JPH01302372A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機やレーザプリンタ等の画像形成装
置に用いられる定着装置に関する。

（従来の技術） 現在、電子複写機等に用いられる定着装置は、−トロー
ラ（定着ローラ）にヒータランプ（発熱体）を内蔵し、
ヒートローラ表面の温度をサーミスタ等のセンサで検知
し、ヒータランプのオン及びオフ制御を行ない、ヒート
ローラの表面温度を一定に保っている。

ところが、上記電子複写機が連続複写を行なう場合、枚
数が増えるにつれて表面と度が下がり定着性能が低下す
る。特に４０枚／分を超える高速機であった場合、その
定着装置における定着性能の確保は困難である。

一般に定着性能は、画像形成開始時と連続運転時との２
つに分けられる。従来より、連続運転時の定着性の確保
には、上記ヒータランプのワ・ソト数を上げたり、ヒー
タランプ廻りの断熱を行なう等の対策がある。−万両像
形成開始時の定着性は、所謂ニップ幅を広げ、通過時間
を長くするか、または、加圧ローラによる圧力を上げる
等の対策がある。

しかしながら、ヒータランプのワット数の上昇は、消費
電力削減、商用電源の使用の流れに反する。また断熱の
みでは、その効果に限界がある。

さらに、ニップ幅や加圧力を大きくすることは、用紙に
しわを生じたり、加圧ローラのクリープによる異音、定
着装置全体の強度を強くするために、軽量化が困難であ
る等の欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したように、従来技術では構成が複雑になり、
加圧ローラの劣化を伴うことなく、加圧ローラの表面温
度を高めることができず、特に高速コピー時等の定着性
能が問題になる場合に、十分な定着性能を確保すること
ができないという欠点があった。

そこで本発明は、比較的簡単な構成で、加圧ローラの劣
化を伴うことなく加圧ローラの表面温度を高めることが
でき、特に、高速コピー時等の定着性能が問題になる場
合でも、十分な定着性能を確保することができる定着装
置を提供することを課題とする。

〔発明の構成） （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を達成するために、第１の発熱体を内
蔵するヒートローラと第２．）発熱体を内蔵シ、前記ヒ
ートローラに圧接し、前記ヒート。−ラとの間に用紙を
挾持する加圧ローラと、前記ヒートローラの表面温度を
検知する第１の検知手段と、前記加圧ローラの表面温度
を検知する第２の検知手段と、前記ヒートローラ及び加
圧ローラを回転駆動する駆動手段と、前記第１及び第２
の発熱体のオン及びオフ制御と前記駆動手段の回転速度
制御とを行なう制御手段と、前記第１の検出手段にて、
前記ヒートローラの表面温度が第１の設定温度より高く
なったことを検知した際、前記第１の発熱体をオンする
第１の処理手段と、前記第２の検出手段にて前記加圧ロ
ーラの表面温度が第３の設定温度より高くなったことを
検知した際、前記第２の発熱体をオフし、前記ヒートロ
ーラの表面温度が第４の設定温度より低くなったことを
検知した際、前記第２の発熱体をオンする第２の処理手
段と、前記第一の発熱体及び前記第二の発熱体それぞれ
のオン／オフに応じて、前記ヒートローラ及び前記加圧
ローラそれぞれの動作速度を制御する制御装置とを具備
したことを特徴とする定着装置を提供する。

（作用） 本発明はヒートローラ及び加圧ローラに夫々発熱体及び
表面温度を検知する検知手段を設け、ヒートローラの表
面温度が第１の設定温度より高くなった際、第１の発熱
体の発熱を停止し、ヒートローラの表面温度が第２の設
定温度より低くなった際、第１の発熱体の発熱を行なう
。さらに加圧ローラの表面温度が第３の設定温度より高
くなった際、第２の発熱体の発熱を停止し、第４の設定
温度より低くなった際、第２の発熱体の発熱を行なう。

さらに各々の発熱体の駆動及び停止に伴いヒートローラ
及び加圧ローラの回転速度を制御する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る画像形成装置として
の複写機の断面概略図である。複写機本体１（以下本体
１とする）の上面には原稿節６０が設けられており、本
体１の右側面部には、下給紙カセット部２と下給紙カセ
ット部３とが給紙部として設けられており、下給紙カセ
ット２．と下給紙カセット３１とが装管される。下給紙
カセット２１のカセットカバーは、複写用紙Ｐ１を適宜
手差し給紙するための手差し給紙台４．となっておりそ
こを手差し給紙部４という。各給紙部にて取り出された
複写用紙は、レジストローラ対１８に送られる。本体１
の左側面部には、排紙トレイ５が装着されている。

次に本体１の内部構成について説明する。本体１のほぼ
中央部には、感光体ドラム６が配設されている。この感
光体ドラム６の周囲には、帯電用帯電器７、光学系８、
現像装置９、転写用帯電器１０、剥離用帯電器１１、清
掃装置１２及び除電ランプ１３などが順次配設されてい
る。感光体ドラム６の下方には、各給紙部から供給され
た複写用紙ヲ、ペーパーストップスイッチ１７から排紙
トレイ５に導く複写用紙搬送路１６が形成されている。

複写用紙搬送路１６の周囲には、上流側からペーパース
トップスイッチ１７、レジストローラ対１８、転写用帯
電器１０、剥離用帯電器１１、定着装置１９、排紙装置
２１及び排紙トレイ５が順次配設されている。定着装置
１９は、ヒートローラ３０と加圧ローラ３１とから構成
されている。

ヒートローラ３０及び加圧ローラ３１は、複写用紙搬送
路１６の上下に設けられている。ヒートローラ３０及び
圧着ローラ３１は回転することにて複写用紙を挟持し複
写用紙上のトナー像を加熱定着しながら下流へ搬送する
。

