JP3338743B2 - 電子写真装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱ローラ定着装
置を具えた電子写真装置に関する。
置を具えた電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真装置の熱ローラ定着装置
１は、図１に示されたこの発明の実施形態と同様に構成
されているので、これを参照して説明する。それは、加
熱ローラ２の本体に発熱抵抗体が設けられており、その
発熱抵抗体の両端に電極部４，４′を有する自己発熱型
の加熱ローラ２と、加熱ローラ２に圧接して協動回転す
る加圧ローラ３と、加熱ローラ２の温度を検出するサー
ミスタ６と、発熱抵抗体に給電を行う給電部５，５′と
を有して、それらが筐体に収納されており、サーミスタ
６の出力が入力されて発熱抵抗体に給電するＡＣ制御部
８に通電指令信号を出力するシステム制御部７を有する
ものである。
１は、図１に示されたこの発明の実施形態と同様に構成
されているので、これを参照して説明する。それは、加
熱ローラ２の本体に発熱抵抗体が設けられており、その
発熱抵抗体の両端に電極部４，４′を有する自己発熱型
の加熱ローラ２と、加熱ローラ２に圧接して協動回転す
る加圧ローラ３と、加熱ローラ２の温度を検出するサー
ミスタ６と、発熱抵抗体に給電を行う給電部５，５′と
を有して、それらが筐体に収納されており、サーミスタ
６の出力が入力されて発熱抵抗体に給電するＡＣ制御部
８に通電指令信号を出力するシステム制御部７を有する
ものである。
【０００３】このようなものにあって、電極部４，４′
への給電は、サーミスタ６の出力が入力されたシステム
制御部７が温度を演算して、この温度に対応してシステ
ム制御部７がオン、オフ信号をＡＣ制御部８に出力し
て、発熱抵抗体への通電を制御して行われる。この温度
制御は、設定温度に対して検知温度が上か下かでオン、
オフするオン、オフ制御でよく、また設定温度に対する
検知温度の差分によってオン、オフのデューティーを変
える位相制御でもよい。システム制御部７ではこのほか
に、モータ10、ソレノイド11、クラッチ12等の駆動系の
オン、オフのタイミング制御等の電子写真装置全体のシ
ーケンス制御も行っている。
への給電は、サーミスタ６の出力が入力されたシステム
制御部７が温度を演算して、この温度に対応してシステ
ム制御部７がオン、オフ信号をＡＣ制御部８に出力し
て、発熱抵抗体への通電を制御して行われる。この温度
制御は、設定温度に対して検知温度が上か下かでオン、
オフするオン、オフ制御でよく、また設定温度に対する
検知温度の差分によってオン、オフのデューティーを変
える位相制御でもよい。システム制御部７ではこのほか
に、モータ10、ソレノイド11、クラッチ12等の駆動系の
オン、オフのタイミング制御等の電子写真装置全体のシ
ーケンス制御も行っている。
【０００４】このような熱ローラ定着装置１の発熱抵抗
体として、銀パラジウム合金等が用いられている。この
ようなものにあっては、発熱抵抗体の特性は、図５に示
すように、定着動作駆動時において、発熱抵抗体(Ｂ)
は、電子写真装置の最大定格電力値から、システム制御
部７、ＡＣ制御部８、及び電源回路部９等の制御系回路
基板の消費電力(Ｗs)、加熱ローラ２を回転させるモー
タ10、クラッチ12、ソレノイド11、露光ランプ等の消費
電力Ｗmを除いた駆動時最大消費可能な最大電力(Ｗmax
−Ｗm)となるような電流が発熱抵抗体(Ｂ)に流れる抵抗
値を有するものが選択されて使用されており、このよう
な発熱抵抗体(Ｂ)は、電源投入直後、電子写真装置の最
大定格電力(Ｗmax)から制御系回路基板の消費電力(Ｗs)
を除いた非駆動時消費可能な最大電力(Ｗmax−Ｗs)まで
電流が流れるような抵抗値とならないもの、すなわち、
その抵抗値が非駆動時消費可能な最大電力(Ｗmax−Ｗs)
においても、抵抗値の大きな下降を来たさないような正
の温度係数の小さいものであって、電源投入直後の発熱
抵抗体(Ｂ)の抵抗値は、非駆動時消費可能な最大電力
(Ｗmax−Ｗs)まで電流を流せるような低い値となるもの
ではなくて、電源投入直後の発熱量が小さくてコピー可
能なまで立上るのに時間がかかるという問題がある。こ
の問題点を解消する方策として、主発熱抵抗体１本と、
サブ発熱抵抗体１本とを用いて、電源投入時、両者を並
行使用し、加熱ローラ２の立ち上りを速めて、加熱ロー
ラ２の温度がコピー可能な温度になるようにして、設定
された期間経過後、サブ発熱抵抗体の通電をオフするこ
とが行われている。
体として、銀パラジウム合金等が用いられている。この
ようなものにあっては、発熱抵抗体の特性は、図５に示
すように、定着動作駆動時において、発熱抵抗体(Ｂ)
は、電子写真装置の最大定格電力値から、システム制御
部７、ＡＣ制御部８、及び電源回路部９等の制御系回路
基板の消費電力(Ｗs)、加熱ローラ２を回転させるモー
タ10、クラッチ12、ソレノイド11、露光ランプ等の消費
電力Ｗmを除いた駆動時最大消費可能な最大電力(Ｗmax
−Ｗm)となるような電流が発熱抵抗体(Ｂ)に流れる抵抗
値を有するものが選択されて使用されており、このよう
な発熱抵抗体(Ｂ)は、電源投入直後、電子写真装置の最
大定格電力(Ｗmax)から制御系回路基板の消費電力(Ｗs)
を除いた非駆動時消費可能な最大電力(Ｗmax−Ｗs)まで
電流が流れるような抵抗値とならないもの、すなわち、
その抵抗値が非駆動時消費可能な最大電力(Ｗmax−Ｗs)
