JPH0227384A - 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】 Ｌ！Ｌ、Ｌ五ｍ九１ 本発明は、一般に、定着装置に関し、特に例えば２カー
ルソン電子写真プロセス゛が採用された電子写真複写装
置のごとき画像形成装置に適用される定着装置に関する
。

【え立且遺 周知のように、この種の定着装置は、第６図にて図示す
るように、ガイド板５を介して矢印Ｂ方向に案内される
顕画像が転写された記録材６を、定着ローラｌと、外周
面が該定着ローラ１の外周面と当接可能に配設された加
圧ローラ２とから成るローラ対で受け、該ローラ対にて
前記顕画像の画像定着を行なうようになっているもので
ある。

前記定着ローラ１は、第６図時計方向（即ち、第６図時
計方向）に図示しない定着ローラ駆動モ−タにより回転
自在に構成されているとともに、該定着ローラｌ内には
、該定着ローラｌを加熱するために略円柱形状のヒータ
４が組み込まれている。前述したヒータ４は、図示しな
いヒータ駆動電源からの給電によって駆動されるように
なっている。第６図に於いて前記定着ローラｌの上方に
は、前記定着ローラ１の外周面の温度の検知が可能なよ
うに、定着ローラｌの外周面と近接させてサーミスタ３
が配設されている。一方、加圧ローラ２は、第６図反時
計方向（即ち、第６図反時計方向）に前記定着ローラ１
の回転に応じて回転自在に構成されており、前記定着ロ
ーラ１とｔａ働して、ガイド板５を介して与えられる記
録材６上の顕画像の該記録材６への画像定着を行なうよ
うになっている。ガイド板５は、図示しない画像形成装
置の搬送手段によって搬送されてきた記録材６を受けて
スムーズに前記ローラ対へと案内できるように、記録材
６の搬送方向上流側の部位と記録材６の搬送方向下流側
の部位とが夫々第６図斜め下方に折り曲げられている。

上述した定着ローラ１の外周面の温度値を、所定温度に
保持する制御の態様は、例えば、マイクロコンビま一夕
のごとき制御手段が、前記サーミスタ３から出力される
温度検出信号を読み込み該制御手段が該温度検出信号が
予め設定されている定着ローラ１の外周面温度基準値よ
りも高いと認識したときには、前記ヒータ駆動電源から
のヒータ３に対する給電を遮断し、又、該温度検出信号
が前記温度基準値よりも低いと認識したときには、前記
ヒータ駆動電源からのヒータ３に対する給電を′開始す
るか或いは継続するものである。

般に、定着装置の定着ローラ１の温度制御は、定着ロー
ラ１が回転を停止しているときよりも回転しているとき
即ち、供給された記録材６の顕画像の画像定着を行なっ
ているときの方が温度が高くなるように制御される。

か　　　よう ところで、上述した定着装置の定着ローラ１における従
来の温度制御は、第７図にて示すような態様で実施され
ていた。即ち、第７図において、画像形成装置がスタン
バイ状態になっている時点０から横軸１−の点ｔｏにて
示す時点に到るまでの間は、定着ローラｌの外周面温度
がＴｏ’Ｃになるように前記ヒータ駆動電源の給電を制
御することによって、前記定着ローラｊの外周面の温度
を制御し、前記横軸」二の点ｔｏにて画像形成装置全体
の駆動を制御しているコントローラから画像形成開始の
駆動指令信号が出力されると、直ちに定着ローラｌの外
周面温度が目標温度値たる１１℃になるようにヒータ駆
動電源の給電を制御するようにしていた。そして前記温
度制御により前記外周面温度が前記Ｔ１°Ｃになった時
点（即ち、横軸上の点１＋）で、定着ローラ１の回転を
開始するとともに、記録材６を前記ローラ対に供給する
ようにしていたものである。しかしながら、定着ローラ
ｌの回転開始に伴なって当然に加圧ローラ２も回転を開
始することとなるので、停止時に定着ローラ１の外周面
と接触していなかった加圧ローラ２の第６図下側の低温
の部位が定着ローラ１の外周面と接触するようになって
、定着ローラ１の外周面温度は１１℃から第７図−点鎖
線■にて示すように横軸上の点ｔ１から点ｔｚまでの時
間において最大で６１℃分低下してしまう、該ΔＴ℃の
、値は２定着装置の雰囲気温度を始め、定着ローラ１や
加圧ローラ２の熱伝導率、形状により様々であるが、約
り０℃〜２０℃程度であり、又、元の温度値Ｔ＋”Ｏに
復帰するのに要する時間１．−１２は１０ｓｅｃ以上に
なる場合がある。よって、第７図横軸上の点１．から点
ｔｚまでの間に、前記記録材６が前記ローラ対に供給さ
れた場合には１例えば、記録材６の先端側では顕画像を
形成しているトナーの該記録材６への定着が良好に行な
われていても、該記録材６の後端側では定着不良となる
度合が高い等の定着不良が生ずるという問題点や、記録
材６への印字濃度が高い画像パターンの場合に、特に前
記傾向が顕著となるという問題点があった。

