JPH06250559A - 熱ローラ定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱ローラの熱による加圧ローラの膨張に起
因する像抜けやしわの発生を低減させる。 【構成】 熱ローラ定着装置２４の加熱ローラ２５は駆
動装置３０により回転駆動される。転写材がＡ２、Ａ３
サイズの場合には電磁クラッチ３７がオンする。その結
果モータ３１の回転力はダブルギヤの一方のギヤ３２と
ギヤ３５を介してシャフト２５ａに伝達され、加熱ロー
ラ２５は第１の速度で回転駆動される。転写材がＡ０、
Ａ１サイズの場合には電磁クラッチ３７がオフする。そ
の結果モータ３１の回転力はダブルギヤの他方のギヤ３
３とギヤ３４を介してシャフト２５ａに伝達され、加熱
ローラ２５は第１の速度よりも遅い第２の速度で回転駆
動される。転写材の幅に応じて加熱ローラ２５による搬
送速度が適正値に設定されるため、像抜けやしわの発生
が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱ローラと加圧ロー
ラとにより転写材にトナー像を定着させる熱ローラ定着
装置に係り、特に幅広なサイズから幅狭なサイズの転写
材、あるいは材質の異なる複数の種類の転写材の定着を
行う熱ローラ定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子複写機やレーザプリンタ等
のようにゼログラフィー方式を用いて記録紙を作成する
装置では、感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙等
の転写材に転写し、このトナー像が転写された転写材を
搬送ベルト等により定着装置へ案内する。そして、この
定着装置においてトナーを転写材に定着し記録紙として
完成させる。

【０００３】このような定着装置としては、従来、実開
平２−１３６２７３号公報（画像形成装置の定着装置）
等に開示されたような加熱ローラ方式のものが用いられ
ている。この熱ローラ定着装置は、ヒータ（発熱ラン
プ）が内蔵された加熱ローラに、金属パイプの表面をシ
リコンゴム等の弾性部材で被覆した加熱ローラを所定の
圧力で押圧させ、この加熱ローラと加圧ローラとの間に
転写材をニップさせて熱と圧力を加えることにより定着
を行うものである。

【０００４】しかしながら、このような熱定着装置にお
いて、転写材にはＡ０サイズからＡ３サイズ等の幅広い
範囲のサイズが混在していたり、転写材の材質として普
通紙、トレーシングペーパー、フィルム等の異なった材
質のものが混在することがあり、このような場合には次
のような問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、たとえば幅
狭で長尺の転写材を定着させると、加圧ローラのうち転
写材が通過しなかった部分（非通材部）は直接に加熱ロ
ーラの熱伝導を受ける。このため非通材部では転写材が
通過した部分（通材部）よりも熱膨張により徐々に膨ら
み、その径が大きくなると同時に、通材部のニップ幅が
狭くなる傾向にある。通材部のニップ幅が狭くなると、
この部分を通過する転写材の搬送速度は、加熱ローラの
駆動装置が一定速度で回転するため、感光体ドラムや給
紙装置の速度よりも遅くなってしまい、像こすり、像抜
けやしわが発生することがあるという問題があった。

【０００６】さらには転写材の中に普通紙と異なる材質
の転写材、特にフィルムが混在する場合には、フィルム
と他の普通紙等の転写材とでは、加熱ローラと加圧ロー
ラとの間を通過するときの搬送速度が大きく異なるた
め、上述の問題が顕著であった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、転写材の幅または材質に応じて搬送
速度を微小範囲で可変とし、加熱ローラの熱膨張に基づ
く像抜けやしわの発生を低減することができる信頼性の
高い熱ローラ定着装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の熱ローラ
定着装置は、加熱ローラと、この加熱ローラに押圧され
た加圧ローラとを有し、これらローラ間において転写材
にトナー像を定着させる定着手段と、この定着手段の転
写材搬送方向の上流側において前記転写材の幅を検出す
る幅検出手段と、前記定着手段を駆動させるための回転
力を発生する回転力発生手段と、この回転力発生手段に
より発生した回転力を、前記幅検出手段により検出され
た転写材の幅に応じた速度に切り替えて前記定着手段に
伝達する駆動力伝達手段とを備えている。

