JPH08314323A - Heating type fixing device used outside and inside - Google Patents
Heating type fixing device used outside and insideInfo
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- JPH08314323A JPH08314323A JP12122995A JP12122995A JPH08314323A JP H08314323 A JPH08314323 A JP H08314323A JP 12122995 A JP12122995 A JP 12122995A JP 12122995 A JP12122995 A JP 12122995A JP H08314323 A JPH08314323 A JP H08314323A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスを用
いたプリンターの定着装置、より詳細には、該定着装置
の加熱手段に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device for a printer using an electrophotographic process, and more particularly to heating means for the fixing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１４は、電子写真プロセスに用いるプ
リンターの一例を説明するための全体構成図で、図中、
１は現像ローラ、２はトナー、３は記録媒体（記録
紙）、４は感光体、５は帯電チャージャー、６は光学
系、７は転写チャージャー、８は廃トナーボックス、９
はトナー分離ブレード、１０は記録媒体案内板、１１は
定着ローラ、１２はヒータ、１３はクリーナ、１４はサ
ーミスタ等の温度検出素子、１５は加圧ローラ、１６は
記録媒体検出器で、周知のように、光学系６によって感
光体４上に潜像を形成し、この潜像に現像ローラ１より
トナー２を付着させて現像し、この現像を転写チャージ
ャー７によって記録媒体３に転写し、この記録媒体３上
に転写されたトナー像を、記録媒体３と共に定着ローラ
１１と加圧ローラ１５により挟持圧接するとともに加熱
して、記録媒体３上のトナー２を該記録媒体３上に定着
させるものである。2. Description of the Related Art FIG. 14 is an overall configuration diagram for explaining an example of a printer used in an electrophotographic process.
1 is a developing roller, 2 is toner, 3 is a recording medium (recording paper), 4 is a photoconductor, 5 is a charging charger, 6 is an optical system, 7 is a transfer charger, 8 is a waste toner box, 9
Is a toner separation blade, 10 is a recording medium guide plate, 11 is a fixing roller, 12 is a heater, 13 is a cleaner, 14 is a temperature detecting element such as a thermistor, 15 is a pressure roller, and 16 is a recording medium detector. As described above, the latent image is formed on the photoconductor 4 by the optical system 6, the toner 2 is attached to the latent image by the developing roller 1, and the latent image is developed, and this development is transferred to the recording medium 3 by the transfer charger 7. A toner image transferred onto the recording medium 3 is nipped and pressed by the fixing roller 11 and the pressure roller 15 together with the recording medium 3 and heated to fix the toner 2 on the recording medium 3 onto the recording medium 3. Is.
【０００３】図１５，図１６は、前述のごとき電子写真
プロセスを用いたプリンターの他の例を説明するための
概略構成図で、図１５は印刷（記録）動作を行う前の準
備段階の状態を示す図、図１６は記録動作中の状態を示
す図で、図中、図１４に示したプリンターと同様の作用
をする部分に、図１４に示したプリンターと同一の参照
番号が付してある。而して、図１５，図１６において、
１７は蓄熱体、２０は外部加熱手段（ヒータ）で、該外
部加熱手段２０は、ヒータ２１及び該ヒータ２１からの
熱を反射して前記記録媒体３上のトナー２、或いは、前
記定着ローラ１１を加熱する反射笠２２から成ってお
り、定着ローラ１１内に熱源（ヒータ）を有しないこ
と、換言すれば、定着ローラ１１内に蓄熱体１７を設
け、この蓄熱体１７を外部加熱手段２０より加熱するよ
うにしたこと、及び、この外部加熱手段２０によって記
録媒体３上のトナーをも加熱するようにしたことを除い
て、図１４に示したプリンターと同様の動作をするもの
である。FIGS. 15 and 16 are schematic configuration diagrams for explaining another example of the printer using the electrophotographic process as described above. FIG. 15 is a state of a preparatory stage before performing a printing (recording) operation. FIG. 16 is a diagram showing a state during a recording operation. In the figure, parts having the same operations as those of the printer shown in FIG. 14 are designated by the same reference numerals as those of the printer shown in FIG. is there. Thus, in FIG. 15 and FIG.
Reference numeral 17 is a heat storage body, and 20 is an external heating means (heater). The external heating means 20 reflects the heat from the heater 21 and the heater 21 and the toner 2 on the recording medium 3 or the fixing roller 11 A heat source (heater) in the fixing roller 11, that is, a heat storage body 17 is provided in the fixing roller 11, and the heat storage body 17 is connected to the external heating means 20. The printer operates in the same manner as the printer shown in FIG. 14 except that it is heated and the toner on the recording medium 3 is also heated by the external heating means 20.
【０００４】図１５に示すように、印刷動作を行う前の
準備段階においては、定着ローラ１１と圧力ローラ１５
は、共に矢印Ｄ，Ｅ方向に回転しながらヒータ（外部加
熱手段）２１の熱を受け、次第に設定温度まで上昇して
いく。この時、ヒータ２１の反射板２２は定着ローラ１
１に向いている。定着ローラ１１の表面温度が設定温度
に達すると、図１６に示すように、記録媒体３が供給さ
れ、感光体４と接触する部分でトナー２が記録媒体３に
転写する。その後、記録媒体３は、矢印Ｃの方向にさら
にすすむ。当初、定着ローラ１１に向いていた反射板２
２は、記録媒体３が近づいてくると、矢印Ｇの方向に回
動し、定着ローラ１１の表面と記録媒体３の表面とを向
くようになる。記録媒体３上のトナー２は、定着ローラ
１１の入口付近でヒータ２１の熱をうけて溶ける。さら
に、トナーは、定着ローラ１１と加圧ローラ１５との熱
と圧力で完全に記録媒体３に定着された後、排紙され、
印刷動作が終了する。記録媒体３が定着装置の中を通り
過ぎると、検出器１６が働き、その信号を受けて反射板
２２が矢印Ｆの方向に回動し、再び定着ローラ１１を加
熱し、準備状態に戻る。As shown in FIG. 15, in the preparatory stage before performing the printing operation, the fixing roller 11 and the pressure roller 15
Receives the heat of the heater (external heating means) 21 while rotating in the directions of arrows D and E, and gradually rises to the set temperature. At this time, the reflection plate 22 of the heater 21 is fixed to the fixing roller 1
Suitable for 1. When the surface temperature of the fixing roller 11 reaches the set temperature, as shown in FIG. 16, the recording medium 3 is supplied, and the toner 2 is transferred onto the recording medium 3 at the portion in contact with the photoconductor 4. After that, the recording medium 3 advances further in the direction of arrow C. Initially, the reflection plate 2 that faced the fixing roller 11
When the recording medium 3 approaches, the sheet 2 rotates in the direction of the arrow G and faces the surface of the fixing roller 11 and the surface of the recording medium 3. The toner 2 on the recording medium 3 is melted by the heat of the heater 21 near the entrance of the fixing roller 11. Further, the toner is completely fixed on the recording medium 3 by the heat and pressure of the fixing roller 11 and the pressure roller 15, and then discharged.
The printing operation ends. When the recording medium 3 passes through the fixing device, the detector 16 operates, the reflector 22 rotates in the direction of arrow F in response to the signal, heats the fixing roller 11 again, and returns to the ready state.
【０００５】図１７，図１８は、従来技術における定着
装置の他の例を示す概略断面図で、定着装置は、加熱ロ
ール１１と加圧ローラ１５より形成されている。加熱ロ
ール１１は、金属製中空芯１１ａと耐熱離型性層１１ｂ
とから成るロール１１と、該ロール内に配設された熱源
（ヒータ）１２とから成り、加圧ロール１５は、金属製
中空芯１５ａと耐熱弾性層１５ｂから成っている。２０
は外部加熱手段であり、ハロゲンランプや赤外線ランプ
などの熱輻射線を発生する熱線ヒータ２１と、熱輻射線
を加熱ローラ１１と加圧ローラ１５との圧接部近傍に集
光する集光手段としての反射板２２より構成されてい
る。17 and 18 are schematic sectional views showing another example of a fixing device in the prior art. The fixing device comprises a heating roll 11 and a pressure roller 15. The heating roll 11 includes a metal hollow core 11a and a heat-resistant release layer 11b.
And a heat source (heater) 12 disposed inside the roll 11, and the pressure roll 15 includes a metal hollow core 15a and a heat resistant elastic layer 15b. 20
Is an external heating means, and is a heat ray heater 21 for generating heat radiation rays such as a halogen lamp or an infrared lamp, and a light concentration means for condensing the heat radiation rays in the vicinity of a pressure contact portion between the heating roller 11 and the pressure roller 15. It is composed of the reflection plate 22.
【０００６】次に、これらの構成による定着装置の動作
について説明する。搬送ベルト２３により搬送されてき
た未定着のトナー２及び該トナー２を支持した支持体３
は、まず、図１７に示すように、外部加熱手段２０の反
射板２２により集光された熱輻射線の照射により加熱さ
れ、さらに進行して加熱ロール１１と加圧ロール１５の
圧接部を通るときに、これら加熱ロール１１と加圧ロー
ル１５により圧接された状態で、図１８に示すように、
定着ローラ１１内のヒータ１２と外部のヒータ２２によ
り加熱される。このように、この定着装置は、外部加熱
手段２０のヒータ２１と定着ロール１１内のヒータ１２
による２段階の加熱を受けることにより、トナー２に含
まれる熱可塑性樹脂成分が軟化・溶融し、トナー２同志
の結合及びトナー２と支持体３との結合により、トナー
２が支持体３に付着し、定着する。換言すると、トナー
２の定着に要する熱量の供給を分担したことにより、加
熱ロール１１及び加圧ロール１５の圧接部でトナー２に
供給すべき熱量を、前段階で外部加熱手段２０によりト
ナー２に供給された熱量に応じて少なくすることができ
る。Next, the operation of the fixing device having these configurations will be described. The unfixed toner 2 transported by the transport belt 23 and the support 3 supporting the toner 2
First, as shown in FIG. 17, it is heated by the irradiation of heat radiation rays collected by the reflection plate 22 of the external heating means 20, and further progresses to pass through the pressure contact portion between the heating roll 11 and the pressure roll 15. At this time, in the state where they are pressed against each other by the heating roll 11 and the pressure roll 15, as shown in FIG.
It is heated by a heater 12 inside the fixing roller 11 and an external heater 22. As described above, this fixing device includes the heater 21 of the external heating means 20 and the heater 12 in the fixing roll 11.
The thermoplastic resin component contained in the toner 2 is softened and melted by being subjected to the two-step heating by the toner 2 and the toner 2 is attached to the support 3 by the binding of the toner 2 and the binding of the toner 2 and the support 3. And settle. In other words, since the heat amount required for fixing the toner 2 is shared, the heat amount to be supplied to the toner 2 at the pressure contact portion of the heating roll 11 and the pressure roll 15 is supplied to the toner 2 by the external heating means 20 in the previous stage. It can be reduced depending on the amount of heat supplied.
