JPH0611987A - 定着装置の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の加熱源を有する加熱ロールの表面温度
を均一に保持することが可能な定着装置の温度制御装置
を提供することを目的とする。 【構成】 加熱ロールの内部に加熱領域の異なる複数の
加熱源を設けるとともに、上記加圧ロールの表面に通紙
部であってしかも小サイズの転写材の通紙領域以外の部
分に、加熱源切り換え用の温度検出手段を配設し、この
加熱源切り換え用の温度検出手段の検出値に基づいて複
数の加熱源の切り換えを行うように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機やプ
リンタ等の画像形成装置に使用される定着装置の温度制
御装置に関し、特に、加熱ロールを加熱する複数の加熱
源を有す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】従来、上記電子写真複写機等の画像形成
装置に使用される定着装置としては、次に示すようなも
のがある。すなわち、この定着装置は、加熱ロールの表
面に加圧ロールを圧接させるとともに、加熱ロールをそ
の内部に配設された加熱源によって加熱し、加熱ロール
と加圧ロールを回転駆動してそのニップ部間に未定着ト
ナー像を担持した転写用紙を通過させることによって、
転写用紙上に未定着トナー像を熱及び圧力によって定着
するように構成したものである。また、上記定着装置と
しては、加熱ロールが複数の加熱源を備えており、定着
処理を行う転写用紙のサイズに応じて加熱源を切り換え
ることによって、転写用紙のサイズに適した定着処理を
可能としたものがある。

【０００３】また、上記定着装置は、加熱ロールの表面
温度を温度検出用センサによって検出し、この検出温度
が設定値を越えた場合には、加熱ロールを加熱する加熱
源への通電をオフするとともに、検出温度が設定値を下
回った場合に加熱源への通電をオンすることにより、加
熱ロールの表面温度を所定の温度に維持する方式を用い
ている。

【０００４】さらに、上記定着装置は、例えば、加熱ロ
ールの複数の加熱源を、給紙カセット等から得られる転
写用紙のサイズ情報に基づいて切り換えるように構成さ
れるが、この場合には、給紙カセットに所定のサイズと
異なったサイズの転写用紙を収容して使用したときに、
加熱ロールの表面温度を転写用紙のサイズに応じた温度
に維持することができないという難点がある。そのた
め、上記定着装置は、加熱ロールの表面温度を検出する
加熱源切り換え用のセンサを別に備え、この加熱源切り
換え用センサによって加熱ロールの表面温度を検出し、
この検出温度が設定値を越えた場合には、加熱源を小サ
イズのものに切り換える等の制御を行っている。

【０００５】またさらに、上記定着装置の温度制御に関
するものとしては、特開平２−２５４４８１号公報等に
示すものが既に提案されている。

【０００６】この特開平２−２５４４８１号公報に開示
された定着温度制御方式は、電子写真プロセスを利用し
た熱定着装置において、ヒータ部分を複数個に分割して
各々の発熱体を個別にＯＮ，ＯＦＦ可能な温度制御手段
と、ヒータの分割に対応して複数個または用紙通路に１
個の温度検出手段とを備え、前記温度検出手段が複数の
時は複数の前記温度検出手段の出力を、また１個の時は
前記温度検出手段の出力と使用状態（用紙サイズ、待期
・連続使用）情報を前記温度制御手段に入力して熱定着
部の温度を一定に制御するように構成したものである。
ここで、上記温度検出手段は、いずれも加熱ロールの通
紙部に設けられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記加熱ロールの表面温度の検出は、加熱ロールの
通紙部に温度検出用センサ及び加熱源切り換え用センサ
を配置することによって行われる。しかし、加熱ロール
の通紙部に温度検出用センサ等を配置した場合には、こ
の温度検出用センサが加熱ロールの表面に付着したトナ
ー等によって汚染され、誤検知等の原因となるため、温
度検出用センサの上流側にクリーニング装置を設ける必
要がある。そのため、定着装置の部品点数が増え、コス
ト高となるとともに取付けスペースが大きくなるばかり
か、クリーニング装置を定期的に交換する必要があるた
め、メインテナンス等が面倒となるという問題点を有し
ている。

【０００８】そこで、この問題点を解決するためには、
温度検出用センサ及び加熱源切り換え用センサを、加熱
ロールの通紙部以外の領域すなわち非通紙部に配置する
ことにより、温度検出用センサ等のトナーによる汚染を
防止することも考えられる。

