JP2013064794A - 予熱板、それを備えた定着装置および印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】を提供する。
【解決手段】内部に熱源４を配置して、トナー像２を担持した被記録媒体１を表面に沿って通過させることにより、トナー像２を被記録媒体１の裏面側から予備加熱する予熱板３において、被記録媒体１の走行方向Ｘおよび被記録媒体幅方向Ｙにおいて分割された複数の発熱領域I〜IVを有し、各発熱領域I〜IV毎に熱源４と、被記録媒体幅方向Ｙにおいて所定の間隔をおいて配置された複数の温度センサ１２a〜１２jを内蔵して、各発熱領域I〜IV毎に設けられた複数の温度センサ１２a〜１２jの内から選択された１つの温度センサ１２の検出出力に基づいて熱源４の発熱を制御する制御手段１１を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、予熱板（プレヒータ）、それを備えた定着装置および印刷装置に係り、特に予熱板に内蔵されるヒータなどの熱源と、その熱源の発熱制御に用いられる温度センサの構成に関するものである。

図６は、従来の定着装置の概略構成図である。
同図に示すように、トナー像２を担持した印刷用紙などの被記録媒体（以下、印刷用紙と略称する）１は、複数本のランプ構造のヒータ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを内蔵した予熱板３により用紙裏面から加熱され、この加熱で軟化したトナー像２は、次の複数本の発熱ランプ６を内蔵した加熱ローラ５と、支持体７に支持された加圧ローラ８により挟持搬送されることで、印刷用紙１上に溶融・定着される。

前記予熱板３の内部には、例えばサーミスタからなる複数個の温度センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが配置されており、予熱板３の表面温度は、印刷に使用する印刷用紙１の幅や種類などに応じて、各温度センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄでの検出温度をトナー像２の軟化に必要な温度範囲内に保つように、制御部１０によって前記ヒータ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを点灯／消灯させて制御している。

各ヒータ４ａ〜４ｄの発熱領域は、印刷用紙１の幅や種類など考慮して、例えば４分割されており、ヒータ４ａ〜４ｄに対して所定の位置に前記温度センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが各発熱領域内に１個ずつ配置されている。

これにより予熱板３は、図７に示すように、４つの異なる発熱領域I，II，III，IVを持つことになり、各発熱領域I〜IVは或る温度範囲内に制御されることになる。

前述のように各ヒータ４ａ〜４ｄの発熱領域が分割されている理由は、予熱板３上に搬送されて来た印刷用紙１に発生する、用紙１自体が有する温度と予熱板３の制御温度との差による用紙の収縮や変形などのダメージを最小に抑え、加熱ローラ５と加圧ローラ８で挟持搬送されるまでに、トナー像２を軟化させるのに必要な熱量を供給することと、様々な幅や厚さを有する印刷用紙１に対応して、予熱板３上の非印刷用紙走行領域における無駄な熱の供給を抑えるためである。

従って前記理由により、一般的に制御部１０では、用紙幅方向に並んだ発熱領域IとII、および発熱領域IIIとIVにおいては、同様の温度範囲を設定し制御しており、さらに用紙走行方向においては、発熱領域I，IIよりも発熱領域III，IVを高い温度範囲を設定し制御している。

また、印刷用紙１の幅や変形などによって予熱板３との密着性が低下する状態には、発熱領域Iと発熱領域IIIにおける制御部１０での温度制御方法とは異なる制御方法、例えば温度検出用に用いられている温度センサ９ｂと温度センサ９ｄは使用せず、予め設定された点灯率でヒータ４ｂとヒータ４ｄを点灯させる制御を行って、発熱領域IIと発熱領域IVを温度制御する場合もある。

いずれの場合においても、従来技術においては各発熱領域に配置された一つの温度センサ９により予熱板３の表面温度が制御されていることには変わりない。

前述した従来技術においては、前記制御部１０で、予熱板３の表面温度はトナー像２の軟化に必要な熱量を印刷用紙１に与えられるよう或る温度範囲内に制御されている。

その際温度制御では、各温度センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが印刷用紙１で覆われており、印刷用紙１への熱量供給により低下した予熱板３の表面温度が適正に検出されていることが必要となる。

しかし、様々な幅の印刷用紙１に対応する場合においては、発熱領域Iおよび発熱領域IIIが必ず印刷用紙１で覆われるように、すなわち最小用紙幅に対応するような分割をしても、発熱領域IIおよび発熱領域IVでは必ずしも温度センサ９ｂおよび温度センサ９ｄが印刷用紙１で覆われるとは限らない。

印刷用紙１の幅によっては、予熱板３の用紙幅領域外、すなわち非印刷用紙走行領域に温度センサ９ｂおよび温度センサ９ｄが存在する場合もある。

このように、予熱板３の非印刷用紙走行領域に温度センサ９ｂおよび温度センサ９ｄがある場合には、発熱領域IIおよび発熱領域IV内でも印刷用紙１へ熱供給を行っていない部分の予熱板３の表面温度を検出することになる温度センサ９ｂおよび温度センサ９ｄによって、制御されている状態となっている。

しかしながら、この場合、備え付けられている温度センサ９ｂおよび温度センサ９ｄが検出する予熱板３の表面温度と、発熱領域IIおよび発熱領域IV内でも実際に印刷用紙１が走行する印刷用紙走行領域で印刷用紙１へ熱供給を行っている部分の予熱板３の表面温度との間に温度差が生じる。

当然、印刷用紙走行領域で印刷用紙１への熱供給を行っている部分の予熱板３の表面温度の方が、印刷用紙１への熱供給を行っていない部分、つまり温度センサ９ｂおよび温度センサ９ｄが検出する予熱板３の表面温度よりも目標する或る温度範囲よりかけ離れた温度状態となる。

