JPH07295436A

JPH07295436A - 定着装置

Info

Publication number: JPH07295436A
Application number: JP6111784A
Authority: JP
Inventors: Motoi Kato; 基加藤; Akihiko Takeuchi; 竹内　　昭彦; Toshihiko Ochiai; 俊彦落合; Toshiaki Miyashiro; 俊明宮代; Takao Kume; 隆生久米; Takehiko Suzuki; 健彦鈴木; Nobuaki Kabetani; 信昭壁谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JP3065886B2; US5543904A

Abstract

(57)【要約】【目的】本出願に係る第１の発明は、上下ローラの双
方にヒータを備え、いずれか一方のローラにサーミスタ
を当接させた場合でも、スタンバイ時における両ローラ
間の温度差を無くすことのできる定着装置を提供するこ
とを目的としている。【構成】プリント時には、上方のローラ側のヒータ３
及び下方のローラ側のヒータ３’のそれぞれの点灯時間
の比を１／１として温度制御を行い、スタンバイ時に
は、ヒータ３、３’のそれぞれの点灯時間ｔ₂、ｔ₁の比
をｔ₂／ｔ₁＝０．６７／１として温度制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置のモノク
ロ用もしくはカラー用の定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、電子写真方式のカラー複写機
の製品化が活発に行われており、他の方式に比して高画
質やランニングコストの点で優れているため、市場も拡
大している。さらに、カラープリンターへの応用もなさ
れつつあり、カラーＤＴＰの時代が広がろうとしてい
る。従って、このような画像形成装置に用いられるカラ
ー用の定着装置においては、画質的に混色性やＯＨＰ透
過性を向上させること、また、光沢性を安定させること
が必要とされている。

【０００３】そこで、従来は、トナーと用紙の両者を同
等に加熱して多色重ねの厚いトナー像を十分に溶融・混
色させるために、定着ローラ及び加圧ローラの双方の内
部に熱源としてのヒータを備えた構成が一般に用いられ
ていた。

【０００４】また、温調制御については、各々のローラ
表面に対してサーミスタを当接させ、各々の表面温度を
検知して行うことも可能ではあるが、制御そのものが複
雑化することと、コストアップとなるため、両ローラの
いずれか一方の表面にのみサーミスタを当接させ、その
表面温度を検知して行う制御が広く用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、次のような欠点があった。先ず、温調安定性
と定着性の観点から、上下ローラの温度差は１０℃以内
程度とするのが望ましく、上下ローラの立ち上がり特性
を同等としてオーバーシュートを抑えるためには、ヒー
タ定格出力とローラ熱容量の比を、上下各々同等とする
必要がある。

【０００６】しかし、このように立ち上がりを揃えた構
成であっても、スタンバイ時に上下ローラを停止させた
まま放置する場合においては、上ローラと下ローラの熱
の逃げ量、いわゆるヒートリークの差により上下ローラ
間に温度差を生じてしまうという問題があった。この温
度差の発生原因の一つは、図１２の如く、下ローラ２側
から上ローラ１側に熱気流が流れ、定着ユニット自体に
上側高めの温度勾配ができることにあった。

【０００７】従って、下ローラにサーミスタを当接して
温調制御する系では、上ローラ側が下ローラ側に比べヒ
ートリークが少なく昇温し易いため、ローラ寿命、安全
性が低いという欠点があった。

【０００８】また、上ローラにサーミスタを当接した系
でも、下ローラ側が降温し易くなり、プリント前に前回
転を長く行わないと、上下ローラの温度が安定しない等
の問題があった。

【０００９】さらに、上下ローラのヒートリーク差を測
定して上ヒータ定格電力を下ヒータ定格電力より低めに
設定して上下ローラの温度差を小さくした場合には、ス
タンバイ時は温度差がなくなり、効果を奏するものの、
逆に連続プリント出力時に温度差を生じてしまうという
問題があった。

【００１０】本出願に係る第１の発明は、上記問題点を
解決し、上下ローラの双方にヒータを備え、いずれか一
方のローラにサーミスタを当接させた場合でも、プリン
ト前の前回転を長く行うことなく、また、プリント時に
両ローラ間の温度差を発生させることなく、スタンバイ
時における両ローラ間の温度差を無くすことのできる定
着装置を提供することを目的としている。

