときにトランジスタ３０９がＯＦＦ
（ＤＣモータ２０６がＯＦＦ）になるようになってい
る。

【００２２】図４に示すフローチャートにより、画像形
成装置の電源スイッチ投入後のウォームアップ動作中に
ヒートローラと加圧ローラとが回転するウォームアップ
回転を説明する。電源スイッチをＯＮにすることにより
ウォームアップ動作がスタートし、ヒートローラ１１２
の表面温度を所定温度に調節する温調の目標温度とし
て、例えば１８０℃を制御ユニット２０５にセットし、
１８０℃温調を開始するとともに、制御ユニット２０５
からヒータ１１４をＯＮする作動信号がＳＳＲ２０９に
送信されてヒートローラ１１２がヒータ１１４によって
加熱される。

【００２３】また、ヒートローラ１１２の温調制御は、
温調の開始から所定期間毎に後記する温調ルーチンが常
時実行されることにより、ヒートローラ１１２の表面温
度を所定温度に調節することができるようになってい
る。

【００２４】本実施形態においては、制御ユニット２０
５内に、温調の目標温度が複数設けられている。具体的
には、複数の温調の目標温度は、上記の１８０℃と、低
温の状態からヒートローラ１１２を加熱する場合の温調
の目標温度としての２００℃との２種類の温調の目標温
度を有している。

【００２５】また、制御ユニット２０５内に、温調ルー
チン内で所定時間毎に動作して動作時に制御ユニット２
０５にセットされている温調の目標温度を判断する温調
温度判断手段を有している。温調温度判断手段は、所定
間隔毎に目標温度を判断し、判断した目標温度に応じて
サーミスタ２０８によるヒートローラ１１２の温度を検
出し、検出した温度が目標温度に達していない場合にヒ
ータをＯＮ作動させるとともに、検出した温度が目標温
度に達した場合にヒータをＯＦＦ作動させることができ
るように設定されている。

【００２６】ここで、本実施形態では、例えば、最初に
制御ユニット２０５にセットされる温調の目標温度であ
る１８０℃よりも５℃低い温度をウォームアップ動作の
終了温度としての両ローラ１１２，１１３の回転終了温
度として設定するようにしている。これは、実際の定着
工程において加圧ローラ１１３がヒートローラ１１２の
表面温度を降下させない程度に、加圧ローラ１１３が暖
められればよいからである。

【００２７】また、ウォームアップ動作ではヒートロー
ラ１１２の表面温度は、サーミスタ２０８の抵抗値変化
からの電圧値をマイクロコンピュータ３０１のアナログ
ポートＡＮに入力してマイクロコンピュータ３０１でデ
ジタル変換されて検出されており、ヒートローラ１１２
の表面温度が所定温度（本実施の形態では、１５０℃を
設定）となったときに、ヒートローラ１１２と加圧ロー
ラ１１３とを回転（加圧ローラ１１３を加熱）させるよ
うに設定されている。

【００２８】ヒートローラ１１２の表面温度が１５０℃
に達すると、マイクロコンピュータ３０１の出力ポート
Ｐｏ２がハイになり、トランジスタ３０９がＯＮになっ
てＤＣモータ２０６が駆動され、ヒートローラ１１２と
加圧ローラ１１３とが回転して加圧ローラ１１３の加熱
が開始される。なお、ヒートローラ１１２と加圧ローラ
１１３とが回転すると、加圧ローラ１１３に熱を奪われ
てヒートローラ１１２の表面温度が一旦低下、もしく
は、温度上昇率が減少する。

【００２９】ヒートローラ１１２と加圧ローラ１１３と
の回転が開始された後、２秒経過した時点でヒートロー
ラ１１２の表面温度をチェックし、その表面温度が回転
開始時の温度である１５０℃から著しく温度が降下して
いないかどうかを判断する。本実施形態では、表面温度
の判定基準温度を１３０℃とする。ここで、１３０℃と
したのは、回転開始時の温度から２０℃以内の温度降下
であれば常温の状態からの開始（加圧ローラ１１３があ
まり冷えていない状態）であったと判断して温調の目標
温度は変更しない。従って、ウォームアップ動作の終了
温度である回転終了温度は変更されない。