このような状態においても、制御部１０は温度センサ９ｂおよび温度センサ９ｄの検出温度に基づいて発熱領域IIおよび発熱領域IVの温度制御を行うため、印刷用紙１の発熱領域IIおよび発熱領域IVを走行する領域において、予熱板３からの供給熱量が減少する状態となる。

この状態は、連続紙印刷装置において、厚紙用紙印刷時や印刷用紙幅により予熱板３への熱負荷の偏りが発生する場合に顕著に現れる。

このように、印刷用紙１への供給熱量が部分的に低下した状態で印刷が行われると、トナー像２の軟化や定着工程に必要な熱量を予熱板３より印刷用紙１へ供給できない状態となり、部分的な熱量過少による定着不良、すなわち印刷品質の不均一という問題を引き起こしていた。

この問題を解決するために、前記発熱領域IIおよび発熱領域IVは、温度センサ９ｂおよび温度センサ９ｄを使用せずに、予め設定された手法により温度制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながらその方法においても、温度センサの検出温度を用いずに印刷用紙への供給熱量を確保するために、前記発熱領域IIおよび発熱領域IVにおいて、印刷用紙への供給熱量が過剰になることが生じた場合は、その熱量過剰による文字などの画像のにじみという印刷品質の不均一という課題を引き起こす可能性があった。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、安定した印刷品質が得られる予熱板、それを備えた定着装置および印刷装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、
内部に例えばヒータなどの熱源を配置して、トナー像を担持した例えば記録用紙などの被記録媒体を表面に沿って通過させることにより、前記トナー像を前記被記録媒体の裏面側から予備加熱する予熱板において、
前記被記録媒体の走行方向およびその被記録媒体走行方向と直交する被記録媒体幅方向において分割された複数の発熱領域を有し、
各発熱領域毎に前記熱源と、前記被記録媒体幅方向において所定の間隔をおいて配置された複数の温度センサを内蔵して、
前記各発熱領域毎に設けられた複数の温度センサの内から選択された１つの温度センサの検出出力に基づいて前記熱源の発熱を制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、安定した印刷品質が得られる予熱板を提供することができる。

本発明の実施例に係る定着装置の概略構成図である。 その定着装置に用いる予熱板上での発熱領域に対するヒータと温度センサの配置関係を説明するための概略平面図である。 本発明の実施例において制御部によるヒータの温度制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る予熱板上での発熱領域に対するヒータと温度センサの配置関係を説明するための概略平面図である。 本発明を適用したレーザビームプリンタの概略全体構成図である。 従来の定着装置の概略構成図である。 その定着装置の予熱板上での発熱領域に対するヒータと温度センサの配置関係を説明するための概略図である。

次に本発明の実施例を図面とともに説明する。
（印刷装置全体の概略構成）
始めに、本発明を適用した印刷装置として電子写真方式を用いたレーザビームプリンタを例示し、その全体構成を図５を用いて説明する。

同図において、符号２１はレーザビームプリンタであり、そのコントローラ２２からの印刷動作開始信号に基づいて感光体ドラム２３が矢印方向に回転を始める。感光体ドラム２３は、レーザビームプリンタ２１の印刷速度に相当する速度で回転し、印刷動作が終了するまで回転を続ける。感光体ドラム２３が回転を開始すると、コロナ帯電器２４に高電圧が印加され、感光体ドラム２３の表面に例えば正の電荷が一様に帯電される。

回転多面鏡２５は、レーザビームプリンタ２１に電源が投入されると直ちに回転を開始し、電源が投入されている間、高精度に定速回転が維持される。半導体レーザなどの光源２６から出力した光（レーザビーム）は、回転多面鏡２５で反射し、ｆθレンズ２７を通じて感光体ドラム２３上を走査しながら照射する。

ドットイメージに変換された文字データや画像データがレーザビームのＯＮ／ＯＦＦ信号として前記コントローラ２２からレーザビームプリンタ２１に送られると、感光体ドラム２３の表面にレーザビームが照射される部分と照射されない部分とが形成され、それによって前記データに基づいた静電潜像が形成される。

この静電潜像を形成した感光体ドラム２３の領域が現像装置２８と対向する位置に到来すると、現像装置２８内のトナーが前記静電潜像に供給され、レーザビームの照射により感光体ドラム２３上の電荷が消失した部分に、例えば正電荷を帯電したトナーが静電気により吸引されて感光体ドラム２３上にトナー像が形成される。

一方、用紙ホッパー２９に収納されている長尺状の連続した印刷用紙１は、用紙搬送トラクタ３１によって、感光体ドラム２３上に形成されたトナー像が転写位置に到達するタイミングと同期させて、感光体ドラム２３と転写器３２の間に向けて搬送・供給される。

感光体ドラム２３上に形成されたトナー像は、印刷用紙１の裏面側にトナー像と逆極性の電荷を付与する転写器３２の作用によって印刷用紙１上に吸引・転写される。

このようにして、用紙ホッパー２９にセットされていた印刷用紙１は、用紙搬送トラクタ３１、転写器３２、用紙搬送トラクタ３３およびバッファプレート３４を経て定着装置３５に搬送される。

定着装置３５に到着した印刷用紙１は、内部に複数本のヒータを有する予熱板（プレヒータ）３で予熱された後、内部に複数本の発熱ランプ６を備えた加熱ローラ５と加圧ローラ８からなる一対の定着ローラによって形成されるニップ部によって加熱・加圧されながら挟持・搬送され、前記トナー像が印刷用紙１に溶融・定着される。

