JPH05127552A

JPH05127552A - 画像定着装置

Info

Publication number: JPH05127552A
Application number: JP3291137A
Authority: JP
Inventors: Yuji Toyomura; 祐士豊村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【目的】記録媒体に形成された粉体像を定着する画像
定着装置のローラ温度が、所定の温度に常に保てるウォ
ームアップが自動的に行われる画像定着装置。【構成】ローラを加熱するヒータドライバ部８と、ロ
ーラを回転させるローラ駆動部１０と、これらの駆動テ
ーブルが記憶された記憶手段１２を有し、ＣＰＵ１が定
着時に用いる第一の速度の高速ローラ駆動時間と、第一
の速度より低速で待機時の第二の速度より高速の第三の
速度によるローラ駆動期間でローラを駆動するように制
御する。また第三の速度によるローラ駆動期間が、温度
検出部４によりローラ温度が所定の温度に達したことを
検出するまでの時間をタイマー１１で測定し、駆動テー
ブルを参照することにより決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンタ，
複写機等に使用され、定着温度制御および定着用ローラ
の回転速度制御を行う画像定着装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータを初めと
するコンピュータシステムの機能向上にともない高速で
高画質のプリンタが要求されている。高速プリンタとし
ては電子写真方式が実用化されている。一般的なこの種
の電子写真装置では、均一に帯電された感光体をレーザ
ビーム等で露光して潜像を形成し、これを微小粉体（以
降トナーと呼称する）で現像し粉体像（以降トナー像と
呼称する）を形成する。このトナー像を記録媒体（以降
記録紙と呼称する）に転写し、記録紙に転写されたトナ
ー像を、熱や圧力、及びその両方で記録紙に定着して、
出力画像を得る。

【０００３】このような定着に用いる画像定着装置は、
少なくとも加熱手段を有する加熱ローラと、定着ローラ
に圧接した加圧ローラとで構成され、この加熱及び加圧
された一対のローラ間に表面にトナー像を形成した記録
紙を挟持しつつ搬送して、トナー像に短時間熱と圧力を
加え、記録紙上に定着させる。

【０００４】以下、従来の画像定着装置について、図８
〜図１２を用いて説明する。図８は画像定着装置の構成
を示した断面図であり、図９は定着部位の拡大図であ
り、図１０は画像定着装置の温度制御部のブロック構成
図であり、図１１は従来の画像定着装置の制御フローで
あり、図１２は従来の画像定着装置の制御結果を図示し
たものである。

【０００５】図８において、１０１は加熱ローラであ
り、駆動源（図示せず）に連結され、側壁（図示せず）
に回転自在に支持されている。１０３はヒータであり、
加熱ローラ１０１内に収容されている。４はサーミスタ
等を用いた温度検出であり加熱ローラ表面温度を検出す
る。１０２は加圧ローラであり、加圧ローラ支持部材１
０４によって、加熱ローラ１０１に接離自在に支持され
る。加圧ローラ支持部材１０４は側壁（図示せず）にピ
ン１１０によって支持され、その端部にて付勢部材（図
示せず）によって付勢力ｆで矢印Ａ方向に付勢され、加
圧ローラ１０２を加熱ローラ１０１に圧接する。その
時、加圧ローラ１０２と加熱ローラ１０１間の圧接力Ｆ
は、てこの原理によって（１）式のようになる。

【０００６】Ｆ＝ｆ×（Ｌ₂／Ｌ₁）・・・・・（１）加熱ローラ１０１は表面にシリコンゴム等を薄くコーテ
ィングした金属ローラであり、加圧ローラ１０２は表面
に薄い弗素樹脂皮膜を持つゴムローラである。

【０００７】両ローラを圧接することによって、図９の
如く加圧ローラ１０２を変形させて接触面積を増加さ
せ、記録紙の加熱時間（ａ点からｂ点間で移動する時
間）を長くしている。

【０００８】つぎに、定着動作時において、図８の加熱
ローラ１０１はＣ方向に、加圧ローラ１０２はＤ方向
に、各々等しい周速で回転し、トナー像１１２が形成さ
れた記録紙１１３は、Ｂ方向に搬送される。記録紙ガイ
ド１１１によって画像定着装置に導かれた記録紙１１３
は、ヒータ１０３によって熱せられた加熱ローラ１０１
と加圧ローラ１０２との間を通過する。その時に未定着
トナー像が加熱ローラ１０１の表面に圧接され、瞬間的
に熱を加えられてトナーが溶融し、記録紙１１３に融着
し、トナー像が記録紙上１１３に定着される。画像定着
装置を出た記録紙１１３は、排出ローラ１０７，１０８
によって排紙トレイ１０９上に排出される。

【０００９】つぎに図１０を用いて画像定着装置の温度
制御について詳細に説明する。制御手段としての中央演
算処理装置（以降ＣＰＵと記す）はデータラッチ部２に
対して、実際の温度に対応したディジタルデータを出力
する。ラッチされたデータはデータ比較部３に出力され
る。一方定着器の温度は加熱ローラ１０１表面に接して
設置された温度検出手段としての温度検出部４で検出さ
れる。温度検出部４ではサーミスタを用いて、温度によ
りサーミスタの抵抗値が変化することを利用し、サーミ
スタ両端の電位をＡ／Ｄ変換部５でディジタルデータに
変換し、これをデータ比較部３に出力する。データ比較
部３はデータラッチ部２のデータとＡ／Ｄ変換部５のデ
ータを比較し、データラッチ部２の値の方が高温を示せ
ばハイレベル（以降ＨＩレベルと記す）を、それ以外の
場合はロウレベル（以降ＬＯレベルと記す）をゲート部
７に出力する。後述するエラー検出部６は通常（エラー
非検出時）ＨＩレベルをゲート部７に出力している。ゲ
ート部７はＡＮＤ回路で構成されており、エラー非検出
時は、データ比較部３の出力レベルはそのままヒータド
ライバ部８に入力される。ヒータドライバ部８は入力が
ＨＩレベルならば定着装置ヒータ９をオンに、入力がＬ
Ｏレベルならば定着装置ヒータ９をオフに制御する。

