JPS63216083A - 熱ロ−ラ定着装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は静電記録装置に用いられる熱ロー２定着装置に
関するもので、特にその熱ロー２の制御温度をコピー作
動前と、連続コピー時とで変えるようにした熱ローラ定
着装置に関するものである。

【発明の背景１ 電子写真複写機等の静電記録装置には熱ローラとこれに
圧接する圧接ローラとから構成される熱ローラ定着装置
が設けられていてトナー像を転写した転写材が搬入され
るとその圧接部で転写材を挟着して搬送作用を受は継ぐ
と共にトナー像に面する熱ローラの加圧、加熱によって
トナーを溶融して加熱による定着を行うようになってい
る。 一方、圧接部を通過して定着を終えた転写材はその剛性
によりほぼ水平方向への搬送を保って熱ローラの周面か
ら離脱し、溶融したトナーを速やかに冷却、固着するの
が望まれるが往々にして溶融したトナーと熱ローラの粘
着力等により転写材の先端で熱ローラに巻付きが生じる
場合がある。 このような現象は先端近くに密度の高いトナー像を転写
した転写材で特に着しく、また熱ローラ温度にも関係し
、極端な場合には転写材が所定の搬送方向に送られずジ
ャムを起し転写材を反故にするばかりでなく、その処理
に労力と時間を費やし難澁することがある。 このような転写材の巻付きによるトチプルな防止する手
段としで苫着した転写材を強制的に剥離するための分離
爪が熱ローラの周面部に取付けられ、熱ローラについて
は転写材が通過する定着時にその表面温度を適正温度に
保持することがなされでいる。 上記熱ローラの適圧温度は、熱ローラを構成する材料の
耐熱性と上記転写材の熱ローラへの巻付きを防ぐために
上限温度が定まり、またトナーが転写材に融着するいわ
ゆる熱定着が良好に行なわれる限度から下限温度が定ま
る。熱ローラ内部には電気的に断続するヒータを設け、
この上限温度と下限温度の間に安定して保持されるよう
に熱ローラの表面温度について温度制御が行なわれなけ
ればならない。 熱ローラと構成材料や、トナーの構成Ｉｆ脂材料から、
一般の複写機にあっては上限温度は２１５℃程度、下限
温度は１６０℃程度とされている。 【発明が解決しようとする問題、４７ 熱ロ一２定着装置は、熱源としてのヒータと、ヒータを
取り囲む熱容量をもった熱ローラと、熱ローラ表面の温
度を奪って通過する転写材との間で熱伝導による熱の授
受が行なわれる。熱ローラの熱容量が小さいときは、複
写機で電源ＯＮしてより熱ローラ表面がある適正温度に
なるまでの時間、即ちウオーミングアツプ時間が短いと
いう特長をもっている。その反面転写材によって高速の
連続コピーがなされるときは熱ローラ部の熱が奪われて
、急激に温度が低下し、下限温度を下回って定着不良と
なる。 一方、熱ローラの熱容量が大きいときは、その保持する
熱容量によって急激な温度低下が避けられるが、熱ロー
ラの熱伝導度とも関係し、熱ローラ表面がある適正温度
となってヒータへの通電がＯＦＦとなってもなお熱ロー
ラ表面温度は上昇して上限温度を上回って熱オーバシュ
ートの現象となる。 即ち本発明は、上限及び下限温度から熱ローラ表面温度
が逸脱することなくＷ埋されるようにした高速連続コピ
ーを可能とする複写機の熱ローラ定着装置を提供するこ
とを目的とする。 【問題点を解決するための手段】 上記目的は熱ローラ表面温度を検知する温度検知手段を
設け、該温度検知手段による検知温度によって温度制御
を行う熱ローラ定着装置において、該熱ローラのコピー
作動前の制御温度ＴＡと、連続コピー時の制御温度Ｔｔ
１との間で １０℃＜Ｔ’Ａ−Ｔ、＜２５℃ の関係にあることを特徴とする熱ローラ定着装置によっ
て達成される。 ［実施例］ 本発明の一実施例を第１図に示す。 第１図は本発明の定着装置の構造を示したもので、熱ロ
ー２１は画像形成装置本体の動力装置により定位置にて
時計方向に向は強制的に駆動回転されてお９また圧接ロ
ーラ２は前記熱ローラ１に対し直下から圧接して反時計
方向に従動回転されるようになっていてその圧４１部に
向って上面にトナー画像を転写した転写材を矢印入方向
から前方ガイド板８の案内を経て搬入すると、該転写材
を挟着して左方向に搬送する際、前記熱ローラ１に内蔵
するヒータ３ａ、３ｂの熱量によってトナーを溶融し、
圧接部がら搬出したのち分離爪６および７を介しローラ
面から剥離して後方ガイド部材９ａ、９ｂの案内を経て
矢示Ｂ方向から装置本体の外部に排出するようになって
いる。 前記、熱ローラ１は、パイプ状の芯金の外側に厚さ０．
