JPH1063132A

JPH1063132A - 定着装置

Info

Publication number: JPH1063132A
Application number: JP21763096A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Miyasato; 和彦宮里
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-08-19
Filing date: 1996-08-19
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】加熱ロール及び加圧ロールの双方に加熱部材
を内蔵し、加圧ロールの表面温度を加熱ロールの表面温
度より低い温度に制御する画像形成装置であって、しか
もＯＨＰシートへの定着動作も円滑に行なうことのでき
る画像形成装置を提供する。【解決手段】加熱源を内蔵する加熱ロールと、加熱源
を内蔵すると共に加熱ロールに圧接されて定着ニップ領
域を形成し、未定着トナー像が転写された記録媒体がこ
の定着ニップ領域を通過する間に上記加熱ロールと相俟
って未定着トナー像を定着する加圧ロールと、前記加熱
ロールと加圧ロールの表面温度に基づいて各ロール内の
加熱源を制御し、スタンバイ状態で加熱ロールの表面温
度が目標温度（Ｔ_H）になるように加熱ロールの加熱源
を制御すると共に、加圧ロールの表面温度が前記加熱ロ
ールの表面温度より低い目標温度（Ｔ_P）になるように
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
ー等の画像形成装置に組み込まれた定着装置に関し、詳
細には加熱型定着装置を備えた定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、紙やフィルム等の記録媒体上
に転写された未定着トナー像を定着させる定着装置とし
て、記録媒体を加圧下に加熱して表面のトナーを溶融し
記録媒体に浸透或いは溶着させて定着する加熱型定着装
置が知られている。そして、近年普及してきたフルカラ
ー型の定着装置では、各色トナーの発色性を向上させる
ため、加熱ロールと同様に、加圧ロール内にも加熱ラン
プ等の加熱源を配設したものが一般的となっている。

【０００３】このようなフルカラー型の画像形成装置の
定着部分は、図３に示すように、加熱ロール１とこれに
圧接する加圧ロール２とからなり、加熱ロール１と加圧
ロール２の中心部にはそれぞれ加熱ランプ３、３’が配
設されており、これら加熱ランプ３、３’から発せられ
る熱により加熱ロール１、加圧ロール２はその内側から
所定の温度まで加熱される。このとき、一般的には加圧
ロール２の表面温度は加熱ロール１の表面温度より低い
制御温度を維持するように制御される。

【０００４】その理由は、近年では当たり前になりつつ
ある両面コピーに対応するためである。即ち、両面コピ
ーをとるときは、最初に記録媒体の表面に未定着トナー
像を定着した後、画像形成装置内でこの記録媒体を反転
させ、次には裏面に別の未定着トナー像を転写させ、再
び定着ニップ領域を通過させて裏面の未定着トナー像を
定着する機構となっており、この裏面の未定着トナー像
を定着する際には表面が加圧ロールの表面に接触して熱
に晒される。

【０００５】従って、このときの加圧ロール２の表面温
度が高過ぎると、一度記録媒体の表面に定着されたトナ
ー像が再度加熱されることにより溶融し、いわゆる「ホ
ットオフセット」と呼ばれるトラブルが発生したり、同
じ記録媒体が２回も連続して加熱、加圧されることによ
り記録媒体自体が変形して画質低下が発生する虞れがあ
る。そこで、これを防止するため上記のように加圧ロー
ルの表面温度を加熱ロールの表面温度より低い温度に制
御しているのである。

【０００６】ところで、普通紙の他にＯＨＰシートや厚
紙等の特定の記録媒体上にコピーする場合があるが、上
記のように加熱源を有する加圧ロールを備えた定着装置
でＯＨＰシートや厚紙等にコピーすると、画質低下や紙
詰まり等のトラブルがしばしば発生する。

【０００７】そこで、この原因を解明するべく種々検討
したところ、加圧ロールの表面温度が所期の目標温度以
上に上昇してしまうことが原因であり、更にその原因
は、加熱ロールと加圧ロールとが定着動作の間中接触状
態で回転し続けるため、加熱ロールの表面の熱が加圧ロ
ールに供給されてしまうことにあることが判明した。

【０００８】即ち、ＯＨＰシートや厚紙等は普通紙に比
べて定着動作時に吸収する熱量が大きいため、これらに
定着を行なうためには、これらＯＨＰシート等の記録媒
体が定着ニップ領域を通過する際に記録媒体に供給する
熱量を多くする必要がある。そしてその具体的な方法と
しては、例えば、ＯＨＰシート等に画像形成する際に加
熱ロールの表面を高い温度にまで加熱する方法と、定着
速度自体を遅くすることにより定着ニップ領域を通過す
る記録媒体に供給する熱量を多くする方法とが考えられ
る。

【０００９】しかし、加熱ロールの表面を高い温度にま
で加熱する方法は加熱のための待機時間が必要になるこ
とと、ＯＨＰシート等の上に定着した後に普通紙に定着
動作を行なう場合には冷却のための待機時間が必要にな
るなどの問題があり、待機時間を設けることにより定着
能率が低下する場合があるため、定着速度を遅くして供
給熱量を多くする方法が一般的に行なわれている。

