JP3223435B2 - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JP3223435B2
JP3223435B2 JP00355193A JP355193A JP3223435B2 JP 3223435 B2 JP3223435 B2 JP 3223435B2 JP 00355193 A JP00355193 A JP 00355193A JP 355193 A JP355193 A JP 355193A JP 3223435 B2 JP3223435 B2 JP 3223435B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置等の画像形成装置において、シート部材上の未定
着トナー像を熱圧定着する定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種定着装置は一般に、シート部材上
の未定着トナー像に接面する加熱ローラと、該加熱ロー
ラに圧接回転する加圧ローラとを有し、前記両ローラの
内部にそれぞれヒータを配設し、前記両ローラ間で加熱
・加圧しつつシート部材を通過せしめることにより前記
未定着トナー像を定着するようになっている。このよう
な定着装置において、画像形成装置全体の電源が投入さ
れることで開始されるウオーミングアップ期間中は、前
記加熱ローラおよび加圧ローラの各ヒータに対して連続
給電し、前記加熱ローラの表面温度が所定値に達した
後、画像形成動作が開始される待機状態には、ローラの
表面温度を一定に保つため、加熱ローラの表面温度を検
出する検出手段からの検出信号に基づいて前記各ヒータ
をON−OFF制御しするようにしたものが特開昭62
ー75573号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】而して、加熱ローラ側
のヒータには、シート部材上に付着したトナーを溶融す
るために十分な電力が必要である。一方、電源事情によ
り画像形成装置全体の電力を1.5キロワット以下にす
る必要がある。そのため、加圧ローラ側のヒータの電力
は、加熱ローラ側ヒータの電力よりも小さくすることが
余儀なくされる。そのうえ、加圧ローラはその外周面に
シリコンゴム層が形成されているために、加熱ローラに
比べて熱伝導率が低く、低温環境時の待機状態において
は、加圧ローラ側ヒータの電力制御を前記公報に開示さ
れた技術のように、加熱ローラ側ヒータと同期させてO
N−OFF制御すると、加熱ローラの表面温度は所定の
温度範囲に保持されるが、加圧ローラの表面温度は熱供
給が追いつかず、徐々に低下してしまう。加圧ローラの
表面温度が低下した状態で連続コピーを行うと、定着不
良が発生する。
【0004】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、その主たる技術的課題は、低温環境時におけるウォ
ーミングアップ終了後の待機状態においても、加圧ロー
ラの表面温度の低下を防ぎ、定着不良を未然に防止する
ことができる定着装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を達成す
るために、本発明によれば、シート部材上の未定着トナ
ー像に接面する加熱ローラと、該加熱ローラに圧接して
配設され芯金管の外周面にゴム層が形成された加圧ロー
ラとを有し、前記両ローラの内部にそレぞれヒータを配
設し、前記両ローラ間で加熱・加圧しつつシート部材を
通過せしめることにより前記未定着トナー像を定着する
定着装置において、前記加熱ローラの表面温度を検出す
るローラ表面温度検出手段と、、該ローラ表面温度検出
手段からの検出信号に基づいて前記両ローラに配設され
たヒータに供給する電力を制御する制御手段とを有し、
該制御手段は、ウォーミングアップ終了後の待機状態に
おいて、前記ローラ表面温度検出手段からの検出信号に
基づいて前記両ヒータに供給する電力をON−OFF制
御するとともに、該ON−OFF制御の所定サイクル毎
に加圧ローラヒータのON状態を維持するように制御す
る、ことを特徴とする定着装置が提供される。
【0006】
【作用】本発明による定着装置においては、ウォーミン
グアップ終了後の待機状態には加熱ローラと加圧ローラ
とにそれぞれ配設されたヒータを、加熱ローラの表面温
度を検出するローラ表面温度検出手段からの検出信号に
基づいて前記両ヒータに供給する電力をON−OFF制
御するとともに、外気温度検出手段からの検出信号に基
づき外気温度が所定値以下の場合は、前記ON−OFF
制御の所定サイクル毎に加圧ローラヒータのON状態を
維持するように制御する。また、ON状態を維持するサ
イクル数は外気温度検出手段からの検出信号に基づいて
変更される。
【0007】
【実施例】以下、本発明に従って構成された定着装置の
好適実施例を示している添付図面を参照して、さらに詳
細に説明する。
【0008】図1を参照して説明すると、図において、
2はベース10内に配設された加熱ローラで、例えば本
実施例では、直径45.2mm、幅505mmのアルミ
ニュウム芯金管22の表面に離形性の良い材料であるポ
リテトラフルオロエテレン(PTFE)の被覆層24が
形成されている。4は前記加熱ローラ2に圧椄して配設
された加圧ローラで、例えば本実施例では、直径45.
