JPH0895421A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ヒートローラの温度制御を改良
し、ヒートローラの溶融を防ぐ定着装置を提供する。 【構成】 本発明の定着装置８０は、加熱源により加熱
され画像形成媒体にトナー像を定着させるヒートローラ
と、このヒートローラに画像形成媒体を圧接させるプレ
スローラと、前記ヒートローラの画像形成媒体通過領域
の中央及び両側の温度を検知する温度検知手段９１と、
前記画像形成媒体の幅を検知する幅検知手段９３と、こ
の幅検知手段９３による小幅の画像形成媒体の検知結果
を基に前記ヒートローラの設定温度を通常値よりも所定
温度下降させるとともに、前記温度検知手段９１による
前記ヒートローラの両側の温度検知結果が許容値に至っ
たときヒートローラ、プレスローラによる定着動作を所
定時間中止した後再開させる定着駆動手段９０とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子複写機等の画像形
成装置における定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機等における定着装置は、芯金
材質にアルミニウムを用いたヒートローラ（フューザロ
ーラ）とプレスローラを具備し、ヒートローラ内に設け
た熱源からの熱を、このヒートローラを介してプレスロ
ーラに伝達するとともに、用紙をヒートローラとプレス
ローラとに加圧状態で接触させつつ通過させ、用紙上に
転写された未定着のトナー画像をヒートローラ、プレス
ローラによる加圧及び加熱作用を利用してこの用紙上に
定着させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トナー画像
を用紙（コピー用紙）に定着させる場合、加圧動作とと
もに、ヒートローラの外周温度として約１８０℃乃至２
００℃が必要である。

【０００４】しかし、従来の芯金材質にアルミニウムを
用いたヒートローラを組み込んだ定着装置の場合、通常
ヒートローラの外周温度をその中央部で検知し、このヒ
ートローラの設定温度を維持するようにしているため、
例えば、Ｂ５サイズやＡ４−Ｒサイズの用紙を多数枚定
着するような場合、用紙が通過しないヒートローラの両
側領域では用紙に熱を奪われることがなく、この結果、
ヒートローラの両側領域で温度が上昇し過ぎ、ヒートロ
ーラの素材が溶融してしまうという問題がある。

【０００５】また、電子複写機の電源オン後コピー可能
な待機（レデイ）状態に至るまでに、ヒートローラの温
度が必要な温度に達するまでのウォームアップ時間が必
要で、そのウォームアップ時間は、ヒートローラ径、ヒ
ートローラの芯金肉厚によって左右される。従来の電子
複写機では、このウォームアップ時間が中速機（１５〜
３０枚／分）では、６０秒程度かかり、ユーザ−が長く
待たされる等サービス性が悪いという問題があった。例
えば、アルミウムの芯金（ｔ＝２ｍｍ）を用いたヒート
ローラの場合、ウォームアップ時間が６０秒かかること
が確かめられている。

【０００６】そこで、本発明は、ヒートローラの温度制
御を改良し、ヒートローラの溶融を防ぐとともに、ヒー
トローラの芯金の材質を変え、電源オン後コピー可能な
待機（レデイ）状態に至るまでのウォームアップ時間を
短縮することができる定着装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の定着装置
は、加熱源により加熱され画像形成媒体にトナー像を定
着させるヒートローラと、このヒートローラに画像形成
媒体を圧接させるプレスローラと、前記ヒートローラの
画像形成媒体通過領域の中央及び両側の温度を検知する
温度検知手段と、前記画像形成媒体の幅を検知する幅検
知手段と、この幅検知手段による小幅の画像形成媒体の
検知結果を基に前記ヒートローラの設定温度を通常値よ
りも所定温度下降させるとともに、前記温度検知手段に
よる前記ヒートローラの両側の温度検知結果が許容値に
至ったときヒートローラ、プレスローラによる定着動作
を所定時間中止した後再開させる定着駆動手段とを有す
るものである。

