JPH11272115A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラを定着に必要な温度に維持し安定
して高画質に画像を定着すると共に、補助加熱ローラの
大きな温度上昇や下降によって起こる不具合を解消でき
る定着装置を提供する。 【解決手段】 定着ローラ温度センサＳ４によって検出
された温度が、定着温度を上回っていた場合には、補助
加熱ローラ３０の温度に拘らず補助加熱ローラ３０に設
けられた抵抗発熱層４４への通電を停止する一方、定着
温度を下回っていた場合には、抵抗発熱層４４に通電す
るよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機またはプリンタに備えられる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コピー機など、電子写真式の画像形成装
置には、未定着画像を定着するための定着装置として回
転可能な一対の定着ローラと加圧ローラとを設け、この
ローラ対の一つまたは両方に例えばハロゲンランプなど
のヒータを内蔵してローラ表面を加熱し、ローラ対の間
に未定着のトナーを保持した記録紙を通過させて未定着
トナーを記録紙に熱圧力定着させる熱ローラ定着と呼ば
れる方法を用いて定着を行なう定着装置が備えられてい
る。

【０００３】この熱ローラ定着方法では、未定着トナー
を十分に加熱して溶融させると共に記録紙に押しつける
必要がある。このため定着ローラと加圧ローラとを適切
な圧力で圧接させ、圧接により発生したニップ部でトナ
ーを記録紙に押しつける方法が一般的である。

【０００４】記録紙上のトナーには、このニップ部の領
域が長いほど長時間圧力が加えられることになる。この
ため、特に大量のトナーを定着させる必要があるカラー
画像形成装置では、十分な領域のニップ部を確保するた
めに定着ローラの表面をシリコンゴムなどの耐熱ゴムで
形成することが提案されている。

【０００５】熱ローラ定着方法による定着では、定着を
行なうたびに未定着トナーおよび記録紙に定着ローラ表
面の熱が奪われてしまい、定着ローラ表面の温度が一時
的に下がってしまう。定着時の定着ローラ表面の温度
は、形成される画像の画質に影響する重要な要素であ
り、画像形成装置では、この温度の低下を防止するため
一般的には定着ローラ表面に温度を検出するセンサを設
け、定着ローラ表面の温度低下に応じてヒータの出力を
調整し、定着ローラ表面の温度を所定の温度以上に保つ
よう構成されている。

【０００６】しかしながら、このような耐熱ゴムで形成
されたローラは、モノクロの画像形成装置に多く用いら
れる金属ローラと比べると、ゴムが比較的熱伝導率の低
い部材であることからヒータの熱がローラ表面に伝わり
にくい。よって、ヒータから供給された熱がゴムローラ
の表面に到達するまでの時間が金属ローラと比較すると
長くなる。

【０００７】よって、ゴムローラを定着ローラに用いた
定着装置では、低下した定着ローラ表面の温度が回復す
るまでに時間がかかる。また、このような定着ローラの
温度が回復してから次の記録紙を通紙すると、結果的に
画像形成装置自体の出力枚数（単位時間当たりに形成さ
れる画像枚数）が低下してしまう。

【０００８】また、画像形成装置の出力低下を避けるた
め、定着ローラ表面の温度が低下したまま通紙を行なう
と定着オフセットや画像の光沢度低下が起こり、形成さ
れた画像の画質が低下してしまう。

【０００９】なお、定着に関するエネルギー不足は、ヒ
ータにより多くの電力を供給できるよう画像形成装置を
構成すれば避けることも可能である。しかし、ヒータへ
の供給電力は、ヒータとして用いられるハロゲンランプ
などの寿命や、画像形成装置の供給電源により制限され
ており、より大きな電力を供給することは難しい場合が
多い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したような問題を
解決するため、近年では定着装置にさらに補助ヒータを
内蔵する補助加熱ローラを設け、この補助加熱ローラを
定着ローラまたは加圧ローラの少なくとも一方の表面に
接触させてローラ表面を直接加熱することによりローラ
内部からの熱量供給の遅れを補助するものが考えられ
る。このような補助加熱ローラを有する定着装置では、
一般的に定着ローラ、補助加熱ローラがそれぞれ所定の
温度を維持するように温度制御されている。また、補助
加熱ローラの目的から、補助加熱ローラの温度は、定着
ローラよりも高温になるよう設定されている。

【００１１】ところが、このように定着ローラと補助加
熱ローラとを個々に制御した場合、定着ローラが所定の
温度以上で、補助加熱ローラが所定の温度以下である
と、定着ローラは補助加熱ローラから熱の供給を受ける
必要がないにも拘らず、補助加熱ローラは所定の温度に
達しようとして昇温する。この結果、定着ローラは補助
加熱ローラからさらに熱を補給され、必要以上に高温と
なって記録紙やトナーに対して過度の熱を供給し、かえ
って画像の画質を損ねてしまう虞れがある。

【００１２】一方、定着ローラの温度が所定の温度以下
であり補助加熱ローラが所定の温度以上になっている場
合、定着ローラは補助加熱ローラからの熱の補給を待っ
ている状態であるのにも拘らず、補助加熱ローラは自身
の温度を所定温度にしようとして温度を下げようとす
る。この結果、定着ローラの温度も下降して定着に十分
な温度を維持することができずに画像の画質を損ねてし
まう虞れがある。

