JPH02208684A - 熱ローラ定着装置 - 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、トナー像を転写材上に定着する熱ローラ定着
装置に関するもので、特にヒータを内蔵した加熱ローラ
と之に圧着する圧着ローラとの間に転写材を挟持・搬送
しつつ定着を行う熱ローラ定着装置に関するものである
。

〔発明の背景〕

従来、電子複写機などの電子写真式画像形成装置におい
て、未定着画像を紙などの転写材に定着するのに加熱ロ
ーラとこれに圧接する圧着ローラとの間に、前記転写材
を挟持・搬送しつつ加熱定着する熱ローラ定着装置が多
用されている。前記加熱ローラは中空金属ローラの表面
にシリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱弾力性体層を
形成したものでもよく、一般的には金属ローラの表面に
フッ素系の被膜を形成している。

加熱ローラ内部にヒータを備えていて内部から加熱され
、加熱ローラ自体が熱容量を持っていて加熱ローラの表
面と内部とで温度勾配があるので、ヒータ通電をＯＦＦ
としても熱伝導の時定数の遅れの関係から加熱ローラ表
面の温度は上昇する。また、温度検知手段（サーミスタ
等）も熱容量をもっているため、測定される温度は実際
の加熱ローラの表面温度より遅れて検知されることとな
り、加熱ローラ表面の実際の温度は過度に上昇すること
が多い。

前記加熱ローラの表面温度はある設定温度（例えば１９
０℃）前後に保持されていることが必要で、その温度よ
り低いときはトナーが転写材に十分融着しないで定着不
良を起こす。また高いときは、オフセット現象（溶融し
たトナーが熱ローラに付着し、その通過する転写材が汚
れて定着されることとなる。また通過する転写材が熱ロ
ーラに巻き付いて搬送不良を起こす。）が生じたり、さ
らに高温、例えば２６０℃近くになると材質的なダメー
ジ（熱ローラ表面を清掃するクリーニングローラがその
後クリーニング機能を失うなど）が生じる。

従って、設定温度より高いある温度例えば２００℃以上
になることは望ましくない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の熱ローラ定着装置においては、ウオーミングアツ
プ時間を可能な限り短くすることが要請されているため
、ヒータは発熱量の大きなものが使用されていて、ウオ
ーミングアツプ時間中は加熱ローラの内面とローラ表面
との間での温度勾配は大きくなっている。従って、ウオ
ーミングアツプが終了したのちは、第６図に示すように
、ローラ表面の温度は急に上昇しオーバーシュートを起
こすことが多い。このため、前記過熱による定着不良や
オフセット現象を発生する。さらに、加熱ローラ、圧着
ローラの材質に熱変化を与え、装置の寿命も短くなると
いう問題点があった。

本発明は、これらの点を解決して、ウオーミングアツプ
時のオーバーシュートの小さい、定着性能のすぐれた熱
ローラ定着装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、加熱ローラに接触もしくは近接して温度検
知手段を設けて温度検知を行い、第１の設定温度によっ
て温度制御を行う黙ローラ定着装置において、 ウオーミングアツプ時コピーボタンが押されていないと
きは、第１の設定温度より低く、該温度でＯＦＦとして
も第１の設定温度まで温度上昇する第２の設定温度で設
定し、一定時間経過後第１の設定温度に切り換え制御す
るとともに、つ２オ一ミングアツプ時コピーボタンが押
されているときは、転写紙先端がローラ部に到達したと
き加熱ローラ部の温度が第１の設定温度まで温度上昇し
ているとする第３の設定温度をもってスタートすること
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〕

以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。

図において、ｌは熟ローラ定着装置、２は加熱ローラ、
３は圧着ローラ、４は例えばハロゲンランプなどからな
るヒータ、５ａは加熱ローラ２に接触して設けられた分
離爪、５ｂは圧着ローラ３に接触して設けられた分離爪
、６はサーミスタ、赤外線センサなどからなり熱ローラ
２に接触もしくは近接して温度検知を行う温度センサ、
７は転写材が定着装置から排出されたとき信号を送出す
る排紙センサ、８はヒータ電源、９は制御部のｃｐｕ。

