(57)【要約】【課題】  定着部を加熱する加熱部材を誘導加熱する加熱コイルを分割して、用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する問題を防止する画像形成装置および方法を提供する。【解決手段】  トナーを定着させるための用紙を搬送し、トナーを定着する定着部と、前記定着部を加熱するための加熱部材と、前記定着部の温度を検知するための少なくとも一つの温度センサーと、前記トナーを定着させるための記録媒体の進行方向と略垂直に並べられ前記加熱部材を誘導加熱するための複数の加熱コイルと、前記各加熱コイルへの入力をそれぞれオン／オフするスイッチング手段と、前記スイッチング手段のオン／オフを制御する制御手段と、を有し、前記加熱部材を誘導加熱する前記複数の加熱コイルの各々を、オン／オフする制御を、少なくとも一つの定着部の温度検知情報により、フィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを定着させるための記録媒体を搬送しトナーを定着する定着部と、前記定着部を加熱するための加熱部材と、前記定着部の温度を検知するための少なくとも一つの温度センサーと、前記記録媒体の進行方向に対し略垂直に並べられ前記加熱部材を誘導加熱するための分割された複数の加熱コイルと、各前記加熱コイルの入力をオン／オフするスイッチング手段と、該スイッチング手段のオン／オフを制御する制御手段を有した定着装置を用いて、
前記加熱部材を誘導加熱する前記複数の加熱コイルの各コイルのオン／オフする制御を、少なくとも一つの定着部の温度検知情報に基づいてフィードバック制御することを特徴とする画像形成装置の定着装置の温度制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置の定着装置の温度制御方法において、
前記フィードバックする制御は、
前記記録媒体と前記定着部とが接する長さを検知し、
前記検知手段により、前記記録媒体が、前記定着部の接する長さに応じて、前記加熱コイルをオン／オフする割合を算出して、前記記録媒体の進行方向と略垂直に並べられた複数の前記加熱コイル毎にフィードバック制御することを特徴とする画像形成装置の定着装置の温度制御方法。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置の定着装置の温度制御方法において、
前記記録媒体と前記定着部とが接する長さを検知し、
前記フィードバックする制御は、
目標温度を設け、定着部の温度を少なくとも一つの温度センサーにより読み込んだ温度を前記目標温度に保つように前記各加熱コイルをオン／オフして制御することを特徴とする画像形成装置の定着装置の温度制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置の定着装置の温度制御方法において、
前記記録媒体と前記定着部とが接する長さを検知した結果に応じて、前記記録媒体の前記進行方向と垂直方向の距離を算出して前記進行方向と垂直方向の距離が所定の距離よりも短い場合には、少なくとも２つの前記加熱コイルの中で前記記録媒体と前記定着部とが接触しない部分の近接部に前記加熱コイルによる目標温度が当該接触部の加熱コイルの目標温度より下げるようにしたことを特徴とする画像形成装置の定着装置の温度制御方法。
【請求項５】
トナーを定着させるための用紙を搬送し、トナーを定着する定着部と、
前記定着部を加熱するための加熱部材と、
前記定着部の温度を検知するための少なくとも一つの温度センサーと、
前記トナーを定着させるための記録媒体の進行方向と略垂直に並べられ前記加熱部材を誘導加熱するための複数の加熱コイルと、
前記各加熱コイルへの入力をそれぞれオン／オフするスイッチング手段と、
前記スイッチング手段のオン／オフを制御する制御手段と、
を有し、
前記加熱部材を誘導加熱する前記複数の加熱コイルの各々を、オン／オフする制御を、少なくとも一つの定着部の温度検知情報により、フィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記記録媒体と前記定着部との接する長さを検知する手段を設け、
前記フィードバック制御を、前記検知手段により、前記記録媒体が前記定着部の接する長さに応じて、前記加熱コイルのオン／オフの割合を算出する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記記録媒体と前記定着部との接する長さを検知する手段を設け、
前記フィードバック制御を、目標温度を設け、前記定着部の温度を検知するための少なくとも一つの温度センサーにより読み込んだ温度を目標温度に保つように前記各加熱コイルのオン／オフ制御する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６記載の画像形成装置において、
前記記録媒体と前記定着部との接する長さを検知する手段を設け、
