JPH08129310A

JPH08129310A - 電子写真装置

Info

Publication number: JPH08129310A
Application number: JP6266648A
Authority: JP
Inventors: Akira Mochizuki; 明望月; Goro Sato; 五郎佐藤; Junichi Matsuno; 順一松野; Minoru Murakoshi; 稔村越; Shigeki Numata; 重喜沼田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【構成】定着器の発熱体６をばねなどの弾性部材５と
ソレノイドなどの駆動源４で支持するとともに、発熱体
の直後に弾性部材６６と駆動源３２で支持した熱容量の
大きな金属ローラ３を転写ベルト２７に接触するように
配置して、冷却ファン３０で冷却する。【効果】発熱体６で熱せられた転写ベルト２７とトナ
ー２６とを、金属ローラ３により瞬時に接触冷却し、強
制空気冷却のみに比べて冷却時間を短縮し、感光ドラム
２２の熱損傷を確実に防止できる。弾性部材と駆動源と
により金属ローラおよび発熱体を移動させる機構を採用
したので、金属ローラ３および発熱体６が記録材２１の
厚さの変化に追従し、ベルト上にトナーが残るオフセッ
ト問題も防止でき、カット紙から冊子等の厚さが変わる
記録材２１まで印字が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置に係り、
特に、感光ドラムなどの感光体上に形成したトナー像を
中間転写体すなわち無端ベルトに一旦転写した後、無端
ベルト上のトナー像を記録材に転写し同時に定着する転
写定着手段および無端ベルトの冷却手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】中間転写体を用いたトナー像の転写技術
の従来例としては、特開平０５−１０７９５０号があ
る。この従来例では、中間転写体である無端ベルトが線
状発熱体を採用した定着器により加熱されることは記載
されているが、定着後の無端ベルトの冷却については、
特別な配慮が何も示されていない。すなわち、無端ベル
ト上のトナーを固化させるために、転写材の背面からフ
ァンにより強制的に冷却する手段が用いられているが、
その後、無端ベルトを清掃するためにヒータによる再加
熱がなされており、再加熱後の冷却については、何も説
明されていない。

【０００３】一方、定着器の従来例としては、特開昭６
３ー３１３１８２号がある。この従来例では、発熱体と
剥離ローラとの間に無端ベルトを冷却する放熱フィンを
設けてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】中間転写体として用い
られる無端ベルトは、転写定着のための加熱から所定時
間経過後、次の印字のために感光ドラムに接触する。有
機系感光体を用いている感光ドラムは、熱に弱いため、
無端ベルトを高くても４０℃程度以下まで冷却する必要
がある。無端ベルトをファン等の強制冷却手段で冷却す
るには、無端ベルト近くに強制冷却用のファンを設けて
いた。また、無端ベルトに接触して熱せられた空気を電
子写真装置外に排気するため、ファン等の排気手段を設
けていた。

【０００５】転写定着段階で、１５０℃程度に熱せられ
た無端ベルトを４０℃程度以下まで冷却するには、無端
ベルトの回転軸方向に流速１０ｍ/ｓで強制冷却して
も、５秒以上の時間がかかるので、無端ベルトの周長を
長くするか、無端ベルトの周速度を遅くする必要があ
り、強制空気冷却のみでは、電子写真装置の小型化や高
速化は困難であった。

【０００６】一方、放熱フィンを用いて無端ベルトを冷
却することは可能であるが、例えば冊子のようにページ
をめくると厚さが変化する記録材の場合、または、カッ
ト紙と冊子とを混在させて受入れ、印字する場合、放熱
フィンに接触している無端ベルトと記録材との間に隙間
が生じてしまい、トナーが固化する前に無端ベルトが記
録材から離れてしまう。トナーと無端ベルトとの間には
電気的な引力が働いているため、無端ベルト上にオフセ
ットが残ってしまう。このオフセットを避けるには、ト
ナーを十分固化させてから、無端ベルトを記録材から剥
離しなければならず、発熱体から剥離ローラまでの間で
は、無端ベルトと記録材とが接触状態になることが必要
である。

【０００７】なお、無端ベルトの冷却手段として冷却ロ
ーラをベルトに接触させる例が、特開平４−３６２６７
９号に記載されている。しかし、開くページによって厚
さが変化する例えば預金通帳等の冊子に印字する場合
に、オフセットが生じてしまう問題は解決できなかっ
た。

