JPH0980968A

JPH0980968A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0980968A
Application number: JP23989295A
Authority: JP
Inventors: Masami Tomiyoshi; 正美冨吉
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱ローラのレジ側、反レジ側の温度差によ
る画像の乱れ、必要以上の空回転による定着装置のダメ
ージの防止。【解決手段】定着装置の加熱ローラの温度を空回転さ
せることにより制御する制御装置は、ジョブ開始が指令
されたとき（ステップ８１）、前回の用紙と今回使用す
る用紙とを比較し、大きい場合は、前回のコピー枚数、
前回のコピー終了からの経過時間等により、予め設定さ
れている空回転時間による空回転を実行して、温度差に
よる画像の乱れを防止する。今回の用紙が小さい場合は
前回の非通紙域（温度上昇域）を通らないので、空回転
をさせない。また、前回からの経過時間が自然放置によ
る冷却により温度差がなくなった場合にも空回転をさせ
ないように制御して必要以上の空回転による定着装置の
ダメージを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真複写機等の
画像記録装置に用いられる記録紙上のトナー像の定着を
行う定着装置、特に加熱ローラによる定着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】加熱ローラの設定温度を記録紙のサイズ
により切り換えるよう構成したものが特開昭５６−７２
４７０号公報に開示されている。各用紙サイズに対応す
る複数のヒータを用い、非通紙域の温度の上昇を防止す
るものが、特開昭６０−２２１６４号公報に開示されて
いる。定着ローラの軸線方向に異なる複数の領域の温度
を検知する温度検知手段を有し、転写紙の排出を検知す
る用紙排出検知手段により、最後の転写紙が排出された
情報から、定着ロールを所定の時間空回転する構成が、
特開平４−３２２２８４号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】熱源を内蔵する加熱ロ
ーラと、加熱ローラに圧着する加圧ローラとにより構成
される定着装置は、加熱ローラの表面をトナーの溶融、
定着に適する温度に制御、維持されており、加圧ローラ
は表面に弾性層を有し、熱ローラとはある程度の巾を形
成して接触し、記録紙がこの接触部分を通過する途上、
熱と圧力によりトナーの用紙上への定着がなされてい
た。ところで、昨今複写機等の静電記録装置は益々高速
化の傾向に有り、さらに、複写可能な記録紙のサイズは
多様化の傾向にある。このような現状の要求にあわせ
て、加熱ローラの温度を高熱化する、あるいは圧力を高
くする等の解決手段により対応してきた。しかし、加熱
ローラの配熱分布を複写可能な記録紙の最大サイズにあ
わせて設定すると、例えばＢ５版の用紙のように小さい
サイズの記録紙を連続して複写操作を実行したとき、記
録紙が通過しないローラ部分においては必要以上にロー
ラ温度が上昇してしまい、ホットオフセット現象が発生
する不都合があった。また、用紙にシワが発生すること
もあった。そこで、特開平４−３２２２８４号公報に開
示されているように、空回転により定着装置の温度調整
を一律に実行する場合、次に使用する用紙が前の使用用
紙より小さいサイズの場合、次の用紙は前の用紙の非通
紙域を通過しないため、用紙内の温度差による像の乱れ
は発生せず、空回転時間は待ち時間となってしまった。

