JPH10274893A - 媒体加熱搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の媒体に対し最適な張力を与えることが
できる。 【解決手段】 弾性材料で形成されたバックアップロー
ラ３の両端に挿入固着された軸４ａ、４ｂは、回動自在
に取り付けられた軸受６ａ、６ｂに保持されている。軸
受６ｂと噛み合うギア１０は、軸受６ａと噛み合うギア
９と同期して回転する。ギア９、１０が矢印Ａ、Ｂ方向
に夫々所定量回転すると、軸受６ａ、６ｂが矢印Ｃ、Ｄ
方向に夫々所定量回転し、バックアップローラ３が用紙
１１の搬送方向に湾曲すると供に、図示せぬヒートロー
ラとバックアップローラ３との接触部も同方向に湾曲す
る。バックアップローラ３は、湾曲してもその軸方向で
ヒートローラと弾性により圧接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートローラとこ
れに圧接したバックアップローラとにより熱と圧力を加
えながら媒体を挟持搬送する媒体加熱搬送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】媒体加熱搬送装置として例えば電子写真
方式のプリンタに設けられる加熱定着装置は、一般に、
ヒートローラ及びこれに圧接するバックアップローラを
有しており、加熱したヒートローラとバックアップロー
ラとにより熱と圧力を加えながら媒体を挟持搬送し、ト
ナー画像を定着している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】媒体が用紙である場
合、ヒートローラの加熱により用紙の繊維が伸びる。こ
のとき用紙がバックアップローラによりヒートローラに
押圧されていると、用紙は両ローラの長手方向（軸方
向）に伸びることができず、用紙に「皺」が発生してし
まう。従って、従来の加熱定着装置では、ヒートローラ
の直径を軸方向で均一にせず、例えば中央部の直径を両
端部の直径よりも太くすることにより、用紙に対し両ロ
ーラの軸方向の張力を掛け、「皺」の発生を防止してい
た。

【０００４】しかしながら、媒体の厚さにより媒体に掛
ける適正な張力は変化し、従って、ヒートローラの直径
の大きさの分布を固定したままでは、種々の媒体に対し
最適な張力を与えることができなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明が講じた解決手段は、バックアップローラは
弾性を有し且つ湾曲自在に形成され、バックアップロー
ラとヒートローラとの接触部が曲線を描くように、バッ
クアップローラを湾曲させる湾曲機構を設けたものであ
る。

【０００６】上述の解決手段によれば、湾曲機構により
バックアップローラを湾曲する。この状態において媒体
をヒートローラとバックアップローラとにより挟持搬送
する。バックアップローラの湾曲により媒体に対し両ロ
ーラの軸方向に張力が掛かる。従って、媒体の材質が熱
により伸びるものである場合、媒体は両ローラの軸方向
に伸びることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では媒体
加熱搬送装置として、電子写真方式のプリンタに内蔵さ
れる加熱定着装置を例に挙げて説明する。なお、各図面
に共通する要素には同一の符号を付す。

【０００８】第１の実施の形態 図１は本発明に係る第１の実施の形態における加熱定着
装置に設けたバックアップローラの構成図、図２は第１
の実施の形態のバックアップローラの構成図、図３は第
１の実施の形態の加熱定着装置を示す概略斜視図、図４
は第１の実施の形態のヒートローラのバックアップロー
ラとの接触部の状態を説明する図である。図２及び図４
に示す一点鎖線は夫々、ヒートローラとバックアップロ
ーラとの接触部を示す。

【０００９】図３に示す加熱定着装置１には、ヒートロ
ーラ２及びバックアップローラ３が設けられている。ヒ
ートローラ２は硬質金属で形成され、中空パイプ状にな
っている。ヒートローラ２の内部にはヒータ２ａが配設
され、ヒータ２ａに温められてヒートローラ２は発熱す
る。また、ヒートローラ２は図示せぬ駆動源により回転
力を伝達され、矢印Ｅ方向に回転する。

