JPH05297759A

JPH05297759A - 定着装置

Info

Publication number: JPH05297759A
Application number: JP10283092A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ariyama; 隆之有山
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】幅狭シートの後に幅広シートが通紙される場
合、この幅広シートに対する現像剤の定着性が均一にな
るようにする。【構成】シート材料を挾持搬送しながら加熱して現像
剤を定着させる定着装置１１に、加熱ローラ２１と、こ
れに圧接する加圧ローラ２２と、加圧ローラ２２の少な
くとも中央部と両端部を押圧する加圧装置２５と、加熱
ローラの少なくとも中央部と両端部の温度を検出する温
度検出手段２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、加熱ローラ２１
の幅狭シート非通紙部が幅狭シート通紙部に比べて高温
のとき、上記加圧装置２５で幅狭シート非通紙部の加圧
力を弱める制御装置５０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタなど
の画像形成装置において、紙などのシート材料に転写さ
れた現像剤を加熱して定着させる定着装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記定着装置として、ヒータを内
蔵した加熱ローラと、この加熱ローラに圧接する加圧ロ
ーラとを有し、上記加熱ローラと加圧ローラでシート材
料を挾持搬送しながらこのシート材料に付着している現
像剤を加熱定着するものが知られている。また、上記ロ
ーラの長さは、例えばＡ３版縦サイズまたはＡ４版縦サ
イズよりも少し長目にしてあり、最大幅が上記サイズ以
下のシートのみを通紙可能となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記定
着装置に幅狭サイズのシートが連続的に通紙される場
合、加熱ローラではシートと非接触の部分（以下「非通
紙部」という。）の温度がシートと接触する部分（以下
「通紙部」という。）の温度よりも高温になる。したが
って、幅狭サイズシートの通紙終了後に上記幅狭サイズ
よりも幅広サイズのシートが通紙されると、上記温度差
により定着率に違いを生じて画質不良を生じるという問
題があった。

【０００４】そこで、従来、上記加熱ローラのヒータを
軸方向に分割し、部分的に温度の調節が可能な定着装置
や、冷却装置を備えた定着装置が提案されているが、応
答性が悪く、十分な定着性の改善が不可能であるという
問題点を有していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するためになされたもので、第１の発明にかかる定着
装置は、ヒータを有する回転駆動可能な加熱ローラと、
該加熱ローラと平行にかつ回動可能に設けた加圧ローラ
と、上記加圧ローラの少なくとも中央部と両端部を上記
加熱ローラに向かって押圧する加圧装置と、上記加熱ロ
ーラの少なくとも中央部と両端部の温度を検出する温度
検出手段と、上記温度検出手段により上記加熱ローラの
幅狭シート非通紙部が幅狭シート通紙部に比べて高温の
とき、上記加圧装置を駆動して幅狭シート非通紙部の加
圧力を弱める制御装置とを設けたものである。

【０００６】また、第２の発明にかかる定着装置は、ヒ
ータを有する回転駆動可能な加熱ローラと、該加熱ロー
ラと平行にかつ回動可能に設けた加圧ローラと、上記加
圧ローラの少なくとも中央部と両端部を上記加熱ローラ
に向かって押圧する加圧装置と、上記加熱ローラにおけ
る幅狭シート通紙部の温度を検出する温度検出手段と、
幅狭シートのシートサイズ、連続プリント枚数、プリン
ト処理終了後の経過時間より幅狭シート非通紙部の温度
を演算する演算手段と、上記幅狭シート非通紙部が幅狭
シート通紙部に比べて高温のとき、上記加圧装置を駆動
して幅狭シート非通紙部の加圧力を弱める制御装置とを
設けたものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明にかかる定着装置をプリンタに
適用した場合の実施例について説明する。図１は本発明
に係る定着装置を有するプリンタの概略構成を示す断面
図である。このプリンタ１では、ホストコンピュータ２
から入力された画像情報に基づいてレーザ発生装置３が
作動し、帯電装置４で電荷が付与された感光体５の外周
面に静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置６によ
ってトナー像として可視像化される。転写材料であるシ
ートは給紙部７より供給され、転写装置８によって上記
トナー像が転写された後、分離装置９により感光体５か
ら分離される。続いて、シートは搬送装置１０で定着装
置１１に搬送され、ここで上記トナー像が加熱定着され
た後排紙部１２に排出される。

