JPH0720684Y2

JPH0720684Y2 - 複写装置

Info

Publication number: JPH0720684Y2
Application number: JP6016189U
Authority: JP
Inventors: 順二中井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-05-24
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2004-05-24
Also published as: JPH02149961U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案はヒートロール定着装置を採用している複写機や
プリンター等の電子写真方式の複写装置に関するもので
ある。

［従来の技術］電子写真方式の複写装置は、第６図に一例を示す如く、
帯電チャージャ１により軸方向に一様に帯電させられた
ドラム状の感光体２に、レーザー露光装置３からのレー
ザー光を照射して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像
装置４によりトナーを接触させて可視像を作り、該可視
像上に、給紙装置５から送られてきた転写材としての用
紙をレジストローラ６によりタイミングをとって重ね合
わせて転写チャージャ７によりトナーを転写し、トナー
転写後の用紙を分離チャージャ８及び図示しない分離爪
によって感光体２から剥離させた後、搬送ベルト９によ
り定着装置10へ搬送し、該定着装置10によってトナーを
定着させてから上記用紙を排紙ローラ11を通して排紙台
12上に排出させるようにし、一方、用紙を分離した後の
感光体２上の残留トナーをクリーニング装置13で除去す
るようにしてある。

上記レーザー露光装置３にはレーザーダイオード（図示
せず）が内蔵されていて、外部からの２値化された画像
信号に基づいてレーザー光が出力されるようにしてあ
り、出力されたレーザー光は、回転多面鏡14で反射され
た後、２枚のシリンドリカルレンズ15により断面形状が
正確な円形に補正されたり、回転多面鏡14が正常状態か
ら傾いている場合には反射光の光路が補正されたりし、
更にｆθレンズ16により焦点補正及び走査速度が補正さ
れてから、第１ミラーM1、第２ミラーM2、第３ミラーM3
で反射されて感光体２に導かれることにより、感光体２
上に画像信号に対応した静電潜像が形成されるようにし
てある。

又、上記給紙装置５は、３個のロール噛合P1,P2,P3のう
ちのいずれか１つが選択され、送出ローラ17によって送
り出された後、適宜のタイミングでカッタ18により切断
されて１枚のシート状の用紙（転写材）として給紙され
るようにしてある。

更に上記定着装置10は、金属製の芯金内にヒータ19を備
えると共に上記芯金の表面に耐熱製離型層（四フッ化エ
チレン系の塗装）を有してなる加熱ローラ20を上側に配
置し、又、金属製の芯金の表面にシリコンゴム等の耐熱
弾性体を有してなる加圧ローラ21を下側に配置し、且つ
該加圧ローラ21を加圧スプリング22及び加圧ブラケット
23により加熱ローラ20の方向へ弾性的に押し付けるよう
にすると共に、上記ヒータ19によって加熱ローラ20を所
定温度（たとえば、185℃）に加熱するようにしてあ
る。

上記構成としてある複写装置において、定着装置10部で
の転写材としての用紙Ｐの搬送性から生ずる問題を考え
ると、用紙Ｐには加熱ローラ20と加圧ローラ21により形
成される定着ニップを通過するときに熱と圧力とが与え
られるので、このとき、用紙内部の水分が蒸発し用紙Ｐ
は約0.3％収縮する結果、第７図に示す如く、ローラ20,
21によるニップの直前で用紙Ｐに収縮部24が発生する。
このため、従来は、強制的に用紙Ｐを延ばすように加熱
ローラ20の形状を、中央部よりも端部径が大きくなるよ
うな鼓状にして、端部の線速が中央部の線速より速くな
るようにし、第８図に示す如く、用紙Ｐが搬送される速
度ベクトル（矢印ａで示す）を中央部で小さく両端部で
大きくして、用紙Ｐに矢印ｂ方向にこれを延ばそうとす
る力を働かせることにより、良好な定着がなされるよう
にしている。しかし、最小サイズ用紙を連続通紙した直
後に、特に、広幅の大サイズ用紙を通紙すると、上記の
鼓効果が強くなり過ぎて、第９図に示す如く、用紙Ｐの
中央部分に膨らみ25が発生してしまい、その結果、この
膨らみ25が加熱ローラ20と接触することにより画像こす
れが生じたり、あるいは、膨らみ25が用紙Ｐの剛性によ
り支えきれなくなると、両ローラ20,21で圧接されるこ
とにより、第10図に示す如く、肋骨じわ26が発生してし
まう。

