JPH0243586A - 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
トレード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レノでしまういわ
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６０−１
８６４４７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
兼ねたヒートパイプが設けられている。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
方がヒートパイプ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パイプ
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量され
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−でトナーのガラス転移点Ｔｇをト
げるご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１」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−１−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、連続のコピー枚
数をカウントする手段と、カウント手段によるカウント
値が所定値に達したとき使用する冷却ローラを切換える
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１〜を冷ノＪ１すること
ができる。しかし各冷却ローラの使用は制御手段によっ
て制御され、連続コピーの枚数をカウントする手段のカ
ウント値が所定値に達する都度、制御手段が働いて複数
の冷却ローラの使用冷却ローラを切換える。

したがって複数の冷却ローラは同時使用されず限られた
本数づつ使用されることになる。

使用される冷却ローラはそれが熱定着器から送出されて
（る熱定着後のシ：トに接触させられることによって、
最初は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。コピーが多数枚連続して行われると、冷
却ローラは放熱よりもシートからの吸熱の方が上回１、
て徐々に昇温していく。しかし連続したコピー枚数のカ
ウント値が所定値になったときＶこ制御手段の働きによ
って他の冷却ローラの使用に切換わるので、先に使用さ
れていた冷却ローラは不使用状態にされてシートから離
れてそれ以上吸熱することはなく、以後放熱するのみと
なって急速に降温しつつ次の使用まで待機する。

切換え使用される冷却ローラは充分降温していて先の使
用の冷却ローラ同様に熱定着後のシートを充分に冷却し
ていくことができる。

これらの結果、複数のローラは所定温度範囲内であるよ
うに順次使い分けられ、熱定着後のシートを常時所定温
度以下まで冷却することができる。

（実施例） 以ｌＪ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ナヤージャ３によっ
て一様に帯電された部分が露光部４に達し、前記スリン
ト露光を受けて原稿に対応する静電潜像を形成する。

感光トラム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、それに同期して殿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′這チャージャ３を経て再度の
画像形成に供される。

ン−１・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ｌの−・側
の［差し給紙部Ｉ４から給送され、レジスターローラ１
５によるタイミング調整を経て転写部に送込まれて前記
転写を受ける。

転写後のシート１１は吸引式搬送ヘル１−１６によ−９
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［１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−１−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
かにシー目ｌを受は入れる。再給紙トレー１９内のシー
ト１１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ｌ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ト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３７．３日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３７
．３８に離接されるようになっている。

レバー４２ａ　、４２ｂはその一端に働かせたばね４３
ａ　、　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５
５ａ　、　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４４ａ　、　４４
ｂが動作するとばね４３ａ　、４３ｂに抗して冷却ロー
ラ３５．３６を冷却下ローラ３７．３８から引き離すよ
うに回動される。

なお冷却ローラ３５．３６の冷却下ローラ３７．３８へ
の離接はソレノイド４４ａ　、　４４ｂの代わりにカム
を用いて行うこともできる。

ここで冷却ローラ３５．３６は熱伝導性のよい例えば、
アルミニウム製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、アルミニウム製の冷却ブロック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によって積極的に放熱するので、不使
用状態で放熱するだけになっている冷却ローラ３５．３
６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
、４６ｂ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へ導かれたシート１１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。

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は第６図に示すよう
にＣＰＵ　６３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、
最初は冷却ローラ３５．３６の何れかを選択的に働かせ
、後はコピー枚数が所定値に達する都度使用する冷却ロ
ーラを他に切換え使用するように制御する。この制御の
ためにホストＣＰＵ　６４に接続されているカウンタ６
５が用いられる。カウンタ６５は第１、第２給紙部１２
．１３又は再給紙トレー１９からの給紙動作に伴って発
せられる給紙信号と、そのシートサイズに基づきホスト
ＣＰｔ１６４で発生するカウント信号をカウント及びメ
モリーするもので、バンクアップ電源を有しており、複
写機のメイン電源スィッチが切られてもそのときのカウ
ント値が維持される。なお、カウント方法は、上記のも
のに限らず、例えば複写機の通紙経路にセンサを設置し
て、このセンサがシートの通過を検知する毎に発信する
信号に基いてカウントするようにしてもよい。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　ｍｍ／ｓｅｃコピースピ
ード　　　６０枚／ｍｉｎ 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
にもくっついて残る状態、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。これにより連続のコピ
ー枚数が５００枚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、カウンタ６５のカウント値が４００に達する
都度、他のものを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
トの通りである。これについて説明すると、先ずカウン
タ６５のカウント値が４００に達したかどうか判別しく
ステップ＃ｌ）、達していなければそのままリターンす
るが、達するとステップ＃２に移行し、全使用されてい
るのは冷却ローラ３５．３６のどちらであるか判別する
。

