JPH11202673A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱ローラの記録材搬送領域に温度検出器との
摺擦による局部的な摩耗が発生せず、長期間使用するこ
とが可能な定着装置を提供する。 【解決手段】記録材(6)のローラ回転軸(1a)方向と平行
をなす辺の長さ(L)の相違に基づき配光特性を異ならせ
て設けられた複数本のヒータ(3,4)と、ローラの記録材
搬送領域外側においてローラ表面に接触させて設けられ
た温度検出手段(5)と、幅変更信号出力手段(7)の出力に
基づき複数本のヒータの内、１本のヒータを選択するヒ
ータ選択手段(8)と、温度検出手段の出力値と比較する
ための基準値を各ヒータに対応させて設定し、温度検出
手段の出力値をヒータ選択手段によって選択されたヒー
タに対応する基準値と比較し、この比較結果に基づきヒ
ータの通電時間を制御する制御手段(9)とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー像を記録材
に定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の電子写真プロセスを用いて紙やＯ
ＨＰシート等の記録材上にトナー像を記録形成するレー
ザプリンタや複写機等の画像形成装置においては、トナ
ー像を記録材に定着させる定着装置を備えているのが一
般的であり、定着装置の構成形態としては、加熱ローラ
と加圧ローラとによりトナー像を保持した記録材を加熱
加圧しながら挟持搬送し、トナー像を記録材に定着させ
る、いわゆる熱ローラ方式の定着装置が普及している。

【０００３】通常、加熱ローラ側には、加熱ローラの表
面温度を一定に維持するためにサーミスタ等を用いた温
度検出手段が加熱ローラ表面に接触させて設けられてお
り、温度検出手段の出力値と、予め設定された基準値と
を比較し、この比較結果に基づき加熱ローラを構成する
ヒータの通電時間を制御するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の定着
装置においては、温度検出手段が、加熱ローラの記録材
搬送領域内に設けられているのが一般的であった。この
ため、加熱ローラの表面層が温度検出手段との摺擦によ
り局部的に摩耗してしまうという欠点があった。

【０００５】また、定着工程の際に加熱ローラ表面に付
着した微小トナーが、加熱ローラと温度検出手段との間
に蓄積し、加熱ローラの摩耗をさらに加速させ、その部
位において摩耗により段差が生じ定着不良を招いてしま
うという欠点があった。

【０００６】さらに、加熱ローラと温度検出手段との間
に蓄積したトナーがトナー塊となって記録材上に落下付
着し、このトナー塊が記録材上にそのまま定着されるこ
とにより不良印刷物を生じさせてしまうという欠点があ
った。

【０００７】このため、信頼性維持の観点から比較的短
い周期で加熱ローラと温度検出手段を交換しなければな
らなかった。

【０００８】上記の欠点を解消するための構成として、
温度検出手段を加熱ローラ表面に対し非接触で設ける事
も考えられるが、定着装置内部の環境温度や加熱ローラ
と温度検出器との間隙管理が難しく現実的でない。

【０００９】本発明の目的は、加熱ローラの記録材搬送
領域に温度検出器との摺擦による局部的な摩耗が発生せ
ず、長期間使用することが可能な定着装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、トナー像を
記録材に定着させる定着装置において、回転可能に軸支
されたローラと、前記ローラの回転軸方向に沿って支持
され、少なくとも前記記録材のローラ回転軸方向と平行
をなす辺の長さの相違に基づき、予め配光特性を異なら
せて設けられた複数本のヒータと、前記ローラの記録材
搬送領域外側においてローラ表面に接触させて設けら
れ、前記ローラの表面温度を検出する温度検出手段と、
記録材の前記辺の長さの変更に伴い記録材の幅が変更さ
れた旨の信号を出力する幅変更信号出力手段と、該幅変
更信号出力手段の出力に基づき前記複数本のヒータの
内、１本のヒータを選択するヒータ選択手段と、前記温
度検出手段の出力値と比較するための基準値を各ヒータ
に対応させて設定し、前記温度検出手段の出力値を前記
ヒータ選択手段によって選択されたヒータに対応する基
準値と比較し、この比較結果に基づきヒータの通電時間
を制御する制御手段とを有することにより達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。図１において、１は加熱ローラ、
２は加圧ローラ、３,４はヒータランプ、５は温度検出
器である。加熱ローラ１は円筒状の芯金ローラの内部に
ヒータランプ３,４を備え、表面層としてＰＦＡ（パー
フロロアルコキシ）樹脂等の離型性樹脂層を有し、外径
６０ｍｍで構成されている。温度検出器５は図３および
図５に示すように加熱ローラ１の記録材搬送領域よりも
外側に設けられている。

