JPH11194661A - 定着装置およびこの定着装置を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの温度センサを設けたベルト式の定着装
置において、より簡易、かつ精度よく、温度制御を行う
ことができる定着装置を提供する。 【解決手段】 ローラ３１、３３により無端ベルト３４
を支持し、ベルト外周部に加圧ローラ３５を圧接してニ
ップ部３８を形成し、ニップ部３８に搬送されるシート
１０上の未定着画像を定着させる定着装置２４におい
て、ローラ３３に内蔵され、ベルト３４を加熱するヒー
タ３２と、ヒータ３２を内蔵したローラ３３の温度を検
出するローラ温度センサＴＨ１と、加圧ローラ３５に接
しベルト３４の温度を間接的に検出するベルト温度セン
サＴＨ２と、を有し、ベルト温度センサＴＨ２が検出し
た温度により、ヒータ３２を内蔵したローラ３３の温度
を決定して、この温度となるようにローラ温度センサＴ
Ｈ１が検出した温度を監視してヒータ３２の制御を行う
ことを特徴とする定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機やプ
リンタ、また、ファクシミリなどの電子写真式の画像形
成装置に使用される定着装置、およびこの定着装置を用
いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の複写機やプリンタまた、フ
ァクシミリなどの画像形成装置に備えられている定着装
置として、従来からいわゆる熱ローラ方式のものが広く
使用されている。この熱ローラ方式の定着装置では、熱
源を有する加熱ローラと、この加熱ローラに圧接した加
圧ローラとを備えており、未定着トナー像を有する記録
紙やＯＨＰシートなどの記録部材（以下、単にシートと
称する）を、これらのローラの接触領域（ニップ部）に
通し、熱と圧力でトナー像をシートに定着させる。

【０００３】近年、低消費電力とクイックプリントの両
立の要求が高まるなか、ベルトを用いた定着装置が、例
えば特開平６−３１８００１号公報で提案されている。

【０００４】ところで、この種のベルト式の定着装置で
は、加熱源がニップから離れた位置に設置されていた
り、上述のようにクイックプリントの要請から昇温に要
する時間の短縮化等を図るために低熱容量のベルトを使
用したりしており、ニップ部でシートと接触したベルト
部分の温度低下が著しい。

【０００５】そのため、例えば特開平９−１３８５９９
号公報では、ベルトを支持して回転させる２つのローラ
の内の一方に熱源を備え、他方のローラにベルトを挟ん
で加圧ローラを圧接してニップ部を形成する構成とし、
熱源を有するローラと、熱源がなくニップ部に直接接触
している加圧ローラにそれぞれ温度センサを設け、この
２つの温度センサによって検出した温度データを元にし
て温度制御をしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−１３８５９９号公報のように、熱源を有するロ
ーラの温度と、ベルトに接触してニップ部を形成して加
圧ローラの温度を、それぞれ温度センサにより検出し
て、それぞれの温度センサからの情報により温度制御を
行うものにあっては、２つの温度センサからの情報によ
り温度制御を行うために、この温度制御自体が複雑にな
るといった問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、２つの温度セン
サを設けたベルト式の定着装置においても、より簡易、
かつ精度よく、温度制御を行うことができる定着装置を
提供することであり、またこのような定着装置を設けた
画像形成装置を提供することである。

【０００８】また、本発明の他の目的は、ベルト式の定
着装置において、より簡単な制御により、ニップ部にお
いて定着に適した温度となるようにベルト温度を制御す
ることができる定着装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。

【００１０】（１）複数のローラと、前記複数のローラ
に支持されるベルトと、前記ベルトを加熱する加熱手段
と、前記ローラの温度を検出するローラ温度検出手段
と、前記ベルトの温度を検出するベルト温度検出手段
と、前記ベルト温度検出手段が検出した温度により、前
記ローラの制御温度を決定し、決定した制御温度と前記
ローラ温度検出手段の検出した温度とから前記加熱手段
の加熱量を制御する制御手段と、を有することを特徴と
する定着装置。

【００１１】（２）前記加熱手段は、前記複数のローラ
のうち少なくとも一つのローラに内蔵され、前記ローラ
温度検出手段は、該加熱手段を内蔵したローラの温度を
検出することを特徴とする定着装置。

【００１２】（３）前記定着装置は、記録部材を前記ベ
ルトの定着部を通過させる搬送手段をさらに有し、前記
制御手段は、前記定着部を前記記録部材の後端が抜けた
直後に、前記ベルト温度検出手段が検出した温度に基づ
きローラの制御温度を決定することを特徴とする定着装
置。

【００１３】（４）前記定着装置は、記録部材を前記ベ
ルトの定着部を通過させる搬送手段をさらに有し、前記
制御手段は、前記記録部材の先端が前記定着部に至る前
の予め設定された所定時間前の時点で前記ベルト温度検
出手段が検出した温度に基づきローラの制御温度を決定
することを特徴とする定着装置。

【００１４】（５）前記ベルト温度検出手段は、前記ベ
ルトに接触することなく間接的に前記ベルトの温度を検
出することを特徴とする定着装置。

【００１５】（６）記録部材上に未定着画像を形成する
作像手段と、以下を含む定着装置、複数のローラと、前
記複数のローラに支持されるベルトと、前記ベルトを加
熱する加熱手段と、前記ローラの温度を検出するローラ
温度検出手段と、前記ベルトの温度を検出するベルト温
度検出手段と、前記ベルト温度検出手段が検出した温度
により、ローラの制御温度を決定し、決定した制御温度
と前記ローラ温度検出手段が検出した温度とから前記加
熱手段の加熱量を制御し、かつ、前記ベルト温度検出手
段が検出した温度により、前記作像手段が前記記録部材
上に未定着画像を作像するタイミングを制御する制御手
段と、前記ベルトの定着部に、前記作像手段により形成
された未定着画像を有する記録部材を搬送し、当該定着
部を通過させる搬送手段と、を有することを特徴とする
画像形成装置。

【００１６】（７）前記制御手段は、前記定着部を前記
記録部材の後端が抜けた直後に、前記ベルト温度検出手
段が検出した温度が所定温度以上のときに前記作像手段
による作像動作を停止することを特徴とする画像形成装
置。

【００１７】（８）一定方向に回転する複数のローラ
と、前記複数のローラに支持されるベルトであって、定
着部において記録部材上の未定着画像を当該記録部材に
定着させるベルトと、前記ベルトを加熱する加熱手段
と、前記ベルトの回転移動方向の前記定着部より下流側
において前記ベルトの温度を検出するベルト温度検出手
段と、前記ベルト温度検出手段が検出した温度に基づい
て、前記加熱手段を制御する制御手段と、を有すること
を特徴とする定着装置。

【００１８】（９）前記定着装置は、さらに、前記複数
のローラのうち、少なくとも１つのローラの温度を検出
するローラ温度検出手段を有し、前記制御手段は、前記
ベルト温度検出手段が検出した温度に基づきベルトに接
触しているローラの温度を設定し、該ローラ温度検出手
段が検出した温度がこの設定温度となるように前記加熱
手段を制御することを特徴とする定着装置。

【００１９】（１０）前記加熱手段は、前記複数のロー
ラのうち、少なくとも１つのローラに内蔵され、前記ロ
ーラ温度検出手段は、前記加熱手段を内蔵したローラの
温度を検出することを特徴とする定着装置。

【００２０】（１１）前記加熱手段は、前記複数のロー
ラのうち、少なくとも１つのローラに内蔵され、前記ベ
ルト温度検出手段は、定着部と前記加熱手段を内蔵した
ローラの間で前記ベルトの温度を検出することを特徴と
する定着装置。

【００２１】（１２）前記ベルト温度検出手段は、前記
ベルトに接触することなく、間接的に前記ベルトの温度
を検出することを特徴とする定着装置。

【００２２】（１３）前記定着装置は、さらに、前記定
着部より下流側で前記ベルトに接触するテンションロー
ラを有し、前記ベルト温度検出手段は、該テンションロ
ーラの温度を測定することで、前記ベルト温度を間接的
に検出することを特徴とする定着装置。

【００２３】（１４）前記テンションローラは、オイル
をベルトに塗布するためのローラであることを特徴とす
る定着装置。

【００２４】（１５）一定方向に回転する複数のローラ
と、前記複数のローラに支持されるベルトであって、定
着部において記録部材上の未定着画像を当該記録部材に
定着させるベルトと、前記ベルトを加熱する加熱手段
と、前記定着部より下流側で前記ベルトに接触するテン
ションローラと、前記テンションローラの温度を検出す
るテンションローラ温度検出手段と、前記テンションロ
ーラ温度検出手段が検出した温度に基づいて、前記加熱
手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする
定着装置。

