JPH0627855A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着前の加熱体の温度状態にかかわらず、あ
らゆる記録材に対応した定着条件を得る。 【構成】 前回の記録材のサイズ及び定着回数と今回の
記録材のサイズに基づき定着条件を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置に用いられ記録材上の未定着画像を定着する
定着装置に関する。

【０００２】（背景技術）未定着画像を定着する定着装
置としては効率等の面から熱ローラ方式が広く用いられ
ている。

【０００３】この熱ローラ方式では装置の軽量化やウェ
イトタイムの短縮化のために熱ローラの芯金を薄くし熱
ローラを薄肉化することが考えられている。

【０００４】このように熱ローラの芯金を薄くすること
で軽量化及びウェイトタイムを短縮できるが、芯金によ
る熱伝導が低下し記録材に熱を奪われない非通紙部の昇
温が大きい。

【０００５】そこで記録材のサイズや連続定着回数に応
じて通電するヒータを切換えるなどの非通紙部昇温対策
をとることが考えられる。

【０００６】また、ウェイト解除後の初期は装置が十分
に暖まっておらず定着性が悪いため初期時だけ熱ローラ
の定着温度を高くすることも考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、定着開始前の
熱ローラの温度分布に差異、即ち、端部の温度が高い場
合、略均一な場合、中央部が高い場合、で非通紙部昇温
対策をとっているにもかかわらず、非通紙部が昇温した
り、逆に温度不足で定着不良を生じることがある。

【０００８】また、１枚目の定着の際の定着温度を高く
すると、１枚ずつの定着を繰り返し行なうと定着温度は
高いままであるため、熱量が多すぎ高温オフセットが生
じたり、非通紙部昇温の解消が遅れたり、もしくは悪化
したりする。

【０００９】そこで、ウェイト解除後の初期時のみに定
着温度を高くする構成とすると、長期放置後は定着不良
が生じ易い。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、ヒータにより加熱される加熱体と、この加熱体と
ニップを形成する加圧部材と、を有し、ニップで未定着
画像を支持した記録材を挟持搬送して定着を行なう定着
装置において、記録材のサイズと定着回数を記憶する記
憶手段と、この記憶手段により記憶された前回の記録材
のサイズ及び定着回数と今回の記録材のサイズに基づき
定着条件を設定する定着条件設定手段と、を有するもの
である。

【００１１】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき説
明する。

【００１２】図１は本発明の実施例の定着装置を用いた
画像形成装置の断面図である。

【００１３】感光体ドラム１は帯電器２によって均一に
帯電された後、像露光３を受け静電潜像が形成される。

【００１４】この静電潜像は現像器４で粉体トナーで現
像される。

【００１５】感光体上のトナー像は転写帯電器５により
記録材に転写される。

【００１６】トナー像が転写された記録材は分離除電器
６により感光体から分離された後、定着装置９で定着さ
れる。

【００１７】１０は記録材Ｐを収容するカセットで、こ
のカセット１０には記録材のサイズを識別する識別ボタ
ン１１が設けられている。

【００１８】この識別ボタン１１は記録材サイズ検出セ
ンサ１２により検出され、この検出された記録材サイズ
は制御回路１３に送られる。

【００１９】また、この制御回路１３は連続定着回数の
カウントも行なっている。

【００２０】図２は本実施例の定着装置の拡大断面図で
ある。

【００２１】未定着トナー像を担持した記録材Ｐは入口
ガイド１４に案内されて定着ローラ１５と加圧ローラ１
６間のニップに導かれ、このニップで熱と圧力とにより
定着される。

【００２２】定着ローラ１５は厚さ０．７ｍｍの炭素鋼
製の芯金１７と、この芯金１７上に被覆されたフッ素樹
脂からなる離型層１８からなる。

【００２３】定着ローラ１５内部には配光分布の異なる
２本のハロゲンヒータ１９，２０が挿入されている。

【００２４】加圧ローラ１６は芯金２１上にシリコンス
ポンジゴム層２２を設け、更にこのシリコンスポンジゴ
ム層２２上にＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層２３
が被覆されている。

【００２５】２４は定着ローラ１５の表面温度を検知す
る温度検知センサで、この検知信号は制御回路１３に入
力され、ヒータ１９，２０のオン、オフのタイミングを
制御する。

【００２６】炭素鋼は強度は充分得られるが、熱容量が
同量のアルミニウムより小さく、特に熱伝導性がアルミ
ニウムに比べ著しく劣る。そのため、定着能力はアルミ
ニウムの定着ローラーに比べ劣り、非通紙部昇温もアル
ミニウムローラーより悪くなる傾向にある。しかし、定
着ローラーを薄くすることで、ウェイトタイムを短縮す
るため、加圧ローラーによる圧力による変形を防ぐため
にはアルミニウムのローラーでは強度が足らず炭素鋼が
非常に有利である。

