JPS6140991B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電記録装置や電子写真装置の定着装
置に関する。

従来電子写真装置などに使用されている定着装
置としてはトナーを熱により溶融させるものや、
圧力により圧着させるもの等が知られている。圧
力によるものは用紙が変形したり定着が完全では
ない等の問題点があり、一般には前者の熱による
ものが多い。この熱によるものは、トナーに熱を
与える方法として熱伝導、輻射、対流（熱風）等
が知られている。この内効率の点では、伝導によ
るものが最もすぐれており、高速記録装置ではこ
の方法が多く使用されている。この型の定着装置
としては、トナーに直接熱ローラーを接触させる
ものと、記録紙を通して熱を与えるものとがあ
る。この直接熱ローラを接触させるものは、熱効
率の点で最も良いものと考えられるが、トナー像
が熱ローラにオフセツトして記録に汚れを生じた
りすることがあり、これをさけるためトナーやロ
ーラの材質等に制約が多く、熱ローラの耐久性に
も問題がある。一方記録紙に熱を加える方法は効
率の点で多少劣るが、熱板に直接トナー像が接触
しないためトナー像がオフセツトしたり、乱れた
りすることはない。

しかし、高速になると紙に接触する時間が短く
なるため熱板を大型にしたり、温度を高くしたり
する必要があつた。しかし温度を高くすると記録
紙が焦げたり、紙送りにトラブルが生じた場合等
に発火の危険性もでてくる等の問題点があつた。

従来用いられているように熱板に熱源が均一に
分布されている場合には、第１図ａに示すように
熱板の各部に均一な熱が供給されるため定着を行
なつているときの熱板の紙送り方向に対する温度
分布は第１図ｂに示すように、紙の入口側が低く
なつてしまう。

このような熱板の温度を制御する場合、記録紙
の焦げ等の制約より熱板の最高温度に制限がある
ため、熱板の紙の出口部分の温度を検出器により
検出して熱源を制御しなければならない。

従つてこのような熱板では、入口側の温度が低
くなつてしまうため定着に要する時間が長くなり
接触時間を長くするため熱板を大きくしなければ
ならない等の欠点があつた。

本発明の目的は上記欠点を除き、熱板の温度を
上げることなく小型でも十分定着することのでき
る定着装置を提供することにある。

本発明によれば、記録紙に接触させて前記記録
紙に熱を与える熱板と、前記熱板に熱を供給する
熱源と、前記熱板の温度を検出する検出手段と、
前記検出手段からの情報により前記熱源を制御し
て熱板の温度を所定の範囲に制御する熱源制御手
段とを有し、前記記録紙上に形成したトナー像を
定着するため、前記記録紙のトナー像を形成して
いない側を前記熱板に接触させながら一定速度で
送ることにより前記トナー像を溶融させて前記記
録紙に固定する定着装置において、定着時におけ
る熱板の温度の分布がほぼ均一になるようにする
ため、前記熱板の前記記録紙の送り方向に対し、
前記熱源から前記熱板へ供給する熱流の密度に前
記熱板の前記記録紙の入口側から出口側に漸次減
少するような分布を持たせるようにしたことを特
徴とする定着装置が得られる。

以下本発明について図面を参照しながら詳細な
説明を行なう。

本発明による定着装置は定着時における熱板の
温度を均一にすることにより熱板を小型すること
が可能となつた。定着時に熱板の温度を均一にす
るには、熱板に与える熱流の密度に記録紙の送り
方向に対し、第２図に示すように入口側から出口
側に漸次減少するような分布を持たせることが必
要で、指数関数的に減少するような分布が最も良
い。このような分布にすることにより、均一な分
布を行なつた熱板に比べ、紙の入口側に供給する
熱の密度が高いため紙の温度上昇が速く、短時間
でトナーを定着するに必要な温度に上昇させるこ
とができる。またこのときの熱板の温度は、温度
検出器により検出されこれにより熱源を制御し所
定の温度に保持される。これにより熱板の温度は
従来と同程度であり、かつ小型の定着装置が得ら
れる。

第３図は、本発明による定着装置の一実施例を
説明するための概略図であり、熱板の下から見た
図である。この定着装置は、熱板１と、シースヒ
ータ等の熱源２と、サーシスター等の温度検出器
３、と熱源を制御する制御部４とからなる。ここ
でシースヒータは単位長さ当りの発熱量が各部で
一定であるものを使用する。このとき熱板に与え
る熱流の密度は実効的に第２図に示したように分
布するには、第３図に示したようにシースヒータ
の間隔を指数関数的に紙の入口側より漸次広げて
行くように配置すればよい。また温度検出器を、
熱板の紙の入口側に配置することにより、定着を
行なわない間も熱板の温度が所定の温度より上昇
することを防ぐことができる。