【００３０】逆に、回転開始から２秒経過後のヒートロ
ーラ１１２の表面温度が回転開始時の表面温度から２０
℃を超えて降下していた場合は、低温からの開始（加圧
ローラ１１３が冷えていた状態）であったと判断して温
調の目標温度を変更するようにし、両ローラの回転終了
温度は温調の目標温度よりも５℃低い温度に変更するよ
うにした。なお、ヒートローラと加圧ローラとの回転開
始後の経過時間は、２秒に限るものではなく、ローラの
回転速度や両ローラの熱の伝達速度などに合わせて適宜
変更することができる。また、回転開始から所定時間経
過後の時点で、温調の目標温度（回転開始から所定時間
経過後のヒートローラの表面温度に基づいた温度とす
る）を初めて設定するようにしてもかまわない。

【００３１】回転開始から２秒経過後のヒートローラ１
１２の表面温度が、１３０℃以上であった場合は、ヒー
トローラ１１２の表面温度が１７５℃に達するまでヒー
トローラ１１２と加圧ローラ１１３とを回転させる。そ
して、ヒートローラ１１２の表面温度が１７５℃に達し
たら、ＤＣモータ２０６を停止させてヒートローラ１１
２と加圧ローラ１１３との回転を停止させ、ウォームア
ップ回転を終了させてウォームアップ動作を終了させ
る。

【００３２】逆に、回転開始から２秒経過後のヒートロ
ーラ１１２の表面温度が、１３０℃未満に降下していた
（加圧ローラ１１３が冷えていた）場合は、温調の目標
温度を１８０℃から２００℃に設定変更（１８０℃温調
に変えて２００℃温調を開始）し、ヒートローラ１１２
の表面温度が１９５℃に達するまでヒートローラ１１２
と加圧ローラ１１３とを回転させる。そして、ヒートロ
ーラ１１２の表面温度が１９５℃に達したら、ＤＣモー
タ２０６を停止させてヒートローラ１１２と加圧ローラ
１１３との回転を停止させ、ウォームアップ回転を終了
させてウォームアップ動作を終了させる。このように、
ウォームアップスタート時に加圧ローラ１１３の温度が
低かったと判断したときのみ温調の目標温度を上げるこ
とにより、ヒートローラ１１２と加圧ローラ１１３との
回転時間が長くなり加圧ローラの加熱を十分に行うこと
ができる。なお、回転開始から２秒経過後のヒートロー
ラ１１２の表面温度が１３０℃未満に降下していた場合
に、温調の目標温度を１８０℃から２００℃に設定変更
しているが、２００℃に限るものではなく、ウォームア
ップスタート時の目標温度によって適宜変更することが
できる。

【００３３】ウォームアップ回転が終了した後は、以下
の温調ルーチンによりヒートローラ１１２の表面温度が
調節される。なお、ヒートローラ１１２の回転が終了し
た時点で、ヒートローラ１１２の表面温度は温調の目標
温度に近い温度（温調の目標温度よりも５℃低い温度）
に加熱されており、このヒートローラ１１２の回転が終
了した時点で画像形成を開始するようにしてもかまわな
い。

【００３４】図５に、ウォームアップ動作中およびそれ
以降の画像形成装置の電源ＯＮの間に適宜間隔毎に実行
される温調ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチ
ンは、ウォームアップ動作の開始時から、画像形成装置
の電源ＯＮの間に所定間隔で実行されるようになってお
り、温調の目標温度に達したかどうかを判断してヒータ
１１４の作動を制御する。なお、本実施形態では、例え
ば１００ｍｓ毎に定期的に実行されるように設定されて
いる。