さらに前記定着部と接する長さを検知する手段により検知された長さに応じて、前記記録媒体の進行方向と垂直方向の距離とを算出する手段とを設け、
前記フィードバック制御を、前記算定手段により算定した前記記録媒体の進行方向と垂直方向の距離が所定の距離より短い場合には、前記複数の加熱コイルの中で、前記記録媒体と前記定着部とが接触しない部分に近接する部位の加熱コイルの目標温度を、当該記録媒体と定着部とが接触する部位の加熱コイルの目標温度より、下げる手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置および定着方法に関する。
特に小さいサイズの用紙を定着したときに定着部の端部が高温になる定着部の定着装置の温度制御することのできる画像形成装置およびその温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネ、高信頼性、小型で安価な電源装置及び該電源装置で駆動される誘導加熱装置を電子写真の加熱定着部に利用した画像処理装置が知られている。
また、従来の加熱コイルの制御はそれぞれの加熱コイルに対応する位置の加熱部材の温度検知によるフィードバック制御が知られていた。
【０００３】
従来、このような技術では、定着ローラのウォームアップ時間を短くするためなどから、使用される定着ローラが薄肉になってきている。そして、定着のための加熱コイルと温度センサーは従来使用されているままのものであるため、この定着ローラの端部の全域を用紙が通らないような小さい用紙を定着する際に、一つのセンサーで一つの加熱コイルを使用して制御するため、定着ローラの用紙が接触しない部分が、用紙が接触するローラ部分と比較して高温になり、希に用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する等の問題があった。
【特許文献１】特開２００２−３４２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、定着部を加熱する加熱部材を誘導加熱する加熱コイルを分割し、それぞれの加熱コイルをオン、オフできる定着装置であるので、用紙がローラと接触しない部分を加熱する加熱コイルと接触している部分を加熱する加熱コイルと異なるオン、オフの方法を用いることができ、用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する問題を防ぐことのできる定着装置の温度制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、定着する用紙のサイズを検知し、定着のどの部分に用紙が接触するかを把握し、接触しない部分を加熱する加熱コイルと、接触する部分を加熱する加熱コイルのオンする割合をそれぞれ持つことができる手段を設けたことにより、用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する問題を防ぐことのできる  定着装置の温度制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、定着する用紙のサイズを検知し、定着のどの部分に用紙が接触するかを把握し接触しない部分の加熱する加熱コイルのフィードバック制御の目標温度と、加熱コイルに接触しない部分にフィードバック制御可能な目標温度を適宜変えることができる手段を設けたことにより、用紙が接触しないローラ部分の近辺が溶解する問題を未然に防止することのできる定着装置および温度制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、定着する用紙のサイズを検知し、定着のどの部分に用紙が接触するかを把握し接触しない部分の加熱コイルの目標温度を、接触する部分の加熱コイルの目標温度より下げることにより、用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する問題を防ぐことのできる定着装置の温度制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、トナーを定着させるための記録媒体を搬送しトナーを定着する定着部と、前記定着部を加熱するための加熱部材と、前記定着部の温度を検知するための少なくとも一つの温度センサーと、前記記録媒体の進行方向に対し略垂直に並べられ前記加熱部材を誘導加熱するための分割された複数の加熱コイルと、各前記加熱コイルの入力をオン／オフするスイッチング手段と、該スイッチング手段のオン／オフを制御する制御手段を有した定着装置を用いて、前記加熱部材を誘導加熱する前記複数の加熱コイルの各コイルのオン／オフする制御を、少なくとも一つの定着部の温度検知情報に基づいてフィードバック制御することを特徴とする画像形成装置の定着装置の温度制御方法である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置の定着装置の温度制御方法において、前記フィードバックする制御は、前