JPH079554B2

JPH079554B2 - トナー像定着装置

Info

Publication number: JPH079554B2
Application number: JP60015389A
Authority: JP
Inventors: 篤狩野; 清典山本
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPS61175666A

Description

【発明の詳細な説明】＜技術分野＞本発明は、トナー像定着装置、更に詳しくは、支持材料
に形成されたトナー像をその表面に定着するためのトナ
ー像定着装置に関する。

＜従来技術＞従来から、静電複写機の如き画像形成装置においては、
複写紙の如き支持材料に形成されたトナー像を定着する
ために、トナー像定着装置が装備されている。この種の
トナー像定着装置は、例えば特開昭58−217978号公報に
開示されている如く、定着ローラと、定着ローラと協働
する圧着ローラと、定着ローラを加熱するための加熱手
段を含んでいる。そして、かかるトナー像定着装置にお
いては、定着ローラの周表面の温度がトナー像の定着作
用時には第１の設定温度（トナー像の定着に最適な所定
温度）に維持され、定着作用後には第１の設定温度より
低い第２の設定温度に維持されるように構成されてい
る。

上述したトナー像定着装置においては、複写待期中定着
ローラの周表面の温度が第２の設定温度に維持されるた
め、常時第１の設定温度に維持する場合に比して電力消
費量を低減せしめることができ、更に、加熱手段を完全
に除勢する場合に比して予熱時間（定着ローラ周表面の
温度が第１の設定温度になるまでに要する時間）を短縮
することができる等の利点がある。

しかし、従来のトナー像定着装置においては、待期状態
から複写可能状態に切り換える、言い換えると複写操作
を再開する際には解除スイッチを操作しなければなら
ず、また解除スイッチを操作しても直ぐ複写操作を再開
することができず複写可能状態になる（即ち、定着ロー
ラの周表面の温度が第１の設定温度になる）まである程
度の待時間が存在していた。

＜発明の目的＞本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主
目的は、上述した利点を保持しつつ更に待時間をも無く
すことができるトナー像定着装置を提供することであ
る。

＜発明の要約＞本発明者等は、鋭意検討の結果、複写開始スイッチを押
圧してから支持材料が加熱定着手段に送給されるまでの
時間に着目し、かかる時間内に加熱定着手段の温度を第
２の指定温度から第１の所定温度にせしめるようにすれ
ば待時間を実質上無くすことができることを見出した。

本発明によれば、トナー像を定着するための加熱手段を
備えた加熱定着手段を含み、該加熱定着手段が定着作用
時に該トナー像を支持材料に定着する第１の所定温度に
保持され、待機時に該第１の所定温度より低い第２の所
定温度に保持されるトナー像定着装置において、複写開始スイッチを押圧してコピーサイクルに入ってか
ら支持材料が該加熱定着手段に送給されるまでの所要時
間と、該複写開始スイッチが押圧されてから該所要時間
に該加熱手段に供給する電力量とを、該所要時間内に該
第２の所定温度から該第１の所定温度に上昇せしめる値
に設定した、ことを特徴とするトナー像定着装置が提供
される。

＜発明の好適具体例＞以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された
トナー像定着装置の一具体例について説明する。

本発明に従うトナー像定着装置が装備されている静電複
写機の要部を示す第１図において、図示の静電複写機
は、ハウジング２を備え、ハウジング２内には円筒状の
回転ドラム４が回転自在に装着されている。この回転ド
ラム４の周表面には、感光体が配設されている。

