JPH0421887A - 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、電子写真複写機等の画像形成装置のトナー像
を転写Ｈ上に溶融定着する加熱式の定着装置に係るもの
で、特に内部に熱源を有する定着ローラと、該定着ロー
ラに接触して協同回転し加熱手段をもたない圧接ローラ
とを有する熱ローラ定着装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、加熱式の定着装置には赤外線加熱、熱板加熱、リ
ボンヒータ加熱等があるが、これらは発熱体、加熱素子
、転写材の相互間に空気等の熱の不良導体を介して行う
加熱方法であり、熱効率が非常に悪く装置も大型化する
。そこで、近来熱効率が良く安定性が高く装置が小型で
済む熱ローラ定着装置が広く使用されるようになってい
る。

上記熱ローラ定着装置は、内部にニクロム線ヒータ、ハ
ロゲンランプ等の熱源を備えた回転する加熱ローラであ
る定着ローラとこれＣご圧接する圧接ローラとから構成
され、１−ナー像を転写された転写材か搬入されると、
その圧接部で転写材を挟持し搬送作用を行うとともにト
ナー像に面する定着ローラの加圧・加熱によってトナー
を溶融して転写材に定着を行うようになっている。

」−記定着ローラ表面はシリコーンゴム等の特殊材或は
デフロン（四ふっ化エチレン樹脂）で形成され、さらに
該表面」二をシリコーンオイル等で被覆され、転写Ｈ上
のトナー粒子が定着ローラ表面にイ」着するいわゆるオ
フセン［・を防止するようになっている。しかし、定着
ローラの表面温度か適正値より低い場合には、定着不良
となるとともに、低温オフ七／Ｉ・を発生して転写材が
定着ローラに巻きイ」き紙詰まりを起こし、定着ローラ
表面温度が過剰に高い場合には定着ローラ表面材質やシ
リコンオイル等の熱分解による発煙か生じたりするので
定着ローラ表面温度の制御は非常に重要であり、通常１
８５〜２１５°Ｃの間に保持される。

画像形成装置の始動時の定着ローラ表面温度を定着可能
温度まで加熱するウオームアツプに要する時間を短縮し
ようとして、大容量の熱源を使用して加熱すると、定着
可能温度に到達するまでの時間は短縮されるか到達した
のち熱慣性により、いわゆるオーパーンニートを起こし
、後に説明する第３図の破線で示したように、定着ロー
ラ表面温度は過剰に高くなり内部に使用される分離爪や
ベアリング等の耐熱限度をこえ不都合を引き起こす。ま
た、消費電力を徒に犬にするという問題かあった。

以上のような熱ローラ定着装置の問題点の改善を図った
技術が、例えば特公昭６１−５１４４号公報や、特開昭
５８−１１９７７号公報明細書に開示・提案されている
。

特公昭６１−５１４４号公報明細書記載の方法は、定着
ローラ温度制御のだめの設定温度を、メインスイッチ動
作後において定められる設定温度Ｔｗａと、該設定温度
Ｔｗａの後に定められるスタンバイ時の設定温度Ｔｓｔ
と、コピー時にスタンバイ設定温度Ｔｓ＋から変更され
る設定温度をＴｃｏとするとき、Ｔ　ｗａ（Ｔ　ｓｔ（
Ｔ　ｃｏの関係であって、これらに可変設定する通電制
御手段を有するようにして、エイ・ルギーの節約とオー
バーシュートによる温度上昇を防止するようにしたもの
である。

また、特開昭５８−１１９７７号公報明細書記載の方法
は、定着ローラの内部に複数のハロゲンランプ等の熱源
全段はつオームアンプ時は複数の熱源を同時にＯＮにし
、定着ローラの表面温度か定着温度に達するまで加熱し
たのち上記各熱源をＯＦＦとし、以後単一の熱源を０Ｎ
１０ＦＦ制御して定着温度を一定に維持し、ウオームア
ンプ時間の短縮と消費電力の節約を行うことを図ったも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記特公昭６１−５１４４号公報明細書記載の方法は制
御系は複雑でその電気回路は複雑・高価になるという問
題かあり、特開昭５８−１．１９７７号公報に記載の方
法は温度制御が単純であり精度の高い温度制御つまりオ
ーバーシュートの抑制ができないという問題点かある。

また、熱ローラ定着装置において、ウォムアッ ・１ プ時間の短縮を行うには大容量の熱源を用いて加熱する
ことを必要とする。ところか、一般家庭に使用する電気
器具は電気用品取締り法によって使用時の電流か１．５
Ａを超えることはできない。画像形成装置のコピー時に
は定着用ヒータのほかに１原稿照明用のランプや駆動用
モータの点灯・駆動か必要であり、定着装置の熱源の容
量は必然的に制限されることになる。従って、従来の熱
ローラ定着装置ては、ウオームアツプ時間の短縮を行う
には限度かあり、十分なものではないという問題点があ
った。