【００１０】バックアップローラ３は耐熱性の弾性材料
を用いて形成されており、円柱状になっている。バック
アップローラ３はヒートローラ２に圧接しており、ヒー
トローラ２の矢印Ｅ方向の回転により、矢印Ｆ方向に摩
擦回転する。従って、ヒートローラ２及びバックアップ
ローラ３に挟持される用紙１１は矢印Ｇ方向に搬送され
る。

【００１１】バックアップローラ３の両端には夫々軸４
（４ａ、４ｂ）が挿入固着されている。軸４ａ、４ｂは
夫々バックアップローラ３の中央部まで通っておらず、
従って、バックアップローラ３は湾曲の大きさを自在に
変えることが可能である。軸４ａ、４ｂは、図１及び図
２に示す加熱定着装置１の基台５に取り付けられた軸受
６（６ａ、６ｂ）に夫々回動自在に保持されている。

【００１２】軸受６ａ、６ｂは夫々、基台５に支点７
ａ、７ｂを回動支点として回動自在に取り付けられてい
る。また、軸受６ａ、６ｂには夫々歯８（８ａ、８ｂ）
が形成されている。歯８ａは、後述するモータの回転軸
に設けられたギア９と噛み合っている。また歯８ｂは、
モータの回転力を伝達されて回転するギア１０と噛み合
っている。

【００１３】本実施の形態ではギア１０はギア９に同期
して回転し、両ギア９、１０の回転量は同じで回転方向
は逆になっている。従って、ギア９を矢印Ａ方向に所定
量回転すると、ギア１０は矢印Ｂ方向に同量回転し、こ
れにより軸受６ａは矢印Ｃ方向に所定量回転し、軸受６
ｂは矢印Ｄ方向に所定量回転し、バックアップローラ３
が用紙１１の搬送方向（矢印Ｇ方向）に湾曲する。即
ち、図１の状態から図２の状態に変化する。

【００１４】バックアップローラ３が湾曲すると、ヒー
トローラ２とバックアップローラ３とが接触する接触部
は、接触部Ｊから接触部Ｋに変化する（図２及び図４参
照）。接触部Ｋはバックアップローラ３と同様に用紙搬
送方向に湾曲している。即ち、バックアップローラ３は
湾曲しても軸方向でヒートローラ２と弾性により圧接し
ている。従って、バックアップローラ３は用紙１１の中
央部だけでなく両端部をも、湾曲していないときと同様
に、ヒートローラ２に押圧させることができる。

【００１５】次に、第１の実施の形態の制御系について
図５を加えて説明する。図５は第１の実施の形態のブロ
ック図である。

【００１６】加熱定着装置１の全体の動作は制御部１２
により制御されている。制御部１２には図５に示す操作
部１３及び可動軸受駆動回路１４が接続されている。操
作部１３は入力キー等を有しており、オペレータにより
操作される。可動軸受駆動回路１４は操作部１３から入
力される情報に基づいて、モータ１５を所定量駆動する
信号を生成する回路である。操作部１３から入力される
情報は、用紙１１の厚さ等の情報である。

【００１７】用紙１１は、熱が加えられると用紙の繊維
が伸びる。このとき用紙１１がバックアップローラ３に
よりヒートローラ２に押圧されていると、用紙１１は両
ローラ２、３の長手方向（矢印Ｌ、Ｍ方向で示される軸
方向）に伸びることができず、用紙に「皺」が発生して
しまう。従って、本実施の形態では定着動作の際、用紙
１１の厚みに応じてバックアップローラ３を図２に示す
ように湾曲させて、挟持搬送する用紙１１に対し張力
（矢印Ｌ、Ｍ方向に用紙１１を引っ張る力）を掛けてい
る。

【００１８】用紙１１に掛ける張力は用紙の種類（厚み
等）により決まっている。従って、本実施の形態では加
熱定着装置１で扱う複数種類の用紙１１への最適な張力
及びその張力を掛けるバックアップローラ３の湾曲量
（モータ１５の回転角度）を予め実験等により求めてお
き、これら回転角を図示せぬ不揮発性のメモリ等に記憶
させている。そして、オペレータが操作部１３からキー
入力で用紙１１の種類を選択することにより、選択した
用紙の種類に対応するモータ１５の回転角がメモリから
呼び出され、可動軸受駆動回路１４はメモリから呼び出
された回転角分モータ１５を駆動する信号を生成してい
る。

