JPH103232A - 画像形成装置における定着ローラ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小サイズ用紙をコピーしたとき、定着ローラ
の中央部と両端部との境目での温度差をなくして表面温
度を均一化する。 【解決手段】 コピー枚数ｙをヒータオフでコピーした
とき定着下限温度に到達する枚数ｘ１と比較する。ｙ≦
ｘ１ならば、ヒータオフでコピーを行う。ｙ＞ｘ１なら
ば、ヒータオンでコピーを行い、コピー終了後ヒータを
オフして定着ローラを空回転させる。またはコピー枚数
ｙに基づいて第１設定温度Ｔ２を決定し、ヒータオフで
コピーを開始する。コピー中に定着ローラのニップ幅差
Ａを検出して、これに応じて現状の温度制御でコピーを
継続したり、残り枚数をコピー枚数と見立て、再度上記
の温度制御を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式画像形
成装置に使用される定着ローラ制御装置に関し、特に未
定着トナー像の熱定着を行うヒータ内蔵の定着ローラの
温度制御に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より複写機、プリンタ等の画像形成
装置において、ヒータを内蔵した定着ローラと加圧ロー
ラの組み合わせからなるローラ型定着装置の温度制御
は、一般にヒータのオンオフ制御方式、時間の経過に伴
ってその温度を上げていく比例制御方式、若しくはこれ
らの組み合わせからなる制御方式を用いて、精度良い温
度制御を行っている。

【０００３】しかし、上記の定着装置では、図１５に示
すように、小サイズ用紙の通る領域（以下、小領域と称
する）Ｓは定着ローラ１の中央部とされ、大サイズ用紙
の通る領域（以下、大領域と称する）Ｌよりも狭くなっ
ており、小サイズ用紙のコピーを行うとき、図１６に示
すようにプリントスイッチのオンによるコピー開始と同
時にヒータは常時オンされるが、定着ローラ１の中央部
の表面温度は用紙に熱を奪われ下降していく。それに対
して、定着ローラ１の大領域Ｌの一部である両端部の表
面温度は、用紙が通らないので用紙による熱の損失が無
く上昇していく。なお、図中、定着ローラ１の中央部の
表面温度は実線で示し、両端部の表面温度は破線で示し
ており、以下同様である。

【０００４】そして、コピー終了時には、図１５に示す
ように定着ローラ１の中央部と両端部で表面温度にｔ１
（３０〜４０℃）の温度差が生じ、またこの温度差によ
る中央部と両端部の熱膨張の違いから定着ローラ１およ
び加圧ローラ２の中央部と両端部とではニップ幅に大き
な差が生じ、逆クラウン形状となり、中央部と両端部と
の境目でニップ幅差が基準値以上のＡ１（１〜２ｍｍ）
に変化する。

【０００５】コピー終了後もヒータはオン状態で定着ロ
ーラ１の中央部の表面温度が基準温度Ｔ１（１９０℃）
に達するまで継続し、その後ヒータをオンオフして基準
温度Ｔ１に保持する温調状態となる。しかし、温調状態
になるにはある一定の時間を要するため、小サイズ用紙
が複数枚コピーされた後に大サイズ用紙のコピーを続け
て行うと、図１７に示す各ローラ１，２の状態によって
定着性を決定する要因の一つであるニップ幅が中央部と
両端部で大きな差が生じ、用紙にかかる定着圧が中央部
と両端部で異なり、大サイズ用紙の中央部と両端部との
境目に定着濃度むら、ずれが生じる。

【０００６】また、定着ローラ１の両端部における用紙
の通らない領域の表面温度が上昇することにより、両端
のオーバーシュートによる機内温度の上昇および定着ロ
ーラの軸受、回転駆動用ギヤ等の熱劣化部品の耐久性に
影響を与えるという問題がある。

【０００７】ところで、定着ローラ１の表面温度を均一
化するために、第１の方法として、図１８に示すように
定着ローラ１内に加熱箇所の異なる２本のヒータ３，４
を設け、小サイズ用紙ではヒータ３を使い、大サイズ用
紙では両ヒータ３，４を使うといった用紙サイズに応じ
て使い分けを行っている。

【０００８】第２の方法として、特開平４ー３３８７８
９号公報に記載されているように、定着ローラ表面の用
紙が通る中央部と用紙が通らない端部に各１個づつ温度
検知手段を設け、それぞれの温度検出信号に基づいてヒ
ータの通電制御を行い、定着ローラの両端部の温度上昇
を抑制している。この場合、必要に応じて定着ローラの
両端側方に冷却用のファンを設け、温度検出信号によっ
てファンを回転させる。

【０００９】第３の方法として、特開昭６２−２６４０
８４号公報に記載されているように、定着ローラの両端
部と中央部との中間部に最高温度が得られるように定着
ローラに対するヒータである赤外線ランプの配光を設計
し、その最高温度部に温度検出器を定着ローラ表面に接
触させて配することにより、定着ローラの表面温度の不
均一性を改善している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小サイ
ズ用紙を複数枚コピー後に大サイズ用紙を直ちにコピー
する場合、第１の方法においては、一方のヒータのオン
動作以外に他方のヒータのオン動作を行うように駆動制
御しなければならないので、定着ローラの両端部の温度
が定着可能な定着温度になるまでに時間を有するだけで
なく、定着ローラの中央部と両端部との境目における濃
度むら、ずれをおこさないようにする温度管理は難し
く、複写スピードが遅いものになる。また、ヒータを２
本使用することでコストアップにもなる。

