JPH06337616A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温側の第１の定着温度で用紙の定着を行っ
ているときに次の用紙から低温側の第２の定着温度で定
着を行う旨の指示があったとき、後者の用紙に対する定
着を短時間で開始する。 【構成】 ＣＰＵ１３１は厚紙検出センサ１４２が葉書
等の厚紙を検知したときにはヒートロール１１６を比較
的高温で定着させ、薄紙検出センサが通常の用紙のよう
に比較的薄い用紙を検知したときには比較的低温で定着
させる。前者から後者に切り換えを行うときには、ＲＯ
Ｍ１３３に格納されている演算結果を用いて、所定のタ
イミングでヒートロール１１６のヒータに対する通電を
打ち切って厚紙に対する定着を行い、また薄紙の定着が
ヒートロール１１６で可能になることを予測して薄紙の
搬送を開始させるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタ、発光ダ
イオードプリンタ等のプリンタや記録装置あるいは複写
機に使用され、加熱によってトナー像を用紙に定着する
定着装置に係わり、特に用紙の種類に応じて定着温度を
変えるようにした定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式で記録を行うプリンタや複
写機等の記録装置では、感光体に静電潜像を形成し、こ
れを現像してトナー像を作成し、用紙に転写するように
している。用紙に静電的に転写されたトナー像は記録装
置内の定着部で定着される。多くの場合、定着部は加熱
されたヒートロール（定着ロール）を備えており、これ
によって用紙を加熱圧着することにトナー像の定着が行
われる。定着された用紙は、装置の排出トレイに排出さ
れることになる。

【０００３】ところで、ヒートロールは所定の高温に保
たれると共に、プレッシャロールと圧接している。そし
て、定着時には一定速度で搬送されてきた用紙をこれら
の間を通過させ、熱エネルギを供給することでトナー像
を熱的に定着させるようにしている。このとき、用紙に
伝達されるエネルギはヒートロールからトナー像に直接
伝達されるものに限られるのではなく、ヒートロールか
らプレッシャロールに伝達された熱エネルギが用紙の背
面（トナー像の転写されていない面）に伝達されるもの
との和となる。用紙に加えられるこれら熱エネルギの総
合されたもので、トナー像の定着が行われる。

【０００４】用紙に加えられる熱エネルギが定着に必要
な量よりも少ない場合にはトナーが用紙表面に十分融着
せず、用紙の表面を擦るとトナー粒子が画像部分から欠
落し画像を汚してしまう等の不都合を発生させる。ま
た、用紙に必要以上の熱エネルギが加えられた場合に
は、用紙中の水分が過度に失われてカールや皺が発生し
やすくなったり、著しい場合には高温のために用紙表面
の色が変色してしまうといった不都合を発生させる。

【０００５】そこで、定着温度は標準的な厚さの用紙を
取り扱うときには１種類で十分であるが、葉書のように
厚手の用紙を取り扱う場合には、用紙背面から伝達され
る熱エネルギの不足を補うために標準的な定着温度より
もやや高い定着温度を用意しておき、これに切り換える
ようにして定着温度の適性化を図った定着装置が登場し
ている。実公昭６２−３７２４５号公報に記載された定
着装置では、このように通常の用紙と厚手の用紙それぞ
れに専用の定着温度を設定することで、用紙の厚さの違
いにかかわらず良好な定着を可能にしている。

【０００６】すなわち、実公昭６２−３７２４５号公報
では第１の定着温度と、これよりも高い第２の定着温度
の２種類の定着温度を用意している。そして、常時はこ
の定着装置が第１の定着温度になるような制御を行って
おり、厚手の用紙に対して定着を行う場合には第２の定
着温度になるように設定温度の変更を行い、センサを用
いてヒートロールがこの第２の温度に上昇するまで装置
のプリント動作を停止するようにしている。

【０００７】また、特開昭６４−８８５７１号公報およ
び特開平２−５３０９３号公報では、定着保証温度とい
う概念を導入している。ここで定着保証温度とは、定着
が完全に行われるための保証をする温度をいう。これら
の公報では、用紙の厚さに応じて定着保証温度を変更す
る一方、ヒートロールの温度がこの定着保証温度に到達
したのを確認して用紙の給送を開始させることにしてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年ではワ
ークステーションやパーソナルコンピュータをネットワ
ークに接続し、このネットワークにプリンタが接続され
るような使用形態が増加している。このような使用形態
では、１台のプリンタがこれら複数の端末のプリント要
求を共通的に処理することになる。したがって、プリン
タは全く異なった出力条件のプリントを集中的に処理す
る必要が生じ、要求される用紙の厚さが頻繁に異なる場
合も発生する。このような場合には、定着温度をその都
度変更してプリント動作を行うことになる。

【０００９】図１１は、従来のこのような定着温度の切
り換え制御の様子を表わしたものである。ヒートロール
の設定温度は高温モードの定着温度Ｔ_H と低温モードの
定着温度Ｔ_L の他にスタンバイ（待機）時のスタンバイ
温度Ｔ_S の３種類が用意されている。このうち高温モー
ドの定着温度Ｔ_H が一番高く、この温度が選択されると
これから上下ΔＴ_H の範囲でヒートロールの表面温度の
制御が行われる。低温モードの定着温度Ｔ_L は定着温度
Ｔ_H とスタンバイ温度Ｔ_S の中間的な温度であり、この
温度が選択されるとこれから上下ΔＴ_L の範囲でヒート
ロールの表面温度の制御が行われる。スタンバイ温度Ｔ
_S が選択された場合には、これから上下ΔＴ_S の範囲で
ヒートロールの表面温度の制御が行われる。

【００１０】この従来の定着装置では待機時にヒートロ
ールはスタンバイ温度Ｔ_S が選択されており、Ｔ_S から
上下ΔＴ_S の範囲でヒートロールの表面温度の制御が行
われている。すなわち、待機状態ではヒートロールの表
面温度がＴ_S −ΔＴ_S を下回りそうになると内蔵のヒー
タの通電（ヒータＯＮ）を行い、表面温度がＴ_S ＋ΔＴ
_S に近づくと、この温度を越えないようにヒータの通電
を遮断（ヒータＯＦＦ）するようになっている。これが
図１１における時刻ｔ₁ 以前における定着装置の制御で
ある。

