JP3698487B2

JP3698487B2 - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP3698487B2
Application number: JP14927196A
Authority: JP
Inventors: 隆木村; 武竹本; 和人岸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JPH09329984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に係り、より詳細には、記録体が加熱ローラと加圧ローラの圧接部を通過する時の振動、或いは、スキャナを停止する時の振動が、加熱ローラの発熱抵抗体に給電するための電極に与える悪影響を防止するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙やフィルムなどの上に形成したトナー画像を定着する方法としては、一般に、熱によりトナーを溶融して定着する加熱定着方式が用いられている。加熱定着方式の中でも、熱ローラ方式が熱効率が高く、安全であるなどの理由でもっとも広く使われている。この熱ローラ方式は、２つのローラを圧接させ、そのうちの少なくとも一方のローラを加熱した状態で回転させ、この２つのローラの圧接部分（ニップ部）で未定着トナーを加熱し、支持体（紙、樹脂フィルムなど）に定着させるものである。
【０００３】
ローラを加熱する方式としては、ＡｌやＳＵＳなどの金属からなるローラ内部に設けられたハロゲンランプにより加熱する輻射加熱方式と、セラミックスヒータ等の発熱抵抗体からなる熱源が、ローラの表面又は内面に形成されている、あるいは、ローラ自身が発熱抵抗体で形成されている、いわゆる、表面発熱方式とがある。特に後者の方式は、定着が行われるローラの表面を直接加熱するため、加熱効率がよく、低消費電力であることが優れている。しかしながら、表面発熱方式の場合、回転するローラ自体に熱源を有しているため、この熱源に発熱のための電力を供給する必要がある。電力供給方法としては、ローラ上に形成した電極に、導電性ブラシや板バネなどを摺動させる方法が一般的に用いられている。
【０００４】
ところが、この給電方式の場合、電極同士の接触を保持するのが難しく、給電時に接触、分離することによって、電極間で放電が発生し、これにより、電磁波が発生する。その結果、電磁波ノイズとして、他の電子機器に影響を及ぼしてしまうという問題がある。また、放電が繰り返し発生することによって、電極が劣化し、ついには破損してしまうという問題がある。
【０００５】
この解決手段として、接触状態を十分に保持する技術が、特開平５−２４１４６５号公報に記載されている。詳しくは、電極に接触しているスリーブに、可撓性の導電性部材（具体的には導電性ベルトや導電性ワイヤ）を摺接させて、この導電性部材を介して給電することにより、導電性部材がスリーブに対して、曲折して摺接する確実な接触が保たれるようにしている。そのほかにも、特開平５−２９７７５０号公報、特開平６−２４２６９６号公報、特開平６−２５０５４８号公報、特開平６−２５０５４９号公報などに開示された技術がある。しかしながら、これらに記載の技術は、すべて電極の摺動部の摩擦を減らして、電極の劣化を防止することによって、接触状態を安定に保つようにしたものである。しかしながら、経時的な接触安定性を上げても、定着ローラの急激な変動、たとえば、ローラが動き出すときなどには、ローラが振動し、それが原因で電極同士が離れてしまうという不具合が生じるにも関わらず、これら公報には、この課題に対する解決方法は何ら開示されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、表面発熱方式の場合、回転するローラ自体に熱源を有しているため、この熱源に発熱のための電力を供給する必要があり、その電力供給方式として、前述のように、ローラ上に形成した電極に、導電性ブラシや板バネなどを摺動させることが知られている。
ところが、この給電方式の場合、電極同士の接触を保持するのが難しく、給電時に接触、分離することによって、電極間で放電が発生し、これにより、電磁波が発生する。その結果、電磁波ノイズとして、他の電子機器に影響を及ぼしてしまうという問題がある。さらに、放電が繰り返し発生することによって、電極が劣化し、ついには破損してしまうという問題がある。
