JPH04163484A - 画像形成装置における定着装置 - 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、電子写真装置等において、加熱ローラ及び加
圧ローラからなる一対の定着ローラを用いて像担持体上
のトナー像を定着する画像形成装置における定着装置に
関する。

（従来の技術） 複写機等画像形成装置にあっては、シート紙等に転写さ
れたトナー像の定着を行う定着装置として、効率、安全
性、設置スペース等の点から、近年、ヒータを内蔵する
加熱ローラ及び、この加熱ローラに圧接回転する加圧ロ
ーラからなる一対の定着ローラを用い、両ローラ間にシ
ート紙を挿通し、トナー像を加熱加圧定着する装置が多
用されている。

しかしながらこの様な定着ローラを用いた装置にあって
は、一般に加熱ローラはヒータを内蔵するものの、加圧
ローラは加熱手段を有していない。

しかも、画像形成装置の電源投入後のヒータによるウオ
ームアツプは、通常両ローラを停止した状態で行われて
いる。従ってウオームアツプ時、加熱ローラはヒータに
より全体的に加熱されるものの、加圧ローラは加熱ロー
ラとの接触部のみ加熱され、他はほとんど温度上昇を得
られないままとされる。

このためウオームアツプ終了後の、コピー開始による定
着開始当初、両ローラが圧接した状態で回転されると、
加熱ローラは、温度の低い加圧ローラへの熱伝導により
その表面温度が低下されてしまい、定着に必要な表面温
度を保持する事が出来ずに、定着不良を生じてしまうと
いう問題を生じていた。このような現象は、冬期あるい
は寒冷地等、室温が低い場合の朝の始動時に顕著に現れ
ていた。

このため、特公昭６１−３１４６３号にみられる様に、
ウオームアツプ時、両ローラを停止した状態で加熱ロー
ラを第一の設定温度まで加熱した後、加熱ローラが第一
の設定温度より高い第二の設定温度に達するまで両ロー
ラを協動回転させ加熱ローラから加圧ローラへの熱伝導
により、ウオームア・ツブ中に加圧ローラ表面を加熱し
ておく、装置も知られている。

しかしながらこの様な装置にあっては、低室温時、内部
迄冷えきっている加圧ローラの加熱のため、常温時に比
し加圧ローラを長く回転する必要かあるにも拘らず、加
熱ローラが第一の設定温度から第二の設定温度に達する
迄の時間が常にほぼ一定とされ、加圧ローラが十分な加
熱を得られないという問題を生じていた。これは通常、
加熱ローラが時間に比例して温度上昇され、低室温の場
合、加熱ローラが常温に達する迄は時間がかかるものの
、それ以降の第一の設定温度から第二の設定温度に達す
る迄の時間は常温時と変わらないことによる。従って、
低室温時にあっては加圧ローラの回転時間が十分でなく
、加圧ローラは表面を加熱されるものの、内部が冷えき
っている事から回転終了後冷え易く、徐々に表面の温度
が降下してしまい、その後の定着開始当初、加熱ローラ
から加圧ローラへの熱伝導量か多くなり、加熱ローラの
表面温度が低下し、定着不良を生じるというおそれを依
然として残していた。

（発明が解決しようとする課題） 従来は、定着ローラを使用する定着装置において、定着
ローラを停止した状態でウオームアツプしていたため、
ウオームアツプ終了後の定着開始当初、加圧ローラへの
熱伝導により加熱ローラが温度低下され、定着不良を生
じてしまうという課題を有していた。

更にウオームアツプ中、加熱ローラが第一の設定温度か
ら第二の設定温度に達するまでの間定着ローラを回転し
加圧ローラを加熱していいたが、室温が低い場合には、
回転時間が不十分であり、定着開始当初、依然として定
着不良を生じてしまうおそれがあるという課題を有して
いる。

そこで、本発明は、上記課題を除去するものでウオーム
アツプ終了後の定着開始当初、加熱ローラの温度低下に
よる定着不良を生じる事がなく、良好な画像を得る事が
出来る画像形成装置における定着装置を提供することを
目的とする。

更に低室温であっても良好な定着を行う事が出来る画像
形成装置における定着装置を提供することを目的とする
。

［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解決する為に、加熱手段を有する加
熱ローラ及び加熱ローラに接触する加圧ローラからなり
互いに圧接して回転する一対の定着ローラと、電源投入
後における加熱手段によるウオームアツプ期間中に、電
源投入から一定時間経過したことを検知する検知手段と
、この検知手段による検知動作により、加熱ローラが所
定温度に達するまで、定着ローラ対を圧接回転させる制
御手段とを設けるものである。