【００１１】また、本出願に係る第２の発明は、上記目
的の他、環境の変化によって温度の上昇率または降下率
が変化する場合でも、適切な温度制御により両ローラ間
の温度差を無くすことのできる定着装置を提供すること
を目的としている。

【００１２】さらに、本出願に係る第３の発明は、上記
目的の他、特に、上ローラの温度上昇を抑えることによ
り、両ローラの温度差を無くすことのできる定着装置を
提供することを目的としている。

【００１３】また、本出願に係る第４の発明は、上記目
的の他、特に、下ローラの温度降下を抑えることによ
り、両ローラの温度差を無くすことのできる定着装置を
提供することを目的としている。

【００１４】さらに、本出願に係る第５の発明は、上記
目的の他、消費電力を低減させることのできる定着装置
を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、熱源を内包する定着ローラと、
該定着ローラに圧接するように配設され、熱源を内包す
る加圧ローラとを備え、該定着ローラもしくは該加圧ロ
ーラ表面の一方に当接するように配設された温度検知手
段と、該温度検知手段の検知温度に基づいて上記熱源へ
の通電を断続的に行って上記定着ローラ及び加圧ローラ
の温度を制御する温度制御手段とを有する定着装置にお
いて、上記温度制御手段が、上記定着ローラまたは加圧
ローラのうち、上方に位置するローラの熱源に供給する
平均電力をＷａ、下方に位置するローラの熱源に供給す
る平均電力をＷｂとしたとき、プリント時またはウォー
ムアップ時における上記ＷａとＷｂの比Ｄｐ＝Ｗａ／Ｗ
ｂと、スタンバイ時における上記ＷａとＷｂの比Ｄｓ＝
Ｗａ／Ｗｂが、Ｄｐ＞Ｄｓとなるように、スタンバイ時
における両ローラの熱源に供給する平均電力比を変更す
るように設定されていることにより達成される。

【００１６】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、温度制御手段が、いずれかの熱源の断続的
な通電周期を計測し、該周期に基づいて両熱源の平均電
力比を変更するように設定されていることにより達成さ
れる。

【００１７】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、温度制御手段が、少なくとも上方に位
置するローラ側の熱源に対する通電開始タイミングを、
スタンバイ時ではプリント時よりも相対的に遅延させて
平均電力比を変更するように設定されていることにより
達成される。

【００１８】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、温度制御手段が、少なくとも下方に位置す
るローラ側の熱源に対する通電停止タイミングを、スタ
ンバイ時ではプリント時よりも相対的に遅延させて平均
電力比を変更するように設定されていることにより達成
される。

【００１９】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記目的は、温度制御手段が、温度検知手段の検知
温度が所定の目標温度よりも低いときに熱源への通電を
開始する通電期間と、該検知温度が所定の目標温度より
も高いときに熱源への通電を停止する非通電期間を設
け、両ローラの熱源への通電を上記通電期間内において
所定のデューティ比で行い、上方に位置するローラ側の
熱源のデューティをｔ₁、下方に位置するローラ側の熱
源のデューティをｔ₂とするとき、両熱源のデューティ
比ｔ₁／ｔ₂を、スタンバイ時はプリント時よりも相対的
に小さい値とするように設定されていることにより達成
される。

【００２０】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、温度制御手
段は、定着ローラまたは加圧ローラのうち、上方に位置
するローラの熱源に供給する平均電力をＷａ、下方に位
置するローラの熱源に供給する平均電力をＷｂとしたと
き、プリント時またはウォームアップ時における上記Ｗ
ａとＷｂの比Ｄｐ＝Ｗａ／Ｗｂと、スタンバイ時におけ
る上記ＷａとＷｂの比Ｄｓ＝Ｗａ／Ｗｂが、Ｄｐ＞Ｄｓ
となるように、スタンバイ時における両ローラの熱源に
供給する平均電力比を変更するので、スタンバイ時に、
下方に位置するローラから上方に位置するローラへ熱の
移動が生じても、両ローラの温度差が無くなる。