また前述した各給紙部は、複写用紙搬送路１６の前工程
として設けられている。下給紙カセット部２は、下給紙
カセット２１に収容される複写用紙Ｐ２を複写用紙搬送
路１６へ供給する手段として以下の装置にて構成されて
いる。下給紙カセット２１に近い方から、ピックアップ
ローラ１４、給紙ローラＩＲ，及び分離ローラＩＲ２な
どである。下給紙カセット部３は、下給紙カセット３Ｉ
に収容される複写用紙Ｐ、を複写用紙搬送路１６へ供給
する手段として以下の装置にて構成されている。下給紙
カセット３１に近い方から、ピックアップローラ１５、
給紙ローラＩ　Ｒ３及び分離ローラＩ　Ｒ４などである
。手差し給紙部４は、手差し給紙台４Ｉ上に積載された
複写用紙Ｐ１を下給紙カセット部２の給紙ローラＩＲ，
及び分離ローラＩＲ２へ供給する装置であり、フィード
ローラＩＲ６などにて構成されている。

前述した光学系８は、背部をリフレクタ２５にて囲続さ
れた電光ランプ２６、ミラー２７１〜２７６及びレンズ
２８を有した構成となっている。

本体上内には、図示しない上部フレームと下部フレーム
とが一端部において支軸（図示しない）を介して枢支さ
れ、両フレームの他端部が所定の角度、例えば約３０度
に開放できるように構成されている。

上部フレームの内部は、感光体ドラム６の周囲に帯電用
帯電器７、光学系８、露光ランプ２６、現像装置９、清
掃装置１２及び除電ランプ１３などの各装置が設けられ
た構成となっている。さらに上部フレームには、原稿台
６０、下給紙カセット部２及び手差し給紙部４が取り付
けられて上部ユニットＩＡを構成している。

下部フレームは、下給紙カセット部３、転写用帯電器１
０、剥離用帯電器１１、定着装置１９、排紙装置２１及
び排紙トレイ５などの各機構が適宜の手段にて設けられ
、下部ユニットＩＢを構成している。

本体上のフロントカバーを回動させて取外した後、図示
しない筐体開閉装置を介してほぼ複写用紙搬送路１６に
沿って開閉可能に構成されている。

このような複写用紙搬送路１６に沿って開閉可能な筐体
であれば、ここに介在する各種ローラ類の交換等を容易
に行なうことができる。

上述した構成の装置における動作を以下に説明する。

感光体ドラム６は、図示しない駆動機構にて図示矢印ａ
方向に光学系８と同期して駆動される。

動作が開始すると感光体ドラム６は、帯電用帯電器７に
て一様に帯電される。次に露光ランプ２６が原稿に一様
に光を照射する。光学系９は、散乱光による原稿の投影
像を感光体ドラム６上に結像し、静電潜像を形成する。

現像装置９は、感光体ドラム６上の静電潜像をトナーに
て現像する。上述の如く形成された感光体ドラム６上の
トナー像は、転写用帯電器１０上に送られる。

一方、給紙部にて供給された複写用紙Ｐ１、Ｐ２または
Ｐ、（以下複写用紙Ｐとする）は、レジストローラ対１
８の回転により転写用帯電器１０上へ搬送される。レジ
ストローラ対１８の回転開始は、ペーパーストップスイ
ッチ１７のオンに伴ないシーケンス制御される。このシ
ーケンス制御は感光体ドラム６上のトナー像と複写用紙
Ｐとが重なり合うように同期させるものである。

転写用帯電器１０上に供給された複写用紙Ｐは、転写用
帯電器１０にて感光体ドラム６上のトナー像が転写され
る。トナー像が転写された複写用紙Ｐは、剥離用帯電器
１１にて感光体ドラム６から剥離され、定着装置１９へ
導びかれる。複写用紙Ｐは、定着装置１９にてトナー像
が溶融定着され、排紙装置２１に導びかれる。そして排
紙装置２１にて排紙トレイ５に排出される。

一方複写用紙Ｐに感光体ドラム６上のトナー像が転写さ
れた後、感光体ドラム６上に残った残留トナーは、清掃
装置１２にて清掃される。さらに除電ランプ１３にて感
光体ドラム６上の電荷の残像が消去され、次の複写動作
に備えるようになっている。

以上の一連の動作は、操作スイッチ及び適宜各部位に設
けられた検出スイッチその他の信号出力信号に応じてマ
イクロコンピュータが前述ノ如くモーターランプ及びヒ
ータ等の制御対象を一定のシーケンスで駆動することに
よって達成される。

上述した定着装置１９は、第３図に示すように構成され
ている。

図中央に示されるように定着装置１９には第１の発熱体
としてのヒータランプ３０．を内蔵するヒートローラ３
０と、第２の発熱体としてのヒータランプ３１１を内蔵
する加圧ローラ３１とが設けられている。ヒートローラ
３０及び加圧ローラ３１は夫々図に示す矢印す及びＣ方
向回転自在である。加圧ローラ３１には、ヒートローラ
３０の支軸を一定圧力で加圧するスプリングＳが設けら
れている。ヒートローラ３０には、このローラの表面温
度を検知する第１の検知手段としてサーミスタ３２Ｉが
設けられている。加圧ローラ３１には、このローラの表
面温度を検知する第２の検知手段としてす〜ミスタ３２
□が設けられている。

ヒートローラ３０の付近の温度が異常に高くなった際に
、ヒータランプ３０．及び３１．への電流供給を停止さ
せる温度ヒユーズ３３がヒートローラ３０近傍の不動部
に設けられている。ヒートローラ３０の周囲には、ヒー
トローラ３０の表面をクリーニングするクリーニングフ
ェルト３４□及び３４２と複写用紙をヒートローラ３０
から剥がす剥離爪３５とが設けられている。剥離爪３５
には、剥離爪３５にて剥がされた複写用紙の搬送を検知
するスイッチ３６が設けられている。加圧ローラ３１の
周囲には、加圧ローラ３１の表面をクリーニングするフ
ェルトローラ３７が設けられている。フェルトローラ３
７には、シリコンオイルが塗布されている。また、ヒー
タランプ３０１のワット数は、ヒータランプ３１．のワ
ット数より大きなものとなっている。