４ｍｍのシリコンゴム層を形成し、さらにその外側にフ
ッ素樹脂層として厚さ３０μｍ程度のＰＦへの未収縮性
チューブを被覆した外径寸法が６０１のローラである。 また前記熱ローラ１は両軸端部のベアリング押えを外す
ことにより定着装置から容易に取外すことが小米るよう
に紙送まれていて清掃、メンテナンス等が簡易に行える
ようになっている。 −力、前記圧接ロー２２は、芯金の外周に硬度４０°の
ゴム層を厚さ６．５Ｈに形成しさらにその外側を熱収縮
性のＰＦ＾チューブで被覆した外径寸法カ６５ＩＩＩ＊
ノローラで、発熱素子を用いたヒータを内蔵していてそ
の温度上昇に伴、って抵抗値の変化する特性により周面
温度を９０ないし１００℃に自動的にコントロールして
いる。該圧接ローラ２のヒータは、電源ＯＮの間は通電
は継続される。 また前記分離爪６は熱ローラ１に並行して架設した支持
軸１０上に所定の間隔を置いて軸着された同形状から成
る複数個の部材であって、それぞれが捩りバネ１１或い
は重錘等によって反時計方向に付勢されていて、その先
端部を前記熱ローラ１の周面に当接するよう取付けられ
転写材のローラへの巻付を防止している。 また、前記熱ローラ１の周面に対しては、前記分離爪６
から回転方向の下流側にクリーニングローラ１１、除電
ブラシ１２さらにオイル含浸ローラ１３が順次当接され
ている。 前記オイル含浸ローラ１３は多孔性のフッ素樹脂層ある
いは耐熱繊維をもって形成したその外周面にシリコンオ
イルを含浸させた熱ローラ１とほぼ同等の長さを有する
ローラで紬１３ｂを支点として回動するロールホルダ１
３ａに軸受は支持されていてその自重により前記熱ロー
ラ１の周面に圧接して従動回転し外周面より滲み出した
シリコンオイルを熱ロー２１の局面に均一に塗布して定
着処理によって溶融するトナーの粘着力を弱め前述した
分離爪６による転写材の分離を容易になξしぬる作用を
している。 次に本実施例の熱ローラ１についてのヒータと温度セン
サ等について説明する。 第２図は熱ローラ１の構成を示す軸方向断面図で、３ａ
は、その加熱部が熱ローラ１の紬（長さ）方向の中央部
に位置し、Ａ４サイズ幅寸法相当の長さを有する１、５
００Ｗのヒータ、３ｂは熱ローラ１の両端側にその加熱
部があってその全長は熱ローラ１とほぼ同じ長さを有す
る６００Ｗのヒータで、いずれもニクロム線を螺旋状に
巻いて石英管に封入したものである。　４ａは熱ローラ
１の中央部の局面にセットされた接触型の温度センサ、
４ｂは熱ローラ１の一端より約５０１１ｍ中央寄りの位
置即ちヒータ３ｂによる温度上昇を検出するに適した位
置にセットされた接触型の温度センサで、温度センサ４
ａ、４ｂは共に熱ローラ１周面に当接し、遅滞なくロー
ラ表面温度を検知する。５は前記温度センサ４ａ、４ｂ
の温度検出によりヒータ電源Ａ　３１ａ及びヒータ電源
Ｂ　３１ｂを制御して、前記熱ローラ１の周面温度が常
に適正定着温度に保持されるように制御する制御部であ
る。 第３図は熱ローラ周面の軸方向の温度分布の一例を示す
グラフで、ａはヒータ３ａのみに通電したときの温度分
布、ｂはヒータ３ｂのみに通電したときの温度分布、Ｃ
はヒータ３ａ、３ｂ両者に通電したときの温度分布を示
している。制御部５にはコピー作動中は温度センサ４ａ
及び４ｂより熱ローラ局面の温度を入力し、之を予め設
けた設定温度と比較し、温度センサ４ａが設定温度以下
となったときはヒータ３ａにヒータ電源Ａ　３１ａを制
御して通電し、設定温度以上となったときはヒータ３ａ
への通電はオフとなる。同様に温度センサ４ｂが設定温
度以下となったときはヒータ３ｂにヒータ電源Ｂ　３１
ｂより通電し、設定温度以上となったときにはヒータ３
ｂへの通電はオフとなる。即ち制御部５は中央部のヒー
タ３ａと両端側のヒータ３ｂとをそれぞれ独立に制御し
て、設定温度を維持するようになっている。 熱ローラ１は以上のように構成、制御されているので、
Ａ４サイズ記録紙のコピーを連続して行っても熱ローラ
１の両端部近傍は独立に温度制御がなされているので、
過度に温度上昇することがなく、続いてＡ４サイズより
大きい記録紙のコピーを行ってもオフセットや不均一な
定着、画像の乱れを起こすことがなく、無駄な電力の消
費も防止することができる。 次に熱ロー２１のコピー作業時の本発明による温度制御
について説明する。ここでは便宜上独立して制御される
ヒータ３ａと温度センサ４ａに注目して説明を行う。 第４図は複写機のコピー作業中の熱ローラ１の周面温度
状態とヒータ及び制御部の作動状況を示すグラフである