においても、抵抗値の大きな下降を来たさないような正
の温度係数の小さいものであって、電源投入直後の発熱
抵抗体(Ｂ)の抵抗値は、非駆動時消費可能な最大電力
(Ｗmax−Ｗs)まで電流を流せるような低い値となるもの
ではなくて、電源投入直後の発熱量が小さくてコピー可
能なまで立上るのに時間がかかるという問題がある。こ
の問題点を解消する方策として、主発熱抵抗体１本と、
サブ発熱抵抗体１本とを用いて、電源投入時、両者を並
行使用し、加熱ローラ２の立ち上りを速めて、加熱ロー
ラ２の温度がコピー可能な温度になるようにして、設定
された期間経過後、サブ発熱抵抗体の通電をオフするこ
とが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の熱
ローラ定着装置において、電源投入後、主発熱抵抗体と
サブ発熱抵抗体とに並行して通電を行い、設定期間経過
後、サブ発熱抵抗体の通電をオフする切り替えを行うの
で、給電部や給電回路が２系統となり、その制御手段も
必要となって、回路装置のコストが高価になるという問
題がある。
ローラ定着装置において、電源投入後、主発熱抵抗体と
サブ発熱抵抗体とに並行して通電を行い、設定期間経過
後、サブ発熱抵抗体の通電をオフする切り替えを行うの
で、給電部や給電回路が２系統となり、その制御手段も
必要となって、回路装置のコストが高価になるという問
題がある。
【０００６】そこでこの発明の目的は、回路装置が安価
であり、電源投入時、電子写真装置の消費可能な最大電
力まで発熱抵抗体に電流を流すことができて、加熱ロー
ラ定着装置の立ち上がり時間を短くすることができる電
子写真装置を提供するにある。
であり、電源投入時、電子写真装置の消費可能な最大電
力まで発熱抵抗体に電流を流すことができて、加熱ロー
ラ定着装置の立ち上がり時間を短くすることができる電
子写真装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、熱
ローラ定着装置を具えた電子写真装置において、熱ロー
ラ定着装置の加熱ローラが発熱抵抗体に給電して発熱す
る自己発熱型加熱ローラであって、発熱抵抗体は温度正
特性を有する発熱抵抗体であり、電子写真装置の最大定
格電力をＷmax、非駆動時の熱ローラ定着装置以外の負
荷の制御系基板、電源回路などの消費電力をＷs、駆動
時の熱ローラ定着装置以外の負荷の制御系基板、電源回
路、モータ、クラッチなどの駆動負荷の消費電力をＷ
m、電子写真装置の使用下限温度をＴ0、温度Ｔ0におけ
る発熱抵抗体の抵抗値をＲ0、加熱ローラの駆動開始温
度をＴ2、温度Ｔ2における発熱抵抗体の抵抗値をＲ2、
加熱ローラの定着制御温度をＴ3、温度Ｔ3における発熱
抵抗体の抵抗値をＲ3、電子写真装置の使用下限温度Ｔ0
から加熱ローラの定着制御温度Ｔ3までの熱ローラ定着
装置の平均消費電力をＷ1、熱ローラ定着装置への供給
電圧をＶとした時、 Ｖ2/Ｒ3≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗs となるように、駆動開始温度Ｔ2を設定するとともに、
発熱抵抗体を選択したことを特徴とするものである。請
求項２に記載の発明は請求項１に記載の発明において、
発熱抵抗体の抵抗値Ｒ2の設計中央値が、（Ｗmax−Ｗ
m）/（Ｖ2／Ｒ2）≧1.05となるように、駆動開始温度Ｔ
2を設定するとともに、発熱抵抗体を選択したことを特
徴とするものである。請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、最大サイズの用紙を連続通紙
した際の定着に必要な熱ローラ定着装置の消費電力をＷ
fとしたとき、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3が、Ｖ2/Ｒ3≧Ｗf
となるように発熱抵抗体を選択したことを特徴とするも
のである。請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の
発明において、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3及びＲ0の設計中
央値が、Ｒ3≧1.13Ｒ0となるように発熱抵抗体を選択し
たことを特徴とするものである。請求項５に記載の発明
は、請求項１に記載の発明において、温度Ｔ1＝（Ｔ0＋
Ｔ3）/２とし、温度Ｔ1における発熱抵抗体の抵抗値を
Ｒ１としたとき、熱ローラ定着装置の平均消費電力Ｗ1
を、Ｖ2/Ｒ1と置き換えて、駆動開始温度Ｔ2を設定する
とともに、発熱抵抗体を選択したことを特徴とするもの
である。
な目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、熱
ローラ定着装置を具えた電子写真装置において、熱ロー
ラ定着装置の加熱ローラが発熱抵抗体に給電して発熱す
る自己発熱型加熱ローラであって、発熱抵抗体は温度正
特性を有する発熱抵抗体であり、電子写真装置の最大定
格電力をＷmax、非駆動時の熱ローラ定着装置以外の負
荷の制御系基板、電源回路などの消費電力をＷs、駆動
時の熱ローラ定着装置以外の負荷の制御系基板、電源回
路、モータ、クラッチなどの駆動負荷の消費電力をＷ
m、電子写真装置の使用下限温度をＴ0、温度Ｔ0におけ
る発熱抵抗体の抵抗値をＲ0、加熱ローラの駆動開始温
度をＴ2、温度Ｔ2における発熱抵抗体の抵抗値をＲ2、
加熱ローラの定着制御温度をＴ3、温度Ｔ3における発熱
