JPH08202185A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱ローラ方式の定着器の側方に配設される冷
却用のファンによる加熱ローラの温度分布の偏りを緩和
させること。 【構成】 定着器２３の一端側に配設されてこの定着器
周囲を冷却するためのファン２８の回転方向を正逆転自
在とし、このファン２８の回転方向を切り換える回転方
向切換手段と、この回転方向切換手段の切換動作を周期
的に制御するファン制御手段とを設け、ファン２８の回
転方向を周期的に切り換えることにより、ファン２８が
存在しても、加熱ローラ２４の一端側のみが温度高めと
なり他端側のみが温度低めとなるような温度分布の偏り
を緩和できるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱ローラ方式の定着器
を備えたファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】転写器により記録紙にトナーを付着させ
て画像を形成した後、定着器によりこのトナーを記録紙
上に定着させるファクシミリ装置等の画像形成装置にお
いては、その定着器として、記録紙上のトナーを加熱す
るためのヒータ内蔵の加熱ローラと、この加熱ローラに
接して加熱ローラとともに回転して記録紙を挾んで搬送
しながら記録紙のトナーを加圧する加圧ローラとを備え
た熱ローラ方式のものが多い。

【０００３】より詳細には、加熱ローラの内部には、ヒ
ータとして加熱ローラの軸方向の長さに相当する長さを
有するハロゲンランプ等によるヒートランプが挿通され
ている。このヒートランプは、加熱ローラが記録紙上の
トナーを加熱して溶融させるに必要な温度（定着温度）
に加熱するためのものである。そこで、ヒートランプに
電源から電流を流すと、発熱して加熱ローラを軸方向全
体に渡って加熱する。この場合、ヒートランプは軸方向
全体に渡って均一な発熱分布を持つように構成され、加
熱ローラの軸方向全体に渡って均一に加熱するように設
定されている。さらには、加熱ローラの定着温度が常に
必要とする温度範囲内に収まるように、通常は、ヒート
ランプは断続的に通電制御される。

【０００４】ところで、このような熱ローラ方式の定着
器を用いた場合、ヒータにより熱が発生し、この熱がフ
ァクシミリ装置等の装置本体の内部にこもると、装置本
体内に設けられた他のプロセス装置等に悪影響を及ぼ
す。このため、図６に略図的に示すように、熱ローラ方
式の定着器１を用いたファクシミリ装置では、一般に、
専用のファン２を設け、定着器１周囲の熱せられた空気
を装置本体３の外部に排出させることにより、定着器１
の加熱ローラ４が発する熱が装置本体３の内部にこもら
ないように構成されている。なお、図６において、５は
定着器１に対応する両側位置で装置本体３のケーシング
６に形成されたスリットである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなファン２を
記録紙の搬送通路上に設けると、記録紙の搬送を阻害す
るので、通常は、図６に示すように、定着器１の軸方向
の一端側に配設される。このため、ファン２を駆動させ
ると、装置本体３の内部における熱せられた空気は、図
６中に空気の流れとして矢印で示すように、定着器１の
軸方向に沿ってファン２に向けて流れることになる。こ
の結果、定着器１の加熱ローラ４は、ファン２に近い端
部側（図中、左側）の温度が中央部の温度に比較して高
くなるとともに、ファン２から遠い端部側（図中、右
側）の温度が中央部の温度に比較して低くなる。

