JPH0720673A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通電により発熱するヒーターを有し、該ヒー
ターの発熱により加熱される加熱部材１と、該加熱部材
に圧接させた加圧部材２との圧接ニップ部に被加熱材を
給送して挟持搬送させて加熱処理する加熱装置につい
て、加熱部材１として熱容量の小さいものを用いても非
通紙部昇温を防止できるようにして、装置のウォーム・
アップ時間の短縮化、加熱部材の低コスト化を可能にす
ること、ヒーター点燈時の突入電流を小さくして周辺機
器への悪影響を防止すること。 【構成】 加熱部材１は第１と第２の２本のヒーターＨ
１・Ｈ２を有し、第１と第２のヒーターの熱分布の最大
ピーク位置がそれぞれ、装置へ給送される最小サイズ被
加熱材の圧接ニップ部における通紙域内と、非通紙域部
分とにあり、加熱部材の表面温度を検知する温度検知手
段９を含む制御系により第１及び第２のヒーターへの通
電が制御されて加熱部材の温度が所定に温調されるこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通電により発熱するヒ
ーターを有し、該ヒーターの発熱により加熱される加熱
部材と、該加熱部材に圧接させた加圧部材との圧接ニッ
プ部に被加熱材を給送して挟持搬送させて加熱処理する
加熱装置に関する。

【０００２】また、該加熱装置を画像加熱定着装置とし
て備える画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】上記のような加熱装置の具体例として、
複写機・レーザービームプリンター・ファクシミリ・マ
イクロフィルムリーダプリンター・画像表示（ディスプ
レイ）装置・記録機等の画像形成装置において、電子写
真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手
段により加熱溶融性の樹脂等より成るトナーを用いて画
像支持体としての被記録材（エレクトロファックスシー
ト・静電記録シート・転写材シート・印刷紙など）の面
に直接方式もしくは間接（転写）方式で形成した目的の
画像情報に対応した未定着のトナー画像（被定着像）を
該画像を担持している被記録材面に永久固着画像として
加熱定着処理するヒートローラ方式の画像加熱定着装置
が挙げられる。

【０００４】以下、このヒートローラ方式の画像加熱定
着装置を例にして説明する。図１３は該装置の一例の概
略構成を示す横断面模型図である。

【０００５】１は加熱部材としての定着ローラ（ヒート
ローラ、熱ローラ）、２は加圧部材としての加圧ローラ
であり、上下に互いに並行に配列して所定の押圧力をも
って圧接させ、それぞれ両端側を不図示の装置フレーム
の側板間に回転自在に軸受保持させてある。

【０００６】定着ローラ１は、一例として、アルミニウ
ムや鉄等の中空芯金３の外周面にＰＦＡ，ＰＴＦＥ等の
離型性樹脂層４を設け、中空芯金３の中に加熱源として
のハロゲンヒーターＨを挿入具備させ、ローラ表面にサ
ーミスタ等の温度検知素子９を当接させた構成のもので
ある。

【０００７】加圧ローラ２は、一例として、アルミニウ
ムや鉄等の金属芯金６に同心一体にローラ状に、耐熱性
を有しかつ硬度の低いスポンジ層７を設け、その外周面
にＰＦＡ等の離型性の高い樹脂による被覆層８を形成し
た構成のものである。

【０００８】Ｎは定着ローラ１と加圧ローラ２の相互圧
接ニップ部（定着ニップ部）である。

【０００９】定着ローラ１は不図示の駆動系により矢示
の時計方向ａに所定の周速度をもって回転駆動され、加
圧ローラ２はこの定着ローラ１に従動して回転する。

【００１０】定着ローラ１はハロゲンヒーターＨに不図
示の通電回路から通電がなされて該ヒーターが発熱する
ことにより加熱され、該定着ローラ１の表面温度が温度
検知素子９により検知され、その検知温度情報が不図示
の温度制御回路へフィードバックされてこの温度検知素
子９の検知温度出力が所定の一定となるように通電回路
によるヒーターＨへの通電が制御される。

【００１１】即ち、定着ローラ１の表面温度が所定の定
着温度に維持されるようにハロゲンヒーターＨへの通電
が制御される。

【００１２】而して、定着ローラ１・加圧ローラ２が回
転されていて、定着ローラ１が所定の定着温度に温調さ
れている状態において、不図示の作像機構Ａ側から未定
着トナー画像１２を形成担持させた被加熱材としての被
記録材（以下、用紙と記す）１３が搬送されて入口ガイ
ド１４によって定着ローラ１と加圧ローラ２の圧接部で
ある定着ニップ部Ｎへ導かれ、この定着ニップ部Ｎを挟
持搬送されることにより、該定着ニップ部Ｎにて用紙１
３上の未定着トナー画像１２が熱と圧力によって該用紙
１３面に永久固着画像として定着化される。画像加熱定
着処理を受けた用紙１３は装置を出て画像形成物（コピ
ー、プリント）として出力される。