【００１０】一方温度検出部４の出力はエラー検出部６
にも入力されている。エラー検出部６は前述のように通
常ＨＩレベルを出力しているが、温度検出部４の出力電
位が、例えば−１０℃以下に相当する電位であればサー
ミスタがオープンし、２３０℃以上に相当する電位であ
れば制御失敗と判断し、ゲート部７に対してＬＯレベル
を出力する。このときＡＮＤ回路であるゲート部７は常
にＬＯレベルを出力するから、ヒータドライバ８の入力
はＬＯとなり定着装置ヒータ９はオフされる。また画像
定着装置は一般に高温を扱うため、安全上加熱ローラ１
０１上にサーモスタット等を配置し（図示せず）、加熱
ローラ１０１の表面温度を独立して監視し、設定値以上
の高温が検出された場合、強制的に定着装置ヒータ９を
オフする構成がとられている。また、Ａ／Ｄ変換部５の
出力及びエラー検出部６の信号はＣＰＵ１に接続されて
おり、ＣＰＵ１で現在の定着器温度を監視でき、またエ
ラーの発生も知ることができる。

【００１１】つぎに図１１を用いて従来例の画像定着装
置の制御フローを詳細に説明する。（ステップ１１ａ）まず装置全体の電源が投入される。

【００１２】（ステップ１１ｂ）加熱ローラ表面温度を
待機中温度Ｔｓｔ（例えば１５０℃）に設定する。

【００１３】（ステップ１１ｃ）温度設定を行うと、ヒ
ータがオンし加熱ローラの表面温度が上昇するＣＰＵ１
は加熱ローラ表面温度の監視を開始し、表面温度がプロ
セス初期化開始温度Ｔｉｎ（例えば１００℃）になるま
で待つ。プロセス初期化開始温度Ｔｉｎは加熱ローラ１
０１上に付着したトナーが十分軟化する温度であり、Ｔ
ｉｎ未満の温度で加圧ローラ１０２，加熱ローラ１０１
を回転させると、ローラ表面に傷等が生じる恐れがあ
る。

【００１４】（ステップ１１ｄ）加熱ローラ表面温度が
Ｔｉｎに達したなら、加熱ローラ１０１，加圧ローラ１
０２を共に回転させる。回転速度は定着速度（以降Ｖａ
と記す）である。

【００１５】（ステップ１１ｅ）電子写真プロセスの初
期化を開始する。プロセス初期化が終了するまで次のス
テップには進まない。

【００１６】（ステップ１１ｆ）加熱ローラ表面温度が
待機中温度Ｔｓｔになるまで待つ。この間に加圧ローラ
表面温度も待機中温度Ｔｓｔに近づく。

【００１７】（ステップ１１ｇ）加熱ローラ，加圧ロー
ラの回転を停止する。以上でウォームアップを終了す
る。

【００１８】（ステップ１１ｈ）印字開始指令の有無を
判定する。

【００１９】（ステップ１１ｉ）印字開始指令がない場
合、常に加熱ローラ表面の温度設定は待機中Ｔｓｔを維
持する。

【００２０】（ステップ１１ｊ）ＣＰＵ１でエラーをチ
ェックする。異常高温，サーミスタオープン等のエラー
が発生すればエラー処理を行う。エラー処理には、ヒー
タの強制オフが含まれる。エラーが検出されなければ、
ステップ１１ｂに戻る。

【００２１】（ステップ１１ｋ）印字開始指令があった
場合、加熱ローラ表面温度を動作中温度Ｔｐｒに設定す
る。Ｔｐｒは待機中温度Ｔｓｔより高温の設定である
（例えば１６０℃）。このように待機中の加熱ローラ表
面温度を低く設定する理由は、消費電力量の低減、画像
定着装置近傍に熱に注意すべきユニット（例えば現像ユ
ニット等。電子写真装置をコンパクトにしようとする
と、画像定着装置の上に画像ユニットを配置すると最良
の結果が得られる場合がある）が存在する等による。

【００２２】（ステップ１１ｌ）加熱ローラ１０１と加
圧ローラ１０２の回転を開始する。回転速度はＶａであ
る。

【００２３】（ステップ１１ｍ）各印字プロセスを順次
起動し画像を形成する。

【００２４】（ステップ１１ｎ）ＣＰＵ１でエラーをチ
ェックする。異常高温，サーミスタオープン等のエラー
が発生すればエラー処理を行う。エラー処理では全電子
写真プロセスを停止する。

【００２５】（ステップ１１ｏ）全印字プロセスが終了
したかチェックする。プロセスの途中であればステップ
１１ｎに戻る。

【００２６】（ステップ１１ｐ）全印字プロセスが終了
していれば、加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０２の回
転を停止し、ステップ３−８に戻る。