【０００８】請求項２記載の定着装置は、加熱源により
加熱され画像形成媒体にトナー像を定着させるヒートロ
ーラと、このヒートローラに画像形成媒体を圧接させる
プレスローラと、前記ヒートローラの画像形成媒体通過
領域の中央及び両側の温度を検知する温度検知手段と、
前記画像形成媒体の幅を検知する幅検知手段と、この幅
検知手段による小幅の画像形成媒体の検知結果を基に前
記ヒートローラの設定温度を通常値よりも１０℃下降さ
せるとともに、前記温度検知手段による前記ヒートロー
ラの両側の温度検知結果が２５０℃に至ったときヒート
ローラ、プレスローラによる定着動作を所定時間中止し
た後再開させる定着駆動手段とを有するものである。

【０００９】請求項３記載の定着装置は、加熱源により
加熱され画像形成媒体にトナー像を定着させる鉄を芯金
とするヒートローラと、このヒートローラに画像形成媒
体を圧接させるプレスローラと、前記ヒートローラの画
像形成媒体通過領域の中央及び両側の温度を検知する温
度検知手段と、前記画像形成媒体の幅を検知する幅検知
手段と、この幅検知手段による小幅の画像形成媒体の検
知結果を基に前記ヒートローラの設定温度を通常値より
も１０℃下降させるとともに、前記温度検知手段による
前記ヒートローラの両側の温度検知結果が２５０℃に至
ったときヒートローラ、プレスローラによる定着動作を
所定時間中止した後再開させる定着駆動手段とを有する
ものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の定着装置におけるヒートローラ
とこのヒートローラに画像形成媒体を圧接させるプレス
ローラとにより画像形成媒体にトナー像が定着される
が、このとき定着動作に伴い、前記温度検知手段は前記
ヒートローラの画像形成媒体通過領域の中央及び両側の
温度を検知する。また、幅検知手段は前記画像形成媒体
の幅を検知する。

【００１１】定着駆動手段は、幅検知手段による小幅の
画像形成媒体の検知結果を基に前記ヒートローラの設定
温度を通常値よりも所定温度下降させるとともに、前記
温度検知手段による前記ヒートローラの両側の温度検知
結果が許容値に至ったときヒートローラ、プレスローラ
による定着動作を所定時間中止した後再開させる。

【００１２】これにより、ヒートローラの画像形成媒体
通過領域の両側部分の溶融を防ぐことができる。

【００１３】請求項２記載の定着装置におけるヒートロ
ーラとこのヒートローラに画像形成媒体を圧接させるプ
レスローラとにより画像形成媒体にトナー像が定着され
るが、このとき定着動作に伴い、前記温度検知手段は前
記ヒートローラの画像形成媒体通過領域の中央及び両側
の温度を検知する。また、幅検知手段は前記画像形成媒
体の幅を検知する。

【００１４】定着駆動手段は、幅検知手段による小幅の
画像形成媒体の検知結果を基に前記ヒートローラの設定
温度を通常値よりも１０℃下降させるとともに、前記温
度検知手段による前記ヒートローラの両側の温度検知結
果が２５０℃に至ったときヒートローラ、プレスローラ
による定着動作を所定時間中止した後再開させる。

【００１５】これにより、ヒートローラの画像形成媒体
通過領域の両側部分の温度が２５０℃を越える許容値外
に上昇することは無くなり、その溶融を防ぐことができ
る。

【００１６】請求項３記載の定着装置によれば、請求項
２記載の定着装置と同様な作用を発揮するとともに、前
記ヒートローラの芯金材質を鉄としているので、芯金材
質をアルミニウムとした従来装置に比較し、鉄とアルミ
ニウムとの比熱の相違から電源オン後のウォ−ムアップ
時間を短縮できる。