冷却ローラ３５である場合はステップ＃３で冷却ローラ
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から冷却口−ラ３６に切換わる
。次いでステップ＃４に移行してカウンタ６５のカウン
ト値をＯの戻し、次の冷却ローラ３６の使用状態でのコ
ピー枚数のカウントが開始されるようにする。

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＃２で冷却ローラ３６が使用されているとステ
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
冷却下ローラ３７に圧接させて使用状態にする。次いで
ステップ＃４でカウンタ３６を０に戻し、冷却ローラ３
５が使用される状態でのコピー枚数がカウントされるよ
うにする。

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はコピー枚数４００に達して
他方と切換え使用される時点では７０°Ｃまで昇温し、
コピー枚数が４００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コピー枚数４００になって
再度他と切換えられ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。

この結果コピーを連続して行っても冷却ローラ３５．３
６が７０°Ｃを越えることはなくブロッキング現象は生
じなかった。

なお冷却ローラ３５．３６の昇温度合いをコピー枚数に
よって見当をつけているが、冷却ローラ３５．３６の昇
温はシート１１が熱定着を受けるときの受熱量のトータ
ルに略比例するものであり、シート１１の面積を考慮す
る必要があり、通過したシート１１の面積がコピー枚数
のカウントに対応するようにしなければならない。そこ
でシート１１のサイズがＡ３である場合はそれをコピー
枚数２としてカウントすることで、Ａ４のシート１１の
場合とのバランスをとるようにする。カウンタ６５は連
続コピー終了によって０に戻し、次のコピー再開時に前
回の冷却ローラと異なる他の冷却ローラを用いることで
も対処することができるが、本実施例のように連続コピ
ーが停止したときのカウンタ６５の値が４００に達して
いない場合でも、コピー終了によってカウンタの値およ
びコピー終了時の使用冷却ローラのデータを残しておき
、次のコピー再開時に前回使用していた冷却ローラを選
択使用し、その場合のコピー枚数を前回のカウント数か
ら再開するようにすれば、連続コピーが終了した後、直
ぐに次の連続コピーが行われても問題はない。なお、カ
ウンタ６５の値をコピー終了後も維持しておき、冷却ロ
ーラの温度が十分に下がるために必要な時間が経過した
ときにカウンタ６５の値を０に戻してやるようにすれば
、冷却ローラの不必要な切換動作が少なくなり、さらに
効果的である。

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。

冷却ブロック４６を用いる場合、コピー終了時に両ロー
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。

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を切換え使用する連
続コピーの枚数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
長くとることができる。

（発明の効果） 本発明によれば複数の冷却ローラを備え、それらを連続
したコピー枚数が所定枚数になる都度制御手段の働きに
よって切換え使用するようにしたから、複数の冷却ロー
ラは同時使用されず躍られた本数づつ使用されることに
なり、使用される冷却ローラはそれが熱定着器から送出
されて（る熱定着後のシートに接触させられることによ
って、最初は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、コピーが多数枚連続して行われると
、放熱よりもシートからの吸熱の方が上回って徐々に昇
温しでいくが、連続したコピー枚数のカウント値が所定
値になったときに制御手段の働きによって他の冷却ロー
ラの使用に切換わるので、先に使用されていた冷却ロー
ラは不使用状態にされてシートから離れてそれ以上吸熱
することはなく、以後放熱するのみとなって急速に降温
しつつ次の使用まで待機するし、切換え使用される冷却
ローラは充分降温していて先の使用の冷却ローラ同様に
熱定着後のシートを充分に冷却していくことができる。

この結果、複数のローラは所定温度範囲内であるように
順次使い分けられ、熱定着後のシートを常時所定温度以
下まで冷却することができ、ブロッキング現象の発生を
防止することができる。

【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。 定着装置 ３５．３６・・−・−・ ４４ａ　　、４４ｂ ６３．６４ 定着上ローラ 定着下ローラ 冷却ローラ ソレノイド ＰＵ カウンタ 第１図 η

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、 連続のコピー枚数をカウントする手段と、 カウント手段によるカウント値が所定値に 達したとき使用する冷却ローラを切換える制御手段とを
   備えた、 ことを特徴とする定着装置。