【０００９】この熱ローラ装置では、加熱ローラおよび
加圧ローラが転写材の幅に応じた速度で駆動される。す
なわち転写材の幅が狭い場合には、加熱ローラおよび加
圧ローラの回転速度が速くなり、転写材が通過する部分
のニップ幅が狭いことによる転写材の搬送速度の低下を
補償することができる。したがって感光体ドラムや給紙
装置の速度との差異に基づく像こすり、像抜けやしわの
発生を防止することができる。

【００１０】請求項２記載の熱ローラ定着装置は、加熱
ローラと、この加熱ローラに押圧された加圧ローラとを
有し、これらローラ間において転写材にトナー像を定着
させる定着手段と、前記転写材の材質を設定する材質設
定手段と、前記定着手段を駆動させるたの回転力を発生
する回転力発生手段と、この回転力発生手段により発生
した回転力を、前記材質設定手段により設定された転写
材の材質に応じた速度に切り替えて前記定着手段に伝達
する駆動力伝達手段とを備えている。

【００１１】この熱ローラ定着装置では、加熱ローラお
よび加圧ローラが転写材の種類に応じた速度で駆動さ
れ、請求項１記載の発明と同様に、転写材の種類による
搬送速度の低下を補償することができ、像こすり、像抜
けやしわの発生を防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１３】図１は本発明の一実施例に係る熱ローラ定
着装置を含む画像記録装置の全体の概略構成を表すもの
である。この装置は、ロール紙給紙装置１から転写材Ｐ
を繰り出し、この転写材Ｐを搬送路２を介してプリンタ
本体３の感光体ドラム１２側へ送り込み、ここで画像の
記録を行うものである。

【００１４】ロール紙給紙装置１は複数たとえば４個の
ロール紙４ａ〜４ｄを備えている。これらロール紙４ａ
〜４ｄ各々に対応して送り出しローラ５ａ〜５ｄがそれ
ぞれ配置され、ロール紙４ａ〜４ｄから選択的に転写材
Ｐを送り出すようになっている。送り出しローラ５ａ〜
５ｄ各々から搬送路２の合流部６に向けて、給紙路７ａ
〜７ｄがそれぞれ設けられている。給紙路７ａ〜７ｃに
は搬送ローラ８ａ〜８ｄ（搬送ローラ８ｂは図示せず）
がそれぞれ設けられている。

【００１５】搬送路２には、搬送ローラ９、カッタ１０
およびレジストローラ１１が順次配置されており、４個
のロール紙４ａ〜４ｄから選択的に送り出された転写材
Ｐは搬送ローラ９によりさらに送り出され、カッタ１０
において原稿のサイズに対応した長さに切断された後、
レジストローラ１１を介して所定のタイミングで感光体
ドラム１２へ向けて給紙されるようになっている。ロー
ル紙給紙装置１の上部には手差し給紙部１４が設けら
れ、この手差し給紙部１４から給紙されたカット紙はカ
ッタ１０の下流部において搬送路２に合流するようにな
っている。

【００１６】ロール紙４ａ〜４ｄにはそれぞれたとえば
Ａ０サイズからＡ３サイズまでの転写材Ｐを任意に混在
させて装填できるようになっている。また転写材Ｐの材
質もたとえば普通紙、トレーシングペーパーおよびフィ
ルムを混在させて用いることができるようになってい
る。

【００１７】レジストローラ１１の上流側近傍の搬送路
２には転写材Ｐの先端を検知するためのフォトセンサＳ
が配置されている。フォトセンサＳは紙面に対して垂直
に複数個、たとえば６個配設されており、これらのセン
サＳのオン・オフ状態により後述のＣＰＵ５０がロール
紙４ａ〜４ｄから繰り出される転写材Ｐの幅（サイズ）
を検知するようになっている。

【００１８】図２はこのロール紙給紙装置１における操
作パネル１３の構成を表すものである。この操作パネル
１３には、ロール紙４ａ〜４ｄ各々の材質に対応して複
数たとえば３個の材質選択ボタン１５、１６、１７が設
けられている。材質選択ボタン１５は普通紙、材質選択
ボタン１６はトレーシングペーパー、材質選択ボタン１
７はフィルムをそれぞれ装填した場合にオペレータが選
択的にオンして指示するものである。これら材質選択ボ
タン１５〜１７からの指示信号は後述のＣＰＵ５０へ送
られるようになっている。