【０００７】図１９は、従来技術における定着装置の他
の例を示す概略断面図で、加熱定着装置は、ケーシング
２５内にスプリング（図示せず）等により互いに圧接す
るように付勢された上下一対の定着ローラ１１，１５を
設けると共に、その上側定着ローラ１１の内部には、略
全長に亘って加熱ランプから成る定着ヒータ１２を内装
し、かつ、その上側定着ローラ１１の外方には、その上
側定着ローラ１１の表面全長に亘って熱光を照射する加
熱ランプ（ハロゲンランプを使用）から成る補助ヒータ
２１が設けてある。この上側定着ローラ１１は、厚さ１
０mm以下のアルミニウム管１１ｃの表面に、厚さ４０μ
以下のフッ素樹脂膜１１ｄをコーティングして構成され
ている。他方の下側ローラ１５は、回転軸１５ｃの周部
にシリコンゴム１５ｄが設けられている。アルミニウム
管１１ｃの熱伝導率は０.２〜０.５cal／cm・sec・℃、フ
ッ素樹脂膜１１ｄの熱伝導率は３〜６×１０-4cal／cm・
sec・℃である。なお、図中、２６は前記上側定着ローラ
１１の表面温度Ｔを検出するための温度センサーであ
り、２７は複写紙分離爪である。また、２２は補助（外
部）ヒータ２１が発する熱光を集光して上側定着ローラ
１１の表面に照射するために設けられた横断面略凹面鏡
形の反射板である。FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing another example of a fixing device in the prior art. The heating and fixing device is vertically moved in a casing 25 by a spring (not shown) or the like so as to be pressed against each other. A pair of fixing rollers 11 and 15 are provided, a fixing heater 12 composed of a heating lamp is provided inside the upper fixing roller 11 over substantially the entire length, and the fixing heater 12 is provided outside the upper fixing roller 11. An auxiliary heater 21 including a heating lamp (using a halogen lamp) that radiates heat light over the entire surface of the upper fixing roller 11 is provided. The upper fixing roller 11 has a thickness of 1
40μ thickness on the surface of aluminum tube 11c of 0mm or less
It is configured by coating the following fluororesin film 11d. The other lower roller 15 is provided with silicon rubber 15d on the peripheral portion of the rotary shaft 15c. The thermal conductivity of the aluminum tube 11c is 0.2 to 0.5 cal / cm · sec · ° C, and the thermal conductivity of the fluororesin film 11d is 3 to 6 × 10 −4 cal / cm ·.
sec · ° C. In the figure, 26 is a temperature sensor for detecting the surface temperature T of the upper fixing roller 11, and 27 is a copy paper separating claw. Reference numeral 22 denotes a reflector having a substantially concave mirror-shaped cross section, which is provided to collect the heat light emitted from the auxiliary (external) heater 21 and irradiate it on the surface of the upper fixing roller 11.
【０００８】前記反射板２２の底部、および、ケーシン
グ２５の該反射板２２の底部に対向する部分には、夫
々、スリット状開口部２２ａ，２５ａが設けられ、これ
ら開口部２２ａ，２５ａを介して、前記補助ヒータ２１
の発する光が感光ドラム４のトナー分離装置９とクリー
ニング装置２８との間における表面に達するように構成
されている。つまり、加熱ランプから成る補助ヒータ２
１の発する光により、次の複写プロセスに備えて、感光
ドラム４の除電を行わせるようにしたものである。な
お、図１９において、２９ａはケーシング２５の開口部
２５ａを覆うフィルターであって、このフィルター２９
ａは、前記補助ヒータ２１から発せられる光から感光ド
ラム４を光疲労させるような波長領域成分の光を遮断す
ると共に、光強度を除電に適当な強度にまで弱めるよう
にするために設けられている。また、２９ｂはケーシン
グ２５の開口部２５ａの開口面積を調節可能とするため
に設けられた遮断板であって、上下にスライド可能に構
成されている。Slit-shaped openings 22a and 25a are provided at the bottom of the reflection plate 22 and the portion of the casing 25 facing the bottom of the reflection plate 22, respectively. , The auxiliary heater 21
The light emitted from the device reaches the surface of the photosensitive drum 4 between the toner separating device 9 and the cleaning device 28. That is, the auxiliary heater 2 including a heating lamp
By the light emitted from the photosensitive drum 1, the photosensitive drum 4 is neutralized in preparation for the next copying process. In addition, in FIG. 19, reference numeral 29 a denotes a filter that covers the opening 25 a of the casing 25.
The symbol a is provided to block the light of the wavelength region component that causes the photoconductive drum 4 to be fatigued from the light emitted from the auxiliary heater 21 and to weaken the light intensity to an intensity suitable for static elimination. There is. Further, 29b is a blocking plate provided for adjusting the opening area of the opening 25a of the casing 25, and is configured to be slidable up and down.
【０００９】図２０は、従来技術における定着装置の他
の例を説明するための要部概略構成図で、この定着装置
は、主加熱ローラ１１と加圧ローラ１５と補助加熱ロー
ラ３０とによって構成されている。主加熱ローラ１１の
中心部には、熱源としてヒータランプ１２が設けられて
いる。補助加熱ローラ３０の表面は、主加熱ローラ１１
の表面と接触しており、その直径は主加熱ローラ１１の
直径よりも小さくなっている。補助加熱ローラ３０の中
心部には、補助ヒータランプ３１が設けられている。こ
の定着装置は補助加熱ローラ３０の表面が主加熱ローラ
１１の表面よりも早く温度が上昇するため、主加熱ロー
ラ１１は中心部と表面との両方から加熱されて急速に所
定の温度に到達する。FIG. 20 is a schematic view of a main part for explaining another example of a fixing device in the prior art. This fixing device is composed of a main heating roller 11, a pressure roller 15 and an auxiliary heating roller 30. Has been done. A heater lamp 12 is provided as a heat source in the center of the main heating roller 11. The surface of the auxiliary heating roller 30 is the main heating roller 11
Is in contact with the surface of the main heating roller 11 and its diameter is smaller than that of the main heating roller 11. An auxiliary heater lamp 31 is provided at the center of the auxiliary heating roller 30. In this fixing device, the temperature of the surface of the auxiliary heating roller 30 rises faster than that of the surface of the main heating roller 11, so that the main heating roller 11 is heated from both the central portion and the surface and rapidly reaches a predetermined temperature. .
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の定着装置
は、ヒータランプで発生した熱の一部を加熱ローラの中
心部から、または、中心部と外部の両側から該加熱ロー
ラの表面に伝達する構造となっているため、加熱ローラ
の表面の温度がトナーを溶融して定着させるのに充分な
温度となるまでの時間が短縮される。しかしながら加熱
ローラが芯金表面にゴムを被覆する構造であればローラ
表面のゴムと芯金境界面の温度が上昇し、長時間使用時
にゴムの剥離という問題が生じるという欠点を有してい
る。通常、ローラ上のゴムはプライマーと呼ばれる接着
剤にて芯金であるＡＬ等と接着されている。このプライ
マーの耐熱温度は２００℃以下であるが、オイルが含浸
することにより劣化し、通常、１８０℃以下であること
が多い。定着を行なうためには、ローラ表面を所定の温
度に維持し、さらに、これら一対のローラ間における接
触幅（ニップ幅）も必要となるが、これらの設定値は、
画像形成装置の線速、使用しているトナー特性によって
も異なる。通常、ローラ表面温度は前記プライマーの耐
熱温度１８０℃に近い場合が多く、そのため、ローラ表
面温度は１６５℃から１７５℃の間に設定する必要があ
る。しかし、通常のローラ内部にのみハロゲンランプ等
の発熱体が設置された定着装置ならびに温度制御方法で
は前記プライマー部（ゴムと芯金との境界面）の温度が
１８０℃を越えてしまう。In the above-mentioned conventional fixing device, part of the heat generated by the heater lamp is transferred to the surface of the heating roller from the central portion of the heating roller, or from both the central portion and the outside. Due to the structure, the time required for the surface temperature of the heating roller to reach a temperature sufficient for melting and fixing the toner is shortened. However, if the heating roller has a structure in which the surface of the cored bar is covered with rubber, the temperature of the boundary surface between the rubber and the cored bar on the roller surface rises, which causes a problem that the rubber peels off during long-term use. Usually, the rubber on the roller is adhered to the core metal such as AL with an adhesive called a primer. The heat resistant temperature of this primer is 200 ° C. or lower, but it deteriorates due to impregnation with oil and is usually 180 ° C. or lower in many cases. In order to perform fixing, the roller surface must be maintained at a predetermined temperature, and the contact width (nip width) between the pair of rollers is also required.
It also depends on the linear velocity of the image forming apparatus and the characteristics of the toner used. Usually, the roller surface temperature is often close to the heat resistant temperature of 180 ° C. of the primer. Therefore, it is necessary to set the roller surface temperature between 165 ° C. and 175 ° C. However, the temperature of the primer portion (boundary surface between the rubber and the core) exceeds 180 ° C. in a fixing device and a temperature control method in which a heating element such as a halogen lamp is installed only inside a normal roller.