【０００４】また、記録用紙を連続してコピーした場合
に発生する非通紙域の温度上昇は、定着の終了から時間
の経過と共に自然に冷却する。そこで、コピー終了から
定着ローラの冷却時間が経過し、次のコピーにローラの
熱による影響がなくなってから次のコピー指令がなされ
た場合、空回転の必要はない。一般的に、定着ロール、
加圧ロールは空回転による分離爪、温度センサーの経時
的ダメージを受け、機器を短命化してしまう不都合が有
り、この観点から、この種定着装置においては、空回転
は極力短時間としたい。そこで、本発明は定着装置の空
回転を有効に実行し定着不良、オフセット、シワ等を改
善し、長寿命化できる定着装置を実現するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、ヒ
ータを内蔵する加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加
圧ローラと、加熱ローラの表面温度を検知する温度検知
器と、ｎ（ｎは整数）回目の動作情報と（ｎ＋１）回目
の動作情報との比較回路を有する制御装置とを備え、
（ｎ＋１）回目の作業開始指令が入力されたとき、ｎ回
目に使用された用紙と（ｎ＋１）回目の使用用紙とを比
較し、（ｎ＋１）回目の使用用紙が大きい場合、加熱ロ
ーラに空回転の駆動信号を出力する構成を基本構成とし
て具備する。さらに、定着装置は、ｎ（ｎは整数）回目
の動作終了からの経過時間カウント手段と、ｎ回目の動
作情報記憶手段とｎ回目と（ｎ＋１）回目の動作情報と
の比較回路を有する制御装置を有し、（ｎ＋１）回目の
作動開始指令が入力されたとき、前記比較回路が（ｎ＋
１）回目の使用用紙が大きいと判定したとき、動作情報
と経過時間等の情報により予め設定する空回転の駆動信
号（駆動時間で制御）を出力する構成を具備する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面により説明
する。図１はこの実施例に示す定着装置の概要説明図、
図２は斜視図、図３は加熱ローラの説明図である。定着
装置は加熱ローラ１０と加圧ローラ２０を備えている。
加熱ローラ１０の内部には赤外線ランプ等のヒータ１５
が配設され、加熱ローラ１０に対して加圧ローラ２０を
接触させた状態で配設している。用紙５０はアッパーガ
イド３０とロアーシュート３５とに案内されて加熱ロー
ラ１０と加圧ローラ２０との間に導入され、両ローラの
ニップ部を通過途上用紙５０上のトナーは熱と圧力によ
り定着される。用紙５０は剥離爪４０によりローラ面か
ら剥離されてエグジットローラ６０に案内されて排出さ
れる。

【０００７】定着装置への用紙の導入基準側をレジ側
（用紙のサイズに係らず、通紙する領域）、他の側を反
レジ側（用紙のサイズにより、非通紙領域となる）とす
ると、加熱ローラ１０の表面温度を検知する温度検知セ
ンサーは、少なくとも、レジ側に第１の温度センサ７
０、反レジ側に第２の温度センサ７５を配設している。
そして、定着装置の加熱ローラ１０の表面温度は、各温
度センサー７０、７５により検知され、図示していない
制御装置により表面温度の調整がされている。

【０００８】ここで、定着ロールのレジ側（通紙域）
と、反レジ側（非通紙域）との温度差は非通紙域温度−通紙域温度（ΔＴ）≦１０℃ の範囲において、像の乱れが発生しないことが経験から
判明している。前のコピー操作の後、放置することによ
り定着装置は自然冷却し、非通紙域温度と通紙域温度と
の差（ΔＴ）が無くなるまでに温度降下する。しかし、
非通紙域温度と通紙域温度との差（ΔＴ）が１０℃まで
降下する前に次のコピー作動が開始された場合は、コピ
ー像の乱れが生じてしまう。

【０００９】そこで、この発明は定着装置を空回転させ
ることにより加熱ロールの通紙域と非通紙域との温度差
を、像の乱れのない温度差まで小さくする構成としてい
る。この定着装置における加熱ロールと加圧ロールの駆
動の制御方法を説明する。前回使用のコピー用紙幅Ｘ
と、今回使用のコピー用紙幅Ｙとを比較し、使用用紙
が、Ｘ≧Ｙの場合は、今回使用のコピー用紙が非通紙
域を通ることが無いので、温度差（ΔＴ）が１０より少
ない場合、温度差（ΔＴ）が１０より大きい場合、共に
空回転なしとする。また、前回使用のコピー用紙幅Ｘ
と、今回使用のコピー用紙幅Ｙとを比較し、今回使用の
用紙Ｙが大きい場合は、温度差（ΔＴ）が１０より少な
い場合は空回転なし、温度差（ΔＴ）が１０より大きい
場合、空回転させるように構成する（図４参照）。この
ように構成することで、空回転による定着装置の温度降
下を必要としない条件、例えば次のコピー動作におい
て、前回のコピー動作により温度上昇の激しい非通紙域
を用紙が通らない場合等には空回転をさせないことで、
空回転による定着装置のダメージを回避させている。