【００１１】次に、第２の方法では、温度検出手段を２
個使用することで定着ローラ両端の表面温度は検出でき
るものの、定着ローラの中央部と両端部との境目で濃度
むら、ずれを生むニップ幅差を検出できず、大サイズ用
紙に対する両者の境目での濃度むら、ずれについての問
題解決にはつながらない。しかも、温度検出手段を２個
使用することで温度制御が複雑となるとともに、大サイ
ズ用紙のコピー時には定着ローラの中央部と両端部とで
は表面温度にあまり差が生じず、２個使用する必要性が
低い。さらに、両端にファンを設けた場合には、これに
よってコストアップにもなる。

【００１２】第３の方法では、定着ローラの中央部の表
面温度が低いため、小サイズ用紙が定着ローラを通過す
るとき中央部の表面温度が大きく低下する恐れがあり、
定着不良が発生したり、あるいは中央部と両端部との温
度差が大きくなって、続けて大サイズ用紙が定着ローラ
を通過する場合に定着濃度むら、ずれが生じたりするこ
とがある。

【００１３】本発明は、上記に鑑み、小サイズ用紙の画
像形成の際に定着ローラの温度制御を行って表面温度を
均一にする定着ローラ制御装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、ヒータを有する定着ローラと、該定着ローラの表
面温度を検出する温度検出器とを備え、前記定着ローラ
における小サイズ用紙の通る領域が大サイズ用紙の通る
領域よりも狭くなった画像形成装置において、小サイズ
用紙の画像形成中に前記ヒータの駆動制御を行う制御手
段が設けられ、前記定着ローラの表面温度が定着可能な
最低温度である定着下限温度とこれより高い待機時の基
準温度との間になるように前記ヒータは駆動されるもの
である。

【００１５】そして、小サイズ用紙の画像形成枚数に応
じて基準温度より低く定着下限温度より高い第１設定温
度を設定する第１設定手段が設けられ、制御手段は、小
サイズ用紙の画像形成開始後ヒータをオフして定着ロー
ラの表面温度が基準温度から第１設定温度まで低下した
ときに前記ヒータをオンする機能を有せしめられたもの
である。

【００１６】あるいは他の課題解決手段は、互いに異な
る種類のトナーが収納された複数の現像器と、定着ロー
ラ、該定着ローラを加熱するヒータおよび前記定着ロー
ラの表面温度を検出する温度検出器を有する定着装置と
を備え、前記定着ローラにおける小サイズ用紙の通る領
域が大サイズ用紙の通る領域よりも狭くなった画像形成
装置において、トナーの種類に応じて待機時の基準温度
より低く定着可能な最低温度である定着下限温度より高
い第１設定温度を設定する第１設定手段と、小サイズ用
紙の画像形成中に前記ヒータの駆動制御を行う制御手段
とが設けられ、前記定着ローラの表面温度が基準温度と
第１設定温度との間になるように前記ヒータは駆動され
るものである。

【００１７】上記の各課題解決手段において、画像形成
開始と同時にヒータはオフされ、定着ローラの表面温度
は、基準温度より下がるが定着下限温度よりも高く維持
される。その結果、定着ローラにおける小サイズ用紙の
通る領域と大サイズ用紙の通る領域との境目での温度差
は、ヒータオンの状態のまま画像形成が行われる場合よ
りもはるかに小さくでき、定着ローラの表面温度が均一
となり、大サイズ用紙の画像形成を続けて行ってもこの
境目における定着濃度むら、ずれの発生を防止できる。

【００１８】また、定着ローラの小サイズ用紙の通る領
域のニップ幅を測定し、前記定着ローラの大サイズ用紙
の通る領域から小サイズ用紙の通る領域を除いた領域の
ニップ幅を測定し、かつこれら測定値からニップ幅差を
検出するニップ幅検出手段を設けて、前記ニップ幅差に
応じて第１設定温度を変更するとよい。

【００１９】すなわち、画像形成中にニップ幅差を検出
して、ニップ幅差が問題ないレベルであれば第１設定温
度を上げていくことにより、定着ローラの表面温度の過
度の低下を防止して、定着性の向上を図ることができ
る。

【００２０】また、第１設定温度でヒータをオンしてか
らニップ幅差が定着濃度むら、ずれを起こすことがない
上限のニップ幅差である所定値に達したときに前記ヒー
タをオフする機能を有せしめられたものである。