【００１３】また、以上述べた点を改善すべく、補助加
熱ローラの温度を定着ローラの温度に基づいて制御した
場合、補助加熱ローラが自身の設定温度とは無関係に上
昇、下降してしまう。よって、例えば補助加熱ローラが
低温になり過ぎた場合には、再び補助加熱ローラとして
の機能が果たせるようになるまでに非常に時間がかかっ
たり、高温になり過ぎて破損したり、定着ローラ表面を
損なったりする可能性がある。

【００１４】さらに定着装置が消費する電力は、画像形
成装置が消費する電力の一般的に５〜７割と大きく、補
助加熱ローラを設けた場合にはさらに増加する。画像形
成装置に供給される電力は、電源などの制限を受けてい
ることから、このような消費電力の増加は好ましくな
い。

【００１５】この点を改善するために定着ローラのヒー
タと補助加熱ローラのヒータとに交互に電力を供給する
ことも可能である。しかし、このような方法で電力供給
を行なった場合にも、定着ローラと補助加熱ローラとの
熱容量の相違によって両者の昇温時間が異なり、例えば
ウォーミングアップ時には補助加熱ローラが先に所定の
温度に達してしまう。この場合には、定着ローラが所定
の温度に達するまで補助加熱ローラは所定の温度を維持
しなければならず、これにかかる電力が無駄になってい
た。

【００１６】本発明は、このような点に鑑みて行われた
ものであって、定着ローラを定着に必要な温度に維持
し、安定して高画質に画像を定着すると共に、補助加熱
ローラの大きな温度上昇や下降によって起こる不具合を
解消できる定着装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電子写真式の画像形成装置において、トナーを加熱溶融
することにより記録媒体上に定着する定着装置であっ
て、相互に圧接回転可能に構成された一対の定着回転体
からなる定着回転体対と、前記定着回転体対の少なくと
も一方の定着回転体に設けられた定着加熱源と、前記定
着加熱源が設けられた定着回転体の温度を検出する定着
温度検出手段と、前記定着回転体対の少なくとも一方の
表面に圧接回転可能に配置された補助加熱手段と、補助
加熱手段を加熱する補助加熱源と、前記補助加熱手段の
温度を検出する補助加熱温度検出手段と、補助加熱温度
検出手段によって検出された温度に基づいて前記補助加
熱源を制御する補助加熱源制御手段とを有し、前記定着
温度検出手段によって検出された温度が、前記定着回転
体対に設定された温度である定着回転体設定温度を上回
っていた場合、前記補助加熱源制御手段は、前記補助加
熱温度検出手段が検出した温度に拘らず、前記補助加熱
源を所定の時間作動させないように制御することを特徴
とするものである。

【００１８】このように構成することによって、定着回
転体表面の温度が定着回転体設定温度よりも高い、すな
わち補助加熱手段の加熱を必要としない場合には補助加
熱手段の作動を停止し、定着回転体表面の温度が、定着
回転体設定温度に達しているにも拘らずさらに補助加熱
手段の加熱によって高まることを防ぐことができる。よ
って、定着回転体表面が所定の温度以上になることを防
ぎ、定着ローラの過剰な温度上昇によって生じる定着の
不具合を防止することができる。

【００１９】また、定着回転体表面への過剰な加熱を防
ぎ、定着装置の省電力化にも寄与することができる。

【００２０】請求項２記載の発明は、電子写真式の画像
形成装置において、トナーを加熱溶融することにより記
録媒体上に定着する定着装置であって、相互に圧接回転
可能に構成された一対の定着回転体からなる定着回転体
対と、前記定着回転体対の少なくとも一方の定着回転体
に設けられた定着加熱源と、前記定着加熱源が設けられ
た定着回転体の温度を検出する定着温度検出手段と、前
記定着回転体対の少なくとも一方の表面に圧接回転可能
に配置された補助加熱手段と、補助加熱手段を加熱する
補助加熱源と、前記補助加熱手段の温度を検出する補助
加熱温度検出手段と、補助温度検出手段によって検出さ
れた温度に基づいて前記補助加熱源を制御する補助加熱
源制御手段とを有し、前記定着温度検出手段によって検
出された温度が、前記定着回転体対に設定された温度で
ある定着回転体設定温度下回っていた場合、前記補助加
熱源制御手段は、前記補助加熱温度検出手段が検出した
温度に拘らず、前記補助加熱源を所定の時間作動させる
ように制御することを特徴とするものである。

【００２１】このように構成することによって、定着回
転体表面の温度が定着回転体設定温度よりも低い、すな
わち補助加熱手段の加熱を必要とする場合には補助加熱
手段を作動させ、定着回転体表面の温度が定着回転体設
定温度を下回ることを防止する。よって、常に定着回転
体表面の温度が少なくとも定着回転体設定温度に保たれ
て高光沢に画像の定着を行なうことができる。

