JPS5868770A - 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に関す
る。

一般に熱定着ローラば、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
、十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、コ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スイッチを押すと、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
る。この様に、駆動用モータの同転をなるだけ、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ぬである。

ここで、熱定着ローラは、上ローラに温度検出手段が設
けも力、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
されるものであるが、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。

熱定着ローラは、前述した様に、」−下２個の「」−ラ
の内上口〜う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、ヒーターから上目−ラ、そして主と
１．て上ローラと下ローラとの接触部から、下［Ｊ−ラ
へと伝達さね、る。しかしながら、いずれのローラもレ
ディーランプＯＮＲまで回転しないことから、」二記接
触部は常に同じ部分となる。よって、上ローラが所定の
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ぃ／、６
．この状態で、プリントスイッチを押して、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。このとき、所定の温度に立上が
っている上ローラが、はぼ周囲温度に等しい下ローラと
接触するため、−１−ロー＝う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ｆｄ浦ｆ）
　ｉｉ：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ば１丁能である。

しか１−１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、上記ヒーターへの、入力を可能な限
り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
汎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応々にしてあった。そのため、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ｊＦｎ過しても、トナー像の定着は不完全な
ものとなった。

本発明は十記欠へ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＠電圧が低い３局合においても
、レゾフィーランプ点燈以前即ち、複写可能状態以前に
上記熱定着用ローラを回転させて下（圧接）ローラを予
め暖めておくことを特徴とするものである。寸だ、本発
明は複写可能となる以前に月−接ローラを予熱しておく
たけでなく、複写可能（・て設定された後、所定時間ｔ
７以上に複写間隔があくと一定時間ｔ２又は−定回数ロ
ーラを回転させて、圧接ローラの温度低下をできるだけ
押えることを特徴とするものである。

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２１に′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、上部ローラ１は内部にヒータ
２を設けた熱ローラ、下部ローラ３は熱ローラ１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１，３にて熱定着ローラを構成している０ローラ１，
３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１゜３間に挾″！、：ｒｌ−１上面に形成さ
れたトナー像５が熱ローラ１の熱により定着される。上
記ローラ１゜３け、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１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Ｔ、（１８
０℃）に対する本発明のローラ１゜３の駆動制御を行う
ものである。図中６は第１図に示す熱ローラ１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る。サーミスタ６は抵抗Ｒ３と直列
接続され、接地部との間に電圧十Ｖが供給されている。

このサーミスタ６（抵抗Ｒ４）と抵抗Ｒ３との直列接続
回路に対し、並列に抵抗Ｒ＋　、Ｒ２を接続している。

又、符号７は熱ローラ１を設定温度Ｔ１に保つためのコ
ンパレータであって、−側端子に設定温度Ｔ、（１，８
０℃）の基準値である抵抗Ｒ１ている。又、コンパレー
タ７の−１−側端子に、サー供給される。ここで、例え
ば設定温度１８０℃以Ｒ３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″に
反転する。

つｔす、設定温度Ｔ、以下であればコンパレータ７の出
力は”　Ｔ（”である。

このコンパレータ７の出力は、フリップフロッグ８のセ
ット入力端子に供給されており、フリップ７０．プ８は
上層コンパレータ７の出力が′Ｌ″の時にセットされる
。フリップフロップ８のリセット入力姑子（では、複写
機の電源投入（てより出力さ］几るイニシャルリセット
信号１．Ｒが供給される。このフリップフロップ８のリ
セノ）・出力Ｑば、３人力オアゲー１・９を介してトラ
ンジスタ１０のベース（・て供給されている。１トラン
ジスタ１０は、メインモータＭを回転させるためのメイ
ンモータリレー１１に電圧十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］０のベースが
ゝＨ〃となれば、トランジスタ１０は導通し、リレー１
１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。

又、フリップ７０ノブ８のセット出力Ｑば、２人カアン
ドゲート１２の１つの入力端子に供給されている。上記
アンドゲート１２の出力は、オアケ−ト１１を介してト
ランジスタ１３をスイッチングする。このトランジスタ
１３ば、レディー状態（複写可能状態）を示すランプ１
４を点滅駆動するもので、ＯＮｆればレディーランプ１
４が点燈される。