矢印６で示す方向に回転駆動される回転ドラム４の周囲
には、その回転方向に見て順次に、充電用コロナ放電器
８、磁気ブラシ機構10を有する現像装置12、転写用コロ
ナ放電器14、剥離用コロナ放電器16及びブレードを有す
るクリーニング装置18が配設されている。充電用コロナ
放電器８は、感光体を特定極性に実質上一様に充電せし
める。充電用コロナ放電器８と現像装置12との間には露
光域20が存在する。かかる露光域20においては、図示し
ていない光学系によって一点鎖線で示す如く原稿の像が
投射され、かくして回転ドラム４の感光体上に原稿の像
に対応した静電潜像が形成される。現像装置12は、磁気
ブラシ機構10に保持されたトナー粒子が感光体表面に作
用することによって静電潜像をトナー像に現像する。転
写用コロナ放電器14は、転写域22において感光体の表面
に接触せしめられる複写紙の如き支持材料の裏面にコロ
ナ放電を施し、感光体上に形成されたトナー像支持材料
上に転写せしめる。剥離用コロナ放電器16は、転写域22
の直ぐ下流側に存在する剥離域24において支持材料の裏
面にコロナ放電を施し、感光体表面に静電的に付着され
ている支持材料をその表面から剥離せしめる。クリーニ
ング装置18は、ブレードが感光体表面に作用することに
よって転写後に感光体上に残留している残留トナー粒子
をその表面から除去する。

上記ハウジング２の下部には、複写紙の如き支持材料を
転写域22を通して搬送するための搬送機構26が配設され
ている。また、この搬送機構26の上流側端には、供給機
構28が設けられている。図示の供給機構28は、ハウジン
グ２の右側壁に形成された開口を通して着脱自在に装着
されるカセット30と矢印32で示す方向に回動される送給
ローラ34を有する。送給ローラ34は、作動されるとカセ
ット30内に積層状態で収容されている複数枚のシート状
支持材料を１枚づつカセット30内から案内板対36及び38
間を通して搬送機構26に送給する。図示の搬送機構26
は、上述した如くして送給されたシート状支持材料を搬
送するための搬入ローラ対40及び42、案内板対44及び4
6、搬送ローラ対48及び50、搬送ローラ対48及び50から
の支持材料を転写域22に導く案内板52、感光対表面から
剥離された支持材料を搬送するための搬送ベルト機構5
4、案内板56、トナー像定着装置58（後述する）の上ロ
ーラ60及び下ローラ62、排出ローラ対64及び66、並びに
ハウジング２の左側壁に形成されている開口を通して排
出される支持材料を受入れる受皿68を含んでいる。更
に、搬入ローラ対40及び42の上流側には、支持材料の先
端が搬入ローラ対49及び42のニップ部位に到着したこと
を検出する検出手段70が配設されている。

かくの通り構成されているので、複写開始スイッチ72
（第２図）を押圧すると、コピーサイクルに入り、送給
ローラ34が作動され、カセット30内のシート状支持材料
は送給ローラ34の作用によってカセット30内から送出さ
れ、案内板対36及び38間を通って搬入ローラ対40及び42
に送給される。このとき、搬入ローラ対40及び42は回動
されておらず、従って、支持材料は搬送ローラ対40及び
42のニップ部位に当接してその移動が阻止される。そし
て、支持材料が所要の通り湾曲せしめられると、検出手
段70がこれを検出し、即ち支持材料の先端が搬入ローラ
対40及び42に所要の通り到達したことを検出し、検出手
段70からの信号に基いて送給ローラ34の作動が停止され
る。一方、複写開始スイッチ72（第２図）が押圧されて
コピーサイクルに入ると、回転ドラム４の矢印６で示す
方向への回転も開始されると共に所定時間経過後に図示
していない光学系の一部が所要の通り移動され、原稿の
走査露光が開始される。上述した走査露光が開始された
後光学系の一部が所定位置まで移動すると、次に搬入ロ
ーラ対40及び42が作動され、支持材料は回転ドラム４の
移動に同期して搬送される。かくの如くして支持材料の
搬送が再開されると、転写域22において支持材料が回転
ドラム４の感光体表面に接触せしめられ、感光体上に形
成されたトナー像が転写用コロナ放電器14の作用によっ
て支持材料に転写される。トナー像が転写された支持材
料は、次いで剥離域24において剥離用コロナ放電器16の
作用によって感光体表面から剥離され、搬送ベルト機構
54の作用によってトナー像定着装置58に送給される。ト
ナー像定着装置58においては、上ローラ60及び下ローラ
62が支持材料上のトナー像に加圧作用及び加熱作用を加
え、かくしてトナー像は支持材料表面に定着される。ト
ナー像が定着された支持材料は排出ローラ対64及び66の
作用によって受皿68上に排出され、かくして支持材料上
に原稿像に対応した複写画像が生成される。