【００２２】請求項３記載の発明は、前記補助加熱温度
検出手段によって検出された温度が前記補助加熱手段に
設定された温度である限界温度の範囲を越えた場合に
は、前記定着温度検出センサの検出温度にかかわらず、
定着動作を停止する定着制御手段をさらに有することを
特徴とするものである。

【００２３】このように構成することによって、限界温
度の上限として例えば定着回転体が劣化すると思われる
以上の温度を設定して、補助加熱手段による過剰な加熱
によって定着装置が劣化することを防ぐことができる。

【００２４】また、限界温度の下限として補助加熱手段
が機能しないと思われる温度を設定して、補助加熱手段
や補助加熱温度検出手段の故障を早期に検出することが
できる。

【００２５】請求項４記載の発明は、電子写真式の画像
形成装置において、トナーを加熱溶融することにより記
録媒体上に定着する定着装置であって、相互に圧接回転
可能に構成された一対の定着回転体からなる定着回転体
対と、前記定着回転体対の少なくとも一方の定着回転体
に設けられた定着加熱源と、前記定着回転体対の少なく
とも一方の表面に圧接回転可能に配置された補助加熱手
段と、補助加熱手段を加熱する補助加熱源と、前記定着
加熱源および補助加熱源を制御する加熱源制御手段とを
有し、前記加熱源制御手段は、前記定着回転体対と前記
補助加熱手段とが、略同時に所定の温度に達するように
記定着加熱源と前記補助加熱手源とに供給する電力の分
配比を決定し、ウォーミングアップ中は、決定した電力
分配比で前記定着加熱源と前記補助加熱源とに電力を供
給する電力制御手段とを有することを特徴とするもので
ある。

【００２６】このように構成することによって、ウォー
ミングアップ中の定着回転体と補助加熱手段とが、略同
時に所定の温度に達するようにできる。よって、定着回
転体と補助加熱手段とが同時にウォーミングアップを終
了し、供給される電力を無駄にすることを防ぐことがで
きる。

【００２７】請求項５記載の発明は、前記加熱源制御手
段は、加熱出力Ｗｔの定着加熱源が設けられた熱容量Ｃ
ｔの定着回転体の作動時間Ｔｔと、加熱出力Ｗｈの補助
加熱源が設けられた熱容量Ｃｈの補助加熱手段の作動時
間Ｔｈとを、Ｔｔ：Ｔｈ＝Ｃｔ／Ｗｔ：Ｃｈ／Ｗｈの関
係が成立するように前記電力の分配比を決定することを
特徴とするものである。

【００２８】このように構成することによって、ウォー
ミングアップ中の定着回転体と補助加熱手段との昇温の
速度が等しくなる配分比を簡易に決定することができ
る。

【００２９】請求項６記載の発明は、前記加熱源制御手
段は、前記定着加熱源と前記補助加熱手源とを交互に作
動させるよう制御することを特徴とするものである。

【００３０】このように構成することによって、補助加
熱手段を設けても、定着装置が時間当たりに消費する電
力が増加することがなく、画像形成装置に電力を供給す
る電源を変更する必要が無くなる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。

【００３２】なお、ここで述べる実施の形態は、いずれ
も本発明の定着装置を電子写真式のフルカラープリンタ
に適用した例を挙げて説明するものとする。

【００３３】図１は、本発明の定着装置を組み込んだフ
ルカラープリンタ１１を示す概略構成図である。

【００３４】図１に示されるフルカラープリンタ１１
は、像担持体としての感光体ドラム１２と、レーザ発生
器１４とを備え、矢印方向に回転する感光体ドラム１２
の周辺には、感光体ドラム１２の外周面を帯電する帯電
装置１３と、第１〜第４の現像器１５、１６、１７、１
８を備えた現像装置７５と、転写ベルト１９と、感光体
ドラム１２上の残留トナーを除去する図示しないクリー
ニング装置と、フルカラープリンタ１１内の温度を検出
する機内温度検出センサＴＳと、が配置されている。レ
ーザ発生器１４は、画像の形成に関する制御を行うコン
ピュータなどから送られてくる画像信号のレベルに応じ
て半導体レーザを駆動変調する。レーザ光は、図示しな
いポリゴンミラー、ｆ−θレンズおよび折返ミラーなど
を経由し、帯電装置１３と現像装置７５との間の位置
で、感光体ドラム１２に照射される。

【００３５】レーザ光の照射により感光体ドラム１２上
に形成された静電潜像は、第１現像器１５によりイエロ
ーのトナー像として顕像化される。このイエロートナー
像は、矢印方向に回転移動する転写ベルト１９上に保持
される。感光体ドラム１２上に次に形成された静電潜像
は、第２現像器１６によりマゼンタのトナー像として顕
像化され、このマゼンタトナー像は、転写ベルト１９上
のイエロートナー像の上に重ねられる。同様に、感光体
ドラム１２上に次に形成された静電潜像は、第３現像器
１７によりシアンのトナー像として顕像化され、このシ
アントナー像を転写ベルト１９上のトナー像の上に重ね
ることによって、フルカラートナー像が作成される。な
お、第４現像器１８にはブラックのトナーが収容されて
おり、モノクロプリントが指定された場合には、感光体
ドラム１２上の静電潜像は、この第４現像器１８により
顕像化される。

