JPS584167A - 熱定着ロ−ラ - 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】 本発明は電子写真複写機の定着部において、特に互いに
圧接されたローラを具備し、定着すべき複写紙のトナー
像と接触するローラに熱源を備えた熱定着ローラの温度
制御に関する。一般に熱定着ローラは、上下２個のロー
ラより構成され、主として、複写紙上に転写されたトナ
ー像に接触する上ローラは、ヒーターを内部に有する熱
ローラであり、下ローラは上記熱ローラに圧接されてい
る圧接ローラである。そして通常、この２個のローラは
、電源ＯＮの後、上ローラの温度検知位置での温度が、
所定の温度に達した時点で、出ピー可能を知らせるレデ
ィーランプが点燈し、この状態でプリントボタンを押す
と、初めて駆動用モータが回転することにより、付勢さ
れるものであもこの様に、駆動用モータの回転をなるだ
け、遅い時期に開始させているのは、不要時にはできる
だけ、装置を動作させることを避けるためである。

ここで、熱定着ローラは、上ローラに温度検出手段が設
けられており、該検出手段により所定の温度が検出され
た後は、温度制御回路により、上記所定の温度を維持す
べく、制御される。通常上記ローラは設定温度に制御さ
れるのであるが、電源電圧が所定の電圧より低い場合、
あるいは周囲温度が通常温度より低い場合は次の理由に
より、所定の温度に制御することは困難となる。

熱定着用ローラは、前述した様に、上下２個のローラの
向上ローラにのみヒーターが内蔵されているものであり
、この時、熱は、ヒーターから上ローラ、そして主とし
て上ローラと下ローラとの接触部から、下ローラへと伝
達される。しかしながら、その接触部面積は狭く、また
いずれのローラもレディーランプ点燈後まで回転しない
ことがら、上記接触部は常に同じ部分となる。よって、
十ローラが所定の温度に達した時点においても、下ロー
ラの上記接触部以外の部分の温度は周囲温度に近い状態
となっている。この状態で、プリントボタンを押して、
複写工程に入ると、前述の駆動モーターの回転に伴って
、上記熱定着用ローラが回転するが、このとき、所定の
温度に立上がっている上ローラがほぼ周囲温度に等しい
下ローラと接触するため、上ローラは大量の熱を奪われ
ることになる。それでも、通常の状態、条件下では前記
熱定着用ローラの温度制御回路により、上ローラ内のヒ
ーターへの入力を増大させて、上ローラの温度を所定の
温度に保つことは可能なのである０ しかし、周囲温度が、低い場合や電源電圧が所定の電圧
より低い場合は可能な限り、上記ヒーターへの、入力を
増大させても奪われた熱と同量の熱を供給することがで
きず、上ローラの温度が、所定の温度のみならず、それ
より低い定着可能下限温度よりもさらに低下することを
避は得ないことが度々であった。それで、転写されたト
ナー像を表面に保持する複写紙が、この熱定着用ローラ
を通過しても、トナー像の定着は不完全なものとなるこ
とが応々にしてあった。

本発明は上記欠点に鑑み為されたものであり、周囲温度
が低い場合あるいは、電源電圧が低い場合においても、
レディーランプ点燈以前に上記熱定着用ローラを回転さ
せて下ローラを予め暖めておくことによりレディーラン
プ点燈後の複写可能時に上ローラの温度を所定の温度あ
るいは定着可能温度に維持する装置を提供することを目
的とするものである。

以下、図面に従って本発明の熱定着ローラを詳細に説明
する。

第１図は本発明にかかる熱定着ローラを示す側断面図で
ある。図において、上部ロー２１は、内部にヒータ２を
設けた熱ローラ、下部ローラ８は熱ローラｌに適度の圧
力で圧接される圧接ローラであって、これらのローラ１
，８にて熱定着ローラを構成している。ローラ１，８が
矢印方向へ回転されることで、送られてくる複写紙４は
ローラｌ。