【００２５】（１６）前記定着装置は、さらに、前記複
数のローラのうち、少なくとも１つのローラの温度を検
出するローラ温度検出手段を有し、前記制御手段は、前
記テンションローラ温度検出手段が検出した温度と、該
ローラ温度検出手段が検出した温度とに基づいて前記加
熱手段を制御することを特徴とする定着装置。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を説明する。

【００２７】［実施形態１］ 《プリンタの全体構成》図１は、本発明を適用した電子
写真式のフルカラープリンタを示す概略構成図である。

【００２８】図１に示されるプリンタ１１は、像担持体
としての感光体ドラム１２と、レーザ発生器１４と、を
備え、矢印方向に回転する感光体ドラム１２の周辺に
は、感光体ドラム１２の外周面を帯電する帯電装置１３
と、第１〜第４の現像器１５、１６、１７、１８を備え
た現像装置と、転写ベルト１９と、感光体ドラム１２上
の残留トナーを除去する図示しないクリーニング装置
と、プリンタ１１内の温度を検出する機内温度検出セン
サＴＳと、が配置されている。レーザ発生器１４は、図
示しないコンピュータなどから送られてくる画像信号の
レベルに応じて半導体レーザを駆動変調する。レーザ光
は、図示しないポリゴンミラー、ｆ−θレンズおよび折
り返しミラーなどを経由し、帯電装置１３と現像装置と
の間の位置で、感光体ドラム１２に照射される。レーザ
光の照射により感光体ドラム１２上に形成された静電潜
像は、第１現像器１５によりイエローのトナー像として
顕像化される。このイエロートナー像は、矢印方向に回
転移動する転写ベルト１９上に保持される。感光体ドラ
ム１２上に次に形成された静電潜像は、第２現像器１６
によりマゼンタのトナー像として顕像化され、このマゼ
ンタトナー像は、転写ベルト１９上のイエロートナー像
の上に重ねられる。同様に、感光体ドラム１２上に次に
形成された静電潜像は、第３現像器１７によりシアンの
トナー像として顕像化され、このシアントナー像を転写
ベルト１９上のトナー像の上に重ねることによって、フ
ルカラートナー像が作成される。なお、第４現像器１８
にはブラックのトナーが収容されており、モノクロプリ
ントが指定された場合には、感光体ドラム１２上の静電
潜像は、この第４現像器１８により顕像化される。

【００２９】一方、プリンタ本体に対して着脱自在に取
り付けられる給紙カセット２０には、複数枚のシート１
０が積層した状態で収納されている。シート１０は、給
紙ローラ２１により１枚ずつ捌かれて給紙され、タイミ
ングローラ２２によりトナー像とタイミングをとって転
写領域２３に向けて搬送される。この転写領域２３にお
いて、転写ベルト１９上のフルカラートナー像がシート
１０に転写される。これにより、未定着画像がシート１
０上に作像される。転写後のシート１０は、転写ベルト
１９から分離され、定着装置２４に向けて搬送ベルト２
５により搬送される。シート１０上に転写された未定着
トナーが定着装置２４において溶融定着され、トナーが
固定されたシート１０は、排紙トレイ２６に排出され
る。本実施形態の定着装置２４はベルト方式によるもの
であり、その構成については後述する。

【００３０】シート１０への転写が終了すると、感光体
ドラム１２は、クリーニング装置にて残留トナーが除去
され、イレーサによって残留電荷が除電される。その
後、感光体ドラム１２は、帯電装置１３によって再度帯
電され、レーザ光による潜像形成を受け、現像器１５〜
１８によって現像される。

【００３１】シート搬送経路にはシート１０を検出する
複数のセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置され、各センサＳ
１、Ｓ２、Ｓ３でシート１０の先端および／または後端
を検出した信号に基づいて、プリンタ内に設けられた各
部の制御タイミングがとられる。

【００３２】搬送ベルト２５やタイミングローラ２２な
どの搬送経路中の部材、転写ベルト１９や感光体ドラム
１２などの作像系中の部材、および後述する定着装置の
駆動ローラなどの可動部は、すべて一つのモータ（不図
示）を駆動源として、ギヤや、プーリとベルトなど（い
ずれも不図示）によって構成される動力伝達機構により
駆動されており、各部においてシートの搬送速度と、各
部材の回転または移動速度との同期がとられるようにな
っている。

【００３３】なお、本実施形態の記載において、上記各
構成部材のうち、定着装置以外の未定着トナー像をシー
ト上に形成するための装置構成部分を作像系と称する。

【００３４】《定着装置の全体構成》図２は、図１に示
されるベルト方式の定着装置を示す断面図である。定着
装置２４は、矢印ａ方向に回転駆動可能に設けられた駆
動ローラ３１と、熱源であるハロゲンヒータランプ３２
が内蔵された加熱ローラ３３と、駆動ローラ３１と加熱
ローラ３３との間に掛け渡された定着ベルト３４と、定
着ベルト３４を介して駆動ローラ３１に圧接する加圧ロ
ーラ３５と、オフセット防止のための離型剤を定着ベル
ト３４の外周面に塗布するオイル塗布ユニット３６と、
を有する。ここで離型剤としては、シリコンオイルが用
いられる。また、定着ベルト３４が掛け渡されている一
対のローラ３１、３３のうち少なくとも一方（図示例で
は加熱ローラ３３）の軸方向両端部には、定着ベルト３
４の走行時におけるベルトの斜行ないし蛇行を防止する
寄り止め部材８０が取り付けられ、定着ベルト３４の走
行の安定化を図っている。

【００３５】前記定着ベルト３４は、薄肉の好ましくは
シームレスベルトであり、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッ
ケルあるいは耐熱性樹脂などからなるベルト基材を有
し、該ベルト基材の表面にシリコンオイルに対して親和
性が良いシリコンゴムを被覆し、トナーに対して良好な
離型性と耐熱性とを有する耐熱離型層を形成したエンド
レスベルトである。ベルト基材の厚さは約４０μｍ、ゴ
ム被覆の厚さは約２０μｍである。なお、定着ベルト３
４の耐熱離型層として、４フッ化エチレン樹脂を用いて
もかまわない。

【００３６】前記駆動ローラ３１は、その片端に図示し
ない駆動ギアが固定され、この駆動ギアに接続されたモ
ータなどの駆動源によって矢印ａ方向に回転駆動され
る。駆動ローラ３１は、定着ベルト３４の裏面に接触し
て該定着ベルト３４を矢印ｂ方向に移動させる。定着ベ
ルト３４を確実に移動させるために、駆動ローラ３１の
外周面は摩擦係数の大きな材料（例えば、シリコンゴム
等）で被覆され、定着ベルト３４との間でスリップが発
生しないようにしてある。なお、所定量のニップ幅を確
保するため、駆動ローラ３１の外周面を被覆する材料は
硬度が比較的低い材料（例えは、シリコンスポンジ）で
あることがさらに好ましい。なお、ここで駆動ローラ３
１を駆動しているモータは、前述したようにプリンタ装
置内におけるその他の回転部材や搬送部材などの駆動源
となっており、これらの部材と同期されて、モータ速度
の変更に伴い駆動ローラ３１の速度も変化する。

【００３７】前記加熱ローラ３３は、中空の金属ローラ
からなり、中心軸上には、ハロゲンヒータランプ３２が
備えられている。熱源としては、抵抗発熱体や電磁誘導
加熱装置などを使用してもよい。また、定着ベルト３４
に熱を効率的に供給する観点から、加熱ローラ３３は例
えばアルミニウムや銅などのように熱伝導性の高い材料
から形成するのが好ましい。

【００３８】前記加圧ローラ３５は、金属製パイプの外
周をシリコンゴム被覆またはテフロン被覆したローラか
らなり、スプリング３７のばね力が付勢されて定着ベル
ト３４を介して駆動ローラ３１に圧接している。駆動ロ
ーラ３１の回転に伴って定着ベルト３４が矢印ｂ方向に
移動すると、加圧ローラ３５は、定着ベルト３４との間
の摩擦により、矢印ｃ方向に従動回転する。駆動ローラ
３１および加圧ローラ３５相互の表面硬度の関係は、
「加圧ローラ３５の表面硬度≧駆動ローラ３１の表面硬
度」に設定されている。このような関係としたのは次の
理由による。つまり、加圧ローラ３５と定着ベルト３４
とのニップ部３８からトナー定着後のシート１０を円滑
に排出するためには、該シート１０を駆動ローラ３１周
面から離れる方向あるいは平坦に送り出せばよく、この
ためには、加圧ローラ３５が定着ベルト３４を介して駆
動ローラ３１に若干食い込むような状態で圧接すればよ
いからである。

