JPS5852666A - 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は、十下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
−」二ローラは、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２ｍ
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ボタンを押すと、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、駆動用モータの回転をなるたけ、遅
い時期に開始させているのは、不要時に（Ｊできるだけ
、装置を動作させることを避けるためである。

ここで、熱定着ローラは、十ローラに温度検出手段が設
けられており、該検出手段により所定の温度か検出され
た後は、ｌＡＡ　疫制御回路により、士。

記所定の温度を維持ずへく、制御される。＋１ｆｆ１常
−Ｉ−記ローラ（Ａ設定ｌ晶度に制御されるのであるが
、電源電圧か所定の電圧より低い場合、あるいは周囲７
ＦｒＮ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。

熱定着用ローラは、前述した様に、十王２個のローラの
内」−ローラ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」―ローラ、そして主
として＋、部ローラ丁ローラとの接触部から、１ぐロー
ラへと伝達される。しかしながら、いずれのローラもレ
ディーランプ点燈後まで回転しないことから、手記接触
部は常に同じ部分となる。よって、十ローラが所定の温
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いる。

この状態で、プリントボタンを押して、複写工程に入る
と、前述の駆動モーターの回転に伴って、」−記熱定着
用ローラが回転するが、このとき、所定の温度に立」―
かっているＬローラがほぼ周囲温度に等しい下ローラ七
接触するため、」―ローラは大量の熱を奪われることに
なる。それでも、通常の状態、条件下では前記熱定着用
ローラの温度制御回路により、士、ローラ内のヒーター
への入力を増大させて、−Ｌローラの温度を所定の温度
に保つことは可能である。

しかし、周囲温度か、低い場合や電源電圧が所定の電圧
より低い場合は可能な限り、」１記ヒーターへの、入力
を増大させても奪われた熱と同量の熱を供給することが
できす、−１−ローラの温度が、所定の温度のみならず
、それ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
定着用ローラを通過しても、トナー像の定着は不完全な
ものとなった。

本発明は」１記欠点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、電源電圧が低い場合においても
、レディーランプ点燈以前に」−記熱定着用ローラを回
転させて下ローラを予め設定温度以Ｉ−に暖めておくこ
とにより、特にレディーランプ点燈後の複写時に十ロー
ラの温度を低下させることなく所定の温度あるいは定着
可能温度に維持する装置を提供することを目的とするも
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図は本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、−１一部ローラ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。ローラ１，３
か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ｌ。

３間に挾まれ、」二面に形成されたトナー像５か熱ロー
ラｌの熱により定着される。上記ローラ１゜３は、メイ
ンモータ（図示せず）が回転することで、駆動される。

なお、図中６　、ａ　、　６１）は、上記熱ローラ１及
び圧接ローラ３の表面温度を検知するためのサーミスタ
である。

第２図は」二記熱ローラ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ＴＩ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　ａ　、　６１）は第１図で示す熱ローラ１及
び圧接ローラ３の表面に取付けられ、熱ローラ１及び圧
接ローラ３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Ａ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６ａは抵抗Ｒ３と直列接続され、接地部との
間に電圧＋Ｖが供給されている。このサーミスタ６ａと
抵抗Ｒ３との直列接続回路に対し、並列に抵抗ＲＩ＋Ｒ
２を接続している。又、符ち７ａは熱ローラ】を設定高
度に保つためのコンパレータであって、−側端子に設定
温度（１８０℃）の基準値である抵抗ｒ＜、、Ｒ２にて
分圧された電り７　ｉｉの＋側端子に、→ノー−ミスク
ロロの抵抗Ｒ４１８０℃以、−１−（又は等しく）にな
れば、コンパレータ７ＸＩの出力が“’Ｌ”に反転する
。つまり、設定温度′Ｆ１以ドであればコンパ１／−夕
７２１の出力は１■”′である。

又、サーミスタ６１）（抵抗Ｒ８）は、抵抗Ｒ７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６１）と抵抗Ｒ７との直列回路に対し、
並列に抵抗Ｒ５，Ｒ５か接続されている。→ノーーミス
タ６１）と抵抗Ｒ７との接続部は、コンパレーク７１〕
の−ｊ−（ｔｌ１１端子に、抵抗Ｒ５と１り６の接続部
はコンパレータ７１）の−側端ｒに夫々接続されている
。即ち、コンパレータ７ｂｉｔ圧接ローラ３の設定温度
Ｔｏ（本実施例では１００℃）を検知するものて、圧接
ローラ３が１００℃に達すれは、その出力がＩ（”から
ｔｌ　Ｌ　ｌ′に反転する。

