JPH08123242A

JPH08123242A - 定着装置

Info

Publication number: JPH08123242A
Application number: JP25387794A
Authority: JP
Inventors: Atsumi Kurita; 篤実栗田; Masahiko Miyata; 昌彦宮田; Kazuhiko Miyasato; 和彦宮里; Fumiya Shiseki; 文哉四関; Hide Shimazaki; 秀島崎; Hideo Saito; 秀夫斉藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真方式の画像形成装置において、ウォー
ムアップ時間が短く、かつ定着ローラの温度リップル幅
を狭めることにより、消費電力量を低減させた定着装置
を提供する。【構成】定着ローラの表面温度を検知する温度センサ
と、温度センサの検知温度に応じた電力量の電力を定着
ローラの発熱体に供給する電力供給手段とを備え、電力
供給手段が、定着ローラの発熱体に、所定の複数の温度
範囲のうち、温度センサの検知温度が属する温度範囲に
応じた電力量の電力を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を利用し
た複写機、ファクシミリ又はプリンタ等の画像形成装置
における定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を利用した画像形成
装置における定着装置としては、回転する一対のローラ
が、トナー像が転写された被転写材を挟持し、ローラ内
に備えられた発熱体によって被転写材上のトナーをその
被転写材に加熱定着させるローラ式の定着装置が広く使
用されている。しかし、この定着装置には多くの技術的
課題があり、特に、定着ローラの表面温度を定着に適し
た温度に制御することが重要な課題となっている。そこ
で、この解決のために種々の提案が行われており、例え
ば、特開平５−２３２８３７号公報には、予め３段階の
温度を設定しておき、定着ローラの表面温度をこの設定
温度と比較し、発熱体への供給電力を４００Ｗ，６００
Ｗ，８００Ｗのように３段階に切り換えることにより、
温度の変動幅を小さくし、定着ローラの表面温度のオー
バーシュートに起因する定着過剰及び定着ローラの表面
温度のアンダーシュートに起因する定着不足の発生を抑
える方法が開示されている。また、この方法によれば、
定着ローラの表面温度を定着温度に昇温するまでのウォ
ームアップ時間の短縮及び発熱体の省電力化が達成でき
る旨が記載されている。

【０００３】しかしながら、このように設定温度を設け
て発熱体への供給電力を切り換えても、オーバーシュー
トが確実に無くなるわけではなく、オーバーシュートと
アンダーシュートによって温度変動が大きくなり、熱量
損失が増加する可能性が高い。また、定着異常が発生す
る恐れもある。また、上記提案では、オーバーシュート
を抑えるために供給電力を変化させているため、ウォー
ムアップ時間が長くなるという欠点もある。

【０００４】ところで、最近、複写機、ファクシミリ、
プリンタ等の画像形成装置が世界中で広く使用されるよ
うになってきたが、国によって、また、地域によって電
源電圧が異なるため、使用する場所の電源電圧に適合す
る発熱体を用意しなければならず、コスト上、部品管理
上、大きな問題となっている。この問題に対して、特開
平４−３３５６８９号公報や特開平５−１９６４９号公
報には、電源投入時の定着ローラの温度上昇率に基づい
て定着ローラに供給する電力を制御する方法が開示され
ている。しかし、これらの方法は、電源投入時には全電
力を供給し、その後で電力を制御するので、電源電圧に
よっては、電源投入初期に発熱体に過大な負荷がかかる
ため、発熱体の寿命を縮めたり、電源関係の部品を損傷
したりする恐れがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、ウォームアップ時間が短く、かつ定着ローラの温
度リップル幅を狭めることにより消費電力を低減させた
定着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】上記目的を達成する本発
明の定着装置は、未定着トナー像を担持した被転写材を
挟持して回転することによりトナー像を定着する一対の
ローラと、一対のローラのうちの少なくとも一方のロー
ラを加熱する発熱体と、発熱体によって加熱されたロー
ラの表面温度を検知する温度センサと、温度センサの検
知温度に応じた電力量の電力を発熱体に供給する電力供
給手段とを備えた定着装置において、電力供給手段が、
発熱体に、所定の複数の温度範囲のうち、温度センサの
検知温度が属する温度範囲に応じた電力量の電力を供給
するものであることを特徴とする。

【０００７】なお、上記の定着装置において、電力供給
手段が、所定の条件に応じて、温度範囲に対応する、発
熱体に供給する電力量を変更するものであることが好ま
しい。ここで「所定の条件に応じて・・・電力量を変更
する」とは、例えば、温度センサの検知温度が供給電力
量を設定してから所定の滞留時間を経過した後もなお供
給電力量を設定した時の温度範囲内に滞留している場
合、電力量を変更することを意味する。或は、定着ロー
ラの表面温度検知センサからの検知温度だけでなく、他
の環境センサからの情報をも制御用情報として併用し
て、それらの情報に基づき電力量を変更すること等をも
意味する。

【０００８】さらに、上記の定着装置において、電力供
給手段が、定着装置に電力が投入された後、温度センサ
の検知温度が所定の温度に達するまでの間、発熱体に供
給する電力量を所定値に保持するものであることも好ま
しい態様である。また、本発明の定着装置は、未定着ト
ナー像を担持した被転写材を挟持して回転することによ
りトナー像を定着する一対のローラと、一対のローラの
うちの少なくとも一方のローラを加熱する発熱体と、発
熱体によって加熱されたローラの表面温度を検知する温
度センサと、温度センサの検知温度に応じた電力量の電
力を発熱体に供給する電力供給手段とを備えた定着装置
において、電力供給手段が、定着装置に電力が投入され
た時点では、発熱体に供給される最大電力量よりも少な
い所定の初期電力量の電力を発熱体に供給するととも
に、温度センサの検知温度が所定温度に達するまでの
間、その検知温度の温度上昇率が所定の温度上昇率とな
るように発熱体に供給する電力量を制御するものであっ
てもよい。