【００２７】つぎに図１２を用いて上記の動作フローに
基づく実際の制御結果を詳細に説明する。図１２の細線
で描かれたグラフは、加熱ローラ表面においてサーミス
タで検知される実際の温度を示し、太線で描かれたグラ
フは、ＣＰＵ１で設定する加熱ローラ表面温度の設定値
である。時間軸のＸ０の時点で装置全体の電源が投入さ
れる。電源投入直後に加熱ローラ表面温度は待機中温度
であるＴｓｔに設定される。温度設定と共に加熱ローラ
１０１内のヒータ１０３はオンされ、加熱ローラ表面温
度は上昇し始める。やがて加熱ローラ表面温度はトナー
が十分に軟化する温度Ｔｉｎに達する。Ｔｉｎに達した
時点をＸ１とするとＸ０からＸ１の間は加熱ローラ１０
１，加圧ローラ１０２共に停止している。トナー軟化以
前にローラを回転させると各ローラを傷つける恐れがあ
る。

【００２８】加熱ローラ表面温度がＴｉｎに達すると、
加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０２共に回転を開始す
る。回転速度は定着速度Ｖａである。それと同時に電子
写真プロセスの初期化が行われる。初期化では電子写真
プロセスの実行に必要なユニットの有無，各ユニット位
置チェック，各種モータ動作チェック等を行う。これら
のチェックでエラーが検出されれば、エラー処理を行
い、全ての動作を停止する。

【００２９】加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０２の回
転は、加熱ローラ表面温度が、待機中温度Ｔｓｔに達す
るまで続けられる。Ｔｓｔに達した時点をＸ２とすれ
ば、両ローラが回転速度Ｖａで回転しているのは、Ｘ１
からＸ２までとなる。Ｘ１からＸ２までの加熱ローラ表
面温度の上昇速度勾配が異なるのは、Ｘ１以降はローラ
を回転させるため、加熱ローラ１０１の熱が加圧ローラ
１０２に奪われるためである。

【００３０】Ｘ２の時点で加熱ローラ１０１，加圧ロー
ラ１０２の回転を停止し、ウォームアップ期間を終了す
る。以降は待機中となり、印字開始指令が与えられれ
ば、各電子写真プロセスを起動し画像形成を行う。加熱
ローラ１０１の表面温度はＸ２以降オーバーシュート
し、定着可能温度Ｔａｗを越える温度まで上昇するが、
待機時間が経過するにつれてＴｓｔを中心として±３℃
程度で安定する。この待機中の状態で長時間画像定着装
置が放置された場合、加熱ローラ１０１と加圧ローラ１
０２は常に同一部分で接触したままなので、加圧ローラ
側の表面温度は、加熱ローラと接触した近傍を除いて、
徐々に低下する。

【００３１】この状態でＸ３の時点に印字開始指令が与
えられたとする。印字開始指令の直後、加熱ローラ１０
１と加圧ローラ１０２は回転速度Ｖａで回転を開始す
る。またこれとほぼ同時に加熱ローラ表面温度の設定
は、待機中の設定温度Ｔｓｔより高温のＴｐｒとなって
いる。しかし実際の加熱ローラ表面温度は、両ローラの
回転を開始すると急激に低下する。このため画像定着装
置の入口に記録紙が到達したＸ４時点では定着可能温度
Ｔａｗに達しない。

【００３２】この問題を解決するため、待機中は加熱ロ
ーラ１０１，加圧ローラ１０２をある一定の低速度で回
転させて加熱ローラ１０１の熱を加圧ローラ１０２の全
周に供給する方法がある。熱は高温部から低温部に流れ
るので、加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０２の接触部
位を移動させれば、加熱ローラ１０１の熱を加圧ローラ
１０２に供給することができる。この時の回転速度は、
騒音や各ローラの寿命等を考慮して可能な限り低速で回
転させるのが一般的である。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】加熱ローラ表面温度を
待期中と動作中で異なるような設定（動作中の方が高温
設定）した画像定着装置では、ウォームアップが終了し
た直後に加熱ローラと加圧ローラを停止させて待機させ
る方式の場合、待機中に熱源を持たない加圧ローラ側の
温度が著しく低下するため、プリント開始が指示され、
トナー像を形成された記録紙が定着装置の入口に達した
時点に加圧ローラの表面温度が定着可能温度に達せず、
定着不良（光沢のないコールドオフセット状態）が発生
したり、たとえ定着可能温度に達したとしても、待機時
に加圧ローラと加熱ローラが接触していた近傍のみが高
温のため、定着画像に光沢ムラが発生する。

【００３４】また待機中に加熱ローラと加圧ローラを低
速で回転させる方法を採用した場合、ウォームアップ後
長時間経過して印字を開始すれば、定着時の加熱ローラ
の温度は定着可能温度Ｔａｗに達する。しかし待機状態
になって数分程度の比較的短時間経過した時点で印字を
開始した場合は、加熱ローラ，加圧ローラを回転させ始
めた直後に加熱ローラ温度が急激に降下し、結果として
定着可能温度Ｔａｗに達しない場合がある。これはウォ
ームアップ終了時点では加圧ローラ中心部は依然低温状
態であり、騒音，ローラ寿命等を考慮して設定された回
転速度では、加熱ローラから供給される熱は加圧ローラ
中心部に奪われ、加圧ローラの表面温度は、加熱ローラ
と接する部分以外では実質的に低いためと考えられる。
また画像定着装置ユニット自体が通常のウォームアップ
終了時点で、十分高温になっていないのも一つの要因で
ある。これらの場合も実際の定着開始時点に加熱ローラ
の表面温度が定着可能温度に達せず、定着不良が発生す
る。

