JPH0844241A

JPH0844241A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0844241A
Application number: JP19791394A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Takano; 正寿高野
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】消費電力の増大を招くことなく、幅の異なる
印刷用紙に対して安定した定着動作を行うことができ、
小形で製造コストを抑えた定着装置を得る。【構成】ヒートロール３１の円筒面に、電気的な抵抗
体である抵抗体層４５を設ける。抵抗体層４５の長さ
は、最大幅の印刷用紙に対応する。ヒートロール３１の
軸心部にハロゲンランプ６１を設ける。ハロゲンランプ
６１の発光部６２の長さは、最小幅の印刷用紙に対応す
る。発光部６２に対応した部位に、サーミスタ７１を設
け、発光部６２よりも外側にサーミスタ７２を設ける。
サーミスタ７１、７２は保護層４７に摺接してヒートロ
ール３１の温度を検出する。サーミスタ７１、７２によ
る検出温度に基づいて、抵抗体層４５とハロゲンランプ
６１の一方を選択的に発熱させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザープリン
タや複写機において、転写装置よりも印刷シートの給送
方向の下流側に配設され、印刷シート上に転写されてい
る印刷情報を定着させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来定着装置は、ヒートロールとプレス
ロールを相互に押圧させて回転させることにより、印刷
シートを給送しつつこの印刷シートに転写されている印
刷情報を定着させるように構成されており、ヒートロー
ルは、最大幅の印刷シートに対応した領域における温度
分布が一様になるように制御される。したがって、幅の
狭い印刷シートが連続的に用いられると、印刷シートの
ない所においてヒートロールとプレスロールが直接接触
するためプレスロールが膨張して外径が大きくなり、こ
の結果、印刷シートの部位においてヒートロールとプレ
スロール間の隙間が拡大して、印刷シートの搬送力と定
着性が低下することがある。また、熱によりヒートロー
ルおよびプレスロールの寿命が短くなったり、損傷する
おそれも生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するため、最大幅の印刷シートに対応した長い発光部を
有するハロゲンランプと、最小幅の印刷シートに対応し
た短い発光部を有するハロゲンランプとをヒートロール
内に配設し、印刷シートの幅に応じてハロゲンランプの
一方を点灯させる構成が提案されている。しかし、この
ように２本のハロゲンランプを設ける構成によると、ヒ
ートロールの外径が大きくなり、定着装置全体が大形化
するという問題が発生する。

【０００４】一方、幅狭の印刷シートを用いる場合にヒ
ートロールとプレスロールが直接接触する部分のプレス
ロール側に、ファンを設けて強制的に冷却する構成が知
られている。しかし、この構成では、ファンを駆動する
ための電力が必要であるため、消費電力の増大を招き、
またファンを設けたことにより定着装置のコストが上昇
するという問題がある。

【０００５】本発明は、以上の問題点に鑑み、消費電力
の増大を招くことなく、幅の異なる印刷シートに対して
安定した定着動作を行うことができ、しかも小形で製造
コストを抑えた定着装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本発明に係る定着装置
は、ヒートロールの円筒面上であって最大幅の印刷シー
トに対応した第１の領域に設けられ、電気抵抗によって
発熱する第１の発熱体と、ヒートロールの軸心部に配設
され、第１の領域とは異なる第２の領域に対応した部位
に発光部を有する第２の発熱体と、第１および第２の領
域の温度に応じて第１および第２の発熱体の一方のみを
選択的に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とし
ている。

【０００７】

【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
１は本発明の一実施例である定着装置を備えたレーザー
プリンタの概略構成を示している。

【０００８】このレーザープリンタにおいて用いられる
印刷用紙Ｐは連続紙であり、給送口１１からプリンタ本
体１２内に供給され、排出口１３から排出される。図示
しない半導体レーザーから出力されたビームは、ポリゴ
ンミラー１４とｆθレンズ１５を介してビームベンダ１
６に入射し、ビームベンダ１６において反射して感光ド
ラム１７の表面に走査ラインを形成する。感光ドラム１
７の回転により、その表面上には静電潜像が形成され、
この静電潜像には、現像ユニット１８によりトナーが付
着せしめられる。感光ドラム１７の表面上のトナー像
は、放電器１９が印刷用紙Ｐを帯電させることにより、
この印刷用紙Ｐ上に転写される。

【０００９】印刷用紙Ｐは、トラクタ部２１によって感
光ドラム１６側から排出口１３側に給送される。トラク
タ部２１は、駆動軸２２と、従動軸２３と、これらの間
に掛け渡された無端ベルト２４とを備え、無端ベルト２
４には、印刷用紙Ｐに形成された孔に係合するスプロケ
ットが設けられている。

