JP3477051B2 - 加熱定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は複写機、レーザビー
ムプリンタ等の画像記録装置の加熱定着装置に関し、特
に定着ローラの良好な立ち上がり状態を提供するための
温度制御の改良技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、定着ローラと加圧ローラ対
（以下、「定着ローラ対」と称す）の間にトナー像を保
持した記録媒体を通過させてトナー像の加熱定着を行う
加熱定着装置においては定着ローラ対の温度均一化を計
る為、電源投入後にローラの加熱と回転駆動を同時に行
っている。このような先行技術では、電源投入時に定着
ローラ対が回転するために、定着ローラ対に付着して凝
固しているトナーについては定着ローラ対の間、定着ロ
ーラと温度検知素子（一般的にはサーミスタ）の間又は
定着ローラとクリーニング部材の間に凝固したトナーが
入り込むため、定着ローラ，加圧ローラ，温度検知素
子，クリーニング部材等が損傷するという欠点があっ
た。 【０００３】かかる欠点を解決するため、図５に示す特
公平１−４０３５１号公報には定着ローラの表面温度が
トナーの軟化点Ｈ１以上であってかつ熱定着に適した温
度Ｈ２未満の範囲にある温度Ｈ３に達したときに始めて
定着ローラ対を定着に適した速度で回転駆動し、前記定
着ローラ対の温度が熱定着に適した温度Ｈ２に達したと
き、定着ローラ対を複写時のみ定着に適した速度で回転
駆動することを特徴とする電子写真複写機の加熱定着装
置が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】近年、カラー電子写真
技術を用いた複写機、レーザビームプリンタ等の画像記
録装置が開発されてきているが、かかるカラー画像記録
装置の加熱定着装置は色再現性を向上させる為トナーの
溶融性を高める必要がある。その為、これらの加熱定着
装置には通常定着ローラのローラ基体上にゴム層を設け
ているが、このゴム層は厚い為、定着ローラ対は熱応答
性が極端に悪くなっている。 【０００５】一方、特公平１−４０３５１号第６段４〜
１４行目によれば、時刻ｔ４〜ｔ５の間において加熱ロ
ーラの表面温度が一時的に上昇するけれども、制御回路
の働きによって加熱ローラの温度は時刻ｔ５以降におい
て熱定着に適した温度Ｈ２が一定に保たれ、且つ、熱ロ
ーラの周囲が急速に昇温されて、加熱ローラの温度が熱
定着に適した温度Ｈ２に安定に保たれることが記載され
ている。 【０００６】しかしながら、上述のようにローラ基体上
にゴム層を設けた様な熱容量の大きな定着ローラを使用
した場合、定着ローラ対の温度が熱定着に適した温度Ｈ
２に達したとき定着ローラの回転駆動を停止するとオー
バーシュートが大きくなり過ぎかつオーバーシュートの
復帰に時間がかかるという問題を生じる。 【０００７】本発明は前述の課題に鑑みてなされたもの
であり、定着ローラ温度のオーバーシュートが少なく定
着ローラの周方向の温度分布にむらのない加熱定着装置
を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決する手段】上述の課題を解決するために本
発明は、回転可能な一対のローラの内、少なくとも１本
が加熱ローラである定着ローラ対と、前記加熱ローラの
表面温度を検出する温度検出手段とを設け、前記加熱ロ
ーラを加熱後に、前記表面温度がトナーの軟化点温度以
上であって、且つ、定着温度未満の範囲にある第一の温
度に達したとき前記定着ローラ対を回転開始する加熱定
着装置において、通常の場合は、前記加熱ローラの温度
がプリント信号待機時に設定されるプリント待機温度に
達した時に前記加熱ローラの加熱を停止し、該加熱ロー
ラの加熱停止後に前記表面温度がプリンタ待機温度を超
過して、再度、プリント待機温度になった時に前記定着
ローラ対の回転駆動を停止するよう構成し、電源投入後
直ぐにプリントする場合は、前記加熱ローラの温度が定
着時に設定される定着温度に達した時に前記加熱ローラ
の加熱を停止し、該加熱ローラの加熱停止後に前記表面
温度が定着温度を超過して、再度、定着温度になった時
に前記定着ローラ対の回転駆動を停止するよう構成し、
装置の周囲温度が低い場合は、前記加熱ローラの温度が
前記定着温度に達した時に前記加熱ローラの加熱を停止
