JPH0282280A - 記録装置のトナー熱定着機構 - 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】 〔概　要〕 トナーを用いる静電記録装置に組み込まれるトナー熱定
着機構に関し、特にイエロ、マゼンタ、シアンおよび黒
のうちの少なくとも２色以上のトナーを用いてカラー記
録を行う記録装置に適したトナー熱定着機構に関し、 ヒートローラの経時的な直径変化に応じてトナー熱定着
機構での記録紙送り速度を１組血に調節し得るトナー熱
定着機構を提供することを目的とし、 ヒートローラへの累積通電時間を測定する測定手段と、
測定手段によって測定された累積通電時間に応じてヒー
トローラとバックアップローラとの回転数を調節して記
録紙送り速度を一定に維持する調節手段とを具備するこ
とを特徴とするトナー熱定着機構を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はトナーを用いる記録装置に組み込まれるトナー
熱定着機構に関し、特にイエロ、マゼンタ、シアンおよ
び黒のうちの少なくとも２色以上のトナーを用いてカラ
ー記録を行う記録装置に適したトナー熱定着機構に関す
る。

〔従来の技術〕

記録媒体としてトナーを用いる静電記録装置の代表的な
ものとして、電子写真記録装置が知られている。電子写
真記録装置の記録プロセスには、感光ドラムを帯電させ
た後に露光して該感光ドラム上に静電潜像を形成する静
電潜像形成段階と、感光ドラム上に形成された静電潜像
をトナーでもって現像するトナー現像段階と、その現像
トナーを記録紙に転写するトナー転写段階と、その転写
トナーを熱定着させるトナ一定着段階とがある。

第５図を参照すると、イエロ、マゼンタ、シアンおよび
黒の４色のトナーを用いてカラー記録を行う電子写真記
録装置の概略が示されている。第５図において、ｌは記
録紙カセット、２は繰出しローラ、３はレジストローラ
、４はグリッパ、５はグリッパ４を搬送する無端ベルト
、６は無端ベルト５の駆動プーリを示す。また、無端ベ
ルト５の上側走行部に沿って４つのトナー記録機７Ｖ７
、．７ｃおよび７．が配置され、これらトナー記録機７
ｙ、７Ｍ、７．および７．はそれぞれイエロトナー、マ
ゼンタトナー、シアントナーおよび黒トナーで記録を行
うようになっている。記録紙カセット１内には複数の記
録紙Ｓが保持され、その記録紙Ｓは一枚づつ繰出しロー
ラ２によって繰り出される。繰出しローラ２によって繰
り出された記録紙Ｓはレジストローラ３によって一旦停
止され、グリッパ４とのタイミングが取られた後、記録
紙Ｓはレジストローラ３によってグリッパ４よりも移動
速度よりも幾分大きな速度で送り出される。記録紙Ｓの
先導端がグリッパ４と係合させられると、該グリッパ４
は適当なカム機構（図示されない）でもって閉じられて
記録紙Ｓを把持し、これにより記録紙Ｓは無端ベルト５
の移動に伴って４つのトナー記録機了り　、ＩＭ　、１
ｃおよび７゜を順次通過することになる。なお、記録紙
Ｓがレジストローラ３によって送り出された後、レジス
トローラ３は所定の定速回転に復帰する。