また熱板に与える熱流の密度が実効的に第２図
に示したような分布になるためのその他の例とし
て、第４図のように熱板の紙の送り方向に垂直に
複数個のヒータ５〜１０を並べて配置し、各ヒー
タの容量を紙の入口側より各ヒータの入口からの
距離に対し指数関数的に小さくなるように設定す
るものがある。また、ヒータの容量とヒータの間
隔を変えることを組合せることによつて第２図に
示すような熱流分布を得ることは当然可能であ
る。このように配置したヒータは検出器と制御部
とにより並列に駆動される。

以上に説明を行なつた定着装置は、連続的に定
着を行なう場合には、特に問題はないが、間欠的
に定着を行なう場合、問題が生じる場合がある。
これは第２図に示した熱流分布は、記録紙が所定
の速さで熱板に送り込まれたときに熱板の温度が
各部一定となるが、定着を行なわない場合、紙が
送り込まれないと入口側の熱流が大きいため熱板
の入口側は出口側より温度が高くなつてしまう。
そのため温度検出器を入口側に配置すると出口側
の温度が低下してしまい、定着の初期において定
着不良となることがあり、逆に温度検出器を出口
側に配置すると入口側の温度が高くなり、記録紙
の焦げ等の問題が生じる。これらを解決したもの
が次に示す第２の実施例である。この実施例では
熱板の紙の送り方向に対し実効的に均一な熱流の
分布を持たせた熱源Ａと、紙の入口側から出口側
に漸次減少するような熱流の分布を持たせた熱源
Ｂとの２つのブロツクに分け、定着を行なつてい
ないときには、熱源Ａのみにより熱板の温度を一
定に保ち、定着を行なわないときには、熱源Ａと
熱源Ｂ又は、熱源Ｂのみにて定着を行なうように
する。このようにすることにより熱板の温度は定
着時も、非定着時も常に一定の温度に保つことが
可能となる。この場合、熱源の制御は、熱源と
熱源とを独立した検出器および制御手段を用い
て独立に駆動してもまた、一つの検出器および制
御手段により熱源および熱源を並列に駆動し
てもよい。そして、定着を行なつているか非かを
検出する手段により定着時には熱源にパワーを
供給し、非定着時にはパワーを断つように制御す
る。

以上の説明において熱源からの熱流の密度の分
布として実効的に指数関数に近いものについて説
明したが、特にこれに制約されることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は均一に熱源が配置されている場合の熱
流の密度分布ａおよび温度分布ｂを示した図、第
２図は本発明の熱流の密度分布の一つの例を示し
た図、第３図は本発明による定着装置の一実施例
を説明するための概略図、第４図は熱源の配置の
一つの実施例を示した図である。 なお図において１は熱板、２はシースヒータ、
３は温度検出器、４は制御部、５，６，７，８，
９，１０はヒータである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録紙に接触させて前記記録紙に熱を与える
   熱板と、前記熱板に熱を供給する熱源と、前記熱
   板の温度を検出する検出手段と、前記検出手段か
   らの情報により前記熱源を制御して熱板の温度を
   所定の範囲に制御する熱源制御手段とを有し、前
   記記録紙上に形成したトナー像を定着するため、
   前記記録紙のトナー像を形成していない側を前記
   熱板に接触させながら一定速度で送ることにより
   前記トナー像を溶融させて前記記録紙に固定する
   定着装置において、前記熱板の前記記録紙の送り
   方向に対し、前記熱源から前記熱板へ供給する熱
   流の密度に前記熱板の前記記録紙の入口側から出
   口側に漸次減少するような分布を持たせるように
   したことを特徴とする定着装置。 ２ 熱板の記録紙の送り方向に対し、前記熱源か
   ら前記熱板へ供給する熱流の密度に前記記録紙の
   入口側から出口側に漸次減少するような所定の分
   布を持たせた熱源と、前記熱板に実効的に均一
   な熱を与えるような熱源とを備え、定着を行な
   わないときには前記熱源のみを使用して前記熱
   板の温度を一定に保ち、定着を行なうときには熱
   源をまたは熱源と熱源とを使用するように
   した上記特許請求の範囲第１項記載の定着装置。