JPH11344884A - 定着装置 - Google Patents
定着装置Info
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- JPH11344884A JPH11344884A JP16584998A JP16584998A JPH11344884A JP H11344884 A JPH11344884 A JP H11344884A JP 16584998 A JP16584998 A JP 16584998A JP 16584998 A JP16584998 A JP 16584998A JP H11344884 A JPH11344884 A JP H11344884A
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- fixing
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Abstract
くなったとしても、定着性の悪化しない定着装置を提供
することである。 【構成】定着ロール28と、この定着ロール28と所定
の圧力で転接する加圧ロール30とを備え、未定着トナ
ーが表面上に担持されたシートSが、定着ロール28及
び加圧ロール30の転接部を一方向に沿って通過するこ
とにより、未定着トナーをシートS上に定着させる定着
装置10において、定着ロール28の、加圧ロール30
が配設される側とは反対側に隣接して配設され、内部に
発熱手段32が配設された加熱ロール34と、この加熱
ロール34と定着ロール28とにエンドレスに掛け渡さ
れ、発熱手段32からの熱伝達を受けて転接部を通過す
るシートS上の未定着トナーを加熱する熱伝達ベルト3
6と、待機状態において、加熱ロール34の表面温度を
所定の温度範囲に保持する待機状態制御を実行し、通紙
動作開始に伴い、定着ロール28の表面温度を所定の温
度範囲に保持する通紙状態制御を実行する制御装置86
とを具備することを特徴としている。
Description
タ、ファクシミリ等において、記録媒体上の未定着トナ
ーを溶融圧着し、記録媒体に定着させるために使用する
定着装置に関する。
ては、図14に示すように、定着ロールR1と加熱兼テ
ンションロール(以下、単に「加熱ロール」と略称する。)
R3間に定着ベルトBを張設し、この定着ベルトBを介
して下方より押圧する加圧ロールR2を設けたベルト定
着方式と、記録媒体Dの予熱とを組み合わせた技術が開
発されている。これによって、予熱によりニップ部の温
度を低く設定でき、熱容量の小さい定着ベルトBを用い
ることで、ニップ部通過時に定着ベルトBの温度を急速
に冷却させ、ニップ部出口での定着ベルトBと分離する
トナーの凝集力を高めることで、定着ベルトBとトナー
との離型性を高めて、オイルレス或いは微量のオイルし
か塗布しない場合でも、オフセットの無い鮮明な定着画
像が得られる。この装置は、加熱ロール方式では解決で
きなかった離型性とオイルの塗布の問題を解決した定着
装置として知られている。
説明する。定着装置は、定着ロールR1と、この定着ロ
ールR1の直下方に配設された加圧ロールR2と、定着
ロールR1の側方(記録媒体の搬送方向に沿う上流側)
に配設された加熱ロールR3とを備え、定着ロールR1
と加熱ロールR3間に定着ベルトBが張設されている。
R4が設けられている。また、定着ベルトBの下部に
は、隙間をあけて記録媒体支持体としてのガイド板Gが
設けられ、定着ベルとBの下部とガイド板Gの間に記録
媒体の加熱通路Pを形成している。
バーUにより定着ロールR1と隔離する方向に加圧され
ることで、所望の張力を得ると共に、定着ロールR1で
駆動することによりスリップや緩みの無い安定した回転
をすることが出来る。
加熱ヒータHが備えられる。また、加熱兼テンションロ
ールR3の表面温度の測定のためにサーミスタSを設け
ている。このサーミスタSは、接触状態で温度を測定す
る状態では、定着ベルトBの通紙領域に接触させること
が好ましくなく、このため、定着ベルトBの非通紙領域
に接触させている。
ーミスタSからの測定温度に基づいて、図示しないコン
トロールによって、定着動作中に渡り、加熱ロールR3
の表面温度が設定温度となるように、加熱ヒータHの放
熱量を制御している。
ると、定着ロールR1上の定着ベルトBの温度は、定着
ベルトの回転時間に応じて変化し、通紙時においては一
定ではないため、回転時間が短い場合には定着ロールR
1上の定着ベルトBの温度が低く、この温度を上昇させ
るため、加熱ロールR3の設定温度を高くして、定着ロ
ールR1上の定着ベルトBの温度が常に定着可能領域に
入るように制御する必要がある。
いては、定着ベルトBの回転時間が長くなるため、定着
ロールR1上の定着ベルトBの温度が上昇し、即ち、ニ
ップ部出口の温度が上昇し、図15に示すような温度特
性となる。
の回転時間を、縦軸は各ロール上の定着ベルトBの温度
を示す。まず、加熱ロールR3上の定着ベルトBの温度
が設定温度T2になるように加熱ヒータHの放熱量を制
御した場合の温度特性について説明する。この場合、図
15の上方における実線で示した波線W1が加熱ロール
R3上の定着ベルトBの温度を示す。一方、その下方の
特性曲線C1が定着ロールR1上の定着ベルトBの温度
の変化を示す。
が長くなるに従い、定着ロールR1上の定着ベルトBの
温度が上昇する。そして、定着ロールR1上の定着ベル
トBの温度が定着上限温度T1を超えると、オフセッ
ト、または、薄紙のジャムが発生する可能性が大きくな
る。尚、同図の破線で示す定着下限温度T1′より定着
ロールR1上の定着ベルトBの温度が低くなると、低温
オフセット、または、トナーの未定着の領域が生ずる等
の問題が生ずる。従って、定着ロールR1上の定着ベル
トBの温度は、定着上限温度T1と定着下限温度T1′
との間にある場合が正常状態である。
着ロールR1上の定着ベルトBの温度が最高のときに定
着上限温度T1以下となるように、加熱ロールR3上の
定着ベルトBの温度を設定温度T2′にすると(この場
合の特性を破線W2及びC2で示す。)、オフセット、
薄紙のジャムの発生は防止することが出来るが、定着ロ
ールR1上の定着ベルトBの温度が定着下限温度T1′
に達するまでにより長い時間が必要となり、コピー速度
がTsからTs′に低下するという問題がある。
記録媒体の搬送動作が中断され、これに伴い、定着ベル
トBの走行動作も停止されると共に、加熱ロールR3に
おける加熱ヒータHの発熱動作も停止され、待機状態が
設定されることになる。このような待機状態の設定に伴
い、定着ベルトBと共に、定着ロールR1の表面温度が
低下していくことになる。この結果、この待機状態が長
時間に渡ると、定着ベルトB及び定着ロールR1は冷え
切ってしまい、この冷え切った状態から定着動作が再開
された場合には、定着ロールR1を定着可能温度まで加
熱するのに時間がかかり、操作者に長時間に渡る待ち時
間を強要することとなり、改善が要望されている。
1の表面温度を測定する補助サーミスタを更に設け、図
16に示すように、定着ロールR1の表面温度が定着可
能温度付近まで上昇するまでは、サーミスタSの測定結
果である加熱ロールR3の表面温度に基づき、加熱ヒー
タHの放熱量を制御するが、定着ロールR1の表面温度
が定着可能温度付近を越えた場合には、今度は、補助サ
ーミスタの測定結果である定着ロールR1の表面温度に
基づき、加熱ヒータHの放熱量を制御するようにする、
所謂優先制御が提案されている。この優先制御を実行す
ることにより、従前指摘されていた、オフセットや薄紙
のジャムの発生を防止しつつ、待機状態から定着ロール
R1を定着可能温度まで加熱する時間の短縮化を図るこ
とが出来る等の所望の効果をあげることが出来ることに
なる。
が装着される電子複写装置や電子プリンタ等の電子画像
形成装置において、近年、特にシートの搬送速度(即
ち、単位時間当たりのシートの通紙枚数)が極端に増速
(増加)され、所謂装置の高速化が要求されている。こ
のような高速化に定着装置を対応させようとすると、定
着ベルトBの走行速度を増速させなければならない。こ
のことは、定着ベルトBにより伝達される単位時間当た
りの熱量が小さくなることを意味している。