徒って本発明は、従来の上述したごとき問題点を改善す
るために創案されたものであって、その目的は、定着装
置の雰囲気温度をはじめとする定着ローラや加圧ローラ
の熱伝導率、形状及び記録材への印字濃度等の各種要因
の如何に拘らず記録材上に形成された顕画像の該記録材
に対する画像定着を良好に行なうことが可能な定着装置
を提供することである。

るための 上記目的は、本発明に係る定着装置によって達成される
。要約すれば、本発明は、加熱手段を有する定着回転体
と、外周部が前記定着回転体の外周部と当接可能に配設
され前記定着回転体と協働してかえられた記録材上の顕
画像の画像定着を行なう加圧回転体と、前記加熱手段を
駆動する加熱手段駆動手段と、前記定着回転体を駆動す
る定着回転体駆動手段と、前記定着回転体の外周部の温
度を検知する温度検知手段と、前記定着回転体の停止時
間を計数する計数手段と、前記計数手段からの計数値に
基づいて前記定着回転体の外周部温度を制御するための
目標温度値を設定し、前記温度検知手段からの出力信号
を読み込んで前記加熱手段駆動手段を制御することによ
って前記定着回転体の外周部温度が目標温度値に到達し
た後に前記定着回転体駆動手段及び前記記録材の前記両
回転体への供給タイミングの制御を行なう制御手段とを
具備したことを特徴とする定着装置である。

実１例 以下１図面により本発明の一実施例について説明する。

第２図は、本発明の一実施例に従う定着装置が適用され
る画像形成装置を示したものである・即ち、第２図にお
いて、画像形成装置本体（以下単に「装置本体」という
）１０内の略中央部には、を担持体たる感光体ドラム１
６を始め、感光体ドラム１６の外周面に近接してクリー
ナ部２０、次高圧帯電器１７．現像器１８、転写帯電器
１９が夫々配設され、又、−次高圧帯電器１７と現像器
１８との間の感光体ドラム１Ｂ上方には、折り返しミラ
ー１４が配設されている。前述した感光体ドラム１６と
その周辺に配設されている各種機器類とのｗ４２図左方
には、本発明の一実施例に従う定着装置２４が配設され
ており、更に該定着装！２４の左方には排紙ローラ２５
及び装置本体ｌＯの外部に突出している排紙トレイ２６
が夫々配設されている。一方、第２図の前記装置１０右
側には、該装置本体１０に対して着脱自在に給紙力セラ
）２１が設けられ、該給紙カセット２１の記録材の移動
方向下流端には、給紙ローラ２２が配設されている。前
記給紙ローラｚ２の記録材移動方向下波側の現像器１８
と近接している部位には、レジストローラ２３が設けら
れている。前述した装置本体１０内の給紙ローラ２２か
らレジストローラ２３に到る領域の上部には、レーザ発
光末子１３を始め、スキャナモータ１２．該スキャナモ
ータ１２によって一定速度で回転されるスヤヤナミラ−
（即ちポリゴンミラー）１１等が設けられている。