上述した装置の制御系統を第１図にて説明する。第１図
は、制御回路を示すものである。主制御部４０は複写機
全体を制御するものであり、例えばマイクロプロッサ等
にて構成されている。

主制御部４０の入力端子Ｘ１及びＸ２には、温度検知回
路４１及び４２の出力端子が接続されている。主制御部
４０の出力端子Ｙ１、Ｙ２及びＹ３は、モータ駆動回路
４３の第１の入力端子、ノア回路４４．の第１の入力端
子ノア回路４４□の第２の入力端子及びオア回路４５の
第１の入力端子と夫々−接続されている。

温度検知回路４１は、ヒートローラ３０の表面温度を検
知し、温度検知回路４２は、加圧ローラ３１の表面温度
を検知する回路である。モータ駆動回路４３は、温度検
知回路４１及び４２の検知信号に応じて、ヒートローラ
３０及び加圧ローラ３１を回転するためのモ４−夕４６
を駆動する。

ノア回路４４．．４４□及びオア回路４５＋、４５□、
４５．は、温度検知回路４１及び４２の検知信号に対応
した信号を出力する。

温度検知回路４１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ，とコンパレータ４
１ａ及び４１ｂとによって構成されており電源Ｄ１にて
動作する。温度検知回路４１の出力端子は、ソリッドス
テートリレー（以下ＳＳＲとする）４７、ノア回路４４
１の第２の入力端子及び主制御部４０の入力端子Ｘｌと
接続されている。温度検知回路４１は、サーミスタ３２
．の抵抗値変化にてヒートローラ３０の表面温度を検知
し、この検知温度に応じて、Ｓ　Ｓ　Ｒ４７を駆動する
。５ＳＲ４７は、ヒータランプ３０．のオンとオフとを
制御するもので電源Ｄ２が用いられる。

温度検知回路４２は、コンパレータ４２ａの抵抗Ｒ１１
〜ＲＩ６とによって構成されており、電源Ｄ２にて動作
する。温度検知回路４２の出力端子は主制御部４０の入
力端子Ｘ２、ノア回路４４□の第２の入力端子及びオア
回路４５２の第２の入力端子に夫々接続されている。温
度検知回路４２は、サーミスタ３２□の抵抗値変化にて
加圧ローラ３１の表面温度を検知し、この検知温度に応
じた検知信号を出力する。

ノア回路４４．の出力端子は、オア回路４５１の第１の
入力端子に接続されており、ノア回路４４２の出力端子
は、オア回路４５．の第２の入力端子に接続されている
。オア回路４５□の出力端子は、オア回路４５．の第２
の入力端子に接続されている。オア回路４５．の出力端
子は、モータ駆動回路４５．の第２の入力端子に接続さ
れている。モータ駆動回路４３の第３の入力端子には、
回転速度検知センサ４６１の出力端子が接続されている
。モータ駆動回路４３の出力側には、モータ４６が接続
されている。

オア回路４５２の出力端子は、電源Ｄ３を用いた駆動回
路４８に接続されている。駆動回路４８は、抵抗Ｒ２，
、Ｒ２２及びコンパレータ４８ａにて構成されている。

駆動回路４８の出力端子は、電源Ｄ４を用いた５ＳＲ４
９に接続されている。５ＳＲ４７及び５ＳＲ４９は、夫
々ヒータランプ３０．及び３１１に電気的に直列接続さ
れている。また前述した温度ヒユーズ３３と交流電源５
０とは、電気的に直列接続されている。各々直列接続さ
れている５ＳＲ４７及びヒータランプ３０１と５ＳＲ４
９及びヒータランプ３１．とは、温度ヒユーズ３３及び
交流電源５０に電気的に並列接続されている。

主制御部４０は、温度検知回路４１及び４２からの検知
信号にてウオーミングアツプの終了を判断する。

モータ駆動回路４３の第１の入力端子には、主制御部４
０の出力端子Ｘ１から基準速度信号が供給される。モー
タ駆動回路４３は、この基準速度信号とモータ４５の近
傍に設けられた回転速度検知センサ４６１からの検知信
号（回転速度に比例した周波数の信号）とにより、モー
タ４６の回転速度を制御する。

またモータ駆動回路４３の第２の入力端子には、主制御
部４０にて出力されるモータオン信号と温度検知回路４
１及び４２にて出力される検知信号としてのモータオン
信号とが、ノア回路４４１．４４２及びオア回路４５１
．４５３にて変換、供給される。

主制御部４０からのモータオン信号は、ウオームアツプ
時或いはコピー時に「ＬＯＷ」レベルとなり、待機時は
ｒＨＩＧＨＪレベルとなる。モータ駆動回路４３は、ウ
オームアツプ時或いはコピー時に、主制御部４０からの
モータオン信号（「ＬＯＷ」レベル）に応じてモータ４
６を回転駆動する。

続いてヒートローラ３０及び加圧ローラ３１の温度変化
に対する制御回路の動作について説明する。

まずヒートローラ３０の温度変化に対する制御回路の動
作を説明する。ヒートローラ３０が加熱される前は、ヒ
ートローラ３０の表面温度が低く、温度検知回路４１に
おけるサーミスタ３２＋の抵抗値は大きくなる。このた
め抵抗Ｒ８及びす−ミスタ３２．で分圧される電圧Ｖｔ
ｌは、抵抗Ｒ２、Ｒ３にて作成される基準電圧Ｖｒｌよ
りも大きい（Ｖｔｌ＞Ｖｒｉ）。よってコンパレータ４
１ａの出力はｒＬＯＷＪレベルとなり、コンパレータ４
１ｂの出力もｒＬＯＷＪレベルとなり５ＳＲ４７が導通
状態となる。５ＳＲ４７が導通状態となり、交流電源５
０の電圧がヒータランプ３０□に印加され、ヒータラン
プ３０．が点灯（オン）される。コンパレータ４１ａの
出力が「ＬＯＷ」レベルであるため基準電圧Ｖｒｌの値
は、抵抗Ｒ２、Ｒ５及びＲ６で決定される値Ｖｒｌ（Ｌ
）となる。