上記コンパレータ７の出力ばトランジスタ１５０ベース
に供給されており、ヒーター制御回路１６を駆動する。

コンパレータ７の出力がＨ′″、即ち設定温度Ｔ＋（１
，８０℃）以下であれば、ヒーター制御回路１７は電圧
十■が供給され、熱ローラ１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１の温度を上層させ、
設定温度に達すれはヒーター２への電力供給を停止する
。上記アンドゲート１２の他の入力端子には、複写二「
程制御回路１７からのモータ駆動信−弓ａが供給され。

ている、複写工程制御回路］７は、プリントスイッチ１
８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１）　（”Ｈ”　）を出力する。この
複写工程制御回路１７は、シリンドスイッチ］８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
−）状態、即ち熱ローラ１が設定温度Ｔ１に達していな
ければ、複写制御を実行することはない。

更にオアゲート９のもう一つの入力端子にはタイマー回
路１９からの時間信号が入力されている。

タイマー回路１９は、セット入力端子（Ｓ）にアンドタ
ート】２からのゲート出力が供給され、リセット入力端
子（Ｒ）にアンドゲート１２からのゲ−１・出力がイン
バータ２０及びオアゲート２１を介して供給されている
Ｏ」：記オアゲ−！・２１の他の入力端子には、複写機
本体への電源投入により出力されるイニシャルリセット
信号ＸＲ，が加えられてｂる。タイマー回路１９は、リ
セット入力端子に”　Ｈ”信号が加えられると、その出
力が”　Ｌ　”となり、セット入力端子に”　Ｈ”信号
が加えられると、”　Ｈ”信−弓が入力された時点より
り。

時間、その出力が”　ｒ、　”となり、ｔ７時間後にそ
の出力がｔ２時間”　Ｈ”となる。つまり、タイマー回
路１９は、セットされると時間をカウント１−１出力が
セットされた時点より４１時間”　ｒ、　”、ｔ１時間
後に反転しｔ２時間”　ＪＴ　”となり、リセットされ
るまでこれを繰り返えす。上記ｔ、及びｔ２の時間は、
悪条件下において圧接ローラ３が熱ローラ１の熱を奪い
、定着不良を生じることのない時間に設定され、例えば
実験結果等に基いて設定すればよい○ 上述の回路構成において、複写機本体の主電源を０Ｎ−
ｆｔｔばそれに伴ないイニシャルリセット信”ｉ　Ｌ　
Ｒ８（”　Ｈ”　）が出力され、フリップフロップ８が
リセットされる。父、同時にタイマー回路１９もリセッ
トされる。フリップフロップ８はリセノトされることで
、このリセット出力Ｑをアントゲ−１・９の１つの入力
端子に供給している。この電源０）ＮＫ伴ない、コンパ
レータ７の出力は”　Ｈ”となり、コンパレータ７とヒ
ータ制御回路１６にて熱ローラ１のヒーター２に電力が
供給され、熱ローラ１が設定温度Ｔ、に保つための温度
制御が行われる。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Ｑ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。この回転により熱ローラ１ば、徐々に温度が上
層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Ｔ、に達すれば、
コンパレータ７の出力がゝＪ（“からゞゝＬ″に反転し
、フリップフロップ８はセットされる○フリ、プフロッ
プ８がセットされることで、そのセット出力Ｑがアンド
ゲート１２を介してｌ・ラン燈させ、複写可能状態を表
示する。この時、リセット出力ＱがゝゝＨ“からゝゝＬ
″に反転することで、トランジスタ１０が非導通状態と
寿り、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３の回転を停止させる０又、コンパレ〜り
７の出力がゝゝＬ“となることで、ヒーター制御回路１
Ｇにてヒーター２の駆動を停止する。つ寸り、熱ローラ
１を設定温度Ｔ１に維持するための制御が実行される。