【００１７】

【実施例】以下に本発の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。

【００１８】図１は本実施例のデジタル電子複写機を構
成する画像形成装置２の概略を示すものである。

【００１９】この画像形成装置２は、箱型状の装置本体
３内に画像読取部４と画像形成部６とを搭載した構成と
なっている。

【００２０】画像読取部４は、原稿画像が付された原稿
Ｄが載置される原稿台１０と、この原稿台１０の一端に
配置され、原稿Ｄが載置されるべき位置を示すサイズ板
１０ａと、前記原稿台１０に対して開閉可能に形成さ
れ、原稿台１０に載置された原稿Ｄを原稿台１０に密着
させる原稿押さえ板１２とを有している。尚、図１中、
１０ａは原稿ストッパーである。

【００２１】前記原稿台１０の内側（下方）には、原稿
台１０に載置された原稿Ｄを照明する照明ランプ２２、
照明ランプ２２から放射される照明光を原稿Ｄに集光す
る反射板２４、及び、原稿Ｄからの反射光を後述する第
２キャリッジ３０に向かって反射させる第１ミラー２６
を含む第１キャリッジ２０が配置されている。

【００２２】この第１キャリッジ２０は、原稿台１０と
平行に移動可能に配置され、図示しない歯付きベルトな
どを介して図示しないパルスモータによって、原稿台１
０に沿って平行に駆動されるようになっている。

【００２３】第１キャリッジ２０の側方に配置した第２
キャリッジ３０には、第１キャリッジ２０の第１ミラー
２６を介して折曲げられた原稿Ｄからの反射光を順に折
曲げる第２ミラー３２及び第３ミラー３４が反斜面を対
向させて配置されている。この第２キャリッジ３０は、
第１キャリッジ２０を駆動する図示しない歯付きベルト
などによって、第１キャリッジ２０に従動して駆動され
るとともに、第１キャリッジ２０に対し、１／２の速度
で原稿台１０に沿って平行に駆動されるようになってい
る。

【００２４】前記第１キャリッジ２０の下方であって、
第２キャリッジ３０を介して折返された反射光の光軸を
含む領域には、図示しない駆動機構を介して移動可能に
構成され、第２キャリッジ３０からの反射光に集束性を
与えるとともに、反射光を所望の倍率で結像させる結像
レンズ３６と、結像レンズ３６を介して集束された前記
反射光を光電変換し、後述する画像メモリ７８に対して
原稿Ｄの原稿画像に応じた電気信号を出力するＣＣＤセ
ンサ３８とを配置している。

【００２５】前記画像形成部６は、光源即ち半導体レー
ザ発振器４２を含み、画像読取部４を介して読み取られ
た原稿Ｄの画像情報に対応して半導体レーザ発振器４２
からのレーザビームＬＢを強度変化させるとともに、後
述する像担持体としての感光体ドラム５０に対する露光
走査を行う露光装置４０を有している。

【００２６】この露光装置４０は、前記半導体レーザ発
振器４２から発生されたレーザビームＬＢに集束性を与
え、概ね円形の断面形状を有するレーザビームＬＢに変
換する図示しない第１レンズと、この第１レンズを介し
て円形の断面形状を有するレーザビームＬＢに変換され
た光を後述する感光体ドラム５０の軸方向に沿って偏向
させる光偏向手段としてのポリゴンモータ４４Ａを駆動
源とするポリゴンミラー４４と、偏向されたレーザビー
ムＬＢを感光体ドラム５０上の所望の位置に順次走査さ
せるために、レーザビームＬＢの偏向角と感光体ドラム
５０上における光軸からビームが結像されるべき位置ま
での距離を一致させる第２レンズ４６と、第２レンズ４
６を経たレーザビームＬＢを感光体ドラム５０に向かっ
て反射するミラー４８とを含んでいる。