上記において、問題となるのは、小サイズ用紙を連続通
紙した場合の軸方向温度分布であり、加熱ローラ20と加
圧ローラ21の間を用紙が通過する場合、加圧ローラ21の
通紙領域は、用紙によって加熱ローラ20との間が断熱状
態になるため、加熱ローラ20から加圧ローラ21への熱移
動は少ないが、加圧ローラ21の非通紙領域は、両ローラ
20,21が接触しているため熱移動が多い。したがって、
加圧ローラ21では、中央部の断熱により端部と中央部と
で温度差が生じる結果、軸方向で熱膨張差が生じ、ロー
ラ径に差が生じてしまうことになる。詳述すると、加熱
ローラは、一般に、芯金の表面に20〜30μの離型層を有
しているが、芯金自体が熱伝導性のよい鉄やアルミニウ
ム等の金属でできており、その熱膨張係数は、鉄が11.2
×10^-6、アルミニウムが23.9×10^-6であるため、肉厚に
よって異なるが軸方向の熱拡散性は良い。これに対し、
加圧ローラは、ニップを得るために表面が５〜20mmのゴ
ム等の耐熱弾性体でできており、その熱膨張係数は、５
×10^-4であるため、金属とは異なり熱伝達率が悪く、更
に熱膨張も金属に比して大きい。このため、軸方向のロ
ーラ径の変化は、加熱ローラよりも加圧ローラの方が温
度むらにより大きな影響を受けることになる。したがっ
て、小サイズ用紙を連続通紙すると、加圧ローラの通紙
領域は用紙によって熱を奪われて行くが、加圧ローラの
非通紙領域は加熱ローラにより熱を与えられ、温度が上
昇して熱膨張する。加圧ローラに軸方向の温度むらが発
生すると、熱膨張の結果、当然に非通紙領域は径が大き
くなり、その部分に加圧力が集中してしまう。このよう
な状態で最大幅の用紙を通紙すると、両端部の線速が益
々速くなり、肋骨じわが発生したり、トナー像がローラ
間で加圧される前に加熱ローラに接触してそれがオフセ
ットされるような画像の乱れが発生する。

上記の問題を解消するために、加圧ローラの非通紙領域
を冷却して軸方向の温度分布を均一化させる方式が最近
提案されている。

［考案が解決しようとする課題］ところが、上記最近提案されている方式の場合、コピー
スピードの速い機械には、冷却効率が悪くて追いつかな
い欠点があり、又、次原稿のコピーをとる場合に、ある
程度の待機時間が必要となり、ユーザーに違和感を与え
る問題がある。又、従来、定着部の温度と通紙との関係
において、加熱ローラの温度が低下した場合に加熱ロー
ラの回転速度を低下させるようにしたもの（特開昭57-7
9975号）、加熱ローラの温度低下によりコピースピード
を低下させるようにしたもの（特開昭60-163069号）、
用紙のサイズにより通紙間隔を制御するようにしたもの
（特開昭60-93473号）等も提案されている。

本考案は、加熱ローラ又は加圧ローラの最小サイズ転写
材通過領域と該領域外の領域との温度差に基づき転写材
の給送間隔を広げて最小サイズ転写材通過領域の温度上
昇を軽減することにより、不必要に紙間をあけることな
く転写材を給送して、小サイズ転写材通紙後の大サイズ
転写材通紙時の画像こすれや肋骨じわの発生を防止する
ことができるようにしようとするものである。

［課題を解決するための手段］本考案は、上記課題を解決するために、複数のサイズの
転写材を給送する給紙装置を備えると共に、加熱ローラ
と該加熱ローラに圧接させた加圧ローラとの間に未定着
トナー像を担持する転写材を通して定着を行う定着装置
を備えた構成を有する複写装置において、上記加熱ロー
ラ又は加圧ローラの表面に、最小サイズ転写材の通過領
域の温度を検知する第１温度検知手段と、上記通過領域
外の領域の温度を検知する第２温度検知手段とを設け、
且つ該各温度検知手段で検知した温度の差に基づいて上
記給紙装置の転写材給送時間を変更するための定着遅延
回路を組み込んでなる構成とする。

［作用］第１温度検知手段でローラの最小サイズ転写材通過領域
の温度が検知され、第２温度検知手段でローラの上記領
域外の領域の温度が検知され、これらの温度の差に基づ
き遅延回路により給紙装置の転写材給送時間が変更され
るので、不必要に紙間をあけないでコピーできてコピー
生産性の向上を図ることができるし、小サイズ転写材通
過後の大サイズ転写材通過時の画像こすれや肋骨じわの
発生もなくなる。

