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JPH06348171A - カラー電子写真装置のローラ定着装置 - Google Patents

カラー電子写真装置のローラ定着装置

Info

Publication number
JPH06348171A
JPH06348171A JP5134209A JP13420993A JPH06348171A JP H06348171 A JPH06348171 A JP H06348171A JP 5134209 A JP5134209 A JP 5134209A JP 13420993 A JP13420993 A JP 13420993A JP H06348171 A JPH06348171 A JP H06348171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
fixing
fixing device
electrophotographic apparatus
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5134209A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiya Sato
俊也 佐藤
Akiko Oikawa
亜紀子 及川
Katsuyoshi Onose
勝義 小野瀬
Keijirou Yagi
恵次郎 矢木
Tomoji Kitagishi
外茂治 北岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5134209A priority Critical patent/JPH06348171A/ja
Priority to US08/253,493 priority patent/US5504567A/en
Publication of JPH06348171A publication Critical patent/JPH06348171A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
    • G03G15/205—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature specially for the mode of operation, e.g. standby, warming-up, error
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/207—Type of toner image to be fixed 
    • G03G2215/2074—Type of toner image to be fixed  colour

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Color Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】定着装置のローラの定着開始時のアンダーシュ
ートおよび定着中のオーバーシュートを抑制し、耐オフ
セット性が優れ、均質な画像特性を与えるカラー電子写
真装置のローラ定着装置を提供。 【構成】互いに当接して回転する定着ローラと加圧ロー
ラとを有し、前記ローラの少なくとも一方がローラ内部
に加熱手段を備えたカラー電子写真装置のローラ定着装
置３１であって、カラー電子写真装置の中間転写装置に
よりカラー画像が形成された記録担体の先端が、前記ロ
ーラに到達するまでの時間内においてローラ表面が所定
の設定温度となるよう表面温度の検出手段による検出結
果に基づき、予測設定された時間だけ前記加熱手段の電
源を接続する制御手段を備え、該制御手段は前記電源接
続をカラー電子写真装置の中間転写装置から排出される
記録担体に対して１枚毎に行うよう設定されているカラ
ー電子写真装置のローラ定着装置にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー電子写真装置の
ローラ定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真記録の処理工程において、紙あ
るいはプラスチックフィルム等の記録担体上に転写され
たトナー像を定着する方法はいろいろあり、その一つと
して熱エネルギーによるものが古くから知られている。
【０００３】これは加熱することによって記録担体上に
形成されたトナー像を融着させるもので、該トナーを構
成する物質が粘着性となる温度に加熱されたローラで圧
着するのが一般的である。特に、記録担体が紙の場合は
トナーが溶融して繊維内にも吸収されるのでトナーは記