加熱ローラ５と加圧ローラ８によって送り出された印刷用紙１は、用紙送り出しローラ３６によってスタッカーテーブル３７側に送り出されるとともに、スイングフィン３８の揺動動作によってミシン目に沿って交互に折り分けられ、さらに、回転するパドル３９で折り畳み状態が整えられながら、スタッカーテーブル３７上に積み重ねられて行く。
感光体ドラム２３の転写位置を通過した領域は、清掃装置４０で表面が清掃されて、次に印刷動作に備えられる。

図中の符号４１は、印刷動作中のレーザビームプリンタ２１の状態に基づく情報を表示したりする表示画面である。また、符号４２は加熱ローラ５の表面に接触可能で、且つ巻き取り可能に設けられたウェブ部材で、加熱ローラ５の表面に離型剤（オイル）の塗布を行なうためのものである。

（定着装置の概略構成）
図１は本実施例に係る定着装置３５の概略構成図、図２はその定着装置３５に用いる予熱板３上での発熱領域に対するヒータ４と温度センサ１２の配置関係を説明するための概略平面図である。なお、図２において、ヒータ４や温度センサ１２は予熱板３に内蔵されているため図１と同様に点線で示すところであるが、ヒータ４や温度センサ１２の位置を明確に表すため実線で示している。

図１に示すように、トナー像２を担持した印刷用紙１は、予熱板（プレヒータ）３により印刷用紙１の裏面側から加熱され、この加熱で軟化したトナー像２は、複数本の発熱ランプ６を内蔵した加熱ローラ５と、支持体７に支持された加圧ローラ８により挟持搬送されることで、印刷用紙１上に溶融・定着される。

前記予熱板３は図２に示すように、本実施例の場合４つの発熱領域I，II，III，IV、すなわち、印刷用紙走行方向Ｘの上流側に、印刷用紙幅方向（印刷用紙走行方向Ｘと直交する方向）Ｙにわたって第１の発熱領域Iと第２の発熱領域IIが設けられている。また、印刷用紙走行方向Ｘの下流側にも同様に、印刷用紙幅方向Ｙにわたって第３の発熱領域IIIと第４の発熱領域IVが設けられている。各発熱領域I〜IVの面積は均等であり、各発熱領域I〜IVは夫々或る目標温度に制御される。

このように予熱板３を複数の発熱領域I〜IVに分割する理由は、予熱板３上に搬送されて来た印刷用紙１に発生する、用紙１自体の温度と予熱板３の制御温度との差による用紙収縮や変形などのダメージを最小に抑え、加熱ローラ５と加圧ローラ８で挟持搬送されるまでに、トナー像２を軟化させるのに必要な熱量を供給することと、様々な幅の印刷用紙１に対応して非印刷用紙走行領域における無駄な熱の供給を抑えるためである。

本実施例における印刷用紙１の搬送は、印刷用紙幅方向Ｙにおいて、用紙サイズにかかわらず、一方側（本実施例では図１に向って右側、すなわち第１、第３の発熱領域I、III側（図２参照））に沿わせる片側基準搬送方式で行なわれる。

図２に示すように、ヒータ４ａ〜４ｄは各発熱領域I〜IVに対して２本ずつ配置されているが、第１の発熱領域Iと第３の発熱領域IIIに配置されるヒータ４ａとヒータ４ｃは、発熱領域を印刷用紙走行方向Ｘに２分割したときに、それぞれ印刷用紙走行方向Ｘの上流側に配置されている。一方、第２の発熱領域IIと第４の発熱領域IVに配置されるヒータ４ｂとヒータ４ｄは、発熱領域を印刷用紙走行方向Ｘに２分割したときに、それぞれ印刷用紙走行方向Ｘの下流側に配置されている。従って、ヒータ４ａ〜４ｄは、予熱板３全体から見て千鳥状の配列となっている。

これは、ヒータ４ａ〜４ｄ全てを通電したときに、熱を発熱領域I〜IV全体にほぼ均等に行き渡らせつつ、同一仕様の熱源（ヒータ）が使用でき、また、ヒータ４ａ〜４ｄの配線の取り回しを一方向から取り出せる効率的な配置によるものである。
図１に示すように、各ヒータ４ａ〜４ｄからの配線は同一方向に取り出されて、それぞれ制御部１１に接続されている。

各発熱領域I〜IVには、印刷用紙幅方向Ｙに任意の間隔をあけて複数個（本実施例では、２個と３個）のサーミスタからなる温度センサ１２ａ〜１２ｊが配置されている。各温度センサ１２ａ〜１２ｊは各発熱領域I〜IVにおける予熱板３の表面温度を検出する。

本実施例の場合、図２に示すように、用紙の走行基準側である第１の発熱領域Iには２本のヒータ４ａの間に２個の温度センサ１２ａ，１２ｂが、第２の発熱領域IIには２本のヒータ４ｂの間に３個の温度センサ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅが、用紙の走行基準側である第３の発熱領域IIIには２本のヒータ４ｃの間に２個の温度センサ１２ｆ，１２ｇが、第４の発熱領域IVには２本のヒータ４ｄの間に３個の温度センサ１２ｈ，１２ｉ，１２ｊが、それぞれ配置されている。

なお、各発熱領域I〜IVにおける温度センサ１２の設置個数はこれに限定されるものではないが、各発熱領域に対して２個以上設けると良い。但し、特定の発熱領域に対しては、幅が異なる印刷用紙を用いない構成とする場合には、この限りではない。具体的には、最小用紙サイズが、第１、第３の発熱領域I、IIIの幅方向より大きいか或るいはほぼ同等の場合、第１、第３の発熱領域I、IIIにおいては温度センサ１２の設置個数を１個ずつとすることもできる。