2mm、幅505mmのアルミニュウム芯金管42の外
周面にシリコンゴムによってゴム層44が形成され、そ
の表面に四フッ化エチレン(商標名フフロン)の被覆層
46が形成されている。これら加熱ローラ2および加圧
ローラ4には、それぞれヒータ6および8が内蔵されて
いる。加熱ローラ2は図示しない回転駆動手段によって
定着時に回転せしめられ、加圧ローラ4はこれに從動回
転せしめられる。なお、加熱ローラ2および加圧ローラ
4のそれぞれに対向してオイル塗布ローラ28および4
8が配設されており、それぞれ外周面が接触して回転す
るように構成されている。前記両ローラ2、4の入口側
即ちシート部材の導入側にはシート部材を案内するため
のガイド板12が設けられており、出口側即ち排出側に
は上分離爪14、下分離爪16および排出ローラ対1
8、19が配設されている。図中30は加熱ローラ2の
表面温度を検出するローラ表面温度検出手段で、接触型
または熱電対等を利用した非接触型センサを用いること
ができ、その検出信号を後述する制御手段50に送信す
る。32は図示しない画像形成装置のハウジング等に取
り付けられた外気温度検出手段で、その検出信号を後述
する制御手段50に送信する。なお、34は画像形成装
置のメインスイッチ、36はプリントキーで、それぞれ
ON−OFF信号を後述する制御手段50に送信する。
制御手段50は制御プログラムに従って演算処理する中
央処理手段52と、制御プログラムを格納するROMお
よび検出データなどを格納する読み書き可能なRAMと
を有する記憶手段54と、入出力インターフェース36
とからなっており、前記ローラ表面温度検出手段30、
外気温度検出手段32、メインスイッチ34、プリント
キー36等からの検出信号等に基づいて前記加熱ローラ
2の駆動や前記ヒータ6および8への供給電力を制御す
る。
【0009】次に、上述した定着装置の作動について、
図2および図3をも参照して説明する。
【0010】図3に示すフローチャートにおいて、画像
形成装置のメインスイッチ34がONされると(ステッ
プS1)、前記制御手段50は前記両ヒータ6および8
をONし、電力を連続して供給する(ステップS2)。
両ヒータ6および8に電力が供給されると、制御手段5
0は前記加熱ローラ2の表面温度を検出するローラ表面
温度検出手段30からの信号に基づいて、加熱ローラ2
の表面温度が例えば184゜Cに達したか否かをチェッ
クする(ステップS3)。チェックの結果、184゜C
に達していない場合はこのチェックを繰り返し、184
゜Cに達したならば、ステップS4に進み、安定駆動の
後、待機状態となり、例えば準備完了の表示を行う。ス
テップS4の待機状態からステップS5に進み、プリン
トキー36がONされたか否かをチェックし、プリント
キー36がONされていない場合は待機状態を維持し、
加熱ローラ2の表面温度を例えば184゜Cに保持する
ように両ヒータ6および8に供給する電力をローラ表面
温度検出手段30からの信号に基づいてON−OFF制
御する。即ち、ステップS6に進み、外気温度検出手段
32からの信号に基づいて、外気温度が例えば17゜C
以下か否かをチェックする。チェックの結果、17゜C
よりも高い場合はステップS7に進み、加熱ローラ2の
ヒータ6をローラ表面温度検出手段30からの信号に基
づいてON−OFF制御するとともに、加圧ローラ4の
ヒータ8を加熱ローラ2のヒータ6と同期せてON−O
FF制御する。ステップS6において外気温度が17゜
C以下の場合はステップS8に進み、加熱ローラ2のヒ
ータ6をローラ表面温度検出手段30からの信号に基づ
いてON−OFF制御しつつ、加圧ローラ4のヒータ8
についてはヒータ6のON−OFFの数サイクル毎に、
例えば3サイクルに一度ON状態を維持する制御を行
う。
【0011】この加熱ローラ2のヒータ6と加圧ローラ
4のヒータ8のON−OFF制御について、図2を参照
