JPH0243584A - 定着装置 - 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） 本発明は電子写真方式の画像形成を行う複写機やレーザ
ビームプリンタのように熱定着処理が行われる画像形成
装置に用いられる定着装置に関するものである。

（従来の技術） 熱定着方式の場合、画像形成速度が高速化している中で
定着に必要な温度も高くなっている。

これを放置すると定着されて排出されるシートを受ける
トレーＬでの放熱が間に合わず、順次排出されてくるシ
ートに熱が蓄積される。このため排出されたシート上の
定着画像をなしているトナーは固化し切れずに他のシー
トにも付着し、シートどうしをくっつけてしまういわゆ
るブロッキング現象が生じる。

そこで従来これを解消するものとして、実開昭６（１−
１８６４４７号公報、実開昭５８−３６７４５号公報、
実開昭５８−９２２４５号公報で知られるものがある。

第１のものは定着器の後に定着後のシートの搬送と冷却
を兼ねたヒートバイブが設けられている。第２のものは
定着器の後に設けられる一対の排紙ローラの少なくとも
一方がヒートバイブとされ冷却効果が得られるようにな
っている。第３のものは定着器の後に設けたヒートバイ
ブの一端に多数の放熱フィンが設けられている。

また別のものに特開昭６２−１３５８７０号公報に記載
のものがある。この第４のものは定着器の後の搬送路に
温度センサを設け、所定温度より高いときは定着温度を
低くするようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 第１から第３のものは、ヒートローラが定着後送比され
てくるシートに接して熱を奪い、まわりに放熱するので
、定着後のシートを機外に排出する前に冷却することが
でき゛る。しかし画像形成が一度に多数枚行われると、
ヒートローラのまわりへの放熱が間に合わなくなり、排
出されるシートの温度が高くなってブロッキング現象を
起こすことがある。ヒートローラの放熱性を高めてこれ
に対処することも考えられるが、それには冷却ローラの
熱容量を大きくしかつ表面積を大きくするしかなく限界
があって対処し切れない。

第４のものでは排出されるシートの温度をブロッキング
現象の生じない温度に常時抑えることは可能である。し
かし前記多数枚の画像形成が一度に行われるような場合
、定着温度を抑え過ぎて定着不良の原因となる。

さらに他の方法としてトナーのガラス転移点Ｔｇを上げ
ることも考えられるが第４のものと同様定着不良の原因
となる。

本発明は定着後のシートを冷却する方式を改良して、前
記のような問題点を解消することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような目的を達成するために、熱定着器
の後に定着処理後のシートに接してそれを冷却するよう
に設けられた複数の冷却ローラと、各冷却ローラの温度
を検出するセンサと、各センサからの検出出力を受け、
所定温度以下の冷却ローラを選択的に使用する制御手段
とを備えた、ことを特徴とするものである。

（作　用） 複数の冷却ローラは熱定着器から送出されてくる熱定着
後のシートに接してその熱を奪い取りまわりに放熱する
ことによって、熱定着後のシートを冷却することができ
る。しかし各冷却ローラはセンサによって温度が検出さ
れ、このセンサによる検出出力を受ける制御手段が、複
数の冷却ローラのうちの所定温度以下のものを選択的に
使用するように働く。

したがって使用されない冷却ローラは熱定着器から出て
くる熱定着後のシートから離されて・いるので定着後の
シートから熱を受けることはない。このため不使用中の
冷却ローラは放熱するのみであるから放熱が積極的に促
進され急速に降温することができる。

一方使用される冷却ローラは所定温度以下であるので、
それが熱定着器から送出されてくる熱定着後のシートに
接触させられることによって、その定着後のシートから
充分に熱を奪い冷却することができる。

これらの結果、複数のローラの所定温度以下のものが定
着後のシートの冷却に用いられて充分に冷却し、所定温
度以上になったものは使用されず放熱のみ行って急速に
所定温度以下に降温するので、早期に再使用されること
ができ、複数の冷却ローラを有効に利用して多数枚の画
像形成が高速で一度に行われるような場合にも冷却作用
を充分発揮することができる。

（実施例） 以下図に示す本発明の一実施例について説明する。

本実施例は複写機の場合を示している。第１図に示すよ
うに機体１内に感光ドラム２が設けられている。感光ド
ラム２のまわりには帯電チャージャ３、露光部４、現像
装置５、転写・分離チャージャ６、クリーニング装置７
、イレーザランプ８が感光ドラム２の回転方向に順次配
設されている。露光部４には感光ドラム２と機体１上面
の原稿載置ガラス９との間に設けられた走査型の露光光
学系１０によって原稿載置ガラス９上の原稿の像がスリ
ット露光される。感光ドラム２はイレーザランプ８によ
って全ての電荷を除去された後帯電チャージャ３によっ
て一様に帯電された部分が露光部４に達し、前記スリッ
ト露光を受けて原稿に対応する静電潜像を形成する。