【００２１】したがって、第１設定温度に達し、ヒータ
がオンしてそれ以降も画像形成を継続している場合、定
着ローラにおける小サイズ用紙の通る領域と大サイズ用
紙の通る領域との境目での温度差は徐々に大きくなり、
ニップ幅差も大きくなるが、所定値に達するとヒータを
オフすることにより、上記温度差が大きくならず、また
ニップ幅差もそれ以上大きくならず、ニップ幅差は引き
続いて大サイズ用紙の画像形成を行うのに差し障りのな
いレベルを確保することができる。

【００２２】さらに、上記のヒータの駆動制御に加え
て、制御手段にニップ幅差が小さくなるように前記定着
ローラの回転制御を行う機能を有せしめたものである。
すなわち、画像形成終了後にニップ幅差が所定の値より
大きくなっている場合、その度合いに応じて問題ないレ
ベルまでニップ幅差がなるように任意の時間だけ定着ロ
ーラを回転させる。したがって、定着ローラの表面温度
の均一化がスムーズに行われ、続いて大サイズ用紙の画
像形成を行うとき、定着ローラにおける小サイズ用紙の
通る領域と大サイズ用紙の通る領域との境目における定
着濃度むら、ずれの発生を防止できる。

【００２３】また他に、制御手段に定着ローラの表面温
度が基準温度から第１設定温度まで低下したらヒータを
オンしながら用紙の搬送を一時停止する機能を有せしめ
てもよい。したがって、定着ローラの表面温度が基準温
度に達するまで定着動作は行われないので、定着ローラ
の表面温度の低下を避けて定着性の低下を防止できると
ともに、均一化も図ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図２は本発明の実施形態に係る定着
ローラ制御装置を備えた画像形成装置である電子写真プ
リンタの概略ブロック図である。用紙搬送経路１０に
は、上流側より給紙カセット１１、給紙ローラ１２、搬
送ローラ１３、用紙通過検出センサ１４、レジストロー
ラ１５、感光体ドラム１６が配置され、感光体ドラム１
６の周辺近傍には、それぞれ異なる色のトナーを収納し
た２個の現像器１７ａ、１７ｂが所望の色で複写できる
ように矢印方向に移動可能にそれぞれ設けられ、固設さ
れた現像器１７ａは黒トナーが充填され、他方の現像器
１７ｂは外部から装着可能であって、例えば、赤、青、
黄等のトナーが充填されている。さらに感光体ドラム１
６の回転方向下流側には転写用帯電器１８および分離帯
電器１９が配設されている。また、用紙搬送経路１０の
感光体ドラム１６よりも下流側には、搬送ベルト２０、
搬送ガイド２１、定着装置２２が配置されている。定着
装置２２は、互いに同期して回転する定着ローラ２３と
加圧ローラ２４からなり、給紙ローラ１２、レジストロ
ーラ１５および定着ローラ２３はそれぞれ同一周速で駆
動可能に図示しないマイクロコンピュータにより制御さ
れていて、公知の電子写真動作を行う。

【００２５】定着ローラ２３は、円筒状のアルミニウ
ム、ステンレス鋼の表面にフッ素樹脂等が被覆されたロ
ーラであり、その内部に軸方向に沿ってハロゲンランプ
等のヒータ２５が内蔵されている。加圧ローラ２４は、
芯金にシリコンゴムを被覆してなる。そして、定着ロー
ラ２３の中央部の表面上に接触あるいは近接してサーミ
スタからなる温度検出器２６が配置されている。なお、
温度検出器２６は定着ローラ２３の端部に配置してもよ
い。また、加圧ローラ２４もヒータ２５を内蔵していて
もよい。

【００２６】また、定着ローラ２３の小領域Ｓである中
央部のニップ幅を測定し、大領域Ｌから小領域Ｓを除い
た領域Ｍである端部のニップ幅を測定し、かつこれら測
定値からニップ幅差Ａを検出するニップ幅検出手段２７
が設けられている。これは、図３に示すように定着ロー
ラ２３と加圧ローラ２４のニップ部分の延長線上で用紙
の通過を妨げない場所に各ローラ２３，２４の中央部と
端部にそれぞれ対向して光センサ等の２個の測距センサ
２７ａ，２７ｂが配設され、各測距センサ２７ａ，２７
ｂの測定値から演算を行ってニップ幅差Ａを常時求めて
いる。なお、小領域Ｓが定着ローラ２３の一端側に片寄
ってあるような画像形成装置では、測距センサ２７ａ，
２７ｂは定着ローラ２３の両端部に対向させてそれぞれ
配置すればよい。この場合、大領域Ｌと小領域Ｓとの境
目は中央部近傍となる。

【００２７】本実施形態の定着ローラ制御装置は、図４
に示すように、待機時の基準温度Ｔ１より低くトナーの
定着可能な最低温度である定着下限温度Ｔ３より高い第
１設定温度Ｔ２を設定する第１設定手段３０と、ニップ
幅差Ａに応じて基準温度Ｔ１より低く第１設定温度Ｔ２
より高い第２設定温度Ｔ５を設定する第２設定手段３１
と、小サイズ用紙のコピー中に定着ローラ２３の表面温
度が定着下限温度Ｔ３と基準温度Ｔ１との間になるよう
にヒータ２５の駆動制御および定着ローラ２３の回転制
御を行う制御手段３２とを備えている。なお、大サイズ
用紙のコピーでは、定着ローラ２３の表面温度が基準温
度Ｔ１になるように通常の温度制御が行われる。ところ
で、小サイズ用紙とは、例えばＢ５横、Ａ４横、Ａ５縦
であり、大サイズ用紙とは、Ｂ４横、Ｂ５縦、Ａ３横、
Ａ４縦である。