【００３９】未定着トナーを保持したシート１０を定着
ベルト３４に触れることなくニップ部３８まで案内する
ため、定着ベルト３４の下方位置にガイド板３９が設け
られている。また、ニップ部３８の下流には排紙ガイド
４０が設けられている。

【００４０】加熱ローラ３３には、この加熱ローラ３３
の温度を検出するためのローラ温度センサＴＨ１が、定
着ベルト３４の内方位置に配置されている。また、加圧
ローラ３５には、その温度を検出するための温度センサ
ＴＨ２が接触して配置されており、この温度センサＴＨ
２は、定着ベルト３４に接触してニップ部３８を形成し
ている加圧ローラ３５の温度を検出することで、定着ベ
ルト３４の温度検出を行っている。したがって、ここで
は、この温度センサＴＨ２をベルト温度センサＴＨ２と
称している。また、このように加圧ローラ３５の温度か
ら定着ベルト３４の温度を検出することで、定着ベルト
３４と加圧ローラ３５の接触部であるニップ部３８にお
ける定着ベルト３４の温度を知ることができる。

【００４１】これらのローラ温度センサＴＨ１とベルト
温度センサＴＨ２は、例えばサーミスタから構成され、
各ローラ３３、３５の表面に当接してローラ表面温度を
検出している。

【００４２】ローラ温度センサＴＨ１は、加熱ローラ３
３の回転軸に対して位置決めされたサポート４１に保持
され、加熱ローラ３３との相対的な位置関係すなわち接
触状態が一定に保たれている。

【００４３】ところで、ローラ温度センサＴＨ１は、定
着ベルト３４の外周面のうち加熱ローラ３３に接触して
いる部分に当接させる構成も考えられる。かかる構成で
は、トナーに直接接触する定着ベルト３４外周面の温度
を直接測定するので精度の高い温度調整を行い得る。し
かしながら、本実施形態においてローラ温度センサＴＨ
１を直接定着ベルト３４の外周面に接触させる構成を採
ろうとする場合には、ローラ温度センサＴＨ１の接触位
置が、オイル転写ローラ５１の下流側で、かつニップ部
３８の上流側に位置することとなるので、オイル転写ロ
ーラ５１によって定着ベルト３４の表面にオイルが塗布
された後、ローラ温度センサＴＨ１が定着ベルト３４の
表面に接触することとなって、ローラ温度センサＴＨ１
が定着ベルト３４表面に塗布されたオイルをかき取とっ
てしまい、定着ベルト３４表面のオイルを乱したり、オ
イル筋を発生させる恐れがある。そして、このような定
着ベルト３４表面に発生したオイルの乱れやオイル筋は
そのままの状態でニップ部３８に入ることとなるので、
画像ノイズが生じて画像品質が低下させる原因となる。
したがって、本実施形態では、ローラ温度センサＴＨ１
は加熱ローラ３３に接触させる構成を採用している。ま
た、この構成を採用したのに伴い、加熱ローラ３３の外
周を、摩擦係数の低い材料（例えはフッ素系樹脂）で被
覆している。さらに、ローラ温度センサＴＨ１を定着ベ
ルト３４の内方位置に配置すると、定着ベルト３４の周
囲に形成される空気流の影響を受けないという利点もあ
る。

【００４４】前記オイル塗布ユニット３６は、定着ベル
ト３４の上方位置に配置され、定着ベルト３４に塗布さ
れるオイルを内部に保持したオイル塗布ローラ５０と、
オイル塗布ローラ５０の表面に当接し該オイル塗布ロー
ラ５０から供給されたオイルを定着ベルト３４の外周面
に塗布するオイル転写ローラ５１と、オイル転写ローラ
５１の表面に当接し該オイル転写ローラ５１に付着した
紙粉やトナーを除去するクリーニングローラ５２と、こ
れらのローラ５０、５１、５２を回転自在に支持するホ
ルダ５３と、を有する。オイル転写ローラ５１は、定着
ベルト３４が駆動ローラ３１から加熱ローラ３３に向か
って移動する領域において該定着ベルト３４に圧接し、
定着ベルト３４に適度のテンションを加えるためのテン
ションローラとしての機能を兼ねている。これにより、
定着ベルト３４の走行が安定すると共に、オイル転写ロ
ーラ５１から定着ベルト３４へのオイル塗布も安定す
る。

【００４５】オイル塗布ローラ５０は、芯金５５の表面
に設けられオイルを保持するオイル保持層５６と、該オ
イル保持層５６の表面側に設けられた表層５７とを含む
多層構造を有している。オイル転写ローラ５１は、芯金
５５上にシリコンオイルとの親和性が良いシリコンゴム
を被覆して形成されている。クリーニングローラ５２
は、芯金上にフェルトなどのシリコンゴムに対し、トナ
ーへの親和性の高い材料で形成されている。オイル転写
ローラ５１の表面は、定着ベルト３４から汚れを付着さ
せるために該定着ベルト３４の表面よりも表面粗さが粗
くされる一方、クリーニングローラ５２の表面は、オイ
ル転写ローラ５１から汚れを付着させるために該オイル
転写ローラ５１の表面よりも表面粗さが粗くされてい
る。

【００４６】オイル塗布ユニット３６は定着装置２４の
フレーム４２に対して着脱自在に構成され、オイル塗布
ローラ５０の内部に保持されたオイルを使い切ったとき
には、使用済みのオイル塗布ユニット３６を前記フレー
ム４２から取り外し、新たなオイル塗布ユニット３６を
前記フレーム４２に取り付ける。なお、クリーニングロ
ーラ５２に代えてクリーニングパッドをオイル転写ロー
ラ５１の表面に接触させてもよい。また、オイル塗布ロ
ーラ５０を定着ベルト３４に直接圧接させてもよい。

【００４７】定着装置２４の動作を概説する。モータを
駆動すると、駆動ローラ３１が矢印ａ方向に回転し、定
着ベルト３４が矢印ｂ方向に走行する。定着ベルト３４
の走行に伴い、加熱ローラ３３が矢印ｄ方向に従動回転
すると共に、加圧ローラ３５が矢印ｃ方向に従動回転す
る。走行する定着ベルト３４は、加熱ローラ３３の上流
側位置においてオイルが塗布された後、加熱ローラ３３
との接触領域（加熱領域４３）においてハロゲンヒータ
ランプ３２からの熱によって所定の温度に加熱され、ガ
イド板３９の上方をさらに走行して、加圧ローラ３５と
の間のニップ部３８に進む。

【００４８】一方、定着ベルト３４と接触する面側に未
定着トナー４４を保持したシート１０は、矢印ｅ方向に
沿ってガイド板３９に案内されつつニップ部３８に向け
て搬送される。このとき、シート１０および未定着トナ
ー４４は、所定の隙間を隔てて向かい合う定着ベルト３
４の熱により加熱（予熱）される。この予熱により、シ
ート１０上の未定着トナー４４が予め程良く軟化され
る。

【００４９】シート１０がさらに搬送されてニップ部３
８に突入すると、該シート１０は、接触する定着ベルト
３４の熱により十分に加熱され、さらに加圧ローラ３５
と駆動ローラ３１との間の圧接力が加えられながら、該
ニップ部３８で挟持されつつ搬送される。これにより、
シート１０上の未定着トナー４４は、十分に加熱されて
溶融し、さらに加圧されてシート１０に定着される。

【００５０】したがって、本定着装置においては、加熱
ローラ３３の下でガイド板３９のシート１０の搬送方向
から見た先端部分からニップ部３８までの間（ニップ部
３８を含む）が定着ベルト３４の定着部として機能する
ことになる。

【００５１】この定着動作中において、定着ベルト３４
へのトナーの移転、すなわちオフセットは定着ベルト３
４表面に塗布されたオイルにより抑制される。

【００５２】その後、ニップ部３８を通過したシート１
０は、定着ベルト３４から自然に分離し、排紙トレイ２
６（図１参照）に向けて搬送される。また、シート１０
との接触により熱が奪われた定着ベルト３４には、所定
の温度制御の下、ハロゲンヒータランプ３２から熱が補
充される。

【００５３】この定着装置２４では、定着ベルト３４の
加熱をオイル塗布の後に行っているため、定着ベルト３
４の温度が安定し、トナーの定着が良好に行われる。ま
た、オイル転写ローラ５１が定着ベルト３４にテンショ
ンを付与するため、定着ベルト３４の走行ムラ（ベルト
のあばれ）が抑制され、その結果、定着ベルト３４は円
滑に安定して走行し、ベルト寿命も延びる。