【００１９】また、用紙１１に掛ける張力をオペレータ
によりその都度入力させるようにしてもよい。

【００２０】次に本実施の形態の加熱定着装置１の動作
を同じく図１〜図５を用いて説明する。

【００２１】ヒートローラ２はヒータ２ａにより所定温
度に保たれている。この状態において、先ずオペレータ
は使用する用紙１１の種類を操作部１３から入力する。
制御部１２は、操作部１３からのキー入力に応じてモー
タ１５の回転角を求め、可動軸受駆動回路１４へ送出す
る。可動軸受駆動回路１４は入力した回転角に基づいて
信号を生成しモータ１５に出力する。モータ１５は駆動
され、ギア９は矢印Ａ方向に回転し、ギア１０は矢印Ｂ
方向に回転する。同時に軸受６ａは矢印Ｃ方向に回転
し、軸受６ｂは矢印Ｄ方向に回転する。

【００２２】従って、バックアップローラ３は湾曲す
る。また、ヒートローラ２とバックアップローラ３との
接触部は接触部Ｊから接触部Ｋとなる（図２参照）。

【００２３】この後、未定着トナー画像が付着した用紙
１１が加熱定着装置１に送られると、用紙１１はヒート
ローラ２とバックアップローラ３とにより挟持搬送され
る。このとき、用紙１１の未定着トナー画像は、熱と圧
力により溶融し用紙１１に定着すると共に、用紙１１は
バックアップローラ３の湾曲により矢印Ｌ、Ｍ方向に引
っ張られて搬送される。

【００２４】用紙１１は矢印Ｌ、Ｍ方向に引っ張られて
搬送されるので、バックアップローラ３の中央と接触す
る用紙１１の中央部の線速度は、軸受６側の両端部の線
速度よりも速くなる。これは、バックアップローラ２の
中央部の直径を端部の直径よりも大きくした場合と同じ
である。従って、熱が加えられ用紙の繊維が伸びても、
用紙１１は矢印Ｌ、Ｍ方向に伸びることができるので、
皺は発生しない。

【００２５】第１の実施の形態では、用紙１１の種類
（厚み）に応じてモータの回転角を変えることにより、
即ち、バックアップローラ３の湾曲の大きさを変えるこ
とにより、ヒートローラ２とバックアップローラ３との
接触部の曲率を変えることができる。これにより、用紙
１１に掛ける張力を任意に設定することができるので、
加熱定着装置１が扱う用紙１１の適応性を従来よりも拡
大することができる。

【００２６】ところで第１の実施の形態では、バックア
ップローラ３を用紙１１の搬送方向に湾曲させている
が、搬送方向に限らずバックアップローラ３の中央部を
ヒートローラ２から離反方向へ湾曲させてもよい。以
下、図６を用いて第１の実施の形態の変形例を説明す
る。図６は第１の実施の形態の変形例の加熱定着装置を
示す概略構成図である。

【００２７】加熱定着装置１００には、ヒートローラ２
００及びバックアップローラ３００が設けられている。
ヒートローラ２００は、その表面に樹脂コーティングが
施されて弾性を有する金属パイプであり、その表面形状
は成形時の状態であり金属パイプそのものである。そし
て第１の実施の形態と同様に内部には図示してはいない
がヒータが配設され、ヒータに温められてヒートローラ
２００は発熱する。また、ヒートローラ２００は図示せ
ぬ駆動源により回転力を伝達され、図３に示す矢印Ｅ方
向に回転する。

【００２８】バックアップローラ３００は軸４００の上
にゴムを皮膜して形成されている。第１の実施の形態と
同様に円柱状になっている。バックアップローラ３００
は加圧バネ５００によりヒートローラ２００に常に圧接
しており、ヒートローラ２００の回転により、ヒートロ
ーラ２００の回転方向とは逆方向に摩擦回転する。