また、電極の摺動部の摩擦を減らして、経時的な接触安定性を上げるようにしても、定着ローラの急激な変動、たとえばローラが動き出すときになどには、ローラが振動し、それが原因で電極同士が離れてしまうという不具合が生じる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の欠点に解決するためになされたもので、定着ローラが振動することによって、電極の接触不良が発生し、それにより生じるノイズを低減し、また、電極が接触・離間するときに生じる放電によって、電極自身が破損するのを防止し、信頼性の高い定着装置を提供することを目的としてなされたものものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、発熱抵抗体を有する加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、前記加熱ローラと前記加圧ローラとの間に記録体を通過させることで、該記録体上の未定着トナー像を加熱定着する定着装置であって、前記加熱ローラの両端に前記発熱抵抗体に通電するための第１の電極と、該第１の電極と摺動して接触し、前記加熱ローラに給電するための第２の電極とを有し、前記記録体の先端、または、先端及び後端が前記加熱ローラと加圧ローラとの圧接部を通過するとき、前記第２の電極から前記第１の電極への通電を停止することを特徴とし、もって、定着部に記録紙が通過する時に生じる振動によって、電極部で生じるノイズや電極の破損を防止するようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、さらに、前記圧接部の直前に通過する記録体の有無を検知する検知手段を有し、該検知位置から前記圧接部までの距離と記録体の通過速度とから、該記録体の先端または後端が前記圧接部に到達する時間を算出することを特徴とし、
請求項３の発明は、さらに、前記第２の電極への通電をオン・オフするスイッチング手段を有し、前記検知手段の検知結果から算出した時間をもとに、前記加熱ローラを制御することを特徴とし、
もって、記録紙の先端または後端が前記圧接部を通過するときに生じる振動によって、電極部で生じるノイズや電極の破損を防止するようにしたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、像を担持する像担持体と、転写手段に記録体を供給する供給手段と、前記像担持体上の像を記録体に転写する転写手段と、発熱抵抗体を有した加熱ローラと加圧ローラとで構成され、転写された記録体を挟持搬送して像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、前記加熱ローラの両端に前記発熱抵抗体に通電するための第１の電極と、該第１の電極と摺動して接触し、前記加熱ローラに給電するための第２の電極と、前記固定電極への通電をオン・オフするスイッチング手段を有し、前記記録体が前記供給手段によって供給開始されるときに、前記スイッチング手段をオフすることで前記加熱ローラへの通電を停止することを特徴とし、もって、振動により接触不良が発生し、それによりノイズが発生するのを防止したうえに、さらに、それによる定着温度のばらつきがなく、先端部の画像から後端部の画像まで、定着性が変わらないようにしたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、原稿を光学的に読み取るスキャナと、読み取った原稿を感光体へ露光する露光手段と、記録体の表面にトナー像を担持し、圧接部で担持することで定着する、発熱抵抗体を有した加熱ローラと加圧ローラとで構成される定着手段と、を備えた画像形成装置であって、前記加熱ローラの両端に前記発熱抵抗体に通電するための第１の電極と、該第１の電極と摺動して接触し、前記加熱ローラに給電するための第２の電極とを有し、前記スキャナが停止するとき、または、始動及び停止するときに、前記第２電極から前記第１の電極への通電を停止することを特徴とし、もって、画像情報読みとり終了時、すなわち、スキャナが停止するときに生じる振動によって、電極部で生じるノイズや電極の破損を防止するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、定着装置の要部概略構成図で、図中、１は加熱ローラ、２は加圧ローラ、３は温度センサ、４は記録紙である。図２は、加熱ローラ１の一例を示す断面図で、加熱ローラ１は、基材パイプと、その表面または内面に形成された発熱抵抗体と、表面の離型層とからなる、或いは、発熱抵抗体で形成された基材パイプと表面の離型層とからなる。図２（Ａ）は、基材パイプ１ａの表面に、発熱抵抗体１ｂの層を形成し、その上にトナーとの離型性を確保するための離型層１ｃ（テフロン（Ｒ）などの離型性のよい材料で形成）を形成した例である。