【００５４】また、定着ベルト３４上の紙粉、トナー等
による汚れは、定着ベルト３４に当接するオイル転写ロ
ーラ５１からクリーニングローラ５２に付着するため、
オイル塗布ローラ５０に付着することが少なくなる。こ
れにより、オイル塗布ローラ５０からオイル転写ローラ
５１に均一かつ安定的にオイルが供給され、その結果、
オイル転写ローラ５１から定着ベルト３４に均一かつ安
定的にオイルを塗布することができる。したがって、オ
フセットを確実に防止しつつ、定着ベルト３４の清掃も
でき、もって、高品位の定着画像が得られる。

【００５５】《制御部の構成》図３は、プリンタ全体の
制御を行っている制御部の構成を示すブロック図であ
る。この制御部では、プリンタ各部の動作を制御し、ま
た、後述する定着装置における温度制御や作像タイミン
グの制御をするもので、各種制御を行うＣＰＵ６１と、
このＣＰＵ６１が制御のために実行するプログラムを記
憶したＲＯＭ６２と、ＣＰＵ６１が処理に必要なデータ
の展開などを行うＲＡＭ６３よりなる。ＣＰＵ６１に
は、機内温度検出センサＴＳからの信号が入力され、さ
らに、ローラ温度センサＴＨ１およびベルト温度センサ
ＴＨ２からの信号が入力されており、また、作像系を動
作させるための作像信号、モータの駆動を制御するため
のモータ制御信号、およびハロゲンヒータランプ３２の
加熱量を制御するための温調信号が出力されている。

【００５６】《定着装置の温度制御動作、および作像系
の制御動作》まず、定着装置の温度制御に関して、その
基本的な考え方について説明する。従来から多く使用さ
れているローラ式定着装置では、加熱ローラの熱容量は
大きく、これに接する加圧ローラ、清掃部材、離型剤塗
布装置への伝熱やシートの通過による温度低下は小さ
い。したがって、温度制御も比較的簡単で、ウォームア
ップ時、待機時、プリント時等の状態に拘わらず、周知
のヒステリシス制御により加熱ローラの温度はほぼ安定
した温度維持が可能であった。しかし、上述のようにベ
ルト式の定着装置では、低熱容量のベルトを使用してい
るので、回転時又は停止時若しくは通紙時におけるベル
トの表面温度は著しく異なる。また、駆動停止時に温度
制御をしていても、ベルトが停止している限り、加熱ロ
ーラと非接触の領域のベルト部分は温度が次第に下がっ
ていく。

【００５７】一方、ニップ部を通過するシートの全体に
わたって安定して高いトナー定着性を得るためには、シ
ートがニップ部に搬送されて来てから排出されるまで、
ニップ部を通過するベルトの温度が均一であることが望
まれる。すなわち、少なくともプリント信号を受信して
からシートがニップ部に搬送されてくるまでの間に、ベ
ルトの温度が所定温度に達し、かつ定着に適した温度範
囲内であることが必要である。

【００５８】次に、上記ベルト式定着装置における温度
制御、およびそれに伴う作像系の制御について説明す
る。

【００５９】図４は定着装置２４における温度制御動作
と作像系の作像タイミングを説明するためのタイミング
チャートである。ここでは、複数のシート上に連続して
画像形成を行った場合の制御について説明する。

【００６０】まず、コンピュータなどからのプリント指
示が入ると、プリンタ全体の動作が開始される。これに
より、搬送経路を含む作像系、および定着装置の駆動ロ
ーラ３１の回転が開始されると共に、ハロゲンヒータラ
ンプ３２の温度を作像中温調の温度にまで上昇させる。
このとき、モータの回転速度は全速となる。一方、ハロ
ゲンヒータランプ３２の加熱量は、加熱ローラ３３側に
設けたローラ温度センサＴＨ１の温度を監視して、加熱
ローラ３３の温度がほぼ一定の温度となるように制御す
る（作像中温調）。そして、このときの加熱ローラ３３
の温度は、プリント指示があった時点での加圧ローラ３
５側のベルト温度センサＴＨ２が検出した温度により決
定される。したがって、第１頁のプリント過程における
作像中温調は、待機中からの昇温動作であるため、作像
している間にニップ部３８での温度が定着適性温度とな
るように、比較的高い温度が設定される。本実施形態に
おいては、定着適性温度を９５〜１３５℃程度とする
と、ローラ温度センサＴＨ１が検出する温度として約１
６０℃程度となるようにしている。

【００６１】この作像中温調の間、ベルト温度センサＴ
Ｈ２の検出温度を監視して、所定の温度（ここでは８０
℃）に達した時点で、作像を行うための信号（作像信
号）をオンにする。この作像信号によりシート１０の供
給が開始されて、シート上に未定着トナー画像が形成さ
れる。

【００６２】なお、ここで作像中とは、シート１０を供
給してシート１０上に未定着トナー画像を形成するま
で、すなわち定着装置にシート１０が入る直前の段階ま
でをいう。以下同様。

【００６３】続いて、作像が終了した時点で、定着適性
温度を維持するための温度調整に入る（定着中温調）。
これには、作像終了後、シート搬送系の速度が定着時の
速度に変更された時点、すなわち、モータの回転速度が
１／３に減速されたのをトリガとして、この時点での加
圧ローラ３５側のベルト温度センサＴＨ２の温度（ポイ
ントＡ）により定着時の加熱ローラ３３温度を決定し、
この温度となるように、加熱ローラ３３側のローラ温度
センサＴＨ１の温度を監視して、ハロゲンヒータランプ
３２の加熱量を制御する。ここで作像終了の判断は、作
像系直前に配置されているセンサＳ１が、シート１０後
端が通過したことを検出した後、一定時間経過後に作像
が終了するものとしてモータの速度を減速する。なお、
ここでは、このモータの速度変化をトリガとして作像中
温調から定着中温調へ移行したが、本発明は、必ずしも
このようなタイミングに限定されるものではなく、基本
的には、ニップ部３８にシート１０が進入する時点より
前のある時点から作像中温調に移行すればよく、例えば
そのタイミングとしては、センサＳ１がシート１０を検
出した後、一定時間後にニップ部直前にシート１０が来
るものとして、タイマによる計時によって定着中温調へ
移行してもよい。またプリンタ自体の大きさにもよる
が、作像系から定着装置までの搬送経路中にシート１０
を待機させておく余裕があれば、定着装置の手前にシー
ト１０を検出するためのセンサを設け、このセンサがシ
ート１０を検知した時点で定着中温調に移行するように
してもよい。

【００６４】この状態で、シート１０がニップ部３８に
進入すると、ベルト温度センサＴＨ２で検出される温度
は、シート１０によって熱が奪われるために急激に低下
する（ポイントＢ〜Ｃ）。したがって、ここでの定着中
温調における温度は、シート１０の通過による温度低下
によってニップ部３８の温度が定着適性温度を下回らな
いような温度にするために、前記作像中温調から定着中
温調へ移行した時点におけるベルト温度センサＴＨ２に
より検出された温度（ポイントＡ）を元に、ハロゲンヒ
ータランプ３２の加熱量を制御して、定着中温調時のロ
ーラ温度センサＴＨ１で検出される温度が一定となるよ
うに制御する。

【００６５】次に、定着が終了すると、次の頁の作像動
作のために、モータの回転を全速にして、上記同様に作
像中温調を行う。このときの作像中温調の加熱ローラ３
３温度を決定するには、シート１０がニップ部３８を通
過した直後のベルト温度センサＴＨ２の温度（ポイント
Ｃ）から決定する。ここで、シート１０がニップ部３８
を通過し終わったかどうかの判断は、定着装置のニップ
部３８排出口近傍に設けられた用紙センサＳ２がシート
１０後端を検出したことにより判断する。

【００６６】このとき検出される温度は、連続プリント
の第２頁目であるので、定着ベルト温度は、前記した第
１頁目のプリント過程のときの温度より高くなってい
る。したがって、この第２頁目での作像中温調における
加熱ローラ３３温度は、作像中において、ニップ部３８
での定着ベルト温度があまり高くなり過ぎないような温
度を設定し、その温度でローラ温度センサＴＨ１の検出
温度がほぼ一定となるように、ハロゲンヒータランプ３
２の加熱量を制御する。