感光ドラム２上の静電潜像は現像装置５によって現像さ
れて顕像化され、それが転写・分離チャージャ６の部分
に達したとき、それに同期して搬送されてくる転写用の
シート１１に転写される。転写を終えた感光ドラム２の
表面はクリーング装置７によってクリーニングされた後
、イレーザランプ８、帯電チャージャ３を経て再度の画
像形成に供される。

シート１１は、機体１内底部に設けられた第１、第２給
紙部１２．１３の何れかか、あるいは機体１の一例の手
差し給紙部１４から給送され、レジスターローラ１５に
よるタイミング調整を経て転写部番こ送込まれて前記転
写を受ける。

転写後のシート１１は吸引式搬送ベルト１６によって搬
送されて定着装置１７に送込まれる。定着装置１７を経
るシート１１はそのまま機体１外の排紙トレー１８に排
出されるか、機体１内の再給紙トレー１９に送込まれる
。再給紙トレー１９は転写画像が上向くフェイスアップ
の状態か、それとは反対のフェイスダウンの状態かにシ
ート１１を受は入れる。再給紙トレー１９内のシート１
１が再給紙されるとレジスターローラ１５によるタイミ
ング調整を受けて前記と同じように転写に供される。こ
のときフェイスアップ状態で収容されていたものはフェ
イスダウンの状態で転写を受けることになり両面複写と
なる。フェイスダウン状態で収容されていたものはフェ
イスアップの状態で転写を受けることになり合成複写と
なる。

機体１の上面には原稿自動給送装置２０が設置されてい
る。

定着装置１７は第２図に詳しく示しであるように、ヒー
タ３１を内蔵した定着上ローラ３２と、それに圧接され
かつヒータ３３を内蔵した定着下ローラ３４とで熱定着
器をなしている。これら定着上下ローラ３２．３４の後
には冷却部４０が設けられている。冷却部４０では冷却
ローラ３５．３６が前後２段に設けられている。各冷却
ローラ３５．３６にはそれらを下方から受ける冷却下ロ
ーラ３７．３８が組合せ設置され熱定着後のシー）１１
をそれらの間に挟み込んで熱を奪い冷却するようになっ
ている。

冷却下ローラ３７．３８は定位置に設けられているのに
対し、冷却ローラ３５．３６はそれぞれ第３図に示すよ
うに軸４１により枢支されたレバー４２ａ　、　４２ｂ
の一端に支持され、レバー４２ａ　、　４２ｂの軸４１
ａ　、４１ｂを中心としだ回動によって冷却下ローラ３
７．３８に離接されるようになっている。

レバー４２ａ　、４２ｂはその一端に１肋かせたばね４
３ａ　、　４３ｂの付勢によって冷却ローラ３５．３６
を冷却下ローラ３７．３８に圧接させるように付勢され
ている。

レバー４２ａ　、４２ｂの他端にはそれぞれ駆動回路６
６ａ　、６６ｂによって駆動されるソレノイド４４ａ、
４４ｂが連結されていて、ソレノイド４４ａ１４４ｂが
動作するとばね４３ａ　、４３ｂに抗して冷却ローラ３
５．３６を冷却下ローラ３７．３８から引き離すように
回動される。

なおソレノイド４４ａ　、４４ｂの代わりにレバー４２
ａ　、　４２ｂに当接するカムを設け、このカムをモー
タで回動させるようにして冷却ローラ３５．３６の離接
を行ってもよい。

ここで冷却ローラ３５．３６は熱伝導性のよい例えば、
アルミニウム類とするのが好適であり、断面形状も第４
図に示すように大きな中空部３５ａ、３６ａを持った放
熱しやすいものとしである。

さらに冷却ローラ３５．３６の上部には、これも熱伝導
性のよい例えば、アルミニウム類の冷却ブロック４６が
設置されている。冷却ブロック４６は第５図に示すよう
に、冷却ローラ３５．３６が冷却下ローラ３７．３８か
ら上方へ離されたときそれを受入れてその約半周部分と
接する凹部４６ａ　、４６ｂを下面に有し、上面に放熱
用のフィン４６ｃが多数形成されている。これによって
冷却ブロック４６は、冷却ローラ３５．３６が冷却下ロ
ーラ３７．３８から離された不使用状態のとき、それら
の半周部分に凹部４６ａ　、４６ｂで接して熱を奪い放
熱フィン４６ｃによって積掻的に放熱するので、不使用
状態で放熱するだけになっている冷却ローラ３５．３６
の降温を大幅に促進する。

