(57)【要約】【課題】印刷開始時や印刷停止時に、急激に熱ロールの表面温度が変動した場合でも適切なヒータランプのＯＮ／ＯＦＦ制御ができる定着装置を提供することである。【解決手段】印刷開始時や印刷停止時に、熱ロール周囲の雰囲気温度を検出する第２の温度検出手段４ａ〜４ｃによる温度情報の他に、熱ロールの軸方向端部に取り付けられ、直接熱ロールの温度を検出できる第１の温度検出手段３ａ、３ｂによる温度情報を併用し、ヒータランプ２ａ〜２ｄのＯＮ／ＯＦＦ制御をする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱領域の異なる複数のヒータを備えた熱ロールと、前記複数のヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御手段と、前記熱ロール端部外周面の一部に設けられた検温素子と該検温素子に対向して且つ間隙をなして配置された非接触式のセンサヘッドからなる第１の温度検出手段と、前記熱ロールの軸方向に所定間隔で配置されて且つ前記熱ロール外周面に対し間隙をなして配置されると共に、前記複数のヒータの各発熱領域に対応させて設けられた複数の非接触式の温度検出器からなる第２の温度検出手段とを有する電子写真式印刷装置の定着装置において、印刷開始時や印刷停止時は、前記第１及び第２の温度検出手段の両方の出力に応じて前記複数のヒータを制御することを特徴とする電子写真式印刷装置の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた印刷装置に係り、特にそれの定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真式印刷装置の定着装置においては、例えば特開平１０−１８６９４７号公報及び特開平１１−３２７３５３号公報に記載されているように、熱ロールの軸方向における表面温度が一定になるように、熱ロールを加熱するためのヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御し、熱ロールの表面温度を均一に保つことにより、安定した定着強度が得られる定着方法を採用している。
【０００３】
従来例えば図２及び図３のような構成のものがあり、図２において複数のヒータランプ２ａ〜２ｄは、熱ロール１を加熱する。この時、熱ロール１の表面温度検出手段として、熱ロール１の非印刷用紙走行領域に取り付けられ、表面温度を直接温度値として２値的に検出できる第１の温度検出手段である例えば磁気チップからなる検温素子３ａと、例えば磁気センサからなるセンサヘッド３ｂの対と、熱ロール１の印刷用紙走行領域内にヒータランプ２ａ〜２ｄ各々の発熱領域に対向し且つ熱ロール１と間隙を持たせて取り付けられ、表面の温度分布を検出できる例えばサーミスタからなる第２の温度検出手段４ａ、４ｂ、４ｃが用いられ、前記ヒータランプ２ａ〜２ｄ各々の点灯を制御部５にてＯＮ／ＯＦＦ制御し、熱ロール１の表面をある一定温度（設定温度）に保とうとする。
【０００４】
ウェブ１０に転写されたトナー像１１は、熱ロール１と図示されない加圧ロールに狭持、搬送され通過することにより溶融定着し、定着されたトナー像１２となる。
【０００５】
図３は、ヒータランプの構成を説明するための図である。ヒータランプ２ａ、２ｂ、２ｃは、熱ロール１の軸方向への長さを三分割し、それぞれの部分を加熱する電熱線を有する。ヒータランプ２ａ、２ｂ、２ｃの電熱線部に対向するように、第２の温度検出手段４ａ、４ｂ、４ｃが配置されている。ヒータランプ２ｄは、熱ロール１全体を加熱する電熱線を有し、熱ロール１の表面温度を保つために必要な基本となる熱量を供給する。ヒータランプ２ａ〜２ｄは、熱ロール１の立ち上げ時には、第１の温度検出手段３ａ、３ｂの温度情報を基に、ある一定の割合でＯＮ／ＯＦＦ制御され、印刷時は、ウェブ１０に転写されたトナー像１１を溶融定着するのに適した温度に熱ロール１の表面温度を保つため、第２の温度検出手段４ａ、４ｂ、４ｃの温度情報を基にヒータランプ２ａ〜２ｄが、それぞれＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【０００６】
また、従来この種の定着装置の温度制御装置においては、常に均一な熱量を熱ロールに供給できるようにし、印刷開始時の熱ロールの表面温度低下を防ぐようにしたものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１３７４０８号公報
【特許文献２】特開２００４−０２０７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記第２の温度検出手段は、熱ロールと間隙を持たせ取り付けられ、熱ロール周囲の雰囲気温度を検出することにより、熱ロール表面の温度分布を推測しているため、印刷開始時や印刷停止時の急激な熱ロールの表面温度変動が発生する場合には、雰囲気温度及び第２の温度検出手段がそれに追従できない。