記記録媒体と前記定着部とが接する長さを検知し、前記検知手段により、前記記録媒体が、前記定着部の接する長さに応じて、前記加熱コイルをオン／オフする割合を算出して、前記記録媒体の進行方向と略垂直に並べられた複数の前記加熱コイル毎にフィードバック制御することを特徴とする画像形成装置の定着装置の温度制御方法である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置の定着装置の温度制御方法において、前記記録媒体と前記定着部とが接する長さを検知し、前記フィードバックする制御は、目標温度を設け、定着部の温度を少なくとも一つの温度センサーにより読み込んだ温度を前記目標温度に保つように前記各加熱コイルをオン／オフして制御することを特徴とする画像形成装置の定着装置の温度制御方法である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置の定着装置の温度制御方法において、前記記録媒体と前記定着部とが接する長さを検知した結果に応じて、前記記録媒体の前記進行方向と垂直方向の距離を算出して前記進行方向と垂直方向の距離が所定の距離よりも短い場合には、少なくとも２つの前記加熱コイルの中で前記記録媒体と前記定着部とが接触しない部分の近接部に前記加熱コイルによる目標温度が当該接触部の加熱コイルの目標温度より下げるようにしたことを特徴とする画像形成装置の定着装置の温度制御方法である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、トナーを定着させるための用紙を搬送し、トナーを定着する定着部と、前記定着部を加熱するための加熱部材と、前記定着部の温度を検知するための少なくとも一つの温度センサーと、前記トナーを定着させるための記録媒体の進行方向と略垂直に並べられ前記加熱部材を誘導加熱するための複数の加熱コイルと、前記各加熱コイルへの入力をそれぞれオン／オフするスイッチング手段と、前記スイッチング手段のオン／オフを制御する制御手段とを有し、前記加熱部材を誘導加熱する前記複数の加熱コイルの各々を、オン／オフする制御を、少なくとも一つの定着部の温度検知情報により、フィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記記録媒体と前記定着部との接する長さを検知する手段を設け、前記フィードバック制御を、前記検知手段により、前記記録媒体が前記定着部の接する長さに応じて、前記加熱コイルのオン／オフの割合を算出する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記記録媒体と前記定着部との接する長さを検知する手段を設け、前記フィードバック制御を、目標温度を設け、前記定着部の温度を検知するための少なくとも一つの温度センサーにより読み込んだ温度を目標温度に保つように前記各加熱コイルのオン／オフ制御する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、前記記録媒体と前記定着部との接する長さを検知する手段を設け、さらに前記定着部と接する長さを検知する手段により検知された長さに応じて、前記記録媒体の進行方向と垂直方向の距離とを算出する手段とを設け、前記フィードバック制御を、前記算定手段により算定した前記記録媒体の進行方向と垂直方向の距離が所定の距離より短い場合には、前記複数の加熱コイルの中で、前記記録媒体と前記定着部とが接触しない部分に近接する部位の加熱コイルの目標温度を、当該記録媒体と定着部とが接触する部位の加熱コイルの目標温度より、下げる手段を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、定着部を加熱する加熱部材を誘導加熱する加熱コイルを分割し、それぞれの加熱コイルをオン、オフできる定着装置であるので、用紙がローラと接触しない部分を加熱する加熱コイルと接触している部分を加熱する加熱コイルと異なるオン、オフの方法を用いることができ、用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する問題を防止することができるという効果を有する。
【００１７】
また、本発明は、定着する用紙のサイズを検知し、定着のどの部分に用紙が接触するかを把握し、接触しない部分を加熱する加熱コイルと、接触する部分を加熱する加熱コイルのオンする割合をそれぞれ持つことができる手段を設けたことにより、用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する問題を防ぐ効果がある。
【００１８】
また、本発明は、定着する用紙のサイズを検知し、定着のどの部分に用紙が接触するかを把握し接触しない部分の加熱する加熱コイルのフィードバック制御の目標温度と、接触しない部分の加熱コイルのフィードバック制御の目標温度とを変えることができる手段を設けたことにより、用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する問題を防ぐ効果を有する。