【０００９】

【作用】本発明の定着装置は、上記のように、電力供給
手段が、所定の複数の温度範囲のうち、温度センサの検
知温度に応じた電力量の電力を発熱体に供給することに
より、定着装置のウォームアップ時間が短縮され、ま
た、画像形成中及びスタンバイ中の定着ローラの表面温
度がリップルの少ない安定した状態に保たれるので、消
費電力が減少する。

【００１０】また、本発明の定着装置において、例え
ば、同一温度範囲内に連続して滞留している時間が所定
時間より長い場合に、その温度範囲に対応する供給電力
量を変更できるようにすると、定着装置のウォームアッ
プ時間が短縮され、また、定着ローラの表面温度がリッ
プルの少ない安定した状態に保たれる。また、本発明の
定着装置において、定着装置に電力が投入された後、温
度センサの検知温度が所定の温度に到達するまでの間、
発熱体に所定の大電力を供給すると、ウォームアップ時
間が短縮され、操作者の待ち時間が減り、消費電力が減
少する。

【００１１】また、本発明の定着装置において、定着装
置に電力が投入された時点では、発熱体に供給される最
大電力量よりも少ない所定の初期電力量の電力を発熱体
に供給するとともに、温度センサの検知温度が所定温度
に達するまでの間、その検知温度の温度上昇率が所定の
温度上昇率となるように発熱体に供給する電力量を制御
すると、従来のように、電源電圧が異なる複数の地域毎
に発熱体を準備するする必要がなくなり、一種類の発熱
体で済ませることができる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の定着装置の後述する各実施例に共通す
る構成要素の概要図である。定着ローラ１に接して、図
示しない加圧ローラが設けれ、定着ローラ１と加圧ロー
ラが一対となって、未定着トナー像を担持した図示しな
い被転写材を挟持しながら回転する。定着ローラ１の内
側には、発熱体２が設けられ、この発熱体２によって定
着ローラ１が加熱され、その熱によって被転写材上の未
定着トナー像が定着される。定着ローラ１の表面近くに
配備された温度センサ３によって、定着ローラ１の表面
温度が検知され、検知された温度に基づいて、電力供給
手段５が発熱体２への供給電力を制御し、電源６から必
要な電力が発熱体２に供給される。

【００１３】ところで、一般に、定着装置の定着ローラ
の目標温度は、トナーが用紙に定着するのに最低限必要
な温度、すなわち最低定着温度と、トナーが溶け過ぎて
各種の定着障害、例えば、ホット・オフ・セットやフィ
ンガー・マーク等、を発生する限界である上限温度との
間に設定され、かつ、連続運転時に温度が低下しても最
低定着温度を下回ることのないように設定さる。この最
低定着温度から上限温度までの範囲を定着範囲といい
（図２参照）、この定着範囲はトナーの特性によって決
定される。いかし、実際に目標温度を設定できる実使用
範囲は、定着ローラの温度がリップル現象、すなわち温
度が脈を打つように絶えず上下する現象によって更に狭
められる。一般に、リップル現象は、対象物の温度を所
定の温度範囲内に制御しようとする時、発熱体から温度
センサまでの熱伝導の遅れに制御が追随できない場合に
起きる現象であり、定着ローラのように熱伝導率の低い
材料で覆われたローラの内部に発熱体が配置されている
場合、熱伝導の遅れが大きいため、通常の目標温度によ
るオン・オフ制御方式によっては、リップルを抑え込む
るのは難かしい。

【００１４】図２は、定着ローラの温度推移曲線の代表
的なパターンであって、図２（ａ）は温度リップル幅が
大きい例、図２（ｂ）は温度リップル幅が小さい例であ
る。図２（ａ）と図２（ｂ）とは定着範囲が同じでも、
図２（ａ）の方が図２（ｂ）より温度リップル幅が大き
いため、実使用範囲は小さくなる。温度リップル幅が大
きいということは、当然、定着ローラに余分な熱量を供
給していることになるから、温度リップル幅をできるだ
け小さくすることによって、消費電力を節減することが
できる。複写機、ファクシミリ又はプリンタ等の画像形
成装置においては、スタンバイ時間が長いため、この電
力節減効果は特に大きい。本発明者らの実験によれば、
スタンバイ中の定着ローラのリップルによる熱損失は全
体の約１０％にも及ぶことが確かめられている。

【００１５】また、図２（ａ）のように温度リップル幅
が大きい状態から、図２（ｂ）のように温度リップル幅
の小さい状態にすることができれば、実使用範囲は広が
り、各種の定着障害に対する許容範囲も広くなり、定着
装置の設計の自由度も大きくなるので、性能の良い定着
装置を設計することが出来る。そこで、本発明者らは、
定着ローラの温度リップル幅を小さくするための制御方
法について検討を重ねた。

【００１６】図３は、本発明の定着装置の第１の実施例
における制御動作を示すフローチャートである。表１
は、本発明の実施例において使用した、定着ローラ表面
温度範囲と供給電力との対照表である。