そのため、コンパレータ７ａの一側端子に設定温度（１
００℃）の基準電圧である抵抗Ｒ５，Ｒ６端子に→ノー
ーミスタ６１〕の抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ７とのう、各抵抗Ｒ
５〜Ｒ７を選べば、１００℃以」−（又は等しく）にな
れは、コンパレータ７１〕の出力が＋１　ＨＩ＋から３
′Ｉ７”に反転する。

」−記コンパレータ７ａ及び７１）の出力は、オアゲー
ト２０を介してフリップフロップ８のセント入力端子に
供給されている。フリップフロップ８のリセッｉ・入力
端子には、複写機の電源投入により出力されるイニシャ
ルリセット信り■Ｒが供給される。このフリップフロッ
プ８のリセット出力Ｑは、オアゲート９を介して１〜ラ
ンシスタＩＯのベースに供給されている。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ク素
子である。即ち、トランジスタ１０のベースが“ｉＩ”
となれは、トランジスタ１ｏは尊通（７、リレー１１か
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。

」１記フリップフロップ８のセット出力は、アントゲ−
１・２１を介してトランジスタ１２のベースに供給され
ており、このＩ・ランジスタ１２をスイッチングするこ
とで、レディーランプＩ３を点滅駆動する。

又、コンパレータ７ａの出力はトランジスタ１４のベー
スに供給されており、ヒーター制御回路１５を駆動する
。コンパレータ７ａの出力が１１　Ｈ１１、即ぢ設定温
度（１８０℃）以下であれば、ヒーター制御回路１５は
電圧十Ｖ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ｌの温度を−１−
昇させ、設定温度に達すればヒーター２への電力供給を
停止１−する。

更に」−記オアゲート９の他の入力端子には、複写工程
制御回路１６からの制御信りが供給されている。複写工
程制御回路１６は、プリントスイッチ１７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、−に記オアゲー１−９へ駆
動信−リ（“′住′）を出力する。この複写工程制御回
路１６は、プリントスイッチ１７の操作に応じて複写制
御を実行するものの、複写可能（レディー）状態、即ち
熱ローラ１が設定温度に達していなｔｊれば、複写制御
を実行することなく、制御信号を出力することはない。

」−記アンドゲート２１の他の入力端子には、複写工程
制御回路１６からの信りが供給される。この複写工程制
御回路１６からの信りは、複写機が動作中の時は“Ｌ　
Ｉ＋であって、複写機の停止時に“′Ｈパとなるもので
ある。つまり、複写可能な状態の時にプリントスイッチ
１７を操作すれば、アンドゲート２１の一方の入力端子
か＋１７−１１　となり、アンドゲート２１の出力が“
′Ｌ゛となる。そのため、レディーランプ１３が消える
。

」−述の回路構成において、複写機本体の主電源をＯＮ
すればそれに伴いイニシャルリセッＦ　信”３ＩＲ（“
Ｈ”′）が出力され、フリップフロップ８がすセットさ
れる。フリップフロ・ツブ８はリセ・ノＩ・されること
で、そのリセット出力Ｑをオアゲ゛−１・９を介しＣト
ランジスタ１０に供給腰１−ランシスタ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Ｉ及び圧接ローラ３を回転
させる。

一方、熱ローラ１の表面温度（４、電源投入と同時１ｊ
　設定温度Ｔ＋　　（１８０°Ｃ）にはならす、サーミ
スタ６ａにより分圧された電圧の方か、抵抗ＲＩ　。

Ｒ２の分圧値よりも高く、コンパレータ７の出力はＩｔ
　ＨＩｔとなり、ヒーター制御回路１５を１ｔ１４動す
る。即ち、熱ローラ１のヒーター２・＼の電力供給か行
われ熱ローラ１を加熱する。