【０００９】しかし、この場合には、加熱源切り換え用
センサによって加熱ロールの通紙部の温度を直接検出す
ることができないため、大サイズ用の加熱源によって加
熱ロールを加熱して小サイズの転写用紙を連続してコピ
ーした場合など、加熱ロールの非通紙部の温度が図４
（ｂ）に示すように部分的に上昇しても、この非通紙部
の昇温が加熱源切り換え用センサによって検出されるの
が遅れる。そのため、加熱ロールの表面温度を転写用紙
のサイズに応じた均一な温度分布に維持することができ
ず、転写用紙上の領域に応じて定着性に差が生じたり、
加熱ロールの表面に部分的にオフセットが生じるという
問題点があった。

【００１０】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、複数の加熱源を有する加熱ロールの表面温度を
均一に保持することが可能な定着装置の温度制御装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
この発明に係る定着装置の温度制御装置では、内部に加
熱源を有する加熱ロールに加圧ロールを圧接させて転写
材上に未定着画像の定着を行う定着装置の温度制御装置
において、上記加熱ロールの内部に加熱領域の異なる複
数の加熱源を設けるとともに、上記加圧ロールの表面に
通紙部であってしかも小サイズの転写材の通紙領域以外
の部分に、加熱源切り換え用の温度検出手段を配設し、
この加熱源切り換え用の温度検出手段の検出値に基づい
て複数の加熱源の切り換えを行うように構成することに
よって達成される。

【００１２】

【作用】この発明においては、加熱ロールの内部に加熱
領域の異なる複数の加熱源を設けるとともに、上記加圧
ロールの表面に通紙部であってしかも小サイズの転写材
の通紙領域以外の部分に、加熱源切り換え用の温度検出
手段を配設し、この加熱源切り換え用の温度検出手段の
検出値に基づいて複数の加熱源の切り換えを行うように
構成されているので、上記加熱源切り換え用の温度検出
手段によって、加圧ロール表面の通紙部であってしかも
小サイズの転写材における通紙領域以外の部分の温度を
検出し、当該検出値が所定の温度以上となった場合に
は、加熱源を小サイズの転写材に適したものに切り換え
る。

【００１３】また、上記加熱源切り換え用の温度検出手
段の検出値が所定の温度以下となった場合には、加熱源
を大サイズの転写材に適したものに切り換えるように制
御する。

【００１４】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１５】図２はこの発明に係る定着装置の温度制御
装置を適用した定着装置の一実施例を示すものである。

【００１６】図において、１は加熱ロールであり、この
加熱ロール１は、金属製ロール２の表面に耐熱性を有す
るシリコンゴム等からなる弾性体層３を比較的薄く被覆
して構成されている。また、上記加熱ロール１には、加
圧ロール４が圧接されており、この加圧ロール４は、金
属製ロール５の表面に耐熱性を有するシリコンゴム等か
らなる弾性体層６を比較的厚く被覆して構成されてい
る。

【００１７】上記加熱ロール１の内部には、図１に示す
ように、加熱源としてのハロゲンランプ７、８が２本収
納されており、加熱ロール１の表面を内部から所定の温
度に加熱するようになっている。一方のハロゲンランプ
７は、例えばＡ３サイズの転写用紙の横幅に対応するよ
うに、加熱ロール１の略全幅に渡って設けられていると
ともに、他方のハロゲンランプ８は、例えばＢ５サイズ
及びＡ４サイズの転写用紙の横幅に対応するように、加
熱ロール１の全幅の略半分に渡って設けられている。上
記加熱ロール１及び加圧ロール４は、その軸方向の一端
を基準として転写用紙を挟持した状態に搬送することに
よって定着処理を行うものであるため、上記２本のハロ
ゲンランプ７、８は、加熱ロール１の一端部を基準とし
て配置されている。

【００１８】さらに、上記加熱ロール１の表面には、当
該加熱ロール１の表面温度を検出する温度制御用のソフ
トタッチセンサ９が、その基端部側の非通紙部に軽く接
触するように配設されている。この温度制御用のソフト
タッチセンサ９は、図３に示すように、サーミスタ等の
検温素子１０を耐熱性の弾性材料１１上に設け、この弾
性材料１１の表面を耐熱性を有する合成樹脂製のフィル
ム１２によって覆い、加熱ロール１の表面に軽く接触す
るように構成したものである。なお、上記温度制御用の
ソフトタッチセンサ９は、例えば、加熱ロール１の表面
温度を抵抗値の変化として検知するものである。この温
度制御用のセンサとしては、他のものを用いても良いこ
とは勿論である。

