JPH049973A - 熱ローラ定着装置を備えた画像記録装置 - 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、記録方法によって−を作
成する、熱ローラ定着装置を備えた画像記録装置に関す
るものである。

〔発明の背景〕

電子写真式の画像記録装置では、像担持体上に静電潜像
を形成し、現像によってトナー像と１．たのち、記録紙
上に転写かなされる。この記録紙上に付着したトナー像
の定着には熟ローラ定着装置か多く用いられる。

この熟ローラ定着装置は、赤外線ランプ等の熱源を内蔵
して回転する熟ローラと、之と協同して押圧・回転する
加圧ローラとの間に、トナー像か付着した記録紙を挟持
搬送し、定着を行うものであるか、この熱ローラ定着装
置による定着にあたて熱ローラの温度はコントロール温
度とも呼はれるある範囲に保持するよう、熱ローラに接
触または熱ローラに極めて近接して設けたフォトカプラ
ー等の温度センサによって制御かなされる。

上記の画像記録装置では例えは２００°Ｃのコントロー
ル温度に制御され、コピー釦かＯＮされると、トナー像
か付着した記録紙か定着装置へと搬入され、定着されて
装置外へ排出される。定着に際しては熱ローラ表面の熱
量は記録紙に奪われる。高速プリンタによる多数枚連続
コピーでは、熱ローラ内部のヒータランプはＯＮの状態
を持続し熱補給かなされるか、熱ローラ表面の温度は例
えば２００°Ｃのコントロール温度から次第に低下して
来る。

熱ローラ表面温度か例えは１６５℃程度まで低下すると
、トナー像の記録紙への融着か不充分となり、いわゆる
定着不良（定着アンプ）か生しる恐れか発生する。従っ
て連続コピーによって熱ローラ表面温度が上記の例えば
１６５°Ｃ（これをアラーム温度という）まで低下した
ときは連続コピーを一時中断し、熱ローラ表面温度がコ
ントロール温度或は別に設けた復帰温度まで上昇するの
を待って再び先の連続コピーの続きを開始することか行
われる。

また上記のアラーム温度とは別にスローダウン温度を設
けることも行われている。これは先のアラーム温度（例
えは）５５°Ｃ）より高温のスロータウン温度（例えは
１７０℃）まで熱ローラ表面温度か低下した時点でコピ
ー速度を低下させるようにするもので、例えは毎分６０
枚宛コピーがなされてしまたコピー速度を例えは毎分３
５枚のコピー速度Ｉこ切替える。スロータウン温度でコ
ピー速度を低下させることによって奪われる熱量を減少
させ、再び熱ローラの表面温度かコントロール温度或は
別に設けた復帰温度まで上昇するのを待って先の高速コ
ピー速度（例えば毎分６０枚）に復帰するようにし、或
はコピー速度を低下させてもなお熱ローラ表面温度が低
下を統けるときは、先のアラーム温度（例えば１６５°
Ｃ）まで低下した時点で一時的にコピーを停止するよう
にするものである。

アラーム温度やスローダウン温度を設けて、コピーを一
時的にストップさせ或は毎分のコピー枚数を低下させる
ことは高速で多量のコピーを得ようとする立場からは望
ましくない。しかし定着不良（定着アンプ）のコピーが
なされることは絶対に防止すべきことである。

かかるところから大量コピーの高速処理かなされる画像
記録装置では、アラーム温度やスロータウン温度を設け
て上記のような制御を行うことがなされている。

〔発明の目的〕

熱ローラの表面温度を測定・検知するのに直接温度セン
サを熱ローラ表面に接触させ温度検知を行うときは、表
面温度がそのまま計測される。しかし烈ローラに温度セ
ンサを接触させて温度検知するようにすると、硬化した
トナーか温度センサに付着して、温度センサか接触して
いる熱ローラ部分に傷か付いて定着性能を劣化させると
いう問題かある。

この問題を回避するために熱ローラ表面から僅かに離れ
て非接触の温度センサを設け、温度検知することもなさ
れる。非接触とすることで接触温度センサでの上記問題
は解消しているか、熱ロラの表面温度と非接触温度セン
サによる検知温度との間に温度差か生しることとなる。

