JP2721460B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置に用いられ、記録材上の未定着画像を定着す
る定着装置に関する。

【０００２】

【背景技術】未定着画像を定着する定着装置としては、
効率等の点から熱ローラ方式が広く用いられている。

【０００３】この熱ローラ方式では近年ウェイトタイム
を短縮するために熱ローラの芯材を薄くし熱容量を小さ
くすることが試みられている。

【０００４】しかし、芯材を薄くした場合、ローラの長
手方向の熱伝導が悪くなり非通紙部が昇温し易く、すべ
てのサイズの記録材に対応した温度分布を得ることは難
しい。

【０００５】そこで、配光分布の異なる２本のヒーター
を用い、記録材サイズに応じてヒーターのオンオフタイ
ミングを制御し、ローラ長手方向の温度を略均一化する
ことが考えられる。

【０００６】

【発明が解決する課題】このように配光分布の異なる複
数本のヒーターを用いた装置でも、連続的に定着動作を
行うと熱ローラ長手方向で温度分布が生じる。

【０００７】この温度分布状態は、ヒーターへの通電条
件により異なり、端部が高い状態や中央部が高い状態と
なる。

【０００８】そこで連続定着終了後、スタンバイ温調を
行っても高温部の温度はすぐには下がらず、このためス
タンバイに入りすぐに定着動作を行うと高温オフセット
を生じることがある。

【０００９】

【課題を解決する手段】上記課題を解決する本発明は、
第１及び第１とは配光分布の異なる第２のヒーターを有
する加熱体と、この加熱体とニップを形成するバックア
ップ部材と、を有し、ニップで未定着画像を支持した記
録材を挟持搬送して定着を行う定着装置において、定着
時の第１及び第２のヒーターへの通電条件に応じて、定
着終了後の第１及び第２のヒーターへの通電を制御する
制御手段を有することを特徴とするものである。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１１】図１は本発明の実施例の定着装置を用いた
画像形成装置の断面図である。

【００１２】トナー像を形成する部位は、よく知られて
いるように、感光体１の周囲に帯電装置２、像露光３、
現像装置４、転写分離帯電器５，６、クリーニング装置
７、前露光光源８が配置され、電子写真方式により感光
体１上にトナー像が形成される。

【００１３】このトナー像は、記録材である転写材を収
納する収納容器１０内の転写材Ｐ（以下紙と略す）に未
定着トナー像として転写される。その後、定着装置９へ
搬送され、永久画像として定着される。

【００１４】装置本体に着脱可能な収納容器１０には、
紙サイズ識別ボタン１１が設けられており、装置本体側
に設けられた紙サイズ検出センサ１２によって、サイズ
識別ボタン１１が読み取られる。

【００１５】そして、センサ１２から紙サイズ信号が制
御回路１３へ送られる。

【００１６】また、この制御回路１３は連続画像形成回
数のカウントも行っている。

【００１７】図２は、定着装置９の拡大断面図である。

【００１８】未定着トナー像を担持した転写紙はガイド
１４によって定着ローラ１５と加圧ローラ１６間のニッ
プに案内され、このニップを通る間にトナー像を転写材
に加熱及び加圧定着させる。

【００１９】定着ローラ１５は中空円筒形の厚さ０．７
ｍｍのスチール製の芯金１７と、この芯金１７上に設け
られフッ素樹脂からなる離型層１８からなる。

【００２０】芯金１７の内部には加熱源であるヒーター
配光の異なる２本のヒーター１９，２０が収納されてい
る。加圧ローラ１６は、中空円筒形の芯金２１の外周面
に弾性体であるシリコンゴム層２２を装着したものに離
型性を向上させるため、更にフッ素樹脂層２３をコーテ
ィングした構成を有する。

【００２１】定着ローラの表面温度は温度検知センサー
２４により検知され、その信号は制御回路１３に読み込
まれ、配光の異なる２本のヒーターのＯＮ／ＯＦＦのタ
イミングを制御する。