前述した各々の構成について略述すれば以下のようであ
る。即ち、前記レーザ発光素子１３は、例えば半導体レ
ーザによって構成されており、第１図にて図示するコン
トローラ４５から出力される駆動指令信号に従ってオン
／オフ変調されたレーザビーム１５を照射するようにな
っている。スキャナミラー１１は、前記レーザ発光素子
１３から照射されたレーザビーム１５を受けて、これを
偏向して折り返しミラー１４に与えるものである。折り
返しミラー１４は、スキャナミラー１１によって偏向さ
れたレーザビーム１５を受けて、感光体ドラム１６上の
前記−次高圧帯電器１７と現像器１８とによって画成さ
れた部位に、結像するようになっている。−次高圧帯電
器１７は、前記レーザビーム１５が照射される前に、感
光体ドラム１６の外周面を略−様に帯電させるようにな
っている。現像器１８は、前記レーザビーム１５の照射
によって前記感光体ドラム１６外周面上に形成された静
電潜像を、所定の現像剤にて現像し、該静電潜像を顕画
像化するようになっている。転写帯電器１９は、前記現
像器１８により前記感光体ドラム１６上に形成された顕
画像を、搬送されてきたシート状記録媒体たる記録材上
に、高圧コロナ放電により転写させるものである。りリ
ーナ部２０は、感光体ドラム１６上に残留している現像
剤をかき取り回収するようになっている。給紙ローラ２
２は、駆動されることにより給紙カセット２１内に収容
されている記録材を、レジストローラ２３の配設位置へ
と送り込むものである。レジストローラ２３は、給紙ロ
ーラ２２を介して与えられる記録材を受けてこれを所定
のタイミングで感光体ドラム１６方へと送り出すように
構成されている。定着装置２４は、前述したごとき転写
プロセスの終了した記録材に定着回転体即ち定Ｂローラ
ｌと加圧回転体即ち加圧ローラ２との協働により加熱、
加圧することによって、前記顕画像を記録材に定着せし
めるようになっている。なお、定着装置２４の構成の詳
細については、既に第６図にて説明しているので、省略
する。排紙ローラ２５は、前記定着装置２４を介して与
えられた記録材を受けて前記排紙トレイ２６へと排出さ
れるように構成されている。

第１図は１本発明の一実施例に従う定着装置の制御系を
示す０本発明の一実施例に従う定着装置の制御系は、第
１図を参照して明らかなように、制御手段即ちＭＰｔＪ
　（即ち、マイクロプロセッシングユニット、以下同じ
）３１をはじめ、バッファ３２、電力制御手段３３、交
流電源３４、Ａ／Ｄ変換器３５．バー／　７　ｙ　３８
−１〜３８−　ｍ、バッファ３９−１〜４０−ｎ、計数
手段即ちカウンタ４１及びコントローラ４５等を具備し
た構成となっている。バー２フア３２は、ＭＰＵ３１が
ら出力されるヒータオン／オフ駆動指令信号を一旦受け
てこれを電力制御手段３３に出力するようになっている
。電力制御手段３３は、バッファ３２を介して与えられ
るオン／オフ駆動指令信号に従って駆動するＬＥＤ　３
３　ａと、該ＬＥＤ３３ａから照射される光によって駆
動される光トライアック３３ｂとから成っており、光ト
ライアック３３ｂがＬＥＤ　３３　ａからの照射光によ
って導通状態になると、加熱手段駆動手段即ち交流電源
３４から加熱手段即ちヒータ４に対する給電が行なわれ
るようになっている。Ａ／Ｄ変換器３５は、直流電源Ｖ
を抵抗３７と、温度検知手段即ち定着ローラｌの外周部
の温度を検知するサーミスタ３の抵抗値とによって分圧
する分圧回路に接続されており、定着ローラ１の外周部
温度の可変に伴って抵抗値が可変するサーミスタ３の両
端の電圧信号を、８ビット分のディジタル信号３６に変
換してＭＰＵ３１に出力するようになっている。バッフ
ァ３８−１〜３８−ｍは、第２図にて図示した画像形成
装置の各部を駆動する駆動源に対して。