【００６７】その後、前記同様に、作像が終了してモー
タの回転速度が１／３になった時点で、作像中温調から
定着中温調に移行して未定着トナー像を定着する。

【００６８】以降、このような作像中温調および定着中
温調の制御を複数の連続プリントが終了するまで実行す
るが、途中、シート１０がニップ部３８を通過し終わっ
た時点でのベルト温度センサＴＨ２の温度が、もし、所
定温度（ここでは１１０℃）を越えた場合には、作像動
作を含めてプリント動作をすべて停止する。この状態を
示すものが図４中の第４頁目のプリント過程におけるシ
ート通過直後の温度（ポイントＤ）である。

【００６９】このときモータは、定着を終了したシート
１０が排紙トレイ２６に排紙されるまで搬送系を駆動さ
せておく必要があるため一旦全速回転となり排紙トレイ
２６の直前のセンサＳ３がシート１０の後端を検出した
時点で停止する。この間作像信号はオフである。一方、
ハロゲンヒータランプ３２は、ベルト温度センサＴＨ２
が、所定温度を越えたことを検出した時点でオフ（また
はごく低い温度）にするが、ベルト温度センサＴＨ２に
より検出される温度は、排紙が終了するまでの間モータ
の回転が全速となっているため、熱の移動が速くなり一
時的に上昇する（ポイントＤ〜Ｅ）が、モータの回転停
止と共に下がる。そして、ベルト温度センサＴＨ２の温
度が、前記所定温度まで下がった時点（ポイントＦ）で
作像を開始するために、作像信号をオンにし、またモー
タの回転を開始させて、作像動作に入る。そして、作像
が終了してモータの回転速度が１／３になった時点で、
作像中温調から定着中温調に移行する。定着中温調の温
度は、前記同様に、モータの回転速度が１／３になった
時点でのベルト温度センサＴＨ２の温度（ポイントＧ）
を元に決定される。

【００７０】以上のように、加圧ローラ３５側のベルト
温度センサＴＨ２が検出した温度によってのみ加熱ロー
ラ３３温度を決定し、加熱ローラ３３側のローラ温度セ
ンサＴＨ１が検出した温度はこの温度決定には関与して
いないため、温度決定のための処理が比較的簡単に行う
ことができる。また、ハロゲンヒータランプ３２の加熱
量の制御には、加熱ローラ３３の温度が決定された温度
となるようにローラ温度センサＴＨ１によって検出され
る温度を監視して、例えばハロゲンヒータランプ３２の
オン・オフ制御やデューティ比制御などを用いればよ
い。または、ベルト温度センサＴＨ２の出力により予め
設定されたオン・オフ制御やデューティ比制御などを用
いてもよい。

【００７１】また、加圧ローラ３５側のベルト温度セン
サＴＨ２が検出した温度に基づき、ニップ部３８での温
度が定着適性温度を越えるような高温となったときには
作像動作そのものを止めて、シート１０の搬送を待機さ
せ、ニップ部３８温度が冷えるのを待ってから作像を開
始して、その後定着動作を行うので、定着装置の温度が
高温になることによって生じるによる画像不良を防止す
ることができる。

【００７２】なお、本実施形態では、上記のようにベル
ト温度センサＴＨ２の検出温度が所定温度を越える高温
となったときには、作像系を含めてすべてのプリント動
作を停止することとしたが、これは、プリンタ自体の大
きさをコンパクト化するために、作像系と定着装置の間
に作像終了後のシートを待機させるだけの長い搬送経路
をもたないために行っているもので、もし、大型のプリ
ンタや複写機で、作像系と定着装置との間にシートを待
機させておくことができる十分な搬送経路の余裕がある
場合には、作像終了後、定着装置直前でシートを待機さ
せて、ニップ部３８が冷えるのを待つようにしてもよ
い。

【００７３】また、本実施形態において使用した定着装
置は、図２に示したように、定着ベルトを支持している
２つのローラのうち、一方のローラ（駆動ローラ）にの
み加圧ローラを圧接する構成としているが、本発明は、
このような定着装置の構成に限定されるものではなく、
ベルト式の定着装置であれば好適に実施することが可能
である。

【００７４】例えば図５に示すように、ハロゲンヒータ
ランプ３２を内蔵した加熱ローラ７１と、熱源を持たな
い駆動ローラ７２によって定着ベルト７３が支持され、
この２つのローラ７１および７２の両方に定着ベルト７
３を挟んで圧接する比較的大きな加圧ローラ７４を設け
た構成の定着装置においても本発明を適用することがで
きる。このような構成とした場合、温度センサは、熱源
を持つ加熱ローラ７１に接触するようにしたローラ温度
センサＴＨ１と、熱源を持たない駆動ローラに接触した
ベルト温度センサＴＨ２である。なお、ベルト温度セン
サＴＨ２については、駆動ローラ７２の他、加圧ローラ
７４やその他熱源を持たないローラ、例えばオイル塗布
ローラやクリーニングローラなどと度接触するようにし
てもよい。なお、図中付号７５で示されたローラは、オ
イル塗布ローラやクリーニングローラなどである。

【００７５】そして、このような定着装置における温度
制御は、前述した定着装置まったく同様に、ベルト温度
センサＴＨ２により検出した温度によって加熱ローラ７
１の温度を決定し、またその温度により作像系の動作を
制御するものである。

【００７６】［実施形態２］以下、本発明を適用した他
の実施形態について説明する。

【００７７】本実施形態２における定着装置の構成は、
図６に示すように、ベルト温度検出センサＴＨ２を、定
着ベルト３４の回転移動方向のニップ部３８より下流側
で、直接定着ベルト３４の温度を測定するように配設し
たものである。ここで、このように構成された本実施形
態２においては、ベルト外周面に直接温度センサＴＨ２
を当接させているため、オイル筋の発生などの問題が懸
念させるが、本実施形態２では、図示するように、ベル
ト温度センサＴＨ２は、ニップ部３８の下流側で、か
つ、さらにその下流にオイル転写ローラ５１が配設され
ているため、もし、このベルト温度センサＴＨ２によっ
て、定着ベルト外周面に塗布されたオイルが乱されたと
しても、その下流にあるオイル転写ローラ５１によっ
て、再び定着ベルト３４の外周面にはオイルが塗布され
ることになるので、ニップ部３８を定着ベルト３４が通
過する時点では、常に良好なオイル塗布状態が保たれる
ことになる。したがって、本実施形態２では、このベル
ト温度センサＴＨ２が定着ベルト外周面に当接すること
によって、未定着トナー像の定着に影響することはな
い。

【００７８】なお、このベルト温度センサＴＨ２以外の
その他の機械的な構成や制御部の構成、および定着装置
としての動作は、前述した実施形態１と同様であるの
で、これらの説明は省略する。

【００７９】以下、本実施形態２におけるベルト温度の
制御について説明する。

【００８０】図７は、本実施形態における温度制御の手
順を示すフローチャートである。なお、このフローチャ
ートは、定着装置への通紙タイミングの制御などを行う
メインルーチン（不図示）の手順における温度制御部分
のみを示したもので、プリンタ全体における定着装置へ
の通紙タイミングの制御などは、前述した実施形態１と
同様であるので、その説明は省略する。

【００８１】まず、ベルト温度センサＴＨ２が検出した
温度Ｔb と予め定められている第１規準温度を比較する
（Ｓ１１）。ここでは、予め定められている第１規準温
度として１５０℃を設定している。この第１規準温度は
定着動作中におけるニップ部の温度を定着適性温度に保
つために必要なベルト温度の下限となる温度である。

【００８２】ここでベルト温度センサＴＨ２の検出温度
Ｔb が１５０℃より低い場合には、ベルト温度を上げる
ために、加熱ローラ３３の制御温度を１８０℃に設定す
る（Ｓ１４）。これにより、加熱ローラ３３の温度を検
出しているローラ温度センサＴＨ１の検出温度が１８０
℃となるように、制御手段であるＣＰＵ６１（図３参
照、以下同様）が温調信号を出力してハロゲンヒータラ
ンプ３２を制御する。

【００８３】一方、ステップＳ１１において、ベルト温
度センサＴＨ２の検出温度Ｔb が、第１規準温度である
１５０℃を越えていれば、次に、ベルト温度センサＴＨ
２の検出温度Ｔb が、第１および第２規準温度の範囲内
であるか否かを判断する（Ｓ１２）。ここで、第２規準
温度は、予め定められているもので、ここでは、１５３
℃を設定している。この第２規準温度は定着動作中にお
けるベルト温度の中間となる温度である。