【００１７】

【表１】

【００１８】図３に示すように、主電源がオンになり、
定着装置に電力が投入されると、先ずステップＳ１０１
において、定着ローラの表面温度が検知される。次い
で、ステップＳ１０２に進んで、検知された表面温度が
表１の複数の温度範囲のうち、どの温度範囲Ａｘに属す
るかが選定された後、ステップＳ１０３に進んで、その
温度範囲Ａｘに応じた電力量Ｐｘが選定される。次い
で、ステップＳ１０４に進んで、発熱体に電力量Ｐｘが
供給される。次いで、ステップＳ１０５に進んで、定着
ローラの表面温度が検知される。次いで、ステップＳ１
０６に進んで、検知された表面温度が、先に選定した温
度範囲Ａｘから外れているか否かが判定され、外れてい
なければステップＳ１０４に戻り、引き続き電力量Ｐｘ
が発熱体に供給される。もし、温度範囲Ａｘから外れて
いれば、ステップＳ１０２に戻り、検知された表面温度
が表１のどの温度範囲Ａｘに属するかが再び判定され
る。以後、同様の動作が繰り返される。表１に示すよう
に、通常は、主電源スイッチを投入した当初は定着ロー
ラの表面温度は室温と考えられるので、温度範囲Ａｘは
最上行の０〜１００℃が選ばれ、これに対応して最上行
のＰｘ、１０００Ｗが選ばれる。最上行のＰｘの値を当
該定着ローラに装備される発熱体の最大電力量と同じ値
に設定し、それ以下の温度範囲とそれに対応する供給電
力とを適正に組み合わせて対照表を作成しておくことに
より、ウォームアップ時間を短縮し、温度リップル幅を
小さくすることができる。なお、本実施例において使用
した発熱体の最大電力量は１０００Ｗなので、表１の最
上行のＰｘも１０００Ｗに設定した。

【００１９】図４は、本発明の定着装置の第２の実施例
における制御動作を示すフローチャートである。この制
御の特徴は、定着ローラの温度が所定時間以上同一温度
範囲内にある場合、供給電力を変化させて、ウォームア
ップ時間を短縮し、或は温度リップル幅を小さくする点
にある。図４に示すように、ステップＳ２０１からステ
ップＳ２０５までのフローは、上記第１の実施例におけ
るステップＳ１０１からステップＳ１０５までと同様な
ので説明を省略する。ステップＳ２０６において、検知
された表面温度が、先に選定した温度範囲Ａｘから外
れているか否かが判定され、外れていれば上記第１の実
施例と同様にステップＳ２０２に戻る。一方、外れてい
なければステップＳ２０７に進んで、その温度範囲Ａｘ
内に滞留している時間が所定の連続滞留時間Ａを越えて
いるか否かが判定され、越えていればステップＳ２０８
に移り、供給電力量Ｐｘを高い値に変更した後、ステッ
プＳ２０４に移って変更後の供給電力量で定着ローラの
加熱が続けられる。一方、上記温度範囲Ａｘ内に滞留し
ている時間が所定の連続滞留時間Ａを越えていなけれ
ば、ステップＳ２０４に戻って定着ローラの加熱が続け
られる。このように制御することにより、ウォームアッ
プ時間を短縮し、定着ローラの温度リップル幅を小さく
することができる。

【００２０】なお、連続滞留時間Ａは、予め、当該装置
について実験を行い、その定着ローラにとって最適の滞
留時間を各温度範囲毎に設定しておく必要がある。図５
は、本発明の定着装置の第３の実施例における制御動作
を示すフローチャートである。この制御の特徴は、定着
ローラの温度が所定温度範囲内にある時、定着ローラの
温度上昇率を測定し、その温度上昇率に基づいて供給電
力を変化させる点にある。

【００２１】図５に示すように、ステップＳ３０１から
ステップＳ３０５までのフローは、上記第１の実施例に
おけるステップＳ１０１からステップＳ１０５までと同
様なので説明を省略する。ステップＳ３０６において、
検知された表面温度が、先に選定した温度範囲Ａｘ内に
入っているかどうか判定され、温度範囲Ａｘ内に入って
いなければステップＳ３０４に戻り、定着ローラ１の加
熱が続けられる。検知された表面温度が温度範囲Ａｘ内
に入っていればステップＳ３０７に進み、温度上昇率Δ
ｔが測定され、次いで、ステップＳ３０８に進んで、測
定された温度上昇率Δｔが所定の温度上昇率ΔＴと等し
いか否かが判定され、その結果、測定された温度上昇率
Δｔが所定の温度上昇率ΔＴと等しければステップ３０
４に戻り、発熱体に電力量Ｐｘが供給され続ける。測定
された温度上昇率Δｔが所定の温度上昇率ΔＴと等しく
なければステップＳ３０２に戻り、測定された温度上昇
率Δｔに応じて電力量を補正して電力量Ｐｘを選定し直
す。補正の仕方は、例えば、測定した温度上昇率Δｔが
所定の温度上昇率ΔＴより高い場合は電力量Ｐｘに係数
０．８を掛け、低い場合は電力量Ｐｘに係数１．２を掛
ける、などのようにして行われる。以後、同様の動作が
繰り返される。このように制御することにより、ウォー
ムアップ時間を短縮し、定着ローラの温度リップル幅を
小さくすることができる。なお、上記の温度上昇率ΔＴ
および１．２、０．８等の係数については、予め、当該
装置において実験を行い、その定着ローラにとって最適
の値を設定しておく必要がある。

【００２２】図６は、本発明の定着装置の第４の実施例
における制御動作を示すフローチャートである。この制
御において、ステップＳ４０１からステップＳ４０３ま
でのフローは、上記第１の実施例におけるステップＳ１
０１からステップＳ１０３までと同様であるが、次に、
定着ローラの温度上昇率を測定し、その温度上昇率に基
づいて供給電力を変化させる点に特徴がある。