【００１０】次に、さらに細かな制御を実行する制御装
置を備えた定着装置を説明する。定着装置はタイマーを
備え、コピー終了から次回のコピー開始指令がなされる
までの時間をカウントする構成となっている。ここで、
各サイズ毎に、コピー枚数、コピー終了直後の非通紙域
温度と通紙域温度の温度差（ΔＴ）、連続してコピーし
た後にスタンバイ状態で放置したとき、非通紙域温度−
通紙域温度（ΔＴ）＝１０℃ となる時間、連続コピー
直後のΔＴ＝１０℃となるに必要な空回転時間を測定
し、表２に測定結果を示している。この表によると、例
えばＡ４サイズの用紙を２０枚連続コピーしたときの非
通紙域と通紙域との温度差（ΔＴ）は２６℃となり、こ
の温度差（ΔＴ）を１０℃となるまでには１２０秒間放
置する、あるいは、４０秒間空回転する必要がある。そ
して、コピー枚数を増加するごとに、放置時間および空
回転時間が増えている。また、Ｂ５サイズの用紙の場合
は、連続コピーしたときの非通紙域と通紙域との温度差
（ΔＴ）はＡ４サイズの用紙の場合に比較し高くなり、
温度差（ΔＴ）を１０℃となるまでに要する放置時間、
あるいは、空回転時間も長く必要としている。そして、
この場合もコピー枚数を６０枚、９９枚と増加するごと
に、放置時間および空回転時間が増えている。また、Ｂ
４サイズの用紙の場合は、コピー枚数が多くなるに従っ
て、温度差（ΔＴ）を１０℃となるまでに要する放置時
間、あるいは、空回転時間は他のサイズの用紙に比較し
て少なくなっている。すなわち、非通紙域と通紙域との
温度差（ΔＴ）を空回転により１０℃とするためには、
前回の使用コピー用紙と今回使用の用紙の関係の他、前
回のコピー枚数、前回コピー終了からの経過時間が関与
していることがわかる。ここで、図５の実験結果から、
直前の使用用紙の用紙幅よりも次のコピーに使用する用
紙のサイズが大きい場合、直前のコピー枚数、直前のコ
ピー終了からの経過時間により、表に記載する時間空回
転を実行した。例えば、前回にＢ５サイズを６０枚コピ
ーし、次に、Ａ４サイズのコピーをする場合、８０秒間
空回転させた。この結果は、非通紙域温度と通紙域温度
との差（ΔＴ）が１０℃以下となり、像の乱れは発生し
なかった。

【００１１】そこで、この発明の定着装置は、前回（ｎ
回目）のコピー動作（ジョブ）における、コピー用紙サ
イズ・連続コピー枚数等の情報、および前回のコピー終
了からの経過時間の情報により、非通紙域温度と通紙域
温度との差（ΔＴ）が１０℃以下となるための空回転時
間を、図５に示す空回転時間より設定し、予め、決めて
いるマトリックスに従い、空回転をする・しないの切り
換え、あるいは一定時間の空回転の実行、等の手段を用
いて、今回（ｎ＋１回目）のジョブにおいて加熱ローラ
の非通紙域温度と、通紙域温度との差（ΔＴ）を１０℃
以下として、像の乱れの発生、オフセットの防止を行な
っている。

【００１２】すなわち、この発明の定着装置は前（ｎ）
回のコピーモード（用紙サイズ、用紙の方向、コピー枚
数）、および前回のコピー作動終了時からの経過時間等
の情報により、今（ｎ＋１）回のコピー時における定着
装置の空回転の回転数を設定している。図６により、マ
トリックスの一例を説明する。