【００８４】このステップＳ１２において、ベルト温度
センサＴＨ２の検出温度Ｔb が、第１および第２規準温
度の範囲内であれば、加熱ローラ３３の制御温度を１７
５℃に設定する（Ｓ１５）。これにより、加熱ローラ３
３の温度を検出しているローラ温度センサＴＨ１の検出
温度が１７５℃となるように、ＣＰＵ６１が温調信号を
出力してハロゲンヒータランプ３２を制御する。

【００８５】ステップＳ１２において、ベルト温度セン
サＴＨ２の検出温度Ｔb が、第１および第２規準温度の
範囲内ではないときには、次に、ベルト温度センサＴＨ
２の検出温度Ｔb が、第２および第３規準温度の範囲内
であるか否かを判断する（Ｓ１３）。この第３規準温度
についても予め定められているもので、ここでは、１５
６℃を設定している。この第３規準温度は定着動作中に
おけるベルト温度の上限となる温度である。

【００８６】このステップＳ１２において、ベルト温度
センサＴＨ２の検出温度Ｔb が、第２および第３規準温
度の範囲内であれば、加熱ローラ３３の制御温度を１７
０℃に設定する（Ｓ１６）。これにより、加熱ローラ３
３の温度を検出しているローラ温度センサＴＨ１の検出
温度が１７０℃となるように、ＣＰＵ６１が温調信号を
出力してハロゲンヒータランプ３２を制御する。

【００８７】一方、第２および第３規準温度の範囲内で
はない、すなわち、第３規準温度である１５６℃を越え
ているときには、加熱ローラ３３の制御温度を１６５℃
に設定する（Ｓ１７）。これにより、加熱ローラ３３の
温度を検出しているローラ温度センサＴＨ１の検出温度
が１６５℃となるように、ＣＰＵ６１が温調信号を出力
してハロゲンヒータランプ３２を制御する。

【００８８】以上のように、ニップ部下流側、すなわ
ち、定着ベルトの定着部より下流側においてベルト温度
を検出して、これに基づいて加熱ローラの温度を設定す
ることにより、通紙モード、待機時間、環境温度などに
かかわらず、未定着トナー像を支持している記録紙に対
し、定着に適切な熱エネルギーを与えることができる。

【００８９】なお、上述した温度設定の処理手順におい
て、ベルト温度を検出する時点は、定着動作を開始した
後ベルト温度が十分に昇温した時点で検出する必要があ
る。したがって、ベルト温度を検出するタイミングは、
停止状態から定着動作に移る際には、加熱ローラ３３の
加熱を開始して、定着ベルト３４を回転移動させた後、
少なくとも定着ベルト３４が１回転以上した時点で検出
するようにする。また、連続通紙の場合の２ページ目以
降については、その前のページが通紙されたことにより
ベルト温度が低下するので、前のページの通紙終了後、
やはり少なくとも１回転以上させた時点でベルト温度を
検出するようにする。

【００９０】［実施形態３］以下、さらに本発明を適用
した他の実施形態について説明する。

【００９１】本実施形態３における定着装置の構成は、
図８に示すように、ベルトの回転移動方向下流側で温度
を検出するために、定着ベルト３４に圧接して、テンシ
ョンローラとしての機能を兼ねているオイル転写ローラ
５１に、このオイル転写ローラ５１の温度を検出するオ
イル転写ローラ温度センサＴＨ３を設けたものである。
なお、その他の機械的な構成や制御部の構成、および定
着装置としての動作は前述した実施形態１と同様である
ので、これらの説明は省略する。ただし、この場合の制
御部の構成は、図３に示したものと基本的には同じであ
るが、ＣＰＵ６１に入力される信号として、ＴＨ２の代
わりに前記オイル転写ローラ温度センサＴＨ３の信号が
入力されることになる。

【００９２】また、ここで、オイル転写ローラ温度セン
サＴＨ３は、オイル転写ローラ５１がテンションローラ
の機能を兼ねているものであるため、本発明におけるテ
ンションローラ温度センサとして機能するものである。

【００９３】以下、本実施形態３におけるベルト温度の
制御について説明する。

【００９４】図９は、本実施形態における温度制御の手
順を示すフローチャートである。なお、このフローチャ
ートは、前述した実施形態２と同じに、定着装置への通
紙タイミングの制御などを行うメインルーチン（不図
示）の手順における温度制御部分のみを示したもので、
プリンタ全体における定着装置への通紙タイミングの制
御などは、前述した実施形態１と同様であるので、その
説明は省略する。

【００９５】まず、オイル転写ローラ温度センサＴＨ３
が検出した温度Ｔc と予め定められている第１規準温度
を比較する（Ｓ２１）。ここでは、予め定められている
第１規準温度として１３０℃を設定している。ここでの
第１規準温度は定着動作中におけるニップ部３８の温度
を定着適性温度に保つために必要なオイル転写ローラ５
１で検出される温度の下限となるものである。なお、ベ
ルト温度とオイル転写ローラの温度との関係について
は、後に説明する。

【００９６】このステップＳ２１において、オイル転写
ローラ温度センサＴＨ３の検出温度Ｔc が１３０℃より
低い場合には、ベルト温度を上げるために、加熱ローラ
３３の制御温度を１８０℃に設定する（Ｓ２４）。これ
により、加熱ローラ３３の温度を検出しているローラ温
度センサＴＨ１の検出温度が１８０℃となるように、制
御手段であるＣＰＵ６１（図３参照、以下同様）が温調
信号を出力してハロゲンヒータランプ３２を制御する。

【００９７】一方、ステップＳ２１において、オイル転
写ローラ温度センサＴＨ３の検出温度Ｔc が、第１規準
温度である１３０℃を越えていれば、次に、オイル転写
ローラ温度センサＴＨ３の検出温度Ｔc が、第１および
第２規準温度の範囲内であるか否かを判断する（Ｓ２
２）。ここで、第２規準温度は、予め定められているも
ので、ここでは、１３３℃を設定している。この第２規
準温度は定着動作中におけるオイル転写ローラ５１で検
出される中間温度である。

【００９８】このステップＳ２２において、オイル転写
ローラ温度センサＴＨ３の検出温度Ｔc が、第１および
第２規準温度の範囲内であれば、加熱ローラ３３の制御
温度を１７５℃に設定する（Ｓ２５）。これにより、加
熱ローラ３３の温度を検出しているローラ温度センサＴ
Ｈ１の検出温度が１７５℃となるように、ＣＰＵ６１が
温調信号を出力してハロゲンヒータランプ３２を制御す
る。

【００９９】ステップＳ２２において、オイル転写ロー
ラ温度センサＴＨ３の検出温度Ｔcが、第１および第２
規準温度の範囲内ではないときには、次に、オイル転写
ローラ温度センサＴＨ３の検出温度Ｔc が、第２および
第３規準温度の範囲内であるか否かを判断する（Ｓ２
３）。この第３規準温度についても予め定められている
もので、ここでは、１３６℃を設定している。この第３
規準温度は定着動作中においてオイル転写ローラで検出
される温度の下限となる温度である。

【０１００】このステップＳ２２において、オイル転写
ローラ温度センサＴＨ３の検出温度Ｔc が、第２および
第３規準温度の範囲内であれば、加熱ローラ３３の制御
温度を１７０℃に設定する（Ｓ２６）。これにより、加
熱ローラ３３の温度を検出しているローラ温度センサＴ
Ｈ１の検出温度が１７０℃となるように、ＣＰＵ６１が
温調信号を出力してハロゲンヒータランプ３２を制御す
る。

【０１０１】一方、第２および第３規準温度の範囲内で
はない、すなわち、第３規準温度である１３６℃を越え
ているときには、加熱ローラ３３の制御温度を１６５℃
に設定する（Ｓ２７）。これにより、加熱ローラ３３の
温度を検出しているローラ温度センサＴＨ１の検出温度
が１６５℃となるように、ＣＰＵ６１が温調信号を出力
してハロゲンヒータランプ３２を制御する。

【０１０２】以上が加熱ローラの温度を設定するための
処理手順であるが、ここで、ベルト温度とオイル転写ロ
ーラ温度との関係について説明する。

【０１０３】図１０は、加熱ローラ温度、ベルト温度お
よびオイル転写ローラ温度を示す図面である。なお、こ
こではベルト温度とオイル転写ローラの温度との関係を
分かり易くするために、加熱ローラ温度が常に略一定の
温度となるようにした場合を示したが、実際の定着動作
では、既に実施形態１において説明したように、ベルト
を回転移動させるための駆動源が作像系を含む搬送経路
の駆動源と同じである場合には、作像中、定着中および
通紙中において、この駆動源であるモータの速度によっ
て時事刻々と温度が変化するものである（図４参照）。

