JPH03221983A - 画像形成装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、発熱部材によって未定着画像を加熱定着する
定着手段を有する複写機、レーザビームプリンタ等の画
像形成装置に関する。

［従来の技術］ 画像形成装置、特に、カールソン電子写真プロセスにて
形成された可視画像を転写材に転写するとともに、定着
手段によって上記可視画像の転写を受けた転写材に対す
る上記可視画像の画像定着を行なって画像形成する電子
写真複写装置にあっては、上記可視画像の転写材に対す
る定着性の向上を図り、上記定着手段を構成している定
着ローラの寿命を延ばすとともに、装置内部の昇温を防
止するために数々の対策か施されている。例えば、−」
二記定着手段を構成している定着ローラの温度値データ
として、画像定着か可能な第二の温度値データすなわち
定着温度値データと、上記定着温度値よりも低くかつ転
写材か上記装置に供給ざわてから１１記定着手段に到達
するまての間に、」−記定着温度値にまで立ち−１−が
ることか可能な温度領域内に設定されている第一一の温
度値データとの二種の温度値データを持ち、−上記カー
ルソン電子４具プロセス、転写プロセス等がら成る画像
形成のプロセスにおいて、−上記定着ローラの温度が上
記第一の温度値に到達した時点て、」二記定着ローラの
回転駆動を開始することかてきるようになっているもの
か挙げられる。このような画像形成装置においては、定
着ローラのヒータに通電する交流を、電源投入直後から
定着ローラ表面か第一の設定温度、さらに定着温度に達
して転写材が通紙されるまて、常に全波の連続通電とし
ていた。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、上記従来例においては、連続的に通紙か
行なわれた場合に定着ローラ表面の熱か外部に奪われに
くくなり定着ローラ表面は定着温度を超えてしまうとい
う問題かあった。

そこでこのプリント時の定着ローラの温度リップルをお
さえ、過昇温を防止するためにヒータに通電される交流
の波形を半波にしてヒータ電力を低くすることにより、
急激な温度変化をなくす手法か提案された。しかしなが
らこの手法によると、駆動電源投入後の初期の枚数の画
像において電力が不足するために定着性か悪くなること
か判明した。特に約りＯ℃〜２０°Ｃ程度の低温度環境
下においてこの現象は顕著に現われた。

つまり、駆動電源投入後の初期の状態では、第１１図に
示すように加圧ローラは定着ローラから遠い斜線部での
温度か室温に近く低くなっており、さらに転写材である
コピー紙の温度も室温近く低くなっているため、定着装
置が駆動して転写材か定着装置に送られてくると定着ロ
ーラは熱を加圧ローラ及び転写材に奪われ、非通紙時に
おいて第１２図のように、破線て示される理想とされる
温度上昇曲線における場合よりも、定着温度に達成する
時間か長くかかり、さらにこのような定着温度に達して
いない状態て転写材か通紙されると、第１３図に示すよ
うに通紙によって定着ローラの温度もかなり下かって定
着不良が生していたものである。

本発明は、Ｅ記問題を解決し、駆動電源投入後の初期状
態における定着性を確保しつつ、連続通紙において過昇
温することのない画像形成装置を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば上記目的は、 商用電源の電圧を印加して発熱させる発熱部材を有して
、転写材−七の未定着画像を加熱定着せしめる定着ロー
ラを備えた画像形成装置において、上記定着ローラの温
度を検知する温度検知手段と、上記発熱部材に印加され
る商用電源からの電力を位相制御することにより、上記
定着ローラの温度を制御する位相制御手段とを有し、該
位相制御手段は、待機中の定着ローラの温度を定着に必
要な定着最低温度よりも所定値だけ低い温度に設定され
た待機温度たる第一の設定温度てｍ持し、また、定着中
の定着σ−ラの温度を上記定着最低温度と、該定着最低
温度よりも所定値だけ高い温度の第二の設定温度との間
に保つように設定され 一上記第−の設定温度て維持するとき、及び−上記定着
最低温度と上記第二の設定温度の間に保っときは電源投
入時の電力よりも少ない電力をＬ配充８部材に供給し、
また、定着中に上記定着最低温度よりも低い温度となっ
たときは、少なくとも該定着最低温度を超えるまで上記
電源投入時の電力をＬ配充熱部材に供給するように設定
されている、 ことによって遠戚される。

