JPH09329990A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置等に使用されているトナー画像
を記録紙に定着する熱定着装置にはワット数が大きく、
即ち熱容量の大きな熱源が用いられていた。該熱源によ
る温度制御時では、特に熱源が電源に対してＯＮされる
時の電気消費量が大きく、商用供給電源の電圧降下が発
生して照明器、その他の事務機器に影響を与えていた。 【解決手段】 定着用熱ローラと、該定着用熱ローラを
加熱する主熱源及び補助熱源と、該主熱源及び補助熱源
の温度を制御する温度制御手段とを有する画像形成装置
に於いて、前記熱定着用ローラに接して記録紙の画像を
定着中は前記主熱源のみで前記定着用熱ローラの加熱及
び温度制御を行い、画像形成待機中は前記補助熱源のみ
で前記定着用熱ローラの加熱及び温度制御を行うよう
に、前記温度制御手段が前記主熱源及び前記補助熱源を
制御することを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写装置、プリン
タ等の画像形成装置で形成された画像の熱定着に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に画像形成装置の複写装置、プリン
タ等に於いて、トナー画像を記録紙に形成した場合に
は、トナー画像を形成した記録紙は熱定着装置によりト
ナー画像を記録紙に溶着して定着している。前記熱定着
装置は、主として一本又は複数本の棒状の熱源を内蔵し
た定着用熱ローラと、圧着ローラとを一組として構成さ
れており、定着用熱ローラと、圧着ローラ間に記録紙を
通過させることで迅速に定着することが出来る。このよ
うなローラを用いた熱定着装置は熱効率が高く記録紙を
高速で通過させてもトナー画像に定着不良が発生せず、
又記録紙のジャムも発生しないため多く使用されてい
る。しかるに高速で記録紙を定着用熱ローラ面を通過さ
せて定着すると、記録紙自体に熱が吸収されて定着用熱
ローラ面より急速に熱を奪うため、後続の定着処理時に
定着不良が発生するため、熱容量の大きな熱源が使用さ
れている。しかし熱容量の大きな熱源は電力使用量が多
く不経済である。

【０００３】前記のような欠点を改善するため、普通の
熱容量を有する熱源を定着用熱ローラ内に複数設け、定
着用熱ローラが所定温度に達する迄は複数の熱源で加熱
し、所定温度に達した後は一本の熱源のみで一定温度に
加熱制御する手段が特公平３−４１８３１号公報で知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の定着用熱ローラ
内に設けた複数又は一本の熱源で定着用熱ローラを加熱
し、定着用熱ローラが所定の定着温度に達すると感熱セ
ンサによる温度検知で熱源の電源が切られる。そして定
着用熱ローラが定着不能温度に達する前に熱源の電源が
入り、定着用熱ローラを定着可能温度に保持するように
温度制御されている。前記熱源として従来よりハロゲン
ランプが使用されている。該ハロゲンランプは点灯初期
に於いて大きな電流が流れるため、使用されている商用
供給電源の電圧降下をもたらす。前記のように定着用熱
ローラ面を感熱センサによる温度検知し、所定温度に保
持するため頻繁にＯＮ，ＯＦＦが繰り返されると前記の
ように電源ＯＮ時に電圧降下が発生し、室内の照明器具
がちらついたり、他の事務機器に影響を与えてしまう。