【０１０４】この図から分かるように、オイル転写ロー
ラの温度は、ベルト温度より僅かに低く、かつ温度の立
ち上がりや立ち下がりが遅れている。これは、オイル転
写ローラ５１の位置がニップ部３８から約ベルト半周分
下流側に位置しているため（図８参照）、その間にベル
ト温度が低下するために低くなっているものである。ま
た、温度の立ち上がりや立ち下がりが遅れているのは、
オイル転写ローラ５１表面にあるオイルのために、定着
ベルト３４からの熱の伝達が遅れるためである。なお、
このような傾向は図４に示したような実際の定着動作に
おいても同じように現れる。

【０１０５】このような関係から、本実施形態３におい
て、オイル転写ローラ５１の温度を検出する時点は、定
着動作を開始した後ベルト温度が十分に昇温した時点よ
りさらに僅かながら遅い時点とする必要がある。したが
って、オイル転写ローラ５１の温度を検出するタイミン
グは、停止状態から定着動作に移る際には、加熱ローラ
の加熱を開始してベルトを回転移動させた後、少なくと
もベルトが１回転よりさらに回転した時点（図１０中の
ａ点）で検出するようにする。また、連続通紙の場合の
２ページ目以降については、その前のページが通紙され
たことによりベルト温度が低下するので、前のページの
通紙終了後、やはり少なくとも１回転よりさらに回転し
た時点（図１０中のｂおよびｃ点）でベルト温度を検出
するようにする。

【０１０６】以上のように、ニップ部下流側に位置して
いるオイル転写ローラの温度を検出して、これに基づい
て加熱ローラの温度を設定することにより、通紙モー
ド、待機時間、環境温度などにかかわらず、未定着トナ
ー像を支持している記録紙に対し、定着に適切な熱エネ
ルギーを与えることができる。また、このようにオイル
転写ローラの温度を検出することで、定着ベルトに対し
て直接温度センサを接触させた場合と比較して、定着ベ
ルトにかかる負荷が少なくてすむので、ベルト寿命を延
ばすことができる。例えば同じ定着条件の場合には、定
着ベルト表面に温度センサを設けた場合と比較して、約
５０％定着ベルトの寿命を延ばすことが可能となる。

【０１０７】なお、以上説明した本実施形態３では、オ
イル転写ローラ温度センサＴＨ３が検出した温度を直接
利用して加熱ローラ３３の設定温度を決めているが、こ
れに代えて、オイル転写ローラ温度センサＴＨ３が検出
した温度から、ベルト温度を推定し、その推定値を用い
て加熱ローラ３３の設定温度を決めてもよい。このよう
にした場合には加熱ローラ３３の温度設定のための処理
手順として、ベルト温度の推定値を用いることで、前述
した実施形態２における図７と同じ処理手順を利用する
ことができる。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項ご
とに以下のような効果を奏する。

【０１０９】請求項１記載の本発明によれば、ベルト温
度を測定するベルト温度検出手段により検出された温度
に基づいてローラの制御温度を決定することとしたの
で、この温度決定に、ローラ温度を検出しているローラ
温度検出手段からの情報が不要となり、比較的簡単な処
理により定着温度の制御を行うことができる。

【０１１０】請求項２記載の本発明によれば、前記請求
項１記載の構成において、加熱手段をローラ内に内蔵
し、ローラ温度検出手段がそのローラの温度を検出する
こととしたので、ローラの制御温度の決定はベルト温度
検出手段からの温度情報のみで決定するため、加熱手段
からの直接的な熱影響を受けずにローラの制御温度を決
定することができる。

【０１１１】請求項３記載の本発明によれば、前記請求
項２記載の構成において、定着部を記録部材の後端が抜
けた直後に、ベルト温度検出手段が検出した温度に基づ
き前記加熱手段を内蔵したローラの制御温度を決定する
こととしたので、定着部に蓄熱された温度を精度よく検
出することができるようになり、連続プリントの際に次
の記録部材上への画像定着に適した温度を決定すること
ができる。

【０１１２】請求項４記載の本発明によれば、前記請求
項２記載の構成において、記録部材の先端が定着部に至
る前の予め設定された所定時間前の時点でベルト温度検
出手段が検出した温度に基づき前記加熱手段を内蔵した
ローラの制御温度を決定することとしたので、記録部材
先端が定着部に進入する前に定着部の温度が定着適性温
度をなっているか否かを判断して、定着適性温度でない
場合には、定着適性温度になるように加熱手段を制御す
ることができる。

【０１１３】請求項５記載の本発明によれば、前記請求
項１〜４のいずれか一つに記載の構成において、ベルト
温度検出手段は、前記ベルト温度を間接的に検出するこ
ととしたので、ベルト表面にオイル筋をつけることな
く、ベルト温度を検出することができる。

【０１１４】請求項６記載の本発明によれば、ベルト温
度を測定するベルト温度検出手段により検出された温度
に基づいてローラの制御温度を決定することとし、か
つ、このときの検出温度により作像手段による作像タイ
ミングを制御することとしたので、温度決定に際して、
ローラ温度を検出しているローラ温度検出手段からの情
報が不要となるので、比較的簡単な処理により定着温度
の制御を行うことができ、かつ、定着適性温度となるま
で作像動作そのものを停止させて、定着適性温度となっ
てから作像を行うことができるようになる。

【０１１５】請求項７記載の本発明によれば、前記請求
項６記載の構成において、定着部を前記記録部材の後端
が抜けた直後に、前記ベルト温度検出手段が検出した温
度が所定温度以上のときに前記作像手段による作像動作
を停止することとしたので、連続プリントの際に定着部
に蓄熱された温度による影響をなくし、定着適性温度ま
で定着部の温度が下がってから画像形成を開始すること
ができる。

【０１１６】請求項８記載の本発明によれば、ベルト回
転方向定着部より下流側においてベルト温度を検出し、
この検出温度に基づき加熱手段を制御することとしたの
で、定着部における熱供給状態を温度として検出するこ
とができ、この検出した温度に基づいて加熱手段を制御
することで、比較的簡単な制御によって、環境温度や通
紙モード、待機時間などが変化した場合でも安定した定
着性能が得られるように熱の供給を制御することができ
る。

【０１１７】請求項９記載の本発明によれば、前記請求
項８記載の構成において、ベルトを支持している複数の
ローラのうち、少なくとも一つのローラの温度を検出す
るローラ温度検出手段を設け、前記ベルト温度検出手段
が検出した温度によりベルトに接触しているローラの温
度を設定し、ローラ温度検出手段が検出した温度が設定
温度となるように加熱手段を制御することとしたので、
定着部下流側において検出した温度によりベルトに接触
しているローラの温度を制御するための制御温度を決定
し、ローラ温度検出手段が検出した温度から、ローラの
温度が制御温度となるように加熱手段を制御することが
できるので、より確実にベルト温度を制御し、定着部に
おける定着安定性を向上することができる。

【０１１８】請求項１０記載の本発明によれば、前記請
求項９記載の構成において、加熱手段を少なくとも１つ
のローラに内蔵して、ローラ温度検出手段はこの加熱手
段を内蔵するローラの温度を検出することとしたので、
前記ベルト温度検出手段が検出した温度に基づいて決定
されたローラの制御温度となるように、加熱手段によっ
て直接加熱されるローラの温度をローラ温度検出手段が
検出して加熱手段を制御することができる。

【０１１９】請求項１１記載の本発明によれば、前記請
求項８記載の構成において、加熱手段を少なくとも１つ
のローラに内蔵して、ベルト温度検出手段をこの加熱手
段を内蔵したローラと定着部との間に設けたので、定着
部における通紙による温度低下を、加熱源となっている
ローラにベルトがその回転移動によって移動する前に検
出することができるようになり、定着部における現在の
温度を正確に検出することができ、この検出した温度に
基づいて加熱手段を制御することで、特に通紙による温
度変化の影響を考慮した正確な温度制御が可能となり、
安定した定着性能が得られるようになる。

【０１２０】請求項１２記載の本発明によれば、前記請
求項８記載の構成において、ベルト温度をベルトに接触
することなく間接的に検出することとしたので、ベルト
表面に直接温度検出手段を接触させないため、ベルトに
対する接触負荷を軽減させることができ、ベルト寿命を
向上することができる。

【０１２１】請求項１３記載の本発明によれば、前記請
求項１２記載の構成において、ベルトの回転方向定着部
より下流側にテンションローラを設け、このテンション
ローラの温度を検出することとしたので、ベルト温度を
ベルトに接触することなく間接的に検出することができ
て、ベルトに対する接触負荷を軽減させることができ、
ベルト寿命を向上することができる。