【００３５】温調開始から１００ｍＳ毎に温調ルーチン
がスタートし、制御ユニットに設定されている温調の目
標温度が１８０℃（加圧ローラ１１３がそれ程低温でな
い状態でウォームアップがスタートした場合）であるか
どうか判断し、１８０℃温調であれば、ヒートローラ１
１２の表面温度が１８０℃以上であるか判断する。ここ
で、表面温度が１８０℃に達していない場合は、ヒータ
１１４をＯＮ（ヒータ１１４への通電を継続させる）に
して本温調ルーチンが終了する。また、表面温度が１８
０℃以上であれば、ヒータ１１４への通電をＯＦＦにし
て温調ルーチンを終了させる。

【００３６】温調ルーチンのスタート後に、温調の目標
温度の設定値が１８０℃でない（１８０℃温調でない）
と判断された場合は、温調の目標温度の設定値が２００
℃（加圧ローラ１１３の温度が低い状態でウォームアッ
プがスタートした場合）であるかどうかを判断し、２０
０℃温調であれば、ヒートローラ１１２の表面温度が２
００℃以上であるか判断する。ここで、表面温度が２０
０℃に達していない場合は、ヒータ１１４への通電をＯ
Ｎ（ヒータ１１４への通電を継続）にして本温調ルーチ
ンを終了させる。また、ヒートローラ１１２の表面温度
が２００℃以上であるか判断したときに、表面温度が２
００℃以上であればヒータ１１４への通電をＯＦＦにし
て温調ルーチンを終了させる。

【００３７】温調ルーチン終了後、１００ｍＳ経過後に
は、再度、温調ルーチンが実行されヒートローラ１１２
の表面温度を所定温度に調節するようにヒータの駆動を
制御する。以降は、画像形成装置の電源がＯＮとなって
いる間は、１００ｍＳ毎に温調ルーチンが実行される。
なお、画像形成装置が消費電力を少なくするための省電
力モードを有する場合、省電力モード実行中は、上記の
温調ルーチンを実行しないようにすることができる。

【００３８】本実施形態の温調ルーチンでは、温調ルー
チンのスタート後に、１８０℃温調、２００℃温調のど
ちらでもないと判断された場合は、温調中でないと判断
し、ヒータ１１４をＯＦＦして終了する。温調中でない
場合とは、例えば、画像形成装置が省電力モードに移行
しているときなどとすることができ、その場合には、温
調ルーチンにて判断する温調の目標温度を０℃と設定し
て、温調の目標温度が０℃のときに温調中でないと判断
するようにするようにしてもよい。

【００３９】なお、上記のウォームアップ動作は、画像
形成装置の電源スイッチをＯＮにしたときのほか、画像
形成装置が省電力モードから復帰した場合など、定着装
置の各部材を加熱しなおす必要がある場合にも適用する
ことができる。

【００４０】図６に、従来のウォームアップ動作制御に
よって、常温の状態で電源スイッチを入れてウォームア
ップ動作を行なった場合の、ヒートローラ表面の温度変
化を表わすグラフを示す。また、図７に、従来のウォー
ムアップ動作制御によって、低温の（加圧ローラが冷え
ている）状態で電源スイッチを入れてウォームアップ動
作を行なった場合の、ヒートローラ表面の温度変化を表
わすグラフを示す。また、図８に、本実施形態のウォー
ムアップ動作制御方法を用いて、低温の（加圧ローラが
冷えている）状態で電源スイッチを入れてウォームアッ
プ動作を行なった場合の、ヒートローラ表面の温度変化
を表わすグラフを示す。それぞれのグラフは、縦軸が温
度を、横軸が時間を表わし、Ｔ₁がウォームアップ回転
開始時のヒートローラ１１２の表面温度でｔ₁が回転開
始時刻を、Ｔ₂が回転開始から２秒経過後の表面温度で
ｔ₂がその時刻を、Ｔ₃が温調の目標温度でｔ₃が目標温
度に達した時刻を、Ｔ_Rがウォームアップ回転の回転時
間を表わしている。