【０００８】電子写真装置では、トナー潜像を感光ドラ
ム上に描き、この感光ドラムまたは中間転写体である無
端ベルトから印字対象の紙に転写する。その際に、感光
ドラムまたは無端ベルトから紙にトナーを引き付けるた
めに、コロナ放電等で電界を発生させる。この電界が所
定以上の強度の場合は、トナー像は正確に紙に転写され
るが、電界強度が不足している場合または電界強度がば
らついている場合は、正確な転写ができず、トナー像に
中抜けや飛び散り等の不具合が発生する。厚さが０.１
ｍｍ程度の普通のカット紙の場合は、紙の電気的性質が
安定しているが、開くページによっては厚さが数ｍｍ程
度まであり、しかも空隙が生じやすい冊子の場合は、電
気的性質にばらつきが大きく、トナーを一様に転写する
ことは容易でない。その結果、中抜けや線細りなどが生
じてしまい、冊子物の印字またはカット紙と冊子物との
印字に電子写真方式を採用することは、困難であった。

【０００９】本発明の目的は、送風による強制冷却に比
べて冷却時間を大幅に短縮するとともに、記録材の厚さ
の変化に追従でき、ベルト上にトナーが残るオフセット
問題が無く、冊子やカット紙などの種々の厚さの記録材
への印字が可能な電子写真装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、感光ドラムを帯電させる帯電手段と、感
光ドラムを露光する露光手段と、感光ドラムにトナーを
付着させてトナー像を形成する現像手段と、感光ドラム
上のトナー像を中間転写体である無端ベルトに転写する
転写手段と、無端ベルト上のトナー像をカット紙および
／または冊子の記録材に熱定着する発熱体を含む定着手
段とからなる電子写真装置において、定着手段が、記録
材の厚さに応じて発熱体を記録材に向かって上下させる
駆動手段を備え、無端ベルトに接触して無端ベルトおよ
び溶解したトナーを接触冷却しつつ無端ベルトおよびト
ナーを転写材に押圧する金属体を定着手段の近くで無端
ベルト回転方向下流に備え、金属体を冷却する冷却手段
を備えた電子写真装置を提案するものである。

【００１１】定着手段は、線状発熱体を含むことがで
き、接触冷却用金属体とは、具体的には、金属ローラで
ある。

【００１２】接触冷却用金属体も、記録材の厚さに応じ
てその金属体を記録材に向かって上下させる駆動手段を
備えることが望ましい。

【００１３】接触冷却用金属体を冷却する冷却手段は、
例えば送風機であり、その場合は、送風機から接触冷却
用金属体に向かう風ガイドを備えることができる。ま
た、送風機は、定着器の作動と同時にまたは作動後に接
触冷却用金属体に送風するようにする。一方、送風機
は、無端ベルトの温度が所定の温度以下になると送風を
停止することが、省エネルギーや騒音低減等の観点から
望ましい。

【００１４】接触冷却用金属体を冷却する冷却手段は、
接触冷却用金属体内部に液体冷媒を通す冷却手段とする
こともできる。

【００１５】いずれの場合も、転写手段の無端ベルト
が、感光ドラムからトナー像を転写された後に感光ドラ
ムから離れ、逆転可能であり、接触冷却用金属体が、定
着手段を中心に前後に各１体ずつ設置されるようにする
と、記録材の挿入方向と引出方向で、トナー像を往復印
字することも可能となる。

【００１６】

【作用】本発明においては、無端ベルトに比べて熱容量
の大きな金属ローラに無端ベルトを接触させて接触冷却
するので、送風のみによる強制冷却に比べて、冷却時間
を大幅に短縮できる。また、ばねなどの弾性部材とソレ
ノイドなどの駆動源とにより金属ローラおよび発熱体を
移動させる機構を採用したので、記録材の厚さの変化に
追従でき、冊子などの種々の厚さの記録材への印字が可
能となる。さらに、金属ローラとの接触冷却では、金属
ローラが記録材の厚さの変化に追従でき、冷却時間の短
縮効果もあるので、ベルト上にトナーが残るオフセット
の問題も解決される。したがって、カット紙とともに冊
子物の印字が可能で小型かつ高速な電子写真装置が得ら
れる。

