JPH1138826A - 加熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】加熱定着部材と加圧部材との間に記録シートを
挿通させて未定着トナー像の定着を行う加熱定着装置に
おいて、記録シートの挿通時における加熱定着部材の表
面温度の変動を防止し、常に一定した画質の定着画像を
得ることが可能な加熱定着装置を提供する。 【解決手段】発熱手段１１を内蔵して回転する加熱定着
部材１と、この加熱定着部材１に当接して回転する加圧
部材２と、上記発熱手段１１の動作を制御して上記加熱
定着部材１の表面温度を所定の設定温度に制御する加熱
制御手段とを備え、上記加熱定着部材１と加圧部材２と
の間に記録シート６を挿通させて未定着トナー像の定着
を行う加熱定着装置を前提とし、上記加熱定着部材１の
表面を冷却する冷却手段４を設けると共に、１枚目の記
録シート６が挿通される迄の所定時間だけ上記冷却手段
４を動作させる冷却制御手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱定着部材と加
圧ロールとの間に記録シートを挿通させ、かかる記録シ
ート上に転写された未定着トナー像を加熱及び加圧して
記録シートに定着させる加熱定着装置に係り、詳細に
は、記録シートが挿通された際の加熱定着部材の表面温
度の極端な低下を防止し、トナー像の定着不良の発生を
解消するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の加熱定着装置としては、
ハロゲンランプ等のヒータが内蔵された加熱定着ローラ
と、この加熱定着ローラに圧接する加圧ローラと、上記
ヒータの駆動を制御して上記加熱定着ローラの表面温度
を所定の設定温度に制御する加熱制御手段とを備え、未
定着トナー像を担持した記録シートをこれら加熱定着ロ
ーラと加圧ローラとの間に挿通させることによって、上
記加熱定着ローラの表面温度によって軟化したトナーを
記録シートの繊維間に浸透させ、かかる未定着トナー像
を記録シートに対して強固に定着させるように構成した
ものが知られている。

【０００３】特に、このように構成された加熱定着装置
では上記加熱定着ローラの周面をある程度の厚さの弾性
体で被覆することより、かかる弾性層が加圧ローラの圧
接によって歪みを生じることから、これら加熱定着ロー
ラ及び加圧ローラが記録シートをニップする領域を比較
的長く形成することができ、記録シートに担持された未
定着トナー像がイエロー、シアン、マゼンタの各色トナ
ー像の重ね合わせから形成されたカラー画像であって
も、これを十分に加熱溶融して記録シートに定着させる
ことができるといった利点を備えている。

【０００４】また、かかる弾性層に歪みを生じさせる
と、記録シートの表面と加熱定着ローラの表面との間に
微小なスリップが発生することから、溶融したトナーが
加熱定着ローラに付着する現象を防止することができ、
例えばカラー画像の如く多量のトナーが記録シートに定
着される場合や、薄紙の如く腰の弱い記録シートに対し
て画像定着を行う場合であっても、記録シートを加熱定
着ローラから自ずと剥離させることができた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、この加熱定着装
置では加熱定着ローラの表面温度が所定の設定温度以下
に低下すると、上記加熱制御手段が直ちにヒータを駆動
し、加熱定着ローラの表面温度の低下を防止するように
構成されているが、加熱定着ローラを被覆する弾性層は
熱伝導性が悪いことから、加熱定着ローラの表面温度の
低下を検出してヒータを動作させたとしても、かかるヒ
ータの供給する熱量が加熱定着ローラの表面に伝達され
るまでには若干の時間を要する。

【０００６】従って、多数枚の記録シートを連続的に挿
通させた場合、図７に示すように、１枚目の記録シート
が挿通されると加熱定着ローラの表面温度は急速に低下
していくが、その後は時間の経過に伴ってヒータの供給
熱量が加熱定着ローラの表面に伝熱されてくることか
ら、記録シートの挿通が継続しても加熱定着ローラの表
面温度は安定化してくる。