抵抗体の抵抗値をＲ3、電子写真装置の使用下限温度Ｔ0
から加熱ローラの定着制御温度Ｔ3までの熱ローラ定着
装置の平均消費電力をＷ1、熱ローラ定着装置への供給
電圧をＶとした時、 Ｖ2/Ｒ3≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗs となるように、駆動開始温度Ｔ2を設定するとともに、
発熱抵抗体を選択したことを特徴とするものである。請
求項２に記載の発明は請求項１に記載の発明において、
発熱抵抗体の抵抗値Ｒ2の設計中央値が、（Ｗmax−Ｗ
m）/（Ｖ2／Ｒ2）≧1.05となるように、駆動開始温度Ｔ
2を設定するとともに、発熱抵抗体を選択したことを特
徴とするものである。請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、最大サイズの用紙を連続通紙
した際の定着に必要な熱ローラ定着装置の消費電力をＷ
fとしたとき、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3が、Ｖ2/Ｒ3≧Ｗf
となるように発熱抵抗体を選択したことを特徴とするも
のである。請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の
発明において、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3及びＲ0の設計中
央値が、Ｒ3≧1.13Ｒ0となるように発熱抵抗体を選択し
たことを特徴とするものである。請求項５に記載の発明
は、請求項１に記載の発明において、温度Ｔ1＝（Ｔ0＋
Ｔ3）/２とし、温度Ｔ1における発熱抵抗体の抵抗値を
Ｒ１としたとき、熱ローラ定着装置の平均消費電力Ｗ1
を、Ｖ2/Ｒ1と置き換えて、駆動開始温度Ｔ2を設定する
とともに、発熱抵抗体を選択したことを特徴とするもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明の実施形態の熱ローラ定
着装置の構成は、多くの部分が前記従来のものと同様で
あるので、前記従来と同様の部分については同一の符号
を引用して説明を省略し、主として異なる部分について
説明する。図１に示すこの発明の実施形態において、１
は熱ローラ定着装置、２は加熱ローラ、３は加圧ロー
ラ、４，４′は電極部、５，５′は給電部、６はサーミ
スタ、７はシステム制御部、８はＡＣ制御部、９は回路
電源部、10はモータ、11はソレノイド、12はクラッチで
ある。このようなものにあって、加熱ローラ２の温度制
御も従来のものと同様である。
着装置の構成は、多くの部分が前記従来のものと同様で
あるので、前記従来と同様の部分については同一の符号
を引用して説明を省略し、主として異なる部分について
説明する。図１に示すこの発明の実施形態において、１
は熱ローラ定着装置、２は加熱ローラ、３は加圧ロー
ラ、４，４′は電極部、５，５′は給電部、６はサーミ
スタ、７はシステム制御部、８はＡＣ制御部、９は回路
電源部、10はモータ、11はソレノイド、12はクラッチで
ある。このようなものにあって、加熱ローラ２の温度制
御も従来のものと同様である。
【０００９】この発明の熱ローラ定着装置１における発
熱抵抗体は温度正特性を有するものであり、純銀ペース
ト、または、銀系合金の合金材料とその混合比率によっ
て所望の抵抗温度特性を有するものを製造する。その抵
抗温度特性は、下記の不等式を満足するような特性を有
するものが選択される。それは、電子写真装置の最大定
格電力をＷmax、非駆動時の熱ローラ定着装置１以外の
負荷の制御系基板、電源回路部９などの消費電力をＷ
s、駆動時の熱ローラ定着装置１以外の負荷の制御系基
板、電源回路部９、モータ10、ソレノイド11、クラッチ
12、露光ランプ等の駆動負荷の消費電力をＷm、電子写
真装置の使用の下限温度をＴ0、温度Ｔ0における発熱抵
抗体の抵抗値をＲ0、加熱ローラ２の駆動開始温度を
Ｔ2、温度Ｔ2における発熱抵抗体の抵抗値をＲ2、加熱
ローラ２の定着制御温度をＴ3、温度Ｔ3における発熱抵
抗体の抵抗値をＲ3、電子写真装置の使用下限温度Ｔ0か
ら加熱ローラ２の定着制御温度Ｔ3までの熱ローラ定着
装置１の平均消費電力をＷ1、熱ローラ定着装置１への
供給電圧をＶとした時、 Ｖ2/Ｒ3≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗs の関係を満足するように、駆動開始温度Ｔ2を設定する
とともに、所望の発熱容量がえられるように発熱抵抗体
の材質、及び形状を決定する。
熱抵抗体は温度正特性を有するものであり、純銀ペース
ト、または、銀系合金の合金材料とその混合比率によっ
て所望の抵抗温度特性を有するものを製造する。その抵
抗温度特性は、下記の不等式を満足するような特性を有
するものが選択される。それは、電子写真装置の最大定
格電力をＷmax、非駆動時の熱ローラ定着装置１以外の
負荷の制御系基板、電源回路部９などの消費電力をＷ
s、駆動時の熱ローラ定着装置１以外の負荷の制御系基
板、電源回路部９、モータ10、ソレノイド11、クラッチ
12、露光ランプ等の駆動負荷の消費電力をＷm、電子写
真装置の使用の下限温度をＴ0、温度Ｔ0における発熱抵
抗体の抵抗値をＲ0、加熱ローラ２の駆動開始温度を
Ｔ2、温度Ｔ2における発熱抵抗体の抵抗値をＲ2、加熱
ローラ２の定着制御温度をＴ3、温度Ｔ3における発熱抵
抗体の抵抗値をＲ3、電子写真装置の使用下限温度Ｔ0か