【００２７】次にハロゲンヒータ１９，２０の配光分布
について説明する。

【００２８】図３はメインヒータ１９の配光分布、図４
はサブヒータ２０の配光分布を示す。

【００２９】メインヒータは７００Ｗで小サイズ紙を大
量に通紙した場合でも非通紙部昇温が抑えられるように
中央部を強めた配光分布を持たせ、サブヒータはメイン
ヒータでは最大通紙巾の紙は端部が定着しなくなるの
で、端部の配光を強めた６００Ｗのヒータを使用した。

【００３０】小サイズ紙を定着する場合、サブヒータを
オフし、メインヒータのみを点灯させる。

【００３１】大サイズ紙を定着する場合は、２本のヒー
タを交互に発光させ、その発光間隔比率を制御する方法
をとる。図５〜図７によってこの制御を説明する。制御
装置はメインヒータ、サブヒータそれぞれをＯＮ／ＯＦ
Ｆする機構を備え、従来１本のヒータの点滅によって温
度制御を行うところ（図５）をメインヒータをＴ１秒、
サブヒータをＴ２秒交互に点灯させることによって最大
通紙巾の紙も良好に定着させることが出来るように設定
している（図６）。また、発光比率を可変にし、例え
ば、前記の例よりメインヒータはＴ１−ｔ秒、サブヒー
タをＴ２＋ｔ秒交互に点灯することに変更することで違
うサイズ、例えば、Ｂ４等を良好に定着させることが可
能となる。

【００３２】この定着器を３０ｃｐｍの図１の複写機に
組み込み通紙実験を行った。温調温度は通常１９０℃で
行いＡ４の横巾以下の巾の紙（小サイズ紙）を通紙する
場合は６０枚以上通紙したときに温調温度を１０℃落す
制御を行う。最大通紙巾はＡ３の横巾で、Ａ４の横巾以
上の巾の紙を通紙する場合はメインヒータとサブヒータ
の発光間隔Ｔ１：Ｔ２を４：１にしておき、メインヒー
タの端部の熱量の足りない分をサブヒータによって保証
する。

【００３３】それぞれの紙サイズ、通紙枚数によるＯＮ
／ＯＦＦタイミング構成は下記表１の様に設定した。

【００３４】

【表１】

【００３５】ここで複写動作終了後１分間は前回の複写
時の定着条件を制御回路１３内のメモリーに記憶してい
る。

【００３６】本実施例においては複写動作終了後１分以
内に次の複写動作を開始した場合に、温調以外に２本の
ヒータの発光間隔比率も前回の定着動作を継続して変更
する。これは、例えば、Ａ４Ｒを大量に通紙し、非通紙
部昇温がひどくなった場合にＢ４Ｒを通紙し、サブヒー
タも発光させると、端部昇温が平常状態に戻りにくくな
る。よって、Ａ４Ｒを適当な枚数通紙した後にＢ４Ｒを
通紙した場合は最初メインヒータのみで定着させる様に
設定する。端部昇温しているためメインヒータのみでも
初期は十分定着する。

【００３７】複写動作終了から１分が経過するとメモリ
ー内の前回の紙巾及び回数はリセットされ、新たな複写
時は今回の紙サイズと通紙枚数により定着条件が設定さ
れる。

【００３８】本実施例の複写終了後１分以内に次の複写
を開始した場合の定着条件の設定を下記表２に示す。

【００３９】

【表２】 表２の縦の列は前回の複写動作の紙サイズと通紙枚数を
示す。表２の横の列は複写動作終了後１分の間に開始し
た場合の紙サイズを示す。表中枚数加算は前回の通紙枚
数に加算して通紙枚数を計数することを示す。

【００４０】例えば、Ａ４Ｒを８０枚通紙した後１分以
内にＢ４Ｒを２０枚通紙する。１回目の通紙により温調
は１８０℃になっている。２回目の通紙においては図中
Ａ４Ｒ、６０〜１４０の行を見、Ｂ４Ｒの列と交わると
ころの制御を行うから、温調温度は１８０℃で、８１枚
より計数をはじめ、Ｂ４Ｒ、１０枚通紙するまではメイ
ンヒータのみで温調する。１１枚以降はメイン：サブの
比率は８：１で温調する。

