JP2799602B2 - 熱ローラ定着装置 - Google Patents

熱ローラ定着装置

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JP2799602B2 JP1261739A JP26173989A JP2799602B2 JP 2799602 B2 JP2799602 B2 JP 2799602B2 JP 1261739 A JP1261739 A JP 1261739A JP 26173989 A JP26173989 A JP 26173989A JP 2799602 B2 JP2799602 B2 JP 2799602B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写機等の画像記録装置に用いら
れ、記録紙上のトナー像の定着を行う熱ローラ定着装置
に関する。
〔発明の背景〕
電子写真複写機等にあっては、電子写真感光体上にト
ナー像を形成し、之を記録紙上に転写したのち、トナー
像が静電的に付着した記録紙を熱ローラ定着装置によっ
て定着し、定着を終えた記録紙を機外に排出することが
なされている。
熱ローラ定着装置は、ヒータを内蔵してローラ表面を
トナーの溶融・定着するに適した温度に制御・維持され
た熱ローラと、之に圧着する加圧ローラとから成ってい
る。加圧ローラは表面又は表面近くにゴム等の弾性層を
有していて、圧着状態にある熱ローラと加圧ローラとは
ニップ部(両ローラの接触した面積部分)を有してい
て、記録紙は主としてニップ部を通過する間に定着がな
されることとなる。第4図(a),(b)は圧着状態に
ある熱ローラ11と加圧ローラ12とで形成されるニップ部
Nを示したもので、第4図(b)に示すようにローラ中
央近くのニップ幅NAに対してローラ端部近くのニップ幅
NBは僅かにNA<NBとなるようローラ形状を定めることが
なされている。このような斜線で示したツツミ形のニッ
プ形状とすることによって、定着・搬送される記録紙に
は矢示したように搬送とともに記録紙を両側に引張る方
向に分力が作用する。この分力により定着・排出される
記録紙にシワ等が生じないようにローラ形状を設定した
熱ローラ定着装置が一般に用いられている。
〔発明の目的〕
以上説明した熱ローラ定着装置では、一般に熱ローラ
11は定着時のみ回転するよう構成され、加圧ローラ12は
熱ローラ11に終始圧着した状態にある熱ローラ定着装置
と、定着時にのみ加圧ローラ12が圧着する熱ローラ定着
装置とがあるが、そのタイプの如何に拘らず次のような
問題があった。
即ち、例えば原稿自動送り装置(ADF)を備えた複写
機では多数枚の原稿について之を複数部コピーしようと
すると100枚以上の同一サイズのコピーが連続的になさ
れることとなる。このような同一サイズについて多数枚
の連続コピーが終了して間もなく、新たに大きなサイズ
の記録紙についてコピーを行う機会が屡々あるが、新た
なコピーについては、コピー画像のミダレ等があって、
定着されたコピー画像が不良となる場合がある。
本発明は、このような原稿自動送り又は同一原稿の連
続コピーによって定着される記録紙枚数が多数枚に及ぶ
ときも、そのコピーの直後新たなコピーを行ってもコピ
ー画像にミダレが生じたりすることなく良質なコピー画
像が得られるように制御された熱ローラ定着装置を提供
することを目的とする。
〔発明の構成〕
上記目的は、加熱ローラと該加熱ローラに圧着して回
転する加圧ローラとからなる一対のローラ間で記録紙を
挟持搬送し、記録紙上の現像剤像を加熱定着する熱ロー
ラ定着装置において、前記一対のローラの少なくとも一
方のローラを回転駆動させる回転駆動手段と、前記一対
のローラ間で連続して挟持搬送される記録紙枚数が予め
設定された設定枚数以上の場合に、連続挟持搬送終了
後、前記一対のローラで形成された挟持部のニップ形状
の変化に基づき定められた所定の時間、前記一対のロー
ラの圧着・回転を継続させるように前記回転駆動手段を
制御する制御手段とを有することを特徴とする熱ローラ
定着装置によって達成される。
