JPS59829B2 - 電子写真複写装置用熱ロ−ラ型定着装置 - Google Patents
電子写真複写装置用熱ロ−ラ型定着装置Info
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- JPS59829B2 JPS59829B2 JP54021099A JP2109979A JPS59829B2 JP S59829 B2 JPS59829 B2 JP S59829B2 JP 54021099 A JP54021099 A JP 54021099A JP 2109979 A JP2109979 A JP 2109979A JP S59829 B2 JPS59829 B2 JP S59829B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2039—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
- G03G15/2042—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature specially for the axial heat partition
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子写真複写装置における熱ローラ型定着装置
、特に加熱ローラーの表面温度が複写操作に関連して適
切に制御される熱ローラ型定着装置に関する。
、特に加熱ローラーの表面温度が複写操作に関連して適
切に制御される熱ローラ型定着装置に関する。
熱ローラ型定着装置は内部にハロゲンランプまたは赤外
線ランプの如き加熱ランプを配設した回転加熱ローラと
圧着ローラとを回転し得るように圧接させ、両ローラ間
に転写処理を終えたトナー像を有する転写紙を挾持せし
めてトナー像を加熱溶融して定着するものである。
線ランプの如き加熱ランプを配設した回転加熱ローラと
圧着ローラとを回転し得るように圧接させ、両ローラ間
に転写処理を終えたトナー像を有する転写紙を挾持せし
めてトナー像を加熱溶融して定着するものである。
この定着装置は紙づまり等が生じても発火しないという
点で他の熱定着方式より優れているが、ウオーミングア
ツプ時間（定着器に通電してからローラ表面が熱定着可
能な温度に達するまでに要する時間）が長いという欠点
がある。ウオーミングアツプ時間は加熱ランプの容量を
大きくするか加熱ローラの熱容量を小さくすることによ
り短縮できるが、その場合はオーバーシュート（加熱ロ
ーラの表面温度が設定温度を越えてピークに達する現象
）が大きくなる。一方加熱ローラの表面温度が低すぎる
と定着アンダー（定着不足）現象（トナー像が支持体に
融着せず離れ易い現象）を生じ、高すぎるとオフセット
現象（トナー像の一部が支持体から加熱ローラに溶着し
一回転した後支持体の別の部分に付着する現象）が生じ
るためにローラ表面温度の正確な制御は極めて重要であ
る。通常のローラ型定着装置においては、加熱ローラの
両端に軸受が設けられさらに一方の端部にローラ駆動機
構と結合するギヤまたはスプロケットが設けられている
ためにこれらの構成部品による放熱効果が大きく、加熱
ローラの表面温度分布はローラの中央部に比べて長手方
向両端部が低くなる。
点で他の熱定着方式より優れているが、ウオーミングア
ツプ時間（定着器に通電してからローラ表面が熱定着可
能な温度に達するまでに要する時間）が長いという欠点
がある。ウオーミングアツプ時間は加熱ランプの容量を
大きくするか加熱ローラの熱容量を小さくすることによ
り短縮できるが、その場合はオーバーシュート（加熱ロ
ーラの表面温度が設定温度を越えてピークに達する現象
）が大きくなる。一方加熱ローラの表面温度が低すぎる
と定着アンダー（定着不足）現象（トナー像が支持体に
融着せず離れ易い現象）を生じ、高すぎるとオフセット
現象（トナー像の一部が支持体から加熱ローラに溶着し
一回転した後支持体の別の部分に付着する現象）が生じ
るためにローラ表面温度の正確な制御は極めて重要であ
る。通常のローラ型定着装置においては、加熱ローラの
両端に軸受が設けられさらに一方の端部にローラ駆動機
構と結合するギヤまたはスプロケットが設けられている
ためにこれらの構成部品による放熱効果が大きく、加熱
ローラの表面温度分布はローラの中央部に比べて長手方
向両端部が低くなる。
このようなローラ長手方向における不均一な表面温度分
布は定着アンダー現象、オフセット現象など定着性不良
の原因となる。この問題を解決するために中央部よりも
両端部の発熱量が大きくなるような配光特性を有する加
熱ランプが提案されており、このような加熱ランプを使
用した加熱ローラの表面温度分布はローラ両端部におけ
る大きな放熱効果の影響を受けてローラ各端と中央部と
の間に最高温度部を有しローラ中央部に低温度部を有す