設位置は、加熱ロールR3に巻き付いている定着ベルト
Bの非通紙部に接触するように規定されている。この
為、連続通紙時において、非通紙部には、シートが接触
しないため放熱されず、ここに蓄熱されることとなり、
この結果、サーミスタSの測定温度が上昇して、図16
に示すコントロールの切替点を越える状態まで昇温する
ことになる。すると、連続通紙状態では、補助サーミス
タの測定結果である定着ロールR1の表面温度に基づ
き、加熱ヒータHの放熱量を制御している状態から、優
先制御における制御切替点を超えたので、今度は、サー
ミスタHの測定結果である加熱ロールR3の表面温度に
基づき、加熱ヒータHの放熱量が制御されることにな
る。
スタHの測定結果に基づき一定に保持されているもの
の、定着ロールR1の熱は、高速状態で連続通紙されて
いくシートに大量に吸収され、定着ロールR1の表面温
度は、図17に示すように、徐々に低下していくことに
なる。このようにして、優先制御を実行しているが故
に、高速状態での連続通紙状態で、定着ロールR1の表
面温度が徐々に低下していき、定着性が担保されない事
態が発生し、改善が要望されている。
もので、この発明の主たる目的は、未定着シートの搬送
速度、即ち、通紙速度が速くなったとしても、定着性の
悪化しない定着装置を提供することである。
トの搬送速度、即ち、通紙速度が速くなったとしても、
定着ロールの表面温度を定着温度に実質的に保持するこ
との出来る定着装置を提供することである。
目的を達成するため、この発明に係わる定着装置は、請
求項1の記載によれば、定着ロールと、この定着ロール
と所定の圧力で転接する加圧ロールとを備え、未定着ト
ナーが表面上に担持されたシートが、前記定着ロール及
び加圧ロールの転接部を一方向に沿って通過することに
より、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定
着装置において、前記定着ロールの、前記加圧ロールが
配設される側とは反対側に隣接して配設され、内部に発
熱手段が配設された加熱ロールと、この加熱ロールと前
記定着ロールとにエンドレスに掛け渡され、前記発熱手
段からの熱伝達を受けて前記転接部を通過する前記シー
ト上の未定着トナーを加熱する熱伝達ベルトと、待機状
態において、前記加熱ロールの表面温度を所定の温度範
囲に保持する待機状態制御を実行し、通紙動作開始に伴
い、前記定着ロールの温度を表面所定の温度範囲に保持
する通紙状態制御を実行する制御手段とを具備すること
を特徴としている。
項2の記載によれば、定着ロールと、この定着ロールと
所定の圧力で転接する加圧ロールとを備え、未定着トナ
ーが表面上に担持されたシートが、前記定着ロール及び
加圧ロールの転接部を一方向に沿って通過することによ
り、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着
装置において、前記定着ロールの、前記加圧ロールが配
設される側とは反対側に隣接して配設され、内部に発熱
手段が配設された加熱ロールと、この加熱ロールと前記
定着ロールとにエンドレスに掛け渡され、前記発熱手段
からの熱伝達を受けて前記転接部を通過する前記シート
上の未定着トナーを加熱する熱伝達ベルトと、待機状態
か通紙状態かを判別する判別手段と、前記判別手段が待
機状態と判別した場合に、前記加熱ロールの表面温度を
所定の温度範囲に保持する待機状態制御を実行し、通紙
状態と判別した場合に、前記定着ロールの温度を表面所
定の温度範囲に保持する通紙状態制御を実行する制御手
段とを具備することを特徴としている。
項3の記載によれば、前記判別手段は、通紙指令が来て
いる状態において通紙状態と判別し、通紙指令が来てい
ない状態において待機状態と判別することを特徴として
いる。
項4の記載によれば、前記制御手段は、前記加熱ロール
の表面温度を検出する第1の検出手段と、前記定着ロー
ルの表面温度を検出する第2の検出手段とを更に備え、
前記待機状態制御においては、前記第1の検出手段の検
出結果に基づき、前記発熱手段を制御し、前記通紙状態
制御においては、前記第2の検出手段の検出結果に基づ
き、前記発熱手段を制御することを特徴としている。
項5の記載によれば、前記加圧ロールに内蔵された第2
の発熱手段と、前記加圧ロールの表面温度を検出する第
3の検出手段とを更に具備することを特徴としている。
項6の記載によれば、前記制御手段は、前記待機状態制
御において、前記第3の検出手段の検出結果に基づき、
前記第2の発熱手段を制御することを特徴としている。
装置の一実施例の構成を、添付図面を参照して以下に詳
細に説明する。
示すように、この実施例の定着装置10は、ハウジング
構造として、図示しない電子式画像形成装置、例えば、
電子プリンタのフレームに固定されるハウジング12を
備えており、このハウジング12は、装置フレーム上に
直接的に固定される底板14と、この底板14の左右両
側縁から夫々起立した側板16と、この側板16にこれ
の図中略右上部を覆うように取付けられた上カバー部1
8と、側板16にこれの略左側部を覆うように取付けら
れた左カバー部20とを備えている。
して固定された状態で取付けられ、これの右上部には、
揺動レバー22が図中右方に位置する第1の支軸24回
りに図中左方が開放されるように、揺動自在に軸支され
ている。一方、左カバー部20は、下部に位置する第2
の支軸26回りに上方が開放されるように、揺動自在に
側板16に取付けられている。
して、側板16に固定軸線回りに回転自在に軸支された
定着ロール28と、定着ロール28の略下方(具体的に
は、斜め下方)でこれに転接する状態で、且つ、定着ロ
ール28の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに
側板16に回転自在に支持された加圧ロール30と、定
着ロール28の略上方(具体的には、斜め上方)に位置
する状態で揺動レバー22に取付けられ、自身の中心軸
線回りに回動自在に支持された加熱ロール34とを備え
て構成されている。
4の内部に配設された、例えばハロゲンランプ等の第1
の発熱源32と、加圧ロール30の内部に配設された、
例えばハロゲンランプ等の第2の発熱源33と、定着ロ
ール28と加熱ロール34とに渡りエンドレスに巻回さ
れた定着ベルト(熱伝達ベルト)36とを更に備えてい
る。
8は弾性ロールから構成され、一方、加圧ロール30は
弾性ロールより堅いロール上硬度を有するロールから構
成されている。一方、定着ロール28と加圧ロール30
との互いの回転中心間距離Dは、図2に示すように、定
着ロール28の半径R1及び加圧ロール30R2の半径
の和(R1+R2)より、僅かであるが短く設定されて
いる。この結果、定着ロール28と加圧ロール30との
互いの転接部(ニップ部)においては、両者は互いに所
定の圧接力P1で転接し、これにより、定着ロール28
が転接部で凹んだ状態にもたらされることになる。即
ち、ニップ幅が十分に確保されることになる。
6の外表面にシリコーンオイルを塗布すると共に、この
定着ベルト36の外表面をクリーニングするためのオイ
ル塗布ロール38と、このオイル塗布ロール38を定着
ベルト36に直交する状態で圧接させて、定着ベルト3
6に所定のテンションを付与させる第1のコイルバネ4
0と、加熱ロール34を定着ロール28から離間する方
向に付勢して、第1のコイルバネ40と協同して定着ベ
ルト36に所定のテンションを付与させる第2のコイル
スプリング42とを更に備えている。
部は、内方に折り曲げられており、この折曲片の下方に
位置すると共に、これから大きく離間した状態で、ガイ
ド板44が側板16に固定されている。この上カバー部
18とガイド板44との間から、未定着トナーが上面に
担持されたシート(以下、単に、未定着シートと呼
ぶ。)が、図中矢印で示す一方向(搬送方向)に沿って
ハウジング12内に取り込まれる入口ポート46が規定
される。
12内に入るにつれてその高さが高まるように図中左斜
め上方に傾斜した状態で取付けられている。一方、ガイ
ド板44の導入側端部、即ち、図中右下側の端部は、電
子プリンタ内であって入口ポート46の図中右側に隣接
した状態で配設されたシート搬送用のエンドレスベルト
EBの出口側端部に対向した状態に位置決めされ、ガイ
