JPH09212035A - 加熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヒートローラの加熱開始時にヒートローラ及び
プレスローラが低温状態であってもヒートローラは勿
論、プレスローラも充分定着に適した温度に高め加熱開
始時の定着性をより向上する。 【解決手段】加熱開始に先立って、サーミスタ１８の温
度ｘを検出し、検出温度ｘが基準温度１０７℃以下であ
ればヒートローラ３９の定着温度Ｔを高めの１６３℃に
設定する。また、検出温度ｘが基準温度を越えていれば
ヒートローラの定着温度Ｔを低めの１５９℃に設定す
る。そして、ハロゲンランプ２３をオンする。サーミス
タの検出温度ｘが１３１℃以上に達すると、ヒートロー
ラ及びプレスローラ４０の回転を開始させ、検出温度ｘ
が定着温度Ｔ以上に達するとハロゲンランプをオフして
印字を開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ装
置、レーザプリンタ、複写機等、電子写真方式で画像形
成を行う画像形成装置に使用される加熱定着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えばファクシミリ装置は、電話回線を
介して受信した画像情報をプリンタで印字出力するよう
になっている。そして、プリンタとして電子写真方式で
画像形成を行うタイプのプリンタが熱転写方式に比べて
通常の用紙が使用できること、印刷した用紙の保存性に
優れていることなどから使用されている。このようなプ
リンタは、感光ドラムを備え、この感光ドラムを一様に
帯電した後、露光装置により感光ドラム上に画像情報を
静電潜像として記録し、この静電潜像をトナーで現像し
て顕像化した後、このトナー像を用紙上に転写し、さら
に加熱定着装置で用紙上のトナー像を加熱定着して排出
するようになっている。

【０００３】このようなプリンタに使用される加熱定着
装置としては加熱源としてハロゲンランプを内蔵したヒ
ートローラとこれに圧接して対向配置したプレスローラ
を備え、ハロゲンランプでヒートローラを所定の定着温
度まで高めてから定着動作を開始させるようになってい
る。

【０００４】従来、このようなハロゲンランプを内蔵し
たヒートローラの加熱制御は、例えば図６に示すように
行われている。すなわち、Ｓ１にてハロゲンランプをオ
ンし、ヒートローラの表面の温度を検出するサーミスタ
の検出温度が定着温度の上限値Ｔ1 に達するのを待ち、
ヒートローラの表面の温度が上限値Ｔ1 に達すると、Ｓ
２にてフラグＡ＝１とし、Ｓ３にてハロゲンランプをオ
フし、Ｓ４にてプリンタ本体の印字動作を開始させると
ともに用紙を搬送するモータをオンする。

【０００５】この状態で、サーミスタの検出温度をチェ
ックし、ヒートローラの表面の温度が上限値Ｔ1 以上の
場合はＳ５にてフラグＡ及びフラグＢ共に「１」とし、
ヒートローラの表面の温度が上限値Ｔ1 未満で下限値Ｔ
2 を越えている場合はＳ６にてフラグＡを「０」、フラ
グＢを「１」とし、ヒートローラの表面の温度が下限値
Ｔ2 以下の場合はＳ７にてフラグＡ及びフラグＢ共に
「０」とする。そして、フラグＢ＝１でない、すなわち
フラグＢ＝０のときは印字が終了でなければＳ８にてハ
ロゲンランプをオンし、また、フラグＢ＝１でフラグＡ
＝０のときは印字が終了でなければＳ９にて前の状態
（ハロゲンランプがオンであればオンのまま、オフであ
ればオフのまま）を保持し、また、フラグＢ＝１でフラ
グＡ＝１のときは印字が終了でなければＳ１０にてハロ
ゲンランプをオフする制御を行っている。

【０００６】この従来の制御では、最初にハロゲンラン
プをオンしてヒートローラの表面の温度が上限値Ｔ1 に
達するまではヒートローラもプレスローラも回転されず
にそのままとなっているので、最初に用紙に対して定着
するときヒートローラもプレスローラも表面の温度分布
が均一になっていないため用紙全体にわたって良好な定
着ができないという問題があった。

