JPH01201689A - 熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 童業上皇五■光団 本発明は、複写機、特にフルカラー複写機の定着装置に
有利に用いられる熱定着装置に関する。

従来少及歪 熱定着ローラを備えた熱定着装置では、記録材の画像の
均一な定着及び光沢の確保のためには、トナーが付着し
た記録材が熱定着ローラ間を通過する際に記録材の先端
から後端にわたって均一な熱量を付与することが必要で
ある。一方、熱定着ローラの表面温度は記録材の通過に
従って低下していき、熱定着ローラの回転速度、即ち定
着速度が一定の場合には、記録材の先端から後端にわた
って均一な熱量を付与することができず、これに起因し
て定着性及び光沢性が画像の先端と後端で　−変化して
しまい、均一な画像を得ることができない。

そこで従来の熱定着装置では、熱定着ローラを熱伝導性
が良好なテフロン製としてこの熱定着ローラの表面に温
度センサを設け、ヒータの温度制　御を行なうことによ
って記録材に付与される熱量を一定にして表面温度の低
下による定着性の劣化を防止している。

ところでこのようなテフロンからなる熱定着ローラを用
いた熱定着装置では、記録材上のトナーが凹凸状に付着
していると、定着時に加圧力が十分に吸収されず、その
ため定着後の画像表面が凹凸状になったり、また十分に
溶融されずトナーの粒が残存している場合が生じる。こ
のような状態が生じても、普通紙の場合には特に問題に
はならないけれども、透光性を要求されるＯＨＰシート
（オーバープロジェクタ−に用いられる用紙）の場合に
不都合を生じる。即ち、このような定着後の画像表面が
凹凸状であるＯＨＰシートがＯＨＰに用いられたときに
は、光源がＯＨＰシートを通過する際に乱反射し、鮮明
な投影画像を得ることができない。

そこでこのような問題を解決するために、熱定着ローラ
としてゴムローラを使用した熱定着装置が使用されてい
る。この先行技術では、熱定着ローラとしてゴムローラ
を使用しているため、ＯＨＰシートの定着時に弾性力で
加圧力を吸収することができるため、定着後の画像を平
坦状にし、均一な透光性を得ることができる。

しかしながら、このようなゴム性ローラを使用すると熱
伝導性が悪く、温度センサによる温度制御を行なうこと
が極めて困難となる。従って、ＯＨＰシートの通過に従
って表面温度が低下し、これに起因して一定の熱量をト
ナーに付与することができず、ＯＨＰシート上の画像の
先端から後端に至るまで均一な透光性を得ることができ
ない。

そこで、記録材の種類に応じて定着速度と温度とを共に
切り換えて記録材に付与し、トナーへの熱量を一定にし
ようとする構成の熱定着装置が提案されている。

日が”　しよ゛と　るｉ− このような先行技術では単にＯＨＰシートと普通紙との
場合に対応して定着速度を切り換えただけのものであり
、ＯＨＰシートの通過に伴う熱定着ローラの表面温度の
低下に追従できず、画像の先端から後端に至るまで均一
な透光性を確保することができない。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、記録材が
ＯＨＰシートであるときに定着後のＯＨＰシート上の画
像が先端から後端に至るまで均一な透光性を確保するこ
とができるようにした熱定着装置を提供することである
。

量　　　”ン　るための 本発明は、回転駆動され相互の外周面が線接触する一対
のゴム製の熱定着ローラを備え、この−対の熱定着ロー
ラ間を、画像に対応してトナーが付着した記録材が通過
し、この通過時にトナーが溶融して記録材に熱定着が行
われる熱定着装置において、前記熱定着ローラを回転駆
動する手段と、記録材の先端が熱定着ローラ間の接触位
置に達したことを検出する先端検出手段と、記録材の後
端が前記接触位置に達したことを検出する後端検出手段
と、記録材がＯＨＰシートであることを検出する記録材
検知手段と、先端検出手段、後端検出手段および記録材
検知手段の検出結果に基づき、記録材がＯＨＰシートで
かつＯＨＰシートの先端が前記熱定着ローラ間の接触位
置に達したときには熱定着ローラの回転速度をＯＨＰシ
ートの通過に従って減速し、ＯＨＰシートの後端が前記
熱定着ローラ間の接触位置に達したときには熱定着ロー
ラの回転速度を定常速度に戻すように前記熱定着ローラ
回転駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特
徴としている。