る。このような表面温度分布を有する加熱ローラを使用
した定着装置において、ローラの表面温度を制御するた
めにローラ表面に近接して温度検知素子を配設すること
は知られているが、その配設位置をローラーの長手方向
にみてどのように選定するかは温度制御上重要な問題で
ある。
布は定着アンダー現象、オフセット現象など定着性不良
の原因となる。この問題を解決するために中央部よりも
両端部の発熱量が大きくなるような配光特性を有する加
熱ランプが提案されており、このような加熱ランプを使
用した加熱ローラの表面温度分布はローラ両端部におけ
る大きな放熱効果の影響を受けてローラ各端と中央部と
の間に最高温度部を有しローラ中央部に低温度部を有す
る。このような表面温度分布を有する加熱ローラを使用
した定着装置において、ローラの表面温度を制御するた
めにローラ表面に近接して温度検知素子を配設すること
は知られているが、その配設位置をローラーの長手方向
にみてどのように選定するかは温度制御上重要な問題で
ある。
従来の定着装置において、温度検知素子をローラ中央部
に配設する方法が提案されているが、ζの方法ではロー
ラ中央部の温度が設定温度に達したときには、ローラの
中央部と各端部との間の領域の温度はすでに設定温度を
遥かに越えてオーバーシユートを起している。従つてこ
の方法でオーバーシユートを防ごうとするならば設定温
度より低い温度で加熱ランプの通電を断ち、定常状態で
は設定温度で制御するというように制御回路を二重に構
成しなければならない。この傾向は加熱ランプの容量が
大きいほど著るしい。従来の温度制御方式にはこのよう
な欠点があるほかに、複写作業時と非複写作業時とで加
熱ローラの表面温度は同一温度に保持されているために
非複写作業時においては常に必要以上の熱が供給されて
しまいローラ表面を被覆する樹脂や軸受部の潤滑油など
を変質させるなどの好ましくない影響を定着装置の構成
部品に与えている。
に配設する方法が提案されているが、ζの方法ではロー
ラ中央部の温度が設定温度に達したときには、ローラの
中央部と各端部との間の領域の温度はすでに設定温度を
遥かに越えてオーバーシユートを起している。従つてこ
の方法でオーバーシユートを防ごうとするならば設定温
度より低い温度で加熱ランプの通電を断ち、定常状態で
は設定温度で制御するというように制御回路を二重に構
成しなければならない。この傾向は加熱ランプの容量が
大きいほど著るしい。従来の温度制御方式にはこのよう
な欠点があるほかに、複写作業時と非複写作業時とで加
熱ローラの表面温度は同一温度に保持されているために
非複写作業時においては常に必要以上の熱が供給されて
しまいローラ表面を被覆する樹脂や軸受部の潤滑油など
を変質させるなどの好ましくない影響を定着装置の構成
部品に与えている。
これは定着装置の寿命を制限する一因となつている。本
発明は、温度検知素子の配設位置を適切に選定すること
により上述した欠点を解消しようとするもので、具体的
には加熱ローラの両端部における放熱効果を考慮して配
光特性が設計された加熱ランプを内蔵した加熱ローラが
その長手方向中央部に低温度部を有しその各側に最高温
度部を有する表面温度分布を有することに着目し、温度
検出素子を該最高温度部と低温度部とのほぼ中間位置に
加熱ローラ表面に近接して配設することにより、加熱ロ
ーラ表面温度を非複写作業時には設定温度近くに維持し
複写作業時にはそれより高いがオフセツト現象は生じな
い温度に維持したもので、それによりオーバーシユート
を起こさずに定着性を高めるとともに加熱ローラの構成
部品への熱影響を軽減せしめて定着装置の寿命を長くす
ることができる。以下添付図面を参照して本発明を説明
する。
発明は、温度検知素子の配設位置を適切に選定すること
により上述した欠点を解消しようとするもので、具体的
には加熱ローラの両端部における放熱効果を考慮して配
光特性が設計された加熱ランプを内蔵した加熱ローラが
その長手方向中央部に低温度部を有しその各側に最高温
度部を有する表面温度分布を有することに着目し、温度
検出素子を該最高温度部と低温度部とのほぼ中間位置に
加熱ローラ表面に近接して配設することにより、加熱ロ
ーラ表面温度を非複写作業時には設定温度近くに維持し
複写作業時にはそれより高いがオフセツト現象は生じな
い温度に維持したもので、それによりオーバーシユート
を起こさずに定着性を高めるとともに加熱ローラの構成
部品への熱影響を軽減せしめて定着装置の寿命を長くす
ることができる。以下添付図面を参照して本発明を説明
する。
第１図および第２図にローラ型定着装置の代表的な構成
を示した。１は加熱ローラであり、通常はその表面に４
０〜８０μのテフロンを被覆した肉厚４〜５ｍｍのアル
ミニウム製ローラである。
を示した。１は加熱ローラであり、通常はその表面に４
０〜８０μのテフロンを被覆した肉厚４〜５ｍｍのアル
ミニウム製ローラである。