ド板44の導出側端部、即ち、図中左上側の端部は、定
着ロール28と加圧ロール30との転接部(ニップ部)
に対向した状態に位置決めされている。
て定着装置10に向けて図中矢印で示す一方向(搬送方
向)に沿って搬送されてきた未定着シートの先端は、先
ず、ガイド板44に触れ、これに案内された状態で、斜
め上向きに搬送されるように設定されている。この結
果、このガイド板44により案内された未定着シート
は、定着ロール28と加圧ロール30との転接部に導か
れることになる。
は、転接部を通過して定着ロール28と加圧ロール30
とにより熱圧着により未定着トナーを定着されたシート
(以下、定着済みシートと呼ぶ。)が排出される排紙通
路48が形成されており、この実施例においては、この
排紙通路48は、定着済みシートを略直立した状態で上
方に向けて排出するように設定されている。
た状態で、下排紙ロール50が左カバー部20に回転自
在に軸支されており、この下排紙ロール50は、後述す
る駆動機構52からの駆動力を得て、加圧ロール30よ
り同速以上の速さ(例えば、加圧ロール30の速度より
5%早く設定された回転速度)で回転駆動されるように
構成されている。そして、この下排紙ロール50には、
斜め上方から転接する状態で、上排紙ロール54が板バ
ネ56を介して所定の弾性力で圧接した状態で転接して
いる。尚、この上排紙ロール54の配設位置は、これと
下排紙ロール50との互いの中心位置を結ぶ線分が、定
着済みシートの排紙パスに対して、略直交する状態に設
定されている。
おいては、搬送機構により、エンドレスベルトEBを介
してガイド板44上に搬送されてきた未定着シートS
は、未定着トナーが付着していない下面をガイド板44
に接触・支持されると共に、定着ベルト36が巻かれた
定着ロール28と加圧ロール30との転接部(ニップ
部)に向けて案内され、両者28、30の間を圧接され
た状態で挿通されることにより、未定着トナーが熱圧着
されてシート上に定着されるように設定されている。
ール28は、側板16に図示しないベアリングを介して
回転自在に軸支される芯金部28Aと、この芯金部28
Aの外周に同軸に配設され、定着ベルト36が巻回され
るロール本体28Bとを備えて構成され、ロール外径を
この実施例では38.0mmに設定されている。ここ
で、この実施例において、芯金部28Aは、直径25m
mの鉄製シャフトから形成され、ロール本体28Bは、
芯金部28Aの外周に厚さ6.5mmで取り付けられた
シリコーンゴム耐熱弾性体(具体的には、JIS A硬
度で15度のシリコーンゴム)から形成されている。
には、第1の従動ギヤ58がこれと同軸に、詳細を後述
するワンウエイクラッチ60を介して取付けられてお
り、この第1の従動ギヤ58には、詳細は後述する駆動
機構52の一部を構成する伝達ギヤ62が噛合してい
る。このようにして、この伝達ギヤ62を介して駆動機
構52からの駆動力が第1の従動ギヤ58に図中時計方
向の回転力として伝達されて、ワンウェイクラッチ60
を介して定着ロール28にこの回転力が伝達される構成
されている。
に、第2の発熱源33を内蔵する加圧ロール30は、側
板16に図示しないベアリングを介して回転自在に軸支
される芯金部30Aと、この芯金部30Aの外周に同軸
に配設されたロール本体30Bとを備えて構成され、ロ
ール外径を35mmに設定されている。ここで、この実
施例において、芯金部30Aは、直径32mmの鉄製シ
ャフトから形成され、ロール本体30Bは、芯金部30
Aの外周に厚さ1.5mmで取り付けられたシリコーン
ゴム耐熱弾性体(具体的には、上述した定着ロール28
よりも硬めのJIS A硬度で20度のシリコーンゴ
ム)から形成されている。尚、このロール本体30Bの
外周には、厚さ50μmのフッ素樹脂製チューブが被覆
されている。
は、第2の従動ギヤ64が同軸に固定されており、この
第2の従動ギヤ64には、上述した第1の従動ギヤ58
が噛合しており、この第1の従動ギヤ58を介してこれ
からの駆動力が第2の従動ギヤ64に伝達されて、加圧
ロール30が定着ロール28とは反対の反時計方向に沿
って回転駆動されるように構成されている。
ートの搬送用の主駆動としては、加圧ロール30が設定
されており、定着ロール28はこれの熱膨張時において
も周速が加圧ロール30の周速よりも早くならないよう
に、第1及び第2の従動ギヤ58、64のギヤ比が設定
されている。即ち、定着ロール28が第2の従動ギヤ6
4により回転される際の回転速度は、定着ベルト36を
介して加圧ロール30と摩擦係合して回転される際の回
転速度よりも、僅かに遅くなるように設定されている。
30は、定着ロール28の直下方に位置しているのでは
なく、定着ロール28の直下方位置よりも、未定着シー
トの搬送方向に沿って偏倚した位置に配設されており、
定着ロール28の中心点を通る垂線を基線とした場合
に、この基線と、定着ロール28及び加圧ロール30の
両中心点を通る線分とのなす角度が、所定の鋭角となる
ような位置に配設されている。尚、この加圧ロール30
の中心点を規定する前記線分は、未定着シートの搬送方
向と略直交するように設定されているものである。
で、このワンウェイクラッチ60は、定着ロール28の
第1の従動ギヤ58に対する図中時計方向の相対的な回
転を許容するが、図中反時計方向の相対的な回転を係止
するように、換言すれば、両者が一体回転するように構
成されている。詳細には、冷機状態では、即ち、定着ベ
ルト36が加圧ロール30と摩擦係合して、また、定着
ロール28が定着ベルト36と摩擦係合して、加圧ロー
ル30により定着ロール28及び定着ベルト36が従動
(連れ回り)する状態では、定着ロール28の図中時計
方向に回転する周速は、加圧ロール30の周速と同一と
なり、第1の従動ギヤ58の周速よりも僅かに速くなさ
れることになるが、この速度差は、ワンウェイクラッチ
60により吸収されることになる。
ル36が定着ベルト36を介して加熱され暖機状態とな
り、定着ロール36の外径が熱膨張により大きくなって
定着ロール36の周速が早くなったとしても、加圧ロー
ル30の周速より早くはならないように設定されている
ので、この場合でも、この速度差は、ワンウェイクラッ
チ60により確実に吸収されることになる。
を設けているため、以下のような効果が付随的に達成さ
れることになる。即ち、仮に、このようなワンウェイク
ラッチ60を設けていないとすると、転接部に未定着シ
ートとして例えばコート紙のような表面に光沢のある用
紙が搬送されてきた場合に、未定着シートと定着ベルト
36との間に滑りが発生し、加圧ロール30の駆動力が
定着ベルト36及び定着ロール28に伝達されずに、こ
れらが従動(連れ回り)されない事態が発生することと
なる。このような事態が発生すると、未定着シートが転
接部で止まってジャムすることになるか、又は、例え転
接部を通過出来たとしても、未定着シート上の未定着ト
ナーは、停止中の定着ベルト36により擦られて、画像
が乱されてしまうことになる。
イクラッチ60を定着ロール28と第1の従動ギヤ58
との間に設けているため、仮に、加圧ロール30の駆動
力が定着ベルト36に伝達されない事態が発生したとし
ても、定着ロール28の周速が第1の従動ギヤ58の周
速よりも遅く成りはじめた時点で、この第1の従動ギヤ
58により図中時計方向に回転駆動されることになる。
このようにして、未定着シートは転接部を確実に通過さ
せられ、ここでジャムする虞が効果的に防止されること
になると共に、転接部を通過時の未定着トナーの画像の
乱れが抑制されることになる。
発熱源32を内蔵する加熱ロール34は、この実施例に
おいては、直径30mmで、肉厚3.5mmのアルミパ
イプ芯金に、厚さ20μmのPTFEの被覆層をコーテ
ィングしたもので、両端の軸受け部には、耐熱樹脂のポ
リエーテルエーテルケトン(PEEK)製の直径34m
mのカラー66が圧入されており、これにより、定着ベ
ルト36の蛇行や片寄りを防止している。
熱源32が内蔵されているが、この一実施例において
は、この第1の発熱源32は、図3に示すように、大サ
イズのシート用の長尺ハロゲンランプ32Aと、小サイ
ズのシート用の短尺ハロゲンランプ32Bとを並設した
状態で備えている。ここで、この実施例では、大サイズ