【００１０】しかるに、かかる方式の定着装置でＯＨＰ
シート等の上にコピーをとろうとすると、定着速度をか
なり遅くしなければならず、その為転写終了後に減速す
るためのダミーサイクル等が必要となり、結局加圧ロー
ルが加熱ロールと接触して回転する時間が長くなり、そ
の結果、図４に示すように、加圧ロールが加熱ロール表
面から熱の供給を受け、加圧ロールの表面温度が所期の
目標温度を大幅に越えるほど上昇する現象が発生し、こ
れが画質低下や紙詰まり等のトラブル発生の原因になっ
ている。

【００１１】ところで、特開平第４−３０８８８１号公
報には、両面コピーをとる際に、表面を定着させるとき
に供給する熱量を低めに設定し、裏面を定着させるとき
にもう一度表の面も加熱し、表の面と裏の面の都合２回
定着ニップ領域を通過させて初めて完全な定着が行える
機構にした定着装置が開示されている。しかるに、かか
る装置で両面モード下の裏面定着時に温度を上げて熱量
を高める場合、待ち時間が発生して連続的動作ができな
くなるという問題がある。

【００１２】そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、
先行する記録媒体の後端が定着ニップ領域を通過してか
ら後続の記録媒体の先端が定着ニップ領域に進入するま
での間（以下、「定着空き時間」という）は加熱ロール
と加圧ロールとが接触した状態で回転するのを防止する
ことにより、加熱ロール表面から加圧ロールに熱が過度
に供給されるのを防止することができ、これによって加
圧ロールの表面温度の上昇を未然に防止し、上記従来の
問題を解決し得ることを見出して本発明を完成した。

【００１３】従って、本発明の目的は、加熱ロール及び
加圧ロールの双方に加熱源を内蔵し、加圧ロールの表面
温度を加熱ロールの表面温度より低い温度に制御する定
着装置において、ＯＨＰシート等への画像形成モードが
選択されても、ホットオフセット等のトラブルが発生す
ることなく円滑に定着を行なうことのできる定着装置を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱源を内蔵
する加熱ロールと、加熱源を内蔵すると共に加熱ロール
に圧接されて定着ニップ領域を形成し、未定着トナー像
が転写された記録媒体がこの定着ニップ領域を通過する
間に上記加熱ロールと相俟って未定着トナー像を定着す
る加圧ロールと、前記加熱ロールと加圧ロールの表面温
度に基づいて各ロール内の加熱源を制御し、スタンバイ
状態で加熱ロールの表面温度が目標温度（Ｔ_H）になる
ように加熱ロールの加熱源を制御すると共に、加圧ロー
ルの表面温度が前記加熱ロールの表面温度より低い目標
温度（Ｔ_P）になるように制御する温度制御手段と、定
着時に前記加熱ロール及び加圧ロールを回転させる回転
駆動手段と、先行する記録媒体の後端が定着ニップ領域
を通過してから後続の記録媒体の先端が定着ニップ領域
に進入するまでの定着空き時間を検知する空き時間検知
手段と、特定の画像形成モードが指定された場合に、或
いは、前記定着空き時間が設定値以上となった場合に、
前記定着空き時間の間、上記回転駆動手段を停止させる
停止手段とを備えた定着装置である。

【００１５】本発明において、加熱ロールは定着ニップ
領域に挟み込まれる転写記録媒体上の未定着トナー像を
確実に加熱して前記記録媒体上に定着できるものであれ
ばよく、特にその構造や材質等は限定されないが、代表
例としては、金属製の円筒状部材からなる芯材の外表面
をシリコンゴム等の弾性体でできたチューブ状部材で被
覆した構造のものが挙げられる。また、加熱ロールの内
部には加熱ランプ等の加熱源が配設されており、この加
熱源の熱により加熱ロールはその内側の面から加熱され
る。

【００１６】本発明において、加圧ロールは加熱ロール
との間で定着ニップ領域を形成することができ、この定
着ニップ領域に挟み込まれる転写記録媒体を確実に加熱
ロール側に押圧して前記記録媒体上に定着できるもので
あればよく、特にその構造や材質等は限定されないが、
代表例としては、金属製の円筒状部材からなる芯材の外
表面をシリコンゴム等の弾性体でできたチューブ状部材
で被覆した構造のものが挙げられる。なお、この弾性体
の被覆は、一般的には前記加熱ロールを被覆するものよ
り薄手のものが用いられるが、これに限定されることは
ない。

【００１７】また、加圧ロールの内部には前記加熱ロー
ルと同様に加熱ランプ等の加熱源が配設されており、こ
の加熱源の発する熱によりその内側から加熱されるのが
一般的である。なお、両面コピー対応機では一般に、加
圧ロールの表面温度は加熱ロールの表面温度より低い温
度に制御されることが多いため、加圧ロール内に配設さ
れる加熱源は加熱ロール内に配設される加熱源より発熱
量の低いものを用いることができる。

【００１８】本発明の温度制御手段は加熱ロールと、加
圧ロールの表面温度を正確かつ確実に制御できるもので
あれば良く、特に限定されないが、代表例としては、加
熱ロールと加圧ロールのそれぞれの表面温度を検知する
サーミスタ等の温度センサーと、この温度センサーから
の信号に基づいて加熱ロール、加圧ロールそれぞれの表
面温度を認識して加熱ロール、加圧ロールのそれぞれの
内部に配設された加熱ランプ等の加熱源の電源のオン／
オフを制御する温度制御装置とからなるものが挙げられ
る。そして、この温度制御装置としては、例えば中央演
算処理装置（以下「ＣＰＵ」という）が挙げられる。