して更に詳細に説明する。
【0012】前記加熱ローラ2の表面温度を検出するロ
ーラ表面温度検出手段30からの信号が設定温度である
例えば184゜C以上になると、制御手段30は両ヒー
タへの給電をOFFにする。ヒータへの給電がOFFさ
れると、加熱ローラ2の表面温度は184゜Cより少し
高くなってから温度が下がる。そして、ローラ表面温度
検出手段30からの信号が184゜C以下になると、両
ヒータへの給電をONにする。ヒータに給電された後加
熱ローラ2の表面温度は184゜Cより少し低くなって
から温度が上昇し、ローラ表面温度検出手段30からの
信号が184゜C以上になると、両ヒータへの給電をO
FFするが、図2示すように加圧ローラ4のヒータ8に
ついてはヒータ6のON−OFFの数サイクル毎に、例
えば3サイクルに一度ON状態を維持する制御を行う。
【0013】このように、外気温度が例えば17゜C以
下の低温環境時の待機状態においては、加圧ローラ4の
ヒータ8はヒータ6のON−OFFの数サイクル毎に一
度ON状態を維持する制御を行うようにしたので、加圧
ローラ4のヒータ8への給電時間が加熱ローラ2のヒー
タ6への給電時間より多くなるため、低温環境時におい
ても熱伝導率が低い加圧ローラ4の表面温度の低下を防
ぎ、所定温度に保持することができる。従って、加圧ロ
ーラ4の表面温度の低下による定着不良の発生を未然の
防止することができる。
【0014】なお、前記加圧ローラヒータ8のON状態
の維持を開始するヒータ6のON−OFFのサイクル数
は、外気温度検出手段32からの信号に基づいて変更す
ることができる。即ち、外気温度が高い程前記サイクル
数は多く、外気温度が低い程前記サイクル数は少なくな
る。このようにすることにより、外気温度に適合した加
圧ローラヒータ8への電力供給を行うことができる。
【0015】また、前記加圧ローラヒータ8のON状態
を維持する期間を外気温度検出手段32からの信号に基
づいて変更することができる。即ち、加圧ローラヒータ
8のON状態の維持を開始するヒータ6のON−OFF
のサイクル数は所定数に定め、外気温度が高い場合は加
圧ローラヒータ8のON状態を前記ON−OFFの例え
ば1サイクル維持し、外気温度が低い場合は加圧ローラ
ヒータ8のON状態を前記ON−OFFの例えば2サイ
クル維持するようにしてもよい。このように制御するこ
とによっても、外気温度に適合した加圧ローラヒータ8
への電力供給を行うことができる。
【0016】前記ステップS5において、プリントキー
36がONされている場合は、ステップS9に進んで、
前記加熱ローラ2が回転駆動されコピーが開始される。
なお、コピーしている間は両ローラ間をシート部材が通
過する際に熱を奪っていくため、前記両ヒータ6および
8へは結果的に連続して電力を供給することになる。
【0017】
【発明の効果】本発明による定着装置は以上のように構
成され、加熱ローラと芯金管の外周面にゴム層が形成さ
れた加圧ローラのそレぞれにヒータを配設し、該加熱ロ
ーラの表面温度を検出するローラ表面温度検出手段と、
該ローラ表面温度検出手段からの検出信号に基づいて前
記両ローラに配設されたヒータに供給する電力を制御す
る制御手段とを備え、該制御手段は、ウォーミングアッ
プ終了後の待機状態において、前記ローラ表面温度検出
手段からの検出信号に基づいて前記両ヒータに供給する
電力をON−OFF制御するとともに、該ON−OFF
制御の所定サイクル毎に加圧ローラヒータのON状態を
維持するように制御するようにしたので、加圧ローラヒ
ータへの給電時間が加熱ローラヒータへの給電時間より
多くなる。このため、低温環境時においても熱伝導率が
低い加圧ローラの表面温度の低下を防ぐことができ、加
圧ローラヒータの電力を大きくすることなく、加圧ロー
ラの表面温度を所定温度に保持することができる。従っ
