(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写部から定着部へ用紙を搬送する搬送路にサクションファンを設け、定着部に配置されたヒーター内蔵加圧ローラの温度を加圧ローラに当接するサーミスタで検知し、検知した温度に基づいて加圧ローラの温度制御を行う制御手段を備え、加圧ローラのサーミスタ当接部検知温度と、サーミスタ非当接部の加圧ローラ表面温度とのずれ補正量を加圧ローラの回転速度に応じて変更して温度制御する定着装置であって、
前記制御手段は前記ずれ補正量を、回転速度の大きい時は小さく、回転速度が小さい時は大きく変更することを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転写部と定着部間の紙搬送路にサクションファンを設けた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転写部と定着部間の紙搬送路に用紙の姿勢を安定化させるサクションファンを設けた定着装置において、定着部に配置されたヒーター内蔵加圧ローラの温度をサーミスタ等の接触型温度センサで検出し、この検出温度を一定とするようにヒーター制御することが行われている。この場合のヒーター制御における目標温度は、印字待ちのスタンバイ時、普通紙印字時、ＯＨＰや高精彩紙印字時、カラー印字時、モノクロ印字時等の印字モードに関係なく一定としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、転写部と定着部間のサクションファンは吸引力で用紙を紙搬送路へ引きつけて姿勢を安定化させているために周囲に空気流が生じ、その影響で加圧ローラ表面の熱が奪われて温度が低下する。また、印字モードに応じて加圧ローラから奪われる熱量が変化し、温度センサと加圧ローラとの接触部への熱の供給量が変わるため、温度センサの指示値と加圧ローラ表面温度との温度差が変化し、特に状態遷移（印字モードが変化）した直後にはオーバーシュートが起こり、加圧ローラが高温となって紙皺、高温オフセット、巻き付き、カールの増大等を引き起こす原因となっていた。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためのもので、転写部と定着部間の紙搬送路にサクションファンを設けた定着装置において、安定的に加圧ローラの温度制御を行えるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、転写部から定着部へ用紙を搬送する搬送路にサクションファンを設け、定着部に配置されたヒーター内蔵加圧ローラの温度を加圧ローラに当接するサーミスタで検知し、検知した温度に基づいて加圧ローラの温度制御を行う制御手段を備え、加圧ローラのサーミスタ当接部検知温度と、サーミスタ非当接部の加圧ローラ表面温度とのずれ補正量を加圧ローラの回転速度に応じて変更して温度制御する定着装置であって、前記制御手段は前記ずれ補正量を、回転速度の大きい時は小さく、回転速度が小さい時は大きく変更することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の定着装置の全体構成を説明する図である。
加熱ローラ１はＨＲ（加熱ローラ）用ヒーター２で加熱され、その温度はＨＲサーミスタ３で検出されている。アラミドフィルム等の熱抵抗の大きい可撓性の樹脂からなるベルト４は、加熱ローラ１と定着ローラ６間に巻回され、定着ローラ６には加圧ローラ７が押しつけられて定着部が形成されている。ベルト４は加熱ローラ１と接触して加熱され、定着部で用紙に熱を放出するように作用し、定着部における温度はＦＲサーミスタ１５で検出される。加圧ローラ７はＰＲ（加圧ローラ）用ヒータ８で加熱され、その表面温度はＰＲサーミスタ９で検出されるようになっいる。なお、ベルトにオイルを供給するオイルローラは便宜上図示を省略している。
【０００７】
一方、図示しない感光体から転写された中間転写媒体１０上のトナー像は転写ローラ１２により用紙１１に転写される。用紙１１はサクションファン１３で下方に吸引されて搬送路に引き付けられ、姿勢が正しく保持されて用紙搬送路１４を通って定着部に搬送され、加熱・定着される。
【０００８】
図２はサクションファンにより加圧ローラ周辺に生ずる空気流を説明する図である。サクションファン１３は用紙を下側に吸いつけて姿勢を案内させるために下方へ向かう空気流を生じさせている。この空気流は、加圧ローラ７の下側に設けられたＰＲサーミスタ９の周辺部を冷却するように作用する。ＰＲサーミスタ９は図示は省略しているが、支持部材で装置に取り付けられており、その支持部材も空気流で冷却されるため、これを通してＰＲサーミスタ９の熱が奪われる。このように空気流によってＰＲサーミスタ９が冷却されるため、加圧ローラ７のＰＲサーミスタ９と当接している部分（図３の斜線を付けた帯状部分）は局部的に熱が奪われ、他の部分より温度が低くなる。そのため、ＰＲサーミスタ９が指示する温度と加圧ローラ７の表面温度とずれることになる。
【０００９】
図４は、スタンバイ時のようにサクションファン１３が停止している場合の空気流を説明する図である。冷たい空気は加圧ローラ７に下方から当たって温められ、上方へ向かう。このとき、下方に設けられたＰＲサーミスタ９の部分は支持部材等のために特に冷却され、サーミスタ９の指示温度と加圧ローラ表面の温度とは一層ずれることになる。
【００１０】
加圧ローラ７の表面温度は、図５に示すように放射温度計２０により測定される。加圧ローラにおけるサーミスタと放射温度計の測定値の差（平均値）を求めたところ図６のような結果が得られた。図示するように、放射温度計により測定した加圧ローラ表面の温度は、サーミスタによる検出温度より数度高く、サーミスタに対する空気流による冷却効果が現れていることが分かる。
【００１１】
表１は加圧ローラのサーミスタによる検知温度と放射温度計による加圧ローラ表面温度との温度差を各状態について調べたものである。
【００１２】
【表１】
