JPH09101709A - 定着器の動作を調節する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる諸特性の複写紙を受け入れることが要
求される定着器ロールの不必要な部品劣化を回避する技
術を提供すること。 【解決手段】 本発明は、定着される複写紙の諸特性に
基づいて、定着器の動作を調節する技術に関するもので
ある。コントローラは、与えられた複写紙の諸特性に関
する定着器動作データを格納するためにメモリ内にテー
ブルを具備し、定着器に搬送される複写紙の諸特性を判
定することにより、定着器の動作を追跡する。コントロ
ーラはメモリ内のテーブルを調べ、特性識別子と定着器
動作データを突き止め、定着されるコピー数をカウント
し、所定のコピー数に達した時点で所定時間のあいだ機
械をアイドル状態にすることにより、動作データに基づ
いて定着器の動作を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置の制御に
関するものであり、更に詳細には、複写紙の特性の一機
能としての定着装置温度制御のシステムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】コピー機およびプリンタのような複写機
の種々の遂行すべきジョブに関する要望は増加し続けて
いる。また、複写紙通路で複写紙の方向を変更する必要
もしばしばある。複写紙を変えることによってストレス
がかかることの多いプリンタまたは複写機の構成装置の
一つは、定着器装置である。定着器のロールは、異なる
諸特性を備えた複写紙により、その軸沿いにかなりの温
度変動を受けやすい。例えば、標準サイズの複写紙で利
用される発熱体よりも幅がはるかに短い複写紙は、定着
器ロールの幅方向に相当な温度差を生じる。これは、定
着器ロールの早過ぎるストレスおよび劣化の原因とな
る。

【０００３】可能性のある解決策は、複数の発熱体を利
用することである。複数の発熱体に伴う課題は、コスト
と、まちまちのサイズで利用できる種々の複写紙に適合
する発熱体の選定の問題である。先行技術では、米国特
許第４，３７２，６７５号明細書が、種々の変化する利
用可能な電力に応答して定着器の動作を調節する方法を
開示している。更に詳しくいうと、機械で利用できる最
大電力を下回る状態では、定着器は最大電力未満で作動
される。定着器温度が閾値より下がったことを検出する
と、機械は待機状態に設定され、定着器温度を容認レベ
ルに戻すために定着器に最大電力が印加され、動作が継
続される。しかしながら、当該システムは、異なる諸特
性の複写紙を定着することによる定着器ロールの劣化に
関しては考慮していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、一定でない複
写紙を定着することによって生じる定着器ロールの摩耗
ならびに傷みをなくすことで従来技術の欠点を克服する
ことが望ましい。それ故、本発明の目的は、異なる諸特
性の複写紙を受け入れることが要求される定着器ロール
の不必要な部品劣化を回避する技術を提供することであ
る。本発明の別の目的は、サイズ、重量、材料物質、方
向といった複写紙の諸特性に対応して定着器の発熱体の
動作を調節できるようにすることである。本発明の他の
特徴は、下記の説明が進むにつれて明らかになり、本発
明を特徴付ける特性は、特許請求の範囲に示される。

【０００５】

【課題を解決するための手段】簡単にいうと、本発明
は、定着される複写紙の諸特性に基づいて、定着器の動
作を調節する技術に関するものである。コントローラ
は、与えられた複写紙の諸特性に関する定着器動作デー
タを格納するためにメモリ内にテーブルを具備し、定着
器に搬送される複写紙の諸特性を判定することにより、
定着器の動作を追跡する。コントローラはメモリ内のテ
ーブルを調べ、特性識別子と定着器動作データを突き止
め、定着されるコピー数をカウントし、所定のコピー数
に達した時点で所定時間のあいだ機械をアイドル状態に
することにより、動作データに基づいて定着器の動作を
調節する。