そして、熱ローラ１は徐々に温度か上昇すると共に圧接
ローラ３も熱ローラ１より低い温度で追従し徐々に十ｙ
１する。

」−述の如く、圧接ローラ３の表面’ｌＡＡ度が徐々に
１昇腰圧接ローラ３か設定ｌＸ７、度Ｔｏ　（Ｉ　Ｏ０
０Ｃ）に達したとすれは、コンパレータ７１）の出力（
」、′“Ｉ−１′から“＋　（、＋１　に反転する。し
かし、このコンパレータ７１）の出力が反転したとして
も、熱ローラ１の表面温度かＴ１　に達していなげれば
、フリップフロップ８がセラ］・されず上述の動作が継
続するだけである。

その後、上記熱ローラ１の表面温度が設定温度ＴＩに達
ずれは、コンパレータ７ａの出力が”′Ｈパから“＋　
（−１１に反転し、オアゲート２０の出力が“ＬＩ＋と
なる。そのためフリップフロップ８はセットされる。フ
リップフロップ８かセットされることで、そのセット出
力Ｑがアントゲ゛−１−２１の一方の入力端子に供給さ
れる。この時、アンドゲート２１の他の入力端子には複
１ず中でないことから、複写工程制御回路１６より“Ｈ
”信号が供給されており、アントゲ−１・２１か開く。

このアンドヶーｉ・の出力によりトランジスタ１２が導
通するため、レディーランプ１３が点燈し、複写可能状
態を表示する。この時、リセット出力Ｑが“’　ｎ　”
から“■、２″に反転することで、ｌ・ランジスタＩＯ
が非導通状態となり、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の回転を停止さぜる。又
、コンパレータ７ａの出力が＋　１．１１となることで
、ヒーター制御回路１５にてヒーター２の駆動を停止す
る。つまり、熱ローラ１を設定温度Ｔ１　に維持するた
めの制御か実行される。

尚、熱ローラ１の表面温度が先に設定温度′ｒ１に達し
ても、圧接ローラＩか設定温度′１゛Ｏに達するまでフ
リップフロップ８がセットされることはない。つまり、
両ローラが夫々の設定温度に達した時点で、Ｌ記フリッ
プフロップ８かセントされ、メインモータＭの回転が停
止される。

」二連の状態で、プリンＩ・スイッチ１７を操作すれば
、複写工程制御回路１６は複写可能状態の信りを人力し
ていることから、複写制御を実行する。

この時、複写工程制御回路１６は、複写機の動作を示ず
信１．ｊ　１１　ｒ−１１をアンドゲート２１に供給す
ることから、レディーランプ１３は消える。そして、メ
インモータＭの駆動信づを出力することで、オアゲート
９を介してトランジスタ１０か導通されメインモータＭ
か駆動される。これにより、熱ローラ１及Ｏ・圧接ロー
ラ３が回転され、複写紙４上のトナー像を定着する。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か均一に十分設定温度Ｔｏ　　（１
００℃）以」−に予熱されている。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３孟 度Ｔ１に常に維持され、温度制御を十分満足に行うこと
ができる。

上述の実施態様であれば、電源ＯＮと同時に熱ローラ１
及Ｏ・圧接ローラ３を回転させているか、複写可能な状
態即ち、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。つまり、両ローラが回転することで、圧
接ローラ３も熱ローラ１を介して加熱されるため、熱ロ
ーラ１の立」−かり時間が長くなる。また、メインモー
タＭを付勢さぜることにより、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
騒音も無視できないものであろう。さらに、複写紙」二
のトナーが定着時に微量ではあるが、熱口−ラに旧着し
、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
ラに傷かつくという問題もあった。

複写機を使用する七で、−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′
Ｆ１　よりも低いある温度Ｔ２　（１６０℃）を」−記
→Ｊ′−ミスタ６　ａで検知１．た時点より熱定着ロー
ラを回転さぜるものである。第３図において第２図と同
一部分は同−符りで示しており、その説明は省略する。

抵抗ｒ＋＋ｒ２は第２図で示す抵抗Ｒ、に対応するもの
で、コンパレーク７ａの一側に設定温度’Ｌ（１８０℃
）の基準電圧又、コンパレータ１８は熱ローラ１の表面
温度が例えば１６０°Ｃ（Ｔ２）ニ達ずれは、出力を１
１　（−１１から“”　Ｈ”に反転するもので、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１
８のなるように各抵抗を設定すればよい。このコンパレ
ータ１８の出力はアントゲ゛−１・１９の一方の入力端
子に供給されている。アントゲ−１・１９の他の入力端
子にはフリップフロップ８のリセソ）・出力Ｑが供給さ
れている。このアンドゲート１９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。