図２（Ｂ）は基材パイプ１ａの内面に、発熱抵抗体１ｂの層を形成し、基材パイプ１ａの表面にトナーとの離型性を確保するための離型層１ｃを形成した例である。図２（Ｃ）はパイプ自体を発熱抵抗材料１ｄで作成し、その表面に離型層１ｃを形成した例である。基材の材料としては、Ａｌ，ＳＵＳなどの金属や、ガラス、セラミックス、耐熱性樹脂などが用いられ、図２（Ａ）や図２（Ｃ）のように、発熱部が加熱ローラ表面近傍に形成されている時には、特に、ガラスや耐熱性樹脂が、熱伝導性が悪く、熱が内面に逃げないため、定着ローラの表面を効率よく加熱することができることから、優れている。基材として金属を用いる場合には、基材と発熱抵抗層との間の電気的絶縁性を確保するための絶縁層（耐熱性のある樹脂層やＳｉＯ₂層）を形成する必要がある。また、発熱抵抗体の形状は加熱領域全面、全周にわたって一様に形成してもよいし、パターン状に形成してもよい。
【００１３】
図３は、本発明による定着装置ならびにその給電方法を説明するための概略構成図で、加熱ローラ１の発熱抵抗層の両端には、発熱抵抗体に通電するための電極６が形成されており、この電極６は、定着ローラ１の回転とともに回転する。電極６の形成方法としては、導電性の材料を含有した液状の材料を塗布、乾燥させて形成する方法や、Ａｌなどの金属を蒸着などの薄膜形成法により形成する方法や、Ｎｉなどの金属を電鋳法やメッキなどにより形成する方法などがある。この電極６には、機械本体側に固定された固定電極７が接触している。
【００１４】
図４は、本発明で使用される固定電極７の例を説明するための概略構成図で、図４（Ａ）は、板バネ７が定着ローラ１の電極６に直接接している例、図４（Ｂ）は、板バネ７と電極６との接触部に、カーボンブラシなどの導電性ブラシ８を付加した例を示す。板バネ７の材料としては、リン青銅などの導電性材料が用いられる。この固定電極７は、電線ケーブルなどの通電手段９を通して電源１０と接続されている。この通電手段の途中には、通電をオン・オフするスイッチング手段１１（リレーやトランジスタ素子などの一般的に用いられるスイッチング素子が使用される）が設けられており、ＣＰＵなどからなる制御部１２からの信号により、固定電極への通電（すなわち固定電極７〜電極６〜定着ローラ１の発熱体への通電）がオン・オフされ、加熱ローラ１の加熱、非加熱状態を制御することができる。電極６は、定着ローラ１の回転に伴って、固定電極７に対して摺動する。
【００１５】
図５は、上述のごとき定着装置を用いた電子写真記録装置の全体構成を示す概略図で、図中、２０は感光体、２１は帯電チャージヤ、２２は光源Ｌ，ミラーＭ，レンズ等を含む露光装置、２３は現像器、２４は転写手段である転写チャージャ、２５は感光体２０のクリーニング装置、２６は記録紙２７をストックしておくためのカセット、２８はカセット２６から記録紙２７を転写部２４に供給するための供給ローラ、２９は排紙トレー、３０は前述の定着装置である。
【００１６】
図５において、まず、画像情報がないとき、すなわち、ＰＰＣ、レーザプリンタ、ＰＰＦなどで、印字待機状態にあるとき、定着ローラ１は、加熱する必要がないため、定着ローラ１への給電を停止した状態にある。画像情報が来たとき、すなわち、印字を開始しようとするとき、まず、定着ローラ１を加熱し、定着可能温度にまでする必要がある。そのため、スイッチング手段１１をオンして、電源１０から発熱体に通電する。
【００１７】
通常、定着ローラ１の加熱方法としては、加熱開始から、定着温度より低い、所定温度にまで加熱されるまでは、定着ローラ１の回転を停止しておき、所定温度に到達したら回転を開始する方法が採られている。所定温度に達するまでの時間が、あらかじめわかっている時は、その時間が経過した時に、回転を開始する方法でもよい。これは、はじめから回転させで加熱すると、定着ローラ１の熱が加圧ローラ２に奪われてしまい、定着ローラ１の昇温時間が回転しないで加熱したときより多くかかってしまい、印字可能になるまでの時間が長くなるのを防止するためである。また、その他の理由としては、冷えた状態で、いきなり回転を始めてしまうと、定着ローラ１と加圧ローラ２とが、定着ローラ１に一部付着したトナーの固着によってひっついた状態にあるため、定着ローラ１や加圧ローラ２の表面を損傷してしまう可能性があるためである。
【００１８】