トナー記録機’Ｉｖ、１ｎ、１ｃおよび７Ｂの各々は異
なった色のトナーを用いる点を除けば実質的同じ構成を
持つ。すなわち、各トナー記録機は感光ドラム８、帯電
器９、露光系１０、現像器１１、転写器１２およびクリ
ーナ１３から構成される。感光ドラム８は光導電性物質
から形成され、その性質は光が無いときは絶縁性を示す
が、光が照射されると導電性を示す。各トナー記録機で
記録作動を行う場合、先ず、感光ドラム８には帯電器９
によって一様に電荷が帯電され、次いで感光ドラム８に
は記録画像が露光系ｌＯによって投影され、このとき光
の照射領域の電荷が光導電効果によって放電され、その
結果感光ドラム８上には静電潜像が形成される。感光ド
ラム８上に形成された静電潜像は現像器１１４こよって
所定の色のトナー（すなわち、トナー記録機７ｖではイ
エロトナーで、トナー記録機７Ｈではマゼンタトナーで
、トナー記録機７ｃではシアントナーで、トナー記録機
７ｍでは黒トナーで）で記録される。各トナー記録機で
の現像トナーはそこを通過する記録紙Ｓに転写器１２に
よって転写され、各色のトナーは必要に応じて重ね合わ
せられる。すなわち、記録紙Ｓがトナー記録機７Ｖ、７
．，７Ｃおよび７゜順次通過する間に所定の混合色領域
では色トナーが重ね合わせられて、所望のカラー記録が
行われることになる。なお、無端ベルト５に対する記録
紙Ｓの位置決めはグリッパ４によって常に定められるの
で、各色トナーの重ね合わせは整合させられて互いにず
れることがないようになっている。

記録紙Ｓがトナー記録機？、、７．．１ｃおよび７．で
順次所定の色トナーでトナー転写されて、各色トナーの
重ね合わせが行われると、記録紙Ｓはトナー熱定着機構
１４を通過させられ、これにより転写トナーが記録紙Ｓ
に熱定着されることになる。トナー熱定着機構１４はヒ
ートローラ１５およびバックアップローラ１６を具備し
、最後のトナー記録機？、でトナー転写された記録紙Ｓ
はヒートローラ１５とバックアップローラ１６との間を
通過させられ、これにより転写トナーが記録紙Ｓ上に熱
定着される。熱定着時、トナーがヒートローラ１５側に
オフセットされるのを防止するために、ヒートローラ１
５にはローラ１７によってシリコンオイルが塗布される
ようになっている。

以上の従来例では、イエロ、マゼンタ、シアンおよび黒
の４色のトナーを用いｔカラー記録を行う電子写真記録
装置に組み込まれたトナー熱定着機構について述べたが
、モノクロの電子写真記録装置でも、また誘電体ドラム
に針電極等により静電潜像を書き込むタイプの静電記録
装置でも、同様なトナー熱定着機構が組み込まれる＝〔
発明が解決しようとする課題〕 さて、記録装置に組み込まれる従来のトナー・熱定着機
構においては、ヒートローラがシリコンオイルの塗布に
よって次第に膨潤してその直径を増大させるということ
が指摘されている。なお、第６図のグラフを参照すると
、ヒートローラに実際に数千時間通電した際にヒートロ
ーラの直径がどのように変化するかが示されている。こ
のようにヒートローラの直径が経時的に増大すると、該
ヒートローラの周速度は次第に大きくなり、これに伴っ
てトナー熱定着機構の記録紙送り速度も早くなる。

ところで、電子写真記録装置等の記録装置では、その全
体寸法を小さくさせるために、トナー熱定着機構とトナ
ー記録機とは通常圧いに接近して配置され、その結果記
録紙がトナー記録機でトナー転写されている間に該記録
紙はトナー熱定着機構に導かれることになる。すなわち
、第５図に示す従来例では、記録紙Ｓが最後のトナー記
録機？。

でトナー転写されている（場合によっては、トナー記録
機７ｃでも）間に該記録紙Ｓの先導側は既にヒートロー
ラ１５とバックアップローラ１Ｇとの間に導入されるこ
とになる。このため従来では、トナー熱定着機構での記
録紙送り速度はトナー転写時での記録紙移動速度に一致
させるようになっている。

しかしながら、前述のようにヒートローラの直径が経時
的に増大して、トナー熱定着機構での記録紙送り速度が
トナー転写時での記録紙移動速度よりも大きくなると、
記録紙がトナー熱定着機構側に引っ張り込まれ、このた
めトナー転写の画像に伸びが生じ、その結果記録画の画
質が低下することになる。特に、第５図で説明したよう
なカラー記録では、画像の伸びだけでなく色ずれの問題
も生じ、しかもカラー記録の場合、熱定着すべきトナー
量が多いことから、十分な熱をトナーに伝えるべくヒー
トローラとしてソフトローラが用いられるが（ソフトロ
ーラの場合には記録紙に対する接触幅いわゆるニップ幅
が大きく取られる）、そのソフトローラはシリコンオイ
ルによる膨潤量が大きく、°このためかかる問題は一層
深刻なものとなる。

