JPH02259680A - 電子写真印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真印刷装置に係り、特に定着装置の加熱
ローラの表面温度制御に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の電子写真印刷装置は、特公昭６０−２４７２７７
号公報に記載のように、内部にハロゲンランプや赤外線
ランプ等の発熱体を配設した回転自在な加熱ローラと、
圧着ローラとを回転し得るように圧接させて設け、両ロ
ーラ間に転写処理を終えたトナー像を有する転写紙を通
過せしめてトナー像を加熱溶融して定着している。この
とき、微小トナーが加熱ローラの表面に付着して転写紙
への定着性を低下させる、いわゆるオフセット現象が発
生する。この問題を解決すべく、加熱ローラの表面温度
制御目標値を複数の値に設定できる構成とし、該加熱ロ
ーラの表面温度制御目標値を変更する条件として、連続
定着時の印字枚数を検知するための検知手段を設け、任
意の設定枚数以上連続定着された場合に加熱ローラの表
面温度制御目標値を変更することによりオフセットを防
止しようとしている。

しかし、従来技術では、多様な印刷条件に適応するよう
に連続定着の条件が検討されていない。

例えば、連続定着時の加熱ローラの表面温度制御目標値
変更枚数をＮ枚とするとき、Ｎ−１枚の印刷を実行した
場合、加熱ローラの表面温度制御目標値の変更は行われ
ずに印刷処理は終了する。この直後にＮ−１枚の印刷処
理を実行した場合も加熱ローラの表面温度制御目標値の
変更は行われない、しかし、実際には加熱ローラの表面
温度制御目標値変更枚数以上の連続定着が行われたのと
同一となり、加熱ローラの端部（転写紙非道紙部）は温
度上昇してしまう。従って、このような条件が連続的に
起きた場合は、加熱ローラ端部（転写紙非道紙部）の温
度上昇が大きくなってオフセット現象が発生するのみで
はなく、分離爪を溶融せしめ、転写紙ジャムあるいは安
全回路誤動作により発熱体への通電カットというような
不具合発生の原因にもなっていた。

【発明が解決しようとする課題〕

以上のように従来の電子写真印刷装置は、連続定着時に
加熱ローラの表面温度制御目標値を変更するために設定
された任意の印刷枚数以下で時間を置かず何回も印刷要
求がきた場合、加熱ローラ端部（転写紙非通紙部）の温
度上昇は大きくなるが、加熱ローラの表面温度制御目標
値は変更されない構成となっており、加熱ローラ端部（
転写紙非通紙部）の温度上昇が大きくなって、転写紙へ
の定着性を低下させるオフセット現象が発生するという
点について配慮されていない。

また、上記のような条件が連続的に長時間続いた場合、
オフセットによる転写紙への定着性低下だけではなく、
加熱ローラ端部（転写紙非道紙部）の温度上昇がさらに
大きくなり５分離爪を溶融せしめ転写紙ジャム或いは安
全回路誤動作、による発熱体への通電カットというよう
な不具合発生の原因となる問題もある。

本発明の目的は、上記問題点を解決して、多様な定着条
件においても安定した良好な定着画像を得ることのでき
る電子写真印刷装置を供給することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、電子写真プロセスにより紙面上に形成された
トナー像を加熱する加熱ローラと、該加熱ローラを加熱
する発熱体と、前記加熱ローラの表面温度を検出するよ
うに配設された温度検出素子と、該温度検出素子の出力
に応じて前記発熱体への通電を制御する制御回路を備え
た電子写真印刷装置において、前記制御回路に加熱ロー
ラの表面温度制御目標値を複数の値に設定する温度設定
手段と、印刷する転写紙サイズと通紙方向を把握するた
めの転写紙情報検知手段と、該転写紙情報検知手段から
得られる情報に応じて前記加熱ローラの表面温度制御目
標値の１つを選択する目標値変更手段とを設けたことを
特徴とする。