【００１３】５は定着ニップ部Ｎを通過した用紙１３の
定着ローラ１への巻き込みを防止する用紙分離爪であ
る。

【００１４】被加熱材としての各種サイズの用紙１３の
装置に対する給送方式としては、片側搬送基準方式と、
中央搬送基準方式の２方式がある。

【００１５】片側搬送基準方式による用紙の給送は、図
１４の（ａ）に示したように、定着ローラ１と加圧ロー
ラ２との定着ニップ部Ｎの長手方向（用紙１３の搬送方
向に直角方向）の左端側又は右端側の一方に設定した、
用紙１３の搬送方向に並行な基線Ｏに対して大小どのサ
イズの用紙も該基線Ｏ側の側辺を一致させて給送させる
ものである。

【００１６】中央搬送基準方式による用紙の給送は、図
１４の（ｂ）の示すように、定着ローラ１と加圧ローラ
２との定着ニップ部Ｎの長手方向中央に設定した、用紙
１３の搬送方向に並行な基線Ｏに対して大小どのサイズ
の用紙も該用紙の左右２等分中央線を一致させて給送さ
せるものである。

【００１７】片側搬送基準方式の場合は中央搬送基準方
式の場合に比べて、用紙１３の横方向のレジストレーシ
ョンが容易であるという利点、また定着ローラ１の表面
温度の検知を図１４の（ａ）のように温度検知素子９を
片側搬送基準基線Ｏ側の非画像領域或いは非通紙領域の
定着ローラ部分に当接させて配設して定着ローラ１の温
調制御ができ、これにより温度検知素子９が当接してい
る定着ローラ部分の汚れやキズ付きに起因する画像不良
の発生を防止できるという利点がある。

【００１８】中央搬送基準方式の場合は、温度検知素子
９を上述片側搬送基準方式と同様の定着ローラの端位置
（図１４の（ｂ）の２点鎖線位置）に設置すると、小サ
イズの用紙（小サイズ紙）を連続通紙したときの定着ロ
ーラ１の所謂「非通紙部昇温」現象のために通紙域と非
通紙域の温度差が大となって、通紙域の温度を正確に検
知できず定着ローラ１の温調が不正確になったり、或い
は温度検知手段がサーモスイッチ等の安全装置であった
場合に定着ローラ１の端部昇温が大きすぎて誤断線する
という不都合が生じる。

【００１９】このため中央搬送基準方式の場合は、温度
検知素子９を図１４の（ｂ）の実線示のように大小どの
サイズの用紙の通紙域ともなる、定着ローラ１の長手方
向の略中央部位置に配設することになり、この結果、該
温度検知素子９が当接している定着ローラ部分が耐久に
より汚れたり、キズついたりし、また該当接部に堆留し
たトナーのボタ落ちを生じて、画像不良を発生する原因
となる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】片側搬送基準方式の場
合も次のような問題点があった。即ち、中央搬送基準方
式の場合は小サイズの用紙を通紙したときの、圧接ニッ
プ部Ｎにおける非通紙域は図１４の（ｂ）のように通紙
域を中にしてその左右側に２分されて生じるが、片側搬
送基準方式の場合は図１４の（ａ）のように通紙域の片
側に大きく生じるため、小サイズの用紙を連続通紙した
とき、通紙域側である定着ローラ１の左側と、非通紙域
側である定着ローラ１の右側とで熱の持出し量が大きく
異なってしまい著しい非通紙部昇温を生じやすい。

【００２１】この著しい非通紙部昇温で装置にダメージ
を生じさせないためには定着ローラ１の熱容量を大きく
しなければならず、そのために定着ローラ１の芯金３の
肉厚が必要以上に厚くなってしまって、装置のウォーム
・アップの時間が長くなったり、定着ローラのコストが
高くなるなどの不都合があった。

【００２２】また、片側搬送基準方式、中央搬送基準方
式の何れの装置においても、通紙速度を速くするに従
い、ヒーターＨの発熱量を大きくしなければ用紙１３に
よる熱の持出し量を補えなくなるわけであるが、従来ヒ
ーターＨとして主に用いられるハロゲンヒーターにおい
ては、点燈時（オン時）の突入電流が定常状態に比べて
非常に大きいため、例えば７００Ｗ程度のハロゲンヒー
ターを家庭用電源（商用ＡＣ１００Ｖ電源）でオン・オ
フすると、同一電源ライン内で瞬間的な電圧降下を生じ
るという問題があった。

