JPH0362080A

JPH0362080A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0362080A
Application number: JP1198260A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Suda; 須田　憲一; Takeshi Menjo; 健校條
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-18

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、原稿を照明する照明光源と、記録材上のトナ
ー像を定着する定着装置を備えた画像形成装置に関する
。

特には、定着装置が夫々が熱源により加熱される回転体
対を有する画像形成装置に関する。

（従来技術）一対ローラによりトナー像を支持する記録材を挟持搬送
することにより定着する装置では、記録材上の未定着ト
ナー像のトナーが、該トナーを加熱してこれを記録材に
融着せしめるべき定着ローラ側に付着し、これが次の記
録材に転写されてしまう、いわゆるオフセット現象とい
う問題がある。

特に、フルカラーの装置にあっては、単にトナーを軟化
してこれを加圧粘着させる単色の場合と異なり、複数種
のトナーが溶融に近い状態で混合される高温定着がなさ
れるために、この傾向がより強い。

そこで、フルカラーの定着装置では従来加圧ローラーに
も熱源をもたせて記録材の背面からもトナー像を効果的
に加熱して、定着ローラーへのオフセットを防止する、
いわゆる背面加熱ということが行なわれてきた。

（発明が解決する問題点）しかし原稿を照射する光源として、ノ１０ゲンランプの
ような、いわゆる熱光源を用いる場合、電力消費が大き
くなり、画像形成装置全体としての消費電力が大きくな
るという欠点があった。又、定着のための加熱は、所定
範囲内の温度で行なわれねばならなく、高すぎても低す
ぎても、いわゆるオフセットが生ずる。

従って、高精度な温度制御がなされなければならない。

しかしその為に、定着ローラーと加圧ローラーの両方に
例えばサーミスタ等の温度検出部材を接触せしめると、
部品点数が多くなり、コスト高となるのに加え、定着ロ
ーラー側のサーミスタの表面がトナーで汚れて、接触状
態が悪くなり、制御が良好になされずローラー温度が過
昇温してしまう。さらには、サーミスタに付着したトナ
、−が固着すると、ローラーを損傷させたり、また画質
低下をもたらす。

しかるに、上記サーミスタを加圧ローラー側のみに設け
た場合には上記問題は解決するが定着ローラーが温度制
御されない為、該定着ローラーが過昇温してオフセット
を生ずるだけでなく、過大電力消費、機内昇温等の他の
問題点をも生ずる。

（問題点を解決する手段）上記問題点を解決する本発明は、原稿を照明する照明光
源と、記録材上のトナー像を定着する定着装置を有し、
この定着装置は、夫々熱源によって加熱される圧接する
回転体対でトナー像を支持する記録材を挟持搬送するこ
とによりトナー像を定着する定着装置である画像形成装
置において、上記照明光源の点灯中は、上記夫々の熱源
を交互に制御して両方を同時にオンさせないことを特徴
とするもの、及び、上記照明光源の点灯中は、上記熱源
への通電を半波に切り換えることを特徴とするものであ
る（発明の実施例）以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第一図は本発明に係る画像形成装置の一実施例であるフ
ルカラー電子写真複写機を示す。

像担持体、即ち本実施例にては表面に電子写真用感光層
を有した感光ドラム１は矢印Ｘ方向に回転駆動される。

感光ドラム１の左側には一次帯電器４、感光ドラム１の
左側には感光ドラム１を均一に帯電する一次帯電器４、
感光ドラムｌの真下には、複数の現像ユニット、即ち本
実施例では現像ユニット２Ｍ、２Ｃ，２Ｙ、２Ｂを有し
て、左右方向に移動する現像装置１００．感光ドラム１
の右斜め上方には転写装置６、感光ドラム１の左斜め上
方にはクリーニング装置５が、それぞれ配置されている
。