【００１１】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、特に、定着ローラにおける芯金境界温度を
ゴム層と剥離しない範囲の温度に保ちながら、該定着ロ
ーラの表面温度を目標とする温度まで迅速に高めること
を目的としてなされたものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and in particular, the surface temperature of the fixing roller is set as a target while keeping the boundary temperature of the core metal in the fixing roller within a range where the core layer is not separated from the rubber layer. It was made for the purpose of quickly raising the temperature to a certain level.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、請求項１の発明は、未定着トナーが付着
された記録媒体を挿通圧接する一対のローラを有し、少
なくとも一方のローラ内にヒータを有する内部ヒータ
と、前記記録媒体の前記未定着トナーが付着された側に
設けられた外部ヒータとを有し、前記内部ヒータ及び外
部ヒータを駆動して前記未定着トナーを前記記録媒体に
定着する外部・内部併用加熱型定着装置において、前記
未定着トナーが前記記録媒体に定着する定着可能温度よ
り低い第１の設定温度に達した段階で、前記外部ヒータ
のみを駆動して前記未定着トナーを前記記録媒体に定着
する第２の設定温度に制御することを特徴とするもので
ある。請求項２の発明は、前記内部ヒータ及び外部ヒー
タを立ち上げ時に駆動し、前記第１の設定温度に達した
時に外部ヒータのみを駆動制御することを特徴とするも
のである。請求項３の発明は、前記内部ヒータのみを立
ち上げ時に駆動し、前記第１の設定温度に達した時に、
前記外部ヒータのみを駆動制御することを特徴とするも
のである。請求項４の発明は、前記ヒータを有するロー
ラの表面温度を前記第１設定温度まで上昇させるために
前記内部ヒータのみに電力を供給するときには、前記一
対のローラを回転させ、前記ヒータを有するローラの表
面温度を前記第１設定温度から第２設定温度に上昇させ
るために前記外部ヒータに所定の電力を供給するときに
は、前記一対のローラを離間させて前記ヒータを有する
ローラのみを回転させ、さらに、記録媒体上の未定着ト
ナーを定着するときには、前記ローラの離間を解除し、
前記一対のローラを圧接させることを特徴とするもので
ある。請求項５の発明は、前記外部ヒータに電力を供給
している間は、前記一対のローラを回転させることを特
徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 has a pair of rollers for inserting and pressure-contacting a recording medium having unfixed toner attached thereto, and at least one of them. An internal heater having a heater in the roller, and an external heater provided on the side of the recording medium to which the unfixed toner is attached, and the internal heater and the external heater are driven to remove the unfixed toner. In the external / internal combined heating type fixing device for fixing to the recording medium, only the external heater is driven when the unfixed toner reaches a first set temperature lower than the fixable temperature for fixing to the recording medium. The unfixed toner is controlled to a second set temperature for fixing the unfixed toner on the recording medium. The invention of claim 2 is characterized in that the internal heater and the external heater are driven at the time of start-up, and only the external heater is drive-controlled when the first set temperature is reached. According to a third aspect of the present invention, only the internal heater is driven at startup, and when the first set temperature is reached,
It is characterized in that only the external heater is driven and controlled. According to a fourth aspect of the present invention, when power is supplied only to the internal heater in order to raise the surface temperature of the roller having the heater to the first preset temperature, the pair of rollers are rotated to rotate the roller having the heater. When a predetermined electric power is supplied to the external heater in order to raise the surface temperature of the device from the first set temperature to the second set temperature, the pair of rollers are separated from each other and only the roller having the heater is rotated. , When fixing the unfixed toner on the recording medium, release the separation of the roller,
The pair of rollers are brought into pressure contact with each other. The invention of claim 5 is characterized in that the pair of rollers is rotated while electric power is being supplied to the external heater.
【００１３】[0013]
【作用】請求項１の発明は、未定着トナーが付着された
記録媒体を挿通圧接する一対のローラを有し、少なくと
も一方のローラ内にヒータを有する内部ヒータと、前記
記録媒体の前記未定着トナーが付着された側に設けられ
た外部ヒータとを有し、前記内部ヒータ及び外部ヒータ
を駆動して前記未定着トナーを前記記録媒体に定着する
外部・内部併用加熱型定着装置において、前記未定着ト
ナーが前記記録媒体に定着する定着可能温度より低い第
１の設定温度に達した段階で、前記外部ヒータのみを駆
動して前記未定着トナーを前記記録媒体に定着する第２
の設定温度に制御するようにし、定着ローラにおける芯
金境界温度をゴム層と剥離しない範囲に保ちながら、定
着ローラの表面温度を目標とする第２の設定温度にす
る。請求項２の発明は、前記内部ヒータ及び外部ヒータ
を立ち上げ時に駆動し、前記第１の設定温度に達した時
に外部ヒータのみを駆動制御することにより、より迅速
に定着ローラの表面温度を目標の第２の設定温度にす
る。請求項３の発明は、前記内部ヒータのみを立ち上げ
時に駆動し、前記第１の設定温度に達した時に、前記外
部ヒータのみを駆動制御するようにするとともに、前記
内部ヒータに投入するワット数を変えることにより、よ
り迅速に定着ローラの表面温度を目標の第２の設定温度
にする。請求項４の発明は、前記ヒータを有するローラ
の表面温度を前記第１設定温度まで上昇させるために前
記内部ヒータのみに電力を供給するときには、前記一対
のローラを回転させ、前記ヒータを有するローラの表面
温度を前記第１設定温度から第２設定温度に上昇させる
ために前記外部ヒータに所定の電力を供給するときに
は、前記一対のローラを離間させて前記ヒータを有する
ローラのみを回転させ、さらに、記録媒体上の未定着ト
ナーを定着するときには、前記ローラの離間を解除し、
前記一対のローラを圧接させることにより、より短時間
で、定着温度に到達させる。請求項５の発明は、前記外
部ヒータに電力を供給している間は、前記一対のローラ
を回転させることにより、定着温度に達するまでの立ち
上り時間を短縮できる。According to a first aspect of the present invention, there is provided an internal heater having a pair of rollers which press-contact the recording medium on which the unfixed toner is attached, and a heater is provided in at least one of the rollers, and the unfixed portion of the recording medium. An external / internal combined heating type fixing device for fixing the unfixed toner to the recording medium by driving the internal heater and the external heater. A second step of fixing the unfixed toner to the recording medium by driving only the external heater when the first set temperature lower than the fixable temperature at which the deposited toner is fixed to the recording medium is reached.
The surface temperature of the fixing roller is set to the target second setting temperature while keeping the core metal boundary temperature in the fixing roller within a range where the core layer does not separate from the rubber layer. According to a second aspect of the present invention, the internal heater and the external heater are driven at startup, and only the external heater is driven and controlled when the first set temperature is reached, so that the surface temperature of the fixing roller can be set more quickly. To the second set temperature. According to a third aspect of the present invention, only the internal heater is driven at startup, and when the first set temperature is reached, only the external heater is drive-controlled, and the wattage supplied to the internal heater. Is changed, the surface temperature of the fixing roller is more quickly brought to the target second set temperature. According to a fourth aspect of the present invention, when power is supplied only to the internal heater in order to raise the surface temperature of the roller having the heater to the first preset temperature, the pair of rollers are rotated to rotate the roller having the heater. When a predetermined electric power is supplied to the external heater in order to raise the surface temperature of the device from the first set temperature to the second set temperature, the pair of rollers are separated from each other and only the roller having the heater is rotated. , When fixing the unfixed toner on the recording medium, release the separation of the roller,
The fixing temperature is reached in a shorter time by pressing the pair of rollers into contact with each other. According to the invention of claim 5, while the electric power is being supplied to the external heater, by rotating the pair of rollers, it is possible to shorten the rising time until the fixing temperature is reached.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は、本発明による定着装置の一実施例を
説明するための要部概略構成図で、図中、４０はトナー
支持体（記録媒体）、４１は該トナー支持体４０上に転
写された未定着トナー、５０は該未定着トナー４１と接
するローラ（定着ローラ）、５１は該ローラ５０内に設
けられた内部加熱手段としてのハロゲンランプ、５２は
該定着ローラ５０の温度を検出するためのサーミスター
等の温度検出素子、６０は前記定着ローラ５０と協働し
て前記記録媒体４０を挟持，圧接する圧接ローラ、７０
は前記トナー４１を加熱し、及び／或いは、前記定着ロ
ーラ５０を加熱する外部加熱手段で、該外部加熱手段７
０は、発熱体７１，該発熱体７１からの熱を反射する反
射板７２，網目状のフィルタ７３等から成り、発熱体７
１としては、面状発熱体，セラミックヒータ，キセノン
ランプ，自己温度制御型の発熱体，ＰＴＣセラミックヒ
ータ等が用いられるが、それぞれのヒータの構成及び利
点等については後述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part for explaining an embodiment of a fixing device according to the present invention. In the figure, 40 is a toner support (recording medium) and 41 is on the toner support 40. To the unfixed toner 41, 51 is a roller (fixing roller) in contact with the unfixed toner 41, 51 is a halogen lamp as an internal heating means provided in the roller 50, and 52 is the temperature of the fixing roller 50. A temperature detecting element such as a thermistor for detecting, 60 is a pressure roller which cooperates with the fixing roller 50 to sandwich and press the recording medium 40, 70
Is an external heating means for heating the toner 41 and / or the fixing roller 50.
Reference numeral 0 denotes a heating element 71, a reflection plate 72 that reflects heat from the heating element 71, a mesh filter 73, and the like.
A sheet heating element, a ceramic heater, a xenon lamp, a self-temperature control type heating element, a PTC ceramic heater, and the like are used as 1, and the configuration and advantages of each heater will be described later.
【００１５】上述のように、本発明による定着装置に
は、発熱素子７１が外部加熱手段７０として定着ローラ
５０の外部に近接して配置されており、また、該定着ロ
ーラ５０には、その内部にハロゲンランプ５１が配置さ
れており、該ローラ５０を定着に適する温度に加熱する
構成になっている。また、ローラ５０の表面には、該ロ
ーラ５０の表面温度を検出するサーミスタ等の温度検出
手段５２を有し、該サーミスタ５２によりローラ５０の
表面温度を検知して前記内部加熱手段５１及び外部加熱
手段７１の発熱量を制御する機構が取付けられており、
ローラ５０の表面温度を所望の温度にコントロールする
ことができるようになっている。As described above, in the fixing device according to the present invention, the heating element 71 is arranged as the external heating means 70 in the vicinity of the outside of the fixing roller 50, and the inside of the fixing roller 50 is provided. A halogen lamp 51 is disposed in the roller, and the roller 50 is heated to a temperature suitable for fixing. Further, the surface of the roller 50 has a temperature detecting means 52 such as a thermistor for detecting the surface temperature of the roller 50, and the surface temperature of the roller 50 is detected by the thermistor 52 to detect the internal heating means 51 and the external heating. A mechanism for controlling the amount of heat generated by the means 71 is attached,
The surface temperature of the roller 50 can be controlled to a desired temperature.
【００１６】外部加熱手段７０は、ヒータランプ７１等
の熱源から放射される熱輻射線を加熱ローラ５０と加圧
ローラ６０の圧接部（ニップ部）Ａの近傍に集光するよ
うに設計された反射笠７２が、該ヒータランプ７１を覆
うように構成されている。このように配置すると、外気
によって冷却される時間を短縮することができるため、
より効率的にローラを加熱することができる。また、外
部加熱手段７０は、ニップ部Ａからローラが回転してク
リーナー及びオイル塗布ユニット等を経由した最終部に
位置しているため、もし、紙等の支持体４０がオフセッ
トして加熱ローラ５０に巻き付いた場合にも、途中に配
置してあるクリーナ等によって外部加熱装置７０まで到
達する可能性が低くなり、安全性の面でも効果がある。The external heating means 70 is designed to collect heat radiation emitted from a heat source such as a heater lamp 71 in the vicinity of a pressure contact portion (nip portion) A between the heating roller 50 and the pressure roller 60. The reflective shade 72 is configured to cover the heater lamp 71. By arranging in this way, it is possible to shorten the time for cooling by the outside air,
The roller can be heated more efficiently. Further, in the external heating means 70, since the roller rotates from the nip portion A and is located at the final portion via the cleaner and the oil application unit, if the support 40 such as paper is offset, the heating roller 50 is heated. Even when it is wrapped around, the possibility of reaching the external heating device 70 by the cleaner or the like arranged in the middle is reduced, which is also effective in terms of safety.