【００２３】図６を参照しながら、ステップＳ４０４以
降のフローについて説明すると、ステップＳ４０４にお
いて、温度上昇率Δｔが測定される。次いで、ステップ
Ｓ４０５に進んで、先に、温度範囲Ａｘに基づいて選定
したＰｘの値を、今、測定された温度上昇率Δｔで補正
した供給電力量Ｐｘが選定される。この補正は、第３の
実施例におけると同様、予め設定された所定の温度上昇
率ΔＴと測定された温度上昇率Δｔとを比較し、測定さ
れた温度上昇率Δｔが所定の温度上昇率ΔＴより高けれ
ば供給電力量Ｐｘに小さい係数を掛け、低ければ供給電
力量Ｐｘに大きい係数を掛けることによって行われる。
次いで、ステップＳ４０６に進んで、発熱体に電力量Ｐ
ｘが供給される。なお、上記の供給電力両Ｐｘに掛ける
係数及び温度上昇率ΔＴおよび１．２、０．８等の係数
については、予め、当該装置において実験を行い、その
定着ローラにとって最適の値を設定しておく必要があ
る。

【００２４】次いで、ステップＳ４０７に進んで、定着
ローラの表面温度が検知される。ステップＳ４０８以降
は上記第１の実施例のステップＳ１０６以降と同様であ
る。なお、ステップＳ４０３における供給電力量Ｐｘの
選定は、電源スイッチ投入後、最初にこのステップを通
過する時だけ機能する。すなわち、最初は過去の温度デ
ータがないので、ステップＳ４０４、Ｓ４０５はスキッ
プされる。２回目以降はステップＳ４０３はスキップさ
れ、供給電力の選定はステップＳ４０５で行われる。こ
のように制御することにより、ウォームアップ時間を短
縮し、定着ローラの温度リップル幅を小さくすることが
できる。

【００２５】図７は、本発明の定着装置の第５の実施例
における制御動作を示すフローチャートである。この制
御の特徴は、電力が投入された後、所定の電力量で電力
供給を開始した後、定着ローラの温度上昇率を測定し
て、その温度上昇率に対応した電力量を供給する点にあ
る。図７に示すように、主電源がオンになり、定着装置
に電力が投入されると、先ずステップＳ５０１に進ん
で、予め設定された所定電力で定着ローラの加熱が開始
され、次いで、ステップＳ５０２に進んで、温度上昇率
Δｔが測定される。次いで、ステップＳ５０３に進ん
で、定着ローラの表面温度が検知される。次いで、ステ
ップＳ５０４に進んで、検知された表面温度が表１のど
の温度範囲Ａｘに属するかが選定された後、ステップＳ
５０５に進んで、その温度範囲Ａｘに対応する供給電力
量Ｐｘを先に測定された温度上昇率Δｔで補正した供給
電力量が選定される。この補正もまた、上記第３の実施
例における補正と同様である。次いで、ステップＳ５０
６に進んで、選定された供給電力量Ｐｘで定着ローラが
加熱される。次いで、ステップＳ５０７に進んで、定着
ローラの表面温度が検知される。次いで、ステップＳ５
０８に進んで、検知された表面温度が温度範囲Ａｘから
外れたか否かが判定され、外れていない時は、ステップ
Ｓ５０６に戻って、引き続き同一の電力量Ｐｘで定着ロ
ーラの加熱が続けられる。一方、外れている時は、ステ
ップＳ５０４に戻って、検知された表面温度が表１のど
の温度範囲Ａｘに属するかが再び選定される。

【００２６】図８は、上記の第５の実施例における定着
ローラの温度推移曲線である。図８に示すように、電源
スイッチが投入され、定着ローラの温度が温度領域Ａｎ
にある間、電力供給手段は、発熱体に対しその最大電力
量の１００％の電力を供給するよう制御を行う。定着ロ
ーラの温度がＡ４，Ａ３と上昇するに従い、電力供給手
段は定着ローラの表面温度に応じて電力量を次第に低下
させ、図８において定着ローラの表面温度が目標温度を
含むＡ2 領域に到達した時、定着装置は準備完了という
ことになる。このように制御することにより、ウォーム
アップ時間を短縮し、定着ローラの温度リップル幅を小
さくすることができる。

【００２７】図９は、本発明の定着装置の第６の実施例
における制御動作を示すフローチャートである。この制
御は、定着ローラの温度が所定の目標温度以下の場合に
は、温度範囲と関係なく、発熱体に供給する電力量を所
定値とする点に特徴がある。図９に示すように、主電源
がオンになり、定着装置に電力が投入されると、先ずス
テップＳ６０１において、予め設定された所定電力で定
着ローラの加熱が開始され、次いで、ステップＳ６０２
に進んで、定着ローラの表面温度が検知される。次い
で、ステップＳ６０３に進んで、検知された表面温度が
所定の目標温度Ｔｃ以上か否かが判定され、検知された
表面温度が所定の目標温度Ｔｃ以下の場合は、ステップ
Ｓ６０１に戻って、所定電力での定着ローラの加熱が続
けられる。一方、判定の結果、検知された表面温度が所
定の目標温度Ｔｃ以上の場合は、ステップＳ６０４に進
んで、検知された表面温度が表１のどの温度範囲Ａｘに
属するかが選定された後、ステップＳ６０５に進んで、
その温度範囲Ａｘに応じた電力量Ｐｘが選定される。次
いで、ステップＳ６０６に進んで、電力量Ｐｘでの定着
ローラの加熱が開始され、次いで、ステップＳ６０７に
進んで、定着ローラの表面温度が検知される。次いで、
ステップＳ６０８に進んで、検知された表面温度が温度
範囲Ａｘから外れたか否かが判定され、温度範囲Ａｘか
ら外れていない場合は、ステップＳ６０６に戻って、同
一電力量による定着ローラの加熱が続けられる。一方、
温度範囲Ａｘから外れている場合は、ステップＳ６０９
に進んで、検知された表面温度が所定の目標温度Ｔｃ以
下であるか否かが判定され、所定の目標温度Ｔｃ以下の
場合は、ステップＳ６０６に戻って、同一電力量による
定着ローラの加熱が続けられる。一方、所定の目標温度
Ｔｃ以上の場合は、ステップＳ６０１に戻って、所定電
力量での定着ローラの加熱が続けられる。このように制
御することにより、ウォームアップ時間を短縮し、定着
ローラの温度リップル幅を小さくすることができる。