ヒートローラ３０の表面の温度が上昇すると、サーミス
タ３２、の抵抗値及び電圧Ｖｔｌの値が小さくなる。電
圧Ｖｔｌが基準電圧Ｖｒｌよりも小さく　　（ｖｔ　１
＜ｖｒ　１　（Ｌ））なったとき、コンパレータ４１ａ
の出力はｒＬＯＷＪレベルからｒＨＩＧＨＪレベルへ反
転し、コンパレータ４１ａの出力もｒＬＯＷＪレベルか
らｒＨＩＧＨＪレベルへ反転する。

コンパレータ４１ａの出力が「ＨＩＧＨＪレベルである
ときの電圧Ｖｒｌの値は、抵抗Ｒ２、Ｒ，、Ｒ６及びＲ
７にて決定される値Ｖｒｌ（Ｈ）となり、Ｖ　ｒ　１　
（Ｈ）　＞ｖ　ｒ　１　（Ｌ）という関係を持つ。従っ
てヒータランプ３０□が消灯（オフ）状態となり、ヒー
トローラ３０の表面温度が低下すると、サーミスタ３２
．の抵抗値が大きくなり、電圧Ｖｔｌの値が再び大きく
なる。そして［ｖｔｌ＞Ｖｒｌ（Ｈ）Ｊとなったときに
再びヒータランプ３０、が点灯（オン）する。

本実施例では、ｖｒｌ（Ｈ）が約１９５℃（第２の設定
温度）に、Ｖｒｌ（Ｌ）が約２０５℃（第１の設定温度
）に夫々設定されているので、ヒートローラ３０の表面
温度は、約１９５℃〜２０５℃に制御される。

次に加圧ローラ３１の温度変化に対する制御回路の動作
を説明する。加圧ローラ３１の表面温度が低いとき、温
度検知回路４２におけるサーミスタ３２２は、抵抗値が
大きい。このため電圧Ｖｔ２が基準電圧Ｖｒ２より大き
くなり、コンパレータ４２ａの出力はｒＬＯＷＪレベル
となる。電圧Ｖｔ２は、抵抗Ｒ１，及びサーミスタ３２
２１こて分圧される電圧であり、基準電圧Ｖｒ２は、抵
抗Ｒ＋２及びＲ１３にて作成される電圧である。

コンパレータ４２ａの出力がｒＬＯＷＪレベルであるの
で基準電圧Ｖｒ２（Ｌ）は、抵抗Ｒ１□、Ｒ０３及びＲ
１６にて決定される。

加圧ローラ３１の表面温度が上昇するとサーミスタ３３
の抵抗値が小さくなる。これに伴な０電圧Ｖｔ２の値も
小さくなり基準電圧Ｖｒ２（Ｌ）より小さくなると、コ
ンパレータ４２ａの出力ＣよｒＬＯＷＪレベルからｒＨ
ＩＧＨＪレベルへ反転する。コンパレータ４２ａの出力
が「ＨＩ　ＧＨＪレベルであるとき、基準電圧Ｖｒ２（
Ｈ）は、抵抗Ｒ，２、Ｒ，、、Ｒ，６及びＲ１□にて決
定される。

つまり、待機時にヒートローラ３０及び加圧ローラ３１
の回転が停止状態となり、加圧ローラ３１の表面温度が
下降すると、サーミスタ３２□の抵抗値が大きくなり、
電圧Ｖｔ２の値が再び大きくなる。そしてｒＶｔ２＞Ｖ
ｒ２　（Ｈ）Ｊとなると、再びモータ４６を回転する制
御を行なう。

本実施例では、Ｖｒ２（Ｈ）は約１４０°Ｃに、Ｖｒ２
（Ｌ）は約１６０℃に設定されている。これにて、加圧
ローラ３１の表面温度は、約１４０℃〜１６０℃に制御
される。

このように、加圧ローラ３１の温度設定範囲を約１４０
℃〜１６０℃設定したのは実用上適していると考えられ
るからである。加圧ローラ３１の上限温度を１８０℃程
度まで上昇させると、トナーの加熱溶融が生じる。特に
両面コピー時に、加圧ローラ３１の汚れやオフセ・ソト
等の問題が生じるので、実用上は約１７０℃が限界であ
る。

また定着速度は約５００ｍｍ／ｓｅｅであり、この速度
を遅くするにしたがい、設定温度の下限を広く取ること
ができる。本実施例における加圧ローラ３１の表面温度
の下限は約１００°Ｃとなる。

コンパレータ４１ａから出力される信号は、ヒートロー
ラ３０の表面温度が２０５℃（第１の設定温度）以上と
なった場合にｌ”ＨＩＧＨＪレベルとなり、１９５℃（
第２の設定温度）以下となった場合にｒＬＯＷＪレベル
となる。

コンパレータ４２ａから出力される信号は、加圧ローラ
３１の表面温度が１６０℃（第３の設定温度）以上とな
った場合にｒＩ（ＩＧＨＪレベルとなり、１４０℃（第
４の設定温度）以下となった場合にｒＬＯＷＪ　レベル
となる。

ここで、コピー動作時とコピー動作時点外とにおける加
圧ローラ３１の表面温度の制御動作について説明する。

前述したように、オア回路４５２の第１の入力端子には
、主制御部４０の出力端子Ｙ２からコピー動作信号が供
給される。オア回路４５２の第２の入力端子には、温度
検知回路４２におけるコンパレータ４２ａの出力信号が
供給される。コピー動作時点外においてオア回路４５□
は、「ＬＯＷ」レベルのコピー動作信号が供給されるの
で、コンパレータ４２ａの出力信号がｒＬＯＷＪレベル
のときｒＬＯＷＪレベルの信号を出力し、コンパレータ
４２ａの出力信号がｒＨＩＧＨＪレベルのとき「ＨＩＧ
ＨＪレベルの信号を出力する。コピー動作時においてオ
ア回路４５□は［ＨＩＧＩレベルのコピー動作信号が供
給されるので、常にｒＨＩＧＨＪレベルの信号を出力す
る。換言すれば、コピー動作時点外は、コンパレータ４
２ａからの信号がそのまま駆動回路４８に供給され、コ
ピー動作時には、常に駆動回路４８にｒＨＩ　ＧＨＪレ
ベルの信号が供給されるということである。さらに駆動
回路４８は、オア回路４５２の出力信号に応じて５ＳＲ
４９を駆動する。５ＳＲ４９は、ヒータランプ３１１の
オン−オフを制御する。

