JPH09197875A

JPH09197875A - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH09197875A
Application number: JP8004791A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Morigami; 祐介森上
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1997-07-31
Also published as: US5822670A

Abstract

(57)【要約】【課題】未定着画像を保持した記録材に該画像を加熱
定着させる定着装置であって、定着装置に通す記録材の
サイズに応じて、記録材を通す領域の加熱ローラ表面部
分を速やかに所定温度まで昇温させることができるとと
もに記録材を通さない領域の加熱ローラ表面部分を含め
加熱ローラ各部にわたり異常昇温を防止して加熱ロー
ラ、その周辺部品及び記録材の熱的損傷、並びに画像の
オフセットを十分抑制でき、これらにより安全に、安定
して良好な画質の定着画像を得ることができる定着装
置、及びこの定着装置を搭載した画像形成装置を提供す
る。【解決手段】芯ローラ２１及び芯ローラ２１に設けら
れた少なくとも二つのそれぞれ独立して通電制御される
抵抗発熱層２３１、２３２を含む加熱ローラ２０を備え
ており、各抵抗発熱層２３１、２３２は、加熱ローラ回
転中心線方向における配熱分布が異なっている定着装
置、及びこの定着装置を搭載したプリンタ（画像形成装
置）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の複写
機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に採用
できる、未定着画像を保持した記録材に該画像を加熱し
て定着させる定着装置、及び該定着装置を搭載した画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式でプリント画像を形成する
複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に
おける定着装置は、通常、未定着画像を記録材に加熱し
て定着させるための加熱ローラを備えており、トナー像
等の未定着画像を保持した記録材は、この加熱ローラと
これに対向配置されたバックアップ部材（例えば加圧ロ
ーラ、加圧ベルト、加圧板体等）との間に通され、加圧
下に加熱定着される。

【０００３】かかる加熱ローラにはこれまでハロゲンラ
ンプヒータ等の発熱ヒータを内蔵して、該ヒータからの
輻射熱で加熱ローラを加熱するものが多用されてきた。
しかしハロゲンランプヒータ等の内蔵発熱ヒータを熱源
とする加熱ローラを採用した定着装置では、該ヒータの
通電開始時から加熱ローラ表面が所定定着温度に達する
までの昇温速度が遅く、そのため画像形成装置の電源ス
イッチをオンしてから加熱ローラが所定定着温度に到達
するまでの予熱時間（いわゆるウォーミングアップ時
間）が長くなり、それだけ装置が使いにくいことから、
近年では、所定温度に到達するまでの昇温時間が短く済
む加熱ローラとして、例えば特開昭５９−１８９３８１
号公報に開示されているような、芯ローラに通電により
発熱する物質よりなる抵抗発熱体を該芯ローラとともに
回転するように形成した加熱ローラが採用されるに至っ
ている。このタイプの加熱ローラは電気・熱変換効率が
良く、該抵抗発熱体への通電開始後速やかに加熱ローラ
表面温度を所定温度まで上昇させることができ、これに
より定着装置の予熱時間を短縮することができる。

【０００４】一方、ウォーミングアップ時間の短縮の問
題とは別に、加熱ローラ表面における記録材が通過する
領域（以下、「通紙領域」という。）の外側領域（以
下、「非通紙領域」という。）における異常昇温の問題
が指摘されている。すなわち、加熱ローラの表面温度制
御は、普通、各種サイズの記録材が通過する共通領域の
表面温度を温度検出手段で検出し、その検出温度に基づ
いて加熱ローラ表面温度が所定定着温度になるように制
御されるところ、小サイズの記録材を何枚もその通紙領
域に通すと、その領域の加熱ローラ表面温度が低下する
ので、前記温度検出手段からの検出温度情報に基づいて
該温度低下を補正するように加熱ローラ表面温度が制御
され、その結果、該小サイズ記録材が通る領域の加熱ロ
ーラ表面温度は適切に維持されても、該非通紙領域では
熱を奪う記録材の通過がないからその部分の加熱ローラ
表面温度が次第に上昇し、異常な高温になる。そしてこ
の異常昇温のため、加熱ローラ及びその周辺部品が熱的
損傷を受けたり、次に大サイズの記録材を通したとき、
該記録材が熱的に損傷したり、記録材が熱損傷しないま
でも、画像を形成しているトナーが溶融しすぎて加熱ロ
ーラ側へ転移（オフセット）したりする。この問題は前
記のハロゲンランプヒータ等の内蔵発熱ヒータを熱源と
する加熱ローラ、芯ローラに通電により発熱する物質よ
りなる抵抗発熱体を該芯ローラとともに回転するように
形成した加熱ローラのいずれについても発生する。

【０００５】そのため例えば特開昭５８−２２１８７５
号公報は、前記の抵抗発熱体を採用する加熱ローラにお
いて、記録材のサイズに応じて抵抗発熱体への給電範囲
を変更できる定着装置を教えている。この定着装置によ
ると、小サイズの記録材に未定着画像を定着させるとき
には、抵抗発熱体のうち、該小サイズの記録材を通す部
分（通紙領域）にだけ通電し、非通紙領域には通電しな
いでおけるから、非通紙領域の異常昇温を防止できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５８−２２１８７５号公報が教える定着装置によると、
小サイズ記録材を通したあと大サイズ記録材を通す場
合、抵抗発熱体全体に通電することになるが、加熱ロー
ラ表面温度制御のための温度検出手段を小サイズの通紙
領域に対し設置してあるときには、大サイズ記録材を通
すときでもその小サイズ通紙領域の温度を検出して加熱
ローラ温度を制御することになるので、小サイズ記録材
については非通紙領域であった抵抗発熱体部分がなかな
か所定温度まで昇温しない。また、温度検出手段をかか
る非通紙領域（大サイズ記録材については通紙領域）に
設置すると、その領域の温度で加熱ローラ温度を制御し
てしまうので、小サイズの通紙領域については異常昇温
してしまうという問題がある。