【００２２】この温度検知センサーは装置で使用される
最小のサイズの記録材の通紙域に設けられている。

【００２３】次に、ヒーター１９，２０の配光分布につ
いて説明する。

【００２４】尚、本実施例の画像形成装置は記録材がそ
のサイズに関わらず、中央を基準として搬送される、い
わゆる中央基準である。

【００２５】図３は、ヒーター１９（以下メインヒータ
ーと称す）の配光パターンであり、定着ローラ長手方向
に対して光量を中央部に集中させている（中央部の幅は
小サイズ紙の幅にあわせてある）。図４は、ヒーター２
０（以下サブヒーターと称す）の配光パターンであり、
定着ローラ長手方向に対し光量を端部に集中させてあ
る。ここで使用しているヒータの電力は、メインヒータ
ーが７００［Ｗ］、サブヒーターが６００［Ｗ］であ
る。

【００２６】次に、この２本のヒーター１９，２０のオ
ン・オフタイミングについて説明する。

【００２７】ここで、小サイズ紙とはＢ４サイズ紙以
下、大サイズ紙はＢ４サイズ紙以上の紙サイズを指す。
尚、Ｂ４サイズ紙は長い方向を搬送方向に合わせた縦送
りである。

【００２８】小サイズ紙に画像形成する場合、定着ロー
ラ中央部が主に熱を奪われるため、メインヒーター１９
のみを点燈させ、サブヒーター２０はオフさせておく。

【００２９】図５に小サイズ紙の連続定着後の定着ロー
ラの温度分布を示す。

【００３０】このように、サブヒーター２０はオフして
いるが、連続定着後は定着ローラの両端部の温度が高く
なる。

【００３１】大サイズ紙に画像形成する場合、定着ロー
ラの長手方向端部も、熱を奪われるため、メインヒータ
ーのみでは両端の温度が下がり定着不良をおこす。よっ
てサブヒーターとメインヒーターを交互にＯＮ／ＯＦＦ
（時間制御）させることにより定着ローラ長手方向の温
度分布を均一化させる。ここで用いたヒーターの場合、
メインヒーターとサブヒーターの点灯時間の割合を４：
１にすると良好な温度分布を得ることができた。つまり
ヒーターを点灯させよとの信号が制御回路１３から発せ
られている間、０．５秒間を１サイクルとして、メイン
ヒーターを０．４秒間点灯させたのちサブヒーターを
０．１秒間点灯させている。

【００３２】図６に大サイズ紙の連続定着後の定着ロー
ラの温度分布を示す。

【００３３】次に定着動作終了後のスタンバイ時の定着
ローラの温調について説明する。

【００３４】小サイズ紙連続コピー後の場合、定着ロー
ラの温度分布は図５のように両端部の温度が高い。よっ
て小サイズ紙の連続定着後スタンバイ時に中央部より端
部の配光分布が高いサブヒーターを用いて温調した場合
は、両端部の温度は簡単には下がらない。

【００３５】そこで、本実施例では小サイズ紙の定着終
了後スタンバイ初期は、端部より中央部の配光分布が高
いメインヒーターで温調する。

【００３６】このため、スタンバイ状態に入ると、すみ
やかに両端部の温度は下がり、定着ローラの温度分布は
均一になる。

【００３７】ここで、温度分布が均一になった後もメイ
ンヒーターのみの温調を続けると定着ローラ両端部の放
熱が大きいこともあって、両端の温度が下がり端部の定
着不良を起こし易い。

【００３８】そこで、本実施例では更に、スタンバイ状
態に移行し定着ローラの温度分布が均一になる所定時間
だけメインヒーターのみで定着ローラの温度を制御し、
その後はサブヒーターのみで温調する。

【００３９】小サイズ紙の連続定着終了後、メインヒー
ターのみで温調すると約１分間で定着ローラの温度分布
は略均一となる。

【００４０】そこで、本実施例では小サイズ紙の連続定
着終了後１分間はメインヒーターのみで温調し、１分後
にサブヒーターのみによる温調に切り換える。

【００４１】次に、大サイズ紙連続定着後の場合につい
て述べる。

【００４２】大サイズ紙の連続定着終了後の定着ローラ
の温度分布は図６のように端部より中央部が高い。

【００４３】そこで、大サイズ紙の連続定着終了後スタ
ンバイ時にサブヒーターみので温調することで、すみや
かに定着ローラ両端部の温度は上り、温度分布は均一に
なる。また、この場合温度分布が均一になった後も定着
ローラ両端の放熱が大きいため、サブヒーターで温調
し、温度分布を略均一に維持するようにする。