【００４１】図６からわかるように、常温の状態でウォ
ームアップ動作をスタートさせると、ウォームアップ開
始時刻ｔ₀のときのヒートローラの表面温度（約２０
℃）から、ヒートローラが加熱されてＴ₁の温度でヒー
トローラと加圧ローラとの回転が開始（時刻ｔ₁）され
て回転が始まると、加圧ローラにヒートローラの表面の
熱が奪われて一旦温度の低下が生じているが、温度の低
下幅は小さく、すぐに温度が上昇していることがわか
る。この場合は、時刻ｔ₃で温調の目標温度Ｔ₃に達する
までの時間が短くてすむとともに、ｔ₁からｔ₃までの時
間であるウォームアップ回転時間Ｔ_Rの間に加圧ローラ
も十分に予熱される。

【００４２】ところが、図７からわかるように、ウォー
ムアップ開始時のヒートローラの表面温度が低温（約０
℃）のときは、ローラの回転開始時刻ｔ₁で回転が開始
されると、冷えている加圧ローラにヒートローラの熱が
大きく奪われて、大幅な温度低下が生じており、温度上
昇に時間がかかっている。この場合は、加圧ローラの初
期温度が低かったため、時刻ｔ₃でヒートローラの表面
が温調の目標温度にほぼ到達してウォームアップ回転を
停止するＴ_Rの間では加圧ローラの予熱に十分な時間と
はいえず、加圧ローラの予熱が不十分な状態で実際の定
着工程を行なうこととなり、定着不良の原因となる恐れ
がある。

【００４３】これを避けるために、室温センサを用いて
室温の温度を検出したり、ウォームアップ開始時のヒー
トローラの表面温度を検出したりして、検出温度が低温
であると判断すると、ローラの回転時間間隔Ｔ_Rを伸ば
すようにするなどの対応が考えられる。しかし、室温セ
ンサを用いる場合は、室温のみで判断するので、室温が
低い場合は、定着装置の予熱が十分なとき（例えば、電
源オフの直後に電源を最投入したときなど）にもＴ_Rを
伸ばすように設定してしまい、必要以上にウォームアッ
プ時間が長くなる。また、ウォームアップ開始時のヒー
トローラの表面温度で判断すると、加圧ローラの予熱が
十分であるかどうかの判断が困難で、ヒートローラと加
圧ローラの温度がアンバランスでヒートローラの温度が
高いときなど、Ｔ_Rを延長して加圧ローラを十分に暖め
る必要がある場合に誤って判断する恐れがある。

【００４４】上記の従来のウォームアップ動作に比べ
て、図８に示す本実施形態の場合は、低温（約０℃）の
状態からウォームアップ動作を開始し、ローラの回転開
始時刻ｔ₁でローラが回転をはじめると、一旦ヒートロ
ーラの表面温度が大きく低下しているが、回転開始後の
２秒経過時点ｔ₂においてヒートローラの表面温度を検
出し、回転開始時の温度よりも大きく降下しているとい
う検出結果により、加圧ローラが低温状態であったと判
断して、温調の目標温度Ｔ₃を、図７の従来のウォーム
アップ動作の場合よりも高くしていることがわかる。こ
の場合は、温調の目標温度に到達してローラの回転を終
了するまでの時間Ｔ_Rが、図７の従来のウォームアップ
動作の場合よりも長くなり、温調の目標温度が上がって
いることも合わせて、加圧ローラの予熱を十分に行なう
ことができる。

