JPH046580A - 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に関す
るものである。

【従来の技術】

第４図は複写機等の画像記録装置の熟ローラ定着装置の
一例を示す断面図である。 図において５１は表面に１０ｐｍ〜６０ｐｍのテフロン
（デュポン社製）をコーティングした肉厚４ｍｍ〜５ｍ
ｍのアルミニウム製パイプ状のローラからなる熱ローラ
、５２は赤外線ランプ（ハロゲンヒータ）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５１の表面温度を検知する温度センサ、５３は熱ロ
ーラ５１との間に記録紙を挟持しつつ通過せしめるため
の加圧ローラであり、通常、シリコンゴム製、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５１
の表面温度を常に一定に保つために、特公昭６３−３２
３８４号公報に記載されているように、上記熱ローラ５
１の表面温度を検知して信号に変換し、その信号に対応
して熱ローラを予備回転させたり、停止させたり制御し
ている。また、特公平１−４０３５３号、特公昭６１−
３１４６２号、特公昭６１−３１４６３号、実開昭６１
−４２５５６号等の各公報に記載されているように設定
温度を設け、電源投入後この設定温度に到達するまでの
時間計数信号や、その間の温度変化、到達の検知信号に
よって予備回転を制御するようにしたものもある。

【発明が解決しようとする問題点】

複写機等の画像記録装置における熱ローラ定着装置では
、前記の制御を行うと電源投入後、一定温度に達するま
で時間がかかる。さらに、熱ローラ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ＷＪ（厚さ、
紙質等）によっても異なる。このため、容量の大きい熱
源装置を用意したり、別の予備加熱手段を併用したりし
て時間短縮を図っている。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りコストも増える
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
温度の黙ａ−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によって
転写材に付冒したトナー像の定着を行う熱ローラ定着装
置において、前記熱ローラの温度を検知する検出装置を
設けるとともに、定着温度を設定する第１の設定温度と
該第１設定温度より低温に設定する第２の設定温度との
二つの基準値を設け、検出された熱ローラ温度が前記第
２の設定基準値に達するまでの時間を計数し、該計数値
に基づいて前記熱ローラおよび加圧ローラの回転開始時
間を制御することを特徴とする熱ローラ定着装置である
。