【００２１】また、本出願に係る第２の発明によれば、
温度制御手段は、いずれかの熱源の断続的な通電周期を
計測し、該周期に基づいて両熱源の平均電力比を上記第
１の発明のように変更するので、そのときの環境に応じ
て適切に温度制御を行う。

【００２２】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、温度制御手段は、少なくとも上方に位置するローラ
側の熱源に対する通電開始タイミングを、スタンバイ時
ではプリント時よりも相対的に遅延させて、上記第１の
発明のように平均電力比を変更するので、上方に位置す
るローラの温度上昇が抑えられ、両ローラの温度差が無
くなる。

【００２３】また、本出願に係る第４の発明によれば、
温度制御手段は、少なくとも下方に位置するローラ側の
熱源に対する通電停止タイミングを、スタンバイ時では
プリント時よりも相対的に遅延させて、上記第１の発明
のように平均電力比を変更するので、下方に位置するロ
ーラの温度低下が抑えられ、両ローラの温度が無くな
る。

【００２４】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、温度制御手段は、温度検知手段の検知温度が所定の
目標温度よりも低いときに熱源への通電を開始する通電
期間と、該検知温度が所定の目標温度よりも高いときに
熱源への通電を停止する非通電期間を設け、両ローラの
熱源への通電を上記通電期間内において所定のデューテ
ィ比で行い、上方に位置するローラ側の熱源のデューテ
ィをｔ₁、下方に位置するローラ側の熱源のデューティ
をｔ₂とするとき、両熱源のデューティ比ｔ₁／ｔ₂を、
スタンバイ時はプリント時よりも相対的に小さい値とす
るので、消費電力を低下させつつ、両ローラの温度差を
無くす。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２６】（第１の実施例）先ず、本発明の第１の実
施例を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本発
明の第１の実施例における定着装置を示すものであり、
図１において、１は定着ローラで、該定着ローラ１には
加圧ローラ２が圧接して該定着ローラ１との間にニップ
部を形成しつつ、従動回転を行うようになっている。該
定着ローラ１はアルミニウム製の中空筒体の芯金上に弾
性層を有しており、中空空間には、熱源としてのハロゲ
ンヒータ３が内蔵され、定着に必要な熱供給がなされる
ようになっている。上記弾性層は、カラー画像の単色〜
４色の多重トナーの厚み（数μｍ〜数十μｍ）に追従す
るために、数十μｍ以上設けることが必要である。弾性
が小さいとトナー凹部の未定着トナーの潰れによる解像
低下をもたらすためである。この弾性層の材質として
は、フェニル系、ジメチル系の液状シリコーンゴムＲＴ
Ｖ、ＬＴＶタイプのものが弾性を備えているので好適で
あり、特にＲＴＶはシリコーンオイルとの親和性が高
く、オイルを塗布し易いので良い。

【００２７】また、加圧ローラ２もアルミニウム製の中
空筒体の芯金上に弾性層を有しており、中空空間には、
熱源としてのハロゲンヒータ３’を内蔵し、該ハロゲン
ヒータ３’により加熱されるようになっている。この加
圧ローラ２の弾性層は、定着ローラ１に比べ弾性が小さ
くても良いのて、単純化が可能であり、ＨＴＶ、フッ素
ゴム等の層を設けるのみでも良く、表面にＰＦＡまたは
ＰＴＦＥコート等を施しオイル膨潤阻止をしたものでも
良い。また、ＲＴＶを用いても良い。

【００２８】一方、上記定着ローラ１の上部には、クリ
ーニングウェブ７が配設されており、定着を行った後の
定着ローラ１の表面を摺擦して、オフセットトナーの除
去を行うようになっている。

【００２９】また、上記定着ローラ１の表面には、シリ
コーンゴムを表層とするオイル塗布ローラ１２が接触配
設されており、該オイル塗布ローラ１２が接触回転する
ことにより、オイル塗布がなされる。該オイル塗布ロー
ラ１２は、定着時には塗布を行うために接触を行い、非
定着時にはオイル垂れを防止するために離間を行うよう
になっている。