【００２７】また、画像形成部６の略中央には、導電性
支持体、光導電性層及び絶縁層を基本構成とした像担持
体としての感光体ドラム５０が配置されている。

【００２８】この感光体ドラム５０の周囲には、その回
転方向（矢印方向）に沿って、感光体ドラム５０に光を
照射して残留電荷を除去する残留電荷除去手段としての
前露光装置５１、感光体ドラム５０の表面を一様に帯電
する帯電手段としての帯電装置５２、前記露光装置４０
によりレーザビームＬＢが照射されることで感光体ドラ
ム５０の表面に形成された静電潜像をトナーとキャリア
からなる二成分現像剤を用いて現像する現像手段として
の現像ローラ５４ａを含む現像装置５４、感光体ドラム
５０に形成されたトナー像を用紙カセット５５から給送
される画像形成媒体としての用紙（普通紙、ＯＨＰシー
ト等）Ｐに対して転写する転写手段としてのコロナ放電
装置を用いた転写チャージャ５６、トナー像が転写され
た用紙Ｐを感光体ドラム５０から剥離する剥離手段とし
てのコロナ放電装置を用いた剥離チャージャ５７、及
び、感光体ドラム５０に残存するトナーを掻き落とすク
リーニング手段としてのクリーナ５８が順に配置されて
いる。

【００２９】また、転写チャージャ５６の入口側には、
案内部材としての転写ガイド７５が設けられ、また、剥
離チャージャ５７のシールドーケース５７ｂの上面開口
部に位置してガイド手段である剥離サポータ７６が設け
られており、用紙Ｐが感光体ドラム５０に密着し得るよ
うにガイドしている。

【００３０】また、装置本体３内には、用紙カセット５
５から給紙ローラ５９を介して給紙された用紙Ｐあるい
は手差給紙トレイ６０から手差され給紙ローラ６１を介
して給紙された用紙Ｐを、感光体ドラム５０と転写チャ
ージャ５６との間に形成された画像転写ポイント６２を
経て装置本体３の左側面に装着された排紙トレイ６３に
導く用紙搬送路６４が形成されている。

【００３１】用紙搬送路６４の前記画像転写ポイント６
２の上流側には、用紙Ｐの先端整位を行うとともに、感
光体ドラム５０の画像形成タイミングに合わせて用紙Ｐ
を前記画像転写ポイント６２に送り込むレジストローラ
対６５およびレジストローラ対６５の上流位置近傍に設
けられ給紙された用紙Ｐを検知するレジストローラ前ス
イッチ６６が設けられている。

【００３２】また、用紙搬送路６４の前記画像転写ポイ
ント６２の下流側には、剥離チャージャ５７により感光
体ドラム５０から剥離された用紙Ｐを搬送する搬送装置
６７、用紙Ｐに転写された静電的に付着している状態の
トナー像を加熱することで溶融させ、用紙Ｐに定着させ
る定着装置８０、及び、トナー像が定着された用紙Ｐを
排紙トレイ６３上に排出させる排出ローラ対６９が配設
されている。

【００３３】そして、前記レジストローラ対６５、転写
ガイド７５、剥離サポータ７６、搬送装置６７等によ
り、用紙Ｐを画像転写ポイント６２を通過すべく搬送す
る搬送手段を構成している。

【００３４】前記定着装置８０は、加熱源であるヒータ
ランプ８１により加熱され用紙Ｐにトナー像を定着させ
る鉄Ｆｅ（熱伝導率８０ｗ／ｍｋ、尚、アルミニウムは
２３７ｗ／ｍｋである。）を芯金とするヒートローラ８
２と、このヒートローラ８２に用紙Ｐを圧接させるプレ
スローラ８３とを具備している。

【００３５】また、ヒートローラ８２は鉄の薄肉ｔ＝
０．５乃至０．９ｍｍを芯金として円筒状に加工したも
のである。

【００３６】図２は、前記ヒートローラ８２に対する温
度検知手段９１の配置位置Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 を示すもの
である。即ち、配置位置Ｐ0 にセンタ−温度検知用のサ
ーミスタを、配置位置Ｐ1 にフロント温度検知用のサー
ミスタを、配置位置Ｐ2 にリア温度検知用のサーミスタ
を各々配置し、これら各サーミスタにより温度検知手段
９１を構成している。

