JPH01234877A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、電子複写機やレーザプリンタ等の画像形成
装置に用いられる定着装置に関する。

（従来の技術） 電子複写機等に用いられる従来の定着装置は、ヒユーザ
ローラ（定着ローラ）にヒータ（発熱体）を内蔵し、ヒ
ユーザローラ表面の温度をサーミスタ等のセンサで検知
し、ヒータのオン、オフ制御を行ない、ヒユーザローラ
の表面温度を一定に保っている。

また、ウオームアツプ時、および作像動作時は、ヒユー
ザローラとプレスローラ（加圧ローラ）が接しながら回
転しているので、プレスローラ表面の温度は高くなって
いるが、待機時は停止しているので、長時間放置される
と、プレスローラの表面温度が低下してしまうという欠
点があった。

また、プレスローラ内にヒータを内蔵したものもあるが
、一般にプレスローラはゴム等の材質で出来ているため
、熱伝導が悪くローラ表面と内部との温度差が大きくな
ってしまうため、表面温度の設定を余り高くできないと
いう欠点があった。

したがって、プレスローラの表面温度が所定値以下に低
下し、定着不良を起こす可能性があるという欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上記したように加圧ローラの表面温度が所
定値以下に低下し、定着不良を起こす可能性があるとい
う欠点を除去するもので、加圧ローラの表面温度が所定
値以下に低下することを防止でき、定着不良の発生を防
止することができる定着装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の定着装置は、発熱体を内蔵する定着ローラ、
この定着ローラに接触し、上記定着ローラとの間に用紙
を挟持する加圧ローラ、上記定着ローラの表面温度を検
知する第１の検知手段、上記加圧ローラの表面；Ｒ度を
検知する第２の検知手段、上記発熱体のオン、オフ制御
を行なう制御手段、上記定着ローラ、加圧ローラを回転
駆動する駆動手段、上記第１の検知手段により、上記定
着ローラの表面温度が第１の設定温度より高くなった際
、上記制御手段による発熱体の発熱を停止し、上記定着
ローラの表面温度が第２の設定温度より低くなった際、
上記制御手段による発熱体の発熱を行なう第１の処理手
段、および上記第２の検知手段により、上記加圧ローラ
の表面温度が第３の設定温度より高くなった際、上記駆
動手段による駆動を停止し、上記加圧ローラの表面温度
が第４の設定温度より低くなった際、上記駆動手段によ
る駆動を行なう第２の処理手段から構成されるものであ
る。

（作用） この発明は、加圧ローラの表面温度を検知する検知手段
を設け、この検知手段により、加圧ローラの表面温度が
所定値より低くなった際に、定着ローラと加圧ローラを
回転させ、加圧ローラの表面温度を上昇させるようにし
たものである。したがって、加圧ローラの表面温度が所
定値以下とはならないため、定着不良の発生を防止する
ことができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図はこの発明の定着装置が用いられる画像形成装置
、例えば複写機を概略的に示すものである。すなわち、
１は筐体であり、その略中央部には像担持体として図示
矢印ａ方向に回転する感光体ドラム２が設けられている
。筐体１の上部には、原稿を支持する原稿台（透明ガラ
ス）３が図示矢印す方向に往復動自在に設けられている
とともに、この原稿台３上には原稿カバー４が開閉自在
に設けられている。原稿台３を感光体ドラム２の回転と
同期させて移動させることにより、露光ランプ５から照
射された光は原稿台３上の原稿で反射され、その反射光
は集束性光伝送体６によって感光体ドラム２上に結像し
、原稿の反転像として感光体ドラム２上に写る。このと
き、帯電用帯電器７によって感光体ドラム２の表面を帯
電させておくことにより、感光体ドラム２上には原稿の
反転像が静電潜像として形成され、この静電潜像は現像
器８によってトナーが付着されることにより顕像化され
るように構成されている。現像器８は、筐体１に対して
着脱自在になっており、あらかじめ用意されている夫々
異なる色の現像剤が収容された複数の現像器の中から所
望の色の現像剤が収容された現像器を選択してセットで
きるようになっている。なお、現像器８の着脱は、筐体
１の上部に開閉自在に設けられた蓋体９を開放すること
により可能となっている。

筐体１の右側下方部位には、用紙を感光体ドラム２の下
方（像転写部１５）へ供給する給紙装置１０が設けられ
ている。この給紙装置１０は、筐体１の右側部に着脱自
在であって複数枚の用紙を収納した給紙カセット１１と
、この給紙カセット１１の上部に設けられ用紙を手差し
で供給するための手差し給紙台１２と、給紙カセット１
１から用紙を１枚づつ送り出す給紙ローラ１３と、この
給紙ローラ１３で送り出された用紙あるいは手差しで供
給される用紙を一時停止せしめるとともに、その用紙の
先端の傾きなどを修正して、用紙の先端と感光体ドラム
２上のトナー像の先端とが一致するようなタイミングで
像転写部１５へ送るアライニングローラ１４を有した構
成となっている。