（作用〕 転写紙情報検知手段によって把握した転写紙のサイズと
通紙方向に応じて過熱ローラ表面温度制御目標値を変更
した温度制御を実行するので、多様な印刷条件によく適
応した定着温度を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第３
図は電子写真印刷装置の構成を示す縦断側面図である。

１は印字データによるトナー像が形成される感光体ドラ
ムであり、該感光体ドラム１の外周表面は感光材料で形
成されている。該感光体ドラム１の外周表面は、先ず、
帯電器２によって一様に帯電され、次に印字データに応
じたし−ザビーム３を発生する露光装置４によって露光
されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器
５によって現像されて可視画像（トナー像）となる。

転写紙６ａ、６ｂは、印字データの印刷に使用する用紙
のサイズと方向に応じてピックアップローラ７ａ、７ｂ
によって選択的に抽出され、同期ローラ８によってトナ
ー像の位置と整合するようにタイミング調整して送りだ
される。その後、該転写紙６ａは搬送ローラ９ａ、９ｂ
により感光体ドラム１の外周表面と接触するように搬送
され、転写器１０による転写電界の下でトナー像が転写
され、次に、除電器１１によって除電されて感光ドラム
１の外周表面から分離され、定着装置１ｉ１２によって
加熱定着して排紙トレー１３上に排出される。１４はこ
のような電子写真印刷プロセスの制御と上位の情報処理
装置である印字情報発生装置と印字情報の授受を実行す
る制御装置である。

第４図は電子写真印刷装置の定着装置１２の基本構成を
示す斜視図、第５図はその側面図、第６図は加熱ローラ
軸方向断面図である。

加熱ローラ１５及び圧着ローラ１６は電子写真印刷装置
の筐体に回転自在に支持されている。該加熱ローラ１５
の内部には同心的にハロゲンランプ、赤外線ランプ等の
発熱体１７が設けられ、熱電対やサーミスタなどの温度
検出素子１８が加熱ローラ１５の表面温度を検知するた
めに設けられる。該加熱ローラ１５は圧着ローラ１６に
圧接され１両ローラ間に転写処理を終えたトナー像を有
する転写紙６ａを通過せしめてトナー像を加熱溶融して
定着させるものである。分離爪１９は前記加熱ローラ１
５と圧着ローラ１６の間を通過した転写紙６ａが加熱ロ
ーラ１５から剥離しない場合に、該転写紙６ａを該加熱
ローラ１５から分離するための爪である。前記定着装置
１２は、前記温度検出素子１８の出力より加熱ローラ１
５の表面温度を検出して、ある任意の温度になるように
制御回路１４が発熱体１７に対してオン、オフの通電制
御を行なっている０本実施例では発熱体１７と温度検出
素子１８を加熱ローラ１５に対して非接触状態に配設し
であるが、配設関係は特に指定するものではなく、例え
ば、加熱ローラ１５に接触していてもよい。又、発熱体
１７と温度検出素子１８は、それぞれ１つであるが複数
個配設してもよい。

第７図と第８図は加熱ローラ１５の軸方向表面温度分布
を示したものである。第７図は転写紙６ａが通過してな
い時（待機時）の分布図で、加熱ローラ中心付近に温度
検出素子１８を配設し発熱体１７と一対で加熱ローラ表
面温度を通電制御した場合、加熱ローラ中心付近の表面
温度を最適温度Ｔ’Ｃに通電制御しても両端の軸受等支
持部材より熱が逃げ、両端の温度は中心付近に比べて温
度が低下することを示している。そこで、従来装置は発
熱体１７の両端部の発熱素子を密に配設し。

