JPH05119667A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通紙する用紙のサイズの変更に応じて定着温
度の変更なしに、ローラ端部の温度上昇が耐熱温度を超
えないように設定温度を変更する装置の提供を目的とす
る。 【構成】 定着上ヒータ３２を内蔵した定着上ローラ３
１の小サイズ用紙の通紙部に温調上サーミスタ３５を配
設し、小サイズ用紙の非通紙部に昇温検知上サーミスタ
３６を配設する。定着下ヒータ３４を内蔵した定着下ロ
ーラ３３の小サイズ用紙の通紙部に温調下サーミスタ３
７を配設し、小サイズ用紙の非通紙部に昇温検知下サー
ミスタ３８を配設する。定着上ローラ３１、定着下ロー
ラ３３は圧接状態に配設され、該圧接部を用紙が通紙さ
れる。用紙のサイズに応じて端部Ｌ３での設定温度を変
更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置、特に、一
対の定着ローラのいずれか一方に加熱手段を設け、前記
一対の定着ローラ間に異なるサイズの用紙を通過させて
該用紙上にトナー像を定着する定着装置を備えた画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置では最終工程に使用
される定着装置として、一対の定着ローラの少なくとも
一方に加熱源を設け、該定着ローラ間に異なるサイズの
用紙を通過させてトナー像の定着を行なう熱定着装置が
広く実用化されている。この種の定着装置では、加熱源
により定着ローラ表面の軸方向の温度分布が均一になる
ように加熱源の軸方向の発熱分布を変えている。

【０００３】しかしながら小サイズ用紙の定着を連続し
て行なった場合は、定着ローラの軸方向において小サイ
ズ用紙が通過しない定着ローラ端部の表面温度が上昇
し、定着ローラの寿命を縮めたり、定着装置を含む周辺
機器の温度上昇が大きくなるという問題が有る。

【０００４】そこで、この問題点を解決するために、定
着ローラの中央部に温度検出手段を設け、小サイズ用紙
の通紙時には定着ローラ軸方向において、小サイズ用紙
の通過部分の表面温度が定着に必要な温度になるように
定着温度の設定値を低くし、大サイズ用紙の通紙時には
ローラ軸方向全体の表面温度を定着に必要な温度になる
ように定着温度の設定値を高くする方法が提案されてい
る。（特開平３−１８８８３号公報参照）また、定着ロ
ーラ軸方向において、小サイズ用紙の通過部分以外の有
効定着領域の表面温度を検知する検知手段を設け、検知
した温度が所定の許容温度を超えると複写動作を停止す
る方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、小サイズ用紙の定着を連続して行なった後
に、直ちに大サイズ用紙の定着を行なうと、すぐには定
着に必要な表面温度が得られず定着不良を招来するとい
う問題点がある。後者の方法では、大サイズ用紙と小サ
イズ用紙の各々の連続通紙時における定着ローラ端部の
温度上昇特性が異なるため、許容温度までのマージンが
いずれのサイズに対しても適当な値になるように検知手
段の設定温度を決めることが難しい。即ち、定着ローラ
端部の温度上昇は、大サイズ用紙の連続通紙時よりも小
サイズ用紙の連続通紙時の方が大きいため、検知手段の
設定温度を大サイズ用紙の連続通紙時の温度上昇特性に
合わせて許容温度を設定すると、小サイズ用紙の連続通
紙時の温度上昇特性に対しては許容温度までのマージン
が少なく、複写動作がすぐに停止するという問題点が有
る。

【０００６】そこで本発明は、連続通紙時の定着ローラ
端部の温度上昇を用紙サイズに応じて適切に検知でき、
且つ通紙する用紙サイズに係わらず良好な定着が行なえ
る定着装置を備えた画像形成装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の定着ロ
ーラのいずれか一方に加熱手段を設け、前記一対の定着
ローラ間に異なるサイズの用紙を通過させて該用紙上に
トナー像を定着する定着装置を備えた画像形成装置にお
いて、前記定着ローラの軸方向における用紙の通過部分
中、小サイズ用紙に対応する部分の前記定着ローラの表
面温度を検知する第一検知手段と、大サイズ用紙に対応
する部分で且つ小サイズ用紙が通過する部分以外の前記
定着ローラの表面温度が所定の設定温度を超えたか否か
を検知する第二検知手段と、通紙される用紙のサイズを
判別する用紙サイズ判別手段と、前記第一検知手段の検
知結果に基づいて前記定着ローラの表面を定着温度に制
御する一方、前記用紙サイズ判別手段の判別結果に基づ
き前記第二検知手段の設定温度を変更するよう制御する
制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】加熱手段によって加熱された一対の定着ローラ
の圧接部に、トナー像が転写された異なるサイズの用紙
を通過させトナー像を定着する。定着ローラの表面温度
を第一検知手段によって検知し、定着ローラの端部の温
度が所定の設定温度を超えたか否かを第二検知手段によ
って検知する。制御手段は、第一検知手段の検知結果に
基づいて定着ローラの表面温度を制御し、通紙される用
紙サイズに応じて設定温度の値を変更する。これによっ
て定着ローラ端部の許容温度までのマージンが通紙され
る用紙サイズに応じて設定される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は本発明の画像形成装置の一例として
の複写機の構成を示す断面図である。

