(57)【要約】【課題】  多種の用紙幅に対応し、加熱ローラ表面の熱破損の無い安定した熱定着が可能な定着装置を提供すると同時に、高速度印刷を可能とする３相交流給電における各相の電力の偏りを少なくし、安価で信頼性の高い電子写真式印刷装置を実現する。【解決手段】  加熱ローラの表面温度を検知する２個の温度検知器を配置し、加熱ローラに内臓された４本の加熱体より、使用する用紙の幅の情報を基に３本の加熱体を選択し、前記温度検知器の検知情報を基に選択された加熱体を加熱することによって、前記加熱ローラの表面温度を規定範囲内に保つ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ローラの表面温度を検知する２個の温度検知器を配置し、加熱ローラに内臓された４本の加熱体より、使用する用紙の幅の情報を基に３本の加熱体を選択し、前記温度検知器の検知情報を基に選択された加熱体を加熱することによって、前記加熱ローラの表面温度を規定範囲内に保つことを特徴とする電子写真式印刷装置の定着装置。
【請求項２】
２個の前記温度検知器による制御温度は、用紙の幅に対応してあらかじめ設定されている値を選択することを特徴とする請求項１記載の電子写真式印刷装置の定着装置。
【請求項３】
用紙送り方向に対して直角方向の用紙長さが、最小２００ｍｍから最大３７０ｍｍまで定着可能であることを特徴とする請求項２記載の電子写真式印刷装置の定着装置。
【請求項４】
用紙送り方向に対して直角方向の用紙長さが、最小２５０ｍｍから最大３７０ｍｍまで定着可能であることを特徴とする請求項２記載の電子写真式印刷装置の定着装置。
【請求項５】
供給電源は３相交流であることを特徴とする請求項４記載の電子写真式印刷装置の定着装置。
【請求項６】
２個の前記温度検知器は非接触方式であることを特徴とする請求項３または請求項５記載の電子写真式印刷装置の定着装置。
【請求項７】
前記加熱体の容量は、各々が他の２倍を越えないことを特徴とする請求項６記載の電子写真式印刷装置の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式印刷装置の定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加熱ローラの表面熱により、用紙上のトナーを用紙に熱定着させる従来の定着装置に於いては、用紙の通過幅が狭い場合に、加熱ローラの用紙が通過しない部分の表面温度が異常に上昇し、加熱ローラ及びその表面皮膜材が破損することが知られている。これを避けるため、加熱ローラの表面温度を検知する２個の温度検知器を配置し、加熱ローラに内臓された２本の加熱体を、各々に対応する温度検知器の検知情報を基に独立して制御し、加熱ローラの表面温度を規定範囲内に保つ電子写真式印刷装置の定着装置が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高度情報化時代の要求に答え、印刷の高速化を成すためには、定着機での単位時間当たりの用紙への投入熱量を従来に比べて増大させる必要が生じる。もし投入熱量が充分で無い場合、トナーの用紙への固着が充分でなく、剥がれる不具合が生じることとなる。
【０００４】
したがって、加熱ローラ内の加熱体の発熱容量を増大する目的で、加熱体であるヒーターランプの容量を増大し、より多くの電流を流すこととなる。
【０００５】
その結果、従来の印刷速度であれば、電子写真装置への給電は単相交流で間に合っていたものが、印刷の高速に伴い大電力の給電が可能な、３相交流よる給電となる。
【０００６】
３相交流を使用するにあたっては、給電設備の負荷や交流波形の乱れなどを考慮して、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相に流れる電流の偏りを規制する必要が生じてくる。その偏りの限度は、一般的には下記に示す基準を適用している。
【０００７】
［Ｉ（Ｍａｘ）−Ｉ（Ｍｉｎ）］／Ｉ（Ａｖｅ）≦０．３……（式１）
Ｉ：（Ｍｉｎ）単位時間あたりの平均電流値で最小の相の平均電流値
Ｉ：（Ｍａｘ）単位時間あたりの平均電流値で最大の相の平均電流値
Ｉ：（Ａｖｅ）単位時間あたりの３相の平均電流値
上記の基準は装置全体に適用されるものではあるが、加熱体の電力量は装置全体から見てかなりの大きさを占めており、給電の偏りを少なくする為には、各相に均等に加熱体を振り分ける必要が生じる。