【０００６】即ち、軸方向全体に渡って均一に制御され
るべき加熱ローラ４の温度が、ファン２の影響で、左端
側と中央部と右端側とで大きく異なってしまう。このよ
うな加熱ローラ４の軸方向の不均一な温度分布の影響に
より、加熱ローラ４の左端側と中央部と右端側とで記録
紙に対するトナーの定着性が異なってしまうとともに、
定着器１内を通過する記録紙に皺が発生する（特に、フ
ァン２に近くて温度が高い領域側で皺が発生しやす
い）。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
転写器により記録紙上にトナーを付着させて画像を形成
した後、加熱ローラを備えた定着器により前記トナーを
前記記録紙上に定着させる画像形成装置において、前記
定着器の定着温度を監視するための温度センサと、この
温度センサのセンサ情報に基づき前記加熱ローラを断続
的に加熱制御する加熱制御手段と、前記定着器の一端側
に配設されてこの定着器周囲を冷却するための正逆転自
在なファンと、このファンの回転方向を切り換える回転
方向切換手段と、この回転方向切換手段の切換動作を周
期的に制御するファン制御手段とを設けたものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明中のファン制御手段を、回転方向切換手段の切換動作
を温度センサのセンサ情報に基づき周期的に制御するフ
ァン制御手段としたものである。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明の画像形成装置において
は、定着器の加熱ローラの加熱制御が温度センサと加熱
制御手段とにより行われ、所望の定着温度となるように
制御される。一方、発熱する定着器周囲を冷却させるた
めにファンも駆動されるが、このファンが正逆転自在で
あり、回転方向切換手段とファン制御手段とによりファ
ンの回転方向が周期的に切り換えられて駆動されるの
で、定着器の軸方向一端側に配設されたファンによる空
気流が定着器の軸方向について周期的に切り換えられる
ことになり、加熱ローラの一端側のみが温度高めとなり
他端側のみが温度低めとなるような温度分布の偏りが緩
和され、総合的には、定着器の定着温度が軸方向に渡っ
てほぼ均一化されることになる。よって、均一な定着性
が得られ、皺の発生が抑制される。

【００１０】請求項２記載の発明の画像形成装置におい
ては、ファンの回転方向の切り換えを、定着器の定着温
度を監視するための温度センサのセンサ情報に基づき周
期的に行わせるので、ファンの回転方向の切り換えを簡
単な制御系によって適正に行える。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図５に基づい
て説明する。本実施例は、画像形成装置として、例え
ば、図２に示すようなファクシミリ装置１１に適用した
ものであり、まず、このファクシミリ装置１１の概略構
成を説明する。このファクシリ装置１１は、スキャナ部
１２とプリンタ部１３とよりなる。スキャナ部１２は装
置本体１４の上面の一部に形成された挿入口１５から挿
入される原稿（図示せず）について読取動作を行うもの
である。

【００１２】また、プリンタ部１３は周知の電子写真プ
ロセスを利用したもので、ドラム状の感光体１６と、こ
の感光体１６周りにプロセス順に配設されたプロセス装
置とを中心に構成されている。これらのプロセス装置と
して、例えば、受信画像信号に基づき、前記感光体１６
上に光書込みを行うレーザスキャン方式の露光装置１７
や、この露光装置１７によって感光体１６上に形成され
た静電潜像をトナーにより現像する現像器１８や、現像
後の感光体１６上のトナー像を記録紙１９上に転写させ
る転写器２０などが順に設けられている。前記記録紙１
９は、例えば、装置本体１４に内蔵された給紙カセット
２１から周知の給紙機構２２によって感光体１６に向け
て給紙されるものである。

【００１３】さらに、前記転写器２０より下流側の記録
紙搬送路には定着器２３が設けられている。この定着器
２３は熱ローラ方式のもので、転写トナー像側に位置す
る加熱ローラ２４と、この加熱ローラ２４の下部に位置
して加熱ローラ２４に加圧接触させた加圧ローラ２５と
のローラ対により構成されている。前記加熱ローラ２４
の内部にはヒータとして例えばヒートランプ２６が挿通
されている。このヒートランプ２６は例えば加熱ローラ
２４の軸方向の長さに相当する長さを有するハロゲンラ
ンプであり、加熱ローラ２４が記録紙１９上のトナーを
加熱して溶融させるに必要な定着温度にこの加熱ローラ
２４を加熱するために用いられる。また、定着器２３に
おいて、加熱ローラ２４よりも下流側には、一対の排紙
ローラ２７が設けられている。