〔発明の構成の説明〕
本発明者は、多数枚の連続コピーの後に行ったコピー
画像品質が低下する現象について、その究明を行った。
本発明者はコピー画像品質の低下は、小さなサイズの記
録紙を連続多数枚コピーした後に大きなサイズの記録紙
をコピーした際に特に目立つことから、連続多数枚コピ
ーによって前記のニップ形状が変わることがコピー画像
品質の低下の原因であることを明らかとした。
第3図はその説明図である。熱ローラ11と加圧ローラ
12とが圧着関係にあって、その間を小サイズの記録紙P
が連続して多数枚通過する。記録紙Pは熱を吸収しなが
らローラ間を通過するので、記録紙Pの通過部分である
ローラの中央近傍の温度と、記録紙Pから外れたローラ
端部での温度とは多数枚連続コピー後では相違してい
る。100コピーの連続コピー前と連続コピー直後のロー
ラ温度の1例を示すと下記の通りである。なお加圧ロー
ラは長さl=468mm,直径d=60mmのローラを用いてい
る。
ローラ温度の変動はローラ径の変化となる。ローラ中
央部とローラ端部との温度差が大きいことがニップ部の
形状に影響し、(NB−NA)は連続コピー後は連続コピー
前よりも増加する。従来通常コピー前の状態として(NB
−NA)=1mmに設定することが経験的に好ましいとされ
ているが、(NB−NA)>S(Sは例えば60mmφのローラ
の場合実験値として2mm)のニップ形状に変化すると、
大サイズの記録紙を定着・搬送する際に記録紙を両側に
引張る分力が大きくなり過ぎて、コピー画像のミダレが
生じることを明らかとした。
更に本発明者は、ローラ中央部とローラ端部との温度
差の著しいのは加圧ローラ12であることに注目し、加圧
ローラ12の連続コピー直後の中央部と端部との温度差を
短時間中に解消するには、連続コピー終了後も加圧ロー
ラ12の熱ローラ11への圧着・回転を所定時間継続し、中
央部の温度を上昇させ、温度差を小さくすることが、有
効であることを発見したものである。
〔実施例〕
第1図は本発明の熱ローラ定着装置の回路図である。
ここで説明する加圧ローラ12は、熱ローラ11に対しコピ
ー時には圧着,コピー終了とともに圧着解除する形式の
熱ローラ定着装置であるが、常に圧着する形式の熱ロー
ラ定着装置についても全く同様に適用される。
熱ローラ11の内部には赤外線ランプ等のヒータ13があ
って、制御部20によって制御されたヒータ電源24によっ
て、熱ローラ11の内部から加熱するよう構成されてい
る。熱ローラ11の中央部近くの周面には接触した形で或
は極めて近接して温度センサ21が設けられていて、熱ロ
ーラ11の表面温度を検知する。検知した熱ローラ11の表
面温度は比較回路23によって設定温度と比較される。制
御部20はこの比較結果に基づいて前記のヒータ電源24の
ON・OFFを制御し、熱ローラ11表面を常時定着に適した
温度条件に維持する。
装置のコピー釦が押されると、制御部20によって回転
駆動機構23を制御し、熱ローラ11の回転を開始する。ま
た制御部20は圧着及び圧着解除機構25を介して加圧ロー
ラ12を熱ローラ11に圧着するよう、記録紙の通過に先だ
って制御する。そして予め設定された枚数の記録紙が通
過すると加圧ローラ12の圧着は解除し熱ローラ11の回転
は停止するよう制御する。
本発明は、普通枚数コピーの際は上記のような制御が
なされ、多数枚連続コピーがなされたときは上記とは異
なる制御を行う。即ち、制御部20はカウント及びメモリ
機能を有していて、あらかじめ設定された枚数以上の連
続コピーを認めたときは、コピー終了後もその状態を一
定時間継続するよう制御する。
ADFを使用する複写機について説明すれば、ADFに原稿
をセットし、コピー部数を入力してコピー釦を押釦する
ことでコピーが開始する。コピーに伴い、例えば複写機
の排出口近くに設けられた排紙センサは記録紙通過の情
報を制御部20へ入力する。制御部20は通過した記録紙枚
数をカウントする。コピーが終了した時点で、制御部20
に予め入力された設定枚数(本実施例では100枚)と、
通過した記録紙の枚数が比較され、通過した記録紙の枚