【００２８】制御手段３２では、用紙サイズ、コピー枚
数、トナーの種類等のコピー条件が入力されると、温度
検出器２６からの表面温度に応じた出力電圧が温度制御
周期決定部３３に入力される。温度制御周期決定部３３
は、制御目標温度と温度検出器２６によって検出された
検知温度との温度差に対応する差電圧を増幅して出力す
る温度差検出回路３４と、この差電圧と比較してＰＷＭ
（パルス幅変調回路）３５に出力するパルス密度信号の
周波数変調を行うＶＣＯ（周波数変調回路）３６とから
なる。そして、ＰＷＭ３５からのパルス幅変調信号は所
定のプログラムに基づいて作動するマイクロコンピュー
タで構成された制御部３７によってオンオフ信号とさ
れ、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）３８に入力さ
れ、これによってヒータ２５の通電制御が行われる。ま
た、必要に応じて定着装置２２の各ローラ２３，２４の
駆動モータを制御する回転制御も行われている。なお、
メモリ３９には、後述するトナーの各色に対するコピー
枚数ｘ１、ｘ２がそれぞれ記憶されている。

【００２９】さらに、制御手段３２は、小サイズ用紙の
コピー開始後ヒータ２５をオフして定着ローラ２３の表
面温度が基準温度Ｔ１から第１設定温度Ｔ２まで低下し
たときにヒータ２５をオンする機能と、ニップ幅差Ａの
度合いに応じてコピー終了後の定着ローラ２３の空回転
時間を決定してニップ幅差Ａが小さくなるように定着ロ
ーラ２３の回転制御を行う機能と、第１設定温度Ｔ２で
ヒータ２５をオンしてから基準温度Ｔ１に達する前に定
着ローラ２３のニップ幅差がニップ幅差上限Ａ３に達し
たら、その時点の表面温度である第２設定温度Ｔ５でヒ
ータ２５をオフしてコピーを継続する機能とを有せしめ
られている。なお、ニップ幅差上限Ａ３とは、定着濃度
むら、ずれを起こすことがない上限のニップ幅差Ａであ
る。

【００３０】ここで、第１設定手段３０による第１設定
温度Ｔ２の設定方法を説明する。各機種によってプロセ
ススピード、用紙間隔、定着下限温度が異なるため、各
機種によって１枚当たりの熱消費量（℃／枚）が変わっ
てくる。そこで、その機種固有の熱消費量を用いて第１
設定温度Ｔ２を決定する。すなわち、図５に示すように
基準温度Ｔ１よりヒータオフ状態で小サイズ用紙のコピ
ーを行ったとき、定着下限温度Ｔ３に達する枚数はｘ１
であり、図６に示すように基準温度Ｔ１よりヒータオン
状態で小サイズ用紙のコピーを行ったとき、飽和状態温
度Ｔ４に達する枚数がｘ２である機種ならば、小サイズ
用紙のコピー設定枚数ｙがｙ≦ｘ１の場合は、ヒータオ
フでコピーし続けても定着下限温度Ｔ３に達しないた
め、第１設定温度Ｔ２を設定せずにコピーを開始するこ
とになる。

【００３１】ｙ＞ｘ１の場合は、ヒータオフでの通過枚
数をｙ１、ヒータオンでの通過枚数をｙ２とすれば、 ｙ１＋ｙ２＝ｙ （Ｔ３−Ｔ１）ｙ１／ｘ１＋（Ｔ４−Ｔ１）ｙ２／ｘ２＝Ｔ３−Ｔ１ の２式よりｙ１とｙ２を求めると、 ｙ１＝（Ｐ−Ｑｙ）／（Ｒ−Ｐ） ｙ２＝（Ｒｙ−Ｐ）／（Ｒ−Ｐ） ただし、Ｐ＝（Ｔ３−Ｔ１）ｘ１ｘ２＜０、Ｑ＝（Ｔ４
−Ｔ１）ｘ１＜０、Ｒ＝（Ｔ３−Ｔ１）ｘ２＜０ となり、ｙ１ｙ２は ｙ１ｙ２＝（Ｐ−Ｑｙ）（Ｒｙ−Ｐ）／（Ｒ−Ｐ）² となる。ここで、ｙ１ｙ２＞０の場合、式を満たすｙ
が存在するため、第１設定温度Ｔ２を Ｔ２＝Ｔ１−（Ｔ３−Ｔ１）ｙ１／ｘ１ と決定する。

【００３２】また、ｙ１ｙ２＜０の場合は、式を満た
すｙが存在しないことになり、第１設定温度Ｔ２を設定
できず、ヒータ２５をオンした状態でコピーを開始する
ことになる。