各温度センサ１２の配置位置に関して、印刷用紙幅方向Ｙでは、各温度センサ１２の温度監視領域内にある各ヒータ４の発熱領域の中央位置を基本とする。

本実施例では、幅寸法Ａ（図２参照）が２０インチの予熱板３を使用しており、第１の発熱領域I（発熱領域Iの幅寸法＝Ａ／２）内に配置される２個の温度センサ１２ａ，１２ｂのうち、温度センサ１２ａは、２本のヒータ４ａの間で、且つ、用紙幅中央の位置（図２に示す端部Ｚから５インチの位置）に配置されている。

これは、対応する印刷用紙１の最小幅にて覆われる位置であり、且つ、第１の発熱領域I全体の温度を確認する必要性から、幅方向の中央位置に２個配置し、また、熱源の中心である２本のヒータ４ａの間に配置する。

なお、各発熱領域内でのヒータ４の設置数が１本あるいは３本の場合、前述した理由により、温度センサ１２の印刷用紙走行方向Ｘにおける位置は、ヒータユニットのできるだけ中央位置に置く方が望ましい。

また、前記温度センサ１２ａと同じ第１の発熱領域Iに配置される温度センサ１２ｂは、使用される印刷用紙１を考慮して、温度センサ１２ｂを配置する。本実施例では、最小幅の印刷用紙１（例えば幅８インチ）により前記温度センサ１２ａは覆われる。温度センサ１２ｂは、最小幅の８インチよりも幅が広く、且つ、発熱領域Iの幅１０インチよりも狭い用紙(例えば９インチなど)の用紙が使用された際に、より適切な温度制御を行なうために配置される。従って、温度センサ１２ｂは、温度センサ１２ａよりも第２の発熱領域IIに近く、且つ、使用する用紙が最小幅の印刷用紙１の場合には覆われない位置に配置することが望ましい。

一方、第２の発熱領域II（発熱領域IIの幅寸法＝Ａ／２）に配置される３個の温度センサ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅについては、３個の温度センサ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅのうちの中間位置の温度センサ１２ｄは、前記温度センサ１２ａと同様、ヒータ４ｂの中央位置に配置される。また、温度センサ１２ｃと１２ｅは、前記温度センサ１２ｄの両側で等間隔の位置に配置される。また、温度センサ１２ｂ，１２ｃ，１２ｅについて、印刷用紙幅方向Ｙの位置は、用いられる印刷用紙１の幅や連量により、予熱板３の表面温度を制御するに適した温度センサ１２の配置位置に合わせる。

ここで、本実施例においては、使用される代表的な印刷用紙１（規格紙：幅１２インチ、幅１５インチ、幅１９．５インチ）に合わせて、それぞれ、各用紙にセンサ面が覆われるように、それぞれ端部Ｚから１０．５インチ離れた所に温度センサ１２ｃを、１３．５インチ離れた所に温度センサ１２ｄを、１８インチ離れた所に温度センサ１２ｅを、それぞれ配置した。また、併せて、使用する規格紙の幅を考慮し、発熱領域I、IIIの印刷用紙幅方向Ｙの幅を９インチ、同様に、発熱領域II、IVの幅を１０．５インチとした。

当然のことながら、使用する印刷用紙１のサイズなどにより、温度センサ１２の位置は変更してもよく、従って、前記の位置に限定されるものではない。例えば、上記では温度センサ１２ｃを１３．５インチとしたが、発熱領域II、IVの幅方向の略中央位置となる１４．５インチの位置に配置し、各発熱領域でより中央領域付近になるように配置しても良い。

また、予熱板３内の第１の発熱領域Iと第３の発熱領域III、第２の発熱領域IIと第４の発熱領域IVのように、同一幅の印刷用紙１が走行する発熱領域での温度センサ１２の配置位置は、印刷用紙１へ熱供給するヒータ４の構成が同一であるという観点から、それぞれ同じ位置が望ましい。すなわち、本実施例では、第３の発熱領域IIIにおける温度センサ１２ｆ，１２ｇは前記温度センサ１２ａ，１２ｂと同じ配置、また、第４の発熱領域IVにおける温度センサ１２ｈ，１２ｉ，１２ｊは前記温度センサ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅと同じ配置が望ましい。

なお、各発熱領域I〜IVにおいて、複数の温度センサ１２ａ〜１２ｊは印刷用紙幅方向Ｙにおいて一列に配置されている。これは、或る幅の印刷用紙１において、用紙走行領域と非用紙走行領域での温度センサ１２の検出状態を認識させるための理由からである。

更に、予熱板３の厚み方向では、使用する温度センサ１２の温度検出性能を最大限に発揮する位置、例えば、予熱板３の用紙走行面に最も近づける位置に温度センサ１２を設置する。しかしこの位置も、使用する予熱板３の形状や温度センサ１２自体の保護も考慮して、あらゆる幅や連量の印刷用紙１に対応した温度制御を行うために、例えば、予熱板３の用紙走行面より数ｍｍ沈めた位置に温度センサ１２を設置することを基本とする。
図１に示すように、各温度センサ１２ａ〜１２ｊの信号線は、制御部１１にそれぞれ接続されている。

（制御部によるヒータの温度制御方法）
制御部は、各ヒータ４ａ〜４ｄの付近に設置された温度センサ１２ａ〜１２ｊの中から、発熱領域I〜IV毎にそれぞれ何れか１つの温度センサ１２を選択して、その選択された各々の温度センサ１２の出力値に基づいて、各ヒータ４ａ〜４ｄの点灯／消灯（ＯＮ／ＯＦＦ）制御を行う。

次に制御部１１によるヒータ４ａ〜４ｄの温度制御方法について、図３のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１で、ヒータ４ａ〜４ｄを全灯（通電）する。これは、より早くヒータを加熱させる目的がある。また、仮に、発熱領域の片側(発熱領域I、III)のみの点灯では、印刷用紙１への熱量付与以外に、もう一方のヒータが点灯していない側(発熱領域II、IV)にも熱が奪われてしまい、その結果、温度制御に不都合が生じるためである。