【００２３】このような電圧降下による弊害は、同一電
源ライン内に、例えばパーソナルコンピューター等が接
続されている場合にＣＲＴ画像が瞬間的に歪む等の現象
が生じることで一般的には知られている他、周辺機器に
対する誤動作等の影響も懸念されるものである。

【００２４】そこで本発明は、被加熱材を片側搬送基準
方式で給送するこの種の加熱装置について、加熱部材と
して熱容量の小さいものを用いても非通紙部昇温を防止
できるようにして、装置のウォーム・アップ時間の短縮
化、加熱部材の低コスト化を可能にすること、ヒーター
点燈時の突入電流を小さくして周辺機器への悪影響を防
止すること等を目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置及び画像形成装置である。

【００２６】（１）通電により発熱するヒーターを有
し、該ヒーターの発熱により加熱される加熱部材と、該
加熱部材に圧接させた加圧部材との圧接ニップ部に被加
熱材を給送して挟持搬送させて加熱処理する加熱装置で
あり、被加熱材は加熱部材と加圧部材との圧接ニップ部
に対して片側搬送基準にて給送され、加熱部材は第１と
第２の２本のヒーターを有し、第１のヒーターは装置へ
給送される最小サイズ被加熱材の圧接ニップ部における
通紙域内に熱分布の最大ピーク位置があり、第２のヒー
ターは装置へ給送される最小サイズ被加熱材の圧接ニッ
プ部における非通紙域部分に熱分布の最大ピーク位置が
あり、加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段を含
む制御系により第１及び第２のヒーターへの通電が制御
されて加熱部材の温度が所定に温調されることを特徴と
する加熱装置。

【００２７】（２）加熱部材が、金属の薄肉中空芯金の
表面に離型層を設けてなるローラであることを特徴とす
る（１）に記載の加熱装置。

【００２８】（３）第１のヒーターと第２のヒーターを
オンさせる際に所定の時間間隔を設けて順次オンさせ該
両ヒーターを同一時間において同時にオンさせないよう
にヒーターの駆動を制御することを特徴とする（１）に
記載の加熱装置。

【００２９】（４）装置へ給送される被加熱材のサイズ
情報と、加熱部材の前記温度検知手段の検知温度情報を
もとに、第１及び第２のヒーターの駆動を制御すること
を特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００３０】（５）前記温度検知手段を、加熱部材表面
の被加熱材片側搬送基準基線側における非画像領域、好
ましくは非通紙領域に設置したことを特徴とする（１）
に記載の加熱装置。

【００３１】（６）被加熱材が画像定着すべき未定着顕
画剤像を支持した被記録材であり、該被記録材に未定着
顕画剤像を加熱定着させる画像加熱定着装置であること
を特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記載の加熱装
置。

【００３２】（７）前記（１）乃至（６）の何れかに記
載の加熱装置を、被記録材に未定着顕画剤像を加熱定着
させる画像加熱定着装置として備えることを特徴とする
画像形成装置。

【００３３】

【作用】

ａ．上記の第１及び第２のヒーターの連係的なオン・オ
フ制御により、加熱部材として熱容量の小さいものを用
いても非通紙部昇温を実質的に発生させることなく加熱
部材の所定の加熱を行うことができて、装置のウォーム
・アップ時間の短縮化、加熱部材の低コスト化等を可能
にすることができる。

【００３４】ｂ．第１及び第２のヒーターは互いに点燈
時期をずらしてオンさせることができるため、それぞれ
の点燈時における突入電流は小さな値に抑えることが可
能であり、しかも定常点燈状態では両ヒーター分の熱量
を得ることができる。

【００３５】このため、熱量としては第１と第２のヒー
ターの２本分のワッテッジを有する１本の大電力ヒータ
ーを用いた場合と同レベルを実現しながら、かつ互いに
時期をずらしてオン・オフされる第１及び第２のヒータ
ーのオン・オフ時に電源ラインに対して電圧降下等の悪
い影響を与えることがなかった。

【００３６】ｃ．温度検知手段を加熱部材の非通紙域の
表面に当接させて設けることができるため、耐久によ
り、加熱部材の温度検知手段当接部の表面にキズが生じ
ても、その加熱部材表面部分は非通紙域であるから、画
像加熱定着装置にあっては画像に悪影響を与えることが
ない。

【００３７】

【実施例】

〈第１実施例〉（図１〜図７） （１）画像形成装置例（図１） 図１は転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプ
リンターの概略構成図である。

【００３８】２１は回転ドラム型のＯＰＣ感光体であ
り、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピー
ド）にて回転駆動される。

【００３９】回転感光体２１はコロナ帯電器２２により
表面を均一にマイナス帯電処理された後、レーザースキ
ャナー２３により目的の画像情報のレーザービーム走査
露光Ｌを受けることで静電潜像が形成される。その潜像
が現像器２４で負極性トナーによる反転現像を受けてト
ナー画像として顕画される。