さらにウオームアツプ開始時にはヒータは室温とほぼ等
しくなっていてるため抵抗値が低く、これをＯＮにする
と定常状態の１０倍もの突入電流が流れることがある。

この突入電流は急激な電圧降下を起こしノイズを発生し
て付近の電気機器に悪影響を及ぼし、また電流遮断器を
作動させたり他の外部機器の誤作動を発生させるなどの
問題点があっｌこ　。

本発明はこのような問題点を解決し、ウォームアンプ時
間を短縮し、かつ定着ローラ表面温度のオーバーシュー
トの発生を防止し、突入電流及び消費電力を軽減して、
しかも温度制御精度の高く良好な定着が行われる熱ロー
ラ定着装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記目的は、加熱手段として容量の大きな主ヒータラン
プと容量の小さな補助ヒータランプとを内蔵した定着ロ
ーラと、これに圧接して協同回転する圧接ａ−ラとを有
し、前記定着ローラ表面の温度検知を行う温度検知手段
を設けた熱ローラ定着装置において、 （ａ）ウオームアツプ期間の初期には主ヒータランプ及
び補助ヒータランプをＯＮとし、（ｂ）コピー設定温度
より低温の規定温度に達したら主ヒータランプをＯＦＦ
とし、補助ヒータランプのみで加熱を継続し、ウオーム
アツプ期間を終了するよう前記温度検知手段の温度検知
に基づいて作動制御を行い、 また、ウオームアツプ開始時には前記主ヒータランプと
前記補助ヒータランプとは僅かな時間差をもってＯＮす
るよう作動制御を行うことを特徴とする定着装置によっ
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要部断面図である。図
において、■は熱ローラ定着装置で、２は主ヒータラン
プ４及び補助ヒータランプ５等の加熱手段を内蔵しロー
ラの表面にふっ素樹脂又はシリコーンゴム等の離型性材
料の層を被覆したもので、転写材である記録紙上のトナ
ー像を溶融定着する加熱ローラである定着ローラ、３は
加熱手段を内蔵しないローラ表面にシリコーンゴム等を
被覆して定着ローラ２に圧接しながら協同回転する圧接
ローラである。また４は定着ローラ２内にローラ軸に平
行に設けられたハロゲンランプ等からなる例えば１００
ＯＷの主ヒータランプ（主ヒータともいう）、５は同じ
く定着ローラ２内に主ヒータランプ４とともに設けられ
、主ヒータランプ４より発熱容量の小さい例えば３００
Ｗのハロゲンランプ等からなる補助ヒータランプ（補助
ヒータともいう）、６は定着ローラ２の表面をクリーニ
ングするクリーニングローラ、７は定着ローラ２の周面
にシリコーンオイルを塗布するオイル含浸ロラ、８は転
写材である記録紙の定着ローラ２への巻き付きを防止す
る分離爪、１１は定着入り口、１２は定着出口、２０は
画像形成装置本体内に設けられた制御部、２１は定着ロ
ーラ２の表面温度を検出するための例えばサーミスタ等
からなる温度検知手段である温度センサ、２２はコピー
開始信号を発するためのコピー釦、２３は記録紙サイズ
やコピー枚数等を入力するための例えばテンキー等の入
カキ−１２４及び２５は主ヒータランプ４及び補助上ク
ランプ５に安定した電力の供給と制御部２０の制御によ
り電力供給を０Ｎ１０ＦＦする主ヒータ電源及び補助ヒ
ータ電源である。

次に本実施例の主として温度制御について第２図のフロ
ーチャートにもとづいて説明する。

まず、図示しないメインスイッチをＯＮにして電源を投
入する（ステップＩ）。すると、制御部２０は主ヒータ
電源２４を介して主ヒータ４をＯＮにしくステップ２）
、そののち僅かの時間例えば２００ｍ５遅らせて（ステ
ップ３）補助ヒータ電源２５を介して補助ヒータ５をＯ
Ｎとしくステップ４）定着ローラ２を内部より加熱する
。この主ヒータ４と補助ヒータ５のＯＮ時刻を若干ずら
せることによって突入電流を分散させ、不要なノイズの
発生を少なくするとともに安全装置の作動や外部機器の
誤作動を防止している。

定着ローラ２の表面温度が上昇しコピー時の設定温度よ
り低温の規定温度Ｔ２（例えば１８０°Ｃ）に達すると
（ステップ５）温度センサ２１の温度信号により制御部
２０は主ヒータ４をＯＦＦとしくステップ６）補助ヒー
タ５のみによって加熱を続ける。従って温度上昇は緩慢
になるが間もなくコピー時の設定温度Ｔ１（例えば２０
０°Ｃ）に達する（ステップ７）。