【０００８】上記定着装置１１は、図２に示すように、
上段の加熱ローラ２１と下段の加圧ローラ２２を備えて
いる。上記加熱ローラ２１は硬質のローラで、中心に加
熱手段としてヒータ２３を備え、図示しないモータによ
って矢印Ｘ方向に回転するようになっており、外周面の
中央部と両端部の温度が温度検出装置であるサーミスタ
２４ａ，２４ｂ，２４ｃによって検出されるようになっ
ている。上記加圧ローラ２２は外周部をゴムで被覆した
軟質ローラで、上記加熱ローラ２１と平行に配置され、
加圧装置２５により加熱ローラ２１に圧接されており、
加熱ローラ２１に従動回転するようになっている。

【０００９】上記加圧装置２５は、加圧ローラ２２の中
央部を加圧する中央部加圧装置２６と、加圧ローラ２２
の両端部を加圧する端部加圧装置２７，２８を備えてい
る。上記中央部加圧装置２６において、バックアップロ
ーラ３１は、加圧ローラ２２の下方にこれと平行に配置
され、支持台３２によって支持されている。上記支持台
３２は、上下方向に配置されているシリンダ３３の軸３
４に固定されており、ポンプ３５からシリンダ３３に供
給される作動油の量に応じて上下し、加圧ローラ２２に
対するバックアップロール３１の圧接力が調整可能とな
っている。上記端部加圧装置２７，２８において、支持
台３６，４０は上下方向に配置されているシリンダ３
７，４１の軸３８，４２に固定されており、ポンプ３
９，４３から供給される作動油の量に応じて加熱ローラ
２１の端部を上下するようになっている。

【００１０】図３は定着装置の制御装置５０を示し、こ
の制御装置５０において、ＣＰＵ５１にはＲＡＭ５２や
ヒータ２３およびポンプ３５，３９，４３の制御プログ
ラムを格納したＲＯＭ５３が接続されている。また、Ｃ
ＰＵ５１には、図示しない入力ポートを介してサーミス
タ２４ａ，〜，２４ｃが接続され、図示しない出力ポー
トを介してヒータ電源５４およびポンプドライバ５５に
接続されている。

【００１１】上記制御装置５０に基づく定着装置１１の
動作について説明する。定着装置１１では、図示しない
モータの駆動に基づいて加熱ローラ２１が矢印Ｘ方向に
回転し、ヒータ電源５４よりヒータ２３に電流が印加さ
れて加熱ローラ２１が加熱される。また、加圧装置２５
のポンプ３５，３９，４３によりシリンダ３３，３７，
４１に作動油がそれぞれ供給され、加圧ローラ２２はそ
の中央部と両端部が上方に押し上げられて加熱ローラ２
１に圧接される。

【００１２】上面にトナーを有するシートが矢印Ｙ方向
から搬送されてくると、シートは加熱ローラ２１と加圧
ローラ２２に挾持されながら搬送され、上記加熱ローラ
２１の熱によって現像剤が溶融されて定着される。な
お、上記プリンタは、感光体５のほぼ中央にシートの中
央を一致させてシートを搬送する所謂センタ通紙のシー
ト搬送形態を採用しており、シートはその中央をローラ
の中央に一致させて搬送される。また、ＣＰＵ５１から
ヒータ電源５４に信号が出力されて加熱ローラ２１の温
度が定着に適当な温度状態に保持されるとともに、ポン
プドライバ５５に信号が出力されてポンプ３５，３９，
４３の圧力が調整される。

【００１３】上記定着装置１１の加熱温度制御および加
圧力制御について説明する。なお、以下の説明におい
て、“幅狭シート”とは定着装置に通紙可能な最大サイ
ズのシートよりも幅の狭いシートであって、当該プリン
ト処理終了後に搬送されるシートよりも幅の狭いシート
をいう。逆に、“幅広シート”とは、当該プリント処理
開始前に搬送されたシートよりも幅の広いシートをい
う。

【００１４】上記定着装置１１に幅狭シートが連続的に
搬送されてくる場合、例えばローラ２１，２２がＡ３版
縦サイズよりも少し長く、これに対してＡ４版またはＢ
５版のシートが連続的に縦送りされてくる場合、加熱ロ
ーラ２１の通紙部ではシートに熱が奪われる。したがっ
て、図１４に示すように、中央のサーミスタ２４ａから
の温度検出値に基づいてヒータ電源５４の出力を調整
し、加熱ローラ２１の通紙部は現像剤の溶融に必要な状
態に保たれる。また、加熱ローラ２１の非通紙部は通紙
部に比べて奪われる熱が少ないため、温度が次第に上昇
する。したがって、この状態で幅広シートが定着装置１
１に搬送されてくると、温度差によって上記幅狭シート
の通紙部と非通紙部を通過する現像剤の定着性に違いを
生じて画質不良を招来する。