次いで、第１図と共に第２図を参照して、図示のトナー
像定着装置58について説明する。トナー像定着装置58
は、矢印74で示す方向に回転駆動される上ローラ60と、
上ローラ60と協働し矢印76で示す方向に従動される下ロ
ーラ62を具備している（上ローラ60及び下ローラ62は加
熱定着手段を構成する）。上ローラ60は中空円筒状であ
り、その内部には上ローラ60を加熱するための加熱ヒー
タ78（第１の加熱手段を構成する）が配設されている。
この上ローラ60は、クラッチ手段80を介して複写機の主
駆動源（図示せず）に駆動連結されている。上述した上
ローラ60の周表面には、これに近接乃至接触して上ロー
ラ60の周表面の温度を検出する温度検出手段81が配設さ
れている。また、下ローラ62に関連して、下ローラ62の
下方にこの下ローラ62を加熱するための補助加熱ヒータ
82（補助加熱手段を構成する）が配設されている。更
に、トナー像定着装置58に関連してハウジング２内を冷
却するための冷却手段84が配設されている。図示の冷却
手段84は、電動モータの如き冷却用駆動源86とこの駆動
源84によって回動されるファン87を備えている。トナー
像定着装置58は、更に、加熱ヒータ78、クラッチ手段8
0、補助加熱ヒータ82及び冷却用駆動源86を作動制御す
るための制御手段88を備えている。この制御手段88に
は、複写開始スイッチ72及び検出手段81と共にメインス
イッチ90（複写機の主電源のためのスイッチ）からの信
号が送給され、制御手段88は上述した信号に基いて種々
の要素を次の通り制御する。

次に、第２図及び第３図を参照して、上述した制御手段
88による制御について説明する。まず、時間t₀において
メインスイッチ90を閉成（ON）にすると、複写機の主電
源（図示せず）に電流が供給され、主駆動源（図示せ
ず）が駆動される（この主駆動源は、複写操作が所定時
間継続されないときは非作動状態になり、また複写操作
が再開されるときには再び駆動されるようになってい
る）。また、メインスイッチ90からの信号に基いて制御
手段88は、加熱ヒータ78、クラッチ手段80及び補助加熱
ヒータ82を付勢する。加熱ヒータ78が付勢されると、こ
の加熱ヒータ78によって上ローラ60がその内部から加熱
され、また補助加熱ヒータ82が付勢されると、この補助
加熱ヒータ82によって下ローラ62の周表面が加熱され
る。また、クラッチ手段80が付勢されると、クラッチ手
段80が非連結状態になり、主駆動源（図示せず）と上ロ
ーラ60の連結状態が解除され、上ローラ60及び下ローラ
62が回動されることはない。かくして、メインスイッチ
90を閉成すると、加熱ヒータ82及び補助加熱ヒータ82が
付勢され、且つ上ローラ60及び下ローラ62並びにファン
87が非作動状態に保持されることに起因して、上ローラ
62の周表面温度、言い換えると検出手段81の検出温度は
第３図（詳しくは時間t₀〜t₁間）に示す如く急速に上昇
する（この時間t₀〜t₁間は、定着装置58を所要の温度に
せしめるための初期期間である）。

