JPS6139073A - 画像形成装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子写真複写機などトナー利用の画像形成装
置においてトナー像を記録シート（転写シート等）に定
着するための熱定着装置、特に、熱源（ヒータ）によっ
て加熱される加熱ローラと、これに圧接して回転する加
圧ローラとからなる熱定着装置の改良に関する。

〔発明の背景〕

例えば電子写真複写機の従来のこの種の熱定着装置にお
いては、電源がオンされると、定着装置のヒータに通電
して定着可能温度に達するまで急速加熱することによシ
ローラのウオームアツプを行ない、所定温度に達してウ
オームアツプが終了すると、以後はその温度を維持する
ように温度制御を行なうようになっている。しかるには
従来は、複写動作を行なわないレディ状態（複写動作待
機状態、すなわちスタンバイ状態）にあっても、ヒータ
に通電してその温度制御を行なっている。すなわち、電
源がオンされた後は、再び電源がオフされない限シ定着
器のヒータは連続通電状態となっている。このため、無
駄な消費電力が著しく増加するばかルか、機内温度が著
しく上昇するという問題があった。機内温度上昇を防ぐ
ためにこの穏の電子複写機には機体冷却用ファンが備え
られているが、従来は、電源がオンされると上記ファン
を動作させ、再び電源がオフされない限シ上記ファンの
動作を停止させないようになっている。

このため、レディ状態時に騒音が発生するばがシか、無
駄な消費電力が更に増加するという問題もあった。

これに鑑み、特開昭５６−９２５５８において、スタン
バイ状態に入ってから一定時間以内にコピーを行なわな
ければ、ファンを止め、かつ加熱ヒータもオフすること
が提案されたが、次のコピー信号が入力されるまでヒニ
タはオフのま＼であるため、次にコピーをする際のウェ
イトタイムが長くなシ使いすらい、という欠点があった
。

そこで別途、スタンバイ時排熱ファンをオフすることの
できる節電スイッチを設け、この節電スイッチをオンす
ることによ如、排熱ファンを停止すると共に加熱ローラ
表面温度を定着可能な所定の設定温度（第−設定温度・
Ｔ１、即ち通常のスタンバイ温度）よシも低い第二設定
温度Ｔ２で温度調節することが提案された（特願昭５８
−２６６６４）。

この第二設定温度Ｔ３は、排熱ファンの停止にもかかわ
らず機内昇温によって電気部品、メカ部品が熱的劣化を
受けずに本来の機能を果すことのできる安全使用領域に
定められた温度である。このように節電スイッチを設け
ることによシ、スタンバイ時における排熱ファンによる
騒音の解消並びに省エネルギー化を図ることができる。

さらには、節電スイッチがオンしている間、第二設定温
度ＴＩで加熱ローラが温度調節されているので、その後
節電スイッチを解除してコピーを行なう際に、短いウェ
イトタイムで第−設定温度Ｔ１に復帰することができる
。

しかし、上記提案のものでは、節電スイッチ解除後の加
熱ローラ温度が第−設定温度Ｔ１に達するまでのウェイ
ト中は熱定着装置の前多回転（ローラ対の圧接回転）を
行なうので、この前多回転によル加熱ローラから加圧ロ
ーラへ熱が奪われ、ウェイト時間をあまシ短くすること
ができなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、節電モードを設は九ローラ式熱定着装
置において節電スイッチ解咋後のウェイト時間の短縮を
図夛且つ定着性の良好さを保有せしめることにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、加熱手段によシ加熱される加熱ローラ
と、加熱ローラに圧接して回転する加圧ローラと、加熱
ローラ表面温度が所定温度Ｔ、Ｌ以上であるとき両ロー
ラを定着動作に先立つ前回転として圧接回転させる機構
を有する熱定着装置を備えた画像形成装置において、加
熱ローラ表面温度が圧接回転を行なうべき温度範囲（上
記所定温度Ｔ１１以上）であっても、加圧ローラ表面温
度が低温状態ではなく所定温度Ｔｏ以上であるときは、
上記の前回転を禁止して画像形成を許可する制御手段を
設けたことを特徴とする。

これを説明すれば、発明の背景において節電モードつき
の画像形成装置について述べたように、節’［−Ｅ−−
ド中は加熱ローラ表面温度は定着に適した第−設定温度
Ｔ１　（１６０℃〜２００℃）（通常のスタンバイ温度
）よシ低い第二設定温度Ｔ。