【００１９】温度制御の方法としては、例えば、加熱ロ
ールの目標温度（Ｔ_H）を予め温度制御装置としてのＣ
ＰＵに組み込まれた読み出し専用記録装置（以下、この
読み出し専用記録装置を「ＲＯＭ」と記す）に記憶させ
ておき、温度センサーで検知した加熱ロールの表面温度
がこの目標温度（Ｔ_H）より低い場合には加熱源の電源
をオンにして加熱する一方、加熱ロールの表面温度が目
標温度（Ｔ_H）以上の間は加熱源の電源をオフにして加
熱を停止させる等の操作を行うことにより、加熱ロール
の表面温度が略目標温度（Ｔ_H）になるように制御する
方法等が挙げられる。

【００２０】また、加圧ロールについても同様にして加
圧ロールの表面温度を制御温度に維持するように加圧ロ
ール内に配設された加熱源の電源のオン／オフを制御
し、加熱ロールの目標温度（Ｔ_H）より低い制御温度
（Ｔ_P）に制御する方法等が挙げられる。

【００２１】本発明の回転駆動手段は定着動作中に加熱
ロール及び加圧ロールを回転駆動させる手段である。回
転駆動のさせ方としては、加熱ロール又は加圧ロールの
どちらか一方を駆動ロールとし、他方を従動ロールと
し、前記駆動ロールに回転駆動力を伝達することにより
行なう。定着中は加圧ロールは加熱ロールに圧接される
ため、どちらを駆動ロールとしても他方のロールは従動
ロールとして回転する。

【００２２】そして回転駆動力を伝達する方法は、確実
かつ正確に加熱ロールや加圧ロールを回転駆動させるこ
とができる手段であればよく、特に限定されないが、代
表的には定着装置内に配設されたメインモーターから供
給される回転駆動力を歯車列やベルト等を介して伝達す
るものや、メインモーターとは別個に設けた専用駆動モ
ーターにより駆動させるものが挙げられる。

【００２３】ここで専用駆動モーターを用いる場合に
は、定着動作中に紙詰まりを起こしたとき、加熱ロール
や加圧ロールの周辺部材の動きとは無関係に他の複写装
置の各エリアの駆動を制御することができるため、詰ま
った用紙を除去するために複写装置の蓋を開けて中のモ
ジュールを引き出すとき、このモジュールを引き出して
も詰まった用紙が他のエリアで引きちぎられないような
位置までこの用紙を移動させた後に駆動を停止させるこ
とができる。そのため、このような制御を行なう場合に
は、紙詰まり処理の際に用紙が引きちぎられる「ギロチ
ン」と呼ばれるトラブルを防止できる点で有利である。

【００２４】また、本発明の回転駆動手段は加圧ロール
を加熱ロール側に対して接離する方向に変位させる機能
を備えていてもよい。その場合には、前記回転駆動力を
加熱ロールや加圧ロールに供給するメインモーターや専
用駆動モーターの他に、加圧ロールを変位させるための
定着駆動系、例えば加圧システムを備えていることが必
要となる。そしてこの加圧システムとしては加圧ロール
に対して配設されたスプリングクラッチとラッチソレノ
イドの組み合わせによる加圧システムや直線方向の駆動
モーター等を使用した加圧システムが挙げられる。

【００２５】本発明の空き時間検知手段は、定着空き時
間を確実に検知することができる手段であればよく、特
に限定されないが、代表的には、用紙の搬送路に配設し
た用紙センサーと、この用紙センサーと接続されたＣＰ
Ｕとからなるもの等が挙げられる。そして、定着空き時
間を検知する方法としては、定着ニップ領域の前後、即
ち、定着ニップ領域に関して記録媒体の移動方向の上流
側と下流側のそれぞれに用紙センサー等の用紙検知器を
配設し、前記下流側の用紙センサーの検知部分を先行す
る記録媒体の移動方向下流側の端部（以下「後端」とい
う）が通過した時点を定着空き時間の始まりとする一方
で、前記上流側の用紙センサーの検知部分を後続の記録
媒体の移動方向上流側の端部（以下「先端」という）が
通過した時点を定着空き時間の終わりとする方法が挙げ
られる。

【００２６】但し現実的には、定着空き時間として把握
される時間は現実に定着ニップ領域に記録媒体が挟み込
まれている時間より長い時間とするのが一般的である。
これは、加熱ロールと加圧ロールとを回転駆動させる時
間に余裕をもたせ、定着領域に記録媒体が挟み込まれて
いる時間より長めに加熱ロールと加圧ロールとを回転駆
動させることにより記録媒体に対して確実に定着を行な
うためである。

【００２７】例えば、先行の記録媒体の後端が下流側の
用紙センサーの検知部を通過した直後を定着空き時間の
始まりとし、後続の記録媒体の先端が上流側の用紙セン
サーの検知部をに進入した直後を定着空き時間の終わり
とする場合が挙げられる。

【００２８】本発明の停止手段は、特定の画像形成モー
ドが指定された場合、或いは、定着空き時間が設定値以
上となった場合に、定着空き時間の間、回転駆動手段を
停止させる手段である。ここで、特定の画像形成モード
とは、定着空き時間が設定値以上になる画像形成モード
である。

