JPH0277077A - 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
トレー上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） しかし第１から第３のものはヒートローラを設置するこ
とが必須であるうえ、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抑えることは可能である。しかし
ヒータの通電を制御して定着温度を制御するのにその応
答性が悪い。このためブロッキング現象を確実に防止し
ながら常時最大限の定着性を保証するような高精度な制
御は望めず、ブロッキング現象防止には不充分である。

そこで本発明は特別な冷却手段を必須とすることなく、
定着装置の簡単な動作制御だけで充分な定着性を保証し
ながら熱定着後のシートの温度管理を応答性よく適正に
行ってブロッキング現象を確実に防止し得る定着装置を
提供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） 本発明は前記のような目的を達成するために、熱定着器
の後に熱定着処理後のシートに関わる温度情報を検出す
る検出手段を設けると共に、検出手段による検出温度が
所定値以上であると搬送速度を高速に切換える制御手段
を備えたことを第１の特徴とする。

また熱定着器の後に熱定着処理後のシートに関わる温度
情報を検出する検出手段を設けると共に、検出手段によ
る検出温度が所定値以上であると熱定着器の定着ローラ
どうしの加圧力を弱める制御手段を備えたことを第２の
特徴としている。

（作　用） 第１の特徴では、熱定着処理を受けたシートに関わる温
度が検出手段によって検出され、この検出温度が所定値
以上である場合、制御手段の働きによってシートの搬送
速度が高速に切換えられる。このため定着温度はそのま
までもシートが以前よりも速く熱定着器を通過する分だ
け熱定着処理による受熱量が即座に減少することになる
。

第２の特徴でも、熱定着処理を受けたシートに関わる温
度が検出手段によって検出される。

この検出温度が所定値以上である場合、制御手段の働き
によっ゛て熱定着器の定着ローラどうじの加圧力が弱め
られる。このため定着ローラ間のニップ幅、つまり定着
ローラとそれを通過していくシートとのときどきの接触
幅が小さくなる。したがって定着温度および搬送速度は
そのままでもシートは定着ローラとの接触幅が小さくな
る分だけ熱定着処理による受熱量が即座に減少すること
になる。

これらの結果何れの場合も、シートが昇温になってブロ
ッキング現象を起こすようなことを確実に回避すること
ができるし、シートの降温制御の応答性がよいことによ
ってシートがブロッキングを起こすぎりぎりの温度に昇
温するまで前記高速化ないしは加圧力軽減の処理を待ち
、かつその温度より少し降温したとき高速化ないしは加
圧力軽減の処理を解除して通常速度ないしは通常加圧力
に戻して熱定着による受熱量を即座に回復することが可
能となり、ブロッキング現象を確実に防止しながら定着
温度および雰囲気温度を変化させないことと相俟って充
分な定着性を保証することができる。

（実施例） 以下図に示す本発明の第１の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（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
表面はクリーニング装置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ｌ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は吸引式搬送ベル１−１６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ｌｌ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が設けられている。冷却ローラ３５にはそれ
を下方から受ける冷却下ローラ３７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。

冷却ローラ３５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、断面形状も大きな中空部を持
った放熱しやすいものとするのがよい。

冷却ローラ３５によって熱定着後のシート１１を冷却す
る分だけブロッキング現象が起き難く、充分な定着性が
得られる定着温度を設定しやすい。

ところで画像形成が多数枚連続して行われると、冷却ロ
ーラ３５はシート１１から次々吸熱して放熱が間に合わ
ず次第に昇温し、ついにはシート１１がブロッキング現
象を起こすに至る。

発明者の比較実験例によれば、 プロセススピード　　３８０舗／ｓｅｃコピースピード
　　　６０枚／ｍｉｎ 定着上ローラ　　　　１９０°Ｃ （表面四弗化エチレン） 定着下ローラ　　　　１４０　’Ｃ （表面シリコンゴム） 圧着力　　　　　　　１００ｋｇ の条件で、ＪＩＳ規格八４へイズのシート１１を用い片
面の連続コピーを１０００枚行い排出シートは冷却する
まで放置したところ、冷却ローラ３５の温度は第４図の
グラフに＆ｉＡで示すようにコピー枚数の増大に伴って
昇温し、１００　’Ｃ近くまで達した。冷却ローラ３５
が８０°Ｃ以下ではブロッキングは発生しなかったが、
８０°Ｃ〜９０°Ｃの範囲ではブロッキングを生じた。