【００１９】また、上記加圧ロール４の表面には、当該
加圧ロール４の表面温度を検出するランプ切り換え用の
ソフトタッチセンサ１３が配設されている。このランプ
切り換え用のソフトタッチセンサ１３は、加圧ロール４
の通紙部であって、小サイズの転写用紙１４（例えば、
Ｂ５サイズ及びＡ４サイズ）の通紙部以外でしかも大サ
イズの転写用紙（例えば、Ａ３サイズ）の通紙部に配設
される。また、上記ランプ切り換え用のソフトタッチセ
ンサ１３は、加圧ロール４の周方向における配置は特に
限定されないが、検出精度を向上させる点から加圧ロー
ル４の排紙部側近傍に配置するのが望ましい。さらに、
このランプ切り換え用のソフトタッチセンサ１３は、前
記温度制御用のソフトタッチセンサ９と同様に構成され
ており、例えば、加圧ロール４の表面温度を抵抗値の変
化として検知するものである。

【００２０】上記温度制御用のソフトタッチセンサ９及
びランプ切り換え用のソフトタッチセンサ１３は、図１
に示すように、制御用のＣＰＵ１５に接続されており、
この制御用ＣＰＵ１５は、温度制御用及びランプ切り換
え用のソフトタッチセンサ９、１３による検出温度をデ
ジタル値に変換して入力するようになっている。

【００２１】また、上記制御用ＣＰＵ１５は、ソリッド
ステートリレー（ＳＳＲ）１６に接続されており、この
ＳＳＲ１６によってハロゲンランプ７又はハロゲンラン
プ８への通電をオンオフ制御するようになっている。上
記ＳＳＲ１６は、ハロゲンランプ７及びハロゲンランプ
８に接続されており、これらのハロゲンランプ７及びハ
ロゲンランプ８への電源１７からの通電をオンオフ制御
するものである。

【００２２】以上の構成において、この実施例に係る定
着装置の温度制御装置では、次のようにして、定着装置
の加熱ロールの表面温度が制御される。すなわち、上記
定着装置においては、例えば、初期の状態では加熱ロー
ル１をハロゲンランプ７によって内部から加熱するとと
もに、加熱ロール１に加圧ロール４を圧接させた状態で
両ロール１、４を回転駆動させる。そして、加熱ロール
１と加圧ロール４のニップ部に、図２に示すように、未
定着トナー像を担持した転写用紙１４を通過させること
により、転写用紙１４上にトナー像を熱及び圧力によっ
て定着するようになっている。その際、上記転写用紙１
４は、上述したように、加熱ロール１及び加圧ロール４
の一端側を基準に搬送される。

【００２３】その際、上記加熱ロール１の表面温度は、
温度制御用のソフトタッチセンサ９によって検出され、
この温度制御用のソフトタッチセンサ９によって検知さ
れた加熱ロール１の表面温度は、デジタル信号に変換さ
れて制御用のＣＰＵ１５へと送られる。すると、制御用
ＣＰＵ１５は、加熱ロール１の表面温度が所定の温度Ｔ
となるようにＳＳＲ１６をオンオフ制御し、ハロゲンラ
ンプ７への通電を制御する。また、上記温度制御用のソ
フトタッチセンサ９は、加熱ロール１の非通紙部の温度
を検出するものであるため、制御用ＣＰＵ１５は、転写
用紙１４と直接接触する加熱ロール１の通紙部の温度が
所定の温度となるように、予測制御を行うようになって
いる。その結果、加熱ロール１の表面温度は、図４に示
すように、制御される。