すると温度センサ２１の温度信号により制御部２０は補
助ヒータ５をもＯＦＦとしくステップ８）、コピー釦２
２に組み込まれているレディ表示ランプの点灯又は表示
部にレディ標識を点灯する等のレディ表示を行う（ステ
ップ９）とともに予めコピー釦２２か押圧されてもコピ
ープロセスが進行しないようにしていたコピー禁止を解
除する（ステップ１０）。

ステップ２よりステップ７までの間かウオームアツプ期
間である。こののちコピー釦２２か押圧されてＯＮにな
ると（ステップ１１）　、制御部２０は補助ヒータラン
プ５をＯＦＦとし、温度センサ２１の温度情報にもとつ
いて主ヒータ４のみを０Ｎ１０ＦＦ作動して定着ローラ
４表面温度を設定温度ＴＩ中心の狭い範囲に保持すると
ともにコピー動作を進行させる（ステップ＋２）。この
期間かコピー期間である。指定された枚数のコピーが終
了すると（ステップ１３）、制御部２０は主ヒータ４’
ＬＯＦＦとし補助ヒータ５のみを０Ｎ１０ＦＦ作動さゼ
て定着ローラ４表面温度を設定温度Ｔ１の近傍に保持す
るアイドリング期間に入る（ステップ１４）。アイドリ
ング期間中、コピー釦２２及び大カキ−２３かＯＮにさ
れなけれはそのままアイドリングを続けるが、コピー釦
２２がＯＮにされると（ステップ１５）ステップ１２の
コピー期間に移行する。またコピー釦２２かＯＮにされ
なくても入カキ−２３によってコピー枚数、記録紙ザイ
ス等か入力（ＯＮ）されると（ステップ１６）、間もな
くコピーがなされるものと判断しくａ）に戻りコピー待
機の状態となる。

上記つオームアップ期間、コピー期間及びアイドリング
期間の定着ローラ４の表面温度と主ヒータランプ４及び
補助ヒータラング５の０Ｎ１０ＦＦ状態と経過時間との
関係を示すと第３図のようになる。

図中、（Ｗ）はウオームアンプ期間、（Ｃ）はコピ期間
、（１）はアイドリング期間を示す。

〔発明の効果〕

本発明によれは以上説明したような構成と制御によって
、ウオームアツプ期間中の終期まては主ヒータランプ、
補助ヒータランプ両者を作動させるが終期には補助ヒー
タランプのみで加熱しているので、つオームアップ時間
を短縮し、かつオバーシコートを防止することかできる
。コピー時には容量の大きい主ヒータランプのみを作動
させるので記録紙に熱を奪われても定着ローラ表面温＋
＋ 度を適正温度に保持することができ、通電電流が規定電
流を超えないようにするこかできる。また、コピーか終
了したのちのアイドリング期間中は補助ヒータランプの
みを作動させて消費電力を低減し、かつ０Ｎ１０ＦＦに
よる電圧降下の変動を小さく抑えることかできる。

さらに、ウオームアツプ開始時の主ヒータランプＯＮと
補助ヒークランプＯＮの時点をずらせるようにしたので
、ヒータランプＯＮ時の突入電流を軽減し発生ずるノイ
スを軽減することかできる。

以上のようにして、ウオームアツプ時間を短縮し、オー
バーシュートの発生しない、突入電流及び消費電力を低
減して完全な定着を行うことができる熱ローラ定着装置
を提供することが可能となつｌこ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図の実施例の動作中の定着ローラの温度制御を示す
フローチャー１・、 第３図は第１図の実施例の動作中の定着ローラの表面温
度及び主ヒータランプ、補助ヒータランプの０Ｎ１０Ｆ
Ｆ状態と経過時間との関係を示す図である。 ■・・・熱ローラ定着装置 ２・・・定着ローラ　　　３・・・圧接ローラ４・・・
主ヒータランプ（主ヒータ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱手段として容量の大きな主ヒータランプと容
   量の小さな補助ヒータランプとを内蔵した定着ローラと
   、これに圧接して協同回転する圧接ローラとを有し、前
   記定着ローラ表面の温度検知を行う温度検知手段を設け
   た熱ローラ定着装置において、 （ａ）ウォームアップ期間の初期には主ヒータランプ及
   び補助ヒータランプをＯＮとし、 （ｂ）コピー設定温度より低温の規定温度に達したら主
   ヒータランプをＯＦＦとし、補助ヒータランプのみで加
   熱を継続し、ウォームアップ期間を終了するよう前記温
   度検知手段の温度検知に基づいて作動制御を行うことを
   特徴とする熱ローラ定着装置。
2. （２）ウォームアップ開始時には前記主ヒータランプと
   前記補助ヒータランプとは僅かな時間差をもってＯＮす
   るよう作動制御を行うことを特徴とする請求項１記載の
   熱ローラ定着装置。