中央部を粗にして両端部の投入熱量を中心付近より多く
して待機時の加熱ローラ表面温度を均一にしている。し
かし筐体が低温のとき、例えば朝の始動時のヒートアッ
プ時には、特に両端の軸受等の支持部材から熱の逃げ量
が大きくなるために、中心部に比べ両端部の表面温度が
大きく低下し、ある一定温度Ｔ１℃より低い状態で印刷
を開始した場合、温度低下を起している加熱ローラ部分
に接触している転写紙６ａのトナーには十分な熱が伝わ
らず、転写紙６ａとトナーの結合力よりも加熱ローラ１
５とトナーの結合力の方が大きいＦｈｔ＞Ｆｔｐ Ｆｈｔ：加熱ローラとトナー間の付着力Ｆｔｐ：トナー
紙間の付着力 という関係になって、加熱ローラ１５にトナーが付着す
る低温オフセットという現象が起り、定着性を低下させ
る。第９図と第１０図はこの状態を示しており、２０は
トナーである。

このような低温オフセット現象をなくするにはＦｈｔ＜
Ｆｔｐ なる関係になる値まで加熱ローラ１５の表面温度を上げ
なければならない。

また、加熱ローラ幅より短い転写紙６ａ（小サイズ紙）
を通過せしめた場合は、第８図のように、転写９紙６ａ
が接触している通紙部の加熱ローラ表面温度が低下する
。そこで、加熱ローラ中心付近表面温度を最適温度Ｔ’
Ｃとなるように通電制御すると、両端部の非道紙部は紙
へ熱が奪い取られることなく軸受等支持部材にしか熱が
逃げないので、両端部Ａ、Ｂは熱が逃げる以上に熱の供
給があるため該部の温度が上昇する。この状態が最も顕
著に表れるのは、上記のような加熱ローラ幅より短い小
サイズの転写紙６ａを連続通紙せしめた場合であり、転
写紙６ａが接触していない非道紙部の加熱ローラ表面温
度は大きく上昇する。この温度上昇がある一定温度（Ｔ
ａ℃）以上となると、電子写真印刷装置内に有る安全回
路が誤動作して発熱体１７への通電をカットし、システ
ムダウンするというような不具合が発生したり、転写紙
６ａを加熱ローラ１５から分離させる為の分離爪１９も
溶融してしまい、転写紙ジャム発生の原因にもなってい
た。

又、安全回路の誤動作や分離爪の溶融にまで至らない温
度（Ｔ　ｘ　”０〜１８℃）であっても、そのような状
態から直ちに加熱ローラ幅て同幅、いわゆる大きいサイ
ズの転写紙６ｂを印刷制御した場合、溶融したトナー１
９の粘性が下がり、転写紙６ｂとトナー２０の結合力や
加熱ローラ１５とトナー２０の結合力の方がトナー２０
同志の結合力より大きい Ｆｔｐ＞Ｆｔ Ｆｈｔ＞Ｆｔ Ｆｔ：トナー間の付着力 という関係になって、加熱ローラ１５にトナー２０が付
着する高温オフセット現象が起り定着性を低下させる（
第９図及び第１０図参照）。

この高温オフセット現象をなくすためには、Ｆｈｔ＜　
Ｆ　ｔ　＜　ＦｔＰ なる関係になる温度（Ｔ２’Ｃ）まで温度制御目標値を
落さなければならない。上記のことから加熱ローラ１５
の表面温度は、必ずしも一点で制御する必要はなく、あ
る任意の温度範囲内（Ｔ　１℃〜Ｔ　ｚ　”Ｃ）に入っ
ていれば定着性には影響せず、良好な定着画像が得られ
ることがわかる。

そこでこの実施例では、第２図のように、低温オフセッ
ト限界温度Ｔ１℃から高温オフセット限界温度Ｔ２℃の
間で加熱ローラの表面温度制御目標値を２点設ける構成
とした。設定温度の数はそれ以上であってもよい。