【００１５】そこで、制御装置５０では、温度差に基づ
く定着性の相違を加圧ローラ２２の加圧力を調整するこ
とによって補正すべく以下の処理を行う。すなわち、Ｃ
ＰＵ５１はサーミスタ２４ａ，２４ｂ，２４ｃからの温
度検出値に基づいて加熱ローラ２１の中央部と端部の温
度差を求める。次に、ＲＯＭ５３に記憶されている温度
差と加圧力差との関係を表すチャート（図示せず）をＣ
ＰＵ５１に読み出し、このチャートに従って温度差に対
応した加圧力差、すなわち中央のポンプ３５と端部のポ
ンプ３９，４３との圧力差を演算し、その演算値に基づ
いてポンプ３９，４３を駆動して加圧ローラ２２の端部
加圧力を弱める。ただし、中央ポンプ３５の加圧力は一
定に保持する。なお、上記ＲＯＭ５３のプログラムは、
中央部と端部の温度差と全体に良好な定着性が得られる
定着圧力差との関係を実験的に求めて作成される。

【００１６】以上の処理により、定着装置１１に幅広シ
ートが送られてきても、幅狭シートの通紙部に対応する
領域では、加熱ローラ２１は依然として定着に適正な温
度および圧力状態に保たれ、良好な定着性が得られる。
他方、温度の上昇している幅狭シートの非通紙部に位置
する加熱ローラ２１の部分は、定着温度が高いものの定
着圧力が減少しているので、全体として幅狭シート通紙
部と同等の定着性を確保することができる。

【００１７】本発明の第２実施例について説明する。こ
の第２実施例に係る図４の定着装置１１’では、サーミ
スタ２４ａは加熱ローラ２１の中央部にのみ配置されて
いる。その他の構成は上記第１実施例の定着装置１と同
一であり、同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。制御装置６０では、図５に示すように、ＲＡＭ６
２、シートサイズメモリ６３、連続プリント枚数メモリ
６４、処理間隔メモリ６５およびＲＯＭ６６がＣＰＵ６
１に接続されている。また、ＣＰＵ６１には、図示しな
い入出力ポートを介してサーミスタ２４ａ、ヒータ電源
６７、ポンプドライバ６８が接続されている。

【００１８】なお、上記シートサイズメモリ６３にはプ
リンタ２でプリントするシートのサイズおよびシート搬
送方向（縦送り、横送り）に関するデータが格納され、
連続プリント枚数メモリ６４には同一サイズのシートに
連続的にプリントする場合のプリント枚数に関するデー
タが格納され、処理間隔メモリ６５には一つのプリント
処理が終了してから別のプリント処理が開始されるまで
の時間に関するデータが格納される。

【００１９】上記制御装置６０では、上記メモリ６３，
６４，６５等に格納されているデータとサーミスタ２４
ａの温度検出値に基づいて加熱ローラ２１の中央部と両
端部の温度差を演算し、その結果に基づいて加圧ローラ
２２の端部加圧力が調整される。

【００２０】具体的には、図６に示すように、制御装置
６０のプリント処理プログラムでは、♯１０１で△Ｔ演
算処理が実行される。上記△Ｔは加熱ローラ２１の中央
部と両端部の温度差を意味する。この処理は後に詳細に
説明する。次に、♯１０２で幅広シートのプリント中か
否か判定し、幅広シートのプリント中ならば♯１０３で
圧力変更処理を実施し、幅狭シートのプリント中ならば
♯１０６でその他のプリント処理を実行する。上記圧力
変更処理が終了すると、♯１０４で最終プリントか否か
判定し、最終プリントならば♯１０５で定着圧力をリセ
ットして初期状態に復帰させ、♯１０６でその他のプリ
ント処理を実行し、最終プリントでなくプリント継続な
らば、定着圧力を現状のまま維持して♯１０６でその他
のプリント処理を実行する。