【００１３】前回のコピー用紙がＡ４のとき用紙の挿入方向縦方向…（１）前回のコピー枚数が２０枚以下の場合コピー終了からの経過時間が１２０秒以下の時。今回の
用紙がＡ３、Ｂ４、Ａ４の横方向の時、４０秒間空回転
駆動する。（２）前回のコピー枚数が２１〜６０枚の場合コピー終了からの経過時間が２１０秒以下の時。今回の
用紙がＡ３、Ｂ４、Ａ４の横方向の時、７０秒間空回転
駆動する。（３）前回のコピー枚数が６１〜９９枚の場合コピー終了からの経過時間が３６０秒以下の時。今回の
用紙がＡ３、Ｂ４、Ａ４の横方向の時、９０秒間空回転
駆動する。用紙の挿入方向が横方向の場合は空回転はしない。

【００１４】以上と同様にして対応条件を前のジョブの
用紙がＢ５サイズの場合、Ａ４，Ｂ４，Ａ３サイズの場
合により予め決めている（図示しない）。このマトリッ
クスは基本的には前回のジョブの用紙が今回の使用用紙
のサイズより小さく、前回のジョブからの経過時間が短
いとき、加熱ローラの軸方向の温度差に起因する不都合
が発生するので、このような条件のとき、空回転による
温度制御を実行している。この制御装置の制御回路をブ
ロック図（図７参照）により説明する。コピー操作開始
指令を入力されると、ＣＰＵで前回のコピー動作におけ
る用紙サイズ、用紙の走行方向、連続コピー枚数等の情
報と、現在までの経過時間等により、マトリックスに対
応させ、空回転させるときは所定の時間メインモータを
駆動させる空回転制御指令を出力する。

【００１５】次に、ＣＰＵからの出力による制御フロー
を図８に示すフローチャートにより説明する。ステップ
８０でスタートし、ステップ８１でコピーボタンがＯＮ
されると、ステップ８２で前回の用紙幅と今回設定され
た用紙幅との比較をし、今回の用紙サイズの方が小さい
場合、ステップ８９に進み、コピー動作をスタートさせ
る。ステップ８２で今回の用紙サイズが大きいと判定し
たとき、次のステップで前のコピー枚数を判定する。

【００１６】前回のコピー枚数が２０枚以下のときはス
テップ８６に進み、前のコピー終了からの経過時間が、
前回の用紙がＡ４サイズの場合は１２０秒、Ｂ５サイズ
縦方向の場合は１８０秒、Ｂ４の場合は１２０秒してい
る場合はステップ８９でコピー動作をスタートさせる。
時間が経過していない場合はステップ９０に進み、設定
時間Ａ１空回転させる。そして、空回転の後、ステップ
８９に進み、コピー動作をスタートさせる。

【００１７】前回のコピー枚数が２１枚から６０枚まで
のときはステップ８７に進み、前のコピー終了からの経
過時間が設定したＴ２秒を経過したかどうかを判定す
る。例えば、設定時間は前回の用紙がＡ４サイズの場合
は２１０秒、Ｂ５サイズ縦方向の場合は３００秒、Ｂ４
サイズの場合は２１０秒となっている。設定された時間
を経過している場合はステップ８９でコピー動作をスタ
ートさせる。時間が経過していない場合はステップ９１
に進み、設定時間Ａ２空回転させる。そして、空回転の
後、ステップ８９に進み、コピー動作をスタートさせ
る。

【００１８】前回のコピー枚数が６１枚から９９枚まで
のときはステップ８８に進み、前のコピー終了からの経
過時間が設定したＴ３秒を経過したかどうかを判定す
る。例えば、設定時間は前回の用紙がＡ４サイズの場合
は３６０秒、Ｂ５サイズ縦方向の場合は４８０秒、Ｂ４
サイズの場合は３３０秒となっている。設定された時間
を経過している場合はステップ８９でコピー動作をスタ
ートさせる。時間が経過していない場合はステップ９２
に進み、設定時間Ａ３空回転させる。そして、空回転の
後、ステップ８９に進み、コピー動作をスタートさせ
る。

