JPH0140988B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写機の定着部において、特
に互いに圧接されたローラを具備し、定着すべき
複写紙のトナー像と接触するローラに熱源を備え
た定着装置に関する。

一般に熱定着ローラは、上下２個のローラより
構成され、主として、複写紙上に転写されたトナ
ー像に接触する上ローラは、ヒーターを内部に有
する熱ローラであり、下ローラは上記熱ローラに
圧接れている圧接ローラである。そして通常、こ
の２個のローラは、電源ONの後、上ローラの温
度検知位置での温度が所定の温度に達した時点
で、コピー可能を知らせるレデイーランプが点燈
し、この状態でプリントボタンを押すと、初めて
駆動用モータが回転することにより、付勢される
ものである。この様に、駆動用モータの回転をな
るだけ、遅い時期に開始させているのは、不要時
はできるだけ、装置を動作させることを避けるた
めである。

ここで、熱定着ローラは、上ローラに温度検出
手段が設けられており、該検出手段により所定の
温度が検出された後は、温度制御回路により、上
記所定の温度を維持すべく、制御される。通常上
記ローラは設定温度に制御されるのであるが、電
源電圧が所定の電圧より低い場合、あるいは周囲
温度が通常温度より低い場合は次の理由により、
所定の温度に制御することは困難となる。

熱定着ローラは、前述た様に、上下２個のロー
ラの内上ローラにのみヒーターが内蔵されている
ものであり、この時、熱は、ヒーターから上ロー
ラ、そして主として上ローラと下ローラとの接触
部から下ローラへと伝達される。しかしながら、
いずれのローラもレデイーランプON時まで回転
しないことから、上記接触部は常に同じ部分とな
る。よつて、上ローラが所定の温度に達した時点
においても、下ローラの上記接触部以外の部分の
温度は周囲温度に近い状態となつている。この状
態で、プリントスイツチを押して、複写工程に入
ると、前述の駆動モータの回転に伴つて、上記熱
定着用ローラが回転する。このとき、所定の温度
に立上がつている上ローラが、ほぼ周囲温度に等
しい下ローラと接触するため、上ローラは大量の
熱を奪われることになる。それでも、通常の状
態、条件では前記熱定着用ローラの温度制御回路
により、上ローラ内のヒーターへの入力を増大さ
せて、上ローラの温度を所定の温度に保つことは
可能である。

しかし、周囲温度が、低い場合や電源電圧が所
定の電圧より低い場合は、上記ヒーターへの、入
力を可能な限り増大させても奪われた熱と同量の
熱を供給することができず、上ローラのが、所定
の温度のみならず、それより低い定着可能下限温
度よりもらに低下することを避け得ないことが
応々にしてあつた。そのため、転写されたトナー
像を表面に保持する複写紙が、この熱定着用ロー
ラを通過しても、トナー像の定着は不完全なもの
となつた。

本発明は上記欠点に鑑み為されたものであり、
周囲温度が低い場合あるいは、電源電圧が低い場
合においても、レデイーランプ点燈以前即ち、複
写可能状態以前に上記熱定着用ローラを回転させ
て下（圧接）ローラを予め暖めておくことを特徴
とするものである。

又、本発明は上記熱定着ローラを回転させるこ
とに大きな特徴を有している。つまり、熱ローラ
の設定温度T₁に対しそれより多少低い第２の設
定温度T₂を定め、この設定温度T₂に上記熱ロー
ラが達した時点から設定温度T₁に達する時点ま
での時間ｔを測定し、この測定した時間ｔに比例
した時間、上記圧接ローラを予熱している。即
ち、圧接ローラを予熱するために、上記測定時間
ｔに対応（比例）した回転数又は回転時間を決め
て、上記両ローラを回転制御している。

これにより、例えば周囲温度に反比例して、圧
接ローラの予熱時間が変化し、高温時に比べ、低
温時には予熱時間が長く、十充なる予熱を行うこ
とができ、低温時での定着不良等を防止できる。