【０００９】
そのため適切なヒータランプのＯＮ／ＯＦＦ制御ができず、部分的な熱量過少による定着不良や、熱量過多による熱ロールの短寿命等の問題を引き起こしていた。この状態は、高速連続紙印刷装置において、高連量用紙いわゆる厚紙用紙印刷時や印刷用紙幅により熱負荷の偏りが発生する場合に顕著に現れる。
【００１０】
本発明の目的は、印刷開始時や印刷停止時に、急激に熱ロールの表面温度が変動した場合でも適切なヒータランプのＯＮ／ＯＦＦ制御ができる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】
【００１１】
前記目的を達成するため本発明は、発熱領域の異なる複数のヒータを備えた熱ロールと、前記複数のヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御手段と、前記熱ロール端部外周面の一部に設けられた検温素子と該検温素子に対向して且つ間隙をなして配置された非接触式のセンサヘッドからなる第１の温度検出手段と、前記熱ロールの軸方向に所定間隔で配置されて且つ前記熱ロール外周面に対し間隙をなして配置されると共に、前記複数のヒータの各発熱領域に対応させて設けられた複数の非接触式の温度検出器からなる第２の温度検出手段とを有する電子写真式印刷装置の定着装置において、印刷開始時や印刷停止時は、前記第１及び第２の温度検出手段の両方の出力に応じて前記複数のヒータを制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱ロールの表面温度が急激に変化した場合でも第１の温度検出手段による温度情報と第２の温度検出手段による温度情報を基に、適切なヒータランプのＯＮ／ＯＦＦ制御ができるため、印刷開始時に熱ロール表面温度の急激な温度低下を防ぎ、且つ印刷停止時に熱ロールへの余分な熱量を与えることが無くなるため、熱ロールの損傷や定着不良などの印刷品質の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明では、急激に熱ロールの表面温度が変動した場合でも、安定した定着画像を得ることのできる、適切なヒータランプのＯＮ／ＯＦＦ制御を実施する定着制御装置を基本構成部品の変更なく実現した。
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る熱ロール制御部の概略構成図である。複数のヒータランプ２ａ〜２ｄは、熱ロール１を加熱する。この時、前記熱ロール１の表面温度（雰囲気温度）は、第２の温度検出手段４ａ〜４ｃによって計測される。また、第１の温度検出手段３ａ、３ｂは、前記熱ロール１の表面温度がある特定温度（設定温度）に達しているかを２値的に検出する。
【００１５】
具体的には検温素子３ａが熱ロール１と間隙をなして配置された非接触式のセンサヘッド３ｂと対向したときに、検温素子３ａが特定温度に達していないとセンサヘッド３ｂはパルスを検出し、検温素子３ａが特定温度に達している場合は、センサヘッド３ｂはパルスを検出しない。
【００１６】
そして第１及び第２の温度検出手段によって検出された温度情報は、それぞれ制御部５の温度情報受信部６にて受信され、メイン制御部７に温度情報を伝達する。メイン制御部７は、温度情報受信部６より受信した温度情報をもとに設定温度を決定し、設定温度情報記憶装置８に格納する。またその設定温度と熱ロール１の表面温度の比較を行い、ヒータ制御部９へヒータランプ２ａ〜２ｄのＯＮ／ＯＦＦ情報を送信する。ヒータ制御部９は、メイン制御部７からの情報をもとにヒータランプ２ａ〜２ｄのＯＮ／ＯＦＦ制御を実施する。
【００１７】
図１ないし図３に示す構成の定着制御装置において本発明を具体的に説明すると、電子写真式印刷装置の電源を投入すると定着制御装置の立ち上げが始まる。このとき熱ロール１は回転状態で、第１の温度検出手段３ａ、３ｂが検出するある特定温度（設定温度）を目指し適当な割合でヒータランプ２ａ〜２ｄがＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００１８】
ここで熱ロール１が設定温度に達したことを第１の温度検出手段３ａ、３ｂが検出すると、制御部５の温度情報受信部６を通してメイン制御部７は、設定温度情報記憶装置８に第２の温度検出手段４ａ、４ｂ、４ｃそれぞれの温度情報を記憶する。メイン制御部７は、この記憶した温度情報と第２の温度検出手段４ａ、４ｂ、４ｃにより検出される温度情報を比較し、電熱線部分が対向し、対応するヒータランプ２ａ、２ｂ、２ｃをそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００１９】