立−一一里 上記構成によれば、記録材検知手段によって記録材がＣ
）ＨＰレシートあることが検知され、かつ先端検出手段
によってＯＨＰシートの先端が一対のゴム製の熱定着ロ
ーラ間の接触位置に達したことが検出されたときには、
熱定着ローラの回転速度がＯＨＰシートの通過に従って
減速され、後端検出手段によってＯＨＰシートの後端が
ローラ間の接触位置に達したことが検出されたときには
、熱定着ローラの回転速度が定常速度に戻される。

これによってＯＨＰシートの先端から後端にわたって均
一な熱量が付与される。従って定着されたＯＨＰシート
上の画像は、先端から後端にわたって均一な透光性を有
する。

ＪＬＪＩ 第１図は本発明の一実施例のフルカラー複写機１の内部
構造を簡略化して示す図である。原稿ガラス２上に置か
れた原稿は、露光ランプ３、レンズアレイ４によりＣＣ
Ｄラインセンサ５に露光され、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリ
ーン）、Ｂ（ブルー）の３原色の色信号として読み取ら
れる。このＲＧＢＯ色信号は画像処理回路によってＹ（
イエロー）２Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）若しくはこ
れにＢｋ（ブラック）を加えた３値又は４値の信号に変
換されると共に、レーザ光学系６に出力信号として伝え
られる。本実施例の複写機は３色分画像メモリを有して
おらず、各色作像時にイメージリーダユニット７が毎回
スキャンし、これに基づき順次Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＹ、Ｍ、
Ｃ，Ｂｋの信号がレーザ光学系６に伝えられる。

レーザ光学系６は走査用ポリゴンミラー８、Ｆθレンズ
９、反射ミラー１０などを備え、前記Ｙ。

Ｍ、Ｃ又は前記Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋの信号に基づいた各色
についての像形成用レーザ光を感光ドラム１１に向けて
照射して露光を行なう。感光ドラム１１は、矢符方向に
回転駆動される。この感光ドラム１１の表面は導体基板
上に積層ユニットされた有機感光体を備え、特にレーザ
発光波長７８０ｎｍ付近に高い感度を示すものが用いら
れている。

また、本実施例では前記感光ドラム１１を帯電チャージ
ャ１２でマイナス帯電している。感光ドラム１１の周囲
にはドラムクリーナ１３、トナー回収ロール１４、イレ
ーザランプ１５、前記帯電チャージャ１２が配設される
と共に、４種類の現像器が配されている。第１の現像器
１６はイエロー色のトナーを、第２の現像器１７はマゼ
ンタ色のトナーを、第３の現像器１８はシアン色のトナ
ーを、第４の現像器１９はブラック色のトナーを各々供
給するものであり、これらのトナーはマイナスに帯電さ
れている。また、トナー補給はトナーホッパー２０にス
トックされた各色のトナーを補給信号に基づき、適時各
現像器１６．１７．１８゜１９にパイプ（図示せず）を
介して輸送することにより行われる。

普通紙、ＯＨＰシートなどの記録材５６は、給紙カセッ
ト２１ａ、２１ｂに積載状態で収納されており、給紙ロ
ーラ２２ａ、２２ｂなどによって一枚ずつ装置内部に向
は給送される。そして先端がレジストローラ２３に当接
した時点で、記録材５６を一旦停止させることにより以
後のタイミングを取り、同時にスキュー補正を行なって
いる。

２４はこのために用いるペーパーセンサである。

２５は転写ドラムで、矢符方向に回転駆動される。この
転写ドラム２５内には周方向に沿って吸引チャージャ２
６、転写チャージャ２７、分離チャージャ２８が配され
ている。また、転写チャージャ２７に対向して感光ドラ
ム１１内には転写チャージャ２９が設けられており、ま
た分離チャージャ２８に対向して転写ドラム２５の外方
側には分離チャージャ３０が配設されている。