録紙に強く固定される。
【０００４】こうした熱エネルギーを利用した定着装置
の代表的なものが加熱されたローラを用いたローラ定着
装置で、定着ローラとこれに当接した加圧ローラで構成
され、両ローラの間にトナー像を形成した記録担体を挿
通させて定着している。このローラ定着装置では、ロー
ラの表面近傍に設けた温度検出手段によって該定着ロー
ラの表面温度を検出し、ローラ内部に設けたヒータをＯ
Ｎ／ＯＦＦするようにしたものが一般的である。
【０００５】しかし、近年、カラー電子写真装置に用い
られているカラートナーは、従来の電子写真装置で一般
に用いられてきた黒トナーに比べて軟化温度が低い。従
って、カラー電子写真装置のローラ定着装置は、カラー
トナーとの離型性が優れていると云うことから、図１の
模式図に示すように定着ローラ１にはアルミ管５からな
る芯金の表面にシリコーンゴム４を被覆したローラが用
いられている。
【０００６】しかし、シリコーンゴムは熱伝導率が低
く、温度センサを用いた通常の温度制御法では、図３に
示すように記録担体を挿通することによって定着ローラ
の表面温度が大きく変動し、定着の最適温度を保持する
ことが容易でなかった。このため定着画像の発色性、濃
度、光沢度等の画像特性が大きく変化して、均質な画像
が得難いと云う問題があった。特に、イエロー、マゼン
タ、シアンおよびブラックの４色のトナーを重ね合せて
融着し、任意の色を再現しようとするフルカラーにおい
ては、各カラートナーの溶融の度合いを常に一定にする
ことが必要であり、ローラの定着温度が画像特性を大き
く支配するため、その温度制御が極めて重要となる。
【０００７】さらにまた、前記定着ローラの表面温度を
検出し、加熱ヒータを制御する従来のローラ定着装置で
は、図３に示すように待機状態から最初の記録担体の通
過によってローラ表面の熱が奪われ、一時的に表面温度
が急激に低下する（アンダーシュートと云う）と云う現
象が起こる。
【０００８】これはシリコーンゴムの熱伝導率が低いた
めに、定着ローラの表面に被覆されているシリコーンゴ
ムの極く表面層の温度が低下して、見掛け上定着ローラ
の熱量が不足する現象である。しかし、実際にはローラ
全体に蓄えられている熱量はさほど低下していない。従
って、見掛け上低下したローラ表面の温度で制御された
ヒータには通電が開始されて熱エネルギーが供給される
ために、ローラ全体の熱量は過剰となり、しかもその熱
はシリコーンゴムによって遅れてローラ表面に伝わるた
めにローラ表面の温度は設定温度よりますます高くなる
（オーバーシュートと云う）と云う現象が生ずる。
【０００９】上記のようなアンダーシュートは定着不良
を発生して画像品質を損ね、また、オーバーシュトは記
録担体のオフセットを招く。特に、カラートナーは既述
したように黒トナーに比べて軟化温度が低いためオーバ
ーシュートによる記録担体のオフセットが発生し易い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記ローラ定着装置の
問題点を改善するため種々の方策が講じられている。そ
の代表的な定着装置としては、次のようなものが提案
（特開昭５４ー２９６５０号公報）されている。
【００１１】これは、表面に被覆形成された弾性体を有
し、互いに当接して回転する定着ローラと加圧ローラの
少なくとも一方の芯部にヒータと温度センサを内設し、
待機時および通紙時を通して芯部材の温度をほゞ一定に
制御しておき、通紙によるローラ表面の一次的な温度低
下を、該ローラとは別個に設けた第２の加熱手段によっ
て補償するようにしたものである。
【００１２】上記の第２の加熱手段とは、外部ヒータに
よる加熱、あるいは加熱用ローラを定着ローラに当接し
て加熱するものである。
【００１３】この定着装置では、上記のように第２の加
熱手段が必要で、その設定温度も常に高めに設定してお
くことが必要であり、更に、常に稼働状態にしておくこ
とも重要である。そのため装置は複雑，大型化し、消費
電力も増加すると云う問題がある。
【００１４】本発明の目的は、記録担体の挿通に伴う定
着ローラのアンダーシュート並びにオーバーシュートを
抑制し、耐オフセット性が優れ、均質な画像特性を与え
るコンパクトなカラー電子写真用のローラ定着装置を提
供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。
【００１６】互いに当接して回転する定着ローラと加圧
ローラとを有し、前記ローラの少なくとも一方がローラ
内部に加熱手段を備えたカラー電子写真装置のローラ定
着装置であって、前記ローラ定着装置は、待機状態での
ローラの表面温度が設定温度より低い場合は、カラー画
像が形成された記録担体の１枚目の先端が、前記ローラ
に到達するまでの時間内においてローラ表面が設定温度