【０００８】
そこで、図２に示すように、加熱体を加熱体２ａと加熱体２ｂに置き換えて２本とし、Ｒ相を加熱体２ａに接続、Ｓ相を加熱体２ａに接続、Ｔ相を加熱体３に接続する手段が考えられる。加熱体２ａと加熱体２ｂは温度検知器１３で共に制御を行う。この方式で、用紙５の幅Ｌｍａｘまたはそれに近い用紙幅の印刷を行った場合、各加熱体にほぼ均等に電流が流れる。つまり、各相にほぼ均等な電流が流れ、偏りを生じることはない。
【０００９】
しかし、用紙幅Ｌｄまたはそれに近い用紙幅の印刷を行った場合、用紙が通過しないＬｎの範囲は熱が奪われない為に、温度検知器１４で制御される加熱体３に流れる電流は著しく低下し、式１に示す基準を満足することができなくなる。その対策として、加熱体２ａと加熱体２ｂと加熱体３の全てを、温度検知器１３で制御する手段が考えられる。しかし、電流値は均等とはなるが、上述したように、用紙が通過しないＬｎの範囲の表面温度が異常に上昇し、加熱ローラ１及びその表面皮膜材が破損することとなる。
【００１０】
本発明は、前記問題点を解決する為になされたものであり、その目的は、用紙通過幅が変わることによる加熱ロール表面温度のばらつき幅を小さくすることで、加熱ローラ及びその表面皮膜材の熱破損を招くことなく、その表面温度設定値を保つことを可能とし、かつ、３相交流による給電の各相の電流値の偏りを少なくし、最小限数の温度検知器と加熱体で、高速度印刷を特徴とする安価な電子写真式印刷装置の定着装置を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的は、加熱ローラの表面温度を検知する２個の温度検知器を配置し、加熱ローラに内臓された４本の加熱体より、使用する用紙の幅の情報を基に３本の加熱体を選択し、前記温度検知器の検知情報を基に選択された加熱体を加熱することによって、前記加熱ローラの表面温度を規定範囲内に保つことによって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、用紙幅の違いによる加熱ローラの表面温度のばらつき幅を小さくすることが可能となり、安定した定着品質を確保出来る。かつ、３相交流の給電に適した高速な電子写真装置を供することが可能となる。
【００１３】
また、最小限の数の温度検知器と加熱体で構成出来る為、安価な定着装置を提供出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を、図１、図３を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図３は、本発明の電子写真装置の動作を示す模式図である。高圧電源１７により高圧電圧を印加されたチャージャ１８は、モータ１５により回転動作を行っている感光体ドラム１６上を帯電する。その後、ＣＰＵ１０が光学ユニット１９を制御して感光体ドラム１６上に潜像を形成し、現像機２０からのトナー６をその潜像に静電付着させる。その後、高圧電源２１により高圧電圧が印加された転写器２２によりトナー６は用紙５に転写させられる。用紙５は高圧電源２３により高圧電圧が印加された剥離器２４により感光体ドラム１６から剥離され、その用紙５は、モータ２５により回転動作している用紙搬送ベルト２３によって、モータ２７により回転動作をしている加熱ローラ１−加圧ローラ４間に搬送される。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である定着ローラの断面と電源回路を示す模式図である。
【００１７】
用紙サイズ検知器７、８、９からの情報、又はオペレーターの用紙幅情報入力値を基に、ＣＰＵ１０は用紙５の幅Ｌｄを認識する。加熱ローラを軸方向で３等分した範囲を設定し、幅の狭い用紙が通過する側から順に、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃとする。Ｌａに対向した加熱体２ａ、Ｌｂに対向した加熱体２ｂ、Ｌｃに対向した加熱体２ｃ、ＬａとＬｃを合わせた範囲に対向した加熱体３。合わせて４本の加熱体を加熱ローラの内側に配置し、４本の容量は全て同じに設定している。
【００１８】