のシートとは、横方向のA4サイズ、縦方向のA3サイ
ズ、横方向のB5サイズ、縦方向のB4サイズ等のシー
トであり、小サイズのシートとは、縦方向のB5サイ
ズ、縦方向のA4サイズ、何れの方向の葉書サイズ等の
シートを指している。
ンランプ32Aは、A3の短辺である297mmをカバ
ーすることが出来る長さに設定されており、一方で、短
尺ハロゲンランプ32Bは、A4の短辺である210m
mをカバーすることが出来る長さに設定されている。
尚、夫々のハロゲンランプ32A、32Bは、両端の配
光を中央より30〜50%大きく設定されている。
ルト36は、未定着シートS上の未定着トナーを定着温
度まで放熱により予熱し、過剰な熱量を与えることなく
定着できるように、その定着ベルト36の1平方cm当
たりの熱容量が、0.002cal/℃〜0.025c
al/℃のものが好ましいものである。このため、この
実施例においては、定着ベルト36は、内径が60m
m、厚さが100μmのポリイミド製の無端状のベルト
本体と、このベルト本体の外周面に厚さ200μmでコ
ーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを
備えて構成されている。
シリコンゴムとから形成されることに限定されることな
く、例えば、40μmのニッケル電鋳等の無端状のベル
ト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ200μmで
コーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層と
を備えるように構成してもよい。
装置10は、定着ベルト36の外周面に、離型用のオイ
ルを微量に塗布するためのオイル塗布ロール38を備え
ている。このオイル塗布ロール38は、ケーシング68
に軸線固定状態で回転自在に軸支された支軸38Aと、
この支軸38Aの外周にシリコーンオイルを含浸させた
耐熱紙層38Bとを備えて構成されており、支軸38A
は、この一実施例においては、直径8mmの鉄製シャフ
トから形成され、耐熱紙層38Bは、その外周に100
μmの多孔質フッ素樹脂フィルム38Cが装着された状
態で、直径22mmのロール外径を有するように形成さ
れている。このように、オイル塗布ロール38を構成す
ることにより、定着ベルト36の外周面への安定した微
量のオイル塗布が可能となる。
は、定着ベルト36の外周面に付着した汚れ(トナー
等)が転移して付着し、汚されることになる。この為、
このオイル塗布ロール38の外周面には、クリーニング
用ブラシが接触しており、常時、オイル塗布ロール38
の外周面を清掃して、ここに付着した汚れを掻き落とす
ようになされている。
の説明}上述したように、この実施例では、定着ベルト
36へテンションを付与するための機構として、このオ
イル塗布ロール38を定着ベルト36に直交する状態で
圧接させて、定着ベルト36に所定のテンションを付与
させる第1のコイルバネ40と、加熱ロール34を定着
ロール28から離間する方向に付勢して、第1のコイル
バネ40と協同して定着ベルト36に所定のテンション
を付与させる第2のコイルスプリング42とを備えてい
る。
塗布ロール38を回転自在に支持するケーシング68
を、定着ベルト36に向けて付勢するように、左カバー
部20に取付けられている。即ち、ケーシング68は、
側板16に取り付けられたガイドリブ70により、定着
ベルト36に対して接離自在に支持されている。このよ
うにして、左カバー部20が図中左方に開かれた際に、
ケーシング68を押圧していた第1のコイルバネ40が
ケーシング68から取り外され、これにより、オイル塗
布ロール38の定着ベルト36への押圧状態が解除され
ることになる。また、左カバー部20が図中右方に回動
されて閉じられることにより、第1のコイルバネ40が
ケーシング68を押圧力P2で押圧して、オイル塗布ロ
ール38が定着ベルト36を所定のテンションで押圧す
ることになる。
ー22の図中左端と側板16との間に介設され、揺動レ
バー22を図中時計方向に沿って回動するように、換言
すれば、この揺動レバー22に支持された加熱ロール3
4が定着ロール28から離間する方向に第3の押圧力P
3で押圧するように取付けられている。これにより、定
着ベルト36には、所定のテンションが付与されること
になる。
により揺動レバー22を介して加熱ロール34は、定着
ロール28から離間する方向に偏倚させられ、これによ
り、加熱ロール34と定着ロール28とにエンドレスに
掛け渡された定着ベルト36は、所定のテンションに緊
張された状態で張られることになる。
0、42の作用により、定着ベルト36は、加圧ロール
30と摩擦係合して連れ回りし、且つ、この定着ベルト
36の連れ回りに応じて、定着ロール28は定着ベルト
36に対してスリップや緩みの無い安定した状態で従動
されることになる。
ル30等を回転駆動するための駆動機構52は、図4に
示すように、電子プリンタにこの定着装置10が装着さ
れた状態で、電子プリンタ側の駆動源に図示しないギヤ
トレインを介して接続された出力ギヤGEに噛合し、こ
れからの駆動力を受けて回転駆動される伝達ギヤ62
と、この伝達ギヤ62に常時噛合すると共に、ワンウェ
イクラッチ60を介して定着ロール28に連結される第
1の従動ギヤ58と、この第1の従動ギヤに常時噛合す
ると共に、加圧ロール30に同軸に固定される第2の従
動ギヤ64とを備えている。
ギヤ62に常時噛合するアイドルギヤ72を更に備え、
このアイドルギヤ72は、下排紙ロール50に同軸に固
定された第3の従動ギヤ74と常時噛合し、加圧ロール
30の回転と同速以上の速さで下排紙ロール50を回転
駆動するように構成されている。
0は、上述した構成の他、再び図1に示すように、加圧
ロール30の外周面に付着した定着済みシートを引き剥
がすための剥離爪76と、上述した下排紙ロール50と
上排紙ロール54との間(転接部)に定着済みシートの
先端が搬送されてきたことを検出する排紙センサ78と
を備えている。
置10は、上述した駆動機構52を駆動制御する他、加
熱ロール34に内蔵された第1の発熱源32及び加圧ロ
ール30に内蔵された第2の発熱源33の発熱制御のた
めに、図5に示すように、制御装置86を備えている。
この制御装置86には、上述した発熱制御のため、加熱
ロール34の外周面に巻き付いた定着ベルト36の、非
通紙部分(即ち、未定着シートSが接触することのない
定着ベルト36の部分)の温度(以下、単に、加熱ロー
ル温度と呼ぶ。)Thを検出する第1のサーミスタ80
と、定着ロール28の外周に巻き付いた定着ベルト36
の通紙部分(即ち、未定着シートSが接触する定着ベル
トの部分)の外周面の温度(以下、単に、定着ロール温
度と呼ぶ。)Tfを検出する第2のサーミスタ82と、
加圧ロール30の外周面の温度(以下、単に、加圧ロー
ル温度と呼ぶ。)Tpを検出する第3のサーミスタ84
が接続され、これら第1乃至第3のサーミスタ80、8
2、84からの検出結果Th、Tf、Tpに基づき、第
1及び第2の発熱源32、33を発熱制御するように構
成されている。
制御手順に従い、第1のヒータドライバ88Aを介し
て、第1の発熱源32の大サイズ用のハロゲンランプ3
2Aを、第2のヒータドライバ88Bを介して、第1の
発熱源32の小サイズ用のハロゲンランプ32Bを、ま
た、第3のヒータドライバ88Cを介して、第2の発熱
源33のハロゲンランプを夫々制御するように構成され
ている。
したように、この実施例においては、加熱ロール34は
定着ロール28の略上方に配設されており、これによ
り、加熱ロール34と定着ロール28との間にエンドレ
スに巻回された定着ベルト36とガイド板44との間
は、このガイド板44上を搬送される未定着シートが定
着ベルト36に接触しないように離間されることにな
る。換言すれば、この定着ベルト36は、ガイド板44
上を搬送される未定着シートが通過する可能性のある領
域を外れた位置に配設されていることを意味している。
8の上方に配置することにより、搬送途中の未定着シー
トがどのような湾曲姿勢(カール状態)にあろうとも、
このシートの上面に担持された未定着トナーが定着ベル
ト36に接触することから確実に防止され、未定着トナ