となるよう予測設定された時間分だけ前記加熱手段に電
源を接続する制御手段を備え、同じく２枚目以降１枚毎
に記録担体が定着ローラに到達する前に、その直前の記
録担体の定着によって低下した前記ローラの表面温度の
低下分の補償を前記加熱手段の電源を接続することによ
り補償する制御手段とを備えているカラー電子写真装置
のローラ定着装置。
【００１７】また、前記カラー電子写真装置の中間転写
装置によりカラー画像が形成された記録担体の先端が、
前記ローラに到達するまでの時間内においてローラ表面
が所定の設定温度となるよう表面温度の検出手段による
検出結果に基づき、予測設定された時間だけ前記加熱手
段の電源を接続する制御手段を備え、該制御手段は前記
電源接続をカラー電子写真装置の中間転写装置から排出
される記録担体に対して１枚毎に行うよう設定されてい
るするカラー電子写真装置のローラ定着装置。
【００１８】本発明のローラ定着装置は、図１の模式図
に示す構成を有するもので、これは図２のカラー電子写
真装置に内蔵された定着器３１のローラ部を拡大して示
したものである。本発明のローラ定着装置の制御方法に
ついては図４により説明する。
【００１９】図４は、定着ローラの内部に設けたヒータ
への通電のＯＮ／ＯＦＦの最適設定時点と、そのときの
定着ローラ表面の温度の推移を示すパターン図であり、
横軸は時間軸を示す。但し、最初の１枚目の記録担体が
定着ローラに到達する時点を原点（ゼロ：０）とする。
【００２０】また、一例として任意の記録担体（例えば
１１枚目）が定着ローラに到達する時点に対するヒータ
への通電のＯＮ／ＯＦＦについても併せて示した。その
時の記録担体が定着ローラに到達する時点を原点（ゼ
ロ：０'）とする。
【００２１】図４において、待機時においては、ローラ
表面の温度は所定の設定温度、例えば、１４５℃±約３
℃になるようヒータへの通電を温度センサと制御手段と
によって制御されている。
【００２２】待機時の定着ローラの表面温度が所定の設
定温度（例えば１４５℃）より低い場合、最初の１枚目
の記録担体の先端が定着ローラに到達する時点（原点
０）から２４秒前（第１設定時点ｔ1：−２４）にヒー
タへの通電を開始し、９秒前（第２設定時点ｔ2：−
９）で通電を終了させる。このときのヒータへの通電時
間Δｔは２４−９＝１５秒間となる。これによって原点
０時においては約１５２℃に加熱されている。なお、こ
の原点０時におけるローラ表面の設定温度は、記録担体
の熱容量やトナーの溶融特性に応じて設定される。
【００２３】また、定着ローラの表面温度が所定の設定
温度になっている（例えば１４５℃以上のとき）場合に
は、最初の１枚目の記録担体の先端が定着ローラに到達
する時点（原点０）から６.５秒前（第３設定時点ｔ3：
−６.５）にヒータの通電を開始し、５.２５秒前（第４
設定時点ｔ4：−５.２５）で通電を終了させる。このと
きのヒータへの通電時間Δｔ'は６.５−５.２５＝１.２
５秒間となる。これによってローラ表面の温度は約１５
０℃になる。
【００２４】同様に、各記録担体が連続して定着装置に
送られる場合は、各記録担体のその先端が定着ローラに
到達する時点（例えば１１枚目の原点０'）から６.５秒
前（ｔ3）にヒータに通電を開始し、５.２５秒前
（ｔ4）に通電を終了させる。
【００２５】なお、上記のｔ1〜ｔ4で示すそれぞれの設
定時点は、本発明を説明するために設定した一例であっ
て、記録担体の定着条件によって任意に選定されるもの
である。
【００２６】前記図４に示す本発明の定着ローラの制御
温度のパターンと、図３に示す従来の定着ローラの制御
温度のパターンとを比較すると分かるように、本発明に
よればローラ表面の温度の変動（ΔＴ）を小さくするこ
とができ、かつ、アンダーシュートおよびオーバーシュ
ートが抑制され、定着不良や記録担体のオフセットの発
生が防止されて、均質なカラー定着像を得ることができ
る。
【００２７】本発明の定着装置の定着ローラは、その表
面にシリコーンゴム系のＲＴＶ（Ｒoom Ｔemperature
Ｖulcanization）またはＬＴＶ（Ｌow Ｔemperature Ｖulcanization）からなる弾性体が形成されているロー
ラが望ましい。該ローラのゴム弾性体の硬度は、２０〜
５０度、厚さ０.３〜５ｍｍのもの、特に、２０〜４０
度で厚さ１〜３ｍｍのものが好ましい。
【００２８】また、加圧ローラは、硬度４０度以上が望
ましく、フッ素ゴム，シリコーンゴムまたはポリテトラ
フルオロエチレン等をコートしたものがよい。
【００２９】また、定着ローラ、加圧ローラともにシリ
コーンゴムと、フッ素ゴムまたはポリテトラフルオロエ
チレンとを多層構造に形成したものでもよい。
【００３０】前記本発明の説明においては、図２に示す
ように中間転写装置（ドラム）２８を備えたカラー電子