【００２８】図１０は、上記の第６の実施例における定
着ローラの温度推移曲線である。図１０に示すように、
電源が投入されると、定着ローラが所定の目標温度Ｔｃ
に達するまで、発熱体の最大電力量に対して１００％の
電力が供給され続ける。所定の目標温度Ｔｃに到達した
時点で、定着装置は準備完了となり、運転が開始され
る。運転開始後は、温度センサの検知した温度領域に従
って、電力供給量を制御する。もし、温度センサの検知
温度が温度領域Ａｎまで低下した場合には、再び、１０
０％の電力による加熱が開始され、予め設定された目標
温度Ｔｃに達するまで１００％の電力が供給される。

【００２９】上記の各実施例において、実際に発熱体に
供給する熱量を制御する方法としては、複数の発熱体を
オン・オフ制御してもよく、トランス等を用いた電圧制
御によってもよい。また、位相制御やゼロクロス点を起
点及び終点とする１サイクル波形を単位としてオン・オ
フ制御してもよい。ところで、「従来の技術」の項にお
いて既に説明したように、国により又地域により電源電
圧が異なるため、定着ローラの発熱体をその使用場所の
電源電圧に適合させなければならないという問題がある
が、以下に示す各実施例は、この問題を解決するための
ものである。

【００３０】図１１は、本発明の定着装置の第７の実施
例における制御動作を示すフローチャートで、図１２
は、本発明の定着装置の第７の実施例における定着ロー
ラの温度推移曲線である。以下に図１１及び図１２を参
照しながら本実施例を説明する。この制御の特徴は、電
源投入時に、発熱体の最大電力Ｐx よりも少ない初期電
力Ｐo を発熱体へ供給し、その後、所定の温度上昇率と
なるよう電力Ｐx を制御する点にある。

【００３１】図１１及び図１２に示すように、主電源が
オンになり、定着装置に電力が投入されると、先ずステ
ップＳ７０１に進んで、発熱体への供給電力Ｐ0 が設定
される。供給電力Ｐ0 は、予め、発熱体の最大電力Ｐma
x よりも少ない値に設定されている。次いで、ステップ
Ｓ７０２に進んで定着ローラの加熱が開始され、次い
で、ステップＳ７０３に進んで、定着ローラの温度上昇
率Δｔが測定され、ステップＳ７０４に進んで、測定さ
れた温度上昇率Δｔと所定の温度上昇率ΔＴとが比較さ
れ、測定された温度上昇率Δｔと所定の温度上昇率ΔＴ
とが等しければ、ステップＳ７０５に進んで、発熱体へ
の供給電力Ｐｘが決定された後、ステップＳ７０６に進
んで、定着ローラの表面温度が検知される。次いで、ス
テップＳ７０７に進んで、検知された表面温度が所定の
目標温度Ｔｃに達したかか否かが判定され、所定の目標
温度Ｔｃに達していればコピー可能となって、コピー動
作に移行する。一方、ステップＳ７０７において、検知
された表面温度が所定の目標温度Ｔｃに達していなけれ
ば、ステップＳ７０８に進んで、定着ローラの加熱が続
けられると共に、ステップＳ７０６に戻って、定着ロー
ラの表面温度が検知される。一方、ステップ７０４にお
いて、所定の温度上昇率ΔＴと測定された温度上昇率Δ
ｔが等しくなければ、ステップＳ７０９に進んで、測定
された温度上昇率Δｔと所定の温度上昇率ΔＴとが比較
され、測定された温度上昇率Δｔが所定の温度上昇率Δ
Ｔより高い場合には、ステップＳ７１０において供給電
力が減らされ、測定された温度上昇率Δｔが所定の温度
上昇率ΔＴより低い場合には、ステップＳ７１１にお
いて供給電力が増加され、所定の目標温度Ｔｃに達する
ようステップＳ７０２に戻って定着ローラの加熱が続け
られる。なお、上記の温度上昇率ΔＴについては、予
め、当該装置において実験を行い、その定着ローラにと
って最適の値を設定しておく必要がある。このように制
御することによって、例えば、最大電源電圧２００Ｖ用
の画像形成装置を準備しておけば、電源電圧２００Ｖの
地域のみならず、電源電圧１１５Ｖまたは１００Ｖなど
電源電圧の異なる地域においても同じ定着性能を発揮さ
せることができる。また、ウォームアップ時間が短縮さ
れ、定着ローラの温度リップル幅が減少する。