（作　用） 本発明は上記手段により、ウオームアツプ期間中加熱ロ
ーラからの熱伝導により加圧ローラを加熱し、ウオーム
アツプ終了後の定着開始当初の加熱ローラの温度低下に
よる定着不良を防止し、良好な画像形成を得るものであ
る。

又本発明は、上記手段により、低室温時にあっては加圧
ローラの回転時間を十分数る事により、加圧ローラを内
部まで十分加熱し、定着開始当初の加熱ローラの温度低
下による定着不良を防止し、良好な画像形成を得るもの
である。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図乃至第６図を参照しなが
ら説明する。第１図は画像形成装置の概略説明図であり
、装置本体１内の像担持体である感光体１０周囲には、
感光体１０と共に画像形成手段２を構成する帯電装置［
１１、露光装置！ｆ１２の露光部１２ｃ１現像装置１３
、転写剥離チャージャ１４、クリーニング装置１Ｂ、除
電装置１７が設けられている。

更に装置本体１の右側には、用紙Ｐを収容する第１のカ
セット１８ａ及び第２のカセット１８ｂ１手差し給紙台
１８ｃが設けられている。又、装置本体１内には、各カ
セット１８ａ　１１８ｂ　％及び手差し給紙台１８ｃか
ら用紙Ｐを取り出す第１乃至第３のピックアップローラ
２０ａ　、　２０ｂ　、　２０ｅが設けられ、更にピッ
クアップローラ２０ａ〜２０ｃにより取出された用紙Ｐ
を、感光体ＩＯを経て装置本体１の左側に設けられる排
紙トレイ２１に導く搬送路２２が形成されている。

又、搬送路２２の感光体１０より上流側には第１及び第
２の分離ローラ２３ａ　、　２３ｂ　、レジストローラ
２４が配置され、下流側には搬送ベルト２６、一対の定
着ローラ２７、排紙ローラ２８が配置されている。そし
て定着ローラ２７は、加熱手段であるヒータ２７ａを内
蔵し、アルミニウム素管表面に、ＰＴＦＥ　（ポリテト
ラ・フルオロエチレン）を厚さ２５［μｍココ−ティン
グした直径５０［ｌｌコの加熱ローラ２７ｂ及び、金属
製ローラ芯２９ａの外周に耐熱性シリコンゴム２９ｂを
厚さ６　　［ａｍ］形成し、表面に厚さ５０［μｌ］の
ＰＴＦＥからなるチューブを被せた直径５０［＋ｕ＋］
の加圧ローラ２７ｃとから成っている。

この加圧ローラ２７ｃは、加圧スプリング（図示せず）
により加熱ローラ２７ｂに加圧接触されている。

モしてモータ３０の駆動により駆動伝達手段３１を介し
加熱ローラ２７ｂが回転されると、加圧ローラ２７ｃも
これに圧接し従動回転される様になっている。

又、加熱ローラ２７ｂのリア側表面には加熱ローラ２７
ｂ表面の温度を検知し、検知温度を電圧に変換しサーミ
スタ制御装置３２に入力するサーミスタ３３が接触され
ている。更に、３４は剥離爪、３Ｂはクリーニングフェ
ルトである。尚、３７は、装置本体１上面の、原稿りを
載置する原稿台である。

又、第４図はサーミスタ制御装置３２を含む装置本体１
の制御系を示すブロック図であり、装置本体１全体の制
御を行う制御装置３８の入力側には、操作パネル（図示
せず）上の各入力スイッチ４１、搬送路２２上の各用紙
検出手段４２、その地固像形成操作に必要なスイッチ／
センサ類６３が接続されている。制御装置３８の出力側
には操作パネル（図示せず）上の表示装置４３、モータ
３０を含む画像形成手段２等が接続されている。尚、４
４はカウンタパルス発振装置である。

更に制御装置３８には、インタフェース４５を介しサー
ミスタ３３のオン／オフ制御を行うサーミスタ制御装置
３２が接続されている。このサーミスタ制御装置３２は
、サーミスタ８３からアナログ入力部３２ａに入力され
る電圧に応じて、出力ポート３２ｂよりＳＳＲ（サイリ
スタ）４７の駆動信号を出力している。即ち、加熱ロー
ラ２７ｂ表面温度が１８０［”Ｃ］迄低下され、これに
相当する電圧がサーミスタ３３からアナログ入力部３２
ａに入力されると、出力ポート３２ｂよりＬレベルが出
力され、１２　［Ｖ］の電圧がＳＳＲ４７の出力端子に
流れ、ＳＳＲ４７がオンされてヒータ２７ａにＡ、Ｃ電
源４６が導通されることとなる。