アライニングローラ１４によって搬送される用紙は像転
写部１５へ送られる。像転写部１５に送られた用紙は、
転写用帯電器１６の部分で感光体ドラム２の表面と密着
することにより、このとき転写用帯電器１６による用紙
の帯電によって感光体ドラム２上のトナー像が転写され
る。転写後の感光体ドラム２は、クリーナ１７によって
表面の残留トナーが除去され、さらに除電ランプ１８に
よって残像が消去されて初期状態に戻るように構成され
ている。

一方、転写後の用紙は、剥離用帯電器１９によって感光
体ドラム２から剥離されて定着装置２０に導かれ、この
定着装置２０を通過することにより熱と圧力とが加えら
れ、トナー像が加熱定着される。定着後の用紙は、排紙
ローラ対２１．２１によって筐体１外のトレイ２２に排
出されるように構成されている。

なお、２３は筐体１内の温度上昇を防止するための冷却
ファンである。

上記定着装置２０は、第２図および第３図に示すように
構成されている。すなわち、発熱体としてのヒータラン
プ３０ａを内蔵するヒユーザローラ（定着ローラ）３０
、このヒユーザローラ３０とともに回転し、上記ヒユー
ザローラ３０をスプリング４０による一定圧力で加圧す
るプレスローラ（加圧ローラ）３１、上記ヒユーザロー
ラ３０の表面温度を検知するサーミスタ（第１の検知手
段）３２、上記プレスローラ３１の表面温度を検知する
サーミスタ（第２の検知手段）３３、上記ヒユーザロー
ラ３０の付近の温度が異常に高くなった際に、上記ヒー
タランプ３０ａへの電源供給を停止する温度ヒユーズ３
４、上記ヒユーザローラ３０の表面をクリーニングする
クリーニングフェルト３５．３６、上記プレスローラ３
１の表面をクリーニングするフェルトローラ３７、上記
ヒユーザローラ３０、プレスローラ３１とにより定着が
行なわれた用紙をヒユーザローラ３０から剥がす剥離爪
３８、およびこの剥離爪３８によって剥がされた用紙の
搬送を検知するスイッチ３９によって構成されている。

第１図は制御回路を示すものである。すなわち、主制御
部４１は複写機全体を制御するものであり、たとえばマ
イクロプロセッサなどを主体に構成されている。この主
制御部４１には、この主制御部４１からのモータオン信
号あるいは温度検知回路（第２の検知手段）５０からの
検知信号に応じて、上記ヒユーザローラ３０、プレスロ
ーラ３１を回転するモータ４７を駆動するモータ駆動回
路４６が接続されている。

上記モータ駆動回路４６は、上記主制御部４１から基準
速度信号が供給され、この基準速度信号とモータ４７の
近傍に設けられた回転速度検知センサ４８からの検知信
号（回転速度に比例した周波数の信号）とにより、モー
タ４７を一定速度で回転するようになっている。

また、モータ駆動回路４６は、上記主制御部４１からの
モータオン信号と上記温度検知回路５０からの検知信号
としてのモータオン信号はノア回路４９を介してモータ
駆動回路４６に供給されるようになっている。

上記主制御部４１からのモータオン信号は、ウオームア
ツプ時あるいはコピー時（作像動作時）に“Ｌ”レベル
となり、待機時は“Ｈ“レベルとなるようになっている
。

これにより、モータ駆動回路４６は、ウオームアツプ時
あるいはコピー時に、上記主制御部４１からのモータオ
ン信号（“Ｌ“レベル）に応じて、モータ４７を回転駆
動するようになっている。

また、モータ駆動回路４６は、待機時に、上記温度検知
回路５０からの検知信号（“Ｌ”レベル）に応じて、モ
ータ４７を回転駆動するようになっている。

上記温度検知回路５０は、コンパレータ５０ａ１および
抵抗Ｒ１１〜Ｒ１Ｂで構成され、上記サーミスタ３３の
抵抗値変化により上記プレスローラ３１の表面温度を検
知し、この検知温度に応じた検知信号を出力するもので
ある。

