JP3777797B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【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
【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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Country Status (3)
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