８間に挾まれ、上面に形成されたトナー像５が熱ローラ
Ｉの熱により定着される。上記ローラｌ。

３は、メインモータ（図示せず）が回転することで、駆
動される。

第２図は上記熱ローラｌのヒーター２の駆動にかかる回
路図であって、熱ローラ１の表面の設定温度Ｔ１に対す
る本発明のローラ１，８の駆動制御を行うものである。

図中６は第１図で示す熱ローラｌの表面に取付けられ、
熱ローラ１の表面温度を検知する温度検知素子であって
、例えば温度が高くなると抵抗値が小さくなるサーミス
タであもサーミスタ６は抵抗Ｒ８と直列接続され、接地
部との間に電圧＋Ｖが供給されている。このサーミスタ
６と抵抗Ｒ８との直列接続回路に対し、並列に抵抗Ｒ１
，Ｒ２を接続している。又、符号７は熱ローラ１を設定
温度に保つためのコンパレータであって、−側端子に設
定温度（１８０℃）の基準値が供給されている。又、コ
ンパレータ７の＋側端子に、サーミスタ６の抵抗Ｒ４と
抵抗Ｒ８との分るよう、各抵抗Ｒ１〜Ｒ８を選べば、　
１８０℃以、上（又は等しく）になれば、コンパレータ
７の出力が％　Ｌ　Ｉ　に反転する。つまり、設定温度
Ｔｌ以下であればコンパレータ７の出力は％　ＨＩ　で
ある。

このコンパレータ７の出力は、フリップフロップ８０セ
ツト入力端子に供給されており、フリップフロップ８は
上記コンパレータ７の出力が％ＬＩの時にセットされる
。フリップフロップ８のリセット入力端子には、複写機
の電源投入により出力されるイニシャルリセット信号Ｉ
Ｒが供給されもこのフリップフロップ８のリセット出力
Ｑは、オアゲート９を介してトランジスタＩＯのベース
に供給されている。トランジスタ１０はメインモータＭ
を回転させるだめのメインモータリレー１１に電圧＋Ｖ
を供給するためのスイッチング素子である。即ち、トラ
ンジスタｌＯのベースが１Ｈ′となれば、トランジスタ
１０は導通し、リレー１１が通電され、その接点がＯＮ
することで、メインモータＭが回転する。上記フリップ
フロップ８０セツト出力Ｑは、トランジスタ１２のベー
スに供給されており、このトランジスタ１２をスイッチ
ングすることで、レディーランプ１８を点滅駆動する０ 又、コンパレータ７の出力はトランジスタ１４のベース
に供給されており、ヒーター制御回路１５を駆動する。

コンパレータ７の出力が１Ｈ′、即ち設定温度（１８０
℃）以下であれば、ヒーター制御回路１５は電圧＋Ｖが
供給され、熱ロー２１のヒーター２に電力供給制御を行
う。これにより、熱ローラｌの温度を上昇させ、設定温
度に達すればヒーター２への電力供給を停止する。

更に上記オアゲート９の他の入力端子には、複写工程制
御回路１６からの制御信号が供給されている。複写工程
制御回路１６は、プリントボタン１７の操作入力に応じ
て、従来より周知の複写制御を行うもので、メインモー
タＭを駆動させる時に、上記オアゲート９へ駆動信号（
％Ｈ＃）を出力する。この複写工程制御回路１６は、プ
リントボタン１７の操作に応じて複写制御を実行するも
のの、複写可能（レディー）状態、即ち熱ローラ１が設
定温度に達していなければ、複写制御を実行することな
く、制御信号を出力することはない０上述の回路構成に
おいて、複写機本体の主電源をＯＮすればそれに伴いイ
ニシャルリセット信号ＩＲ（’Ｈりが出力され、フリッ
プフロッグ８がリセットされる。フリップフロップ８は
リセットされることで、そのリセット出力てをオアゲー
ト９を介してトランジスタ１０に供給し、トランジスタ
１０を導通させる。これにより、リレー１１が動作する
ことで、メインモータＭが回転し、熱ローラ１及び圧接
ローラ３を回転させる。

一方、熱ローラ１の表面温度は、電源投入と同時に設定
温度Ｔ＋　　（ｌｓｏ℃）にはならず、サーミスタ６に
より分圧された電圧の方が抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧直より
も高く、コンパレータ７の出力は１Ｈ′となり、ヒータ
ー制御回路１５を駆動する。

即ち、熱ローラｌのヒーター２への電力供給が行われ熱
ロー２１を加熱する。

そして、熱ローラ１は徐々に温度が上昇すると共に圧接
ローラ３も熱ローラ１より低い温度で徐々に上昇する。

上記熱ローラ１の表面温度が設定温度Ｔｌに達すれば、
コンパレータ７の出力が％　Ｈ＃から１Ｌ＃に反転し、
フリップフロップ８はセットされる。フリップフロップ
８がセットされることで、そのセット出力Ｑがトランジ
スタ１２に供給され、レディーランプ１３を点燈させ、
複写可能状態を表示する。この時、リセット出力Ｑが′
Ｈ＃から％　Ｌ　Ｉ　に反転することで、トランジスタ
１０が非導通状態となり、メインモータＭの回転を停止
させ、熱ローラ１及び圧接ローラ８の回転を停止させる
。又、ランプ（レータフの出力が１Ｌｌとなることで、
ヒーター制御回路１５にてヒーター２の駆動を停止する
。つまり、熱ローラ１を設定温度ＴＩに維持するための
制御が実行される。

