JPH0421886A - 熱ローラ定着装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写機等の画像形成装置のトナー像
を転写材上に溶融定着する加熱式の定着装置に係るもの
で、特に内部に熱源を有する定着ローラと、該定着ロー
ラに接触して協同回転し加熱手段をもたない圧接ローラ
とを東する熟ローラ定着装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来加熱式の定着装置には赤外線加熱、熱板加熱、リボ
ンヒータ加熱等があるが、これらは発熱体、加熱素子、
転写材の相互間に空気等の熱の不良導体を介して行う加
熱方法であるため、熱効率か非常に悪く装置も大型化す
る。そこで、近来熱効率が良く安定性が高く装置が小型
で済む熱ローラ定着装置が広く使用されるようになって
いる。

上記熱ローラ定着装置は、内部にニクロム線ヒタ、ハロ
ゲンランプ等の熱源を備えて回転する加熱ローラである
定着ローラとこれに圧接する圧接ローラとから構成され
、トナー像を転写された転写４イか搬入されるどその圧
接部で転写材を挟持し搬送作用がなされるとともにトナ
ー像に面する定着ローラの加圧・加熱によって１〜ナー
を溶融して加熱による定着を行うようになっている。

上記定着ローラ表面はシリコーンゴム等の特殊材或はテ
フロン（四ふっ化エヂレン樹脂）で形成され、さらに該
表面上をシリコーンオイル等で被覆され、転写材上のト
ナー粒子が定着ローラ表面に付着するいわゆるオフセッ
トを防止するようになっている。しかし、定着ローラの
表面温度が適正値より低い場合には、定着不良となると
ともに、低温オフセットを発生して転写材が定着ローラ
に巻きイｑき紙詰まりを起こし、定着ローラ表面温度が
過剰に高い場合には定着ローラ表面材質やシリコーンオ
イル等の熱分解による発煙か生したりするので定着ロー
ラ表面温度の制御は極めて重要であり、通常は１８５〜
２１５°Ｃの間に保持される。

また、画像形成装置の始動時の定着ローラ表面温度を定
着可能温度まて加熱するウオームア・ンブに要する時間
を短縮しようとして大容量の熱源を使用すると、いわゆ
るオーパージコートを起こし定着ローラ表面の温度を過
剰に高くし易く、消費電力を徒に大にするという問題が
あった。

以」二のような熱ローラ定着装置の改善を図った技術か
、例えは特公昭６１−５１４４号公報や、特開昭５８１
１９７７号公報明細書に開示・提案されている。

特公昭６１−５１４４号公報明細書記載の方法は、定着
ローラ温度制御のための設定温度を、メインスイッチ動
作後において定められる設定温度Ｔｗａと、該設定温度
Ｔｗａの後に定められるスタンバイ時の設定温度Ｔｓｔ
と、コピー時にスタンバイ設定温度Ｔｓｔから変更され
る設定温度をＴｃｏどするとき、Ｔ　ｗａ＜　Ｔ　ｓｔ
＜　Ｔ　ｃｏであって、これらに可変設定する手段を有
するようにして、エネルギーの節約とオーバーシュート
による温度上昇を防止するようにしたものである。

また、特開昭５８−１１９７７号公報明細書記載の方法
は、定着ローラの内部に複数のハロゲンランプ等の熱源
を設はウオームアツプ時は複数の熱源を同；（ 時にＯＮにし、定着ローラの表面温度が定着温度に達す
るまで加熱したのち上記各熱源をＯＦＦとし、以後単一
の熱源を０Ｎ１０ＦＦ制御して定着温度を一定に維持し
、つ］−ムアップ時間の短縮ど消費電力の節約と精度の
高い温度制御を行うことを図ったものである。

Ｃ発明か解決しようとする課題〕 前記熱ローラ定着装置において、ウオームアツプ時間の
短縮を行うには大容量の熱源を必要とする。ところか、
一般家庭に使用する電気器具は電気用品取締法によって
使用時の電流か１５Ａを超えることはできない。画像形
成装置のコピー時には定着用ヒータのほかに、原稿照明
用のランプや駆動用モータの点灯・稼働が必要であり、
定着装置の熱源の容量は必然的に制限されることになる
。

従って、従来の熱ローラ定着装置では、ウオームアツプ
時間の短縮を行うには限度があり、十分なものではない
という問題点があった。また、コピーとコピーの間の待
機中（アイドリング）には無駄に定石用ヒータに通電し
電力の消費を大にし、かつ大容量のヒータの０Ｎ−ＯＦ
Ｆの繰返しによって電圧降下等のノイズが発生し、外部
機器の誤作動の原因となるという問題点かあった。