【００３３】第２設定手段３１における第２設定温度Ｔ
５は、ニップ幅差上限Ａ３が検出されたときの定着ロー
ラ２３の端部の表面温度に相当し、ニップ幅差Ａが大き
くなればなるほど第２設定温度Ｔ５は下げられる。な
お、定着ローラ２３の中央部と端部との温度差はニップ
幅差に対応しているので、ニップ幅差を直接求めなくて
も温度検出器２６によって検出された定着ローラ２３の
表面温度に基づいて中央部と端部との温度差を演算して
第２設定温度Ｔ５を想定することも可能である。

【００３４】次に、小サイズ用紙のコピー時における定
着ローラ２３の温度制御動作を図１のフローチャートに
基づいて説明する。まず、定着ローラ２３の表面温度が
基準温度Ｔ１（ここでは１９０℃）を保持するようにヒ
ータ２５がオンオフされて、定着ローラ２３が停止した
待機状態において、コピー枚数を設定して、プリントス
イッチをオンすると、設定枚数ｙとｘ１とが比較され
て、その大小によって温度制御は場合分けされる。

【００３５】ｙ≦ｘ１の場合は、第１設定温度Ｔ２を設
定せずにヒータ２５がオフされて、そのまま設定枚数だ
けコピーが行われる。ｙ＞ｘ１の場合は、式によって
ｙ１ｙ２が求められ、ｙ１ｙ２＜０ならば図７に示すよ
うに、ヒータ２５がオンのままコピーが開始され、設定
枚数のコピーが終了すると、コピー終了後にＳ１時間だ
けヒータ２５をオフしたまま各ローラ２３，２４を回転
させる。すなわち、コピー終了時点ではニップ幅差はＡ
１になっており、これをニップ幅差上限Ａ３になるまで
各ローラ２３，２４の空回転が行われ、ニップ幅差上限
Ａ３に達すると各ローラ２３，２４は停止され、この間
の時間がＳ１となる。この空回転によって各ローラ２
３，２４の表面上を熱が移動して表面温度が均一とな
り、大サイズ用紙を続いてコピーする場合、定着濃度む
ら、ずれを起こすことなく次コピーが可能となる。した
がって、従来のように温度検出器を２個設けて複雑な制
御を行う必要がなく、簡単な制御で定着ローラ２３の表
面温度を均一にできる。

【００３６】ｙ１ｙ２＞０であると、式より第１設定
温度Ｔ２が設定されて、コピーが開始される。図８に示
すように、コピー開始と同時にヒータ２５はオフされ、
トナーの種類によって定められた基準温度Ｔ１より低く
定着可能な第１設定温度Ｔ２（１７０℃）までヒータ２
５のオフは継続される。用紙が通過しない定着ローラ２
３の両端部では用紙による熱の損失はないもののコピー
開始と同時にヒータ２５がオフするため、定着ローラ両
端部の表面温度は、定着ローラ中央部の表面温度の下降
勾配より緩やかではあるが下降していく。そして、第１
設定温度Ｔ２に達した時点でヒータ２５はオンされ、基
準温度Ｔ１になるまでヒータ２５のオンは継続される。
定着ローラ中央部の表面温度の下降する勾配はヒータオ
フ状態のときよりも緩やかとなり、逆に両端部の表面温
度は徐々に上昇して、両者の温度差が大きくなるにつれ
てニップ幅差Ａも大きくなる。

【００３７】ここで、設定枚数のコピーが終了するまで
にニップ幅差Ａがニップ幅差上限Ａ３を越えない場合、
現状の温度制御でコピーを継続してコピー終了まで行
う。この場合には、例えどの時点でコピーを終了しても
図９に示すように、本実施形態のような温度制御を行わ
ない従来の定着ローラ中央部と端部との温度差ｔ１より
もはるかに小さい温度差ｔ２を得ることができる。つま
り、温度差ｔ２は温度差ｔ１よりもはるかに小さいた
め、ニップ幅差Ａ２も従来のニップ幅差Ａ１よりもはる
かに小さくなり、中央部と両端部とにおいてその境目に
定着濃度むら、ずれを生じることなく小サイズ用紙の複
数枚コピー後に直ちに大サイズ用紙のコピーができる。
また、コピーの途中でヒータ２５をオンすることによ
り、温度低下による定着不良を防止できる。

【００３８】そして、さらにコピー終了後にニップ幅差
上限Ａ３になるまで任意の時間だけヒータ２５をオフし
たまま各ローラ２３，２４を空回転させると、定着ロー
ラ中央部と端部との温度差は終了時の温度差ｔ２よりも
小さい温度差ｔ３となり、より一層表面温度が均一化で
きる。その後、ヒータ２５をオンして、表面温度が基準
温度Ｔ１を保持するように温度制御が行われる。