次に■ヒートローラ３０の表面温度≦１９５℃且つ加圧
ローラ３１の表面温度≦１４０℃の場合、■ヒートロー
ラ３０の表面温度≦１９５℃且つ加圧ローラ３１の表面
温度≧１６０℃の場合、■ヒートローラ３０の表面温度
≧２０５℃且つ加圧ローラ３１の表面温度≦１４０℃の
場合、■ヒートローラ３０の表面温度≧２０５℃且つ加
圧ローラ３１の表面温度≧１６０℃以上の場合の４通り
の場合における本実施例の制御回路の動作を説明する。

初めにこれらの制御を簡単に説明する。■の場合ヒータ
ランプ３０．及びヒータランプ３１１はいずれも点灯（
オン）され、ヒートローラ３０及び加圧ローラ３１を通
常速度で回転駆動される。

そして定着不良を防止するためコピー動作は禁止される
。

■の場合、ヒータランプ３０１は点灯（オン）され、ヒ
ータランプ３１１は、消灯（オフ）される。ヒートロー
ラ３０及び加圧ローラ３１は、通常速度にて回転駆動さ
れる。これは、ヒートローラ３１の温度低下を防止する
為と加圧ローラ３１の表面劣化を防止する為である。こ
の場合も定着不良を防止するため、コピー動作は禁止さ
れる。

■の場合、ヒータランプ３０Ｉは消灯（オフ）され、ヒ
ータランプ３１１は点灯（オン）される。

ヒートローラ３０及び加圧ローラ３１は、コピー動作時
点外で低速（例えば通常速度の半分）で回転駆動される
。これは、加圧ローラ３１の表面劣化を考えなくても良
い温度であるため騒音の低減のために低速回転される。

この場合、ヒートローラ３０の表面温度が定着可能温度
域にある為、コピー動作可能となる。

■の場合、ヒータランプ３０１及びヒータランプ３１、
は、いずれも消灯（オフ）される。ヒートローラ３０及
び加圧ローラ３１は、コピー動作以外で、回転駆動され
ない。またこの場合、コピー動作は可能となる。

以下、各場合に応じて詳細に説明する。

まず、■の場合について説明する。ヒートローラ３０及
び加圧ローラ３１が共に十分加熱されていない状態にお
いては、サーミスタ３２１及び３２□の抵抗値が大きく
なっている。温度検知回路４１において、抵抗Ｒ１及び
サーミスタ３２゜にて分圧される電圧Ｖｔｌは、抵抗Ｒ
２及びＲ１にて作成される基準電圧Ｖｒｌ（Ｈ）よりも
大きい（Ｖｔ　１＞Ｖｒ　１　（Ｈ））ので、コンパレ
ータ４１ａの出力信号は、ｒＬＯＷＪ　レベルとなり、
コンパレータ４１ｂの出力信号もｒｌ、ＯＷＪレベルと
なる。コンパレータ４１ｂのｒＬＯＷＪ　レベルの出力
信号が５ＳＲ４７に供給される。そして５ＳＲ４７は導
通状態となり、交流電源５０の電圧がヒータランプ３０
＋に印加されて、ヒータランプ３０、が点灯（オン）さ
れる。

温度検知回路４２において、抵抗Ｒ１１及びサーミスタ
３２□にて分圧される電圧Ｖｔ２は、抵抗Ｒ１２及びＲ
１３にて作成される基準電圧Ｖｔ２　（Ｈ）　ヨりも大
きい（Ｖｔ２＞Ｖｔ２　（Ｈ））。

よってコンパレータ４２ａの出力信号は、「ＬＯＷ」レ
ベルとなり、オア回路４５□に供給される。

ここでコピー動作時以外において、主制御部４０からｒ
ＬＯＷＪレベルの信号が供給されるオア回路４５゜は、
ｒＬＯＷＪレベルの信号を出力する。

そしてそのｒＬＯＷＪレベルの信号は、駆動回路４８に
供給されるのでコンパレータ４２ｂも［ＬＯＷＪレベル
の信号を出力する。駆動回路４８にてｒＬＯＷＪレベル
の出力信号が５ＳＲ４９に供給されると、５ＳＲ４９は
導通状態になる。これにて交流電源５０の電圧がヒータ
ランプ３１．に印加され、ヒータランプ３１．が点灯（
オン）される。

また、主制御部４０の出力端子Ｙ、からモータ駆動回路
４３へ、基準速度信号を供給する。この場合は、通常速
度の信号を供給する。主制御部４０の入力端子Ｘ１及び
Ｘ２に供給される信号にてモータ駆動回路４３へ供給す
る基準速度信号を決定する。同時に主制御部４０の出力
端子Ｙ２からオア回路４３、ノア回路４４、及び４４２
夫々の第１の入力端子へ「ＬＯＷ」レベルのコピー動作
信号が供給される。これは前述した通りである。

ノア回路４４１の第２の入力端子には、温度検知回路４
１におけるコンパレータ４１ａの出力端子からｒＬＯＷ
Ｊレベルの出力信号が供給される。

ノア回路４４□の第２の入力端子には、温度検知回路４
２におけるコンパレータ４２ａの出力端子からｒＬＯＷ
Ｊレベルの出力信号が供給される。

これにてノア回路４４　ｌ及び４４の出力端子からはい
ずれもｒＨＩＧＨＪレベルの信号が出力され、オア回路
４５．の第１及び第２の入力端子に供給される。オア回
路４５．の出力端子からオア回路４５３の第２の入力端
子へｒＨＩ　ＧＨＪレベルの出力信号が供給される。オ
ア回路４５３はｒＨＩＧＨＪレベルの出力信号をモータ
駆動回路４３へ供給する。オア回路４５．からモータ駆
動回路４３へｒＨＩ　ＧＨＪレベルの信号が供給される
とモータ駆動回路４３はオンしてモータ４６を通常の速
度で回転駆動する。