本発明はこのような問題点を解決し、ウオームアンプ時
間を短縮し、かつ消費電力が小さく、ＯＮ・ＯＦＦによ
るノイズ発生を極力すくなくし、しかも良好な定着が行
われる熱ローラ定着装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、加熱手段として容量の大きな主ヒータラン
プど容量の小さな補助ヒータランプとを内蔵した定着ロ
ーラと、これに圧接して協同回転する圧接ローラとを有
し、前記定着ローラ表面の温度検知を行う温度検知手段
を設けた熱ローラ定着装置において、 （ａ）ウオームアツプ期間中は主ヒータランプ及び補助
ヒータランプを駆動させ、 （ｂ）コピー期間中は主ヒータランプを駆動さセ、（ｃ
）アイドリング期間中は補助ヒータランプを駆動させ、 前記温度検知手段の温度検知にもとづいて駆動制御を行
い、 また、予熱状態モードを有する場合は補助ヒータランプ
を駆動させ、別に設けた低温度に温度制御を行うことを
特徴とする定着装置によって達成される。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図である。図
において、■は熱ローラ定着装置、２は主ヒータランプ
４及び補助ヒータランプ５からなる加熱手段を内蔵しロ
ーラの表面にふっ素樹脂又はシリコーンゴム等の離型性
材料の層を被覆し転写材である記録紙上のトナー像を溶
融定着する定着ローラ、３は加熱手段を内蔵しないロー
ラ表面にシリコーンゴム等を被覆したもので定着ローラ
２に圧接しなから協同回転する圧接ローラ、４は定着ロ
ーラ２内にローラ軸に平行に設けられたノ＼ロゲンラン
プ等からなる例えば１００ＯＷの主ヒータランプ（主ヒ
ータともいう）、５は同じく定着ローラ２内に主ヒータ
ランプ４とともに設けられ、主ヒータランプ４より発熱
容量の小さい例えば３００Ｗのハロゲンランプ等からな
る補助ヒータランプ（補助ヒータともいう）、６は定着
ローラ２の表面をクリーニングするクリーニングローラ
、７は定着ローラ２の周面にシリコーンオイルを塗布す
るオイル含浸ローラ、８は転写材である記録紙の定着ロ
ーラ２への巻き付きを防止する分離爪、１１は定着入り
口、１２は定着出口、２０は画像形成装置本体内に設け
られた制御部、２１は定着ローラ２の表面温度を検出す
るため定着ローラ２表面に接触または極めて近接して非
接触に設けた。例えばサーミスタ・熱電対等からなる温
度検知手段である温度センサ、２２はコピー開始信号を
発するためのコピー釦、２３は記録紙サイズやコピー枚
数等を入力するための例えばテンキー等の入カキ−１２
４及び２５は主ヒータランプ４及び補助ヒータランプ５
に安定した電力の供給と制御部２０の制御により電力供
給を０Ｎ１０ＦＦする主ヒータ電源及び補助ヒータ電源
である。

次に本実施例の主どして温度制御について第２図のフロ
ーチャートにもとづいて説明する。

まず、図示しないメインスイッチをＯＮにして電源を投
入する（ステップｌ）。すると、制御部２０は主ヒータ
電源２４を介して主ヒータランプ４をＯＮにしくステッ
プ２）、そののちこの実施例においては２００　ｍ　ｓ
遅らせて（ステップ３）補助ヒータ電源２５を介して補
助ヒータランプ５をＯＮとしくステップ４）定着ローラ
２を加熱する。この主ヒータランプ４と補助ヒータラン
プ５の点灯時刻を若干ずらせることによって、はぼ室温
に等しい低温度にあるヒータランプに通電したとき流れ
る大電流（突入電流）を分散させ、不要なノイズの発生
を少なくするとともに安全装置の作動やヒユーズの溶断
を防止している。

定着ローラ２の表面温度が上昇しコピー時の設定温度（
例えば２００°Ｃ）であるレディ温度Ｔ１に達すると（
ステップ５）温度センサ２１の温度信号により制御部２
０は主ヒータランプ４及び補助ヒータランプ ンプ５をＯＦＦとしくステップ６）、コピー釦２２に組
み込まれているレディ表示ランプの点灯又は表示部ｌこ
レディ標識を点灯する等のレディ表示を行う（ステップ
７）。ステップ２よりステップ７までの間かつオームア
ップ期間である。こののちコピー釦２２が押圧されてＯ
Ｎになると（ステップ８）、制御部２０は補助ヒータラ
ンプ５をＯＦＦとしたまま温度センサ２■の温度情報に
もとづいて主ヒータランプ４のみを０Ｎ１０ＦＦ駆動し
て定着時に奪われる熱量の補給を行い、定着ローラ４表
面温度をレディ温度Ｔ１中心の狭い温度範囲に保持する
とともにコピー動作を進行させる（ステップ９）。この
期間がコピー期間である。指定された枚数のコピが終了
すると（ステップｌＯ）、制御部２０は主ヒータランプ
４をＯＦＦとし補助ヒータランプ５のみを０Ｎ１０ＦＦ
駆動させて定着ローラ４表面温度をレディ温度Ｔ１の近
傍に保持するアイドリング期間に入る（ステップ１１）
。

