(57)【要約】【課題】  定着装置が低温、中温、高温の何れの状態から立上げた場合でも、安定して加熱ロールの温度を略均一に立上げることでき、高信頼で定着ができる定着装置を得る。【解決手段】  少なくとも複数のヒータを内蔵した加熱ロールと、これに圧接して回転する加圧ロールとを有し、転写紙を前記加熱ロールと加圧ロールとの間に通すことにより、前記転写紙上に形成されたトナー像を定着する画像形成装置の定着装置において、前記加熱ロールの温度立上げは、加熱ロールの温度を検知する手段により加熱する前の温度を検知し、この温度から立上げ目標温度までの必要熱量を、予め設定した加熱ロール立上げ開始温度と駆動側の放熱を考慮した目標温度までの必要熱量データに基づき、特定の時間までの立上げに必要な複数のヒータの通電率を各々算出して通電し、これにより加熱することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複数のヒータを内蔵した加熱ロールと、これに圧接して回転する加圧ロールとを有し、転写紙を前記加熱ロールと加圧ロールとの間に通すことにより、前記転写紙上に形成されたトナー像を定着する画像形成装置の定着装置において、前記加熱ロールの温度立上げは、加熱ロールの温度を検知する手段により加熱する前の温度を検知し、この温度から立上げ目標温度までの必要熱量を、予め設定した加熱ロール立上げ開始温度と駆動側の放熱を考慮した目標温度までの必要熱量データに基づき、特定の時間までの立上げに必要な複数のヒータの通電率を各々算出して通電し、これにより加熱することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記予め設定した加熱ロール立上げ開始温度と駆動側の放熱を考慮した目標温度までの必要熱量データは、駆動側へ投入する熱量を、反駆動側へ投入する熱量よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱ロールの温度立上げは、前記加熱ロールが特定の温度に達したことを少なくとも２値的に検出する特定温度検出手段を加熱ロールの反駆動端部側に有して、加熱する複数のヒータの各通電率により加熱して行うことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記特定の時間は、すくなくとも加熱ロールの温度検知手段の応答を考慮した時間で設定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１、２、３、４記載の定着装置うち、いずれか１つを搭載したことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電情報記録装置、電子写真複写装置などの画像形成装置に用いられる熱定着装置及び記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の定着装置は、例えば、複数のヒートパイプを有する定着ロールの内部に、定着ロールの略全幅を発熱領域にもつヒータと定着ロールの両端側に発熱領域を持つ２つのヒータを設けて定着ロールを加熱し、加熱ロ−ルと加圧ロ−ルとの圧接で構成するニップ部に用紙を送って熱定着している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、予め設定された加熱装置の通電率により加熱ロールの温度を立上げ、温度検知手段により検知した加熱の遅い加熱装置の通電率を増加させることにより、立上げ時間を短縮させる過熱温度制御装置を備えたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８１３９０号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平８−４４４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の前者の定着装置においては、定着装置の加熱ロールの温度を立上げる場合、加熱ロールを各ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御により通電し温度を立上げるが、駆動側の定着ロールの温度は反駆動側のそれよりもかなり低い場合が多々あった。これは、定着ロールの駆動側では、駆動に要する例えば歯車や軸受などのために熱容量が多く必要な上に、回転による放熱もあり、熱が上がりにくいことによる。このため、定着ロールと軸受部との間に断熱部材を設ける場合が多いがこれでも不十分であり、冬季での冷えた状態からの定着ロールの温度立上げは、一層、駆動側の定着ロール温度が低くなって定着不良が発生する場合があった。
【０００７】
また、一度立上げて印刷などをした後などに、不慮に電源ＯＦＦとしてしまった場合、加熱ロールは中温、或いは高温からの温度立上げとなり、予め設定した各ヒータの通電率での加熱では、立上げ到達温度に大きなバラツキが生じて加熱ロールの過熱につながり、オーバーテンプなどの障害が発生する場合がある。
【０００８】
更には、定着ロール表面に温度むらが生じにくくするために内部にヒートパイプを設けたものであるが、定着ロールの形状が複雑になり、且つ高価になるのは否めない上、定着ロールの肉厚が増えることにより熱応答が悪くなって、印刷初期の過渡的な必要熱量の確保が難しくなる。そして、高速の定着装置では、一層、熱応答が厳しいものとなり、定着確保が難しくなる。