レーザ光学系６による露光によって感光ドラム１１上に
形成された静電潜像は現像機１６〜１９の何れかによっ
てトナー像として現像化される。

一方レジストローラ２３から給紙された記録材５６は、
グリフパー３１によって把持され、転写ドラム２５の回
転に伴い吸着チャージャ２６によって転写ドラム２５上
に吸着され、転写ドラム２５の回転に伴い転写ドラム２
５上に巻き付けられる。

そして記録材５６が転写チャージャ２７．２９間を通過
する間に感光ドラム１１上のトナー像が記録材５６に転
写される。尚、フルカラーモード時には、記録材５６は
転写ドラム２５によって４回回転する。転写処理が終了
した記録材５６は、分離チャージャ２８．３０によって
除電され、分離爪３２により転写ドラム２５上から分離
され搬送ベルト３３によって熱定着装置４０に給送され
る。

転写された記録材５６は、熱定着装置４０を通過するこ
とによって加熱加圧され、記録材５６上に画像が定着さ
れ、排紙トレイ３５に排出される。

第２図は熱定着装置４０の具体的な構成を示す断面図で
ある。熱定着装置４０は、内部に加熱用のヒータ４１を
備えた熱定着ローラ４２と、内部に加熱用ヒータ４３を
備え熱定着ローラ４２に圧接する熱定着ローラ４４と、
熱定着ローラ４４に圧接し熱定着ローラ４４の外周面に
離型用のシリコンオイルを塗布するためのオイル塗布ロ
ーラ４５とを有する。熱定着ローラ４２と熱定着ローラ
４４とは、その回転軸がギアなどの動力伝達手段を介し
て連結されており、従って熱定着ローラ４２の矢符方向
の回転によって熱定着ローラ４４は矢符方向に回転する
。また、この熱定着ローラ４４の回転によってオイル塗
布ローラ４５は、矢符方向に回転する。

前記熱定着ローラ４２は、シリコンゴム層４６と、この
シリコンゴム層４６の外周面を被覆するテフロン層４７
とを有する。テフロン層４７上には、定着ローラ４２に
摺接してその表面温度を検出する温度検出器４８が設け
られている。また、前記熱定着ローラ４４は、芯金４９
と、この芯金４９の外周面を被覆するシリコンゴム層５
０とを有する。シリコンゴム層５０上には、熱定着ロー
ラ４４に摺接してその表面温度を検出する温度検出器５
１が設けられている。前記シリコンゴム層５０の厚みは
、シリコンゴム層４６の厚みよりも薄く選ばれている。

尚、熱定着ローラ４２の外周面にテフロン層４７を被覆
したのは、もしテフロン層４７が設けられていないと、
離型用のシリコンオイルがシリコンゴム層４６に浸透し
、シリコンゴム層４６がふやけ、適切な圧接力を作用す
ることができないからである。

前記オイル塗布ローラ４５はシリコンゴム単層５１から
成り、その表面にはフェルトなどから成る含浸部材５２
の一方端が接触し、この含浸部材５２の他方端はシリコ
ンオイル貯留槽５３に浸漬されている。含浸部材５２は
、保持部材５４によって保持されている。熱定着ローラ
４４が矢符方向に回転駆動され、これに伴ってオイル塗
布ローラ４５が矢符方向に回転したときには、貯留槽５
３内のシリコンオイルが含浸部材５２を介してオイル塗
布ローラ４５の表面に付着し、この付着したシリコンオ
イルはオイル塗布ローラ４５の回転によって熱定着ロー
ラ４４の表面に塗布される。

熱定着ローラ４２，４４の入口側には、トナー５５が付
着した記録材５６を案内する案内板５７が設けられてい
る。また熱定着ローラ４２．４４間の接触位置Ｐ近傍に
は、記録材５６の先端及び後端の通過を検出する先端／
後端検出器５８が設けられている。この先端／後端検出
器５８は、光学的検出器であってもよく、またリミット
スイッチなどの機械的スイッチであってもよい。また、
熱定着ローラ４２，４４の出口側には分離爪５９゜６０
が設けられている。

