(57)【要約】【課題】本発明の目的は、赤外線検温素子の出力異常検出を高精度に短時間で行い、ウォームアップ時間を短縮した定着装置を提供することにある。【解決手段】本発明は、発熱領域の異なる複数のヒータを備えた加熱ローラと、前記加熱ローラの外周面の非通紙領域温度を検知する第1温度検出手段と、前記加熱ローラの外周面の通紙領域温度を検知する第２温度検出手段と、前記第1温度検出手段ないし前記第２温度検出手段の出力に応じて前記ヒータによる前記加熱ローラの温度制御を行う温度制御手段と、前記第２温度検出手段の出力が予め定めた温度閾値を外れた場合に出力異常検出をする出力異常検出制御手段を有する熱定着方式の定着装置において、前記加熱ローラの温度制御起動前の温度に対応する個々の温度閾値を備え、温度制御後に前記出力異常検出手段が行なう出力異常検出では、温度制御起動前に検知した温度に対応する温度閾値と比較することを特徴とする。【選択図】図１
2008003465.tif 000002
【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加熱ローラと、
前記加熱ローラの外周面の非通紙領域温度を検知する第1温度検出手段と、
前記加熱ローラの外周面の通紙領域温度を検知する第２温度検出手段と、
前記第1温度検出手段ないし前記第２温度検出手段の出力に応じて前記ヒータによる前記加熱ローラの温度制御を行う温度制御手段と、
前記第２温度検出手段の出力が予め定めた温度閾値を外れた場合に出力異常検出をする出力異常検出制御手段を有する印刷機の定着装置において、
前記加熱ローラの温度制御起動前の温度に対応する個々の温度閾値を備え、
温度制御後に前記出力異常検出制御手段が行なう出力異常検出では、温度制御起動前に検知した温度に対応する温度閾値と比較することを特徴とする印刷機の定着装置。
【請求項２】
発熱領域の異なる複数のヒータを備えた加熱ローラと、
前記加熱ローラの外周面の非通紙領域温度を検知する第1温度検出手段と、
前記加熱ローラの外周面の通紙領域温度を検知する第２温度検出手段と、
前記第1温度検出手段ないし前記第２温度検出手段の出力に応じて前記ヒータによる前記加熱ローラの温度制御を行う温度制御手段と、
前記第２温度検出手段の出力が予め定めた温度閾値を外れた場合に出力異常検出をする出力異常検出制御手段を有する印刷機の定着装置において、
前記加熱ローラの温度制御起動前の温度に対応する個々の温度閾値を備え、
前記第２温度検出手段で検知した温度制御起動前の温度を記憶し、
前記第２温度検出手段の出力に応じて前記ヒータによる前記加熱ローラの温度制御を行い、
前記第２温度検出手段のよる温度検知と併せて前記第1温度検出手段による温度検知をし、
前記第1温度検出手段の検知温度が所定温度になったら前記加熱ローラの温度制御を第1温度検出手段に移行し、
前記第1温度検出手段に移行して所定時間経過後の前記第２温度検出手段が検知する温度の出力と、前記記憶された温度制御起動前の温度に対応する温度閾値とを前記出力異常検出制御手段で比較することを特徴とする印刷機の定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載された印刷機の定着装置において、
前記第２温度検出手段が検知した温度の出力が前記温度閾値内では印字可能とし、前記温度閾値外では異常報知をすることを特徴とする印刷機の定着装置。
【請求項４】
請求項１に記載された印刷機の定着装置において、
前記第２温度検出手段は、非接触のサーモパイル等の赤外線検温素子、
前記第１温度検出手段は、前記加熱ローラに貼られた検温素子と、センサヘッドとが対になった非接触センサであることを特徴とする印刷機の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷機の定着装置の出力異常検出制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