【００１７】

【実施例】次に、図１ないし図１２を参照して、本発明
による電子写真装置の実施例を説明する。

【００１８】図１は、本発明による電子写真装置の一実
施例の構成を示す図である。本実施例においては、ペー
パーパン１２とこのペーパーパン１２に所定間隔で対向
配置されたペーパーガイド１１およびペーパーガイド１
９とが、冊子２１または図示していないカット紙を搬送
する搬送路を形成している。本明細書では、便宜上、ペ
ーパーパン１２を第１ガイドと呼び、ペーパーガイド１
１およびペーパーガイド１９を第２ガイドと呼ぶことも
ある。第１ガイドと第２ガイドとの間隔は、搬送する冊
子等の最大厚さよりも広くなるように決定される。

【００１９】前記搬送路には、搬送手段として、搬送駆
動ローラ１０，２０と、これらの搬送駆動ローラにそれ
ぞれ対向する搬送従動ローラ９，１８とが配置されてい
る。搬送従動ローラ９，１８は、それぞればね等の弾性
部材８，１７で支持されている。弾性部材８，１７は、
ソレノイド等の駆動源７，１６によって支持されて、搬
送従動ローラ９，１８が冊子２１を押す力を制御してい
る。なお、冊子２１の厚さが薄いかまたは搬送抵抗が低
い場合は、搬送従動ローラ９，１８を上下させることな
く搬送できるので、駆動源７，１６は、無くてもよい。
一方、より強い搬送力を持たせるために、ローラ９，１
８も、搬送駆動ローラにすることもある。印字部に冊子
２１が進入したことを検知したり、冊子２１の位置を決
めるために、センサ１３および１５を備える。

【００２０】ＰＴＣ(Positive Temperature Coefficien
t)サーミスタ等の線状発熱体６は、ソレノイド等の変位
駆動源４とばね等の弾性部材５により支持されている。
線状発熱体６には、ペーパーパン１２を介して、バック
アップローラ１４が対向している。

【００２１】誘電体層を有する無端ベルト２７は、ロー
ラ１，２，３により支えられ、駆動されている。３個の
ローラのうち、無端ベルト２７の搬送方向から見て線状
発熱体６の近くで下流側に配置されているローラ３は、
金属等からなるベルト冷却用ローラであり、無端ベルト
２７に比べて、熱容量が大きい。ローラ３は、ばね等の
弾性支持体３３とソレノイド等の変位駆動源３２とによ
り支持されている。なお、ソレノイド３２はソレノイド
４と兼用してもよい。

【００２２】無端ベルト２７は、線状発熱体６の熱が通
過しやすいように、０.１ｍｍ以下の厚さにしてある。
無端ベルト２７は、線状発熱体６により１５０℃程度に
熱せられた後に、所定の長さＬ₁だけ離れた位置にある
ローラ３に接触して冷却される。

【００２３】無端ベルト２７の熱容量Ｑｂは、Ａ４サイ
ズの用紙の全面を印字する場合には、無端ベルト２７の
厚さを０.１ｍｍとし、比熱を１.１Ｊ/℃/ｇとし、比重
を１.４２ｇ/ｃｍ³とし、幅を２１０ｍｍとし、長さを
２９４ｍｍとし、加熱温度差を１５０℃とすると、熱量
Ｑｂは、約１４９１Ｊとなる。

【００２４】同様に、金属ローラ３の熱容量Ｑｒは、金
属ローラ６の半径を１０ｍｍとし、幅を２１０ｍｍと
し、比熱を０.６４Ｊ/℃/ｇとし、比重を７.８６ｇ/ｃ
ｍ³とすると、約３３１.９Ｊ/℃となる。

【００２５】したがって、無端ベルト２７のＡ４サイズ
分の大きさが熱せられた場合に、ローラ３の温度上昇
は、約４．５℃程度となる。詳しくは図７を参照して後
述するが、ローラ３との接触冷却では、ローラ３の熱伝
導率が冷却速度に影響するので、強制冷却に比べ、無端
ベルト２７の冷却速度が速い。

【００２６】熱せられたローラ３は、冷却ファン３０に
より、強制冷却される。冷却ファン３０は、無端ベルト
２７によって囲まれた領域内の空気を外に向かって追い
出す方向に風を送るよう配置されているが、外部の冷た
い空気を送り込む方向にすることも可能である。いずれ
の場合も、ローラ３の冷却効率をより高めるために、冷
却ファン３０とローラ３との間に風のガイド部材を配置
してもよい。また、ローラ３の冷却は、空冷に限らず、
内部に液体を通す等の方式を採用することもできる。