ＭＰＵ３１から出力される各種指令信号を一旦受けた後
夫々出力するものである。バッファ３９−１〜４０−ｎ
は、例えば給紙カセット２１内の記録材の有無を検知す
るセンサを始め、給紙力セラ）２１内の記録材のサイズ
奢検知するセンサ等、各種センサから夫々出力される検
出信号を一旦受けた後これら各種検出信号をＭＰＵ３１
に出力するものである。カウンタ４１は、ＭＰＵ３１か
ら１パルス／　ｌ　ｓ　ｅ　ｃの割合で出力される定着
ローラｌの回転停止時間を示すパルス信号４３を計数し
て該パルス信号４３の計数値データ（８ビツトデータ）
４４を、前記ＭＰＵ３１に出力するようになっている。

カウンタ４１のカウント内容は、ＭＰＵ３１から出力さ
れるカウンタリセット信号４２によってリセットされる
ように構成されている。コントローラ４５は、インタフ
ェース信号ライン４６を介してＭＰＵ３１と接続されて
おり。

ＭＰＵ３１に対して画像形成指令信号を出力することに
よって第２図にて示した画像形成装置に画像形成動作を
行なわせるものである。

前述したＭＰＵ３１は、前記第２図にて図示した画像形
成装置全体の駆動を制御するＣＰＵ、制御プログラム等
を内蔵しているＲＯＭ、前記画像形成装置全体の駆動制
御を行なうために必要な各フラグ等の制御データが書込
み／読出し自在なＲＡＭ等にて構成されている。ＭＰＵ
３１は、カウンタ４１から出力されるパルス信号４３の
計数値データ４４を読込み、該計数値データ４４に応じ
て予め設定されている定着ローラｌの外周部温度を制御
するための目標基準温度値を補正する０ＭＰＵ３１は、
Ａ／Ｄ変換器３５を介してサーミスタ３から出力される
温度検出信号を読込んで、該温度検出信号が前記目標基
準温度値の補正値と一致するように、バッファ３２を介
して駆動指令信号を出力し、電力制御手段３３の駆動を
制御することによって前記ヒータ４の定着ローラｌに対
する加熱量を調節する。ＭＰＵ３１は、サーミスタ３か
らＡ／Ｄ変換器３５を介して与えられた温度検出信号が
前記目標基準温度値の補正値と一致していると認識した
ときには、バッファ３８−１〜３８−ｍのいずれかを介
して定着回転体駆動手段即ち定着ローラ■駆動モータや
、レジストローラ２３駆動モータ或いは給紙ローラ２２
駆動モータ等の駆動を制御するように構成されている。

次に、ヒ述した定着装置の制御系の制御動作を、主とし
て第３図にて示すフローチャートを併用しながら説明す
る。オペレータが画像形成装置の駆動電源を投入すると
、コントローラ４５及びＭＰＵ３１は共に駆動を開始す
る。ＭＰＵ３１は、インタフェース信号ライン４６を介
してコントローラ４５から所定の画像形成指令信号が出
力されたことを認識すると（ステップ１０１）、　ステ
ップ１０２に移行する。カウンタ４１から出力された計
数値データ（Ｔｃｎｔ）４４を読み込むとともに（ステ
ップ１０２）、該読み込んだデータＴ　ｃ　ｎ　Ｌが５
ｓｅｃ未満であるか否かを確認する（ステップ１０３）
、ステップ１０３にて前記データＴｅｎｔが５ｓｅｃ未
満（Ｏｓｅｃも含む）であると認識すると、定着ローラ
ｌの外周部温度を制御するための目標温度値を、第４図
縦軸Ｔ＋（’Ｉｌｌ：）にて示す目標基準温度値に設定
しくステップ１０４）、サーミスタ３から出力される温
度検出信号に基づいてヒータ３に対する交流電源３４か
らの給電を制御することにより、定着ローラｌの外周部
の温度をＷ４４図実線にて示すように可変せしめ、前記
Ｔ１℃となる様にヒータの温度制御を行なう、（ステッ
プ１０８）、ステップ１０８にて定着ローラｌの外周部
温度が１１℃に略一致したと認識すると、給紙ローラ２
２駆動モータ、レジストローラ２３駆動モータ等の駆動
を制御するとともに、定着ローラｌ駆動モータを駆動せ
しめて顕画像が転写された記録材の定着装置２４への供
給を開始しくステップ１０９）、次いで、カウンタ４１
に対してカウンタリセット信号４２を出力することによ
りカウンタ４１をリセットする（ステップ１１０）。