【００２９】この変形例では、軸４００は例えば図示せ
ぬ湾曲機構等に両端を保持されており、湾曲機構により
バックアップローラ３００の両端部をヒートローラ２０
０に圧接する方向、即ち、バックアップローラ３００の
中央部分をヒートローラ２００から離反する方向（矢印
Ｔ方向）へ湾曲させている。

【００３０】バックアップローラ３００の中央部分の湾
曲の大きさ（たわみ量δ）は、図７（ａ）に示すような
力学的モデルによって近似することができる。図７
（ａ）は第１の実施の形態のバックアップローラの軸の
湾曲を力学的モデルにより説明する図である。そしてた
わみ量δは、以下の式により表せる。

【００３１】

【数１】

【００３２】なお、図に示すｄは軸４００の直径に相当
し、縦弾性係数Ｅはバックアップローラ３００の材質に
よって決まる。この変形例では、縦弾性係数Ｅは２１０
００［Ｋｇ／ｍｍ² ］としている。

【００３３】例えば、外力Ｗが２．５［Ｋｇ］、バック
アップローラ３００の両端から突出する軸４００の長さ
Ｌ１が１２［ｍｍ］、バックアップローラ長Ｌ２が２２
０［ｍｍ］として、たわみ量δが０．２［ｍｍ］を得る
ために、直径ｄを求めてみれば、前述の式により以下の
通りとなる。

【００３４】

【数２】

【００３５】よって、バックアップローラ３００の軸４
００の直径を、５．４５［ｍｍ］とすれば、たわみ量δ
は０．２［ｍｍ］を得ることができる。

【００３６】即ち、外力Ｗ、両端側の軸の長さＬ１、バ
ックアップローラ長Ｌ２及び直径ｄの各々設定値の組み
合わせにより、バックアップローラ３００の表面形状を
特に加工せずとも、中央近辺にたわみ量δ＝０．１〜
０．３［ｍｍ］を得ることができる。また、ヒートロー
ラ２００との圧接部の中央部分にても、ヒートローラ２
００が弾性を有することにより、図６に示すたわみ量Ｘ
＝０．１〜０．３［ｍｍ］が得られる。

【００３７】この変形例では、バックアップローラ３０
０の中央部分をヒートローラ２００から離反する方向へ
湾曲させているので、用紙１１がヒートローラ２００と
バックアップローラ３００とにより挟持搬送されると
き、用紙１１の搬送方向と平行な両端は両ローラ２０
０、３００に押さえられて搬送される。従って、第１の
実施の形態と同様、熱が加えられ用紙１１の繊維が伸び
ても両ローラ２００、３００の中央部分に用紙１１の伸
びた部分が逃げ、皺は発生しない。

【００３８】また図７（ｂ）に示すように、バックアッ
プローラ３００の中央部分をヒートローラ２００の回転
中心に接近方向へ湾曲させても同様の効果が得られる。
図７（ｂ）は第１の実施の形態のバックアップローラの
軸の湾曲を力学的モデルにより説明する図である。この
場合、両ローラ２００、３００の中央部分で用紙１１が
挟持搬送される時、用紙１１はバックアップローラ３０
０の湾曲により矢印Ｌ、Ｍ方向に逃げる形で搬送され
る。従って、熱が加えられ用紙１１の繊維が伸びても皺
は発生しない。

【００３９】第２の実施の形態 第１の実施の形態では、ギア１０をギア９に同期させて
同量回転させているが、第２の実施の形態では、ギア９
の回転量とギア１０の回転量を異ならせている。以下、
図１、図３、図８、図９を用いて第２の実施の形態を説
明する。図８は第２の実施の形態のブロック図、図９は
第２の実施の形態のヒートローラのバックアップローラ
との接触部の状態を説明する図である。