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表１において、ウォームアップ時、ローラ回転４６ｍｍ／ｓ、サクションファン停止で温度差４℃、普通紙印字時、ローラ回転１８３ｍｍ／ｓ、サクションファン回転（一定速度）で温度差１℃、低速印字時（ＯＨＰ、高精彩）、ローラ回転４６ｍｍ／ｓ、サクションファン回転（一定速度）で温度差２℃、スタンバイ時、ローラ回転停止、サクションファン停止で温度差７℃であった。
【００１３】
例えば、普通紙印字時のような高速回転時には、サクションファンへの空気流により加圧ローラ表面の熱が奪われて温度が低下する。一方、サーミスタ等の温度センサが当接している加圧ローラ表面部分は温度センサや温度センサの支持部材が空気流により冷やされ、そのため加圧ローラ表面の温度センサとの当接部分は熱が奪われて冷却される。このため、温度センサが当接しているローラ部分は当接していない部分より温度が低くなり、温度センサの指示温度も低くなる。この点をより詳細に説明すると、回転当初は、温度センサが当接しなかった温度の高いローラ表面が温度センサと摺擦するため、温度センサの当接面の温度は回転初期より高くなるが、温度センサ支持部材からの放熱があるために、次第に温度センサ当接面の温度は当接していない領域の加圧ローラ表面温度より低く、温度センサ指示温度も低くなる。即ち、図３に示したように、サーミスタ当接部がスジ状に温度が低くなって、結局、温度センサ指示温度と、加圧ローラ表面の温度センサと当接していない部分とで温度差が発生することになる。
【００１４】
また、ＯＨＰのような低速印字時は、加圧ローラ表面と温度センサ支持部の空気への熱伝達率が異なるため、空気流の有無や強さ、回転、非回転、回転速度によって加圧ローラ表面温度と温度センサ当接面温度（ほぼ温度センサ指示温度に等しい）との差はそれぞれ異なる。従って、ＯＨＰ印字や高精彩印字、厚紙印字時等加圧ローラ回転速度が低速の時の加圧ローラ表面温度と温度センサ支持温度との差は、普通紙印字の温度差とは異なる。
【００１５】
スタンバイ時には、サクションファンによる空気流はないが、図４に示したように、空気の対流作用により、低温の空気が加圧ローラ下部に当たり、加圧ローラ下部で暖められて加圧ローラ表面に沿って上部へと流れる。また、温度センサは加圧ローラ最下部に当接しているため、常時冷えた空気が当たって冷やされる。サクションファンによる空気流と対流による空気流とは流れる速さが異なるため、それぞれ冷却の程度が異なる。また、回転停止時は温度センサには熱い加圧ローラ表面が摺擦しないので、加圧ローラから熱が供給されず、温度センサ当接面は加圧ローラ表面温度よりかなり低い温度となる。従って、スタンバイ時は普通紙印字や低速印字時に比べ、加圧ローラ表面と温度センサ指示温度との差が大きい。
【００１６】
ウォームアップ時は、普通紙印字時の回転速度または低速印字時の回転速度で空回しを行うので、温度センサには熱い加圧ローラ表面が摺擦し、熱が与えられるが、温度センサの周りの空気や周辺部材の温度が低いために、印字時より多くの熱が温度センサ自体や温度センサ支持部から奪われ、温度センサの温度は低く、印字時より加圧ローラ表面温度と温度センサ指示温度との差が大きい。
【００１７】
結局、ローラ回転速度が大きい場合には、センサ当接部に対する加圧ローラ表面からの熱供給が大きいので、センサ指示温度と加圧ローラ表面温度との差は小さく、ローラ回転速度が小さい、乃至は停止すると、温度差は大きくなる。即ち、図７に示すように、センサ指示温度と加圧ローラ表面温度との温度差は、ローラ回転速度に対して反比例の関係になる。
【００１８】
図８は加圧ローラの温度制御を行う装置構成を説明するブロック図である。
コンピュータ等で構成される制御装置２０はＰＲサーミスタ９で検出された温度データを取り込み、表１で示したような印字モードに応じた温度差、図７に示したようなローラ回転速度に応じた温度差をメモリに格納した温度差テーブル２１を参照しながら、ＰＲ用ヒーター８を制御する。即ち、表１で示したように、ウォームアップ時、普通紙印字時、低速印字時、スタンバイ時等でサーミスタ指示温度と加圧ローラ表面温度とが異なるので、ＰＲサーミスタの検出温度で制御する目標温度を定着装置の状態や印字モードに応じて変更する。また、図７に示したように、ローラ回転速度に応じてサーミスタの指示温度と、加圧ローラ表面温度との温度差が異なるので、ＰＲサーミスタの検出温度で制御する目標温度をローラ回転速度に応じて変更する。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、加圧ローラの回転速度や定着装置の状態で加圧ローラ表面温度とサーミスタ指示温度が異なるので、これらの温度差を補正した目標値に対して加圧ローラヒーターの制御を行うことにより、状態遷移時に加圧ローラが高温となることを防止することができ、紙皺、高温オフセットや巻き付き、カールの増大等を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の定着装置の全体構成を説明する図である。
【図２】  サクションファンにより加圧ローラ周辺に生ずる空気流を説明する図である。
【図３】  加圧ローラのサーミスタが当接する低温部分を説明する図である。
【図４】  サクションファンが停止している場合の空気流を示す図である。
【図５】  加圧ローラ表面温度を放射温度計で測定する説明図である。
【図６】  サーミスタ、放射温度計により測定した加圧ローラ表面温度を説明する図である。
【図７】  ローラ回転速度に対する温度差の関係を示す図である。
【図８】  加圧ローラを温度制御する装置構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
７…加圧ローラ、８…ＰＲ用ヒーター、９…ＰＲサーミスタ、１３…サクションファン、２０…制御装置、２１…温度差テーブル。
【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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【図８】
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