【００１９】図１に戻って説明を続けると、感光体ドラ
ム１２の周囲には、通常の複写機等と同様に、感光体ド
ラム１の表面を一様に帯電させるための帯電コロトロン
１８、現像装置１９、転写コロトロン２０およびクリー
ニング装置２１および除電ランプ２２がこの順序で配置
されている。感光体ドラム１２には図示しない画像読取
装置からの光により静電潜像が形成され、この静電潜像
に対して現像装置１９からトナーが供給されることによ
り可視像化され、その後転写コロトロン２０からの放電
によりトナー像が転写材Ｐに転写されるようになってい
る。

【００２０】感光体ドラム１２の下流側には真空搬送装
置２３が配置され、トナー像が転写された転写材Ｐを熱
ローラ定着装置２４へ案内するようになっている。熱ロ
ーラ定着装置２４は、ヒータ２５ａが内蔵された加熱ロ
ーラ２５と、この加熱ローラ２５に対して対向配置され
るとともに加熱ローラ２５に対して所定の圧力で押圧さ
れる加圧ローラ２６とにより構成されている。真空搬送
装置２３により搬送された転写材Ｐはガイド部材２７に
案内され、これら加熱ローラ２５と加圧ローラ２６との
間にニップされて熱および圧力が加えられることにより
定着が行われる。トナー像が定着された転写材Ｐは搬送
ローラ２８により図示しない排出トレイに排出されるよ
うになっている。

【００２１】この画像記録装置では、オペレータが選択
した転写材Ｐの材質情報により、送り出しローラ５ａ〜
５ｄと給紙路７ａ〜７ｄに配置した搬送ローラ８ａ〜８
ｄが駆動される。これによりロール紙４ａ〜４ｄのうち
選択されたロール紙、たとえばロール紙４ａから転写材
Ｐが繰り出され合流部６から搬送路２に向けて送り出さ
れる。この転写材Ｐは搬送路２に配置した複数のフォト
センサＳにより幅（サイズ）が検知される。また、この
転写材Ｐは原稿の長さに対応する長さだけ送り出され、
その後カッタ１０により切断された後、感光体ドラム１
２からの画像が転写され、さらに熱ローラ定着装置２４
を通して画像が定着される。

【００２２】図３はこの熱ローラ定着装置２４の加熱ロ
ーラ２５を回転駆動するための駆動装置３０の構成を表
すものである。

【００２３】この駆動装置３０は、駆動手段としてのモ
ータ３１を有し、このモータ３１のシャフト３１ａには
第１の速度用のギヤ３２および第２の速度用のギヤ３３
からなるダブルギヤが固着されている。一方、加熱ロー
ラ２５のシャフト２５ａは軸受け部３８、４１により回
転自在に支持されている。軸受け部３８はフレーム４
２、また軸受け部４１はフレーム４３に各々支持されて
いる。シャフト２５ａには第２の速度用のギヤ３４がワ
ンウェイクラッチ３６を介して設けられるととともに、
電磁クラッチ３７を介して第１の速度用のギヤ３５が設
けられている。ギヤ３４は軸受け部３９、またギヤ３５
は軸受け部４０をそれぞれ介してシャフト２５ａに支持
されている。

【００２４】この駆動装置３０では、電磁クラッチ３７
がオンした場合には、モータ３１の回転力はダブルギヤ
の一方のギヤ３２とギヤ３５を介してシャフト２５ａに
伝達され、その結果加熱ローラ２５は第１の速度で回転
駆動される。なお、このときワンウェイ・クラッチ３６
は空転することになり、ギヤ３３、３４により第２の速
度で駆動されることはない。このときのシャフト２５ａ
の回転数Ｎ_2Hは、ギヤ３２の歯車数をＺ_H1、ギヤ３３の
歯数をＺ_L1（＜Ｚ_H1）、ギヤ３４の歯車数をＺ _L2、ギヤ
３５の歯車数をＺ_H2（＜Ｚ_L2）、モータ３１の回転数を
Ｎ₁ とすると次式のようになる。

【００２５】

【数１】Ｎ_2H＝Ｎ₁ ×Ｚ_H1／Ｚ_H2

【００２６】一方、電磁クラッチ３７がオフした場合に
は、モータ３１の回転力はダブルギヤの他方のギヤ３３
とギヤ３４を介してシャフト２５ａに伝達され、その結
果加熱ローラ２５は第１の速度よりも遅い第２の速度で
回転駆動される。このときシャフト２５ａの回転数Ｎ_2L
は次式のようになる。