すなわち、プレスローラ３１の表面温度が低いとき、サ
ーミスタ３３は大きな抵抗値となっている。このため、
抵抗Ｒ１１およびサーミスタ３３で分圧される電圧Ｖｔ
２は、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３によって作成される基準電圧
Ｖｒ２よりも大きい（Ｖｔ２＞Ｖｒ２）ので、コンパレ
ータ５０ａの出力は“Ｌルベルとなる。このときの基準
電圧Ｖｒ２の値は、コンパレータ５０ａの出力が“Ｌ“
レベルであるため、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１６で決定
される値Ｖｒ２（Ｌ）となる。

また、プレスローラ３０の表面の温度が上昇し、サーミ
スタ３３の抵抗値が小さくなると、電圧Ｖｔ２の値も小
さくなり、電圧Ｖｔ２が基準電圧Ｖｒ２よりも小さく　
　（Ｖｔ　２＜Ｖｒ　２　（Ｌ））なったとき、コンパ
レータ５０ａの出力は“Ｌ“レベルから“Ｈ“レベルへ
反転する。このときの基準電圧Ｖ’ｒ２の値は、コンパ
レータ５０ａの出力がＨ“レベルであるため、抵抗Ｒ１
２、Ｒ１，３、Ｒ１６、Ｒ１７で決定される値Ｖｒ２．
（Ｈ）となり、Ｖ　ｒ　２　（Ｈ）　＞Ｖ　ｒ　２　（
Ｌ）という関係を持つ。

この結果、待機時に、ヒユーザローラ３０、プレスロー
ラ３１の回転が停止状態となり、プレスローラ３１の表
面温度が下降し、サーミスタ３３の抵抗値が大きくなる
と、電圧Ｖｔ２の値が再び大きくなり、ｒＶｔ２＞Ｖｒ
２　（Ｈ）Ｊとなったとき、再びモータ４７を回転する
ようになっている。

本実施例では、Ｖｒ２（Ｈ）は約１４０度（第４の設定
温度）　、Ｖｒ２　（Ｌ）は約１６０度（第３の設定温
度）に設定されている。この結果、プレスローラ３１の
表面温度は、約１４０度〜１６０度に制御されるように
なっている。

また、温度検知回路（第１の検知手段）４２は、抵抗Ｒ
１〜Ｒ９、およびコンパレータ４２ａ１４２ｂによって
構成されており、上記サーミスタ３２の抵抗値変化によ
り上記ヒユーザローラ３０の表面温度を検知し、この検
知温度に応じて、上記ヒータランプ３０ａのオン−オフ
を制御するソリッドステートリレー（ＳＳＲ）４３を駆
動するものである。

すなわち、ヒユーザローラ３０がまだ加熱されていない
とき、サーミスタ３２は大きな抵抗値となっている。こ
のため、抵抗Ｒ１およびサーミスタ３２で分圧される電
圧Ｖｔｌは、抵抗Ｒ２、Ｒ３によって作成される基準電
圧Ｖｒｌよりも大きい（Ｖｔｌ＞Ｖｒｌ）ので、コンパ
レータ４２ａの出力は１Ｌ“レベルとなり、コンパレー
タ４２ｂの出力もＬ“レベルとなる。これにより、ソリ
ッドステートリレー４３が導通状態となって、交流型［
４５の電圧がヒータランプ３０ａに印加されることによ
り、ヒータランプ３０ａが点灯（オン）される。このと
きの基準電圧Ｖｒｌの値は、コンパレータ４２ａの出力
力ｉ″Ｌ“レベルであるため、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ６で
決定される値Ｖｒｌ（Ｌ）となる。

また、ヒユーザローラ３０の表面の温度が上昇し、サー
ミスタ３２の抵抗値が小さくなると、電圧Ｖｔｌの値も
小さくなり、電圧Ｖｔｌが基準電圧ｖｒ１よりも小さく
　　（Ｖｔ　１＜Ｖｒ　１　　（Ｌ））なったとき、コ
ンパレータ４２ａの出力は“Ｌ“レベルから“Ｈ“レベ
ルへ反転し、コンパレータ４２ｂの出力も“Ｌ“レベル
から“Ｈ“レベルへ反転する。これにより、ソリッドス
テートリレー４３が非導通状態となって、交流電源４５
の電圧がヒータランプ３０ａに印加されなくなり、ヒー
タランプ３０ａが消灯（オフ）される。

このときの基準電圧Ｖｒｌの値は、コンパレータ４２ａ
の出力が“Ｈ“レベルであるため、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ
６、Ｒ７で決定される値Ｖｒｌ（Ｈ）となり、Ｖｒｌ　
　（Ｈ）＞Ｖｒｌ　　（Ｌ）という関係を持つ。