【００１１】複写機本体１は、原稿を露光走査して光像
を伝送する光学系（２〜６）と、画像を用紙上に再現す
る作像動作を行う作像部（７〜１４）と、用紙の供給、
複写画像の定着、及び用紙の送出を行う給排紙系（１５
〜２３，３０）とを有する。

【００１２】光学系は、走査系と倍率設定系とから成
る。走査系は、光源Ｌとミラー２とを搭載する図示しな
い第一走査体と、ミラー３と４とを搭載する図示しない
第二走査体とを有する。また、倍率設定系は、ミラー５
とレンズ６とを主体として構成される。

【００１３】走査系は、プラテンガラスの下面に沿って
往復動し、往動時に、プラテンガラス上にセットされて
いる原稿面を露光走査する。

【００１４】露光走査時に光源Ｌによって照射される原
稿面からの反射光は、ミラー２，３，４で反射された
後、レンズ（変倍レンズブロック）６を通り、さらにミ
ラー５で反射されて感光体ドラム７に至り、感光体ドラ
ム７表面に結像する。

【００１５】上記第一及び第二走査体は、同一の走査用
モータＭ３によって連動して駆動される。

【００１６】一方、倍率設定系であるミラー５及びレン
ズ６は、ステッピングモータＭ４によって連動して駆動
される。即ち、レンズ６は光軸上を移動して複写倍率を
変更し、ミラー５は移動すると共に、結像点の補正を行
う。

【００１７】作像部は、矢印方向に回転駆動可能に支持
された感光体ドラム７、該感光体ドラム７の周囲に配設
されたイレースランプ８、帯電チャージャ１０、像間イ
レースユニット９、現像装置１１、転写チャージャ１
２、複写用紙の分離チャージャ１３、及びブレード方式
のクリーニング装置１４からなる。

【００１８】感光体ドラム７の表面には感光体層が形成
されており、該感光体層は、前記イレースランプ８、及
び帯電チャージャ１０を通過することにより均一帯電さ
れ、前記光学系からのスリット露光を受けて静電潜像が
形成される。尚、露光に先立ち、像間イレースユニット
９によって電荷を除去される領域には、静電潜像は形成
されない。

【００１９】上記過程により形成された静電潜像は、現
像装置１１によってトナー現像され、顕像化されたトナ
ー像は、転写チャージャ１２によって用紙上に転写され
る。

【００２０】給排紙系は、給紙カセット１５，１６、そ
れぞれのカセットから用紙を送り出す送出ローラ１７，
２０、搬送ローラ対１８，１９、タイミングローラ対２
１、搬送ベルト２２、熱ロール方式の定着装置３０、排
出ローラ対２３等により構成され、これらはメインモー
タＭ１により駆動される。給紙カセット１５，１６の各
々には、小サイズ用紙（例えばＡ４以下）と大サイズ用
紙（例えばＡ４より大きいサイズ）が収容可能である。
また、本実施例では用紙を片側基準で通紙するようにな
っている。

【００２１】タイミングローラ対２１の近傍には、光学
系のスキャン開始タイミング、及び像間イレースユニッ
ト９の点灯タイミングを規定するための信号を出力する
不図示のセンサが設けられている。さらに給紙カセット
１５，１６の下部には、該給紙カセット内に収容されて
いる用紙のサイズを検出するサイズ検出センサＳ１，Ｓ
２がそれぞれ設けられている。