【００１７】図２は、本発明の定着装置の他の実施例を
説明するための要部概略構成図で、図中、図１に示した
実施例と同様の作用をする部分には、図１の場合と同一
の参照番号が付してある。而して、この実施例は、ヒー
タランプ７１中に反射膜７１ａを内蔵したもので、この
ようにすると、図１に示した実施例で使用した反射笠７
２を使用することなく、ヒータ７１により前記加熱ロー
ラ５０と加圧ローラ６０の圧接部（ニップ部）Ａの近傍
に集光することができるので、図１に示した実施例で問
題となるような反射笠７２の温度が極度に上昇するとい
うような問題はない。FIG. 2 is a schematic view of a main part for explaining another embodiment of the fixing device of the present invention. In the figure, parts having the same functions as those of the embodiment shown in FIG. The same reference numerals as in the case of 1 are attached. Thus, in this embodiment, the reflection film 71a is built in the heater lamp 71. By doing so, the reflection shade 7 used in the embodiment shown in FIG.
Since the heater 71 can collect light in the vicinity of the pressure contact portion (nip portion) A of the heating roller 50 and the pressure roller 60 without using 2, the problem may occur in the embodiment shown in FIG. There is no problem that the temperature of the reflective shade 72 extremely rises.
【００１８】図３，図４は、それぞれ本発明による定着
装置の他の実施例を説明するための要部概略構成図で、
図中、図１に示した実施例と同様の作用をする部分に
は、図１の場合と同一の参照番号が付してある。而し
て、この実施例は、外部加熱手段７０として、記録媒体
４０上の未定着トナーと接触するローラ５０に摺動する
ローラを使用するようにしたもので、図３に示した実施
例は、前記ローラ５０に摺動するローラとして金属性の
円筒状に構成されたローラ７５の内部にハロゲンランプ
７１を配置したものであり、図４に示した実施例は、円
筒状ローラ７５の表面に発熱体７６を形成したものであ
る。FIGS. 3 and 4 are schematic views of the essential parts for explaining another embodiment of the fixing device according to the present invention.
In the figure, parts having the same functions as those of the embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as in the case of FIG. In this embodiment, as the external heating means 70, a roller that slides on the roller 50 that comes into contact with the unfixed toner on the recording medium 40 is used. The embodiment shown in FIG. A halogen lamp 71 is arranged inside a roller 75 which is made of metal and has a cylindrical shape as a roller that slides on the roller 50. In the embodiment shown in FIG. The heating element 76 is formed.
【００１９】上述のように、本発明においては、外部加
熱手段７０を用い、該外部加熱手段７０によって、未定
着トナー及び／又は定着ローラを加熱するようにしてい
るが、該外部加熱手段７０がＯＮしているときは、ロー
ラ５０，６０は常に回転させるようにしてある。さもな
いと、ローラ表面の一部分のみを熱してしまい、発火の
危険性が起こるため、外部加熱手段のＯＮとローラの回
転を連動させてある。逆に、紙詰まり等でローラが静止
した場合には、ヒータも即ＯＦＦするようにしてある。As described above, in the present invention, the external heating means 70 is used, and the unfixed toner and / or the fixing roller is heated by the external heating means 70. However, the external heating means 70 is used. When it is ON, the rollers 50 and 60 are always rotated. Otherwise, only a part of the roller surface will be heated, and there is a risk of ignition, so the ON of the external heating means and the rotation of the roller are linked. On the contrary, when the roller is stationary due to paper jam or the like, the heater is immediately turned off.
【００２０】外部加熱手段７０としては、図１に示した
ような、ランプ７１の光量を反射笠７２で加熱ローラ５
０と加圧ローラ６０の圧接部（ニップ部）Ａの近傍に集
光するようにしたものを用いた場合、前記外部加熱手段
７０により加熱されるローラ５０と前記外部加熱手段７
０との距離は、熱量を多く与えるために互いに近接さ
せ、且つ、紙と接触しないような距離とするため、加熱
ローラ５０の表面と外部加熱手段７０との距離を変えて
実験を行ったところ、表１に示すデータを得た。この表
１のデータから、加熱ローラの表面と外部加熱手段との
距離は３mmから１０mmに配置すると良いことが分かる。
なお、表１のデータは、加熱ローラ５０の外径Ｌ1を３
０mm、該ローラ５０の肉厚Ｌ2を１.０mm、加圧ローラ６
０の外径Ｌ3を３０mm、該ローラ６０の肉厚Ｌ4を５.５m
mとし、外部ヒータ７１を５５０Ｗ、内部ヒータ５１を
２５０Ｗとして、加熱ローラ５０の表面と外部ヒータ７
１との距離Ｌxをパラメータとして実験した時のデータ
である。As the external heating means 70, as shown in FIG. 1, the light amount of the lamp 71 is reflected by the reflection shade 72 to heat the heating roller 5.
0 and the pressure roller 60 that collects light in the vicinity of the pressure contact portion (nip portion) A, the roller 50 heated by the external heating means 70 and the external heating means 7 are used.
The distance from 0 is close to each other in order to give a large amount of heat, and the distance between the surface of the heating roller 50 and the external heating means 70 is changed so that the experiment is performed in order to avoid contact with the paper. The data shown in Table 1 were obtained. From the data in Table 1, it is understood that the distance between the surface of the heating roller and the external heating means should be 3 mm to 10 mm.
In addition, the data in Table 1 shows that the outer diameter L 1 of the heating roller 50 is 3
0 mm, the thickness L 2 of the roller 50 is 1.0 mm, the pressure roller 6
The outer diameter L 3 of 0 is 30 mm, and the wall thickness L 4 of the roller 60 is 5.5 m.
m, the external heater 71 is 550 W, the internal heater 51 is 250 W, and the surface of the heating roller 50 and the external heater 7 are
This is data when an experiment is performed with the distance L x from 1 as a parameter.
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】外部加熱手段７０は、入紙口に近いところ
に設置し、入紙口と外部加熱手段との間にはオイル供給
等の熱を奪うと考えられるものを設置しないようにする
と効率が良くなる。また、この外部加熱手段７０は紙が
詰まった時に、紙がヒータに接触して発火しないように
するため、ローラ表面と外部ヒータとの間には網目状の
フィルタ７３等が設けてある。It is efficient to install the external heating means 70 near the paper inlet, and to dispose between the paper inlet and the external heating means what is considered to remove heat such as oil supply. Get better. Further, the external heating means 70 is provided with a mesh filter 73 and the like between the roller surface and the external heater in order to prevent the paper from coming into contact with the heater and igniting when the paper is jammed.
【００２３】内部加熱手段としては、記録媒体４０上の
未定着トナー４１と接触するローラ５０の内部にヒータ
５１が設けられているものを用いる。そして、この内部
加熱ヒータ５１もしくは外部加熱ヒータ７１を有するロ
ーラ５０は薄肉ゴムローラで構成し、このローラ５０と
圧接する加熱手段のないローラ６０はシリコンゴムもし
くはスポンジにＰＦＡチューブを被覆して断熱性を向上
させることにより、画像面側ローラ５０の温度落ち込み
を少なくし、立ち上がり時間を短くすることができる。As the internal heating means, one having a heater 51 provided inside a roller 50 which comes into contact with the unfixed toner 41 on the recording medium 40 is used. The roller 50 having the internal heater 51 or the external heater 71 is formed of a thin rubber roller, and the roller 60 having no heating means that comes into pressure contact with the roller 50 is made of silicone rubber or sponge coated with a PFA tube to have a heat insulating property. By improving the temperature, the temperature drop of the image surface side roller 50 can be reduced and the rising time can be shortened.
【００２４】外部加熱装置と内部加熱装置にヒータを配
置する際に、特に、外部加熱ヒータ７１に投入する電力
を定着装置に投入する全電力の５０％以上とすると、通
紙時における温度落ち込みに対して外部からの加熱によ
り直ちにローラ５０の表面温度を回復することができ、
良好な画像を得ることができる。When arranging the heaters in the external heating device and the internal heating device, particularly when the electric power supplied to the external heating heater 71 is 50% or more of the total electric power supplied to the fixing device, the temperature drop during paper passing may occur. On the other hand, the surface temperature of the roller 50 can be immediately recovered by heating from the outside,
A good image can be obtained.
【００２５】次に、温度制御方法の実施例について説明
する。前述のように配置された外部加熱ヒータ７１と内
部加熱ヒータ５１の両方を用いて、電源ＯＮと同時にロ
ーラ５０の表面を温めるが、例えば、ゴムローラ５０と
芯金の境界温度の上限が１８０℃であるとすると、図５
に示すように、内部加熱ヒータ５１はローラ表面温度
が、例えば、１５０℃（第１設定温度：Ｔ1）に到達し
たらＯＦＦさせ、その後は外部加熱ヒータ７１のみで加
熱する。この第１設定温度（Ｔ1）は、ローラ表面温度
が第２設定温度（Ｔ2）に到達すると同時に芯金温度が
ゴム剥離を生じない上限の温度である１８０℃に到達す
るような温度に設定する。例えば、第１設定温度
（Ｔ1）に到達後、内部加熱ヒータ５１をＯＦＦしても
芯金境界温度が上昇するため、この温度上昇分を考慮
し、外部加熱ヒータ７１と内部加熱ヒータ５１の両方を
用いて加熱した時に芯金温度が１６０℃〜１７０℃、特
に、１６５℃になるときの表面温度が１５４℃であった
ため、この温度を第１設定温度（Ｔ1）とした。そし
て、その後、外部加熱ヒータ７１のみで加熱するとロー
ラ表面温度が第２設定温度（Ｔ2）に到達した時に、芯
金温度はゴム剥離が生じない上限の温度である１８０℃
に到達した。Next, an embodiment of the temperature control method will be described. Both the external heater 71 and the internal heater 51 arranged as described above are used to warm the surface of the roller 50 at the same time when the power is turned on. For example, when the upper limit of the boundary temperature between the rubber roller 50 and the core metal is 180 ° C. If there is,
As shown in, the internal heater 51 is turned off when the roller surface temperature reaches, for example, 150 ° C. (first set temperature: T 1 ), and thereafter is heated only by the external heater 71. The first set temperature (T 1 ) is such that the roller surface temperature reaches the second set temperature (T 2 ) and at the same time the core metal temperature reaches 180 ° C. which is the upper limit temperature at which rubber peeling does not occur. Set. For example, after reaching the first set temperature (T 1 ), even if the internal heating heater 51 is turned off, the core metal boundary temperature rises. Therefore, in consideration of this temperature increase, the external heating heater 71 and the internal heating heater 51 are Since the core metal temperature was 160 ° C. to 170 ° C. when heated with both, and the surface temperature was 154 ° C. when the core metal temperature reached 165 ° C., this temperature was set as the first set temperature (T 1 ). After that, when the roller surface temperature reaches the second set temperature (T 2 ) when heated only by the external heater 71, the core metal temperature is 180 ° C. which is the upper limit temperature at which rubber peeling does not occur.