【０００７】そこで本発明は、未定着画像を保持した記
録材に該画像を加熱定着させる定着装置であって、定着
装置に通す記録材のサイズに応じて、記録材を通す領域
の加熱ローラ表面部分を速やかに所定温度まで昇温させ
ることができるとともに記録材を通さない領域の加熱ロ
ーラ表面部分を含め加熱ローラ各部にわたり異常昇温を
防止して加熱ローラ、その周辺部品及び記録材の熱的損
傷、並びに画像のオフセットを十分抑制でき、これらに
より安全に、安定して良好な画質の定着画像を得ること
ができる定着装置を提供することを課題とする。

【０００８】また、本発明は、かかる定着装置を備える
ことで、安全に、安定して画像形成を行える画像形成装
置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、未定着画像を保持した記録材に該画像を加熱
定着させる定着装置であり、芯ローラ及び該芯ローラに
設けられた少なくとも二つのそれぞれ独立して通電制御
される抵抗発熱体を含む加熱ローラを備えており、前記
各抵抗発熱体は、加熱ローラ回転中心線方向における配
熱分布（換言すれば、発熱分布）が異なっていることを
特徴とする定着装置、及び該定着装置を搭載した画像形
成装置を提供する。

【００１０】本発明の定着装置によると、定着処理しよ
うとする記録材のサイズに応じて加熱ローラ上の１又は
２以上の抵抗発熱体に通電されることで少なくとも加熱
ローラ表面の該サイズの記録材を通す領域が所定の定着
温度に加熱され、この状態で未定着画像を保持した記録
材が通され、該加熱ローラによる未定着画像の加熱下に
未定着画像が記録材に定着される。なお、加熱ローラは
芯ローラに設けた抵抗発熱体を熱源として加熱されるの
で、加熱ローラ表面の意図する部分を所定温度まで速や
かに昇温させることができる。

【００１１】また、加熱ローラ上の各抵抗発熱体は、そ
れぞれ独立して通電制御でき、加熱ローラ回転中心線方
向における配熱分布を異ならしめてあるので、記録材の
サイズに応じてその記録材が通過する加熱ローラ表面部
分を速やかに所定定着温度まで加熱して、その温度を維
持できる一方、差し当たり記録材が通らない領域につい
ては安全温度（例えば所定定着温度以下の温度、通電発
熱させない温度）に維持でき、かくして加熱ローラ各部
にわたり異常昇温を防止でき、これらにより加熱ロー
ラ、その周辺部品及び記録材の熱的損傷、並びに画像の
オフセットを十分抑制する状態で、安全に、安定して良
好な画質の定着画像を得ることができる。

【００１２】また、かかる定着装置を搭載した画像形成
装置によると、安全に、安定して画像形成を行える。本
発明に係る定着装置及び画像形成装置の種々の態様を例
示すると次のとおりである。（１）前記加熱ローラの芯ローラが中空芯ローラであ
り、前記抵抗発熱体が該芯ローラの外周面及び内周面に
それぞれ設けられている定着装置。（２）前記加熱ローラの芯ローラが中空芯ローラであ
り、抵抗発熱体が芯ローラの外周面又は内周面に二つ以
上、電気絶縁層を介して重ねて設けられている定着装
置。（３）前記加熱ローラの各抵抗発熱体の最高配熱部位
（換言すれば最高発熱部位）に対しそれぞれ加熱ローラ
温度制御のための温度検出手段が設けられている定着装
置。（４）前記加熱ローラの各抵抗発熱体の配熱分布が、該
各抵抗発熱体を同時に通電駆動したときに、加熱ローラ
上の記録材が通過する全領域にわたり略均一な温度分布
が得られるように定めてある定着装置。（５）本発明に係る定着装置と、該定着装置へ搬送され
る記録材のサイズを検出する手段と、該記録材サイズ検
出手段により検出される記録材のサイズに基づいて定着
装置における加熱ローラの各抵抗発熱体への通電を制御
する通電制御手段とを備えている画像形成装置。（６）本発明に係る定着装置を備える画像形成装置であ
り、該定着装置における加熱ローラの一端部について各
抵抗発熱体に対する共通の通電部が設けられ、該加熱ロ
ーラの他端部について各抵抗発熱体のそれぞれにつき該
抵抗発熱体に対する通電部が設けられている画像形成装
置。

【００１３】この場合、各抵抗発熱体にそれぞれ一対の
通電部を設ける場合に比べ通電部への配線を簡素化でき
る。（７）本発明に係る定着装置及び該定着装置における加
熱ローラの各抵抗発熱体に対しそれぞれ独立して通電制
御する手段が備えられており、該通電制御手段は、定着
待機時、加熱ローラを保温するように前記抵抗発熱体の
うち少なくとも一つに通電する画像形成装置。（８）本発明に係る定着装置及び該定着装置における加
熱ローラの各抵抗発熱体をそれぞれ独立してオン・オフ
の繰り返しにより駆動する（パルス状に通電して駆動す
る）通電制御手段が備えられており、該通電制御手段
は、二つ以上の抵抗発熱体を通電駆動するとき、該各抵
抗発熱体への電力印加タイミングが重なることがないよ
うに通電制御する画像形成装置。