加熱ローラ１が定着可能な温度に達すると、感光体２０上に記録画像が形成される。一方、記録紙２７は、供給ローラ２８によって転写部２４に供給され、感光体２０から記録紙２７上にトナーが転写される。その後、トナー画像が形成された記録紙２７は、定着部３０に運ばれ、トナーが加熱ローラ１と加圧ローラ２によって加熱溶融されて、記録紙２７に固着され、定着画像が得られる。記録紙２７が定着部３０に到達して、加圧ローラ１と加熱ローラ２の圧接部（ニップ部）に入るとき、記録紙２７の厚みによって加熱ローラ１と加圧ローラ２とを押し広げるような力を生じる。また、記録紙２７の後端がニップ部を出るときには、記録紙２７によって広げられていた加熱ローラ１と加圧ローラ２の間が、急に接触状態になる。これらによって、加熱ローラ１にわずかな振動が生じる。固定電極７、または、固定電極７のブラシ８、あるいは、加熱ローラ１上の電極６が、摺動によって磨耗してしまうのを防止するため、固定電極７は、加熱ローラ１の電極６にわずかな力で押しつけられている。２０万枚通紙相当の連続回転試験による磨耗評価から、磨耗が少なく、電極劣化が生じないためには、電極を押しつける力は、好ましくは２００ｇｆ以下、最適には１００ｇｆ以下である。
【００１９】
上述のように、固定電極７が可動電極６を押し付ける力は非常に小さく設計されており、そのため、わずかな振動でも瞬間的に電極６，７間が離れてしまうが、そのとき、通電状態にあると、電極間で放電が発生する。それに対し、本発明では、ニップ部に記録紙が挿入される時、または記録紙がニップ部から出るときには通電を停止するようにしており、振動により電極同士が離れても、放電が生じない。通電を停止する時間としては、ニップ部に記録紙が突入する瞬間が確実に含まれるように、ニップ部に到達する直前から、加熱ローラの振動が減少するまでとするのがよい。しかし、あまり長くなりすぎると加熱ローラが放熱によって温度低下してしまい、記録紙上のトナーが加熱ローラ側に付着する現象いわゆるオフセットが発生し、劣悪な定着画像となってしまう。そのため適度な時間が必要である。また、加熱ローラ１は、記録紙２７と接触し、さらにその下には、一般的にはシリコーンゴムなどの比較的柔らかい加圧ローラ２があるため、振動は比較的早く減少する。これらのことから、通電を停止する時間としては２秒以下、より望ましくは１秒以下に設定する。この期間内に、ニップ部への記録紙突入のタイミングが含まれるようにするのは、当然のことである。
【００２０】
また、記録紙がニップ部に到達する時間は、様々な方法で知ることができる。例えば、記録紙の給紙開始のタイミングと、あらかじめ決められている紙送りのスピード、給紙ローラとニップ部の距離から、給紙を開始してからニップ部に到達するまでの時間を算出することができる。また別の、より正確な検知方法としては、ニップ部の直前に、フォトセンサや、マイクロスイッチなどの記録紙の有無を検知する手段を設け、記録紙の先端は、記録紙がない状態からある状態に変わったとき、後端は、記録紙がある状態からない状態に変わったときにより検知し、検知位置とニップ部までの距離、記録紙の送りスピードから、記録の先端あるいは後端を検知してから、ニップ部に到達するまでの時間を知ることができる。前者の方法が、給紙ローラとニップ部の距離が長く、その間で滑りなどにより到達時間がずれる可能性があるのに対して、後者の方法は、記録紙先端検知部とニップ部との距離を短く設定できるため、より正確に知ることができる。また、その他にも記録紙の搬送経路中に設けられた、記録紙のジャムを検知するためのセンサの検知信号を用いてもよい。また、感光体上のトナー画像とタイミングを取って、記録紙を転写部に送るためのレジストローラの駆動信号などを用いて、到達時間を知ることもできる。
【００２１】
実施例１
加熱ローラとして、基材に厚さ０.５ｍｍのガラスパイプを用い、その表面に一様に、焼結により発熱抵抗体を厚さ２μｍに形成し、この発熱抵抗体の両端にＡｇを含有した樹脂を塗布し、乾燥させて発熱抵抗体に給電する電極を形成した。さらに、電極部を除く発熱抵抗体の上に、厚さ３０μｍのテフロン（Ｒ）層を形成し、この加熱ローラを定着装置にセットした。この加熱ローラに給電するための固定電極７としては、リン青銅板バネにカーボンブラシを導電性接着剤で固定したものを使用した。また、固定電極７と電源１０との間に、スイッチング手段１１としてＴＲＩＡＣ（双方向サイリスタ）を配し、制御信号を加えることで加熱（定着）ローラ１への給電をオン・オフできるようにした。一方、加熱ローラ１には加圧ローラ２が接しており、バネにより５Ｋｇｆの荷重で加熱ローラ１に押さえ付けられている。さらに、加熱ローラ１には、その一端に設けられたギヤを介してモータが接続されており、該モータにより加熱ローラ１が回転するように構成されている。また、記録紙２７がニップ部に到達する時間は、ニップ部の直前にフォントセンサを設けて、その出力信号により求めた。この定着装置を記録装置内に装置して、以下の条件で駆動し、そのときのノイズの有無を調べた。この測定には、定着装置近傍にラジオを置き、その雑音の有無を調べることで行った。比較のため、通電停止期間を設けない場合についても、同様の評価を行った。さらに、実施例での定着性をクロックメータ法で測定し、記録紙の先頭部分が定着されているかどうかを調べた。この判断は定着率７０％以上確保できているかによって判断した。