熱定着ローラ４２は、モータなどによって実現される駆
動力供給手段６１によって矢符方向に回転駆動される。

この駆動力供給手段６１は、駆動制御回路６２によって
制御され、例えば電圧制御が行われる。駆動制御回路６
２には、記録材５６がＯＨＰシートであることを検知す
る記録材検知手段７０、フルカラーモード指定検知手段
６３および先端／後端検出器５８からの各検出信号が与
えられる。記録材検知手段７０は、例えば発光素子と受
光素子とから構成され、ＯＨＰシートであれば発光素子
からの光がＯＨＰシートを通過して受光素子に受光され
ることによってＯＨＰシートであることを検知する。尚
、記録材検知手段７０は熱定着ローラ４２．４４に達す
る以前の搬送経路の任意の場所に設ければよく、特に検
知し易さを考慮すればトナーが付着する以前、例えば給
紙部などに設けるのが望ましい。また、前記温度検出器
４８．５１からの温度検出信号は温度制御回路６４に与
えられ、この温度制御回路６４から駆動制御回路６２に
熱定着ローラ４２の駆動制御用信号が与えられる。

尚、ヒータ４１，４３は例えばハロゲンランプなどであ
り、電力供給手段６５によって電力付勢されている。

第３図は熱定着装置４０の熱定着処理動作を示すフロー
チャートである。先ず、ステップｎ１においてフルカラ
ーモード指定検知手段６３によってフルカラーモードが
検出されたか否かが判断される。即ち、記録材５６の複
写に当って、操作者はフルカラー現像であるか単色現像
であるかにつき、モード指定キーを操作する。例えば、
多色現像モードキーを操作したときには、フルカラーモ
ード指定検知手段６３はそのことを検出し、駆動制御回
路６２に検出信号を与える。これによってステップｎ１
からステップｎ２に移る。ステップｎ２では記録材５−
６がＯＨＰシートであるか否かが判断される。記録材検
知手段７０によってＯＨＰシートであることが検知され
たときはステップｎ３に移り、駆動制御回路６２は、第
４図（１）で示す第１減速パターンモードを設定する。

次に、ステップｎ４に移り、多色現像処理が行われたＯ
ＨＰシートの先端が先端／後端検出器５８によって検出
されたか否かが判断される。記録材５６の先端がローラ
４２，４４間の接触位置Ｐに到達する直前で検出器５８
によって検出されたときには、検出器５８からの検出信
号が駆動制御回路６２に導出される。これによってステ
ップｎ５に移り駆動制御回路６２は第１減速パターンを
実行する。

尚、第４図（１）に示すようにＯＨＰシートが接触位置
Ｐに達する時刻ｔ１以前においては、熱定着ローラ４２
．４３はその周速度が■ｌで定常回転駆動している。こ
の周速度は記録材の定着速度に相当し、また速度■ｌは
プロセス速度（感光体１１の周速度に対応している）に
等しい。

ＯＨＰシートが接触位置Ｐに達した時刻ｔ１では、駆動
制御回路６２は定着速度が速度Ｖ１よりも小さい速度■
２になるように駆動力供給部６１の電圧制御を行なう。

そしてＯＨＰシートが熱定着ローラ４２．４４間を通過
し始めると、駆動制御回路６２は定着速度が■２から一
直線状に減速するように駆動力供給部６１への電圧制御
を行なう。これによってＯＨＰシートは、接触位置Ｐを
通過するに従って定着速度がライン１１のように減速さ
れる。従って、熱定着ローラ４２，４４の表面温度がＯ
ＨＰシートの通過に従って低下しても、定着速度が減速
することによってＯＨＰシートの先端から後端にわたっ
て均一な熱量が付与されることになる。従って、ＯＨＰ
シート上のトナーが完全に溶融されて定着され、しかも
ゴム製の熱定着ローラ４２，４４間を通過する際にトナ
ーが凹凸状であっても弾性力で加圧力が吸収されるため
、定着された画像の表面は平坦状になる。従って定着さ
れた画像は先端から後端に至るまで均一な透光性を有す
ることになる。