Reached.
【００２６】また、図６に示すように、始めは内部加熱
ヒータ５１のみで加熱し、芯金境界温度がゴム剥離しな
い上限温度（第１設定温度）に到達した時に内部加熱ヒ
ータ５１をＯＦＦし、それとほぼ同時に、外部加熱ヒー
タ７１をＯＮして第２設定温度（Ｔ2）まで加熱する。
この温調方法での第１設定温度（Ｔ1）は１２８℃であ
る。以上のような結果から表２に示すように、第１設定
温度（Ｔ1）は第２設定温度（Ｔ2）の７０％〜９０％に
設定すると、第１設定温度から第２設定温度までの間、
外部加熱手段のみで加熱させた時、芯金温度の上限を越
えずに且つ第２設定温度に到達させる時間が短かくな
る。Further, as shown in FIG. 6, the internal heating heater 51 is first used for heating, and when the core metal boundary temperature reaches the upper limit temperature (first set temperature) at which rubber separation does not occur, the internal heating heater 51 is turned off. At about the same time, the external heater 71 is turned on to heat to the second set temperature (T 2 ).
The first set temperature (T 1 ) in this temperature control method is 128 ° C. From the above results, as shown in Table 2, when the first set temperature (T 1 ) is set to 70% to 90% of the second set temperature (T 2 ), from the first set temperature to the second set temperature During
When heated only by the external heating means, the time required for reaching the second set temperature without exceeding the upper limit of the core metal temperature becomes short.
【００２７】[0027]
【表２】 [Table 2]
【００２８】そしてローラ５０の表面温度が１７５℃
（第２設定温度：Ｔ2）に到達したら、その後は１７５
℃（第２設定温度）に保つように温調させる。その温調
方法としては、例えば、図７に示すように、１７５℃
（Ｔ1）で外部ヒータをＯＮ、１７６℃（Ｔ1＋１deg）
で外部ヒータをＯＦＦさせる方法、または、図８に示す
ように、ローラ表面温度が１７５℃（Ｔ2）に到達した
後１７５℃で保つようなＯＮ／ＯＦＦ比で点灯させる方
法がある。The surface temperature of the roller 50 is 175 ° C.
After reaching the (second set temperature: T 2 ), 175 thereafter
The temperature is adjusted so as to be maintained at ℃ (second set temperature). As the temperature control method, for example, as shown in FIG.
Turns on the external heater at (T 1 ), 176 ° C (T 1 + 1deg)
There is a method of turning off the external heater, or a method of turning on at an ON / OFF ratio such that the roller surface temperature is maintained at 175 ° C. after the roller surface temperature reaches 175 ° C. (T 2 ) as shown in FIG.
【００２９】その際、図９に示すように、第２設定温度
（Ｔ2）の−２〜−３℃に第３設定温度（Ｔ3）、第２設
定温度の＋２〜＋３℃に第４設定温度（Ｔ4）を設ける
と温度リップルを押さえることができる。例えば、ロー
ラ表面温度が１７２℃（第３設定温度＝Ｔ3）でＯＮに
し、１７８℃（第４設定温度＝Ｔ4）でＯＦＦにすると
いう設定を加えると温度リップルを押さえることができ
る。その他に、あらかじめ省エネルギーモード（プレヒ
ートモード：加熱定着装置を設けた画像形成装置におい
て、装置を一定時間使用しない時、又は節電スイッチを
操作することで加熱ローラの温度を定着不能な温度まで
低下させる。これによりヒートローラの立ち上げ時間を
短縮している）を考慮して、内部加熱装置には待機時に
投入する電力、例えば、２０Ｗ〜３０Ｗ、本実施例では
２５Ｗヒータを使用するが、前記ヒータを装置電源ＯＮ
から常時点灯させておくことにより、制御が簡単にな
る。そして、外部加熱装置には、定着装置で使用できる
総合電力から内部加熱装置に投入する電力を差し引いた
方を投入すればよいので、例えば、総合電力を８００Ｗ
とすれば、この場合、７７５Ｗを投入し、この外部加熱
装置で上記のように温調させる。また、前記定着ローラ
設定温度ごとに、前記ローラ内部の加熱手段と前記ロー
ラ外部の加熱手段に印加する電力、特に電圧を変えるこ
とにより、前記加熱手段の発熱量を制御しても同様の効
果が得られる。つまり、電圧を変化させるか、電価を供
給する時間を制御するかで電力制御を行うことができ、
結果として発熱量を制御することになる。At that time, as shown in FIG. 9, the third set temperature (T 3 ) is set to −2 to −3 ° C. of the second set temperature (T 2 ), and the fourth set is set to +2 to + 3 ° C. of the second set temperature. The temperature ripple can be suppressed by setting the set temperature (T 4 ). For example, the temperature ripple can be suppressed by adding a setting of turning on when the roller surface temperature is 172 ° C. (third setting temperature = T 3 ) and turning off at 178 ° C. (fourth setting temperature = T 4 ). In addition, in an energy-saving mode (preheat mode: an image forming apparatus provided with a heating and fixing device in advance, the temperature of the heating roller is lowered to an unfixable temperature when the device is not used for a certain period of time or a power saving switch is operated. In consideration of the fact that the start-up time of the heat roller is shortened), the internal heating device uses an electric power supplied during standby, for example, 20 W to 30 W, and in this embodiment, a 25 W heater is used. Device power ON
By making it always lit, the control becomes simple. The external heating device may be supplied with the one obtained by subtracting the power supplied to the internal heating device from the total power available for the fixing device.
If so, in this case, 775 W is charged, and the temperature is adjusted by the external heating device as described above. Further, the same effect can be obtained by controlling the amount of heat generated by the heating means by changing the electric power, particularly the voltage, applied to the heating means inside the roller and the heating means outside the roller for each fixing roller set temperature. can get. In other words, power control can be performed by changing the voltage or controlling the time to supply the electric value.
As a result, the calorific value is controlled.
【００３０】その他に図１０（ａ）に示すように、電源
ＯＮ時には内部ヒータのみで加熱し、芯金温度が上限で
ある１８０℃に到達するローラ表面温度（これはヒータ
に投入するワット数によって変化する）を、例えば１２
５℃（第１設定温度＝Ｔ1）とし、１２５℃に到達後は
内部ヒータをＯＦＦにし、外部ヒータのみで１７５℃
（第２設定温度＝Ｔ2）までローラ表面を加熱する方法
もある。In addition, as shown in FIG. 10 (a), when the power is turned on, only the internal heater is used for heating, and the core surface temperature reaches the upper limit of 180 ° C. The roller surface temperature (this depends on the wattage applied to the heater). Change), for example, 12
5 ° C (first set temperature = T 1 ), after reaching 125 ° C, the internal heater is turned off, and only the external heater is 175 ° C.
There is also a method of heating the roller surface to (second set temperature = T 2 ).
【００３１】また、この時、図１０（ｂ）に示すよう
に、第１設定温度（Ｔ1）に到達後、内部ヒータ５１を
ＯＦＦし、外部ヒータ７１をＯＮにすると同時に、圧接
されていた一対のローラ５０，６０を離間させて前記加
熱手段を有するローラ５０のみを回転させ、さらに、記
録媒体上の未定着トナーを定着するときには、前記ロー
ラの離間を解除し前記一対のローラを圧接させると、加
圧ローラ６０に熱を奪われないため、立ち上がり時間を
短縮することができる。前記加熱ローラ５０と圧接する
加熱手段のないローラ６０はシリコンゴムもしくはスポ
ンジにＰＦＡチューブを被覆すると断熱性が向上するこ
とから熱は紙にのみ伝わるため良好な定着が行なわれ
る。この場合、内部ヒータ５１をＯＦＦとしてもアルミ
芯金が１８０℃まで加熱されているので、ローラ５０の
薄肉ゴムは内部からと外部からの両方から熱せられるた
め、短い時間で第２設定温度（Ｔ2）まで上昇させるこ
とができ、芯金温度の上限である１８０℃を越えない温
度制御ができる。At this time, as shown in FIG. 10B, after reaching the first set temperature (T 1 ), the internal heater 51 is turned off and the external heater 71 is turned on, and at the same time, they are pressed against each other. When the pair of rollers 50 and 60 are separated from each other and only the roller 50 having the heating means is rotated, and when the unfixed toner on the recording medium is fixed, the separation of the rollers is released and the pair of rollers are brought into pressure contact with each other. As a result, heat is not taken by the pressure roller 60, so that the rising time can be shortened. When the roller 60 that does not have a heating means and is brought into pressure contact with the heating roller 50 is coated with silicon rubber or sponge on the PFA tube, the heat insulating property is improved. Therefore, heat is transferred only to the paper, so that good fixing is performed. In this case, since the aluminum cored bar is heated to 180 ° C. even when the internal heater 51 is turned off, the thin rubber of the roller 50 is heated from both inside and outside, so that the second set temperature (T The temperature can be controlled up to 2 ), and temperature control can be performed without exceeding the upper limit of the core metal temperature of 180 ° C.
【００３２】次に、以上に説明したヒータの構成及びそ
の利点について説明する。 面状発熱体ヒータ：面状発熱体とはニクロム線等の発熱
素子が面状に形成された発熱素子であり、その表面がテ
フロン、ポリイミド等の絶縁性の材料で被覆され、表面
の絶縁性と平滑性が確保できる形態のものが好適であ
る。本発明に適用する場合には、加熱するためのローラ
と直接接触させることが最も伝熱効率的にはよいが、数
mm程度の離間距離があってもよい。 セラミックヒータ：アルミナセラミック基板にＭＯ系の
面状の発熱抵抗体を印刷し、その上にガラスコートを印
刷積層したセラミックヒータにて構成されている。セラ
ミックヒータは、発熱抵抗体への通電によって、所定の
加熱温度まで迅速に昇温するようになっており、この加
熱面がローラの外周面に近接もしくは接触して配置され
ている。 キセノンランプ：キセノンガスを含むフラッシュランプ
であり、管の両端の電極間に高い直流パルス電圧を印加
すると、５６６nmの波長で強いピークを持つ放射エネル
ギーを発生するものであり、ローラを外部から加熱する
場合の効率は高い。 自己温度制御型セラミックヒータＰＴＣ：セラミックヒ
ータであり、電圧を印加した場合、自己に流れる電流が
ある一定値までは発熱する素子であり、材料を選択する
ことにより、所定電圧印加時、発熱素子の表面温度を所
定温度に維持することができる。この自己温度制御型セ
ラミックヒータをローラに近接もしくは接触させること
により、ローラを外部から加熱することができる。Next, the structure and advantages of the heater described above will be described. Sheet heating element heater: A sheet heating element is a heating element in which heating elements such as nichrome wire are formed in a sheet shape, and the surface is covered with an insulating material such as Teflon, polyimide, etc. It is preferable to use a form that can ensure smoothness. In the case of applying to the present invention, direct contact with a roller for heating is the most efficient in terms of heat transfer.