【００１０】排出口１３の近傍には、ヒートロール３１
とプレスロール３２を有する定着装置３３が設けられて
いる。ヒートロール３１は図示しない回転駆動装置によ
って駆動され、所定の回転速度で軸心回りに回転する。
後述するように、ヒートロール３１内にはハロゲンラン
プが、またヒートロール３１の円筒面上には発熱層が設
けられており、これらによってヒートロール３１が発熱
する。プレスロール３２は、揺動自在に設けられたアー
ム３４に回転自在に支持され、アーム３４は引張スプリ
ング３５によって常時上方、すなわちヒートロール３１
側に付勢されている。したがって、プレスロール３２は
ヒートロール３１と共に回転し、これにより印刷用紙Ｐ
は給送されて排出口１３から排出され、またこの給送の
間に、印刷用紙Ｐに転写されている印刷情報が定着す
る。

【００１１】図２はヒートロール３１の構成を示してい
る。ヒートロール３１は、第１の発熱体である抵抗体層
（セラミックヒータ）４５と、第２の発熱体であるハロ
ゲンランプ６１とを有している。

【００１２】ヒートロール３１は、一対の軸受４１、４
２を介して支持枠体４３により支持され、その軸心回り
に回転自在である。ヒートロール３１の本体は、アルミ
ニウムから成る円筒状部材４４により構成される。円筒
状部材４４の円筒面には、その全周にわたって、ニクロ
ムあるいはタングステン等から成る抵抗体層４５が設け
られ、円筒状部材４４と抵抗体層４５との間は、セラミ
ック絶縁層４６によって電気的に遮断されている。抵抗
体層４５の外周面は、ヒートロール３１の両端部を除い
て保護層４７により覆われ、また両端部には、導電体か
ら成る一対のリング５１、５２が嵌着されている。これ
らのリング５１、５２の周面には、電源５３に接続され
たブラシ５４、５５が摺接する。したがって、電源５３
がオン状態の時、ブラシ５４、５５およびリング５１、
５２を介して抵抗体層４５が通電され、加熱する。なお
保護層４７は、ＰＦＡ（パーフロロアルコキシエチレ
ン）あるいはＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）等
から成り、絶縁機能とトナーのヒートロール３１へのオ
フセットを防止する離型機能とを有している。

【００１３】ヒートロール３１の軸心部には、ハロゲン
ランプ６１が配設される。ハロゲンランプ６１は、円筒
状部材４４内の略中央において発光部（タングステン）
６２を有し、この発光部６２に接続されたリード線６
３、６４は図示しない電源に接続されている。

【００１４】本実施例のレーザープリンタでは、種々の
幅の印刷用紙を用いることができ、この印刷用紙の幅に
応じて、抵抗体層４５の軸方向長さとハロゲンランプ６
１の発光部６２の長さが定められている。これを図３を
参照して説明する。

【００１５】抵抗体層４５は、最大幅の印刷用紙に対応
した部位に設けられる。ハロゲンランプ６１の発光部６
２は、最小幅の印刷用紙に対応した部位に設けられ、実
際には最小幅よりも所定量αだけ長い。抵抗体層４５と
ハロゲンランプ６１の発熱によるヒートロール３１の温
度を検出するため、第１の温度検知器であるサーミスタ
７１と第２の温度検知器であるサーミスタ７２が設けら
れる。一方のサーミスタ７１は、ハロゲンランプ６１の
発光部６２に対応した部位に配設され、他方のサーミス
タ７２は、発光部６２よりも外側に配設される。これら
のサーミスタ７１、７２は、ヒートロール３１の外周面
すなわち保護層４７の外周面に摺接する。

【００１６】図４および図５を参照して、本実施例の動
作を説明する。この動作の制御プログラムは、レーザー
プリンタの本体内に設けられたコンピュータによって実
行される。なお以下のフローチャートの説明において、
各値の大小関係は、Ｄ＜Ａ＜Ｂ＜Ｃ、Ａ≒Ａ’、Ｂ≒
Ｂ’である。

【００１７】ステップ１０１では印刷を開始するか否か
が判定される。印刷を開始しない時、この制御プログラ
ムは直ちに終了するが、印刷を開始する時ステップ１０
２〜１０４においてヒートロール３１のウォームアップ
が行われる。まずステップ１０２において、サーミスタ
７１の検出温度Ｔ１が下限値Ａ以下であるか否かが判定
される。検出温度Ｔ１が下限値Ａよりも高い時、ウォー
ムアップの必要がないため、ステップ１０３、１０４は
スキップされるが、検出温度Ｔ１が下限値Ａ以下である
時、ステップ１０３において抵抗体層４５への通電が行
われる。ステップ１０３は、ステップ１０４において検
出温度Ｔ１が下限値Ａよりも低いと判定されている間、
継続的に実行され、ステップ１０４において検出温度Ｔ
１が下限値Ａ以上であると判定された時、ステップ１０
５において印刷が開始される。