上述したように、コピー動作時以外では、制御回路にて
ヒータランプ３０．及び３１１が点灯されるとともに、
ヒートローラ３０及び加圧ローラ３１が通常の速度で回
転される。

コピー動作時の制御回路の動作については後にまとめて
説明をするが、ヒートローラ３０の表面温度が１９５℃
以下になった場合はコピー禁止になるので、コピー動作
時についての動作はない。

続いて■の場合について説明する。ヒートローラ３０が
十分加熱されておらず、加圧ローラ３１が十分に加熱さ
れた状態においては、サーミスタ３２１の抵抗値が大き
く且つサーミスタ３２２の抵抗値が小さくなっている。

温度検知回路４１においては、■の場合について説明し
た動作と同様になり、コンパレータ４１ａ及び４１ｂの
出力信号は共にｒＬＯＷＪレベルとなる。コンパレータ
４１ｂのｒＬＯＷＪ　レベルの出力信号が５ＳＲ４７に
供給されると、５ｓＲ４７は導通状態となり、交流電源
５ｏの電圧がヒータランプ３０１に印加されて、ヒータ
ランプ３０、が点灯（オン）される。

温度検知回路４２において抵抗Ｒ１１及びサーミスタ３
２２にて分圧される電圧Ｖｔ２は、抵抗Ｒ１２及びＲ１
３にて作成される基準電圧Ｖｒ２（Ｌ）　、Ｊｌ、りも
小さい（Ｖｔ２＜Ｖｔ２　（Ｌ））。

よってコンパレータ４２ａの出力は、ｒＬＯＷＪレベル
からｒＨＩ　ＧＨＪレベルへ反転する。コピー動作詩以
外において、コンパレータ４２ａのｒＨＩ　ＧＨＪレベ
ルの出力信号がオア回路４５□に供給されると、オア回
路４５２は、常にｒＨＩＧＨＪレベルの信号を出力し駆
動回路４８に供給する。「ＨＩＧＨＪレベルの信号を供
給された駆動回路４８において、コンパレータ４８ａも
ｌ［ＩＧＨＪレベルの信号を出力する。駆動回路４８か
らｒＨＩＧＨＪレベルの信号が５ＳＲ４９に供給される
と、５ＳＲ４９が非導通状態となって、交流電源５０の
電圧がヒータランプ３１１に印加されなくなり、ヒータ
ランプ３１．が消灯される。

上述した状態において主制御部４０は、モータ駆動回路
４３に対し通常速度を設定する基準速度信号を供給する
。同時にノア回路４４．．４４２及びオア回路４５．に
対し、ｒＬＯＷＪレベルの信号を供給する。

ｒＬＯＷＪレベルの信号とｒＬＯＷＪレベルの信号とが
入力されたノア回路４４１はｒＨＩ　ＧＨ」レベルの信
号を出力しオア回路４５１に供給する。ｒＬＯＷＪレベ
ルの信号とｒＨＩＧＨＪレベルの信号とが入力されたノ
ア回路４４□は、ｒＬＯＷＪレベルの信号を出力しオア
回路４５１に供給する。ｒＬＯＷＪレベルの信号とｒＨ
Ｉ　ＧＨ」レベルの信号とが入力されたオア回路４５　
ｌは、「Ｈ，ＩＧＨＪレベルの信号を出力し、オア回路
４５３に供給する。ｒＬＯＷＪレベルの信号と１−ＨＩ
ＧＨＪレベルの信号とが入力されたオア回路４５．は、
ｒＨＩＧＨＪレベルの信号を出力しモータ駆動回路４３
に供給する。これにて、モータ駆動回路４３はオンして
モータ４６を通常の速度で回転駆動する。

上述したように■の場合においては、制御回路にてヒー
タランプ３０１が点灯され、ヒータランプ３１．は消灯
される。さらにヒートローラ３０及び加圧ローラ３１が
通常の速度で回転される。

また、この場合についてもコピー禁止になるのでコピー
動作はない。

次に■の場合について説明する。ヒートローラ３０が十
分加熱されていて、加圧ローラ３１が十分に加熱されて
いない状態においては、サーミスタ３２．の抵抗値が小
さく且つサーミスタ３２２の抵抗値が大きくなっている
。

温度検知回路４１において、抵抗Ｒ１及びサーミスタ３
２．にて分圧される電圧ｖｔ１は、抵抗Ｒ２及びＲ３に
て作成される基準電圧Ｖｒｌ（Ｌ）　よりも小さい（Ｖ
ｔ　１＜Ｖｒｌ　（Ｌ））とき、コンパレータ４１ａの
出力はｌ”ＬＯＷＪレベルからｒＨＩ　ＧＨＪレベルへ
反転し、コンパレータ４１ｂの出力も「ＬＯＷ」レベル
から「ＨＩＧＨ」レベルへ反転する。コンパレータ４１
ｂのｒＨＩＧＨＪレベルの出力信号が５ＳＲ４７に供給
されると、５ＳＲ４７が非導通状態となって、交流電源
５０の電圧がヒータランプ３０．に印加されなくなり、
ヒータランプ３０．が消灯（オフ）される。

ｌＲ度検知回路４２においては、■の場合について説明
した動作と同様に、コンパレータ４２ａがｒＬＯＷＪレ
ベルの信号を出力しオア回路４５２に供給される。ここ
でコピー動作時点外において、主制御部４０からｒＬＯ
ＷＪレベルの信号が供給されるオア回路４５２は、「Ｌ
ＯＷＪレベルの信号を出力し、駆動回路４８に供給され
るのでコンパレータ４２ｂも「ＬＯＷ」レベルの信号を
出力する。駆動回路４８にてｒＬＯＷＪレベルの信号が
５ＳＲ４９に供給されると、前述した如くヒータランプ
３１．が点灯（オン）される。