次にＳ２で、使用する印刷用紙１の幅が、温度センサ１２ａから温度センサ１２ｊまでの全てを覆うことができる幅であるかどうかの判断がなされる。なお、使用する印刷用紙１の幅は、図示しない用紙幅検知センサによって制御部１１に入力され、それに基づいて前記Ｓ２の判断がなされる。なお、そう（ＹＥＳ）であればＳ３で、その印刷用紙１の走行領域内に全ての温度センサ１２ａ〜１２ｊが配置されていることになり、「予熱板３≒印刷用紙１への供給熱量」と考えられる。その場合には、各発熱領域I〜IVにおける動作を許される温度センサ１２として、各発熱領域I〜IVで中央に備えられている温度センサ１２を選択する。

これは、発熱領域の略全域が覆われる場合、各ヒータの中央部(もしくは中央付近)の温度が、各発熱領域での温度が反映された状態となり、温度制御に適しているためである。

本実施例の場合、第１の発熱領域Iでは温度センサ１２ａ、第２の発熱領域IIでは温度センサ１２ｄ、第３の発熱領域IIIでは温度センサ１２ｆ、第４の発熱領域IVでは温度センサ１２ｉが選択される。

次にＳ４で、選択された温度センサ１２からの検出温度を制御部１１に入力し、制御部１１に予め記憶されている各発熱領域I〜IVでの設定温度と個別に比較され、検出温度が設定温度に達していない領域に設置されているヒータ４に対しては点灯が続行され、検出温度が設定温度に達した領域に設置されているヒータ４は消灯される。このように各温度センサ１２により、各ヒータ４ａ〜４ｄの点灯／消灯制御が行われて、予熱板３の表面温度を適切に調整・維持する。

なお、印刷用紙幅方向Ｙに並んだ発熱領域IとII、および発熱領域IIIとIVにおいては、同様の温度範囲を設定しており、さらに用紙走行方向Ｘにおいては、発熱領域I，IIよりも発熱領域III，IVを高い温度範囲に設定している。

前記Ｓ２でＮＯと判断されるとＳ５に進み、使用する印刷用紙１の幅が、第２の発熱領域IIの温度センサ１２ｃおよび第４の発熱領域IVの温度センサ１２ｈの上を覆うが、第２の発熱領域IIの温度センサ１２ｄ，１２ｅおよび第４の発熱領域IVの温度センサ１２ｉ，１２ｊは覆わない幅であるかどうかの判断がなされる。

そう（ＹＥＳ）であれば、第２の発熱領域IIと第４の発熱領域IVに非用紙走行領域が存在することになり、「予熱板３≠印刷用紙１への供給熱量」と考えられ、印刷用紙１への供給熱量に過不足が生じる恐れがある。

このときも各発熱領域I〜IVにおいて各々１つ選択される温度センサ１２として、各発熱領域I〜IVにおいて印刷用紙１で覆われている温度センサ１２が選択される。そして、同じ発熱領域において、複数個の温度センサ１２が印刷用紙１で覆われている場合、印刷用紙幅方向Ｙにおいて、より中央に近い温度センサ１２が選択される。

具体的には、第１の発熱領域Iではより中央に近い温度センサ１２ａ、第２の発熱領域IIでは印刷用紙１で覆われている温度センサ１２として温度センサ１２ｃ、第３の発熱領域IIIではより中央に近い温度センサ１２ｆ、第４の発熱領域IVでは印刷用紙１で覆われている温度センサ１２として温度センサ１２ｈが選択される（Ｓ６）。

このようにして温度センサ１２の選択がなされると、前述のＳ４に進み、選択された温度センサ１２に基づいて各ヒータ４ａ〜４ｄの点灯／消灯制御が行われ、予熱板３の表面温度を適切に調整・維持する。

前記Ｓ５でＮＯと判断されるとＳ７に進み、使用する印刷用紙１の幅が、第２の発熱領域IIの温度センサ１２ｃ，１２ｄおよび第４の発熱領域IVの温度センサ１２ｈ，１２ｉの上を覆うが、第２の発熱領域IIの温度センサ１２ｅおよび第４の発熱領域IVの温度センサ１２ｊは覆わない幅であるかどうかの判断がなされる。

そう（ＹＥＳ）であれば、各発熱領域I〜IVにおいて各々１つ選択される温度センサ１２として、各発熱領域I〜IVにおいて印刷用紙１で覆われている温度センサ１２が選択される。そして、同じ発熱領域において、複数個の温度センサ１２が印刷用紙１で覆われている場合、印刷用紙幅方向Ｙにおいて、より中央に近い温度センサ１２を選択する。

具体的には、第１の発熱領域Iでは温度センサ１２ａ、第２の発熱領域IIでは温度センサ１２ｄまたは１２ｃ、第３の発熱領域IIIでは温度センサ１２ｆ、第４の発熱領域IVでは温度センサ１２ｉまたは１２ｈが選択される（Ｓ８）。

具体的には、用紙幅方向の左側端部が、温度センサ１２ｅ側に近い場合、例えば、用紙幅が１７インチの場合、発熱領域II、IVの右側９インチ分が覆われることになる。そのため、用紙に覆われている温度センサ１２ｄと１２ｃ(および温度センサ１２ｉ、１２ｈ)のうち、１３．５インチの位置にある温度センサ１２ｄ、１２ｉがそれぞれ選択される。

また、用紙幅が１４インチの場合、発熱領域II、IVの右側５インチ分が覆われることになるため、用紙に覆われている温度センサ１２ｄと１２ｃ(および１２ｉと１２ｈ)のうち、発熱領域II、IVの用紙で覆われた幅方向範囲において、より中央に近い温度センサ１２ｃ、１２ｈがそれぞれ選択される。