上ローラ60の周表面温度が上昇して時間t₁において第１
の所定温度T₁（トナー粒子の定着作用が最適に行われる
温度、例えば160℃乃至180℃であって、具体例では例え
ば170℃に設定される）になると、温度検出手段81の検
出値に基いて制御手段88は補助加熱ヒータ82及びクラッ
チ手段80を除勢すると共に冷却用駆動源86及び複写可能
ランプ92（第２図）を付勢し、更に加熱ヒータ78を上ロ
ーラ60の周表面温度が実質上一定となる、即ち第１の所
定温度T₁となるように制御する。クラッチ手段80が除勢
されると、クラッチ手段80が連結状態になり、上ローラ
60及び下ローラ62の回動が開始される。また補助加熱ヒ
ータ82が除勢されると、下ローラ62の加熱が停止され、
以後加熱ヒータ78の作用によって上ローラ60のみが加熱
される。他方、冷却用駆動源86が付勢されるとファンが
作動し、ハウジング２内の熱風が外部に排出されハウジ
ング２内が異常高温になることが防止される。また、複
写可能ランプ92が付勢されるとこれが点灯し、操作者に
複写可能であることを知らせる。かくして、第１の所定
温度T₁になると、制御手段88は検出手段81からの検出値
に基いて上ローラ60の周表面温度を第１の所定温度T₁に
保持するように加熱ヒータ78を制御し、上ローラ60の周
表面温度は第３図（詳しくは時間t₁〜t₂間）に示す如く
実質上一定に維持される（この期間t₁〜t₂間は、定着装
置58の周囲等をも所要温度にせしめるためのエージング
期間であり、本発明における待機時には含まれない）こ
の期間内に複写開始スイッチ92を押圧すると、上ローラ
60の温度が第１の所定温度T₁に保持されているため、上
述した複写操作が遂行される。

複写操作が遂行されずに時間t₂においてエージング期間
が終了すると、制御手段88は加熱ヒータ78を上ローラ60
の周表面温度が第２の所定温度T₂となるように制御す
る。第１の所定温度T₁より低い第２の所定温度T₂（待機
中の温度）は、上述した第１の所定温度T₁（定着作用時
の温度）、加熱ヒータ78の発熱量、複写開始スイッチ72
を押圧してから支持材料が定着装置78に送給されるまで
の時間等に関連し、具体的では例えば130℃に設定され
る。このエージング期間が終了すると複写機は待機状態
になり（従って、待期中になる）、上ローラ60の周表面
温度は、第３図（詳しくは時間t₂〜t₃間）に示す如く変
化する。尚、時間t₂から時間t₃までの期間が長いときに
は、時間t₂から所定時間経過後に主駆動源（図示せず）
が非作動になる。

次いで、待機中の時間t₃において複写開始スイッチ72を
押圧すると、かかる複写開始スイッチ72からの信号に基
いて制御手段88は補助加熱ヒータ82を及びクラッチ手段
80を付勢すると共に冷却用駆動源86及び複写可能ランプ
92を除勢し、更に加熱ヒータ78を上ローラ60の周表面温
度が上記第１の所定温度T₁になるように制御する。

かくすると、上述した如く、加熱ヒータ78及び補助加熱
ヒータ82の作用によって上ローラ60及び下ローラ62が加
熱されると共にクラッチ手段80が付勢され、またファン
87が非作動となり、かくして上ローラ60の周表面温度は
第３図（詳しくは時間t₃〜t₄間）に示す如く急速に上昇
せしめられる。また、複写開始スイッチ72を押圧する
と、複写可能ランプ92が消灯し、上述した通りの複写操
作が開始される。

