JPH05333741A

JPH05333741A - 定着装置の温度制御装置

Info

Publication number: JPH05333741A
Application number: JP13517792A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Ikeda; 芳人池田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1993-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】現像媒体の温度に従い定着温度の制御を行
い、トナーを転写紙に確実に定着可能な定着装置の温度
制御装置を提供する。【構成】加熱により転写紙に転写されたトナー像を定
着する定着装置の温度制御装置において、前記定着装置
の加熱部表面の温度を検出する第１検出器１７と、現像
媒体の温度を検出する第２検出器５１と、検出された現
像媒体の温度データに基づき、第１検出器１７の出力に
応じた定着装置の加熱部のオン・オフ制御のポイントを
変化させる温度制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザープリンタ、複
写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着
装置の温度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は、公知の湿式現像転写方式複写機
の概略構成図である。

【０００３】給紙装置から底板上昇レバーでピックアッ
プローラに圧接され搬送路６を給送された転写紙は、レ
ジストローラ対１１によってタイミングがとられて、ド
ラム状の感光体１へ搬送される。感光体１は図でみて時
計方向に回転駆動され、その際、帯電チャージャ２によ
って表面を帯電され、コンタクトガラス上の原稿画像を
照射するレーザー光学系からのレーザー光３を照射され
て感光体上に静電潜像が形成される。余分な電荷をイレ
ーサ４によって除去された後、この潜像は、湿式現像装
置５を通るとき、溶剤とこれに懸濁させた所定のトナー
とからなる現像液を供給されて可視像（トナー像）化さ
れ、この可視像は感光体１へ搬送された転写紙に転写チ
ャージャ７により転写され、分離ローラ８によって感光
体ドラム表面から分離された転写紙は定着ユニット２０
に搬送される。加熱ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂと
から基本的に構成される加熱手段によって、転写紙上の
可視像は加熱圧着されて定着される。即ち、現像装置か
ら転写紙に移った有機溶剤を蒸発させ、且つトナー成分
を転写紙に圧着することで、定着を行うのである。そし
て、定着ユニット２０から搬送ローラ対１４で機外へ送
り出された転写紙は、排紙部へと排出される。一方、可
視像転写後の感光体１は、クリーニング装置９によって
残留トナーを除去され、除電ランプ１０で除電作用を受
ける。

【０００４】定着ユニット２０の詳細を図２に示す。

【０００５】ヒータ１５を内蔵した加熱ローラ１３ａ
に、加圧ローラ１３ｂが圧接対向して配置している。加
熱ローラ１３ａの表面には、シリコンオイルを塗布する
ための塗布フェルト１８及び表面温度を検出するための
サーミスタ１７が接している。加熱ローラ１３ａの表面
温度は、複写作業中１３０〜１５０℃に制御されている
のであるが、加熱ローラ１３ａの過熱を防ぐために、温
度ヒューズ１６が加熱ローラ１３ａの近傍に配置されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような定着装置に
おいては、温度制御を加熱ローラの表面温度に基づいて
行っているため、場合によっては、不具合が生じ、その
ための解決方法が幾つか提案されてきている。

【０００７】例えば、ウォームアップ後の定温制御に際
して生じるオーバーシュートやアンダーシュートをでき
るだけ小さく抑えるために、実開昭６１−６６３７６号
公報においては、環境温度を検出する検出器を設けて、
その検出出力に応じて定着装置のオン・オフ制御のオン
・オフポイントを変化させることが提案されている。

【０００８】また、両面複写機能やカラー複写機能を有
した複写機等で、一旦定着工程を経て暖められた転写紙
が、繰り返し定着装置を通過するために、必要以上に熱
量を与えられるために生ずる転写紙搬送系の異常温度上
昇やブロッキングによる画像損傷を防ぐために、特開平
１−１５０１８５号公報において、定着後の転写紙の温
度を測定する手段を設けて、定着後の転写紙温度を一定
に保つように、加熱ローラのヒータ発熱量を制御するこ
とが提案されている。