２は加熱ローラ１内に設置された赤外線ランプである。
ランプの配光特性は前述した理由により長手方向中央部
より両端付近において発熱量が大きくなるように予め設
計製作されている。３は加熱ローラ１との間に複写紙を
挟み通過せしめるための圧着ローラであり、通常、シリ
コンゴム製かまたはシリコンゴムを被覆したローラであ
る。
より両端付近において発熱量が大きくなるように予め設
計製作されている。３は加熱ローラ１との間に複写紙を
挟み通過せしめるための圧着ローラであり、通常、シリ
コンゴム製かまたはシリコンゴムを被覆したローラであ
る。
４は加熱ローラ１を回転自在に支持する軸受であり、５
および６は加熱ローラ／および圧着ローラ３を回転させ
るギアであり、ギヤ５は適宜の手段（図示せず）により
駆動機構に結合されている。
および６は加熱ローラ／および圧着ローラ３を回転させ
るギアであり、ギヤ５は適宜の手段（図示せず）により
駆動機構に結合されている。
７は温度センサーでクロメル、アルメル等の熱電対また
はサーミスタのごとき感熱抵抗素子で、加熱ローラ１の
表面温度を感知し電気的出力として取出す。
はサーミスタのごとき感熱抵抗素子で、加熱ローラ１の
表面温度を感知し電気的出力として取出す。
８は温度センサー７に直接風があたるのを防ぐためのカ
バーである。
バーである。
温度センサー７の出力を加熱ローラの表面設定温度に対
応した基準値と比較し赤外線ランプ２への通電を制御す
る制御回路はよく知られているのでこれ以上詳細には説
明しない。第３図は加熱ランプの配光強度分布を示し、
加熱ランプの配光特性は加熱ローラ両端部における放熱
効果を考慮して中央部よりも両端部の発熱量が大きくな
るように設計されたランプが使用されている。第３図は
加熱ランプの配光強度の各位置に相当した加熱ローラ上
の各位置をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇとする第１図お
よび第２図に示した構成の定着装置において、温度検知
素子である温度センサー７を加熱ローラ１の表面に近接
して位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇに配設して温度制
御したときＡまたはＧの位置はローラの端部に近いため
に風、周囲温度などの外乱の影響を受け易いため温度セ
ンサー７を設置するのには適さない。
応した基準値と比較し赤外線ランプ２への通電を制御す
る制御回路はよく知られているのでこれ以上詳細には説
明しない。第３図は加熱ランプの配光強度分布を示し、
加熱ランプの配光特性は加熱ローラ両端部における放熱
効果を考慮して中央部よりも両端部の発熱量が大きくな
るように設計されたランプが使用されている。第３図は
加熱ランプの配光強度の各位置に相当した加熱ローラ上
の各位置をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇとする第１図お
よび第２図に示した構成の定着装置において、温度検知
素子である温度センサー７を加熱ローラ１の表面に近接
して位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇに配設して温度制
御したときＡまたはＧの位置はローラの端部に近いため
に風、周囲温度などの外乱の影響を受け易いため温度セ
ンサー７を設置するのには適さない。
また第４図は温度センサーをＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの位置
に設置したときの加熱ランプ起ち上り時におけるローラ
表面温度分布を示している。第４図かられかるように、
温度センサー７を位置Ｂ，Ｆおよび位置Ｃ，Ｅに配設し
て温度制御した場合は加熱ローラの表面温度は長手方向
全長にわたりほぼ設定温度Ｔ１とオフセツト温度Ｔ２と
の間で変化し好ましいが、位置Ｄに配設した場合は最高
温度部においてオフセツト温度Ｔ２を相当越えている。
いまこのような温度状態にある定着装置に転写紙が供給
されると、加熱ローラ１の熱の一部が転写紙に吸収され
て加熱ローラ１の表面温度は全体的に低下してしまうが
、温度センサー７を位置Ｂ，Ｆに配設して温度制御した
場合温度センサー信号により加熱ランプが点灯されると
その配光特性により温度センサー下部のローラ表面温度
は直ちに設定温度Ｔ１に至りランプは消灯されてしまう
。その結果加熱ローラ表面温度はその相当部分において
ほぼ設定温度Ｔ１を維持している。これに対して温度セ
ンサー７を位置Ｃ，Ｅに配設して温度制御した場合は位
置Ｂ，Ｆに配設した場合に比較して加熱ランプが点灯し
ている時間が長い。その結果加熱ローラの表面温度はそ
の全体にわたり設定温度Ｔ１より上昇しより好ましい傾
向を示す。ウオーミングアップ時間経過後定常状態に入
つたときの加熱ローラの表面温度は第５図に一点鎖線（
複写可能状態）で示す状態で安定しているから、位置Ｃ