【００３０】上記オイルは、剛性ケース内にアルミニウ
ムパックを有したオイルタンク１８に収容されており、
ジョイント１７、１７’及びシリコーン樹脂等のチュー
ブを介して接続されたオイルポンプ１６により、オイル
補給ノズル１３に搬送されるようになっている。また、
このオイル補給ノズル１３から搬送されたオイルは、上
記オイル塗布ローラ１２に密接あるいは極近接されたオ
イル溜め板１４に微少量保持され、オイル塗布ローラ１
２の回転に伴ってオイル塗布ブレード１１によりオイル
の量規制を受け、オイル塗布ローラ１２上に均質薄層塗
布がなされる。

【００３１】また、この際に塗布されなかった余剰分の
オイルは、オイル溜め板１４より落下し、オイルケース
１５の底面から逆流防止弁２０を介してオイルタンク１
８に回収されるために、オイルケース１５内には常に極
少量のオイルが存在するだけであり、本体との分離時ユ
ニット自体の傾斜、転倒が起こっても、外部へのオイル
漏れは殆ど防止される。本体装着時に本体移動によって
起こる傾斜に対しては、オイル漏れのないのは無論であ
る。

【００３２】このようにオイル塗布ローラ１２により定
着ローラ１上に適量塗布されたオイルは、通紙に伴い、
用紙に吸収あるいは付着して機外に出ていくが、定着ロ
ーラ１の非通紙部分あるいは前・後回転時に塗布された
オイルは、加圧ローラ２に付着転移し、クリーニングブ
レード５により、紙粉、トナーと共に加圧ローラ２上か
ら掻き取られ、クリーニングブレード５の下方に配設さ
れた廃オイル回収容器であるオイルパン６内に落下す
る。そして、該オイルパン６内においては、落下したオ
イルがオイル吸収体１０により速やかに吸収処理され、
ユニットの傾斜、転倒の際のオイル漏れを防いでいる。

【００３３】このオイル吸収体１０は、繊維材もしくは
スポンジ材で形成されて、フィルターとしての機能も果
たしており、該オイル吸収体１０によって濾過されたオ
イルは、オイルポンプ１６’により負圧をかけてオイル
タンク１８に回収され、再利用される。負圧をかけるの
は、オイルに粘性があるためであり、このように構成す
ることでオイルパン６の容量を小さくすることが可能と
なり、さらにオイルを節約することもできる。

【００３４】なお、このように循環利用されるオイルの
残量は、オイル残量検知センサ１９により検知されてお
り、所定量となったときにオイルタンク１８の交換を促
すようになっている。オイルタンク１８は、ゴムシー
ル、バネ等の組み合わせにより形成されたジョイント１
７、１７’により着脱自在となっており、着脱時には、
該ジョイント１７、１７’によりオイルシールがなされ
る。

【００３５】また、ポンプ１６、１６’としては、電磁
ポンプを用いるのが好ましく、パルス信号でオイルの量
制御を行う方式を採るのが良い。また、ギアポンプを用
いることも安価で良い。さらに、ポンプには逆流防止弁
を備えるのが良い。

【００３６】なお、以上のようなオイルタンク１８、ジ
ョイント１７、１７’、オイルポンプ１６等で構成され
るオイル供給部に関しては、完全閉鎖系であり、漏れの
心配がないため、装置本体側に設けることも定着ユニッ
ト側に設けることも可能である。

【００３７】さらに、オイルの材質については、現在一
般的に用いられているのは、シリコーンオイルである
が、その中でも、特に用いられているのがジメチル系の
ものであり、例えば、信越化学株式会社製のＫＦ−９６
等が良く知られている。粘度については、数万ｃｓ以下
のものが利用できるが、数千ｃｓ以下のものが好まし
い。数十ｃｓ以下のものは揮発性が高く、機内の帯電ワ
イヤを汚し易い上に引火点が低く、安全性に問題がある
ことから百ｃｓ以上のものが良い。

【００３８】以上のような本実施例装置において、未定
着トナー像が転写された用紙（図示せず）は、ガイド８
により案内されて右方よりニップ部に進入し、上述のよ
うに均一なオイル層が形成された定着ローラ１及び加圧
ローラ２により加圧及び加熱を受けて定着された後、加
圧ローラ２に当接するように配設された分離爪９により
分離され、ガイド８’に案内されて排紙される。

