JPS60263179A - 定着装置における加熱制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （！３Ｌ術分野） 本発明は電子写真複写機やファクシミリ、その他の装置
におけるシート上のトナー諺をシート上に定着するため
の加熱定着装置に係り、特にその加熱方法の改良に関す
る。

（従来技術） 上記複写機郷においては、直接的に或いは間接的にシー
ト紙上にトナーと称される微細粒子によって所望の画像
が形成され、次いでこれを水久隊とするために発熱体を
用いた定着！ｉ：１ｆが用いられている。トナーをシー
ト上に溶接するためには、通常２００℃程度の発熱体表
面温度が必要となるが、そのために定ｉ装置としては、
発熱体を上記温度まで立ち上げ、さらにはその温度に維
持させることが必要である。ところで長時間休止されて
いた装置を使用する場合には、発熱体は概ね尾温程度の
低温となっているため、装置の電■スイッチ、或いはそ
の代用の省エネルギー対策用ス４ツチを投入後、使用可
能状態の温度に達するまで（これをウオームアツグ時間
と称する）Ｋ非常に長時間必要となり、不都合をきたし
ていｆこ。

また、例えば回転円筒状の定着ローラで構成される定着
装＠においては、その中心軸にラング状の発熱体を配設
し、厚い空気膚を介して定着ローラを加熱するといった
間接的な加熱方法が採用されている場合が多く見受けら
れた。このような力法に対し、近年定着ローラを半導性
材料で構成し、この定着ローラに通電電極を設けて通電
させることにより定着ローラ自体をジエール熱の作用で
発熱させる直接加熱方法が可能となった。半導性材料と
しては特にその機械的強度特性上セラミックスが注目さ
れ、％に＃１化チタンを主原料とし、成型処理後環元処
理時に金属チタンを内包化させた一ｅ化チタンを主成分
とする半導性セラミックスが代表例として掲げられてい
る。

このような材料を用いた定着装置の場合には、間接加熱
時の加熱損失や応答の悪さが改善され、また材料自体の
電気抵抗率や比熱が比較的制−じゃすいｔこめ、前述の
ウオームアツプ時間は改善されることＫなるが、ウオー
ムアツプ時間を少しでも低減させるＫは未だ不十分なも
のであった。

（目的） Ｊ　本発明は上Ｂ己０欠点１改善す６たｙｏも′あり、
比軟的容易な制御によりウオームアツプ時間の低減を可
能とし、利用者の待ち時間を短縮して使用勝手にすると
共に、加熱時間を短縮化することＫより無駄な熱放散を
低減し雀エネルギー化を計ることを可能とした加熱制御
方法を提供することを目的とする。

（構成） 本発明は、定着装置の温度が比較的低い、例えば長時間
使用されていなかった様な場合において、電源投入時に
操作者が選択スイッチ等から入力する信号、或いは複写
用原稿の大きさを検知した信号、或いはまた使用される
べきシート自体やシート供給部材からのシートの大きさ
を検知した信号等々によシ自動的に定着装置の加熱必要
巾を検出し、その巾にのみ当初加熱されるようにしてい
る。

さらに具体的にはシート紙が最大４２０ｗ巾まで定着す
ることが可能な定着装置に於て、１１Ｌ源投入後に最初
に便われるシートの巾が２５７瓢である場合、加熱が無
駄となってしまう中表１６３＋ａは加熱が必要でないた
め、この部分には加熱し１ｊい様にするものである。こ
の様にこの巾差に加熱しなければ相当する熱エネルギー
の注入時間が短縮化されることＫなる。

さらＶＣＦ′ｉ、上記例に於ける加熱必要巾２５７■が
所定の温度に達し、複写等の作動が開始されると、加熱
中は最大中に切り換わり、以降の複写等のシートの大き
さが、いかなる巾であっても対応できるようＫしている
。当初の複写等に要する時間を数１０秒ないし数分と仮
定すれば、その間に残りの中表を含めた全中をＩ’９を
定の温度に維持することができるのである。

第１図に本発明の加熱側−に用いる定着ローラの概略図
を示す。ローラは内径２５■、外径４０■、長さ４４０
　ｍの酸化チタンを主成分とする半導性セラミックスよ
り成っておシ、夾使用時には図示しない回転用の軸部材
および軸部材に回転駆動用の歯車などが付加されて用い
られる。本ローラは最大４２０＋ｍ巾の例えばＡ３サイ
ズのシートが定着可能となっている。説明の簡易化のた
め、使用される最小シートが８５サイズとし、Ａ３・Ｂ
４サイズ及びＡ４・Ｂ５サイズの２通、９に加熱制御を
行うものとして以下ｖ？、明をする。