【０００９】
後者の定着装置においては、補助的な作用であり加熱ロールの均一な温度分布を形成する上では不十分である。
【００１０】
本発明は、定着装置が冷えた状態からの加熱ロールの温度立上げや一度立上げた後の不慮の電源ＯＦＦや、電源ＯＦＦを伴う部品交換作業等が行われた後の加熱ロールの中温、高温からの立上げの場合でも、安定して加熱ロールの温度を略均一に立上げることでき、高信頼で定着ができる定着装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、少なくとも複数のヒータを内蔵した加熱ロールと、これに圧接して回転する加圧ロールとを有し、転写紙を前記加熱ロールと加圧ロールとの間に通すことにより、該転写紙上に形成されたトナー像を定着する画像形成装置の定着装置において、前記加熱ロールの温度立上げは、加熱ロールの温度を検知する手段により加熱する前の温度を検知し、この温度から立上げ目標温度までの必要熱量を、予め設定した加熱ロール立上げ開始温度と駆動側の放熱を考慮した目標温度までの必要熱量データに基づき、特定の時間までの立上げに必要な複数のヒータの通電率を各々算出して通電し、これにより加熱することにより達成される。
【００１２】
また、好ましくは、前記定着装置において、前記予め設定した加熱ロール立上げ開始温度と駆動側の放熱を考慮した目標温度までの必要熱量データは、駆動側の放熱が反駆動側の放熱よりも多いことを考慮して駆動側へ投入する熱量を、反駆動側へ投入する熱量よりも多く投入することによって達成される。
【００１３】
また、好ましくは、前記定着装置において、前記加熱ロールの温度立上げは、前記加熱ロールが特定の温度に達したことを少なくとも２値的に検出する特定温度検出手段を加熱ロールの反駆動端部側に有して、加熱する複数のヒータの各通電率により制御して行うことによって達成される。
【００１４】
また、好ましくは、前記定着装置において、前記特定の時間は、すくなくとも加熱ロールの温度検知手段の応答を考慮した時間で設定することによって達成される。
【００１５】
さらに上記目的は、好ましくは前記定着装置のうち、すくなくとも１つの定着装置を搭載することによって達成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、特に冬季でも定着装置の加熱ロールの温度立上げを、駆動側が低くなることなく略均一に立上げるようにしたので、印刷時に発生しがちな駆動側でのオフセット現象の発生を防止した安定した定着が可能であり、また、加熱ロールの高温立上げでは過熱による障害が防げるので稼動率向上につながり、高速、高信頼の定着装置を安価で実現して、快適な印刷業務ができる印刷装置を提供できるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例を図１〜図６により説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施例である連続紙レーザビームプリンタ（以下、連続紙ＬＢＰという。）の定着部における加熱ロールの低温からの温度立上げ時の温度変遷図である。
【００１９】
図２は本発明の一実施例である連続紙ＬＢＰの定着部における加熱ロールの高温からの温度立上げ時の温度変遷図である。
【００２０】
図３は、加熱ロール温度立上げ前のサーミスタ検知値と加熱ロール駆動側の放熱を考慮した加熱ロール温度立上げ時の駆動側での必要熱量の関係図である。
【００２１】
図４は、加熱ロール温度立上げ前のサーミスタ検知値と加熱ロール駆動側の放熱を考慮した加熱ロール温度立上げ時の反駆動側での必要熱量の関係図である。
【００２２】
図５は連続紙ＬＢＰの定着部における定着装置５１の構成図である。図５おいて、ヒータランプ５４ａ〜５４ｄは、加熱ロール５２を加熱する。加熱ロール５２の端部に取り付けた特定温度検出器５３は、加熱ロール５２がある一定の温度に達したことを検出する。また、加熱ロール５２の上方には反駆動側から駆動側にかけて加熱ロール５２の表面温度を検出する複数のサーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃが設けてある。５６は異常温度検出器であり、加熱ロール５２により暖められた空気の温度（雰囲気温度）がある一定の温度を超えた場合に検出する。連続紙５７に転写されたトナー像５８は、加熱ロール５２に押し当てられ通過することにより溶融定着し、定着されたトナー像５９となる。
【００２３】
図６は、ヒータ５４の概略構成図を示す。ヒータランプ５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、加熱ロール５２の幅方向への長さを三分割し、それぞれの部分を加熱する電熱線を有する。ヒータランプ５４ｄは、加熱ロール５２全体を加熱する電熱線を有する。ヒータランプ５４ａ〜５４ｄは、加熱ロール５２の温度立上げ時に、加熱前の加熱ロールの温度をサーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃで検知し、この温度から立上げ目標温度までの必要熱量を、図３及び図４に示す予め設定した加熱ロール立上げ開始温度と駆動側の放熱を考慮した目標温度までの必要熱量データに基づき、特定の時間、例えば特定温度検出器５３やサーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃの応答が追随する最短の時間での立上げに必要な複数のヒータの通電率を各々算出して通電し、これにより加熱する。
