JPH1145029A - 定着装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱ローラと定着ローラとの間に無端のベル
トを張架駆動させるメルト方式の定着装置の制御方法に
おいて、現に温度低下の発生しているニップ部の温度を
正確に把握し、その結果によって加熱ローラの温度制御
を行うことによって、リアルタイムにこのニップ部の温
度制御が行えるようにする。 【解決手段】 定着ローラ２の温度をサーミスタ１０に
よって検出し、定着モード下では、定着ローラ２側のサ
ーミスタ１０の検出温度情報に基づいて、前記加熱ロー
ラ３のヒーター９を定着温度範囲に温度制御するように
し、また、安定待機モード下では、前記サーミスタ１０
の検出温度情報にかかわりなく前記加熱ローラ３のヒー
ター９の温度制御を停止するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着ベルトを介し
てトナー及び記録媒体を予熱することにより、ニップ部
の温度を低く設定するとともに、ニップ部通過時におい
て定着ベルトを急速に冷却させ、よってニップ部出口で
定着ベルトと分離する記録媒体上のトナーの温度を抑制
することによりオイルレスまたは微量オイル塗布でオフ
セットのない画像を得ることができる、例えば静電写真
複写機、プリンタ、ファクシミリ等に採用される、所謂
メルト定着方式における定着装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のメルト定着方式で
は、図３に示されるように、加熱ローラ０１の外側にこ
の加熱ローラ０１の温度を検出する温度検出素子０２を
配し、この温度検出素子０２による加熱ローラ０１表面
の温度検出に基づいてこの加熱ローラ０１の熱源０３を
断続するようにして、当該加熱ローラ０１の表面温度が
一定になるような制御を行い、結果として前記定着ベル
ト０４を介して定着ローラ０５側、つまりはニップ部０
６の温度制御を行っていた（一例として特開平６−３１
８００１号公報参照）。

【０００３】ところで、この従来の制御手段は、記録媒
体、一般的にペーパーの通過毎に定着ローラ０５の温度
が記録媒体に奪われて下がってしまう。しかし、実際に
記録媒体に接している定着ローラ０５、つまりはニップ
部０６と加熱ローラ０１とが離れているので、双方の温
度変化にタイムラグが発生してしまい、高精度の制御は
望めなかった。つまり、この定着ローラ０５の温度低下
は、定着ベルト０４の現にニップ部０６通過中のベルト
部分の温度低下として現れる。そして、これが実際に前
記温度検出素子０２によって検出されるのは、このニッ
プ部０６通過中のベルト部分が加熱ローラ０１にまで回
転して来て、前記温度検出素子０２を通過するまでは待
たざる得ず、この定着ローラ０５が定着温度範囲に昇温
するまでに時間がかかり、所謂低温オフセットの定着不
良が発生したりする問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、かかる事態を
解決するために本発明者は鋭意研究を重ねた結果、本発
明は、上記のように、加熱ローラと定着ローラとの間に
無端のベルトを張架駆動させるメルト方式の定着装置の
制御方法において、現に温度低下の発生しているニップ
部の温度を正確に把握し、その結果によって加熱ローラ
の温度制御を行うことによって、リアルタイムにこのニ
ップ部の温度制御が行えるようにすることを課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】加熱ローラと定着ローラ
との間に無端のベルトを張架駆動させるメルト方式の定
着装置の制御方法において、定着ローラの温度を温度検
出素子によって検出するようにし、定着モード下では、
前記定着ローラの温度検出手段の検出温度情報に基づい
てこの定着ローラが定着温度範囲を保つように、前記加
熱ローラの熱源を点滅させてその温度を制御し、安定待
機モード下では、前記定着ローラの温度検出手段の検出
温度情報にかかわりなく前記熱源の温度制御を停止する
ことである。

【０００６】この手段によれば、定着モード下では、こ
の定着ローラ側の温度検出素子によるこのニップ部の温
度検出が継続して行われ、その検出情報に基づいて定着
に必要な所定の温度、つまり定着温度範囲が保たれるよ
うに、前記加熱ローラの熱源が点滅されてその温度が制
御され、その熱を引き続いて前記無端のベルトに与え続
ける。