【００２２】図２は定着装置３０の要部斜視図である。

【００２３】定着装置３０は、回転駆動可能に設けられ
た定着上ローラ３１と該定着上ローラ３１に回転可能に
圧接された定着下ローラ３３を中心に構成されている。
定着上ローラ３１の中心部には定着上ヒータ３２が、ま
た定着下ローラ３３の中心部には定着下ヒータ３４が設
けられており、それぞれの定着ローラを内側から加熱し
ている。定着上ローラ３１の軸方向における用紙の通過
部分中、小サイズ用紙が通過する部分Ｒ１の略中央部に
は、定着ローラの表面温度を定着温度に制御するために
表面温度を検出する温調上サーミスタ３５が設けられて
いる。また、定着上ローラ３１の軸方向における用紙の
通過部分中、大サイズ用紙が通過し、且つ小サイズ用紙
が通過しない部分Ｒ２（以下、小サイズ用紙の非通過部
分Ｒ２と記す）には、昇温検知上サーミスタ３６が設け
られている。なお、定着下ローラ３３についても定着上
ローラ３１と同じ位置に温調下サーミスタ３７と昇温検
知下サーミスタ３８が設けられている。

【００２４】トナー像が転写された用紙は、転写面を上
にして定着上ローラ３１、定着下ローラ３３の端部Ｌ１
を基準として、定着上ローラ３１、定着下ローラ３３の
間を定着上ローラ３１、定着下ローラ３３の回転によっ
て矢印ａ方向に搬送される。トナー像は、定着上ローラ
３１、定着下ローラ３３のニップ部の通過時に熱と圧力
によって用紙に定着される。

【００２５】図３（ａ）は定着上ヒータ３２の軸方向の
出力分布を示す図である。図３（ｂ）は大サイズ用紙の
連続通紙時の定着上ローラ３１の表面温度分布を示す図
である。図３（ｃ）は小サイズ用紙の連続通紙時の定着
上ローラ３１の表面温度分布を示す図である。

【００２６】本実施例では、図３（ａ）に示されるよう
に小サイズ用紙が通過する部分Ｒ１の一方の端部Ｌ１か
ら他方の端部Ｌ２近傍までの定着上ヒータ３２の出力を
１００％とすると、このＬ２近傍から小サイズ用紙の非
通紙部分Ｒ２の端部Ｌ３までの出力は、端部Ｌ３で７０
％となるように徐々に減少させている。このような発熱
分布により、小サイズ用紙の非通紙部分の表面温度が小
サイズ用紙の通紙部分Ｒ１に対して著しく高温になるの
を防止している。

【００２７】ところで、大サイズ用紙と小サイズ用紙を
各々連続通紙すると、小サイズ用紙の非通紙部分Ｒ２の
温度上昇特性、即ち、定着上ローラ３１端部の温度上昇
特性は、小サイズ用紙の連続通紙時の方が大サイズ用紙
の連続通紙時よりも大きい（図３（ｂ），（ｃ）参
照）。このため、昇温検知上サーミスタ３６の設定温
度、即ち、定着上ローラ３１の熱による損傷を防止でき
る許容温度が一つであると上述のような問題が発生する
ため、本発明では前記設定温度を用紙サイズに応じて変
更するようにしている。具体的には、大サイズ用紙を通
紙する場合の設定温度を小サイズ用紙を通紙する場合の
設定温度よりも低い値に変更し、各々の用紙サイズに応
じて許容温度までのマージンを適切に得られるようにし
ている。

【００２８】なお、用紙を中央基準で通紙する場合も同
様である、以下、具体的な制御方法について説明する。

【００２９】図４は操作パネル７０の上視図である。

【００３０】７１は複写動作を開始するためのプリント
キー、７２は複写枚数を表示する表示部、８０〜８９は
テンキー、９０は割込みキー、９１はクリア・ストップ
キー、９２は給紙する用紙を選択するための用紙選択キ
ー、１００〜１０３は複写倍率を選択するための倍率選
択キーであり、それぞれのキーの近傍には倍率が選択さ
れたことを表示する表示用ＬＥＤ１００ａ〜１０３ａが
設けられている。