【０００７】そこで、特開昭６３−６４０７１号公報で
は、ヒートローラが定着温度に達する前の所定温度に達
するとヒートローラとプレスローラを低速回転して各ロ
ーラの表面温度がむら無く均一に分布した状態で定着温
度に達し、これにより良好な定着性能を達成できるよう
にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようにヒートロー
ラが定着温度に達する前にヒートローラとプレスローラ
を回転させることで各ローラの表面温度を均一に分布さ
せることはできるが、しかし、この公報のものは加熱開
始時のヒートローラの温度を考慮していないため、例え
ば定着装置本体が冷えきっている状態でヒートローラの
加熱を開始させる場合にはヒートローラもプレスローラ
も低温状態となっているため、たとえヒートローラが所
定温度に達したときにヒートローラとプレスローラを回
転させてもヒートローラの温度が定着温度に達したとき
プレスローラの表面が充分に定着に適した温度に達して
いない場合が生じ、充分な定着ができないという問題が
あった。

【０００９】そこで、請求項１記載の発明は、たとえヒ
ートローラ及びプレスローラが低温状態においてヒート
ローラの加熱開始が行われても、ヒートローラは勿論、
プレスローラも充分定着に適した温度に高めることがで
き、加熱開始時の定着性をより向上できる加熱定着装置
を提供する。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、加熱開始時
の定着性をより向上できるとともに複数枚の用紙を連続
して定着するときの用紙への必要以上の熱エネルギーの
供給を抑制して用紙に紙しわが生じるのを防止でき、連
続定着時においても定着性を向上できる加熱定着装置を
提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ヒートローラとプレスローラを圧接して対向配置し、ヒ
ートローラを加熱し、所定の定着温度に達する前にヒー
トローラ及びプレスローラを回転してヒートローラの熱
をプレスローラに一様に与え、ヒートローラの温度が定
着温度に達すると定着動作を許可する加熱定着装置にお
いて、ヒートローラの加熱開始前の温度を温度検出手段
で検出し、この検出温度が予め設定した基準温度に比べ
て高い場合には定着温度を低めに設定し、低い場合は高
めに設定するものである。

【００１２】請求項２記載の発明は、ヒートローラとプ
レスローラを圧接して対向配置し、ヒートローラを加熱
し、所定の定着温度に達する前にヒートローラ及びプレ
スローラを回転してヒートローラの熱をプレスローラに
一様に与え、ヒートローラの温度が定着温度に達すると
定着動作を許可するとともに、以降、定着温度に基づい
てヒートローラの加熱をオン、オフ制御してヒートロー
ラの温度を定着温度に略一定に保持する加熱定着装置に
おいて、ヒートローラの加熱開始前の温度を温度検出手
段で検出し、この検出温度が予め設定した基準温度に比
べて高い場合には定着温度を低めに設定し、低い場合は
高めに設定し、また、複数枚の用紙を連続して定着する
とき、枚数によって定着温度を低下させるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、この実施の形態は本発明を
ファクシミリ装置に適用したものに付いて述べる。図１
はファクシミリ装置の概略構成を示すブロック図で、公
衆回線１を網制御回路２を介して音声信号を送受信する
電話回路３及びビデオ信号を送受信するモデム４に接続
している。前記電話回路３にハンドセット５を接続して
いる。

【００１４】前記電話回路３及びモデム４はバスライン
６を介してファクシミリ装置の制御部本体を構成するＣ
ＰＵ（中央処理装置）７に接続している。また、プログ
ラムデータやキャラクタデータ等を記憶したＲＯＭ（リ
ード・オンリー・メモリ）８、送受信のためのビデオ信
号を一時記憶するメモリ等を備えたＲＡＭ（ランダム・
アクセス・メモリ）９、電話番号を入力するためのキー
や送信キーなどを設けたキーボード１０に接続し、この
キーボード１０からキー信号を取込むキーボード入力回
路１１、表示器１２に接続し、この表示器１２に電話番
号や各種メッセージ等を表示させる制御を行う表示出力
回路１３、イメージセンサ１４に接続し、このイメージ
センサ１４が読み取った原稿の画像データを取込む画像
入力回路１５及び受信したビデオ信号から変換された画
像データや画像入力回路１５が取込んだ画像データに基
づいて画像形成部１６を駆動し用紙に対する印字を行わ
せる画像形成制御回路１７を設け、これらをバスライン
６を介して前記ＣＰＵ７に接続している。