【００３２】図１３は、本発明の定着装置の第８の実施
例における制御動作を示すフローチャートである。この
制御の特徴は、過去の安定運転時の電力Ｐx ’を記憶し
ておき、電源投入時にその電力Ｐx ’を初期電力Ｐ0 と
して発熱体に電力を供給し、その後、定着ローラの温度
上昇率Δｔを測定し、それに応じて最適電力Ｐx を決定
する点にある。

【００３３】図１３に示すように、主電源がオンにな
り、定着装置に電力が投入されると、先ずステップＳ８
０１において、発熱体への供給電力Ｐ0 が主電源スイッ
チが切られる前に記憶しておいた供給電力Ｐｘ’を先ず
読み出し、この値を発熱体への供給電力の初期値Ｐ0 と
して設定した後、ステップＳ８０２に進んで定着ローラ
の加熱が開始され、次いで、ステップＳ８０３に進ん
で、定着ローラの表面温度が検知され、温度上昇率Δｔ
が測定される。次いで、ステップＳ８０４に進んで、測
定された温度上昇率Δｔと所定の温度上昇率ΔＴとが比
較され、所定の温度上昇率ΔＴと測定された温度上昇率
Δｔとが等しければ、ステップＳ８０５に進んで、発熱
体への供給電力Ｐｘが決定された後、ステップＳ８０６
に進んで、定着ローラの表面温度が検知される。次い
で、ステップＳ８０７に進んで、検知された表面温度が
所定の目標温度Ｔｃに達したか否かが判定され、所定の
目標温度Ｔｃに達していれば、コピー可能状態となりコ
ピー動作に移行する。一方、ステップＳ８０７におい
て、検知された表面温度が所定の目標温度Ｔｃに達して
いなければ、ステップＳ８０８に進んで、定着ローラの
加熱が続けられる。一方、ステップ８０４において、所
定の温度上昇率ΔＴと測定された温度上昇率Δｔが等し
くなかった場合は、ステップＳ８０９に進んで、測定さ
れた温度上昇率Δｔと所定の温度上昇率ΔＴとが比較さ
れ、測定された温度上昇率Δｔが所定の温度上昇率ΔＴ
より大きければ、ステップＳ８１０で発熱体への供給電
力が下げられて、ステップＳ８０２に戻り定着ローラの
加熱が続けられる。また、ステップＳ８０９で測定され
た温度上昇率Δｔが所定の温度上昇率ΔＴより大きくな
ければ、ステップＳ８１１で発熱体への供給電力が増や
されて、ステップＳ８０２に戻り定着ローラの加熱が続
けられる。なお、上記の温度上昇率ΔＴについては、予
め、当該装置について実験を行い、その定着ローラにと
って最適の値を設定しておく必要がある。このように制
御することによって、例えば、最大電源電圧２００Ｖ用
の画像形成装置を準備しておけば、電源電圧２００Ｖの
地域のみならず、電源電圧１１５Ｖまたは１００Ｖなど
電源電圧の異なる地域においても同じ定着性能を発揮さ
せることができる。また、ウォームアップ時間が短縮さ
れ、定着ローラの温度リップル幅が減少する。

【００３４】図１４は、本発明の定着装置の第９の実施
例における制御動作を示すフローチャートである。この
制御の特徴は、最初に電力が投入される時の電力値とし
て、複数の初期電力値Ｐ0 を準備しておき、複数の初期
電力値Ｐ0 の中から供給電圧に最適の初期電力値Ｐ0 を
選定できるようにした点にある。このようにすることに
より、例えば、サービスマンが、その地域の電力事情そ
の他の状況に合わせて最適な初期電力値を設定すること
ができる。

【００３５】図１４に示すように、主電源がオンにな
り、定着装置に電力が投入されると、先ずステップＳ９
０１において、予め複数の初期電力値のうちの１つの値
が供給電力Ｐ0 として選定された後、ステップＳ９０２
に進んで定着ローラの加熱が開始され、次いで、ステッ
プＳ９０３に進んで、定着ローラの表面温度が検知さ
れ、温度上昇率Δｔが測定される。次いで、ステップＳ
９０４に進んで、測定された温度上昇率Δｔと所定の温
度上昇率ΔＴとが比較され、測定された温度上昇率Δｔ
と所定の温度上昇率ΔＴが等しければ、ステップＳ９０
５に進んで、発熱体への供給電力Ｐｘが決定された後、
ステップＳ９０６に進んで、定着ローラの表面温度が検
知される。次いで、ステップＳ９０７に進んで、検知さ
れた表面温度が所定の目標温度Ｔｃに達したか否かが判
定され、所定の目標温度Ｔｃに達していれば、コピー可
能状態となりコピー動作に移行する。また、ステップＳ
９０７において、検知された表面温度が所定の目標温度
Ｔｃに達していなければ、ステップＳ９０８に進んで、
定着ローラの加熱が続けられると共に、ステップＳ９０
６に戻って、定着ローラの表面温度が検知される。一
方、ステップ９０４において、測定された温度上昇率Δ
ｔと所定の温度上昇率ΔＴが等しくなかった場合は、ス
テップＳ９０９に進んで、測定された温度上昇率Δｔと
所定の温度上昇率ΔＴとが比較され、測定された温度上
昇率Δｔが所定の温度上昇率ΔＴより大きければ、ステ
ップＳ９１０で発熱体への供給電力が下げられて、ステ
ップＳ９０２に戻り定着ローラの加熱が続けられる。ま
た、ステップＳ９０９で測定された温度上昇率Δｔが所
定の温度上昇率ΔＴより大きくなければ、ステップＳ９
１１で発熱体への供給電力が増やされて、ステップＳ９
０２に戻り定着ローラの加熱が続けられる。なお、上記
の複数の初期電力値Ｐ0 及び温度上昇率ΔＴについて
は、予め、当該装置において実験を行い、その定着ロー
ラにとって最適の値を設定しておく必要がある。このよ
うに制御することによって、例えば、最大電源電圧２０
０Ｖ用の画像形成装置を準備しておけば、電源電圧２０
０Ｖの地域のみならず、電源電圧１１５Ｖまたは１００
Ｖなど電源電圧の異なる地域においても同じ定着性能を
発揮させることができる。また、ウォームアップ時間が
短縮され、定着ローラの温度リップル幅が減少する。