上述した如くして温度が上昇して時間t₄において第１の
所定温度T₁、例えば170℃になると検出手段81の検出値
に基いて制御手段88は補助加熱ヒータ82及びクラッチ手
段80を除勢すると共に冷却用駆動源86を付勢し、更に、
加熱ヒータ78を上ローラ60の周表面温度が実質上一定と
なる、即ち第１の所定温度T₁となるように制御する。か
くすると、上ローラ60のみが加熱ヒータ78によって加熱
制御され、ファン87も作動せしめられる。また、クラッ
チ手段80が除勢されると、クラッチ手段80が連結状態に
なり、主駆動源（図示せず）と上ローラ60が駆動連結さ
れ、上ローラ60及び下ローラ62の矢印74及び76（第１
図）で示す方向の回動が再開される。かくして、上ロー
ラ60の周表面温度は第３図（詳しくは時間t₄〜t₅間）に
示す如く実質上一定に保持される。本発明においては、
複写開始スイッチ72を押圧してから支持材料がトナー像
定着装置58に送給されるまでの間に、上ローラ60の周表
面温度が第１の所定温度、例えば170℃になるようにす
ることが重要である。更に詳細に説明すると、図示の複
写機のごとき比較的低速で複写操作が遂行される複写機
にあっては、複写開始スイッチ72を押圧して複写操作が
開始され（上述した如く、具体例においては、カセット
30内から支持材料を送出することから始まる）てから支
持材料にトナー像を所要の通り転写してこの支持材料が
トナー像定着装置58に送給されるまでに所要時間、例え
ば５乃至７秒を要する。一方、加熱ヒータ78として例え
ば消費電力900Wの電気加熱要素を用いた場合には、この
５秒間の間に約40℃上ローラ60の表面温度を上昇せしめ
ることが可能になる。従って、具体例の複写機において
は上述した如く構成することによっては、待機時（上ロ
ーラ60の周表面温度が第２の所定温度T₂に保持されるて
いるとき、言い換えると時間t₂〜t₃の間、又は複写終了
後の時間t₅〜t₆の間）において複写開始スイッチ72を押
圧すると、複写開始スイッチ72を押圧してから支持材料
がトナー像定着装置58に到達する幾分前に、上ローラ60
の周表面温度が上記第１の所定温度T₁になり、支持材料
上のトナー像の定着は、上ローラ60の周表面温度が実質
上第１の所定温度のときに遂行される。かくして、待機
時においても待時間なく複写を行うことが可能になり、
またトナー像の定着も良好に行うことができる。

次に、時間t₅において複写操作が終了すると、制御手段
88は複写可能ランプ92を付勢すると共に、加熱ヒータ78
を上ローラ60の周表面温度が上記第２の所定温度T₂とな
るように制御する。かくして、複写操作終了後は、上ロ
ーラ60の周表面温度は第３図（詳しくは時間t₄〜t₅間）
に示す如く変化する。尚、時間t₅からt₆までの期間が長
いときには、時間t₅から所定時間経過後に主駆動源（図
示せず）が非作動になる。

複写終了後、再び時間t₆において複写開始スイッチ72を
押圧すると、複写開始スイッチ72からの信号に基いて制
御手段88はクラッチ手段80及び補助加熱ヒータ82を付勢
すると共に冷却用駆動源86及び複写可能ランプ92を除勢
し、更に加熱ヒータ78の上ローラ60の周表面温度が上記
第１の所定温度T₁となるように制御する。かくすると、
時間t₃における状態と実質上同様になり、上ローラ60の
周表面温度は時間t₃〜t₄と同様に急速に第１の所定温度
T₁に上昇される。以後、上述した操作が繰り返される。

以上記載した通りであるので、上述したトナー像定着装
置58においては、待機中（上ローラ60の周表面温度を実
質上第２の所定温度T₂に保持する期間中）複写開始スイ
ッチ72を押圧してからトナー像を有する支持材料が上ロ
ーラ60及び下ローラ62間に到達する以前に、上ローラ60
の周表面温度が第１の所定温度T₁に維持される故に、待
機中においても待時間なく複写を行うことができ、また
トナー像の定着操作も良好に行うことができる。

また、上述したトナー像定着装置58においては、下ロー
ラ62を加熱するための補助加熱ヒータ82を付設し、複写
開始スイッチ72を押圧してから上ローラ60の周表面温度
が第１の所定温度T₁になるまでこの補助加熱ヒータ82を
付勢するようにしている故に、上ローラ60の周表面温度
を第２の所定温度T₂から第１の所定温度T₁に急速に上昇
せしめることができる。

更に、上述したトナー像定着装置58においては、複写開
始スイッチ72を押圧してから上ローラ60の周表面温度が
第１の所定温度T₁になるまで冷却手段84を非作動にする
と共に上ローラ60及び下ローラ62の回動を停止せしめる
ようにしている故に、上ローラ60の周表面温度を第２の
所定温度T₂から第１の所定温度T₁に一層急速に上昇せし
めることができる。

更にまた、上述したトナー像定着装置58においては、初
期期間（メインスイッチ90を閉成してから上ローラ60の
周表面温度が第１の所定温度T₁になるまでの期間）にお
いても、補助加熱ヒータ82が付勢されると共にファン8
7、上ローラ60及び下ローラ62が非作動となる故に、初
期時間（第３図においける時間t₀から時間t₁までの期
間）を著しく短縮することができる。