【００３６】一方、フルカラープリンタ１１の本体に対
して着脱自在に取り付けられる給紙カセット２０には、
複数枚の記録紙１０が積層した状態で収納されている。
記録紙１０は、給紙ローラ２１により１枚ずつ捌かれて
給紙され、タイミングローラ２２によりトナー像とタイ
ミングをとって転写領域２３に向けて搬送される。この
転写領域２３において、転写ベルト１９上のフルカラー
トナー像が記録紙１０に転写される。転写後の記録紙１
０は、転写ベルト１９から分離され、定着装置２４に向
けて搬送ベルト２５により搬送される。記録紙１０上に
転写された未定着トナーが定着装置２４において加圧溶
融され定着する。定着が完了した記録紙１０は、排紙ト
レイ２６に排出される。

【００３７】本実施形態の定着装置２４は、定着回転体
対となる定着ローラ３１、加圧ローラ３５を有し、さら
に定着ローラ３１と当接して回転するオイルローラ３４
と、クリーニングローラ３３と、定着ローラ３１を加熱
する補助加熱手段である補助加熱ローラ３０とを有して
いる。定着装置２４の詳細な構成および動作については
後述するものとする。

【００３８】記録紙１０への転写が終了すると、感光体
ドラム１２は、クリーニング装置にて残留トナーが除去
され、イレーサによって残留電荷が除電される。その
後、感光体ドラム１２は、帯電装置１３によって再度帯
電され、レーザ光による潜像形成を受け、現像器１５〜
１８によって現像される。

【００３９】記録紙搬送経路には記録紙１０を検出する
複数のセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置され、各センサＳ
１、Ｓ２、Ｓ３で記録紙１０の先端および／または後端
を検出した信号に基づいて、フルカラープリンタ１１内
に設けられた各部材の制御タイミングがとられる。

【００４０】図２は、図１に示される定着装置２４の構
成を説明する概略断面図である。

【００４１】図示した定着装置２４は、定着ローラ３１
と、定着ローラ３１と協働してトナーｔを記録紙上に定
着する加圧ローラ３５と、定着ローラ３１に備えられる
定着加熱源であるハロゲンランプ３２と、定着ローラ３
１と接触し、定着ローラ３１を加熱する補助加熱ローラ
３０とを有している。

【００４２】定着ローラ３１には、定着温度検出手段で
ある定着ローラ温度センサＳ４が隣接して配置されてお
り、定着ローラ表面の温度を検出している。また、補助
加熱ローラ３０には、補助加熱温度検出手段である補助
加熱ローラ温度センサＳ５が隣接して配置されており、
補助加熱ローラ表面の温度を検出している。

【００４３】この補助加熱ローラ温度センサＳ５は、補
助加熱ローラ３０の回転軸に対して位置決めされたサポ
ートに支持され、補助加熱ローラ３０との相対的な位置
関係、すなわち接触状態が一定に保たれている。

【００４４】以上の各センサＳ４，Ｓ５には、例えばサ
ーミスタ温度センサが用いられる。サーミスタ温度セン
サは、温度によって抵抗が変化する抵抗体であるサーミ
スタに通電し、この電気的抵抗の変化から温度を検出す
るセンサである。

【００４５】定着ローラ３１は、中空の金属ローラを芯
ローラにして、この中心軸上にハロゲンランプ３２が配
置されている。また、熱源としては、ハロゲンランプ３
２に代えて抵抗発熱体や電磁誘導加熱装置などを使用し
ても良い。定着ローラ３１の表面には、図示しない耐油
層などを介して１ｍｍから３ｍｍ程度の厚さのシリコン
ゴム８０が設けられており、また加圧ローラ３５の表面
にもシリコンゴム８０が設けられている。

【００４６】補助加熱ローラ３０は、芯ローラ４３の内
面に層状の抵抗発熱体（抵抗発熱層４４）と、図示しな
い絶縁層とを設けて構成され、外面にはテフロンが塗布
された約１００μｍの厚さのシリコンゴム８０が設けら
れている。抵抗発熱層４４、絶縁層、シリコンゴム８０
は、いずれも芯ローラ４３と一体的に回転する。芯ロー
ラ４３内面の抵抗発熱層４４は、通電されることによっ
てジュール熱を発生する部材であり、補助加熱ローラ３
０表面を加熱するヒータとして使用される。本実施の形
態では、この抵抗発熱層４４としてチタン酸バリウム系
セラミックが用いられている。絶縁層は、抵抗発熱層４
４と芯ローラ４３との絶縁を保つために挿入されてい
る。なお、本実施の形態では補助加熱源を抵抗発熱層と
して構成しているが、このような構成に代えてハロゲン
ランプを用いても良い。