【００１１】時刻ｔ₁ に低温モードにおけるプリント指
令が到来したものとする。この時点に定着装置はヒータ
の通電を開始させ表面温度が低温モードにおける許容温
度範囲の下限温度Ｔ_L −ΔＴ_L に上昇したことをセンサ
によって確認すると、この時刻ｔ₂ に給紙スタート信号
を出力する。記録装置はこれを基にして比較的薄い給紙
の給紙を開始し、プリントのための制御が始まることに
なる。低温モードでは、ヒータに対する通電のオン・オ
フ制御でヒートロールの表面温度はＴ_L から上下ΔＴ_L
の範囲に保たれる。

【００１２】この例で、時刻ｔ₃ に低温モードでのプリ
ントが終了したものとし、この後の時刻ｔ₄ に高温モー
ドのプリント指令が到来したものとする。この時点から
定着装置はヒータの通電を再び連続的に行い、表面温度
が高温モードにおける許容温度範囲の下限温度Ｔ_H −Δ
Ｔ_H に上昇したことをセンサによって確認すると、この
時刻ｔに給紙スタート信号を出力する。記録装置はこれ
を基にして比較的厚い給紙の給紙を開始し、プリントの
ための制御が始まることになる。

【００１３】図１２は、この高温モードでヒートロール
の制御が行われている状態で低温モードによるプリント
指令が到来した場合を表わしたものであり、図１１の動
作の続きを表わしたものである。時刻ｔ₆ に高温モード
におけるプリントが終了したものとし、その後の時刻ｔ
₇ に低温モードにおけるプリント指令が到来したものと
する。定着装置は、この時刻ｔ₇ からヒータに対する通
電を停止し、ヒートロールの表面温度が低温モードにお
ける許容温度範囲の上限温度Ｔ_L ＋ΔＴ_L まで下降する
のを待機する。そしてこの温度に下降したことをセンサ
によって確認すると、この時刻ｔ₈ に給紙スタート信号
を出力する。

【００１４】このように従来の定着装置では、高温モー
ドから低温モードに定着温度の切り換えが指示される
と、Ｔ_H ＋ΔＴ_H からＴ_H −ΔＴ_H までの温度範囲に存
在したヒートロールの表面温度がＴ_L ＋ΔＴ_L まで自然
に下降するまで待機し、この後に用紙を給紙トレイ等の
給紙手段から給紙を開始させるようにしていた。このた
め、特に厚手の用紙と薄手の用紙が代わる代わるプリン
トされるような場合には、実際にプリント動作を行って
いる時間に比べて定着温度の調節に要している時間の占
める割合が非常に大きくなり、非効率なプリント処理を
行うことになった。

【００１５】そこで本発明の目的は、高温側の第１の定
着温度で用紙の定着を行っているときに次の用紙から低
温側の第２の定着温度で定着を行う旨の指示があったと
き、後者の用紙に対する定着を短時間で開始することの
できる定着装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）記録に使用される用紙を搬送する搬送路と、
（ロ）この搬送路の途中の所定箇所に設けられ用紙に対
してトナー像の転写を行うトナー像転写手段と、（ハ）
このトナー像転写手段よりも搬送路の下流側に設けられ
トナー像の転写された用紙を熱的に定着する定着手段
と、（ニ）この定着手段の定着温度を第１の定着温度を
中心とした所定の温度範囲に制御する第１の定着温度制
御手段と、（ホ）定着手段の定着温度を第１の定着温度
よりも低い第２の定着温度を中心とした所定の温度範囲
に制御する第２の定着温度制御手段と、（ヘ）搬送路を
搬送される用紙の種類に応じて第１または第２の定着温
度制御手段のいずれかを選択する定着温度選択手段と、
（ト）この定着温度選択手段が第１の定着温度制御手段
を選択して用紙に対する定着を行っている状態で次に搬
送される用紙に対して第２の定着温度制御手段により定
着を行う旨の指示があったとき、先に搬送されている用
紙の後端が定着手段を通過する予定時刻で定着温度が第
１の定着温度を中心とした所定の温度範囲の下限にまで
低下しない範囲でこの予定時刻から必要な時間だけ遡っ
た時刻から定着手段に対する電源の供給を遮断する定着
用電源供給制御手段とを定着装置に具備させる。

【００１７】すなわち請求項１記載の発明では、第１の
定着温度制御手段と第２の定着温度制御手段を用意して
例えば待機時のヒートロール等の定着手段の設定温度の
他に比較的定着温度の高い第１の定着温度とこれよりは
低い第２の定着温度のいずれかを定着時に選択できるよ
うにしておき、搬送路を搬送される用紙の種類に応じて
これらのいずれかを選択して定着ができるようにしてお
く。そして、第１の定着温度制御手段から第２の定着温
度制御手段に切り換えるときには、すなわち定着温度が
低下するような制御を行うときには、第１の定着温度制
御手段で定着温度を制御される用紙の後端が定着手段を
通過する時点で第１の定着温度の下限まで低下しない範
囲でそれより以前に定着手段の加熱制御を停止させるこ
とにして、定着手段が第２の定着温度に早期に設定され
るようにしている。

【００１８】請求項２記載の発明では、（イ）記録に使
用される用紙を搬送する搬送路と、（ロ）この搬送路の
途中の所定箇所に設けられ用紙に対してトナー像の転写
を行うトナー像転写手段と、（ハ）このトナー像転写手
段よりも搬送路の下流側に設けられトナー像の転写され
た用紙を熱的に定着する定着手段と、（ニ）この定着手
段の定着温度を第１の定着温度を中心とした所定の温度
範囲に制御する第１の定着温度制御手段と、（ホ）定着
手段の定着温度を第１の定着温度よりも低い第２の定着
温度を中心とした所定の温度範囲に制御する第２の定着
温度制御手段と、（ヘ）搬送路を搬送される用紙の種類
に応じて第１または第２の定着温度制御手段のいずれか
を選択する定着温度選択手段と、（ト）この定着温度選
択手段が第１の定着温度制御手段を選択して用紙に対す
る定着を行っている状態で次に搬送される用紙に対して
第２の定着温度制御手段により定着を行う旨の指示があ
ったとき、後から搬送されるこの用紙の先端が搬送路を
搬送されて定着手段に到達する予定時刻で定着温度が第
２の定着温度を中心とした所定の温度範囲にまで低下す
るようにこの予定時刻から必要な時間だけ遡った時刻か
ら少なくともこの予定時刻までの間は定着手段に対する
電源の供給を遮断する定着用電源供給制御手段とを定着
装置に具備させる。