このようにしてＯＨＰシートが接触位置Ｐを通過してい
く途中で、ＯＨＰシートの後端が接触位置Ｐに達したか
否か、即ちＯＨＰシートの後端が検出器５８によって検
出されたか否かがステップｎ６において判断される。Ｏ
ＨＰシートの後端が検出器５８によって検出されたとき
にはステップｎ７に移り、ＯＨＰシートが接触位置Ｐに
到達した時刻ｔ２において定着速度を■３からもとの定
常速度■１に戻す。その後、熱定着ローラ４２゜４４は
定着速度■１で回転駆動される。こうし、て記録材５６
がＯＨＰシートでかつフルカラーモード時には第１減速
パターンで定着処理が実行される。

前記ステップｎ１において単色現像モードが指定された
ときには、ステップｎ８に移り、記録材５６がＯＨＰシ
ートであるか否かが判断される。

ＯＨＰシートであるときにはステップｎ９に移り、第４
図（２）で示す第２減速パターンが設定される。そして
ステップｎｌＯで単色現像が行われたＯＨＰシートが検
出器５８によって先端が検出されたか否かが判断され、
検出されたときには、ステップｎｉｌで第４図（２）で
示す第２減速パターンが実行される。この第２減速パタ
ーンは、ＯＨＰシートが接触位置Ｐに達した時刻ｔ３か
ら定着速度が■１からライン１２で示すように一直線状
に減速される。そしてステップｎ１２でＯＨＰシートの
後端が検出器５８によって検出されたときには、ステッ
プｎ１３に移って定着速度を■４から■１に復帰させる
。

こうして記録材５６がＯＨＰシートでかつ単色現像時に
おいても定着速度をＯＨＰシートの通過に従って減速す
ることによって、単色画像においても均一な透光性を確
保することができる・前記ステップｎ２で記録材５６が
ＯＨＰシートでない場合、例えば普通紙の場合にはステ
ップｎ１４に移って、定着速度を減速することなく、通
常の定着速度で定着処理が実行される。また前記ステッ
プｎ８で記録材５６が例えば普通紙の場合にも、同様に
ステップｎ１５に移って通常の定着速度で定着処理が実
行される。

尚、ステップｎ１４では通常速度で定着するものとした
が、フルカラーモードであるので定着速度を減速するよ
うにしても良く、ステップｎ１４の処理に換えてステッ
プｎ９〜ｎ１３の処理を行なうことで実施できる。

こうしてＯＨＰシートでかつトナーの付着量が大の場合
には第１減速パターンで定着を行ない、ＯＨＰシートで
かつ単色のようなトナー付着量が小の場合には第２減速
パターンで定着を行なうよ・うにしたので、何れの場合
にも最適な定着を行なうことができる。

尚、前述の実施例ではＯＨＰシートにつき、単色画像の
場合に第２減速パターンで定着を行ったけれども、多色
でかつトナーが重ならないような画像の場合には第２減
速パターンで定着を行ない、２色現像でもトナーが重な
るような画像の場合には、第１減速パターンで定着を行
なうようにしてもよい。

尚、上記実施例ではフルカラーモードであるか否かの判
断の後、ＯＨＰシートであるか否かの判断を行ない定常
速度又は減速による定着を行なうものとしたが、フルカ
ラーモードに関係なく、ＯＨＰシートであるか否かの判
断のみで減速定着するようにしても良い。

また、前述の実施例ではＯＨＰシートが熱定着ローラ４
２．４４間を通過するに従い予め定めた減速パターンで
減速を行なうようにしたけれども、温度検出器４８．５
１からの温度検出信号に基づき熱定着ローラ４２．４４
の回転速度を制御するようにしてもよい。