以下、図面に従つて本発明による定着装置を詳
細に説明する。

第１図は本発明にかかる熱定着ローラを示す側
断面図である。図において、上部ローラ１は内部
にヒータ２を設けた熱ローラ、下部ローラ３は熱
ローラ１の適度の圧力で圧接される圧接ローラで
あつて、これらのローラ１，３にて熱定着ローラ
を構成している。ローラ１，３が矢印方向へ回転
されることで、送られてくる複写紙４はローラ
１，３間に挟まれ、上面に形成されたトナー像５
が熱ローラ１の熱により定着される。上記ローラ
１，３は、メインモータ（図示せず）が回転する
ことで駆動される。

第２図は上記熱ローラ１のヒーター２の駆動に
かかる回路図であつて、熱ローラ１の表面の設定
温度T₁，T₂に対する本発明のローラ１，３の駆
動制御を行うものである。図中６は第１図で示す
熱ローラ１の表面に取付けられ、熱ローラ１の表
面温度を検知する温度検知素子であつて、例えば
温度が高くなると抵抗値が小さくなるサーミスタ
である。サーミスタ６は抗R₄と直列接続され、
接地部との間に電圧＋Ｖが供給されている。この
サーミスタ６（抵抗R₅）と抵抗R₄との直列接続
回路に対し、並列に抵抗R₁，R₂，R₃を接続して
いる。又、符号７は熱ローラ１を設定温度T₁に
保つためのコンパレータであつて、−側端子に設
定温度T₁（180℃）の基準値である抵抗R₁とR₂と
R₃の合成抵抗R_Aにて分圧された電圧R_A／R₁＋R_AＶ が供給されている。又、コンパレータ７の＋側端
子に、サーミスタ６の抵抗R₅と抵抗R₄との分圧
電圧R₅／R₅＋R₄Ｖが供給される。ここで、例えば設 定温度180℃以上でR_A／R₁＋R_A＞R₅／R₅＋R₄となるよ う、各抵抗R₁〜R₄を選べば、180℃以上になれ
ば、コンパレータ７の出力が“Ｌ”に反転する。
つまり、設定温度T₁以下であればコンパレータ
７の出力は“Ｈ”である。

このコンパレータ７の出力は、フリツプフロツ
プ８のセツト入力端子に供給されており、フリツ
プフロツプ８は上記コンパレータ７の出力が
“Ｌ”の時にセツトされる。フリツプフロツプ８
のリセツト入力端子には、複写機の電源投入によ
り出力されるイニシヤルリセツト信号が供給
される。このフリツプフロツプ８のリセツト出力
Ｑは、３入力アンドゲート９の一つの入力端子に
供給されている。又、フリツプフロツプ８のセツ
ト出力Ｑは、２入力アンドゲート１０の１つの入
力端子に供給されている。上記アンドゲート１０
の出力は、オアゲート１１を介してトランジスタ
１２をスイツチングしている。このトランジスタ
１２は、メインモータＭを回転させるためのメイ
ンモータリレー１３に電圧＋Ｖを供給するための
スイツチング素子である。即ち、トランジスタ１
２のベースが“Ｈ”となれば、リレー１３が通電
され、その接点がONすることで、メインモータ
Ｍが回転する。

上記オアゲート１１の他の入力端子には複写工
程制御回路１４からのモータ駆動信号が供給され
ている。複写工程制御回路１４は、プリントスイ
ツチ１５の操作入力に応じて、従来より周知の複
写制御を行もので、メインモータＭを駆動させる
時に、上記オアゲート１１へ駆動信号（“Ｈ”）を
出力する。この複写工程制御回路１４は、プリン
トスイツチ１５の操作に応じて複写制御を実行す
るものの、複写可能（レデイー）状態、即ち熱ロ
ーラ１が設定温度T₁に達していなければ、複写
制御を実行することはない。