しかしこの段階ではシート１１どうしを手で剥がすと難
なく外れる。また一方のシート１１に定着されているト
ナーの一部が、他方のシー目１の裏面に軽く転写してい
ることがある。これらの程度では実用上差し支えない。

冷却ローラ３５が９０°Ｃ以上になると、強いブロッキ
ングが生じ、手で剥がそうとすると破れるものもある位
となる。また一方のシートに定着されているトナーが他
方のシートの離面に強く転写して画像欠損の原因ともな
る。したがってこれらの程度に達すると実用に耐えない
ものである。

そこで本実施例では、シート１１がブロッキング現象を
起こす温度に達したかどうかを冷却ローラ３５の温度か
ら検出すべく、冷却ローラ３５の温度を検出するサーミ
スター６１が設けられている。サーミスター６１はシー
ト１１の通紙の邪魔にならない位置で冷却ローラ３５と
接するように設けられ、サーミスター６１による検出温
度が所定値以上であるときシー［１の搬送速度を高速に
切換えることによって、シート１１が定着上下ローラ３
２．３４を通過する際の受熱量を少なくしシート１１が
ブロッキング現象を起こすまでに昇温するのを防止する
ようにしである。搬送速度は定着装置１７と転写部との
間に最大サイズ以上の間隔がある場合は定着装置単独で
切換えること・ができ、そうでない場合はシステム速度
を切換えることになる。

このような制御のために、第３図に示すようにサーミス
ター６１がＣＰＩＪ　６３に接続され、ＣＰＵ　６３は
複写機の動作を制御するホストｃＰＩＩ　６４とつなが
れている。ホス１−ＣＰＵ　６４には定着装置の駆動モ
ータＭが搬送速度制御回路６５を介し接続され、サーミ
スター６１による検出温度に応じてモータＭの速度を高
低２段階に切換えるようになっている。

なお冷却部４０の後には排紙ローラ５１を持った排紙通
路５２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ローラ３５
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１−１１
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。

前記搬送速度の切換え動作制御は第５図に示すフローチ
ャートの通りであり、先ず冷却ローラ３５が８０°Ｃ以
上かどうか判別しくステップ＃１）、８０°Ｃ以下であ
ると搬送速度が３８０　ａｕａ／ｓｅｃの通常速度に設
定して（ステップ＃２）リターンする。８０°Ｃ以上で
あると搬送速度を４３０　ｎｙｍ／ｓｅＣの高速に切換
えて（ステップ＃３）リターンする。

冷却ローラ３５が８０°Ｃ以上で搬送速度が高速に切換
えられると、シート１１が定着上下ローラ３２．３４を
速く通過しその背受熱量が少なくなる。

これにより以後定着上下ローラ３２．３４を経てくるシ
ート１１の温度は搬送速度が速くなった分だけ即座に低
下する。また冷却ローラ３５が８０°Ｃ以下になると高
速状態から通常速度に戻されることになるが、この時点
でシート１１は搬送速度が遅（なった分だけ定着上下ロ
ーラ３２．３４を通過するときの受熱量が即座に回復す
る。

本発明者の実験によれば、前記搬送速度の切換え以外は
前記比較実験例と同一条件とした場合、第４図のグラフ
に線Ｂで示すように搬送速度が高速に切換わる８０°Ｃ
の時点からシート１１の温度が象、に低温化することに
よって、冷却ローラ３５の昇温か急激に鈍くなり、１０
００枚の連続コピーにおいても９０°Ｃ程度に抑制する
ことができた。そしてシート１１のブロッキング現象は
生じなかった。

ここで搬送速度が高速に切換えられても定着温度を変え
るものでないし、その時点では冷却ローラ３５の温度が
８０°Ｃに達しているのであるから、定着器まわりの雰
囲気温度も昇温しでいると云うことであり定着性は満足
するものであった。

第６図から第８図に示す本発明の第２の実施例は、冷却
ローラ３５の温度が所定温度、例えば８０゛Ｃ以上であ
るときに、定着上下ローラ３２．３４の圧着力を弱める
ように制御し、定着上下ローラ３２．３４のニップ幅、
つまり両ローラ３２．３４とそれらの間を通過するシー
目ｌとの接触幅を少なくするようにしたものである。

このために定着下ローラ３４を定着上ローラ３２に圧接
させる圧縮ばね７１のばね受けとして圧力切換え用のカ
ム７２が用いられている。カム７２はソレノイド等を用
いた姿勢切換え機構７３によって第６図の実線位置と仮
想線位置とに切換えられる。カム７２が実線の位置にセ
ットされるとばね７１は圧縮を強められてばね定数を増
し、定着下ローラ３４を定着上ローラ３２に強く圧接さ
せる。