【００４７】定着ローラ３１、加圧ローラ３５、ハロゲ
ンランプ３２、補助加熱ローラ３０は、後述するマイコ
ンなどの定着制御手段によって制御されている。

【００４８】ところで、図から明らかなように補助加熱
ローラ３０は、定着ローラ３１、加圧ローラ３５と比べ
て小型であって、しかも表面に設けられたシリコンゴム
８０も薄いために熱容量が小さく、定着ローラ３１より
も早く表面の温度が上昇する。本実施の形態では、この
ような補助加熱ローラ３０と定着ローラ３１との温度上
昇の速度の差を小さくし、定着ローラ３１の表面の温度
を均一にするようにハロゲンランプ３２、抵抗発熱層４
４を制御するものである。この内容については後に詳述
する。

【００４９】また、定着ローラ３１は、定着ローラ３１
に離型剤を塗布するオイル塗布ローラ３４と、定着ロー
ラ３１に付着したトナーｔや紙粉を除去するクリーニン
グローラ３３と接触している。オイル塗布ローラ３４が
塗布する離型剤としては、シリコンゴム８０への膨潤を
抑えたフェルニルシリコンオイルなどがある。

【００５０】一方、クリーニングローラ３３は、離型性
の差を利用して定着ローラ表面の異物を除去するローラ
である。定着ローラ表面に残ったトナーｔは、以降に行
なわれる定着で記録紙上に付着し、いわゆるオフセット
となって記録紙を汚す可能性がある。フルカラープリン
タ１１の定着では、特に記録紙へのトナー付着量が多い
ために定着ローラ表面にトナーｔが残りやすくなること
から、クリーニングローラ３３の役割が重要になる。

【００５１】図３は、定着装置２４を制御する本発明の
実施の形態に共通の定着制御部１００を説明する図であ
る。

【００５２】図示した定着制御部１００は、マイコン１
を中心に構成されており、マイコン１には、ユーザによ
ってプリントの指示が入力される操作パネル２と、定着
ローラ温度センサＳ４と、補助加熱ローラ温度センサＳ
５とから信号が入力される。マイコン１は、この入力さ
れた信号に基づいて、定着ローラ３１および加圧ローラ
３５に備えられたハロゲンランプ３２などのヒータの温
度を制御すると共にプリント開始のタイミングを制御
し、この制御信号を定着ローラ３１、加圧ローラ３５、
補助加熱ローラ３０を駆動する駆動部３に出力してい
る。

【００５３】操作パネル２からマイコン１へ入力される
プリントの指示としては、例えばプリントの開始、プリ
ントすべき用紙の枚数などがある。プリント開始が指示
された場合、マイコン１は、ハロゲンランプ３２や抵抗
発熱層４４に通電し、定着ローラ３１、補助加熱ローラ
３０の温度を、定着時の温度として設定された所定の温
度（定着温度）にするウォーミングアップを行なう。

【００５４】通常は、定着ローラ３１を定着温度にする
ため、定着ローラ温度センサＳ４からの信号に基づきハ
ロゲンランプ３２の通電を制御する。また、補助加熱ロ
ーラ３０を所定の温度（定着温度よりも高い温度）にす
るため、補助加熱ローラ温度センサＳ５からの信号に基
づき抵抗発熱層４４の通電を制御する。

【００５５】本実施の形態では、マイコン１が、このウ
ォーミングアップ時に定着ローラ３１と補助加熱ローラ
３０との熱容量に応じて、ハロゲンランプ３２と抵抗発
熱層４４とに供給する電力の分配比を決定し、ウォーミ
ングアップ中は、決定した電力分配比でハロゲンランプ
３２と抵抗発熱層４４とに交互に電力を供給している。

【００５６】また、プリントすべき用紙の枚数が入力さ
れた場合には、プリントすべき用紙の枚数分だけ定着ロ
ーラ３１、加圧ローラ３５、補助加熱ローラ３０を回転
するように駆動部３を制御している。

【００５７】以上、構成および制御を説明した定着装置
２４の定着の動作をより詳細に説明する。

【００５８】操作パネル２からマイコン１にプリント開
始の指示が出されると、図示しない電源からハロゲンラ
ンプ３２、抵抗発熱層４４に通電が行なわれる。この通
電でハロゲンランプ３２、抵抗発熱層４４に供給される
電力量は、定着ローラ３１、補助加熱ローラ３０の熱容
量に応じて決定されている。図４に定着ローラ３１と補
助加熱ローラ３０とに供給される電力量の一例を示す。

【００５９】図４の例では、定着ローラ３１に供給する
電力と、補助加熱ローラ３０に供給する電力とをデュー
ティ比を変えることによって変えており、しかも定着ロ
ーラ３１のハロゲンランプ３２をオンしている間は補助
加熱ローラ３０の抵抗発熱層４４への通電をオフし、ハ
ロゲンランプ３２をオフしている間は抵抗発熱層４４へ
の通電をオンするというように交互に通電を行なってい
る。このため、定着装置全体で単位時間当たりに使用す
る電力量は変わらない。よって、フルカラープリンタ１
１へ電力を供給する電源を大きくすることなく補助加熱
ローラ３０を設けることができる。