【００３９】従って、良好な定着を行うには、両ローラ
の温度を適切な温度に保つことが必要であるが、本実施
例におけるローラの温度制御は、加圧ローラ２に温度検
知手段たるサーミスタ４を接触配置し、その検知温度に
伴う抵抗値変化によりローラの表面温度を検知し、ＣＰ
Ｕ等の温度制御手段（図示せず）によりローラ表面温度
を所定値となるようにハロゲンヒータ３及び３’への通
電を制御することにより行っている。

【００４０】しかし、スタンバイ時に両ローラを停止さ
せたまま放置する場合においては、定着ローラ１と加圧
ローラ２の熱の逃げ量、いわゆるヒートリークの差によ
り両ローラ間に温度差を生じる恐れがあるため、適切な
温度制御を行うことが必要である。

【００４１】そこで、この温度差と温度制御の関係を調
べるために、以下のような実験を行った。実験において
は、定着ローラ１の表層をＲＴＶまたはＬＴＶのシリコ
ーンゴムとし、加圧ローラ２の表層をＲＴＶ、ＨＴＶ、
ＬＴＶのシリコーンゴム、またはその他のフッ素ゴム
に、ＰＦＡ、ＰＴＦＥをコートしたものを用いた。

【００４２】トナーとしては、キャノン販売株式会社の
カラー複写機ＣＬＣ−２００に使用されているシャープ
メルトトナーを用い、定着温度は１７０℃で、ローラ周
速は１００ｍｍ／ｓｅｃとした。また、使用したオイル
はＫＦ−９６（上述）の粘性が３００ｃｓのものを用い
た。なお、ニップ部は５〜６ｍｍ幅程度に加圧状態を形
成し、総加圧量は４０ｋｇ程度とした。

【００４３】図２に温調制御の例を示す。このヒータ制
御は、両ヒータ３、３’を同時にオン・オフさせる制御
方式により行った。実験においては、ノイズによるヒー
タちらつき防止のため、目標設定温度Ｔ₀に対する不感
帯幅を０．７℃として、サーミスタ４の信号に基づくオ
ン・オフ制御を行った結果、目標設定温度Ｔ₀の上下に
ほぼ均等にリップルができた（リップル幅＝１．４℃〜
３℃）。

【００４４】先ず、連続プリント時には、Ｔ₀＝１７０
℃として、両ヒータ３、３’のそれぞれの点灯時間ｔ
ｐ、ｔｐ’の比を、ｔｐ／ｔｐ’＝１／１とした結果、
両ローラ１、２の温度は各々１７０℃±３℃におさま
り、安定した温調を行った。

【００４５】次に、スタンバイ放置時には、Ｔ₀＝１６
０℃として、両ヒータ３、３’のそれぞれの点灯時間ｔ
₂、ｔ₁の比をｔ₂／ｔ₁＝０．６７／１とした結果、両ロ
ーラ１、２の温度は各々１６０℃±３℃となり、１０時
間放置後も温度差を生ずることはなかった。なお、具体
的には、点灯周期ｔ₀＝６０秒、ヒータ３のオン時間ｔ₂
＝１０秒、ヒータ３’のオン時間ｔ₁＝１５秒とした。

【００４６】因みにプリント時と同様にスタンバイ時に
おいてヒータ点灯時間を１／１とした場合には、放置後
２０分後で、定着ローラ１の温度が１７６℃、加圧ロー
ラ２の温度が１６０℃となり、大きく温度差が現れた。
このような温度差がスタンバイ時にあると、ゴムの温度
劣化の差は両ローラの寿命差となって現れてくるため、
両ローラの交換時期が別々となり、メンテナンスに不利
である。また、両ローラを定着ユニット一体としてユニ
ット交換を行う場合にも、どちらかの寿命が残った状態
で交換することになり、不経済である。