【００３５】本発明は上記課題に留意し、いかなる場合
も確実にローラ温度が所定の温度が保てるウォームアッ
プが自動的に行われる画像定着装置を提供しようとする
ものである。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像定着装置は、２本のローラで粉体像が形
成された記録媒体を挟持して加熱搬送することにより粉
体像を定着する画像定着装置において、ローラの温度が
第一の温度とそれより高い第二の温度の間は定着動作時
の第一の速度でローラを駆動し、この第二の温度に達す
るまでの時間に応じて定められた期間は第一の速度より
低速で待機中の第二の速度より高速の第三の速度でロー
ラを駆動し、それ以降は第二の速度で駆動するように制
御する制御手段を有するものである。

【００３７】

【作用】上記構成の本発明の画像定着装置は、まずロー
ラがまだ低温のときは定着時の最も高速である第一の速
度でローラを駆動し、加熱ローラの温度を高速に加圧ロ
ーラに伝達させ、つぎに待機中の最も低速の第二の速度
より高速で、第一の速度よりは低速の中間の速度の第三
の速度でローラを駆動し、十分にローラの中心まで温度
が上昇するようにする。この場合第一の速度で目的とす
る第二の温度までローラの表面温度が上昇するまでの時
間をタイマーなどで計測し、その時間が長ければローラ
の中心まで温度が上昇する時間が長くかかると判断し
て、その計測された時間に応じて第三の速度でローラの
駆動を決めている。このようにして十分ローラの中心に
まで温度が伝達された後は印字指令があるまで第二の温
度でローラは駆動される。

【００３８】

【実施例】以下、本発明による一実施例の画像定着装置
について、図１〜図７を用いて説明する。図１は本実施
例の画像定着装置の構成を示すブロック図、図２は本実
施例の画像定着装置の制御結果の加熱ローラの温度変化
を示したものであり、図３は第一の実施例における制御
フローを示したものであり、図４は本発明の第二の実施
例の画像定着装置における制御フローを示したものであ
る。

【００３９】図１において構成要素として従来例と同一
の機能を有するものは同一の符号を付してその説明を省
略する。１０は従来例では省略していたがＣＰＵ１によ
り制御され、加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０２を回
転させる駆動手段としてのローラ駆動部，１１は温度検
出部４からの温度情報に基づきローラ駆動部１０の駆動
期間などを決める時間を計数するタイマー、１２はタイ
マー１１で計数された時間によりローラ駆動部１０の駆
動期間が決まるテーブルを記憶する記憶手段である。

【００４０】まず図３を用いて本発明の第一の実施例の
画像定着装置の動作フローを詳細に説明する。

【００４１】（ステップ３ａ）まず図１に示す画像定着
装置全体の電源が投入される。このときの加熱ローラ温
度をＴｏｎとする。

【００４２】（ステップ３ｂ）電源投入時の温度Ｔｏｎ
から加熱ローラ表面温度が待機中温度Ｔｓｔに達するま
での時間を計測するため、タイマー１１を起動する。

【００４３】（ステップ３ｃ）加熱ローラ表面温度を待
機中温度Ｔｓｔ（例えば１５０℃）に設定する。この設
定で定着装置ヒータ９がオンし、加熱ローラ１０１の表
面温度が上昇し始める。（ステップ３ｄ）ＣＰＵ１は加熱ローラ表面温度の監視
を開始し、表面温度が第一の温度としてのプロセス初期
化開始温度Ｔｉｎ（例えば１００℃）になるまで待つ。
表面温度＞Ｔｉｎならば、すぐに次のステップに進む。
プロセス初期化開始温度Ｔｉｎは加熱ローラ１０１上に
付着したトナーが十分軟化する温度であり、Ｔｉｎ未満
で加圧ローラ１０２，加熱ローラ１０１を回転させる
と、ローラ表面に傷等が生じる恐れがある。

【００４４】（ステップ３ｅ）加熱ローラ表面温度がＴ
ｉｎに達したなら、ＣＰＵ１によりローラ駆動部１０が
起動され加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０２を共に回
転させる。回転速度は第一の速度として定着速度Ｖａで
ある。

【００４５】（ステップ３ｆ）電子写真プロセスの初期
化を開始する。

【００４６】（ステップ３ｇ）プロセス初期化終了まで
待つ。プロセス初期化中であっても加熱ローラ表面温度
は上昇し続ける。初期化が終了すればステップ３ｉへ進
む。

【００４７】（ステップ３ｈ）初期化は終了していない
が、加熱ローラ表面温度はＴｓｔに達する場合があるた
め、これをチェックする。Ｔｓｔに達していなければス
テップ３ｇに戻る。

【００４８】（ステップ３ｉ）もしＴｓｔに達していれ
ば、タイマー１１のタイマー動作を停止し、タイマー１
１の値は保持しておく。本フローには明記していない
が、ステップ３ｉを一度通過すると、フラグを立て、こ
のフラグを参照して、以降はステップ３ｈでは常にＮｏ
へ進み、ステップ３ｊは即Ｙｅｓへ進むように制御され
る。