【００２２】

【００２３】
この結果、実施例では、ラジオに雑音が入らなかったのに比べ、比較例の場合には大きな雑音が発生していた。また、実施例での定着画像の定着性をクロックメータ法によって測定したところ、目標とする定着性が得られていることがわかった。
【００２４】
実施例２
加熱ローラとして、基材に厚さ０.５ｍｍのガラスパイプを用い、その表面に一様に、焼結により発熱抵抗体を厚さ２μｍに形成し、この発熱抵抗体の両端にＡｇを含有した樹脂を塗布し、乾燥させて発熱抵抗体に給電する電極を形成した。さらに電極部を除く発熱抵抗体の上に、厚さ３０μｍのテフロン（Ｒ）層を形成した。この定着ローラを定着装置にセットした。この定着ローラに給電するための固定電極７としては、リン青銅板バネにカーボンブラシを導電性接着剤で固定したものを使用した。また、固定電極７と電源１との間に、スイッチング手段１１としてＴＲＩＡＣ（双方向サイリスタ）を配し、制御信号を加えることで定着ローラ１への給電をオン・オフできるようにした。一方、加熱ローラ１には加圧ローラ２が接しており、バネにより５Ｋｇｆの荷重で加熱ローラに押さえ付けられている。さらに加熱ローラ１には、その一端に設けられたギヤを介して、モータが接続されており、該モータにより加熱ローラ１が回転するように構成されている。また、記録紙の後端がニップ部を出る時間を、ニップ部の直前に設けたフォトセンサの出力信号と、ニップ部とフォトセンサとの間の距離、記録紙の送り速度、ニップ幅から求めた。すなわち、記録紙の後端がフォトセンサ検知位置を通過するとき、その出力は記録紙ありの出力レベルから、記録紙なしの出力レベルに変化する。したがって、記録紙がフォトセンサ検知部を通過する時間は、この変化を検知することによって知ることができる。一方、記録紙がフォトセンサからニップ部を出るまでの時間は、フォトセンサとニップ部の先端の距離にニップ幅を加えた距離を、記録紙の送り速度で割り算した値である。したがって、記録紙の後端がフォトセンサを通過した時間から、ニップ部を出る時間を知ることができる。この定着装置を記録装置内に装着して、以下の条件で駆動し、そのときのノイズの有無を調べた。この測定には、定着装置近傍にラジオを置き、その雑音の有無を調べることで行った。比較のため、通電停止期間を設けない場合についても、同様の評価を行った。
【００２５】

この結果、実施例では、ラジオに雑音が入らなかったのに比べ、比較例の場合には大きな雑音が発生していた。
【００２６】
さらに、本発明において、記録紙がニップ部に挿入されるときには、加熱ローラの温度を定着設定温度より高くした。これは、前述したように、記録紙を挿入するときに電極への通電を停止すると、加熱ローラの温度が低下する。これを防止するために、通電を停止する時間を短くして、加熱ローラの表面温度が定着可能な温度以上になるように温度低下を少なくすることはもちろんであるが、それに加えて、本実施例では、通電停止時間内に低下する温度の分、そのときの加熱ローラの表面温度を高くした。それにより、記録紙がニップ部に到達したときに、通電を停止していても、定着設定温度を維持できる。これによって、印字開始時の先端部分から十分な定着温度が確保でき、良好な定着画像を得ることができる。そのときの温度は、加熱ローラが冷える速度、すなわち、加熱ローラの熱容量によって異なる。省エネルギー化を目的に、印字待機時には加熱ローラをＯＦＦするためには、定着装置の立ち上がり時間を短縮して、再印字時のユーザの待ち時間をできるだけ短くする必要があり、そのためには、加熱ローラの昇温時間、すなわち、室温から定着設定温度（通常１６０℃〜１９０℃）に昇温する時間を通常３０秒以下、好ましくは、１０秒以下に短くする必要がある。このような加熱ローラは、熱容量が小さく、冷却する速度も速く、１秒間でおよそ１０℃〜２０℃低下する。したがって、その分の温度を高くする必要がある。
【００２７】
実施例３