【００１９】すなわち請求項２記載の発明では、第１の
定着温度制御手段と第２の定着温度制御手段を用意して
例えば待機時のヒートロール等の定着手段の設定温度の
他に比較的定着温度の高い第１の定着温度とこれよりは
低い第２の定着温度のいずれかを定着時に選択できるよ
うにしておき、搬送路を搬送される用紙の種類に応じて
これらのいずれかを選択して定着ができるようにしてお
く。そして、第１の定着温度制御手段から第２の定着温
度制御手段に切り換えるときには、すなわち定着温度が
低下するような制御を行うときには、定着手段に第２の
定着温度制御手段で定着される用紙が到達する以前にこ
の用紙を先送りするようにしている。この先送りは、用
紙が定着手段に到達したときに第２の定着温度を満足す
るようなタイミングで行われるようになっている。

【００２０】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２１】図２は本実施例の定着装置を使用したレー
ザビームプリンタの概要を表わしたものである。なお、
図２はこのレーザビームプリンタを側面から見たもの
で、図の左方がレーザビームプリンタの前面になる。

【００２２】このレーザビームプリンタ１００は、レー
ザ走査装置１０１を備えている。レーザ走査装置１０１
には、画信号に応じてレーザ光を変調して出力する図示
しない半導体レーザが配置されている。この半導体レー
ザから射出されたレーザビームはポリゴンミラー１０２
に入射し、この回転に応じて偏向される。偏向されたレ
ーザビームはｆθレンズ１０３を通過した後、ミラー１
０４、１０５により進行方向を変えられ、このレーザ走
査装置から出力される。

【００２３】レーザ走査装置１０１から出力されたレー
ザビームの延長上には定速で矢印の方向へ回転する感光
体ドラム１０６が配置されている。レーザ走査装置１０
１から出力されたレーザビームは、この感光体ドラム１
０６の所定の露光位置１０７をその軸方向すなわち主走
査方向に繰り返し走査する。この露光位置１０７よりも
わずかに手前には感光体ドラム１０６に対向してチャー
ジコロトロン１０８が配置されており、感光体ドラム１
０６の表面を一様に帯電させるようになっている。この
帯電後の感光体ドラム１０６にレーザビームが照射され
ることで、ドラム表面には画像情報に対応した静電潜像
が形成される。この静電潜像は、露光位置よりも下流側
のドラム表面で現像装置１０９によって現像される。こ
の現像装置１０９内には、トナーを磁気的に穂立ちさせ
て静電潜像の現像を行うための現像ロール１１０や、カ
ートリッジ内のトナーを現像ロール１１０に供給するた
めのトナー供給機構１１１等の部品が配置されている。
現像ロール１１０には所定の現像バイアスが印加されて
いる。

【００２４】現像装置１０９の現像によって形成された
トナー像は、感光体ドラム１０６の回転によってトラン
スファコロトロン１１２に対向する位置まで移動し、こ
こで記録用紙（普通紙）に静電的に転写されることにな
る。なお、本実施例で使用されるチャージコロトロン１
０８およびトランスファコロトロン１１２は単線のコロ
トロンワイヤをシールド部材で覆った空間に張り渡し、
その一端に電圧印加端子を設けた構造となっている。

【００２５】次に、記録用紙の搬送経路について簡単に
説明する。図示しない記録用紙は、このレーザビームプ
リンタ１００の下部に着脱自在に配置された用紙給紙装
置１１３内に前面から挿入されたカセットトレイ１１４
に積層されるようになっている。本実施例のレーザビー
ムプリンタ１００は薄手の記録用紙と厚手の記録用紙の
２種類の厚さの記録用紙を取り扱うことができるように
なっており、この用紙給紙装置１１３には薄手の記録用
紙のみが収容されるようになっている。ここで、薄手の
記録用紙とは、通常の複写を目的として市販されている
あらゆる記録用紙をいう。これに対して、厚手の記録用
紙とは、葉書として使用する記録用紙のように特殊な使
用目的で特に紙厚が厚くなっている記録用紙をいう。カ
セットトレイ１１４の最上層に配置された記録用紙は、
半月状の形状をした半月ロール１１５によってトレイ１
１４外に送り出される。

【００２６】なお、半月ロール１１５の代りにリタード
ロール等の他の手段を用いることも可能である。厚手の
記録用紙の場合には、レーザビームプリンタ１００の前
面に配置された手差し部１２７から手差しされるように
なっている。これについては後に説明する。

【００２７】カセットトレイ１１４から送り出された記
録用紙あるいは手差し部１２７から手差しされた記録用
紙は、破線で示したように経路を搬送ロール１２８によ
って進行し、感光体ドラム１０６の回転位置と同期をと
って一定した速度でかつ安定して搬送される。このよう
にして、記録用紙は所望のタイミングで感光体ドラム１
０６とトランスファコロトロン１１２との間を通過す
る。この通過の時点だけ、トランスファコロトロン１１
２は放電を行い、これによって感光体ドラム１０６上の
トナー像が静電的にトランスファコロトロン１１２方向
に吸引され、記録用紙上にトナー像の転写が行われる。
転写の行われた記録用紙は、トランスファコロトロン１
１２の下流側に配置された図示しない除電針によってそ
の背面から除電され、ドラム表面から剥離される。

