(57)【要約】【課題】  非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔に多少のばらつきがあっても、定着ローラ表面の温度を所望どおりに制御する。【解決手段】  定着ローラ１と加圧ローラ２、定着ローラ１表面の温度を検出する接触式と非接触式の温度検知手段７，８、および、定着ローラ１に内蔵の加熱手段３を通電制御する制御手段９を備えた画像形成装置の定着装置で、非接触式温度検知手段７と定着ローラ１表面との間隔Ｘに関するデータを予め記憶しておく記憶手段１０を備え、制御手段９が、定着装置のアイドリング作動時において、非接触式温度検知手段７と定着ローラ１表面との間隔Ｘを記憶手段１０の記憶データを基に予測し、画像形成時において、予測した間隔Ｘに対応する補正値に基づいて非接触式温度検知手段７による検出温度を補正して加熱手段３を通電制御する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を内蔵した定着ローラと、その定着ローラに当接してニップを形成する加圧ローラと、前記定着ローラ表面の非通紙域に接触して設けられた接触式温度検知手段と、前記定着ローラ表面の中央部近くに非接触状態で設けられた非接触式温度検知手段と、前記加熱手段を通電制御する制御手段を備えた画像形成装置の定着装置であって、
前記非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔と、前記非接触式温度検知手段による検出温度と、前記接触式温度検知手段による検出温度との相関関係を求めたデータを予め記憶しておく記憶手段を備え、
前記制御手段が、前記定着装置のアイドリング作動時において、前記非接触式温度検知手段による検出温度が或る制御温度に達したときの前記接触式温度検知手段による検出温度に基づいて、前記非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔を前記記憶手段の記憶データを基に予測し、画像形成時において、その予測した間隔に対応する補正値に基づいて前記非接触式温度検知手段による検出温度を補正して前記加熱手段を通電制御するように構成してある画像形成装置の定着装置。
【請求項２】
前記制御手段が、異なるサイズの転写紙に対応する２個以上の前記制御温度に基づいて前記間隔を予測するように構成してある請求項１に記載の画像形成装置の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱手段を内蔵した定着ローラと、その定着ローラに当接してニップを形成する加圧ローラと、前記定着ローラ表面の非通紙域に接触して設けられた接触式温度検知手段と、前記定着ローラ表面の中央部近くに非接触状態で設けられた非接触式温度検知手段と、前記加熱手段を通電制御する制御手段を備えた画像形成装置の定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような定着装置では、非接触式温度検知手段により定着ローラ表面の中央部近くの温度、つまり、転写紙が通過する通紙域の温度を検出しながら加熱手段への通電を制御し、定着ローラ表面における通紙域の温度を一定に維持しながら転写紙上にトナーを定着させるものである。しかし、非接触式温度検知手段は、定着ローラ表面との間に間隔を置いて設けられるため、非接触式温度検知手段によって定着ローラ表面の温度を正確に検知するのはむずかしい。
そこで、定着ローラ表面の非通紙域に接触する接触式温度検知手段を設け、画像形成前において、その接触式温度検知手段により定着ローラ表面の温度を検出し、その温度データから求めた補正値に基づいて非接触式温度検知手段による検出温度を補正して定着ローラ表面の温度を制御するように構成したものが提案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２０１１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献に記載の従来技術では、非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔誤差に関して何の考慮も払われていないため、その間隔誤差が原因となって定着ローラ表面の温度制御を正確に行うことができないという問題があった。
すなわち、非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔は、常に設定どおりに維持されているとは限らず、現実には、製作誤差や取り付け誤差などに起因して微妙なばらつきがある。このようなばらつきに関して何の考慮も払われていないため、定着ローラ表面の温度を正確に予測することができず、この点に改良の余地があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔に多少のばらつきがあっても、定着ローラ表面の温度を所望どおりに制御して定着むらやオフセットによる画像汚れの発生を抑制することのできる画像形成装置の定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、加熱手段を内蔵した定着ローラと、その定着ローラに当接してニップを形成する加圧ローラと、前記定着ローラ表面の非通紙域に接触して設けられた接触式温度検知手段と、前記定着ローラ表面の中央部近くに非接触状態で設けられた非接触式温度検知手段と、前記加熱手段を通電制御する制御手段を備えた画像形成装置の定着装置であって、前記非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔と、前記非接触式温度検知手段による検出温度と、前記接触式温度検知手段による検出温度との相関関係を求めたデータを予め記憶しておく記憶手段を備え、前記制御手段が、前記定着装置のアイドリング作動時において、前記非接触式温度検知手段による検出温度が或る制御温度に達したときの前記接触式温度検知手段による検出温度に基づいて、前記非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔を前記記憶手段の記憶データを基に予測し、画像形成時において、その予測した間隔に対応する補正値に基づいて前記非接触式温度検知手段による検出温度を補正して前記加熱手段を通電制御するように構成してあるところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔と、非接触式温度検知手段による検出温度と、接触式温度検知手段による検出温度との相関関係を求めたデータを予め記憶しておく記憶手段を備え、定着ローラに内蔵の加熱手段を通電制御する制御手段が、定着装置のアイドリング作動時において、非接触式温度検知手段による検出温度が或る制御温度に達したときの接触式温度検知手段による検出温度に基づいて、非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔を記憶手段の記憶データを基に予測するので、たとえ非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔にばらつきがあっても、アイドリング作動時にその間隔を比較的正確に予測することができる。
そして、画像形成時において、その予測した間隔に対応する補正値に基づいて非接触式温度検知手段による検出温度を補正して加熱手段を通電制御するので、アイドリング作動終了後の画像形成時において、定着ローラ表面の温度を所望どおりに制御して定着むらの発生を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成は、前記制御手段が、異なるサイズの転写紙に対応する２個以上の前記制御温度に基づいて前記間隔を予測するように構成してあるところにある。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成によれば、制御手段が、異なるサイズの転写紙に対応する２個以上の制御温度に基づいて前記間隔を予測するので、非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔をより一層正確に予測することができるとともに、転写紙のサイズに応じた適切な温度制御が可能となり、転写紙のサイズの如何にかかわらず、定着むらの発生を確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明による画像形成装置の定着装置につき、実施の形態を図面に基づいて説明する。
この種の画像形成装置としては、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどがあり、通常、感光体ドラムに静電潜像を形成した後、その感光体ドラムにトナーを供給してトナー像を形成し、その後、感光体ドラムのトナー像を転写紙に転写し、転写したトナーを定着装置により溶融して転写紙に定着するように構成されている。
そのための定着装置は、図１に示すように、定着ローラ１とその定着ローラ１に当接してニップを形成する加圧ローラ２を備え、定着ローラ１には、加熱手段としての電気式のヒータ３が内蔵されている。
そして、定着ローラ１と加圧ローラ２は、トナーが定着された後の転写紙Ｐを各ローラ１，２から分離するための爪体４，５をそれぞれ備えている。
【００１１】
定着ローラ１は、図２に詳しく示すように、その両端部が一対のベアリング６を介して装置本体に回転自在に保持され、定着ローラ１に内臓のヒータ３は、転写紙Ｐが通過する通紙域Ａと通紙域Ａの両側に位置する非通紙域Ｂとにわたって定着ローラ１の表面を加熱するように構成されている。
定着ローラ１の表面のうち、通紙域Ａの中央部近くには、非接触式温度検知手段としての第一サーミスタ７が定着ローラ１表面との間に間隔Ｘを置いて非接触状態で配設され、非通紙域Ｂの一方には、接触式温度検知手段としての第二サーミスタ８が定着ローラ１の表面に接触して配設されている。
そして、画像形成装置全体の作動を制御する制御手段９が、両ローラ１，２の回転駆動やヒータ３への通電を制御するように構成され、そのため、第一サーミスタ７と第二サーミスタ８からの検出温度信号が制御手段９に入力され、さらに、定着装置を含む画像形成装置の機内を冷却する機内ファン（図示せず）も設けられている。
【００１２】
さらに、この定着装置は、制御手段９が第一サーミスタ７と定着ローラ１表面との間隔Ｘを予測するのに必要なデータを記憶する記憶手段１０を備え、その記憶手段１０には、つぎに示すようなデータが予め格納されている。
まず、図３は、画像形成作動中に初期設定を実行する際、または、トナー補給を実行する際のアイドリング作動時における定着ローラ１の表面温度、間隔Ｘを０．８ｍｍに設定した第一サーミスタ７（非接触式温度検知手段）の検出温度、および、第二サーミスタ８（接触式温度検知手段）の検出温度の温度推移を図表にしたものである。
【００１３】
この図３を参照して、非接触式温度検知手段による検出温度が１３５℃になるように通電制御してアイドリングが実施され、温度波形が安定した時点、例えば１００秒後に、非接触式温度検知手段による制御温度が１６５℃まで持ち上げられる。
