JPH08211779A

JPH08211779A - 定着装置

Info

Publication number: JPH08211779A
Application number: JP1520895A
Authority: JP
Inventors: Hide Shimazaki; 秀島崎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1995-02-01
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】加熱ローラの温度分布に起因する定着不良、
オフセット等を改善した小型で経済的な定着装置の提
供。【構成】定着装置の加熱ローラの温度分布を調整する
制御装置は、ジョブ開始が指令されたとき（ＳＴ８
０）、前回のジョブの情報およびジョブ終了からの経過
時間により、現時点の加熱ローラの温度分布を推量して
（ＳＴ８１）、現段階でジョブを実行してよいかを判断
する（ＳＴ８２）。加熱ローラが温度不均一であると判
断した場合、一定時間空回転することにより（ＳＴ８
５）ジョブ開始する、あるいは設定温度の切り換えを行
って（ＳＴ８９）ジョブ開始する、あるいは一定時間全
ての操作を禁止させる（ＳＴ９０）等の制御を行う。加
熱ローラは前回のコピージョブによる影響を受けること
なく、加熱ローラが均一な温度分布となってから今回の
コピージョブを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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る記録紙上のトナー像の定着を行う
定着装置、特に加熱ローラによる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等にあっては、感光体等
の像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を記録
紙上に転写したのち、トナー像が静電的に付着した記録
紙を定着装置により定着していた。定着装置は、熱源を
内蔵する加熱ローラと、加熱ローラに圧着する加圧ロー
ラとにより構成される。加熱ローラは表面をトナーの溶
融、定着に適する温度に制御、維持されており、加圧ロ
ーラは表面に弾性層を有し、熱ローラとはある程度の巾
を形成して接触し、記録紙がこの接触部分を通過する途
上、熱と圧力によりトナーの用紙上への定着がなされて
いた。ところで、昨今複写機等の静電記録装置は益々高
速化の傾向に有り、さらに、複写可能な記録紙のサイズ
は多様化の傾向にある。このような現状の要求にあわせ
て、加熱ローラの温度を高熱化する、あるいは圧力を高
くする等の解決手段が用いられてきた。そこで、加熱ロ
ーラの配熱分布を複写可能な記録紙の最大サイズにあわ
せて設定すると、例えばＢ５版の用紙のように小さいサ
イズの記録紙を連続して複写操作を実行したとき、記録
紙が通過しないローラ部分においては必要以上にローラ
温度が上昇してしまい、ホットオフセット現象が発生す
る不都合があった。また、用紙にシワが発生することも
あった。また、熱ローラの軸方向への配熱分布を複写可
能な記録紙の最小サイズに合わせておくと、例えばＡ３
版のような大きいサイズの記録紙の複写時、およびウオ
ーミングアップ直後には記録紙の両端部分において温度
不足により定着不良が発生した。

【０００３】そこで、（１）加熱ローラの設定温度を記録紙のサイズにより
切り換えるよう構成したものが特開昭５６−７２４７０
号公報に開示されている。（２）各用紙サイズに対応する複数のヒータを用い、
非通紙域の温度の上昇を防止するものが、特開昭６０−
２２１６４号公報に開示されている。（３）小さいサイズの記録紙を連続多数枚コピーした
後に大きいサイズの記録紙のコピーをした場合、コピー
画像品質の低下が現われた。そこで、一原稿当たりのコ
ピー枚数と原稿枚数等の情報により、所定の時間圧着、
回転を続行するように制御した装置が特開平３−１２３
３７８号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記（１）お
よび（３）に開示の技術は効果が不十分であった。ま
た、（２）に開示されている技術はコスト面において問
題があった。そこで、本発明では加熱ローラの温度分布
に起因する定着不良、オフセット、シワ等を改善した小
型で低価格に提供できる定着装置を実現するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、ヒ
ータを内蔵する加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加
圧ローラと、加熱ローラの表面温度を検知する温度検知
器と、ｎ（ｎは整数）回目の動作情報記憶手段とｎ回目
の動作終了からの経過時間カウント手段とを有し、温度
検知器からの検知信号の入力と、動作情報と経過時間お
よびｎ＋１回目に使用する用紙サイズにより予め設定す
るマトリックスとに従って、ｎ＋１回目の制御信号を出
力する制御装置とを具備する。