に調節されているから、その後、節電モードを解除して
（即ち節電スイッチを解除して）定着動作をするには加
熱ローラを第−設定温度Ｔ１まで復帰させるよう加熱を
する必要があシ、この場合、定着性を良好にするには、
定着動作に先立ち、この復帰の過程においてローラ対の
前多回転（圧接回転）を行なって加圧ローラにも熱を与
え、これを成る程度の温度まで昇温せしめることが行な
われる。しかし乍らこの前多回転では加圧ローラへ熱が
奪れる結果、加熱ローラの上記復帰が遅くなシ、ウェイ
ト時間がそれだけ延びることとなる。

しかし乍ら、加圧ローラ自身が前回転開始前に５０’〜
６０°程度の温度にある場合が多く、このような場合に
は、後の画像形成動作の工程において定着用シート（転
写紙など）が定着装置のローラ対に至るまでの間の画像
形成時のローラ対の回転によって、加圧ローラは加熱ロ
ーラからの熱で定着に十分な６（ｒ〜７０°程度に昇温
し得る。よってそのような場合には、加熱ローラの前記
第−設定温度Ｔ１への復帰の過程において前多回転を行
なわ々い方が加熱ローラから加圧ローラへの熱移動が少
なく、上記ウェイト時間を短縮することができ、しかも
、定着時の必要な加圧ローラ温度も充分得られるから、
良好な定着性を確保し得る。本発明は、このような思想
に基づいている。なお、上記は節電モード解除後の場合
についてのみでなく、紙詰夛・の処理を短時間に終了し
た場合など、熱定着装置の温度低下が比較的小さい程度
で留った状態から再び画像形成動作に入る場合も同様に
通用される。

〔発明の実施例〕

電子写真複写機の場合を例にとって、本発明の実施例を
以下に説明する。

第１図において、加熱ローラ１はローラコア２０表面に
テフロン（商標名）又はシリコーンゴム等の離型性材料
層３を薄く被覆した構造で、内部にヒータランプ等の加
熱手段４が内蔵されて込る。

５は加熱手段４を制御する制御器であって、加熱ローラ
１の表面に近接又は接触して設けられたサーミスタ等の
温度検知器６によって加熱ローラ１の表面温度を検知し
、その表面温岐に基づいて、後記節電モード時を除き、
加熱手段４への通電回路５ａを制御作動して該表面温度
を常時一定温度ＴＩＫ維持する。加圧ローラフは、ロー
ラコア８の表面にシリコーンゴム等の離型性材料層９を
被覆した構造で、前記加熱ローラ１に圧接している。

６ａは加圧ローラ７の表面温度を検知する温度検知器で
ある。これらローラ１，７は、モータ１１等からの駆動
力が周知の駆動連結手段によって伝えられて回転駆動さ
れ得る。本実施例では、ギア１凰に駆動力が与えられる
ことによシ加熱ローラ１が回転し、一方加圧ローラフは
加熱ローラ１に対して従動回転する。ローラ１，７は、
少なくとも、トナー像Ｔを支持材Ｐに定着する定着時に
は、周知の制御によって回転される。

モーター１１には駆動制御手段１ｏが接続され、この駆
動制御手段１０は、温度検知器６，６ａからの出力及び
メインスイッチｓ１のスイッチング出力が入力されてモ
ーター１１０回転駆動を制御するものである。本実施例
においては、メインスイッチ（電源）投入後のウオーム
アツプ中には加熱ローラ１と加圧ローラ７は停止してい
るが、加熱ローラの表面温度が所定の温度Ｔ１′（この
温度は加熱ローラ１の設定温度（定着可能な温度）Ｔｓ
よシも低いが室温よシ高温度である）に到達するような
所定時間経過の以後は、後に詳述する所に従い、定着動
作に先立ち一定時間の前多回転（圧接回転）をするよう
になっている。

さてウオームアツプ完了以後は、定着動作が行なわれる
か、又は定着動作に備えて待機している状態（スタンバ
イ）となる。本実施例においては、前記制御器５および
通電回路５１として、スタンバイ状態中に節電モードと
するか否かを選択し得る節電スイッチを含む回路が組ま
れている。第２図および第３図は、か＼５る回路を示す
図である。

第２図および第３図において、Ｒ１””’　Ｒ１４は抵
抗、Ｄｌ〜Ｄ４はダイオード、Ｑｔ　　−Ｑｓ　　−Ｑ
ｓはコン／４レータ、Ｑｓ＊Ｑｓはトランジスタ、Ｑ４
は８８Ｒｘ　Ｃ＠はコンデンサ、Ｋ、、に！はリレー、
１３は電源トランス、１４はＤＣ電源回路、１５は排熱
ファン、１６は節電スイッチ、１７はメインスイッチ、
１８は温度フユーズである・６は加熱Ｑ−ラ１の温度検
知用のサーミスタである。