［作用］ 本発明は、電源投入後から発熱部材に所定の電力を印加
することにより定着ローラの温度を待機温度たる第一・
の設定温度へと昇温させる。第一の設定温度に到達した
ときには発熱部材に印加する電力を上記所定の電力より
も少ない電力にして、過昇温させることなく第一の設定
温度を維持する。次に、この待機中にプリント信号を入
力すると２ｖＳび上記所定の電力を発熱部側へ印加して
定着に必要な定着最低温度から第二の設定温度の範囲内
に昇温させる。定着ローラの温度が該範囲内に到達した
ときは上記所定の電力よりも少ない電力を発熱部材に印
加して過昇温を防ぎなから温度を一上記範囲内に保つ。

しかしなから、電源投入直後の初期状落；においては、
周囲の環境によって熱か奪われ徐々に定着ローラの温度
か下がる傾向にある。そこて、本発明は、定着中に定着
ローラの温度か定着最低温度よりも低くなったときには
発熱部材へ印加する電力を上記電源投入後の所定の電力
に戻して少なくとも定着最低温度を超えるように昇温さ
せる。かくして、待機中及び定着中において過昇温する
ことなく所定の温度か維持され、かつ、電源投入後の初
期状態に４３いて定着性が確保される。

［実施例］ 次に、添付図面の第１図から第１０図にもとづいて本発
明の第一実施例ないし第六実施例について説明する。な
お、本実施例の画像形成装置は、光学系、搬送系、現像
部等を有しているか、これらの説明については省略し、
以下ては本実施例装置の定着装置及びこれに係る制御手
段について説明する。

先ず、本発明の第一実施例について第１図ないし第５図
を用いて説明する。

第１図は、本実施例の定着装置ｌ及びこれを制御する制
御手段をフロック図によって示している。

定着装置１は定着ローラ２及び該定着ローラ２に加圧接
触して従動回転する加圧ローラ３を有している。定着ロ
ーラ２の内部には発熱部材として定着ヒータ４（本実施
例装置にあってはハロゲンヒータ。以下ヒータと省略す
る。）を内設している。また、このヒータ４には後述の
ＣＰ［１５（中央処理装置）からの信号を受けて該ヒー
タ４の発熱量を所定範囲内に制御する定着ヒータトライ
フ回路６、及び該トライフ回路６か故障した場合に通電
を遮断するサーモスイッチ７か接続されている。また、
定着ローラ２の左側端部には該定着ローラ２を所定方向
に歯車等を介して回転させるメインモータ８か配設され
ている。このメインモータ８には後述のｃｐｕ　ｓから
の信号を受けて該モータ８の回転を制御するモータドラ
イブ回路９か接続されている。

次に、本実施例装置の定着装置に係る制御手段の構成に
ついて説明する。

制御手段の中枢たるＣＰＵ５　（中央処理装置）は、コ
ンセント】０から供給される商用電源の電圧を使用可能
に低圧化する低圧電源１１に接続される。この低圧電源
１１はコンセン１〜１０から供給される商用電源の電圧
に応して切換えて使用可能になっており、１００ｖ系及
び２００ｖ系のどちらてあってもかまわない。

また、上記ＣＰＵ５は、加熱定着を行なうための定着部
の温度制御のシーケンスの内容か記憶され０ た記憶装置としてのＲＯｈ１２Ｄ及び定着ローラ２の表
面温度を検出する温度検知手段１３（サーくスタ）に接
続されている。ＲＯＭ　２０は、商用電源電圧に応して
ヒータ４への供給電力を定着に適した伯に設定する定着
部温度の制御のブロクラムか記憶されている。

次に上記定着ヒータドライブ回路６の構成の詳細を第２
図に示す。定着ヒータトライフ回路６には、ノイスフィ
ルタ１４、サーキットフレーカ−１５及び交流位相制御
回路１６か組み込まれている。該交流位相制御回路１６
は、ヒータ４へ通電される交流の位相を制御する回路で
ある。上記定着ヒータトライフ回路６はＣＩ）１１５及
びＲＯＭ２１］と共に位相制御手段を構成している。

ここて第３図を用いて本発明の実施例装置による温度制
御の手法について説明する。

第３図に示すように画像形成装置の駆動電源の投入時期
と画像形成のプロセスを実行するためのプリント信号の
入力時期か一致していない場合、電源ＯＮより待機状態
になるまてのウェイト時には１ ＣＰｔ１５かヒータ４に印加する交流を第４図に示すよ
うな全波通電を連続的に行なう信号を交流位相規制回路
１６へ送る。そして交流位相規制回路１６はＣ１１１１
５からのイ８５３を受［−Ｊ　　ＲＯＭ２Ｆ］から説み
たされたシーケンスにしたがってヒータ４１＼交流を全
波連続通電させる。