温度センサとして応答性の良好な熱電対を用い、熱ロー
ラ表面よりｌ　ｍｍ離間して温度センサを設けたときは
、熱ローラ表面温度と検知温度との関係の一例を示すと
第１表に示したようになる。

第１表 本発明者は非接触温度センサを用い、コントロル温度を
１８５°Ｃ、スロータウン温度を１６３°Ｃ、アラーム
温度を１５８°Ｃに設定して大量の高速コピーを行った
ところ、同し画像記録装置であるにも拘らず、接触温度
センサを用いたときと比較して、しはしはアラーム温度
やスロータウン温度となり、コピー作動を中止したり時
間当たりコピー枚数を低下させることが認められた。こ
のような定着性か確保されているにも拘らず処理枚数が
減少するという事態は高速処理を行う画像記録装置とし
ては好ましいことでない。

本発明者はその原因を究明したところ、第１表は定常状
態における温度関係を示したもので、定常状態となる以
前では熱ローラ表面温度と非接触温度センサの検知温度
の差は第１表におけるよりも大きく、之が定常状態とな
る以前においては上記の定着性か確保されているにも拘
らずアラーム温度ヤスロータウン温度にしはしはなる原
因であることか明らかとなった。

本発明は非接触の温度センサによって熱ローラ表面の温
度検知を行う画像形成装置で、ウオーミングアツプ直後
であってもまた定常状態にあっても、常に定着性が確保
される一方、適切な時点でコピー作動を一時的に中止し
或は時間当たりコピ枚数を低下させるようにした、熱ロ
ーラ定着装置を備えた画像記録装置を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

上記目的は、熱源を内蔵した熱ローラと、之と圧接し協
同回転する加圧ローラと、前記熱ローラの温度検知を行
う近接して非接触な温度センサとを設け、該温度センサ
によって制御を行い、連続コピーによっである設定温度
まで温度低下したときは、コピー作動を一時中止し、或
は時間当たりコピー枚数を低下させるようにした熱ロー
ラ定着装置を備えた画像記録装置において、 前記設定温度は、メインスイッチを０１てよりの経過時
間或は別に設けた温度センサによって検知した温度に対
応して切替えられるよう制御することを特徴とする熱ロ
ーラ定着装置を備えた画像記録装置によって達成される
。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図ないし第３図によって説明する
。

第１図は本発明による画像記録装置の要部を示したもの
で、感光体ドラムｌは矢示方向に回転しつつ帯電器２に
より外周の感光体に電位か与えられさらに露光部３にお
ける原稿画像の投影により潜像か形成される。

前記の潜像は現像器４によって顕像化されてトナー像と
され、転写器５において給紙カセット６Ａあるいは６Ｂ
、６Ｃから給紙される記録紙上に転写される。記録紙の
給紙に当たってはタイミングローラ７か作動してトナー
像との合致が調整される。

トナー像の転写を受けた記録紙は、分離器８により感光
体ドラム１の周面より分離し、搬送ベルト９を介して熱
ローラ定着装置ｌＯに搬送される。

前記定着装置ＩＯは赤外線ランプ等の熱源Ｈを内蔵する
熱ローラＩＯＡと、該熱ローラＩＯＡに対し直下より圧
接する加圧ローラＩＯＢとから構成されていて、それぞ
れ矢示方向に回転し、その圧接部により記録紙を搬送し
つつトナー像を溶融し定着する。

前記熱ローラＩＯＡには該熱ローラＩＯＡの周面温度を
検出するための温度センサＳ１か周面に対し非接触の状
態で配置されている。

前記温度センサＳ１には熱電対が使用され、その温度検
出部か熱ローラＩＯＡの軸方向中央部においてローラ周
面に対しｌ±０−１５ｍｍの範囲で離間する位置に固定
されている。