−ト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がリセットされる。

又、コンパレータ７ａは熱ローラ１の温度が設定温度Ｔ
１に達していないことから、その出力が“Ｉ（”であっ
て、ヒーター制御回路１５にてヒーター２は駆動され熱
ローラ１を加熱する。一方コンパレータ１８は温度Ｔ２
に達しなけれは、その出力がＩＩ　Ｌ　ＩＩであること
から、メインモータリレーＩ＋は通電されず、メインモ
ータは回転されない。つまり、電源ＯＮと同時に熱ロー
ラ１及Ｏ・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にて熱ローラ１が加熱され、温度Ｔ
２を越えれば、コンパレータ１８の出力は“”　Ｈ”　
となり、電源ＯＮ時にリセットされたフリップフロップ
８のリセット出力Ｑが“’ＩＴ”であることから、アン
ドヶーＩ・１９か開く。そのため、トランジスタ１０が
導通しリレー１１が通電され、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か温度Ｔ２
（１６０℃）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」二昇率は低下するものの
、熱ローラ１は徐々に上４する。又、圧接ローラ３も、
部分的に加熱されず全体が均一に加熱され徐々に温度が
」−がる。

以後、第２図と同様、圧接ローラ１の表面温度が設定温
度Ｔｏに達し、熱ローラ１の表面温度がＴ１に達すれば
、メインモータＭの回転か停止し、ローラ１，３の回転
が止まる。又、レディーランプ１３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１７を押圧すると複写工
程制御回路１６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を回転さぜず、
温度Ｔ２を越えれば回転させており、ローラ１，３が回
転する時間が短かく、耐久性、騒音等を極力解消できる
。又、固化した］・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
に奪われる熱量も少なく、設定温度ＴＩ　　に達する立
ち上がり時間を短かくできる。この場合、第２図同様マ
ルチコピー等を行っても、熱ローラ１が圧接ローラ３に
奪われる熱器も少なく、熱ローラｌの急激な温度低下は
ない。従って、設定温度Ｔ１よりある程度の隔たりをも
って温度Ｔ２を設定し、これによりローラ１，３を回転
させておれは、温度Ｔ、近傍あるいは定着可能下限温度
以上に、複写時に使用でき得る電力でもって温度制御す
ることか可能となり、定着不良等の心配（」全くなくな
る。

以−１−説明した様に本発明の熱定着ローラによれば、
電源投入と共に両ローラを回転さぜるか、又は設定温度
ＴＩより多少低い温度′「２を設定し７、この温度に達
ずれは回転さぜ−Ｃ１複写ｉｉＪ能状態以前に圧接ロー
ラ側を設定ｌ！＋１’ｒ度Ｔｏに達するまで十分に予熱
しており、複写時に圧接ローラに奪われたと１７でも、
熱定着ローラの温度を定着可能温度を１分に維持するこ
とかできる。

【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ず側断面図、
第２図は本発明を実施するための一具体例を示す回路構
成図、第３図は本発明を実施するだ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：ｉ・ナー像、６゛ザーミスタ、７ａ：設定
ｉＡＸ度１゛１検出用コンパレータ、７１〕：設定を品
度１゛ｏ検出用コンパレータ、１１：メインモータリレ
ー、１３ニレデイーランプ、１５：ヒーター制御回路、
１６：複写工程制御回路、１８：温度１゛２検出用コン
パレータ。 代理人　弁理士　　福　十　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
   接される圧接ローラとから成る熱定着ローラにおいて、
   −１−記熱ローラ及び圧接ローラの表面温度を検知する
   第１及び第２の検知素子と、第１の検知素子に基き設定
   温度に」−記熱ローラを制御するため上記熱源を駆動制
   御する温度制御回路と、」−記両ローラを」−記熱ロー
   ラの設定温度に達する複写可能となる以前に回動駆動す
   る駆動回路と、」−記熱ローラの設定温度に達する信り
   及び−ト記圧接ローラの設定温度に達する信号に基き上
   記両ローラの回転を停止させる駆動停止回路とを備え、
   」―記圧接ローラを複写可能となるまで予熱することを
   特徴とする熱定着ローラ。 ２　上記駆動回路は、電源投入を検知し」−記両ローラ
   を回転さぜることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の熱定着ローラ。 ３、」二記駆動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、Ｊ二記両ローラを回転させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱定着ローラ。