【０００６】本発明を更によく理解するために、同様部
品に同一参照番号が付けられている添付図面を参照され
たい。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を採用した典型的
な機械の種々の動作構成要素とサブシステムを示す概略
正面図である。図２は、図１に示した機械の、動作制御
システムとメモリのブロック図である。図３は、定着器
の性能に影響を及ぼす複写紙のサイズと方向の図であ
る。図４は、定着器ロール上での、図３に記載の複写紙
の相対的位置決めを示す。図５Ａと図５Ｂは、複写紙の
サイズと方向による複写ロールへの温度効果の図であ
る。図６は、本発明により複写紙のサイズと方向を補正
する定着器の動作の制御を示すフローチャートである。

【０００８】図１と図２を参照すると、ベルトドライブ
のような適切な手段を利用して、駆動ローラ２０に連結
されたモータによって回転される駆動ローラ２０を備え
た光導電ベルト１０を採用した典型的な電子写真複写機
が示されている。ローラ２０が回転すると、ローラ２０
は種々の処理部を通って矢印１２方向にベルト１０を進
める。

【０００９】まず、ベルト１０の光導電面は、全体とし
て参照番号２２と２４で示されている２個のコロナ発生
装置によって光導電ベルトを比較的高い実質的に均一な
電位に帯電する帯電部Ａを通過する。次に、帯電された
光導電ベルトは、画像生成部Ｂに進められる。画像生成
部Ｂでは、原稿処理装置２６が、原稿を、原稿スタッキ
ング保持トレイの原稿スタックからプラテン２８の整合
位置に順次送り込む。光キャビティに取り付けられた一
対のキセノン・フラッシュ・ランプ３０がプラテン２８
上の原稿を照射し、原稿から反射される光線はレンズ３
２によってベルト１０に集束されて、プラテン２８の原
稿内に現時点で含まれている、情報領域に対応した光導
電ベルト１０上の静電潜像を露光して記録する。画像生
成後、原稿は、片面コピー、または両面コピーの第一パ
スが行われる場合には片面用通路、両面コピーが行われ
る場合には両面用通路を介して、原稿トレイに戻され
る。

【００１０】光導電ベルト１０に記録された静電潜像
は、３個の現像器ロール３６、３８、４０を有する磁気
ブラシ現像装置３４によって現像部Ｃにて現像される。
パドルホイール４２は、現像剤材料をピックアップし
て、それを現像器ロール３６、３８に搬送する。現像器
ロール４０はクリーニングロールであり、一方、磁気ロ
ール４４はベルト１０に付着したキャリヤ粒子を除去す
るために設けられている。

【００１１】現像後、現像画像は転写部Ｄにて複写紙に
転写される。そこで、光導電ベルト１０は（図示されな
い）ランプの転写前光に照射され、光導電ベルト１０と
トナー粉像間の引付け力を小さくする。次に、コロナ発
生装置４６は、複写紙を適当な大きさと極性に帯電する
ので、複写紙が光導電ベルト１０に仮止めされ、トナー
粉像が光導電ベルトから複写紙に吸着される。転写後、
コロナ発生装置４８は、複写紙を反対極性に帯電してベ
ルト１０から複写紙を剥離する。

【００１２】転写後、搬送器５０は、転写画像を載せた
複写紙を定着部Ｅに進め、定着部Ｅでは、全体として参
照番号５２で示されている定着器アセンブリがトナー粉
像を複写紙に恒久的に定着する。定着器アセンブリ５２
は、加熱定着器ローラ５４と、複写紙の粉像を定着器ロ
ーラ５４に接触させる圧力ローラ５６とを備えている。

【００１３】定着後、複写紙は、カールを除くためにカ
ール取り器５８に送られる。次に、前送りローラ６０
は、複写紙を、両面用反転ロール６２を介してゲート６
４に送り、ゲート６４は複写紙を仕上げ部Ｆまたは両面
印刷用トレイ６６のいずれかに案内し、両面印刷用トレ
イ６６は、片面に印刷がなされており、続いてその反対
側の第二面に印刷が施される複写紙の中間または緩衝格
納場所となる。複写紙は、印刷面を下向きにして前の紙
の上に、コピーされる順に、両面印刷用トレイ６６に積
み重ねられる。