【０００７】しかし、このように加熱定着ローラの表面
温度が推移すると、１枚目の記録シートと２枚目、３枚
目以降の記録シートとではトナー像の定着温度が大きく
異なり、また、１枚目の記録シートについてもその先端
のトナー像と後端のトナー像とで定着温度が大きく異な
ってしまう。定着温度は記録シートに定着された画像の
光沢に大きく影響を及ぼすことから、かかる場合には１
枚目の記録シートの定着画像と２枚目以降の記録シート
の定着画像とで画質が大きく異なることとなり、また、
１枚目の記録シートの定着画像はその先端と後端とで画
質が異なってしまうといった問題点があった。

【０００８】一方、このような問題点を解決するものと
して、特開昭５２−４０１４３号公報、特開平６４−５
２１８４号公報等に開示される加熱定着装置が提案され
ている。この加熱定着装置では、上記加熱定着ローラに
隣接して外部加熱ローラを設けると共に、加熱定着ロー
ラの表面をこの外部加熱ローラで直接加熱するように構
成し、１枚目の記録シートの挿通時に加熱定着ローラの
表面温度が急激に低下するのを防止している。

【０００９】しかし、このように外部加熱ローラを設け
た場合には、かかる外部加熱ローラを加熱定着ローラの
表面温度よりも高温に加熱する必要が生じ、加熱定着ロ
ーラの他に外部加熱ローラに対しても電力を供給しなけ
ればならないことから、消費電力が嵩むといった問題点
があった。また、加熱定着ローラを外部から高温で加熱
すると、かかる加熱定着ローラの表面に設けられた離型
層が熱衝撃によって早期に劣化してしまう他、定着動作
中に加熱定着ローラの表面に塗布される離型剤も劣化し
てしまい、記録シート上のトナー像が加熱定着ローラの
表面にオフセットしてしまうといった問題点もあった。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、記録シートの挿
通時における加熱定着部材の表面温度の変動を防止し、
常に一定した画質の定着画像を得ることが可能な加熱定
着装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の加熱定着装置は、発熱手段を内蔵して回転
する加熱定着部材と、この加熱定着部材に当接して回転
する加圧部材と、上記発熱手段の動作を制御して上記加
熱定着部材の表面温度を所定の設定温度に制御する加熱
制御手段とを備え、上記加熱定着部材と加圧部材との間
に記録シートを挿通させて未定着トナー像の定着を行う
加熱定着装置を前提とし、上記加熱定着部材の表面を冷
却する冷却手段を設けると共に、１枚目の記録シートが
挿通される迄の所定時間だけ上記冷却手段を動作させる
冷却制御手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】記録シートの挿通によって加熱定着ローラ
の表面温度が急激に低下するということは、加熱定着ロ
ーラの内部から表面へ流出してくる熱量に比較して、記
録シートが加熱定着ローラの表面から奪い取っていく熱
量が極端に大きいことを意味している。一般に、熱量は
高温の部位から低温の部位へと流動し、しかも該熱量の
単位時間当たりの流量は高温部と低温部の温度差に依存
している。この点、記録シートが未だに挿通されてない
待機状態においては、加熱定着ローラの表面温度が所定
の設定温度に制御された状態にあり、加熱定着ローラの
内部温度と表面温度との間には余り差がない。それ故
に、待機時は加熱定着ローラの内部から表面へ流出して
いく熱量が少なく、そのままの状態で１枚目の記録シー
トを挿通すると、記録シートが加熱定着ローラの表面か
ら奪い取っていく熱量の方が過大となる。従来の加熱定
着装置はこのような理由により、１枚目の記録シートを
挿通した際に加熱定着ローラの表面温度が急速に低下し
てしまうものと結論される。

【００１３】これに対し、上記技術的手段を有する本発
明によれば、上記冷却制御手段が冷却手段を動作させ、
１枚目の記録シートが挿通される迄の所定時間だけ加熱
定着部材の表面を冷却するので、１枚目の記録シートが
加熱定着部材と加圧部材との間に挿通される際には、既
に加熱定着部材の内部温度と表面温度との間にはある程
度の大きさの温度差を形成することができ、かかる温度
差に基づいて加熱定着部材の内部の熱量をその表面へ積
極的に流出させることができる。これにより、記録シー
トが加熱定着部材の表面から奪い取っていく熱量と、加
熱定着部材の内部からその表面へ流出してくる熱量とを
均衡させることができ、１枚目の記録シートを挿通した
際に加熱定着部材の表面温度が急激に低下するのを防止
し、全ての記録シートについて略同一の表面温度でトナ
ー像の定着動作を行うことが可能となる。