メインスイッチ１７が投入されると定着器の熱源である
ヒータ４に温度フユーズ１８と該ヒータのｒライパーで
ある８８Ｒ（Ｑ４）とを介して電源が印加されるよう構
成されている。

メイン投入後チ投人後のウオームアツプ完了後、節電ス
イッチ１６０オンされていないスタンバイの場合におい
ては、リレーに１が励磁されておらず、リレーに１の接
点であるＫ　１−１を介して排熱ファン１５が駆動され
ている。また定着器の温度はサーミスタ６によって検出
され、抵抗Ｒ４とサーミスタ６および抵抗Ｒ？とＲ８か
らなるブリッジ回路及びコンパレータＱ１によって定着
器のヒータ４をコントロールすることにょシ加熱ローラ
ｌの温度を定着に適する第１設定温度ＴＩ（１８０’〜
２００℃）（通常スタンバイ温度）に制御する。

すなわち、加熱ローラの温度が設定温度Ｔ１よシ低い場
合は、コンパレータＱ１の出力は高レベルになシ、抵抗
Ｒ１０％ダイオードＤ１、抵抗Ｒ９を介してトランジス
タＱ３をオンし、ヒータドライバー用の５ＩＲ（Ｑ４）
をオンしてヒータ４に電力を供給し、また設定温度Ｔ１
以上に加熱された場合はコンパレータＱ１の出力が低レ
ベルになシ、ヒータドライバー用のＳＩＲ（Ｑ４　）を
オフすることによってヒータ４への電力の供給を停止す
る。このようにして、節電スイッチがオフの状態の場合
には、加熱ローラ１の温度を設定値Ｔ１にコントロール
する。

節電入力スイッチ１６をオンした場合には、抵抗Ｒ１１
ｒ　Ｒ１ｓ　ｒ　”　ｔｓとキャパシタＣ，及びコンパ
レータＱ６によって構成されたタイマーが動作を開始し
、設定時間に達するまでリレーに、が作動し、リレーに
３の接点に２−１によって節電用リレーＫ。

を励磁し、リレーに１の接点Ｘ、−１によりて排熱ファ
ン１５の通電が停止されると共に、リレーＫ。

の接点Ｋ１−２によってコントロ−ルＱ１の出力を低レ
ベルに保持し、加熱ローラ１の温度は前記第１設定温度
Ｔｌよ〕低く設定されている第２設定温度Ｔ寓　（１２
０°〜１６０℃）となるように抵抗Ｒ４とサーミスタ６
および抵抗Ｒ，とＲ６からなるブリッジ回路及びコン／
ぐレータＱ鵞によってヒータ４を制御して設定温度Ｔ、
となるようにコントロールされる。すなわち、加熱ロー
ラｌの温度が設定温度Ｔｓより低い場合はコントロ−ル
Ｑｓの出力が高レベルになシ、ダイオードＩ）ｔ、抵抗
Ｒ９を介してトランジスタＱｓがオンし、ヒータドライ
バー用の８８Ｒ（Ｑ４　）がオンし、ヒータ４に電力を
供給する。設定温度１１以上に加熱された場合はコント
ロ−ルＱ！の出力が低レベルになシ、ヒータドライバー
用のＳＳＲ（Ｑ４）をオフすることによってヒータ４へ
の電力の供給を停止する。このようにして、節電スイッ
チがオンのとき即ち節電モードのときは、加熱ローラｌ
の温度は設定温度Ｔ３にコントロールされる。節電スイ
ッチを再びオフにして節電モードを解除すれば、加熱ロ
ーラ１の温度社上昇して再び設定温度Ｔ、にコントロー
ルされる。

次に前記モータ駆動制御手段１０についてローラ前多回
転を司る回路を第４図により詳述する。

第４図に示す回路は、節電スイッチの解除に応答して作
動するリレー（不図示）により、ローラの駆動制御系回
路に編入されて作動を始めるものである。重要な構成は
、加熱ローラｌの温度がローラ対の協働回転（前多回転
）を行なう温度（信号ＶＢ）以上になっても加圧ローラ
７の温度が所定温度Ｔｏ　（信号ｖＲ）よシ高ければ協
働回転を禁止することである。本例では第７図の如く各
センサー６．６＆の出力信号Ｖ６１Ｖ６＆をコントロ−
ル１３゜１８で比較し、その出力をアンド回路２２に入
力させて信号処理している。