上述の状態で、プリントボタン１７を操作すれば、複写
工程制御回路１６は複写可能状態の信号を入力している
ことから、複写制御を実行する。

そして、メインモータＭの駆動信号を出力することで、
オアゲート９を介してトランジスタ１０が導通されメイ
ンモータＭが駆動される。これによリ、熱ローラ１及び
圧接ローラ３が回転され、複写紙４上のトナー像を定着
する。この場合、圧接ローラ３は設定温度Ｔ１に達する
まで予め回転されており部分的にのみ加熱されておらず
、全体が中分子熱されている。そのため、複写制御に伴
ない回転されても熱ローラ１の熱が圧接ローラ３に奪わ
れることは；ない。従って、熱ローラ１は急激な高温変
化もなく、ヒーター制御回路１５にて設定温度Ｔ１に常
に維持され、温度制御を十分満足に行うことができる。

上述の実施態様であれば、電源ＯＮと同時に熱ローラ１
及び圧接ローラ３を回転させているが、複゛写可能な状
態即ち、レディーランプ１３が点燈されるまでの待期時
間が長くなる。つまり、両ローラが回転することで、圧
接ローラ３も熱ローラ１を介して加熱されるため、熱ロ
ーラＩの立上がり時間が長くなる。また、メインモータ
Ｍを付勢させることにより、他の多く、の装置も必要で
ないときに動作する。加えてユーザーにとってこの時の
騒音も無視できないも“のであろう０さらに、複写紙上
のトナーが定着時に微量ではあるが、熱ローラに付着し
、溶融したものが、電源ＯＦＦ　　時に固化するために
、電源ＯＮ時にすぐ熱定着用ローラを回転させると、両
ローラに傷がつくという問題もあった。

複写機を使用する上で、上述のことが問題であるならば
、次に示す具体例により解消できる。第３図はその具体
例を示す回路構成である。この第３図は定着温度Ｔ１　
　よりも低いある温度Ｔ２　（１６０℃）を上記サーミ
スタで検知した時点より熱定着ローラを回転させるもの
である。第８図において第２図と同一部分は同一符号で
示しており、その説明は省略する。抵抗ｒ　Ｉ　＋　ｒ
　２は第２図で示す抵抗Ｒｌに対応するもので、コンパ
レータ７の一側している。

又、コンパレータ１８は熱ローラｌの表面温度が例えば
１６０℃（Ｔ２）に達すれば、出力を１Ｌ′から％　Ｈ
ｌに反転するもので、メインモータＭを駆動するもので
ある。従ってコンパレータ１８のなるように各抵抗を設
定すればよい。このコンパレータ１８の出力はアンドゲ
ート１９の一方の入力端子に供給されている。アンドゲ
ート１９の他の入力端子にはフリップフロップ８のリセ
ット出力頁が供給されている。このアントゲ−）＋９の
出力を、第２図の如くオアゲート９を介してトランジス
タｌＯのベースに供給している。

上述の回路構成において複写機本体の電源を投入すれば
、フリップフロップ８がリセットされも父、コンパレー
タ７は熱ローラ１の温度が設定温度Ｔｌに達していない
ことから、その出力が１Ｈ“であって、ヒーター制御回
路１５にてヒーター２は駆動され熱ローラ１を加熱する
。一方コンパレータ１８は温度Ｔ２に達しなければ、そ
の出力がゝＬ“であることから、メインモータリレー１
１は通電されず、メインモータは回転されない。つまり
、電源ＯＮと同時に熱ローラ１及び圧接ローラ３は、回
転されることはない。

その後、ヒーター２にて熱ローラｌが加熱さ法温度Ｔ２
を越えれば、コンパレータ１８の出力は１Ｈ“となり、
電源ＯＮ時にリセットされたフリップフロップ８のリセ
ット出力ｉがｗ″ＨＩであることから、アンドゲート１
９が開く。そのため、トランジスタｌＯが導通しリレー
１１が通電さ粗メインモータＭが駆動される。従って、
熱ローラｌ及び圧接ローラ３が温度ｒ２（＋６ｏ℃）に
達すれば、回転する。この時、圧接ローラ８が回転する
ことで、熱ローラｌの熱が圧接ロー２８に奪われ熱ロー
ラ１の温度上昇は低下するものの、圧接ローラ３全体も
徐々に温度が上がる。

以後、第２図と同様、熱ローラｌの温度がＴｌに達すれ
ば、メインモータＭの回転が停止し、ローラ１，３　の
回転が止まる。又、レディーランプ１３が点燈され、複
写可能な状態が表示される。

