JPH02264990A - 熱ローラ定着装置を備えた画像記録装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、電子写真式の画像記録装置に使用され、転写
材上のトナー像を溶融定着する熱ローラ定着装置を備え
た画像記録装置に関ちるものである。

【従来の技術】

熱ローラ定着装置を備えた複写機等の画像記録装置を第
５図に示す構成図により説明する。 図において、５１は表面に２０μｍ〜６０μｍのテア０
ンをコーティングした肉厚しＩ〜５１１Ｉｌ＋アルミニ
ウム製の中空ローラからなる熱ローラ、５２は赤外線ラ
ンプ等からなる加熱素子、５４は熱電対或はサーミスタ
等からなり、熱ローラ５Ｉの表面温度を検知する温度セ
ンサ、５３は熱ローラ１との間に記録紙を挟持しつつ通
過せしめるための加圧ローラであす、通常、シリコンゴ
ム族、またシリコンゴムを被覆したローラである。 トナー像を形成した記録紙は連続的に熱ローラ５１と加
圧ローラ５３との間に挿入され熱を受けつつ挟持、加圧
される。その結果トナーが記録紙面に融着し定着が行わ
れる。　こうしてトナーは定着されるが、熱ローラ、５
１の表面温度を常に一定に保ために、上記熱ローラ５１
の表面温度を検知して信号に変換し制御している。 また、像担持体１０の周速度と熱ローラ５１の周速度は
同一であり、単一の駆動源により駆動回転されている。

【発明が解決しようとする問題点】

前記熱ローラによる定着装置を備えた画像記録装置（複
写機）では、一般に連続して複写速度を上げようとする
と、複写速度に比例して、記録紙が熱ローラから奪う熱
量が増大するため熱ローラ５１の表面温度が低下する。 また熱ローラ５１の表面温度の低下は室内の温度、電源
電圧の変化、記録紙の種類（厚さ、紙質等）によっても
生ずる。このように熱ローラ５１の表面温度がある一定
値より下がると、良質の定着画像が得られず、場合によ
っては定着むらを生じたり、未定着の記録紙が送出され
る等の問題点があった。 またこのため、定着に充分な温度が保たれるためには、
容量の大きい熱源装置を用意して温度制御が行われたり
している。それでも安定した熱ローラ定着は得にくく、
装置も電源も大形となる等の問題点がある。

【問題点を解決するための手段】

本発明の目的は、これらの欠点を除去し、常に安定した
熱ローラによるトナー像の定着が行われるための装置を
提供することにある。 上記目的を達成する本発明は、加熱手段を内蔵して回転
する熱ローラと、これに押圧する加圧ローラとの間に転
写材を挟持・搬送し、該転写付番こ付着したトナー像の
定着を行う熱ローラ定着装置を備えた画像記録装置にお
いて、前記熱ローラの表面温度を直接または間接に検知
する検出装置と、該熱ローラの駆動回転速度を切り換え
る手段とを有し、あらかじめ設定されたサイズの記録紙
が、連続通紙時において設定された枚数に達した特番こ
は、前記熱ローラおよび加圧ローラの外周線速度を記録
紙搬送の第１の線速度より早い第２の外周線速度に切り
換えて定着を実行するようにしてなる熱ローラ定着装置
を備えた画像記録装置である。 また、本発明は電源投入後一定時間内であれば第１の枚
数設定値で定着を開始し、一定時間後は第２の枚数設定
値で定着を開始するようにした熱ローラ定着装置を備え
た画像記録装置である。