また、前述の実施例では検出器５８によってＯＨＰシー
トの先端及び後端を検出するようにしたけれども、検出
器を２つ設け、先端検出器の方を熱定着ローラ４２．４
４の入口側に設け、後端検出器を排出側に設けるように
してもよい。また、先端／後端検出器５８は接触位置Ｐ
近傍に設けられたけれども、熱定着装置４０に達する以
前の搬送経路の任意の場所に設けるようにしてもよく、
この場合にはタイマを用いて記録材５６の先端及び後端
が接触位置Ｐに達することを検出するようにすればよい
。

また、第１及び第２減速パターン以外にも、複数の減速
パターンを予め設定しておき、ＯＨＰシートに塗布され
るトナー量に応じて最適な減速パターンを選択して定着
を行なうようにしてもよい。

尚、本実施例では、ＯＨＰシート以外の記録材について
は定着速度を減速させないため、定着処理の効率化を図
ることができる。即ち、仮に普通紙のものについても定
着速度を減速させるようにすれば、定着処理速度が低下
する。一方、普通紙については均一の熱量が付与されず
、定着後の画像にトナーの粒が残留していても、ＯＨＰ
シートのように透光性を問題としないため、特に不都合
を生じない。従って、本実施例では定着処理速度の向上
のため、ＯＨＰシートのみ定着速度を減速させることに
よって、定着処理の効率を図っている。

尚、前述の実施例では本発明に係る熱定着装置はフルカ
ラー複写機に用いられたけれども、通常の単色現像を行
なう複写機の定着装置にも本発明は好適に実施すること
ができる。また、本発明に係る定着装置は複写機だけで
なく、その他トナー転写型の画像形成装置にも適用する
ことができる。

発里ｑ羞果 以上のように本発明によれば、一対の熱定着ローラ間を
ＯＨＰシートが通過する際、熱定着ローラの回転速度が
定常速度よりも遅く、しかもＯＨＰシートの通過に従っ
て減速するようにしたので、ＯＨＰシートの通過に従っ
て熱定着ローラの表面温度の低下にもかかわらず、ＯＨ
Ｐシート上の画像の先端から後端に至るまで均一な熱量
を付与することができる。従って、画像の先端から後端
に至るまで通光性が均一な高品質の画像をＯＨＰシート
上に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフルカラー複写機１の内部
構造を簡略化して示す図、第２図は熱定着装置４０の具
体的な構成を示す断面図、第３図は定着装置４０の定着
処理動作を示すフローチャート、第４図は定着装置４０
の定着速度の変化を示すグラフである。 ４０・・・熱定着装置、４１．４３・・・ヒータ、４２
゜４４・・・熱定着ローラ、５５・・・トナー、５６・
・・記録材、５８・・・先端／後端検出器、６１・・・
駆動力供給部、６２・・・駆動制御回路、７０・・・記
録材検知手段、Ｐ・・・熱定着ローラ間の接触位置。 特許出願人　：　ミノルタカメラ株式会社第１図 ／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動され相互の外周面が線接触する一対のゴ
   ム製の熱定着ローラを備え、この一対の熱定着ローラ間
   を、画像に対応してトナーが付着した記録材が通過し、
   この通過時にトナーが溶融して記録材に熱定着が行われ
   る熱定着装置において、前記熱定着ローラを回転駆動す
   る手段と、 記録材の先端が熱定着ローラ間の接触位置に達したこと
   を検出する先端検出手段と、 記録材の後端が前記接触位置に達したことを検出する後
   端検出手段と、 記録材がＯＨＰシートであることを検出する記録材検知
   手段と、 先端検出手段、後端検出手段および記録材検知手段の検
   出結果に基づき、記録材がＯＨＰシートでかつＯＨＰシ
   ートの先端が前記熱定着ローラ間の接触位置に達したと
   きには熱定着ローラの回転速度をＯＨＰシートの通過に
   従って減速し、ＯＨＰシートの後端が前記熱定着ローラ
   間の接触位置に達したときには熱定着ローラの回転速度
   を定常速度に戻すように前記熱定着ローラ回転駆動手段
   を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする熱定着装置。