【００１４】このようにすると、二つ以上の抵抗発熱体
に同時に通電して瞬間的に大電力を必要とすることがな
いので、電力の節約ができる。（９）上記（３）の定着装置を備え、前記各温度検出手
段による検出温度がすべて所定温度に到達したのち、画
像形成処理を許可する画像形成装置。（10）前記所定温度がすべて同じ温度である上記（９）
の画像形成装置。（11）前記所定温度が記録材のサイズに応じて、すべて
同じ温度又は前記各抵抗発熱体によって異なる上記
（９）の画像形成装置。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明の一実施形態である定着装
置を図２に、該定着装置を備える本発明にかかるプリン
タを図１に示す。このプリンタは大小二種類のサイズの
記録紙に対して画像形成できるものである。図１は該プ
リンタの概略構成図であり、図２は該定着装置の概略断
面及び電気的接続を示す図である。

【００１６】このプリンタは、図示しない駆動手段によ
り図中矢印方向に回転駆動される感光体ドラム１を備
え、感光体ドラム１の周辺には、感光体ドラム１表面を
一様に帯電させる帯電チャージャ１１、感光体ドラム１
表面に画像情報に応じてレーザ光を照射して静電潜像を
形成できるレーザ露光手段を含むプリントヘッド１２、
形成された静電潜像を現像する現像器１３、転写チャー
ジャ１４、分離チャージャ１５、残留トナーを清掃する
クリーナ１６、残留電荷を消去するメインイレーサ１７
が配置されている。

【００１７】また、図示しない記録紙搬送手段を備えて
おり、この搬送手段により転写チャージャ１４位置に記
録紙を搬送することができ、また、分離チャージャ１５
により感光体ドラム１から分離された記録紙を定着装置
２に搬送することができる。定着装置２は、図２に示す
ように加熱ローラ２０とこれに図示しない押圧手段によ
り押圧される加圧ローラ２７を有する。加熱ローラ２０
及び加圧ローラ２７は共に、図示しない支持手段により
回転可能に支持されており、加熱ローラ２０は図示しな
い駆動手段により駆動されて回転できる。加圧ローラ２
７は加熱ローラ２０の回転に、又は両ローラ間に通され
る記録紙の移動に従動して回転する。

【００１８】加熱ローラ２０は、アルミニウムを主材と
して中空円筒状に形成された芯ローラ２１を備えてい
る。芯ローラ２１の外周面には、電気絶縁層２２１、層
状の抵抗発熱体２３１がこの順に形成されている。層状
の抵抗発熱体（以下、「抵抗発熱層」という。）２３１
の両端外周部分には、リング状の銅合金からなる受電部
材２４１、２４１が設けられ、各受電部材２４１の外周
面にはカーボン製給電部材２５１、２５１が接触配置さ
れている。各給電部材２５１はそれぞれ図示しない押圧
手段により受電部材２４１に向けて押圧されており、受
電部材２４１が芯ローラ２１と一体的に回転しても両者
の接触面で電気的接続を保つことができる。また、芯ロ
ーラ２１の内周面には、外周面と同様に、電気絶縁層２
２２、層状の抵抗発熱体２３２がこの順に形成され、抵
抗発熱層２３２の両端内周部分にはリング状受電部材２
４２、２４２が設けられ、各受電部材２４２には図示し
ない押圧手段により押圧される給電部材２５２が接触配
置されている。

【００１９】給電部材２５１、２５１は、リレーＲＹ１
を介して電源５の両端に接続されており、リレーＲＹ１
の接点を閉じると電源５による抵抗発熱層２３１への電
圧印加によって、加熱ローラ２０を外周面側から加熱す
ることができる。また、給電部材２５２、２５２は、リ
レーＲＹ２を介して電源５の両端に接続されており、リ
レーＲＹ２の接点を閉じると抵抗発熱層２３２の発熱に
より、加熱ローラ２０を内周面側から加熱することがで
きる。また、リレーＲＹ１及びリレーＲＹ２は、それぞ
れプリンタ全体の動作を制御する制御部３に接続されて
おり、制御部３により各リレーの接点の開閉を制御する
ことができる。

【００２０】ここでは、定着処理対象である最大サイズ
から最小サイズにわたる記録材（本例では大サイズ、小
サイズの記録材）の個々の通過領域を含む全通過領域の
うち、定着処理しようとする記録材のサイズに応じた領
域の加熱ローラ表面部分について所定定着温度に加熱で
きるとともに該記録材のサイズに応じた領域に対し残領
域があるときはその残領域の加熱ローラ表面部分を安全
温度に維持できるように、各抵抗発熱体の加熱ローラ回
転中心線方向における配熱分布（換言すれば、発熱分
布）が異なっている。