【００２８】剥離された記録用紙は、その緊張を解くた
めに所定の長さの搬送路上を搬送された後、ヒートロー
ル１１６とプレッシャロール１１７との対からなる定着
装置１１８に運ばれる。定着装置１１８では記録用紙が
所定幅でニップしているヒートロール１１６とプレッシ
ャロール１１７との間を通過する。このとき、記録用紙
におけるトナー像の転写された側がヒートロール１１６
側となり、プレッシャロール１１７は記録用紙をヒート
ロール１１６に押し付けて効率的な熱伝達を可能にす
る。ヒートロール１１６の表面温度は、手差し部１２７
から手差しされた記録用紙に対しては、厚手のものとし
て比較的温度の高い第１の定着温度を中心とした温度範
囲に制御が行われるようになっている。

【００２９】また、カセットトレイ１１４から送り出さ
れた記録用紙に対しては、薄手のものとして比較的低い
第２の定着温度を中心とした温度範囲に制御されるよう
になっている。すなわち、本実施例では記録用紙の厚さ
を実際に計測するのではなく、どの経路で搬送されてき
たかによって定着温度の選定を行うようになっている。

【００３０】定着装置１１８の出口側には出口ロール１
１９が用意されており、この出口ロール１１９には搬送
された記録用紙はレーザビームプリンタ１００の上部へ
排出される。記録用紙は前述の径路を経るために記録面
が下になって排出され、１ページづつ順に印刷したもの
を排出された順序のままステープラで閉じることができ
る。

【００３１】一方、記録用紙に転写されなかったトナー
像は、トランスファコロトロン１１２のさらに下流側に
配置されたクリーニング装置１２０によってドラム表面
から除去される。クリーニング装置１２０には、ドラム
表面からトナーを削りとるためのブレード１２０ｂや、
トナー漏れを防止するためのフィルム１２０ａが配置さ
れている。

【００３２】ところで本実施例のレーザビームプリンタ
１００においては、感光体ドラム１０６とクリーニング
装置１２０とチャージコロトロン１０８と現像装置１０
９とがＥＰ（エレクトリック・プリンティング）カート
リッジ１２１として一体で構成されている。またこのレ
ーザビームプリンタ１００ではヒンジ１２２を中心に開
閉する前カバー１２３を有している。この前カバー１２
３を開くことにより、使用者は用紙詰まりの除去や、Ｅ
Ｐカートリッジ１２１やトランスファコロトロン１１２
の交換を極めて容易に行うことができる。またこのレー
ザビームプリンタ１００では定着装置１１８の着脱も使
用者が容易に行えるように構成されている。

【００３３】レーザ走査装置１０１の後方には低圧電源
と高圧電源とからなる電源部１２４が配置されており、
各構成部品へ必要な電力を供給している。電源部１２４
の後方には制御装置１２５が配置されており、レーザビ
ームプリンタ１００の電気的制御を行っている。電源部
１２４と制御装置１２５の上方には画像情報処理装置１
２６が配置され、コンピュータ等から送られてきた画像
情報をレーザビームプリンタ１００の言語に翻訳して制
御装置１２５へ送るようになっている。画像情報処理装
置１２６の上方の装置本体上面は、傾斜面を構成してお
り、これは出口ロール１１９から排出される記録用紙を
収容する排出トレイ１３０を構成している。

【００３４】図１は本実施例の定着装置を中心とするレ
ーザビームプリンタの回路構成の要部を表わしたもので
ある。このレーザビームプリンタ１００はＣＰＵ（中央
処理装置）１３１を備えている。ＣＰＵ１３１は、デー
タバス等のバス１３２を通じてレーザビームプリンタ１
００内の各部と接続されており、ヒートロール１１６の
表面温度の制御等の各種制御を行うようになっている。

【００３５】このうちＲＯＭ１３３は各種制御を行うた
めのプログラムを格納したリード・オンリ・メモリであ
り、作業用メモリ１３４はこれらの制御に必要なデータ
を一時的に格納するランダム・アクセス・メモリであ
る。通信制御部１３５はイーサネット等の通信手段を介
して図示しないホストコンピュータと接続されており、
ここから印字データや印字の際に使用する記録用紙の指
定が行われるようになっている。レーザビームプリンタ
１００は各種データを入力するための入力回路１４１を
備えている。本実施例の定着装置に関連するものとして
は、厚紙検出センサ１４２、薄紙検出センサ１４３およ
び温度検出センサ１４４が存在する。このうち、厚紙検
出センサ１４２はカセットトレイ１１４から記録用紙が
送り出されることを検出するセンサである。薄紙検出セ
ンサ１４３は手差し部１２７から記録用紙が手差しされ
たことを検出するセンサである。温度検出センサ１４４
は、ヒートロール１１６の表面温度を検出するセンサで
ある。このヒートロール１１６の温度制御は定着温度制
御部１４６が行うようになっている。

【００３６】クラッチ制御部１４７は、図２に示したレ
ジストローラ１２９に伝達する駆動力をオン・オフ制御
するようになっている。メインモータ駆動回路１４９
は、メインモータ１５０の駆動力をクラッチ制御部１４
７を介してレジストローラ用クラッチ１４８に伝達させ
るようになっている。

【００３７】さて、本実施例のカセットトレイ１１４は
日本工業規格Ｂ５縦（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）以上で
Ａ４縦（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）以下およびレターサ
イズ（２１５．９ｍｍ×２７９．４ｍｍ）以下のサイズ
の記録用紙を収容することができる。これらの記録用紙
の重さは、６０ｇ／ｍ² から１０５ｇ／ｍ² であると想
定されている。また、手差し部１２７は幅１００ｍｍで
長さが１４８ｍｍの厚手の記録用紙（以下単に葉書用紙
という。）を専用に扱うようになっている。この手差し
部１２７を使用する際には、その手差し板を手前に倒
し、この手差し板に沿って葉書用紙を１枚ずつ装置内に
手差しすることになる。葉書用紙は一般にその重さが１
３５ｇ／ｍ² あるいはこれ以下となっている。