ら加熱ローラ２の定着制御温度Ｔ3までの熱ローラ定着
装置１の平均消費電力をＷ1、熱ローラ定着装置１への
供給電圧をＶとした時、 Ｖ2/Ｒ3≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗs の関係を満足するように、駆動開始温度Ｔ2を設定する
とともに、所望の発熱容量がえられるように発熱抵抗体
の材質、及び形状を決定する。
【００１０】このようなものにあって、上記の不等式に
おいて、Ｖ，Ｗｓ，Ｗmax，Ｗm、加熱ローラ２のコピー
の上限温度である定着制御温度Ｔ3、Ｔ0（冬場の環境温
度を採用する）等の各ファクターは、すでに使用環境、
及び機種によって決まっているものであって自由度のな
いものであり、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3とＲ0とは、上記
の条件からおのずとそのとりうる範囲は決まったものと
なり、その範囲に抵抗値Ｒ3及びＲ0がなるように抵抗温
度特性の傾斜を図２に示すように特定して、その特定さ
れた抵抗温度特性を有する発熱抵抗体(Ａ)の材質を選定
し、所定の発熱量がえられるように発熱抵抗体(Ａ)の断
面積と長さとを決定する。発熱抵抗体(Ａ)を形成する選
定された材質によっては抵抗温度係数は直線的に正特性
を有するもの、又は微小な非直線性正特性を有するもの
があり、それらのなかから適宜選択する。
おいて、Ｖ，Ｗｓ，Ｗmax，Ｗm、加熱ローラ２のコピー
の上限温度である定着制御温度Ｔ3、Ｔ0（冬場の環境温
度を採用する）等の各ファクターは、すでに使用環境、
及び機種によって決まっているものであって自由度のな
いものであり、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3とＲ0とは、上記
の条件からおのずとそのとりうる範囲は決まったものと
なり、その範囲に抵抗値Ｒ3及びＲ0がなるように抵抗温
度特性の傾斜を図２に示すように特定して、その特定さ
れた抵抗温度特性を有する発熱抵抗体(Ａ)の材質を選定
し、所定の発熱量がえられるように発熱抵抗体(Ａ)の断
面積と長さとを決定する。発熱抵抗体(Ａ)を形成する選
定された材質によっては抵抗温度係数は直線的に正特性
を有するもの、又は微小な非直線性正特性を有するもの
があり、それらのなかから適宜選択する。
【００１１】そして、抵抗値がＲ0とＲ3との間の抵抗値
の特性線上にあって、Ｔ3とＴ0との間において、Ｔ2を
任意に設定し駆動開始温度とする。この駆動開始温度Ｔ
2は、通常Ｔ0とＴ3との中間点よりやや高温の点に設定
されており、加熱ローラ２に加圧ローラ３を当接させて
加熱ローラ２の周面温度を均一にするプレ回転の開始可
能な温度点としたり、または、定着開始可能な温度点と
したりする温度点である。さらに駆動開始温度Ｔ2は発
熱抵抗体(Ａ)の材質を選定する際の温度の一条件点とし
て用いるものである。
の特性線上にあって、Ｔ3とＴ0との間において、Ｔ2を
任意に設定し駆動開始温度とする。この駆動開始温度Ｔ
2は、通常Ｔ0とＴ3との中間点よりやや高温の点に設定
されており、加熱ローラ２に加圧ローラ３を当接させて
加熱ローラ２の周面温度を均一にするプレ回転の開始可
能な温度点としたり、または、定着開始可能な温度点と
したりする温度点である。さらに駆動開始温度Ｔ2は発
熱抵抗体(Ａ)の材質を選定する際の温度の一条件点とし
て用いるものである。
【００１２】前記のようにして選択された発熱抵抗体
(Ａ)を用いた加熱ローラ２の温度と、熱ローラ定着装置
１の消費電力との関係は図３に示すようであって、図
中、 Ｗn（ｎ＝０，１，２，３，４）＝Ｖ2/Ｒn、 線Ａ：この発明の発熱抵抗体(Ａ)を用いた熱ローラ定着
装置１の消費電力の加熱ローラ２の温度に対する変化特
性、 Ｂ：従来の発熱抵抗体(Ｂ)を用いた熱ローラ定着装置１
の消費電力の加熱ローラ２の温度に対する変化特性をそ
れぞれ示し、 Ｖ2/Ｒ3≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗs なる関係が成立する。
(Ａ)を用いた加熱ローラ２の温度と、熱ローラ定着装置
１の消費電力との関係は図３に示すようであって、図
中、 Ｗn（ｎ＝０，１，２，３，４）＝Ｖ2/Ｒn、 線Ａ：この発明の発熱抵抗体(Ａ)を用いた熱ローラ定着
装置１の消費電力の加熱ローラ２の温度に対する変化特
性、 Ｂ：従来の発熱抵抗体(Ｂ)を用いた熱ローラ定着装置１
の消費電力の加熱ローラ２の温度に対する変化特性をそ
れぞれ示し、 Ｖ2/Ｒ3≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗs なる関係が成立する。
【００１３】上記の関係は、電子写真装置の使用下限温
度がＴ0の時、加熱ローラ２の温度も同じ温度Ｔ0以上と
なっていると考えられる。それは、電源コードが電源コ
ンセントに差し込んであれば、保守用の回路に若干の電
力消費が発生して、機内温度の方が周囲雰囲気温度より
やや高くなるからである。しかし電源スイッチ投入直後
の熱ローラ定着装置１の消費電力はＶ2/Ｒ0となる。こ
の値は電子写真装置の最大定格電力Ｗmaxから非駆動時
の熱ローラ定着装置１以外の負荷の（制御系基板、回路
電源部など）の消費電力Ｗsを引いた熱ローラ定着装置
１に装置の非駆動時消費可能な最大電力(Ｗmax−Ｗs)よ
り、小さくなるように設定される。また装置の駆動開始
を温度Ｔ2と設定しているので、熱ローラ定着装置１の
駆動開始時の消費電力はＷ2＝Ｖ2/Ｒ2となる。この値は