There may be a separation distance of about mm. Ceramic heater: It is composed of a ceramic heater in which an MO-type planar heating resistor is printed on an alumina ceramic substrate and a glass coat is printed and laminated thereon. The ceramic heater is configured to quickly raise the temperature to a predetermined heating temperature by energizing the heating resistor, and the heating surface is arranged close to or in contact with the outer peripheral surface of the roller. Xenon lamp: A flash lamp containing xenon gas, which generates radiant energy with a strong peak at a wavelength of 566 nm when a high DC pulse voltage is applied between the electrodes on both ends of the tube, and heats the roller from the outside. The efficiency of the case is high. Self-temperature control type ceramic heater PTC: A ceramic heater, which is an element that generates heat up to a certain constant value when a voltage is applied. By selecting a material, the heating element of the heating element is applied when a predetermined voltage is applied. The surface temperature can be maintained at a predetermined temperature. By bringing this self-temperature control type ceramic heater close to or in contact with the roller, the roller can be heated from the outside.
【００３３】本発明による定着装置の前記一対のローラ
は、高画質特にカラー画像の高画質化を目的としてお
り、未定着トナーと接触する画像面側のローラはシリコ
ンゴム等を被覆して、高画質化を達成している。このよ
うなゴムローラ（ソフトローラ）を用いた場合の技術課
題としては、（１）加熱によるゴムと芯金面の温度上昇
による剥離、（２）立ち上がり時間の遅延等が挙げられ
る。通常、ゴムはプライマーと呼ばれる接着剤にて芯金
であるＡＬ等と接着されているが、このプライマーの耐
熱温度は２００℃以下であるが、オイルが含浸すること
により劣化し、通常、１８０℃以下であることが多い。
定着を行なうためには、ローラ表面を所定の温度に維持
し、さらに該一対のローラ間における接触幅（ニップ
幅）も必要となるが、これらの設定値は、画像形成装置
の線速、使用しているトナー特性によっても異なるが、
通常、ローラ表面温度は前記プライマーの耐熱温度１８
０℃に近い場合が多く、実施例にて説明する本画像形成
装置の場合にもローラ表面温度は１６５℃から１７５℃
の間に設定する必要がある。しかし、通常のローラ内部
にのみハロゲンランプ等の発熱体が設置された定着装置
ならびに温度制御方法では前記プライマー部（ゴムと芯
金との境界面）の温度が１８０℃を越えてしまう。本発
明は、このような観点からなされたものであり、前記ゴ
ムと芯金との境界面温度を１８０℃以下に維持し、トナ
ーの定着性、さらに高画質化、立ち上がり時間等の定着
ユニットの要求仕様を満足させることにある。The pair of rollers of the fixing device according to the present invention is intended for high image quality, especially for high quality color images. The roller on the image surface side that comes into contact with unfixed toner is coated with silicone rubber or the like to improve the image quality. Achieved higher image quality. The technical problems when using such a rubber roller (soft roller) include (1) peeling due to temperature rise of the rubber and the core metal surface due to heating, and (2) delay in rising time. Normally, rubber is adhered to a core metal such as AL by an adhesive called a primer. The heat resistance temperature of this primer is 200 ° C or lower, but it deteriorates due to impregnation with oil, and usually 180 ° C. Often:
In order to perform fixing, the roller surface must be maintained at a predetermined temperature, and the contact width (nip width) between the pair of rollers is also necessary. These setting values are the linear speed of the image forming apparatus and the use. Depending on the toner characteristics,
Usually, the roller surface temperature is 18
In many cases, the temperature of the roller is close to 0 ° C., and the roller surface temperature is 165 ° C. to 175 ° C. even in the case of the image forming apparatus described in the embodiments.
Need to be set between. However, the temperature of the primer portion (boundary surface between the rubber and the core) exceeds 180 ° C. in a fixing device and a temperature control method in which a heating element such as a halogen lamp is installed only inside a normal roller. The present invention has been made from such a point of view, and maintains the boundary surface temperature between the rubber and the core at 180 ° C. or less to fix the toner, further improve the image quality, and improve the fixing time of the fixing unit. To meet the required specifications.
【００３４】次に本発明を適用し得る画像形成装置の目
標仕様値の一例を示す。 （１）立ち上がり時間：３分以内 （２）エナジースターモードからの立ち上がり時間：１
分以内 （３）ファーストコピー：Ｂｋ単色７.５秒 ＹＭＣＢ
ｋ４色２２.５秒 （４）芯金とゴム境界面温度：１８０℃以下Next, an example of target specification values of the image forming apparatus to which the present invention can be applied is shown. (1) Start-up time: within 3 minutes (2) Start-up time from Energy Star mode: 1
Within 3 minutes (3) First copy: Bk monochrome 7.5 seconds YMCB
k4 color 22.5 seconds (4) Interface temperature between core metal and rubber: 180 ° C or less
【００３５】図１１は、上述の仕様を満足させるように
温度制御した時の定着ローラの表面温度の推移を示す
図、図１２には、内部加熱手段と外部加熱手段を併用し
て、定着ローラの表面温度を定着に適した第２設定温度
に到達させる時のローラ表面温度及び芯金温度の推移を
示す図で、以下にその実施例について説明する。FIG. 11 is a view showing the transition of the surface temperature of the fixing roller when the temperature is controlled so as to satisfy the above-mentioned specifications, and FIG. 12 shows the fixing roller using both the internal heating means and the external heating means. An example will be described below with reference to a diagram showing changes in the roller surface temperature and the core metal temperature when the surface temperature of the roller reaches a second set temperature suitable for fixing.
【００３６】（１）立ち上がり時 トナーを定着させるために必要なローラ表面温度は１７
５℃であり、上記立ち上がり時間３分以内に画像面側ロ
ーラの表面温度を１７５℃に到達させる温度制御方法が
必要となる。この時、前記芯金とゴムの境界面温度は１
８０℃以下であることが条件であり、外部加熱手段と内
部加熱手段を併用することにより達成している。外部加
熱手段からの熱流束はローラ表面から与えられるので、
前記外部加熱手段をフル点灯させても、ゴムと芯金との
境界面温度がローラ表面温度より高くなることはない。
しかし、前記内部加熱手段からの熱流束はローラ内部か
らローラ表面に到達するため、内部加熱手段を制御無し
でフル点灯させるとゴムと芯金との境界面温度はローラ
表面温度よりも高くなり、ローラ表面温度が１７５℃の
ときに１８０℃を越え、ゴムと芯金が剥離する危険性が
ある。従って、本発明においては、立ち上がり時には、
外部加熱手段と内部加熱手段を併用し、外部加熱手段の
設定温度は１７５℃にてＯＮ／ＯＦＦさせ、前記内部加
熱手段の設定温度をローラ表面設定温度よりも低く設定
し、さらに前記内部加熱手段のＯＮ／ＯＦＦ時間の比率
を変化させている。前記内部加熱手段の設定温度を１５
０℃にして、１５０℃まではフル点灯させることによ
り、温度上昇率を上げ、立ち上がり時間の達成を図り、
１５０℃〜１７５℃までは内部加熱手段の点灯比率を変
えることにより、つまり、ＯＮ時間よりもＯＦＦ時間の
比率を大きく取ることにより、芯金温度を急激に上昇さ
せることなく、ローラ表面温度を１７５℃に到達させる
温度制御方法を採用している。(1) At the time of rising The roller surface temperature required to fix the toner is 17
The temperature is 5 ° C., and a temperature control method is required to make the surface temperature of the image side roller reach 175 ° C. within 3 minutes of the rise time. At this time, the interface temperature between the core metal and the rubber is 1
The condition is that the temperature is 80 ° C. or lower, and it is achieved by using the external heating means and the internal heating means in combination. Since the heat flux from the external heating means is given from the roller surface,
Even if the external heating means is fully turned on, the interface temperature between the rubber and the core does not become higher than the roller surface temperature.
However, since the heat flux from the internal heating means reaches the roller surface from the inside of the roller, the interface temperature between the rubber and the core becomes higher than the roller surface temperature when the internal heating means is fully turned on without control. When the roller surface temperature is 175 ° C., it exceeds 180 ° C., and there is a risk that the rubber and the cored bar may separate. Therefore, in the present invention, when rising,
The external heating means and the internal heating means are used together, the set temperature of the external heating means is turned on / off at 175 ° C., the set temperature of the internal heating means is set lower than the roller surface set temperature, and the internal heating means is further set. The ON / OFF time ratio of is changed. The set temperature of the internal heating means is set to 15
By increasing the temperature rise rate and achieving the rise time by setting the lighting temperature to 0 ° C and turning it on fully up to 150 ° C,
By changing the lighting ratio of the internal heating means from 150 ° C. to 175 ° C., that is, by making the ratio of the OFF time larger than the ON time, the roller surface temperature is increased to 175 without rapidly increasing the core metal temperature. The temperature control method to reach ℃ is adopted.
【００３７】（２）トナー定着時 カラートナーを多重定着させる場合には、カラー画像に
よっては未定着のトナー高さが異なるので、トナーを溶
融／定着させるためには、トナーへの供給伝熱量をそれ
ぞれ変えるために、カラー画像ごとにローラ設定温度を
変えることが高画質定着を実現するためには望ましい。
カラー画像ごとにローラ設定温度を変える方式に関して
は別途説明する。本発明の定着装置を適用し得る画像形
成装置のカラートナーを定着させるためには、ニップ幅
５mmにおいて、ローラ表面温度は１７５℃が必要とな
る。ローラ表面温度はローラ表面に設置されたサーミス
タにより温度を検出し、前記外部及び内部加熱手段にフ
ィードバックし、温度制御が行なわれる。前述のよう
に、ローラ表面温度が１５０℃までは、前記外部加熱手
段と内部加熱手段によりローラを加熱し、１５０℃〜１
７５℃までは外部加熱手段により加熱して、ローラ表面
温度を１７５℃に保つ。定着装置のローラ表面温度は１
７５℃±５℃が高画質定着のためには好ましく、このた
め、本発明の定着装置においては、１７５℃の前後にお
いて、内部加熱手段の温度制御を細かに行なっている。(2) At the time of toner fixing In the case of multiple fixing of color toner, the height of unfixed toner varies depending on the color image. Therefore, in order to melt / fix the toner, the heat transfer amount to the toner is set. In order to realize high image quality fixing, it is desirable to change the roller setting temperature for each color image in order to change each.