【００２４】次に、上記定着装置において、Ｂ５サイズ
等の小サイズの転写用紙１４を連続して定着処理した場
合には、加熱ロール１の通紙部以外の領域が転写用紙１
４によって熱を奪われることがないため、加熱ロール１
の非通紙部の表面温度は、図４に示すように上昇する。
すると、加熱ロール１の非通紙部の昇温に伴って、対応
する加圧ロール４の表面温度もすぐに上昇し、この加圧
ロール４の表面温度の上昇は、加圧ロール４の通紙部
（最大サイズの通紙部）に設けられたランプ切り換え用
のソフトタッチセンサ１３によって検出される。そのた
め、制御用ＣＰＵ１５は、ランプ切り換え用のソフトタ
ッチセンサ１３の検出温度が所定の温度以上となった場
合に、ＳＳＲ１６に信号を送り、ハロゲンランプ７への
通電を遮断して小サイズ用のハロゲンランプ８への通電
に切り換える。

【００２５】一方、上記定着装置において、再度Ａ３サ
イズ等の大サイズの転写用紙１４を連続して定着処理し
た場合には、加熱ロール１の小サイズの通紙部以外の領
域が転写用紙１４によって熱を奪われるため、加熱ロー
ル１の小サイズの通紙部以外の表面温度は、下降する。
すると、加熱ロール１の通紙部の降温に伴って、対応す
る加圧ロール４の表面温度もすぐに下降し、この加圧ロ
ール４の表面温度の下降は、加圧ロール４の通紙部（最
大サイズの通紙部）に設けられたランプ切り換え用のソ
フトタッチセンサ１３によって検出される。そのため、
制御用ＣＰＵ１５は、ランプ切り換え用のソフトタッチ
センサ１３の検出温度が所定の温度以下となった場合
に、ＳＳＲ１６に信号を送り、ハロゲンランプ８への通
電を遮断して大サイズ用のハロゲンランプ７への通電に
切り換える。

【００２６】このように、上記ランプ切り換え用のソフ
トタッチセンサ１３によって、加圧ロール４表面の通紙
部であってしかも小サイズの転写用紙１４における通紙
領域以外の部分の温度を検出し、当該検出値が所定の温
度以上となった場合には、ハロゲンランプを小サイズの
転写用紙１４に適したものに切り換えるとともに、上記
ランプ切り換え用のソフトタッチセンサ１３の検出値が
所定の温度以下となった場合には、ハロゲンランプを大
サイズの転写用紙１４に適したものに切り換えることに
よって、常に転写用紙１４のサイズに応じた加熱定着を
行うことができ、加熱ロールの表面温度を均一に保持す
ることができる。

【００２７】また、上記ランプ切り換え用のソフトタッ
チセンサ１３は、加圧ロール４の通紙部に設けられてい
るので、転写用紙１４のサイズの変化に伴う加熱ロール
１の表面温度の変化を直ちに検出することができ、ハロ
ゲンランプの切り換えが遅れて加熱ロールの表面温度が
不均一になるのを確実に防止することができる。

【００２８】なお、前記実施例では、転写用紙１４を加
熱ロール１及び加圧ロール４の軸方向の一端側を基準に
挟持搬送する所謂サイドレジストレーションの場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、転写
用紙１４を加熱ロール１及び加圧ロール４の軸方向の中
央部を基準に挟持搬送する所謂センターレジストレーシ
ョンの場合にも同様に適用できることは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、複数の加熱源を有する加熱ロールの表面温度
を均一に保持することが可能な定着装置の温度制御装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る定着装置の温度制御装
置の一実施例を示す構成図である。

【図２】 図２はこの発明に係る定着装置の温度制御装
置の一実施例を適用した定着装置を示す構成図である。

【図３】 図３はソフトタッチセンサを示す構成図であ
る。

【図４】 図４（ａ）〜（ｃ）は加熱ロールの温度分布
をそれぞれ示すグラフである。

【符号の説明】

１ 加熱ロール、４ 加圧ロール、７ ハロゲンラン
プ、９ 温度制御用のソフトタッチセンサ、１３ ラン
プ切り換え用のソフトタッチセンサ、１４ 転写用紙、
１５ 制御用ＣＰＵ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に加熱源を有する加熱ロールに加圧
   ロールを圧接させて転写材上に未定着画像の定着を行う
   定着装置の温度制御装置において、上記加熱ロールの内
   部に加熱領域の異なる複数の加熱源を設けるとともに、
   上記加圧ロールの表面に通紙部であってしかも小サイズ
   の転写材の通紙領域以外の部分に、加熱源切り換え用の
   温度検出手段を配設し、この加熱源切り換え用の温度検
   出手段の検出値に基づいて複数の加熱源の切り換えを行
   うことを特徴とする定着装置の温度制御装置。