【００１９】ここで、この定着装置で設定されている空
回転の設定時間を図９に示す図表により説明する。例え
ば、前回の用紙がＡ４縦方向の場合、今回の用紙がＡ
３，Ｂ４，Ａ４縦方向の場合は設定時間Ａ１は４０秒
間、Ａ２は７０秒間、Ａ３は９０秒間としている。同様
に、前回の用紙Ｘに対して今回の用紙Ｙをあてはめ、Ａ
１，Ａ２，Ａ３の設定時間を決めている。

【００２０】以上説明したように、この定着装置はコピ
ー動作を実行する場合、前回のコピー動作情報により今
回の空回転の時間を制御しているので、必要最小限の空
回転により設定した温度状態とすることができ、不必要
な空回転による待ち時間をなくすことができた。また、
今（ｎ＋１）回の用紙サイズが前回ｎの用紙サイズより
大きい場合であっても、前回ｎのコピー動作終了からあ
る時間経過した後、次のコピー動作の要求があった場
合、空回転させないので、空回転による加熱ロール、加
圧ロールのダメージを削減できる

【図面の簡単な説明】

【図１】定着装置の概要説明図。

【図２】定着装置の作動説明斜視図。

【図３】加熱ローラの構成説明図。

【図４】用紙サイズによる制御図表。

【図５】用紙サイズによる加熱ローラの熱降下測定
値。

【図６】マトリックスの一実施例。

【図７】制御装置のブロック図。

【図８】制御フロチャート。

【図９】図８の記号説明図表。

【符号の説明】

１０加熱ローラ、１５ヒータ、２０加圧ロー
ラ、４０剥離爪、５０用紙、７０、７５温度
検知器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒータを内蔵する加熱ローラと、加熱ロ
ーラに圧接する加圧ローラと、加熱ローラの表面温度を
検知する温度検知器と、温度検知器からの検知信号によ
り加熱ローラに駆動信号を出力する制御装置を備えた定
着装置において、制御装置はｎ（ｎは整数）回目の動作情報と（ｎ＋１）
回目の動作情報との比較回路を有し、（ｎ＋１）回目の
作業開始指令が入力されたとき、ｎ回目に使用された用
紙と（ｎ＋１）回目の使用用紙とを比較し、（ｎ＋１）
回目の使用用紙が大きい場合、加熱ローラに空回転の駆
動信号を出力するよう構成してなる定着装置。
【請求項２】ヒータを内蔵する加熱ローラと、加熱ロ
ーラに圧接する加圧ローラと、加熱ローラの表面温度を
検知する温度検知器と、温度検知器からの検知信号の入
力により駆動指令を出力する制御装置を備えた定着装置
において、定着装置はｎ（ｎは整数）回目の動作終了からの経過時
間カウント手段を有し、温度検知器は加熱ローラのレジ
側と反レジ側の表面温度を検出すると共に、制御装置はｎ回目の動作情報記憶手段と、ｎ回目と（ｎ
＋１）回目の動作情報との比較回路を有し、（ｎ＋１）
回目の作動開始指令が入力されたとき、前記比較回路が
（ｎ＋１）回目の使用用紙が大きいと判定したとき、温
度検知信号と動作情報と経過時間の情報から予め設定し
ている空回転の駆動信号を出力するよう構成してなる定
着装置。
【請求項３】制御装置が出力する空回転駆動信号は駆
動時間を制御してなる請求項１、または２記載の定着装
置。
【請求項４】制御装置が出力する空回転の駆動時間
は、レジ側と反レジ側との温度差が画像に影響を及ぼさ
ない温度差となる回転時間に基づき設定されている請求
項１、または２記載の定着装置。