A method of changing the roller set temperature for each color image will be described separately. In order to fix the color toner of the image forming apparatus to which the fixing device of the present invention can be applied, a roller surface temperature of 175 ° C. is required at a nip width of 5 mm. The roller surface temperature is detected by a thermistor installed on the roller surface and fed back to the external and internal heating means to control the temperature. As described above, when the roller surface temperature is up to 150 ° C., the roller is heated by the external heating means and the internal heating means to reach 150 ° C.
The roller surface temperature is maintained at 175 ° C by heating to 75 ° C by an external heating means. The roller surface temperature of the fixing device is 1
75 ° C. ± 5 ° C. is preferable for high image quality fixing. Therefore, in the fixing device of the present invention, the temperature of the internal heating means is finely controlled around 175 ° C.
【００３８】（３）放置時及びエナジースターモード時 前述のように、ローラ表面温度が１７５℃に安定して、
通紙、定着が行なわれ、所定の時間が経過しても前記画
像形成装置が使用されない場合には、画像形成装置は省
エネモード（エナジスターモード又はプレヒートモード
ともいう））にはいる。前記エナジースターモードは、
画像形成装置全体の消費電力を３０Ｗ程度に押さえ、そ
の内、定着に与える電力を２５Ｗ程度に押さえる省エネ
モードである。従って、エナジスターモードにおいて
は、定着装置のローラ表面温度は約１１０℃前後で定常
状態になる。このエナジースターモードに入る設定をユ
ーザが行なうことができ、例えば、前記画像形成装置の
未使用状態が３０秒続けば前記エナジースターモードに
入るように設定することが可能である。ただし、前述の
３０秒は任意に設定が可能である。このようにエナジー
スターモードに入るまでの間はローラ表面温度は１７５
℃に設定されたままであり、前述のように、ローラは回
転しながら、前記外部加熱手段と内部加熱手段に通電が
行なわれ、外部加熱手段は１７５℃温調、内部加熱手段
は１５０℃温調で制御されている。そして、エナジスタ
ーモードに入れば、２５Ｗの内部ヒータのみを点灯さ
せ、上記したローラ表面温度を、例えば１１０℃前後に
維持させる。(3) When left standing and in energy star mode As described above, the roller surface temperature stabilizes at 175 ° C.,
When the sheet is passed and fixed and the image forming apparatus is not used even after a lapse of a predetermined time, the image forming apparatus is in an energy saving mode (also referred to as an energy star mode or a preheat mode). The energy star mode is
This is an energy saving mode in which the power consumption of the entire image forming apparatus is suppressed to about 30 W, and the power supplied to fixing is suppressed to about 25 W. Therefore, in the energy star mode, the roller surface temperature of the fixing device becomes a steady state at about 110 ° C. The user can set the energy star mode. For example, the energy star mode can be set when the unused state of the image forming apparatus continues for 30 seconds. However, the aforementioned 30 seconds can be set arbitrarily. In this way, the roller surface temperature is 175 until the energy star mode is entered.
The external heating means and the internal heating means are energized while the roller is rotating, and the external heating means and the internal heating means are adjusted to 175 ° C. and 150 ° C., respectively, as described above. Is controlled by. Then, when entering the energy star mode, only the internal heater of 25 W is turned on and the above-mentioned roller surface temperature is maintained at around 110 ° C., for example.
【００３９】（６）エナジースターからの立ち上がり時 前記エナジースターモード時から再び画像形成装置を所
定の時間内に使用状態にするためのモードにおいては、
定着装置の画像面側ローラの表面温度は約１１０℃前後
で定常状態に保たれ、非画像面側ローラの表面温度は、
ローラが静止しているため、５０℃前後で定常状態に保
たれる。そして、この状態から電源ＯＮの信号を受ける
とローラは回転駆動し、外部加熱手段と内部加熱手段に
通電が行なわれる。トナーを定着させるために必要な画
像面側ローラの表面温度は１７５℃であるが、この時も
ローラと芯金の境界面温度は１８０℃を越えないよう
に、且つ立ち上がり時間を短縮するような温度制御が要
求されるため、ローラ表面温度が１５０℃までは、両ヒ
ータともフル点灯させ、１５０℃に到達後内部ヒータは
ＯＦＦし、１５０℃〜１７５℃までは、外部ヒータのみ
で加熱させる。(6) At the time of rising from the energy star In the mode in which the image forming apparatus is used again within a predetermined time from the energy star mode,
The surface temperature of the image side roller of the fixing device is maintained in a steady state at about 110 ° C., and the surface temperature of the non-image side roller is
Since the roller is stationary, it is kept in a steady state at around 50 ° C. When the power-on signal is received from this state, the roller is driven to rotate and the external heating means and the internal heating means are energized. The surface temperature of the image surface side roller required to fix the toner is 175 ° C., and the boundary surface temperature between the roller and the cored bar does not exceed 180 ° C. and the rising time is shortened at this time as well. Since temperature control is required, both heaters are fully turned on until the roller surface temperature reaches 150 ° C., the internal heater is turned off after reaching 150 ° C., and only the external heater is heated up to 150 ° C. to 175 ° C.
【００４０】図１３は、本発明における転写部と定着部
の位置関係を説明するための図で、本定着装置の設置す
る箇所としては、図１３に示すように、芯金８１にイン
ナー層８９とアウター層８３が被覆された転写ドラム８
０と感光体９０の各々の中心を結ぶ直線に垂直方向Ｂ
（すなわち、転写ドラム８０と感光体９０のニップ部か
ら接線方向Ｂ）に対して、定着装置は感光体側９０に位
置し、転写装置から剥離爪９１によって排紙された支持
体（紙）３は、一対のローラ（画像面側ローラ５０及び
バックアップローラ６０）の圧接部（ニップ部Ａ）から
入紙し、外部ヒータ７１及び内部ヒータ５１による熱と
該ローラ対５０，６０の圧接圧力によって定着される。FIG. 13 is a diagram for explaining the positional relationship between the transfer portion and the fixing portion in the present invention. As a place where the present fixing device is installed, as shown in FIG. 13, an inner layer 89 is provided on a core metal 81. And the transfer layer 8 covered with the outer layer 83
Direction B perpendicular to the straight line connecting 0 and the center of each photoconductor 90
(That is, the fixing device is located on the photoconductor side 90 with respect to the tangential direction B from the nip portion between the transfer drum 80 and the photoconductor 90), and the support (paper) 3 discharged from the transfer device by the peeling claw 91 is , The paper is input from the pressure contact portion (nip portion A) of the pair of rollers (the image surface side roller 50 and the backup roller 60), and is fixed by the heat of the external heater 71 and the internal heater 51 and the pressure contact pressure of the roller pair 50, 60. It
【００４１】このように、定着部のニップ部Ａが転写ド
ラム８０の中心と感光体９０の中心を結ぶ直線に垂直と
なる方向に対して、感光体９０側に位置するように設定
すると、転写ドラム８０の表面層が感光体９０によって
押圧されることにより、転写紙３の排紙方向が感光体９
０側に近接する方向となっても、転写された支持体（転
写紙）３を無理に曲げることなく定着装置に送ることが
でき、良好な画像を得ることができる。また、装置全体
の容量を小さくできる。As described above, when the nip portion A of the fixing portion is set to be located on the side of the photoconductor 90 with respect to the direction perpendicular to the straight line connecting the center of the transfer drum 80 and the center of the photoconductor 90, the transfer is performed. When the surface layer of the drum 80 is pressed by the photoconductor 90, the discharge direction of the transfer paper 3 is changed to the photoconductor 9
Even when the direction approaches the 0 side, the transferred support (transfer paper) 3 can be sent to the fixing device without being forcibly bent, and a good image can be obtained. In addition, the capacity of the entire device can be reduced.
【００４２】[0042]
請求項１に対応する効果：未定着トナーが付着された記
録媒体を挿通圧接する一対のローラを有し、少なくとも
一方のローラ内にヒータを有する内部ヒータと、前記記
録媒体の前記未定着トナーが付着された側に設けられた
外部ヒータとを有し、前記内部ヒータ及び外部ヒータを
駆動して前記未定着トナーを前記記録媒体に定着する外
部・内部併用加熱型定着装置において、前記未定着トナ
ーが前記記録媒体に定着する定着可能温度より低い第１
の設定温度に達した段階で、前記外部ヒータのみを駆動
して前記未定着トナーを前記記録媒体に定着する第２の
設定温度に制御するようにしたので、定着ローラにおけ
る芯金境界温度をゴム層と剥離しない範囲に保ちなが
ら、定着ローラの表面温度を目標とする第２の設定温度
にすることができる。 請求項２に対応する効果：前記内部ヒータ及び外部ヒー
タを立ち上げ時に駆動し、前記第１の設定温度に達した
時に外部ヒータのみを駆動制御するようにしたので、よ
り迅速に定着ローラの表面温度を目標の第２の設定温度
にすることができる。 請求項３に対応する効果：前記内部ヒータのみを立ち上
げ時に駆動し、前記第１の設定温度に達した時に、前記
外部ヒータのみを駆動制御するようにしたので、前記内
部ヒータに投入するワット数を変えることにより、より
迅速に定着ローラの表面温度を目標の第２の設定温度に
することができる。 請求項４に対応する効果：前記ヒータを有するローラの
表面温度を前記第１設定温度まで上昇させるために前記
内部ヒータのみに電力を供給するときには、前記一対の
ローラを回転させ、前記ヒータを有するローラの表面温
度を前記第１設定温度から第２設定温度に上昇させるた
めに前記外部ヒータに所定の電力を供給するときには、
前記一対のローラを離間させて前記ヒータを有するロー
ラのみを回転させ、さらに、記録媒体上の未定着トナー
を定着するときには、前記ローラの離間を解除し、前記
一対のローラを圧接させるようにしたので、定着ローラ
の表面温度をより短時間で、定着温度に到達させること
ができる。 請求項５に対応する効果：前記外部ヒータに電力を供給
している間は、前記一対のローラを回転させるようにし
たので、定着温度に達するまでの立ち上り時間を短縮す
ることができる。An effect corresponding to claim 1: An internal heater having a pair of rollers that press-contact the recording medium to which the unfixed toner is attached, and a heater is provided in at least one of the rollers; and the unfixed toner of the recording medium. An external / internal combined heating type fixing device for fixing the unfixed toner to the recording medium by driving the internal heater and the external heater, wherein the unfixed toner is provided. Is lower than the fixable temperature at which the toner is fixed on the recording medium.