【００１４】また、装置本体１４内には、図１に示すよ
うに、正面から見て定着器２３の軸方向左側に位置させ
て冷却用のファン２８が設けられている。このファン２
８としては、正逆転自在なものが用いられている。ま
た、装置本体１４において、定着器２３の軸方向の両側
に位置するケーシング２９には、吸・排気用のスリット
３０ａ，３０ｂが形成されている。よって、ファン２８
の回転方向を正転と逆転とで切り換えることにより、ス
リット３０ｂ→定着器２３周囲→ファン２８→スリット
３０ａの向きに流れる空気流と、スリット３０ａ→ファ
ン２８→定着器２３周囲→スリット３０ｂの向きに流れ
る空気流とを形成し得る構成とされている。

【００１５】また、前記加熱ローラ２４の近傍周囲に
は、その軸方向の中央部に位置させて温度センサ３１が
設けられている。この温度センサ３１は例えばサーミス
タによるもので、加熱ローラ２４の中央部の表面温度を
監視するために設けられている。

【００１６】次に、電装制御系の概略構成を図３により
説明する。ファクシミリ装置１１全体の動作を制御する
ＣＰＵ３２と、制御プログラム等を固定的に格納したＲ
ＯＭ３３と、各種データを適宜格納するＲＡＭ３４と、
各種負荷系が接続されるゲートアレイ３５とが、バス３
６により相互に接続されている。前記ゲートアレイ３５
には、例えば、加熱ローラ２４用のヒートランプ２６や
温度センサ３１やファン２８が接続されている。ここ
に、温度センサ３１とゲートアレイ３５との間にはＡ／
Ｄコンバータ３７が介在されている。また、ファン２８
とゲートアレイ３５との間には回転方向切換手段として
機能するファン正逆転制御回路３８が介在されている。
なお、前記ＣＰＵ３２による制御の下に、後述するよう
なヒートランプ２６への通電動作の制御を実行する加熱
制御手段と、前記ファン正逆転制御回路３８によるファ
ン２８の回転方向の切換動作の制御を実行するファン制
御手段とが備えられている。

【００１７】このような構成において、定着器２３によ
って記録紙１９にトナーを定着させる場合の動作制御を
図４に示すフローチャート及び図５に示す温度分布特性
図を参照して説明する。なお、本実施例の定着器２３に
おいては、適正な定着温度として、その上限値がＴｕ、
その下限値がＴｄに設定されているものとする。なお、
これらの上限値Ｔｕ、下限値Ｔｄは加熱ローラ２４の両
端間の温度差を考慮して設定されるのが望ましい。

【００１８】まず、オペレータによって操作部（図示せ
ず）を通してヒートアップが指示され、又は、タイマに
よる監視の下にヒートアップ指示を受けると、図４
（ａ）に示すように加熱制御手段がステップＳ１を実行
し、ヒートランプ２６に通電させることにより、定着器
２３のヒートアップを開始する。これと並行して、ファ
ン制御手段がステップＳ２を実行し、ファン正逆転制御
回路３８によるファン２８の回転方向を正回転方向とし
てファン２８を駆動させる。これにより、定着器２３周
りの空気の流れは、図１において、右側から左側への向
きとなる。よって、加熱ローラ２４の表面温度は右側よ
り左側の方が徐々に高くなる傾向を示す。その後、定着
器２３のヒートアップ動作を制御するために設定された
上限値Ｔｕに対して、加熱ローラ２４の中央部表面温度
がこの上限値Ｔｕに達したか否かを、温度センサ３１か
らＡ／Ｄコンバータ３７を経て得られる温度情報に基づ
き判定する（ステップＳ３）。

【００１９】加熱ローラ２４の中央部表面温度がこの上
限値Ｔｕに達した場合には、加熱制御手段がステップＳ
４を実行し、ヒートランプ２６への通電を止めることに
より、定着器２３のヒートアップをオフさせる。この時
点での加熱ローラ２４の軸方向の温度分布を模式的に示
すと、図５中ののようになる。即ち、加熱ローラ２４
の表面温度は右側より左側の方が高くなっている。