【０００５】本発明は、定着用熱ローラの熱源のＯＮ，
ＯＦＦ回数を極力減少させ、且つ定着用熱ローラの定着
温度を所定温度に保持することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明
は、請求項１に於いて、定着用熱ローラと、該定着用熱
ローラを加熱する主熱源及び補助熱源と、該主熱源及び
補助熱源の温度を制御する温度制御手段とを有する画像
形成装置に於いて、前記熱定着用ローラに接して記録紙
の画像を定着中は前記主熱源のみで前記定着用熱ローラ
の加熱及び温度制御を行い、画像形成待機中は前記補助
熱源のみで前記定着用熱ローラの加熱及び温度制御を行
うように、前記温度制御手段が前記主熱源及び前記補助
熱源を制御すること、請求項２に於いて、定着用熱ロー
ラと、該定着用熱ローラを加熱する主熱源及び補助熱源
と、該主熱源及び補助熱源の温度を制御する温度制御手
段とを有する画像形成装置に於いて、画像形成待機中
に、前記定着用熱ローラの温度を制御する時は前記補助
熱源により加熱と温度制御を開始し、前記補助熱源によ
る加熱で一定時間後に前記定着用熱ローラが所定温度に
達していない時、前記主熱源を作動して、前記定着用熱
ローラの加熱及び温度制御を行うように、前記温度制御
手段が前記主熱源及び前記補助熱源を制御すること、請
求項３に於いて、前記定着用熱ローラを加熱する主熱源
は７００〜１１００Ｗの熱源であり、補助熱源は２００
〜５００Ｗの熱源であること、請求項４に於いて、前記
定着用熱ローラを加熱する主熱源及び補助熱源は、ハロ
ゲンランプで構成されていること、請求項５に於いて、
前記定着用熱ローラに圧接して回動する圧着ローラを有
することにより達成する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の熱定着装置を用いた画像
形成装置の実施形態を示す。

【０００８】

【実施例】

実施例１ 図１は、画像形成装置の一例として示す熱定着装置を有
する複写装置１００である。該複写装置１００内に設け
た感光体ドラム１０１の外周に、電荷を付与する帯電器
１０２と、該帯電器１０２により帯電した感光体ドラム
１０１面に静電潜像を形成するためミラー１０４を有す
る露光手段１０３と、静電潜像をトナーにより現像する
現像装置１０５と、現像された可視像を感光体ドラム１
０１面より記録紙Ｐに転写するため給紙装置１０７より
記録紙Ｐを給紙ローラ１０６で給紙し、記録紙搬送部Ｐ
１より搬送した記録紙Ｐに現像された前記可視像を感光
体ドラム１０１面より転写する転写器１０８と、画像を
転写した記録紙Ｐを感光体ドラム１０１面より分離する
分離器１０９で構成され、トナー画像が転写された記録
紙Ｐは、熱定着装置１１１で定着される。その後、感光
体ドラム１０１面はクリーニング装置１１０でクリーニ
ングされる。

【０００９】前記熱定着装置１１１は、熱定着ローラ１
１２と、該熱定着ローラ１１２に圧接する圧着ローラ１
１３よりなり、熱定着ローラ１１２内には７００〜１１
００Ｗのハロゲンランプより構成された主熱源Ｌ１と、
更に２００〜５００Ｗのハロゲンランプより構成された
補助熱源Ｌ２を内蔵している。そして熱定着ローラ１１
２の表面温度を検知する温度検知センサＳが熱定着ロー
ラ１１２面に設けられている。

【００１０】１１４は主熱源Ｌ１と、補助熱源Ｌ２に対
して電源１１５をＯＮ，ＯＦＦするためのスイッチで、
温度検知センサＳにより検知された温度によりＣＰＵ１
１６でスイッチ１１４をＯＮ，ＯＦＦし、主熱源Ｌ１
と、補助熱源Ｌ２により熱定着ローラ１１２を熱定着可
能温度となるように制御する。

【００１１】以上のように構成した複写装置１００の電
源をＯＮすることにより、同時にスイッチ１１４より電
源１１５と主熱源Ｌ１と、補助熱源Ｌ２が接続され、熱
定着ローラ１１２の加熱を開始する。

【００１２】図２は、熱定着ローラ１１２の定着温度と
時間の関係を示す温度制御図で、時間と共に主熱源Ｌ１
と、補助熱源Ｌ２で熱せられて熱定着ローラ１１２の温
度が上昇し、熱定着ローラ１１２の表面温度が温度検知
センサＳにより検知され、定着可能温度に達したことが
ＣＰＵ１１６で判断されるとスイッチ１１４内で主熱源
Ｌ１と補助熱源Ｌ２の電源がＯＦＦとなる。しかし直ち
に複写が開始され、前記のように記録紙Ｐにトナー画像
が形成されて熱定着装置１１１の熱定着ローラ１１２で
熱定着を開始する時は主熱源Ｌ１のみがＯＮされたまま
となり、複写時間「Ｔ１」の間は定着可能温度が維持さ
れる。尚、この際、補助熱源Ｌ２と電源１１５がＯＮさ
れた状態で熱定着ローラ１１２を加熱しても定着可能温
度が維持されていれば問題ない。