【００１４】両面複写を完了するために、トレイ６６内
の片面印刷紙は、下部送り装置６８により、搬送器７０
とローラ７２を介して転写部Ｄに順々に送り戻され、複
写紙の反対面に第二トナー粉像が転写される。その後、
両面印刷紙は片面印刷紙と同じ通路に送り込まれ、仕上
げ部Ｆに進められる。

【００１５】複写紙は、給紙装置７６によって第二トレ
イ７４から、または、給紙装置８０によって補助トレイ
７８から供給される。給紙装置７６、８０は、送りベル
トと取上げロールを利用した摩擦遅延式の送り装置であ
り、複写紙を搬送装置７０に次々に進め、搬送装置７０
は複写紙をロール７２に送った後に転写部Ｄに進める。

【００１６】大容量送り装置８２は、主たる複写紙ソー
スである。上下移動用のエレベータ８６に支持されてい
る、送り装置８２のトレイ８４は、一番上の複写紙を、
トレイ８４の用紙スタックから取上げ駆動ロール９０と
アイドラロール９２へ相次いで送り込む、真空送りベル
ト８８を有する。ロール９０、９２は、用紙を、アイド
ラロール９５およびロール７２と協同して用紙を転写部
Ｄに移動する搬送器９３に案内する。

【００１７】転写部Ｄの後、光導電ベルト１０は、ベル
ト１０に残っている残留トナー粒子を適正な極性に荷電
する、コロナ発生装置９４の下を通過する。その後、光
導電ベルト１０の内側にある（図示されない）事前電荷
消去ランプが、次の帯電サイクルの準備として光導電ベ
ルトを除電する。残留粒子は、クリーニング部Ｇにて、
電気的に偏倚されたクリーナブラシ９６と、２個のトナ
ー除去ロール９８と１００によって、除去される。

【００１８】図２を参照すると、機械５の種々の機能
は、好ましくは１個または複数個のプログラム可能なマ
イクロプロセッサを具備するコントローラ１１４によっ
て調節される。コントローラは、複写紙の対比カウント
数、再循環される原稿紙の枚数、オペレータが選択した
コピー枚数、時間遅延、紙詰まり補正等を提供する。言
うまでもなく、機械５に対するプログラミングおよび動
作制御は、ユーザインタフェース２１３を介して実施さ
れる。動作ならびに制御情報、ジョブプログラミング命
令等は、ＲＡＭ１１４ＡとＲＯＭ１１４Ｂを含む適切な
メモリに格納され、ＲＡＭ１１４ＡはＵ．Ｉ．２１３に
よりプログラムされたジョブを保持するのにも利用され
る。メモリは一連の個別のメモリを備えていてもよいこ
とを理解されたい。

【００１９】一実施例において、メモリは、コントロー
ラ１１４に接続されたハードディスクドライブ１１５Ａ
およびフロッピーディスクドライブ１１５Ｂを含んでい
る。Ｕ．Ｉ．２１３のディスプレイも、共用回線システ
ムバス３０２ならびにコントローラ１１４に接続されて
いる。共用回線システムバス３０２は、入力部ボード３
０４、マーキング画像生成ボード３０６、用紙処理ボー
ド３０８、仕上器／紙綴じ器ボード３１０を含む、複数
のコアプリント基板を相互接続している。それぞれのコ
アプリント基板は、ローカルバスを介して、ローカル入
力／出力デバイスに接続されている。例えば、入力部ボ
ード３０４は、ローカルバス３１４を介して、ディジタ
ル入力／出力ボード３１２Ａと３１２Ｂおよびサーボボ
ード３１２Ｃに接続されている。マーキング画像生成ボ
ード３０６は、ローカルバス３１８を介して、アナログ
／ディジタル／アナログボード３１６Ａ、３１６Ｂと、
ディジタル入力／出力ボード３１６Ｃと、ステッパ制御
ボード３１６Ｄに接続されている。同様に、用紙処理ボ
ード３０８は、ディジタル入力／出力ボード３２０Ａ、
３２０Ｂ、３２０Ｃをローカルバス３２２に接続させ、
仕上げ器／紙綴じ器ボード３１０は、ディジタル入力／
出力ボード３２４Ａ、３２４Ｂ、３２４Ｃをローカルバ
ス３２６に接続させている。