第４図中、ＣＭａＣ８はコンデンサーで、Ｒ１４１Ｒ１
５＊　Ｒｔ６　＃　Ｒ１７は電気抵抗であル、任意適当
な容量値、抵抗値を有するものである。ＤＣは直流電源
である。１９は加熱ローラ１の温度を表わす温度検知器
６からの出力電位ｖ６と、上記加熱ｏ−ラ１の回転開始
に相当する所定の温度７　、Ｉに対応する基準電位ｖＲ
とを比較する比較器であ）、２２は加圧ローラ７０温度
を表わす温度検知器６ａからの出力電位と、該加圧ロー
ラフの所定温度Ｔ。

（定着不良を生じさせないような温度又は加熱ローラか
らの熱をコピー信号からの回転中に受けて、定着不良を
生じさせないような温度になシ得る温度）に相当する基
準電位Ｖいとを比較する比較器である。２３は抵抗Ｒ１
４＋　Ｒｌｓ＋コンデンサー０２を含み、アンドゲート
２４を経た比較器１９．２２からの出力の波形成形を行
人う、サイリスタ２０への入力手′段である。２０はサ
イリスタで、通常オフの状、態であるが、アンドゲート
２４の高の信号を受けてコンデンサー〇、が充電してダ
ート電位に達するとオンの状態になる。このサイリスタ
２００近くにあシ、抵抗Ｒ１６と単安定マルチバイブレ
ータ２１との連結点２０ｍは、直流電位ＤＣの電位によ
シ高となっているが、先に述べたように９イリスタ２０
がオンの状態になると連結点２０ａは低とな９単安定マ
ルチバイブレータ２１に信号を送９、これを作動させる
。従って単安定マルチバイブレータ２１は、抵抗Ｒ１７
とコンデンサーＣ３によって定まる一定の作動時間Δｔ
の間、作動し、モータ１１をΔｔの時間のみ駆動するこ
とによりて加熱ローラ１と加圧ローラ７とを協動回転せ
しめる。この時間Δｔは、抵抗Ｒ１７，コンデンサーＣ
ｓの値の選定によシ可変である。

さて、スタンバイ中に一旦前記の節電毎−ドにした後、
節電セードを解除して定着動作に入る際に定着動作に先
立って、一定時間加熱ローラ１と加圧ローラ７との前多
回転（圧接協働回転）が行なわれるが、本実施例は、こ
れらの場合において、特に１加圧ローラフの温度が前記
所定温度Ｔｏ（例えば５０〜６０℃）よシ高いときは、
上記前多回転を禁止するよう構成されている。すなわち
、第４図に示したように、加熱ローラ１の温度に対広す
る検出電位ｖ６がその基準電位ｖＲ以上であプ、従って
コンパレータ１９から出力が出ているととという条件の
みならず、更に、加圧ローラ７の温度に対応する検出電
位Ｖｉ＆がその基準電位Ｖ□よシ小であシ、従ってコン
パレータ２２から出力が出ていることという条件が満た
されている場合にのみ、アンドゲート２４から出力が出
て前述のとおシローラ駆動モータ１１を一定時間Δｔの
間回転させるようになっている。上記電位ＶＳａが基準
電位ｖＩＬ＆よシ大である場合すなわち加圧ローラ７の
温度が所定温度Ｔｏよシ高い場合には、コン、４レータ
２２は出力を出さず、従って、たとえ加熱ローラ１の温
度がその所定温度Ｔ１′よシ高いとき、即ちコンノぐレ
ータ１９が出力を出しているときでも、アンドゲート２
４からの出力はなく、ローラの前多回転は行なわれない
。

上記を図解すれば第５図の如くである。節電スイッチを
解除（オフ）した時、加圧ローラ表面温度が所定温度Ｔ
ｏ以上であれば、加熱ローラの温度が定着可能である第
１設定温度Ｔ１のスタンバイ又は定着温度に復帰する際
にローラ対の前多回転を禁止する。該復帰の際に加熱ロ
ーラ１内に内蔵されたヒータ４により加熱ローラ１は第
１設定温度Ｔ１に向けて加熱されるが、この際、上記の
ように前多回転を禁止すればローラ対の圧接回転によっ
て加熱ローラ１から加圧ローラ７へ熱が奪われることが
ないので、よシ効率的に加熱ローラを加熱することがで
き、節電スイッチ解除後のウェイトアップ時間は、非常
に短くなる。さらにこの場合、ウェイドア、ゾ直後の定
着性は、節電スイッチ解除直後に既に所定温度’ｒｅ以
上にあった加圧ローラが、第１設定温度Ｔ１へ向けて加
熱されつ＼ある加熱ローラから熱を受けることで更に暖
るので、充分なものとなる。