【００３６】図１５は、本発明の定着装置の第１０の実
施例における制御動作を示すフローチャートである。こ
の制御の特徴は、上記の各実施例のように電力が投入さ
れた後、直ちに制御ルーチンに入るのではなく、別に最
適電力を選定する電力選定モードと名付けるモードを設
けて、そのモードにおいて選定された最適電力によって
制御ルーチンを開始する点にある。なお、この電力選定
モードとは、予め、所定の温度上昇率を設定しておき、
画像形成装置全体を起動させる前に、定着装置の電源だ
けを投入し、定着ローラの表面温度が所定の温度上昇率
になるよう制御してその時の供給電力Ｐ0 を求める一連
の動作をいう。

【００３７】図１５に示すように、定着装置の電源がオ
ンになり、定着装置に電力が投入されると、先ずステッ
プＳ１００１において、先ず、電力選定モードに入り、
発熱体への最適電力が求められる。次いで、ステップＳ
１００２に進んで、電力選定モードで求めた最適電力が
供給電力Ｐ0 として設定された後、ステップＳ１００３
に進んで定着ローラの加熱が開始され、次いで、ステッ
プＳ１００４に進んで、定着ローラの表面温度が検知さ
れ、温度上昇率Δｔが測定される。次いで、ステップＳ
１００５に進んで、測定された温度上昇率Δｔと所定の
温度上昇率ΔＴとが比較され、測定された温度上昇率Δ
ｔと所定の温度上昇率ΔＴとが等しければ、ステップＳ
１００６に進んで、発熱体への供給電力Ｐｘが決定され
た後、ステップＳ１００７に進んで、電力選定モードを
出て、画像形成装置全体の主電源がオンとなり、画像形
成プロセスを開始する。ステップＳ１００５において、
測定された温度上昇率Δｔと所定の温度上昇率ΔＴが等
しくない場合は、ステップＳ１００８に進んで、測定さ
れた温度上昇率Δｔが所定の温度上昇率ΔＴより大きけ
れば、ステップＳ１００９で発熱体への供給電力が下げ
られて、ステップＳ１００３に戻り定着ローラの加熱が
続けられる。また、ステップＳ１００８で測定された温
度上昇率Δｔが所定の温度上昇率ΔＴより大きくなけれ
ば、ステップＳ１０１０で発熱体への供給電力が増やさ
れて、ステップＳ１００３に戻り定着ローラの加熱が続
けられる。なお、上記の温度上昇率ΔＴについては、予
め、当該装置において実験を行い、その定着ローラにと
って最適の値を設定しておく必要がある。このように制
御することによって、例えば、最大電源電圧２００Ｖ用
の画像形成装置を準備しておけば、電源電圧２００Ｖの
地域のみならず、電源電圧１１５Ｖまたは１００Ｖなど
電源電圧の異なる地域においても同じ定着性能を発揮さ
せることができる。また、ウォームアップ時間が短縮さ
れ、定着ローラの温度リップル幅が減少する。

【００３８】図１６は、本発明の定着装置の第１１の実
施例における制御動作を示すフローチャートである。こ
の制御の特徴は、上限温度上昇率と下限温度上昇率の２
種類の温度上昇率を予め設定しておき、この上下限値の
範囲内に温度上昇率が納まるよう管理する点にある。図
１６に示すように、ステップＳ１１０１からステップＳ
１１０３までのフローは上記第９の実施例（図１４）に
おけるステップＳ９０１からステップＳ９０３までと同
様なので、説明は省略する。ステップＳ１１０４におい
て、測定された温度上昇率Δｔと所定の第１の温度上昇
率ΔＴ1 とが比較され、測定された温度上昇率Δｔが所
定の第１の温度上昇率ΔＴ1 より小さければ、ステップ
Ｓ１１０５に進んで、測定された温度上昇率Δｔと所定
の第２の温度上昇率ΔＴ2 とが比較され、測定された温
度上昇率Δｔが所定の第２の温度上昇率ΔＴ2 より小さ
ければ、ステップＳ１１０６に進んで、発熱体への供給
電力Ｐｘが決定された後、ステップＳ１１０７に進ん
で、定着ローラの表面温度が検知され、次いで、ステッ
プＳ１１０８に進んで、検知された表面温度が所定の目
標温度Ｔｃに達しているか否かが判定され、検知された
表面温度が所定の目標温度Ｔｃに達している場合は、コ
ピー可能状態となりコピー動作に移行する。また、ステ
ップＳ１１０８において検知された表面温度が所定の目
標温度Ｔｃに達していない場合は、ステップＳ１１０９
に進んで、定着ローラの加熱を続けると共に、ステップ
Ｓ１１０７に戻って定着ローラの表面温度が検知され
る。一方、ステップＳ１１０４において、測定された温
度上昇率Δｔが所定の第１の温度上昇率ΔＴ1 より小さ
くなければ、ステップＳ１１１０に進んで、発熱体への
供給電力が増加されてからステップＳ１１０２に戻る。
また、ステップＳ１１０５において、測定された温度上
昇率Δｔが所定の第２の温度上昇率ΔＴ2 より小さくな
ければ、ステップＳ１１１１に進んで、発熱体への供給
電力が減らされてからステップＳ１１０２に戻る。な
お、上記の２つの温度上昇率ΔＴ1 及びΔＴ2 について
は、予め、当該装置において実験を行い、その定着ロー
ラにとって最適の値を設定しておく必要がある。このよ
うに制御することによって、電源電圧の異なる地域でも
同じ発熱体を使用することができ、また、ウォームアッ
プ時間が短縮され、定着ローラの温度リップル幅が減少
する。