【００４０】加熱定着装置１は、図８に示す制御部２０
により全体動作を制御される。制御部２０には第１の実
施の形態と同様の操作部１３が接続されている。制御部
２０には、さらに第１の可動軸受駆動回路２１及び第２
の可動軸受駆動回路２２が接続されている。第１の可動
軸受駆動回路２１には第１のモータ２３が接続され、第
２の可動軸受駆動回路２２には第２のモータ２４が接続
されている。第１及び第２の可動軸受駆動回路２１、２
２は、第１の実施の形態と同様、操作部１３から入力さ
れる情報に基づいて、第１、第２のモータ２３、２４を
所定量駆動する信号を生成する回路である。

【００４１】また、第１のモータ２３のモータ軸にはギ
ア９が設けられ、第２のモータ２４のモータ軸にはギア
１０が設けられている。従って、ギア９及びギア１０は
夫々別々に駆動制御されることになる。

【００４２】第２の実施の形態では、宛名を透視する目
的の窓を形成した封筒等の用紙１１や、部分的に複写用
ノンカーボン薬剤を貼付した用紙１１、即ち、厚みが均
一でない用紙１１に対して、第１のモータ２３の回転角
と第２のモータ２４の回転角を変えることにより最適な
張力を掛けている。

【００４３】即ち、用紙１１に掛ける張力は用紙の種類
（厚み）により決まるので、厚みが均一でない用紙１１
への最適な張力の分布及びモータ１５の回転角度を予め
求めておき、求めた回転角を第１の実施の形態と同様、
図示せぬ不揮発性のメモリ等に記憶させる。そして、オ
ペレータが操作部１３からキー入力で用紙１１の種類を
選択することにより、制御部２０は、用紙１１の種類に
対応するモータ２３及びモータ２４の回転角をメモリか
ら夫々呼び出し、第１及び第２の可動軸受駆動回路２
１、２２に送出し、回転角分のモータ２３、２４を駆動
する信号を第１及び第２の可動軸受駆動回路２１、２２
に生成させる。

【００４４】その他の構成は第１の実施の形態と同様で
あるので、説明は省略する。

【００４５】次に第２の実施の形態の加熱定着装置１の
動作を図１、図３、図８、図９を用いて説明する。

【００４６】ヒートローラ２はヒータ２ａにより所定温
度に保たれている。この状態において、第１の実施の形
態と同様、先ずオペレータは使用する用紙１１の種類を
操作部１３から入力する。制御部２０は、操作部１３か
らのキー入力に応じて第１のモータ２３及び第２のモー
タ２４の回転角を夫々求め、第１、第２の可動軸受駆動
回路２１、２２へ送出する。第１、第２の可動軸受駆動
回路２１、２２は入力した回転角に基づいて夫々信号を
生成し、第１の可動軸受駆動回路２１は第１のモータ２
３に信号を出力し、第２の可動軸受駆動回路２２は第２
のモータ２４に信号を出力する。

【００４７】例えば用紙１１の矢印Ｌ方向側の端部の厚
みが矢印Ｍ方向側の端部の厚みよりも薄い場合、その用
紙１１の種類を操作部１３から入力することにより、制
御部２０は第１、第２の可動軸受駆動回路２１、２２を
介して第１のモータ２３の回転角を第２のモータ２４の
回転角よりも大きくして第１、第２のモータ２３、２４
を駆動する。従って、矢印Ｌ方向側のバックアップロー
ラ３が湾曲する。即ち、矢印Ｌ方向側の接触部の曲率は
矢印Ｍ方向側の接触部の曲率よりも大きくなる。従っ
て、ヒートローラ２とバックアップローラ３との接触部
は、図９に示すように接触部Ｊから接触部Ｎに変わる。
この場合、用紙１１への張力は、矢印Ｌ方向側の端部が
矢印Ｍ方向側の端部よりも大きくなる。