【００１３】即ち記録紙Ｐによる熱の吸収と、主熱源Ｌ
１の熱の供給が均衡し、温度検知センサＳにより熱定着
ローラ１１２の温度が規定温度以上に上昇したことがＣ
ＰＵ１１６で判断されないため、スイッチ１１４がＯＦ
Ｆとならず、ＯＮの状態が維持される。複写操作が完了
し、複写装置１００が待機状態になるとスイッチ１１４
がＯＦＦとなり主熱源Ｌ１の電源１１５が切れて放熱が
一旦終了するが、主熱源Ｌ１の電源のスイッチ１１４が
そのままＯＦＦ状態となり、一点鎖線で示すように主熱
源Ｌ１の温度は低下する。

【００１４】ここで、複写装置１００が待機状態の「Ｔ
２」であるとＣＰＵ１１６で判断されるとスイッチ１１
４で補助熱源Ｌ２の電源のみがＯＮとなり、補助熱源Ｌ
２で熱定着ローラ１１２を加熱し、定着可能温度に達す
ると補助熱源Ｌ２の電源のみがＯＦＦとなる。待機状態
の「Ｔ２」の間は以上の補助熱源Ｌ２のみでスイッチ１
１４がＯＮ，ＯＦＦの間隔で繰り返し、熱定着ローラ１
１２を加熱する。

【００１５】この場合補助熱源Ｌ２は放熱量が小さいの
で定着可能温度に達するには主熱源Ｌ１よりかなり時間
（６０ｓｅｃ）を必要とする。しかし複写装置１００が
複写を開始したことがＣＰＵ１１６で判断されるとスイ
ッチ１１４により主熱源Ｌ１の電源が接続され、直ちに
熱定着ローラ１１２を加熱し、短時間に定着可能温度ま
で上昇させる。

【００１６】このように複写装置１００が待機状態の
「Ｔ２」であるとＣＰＵ１１６で判断されるている時は
電力量の小さい補助熱源Ｌ２のみで熱定着ローラ１１２
を加熱しているため、該熱定着ローラ１１２が定着可能
温度となる迄の温度上昇時間が長く、スイッチ１１４の
ＯＮ，ＯＦＦが頻繁に行われず、更に補助熱源Ｌ２のＯ
Ｎ，ＯＦＦでは電圧降下が比較的小さいため、他の電気
機器に大きな影響を与えない。

【００１７】実施例２ 図３は、前記実施例１に示した構成と異なる他の実施例
をフローチャートで示す。

【００１８】本実施例に於いても、図１の複写装置１０
０の構成を用いて説明する。複写装置１００の電源をＯ
Ｎすることにより、同時にスイッチ１１４より電源１１
５と主熱源Ｌ１と、補助熱源Ｌ２が接続され、熱定着ロ
ーラ１１２の加熱を開始する。即ち、図３の「ＳＴＡＲ
Ｔ」で熱定着ローラ１１２が熱源Ｌ１と、補助熱源Ｌ２
で加熱され、Ｆ１でウォームアップ中であるか否かが判
断され、熱定着ローラ１１２が加熱されておらず、ウォ
ームアップ中であると判断された時は「ＹＥＳ」とな
り、Ｆ２により熱源Ｌ１と、補助熱源Ｌ２のスイッチ１
１４がＯＮとなり、熱定着ローラ１１２は所定の定着可
能温度に加熱される。

【００１９】一方熱定着ローラ１１２は所定の定着可能
温度に加熱されＦ１のウォームアップが完了していると
判断された時は「ＮＯ」となり、Ｆ３により熱定着ロー
ラ１１２は所定の定着温度Ａ℃（例えば１９０℃）以下
であるか否かが判断され、定着温度Ａ℃以下であると判
断された時は「ＹＥＳ」となり、Ｆ４で補助熱源Ｌ２の
スイッチ１１４のみがＯＮとなり点灯する。以上熱定着
ローラ１１２が所定の定着温度Ａ℃以上であると判断さ
れれば「ＮＯ」となり、Ｆ５に於いて主熱源Ｌ１及び補
助熱源Ｌ２の２本の熱源が点灯しているか否かが判断さ
れ、「ＹＥＳ」の場合はＦ５１で２本の熱源である主熱
源Ｌ１及び補助熱源Ｌ２がスイッチ１１４で「ＯＦＦ」
となる。又Ｆ５に於いて「ＮＯ」と判断され２本の熱源
である主熱源Ｌ１及び補助熱源Ｌ２が点灯していない場
合はＦ５２に於いて電源１１５間のスイッチ１１４より
主熱源Ｌ１及び補助熱源Ｌ２の何れか一方を点灯し、一
方の熱源を「ＯＦＦ」にした後、各々制御フローが循環
される。