ーを乱すことなく定着ロール28と加圧ロール30との
転接部に導いて、これを定着させることが可能となる。
した構成の定着装置10において、上述したように加熱
ロール34を定着ロール28の略上方に配設することに
より、特有の効果を達成することが出来るものである。
ここで、「略上方」の範囲を明確に規定するために、図
6に示すように、加熱ロール34の構成角度を種々変更
して、その最適範囲を求める実験例を説明する。
中心点を通る垂線を基線Bとして定義し、この基線B
と、定着ロール28及び加熱ロール34の両中心点を結
ぶ線分Lとのなす構成角度をθと定義した場合、加熱ロ
ール34の位置を変更して、この構成角度θが90°〜
180°となるようにして、定着ロール28と加圧ロー
ル30との転接部の入口での画像の擦れの発生頻度、及
び、転接部の出口での異常の発生頻度を、片面コピー時
と両面コピー時とで、夫々測定した。
時計方向に測定した値を「+」とし、基線Bから図中時
計方向に測定した値を「−」と定義した。従って、+1
80°にある加熱ロール34と、−180°にある加熱
ロール34とは、同一位置を示すことになり、また、+
105°にある加熱ロール34と、−255°にある加
熱ロール34とは、同一位置を示すことになる。一方、
転接部の出口における異常とは、この実施例では、転接
部の出口におけるオフセットの発生又はジャムの発生を
意味するものとする。
設定し、このための圧接力P1を24kgf/片側に設
定した。一方、定着ロール28に巻回されている定着ベ
ルト36の部分の温度を160℃に、また、加圧ロール
30の表面温度を140℃に設定した。更に、未定着シ
ートの搬送速度を180mm/secに設定し、これに
同期した状態で、加圧ロール30を回転駆動した。そし
て、トナーとしては、富士ゼロックス社製のAカラート
ナーを用い、シートとして、64g/m2の普通紙を採
用した。
05°、120°、150°、180°、−150°、
−120°、−105°、−90°の9種類に分けて、
上述した測定条件で測定した。
105°より大きい場合、及び、−105°よりも小さ
い場合、即ち、構成角度θを反時計方向のみに測定した
場合に、これが105°乃至255°の範囲内にある場
合には、転接部の入口での画像の擦れの発生、及び、転
接部の出口での異常の発生がなく、良好な定着動作が実
行されていることが判明した。一方、構成角度θが10
5°以下の場合には、転接部の入口での画像の擦れ又は
転接部の出口での異常の何れかが発生し、良好な定着動
作が実行されないことが判明した。
明}次に、この発明の特徴となる、制御装置86におけ
る第1及び第2の発熱源32、33の発熱制御方法(制
御手順)を、図7乃至図9のフローチャートを用いて説
明する。
全体制御を司るCPUや、プログラムが内蔵されたRO
Mや、閾値や設定値が予め記憶されたRAMや、この定
着装置10が装着される電子プリンタの制御装置との間
で情報を伝達し合うインターフェース回路や、各種のI
/Oポート等を備え、概略的には、電子プリンタから通
紙指令が来ない状態においては、これを待機状態を規定
し、所定の待機状態制御手順を実行すると共に、電子プ
リンタから通紙指令が来た状態においては、この通紙指
令が終了しない限りにおいて通紙状態を規定し、所定の
通紙状態制御手順を実行するように構成されている。
転待機状態においては、第1のサーミスタ80の検出結
果Thに基づき、加熱ロール温度が第1の設定値(設定
温度)T1となるように第1の発熱源32を発熱制御す
ると共に、第3のサーミスタ84の検出結果Tpに基づ
き、加圧ロール温度が第2の設定値(設定温度)T2と
なるよう第2の発熱源33を発熱制御し、一方、通紙状
態においては、第2のサーミスタ82の検出結果に基づ
き、定着ロール温度が第3の設定値(設定温度)T3と
なように第1の発熱源32を発熱制御するように構成さ
れている。
2の大サイズ用のハロゲンランプ32Aを第1のヒータ
ドライバ88Aを介して、第1の発熱源32の小サイズ
用のハロゲンランプ32Bを第2のヒータドライバ88
Bを介して、そして、第2の発熱源33を構成するハロ
ゲンランプを、第3のヒータドライバ88Cを介して、
夫々の発熱状態(即ち、発熱量)を制御するように構成
されている。
いては、通紙情報に基づいて搬送されてくるシートのサ
イズを判別し、大サイズであると判断された際には、加
熱ロール34に内蔵された第1の発熱源32の内、大サ
イズ用のハロゲンランプ32Aのみに通電すると共に、
加圧ロール30に内蔵された第2の発熱源33を待機状
態時と同様に発熱制御し、一方、小サイズであると判断
された際には、第1の発熱源32の内、小サイズ用のハ
ロゲンランプ32Bのみに通電するように構成されてい
る。
御手順を、図7乃至図9のフローチャートを参照して詳
細に説明する。
ルーチンの説明}先ず、図7に示すように、制御装置8
6は、図示しない電源の投入に伴い所定の初期化動作を
実行し、その後、第1及び第2の発熱源32、33の発
熱制御のための待機状態制御を実行する(ステップS1
0)。尚、この待機状態制御動作は、後に、図8を参照
して詳細に説明する。
状態制御は、この定着装置10が装着された電子プリン
タから通紙指令がくるまで実行され(ステップS1
2)、通紙指令が来ると、駆動機構52における各駆動
部を起動して所定の駆動制御手順に従い駆動制御する
(ステップS14)と共に、第1及び第2の発年津源3
2、33の発熱制御のための通紙状態制御を実行する
(ステップS16)。尚、駆動制御手順は、本発明とは
関係がないので、その説明を省略し、通紙状態制御動作
は、図9を参照して詳細に説明する。
状態制御は、通紙指令が来る限り実行され、通紙指令が
終了したことが検出されると(ステップS18)、駆動
機構52における各駆動部の駆動を停止させ、ステップ
S10にリターンして、待機状態制御を実行する。
1及び第2の発熱源32、33の基本的な発熱制御動作
を実行する。
上述したステップS10における待機状態制御の制御手
順を、サブルーチンとして図8を参照して詳細に説明す
る。
第1のサーミスタ80を介して、加熱ロール温度Thを
検出し(ステップS10A)、この検出温度Thが第1
の設定温度T1よりも高いか否かを判断する(ステップ
S10B)。このステップS10Bにおいて、NOと判
断された場合、即ち、検出温度Thが第1の設定温度T
1以下であると判断された場合には、加熱ロール温度が
未だ目標となる第1の設定温度T1に至っていないので
あるから、加熱ロール34に内蔵された第1の発熱源3
2の内、大サイズ用のハロゲンランプ32Aにのみ通電
させ、これを発熱させる(ステップS10C)。
て、YESと判断された場合、即ち、検出温度Thが第
1の設定温度T1よりも高いと判断された場合には、加
熱ロール温度が既に目標となる第1の設定温度T1に越
えたのであるから、加熱ロール34に内蔵された第1の
発熱源32への通電を停止し(ステップS10D)、大
サイズ用のハロゲンランプ32Aの発熱を停止させる。
第1の発熱源32への発熱制御を実行した後、今度は、
第3のサーミスタ84を介して、加圧ロール温度Tpを
検出し(ステップS10E)、この検出温度Tpが第2
の設定温度T2よりも高いか否かを判断する(ステップ
S10F)。このステップS10Fにおいて、NOと判
断された場合、即ち、検出温度Tpが第2の設定温度T
2以下であると判断された場合には、加圧ロール温度が
未だ目標となる第2の設定温度T2に至っていないので
あるから、加圧ロール30に内蔵された第2の発熱源3
3のハロゲンランプに通電させ、これを発熱させる(ス
テップS10G)。
て、YESと判断された場合、即ち、検出温度Tpが第
2の設定温度T2よりも高いと判断された場合には、加
圧ロール温度が既に目標となる第2の設定温度T2を越
えたのであるから、加圧ロール30に内蔵された第2の
発熱源33への通電を停止し(ステップS10H)、ハ
ロゲンランプの発熱を停止させる。
第2の発熱源33の発熱制御を加熱ロール温度に基づい
て実行した後、この制御手順を終了して、元のメインル
ーチンにリターンする。
上述したステップS16における通紙状態制御の制御手
順を、サブルーチンとして図9を参照して詳細に説明す
る。