【００４０】一方、用紙カセット２８からピックアップ
ローラ２９により用紙（転写材）１３が１枚宛繰り出さ
れて、給紙ローラ３０・レジストローラ３１を経由して
感光体２１とプラスの転写バイアスを印加した転写ロー
ラ２５との圧接ニップ部（転写部）２６へ所定のタイミ
ングで給送されてこの給送用紙１３に対して回転感光体
２１側のトナー画像が順次に転写されていく。

【００４１】トナー画像の転写を受けた用紙１３は搬送
ガイド３２を通って、後述する定着装置５０へ導入され
ることによりトナー画像の加熱定着処理を受けて画像形
成物（プリント、コピー）として出力される。

【００４２】用紙１３に対するトナー画像転写後の回転
感光体２１はクリーニング装置２７により転写残りトナ
ー等の付着残存物の除去を受けて清浄面化されて繰り返
して作像に供される。

【００４３】本例の画像形成装置においては、用紙１３
は片側搬送基準で装置内を給搬送される。

【００４４】（２）定着装置５０（図２・図３） 図２は定着装置５０の概略構成の横断面模型図、図３は
縦断面模型図と第１及び第２のヒーターの配光分布（熱
分布）特性を示す図である。

【００４５】該定着装置５０の定着ローラ１には第１と
第２の２本のハロゲンヒーターＨ１・Ｈ２を挿入配設し
てある。その他の装置構成は前述図１３の装置と同様で
あるから同一の構成部材・部分には同一の符号を付して
再度の説明を省略する。

【００４６】定着ローラ１の芯金３の肉厚は定着ローラ
１の熱容量を決定するものであるため、装置（定着ロー
ラ）のウォーム・アップ時間を決定する要因となる。従
ってウォーム・アップ時間を短縮するには芯金３は強度
が高く熱伝導率が高い金属材をできるだけ薄肉化して用
いるのがよい。具体的には、定着ローラ１の芯金３の肉
厚は芯金径や設定温度にもよるが１．５mm以下、好まし
くは１mm以下とするのが良い。

【００４７】定着ローラ１に挿入配設した第１と第２の
ハロゲンヒーターＨ１・Ｈ２はそれぞれ図３のような軸
方向に沿う配光分布を有するものである。即ち、第１の
ヒーターＨ１は装置へ片側搬送基準で給送される最小サ
イズ用紙（本実施例ではＡ５サイズ縦送りとする、また
最大サイズ用紙はＡ４サイズ縦送りとする）の圧接ニッ
プ部Ｎにおける通紙域内に熱分布の最大ピーク位置があ
る配光分布特性のものであり、第２のヒーターＨ２は装
置へ片側搬送基準で給送される最小サイズ用紙の圧接ニ
ップ部Ｎにおける非通紙域部分に熱分布の最大ピーク位
置がある配光分布特性のものである。

【００４８】温度検知素子としてのサーミスタ９は片側
搬送基準基線Ｏ側の非通紙領域の定着ローラ表面に当接
させて配設してある。

【００４９】（３）定着ローラ１の加熱制御（図４） 図４は本実施例における定着ローラ１の加熱制御のフロ
ーチャートである。

【００５０】プリンターの電源をオンすると（ステップ
Ｓ１）、ＣＰＵ４０（図１）の制御信号により、初めに
トライアックやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）等で
構成された第１のスイッチ回路４１がオンされ、次に約
０．２秒後に第２のスイッチ回路４２がオンとなり、Ａ
Ｃ１００Ｖ電源４３の電圧が、まず第１のハロゲンヒー
ターＨ１に、続いて第２のハロゲンヒーターＨ２に印加
されて、定着ローラ１が加熱される（ステップ２）。

【００５１】そして温度検知素子であるサーミスタ９に
より定着ローラ１の表面温度Ｔが測定され、Ｔが所定の
温度Ｔ₀ になったとき、プリンターはプリント可能状態
となり、第１及び第２のヒーターＨ１・Ｈ２が共にオフ
（消燈）されて、レディ信号が出される（ステップＳ３
・Ｓ４）。

【００５２】Ｔ＜Ｔ₀ のときは第１及び第２のヒーター
Ｈ１・Ｈ２とも信号はオン（点燈）状態にキープされる
ので、両ヒーターＨ１・Ｈ２は共にフル点燈である（ス
テップＳ３→Ｓ２）。

【００５３】ステップＳ４のレディ状態はプリント命令
によりプリントが開始されるまで維持され、定着ローラ
１の表面温度は第１と第２のヒーターＨ１・Ｈ２のオン
・オフにより略Ｔ₀ に保たれる（ステップＳ５→Ｓ
３）。