【００４５】また、本実施形態のウォームアップ動作で
は、回転開始後の２秒経過時点ｔ₂におけるヒートロー
ラの表面温度が回転開始時の温度から大きく降下してい
ないときは、ウォームアップ開始時の加圧ローラの温度
は低温でなかったと判断して、温調の目標温度は変更せ
ずにウォームアップ回転を継続する。そして、ヒートロ
ーラの表面温度が温調の目標温度に到達した時点でウォ
ームアップ動作を停止する。この場合は、ウォームアッ
プ回転時間が、図６の常温の状態からウォームアップを
開始した場合のＴ_R程度となり、余計にウォームアップ
時間が長くなることがない。

【００４６】上記の本実施形態のウォームアップ動作制
御方法を用いた画像形成装置は、電源スイッチを投入し
た後、温調の目標温度が設定されてヒートローラ１１２
がヒータ１１４で加熱され、ヒートローラ１１２が所定
温度に達するとウォームアップ回転が開始される。そし
て、回転開始から所定時間経過後に、ヒートローラ１１
２の表面温度をサーミスタ２０８で検出し、その検出を
マイクロコンピュータ３０１に送信し、検出結果に基づ
いて、ウォ−ムアップ動作の終了温度を変更するかどう
かを判断して最終的なウォ−ムアップ動作の終了温度が
決定され、ウォ−ムアップ動作の終了温度に応じた温調
の目標温度が決定される。ウォ−ムアップ動作の終了温
度が決定したら、ウォームアップ動作の終了温度になる
までローラのウォームアップ回転を継続し、回転終了温
度に達するとウォームアップ回転を終了させてウォ−ム
アップ動作が終了する。

【００４７】ウォ−ムアップ動作の終了後は、温調の目
標温度までヒートローラ１１２を加熱する温調が行なわ
れる。このとき、回転開始時のヒートローラの表面温度
と回転開始から所定時間経過後のヒートローラの表面温
度とにより、ウォームアップ開始時点での加圧ローラの
温度を間接的に判断し、加圧ローラの予熱に必要なウォ
ームアップ回転時間を確保することにより、余計な時間
をかけずに確実に加圧ローラの予熱を行なうことができ
る。なお、ウォームアップ動作後は、原稿台に原稿をセ
ットし、コピースタートキーを押すことにより、良好な
画像形成を素早く行うことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
１の発明によれば、定着装置のウォームアップ動作が開
始され、回転部材が回転を開始すると、回転開始から所
定時間経過後に温度検出部材で検出された回転部材の表
面温度に基づいて制御ユニットによりウォームアップ動
作の終了温度を変更するかどうかが判断されてウォーム
アップ動作の終了温度が決定され、ウォームアップ動作
の終了温度が決定されたら、ウォームアップ動作の終了
温度になるまで回転部材が回転させられ、ヒータで加熱
される回転部材の表面温度が所定温度まで加熱されるこ
とにより、余計な時間をかけずに２つの回転部材を十分
に加熱でき、実際の定着工程でローラの加熱不足による
定着不良を防止できる定着装置となる。

【００４９】また、本出願にかかる第２の発明によれ
ば、制御ユニットにウォームアップ動作の終了温度に応
じた温調の目標温度が複数設定され、ウォームアップ動
作の終了温度に応じて温調の目標温度を変更することに
より、ウォームアップ動作時の回転終了温度に応じた温
調を行うことができ、回転部材を確実に加熱することが
できる定着装置となる。

【００５０】また、本出願にかかる第３の発明によれ
ば、温調の目標温度が複数設定された制御ユニットに設
けられた温調温度判断手段は、所定間隔毎に目標温度を
判断し、判断した目標温度に応じて温度検出部材による
回転部材の温度を検出し、検出した温度が目標温度に達
していない場合にヒータをＯＮ作動させるとともに、検
出した温度が目標温度に達した場合にヒータをＯＦＦ作
動させるように設定されているので、ウォームアップ動
作時の回転終了温度に応じた温調を行うことができ、回
転部材を確実に加熱することができる定着装置となる。