【０００９】低温環境において複写作業を行った場合
に、現像装置の有機溶剤も低温であるために、転写紙上
に移った溶剤のすべてを蒸発させるために必要な熱容量
は、比較的高めの温度環境の時よりも大きく、定着ユニ
ットにおいて、溶剤の完全な蒸発を行うことができない
問題がある。即ち、低温環境下では、転写紙が定着ユニ
ットに送り込まれた際に、転写紙上のすべての溶剤を蒸
発させるだけの熱量を、転写紙は加熱手段から受けてい
ないことがしばしばあり、排紙された転写紙上に溶剤が
残っていることがあった。

【００１０】このような問題は、乾式画像形成装置の場
合にもあり、低温環境においては、トナー粒子を溶融、
軟化させる際、そのために必要な熱容量がトナーに与え
られず、トナーと転写紙との固着、定着が甘くなってい
た。

【００１１】上記実開昭６１−６６３７６号公報で開示
された環境温度を検出する検出器を設けるやり方によっ
ても、低温環境には対応することができるが、雰囲気と
溶媒とでは、熱伝導に差があり、それ故、特に環境の変
化に対しては、完全な温度制御が行うことができない。

【００１２】それ故、本発明は、上記の問題に鑑みて、
現像媒体の温度に従い定着温度の制御を行い、トナーを
転写紙に確実に定着可能な定着装置の温度制御装置を提
供することを課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を、
加熱により転写紙に転写されたトナー像を定着する定着
装置の温度制御装置において、前記定着装置の加熱部表
面の温度を検出する第１検出器と、現像媒体の温度を検
出する第２検出器と、検出された現像媒体の温度データ
に基づき、第１検出器の出力に応じた定着装置の加熱部
のオン・オフ制御のポイントを変化させる温度制御手段
とを備えることによって、解決する。

【００１４】ヒータが内蔵された加熱ローラを用いて、
転写紙に転写されたトナー像を定着し、所定の温度係数
を有する抵抗体（第１抵抗体）を用いて、前記加熱ロー
ラの表面温度を制御する定着装置の温度制御装置におい
て、前記第１抵抗体とは別の第２抵抗体を、温度検知の
必要な部位と同一温度になるように配設し、更に第１抵
抗体と直列に配置することによっても、適切な定温制御
を行い、トナーを転写紙に確実に定着することができ
る。

【００１５】第２抵抗体が、現像媒体内に配設されてい
れば、定着装置の加熱部のオン・オフ制御のポイントを
容易に変化させることができ、好適である。

【００１６】定着装置の加熱部の温度制御値を、変化さ
せるモードと、変化させないモードとで切り換えるため
の切換手段を有するようにすれば、更に好適である。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明を、図面に基づく実施例にし
たがい、詳細に説明する。

【００１８】先ず、図３に、本発明に係る温度制御装置
を有する画像形成装置の電装部のブロック図を示す。

【００１９】画像形成装置の操作キースイッチ部２８が
バッファ３１を介して、また装置内の状態検出センサ類
３２及び感光体ドラムに同調したパルス発振器３３等が
直接、温度制御等を行う処理回路２９の中央処理装置
（ＣＰＵ）３５に接続されている。ＣＰＵ３５は、アド
レスバス、コントロールバス、データバス等を介してＲ
ＯＭ３６、ＲＡＭ３７、入出力バッファ３８に接続さ
れ、入出力バッファ３８は、ドライバー３９を介して駆
動、表示等の負荷に接続されている。

【００２０】図４に、本発明の一実施例に係る温度制御
装置の、ローラ表面の温度検知部、現像媒体たる現像液
の液温検知部及びヒータ駆動回路の詳細を示す。

【００２１】図５に示されたフローチャートを参考にし
ながら、この実施例における動作を説明する。

【００２２】待機時及び複写作業時において、画像形成
装置本体のＣＰＵ３５が動作して、液温検知部のサーミ
スタ５１と固定抵抗５２の分圧データＶ₂から、現像液
の液温を算出する。