【０００６】

【作用】前回（ｎ回目）の動作情報および前回からの経
過時間により現時点における加熱ローラの温度分布を推
測し、今回（ｎ＋１回目）使用する用紙サイズを考慮し
て、加熱ローラの温度制御をすることにより、加熱ロー
ラの温度分布を均一にする。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。図１
はこの実施例に示す定着装置の概要説明図、図２は斜視
図、図３は加熱ローラの説明図である。定着装置は加熱
ローラ１０と加圧ローラ２０を備えている。加熱ローラ
１０の内部には赤外線ランプ等のヒータ１５が配設さ
れ、加熱ローラ１０に対して加圧ローラ２０を接触させ
た状態で配設している。用紙５０はアッパーガイド３０
とロアーシュート３５とに案内されて加熱ローラ１０と
加圧ローラ２０との間に導入され、両ローラのニップ部
を通過途上用紙５０上のトナーは熱と圧力により定着さ
れる。用紙５０は剥離爪４０によりローラ面から剥離さ
れてエグジットローラ６０に案内されて排出される。定
着装置への用紙の導入基準側をレジ側、他の側を反レジ
側とすると、加熱ローラ１０に内装するヒータ１５は、
レジ側の発熱源の配設密度を密に、反レジ側の発熱源の
配設密度を粗に形成し、ローラ軸方向反レジ側に向かっ
て徐々に表面温度が低くなるようにしている。すなわ
ち、用紙の通過量が多いレジ側は消費熱量が多く、大き
いサイズの用紙（例えばＡ３版の用紙）のみが通過して
小サイズの用紙（例えばＢ５版の用紙）が通過しない非
通紙域となる反レジ側はこの部分の温度上昇を抑えるた
め、配設密度を粗に形成されている。定着装置の加熱ロ
ーラ１０の表面温度は、レジ側に配設する温度センサー
７０により検知され、図示していない制御装置により加
熱ローラ１０の表面温度は調整されている。

【０００８】ここで、小サイズ（Ｂ５版）を９９枚コピ
ー、大きいサイズ（Ａ３版）を９９枚コピー時の各加熱
ローラのローラ軸方向の温度分布をみると、図４、図５
に示すようになる。（Ａ）小サイズ（Ｂ５版）の場合……図４参照このグラフは横軸にローラの巾方向のレジ側からの距
離、縦軸に温度をとっている。スタンバイにおける温度
センサー７０配設部分の設定温度は温度Ａ₁とし、ロー
ラ軸方向の温度は線Ａで示すように、レジ側からＢ５版
の用紙巾までは高く、用紙Ａ３版巾までに配熱分布を小
さくして、徐々にローラ表面温度を低下させている。コ
ピー作動が進行するに従い、線Ｓ₁、線Ｓ₂，線Ｓ₃で示
すように、Ｂ５の用紙の通紙域以外の部分において、ロ
ーラ表面温度が上昇している。特に９９枚のコピーの終
盤には非通紙域の温度は熱オフセットが発生する温度
（ＨＯＴ）となってしまっている。

【０００９】（Ｂ）大きいサイズ（Ａ４版）の場合…
…図５参照このグラフも図４と同様横軸にローラの巾方向のレジ側
からの距離、縦軸に温度をとっている。スタンバイにお
ける温度センサー７０の配設部分の設定温度を温度Ａ₁
とし、ローラ軸方向の温度は線Ａで示すように、反レジ
側は徐々にローラ表面温度を低下させている。コピー作
動が進行するに従い、線Ｓ₁、線Ｓ₂，線Ｓ₃で示すよう
に、Ａ４の用紙の通紙域範囲において反レジ側のローラ
表面温度は低下している。特に９９枚のコピーの終盤に
は反レジ側の温度は最低定着温度（ＭＦＴ）より低下
し、Ａ４版の端部において低温による定着不良が発生し
ている。

【００１０】そこで、小サイズの用紙を連続コピーする
場合、非通紙域のローラ表面温度の上昇を抑えるため、
加熱ローラの設定温度を最低定着温度（ＭＦＴ）より高
く、通常の機器設定温度Ａ₁より低い温度である温度Ｂ₁
に変更する方法が取られている。設定温度Ｂ₁としたと
きの小サイズ連続コピー時におけるローラ軸方向の温度
変化は、図４線Ｂで示すように、通紙域（Ｂ５の範囲）
においては定着温度を保持し、非通紙域におけるローラ
表面温度の温度上昇は熱オフセットが発生する温度（Ｈ
ＯＴ）までには達しない程度となる。また、大きいサイ
ズを連続コピーする場合には、設定温度を温度Ａ₁から
熱オフセットが発生する温度（ＨＯＴ）より低く、通常
の機器設定温度Ａ₁より高い温度である温度Ｃ₁に変更す
る方法が取られている。設定温度Ｃ₁としたときの大き
いサイズ連続コピー時におけるローラ軸方向の温度変化
は、図５線Ｃで示すように、通紙域（Ａ４の範囲）にお
いては熱オフセットが発生する温度（ＨＯＴ）以下を保
持し、反レジ側において温度の降下が発生するが、最低
定着温度（ＭＦＴ）以下となることがない。コピーが終
了すると、設定温度は温度Ｂ₁あるいは温度Ｃ₁から温度
Ａ₁に戻す。時間経過と共に、加熱ローラの軸方向の表
面温度は、線Ａで示すスタンバイの熱分布となってゆ
く。

