JPH0367288A - 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】 Ｓ楽土の１ 本発明は、感光体に接して周動する転写ベルトにより搬
送される転写紙の表面と裏面とのいずれの面にトナー像
が転写された場合にも定着することができるように夫々
の面に転写されたトナー像を夫々定着する２つの定着手
段を有する画像形成装置の定着装置に関する。

炎来致先 電子写真法を利用した多色電子写真複写機や多色プリン
タ等の多色画像形成装置としては、感光体の周囲に黒色
現像器とカラー現像器とを備え、多色画像形成時には感
光体上に順次複数色のトナー像を形成し、転写ベルト上
に担持され感光体の転写位置に沿って搬送される転写紙
に重ね合せ転写した後転写紙を定着して多色画像を形成
する重ね合せ転写方式の装置が知られている。

転写ベルトに吸着されて担持された転写紙は転写ベルト
の支持ローラの部分で転写ベルトと共に偏向することは
用紙の腰の強さの点で無理であるから、転写ベルトを往
復させ、往動時にトナー像を転写させ、復動時には転写
ベルトを感光体から離間させて既に転写されたトナー像
が乱されないようにする必要があり、装置が複雑になる
欠点がある。

そこで、転写ベルトを転写紙搬送手段としてではなく、
中間転写材として利用し、複数回同一方向に周動させて
その上に複数のトナー像を重ね合せ転写し、それを転写
紙に転写して画像を形成する方式が考えられている。こ
の場合、黒白コピーの場合も転写ベルトに一たん中間転
写し、その後転写紙に転写されるので画像形成に要する
時間が長くなり、画像品質が低下する可能性がある。

そこで、単色画像形成時には、感光体上に形成されたト
ナー像が転写ベルトにより搬送される転写紙の感光体に
接する面に転写され、転写ベルトから分離されて、定着
装置により定着され、多色画像形成時には、感光体上に
順次形成された複数のトナー像が周動する転写ベルトに
重ね合せて転写された後、転写ベルトにより搬送される
転写紙の感光体に接する面の反対側の面に転写され、転
写ベルトから分離されて定着装置により定着される画像
形成装置が、別途、本出願人により提案されている。

その場合、単色画像形成時と、多色画像形成時とで定着
装置へ導入される転写紙のトナー像が転写される側が表
裏互いに逆になる。

定着装置として広く採用されている定着ローラと加圧ロ
ーラの対より成る熱ローラ定着装置では。

通常転写紙のトナー像担持側の面が接する方の定着ロー
ラ内にヒータが内蔵され、その裏面に接する方の加圧ロ
ーラはニップ幅を得るために芯金ローラの表面にシリコ
ンゴム環の耐熱弾性体を積層したローラが使用されてい
る。

したがって、転写紙の表裏のいずれにトナー像が担持さ
れている場合にも対応できるようにするには、両方のロ
ーラに夫々定着を可能とするワット数のヒータを内蔵さ
せなければならない。

さて、高速画像形成装置の分野では、定着性を維持する
には、高容量のヒータを必要とする。従って消費電力が
増大するが、一般の商用電源では一つのコンセントから
取れる電流容量は制約がある。

通常、定着装置のヒータの消費電力は、画像形成装置の
消費電力の大半を占める。

前述の転写紙の表面にトナー像が転写される場合にも、
裏面にトナー像が転写される場合にも定着を可能とする
ように定着手段を夫々に対して設け、どちらの定着手段
も所定の定着温度の待機状態にしておくには、定着に充
分な容量をもったヒータが各定着手段に必要であり、電
源スィッチの投入により両定着手段共立上げて所定の温
度にもたらし、ヒータを点滅して所定の定着温度に維持
しておくことが必要である。又、一方の定着手段を使用
する場合には、その定着手段の温度が下らないようにそ
の定着手段のヒータを点灯させることはもとより、他方
の定着手段も温度が下らないようにヒータを制御しなけ
ればならない。

上記の２つの定着手段の２つのヒータに同時に通電した
場合は、電流量は許容電流量を超過するおそれが多分に
ある。特に複写機の場合、原稿露光用光源ランプの電流
量もかなり大きいので、これと待機時及び定着時の定着
装置のヒータへの通電とが時間的に重なると、確実に許
容電流量を超過してしまう。

したがって、定着手段が一つの場合でも、原稿露光用光
源ランプと定着装置のヒータとは同時に通電されないよ
うに制御することが例えば、特開昭５７−２０７２６３
号公報に開示されている。