又、コンパレータ７の出力はトランジスタ１６
のベースに供給されており、ヒーター制御回路１
７を駆動する。コンパレータ７の出力が“Ｈ”、
即ち設定温度T₁（180℃）以下であれば、ヒータ
ー制御回路１７は電圧＋Ｖが供給され、熱ローラ
１のヒーター２に電力供給制御を行う。これによ
り、熱ローラ１の温度を上昇させ、設定温度に達
すればヒーター２への電力供給を停止する。

一方、符号１８は第２の設定温度T₂を検知す
るコンパレータであり、その出力は設定温度T₂
以上になれば“Ｌ”から“Ｈ”に反転する。上記
第２の設定温度はT₂は例えば設定温度180℃より
やや低い160℃に設定する。そのため、コンパレ
ータ１８の＋側端子に設定温度T₂の基準電圧
R₂＋R₃／R₁＋R₂＋R₃Ｖを、−側端子に被検出温度の電圧 R₅／R₄＋R₅Ｖを供給しており、各抵抗R₁〜R₄は設 定温度T₂を越えればR₂＋R₄／R₁＋R₂＋R₃＞R₅／R₄＋R₅と
な るように設定される。このコンパレータ１８の出
力はアンドゲート９の一つの入力端子に供給され
ている。アンドゲート９のもう一つの入力端子に
は、発振回路１９からの信号が供給されている。
つまり、フリツプフロツプ８の出力とコンパレ
ータ１８の出力が共に“Ｈ”であれば、アンドゲ
ート９は発振回路１９の発振信号（カウントアツ
プ信号）を、次のアツプダウンカウンタ（以下カ
ウンタと称す）２０のアツプ入力端子に入力す
る。カウンタ２０はアツプ入力端子に入力される
信号をカウントアツプすると共にダウン入力端子
に入力される信号が入力されると、カウントアツ
プされたカウント内容が順次カウントダウンさ
れ、カウント数が“０”になつたとき、更にカウ
ントダウン信号が入力れるとボロー出力Ｂが
“Ｈ”となる。この出力Ｂはインバータ２１を介
してアンドゲート１０のもう一方の入力端子に供
給されている。そのため、ボローＢの出力が
“Ｈ”となれば、アントゲート１０が閉じメイン
モータリレー１３の駆動が停止し、モータＭを停
止させる。

又、ボローＢの出力はトランジスタ２２のベー
スに供給し、該トランジスタ２２をスイツチング
する。トランジスタ２２のコレクタは、複写機の
待期状態を示すための信号W.T.L.の出力端子で
ある。従つて、トランジスタ２２がOFFであれ
ば待期信号W.T.L.が“Ｈ”となり、これ複写工
程制御回路１４が入力することで、プリントスイ
ツチ１５の操作を無効としている。この信号W.
T.L.は複写可能状態を示すための信号として利
用され、“Ｌ”なれば、熱ローラ１の表面温度に
応じて（例えば設定温度T₁）、複写可能状態を示
すランプ等を点燈させる。

上記カウンタ２０は、電源投入時のイニシヤル
セツト信号IRにてリセツトされ、ダウン入力端
子は、熱ローラ１又は圧接ローラ３の回転数を示
す信号が入力されている。つまり、熱ローラ１又
は圧接ローラ３の回転軸に直結されたスリツト円
板２３を挾んで、発光素子２４及び受光素子２５
を備え、スリツトを通して受光される受光素子５
のスリツト信号が、カウントダウン信号として上
記カウンタ２０のダウン入力端子に入力される。
上記スリツト円板は１個のスリツトを形成し、ロ
ーラ１又は３の１回転に対応したスリツト信号を
入力するものでも、多数のスリツトを形成しても
よい。又、ローラ１又は３の回転でなく、該ロー
ラ１，３と同時に回転する感光体の回転によるス
リツト信号を、カウントダウン信号として利用し
てもよい。