【００２９】また、定着空き時間の値は、画像形成モー
ドのサイクルにより定まる。例えば、ＯＨＰモードの場
合の定着空き時間は、先行するＯＨＰシートの先端が定
着領域に進入した時点から、後続のＯＨＰシートの先端
が定着領域に進入するまでの時間（以下、「ワンサイク
ルの時間」という）から定着に要する時間、即ち、定着
ニップ領域にＯＨＰシートが挟み込まれている時間とこ
れに若干の余裕時間を加えたものを差し引いた残りの時
間となる。ここで、定着ニップ領域にＯＨＰシートが挟
み込まれている時間は、ＯＨＰシートに定着する場合に
必要な熱量を供給できるような時間として定められる。
そして、更にこの時間に対して更に安全のための余裕時
間を加え、これを定着のための時間（以下、「定着時
間」という）として把握する。一方、ワンサイクルの時
間のうちの残りの時間は、画像形成のサイクルで定まる
時間である。

【００３０】例えば、ＯＨＰモードの場合では、この定
着空き時間の間につぎの原稿について静電潜像担持体へ
の画像の書き込み、現像、転写ドラムへの転写を行なっ
た後、転写ドラムの回転速度を定着速度と同じ速度にま
で減速させるダミーサイクルを行なうため、これらの工
程を行なうのに必要な時間より長い定着空き時間が必要
である。

【００３１】同様に、両面コピーモードの場合には、一
枚目の表面に定着させた後、この記録媒体を一旦定着ニ
ップ領域から排出し、反転させ、裏面に転写し、これを
再び定着ニップ領域に送り込んで定着するという工程を
経るため、これら、定着、排出、反転、転写、の各工程
をおこなう時間が必要となる。従って、定着空き時間は
これらの工程を行なうのに必要最小限の時間以上とする
必要がある。このように定着空き時間は各モードのサイ
クルによって定まる。

【００３２】そして、この定着空き時間の値は、各画像
形成モードのワンサイクルの間に行なう工程の内容や、
各工程の処理速度、画像形成装置の構造、各部の材質等
により異なるため、実際には実機テストで求めた実測デ
ータに基づいて、各定着装置ごとに定められる。

【００３３】また、定着空き時間の設定値とは、定着動
作の間中加圧ロールと加熱ロールとを接触状態で回転さ
せたままの状態にしたときに加圧ロールが加熱ロールか
ら熱の供給を受けてその表面温度が上昇し、画質低下や
紙詰まり等のトラブルを引き起こすか惹き起こさないか
の境界となる値であり、定着空き時間がこの設定値未満
なら上記トラブルは起きないが、この設定値以上になる
と上記トラブルが発生するような境界となる値である。

【００３４】そして、この設定値の具体的な値について
は、上記定着空き時間と同様に、各画像形成モードのワ
ンサイクルの間に行なう工程の内容や、各工程の処理速
度、画像形成装置の構造、各部の材質等により異なるた
め、最終的には定着装置毎に実測データを求め、このデ
ータに基づいて定められ、このデータと定着を確実に行
なうための余裕をみた定着時間との兼ね合いで定められ
るが、代表的には、１５秒が挙げられる。ここで、設定
値を１５秒をにしたのは、これより定着空き時間が長く
なると、加圧ロールの表面温度が上がり過ぎて所期の目
標温度（Ｔ_P）に制御できなくなってしまうからであ
り、反対にこれより短いと、加熱ロールから供給される
熱量も小さく、加圧ロールの表面温度を所期の目標温度
（Ｔ_P）に制御できる。

【００３５】そして、特定の画像形成モードの例として
は、具体的には、ＯＨＰモードや厚紙モード等が挙げら
れる。そして、その他の画像形成モードとしては、両面
コピーに対応する両面モードや、これら以外にも、ハガ
キや電飾紙、タックフィルム等の特殊紙等のモードが挙
げられる。

【００３６】本発明の停止手段は、特定の画像形成モー
ドが指定された場合、或いは、定着空き時間が設定値以
上となった場合に、定着空き時間の間、正確かつ確実に
回転駆動手段を停止させることができる手段であればよ
く、特に限定されないが、代表的には、定着空き時間の
間、メインモーターから駆動ロールとしての加熱ロール
又は加圧ロールへの回転駆動力の伝達を司る定着駆動ク
ラッチとこれを制御するＣＰＵとからなるもの等が挙げ
られる。

【００３７】また、メインモーターの代わりに専用駆動
モーターで加熱ロールや加圧ロールを回転駆動する場合
には、この専用駆動モーターとこの専用駆動モーターの
電源のオン／オフを制御するＣＰＵとからなるものが挙
げられる。更に、回転駆動手段が上記のような加熱ロー
ルや加圧ロールに回転駆動力を与える他に、加圧ロール
を加熱ロールに対して接離させる方向に移動させる機能
をも備えている場合には、加圧ロールを加熱ロールから
離間させる定着駆動系の装置、例えば、ラッチソレノイ
ドや直動駆動モーター等とこれらの電源のオン／オフを
制御するＣＰＵとからなるもの等が挙げられる。