［実施例］以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示すもので、第
６図に示す複写装置における定着装置10の構成と同様
に、ヒータ19を内蔵した加熱ローラ20を上側に配置し、
加圧ローラ21を下側に配置し、該加圧ローラ21を、加圧
スプリング22の力により加圧ブラケット23を介して上記
加熱ローラ20に弾性的に押し付けるようにしてなる構成
において、上記定着装置10における加圧ローラ21の表面
部に、最小サイズ用紙通紙（過）領域Pminの温度を検知
するための第１温度検知手段としての第１温度検知素子
27と、上記最小サイズ用紙通紙領域Pmin外の最大サイズ
用紙通紙（過）領域Pmaxの温度を検知するための第２温
度検知手段としての第２温度検知素子28とをそれぞれ設
け、且つ上記第１温度検知素子27による検知信号S₁と第
２温度検知素子28による検知信号S₂とにより通紙領域Pm
inとPmaxとの温度差Ｔ（T_S2−T_S1）を求め、該温度差Ｔ
が設定した一定温度T₀（T₀＜30℃）に達したときに用紙
の給紙（給送）間隔をt₁→t₂にするための定着遅延回路
（遅延タイマー）29を、複写装置本体の操作部に設けて
あるCPU（中央処理装置）30に組み込み、加圧ローラ21
の軸方向温度分布に対応して給紙装置５へ制御指令を送
ることにより用紙の給送時間を変えられるようにする。

次に、上記構成とした本考案の複写装置の具体的な作動
を、第３図に示すフローチャートに基づいて説明する。

先ず、電源がONされると、装置の初期化処理が行われ
る。すなわち、読み書きメモリーの内容がクリアされ、
ポートの状態がクリアされ、各種制御ユニットに、初期
状態における制御設定値が設定され、複写装置がコピー
可能な状態に設定される。続いて、入力条件の設定が行
われる。これは、リピートのセット枚数や、変倍率や濃
度の設定等である。次に、原稿が入力されると、原稿の
幅データの送受信が行われ、原稿がスタートし、画像読
み取り部で画像データの読み取りが行われ、その画像デ
ータはメモリーに記憶される。画像データがメモリーに
記憶されると、操作部で入力された用紙サイズ（規格サ
イズ用紙選択）や原稿長が計測され、その長さ分に変倍
率を掛け合わせた長さにカット（シンクロカット）する
等の給紙する用紙サイズの選択が行われ、その用紙のサ
イズのある給紙段（第６図のロール紙P1,P2,P3のいずれ
か）が選択される。用紙サイズが決定されると、給紙ス
タート信号がONされることにより送出ローラ17が回転
し、用紙がその給紙口より搬送される。用紙の長さがそ
のサイズ分だけ輸送されると、カッタ18が作動し、用紙
がカットされ、給紙スタート信号がOFFされることによ
り用紙の搬送が停止する。この場合、リピートのセット
枚数が１枚であるときは、次の原稿のコピーがあるかど
うかが判断され、次原稿のコピーがあれば、用紙サイズ
選択が行われて用紙が搬送され、次原稿のコピーがなけ
れば終了する。又、リピート枚数が２枚以上の場合は、
次の用紙を搬送する前に、加圧ローラ21の軸方向の温度
差が温度検知素子27と28により測定され、その温度差Ｔ
が算出され、温度差Ｔが一定温度T₀より低ければ、t₁秒
たって、給紙スタート信号がONにされて用紙が搬送され
る。したがって、今、用紙スピードがVmm/secで搬送さ
れるとすると、用紙間隔はｖ・t₁mmの間隔があくことに
より、搬送されている用紙が小サイズで、加圧ローラ21
の端部の温度が上昇し、温度差Ｔが一定温度T₀をこえる
と、定着遅延回路29が動作し、t₂秒（t₂＞t₁）経過した
後、給紙スタート信号がONされることになり、その用紙
間隔はｖ・t₂mmの間隔があく。この場合の温度差Ｔと給
紙間隔との関係は、第４図に示す如くである。なお、第
４図において、破線は給紙間隔の変更を行わない状態を
示し、実線は給紙間隔の変更を行った状態を示す。この
ように、用紙間隔を増大させることにより、上記加圧ロ
ーラ21の端部温度の上昇が防止される。