上述の回路構成において、複写機本体の主電源
をONすればそれに伴ないイニシヤルリセツト信
号IR（“Ｈ”）が出力され、フリツプフロツプ８が
リセツトされる。又、同時にカウンタ２０もリセ
ツトされる。フリツプフロツプ８はリセツトされ
ることで、このリセツト出力をアンドゲート９
の１つの入力端子に供給している。この電源ON
に伴ない、コンパレータ７の出力は“Ｈ”とな
り、コンパレータ７とヒータ制御回路１７にて熱
ローラ１のヒーター２に電力が供給され、熱ロー
ラ１が設定温度T₁に保つための温度制御が行わ
れる。そして、上記熱ローラ１の表面温度がまず
第２の設定温度T₂に達すればコンパレータ１８
が“Ｌ”から“Ｈ”に反転する。ここで、電源の
ON時にフリツプフロツプ８がリセツトされてい
ることからアンドゲート９が有効になり、カウン
タ２０のカウントアツプ入力端子に発振回路１９
からのカウントアツプ信号が入力され、カウンタ
２０は順次カウントを行う。尚、カウンタ２０
は、電源投入時にそのボローＢの出力が“Ｌ”で
あり、複写機の待期信号W.T.L.が出力されてい
る。

続いて、上記熱ローラ１の表面温度が設定温度
T₁に達すれば、コンパレータ７の出力が“Ｈ”
から“Ｌ”に反転し、ヒーター２への電力供給が
停止すると同時に、フリツプフロツプ８がセツト
される。フリツプフロツプ８がセツトされると、
アンドゲート９が閉じ、カウンタ２０はカウント
を停止すると共に、アンドゲート１０が開きメイ
ンモータリレー１３が通電され、メインモータＭ
は回転する。これにより、熱ローラ１及び圧接ロ
ーラ３が回転する。これに同期してスリツト円板
２３からのスリツト信号（カウントダウン信号）
がカウンタ２０に供給され、カウンタ２０は上記
ローラ１，３の回転に比例してカウントダウンを
行う。この回転により熱ローラ１の熱が圧接ロー
ラ３に伝わり、圧接ローラ３は、全体に均一に加
熱される。これに伴ない熱ローラ１の表面温度が
設定温度T₁より低下すれば、コンパレータ７の
出力が“Ｈ”となり、設定温度T₁に熱ローラ１
の表面温度を保つための温度制御が行われる。こ
の時、コンパレータ７の力が“Ｈ”となることで
フリツプフロツプ８はリセツトされることはな
く、発振回路１９からのカウントアツプ信号は、
カウンタ２０に入力されない。

上記カウンタ２０は、熱ローラ１等の回転によ
るカウントダウン信号を入力し、カウント数が
“０”になつたとき、更にカウントダウン信号が
入力されるとボローＢの出力が“Ｈ”となる。こ
れに伴ない、アンドゲート１０が閉じメインモー
タの回転が停止すると共に熱ローラ１及び圧接ロ
ーラ３の回転が停止する。圧接ローラ３は回転し
ている間、熱が伝達され十分なる予熱が行われて
いる。又、ボローＢの出力が“Ｈ”となれば複写
機の待機状態を示す信号W.T.L.が“Ｌ”となり、
熱ローラ１の表面温度が例えば設定温度になつて
おれば、複写可能状態を示す信号が出力され、複
写工程制御回路１４は複写制御可能となる。

上述の様に熱ローラ１の表面が第２の設定温度
T₂から設定温度T₁に達するまでの時間がカウン
タ２０にて計測されたことになる。そして、この
計測された時間に比例して熱ローラ１及び圧接ロ
ーラ３の回転数が決まる。よつて、上記計測され
た時間に応じた時間圧接ローラ３が予熱される訳
である。カウンタ２０にて計測された時間は、周
囲温度及び電源電圧等に対応したものである。周
囲温度の低い条件下では、設定温度T₁に達する
までの時間も長く、それに対応した時間をカウン
タ２０が計測しており、圧接ローラの予熱時間を
長くすることで、圧接ローラ３を十分に予熱でき
る。つまり、周囲温度が低い場合、電源電圧が低
い場合等の条件下では、圧接ローラ３に奪われた
熱量に対応する熱量を、熱ローラ１に供給できな
くなり、定着不良を引き起こすことになる。しか
し、上記条件下に応じた時間、圧接ローラ３を予
熱することで、コピー動作中に圧接ローラ３に奪
われる熱量を少なくし、上記定着不良を防止でき
る。