【００１２】温度検出器５は図２に示すようにシリコン
スポンジ等の弾性体５ａと、加熱ローラ１の表面温度を
検出する感温素子５ｂと、加熱ローラ１の表面に接触す
るポリイミドフィルム等の耐熱樹脂シート５ｃとから構
成され、板バネ１４によって加熱ローラ１に圧接されて
いる。

【００１３】図７に本発明の定着装置の概略回路を示
す。加熱ローラ１の回転軸１ａ方向に沿って設けられた
ヒータランプ３,４は、少なくとも記録材６のローラ回
転軸方向と平行をなす辺の長さＬの相違に基づき、予め
配光特性を異ならせて設けられおり、最大幅を含む幅広
記録材用のヒータランプ３は図４に示すようにヒータ中
央部分の発光比率が高い配光特性を有し、最小幅を含む
幅狭記録材用のヒータランプ４は図６に示すようにヒー
タ中央部分の発光比率が低い配光特性を有するように設
けられている。

【００１４】温度検出器５は、加熱ローラ１の記録材搬
送領域の外側においてローラ表面に接触させて設けられ
ている。記録材６の前記辺の長さＬが変更されると幅変
更信号出力手段７から幅変更信号が出力され、幅変更信
号に基づきヒータ選択手段８はヒータランプ３かヒータ
ランプ４のいずれかのヒータランプを選択する。

【００１５】制御手段９は、温度検出器５の出力値と各
ヒータランプ３,４に対応させて予め設定された基準値
とを比較する比較手段１０,１１と、比較手段１０,１１
での比較結果に基づきヒータランプ３,４の通電時間を
制御するヒータドライバ１２,１３を含んでいる。

【００１６】図３は、使用可能な記録材の内、最大幅の
記録材に定着を行う場合の加熱ローラ１の温度分布を示
す。最大幅の記録材に定着を行う場合は、先に述べたヒ
ータ選択手段８により加熱ローラ１に設けられた２本の
ヒータランプ３,４の内、点灯させるヒータランプとし
てヒータランプ３が選択される。

【００１７】温度検出器５を記録材搬送領域の外側に設
けると、加熱ローラ１の記録材搬送領域が温度検出器５
の設置部よりも温度低下速度が速く、温度検出器５の設
置部よりも記録材搬送領域の温度が低い状態で定着さ
れ、定着性が悪くなる場合がある。そこで、ヒータラン
プ３の巻線を、記録材搬送領域の中央部分で密巻きとし
てヒータランプ３中央部の発熱量を端部よりも多くした
り、あるいは加熱ローラ１の記録材搬送領域に相当する
部分の内面に黒色塗料を塗り熱吸収性を良くするなどの
工夫をすることにより、定着性を低下させることなく温
度検出器５を記録材搬送領域の外側に配設することがで
きるようになり、温度検出器５の表面にトナーが付着し
にくく、加熱ローラ１表面は摩耗しにくくなる。

【００１８】具体的には図４のようになる。即ち、加熱
ローラ１の有効面長は３４０ｍｍ、配光特性は中央部を
１としたとき、中央部の両側を０.７５とした。本構成
によれば、加熱ローラ１表面が温度検出器５との摺擦に
より摩耗した（約１０μｍ／３０万枚）が、定着不良等
の不具合は発生しなかった。

【００１９】なお、上記実施例において、温度検出器５
は最大幅の記録材の記録材端部から約５ｍｍ外側に離れ
た部位に設けた。上記実施例においては温度検出器５の
配設位置が最大幅の記録材端部から遠ざかるほど温度検
出の時定数は大きくなり、結果として温度検出部と搬送
領域の温度分布は大きくなる。