【００１１】しかし、加熱ローラの軸線方向の熱分布が
線Ａで示すスタンバイの状態となる前に、次のコピー操
作（ジョブ）が開始されると、高温部分においては熱オ
フセットが発生し、低温部分においては定着不良が発生
する不都合がおこった。そこで、この発明の定着装置
は、前回（ｎ回目）のコピー動作（ジョブ）における、
コピー用紙サイズ・連続コピー枚数等の情報、および前
回のコピー終了からの経過時間の情報により、現在の加
熱ローラの軸方向の温度分布を判断し、予め、決めてい
るマトックスに従い、設定温度の変更／切り換え・空回
転・一定の時間次のジョブ開始を禁止する、等の手段を
用いて、今回（ｎ＋１回目）のジョブにおいて加熱ロー
ラの高温部分における熱オフセットの防止、低温部分に
おける定着不良の防止を行っている。

【００１２】すなわち、この発明の定着装置は前（ｎ）
回のコピーモード（用紙サイズ、用紙の方向、コピー枚
数）、および前回のコピー作動終了時からの経過時間等
の情報により、今（ｎ＋１）回のコピー時における定着
装置の加熱ローラの温度制御条件を設定する。図６によ
り、マトリックスの一実施例を説明する。

【００１３】前回のコピー用紙がＡ５のとき用紙の挿入方向縦方向…（１）前回のコピー枚数が５０枚以下の場合ａ．コピー終了からの経過時間が３０秒以下の時。今回の用紙がＡ３……一定時間空回転をさせ、設定温度
をコピー枚数により温度Ａ₁から温度Ｂ₁、温度Ａ₁、温
度Ｃ₁へと変更する。今回の用紙がＢ４……一定時間空回転させる。今回の用紙がＢ５……通常の駆動とする。ｂ．コピー終了からの経過時間が６０秒以下３０秒以上
の時。今回の用紙がＡ３……設定温度をコピー枚数により温度
Ａ₁ 温度Ｂ₁，温度Ａ₁，温度Ｃ₁へと変更する。今回の用紙がＢ４……通常の駆動とする。今回の用紙がＢ５……通常の駆動とする。ｃ．コピー終了からの経過時間が６０秒以上の時。用紙のサイズに係らず通常の駆動とする。

【００１４】（２）前回のコピー枚数が５０枚以上の場
合ａ．コピー終了からの経過時間が３０秒以下の時。今回の用紙がＡ３……３０秒経過するまでコピー動作を
禁止し、６０秒までの間は空回転させ、コピー枚数によ
り設定温度の切り換えを行う。今回の用紙がＢ４……３０秒経過するまでコピー動作を
禁止し、６０秒までの間は空回転させ、コピー枚数によ
り設定温度の切り換えを行う。今回の用紙がＢ５……通常の駆動とする。ｂ．コピー終了からの経過時間が６０秒以下３０秒以上
の時。今回の用紙がＡ３……一定時間空回転させ、コピー枚数
により設定温度を温度Ａ₁、温度Ｂ₁，温度Ａ₁，温度Ｃ₁
へと変更する。今回の用紙がＢ４……一定時間空回転させ、コピー枚数
により設定温度を温度Ａ₁、温度Ｂ₁，温度Ａ₁，温度Ｃ₁
へと変更する。今回の用紙がＢ５……通常の駆動とする。ｃ．コピー終了からの経過時間が６０秒以上の時。用紙のサイズに係らず通常の駆動とする。

【００１５】用紙の挿入方向横方向…（１）前回のコピー枚数が５０枚以下の場合ａ．コピー終了からの経過時間が３０秒以下の時。今回の用紙がＡ３……一定時間空回転させる。今回の用紙がＢ４……一定時間空回転させる。今回の用紙がＢ５……通常の駆動とする。ｂ．コピー終了からの経過時間が６０秒以下３０秒以上
の時。用紙のサイズに係らず通常の駆動とする。（２）前回のコピー枚数が５０枚以上の場合ａ．コピー終了からの経過時間が３０秒以下の時。今回の用紙がＡ３……一定時間空回転させ、設定温度を
コピー枚数により温度Ａ₁、温度Ｂ₁，温度Ａ₁，温度Ｃ₁
へと変更する。今回の用紙がＢ４……一定時間空回転させ、設定温度を
コピー枚数により温度Ａ₁、温度Ｂ₁，温度Ａ₁，温度Ｃ₁
へと変更する。今回の用紙がＢ５……通常の駆動とする。ｂ．コピー終了からの経過時間が６０秒以下３０秒以上
の時。今回の用紙がＡ３……一定時間空回転させる。今回の用紙がＢ４……一定時間空回転させる。今回の用紙がＢ５……通常の駆動とする。