アイドリング期間が予め設定された例えば２分、６分或
は１０分等所定の規定時間ｔを経過したかどうかの判断
が制御部２０において行われる（ステラ７°１２）。規
定時間を内にコピー釦２２及び大カギ２３かＯＮにされ
なけれはそのままアイドリンクを続けるか、コピー釦２
２かＯＮにされる（ステップ１３）と（Ｂ）のコピー期
間（ステップ９）に移行する。

またコピー釦２２がＯＮにされなくても入カキ−２３に
よってコピー枚数、記録紙サイズ等が入力（ＯＮ）され
ると（ステップ１４）、間もなくコピーがなされるもの
と判断しくステップ８）に戻りコピーに待機する。

コピー釦２２及び入カキ−２３がＯＮにされることなく
規定時間（を経過すると、ステップ１２よりステップ１
５に進みレディ表示をＯＦＦとし、予熱状態モト（ステ
ップ１６）に移行し温度制御の設定温度を例えば１００
°Ｃ等の低設定温度′「２に変更し低温度に温度制御す
る。この期間では主ヒータランプ４はＯＦＦとされ補助
ヒータランプ５のみを０Ｎ１０ＦＦ駆動する温度制御か
なされる。

予熱状態モード中に入カキ−２３がＯＮにされると（ス
テップ１７）、主ヒータランプ４をＯＮに（ステップ１
８）シたのも（Ａ）に戻り、ウオームアツプ状態となり
コピーに待機する。

上記つｔ−ムアノプ期間、コピー期間を経過してさらに
６分の規定時間りを経て予熱状態モードに至るまでの定
着ローラ４の表面温度と主ヒータランプ４及び補助ヒー
タランプ５の０Ｎ１０ＦＦ状態ど経過時間との関係を示
すと第３図のようになる。

図中、（Ｗ）はウオームアツプ期間、（Ｃ）はコピー期
間、（１）はアイドリング期間、（Ｐ）は予熱状態モー
ド期間を示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上説明したような構成と制御によって
、ウオームアツプ期間中は主ヒータランプ、補助ヒータ
ランプ両者を駆動させるのでウオーアツプ時間を短縮し
、コピー時には容量の大きい主ヒータランプのみを駆動
させるので記録紙に熱を奪われても定着ローラ表面温度
を適正温度に保持し、かつ通電電流が規定電流を超えな
いようにするこがてきる。また、コピーが終了したのち
のアイドリング期間中は補助ヒータランプのみを駆動さ
せて消費電力を低減し、かつ０Ｎ１０ＦＦによる電圧降
下等の変動を小さく抑えることができる。

さらに予熱状態モートにおいては設定温度を低温度に変
更するようにしたので、消費電力をを僅少に抑えること
ができる。以上のようにして、ウォムアノプ時間を短縮
し、かつヒータランプＯＮ・ＯＦＦの切替える回数か極
めて少ないよう制御されるので、ノイズか原因となる故
障も生じることなく、消費電力を低減してコピー時には
完全な定着を行うことができる熱ローラ定着装置を提供
することか可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図の実施例の動作中の定着ローラの温度制御を示す
フローチャート、 第３図は第１図の実施例の動作中の定着ローラの表面温
度及び主ヒータランプ、補助ヒータランプの０Ｎ１０Ｆ
Ｆ状態ど経過時間との関係を示す図である。 １・・・然ローフ定着装置　　２・・・定着ローラ３・
・・圧接ローラ ５・・・補助ヒータランプ ２１・・・温度センサ ２３・・入カキ ２５・・・補助ヒータ電源 Ｔ２・・・低設定温度 ４・・・主ヒータランプ ２０・・・制御部 ２２・・・コピー釦 ２４・・・主ヒータ電源 ′ｒｌ・・・レディ温度 ｔ・・・規定時間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱手段として容量の大きな主ヒータランプと容
   量の小さな補助ヒータランプとを内蔵した定着ローラと
   、これに圧接して協同回転する圧接ローラとを有し、前
   記定着ローラ表面の温度検知を行う温度検知手段を設け
   た熱ローラ定着装置において、 （ａ）ウォームアップ期間中は主ヒータランプ及び補助
   ヒータランプを駆動させ、 （ｂ）コピー期間中は主ヒータランプを駆動させ、（ｃ
   ）アイドリング期間中は補助ヒータランプを駆動させ、 前記温度検知手段の温度検知に基づいて駆動制御を行う
   ことを特徴とする熱ローラ定着装置。
2. （２）予熱状態モードを有する場合は補助ヒータランプ
   を駆動させ、別に設けた低温度に温度制御を行うことを
   特徴とする請求項１記載の熱ローラ定着装置。