【００１５】また、後述する加熱定着装置のヒートロー
ラの表面温度を検出するサーミスタ１８に接続し、この
サーミスタ１８からの温度検出信号をデジタル変換する
Ａ／Ｄコンバータ１９及びゲートアレイ２０を設け、こ
れらをバスライン６を介して前記ＣＰＵ７に接続してい
る。前記ゲートアレイ２０はＣＰＵ７に制御されて、前
記Ａ／Ｄコンバータ１９を駆動するとともに用紙を搬送
するモータ２１を回転駆動するモータドライバ２２を駆
動するようになっている。また、前記ゲートアレイ２０
は前記ヒートローラ内に内蔵したハロゲンランプ２３を
ＡＣ電源に接続する回路に直列に介挿したスイッチング
回路２４を駆動するようになっている。

【００１６】前記画像形成部１６は、図２に示すよう
に、感光ドラム２５を設け、この感光ドラム２５の周囲
にコロナ帯電器２６、現像器２７、転写器２８、クリー
ナ２９及び除電ランプ３０を配置している。前記感光ド
ラム２５は周面を感光面とし、印字時に図中矢印で示す
方向に回転し、この回転する感光ドラム２５の感光面を
前記コロナ帯電器２６で一様に帯電するようになってい
る。このコロナ帯電器２６で帯電された感光ドラム２５
の感光面を画像情報に基づいて変調された走査レーザ光
３１により露光し、感光面上に画像情報に基づいた静電
潜像を形成するようになっている。前記感光ドラム２５
の感光面に形成された静電潜像に前記現像器２７により
現像されてトナー像として顕像化するようになってい
る。

【００１７】前記現像器２７は、トナーホッパ３２内に
収容されたトナー３３を供給ローラ３４の回転により現
像ローラ３５に付着させる。現像ローラ３５は前記感光
ドラム２５に対接し、回転により付着したトナー３３を
感光ドラム２５へ搬送する。現像ローラ３５に付着した
トナー３３は感光ドラム２５に搬送される途中で規制部
材３６により層厚が規制された後、前記感光ドラム２５
の静電潜像上に付着するようになっている。

【００１８】こうして前記感光ドラム２５上に形成した
トナー像を前記転写器２８の動作により前記モータ２１
によって搬送される用紙３７に転写するようになってい
る。前記感光ドラム２５に転写後に残った残留トナーを
前記クリーナ２９によりクリーニングし、その後、感光
ドラム２５の感光面を除電ランプ３０で除電して次に画
像形成に備えるようになっている。すなわち、除電後の
感光ドラム２５はコロナ帯電器２６で再度帯電されるこ
とになる。トナー像を転写した用紙３７は要部となる加
熱定着装置３８に搬送され、この加熱定着装置３８で加
熱定着されてから外部に排出されるようになっている。

【００１９】前記加熱定着装置３８は、図３に示すよう
に、前記ハロゲンランプ２３を内蔵したヒートローラ３
９とプレスローラ４０を圧接して対向配置し、ハロゲン
ランプ２３により加熱したヒートローラ３９とプレスロ
ーラ４０を矢印方向に回転して用紙３７をヒートローラ
３９とプレスローラ４０との間を通過させることでトナ
ーを溶融して定着するようになっている。前記ヒートロ
ーラ３９の表面に前記サーミスタ１８を接触させて設
け、ヒートローラ３９の表面温度を検出するようになっ
ている。

【００２０】前記ＣＰＵ７は、前記ゲートアレイ２０を
制御して図４及び図５に示すハロゲンランプ２３の通電
制御を行うようになっている。加熱開始に先立って、Ｓ
１１にてサーミスタ１８の温度ｘを検出する（温度検出
手段）。

【００２１】そして、検出温度ｘが基準温度の１０７℃
以下か否かをチェックする。検出温度ｘが基準温度１０
７℃以下であれば定着装置３８が冷えていると判断し、
Ｓ１２にて定着に必要なヒートローラ３９の定着温度Ｔ
を高めの１６３℃に設定する。また、検出温度ｘが基準
温度１０７℃を越えていれば少し前に定着装置３８を使
用したと判断し、Ｓ１３にて定着に必要なヒートローラ
３９の定着温度Ｔを低めの１５９℃に設定する（定着温
度設定手段）。

