JPS5857115B2 - 複写機における加熱定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱定着装置に関するもので、更に詳しくはこ
れらに専ら制限されるものではないが、静電複写機に使
用する加熱定着装置に関するものである。

本発明は定着ローラー表面の温度を制御することに関係
している。

従来の加熱定着装置、特に複写紙に直接接触する加熱ロ
ーラーを使用した定着装置にあっては、下記の温度制御
を行なうことが考えられている。

即ち第１には複写紙上のトナー粉末像と接触する側のオ
フセット防止表面を有する定着ローラーの内部に中央部
と端部を各々加熱する加熱手段を設け、この定着ローラ
ーに加圧ローラーを圧接するローラ一定着装置において
、該定着ローラーの中央部と端部の表面温度を各々検出
して上記両加熱手段を独立に制御して、定着ローラー表
面の温度分布を平担化させる形式のものがあり、第２に
は定着ローラー及び加圧ローラー内に加熱手段を設け、
両定着ローラーの表面温度を検出して両加熱手段を各々
独立に制御する形式のものがあり、第３には定着ローラ
ーとこれに圧接してトナー像を定着する加圧ローラーと
、この定着ローラーに接触して定着ローラーを加熱する
加熱ローラーからなる定着装置において、上記定着ロー
ラーの表面温度を検出して定着ローラー及び加熱ローラ
ーに設けられた加熱手段を同時に制御する形式のもの等
が考えられている。

第１の形式のものにあっては、Ａサイズのような狭巾の
シートを連続してローラー間に通紙した時のローラ一端
部の温度上昇を防止しようとするものであるが、一般的
に加熱ローラ一対でトナー像の定着を効率的にかつ良好
に行なうには、定着ローラー及び加圧ローラーが各々適
正な温度に維持されていなければならない。

しかし、本形式のように定着ローラーのみを均一に温度
制御しても、加圧ローラーの温度制御を行なっていない
ので、ローラー間にシートが介在して定着ローラー加圧
ローラーへの熱の伝導を遮断してしまうことになって、
加圧ローラーの中央部の温度が低下し、良好な定着を行
なえなくなる恐れがある。

しかし加圧ローラーに定着ローラーと同様の加熱手段、
温度検出素子を設けると非常に高価なものになってしま
う。

次に第２の形式のものにあっては、単に上下ローラーの
温度制御を行なっているにすぎない為、ローラ一端部の
温度上昇が生じ、端部でホットオフセット等の現体が生
じ好ましくない。

第３の形式のものは、耐熱性弾性体例えばシリコンゴム
のようなものを表面に有する定着ローラーは、熱変化に
対する応答が悪く、従ってこの表面に外部から熱を供給
するとしているものであるが、これも第２の形式のもの
と同様ローラ一端部の温度上昇を防止することは出来な
いし、加圧ローラーの中央部表面温度低下により定着不
良を起こしてしまうことになる。

本発明の目的は、従来の欠点を解消するとともに比較的
簡単な温度制御方式を採用して良好な定着を行なわせる
安価な定着装置を提供するものである。

以下、本発明を図面を参照して説明することにする。

第１図に示すように、１対の定着ローラー１．２が互い
に圧接して上下に並置され、図示矢印方向へ回動駆動さ
れている。

定着ローラー１は金属円筒３の外表面にテフロンのよう
なオフセット防止の薄い被覆４が形成されており、内部
には２つのヒーター５，６が配置されている。

一方のヒーター５は、定着ローラー１の中央部を、他方
のヒーター６はその端部をそれぞれ加熱するようになっ
ている。

定着ローラー２は金属円筒７の表面にシリコンゴムのよ
うな熱絶縁性弾性体層８が形成されており、この熱絶縁
性弾性体層８を加熱するヒーター９，１０がローラー外
部に設けられている。

ヒーター９は定着ローラー２の中央部をヒーター１０は
その端部をそれぞれ加熱するようになっている。

ヒーター９，１０は、上記熱絶縁弾性体層８が薄い場合
には、ローラー内部に、もうけたほうが効率がよい。

このｌ対の定着ローラー１，２のうち熱伝導性の良い方
の定着ローラー１は温度検知素子、例えばサーミスタ１
１，１２が表面に当接されており、その表面温度が検知
される。