【００６０】なお、ハロゲンランプ３２、抵抗発熱層４
４への通電のデューティ比は、次のようにして決定でき
る。すなわち、ハロゲンランプ３２の出力をＷｔとし、
定着ローラ３１の熱容量をＣｔとする。また、抵抗発熱
層４４の出力をＷｈとし、定着ローラ３１の熱容量をＣ
ｈとすると、定着ローラ３１に備えられるハロゲンラン
プ３２のオン時間をｔ1on と、補助加熱ローラ３０に備
えられる抵抗発熱層４４の通電時間ｔ2on との比は、Ｔ
1on ：Ｔ2on ＝Ｃｔ／Ｗｔ：Ｃｈ／Ｗｈの関係が成立す
るように決定される。

【００６１】そして、ハロゲンランプ３２がオンしてい
るｔ1on の間抵抗発熱層４４がオフし、また抵抗発熱層
４４がオンしているｔ2on の間にはハロゲンランプ３２
がオフするというように交互に通電されている。よっ
て、電源は定着装置２４に常に電圧Ｖを出力しているこ
とになり、補助加熱ローラ３０を設けても出力電圧は増
加しない。

【００６２】この通電によって、ハロゲンランプ３２が
発熱して定着ローラ３１の表面の温度を昇温する。ま
た、抵抗発熱層４４もジュール熱を発生して補助加熱ロ
ーラ３０がその内周面側から加熱される。定着ローラ３
１、補助加熱ローラ３０の表面の温度は、定着ローラ温
度センサＳ４、補助加熱ローラ温度センサＳ５によって
それぞれ検出される。

【００６３】検出された温度が定着温度に達すると、図
示しないモータに連結されたギア列を介して各ローラが
回転駆動され、定着ローラ３１とこれに押圧する加圧ロ
ーラ３５との間のニップ部Ｎに未定着のトナーｔを保持
した記録紙１０が通される。

【００６４】このとき、本実施の形態では、前述したよ
うに定着ローラ３１と補助加熱ローラ３０とに供給する
電力を配分していることから、定着ローラ３１と補助加
熱ローラ３０とがほぼ同時に定着温度に達する。よっ
て、定着ローラ３１、あるいは補助加熱ローラ３０のい
ずれか先にウォーミングアップを完了したものが、ウォ
ーミングアップが遅い側のものを待つことがなくなり、
ウォーミングアップ中の消費電力の無駄を除くことがで
きる。

【００６５】マイコン１は、定着ローラ温度センサＳ４
の検出温度を所定の時間間隔で入力しており、この検出
値から定着ローラ３１の表面が定着温度を上回ったこと
を検知すると、ハロゲンランプ３２への通電を停止する
などしてハロゲンランプ３２を定着温度を維持するよう
に制御する。

【００６６】さらに本実施の形態では、補助加熱ローラ
温度センサＳ５が検出した温度に拘らず、抗発熱層４４
への通電も所定の時間停止する。よって、補助加熱ロー
ラ３０の温度だけが上昇することを防ぎ、定着中にも定
着ローラ３１表面の温度を均一に保つことができる。

【００６７】また、マイコン１は、定着ローラ温度セン
サＳ４の検出温度が定着温度を下回ったことを検知した
場合には、ハロゲンランプ３２への通電を開始するなど
してハロゲンランプ３２を定着温度に維持するように制
御する。このとき本実施の形態では、マイコン１は、補
助加熱ローラ温度センサＳ５が検出した温度に拘らず、
所定時間抵抗発熱層４４への通電を行なう。よって、常
に定着ローラ３１の表面を定着温度以上に維持すること
ができる。

【００６８】さらにマイコン１は、補助加熱ローラ３０
の温度を検出する補助加熱ローラ温度センサＳ５の検出
温度を所定の時間間隔で入力しており、この検出値に基
づいてフルカラープリンタ１１の動作を制御している。
この制御では、マイコン１には予め設定されたプリンタ
１１の動作を制御する上限温度と下限温度とが記憶され
ている。この上限温度とは、例えば補助加熱ローラ３０
が補助加熱ローラ３０自身、あるいは定着ローラ３１な
どの周辺の部材を損なう虞れがあると考えられる温度で
ある。

【００６９】特に定着ローラ３１などに用いられるシリ
コンゴム８０は、熱によって劣化しやすい部材である。
定着ローラ温度センサＳ４が検出した温度が上限温度に
達した場合、マイコン１は、駆動部３に指示して定着を
中断して操作パネル２に異常が発生したことを表示する
などして待機する。

【００７０】また、下限温度とは、補助加熱ローラの温
度が低下し、補助加熱の機能を果たさないと思われる温
度である。補助加熱ローラ温度センサＳ５が検出した温
度が下限温度以下に低下する場合には、抵抗発熱層４４
の故障または補助加熱ローラ温度センサＳ５が故障して
いることが考えられる。補助加熱ローラ温度センサＳ５
が検出した温度が下限温度に達した場合、マイコン１
は、駆動部３に指示して定着を中断して操作パネル２に
異常が発生したことを表示するなどして待機する。