【００５４】次にプリント命令が出ると、まず用紙カセ
ット２８に設定された給紙サイズピン２８ａをセンサー
４４が読み取り、使用用紙１３がＡ４サイズかＡ５サイ
ズかを検出する（ステップＳ５→Ｓ６）。

【００５５】Ａ４サイズ用紙であると検出された場合に
は、第１と第２のヒーターＨ１・Ｈ２が前述（ステップ
Ｓ２）と同様にオン・オフを繰り返し、プリントをしな
がら定着ローラ１の表面温度がＴ₁ （Ｔ₁ ≧Ｔ₀ ）とな
るように温度制御される（ステップＳ７→Ｓ１１）。

【００５６】一方、使用用紙１３がＡ５サイズであると
検知された場合には、プリント開始と共に第１のヒータ
ーＨ１のみがオン・オフを繰り返し、定着ローラ１の表
面温度がＴ₂ （Ｔ₂ ≧Ｔ₀ ）となるように温度制御がな
される（ステップＳ１２→Ｓ１６）。

【００５７】（４）実験例１ 定着ローラ１の芯金３を、厚さ０．７mmの炭素鋼で構成
し、その表面に厚さ５０μｍのＰＦＡチューブ４を被覆
して、外径３５mm、長さ２４０mmの定着ローラ１を形成
した。

【００５８】そして、第１と第２のハロゲンヒーターＨ
１・Ｈ２共に定格４００Ｗのヒーターを用い、この第１
と第２のヒーターＨ１・Ｈ２の配光分布を図３のような
配光分布とした。

【００５９】また、加圧ローラ２としては、ステンレス
芯金６に同心一体に厚さ７mmの発砲シリコンゴム層７を
ローラ状に形成し、その表面に厚さ３０μｍのＰＦＡチ
ューブ８を被覆し、上記定着ローラ１と同一外径で、長
さも略同一としたものを用いた。この加圧ローラ２の硬
度はＡＳＫＥＲ−Ｃにて４０度であった。

【００６０】定着ローラ１と加圧ローラ２は総圧１０Ｋ
ｇで当接させ、約５mm幅のニップ部Ｎを形成させた。

【００６１】用紙１３はＡ４サイズ紙・Ａ５サイズ紙と
も秤量７５g/m²のものを用い、その走行速度は１５０mm
／秒とした。

【００６２】以上の様な条件で、前述のＴ₀ を１６０
℃、Ｔ₁ 及びＴ₂ を１９０℃に設定して、前述図４のタ
イミングチャートに従ってプリントを実行した。

【００６３】この結果、まず定着ローラ１の芯金３を
０．７mmと薄肉化できたため、プリンターの電源オンか
らレディ状態となるまでのウォーム・アップ時間を１５
秒〜２０秒程度と非常に短時間とすることが可能となっ
た。

【００６４】次に、Ａ４サイズ用紙を連続１００枚プリ
ントしたところ、図５の実線グラフＡに示したように、
１００枚目においても定着ローラ１の表面温度は定着ロ
ーラの有効発熱長さ領域の全域にわたって略１９０℃に
保たれていて良好な定着性が得られた。

【００６５】次に同様に、Ａ５サイズ用紙を連続１００
枚プリントしたところ、図５の一点鎖線グラフＢに示し
たように、１００枚目においても、定着ローラ１の非通
紙域に若干の温度低下が見られるものの、全体的には定
着ローラ１の表面温度は有効発熱長さ領域の全域にわた
り安定した温度を保っていた。

【００６６】更に、上記の動作を通じて、第１及び第２
のハロゲンヒーターＨ１・Ｈ２は互いに点燈時期をずら
してオンさせることができるため、それぞれの点燈時に
おける突入電流は小さな値に抑えることが可能であり、
しかも定常点燈状態では４００Ｗ×２＝８００Ｗの熱量
を得ることができる。

【００６７】このため熱量としては８００Ｗ×１本のヒ
ーターと同レベルを実現しながら、かつヒーターＨ１・
Ｈ２のオン・オフ時に電源ラインに対して電圧降下等の
悪い影響を与えることがなかった。

【００６８】更にまた、サーミスタ９を定着ローラ１の
非通紙域の表面に当接させて設けることができるため、
耐久により、定着ローラ１のサーミスタ当接部の表面に
キズが生じても、その定着ローラ表面部分は非通紙域で
あるから、画像に悪影響を与えることがない。

【００６９】（５）比較例 比較のために上記の実験例１において、定着ローラ１の
ヒーターＨ１・Ｈ２を、図１３、図１４の（ａ）のよう
に、長手に沿って図６のような発光分布を有する１本ヒ
ーターＨとして、他は実験例１と同じにして検討を行な
った。