電子写真装置の最大定格電力Ｗmaxから駆動時の熱ロー
ラ定着装置１以外の負荷の（制御系基板、回路電源部、
駆動負荷（モータ10、ソレノイド11、クラッチ12、露光
ランプ等）の消費電力Ｗmを引いた駆動時消費可能な最
大電力(Ｗmax−Ｗm)より小さくなるように設定されてい
る。また電子写真装置の使用下限温度Ｔ0から定着制御
温度Ｔ3までの熱ローラ定着装置１の平均消費電力Ｗ
1は、電子写真装置の最大定格電力Ｗmaxから駆動時の熱
ローラ定着装置１以外の駆動負荷の消費電力Ｗmを引い
た駆動時消費可能な最大電力(Ｗmax−Ｗm)より大きくな
るように設定されている。このため従来の加熱ローラ２
を用いた熱ローラ定着装置１の消費電力の平均値（図３
の点Ｂa)と比べて必ず平均値を高くすることができて効
率よく熱ローラ定着装置１に電力が供給され、コピー可
能までの立ち上がり時間を早くすることができる。また
電子写真装置の加熱ローラ２の定着制御温度Ｔ3におけ
る熱ローラ定着装置１の消費電力は当然のことながら装
置の駆動開始時の温度Ｔ2における熱ローラ定着装置１
の消費電力Ｗ2より小さいくて、Ｗ3＝Ｖ2/Ｒ3となる。
度がＴ0の時、加熱ローラ２の温度も同じ温度Ｔ0以上と
なっていると考えられる。それは、電源コードが電源コ
ンセントに差し込んであれば、保守用の回路に若干の電
力消費が発生して、機内温度の方が周囲雰囲気温度より
やや高くなるからである。しかし電源スイッチ投入直後
の熱ローラ定着装置１の消費電力はＶ2/Ｒ0となる。こ
の値は電子写真装置の最大定格電力Ｗmaxから非駆動時
の熱ローラ定着装置１以外の負荷の（制御系基板、回路
電源部など）の消費電力Ｗsを引いた熱ローラ定着装置
１に装置の非駆動時消費可能な最大電力(Ｗmax−Ｗs)よ
り、小さくなるように設定される。また装置の駆動開始
を温度Ｔ2と設定しているので、熱ローラ定着装置１の
駆動開始時の消費電力はＷ2＝Ｖ2/Ｒ2となる。この値は
電子写真装置の最大定格電力Ｗmaxから駆動時の熱ロー
ラ定着装置１以外の負荷の（制御系基板、回路電源部、
駆動負荷（モータ10、ソレノイド11、クラッチ12、露光
ランプ等）の消費電力Ｗmを引いた駆動時消費可能な最
大電力(Ｗmax−Ｗm)より小さくなるように設定されてい
る。また電子写真装置の使用下限温度Ｔ0から定着制御
温度Ｔ3までの熱ローラ定着装置１の平均消費電力Ｗ
1は、電子写真装置の最大定格電力Ｗmaxから駆動時の熱
ローラ定着装置１以外の駆動負荷の消費電力Ｗmを引い
た駆動時消費可能な最大電力(Ｗmax−Ｗm)より大きくな
るように設定されている。このため従来の加熱ローラ２
を用いた熱ローラ定着装置１の消費電力の平均値（図３
の点Ｂa)と比べて必ず平均値を高くすることができて効
率よく熱ローラ定着装置１に電力が供給され、コピー可
能までの立ち上がり時間を早くすることができる。また
電子写真装置の加熱ローラ２の定着制御温度Ｔ3におけ
る熱ローラ定着装置１の消費電力は当然のことながら装
置の駆動開始時の温度Ｔ2における熱ローラ定着装置１
の消費電力Ｗ2より小さいくて、Ｗ3＝Ｖ2/Ｒ3となる。
【００１４】Ｗ3＝Ｖ2/Ｒ3の値は、最大通紙サイズ通紙
時の連続通紙時の定着に必要な熱ローラ定着装置１の消
費電力をＷfとしたとき、Ｖ2/Ｒ3≦Ｗfとなるように発
熱抵抗体（Ａ)の材質、形状が決定されているので、連
続通紙時においても定着不良が発生しない。
時の連続通紙時の定着に必要な熱ローラ定着装置１の消
費電力をＷfとしたとき、Ｖ2/Ｒ3≦Ｗfとなるように発
熱抵抗体（Ａ)の材質、形状が決定されているので、連
続通紙時においても定着不良が発生しない。
【００１５】加熱ローラ２の温度と抵抗値との関係を表
わした図２に示すように、通常電子写真装置の使用する
０℃〜200℃では温度と抵抗値の関係はほぼ直線的にな
っている。発熱抵抗体(Ａ)としては純銀または、銀系の
合金を用いているので、これらの材質による発熱抵抗体
(Ａ)は製造時、抵抗値に±５％程度のばらつきが発生す
る。そこで、（Ｗmax−Ｗm）/（Ｖ2/Ｒ2）≧1.05となる
ように、駆動開始温度Ｔ2、及び発熱抵抗体(Ａ)の抵抗
値Ｒ2、材質、形状の設計中央値を決定して発熱抵抗体
(Ａ)を選択する。このことにより発熱抵抗体(Ａ)の抵抗
値にばらつきが生じても消費電力は許容電力をオーバー
しない。
わした図２に示すように、通常電子写真装置の使用する
０℃〜200℃では温度と抵抗値の関係はほぼ直線的にな
っている。発熱抵抗体(Ａ)としては純銀または、銀系の
合金を用いているので、これらの材質による発熱抵抗体
(Ａ)は製造時、抵抗値に±５％程度のばらつきが発生す
る。そこで、（Ｗmax−Ｗm）/（Ｖ2/Ｒ2）≧1.05となる
ように、駆動開始温度Ｔ2、及び発熱抵抗体(Ａ)の抵抗
値Ｒ2、材質、形状の設計中央値を決定して発熱抵抗体
(Ａ)を選択する。このことにより発熱抵抗体(Ａ)の抵抗
値にばらつきが生じても消費電力は許容電力をオーバー
しない。
【００１６】熱ローラ定着装置１の立ち上がり時の加熱
ローラ２の温度変化を表す図４において、通紙動作が始
まると定着制御温度Ｔ3に対してＴ4≒0.9Ｔ3程度の温度
まで用紙に熱を奪われて加熱ローラ２の温度が下がる。
この温度においても前述のように駆動時の熱ローラ定着
装置１の消費電力Ｗ4は、電子写真装置の最大定格電力
Ｗmaxから駆動時の熱ローラ定着装置１以外の駆動負荷
の消費電力Ｗmを引いた駆動時消費可能な最大電力より
小さくなるように設定する必要がある。また発熱抵抗体