【実施例】

以下、図面を用いて本発明の熱ローラ定着装置の実施例
を説明する。 第５図は本発明に係る熱ローラ定着装置を装備した画像
記録装置ｔ（複写機）の構成図である。まず、複写機に
おける定着装置に至るまでの工程の概略を説明する。 像担持体１０は帯電器１１により帯電され、像担持体１
０表面の光導電面は、−様に電荷を保持して回転し、露
光部２０に至る。該露光部２０では、光源により照射さ
れて原稿の反射光がミラー　レンズ等の光学系により走
査され、像担持体１０の光導電面に入射され、原稿画像
の静電潜像を作る。この静電潜像は現像部３０において
現像され、潜像のトナー像が形成される。該トナー像は
転写部４０において、同期して給送されてきた転写紙上
にトナー像を転写する。トナー像を転写した転写紙は分
離電極４１により像担持体１０から分離され、搬送ベル
ト４２によって搬送されて、更に本発明に係る熱ローラ
定着装置５０により熱定着されて機外に排出される。 一方、分離電極４１で転写紙を分離した像担持体ｌＯは
未転写の残留トナーを担持したままクリーニング装置４
３にいたり、ここで該像担持体ｌＯの残留トナーが除去
され、新たなコピーサイクルが準備される。 第１図は本発明に係る熱ローラ定着装置５０の断面図で
ある。図において５１は熱ローラで、該熱ローラ５１の
内部にはハロゲンヒータ５２が配設されている。上記熱
ローラ５１の下側には対向ローラとして、熱ローラ５１
に圧着して加圧ローラ５３が設けられている。前記一対
のローラ間をトナー像を有した転写紙が、搬送ベルト４
２側から送り込まれ、トナー像を熱ローラ５１側に向け
て通過することにより、前記転写紙上のトナー像の定着
が行われる。 熱ローラ５１は、バイブ状の金属性芯金の外側に、厚さ
３０μｍ程度のテトラフルオロエチレン−パーフルオロ
アルキルビニルエーテルＪｕ１合体（ｐ　ＦＡ）チュー
ブを被覆させ外径寸法が約６０ｍｍのローラである。 上記熱ローラ５１に内蔵されたハロゲンヒータ５２は、
熱ローラ５１のほぼ中央に位置する１５００ｗと６００
ｗのヒータである。そしてその発熱量は、熱ローラ５１
の周面に近接して配置され温度センサ５４の温度検出に
より、熱ローラ５１の周面温度が複写時には２００℃前
後に保たれるようコントロールされている。 上記熱ローラ５１の周面上方には、オイル塗布ローラ５
５が、その自重およびばねによって前記熱ローラ５１に
圧接して従動回転しながら該熱ローラ５１の周面にオイ
ルを塗布する。５６はオイル塗布ローラ５５にオイルを
常時供給するオイル供給手段であり、箱状枠体５６Ａに
内蔵されているオイル含浸バッド５６Ｂがオイル塗布ロ
ーラ５５の周面に摺接してオイルを供給する。５７は発
泡したシリコンゴム製のクリーニングローラであり、熱
ローラ５１の局面に付着しｆ−１−ナー等を吸着除去す
る。 加圧ローラ５３は前記熱ローラ５１に対し、直下がら圧
接して反時計方向に回転するようになっている。該加圧
ローラ５３の局面に近接して補助加熱手段５８が配設さ
れている。該補助加熱手段５８は、発熱素子を用いたヒ
ータを内蔵していて、加圧ローラ５３の表面温度をコン
トロールしている。 上記熱ローラ５１と加圧ローラ５３の圧接部に向かって
、その上面にトナー像を転写した転写紙を、矢示Ａ方向
からガイド板５０１．５０２の案内によって搬入する。 該転写紙は上記両ローラ５１．５３の圧接部で挟持され
、矢示Ｂ方向に搬送される。この際、転写紙上のトナー
は、前記熟ローラ５１に内蔵されたヒータ５２の発熱量
によって熔融され、転写紙上に定着される。トナー像が
定着された転写紙は、前記両ローラ５１．５２の圧接部
から搬出され、分離爪５０３，５０４によって両ローラ
周面から剥離され、ガイド部材５０５．５０６の案内を
経て、矢示Ｂ方向から熱ローラ定着装置５０の外方へ排
出する。 第２図は横軸に記録紙の枚数、縦軸に温度変化をとって
、熱口・−ラ５１の表面温度変化と外周線速度の関係を
示した因である。前述したように、連続して熱ローラ５
１と加圧ローラ５３との間に記録紙が挿入されて定着が
行われると、記録紙が熱を奪うため、熱ローラ表面の温
度は低下する。この熱ローラ表面の温度は通常１６０°
Ｃ〜２００℃程度が使用されている。そこであらかじめ
実験等により、使用されている記録紙のサイズ（例えば
Ａ４判）を設定し、熱ローラ５Ｉと加圧ローラ５３の外
周線速度をＬｓｌの速度で定着した場合に、この記録紙
のサイズ（Ａ４判）の記録紙を定着した枚数によって、
どの程度熱ローラ５１の温度低下を生ずるかを測定して
おく。そしてこの測定結果を基として、両ローラ５１．
５３の外周線速度をＬｓｌの速度でこのサイズ（Ａ４判
）の記録紙を定着した場合の定着可能な範囲で低温度に
至る記録紙の枚数ｎｌを設定する。そしてこの基準枚数
設定値ｎｌに至るまでは外周線速度をＬｓｌの速度で定
着し、この枚数設定値ｎ１以上は外周線速度をＬｓ２に
切り替えて定着をする。 即ち、第２図に示すように８点で熱ローラ５１の表面温
度は高く、外周線速度をＬｓｌの速度で定“着が開始さ
れたとすると、連続してこの記録紙サイズ（Ａ４判）の
記録紙が定着されるに従い、熱ローラ表面の温度は次第
に低下し、やがて設定枚数値ｎｌの定着が行われて点Ｃ
に達する。そうすると、この点Ｃで外周設定速度をＬｓ
２の高速に切り換える。こうすることによって熱ローラ
５１と加圧ローラ５３間を記録紙が通過する時間が減少
するため、熱ローラ表面の温度低下は中断され、再び熱
ローラ５１表面の温度は上昇する状態となる。従って外
周線速度Ｌｓ２で最後（点Ｆ）まで定着することが出来
る。 外周線速度ＬｓｌとＬｓ２とは勿論それぞれ定速度であ
ってＬｓ２≧Ｌｓｌの条件が必要である。 また実際には、例えばＬｓ２≧（１，２Ｘ　Ｌ　Ｓｔ）
が実用的である。 記録紙の各サイズ、例えばＡ４判、８４判、Ａ３判に対
してそれぞれ対応する枚数設定値ｎＬｎ２、ｎ３を第３
図に示すように設定しておく。 次に、本発明を応用して、電源投入初期の定着について
、表１により説明する。 表１ 画像記録装置では電源を投入してから比較的短時間内に
コピー　即ち定着をスタートさせた場合と、やや長時間
たってからスタートさせた場合上では詳細には定着状態
が異なる。即ち、電源が投入されてから熱ローラ５１は
加熱が始まるので、初期には充分に熱ローラ５１は暖ま
っていない。しかし時間がたつと熱ローラ５１は充分加
熱され、そのため加圧ローラも温度上昇する。 そこで、今Ａ４判サイズの記録紙を例として、電源投入
後、例えば３０分という一定時間内に定着を開始する場
合には、前記の基準枚数設定値を８０枚として定着する
。しかし、この一定時間（３０分）を経過してから定着
を開始する場合には、記録紙の基準枚数設定値を１５０
枚として定着する。そして、その基準枚数設定値に達し
た後は上記した本発明に係る外周線速度の切り替え等を
行って定着を続行する。こうすることによって、電源投
入から熱ローラ５１が加熱されつつある時でも、時間に
応じて記録紙の枚数設定値を変更することによって、安
定した定着を行うことが出来る。そして、この場合の記
録紙のサイズと基準枚数設定値の関係の一例を表１に示
す。 以上述べたように、熱ローラの定着温度に応じて外周線
速度を切り替えることにより、むらのない熱ローラ定着
を行って、きれいなコピーが得られる。 第４図は本発明の画像記録装置の駆動系のブロック図で
ある。 画像記録装置の駆動系は総てＣＰＵによって行われてい
るが、像担持体１０を駆動するモータＭｌと熱ローラを
駆動するモータＭ２とは独立で、タイミングを合わせて
ＣＰＵで制御される。また枚数設定値や記録紙のサイズ
もＣＰＩＪのメモリに記憶されていて、熱ローラの外周
線速度の切ヴ替えや、温度制御もＣＰＵで制御されるよ
う構成されている。