又、定着手段が２個あるものではないが、１つの定着ロ
ーラに２つのヒータを設け、立上り時には２つのヒータ
に通電し、立上り後の待機時には１つのヒータをオン・
オフして定着温度を維持するようにした定着装置におい
て、２つのヒータに通電する場合は各々に半波用を通電
し、工っのヒータに通電する場合は全波分を通電するよ
うにした定着温度制御手段が、特開昭６１−１７５４号
公報に開示されている。しかし、この方法は、半波給電
装置が複雑になりコスト高を招く難点がある。

又、特開昭６３−１０８３１号公報には、互いに圧接す
る定着ローラと加圧ローラの両方にヒータを内蔵した定
着装置の各ヒータの制御方法が開示されているが、この
定着装置は本発明の対象とする、用紙の表裏どちらの面
にトナー像が転写されて定着袋・置に進入してきた場合
にも、トナー像の転写された面に接するローラで定着す
るものではなく、両方のローラの熱で用紙の一方の面の
トナーを加熱して定着を行なうものであり、待機時には
両方のヒータを同時に制御し、コピーサイクル中には２
つのローラの中湿度を検知しているローラのヒータのみ
を制御し、他方のヒータは露光ランプ点灯時はオフさせ
、露光ランプ消灯時はオンさせるように制御している。

この制御方法によれば、複写機の合計電流量が許容値を
超すことがないように制御することができるが、温度制
御を行なわない方のヒータは露光ランプと逆に、点滅す
るので温度の精度が充分得られるとは云えない。

又、本発明の対象とする定着装置のように転写面が表裏
いずれの面になるかによって定着に寄与するローラが変
るものの制御とは基本的に考え方が異る。

が　　じよう・とする 本発明は、上記の実情にかんがみ、転写紙の感光体に接
する表面にトナー像が転写された場合と裏面に転写され
た場合とでトナー像を定着する第↓及び第２の別々の定
着手段を有する定着手段において、立上り時、待機時及
び定着時にヒータの電力を有効に使って省電力化を図る
とともに、許容電流を超すことがなく、しかも各プリン
トモードに速やかに対応しながら良好な定着性を確保す
ることのできる定着装置を提供することを課題とする。

１　゛のための 本発明の定着装置は上記の課題を解決させるため。

上記の各定着手段は夫々の定着手段が定着すべきトナー
像担持面に接し加熱手段を内蔵するローラと、その表面
温度を検知する手段とを有し、各加熱手段は対応する温
度検出手段の出力により別々に温度制御され、 電源スイッチ投入後の立上り中は、各加熱手段は同時に
通電されないように同じ割合で時間を分割して通電し、
立上り完了後の待機中は各加熱手段の通電可能時間を交
互に同じ割合で時分割し各定着手段のローラの設定温度
で通電制御が行なわれることを特徴とする。

又、待機中１表面転写モードの命令信号を受けた場合は
、第１定着手段の設定温度で第１定着手段の加熱手段を
通電制御して第１定着手段の温度制御を行ない、第２定
着手段の加熱手段は第１定着手段の加熱手段の非通電時
にのみ通電可能として第２定着手段の設定温度で制御し
、 裏面転写モードの命令信号を受けた場合は、第２定着手
段の設定温度で第２定着手段の加熱手段を通電制御して
第２定着手段の温度制御を行ない、第１定着手段の加熱
手段は第２定着手段の加熱手段の非通電時にのみ通電可
能として第１定着手段の設定温度で制御することを特徴
とする。

走−旦 上記の如く、各加熱手段を制御することにより。

立上り時には、交互に同じ割合で時分割して通電し、温
度を立上げて行き、各ローラが所定の温度に達した後の
待機時には交互に通電可能な時間を時分割して温度を保
持するようにしたので、２つのローラはは望同時に立上
り、所定の温度で待機することができる。又、２つのロ
ーラのヒータに同時に通電されないので、電流量が許容
値を超過することはない。

又、定着時には、トナー像担持面に接する側のローラの
加熱手段を設定温度で通電制御するので、所定の定着手
段が維持され良好な定着性能が得られる。他方の加熱手
段は上記加熱手段と重ならないように通電可能とされる
ので、電流量が許容値を超すことはない。

大嵐亘 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明の定着装置を黒、赤２色レーザプリン
タの１例の感光体周辺の機器の配置を示す図である。