写真装置で説明したが、こうした中間転写装置を持たな
いカラー電子写真装置においては、記録担体の先端が定
着ローラに到達する時点（原点０および原点０'）の設
定は、電子写真装置の画像データ，内部クロックまたは
記録担体の給紙装置の駆動信号等に基づき設定すること
ができる。
【００３１】
【作用】本発明は、記録担体１枚毎に定着装置のローラ
間を通過することによってローラから奪う熱量を、記録
担体が定着装置に到達する前に予測し、ヒータ等の加熱
手段を動作してローラを急速に加熱昇温する予測制御法
である。これによって、ローラ表面に設けた弾性体等に
よる熱伝達の遅れが解消されるために、定着開始時のア
ンダーシュートあるいは定着中のオーバーシュートを抑
制することができる。また、同様な理由からオフセット
や定着不良が防止でき、均質な定着像が得られるものと
考える。
【００３２】
【実施例】本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
【００３３】図１は本発明の実施例で用いた定着装置の
模式断面図である。定着ローラ１はアルミ管５上にシリ
コーンゴム４を１層形成したもので、該層の厚さ１.５
ｍｍ、硬度４０度、ローラ外径３０.０ｍｍφのもので
ある。また、アルミ管の芯部には加熱手段（ヒータ）８
を備えている。
【００３４】加圧ローラ２もアルミ管７上にシリコーン
ゴム６を１層形成したもので、定着ローラ１と同様に該
層の厚さ１.５ｍｍ、硬度４０度、ローラ外径３０.０ｍ
ｍφのものである。なお、定着ローラ１と同様に加熱手
段９を設けた。なお、定着ローラ１の排紙側の表面に
は、非接触形の温度検出手段（サーミスタ）１０が設け
られており、検出された定着ローラ表面の温度は中央演
算処理装置（ＣＰＵ：図示省略）へ送られる。なお、図
１の加圧ローラ２にも同様に非接触形の温度検出手段を
設けることはなんら差し支えない。
【００３５】図２は用いた電子写真装置の概略図であ
る。有機光導電体層を表面に形成した感光ベルト２０は
矢印方向に回転駆動される。帯電器２６によって所定の
電荷が付与された感光ベルト２０の有機光導電体層に、
画像情報、例えば画像のイエロー成分に相当する情報に
応じて制御されたレーザー２５が照射される。レーザー
が照射された部分の有機光導電体層は電荷が抜け、該光
導電体層の表面には静電潜像が形成される。
【００３６】次に、現像器（イエロー）２１の現像剤中
の摩擦帯電されたトナーが、感光ベルト２０の光導電体
層に形成されている静電潜像を現像して可視像とし、中
間転写ドラム２８上へ転写されてトナー像が形成され
る。
【００３７】上記の行程をイエロー，マゼンタ、シア
ン、ブラックの順に同様に行い、中間転写ドラム２８上
に上記４色を重ねることによってフルカラーの可視像が
形成される。このフルカラーの可視像が形成されたとこ
ろで、転写器２９を用いて記録担体３０上へ転写し、定
着器３１に移送されて加熱定着される。
【００３８】前記電子写真装置においては、印刷機構が
画像データを受け取って動作を開始し、最初の記録担体
が定着ローラに到達するまでの時間は３０〜４５秒であ
る。この所要時間に幅があるのは、転写された画像を再
現するために要する色重ねの回数によって中間転写ドラ
ム２８上への各色トナー像を形成する行程数が異なるた
めである。
【００３９】上記の印刷機構の動作開始から定着装置に
記録担体が到達するまでの時間は、上記画像データによ
って判定される。これに基づき、本発明における定着ロ
ーラに記録担体が到達する時点を原点（図４の原点０ま
たは原点０'）とする定着装置ローラに設けた加熱手段
（ヒータ）への通電のＯＮ，ＯＦＦの設定時点は、電子
写真装置の内部クロックとその時のローラ表面の温度に
基づきＣＰＵで演算され決定される。なお、定着される
記録担体の熱容量は前記画像データによって決定される
印刷サイズと、記録担体の厚さとから予め設定され値が
ＣＰＵのメモリ装置内に記録されている。該熱容量に関
するデータはＣＰＵの演算の際に呼び出されて、前記加
熱手段への通電時間ΔｔまたはΔｔ'が決定され、それ
に基づき加熱手段への通電のＯＮ，ＯＦＦの各設定時点
ｔ1〜ｔ4が設定される。
【００４０】なお、記録担体が紙とＯＨＰシートでは熱
容量が異なるので、各設定時点ｔ1〜ｔ4の設定にはこれ
らに応じて合わせることが重要である。
【００４１】また、電子写真装置の中間転写ドラム２８
や、給紙ローラの回転開始信号等に基づいて前記設定時
点を制御するすることも可能である。
【００４２】次に、本発明の実施例および比較例に用い
るトナーとしては、ビスフェノールポリエステル樹脂
（重量平均分子量Ｍｗ＝１２,０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝８.