【発明の効果】

上述のように本発明の熱ａ−ラ定着装置は、熱ロー２の
温度変化に応じて、記録紙のサイズと基準枚数設定値を
設定し、これに対応して外周線速度を切り替えることに
よって常にむらのない、きれいなコピーが安定して得ら
れるようになった。 また更に電源投入後、一定時間内と一定時間経過後とで
定着を開始する時の基準枚数設定値を変更することによ
って、常に安定した定着が出来る熱ローラ定着装置を備
えた画像記録装置を提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱ローラ定着装置を示す断面図、
第２図は熱ローラ表面の温度変化を示した図、第３図は
記録紙の各サイズに対応した基準枚数設定値の図。第４
図は本発明による画像記録装置の駆動系の制御ブロック
図、第５図は本発明に係る熱ローラ定着装置を備えた画
像記録装置の一例を示す断面図である。 ５０・・・熱ローラ定着装置 ５１・・・熱ローラ　　　　５２・・・ハロゲンヒータ
５３・・−加圧ローラ　　　５４・・・測温ユニットＭ
ｌ、Ｍ２・・・駆動モータ ｎｌ、ｎ２．ｎ３・・・基準枚数設定値ＬＳ１．ＬＳ２
・・・外周線速度 Ｓ・・・コピー開始点 Ｃ・・・速度切換え点 Ｆ・・・コピー停止点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱手段を内蔵して回転する熱ローラと、これに
   押圧する加圧ローラとの間に転写材を挟持搬送し、該転
   写材に付着したトナー像の定着を行う熱ローラ定着装置
   を備えた画像記録装置において、前記熱ローラの表面温
   度を直接または間接に検知する検出装置と、該熱ローラ
   の駆動回転速度を切り換える手段とを有し、あらかじめ
   設定されたサイズの記録紙が、連続通紙時において設定
   された枚数に達した時には、前記熱ローラおよび加圧ロ
   ーラの外周線速度を記録紙搬送の第１の線速度より早い
   第２の外周線速度に切り換えて定着を実行するようにし
   てなる熱ローラ定着装置を備えた画像記録装置。
2. （２）電源投入後一定時間内であれば第１の枚数設定値
   で定着を開始し、一定時間後は第２の枚数設定値で定着
   を開始するようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の熱ローラ定着装置を備えた画像記録装置。