このような状態において主制御部４０は、コピー動作時
でなければモータ駆動回路４３に対し、低速回転（例え
ば通常の半分）を設定するための基準速度信号を供給す
る。同時にノア回路４４．．４４２及びオア回路４５．
に対しｒＬＯＷＪレベルの信号を供給する。

ｒＬＯＷＪレベルの信号とｒＨＩＧＨＪレベルの信号と
が入力されたノア回路４４．は、［ＬＯＷＪレベルの信
号を出力しオア回路４５１に供給する。ｒＬＯＷＪレベ
ルの信号とｒＬＯＷＪレベルの信号とが入力されたノア
回路４４２は［ＨＩＧＨＪレベルの信号を出力しオア回
路４５．に供給する。ｒＬＯＷＪレベルの信号とｒＨＩ
ＧＨＪレベルの信号とが入力されたオア回路４５．は、
ｒＨＩ　ＧＨＪレベルの信号を出力しオア回路４５、に
供給する。ｒＬＯＷＪレベルの信号とｒＨＩＧＨＪレベ
ルの信号とが入力されたオア回路４５ｉｉ、ｔ、ｒＨＩ
ＧＨＪレベルの信号を出力しモータ駆動回路４３に供給
する。これにて、モータ駆動回路４３は、オンしてモー
タ４６を例えば通常の半分の速度で回転駆動させる。

上述したように■の場合においては、コピー動作時以外
に制御回路にてヒータランプ３０１が消灯されヒータラ
ンプ３１、は点灯される。さらにヒートローラ３０及び
加圧ローラ３１が通常の半分の速度で回転される。

またこの場合においてはコピー可能になる。

コピー動作時における制御回路の動作は■の場合におけ
る動作と併わせで説明する。

最後に、■の場合について説明する。ヒートローラ３０
及び加圧ローラ３１が共に十分加熱されている状態にお
いては、サーミスタ３２１及び３２２の抵抗値がいずれ
も小さくなっている。

温度検知回路４１においてはコピー動作時以外において
■の場合について説明した動作と同様に、コンパレータ
４１ａがｒＨＩＧＨＪレベルの信号を出力し、ヒータラ
ンプ３０．が消灯（オフ）される。

温度検知回路４２においては、コピー動作時以外におい
て■の場合について説明した動作と同様に、コンパレー
タ４２ａが「ＨＩ　Ｇ　ＨＪレベルの信号を出力しヒー
タランプ３１１が消灯（オフ）される。

上述した状態において、主制御部４０は、モータ駆動回
路４３に対し、通常速度を設定する基準速度信号を供給
する。同時にノア回路４４．．４４□及びオア回路４５
３に対し、「ＬＯＷ」レベルの信号を供給する。

ｒＬＯＷＪ　レベルの信号とｒＨＩ　ＧＨＪレベルの信
号とが入力されたノア回路４４　Ｉ及び４４２は、ｒＬ
ＯＷＪレベルの信号を出力し、いずれもオア回路４５１
に供給する。「ＬＯＷ」レベルの信号とｌ”ＬＯＷＪレ
ベルの信号とが入力されたオア回路４５．は、「ＬＯＷ
」レベルの信号を出力し、オア回路４５．に供給する。

［ＬＯＷＪ　レベルの信号と「ＬＯＷ」レベルの信号と
が入力されたオア回路４５．は、ｒＬＯＷＪレベルの信
号を出力しモータ駆動回路４３に供給する。これにてモ
ータ駆動回路４３は、オフしてモータ４６を回転駆動し
ない。

上述したように■の場合においては、コピー動作時以外
で、制御回路にてヒータランプ３０゜及び３１．が消灯
される。またヒートローラ３０及び加圧ローラ３１も回
転しない。

■の場合は、■の場合と同様にコピー可能になる。コピ
ー動作時におけ仝制御回路の動作は、■及び■の場合い
ずれも主要部が同じくなるので、以下に併わせで説明す
る。

コピー動作が開始すると、主制御部４０の出力端子Ｙ、
　、Ｙ、及びＹ３から各々信号が出力される。出力端子
Ｙ１からは、通常の速度の基準速度信号がモータ駆動回
路４３に供給される。出力端子Ｙ２からは、ノア回路４
４．．４４□及びオア回路４５１にｒＨＩＧＨＪレベル
の信号が供給される。出力端子Ｙ、からは、オア回路４
５□にｒＨＩ　ＧＨＪレベルの信号か供給される。

上述した状態において、ヒータランプ３０゜は点灯し、
ヒータランプ３１１は消灯する。さらにモータ駆動回路
４３は、モータ４６を通常の速度で回転駆動する。これ
にてヒートローラ３０及び加圧ローラ３１は通常の速度
で回転する。

次に本実施例における画像濃度と複写用紙へのトナーの
定着率の実験結果を第４図を用いて説明する。

この時の実験装置は、光学濃度測定器と、不定者トナー
掻き落とし器とである。

実験方法は、まず目的の画像濃度にて複写された複写用
紙の濃度測定部を決め、そこの画像濃度ＴＮを光学濃度
測定器にてｉｌｌ定する。次にこの複写用紙の濃度測定
部から不定者トナー掻き落とし器にて不定着トナーを掻
き落とす。最後に再び濃度Ａｐｊ定部の画像濃度ＴＫを
光学濃度測定器にて７１１１１定する。そしで 定着率−（ＴＫ　／ＴＮ　）Ｘ１００ として定着率を求めたものである。