【００３９】なお、上記の各実施例では、定着ローラ１
の表面温度を検知する温度センサ３（図３参照）の検知
温度に基づいて制御を行う例について説明したが、必要
に応じて、画像形成装置中の他の機器類に設置されてい
る各種のセンサからの情報を制御用情報として併せて利
用することにより、更に本発明の効果を高めることがで
きる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記のように構成したことにより、定着装置のウォーム
アップ時間を短縮し、定着ローラの温度をリップルの少
ない安定した状態に保つことができるので、画像形成中
及びスタンバイ中の無駄な熱量が減り、消費電力量を節
減することができる。また、ウォームアップ時間が短縮
されることにより操作者の待ち時間が減少する。また、
電源電圧の変動や環境温度の変化によって定着ローラを
所定温度に維持するのに必要な電力量が変動しても、供
給電力を変化させることによって、これに対応すること
ができる。

【００４１】また、定着ローラの温度が所定値以下の場
合、発熱体に所定の大電力を供給するようにすれば、ウ
ォームアップ時間を更に短縮することができる。また、
定着装置に電源が投入された時点で、発熱体の最大電力
量よりも少ない所定の初期電力量が発熱体に供給される
ようにすれば、従来のように、種々の電源電圧に対応し
た複数種類の発熱体を用意する必要がなくなり、電源電
圧の異なる地域でも同じ発熱体を使用することができ
て、コスト上、部品管理上大きな効果を挙げることがで
きる。

【００４２】また、初期電力量を最大電力量よりも小さ
くしておいて加熱を開始するようにすれば、電源投入時
に発熱体及び電源関係部品に過大な負荷を与えることが
なくなり、発熱体及び電源関係部品の信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の各実施例に共通する構成要
素の概要図である。

【図２】定着ローラの温度推移曲線の代表的なパターン
である。

【図３】本発明の定着装置の第１の実施例における制御
動作を示すフローチャートである。

【図４】本発明の定着装置の第２の実施例における制御
動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の定着装置の第３の実施例における制御
動作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の定着装置の第４の実施例における制御
動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の定着装置の第５の実施例における制御
動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の定着装置の第５の実施例における定着
ローラの温度推移曲線である。

【図９】本発明の定着装置の第６の実施例における制御
動作を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の定着装置の第６の実施例における定
着ローラの温度推移曲線である。

【図１１】本発明の定着装置の第７の実施例における制
御動作を示すフローチャートである。

【図１２】本発明の定着装置の第７の実施例における定
着ローラの温度推移曲線である。

【図１３】本発明の定着装置の第８の実施例における制
御動作を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の定着装置の第９の実施例における制
御動作を示すフローチャートである。

【図１５】本発明の定着装置の第１０の実施例における
制御動作を示すフローチャートである。

【図１６】本発明の定着装置の第１１の実施例における
制御動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１定着ローラ２発熱体３温度センサ５電力供給手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者四関文哉神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者島崎秀神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者斉藤秀夫神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着トナー像を担持した被転写材を挟
持して回転することにより該トナー像を定着する一対の
ローラと、該一対のローラのうちの少なくとも一方のロ
ーラを加熱する発熱体と、前記発熱体によって加熱され
たローラの表面温度を検知する温度センサと、前記温度
センサの検知温度に応じた電力量の電力を前記発熱体に
供給する電力供給手段とを備えた定着装置において、前記電力供給手段が、前記発熱体に、所定の複数の温度
範囲のうち、前記温度センサの検知温度が属する温度範
囲に応じた電力量の電力を供給するものであることを特
徴とする定着装置。
【請求項２】前記電力供給手段が、所定の条件に応じ
て、前記温度範囲に対応する、前記発熱体に供給する電
力量を変更するものであることを特徴とする請求項１記
載の定着装置。
【請求項３】前記電力供給手段が、前記定着装置に電
力が投入された後、前記温度センサの検知温度が所定の
温度に達するまでの間、前記発熱体に供給する電力量を
所定値に保持するものであることを特徴とする請求項１
記載の定着装置。
【請求項４】未定着トナー像を担持した被転写材を挟
持して回転することにより該トナー像を定着する一対の
ローラと、該一対のローラのうちの少なくとも一方のロ
ーラを加熱する発熱体と、前記発熱体によって加熱され
たローラの表面温度を検知する温度センサと、前記温度
センサの検知温度に応じた電力量の電力を前記発熱体に
供給する電力供給手段とを備えた定着装置において、前記電力供給手段が、前記定着装置に電力が投入された
時点では、前記発熱体に供給される最大電力量よりも少
ない所定の初期電力量の電力を前記発熱体に供給すると
ともに、前記温度センサの検知温度が所定温度に達する
までの間、該検知温度の温度上昇率が所定の温度上昇率
となるように前記発熱体に供給する電力量を制御するも
のであることを特徴とする定着装置。