JP3777797B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式によって、形成されたトナー像を記録紙に定着する定着装置に関する。本発明は、特に、トナー像を加熱して定着するローラ定着装置、ベルト定着装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱ローラ定着装置においては、サーミスタ等の定着温度センサを用いて定着温度を一定に制御することが行われている。そして、複数のヒータを用いて、複数のヒータを個々にオン/オフ制御することにより定着温度の変動を少なくして、良好な定着効果と安定した定着性能を確保することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の定着装置におけるヒータのオン/オフ制御には次のような問題がある。
【0004】
複写機、プリンタ、ファクシミリのように、本発明が関わる定着装置を組み込んだ画像形成装置は、オフィス、商店等において多く使用されるが、これらの画像形成装置はオフィス等において、最も大きな電流により作動する機器の一つである。そして、画像形成装置に供給される電流の大半が定着装置のヒータで消費される。従って、定着装置のヒータのオン/オフによる大電流の供給により電源電圧が変動し、画像形成装置が設置されている室内の他の機器への電圧供給に影響を与える。即ち、定着装置のヒータのオン/オフにより、蛍光灯、発熱灯等の室内照明灯がちらついて室内環境を悪くすると言う現象が起きている。
【0005】
OA機器が充満して室内環境が悪化している今日の状況においては、このような室内灯のちらつきが解決を必要とされる問題になっている。世界的には、このような室内灯のちらつきを規則によって規制する動きがある。
【0006】
前記のような複数のヒータを定着温度センサに基づいて個別にオン/オフ制御する従来技術においては、オン/オフの動作回数が多く、ちらつきの発生頻度が高いと言う問題がある。
【0007】
従って、本発明の目的はこのような従来技術における問題を解決することにあり、画像形成装置が設置される室内における照明灯のちらつきを少なくした定着装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の本発明の目的は、
複数のヒータを有し、該複数のヒータの内に一部のヒータをオンさせて画像形成を行い、定着温度が低下したときに、全部のヒータをオンさせて、低下した温度を回復するヒータの制御が行われる定着装置において、前記一部のヒータの連続オン時間が所定時間を超えたことがタイマーにより計測されたときに、前記一部のヒータ以外の残りのヒータをオンさせて低下した温度を回復する制御を行うことを特徴とする定着装置、
によって達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
(1)定着装置
図1は本発明の実施の形態に係る定着装置の断面図である。図において、1は上ローラであり、金属パイプからなる芯金の上にシリコンゴム層を形成し、その上に表面層として、PFA(パーフルオロアルキルビニルエーテル)、或いはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の耐熱性離型性層を設けたものが用いられる。2は下ローラであり、芯金の上にシリコンゴム層が設けられたものが用いられる。上ローラ1の内部には、ハロゲンランプからなる2本のヒータH1、H2が設けられる。上下ローラ1、2は図示しないばねによって圧接しつつ矢印で示すように回転し、導入された記録紙P上のトナー像を定着する。3はクリーニングウエブWの元巻きであり、クリーニングウエブWは案内ローラ4を介して巻き取りローラ5に極めて遅い速度で巻き取られる。6、7は記録紙Pを上下ローラ1、2から分離する分離爪、8、9は定着装置から記録紙を排出する排紙ローラである。SEはサーミスタからなる定着温度センサであり、上ローラ1の表面温度を検出する。
【0010】
この定着装置の特徴は上ローラを加熱する熱源として2本のヒータH1、H2を用いた点にある。後に説明するように、ヒータH1は画像形成中の定着温度を維持するのに用いられるメインヒータであり、ヒータH2は画像形成が連続して行われた結果、定着温度が低下した場合に、必要な温度を維持する制御に使用されるサブヒータである。
【0011】
定着工程においては、上下ローラ1、2間を通過する記録紙によって奪われる熱及びローラ表面から輻射される熱を補うために、エネルギーが補給されるが、本実施の形態においては、主としてヒータH1によってこのエネルギーの補給が行われる。即ち、ヒータH1に供給される電力は、連続する定着工程において、熱の低下を補うのに必要な最小限値に設定されている。このような目的からヒータH1に供給する電力としては、800〜1000W程度が望ましい。
【0012】
ヒータH1にこのような値の電力を供給して定着を行った場合に、厚紙に対する定着或いは濃度が高くトナー量の多い画像の定着等においては、供給熱量が不足し、ヒータへのエネルギーの補給が必要になる。ヒータH2はこの補給のために用いられる。ヒータH2に供給される電力は300〜600W程度が望ましい。
【0013】
(2)定着装置におけるヒータの制御
メインヒータとして使用されるヒータH1と、サブヒータとして使用されるヒータH2への電力の供給制御は、次に説明する制御プログラムによって行われる。この電力供給制御を図3により説明する。
【0014】
図3は、図2におけるマイクロコンピュータからなる制御部CPUの制御プログラムのフローチャートである。
【0015】
画像形成スタート(S1)においては、上ローラ1の表面温度は所定の定着温度になっている。なお、画像形成スタート前の定着装置の待機中のヒータH1とH2の制御については、後に説明する。