カム７２が仮想線の位置にセットされるとばね７１は圧
縮を弱められてばね定数が減少し、定着下ローラ３４の
定着上ローラ３２への圧着を弱める。

本実施例の場合カム７２が実線位置のときの圧着力を１
００ｋｇ　、仮想線位置のときの圧着力を８０ｋｇとし
である。

前記制御のために、サーミスター６１および姿勢切換え
機構７３を制御する加圧力制御回路７４が、第７図に示
すように複写機の動作制御用のマイクロコンピュータ７
５に接続されている。

前記加圧力制御は第８図に示すフローチャートの通りで
あり、先ず冷却ローラ３５が８０°Ｃ以上かどうか判別
される（ステップ＃１）。８０°Ｃ以上でなければ加圧
力が通常の１００ｋｇに設定しくステップ＃２）リター
ンする。８０°Ｃ以上であると加圧力が８０ｋｇと通常
の場合よりも弱めて（ステップ＃３）リターンする。

冷却ローラ３５が８０°Ｃ以上で定着上下ローラ３２．
３４の加圧力が１００ｋｇから８０ｋｇに軽減されると
、両ローラ３２．３４の表面どうしが密着し合って通過
中のシート１１とときどきに接触する幅、つまりニップ
幅が減少する。これによってシート１１が両ローラ３２
．３４間を通過するときの受熱面積が減少し、その背受
熱量も即座に減少するので、熱定着処理後のシー）１１
の温度が加圧力の切換えに即応して低温化する。これに
伴い冷却ローラ３５の昇温か急激に鈍くなり、第１の実
施例の場合とほぼ同様の温度変化となり、ブロッキング
現象は確実に防止でき、定着性は充分であった。

なお前記実施例では熱定着器の後に冷却ローラを設けた
が、これは省略してもよいし、省略しない場合は他の種
々な冷却方式を採用することができる。

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、シートの搬送速度や定着上下ローラの加
圧力を切換え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。

さらに合成コピーや両面コピーのように同一シートが繰
返し定着を受けるような場合、２回目以降の定着の際に
より高温化してブロッキング現象を起こしやすいので、
２回目以降のコピーに際して前記温度の設定を切換える
ようにするのも有効である。

また搬送速度や加圧力を切換える温度情報は冷却ローラ
から得たが、熱定着後のシートの温度情報が得られるこ
とを条件に具体的な検出方式は自由である。例えばシー
トの温度を直接検出するとか、雰囲気温度を検出すると
かしても対応できる。但し温度検出方式に応じて前記切
換えのための設定温度を調整する必要がある。

（発明の効果） 本発明によれば、熱定着後のシートに関わる温度が所定
値以上であるとシートの搬送速度を高速化するか、熱定
着器の定着上下ローラの加圧力を弱めるかして、シート
の熱定着時の受熱量を即座に低減するようにしたから、
シートが昇温のためにブロッキング現象を生じるような
ことを冷却手段等を特に必要とせずに確実に防止するこ
とができる。またシートに関わる温度が所定値以下にな
った場合シートの搬送速度ないしは熱定着器の定着上下
ローラの加圧力が通常状態に戻されて、シートは熱定着
時の受熱量を即座に回復されるので、１殺送達度の高速
化ないしは加圧力軽減の際にも定着温度および雰囲気温
度は変わらないのと相俟って、定着性は終始充分に保証
される。

【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
図は本発明の第１の実施例を示す定着装置の断面図、第
３図は制御回路のブロック結線図、第４図は比較例と本
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５図は本発明の第１の
実施例でのシート搬送速度切換えの制御のサブルーチン
を示すフローチャート、第６図は本発明の第２の実施例
を示す定着装置の断面図、第７図は制御回路のブロック
結線図、第８図は本発明の第２の実施例での加圧力切換
えの制御のサブルーチンを示すフローチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱定着器の後に熱定着処理後のシートに関わる温
   度情報を検出する検出手段を設けると共に、検出手段に
   よる検出温度が所定値以上であると搬送速度を高速に切
   換える制御手段を備えたことを特徴とする定着装置。
2. （２）熱定着器の後に熱定着処理後のシートに関わる温
   度情報を検出する検出手段を設けると共に、検出手段に
   よる検出温度が所定値以上であると熱定着器の定着ロー
   ラどうしの加圧力を弱める制御手段を備えたことを特徴
   とする定着装置。