【００４９】（ステップ３ｊ）加熱ローラ表面温度が待
機中温度Ｔｓｔになるまで待つ。この間に加圧ローラ表
面温度も第二の温度としての待機中温度Ｔｓｔに近づ
く。

【００５０】（ステップ３ｋ）タイマー１１の値に応じ
て、第三の速度としての速度Ｖｓ２で加熱ローラを回転
させる期間Ｃ１を求める。期間Ｃ１は記憶手段１２に記
憶されている図５に示すテーブルをアクセスすることで
求める。具体的には電源投入からの経過時間（タイマー
１１の値）をアドレスとし、各アドレスごとにローラ回
転させる期間Ｃ１のデータが格納されている。例えば電
源投入から、第二の温度として温度Ｔｓｔに達するまで
の経過時間が１７０秒以上であれば、回転速度Ｖｓ２で
加熱ローラを回転させる期間Ｃ１は図５から５分であ
り、速度Ｖｓ２は５分間続けることになる。

【００５１】ステップ３ｋでウォームアップ期間は終了
する。（ステップ３ｌ）印字開始指令の有無を判定する。印字
開始指令がない場合、ステップ３ｍへ、印字開始指令が
ある場合、ステップ３ｔへ進む。

【００５２】（ステップ３ｍ）印字開始指令がない場
合、常に加熱ローラ表面の温度設定は待機中温度Ｔｓｔ
を維持する。

【００５３】（ステップ３ｎ）Ｃ１の値を記憶装置１２
のテーブルから調べる。Ｃ１＞０の場合はステップ３ｏ
へ、Ｃ１＝０の場合はステップ３ｑへ進む。

【００５４】（ステップ３ｏ）Ｃ１＞０の場合は、加熱
ローラ１０１，加圧ローラ１０２の回転速度を速度Ｖｓ
２に設定する。

【００５５】（ステップ３ｐ）規定時間（例えば１０ｍ
ｓ）待機した後、期間Ｃ１を１だけデクリメントする。
ステップ３ｒへ進む。

【００５６】（ステップ３ｑ）Ｃ１＝０の場合は、加熱
ローラ１０１，加圧ローラ１０２の回転速度を第二の速
度としての速度Ｖｓ１に設定する。

【００５７】（ステップ３ｒ）ＣＰＵ１でエラーをチェ
ックする。異常高温，サーミスタオープン等のエラーが
発生すればエラー処理を行う。エラーが存在すればステ
ップ３ｓへ進む。エラーが検出されなければ、ステップ
３ｌに戻る。

【００５８】（ステップ３ｓ）エラー処理を行う。全電
子写真プロセスを停止し、エラー項目を表示する。

【００５９】（ステップ３ｔ）印字開始指令があった場
合、加熱ローラ表面温度を動作中温度Ｔｐｒに設定す
る。温度Ｔｐｒは待機中温度Ｔｓｔより高温の設定であ
る（例えば１６０℃）。このように待機中の加熱ローラ
表面温度を低く設定する理由は、消費電力量の低減、画
像定着装置近傍に熱に注意すべきユニット（例えば現像
ユニット等。電子写真装置をコンパクトにしようとする
と、画像定着装置の上に現像ユニットを配置すると最良
の結果が得られる場合がある）が存在する等による。

【００６０】（ステップ３ｕ）温度ＴｐｒでＣＰＵ１の
制御によりローラ駆動部１０により加熱ローラ１０１と
加圧ローラ１０２の回転を回転速度は定着速度Ｖａで開
始する。

【００６１】（ステップ３ｖ）各印字プロセスを順次起
動し画像を形成する。

【００６２】（ステップ３ｗ）ＣＰＵ１でエラーをチェ
ックする。異常高温，サーミスタオープン等のエラーが
発生すればステップ３ｓへ進む。

【００６３】（ステップ３ｘ）期定時間（例えば１０ｍ
ｓ）待機し、Ｃ１＞０ならＣ１を１だけデクリメントす
る。

【００６４】（ステップ３ｙ）全印字プロセスが終了し
たかチェックする。プロセスの途中であればステップ３
ｗに戻り、全印字プロセスが終了していればステップ３
ｌに戻る。

【００６５】次に図４を用いて本発明による第二の実施
例の画像定着装置の動作フローを詳細に説明する。

【００６６】（ステップ４ａ）まず装置全体の電源が投
入される。このときの加熱ローラ温度をＴｏｎとする。

【００６７】（ステップ４ｂ）温度Ｔｏｎに応じて速度
Ｖｓ２でローラを回転させる期間Ｃ１を求める。期間Ｃ
１は図６に示すテーブルをアクセスすることで求める。
具体的には加熱ローラ温度Ｔｏｎの値をアドレスとし、
各アドレスごとのローラ回転する期間Ｃ１のデータが格
納されている。例えばＴｏｎが１０℃以下であれば、図
６から速度Ｖｓ２による駆動は５分間続けることにな
る。

【００６８】（ステップ４ｃ）加熱ローラ表面温度を待
機中温度Ｔｓｔ（例えば１５０℃）に設定する。この設
定で定着装置ヒータ９がオンし、加熱ローラ１０１の表
面温度が上昇し始める。

【００６９】（ステップ４ｄ）ＣＰＵ１は加熱ローラ表
面温度の監視を開始し、表面温度がプロセス初期化開始
温度Ｔｉｎ（例えば１００℃）になるまで待つ。表面温
度＞Ｔｉｎならば、すぐに次のステップに進む。プロセ
ス初期化開始温度Ｔｉｎは加熱ローラ１０１上に付着し
たトナーが十分軟化する温度であり、Ｔｉｎ未満で加圧
ローラ１０２，加熱ローラ１０１を回転させると、ロー
ラ表面に傷等が生じる恐れがある。