【００４８】この後、未定着トナー画像が付着した用紙
１１が加熱定着装置１に送られると、用紙１１はヒート
ローラ２とバックアップローラ３とにより挟持搬送され
る。このとき、用紙１１の未定着トナー画像は、熱と圧
力により溶融し用紙１１に定着すると共に、用紙１１は
バックアップローラ３の湾曲により矢印Ｌ、Ｍ方向に引
っ張られて搬送される。用紙１１は矢印Ｌ、Ｍ方向に引
っ張られて搬送されるので、バックアップローラ３の矢
印Ｌ方向側と接触する用紙１１の端部の線速度は、中央
部及び矢印Ｍ方向側端部の線速度よりも速くなる。従っ
て、熱が加えられ用紙の繊維が伸びても、用紙１１は矢
印Ｌ、Ｍ方向に伸びることができるので、皺は発生しな
い。

【００４９】第２の実施の形態では、軸受６ａ、６ｂを
別々に駆動可能とすることにより、厚みが均一でない用
紙１１であっても用紙１１に掛ける張力を設定すること
ができる。従って、第１の実施の形態よりも、加熱定着
装置１が扱う用紙１１の適応性を拡大することができ
る。

【００５０】第３の実施の形態 第３の実施の形態では、軸受６の駆動量（モータの回転
角度）を印刷コマンドにより決定している。以下、図１
〜図４及び図１０を用いて第３の実施の形態を説明す
る。図１０は第３の実施の形態のブロック図である。

【００５１】第３の実施の形態の加熱定着装置１は、第
１の実施の形態と同様、用紙１１への最適な張力及びモ
ータ１５の回転角度を予め実験等により求めておき、こ
れら回転角を図示せぬ不揮発性のメモリ等に記憶させて
いる。

【００５２】図１０に示す制御部３０は加熱定着装置１
の全体動作を制御する。制御部３０には受信部３１、コ
マンド処理部３２及び可動軸受駆動回路１４が接続され
ている。受信部３１は、上位装置３３から出力される印
刷コマンドが入力される。コマンド処理部３２は、受信
部３１と接続しており、受信部３２が入力した印刷コマ
ンドに用紙１１の厚さに関するコマンドがあるかを判断
し、あると判断すると制御部３０に信号を出力する。制
御部３０は、厚さに関するコマンドに基づき用紙の種類
を判断し、対応するモータ１５の回転角をメモリから呼
び出し、可動軸受駆動回路１４に出力する。

【００５３】なお、本実施の形態では用紙１１がオーバ
ヘッドプロジェクタで使用するポリカーボネート紙等の
特種用紙の場合、コマンドの中に軸受６の角度が指定さ
れている。

【００５４】可動軸受駆動回路１４は、上述の実施の形
態と同様、入力した回転角分モータ１５を駆動する信号
を生成している。

【００５５】その他の構成は第１の実施の形態と同様で
あるので、説明は省略する。

【００５６】次に、第３の実施の形態の加熱定着装置１
の動作を図１１を加えて説明する。図１１は第３の実施
の形態のフローチャートである。

【００５７】ヒートローラ２はヒータ２ａにより所定温
度に保たれている。この状態において、上位装置３３か
らコマンドを受信すると、制御部３０は受信したコマン
ドが印刷コマンドであるか否かを判断する（ステップＳ
１）。印刷コマンドであると判断すると、印刷コマンド
をコマンド処理部３２に送出する（ステップＳ２）。コ
マンド処理部３２は、入力した印刷コマンドに用紙１１
の厚さに関するコマンドがあるかを判断し（ステップＳ
３）、あると判断した場合、制御部３０に信号を出力す
る。制御部３０はコマンドに基づき用紙の種類を判断す
る（ステップＳ４）。

【００５８】そして、制御部３０は厚紙を示すコマンド
であると判断すると、厚紙に対応するモータ１５の回転
角をメモリから呼び出す（ステップＳ５）。用紙１１が
厚紙の場合、熱を加えたときの伸び量は少ないので、制
御部３０は軸受６の回動角度が「小」になるように可動
軸受駆動回路１４に指令を出す。

【００５９】また厚紙でない場合、ステップＳ６におい
て、制御部３０は普通紙を示すコマンドであると判断す
ると、普通紙に対応するモータ１５の回転角をメモリか
ら呼び出す（ステップＳ７）。用紙１１が普通紙の場
合、熱を加えたときの伸び量は中程度であるので、制御
部３０は軸受６の回動角度が「中」になるよう可動軸受
駆動回路１４に指令を出す。