【００２２】そして、Ｓ１４にてスイッチング回路２４
を駆動してハロゲンランプ２３をオンし、Ｓ１５にて所
定時間間隔でサーミスタ１８の検出温度ｘをサンプリン
グする。この状態でサーミスタ１８の検出温度ｘが１３
１℃以上に達すると、Ｓ１６にてヒートローラ３９及び
プレスローラ４０の回転を開始させる。

【００２３】この状態でサーミスタ１８の検出温度ｘが
定着温度Ｔ以上に達するか否かをチェックし、定着温度
Ｔ以上に達すると、Ｓ１７にてハロゲンランプ２３をオ
フし、Ｓ１８にて印字を開始させ、Ｓ１９にて印字枚数
カウンタＹを０リセットする。印字が開始すると、感光
ドラム２５が回転を開始するとともにモータ２１による
用紙３７の搬送が開始し、帯電器２６による帯電、走査
レーザ光３１による静電潜像の形成、現像器２７による
トナー現像、転写器２８による用紙３７へのトナー像の
転写が順次行われ、トナー像を転写した用紙３７が加熱
定着装置３８に搬送される。そして、用紙３７はヒート
ローラ３９とプレスローラ４０との間を通過して加熱定
着され外部に排出される。そして、複数枚の印字がある
場合は連続して２枚目以降の印字が行われる。

【００２４】印字枚数カウンタＹのカウント値が４未満
の状態ではサーミスタ１８の検出温度ｘが定着温度Ｔ以
上になると、Ｓ２０にてハロゲンランプ２３がオフ制御
され、検出温度ｘが定着温度Ｔ未満になると、Ｓ２１に
てハロゲンランプ２３がオン制御されてヒートローラ３
９の表面温度が定着温度に略一定に保持される。そし
て、１頁（用紙１枚）の印字が終了すると、Ｓ２２にて
印字枚数カウンタＹのカウント値が＋１される。１頁の
印字の終了は図示しない用紙排出口に設けられた排紙セ
ンサの出力をチェックすることで検出する。

【００２５】こうして複数枚の用紙３７に対する印字が
連続的に行われ、印字枚数カウンタＹのカウント値が４
以上になると、すなわち、５枚目の印字が行われると
き、サーミスタ１８の検出温度ｘが１５５℃を越えてい
れば、Ｓ２３にて定着温度Ｔを４℃低下させる（定着温
度可変手段）。

【００２６】こうして５枚以上の用紙に対して連続印字
を行う場合は定着温度Ｔが１５５℃を下限値として低下
される。すなわち、最初の定着温度Ｔが１５９℃であれ
ば１回だけ低下され、また、１６３℃であれば２回低下
される。そして、一連の印字が終了すると、Ｓ２４にて
ハロゲンランプ２３をオフ制御して一連の制御を終了す
る。

【００２７】このような構成においては、印字開始前に
ハロゲンランプ２３をオンしてヒートローラ３９を加熱
するが、ヒートローラ３９の加熱に先立ってサーミスタ
１８でヒートローラ３９の表面温度を検出し、この検出
温度ｘが１０７℃以下であれば定着装置が冷えていると
判断し定着温度Ｔを高めの１６３℃に設定し、また、検
出温度ｘが１０７℃を越えていれば少し前に定着装置を
使用したと判断し定着温度Ｔを低めの１５９℃に設定す
る。そして、ハロゲンランプ２３をオンしてヒートロー
ラ３９を加熱する。

【００２８】この状態でサーミスタ１８の検出温度ｘが
１３１℃に達すると、ヒートローラ３９とプレスローラ
４０を回転させて各ローラの表面温度を均一に分布させ
る。そして、サーミスタ１８の検出温度ｘが設定した定
着温度Ｔに達するとハロゲンランプ２３をオフ制御して
印字を開始させる。

【００２９】このように、加熱開始前のヒートローラ３
９の温度が低いときには、定着温度Ｔを高めに設定する
ので、サーミスタ１８の検出温度ｘが１３１℃に達した
ときヒートローラ３９とプレスローラ４０を回転させる
が、この回転はヒートローラ３９の温度が高めに設定し
た定着温度Ｔ（＝１６３℃）に達するまで継続してから
印字が開始されるので、印字を開始する時点ではヒート
ローラ３９及びプレスローラ４０の表面温度は充分に定
着に適した温度まで上昇し、しかも均一に分布すること
になり、加熱開始時の定着性をより向上できる。