【００２７】有機系感光ドラム２２には、帯電器２３，
露光器２４，現像器２５，クリーナ２８ａ，２８ｂ，除
電器２９が近接して配置されており、トナー２６が、現
像器２５から感光ドラム２２へ静電力で移り、トナー像
を形成する。なお、搬送ローラ１０および２０の間隔Ｌ
₀は、冊子２１の閉じた状態での搬送方向長さよりも短
く設定する。このように設定すると、表紙への印字も可
能となる。本実施例では、冊子の綴り部と直交する方向
に冊子を搬送しているが、冊子の綴り部と平行に搬送す
る場合には、冊子の綴り部方向の長さよりも短く設定す
ればよい。ただし、バックアップローラ１４を駆動した
場合は、バックアップローラ１４と発熱体６とで冊子２
１を挟持し搬送できるので、上記間隔Ｌ₀は、バックア
ップローラ１４と搬送ローラ２０との間隔になる。

【００２８】図２から図６を参照して、図１の実施例の
動作を説明する。図２は、図１に示す実施例の動作を説
明する図である。冊子またはカット紙２１は、搬送ロー
ラ１８，２０により、ペーパーパン１２上を、Ａ方向に
搬送される。冊子またはカット紙２１が搬送されている
間あるいは搬送されるより前に、感光ドラム２２が、Ｂ
方向に回転して、感光ドラム２２への帯電器２３による
帯電プロセス，露光器２４による静電潜像形成プロセ
ス，現像器２５によるトナー像形成プロセスが、実行さ
れる。一方、感光ドラム２２のＢ方向への回転に同期し
て、誘電体層を有する無端ベルト２７が、搬送ローラ
１，２，３により、Ｃ方向に動くので、感光ドラム２２
上のトナー像は、無端ベルト２７に転写される。

【００２９】図３は、図１に示す実施例の図２に続く動
作を説明する図である。冊子またはカット紙２１は、搬
送ローラ１８，２０等によりＡ方向に搬送され、センサ
１５により検知された後、さらに所定距離を搬送されて
停止する。無端ベルト２７上のトナー像を冊子またはカ
ット紙２１に定着させるために、ローラ１がＤ方向に動
き、これに同期して、無端ベルト２７の張力をほぼ一定
に保ちつつ、熱源６，ばね５，駆動源４，ベルト冷却用
ローラ３，ばね３３，駆動源３２が、Ｅ方向に移動す
る。ここでは図示していないが、無端ベルト２７の張力
を一定に保つため、張力センサを設け、張力センサから
の信号により、搬送ローラ１および駆動源４，３２の変
位量を制御する。無端ベルト２７は、やがて冊子２１に
接触する。接触面上のトナー像のトナー２６は、無端ベ
ルト２７の背面より、熱源６で加熱され、駆動源４とば
ね５とにより、所定圧力で冊子２１に押しつけられる。
したがって、冊子２１は、無端ベルト２７とバックアッ
プローラ１４ａとより、挟持されることになる。無端ベ
ルト２７上のトナー２６は電荷を持っており、電荷と無
端ベルト２７の誘電体層に発生した電荷とは逆極性なの
で、トナー２６は電気的引力で無端ベルト２７に固着し
た状態を保とうとする。しかし、トナー２６は、発熱体
６およびバックアップローラ１４ａにより加熱加圧され
て溶解し、冊子またはカット紙２１の記録材の繊維の間
に入り込む。

【００３０】図４は、図１に示す実施例の図３に続く動
作を説明する図である。冊子２１は、挟持された時点か
ら、再びＡ方向に搬送される。冊子２１がＡ方向へ動く
速度と無端ベルト２７が動く速度とは、一般には一致し
ている。発熱体６とベルト冷却用ローラ３の(図１に示
した)距離Ｌ₁だけ冊子２１を移動させた後、ベルト冷却
用ローラ３およびバックアップローラ１４ｂにより、ト
ナー２６のガラス転移温度θg以下まで、トナー２６を
加圧冷却すると、無端ベルト２７上のトナー２６は、冊
子またはカット紙２１の記録材の繊維のすき間に入り込
んだ状態で固化する。固化したトナー２６は、記録材に
定着する。加圧冷却すれば、無端ベルト２７上にトナー
２６が残ってしまうオフセット問題を防止できる。既に
述べたように、本実施例のベルト冷却用ローラ３は、冷
却ファン３０により強制空気冷却される。