し、該加熱ローラの加熱停止後に前記表面温度が前記定
着温度を超過して、再度、前記プリント待機温度になっ
た時に前記定着ローラ対の回転駆動を停止するよう構成
したものである。 【０００９】これにより、加熱停止後も温度が上昇す
る、いわゆるオーバーシュートを起こしても、オーバー
シュート中に定着ローラ対が回転しているので、早い時
間で定着ローラ対の温度を均一な温度にすることができ
る。これは加熱ローラの表面温度の立ち上がりに対する
ものであるから定着温度よりも低いプリント信号待機時
に設定されるプリント待機温度Ｈ４とする方が良い。ま
た、電源投入後直ぐにプリントする際には定着時に設定
される定着温度Ｈ２にした方が、加熱ローラの温度の立
ち上がりと同時に行う場合に、より熱効率が良い。さら
に、画像記録装置の周囲温度が比較的低い場合には加熱
ローラの温度を定着温度Ｈ２とし、その後加熱ローラの
温度がプリント待機温度Ｈ４になるまで定着ローラを回
転駆動させることにより、定着ローラ対の周囲の部材を
均一に温めることができるので電源投入直後でも安定し
た定着画像を得ることができる。 【００１０】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を, 図を用い
て説明する。図１に、本発明で使用される加熱定着装置
の構成図を示し、この加熱定着装置はカラー画像形成装
置に用いられるものである。図に従って説明すると、加
熱定着装置Ａは定着ローラ対である上ローラ１と下ロー
ラ２から構成される。上ローラ１は加熱ローラであり、
アルミ素管３の中にハロゲンランプヒータ４を内蔵し、
アルミ素管３の外側はシリコーンゴム５、その上はＰＦ
Ａチューブ６で覆われている。下ローラ２は加圧ローラ
であり、アルミ管８の外側はシリコーンゴム７に覆われ
ており、その表面にはＰＦＡコート９がなされている。
この両ローラ間１，２に未定着のカラートナー１０が転
写された転写媒体１１が通過すると永久定着される。１
２はサーミスターであり上ローラ１の表面温度を検知
し、以下に示す設定温度を認識するよう構成されてい
る。 【００１１】なお、図示しないが、下ローラ２には画像
形成装置の駆動系が連結されており、回転可能に構成さ
れ、上ローラ１が従動回転するよう構成されている。次
に本発明の特徴を図を用いて説明する。図は加熱ローラ
の温度上昇カーブを示し、Ｈ１はトナーの軟化点温度
を、Ｈ２は加熱ローラの定着に適した温度（定着温度）
を、Ｈ３は加熱ローラの回転開始時の温度であり、加熱
ローラの表面温度がトナーの軟化点温度Ｈ１以上であっ
て、且つ、定着温度Ｈ２未満の範囲に設定され、Ｈ４は
加熱ローラ回転開始温度Ｈ３よりも温度が高く、定着温
度Ｈ２よりは低い温度に設定されたプリント信号待機時
の加熱ローラの温度であり、通常は定着温度Ｈ２より少
し低めに設定されている。 【００１２】かかる従来技術（特公平１−４０３５１
号）では、加熱ローラの温度が加熱ローラ回転開始温度
Ｈ３に達した時点で加熱ローラの回転駆動が開始され、
上ローラの熱が加圧ローラに奪われるため、定着ローラ
回転開始温度Ｈ３の開始点ｔ２以降の温度が一時的に下
降しているが、実際には温度上昇の傾斜が緩やかになる
だけである。 【００１３】これに対して、本願発明の第１の実施の形
態によれば、図１に示すように加熱ローラの回転開始温
度Ｈ３に達したｔ２時間から加熱ローラの回転駆動を開
始している為、温度上昇の傾斜が緩やかになっている
が、その後、プリント信号待機温度Ｈ４のｔ３の時間ま
で加熱ローラは加熱される。この時点で加熱ローラの加
熱は停止されるが、加熱をＨ４で停止しても、温度が超
過して表面の温度はいわゆるオーバーシュートを起こ
す。但し、この時点でも加熱ローラの回転駆動が継続さ
れている為、回転により冷却されてオーバーシュートは
小さくなっている。そして、再度、プリント信号待機温
度Ｈ４のｔ３１時間まで加熱ローラの回転駆動は継続さ
れ、温度Ｈ４になったことをサーミスタが検知すると、
定着ローラ対の回転駆動を停止する。 【００１４】図２は第２の実施の形態である。これも第
１の実施の形態と同様に回転開始温度Ｈ３に達したｔ２
時間から加熱ローラの回転駆動を開始している為、温度
上昇の傾斜が緩やかになっているが、その後、定着温度
Ｈ２のｔ４時間まで加熱ローラは加熱されるのが第１の