」二連の状態で、プリントスイッチ１８を操作すれば、
複写工程制御回路１７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。これにより、熱ローラ１及び
圧接ローラ３が回転され、複写紙４ｊ−のトナー像を定
着す２）。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、全体が十分予熱されてい
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
１６にて低温度条件又は低電圧条件下においても設定温
度Ｔ１を常に維持できる。

一方、フリップフロップ８がセットされれば、アンドゲ
ート１２が動作状態と々っており、プリントスイッチ１
８等を操作しなければ、タイマー回路】９が七ノドされ
る。このタイマー回路１９は、セットされた時点よりｔ
１時間、その出力が”　ｒ、　”でありメインモータリ
レー１１に通電されることはない○そしてｔ３時間後、
タイマー回路１９の出力が”　Ｈ”に反転し、メインモ
ータが駆動され熱定着ローラ１が回転される。この時の
回転時間は、・タイマー回路１９の出力が”　Ｈ”なる
ｔ２時間である。これは　複写機が複写可能状態（て設
５１＝された時て、複写間隔が相当の期間になれば、１
−［化ローラ３の温度が低下し、その後、複写を開始し
７た時に熱ローラ１の熱が圧接ローラ３に奪われるのを
防止１〜ている。従って、複写可能な状態が設定されて
、複写操作が実行されなければ、熱定着ローラば、タイ
マー回路１９から１．．１２２時間内出力される”　Ｌ
　”　、　”　Ｈ”に伴なって繰り返し駆動される。そ
して、プリントスイッチ１８が操作されると、タイマー
回路１つはり七ノドされ、熱定着ローラは複写工程制御
回路］７からの駆動信号に従って駆動さね、る。

又、タイマー回路１９がセットされ、ｔｌ　時間内にプ
リントスイッチ１８等を操作すればアンドゲート１２が
閉じ、タイマー回路１９はリセットされる。従って、ｔ
１時間内にプリントスイッチ１８を操作すれば、熱定着
ローラは回転することなく、複写工程制御回路１７にて
駆動される。

尚、タイマー回路１９がセットされｔ７時間後にその出
力が”　Ｈ”に反転し、これによりメインモータＭがｔ
２時間駆動されるが、熱定着ローラの回転数をカウント
し、一定回転数後にメインモータＭの駆動を停止させろ
構成でもよい。

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、複写可能々状態
部ち、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○つ捷り、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′Ｉ］５るため、
熱ローラ１の立上がり時間が長くなる。才だ、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、鳴音も無視てき々いものであろう。さらに、複写ｉ
（（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−）た０ 複写機を使用する上で、−１＝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Ｔ
１よりも低いある温度Ｔ２（１６０℃）を上ＲＬザーベ
、スタで検知した時点より熱定着ローラを回ＩＬ、、さ
せるものである。、第３図において第２１’２１．と同
一；：ｉ＋分は同一符号で示しており、その説明は省略
する。抵抗１’＋＋ｒ２は第２図で示す抵抗Ｒ７に対応
するもので、コンパレータ７の一側でいる。

又、コンパレータ２２は熱ローラ１の表面温度が例えば
１６０℃（Ｔ２）に達すね、ば、出力をゞＬ／Ｉから＼
＼Ｈ″（て反転するもので、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２２の庁るように各抵
抗を設定すればよい。このコンパレータ２２の出力はア
ンドゲート２３の一方の入力端子に供給されている。ア
ンドゲート２３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Ｑが供給されている。このアントゲ−１
・２３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１０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がす七ノドされ、タイマー回路１
９もリセットされる。又、コンパレータ７は熱ローラ１
の温度が設定温度Ｔ、に達していないことから、その出
力がゝ＼Ｈ“であって、ヒーター制御回路１６にてヒー
ター２は駆動され熱ローラ１を加熱する〇−一方ンパレ
ータ２２は温度Ｔ２に達しなければ、その出力が＼＼Ｌ
　／′であることから、メインモータリレー１１は通電
されず、メインモータは回転されない０つ才り、電源Ｏ
Ｎ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にて熱量〜う１が加熱され、温度Ｔ
２を越えれば、コンパレータ２２の出力はゝ＼Ｈ“とな
り、電源ＯＮ時にリセットされたフリップ７０ツブ８の
リセット出力Ｑが″”Ｈ“であることから、アンドゲー
ト２３が開くＯそのため、トランジスタ１０が導通しリ
レー１１が通電さ力５、メインモータＭが駆動される。