各冷却ローラ３５．３６はさらに固定ガイド筒４７ａ、
４７ｂに収容されたばね４５ａ　、４５ｂが冷却下ロー
ラ３７．３８に圧接される方向に働かされている。この
ばね４５ａ、４５ｂは冷却ローラ３５．３６がソレノイ
ド４４ａ　、　４４ｂによって冷却下ローラ３７．３８
から引き離されて冷却ブロック４６の凹部４６ａ　、４
６ｂに当接するときの衝撃を緩和する。

冷却部４０の後には排紙ローラ５１を持った排紙通路５
２と、再搬送ローラ５３を持った再搬送路５４とが分岐
形成されている。その分岐点には切換爪５５が設けられ
切換爪５５の姿勢を制御することで冷却部４０を経てき
たシート１１を排紙路５２か再搬送路５４かに選択的に
案内する。排紙路５２へ導かれたシー目１は排紙トレー
１８に排出され、再搬送路５４に導かれたシート１１は
再給紙トレー１９に送り込まれる。

定着装置１７の排紙ローラ５１の上部に冷却ファン５６
が設けられ、冷却部４０の雰囲気を機体１の外部に排出
し、冷却部４０での冷却を高めるようになっている。

各冷却ローラ３５．３６にはそれらの温度を検出するサ
ーミスター６１．６２がシート１１の通紙の邪魔になら
ない位置で接するように設けられている。これらサーミ
スター６１．６２は第６図に示すように冷却ローラ３５
．３６を冷却下ローラ３７．３８に離接させるソレノイ
ド４４ａ　、４４ｂと共にＣＰＵ６３に接続されている
。ＣＰＵ　６３は複写機の動作を制御するホストＣＰＵ
　６４ともつながれ、プリントスイッチ６５がオンされ
たとき、冷却ローラ３５．３６の何れかを選択的に働か
せ、所定温度を上まわると使用する冷却ローラを他に切
換え使用するように制御する。６６ａ　、６６ｂはソレ
ノイド４４ａ　、４４ｂの駆動回路である。

本発明者の第１の実験によれば、１つの冷却ローラを持
った従来のものにおいて、 プロセススピード　　３８０鵬／ｓｅｃコピースピード
　　　６０枚／ｗｉｎ 定着上ローラ　　　　１９０°Ｃ設定 （表面四弗化エチレン） 定着下ローラ　　　　１４０°Ｃ設定 （表面シリコンゴム） の条件でＪＩＳ規格Ａ４サイズのシート１１を横通しし
て連続コピーを行った結果、５００枚目以後に排出され
たシートどうしがくっつくブロッキング現象が生じた。

但し手で離すとそのまま離れる程である。

さらにコピーを続けると、シートを離そうとすると一方
のシートに定着されているトナーが他方のシートの裏面
にも（つついて残る状態、つまり一部転写の状態が生じ
た。

このときの冷却ローラの温度変化を調べると第７図に示
すグラフの線Ａの通りであった。これにより冷却ローラ
が８０°Ｃ以上になるとブロッキング現象が生じ始める
ことがわかる。

そこで本実施例では、冷却ローラ３５．３６を切換え使
用するが、７０°Ｃ以下の場合だけ使用し、７０°Ｃを
超えると他のものに切換え使用するようにしである。

この場合の切換え動作制御は第８図に示すフローチャー
トの通りであり、コピースタート時冷却ローラ３５．３
６の一方、例えば冷却ローラ３５を優先して使用される
。その後金使用されているのは冷却ローラ３５．３６の
どちらであるか判別しくステップ＃１）、冷却ローラ３
５である場合はステップ＃２で冷却ローラ３５が７０’
Ｃ以上になったかどうか判別し、７０゛Ｃ以下であれば
そのままリターンして冷却ローラ３５の使用を継続する
。

７０°Ｃを超えるとステップ＃３に移行し、冷却ローラ
３５を冷却下ローラ３７から離すと共に、冷却ローラ３
６を冷却下ローラ３８に圧接する。これにより使用ロー
ラ３５が冷却ローラ３５から冷却ローラ３６に切換わる
。

離された冷却ローラ３５はそれ以上シート１１からの熱
を奪うことはなく、放熱するだけになるうえ、冷却ブロ
ック４６に接するので、冷却ファン５６の働きと相俟っ
て急速に冷却されながら次の使用まで待機する。