又、複写機の上方部には光学系３が配置され、プラテン
２６上の原稿画像を、感光体ドラム１上に投影するよう
に構成される。

光学系３は任意の光学系を利用しつるが、本実施例では
、第１走査ミラー２４、該第１走査ミラーに対し、半分
の速度で同方向に移動する第２及び第３走査ミラー２３
、結像レンズ２２、色分解用Ｂ、　　Ｇ。

Ｒフィルター３５及びＣＣＤ３４．　レーザースキャナ
ーユニット３１、並びに固定ミラー３２．３３から構成
される。ここでスキャナーユニット３１は回転多面鏡に
よりレーザー光を偏光する周知の装置であり、詳細な説
明は省略する。

又上記光学系３にて、原稿照明用のハロゲンランプ２５
は、第１走査ミラー２４と共に運動するように構成しで
ある。

従って第１〜第３走査ミラー２４．２３によって走査さ
れた原稿の反射光像は、レンズ２２を通過後、ＢＧＲ色
分解フィルター３５、ＣＣＤ３４により色分解されて、
電気信号に変更され、この原稿情報信号が種々の画像処
理がなされた後、レーザードライバーを介して、レーザ
ーユニットからレーザー光を発振させ、このレーザー光
が感光ドラム１に画像信号により０Ｎ１０ＦＦ　Ｌ、な
から、画像露光が行なわれる。

更に本実施例では複写機の右側部には定着装置１８及び
給紙装置１５．　１６が配置され、又転写ドラム６と定
着装置１８との間には記録材である転写紙を搬送する転
写紙搬送系■７が配置される。

上記構成において、感光ドラム１には色分解された色毎
に帯電、現像、転写、クリーニングの各工程が一次帯電
器４、レーザースキャナーユニット３１、転写装置６及
びクリーニング装置５によって施される。

現像装置１００は移動基台１２０に着色自在に保持され
る現像ユニット２Ｍ（マゼンタ現像ユニット）、２Ｃ（
シアン現像ユニット）、２Ｙ（イエロー現像ユニット）
、２Ｂ（ブラック現像ユニット）を具備し、感光ドラム
上に形成された色分解された各色の潜像を各対応する現
像ユニットによって現像化しトナー像とする。

転写装置６は典型的には周囲に転写材担持シート６ａが
設けられており、該シート上に転写紙を静電的に保持す
る構成とされた転写ドラムとする。

転写ドラム６は、給紙装置１５．１６からタイミングを
合せて給送された転写紙を把持し、転写位置Ｔにて感光
ドラム１上の各色毎のトナー像を重ね転写するべく、回
転移送せしめる。

転写位置Ｔには転写帯電器７が転写ドラム６の内部に配
置される。

各色の未定着のトナー像が順次転写された転写紙は転写
ドラム６から開放され、分離帯電器８等により転写ドラ
ム６から剥離される。次いで、この未定着トナー像を支
持した転写紙は、転写紙搬送系１７によって定着装置１
８へと送られる。転写紙上のトナー像は定着装置１８に
よって転写紙上に定着され、その後、転写紙はトレー１
９上へと放出される。

次に、第２図にて、定着装置１８の構成について説明す
る。

第２図において、２０１は未定着トナー像と接する側の
回転体である。定着ローラーで、これに下方より加圧ロ
ーラー２０２が圧接している。定着ローラ２０１は、図
示せぬ手段によって回転駆動を受け、加圧ローラー２０
２はこれに従動回転する。

そして、両ローラー２０１．，２０２はそれぞれ加熱の
ためのヒーター２０３，２０４が内蔵されている。

上記ローラー２０１．２０２の入口側、すなわち転写紙
の導入側には、転写紙のためのガイド２０５が設けられ
、出口側、すなわち排紙側には転写紙の両ローラーへの
巻付きを防止する分離爪２０６．２０７そしてこれを排
紙ローラー２０８まで案内するガイド２０９が設けられ
ている。

定着ローラー２０１の上部表面には、ローラー表面を清
掃するためのウェブがウェブローラー２１０によって圧
接されている。また、加圧ローラー２０２の下部表面に
も同様の働きをするゴムブレード２１１が圧接している
。