【００３０】また、複数枚の用紙に対して連続的に印字
を行う場合は、１頁の印字が終了する毎に印字枚数カウ
ンタＹがカウントアップされ、このカウント値が４以上
になると、すなわち、５枚目の印字が行われるときに定
着温度Ｔが４℃低下され、最終的に定着温度Ｔが１５５
℃まで低下されるので、連続印字のようにヒートローラ
３９及びプレスローラ４０の表面温度や装置内の周囲の
温度が充分高くなっている状態で定着を行う場合は、用
紙３７に対して必要以上の熱エネルギーが供給されるの
を抑制することができ、これにより用紙に熱による紙し
わが生じるのを防止でき、連続定着時においても定着性
を向上できる。

【００３１】なお、連続印字のときに時間経過とともに
定着温度を徐々に低下させることも考えられるが、この
ようにした場合は実際に印字が終了した用紙の枚数をカ
ウントするのとは異なり、何等かの原因で給紙部からの
用紙の送出しが一時的にストップしたような場合でも定
着温度が低下されることになり、実際に定着する用紙の
枚数と定着温度との関係にずれが生じ適切な定着ができ
なくなるおそれがある。

【００３２】なお、この実施の形態では本発明をファク
シミリ装置に適用したものに付いて述べたが必ずしもこ
れに限定するものではなく、レーザプリンタや複写機等
電子写真方式で画像形成を行うものに適用できるもので
ある。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１記載の発明
によれば、たとえヒートローラ及びプレスローラが低温
状態においてヒートローラの加熱開始が行われても、ヒ
ートローラは勿論、プレスローラも充分定着に適した温
度に高めることができ、加熱開始時の定着性をより向上
できる。

【００３４】また、請求項２記載の発明によれば、加熱
開始時の定着性をより向上できるとともに複数枚の用紙
を連続して定着するときの用紙への必要以上の熱エネル
ギーの供給を抑制して用紙に紙しわが生じるのを防止で
き、連続定着時においても定着性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すファクシミリ装置の
ブロック図。

【図２】同実施の形態における画像形成部の概略構成
図。

【図３】同実施の形態における加熱定着装置の概略構成
図。

【図４】同実施の形態のＣＰＵによるハロゲンランプの
通電制御を示す流れ図。

【図５】同実施の形態のＣＰＵによるハロゲンランプの
通電制御を示す流れ図。

【図６】従来のハロゲンランプの通電制御を示す流れ
図。

【符号の説明】

７…ＣＰＵ（中央処理装置） ８…ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ） １６…画像形成部 １８…サーミスタ ２０…ゲートアレイ ２３…ハロゲンランプ ２４…スイッチング回路 ３９…ヒートローラ ４０…プレスローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートローラとプレスローラを圧接して
   対向配置し、前記ヒートローラを加熱し、所定の定着温
   度に達する前に前記ヒートローラ及びプレスローラを回
   転してヒートローラの熱をプレスローラに一様に与え、
   前記ヒートローラの温度が定着温度に達すると定着動作
   を許可する加熱定着装置において、前記ヒートローラの
   加熱開始前の温度を検出する温度検出手段と、この温度
   検出手段の検出温度が予め設定した基準温度に比べて高
   い場合には定着温度を低めに設定し、低い場合は高めに
   設定する定着温度設定手段とを設けたことを特徴とする
   加熱定着装置。
2. 【請求項２】 ヒートローラとプレスローラを圧接して
   対向配置し、前記ヒートローラを加熱し、所定の定着温
   度に達する前に前記ヒートローラ及びプレスローラを回
   転してヒートローラの熱をプレスローラに一様に与え、
   前記ヒートローラの温度が定着温度に達すると定着動作
   を許可するとともに、以降、定着温度に基づいて前記ヒ
   ートローラの加熱をオン、オフ制御して前記ヒートロー
   ラの温度を定着温度に略一定に保持する加熱定着装置に
   おいて、前記ヒートローラの加熱開始前の温度を検出す
   る温度検出手段と、この温度検出手段の検出温度が予め
   設定した基準温度に比べて高い場合には定着温度を低め
   に設定し、低い場合は高めに設定する定着温度設定手段
   と、複数枚の用紙を連続して定着するとき、枚数によっ
   て定着温度を低下させる定着温度可変手段とを設けたこ
   とを特徴とする加熱定着装置。