【０００７】しかし、安定待機モード下では、この定着
ローラの温度検出素子の検出温度情報にかかわりなく前
記熱源の温度制御が停止される。

【０００８】このようにして、定着ローラ、つまりはニ
ップ部の検出温度に基づいて加熱ローラの熱源を点滅さ
せてその温度を定着温度範囲が保たれるように制御する
ことによって、従来のようなタイムラグの発生が格段に
少なくなり、リアルタイムにこの定着ローラ側の温度変
化を加熱ローラの熱源の温度制御に反映できるようにな
った。

【０００９】本発明にいう定着モードは、前記無端のベ
ルトが駆動回転されて、前記定着ローラ、つまりニップ
部の温度が定着温度範囲に維持される状態を意味する。

【００１０】また、安定待機モードは、前記定着ベルト
の駆動回転が停止され、併せ前記加熱ローラの温制御も
停止されている状態を意味する。

【００１１】従って本発明は次の効果を有する。直接記
録媒体が接触するニップ部分の温度を検出するようにす
ることによって、加熱ローラ側の温度の検出のみで、こ
のニップ部分の温度制御を行う従来の手法と違って、記
録媒体の吸熱による無端のベルト及び定着ローラの温度
変化にリアルタイムに対応して、タイムラグのない温度
制御が行え、良好な画像を安定して得ることができる。

【００１２】しかも、安定待機モード下では、この定着
ローラの温度検出素子の検出温度情報にかかわりなく前
記熱源の温度制御が停止されるようにすることによっ
て、格段の省エネルギー効果を達成できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明方法を静電写真複写機の
定着装置に採用した場合の要部の概要を示している。

【００１４】この定着装置１は、アルミニウム等の金属
製の芯金上にシリコーンゴム等による耐熱弾性被膜層が
設けられて成る定着ローラ２と、同様にアルミニウム等
の金属製の筒金にテフロン等の被膜層が設けられて成る
加熱ローラ３とが所定の間隔を隔てて配設され、両ロー
ラ間に無端のベルトの一例である定着ベルト４が張設さ
れている。

【００１５】この定着ベルト４は、金属ニッケル等の金
属製の無端状ベルトの外表面にシリコーンゴム等による
離型層が設けられて構成されたり、ポリイミド樹脂等の
樹脂製の無端状ベルトの外表面にシリコーンゴム等によ
る離型層が設けられて構成されたもの等が採用されてい
る。

【００１６】前記定着ローラ２の下方には、この定着ベ
ルト４を介してこの定着ローラ２を押圧するようにして
加圧ローラ５が配設されていて、この定着ベルト４と加
圧ローラとの間にニップ部６が形成される。この加圧ロ
ーラ５は、前記定着ローラ４と同様に、アルミニウム等
の金属製の芯金上にシリコーンゴム等の耐熱弾性被膜層
が設けられて成るものである。

【００１７】そして、前記加熱ローラ３とこのニップ部
６間における前記定着ベルト４の下方に近接させて記録
媒体支持体であるガイド板７が設けられ、この定着ベル
ト４との間に直線状の加熱通路８が形成されている。こ
のガイド板７は、トナー画像転写後の記録媒体を前記加
圧ローラ５と定着ローラ４とのニップ部６に案内する機
能を果たし、トナー画像転写後の記録媒体が前記加熱ロ
ーラ３並びに前記定着ベルト４の捲き掛け下部側を通過
する間に、トナー画像と記録媒体とが予熱されるように
構成されている。

【００１８】このように、トナー画像と記録媒体とを予
熱することで、ニップ部６での定着温度を低く設定する
ことが可能となることに加えて、定着ベルト４の熱容量
が小さいことから、ニップ部６での定着に際し、トナー
と記録媒体とによって急速に熱が奪われて、定着ベルト
４の温度が低下する。そのため、溶融トナーが必要以上
に加熱されなくなり、これによって、記録媒体が定着ベ
ルト４から確実に剥離されるに至り、所謂オフセットが
防止される。

【００１９】前記加熱ローラ３の内部には、熱源となる
ヒーター９が設けられていて、このヒーター９を点滅さ
せることによって、前記ニップ部６における所定の定着
温度が得られるように、この加熱ローラ２が加熱され
る。