て、加圧ローラの表面温度の低下による定着不良の発生
を未然の防止することができる。
【0018】また、本発明においては、外気温度を検出
する外気温度検出手段を備え、前記制御手段は該外気温
度検出手段からの検出信号に基づき外気温度が所定値以
下の場合に、前記ON−OFF制御の所定サイクル毎に
加圧ローラヒータのON状態を維持するように制御し、
加圧ローラの表面温度の低下が著しい低温環境時のみ加
圧ローラヒータへの給電時間を加熱ローラヒータへの給
電時間より多くなるようにしたので、電力の省力化を図
りつつ定着不良の発生を確実に防止することができる。
【0019】更に、本発明においては、前記外気温度検
出手段からの検出信号に基づき前記加圧ローラヒータの
ON状態の維持を開始する前記サイクル数、または加圧
ローラヒータのON状態を維持する期間を変更するよう
にしたので、外気温度に対応した分だけ加圧ローラヒー
タへの給電時間を加熱ローラヒータへの給電時間より多
くすることになるため、より電力の省力化を図りつつ定
着不良の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による定着装置の一実施例を示すもの
で、概要構成を示す断面図。
【図2】図1に示す定着装置における加熱ローラの表面
温度と加熱ローラヒータおよび加圧ローラヒータのON
−OFFタイミングを示すタイミングチャート。
【図3】図1に示す定着装置の制御手段の動作を説明す
るフローチャート。
【符号の説明】
2:加熱ローラ 4:加圧ローラ 6:加熱ローラヒータ 8:加圧ローラヒータ 10:ベース 30:ローラ表面温度検出手段 32:外気温度検出手段 34:メインスイッチ 36:プリントキー 50:制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シート部材上の未定着トナー像に接面す
    る加熱ローラと、該加熱ローラに圧接して配設され芯金
    管の外周面にゴム層が形成された加圧ローラとを有し、
    前記両ローラの内部にそれぞれヒータを配設し、前記両
    ローラ間で加熱・加圧しつつシート部材を通過せしめる
    ことにより前記未定着トナー像を定着する定着装置にお
    いて、 前記加熱ローラの表面温度を検出するローラ表面温度検
    出手段と、該ローラ表面温度検出手段からの検出信号に
    基づいて前記両ローラに配設されたヒータに供給する電
    力を制御する制御手段とを有し、 該制御手段は、ウォーミングアップ終了後の待機状態に
    おいて、前記ローラ表面温度検出手段からの検出信号に
    基づいて前記両ヒータに供給する電力をON−OFF制
    御するとともに、該ON−OFF制御の所定サイクル毎
    に加圧ローラヒータのON状態を維持するように制御す
    る、ことを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】 外気温度を検出する外気温度検出手段を
    備え、前記制御手段は該外気温度検出手段からの検出信
    号に基づき外気温度が所定値以下の場合に、前記ON−
    OFF制御の所定サイクル毎に加圧ローラヒータのON
    状態を維持するように制御する、請求項1記載の定着装
    置。
  3. 【請求項3】 前記外気温度検出手段からの検出信号に
    基づき、前記加圧ローラヒータのON状態の維持を開始
    する前記サイクル数を変更する、請求項2記載の定着装
    置。
  4. 【請求項4】 前記外気温度検出手段からの検出信号に
    基づき、前記加圧ローラヒータのON状態を維持する前
    記ON−OFF制御サイクル数を変更する、請求項2記
    載の定着装置。
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