【００１４】このような技術的手段において、上記冷却
手段を動作させる時点においては加熱定着部材の表面温
度が設定温度に制御されているため、加熱定着部材の表
面温度によっては内蔵された発熱手段が動作していない
場合も想定され、かかる場合には上記冷却手段によって
加熱定着部材を冷却しても、加熱定着部材の内部から表
面へ積極的に熱量を流出させることができない。従っ
て、かかる観点からすれば、上記冷却制御手段が冷却手
段を動作させるのと同時に、上記加熱制御手段が発熱手
段を動作させるのが好ましい。このように構成すれば、
冷却手段の動作時には必ず加熱定着部材に内蔵された発
熱手段が動作することとなり、発熱手段が加熱定着部材
の内部温度を高める一方、冷却手段が加熱定着部材の表
面温度を低下させることになるので、より早急に加熱定
着部材の内部と表面との間に一定以上の温度差を創出す
ることができ、加熱定着部材の内部からより多くの熱量
を早期に取り出すことができるものである。

【００１５】また、１枚目の記録シートの挿通前に冷却
手段を動作させる時間としては、かかる時間が余りに長
いと加熱定着部材の表面温度が低下し過ぎ、１枚目の記
録シートに対するトナー像の定着が十分になし得ない場
合もあり、かかる観点からすれば、冷却手段を動作させ
る際の加熱定着部材の表面温度に応じて、上記冷却手段
の動作時間を適宜変更するのが好ましい。

【００１６】更に、冷却手段を動作させた際に加熱定着
部材の表面温度が低下する割合は、加熱定着部材が保有
している熱量や加圧部材が保有している熱量、あるいは
加熱定着部材に内蔵された発熱手段の供給する熱量等に
応じて異なってくる。また、冷却手段を動作させる直前
の加熱定着部材あるいは加圧部材の表面温度からだけで
は、これらが保有している熱量を把握することは出来な
い。従って、かかる観点からすれば、この装置の立ち上
げ時における加熱定着部材又は加圧部材の表面温度、加
熱定着部材の表面温度の上昇速度等から、加熱定着部材
が保有している熱量や加圧部材が保有している熱量、あ
るいは発熱手段が加熱定着部材に供給する熱量を把握
し、これに基づいて上記冷却手段の動作時間を適宜変更
するのが好ましい。

【００１７】また更に、記録シートの挿通が開始された
後はトナー像の定着不良を防止するため、上記冷却手段
の動作を停止させるのが好ましいが、かかるタイミング
で冷却手段の動作を停止させると、加熱定着部材と加圧
部材との間に複数枚の記録シートが連続して挿通され、
且つ、これら記録シートの挿通間隔が長い場合には、次
の記録シートが挿通される迄に発熱手段の供給する熱量
によって加熱定着部材の表面温度がその内部温度の近傍
にまで上昇してしまい、内部から表面への熱量の流出が
減少してしまうことから、記録シートの挿通の度毎に加
熱定着部材の表面温度が急激に低下してしまう懸念があ
る。

【００１８】従って、かかる観点からすれば、記録シー
トの挿通間隔に応じ、上記冷却制御手段は１枚目の記録
シートが挿通された後も上記冷却手段を動作させ続ける
のが好ましい。このように構成すれば、記録シートの挿
通の合間における加熱定着部材の表面温度の上昇を防止
することができるので、常に加熱定着部材の内部温度と
表面温度との間に一定以上の差が設けられ、加熱定着部
材の内部から表面への熱量の流出を促進させ続けること
ができる。

【００１９】また、この種の加熱定着装置においては、
記録シートから加熱定着部材の表面に対して溶融したト
ナーが転移する所謂オフセットを防止するため、かかる
加熱定着部材の表面には所定のタイミングで離型剤が塗
布されるが、かかる離型剤を塗布する離型剤供給手段は
その動作時に加熱定着部材の表面から熱量を奪い取るた
め、本発明の冷却手段と同様、加熱定着部材の表面を冷
却する機能を有していると言える。このため、上記離型
剤供給手段が動作している状態において冷却手段を動作
させると、加熱定着部材の表面を過剰に冷却してしま
い、トナー像の定着不良が発生する懸念がある。従っ
て、かかる観点からすれば、上記離型剤供給手段が設け
られている場合、上記冷却制御手段はこの離型剤供給手
段の動作状況に応じて冷却手段の動作タイミング及び動
作時間を変更するのが好ましい。