電子プリンタから搬送されてくる(即ち、通紙されてく
る)未定着シートのサイズが小サイズであるか否かを判
断する(ステップS16A)。このステップS16Aで
NOと判断される場合、即ち、搬送されてくるシートサ
イズが大サイズであると判断される場合には、加熱ロー
ル34に内蔵されている第1の発熱源32の内、大サイ
ズ用のハロゲンランプ32Aにのみ通電させる(ステッ
プS16B)。そして、加圧ロール30に内蔵されてい
る第2の発熱源32の発熱状態を制御する(ステップS
16C)。ここで、このステップS16Cにおいては、
上述した待機状態制御におけるステップS10E乃至ス
テップ10Hで実行した第2の発熱源32の発熱制御と
同一の発熱制御動作がサブルーチンとして実行される。
と判断される場合、即ち、搬送されてくるシートサイズ
が小サイズであると判断される場合には、加熱ロール3
4に内蔵されている第1の発熱源32の内、小サイズ用
のハロゲンランプ32Bにのみ通電させる(ステップS
16D)。
に応じた制御動作を実行した後、第2のサーミスタ82
を介して、定着ロール温度Tfを検出し(ステップS1
6F)、この検出温度Tfが第3の設定温度T3よりも
高いか否かを判断する(ステップS16G)。このステ
ップS16Gにおいて、NOと判断された場合、即ち、
検出温度Tfが第3の設定温度T3以下であると判断さ
れた場合には、定着ロール温度が未だ目標となる第3の
設定温度T3に至っていないのであるから、加熱ロール
34に内蔵された第1の発熱源32に通電させ、これを
シートのサイズに応じて発熱させる(ステップS16
H)。
て、YESと判断された場合、即ち、検出温度Tfが第
3の設定温度T3よりも高いと判断された場合には、定
着ロール温度が既に目標となる第3の設定温度T3に越
えたのであるから、加熱ロール34に内蔵された第1の
発熱源32への通電を停止し(ステップS16I)、ハ
ロゲンランプの発熱を停止させる。
第1の発熱源32の発熱制御を定着ロール温度に基づい
て実行した後、この制御手順を終了して、元のメインル
ーチンにリターンする。
おける制御手順は構成されているので、通紙指令が来
て、駆動機構52が起動された時点で、加熱ロール34
に内蔵されている第1の発熱源32は、第1のサーミス
タ80の測定結果である加熱ロール34の表面温度Th
に基づき第1の設定温度T1になるように制御される待
機状態制御から、第2のサーミスタ82の測定結果であ
る定着ロール28の表面温度Tfに基づき第3の設定温
度T3になるように制御される通紙状態制御に切り替え
られることになり、この通紙状態制御動作は、通紙指令
が来ている限り、継続されることになる。
において、従来のように、第1のサーミスタ80の検出
結果に応じて測定対象が変更されることが無く、常に、
定着ロール温度に基づいて、第1の発熱源32が制御さ
れることとなり、この結果、通紙速度が高速になり、シ
ートが頻繁にニップ部を通過することにより定着ロール
28から多量の熱が奪われたとしても、第1の発熱源3
2が発熱制御されて、その奪われた部の熱量が、加熱ロ
ール34から定着ベルト36を介して定着ロール28に
供給(伝達)されることとなり、図10に示すように、
常に、定着ロール温度は定着可能温度に実質的に維持さ
れることになる。このようにして、高速での通紙状態に
おいても、定着性が担保され、良好な定着動作が実行さ
れることになる。
一方を構成する加圧ロール30に第2の発熱源33を内
蔵しているので、未定着シートSを加熱する熱量が充分
に供給されることとなり、この結果、定着ベルト36の
走行速度を上げたとしても、ニップ部に充分な熱量の供
給が達成されることになる。このようにして、通紙速度
の高速化に充分に対応させることが可能となる。
の発熱源33を内蔵する構成において、通紙状態では、
シートの大小を判別し、シートが小サイズであると判断
された際には、第2の発熱源33への通電を停止し、こ
れが発熱しないようにしている。この結果、第1のサー
ミスタ80が配設された加熱ロール34における非通紙
部の温度の上昇が効果的に抑制されることになる。この
結果、この実施例によれば、通紙状態に渡り加熱ロール
34に内蔵された第1の発熱源32の温度制御を、定着
ロール28の表面温度を検出する第2のサーミスタ82
の測定結果に基づいて実行したとしても、加熱ロール3
4の表面温度が異常に上昇することなく、良好で安全な
発熱状態が達成されることになる。
34に内蔵された第1の発熱源32は、大サイズ用のハ
ロゲンランプ32Aと、小サイズ用のハロゲンランプ3
2Bを備え、待機状態及び大サイズのシートの通紙状態
においては、大サイズ用のハロゲンランプ32Aに通電
してこれのみを発熱させ、小サイズのシートの通紙状態
においては、小サイズ用のハロゲンランプ32Bに通電
してこれのみを発熱させるように構成されている。この
結果、この実施例によれば、より確実に、加熱ロール3
4の表面温度の異常な上昇を抑制して、より安定した状
態で定着動作が実行されることになる。
6が上述した待機温度制御動作を実行することにより、
待機時間が長時間に渡ったとしても、この待機時からの
立ち上がり時間を短くして、定着動作の開始までにかか
る待ち時間を短くすることの出来る効果を奏することが
出来ることになる。
34を定着ロール28の略上方に配置し、具体的には、
加熱ロール34を、これの中心点と定着ロール28の中
心点とを結ぶ線分Lが、定着ロール28と加圧ロール3
0との互いの中心点を結ぶ線分を基線Bとした状態で、
該基線Bから計測した角度が約105度乃至約255度
の範囲となる位置に配設しているので、加熱ロール34
と定着ロール28との間にエンドレスに巻回された定着
ベルト36とガイド板44との間は、このガイド板44
上を搬送される未定着シートが定着ベルト36に接触し
ないように離間されることになる。換言すれば、この定
着ベルト36は、ガイド板44上を搬送される未定着シ
ートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設さ
れていることを意味している。
の未定着シートが、跳ね上がりや転写部との搬送速度差
に基づくたるみ等により、どのような湾曲姿勢(カール
状態)にあろうとも、このシートの上面に担持された未
定着トナーが定着ベルト36に接触することから確実に
防止され、未定着トナーを乱すことなく定着ロール28
と加圧ロール30との転接部に導いて、これを確実に定
着させることが可能となる。
28を弾性ロールから、また、加圧ロール30を定着ロ
ールよりも堅いロール上硬度を有して、夫々形成してい
る。従って、この実施例によれば、定着ロール28及び
加圧ロール30のサイズを小径化したとしても、両者の
転接部におけるニップ幅を十分に確保することが出来、
定着装置の小型化を達成することが出来ると共に、シー
トの搬送速度の高速化を達成することが出来ることにな
り、特に、カラープリンタに好適する定着装置を提供す
ることが可能となる。
ロール28を弾性ロールから、また、下方の加圧ロール
30を定着ロール28よりも堅いロール上硬度を有し
て、夫々形成しているので、転接部におけるニップの形
状が、定着ロールを本願の弾性ロールよりも堅いロール
上硬度を有するロールから形成する従来構成と比較し
て、下向きに凹んだ状態から、上方に凹んだ状態を容易
に達成することが出来ることになる。この結果、この実
施例によれば、転接部におけるニップ形状自身から、定
着済みシートが定着ベルト36から離間する方向の力を
得ることとなり、定着ベルト36に接触する側の表面に
トナーが担持されていたとしても、定着ベルト36への
オフセット防止用のオイル塗布ロール38によるオイル
塗布量を微量に押さえることができると共に、オイルレ
スとしても、定着ベルト36側へのオフセットや、ジャ
ムの無い定着動作が達成されることになる。
トとしての定着ベルト36として、小熱容量の材質を採
用すると共に、加熱ロール34への定着ベルト36の巻
き付け角度が大きく、且つ、加熱ロール34へ定着ベル
ト36が密着していることになる。この結果、この実施
例によれば、シートを高速で、即ち、単位時間当たりの
通紙枚数を多数枚としても、定着ロール28と加圧ロー
ル30との転接部において、定着動作に必要な温度を確