【００７０】この結果、まずハロゲンヒーターＨのワッ
テージは４５０Ｗ以下ではＴ＝１８０℃に達することが
できず、６００Ｗではプリンターの電源オンからレディ
状態となるまでに約３５秒を要した。

【００７１】一方、８００ＷのハロゲンヒーターＨを用
いると、前述の実験例１と同レベルの１５〜２０秒程度
でレディ状態とすることができた。

【００７２】そこでハロゲンヒーターＨのワッテージを
８００Ｗとし、前述図４に準じたフローチャート（該ハ
ロゲンヒーターＨを図４のフローチャートの第１のヒー
ターＨ１として動作させ、第２のヒーターＨ２の信号は
用いない）に従ってプリントを行なった。

【００７３】まず、Ａ４サイズの用紙を連続１００枚プ
リントしたところ、図７の実線グラフＡに示す如く、１
００枚目においても、定着ローラ１の表面温度は略全域
にわたり均一に、略１９０℃を保つことができた。

【００７４】しかしながら、プリンターの電源投入時及
びレディ状態でＴ＝Ｔ₀ ＝１６０℃の温度調節を行なっ
ているとき及びプリント時において、ハロゲンヒーター
Ｈがオン・オフを繰り返す毎に大きな突入電流を生じ、
プリンターの電源ラインに電圧降下を生じた。

【００７５】次に、Ａ５サイズの用紙を連続通紙プリン
トしたところ、通紙域の定着ローラ部分の表面温度は略
１９０℃に保てたが、非通紙域の定着ローラ部分の表面
温度が著しく上昇し（非通紙部昇温）、３０枚程度の通
紙にて該非通紙域の定着ローラ部分の表面温度が略３６
０℃程度になって定着装置に熱損を生じた。このため１
００枚目の温度計測は不可能であった。

【００７６】図７の一点鎖線グラフＢはこのＡ５サイズ
３０枚目通紙時における定着ローラ１の長手に沿う表面
温度分布である。

【００７７】（６）実験例２ 前述の実験例１は、レディ温度Ｔ₀ を１６０℃として実
験を行なったが、実際のプリントにおいてはプリント命
令から用紙１３が定着ローラ１に達するまでに感光体２
１の電位を整えたり、レーザーを走査光に変換するため
のスキャナー２３（図１）を規定回転とするための時間
や、用紙１３を転写域まで導入するための時間を要す
る。

【００７８】本実験例２に用いた装置では、この時間が
略１０秒程度であったため、レディ温度を１００℃まで
下げても用紙１３が定着ローラ１に到達する際には定着
ローラ１の表面温度を目標温度であるＴ₁ （又はＴ₂ ）
＝１９０℃とすることができ、良好な定着性が得られ
た。

【００７９】この様にレディ温度をプリント時の約１／
２にできることにより、ファーストプリント時間（１枚
目のプリント完了時間）には影響を与えない範囲で、非
プリント時、即ちスタンバイ時のエネルギー消費量を１
／２以下と大幅に節約することが可能となり、省エネル
ギーを達成することができた。

【００８０】〈第２の実施例〉（図８・図９） 前述の第１実施例においては、最大サイズ（Ａ４）及び
最小サイズ（Ａ５）の２種類の用紙１３を通紙する場合
について説明を行なったが、第１及び第２のヒーターＨ
１・Ｈ２を適宜点滅させることにより、様々なサイズの
用紙を通紙して何れも最適な状態に画像加熱定着させる
こともできる。

【００８１】本実施例はこの方法に関する。

【００８２】まず、プリント中において、第１及び第２
のヒーターＨ１・Ｈ２の各々のヒーターを図８に示すよ
うな点燈サイクルにより点燈する。

【００８３】この様に第１及び第２のヒーターＨ１・Ｈ
２を交互にオン・オフする様にすれば、第１及び第２の
ヒーターＨ１・Ｈ２が同時にオンすることがないので、
突入電流による電源変動を防止できる。

【００８４】しかも用紙のサイズに応じてｔ₀ ，ｔ₁ ，
ｔ₂ ，ｔ₃ （＝ｔ₀ −ｔ₂ ）を適切な値とすることによ
り、様々なサイズの用紙を通紙する際にも定着ローラ１
の左右での熱量が調節可能となり、定着ローラの表面温
度を適切な値に保つことも可能となる。

【００８５】以下にこの第２実施例の実験例を示す。用
紙のサイズとして、Ａ４、レター（ＬＴＲ）、リーガル
（ＬＧＬ）、Ｂ５、Ａ５の５種類のサイズを用い、これ
等を横幅に応じて以下の３つのグループＡ〜Ｃに分け
て、それぞれにつきｔ₀ 〜ｔ₃を表１の如く設定した。
以下、これ等をそれぞれＡモード点燈、Ｂモード点燈、
Ｃモード点燈と呼ぶ。