【００２０】図示される実施の形態では、加熱ローラ３
の高い熱エネルギーを前記定着ベルト４が熱運搬媒体と
して機能することで、この高い熱エネルギーが定着ロー
ラ２に伝達される構成が採用され、低温オフセットなど
の定着不良が防止されるように構成されているが、必要
に応じて、前記定着ローラ２或いは加圧ローラ５にもヒ
ーターが内蔵される構成を採用できる。

【００２１】そして、本発明では、従来のように、前記
加熱ローラ３の温度を検出する手法と違って、前記ニッ
プ部６の温度を検出するように、温度検出素子の一例と
してのサーミスタ１０が設けられている。現実問題とし
てニップ部６の温度を直接的に検知するのは構造上種々
の制約があることから、本発明ではこれを間接的な温度
検知として行うように構成されている。

【００２２】具体的には、図示されるように、前記サー
ミスタ１０は、前記定着ローラ２の前記定着ベルト４が
捲き掛けられている側の外表面以外の外表面２Ａに圧接
されて設けられている。温度検出をより効果的に行え、
また、ニップ部６の温度を間接的に検知する上でもより
効果的な手段であるからである。

【００２３】そして、このサーミスタ１０によるニップ
部６の検出温度情報は制御部１１に送られ、この情報に
基づき前記ヒーター９が、定着温度範囲を維持するよう
に点滅制御される。

【００２４】前記制御部１１は、定着モード下では、前
記定着ベルト４を駆動回転させるとともに、前記ニップ
部６の温度を定着温度範囲に維持させるように、定着ロ
ーラ２の検出温度情報に基づいて、加熱ローラ３のヒー
ター９を点滅制御する。

【００２５】一方、安定待機モード下では、前記定着ベ
ルト４の駆動回転を停止させるとともに、前記定着ロー
ラ２の検出温度情報にはかかわのりなく、前記加熱ロー
ラ３のヒーター９の点滅制御も停止させる。

【００２６】尚、このサーミスタ１０は、図例では定着
ローラ２の定着ベルト４が捲き掛けられていない側の外
表面２Ａ側に設けられているが、別の手段としては、図
２中想像線で示されるように、定着ベルト４が捲き掛け
られている側の外表面２Ｂ、つまりは、定着ベルト４の
外表面に圧接させて設けられたり、同図一点鎖線で示さ
れるように、可及的に定着ローラ２に近接した位置で、
かつ、定着ベルト４の捲回内側にあって、この定着ベル
ト４の裏面４Ａに圧接されて設けられる手段も採用でき
る。

【００２７】また、図１中の１２は前記定着ベルト４に
シリコーン等の離型剤を塗布するための塗布ローラで、
この定着ベルト４のクリーニングと微量のオイル塗布と
を兼ねて設けられている。また、１３，１４はこの定着
装置１を覆うケースである。更に、図２中の１５は前工
程、具体的には作像部１６で処理された記録媒体１７を
この定着装置１に向かって搬送する搬送ベルトである。

【００２８】また、図１中１８は前記サーミスタ１０
と、前記定着ベルト４の除電を行うための除電器１９と
を纏めて設置するために設けられた支持具で、この定着
装置１のコンパクト化に貢献するものである。

【００２９】次に、以上の構成に係る本発明定着装置の
制御方法について説明する。

【００３０】まず、機器の作動開始時点、つまりメイン
スイッチがＯＮされた時では、制御部１１からの制御司
令に基づき、前記ヒーター９が作動されるとともに、前
記定着ベルト４が駆動回転される。従って、加熱ローラ
３とこれを介して更に定着ベルト４とが加熱される。定
着ベルト４の回転によって、この加熱された定着ベルト
４から前記定着ローラ２にも熱が伝わり、定着ローラ２
も加熱される。

【００３１】この加熱の状況は、この定着ローラ２側に
設けられた前記サーミスタ１０により継続的にこの定着
ローラ２表面温度の検出という形で把握され、これがニ
ップ部６の温度として把握され、この温度の検出情報が
制御部１１に送られる。

【００３２】そして、前記定着ベルト４の駆動回転開始
から、ニップ部６の温度が定着に必要な所定の温度、つ
まり定着温度範囲に至るまでは、前記定着ローラ２側に
設けられた前記サーミスタ１０による検出温度情報に基
づいて、前記ヒーター９の作動がＯＮ，ＯＦＦ（点滅）
制御される。