【００１６】以上と同様にして対応条件を前のジョブの
用紙がＢ５サイズの場合、Ａ４，Ｂ４，Ａ３サイズの場
合により予め決めている（図６参照）。このマトリック
スは基本的には前回のジョブの用紙が今回の使用用紙の
サイズより小さく、前回のジョブからの経過時間が短い
とき、加熱ローラの軸方向の温度分布の不均一に起因す
る不都合が発生するので、このような条件のとき、加熱
ロールの温度制御を変更している。この制御装置の制御
回路をブロック図（図７参照）により説明する。コピー
操作開始指令を入力すると、ＣＰＵで前回のコピージョ
ブにおける用紙サイズ、用紙の走行方向、連続コピー枚
数等の情報と、現在までの経過時間等により、現時点で
の加熱ローラの温度分布を推測し、設定温度を切り換
え、変更する場合には温度制御回路を駆動し、空回転さ
せるときはメインモータを駆動し、コプー動作を禁止す
る場合は用紙の搬送手段に制御指令を出力する。

【００１７】次に、ＣＰＵからの出力による制御フロー
を図８に示すフローチャートにより説明する。ステップ
８０でスタートし、ステップ８１で前回の用紙方向、用
紙サイズ、連続コピー枚数、経過時間により現時点の加
熱ロールの温度分布を推定する。ステップ８２で、今回
の用紙サイズと加熱ロールの温度分布に基づき現時点で
ジョブを開始して良いかどうかを判定する。イエスの場
合はステップ８３でコピージョブを開始する。ノウの場
合は、ステップ８４に進み、一定時間空回転することで
所定の温度分布となるかどうかの判断をする。イエスの
場合はステップ８５に進み、一定時間空回転し、ステッ
プ８６でコピージョブを開始する。ノウの場合はステッ
プ８７に進み、一定時間の空回転と設定温度の切り換え
により加熱ローラが所定の温度分布となるかどうかの判
断をする。イエスの場合はステップ８８に進み、一定時
間空回転を実行し、ステップ８９にてコピー枚数による
設定温度の切り換えをして、コピージョブを開始する。
ノウの場合はステップ９０に進み、ジョブの開始を禁止
し、ステップ８２に戻り、加熱ロールがジョブ開始の温
度分布となるまでまつ。

【００１８】以上説明したように、この定着装置はコピ
ージョブを実行する場合、前回のコピー作動情報により
今回の加熱ロールの温度制御を行うので、よりきめの細
かい加熱ロールの温度調整が可能となり、ローラ温度の
必要以上の上昇によるオフセット、用紙シワ、あるいは
加熱ローラの温度不足により発生する定着不良がなくな
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明の定着装置は、前回の作動情報に
より現時点での加熱ローラの温度分布を推測して加熱ロ
ーラの温度制御をするので、今回のコピージョブ時にお
いて加熱ローラは前回のジョブによる温度の影響を受け
ることがなく、今回の加熱ローラは確実に温度の均一化
が図れ、温度分布に起因する定着不良、熱オフセット、
シワ等の問題を解決し、画質品位の高いコピーを形成す
る。また、本発明の定着装置は特別な部品を必要とせず
確実な温度の均一化を達成する、小型で経済的な装置と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】定着装置の概要説明図。

【図２】定着装置の作動説明斜視図。

【図３】加熱ローラの構成説明図。

【図４】加熱ローラの温度分布のグラフ。

【図５】加熱ローラの温度分布のグラフ。

【図６】マトリックスの一実施例。

【図７】制御装置のブロック図。

【図８】制御フロチャート。

【符号の説明】

１０加熱ローラ、１５ヒータ、２０加圧ロー
ラ、４０剥離爪、５０用紙、７０温度検知
器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒータを内蔵する加熱ローラと、加熱ロ
ーラに圧接する加圧ローラと、加熱ローラの表面温度を
検知する温度検知器と、温度検知器からの検知信号の入
力により各部に駆動指令を出力する制御装置とを備え、制御装置はｎ（ｎは整数）回目の動作情報記憶手段と、
ｎ回目の動作終了からの経過時間カウント手段とを有
し、ｎ＋１回目の作動開始指令が入力されたとき、温度
検知信号と、動作情報と経過時間およびｎ＋１回目に使
用する用紙サイズにより予め設定するマトリックスとに
従って、ｎ＋１回目の駆動信号を出力するよう構成して
なる定着装置。
【請求項２】制御装置が出力する駆動信号は加熱ロー
ラの設定温度の切り換え信号である請求項１記載の定着
装置。
【請求項３】制御装置が出力する駆動信号は加熱ロー
ラおよび加圧ローラの空回転信号である請求項１記載の
定着装置。
【請求項４】制御装置は駆動信号を一定時間出力しな
いよう構成してなる請求項１記載の定着装置。