上記定着ローラ−２０１内部に設けられたヒータ２０３
は、本実施例では、加圧ローラ−２０２内部に設けられ
たヒーター２０４と同じ出力のものを使用している。

しかし、定着ローラー２０１の熱抵抗Ｒ１の方が加圧ロ
ーラーの熱抵抗Ｒ２よりも大きく設定されており、その
結果、ヒーター２０３．　２０４が同一条件で発熱して
も、定着ローラー２０１の外表面温度の方が、加圧ロー
ラー２０２の外表面温度よりも常に低くなるようになっ
ている。

本実施例では、定着ローラー２０１は、アルミニウム製
の芯金管２０１Ｂの上に、離型層として３　ｍ　ｍ厚の
ＲＴＶ　（室温加硫）シリコンゴムもしくはＬＴＶ（低
温加硫）シリコンゴムでゴム層２０１Ａが設ケラれてい
る。加圧ローラー２０２は、アルミニウム芯金管２０２
Ｂの上に、Ｉ　ｍ　ｍ厚のＨＴＶ　（熱加硫）シリコン
ゴム層２０２Ａが設けられ、さらにその表面に２０μｍ
厚のフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物からなるダイエル
ラテックス（ダイキン工業株式会社商品名）がコーティ
ングされて上記熱抵抗の関係を維持している。

なお、ローラーの熱抵抗はＲＨ（２πＫＡ）−”ｆｎ（ｒ２／ｒ、）＋　（−２π
ＫＢ）−’・６ｎ　（ｒ３／ｒ２）［Ｃｍ・ＳｅＣＩＩ
ｄｅｇ／Ｃａｌ］で算出できる。ここでＫＡは芯金管の熱伝導率、ＫＢは
ゴム層の熱伝導率、またｒｌ、ｒ２は芯金管の内径及び
外径、ｒ３はゴム層の外径である。

加圧ローラー２０２の外表面には、温度検出部材である
サーミスタ２１３が接触配置され、検知温度によりヒー
ター２０３，２０４は、独立して制御されるが、詳細に
ついては後述する。

しかるに、−例として、前述のローラーにあっては、１
５０℃近傍の軟化点のシャープメルト性ポリエステル樹
脂トナーを使用した場合に好適なように、両ローラーの
ヒーターを４００Ｗとして、加圧ローラー２０２の外表
面温度を１７０℃に制御すると、定着ローラー２０１の
外表面温度は、加圧ローラーの表面温度より若干低い約
１５５°Ｃに維持される。

なお、第２図において、２１２はポンプローラー２１５
によりタンク２１４内から汲み上げられた離型剤たるシ
リコンオイルを定着ローラー２０１に均一塗布する塗布
ローラーである。

さて、ここで、ヒーター２０３，２０４が両方とも４０
０Ｗであり、前述の原稿照明用のハロゲンランプ２５も
２３０Ｗの出力を持つため、原稿照明ランプ２５及び、
両ヒーター２０３，２０４が全て点灯すると、機械の消
費電力が大きくなりすぎ、一般家庭用の電源容量である
１００Ｖ、１５Ａを超えてしまい、機械の普及のうえで
非常に不利である。

そこで、本実施例では、原稿照明用ハロゲンランプ２５
が点灯しているときは、両ヒーター２−０３゜２０４の
うち必ず一方をＯＦＦする様にしている。

次に、この動作の説明を第３図〜第５図を使って説明す
る声３図において、３０１は、本装置のシーケンスコン
トロールを行なっているマイクロコンピュータ−（以下
ＣＰＵと略す）、２１３は前述の加圧ローラーの表面温
度を検出する定着温度検出用のサーミスタで、抵抗３０
３により分圧した後、Ａ／Ｄコンバーター３０２を通し
て、８ｂｉｔデジタル値に変換した後、入力バス３１１
を通じて、ＣＰＵ３０１に入力する。