【００３９】また、第１設定温度Ｔ２でヒータ２５をオ
ンしてから基準温度Ｔ１に達する前にニップ幅差Ａがニ
ップ幅差上限Ａ３以上になった場合、図１０に示すよう
にニップ幅差上限Ａ３に達した時点の定着ローラ２３の
両端部の表面温度である第２設定温度Ｔ５でヒータ２５
をオフして、コピーを継続する。さらに、その時点での
コピーの残り枚数を新たに設定枚数ｙと見立て、再びｘ
１と比較して上記の温度制御を再実行する。ただし、こ
の時点で第１設定温度Ｔ２の設定を再度履行し、ｙ１ｙ
２＜０の場合は、ヒータオンのままコピーを継続して、
コピー終了後にＳ１間だけ各ローラ２３，２４を回転さ
せる。したがって、定着ローラ２３のニップ幅差Ａは徐
々に大きくなっていくが、そのニップ幅差Ａを常時検出
しているので、ローラの経時摩耗や周囲の環境に影響さ
れず、確実にしかも瞬時に検出が可能であり、正確な温
度制御の指示を出すことができ、ニップ幅を適性な状態
に維持できる。

【００４０】ここで、第１設定温度Ｔ２を決めてコピー
を開始後、検出されたニップ幅差Ａがニップ幅差上限Ａ
３より低い問題ないレベルであれば、第１設定温度Ｔ２
を上げていくことにより定着性を落とすことなく温度制
御を遂行できる。すなわち、図１１に示すように、ニッ
プ幅検出手段２７によってある任意の時間（Ｓ２）間隔
でニップ幅差Ａを検出して、検出ニップ幅差Ａがニップ
幅差上限Ａ３に到達するまでの時間（Ｓ３−Ｓ’）と、
第１設定温度Ｔ２から所定の温度Ｔ６（５℃）上げたＴ
２’に到達するまでの時間（Ｓ５−Ｓ’）とを比較して
（Ｓ３−Ｓ’）＞（Ｓ５−Ｓ’）である場合のみ、今ま
での第１設定温度Ｔ２に所定の温度Ｔ６を加えて、新し
い第１設定温度としてＴ２からＴ２’（Ｔ２＋５℃）に
変更する。このように第１設定温度Ｔ２を基準温度Ｔ１
へ近づけることにより、第１設定温度Ｔ２への到達時間
を早め、より高温で小サイズ用紙に対する定着を行うこ
とができ、ヒータ２５をオフしてコピーするときの定着
性の低下を補って、小サイズ用紙の複数枚のコピー時に
おける定着性の向上を図ることができる。

【００４１】次に、装着される現像器１７ａ，１７ｂの
トナーの種類に応じた第１設定温度Ｔ２の設定方法につ
いて説明する。図２に示すように、メモリ３９にはトナ
ーの色に対する上記コピー枚数ｘ１、ｘ２がそれぞれ記
憶されており、設定されたコピー条件からコピーに使用
する現像器１７ａ，１７ｂが識別され、その現像器１７
ａ，１７ｂに収容されたトナーの種類に応じてメモリ３
９からコピー枚数ｘ１、ｘ２が呼び出され、それらの枚
数に基づいて第１設定手段３０により第１設定温度Ｔ２
を設定する。以後、上記と同様に温度制御を行いながら
コピー動作が開始される。

【００４２】特にここでは、図１２に示すように、定着
ローラ２３の表面温度が第１設定温度Ｔ２に達した時点
で、定着ローラ２３は回転した状態のままヒータ２５が
オンされ、それとともにレジストローラ１５の手前の用
紙通過検出センサ１４により用紙の通過が検出される
と、レジストローラ１５に用紙をかんだ状態でレジスト
ローラ１５の回転を停止させ、コピーを一旦中断する。

【００４３】この間に、定着ローラ２３の表面温度は上
昇して、基準温度に達する。すると、レジストローラ１
５が回転され、コピーが再スタートする。以後、上記の
制御がコピー終了まで繰り返される。このような制御を
行ったとき第１設定温度Ｔ２から基準温度Ｔ１に達する
まで数秒しか時間を要しないため、小サイズ用紙のコピ
ー時のコピー速度を落とすことはなく、定着ローラ２３
の表面温度の低下によって定着性が低下してもヒータ２
５のオンにより定着性の向上を図ることができ、しかも
コピー中に表面温度を均一にもできる。したがって、小
サイズ用紙の複数枚コピー終了後、直ちに大サイズ用紙
のコピーを行う場合、定着ローラ２３の中央部と両端部
の表面温度差は少なくなっており、両者の境目において
定着濃度むら、ずれは生じない。

【００４４】なお、本発明は、上記実施形態に記載され
ている構成部品の寸法、材質、その相対配置などは、特
に特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく単なる説明例にすぎず、本発明の
範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得
ることは勿論である。

【００４５】例えば、ニップ幅差を小さくするために図
１３に示すように、上記実施形態と同じ温度制御を行う
とともに定着ローラ２３および加圧ローラ２４の回転制
御を行ってもよい。すなわち、定着ローラ２３の表面温
度が第１設定温度Ｔ２に達したとき、ヒータ２５をオン
するとともに各ローラ２３，２４の回転速度を遅くする
と、定着ローラ２３の表面温度の低下度合いが緩くな
り、コピー終了後における中央部と両端部との境目での
温度差を小さくすることができる。