【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。 まず、複写機における定着装置に至るまでの工程の概略
は、帯電された像担持体表面の光導電面に画像が露光さ
れ、原稿画像の静電潜像を作る。 この静電潜像は現像され、トナー像が形成され、該トナ
ー像は転写紙上にトナー像を転写する。トナー像を転写
した転写紙は像担持体から分離され、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。 第４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、トナー像を
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。 黙ローラ５Ｉは、パイプ状の金属性芯金の外側！＝、厚
さ２０ｐｍ程度のテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
を被覆させ外径寸法が約４０ｍｍのローラである。 上記ローラ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８５０ｗのヒータであ
る。そしてその発熱量は、熟ローラ５１の周面に接触し
て配置され温度センサ５４の温度検出により、黙ローラ
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、オイル含浸パッド
がオイル塗布ロー−ｙ　５５ｃ７）　７８１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
着したト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、直下から圧
接して反時計方向に回転するようになっている。 上記熱ローラ５Ｉと加圧ローラ５３の圧接部に向か１で
、その上面にトナー像を転写した転写紙を、矢示へ方向
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、前記熱ローラ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。 一般に電源を投入すると、熱ローラは急速に熱せられ温
度が上昇し、定着温度に達するまでに時間がかかる。そ
して所定の温度を保つようＣＰＵで制御される。また、
連続して熱ローラ５１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℃〜２００℃程度が使用されている。 第１図は電源を投入し、第１設定温度ＴＩに達するまで
に熱ローラ５１が予備回転を開始する場合の熱ローラ表
面の温度変化と時間の関係を示した図、第２図はあらか
じめ熱ローラ５１が熱せらていて、第１設定温度Ｔ１に
すぐ達して温度制御を行う場合の熱ローラ表面の温度と
時間の関係を示した図である。また第３図はＣＰＵ６に
よるこれらの制御系を示した図である。 第１図に示すように、電源が投入されると、熱ロー２５
１は加熱され、その表面温度が上昇する。 しかし、ある時点（ｔ２）で熱ローラ５１を予備回転さ
せ、熱ローラ５１の表面温度がむら無く−様な温度に達
したら、回転を停止して待機するようにすると常にほぼ
一定の定着温度が保てる。 そのため定着を開始する温度として第１設定温度ＴＩと
、これより低温の第２設定温度Ｔ２を設定する。そして
、電源を投入後第２設定温度Ｔ２になるまでの時間を計
数する。そして、温度センサー５４が第２設定温度Ｔ２
を検知した時点ｔｌから、後に述べる計算式またはテー
ブルに従って一定時間（ｔＳ）経過後、ｔ２時点で、熱
ローラ５１の予備回転を開始し、第１設定温度Ｔｌに達
した時点ｔ３で予備回転を停止させるよう制御する。こ
の間熱ローラ５１表面の温度は図のように回転開始時点
ｔ２で一時やや下がるが、やがて上昇しｔＶ待時間かっ
てｔ３時点で第１設定温度に達し、回転を停止する。 熱ローラ５１の予備回転開始時刻ｔ２は次の計算式％式
％） ここで、ｋは係数、ａは熱ローラの温度上昇実験データ
から得たｔｌの最大値である。 また第２図に示すように熱ローラ５１が既に熱せられて
いる場合、すなわちスタート時点で、温度がＴ２より高
い場合には熱ローラ５１の予備回転は行はず、直ちに温
度制御を行うようにする。 具体的−例としてＴＩを２００℃、Ｔ２を１８０℃、ｋ
を１１５とし、ｔｌは１９０ｓｅｃ≦ｔｌ＜２０５ｓｅ
ｃであるとすると ｔ２−　ｔｌ　＋　１１５ｘ　（２０５−ｔｌ）となり
、２０５≦ｔｌのとき となる。 またｔｌ＜１９０ｓｅｃのとき予備回転はしない。 ｔ２の決定を以上の計算式による方法の他にあらかじめ
実験や計算によってテーブルを作り、これによって決定
する方法がある。即ち次に示すようなｔｌの温度範囲に
対応してＬ２の値をＲＯＭ等に記憶させたテーブルを用
意する。 ＊は回転せず ＣＰＵの制御によってこのテーブルから対応するｔ２を
決定し、ＣＰＵがこの対応するデータを読み出し、上述
と同様の温度制御を行うことができる。 実際にはスタート時点からカウンタータイマ等の機能を
働かせることによって制御が可能である。 これらの制御系ｆ殆３図示す。Ｉは電源スィッチ、２は
熱ローラを駆動するモータで、タイミングを合わせてｃ
ｐｕａで制御される。また３は温度センサーとハロゲン
ヒータのＣＰＬＪ６へのイン２−　Ｌｌ ターフェイス、４はＲＯＭによるテーブル、５はコピー
ボタンである。また記録紙の大きさやタイミング等画像
記録装置の総ての制御はＣＰＵが行うよう構成されてい
る。従ってこれらの制御を一つのＣＰＵで共有すること
も可能である。 こうして、電源投入後の熱ローラの温度や電源電圧に応
じて熱ローラを予備回転させることによって、どんな状
態でも安定した定着が可能となる。

【発明の効果】

上述のように本発明の熱ローラ定着装置は、第１設定温
度、第２設定温度を設け、この各設定温度を検知する時
間の計数に応じて熱ローラの予備回転を制御することに
よって電源電圧、気温に対して常に安定した定置性が確
保され、むらのない、きれいなコピーが得られるように
なった。また熱ローラが電源投入時にあらかじめ熱せら
れている場合には、コピー可能状態に達するまでの時間
が短く、常ノコ安定した温度制御を行い安定した定着が
でき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。 にいたる熱ローラ表面の温度上昇と時間の関係を示した
図、第２図は熱ローラ表面の温度が第２設定温度以上か
らスタートする場合の、同様の関係を示した図、第３図
はＣＰＵによる制御系を示した図、第４図は本発明の熱
ローラ定着装置の断面図である。 ４・・・テーブル　　　　６・・・ＣＰＵ５０・・・熱
ローラ定着装備 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ｔ
ｌ・・・第２設定温度までの到達時間ｔ２・・・予備回
転開始時間 ｔ３・・・第１設定温度到達時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   る加圧ローラとによって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において、前記熱ローラの温
   度を検知する検出装置を設けるとともに、定着温度を設
   定する第１の設定温度と該第１設定温度より低温に設定
   する第２の設定温度との二つの基準値を設け、検出され
   た熱ローラ温度が前記第２の設定基準値に達するまでの
   時間を計数し、該計数値に基づいて前記熱ローラおよび
   加圧ローラの回転開始時間を制御することを特徴とする
   熱ローラ定着装置。