前記温度センサＳｌによって検出される温度は、記録装
置本体の制御部にフィードバックされ、制御部はその温
度データに応して駆動系を介してヒタランプ電源を作動
し、前記熱源Ｈ１：電流を断続して熱ローラＩＯＡの温
度コントロールを行い、またこれに並行して定着モータ
電源を作動して前記熱ローラＩＯＡを回転あるいは停止
させる。

また前述した感光体ドラムｌの回転、記録紙の給紙、搬
送についてもコピー枚数の設定あるいは記録紙サイズの
選択に応じて前記の駆動系を介してその作動か制御され
る。

第１の実施例として定着装置１０か１個の温度センサＳ
１のみを内蔵している場合における定着温度の制御を第
２図によって説明する。

前記温度センサＳ１は、所定のコン［・ロール温度ＴＣ
を常時検出出来るよう前記熱源Ｈに対する通電時間か制
御され、それによって熱ローラＩＯＡの周面か定着に適
した温度に維持される。

コピーの継続によって前記温度センサＳ１の検出する温
度か定着を可能とする下限の第１のアラム温度ＴＡ（Ｉ
）とそれよりさらに低い第２のアラーム温度ＴＡ　（ｎ
）に下降した時と、実用的に定着を充分に可能とする復
帰温度ＴＲに再び上昇した時にそれぞれの検知信号か前
記の制御部に対してフィードバックされる。

前記の各検出温度は定常状態における熱ローラ１０Ａの
周面温度と２００°Ｃに維持することを条件として例え
は コントロール温度Ｔ　Ｃ＝　１８６°Ｃアラーム温度Ｔ
Ａ（Ｉ）−１５８°Ｃ アラーム温度Ｔ　Ａ　（ｎ　’）＝　１４７°Ｃ復　　
帰　　温　　度　　Ｔ　　　Ｒ＝１７０°Ｃに設定され
る。

以下第２図（ａ）に示すフローチャートによって温度制
御の７−ケンスを説明する。

記録装置のメインスイッチＭＳＷがＯＮの状態でコピー
釦かＯＮにされると連続したコピーか開始され、原稿サ
イスかＡ４判あるいは８５判の場合には毎分６０枚、８
４判の場合には毎分４０枚、Ａ３判の場合には毎分３５
枚の速度でコピーが続行される。

コピーの継続に伴う熱ローラＩＯＡの周面温度の低下に
より、前記温度センサＳｔのコントロール温度ＴＣか第
２図（ｂ）に示す如く第１のアラム温度ＴＡ（Ｉ）に迄
低下した時に、前記制御部においてメインスイッチＭＳ
ＷかＯＮの状態とされてからの経過時間か演算され、例
えば予め設定した１時間を越えている場合には温度セン
サＳ１による熱ローラＩＯＡの温度検出か定常状態で行
われていると見なして直ちにコピー作動が停止される。

方、前記の経過時間か１時間に達していない場合には、
温度センサＳ１による熱ローラＩＯＡの温度検出か未だ
定常状態で行われていないと見なして前記のコントロー
ル温度ＴＣかさらに低い第２のアラーム温度ＴＡ　（ｎ
）に低下する迄コピ作動か継続され、それ以下となった
時点ではしめてコピー作動が停止される。

熱ｗＨに対する通電はコピー作動の停止中も持続され、
その結果前記温度センサＳ１の検知温度か上昇して前記
の復帰温度ＴＲに達すると再びコピー作動が自動的に開
始されて先に設定した連続コピーか再開される。

次に第２の実施例として定着装置１０が前記温度センサ
Ｓｌと共に温度センサＳ２を内蔵している場合における
定着温度の制御を第３図によって説明する。

前記温度センサＳｌは、検出する温度が通常のコピー速
度による定着の可能な下限の第１のスローウン温度ＴＳ
　（１）とそれよりさらに低い第２のスロータウン・温
度ＴＳ　（ｎ）に下降した時と、通常のコピー速度で定
着を充分に可能とする復帰温度ＴＲに再び上昇した時に
それぞれの検知信号か前記の制御部に対してフィード／
＼・ンクされる。

方前記温度センサＳ２は、例えは加圧ローラ１０Ｂの周
面に接触する位置にあって定着装置ｌＯ内の雰囲気温度
を検出し、その検知信号を前記の制御にフィードバック
することにより熱ローラＩＯＡの温度検出か定常状態で
行われているか否か判断される。