【００３１】図５は、図１に示す実施例の図４に続く動
作を説明する図である。続いて、冊子またはカット紙２
１が、Ａ方向に搬送されて、冊子２１の綴り部２１ａが
発熱体６に近づくと、ソレノイド等の駆動源４により、
発熱体６，ばね５は、Ｅｒ方向に動き、ローラ１もＤｒ
方向に移動する。したがって、冊子またはカット紙２１
と無端ベルト２７とは、非接触状態になる。

【００３２】図６は、図１に示す実施例の図５に続く動
作を説明する図である。冊子２１の綴り部２１ａに発熱
体６が近づいたことは、センサ１５からの移動量と冊子
２１の大きさとから判断される。なお、冊子２１の綴り
部２１ａの近くにも印字する必要がある場合には、印字
時の押圧力よりも大きい力で無端ベルト２７を押す。そ
れは、冊子２１の綴り部２１ａの付近には、ふくらみが
在る場合が多く、このふくらみを抑えなければ、高精度
に印字できないからである。冊子２１の綴り部２１ａの
近くを越えると、熱源６，ばね５，３３，駆動源４，３
２，冷却用ローラ３は、再びＥ方向に移動し、ローラ１
は、Ｄ方向に移動する。この際も、無端ベルト２７の張
力をほぼ一定に保つ。

【００３３】その後、ここでは図示していないが、転写
定着ベルト２７上のトナー像がなくなるか、印字終了の
命令が出されると、駆動源４は、ばね５および熱源６を
Ｅr方向に持ち上げ、同様に、駆動源３２は、ばね３３
およびローラ３をＥｒ方向に持ち上げ、ローラ１は、Ｄ
ｒ方向に移動する。冊子２１は、次の処理のため、搬送
ローラ９，１０により、ペーパーパン１２に上を図１に
示した状態に戻るように搬送される。

【００３４】図７は、本発明の無端ベルトと従来例の無
端ベルトの冷却方法による冷却特性の違いを比較して示
す図である。自然冷却曲線は、無端ベルト２７を温度θ
₀まで加熱した後に自然冷却した場合の無端ベルト２７
の温度変化を示し、強制空気冷却曲線は、無端ベルト２
７を温度θ₀まで加熱した後に無端ベルトの回転軸方向
から送風し無端ベルトを強制冷却した場合の無端ベルト
の温度変化を示し、接触冷却曲線は、自然冷却でＴ₀秒
経過した後に無端ベルト２７をベルト冷却用金属ローラ
３に接触させ冷却した場合の温度変化を示している。

【００３５】無端ベルト２７を温度θ₀まで加熱した後
に、Ｔ₀秒経過したところで、無端ベルトに比べ熱容量
が大きいベルト冷却用金属ローラ３に無端ベルトを接触
させると、無端ベルト２７に蓄えられていた熱は、ベル
ト冷却用金属ローラ３に熱伝達する。この熱伝達は、無
端ベルト２７とベルト冷却用金属ローラ３との温度差の
影響も受ける。そこで、ベルト冷却用金属ローラ３は、
冷却ファン３０等により雰囲気温度に予め冷却してお
く。無端ベルト２７とベルト冷却用金属ローラ３が接触
すると、Ｔｒ秒内にベルトの温度は、Ｔｒ秒内にガラス
転移温度θgに低下する。そのため、トナー２６の温度
もガラス転移温度θg以下になり、冊子またはカット紙
等の記録材２１の繊維間に入り込んだトナー２６は固化
し、記録材２１に定着する。また、図１の説明で述べた
ように、無端ベルト２７をＡ４サイズ分加熱した場合で
も、約４.５℃程度しか温度上昇しないため、連続的に
印字しても冷却用金属ローラ３の冷却性能は、大きくは
低下しない。感光ドラム２２の許容温度θｄ以下に無端
ベルト２７を冷却するのに、強制空気冷却のみでは、Ｔ
a秒かかるが、ベルト冷却用金属ローラ３の接触冷却と
強制空気冷却とを併用する本実施例の場合、Ｔd秒で冷
却できる。このため、ベルト冷却用金属ローラ３を用い
る接触冷却では、無端ベルト２７の周長を短くでき、高
速印字が可能となる。

【００３６】なお、無端ベルト２７の温度が所定温度以
下の時は、消費電力を削減し、騒音を低減するために、
冷却ファン３０を停止させ、送風しないようにすること
もできる。