【0016】
画像形成スタート(S1)後、トナー像を定着する上ローラ1の表面温度、即ち、定着温度を検出するセンサSEからの信号により、定着温度が所定の制御温度t1以下であるか否かが判断される(S2)。この所定値t1としてはトナー像を定着する場合の上限温度、例えば、160〜220℃に設定される。検出温度が所定値t1よりも高いときは、ヒータH1及びH2がオフされる(S3)。ヒータH1、H2のオフにより定着温度(上ローラ1の表面温度)が低下し、所定値t1以下になると、タイマーがスタートする(S4)。タイマースタートとともに、ヒータH1がオンする。なお、ステップS2においてヒータH1がオンの状態にあるときは、ステップS5はヒータH1のオンを確認するステップになる。ヒータH1のオンによって、定着温度は前記の所定値t1にほぼ近い値に維持される。そして、タイマーによるカウントが完了、即ち、タイムアップしたときに(S6)、ヒータH2がオンする。タイマーのカウント中定着は行われており、熱が消費される結果、上ローラ1の定着は低下するので、ヒータH2のオンはこの低下温度の補正を行うものとなる。その結果、2本のヒータH1及びH2による加熱で定着温度は上昇するが、この加熱過程において、定着温度が所定値t2以下か否かが判断される(S8)。所定値t2は所定値t1と同じか若しくは若干低い、例えば、t1よりも0〜15℃程度低い温度である。
【0017】
定着温度が所定値t2に達すると、前記のサブヒータH2はオフする(S11)とともに、タイマーがリセットされる(S12)。
【0018】
タイマーリセット後、ステップS2に戻って、上に説明した制御ルーチンに入る。ステップS9はヒータH1のみによる加熱で定着温度が所定値t1を超えたときに、定着温度を下げるために設けられている。
【0019】
定着工程はステップS2からステップS7、S12を経てステップS2に至る制御サイクルを通じて実行される。
【0020】
以上説明した本実施の形態の特徴は、メインヒータであるヒータH1が基本的に連続点灯され、定着温度が所定値t1を超える場合のみ、ヒータHIはオフされる。そして、補助的な制御のためのヒータH2のオンをタイマーにより設定される時間を基本に行っている点にある。このような時間制御によって、ヒータH1、H2のオン/オフの頻度を少なくすることが可能になり、室内灯のちらつきを押さえることができる。
【0021】
なお、前記の実施の形態においては、2本のヒータを用いたが、任意の複数本のヒータを用いることができることは勿論である。
【0022】
また、画像形成に入る前の制御について説明すれば、メインスイッチの投入後のウォームアップは従来と同様に、ヒータH1及びH2をともにオンして、上ローラ1の表面温度を急速に上昇させる。そして、ウォームアップ後の待機中においては、ヒータH2のオン/オフ制御により上ローラ1の表面温度を所望の定着可能な値に維持する制御が行われる。
【0023】
【発明の効果】
定着装置におけるヒータのオン/オフ制御をタイマーによる時間で行っているので、オン/オフ間隔を必要なだけ長く設定することが可能となり、画像形成装置が設置される室内の照明灯のちらつきを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る定着装置の断面図である。
【図2】図1に示す定着装置の制御回路のブロック図である。
【図3】本発明の実施例1における定着装置の制御のフロチャートである。
【符号の説明】
1 上ローラ
2 下ローラ
H1,H2 ヒータ
SE 定着温度センサ
CPU 制御部
Claims (7)
- 複数のヒータを有し、該複数のヒータの内の一部のヒータをオンさせて画像形成を行い、定着温度が低下したときに、全部のヒータをオンさせて、低下した温度を回復するヒータの制御が行われる定着装置において、前記一部のヒータの連続オン時間が所定時間を超えたことがタイマーにより計測されたときに、前記一部のヒータ以外の残りのヒータをオンさせて低下した温度を回復する制御を行うことを特徴とする定着装置。
- 定着温度を検出する定着温度センサを有し、該定着温度センサにより、定着温度が第1の所定値を超えたことが検知されたときに、前記複数のヒータの全部をオフさせる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 定着温度を検出する定着温度センサを有し、前記残りのヒータのオンによって、該定着温度センサにより定着温度が第2の所定値を超えたことが検知されたときに、前記タイマーをリセットすることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記残りのヒータのオンによって、定着温度が第2の所定値を超えたことが前記定着温度センサにより検知されたときに、前記残りのヒータをオフさせることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
- 前記残りのヒータのオフによって、定着温度が前記第1の所定値以下になったときに、前記タイマーをスタートさせることを特徴とする請求項4に記載の定着装置。
- 定着温度を検出する定着温度センサを有し、定着温度が前記第1の所定値以下になったことが検知されたときに、前記タイマーをスタートさせることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
- 前記一部のヒータが、画像形成中に定着温度をトナー像の定着に必要な温度近傍に保持するのに必要な発熱量を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の定着装置。
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