(Ａ)の抵抗値にばらつきもあるため、（Ｗmax−Ｗm）/
Ｗ4≧1.05（Ｗ4＝Ｖ2/Ｒ4）である必要がある。また電
源スイッチ投入直後の熱ローラ定着装置１の消費電力は
Ｖ2/Ｒ0と、電子写真装置の最大定格電力Ｗmaxから非駆
動時の熱ローラ定着装置１以外の負荷の消費電力Ｗsを
引いた定格装置の非駆動時消費可能な最大電力との関係
も同様に、（Ｗmax−Ｗs）/Ｗ0≧1.05（Ｗ0＝Ｖ2/Ｒ0）
である必要がある。これに加え立ち上がり時の平均電力
Ｗ1を立ち上がり特性が良好となるように、Ｗmax−Ｗm
≦Ｗ1≒Ｖ2/Ｒ1としてえられるＲ0とＲ3との関係は、Ｒ
3≧1.13Ｒ0である。このように発熱抵抗体(Ａ)の抵抗値
の設計中央値を決定して発熱抵抗体(Ａ)を選択したの
で、定着動作が行われる際に、用紙の熱吸収による多少
の加熱ローラ２の温度低下が生じ、発熱抵抗体(Ａ)の抵
抗値にばらつきがあるという条件下でも消費電力が最大
定格電力を超えないですみ、良好な立ち上がり特性を得
ることができる。
ローラ２の温度変化を表す図４において、通紙動作が始
まると定着制御温度Ｔ3に対してＴ4≒0.9Ｔ3程度の温度
まで用紙に熱を奪われて加熱ローラ２の温度が下がる。
この温度においても前述のように駆動時の熱ローラ定着
装置１の消費電力Ｗ4は、電子写真装置の最大定格電力
Ｗmaxから駆動時の熱ローラ定着装置１以外の駆動負荷
の消費電力Ｗmを引いた駆動時消費可能な最大電力より
小さくなるように設定する必要がある。また発熱抵抗体
(Ａ)の抵抗値にばらつきもあるため、（Ｗmax−Ｗm）/
Ｗ4≧1.05（Ｗ4＝Ｖ2/Ｒ4）である必要がある。また電
源スイッチ投入直後の熱ローラ定着装置１の消費電力は
Ｖ2/Ｒ0と、電子写真装置の最大定格電力Ｗmaxから非駆
動時の熱ローラ定着装置１以外の負荷の消費電力Ｗsを
引いた定格装置の非駆動時消費可能な最大電力との関係
も同様に、（Ｗmax−Ｗs）/Ｗ0≧1.05（Ｗ0＝Ｖ2/Ｒ0）
である必要がある。これに加え立ち上がり時の平均電力
Ｗ1を立ち上がり特性が良好となるように、Ｗmax−Ｗm
≦Ｗ1≒Ｖ2/Ｒ1としてえられるＲ0とＲ3との関係は、Ｒ
3≧1.13Ｒ0である。このように発熱抵抗体(Ａ)の抵抗値
の設計中央値を決定して発熱抵抗体(Ａ)を選択したの
で、定着動作が行われる際に、用紙の熱吸収による多少
の加熱ローラ２の温度低下が生じ、発熱抵抗体(Ａ)の抵
抗値にばらつきがあるという条件下でも消費電力が最大
定格電力を超えないですみ、良好な立ち上がり特性を得
ることができる。
【００１７】前記のようなこの発明の実施形態におい
て、平均消費電力Ｗ1の代わりに、温度Ｔ1＝（Ｔ0＋
Ｔ3）/２における熱ローラ定着装置１の抵抗値をＲ1と
して、Ｖ2/Ｒ1に置き換えたもの採用してもよい。すな
わち、図３において消費電力の変化のカーブは直線に近
い形状をした右下がりであることから、平均消費電力Ｗ
1を、温度Ｔ1＝（Ｔ0＋Ｔ3）/２における熱ローラ定着
装置１の抵抗値をＲ1として、平均消費電力Ｗ1を、Ｖ2/
Ｒ1に置き換えて求めたものを採用しても大差なくて、
複雑な計算をして平均消費電力Ｗ1を求めなくとも同等
の結果を容易に得ることができて、駆動開始温度Ｔ2を
設定することができるとともに、発熱抵抗体(Ａ)の抵抗
値、材質、形状を決定して選択することができる。
て、平均消費電力Ｗ1の代わりに、温度Ｔ1＝（Ｔ0＋
Ｔ3）/２における熱ローラ定着装置１の抵抗値をＲ1と
して、Ｖ2/Ｒ1に置き換えたもの採用してもよい。すな
わち、図３において消費電力の変化のカーブは直線に近
い形状をした右下がりであることから、平均消費電力Ｗ
1を、温度Ｔ1＝（Ｔ0＋Ｔ3）/２における熱ローラ定着
装置１の抵抗値をＲ1として、平均消費電力Ｗ1を、Ｖ2/
Ｒ1に置き換えて求めたものを採用しても大差なくて、
複雑な計算をして平均消費電力Ｗ1を求めなくとも同等
の結果を容易に得ることができて、駆動開始温度Ｔ2を
設定することができるとともに、発熱抵抗体(Ａ)の抵抗
値、材質、形状を決定して選択することができる。
【００１８】
【発明の効果】この発明は、前記のようであって、請求
項１に記載の発明は、熱ローラ定着装置を具えた電子写
真装置において、熱ローラ定着装置の加熱ローラが発熱
抵抗体に給電して発熱する自己発熱型加熱ローラであっ
て、発熱抵抗体は温度正特性を有する発熱抵抗体であ
り、電子写真装置の最大定格電力をＷmax、非駆動時の
熱ローラ定着装置以外の負荷の制御系基板、電源回路な
どの消費電力をＷs、駆動時の熱ローラ定着装置以外の
負荷の制御系基板、電源回路、モータ、クラッチなどの
駆動負荷の消費電力をＷm、電子写真装置の使用下限温
度をＴ0、温度Ｔ0における発熱抵抗体の抵抗値をＲ0、
加熱ローラの駆動開始温度をＴ2、温度Ｔ2における発熱
抵抗体の抵抗値をＲ2、加熱ローラの定着制御温度を
Ｔ3、温度Ｔ3における発熱抵抗体の抵抗値をＲ3、電子
写真装置の使用下限温度Ｔ0から加熱ローラの定着制御
温度Ｔ3までの熱ローラ定着装置の平均消費電力をＷ1、
熱ローラ定着装置への供給電圧をＶとした時、Ｖ2/Ｒ3
≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗsと
なるように駆動開始温度Ｔ2を設定するとともに、発熱
抵抗体を選択したので、電源投入時、発熱抵抗体への平
均投入電力を高く保つことができて、かつ、駆動時の電
力を低く押えることができ、電力を有効に使って加熱ロ
ーラ定着装置の立ち上がりを早くすることができるう