【００１９】
また、本発明は、定着する用紙のサイズを検知し、定着のどの部分に用紙が接触するかを把握し接触しない部分の加熱コイルの目標温度を接触する部分の加熱コイルの目標温度より下げることにより、用紙が接触しないローラ部分の近辺が熔解する問題を防ぐという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置（たとえばプリンタ）は、画像形成の動作を開始すると、感光体ドラム１が、矢印で示すＡ方向に回転し、その表面が帯電ローラ２により一様に帯電した後に、その帯電面が図示しない露光装置により露光されて、静電潜像が形成される。その静電潜像は、現像装置３によりトナーが付着して顕像となる。
【００２１】
また、装置本体内の下部に設けられている給紙トレイ７から記録紙Ｐが給紙され、一対のレジストローラ８により一旦停止された後に、感光体ドラム１上の画像と一致するタイミングで転写ローラ９のある転写位置に向けて正確に搬送される。そして、その記録紙Ｐに、感光体ドラム１上のトナー像が転写ローラ９により転写され、そのトナー像が転写された記録紙Ｐ（記録媒体）は定着装置５へ搬送され、そこでトナー像が熱と圧力の印加により像が定着される。
【００２２】
そして、その定着像が形成された記録紙Ｐは排紙口から機外に排出されて、排紙トレイ等にスタックされる。また、転写、分離が終了した感光体ドラム１の表面は、クリーニング装置のクリーニングブレード６により残留トナーが除去されて、次の画像形成工程に備えることになる。
【００２３】
定着装置５はトナーを定着する定着ベルト１０と定着ローラ１１、定着ベルト１０を加熱する加熱部材である加熱ローラ１２、定着ベルト１０により定着した転写紙を分離するための分離爪１４と、転写紙を定着するために転写紙を押圧する加圧ローラ１３と、定着ベルトの温度を測定するための温度センサー１５と、加熱ローラを誘導加熱する加熱コイル１６〜１８からなっている。これらを図２に示す。
【００２４】
図３に、加熱ローラを誘導加熱するための加熱コイルの配置例を示す。加熱コイルに電源を供給する電源２４と、加熱コイル１６に電源の供給のオン／オフを決定するスイッチ１９と、加熱コイル１７に電源の供給のオン／オフを決定するスイッチ２０と、加熱コイル１８に電源の供給のオン／オフを決定するスイッチ２１を有している。
【００２５】
第１実施形態の動作例について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
画像形成の開始の指令が来たか否かをまず判断する（ステップＳ５−１）。指令が来た場合（ステップＳ５−１でＹｅｓの場合）には、画像形成する転写紙の幅をサイズ検知スイッチ２３より検知し転写紙のサイズを把握し、この転写紙が定着ローラと接触する際の距離を算出する。
【００２６】
例えば、A4サイズの場合は２１０ｍｍであり、Ａ３サイズの場合は２９７ｍｍとなる。この距離が２１１ｍｍ以上かどうかを判断する（ステップＳ５−２）。２１１ｍｍ以上の場合の処理を大サイズ処理とし（ステップＳ５−２でＹｅｓの場合）、２１１ｍｍより小さい場合（ステップＳ５−２でＮｏの場合）には小サイズ処理とする。Ａ４サイズの場合は２１０ｍｍなので、小サイズ処理となる（ステップＳ５−２→ステップＳ５−４）。またＡ３サイズの場合は大サイズ処理となる（ステップＳ５−２→ステップＳ５−３）。
【００２７】
大サイズ処理の場合（ステップＳ５−３→ステップＳ５−５）には、まず、温度センサー１５から定着部の温度を検知し（ステップＳ５−３）、次に、目標温度−現在温度＝Ａ℃、と、現在温度−１秒前の現在温度＝Ｂ℃を算出し、表１を使って加熱コイルのスイッチ１９．２０，２１のオンする割合を算出し、割合に応じてそのスイッチ１９〜２１のオン時間を決定する（ステップＳ５−５）。
【００２８】
また小サイズ処理の場合（ステップＳ５−４→ステップＳ５−６）には、まず、温度センサー１５から定着部の温度を検知し（ステップＳ５−４）、次に、目標温度−現在温度＝Ａ℃、と、現在温度−１秒前の現在温度＝Ｂ℃を算出し、表２を使って加熱コイルの通電スイッチ１９、２１のオンする割合を算出し、割合に応じてスイッチ１９．２１をオンする表１を使って加熱コイルの通電スイッチ２０のオンする割合を算出し、割合に応じてスイッチ２０をオンする（ステップＳ５−６）。
【００２９】
次に大サイズ、小サイズとも次に１秒経ったかをみて（ステップＳ５−５またはステップＳ５−６→ステップＳ５−７）、１秒経ったら、画像形成が終了したかを判断（ステップＳ５−８）し、終了した場合（ステップＳ５−８でＹｅｓの場合）には、前記ステップＳ５−１の画像形成開始の指令が来たかを判断しに行き、終了していないとき（ステップＳ５−８でＮｏの場合）には、前記ステップＳ５−２に戻り、以降、前記ステップＳ５−２以降の説明と同様のステップを行なう。
【００３０】
【表１】
2006084650.tif 000003
【００３１】