【００５１】また、本出願にかかる第４の発明によれ
ば、定着ユニットがウォームアップ動作を開始し、回転
部材が回転を開始してから所定時間経過した後にヒータ
で加熱されている回転部材の表面温度を検知させ、その
時の温度が所定温度よりも低い場合はウォームアップ動
作終了の温度を設定変更し、所定時間経過後の表面温度
が所定温度よりも高い場合は、予め設定されていた動作
終了の温度を変更しないようにすることにより、ヒータ
で直接加熱されていない方の回転部材の温度が低い場合
を間接的に検出してウォームアップ時間が十分に確保さ
れ、回転部材の加熱不足を防止でき、定着装置の各部材
の温度を定着性の満足できる温度までできるだけ短時間
に到達させることができる定着装置のウォームアップ動
作制御方法となる。

【００５２】また、本出願にかかる第５の発明によれ
ば、ウォームアップ動作の終了温度に応じた温調の目標
温度が制御ユニットに複数設定され、制御ユニットが、
ウォームアップ動作の終了温度に応じて温調の目標温度
を変更し、該変更された温調の目標温度に応じてヒータ
の駆動を制御することことにより、ウォームアップ動作
時の回転終了温度に応じた温調を行うことができ、回転
部材を確実に加熱できる定着装置の温調制御方法とな
る。

【００５３】また、本出願にかかる第６の発明によれ
ば、温調の目標温度を複数有する制御ユニットに設けら
れた温調温度判断手段が、所定間隔毎に目標温度を判断
し、判断した目標温度に応じて温度検出部材による回転
部材の温度を検出し、検出した温度が目標温度に達して
いない場合にヒータをＯＮ作動させるとともに、検出し
た温度が目標温度に達した場合にヒータをＯＦＦ作動さ
せることによりウォームアップ動作時の回転終了温度に
応じた温調を行うことができ、回転部材を確実に加熱で
きる定着装置の温調制御方法となる。

【００５４】また、本出願にかかる第７の発明によれ
ば、画像形成装置の電源スイッチを投入した場合などに
ウォームアップ動作が開始され、回転部材が回転を開始
すると、回転開始から所定時間経過後に温度検出部材で
検出された回転部材の表面温度に基づいて制御ユニット
によりウォームアップ動作の終了温度を変更するかどう
かが判断され、ウォームアップ動作の終了温度が決定さ
れ、ウォームアップ動作の終了温度が決定されたら、ウ
ォームアップ動作の終了温度になるまで回転部材が回転
させられ、ヒータで加熱される回転部材の表面温度が所
定温度まで加熱されることにより、余計な時間をかけず
に２つの回転部材を十分に加熱でき、実際の定着工程で
ローラの加熱不足による定着不良を防止することができ
る画像形成装置となる。

【００５５】また、本出願にかかる第８の発明によれ
ば、制御ユニットにウォームアップ動作の終了温度に応
じた温調の目標温度が複数設定され、ウォームアップ動
作の終了温度に応じて温調の目標温度を変更することに
より、ウォームアップ動作時の回転終了温度に応じた温
調を行うことができ、回転部材を確実に加熱できる画像
形成装置となる。

【００５６】また、本出願にかかる第９の発明によれ
ば、温調の目標温度が複数設定された制御ユニットに設
けられた温調温度判断手段は、所定間隔毎に目標温度を
判断し、判断した目標温度に応じて温度検出部材による
回転部材の温度を検出し、検出した温度が目標温度に達
していない場合にヒータをＯＮ作動させるとともに、検
出した温度が目標温度に達した場合にヒータをＯＦＦ作
動させるように設定されているので、ウォームアップ動
作時の回転終了温度に応じた温調を行うことができ、回
転部材を確実に加熱できる画像形成装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【図２】本発明の画像形成装置に使用される制御ユニッ
ト付近の電気回路を示すブロック図である。