以上に述べたような問題を解決するために、ヒートロー
ラの膨潤量を見込んでヒートローラの直径を小さめとし
、これによりトナー熱定着機構での記録紙送り速度をト
ナー転写時での記録紙移動速度よりも常に遅゛くするこ
とが提案されているが、この場合にも記録画の画質低下
という同様な問題が起きることになる。詳しく述べると
、トナー熱定着機構での記録紙送り速度がトナー転写時
での記録紙移動速度よりも遅（されるために、トナー熱
定着機構とトナー記録機との間で記録紙に撓みが生じて
、腰の強い記録紙では記録紙がトナー記録機側に押し戻
されることになり、その結果画像に縮が生じ、カラー記
録の場合には色ずれが起きることになる。

更に、かかる問題を解決するために、第７図に示すよう
に、ヒートローラ１６に反射型距離センサ１８を適用し
て、ヒートローラ１６の直径の変化を測定し、その測定
に応じてヒートローラ１６の速度を調節することも提案
されているが、この場合にはシリコンオイル、トナー等
のヒートローラ面の汚れやセンサ自体の汚れによって高
い測定精度が期待できず、ヒートローラの速度調節に信
頼性が得られない点が問題となる。また、トナー熱定着
機構内は高温環境下にあるためセンサの耐熱性を高めな
ければならないという点も問題となる。

したがって、本発明の目的はトナーを用いる記録装置に
組み込まれるトナー熱定着機構、特にイエロ、マゼンタ
、シアンおよび黒のうちの少なくとも２色以上のトナー
を用いてカラー記録を行う記録装置に適したトナー熱定
着機構であって、ヒートローラの経時的な直径変化に応
じてトナー熱定着機構での記録紙送り速度を信頼的に調
節し得るトナー熱定着機構を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

課題を解決する手段は第１図に示す通りのものであり、
本発明によるトナー熱定着機構はそのヒートローラへの
累積通電時間を測定する測定手段と、この測定手段によ
って測定された累積通電時間に応じてヒートローラの回
転数を調節して記録紙送り速度を一定に維持する調節手
段とを具備する。

〔作　用〕

本発明によるトナー熱定着機構では、測定手段はヒート
ローラについての経時的な直径変化と関数関係にあるヒ
ートローラへの累積通電時間を測定し、調節手段は記録
紙送り速度を一定に維持するように該累積通電時間に応
じてヒートローラの回転数を調節する。

〔実施例〕

次に、添付図面の第２図ないし第４図を参照して本発明
によるトナー熱定着機構の一実施例について説明する。

第２図を参照すると、本発明によるトナー熱定着機構を
組み込んだカラー用電子写真記録装置が示され、このカ
ラー用電子写真記録装置は従来のトナー熱定着機構に代
えて本発明によるトナー熱定着機構が組み込まれている
点を除けば第５図に図示した電子写真記録装置と同様な
ものである。

なお（第２図では、第５図と同様な構成要素については
同じ参照番号が用いられており、それら構成要素の説明
については省くことにする。

トナー熱定着機構２０は第５図の場合と同様にヒートロ
ーラ２１およびバックアップローラ２２を具備し、最後
のトナー記録機７．でトナー転写された記録紙Ｓはヒー
トローラ２１とバックアップローラ２２との間を通過さ
せられ、これにより転写トナーが記録紙Ｓ上に熱定着さ
れる。また、熱定着時、トナーがヒートローラ２１側に
オフセットされるのを防止するために、ヒートローラ２
１にはローラ２３によってシリコンオイルが塗布される
ことも第５図の場合と同様である。