【００４１】上記の２つの表を記憶させてＬＵＴ（Ｌｏ
ｏｋ ｕｐ Ｔａｂｌｅ）とし、複写終了後１分以内に
新たに複写を行う場合はこの表を参照して温調温度を決
定する。

【００４２】図８に本実施例の動作を示す。

【００４３】この本実施例によれば、あらゆる条件下
で、非通紙部昇温及び定着不良を防止できる。

【００４４】（第２実施例）本実施例においては定着条
件に加えて通紙速度、もしくは複写動作前の前回転の時
間を制御する機構を備える。もちろん両者を兼ね備えて
もよい。

【００４５】小サイズ紙を大量に通紙し、端部昇温がひ
どくなっている状態で一定時間内に小サイズ紙を通紙す
る場合は前回転時間を通常より延長し端部の温度が充分
低くなってから次の通紙を行う。もしくは、次の複写動
作の初期のみは通紙速度を落すか、通紙間隔を延ばすこ
とで端部昇温を抑えることが可能となる。

【００４６】本実施例の設定を下表３に示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】表中Ａ４Ｒは前回の通紙紙サイズ、数字は
前回の通紙枚数で、２回目の通紙もＡ４Ｒの場合。もち
ろん、複写動作終了後一定時間後はこの制御を行わな
い。

【００４９】（第３実施例）本実施例では定着開始１枚
目の定着性を確保するために１枚目の定着に対応して複
写開始信号から一定期間、例えば１枚目の記録材が定着
器を通過するまで上昇させた後に通常の定着温度に戻
す、所謂強制点灯を行なっている。

【００５０】図９は本実施例のブロック図である。

【００５１】図１０、図１１に定着ローラの温度変化を
示す。

【００５２】図１の３０ｃｐｍの複写機に搭載し通紙実
験を行った。強制点灯としては複写開始と共に通常１９
０度温調のところを２０５℃温調で制御させ、最初の１
枚目が定着器を通過するまで行う。その後はまた１９０
℃温調で制御する。

【００５３】従来の制御の定着器では１枚ずつ１秒間隔
で複写を行ったところ、定着ローラーの表面温度は２０
５℃で推移したが、一時的に最大２２０℃にまでなり安
全装置が作動してしまった。

【００５４】この複写機に、複写終了後１分間に新たな
複写が行われたとき、強制点灯は行わない制御を行う。
この定着器で同様に１枚ずつ１秒間隔で複写を行ったと
ころ１９０℃で推移し、一時的にも最大２００℃で問題
はなかった。定着性に関しても問題はなかった。

【００５５】（第４実施例）図１２に本実施例のブロッ
ク図を示す。本実施例においては装置の構成が前述実施
例と同じなため詳細は略す。

【００５６】本実施例においても配光分布のことなる２
本のハロゲンヒータを熱源として使用している。２本の
ハロゲンヒータの配光及びワッテージは第１実施例と同
じである。

【００５７】コピー終了と共に時間を計測し、１分以内
に新たなコピーを開始しないと計測を終了し、その後、
コピーを行うと通常のコピーを行う。

【００５８】１分以内に新たにコピーを行うと、まず、
前回のコピーで通紙された枚数を判断する。これは、前
回のコピーで大量に通紙した場合には温度分布の不均一
が発生しているからで本実施例においては４０枚を基準
に考え４０枚以下ならば前回のコピーにおいて不均一な
温度分布が発生しなかったと判断する。

【００５９】この場合は、前回のコピーにおける条件を
無視し、今回のコピーにおいて通紙される紙サイズによ
り強制点灯で使用するハロゲンヒータを決定する。

【００６０】つまり、今回通紙される紙サイズが最大通
紙巾（大サイズ）ならばサブヒータのみによって強制点
灯を行い、大サイズ紙の通紙によって起こる端部温度の
低下を保証する。今回通紙される紙サイズが最大通紙巾
より狭い紙（小サイズ紙）の場合は非通紙部昇温を軽減
するためにメインヒータのみで強制点灯を行う。両者の
場合でも強制点灯の後はそのサイズに適応したヒータの
発光間隔比率で定着を行う。もちろん、大サイズ、小サ
イズの２つの区別だけでなく各種の紙サイズに応じてヒ
ータの発光間隔比率を変えて強制点灯を行うことができ
る。また、ヒータも２本限る必要もない。