２５は像形成体である感光体ドラム、２６は転写材であ
る転写紙Ｐの進入ガイド、２７は転写紙Ｐの先端を感光
体ドラム２５上のトナー像の先端と一致するよう同期さ
せて給紙する第２給紙ローラ、３０は転写器、３１は分
離器、３２は感光体ドラム２５より分離された転写紙Ｐ
を熱ローラ定着装置ｌへ搬送する搬送ベルト、４０は駆
動電源、４１はコピーボタンである。

本実施例の加熱ローラ２はＡ　Ｉ、Ｓ　ＯＳ　、鉄等の
熱伝導の良好な材料からなる中空ローラ２１上ｌこシリ
コーンゴムなどの耐熱弾性体層２２を薄＜　（０，５〜
１、Ｏｎ＋ａ）被覆したものでもよく、最外殻の表層部
にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）、ＰＦ
Ａ（パーフルオロアルコキシ樹脂）またはＦＥＰ（テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体）等のフッ素樹脂層２３を５〜４０μｍの厚さに塗布
して、耐久性、離型性に優れた加熱ローラとしたもので
ある。加熱ローラ２　（’）　内ｆｉ　ｉ：は、その中
央部に長手方向に沿ってヒータ４が設けられており、こ
のヒータ４は後述する温度セシサ６及びＣＰＵ９によっ
てその発熱が制御され、加熱ローラ２表面を所定の温度
に加熱する。一方、圧着ローラ３はＳＵＳ、鉄等からな
る芯金３３上に比較的厚いシリコーンゴム等の耐熱弾性
体層３４を被覆し、加熱ローラ２に押圧して十分なニッ
プをとれるようにしたものである。

温度センサ６によって得られる温度信号はＣＰＵ９に入
力し、ＣＰＵ９はこの信号に基づいてヒータ電源８を制
御してヒータ４の通電の０Ｎ−ＯＦＦを行い加熱ローラ
２の温度を制御する。

図示しないメインスイッチがＯＮにされると、ＣＰＵ９
は加熱ローラ２のヒータ４に通電して熱ローラ定着装置
ｌのウオーミングアツプを開始する。

本発明は、単に加熱ローラ２の表面温度が所定の設定温
度（例えば１９０℃）に達するとＯＦＦにするという従
来の方法と異なり、コピーボタン４１が押されているか
、いないかによって第２．第３の設定温度を予め用意し
これを切り換えて温度制御を行い、加熱ローラ２の表面
温度のオーバーシュートを防止しようというものである
。

第２図はウオーミングアツプ時の温度制御のフローチャ
ートを示すものである。図中、ＴＩは第１設定温度、Ｔ
２は第２設定温度、Ｔ３は第３設定温度、ｔｓは一定時
間（例えば１．５Ｓｅｃ）を示す。

まず、コピーボタン４１が押されていない場合について
説明する。

第３図はコピーボタン４１が押されていない場合のウオ
ーミングアツプ時の加熱ローラ２表面の温度変化を示す
グラフである。

コピーボタン４１が押されていない場合は、温度制御の
基準となる設定温度を第２設定温度Ｔ２を選択して制御
が行われる。ヒータ４をＯＮにして加熱ローラ２表面の
温度が第２設定温度Ｔ２（例えば１８５℃）に達したと
温度センサ６が検知するとＣＰＵ９はヒータ４をＯＦＦ
にする。この後加熱ローラ２の表面温度が１９０℃を超
す一定時間ｔｓ（例えば１．５ｓｅｃ）経過すると温度
制御の基準温度は第１設定温度ＴＩ（例えば１９０℃）
に切り換え、以後は第１設定温度ＴＩを基準にして温度
制御を行う。このように−旦温度の低い第２設定温度Ｔ
２でヒータ４はＯＦＦされるので、大きなオーバーシュ
ートを起こすことはない。