【００３３】このニップ部６の温度が定着に適した所定
の温度範囲に至ると、前記定着ベルト４の駆動回転が停
止され、前記ヒーター９の温度制御がニップ部６の検出
温度情報にはかかわりなく停止され、機器は定着可能の
待機の状態となる。

【００３４】次いで、例えばプリントスイッチがＯＮ操
作されると、これに連動して、定着モードがとられ、か
つ、所定のタイミングで前記定着ベルト４が駆動回転さ
れ、併せて前記撮像部１６から記録媒体１７が搬送され
て来て、定着処理が行われる。そして、この定着モード
下では、前記ニップ部６が所定の定着温度範囲に保たれ
るように、このサーミスタ１０によるニップ部６の検出
温度情報が前記制御部１１に送られ、この検出温度情報
に基づき、前記ヒーター９が点滅されて、温度制御され
る。

【００３５】次に、定着処理された記録媒体１７の後端
検知（多数枚記録の場合は最終記録媒体の後端検知）に
基づいて、前記制御部１１からは安定待機の司令が発せ
られて、装置は安定待機のモードに切り換えられる。こ
の安定待機のモード下では、前記定着ベルト４の駆動回
転が停止されるとともに、前記サーミスタ１０によるニ
ップ部６の検出温度情報にかかわらず、前記加熱ローラ
３のヒーター９の温度制御も停止される。

【００３６】このように本発明の実施の形態では、加熱
ローラ３側の温度を検出し、この検出温度情報に基づい
てヒーターの温度を制御する従来の手段とは全く異な
り、ニップ部６、つまりは直接記録媒体（ペーパー）１
７に接触する部分にサーミスタ１０が設けられていて、
このサーミスタ１０によってこのニップ部６の温度を検
出し、この検出情報に基づいてヒーター９の温度を定着
温度範囲に制御するようにしてあるから、記録媒体１７
の吸熱による定着ベルト４及び定着ローラ２の温度変化
がリアルタイムに把握でき、しかもこの検出情報を直ち
にこのヒーター９の温度制御に寄与させることができ、
良好な画像を安定して得ることができるようになった。

【００３７】なお、前記温度検出素子としては、サーミ
スタが採用された実施の形態が示されているが、必要に
応じてこのサーミスタ以外の温度センサ、例えば熱膨張
式温度センサ、具体的には、バイメタル式、気体充満
式、気体膨張式、蒸気圧式等、更には熱電式センサ（熱
電対）や抵抗式センサ（金属測温抵抗体）、そして熱放
射式センサ等も採用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置の制御方法を採用した定
着装置の説明図である。

【図２】本発明に係る定着装置の制御方法を静電写真複
写機に採用した場合の要部の説明図である。

【図３】従来の定着装置の制御方法を説明する要部の説
明図である。

【符号の説明】

１…定着装置、２…定着ローラ、２Ａ…定着ローラの外
表面、３…加熱ローラ、４…定着ベルト、６…ニップ
部、９…熱源、１０…ニップ部の温度検出素子、１１…
制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱ローラと定着ローラとの間に無端の
   ベルトを張架駆動させるメルト方式の定着装置の制御方
   法において、定着ローラの温度を温度検出素子によって
   検出するようにし、定着モード下では、前記定着ローラ
   の温度検出手段の検出温度情報に基づいてこの定着ロー
   ラが定着温度範囲を保つように、前記加熱ローラの熱源
   を点滅させてその温度を制御し、安定待機モード下で
   は、前記定着ローラの温度検出手段の検出温度情報にか
   かわりなく前記熱源の温度制御を停止することを特徴と
   する定着装置の制御方法。
2. 【請求項２】 前記定着モードは、前記無端のベルトが
   駆動回転されて、前記定着ローラの温度が定着温度範囲
   に維持されている状態である請求項１記載の定着装置の
   制御方法。
3. 【請求項３】 前記安定待機モードは、前記無端のベル
   トの駆動回転が停止されて、加熱ローラの熱源の温度制
   御も停止されている請求項１記載の定着装置の制御方
   法。