ステップ＃１で冷却ローラ３６が使用されているとステ
ップ＃４に移行し、冷却ローラ３６が７０℃以下である
とそのままリターンして冷却ローラ３６の使用を続ける
。冷却ローラ３６が７０″Ｃより高温であるとステップ
＃５に移行し、冷却ローラ３６を冷却下ローラ３８から
離して不使用状態にすると共に冷却ローラ３５を圧接さ
せて使用状態にする。

離された冷却ローラ３６は冷却ブロック４６に接するの
で、冷却ファン５６の働きと相俟って急速に冷却されな
がら次の使用まで待機する。

このような使用状態で連続コピーを行って第１の実験と
同じ条件のもと第２の実験をしたところ、冷却ローラ３
５の温度変化は線Ｂで、また冷却ローラ３６の温度変化
は線Ｃでそれぞれ示す通りであった。なお第７図のグラ
フでもわかるように、冷却ローラ３５が先に使用されて
おり、各ローラ３５．３６は一方が７０°Ｃに達するご
とに切換え使用され、７０°Ｃ以上となって使用を停止
された方は、それに代わって使用された方が７０℃以上
になるちょうどそのときに使用前の温度にほぼ戻ってい
ることがわかる。

二の結果コピーを連続して行ってもブロッキング現象は
生じなかった。

本実施例における冷却ブロック４６および冷却ファン５
６は必ずしも必要ではない。

なお冷却ブロック４６を用いる場合、コピー終了時に百
ローラ３５．３６を冷却ブロック４６に接触させておく
と、次のコピーまでに早期に冷却され有利である。この
場合コピー再開時は冷却ローラ３５．３６の温度の低い
方を先に使用するようにするのが好適である。次のコピ
ーが早期に再開されて前回使用ローラが冷却し切ってい
ない場合があるからである。

また環境温度が高いと、冷却ローラの温度が７０°Ｃ以
下であっても場合によってはブロッキングを生じること
がある。このようにブロッキング現象は環境温度にも影
響されるので冷却ローラ３５．３６を切換え使用する温
度の設定を環境温度によって自動的に行うようにすると
よい。

前記実施例では２本の冷却ローラを切換え使用するよう
にしたが、冷却ローラの本数を１本でも増設すれば昇温
した冷却ローラの使用を停止して降温を待つのに時間を
長（とることができる。

（発明の効果） 本発明によれば複数の冷却ローラを備え、それらの温度
を検出するセンサの出力を受ける制御手段の働きによっ
て所定温度以下の冷却ローラを選択的に使用するように
したから、不使用中の冷却ローラは所定温度以上に昇温
している熱を放熱するのみであるから放熱が積極的に促
進され急速に降温することができ、また使用される冷却
ローラは所定温度以下であるので、それが熱定着器から
送出されてくる熱定着後のシートに接触させられること
によって、その定着後のシートから充分に熱を奪い冷却
することができる結果、複数のローラの所定温度以下の
ものが定着後のシートの冷却に用いられて充分に冷却し
、所定温度以上になったものは使用されず放熱のみ行っ
て急速に所定温度以下に降温するので、早期に再使用さ
れることができ、複数の冷却ローラを有効に利用して多
数枚の画像形成が高速で一度に行われるような場合にも
冷却作用を充分発渾することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される複写機の概略断面図、第２
図は本発明の一実施例を示す定着装置の断面図、第３図
は冷却ローラの動作機構を示す側面図１、第４図は冷却
ローラの断面図、第５図は冷却ブロックの斜視図、第６
図は制御回路のブロック結線図、第７図は従来の場合と
本発明の実施例の場合との連続コピー実験における冷却
ローラの温度変化を示すグラフ、第８図は本発明の一実
施例での冷却ローラ切換使用の制御のサブルーチンを示
すフローチャートである。 １７−・−・−−−−−・−−一−−・・・−・−・−
・−−−−−一−・定着装置３２・−・−・・・−・一
定着上ローラ３４−・−・−−−−−−一−−−・−・
−・・・・−・−・・−・定着下ローラ３５．３６−・
−・−・・・−・・・−−−−−−〜−・−冷却ローラ
４４ａ ４４ｂ　−−−−−−−・−・・・−−−−一・・ソレ
ノイド ６１、 −・・−・・−・−・−・・−・−・サーミスター６３
． ６４−・−・−・−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱定着器の後に定着処理後のシートに接してそれ
   を冷却するように設けられた複数の冷却ローラと、 各冷却ローラの温度を検出するセンサと、 各センサからの検出出力を受け、所定温度 以下の冷却ローラを選択的に使用する制御手段とを備え
   た、 ことを特徴とする定着装置。