一方、加熱ローラ２７ｂ表面温度が２００［”Ｃ］迄上
昇されこれに相当する電圧がサーミスタ３３からアナロ
グ入力部３２ａに入力されると、出力ポート８２ｂにＨ
レベルが出力され１、ＳＳＲ４７がオフされてヒータ２
７ａは非導通とされる。尚４８は温度ヒユーズである。

次に作用について説明する。コピー開始にあたり、メイ
ンスイッチ（図示せず）をオンすると制御装置３８の起
動によりウオーミングアツプが開始される。即ち、加熱
ローラ２７ｂの表面温度がほぼ室温迄母低下されており
１８０［”Ｃ］以下である事から、制御装置３８を介し
サーミスタ制御装置３２によりＳＳＲ４７がオンされ、
ヒータ２７ａにＡ、Ｃ電源４６が導通されると共に、カ
ウンタパルス発振装置４４が作動される。そして制御装
置３８が検知手段としてのカウンタを兼用し、カウタパ
ルス発振装置４４からのパルスをカウントし、ヒータ２
フａ導道後、−定時間である１　［分〕を経過した旨を
検知すると、制御装置３８は、モータ３０を駆動し駆動
伝達手段３１を介し加熱ローラ２７ｂを矢印Ｘ方向に回
転する。

これにより加圧ローラ２７ｃは、加熱ローラ２７ａに従
動し矢印ｙ方向に回転され、温度上昇された加熱ローラ
２７ａ表面からの熱伝導により、表面全体が加熱される
事となる。

この後、サーミスタ３３により加熱ローラ２７ｂ表面温
度が２００［”Ｃ］に達した旨が検知されると、サーミ
スタ制御装置３２は、ＳＳＲ４７をオフし、ヒータ２７
ａを非導通にすると共に、制御装置３８によりモータ３
０を停止する事により加熱ローラ２７ａ及び加圧ローラ
２７ｃを停止しウオームアツプを終了し、装置本体１を
コピー可能状態とする。尚、室温が１８〜２５［”Ｃ］
の常温時にあっては、加熱ローラ２７ａ回転後ウオーム
アツプ終了まで約２　［分］を要する。

但し、電源オン操作が電源をオフした後余り時間を経過
していない場合等、加熱ローラ２７ｂが冷却されておら
ず、ウオームアツプ開始から、１［分］を経過する前に
加熱ローラ２７ｂ表面温度が２００［”Ｃ］に達してし
まった場合は、その時点てウオームアツプを終了し、装
置本体１をコピー可能とする。

又、ウオームアツプ終了後加熱ローラ２７ｂ表面の温度
が１８０［”Ｃ］迄下がると、サーミスタ制御装置３２
によりヒータ２７ａが再度オンされ、加熱ローラ２７ｂ
表面は常に１８０〜２００［℃コの範囲内となるように
温度制御される。

次にオペレータが、操作パネル上の各入力スイッチ４１
を操作し、コピー枚数、コピー倍率等の画像形成条件を
入力し、コピーを開始すると、感光体１０の回転に従い
帯電装置１１、露光部１２ａ１現像装置１３を経て形成
されたトナー像が、転写剥離チャージャ１４により、い
ずれかの給紙カセット１８ａ。

１８ｂから給紙される用紙Ｐに転写され、剥離される。

この後更に感光体１０はその回転に従い、クリーニング
装置１Ｂにより残留トナーを除去され、除電装置１７に
より除電されて、次のコピー可能状態とされる。一方、
感光体１０より剥離され粉体トナー像が形成された用紙
Ｐは、定着ローラ２７側に搬送され加熱ローラ２７ｂ及
び加圧ローラ２７ｃ間に挿通され、加熱加圧定着される
こととなる。

そしてこの定着ローラ２７による定着時、加熱ローラ２
７ｂは、加圧ローラ２７ｃへの熱伝達により幾分温度低
下されるものの、定着効率に影響を及ぼす事なく、良好
な定着を行う事となる。

尚この定着ローラ２７を実験用の画像形成装置に装着し
、加熱ローラ２７ｂの表面温度の変化を測定したところ
、第５図に示す様な結果が得られ、第６図に示す従来の
装置に比し、ウオームアツプ終了後の定着開始当初にお
ける加熱ローラ２７ｂの表面の温度低下が著しく改善さ
れた。