ステップ１０３にて、前記読込んだデータＴｃｎｔが５
ｓｅｃ未満でないと判断したときには、該データＴｅｎ
ｔが３０ｓｅｃ未満であるか否かを確認しくステップ１
０５）、　ステップ１０５にて前記データＴｃｎｔが３
０ｓｅｃ未満であると認識すると、定着ローラｌの外周
部温度を制御するための目標温度値を第４図縦軸ＴＩ＋
α。

（℃）（即ち目標基準温度値ＴＩ℃をα１の値にて補正
した値）に設定しくステップ１０Ｂ）、サーミスタ３か
ら出力される温度検出信号に基づいてヒータ４に対する
交流電源３４からの給電を制御することにより、定着ロ
ーラ１の外周部の温度を第４図実線−破線にて図示する
ように可変せしめ、前記ＴＩ＋α１　（℃）に略一致さ
せる（ステップ１０８）、ステップ１０９以降は、前記
と同様である。

ステップ１０５にて、前記データＴｃｎｔが３０ｓｅｃ
未満でないと認識すると、定着ローラｌの外周部温度を
制御するための目標温度値を！＄４図縦軸Ｔ１＋αｚ（
’Ｏ）（即ち、目標基準温度値Ｔ書℃を、αＺの値にて
補正した値）に設定しくステップ１０７）、サーミスタ
３から出力される温度検出信号に基づいてヒータ４に対
する交流電源３４からの給電を制御することにより、定
着ローラｌの外周部の温度を第４図実線〜破線〜１点鎖
線にて図示するように可変せしめ、前記はＴ＋αｚ（”
Ｏ）に一致させる（ステップ１０８）、ステップ１０９
以降は、前記と同様である。

ステップ１０１にてコントローラ４５から画像形成指令
信号が出力されていないと認識したときには、定着ロー
ラ１駆動モータが駆動を停止しているか否かを判断しく
ステップｌ１１）、該定着ローラ１駆動モータが駆動を
停止していると認識したときには、ステップ１１２に移
行する。定着ローラｌ駆動モータの駆動停止時間が１ｓ
ｅｃ以上であると判定すれば（ステップ１１２）、前記
カウンタ４１・に対してパルス信号４３を出力する（ス
テップ１１３）、ここで、目標温度基準値と該目標温度
基準値が補正された目標温度値Ｔ℃、′ｒＩ＋ａ１”ｏ
、Ｔ奮＋αｚ℃、との間には、Ｔ、（Ｔ、＋α、＜Ｔ、
＋α２の関係が成立することが明らかである。目標温度
基準値Ｔ１℃を補正するための値α１、α乙は、丑述し
た関係が成立するのであれば如何なる値であっても差支
えない。

北述した本発明に従う一実施例では、ステップ１０２に
て読み込んだ計数値データ（Ｔｃｎｔ）の値に応じて予
め設定されている目標基準温度値Ｔ１℃を補正し、定着
ローラ１の外周部の温度が該補正値に達したことにより
定着装置２４への記録材の供給を開始した後に（ステッ
プ１０９）、カウンタ４１をリセットすることとしてい
る（ステップ１１０）が、本発明に従う制御方法は、上
記内容のみに限定されるものではなく、例えば定着装置
２４への記録材の供給が連続的に行なわれるごとき画像
形成のプロセスを実行する場合には、まず目標基準温度
値Ｔ＋’ＯをＴ１＋αＺ”０に設定して温度制御を行な
い、次いで前記設定値を徐々に低下せしめつつ温度制御
を行ない、最終的には前記設定値を１１℃にして温度制
御を行なうこととしても差支えない０本実施例において
は、定着ローラｌの外周部の温度制御を行なうための目
標基準温度値を、定着ローラｌの回転停止時間に応じて
補正するようにしたが、例えば、第５図にて示すように
定着ローラｌの外周部の温度の変化率が可変するように
ヒータ４への給電を制御する方法も思料され得る。