前記の各検出温度は定常状態における熱ローラ１０Ａの
周面温度を２００°Ｃに維持することを条件として例え
は コ　　ン　　ト　　口　−ル　温　度　ＴＣ＝１８６°
Ｃスロータウン温度Ｔ　Ｓ　（Ｉ　）＝　１６２°Ｃス
ロータウン温度Ｔ　Ｓ　（Ｉｔ　）＝　１５０°Ｃ復　
　帰　　温　　度　　　　　Ｔ　　　Ｒ＝１７０°Ｃに
設定される。

以下第３図（ａ）に示すフローチャートによって温度制
御のンーケンスを説明する。

コピー釦をＯＮにすることにより第１の実施例の場合と
全く同一の条件で連続したコピー作動が開始される。

コピー作動の継続により前記温度センサＳｌのコントロ
ール温度ＴＣか第３図（ｂ）に示す如く第１のスロータ
ウン温度ＴＳ　（１）に迄低下した時に、前記温度セン
サＳ２の検出する雰囲気温度か例えは１００°Ｃを越え
ている場合には、温度センサＳｌによる熱ローラＩＯＡ
の温度検出か定常状態で行われていると判断して直ちに
コピー速度のスロータウンしたコピーモードに切替えら
れ、原稿サイスかＡ４判あるいは８５判の場合には毎分
３５枚、８４判ある（／１はＡ３判の場合には毎分２０
枚のコピー作動か続けられ、温度センサＳｌの検出する
温度か前記復帰温度Ｔ　、Ｈに迄回復するのをまつて前
述した通常のコピー速度による連続コピーに切替えられ
る。

方、前記温度センサＳ２の検出する雰囲気温度か１００
°Ｃに達していない場合には、温度センサＳｌによる熱
ローラＩＯＡの温度検出か定常状態で行われていないと
判断して、前記のコントロール温度ＴＣがさらに低い第
２のスローダウン温度ＴＳ　（ｎ）に低下する迄コピー
作動が継続され、それ以下となった時点ではしめてコピ
ー速度のスローダウンしたコピーモードに切替えられる
。

〔発明の効果〕

本発明は、熟ローラ定着装置かウオーミングアツプ不足
であったり連続して多量のコピーを行った直後のように
温度検出を定常状態で行うことが困難である場合であっ
ても、非接触の温度センサによって熱ローラの実用に適
した温度範囲を適確に検知することを可能としたもので
、その結果熱ローラを損傷するおそれもなく多量のコピ
ーを効率良く連続して複写することの出来る熱ローラ定
着装置を備える画像形成装置が提供されることとなっに
　。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の要部構成図、第２図（
ａ）、（ｂ）および第３図（ａ）、（ｂ）は、本発明の
第１及び第２÷実施例を示す前記装置における熱ローラ
定着装置の温度制御を示す÷フローチャートとそのグラ
フ。 ｌ・・感光体ドラム　　２・・・帯電器３・−・露光部
　　　　　４・・現像器５　転写器 ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・給紙カセット ７・・タイミングローラ ８・・・分離器　　　　　９・・搬送ベルト１０・・定
着装置　　　　１０Ａ・・熱ローラ１０Ｂ・・・加圧ロ
ーラ　　　Ｈ・・熱源５１．５２・・温度センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 熱源を内蔵した熱ローラと、之と圧接し協同回転する加
   圧ローラと、前記熱ローラの温度検知を行う近接して非
   接触な温度センサとを設け、該温度センサによって制御
   を行い、連続コピーによってある設定温度まで温度低下
   したときは、コピー作動を一時中止し、或は時間当たり
   コピー枚数を低下させるようにした熱ローラ定着装置を
   備えた画像記録装置において、 前記設定温度は、メインスイッチをＯＮしてよりの経過
   時間或は別に設けた温度センサによって検知した温度に
   対応して切替えられるよう制御することを特徴とする熱
   ローラ定着装置を備えた画像記録装置。