この非接触式温度検知手段による制御温度１６５℃は、転写紙ＰとしてＡ４サイズの転写紙を使用する際の制御温度であり、そのＡ４サイズ転写紙の制御温度１６５℃における間隔Ｘ、定着ローラ表面温度、および、接触式温度検知手段の検出温度をまとめたのが図４である。
【００１４】
そして、制御温度１６５℃における温度波形が安定した状態で、接触式温度検知手段による検出温度の１０秒間における読み値を平均化して、その平均検出温度をＹとしたときの間隔Ｘと非接触式温度検知手段の制御温度の補正値を定めたのが、図５に示すＡ４サイズ転写紙使用時における非接触式温度検知手段の補正テーブルである。
同様に、図６は、Ａ５サイズ転写紙の制御温度１５５℃における間隔Ｘ、定着ローラ表面温度、および、接触式温度検知手段の検出温度をまとめた図であり、図７は、Ａ５サイズ転写紙使用時における非接触式温度検知手段の補正テーブルであり、このような各種のデータが記憶手段１０に予め格納されている。
【００１５】
つぎに、制御手段９による定着装置の作動制御について説明する。
画像形成装置のアイドリング作動時、具体的には、画像形成作動中に初期設定を実行し、または、トナー補給を実行する際のアイドリング作動時には、転写紙Ｐが供給されることなく、定着ローラ１と加圧ローラ２が回転駆動され、かつ、機内ファンも作動された状態でヒータ３に通電され、定着ローラ１の通紙域Ａと非通紙域Ｂが加熱される。
このアイドリング作動時において、制御手段９は、第一サーミスタ７による検出温度が、予め決められた或る制御温度になるようにヒータ３への通電を制御し、第一サーミスタ７による検出温度がその制御温度に達したときの第二サーミスタ８による検出温度に基づいて、第一サーミスタ７と定着ローラ１の表面との間の間隔Ｘを予測する。
例えば、第一サーミスタ７による検出温度が１６５℃になるように通電制御し、その検出温度が１６５℃に達したとき、例えば、１０秒間、第二サーミスタ８の検出温度を読み取って、その平均検出温度Ｙを求める。そして、図５の補正テーブルから、例えば、第二サーミスタ８の平均検出温度Ｙが１５２℃未満であれば、間隔Ｘは０．６〜０．２ｍｍであると予測し、検出温度が１６５℃以上であれば、間隔Ｘは１．０〜１．４ｍｍであると予測する。
【００１６】
そして、アイドリング作動終了後の画像形成時において、その予測した間隔Ｘと転写紙Ｐのサイズに対応する補正値に基づいて第一サーミスタ７による検出温度を補正してヒータ３への通電を制御する。
例えば、Ａ４サイズの転写紙を使用する場合、予測した間隔Ｘが０．６〜０．２ｍｍであれば、図５の補正テーブルから、補正値を＋１０℃とし、予測した間隔Ｘが１．０〜１．４ｍｍであれば、補正値を−１０℃としてヒータ３への通電を制御する。
そして、その状態で、転写紙Ｐが定着ローラ１と加圧ローラ２の間の通紙域Ａを通過し、トナーが溶融されて転写紙Ｐ上に定着される。
なお、図５の補正テーブルにおいて、第二サーミスタ８による平均検出温度Ｙが１４３℃未満または１７４℃以下であれば、また、図７の補正テーブルにおいて、第二サーミスタ８による平均検出温度Ｙが１３３℃未満または１６４℃以下であれば「異常検知」であり、適宜の報知手段を使用してメンテナンスの必要性を報知することになる。
【００１７】
［発明の効果］
本発明によれば、制御装置９が、アイドリング作動時において、記憶手段１０に記憶されたデータに基づいて第一サーミスタ７と定着ローラ１表面との間隔Ｘを予測するので、たとえ間隔Ｘにばらつきがあっても、アイドリング作動時において間隔Ｘを比較的正確に予測することができる。そして、その後の画像形成時において、その予測した間隔Ｘに対応する補正値に基づいて第一サーミスタ７による検出温度を補正してヒータ３を通電制御するので、アイドリング作動終了後の画像形成時において、定着ローラ１表面の温度を所望どおりに制御して定着むらの発生を抑制することができる。
【００１８】
〔別実施形態〕
先の実施形態では、非接触式温度検知手段７および接触式温度検知手段８の一例としてサーミスタを示したが、これら温度検知手段としてサーミスタ以外の種々のものを使用することができ、また、定着ローラ１に内蔵の加熱手段３に関しても、電気式のヒータ以外の種々のものを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】画像形成装置における定着装置の横断側面図
【図２】定着装置における定着ローラの縦断側面図
【図３】アイドリング作動時の温度推移を示す図表
【図４】Ａ４サイズ転写紙使用時における間隔Ｘと接触式温度検知手段の検出温度との関係を示す図表
【図５】Ａ４サイズ転写紙使用時における非接触式温度検知手段の補正テーブル
【図６】Ａ５サイズ転写紙使用時における間隔Ｘと接触式温度検知手段の検出温度との関係を示す図表
【図７】Ａ５サイズ転写紙使用時における非接触式温度検知手段の補正テーブル
【符号の説明】
【００２０】
１      定着ローラ
２      加圧ローラ
３      加熱手段
７      非接触式温度検知手段
８      接触式温度検知手段
９      制御手段
１０    記憶手段
Ａ      通紙域
Ｂ      非通紙域
Ｘ      非接触式温度検知手段と定着ローラ表面との間隔
【図１】
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【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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【図７】
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