加熱ローラとして、基材に厚さ０．５ｍｍのガラスパイプを用い、その表面に一様に、焼結により発熱抵抗体を厚２μｍに形成し、この発熱抵抗体の両端にＡｇを含有した樹脂を塗布し、乾燥させて発熱抵抗体に給電する電極を形成した。さらに電極部を除く発熱抵抗体の上に、厚さ３０μｍのテフロン層を形成した。この定着ローラを定着装置にセットした。この定着ローラに給電するための固定電極７としては、リン青銅板バネにカーボンブラシを導電性接着剤で固定したものを使用した。また、固定電極７と電源１０との間に、スイッチング手段１１としてＴＲＩＡＣ（双方向サイリスタ）を配し、制御信号を加えることで定着ローラへの給電をオン・オフできるようにした。一方、加熱ローラ１には加圧ローラ２が接しており、該加圧ローラ２がバネにより５Ｋｇｆの荷重で加熱ローラ１に押さえ付けられている。さらに加熱ローラには、その一端に設けられたギヤを介して、モータが接続されており、該モータにより加熱ローラが回転するように構成されている。また、記録紙がニップ部に到達する時間は、ニップ部の直前にフォトセンサを設けて、その出力信号により求めた。この定着装置を記録装置内に装着して、以下の条件で駆動し、そのときのノイズの有無、定着性を調べた。ノイズは実施例１と同様の方法で、定着性は、記録紙の先頭の定着性と記録紙中央部の定着性の違いをクロックメータ法により調べた。また、通電停止時の加熱ローラの表面温度を定着設定温度より１３℃高くした。
【００２８】

この結果、定着画像の定着性を、クロックメータ法によって比較したところ、記録紙の先頭部と中央部で変わりはなく、９０％以上の定着率が得られていた。
【００２９】
加熱ローラ１が定着可能な温度に達すると、感光体２０上に記録画像が形成される。一方、記録紙２７は、供給ローラ２８によって転写部２４に供給される。以上からわかるように、供給ローラ２８が駆動して記録紙２７が供給開始されるのは、加熱ローラ１の加熱を開始した後である。供給ローラは、確実に記録紙を供給するために、表面の摩擦力は大きく、また、停止状態から急速に回転するようにしている。そのため、回転開始時には、大きな振動が生じる。この振動が同じ記録装置内に設けられた定着装置３０の電極に伝搬して、摺動中の電極が振動して電極同士が離れ、そのときに放電が発生してしまう。そのため、本発明では、記録紙２７が供給ローラ２８によって供給開始されるときには、スイッチング手段１１をＯＦＦして、定着ローラ１への通電を停止するようにした。通電をオフする時間としては、少なくとも給紙ローラ２８の動作開始時が含まれていればよい。本発明で用いられているような表面発熱ローラ１は、高速で加熱する目的で使用される。したがって、その熱容量は小さく設定されており、このため、通電を停止した後に、放熱によって冷却するのが早い。したがって、あまり長すぎると、その間に加熱ローラが冷えてしまい、再加熱に時間を要してしまうという不具合が生じる。このため、通電を再開する時間としては、記録紙が供給されてから定着部に到達するまでの時間、すなわち、供給手段と定着部との距離、記録紙の送り速度によっても異なるが、コピー速度（レーザープリンタの場合には、プリント速度）が毎分６０枚までの機械の場合には、通常、記録紙が供給された後２秒以下、最適には１秒以下で再開するのがよい。それ以上長くなると加熱ローラが冷えた状態で記録紙が定着部３０に到達してしまうことになり、定着が十分されずに、こすれなどによって記録画像が劣悪になったり、定着時に加熱ローラにトナーが付着してしまういわゆるオフセットが生じて、劣悪な記録画像となってしまったりする。
【００３０】
実施例４
加熱ローラとして、基材に厚さ０.５ｍｍのガラスパイプを用い、その表面に一様に、焼結により発熱抵抗体を厚さ２μｍに形成し、この発熱抵抗体の両端にＡｇを含有した樹脂を塗布し、乾燥させて発熱抵抗体に給電する電極を形成した。さらに電極部を除く発熱抵抗体の上に、厚さ３０μｍのテフロン（Ｒ）層を形成した。この定着ローラを定着装置にセットした。この定着ローラに給電するための固定電極７としては、リン青銅板バネ（厚さ０．３ｍｍ、幅４ｍｍ）にカーボンブラシ（厚さ３ｍｍ、幅４ｍｍ、長さ５ｍｍ）を導電性接着剤で固定したものを使用した。また、固定電極７と電源１０との間にスイッチング手段１１としてＴＲＩＡＣ（双方向サイリスタ）を配し、制御信号を加えることで定着ローラへの給電をオン・オフできるようにした。一方、定着ローラ１には加圧ローラ２が接しており、該加圧ローラ２がバネにより５Ｋｇｆの荷重で定着ローラ１に押さえ付けられている。さらに、加熱ローラ１には、その一端に設けられたギヤを介してモータが接続されており、該モータによって加熱ローラ１が回転するように構成されている。この定着装置を記録装置内に装着して、以下の条件で駆動し、そのときのノイズの有無を調べた。この測定は、定着装置近傍にラジオを置き、その雑音の有無を調べることで行った。比較のため、給紙ローラが回転を開始するときに通電した場合も、同様の評価を行った。さらに、両者の定着性をクロックメータ法で測定して比較した。