【００２０】その後、定着器２３のヒートアップ動作を
制御するために設定された下限値Ｔｄに対して、加熱ロ
ーラ２４の中央部表面温度がこの下限値Ｔｄに達したか
否かを、温度センサ３１からＡ／Ｄコンバータ３７を経
て得られる温度情報に基づき判定する（ステップＳ
５）。加熱ローラ２４の中央部表面温度がこの下限値Ｔ
ｄに達した時点での加熱ローラ２４の軸方向の温度分布
を模式的に示すと、図５中ののようになる。即ち、加
熱ローラ２４の表面温度は依然として右側より左側の方
が高くなっている。

【００２１】加熱ローラ２４の中央部表面温度がこの下
限値Ｔｄに達した場合には、加熱制御手段がステップＳ
６を実行し、再び、ヒートランプ２６に通電させること
により、定着器２３のヒートアップを開始する。これと
並行して、ファン制御手段がステップＳ７を実行し、フ
ァン正逆転制御回路３８によるファン２８の回転方向を
今度は逆回転方向としてファン２８を駆動させる。これ
により、定着器２３周りの空気の流れは、図１におい
て、左側から右側への向きに切り換えられる。よって、
加熱ローラ２４の表面温度は左側より右側の方が徐々に
高くなる傾向を示す。即ち、このようなヒートアップの
或る時点での加熱ローラ２４の軸方向の温度分布を模式
的に示すと、図５中ののようになり、加熱ローラ２４
の表面温度は左側より右側の方が高くなる。

【００２２】その後、定着器２３のヒートアップ動作を
制御するために設定された上限値Ｔｕに対して、加熱ロ
ーラ２４の中央部表面温度がこの上限値Ｔｕに達したか
否かを、温度センサ３１からＡ／Ｄコンバータ３７を経
て得られる温度情報に基づき判定する（ステップＳ
８）。加熱ローラ２４の中央部表面温度がこの上限値Ｔ
ｕに達した時点での加熱ローラ２４の軸方向の温度分布
を模式的に示すと、図５中ののようになる。即ち、加
熱ローラ２４の表面温度は左側より右側の方が高くなっ
ている。

【００２３】加熱ローラ２４の中央部表面温度がこの上
限値Ｔｕに達した場合には、ステップＳ４，Ｓ５と同様
の制御を繰り返す。即ち、加熱制御手段がステップＳ９
を実行し、ヒートランプ２６への通電を止めることによ
り、定着器２３のヒートアップをオフさせる。その後、
定着器２３のヒートアップ動作を制御するために設定さ
れた下限値Ｔｄに対して、加熱ローラ２４の中央部表面
温度がこの下限値Ｔｄに達したか否かを、温度センサ３
１からＡ／Ｄコンバータ３７を経て得られる温度情報に
基づき判定する（ステップＳ１０）。加熱ローラ２４の
中央部表面温度がこの下限値Ｔｄに達した場合には、加
熱制御手段がステップＳ１を実行し、再び、ヒートラン
プ２６に通電させることにより、定着器２３のヒートア
ップを開始する。

【００２４】以下、ヒートアップをオフさせる指令があ
るまで、同様の制御を繰り返す。即ち、加熱ローラ２４
の中央部表面温度が下限、Ｔｄに達する毎に、ファン２
８の回転宝庫を切り換える制御を行う。

【００２５】その後、オペレータによって操作部（図示
せず）を通して記録動作の終了を示すヒートアップのオ
フが指示されると、図４（ｂ）に示すヒートアップのオ
フ処理が行われる。即ち、加熱制御手段がステップＳ１
１を実行し、ヒートランプ２６への通電を止めることに
より、定着器２３のヒートアップをオフさせる。さら
に、ファン制御手段がステップＳ１２を実行し、ファン
２８の回転を停止させることにより終了する。