When the set temperature is reached, the external heater alone is driven to control to the second set temperature for fixing the unfixed toner on the recording medium. The surface temperature of the fixing roller can be set to the target second set temperature while keeping the range in which the layer is not separated. Effect corresponding to claim 2: Since the internal heater and the external heater are driven at startup and only the external heater is drive-controlled when the first set temperature is reached, the surface of the fixing roller can be more quickly. The temperature can be the target second set temperature. Effect corresponding to claim 3: Only the internal heater is driven at startup, and when the first set temperature is reached, only the external heater is driven and controlled. By changing the number, the surface temperature of the fixing roller can be more quickly brought to the target second set temperature. Effect corresponding to claim 4: When power is supplied only to the internal heater in order to raise the surface temperature of the roller having the heater to the first set temperature, the pair of rollers are rotated to have the heater. When a predetermined electric power is supplied to the external heater to raise the surface temperature of the roller from the first set temperature to the second set temperature,
The pair of rollers are separated from each other and only the roller having the heater is rotated. Further, when the unfixed toner on the recording medium is fixed, the separation of the rollers is released and the pair of rollers are brought into pressure contact with each other. Therefore, the surface temperature of the fixing roller can reach the fixing temperature in a shorter time. Effect corresponding to claim 5: Since the pair of rollers are rotated while electric power is being supplied to the external heater, it is possible to shorten the rising time until the fixing temperature is reached.
【図１】本発明による定着装置の一実施例を説明するた
めの図で、外部加熱手段として反射笠を用いた定着部の
概略構成図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a fixing device according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a fixing unit using a reflection shade as an external heating unit.
【図２】本発明による定着装置の一実施例を説明するた
めの図で、外部加熱手段として反射膜を内蔵しているヒ
ータランプを用いた定着部の概略構成図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of a fixing device according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a fixing unit using a heater lamp having a reflection film built therein as an external heating means.
【図３】本発明による定着装置の一実施例を説明するた
めの図で、外部加熱手段として内部にヒータを有する接
触型円筒状ローラを用いた定着部の概略構成図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of a fixing device according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a fixing unit using a contact-type cylindrical roller having a heater as an external heating means.
【図４】本発明による定着装置の一実施例を説明するた
めの図で、外部加熱手段として表面に発熱体を形成した
接触型円筒状ローラを用いた定着部の概略構成図であ
る。FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of a fixing device according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a fixing unit using a contact-type cylindrical roller having a heating element formed on a surface as an external heating unit.
【図５】内部加熱手段と外部加熱手段を併用して定着ロ
ーラの表面温度を定着に適した第２設定温度に到達させ
る温度制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a temperature control method in which an internal heating unit and an external heating unit are used together to cause the surface temperature of the fixing roller to reach a second set temperature suitable for fixing.
【図６】内部加熱手段と外部加熱手段を用いて加熱した
時のローラ表面温度と芯金温度の推移を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a transition of a roller surface temperature and a core metal temperature when heating is performed using an internal heating unit and an external heating unit.
【図７】外部加熱手段をオン・オフ制御した時のローラ
表面の温度の変化を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing changes in the temperature of the roller surface when the external heating means is on / off controlled.
【図８】外部加熱手段をオン・オフ比制御した時のロー
ラ表面の温度変化を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a temperature change on the roller surface when the on / off ratio of the external heating means is controlled.
【図９】外部加熱手段のオン・オフ比の変化と環境変化
により温度上昇又は下降させる温度制御方法の一例を説
明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a temperature control method for raising or lowering the temperature according to a change in the on / off ratio of the external heating means and a change in the environment.
【図１０】内部加熱手段と外部加熱手段を併用して定着
ローラの表面温度を定着に適した第２設定温度に到達さ
せる温度制御方法として加圧ローラを一時的に離間させ
るタイミングを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a timing of temporarily separating the pressure roller as a temperature control method for making the surface temperature of the fixing roller reach a second set temperature suitable for fixing by using both the internal heating means and the external heating means. is there.
【図１１】定着ローラの表面温度を制御する方法とその
時のローラ表面の温度が変化する状態を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a method of controlling the surface temperature of the fixing roller and a state in which the temperature of the roller surface changes at that time.
【図１２】内部加熱手段と外部加熱手段を併用して、定
着ローラの表面温度を定着に適した第２設定温度に到達
させる時のローラ表面温度及び芯金温度の推移、及び、
第１設定温度を求める図である。FIG. 12 is a graph showing changes in the roller surface temperature and the core metal temperature when the surface temperature of the fixing roller reaches a second preset temperature suitable for fixing by using both the internal heating means and the external heating means, and
It is a figure which calculates | requires a 1st preset temperature.
【図１３】本発明による定着装置の転写部と定着部の位
置関係を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the positional relationship between the transfer portion and the fixing portion of the fixing device according to the present invention.
【図１４】従来のプリンター装置の一例を説明するため
の要部構成図である。FIG. 14 is a main part configuration diagram for explaining an example of a conventional printer device.
【図１５】従来のプリンター装置の他の例を説明するた
めの要部構成図で、準備状態を示す図である。FIG. 15 is a main-part configuration diagram for explaining another example of the conventional printer device, and is a diagram showing a ready state.
【図１６】従来のプリンター装置の他の例を説明するた
めの要部構成図で、図１５に示したプリンター装置の動
作状態を示す図である。16 is a main-part configuration diagram for explaining another example of the conventional printer device, and is a diagram showing an operating state of the printer device shown in FIG. 15. FIG.
【図１７】本発明が適用されるプリンター装置の例を説
明するための要部構成図である。FIG. 17 is a main part configuration diagram for explaining an example of a printer device to which the present invention is applied.
【図１８】本発明が適用されるプリンター装置の他の例
を説明するための図で、図１７に示したプリンター装置
において外部加熱手段が定着ローラを加熱している時の
状態を示す図である。FIG. 18 is a diagram for explaining another example of the printer device to which the present invention is applied, showing the state when the external heating means is heating the fixing roller in the printer device shown in FIG. 17; is there.
【図１９】本発明が適用されるプリンター装置の他の例
を説明するための図である。FIG. 19 is a diagram for explaining another example of the printer device to which the present invention is applied.
【図２０】本発明が適用されるプリンター装置の定着部
の他の例を示す要部構成図である。FIG. 20 is a main-part configuration diagram showing another example of the fixing unit of the printer to which the present invention is applied.
１…現像ローラ、２…トナー、３…記録媒体（記録
紙）、４…感光体、５…帯電チャージャー、６…光学
系、７…転写チャージャー、８…廃トナーボックス、９
…ブレード、１０…記録媒体案内板、１１…定着ロー
ラ、１２…ヒータ、１３…クリーナ、１４…温度検出素
子、１５…加圧ローラ、１６…記録媒体検出器、１７…
蓄熱体、４０…記録媒体、４１…トナー、５０…ローラ
（定着ローラ）、５１…内部加熱ヒータ、５２…温度セ
ンサ、６０…加圧ローラ、７０…外部加熱手段、７１…
外部加熱ヒータ、７１ａ…反射膜、７２…反射笠、７５
…接触型ローラ、７６…面状発熱体。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Developing roller, 2 ... Toner, 3 ... Recording medium (recording paper), 4 ... Photoconductor, 5 ... Charging charger, 6 ... Optical system, 7 ... Transfer charger, 8 ... Waste toner box, 9
... blade, 10 ... recording medium guide plate, 11 ... fixing roller, 12 ... heater, 13 ... cleaner, 14 ... temperature detecting element, 15 ... pressure roller, 16 ... recording medium detector, 17 ...
Heat storage body, 40 ... Recording medium, 41 ... Toner, 50 ... Roller (fixing roller), 51 ... Internal heating heater, 52 ... Temperature sensor, 60 ... Pressure roller, 70 ... External heating means, 71 ...
External heating heater, 71a ... Reflective film, 72 ... Reflective shade, 75
... Contact type roller, 76 ... Sheet heating element.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立石 嘉信 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshinobu Tateishi 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture
Claims (5)
通圧接する一対のローラを有し、少なくとも一方のロー
ラ内にヒータを有する内部ヒータと、前記記録媒体の前
記未定着トナーが付着された側に設けられた外部ヒータ
とを有し、前記内部ヒータ及び外部ヒータを駆動して前
記未定着トナーを前記記録媒体に定着する外部・内部併
用加熱型定着装置において、前記未定着トナーが前記記
録媒体に定着する定着可能温度より低い第１の設定温度
に達した段階で、前記外部ヒータのみを駆動して前記未
定着トナーを前記記録媒体に定着する第２の設定温度に
制御することを特徴とする外部・内部併用加熱型定着装
置。1. An internal heater having a pair of rollers which press-contact a recording medium having unfixed toner adhered thereto, and a heater is provided in at least one of the rollers, and the unfixed toner of the recording medium adhered thereto. An external heater provided on the side of the recording medium, wherein the internal heater and the external heater are driven to fix the unfixed toner to the recording medium. When reaching a first set temperature lower than the fixable temperature for fixing on the medium, only the external heater is driven to control the second set temperature for fixing the unfixed toner on the recording medium. External and internal heating type fixing device.
げ時に駆動し、前記第１の設定温度に達した時に外部ヒ
ータのみを駆動制御することを特徴とする請求項１記載
の外部・内部併用加熱型定着装置。2. The combined external / internal heating according to claim 1, wherein the internal heater and the external heater are driven at start-up, and only the external heater is drive-controlled when the first set temperature is reached. Mold fixing device.
し、前記第１の設定温度に達した時に、前記外部ヒータ
のみを駆動制御することを特徴とする請求項１記載の外
部・内部併用加熱型定着装置。3. The combined external / internal heating according to claim 1, wherein only the internal heater is driven at startup, and only the external heater is drive-controlled when the first set temperature is reached. Mold fixing device.
前記第１設定温度まで上昇させるために前記内部ヒータ
のみに電力を供給するときには、前記一対のローラを回
転させ、前記ヒータを有するローラの表面温度を前記第
１設定温度から第２設定温度に上昇させるために前記外
部ヒータに所定の電力を供給するときには、前記一対の
ローラを離間させて前記ヒータを有するローラのみを回
転させ、さらに、記録媒体上の未定着トナーを定着する
ときには、前記ローラの離間を解除し、前記一対のロー
ラを圧接させることを特徴とする請求項１又は２又は３
に記載の外部・内部併用加熱型定着装置。4. The surface of the roller having the heater is rotated when the electric power is supplied only to the internal heater to raise the surface temperature of the roller having the heater to the first set temperature. When a predetermined electric power is supplied to the external heater to raise the temperature from the first set temperature to the second set temperature, the pair of rollers are separated from each other, and only the roller having the heater is rotated, and the recording is performed. 4. When fixing the unfixed toner on the medium, the separation of the rollers is released and the pair of rollers are brought into pressure contact with each other.
External / internal heating type fixing device described in.
は、前記一対のローラを回転させることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載の外部・内部併用加熱型
定着装置。5. The external / internal combined heating type fixing device according to claim 1, wherein the pair of rollers is rotated while electric power is being supplied to the external heater.
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1995
- 1995-05-19 JP JP12122995A patent/JP3153732B2/en not_active Expired - Fee Related
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