このようにして温度センサ１２の選択がなされると、前述のＳ４に進み、選択された温度センサ１２に基づいて各ヒータ４ａ〜４ｄの点灯／消灯制御が行われ、予熱板３の表面温度を適切に調整・維持する。

前記Ｓ７でＮＯと判断されると、使用される印刷用紙１の幅は、第１、第３の発熱領域I、IIIの幅方向とほぼ同等の幅の用紙から最小の幅用紙のいずれかであるから、本実施例においては、幅方向でより中央に近い第１の発熱領域Iの温度センサ１２ａと第３の発熱領域IIIの温度センサ１２ｆが選択され、第２の発熱領域IIならびに第４の発熱領域IVの温度センサ１２は全て印刷用紙１で覆われていないから、本温度制御方法における温度センサ１２としては選択されない（Ｓ９）。なお、温度センサ１２ｂ、１２ｇは、非走行用紙領域となる場合に、温度制御の選択（温度センサ１２ａ、１２ｆ）の制御に加えた制御として、より詳細な温度制御に利用することができる。例えば、非走行用紙領域となる場合、用紙に覆われる場合よりも制御温度を上げて制御することが考えられる。

このようにして温度センサ１２の選択がなされると、前述のＳ４に進み、選択された温度センサ１２に基づいてヒータ４ａ〜４ｄについて、本実施例の点灯／消灯制御が行なわれ、予熱板３の表面温度を適切に調整・維持する。

なお、Ｓ９を経由した場合であっても、発熱領域II、IVに対応するヒータ４ｂ、４ｄは、一定温度に保たれるように点灯制御が行なわれている。その理由はＳ１で述べた通り、発熱領域I、IIIのヒータによる加熱のみでは、発熱領域II、IV側がヒータＯＦＦであると、熱量がより奪われ、ヒータ４ａ、４ｃ本来の温度制御に支障をきたすためである。効率的に温度制御を行なうためにも、用紙で覆われない発熱領域部についても、一定の温度を維持するように各ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう。
このようにして、制御部１１によるヒータ４ａ〜４ｄの温度制御が行われる。

また、本実施例では、非走行用紙領域にある温度センサ１２によって予熱板３の温度検出も同時に行い、それに基づいて制御部１１において、非用紙走行領域における余剰熱による温度過上昇も監視している。

例えばＳ５においてＹＥＳと判断された場合、第２の発熱領域IIの温度センサ１２ｄと１２ｅ、および第４の発熱領域IVの温度センサ１２ｉと１２ｊは、非走行用紙領域にある。これらの温度センサ１２の全部あるいは一部によって非用紙走行領域の温度検出を行い、その検出値が制御部１１に入力される。制御部１１には、非用紙走行領域における温度過上昇を判定するための上限値が予め設定されており、制御部１１に入力されている検出値と前記上限値が比較され、検出値が上限値を超えている場合は温度過上昇と判断する。

なお、各発熱領域に対し、非用紙走行領域の温度センサが複数個ある場合、より詳細な温度制御が要求される場合には、複数の温度センサを選択し、その温度検出値を用いる。但し、非用紙走行領域の用紙幅方向で、より中央側温度センサの検出値を選択して、その検出値を用いても良い。これにより、判断制御をより簡易に行なうことが可能である。

この判断に基づいて本実施例では、対応する発熱領域を受け持つヒータ４の点灯制御を変更して、例えば、ヒータ４の点灯時間を短くして、より細かな温度制御を行うことにより、非用紙走行領域の余剰熱による温度過上昇を抑えている。

また、前述したＳ５でＹＥＳと判断された場合と同様に、Ｓ７においてＹＥＳと判断された場合、(また、温度センサ１２ｂ、１２ｇを有する場合には、Ｓ７でＮＯと判断された場合)も同様である。これらの温度センサ１２の全部あるいは一部によって非用紙走行領域の温度検出を行い、その検出値が制御部１１に入力される。制御部１１には、非用紙走行領域における温度過上昇を判断するための上限値が予め設定されており、制御部１１に入力されている検出値と前記上限値が比較され、検出値が上限値を超えている場合は温度過上昇と判断する。

連続紙を使用すると、非走行用紙領域の温度は定常印刷中はほぼ一定温度であるから、この場合は非走行用紙領域に温度変化があるかどうかを監視する。

また、カット紙の場合、或る用紙幅の用紙での連続印刷中に、別の用紙幅の用紙による用紙幅の変化があり得る。その場合、印刷用紙走行方向Ｘに発熱領域が２分割されている構成では、印刷用紙幅方向Ｙで同じ位置関係にある上流側と下流側の温度センサで、同様の温度変化傾向を示すことを利用して、適正な温度検知が行なわれているかどうかの判定に利用することもできる。

印刷用紙１の幅により、第１の発熱領域Iの温度センサ１２ｂおよび第２の発熱領域IIの温度センサ１２ｇ上を覆うが、第３の発熱領域IIIの温度センサ１２ｃおよび第４の発熱領域IVの温度センサ１２ｈは覆わないような場合においても、前述と同様な考えに基づき、各発熱領域I〜IVにおいて印刷用紙１で覆われている温度センサ１２の内で最も相応しいと思われるものを選択して、余熱の表面温度を制御し、さらに非走行用紙領域にある温度センサ１２により温度過上昇の監視を行なうことができる。

前述のように本実施例では、印刷用紙１の搬送形態は片側基準の搬送であり、予め用紙幅の端部位置は認識できる構成になっている。温度センサ１２を印刷用紙幅方向Ｙに複数個設けることで、用紙装填時に一旦ヒータ４を加熱し、温度センサ１２の検出状態により用紙幅を推定する。

本実施例では、印刷用紙幅方向Ｙに配置された、例えば温度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅによって温度状態を検知して、予め用紙幅毎に検知して用意されている温度分布テーブルとの比較により、用紙幅を推定することができる。