【００３７】また、前記ヒートローラ８２の端部ギヤ８
２ａには駆動源９２からの回転力が伝達されるようにな
っている。

【００３８】さらに、前記ヒートローラ８２の用紙通過
領域ＡR を通過する各種サイズ（Ｂ４、Ａ３等の広幅サ
イズ、Ｂ５、Ａ４−Ｒ等の小幅サイズ）の用紙Ｐの幅
は、図３に示す幅検知手段９３により検出されるように
なっている。

【００３９】図３は、前記定着装置８０の制御系を示す
ものであり、全体の駆動制御を行う定着駆動手段９０
に、前記温度検知手段９１、幅検知手段９３を接続する
とともに、定着駆動手段９０により駆動源９２の駆動制
御、ヒータランプ８１の通電制御を行うようになってい
る。

【００４０】次に、前記定着装置８０の動作を前記ヒー
トローラ８２のセンタ−、フロント、リア各部の温度制
御を主にし、かつ、図４乃至図６をも参照して説明す
る。

【００４１】この定着装置８０におけるヒートローラ８
２とこのヒートローラ８２に用紙Ｐを圧接させるプレス
ローラ８３とにより用紙Ｐにトナー像が定着されるが、
このとき、定着動作に伴い、前記温度検知手段の各サー
ミスタは前記ヒートローラ８２の用紙通過領域ＡR のセ
ンタ−及びフロント、リア各部の温度を検知する。ま
た、幅検知手段９３は前記用紙Ｐの幅を検知する。

【００４２】定着駆動手段９０は、幅検知手段９３によ
る小幅の用紙Ｐ、例えば、Ａ４−Ｒ等の小幅サイズの用
紙Ｐの検知結果を基に、例えば５０枚の定着動作を行っ
たとき前記ヒートローラ８２のセンタ−の設定温度を図
４に示すように、通常値２００℃よりも１０℃下がった
１９０℃に下降させる。

【００４３】同時に前記定着駆動手段９０は、前記温度
検知手段９１による前記ヒートローラ８２の両側の温度
検知結果が２５０℃に至ったときヒートローラ８２、プ
レスローラ８３による定着動作を所定時間（例えば１０
乃至２０秒）中止した後、定着動作を再開させ、また、
５０枚の定着動作を行う動作を繰り返す。

【００４４】これにより、ヒートローラ８２の用紙通過
領域ＡR の両側部分の温度が２５０℃を越える許容値外
に上昇することは無くなり、その溶融を防ぐことができ
る。

【００４５】また、前記ヒートローラ８２は、鉄の薄肉
ｔ＝０．５乃至０．９ｍｍを芯金として円筒状に加工し
たものであり、比熱がアルミニウムに比べ大きいので電
源オン後のウォームアップ時間を短縮できる。本実施例
では、ウォームアップ時間が従来例の６０秒より、１６
乃至４０秒程度に短縮できることが確認できた。

【００４６】図５は、本実施例の定着装置８０によりＡ
４，Ａ３サイズの用紙Ｐの定着動作を行った場合の前記
ヒートローラ８２のセンター、フロント、リアの温度の
経時変化を示すものである。この場合には、センター、
フロント、リア各部の温度が２００℃に収束しているこ
とが解る。

【００４７】図６は、本実施例の定着装置８０により何
等の制御を行うこと無くＡ４−Ｒサイズの用紙Ｐの定着
動作を行った場合の前記ヒートローラ８２のセンター、
フロント、リアの温度の経時変化を示すものである。こ
の場合には、センターの温度は２００℃に収束している
が、フロント、リア各部の温度が２５０℃を越えてしま
いフロント、リア各部が溶融するおそれがあることが解
る。