【００４７】従って、上述のように、定着ローラ１側の
ヒータ３の点灯時間を加圧ローラ２側のヒータ３’より
も短くする制御方式が好ましい。なお、実験の結果、両
ヒータ３、３’の点灯時間のずらし方は、サーミスタ４
で温度検知を行っている側のヒータ（本実施例では加圧
ローラ２側のヒータ３’）のオン時間τ₁に対して、も
う一方のヒータ（本実施例では定着ローラ１側のヒータ
３）のオン時間τ₂を、τ₂＝ατ₁（α：定数であり、
本実施例では０．７）というように、ある係数をかけた
分だけオン時間を縮める方法によって行うことも可能で
あることが分かった。また、α≒１の場合にはτ₂＝τ₁
−Ａ（Ａ：定数）というようにオン時間を短めにする方
法によってもほぼ同等の制御を行うことが可能であっ
た。また、これらの係数、定数値を環境条件や電源オン
後の経過時間等により微調を行うとなお良い。実験では
諸条件を変えた場合に上下ローラ温度を一致させる値と
してαが０．２〜０．４、Ａが３．４秒〜４．４秒程度
の範囲をとり得た。なお、点灯周期自体の変動は少な
く、６０秒〜６４秒程度で安定していた。また、以上の
ように、図２の如く定着ローラ１側のヒータ３のオンタ
イミングを遅らせる方法の他、加圧ローラ２側のヒータ
３’のオフタイミングを遅らせる方法、あるいはその組
み合わせ等の制御方式が可能であることが分かった。

【００４８】これらの制御を行う際に基準となるのは、
サーミスタ検知による基準点灯周期ｔ₀とサーミスタ検
知側のローラのヒータオン時間ｔ₁である。例えば、ｔ₁
を１周期分計測して、次周期でのｔ₂を決定しても良い
し、温調ゆらぎを少なくする意味で、複数前周期分の合
計値あるいは平均値とした計測値を用いて、次周期ｔ₂
を決定しても良い。もちろん、機械間差ばらつきも含め
た平均値的なｔ₀を予め想定して、遅延時間Δｔ＝ｔ₁−
ｔ₂を設定していも良い。さらに、両ヒータのオン時間
ｔ₁、ｔ₂を両方制御する方式として、ｔ₁、ｔ₀を単数、
複数前周期に計測して、次周期のｔ₁、ｔ₂を決定しても
良い。

【００４９】定着ローラ１側のヒータ３のオン時間を短
縮する方法では、周期、リップルは、α＝１の場合と殆
ど差がなく、安定性が高いという利点があった。また、
加圧ローラ２側のヒータ３’のオン時間を延長する方式
では、リップルは若干大きくなっても制御が発散しにく
く簡単であるという利点がある。なお、ウォームアップ
については、実験では、両ヒータを共にフル点灯（１０
０％）で両ローラの立ち上がりが共に一致するように両
ローラの熱容量を設定していた。

【００５０】本実施例の定着装置の各モード状態におけ
る平均電力を下表に示す。なお、表において両ヒータに
おける平均電力は各々Ｗａ、Ｗｂで表す。

【００５１】

【表１】

【００５２】各状態の後の括弧は両ヒータの点灯比率で
あって、丁度両ヒータの平均電力比率（Ｗａ／Ｗｂ）に
一致する。電力の後の括弧は各々のヒータのフル点灯時
１００％に対する平均電力を表す。なお、上述の説明で
は両ヒータを同一出力のものを用いているが、両ヒータ
の出力が異なる構成でももちろん良く、スタンバイ時の
両ヒータの平均電力比Ｄｓがウォームアップ時またはプ
リント時の平均電力比Ｄｐより小さくなるよう制御を行
っていれば良い。これまでの説明ではオン・オフ制御を
用いていたため、両ヒータの点灯時間で両ヒータの平均
電力比を制御していたが、これ以外の一般の制御、例え
ばデューティ制御、波数制御、ＰＷＭ制御、位相制御等
においては、両ヒータの平均電力比のみを問題にすれば
良いのは明らかである。

【００５３】なお、スタンバイ時（両ヒータの電力比Ｄ
ｓ＝０．７／１）においては、定着ローラ１を保温する
ために補うヒートリーク分が６０Ｗ、加圧ローラ２のヒ
ートリークが８５Ｗであり、定着ローラ１のヒートリー
クが加圧ローラ２のヒートリークより１５Ｗ（約３０
％）小さいことを示している。なお、このとき両ローラ
温度は共に１６０℃で一致している。

【００５４】（第２の実施例）次に、本発明の第２の実
施例を図３ないし図５に基づいて説明する。なお、第１
の実施例との共通箇所には同一符号を付して説明を省略
する。