【００８６】

【表１】 尚、表１のＣモードでは、ｔ₂ ＝500 ミリ秒，ｔ₃ ＝0
となっているが、これは第１のヒーターＨ１を連続点燈
させ、第２のヒーターＨ２はオフさせておくということ
である。

【００８７】このようにして、第１実施例と同様な装置
構成で、Ｔ₀ ＝１６０℃，Ｔ₁ ＝Ｔ₂ ＝Ｔ₃ ＝１９０℃
として、図９のようなフローチャートに従って全ての用
紙を縦方向の通紙として１００枚連続でプリントを行な
った。

【００８８】この結果、全てのサイズの用紙に対し良好
な定着を行なうことができた。

【００８９】特に、Ｂ５サイズに関しては第１のヒータ
ーＨ１のみを用いたのでは定着ローラの右側端部側で表
面温度が低下してしまい、一方、第１のヒーターＨ１と
第２ヒーターＨ２を同時にフル点燈させた場合、非通紙
部での定着ローラ１の昇温が生じてしまうが、前述の様
に表１のモードで第２のヒーターＨ２を第１のヒーター
Ｈ２よりも少ない割合で点滅させてやることにより、連
続通紙時においても安定した定着性能を得ることができ
るようになった。

【００９０】尚、図９のチャートにおいて、プリント時
に１枚目の用紙が定着ローラ１に到達するまでの時間に
限り、Ａ〜Ｃモード点燈の代りに、第１及び第２のヒー
ターＨ１・Ｈ２を電源−オン時と同様にフル点燈させて
やれば、第１実施例における実験例２と同様にウォーム
・アップ時の温度目標値Ｔ₀ を１００℃程度に下げ、省
エネルギーを達成できる。

【００９１】〈第３実施例〉（図１０） 近年、プリント用紙の多様化は益々進み、Ａ５サイズよ
りも幅が狭く、１００mm前後の幅を有する封筒のような
用紙も多く使われるようになってきた。このような場合
においても、本発明は有効に使用することができる。

【００９２】図１０は封筒フィーダ４５を設けた場合の
構成図を示すもので、封筒フィーダ４５の設置の有無を
知らせるピン４５ａとセンサー４６、及び封筒フィーダ
４５内の用紙有無を知らせるセンサー（不図示）等によ
り、ＣＰＵ４０は封筒フィーダ４５の状態を知ることが
できる。

【００９３】実際に封筒の通紙を行なう際には、例え
ば、第２実施例の表１を参照し、予め封筒サイズをグル
ープＣに入れておくと良い。

【００９４】ただし、封筒の中には幅が特に狭く、長さ
の長いものも存在する。このような場合には、封筒フィ
ーダ４５内の用紙サイズ検知（不図示）等を用いて通紙
する封筒のサイズを知り、表１のような点燈モード切換
えを行なうのに加えて、連続通紙時における封筒の通紙
間隔を同時に変更させ、例えば、極端に幅の狭い（８０
mm程度以下）封筒の場合には通紙間隔を広げてやること
で、非通紙部の昇温をより効果的に防止することができ
る。

【００９５】また、前述の第２実施例では、プリント時
の温度調整目標値をＴ₁ ＝Ｔ₂ ＝Ｔ₃ ＝１９０℃とした
が、各々の値を異なる値で設定して良いのはもちろんで
あり、特に上記のような幅狭の封筒通紙時は上記温度調
整目標値を小さい値に変更するのも端部昇温防止や封筒
シワ防止等に対し有効である。

【００９６】〈第４実施例〉（図１１・図１２） 上記第１〜第３実施例においては、温度検知素子９とし
てサーミスタを用いて温度調節する場合について主に説
明を行なったが、暴走検知用のサーモスイッチに関して
も、サーミスト９と同様、片側搬送基準方式の該装置に
おいて、定着ローラ１の片側搬送基準基線０側の非通紙
域の定着ローラ表面部分に配設することで定着ローラ１
の異常状態を検知して暴走を止めることができる。

【００９７】定着ローラ１の通紙域内にサーモスイッチ
を当接させて配設すると、耐久による定着ローラのキズ
が問題となる。また定着ローラの片側搬送基準基線Ｏ側
とは反対側端部の非通紙域にサーモスイッチを設けたの
では小サイズ紙の通紙時における暴走状態を十分に検知
できない。