【００６０】また普通紙でない場合、ステップＳ８にお
いて、制御部３０は薄紙を示すコマンドであると判断す
ると、薄紙に対応するモータ１５の回転角をメモリから
呼び出す（ステップＳ９）。用紙１１が普通紙の場合、
熱を加えたときの伸び量は大きいので、制御部３０は軸
受６の回動角度が「大」になるよう可動軸受駆動回路１
４に指令を出す。

【００６１】また、用紙１１がオーバヘッドプロジェク
タで使用するポリカーボネート紙等の特種用紙の場合、
コマンドの中に軸受６の回動角度が指定されているの
で、制御部３０は入力した軸受６の回動角度に対応する
モータ１５の回転角をメモリから呼び出す（ステップＳ
１１）。

【００６２】そして制御部３０は、呼び出したモータ１
５の回転角を可動軸受回路１４に出力し、可動軸受駆動
回路１４は入力した回転角に基づいて信号を生成しモー
タ１５に出力する。この後の動作は第１の実施の形態と
同様であるので、説明は省略する。

【００６３】この後、加熱定着装置１は他のコマンド処
理に進む（ステップＳ１０）。

【００６４】なお、ステップＳ１で印刷コマンドでない
と判断した場合及びステップＳ３で厚さに関するコマン
ドでないと判断した場合は、ステップＳ１０に進み、制
御部３０はそのコマンドが示す処理を行う。

【００６５】第３の実施の形態では、加熱定着装置１は
用紙１１の厚みの種類を上位装置３３からの用紙の種類
に関するコマンドにより判断している、即ち、モータ１
５の回転角を上位装置３３からのコマンドで決定してい
るので、オペレータが操作部等から用紙の種類或いは用
紙への張力等を入力することがなく、従って、第１の実
施の形態よりもオペレータの操作が簡単になる。

【００６６】第４の実施の形態 第４の実施の形態では、加熱定着装置は用紙１１の厚み
の種類を、加熱定着装置に設けた厚さ検出機構により判
断している。以下、図１〜図４及び図１２〜図１４を用
いて説明する。図１２は第４の実施の形態の定着装置を
備えた電子写真プリンタを示す概略構成図、図１３は第
４の実施の形態のブロック図、図１４は第４の実施の形
態の回路ブロック図である。

【００６７】図１２に示す電子写真プリンタ４０は搬送
方向上流から下流方向へ、用紙１１を収容する用紙カセ
ット４１、用紙カセット４１の用紙１１を繰り出す繰出
し機構部４２、繰り出された用紙１１の厚みを検出する
用紙厚さ検出機構４３、用紙１１の通過を検出する入口
センサ４４、画像形成装置４５及び第１の実施の形態で
示す定着装置と同様の定着装置１が設けられている。

【００６８】用紙厚さ検出機構４３は、搬送される用紙
１１に接触して用紙１１の厚さ方向（矢印Ｐ、Ｑ方向）
に自在に上下動するコンタクトローラ４６、磁気抵抗素
子４７及びコンタクトローラ４６の上下動を磁気抵抗素
子４７に伝達して磁気抵抗素子４７の軸を回転させるク
ランク４８を備えている。

【００６９】用紙厚さ検出機構４３の出力は、図１３に
示す機構制御処理部４９に入力される。機構制御処理部
４９は用紙厚さ検出機構４３の出力をアナログ値からデ
ジタル値に変換し後述する定数Ｄ１、Ｄ２（Ｄ１＜Ｄ
２）と比較することにより用紙１１の厚さの種類を検出
すると共に、用紙１１の種類に対応するモータ１５の回
転角を可動軸受駆動回路に出力する。