【００１８】ステップ１０６では、抵抗体層４５への通
電のオンオフ制御が行われ、サーミスタ７１の検出温度
Ｔ１が下限値Ａと上限値Ｂの間に定められる。このステ
ップ１０６は、ステップ１０７において、ハロゲンラン
プ６１の発光部６２から外れた部位に設けられたサーミ
スタ７２の検出温度Ｔ２が第１の基準値Ｃよりも低いと
判定されている間、実行される。すなわち抵抗体層４５
による発熱の温度Ｔ２が第１の基準値Ｃよりも低い時、
抵抗体層４５への通電により、ヒートロール３１の温度
が下限値Ａと上限値Ｂの間に制御される。なお、基準値
Ｃはトナーのホットオフセット温度、プレスロールの熱
膨張から決まる温度、プレスロールの耐熱温度等から決
定される温度である。

【００１９】ステップ１０７において検出温度Ｔ２が第
１の基準値Ｃ以上であると判定されると、ステップ１０
８へ移り、抵抗体層４５への通電がオフ状態となり、抵
抗体層４５の発熱が停止される。なお、このステップ１
０７からステップ１０８への移行は、幅の狭い印刷用紙
を用いた印刷動作において起こりうる。ステップ１０９
では、ハロゲンランプ６１の発光部６２に対応した部位
に設けられたサーミスタ７１の検出温度Ｔ１が下限値Ａ
よりも低いか否か判定され、この検出温度Ｔ１が下限値
Ａよりも低くなると、ステップ１１１においてハロゲン
ランプ６１が通電される。

【００２０】ステップ１１２では、ハロゲンランプ６１
への通電のオンオフ制御が行われ、サーミスタ７１の検
出温度Ｔ１が下限値Ａ’と上限値Ｂ’の間に定められ
る。ステップ１１３においてサーミスタ７２の検出温度
Ｔ２が第２の基準値Ｄ以上であると判定され、かつステ
ップ１１４において印刷を終了しないと判定されている
間、ステップ１１２が継続的に実行される。すなわちス
テップ１１２は、印刷動作中であって、サーミスタ７２
の検出温度Ｔ２が第１の基準値Ｄ以上である間、実行さ
れる。なおステップ１１４において印刷を終了すると判
断された場合、この制御プログラムは直ちに終了する。

【００２１】ハロゲンランプ６１が動作している間に、
ステップ１１３において検出温度Ｔ２が第２の基準値Ｄ
よりも低い温度を検知したと判定され、かつステップ１
１５において印刷動作を継続すると判断された場合、ス
テップ１１６においてハロゲンランプ６１への通電がオ
フ状態となり、ハロゲンランプ６１による発熱が停止す
る。そしてステップ１０６へ戻り、上述したように、抵
抗体層４５への通電のオンオフ制御が行われてサーミス
タ７１の検出温度Ｔ１が下限値Ａと上限値Ｂの間に定め
られる。なおステップ１１５において印刷動作を終了す
ると判断された場合、この制御プログラムは直ちに終了
する。

【００２２】以上のように本実施例におけるヒートロー
ル３１は、発熱体として抵抗体層４５とハロゲンランプ
６１を有し、これらの一方のみが選択的に動作するよう
に構成されている。すなわち、最大幅の印刷用紙がセッ
トされている時、サーミスタ７２の検出温度Ｔ２は第１
の基準値Ｃよりも上がりにくいため、ステップ１０６が
継続的に実行され、抵抗体層４５による発熱のみにより
印刷用紙が加熱され、定着動作が行われる。これに対し
て最小幅の印刷用紙がセットされている時、ヒートロー
ル３１の印刷用紙に接触しない部分は、放熱しにくいた
め、サーミスタ７２の検出温度Ｔ２が第１の基準値Ｃよ
りも上がり易い。したがってステップ１０７からステッ
プ１０８に移り、抵抗体層４５による発熱が停止し、ス
テップ１１２が実行されてハロゲンランプ１１２による
発熱のみにより印刷用紙が加熱される。

【００２３】このように本実施例は、抵抗体層４５とハ
ロゲンランプ６１の一方を通電させることにより、ヒー
トロール３１の温度が下限値Ｂ（またはＢ’）と上限値
Ａ（またはＡ’）の間に定められるように構成されてい
る。したがって、幅の異なる印刷用紙に対して常に安定
した定着動作を行うことができる。