実施の形態と異なる。このように定着温度に立ち上げる
時に、定着温度まで加熱させるのは、最初から定着温度
に立ち上げるときもあるからである（プリント信号と同
時に加熱定着装置の電源を入れた場合）。以降の処理は
第１の実施の形態と同様に定着温度Ｈ２のｔ４１時間に
なると回転駆動を停止して、プリント動作の処理に移る
ようになる。 【００１５】図３は第３の実施の形態である。これも上
述と同様に回転開始温度Ｈ３のｔ２時間において加熱ロ
ーラの回転駆動を開始し、その後、定着温度Ｈ２のｔ５
１時間で加熱を停止させる。しかし、加熱ローラの温度
がプリント信号待機温度Ｈ４のｔ５２時間になるまで、
加熱ローラの回転駆動は継続されところが異なる。この
ような構成にしたのは、画像記録装置の周囲環境温度が
比較的低い場合に、十分に加圧ローラの表面が温まらず
プリント開始後、１〜２枚目の定着性が悪くなる為であ
る。従って、加熱ローラの温度を定着温度Ｈ２とし、そ
の後加熱ローラの温度がプリント待機温度Ｈ４になるま
で定着ローラを回転駆動させることにより、定着ローラ
対の周囲の部材を均一に温めることができるので電源投
入直後でも安定した定着画像を得ることができる。 【００１６】尚、本発明においては、加熱ローラ対を加
熱ローラと加圧ローラで構成しても良く、回転駆動する
とあるが、加熱ローラ対を共に回転させてもよく特に限
定はしない。また、電源投入後に回転，加熱停止等の加
熱ローラ対の温度の設定は、加熱ローラ対の材質、厚さ
及び加熱定着装置の構成によって決定されるもので、本
願発明の選択条件はプリント状況（電源投入後直ぐにプ
リントする際）、環境（画像記録装置の周囲温度が比較
的低い場合）によって異なる。 【００１７】 【発明の効果】本発明によれば、電源投入後の加熱ロー
ラのオーバーシュートを小さくし、短時間で安定した加
熱ローラの加熱制御を提供できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の画像形成装置の概要を示す図 【図２】本発明の第１の実施の形態の熱制御を示す図で
ある。 【図３】本発明の第２の実施の形態の熱制御を示す図で
ある。 【図４】本発明の第３の実施の形態の熱制御を示す図で
ある。 【図５】従来技術の熱制御を示す図である。 【符号の説明】 Ａ：定着ローラ対 １：上ローラ（加熱ローラ） ２：下ローラ（加圧ローラ） ３：アルミ素管 ４：ハロゲンランプヒータ ５：シリコーンゴム ６：ＰＦＡチューブ ７：シリコーンゴム ８：アルミ管 ９：ＰＦＡコート １０：カラートナー １１：転写媒体 Ｈ１：トナーの軟化点温度 Ｈ２：定着に適する加熱ローラの温度（第２の温度） Ｈ３：加熱ローラの回転駆動開始温度（第１の温度） Ｈ４：プリント信号待機時の加熱ローラの温度（第２の
温度）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】回転可能な一対のローラの内、少なくとも
   １本が加熱ローラである定着ローラ対と、前記加熱ロー
   ラの表面温度を検出する温度検出手段とを設け、前記加
   熱ローラを加熱後に、前記表面温度がトナーの軟化点温
   度以上であって、且つ、定着温度未満の範囲にある第一
   の温度に達したとき前記定着ローラ対を回転開始する加
   熱定着装置において、通常の場合は、前記加熱ローラの温度がプリント信号待
   機時に設定されるプリント待機温 度に達した時に前記加
   熱ローラの加熱を停止し、該加熱ローラの加熱停止後に
   前記表面温度がプリンタ待機温度を超過して、再度、プ
   リント待機温度になった時に前記定着ローラ対の回転駆
   動を停止するよう構成し、電源投入後直ぐにプリントする場合は、前記加熱ローラ
   の温度が定着時に設定される定着 温度に達した時に前記
   加熱ローラの加熱を停止し、該加熱ローラの加熱停止後
   に前記表面温度が定着温度を超過して、再度、定着温度
   になった時に前記定着ローラ対の回転駆動を停止するよ
   う構成し、装置の周囲温度が低い場合は、前記加熱ローラの温度が
   前記定着温度に達した時に前記加 熱ローラの加熱を停止
   し、該加熱ローラの加熱停止後に前記表面温度が前記定
   着温度を超過して、再度、前記プリント待機温度になっ
   た時に前記定着ローラ対の回転駆動を停止するよう構成
   したことを特徴とする加熱定着装置。