え、サブ発熱抵抗体を必要とせず、回路装置の低コスト
化がはかれるという効果がある。請求項２に記載の発明
は、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ2の設計中央値が、（Ｗmax−
Ｗm）/（Ｖ2/Ｒ2）≧1.05となるように、駆動開始温度
Ｔ2を設定するとともに、発熱抵抗体を選択したので、
発熱抵抗体の材質にばらつきが生じても消費電力が許容
電力をオーバーしないという効果がある。請求項３に記
載の発明は、最大サイズの用紙を連続通紙した際の定着
に必要な熱ローラ定着装置の消費電力をＷfとしたと
き、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3が、Ｖ2/Ｒ3≧Ｗfとなるよ
うに発熱抵抗体を選択したので、最大サイズの用紙を用
いて連続コピーを行っても定着不良が発生しないという
効果がある。請求項４に記載の発明は、発熱抵抗体の抵
抗値Ｒ3及びＲ0の設計中央値が、Ｒ3≧1.13Ｒ0となるよ
うに発熱抵抗体を選択したので、定着動作時用紙の熱吸
収による加熱ローラの温度低下、発熱抵抗体の抵抗値の
ばらつきが発生しても消費電力が許容電力をオーバーし
ないとともに、電源投入時の加熱ローラ定着装置の立ち
上がりが早いという効果がある。請求項５に記載の発明
は、温度Ｔ1＝（Ｔ0＋Ｔ3）/２とし、温度Ｔ1における
発熱抵抗体のの抵抗値をＲ1としたとき、熱ローラ定着
装置の平均消費電力Ｗ1を、Ｖ2/Ｒ1と置き換えて、駆動
開始温度Ｔ2を設定するとともに、発熱抵抗体を選択し
たので、複雑な計算で平均消費電力Ｗ1を求めなくと
も、容易に平均消費電力相当値の決定を行うことができ
るという効果がある。
項１に記載の発明は、熱ローラ定着装置を具えた電子写
真装置において、熱ローラ定着装置の加熱ローラが発熱
抵抗体に給電して発熱する自己発熱型加熱ローラであっ
て、発熱抵抗体は温度正特性を有する発熱抵抗体であ
り、電子写真装置の最大定格電力をＷmax、非駆動時の
熱ローラ定着装置以外の負荷の制御系基板、電源回路な
どの消費電力をＷs、駆動時の熱ローラ定着装置以外の
負荷の制御系基板、電源回路、モータ、クラッチなどの
駆動負荷の消費電力をＷm、電子写真装置の使用下限温
度をＴ0、温度Ｔ0における発熱抵抗体の抵抗値をＲ0、
加熱ローラの駆動開始温度をＴ2、温度Ｔ2における発熱
抵抗体の抵抗値をＲ2、加熱ローラの定着制御温度を
Ｔ3、温度Ｔ3における発熱抵抗体の抵抗値をＲ3、電子
写真装置の使用下限温度Ｔ0から加熱ローラの定着制御
温度Ｔ3までの熱ローラ定着装置の平均消費電力をＷ1、
熱ローラ定着装置への供給電圧をＶとした時、Ｖ2/Ｒ3
≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗsと
なるように駆動開始温度Ｔ2を設定するとともに、発熱
抵抗体を選択したので、電源投入時、発熱抵抗体への平
均投入電力を高く保つことができて、かつ、駆動時の電
力を低く押えることができ、電力を有効に使って加熱ロ
ーラ定着装置の立ち上がりを早くすることができるう
え、サブ発熱抵抗体を必要とせず、回路装置の低コスト
化がはかれるという効果がある。請求項２に記載の発明
は、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ2の設計中央値が、（Ｗmax−
Ｗm）/（Ｖ2/Ｒ2）≧1.05となるように、駆動開始温度
Ｔ2を設定するとともに、発熱抵抗体を選択したので、
発熱抵抗体の材質にばらつきが生じても消費電力が許容
電力をオーバーしないという効果がある。請求項３に記
載の発明は、最大サイズの用紙を連続通紙した際の定着
に必要な熱ローラ定着装置の消費電力をＷfとしたと
き、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3が、Ｖ2/Ｒ3≧Ｗfとなるよ
うに発熱抵抗体を選択したので、最大サイズの用紙を用
いて連続コピーを行っても定着不良が発生しないという
効果がある。請求項４に記載の発明は、発熱抵抗体の抵
抗値Ｒ3及びＲ0の設計中央値が、Ｒ3≧1.13Ｒ0となるよ
うに発熱抵抗体を選択したので、定着動作時用紙の熱吸
収による加熱ローラの温度低下、発熱抵抗体の抵抗値の
ばらつきが発生しても消費電力が許容電力をオーバーし
ないとともに、電源投入時の加熱ローラ定着装置の立ち
上がりが早いという効果がある。請求項５に記載の発明
は、温度Ｔ1＝（Ｔ0＋Ｔ3）/２とし、温度Ｔ1における
発熱抵抗体のの抵抗値をＲ1としたとき、熱ローラ定着
装置の平均消費電力Ｗ1を、Ｖ2/Ｒ1と置き換えて、駆動
開始温度Ｔ2を設定するとともに、発熱抵抗体を選択し
たので、複雑な計算で平均消費電力Ｗ1を求めなくと
も、容易に平均消費電力相当値の決定を行うことができ
るという効果がある。
【図１】この発明の実施形態の熱ローラ定着装置の概略
斜視図である。
斜視図である。
【図２】同上の加熱ローラの温度と、発熱抵抗体の抵抗
値との関係を表す特性図である。
値との関係を表す特性図である。
【図３】同上の加熱ローラの温度と、熱ローラ定着装置
の消費電力との関係を表す特性図である。
の消費電力との関係を表す特性図である。
【図４】熱ローラ定着装置の立ち上がり時の加熱ローラ
の温度変化を表す特性図である。
の温度変化を表す特性図である。
【図５】従来の加熱ローラの温度と、熱ローラ定着装置
の消費電力との関係を表す特性図である。
の消費電力との関係を表す特性図である。