【００４６】また、図１４に示すように、定着ローラ２
３の表面温度が第１設定温度Ｔ２に達したときにヒータ
２５をオンする場合、ヒータ２５の通電制御を行うため
のオンオフ信号のタイミングを長くして、ヒータ２５へ
の全体的な通電量を下げてもよい。これによって、ヒー
タオン後の定着ローラ２３の表面温度の低下度合いが緩
くなり、コピー終了後における中央部と両端部との境目
での温度差を小さくすることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、小サイズ用紙の画像形成中に定着ローラの表面
温度が定着下限温度とこれより高い基準温度との間にな
るようにヒータの駆動制御を行うので、定着ローラの表
面での温度差をヒータの駆動制御を行わない場合に比べ
てはるかに小さくできる。したがって、引き続いて大サ
イズ用紙の画像形成を行う場合には、大領域と小領域と
の境目の温度差が小さいため、この部分で生じる定着濃
度むら、ずれを防止できる。しかも、定着ローラの中央
部と端部にそれぞれ温度検出器を設けたり、あるいはヒ
ータを２本用いて用紙のサイズに応じて使い分けたりす
る必要がなく、少ない部品点数で簡単な制御を行うだけ
で定着ローラの表面温度の均一化を図れる。

【００４８】また、小サイズ用紙の画像形成枚数に応じ
て基準温度より低く定着下限温度より高い第１設定温度
を設定して、小サイズ用紙の画像形成開始後ヒータをオ
フして定着ローラの表面温度が基準温度から第１設定温
度まで低下したときにヒータをオンする制御を行ってい
るので、画像形成中にこのヒータのオンオフが繰り返さ
れることにより定着ローラの表面温度の過度の低下をな
くすことができ、温度低下による定着不良を防止するこ
とができる。しかも、枚数を設定するだけでその画像形
成装置における一番効率のよい第１設定温度を決定で
き、無駄なコストアップをすることなく適切な温度制御
が行える。

【００４９】また、単にヒータをオンオフする温度制御
であると定着ローラの表面温度の温度低下によって定着
性が若干落ちるのを、ニップ幅差を検出するニップ幅検
出手段を設け、ニップ幅差に応じて第１設定温度を変更
しているので、画像形成中ニップ幅差を適正な値に維持
することができ、定着性の低下を防止できる。

【００５０】さらに、定着ローラの表面温度が第１設定
温度になってヒータをオンしてからニップ幅差が所定値
に達したらヒータをオフする制御を行うと、定着ローラ
の大領域と小領域との境目においてニップ幅差が大きく
なりすぎることを防げ、なおかつ定着ローラのより正確
な温度制御を行うことができる。

【００５１】特に、互いに異なる種類のトナーが収納さ
れた複数の現像器を備えた画像形成装置において、トナ
ーの種類に応じて第１設定温度を設定して、小サイズ用
紙の画像形成中に定着ローラの表面温度が基準温度と第
１設定温度との間になるようにヒータの駆動制御を行う
ことにより、複雑な制御を行うことなくトナーの種類に
合致した定着ローラの温度制御を行うことが可能とな
る。したがって、モノカラーやフルカラーの画像形成装
置に対して、特別な制御を行うことなく容易に定着ロー
ラの温度制御を行うことができる。

【００５２】また、ニップ幅差が小さくなるようにヒー
タの駆動制御に合わせて定着ローラの回転制御を行って
いるので、画像形成中あるいは画像形成終了後において
定着ローラを空回転させることにより表面温度が均一化
され、ニップ幅差が大きくなることを防止できる。

【００５３】また、定着ローラの表面温度が基準温度か
ら第１設定温度まで低下したらヒータをオンしながら用
紙の搬送を一時停止する制御を行っているので、定着ロ
ーラの表面温度の低下を回復させることができ、表面温
度の均一化とともに定着性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の定着ローラ制御装置におけ
る制御動作のフローチャート

【図２】定着ローラ制御装置を備えた画像形成装置の概
略構成図

【図３】ニップ幅検出手段を示し、（ａ）は側面図、
（ｂ）はａ矢視図、（ｃ）はニップ幅の検出状況を示す
ｂ矢視図

【図４】定着ローラ制御装置の制御ブロック図

【図５】ヒータオフ状態で小サイズ用紙のコピー時にお
けるコピー枚数に対する定着ローラ中央部の表面温度推
移を示す図

【図６】ヒータオン状態で小サイズ用紙のコピー時にお
けるコピー枚数に対する定着ローラ中央部の表面温度推
移を示す図

【図７】ヒータオン状態でのコピー中の定着ローラの表
面温度推移、ニップ幅差推移および画像形成装置のタイ
ミングチャートを示す図

【図８】ヒータをオフして第１設定温度でヒータをオン
したときのコピー中の定着ローラの表面温度推移および
画像形成装置のタイミングチャートを示す図

【図９】小サイズ用紙のコピー後の定着ローラにおける
ニップ幅および表面温度の分布を示す図

【図１０】ヒータをオフして第１設定温度でヒータをオ
ン後、第２設定温度でヒータをオフしたときのコピー中
の定着ローラの表面温度推移、ヒータのタイミングチャ
ートおよびニップ幅差推移を示す図