サーミスタ１１，１２は定着ローラー１内のヒーター５
，６の位置に対応して設けられる。

即ちサーミスタ１１は定着ローラー１の中央部に、サー
ミスタ１２は定着ローラー１の端部にそれぞれ当接され
ている。

制御装置１３はサーミスタ１１の出力に応じてヒーター
５，９を同時に制御し、例えばサーミスタ１１の出力を
設定値と比較してその出力でヒーター５，９をオンオフ
制御し定着ローラー１，２の中央部の表面温度が設定温
度の約１８０℃になるように温度制御を行なう。

一方、制御装置１４もサーミスタ１２の出力に応じて、
ヒーター６．１０を同時に制御し、定着ローラー１，２
の端部の表面温度が設定温度の約１８０℃になるように
温度制御を行なう。

トナー像の形成された複写紙１５は定着ローラー１，２
０間を通されて加熱されトナーを複写紙１５に永久的に
定着する。

このような複写機の定着装置にあっては定着ローラー１
，２の中央部が両方共にヒーター５，９で加熱され、か
つ定着ローラー１，２の端部も両方共にヒーター６．１
０で加熱されるので、通紙時に定着ローラー１，２０表
面温度の降下が少ない。

１対の定着ローラー１，２のうちオフセット防止の薄層
４を有する定着ローラー１は熱伝導性が良いので、通紙
時複写紙１５によって熱が奪われ、直ちに表面温度低下
を起こす。

そこで、この定着ローラー１の中央部と端部の両方をサ
ーミスタ１１，１２で検出する。

第２図に示すように、定着ローラー１内に設けられたヒ
ーター５は、使用される複写紙１５の狭巾、例えばＡサ
イズに対応した部分Ａが発熱するように構成されており
、一方、ヒーター６はヒータ−５０発熱部分を除いた部
分Ｘが発熱するように構成されている。

サーミスタ１１は定着ローラー１の中央部分であるＡ部
分の表面温度を検出するよう配置されており、サーミス
タ１２は定着ローラ一端部であるＸ部分の表面温度を検
出するよう配置されている。

第１図において、定着ローラー２の外表面を加熱するヒ
ーター９，１０もヒーター５，６と同じように、ヒータ
ー９は定着ローラー２のＡ部分は、ヒーター１０は定着
ローラー２のＸ部分をそれぞれ加熱するように構成され
ている。

このヒーター９゜１０は赤外線ランプでもよいし、十分
加熱された熱ローラーを定着ローラー２に圧接させるも
のでもよい。

また、ヒーター９，１０は定着ローラー２の内部に設け
てもよい。

次に加熱装置の動作について説明すると、時期状態に於
ては、ヒーター５，６，９．１０は全てオンしておりサ
ーミスタ１１，１２により定着ローラー１，２０表面を
一定温度に維持するが定着ローラー１，２の軸から熱が
逃げるため端部ヒーター６．１００オン、オフ回数は多
くなる。

Ａサイズの如き狭巾の複写紙が連続して定着ローラー１
．２間に通紙されると、中央部ヒーター５，９０オン、
オフ回数が多くなる。

Ｂサイズの如き広巾の複写紙の場合は、全てのヒーター
のオン、オフの回数が多くなる。

このように熱伝導性の悪い定着ローラー２を加熱するに
もかかわらず、熱伝導性の良い定着ローラー１の表面温
度を検出して制御しているので、ヒーター５，９及び６
，１０は各々独立に短かい周期で制御され、その温度制
御幅は５〜１０℃と小さく、かつ定着ローラー１，２０
表面温度は均一化され定着特性が良くなる。

第３図は本発明の他の実施例を示すものであり、この実
施例では、１対の定着ローラー１６，１７は図示矢印方
向へ回転駆動されていて、上部定着ローラー１６は金属
円筒１８上にシリコンゴムの如き熱絶縁性弾性体層１９
が形成されており、下部定着ローラー１７は金属円筒２
０上にテフロンの如きオフセット防止の薄い被覆２１が
形成されている。

なお、下部定着ローラー１７は金属表面であっても差し
支えない。

上部定着ローラー１６の外表面を加熱するヒーター２２
，２３がローラー外部に設けられており、ヒーター２２
は定着ローラー１６の中央部を、ヒーター２３は端部を
それぞれ加熱するように構成されている。