，Ｅで温度検知して温度制御すれば、加熱ローラの表面
温度は複写可能状態（いくつでも複写可能な状態）にお
いては設定温度Ｔ１に近い温度になり複写作業中特に定
著作業中においてはそれより高い温度に維持されるので
定着作用は充分に行なわれる。しかしこの温度に達する
際のオーバーシユート＆シ」＼さいためにオフセツト現
象は起さない。従つて、加熱ロールは少なくとも定着作
業中は設定温度Ｔ１以上に保持されて良好な定着性が確
保されるとともに、複写可能状態においてはそれより低
い温度（しかし設定温度Ｔ１以下にはならない）に維持
されるので加熱ローラの軸受部特に潤滑油、その他の材
質に対する熱の影響は軽減することができる。複写装置
の全作動時間に占めるこの複写可能状態の割合は極めて
大きいだけに加熱ローラの諸構成要素に与える熱の影響
を軽減できることは、加熱ローラの寿命を長くする上で
極めて効果的である。
に設置したときの加熱ランプ起ち上り時におけるローラ
表面温度分布を示している。第４図かられかるように、
温度センサー７を位置Ｂ，Ｆおよび位置Ｃ，Ｅに配設し
て温度制御した場合は加熱ローラの表面温度は長手方向
全長にわたりほぼ設定温度Ｔ１とオフセツト温度Ｔ２と
の間で変化し好ましいが、位置Ｄに配設した場合は最高
温度部においてオフセツト温度Ｔ２を相当越えている。
いまこのような温度状態にある定着装置に転写紙が供給
されると、加熱ローラ１の熱の一部が転写紙に吸収され
て加熱ローラ１の表面温度は全体的に低下してしまうが
、温度センサー７を位置Ｂ，Ｆに配設して温度制御した
場合温度センサー信号により加熱ランプが点灯されると
その配光特性により温度センサー下部のローラ表面温度
は直ちに設定温度Ｔ１に至りランプは消灯されてしまう
。その結果加熱ローラ表面温度はその相当部分において
ほぼ設定温度Ｔ１を維持している。これに対して温度セ
ンサー７を位置Ｃ，Ｅに配設して温度制御した場合は位
置Ｂ，Ｆに配設した場合に比較して加熱ランプが点灯し
ている時間が長い。その結果加熱ローラの表面温度はそ
の全体にわたり設定温度Ｔ１より上昇しより好ましい傾
向を示す。ウオーミングアップ時間経過後定常状態に入
つたときの加熱ローラの表面温度は第５図に一点鎖線（
複写可能状態）で示す状態で安定しているから、位置Ｃ
，Ｅで温度検知して温度制御すれば、加熱ローラの表面
温度は複写可能状態（いくつでも複写可能な状態）にお
いては設定温度Ｔ１に近い温度になり複写作業中特に定
著作業中においてはそれより高い温度に維持されるので
定着作用は充分に行なわれる。しかしこの温度に達する
際のオーバーシユート＆シ」＼さいためにオフセツト現
象は起さない。従つて、加熱ロールは少なくとも定着作
業中は設定温度Ｔ１以上に保持されて良好な定着性が確
保されるとともに、複写可能状態においてはそれより低
い温度（しかし設定温度Ｔ１以下にはならない）に維持
されるので加熱ローラの軸受部特に潤滑油、その他の材
質に対する熱の影響は軽減することができる。複写装置
の全作動時間に占めるこの複写可能状態の割合は極めて
大きいだけに加熱ローラの諸構成要素に与える熱の影響
を軽減できることは、加熱ローラの寿命を長くする上で
極めて効果的である。
添付図面の第１図は熱ローラ型定着装置の斜視図、第２
図は第１図に示した熱ローラ型定着装置のＡ−Ａ′断面
図、第３図は加熱ランプの配光分布特性、第４図は加熱
ローラの起ち上り時における表面温度分布特性の比較図
、第５図は加熱ローラの表面温度制御状態の比較図であ
る。 １・・・・・・加熱ローラ、２・・・・・・赤外線ラン
プ、３−・・・・・圧着ローラ、４・・・・・・軸受、
５，６・・・・・・ギヤ、７・・・・・・温度センサー
、８・・・・・・カバー。
図は第１図に示した熱ローラ型定着装置のＡ−Ａ′断面
図、第３図は加熱ランプの配光分布特性、第４図は加熱
ローラの起ち上り時における表面温度分布特性の比較図
、第５図は加熱ローラの表面温度制御状態の比較図であ
る。 １・・・・・・加熱ローラ、２・・・・・・赤外線ラン
プ、３−・・・・・圧着ローラ、４・・・・・・軸受、
５，６・・・・・・ギヤ、７・・・・・・温度センサー
、８・・・・・・カバー。
Claims (1)
- １ 加熱素子を内蔵する回転加熱ローラと、この加熱ロ
ーラに圧着しながら回転し得る圧着ローラと、前記加熱
ローラの表面温度を検知するように配設された温度検知
素子と、この温度検知素子の出力に応答して前記加熱素
子への通電を制御する制御回路とを備え、前記加熱ロー
ラの起ち上り時における表面温度分布が該ローラの長手
方向中央部に低温度部を有し且つその各側に最高温度部
を有する如く前記加熱素子の発熱特性を定め、前記温度
検知素子を前記加熱ローラの低温度部と最高温度部とを
生ずる位置のほぼ中間に配設したことを特徴とする電子