【００３７】図８は、無端ベルトの構造の一例を示す図
である。図８の無端ベルトは、トナーの離型性を考慮し
て、テフロン層４０と導電性と耐熱性を考慮したカーボ
ン混入のポリイミド層４１とから構成されている。図８
の無端ベルト２７を用いる場合は、ベルトの摩擦帯電を
考慮しなければならない。したがって、ここでは図示し
ていないが、無端ベルト２７が熱源６を過ぎて感光ドラ
ム２２に接するまでの間に、無端ベルトを除電する必要
がある。

【００３８】図９は、無端ベルトの構造の他の例を示す
図である。図９に示した無端ベルトは、テフロン層４２
と誘電性ポリイミド層４３と導電性ポリイミド層４４と
から構成されている。図９の無端ベルト２７を用いる場
合は、上記除電の必要はないが、搬送ローラ１，２，３
の少なくとも一層をアースする必要がある。また、誘電
性ポリイミド層４３と導電性ポリイミド層４４の接着で
は、繰り返しの熱変形による剥離を考慮する必要があ
る。

【００３９】図１０は、無端ベルトの構造の別の例を示
す図である。図１０に示した無端ベルトは、誘電性テフ
ロン層４５と導電性ポリイミド層４６とからなる。図１
０の無端ベルト２７を用いる場合は、誘電性テフロン層
４５の絶縁破壊を考慮して、このテフロン層の厚さを２
０μｍ以上とする必要がある。本例の場合も、除電の必
要はない。

【００４０】図１１は、本発明による電子写真装置を冊
子プリンタに応用した実施例の全体の系統構成を示す図
である。冊子プリンタ２００は、挿入口１００と、セン
サ１０１，１２３と、搬送ローラ１０２，１０３，１０
６，１０７，１２７，１２４と、搬送路１３５と、磁気
情報読み書き部１０４と、磁気情報認識部１３０と、イ
メージ読み取り部１０５と、イメージ情報認識部１３１
と、駆動モータ１０８と、感光ドラム１２１と、帯電器
１２０と、レーザまたはＬＥＤ光源１１９と、現像器１
１８と、無端ベルト１２９と、無端ベルト搬送ローラ１
１５，１２２，１１６，１１７と、定着器１００と、ば
ね１０２と、駆動源１１３と、ペーパーガイド１２６，
１２８と、データインターフェイス１３２と、演算部１
３３と、制御部１３４とを備えている。

【００４１】挿入口１００からＡ方向に挿入された冊子
１３６は、センサ１０１を通過する。その通過信号に応
じて、磁気情報読み書き部１０４は、冊子１３６の磁気
ストライプに書き込まれている情報を読み取り、磁気情
報認識部１３０は、その情報を認識する。一方、イメー
ジ情報読み取り装置１０５は、何ページあるかまた何行
目まで印字済みか等の印字情報を読み取り、イメージ情
報認識部１３１は、そのイメージ情報を認識する。

【００４２】演算部１３３は、上記２つの情報に基づい
て、印字すべきか否かを判断する。印字すると判断した
場合は、制御部１３４から印字命令や印字データ等を送
る。他方、冊子１３６の移動量をセンサ１１０からカウ
ントし、綴り部前のページと綴り部近くと綴り部後のペ
ージとに印字する押圧力を計算する。この印字データ
は、他のコンピュータ等から通信にて送られてくる場合
もある。演算部１３３が、その冊子１３６について、予
め決まった枠や欄と必要な文字や数字を印字するフォー
マット印字が必要だと判断した場合は、フォーマット印
字情報とフォーマット内に書き込む情報とを演算部１３
３で合成する。なお、フォーマット印字情報は、ＲＯＭ
等に記憶しておく場合もある。

【００４３】演算部１３３は、印字データをフォント展
開する。レーザまたはＬＥＤ光源１１９と現像器１１８
は、そのフォントデータを、帯電器１２０により帯電し
た感光ドラム１２１上に描画し、トナー像を形成する。
このトナー像は、ポリイミドやテフロン等で作られ誘電
性，導電性，トナー離型を備えた無端ベルト１２９上に
転写される。転写されたトナー像は、搬送ローラ１１
５，１１６，１２２により一定張力に保たれた無端ベル
ト１２９とともに移動し、定着器１１１，駆動源１１３
とばね１１２により、冊子１３６上に定着される。この
際、演算部１３３は、磁気情報およびイメージ情報より
冊子１３６の厚さを判断し、センサ１００の出力および
駆動モータ１０８の回転角度情報等により、冊子１３６
の位置を判断する。