ｍ１図に示すようにローラＩＫは、リング状をした逃を
電極２，３．４がローラ１の内側面に密接するように設
けられており、電極２〜電極３間は約４４０　ｗ　％電
極２〜１１極４間は約３２０ｍである。

第２図圧制御回路を含むブロック図をかす。この図によ
り本発明の制一方法と説明すると、先ず初めに操作者が
装置ｉ１始動の電源を投入し、例えば複写に用いるシー
トが入れられている給紙カセットを選択する。ここでＡ
４サイズが検出回路５によシ検出されるものとする。

従来の方式ではこの給紙カセットに関係なく電極２〜電
極３間に所定の電圧が印加され、ローラ１が加熱されて
いた。この場合のウオームアツプ時間は、第３図破線で
示されるように、表面温度が２００℃に達するまでに約
２分３５秒を要していた。なお、同図中に矢印で示され
る時点で、ローラの温度制御のため通電は切断されてい
る。

次に本発明の場合を比較して示すと、上述のようＫＡＪ
サイズのシートが用いられることが検出され、その結果
、制御回路６により電極２〜電他４間に所定の′電圧が
印加される。この電圧を上呂己従来例の場合と同一にし
た場合、第３図実線で示すようにウオームアツプ時間は
約１分５５秒と、かなり改善された結果が得られた。当
然のことながら、温度が設定値に達した後、装置は作動
を開始或いは作動開始可能状態となり、Ａ４サイズのシ
ートは第１図に示す電極２〜′を極４間を通過される。

この場合、電極３〜電極４間は通電されていないことに
なるが、実際にはローラ材質自体の熱伝４により、徐々
に加熱されている。上記のように電極２〜電Ｊ＆！、４
間の温度が設定値に達しｔこ事を温度検知センサー８が
検出すると、制（財）回路６は電極３〜嶋極４間へ′電
圧を印加するように作動し、その間が加熱され、設定値
に達した事が検出された後、以降は従来と同様にローラ
温度の設定値との差により電極２〜電極３間に所定の電
圧が印加ないしはその切断が、ローラ温度が維持される
よＪ　Ｉ）Ｋ作動される。尚、第２図中７は制御回路６
を駆動するための′電源回路でめや、また第３図におけ
る温度特性の初期状態は１５〜２０℃程度である。

以上の制御動作を第６図に示すフローチャート九基づき
説明すると、電源スィッチＯＮの後、操作者の入力或い
は転写紙その他の検知を行ない。

必要巾の判断を行なう。このとき必要巾がＡ４相当以下
ならば通電用電極４を選択し、それ以外ならば通電用電
極３を選択することとなる。今、Ａ４以下であった場合
には、１に１憔４と、通電用電極２との間に通電をし、
加熱が開始される。ローラ１表面の温度は常時チェック
されている。温度のチェックによシローラ表面が予め決
められた設定温度に遅しｔこと判断すると、コピー作動
開始可能を示す表示が現わされたり、コピー作動が開始
した）する。このとき、通電用電極は４→３に切換えら
れ、ローラ１の金山加熱状態に移行する。

ユーザーが複写作業をプリセットできる場合、例えば第
１作業がＡ４．第２作業が８５．第３作業がＡ３・・・
・・・・・・等の場合、第２作業が於了し第３作業開始
されるまでに金山が所定の温度に達していれば良い為、
金山の加熱時間を上述の場合よりもさらに遅らし、省電
力化が計れる。プリセットされている作業内容が全てＡ
４以下であれば、金山の加熱は必要ない事になる。この
フローを第７図に示す。

ローラ１の比熱が比較的小さい場合には、シートの通過
によるローラ表面温度の低下が大きくなる為、上記の電
極３〜電極４間へ電圧印加する順序を除き、電極２〜電
極４間が所定の設定値に達した後九次いで電極２〜電極
３間に′ｆＩＬ出を印加することも可能である。

この温度制御をよυ確実にする為には、次の様に行なう
。つまり第８図に示すようＫ、温度検知用センサーを電
極２〜４間及び電極４〜３間に、８ａ、８ｂで示すよう
に２つ設け、当初Ａ４以下を使用している場合には、セ
ンサー８ａで所定の温度に達したか否かを判断する。セ
ンサー８ａで所定温度に達したことｔ−確認後、電極２
〜３間のｆｉｌｌｔとなると同時にセンサー８ａ、及び
８ｂにより所定温度範囲に収まるようＫ　Ｉ’ｌｌｌ制
御される。通常はセンサー８ａで所定温度上限を越えて
いるか否か、センサー８ｂで低温部が所定温度釦なって
いるか否かを検知して通電の０Ｎ−ＯＦＦを制御する。