【００７１】次に、以上説明した本実施の形態の定着装
置で行なわれる処理を、図５を用いて説明する。

【００７２】図５に示したした処理は、フルカラープリ
ンタ１１の動作全体のサブルーチンとして処理されてい
る。マイコン１は、画像形成中に定着ローラ温度センサ
Ｓ４の温度を定着温度Ｔとを比較し（Ｓ１）、この結
果、定着ローラ温度センサＳ４が検出した温度が定着温
度Ｔ以下であった場合にはハロゲンランプ３２をオンし
て定着ローラ３１を加熱する（Ｓ２）。続いて、補助加
熱ローラ温度センサＳ５が検出した温度と上限温度Ｔma
x とを比較し、補助加熱ローラ３０の温度が上限温度Ｔ
max 以下であった場合には、抵抗発熱層４４に通電し
（Ｓ４）、リターンする。

【００７３】また、ステップ３の判断で、補助加熱ロー
ラ３０の温度が上限温度Ｔmax 以上であった場合には、
カラープリンタ１１が画像形成を中止する（Ｓ５）。な
お、本実施の形態では、上限温度を約２２０〜２４０℃
とした。

【００７４】さらに、ステップ１の判断で定着ローラ温
度センサＳ４が検出した温度が定着温度Ｔ以上であった
場合には（Ｓ１）、ハロゲンランプ３２をオフする（Ｓ
６）。そして、補助加熱ローラ温度センサＳ５が検出し
た温度を下限温度Ｔmin と比較し（Ｓ７）、補助加熱ロ
ーラ３０の温度が下限温度Ｔmin 以上であれば抵抗発熱
層４４への通電を所定の時間停止する（Ｓ９）、（Ｓ１
０）。

【００７５】また、ステップ７の判断で、補助加熱ロー
ラ３０の温度が下限温度Ｔmin 以下であった場合には、
カラープリンタ１１が画像形成を中止する（Ｓ８）。な
お、本実施の形態では、下限温度を約１００〜１３０℃
とした。

【００７６】以上述べた本実施の形態は、定着ローラ表
面の温度が定着温度よりも高い、すなわち補助加熱ロー
ラの加熱を必要としない場合には補助加熱ローラの作動
を停止し、また、定着ローラの温度が定着温度よりも低
い、すなわち補助加熱ローラの加熱を必要とする場合に
は補助加熱ローラを作動させ、定着ローラ表面の温度が
定着温度を下回ることを防止する。

【００７７】よって、常に定着ローラ表面の温度を所定
の温度に保たれて、高光沢に画像を定着することができ
る。

【００７８】また、本実施の形態は、上限温度、下限温
度として、例えば上限温度には定着ローラが劣化する虞
れがある温度を設定し、また、下限温度には装置の故障
の虞れがある温度を設定した。

【００７９】よって、補助加熱ローラによる定着ローラ
への過剰な加熱と、定着温度不足とを防ぎ、安定して高
画質に画像を定着できると共に定着装置が劣化すること
を防ぐことができる。

【００８０】また、本実施の形態は、ウォーミングアッ
プ中の定着ローラと補助加熱ローラとの昇温の速度を等
しくすることができる。よって、定着ローラと補助加熱
ローラとが同時にウォーミングアップし、ウォーミング
アップの早い方の構成に他方のウォーミングアップの終
了を待つ間に電力が供給されることをなくし、電力の無
駄を省くことができる。

【００８１】さらに本実施の形態は、定着ローラと補助
加熱ローラとに交互に通電を行なうことによって、定着
装置が時間当たりに消費する電力を一定に保つことがで
き、フルカラープリンタに電力を供給する電源を大きい
ものに代える必要がない。

【００８２】なお、以上述べた本実施の形態では、定着
装置２４をローラ型のものとして構成したが、本発明は
このような例に限定されるものでなく、例えばベルト方
式の定着装置として構成しても良い。

【００８３】

【発明の効果】請求項１の発明は、補助加熱手段の加熱
を必要としない場合には補助加熱手段の作動を停止し、
定着回転体表面が所定の温度以上になることを防ぎ、定
着ローラの過剰な温度上昇によって生じる不具合を防止
することができる。

【００８４】また、定着回転体表面への過剰な加熱を防
ぎ、定着装置の省電力化にも寄与することができる。

【００８５】請求項２の発明は、補助加熱手段の加熱を
必要とする場合には補助加熱手段を作動させ、定着回転
体表面が所定の温度以下になることを防ぎ、定着ローラ
の過剰な温度低下によって生じる不具合を防止すること
ができる。

【００８６】請求項３の発明は、限界温度として例えば
定着回転体が劣化すると思われる以上の温度を設定し
て、補助加熱手段による過剰な加熱によって定着装置が
劣化することを防ぐことができる。また、限界温度とし
て補助加熱手段が機能しないと思われる以下の温度を設
定して、補助加熱手段が機能を回復するまでにかかる時
間を短くすることができる。

【００８７】請求項４記載の発明は、ウォーミングアッ
プ中の定着回転体と補助加熱手段との昇温の速度を等し
くすることができる。よって、定着回転体と補助加熱手
段とが同時にウォーミングアップを終了し、供給される
電力を無駄にすることを防ぐことができる。

【００８８】請求５記載の発明は、ウォーミングアップ
中の定着回転体と補助加熱手段との昇温速度が等しくな
る配分比を簡易に決定することができる。

【００８９】請求項６記載の発明は、画像形成装置に電
力を供給する電源を変更することなく補助加熱手段を設
けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の定着装置を組み込んだ全ての実施の
形態に共通のフルカラープリンタを示す概略構成図であ
る。