【００２０】本発明を説明するために、図３に２種類の
用紙サイズを示してあるが、詳しく言うと、Ａ３サイズ
を長さＸ、幅Ｙで定義し、Ａ４サイズの紙を長さＹと幅
Ｚで定義してある。Ａ４サイズは、Ａ３サイズの二分の
一であることに注意されたい。従って、Ａ３サイズ紙の
短端は寸法Ｙ、Ａ４サイズ紙の長端は寸法Ｙ、Ａ４サイ
ズ紙の短端は寸法Ｚである。

【００２１】複写紙を定着器に送り込むことについて述
べる際に、長端送り（ＬＥＦ）と短端送り（ＳＥＦ）と
いう言葉を使用すると便利である。寸法Ｙは、Ａ３サイ
ズ紙の短端送りであり、Ａ４サイズ紙の長端送りであ
る。

【００２２】複写または印刷機の典型的な定着器ロール
２０２を図４に示す。この定着器ロール２０２は、一般
に、発熱体２０４と、定着器の温度を監視する基準点ま
たは温度センサ２０６を備えている。効率的に作動する
ために、定着器ロールの温度は、所定の温度より下がっ
てはならないこと、また、定着器ロールの温度が限界温
度に達する場合に早過ぎる部品摩耗の原因となりうるこ
とが一般に理解されている。２０４のような１個の発熱
体しか持っていない定着器ロールでは、種々の寸法の送
り端を呈する複写紙の定着作業により、定着器ロールの
温度分布が不均一になる。

【００２３】従って、Ａ３サイズ紙の短端Ｙは、Ａ４サ
イズ紙の短端寸法Ｚとは異なる送り寸法を定着器ロール
に呈する。その結果を図４に示すが、送り端寸法Ｙで
は、熱は、定着器ロールから複写紙に、定着器ロールの
長さにわたって伝導される。寸法Ｚの送り端の場合、定
着器ロールには、定着器ロールの長さを越えない複写紙
寸法を呈する。従って、実際には、発熱体の２１０の部
分を残し、２０８で識別されている発熱体部分のみが複
写紙に熱を伝導し、２１０の部分では熱が取り除かれな
い。

【００２４】定着器ロールの温度への種々サイズの送り
端の影響を、図５Ａと図５Ｂに示す。詳しく言うと、図
５ＡにＡ４サイズの長端送りとＡ３サイズの短端送りを
示すが、いずれの場合も寸法Ｙである。１枚の複写紙が
定着された後のグラフ２２４と９９枚の複写紙が定着さ
れた後のグラフ２２６に示されているように、定着器ロ
ールの縁部で比較的小さな増分温度上昇がある。

【００２５】一方、図３に記載の寸法ＺのＡ４サイズ短
端送りの複写紙の定着の場合の温度特性が示されてい
る。図５Ｂに記載されているように、安全温度限界は水
平線２１２で示されている。グラフ２１６は、１枚の複
写紙を定着した後の定着器ロールの縁部での温度上昇を
示しており、グラフ２１８は、５０枚の複写紙を定着し
た後の定着器ロールの縁部での温度上昇を示すが、２１
２で示されている安全温度限界に達しようとしている。
グラフ２２０と２２２は、９９枚および１５０枚の複写
紙を定着した場合の定着器ロール縁部での温度上昇を示
すものであるが、安全温度限界からかけ離れている。Ａ
４の短端送り紙を定着する場合の与えられた例では、定
着器ロールは、定着動作を損なったり定着器自体を劣化
する望ましくない温度レベルにまで急速に上昇する。