【００４４】このように、本発明によれば定着時のヒー
ターへの通電条件にかかわらず、定着終了からすみやか
に定着ローラの温度分布を略均一にし高温オフセットを
防止し、更に、加圧ローラやクリーニング部材の熱劣化
を防止できる。

【００４５】（実施例２）中央部より端部の配光分布が
大きいサブヒーターとして端部より中央部の配光分布が
大肺メインヒーターよりも電力の大きなものを用いてい
る。

【００４６】大サイズ紙を連続定着した後、定着ローラ
は図６のように中央部が端部より高い温度分布となる。

【００４７】前述実施例のように、大サイズ紙の定着終
了後サブヒーターのみで温調を始めた場合、サブヒータ
ーの電力が大きいため、両端部が急激に温度が上り、図
７のように両端と中央部との間に温度が上りきらないく
ぼみの部分ができる。このような状態で定着をするとく
ぼみの部分に対応する所で定着不良が生じる。よって、
あらかじめ設定された定着終了後の所定時間、サブヒー
ターのみによる温調に続きメインヒーターのみで温調し
た後、再度サブヒーターのみによる温調をする。

【００４８】具体的には、定着終了後サブヒーターを用
いて、２０秒間温調をした後、１０秒間はメインヒータ
ーで温調。その後３０秒間は再びサブヒーターを用いて
温調するようにすると、定着ローラの温度分布は略均一
になる。図８に、この時のメインヒーターとサブヒータ
ーの３０秒間だけのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを示す。
このようにコピー終了後の一定時間として１分間、サブ
ヒーターとメインヒーターとを交互に用いて温調するこ
とにより、定着ローラの温度分布を略均一にし、定着不
良を防ぐことができる。

【００４９】（実施例３）実施例２と同様の、ヒーター
の電力関係及び定着終了後の定着ローラの温度分布にな
った場合、第２実施例で述べたように、サブヒーターの
みで温調を行うとくぼみができるため定着不良をおこ
す。

【００５０】そこで本実施例では、定着終了後の所定時
間メインヒーターとサブヒーターを交互にオン・オフし
て時間制御する。

【００５１】具体的には、時間制御のメインヒーターと
サブヒーターの比率を１：５、定着終了後の時間制御す
る時間を１分間に設定すると定着ローラの温度分布か略
均一になり、定着性不良を防ぐことができる。図９にこ
の時のメインヒーターとサブヒーターを用いた時間制御
で温調を行った時の３０秒間だけのＯＮ／ＯＦＦのタイ
ミングを示す。時間制御として４秒間を１区切りとして
制御を行っている。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、定
着終了後に熱ローラの温度分布をすみやかに略均一とす
ることができ、高温オフセットや部品の熱劣化を防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の定着装置を用いた画像形成装
置の断面図である。

【図２】本発明の実施例の定着装置の拡大断面図であ
る。

【図３】メインヒーターの配光分布を示す図である。

【図４】サブヒーターの配光分布を示す図である。

【図５】小サイズ紙を連続定着した後の定着ローラの温
度分布を示す図である。

【図６】大サイズ紙を連続定着した後の定着ローラの温
度分布を示す図である。

【図７】実施例２を説明するための定着ローラの温度分
布を示す図である。

【図８】メインヒーターとサブヒーターのオン状態を示
す図である。

【図９】メインヒーターとサブヒーターのオン状態を示
す図である。

【符号の説明】

１２ 紙サイズ検知センサー １３ 制御回路 １５ 定着ローラ １６ 加圧ローラ １９ メインヒーター ２０ サブヒーター ２４ 温度センサー

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−146637（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−185482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−20585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−92979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−232674（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−122365（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第１とは配光分布の異なる第２
   のヒーターを有する加熱体と、この加熱体とニップを形
   成するバックアップ部材と、を有し、ニップで未定着画
   像を支持した記録材を挟持搬送して定着を行う定着装置
   において、 定着時の第１及び第２のヒーターへの通電条件に応じ
   て、定着終了後の第１及び第２のヒーターへの通電を制
   御する制御手段を有することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 上記制御手段は定着時の通電条件に応じ
   て定着終了後に通電するヒーターを選択することを特徴
   とする請求項１の定着装置。
3. 【請求項３】 定着終了後所定時間経過後は定着時の通
   電条件にかかわらず、同一の通電条件で通電を行うこと
   を特徴とする請求項１もしくは２の定着装置。