トナー熱定着機構２０はヒートローラ２１の駆動用モー
タとして例えばサーボモータ２４を具備し、このサーボ
モータ２４への給電はモータドライブすなわちモータ駆
動回路２５によって行われる。一方、ヒートローラ２１
にはそこへの累積通電時間を測定する測定器例えばアワ
ーメータ２６が組み込まれ、このアワーメータ２６はカ
ラー用電子写真記録装置の電源が“オン”されると始動
し、その“オフ１によって停止され、これによりヒート
ローラ２１への通電時間が累積されることになる。

トナー熱定着機構２０は、更に、アワーメータ２６に累
積された通電時間に応じてモータ駆動回路２５を制御す
るための制御回路２７も具備し、この制御回路２７はマ
イクロコンピュータによ゛って構成される。第２図から
明らかなように、マイクロコンピュータは中央処理装置
１（ＣＰｔｌ）　２Ｂと、カラー用電子写真記録装置の
作動に必要な種々のプログラム、定数等を記憶している
読出し専用メモリ（ＲＯＭ）　２９と、−時的なデータ
等を記憶する書込み・読出し可能なメモリ（ＲＡＭ）　
３０と、入出力インターフェース（Ｉｌｏ）　３１とを
具備する。また、第２図に示すように、中央処理装置（
ＣＰＩＩ）　２Ｂにはクロック３２によって例えば１０
０〜１０ｐ３毎に割込み信号が入力されるようになって
いる。

次に、第３図、第４図Ａおよび第４図Ｂを参照して、以
上に述べたトナー熱定着機構２０の作動について説明す
る。

第３図はモータドライブ２５に出力するための駆動パル
スの周期Ｔを決定するためのルーチンであり、このルー
チンはカラー用電子写真記録装置の電源が“オン゛され
たとき一回だけ実行される。

なお、モータドライブ２５に駆動パルスが出力されると
、モータドライブ２５がサーボモータ２４への給電を行
って回転駆動させるが、その回転速度は駆動パルスの周
期Ｔの長さによって決まり、周期Ｔが長くなるにつれて
遅くなり、周期Ｔが短くなるにつれて速くなる。更に、
前記ルーチンは、電源オン後の所定枚数の記録毎に実行
しても良い。

先ず、ステップ３０１でアワーメータ２６からデ−タＳ
（すなわち、ヒートローラ２１への累積通電時間）が取
り込まれ、次いでステップ３０２では・データＳがＲＯ
Ｍ　２９に予め記憶されたマツプにアドレス信号として
入力される。そのマツプは第３図のステップ３０２に示
されるようにヒートローラ２１への累積通電時間Ｓをパ
ラメータとする一次元マツブであり、所定の累積通電時
間Ｓに応じて駆動パルスの周期Ｔが一義的に求められる
。累積通電時間Ｓと駆動パルスの周期Ｔとの関係は第５
図に示したグラフに基づいて決められる。詳しく述べる
と、累積通電時間Ｓと駆動パルスの周期Ｔとの関係につ
いては、トナー熱定着機構２０での記録紙送り速度を常
に一定に維持すべくヒートローラ２１の直径増大に伴う
記録紙送り速度の増大を補償し得るように決められる。

なお、かかるマツプに書き込まれた駆動パルスの周期Ｔ
のデータはディスクリートとなっているので、所定の累
積通電時間Ｓに対する駆動パルスの周期Ｔは通常は補完
演算によって求められる。ステップ３０３では、ステッ
プ３０２で求めた駆動パルスの周期ＴがＲＡＭ３０に書
き込まれ、この書込みによって第３図に示すルーチンは
終了する。

更に、ステップ３０２のデータは、ＲＯＭテーブル以外
に関数発生器を用い、高精度に発生させるようにしても
良い。

第４図Ａはモータドライブ２５に出力するための駆動バ
）Ｉ＜スを発生させるための割込みルーチンであり、こ
の割込みルーチンはクロック３２によって前記所定周期
毎に割込み信号がＣＰｏ　２８に入力されると実行され
る。