【００２０】前記Ｆ４で補助熱源Ｌ２のスイッチ１１４
のみがＯＮとなり点灯が続行し、Ｆ５により、前記補助
熱源Ｌ２の点灯から時間Ｔ３（例えば１ｓｅｃ）が経過
したか否かが判断され、時間Ｔ３が経過していれば「Ｙ
ＥＳ」となり、次のＦ７で熱定着ローラ１１２は所定の
定着温度Ｂ℃（例えば１９３℃）以上であるか否かが判
断され、定着温度Ｂ℃以上であれば「ＹＥＳ」となり、
更に次のＦ９で前記補助熱源Ｌ２の点灯から時間Ｔ４
（例えば２ｓｅｃ）が経過したか否かが判断され、経過
していれば「ＹＥＳ」となり、次のＦ１０で主熱源Ｌ１
及び補助熱源Ｌ２と電源１１５間のスイッチ１１４がＯ
Ｎとなって点灯し、次のＦ１１のＲＴＳより制御フロー
が循環される。

【００２１】そして前記補助熱源Ｌ２の点灯から時間Ｔ
４が経過していなげれば「ＮＯ」となり、Ｆ１１のＲＴ
Ｓより制御フローが循環される。

【００２２】又前記Ｆ７で熱定着ローラ１１２は所定の
定着温度Ｂ℃に達していないと判断されると「ＮＯ」と
なり、Ｆ８で２本めの電源、即ち主熱源Ｌ１が点灯し、
熱定着ローラ１１２を急速に加熱し、次のＦ１１のＲＴ
Ｓより制御フローが循環される。尚、前記補助熱源Ｌ２
が点灯し、熱定着ローラ１１２を加熱していると、主熱
源Ｌ１を点灯した時に突入電力は本来の初期突入電流値
より小さな電流値でＯＮ，ＯＦＦ制御出来る。

【００２３】以上のように、本実施例２に於いてもウォ
ームアップが完了して複写装置１００が待機状態の場合
は補助熱源Ｌ２のＯＮ，ＯＦＦを間隔を於いて行い、主
熱源Ｌ１の点灯は行わない。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に於いて、定着用熱ローラと、
該定着用熱ローラを加熱する主熱源及び補助熱源と、該
主熱源及び補助熱源の温度を制御する温度制御手段とを
有する画像形成装置に於いて、前記熱定着用ローラに接
して記録紙の画像を定着中は前記主熱源のみで前記定着
用熱ローラの加熱及び温度制御を行い、画像形成待機中
は前記補助熱源のみで前記定着用熱ローラの加熱及び温
度制御を行うように、前記温度制御手段が前記主熱源及
び前記補助熱源を制御するようにしているので、複写中
は熱容量の大きな主熱源のみで定着用熱ローラの加熱及
び温度制御を行っており、特に複写中は定着用熱ローラ
よりの放熱が多く、主熱源は略点灯の状態となり消灯し
ないため、温度制御によるスイッチのＯＮ，ＯＦＦが少
なくなるので、商用供給電源の電圧降下が発生せず、安
定した電圧を保持することが出来る。従って他の照明
器、事務機器、電気機器に影響を及ぼすことがない。そ
して待機中のみ熱容量の小さな補助熱源のみで定着用熱
ローラの加熱及び温度制御を間隔をおいて制御してい
る。