【００３１】図５は定着温度を制御するための制御回路
の構成を示すブロック図である。

【００３２】制御回路は第一ＣＰＵ２０１、第二ＣＰＵ
２０２を中心に構成され、第一ＣＰＵ２０１の入力端子
２０５〜２０９には、温調上サーミスタ３５、温調下サ
ーミスタ３７、昇温検知上サーミスタ３６、昇温検知下
サーミスタ３８及びサイズ検出センサＳ１，Ｓ２がそれ
ぞれ接続され、第一ＣＰＵ２０１の出力端子２１０〜２
１３には、給送モータ、定着上ヒータ３２、定着下ヒー
タ３４及びその他の負荷がそれぞれ接続されている。ま
た、第一ＣＰＵ２０１には温度制御用のプログラムが格
納されているＲＯＭ２０４が接続されている。さらに、
第二ＣＰＵ２０２には、操作パネル制御部２０３が接続
されている。

【００３３】図６は温度制御部のメインルーチンを示す
フローチャートである。

【００３４】電源が投入されてプログラムがスタートす
ると、ステップＳ１では複写条件を標準状態にセットす
る初期設定が行われる。ステップＳ２では内部タイマを
スタートさせる処理を行う。ステップＳ３では、操作パ
ネル７０上のキー群からのキー入力処理を行う。ステッ
プＳ４では後述する定着上ローラ３１の温度の昇温検知
処理が行われる。ステップＳ５では後述する定着上ロー
ラ３１の温度調整処理が行われる。ステップＳ６では複
写動作処理が行われる。ステップＳ７では内部タイマが
終了したかどうかの判断を行い、終了していなければ
（ステップＳ７：ＮＯ）内部タイマの終了を待機し、終
了していれば（ステップＳ７：ＹＥＳ）ステップＳ２へ
進む。

【００３５】図７は昇温検知ルーチンのフローチャート
である。

【００３６】ステップＳ４０ではプリントキー７１のオ
ンエッジを検出したかどうかを判断し、オンエッジを検
出したら（ステップＳ４０：ＹＥＳ）ステップＳ４１に
進み、オンエッジを検出しなければ（ステップＳ４１：
ＮＯ）ステップＳ４４に進む。ステップＳ４１では大サ
イズ用紙かどうかをサイズ検出センサＳ１，Ｓ２によっ
て判断し、大サイズ用紙ならば（ステップＳ４１：ＹＥ
Ｓ）ステップＳ４２へ進み、昇温検知上サーミスタ３６
の設定温度ＴをＴ２にセットしステップＳ４４に進む。
大サイズ用紙でなければ（ステップＳ４１：ＮＯ）ステ
ップＳ４３へ進み、昇温検知上サーミスタ３６の設定温
度ＴをＴ２よりも高い温度のＴ３にセットしステップＳ
４４に進む。なお、設定温度Ｔ２及びＴ３は定着上ロー
ラ３１の耐熱温度を超えない値に設定されている。ステ
ップＳ４４では、定着上ローラ３１端部の表面温度が設
定温度を超えた温度まで上がっていることを示す昇温検
知フラグを０にセットする。ステップＳ４５では昇温検
知下サーミスタ３８の検出温度Ｔ_CLが許容温度Ｔ１より
高いかどうかを判断し、高ければ（ステップＳ４５：Ｙ
ＥＳ）ステップＳ４６へ進み、昇温検知フラグを１にセ
ットし、ステップＳ４７に進む。高くなければ（ステッ
プＳ４５：ＮＯ）ステップＳ４７に進む。ステップＳ４
７では昇温検知上サーミスタ３６の検出温度Ｔ_CUがステ
ップＳ４２若しくはステップＳ４３で設定された設定温
度Ｔ２若しくはＴ３より高いかどうかを判断し、高けれ
ば（ステップＳ４７：ＹＥＳ）ステップＳ４８に進み、
昇温検知フラグを１にセットしメインルーチンにリター
ンする。高くなければ（ステップＳ４７：ＮＯ）メイン
ルーチンにリターンする。