先ず、ステップ４０１でカウンタＣが＋１だけカウンタ
アップされ、次いでステップ４０２ではカウンタＣのカ
ウンタ数が所定値Ｐと比較される。なお、所定値Ｐは第
４図Ｂに示すように駆動パルスのパルス幅を決定する定
数であり、ＲＯＭ２９に予め記憶されている。カウンタ
Ｃのカウンタ数が所定値Ｐよりも小さいときは、ステッ
プ４０３に進み、１１０３１を介してモータドライブ′
２５にハイレベルの電圧が印加される。

ここで第４図のルーチンは一旦終了するが、ＣＰｏ　２
８への割込み信号毎に（すなわち、前記周期毎に）逐次
実行され、カウンタＣのカウンタ数が所定値Ｐを越えな
い限り、ステップ４０１．４０２および４０３が繰り返
されて、モータドライブ２５にはハイレベルの電圧が印
加され続ける。

第４図のルーチンが前記周期毎に逐次実行されている間
にカウンタＣのカウンタ数が所定値Ｐを越えると、ステ
ップ４０４に進み、Ｉｌｏ　３１を介してモータドライ
ブ２５にローレベルの電圧が印加される。次いでステッ
プ４０５に進み、カウンタＣのカウンタ数が周期Ｔ（第
３図のルーチンの実行により求められた）と比較される
。第４図のルーチンが前記周期毎に逐次実行されている
間にカウンタＣのカウンタ数が周期Ｔを越えない限り、
ステップ４０１．４０２．４０４および４０５が繰り返
され、モータドライブ２５にはローレベルの電圧が印加
され続ける。

第４図のルーチンが前記周期毎に逐次実行されている間
にカウンタＣのカウンタ数が周期Ｔを越えると、ステッ
プ４０６に進み、カウンタＣがリセットされる。カウン
タＣがリセットされると、モータドライブ２５にはハイ
レベルの電圧が再び印加され続け、次いでローレベルの
電圧が印加され続け、その結果第４図Ｂに示すような駆
動パルスがモータドライブ２５に入力されて、ヒートロ
ーラ２１の経時的な直径増大にもかかわらず、トナー熱
定着機構での記録紙送り速度は一定に維持されることに
なる。

〔発明の作用〕

以上の記載から明らかなように、本発明によるトナー熱
定着機構においては、ヒートローラの膨潤があっても、
記録紙送り速度を一定に維持し得るので、記録画像の伸
縮だけでなく、カラー記録の場合には色ずれも起こらず
、高画質の記録を行うことが可能である。また、本発明
によれば、ヒートローラについての経時的な直径変化と
関数関係にあるヒートローラへの累積通電時間に基づい
てヒートローラの回転速度が調節されるので、記録紙送
り速度について信鎖性の高い制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるトナー熱定着機構の構成図、第２
図は本発明によるトナー熱定着機構を組み込んだカラー
用電子写真記録装置の概略図、第３図は第２図のトナー
熱定着機構のヒートローラを駆動させるためのサーボモ
ータの駆動パルス周期を決定するルーチン、第４図Ａは
第２図のトナー熱定着機構の作動を説明するためのルー
チン、第４図Ｂは第２図のトナー熱定着機構のヒートロ
ーラを駆動させるためのサーボモータの駆動パルスを示
す波形図、第５図は従来のトナー熱定着機構を組み込ん
だカラー用電子写真記録装置の概略図、第６図はヒート
ローラの経時的な直径変化とそこへの通電時間との関係
を示すグラフ、第７図はヒートローラの直径変化を測定
する従°来例を示す概略図である。 ２０・・・トナー熱定着機構、 ２１・・・ヒートローラ、 ２２・・・バックアップローラ、 ２３・・・ローラ　　　　　２４・・・サーボモータ、
２５・・・モータドライブ、２６・・・アワーメータ、
２７・・・制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、トナーを用いる記録装置に組み込まれるトナー熱定
   着機構（２０）であって、そのヒートローラへの累積通
   電時間を測定する測定手段（２６）と、この測定手段に
   よって測定された通電時間に応じて前記ヒートローラの
   回転数を調節して記録紙送り速度を一定に維持する調節
   手段（２４、２５、２７）とを具備することを特徴とす
   るトナー熱定着機構。