前述のように、各温度センサ１２での温度推移において、印刷用紙１で覆われている温度センサ１２では温度上昇変化率（温度勾配）が大きくなるが、印刷用紙１で覆われていない温度センサ１２では温度上昇変化率（温度勾配）が小さいという状況を検知し、温度上昇変化率（温度勾配）の違う２つの温度センサ１２間に用紙端部が存在することが判れば、その対象となる温度センサ１２の位置により、印刷用紙１の幅を推定することができる。

前記実施例では、複数個の温度センサ１２により、予熱板３の表面温度制御と搬送されて来た印刷用紙１の幅の推定とを行ったが、別の実施例として、温度センサ１２の印刷用紙搬送方向Ｘの上流側（もしくは温度センサ１２の付近、或るいは温度センサ１２の印刷用紙搬送方向Ｘの下流側）に用紙幅検知センサを設けて、その用紙幅の検知結果に基づいて、予熱板３の表面温度制御に用いる温度センサ１２を決定することもできる。

なお、オペレータが印刷用紙１の装填時に、印刷用紙１の種類（連量）を操作パネルなどから入力して設定する構成の場合、予め用紙幅毎に検知して作成した温度分布テーブルを、印刷用紙１の種類（連量）毎に複数用意してもよい。この場合、用紙幅検知センサが不要になり、且つ、用紙装填時の一時的なヒータ４による加熱が不要となる効果がある。

前述したように本発明では、各発熱領域毎に複数個も受けられた温度センサのうち、印刷用紙に覆われている温度センサを選択し、その温度センサからの検出信号に基づいて、該当するヒータの温度制御を行うため、印刷用紙の温度を適切に反映した検出値による予備加熱制御ができる。

このため、いかなる用紙幅においても、予熱板からトナー像の軟化に必要な熱量を過不足なく印刷用紙に供給することができる。そのため、部分的な熱量の過少による定着不良や熱良過剰による画像にじみなど印刷品質の不均一を抑制することができる。

更に、予熱板での余剰熱による温度過上昇を防止することができるため、印刷装置の消費電力を抑え、印刷装置の耐久性を向上することができる。

また、各ヒータ（熱源）に対し、単一の温度センサからの検出値を使用して温度制御を行うため、複数の温度センサを使用して温度制御を行う場合と比較して、より簡易な制御ができる。

図４は、本発明の他の実施例に係る予熱板上での発熱領域に対するヒータと温度センサの配置関係を説明するための概略平面図である。

この実施例の場合、印刷用紙走行方向Ｘの上流側の位置に第１の発熱領域Iと第２の発熱領域IIが、印刷用紙走行方向Ｘの中間位置に第３の発熱領域IIIと第４の発熱領域IVが、また、印刷用紙走行方向Ｘの下流側の位置に第５の発熱領域Vと第６の発熱領域VIがそれぞれ設けられ、合計で６つの発熱領域に区分けされている。

各発熱領域I〜VIの面積は均等であり、各発熱領域I〜VIは夫々或る目標温度に制御される。このように予熱板３を複数の発熱領域I〜VIに分割する理由は、前記実施例と同じである。

この実施例においても、印刷用紙１の搬送は、印刷用紙幅方向Ｙにおいて、用紙サイズにかかわらず、一方側（この実施例では図４に向って右側、すなわち第１、第３、第５の発熱領域I、III、V側）に沿わせる片側基準搬送方式で行なわれる。

図４に示すように、ヒータ４ａ〜４ｆは各発熱領域I〜VIに対して２本ずつ配置されているが、第１の発熱領域Iと第３の発熱領域IIIと第５の発熱領域に配置されるヒータ４ａとヒータ４ｃとヒータ４ｅは、発熱領域を印刷用紙走行方向Ｘに２分割したときに、印刷用紙走行方向Ｘの下流側に配置されている。一方、第２の発熱領域IIと第４の発熱領域IVと第６の発熱領域VIに配置されるヒータ４ｂとヒータ４ｄとヒータ４ｆは、発熱領域を印刷用紙走行方向Ｘに２分割したときに、印刷用紙走行方向Ｘの上流側に配置されている。従って、ヒータ４ａ〜４ｆは、予熱板３全体から見て千鳥状の配列となっている。

これは、ヒータ４ａ〜４ｆ全てを通電したときに、熱を発熱領域I〜VI全体にほぼ均等に行き渡らせつつ、同一仕様の熱源（ヒータ）が使用でき、また、ヒータ４ａ〜４ｄの配線の取り回しを一方向から取り出せる効率的な配置によるものである。
各発熱領域I〜VIには、印刷用紙幅方向Ｙに任意の間隔をあけて複数個（この実施例でも、２個と３個）のサーミスタからなる温度センサ１２ａ〜１２ｏが配置されている。

この実施例の場合、図４に示すように、第１の発熱領域Iには２本のヒータ４ａの間に２個の温度センサ１２ａ，１２ｂが、第２の発熱領域IIには２本のヒータ４ｂの間に３個の温度センサ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅが、用紙の走行基準側である第３の発熱領域IIIには２本のヒータ４ｃの間に２個の温度センサ１２ｆ，１２ｇが、第４の発熱領域IVには２本のヒータ４ｄの間に３個の温度センサ１２ｈ，１２ｉ，１２ｊが、第５の発熱領域Vには２本のヒータ４ｅの間に２個の温度センサ１２ｋ，１２ｌが、第６の発熱領域VIには２本のヒータ４ｆの間に３個の温度センサ１２ｍ，１２ｎ，１２ｏが、それぞれ配置されている。