実に維持することが出来ることになる。
ルとして構成される定着ロール28に発熱源を内蔵させ
ずに、定着ロール28から離間した位置に配設された加
熱ロール34に発熱源32を内蔵するようにしたので、
定着ロール28のシリコーンゴム耐熱弾性体28Bの厚
さを十分に厚くすることが可能となり、この結果、この
実施例によれば、転接部におけるニップ幅を、定着ロー
ル28を小径に維持しながら、十分に広く取ることが可
能となる。
ギヤ58と定着ロール28との間にワンウェイクラッチ
60を介設することにより、シートの搬送のための主駆
動(即ち、シートの搬送速度を規定する駆動ロール)と
して、定着ロール28ではなく、加圧ロール30を設定
している。この為、例え、定着ロール28が定着動作に
伴い加熱され、この結果、熱膨張により定着ロール28
の外径が熱膨張したとしても、この定着ロール28でシ
ートの搬送速度を規定していないので、この熱膨張によ
りシートの搬送速度が変化することなく、常に、一定に
保持することが出来ることになる。この結果、この実施
例によれば、線速を一定に維持して、転写ずれや画像の
擦れ等を確実に防止することが可能になる。
限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形可能であることは言うまでもない。
装置10は電子式プリンタに適用される場合につき説明
したが、この発明は、このような適用に限定されること
なく、電子式ファクシミリ装置、電子式複写装置等の電
子画像形成装置に適用され得ることは言うまでもない。
シートは横方向から定着装置10に搬送されてくるよう
に説明したが、この発明は、このような構成に限定され
ることなく、未定着シートは上下方向、例えば、下から
上に向けて搬送されるように構成してもよい。この場
合、加圧ロール30は定着ロール28の下方ではなく、
側方に配設されることとなり、一方、加熱ロール34は
定着ロール28の、加圧ロール30が配設された側とは
反対側の側方に配設されることになることは言うまでも
ない。
ル上のベルトの温度を測定して、加熱ヒータの制御に使
用しているが、各ロール表面温度を直接的に測定して、
加熱源32(33)の制御に使用することも可能であ
る。
ール30に内蔵された第2の発熱源33の発熱制御(即
ち、通電制御)を、図8に示すように、第3のサーミス
タ84を介して検出した加圧ロール30の表面温度Tp
の検出結果に基づいて実行するように説明したが、この
発明は、このような構成・手順に限定されることなく、
第1の変形例として、第3のサーミスタ84を用いるこ
となく、加熱ロール34の表面温度Thを測定する第1
のサーミスタ80の検出結果や、定着ロール28の表面
温度Tfを測定する第2のサーミスタ82の検出結果に
基づき、第2の発熱源33の発熱制御を実行するように
構成しても良い。
順を、図11及び図12を参照して説明する。尚、上述
した実施例と同一部分(同一手順)には、同一符号を付
してその説明を省略する。
示すように、ステップS10Aで第1のサーミスタ80
を介して検出された加熱ロール34の表面温度Thに基
づき、この表面温度Thが所定の第1の設定温度T1よ
りも低いと判断された場合には、加圧ロール内蔵ヒー
タ、即ち、加圧ロール30に内蔵された第2の発熱源3
3へ通電させてこれを発熱させ(ステップS10G)、
この表面温度Thが所定の第1の設定温度T1よりも高
いと判断された場合には、第2の発熱源33への通電を
停止して、これが発熱しないように制御している。
機状態制御においては、図8に示すステップS10E及
びS10Fが省略され、且つ、加圧ロール30の表面温
度を検出する第3のサーミスタ84が省略されることに
なる。この結果、制御手順が簡略化されると共に、第3
のサーミスタ84が不要になり、部品点数の減少に伴う
コストの低廉化が達成されることになる。また、加圧ロ
ール30の外周面に接触するサーミスタが省略されるの
で、加圧ロール30の外周面がサーミスタにより傷つけ
られる可能性が確実に排除され、これに基づく長寿命化
が達成されることになる。
示すように、ステップS16Gで第2のサーミスタ82
を介して検出された定着ロール28の表面温度Tfが、
所定の第3の設定温度よりも低いと判断された場合に
は、加熱ロール内蔵ヒータ、即ち、加熱ロール34に内
蔵された第1の発熱源32へ通電してこれを発熱させる
(ステップS16H)と共に、加圧ロール内蔵ヒータ、
即ち、加圧ロール30に内蔵された第2の発熱源33へ
通電してこれを発熱させる(ステップS16J)ように
制御する。
の表面温度Tfが、所定の第3の設定温度よりも高いと
判断された場合には、第1の発熱源32への通電を停止
してこれを発熱させない(ステップS16I)と共に、
第2の発熱源33への通電も停止してこれを発熱させな
い(ステップS16K)ように制御する。
fに応じて第2の発熱源33の通電制御を実行すること
により、より確実に、ニップ部における温度を制御する
ことが出来ることとなり、定着性を向上させることが出
来ることになる。
待機状態制御において第1及び第2の発熱源32、33
を制御すべく、加熱ロール34の表面温度Thを検出す
る第1のサーミスタ80が用いられているが、通紙状態
制御においては、この第1のサーミスタ80は全く用い
られずに、定着ロール28の表面温度Tfを検出するた
めの第2のサーミスタ82を介して、第1及び第2の発
熱源32、33は制御されている。この為、第2の変形
例として図13に示すように、この第1のサーミスタ8
0を、通紙制御状態における温度異常検出のためのセン
サーとして用いるように構成することができる。
32を制御装置86により制御する制御回路において
は、第1の発熱源32と直列状態で、緊急遮断用のスイ
ッチ90が介設されている。また、定着ロール28の表
面温度Tfを検出する第2のサーミスタ82は、定着ロ
ール回転時制御装置94Aを介して制御装置86に接続
されており、一方、加熱ロール34の表面温度Thを検
出する第1のサーミスタ80は、加熱ロール待機時制御
装置94Bを介して、制御装置86に接続されている。
ここで、定着ロール回転時制御装置94Aと加熱ロール
待機時制御装置94Bとは、第1の切替スイッチ92を
介して択一的に制御装置86に接続されている。
ール回転異常時制御装置94Cが接続されており、これ
と加熱ロール待機時制御装置94Bとは、第2の切替ス
イッチ96を介して択一的に第1のサーミスタ80に接
続されている。尚、加熱ロール回転異常時制御装置94
Cが加熱ロール34の回転中に加熱異常を検出すると、
リレー98を介してスイッチ90を遮断するように構成
されている。
において、待機状態においては、第1及び第2の切替ス
イッチ92、96は、破線で示すように切り替えられて
おり、制御装置86は、待機状態制御においては、第1
のサーミスタ80からの検出結果に基づき、第1及び第
2の発熱源32、33の発熱制御を実行している。一
方、通紙状態においては、第1及び第2の切替スイッチ
92、96は、実線で示すように切り替えられており、
制御装置86は、通紙状態制御においては、第2のサー
ミスタ82を介して、第1及び第2の発熱源32、33
の発熱制御を実行している。
サーミスタ80は、第2の切替スイッチ96を介して加
熱ロール回転異常時制御装置94Cに接続されているの
で、この加熱ロール回転異常時制御装置94Cは、第1
のサーミスタ80からの検出結果に基づき加熱ロール3
4の温度異常を検出することが出来ることになる。例え
ば、加熱ロール34の表面温度Thが安全性を担保出来
る許容範囲を超えた場合に、加熱ロール回転異常時制御
装置94Cはリレー98に制御信号を出力し、このリレ
ー98を介してスイッチ90を切断して、加熱ロール3
4に内蔵された第1の発熱源32への電力供給を強制的
に遮断し、過熱を事前に阻止して安全性を確保するよう
に構成されている。
に関する回路構成は省略されている。
第1及び第2の発熱源32、33への通電時間は同一時
間となるように制御手順を構成したが、この発明は、こ
のような設定に限定されることなく、例えば、タイマー
やラッチ回路等を用いて、第2の発熱源33への通電時
間を第1の発熱源32への通電時間よりも長くなるよう