【００２１】すなわち、抵抗発熱層２３１、２３２は、
それぞれ加熱ローラ２０の回転中心線方向に沿って発熱
量が異なり、本例では図５に示すような配熱分布（発熱
分布）となっている。すなわち、この定着装置では、加
熱ローラ２０の回転中心線方向の片側に記録紙が通過す
る基準位置があり、抵抗発熱層２３１によって小サイズ
の記録紙が通過する領域が加熱され、また、抵抗発熱層
２３２によって残りの領域が加熱される。したがって、
両抵抗発熱層２３１、２３２に同時に電圧を印加すると
加熱ローラの全領域（本例では、大サイズの通紙領域）
にわたり略均一な発熱分布となる。

【００２２】なお、各抵抗発熱層の加熱ローラの回転中
心線方向に沿う配熱分布（発熱分布）は、本例のように
加熱ローラの回転中心線方向の片側に通紙基準位置を設
定したものだけに限定されるものではなく、例えば図６
に示すような加熱ローラの回転中心線方向の中央に通紙
基準位置を設定して、配熱分布（発熱分布）を異ならせ
ることもできる。

【００２３】また、加熱ローラ２０の外周に設けられた
抵抗発熱層２３１のさらに外周には、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる離型層２６１が形成さ
れている。この離型層２６１は、記録紙が加熱ローラ２
０と加圧ローラ２７との間に挟持されつつ通過するとき
に、加熱されるトナー像が加熱ローラ２０から剥がれや
すくするために形成してある。

【００２４】離型層２６１の外周面であって、各抵抗発
熱層２３１、２３２の加熱ローラ２０回転中心線方向に
沿う最高配熱部位（最高発熱部位）に対応する位置に
は、温度検出手段としてサーミスタＴＭ１、ＴＭ２がそ
れぞれ接触配置されており、各サーミスタＴＭ１、ＴＭ
２によってそれぞれの位置における加熱ローラ２０の表
面温度を検出することができる。各サーミスタＴＭ１、
ＴＭ２は制御部３に接続されており、各サーミスタＴＭ
１、ＴＭ２の検出する温度に基づいて、各抵抗発熱層２
３１、２３２のそれぞれを独立して通電駆動し、温度制
御をすることができる。

【００２５】プリンタ全体の動作を制御する制御部３
は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含むものであり、前
述のようにサーミスタＴＭ１、ＴＭ２から加熱ローラ２
０の二つの部分の表面温度が入力される。また、このプ
リンタに接続されるコンピュータ、ワードプロセッサ等
から記録紙のサイズ（本例では、小サイズ又は大サイ
ズ）が入力されて、加熱ローラ２０の温度制御等に供さ
れる。なお、記録紙のサイズは、このプリンタに設けら
れる操作パネル等から入力されるものであっても構わな
い。

【００２６】なお、抵抗発熱層を芯ローラ２１に二つ設
ける構成としては、本例のように芯ローラ２１の外周面
及び内周面にそれぞれ一つずつ設ける構成以外にも、図
３に例示するように芯ローラ２１の外周面に電気絶縁層
を介して重ねて設けることもできる。なお、図２に示す
定着装置と図３に示す定着装置とは、加熱ローラ２０の
構成以外は、実質的に同様である。図３は該定着装置の
概略断面と電気的接続を示す図であり、図２に示す定着
装置の部品と実質的に同じ構成、作用の部品には、同じ
参照符号を付してある。

【００２７】図３に示す定着装置では、芯ローラ２１の
外周面に電気絶縁層２２３、抵抗発熱層２３３、電気絶
縁層２２４、抵抗発熱層２３４、離型層２６２がこの順
に形成されている。各抵抗発熱層２３３、２３４には、
それぞれ外周面両端に設けられたリング状受電部材２４
３、２４４及びこれら受電部材に接触配置された給電部
材２５３、２５４を介して電圧を印加できる。なお、こ
の芯ローラの内周面には図２に示す定着装置と同様にし
て抵抗発熱層を一層設けることもできるし、電気絶縁層
を介して複数層設けることもできる。

【００２８】また、図４に例示するように各抵抗発熱層
に対する通電部（給電部材と受電部材から構成され
る。）を加熱ローラ２０の一端部に対して共通のものと
することもできる。図４に示す定着装置は、芯ローラ２
１の外周面に二つの抵抗発熱層を電気絶縁層を介して重
ねて設けたものであり、図４は該定着装置の概略断面と
電気的接続を示す図である。なお、図２に示す定着装置
と実質的に同じ構造、作用の部品には同じ参照符号を付
してある。

【００２９】図４に示す定着装置では、芯ローラ２１の
外周面に、電気絶縁層２２５、抵抗発熱層２３５、電気
絶縁層２２６、抵抗発熱層２３６、離型層２６３がこの
順に形成されている。加熱ローラ２０の一端部（図４に
おいては、左側端部）には、受電部材２４５が抵抗発熱
層２３５及び２３６に電気的に接続するように設けられ
ている。この受電部材２４５には、給電部材２５５が接
触配置されている。また、加熱ローラ２０の他端部（図
４においては、右側端部）には、受電部材２４６が抵抗
発熱層２３５に電気的に接続するように設けられ、受電
部材２４７が抵抗発熱層２３６に電気的に接続するよう
に設けられている。各受電部材２４６、２４７には給電
部材２５６、２５７がそれぞれ接触配置されている。