各温度センサ１２ａ〜１２ｏからの検出値に基づく各ヒータ４ａ〜４ｆの点灯／消灯制御は前記実施例と同様であるから、説明は省略する。

１：被記録媒体（印刷用紙）、２：トナー像、３：予熱板（プレヒータ）、４ａ〜４ｄ：ヒータ、５：加熱ローラ、８：加圧ローラ、１１：制御部、１２ａ〜１２ｊ：温度センサ、２１：レーザビームプリンタ、２２：コントローラ、２３：感光体ドラム、２４：コロナ帯電器、２６：光源、２８：現像装置、３１：用紙搬送トラクタ、３２：転写器、３３：用紙搬送トラクタ、３５：定着装置、Ｘ：印刷用紙走行方向、Ｙ：印刷用紙幅方向、Ｚ：印刷用紙の端部、I：第１の発熱領域、II：第２の発熱領域、III：第３の発熱領域、IV：第４の発熱領域。

特開２００８−４６４７２号公報

Claims (8)

1. 内部に熱源を配置して、トナー像を担持した被記録媒体を表面に沿って通過させることにより、前記トナー像を前記被記録媒体の裏面側から予備加熱する予熱板において、
   前記被記録媒体の走行方向およびその被記録媒体走行方向と直交する被記録媒体幅方向において分割された複数の発熱領域を有し、
   各発熱領域毎に前記熱源と、前記被記録媒体幅方向において所定の間隔をおいて配置された複数の温度センサを内蔵して、
   前記各発熱領域毎に設けられた複数の温度センサの内から選択された１つの温度センサの検出出力に基づいて前記熱源の発熱を制御する制御手段を設けたことを特徴とする予熱板。
2. 請求項１に記載の予熱板において、
   前記各発熱領域毎に配置されている複数の温度センサは、前記被記録媒体の幅に応じて配置されていることを特徴とする予熱板。
3. 請求項１または２に記載の予熱板において、
   前記各発熱領域は、前記被記録媒体走行方向および被記録媒体幅方向においてそれぞれ少なくとも２分割されて、
   前記被記録媒体走行方向の上流側で且つ片側の第１の発熱領域と、
   その第１の発熱領域の被記録媒体幅方向の隣に設けられた第２の発熱領域と、
   前記第１の発熱領域の被記録媒体走行方向の下流側に設けられた第３の発熱領域と、
   前記第２の発熱領域の被記録媒体走行方向の下流側に設けられた第４の発熱領域を有し、
   前記第１の発熱領域の第２の発熱領域とは反対側の端部付近、ならびに前記第３の発熱領域の第４の発熱領域とは反対側の端部付近を基準にして、前記被記録媒体が片側基準走行する構成になっていることを特徴とする予熱板。
4. 請求項１または２に記載の予熱板において、
   前記各発熱領域は、前記被記録媒体走行方向および被記録媒体幅方向においてそれぞれ少なくとも２分割されて、
   前記被記録媒体走行方向の上流側で且つ片側の第１の発熱領域と、
   その第１の発熱領域の被記録媒体幅方向の隣に設けられた第２の発熱領域と、
   前記第１の発熱領域の被記録媒体走行方向の下流側に設けられた第３の発熱領域と、
   前記第２の発熱領域の被記録媒体走行方向の下流側に設けられた第４の発熱領域を有し、
   さらに前記第１〜４の発熱領域を被記録媒体走行方向に沿って２分割して形成された、
   前記第１の発熱領域の被記録媒体走行方向上流側部分に第１の発熱領域用熱源を配置し、
   前記第２の発熱領域の被記録媒体走行方向下流側部分に第２の発熱領域用熱源を配置し、
   前記第３の発熱領域の被記録媒体走行方向上流側部分に第３の発熱領域用熱源を配置し、
   前記第４の発熱領域の被記録媒体走行方向下流側部分に第４の発熱領域用熱源を配置するか、または、
   前記第１の発熱領域の被記録媒体走行方向下流側部分に第１の発熱領域用熱源を配置し、
   前記第２の発熱領域の被記録媒体走行方向上流側部分に第２の発熱領域用熱源を配置し、
   前記第３の発熱領域の被記録媒体走行方向下流側部分に第３の発熱領域用熱源を配置し、
   前記第４の発熱領域の被記録媒体走行方向上流側部分に第４の発熱領域用熱源を配置することを特徴とする予熱板。
5. 請求項２または３に記載の予熱板において、
   前記制御手段は、
   前記被記録媒体走行中における前記複数の温度センサの各々の検出出力を比較することにより、当該被記録媒体の幅を推定し、その推定した被記録媒体の幅に応じて各発熱領域で前記熱源の発熱制御のために使用する温度センサを選択する構成になっていることを特徴とする予熱板。
6. 予熱板と、
   その予熱板の前記被記録媒体走行方向の下流側に配置された加熱手段と加圧手段とからなる定着手段とを備え、
   被記録媒体上に担持されているトナー像を前記予熱板において予備加熱してから、
   前記被記録媒体を前記加熱手段と加圧手段とで形成されるニップ部に通すことにより、前記トナー像を前記被記録媒体上に定着する定着装置において、
   前記予熱板が請求項１ないし５のいずれか１項に記載の予熱板であることを特徴とする定着装置。
7. 感光体と、
   その感光体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
   帯電した感光体の表面に対して画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   前記静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する現像手段と、
   被記録媒体を搬送供給する搬送手段と、
   前記感光体上のトナー像を搬送されて来た前記被記録媒体上に転写する転写手段と、
   前記被記録媒体上のトナー像を当該被記録媒体に定着する定着手段を備えた印刷装置において、
   前記定着装置が請求項６に記載の定着装置であることを特徴とする印刷装置。
8. 請求項７に記載の印刷装置において、
   前記被記録媒体が、長尺状の連続用紙であることを特徴とする印刷装置。

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