感光体ドラム１の周囲には矢印で示すその回転方向の順
に、帯電チャージャ２、レーザ光書込ユニット３、黒現
像器４．赤現像器５、第１転写チヤージヤ６、クリーニ
ングユニット７′が設けられている。感光体ドラム１と
第１転写チヤージヤ６との間に形成される転写部をベル
トループの片側が通過するように、無端ベルトとして形
成された転写ベルト７が駆動ローラ８と支持ローラ９と
に掛渡されて設けられている。

転写ベルト７は図示しない駆動源により矢印で示す方向
にのみ駆動される。駆動ローラ８に巻掛けられた部分の
転写ベルトの外側に対向して転写ベルトクリーニングユ
ニット１５が転写ベルトに接離可能に設けられ、その下
流側で転写ベルトの感光体に接する側の走行部に対して
接線となる方向に転写紙を給紙するレジストローラ対１
６及び転写穴ロガイド板１７が設けられている。転写ベ
ルト７の転写紙給紙位置外側に対向して転写紙密着用チ
ャージャ１８が設けられている。又、転写ベルトの感光
体ドラムｌに接する走行部の直線部が支持ローラ９に接
する点の外側に対向して第２転写チヤージヤ１９が設け
られている。

転写ベルト７の出口側の下流側には、定着入ロガイド板
２０を介して定着袋［２１が設けられている。定着装置
２１はヒータ２２ａを内蔵する定着ローラ２３と、転写
紙経路を挟んで定着ローラ２３に接し、ヒータ２２ｂを
内蔵する加圧兼定着ローラ２４とより成り、定着ローラ
２３は図示しない駆動源により図中に矢印で示す方向に
回転可能となっており、加圧兼定着ローラ２４は定着ロ
ーラ２３に従動して回転される。定着入ロガイド板２０
は、転写ベルト７から分離された転写紙を定着ローラ２
３と加圧兼定着ローラ２４との間に形成される定着ニッ
プ部２６に案内するガイド板２７．２７’より形成され
、夫々の定着ローラ２３及び加圧兼定着ローラ２４に対
向する先端には先の尖った歯を周囲に備えた拍車３０が
回動自在に設けられている。定着ローラ及び加圧兼定着
ローラの夫々のニップ部２６の下流側に先端を接して第
１分離爪３１及び第２分離爪３２が設けられ定着出ロガ
イド板３３を経て排紙ローラ対３４により機外に排出可
能となっている。

上記の加圧兼定着ローラ２４及び定着ローラ２３の構成
の一例を第２図（ａ）、（ｂ）に示す。

加圧兼定着ローラ２４は、ヒータ２２ｂを内蔵したアミ
ルニウム、ステンレス、鉄等の金属製芯金２４ａの表面
に例えばシリコンゴム又はシリコン樹脂発泡体の如き耐
熱弾性層２４ｂを形成しその外側をふっ素樹脂等の耐熱
離型性層を被覆して構成されている。

一方、定着ローラ２３は、ヒータ２２ａを内蔵したアル
ミニウム、ステンレス、鉄等の金属製芯金２３ａの表面
に４ぶつ化ポリエチレン等の耐熱離型性層２３ｂを被覆
して構成されている。

上記の両ローラの表層に形成される耐熱離型性層２４　
ｃ、　２３　ｂはコーティング又はその材料の薄肉チュ
ーブを被覆することにより形成される。

以下にこの装置の作用を説明する。

く２色プリントモード〉 感光体ドラムエ上に、まず公知の電子写真プロセスによ
り黒色トナー像を形成し、転写紙を転写ベルト７に給紙
せずに転写ベルト７を回動させ、第１転写チヤージヤ６
の作用のもとに感光体ドラム１から転写ベルト７に黒色
トナー像を転写し、次いで感光体上に赤色トナー像を形
威し、黒色トナー像と位置を整合させて重ね合せ転写す
る。赤・黒画像の転写の順序は逆でもよい、クリーニン
グユニット１５は転写ベルト７から退避しているので、
未定着のトナー像がクリーニングユニット１５により乱
されることはない、転写ベルト７の２色のトナー像が転
写された部分の先端と転写紙の先端とが整合するタイミ
ングで、レジストローラ１６により転写紙を転写ベルト
７に給紙すると、転写紙は転写紙密着用チャージヤニ８
により転写ベルトに密着して搬送され、転写ベルト７の
出口部で、転写ベルト上のトナー像は第２転写チヤージ
ヤ１９の作用により転写ベルト７より転写紙の転写ベル
トに接する側に転写される。転写後転写紙は用紙の腰に
より、転写ベルト７より分離し、入ロガイド板２７．２
７’　に案内されて、定着装置のニップ部２６に挿入さ
れ、トナー像が転写された側を定着ローラ２３に接して
加圧兼定着ローラ２４とで挟持搬送されて定着ローラ２
３により定着され、分離爪３１により定着ローラ２３よ
り分離され機外に排出される。