ヒーター２２．２３は熱絶縁性弾性体層１９が薄い場合
には、ローラー内部に設けたほうが効率がよい。

一方、定着ローラー１７の内部にはヒーター２４゜２５
が設けられ、ヒーター２４は定着ローラー１７の中央部
を、ヒーター２５は端部をそれぞれ加熱するように構成
されている。

熱伝導性の良い定着ローラー１７０表面には温度検知素
子、例えばサーミスタ２６．２７が当接されており、表
面の温度を検出する。

サーミスタ２６は定着ローラー１７の中央部の温度を、
サーミスタ２Ｔは端部の温度をそれぞれ検出する。

制御装置２８はサーミスタ２６の出力に応じてヒーター
２２，２４を同時に制御し、制御装置２９はサーミスタ
２７の出力に応じてヒーター２３，２５を同時に制御し
、定着ローラー１６，１７０表面温度を設定温度になる
ように温度制御を行なう。

加熱装置の動作については第１図に示した実施例の装置
と同じである。

なお、トナー像と接触する側の定着ローラー１゜１６に
は、定着時トナーがオフセットするのを防止するため公
知のオフセット防止液体を、例えばシリコンオイルを供
給する手段を設けてもよく、第３図に示す実施例にあっ
てはシリコンゴムのような吸液性物質であれば、それに
オフセット防止液を含浸させてもよい。

また、１対の定着ローラーの構成については、上述の実
施例に限定されず、例えば少なくとも一方が熱伝導性の
良い定着ローラーを有するものであればよく、本発明の
精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

さらに、中央部基準の給紙装置付の複写機について説明
したが、異なるサイズの複写紙の一方の側縁を揃えて給
紙を行う片側基準を採用する複写機の定着装置にも適当
な修正を施して実施出来ることはもちろんである。

以上のように本発明によれば１対の定着ローラーをそれ
ぞれヒーターで加熱するので通紙時に定着ローラーの温
度降下が少なく、しかも熱伝導性の良い方の定着ローラ
ーの温度を検出して、上下定着ローラーを加熱するヒー
ターを同時に制御するので温度制御系の感度を高くする
ことが出来、従って温度制御幅が小さくなり、さらに上
下定着ローラーとも中央部と端部をそれぞれ独立に分担
して加熱するヒーターを有し、かつ中央部を加熱する両
ヒーターは常に同時に作動し、また端部を加熱する両ヒ
ーターも同様に常に同時に作動するので、時期時、連続
通紙時に一列の定着ローラーの表面を均一に一定温度に
維持することが出来、複写紙のシワ発生、定着ローラ一
端部での未定着又はオフセット等を防止することができ
サーミスタを２つ用いるだけで済むので、比較的簡単な
温度制御方式であり経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である加熱定着装置の断面図、
第２図は第１図の実施例の上部定着ローラーの断面図、
第３図は本発明の他の実施例である加熱定着装置の断面
図である。 １．２・・・・・・定着ローラー ３，７・・・・・・
金属円筒、５．６，９，１０・・・・・・ヒーター、１
１，１２・・・・・・サーミスタ、１３，１４・・・・
・・制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱された表面を有する第１定着ローラーと、第１
   定着ローラーの中央部を加熱する第１加熱手段と、第１
   定着ローラーの端部を加熱する第２加熱手段と、上記第
   １定着ローラーよりも熱伝導性が良（かつ第１定着ロー
   ラーと互いに圧接して複写紙上のトナー像を定着する加
   熱された表面を有する第２定着ローラーと、第２定着ロ
   ーラーの中央部を加熱する第３加熱手段と、第２定着ロ
   ーラーの端部を加熱する第４加熱手段と、上記第２定着
   ローラーの中央部の温度を検出する第１温度検出手段と
   、上記第２定着ローラーの端部の温度を検出する第２温
   度検出手段とを有し上記第１温度検出手段によって第１
   加熱手段及び第３加熱手段を同時制御し、上記第２温度
   検出手段によって第２加熱手段及び第４加熱手段を同時
   制御することを特徴とする複写機における加熱定着装置
   。 ２ 第１定着ローラー表面は熱絶縁性弾性体よりなり、
   第２定着ローラー表面は金属より構成されていることを
   特徴とする第１項記載の複写機における加熱定着装置。 ３ 第１加熱手段及び第２加熱手段は第１定着ローラー
   の外部に設けられており、第３加熱手段及び第４加熱手
   段は第２定着ローラー内部に設けられていることを特徴
   とする第１項記載の複写機における加熱定着装置。