また、熱ロール１全体を加熱するヒータランプ２ｄは、第２の温度検出手段４ａ〜４ｃにより検出される温度情報と設定温度として設定温度情報記憶装置８に記憶した温度情報を比較し、非印刷中に熱ロール１の表面温度を一定に保つために必要な熱量を供給する適当な割合でＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００２０】
ここで印刷が開始された場合、ヒータランプ２ｄは、第１の温度検出手段３ａ、３ｂによって２値的に検出される温度情報をもとに印刷中に熱ロール１の表面温度を一定に保つために必要な基本となる熱量を供給するため、適当な割合でＯＮ／ＯＦＦ制御される。この第１の温度検出手段３ａ、３ｂによってヒータランプ２ｄをＯＮ／ＯＦＦ制御する期間は、ある一定期間でもよいが、印刷を開始してから第２の温度検出手段４ａ〜４ｃが検出する温度が設定温度を保つまでとするのが望ましい。
【００２１】
また、印刷停止時も同様にヒータランプ２ｄを第１の温度検出手段３ａ、３ｂによって２値的に検出される温度情報をもとにＯＮ／ＯＦＦ制御する。この場合も、印刷を停止してからある一定期間だけ本制御を実施してもよいが、第２の温度検出手段４ａ〜４ｃが検出する温度が設定温度付近に落ち着くまでとするのが望ましい。
【００２２】
本発明における印刷開始時及び印刷停止時のヒータランプ２ｄ駆動タイミングチャートを図４及び図５に示す。ヒータランプ２ｄのＯＮ／ＯＦＦ周期をＴ１、ヒータランプ２ｄのＯＮ時間をＴ２とすると、ＯＮ／ＯＦＦ制御する割合は、（Ｔ２／Ｔ１）で表される。このヒータランプ２ｄをＯＮ／ＯＦＦ制御する割合（Ｔ２／Ｔ１）は、熱ロール１の表面温度を一定に保つために必要な熱量を供給するため、印刷するウェブ１０の連量に応じて変えることが有効である。従来は、設定温度と第２の温度検出手段４ａを比較し適当な割合（Ｔ２／Ｔ１）でヒータランプ２ｄのＯＮ／ＯＦＦ制御を実施していたが、本発明では、第１の温度検出手段３ｂによって２値的に検出されるある特定温度（設定温度）を監視し適当な割合（Ｔ２／Ｔ１）でヒータランプ２ｄのＯＮ／ＯＦＦ制御を実施する。
【００２３】
これにより第２の温度検出手段４ａが熱ロール表面温度に追従できない時間１３、１４、１５だけ早くヒータランプ２ｄを適切にＯＮ／ＯＦＦ制御することが可能となる。この第２の温度検出手段４ａが熱ロール表面温度に追従できない時間１３、１４、１５は、急激に熱ロール１の表面温度が変動した場合に顕著に現れる。よって、例えば図４、図５に示す制御を印刷開始時及び印刷停止時のある期間で実施することが有効である。
【００２４】
本発明における熱ロール１の表面温度の遷移図を図６に示す。上述のヒータランプ２ｄのＯＮ／ＯＦＦ制御を実施することにより、印刷開始時には、第２の温度検出手段４ａが熱ロール表面温度に追従できない時間１３だけ早くヒータランプ２ｄをＯＮすることができ、また、第２の温度検出手段４ａが熱ロール表面温度に追従できない時間１４だけ早くヒータランプ２ｄをＯＦＦすることができる為、従来に比べて熱ロール１の表面温度の低下及び上昇を防ぐことができる。また、印刷停止時には、第２の温度検出手段４ａが熱ロール表面温度に追従できない時間１５だけ早くヒータランプ２ｄをＯＦＦすることができる為、従来に比べて熱ロール１の表面温度の上昇を防ぐことができる。
【００２５】
このような制御を実施することにより、急激に熱ロール１の表面温度が変動した場合でも適切なヒータランプのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行できる定着装置の定着制御を得ることができ、特に高連量用紙いわゆる厚紙用紙印刷時や印刷用紙幅により熱負荷の偏りが発生する場合において、第2の温度検出手段４ａ、４ｂ、４ｃが熱ロール１の表面温度変動に追従できない場合でも安定した定着画像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る熱ロール制御部の概略構成図である。
【図２】定着制御装置の説明図である。
【図３】定着制御装置におけるヒータランプの説明図である。
【図４】印刷開始時におけるヒータランプの駆動を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】印刷停止時におけるヒータランプの駆動を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る熱ロール表面温度の遷移図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…熱ロール，２ａ〜２ｄ…ヒータランプ，３ａ〜３ｂ…第１の温度検出手段，４ａ〜４ｃ…第２の温度検出手段，５…制御部，６…温度情報受信部，７…メイン制御部，８…設定温度情報記憶装置，９…ヒータ制御部，１０…ウェブ，１１，１２…トナー像。
【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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