【００３８】図３（ａ）および（ｂ）は、本実施例の定
着装置による温度制御の様子をそれぞれ表わしたもので
ある。このうち同図（ａ）は高温モードから低温モード
に移行する場合を示しており、同図（ｂ）は高温モード
からスタンバイに移行しかけたところで次の葉書用紙の
プリント動作が開始され、高温モードに戻った状態を示
している。本実施例の場合にはヒートロール１１６の表
面温度を、従来と同様に高温モードの定着温度Ｔ_H と低
温モードの定着温度Ｔ_L の他にスタンバイ（待機）時の
スタンバイ温度Ｔ_S の３種類のいずれかに設定するよう
になっている。ここで、高温モードの定着温度Ｔ_H は最
も高く、これから上下ΔＴ_H の範囲で温度制御が行われ
るようになっている。

【００３９】本実施例で定着温度Ｔ_H は１６３°Ｃであ
り、ΔＴ_H は２°Ｃである。低温モードの定着温度Ｔ_L
は高温モードの定着温度Ｔ_H とスタンバイ温度Ｔ_S の間
に設定された温度であり、これから上下ΔＴ_L の範囲で
温度制御が行われるようになっている。本実施例で定着
温度Ｔ_L は１５３°Ｃであり、ΔＴ_L は２°Ｃである。
スタンバイ温度Ｔ_S は１４８°Ｃに設定されている。

【００４０】この定着装置で長さ１４８ｍｍの葉書用紙
の定着を高温モードで行っている状態であるとし、ホス
トコンピュータ側から次の記録用紙を低温モードで定着
する旨の指示が行われたものとする。ＣＰＵ１３１は、
この場合にこの葉書用紙の定着がその先端から所定の距
離だけ進行した時刻ｔ₁₁にヒートロール１１６のヒータ
への通電をオフにする。本実施例のヒートロール１１６
はアルミニウム製であり、その電源オフ時の定着ローラ
１１６の表面の温度が仮に１６４°Ｃであるとすると、
この温度が１６１°Ｃに低下する前に葉書用紙の後端ま
で定着を終了させれば、定着は熱的に不足なく理想的な
状態で終了することになる。すなわち、定着温度Ｔ_H よ
りもΔＴ_H だけ低くなる前に葉書用紙の後端がヒートロ
ール１１６を通過し終わるようにヒータへの通電を停止
させるようにすればよく、この条件を満足するものであ
れば時刻ｔ₁₁の設定は時間的に早いほどよい。

【００４１】本実施例のレーザビームプリンタ１００の
搬送路は、（１）搬送ロール１２８からレジストローラ
１２９までの第１の搬送路Ｄ₁ と、（２）レジストロー
ラ１２９からヒートロール１１６までの第２の搬送路Ｄ
₂ と、（３）ヒートロール１１６から出口ロール１１９
を経て排出トレイ１３０に記録用紙が排出されるまでの
第３の搬送路Ｄ₃ に分けることができる。このうち第２
の搬送路Ｄ₂ の長さは本実施例で１３５ｍｍとなってい
る。したがって、搬送路における記録用紙の搬送速度が
５６ｍｍ／秒であるとすると、葉書用紙の先端がレジス
トローラ１２９に挟まれて停止している状態からレジス
トローラ１２９の駆動が開始されて先端がヒートロール
１１６に到達するまでの時間は約２．４秒となる。すな
わち、レジストローラ１２９の駆動を開始してから２．
４秒後のヒートロール１１６の表面温度に応じて定着温
度制御部１４６によるヒータの通電をオフするタイミン
グを定めればよい。

【００４２】ただし本実施例のレーザビームプリンタ１
００では、記録用紙の先端から５０ｍｍ後方の位置がヒ
ートロール１１６に到達した時点における温度検出セン
サ１４４の測定温度を基準にしてヒータの通電をオフに
するタイミングを設定することにしている。これは、記
録用紙の熱容量等の事情を考慮したためである。したが
って、記録用紙はレジストローラ１２９の駆動が開始さ
れてから３．３秒後のヒートロール１１６の表面温度を
基準にして、その表面温度が何度のときにこれから何秒
後にヒータの通電をオフにすべきかを求めるようになっ
ている。

【００４３】このような計算はその度に行うことも可能
であるが、本実施例ではＲＯＭ１３３に計算結果を予め
格納したテーブルを格納している。このテーブルは、レ
ジストローラ１２９の駆動が開始されてから３．３秒後
の温度検出センサ１４４の検出温度と用紙厚をアドレス
情報として、これらに対応して記憶されているオフタイ
ミング情報の読み出しができるようになっている。

【００４４】葉書用紙に対する画像処理が行われている
段階で、低温モードへの移行が指示されたものとする。
この場合には、葉書用紙がその先端から５０ｍｍだけヒ
ートロール１１６を通過した時点で温度検出センサ１４
４はヒートロール１１６の表面温度を検出する。この温
度が１６４°Ｃであったとする。ヒートロール１１６の
表面の温度が１６４°Ｃから高温モードにおける定着温
度の許容下限の１６１°Ｃまで３°Ｃだけ下がるのに最
悪の条件下で３秒を要するものとする。葉書用紙の残り
の長さは９８ｍｍなので、この残りの部分を定着するの
に要する時間は約１．８秒である。したがって、定着の
終了する時刻はヒートロール１１６の表面の温度が１６
１°Ｃに低下する時刻ｔ₁₂よりもかなり手前になる。

【００４５】この結果、葉書用紙がその先端から５０ｍ
ｍだけヒートロール１１６を通過した時点で検出した温
度を基にして直ちにヒータへの給電を停止させても、葉
書用紙に対する定着は良好に行われる。このような事情
から、本実施例で時刻ｔ₁₁は、葉書用紙がその先端から
５０ｍｍだけヒートロール１１６を通過した時点と一致
している。ヒートロール１１６は、葉書用紙を定着した
後も時間の経過と共にその表面温度を低下させていく。
そして、時刻ｔ₁₃に葉書用紙の排出が終了する時点で
は、その温度Ｔ_M は約１５８°Ｃまで低下している。