【００３８】本発明によれば、特定の画像形成モードが
指定された場合、或いは、定着空き時間が設定値以上と
なった場合に、停止手段が作動する。即ち、画像形成モ
ードとして普通紙のモード等を指定しても、普通紙を定
着する場合の定着空き時間は短く、この間に加圧ロール
と加熱ロールとを接触状態で回転駆動させておいても、
加熱ロールから加圧ロールへと供給される熱量は少な
く、加圧ロールの表面温度は温度制御手段で十分制御で
きる温度範囲にあるため、特に停止手段を作動させる必
要はない。そのため、普通紙モード等の定着空き時間の
短い画像形成モードを指定した場合には、停止手段は作
動せず、定着動作の間中、加圧ロールは加熱ロールと接
触状態で回転し続ける。

【００３９】一方、特定の画像形成モード、例えば、Ｏ
ＨＰモード、厚紙モード、両面モード等が指定された場
合や、空き時間検知手段が定着空き時間が設定値以上で
あることを検知した場合には、停止手段が作動する。即
ち、ＯＨＰシート等の熱の吸収量が大きい記録媒体を用
いて定着動作を行なう場合には、定着空き時間が長く設
定されるため、この定着空き時間の間中加圧ロールと加
熱ロールとを接触した状態で回転させておくと、加熱ロ
ールから加圧ロール側へ供給される熱量が多く、この間
に加熱されて加圧ロールの表面温度が所期の目標温度
（Ｔ_P）を大幅に越えるほど上昇してしまう。従って、
この状態で定着動作を行なうと、ＯＨＰシートが定着ニ
ップ領域を通過する際にこのＯＨＰシートには多大な熱
量が供給されることになり、ＯＨＰシート上に転写され
たトナーが溶け過ぎたり、加熱ロール側に剥離されて画
質低下等のトラブルが発生する。

【００４０】しかるに、本発明の定着装置においては、
停止手段が作動して、定着空き時間の間、加熱ロールと
加圧ロールの回転を停止させたり、加圧ロールを加熱ロ
ールから離間させたりするため、この定着空き時間の間
に加熱ロールの熱により加圧ロールの表面温度が上がり
過ぎるということが無くなる。従って、ＯＨＰシート等
を連続して多数定着させる場合でも、定着ニップ領域を
通過する際に過多な熱量を供給されることが原因でおこ
る画質低下や紙詰まり等のトラブルが発生することが未
然に防止される。

【００４１】

【発明の実施の形態】

（第一の実施形態）以下、発明の実施の形態に基づいて
本発明を説明する。図１は本実施形態の定着装置を示し
た概略図であり、図２は加熱ロールの表面温度と加圧ロ
ールの表面温度の時間的な変化、用紙センサーの用紙検
知状態、及び定着駆動クラッチの動作を示したタイミン
グチャートである。

【００４２】本実施形態の定着装置は、加熱ランプ（加
熱源）２を内蔵する加熱ロール１と、加熱ランプ（加熱
源）５を内蔵すると共に加熱ロール１に圧接されて定着
ニップ領域を形成し、未定着トナー像９が転写された用
紙（記録媒体）１０がこの定着ニップ領域を通過する間
に上記加熱ロール１と相俟って未定着トナー像９を定着
する加圧ロール４と、前記加熱ロール１と加圧ロール４
の表面温度に基づいて各ロール内の加熱ランプ（加熱
源）２、５を制御し、スタンバイ状態で加熱ロール１の
表面温度が目標温度（Ｔ_H）になるように加熱ロール１
の加熱ランプ（加熱源）２を制御すると共に、加圧ロー
ル４の表面温度が前記加熱ロール１の表面温度より低い
目標温度（Ｔ_P）になるように制御する温度制御手段
と、定着時に前記加熱ロール１及び加圧ロール４を回転
駆動させるＦｕｓｅｒ駆動モーターと歯車列（回転駆動
手段。共に図示せず）と、先行する用紙（記録媒体）の
後端が定着ニップ領域を通過してから後続の用紙の先端
が定着ニップ領域に進入するまでの定着空き時間を検知
する空き時間検知手段と、特定の画像形成モードが指定
された際に、前記定着空き時間の間、上記回転駆動手段
を停止させる定着駆動クラッチとこれの電源のオン／オ
フを制御するＣＰＵ（停止手段）とを備えている。

【００４３】上記加熱ロール１は、肉厚２ｍｍの鉄製ロ
ール芯に肉厚２ｍｍのシリコーンゴム層を被覆し、更に
その表面にフッ素ゴム層を３０μｍの厚さで被覆させた
構造となっており、外径は４０ｍｍである。また、加圧
ロール４は肉厚２ｍｍの鉄製ロール芯に肉厚０．５ｍｍ
のシリコーンゴム層を被覆した構造となっており、外径
は４０ｍｍである。

【００４４】上記加熱ロール１と加圧ロール４との間の
接触圧力及び接触幅は、それぞれ８０ｋｇ／ｃｍ²及び
４．５ｍｍである。また、上記温度制御手段は、具体的
には加熱ロール１、加圧ロール４のそれぞれの表面温度
を測定する温度センサー３、６と、これら温度センサー
３、６からの信号に基づいて加熱ロール１、加圧ロール
４のそれぞれの表面温度を認識するＣＰＵとからなる。
そして、このＣＰＵの中には加熱ランプ２、５のそれぞ
れの制御を行なうプログラムを書き込んだＲＯＭが組み
込まれている。