【００４４】演算部１３３は、冊子１３６の厚さ，形
状，印字位置等の情報に基づいて、駆動源１１３に押圧
力制御命令を送る。前記命令により、冊子１３６の綴り
部近くで押圧力を高めたり、冊子１３６に印字する際に
厚さに応じて押圧力を制御したりする。本発明において
は、押圧力を制御するので、厚さの異なる１ページ内に
線や図形を正確に印字できる。したがって、冊子１３６
内にフォーマット印字を行うことが可能となる。なお、
感光ドラム１２１上の印字に寄与しなかったトナーは、
クリーナ１１７ｂで除去される。また、無端ベルト１２
９上で転写定着されなかったトナーは、クリーナ１１７
ａで除去される。

【００４５】図１２は、図１１の冊子プリンタ２００に
よりフォーマット印字された冊子２０１の一例を示す斜
視図である。フォーマット印字とは、白紙の状態の冊子
２０１に、例えば日付，符号，金額Ａ，金額Ｂ，残高等
の印字欄２０２を印字することである。一般に、綴り部
２０３を境にして冊子の厚さが、開けたページによって
異なる。また、綴り部２０３の近くは、冊子にふくらみ
が生じやすい。本実施例においては、定着時の押圧力を
制御できるので、無端ベルト上のトナー像の変形を招く
ことなく、冊子２０１上に定着可能となる。

【００４６】なお、上記実施例では、冊子を挿入する方
向で印字する場合を説明したが、本発明はこの方向の印
字モードには限定されない。すなわち、感光ドラム２２
から無端ベルト２７への転写が済んだ段階で両者を離れ
させれば、無端ベルト２７を冊子２１を最奥部から入口
側に戻す動作に追従させることも可能になり、例えば機
械内部で冊子２１のページをめくる機構と組合せれば、
往復印字モードを達成できる。ただし、感光ドラム２２
の保護のために、無端ベルト２７を所定温度以下に冷却
して感光ドラムに接触させる必要があるので、この場合
は、再転写に先立って、無端ベルト２７を図１の時計回
り方向に移動させてローラ３により接触冷却するか、ロ
ーラ３および関連する機構を発熱体６に関して反対側に
すなわちローラ２に近い側にもう１セット設置すること
になる。

【００４７】すなわち、無端ベルト２７が、感光ドラム
２２からトナー像を転写された後に感光ドラム２２から
離れ、逆転可能であり、金属ロール３が、定着手段を中
心に前後に各１体ずつ設置されるようにすると、冊子２
１等の記録材の挿入方向と引出方向で、トナー像を往復
印字することも可能となる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、感光ドラム上のトナー
像を中間媒体である無端ベルトに一旦転写した後、無端
ベルトから冊子またはカット紙等の記録材に加熱加圧し
て定着する転写定着一体形の電子写真装置において、無
端ベルトに比べて熱容量の大きな金属ローラに接触させ
て無端ベルトを接触冷却するので、送風のみによる強制
冷却に比べて、冷却時間を大幅に短縮できる。特に、ば
ねなどの弾性部材とソレノイドなどの駆動源とにより金
属ローラおよび発熱体を移動させる機構を採用したの
で、記録材の厚さの変化にも追従でき、冊子などの種々
の厚さの記録材への印字が可能となる。また、本発明の
金属ローラとの接触冷却では、金属ローラが記録材の厚
さの変化に追従でき、冷却時間の短縮効果とあいまっ
て、ベルト上にトナーが残るオフセットの問題も解決さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子写真装置の一実施例の構成を
示す図である。

【図２】図１に示す実施例の動作を説明する図である。

【図３】図１に示す実施例の図２に続く動作を説明する
図である。

【図４】図１に示す実施例の図３に続く動作を説明する
図である。

【図５】図１に示す実施例の図４に続く動作を説明する
図である。

【図６】図１に示す実施例の図５に続く動作を説明する
図である。

【図７】無端ベルトの冷却方法による冷却特性の違いを
比較して示す図である。

【図８】無端ベルトの構造の一例を示す図である。

【図９】無端ベルトの構造の他の例を示す図である。

【図１０】無端ベルトの構造の別の例を示す図である。

【図１１】本発明による電子写真装置を冊子プリンタに
応用した実施例の全体の系統構成を示す図である。

【図１２】図１１の冊子プリンタ２００によりフォーマ
ット印字された冊子の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