９、ガラス転移温度Ｔｇ＝５６℃、軟化温度Ｔｍ＝１０
０℃）１００重量部に対して、下記の着色剤および帯電
制御剤をそれぞれ配合し調製した（但し、Ｍｎは数平均
分子量）。
【００４３】 マゼンタ Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド２０６ …４.０重量部 Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド１０９ …１.５重量部 含クロム有機酸塩 …４.０重量部。
【００４４】 シアン フタロシアニン顔料 …５.０重量部 含クロム有機酸塩 …４.０重量部。
【００４５】 イエロー ピグメントイエロー６ …５.０重量部 含クロム有機酸塩 …４.０重量部。
【００４６】 ブラック カーボンブラック …５.０重量部 含クロム有機酸塩 …４.０重量部。
【００４７】上記の各配合物をローラミルで加熱混合
し、放冷後、カッティングミルで粗粉砕し、さらに超音
速ジェットミルで微粉砕したものをジグザグ分級機で分
級して平均粒径１１μｍのトナーを作成し、これとフェ
ライトキャリアＦ−１５０（パウダーテック社製）とを
３：９７（重量比）の割合で混合して２成分系現像剤を
作成した。
【００４８】図１の模式図に示すようなローラ構成の定
着装置を図２に示す構成のカラー電子写真装置に取付
け、前記２成分系現像剤を用い、記録担体としてＡ４サ
イズの標準的な記録紙（厚さ１００μｍ）および標準的
なＯＨＰシート（厚さ１００μｍ）の各５０枚につい
て、形成した画像の定着性と画質の評価を行なった。
【００４９】画像の定着性：オフセット発生の有（×）
無（○）で評価した。
【００５０】画質：記録担体が紙の場合は画像濃度を反
射濃度計ＲＤ−９１８（マクベス社製）を用いて測定し
濃度の変動幅ΔＯＤを、また、ＯＨＰシートの場合は光
の透過率を分光光度計３３０型（日立製作所製）を用い
て測定し、その透過率の変動率（％）で比較した。な
お、ΔＯＤは０.３以下が望ましい。これより大きいと
人の目でも画像むらが認識できるためである。
【００５１】〔実施例 １〕記録担体として前記記録紙
を用い、初期ヒータ通電時間（Δｔ）を変え、その時の
定着ローラ表面の温度を測定し、最高温度（Ｔh）と最
低温度（ＴL）と変動幅ΔＴ（℃）を求めた。また、そ
の際の画像濃度の最大値と最小値との差ΔＯＤを測定し
た。結果を表１に示す。なお、定着ローラ部での記録担
体の通過速度は７０ｍｍ／ｓとした。
【００５２】
【表１】
【００５３】表１から分かるように、初期ヒータ通電時
間Δｔが０秒、即ち、従来の温度制御方法と同じ場合に
は図３に示すように、定着ローラ表面の温度の変動幅Δ
Ｔが大きくなり、オフセットが発生した。
【００５４】また、Δｔが２０秒の場合は、記録担体の
通過枚数に伴なって定着ローラ表面の温度が徐々に上昇
し、オフセット発生温度（約１７０℃）にまで到達し、
オフセットが生じた。
【００５５】さらに、初期ヒータ通電開始時間である第
１設定時点ｔ1に着目し、ｔ1が２４秒前の場合が初期ヒ
ータ通電時間Δｔの大小に係らず、定着ローラ表面のΔ
Ｔが最小となり、画像濃度のΔＯＤも最小になる。
【００５６】さらにまた、ｔ1が２４秒前においては、
初期ヒータ通電時間Δｔが１５秒の場合（ｔ2が９秒
前）ΔＴが最小となり、画像濃度のΔＯＤも最小にな
る。
【００５７】〔実施例 ２〕記録担体に紙を用い、前記
ｔ1を２４秒、ｔ2を９秒としたとき、第３設定時点ｔ3
（１枚毎の記録紙が定着ローラに到達する前にヒータに
通電を開始する時間）と、ヒータへの通電時間Δｔ'
（ｔ3−ｔ4）を変え、その時の定着ローラの表面温度の
変動幅ΔＴを求めた。また、その際の画像濃度のΔＯＤ
を測定した。結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】表２から分かるように、Δｔ'が１.５秒の
場合では、記録紙の通過枚数の増加に伴い定着ローラの
表面温度が徐々に上昇し、オフセットが発生（温度約１
７０℃）した。
【００６０】表２でΔＯＤが０.３以下である範囲は、
第３設定時点ｔ3が２〜４秒前、ヒータへの通電時間Δ
ｔ'が１.０〜１.４秒が最適であった。
【００６１】図４は実施例１および２におけるヒータ通
電のＯＮ／ＯＦＦの最適な各設定時点とローラ表面の温