その後、サーミスタ１：）により定着ローラ２の温度か
待機温度たる第一の設定温度に達したと検知されるとヒ
ータ４への交流を全波連続通電から第５図に示すような
半波連続通電に切り換えて、電源投入時の電力よりも少
ない電力を供給する。ここて、上記第一の設定温度とは
、定着に必要な″ＩＣ着最低温度よりも所定値だけ低い
温度に設定された待機中の温度であって、プリン１〜信
号を受信してから定着に必要な温度まて短時間て昇温さ
せることかでき、定着不良を起すことのない温度てあり
、かつ、無駄な電力を消費することのない温度である。

定着ローラ２の温度かＬ記待機温度たる第一の設定温度
に達するとプリント信号の入力を待つ待　２ 機中の状態となるか、この待機中も半波連続通電を継続
し、過昇温及び無駄な電力の消費を抑える。

力、プリント信号か入力されると、その入力と同時に交
流位相制御回路１６はヒータへ通電させる交流を「すひ
全波連続通電に切り換え゛Ｃ定着ローラ２の温度を第−
工の設定温度へ昇温させる。このように、昇温させると
きに電源投入時の電力を供給することて、菊温に要する
時間を短縮し定着不良を防くことかてきる。ここて、上
記第二の設定温度とは、定着に必要な定着最低温度より
も所定値だけ高い温度てあり、定着に十分かつ適切な温
度てあり、高温オフセットを発生させず、また、装置内
を過昇温させることのない温度である。

次に、上記定着ローラ２の温度か上記第二二の設定温度
に到達したと検知されるとヒータ４への通電を半波連続
通電へと切り換える。該第二の設定温度にＪＪ温さぜる
ときに全波連続通電を行なっているため、このまま全波
連続通電を続けるとオーバーシュートか発生し、過昇温
させることにな　３ る。そこて、電源投入時よりも低い電力を供給して過昇
温を防止する。しがし、このまま半波連続通電を続ける
と、低温低湿環境においては、第３図に示すように徐々
に定着ローラ２の温度は低下する。そこて、本発明は、
定着ローラ２の温度か徐々に低下して、定着に必要な、
定着最低温度よりも低い温度となったときには、直ちに
全波連続通電、すなわち、電源投入時の電力でヒータへ
の電力の供給を行ない、定着ローラ２の温度を定着最低
温度以上に保つものである。したかって、定着中は、定
着ローラ２の温度か、第二の設定温度と定着最低温度と
の間に保たれるのて定着不良を発生させることがない。

また、全波通電は定着ローラ２の温度か定着最低温度以
上ドとなったときのみに行なわれるので、過昇温させる
ことがないし、無ムな電力を消費することもない。本実
施例においては、定着ローラ２の温度か再び第二の設定
温度に達したところて半波連続通電に切り換えている。

以−ヒのような制御を行なうことによって、低温　４ 度環境下においてプリント信号か入力されてから初期の
数枚台に加圧ローラや転写材により熱を奪われても定着
ローラ表面の温度は定着に必要な温度を維持し、定着性
は良好となった。また、初期の数枚か通紙されて加圧ロ
ーラも次第に暖められると、定着最低温度以下の温度低
下かないので定着ヒータへの交流は半波連続通電となり
、定着ローラの過昇温を防止しかつヒータの消費電力も
効率よくするこがσｆ能となった。

また、第一実施例においては、電源投入時の電力よりも
少ない電力を供給する場合に半波通′這としたか、特に
半波通電である必要はなく待機中においては第６図に示
す第二実施例のように１７４波通電てもよい。

なお、第一実施例においては、定着最低温度から第二の
設定温度に到るまで全波通電としたか、第７図に示す第
三実施例のように定着最低温度を超えた時点て半波通電
に切り換えても、同様の効果か得られる。

さらに、第一実施例においては、交流の位相を　５ 半波に切り換えて全波時の半分の電力としたか、他の方
法としては、第８図に示ず第四実施例のように通電時間
Ｔ、と回し非通電時間Ｔ２のインターバルをもって、全
波通電させるようにしても同様の効果か得られる。