【００２０】更に、本発明の冷却手段は加熱定着部材の
表面を冷却し得るものであれば、かかる加熱定着部材の
表面に適宜当接してこれを冷却する接触型のものであっ
ても、空気流を加熱定着部材に吹きつけてこれを冷却す
る非接触型のものであっても差し支えない。但し、前者
の接触型の場合には、冷却手段それ自体が加熱定着部材
から熱量を奪い取って昇温してしまうので、加熱定着部
材の冷却効果を高めるためには、冷却手段それ自体を冷
却する補助冷却手段を設けるのが好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の加熱定着装置を詳細に説明する。図１は本発明を適用
可能な加熱定着装置の実施例を示すものであり、カラー
複写機におけるトナー像の定着装置として利用されてい
る。同図に示すように、この加熱定着装置は、ヒータと
してのハロゲンランプ１１を内蔵した加熱定着ローラ
（加熱定着部材）１と、やはりヒータとしてのハロゲン
ランプ２１を内蔵すると共に上記加熱定着ローラ１と圧
接して従動回転する加圧ローラ（加圧部材）２と、上記
加熱定着ローラの表面に対して離型剤を塗布する離型剤
供給ローラ３と、上記加熱定着ローラ１に適宜当接する
冷却ローラ４とから構成され、未定着トナー像５を担持
した記録シート６が上記加熱定着ローラ１と加圧ローラ
２の間に挿通されるようになっている。

【００２２】先ず、上記加熱定着ローラ１は金属製コア
１２の周囲を弾性体層１３で被覆すると共に、かかるコ
ア１２の内部に出力６００Ｗのハロゲンランプ１１を収
容したものであり、上記コア１２としては外径３５ｍ
ｍ、肉厚１．５ｍｍ程度の炭素鋼が用いられている。上
記弾性体層１３は耐熱性を備えた下地層１３ａと溶融し
たトナーの付着を防止するためのトップコート層１３ｂ
とからなり、下地層１３ａには厚さ２ｍｍ、ゴム硬度６
０のシリコーンゴムが、トップコート層１３ｂには厚さ
３０μｍ、ゴム硬度７０のフッ素ゴムが夫々用いられ、
下地層１３ａに対してトップコート層１３ｂをディップ
コートすることで加熱定着ローラ１の周面を鏡面に近い
表面状態に保たれている。また、この加熱定着ローラ１
には図示外の駆動モータが接続されており、矢線方向へ
７０ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転駆動されるようになって
いる。

【００２３】一方、上記加圧ローラ２も金属製コア２２
の周囲を弾性体層２３で被覆すると共に、かかるコア１
２の内部に出力６００Ｗのハロゲンランプ１１を収容し
たものであり、上記コア１２としては外径３５ｍｍ、肉
厚１．５ｍｍ程度の炭素鋼が用いられている。また、上
記弾性体層２３も耐熱性を備えた下地層２３ａと両面コ
ピー等の際にトナーの付着を防止するためのトップコー
ト層２３ｂとからなり、下地層２３ａには厚さ０．５ｍ
ｍ、ゴム硬度６０のシリコーンゴムが、トップコート層
１３ｂには厚さ３０μｍ、ゴム硬度７０のフッ素ゴムが
夫々用いられている。この加圧ローラ２は６ｋｇ／ｃｍ
² の荷重で加熱定着ローラ１に圧接しており、かかる圧
接によって両ローラ１，２が形成するニップ幅は４ｍｍ
である。

【００２４】これら加熱定着ローラ１及び加圧ローラ２
の表面には夫々温度センサ５，６が当接しており、各ロ
ール１，２に内蔵されたハロゲンランプ１１，２１はこ
れら温度センサ５，６の検出信号に基づいてその点灯が
制御されるようになっている。これにより、この実施例
では待機時における加熱定着ローラ１及び加圧ローラ２
の表面温度を夫々１５０°Ｃに保持するように設定され
ている。