。コピーに先立って複写機の電源スィッチをＯＮにする
と熱ローラ１のヒータ３ａ。 ３ｂに通電されついで圧接ローラ２が熱ローラ１に圧接
され、同時に熱ロー２１が駆動され回転を始める。熱ロ
ーラ１の周面温度は圧接ローラ２によって熱を奪われ一
旦低下するが、制御温度Ｔ＾（２００℃）に戻り安定し
た時点即ち温度センサ４ａ。 ４ｂが共に制御温度Ｔ＾となった時点でコピー可能の表
示がなさ・れる。 オペレータが連続コピーのコピー釦を押すと、コピーが
始まり、熱ローラ１の周面温度は記録紙に熱を奪われる
ために制御温度はＴＡより低くなり、断続状態にあった
ヒータ３ａはＯＮとなる。 連続的に定着される記録紙によって熱ローラ１の周面温
度は下がるがヒータ３ａ１．ｔＯＮの状態にあるので、
熱ロー２１の内部温度は高まり半径方向の熱勾配は大き
くなって、周面温度は上界に転する。 なお熱ローラ１の制御温度はコピースタートからあらか
じめ設定された時間を経過した時点で設定温度は２００
℃より１８５℃に切換えられる。 従って連続コピーによって一旦周面温度が下ったのちの
熱ロー２１の周面温度は制御温度ＴＢによった管理がな
される。 本発明は＄４図の実施例で示したように、許容される上
限温度（２１５℃）と下限温度（１７５℃）との開にコ
ピー作動前制御温度Ｔ＾（２００℃）と連続コピー時制
御温度Ｔ　８（１８５℃）を設け、かつ１０℃＜’ｒＡ
−Ｔ、＜２５℃ としたものである。（本実施例ではＴＡ−ＴＢ＝１５℃
）本発明者らは多くの実験を行った。まずＴＡを本実施
例の２００℃より余り高温に設定すると、第４図におけ
るＰ−１点は上限温度を超える。またＴＡを本実施例の
２００°Ｃより余り低い温度に設定すると、連続コピー
したときの温度が下降をたどる周面温度曲線はＣ−１曲
線となり、Ｐ−２点は下限温度より低くなる。 またＴＢをＴＡと同じ温度に設定されたときは、連続コ
ピーを行った際、上昇に転じた周面温度曲線はＣ−２曲
線となり、Ｐ−３点は上限温度を超えることとなる。 上限及び下限温度を超えることは、定着性能を悪くする
即ち本発明は、オーバーシュートによって周面温度が高
温側の過度温度に上昇するのを防止すると共に、連続コ
ピーによる周面温度が低温側の過度温度に低下するのを
防止するようにしたもので、コピー初期の制御温度Ｔ＾
と連続コピー開始後の制御温度ＴＩＩについで、種々実
験の結果、ＴａはＴＡより１０〜２５℃低い範囲に設定
することが良好な高速連続コピーがなされる静電記録装
置の定着条件として必要であることを得たものである。

【発明の効果】

以上説明したとおり、本発明の熱ローラ定着装置は、電
源をＯＮにした直後の制御温度ＴＡより連続コピー時の
制御温度Ｔ、を１０〜２５℃低く設定するようにしたの
で、本発明によって連続コピー時に発生し易い熱ローラ
の過度温度上昇を防止して、オフセットの発生あるいは
各部材の耐久寿命の減小を防止すると共に連続コピーを
行っても定着不良が生じることのない、さらには定着後
のペーパーカールの小さい熱ローラ定着装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

ｗＩＩ１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第
２図は本発明の熱ローラの構成を示す断面図、第３図は
上記熱ローラの周面の軸方向の温度分布の一例を示すグ
ラフ、第４図は複写機のコピー作業中の熱ローラ１の周
面温度状態を示すグラフである。 １・・・熱ローラ　　　　２・・・圧接ローラ３ａ、３
ｂ・・・ヒータ　　　　４ａ、　４ｂ・・・温度センサ
５・・・制御部　　　　　６・・・分離爪３１　ａ　・
・・ヒータ電ｍＡ　　　３１ｂ−・・ヒータ電源Ｂ出願
人　　　小西六写真工業株式会社 第１図 第２図 ■ 第３図 ：Ａ４−ブイズ暢　１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱ローラ表面温度を検知する温度検知手段を設け
   、該温度検知手段による検知温度によって温度制御を行
   う熱ローラ定着装置において、該熱ローラのコピー作動
   前の制御温度Ｔ＿Ａと、連続コピー時の制御温度Ｔ＿Ｂ
   との間で １０℃＜Ｔ＿Ａ−Ｔ＿Ｂ＜２５℃ の関係にあることを特徴とする熱ローラ定着装置。
2. （２）前記熱ローラはシリコンゴムの薄層上にフッソ樹
   脂層を表面層として設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の熱ローラ定着装置。