【図２】 本実施の形態の定着装置の構成を説明する概
略断面図である。

【図３】 本発明の定着装置を制御する全ての実施の形
態に共通の定着制御部を説明する図である。

【図４】 本発明の一実施の形態の定着ローラと補助加
熱ローラとに供給される電力量の一例を示す図である。

【図５】 本発明の一実施の形態の処理をフローチャー
トにして説明する図である。

【符号の説明】

１…マイコン（補助加熱制御手段、定着制御手段、電力
制御手段） ２…操作パネル ３…駆動部 １０…記録紙 ２４…定着装置 ３０…補助加熱ローラ（補助加熱手段） ３１…定着ローラ（定着回転体） ３２…ハロゲンランプ（定着加熱源） ３５…加圧ローラ（定着回転体） ４４…抵抗発熱層（補助加熱源）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真式の画像形成装置において、ト
   ナーを加熱溶融することにより記録媒体上に定着する定
   着装置であって、 相互に圧接回転可能に構成された一対の定着回転体から
   なる定着回転体対と、 前記定着回転体対の少なくとも一方の定着回転体に設け
   られた定着加熱源と、 前記定着加熱源が設けられた定着回転体の温度を検出す
   る定着温度検出手段と、 前記定着回転体対の少なくとも一方の表面に圧接回転可
   能に配置された補助加熱手段と、 当該補助加熱手段を加熱する補助加熱源と、 前記補助加熱手段の温度を検出する補助加熱温度検出手
   段と、 当該補助加熱温度検出手段によって検出された温度に基
   づいて前記補助加熱源を制御する補助加熱源制御手段と
   を有し、 前記定着温度検出手段によって検出された温度が、前記
   定着回転体対に設定された温度である定着回転体設定温
   度を上回っていた場合、前記補助加熱源制御手段は、前
   記補助加熱温度検出手段が検出した温度に拘らず、前記
   補助加熱源を所定の時間作動させないように制御するこ
   とを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 電子写真式の画像形成装置において、ト
   ナーを加熱溶融することにより記録媒体上に定着する定
   着装置であって、 相互に圧接回転可能に構成された一対の定着回転体から
   なる定着回転体対と、 前記定着回転体対の少なくとも一方の定着回転体に設け
   られた定着加熱源と、 前記定着加熱源が設けられた定着回転体の温度を検出す
   る定着温度検出手段と、 前記定着回転体対の少なくとも一方の表面に圧接回転可
   能に配置された補助加熱手段と、 当該補助加熱手段を加熱する補助加熱源と、 前記補助加熱手段の温度を検出する補助加熱温度検出手
   段と、 当該補助温度検出手段によって検出された温度に基づい
   て前記補助加熱源を制御する補助加熱源制御手段とを有
   し、 前記定着温度検出手段によって検出された温度が、前記
   定着回転体対に設定された温度である定着回転体設定温
   度を下回っていた場合、前記補助加熱源制御手段は、前
   記補助加熱温度検出手段が検出した温度に拘らず、前記
   補助加熱源を所定の時間作動させるように制御すること
   を特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 前記補助加熱温度検出手段によって検出
   された温度が前記補助加熱手段に設定された温度である
   限界温度の範囲を越えた場合には、前記定着温度検出セ
   ンサの検出温度にかかわらず、定着動作を停止する定着
   制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 電子写真式の画像形成装置において、ト
   ナーを加熱溶融することにより記録媒体上に定着する定
   着装置であって、 相互に圧接回転可能に構成された一対の定着回転体から
   なる定着回転体対と、 前記定着回転体対の少なくとも一方の定着回転体に設け
   られた定着加熱源と、 前記定着加熱源が設けられた定着回転体の表面に圧接回
   転可能に配置された補助加熱手段と、 当該補助加熱手段を加熱する補助加熱源と、 前記定着加熱源および補助加熱源を制御する加熱源制御
   手段とを有し、 前記加熱源制御手段は、前記定着回転体対と前記補助加
   熱手段とが、略同時に所定の温度に達するように前記定
   着加熱源と前記補助加熱手源とに供給する電力の分配比
   を決定し、ウォーミングアップ中は、決定した電力分配
   比で前記定着加熱源と前記補助加熱源とに電力を供給す
   る電力制御手段とを有することを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 前記加熱源制御手段は、加熱出力Ｗｔの
   定着加熱源が設けられた熱容量Ｃｔの定着回転体の作動
   時間Ｔｔと、加熱出力Ｗｈの補助加熱源が設けられた熱
   容量Ｃｈの補助加熱手段の作動時間Ｔｈとを、 Ｔｔ：Ｔｈ＝Ｃｔ／Ｗｔ：Ｃｈ／Ｗｈの関係が成立する
   ように前記電力分配比を決定することを特徴とする請求
   項４記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記加熱源制御手段は、前記定着加熱源
   と前記補助加熱手段とを交互に作動させるよう制御する
   ことを特徴とする請求項４または請求項５記載の定着装
   置。