１ 熱ローラ定着装置 ２ 加熱ローラ ３ 加圧ローラ ４，４′ 電極部 ５，５′ 給電部 ６ サーミスタ ７ システム制御部 ８ ＡＣ制御部 ９ 電源回路部 10 モータ 11 ソレノイド 12 クラッチ
───────────────────────────────────────────────────── 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 (5)
- 【請求項１】 熱ローラ定着装置を具えた電子写真装置
において、熱ローラ定着装置の加熱ローラが発熱抵抗体
に給電して発熱する自己発熱型加熱ローラであって、発
熱抵抗体は温度正特性を有する発熱抵抗体であり、電子
写真装置の最大定格電力をＷmax、非駆動時の熱ローラ
定着装置以外の負荷の制御系基板、電源回路などの消費
電力をＷs、駆動時の熱ローラ定着装置以外の負荷の制
御系基板、電源回路、モータ、クラッチなどの駆動負荷
の消費電力をＷm、電子写真装置の使用下限温度をＴ0、
温度Ｔ0における発熱抵抗体の抵抗値をＲ0、加熱ローラ
の駆動開始温度をＴ2、温度Ｔ2における発熱抵抗体の抵
抗値をＲ2、加熱ローラの定着制御温度をＴ3、温度Ｔ3
における発熱抵抗体の抵抗値をＲ3、電子写真装置の使
用下限温度Ｔ0から加熱ローラの定着制御温度Ｔ3までの
熱ローラ定着装置の平均消費電力をＷ1、熱ローラ定着
装置への供給電圧をＶとした時、 Ｖ2/Ｒ3≦Ｖ2/Ｒ2＜Ｗmax−Ｗm≦Ｗ1＜Ｖ2/Ｒ0≦Ｗmax−Ｗs となるように、駆動開始温度Ｔ2を設定するとともに、
発熱抵抗体を選択したことを特徴とする電子写真装置。 - 【請求項２】 発熱抵抗体の抵抗値Ｒ2の設計中央値
が、 （Ｗmax−Ｗm）/（Ｖ2／Ｒ2）≧1.05 となるように、駆動開始温度Ｔ2を設定するとともに、
発熱抵抗体を選択したことを特徴とする請求項１に記載
の電子写真装置。 - 【請求項３】 最大サイズの用紙を連続通紙した際の定
着に必要な熱ローラ定着装置の消費電力をＷfとしたと
き、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3が、 Ｖ2/Ｒ3≧Ｗf となるように発熱抵抗体を選択したことを特徴とする請
求項１に記載の電子写真装置。 - 【請求項４】 発熱抵抗体の抵抗値Ｒ3及びＲ0の設計中
央値が、 Ｒ3≧1.13Ｒ0 となるように発熱抵抗体を選択したことを特徴とする請
求項１に記載の電子写真装置。 - 【請求項５】 温度Ｔ1＝（Ｔ0＋Ｔ3）/２とし、温度Ｔ
1における発熱抵抗体の抵抗値をＲ1としたとき、 熱ローラ定着装置の平均消費電力Ｗ1を、Ｖ2/Ｒ1 と置き換えて、駆動開始温度Ｔ2を設定するとともに、
発熱抵抗体を選択したことを特徴とする請求項１に記載
の電子写真装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27105495A JP3338743B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電子写真装置 |
| US08/734,075 US6006051A (en) | 1995-10-19 | 1996-10-21 | Electrophotographic apparatus and image forming apparatus employed therein with controlled timing of a power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27105495A JP3338743B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電子写真装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09114312A JPH09114312A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3338743B2 true JP3338743B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=17494768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27105495A Expired - Fee Related JP3338743B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電子写真装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3338743B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000214709A (ja) * | 1999-01-22 | 2000-08-04 | Canon Inc | 画像形成装置 |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP27105495A patent/JP3338743B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09114312A (ja) | 1997-05-02 |
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