この結果、ヒータランプ３０ａが消灯（オフ）状態とな
り、ヒユーザローラ３０の表面温度が下降し、サーミス
タ３２の抵抗値が大きくなると、電圧Ｖｔｌの値が再び
大きくなり、ｒＶｔｌ＞Ｖｒｌ（Ｈ）Ｊとなったとき、
再びヒータランプ３０ａが点灯（オン）するようになっ
ている。

本実施例では、Ｖｒｌ（Ｈ）は約１９５度（第２の設定
温度）、Ｖｒｌ（Ｌ）は約２０５度（第１の設定温度）
に設定されている。この結果、ヒユーザローラ３０の表
面温度は、約１９５度〜２０５度に制御されるようにな
っている。

上記ソリッドステートリレー４３には、上記ヒートラン
プ３０ａ１交流電源４５、および温度ヒユーズ３４が直
列に接続されている。

次に、上記のような構成において、動作を説明する。た
とえば今、ヒユーザローラ３０がまだ加熱されていない
とき、サーミスタ３２は大きな抵抗値となっている。こ
のため、抵抗Ｒ１およびサーミスタ３２で分圧される電
圧Ｖｔｌは、抵抗Ｒ２、Ｒ３によって作成される基準電
圧Ｖｒｌよりも大きい（Ｖｔｌ＞Ｖｒｌ）ので、コンパ
レータ４２ａの出力は′Ｌ“レベルとなり、コンパレー
タ４２ｂの出力も“Ｌ″レベルなる。

これにより、ソリッドステートリレー４３が導通状態と
なって、交流電源４５の電圧がヒータランプ３０ａに印
加されることにより、ヒータランプ３０ａが点灯（オン
）される。

また、ヒユーザローラ３０の表面の温度が上昇し、サー
ミスタ３２の抵抗値が小さくなると、電圧Ｖｔｌの値も
小さくなり、電圧Ｖｔｌが基準電圧ｖｒ１よりも小さく
　　（Ｖｔ　１＜Ｖｒ　１　　（Ｌ））なったとき、コ
ンパレータ４２ａの出力は”Ｌ“レベルから“Ｈ“レベ
ルへ反転し、コンパレータ４２ｂの出力も“Ｌ“レベル
から“Ｈ“レベルへ反転する。

これにより、ソリッドステートリレー４３が非導通状態
となって、交流電源４５の電圧がヒータランプ３０ａに
印加されなくなり、ヒータランプ３０ａが消灯（オフ）
される。

この結果、ヒータランプ３０ａが消灯（オフ）状態とな
り、ヒユーザローラ３０の表面温度が下降し、サーミス
タ３２の抵抗値が大きくなると、電圧Ｖｔｌの値が再び
大きくなり、「ｖｔｌ〉Ｖｒｌ（Ｈ）Ｊとなったとき、
再びヒータランプ３０ａが点灯（オン）される。

したがって、ヒユーザローラ３０の表面温度は、約１９
５度〜２０５度の間に制御される。また、ウオームアツ
プ時、あるいはコピー時（作像動作時）、主制御部４１
はモータオン信号（“Ｌ“レベル）をノア回路４９に供
給する。すると、ノア回路４９の出力は“Ｈ″レベルな
り、モータ駆動回路４６はモータ４７を駆動する。これ
により、ヒユーザローラ３０、プレスローラ３１が回転
し、ヒユーザローラ３０の表面温度がプレスローラ３１
に伝達され、プレスローラ３１の表面温度が上昇する。

また、待機時に、プレスローラ３１の表面温度が１４０
度以下となった場合、上記サーミスタ３３は大きな抵抗
値となる。このため、抵抗Ｒ１１およびサーミスタ３３
で分圧される電圧Ｖｔ２は、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３によっ
て作成される基準電圧Ｖｒ２よりも大きく　　（Ｖｔ２
＞Ｖｒ２）なり、コンパレータ５０ａの出力、つまり温
度検知回路５０からの検知信号は“Ｌ“レベルとなり、
ノア回路４９に供給される。すると、ノア回路４９の出
力は”Ｈ“レベルとなり、モータ駆動回路４６はモータ
４７を駆動する。これにより、ヒユーザローラ３０、プ
レスローラ３１が回転し、ヒユーザローラ３０の表面温
度がプレスローラ３１に伝達され、プレスローラ３１の
表面温度が上昇する。

また、上記待機時に、プレスローラ３０の表面の温度が
上昇し、サーミスタ３３の抵抗値が小さくなり、電圧Ｖ
ｔ２の値も小さくなる。そして、電圧Ｖｔ２が基準電圧
Ｖｒ２よりも小さく（Ｖｔ　２＜Ｖｒ　２　（Ｌ））な
ったとき、コンパレータ５０ａの出力は“Ｌ“レベルか
ら“Ｈ“レベルヘ反転し、ノア回路４９に供給される。