印刷機の定着装置は、ヒータを備えた加熱ローラと、該加熱ローラに圧接した加圧ローラとを有し、前記加熱ローラと加圧ローラの圧接部にて、トナー像を保持した記録材に加熱加圧作用を付与しながら挟持搬送し、記録材表面にトナー像を定着させる。
【０００３】
この定着装置では、記録材表面に対してトナー像を良好に定着させるためには、前記加熱ローラの表面温度の安定化が必要である。
【０００４】
そのため、前記加熱ローラの温度制御で用いられる検温素子は正確、且つ、迅速な温度検出を行わなければならない。
【０００５】
この要求に応える温度検出方式として、非接触型で高応答性の赤外線検温素子を用いた方式が提案されている。赤外線検温素子は非接触方式であり、加熱ローラを損傷させることもなく、高応答性であることから加熱ローラのウォームアップ時間短縮にも有効である。  しかし、赤外線検温素子は汚れにより赤外線透過率が変化し、検出精度が低下する問題がある。
【０００６】
上記の課題を解決する従来技術として、特開２００２−２３５５０号公報（特許文献１）が挙げられる。
【０００７】
上記従来技術は、回転した加熱ローラに対してサーミスタ等の検温素子を接触させ、その出力値を基準とし、加熱ローラの温度制御用に設けられた赤外線検温素子の出力と比較、温度差を算出して赤外線検温素子の出力補正を行う方式であり、赤外線検温素子に対するトナー等の汚れによる出力への影響を除去した技術である。
【０００８】
また、特許第３７４３５４３号公報（特許文献２）では、上記技術のように接触型検温素子を用いるのではなく、非通紙領域に設けられた非接触型センサヘッドを用いて出力補正を行う方式を提案している。
【０００９】
この技術は、非通紙領域に設けられた非接触型センサヘッドを用いて加熱ローラ温度制御を行い、温度分布が定常状態に達した時の通紙部検温素子出力を基準値として記憶させることで出力補正を行うものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２３５５０号公報
【特許文献２】特許第３７４３５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記技術のような、サーミスタ等の接触型検温素子の出力を基準とした出力補正方式は、サーミスタ表面の磨耗、用紙ジャム等による残留トナーの付着、設置位置による応答性の差異、出力比較のタイミング等によって補正精度がばらつく課題があった。
【００１２】
また、非通紙領域に設けられた非接触型センサヘッドを用いて赤外線検温素子の出力異常を検出する構成で、センサヘッドによる加熱ローラ温度制御を行い、温度分布が定常状態に達した時の赤外線検温素子出力と予め記憶された汚れによる出力低下のない定常状態の出力を比較する出力異常検出方法がある。
【００１３】
この場合、加熱ローラの温度分布が定常状態に達するまで時間を要するため、ウォームアップ時間を増大させる課題があった。
【００１４】
本発明の目的は、赤外線検温素子の出力異常検出を高精度に短時間で行い、ウォームアップ時間を短縮した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】
【００１５】
前述した課題を解決するため、本発明は、発熱領域の異なる複数のヒータを備えた加熱ローラと、前記加熱ローラの外周面の非通紙領域温度を検知する第1温度検出手段と、前記加熱ローラの外周面の通紙領域温度を検知する第２温度検出手段と、前記第1温度検出手段ないし前記第２温度検出手段の出力に応じて前記ヒータによる前記加熱ローラの温度制御を行う温度制御手段と、前記第２温度検出手段の出力が予め定めた温度閾値を外れた場合に出力異常検出をする出力異常検出制御手段を有する熱定着方式の定着装置において、前記加熱ローラの温度制御起動前の温度に対応する個々の温度閾値を備え、温度制御後に前記出力異常検出制御手段が行なう出力異常検出では、温度制御起動前に検知した温度に対応する温度閾値と比較することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、サーモパイル等の赤外線検温素子の出力異常検出制御において、温度制御起動前の加熱ローラ温度を検出し、その温度情報によって異常検出値を切り替えることで、加熱ローラ温度が非定常状態においても出力異常検出が可能であり、温度制御起動前の加熱ローラ温度によるばらつきの影響が除去できるため、短時間且つ高精度な出力異常検出を行い、ウォームアップ時間を短縮した定着装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、図５を引用して、本発明の実施例である連続紙プリンタの概略構成について説明する。