【００４５】そして本実施形態の定着装置では、温度制
御手段としてＣＰＵに組み込んだＲＯＭを用い、このＲ
ＯＭに加熱ロール１のスタンバイ状態の目標温度
（Ｔ_H）と加圧ロール４のスタンバイ状態の目標温度
（Ｔ_P）が設定されている。

【００４６】そして、本実施形態の定着装置では、温度
制御手段としてＣＰＵを用い、このＣＰＵに組み込んだ
ＲＯＭには前記目標温度（Ｔ_H）及び（Ｔ_P）に基づい
て、加熱ロール１と加圧ロール４のそれぞれの表面温度
がこれらの目標温度になるように加熱ランプ２、５のそ
れぞれの電源のオン／オフを制御するプログラムが書き
込まれている。

【００４７】ここで、本実施形態の定着装置では、目標
温度（Ｔ_H）、目標温度（Ｔ_P）の値は、それぞれ、両
面コピー、特に裏面コピー時、加圧ロール側で画像欠陥
がしないように決定したものであり、具体的には、それ
ぞれ、Ｔ_H＝１４５°Ｃ、Ｔ _P＝１１５°Ｃに設定して
ある。

【００４８】本実施形態の定着装置では、空き時間検知
手段として、定着ニップ領域の前に配設した定着前用紙
センサーと、定着ニップ領域の後ろに配設した定着後用
紙センサーと、これらのセンサーと接続したＣＰＵを用
い、これらのセンサーからの信号に基づいて先行する用
紙の後端が定着ニップ領域を通過した時点と、後続の用
紙の先端が定着ニップ領域に進入を開始した時点とを認
識し、これらの時点から定着空き時間を検知するように
した。

【００４９】本実施形態の定着装置では、特定の画像形
成モードを指定した場合に停止手段が作動する構造と
し、具体的には、スイッチングパネル上でオペレーター
が指定するとその信号がＣＰＵに送られ、ＣＰＵが停止
手段を作動させるか否かを判断するようになっている。
そして、停止手段としては、メインモーターとしてのＦ
ｕｓｅｒ駆動モーターからの回転駆動力を伝達する歯車
列と、加熱ロールを駆動する歯車の間に介在する定着駆
動クラッチと、この定着駆動クラッチの電源のオン／オ
フを制御するＣＰＵとを用いた。

【００５０】そして本実施形態の定着装置では、画像形
成モード毎の定着速度を予め記憶しておく記憶装置とし
て、ＣＰＵに組み込んだＲＯＭを用い、このＲＯＭに記
憶させた定着速度としては、普通紙の片面のみにコピー
する場合の定着速度（Ｖ₁）と、ＯＨＰシートにコピー
する場合の定着速度（Ｖ₂）と、厚紙にコピーする場合
の定着速度（Ｖ₃）が記憶されている。

【００５１】また、本実施形態の装置では、定着速度を
制御する装置としてＣＰＵを用い、このＣＰＵに組み込
んだＲＯＭには前記記憶装置としてのＲＯＭに記憶され
た定着速度（Ｖ₁）、（Ｖ₂）の中から、指定した画像
形成モードにより定着速度を選択し加熱ロール１に回転
駆動力を与えるＦｕｓｅｒ駆動モーターの回転数を制御
するプログラムが書き込まれている。

【００５２】ここで、本実施形態の定着装置では、第一
定着速度（Ｖ₁）、第二定着速度（Ｖ₂）及び第三定着
速度（Ｖ₃）の値は、それぞれ、普通紙での定着トナー
の光沢を適度に出す為の速度、ＯＨＰでのトナーの透過
性を出す為の速度、厚紙での光沢、定着を満足する為の
速度をテストデーターに基づいて決定したものであり、
具体的には、それぞれ、Ｖ₁＝１０６ｍｍ／ｓｅｃ．、
Ｖ₂＝７０ｍｍ／ｓｅｃ．、Ｖ₃＝４０ｍｍ／ｓｅｃ．
に設定してある。また、Ａ３の用紙を用いて普通紙の片
面モードでコピーする場合の定着空き時間の値は、１
４．８秒である。一方、ＯＨＰモードでの定着空き時間
の値は、３７秒である。

【００５３】以下に、本実施形態の定着装置を組み込ん
だ複写機を用いて画像形成し、定着動作を行なう場合に
ついて説明する。いま、３枚のＯＨＰシートを用い、こ
の上にフルカラーの画像を複写させる場合を例にして説
明する。まず、複写機の電源を入れてスタンバイ状態に
なると、加熱ロール１はその目標温度（Ｔ_H）を維持す
るように制御され、加圧ロール４もその目標温度
（Ｔ_P）を維持するように制御される。

【００５４】次にこの複写機のスイッチングパネル上で
ＯＨＰモードを指定すると、この指定した信号が速度制
御装置としてのＣＰＵに送られ、ＣＰＵはこの信号に基
づいて速度記憶装置としてのＲＯＭの中に記憶された複
数の定着速度の中からＯＨＰモードに対応する定着速度
（Ｖ₂）を選択し、この選択された定着速度（Ｖ₂）で
定着が行なわれるように加熱ロール１に回転駆動力を供
給するＦｕｓｅｒ駆動モーターの回転数を制御する。