前記２点の加熱ローラの表面温度制御目標値が以下の様
な条件を満たしたときに制御回路１４で選択的に表面温
度制御目標値を変更する。

制御例１ 第８図のように、加熱ローラ幅より短い小サイズ紙の転
写紙６ａを使用する場合、定着時に非通紙部の温度は上
昇するが、その上昇する割合は転写紙サイズ及び転写紙
通紙方向（送り方向に対して転写紙を縦に通紙させるか
横に通紙させるか）によって決る値である。そこで、例
えば、電子写真印刷装置のサポートしている転写紙サイ
ズ及び転写紙通紙方向に合わせての表面温度制御目標値
を各々Ａ３とＡ４サイズの横道紙は１６℃、Ａ４サイズ
の縦通紙はＴ４’Ｃと決める。次に、転写紙情報検知手
段を設け、プリントリクエストがきた場合、該転写紙検
知手段によりこれから定着通紙させようとしている転写
紙サイズ及び転写紙通紙方向を把握し、転写紙サイズが
Ａ３またはＡ４サイズで横通紙ならば、定着を行う前に
表面温度制御目標値をＴ！Ｉ’Ｃに、Ａ４サイズ縦通紙
ならば定着を行う前に１５℃に制御目標値を選択して発
熱体１７への通電制御を行う。また、待機時の加熱ロー
ラの表面温度制御目標値はＴ４℃と決めておき、同様に
選択して発熱体１７を通電制御する。

第１図は、このような制御を行うための制御装置１４の
ブロック図である。

制御装置１４は、該電子写真印刷装置が上位の情報処理
装置２１からの要求に従った印刷処理を実行するのに必
要な制御情報と印字データの授受を実行する。更に、該
制御装置１７は、前記のような加熱ローラ１５の表面温
度制御のために、転写紙情報検知回路２２と、加熱ロー
ラ１５の複数の表面温度制御目標値を設定する表面温度
制御目標値設定回路２３と、前記転写紙情報検知回路で
検知した転写紙情報に応じて前記表面温度制御目標値設
定回路２３に設定された表面温度制御目標値の１つを選
択する目標値選択回路２４と、通電制御回路２５を備え
る０発熱体１７は電力用トライアック２６と温度ヒユー
ズ２７を介して交流電源２８に接続され、前記電力用ト
ライアック２６のゲート回路は点弧回路２９に接続され
て前記通電制御回路２５の出力によって制御される。前
記加熱ローラ１５に対向して設けられた温度検出素子１
８は分圧抵抗３０と直列に接続され、その分圧点の電圧
が温度検出信号として前記通電制御回路２５に与えられ
る。

転写紙情報検知回路２２は、該制御装置１４が上位の情
報処理装置２１と授受する制御信号の中から転写紙サイ
ズと通紙方向の転写紙情報を検知し、加熱ローラ１５の
表面温度が該転写紙を加熱定着するのに好適な状態とな
るような表面温度制御目標値を選択するように前記目標
値選択回路２４を制御する０通電制御回路２５は、該選
択入力された表面温度制御目標値と前記温度検出信号の
大小を比較して、両信号が等しくなるように発熱体１７
を発熱させるべく電力用トライアック２６の通電量を制
御する。

本実施例では、該電子写真印刷装にかサポートする転写
紙サイズをＡ３サイズとＡ４サイズの２種類としたが特
にこれに限られるものではない。

又、転写紙情報検知回路２２の転写紙サイズ及び転写紙
通紙方向の２つの情報から加熱ローラ表面温度制御目標
値を変更したが、実施に当たってはいずれか一方の情報
のみで加熱ローラの表面温度制御目標値を選択してもよ
い。

制御例２ 第１１図のブロック図のように、印字データを送信する
上位の情報処理袋［２１では、どのような転写紙サイズ
及び転写紙通紙方向で印字するかという転写紙情報が予
めわかっている。そこで、加熱ローラの表面温度制御目
標値選択情報を上位の情報処理装置２１側から目標値選
択回路２４に送信し、その情報で加熱ローラの表面温度
制御目標値を選択して前記通電制御回路２５に与えるよ
うにしてもよい。