原稿照明用ランプ２５はランプレギュレーター（以下Ｃ
ＶＲと略す）により点灯駆動され、両ヒーターは２０３
，２０４は、ソリッドステートリレー（以下ＳＳＲと略
す）　３０７．３０９を使って、それぞれ、出力ポート
３０４，３０６，３０８により独立してドライブする。

第４図、第５図は、本実施例に関わるところのフローチ
ャートである。

第４図は、複写機として複写動作シーケンスのサブルー
チンの一部で、原稿照明ランプを点灯する時のものであ
る。まず４０１にて、ランプが点灯していることを示す
フラグＬＡＭＰを”ｌ”とする。４０２にて、■走査毎
に制御するためのカウンターフラグＣＮＴが”ｌ″かど
うかを判断してＣＮＴ＝１ならば４０３にてＣＮＴを”
０″に、ＣＮＴ＝Ｏならば４０４にて、ＣＮＴを１”反
転させる。最後１：４０５　テＣＶＲ３０５をＯＮして
、ランプ２５を点灯する。一方、第５図は、定着装置の
温度制御を行なう割り込みルーチンで、例えば１００　
ｍ　ｓ　ｅ　ｃ毎のタイマー割り込みにより動作する。

まず５０１で、サーミスタ２１３により検出した定着温
度Ｔ。が、制御したい最低温度ＴＬを超えているかどう
かを判断し、もし、ＴＬ超えていれば、５０２において
、５ＳＲ３０７，３０９をＯＦＦし、両ヒーター２０３
，２０４をＯＦＦ　して、ルーチンから抜ける。ＴＬ＞
Ｔｏならば、５０３にて、原稿照明ランプ２５が点灯し
ているかどうかを示すフラグＬＡＭＰを見て判断し、ラ
ンプが点灯していなければ５０４で、５ＳＲ３０７，３
０９を両方ともＯＮし、両ヒーター２０３．　２０４を
ＯＮして、定着装置の温度を上げる。５０３で、ランプ
が点灯していると判断したときは、５０５において、カ
ウンターフラグＣＮＴが、”１”かＯ”かを判断し、Ｃ
ＮＴ＝１ならば５０６で５ＳＲ３０７をＯＮして、ヒー
ター２０３だけをＯＮＬ、ＣＮＴ＝０ならば、５０７で
５ＳＲ３０９をＯＮして、ヒーター２０４だけをＯＮす
る。

以上の動作により、原稿照明用ランプ２５が点灯してい
る時は、定着装置の両ヒーターのうちどちらか一方が必
ずＯＦＦ　Ｌ、それによって装置の消費電力を下げる事
が可能となる。

又、前述したような、定着ローラーおよび加圧ローラー
の構成により、原稿照明ランプが点灯中は、一方のヒー
ターへの給電が中断されるが原稿照明ランプがオフする
と両ヒーターへの給電が開始されることと、ヒーターの
制御が交互に、特には−回の走査毎に切り換わるため、
温度制御は十分である。

かかる状態の下で未定着トナーをもつ転写紙が両ローラ
ー間に送り込まれると、定着ローラー２０１および加圧
ローラー２０２の両方から熱加圧される事となるが、加
圧ローラー２０２の表面温度の方が定着ローラー２０１
の表面温度よりも高いこと、および加圧ローラーの熱抵
抗が定着ローラーの熱抵抗も小さいため加圧ローラー側
からの熱流が定着ローラー側からの熱流より大きいため
にトナーは転写紙にすばやく結着して定着ローラー２０
１にはオフセットされない。これはフルカラー複写機の
場合、画像比率が高い原稿が多いこと、及び２色以上の
トナーを完全溶融と混色しなければならない事によりオ
フセットしやすかったが本実施例によりオフセット防止
に効果が生じた。