【００２５】また、上記離型剤供給ローラ３は、外径６
ｍｍのステンレス製の芯材３１の周囲にシリコンゴムや
各種発泡体、あるいは多孔質体等からなるオイル含浸体
３２を巻き付けると共に、かかるオイル含浸体３２の周
囲を気孔率３０〜９５％、厚さ３〜５０μｍの延伸ポリ
テトラフルオロエチレンの多孔質フィルム３３で被覆し
たものであり、上記オイル含浸体３２には所定粘度のシ
リコンオイルが約１００ｇ含浸させてある。この離型剤
供給ローラ３はスプリング３４を介してソレノイド３５
と接続されており、このソレノイド３５を駆動すること
により１ｋｇｆの荷重で上記加熱定着ローラ１の表面と
接離し、約２ｍｍのニップ幅を形成するように構成され
ている。そして、上記ソレノイド３５を駆動してこの離
型剤供給ローラ３を加熱定着ローラ１に圧接させると、
オイル含浸体３２に含まれたシリコンオイルが多孔質フ
ィルム３３を透過して加熱定着ローラ１の表面に塗布さ
れるようになっている。

【００２６】また、上記冷却ローラ４は外径２０ｍｍの
金属製の中実棒であり、図２（ａ）及び（ｂ）に示すよ
うに、支軸４１によって軸支された揺動アーム４２の一
端に回転自在に取り付けられると共に、かかる揺動アー
ム４２の動きに応じて加熱定着ローラ１と当接又は離間
するように構成されている。冷却ローラ４と反対側の揺
動アーム４２の端部にはコイルスプリング４３が接続さ
れており、このコイルスプリング４３の付勢力によって
上記冷却ローラ４は常に加熱定着ローラ１に当接する方
向へ付勢されている。また、揺動アーム４２には偏心カ
ム４４が当接しており、この偏心カム４４の回転位置に
応じて揺動アーム４２が支軸４１を中心として揺れ動
き、冷却ローラ４が加熱定着ローラ１に当接し又は離間
するようになっている。

【００２７】更に、上記冷却ローラ４の近傍にはファン
１０が設けられており、加熱定着ローラ１との当接によ
って昇温した冷却ローラ４の表面温度を送風によって冷
却し、常に冷却ローラ４の表面温度が加熱定着ローラ１
の表面温度よりも低くなるようしている。尚、一般的に
加熱定着装置を備えた複写機等では、加熱定着ローラ１
や加圧ローラ２の輻射熱によって周辺機器が加熱するの
を防止するため、加熱定着装置の周辺雰囲気をファンで
機外へ排出しているので、かかるファンを利用して冷却
ローラ４を冷却するように構成することも可能である。
また、冷却ローラ４それ自体の内部に冷却液を循環させ
て冷却効率を高めるように構成することもできる。

【００２８】図３はこの加熱定着装置の制御系を示すブ
ロック図である。符号７はマイクロコンピュータシステ
ムからなる定着制御部であって、この加熱定着装置の制
御プログラムが格納されると共に、加熱定着ローラ１の
温度センサ５及びハロゲンランプ１１、加圧ローラ２の
温度センサ６及びハロゲンランプ２１、加熱定着ローラ
１の駆動モータ８、上記冷却ローラ４を揺動させるため
の偏心カム４４、離型剤供給ローラ３を駆動するための
ソレノイド３５が接続されている。そして、温度センサ
５，６からは検出信号を受け取る一方、ハロゲンランプ
１１，２１、駆動モータ８等に対しては上記制御プログ
ラムに従った所定のタイミングで駆動信号を創出するよ
うになっている。また、この定着制御部７は複写機全体
の動作をコントロールしている主制御部９とも接続され
ており、この加熱定着装置が定着可能状態にあるか否か
を知らせる信号を主制御部に向けて送出する一方、かか
る主制御部からは複写動作の開始信号や記録シートの挿
通枚数等に関する情報を受信するようになっている。