【００３０】そして、給電部材２５５は電源５の一端に
接続され、また、給電部材２５６、２５７はそれぞれリ
レーＲＹ１、ＲＹ２を介して電源５の他端に接続されて
いる。このような構成により、各抵抗発熱体２３５、２
３６には、加熱ローラ２０の一端に設けられた共通の通
電部（給電部材２５５及び受電部材２４５）を介して通
電することができる。このように、共通の通電部を設け
ると、部品点数を減らすことができコストダウンでき
る。また、共通の通電部を設けることは、特に芯ローラ
に多数層の抵抗発熱層を設けるときに、コストダウンの
上で有効となる。

【００３１】以下、図２に示す定着装置を含む図１のプ
リンタの動作を制御部３の動作を示す図７、図８のフロ
ーチャートを参照して説明する。図７は制御部３の動作
のメインルーチンを示すフローチャートである。先ず、
プリンタの電源がオンされると、ＣＰＵ等の初期化が行
われる（図７のステップＳ１）。そして、加熱ローラ２
０の温度制御が行われる（図７のステップＳ２）。温度
制御（図７のステップＳ２）については、後に詳述す
る。加熱ローラ２０が所定温度に制御された状態でこの
プリンタに接続されるコンピュータ、ワードプロセッサ
等からプリント開始の指令が入力されると、感光体ドラ
ム１及びその周辺機器による画像形成、定着装置２によ
るトナー像の記録紙への加熱定着が行われる（図７のス
テップＳ３、Ｓ４）。

【００３２】画像形成は、制御部３の制御のもとに、感
光体ドラム１が回転され、その表面が帯電チャージャ１
１にて帯電され、その帯電域にこのプリンタが接続され
ているコンピュータ、ワードプロセッサ等から入力され
る画像情報に基づいたレーザ光がプリントヘッド１２か
ら照射され、静電潜像が形成される。この静電潜像は現
像器１３により現像されてトナー像となり、該トナー像
は図示しない搬送手段により搬送されてくる記録紙上に
転写チャージャ１４により転写される。そして、トナー
像を保持した記録紙は、分離チャージャ１５により感光
体ドラム１から分離されて、定着装置２へと搬送され
る。定着装置２においては、所定の定着温度にまで加熱
された加熱ローラ２０とこれに押圧される加圧ローラ２
７との間を、トナー像を保持した記録紙が挟持されつつ
通過して、その間に加熱、加圧下にトナー像が記録紙に
定着される。そして、図示しない搬送手段により記録紙
はプリンタ外部に排出される。

【００３３】また、転写位置にて記録紙に転写されずに
感光体ドラム１表面上に残留したトナーは、クリーナ１
６により除去され、さらにメインイレーサ１７により感
光体ドラム１表面上の残留電荷が消去され、次の画像形
成プロセスに備える。加熱ローラ２０の温度制御（図７
のステップＳ２）は、制御部３に入力される選択用紙サ
イズ（本例では、小サイズか大サイズ）に基づいて、図
８に示すフローチャートのようにして行われる。なお、
図８中、抵抗発熱層Ａ、Ｂはそれぞれ抵抗発熱層２３
１、２３２を示すものである。

【００３４】このプリンタが接続されるコンピュータ、
ワードプロセッサ等から入力される選択用紙サイズが大
サイズのときは、制御部３によりリレーＲＹ１、ＲＹ２
の接点が閉じられて、両抵抗発熱層２３１、２３２に電
源５から電圧が印加され、加熱ローラ２０が加熱される
（図８のステップＳ２０１、Ｓ２０２）。そして、抵抗
発熱層２３１の最高配熱部位に対応する位置に配置され
たサーミスタＴＭ１により検出される温度Ｔ₁が所定の
定着温度Ｔ₀（本例では、１８０〔°Ｃ〕）以上になる
と、抵抗発熱層２３１への通電が停止される（図８のス
テップＳ２０３、Ｓ２０４）。同様に、抵抗発熱層２３
２の最高配熱部位に対応する位置に配置されたサーミス
タＴＭ２により検出される温度Ｔ₂が定着温度Ｔ₀以上
になると、抵抗発熱層２３２への通電が停止される（図
８のステップＳ２０５、Ｓ２０６）。各抵抗発熱層２３
１、２３２への通電は、各検出温度Ｔ₁、Ｔ ₂が所定の
定着温度Ｔ₀以上になるまで継続される（図８のステッ
プＳ２０２〜Ｓ２０７）。

【００３５】また、選択用紙サイズが小サイズのとき
は、抵抗発熱層２３１、２３２に通電されて（図８のス
テップＳ２０１、Ｓ２０８）、小サイズの記録紙が通過
する領域の温度を検出するサーミスタＴＭ１による検出
温度Ｔ₁が所定の定着温度Ｔ₀（本例では、１８０〔°
Ｃ〕）以上になると抵抗発熱層２３１への通電が停止さ
れる（図８のステップＳ２０９、Ｓ２１０）。また、小
サイズの記録紙が通過するときには残領域（或いは、非
通紙領域）となる領域の温度を検出するサーミスタＴＭ
２による検出温度Ｔ₂が、所定温度Ｔ_P2（本例では、１
２０〔°Ｃ〕の保温温度）以上になると抵抗発熱層２３
２への通電が停止される（図８のステップＳ２１１、Ｓ
２１２）。各抵抗発熱層２３１、２３２への通電は、各
検出温度Ｔ ₁、Ｔ₂が小サイズ用紙の通過する領域を加
熱する抵抗発熱層２３１については、その検出温度Ｔ₁
が所定の定着温度Ｔ₀以上になるまで、また、残領域を
加熱する抵抗発熱層２３２については、その検出温度Ｔ
₂が所定温度Ｔ_P2以上になるまで継続される（図８のス
テップＳ２０８〜Ｓ２１３）。