これにより、プリントボタン１７を押圧すると複写工程
制御回路１６は、複写制御を実行し、モータＭの駆動信
号を出力しモータを回転させる。

ここで、電源投入後には両ローラｔ、ａ　　６回転させ
ず、温度Ｔ２を越えれば回転させており、ロー２１，８
が回転する時間が短かく、耐久性、騒音等を極力解消で
きる。又、固化したトナーは溶融し、回転することでロ
ーラ１，３　表面に傷等が付くことはなく、圧接ローラ
３側に奪われる熱量も少なく、設定温度Ｔ１に達する立
ち上がり時間を短かくできる。この場合、第２図に比べ
圧接ローラ３の予熱温度は低くなるものの、マルチコピ
ー等を行っても、熱ローラ１が圧接ローラ３に奪われる
熱量も少なく、熱ローラ１の急激な温度低下はない。従
って、設定温度ＴＩ　よりある程度の隔たりをもって温
度Ｔ２を設定し、これによりローラ１，３　　を回転さ
せておれば、温度Ｔｌ近傍あるいは定着可能下限温度以
上に、複写時に使用でき得る電力でもって温度制御する
ことが可能となり、定着不良等の心配は全くなくな、る
。

第４図は従来の熱定着ローラの通電時からの温度状態を
示す特性図である。図において、ｔ１時に熱ローラが設
定温度Ｔｌ（１８０℃）に達し、その時点でマルチコピ
ーを行うと、定着可能下限温度よりも低い１４０℃まで
低下した。しかも、熱ローラの温度は、設定温度に達す
るまで相当の時間を要している。ここで熱ローラに内蔵
するヒータートシて１００Ｖ、８００Ｗのハロゲンラン
プを使用し且つ電源電圧は８５Ｖ　　で実施した例であ
る。従って、従来ではマルチコピーを行うと熱ローラの
温度は定着可能下限温度以下になり、良好な定着を望め
なくなる。

これに対し第５図は本発明の第８図による一実施例を示
す、熱ローラ１の通電時からの温度特性を示す図である
。この実施例は第４図に示した従来例と同一条件で実施
している。図において、ｔ２時に熱ローラ１の温度が７
２（１６０℃）に達し、両ローラ１，３　を回転させた
。この後熱ロー２１の温度上昇は下がるものの、ｔ８後
に設定温度Ｔｌに達する。この時点でマルチコピーを行
っても、熱ローラ１の表面温度は多少低下（１７０℃）
したが、定着不能温度まで低下することはなく、直ちに
設定温度Ｔｌに維持することができた。

以上説明した様に本発明の熱定着ローラによれば、電源
投入と共に両ローラを回転させるか、又は設定温度Ｔ１
　より多少低い温度Ｔ２を設定し、この温度に達すれば
回転させて、複写可能状態以前に圧接ローラ側を予め予
熱しており、複写時に圧接ローラに奪われる熱量を最小
限に押えることができ、熱定着ローラの設定温度ＴＩの
温度制御を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる熱定着ローラを示す側断面図、
第２図は本発明を実施するだめの一具体例を示す回路構
成図、第３図は本発明を実施するだめの他の具体例を示
す回路構成図、第４図は従来例による熱定着ローラの温
度特性図、第５図は本発明の実施例による熱定着ローラ
の温度特性図である。 １：熱ローラ、２：ヒーター、３：圧接ローラ、４：複
写紙、５：トナー像、６：サーミスタ、７：設定温度Ｔ
ｌ検出用コンパレータ、１１：メインモータリレー、１
３ニレデイーランプ、１５：ヒーター制御回路、１６：
複写工程制御回路、１８：温度Ｔ２検出用コンパレータ
。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に熱源を備えた熱ローラと、該熱ローラに圧接
   される圧接ローラとから成る熱定着ローラにおいて、上
   記熱ローラの表面温度を検知する検知素子と、該検知素
   子に基き設定温度に上記熱ローラを制御するため上記熱
   源を駆動制御する温度制御回路と、上記両ローラを上記
   熱ローラの設定温度に達する複写可能となる以前に回動
   駆動する駆動回路と、上記熱ローラの設定温度に達する
   信号に基き上記両ローラの回転を停止させる駆動停止回
   路とを備え、上記圧接ローラを複写可能と々るまで予熱
   することを特徴とする熱定着ローラ。 ２、上記駆動回路は、電源投入を検知し上記両ローラを
   回転させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の熱定着ローラ。 ３　上記駆動回路は熱ローラの設定温度より多少低い温
   度検知に基き、上記両ローラを回転させることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の熱定着ローラ。