【００２４】
そして、印刷時は、この立上げられた温度を基準にして、サーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃで加熱ロール上の温度を検出しながら連続紙５７の幅により、連続紙５７に転写されたトナー像５８を溶融定着するのに適したヒータランプ５４ａ〜５４ｄがそれぞれ、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００２５】
上記構成において、連続紙５７に静電転写により形成されたトナー像５８は、プレヒータ６１上を通過することで予熱され、加熱ロール５２と加圧ロール６０との間を通過し、挟持搬送されることにより加熱加圧されて連続紙５７上に定着される。
【００２６】
図１は定着装置における加熱ロールの低温からの温度立上げ時の表面温度変化を示しており、横軸は時間、縦軸は加熱ロールの表面温度を示す。図中の破線は、従来技術における加熱ロール５２の表面温度の変化を示す。従来は、駆動側での放熱などのために熱量不足が生じ、駆動側は低い温度での立ち上がりとなっている。これに対し、本発明によれば、加熱ロール５２の温度立上げ時に、加熱前の加熱ロールの温度をサーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃで検知し、この低い温度から立上げ目標温度までの必要熱量を、図３及び図４に示す予め設定した加熱ロール立上げ開始温度と駆動側の放熱を考慮した目標温度までの必要熱量データに基づき、特定の時間、例えば特定温度検出器５３やサーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃの応答が追随する最短の時間での立上げに必要な複数のヒータランプ５４ａ〜５４ｄの通電率を各々算出して通電し加熱する。
【００２７】
これにより、駆動側では特定温度検出器５３で検出した時にはサーミスタでの温度検出値は比較的高めの温度を検出する。駆動側は、放熱を考慮した多くの熱量を投入するようにヒータランプ５４ｃのＯＮ／ＯＦＦの給電周期を短くするため、駆動側の温度も上がり比較的早い時点で温度が高くなって加熱ロールの全幅で略均一な温度分布となる。
【００２８】
また、図２の高温立上げの場合は、図中の破線に示すように、従来は、過熱ぎみの立上げとなっている。これに対し、本発明によれば、加熱ロール５２の温度立上げ時に、加熱前の加熱ロールの温度をサーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃで検知し、この高い温度から立上げ目標温度までの必要熱量を、図３及び図４に示す予め設定した加熱ロール立上げ開始温度と駆動側の放熱を考慮した目標温度までの必要熱量データに基づき、特定の時間、例えば特定温度検出器５３やサーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃの応答が追随する最短の時間での立上げに必要な複数のヒータランプ５４ａ〜５４ｄの通電率を各々算出して通電し加熱する。このため、どの温度からの立上げでも加熱ロールの全幅で略均一な温度分布となる。
【００２９】
上記の実施例では、ヒータランプ５４は加熱ロール５２の幅方向への長さを三分割にしたが、これに限るものではなく、また連続紙ＬＢＰだけではなくカット紙ＬＢＰにも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例である連続紙ＬＢＰの定着部における加熱ロールの低温からの温度立上げ時の温度変遷図である。
【図２】本発明の一実施例である連続紙ＬＢＰの定着部における加熱ロールの高温からの温度立上げ時の温度変遷図である。
【図３】加熱ロール温度立上げ前のサーミスタ検知値と加熱ロール駆動側の放熱を考慮した加熱ロール温度立上げ時の駆動側での必要熱量の関係図である。
【図４】加熱ロール温度立上げ前のサーミスタ検知値と加熱ロール駆動側の放熱を考慮した加熱ロール温度立上げ時の反駆動側での必要熱量の関係図である。
【図５】連続紙ＬＢＰの定着部における定着装置の構成図である。
【図６】ヒータの概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ａは従来での低温立上げ時間、２ａは本発明での低温立上げ時間、３ａは従来での高温立上げ時間、４ａは本発明での高温立上げ時間、５１は定着装置、５２は加熱ロール、５３は特定温度検出器、５４ａ〜５４ｄはヒータランプ、５５ａ〜５５ｃはサーミスタ、５６は異常温度検出器、５７は連続紙、５８は転写されたトナー像、５９は定着されたトナー像、６０は加圧ロール、６１はプレヒータである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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