【００３６】なお、両抵抗発熱層２３１、２３２に通電
するときには（図８のステップＳ２０２、Ｓ２０８）、
例えば図９に示すように各抵抗発熱層へのオンオフによ
る通電タイミングが重なることがないように、通電タイ
ミングをずらして通電してもよい。このようにすると、
両抵抗発熱層２３１、２３２に同時に通電して瞬間的に
大電力を必要とすることがないので、電力の節約ができ
る。なお、図９は、抵抗発熱層２３１、２３２への通電
タイミングと各発熱層の温度上昇例を示す図である。な
お、図９においても抵抗発熱体層Ａ、Ｂはそれぞれ抵抗
発熱層２３１、２３２を示している。

【００３７】このようにして、選択用紙サイズに応じた
通紙領域が所定の定着温度Ｔ₀まで加熱されて、定着温
度Ｔ₀に維持された加熱ローラ２０は、前述のようにプ
リント開始指令が入力されると、トナー像の記録紙上へ
の加熱定着に供される（図７のステップＳ３、Ｓ４）。
以上説明したようにこの定着装置によると、加熱ローラ
の回転中心線方向に沿って配熱分布（発熱分布）が異な
る抵抗発熱層２３１、２３２への通電が、各発熱層の検
出温度Ｔ₁、Ｔ₂及び選択用紙サイズに基づいて独立に
制御される。

【００３８】選択用紙サイズが小サイズのときは、小サ
イズ通紙領域を加熱する抵抗発熱層２３１はサーミスタ
ＴＭ１の検出温度Ｔ₁に基づいて加熱ローラ２０の小サ
イズ通紙領域を所定の定着温度Ｔ₀（本例では、１８０
〔°Ｃ〕）に保つことができるので、加熱定着に支障は
なく、また、このときの非通紙領域を加熱する抵抗発熱
層２３２も抵抗発熱層２３１とは独立して通電制御され
て所定温度Ｔ_P2（本例では、１２０〔°Ｃ〕の保温温
度）に保たれるので、非通紙領域が異常昇温することも
ない。したがって、加熱ローラ２０各部にわたり異常昇
温が防止され適正温度に保たれて、加熱ローラ２０、そ
の周辺部品及び記録紙の熱的損傷、並びにトナー像のオ
フセットを十分抑制でき、これらにより安全に、安定し
て良好な画質の定着画像を得ることができる。

【００３９】また、選択用紙サイズが小サイズから大サ
イズに変更されたときには、選択用紙サイズが小サイズ
のときに非通紙領域であった領域は、抵抗発熱層２３２
への通電制御により既に所定温度Ｔ_P2（本例では、１２
０〔°Ｃ〕）に維持されているので、この領域は速やか
に所定の定着温度Ｔ₀（本例では、１８０〔°Ｃ〕）に
昇温させることができる。また、選択用紙サイズが小サ
イズのときに非通紙領域であった領域は、抵抗発熱層２
３２により抵抗発熱層２３１とは独立して通電制御され
るので、該領域がなかなか所定の定着温度Ｔ₀にまで昇
温しないという問題は生じない。

【００４０】選択用紙サイズが大サイズのときも、加熱
ローラ２０の通紙領域となる領域を加熱する抵抗発熱層
２３１、２３２は、それぞれサーミスタＴＭ１、ＴＭ２
の検出する温度Ｔ₁、Ｔ₂に基づいて温度制御されて、
所定の定着温度Ｔ₀に保たれるので、加熱定着に支障は
ない。また、この場合は加熱ローラ２０には非通紙領域
となる領域はないので、加熱ローラ２０各部にわたり異
常昇温が防止され適正温度に保たれて、加熱ローラ２
０、その周辺部品及び記録紙の熱的損傷、並びにトナー
像のオフセットを十分抑制でき、これらにより安全に、
安定して良好な画質の定着画像を得ることができる。

【００４１】また、選択用紙サイズがいずれであって
も、加熱ローラ２０の加熱は、芯ローラ２１の内外周に
設けた抵抗発熱層２３２、２３１を熱源として行われる
ので、加熱ローラ２０の通紙領域となる領域は速やかに
昇温させることができる。したがって、このような定着
装置を搭載したプリンタにおいても、安全に、安定して
画像形成を行うことができる。

【００４２】なお、加熱ローラの温度制御（図７のステ
ップＳ２）は、図１０に示すフローチャートのようにし
て行うこともできる。この例では、選択用紙サイズが大
サイズのときは、図８のフローチャートのステップＳ２
０１〜Ｓ２０７と同様にして、サーミスタＴＭ１、ＴＭ
２の検出する温度Ｔ₁、Ｔ₂に基づいて、各抵抗発熱層
２３１、２３２の通電がそれぞれ独立して制御され、加
熱ローラ２０の通紙領域は、所定の定着温度Ｔ₀に保た
れる（図１０のステップＳ２２１〜Ｓ２２７）。

【００４３】また、選択用紙サイズが小サイズのとき
は、抵抗発熱層２３１にのみに通電されて（図１０のス
テップＳ２２１、Ｓ２２８）、小サイズ記録紙の通紙領
域の温度を検出するサーミスタＴＭ１による検出温度Ｔ
₁が所定の定着温度Ｔ₀以上になるまで抵抗発熱層２３
１への通電が継続され、検出温度Ｔ₁が定着温度Ｔ₀以
上になると抵抗発熱層２３１への通電は停止される（図
１０のステップＳ２２９、Ｓ２３０）。

