JPH046581A - 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、電子写真式の画像記録装置に使用され、転写
材上のトナー像を溶融定着する熱ローラ定着装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第４図は複写機等の画像記録装置の黙ローラ定着装置の
一例を示す断面図である。

図において５１は表面に１０μｍ〜６０μｍのテア０ン
（デュポン社製）をコーティングした肉厚４■〜５１Ｉ
１１のアルミニウム製パイプ状のローラからなる熱ロー
ラ、５２は赤外線ランプ（ハロゲンヒータ）等からなる
加熱素子、５４は熱電対或はサーミスタ等からなり、熱
ローラ５１の表面温度を検知する温度センサー、５３は
熱ローラ５１との間に記録紙を挟持しつつ通過せしめる
ための加圧ローラであり、通常、シリコンゴム族、また
シリコンゴムを被覆したローラである。

トナー像を形成した記録紙は連続的に熱ローラ５１と加
圧ローラ５３との間に挿入され熱を受けつつ挟持、加圧
される。その結果、トナーが記録紙面に融着し定着が行
われる。こうしてトナーは定着されるが、熱ローラ５１
の表面温度を常に一定に保つだめに、特公昭６３−３２
３８４号公報に記載されているように、上記熱ローラ５
１の表面温度を検知して信号に変換し、その信号に対応
して熱ローラを予備回転させたり、停止させたり制御し
ている。また、特公平１−３６１０６号、特公昭６１−
３１４６３号の各公報Ｉこ記載されているように設定温
度を設け、電源役人後この設定温度に到達するまでの時
間計数信号や、その間の温度変化、到達の検知信号によ
って予備回転を制御するようにしたものもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

複写機等の画像記録装置における熱ローラ定着装置では
、前記の制御を行うと電源投入後、熱ローラが常に回転
を行うために一定温度に達するまでに時間がかかる。さ
らに、熱ローラの表面温度の低下は室内の温度、電源電
圧の変化、記録紙の種類（厚さ、紙質等）によっても異
なる。

このため、容量の大きい熱源装置を用意したり、別の予
備加熱手段を併用したりして時間短縮を図っている。そ
れでも安定した熱ローラ定着は得にくく、装置も電源も
大形となり、コストも増える等の問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、これらの欠点を除去し、常に安定した
温度の熱ローラによるトナー像の定着が行われるための
装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、加熱手段を内蔵して回転
する熱ローラと、該熱ローラに押圧して回転する加圧ロ
ーラとによって転写材に付着したトナー像の定着を行う
熱ローラ定着装置において、前記熱ローラの温度を検知
する温度検出手段と、トナー像の定着温度を設定する第
１の設定温度と該第１の設定温度より高温に設定する第
２の設定温度の二つの基準値を設け、前記温度検出手段
により検出された熱ローラ表面温度が前記第２の設定温
度基準値に達した時点で、前記熱ローラおよび加圧ロー
ラの回転を開始した後、再度熱ローラおよび加圧ローラ
が第１設定温度に達した時点で回転を停止するよう制御
することを特徴とする熱ローラ定着装置である。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の熱ローラ定着装置の実施例
を説明する。

まず、複写機における定着装置に至るまでの工程の概略
は帯電された像担持体表面の光導電面に画像が露光され
、原稿画像の静電潜像を作る。この静電潜像は現像され
、トナー像が形成され、該トナー像は転写紙上にトナー
像を転写する。トナー像を転写した転写紙は像担持体か
ら分離され、搬送されて、更に本発明に係る熱ローラ定
着装置５０により熱定着されて機外に排出される。

第４図は本発明に係る熱ローラ定着装置５０の断面図で
ある。図において５１は熱ローラで、該熱ローラ５１の
内部にはハロゲンヒータ５２が配設されている。上記熱
ローラ５１の下側には対向ローラとして、熱ローラ５１
に圧接して、加圧ローラ５３が設けられている。前記一
対のローラ間をトナー像を有した転写紙が、トナー像を
ローラ５１側に向けて通過することにより、前記転写紙
上のト、ナー像の定着が行われる。

熱ローラ５１は、パイプ状の金属性芯金の外側に、厚さ
２０ｐ麿程度のテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を
被覆させ外径寸法が約４０■■のローラである。

上記ローラ５１に内蔵されたハロゲンヒータ５２は、熱
ローラ５１のほぼ中央に位置する８５０Ｗのヒータであ
る。そしてその発熱量は、熱ローラ５１の局面に接触し
て配置され温度センサー５４の温度検出により、熱ロー
ラ５１の肩面温度が複写時には２００℃前後に保たれる
ようコントロールされている。