【００１８】
感光ドラム７面に対し帯電器８により電荷が付与され、露光光源９により印刷データに基づく露光パターンが照射され、感光ドラム７面上に静電潜像が形成される。
【００１９】
感光ドラム７面上の静電潜像は、現像機１０の現像ローラ上の現像剤により現像され、感光ドラム７上にトナー像が形成される。
【００２０】
ウェブ４はウェブ搬送装置１１、１２により転写部に搬送され、コロナ転写器１３によりウェブ４上に転写されたトナー像は、プレヒータ１４を通過時に、トナー樹脂の転移温度付近まで加熱された後、ヒータ２を内臓した加熱ローラ１とバックアップローラ３からなる定着機によりトナー像はウェブ４に溶融固着される。
【００２１】
次に、本発明の実施例の主要部について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２２】
先ず、図３を用いて、本実施例における出力異常検出制御を搭載する定着装置の構成について説明する。
【００２３】
図３は上記の定着機について拡大したものである。
【００２４】
加熱ローラ１の内部に発熱領域の異なる複数のヒータ２が設けられており、加熱ローラ１に対して加圧ローラ３が圧接されている。
【００２５】
そして、トナー像を保持した記録材４は加熱ローラ１と加圧ローラ３により加熱加圧作用を付与され且つ挟持搬送されて、記録材表面にトナー像が定着される。
【００２６】
加熱ローラ１の温度検出手段として、サーモライトチップ等の検温素子５ａと、検温素子５ａに対向するセンサヘッド５ｂからなる非接触センサ５（第1温度検出手段）が非通紙領域に配置され、赤外線検温素子からなる複数のサーモパイル６（第２温度検出手段）が通紙領域に配置されている。
【００２７】
サーモパイル６の配置位置はヒータ２の発熱領域のほぼ中央部であり、発熱領域の異なる複数のヒータ２に対して、それぞれが対応して配置されている。
【００２８】
ここで、上記２つの温度検出手段が有する問題について述べる。サーモパイル等の赤外線検温素子は高応答性であるが、汚れによる赤外線透過率の変化から出力が低下する問題がある。
【００２９】
また、センサヘッド５ｂは汚れによる出力異常は発生しないが、対を成した検温素子５ａが加熱ローラ１の外周面に貼り付けられることから、通紙領域には配置できない問題がある。
【００３０】
そのため、サーモパイル６は印刷、スタンバイ状態の温度制御用として、非接触センサ５はサーモパイル６の出力異常検出用として用いている。加熱ローラ１の温度制御としては、サーモパイル６により複数のヒータ２をそれぞれ制御、もしくは、非接触センサ５により複数のヒータ２を同時に制御する２種が切り替え可能である。
【００３１】
加熱ローラ１は、サーモパイル６や非接触センサ５を含む温度制御手段により温度制御が行なわれる。
【００３２】
次に、図１、図２を用いて本発明の出力異常検出制御方法について、詳細に説明する。
【００３３】
図１は出力異常検出制御手段による出力異常検出制御のフローチャートを示し、図２はＰｏｗｅｒ  Ｏｎ時の加熱ローラ１表面温度とその温度に対応した出力異常検出温度閾値の関係を示したものである。
【００３４】
図１に示すように、プリンタのＰｏｗｅｒ  Ｏｎ直後に、サーモパイル６は加熱ローラ１の表面温度を検出し、出力値（Ｙ０）を記憶する。
【００３５】
その後、加熱ローラ１はサーモパイル６の出力に応じてヒータ２のＯＮ／ＯＦＦを行い、立上げ制御を行う。同時に非接触センサ５の出力を検出しており、検温素子５ｂが設定温度に達し、非接触センサ５が感知した後、加熱ローラ１は非接触センサ５による温度制御に切り替わる。