【００４４】このように温度制御される定着装置におい
ても、加熱ローラ２０の回転中心線に沿う配熱分布（発
熱分布）が異なる抵抗発熱層２３１、２３２の通電制御
は、サーミスタＴＭ１、ＴＭ２の検出する温度Ｔ₁、Ｔ
₂に基づいて独立して行われるので、通紙領域について
は所定の定着温度Ｔ₀に維持され、また、非通紙領域つ
いては安全温度（定着温度Ｔ₀以下の温度）に維持され
る。したがって、このように温度制御されるこの定着装
置によると、加熱ローラ２０各部にわたり異常昇温が防
止され、加熱ローラ２０、その周辺部品及び記録紙の熱
的損傷、並びにトナー像のオフセットを十分抑制でき、
これらにより安全に、安定して良好な画質の定着画像を
得ることができる。

【００４５】また、加熱ローラの温度制御（図７のステ
ップＳ２）は、図８、図１０に示すフローチャートに代
えて、図１１に示すフローチャートのようにして行うこ
ともできる。この例では、選択用紙サイズによらず加熱
ローラ２０は、温度制御される。この場合は先ず、抵抗
発熱層２３１、２３２に通電される（図１１のステップ
Ｓ２４１）。そして、抵抗発熱層２３１の最高配熱部位
に対応する位置に配置されたサーミスタＴＭ１により検
出される温度Ｔ₁が、所定の定着温度Ｔ₀以上になる
と、抵抗発熱層２３１への通電が停止される（図１１の
ステップＳ２４２、Ｓ２４３）。また、抵抗発熱層２３
２の最高配熱部位に対応する位置に配置されたサーミス
タＴＭ２により検出される温度Ｔ₂が、所定の定着温度
Ｔ₀以上になると、抵抗発熱層２３２への通電が停止さ
れる（図１１のステップＳ２４４、Ｓ２４５）。各抵抗
発熱層２３１、２３２への通電は、各検出温度Ｔ₁、Ｔ
₂が所定の定着温度Ｔ₀以上になるまで継続される（図
１１のステップＳ２４１〜Ｓ２４６）。

【００４６】このようにして、加熱ローラ２０は所定の
定着温度Ｔ₀に保たれて、前述のようにプリント開始指
令が入力されると、加熱定着に供される。（図７のステ
ップＳ２、Ｓ４）。このように定着装置の温度制御を行
っても、選択用紙サイズが小サイズのときでも、記録紙
の通紙領域及び非通紙領域の温度は独立してサーミスタ
ＴＭ１、ＴＭ２により検出され、これらの検出温度
Ｔ₁、Ｔ₂に基づいて独立して抵抗発熱層２３１、２３
２への通電が制御されるので、加熱ローラ２０の非通紙
領域が異常昇温することは防止される。したがって、加
熱ローラ２０各部にわたり異常昇温が防止されて適正温
度に保たれ、加熱ローラ２０、その周辺部品及び記録紙
の熱的損傷、並びにトナー像のオフセットを十分抑制で
き、これらにより安全に、安定して良好な画質の定着画
像を得ることができる。また、このように加熱ローラの
温度制御を行うと、選択用紙サイズが大小いずれであっ
ても、通紙領域の温度は所定の定着温度に常に保たれて
いるので、図８や図１０に示すフローチャートにより温
度制御する場合に比べて、選択用紙サイズが小サイズか
ら大サイズに代わった場合には、速やかに加熱定着を行
える。

【００４７】なお、図７、８、１０、１１に示したフロ
ーチャートによる温度制御は、図２に示す定着装置だけ
に適用できるものではなく、例えば図３、図４に例示し
た定着装置にも適用できる。また、以上説明した定着装
置では、定着装置に通紙される用紙のサイズは大小の二
種類だけで、加熱ローラの回転中心線に沿う発熱分布が
異なる抵抗発熱層も二つだけ芯ローラに設けられている
ものについて説明したが、抵抗発熱層の数は二つに限定
されるものではなく、通紙される記録紙のサイズの種類
に応じて、必要な数の抵抗発熱層を、図２（この例で
は、抵抗発熱層は芯ローラの内周と外周にそれぞれ一つ
づつ設けられている。）、図３（この例では、抵抗発熱
層は芯ローラの外周面に二つ電気絶縁層を介して重ねて
設けられている。）に例示するような構成を組み合わせ
て設けることができる。この場合も、加熱ローラの回転
中心線方向に沿う配熱分布（発熱分布）を各抵抗発熱層
によって異ならせることにより、安全に、安定して良好
な画質の定着画像を得ることができる。