次に第２実施形態について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
第１実施形態と同様にして、まず、画像形成を開始の指令の有無を確認し（ステップＳ６−１）、前記指令が来た場合（ステップＳ６−１でＹｅｓの場合）には画像形成する転写紙の幅を、たとえば図４に示すようなサイズ検知スイッチ２３より検知し転写紙のサイズを把握し、この転写紙が定着ローラと接触する際の距離を算出する。例えば、第１実施形態と同様に、A4サイズの場合には２１０ｍｍであり、Ａ３サイズの場合は２９７ｍｍとなる。この距離が２１１ｍｍ以上かどうかを判断する（ステップＳ６−２）。２１１ｍｍ以上の場合の処理を大サイズ処理とし（ステップＳ６−２→ステップＳ６−３）、また、２１１ｍｍより小さいと場合は小サイズ処理とする（ステップＳ６−２→ステップＳ６−４）。Ａ４サイズの場合は２１０ｍｍなので、小サイズ処理となる（ステップＳ６−４）。Ａ３サイズの場合は大サイズ処理となる（ステップＳ６−３）。
【００３３】
大サイズ処理の場合（ステップＳ６−３→ステップＳ６−５）には、まず、温度センサー１５から定着部の温度を検知し（ステップＳ６−３）、次に、目標温度−現在温度＝Ａ℃、と、現在温度−１秒前の現在温度＝Ｂ℃を算出し、表１を使って加熱コイルのスイッチ１９．２０，２１のオンする割合を算出し、割合に応じてそのスイッチ１９〜２１のオン時間を決定する（ステップＳ６−５）。
【００３４】
また小サイズ処理の場合には、まず、温度センサー１５から定着部の温度を検知し（６−４）、次に、スイッチ１９，２１の目標温度をスイッチ２０の目標温度の１０℃低い値とし、スイッチ１９〜２１のそれぞれについて、
目標温度−現在温度＝Ａ℃
および
現在温度−１秒前の温度＝Ｂ℃
を計算し、
次に、下記表２を使って加熱コイルの通電スイッチ１９〜２１のオンする割合を算出し、
それぞれのスイッチのＯＮ時間の割合（通電時間比率）に応じて、スイッチ１９〜２１をオンする時間を決定する（ステップＳ６−６）。
【００３５】
【表２】
2006084650.tif 000004
【００３６】
次に、定着紙のサイズが大サイズ、小サイズとも、次の１秒経過したか否かを確認後（ステップＳ６−７）、１秒経ったら（ステップＳ６−７でＹｅｓの場合）、画像形成指令による全工程が終了したかを判断（ステップＳ６−８）し、終了した場合（ステップＳ６−８でＹｅｓの場合）には、前記ステップＳ５−１に戻り、終了していないとき（ステップＳ６−８でＮｏの場合）には、前記ステップＳ５−２にそれぞれ戻り、以降、前記説明した各ステップ処理を第１実施形態と同様に行う。
【００３７】
なお、記録媒体である印刷紙の大きさを検出する手段として、図４に示すようなサイズ検知スイッチを例示する。このサイズ検知スイッチにより、記録媒体の大きさを検出する例を表３に示す。この表に例示する様にして、記録媒体（紙）の大きさが本発明では検出できる。
【００３８】
【表３】
2006084650.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の複数の誘導加熱コイルを有する定着装置の温度制御方法および画像形成装置の発明によって、温度制御を被定着体（記録媒体：たとえば紙）のある部分とない部分とで印加温度を変える様にしたので、さらに、画像形成装置の寿命が超寿命化することとなり、また、温度コントロールを微妙に制御可能としたので、画像形成装置により得られる画像はより鮮明になり、実質的な解像度が上げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の定着装置を搭載した画像形成装置であるプリンタを示す全体構成図を示す。
【図２】図１中の、点線で囲まれた定着装置部分を横から示す構成図を示す。
【図３】図２中の、加熱部材１を上から見た構成図である。
【図４】転写紙のサイズを検知する機構を示す図である。
【図５】第１実施形態（請求項１〜３）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１    加熱部材（感光体ドラム）
２    帯電ローラ
３    現像装置
５    定着装置
６    クリーニングブレード
７    給紙トレイ
８    レジストローラ（対）
９    転写ローラ
１０    定着ベルト
１１    定着ローラ
１２    加熱ローラ
１３    加圧ローラ
１４    分離爪
１５    温度センサ
１６〜１８    誘導加熱コイル
１９〜２１    前記各誘導加熱コイルの入力調整手段（スイッチ）
２２    サイズ検知ダイアル
２３    サイズ検知スイッチ
２４    電源
２５    記録媒体（記録紙）
【図１】
2006084650.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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