く単色プリントモード〉 感光体ドラムｌ上に黒又は赤のいずれか上包のトナー像
を形成し、転写ベルト７を周動させ、感光体上のトナー
像の先端と転写紙の先端が第１転写チヤージヤ６と感光
体１との間の転写位置で一致すべきタイミングで、レジ
ストローラ１６により転写ベルト７に転写紙を給紙する
。トナー像は第１転写チヤージヤ６の作用のもとに感光
体ドラム１より転写紙の感光体に接する側の面に転写さ
れる。転写紙は支持ローラ９の方向に進む転写ベルトに
吸着して搬送され、支持ローラ９の位置で紙の腰を利用
して転写ベルト７より分離され、入ロガイド板２７．２
７’に案内されて定着装置２１のニップ部２６に挿入さ
れ、トナー像の転写された側が加圧兼定着ローラ２４に
接するように、定着ローラ２３と加圧兼定着ローラ２４
とにより挟持搬送されて加圧兼定着ローラ２４により定
着され分離爪３２により分離されて機外に搬出される。

次に、本発明の定着装置の通電制御方法の実施例を、第
３図、第４図を用いて説明する。

第３図に示す如く、定着ローラ２３、加圧兼定着ローラ
２４に夫々内蔵されたヒータ２２ａ。

２２ｂ（第４図中にはヒータ！、ヒータ■と記す）は、
サーミスタＩ　　５１及びサーミスタＩＩ　　５２によ
り、ＳＳＲ（固体リレー）Ｉ　　５３．ＳＳＲ■５４を
介して各々独立して、各々の設定温度で温度制御される
。ヒータ切換回路５５から入力信号としてイニシアルモ
ード（ウオームアツプ中、又は待機状態を知らせる入力
信号）とプリントモード■（前記説明の２色プリントを
開始する入力信号）とプリントモード■（前記説明の単
色プリントを開始する入力信号）とパルス信号とが設け
られている。

１！源スイッチ投入後のウオームアツプ中は、ウオーム
アツプ状態を送出するイニシアルモードがヒータ切替回
路５５へ入力されると同時にヒータ２２ａ及び２２ｂへ
の通電を開始する。このとき第４図（ａ）に示す如くヒ
ータ２２ａ、２２ｂへの通電が重複しないように、本体
制御回路５６から送出されてくるパルス信号をヒータ切
換回路５５内で、重複しないように、同じ割合で時分割
し、ヒータ２２ａ、２２ｂへ出力する。そのようにする
ことによって、立上り完了迄ヒータ２２ａ。

２２ｂへ同じ割合で交互通電が繰返し行なわれる。

定着ローラ２３及び加圧兼定着ローラ２４共夫々に設け
た設定温度に達して立上りが完了する。

待機中は第４図（ｂ）に示す如く各ヒータの通電可能時
間を交互に同じ割合で時分割し各々の設定温度にサーミ
スタにより維持制御される。

プリント時は、例えばプリントモード■信号がヒータ切
換回路５５へ入力された時、プリントモード■のプリン
トを開始し、未定着トナー像は定着ローラ２３で定着さ
れる。従って、定着口−ラ２３はヒータ２２ａにより、
定着ローラ２３の設定温度を維持するように定着ヒータ
２３のオン・オフを繰返す、この時加圧兼定着ローラ２
４のヒータ２２ｂはヒータ２２ａと通電が重複しないよ
うに、第４図（ｃ）に示す如く、ヒータ２２ａがオフし
でいる時にのみヒータ２２ｂへの通電が可能となるよう
にし、加圧兼定着ローラ２４の設定温度でサーミスタに
より制御されるようヒータ切換回路を設ける。又、プリ
ントモード■の信号が入力された時は、第４図（ｂ）に
示す如く定着ローラ２３と加圧兼定着ローラ２４の制御
が上記の場合と逆となるように切換回路を設計する。

このような制御方法を採用することにより、プリントモ
ード■及び■を任意に選択的に切換えても、プリント開
始可能となる待時間を少なくて済むようにすることがで
きる。