【００３１】

この結果、実施例では、ラジオに雑音が入らなかったのに比べ、比較例の場合には大きな雑音が発生していた。また、実施例での定着画像の定着性をクロックメータ法によって測定したところ、目標とする定着性が得られていることがわかった。
【００３２】
加熱ローラが定着可能な温度に達すると、感光体上への記録画像形成が開始される。電子写真複写機の場合、原稿台上の原稿を読みとるための光源（アナログ機の場合）、あるいは光源やスキャナー（デジタル機）が駆動され、読み込みが終了したときには、ホームポジションに戻って停止する。これらが駆動開始あるいは停止するのは、記録装置が記録可能になってからであり、すなわち、定着装置が定着可能あるいは記録紙が給紙されてニップ部に到達するまでに、定着温度に立ち上がると判断される時以降である。したがって、スキャナー、光源が動作開始時には、加熱ローラは、連続通電または間欠通電により、加熱されているときである。また、停止時においても、一般的には原稿の読みとり、感光体への露光が終了した直後であり、まだ定着装置は動作中である。スキャナー、光源が停止状態から動き出すときには、振動が発生する。この振動は、同じ装置内に設けられてる定着部にも伝搬し、電極の接触部に伝わる。それが原因で、電極同士の接触、離間が起こり、そのとき放電が生じる。本発明においては、スキャナーまたは、光源が動き出すときあるいは停止するときには、スイッチング手段をＯＦＦして、加熱ローラへの通電を停止するようにした。通電をオフする時間としては、少なくともスキャナーあるいは光源の動作開始時が含まれていればよいが、それらの振動が収まる時間より長い時間、すなわち、スキャナーや光源を駆動するモータが定常状態になる以降に再開するのがよい。また、本発明で用いられているような表面発熱ローラは、高速で加熱する目的で使用される。したがって、その熱容量は小さく設定されており、このため、通電を停止した後に、放熱によって冷却するのが早い。したがって、あまり長すぎると、その間に加熱ローラが冷えてしまい、再加熱に時間を要してしまうという不具合が生じる。このため、供電を再開する時間としては、通常２秒以下で再開するのがよい。それ以上長くなると加熱ローラが冷えた状態で記録紙が定着部に到達してしまうことになり、定着が十分されずに、こすれなどによって記録画像が劣悪になったり、定着時に加熱ローラにトナーが付着してしまういわゆるオフセットが生じて、劣悪な記録画像となってしまったりする。
【００３３】
実施例６
本実施例では、スキャナーと光源が動作開始時に本発明を用いた例を述べるが、それらが停止する時についても同様の効果が得られるのはもちろんである。加熱ローラとして、基材に厚さ０.５ｍｍのガラスパイプを用い、その表面に一様に、焼結により発熱抵抗体を厚さ２μｍに形成し、この発熱抵抗体の両端にＡｇを含有した樹脂を塗布し、乾燥させて発熱抵抗体に給電する電極を形成した。さらに電極部を除く発熱抵抗体の上に、厚さ３０μｍのテフロン（Ｒ）層を形成した。この定着ローラを定着装置にセッとした。この定着ローラに給電するための固定電極７としては、リン青銅板バネ（厚さ３ｍｍ、幅４ｍｍ）にカーボンブラシ（厚さ０.３ｍｍ、幅４ｍｍ、長さ５ｍｍ）を導電性接着剤で固定したものを使用した。また、固定電極７と電源１０との間にスイッチング手段１１としてＴＲＩＡＣ（双方向サイリスタ）を配し、制御信号を加えることで定着ローラ１への給電をオン・オフできるようにした。一方、定着ローラ１には加圧ローラが接しており、バネにより５Ｋｇｆの荷重で定着ローラに押さえ付けられている。さらに加熱ローラ１には、その一端に設けられたギヤを介してモータが接続されており、該モータによって加熱ローラ１が回転するように構成されている。この定着装置を記録装置内に装着して、以下の条件で駆動し、そのときのノイズの有無を調べた。この測定には、定着装置近傍にラジオを置き、その雑音の有無を調べることで行った。比較のため、スキャナーと光源が動作開始する時に通電していた場合についても、同様の評価を行った。さらに、実施例での定着性をクロックメータ法で測定し、記録紙の先頭部分が定着されているかどうかを調べた。この判断は定着率７０％以上確保できているかによって判断した。
【００３４】

この結果、実施例では、ラジオに雑音が入らなかったのに比べ、比較例の場合には大きな雑音が発生していた。