【図３】制御ユニット内部の主要部を示す概略回路図で
ある。

【図４】本発明のウォームアップ動作制御を示すフロー
チャートである。

【図５】本発明の温調ル−チンを示すフローチャートで
ある。

【図６】従来のウォームアップ動作を、常温の状態から
行った場合のヒートローラの表面温度を示す温度プロフ
ィール図である。

【図７】従来のウォームアップ動作を、低温の状態から
行った場合のヒートローラの表面温度を示す温度プロフ
ィール図である。

【図８】本発明のウォームアップ動作を、低温の状態か
ら行った場合のヒートローラの表面温度を示す温度プロ
フィール図である。

【符号の説明】

１００定着装置１１２ヒートローラ（回転部材）１１３加圧ローラ（回転部材）１１４ヒータ２０５制御ユニット２０６ＤＣモータ２０８サーミスタ２０９ＳＳＲ３０１マイクロコンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに圧接されて回転自在な回転部材
と、少なくとも前記一つの回転部材を回転させる回転手
段と、少なくとも前記一つの回転部材を加熱するための
ヒータと、前記ヒータで加熱されている回転部材の表面
温度を検出するための温度検出手段と、前記温度検出手
段からの検出温度によってヒータの作動を制御して温調
を行う制御ユニットとを有し、ヒータが回転部材の加熱
を開始した後に、ヒータで加熱されている回転部材の表
面が所定温度に達すると回転手段を始動させて回転部材
を回転させ、回転部材の表面温度が回転停止温度に到達
すると回転部材の回転を停止させるウォームアップ動作
を行なう定着装置において、制御ユニットは、ウォーム
アップ動作時に回転部材の回転開始から所定時間経過後
に温度検出手段で検出された回転部材の表面温度に基づ
いてウォームアップ動作の終了温度の変更もしくは設定
を行い、回転部材の表面温度がウォームアップ動作の終
了温度に達することによりウォームアップ動作時の回転
部材の回転を終了させるように設定されていることを特
徴とする定着装置。
【請求項２】制御ユニットは、ウォームアップ動作の
終了温度に応じた温調の目標温度が複数設定されてお
り、ウォームアップ動作の終了温度に応じて温調の目標
温度を変更するようになっていることとする請求項１に
記載の定着装置。
【請求項３】温調の目標温度が複数設定された制御ユ
ニットは、所定時間毎に動作して動作時に設定されてい
る温調の目標温度を判断する温調温度判断手段を有し、
前記温調温度判断手段は、所定間隔毎に目標温度を判断
し、判断した目標温度に応じて温度検出部材による回転
部材の温度を検出し、検出した温度が目標温度に達して
いない場合にヒータをＯＮ作動させるとともに、検出し
た温度が目標温度に達した場合にヒータをＯＦＦ作動さ
せるように設定されていることとする請求項２に記載の
定着装置。
【請求項４】互いに圧接されて回転自在な回転部材
と、少なくとも前記一つの回転部材を回転させる回転手
段と、少なくとも前記一つの回転部材を加熱するための
ヒータと、前記ヒータで加熱されている回転部材の表面
温度を検出するための温度検出手段と、前記温度検出手
段からの検出温度によってヒータの作動を制御して温調
を行う制御ユニットとを備えた定着装置のウォームアッ
プ動作制御方法において、前記ヒータが回転部材の加熱
を開始した後に、前記ヒータで加熱されている回転部材
の表面が所定温度に達すると回転手段を始動させて回転
部材を回転させ、回転開始後、所定時間が経過した時点
でヒータで加熱されている回転部材の表面温度を検出
し、前記検出温度に基づいて予め設定されているウォー
ムアップ動作の終了温度の設定を変更するか否かを決定
し、前記ヒータで加熱されている回転部材の表面温度が
決定に基づくウォームアップ動作終了温度に達すると回
転部材の回転を終了することを特徴とする定着装置のウ
ォームアップ動作制御方法。
【請求項５】互いに圧接されて回転自在な回転部材
と、少なくとも前記一つの回転部材を回転させる回転手