【００２５】請求項２に於いて、定着用熱ローラと、該
定着用熱ローラを加熱する主熱源及び補助熱源と、該主
熱源及び補助熱源の温度を制御する温度制御手段とを有
する画像形成装置に於いて、画像形成待機中に、前記定
着用熱ローラの温度を制御する時は前記補助熱源により
加熱と温度制御を開始し、前記補助熱源による加熱で一
定時間後に前記定着用熱ローラが所定温度に達していな
い時、前記主熱源を作動して、前記定着用熱ローラの加
熱及び温度制御を行うように、前記温度制御手段が前記
主熱源及び前記補助熱源を制御するようにしたので、ウ
オーミングアップ中は熱容量の大きな主熱源と補助熱源
で定着用熱ローラの加熱を行っており、主熱源は略点灯
の状態となり消灯しないため、温度制御によるスイッチ
のＯＮ，ＯＦＦが少なくなるので、商用供給電源の電圧
降下が発生せず、安定した電圧を保持することが出来
る。従って他の照明器、事務機器、電気機器に影響を及
ぼすことがない。そして待機中は熱容量の小さな補助熱
源のみで定着用熱ローラの加熱及び温度制御を間隔をお
いて制御している。

【００２６】請求項３に於いて、前記定着用熱ローラを
加熱する主熱源は７００〜１１００Ｗの熱源であり、補
助熱源は２００〜５００Ｗの熱源を用いることにより、
主熱源の大きな熱容量により定着用熱ローラで良好な定
着を行うことが可能であり、更に小さい熱容量による補
助熱源で温度制御によるスイッチのＯＮ，ＯＦＦを行う
ため、商用供給電源の電圧変動が発生しない。

【００２７】請求項４に於いて、前記定着用熱ローラを
加熱する主熱源及び補助熱源は、ハロゲンランプで構成
されており、放熱効率がよく良好な定着と、温度制御に
よるスイッチのＯＮ，ＯＦＦによる応答性もよい。

【００２８】請求項５に於いて、前記定着用熱ローラに
圧接して回動する圧着ローラを有することにより、定着
用熱ローラによるトナー画像を転写した記録紙の熱定着
性能もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複写装置と熱定着装置とを示す全体構
成図。

【図２】本発明の熱定着装置の定着温度と時間との関係
を示す説明図。

【図３】本発明の熱定着装置の熱源の作動を示す他の実
施例のフローチャート図。

【符号の説明】

１００ 複写装置 １０１ 感光体ドラム １０２ 帯電器 １０５ 現像装置 １１１ 熱定着装置 １１２ 熱定着ローラ １１３ 圧着ローラ Ｌ１ 主熱源 Ｌ２ 補助熱源 １１４ スイッチ １１５ 電源 １１６ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊泉 輝彦 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 松平 直 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 坂田 智志 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着用熱ローラと、該定着用熱ローラを
   加熱する主熱源及び補助熱源と、該主熱源及び補助熱源
   の温度を制御する温度制御手段とを有する画像形成装置
   に於いて、前記熱定着用ローラに接して記録紙の画像を
   定着中は前記主熱源のみで前記定着用熱ローラの加熱及
   び温度制御を行い、画像形成待機中は前記補助熱源のみ
   で前記定着用熱ローラの加熱及び温度制御を行うよう
   に、前記温度制御手段が前記主熱源及び前記補助熱源を
   制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 定着用熱ローラと、該定着用熱ローラを
   加熱する主熱源及び補助熱源と、該主熱源及び補助熱源
   の温度を制御する温度制御手段とを有する画像形成装置
   に於いて、画像形成待機中に、前記定着用熱ローラの温
   度を制御する時は前記補助熱源により加熱と温度制御を
   開始し、前記補助熱源による加熱で一定時間後に前記定
   着用熱ローラが所定温度に達していない時、前記主熱源
   を作動して、前記定着用熱ローラの加熱及び温度制御を
   行うように、前記温度制御手段が前記主熱源及び前記補
   助熱源を制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記定着用熱ローラを加熱する主熱源は
   ７００〜１１００Ｗの熱源であり、補助熱源は２００〜
   ５００Ｗの熱源であることを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記定着用熱ローラを加熱する主熱源及
   び補助熱源は、ハロゲンランプで構成されていることを
   特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記定着用熱ローラに圧接して回動する
   圧着ローラを有することを特徴とする請求項１、２、３
   又は４記載の画像形成装置。