本実験条件は、気温２４℃、ヒートローラ３０と加圧ロ
ーラ３１との挾持部における圧力８４ｋｇ、定着測定３
７６ｍｍ／ｓｅｅで行なわれたものである。

第４図のグラフの各パラメータは、複写動作に伴う定着
枚数毎に、以下の如く設定されている。

ム・・・１〜５枚、・・・・３６〜４０枚。

■・・・７６〜８０枚、Δ・・・１１６〜１２０枚。

Ｏ・・・１５６〜１６０枚、 口・・・１９６〜２００枚 参考までに、従来技術による実験結果を第５図及び第６
図に示す。

第５図は、ヒートローラにのみヒータランプが設けられ
、ヒートローラの表面温度のみ制御をする装置に関する
グラフである。第６図は、ヒートローラにのみヒータラ
ンプが設けられ、ヒートローラと加圧ローラとの表面温
度を夫々制御する装置に関するグラフである。これらの
装置を用いた実験条件は、上述した本実施例の装置を用
いた実験条件と同一である。また、第５図及び第６図に
示す各パラメータは、以下の如く設定されている。

ム・・・１〜５枚、・・・・５０〜９０枚。

■・・・１００〜１４０枚。

△・・・１５０〜１９０枚 これら３つのグラフを見ると分かるように、本実施例の
定着率は定着枚数や画像濃度に関係なく高いレベルで安
定している。言いかえれば、第４図乃至第６図を見比べ
ることにて、本実施例における定着装置１９の高い定着
性能が確認される。

上述したように、ヒートローラと加圧ローラとの各々に
ヒータランプを内蔵するとともに、両ローラの接触回転
の組合わせにより、最大の定着性が得られるように、両
ローラの表面温度を制御し、同時に最大限の熱量をプレ
スローラに持たせ、コピー時の熱量の発散を防ぐように
したものである。

このような比較的簡単な構成で、プレスローラの劣化を
伴うことなく、プレスローラの表面温度を高めることが
可能となった。このため、高速コピー時等の定着性能が
問題になる場合でも、十分な定着性能を確保することが
できる。

また、プレスローラ等の円筒状の物体を内部から加熱し
た場合は、必ず表面と内部の間に温度勾配が生じる。特
に、熱伝導率の悪い材料を使用すると、この傾向は激し
くなる。実験により、内部から加熱した場合の表面温度
とゴム及び芯金接合部との１ｇ度差は、ゴム厚５關の場
合、８０度程度となることが知られている。ニップ幅を
確保するために、ゴム厚はあまり薄くすることができな
いので、実用上最低８０度前後の温度差を生じることは
設計上避けられない。しかしながら、シリコンゴムは約
２２０程度度から硬化変性を始めるので、加圧ローラに
内蔵されたヒータランプのみで、加圧ローラの表面温度
を確保することは、加圧ローラの特性を考慮すると殆ど
不可能になる。

そこで、加圧ローラとヒートローラとを接触回転し、ヒ
ートローラにより加圧ローラを加熱している。その際に
、加圧ローラ及びヒートローラの表面温度を検知し、検
知結果に応じて、それらのローラの回転及び加熱を行な
う。これにてシリコンオイルの漏れやクリーニングフェ
ルトの劣化等を防止することができる。同時に加圧ロー
ラ内部の加熱にて、加圧ローラの変質変化を防ぐことが
でき、プレスローラ内の温度勾配を最小にして、連続コ
ピー時の定着性をも確保するようにした。

尚本発明は、前記実施例に限ったものではなく、モータ
の回転速度等を加圧ローラ表面の材質に応じて設定をす
ることができる。発熱体の数も１つに限らず、多くする
ことにて多くの状態を設定することができる。

また、温度検知素子としてサーミスタを用いたが、これ
に限らす熱電対や赤外線を利用した非接触形のセンサを
用いるようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上詳説したように本発明によれば、比較的簡単な構成
で、加圧ローラの劣化を伴なうことなく、加圧ローラの
表面温度を高めることができ、特に高速コピー時等の定
着性能が問題になる場合でも、十分な定着性能を確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明の一実施例を示すもので、
第１図は、制御回路の構成図、第２図は複写機の構成を
示す断面概略図、第３図は定着装置の構成を示す断面図
、第４図は本実施例の画像定着率を説明するためのグラ
フであり、第５図及び第６図は従来の画像定着率を説明
するためのグラフである。 １９・・・定着装置、３０・・・ヒートローラ、３０、
・・・ヒータランプ（第１の発熱体）１．３１・・・加
圧ローラ、 ３１１・・・ヒータランプ（第２の発熱体）、３２１．
３２２・・・サーミスタ（第１．第２の検知手段）、４
０・・・主制御部、 ４１・・・温度検知回路（第１の検知手段）、４２・・
・温度検知回路（第２の検知手段）、４６・・・モータ
駆動回路、４７・・・モータ（駆動手段）代理人　弁理
士　　則　近　憲　右 同　　　　　　　　　山　　下　　　　　−第１図 Ｊｌ 渠　　３　　図 Ａｔ朗 エイｉ　濃ノラ１１ 第　５　図 ｊＪ艮；Ｒ度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の発熱体を内蔵するヒートローラと、 第２の発熱体を内蔵し、前記ヒートローラに圧接し、前
   記ヒートローラとの間に用紙を挾持する加圧ローラと、 前記ヒートローラの表面温度を検知する第１の検知手段
   と、 前記加圧ローラの表面温度を検知する第２の検知手段と
   、 前記ヒートローラ及び前記加圧ローラを回転駆動する駆
   動手段と、 前記第１及び第２の発熱体のオン及びオフ制御と前記駆
   動手段の回転速度制御とを行なう制御手段と、 前記第１の検出手段にて、前記ヒートローラの表面温度
   が第１の設定温度より高くなったことを検知した際、前
   記第１の発熱体をオフし、前記ヒートローラの表面温度
   が第２の設定温度より高くなったことを検知した際前記
   第１の発熱体をオンする第１の処理手段と、前記第２の
   検出手段にて、前記加圧ローラの表面温度が第３の設定
   温度より高くなったことを検知した際、前記第２の発熱
   体をオフし、前記ヒートローラの表面温度が第４の設定
   温度より低くなったことを検知した際、前記第２の発熱
   体をオンする第２の処理手段と、前記第一の発熱体及び
   前記第二の発熱体それぞれのオン／オフに応じて、前記
   ヒートローラ及び前記加圧ローラの動作速度を制御する
   制御手段とを備したことを特徴とする定着装置。