又、プリント時には、プリント面側の定着手段の定着制
御を優先させるため、定着性も良好である。

本発明が適用される定着装置は、上記の実施例の構成に
限られるものではなく、第５図に示す如く、１本の加圧
ローラ２５の両側に２本の定着ローラ２３ａ、２３ｂを
圧接させ、それらの内部にヒータ２２ａ、２２ｂを設け
、転写紙の転写面に応じて転写ベルト７の排紙方向を切
替えて転写面が定着ローラ２３ａ、２３ｂのいずれかに
接するように通紙するようにした定着装置や、第６図に
示す如く、ヒータ２２ａを内蔵する定着ローラ２３と、
ヒータを内蔵しない加圧ローラ２５とを対設し、加圧ロ
ーラ２５の近傍にヒータ２２ｃを内蔵した金属製の定着
熱伝達用ローラ４１を設け。

このローラ４１と前記加圧ローラ２５とに熱の良導体で
作られたエンドレスベルト４０を掛渡し、定着ローラ２
３と上記エンドレスベルト４０との間に定着ニップを形
成した定着装置等にも適用することができる。

勉−二監 以上の如く、本発明によれば、プリントモードにより転
写紙の表裏いずれかの面にトナー像が形成される画像形
成装置の定着装置において、省電力化を図ることができ
、最大電流値を許容値以内に納めることができ、各プリ
ントモードに対して。

切換えた時待ち時間が少なく速やかに対応できる。

その他、交互にヒータを制御することにより、立上り時
のオーバーシュートを少なくし、ホットオフセットの防
止にも効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される定着装置を備えた画像形成
装置の要部の構成を示す断面図、第２図はその定着装置
のｌ対のローラの構成を示す断面図、第３図は本発明の
定着装置のヒータの制御回路図、第４図（ａ）（ｂ）（
ｃ）（ｄ）は立上り時、待機時及び２つのモードのプリ
ント時の２つのヒータのタイミングチャート、第５図及
び第６図は本発明が適用される他の定着装置の構成の例
を示す断面図である。 （・・・感光体 ７・・・転写ベルト ２１・・・定着装置 ２２　ａ　、　　２２　ｂ　、　　２２　ｃ−ヒータ２
３　、２３　ａ　、　２３　ｂ一定着ローラ２４・・・
加圧兼定着ローラ ２５・・・加圧ローラ 竿３　冗 第 図 （ａ） ヒータＩ 品−ＩＪＵ （ｂ） ヒータ　Ｏｎ７　−「ｌ−「■」−し」−（ｃ） ヒータＩ ｏｎ丁］Ｊ］Ｊ ｆｆ （ｄ） ヒータに旨１−−」−ニー−「］− プリントモ十０ ヒータＩ。、ｒＬｒ−１」−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）転写部で感光体に接して一方向に周動する転写ベ
   ルトにより感光体に接して搬送される転写紙の感光体に
   接する表面に感光体より転写されたトナー像を定着する
   第１定着手段と、上記感光体より上記転写ベルトに一た
   ん転写された後転写ベルトよりこれにより搬送される転
   写紙の裏面に転写されたトナー像を定着する第２定着手
   段とを有する画像形成装置の定着装置において、 上記の各定着手段は夫々の定着手段が定着 すべきトナー像担持面に接し加熱手段を内蔵するローラ
   と、その表面温度を検知する手段とを有し、各加熱手段
   は対応する温度検出手段の出力により別々に温度制御さ
   れ、 電源スイッチ投入後の立上り中は、各加熱 手段は同時に通電されないように同じ割合で時間を分割
   して通電し、立上り完了後の待機中は各加熱手段の通電
   可能時間を交互に同じ割合で時分割し各定着手段のロー
   ラの設定温度で通電制御が行なわれることを特徴とする
   定着装置。
2. （２）待機中、表面転写モードの命令信号を受けた場合
   は、第１定着手段の設定温度で第１定着手段の加熱手段
   を通電制御して第１定着手段の温度制御を行ない、第２
   定着手段の加熱手段は第１定着手段の加熱手段の非通電
   時にのみ通電可能として第２定着手段の設定温度で制御
   し、 裏面転写モードの命令信号を受けた場合は、第２定着手
   段の設定温度で第２定着手段の加熱手段を通電制御して
   第２定着手段の温度制御を行ない、第１定着手段の加熱
   手段は第２定着手段の加熱手段の非通電時にのみ通電可
   能として第１定着手段の設定温度で制御することを特徴
   とする請求項１に記載の定着装置。