【００２９】そして、以上のように構成された本実施例
の画像定着装置においては、上記加熱定着ローラ１と加
圧ベルト２との圧接によって形成されたニップ領域に対
して記録シート６を挿通させると、かかる記録シート６
に担持されていた未定着トナー像５が加熱・加圧されて
記録シート６に定着され、更にかかるニップ領域の終端
部で上記圧力ローラ３を加熱定着ローラ１に圧接させた
ことにより、剥離爪等の強制的な剥離手段を用いること
なく、ニップ領域を通過した記録シート６を加熱定着ロ
ーラ１から自然と剥離させることができるようになって
いる。

【００３０】次に、本実施例の加熱定着装置における具
体的制御を製目する。先ず、この加熱定着装置が搭載さ
れたカラー複写機の主電源を投入すると、複写機の主制
御部９は加熱定着装置の立ち上げを定着制御部７に対し
て指示する。これを受けて定着制御部７は温度センサ
５，６の検出信号に基づいて加熱定着ローラ１及び加圧
ローラ２の表面温度をチェックし、所定の設定温度より
も低いと判断した場合は各ハロゲンランプ１１，２１の
点灯を指示する。これにより、加熱定着ローラ１及び加
圧ローラ２の表面温度は設定温度に向けて上昇してい
く。そして、定着制御部７は逐次温度センサ５，６の検
出信号を確認し、加熱定着ローラ１及び加圧ローラ２の
表面温度が設定温度に達したならば、ハロゲンランプ１
１，２１の消灯を指示すると共に、主制御部９に対して
定着可能信号を出力し、複写開始信号の入力待ちの状態
となる。

【００３１】コピースタートボタンが押されて複写動作
が開始されると、図４のフローチャートに示すように、
主制御部９から定着制御部７に対して複写開始信号が入
力される（ＳＴ１）。複写開始信号を受信した定着制御
部７は直ちに内部タイマーをリセットすると共に（ＳＴ
２）、加熱定着ローラ１の駆動モータ８に対して駆動開
始信号を送出する（ＳＴ３）。これにより、加熱定着ロ
ーラ１及びこれに従動する加圧ローラ２が回転を開始す
る。

【００３２】複写動作が開始されてから１枚目の記録シ
ート６が定着装置に到達する迄に要する時間は複写作業
の内容によって予め決まっており、定着制御部７は主制
御部９から送られてくる情報及び前述のＳＴ２でリセッ
トとした内蔵タイマーのカウント値を参照することによ
り、記録シート６が定着装置に挿通される迄の残り時間
を把握することができる。従って、定着制御部７は内蔵
タイマーを参照しながら記録シート６の挿通１０秒前に
なったか否かをチェックし（ＳＴ４）、１０秒前になっ
たと判断される場合には、加熱定着ローラ１の表面温度
に関係なくハロゲンランプ１１を強制的に点灯する一方
（ＳＴ５）、偏心カム４４に駆動信号を送出し、冷却ロ
ーラ４を加熱定着ローラ１に対して当接させる（ＳＴ
６）。これにより、冷却ローラは加熱定着ローラに従動
して回転し、加熱定着ローラの表面から熱量を奪い取っ
ていく。

【００３３】この後、トナー像が転写された記録シート
１がこの加熱定着装置へと搬送されてくるのだが、定着
制御部７は図示外のシート検出センサの検出信号に基づ
き、記録シート６が加熱定着ロール１と加圧ローラ２と
の間に挿通されたか否かをチェックし（ＳＴ７）、挿通
されたと判断した場合には加熱定着ローラ１のハロゲン
ランプ１１の強制点灯を終了する一方（ＳＴ８）、偏心
カム４４に対して駆動信号を送出し、冷却ローラ４を加
熱定着ローラ１から離間させる（ＳＴ９）。そして、以
降は１枚目の記録シートに引き続いて一定の間隔で２枚
目、３枚目の記録シートが加熱定着ローラと加圧ローラ
との間に挿通される。

【００３４】図５は時経過に伴う加熱定着ローラの表面
温度の変化を模式的に示したグラフである。このグラフ
に示されるように、待機時には設定温度（１５０°Ｃ）
に維持されていた加熱定着ローラ１の表面温度は冷却ロ
ーラ４の当接と共に急速に低下していく。このとき、加
熱定着ローラ１の内部ではハロゲンランプ１１が強制的
に点灯されているので、その内部温度は待機時の設定温
度よりも高い温度に上昇しているものと考えられる。