以上の如き制御により、最小サイズ用紙を連続通紙した
場合の実験結果は第５図に示す如くであった。なお、第
５図は最小サイズ用紙を連続通紙した場合のローラの温
度分布を示すもので、曲線Ａは従来の加熱ローラ端部の
温度を、曲線Ｂは従来の加熱ローラ中央部の温度をそれ
ぞれ示し、又、曲線Ｃは従来の加圧ローラ端部の温度
を、又、曲線Ｄは従来の加圧ローラ中央部の温度をそれ
ぞれ示す。曲線Ｅは本考案の制御による加圧ローラ端部
の温度を、又、曲線Ｆは本考案の制御による加圧ローラ
中央部の温度をそれぞれ示す。第５図から明らかなよう
に、従来の制御の場合は加圧ローラ21の通紙部と非通紙
部との温度差が60degあったのに対し、本考案の場合は
約30degになった。又、この状態で、大サイズ用紙を通
紙したところ、画像こすれや肋骨じわの発生がみられな
いという結果が得られた。

このように、本考案においては、加圧ローラ21の最小サ
イズ用紙通紙領域Pminと該領域Pmin外の最大サイズ用紙
通紙領域Pmaxの温度を測定し、これらの温度差に基づき
給紙間隔を制御するので、不必要に紙間をあけるような
ことがなくてコピー生産性を向上させることができ、小
サイズ紙通紙後に大サイズ紙を通紙したときの画像のこ
すれや肋骨じわの発生を防止できて品質を向上させるこ
とができる。因に、用紙サイズ情報だけで通紙間隔を変
更する方式とした場合には、画像濃度（用紙上のトナー
量）が判別できないので、用紙が持ち去る熱量に差が生
じて正確さに欠ける問題があり、又、一律に、小サイズ
のリピート枚数が少ないときや多いときでも用紙間隔が
広がるので、コピー生産性が落ちてしまう問題がある。

なお、上記実施例では、加圧ローラ21の中央部と端部の
温度差Ｔが一定温度T₀に達したときに給紙間隔をt₁→ｔ
にする制御を行わせるようにした場合を示したが、給紙
間隔ｔを、ｔ＝Ｆ（ΔＴ）＋t₁なる温度差の関数として
もよく、この場合、給紙間隔と温度差Ｔの関係は、第４
図の一点鎖線で示すような状態となること、又、上記の
実施例では、加圧ローラ21の表面に第１温度検知素子27
と第２温度検知素子28とを設けてこれらの検知温度差に
基づいて給紙間隔を制御させるようにした場合を示した
が、加熱ローラ20側で同様に実施してもよいこと、その
他本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を
加え得ること等は勿論である。

［考案の効果］以上述べた如く、本考案の複写装置によれば、加熱ロー
ラ又は加圧ローラの最小サイズ転写材通過領域の温度と
上記領域外の領域の温度との差に基づいて給紙装置の転
写材給送時間を変更できるようにした構成を有している
ので、不必要に給紙間隔をあけてしまうようなことを防
止できてコピー生産性を向上させることができると共
に、小サイズ転写材通紙後の大サイズ転写材通紙時の画
像こすれや肋骨じわの発生を防止できて品質を向上させ
ることができる、等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の複写装置の一実施例を示す定着装置の
概要図、第２図は第１図の斜視図、第３図は本考案の複
写装置の作動を示すフローチャート、第４図は給紙間隔
と温度差との関係を示す図、第５図は最小サイズ用紙を
連続通紙した場合のローラの温度分布を示す図、第６図
は複写装置の一例を示す概要図、第７図はローラの搬送
性により用紙に収縮部が発生する状態を示す概略斜視
図、第８図はローラの形状により作用する力の説明図、
第９図はローラの鼓効果に起因して用紙に発生する膨ら
みの説明図、第10図は用紙に発生する肋骨じわの説明図
である。５……給紙装置、10……定着装置、19……ヒータ、20…
…加熱ローラ、21……加圧ローラ、21……第１温度検知
素子（第１温度検知手段）、28……第２温度検知素子
（第２温度検知手段）、29……定着遅延回路、30……CP
U、Ｐ……用紙（転写材）、P1,P2,P3……ロール紙。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】複数のサイズの転写材を給送する給紙装置
を備えると共に、加熱ローラと該加熱ローラに圧接させ
た加圧ローラとの間に未定着トナー像を担持する転写材
を通して定着を行う定着装置を備えた構成を有する複写
装置において、上記加熱ローラ又は加圧ローラの表面
に、最小サイズ転写材の通過領域の温度を検知する第１
温度検知手段と、上記通過領域外の領域の温度を検知す
る第２温度検知手段とを設け、且つ該各温度検知手段で
検知した温度の差に基づいて上記給紙装置の転写材給送
時間を変更するための定着遅延回路を組み込んでなる構
成を有することを特徴とする複写装置。