【０１２２】請求項１４記載の本発明によれば、前記請
求項１３記載の構成において、テンションローラがベル
トにオイルを塗布するローラを兼ねることとしたので、
機械的な構成を簡略化することができる。

【０１２３】請求項１５記載の本発明によれば、ベルト
回転方向定着部より下流側においてベルトに接触するテ
ンションローラを設け、このテンションローラの温度を
検出し、この検出温度に基づき加熱手段を制御すること
としたので、定着部における熱供給状態を、ベルトに接
触することなく温度として知ることができ、この検出し
た温度に基づいて加熱手段を制御することで、環境温度
や通紙モード、待機時間などが変化した場合でも安定し
た定着性能が得られるように熱の供給を制御することが
できる。

【０１２４】請求項１６記載の本発明によれば、前記請
求項１５記載の構成において、ベルトを支持している複
数のローラのうち、少なくとも一つのローラの温度を検
出するローラ温度検出手段を設け、テンションローラ温
度検出手段が検出した温度と、このローラ温度検出手段
が検出した温度に基づいて加熱手段を制御することとし
たので、ローラ温度検出手段によって検出される温度に
より、ベルト支持するためにベルトに接触しているロー
ラの温度を制御することができるようになり、より確実
にベルト温度を制御し、定着部における定着安定性を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したプリンタの概略構成図であ
る。

【図２】 実施形態１における上記プリンタに使用され
ている定着装置の断面図である。

【図３】 上記プリンタの制御部の構成を示すブロック
図である。

【図４】 上記プリンタに使用されている定着装置の温
度制御、作像動作の制御を説明するためのタイミングチ
ャートである。

【図５】 定着装置の他の構成を説明するための図面で
ある。

【図６】 実施形態２における定着装置の構成を示す断
面図である。

【図７】 実施形態２における定着装置の温度設定処理
の手順を示すフローチャートである。

【図８】 実施形態３における定着装置の構成を示す断
面図である。

【図９】 実施形態３における定着装置の温度設定処理
の手順を示すフローチャートである。

【図１０】 加熱ローラ温度、ベルト温度およびオイル
転写ローラ温度を説明するための図面である。

【符号の説明】

３１、７２…駆動ローラ、 ３２…ハロゲンヒータランプ、 ３３、７１…加熱ローラ、 ３４、７３…定着ベルト、 ３５、７４…加圧ローラ、 ３８…ニップ部、 ５１…オイル転写ローラ、 ６１…ＣＰＵ、 ６２…ＲＯＭ、 ６３…ＲＡＭ、 ＴＨ１…ローラ温度センサ、 ＴＨ２…ベルト温度センサ、 ＴＨ３…オイル転写ローラ温度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 俊雄 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 山田 貴 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 小鷺 祥史 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 山田 哲也 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のローラと、 前記複数のローラに支持されるベルトと、 前記ベルトを加熱する加熱手段と、 前記ローラの温度を検出するローラ温度検出手段と、 前記ベルトの温度を検出するベルト温度検出手段と、 前記ベルト温度検出手段が検出した温度により、前記ロ
   ーラの制御温度を決定し、決定した制御温度と前記ロー
   ラ温度検出手段の検出した温度とから前記加熱手段の加
   熱量を制御する制御手段と、を有することを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段は、前記複数のローラのう
   ち少なくとも一つのローラに内蔵され、 前記ローラ温度検出手段は、該加熱手段を内蔵したロー
   ラの温度を検出することを特徴とする請求項１記載の定
   着装置。
3. 【請求項３】 前記定着装置は、記録部材を前記ベルト
   の定着部を通過させる搬送手段をさらに有し、 前記制御手段は、前記定着部を前記記録部材の後端が抜
   けた直後に、前記ベルト温度検出手段が検出した温度に
   基づきローラの制御温度を決定することを特徴とする請
   求項２記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記定着装置は、記録部材を前記ベルト
   の定着部を通過させる搬送手段をさらに有し、 前記制御手段は、前記記録部材の先端が前記定着部に至
   る前の予め設定された所定時間前の時点で前記ベルト温
   度検出手段が検出した温度に基づきローラの制御温度を
   決定することを特徴とする請求項２記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記ベルト温度検出手段は、前記ベルト
   に接触することなく間接的に前記ベルトの温度を検出す
   ることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
6. 【請求項６】 記録部材上に未定着画像を形成する作像
   手段と、 以下を含む定着装置、 複数のローラと、 前記複数のローラに支持されるベルトと、 前記ベルトを加熱する加熱手段と、 前記ローラの温度を検出するローラ温度検出手段と、 前記ベルトの温度を検出するベルト温度検出手段と、 前記ベルト温度検出手段が検出した温度により、ローラ
   の制御温度を決定し、決定した制御温度と前記ローラ温
   度検出手段が検出した温度とから前記加熱手段の加熱量
   を制御し、かつ、前記ベルト温度検出手段が検出した温
   度により、前記作像手段が前記記録部材上に未定着画像
   を作像するタイミングを制御する制御手段と、 前記ベルトの定着部に、前記作像手段により形成された
   未定着画像を有する記録部材を搬送し、当該定着部を通
   過させる搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記定着部を前記記録
   部材の後端が抜けた直後に、前記ベルト温度検出手段が
   検出した温度が所定温度以上のときに前記作像手段によ
   る作像動作を停止することを特徴とする請求項６記載の
   画像形成装置。
8. 【請求項８】 一定方向に回転する複数のローラと、 前記複数のローラに支持されるベルトであって、定着部
   において記録部材上の未定着画像を当該記録部材に定着
   させるベルトと、 前記ベルトを加熱する加熱手段と、 前記ベルトの回転移動方向の前記定着部より下流側にお
   いて前記ベルトの温度を検出するベルト温度検出手段
   と、 前記ベルト温度検出手段が検出した温度に基づいて、前
   記加熱手段を制御する制御手段と、を有することを特徴
   とする定着装置。
9. 【請求項９】 前記定着装置は、さらに、前記複数のロ
   ーラのうち、少なくとも１つのローラの温度を検出する
   ローラ温度検出手段を有し、 前記制御手段は、前記ベルト温度検出手段が検出した温
   度に基づきベルトに接触しているローラの温度を設定
   し、該ローラ温度検出手段が検出した温度がこの設定温
   度となるように前記加熱手段を制御することを特徴とす
   る請求項８記載の定着装置。
10. 【請求項１０】 前記加熱手段は、前記複数のローラの
    うち、少なくとも１つのローラに内蔵され、 前記ローラ温度検出手段は、前記加熱手段を内蔵したロ
    ーラの温度を検出することを特徴とする請求項９記載の
    定着装置。
11. 【請求項１１】 前記加熱手段は、前記複数のローラの
    うち、少なくとも１つのローラに内蔵され、 前記ベルト温度検出手段は、定着部と前記加熱手段を内
    蔵したローラの間で前記ベルトの温度を検出することを
    特徴とする請求項８記載の定着装置。
12. 【請求項１２】 前記ベルト温度検出手段は、前記ベル
    トに接触することなく、間接的に前記ベルトの温度を検
    出することを特徴とする請求項８記載の定着装置。
13. 【請求項１３】 前記定着装置は、さらに、前記定着部
    より下流側で前記ベルトに接触するテンションローラを
    有し、 前記ベルト温度検出手段は、該テンションローラの温度
    を測定することで、前記ベルト温度を間接的に検出する
    ことを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
14. 【請求項１４】 前記テンションローラは、オイルをベ
    ルトに塗布するためのローラであることを特徴とする請
    求項１３記載の定着装置。
15. 【請求項１５】 一定方向に回転する複数のローラと、 前記複数のローラに支持されるベルトであって、定着部
    において記録部材上の未定着画像を当該記録部材に定着
    させるベルトと、 前記ベルトを加熱する加熱手段と、 前記定着部より下流側で前記ベルトに接触するテンショ
    ンローラと、 前記テンションローラの温度を検出するテンションロー
    ラ温度検出手段と、 前記テンションローラ温度検出手段が検出した温度に基
    づいて、前記加熱手段を制御する制御手段と、を有する
    ことを特徴とする定着装置。
16. 【請求項１６】 前記定着装置は、さらに、前記複数の
    ローラのうち、少なくとも１つのローラの温度を検出す
    るローラ温度検出手段を有し、 前記制御手段は、前記テンションローラ温度検出手段が
    検出した温度と、該ローラ温度検出手段が検出した温度
    とに基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする
    請求項１５記載の定着装置。