【００３５】本願発明者が本実施例の装置について実際
に計測したところによれば、待機時の加熱定着ローラ１
の表面温度を１６０°Ｃに設定した場合、加熱定着ロー
ラ１の内部温度は１５０°Ｃであり、冷却ローラ４を１
０秒間だけ加熱定着ローラ１に当接させると共に同時間
だけランプ１１を強制点灯した場合の該ローラ１の表面
温度は１３５°Ｃ、内部温度は１７０°Ｃであった。そ
の結果、加熱定着ローラ１の内部温度と表面温度との差
は待機時には１０°Ｃ程度であったにもかかわらず、１
枚目の記録シート６の挿通の直前には３５°Ｃとなり、
冷却ローラ４の動作後の方が動作前よりも加熱定着ロー
ラ１の内部の熱量が該ローラ１の表面へ伝熱し易くなっ
ている。

【００３６】このため、本実施例の加熱定着装置におい
ては、１枚目の記録シート６の挿通を開始する際には、
既に、記録シート６が加熱定着ローラ１から奪い取って
いく熱量に見合った熱量が加熱定着ローラ１の内部から
表面と伝熱されており、図５に示すように、１枚目の記
録シート６を挿通させても加熱定着ローラ１の表面温度
が著しく低下することはなく、２枚目、３枚目の記録シ
ート６についても１枚目の記録シート６と略同じ定着温
度でトナー像の定着を行うことができるものである。従
って、本発明によれば、１枚目の記録シート６とそれ以
降の記録シート６のいずれについても略同様の画質を保
証することが可能となる。

【００３７】図６は時経過に伴う加熱定着ローラ１の表
面温度の変化を実際に計測した結果を示すグラフであ
り、グラフ中の実線は記録シート６の挿通に先立って加
熱定着ローラ１の表面を冷却した本発明の加熱定着装置
を、破線は冷却ローラ４を具備しない従来の加熱定着装
置を示している。また、冷却ローラ４による加熱定着ロ
ーラ１の冷却時間は７．５秒とし、記録シート６の挿通
はグラフ横軸の時間０ｓｅｃの時点で開始した。このグ
ラフから明らかなように、従来の加熱定着装置では１枚
目の記録シート６の挿通を開始する際の加熱定着ローラ
１の表面温度と、記録シート６の挿通中における加熱定
着ローラ１の最低温度との間に１４°Ｃもの差がある
が、本発明ではこれが８°Ｃに抑えられている。これに
より、本発明の加熱定着装置では従来よりも画質の定着
画像を得られることが確認された。

【００３８】尚、上記実施例では記録シート６の挿通１
０秒前から冷却ロール４を加熱定着ローラ１に当接させ
たが、加熱定着ローラ１の表面温度の過大な低下を防止
するため、冷却ローラ４を当接させるタイミングは待機
時における加熱定着ローラ１の表面温度に応じて適宜変
更するのが好ましい。例えば、待機時における加熱定着
ローラ１の表面温度が設定温度にまで高まっていないに
もかかわらず、定着制御部７に対して複写開始信号が入
力された場合には、冷却ローラ４の動作タイミングを遅
らせて、記録シート６の挿通前における加熱定着ローラ
１の冷却時間を短縮するのが良い。

【００３９】更に、上記実施例では記録シート６の挿通
開始と略同時に冷却ローラ４を加熱定着ローラ１から離
間させたが、記録シート６の挿通間隔によっては最後の
記録シート６の挿通が開始される直前まで冷却ローラ４
を加熱定着ローラ１に当接させておくのが好ましい。例
えば、カラー複写モードの場合には数色のトナー像を記
録シート６に転写している関係から、白黒複写モードに
比較して記録シート６の挿通間隔が２〜４倍となり、記
録シート６の挿通開始と同時に冷却ローラ４を離間させ
てしまったのでは、記録シート６の挿通の合間に加熱定
着ローラ１の表面温度が待機時の設定温度の近傍まで上
昇してしまい、各記録シート６を挿通するたび毎に加熱
定着ローラ１の表面温度が急激に低下することとなる。