以上、本発明に従って構成されたトナー像定着装置の一
具体例について説明したが、本発明はかかる具体例に限
定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することな
く種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、具体例においては、特に、上ローラ60の周表面
温度を急速に上昇せしめるために、（イ）下ローラ62を
加熱するための補助加熱ヒータ82を設ける、（ロ）冷却
手段84を非作動状態にせしめる、及び（ハ）上ローラ60
及び下ローラ62の回動を停止せしめる、と言う構成を採
用しているが、所望ならばかかる構成は省略することも
できる。また、上記構成（イ），（ロ）及び（ハ）の全
てを採用することに代えて、いずれか１つ又は２つの構
成のみを採用することもできる。

また、具体例においては、上ローラ60に加熱ヒータ78
（第１の加熱手段を構成する）が配設されているものに
適用して説明したが、これに加えて更に下ローラ62にも
加熱ヒータ（第２の加熱手段を構成する）が配設されて
いるものにも適用することができる。かかる場合には、
第２の加熱手段は第１の加熱手段と実質上同様に制御手
段88によって作動制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うトナー像定着装置を備えた複写
機の主用部を簡略化して示す断面図。第２図は、第１図におけるトナー像定着装置の制御系を
簡略化して示すブロック図。第３図は、第１図におけるトナー像定着装置の上ローラ
の周表面温度の温度変化を示す図。２……ハウジング４……回転ドラム 26……搬送手段 30……カセット 58……トナー像定着装置 60……上ローラ 62……下ローラ 72……複写開始スイッチ 78……加熱ヒータ 81……温度検出手段 88……制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−35549（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−45096（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−30158（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−152475（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−127341（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−134732（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を定着するための加熱手段を備え
た加熱定着手段を含み、該加熱定着手段が定着作用時に
該トナー像を支持材料に定着する第１の所定温度に保持
され、待機時に該第１の所定温度より低い第２の所定温
度に保持されるトナー像定着装置において、複写開始スイッチを押圧してコピーサイクルに入ってか
ら支持材料が該加熱定着手段に送給されるまでの所要時
間と、該複写開始スイッチが押圧されてから該所要時間
に該加熱手段に供給する電力量とを、該所要時間内に該
第２の所定温度から該第１の所定温度に上昇せしめる値
に設定した、ことを特徴とするトナー像定着装置。
【請求項２】該加熱定着手段は、上ローラと、該上ロー
ラと協働する下ローラと、該上ローラを加熱するための
第１の加熱手段と、該上ローラの周表面の温度を検出す
るための温度検出手段と、該温度検出手段からの信号に
基いて該第１の加熱手段を制御するための制御手段を備
えている、特許請求の範囲第１項記載のトナー像定着装
置。
【請求項３】該加熱定着手段は、更に、該下ローラを加
熱するための第２の加熱手段を含んでおり、該制御手段
は該温度検出手段からの信号に基いて該第２の加熱手段
を制御する、特許請求の範囲第２項記載のトナー像定着
装置。
【請求項４】該加熱定着手段は、更に、該下ローラに付
設された補助加熱手段を含んでおり、該制御手段は少な
くとも該待機時において該複写開始スイッチを押圧して
から該加熱定着手段が該第１の所定温度になるまでの間
該補助加熱手段を付勢する、特許請求の範囲第２項又は
第３項記載のトナー像定着装置。
【請求項５】該上ローラと該下ローラは、少なくとも該
待機時において該複写開始スイッチを押圧してから該加
熱定着手段が該第１の所定温度になるまでの間その回動
が停止せしめられる、特許請求の範囲第２項乃至第４項
のいずれかに記載のトナー像定着装置。
【請求項６】該加熱定着手段に関連して更に冷却手段が
配設されており、該制御手段は少なくとも該待機時にお
いて該複写開始スイッチを押圧してから該加熱定着手段
が該第１の所定温度になるまでの間該冷却手段を除勢す
る、特許請求の範囲第２項乃至第５項のいずれかに記載
のトナー像定着装置。