【００４６】葉書用紙に対するこのような処理が行われ
ている状態で、低温モードで記録に使用される記録用紙
の準備が行われる。すなわち、半月ロール１１５が駆動
されてカセットトレイ１１４から薄手の記録用紙の供給
が開始される。この記録用紙（以下適宜薄手用紙と略称
する。）は、搬送ロール１２８によって搬送路をほぼ真
上方向に搬送される。そして、その先端がレジストロー
ラ１２９に到達すると図示しないセンサがこれを検知し
て薄手用紙の搬送を一時的に停止させる。そして、この
状態で先の葉書用紙の排出が完了すると、薄手用紙がヒ
ートロール１１６に到達する時点で定着温度が低温モー
ドにおける許容範囲に存在することの確認がとれた時点
で、低温モードにおける記録用紙の搬送開始の指示が出
されることになる。

【００４７】レジストローラ１２９から定着ロール１１
６までの第２の搬送路Ｄ₂ の長さは１３５ｍｍとなって
いるので、この間の搬送に要する時間は２．４秒である
ことは前記した通りである。したがって、最悪の条件で
はこの間にヒートロール１１６が２．４°Ｃの温度低下
を生じさせる。温度Ｔ_M は約１５８°Ｃなので、時刻ｔ
₁₃に葉書用紙の排出が終了した時点で直ちにレジストロ
ーラ１２９の駆動を開始させると、薄手用紙の先端がヒ
ートロール１１６に到達した時点では低温モードにおけ
る定着温度の許容上限の１５５°Ｃよりもわずかに高い
ことになる。そこでＣＰＵ１３１は時刻ｔ₁₃から０．６
秒だけ経過した時刻ｔ₁₄からレジストローラ１２９の駆
動を開始させる。この結果、ヒータへの給電を停止した
状態のままで薄手用紙がヒートロール１１６に到達する
時刻ｔ₁₅には低温モードへの移行が完了していることに
なる。

【００４８】もちろん、第２の搬送路Ｄ₂ の長さがある
長さ以上長かったり、記録用紙の搬送速度が本実施例よ
りもある程度遅い場合には、待機時間をとることなく時
刻ｔ ₁₃から直ちにレジストローラ１２９の駆動を開始さ
せることができる。また、ヒートロール１１６の表面温
度の低下速度が速い場合や第２の搬送路Ｄ₂ の長さが更
に長かったり、記録用紙の搬送速度が更に遅い場合に
は、薄手用紙の先端がヒートロール１１６に到達する以
前の段階で低温モードにおける定着温度の許容下限の１
５１°Ｃよりも低くなる場合があり得る。このような場
合には、その手前の時刻でヒータへの給電が開始され定
着温度Ｔ_L から上下ΔＴ_L の範囲で低温モードによる温
度制御が行われる。

【００４９】図４は、本実施例におけるＣＰＵによる定
着温度の制御の流れを表わしたものである。図１に示し
たＣＰＵ１３１は、ヒートロール１１６の表面温度がス
タンバイ温度Ｔ_S としての１４８°Ｃに到達するまで
（ステップＳ１０１；Ｙ）、そのヒータを連続的に通電
させる（ステップＳ１０２）。ヒートロール１１６の表
面温度がスタンバイ温度Ｔ_S に到達したら（ステップＳ
１０１；Ｙ）、図１に示した通信制御部１３５を通じて
図示しないホストコンピュータにプリントがレディ（Ｏ
Ｋ）である旨の信号を送信する（ステップＳ１０３）。
これに代って、このレーザビームプリンタ１００の図示
しない操作パネルのレディランプを点灯させるようにし
てもよい。

【００５０】この後、ＣＰＵ１３１はホストコンピュー
タからプリントの開始を指示するプリントスタート指令
が到来するのを待機する（ステップＳ１０４）。この指
令が来る前の状態では（Ｎ）、温度検出センサ１４４が
ヒートロール１１６の表面温度を逐次検出し、これがス
タンバイ温度Ｔ_S 未満となると（ステップＳ１０５；
Ｙ）、ヒータを通電する（ステップＳ１０６）。これ以
外の場合には（ステップＳ１０５；Ｙ）、通電を行わな
い。このようにしてプリントが開始される前の状態では
ヒートロール表面の温度はスタンバイ温度Ｔ_S の近傍に
制御されることになる。プリントスタート指令が到来す
ると（ステップＳ１０４；Ｙ）、プリント作業が実行さ
れる（ステップＳ１０７）。

【００５１】図５は、このプリント作業における定着装
置の温度制御を具体的に表わしたものである。ＣＰＵ１
３１は手差し部１２７の手差し板が手前に倒されている
かどうかを図示しないセンサによって検出する（ステッ
プＳ２０１）。倒されていれば（Ｙ）、高温モードに設
定されていることになる。そこでヒートロール１１６の
表面温度ＴがＴ_H 以上であるかどうかをチェックし（ス
テップＳ２０２）、未満であれば（Ｎ）、ヒータの通電
を行わせてヒートロール１１６の表面温度の上昇を図る
（ステップＳ２０３）。以上であれば（ステップＳ２０
２；Ｙ）、ヒータの通電は行わない。

【００５２】一方、手差し部１２７のセットが行われて
いなかった場合には（ステップＳ２０１；Ｎ）、薄手用
紙を定着するための低温モードに切り換えが行われる。
すなわち、ヒートロール１１６の表面温度がＴ_L 以上に
なっていれば（ステップＳ２０４；Ｙ）、ヒータの通電
を行わない。Ｔ_L 未満の場合には（ステップＳ２０４；
Ｎ）ヒータの通電を行うことになる（ステップＳ２０
５）。

【００５３】図６は、手差し部が選択されて高温モード
による温度制御が行われている状況下での記録用紙の搬
送制御の様子を表わしたものである。手差し部１２７に
葉書用紙がセットされてこれが図１で示した厚紙検出セ
ンサ１４２により検知されると（ステップＳ３０１；
Ｙ）、レジストローラ１２９の駆動が開始され、葉書用
紙が搬送を開始される（ステップＳ３０２）。ＣＰＵ１
３１はこれから３．３秒経過したら（ステップＳ３０
３）、葉書用紙の先端から５０ｍｍ後方の位置がヒート
ロール１１６に到達した時点なので、このときの温度検
出センサ１４４の測定温度をチェックする（ステップＳ
３０４）。そして、これが高温モードにおける定着温度
の上限よりも１°Ｃだけ低い１６４°Ｃ以上であったな
らば（Ｙ）、ヒータの通電を停止する（ステップＳ３０
５）。