【００４０】従って、カラー複写モード、特にイエロ
ー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を記
録シートに多重転写してカラー画像を形成するフルカラ
ー複写モードの場合は、記録シート６の挿通開始後も冷
却ローラ４を加熱定着ローラ１から離間させることなく
当接させ続け、記録シート６の挿通の合間における加熱
定着ローラ１の表面温度の上昇を防止するのが良い。こ
のように構成すれば、各記録シートともその先端と後端
とで定着温度に大差がなく、均一な画質の定着画像を得
ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の加熱
定着装置によれば、記録シートが挿通される迄の所定時
間だけ加熱定着部材の表面を冷却するように構成し、１
枚目の記録シートが加熱定着部材の表面から奪い取って
いく熱量と加熱定着部材の内部からその表面へ流出して
くる熱量とを均衡させるようにしたので、１枚目の記録
シートの挿通によって加熱定着部材の表面温度が急激に
低下するのを防止することができ、全ての記録シートに
ついて略同一の定着温度でトナー像の定着動作を行い、
これら記録シートについて常に同質な定着画像を得るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の加熱定着装置の実施例を示す概略図
である。

【図２】 実施例に係る冷却ローラの構成及び動作を示
す概略図である。

【図３】 実施例に係る加熱定着装置の制御系を示すブ
ロック図である。

【図４】 実施例に係る冷却ローラの動作の制御手順を
示すフローチャートである。

【図５】 実施例の加熱定着装置における加熱定着ロー
ラの表面温度の時間変化を模式的に示したグラフであ
る。

【図６】 実施例の加熱定着装置における加熱定着ロー
ラの表面温度の時間変化を実測した結果を示すグラフで
ある。

【図７】 従来の加熱定着装置における加熱定着ローラ
の表面温度の時間変化を模式的に示したグラフである。

【符号の説明】

１…加熱定着ローラ（加熱定着部材）、２…加圧ローラ
（加圧部材）、３…離型剤塗布ローラ（離型剤供給手
段）、４…冷却ローラ（冷却手段）、１１…ハロゲンラ
ンプ（発熱手段）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱手段を内蔵して回転する加熱定着部
   材と、この加熱定着部材に当接して回転する加圧部材
   と、上記発熱手段の動作を制御して上記加熱定着部材の
   表面温度を所定の設定温度に制御する加熱制御手段とを
   備え、上記加熱定着部材と加圧部材との間に記録シート
   を挿通させて未定着トナー像の定着を行う加熱定着装置
   において、 上記加熱定着部材の表面を冷却する冷却手段を設けると
   共に、１枚目の記録シートが挿通される迄の所定時間だ
   け上記冷却手段を動作させる冷却制御手段を設けたこと
   を特徴とする加熱定着装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の加熱定着装置において、
   上記冷却制御手段が冷却手段を動作させるのと同時に、
   上記加熱制御手段が発熱手段を動作させることを特徴と
   する加熱定着装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の加熱定着装置において、
   上記加熱定着部材の表面温度に応じて上記冷却手段の動
   作時間を変更することを特徴とする加熱定着装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の加熱定着装置において、
   かかる装置の立ち上げ時における加熱定着部材又は加圧
   部材の表面温度、加熱定着部材の表面温度の上昇速度に
   応じて上記冷却手段の動作時間を変更することを特徴と
   する加熱定着装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の加熱定着装置において、
   上記加熱定着部材と加圧部材との間に複数枚の記録シー
   トが連続して挿通される場合、これら記録シートの挿通
   間隔に応じ、上記冷却制御手段は１枚目の記録シートが
   挿通された後も上記冷却手段を動作させ続けることを特
   徴とする加熱定着装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の加熱定着装置において、
   上記加熱定着部材の外周面に対して適宜離型剤を塗布す
   る離型剤供給手段が設けられている場合、上記冷却制御
   手段はこの離型剤供給手段の動作状況に応じて冷却手段
   の動作タイミング及び動作時間を変更することを特徴と
   する加熱定着装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の加熱定着装置において、
   上記加熱定着部材の外周面に対して適宜当接する接触型
   冷却部材により上記冷却手段を構成する一方、この回転
   冷却部材を冷却するための補助冷却手段を設けたことを
   特徴とする加熱定着装置。