度の推移のパターンを示したものである。
【００６２】また、図４においては、記録紙の最初の１
枚目が定着装置に送られる際、定着ローラの表面温度が
所定の温度（１４５℃）に達していない場合にのみ、２
４秒前（ｔ1）にヒータの通電を開始し、９秒前（ｔ2）
で通電を終了させる。
【００６３】各記録紙が連続して定着装置に送られる場
合には、各記録紙のその先端が定着ローラに到達する時
点から６.５秒前（ｔ3）にヒータに通電し、５.２５秒
前（ｔ4）に通電（通電時間Δｔ'が１.２５秒）を終了
させる。
【００６４】従来の定着ローラ表面の温度を検出して温
度制御を行うものに比べて、本実施例は定着ローラ表面
の温度の変動を少なくすることができる。
【００６５】〔実施例 ３〕記録担体として前記ＯＨＰ
シートを用い、ｔ1を２４秒前、ｔ2を９秒前とし、ｔ4
とｔ3との差であるヒータへの通電時間Δｔ'を表２のよ
うに変えた場合の定着ローラ表面のΔＴを求めた。ま
た、その際の画像の光透過率の変動（％）を測定した。
結果を表３に示す。
【００６６】ここでは光透過率の変動率（％）は２０％
以下が望ましい。なお、ＯＨＰシートの通過速度は３５
ｍｍ／ｓとした。
【００６７】
【表３】
【００６８】表３から分かるように、ヒータへの通電時
間Δｔ'が１.２５、２.０、３.０秒では定着性は良好で
あるが、ローラ表面の温度の変動幅ΔＴが大きく、光透
過率の変動率も大きい。また、ヒータ通電時間Δｔ'が
６.０秒では通紙枚数に伴い定着ローラの表面温度が徐
々に上昇し、オフセットが発生（温度約１６５℃）し
た。
【００６９】本実施例においては、ヒータへの通電時間
Δｔ'は４〜５秒、特に、５秒が最適であることが分か
った。
【００７０】なお、前記各実施例においては、記録担体
として、いずれもＡ４サイズのものを用いて行ったが、
もちろんこれに限定されるものではない。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラー電
子写真装置のローラ定着装置は、記録担体が定着装置を
通過する際にローラから奪う熱量を予測し、これに基づ
き記録担体が定着ローラに到達する前に予めヒータへの
通電時期と通電開始時間を予測制御したことによって、
ローラ表面の温度の変動率が抑制され、定着開始時のア
ンダーシュート並びに定着中のオーバーシュートを著し
く低減し、オフセットや定着不良を防止することができ
る。
【００７２】また、弾性体層を有する定着ローラの該弾
性体層における熱伝達の遅延も考慮してヒータが動作さ
れるので、均質な定着画像を得ることができる。なお、
本発明においては、特に、補償用の加熱手段を別個に設
ける必要がないので、装置を更に複雑化することがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】定着装置のローラの構成を説明する模式図であ
る。
【図２】実施例で用いた電子写真装置の構成を説明する
概略図である。
【図３】従来の定着装置の定着ローラ表面の温度推移を
示すパターン図である。
【図４】本発明の定着装置のヒータ通電のＯＮ／ＯＦＦ
設定時点とローラ表面の温度推移を示すパターン図であ
る。
【符号の説明】
１…定着ローラ、２…加圧ローラ、３…記録担体、４，
６…シリコーンゴム（弾性体）、５，７…アルミ管、
８，９…加熱手段（ヒータ）、１０…温度検出手段、２
０…感光ベルト、２１…現像器（イエロー）、２２…現
像器（マゼンタ）、２３…現像器（シアン）、２４…現
像器（ブラック）、２５…レーザー、２６…帯電器、２
７…クリーナ、２８…中間転写ドラム、２９…転写器、
３０…記録担体、３１…定着器、３２…クリーナー（中
間転写ドラム用）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢木 恵次郎 東京都品川区南大井六丁目26番２号 株式 会社日立製作所情報映像メディア事業部内 (72)発明者 北岸 外茂治 東京都品川区南大井六丁目26番２号 株式 会社日立製作所情報映像メディア事業部内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに当接して回転する定着ローラと加
    圧ローラとを有し、前記ローラの少なくとも一方がロー