【００３７】図８は温度調整ルーチンのフローチャート
である。

【００３８】ステップＳ５０では昇温検知フラグが０に
セットされているかどうかの判断を行う。０にセットさ
れていなければ（ステップＳ５０：ＮＯ）、即ち、定着
上ローラ３１端部の表面温度が設定温度を超えたならば
ステップＳ５１に進み、定着上ヒータ３２、定着下ヒー
タ３４をオフしプリントフラグを０にセットし、複写動
作を停止させる。０にセットされていれば（ステップＳ
５０：ＹＥＳ）、即ち、端部の表面温度が設定温度を超
えていないならばステップＳ５２に進む。ステップＳ５
２では温調上サーミスタ３５の検出温度Ｔ_RUを予め設定
されている定着温度Ｔ１１よりも低いかどうかを判断す
る。低くなければ（ステップＳ５２：ＮＯ）ステップＳ
５３に進み、定着上ヒータ３２をオフしステップＳ５５
に進む。低ければ（ステップＳ５２：ＹＥＳ）ステップ
Ｓ５４に進み、定着上ヒータ３２をオンしステップＳ５
５に進む。ステップＳ５５ではプリントフラグが０にセ
ットされているかどうかの判断を行う。０にセットされ
ていなければ（ステップＳ５５：ＮＯ）ステップＳ５７
に進み、定着下ヒータ３４をオフし、メインルーチンに
リターンする。０にセットされていれば（ステップＳ５
５：ＹＥＳ）ステップＳ５６に進む。ステップＳ５６で
は温調下サーミスタ３７の検出温度Ｔ_RLを所定温度Ｔ１
２よりも低いかどうかを判断する。低くなければ（ステ
ップＳ５６：ＮＯ）ステップＳ５７に進み、定着下ヒー
タ３４をオフし、メインルーチンにリターンする。低け
れば（ステップＳ５６：ＹＥＳ）ステップＳ５８に進
み、定着下ヒータ３４をオンし、メインルーチンにリタ
ーンする。

【００３９】なお、定着下ヒータ３４が複写動作中にオ
フしているのは、定着下ヒータ３４はメインスイッチ投
入時の定着上ローラ３１の加熱を補助するためのもので
あり、また、消費電力を低減するためであるが、複写動
作中に定着下ローラ３３を定着上ローラ３１と同様に温
度制御しても良い。

【００４０】また、上記実施例では本発明を複写機に適
用した例を説明したが、レーザビームプリンタやリーダ
プリンタなど複写機以外の画像形成装置に適用可能であ
ることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係わる画像形成装置は、用紙の通過部分中、小サイズ用
紙に対応する部分の表面温度を第一検知手段で検知する
と共に、大サイズ用紙に対応する部分で、且つ、小サイ
ズ用紙が通過する部分以外の定着ローラの表面温度を検
知する第二検知手段の設定温度を、用紙サイズに応じて
変更するようにしたため、定着ローラの耐熱温度までの
マージンを用紙サイズに応じて適切に設定できる。この
ため、用紙サイズに応じて定着ローラ端部の温度上昇を
適切に検知できると共に、用紙サイズに係わらず良好な
定着も行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例である複写機
の全体構成の断面図である。

【図２】定着装置３０の要部斜視図である。

【図３】（ａ）は定着上ヒータ３２の軸方向の発熱分布
を示す図である。（ｂ）は大サイズ用紙の連続通紙時の
定着上ローラ３１の表面温度分布を示す図である。
（ｃ）は小サイズ用紙の連続通紙時の定着上ローラ３１
の表面温度分布を示す図である。

【図４】操作パネル７０の上視図である。

【図５】定着温度を制御するための制御回路の構成を示
すブロック図である。

【図６】温度制御部のメインルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図７】昇温検知ルーチンのフローチャートである。

【図８】温度調整ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

３０ 定着装置 ３１ 定着上ローラ ３２ 定着上ヒータ ３３ 定着下ローラ ３４ 定着下ヒータ ３５ 温調上サーミスタ ３６ 昇温検知上サーミスタ ３７ 温調下サーミスタ ３８ 昇温検知下サーミスタ Ｓ１，Ｓ２ サイズ検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 敏和 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタカメラ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の定着ローラのいずれか一方に加熱手
   段を設け、前記一対の定着ローラ間に異なるサイズの用
   紙を通過させて該用紙上にトナー像を定着する定着装置
   を備えた画像形成装置において、 前記定着ローラの軸方向における用紙の通過部分中、小
   サイズ用紙に対応する部分の前記定着ローラの表面温度
   を検知する第一検知手段と、 大サイズ用紙に対応する部分で且つ小サイズ用紙が通過
   する部分以外の前記定着ローラの表面温度が所定の設定
   温度を超えたか否かを検知する第二検知手段と、 通紙される用紙のサイズを判別する用紙サイズ判別手段
   と、 前記第一検知手段の検知結果に基づいて前記定着ローラ
   の表面を定着温度に制御する一方、前記用紙サイズ判別
   手段の判別結果に基づき前記第二検知手段の設定温度を
   変更するよう制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。