【００２６】このように、本実施例によれば、温度セン
サ３１のセンサ情報に基づいて加熱制御手段によって加
熱ローラ２４のヒートアップ動作を断続的に実行させる
ことにより、加熱ローラ２４の温度制御を行うととも
に、これに並行して、加熱ローラ２４の中央部表面温度
が下限値Ｔｄに達する毎に周期的に、ファン制御手段に
よってファン２８の回転方向を交互に切り換えて、定着
器２３周りを流れる空気流の向きを交互に切り換えてい
るので、常に加熱ローラ２４の左側のみが温度高めとな
り右側のみが温度低めとなるような温度分布の偏りが緩
和される。そして、図５に示すような〜のような温
度分布が周期的に繰り返されるので、総合的には、加熱
ローラ２４の温度が軸方向に渡ってほぼ均一化されるこ
とになる。よって、均一な定着性が得られ、記録紙１９
の皺の発生を抑制できる。また、本実施例では、温度セ
ンサ３１から得られる温度情報に基づきファン制御手段
によってファン２８の回転方向を切り換え制御するよう
にしているので、制御が簡単にして適正なものとなる。

【００２７】もっとも、ファン制御手段によるファン２
８の回転方向の切り換え制御は、加熱ローラ２４の中央
部表面温度が下限値Ｔｄに達する毎の制御に限らず、加
熱ローラ２４の中央部表面温度が上限値Ｔｕ及び下限値
Ｔｄに達する毎に細かに切り換える制御としてもよい。
また、温度センサ３１からの温度情報によらず、加熱ロ
ラ２４の通電時間を監視し、一定短時間毎に周期的に切
り換えるようなものであってもよい。

【００２８】また、本実施例はファクシミリ装置１１へ
の適用例として説明したが、熱ローラ方式の定着器を用
いてトナーを記録紙上に定着させる複写機等の画像形成
装置に広く適用し得るものである。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明の画像形成装置によ
れば、転写器により記録紙上にトナーを付着させて画像
を形成した後、加熱ローラを備えた定着器により前記ト
ナーを前記記録紙上に定着させる画像形成装置におい
て、前記定着器の定着温度を監視するための温度センサ
と、この温度センサのセンサ情報に基づき前記加熱ロー
ラを断続的に加熱制御する加熱制御手段と、前記定着器
の一端側に配設されてこの定着器周囲を冷却するための
正逆転自在なファンと、このファンの回転方向を切り換
える回転方向切換手段と、この回転方向切換手段の切換
動作を周期的に制御するファン制御手段とを設けたの
で、定着器の一端側にファンが配設されていても、その
回転方向を周期的に切り換えることにより、加熱ローラ
の一端側のみが温度高めとなり他端側のみが温度低めと
なるような温度分布の偏りを緩和することができ、よっ
て、総合的には、定着器の定着温度を軸方向に渡ってほ
ぼ均一化させることができ、均一な定着性を得ることが
できるとともに、記録紙の皺の発生を抑制することがで
きる。

【００３０】請求項２記載の発明の画像形成装置によれ
ば、請求項１記載の発明中のファン制御手段を、回転方
向切換手段の切換動作を温度センサのセンサ情報に基づ
き周期的に制御するファン制御手段としたので、ファン
の回転方向の切り換えを簡単な制御系によって適正に行
わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略斜視図である。

【図２】ファクシミリ装置の内部構成の概要を示す縦断
側面図である。

【図３】電装制御系の概要を示すブロック図である。

【図４】定着器に対する動作制御処理を示すフローチャ
ートである。

【図５】軸方向の温度分布の変化の様子を示す模式図で
ある。

【図６】従来例を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１９ 記録紙 ２０ 転写器 ２３ 定着器 ２４ 加熱ローラ ２８ ファン ３１ 温度センサ ３８ 回転方向切換手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写器により記録紙上にトナーを付着さ
   せて画像を形成した後、加熱ローラを備えた定着器によ
   り前記トナーを前記記録紙上に定着させる画像形成装置
   において、前記定着器の定着温度を監視するための温度
   センサと、この温度センサのセンサ情報に基づき前記加
   熱ローラを断続的に加熱制御する加熱制御手段と、前記
   定着器の一端側に配設されてこの定着器周囲を冷却する
   ための正逆転自在なファンと、このファンの回転方向を
   切り換える回転方向切換手段と、この回転方向切換手段
   の切換動作を周期的に制御するファン制御手段とを設け
   たことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 回転方向切換手段の切換動作を温度セン
   サのセンサ情報に基づき周期的に制御するファン制御手
   段としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。