【００４８】上述したことから、既述したような本実施
例の制御が適切であることが理解される。

【００４９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、温度検知
手段、幅検知手段、定着駆動手段の動作で、ヒートロー
ラの画像形成媒体通過領域の両側部分の溶融を防ぐこと
ができる定着装置を提供することができる。

【００５０】請求項２記載の発明によれば、温度検知手
段、幅検知手段、定着駆動手段の動作でヒートローラの
画像形成媒体通過領域の両側部分の温度が２５０℃を越
える許容値外に上昇することは無くなり、その溶融を防
ぐことができる定着装置を提供することができる。

【００５１】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加えて、ヒートローラの芯金材質を鉄
としているので、電源オン後のウォームアップ時間を短
縮できる定着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置を含む画像形成装置の概略
図である。

【図２】本発明の実施例装置の温度検知位置を示す説明
図である。

【図３】本発明の実施例装置の制御系を示すブロック図
である。

【図４】本発明の実施例装置の小幅サイズの用紙に対す
る温度制御を示すグラフである。

【図５】本発明の実施例装置の広幅サイズの用紙に対す
る定着時の温度変化を示すグラフである。

【図６】本発明の実施例装置の小幅サイズの用紙に対す
る温度制御を行わない場合の温度変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

２ 画像形成装置 ８０ 定着装置 ８１ ヒータランプ ８２ ヒートローラ ９０ 定着駆動手段 ９１ 温度検知手段 ９２ 駆動源 ９３ 幅検知手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱源により加熱され画像形成媒体にト
   ナー像を定着させるヒートローラと、このヒートローラ
   に画像形成媒体を圧接させるプレスローラと、前記ヒー
   トローラの画像形成媒体通過領域の中央及び両側の温度
   を検知する温度検知手段と、前記画像形成媒体の幅を検
   知する幅検知手段と、この幅検知手段による小幅の画像
   形成媒体の検知結果を基に前記ヒートローラの設定温度
   を通常値よりも所定温度下降させるとともに、前記温度
   検知手段による前記ヒートローラの両側の温度検知結果
   が許容値に至ったときヒートローラ、プレスローラによ
   る定着動作を所定時間中止した後再開させる定着駆動手
   段とを有することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 加熱源により加熱され画像形成媒体にト
   ナー像を定着させるヒートローラと、このヒートローラ
   に画像形成媒体を圧接させるプレスローラと、前記ヒー
   トローラの画像形成媒体通過領域の中央及び両側の温度
   を検知する温度検知手段と、前記画像形成媒体の幅を検
   知する幅検知手段と、この幅検知手段による小幅の画像
   形成媒体の検知結果を基に前記ヒートローラの設定温度
   を通常値よりも１０℃下降させるとともに、前記温度検
   知手段による前記ヒートローラの両側の温度検知結果が
   ２５０℃に至ったときヒートローラ、プレスローラによ
   る定着動作を所定時間中止した後再開させる定着駆動手
   段とを有することを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 加熱源により加熱され画像形成媒体にト
   ナー像を定着させる鉄を芯金とするヒートローラと、こ
   のヒートローラに画像形成媒体を圧接させるプレスロー
   ラと、前記ヒートローラの画像形成媒体通過領域の中央
   及び両側の温度を検知する温度検知手段と、前記画像形
   成媒体の幅を検知する幅検知手段と、この幅検知手段に
   よる小幅の画像形成媒体の検知結果を基に前記ヒートロ
   ーラの設定温度を通常値よりも１０℃下降させるととも
   に、前記温度検知手段による前記ヒートローラの両側の
   温度検知結果が２５０℃に至ったときヒートローラ、プ
   レスローラによる定着動作を所定時間中止した後再開さ
   せる定着駆動手段とを有することを特徴とする定着装
   置。