即ち、前記第３図にて示したフローチャートにおいて、
ステップ１０４、ステップ１０６、ステップ１０７にて
夫々目標温度値を設定するとともに、ヒータ４による定
着ローラｌの外周部の温度上昇率をも設定することとし
たものである。

例として、ステップ１０４では温度上昇率を５℃／　ｓ
　ｅ　ｃに、ステップ１０６では温度上昇率を７’Ｃ／
　ｓ　ｅ　ｃに、ステップ１０７では温度と昇率を１０
℃／ｓｅｅに夫々設定すれば、第５図にて図示するよう
に、定着装置２４の定着ローラｌの回転停止時間の長短
に拘らず略一定のタイミングで記録材の供給を行なうこ
とが可能となった。ステップ１０４．ステップ１０６．
ステップ１０７における目標温度値の設定と温度上昇率
の設定とを行なうに際し、ヒータ４を複数個設け、各々
のヒータ４を夫々の温度上昇率に対応するようにしてお
いて、定着ローラ１の回転停止時間Ｔｃｎｔに応じて各
々のヒータ４の駆動を選択することとしてもよい１本発
明に従う一実施例においては定着ローラ１の回転停止時
間Ｔｃｎｔを計数する手段として、カウンタ４１を設け
ることとしたが、本発明に従う計数手段は前述したカウ
ンタ４１のみに限定されるものではなく、例えば、該カ
ウンタ４１の機能をＭＰＵ３１が有しているＲＡＭ内に
ソフト的に実現することとしてもよい。

本発明は、画像形成装置の中でも、特にレーザプリンタ
に好適に適用されるものであるが、レーザプリンタにの
みその適用範囲が限定されるものではなく、ＬＥＤアレ
イを用いたＬＥＤアレイプリンタや、液晶プリンタにも
当然に適用が可能である。

主ｊＬ口ＪＬＩＩ。

以上説明したように、本発明によれば、定着装置の雰囲
気温度を始めとする定着回転体や加圧回転体の熱伝導率
、形状及び記録材への印字濃度等の各種要因の如何に拘
らず記録材上に形成された顕画像の該記録材に対する画
像定着を良好に行なうことが可能な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、本発明の一実施例に従う定着装置の制御系を
示すブロック図である。 第２図は、本発明の一実施例に従う定着装置が好適に適
用されている画像形成装置の全体構成を示す縦断面図で
ある。 第３図は、前記第１図にて示した定着装置の制御系の制
御動作を示すフローチャートである。 第４図及び第５図は、本発明の一実施例に従う定Ｒ装置
の制御系の作用説明図である。 第６図は、電子写真複写装置のごとき画像形成袋ごに好
適に適用される定着装はの一般的な構造を示した斜視図
である。 第７図は、従来技術に従う定着装置の制御系の作用説明
図である。 定着ローラ ：加圧ローラ サーミスタ ：ヒータ ：　ＭＰＵ ：電力制御手段 二交流電源 ：カウンタ 第４図 印字指令 給紙開始 第６図 第７図 ｔ。 時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）加熱手段を有する定着回転体と、外周部が前記定着
   回転体の外周部と当接可能に配設され前記定着回転体と
   協働して与えられた記録材上の顕画像の画像定着を行な
   う加圧回転体と、前記加熱手段を駆動する加熱手段駆動
   手段と、前記定着回転体を駆動する定着回転体駆動手段
   と、前記定着回転体の外周部の温度を検知する温度検知
   手段と、前記定着回転体の停止時間を計数する計数手段
   と、前記計数手段からの計数値に基づいて前記定着回転
   体の外周部温度を制御するための目標温度値を設定し、
   前記温度検知手段からの出力信号を読み込んで前記加熱
   手段駆動手段を制御することによって前記定着回転体の
   外周部温度が目標温度値に到達した後に前記定着回転体
   駆動手段及び前記記録材の前記両回転体への供給タイミ
   ングの制御を行なう制御手段とを具備したことを特徴と
   する定着装置。