段と、少なくとも前記一つの回転部材を加熱するための
ヒータと、前記ヒータで加熱されている回転部材の表面
温度を検出するための温度検出手段と、前記温度検出手
段からの検出温度によってヒータの作動を制御して温調
を行う制御ユニットとを備え、前記ヒータが回転部材の
加熱を開始した後に、前記ヒータで加熱されている回転
部材の表面が所定温度に達すると回転手段を始動させて
回転部材を回転させ、回転開始後、所定時間が経過した
時点でヒータで加熱されている回転部材の表面温度を検
出し、前記検出温度に基づいて予め設定されているウォ
ームアップ動作の終了温度の設定を変更するか否かを決
定し、前記ヒータで加熱されている回転部材の表面温度
が決定に基づくウォームアップ動作終了温度に達すると
回転部材の回転を終了させる定着装置の温調制御方法に
おいて、前記制御ユニットにウォームアップ動作の終了
温度に応じた温調の目標温度が複数設定されており、前
記制御ユニットは、ウォームアップ動作の終了温度に応
じて温調の目標温度を変更し、前記変更された温調の目
標温度に応じて制御ユニットがヒータの駆動を制御する
ことを特徴とする定着装置の温調制御方法。
【請求項６】温調の目標温度を複数有する制御ユニッ
トは、所定時間毎に動作して動作時に設定されている温
調の目標温度を判断する温調温度判断手段を有し、前記
温調温度判断手段は、所定間隔毎に目標温度を判断し、
判断した目標温度に応じて温度検出部材による回転部材
の温度を検出し、検出した温度が目標温度に達していな
い場合にヒータをＯＮ作動させるとともに、検出した温
度が目標温度に達した場合にヒータをＯＦＦ作動させる
ように設定されていることとする請求項５に記載の定着
装置の温調制御方法。
【請求項７】表面に静電潜像を形成する像担持体と、
像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像装置
と、現像された像担持体上のトナー画像を転写材に転写
する転写装置と、転写材に転写されたトナーを転写材上
に定着させる定着装置とを有し、定着装置は、互いに圧
接されて回転自在な回転部材と、少なくとも前記一つの
回転部材を回転させる回転手段と、少なくとも前記一つ
の回転部材を加熱するためのヒータと、前記ヒータで加
熱されている回転部材の表面温度を検出するための温度
検出手段と、前記温度検出手段からの検出温度によって
ヒータの作動を制御して温調を行う制御ユニットとを有
し、ヒータが回転部材の加熱を開始した後に、ヒータで
加熱されている回転部材の表面が所定温度に達すると回
転手段を始動させて回転部材を回転させ、回転部材の表
面温度が回転停止温度に到達すると回転部材の回転を停
止させるウォームアップ動作を行なう画像形成装置にお
いて、制御ユニットは、ウォームアップ動作時に回転部
材の回転開始から所定時間経過後に温度検出手段で検出
された回転部材の表面温度に基づいてウォームアップ動
作の終了温度の変更もしくは設定を行い、回転部材の表
面温度がウォームアップ動作の終了温度に達することに
よりウォームアップ動作時の回転部材の回転を終了させ
るように設定されていることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項８】制御ユニットは、ウォームアップ動作の
終了温度に応じた温調の目標温度が複数設定されてお
り、ウォームアップ動作の終了温度に応じて温調の目標
温度を変更するようになっていることとする請求項７に
記載の画像形成装置。
【請求項９】温調の目標温度を複数有する制御ユニッ
トは、所定時間毎に動作して動作時に設定されている温
調の目標温度を判断する温調温度判断手段を有し、前記
温調温度判断手段は、所定間隔毎に目標温度を判断し、
判断した目標温度に応じて温度検出部材による回転部材
の温度を検出し、検出した温度が目標温度に達していな
い場合にヒータをＯＮ作動させるとともに、検出した温
度が目標温度に達した場合にヒータをＯＦＦ作動させる
ように設定されていることとする請求項８に記載の画像
形成装置。