【００２０】実験の結果、良好な温度分布を維持するた
めには温度検出器５の配設位置は、最大幅の記録材端部
から１０ｍｍ以内が良好であることを確認した。また、
本発明の効果を著しく得るには加熱ローラ１の長手方向
の熱伝導と、記録材への熱供給のバランスから、印刷速
度は２００ｍｍ／秒以上が望ましい。

【００２１】図５は、使用可能な記録材の内、最小幅の
記録材を用いて定着を行った場合の加熱ローラ１の温度
分布を示す。最小幅の記録材に定着を行う場合は、図示
しないヒータランプ選択手段により加熱ローラ１に設け
られた２本のヒータランプ３,４の内、点灯させるヒー
タランプとしてヒータランプ４が選択される。ヒータラ
ンプ４は中央部分の発光密度を低くし、有効発光長を最
小記録材幅とほぼ同じ長さに設定する。具体的には図６
に示すようにヒータランプ４の配光特性は、中央部を１
とすると、中央部の両側を１.２５とした。

【００２２】本実施例において定着推奨温度（加熱ロー
ラ温度分布：１７０〜１９０℃）を得るためには、加熱
ローラ１の制御温度を最大幅の記録材を定着した場合に
比べると、約２０℃高めれば良いことも実験の結果判明
した。

【００２３】なお、本実施例においては、温度検出器５
にシリコンスポンジ等の弾性体と、温度を検出する感温
素子と、加熱ローラに接触する耐熱樹脂シートとからな
るものを用いたが、他の接触式温度検出器を用いても同
等の効果が得られることは言うまでもない。また、ヒー
タランプを２本用いた構成を実施例として記載したが、
記録材のサイズに合わせて２本以上用いても同等の効果
が得られる。

【００２４】また、使用する記録材の幅が変更された場
合には、記録材の送り込みに先立ち、加熱ローラと加圧
ローラを接触させたままの状態で所定時間、表面温度が
安定するまで回転させてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、加熱
ローラの記録材搬送領域に温度検出器との摺擦による局
部的な摩耗が発生せず、長期間使用することが可能な定
着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一実施例を示す側面図。

【図２】温度検出器の構成を説明するための側面図。

【図３】幅広の記録材を用いる場合の加熱ローラの温度
分布図。

【図４】幅広記録材定着時に用いるヒータランプの説明
図。

【図５】幅狭の記録材を用いる場合の加熱ローラの温度
分布図。

【図６】幅狭記録材定着時に用いるヒータランプの説明
図。

【図７】本発明の定着装置の概略回路図。

【符号の説明】

１…加熱ローラ、２…加圧ローラ、３,４…ヒータラン
プ、５…温度検出器、５ａ…弾性体、５ｂ…感温素子、
５ｃ…耐熱樹脂シート、６…記録材、７…幅変更信号出
力手段、８…ヒータ選択手段、９…制御手段、１０,１
１…比較手段、１２,１３…ヒータドライバ、１４…板
バネ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤沼 善隆 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像を記録材に定着させる定着装置に
   おいて、 回転可能に軸支されたローラと、 前記ローラの回転軸方向に沿って支持され、少なくとも
   前記記録材のローラ回転軸方向と平行をなす辺の長さの
   相違に基づき、予め配光特性を異ならせて設けられた複
   数本のヒータと、 前記ローラの記録材搬送領域外側においてローラ表面に
   接触させて設けられ、前記ローラの表面温度を検出する
   温度検出手段と、 記録材の前記辺の長さの変更に伴い記録材の幅が変更さ
   れた旨の信号を出力する幅変更信号出力手段と、 該幅変更信号出力手段の出力に基づき前記複数本のヒー
   タの内、１本のヒータを選択するヒータ選択手段と、 前記温度検出手段の出力値と比較するための基準値を各
   ヒータに対応させて設定し、前記温度検出手段の出力値
   を前記ヒータ選択手段によって選択されたヒータに対応
   する基準値と比較し、この比較結果に基づきヒータの通
   電時間を制御する制御手段とを有することを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】前記ローラの制御温度を、記録材の幅が狭
   くなるほど高い温度に設定したことを特徴とする請求項
   １記載の定着装置。
3. 【請求項３】幅広記録材用のヒータはヒータ中央部分の
   発光比率が高い配光特性を有し、幅狭記録材用のヒータ
   はヒータ中央部分の発光比率が低い配光特性を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の定着装置。