【００２３】その後、ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３６上に形
成されたテーブル５７（図５）をアクセスし、現像液液
温から、その時の加熱ローラの制御温度（下限値及び上
限値）を抽出する。すなわち、テーブル５７には、入力
される現像液液温の値別に好適な定温制御をなしうる適
正値が設定されているのである。

【００２４】そして、液温検知部で検知された現像液の
温度値に対応する下限値（オン温度）及び上限値（オフ
温度）は、ＣＰＵ３５によって、ＲＯＭ３６からＲＡＭ
３７へ書き込まれ、ＣＰＵ３５は、当該ＲＡＭ３７に書
き込まれた値と、サーミスタ１７と固定抵抗５０とから
なるローラ表面温度検知部によって検出される各時点で
の加熱ローラの表面温度Ｔ₁とを比較し、当該比較結果
に基づいて、ヒータ１５のオン・オフ制御を行うのであ
る。即ち、現像液の液温が１０〜１４℃の時、ＣＰＵ３
５は、加熱ローラの表面温度Ｔ₁がＲＡＭ３７に書き込
まれたオン温度１４５℃に一致した時点でヒータをオン
する制御信号を出力するとともに、加熱ローラの表面温
度Ｔ₁がオフ温度１５５℃に一致した時点でヒータをオ
フする。

【００２５】図６に、加熱ローラの表面温度を検知する
ための第１抵抗体たるサーミスタ１７と、加熱ローラ以
外に温度検知の必要な部位に配設される第２抵抗体たる
サーミスタ６０とを直列に配置する実施例を示す。

【００２６】両サーミスタ１７、６０には、共に負の温
度係数を有する抵抗体が用いられている。

【００２７】例えば、サーミスタ６０が、現像媒体たる
トナー剤の温度を測定するために、現像装置のトナータ
ンク内に配設されている場合において説明する。

【００２８】ＣＰＵ３５は、固定抵抗５０によるＶ₃の
データを不図示のＡ／Ｄ変換器でアナログ・ディジタル
変換し（Ｖ₃÷５×２５６）、そのデータによりヒータ
１５のオン・オフ制御を行う。そのＶ₃のデータ（電
圧）は、加熱ローラの表面温度が低い時にはサーミスタ
１７の抵抗値が上がるので小さくなり、逆に高い時には
大きくなるものである。

【００２９】例えば、図７に示されるように、Ｖ₃＝
２．５Ｖ以下の時にはヒータをオンし、Ｖ₃＝２．７Ｖ
以上の時にはヒータをオフするオン・オフ制御を行う場
合、固定抵抗５０を２．７ｋΩとすると、トナー剤温度
２０℃で、加熱ローラの表面温度Ｔ₁が１４０℃の時、
サーミスタ１７、６０からなる合成抵抗Ｒが例えば２．
７ｋΩとすれば、Ｖ₃＝Ｒ×５／（Ｒ＋２．７）で、Ｖ
₃は２．５Ｖとなって、ヒータがオンされ、Ｔ₁が１５
０℃の時、合成抵抗Ｒが２．３ｋΩとすれば、Ｖ₃は
２．７Ｖとなって、ヒータがオフされることとなる。合
成抵抗部では、サーミスタ１７と６０が直接に配置され
るとともに、切換スイッチ６１によって、サーミスタ６
０と固定抵抗６２とが切り換え可能に配置されている。

【００３０】トナー剤温度が１０℃でヒータのオン・オ
フ制御を行うことを考える場合、サーミスタ６０の抵抗
値は、２０℃の時に比較して大きくなっているため、加
熱ローラの表面温度が１５０℃になっても、合成抵抗Ｒ
はＲ＞２．３ｋΩとなり、Ｖ₃のデータはＶ₃＜２．７
Ｖで、その結果、ヒータはオフしない。ヒータをオフす
るためには、合成抵抗をＲ≦２．３ｋΩとする必要があ
り、そのためにサーミスタ６０の抵抗値が変化した分だ
け、サーミスタ１７の抵抗値を小さくしなければならな
い。サーミスタ１７の抵抗値を小さくするためには、図
８から理解されるように、加熱ローラの表面温度を上昇
させなければならないので、自動的に低温時の定着制御
温度の上限は、常温時に比べて上昇する。