６発熱体(ＰＴＣサーミスタ）１１ペーパーガイド１２ペーパーパン１３センサ１４バックアップローラ１５センサ１９ペーパーガイド２１冊子２２感光ドラム２３帯電器２４露光器２５現像器２６トナー２７無端ベルト４０テフロン層４１導電性ポリイミド層４２テフロン層４３誘電性ポリイミド層４４導電性ポリイミド層４５誘電性テフロン層４６導電性ポリイミド層１００挿入口１０１センサ１０２ばね１０３搬送ローラ１０４磁気情報読み書き装置１０５イメージ情報読み取り装置１０６搬送ローラ１０７搬送ローラ１０８モータ１０９バックアップローラ１１０センサ１１１定着器１１３駆動源１１４除電器１１５，１１６，１２２無端ベルト搬送ローラ１１７クリーナ１１８現像器１１９レーザ／ＬＥＤ１２０帯電器１２１感光ドラム１２３センサ１２４搬送ローラ１２６ペーパーガイド１２７搬送ローラ１２８ペーパーガイド１２９無端ベルト１３０磁気情報認識部１３１イメージ情報認識部１３２インターフェイス部１３３演算部１３４操作部１３５搬送路１３６冊子２００冊子プリンタ２０１冊子２０２印字欄２０３綴り部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/16 １０１ 21/20 (72)発明者村越稔愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地株式会社日立製作所オフィスシステム事業部応用システム本部内 (72)発明者沼田重喜愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地株式会社日立製作所オフィスシステム事業部応用システム本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光ドラムを帯電させる帯電手段と、感
光ドラムを露光する露光手段と、感光ドラムにトナーを
付着させてトナー像を形成する現像手段と、感光ドラム
上のトナー像を中間転写体である無端ベルトに転写する
転写手段と、前記無端ベルト上のトナー像をカット紙お
よび／または冊子の記録材に熱定着する発熱体を含む定
着手段とからなる電子写真装置において、前記定着手段が、前記記録材の厚さに応じて前記発熱体
を前記記録材に向かって上下させる駆動手段を備え、前記無端ベルトに接触して前記無端ベルトおよび溶解し
たトナーを接触冷却しつつ前記無端ベルトおよびトナー
を転写材に押圧する金属体を前記定着手段の近くで前記
無端ベルト回転方向下流に備え、前記金属体を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とす
る電子写真装置。
【請求項２】請求項１に記載の電子写真装置におい
て、前記定着手段が、線状発熱体を含むことを特徴をする電
子写真装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の電子写真装置
において、前記接触冷却用金属体が、金属ローラであることを特徴
をする電子写真装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか一項に記載
の電子写真装置において、前記接触冷却用金属体が、前記記録材の厚さに応じて前
記金属体を前記記録材に向かって上下させる駆動手段を
備えたことを特徴をする電子写真装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか一項に記載
の電子写真装置において、前記接触冷却用金属体を冷却する冷却手段が、送風機で
あることを特徴をする電子写真装置。
【請求項６】請求項５に記載の電子写真装置におい
て、前記送風機から前記接触冷却用金属体に向かう風ガイド
を備えたことを特徴をする電子写真装置。
【請求項７】請求項５または６に記載の電子写真装置
において、前記送風機が、前記定着器の作動と同時にまたは作動後
に前記接触冷却用金属体に送風する送風手段であること
を特徴をする電子写真装置。
【請求項８】請求項５ないし７のいずれか一項に記載
の電子写真装置において、前記送風機が、前記無端ベルトの温度が所定の温度以下
になると送風を停止する送風手段であることを特徴をす
る電子写真装置。
【請求項９】請求項１ないし４のいずれか一項に記載
の電子写真装置において、前記接触冷却用金属体を冷却する冷却手段が、前記接触
冷却用金属体内部に液体冷媒を通す冷却手段であること
を特徴をする電子写真装置。
【請求項１０】請求項１ないし９のいずれか一項に記
載の電子写真装置において、前記転写手段の前記無端ベルトが、前記感光ドラムから
トナー像を転写された後に前記感光ドラムから離れ、逆
転可能であり、前記接触冷却用金属体が、前記定着手段を中心に前後に
各１体ずつ設置され、前記記録材の挿入方向と引出方向で、前記トナー像を往
復印字することを特徴とする電子写真装置。