第４図はコピーボタン４１が押されている場合のウオー
ミングアツプ時の加熱ローラ２表面の温度変化を示すグ
ラフである。

コピーボタン４１が押されている場合ＣＰＵ９は、温度
制御の基準温度として第３設定温度Ｔ３を選択する。こ
の第３設定温度Ｔ３は、この温度に加熱ローラ２表面の
温度が達したと温度センサ６が検知するとコピー動作が
スタートし、第２給紙ローラ２７によって給紙された転
写紙Ｐの先端が加熱ローラ２に到達する時点に加熱ロー
ラ２の表面温度が第１設定温度Ｔｌに達するように、予
め実験によって決められている温度である。

通常の画像形成装置においては、転写紙Ｐは第２給紙ロ
ーラ２７部にあって、コピーボタン４１が押されると給
紙が開始するように構成されているが、感光体ドラム２
５がまず回転を開始し、続いて若干時間経過後給紙を開
始する構成のものもある。

今、前者の場合を例にして説明する。

第５図に示すように、第２給紙ローラ２７から加熱ロー
ラ２までの経路の長さが２００ｍｍであり、給紙速度が
１０５ｍｍ／Ｓｅｃであると、給紙がスタートしてから
転写紙Ｐが加熱ローラ２に到達するまでの時間ｔ１は約
２　Ｓｅｃとなる。加熱ローラ２表面の実測によって得
られる温度上昇速度が１８５６０付近では５℃／Ｓｅｃ
とすると、第１設定温度Ｔ　Ｉ（１９０℃）に達する２
　Ｓｅｃ前の表面温度はｌＯｏＣ低い１８０℃であるの
で、この実施例では１８０℃をもって第３設定温度とさ
れる。

従って、加熱ローラ２表面温度がＴ３に達するとＣＰＵ
９は、コピー動作をスタートさせ、温度制御の基準温度
を第１設定温度ＴＩに切り換える。

コピー動作がスタートして仁、後転写紙Ｐが加熱ローラ
２に到達するときは加熱ローラ２の表面温度は第１設定
温度ＴＩになっており正常の定着が行われる。そして、
以後の温度制御は第１設定温度Ｔｌを基準にして行われ
る。この場合は転写紙Ｐが熱を吸収しながら定着・搬送
されるので、第４図に示されるようにオーバーシュート
を起こすことはない。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上説明したように、ウオーミングアツ
プ時の温度制御の基準となる設定温度を２段階に切り換
えて行うようにし、さらに、コピーボタンが押されてい
る場合と、押されていない場合とで異なる設定温度を用
いるようにしたので、ウオーミングアツプ時に生ずる加
熱ローラ表面温度のオーバーシュートの発生を完全に防
止できることとなった。従って、過度の温度上昇による
定着不良やオフセット現象の発生やローラ材料の劣化を
防止し、寿命の長い定着性能の優れた熱ローラ定着装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は本発
明のウオーミングアツプ時の温度制御を示すフローチャ
ート、 第３図はコピーボタンが押されていない場合の、ウオー
ミングアツプ時の加熱ローラ表面の温度変化を示すグラ
フである。 第４図はコピーボタンが押されている場合の、ウオーミ
ングアツプ時の加熱ローラ表面の温度変化を示すグラフ
、 第５図は第２給紙ローラと熱ローラ定着装置との間の距
離を示す図、 第６図は従来のウオーミングアツプ時の加熱ローラ表面
の温度変化を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加熱ローラに接触もしくは近接して温度検知手段を設け
   て温度検知を行い、第１の設定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、ウォーミングアップ時
   コピーボタンが押されていないときは、第１の設定温度
   より低く、該温度でＯＦＦとしても第１の設定温度まで
   温度上昇する第２の設定温度で設定し、一定時間経過後
   第１の設定温度に切り換え制御するとともに、 ウォーミングアップ時コピーボタンが押されているとき
   は、転写紙先端が加熱ローラ部に到達したとき加熱ロー
   ラ部の温度が第１の設定温度まで温度上昇している第３
   の設定温度をもってスタートすることを特徴とする熱ロ
   ーラ定着装置。