【００２６】本発明により、図６に示されているよう
に、種々サイズの複写紙端を送り込むことが可能であり
ながら、定着器ロールを作動する単純で確実な技術が提
供される。特に、所定の温度安全限界が監視され、安全
限界に達すると定着器は消勢され、定着動作を再開しう
る容認レベルに定着器縁部の温度が下がるまで、機械は
アイドリングされる。定着器の温度は、適正な場所に設
けられた追加センサによって、または、所定温度判定後
の一定時間のアイドル状態を監視することというような
他の技術によって、安全閾値に達しているか、直接に監
視して判定できる。与えられた複写紙送り寸法にて定着
コピー数を数えることによって、または、直接に温度を
測定することによって、閾値温度に達すると、温度が容
認レベルに下がるまで、機械はアイドル運転される。

【００２７】この技術は、図６のフローチャートに記載
されている。用紙のサイズと方向の感知は、ブロック２
３０に記載されている。これは、いずれか適切な自動測
定感知技術、または、サイズおよび方向情報を制御部に
手動入力することによって、可能となる。ブロック２３
２に示されている次ステップは、ルックアップテーブル
を参照して、定着器における複写紙のサイズと方向に応
じて定着器の最大ランレングス（ＭＲＬ）を決定するこ
とである。例えば、一実施例において、定着器の方向が
Ａ４サイズ紙の長端送りまたはＡ３サイズ紙の短端送り
の場合、無制限なランレングスとなる。つまり、一実施
例において、定着器システムは、Ａ４サイズ紙の長端送
り長とＡ３サイズ紙の短端送り長を有する複写紙の無制
限定着用に設計される。しかしながら、Ａ４サイズ紙の
短端送りまたはＡ５サイズ紙の短端送りのような、別の
大きさに分けられる端長の場合、テーブルは、その特定
端方向での最大ランレングスまたは最大コピー数を示
す。

【００２８】定着されるコピー数を監視するために適切
なカウンタがセットされる。従って、Ａ４の長端または
Ａ３の短端の場合、カウンタは、ブロック２３２に記載
されているように、コピー数を数えるようにセットされ
る。

【００２９】ブロック２３４では、ジョブ長はプログラ
ミングされてランが開始され、ブロック２３６にて定着
の運転累積複写紙総数が維持される。決定ブロック２３
８に、最大ランレングスを超過したか否かの判定があ
る。否の場合、カウントがブロック２４０で記載されて
いるように所定の総ジョブカウントに等しいか否かに関
する別の決定ブロックがある。否の場合、処理が継続
し、カウンタは送られてくる次の複写紙に対して、更に
カウントを重ねる。ブロック２４０で、カウントが所定
総ジョブカウントに達した場合、ブロック２４２に記載
されているようにジョブは完了する。他方、カウントが
ブロック２３８で判定される通りに最大ランレングス以
上になった場合には、機械はＭ分間のアイドルモードと
なる。Ｍ分というのは、定着器ロールの縁部の温度を十
分に下げてから定着作業を再び開始するする、所与の用
紙のサイズと方向に合わせて予め定められたいずれかの
数である。

【００３０】現時点で本発明の好適実施例であると考え
られるものを説明および記述したが、当業者には数多の
変更および修正が思い浮かぶであろうことを理解された
い。本発明の真の発明概念および適用範囲内にある数多
の変更および修正は添付請求項で網羅するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を採用した典型的な機械の種々の動作
構成要素とサブシステムを示す概略正面図である。