【００５４】これよりも低い場合には（ステップＳ３０
４；Ｎ）、定着温度が上限の１６５°Ｃに到達した時点
で（ステップＳ３０６；Ｙ）、ヒータの通電を停止する
（ステップＳ３０７）。そして、レジストローラ１２９
の駆動を停止し（ステップＳ３０８）、図４のステップ
Ｓ１０４に戻ることになる。すなわち、次の記録用紙の
給送を待機し、定着温度はスタンバイ温度Ｔ_S の近傍で
比較的低温の状態で制御されることになる。

【００５５】図７は、カセットトレイが選択されて薄手
用紙が給送される場合の制御の様子を表わしたものであ
る。図４のプリントスタート指令があった段階で（ステ
ップＳ１０４；Ｙ）、半月ロール１１５が駆動されてカ
セットトレイ１１４から薄手用紙の供給が開始される
（ステップＳ４０１）。この駆動は、薄手用紙の先端が
レジストローラ１２９に到達するまで行われる（ステッ
プＳ４０２）。このレジストレーションのための位置で
定着温度が低温モードにおける下限値としての１５１°
Ｃになるまで薄手用紙の搬送が停止される（ステップＳ
４０３）。この間に、図示しない画像処理機構がホスト
コンピュータから送られてきた画像を処理して感光体ド
ラム１０６に静電潜像を形成するための準備が行われ
る。

【００５６】定着温度が低温モードにおける下限値に到
達すると（ステップＳ４０３；Ｙ）、レジストローラ１
２９の駆動が行われる（ステップＳ４０４）。この後、
定着温度がチェックされて、これが上限の１５５°Ｃに
到達すると（ステップＳ４０５；Ｙ）、ヒータの通電が
停止される（ステップＳ４０６）。また、下限の温度１
５１°Ｃ未満となると（ステップＳ４０７；Ｎ）、ヒー
タの通電が行われる（ステップＳ４０８）。ステップＳ
４０７で定着温度が１５１°Ｃ以上であれば（Ｙ）、レ
ジストローラ１２９の駆動が停止され（ステップＳ４０
９）、図４のステップＳ１０４に戻る。すなわち、次の
記録用紙の給送を待機し、定着温度はスタンバイ温度Ｔ
_S の近傍に制御されることになる。

【００５７】変形例

【００５８】図８は本発明の変形例の定着装置を使用し
たレーザビームプリンタを表わしたものである。図２に
示した先の実施例と同一部分には同一の符号を付してお
り、これらの説明を適宜省略する。先の実施例では記録
用紙が厚手か薄手かの判別を、記録用紙が手差し部１２
７から手差しされるかカセットトレイ１１４から給紙が
行われるかによって判別することにした。この変形例で
は２段構成のカセットトレイ１１４₁ 、１１４₂ を使用
している。第１のカセットトレイ１１４₁ は葉書および
その他の厚手用紙専用のトレイであり、その給紙は第１
の半月ロール１１５₁ および第１の搬送ロール１２８₁
によって行われる。セットされたカセットトレイの種類
を判別するために第１のカセット種類判別スイッチ１５
１₁ がカセット収納位置の近傍に配置されている。

【００５９】第２のカセットトレイ１１４₂ は普通の裁
断紙としての薄手用紙専用のトレイであり、その給紙は
第２の半月ロール１１５₂ および第２の搬送ロール１２
８₂によって行われる。セットされたカセットトレイの
種類を判別するために第２のカセット種類判別スイッチ
１５１₂ がカセット収納位置の近傍に配置されている。
レーザビームプリンタ１００₂ のオペレータは、装置本
体に第１のカセットトレイ１１４₁ のみを２つセットす
ることもできれば、第２のカセットトレイ１１４₂ のみ
を２つセットすることもできる。

【００６０】図９はおよび図１０は、それぞれカセット
種類判別スイッチによるカセットの種類の判別の様子を
表わしたものである。このうち図９では、第１のカセッ
トトレイ１１４₁ の端部に段差状の判別用突起１６１₁
が配置されており、第１のカセット種類判別スイッチ１
５１₁ を構成する３つの検知スイッチ１６２₁ のうちの
上の２つがオンになり、一番下がオフになっている。こ
れにより、第１のカセット種類判別スイッチ１５１₁ は
これが例えば葉書用紙専用のトレイであると判別するこ
とができる。

【００６１】図１０の場合には、第２のカセットトレイ
１１４₂ の端部に凹形の判別用突起１６１₂ が配置され
ている。このため、第２のカセット種類判別スイッチ１
５１ ₂ を構成する３つの検知スイッチ１６２₂ のうちの
上下の２つがオンになり、中央がオフになっている。こ
れにより、第２のカセット種類判別スイッチ１５１₂は
これが例えばＡ４判サイズの薄手用紙専用のトレイであ
ると判別することができる。

【００６２】この変形例のレーザビームプリンタ１００
₂ は以上のように構成されているので、第１および第２
のカセット種類判別スイッチ１５１₁ 、１５１₂ の検出
結果に基づいて、第１または第２の半月ロール１１
５₁ 、１１５₂ から給紙される記録用紙の厚さを判別
し、ヒートロール１１６の定着温度を高温モードか低温
モードに設定することになる。そして、高温モードから
低温モードへの切り換えが行われる場合には、ヒータへ
の通電制御を先の実施例と同様にして行い、薄手用紙に
対する定着開始までの時間の短縮を図るようになってい
る。

【００６３】なお、以上説明した実施例および変形例で
は記録用紙の供給源からそれらの厚さを判別し定着温度
の制御を高温モードとするか低温モードとするかの切り
換えを行うことにしたが、搬送路の途中に記録用紙の厚
さを検知するセンサを配置し、その検出結果を用いてこ
れらのモード切り換えを行うようにしてもよいことは当
然である。