上記熱ローラ５１の肩面上方には、オイル塗布ローラ５
５が、その自重およびばねによって前記熱ローラ５１に
圧接して従動回転しながら該熱ローラ５１の周面にオイ
ルを塗布する。５６はオイル塗布ローラ５５にオイルを
常時供給するオイル供給手段であり、オイル含浸パッド
がオイル塗布ローラ５５の周面に摺接してオイルを供給
する。５７は、発泡したシリコンゴム族のクリーニング
ローラであり、熱ローラ５１の周面に付着したトナー等
を吸着除去する。

加圧ローラ５３は前記熱ローラ５１に対し、直下から圧
接して反時計方向に回転するようになっている。

上記熱ローラ５１と加圧ローラ５３の圧接部に向かって
、その上面にトナー像を転写した転写紙を、矢示Ａ方向
からガイド板５０１．５０２の案内によって搬入する。

該転写紙は上記両ローラ５１．５３の圧接部で挟持され
、矢示Ｂ方向に搬送される。この際、転写紙上のトナー
は、前記熱ローラ５１に内蔵されたヒータ５２の発熱量
によって熔融され、転写紙上に定着される。トナー像が
定着された転写紙は、前記両ローラ５１，５２の圧接部
から搬出され、分離爪５０３．５０４によって両ローラ
周面から剥離され、ガイド部材５０５．５０６の案内を
経て、矢示Ｂ方向がら熱ローラ定着装置５０の外方へ排
出する。

一般に電源を投入すると、熱ローラは急速に熱せられ温
度が上昇するが、熱ローラが一様な定着温度に達するま
でに時間がかかる。そして所定の温度を保つようＣＰＵ
で制御される。また、連続して熱ローラ５１と加圧ロー
ラ５３との間に記録紙が挿入されて定着が行われると、
記録紙が熱を奪うため、熱ローラ５１表面の温度は低下
する。この熱ローラ表面の温度は通常１６０　’Ｃ〜２
００　′Ｃ程度が使用されている。

第１図は電源を投入し、熱ローラ５１が第１設定温度Ｔ
Ｉに達し、更にｖｇ２設定温度Ｔ２に達して、熱ローラ
５１が予備回転を開始する場合の熱ローラ５１表面の温
度変化と時間の関係を示した図、ｖｇ２図はあらかじめ
熱ローラ５１が熱せらてぃて、第１設定温度Ｔ１にすぐ
達して温度制御を行う場合の熱ローラ５１表面の温度と
時間の関係を示した図である。また第３図はＣＰＵ６に
よるこれらの制御系を示した図である。

第１図に示すように、定着を開始する温度として第１設
定温度ＴＩと、これより高温の第２設定温度Ｔ２を設定
する。そして電源が投入されると、熱ローラ５１は加熱
され、その表面温度が上昇し、第１設定温度ＴＩに達す
ると（ｔｌ）、熱ローラ５１への加熱を停止するが、ロ
ーラ表面温度は更に上昇し、やがて第２設定温度Ｔ２に
達しくｔ２）、温度センサー５４がこれを検知する。こ
の時点ｔ２で、黙ローラ５１を予備回転させる。そうす
ると、加圧ローラ５３に熱を奪われるため、熱ローラ５
１の温度は下がり始め、やがて再び第１設定温度ＴＩま
で下降する（ｔ３）。ここで再び熱ローラ５１を加熱し
始めるが、熱ローラ５１は更にこれより低温にまで下が
る。

そして熱ローラ５１．加圧ローラ５３が温められてくる
と温度は再び上昇し、第１設定温度ＴＩに達する（ｔ４
）。この時点ｔ４を前記同様温度センサー５４が検知し
、熱ローラ５１の予備回転を停止する。その後引き続き
第１設定温度ＴＩで待機するように制御し、常に一定の
定着温度が保持される。

これらの制御は総てＣＰＵ６で制御されるが、実際には
電源が投入されると同時に熱ローラ５１の温度変化が始
まり、第１設定温度ＴＩに達した回数をカウンター機能
によって計数する。即ち、熱ローラ５１の温度が上昇し
始め、温度センサー５４が第１設定温度ＴＩを検知した
時点ｃｌをカウンター機能で１回と計数する。そして、
更に熱口・−ラ５１の温度が上昇し、第２設定温度Ｔ２
に達したことを温度センサー５４が検知し、この時点ｔ
２で、熱ローラ５１及び加圧ローラ５３が予備回転を始
める。これにより熱ローラ５１の温度は下降し始め、再
び第１設定温度ＴＩに達したことを温度センサーが検知
し、熱ローラ５１を再び加熱し、この時点ｔ３を２回と
して計数する。そして熱ローラ５１の温度は更に下降し
、やがて第１図に示すように、第１設定温度ＴＩよりや
や低い時点で温度上昇に転じる。