【００４８】また、以上説明した実施形態では、定着装
置に通紙される記録紙のサイズに応じて加熱ローラは温
度制御されたが、プリント枚数や両面コピー等の設定さ
れたモードに応じて温度制御することもできる。また、
以上説明した実施形態では、本発明にかかる定着装置は
プリンタに搭載したものについて説明したが、本発明に
かかる定着装置はプリンタ以外にも複写機、ファクシミ
リ等の画像形成装置に搭載することもでき、そのような
画像形成装置においても、安全に、安定した画像形成を
行うことができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、未
定着画像を保持した記録材に該画像を加熱定着させる定
着装置であって、定着装置に通す記録材のサイズに応じ
て、記録材を通す領域の加熱ローラ表面部分を速やかに
所定温度まで昇温させることができるとともに記録材を
通さない領域の加熱ローラ表面部分を含め加熱ローラ各
部にわたり異常昇温を防止して加熱ローラ、その周辺部
品及び記録材の熱的損傷、並びに画像のオフセットを十
分抑制でき、これらにより安全に、安定して良好な画質
の定着画像を得ることができる定着装置を提供できる。

【００５０】また、本発明によると、かかる定着装置を
備え、安全に、安定して画像形成を行える画像形成装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である本発明に係る定着装
置を備えたプリンタの概略構成図である。

【図２】図１に示すプリンタにおける本発明に係る定着
装置の概略断面及び電気的な概略接続を示す図である。

【図３】本発明の他の実施形態である定着装置の概略断
面及び電気的な概略接続を示す図である。

【図４】本発明のさらに他の実施形態である定着装置の
概略断面及び電気的な概略接続を示す図である。

【図５】本発明にかかる定着装置の加熱ローラに設けら
れる抵抗発熱層の加熱ローラの回転中心線方向に沿う発
熱量の分布（配熱分布）を例示する図である。

【図６】本発明にかかる定着装置の加熱ローラに設けら
れる抵抗発熱層の加熱ローラの回転中心線方向に沿う発
熱量の分布（配熱分布）の他の例を示す図である。

【図７】本発明に係るプリンタの制御部の動作例を示す
フローチャートである。

【図８】本発明にかかる定着装置の温度制御の方法を例
示するフローチャートである。

【図９】本発明にかかる定着装置の加熱ローラに設けら
れる抵抗発熱層への通電タイミングの例と抵抗発熱層の
温度上昇を示す図である。

【図１０】本発明にかかる定着装置の温度制御の方法の
他の例を示すフローチャートである。

【図１１】本発明にかかる定着装置の温度制御の方法の
さらに他の例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１感光体ドラム１１帯電チャージャ１２プリントヘッド１３現像器１４転写チャージャ１５分離チャージャ１６クリーナ１７メインイレーサ２定着装置２０加熱ローラ２１芯ローラ２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６電
気絶縁層２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６抵
抗発熱層２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２
４７受電部材２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２
５７給電部材２６１、２６２、２６３離型層２７加圧ローラ３制御部５電源ＲＹ１、ＲＹ２リレーＴＭ１、ＴＭ２サーミスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着画像を保持した記録材に該画像を
加熱定着させる定着装置であり、芯ローラ及び該芯ロー
ラに設けられた少なくとも二つのそれぞれ独立して通電
制御される抵抗発熱体を含む加熱ローラを備えており、
前記各抵抗発熱体は、加熱ローラ回転中心線方向におけ
る配熱分布が異なっていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記芯ローラが中空芯ローラであり、前
記抵抗発熱体は該芯ローラの外周面及び内周面にそれぞ
れ設けられている請求項１記載の定着装置。
【請求項３】前記抵抗発熱体が前記芯ローラの外周面
又は内周面に二つ以上、電気絶縁層を介して重ねて設け
られている請求項１記載の定着装置。
【請求項４】前記各抵抗発熱体の最高配熱部位に対し
それぞれ加熱ローラ温度制御のための温度検出手段が設
けられている請求項１記載の定着装置。
【請求項５】前記各抵抗発熱体の配熱分布は、該各抵
抗発熱体を同時に通電駆動したときに、前記加熱ローラ
上の記録材が通過する全領域にわたり略均一な温度分布
が得られるように定めてある請求項１記載の定着装置。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれかに記載
の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】前記定着装置へ搬送される記録材のサイ
ズを検出する手段と、該記録材サイズ検出手段により検
出される記録材のサイズに基づいて前記定着装置におけ
る加熱ローラの各抵抗発熱体への通電を制御する通電制
御手段とを備えている請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】前記定着装置における加熱ローラの一端
部について前記各抵抗発熱体に対する共通の通電部が設
けられ、該加熱ローラの他端部について前記各抵抗発熱
体のそれぞれにつき該抵抗発熱体に対する通電部が設け
られている請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】前記定着装置における加熱ローラの各抵
抗発熱体に対しそれぞれ独立して通電制御する手段が備
えられており、該通電制御手段は、定着待機時、加熱ロ
ーラを保温するように前記抵抗発熱体のうち少なくとも
一つに通電する請求項６記載の画像形成装置。
【請求項10】前記定着装置における加熱ローラの各抵
抗発熱体をそれぞれ独立してオン・オフの繰り返しによ
り駆動する通電制御手段が備えられており、該通電制御
手段は、二つ以上の抵抗発熱体を通電駆動するとき、該
各抵抗発熱体への電力印加タイミングが重なることがな
いように通電制御する請求項６記載の画像形成装置。
【請求項11】請求項４記載の定着装置を備え、前記各
温度検出手段による検出温度がすべて所定温度に到達し
たのち、画像形成処理を許可する画像形成装置。
【請求項12】前記所定温度がすべて同じ温度である請
求項１１記載の画像形成装置。
【請求項13】前記所定温度が記録材のサイズに応じ
て、すべて同じ温度又は前記各抵抗発熱体によって異な
る請求項１１記載の画像形成装置。