すると、ノア回路４９の出力は“Ｌ“レベルとなり、モ
ータ駆動回路４６はモータ４７の回転を停止する。

これにより、ヒユーザローラ３０、プレスローラ３１の
回転が停止し、ヒユーザローラ３ｏの表面温度がプレス
ローラ３１に伝達されなくなり、プレスローラ３１の表
面温度が下降する。

この結果、待機時に、ヒユーザローラ３０、プレスロー
ラ３１の回転が停止状態となり、プレスローラ３１の表
面温度が下降し、サーミスタ３３の抵抗値が大きくなる
と、電圧Ｖｔ２の値が再び大きくなり、ｒＶｔ２＞Ｖｒ
２　（Ｈ）Ｊとなったとき、再びモータ４７を回転する
。

この結果、待機時に、プレスローラ３１の表面温度が１
４０度以下になると、モータ４７が回転を初め、ヒユー
ザローラ３０により、プレスローラ３１が暖められ、プ
レスローラ３１の表面温度が１６０度に達するとモータ
４７を停止する。これにより、プレスローラ３１の表面
温度を、約１４０度〜１６０度の間に保つことができる
。

上記したように、プレスローラの表面温度を検知し、こ
の検知結果により、プレスローラの表面温度が１４０度
〜１６０度の間に設定されるように、ヒユーザローラ、
プレスローラを回転するようにしたものである。これに
より、プレスローラ用にヒータを設ける必要がなく、ま
た高価な保温手段を設けることなく、プレスローラの温
度低下を防ぐことができ、低価格で、高い定着性能を得
ることができる。

したがって、プレスローラの表面温度が所定値以下に低
下することを防止でき、定着不良の発生を防止すること
ができる。

なお、前記実施例では、待機時にプレスローラの表面温
度が低下した場合のモータ４７の回転速度が、ウオーム
アツプ時、コピー時と同じ速度で回転するものであった
が、ウオームアツプ時、コピー時よりも遅い速度で回転
するようにしても良い。たとえば、第４図に示すように
、アンド回路５１、ナンド回路５２、およびオア回路５
３によって構成される選択回路によって、ウオームアツ
プ時、コピー時は用紙搬送に伴う基準速度信号Ｃがモー
タ駆動回路に供給され、待機時は基準速度信号Ｃよりも
遅い基準速度信号ｄ　（ｃｏｄ）がモータ駆動回路４６
に供給されるようになっている。

この場合、騒音の防止を図ることができる。

［発明の効果コ 以上詳述したようにこの発明によれば、プレスローラの
表面温度が所定値以下に低下することを防止でき、定着
不良の発生を防止することができる定着装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はこの発明の一実施例を説明するため
のもので、第１図は制御回路の構成を示す図、第２図は
画像形成装置の構成を示す側断面図、第３図は定着装置
の構成を示す側断面図であり、第４図は他の実施例にお
ける制御回路の構成を示す図である。 ２０・・・定着装置、３０・・・ヒユーザローラ（定着
ローラ）、３０ａ・・・ヒータランプ（発熱体）、３１
・・・プレスローラ（加圧ローラ）、３２．３３・・・
サーミスタ（第１、第２の検知手段）、４１・・・主制
御部、４２・・・温度検知回路（第１の検知手段）、４
６・・・モータ駆動回路、４７・・・モータ（駆動手段
）、５０・・・温度検知回路（第２の検知手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発熱体を内蔵する定着ローラと、 この定着ローラに接触し、上記定着ローラとの間に用紙
   を挟持する加圧ローラと、 上記定着ローラの表面温度を検知する第１の検知手段と
   、 上記加圧ローラの表面温度を検知する第２の検知手段と
   、 上記発熱体のオン、オフ制御を行なう制御手段と、 上記定着ローラ、加圧ローラを回転駆動する駆動手段と
   、 上記第１の検知手段により、上記定着ローラの表面温度
   が第１の設定温度より高くなった際、上記制御手段によ
   る発熱体の発熱を停止し、上記定着ローラの表面温度が
   第２の設定温度より低くなった際、上記制御手段による
   発熱体の発熱を行なう第１の処理手段と、 上記第２の検知手段により、上記加圧ローラの表面温度
   が第３の設定温度より高くなった際、上記駆動手段によ
   る駆動を停止し、上記加圧ローラの表面温度が第４の設
   定温度より低くなった際、上記駆動手段による駆動を行
   なう第２の処理手段と、 を具備したことを特徴とする定着装置。