【図１１】ヒータオフ状態でのコピー中のニップ幅差推
移および定着ローラ中央部の表面温度推移を示す図

【図１２】コピー開始後、コピーを一時中断させたとき
のコピー中の定着ローラの表面温度推移および画像形成
装置のタイミングチャートを示す図

【図１３】他の実施形態の画像形成装置のタイミングチ
ャートを示す図

【図１４】他の実施形態の画像形成装置のタイミングチ
ャートを示す図

【図１５】従来の小サイズ用紙のコピー後の定着ローラ
におけるニップ幅および表面温度の分布を示す図

【図１６】ヒータオン状態でのコピー中の定着ローラの
表面温度推移および画像形成装置のタイミングチャート
を示す図

【図１７】従来の小サイズ用紙のコピー後の定着ローラ
の外観を示す図

【図１８】ヒータを２本使用した定着ローラの断面図

【符号の説明】

２３ 定着ローラ ２５ ヒータ ２６ 温度検出器 ２７ ニップ幅検出手段 ３０ 第１設定手段 ３１ 第２設定手段 ３２ 制御手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータを有する定着ローラと、該定着ロ
   ーラの表面温度を検出する温度検出器とを備え、前記定
   着ローラにおける小サイズ用紙の通る領域が大サイズ用
   紙の通る領域よりも狭くなった画像形成装置において、
   小サイズ用紙の画像形成中に前記ヒータの駆動制御を行
   う制御手段が設けられ、該制御手段は、前記定着ローラ
   の表面温度が定着可能な最低温度である定着下限温度と
   これより高い待機時の基準温度との間になるように前記
   ヒータを駆動することを特徴とする画像形成装置におけ
   る定着ローラ制御装置。
2. 【請求項２】 小サイズ用紙の画像形成枚数に応じて基
   準温度より低く定着下限温度より高い第１設定温度を設
   定する第１設定手段が設けられ、制御手段は、小サイズ
   用紙の画像形成開始後ヒータをオフして定着ローラの表
   面温度が基準温度から第１設定温度まで低下したときに
   前記ヒータをオンする機能を有せしめられたことを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置における定着ローラ
   制御装置。
3. 【請求項３】 定着ローラの小サイズ用紙の通る領域の
   ニップ幅を測定し、前記定着ローラの大サイズ用紙の通
   る領域から小サイズ用紙の通る領域を除いた領域のニッ
   プ幅を測定し、かつこれら測定値からニップ幅差を検出
   するニップ幅検出手段が設けられ、前記ニップ幅差に応
   じて第１設定温度は変更されることを特徴とする請求項
   ２記載の画像形成装置における定着ローラ制御装置。
4. 【請求項４】 定着ローラの小サイズ用紙の通る領域の
   ニップ幅を測定し、前記定着ローラの大サイズ用紙の通
   る領域から小サイズ用紙の通る領域を除いた領域のニッ
   プ幅を測定し、かつこれら測定値からニップ幅差を検出
   するニップ幅検出手段が設けられ、制御手段は、第１設
   定温度でヒータをオンしてから前記ニップ幅差が所定値
   を越えたときに前記ヒータをオフする機能を有せしめら
   れたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置にお
   ける定着ローラ制御装置。
5. 【請求項５】 互いに異なる種類のトナーが収納された
   複数の現像器と、ヒータを有する定着ローラおよび該定
   着ローラの表面温度を検出する温度検出器からなる定着
   装置とを備え、前記定着ローラにおける小サイズ用紙の
   通る領域が大サイズ用紙の通る領域よりも狭くなった画
   像形成装置において、トナーの種類に応じて待機時の基
   準温度より低く定着可能な最低温度である定着下限温度
   より高い第１設定温度を設定する第１設定手段と、小サ
   イズ用紙の画像形成中に前記ヒータの駆動制御を行う制
   御手段とが設けられ、該制御手段は、前記定着ローラの
   表面温度が基準温度と第１設定温度との間になるよう前
   記ヒータを駆動することを特徴とする画像形成装置にお
   ける定着ローラ制御装置。
6. 【請求項６】 定着ローラの小サイズ用紙の通る領域の
   ニップ幅を測定し、前記定着ローラの大サイズ用紙の通
   る領域から小サイズ用紙の通る領域を除いた領域のニッ
   プ幅を測定し、かつこれら測定値からニップ幅差を検出
   するニップ幅検出手段が設けられ、制御手段は、前記ニ
   ップ幅差が小さくなるように前記定着ローラの回転制御
   を行う機能を有せしめられたことを特徴とする請求項
   １、２または５記載の画像形成装置における定着ローラ
   制御装置。
7. 【請求項７】 制御手段は、定着ローラの表面温度が基
   準温度から第１設定温度まで低下したときにヒータをオ
   ンしながら用紙の搬送を一時停止する機能を有せしめら
   れたことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記
   載の画像形成装置における定着ローラ制御装置。