従って、熱ローラ１及び圧接ローラ３が温度Ｔ２（１６
０℃）に達すれば、回転する。この時、圧接ローラ３が
回転することで、熱ローラ１の熱が圧接ローラ３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１の温度がＴ１に達すれ
ば、メインモータＭの回転が停止し、ローラ］　、３０
回転が止まる。又、レディーランプ１４が点燈され、複
写可能な状態が表示される。

これにより、プリントスイッチ１８を押圧すると複写Ｔ
程制御御回路１７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１，３を回転させず、
温度Ｔ２を越えれば回転させており、ロー＝う１，３が
回転する時間か短かく、耐久性、騒音等を極力解消でき
る。又、同化［−だトナーは溶融し、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
側に奪われろ熱量も少なく、設定温度Ｔ１に達する＼ｒ
ち−１−かり時間を句かくできる。この場合、第２図に
比べ圧接ローラ３の予熱温度は低く在るものの、マルチ
コピ−等を行−）でも、熱「１−ラ１が圧接ローラ３［
奪わ）ｔろ熱ｍも少なく、熱ローラ１の急激な温度低下
（寸ない。ｒ・ｒ−・て、設定温度Ｔ１よりある程度の
隔たりをも−）で温度Ｔ２を設定し、こ′ｉ″Ｌにまり
ローラ］、３を回転させておれば、温度Ｔ、近傍あるい
は定着可能下限温度以−［−に、複写時に使用でき得る
電力でも−・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３図においても、第２図同様、フリップ７０ノブ８が
セットされると、タイマー回路１９がセットされ、この
セット時からｔ７時間内に複写操作が行われなければ、
メインモータリレー１１が通電され、圧接ローラ３の温
度低下を押えるためにローラ１，３が回転される。

以上説明した様に本発明の熱定着ローラにより。

ば、電（ｊ小投入と共に両ローラを回転させろか、又は
設定温度Ｔ、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、複写時に目抜ローラに奪われる
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Ｔ、の温度制御を容易に行うことができると共に複
写可能時に複写間隔が一定時間（ｔｌ）以上あくとロー
ラを回転させ、圧接ローラの温度低下を押えており常に
安定した定着を望める。

【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ための一１具体例を示す回路
構成図、第３図は本発明を実施するための他の具体例を
示す回路構成図である。。 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ｉ’
ｒ［出用コンパレータ、１１　メインモータリレー、１
４　レティーラング、１６　ヒーター制御回路、１７　
複写工程制御回路、１９タイマ一回路、２２　温度Ｔ２
検出用コンパレータ０ 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ｉｌ、る圧接ローラとから成る熱定着ローラ（でおい
   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
   上言已熱源を駆動制御する温度制御回路と、上記両ロー
   ラを駆動する駆動手段と、複写可能時に複写間隔が所定
   時間経過すれば上記駆動手段を介して両ローラを一定時
   間又は一定回数駆動する制御回路とを備えたことを特徴
   とする熱定着ローラ。 ２　上記駆動手段は複写可能になる以前に予め熱定着ロ
   ーラを回転させると共に熱ローラの設定温度に基く信号
   により回転を停止ｌ−，させるローラ駆動制御回路を備
   えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項の熱定着ロ
   ーラ０ ３　上記ローラ１駆動制御回路は、電蝕投入を検知して
   ローラを駆動することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の熱定着ローラ。 ４　上記ローラ駆動制御回路は、熱ローラの設定温度よ
   り多少低い温度検知に基き、ローラを駆動することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の熱定着ローラ。