写真複写装置用熱ローラ型定着装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54021099A JPS59829B2 (ja) | 1979-02-24 | 1979-02-24 | 電子写真複写装置用熱ロ−ラ型定着装置 |
| US06/122,465 US4301359A (en) | 1979-02-24 | 1980-02-19 | Heat roller type fixing apparatus for electrophotographic copying machine |
| DE3006730A DE3006730C2 (de) | 1979-02-24 | 1980-02-22 | Wärme-Fixiervorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54021099A JPS59829B2 (ja) | 1979-02-24 | 1979-02-24 | 電子写真複写装置用熱ロ−ラ型定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55113076A JPS55113076A (en) | 1980-09-01 |
| JPS59829B2 true JPS59829B2 (ja) | 1984-01-09 |
Family
ID=12045415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54021099A Expired JPS59829B2 (ja) | 1979-02-24 | 1979-02-24 | 電子写真複写装置用熱ロ−ラ型定着装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4301359A (ja) |
| JP (1) | JPS59829B2 (ja) |
| DE (1) | DE3006730C2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56151973A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-25 | Olympus Optical Co Ltd | Temperature controller of heat fixing device |
| US4618240A (en) * | 1982-03-16 | 1986-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Heating device having a heat insulating roller |
| JPS5961864A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-09 | Canon Inc | 加熱定着装置 |
| DE3309398A1 (de) * | 1983-03-16 | 1984-09-20 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Walzenfixiervorrichtung |
| JPS60254587A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-16 | 京セラミタ株式会社 | 感光体ドラムの保温ヒ−タ |
| US4669860A (en) * | 1984-06-18 | 1987-06-02 | Schlumberger Technology Corporation | Electrophotographic recorder controller |
| JPH0754416B2 (ja) * | 1986-03-10 | 1995-06-07 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
| US4813372A (en) * | 1986-05-08 | 1989-03-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Toner image fixing apparatus |
| US4822977A (en) * | 1987-04-20 | 1989-04-18 | Xerox Corporation | Paper temperature measurement fuser control |
| US5329342A (en) * | 1988-02-29 | 1994-07-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Image fixing apparatus |
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