【００５５】次に、この複写機のスタートボタンを押す
と、図示しない画像読み取り装置により原稿から画像情
報が読み取られ、これが一旦デジタル信号に変換された
後、静電潜像担持体上にレーザービームで書き込まれ、
静電潜像が形成される。尚、この静電潜像は黒、黄、
赤、及び、青の各色毎に行なわれるが、まず、黒につい
て説明する。静電潜像担持体に赤色に対応する静電潜像
が形成されると、次いで黒のトナーを供給する現像器か
ら黒のトナーが供給され、静電潜像担持体上の静電潜像
が現像されて赤色の未定着トナー像が形成される。つい
でこの黒色の未定着トナー像は転写ドラムへ転写され、
転写ドラム上に黒色の未定着トナー像が担持される。一
方、黒色の未定着トナー像を担持していた静電潜像担持
体の表面はクリーナーで赤のトナーを完全に除去され、
除電された後、次の色、例えば黄色に対応する静電潜像
が書き込まれ、黄の現像黄で現像され、更に先程赤の未
定着トナー像が転写された転写ドラム上に、先の黒の未
定着トナー像と重なるように転写される。以下、同様に
赤、及び青のトナー像が転写ドラム上で重ね合わせら
れ、転写ドラム上にフルカラーの未定着トナー像が形成
される。

【００５６】次いで、このフルカラーの未定着トナー像
は用紙トレイから搬送されてくるＯＨＰシートに転写さ
れるわけであるが、その前に「ダミーサイクル」と呼ば
れる一種の空回し動作を行なう。それは、上記転写工程
は比較的早い速度で行なわれるのに対して、この転写工
程の後の定着工程の速度は遅いため、転写ドラムの回転
数を減速させて転写ロールの搬送速度、即ち定着速度に
一致させてからでないと、転写ドラムを通過したＯＨＰ
シートが定着ロールの手前で用紙ループを惹き起こすか
らである。

【００５７】このダミーサイクルを約５秒間行なう間に
転写ドラムの回転数を減速して転写ドラムの搬送速度が
定着速度と一致したら、転写ドラム上に担持されたフル
カラーの未定着像を用紙トレイから搬送されてきたＯＨ
Ｐシート上に転写し、これを後続の定着部分へ送り出
す。

【００５８】定着部分では、加熱ロールと加圧ロールと
が配設された定着ニップ領域の手前、即ち記録媒体移動
方向上流側の位置には定着前用紙センサーが取り付けら
れており、この定着前用紙センサーが前記ＯＨＰシート
の先端の通過を検知する前の状態では停止手段が作動す
るため、回転駆動手段としてのＣＰＵは作動せず、従っ
て、定着駆動クラッチも作動しないため、加熱ロールに
はＦｕｓｅｒ駆動モーターからの回転駆動力は伝達され
ず加熱ロールは回転しない。また、この加熱ロールに圧
接されている加圧ロールも回転しない。

【００５９】次に、転写ドラムの配設された転写領域か
らこの定着ニップ領域に向けて未定着トナー像が転写さ
れたＯＨＰシートが送り込まれて来ると、前記定着前用
紙センサーにより上記ＯＨＰシートの先端の通過が検知
される。すると、停止手段の作動が終了し定着駆動クラ
ッチの電源がオンにされ、Ｆｕｓｅｒ駆動モーターから
の回転駆動力が歯車列からこの定着駆動クラッチを経て
加熱ロールへと伝達され、加熱ロールが回転を始める。
するとこの加熱ロールに圧接する加圧ロールも回転を始
める。そしてこの定着ニップ領域を上記ＯＨＰシートが
通過することによりこのＯＨＰシート上へ未定着トナー
像のトナーが定着される。

【００６０】次いで、このＯＨＰシートへの定着が終了
すると、定着ニップ領域から更に下流側に排出される。
このとき、この定着ニップ領域の下流側に配設された定
着後用紙センサーの検知部分を前記ＯＨＰシートの後端
部が通過したときに定着後用紙センサーが検知してその
信号をＣＰＵに送信する。すると、ＣＰＵは定着ニップ
領域内にもうＯＨＰシートが挟み込まれていないことを
認識し、定着空き時間に突入したことを検知する。する
と、今度は停止手段としてのＣＰＵが作動し、同じく停
止手段としての定着駆動クラッチの電源をオフにするた
め、Ｆｕｓｅｒ駆動モーターからの回転駆動力は加熱ロ
ールへと伝達されなくなり、加熱ロールの回転は停止
し、加圧ロールもそれと同時に回転を停止する。

【００６１】一方、先のＯＨＰシートの定着を行なって
いる間に次の原稿についての画像情報の読み取り、書き
込み、現像、転写の各工程が行なわれ、転写ドラムには
次の原稿についてのフルカラーの未定着像が形成されて
おり、いつでも後続のＯＨＰシートへの転写ができる体
制になっている。そして、先行するＯＨＰシートが定着
ニップ領域を通過して所定の時間が経過すると、後続の
ＯＨＰシートへフルカラーの未定着像が転写され、定着
部分へと送り込まれる。

【００６２】すると、定着領域の手前に配設された定着
前用紙センサーが後続のＯＨＰシートの先端の通過を検
知し、ＣＰＵに信号を送ると、ＣＰＵは定着空き時間が
終了したことを検知し、定着駆動クラッチを作動させて
加熱ロールの回転を開始させる。

【００６３】以上のような動作が繰り返されることによ
り定着空き時間の間は加熱ロールと加圧ロールの回転駆
動が停止するため、この定着空き時間の間に加熱ロール
から加圧ロールへ熱が伝わって加圧ロールの表面が加熱
されるのが防止される。