温度検知器１３は、加熱体２ａと加熱体３に対向する位置に配置している。温度検知器１４は、加熱体２ｂと加熱体２ｃの境界近傍に配置している。切換器２８は、加熱体の選択を行うため、給電回路に配置している。
【００１９】
認識した用紙幅Ｌｄの値により、次のように制御する。
【００２０】
最小用紙通過幅ＬｍｉｎからＬｍｉｎ＋（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／３の用紙を印刷する場合、加熱体２ａと加熱体２ｂと加熱体３を選択して使用する。温度検知器１３で加熱体２ａと加熱体３を共に制御し、温度検知器１４で加熱体２ｂを制御する。
【００２１】
Ｌｍｉｎ＋（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／３からＬｍａｘ−（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／３の用紙を印刷する場合、加熱体２ａと加熱体２ｂと加熱体３を選択して使用する。温度検知器１３で加熱体２ａと加熱体２ｂと加熱体３を共に制御する。
【００２２】
Ｌｍａｘ−（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／３から最小用紙通過幅Ｌの用紙を印刷する場合、加熱体２ａと加熱体２ｂと加熱体２ｃを選択して使用する。温度検知器１３で加熱体２ａを制御し、温度検知器１４で加熱体２ｂと加熱体２ｃを共に制御する。
【００２３】
加えて、各用紙幅の範囲に対応して、あらかじめ実験や解析により求められた最適な制御値を選択可能とするなら、電流値の偏りと加熱体の表面温度ばらつきは、更に少なくなる。この場合、温度検知器１３と温度検知器１４による各々の制御値は必ずしも一致するものではなく、別々な制御値をもって、各々の加熱体を制御する。
【００２４】
加熱ロールの熱伝導性の違い、最小用紙通過幅Ｌｍｉｎの大小、最大用紙通過幅Ｌｍａｘの大小、印刷速度の度合い、制御温度の高低などの様々な条件の違いにより、電流値の偏り具合や加熱ロール表面温度のばらつき具合は変化する。従って、電流値の偏りや加熱ロール表面温度のばらつきを最小とするために、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは、３等分ではなく、それぞれが他の２倍を越えない範囲内で最適な割合に設定してもよい。
【００２５】
また、最小用紙通過幅Ｌｍｉｎの４０％〜７０％をＬａとし、残り最大用紙通過幅Ｌｍａｘまでの長さを２等分して、それぞれをＬｂ、Ｌｃとしてもよい。加熱体３は、最小として加熱体２ａと同じ長さのものから、最大としてＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ全ての範囲に対向した長さの間で、最適なものに設定してもよい。容量は、各々、他の２倍を越えない範囲で、最適なものに設定してもよい。
【００２６】
以上の構成により、従来方式では困難であった、加熱ローラの表面温度ばらつき幅を小さくし、かつ３相交流の給電におけるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の偏りを少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例である定着装置の断面と電源回路を示す模式図である。
【図２】従来例である定着装置の断面と電源回路を示す模式図である。
【図３】本発明を備えた電子写真装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…加熱ローラ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３、…加熱体、５…用紙、６…トナー、７、８、９…用紙サイズ検知器、１０…ＣＰＵ、１１…ドライバ、１２…加熱用電源、１３、１４…温度検知器、１５…モータ、１６…感光ドラム、１７…高圧電源、１８…チャージャ、１９…光学ユニット、２０…現像機、２１…高圧電源、２２…転写器、２３…高圧電源、２４…剥離器、２５…モータ、２６…用紙搬送ベルト、２７…モータ、２８…切換器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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