【００２７】

【数２】Ｎ_2L＝Ｎ₁ ×Ｚ_L1／Ｚ_L2

【００２８】図４は本実施例の画像記録装置の制御部の
構成を表すものである。この制御部はＣＰＵ（中央処理
装置）５０を備えている。このＣＰＵ５０はバス５１を
介して装置の各部と接続されている。このうちＲＯＭ
（リード・オンリ・メモリ）５２にはこの装置の各部の
動作を制御するためのプログラムとともに、後述の流れ
図（図５、６）に示すような定着速度制御プログラムが
格納されている。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモ
リ）５３には各種演算結果やデータ等が一時的に格納さ
れるようになっている。入力ポート５４は複数のフォト
センサＳ（図１）および材質選択ボタン１５〜１７（図
２）からの情報をＣＰＵ５０へ送るためのインターフェ
ースである。また、出力ポート５５はＣＰＵ５０から送
出された制御信号をモータ３１および電磁クラッチ３７
へ送るためのインターフェースである。

【００２９】次に、本実施例の画像記録装置の転写材Ｐ
のサイズに応じて定着速度の制御を行う場合の動作を図
５の流れ図を参照して説明する。

【００３０】まず、ＣＰＵ５０は複数のフォトセンサＳ
の検知信号を基に転写材ＰのサイズがＡ０サイズか否か
を判断し（ステップＳ５００）、Ａ０サイズであれば
（Ｙ）、電磁クラッチ３７をオフさせる（ステップＳ５
０１）。これによりモータ３１の回転力はギヤ３３およ
びギヤ３４を介してシャフト２５ａに伝達される。その
結果加熱ローラ２５は第２の速度で回転駆動される。

【００３１】Ａ０サイズでない場合（ステップＳ５０
０；Ｎ）には、ＣＰＵ５０は次に転写材ＰがＡ１サイズ
か否かを判断し（ステップＳ５０２）、Ａ１サイズであ
れば（Ｙ）、同じく第２の速度で駆動させるために電磁
クラッチ３７をオフさせる（ステップＳ５０１）。一
方、Ａ１サイズでない場合（ステップＳ５０２；Ｎ）に
は、ＣＰＵ５０は転写材ＰはＡ２またはＡ３サイズであ
るとし、電磁クラッチ３７をオンさせる（ステップＳ５
０３）。これによりモータ３１の回転力はギヤ３２とギ
ヤ３５を介してシャフト２５ａに伝達される。その結果
加熱ローラ２５は第１の速度で回転駆動される。

【００３２】このように本実施例では、熱ローラ定着装
置２４における加熱ローラ２５の回転速度を転写材Ｐの
サイズに応じて２段階に切り替えることができる。すな
わちＡ２、Ａ３サイズのように転写材Ｐの幅が狭い場合
には、加熱ローラ２５の回転速度が速くなり、前述の通
材部のニップ幅が狭いことによる転写材Ｐの搬送速度の
低下を補償することができる。したがって感光体ドラム
１２や給紙装置との間で生ずる速度を低減させることが
でき、像こすり、像抜けやしわが発生を防止することが
できる。一方、Ａ０、Ａ１サイズのように転写材Ｐの幅
が広い場合には、感光体ドラム１２や給紙装置との間で
速度差は大きく異なることはないので、加熱ローラ２５
は第１の速度よりは遅い第２の速度で駆動され、大サイ
ズに応じた速度で駆動される。

【００３３】次に、本実施例の画像記録装置の転写材Ｐ
の材質に応じて定着速度の制御を行う場合の動作を図６
の流れ図を参照して説明する。

【００３４】まず、ＣＰＵ５０はオペレータがオンした
材質設定ボタン１５〜１７により転写材Ｐの材質が普通
紙か否かを判断し（ステップＳ６００）、普通紙であれ
ば（Ｙ）、電磁クラッチ３７をオフさせる（ステップＳ
６０１）。これによりモータ３１の回転力はギヤ３３お
よびギヤ３４を介してシャフト２５ａに伝達され、加熱
ローラ２５は第２の速度で回転駆動される。