【００５５】両ヒータのオン・オフを同時に行うと、突
入電流の変動が大きく、ノイズ規格に対して問題となる
ことがあるため、例えば図３あるいは図４の如く、オフ
時間をずらした制御としても良い。さらに、図５の如く
両ヒータを交互点灯する制御を行うのも良い。

【００５６】（第３の実施例）次に、本発明の第３の実
施例を図６ないし図９に基づいて説明する。なお、第１
の実施例との共通箇所には同一符号を付して説明を省略
する。

【００５７】上述のようなオン・オフ制御の他にも、図
６の如く、オン時においてフル点灯させず、あるデュー
ティ比で間欠点灯させるようにしたデューティ制御を用
い、両ヒータ点灯のデューティ比をスタンバイ時とプリ
ント時で変える方式も可能である。

【００５８】この場合も定着ローラ１側のヒータ３のみ
デューティを変える、または加圧ローラ２側のヒータ
３’のみデューティを変える、あるいは両ヒータ共にデ
ューティを変える等の方法が可能である。例えば、図７
の如く、目標温度Ｔ₀に対してサーミスタ検知温度Ｔと
の差ΔＴに応じて、出力レベル、すなわちデューティを
対応させるものである。もちろん、この他にも種々の対
応が可能である。ここでは、簡単のため、Ｔ₀に対して
それ以下の温度に対して３種の出力レベルを設定した様
子を示す。デューティは基準周期を１６分割して１６レ
ベル設けた。図７では、定着ローラ１側のヒータ３の出
力レベルをｕ、加圧ローラ２側のヒータ３’の出力レベ
ルをｄでを表す（α，β＞０、α＜β）。

【００５９】ここでは、両ヒータのデューティ比によ
り、両ヒータの平均電力比を、プリント時及びウォーム
アップ時には１／１とし、スタンバイ時には、（定着ロ
ーラ１側のヒータ３のデューティ）／（加圧ローラに側
のヒータ３’のデューティ）＝０．７５／１としてい
る。

【００６０】実際の出力は図８のように、デューティ周
期を、例えばＡＣ電源の周期（１／５０秒、１／６０
秒）に対して８波分とっておき、半波を１単位としてデ
ューティ比としてとることも可能である。

【００６１】さらに、図９の如く、ノイズ対策のため１
／４波出力をずらしてゼロクロス化するとなお良い。

【００６２】（第４の実施例）次に、本発明の第４の実
施例を図１０及び図１１に基づいて説明する。なお、第
１の実施例との共通箇所には同一符号を付して説明を省
略する。

【００６３】第３の実施例におけるデューティ制御方法
の代わりに、図１０に示すように、位相制御の方法によ
りＡＣ１波当りの位相積分量を変えて出力しても良い。
この方法においも、図１１の如くゼロクロス化すること
も可である。ここでも両ヒータの平均電力比を、スタン
バイ時＜プリント時及びウォームアップ時とすることで
スタンバイ時の両ローラの温度差の発生を防止可能であ
る。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、上下に配置されたローラの双方に熱源
を備え、いずれか一方のローラに温度検知手段を備えた
定着装置においても、スタンバイ時には、下方のローラ
の熱源の平均電力に対する上方のローラの熱源の平均電
力の比を、プリント時よりも小さくするので、コストア
ップなしに上下ローラの温度差をなくすことが可能であ
る。従って、上下ローラの寿命は同等となり、ユニット
交換に適する。また、スタンバイからプリントまで上下
間の温度ムラがなくなることにより定着性、光沢性等の
画質が安定する。また、ローラ昇温の危険がなく安全性
が高まる。

【００６５】また、本出願に係る第２の発明によれば、
いずれかの熱源の断続的な通電周期を計測し、該周期に
基づいて両熱源の平均電力比を上記第１の発明のように
変更するので、環境の変化により、温度の上昇率または
降下率が変化する場合でも、適切な温度制御を行うこと
ができる。

【００６６】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、少なくとも上ローラ側の熱源に対する通電開始タイ
ミングを、スタンバイ時ではプリント時よりも相対的に
遅延させて、上記第１の発明のように平均電力比を変更
するので、上ローラの温度上昇を抑え、温度リップルを
小さくして両ローラの温度差を無くすことができる。