    ラ内部に加熱手段を備えたカラー電子写真装置のローラ
    定着装置であって、 前記ローラ定着装置は、待機状態でのローラの表面温度
    が設定温度より低い場合は、カラー画像が形成された記
    録担体の１枚目の先端が、前記ローラに到達するまでの
    時間内においてローラ表面が設定温度となるよう予測設
    定された時間分だけ前記加熱手段に電源を接続する制御
    手段を備え、 同じく２枚目以降１枚毎に記録担体が定着ローラに到達
    する前に、その直前の記録担体の定着によって低下した
    前記ローラの表面温度の低下分の補償を前記加熱手段の
    電源を接続することにより補償する制御手段とを備えて
    いることを特徴とするカラー電子写真装置のローラ定着
    装置。
  2. 【請求項２】 互いに当接して回転する定着ローラと加
    圧ローラとを有し、前記ローラの少なくとも一方がロー
    ラ内部に加熱手段を備えたカラー電子写真装置のローラ
    定着装置であって、 前記ローラ定着装置は、待機状態でのローラの表面温度
    が所定の温度より低い場合にのみ、カラー画像が形成さ
    れた１枚目の記録担体の先端が前記ローラに到達する時
    点より前に設定された第１設定時点に前記加熱手段の電
    源を接続し、該ローラの表面温度が設定温度に復帰する
    第２設定時点で前記加熱手段の電源が遮断されるよう予
    測設定された制御手段を有し、 ２枚目以降１枚毎に記録担体の先端が前記ローラに到達
    する時点よりも前に設定された第３設定時点に前記加熱
    手段の電源を接続してローラの表面温度を設定温度に復
    帰させる制御手段を備えたことを特徴とするカラー電子
    写真装置のローラ定着装置。
  3. 【請求項３】 互いに当接して回転する定着ローラと加
    圧ローラとを有し、前記ローラの少なくとも一方がロー
    ラ内部に加熱手段を備えたカラー電子写真装置のローラ
    定着装置であって、 カラー電子写真装置の中間転写装置によりカラー画像が
    形成された記録担体の先端が、前記ローラに到達するま
    での時間内においてローラ表面が所定の設定温度となる
    よう表面温度の検出手段による検出結果に基づき、予測
    設定された時間だけ前記加熱手段の電源を接続する制御
    手段を備え、該制御手段は前記電源接続をカラー電子写
    真装置の中間転写装置から排出される記録担体に対して
    １枚毎に行うよう設定されていることを特徴とするカラ
    ー電子写真装置のローラ定着装置。
  4. 【請求項４】 記録担体の熱容量に応じて前記ローラの
    加熱手段への電源接続時間を予測設定する制御手段を備
    えた請求項１，２または３に記載のカラー電子写真装置
    のローラ定着装置。
  5. 【請求項５】 前記定着ローラは、筒状の芯金の表面に
    ゴム状弾性体が被覆され、筒状の芯金内部に加熱手段を
    備えている請求項１〜４のいずれかに記載のカラー電子
    写真装置のローラ定着装置。
  6. 【請求項６】 定着ローラと加圧ローラの両方が芯金の
    表面にゴム状弾性体が被覆されている請求項１〜４のい
    ずれかに記載のカラー電子写真装置のローラ定着装置。
  7. 【請求項７】 前記加圧ローラが筒状の芯金内部の加熱
    手段として電熱ヒータを備えている請求項５または６に
    記載のカラー電子写真装置のローラ定着装置。
  8. 【請求項８】 前記定着ローラの排紙側に設けた非接触
    型の温度検出手段によるローラの表面温度の検出信号
    と、電子写真装置の印刷機構の動作開始信号と、記録担
    体の厚さとサイズとから予め設定されている記録担体の
    熱容量とを中央演算処理装置（ＣＰＵ）で演算処理され
    た指令に基づき、前記定着装置に記録担体が到達する時
    点よりも前に定着ローラの加熱手段への通電のＯＮ／Ｏ
    ＦＦのタイミングを自動制御し得る機能を有する制御手
    段を備えた請求項１〜７のいずれかに記載のカラー電子
    写真装置のローラ定着装置。
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