【００２１】上記△Ｔ推定処理（♯１０１）では、♯３
０１，♯３０２，♯３０３で、定着装置が、幅狭シート
のプリント終了時（モードＭ：１）、待機中からプリン
ト動作への変更時（モードＭ：２）、幅広サイズシート
のプリント中（モードＭ：３）、その他の動作、例えば
幅狭サイズシートのプリント中、待機中、のいずれの状
態にあるかを判定する。

【００２２】モードＭ：１、すなわちプリンタ１が幅狭
シートのプリントをちょうど終了した状態の場合、♯２
１１でＣＰＵ６１にシートサイズメモリ６３より直前ま
でプリントを実行していたシートのシートサイズを読み
出す。なお、シートサイズは、プリンタ１のプリントデ
ータとしてホストコンピュータ２よりＣＰＵ６１に入力
され、さらにＣＰＵ６１からシートサイズメモリ６３に
出力されて格納されている。

【００２３】次に、♯２１２でＲＯＭ６６に格納されて
いるチャート１（図９参照）を読み出す。このチャート
１は、幅狭シートの通紙時間（または通紙枚数）と、幅
狭シート通紙部と幅狭シート非通紙部の温度差との関係
を表したもので、それぞれのシートサイズに応じて実験
を行い、その結果を用いて予め作成されている。続い
て、♯２１３で連続プリント枚数メモリ６４より通紙時
間△ｔ₁を読み出し、♯２１４でＲＡＭ６２より前回求
められた加熱ローラ中央部と端部の温度差△Ｔ₀を読み
出す。また、♯２１５でチャート１にしたがって通紙時
間△ｔ₁と温度差△Ｔ₀からｔ₀，ｔ₁を決定し、♯２１６
で幅狭シート通紙後の温度差△Ｔ₁を決定する。

【００２４】モードＭ：２、すなわちホストコンピュー
タ２からの指令等に基づいてプリンタ１が待機中からプ
リント状態に切り換えられたタイミングの場合、♯２２
１で処理間隔メモリ６５よりプリントの待機時間△ｔ₂
を読み出し、♯２２２でチャート２（図１０参照）を読
み出す。このチャート２は、待機時間と上記温度差との
関係を表したもので、実験的に求めたものである。次
に、♯２２３でＲＡＭ６２より前回求められた加熱ロー
ラ中央部と端部の温度差△Ｔ₀を読み出し、♯２２４で
チャート２にしたがって待機時間△ｔ₂と温度差△Ｔ₀か
らｔ₀，ｔ₂を決定し、♯２２６で幅狭シート通紙後の温
度差△Ｔ₂を決定する。

【００２５】モードＭ：３、すなわち幅広サイズシート
のプリント中の場合、♯２３１でチャート３（図１１参
照）を読み出す。このチャート３は、幅広シートの連続
通紙時間と、この連続通紙により上記温度差が減少する
関係を表したもので、実験的に求めたものである。次
に、♯２３２で連続プリント枚数メモリ６４より連続プ
リント時間△ｔ₃を読み出し、♯２３３でＲＡＭ６２よ
り前回求められた加熱ローラ中央部と端部の温度差△Ｔ
₀を読み出し、♯２３４でチャート３にしたがって連続
プリント時間△ｔ₃と温度差△Ｔ₀からｔ₀，ｔ₃を決定
し、♯２３５で幅広シートプリント中の各時点における
温度差△Ｔ₃を決定する。

【００２６】上記圧力変更処理（♯１０３）では、図８
に示すように、♯３０１で上記△Ｔ演算処理で求められ
た温度差△Ｔ（△Ｔ₁〜△Ｔ₃）を読み出し、♯３０２で
△Ｔ＞０か否かを判定し、△Ｔ＞０すなわち中央部に比
べて両端部の温度が高いと判断されたとき、♯３０３で
チャート４を読み出す。このチャート４は上記温度差△
Ｔに対する加圧ローラ２２の中央部と端部の加圧力差と
の関係を表したものである。次に、♯３０４ではチャー
ト４に従って上記温度差△Ｔから加圧力差△Ｐを求め、
♯３０５で端部ポンプの加圧力を２．０−△Ｐ（ｋｇ／
ｃｍ₂）に設定する。一方、温度差△Ｔが無い場合、ま
たは中央部が端部よりも低温の場合、♯３０６で加圧力
差△Ｐ＞０か否か判定し、△Ｐ＞０ならば♯３０７で定
着圧力をリセットして初期状態に復帰し、中央部と端部
の加圧力を等しく設定する。