また、１／４波通電とする代わりに第９図に示す第五実
施例のように通電時間Ｔ３と同し非通電時間′ｒ４のイ
ンターバルをもって半波通電させたり、第１０図に示す
第六実施例のように常に時間′ｒ５（−・周期半の長さ
）という等間隔の非通電時間をもって半波通電を行なっ
ても１７４電力とすることかり能である。

［発明の効果］ 本発明によれば商用電源の電圧か印加される発熱部材に
よって未定着像を加熱定着する定着手段を有する画像形
成装置において、上記発熱部材に印加される電圧の位相
を、制御する制御手段と温度検知手段とを設けて、待機
中及び定着中の電力を駆動電源投入時の電力よりも低い
電力て制御し、かつ、定着中の定着ローラの温度か定着
最低　６ 温度より低下したときには該定着最低温度を超えるまで
上記駆動電源投入時の電力を供給する。したかって、駆
動電源投入直後の初期状態であっても良い定着性を保ち
、かつ、プリント中における電力過剰に伴う定着ヒータ
の過昇温及びこれによる定着部周辺の熱劣化を防止し、
定着ヒータの消費電力を効率よく有効に使用てきるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置の概略構成図、第２図
は第１図装置のヒータドライブ回路の概略構成図、第３
図は第一実施例の温度制御の手法を説明する図、第４図
は第一実施例の電圧の位相を示す図、第５図は第一実施
例の電圧の位相を示す図、第６図は第二実施例の定着ヒ
ータの交流電圧波形を示す図、第７図は第三実施例の温
度制御の手法を説明する図、第８図は第四実施例の定着
ヒータの交流電圧波形を示す図、第９図は第五実施例の
定着ヒータの交流電圧波形を示す図、第１０図は第六実
施例の定着ヒータの交流電圧波形を　７ 示す図、第１１図は従来装置の加圧ローラの温度分布を
示す図、第１２図は第１１図装置の温度変化を示す図、
第１３図は第１１図装置において第二の設定温度到達前
に通紙された場合の温度変化を示す図である。 ２・・・・・・定着ローラ ４・・・・・・発熱部材（定着ヒータ）５・・・・・・
ｃｐｕ（位相制御手段）６・・・・・・定着ヒータドラ
イブ回路（位相制御手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源の電圧を印加して発熱させる発熱部材を
   有して、転写材上の未定着画像を加熱定着せしめる定着
   ローラを備えた画像形成装置において、 上記定着ローラの温度を検知する温度検知手段と、上記
   発熱部材に印加される商用電源からの電力を位相制御す
   ることにより、上記定着ローラの温度を制御する位相制
   御手段とを有し、 該位相制御手段は、待機中の定着ローラの温度を定着に
   必要な定着最低温度よりも所定値だけ低い温度に設定さ
   れた待機温度たる第一の設定温度で維持し、また、定着
   中の定着ローラの温度を上記定着最低温度と、該定着最
   低温度よりも所定値だけ高い温度の第二の設定温度との
   間に保つように設定され、 上記第一の設定温度で維持するとき、及び上記定着最低
   温度と上記第二の設定温度の間に保つときは電源投入時
   の電力よりも少ない電力を上記発熱部材に供給し、また
   、定着中に上記定着最低温度よりも低い温度となったと
   きは、少なくとも該定着最低温度を超えるまで上記電源
   投入時の電力を上記発熱部材に供給するように設定され
   ている、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）位相制御手段は、定着ローラの温度が降下して定
   着最低温度に到達したことを温度検知手段によって検知
   したときに、電源投入時の電力を発熱部材に供給するよ
   うに設定されていることとする請求項（１）に記載の画
   像形成装置。
3. （３）位相制御手段は、プリント信号の入力と同期して
   待機中の第一の設定温度から定着時に必要な温度へと昇
   温させるように設定されていることとする請求項（１）
   に記載の画像形成装置。
4. （４）位相制御手段は、非通電または通電を断続的に繰
   り返して発熱部材への電圧印加を行ない、非通電時間と
   通電時間とを等しくして制御することとする請求項（１
   ）ないし請求項（３）に記載の画像形成装置。
5. （５）位相制御手段は、非通電または通電を断続的に繰
   り返して発熱部材への電圧印加を行ない、非通電時間を
   通電時間よりも長くして制御することとする請求項（１
   ）ないし請求項（３）に記載の画像形成装置。