【００６４】また実施例では感光体ドラムを使用したレ
ーザビームプリンタに本発明を適用した例について説明
したが、本発明は複写機、ファクシミリ装置等のように
加熱によってトナー像の定着を行うあらゆる装置に適用
することができることも言うまでもない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、定着温度が低下するような制御を行うときに
は、第１の定着温度制御手段で定着温度を制御される用
紙の後端が定着手段を通過する時点で第１の定着温度の
下限まで低下しない範囲でそれより以前に定着手段の加
熱制御を停止させることにして、定着手段が第２の定着
温度に早期に設定されるようにした。したがって、第１
の定着温度制御手段で定着温度を制御される用紙の定着
に悪影響を与えることなく、定着温度を早期に低下させ
ることができるという利点がある。

【００６６】また、請求項２記載の発明によれば、定着
温度が低下するような制御を行うときには、定着手段に
第２の定着温度制御手段で定着される用紙が到達する以
前にこの用紙を先送りするようにしている。この先送り
は、用紙が定着手段に到達したときに第２の定着温度を
満足するようなタイミングで行われるようになっている
ので、第２の定着温度制御手段で定着温度を制御される
用紙の定着に悪影響を与えることなく、定着温度を早期
に低下させることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例における定着装置を使用し
たレーザビームプリンタの回路構成の要部を表わしたブ
ロック図である。

【図２】 本実施例の定着装置を使用したレーザビーム
プリンタの概要を表わした概略構成図である。

【図３】 （ａ）、（ｂ）は本実施例の定着装置による
温度制御の様子をそれぞれ表わした特性図である。

【図４】 本実施例におけるＣＰＵによる定着温度の制
御の流れを表わした流れ図である。

【図５】 本実施例におけるプリント作業における定着
装置の温度制御を具体的に表わした流れ図である。

【図６】 本実施例で手差し部が選択されて高温モード
による温度制御が行われている状況下での記録用紙の搬
送制御の様子を表わした流れ図である。

【図７】 本実施例でカセットトレイが選択されて薄手
用紙が給送される場合の制御の様子を表わした流れ図で
ある。

【図８】 本発明の変形例の定着装置を使用したレーザ
ビームプリンタを表わした概略構成図である。

【図９】 第１のカセット種類判別スイッチによるカセ
ットの種類の判別の様子を表わした要部側面図である。

【図１０】 第２のカセット種類判別スイッチによるカ
セットの種類の判別の様子を表わした要部側面図であ
る。

【図１１】 従来の定着温度の切り換え制御の様子を表
わした特性図である。

【図１２】 従来の制御において高温モードから低温モ
ードに移行する様子を表わした特性図である。

【符号の説明】

１００、１００₂ …レーザビームプリンタ、１０６…感
光体ドラム、１０９…現像装置、１１２…トランスファ
コロトロン、１１４、１１４₁ 、１１４₂ …カセットト
レイ、１１５、１１５₁ 、１１５₂ …半月ロール、１１
６…ヒートロール、１１７…プレッシャロール、１１９
…出口ロール、１２７…手差し部、１２８、１２８₁ 、
１２８₂ …搬送ロール、１２９…レジストローラ、１３
１…ＣＰＵ、１３３…ＲＯＭ、１３４…作業用メモリ、
１３５…通信制御部、１４１…入力回路、１４２…厚紙
検出センサ、１４３…薄紙検出センサ、１４６…定着温
度制御部、１５１₁ 、１５１₂ …カセット種類判別スイ
ッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録に使用される用紙を搬送する搬送路
   と、 この搬送路の途中の所定箇所に設けられ用紙に対してト
   ナー像の転写を行うトナー像転写手段と、 このトナー像転写手段よりも前記搬送路の下流側に設け
   られトナー像の転写された用紙を熱的に定着する定着手
   段と、 この定着手段の定着温度を第１の定着温度を中心とした
   所定の温度範囲に制御する第１の定着温度制御手段と、 前記定着手段の定着温度を前記第１の定着温度よりも低
   い第２の定着温度を中心とした所定の温度範囲に制御す
   る第２の定着温度制御手段と、 前記搬送路を搬送される用紙の種類に応じて前記第１ま
   たは第２の定着温度制御手段のいずれかを選択する定着
   温度選択手段と、 この定着温度選択手段が前記第１の定着温度制御手段を
   選択して用紙に対する定着を行っている状態で次に搬送
   される用紙に対して第２の定着温度制御手段により定着
   を行う旨の指示があったとき、先に搬送されている用紙
   の後端が前記定着手段を通過する予定時刻で定着温度が
   第１の定着温度を中心とした前記所定の温度範囲の下限
   にまで低下しない範囲でこの予定時刻から必要な時間だ
   け遡った時刻から前記定着手段に対する電源の供給を遮
   断する定着用電源供給制御手段とを具備することを特徴
   とする定着装置。
2. 【請求項２】 記録に使用される用紙を搬送する搬送路
   と、 この搬送路の途中の所定箇所に設けられ用紙に対してト
   ナー像の転写を行うトナー像転写手段と、 このトナー像転写手段よりも前記搬送路の下流側に設け
   られトナー像の転写された用紙を熱的に定着する定着手
   段と、 この定着手段の定着温度を第１の定着温度を中心とした
   所定の温度範囲に制御する第１の定着温度制御手段と、 前記定着手段の定着温度を前記第１の定着温度よりも低
   い第２の定着温度を中心とした所定の温度範囲に制御す
   る第２の定着温度制御手段と、 前記搬送路を搬送される用紙の種類に応じて前記第１ま
   たは第２の定着温度制御手段のいずれかを選択する定着
   温度選択手段と、 この定着温度選択手段が前記第１の定着温度制御手段を
   選択して用紙に対する定着を行っている状態で次に搬送
   される用紙に対して第２の定着温度制御手段により定着
   を行う旨の指示があったとき、後から搬送されるこの用
   紙の先端が前記搬送路を搬送されて前記定着手段に到達
   する予定時刻で定着温度が第２の定着温度を中心とした
   前記所定の温度範囲にまで低下するようにこの予定時刻
   から必要な時間だけ遡った時刻から少なくともこの予定
   時刻までの間は前記定着手段に対する電源の供給を遮断
   する定着用電源供給制御手段とを具備することを特徴と
   する定着装置。