数が設定枚数より小さいときは、制御部20は熱ローラ11
の回転を停止し、加圧ローラ12の圧着解除がなされる。
コピーが終了した時点で、通過した記録紙の枚数が設
定枚数より大きいときは、制御部20は所定時間(本実施
例では20sec)そのままの状態を保持し、所定時間後制
御部20は熱ローラ11の回転を停止し、加圧ローラの圧着
・解除を行う。
ADF不使用のときは、セットした原稿についてコピー
枚数をテンキー等を用いて入力したのちコピー釦を押釦
することで連続コピーがなされる。この場合も前記同
様、制御部は排紙センサによる記録紙枚数と設定枚数と
比較し、その結果熱ローラ11と加圧ローラ12の作動の制
御を前記同様に行う。この場合、制御部20は排紙センサ
からの記録紙枚数情報に代えて前記のテンキー等による
入力情報と前記の設定枚数と比較するようにしてもよ
い。
第2図は本実施例の効果を示す比較テストを示したも
のである。記録紙100枚の連続コピーを終えた時点での
加圧ローラ12の中央部近傍PRAの温度T(PRA)は156
℃,端部PRBの温度T(PRB)は85℃で、中央部PRAと端
部PRBとの温度差は71゜である。第2図(a)は加圧ロ
ーラ12が熱ローラ11に圧着・回転しない条件での連続コ
ピー後の温度変化を示したもので、30sec後の中央部PRA
と端部PRBとの温度差は依然として58゜である。之に対
して第2図(b)は連続コピー後引続いて加圧ローラ12
が熱ローラ11に対して圧着・回転したときの温度変化を
示したもので30sec後には中央部PRAの温度T(PRA)は1
52℃であるのに対して、端部PRBの温度T(PRB)は温度
上昇して113℃となり温度差は39゜にまで近接する。
本実施例では100枚以上の多数枚連続コピー後引続い
て20sec加圧ローラ12を圧着・回転したのち、圧着解除
するようにしたもので、20sec後に大サイズの記録紙を
用いて新たなコピーを行ってもコピー画像に何等のミダ
レも認めることはできなかった。一方、連続コピー後加
圧ローラ12を圧着・回転しないときは、20sec経過して
新たなコピーを行うと、コピー画像にはしばしばミダレ
が認められた。
〔発明の効果〕
従来、多数枚の連続コピーを行ったのちのコピー画像
にミダレが生じた問題は本発明によって解消し、多数枚
の連続コピーを行ったのちでも、コピー画像は安定して
良好な熱ローラ定着装置が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の熱ローラ定着装置の回路・構成図。 第2図(a),(b)は、加圧ローラの温度の変動を示
したグラフで、第2図(a)は圧着・回転しない場合、
第2図(b)は圧着・回転する場合を示す。 第3図は熱ローラと加圧ローラとの間に記録紙を挟持し
た状態を示す説明図。 第4図(a),(b)は熱ローラと加圧ローラとの圧着
によって形成されるニップ部の説明図。 11……熱ローラ、12……加圧ローラ 20……制御部、23……回転駆動機構 25……圧着及び圧着解除機構 N……ニップ部、P……記録紙

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱ローラと該加熱ローラに圧着して回転
    する加圧ローラとからなる一対のローラ間で記録紙を挟
    持搬送し、記録紙上の現像剤像を加熱定着する熱ローラ
    定着装置において、 前記一対のローラの少なくとも一方のローラを回転駆動
    させる回転駆動手段と、 前記一対のローラ間で連続して挟持搬送される記録紙枚
    数が予め設定された設定枚数以上の場合に、連続挟持搬
    送終了後、前記一対のローラで形成された挟持部のニッ
    プ形状の変化に基づき定められた所定の時間、前記一対
    のローラの圧着・回転を継続させるように前記回転駆動
    手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする熱
    ローラ定着装置。
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