【００３１】ヒータをオンする場合についても同様であ
り、加熱ローラの表面の制御温度は、低温時に上昇する
傾向にある。

【００３２】図９に、サーミスタ１７に負の温度係数を
有する抵抗体を用い、サーミスタ６０に正の温度係数を
有する抵抗体を用いる場合の、回路ブロック図を示す。

【００３３】定着温度を、現像液の液温あるいは雰囲気
温度と無関係に、一定としておきたい場合には、図１０
のフローチャートに示されるように、操作パネル上に設
けられた定着温度制御値のための切換キーをオンとし、
図６ないし図９における切換スイッチ６１をサーミスタ
６０から固定抵抗６２側に切り換え、ＣＰＵ３５によっ
て、制御値を一定とした温度制御を行えばよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の温度制御装置においては、定
着装置の加熱部表面の温度を検出する第１検出器と、現
像媒体の温度を検出する第２検出器と、検出された現像
媒体の温度データに基づき、第１検出器の出力に応じた
定着装置の加熱部のオン・オフ制御のポイントを変化さ
せる温度制御手段とを備えているので、現像媒体の温度
が環境により左右されても、現像トナーを転写紙に確実
に定着することができる。

【００３５】請求項２及び請求項３の温度制御装置にお
いても、加熱ローラの表面温度を検知するための第１抵
抗体と、温度検知の必要な部位、特に現像媒体と同一温
度になるように配設された第２抵抗体とを直列に配置し
ているので、現像媒体の温度が環境により左右されて
も、現像トナーを転写紙に確実に定着することができ
る。

【００３６】請求項４の温度制御装置においては、定着
温度制御切換モードを備えることにより、どのような環
境下にあっても、一定の温度で定着を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】公知の画像形成装置の概略構成図である。

【図２】図１の定着ユニット部の詳細断面図である。

【図３】本発明に係る温度制御装置を用いた画像形成装
置の電装部のブロック図である。

【図４】本発明の一実施例に係る温度制御装置の回路ブ
ロック図である。

【図５】図４に対応した動作フローチャートである。

【図６】本発明の別の構成の実施例に係る温度制御装置
の回路ブロック図である。

【図７】図６に対応した電圧と表面温度との関係を示す
グラフである。

【図８】図６に対応した合成抵抗と表面温度との関係を
示すグラフである。

【図９】本発明の別の構成の他の実施例に係る温度制御
装置の回路ブロック図である。

【図１０】定着温度を現像液の液温と無関係に一定にす
ることができるようにも構成する場合の操作動作を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１５ヒータ１７、５１サーミスタ３５ＣＰＵ３６ＲＯＭ３７ＲＡＭ５０、５２固定抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱により転写紙に転写されたトナー像
を定着する定着装置の温度制御装置において、前記定着
装置の加熱部表面の温度を検出する第１検出器と、現像
媒体の温度を検出する第２検出器と、検出された現像媒
体の温度データに基づき、第１検出器の出力に応じた定
着装置の加熱部のオン・オフ制御のポイントを変化させ
る温度制御手段とを備えることを特徴とする温度制御装
置。
【請求項２】ヒータが内蔵された加熱ローラを用い
て、転写紙に転写されたトナー像を定着し、所定の温度
係数を有する抵抗体（第１抵抗体）を用いて、前記加熱
ローラの表面温度を制御する定着装置の温度制御装置に
おいて、前記第１抵抗体とは別の第２抵抗体を、温度検
知の必要な部位と同一温度になるように配設し、更に第
１抵抗体と直列に配置することを特徴とする温度制御装
置。
【請求項３】前記第２抵抗体が、現像媒体内に配設さ
れることを特徴とする請求項２に記載の温度制御装置。
【請求項４】定着装置の加熱部の温度制御値を、変化
させるモードと、変化させないモードとで切り換えるた
めの切換手段を有することを特徴とする請求項１〜３の
いずれか一項に記載の温度制御装置。