【００２７】なお、上記２つの実施例では、加圧装置２
５に３つのポンプ３５，３９，４３を設け、それらの圧
力を個別に調整するものとしたが、図１３に示すよう
に、加圧ローラ２２の中央部を支持するバックアップロ
ーラ３１および両端部を支持する支持板３６，４０をそ
れぞれスプリング７１，７２，７３で加熱ローラ２１に
向かって付勢するとともに、回動自在に指示されたレバ
ー７４を加圧ローラ２２の支軸両端上部に係止し、ソレ
ノイド７５によって上記レバー７４で加圧ローラ２２の
端部を圧し下げることによって加圧力の調整を行うよう
にしてもよい。

【００２８】また、上記実施例では、感光体５およびロ
ーラ２１，２２の中央部にシート中央部を一致させてシ
ートを搬送する所謂センタ通紙の通紙形態をとるプリン
タを例にとって説明したが、感光体５およびローラ２
１，２２の一端側基準線にシートの端を一致させてシー
トを搬送する所謂片側通紙形態をとるプリンタにも本発
明は適用可能で、この上記片側通紙のプリンタでは、シ
ートが常に通過する一端側の定着圧力を一定に保持し、
シートサイズに応じてシートが通過したり通過しなかっ
たりする部分の定着圧力を上述の方法によって調整す
る。

【００２９】さらに、上記実施例では、サーミスタは３
つまたは１つ設け、加圧用のポンプを３つ設けた場合に
ついて説明したが、それらの数は限定的ではない。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかる定着装置では、幅狭シートの後に幅広シートが通
紙された場合、幅狭シートの加圧力を減少される。そし
て、この加圧力の減少はポンプ等によって即座に行うこ
とができる。したがって、ヒータを分割したり、冷却装
置を設けた従来の定着装置に比べて加圧力の調整をより
迅速に行うことができ、均一な定着性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリンタの概略断面図である。

【図２】定着装置の斜視図である。

【図３】制御装置の回路図である。

【図４】定着装置の第２実施例の斜視図である。

【図５】第２実施例にかかる制御装置の回路図であ
る。

【図６】プリント処理のフローチャートである。

【図７】 △Ｔ推定処理のフローチャートである。

【図８】圧力変更処理のフローチャートである。

【図９】非通紙部の温度変化を示すチャート１であ
る。

【図１０】非通紙時の温度変化を示すチャート２であ
る。

【図１１】幅広シート連続通紙時の温度変化を示すチ
ャート３である。

【図１２】 △Ｔ−△Ｐの関係を示すチャート４であ
る。

【図１３】定着装置の第３実施例の斜視図である。

【図１４】通紙部と非通紙部の温度変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１…定着装置、２１…加熱ローラ、２２…加圧ロー
ラ、２３…ヒータ、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…サーミス
タ、２５…加圧装置、２６…中央部加圧装置、２７，２
８…端部加圧装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート材料を加熱しながら挾持搬送し、
上記シート材料に付着している現像剤を定着させる定着
装置において、ヒータを有する回転駆動可能な加熱ロー
ラと、該加熱ローラと平行にかつ回動可能に設けた加圧
ローラと、上記加圧ローラの少なくとも中央部と両端部
を上記加熱ローラに向かって押圧する加圧装置と、上記
加熱ローラの少なくとも中央部と両端部の温度を検出す
る温度検出手段と、上記温度検出手段により上記加熱ロ
ーラの幅狭シート非通紙部が幅狭シート通紙部に比べて
高温のとき、上記加圧装置を駆動して幅狭シート非通紙
部の加圧力を弱める制御装置とを設けたことを特徴とす
る定着装置。
【請求項２】シート材料を加熱しながら挾持搬送し、
上記シート材料に付着している現像剤を定着させる定着
装置において、ヒータを有する回転駆動可能な加熱ロー
ラと、該加熱ローラと平行にかつ回動可能に設けた加圧
ローラと、上記加圧ローラの少なくとも中央部と両端部
を上記加熱ローラに向かって押圧する加圧装置と、上記
加熱ローラにおける幅狭シート通紙部の温度を検出する
温度検出手段と、幅狭シートのシートサイズ、連続プリ
ント枚数、プリント処理終了後の経過時間より幅狭シー
ト非通紙部の温度を演算する演算手段と、上記幅狭シー
ト非通紙部が幅狭シート通紙部に比べて高温のとき、上
記加圧装置を駆動して幅狭シート非通紙部の加圧力を弱
める制御装置とを設けたことを特徴とする定着装置。