尚、ここでいう１回の走査とは、光学系３の１回の移動
における走査のことであり、第１図実施例の複写装置で
は１枚の原稿を複写するために４回の走査を行なう。

制御するヒーター２０３．２０４の切り換えは複数回の
走査毎に行なってもよいが、定着ローラーが非常に大き
な熱容量を必要とするため、１回毎が好ましい。

次に、本発明の別の実施例について説明する。前述の実
施例では、原稿照明ランプの一走査毎に定着ヒーターの
制御を行なう手段としてすべてソフトウェア−により行
なっていたが第６図に示す回路を追加することにより、
ソフトウェア−においては温度検出部材であるサーミス
タ２１３からの入力を判断してヒーターのＯＮ／○ＦＦ
を制御するだけで良く、ソフトウェア−の負担がかなり
軽減する事が出来る。

第６図、第７図を使って動作を説明する。

第６図において、信号線３０４は原稿照明用ランプ２５
を制御するための信号で、第７図に示すように、一定の
周期で○Ｎ１０ＦＦが繰り返される。第７図において“
Ｈ”の状態がランプ２５の点灯中を表わす。信号線６０
９は、ランプ２５の制御とは、まったく無関係に、図示
しないサーミスタ２５からの入力により、定着装置の加
圧ローラー２０２の表面温度を検出し、その情報により
、両ヒーター２０３゜２０４を、制御する信号である。

６０１は、信号３０４をクロック入力とするフリップフ
ロップで、トグル動作をする様に接続されており、その
出力信号６１０は、第７図（ｃ）に示す様になる。従っ
て、ＡＮＤゲート６０３，６０４およびＮＯＴＯＲゲー
ト６０５り、ＣＰＵからのヒーターＯＮ信号６０９がＯ
Ｎ状態（第７図にて”Ｈ″レベルとなっても、第７図（
ｄ）、　　（ｅ）に示す様に、ランプ２５が点灯してい
る間は、ヒーター２０３，２０４のどちらか一方しかＯ
Ｎしない様に制御され、又、フリップフロップ６０１に
より、ランプ２５の一走査毎に、ＯＮするヒーターが、
切り換わる様に制御する。

さらに、ＮＯＴＯＲゲート６０５ＮＤゲート６０８およ
びＯＲゲート６０５，６０６により、ランプ２５が点灯
していない時は、両ヒーターが点灯する様に制御される
。

以上の如く、第６図に示す論理回路を有する回路を追加
する事により、ソフトウェア−上は、ヒーターが、２本
ある事を意識する事なく、前述の実施例と同様に、定着
性能を落すことなく省エネルギーを達成することができ
る。

次に、本発明の更に別の実施例について説明する。

前述の実施例の如く、定着ローラー２０１の熱抵抗が加
圧ローラー２０２の熱抵抗よりも太き（なっている様な
構成とは異なる場合、あるいは、定着ローラー、加圧ロ
ーラーの熱容量が小さく、原稿照明ランプ２５の一走査
毎に、どちらかのヒーターをＯＦＦしてしまっては、温
度が低下しすぎ、逆に、オフセットしやすくなる場合が
ある。

このように、定着ローラーの熱抵抗が加圧ローラーの熱
抵抗より小さい場合や、定着ローラー、加圧ローラーの
熱容量の小さい場合に有効な実施例を第８図を用いて説
明する。

第８図に示す様に、フォトトライアック８０１゜８０２
等を使って、ヒーターへの通電を全波と半波に制御する
事により、装置の消費電力を下げる事が可能となる。

第８図において、８０５はＣＰＵの出力ボードで、ヒー
ター２０３，２０４を制御する信号線で、フォトトライ
アック８０１内のＬＥＤ８０１ａ、８０１ｂをＯＮさせ
、それによって、トライアックを通電状態とし、ヒータ
ー２０３をＯＮする。（フォトトライアック８０２につ
いても同様）。