これらの電圧を印加するｔ＆の切換え、及びローラ表面
温度の維持等の制御は操作者がＡ４サイズのシートを使
用している間に行なわれるので、同操作者或いは別の操
作者が、次ＫＡ３〜Ｂ５いずれのサイズのシートを使用
する場合においても対応が可能となる。

上記実施例に於ては、加熱範囲を２段階に、つまりＡ４
．Ｂ５サイズに対応する巾のみの場合、及びＡ３を含む
金山の場合で説明したが、さらに細かく場合分けして制
御することも可能であり、またシート巾ないしは定着装
置の使用中も種々の検出あるいは信号入力が可能である
。したがって本制御方法の゛要点は、 第１段階として、その定着装置の当初使用される巾を１
点として加熱し、所定温度に達したのち 第２段階として、その定着装置の全体中を加熱する。

ということＫなる。

論４図に別の実施例を示す。図に示されるものは従来よ
り湿式現瀘の行なわれる複写機に於て用いられているも
のを簡略化して示したもので、板状の半導性セラミック
ス９が通電加熱される熱板９となっている。電極２，３
．４は熱板９の端部あるいは図示のように熱板９の背面
部に設置され、熱板９０表面部に沿ってシートが接触し
ながら搬送されるよう罠なっている。

第５図ｔ′ｉ、第４図における熱板９の代りに半導性で
ない非加熱板１０としたもので、非加熱板１０とは電気
的に絶縁されたヒーター１１．１２が埋設されている。

この場合の制御も前述と同じようにヒーター１１．１２
が各々別個に、或いは同時に電圧が印加されるように制
御される。但し、本例の場合には、電気的絶縁物１３を
介しての加熱となシ、間接加熱である。周知のとと（、
電気的絶縁Ｊ　９１１は一般に熱の伝導率が低いため、
半纏性材料を用いた直接加熱よりは本発明ＫＪ：る制御
方式の効果が少ない。しかしながら、従来の如く常に全
体重に亘って加熱する方式に比べると、本発明による制
御方式を付加すると、ウオームアツプ時間の低減は可能
となる。

（効果） 以上説明したように本発明によれば、加熱時間の必要な
熱定着装置を使用するに当り、′Ｉｉに定着装置の全体
重を加熱している場合に比べ、当初使用される必要巾の
みを加熱する為、必要を力が少なくて一定の温度に達す
ることが出来、したがって、ウオームアツプ時ＩＭと称
される加熱時の待ち時間が少なくて装置の作動が可能と
なるので、操作者にとって業務の効率化が計れることに
なる。

さらに加えてウオームアツプ時間の短縮化に伴い、その
時間と略比例的に増減する熱の放散が低減されることＫ
より、省エネルギーとしての効果を有するものである。

また、操作者側から見ると、ウオームアツプ時間が短縮
化されたにもかかわらず、次に必要とする定着装置の巾
が広くなる場合でも、改めて第２のウオームアツプ時間
を必要とせずに使用できる為、非常に使い勝手のよいも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は定着装置の例を示す外観図、第２図は同、制御
ブロック図、第３図は同、温度特性図、第４図、第５図
はそれぞれ異なる定着装置を示す外観図、第６図；、第
７図は本発明のそれぞれ異なる実施例に係る加熱制御方
法を示すフローチャート、第８図は温度検知のためのセ
ンサー配置状態を示す図である。 １、９．１０・・・・・・発熱体、２．３．４・・・・
・・通電用電極。 −５７２− オ　１　胆 オ　２　図 １３　日 綺／Ｊｉｆ今〕 第４）￥１ 才５図 １ オ６目　−Ｔ　７　ｒ；Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トナーｆ象を有するシートを加熱定着する複写機等にお
   ける定着装置の発熱体の加熱領域を複数に分割し、分割
   された加熱領域を選択的に加熱するようにしたものにお
   いて、定着装置のウオームアツプ時、操作者の入力信号
   、複写用原稿の大きさの検知信号、使用されるべきシー
   トの大きさの検知信号等を基とした加熱必要中の制御回
   路信号によって、加熱領域を決定するようにしたことを
   特徴とする定着装置における加熱制御方法。