【００２４】また本実施例では、ヒートロール３１の内
部にはハロゲンランプ６１が１本だけ設けられているた
め、ヒートロール３１の外径を大きくする必要がなく、
定着装置全体を小形化することができる。さらに本実施
例は、冷却ファンのように消費電力の大きい装置を含ん
でおらず、また抵抗体層４５とハロゲンランプ６１の一
方のみが通電されるように構成されているため、消費電
力容量の増大を招くことはなく、また製造コストを抑え
ることができる。

【００２５】なお上記実施例では、サーミスタ７１、７
２の検出温度Ｔ１、Ｔ２に従って抵抗体層４５とハロゲ
ンランプ６１の通電を制御していたが、サーミスタ７
１、７２を省略し、印刷用紙の幅と印刷用紙の給送量と
を検出することにより、ヒートロール３１の各部位にお
ける温度を予測して、抵抗体層４５とハロゲンランプ６
１の通電を制御するように構成してもよい。

【００２６】さらに上記実施例は、印刷用紙Ｐを用いた
構成を示していたが、本発明はラベルシートやＯＨＰ等
の専用シートを用いたプリンタにも適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、消費電力
の増大を招くことなく、幅の異なる印刷用紙に対して安
定した定着動作を行うことができ、しかも小形で製造コ
ストを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である定着装置を備えたレー
ザープリンタの概略構成を示す図である。

【図２】ヒートロールを示す断面図である。

【図３】抵抗体層とハロゲンランプ発光領域の長さの関
係を示す斜視図である。

【図４】ヒートロールへの通電制御の動作の一部を示す
フローチャートである。

【図５】ヒートロールへの通電制御の動作の一部を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

３１ヒートロール３２プレスロール４５抵抗体層（第１の発熱体）６１ハロゲンランプ（第２の発熱体）６２発光部７１、７２サーミスタＰ印刷用紙

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年７月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】印刷用紙Ｐは、トラクタ部２１によって感
光ドラム１７側から排出口１３側に給送される。トラク
タ部２１は、駆動軸２２と、従動軸２３と、これらの間
に掛け渡された無端ベルト２４とを備え、無端ベルト２
４には、印刷用紙Ｐに形成された孔に係合するスプロケ
ットが設けられている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｂ 3/10 Ｂ 7512−3Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒートロールとプレスロールを相互に押
圧させて回転させることにより、印刷シートを給送しつ
つこの印刷シートに転写されている印刷情報を定着させ
る定着装置であって、ヒートロールの円筒面上であって
最大幅の印刷シートに対応した第１の領域に設けられ、
電気抵抗によって発熱する第１の発熱体と、ヒートロー
ルの軸心部に配設され、前記第１の領域とは異なる第２
の領域に対応した部位に発光部を有する第２の発熱体
と、前記第１および第２の領域の温度に応じて前記第１
および第２の発熱体の一方のみを選択的に動作させる制
御手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記第１の発熱体がセラミック絶縁層と
このセラミック絶縁層上に形成された発熱抵抗体とを有
し、前記第２の発熱体がハロゲンランプであることを特
徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記制御手段が、第２の発熱体による発
熱の温度を検出する第１の温度検知器と、第１の発熱体
による発熱の温度を検出する第２の温度検知器を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】前記第１および第２の温度検知器が、前
記ヒートロールの外周面に摺接するサーミスタであるこ
とを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】前記制御手段は、第２の温度検知器が第
１の基準値以上の温度を検知した時、前記第１の発熱体
による発熱を停止させることを特徴とする請求項３に記
載の定着装置。
【請求項６】前記制御手段は、前記第２の発熱体が動
作している間に前記第２の温度検知器が第２の基準値よ
りも低い温度を検知し、かつ印刷動作を継続する時、前
記第２の発熱体による発熱を停止させるとともに前記第
１の発熱体を動作させることを特徴とする請求項５に記
載の定着装置。
【請求項７】前記第１および第２の基準値が異なるこ
とを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】ヒートロールとプレスロールを相互に押
圧させて回転させることにより、印刷シートを給送しつ
つこの印刷シートに転写されている印刷情報を定着させ
る定着装置であって、ヒートロールの円筒面上であって
最大幅の印刷シートに対応した部位に設けられ、電気抵
抗によって発熱する第１の発熱体と、ヒートロールの軸
心部に配設され、最小幅の印刷シートに対応した部位に
発光領域を有する第２の発熱体と、印刷シートの幅に応
じて前記第１および第２の発熱体の一方のみを選択的に
動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする定着装
置。