信号線８０６は、トランジスタ８０３．８０４をＯＮさ
せる事により、フォトトライアック８０１，８０２内の
ＬＥＤ８０１ｂ、８０２ｂをＯＮＬない様にし、フォト
トライアック８０１，８０２を半波通電の状態とする。

従って、原稿照明ランプ２５が点灯している時は、信号
線８０６を”Ｌ”にして、トランジスタ８０３．８０４
を○ＦＦして、フォトトライアック８０１，８０２が全
波通電できる状態でヒーター２０３．２０４を制御し、
ランプ２５が点灯している時は、信号線８０６を“Ｈ”
にして、トランジスタ８０３．８０４をＯＮしてフ第１
・トライアック８０１．８Ｃ１２を半波通電の状態とし
て、ヒーター２０３．　２０４を制御する事により、ラ
ンプ２５が点灯している時の消費電力を下げるようにす
る。

（発明の効果）以上説明してきた様に、定着ローラーおよび加圧ローラ
ーの両方にヒーターを持つ画像形成装置の装置全体の消
費電力を下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例である画像形成装置の断面図第２図は、第１図実施例に用いられる定着装置の断面図第３図は、第１図実施例に用いられる回路のブロック図第４図、第５図は、夫々第１図実施例を制御するフロチ
ャート図第６図は、本発明の別の実施例を説明する為の回路図第７図は、第６図に示される実施例のタイミングチャー
ト第８図は、本発明の更に別の実施例の回路図であるｌは感光ドラム、２Ｍ、２Ｃ，２Ｙ、２Ｂｋは各色の現
像ユニット、３は光学系、４は一次帯電器、５はクリー
ニング装置、６は転写装置、６ａは転写材担持シート、
７は転写帯電器、８は分離帯電器、１７は転写紙搬送系
、１８は定着装置、１９は排紙トレイ、２２は結像レン
ズ、２３は第２．第３ミラー、２４は第１ミラー、２５
は原稿照明用ハロゲンランプ、２６はプラテンガラス、
３１はレーザースキャナー３２．３３１；！折り返シミ
ラー、３４はｃｃＤ１３５は色分解フィルター、１００
は現像装置、２０１は定着ローラー、２０２は加圧ロー
ラー、２０３，２０４は定着用ヒーター、２０５はガイ
ド板、２０６，２０７は分離爪、２０８は排紙ローラー
、２０９は排紙ガイド、２１０はウェブローラー、２１
１はクリーニングブレード、２１２はオイル塗布ローラ
ー、２１３はサーミスタ２１４は、オイルタンク、２１
５はオイルポンプローラー　　３０１１ｔ　ＣＰＵ、　
３０２　ハＡ／　Ｄ　：］　ンバーター、３０５はラン
プレギュレーター（ＣＶＲ）、３０７，３０８はソリッ
ドステートリレー（ＳＳＲ）、６０１はフリップフロッ
プ、６０２・６０７はＮＯＴゲート、６０３・６０４・
６０８は、ＡＮＤゲート、６０５・６０６はＯＲゲート
、８０１・８０２はフォトトライアック、８０３・８０
４はトランジスタ。１００■ 第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原稿を照明する照明光源と記録材上のトナー像を
定着する定着装置を有し、この定着装置は、夫々熱源に
よって加熱される圧接する回転体対でトナー像を支持す
る記録材を挟持搬送することによりトナー像を定着する
定着装置である画像形成装置において、上記照明光源の点灯中は、上記夫々の熱源を交互に制御
して両方を同時にオンさせないことを特徴とする画像形
成装置。
（２）上記夫々の熱源の制御は原稿の一回の走査毎に交
互に行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の画像形成装置。
（３）原稿を照明する照明光源と、記録材上のトナー像
を定着する定着装置を有し、この定着装置は、夫々熱源
によって加熱される圧接する回転体対でトナー像を支持
する記録材を挟持搬送することによりトナー像を定着す
る定着装置である画像形成装置において、上記照明光源の点灯中は、上記熱源への通電を半波に切
り換えることを特徴とする画像形成装置。