ここで、第２図の回路によれば、カウンタ２０
の計測時間に比例して、熱ローラ１等の回転数を
決め、ローラの回転数を制御しているが、上記計
測時間に比例してローラの回転時間を制御するよ
うにしてもよい。しかも、このローラの回転は、
カウンタ２０の計測時間に比例させているが、こ
の時の比例定数を変化させることで、熱ローラ１
等の回転数（時間）等をも可変できる。上記比例
定数を変化させるには、発振回路１９の発振周波
数を変化させるか、又はスリツト円板２３のスリ
ツト数を変えればく、両者を適宜選択すればよ
い。比例定数は、定着不良が生じない、熱ローラ
１を定着可能温度に維持するために、圧接ローラ
３を予熱できる限度に設定すればよい。

又、時間計測のために本実施例ではカウンタ２
０を設けているが、これに限らず、時計回路その
ものを設けて時間計測を行つてもよく、これらに
限定されるものではない。

以上の様に本発明の定着装置によれば、熱ロー
ラの表面温度第２の設定温度T₂に達する時点か
ら、設定温度T₁に達すまでの時間を計測してお
り、この計測時間に比例した時間上記圧接ローラ
を予熱すべく、両ローラの回転数又は回転時間を
制御していることから、良好な通常の電源電圧条
件あるいは周囲温度条件の下では、熱定着ローラ
の回転時間あるいは回転数を少くし、逆に上昇時
間が長くなる様な悪条件下では、圧接ローラの温
度の立上りが悪く、また熱ローラの温度の回復も
遅いので、熱定着ローラの回転時間あるいは回転
数が増し、圧接ローラを複写機の動作による熱ロ
ーラの回転により、該熱ローラの熱が圧接ローラ
に奪われることなく十分に予熱することができ
る。しかも、ローラの回転開始がトナー定着可能
な設定温度時に応答しており、且つ上記計測時間
に応じた回転数又は回転時間が制御されるため、
無駄な回転を防止でき、回転による騒音の削減を
行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる熱定着ローラを示す側
断面図、第２図は本発明を実施するための一具体
例を示す回路構成図である。 １：熱ローラ、２：ヒーター、３：圧接ロー
ラ、４：複写紙、５：トナー像、６：サーミス
タ、７：設定温度T₁検出用コンパレータ、８：
フリツプフロツプ、１３：メインモータリレー、
１４：複写工程制御回路、１７：ヒーター制御回
路、１８：温度T₂検出用コンパレータ、２０：
アツプダウンカウンタ、２３：スリツト円板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に熱源を備えた熱ローラと、該熱ローラ
   に圧接される圧接ローラとから成る熱定着ローラ
   であつて、上記熱ローラの表面温度を検知する温
   度検知素子と、該温度検知素子に基づいて上記熱
   ローラをトナー定着可能な第１の設定温度に制御
   する温度制御回路とを備えた定着装置において、 上記熱ローラがトナー定着可能な第１の設定温
   度より低い第２の設定温度を検知する検知手段
   と、 該検知手段にて第２の設定温度を検知した時点
   で時間カウントを開始し、上記トナー定着可能な
   設定温度検知の時点でカウントを終了する時間計
   測手段と、 該時間計測手段の計測時間に対応した時間、上
   記圧接ローラを回転させて予熱するべく上記両ロ
   ーラを回転制御する回転駆動制御手段と、 を備えたことを特徴とする定着装置。 ２ 上記回転駆動制御手段は、トナー定着可能な
   第１の設定温度を検知した信号に基づいて、両ロ
   ーラの回転を開始させることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の定着装置。