【００３６】
非接触センサ５による温度制御に切り替わってから、任意の時間経過後（ｔ１秒後）にサーモパイル６で検出した加熱ローラ１の表面温度の出力値（Ｙ１）とＰｏｗｅｒ  Ｏｎ直後に検出した（Ｙ０）に対応するメモリに記憶された温度閾値（Ｙ２）を比較する。
【００３７】
そこで、出力値（Ｙ１）が温度閾値（Ｙ２）の範囲を超えている場合は、サーモパイル６の出力異常を報告する。範囲内に入っていれば、ウォームアップが完了し、装置は印刷可能な状態となる。
【００３８】
前述した（Ｙ２）の温度閾値は図２に示すように、サーモパイル６で検出したＰｏｗｅｒ  Ｏｎ時の加熱ローラ１の温度によって、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの違う範囲を持った値でメモリ内に格納されている。
【００３９】
前述したような、出力異常検出制御方法の必要性について、図４を用いて説明する。
【００４０】
図４は、プリンタのＰｏｗｅｒ  Ｏｎからスタンバイ状態の間に、サーモパイル６の出力異常検出制御を実施した時の加熱ローラ１表面温度履歴を示したものであり、サーモパイル６により検出した温度データである。
【００４１】
先に述べたような出力異常検出の動作を加熱ローラ１の表面温度をパラメータに行った場合、加熱ローラ１温度は、プリンタＰｏｗｅｒ  Ｏｎ時の加熱ローラ１温度によって、定常温度に達するまでの挙動が異なる。
【００４２】
図４のａ〜ｄのラインは、プリンタＰｏｗｅｒ  Ｏｎ時の加熱ローラ１温度が異なる場合の温度履歴結果を示している。Ｐｏｗｅｒ  Ｏｎ時の加熱ローラ１温度が低い場合は、図中ａ、ｂ、ｃのように高温側から収束し、高い場合は、図中ｄのように低温側から収束する。
【００４３】
これは、加熱ローラ１の中央部と端部の熱追従性の差異による影響である。
【００４４】
例えば、図中のサーモライトチップ検出からｔ１秒後の非定常状態のポイントで出力比較を行った場合、加熱ローラ１温度のばらつきが大きいため、温度閾値（Ｙ２）の範囲を広くする必要があり、出力異常検出の精度が得られない。
【００４５】
従って、サーモパイル６の出力異常検出を正確に行うためには、定常状態まで待った後の加熱ローラ１温度を基準とした比較が望ましい。
【００４６】
しかし、加熱ローラ１温度が定常状態に達するまでには長い時間が必要であり、ウォームアップ時間を増大させる問題がある。
【００４７】
よって、本発明では、加熱ローラ１温度が非定常状態においても出力異常検出が可能で、且つ、温度制御起動前の加熱ローラ１温度によるばらつきの影響が除去できるため、短時間且つ高精度な出力異常検出を行う定着装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、出力異常制御方法を示すフローチャート図。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、Ｐｏｗｅｒ  Ｏｎ時の加熱ローラ温度と出力異常検出温度閾値の関係を示す概念図。
【図３】本発明の実施例に係わるもので、定着部の構成を示す斜視図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、サーモパイルの出力異常検出制御を実施した時の加熱ローラ表面温度履歴を示す概念図。
【図５】本発明の実施例に係わるもので、連続紙プリンタの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１…加熱ローラ、２…ヒータ、３…加圧ローラ、４…ウェブ（記録材）、５ａ…サーモライトチップ、５ｂ…センサヘッド、６…サーモパイル、７…感光ドラム、８…帯電器、９…露光装置、１０…現像機、１１、１２…ウェブ搬送装置、１３…コロナ転写器、１４…プレヒータ。
【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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