このような構成によシ、節電スイッチ解除後のウェイト
アップ時間を最小限にした操作性１機能性、使い易い複
写機が得られる。本発明実施例によれば、従来節電スイ
ッチ解除後６０抄製したウェイトアップ時間を２０秒に
短縮できた。

第６図は第４図の回路動作のフローチャートである。

第７図は他の実施例を示すものである。すなわち、節電
スイッチの解除に引き続いて定着動作を行なわず、該解
除後に非節電モードでのスタンバイ即ち、第１設定温度
Ｔ１におけるスタンバイが続くような場合には、該スタ
ンバイの継続時間１が成る所定時間７０以上であれば、
その間に加圧ローラ７の温度は前記のその所定の温度１
０以上になっているものとみてよい。従って、この場合
、加圧ローラ７の温度を温度センサで検出しなくとも、
第６図の如く、節電スイッチ解除後のスタンバイ（第−
設定温度Ｔ１で温度調節）の継続時間τが所定時間τ０
よシ小か大かによって、定着動作に先立つ前多回転を行
危うか禁止するを選択するよう構成してもよい。

第８図は、更に他の実施例として、前記の前多回転の許
可と禁止に関する加熱ローラ１の温度につき温度範囲を
設けるための回路を示し、その出力ｖ１６は第４図にお
けるコン・ぐレータ１９の出力の代シとしてアンドダー
ト２４に入力される。第８図の回路においては、ローラ
１の表面温度を検知する温度検知器（サーミスタ）６の
検知信号ａはコンパレータ２５，２６に入力され、それ
ぞれ、加熱ローラｌの第二所定表面温度Ｔ、１に相当す
る基準信号ｂ１および加熱ローラ１の第一所定表面温度
Ｔ１′（但しＴ　２’＜　Ｔ　ｔ’）に相当する基準信
号Ｃと比較され、ｃ＞ａ≧ｂ（加熱ローラ１の表面温度
が第二所定温度Ｔ、１以上で第一所定温度Ｔ、／以下）
の場合には、回路２１に信号ｂ′が発せられ、ローラを
駆動すべく出力信号ｖ６′をアンド回路２４へ送る。検
知信号ａがａ≧Ｃ（加熱ローラ１の表面温度が第一所定
温度Ｔ　ｌ１以上）の場合は、回路２１に信号Ｃ′が発
せられ、よって出力信号ｖ６′は発生しない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、節電モード解除後又は紙詰多処理後な
ど熱定着装置のローラ対温度が低下した状態から画像形
成動作を再び行なうに当り、加圧ローラ表面温度の如何
によらずローラ対の前多回転を行なう先行例に比して、
画像形成再開可能になるまでのウェイト時間の短縮が可
能であり、この種の画像形成装置の使い易さ、省エネル
ギー化の向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の概要図、第２図および第３図は
同実施例の温度制御回路図、第４図は同実施例の前多回
転制御用の回路図、第５図は同実施例の動作図解、第６
図は同じでフローチャート、第７図は他の実施例の動作
図解、第８図は更に他の実施例の加熱ローラの温度範囲
応答回路を示す・１・・・加熱ローラ、　　　　４・・
・ヒータ、５．５ａ・・・温度制御手段、６１６１Ｌ−
・・温度検知器、１０・・・ローラ駆動制御手段、　１
１・・・ローラ駆動モータ、１５・・・排熱ファン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱手段によって加熱される加熱ローラと、加熱
   ローラに圧接して回転する加圧ローラと、加熱ローラ表
   面温度が所定温度Ｔ＿１′以上であるときに、両ローラ
   を定着に先立つ前回転として圧接回転する機構を有する
   熱定着装置を備えた画像形成装置において、 加熱ローラ表面温度が上記所定温度Ｔ１′以上であって
   も、加圧ローラの表面温度がそれ自体の所定温度Ｔ＿０
   （Ｔ＿１′＞Ｔ＿０）以上である時は上記の前回転を禁
   止して画像形成を許可する制御手段を有することを特徴
   とする画像形成装置。