【００３５】普通紙でない場合（ステップＳ６００；
Ｎ）には、ＣＰＵ５０は次に転写材Ｐがトレーシングペ
ーパーか否かを判断し（ステップＳ６０２）、トレーシ
ングペーパーであれば（Ｙ）、同じく第２の速度で駆動
させるために電磁クラッチ３７をオフさせる（ステップ
Ｓ６０１）。一方、トレーシングペーパーでない場合
（ステップＳ６０２；Ｎ）には、ＣＰＵ５０は転写材Ｐ
はフィルムであるとし、電磁クラッチ３７をオンさせる
（ステップＳ６０３）。これによりモータ３１の回転力
はギヤ３２とギヤ３５を介してシャフト２５ａに伝達さ
れ、加熱ローラ２５は第１の速度で回転駆動される。

【００３６】このように転写材Ｐの材質がフィルムの場
合には定着速度が普通紙およびトレーシングペーパーの
場合に比べて速く設定されるので、感光体ドラム１２や
給紙装置との間で生ずる速度差を低減させることがで
き、像こすり、像抜けやしわが発生を防止することがで
きる。

【００３７】なお、上記実施例において駆動装置３０に
よる変速比は、第１の速度をＶ₁ 、第２の速度をＶ₂ と
すると、Ｖ₁ ／Ｖ₂ は１．００４〜１．００７の範囲に
設定し、速度変動を微小範囲に抑えることが好ましい。

【００３８】以上実施例を挙げて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を変更しない範囲で種々変更可能である。たとえば上
記実施例では、搬送速度を２段階に切り替え可能とした
が、モータ３１として可変速モータを用いることにより
３段階以上に切り替え可能とし、転写材Ｐのサイズおよ
び材質に応じて最適の速度を設定することができる。ま
た、熱ローラ定着装置２５の上流側近傍に転写材Ｐの速
度を検知するセンサを設け、このセンサの検知信号をＣ
ＰＵ５０に送り、ＣＰＵ５０において熱ローラ定着装置
２５の直前の速度も考慮して定着速度の設定を行うよう
にすれば、よりきめこまやかな制御が可能となる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の熱ロ
ーラ定着装置によれば、転写材の幅に応じて搬送速度を
切り替えるようにしたので、像抜けやしわの発生を低減
させることができ、信頼性が向上する。

【００４０】また、請求項２記載の熱ローラ定着装置に
よれば、転写材の材質に応じて搬送速度を切り替えるよ
うにしたので、像抜けやしわの発生を低減させることが
でき、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る画像記録装置の概略
構成を表す断面図である。

【図２】 図１の画像記録装置における操作パネルの要
部構成を表す平面図である。

【図３】 熱ローラ定着装置における駆動装置の構成を
表す断面図である。

【図４】 図１の画像記録装置における制御部の構成を
表すブロック図である。

【図５】 熱ローラ定着装置の動作を説明するための流
れ図である。

【図６】 熱ローラ定着装置の動作を説明するための流
れ図である。

【符号の説明】

１…ロール紙給紙装置、４ａ〜４ｄ…ロール紙、１２…
感光体ドラム、１５〜１７…材質選択ボタン、２４…熱
ローラ定着装置、２５…加熱ローラ、２６…加圧ロー
ラ、３０…駆動装置、３１…モータ、３２〜３５…ギ
ヤ、３６…ワンウェイクラッチ、３７…電磁クラッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱ローラと、この加熱ローラに押圧さ
   れた加圧ローラとを有し、これらローラ間に転写材を通
   過させることにより前記転写材にトナー像を定着させる
   定着手段と、 この定着手段の転写材搬送方向の上流側において前記転
   写材の幅を検出する幅検出手段と、 前記定着手段を駆動させるための回転力を発生する回転
   力発生手段と、 この回転力発生手段により発生した回転力を、前記幅検
   出手段により検出された転写材の幅に応じた速度に切り
   替えて前記定着手段に伝達する駆動力伝達手段とを具備
   したことを特徴とする熱ローラ定着装置。
2. 【請求項２】 加熱ローラと、この加熱ローラに押圧さ
   れた加圧ローラとを有し、これらローラ間において転写
   材にトナー像を定着させる定着手段と、 前記転写材の材質を設定する材質設定手段と、 前記定着手段を駆動させるたの回転力を発生する回転力
   発生手段と、 この回転力発生手段により発生した回転力を、前記材質
   設定手段により設定された転写材の材質に応じた速度に
   切り替えて前記定着手段に伝達する駆動力伝達手段とを
   具備したことを特徴とする熱ローラ定着装置。