【００７０】（ステップ４ｅ）加熱ローラ表面温度がＴ
ｉｎに達したなら、加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０
２を共に回転させる。回転速度は定着速度Ｖａである。

【００７１】（ステップ４ｆ）電子写真プロセスの初期
化を開始する。

【００７２】（ステップ４ｇ）プロセス初期化終了まで
待つ。

【００７３】（ステップ４ｈ）加熱ローラ表面温度が待
機中温度Ｔｓｔになるまで待つ。この間に加圧ローラ表
面温度も待機中温度Ｔｓｔに近づく。加熱ローラ表面温
度がＴｓｔになった時点でウォームアップ期間は終了す
る。

【００７４】（ステップ４ｉ）印字開始指令の有無を判
定する。印字開始指令がない場合、ステップ４ｊへ、印
字開始指令がある場合、ステップ４ｑへ進む。

【００７５】（ステップ４ｊ）印字開始指令がない場
合、常に加熱ローラ表面の温度設定は待機中温度Ｔｓｔ
を維持する。

【００７６】（ステップ４ｋ）Ｃ１の値を調べる。Ｃ１
＞０の場合はステップ４ｌへ、Ｃ１＝０の場合はステッ
プ４ｎへ進む。

【００７７】（ステップ４ｌ）Ｃ１＞０の場合は、加熱
ローラ，加圧ローラ回転速度をＶｓ２に設定する。

【００７８】（ステップ４ｍ）規定時間（例えば１０ｍ
ｓ）待機した後、Ｃ１を１だけデクリメントする。ステ
ップ４ｏへ進む。

【００７９】（ステップ４ｎ）Ｃ１＝０の場合は、加熱
ローラ，加圧ローラ回転速度をＶｓ１に設定する。

【００８０】（ステップ４ｏ）ＣＰＵ１でエラーをチェ
ックする。異常高温，サーミスタオープン等のエラーが
発生すればエラー処理を行う。エラーが存在すればステ
ップ４ｐへ進む。エラーが検出されなければ、ステップ
４ｉに戻る。

【００８１】（ステップ４ｐ）エラー処理を行う。全電
子写真プロセスを停止し、エラー項目を表示する。

【００８２】（ステップ４ｑ）印字開始指令があった場
合、加熱ローラ表面温度を動作中温度Ｔｐｒに設定す
る。Ｔｐｒは待機中温度Ｔｓｔより高温の設定である
（例えば１６０℃）。このように待機中の加熱ローラ表
面温度を低く設定する理由は、消費電力量の低減、画像
定着装置近傍に熱に注意すべきユニット（例えば現像ユ
ニット等。電子写真装置をコンパクトにしようとする
と、画像定着装置の上に現像ユニットを配置すると最良
の結果が得られる場合がある）が存在する等による。

【００８３】（ステップ４ｒ）加熱ローラ１０１と加圧
ローラ１０２の回転を回転速度はＶａで開始する。

【００８４】（ステップ４ｓ）各印字プロセスを順次起
動し画像を形成する。

【００８５】（ステップ４ｔ）ＣＰＵ１でエラーをチェ
ックする。異常高温，サーミスタオープン等のエラーが
発生すればステップ４ｐへ進む。

【００８６】（ステップ４ｕ）規定時間（例えば１０ｍ
ｓ）待機し、Ｃ１＞０ならＣ１を１だけデクリメントす
る。

【００８７】（ステップ４ｖ）全印字プロセスが終了し
たかチェックする。プロセスの途中であればステップ４
ｔに戻り、全印字プロセスが終了していればステップ４
ｉに戻る。

【００８８】次に図２を用いて、上記のような動作フロ
ーにより加熱ローラ１０１の温度と回転速度がどのよう
に制御されるかを説明する。図２の横軸は経過時間、縦
軸は加熱ローラ表面温度を示し、細線で描かれたグラフ
は、加熱ローラ表面においてサーミスタで検知される実
際の温度の変化を示し、太線で描かれたグラフは、ＣＰ
Ｕ１で設定する加熱ローラ表面温度の設定値である。な
お第一及び第二の実施例とも制御結果はほぼ同等とな
る。時間軸Ｘ０の時点で装置全体の電源が投入される。
第一の実施例の場合は、この直後にタイマー１１をスタ
ートさせ、第二の実施例の場合は、加熱ローラ表面温度
に応じて、待機状態開始直後に加熱ローラ，加圧ローラ
の回転速度を第三の速度としての速度Ｖｓ２とする期間
Ｃ１を決定する。電源投入直後に加熱ローラ表面温度は
待機中温度であるＴｓｔに設定される。温度設定と共に
加熱ローラ内のヒータはオンされ、加熱ローラ表面温度
は上昇し始める。やがて加熱ローラ表面温度はトナーが
十分に軟化する温度Ｔｉｎに達する。温度Ｔｉｎに達し
た時点をＸ１とするとＸ０からＸ１の間は加熱ローラ１
０１，加圧ローラ１０２は停止している。トナーが軟化
する前にローラを回転させると各ローラを傷つける恐れ
がある。

【００８９】加熱ローラ表面温度が温度Ｔｉｎに達する
と、加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０２共に回転を開
始する。回転速度は定着速度と等しい第一の速度として
の速度Ｖａである。それと同時に電子写真プロセスの初
期化が行われる。初期化では電子写真プロセスの実行に
必要なユニットの有無，各ユニット位置チェック，各種
モータ動作チェック等を行う。これらのチェックでエラ
ーが検出されれば、エラー処理を行い、全動作を停止す
る。