【００６４】一方、画像形成モードとして、普通紙モー
ドを指定した場合等は、本実施形態の停止手段は作動し
ないが、普通紙モード等のように、定着空き時間が短い
ものの場合は、定着動作の間中加圧ロールと加熱ロール
とを圧接させた状態で回転させておいても加圧ロールの
表面温度の上昇の程度は少ないため、加熱ロールと加圧
ロールとの回転駆動を停止させる等の操作をしなくても
トラブルは発生しない。

【００６５】（第二の実施形態）本実施形態の定着装置
では、加圧ロールを加熱ロールに対して接離する方向に
変位可能に配設し、回転駆動手段として加熱ロールに回
転駆動力を供給するＦｕｓｅｒ駆動モーターと歯車列の
他にスプリングクラッチのオン／オフを行なうラッチソ
レノイドとこれを駆動するＣＰＵとを用い、加圧ロール
を加熱ロールに対して圧接したり離間できる機能を持た
せ、更に停止手段としてこのラッチソレノイドとこれの
電源のオン／オフを制御するＣＰＵとを用い、ＯＨＰモ
ードを指定した場合の定着空き時間の間、加圧ロールを
加熱ロールから離間させるようにしたこと以外には第一
の実施形態と同じ定着装置を用いた。本実施形態の定着
装置では、ＯＨＰモードを指定した場合の定着空き時間
の間加圧ロールが加熱ロールから離間するため、定着空
き時間の間に加熱ロールから加圧ロールへ熱が供給され
るのをほぼ完全防止できるという特有の効果が得られ
る。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、加熱ロール及び加圧ロ
ールの双方に加熱部材を内蔵するフルカラー型定着装置
であって、加圧ロールの表面温度を加熱ロールの表面温
度より低い温度に制御する両面コピーに対応する機種の
定着装置においてＯＨＰシート等への定着操作も良好に
行なうことのできる定着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態の定着装置の概略断
面図

【図２】本発明の第一の実施形態の定着装置のタイミ
ングチャート

【図３】従来の定着装置の概略断面図

【図４】従来の定着装置のタイミングチャート

【符号の説明】

１…加熱ロール、２…加熱ランプ（加熱源）、３…温度
センサー、４…加圧ロール、５…加熱ランプ（加熱
源）、６…温度センサー、９…未定着トナー像、１０…
用紙（記録媒体）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱源を内蔵する加熱ロールと、加熱源を内蔵すると共に加熱ロールに圧接されて定着ニ
ップ領域を形成し、未定着トナー像が転写された記録媒
体がこの定着ニップ領域を通過する間に上記加熱ロール
と相俟って未定着トナー像を定着する加圧ロールと、前記加熱ロールと加圧ロールの表面温度に基づいて各ロ
ール内の加熱源を制御し、スタンバイ状態で加熱ロール
の表面温度が目標温度（Ｔ_H）になるように加熱ロール
の加熱源を制御すると共に、加圧ロールの表面温度が前
記加熱ロールの表面温度より低い目標温度（Ｔ_P）にな
るように制御する温度制御手段と、定着時に前記加熱ロール及び加圧ロールを回転させる回
転駆動手段と、先行する記録媒体の後端が定着ニップ領域を通過してか
ら後続の記録媒体の先端が定着ニップ領域に進入するま
での定着空き時間を検知する空き時間検知手段と、特定の画像形成モードが指定された場合に、前記定着空
き時間の間、上記回転駆動手段を停止させる停止手段
と、を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】特定の画像形成モードがＯＨＰモード或
いは両面コピーモードである請求項１に記載の定着装
置。
【請求項３】加熱源を内蔵する加熱ロールと、加熱源を内蔵すると共に加熱ロールに圧接されて定着ニ
ップ領域を形成し、未定着トナー像が転写された記録媒
体がこの定着ニップ領域を通過する間に上記加熱ロール
と相俟って未定着トナー像を定着する加圧ロールと、前記加熱ロールと加圧ロールの表面温度に基づいて各ロ
ール内の加熱源を制御し、スタンバイ状態で加熱ロール
の表面温度が目標温度（Ｔ_H）になるように加熱ロール
の加熱源を制御すると共に、加圧ロールの表面温度が前
記加熱ロールの表面温度より低い目標温度（Ｔ_P）にな
るように制御する温度制御手段と、定着時に前記加熱ロール及び加圧ロールを回転させる回
転駆動手段と、先行する記録媒体の後端が定着ニップ領域を通過してか
ら後続の記録媒体の先端が定着ニップ領域に進入するま
での定着空き時間を検知する空き時間検知手段と、定着空き時間が設定値以上の場合に、前記定着空き時間
の間、上記回転駆動手段を停止させる停止手段と、を備
えていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】前記定着空き時間の設定値が５〜１５秒
である、請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】加圧ロールは前記加熱ロールに対して接
離自在に配設されており、回転駆動手段は加熱ロール又
は加圧ロールに回転駆動力を与えると共に、加圧ロール
を加熱ロールに対して接離する方向に変位させる手段で
あり、停止手段は前記加圧ロールが加熱ロールから離間
するように定着駆動系を制御する駆動系制御装置であ
る、請求項１〜４の何れかに記載の定着装置。