【図２】 図１に示した機械の、動作制御システムとメ
モリのブロック図である。

【図３】 定着器の性能に影響を及ぼす複写紙のサイズ
と方向の図である。

【図４】定着器ロール上での、図３に記載の複写紙の相
対的位置決めを示す。

【図５】 複写紙のサイズと方向による複写ロールへの
温度効果の図である。

【図６】 本発明により複写紙のサイズと方向を補正す
る定着器の動作の制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

５…機械、１０…光導電ベルト、２０…駆動ローラ、２
２，２４…コロナ発生装置、２６…原稿処理装置、２８
…プラテン、３０…キセノン・フラッシュ・ランプ、３
２…レンズ、３４…磁気ブラシ現像装置、３６，３８，
４０…現像器ロール、４２…パドルホイール、４４…磁
気ロール、４６，４８…コロナ発生装置、５０…搬送
器、５２…定着器アセンブリ、５４…定着器ローラ、５
６…圧力ローラ、６０…前送りローラ、６２…二重回転
ロール、６４…ゲート、６６…両面印刷用トレイ、６８
…下部送り装置、７０…搬送器、７２…ローラ、７４…
第二トレイ、７６…給紙装置、７８…補助トレイ、８０
…給紙装置、８２…大容量送り装置、８４…トレイ、８
８…真空送りベルト、９０…駆動ロール、９２…アイド
ラロール、９３…搬送器、９４…コロナ発生装置、９５
…アイドラロール、９６…クリーナブラシ、９８，１０
０…トナー除去ロール、１１４…コントローラ、１１４
Ａ…ＲＡＭ、１１４Ｂ…ＲＯＭ、１１５Ａ…ハードディ
スクドライブ、１１５Ｂ…フロッピーディスクドライ
ブ、２０２…定着器ロール、２０４…発熱体、２０６…
温度センサ、２１０…発熱体、２１３…ユーザインタフ
ェース、２３２，２３４，２３６，２３８，２４０，２
４２…ブロック、３０２…共用回線システムバス、３０
４…入力部ボード、３０６…マーキング画像生成ボー
ド、３０８…用紙処理ボード、３１０…仕上器／紙綴じ
器ボード、３１２Ａ，３１２Ｂ…ディジタル入力／出力
ボード、３１２Ｃ…サーボボード、３１４…ローカルバ
ス、３１６Ａ，３１６Ｂ…アナログ／ディジタル／アナ
ログボード、３１６Ｃ…ディジタル入力／出力ボード、
３１６Ｄ…ステッパ制御ボード、３１８…ローカルバ
ス、３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ…ディジタル入力／
出力ボード、３２２…ローカルバス、３２４Ａ，３２４
Ｂ，３２４Ｃ…ディジタル入力／出力ボード、３２６…
ローカルバス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着器と、複写紙通路と、複写紙の諸特
   性を感知するためのセンサと、画像処理装置に指令し且
   つ複写紙の諸特性に基づいて定着器の動作を追跡し且つ
   所与の複写紙の諸特性に関する定着器動作データを格納
   するためにメモリ内にテーブルを含むコントローラとを
   具備し、複写紙の上に画像を生成するための画像処理装
   置において、定着される複写紙の諸特性に基づいて定着
   器の動作を調節する方法であって、 定着器に搬送される複写紙の諸特性を判定するステップ
   と、 定着器動作データを格納するメモリ内のテーブルを調べ
   て前記諸特性を突き止めるステップと、 メモリ内のテーブルに応答して、前記諸特性に関する定
   着器動作データを識別して、動作データに基づいて定着
   器の動作を調節するステップとを含んでいることを特徴
   とする定着器の動作を調節する方法。
2. 【請求項２】 複写紙の諸特性は、複写紙のサイズを含
   むことを特徴とする請求項１に記載の定着器の動作を調
   節する方法。
3. 【請求項３】 定着器の動作を調節するステップは、前
   記サイズの複写紙の数をカウントするステップを含むこ
   とを特徴とする請求項２に記載の定着器の動作を調節す
   る方法。