なお、以上に説明した本発明の実施例１〜６では、通電を停止した例について説明したが、通電電流を小さくしても、放電の大きさが小さくなることからそれなりの効果はある。この場合、電流値を０に近づける程、本発明と同様の効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】
ニップ部に記録紙が挿入されるときに、加熱ローラと加圧ローラとが接触・離間するために生じる振動によって、電極の接触不良が発生し、それによりノイズ発生するのを改善することができた。さらに、放電が発生しないので、放電による電極破損が発生するのを防止できた。
記録紙の給紙時に生じる振動によって、電極の接触不良が発生し、それによりノイズが発生するのを改善することができた。さらに、放電が発生しないので、放電による電極の破損が発生するのを防止できた。
画像情報読みとり終了時、すなわち、スキャナが停止するときに生じる振動によって、電極の接触不良が発生し、それによりノイズが発生するのを改善することができた。さらに、放電が発生しないので、放電の破損が発生するのを防止できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される定着装置の要部概略構成図である。
【図２】加熱ローラの例を示す要部断面図である。
【図３】本発明の定着装置ならびにその給電方法を説明するための概略構成図である。
【図４】本発明で使用される固定電極の例を示す概略構成図である。
【図５】本発明による定着装置を用いた電子写真記録装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…加熱ローラ、２…加圧ローラ、３…温度センサ、４…記録紙、６…電極、７…固定電極、８…導電性ブラシ、９…通電線、１０…電源、１１…スイッチング手段、１２…制御部、２０…感光体、２１…帯電チャージヤ、２２…露光装置、２３…現像器、２４…転写チャージャ、２５…クリーニング装置、２６…供給カセット、２７…記録紙、２８…給紙ローラ、２９…排紙トレー、３０…定着装置。

Claims

発熱抵抗体を有する加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、前記加熱ローラと前記加圧ローラとの間に記録体を通過させることで、該記録体上の未定着トナー像を加熱定着する定着装置であって、
前記加熱ローラの両端に前記発熱抵抗体に通電するための第１の電極と、
該第１の電極と摺動して接触し、前記加熱ローラに給電するための第２の電極とを有し、前記記録体の先端、または、先端及び後端が前記加熱ローラと加圧ローラとの圧接部を通過するとき、前記第２の電極から前記第１の電極への通電を停止することを特徴とする定着装置。
さらに、前記圧接部の直前に該圧接部を通過する記録体の有無を検知する検知手段を有し、
該検知手段の検知位置から前記圧接部までの距離と前記記録体の通過速度とから、該記録体の先端または後端が前記圧接部に到達する時間を算出することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
さらに、前記第２の電極への通電をオン・オフするスイッチング手段を有し、
前記検知手段の検知結果から算出した時間をもとに、前記加熱ローラを制御することを特徴とする請求項２記載の定着装置。
像を担持する像担持体と、転写手段に記録体を供給する供給手段と、前記像担持体上の像を記録体に転写する転写手段と、発熱抵抗体を有した加熱ローラと加圧ローラとで構成され、転写された記録体を挟持搬送して像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、
前記加熱ローラの両端に前記発熱抵抗体に通電するための第１の電極と、
該第１の電極と摺動して接触し、前記加熱ローラに給電するための第２の電極と、
前記固定電極への通電をオン・オフするスイッチング手段を有し、
前記記録体が前記供給手段によって供給開始されるときに、前記スイッチング手段をオフすることで前記加熱ローラへの通電を停止することを特徴とする画像形成装置。
原稿を光学的に読み取るスキャナと、読み取った原稿を感光体へ露光する露光手段と、
記録体の表面にトナー像を担持し、圧接部で担持することで定着する、発熱抵抗体を有した加熱ローラと加圧ローラとで構成される定着手段と、
を備えた画像形成装置であって、
前記加熱ローラの両端に前記発熱抵抗体に通電するための第１の電極と、
該第１の電極と摺動して接触し、前記加熱ローラに給電するための第２の電極とを有し、前記スキャナが停止するとき、または、始動及び停止するときに、前記第２電極から前記第１の電極への通電を停止することを特徴とする画像形成装置。