この実施例では、転写紙サイズ及び転写紙通紙方向の２
つの情報のいずれか一方の情報で加熱ローラの表面温度
制御目標値を選択してもよい。

制御例３ 加熱ローラ表面温度を検知する温度検出素子１８ａ、１
８ｂを、第１２図のように、加熱ローラ軸方向の中央部
と端部に配設し、第１３図の制御回路ブロック図のよう
に、それぞれの温度検出素子１８ａ、１８ｂによって得
た温度検出信号から加熱ローラ１５の端部の表面温度が
中央部の表面温度より高くなったことを制御回路３１が
判断した場合は、表面温度制御目標値を１４℃とするよ
うな制御を行ってもよい。又、非通紙部の表面温度が通
紙部の表面温度より低くなったと判断した場合は、表面
温度制御目標値をＴ１１℃とするように発熱体１７への
通電制御を行なう。

本実施例では、温度検出素子１８ａ、１８ｂの配設位置
を中央部と端部としたが、特にこの位置に限定されるも
のではない、又、２つの温度検出素子１８ａ、１８ｂを
用いたが、その数を増加させることができる。

以上のような表面温度制御を実施することによって、多
様な定着条件において安定した良好な定着画像が得られ
、定着性が低下することはない。

同時に加熱ローラ幅に対して転写紙幅が短い転写紙（小
サイズ紙）を連続通紙せしめたときでも、非通紙部の加
熱ローラ表面温度の異常上昇による安全回路誤動作や分
離爪の溶融による転写紙ジャムを防止するという効果も
得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、多様な定着条件において
、安定した良好な定着画像が得られ、定着性が低下する
ことはない、また、加熱ローラ幅に対し転写紙幅が短い
転写紙（小サイズ紙）を連続通紙せしめた場合でも、転
写紙が接触していない非道紙部の加熱ローラ表面の温度
異常上昇による安全回路誤動作や分離爪の溶融による転
写紙ジャムを防止する効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図と第１１図
と第１３図は制御装置の制御回路プロツり図、第２図は
複数の表面温度制御目標値に対する加熱ローラの軸方向
表面温度分布図、第３図は電子写真印刷装置の縦断側面
図、第４図はその定着装置の斜視図、第５図はその側面
図、第６図はその発熱体軸方向縦断面図、第７図は待機
時の加熱ローラの表面温度分布図、第８図は通紙時の加
熱ローラの表面温度分布図、第９図と第１０図はオフセ
ット発生説明図、第１２図は加熱ローラに対する温度検
出素子配置図である。 １・・・感光体ドラム、４・・・露光装置、５・・・現
像器、６ａ、６ｂ・・・転写紙、１２・・・定着装置、
１４・・・制御装置、１５・・・加熱ローラ、１７・・
・発熱体、２１・・上位の情報処理装置、１８・・・温
度検出素子、２２・・・転写紙情報検知回路、２３・・
・表面温度制御目標値設定回路、２４・・・目標値選択
回路、２５・・・通電制御回路。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子写真プロセスにより紙面上に形成されたトナー
   像を加熱する加熱ローラと、該加熱ローラを加熱する発
   熱体と、前記加熱ローラの表面温度を検出するように配
   設された温度検出素子と、該温度検出素子の出力に応じ
   て前記発熱体への通電を制御する制御回路を備えた電子
   写真印刷装置において、前記制御回路に加熱ローラの表
   面温度制御目標値を複数の値に設定する温度設定手段と
   、印刷する転写紙サイズと通紙方向を把握するための転
   写紙情報検知手段と、該転写紙情報検知手段から得られ
   る情報に応じて前記加熱ローラの表面温度制御目標値の
   １つを選択する目標値変更手段とを設けたことを特徴と
   する電子写真印刷装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記転写紙情報検
   知手段は、該電子写真印刷装置に印字データを送信する
   情報処理装置側からの信号に応じて転写紙情報を検出す
   ることを特徴とする電子写真印刷装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記温度検出素子
   は前記加熱ローラの軸方向中央部と端部に配設され、前
   記転写紙情報検知手段は前記２つの温度検知素子によつ
   て検知される温度差に基づいて転写紙情報を得ることを
   特徴とする電子写真印刷装置。