に設定しても良いものである。これは、一般的には、加
圧ロール30に内蔵される第2の発熱源33の発熱容量
が、加熱ロール34に内蔵される第1の発熱源32の発
熱容量よりも小さく設定されているからである。
ば、未定着シートの搬送速度、即ち、通紙速度が速くな
ったとしても、定着性の悪化しない定着装置が提供され
ることになる。
搬送速度、即ち、通紙速度が速くなったとしても、定着
ロールの表面温度を定着温度に実質的に保持することの
出来る定着装置が提供されることになる。
示す正面断面図である。
である。
図である。
る。
ブロック図である。
容範囲を調べるために行われた実験例における構成角度
を示す図である。
手順のメインルーチンを示すフローチャートである。
御のサブルーチンを示すフローチャートである。
御のサブルーチンを示すフローチャートである。
の、各ロール上の定着ベルトの温度の変化を示す線図で
ある。
制御のサブルーチンの第1の変形例の手順を示すフロー
チャートである。
制御のサブルーチンの第1の変形例の制御手順を示すフ
ローチャートである。
の異常検出のための回路構成を概略的に示す回路図であ
る。
である。
加熱ロールの表面温度を一定に保持する状態で制御動作
を実行した場合の各ロール上の定着ベルトの温度の変化
を示す線図である。
優先制御を実行した場合の各ロール上の定着ベルトの温
度の変化を示す線図である。
る連続通紙時の温度の変化を示す線図である。
Claims (6)
- 【請求項1】定着ロールと、この定着ロールと所定の圧
力で転接する加圧ロールとを備え、未定着トナーが表面
上に担持されたシートが、前記定着ロール及び加圧ロー
ルの転接部を一方向に沿って通過することにより、前記
未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置にお
いて、 前記定着ロールの、前記加圧ロールが配設される側とは
反対側に隣接して配設され、内部に発熱手段が配設され
た加熱ロールと、 この加熱ロールと前記定着ロールとにエンドレスに掛け
渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部
を通過する前記シート上の未定着トナーを加熱する熱伝
達ベルトと、 待機状態において、前記加熱ロールの表面温度を所定の
温度範囲に保持する待機状態制御を実行し、通紙動作開
始に伴い、前記定着ロールの表面温度を所定の温度範囲
に保持する通紙状態制御を実行する制御手段とを具備す
ることを特徴とする定着装置。 - 【請求項2】定着ロールと、この定着ロールと所定の圧
力で転接する加圧ロールとを備え、未定着トナーが表面
上に担持されたシートが、前記定着ロール及び加圧ロー
ルの転接部を一方向に沿って通過することにより、前記
未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置にお
いて、 前記定着ロールの、前記加圧ロールが配設される側とは
反対側に隣接して配設され、内部に発熱手段が配設され
た加熱ロールと、 この加熱ロールと前記定着ロールとにエンドレスに掛け
渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部
を通過する前記シート上の未定着トナーを加熱する熱伝
達ベルトと、 待機状態か通紙状態かを判別する判別手段と、 前記判別手段が待機状態と判別した場合に、前記加熱ロ
ールの表面温度を所定の温度範囲に保持する待機状態制
御を実行し、通紙状態と判別した場合に、前記定着ロー
ルの表面温度を所定の温度範囲に保持する通紙状態制御
を実行する制御手段とを具備することを特徴とする定着
装置。 - 【請求項3】前記判別手段は、通紙指令が来ている状態
において通紙状態と判別し、通紙指令が来ていない状態
において待機状態と判別することを特徴とする請求項2
に記載の定着装置。 - 【請求項4】前記制御手段は、 前記加熱ロールの表面温度を検出する第1の検出手段
と、前記定着ロールの表面温度を検出する第2の検出手
段とを更に備え、 前記待機状態制御においては、前記第1の検出手段の検
出結果に基づき、前記発熱手段を制御し、前記通紙状態
制御においては、前記第2の検出手段の検出結果に基づ
き、前記発熱手段を制御することを特徴とする請求項1
又は2に記載の定着装置。 - 【請求項5】前記加圧ロールに内蔵された第2の発熱手
段と、 前記加圧ロールの表面温度を検出する第3の検出手段と
を更に具備することを特徴とする請求項1乃至4の何れ
か1項に記載の定着装置。 - 【請求項6】前記制御手段は、前記待機状態制御におい
て、前記第3の検出手段の検出結果に基づき、前記第2
の発熱手段を制御することを特徴とする請求項5に記載
の定着装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16584998A JPH11344884A (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 定着装置 |
| CA002262852A CA2262852A1 (en) | 1998-06-01 | 1999-02-23 | Toner image fixing apparatus capable of keeping constant fixing roller temperature |
| EP99103882A EP0962837A3 (en) | 1998-06-01 | 1999-03-01 | Apparatus for and method of fixing toner image to recording medium |
| US09/266,017 US6181891B1 (en) | 1998-06-01 | 1999-03-11 | Toner image fixing apparatus capable of keeping constant fixing roller temperature |
| CNB991035097A CN1179254C (zh) | 1998-06-01 | 1999-04-01 | 记录媒介上固定色料图像的机构和方法 |
| US09/660,075 US6333490B1 (en) | 1998-06-01 | 2000-09-11 | Toner image fixing apparatus capable of keeping constant fixing roller temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16584998A JPH11344884A (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11344884A true JPH11344884A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=15820174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16584998A Pending JPH11344884A (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11344884A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006337761A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Ricoh Co Ltd | 定着装置、画像形成装置および定着装置の加熱制御方法 |
-
1998
- 1998-06-01 JP JP16584998A patent/JPH11344884A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006337761A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Ricoh Co Ltd | 定着装置、画像形成装置および定着装置の加熱制御方法 |
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