【００９８】図１１はサーミスタ９とサーモスイッチ４
７とを、定着ローラ１の片側搬送基準基線Ｏ側の非通紙
域の定着ローラ表面部分に当接させてローラ円周方向に
配列して設けたもので、サーミスタ９も、サーモスイッ
チ４７も、良好な応答性を得るためには、共になるべく
第１のヒーターＨ１の近傍に配設するのが望ましい。図
１１の（ａ）はサーミスタ９とサーモスイッチ４７とも
第１のヒーターＨ１に近接させて設けた場合、（ｂ）は
電源投入時の暴走阻止を重視して、サーモスイッチ４７
を特に優先して第１のヒーターＨ１に近接させた場合の
例を示すものである。

【００９９】また図１２は、サーモスイッチ４７の配線
の一例を示すものであり、第１及び第２のヒーターＨ１
・Ｈ２を共に断線できるようにしたものである。

【０１００】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被加熱材
を片側搬送基準方式で給送するこの種の加熱装置につい
て、加熱部材として熱容量の小さいものを用いても非通
紙部昇温を防止できて装置のウォーム・アップ時間の短
縮化、加熱部材の低コスト化を可能にすることができ、
またヒーター点燈時の突入電流を小さくして周辺機器へ
の悪影響を防止することもでき、所期の目的がよく達成
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例のプリンターの概略構成図

【図２】 定着装置の概略構成の横断面模型図

【図３】 定着装置の縦断面模型図と、第１及び第２の
ヒーターの配光分布（熱分布）特性図

【図４】 定着ローラの加熱制御のフローチャート

【図５】 実験例１の定着ローラ温度制御結果のグラフ

【図６】 比較例で用いたハロゲンヒーターの配光分布
特性図

【図７】 比較例の定着ローラ温度制御結果のグラフ

【図８】 第２実施例の定着装置の第１及び第２のヒー
ター点燈サイクルタイミングチャート

【図９】 定着ローラの加熱制御のフローチャート

【図１０】 第３実施例のプリンターの概略構成図

【図１１】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ第４実施例の定
着装置の要部の概略構成図

【図１２】 第４実施例のプリンターの概略構成図

【図１３】 ヒートローラ方式の画像加熱定着装置の一
例の概略構成を示す横断面模型図

【図１４】 （ａ）は片側搬送基準方式による用紙給送
の説明図、（ｂ）は中央搬送基準方式による用紙給送の
説明図

【符号の説明】

１ 加熱部材としての定着ローラ Ｈ１・Ｈ２ 第１及び第２のヒーター ２ 加圧部材としての加圧ローラ ９ 温度検知素子（サーミスタ） １３ 被加熱材としての被記録材（転写材） ２８ 用紙カセット

フロントページの続き (72)発明者 酒井 宏明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小野 和朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により発熱するヒーターを有し、該
   ヒーターの発熱により加熱される加熱部材と、該加熱部
   材に圧接させた加圧部材との圧接ニップ部に被加熱材を
   給送して挟持搬送させて加熱処理する加熱装置であり、 被加熱材は加熱部材と加圧部材との圧接ニップ部に対し
   て片側搬送基準にて給送され、 加熱部材は第１と第２の２本のヒーターを有し、第１の
   ヒーターは装置へ給送される最小サイズ被加熱材の圧接
   ニップ部における通紙域内に熱分布の最大ピーク位置が
   あり、第２のヒーターは装置へ給送される最小サイズ被
   加熱材の圧接ニップ部における非通紙域部分に熱分布の
   最大ピーク位置があり、 加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段を含む制御
   系により第１及び第２のヒーターへの通電が制御されて
   加熱部材の温度が所定に温調されることを特徴とする加
   熱装置。
2. 【請求項２】 加熱部材が、金属の薄肉中空芯金の表面
   に離型層を設けてなるローラであることを特徴とする請
   求項１に記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 第１のヒーターと第２のヒーターをオン
   させる際に所定の時間間隔を設けて順次オンさせ該両ヒ
   ーターを同一時間において同時にオンさせないようにヒ
   ーターの駆動を制御することを特徴とする請求項１に記
   載の加熱装置。
4. 【請求項４】 装置へ給送される被加熱材のサイズ情報
   と、加熱部材の前記温度検知手段の検知温度情報をもと
   に、第１及び第２のヒーターの駆動を制御することを特
   徴とする請求項１に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 前記温度検知手段を、加熱部材表面の被
   加熱材片側搬送基準基線側における非画像領域、好まし
   くは非通紙領域に設置したことを特徴とする請求項１に
   記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 被加熱材が画像定着すべき未定着顕画剤
   像を支持した被記録材であり、該被記録材に未定着顕画
   剤像を加熱定着させる画像加熱定着装置であることを特
   徴とする請求項１乃至同５の何れかに記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 前記請求項１乃至同６の何れかに記載の
   加熱装置を、被記録材に未定着顕画剤像を加熱定着させ
   る画像加熱定着装置として備えることを特徴とする画像
   形成装置。