【００６１】前回のコピー枚数が４０枚より多い場合
は、前回のコピーの紙サイズに応じて紙が定着器に突入
するまでの強制点灯で使用するヒータを決定する。

【００６２】前回の紙サイズが大サイズならば端部の温
度が低下しているためにサブヒータのみで強制点灯を行
い、前回のコピーの紙が小サイズならば、非通紙部昇温
を軽減するためにメインヒータによって強制点灯を行
う。そのご、今回のコピーの紙サイズによって、紙が定
着器に突入してから排出されるまでの強制点灯で使用す
るヒータを決定する。今回通紙される紙サイズが大サイ
ズならばサブヒータのみによって強制点灯を行い、大サ
イズ紙の通紙によって起こる端部温度の低下を保証す
る。今回通紙されるサイズが小サイズ紙の場合は非通紙
部昇温を軽減するためにメインヒータのみで強制点灯を
行う。この場合でも強制点灯の後はそのサイズに適応し
たヒータの発光間隔比率で定着を行う。本実施例におい
ては定着器に紙が突入するときで強制点灯の方法を切り
替えたが、これはその装置によって個別に設定される。
もちろんヒータの発光間隔比率を連続的に変化させるこ
とで対応することもできる。

【００６３】本実施例によると前回と今回の紙サイズ、
枚数によらず良好な定着が行えた。

【００６４】（第５実施例）本実施例を示すブロック図
を図１３に示す。本実施例においても第１実施例に使用
した、メインヒータ、サブヒータの配光間隔比率可変の
制御を行う複写機を使用している。

【００６５】本実施例においてはコピーボタンが押され
たとき、複写される紙サイズによってメインヒータとサ
ブヒータのいずれかによる強制点灯を決定する。

【００６６】複写される紙サイズが大サイズならば端部
の放熱による温度の低下を保証するためサブヒータによ
って強制点灯を行う。また、複写される紙サイズが小サ
イズならば、端部昇温を軽減するためにメインヒータに
よって強制点灯を行う。もちろん、ここでも紙サイズを
２種類のみならず多数種類に分類してそれぞれに最適な
温度分布を持つようにヒータ発光間隔比率を可変するこ
とが可能であり、ヒータの数も２本に限るものではな
い。

【００６７】強制点灯が終了した後の通紙においてはそ
れぞれの紙サイズに最適のヒータ発光間隔比率によって
定着を行う。

【００６８】本実施例においても良好な定着性が得ら
れ、長期放置後にコピーを行っても初期より良好な定着
性を示し、紙サイズによってヒータを選択しているので
効率のよい強制点灯を行うことが可能となった。

【００６９】

【発明の効果】このように本発明によれば定着前の加熱
体の温度状態にかかわらず、非通紙部昇温や定着不良を
発生することなく、定着動作を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の定着装置を用いた画像形成装
置の断面図である。

【図２】本発明の実施例の定着装置の拡大断面図であ
る。

【図３】メインヒータの配光分布を示す図である。

【図４】サブヒータの配光分布を示す図である。

【図５】１本のヒータを用いる場合のオンオフタイミン
グを示す図である。

【図６】本発明の実施例のヒータのオンオフタイミング
を示す図である。

【図７】本発明の実施例のヒータのオンオフタイミング
を示す図である。

【図８】本発明の実施例のブロック図である。

【図９】本発明の実施例のブロック図である。

【図１０】本発明の実施例の定着ローラの温度変化を示
す図である。

【図１１】本発明の実施例の定着ローラの温度変化を示
す図である。

【図１２】本発明の実施例のブロック図である。

【図１３】本発明の実施例のブロック図である。

【符号の説明】

１５ 定着ローラ １６ 加圧ローラ １９ メインヒータ ２０ サブヒータ ２４ サーミスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータにより加熱される加熱体と、この
   加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有し、ニップ
   で未定着画像を支持した記録材を挟持搬送して定着を行
   なう定着装置において、 記録材のサイズと定着回数を記憶する記憶手段と、この
   記憶手段により記憶された前回の記録材のサイズ及び定
   着回数と今回の記録材のサイズに基づき定着条件を設定
   する定着条件設定手段と、を有することを特徴とする定
   着装置。
2. 【請求項２】 上記装置は更に、上記加熱体を所定の定
   着温度に維持する温調手段を有し、上記定着条件設定手
   段は定着温度を設定することを特徴とする請求項１の定
   着装置。
3. 【請求項３】 上記装置は更に定着終了後の時間を測定
   するタイマーを有し、定着終了後所定時間経過後は、上
   記定着条件設定手段は前回の記録材のサイズ及び定着回
   数には関係なく定着条件を設定することを特徴とする請
   求項１もしくは２の定着装置。
4. 【請求項４】 上記加熱体は配光分布の異なる第１及び
   第２のヒータを有し、上記定着条件設定手段は第１及び
   第２のヒータへの通電条件を設定することを特徴とする
   請求項１もしくは３の定着装置。