【００９０】加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０２の回
転は、加熱ローラ表面温度が、待機中温度Ｔｓｔに達す
るまで続けられる。Ｔｓｔに達した時点をＸ２とすれ
ば、両ローラが回転速度Ｖａで回転しているのは、Ｘ１
からＸ２までとなる。Ｘ１からＸ２までの加熱ローラ表
面温度の上昇速度勾配が異なるのは、Ｘ１以前は停止し
ていたローラを回転させるため、加熱ローラの熱が加圧
ローラに奪われるためである。Ｘ２の時点でウォームア
ップ期間は終了し、これ以降は待機中となり、印字開始
指令が与えられれば、各電子写真プロセスを起動し画像
形成を行う。第二の実施例の場合は、Ｘ２の時点でタイ
マーの値に応じて、待機状態に移行した後に加熱ローラ
１０１，加圧ローラ１０２の回転速度をＶｓ２とする期
間Ｃ１を決定する。加熱ローラ１０１の表面温度はＸ２
以降オーバーシュートし、定着可能温度Ｔａｗを越える
温度まで上昇するが、待機時間が経過するにつれてＴｓ
ｔを中心として±３℃程度で安定する。

【００９１】待機中になると、加熱ローラ１０１，加圧
ローラ１０２を期間Ｃ１だけ、定着速度Ｖａより低速か
つ、通常の待機中回転速度Ｖｓ１より高速に設定された
速度Ｖｓ２で回転させる。加熱ローラ１０１は、通常の
待機中回転速度Ｖｓ１で回転している場合よりも、多量
の熱を加圧ローラに与えることが出来る。

【００９２】本発明で加熱ローラ１０１，加圧ローラ１
０２を回転速度Ｖｓ２で回転させている期間も速度Ｖａ
で両ローラを駆動すれば、より良好な結果となるのは自
明であるが、待機中は可能な限り騒音を低減すべきであ
り、また各ローラには寿命があり、常に定着速度（Ｖ
ａ）で回転させるのは問題がある。本実施例においては
Ｖａを５０ｒｐｍ、Ｖｓ１を１ｒｐｍ、Ｖｓ２を１０ｒ
ｐｍ程度に設定している。

【００９３】回転速度Ｖｓ２で加熱ローラ１０１，加圧
ローラ１０２を回転させる期間は、待機中になった時点
Ｘ２から期間Ｃ１だけ経過したＸ２′までである。Ｘ
２′を経過すると、加熱ローラ１０１，加圧ローラ１０
２の回転速度は、第二の速度としての通常の待機中速度
であるＶｓ１に設定され、以降待機状態になると加熱ロ
ーラ１０１，加圧ローラ１０２は回転速度Ｖｓ１で駆動
される。

【００９４】以上を経過し、Ｘ３の時点に印字開始指令
が与えられたとする。ここでＸ３は従来例で問題となっ
た、ウォームアップ終了後数分経過した時点であるとす
る。印字開始指令の直後、加熱ローラ１０１と加圧ロー
ラ１０２は定着速度Ｖａで回転を開始する。またこれと
ほぼ同時に加熱ローラ表面温度の設定は、待機中の設定
温度Ｔｓｔより高温のＴｐｒとなっている。加熱ロー
ラ，加圧ローラ回転開始直後において加熱ローラ１０１
の急激な温度低下は見られず、加熱ローラ表面温度は若
干のアンダーシュートの後、画像定着装置の入口に記録
紙が到達したＸ４時点では定着可能温度Ｔａｗを十分満
足することが出来る。

【００９５】次に図７を用いて、電源投入時の加熱ロー
ラ温度ＴｏｎがＴｓｔ以上の場合の、上記の動作フロー
に基づく実際の制御内容を詳細に説明する。図７で細線
で描かれたグラフは、加熱ローラ表面においてサーミス
タで検知される実際の温度を示し、太線で描かれたグラ
フは、ＣＰＵ１で設定する加熱ローラ表面温度の設定値
である。電源投入直後に加熱ローラ表面温度は待機中温
度であるＴｓｔに設定される。加熱ローラ表面温度は既
にＴｓｔに達しているので、加熱ローラ１０１，加圧ロ
ーラ１０２共に定着速度Ｖａで回転を開始し、それと同
時に電子写真プロセスの初期化が行われ、初期化終了と
同時に、待機状態に入る。

【００９６】図３に示す第一の実施例の制御フローに基
づけば、電源投入時の加熱ローラ温度が既にＴｓｔであ
れば、ステップ３ａからステップ３ｉまでは、非常に短
い時間で処理してしまうため、タイマー１１の値はほぼ
０であり、従って期間Ｃ１の値も０となる。また図４に
示す第二の実施例の制御フローに基づけば、電源投入時
の加熱ローラ温度はＴｓｔ以上であるから、ステップ４
ｂで期間Ｃ１は０に設定される。

【００９７】待機状態に移行した時点をＸ２とすれば、
両ローラが回転速度Ｖａで回転しているのは、Ｘ０から
Ｘ２までとなる。Ｘ２の時点でウォームアップ期間は終
了し、これ以降は待機中となり、印字開始指令が与えら
れれば、各電子写真プロセスを起動し画像形成を行う。
期間Ｃ１の値は０であるから、待機中の加熱ローラ１０
１，加圧ローラ１０２の回転速度は常に速度Ｖｓ１に設
定される。この時点で加圧ローラ１０２は既に十分高温
になっており、加熱ローラ１０１の熱が極端に奪われる
ことはない。