【００６７】また、本出願に係る第４の発明によれば、
少なくとも下ローラ側の熱源に対する通電停止タイミン
グを、スタンバイ時ではプリント時よりも相対的に遅延
させて、上記第１の発明のように平均電力比を変更する
ので、下ローラの温度低下を抑え、簡単な制御で両ロー
ラの温度を無くすことができる。

【００６８】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、両ローラの熱源への通電を通電期間内において所定
のデューティ比で行い、下ローラ側の熱源のデューティ
に対する上ローラ側の熱源のデューティの比を、スタン
バイ時はプリント時よりも相対的に小さい値とするの
で、消費電力を低下させつつ、両ローラの温度差を無く
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における定着装置の縦断
面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における温度制御例を示
す図である。

【図３】本発明の第２の実施例における温度制御例を示
す図である。

【図４】本発明の第２の実施例における他の温度制御例
を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例における他の温度制御例
を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例における温度制御例を示
す図である。

【図７】本発明の第３の実施例における両ローラの熱源
のデューティ例を示す図である。

【図８】本発明の第３の実施例における他の温度制御例
を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施例における他の温度制御例
を示す図である。

【図１０】本発明の第４の実施例における温度制御例を
示す図である。

【図１１】本発明の第４の実施例における他の温度制御
例を示す図である。

【図１２】従来の定着装置におけるスタンバイ時の熱の
移動を説明するための図である。

【符号の説明】

１定着ローラ（上方に位置するローラ）２加圧ローラ（下方に位置するローラ）３，３’ ハロゲンヒータ（熱源）４サーミスタ（温度検知手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮代俊明東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者久米隆生東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者鈴木健彦東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者壁谷信昭東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱源を内包する定着ローラと、該定着ロ
ーラに圧接するように配設され、熱源を内包する加圧ロ
ーラとを備え、該定着ローラもしくは該加圧ローラ表面
の一方に当接するように配設された温度検知手段と、該
温度検知手段の検知温度に基づいて上記熱源への通電を
断続的に行って上記定着ローラ及び加圧ローラの温度を
制御する温度制御手段とを有する定着装置において、上
記温度制御手段は、上記定着ローラまたは加圧ローラの
うち、上方に位置するローラの熱源に供給する平均電力
をＷａ、下方に位置するローラの熱源に供給する平均電
力をＷｂとしたとき、プリント時またはウォームアップ
時における上記ＷａとＷｂの比Ｄｐ＝Ｗａ／Ｗｂと、ス
タンバイ時における上記ＷａとＷｂの比Ｄｓ＝Ｗａ／Ｗ
ｂが、Ｄｐ＞Ｄｓとなるように、スタンバイ時における
両ローラの熱源に供給する平均電力比を変更するように
設定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】温度制御手段は、いずれかの熱源の断続
的な通電周期を計測し、該周期に基づいて両熱源の平均
電力比を変更するように設定されていることとする請求
項１に記載の定着装置。
【請求項３】温度制御手段は、少なくとも上方に位置
するローラ側の熱源に対する通電開始タイミングを、ス
タンバイ時ではプリント時よりも相対的に遅延させて平
均電力比を変更するように設定されていることとする請
求項１に記載の定着装置。
【請求項４】温度制御手段は、少なくとも下方に位置
するローラ側の熱源に対する通電停止タイミングを、ス
タンバイ時ではプリント時よりも相対的に遅延させて平
均電力比を変更するように設定されていることとする請
求項１に記載の定着装置。
【請求項５】温度制御手段は、温度検知手段の検知温
度が所定の目標温度よりも低いときに熱源への通電を開
始する通電期間と、該検知温度が所定の目標温度よりも
高いときに熱源への通電を停止する非通電期間を設け、
両ローラの熱源への通電を上記通電期間内において所定
のデューティ比で行い、上方に位置するローラ側の熱源
のデューティをｔ₁、下方に位置するローラ側の熱源の
デューティをｔ₂とするとき、両熱源のデューティ比ｔ₁
／ｔ₂を、スタンバイ時はプリント時よりも相対的に小
さい値とするように設定されていることとする請求項１
に記載の定着装置。