この様に構成すれば、ウオームアツプ時、ヒータ２７ａ
通電後１　［分］を経過すると加熱ローラ２７ｂ及びこ
れに従動する加圧ローラ２７ｃとが回転され、加熱ロー
ラ２７ｂ表面の熱が加圧ローラ２７ｃに熱伝導される。

従ってウオームアツプ終了時、加圧ローラ２７ｃ表面は
、均一に温度上昇されており、定着開始当初、従来の様
に、加熱ローラ２７ｂ表面の熱が、加圧ローラ２７ｃ側
に伝導されてしまい、加熱ローラ２７ｂの温度低下によ
り定着不良を生じる事が無く、定着開始当初から良好な
画像を得ることが出来る。又、室温が低い場合には、加
圧ローラ２７ｃの加熱に時間がかかるものの、加熱ロー
ラ２７ｂが２００［”Ｃ］に達する迄の時間も長く、ウ
オームアツプ開始から１　［分］経過後の両ローラ２７
ｂ　、　２７ｃの回転による加圧ローラ２７ｃの加熱時
間も長くなる。従って、室温が低い場合であってもウオ
ームアツプ終了後、加圧ローラ２７ｃ表面温度は冷め難
く、定着開始当初に定着不良を生じる事も無い。

更に、ウオームアツプ開始から１　［分コを経過する前
に加熱ローラ２７ｂ温度が２００［’Ｃ］に達してしま
った場合は、定着ローラ２７は回転される事なくただち
にウオームアツプを終了するので、モータ３０の無駄な
駆動を防止出来ると共に、クリーニングフェルト３６に
よる余分なシリコンオイルの供給が防止され、シリコン
オイルの供給過多による用紙Ｐの汚れを防止出来る。

尚本発明は、上記実施例に限定されず種々設計変更可能
であり、例えば、ウオームアツプ開始後、定着ローラを
回転する迄の一定時間は任意であるか、短いと加熱ロー
ラの温度上昇が低くて加圧ローラへの熱伝導効率が悪く
、長いと加圧ローラの回転時間が短くなっ、てしまい加
熱が不足することから、これ等を考慮し定める必要があ
る。又、加熱手段のオン／オフ制御を行う制御温度等も
限定されないし、加熱ローラや加圧ローラの材質、構造
、サイズ等も任意である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ウオームアツプ
中の加熱ローラとの接触回転により加圧ローラが温度上
昇されている事から、ウオームアツプ終了後の定着開始
当初、加熱ローラの表面温度か加圧ローラへの熱伝導に
より低下される事か無く、加熱ローラの温度低下による
定着不良を防止し良好な画像を得る事が出来る。しかも
加熱ローラ及び加圧ローラの回転はウオームアツプ開始
後一定時間経過してから加熱ローラが所定温度に達する
迄である事から、室温が高い場合には加熱ローラが所定
温度に達する迄の時間が短く、回転時間も短くされる一
方、逆に低室温の場合には回転時間が長くされるので、
低室温であっても加圧ローラは十分加熱される事となり
、ウオームアツプ終了後従来の様に加熱不足により加圧
ローラ表面が冷めてしまう事がなく、定着開始当初であ
っても加熱ローラは定着温度を保持出来、良好な定着を
得られる事となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示し、第１図は
画像形成装置の概略説明図、第２図は定着ローラのフロ
ント側から見た概略断面図、第３図はリア側から見たモ
ータによる定着ローラ駆動説明図、第４図は制御系のブ
ロック図、第５図はウオームアツプ開始後の加熱ローラ
の温度変化のグラフ、第６図は従来の装置におけるウオ
ームアツプ開始後の加熱ローラの温度変化のグラフであ
る。 １・・・本体、　　　　　　１０・・・感光体、２７・
・・定着ローラ、　　　　２７ｂ・・・加熱ローラ、２
７ｃ・・・加圧ローラ、 ３０・・・モータ、 ３２・・・サーミスタ制御装置、 ３３・・サーミスタ、　　　３８・・・制御装置、代理
人　弁理士　大　胡　典　夫 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱手段を有する加熱ローラ及びこの加熱ローラに接触
   する加圧ローラからなり互いに圧接して回転する一対の
   定着ローラと、電源投入後における前記加熱手段による
   ウォームアップ期間中に、前記電源投入から一定時間経
   過したことを検知する検知手段と、この検知手段の検知
   動作により前記加熱ローラが所定温度に達するまで、前
   記定着ローラ対を圧接回転させる制御手段とを具備する
   事を特徴とする画像形成装置における定着装置。