【００９８】以上を経過し、Ｘ３の時点に印字開始指令
が与えられたとする。ここでＸ３は従来例で問題となっ
た、ウォームアップ終了後数分経過した時点であるとす
る。印字開始指令の直後、加熱ローラ１０１と加圧ロー
ラ１０２は定着速度Ｖａで回転を開始する。またこれと
ほぼ同時に加熱ローラ表面温度の設定は、待機中の設定
温度Ｔｓｔより高温のＴｐｒとなっている。加熱ロー
ラ，加圧ローラ回転開始直後において加熱ローラ１０１
の急激な温度低下は見られず、加熱ローラ表面温度は若
干のアンダーシュートの後、画像定着装置の入口に記録
紙が到達したＸ４時点では定着可能温度Ｔａｗを十分満
足することが出来る。

【００９９】以上、本発明の一実施例の内容について詳
細に説明したが、本実施例における加熱ローラ，加圧ロ
ーラのローラ駆動部は、駆動速度を任意に設定できる構
成になっている。これらローラの駆動手段が単一速度し
か設定できない場合は、駆動オン期間と駆動オフ期間の
配分を適当に定めれば、即ち駆動手段を間欠的にオンと
なるように制御すれば、本発明の同様な効果を得ること
ができる。

【０１００】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像定着装置はウォームアップに定着時に用いる第一
の速度の高速ローラ駆動期間と、第一の速度より低速で
待機時の第二の速度より高速の第三の速度によるローラ
駆動期間とを有し、第一の速度によるローラ駆動期間に
所定の第二の温度に達するまでの時間で第三の速度によ
るローラ駆動期間が決まるように制御手段により制御す
ることにより、きわめて簡単な構成で、加熱ローラ，加
圧ローラの回転を開始した直後における、加熱ローラ表
面温度の急激な低下を防止でき、定着不良（コールドオ
フセット）、定着ムラがない高品位な画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の画像定着装置の構成を
示すブロック図

【図２】同実施例の画像定着装置の加熱ローラ温度と駆
動速度の時間経過を示したグラフ

【図３】同実施例の画像定着装置の動作を示すフローチ
ャート

【図４】本発明の第二の実施例の画像定着装置の動作を
示すフローチャート

【図５】本発明の第一の実施例の記憶手段に記憶されて
いるテーブル内容を示すグラフ

【図６】本発明の第二の実施例の動作を示すグラフ

【図７】同実施例の画像定着装置の加熱ローラ温度と駆
動速度の時間経過を示したグラフ

【図８】従来の画像定着装置のローラ付近の構成を示す
断面図

【図９】同従来の画像定着装置のローラ付近の拡大断面
図

【図１０】同従来の画像定着装置の構成を示すブロック
図

【図１１】同従来の画像定着装置の動作を示すフローチ
ャート

【図１２】同従来の画像定着装置の加熱ローラ温度と駆
動速度の時間経過を示したグラフ

【符号の説明】

１ＣＰＵ（制御手段）４温度検出部（温度検出手段）８ヒータドライバ部９定着装置ヒータ１０ローラ駆動部（駆動手段）１１タイマー１２記憶手段１０１加熱ローラ１０２加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに圧接された２本のローラと、前記
ローラのうち一方を加熱する加熱手段と、前記ローラを
回転させる駆動手段と、前記ローラの少なくとも一方の
表面温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段
からの出力に応じて前記加熱手段および前記駆動手段を
制御する制御手段とを有し、前記駆動手段により粉体像
が形成された記録媒体を、前記ローラ間で挟持して搬送
し、前記粉体像を前記記録媒体に定着させる画像定着装
置であって、前記制御手段による前記ローラの回転速度
として、定着動作中の第一速度と、待機中の第二速度
と、前記第一速度より低速でかつ前記第二速度より高速
に設定された第三速度を有し、前記制御手段により電源
投入後に前記ローラの温度が、予め定められた第一温度
と前記第一温度より高温に設定された第二温度の間は前
記第一速度で前記ローラを回転させ、前記第二温度に達
した後、印字開始指令がない間は、電源投入後の予め定
められた時点から前記第二温度に達したまでの時間に応
じた期間の間は前記第三速度で前記ローラを回転させ、
それ以降は前記第二速度で前記ローラを回転させるよう
にした画像定着装置。
【請求項２】互いに圧接された２本のローラと、前記
ローラのうち一方を加熱する加熱手段と、前記ローラを
回転させる駆動手段と、前記ローラの少なくとも一方の
表面温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段
からの出力に応じて前記加熱手段および前記駆動手段を
制御する制御手段とを有し、前記駆動手段により粉体像
が形成された記録媒体を、前記ローラ間で挟持して搬送
し、前記粉体像を前記記録媒体に定着させる画像定着装
置であって、前記制御手段による前記ローラの回転速度
として、定着動作中の第一速度と、待機中の第二速度
と、前記第一速度より低速でかつ前記第二速度より高速
に設定された第三速度を有し、前記制御手段により電源
投入後に前記ローラの温度が、予め定められた第一温度
と前記第一温度より高温に設定された第二温度の間は前
記第一速度で前記ローラを回転させ、前記第二温度に達
した後、印字開始指令がない間は、電源投入後の予め定
められた時点の前記温度検出手段の示す温度に応じた期
間の間は前記第三速度で前記ローラを回転させ、それ以
降は前記第二速度で前記ローラを回転させるようにした
画像定着装置。