そして間もなく三度び第１設定温度ＴＩに達したことを
温度センサー５４が検知する。この時点ｔ４を３回と計
数し、熱ローラ５１及び加圧ローラ５３の予備回転を停
止する。ここで熱ローラ５１は一様に定着可能な温度に
なっているで、この第１設定温度ＴＩに到達（通過）し
た時点を３回計数したことをＣＰＵ６が検知して待機状
態（コピー可能状態）に入り、定常の温度制御を行う。

待機状態とは熱ローラ５１が目的とする定着温度になっ
ているので、この温度を保持するよう温度センサー５４
とＣＰＵ６とが定常の温度制御を行うことでコピー可能
状態である。

次に第２図に示すように、熱ローラ５１が予め熱仕られ
ていて、既に熱ローラ５１の過熱が第１設定温度ＴＩに
より近い温度からスタートする場合には、熱ローラ５１
の温度が上昇し、第１設定温度ＴＩに達したことを温度
センサー５４が検知した時点ｔｌで熱ローラ５１への過
熱を停止し、前記同様１回と計数する。しかし熱ローラ
−５１の温度が更に上昇するが、第２設定温度Ｔ２に達
する手前で熱ローラ５１は温度降下をする、従って熱ロ
ーラ５１及び加圧ローラ５３の予備回転は行わない。そ
して熱ローラ５１が再び第１設定温度ＴＩになったこと
を温度センサー５４が検知した時点ｔ３で再び熱ローラ
５１を加熱し始め、２回と計数する。実際には熱の慣性
のために第１設定温度ＴＩよりやや低い温度で上昇に転
じる。

このｔ３時点より定常の温度制御を行い、待機状態（コ
ピー可能状態）にしてもよい。又は次の三度び第１設定
温度ＴＩに達した時点ｔ４を温度センサー５４が検知し
、３回と計数して定常の待機状態（コピー可能状態）と
してもよい。

これらの制御系は第３図示す。ｌは電源スィッチ、２は
熱ローラを駆動するモータで、タイミングを合わせてＣ
ＰＵ６で制御される。また３は温度センサとハロゲンヒ
ータのＣＰＵ６へのインターフェイス、４はカウンター
機能であるがＣＰＵのソフトウェアで構成してもよい。

５はコピー開始ボタンである。

また、画像記録装置では記録紙の大きさやタイミング等
画像記録装置の総ての制御はＣＰＵが行うよう構成され
ている。従って、これらの制御を一つのＣＰＵで共有す
ることも可能である。

こうして、電源投入後の熱ローラの温度や電源電圧に応
じて熱ローラを予備回転させることによって、どんな状
態でも安定した定着が可能となる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明の熱ローラ定着装置は、第１設定温
度、第２設定温度を設け、この各設定温度を検知して熱
ローラの予備回転を制御することによって熱ローラの表
面温度をほぼ一定にし、常にむらのない、きれいなコピ
ーが安定して得られるようになった。また熱ローラが電
源投入時にあらかしめ熱せられている場合には、コピー
可能状態に達するまでの時間が短く、常に適応した温度
制御を行い安定した定着ができる熱ローラ定着装置を備
えた画像記録装置を提供できるようになった。

さらに、第２設定温度で予備回転を行うことによりロー
ラの表面温度は第２設定温度以上には上昇せず安全性も
確保できた。

５３・・・加圧ローラ ５４・・・測温ユニット（温度センサー）ｔｌ、ｔ３．
ｔ４・・・第１設定温度到達時点ｔ２・・・ｖｇ２設定
温度検出時点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱手段を内蔵して回転する熱ローラと、該熱ローラに
   押圧して回転する加圧ローラとによって転写材に付着し
   たトナー像の定着を行う熱ローラ定着装置において、前
   記熱ローラの温度を検知する温度検出手段と、トナー像
   の定着温度を設定する第１の設定温度と該第１の設定温
   度より高温に設定する第２の設定温度の二つの基準値を
   設け、前記温度検出手段により検出された熱ローラ表面
   ′温度が前記第２の設定温度基準値に達した時点で、前
   記熱ローラおよび加圧ローラの回転を開始した後、再度
   熱ローラおよび加圧ローラが第１設定温度に達した時点
   で回転を停止するよう制御することを特徴とする熱ロー
   ラ定着装置。