【００７０】ここで図１４を用いて機構制御処理部４９
の構成を説明する。

【００７１】機構制御処理部４９はＡ／Ｄコンバータ５
０、Ａ／Ｄコンバータ５０の出力（ｄ）及び入口センサ
４４の出力が入力される入力ポート、定数Ｄ１、Ｄ２
と、モータ１５の回転角と電子写真プリンタ４０の動作
プログラムとを格納したＲＯＭ５２、出力ポート５３及
びＣＰＵ５４を内蔵している。

【００７２】Ａ／Ｄコンバータ５０の入力側には基準電
圧（Ｖｒｅｆ）、及び磁気抵抗素子４７に内蔵される磁
気抵抗５６と固定抵抗５５とにより分圧した出力が入力
されている。

【００７３】入力ポート５１、ＲＯＭ５２及び出力ポー
ト５３は、バス５７によりＣＰＵ５４に接続されてい
る。ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５２に格納された動作プログ
ラムに基づき電子写真プリンタ４０の全体動作を制御す
る。

【００７４】ところで図１５は第４の実施の形態の用紙
厚さ検出機構の磁気抵抗素子の出力と回転角との関係を
示す説明図であり、図１５に示されるように、磁気抵抗
５６の抵抗値（ＭＲ）は磁気抵抗素子４７の軸の回転角
度（φ）が大きくなるに連れ正弦曲線で変化する。

【００７５】ところで、用紙１１を用紙厚さ検出機構４
９に搬送すると、用紙１１によるコンタクトローラ４６
の移動量はわずかであり、抵抗値（ＭＲ）及び回転角度
（φ）は図１５の点線で囲まれた狭い範囲Ｒで変化す
る。この範囲Ｒでの用紙１１の厚さと抵抗値（ＭＲ）と
の関係は、図１６に示すように、直線に近似される。従
って、用紙１１の厚さとＡ／Ｄコンバータ５０の出力
（ｄ）との関係も直線的に変化することになり、これに
基づき定数Ｄ１、Ｄ２が設定される。なお、図１６は第
４の実施の形態の磁気抵抗素子の出力と用紙の厚みとの
関係を示す説明図である。

【００７６】次に、第４の実施の形態の動作を図１７を
加えて説明する。図１７は第４の実施の形態のフローチ
ャートである。

【００７７】図示せぬ上位装置から印刷命令が出される
と、ＣＰＵ５４は繰出し機構部４２を駆動し、用紙１１
を矢印Ｇ方向へ繰り出す（ステップＳ２０）。ＣＰＵ５
４は入口センサ４４の出力の変化を監視しており（ステ
ップＳ２１）、用紙１１の先端が入口センサ４４を通過
し、入口センサ４４の出力が変化すると、繰出し機構部
４２を停止する（ステップＳ２２）。

【００７８】ＣＰＵ５４はＡ／Ｄコンバータ５０の出力
（ｄ）を読み出し、定数Ｄ１、Ｄ２と比較する。ステッ
プＳ２４で、ＣＰＵ５４は出力（ｄ）が定数Ｄ１よりも
小さいと判断すると、用紙１１は厚紙であると判断し、
厚紙に対応するモータ１５の回転角をＲＯＭ５２から呼
び出し、軸受６の回動角度が「小」になるように可動軸
受駆動回路１４に指令を出す（ステップＳ２５）。

【００７９】またステップＳ２４で、出力（ｄ）は定数
Ｄ１以上であると判断すると、さらに出力（ｄ）と定数
Ｄ２とを比較する（ステップＳ２６）。ＣＰＵ５４は出
力（ｄ）は定数Ｄ１以上定数Ｄ２以下であると判断する
と、用紙１１は普通紙であると判断し、普通紙に対応す
るモータ１５の回転角をＲＯＭ５２から呼び出し、軸受
６の回動角度が「中」になるように可動軸受駆動回路１
４に指令を出す（ステップＳ２７）。

【００８０】またステップＳ２６で、ＣＰＵ５４は出力
（ｄ）は定数Ｄ２よりも大きいと判断すると、用紙１１
は薄紙であると判断し、薄紙に対応するモータ１５の回
転角をＲＯＭ５２から呼び出し、軸受６の回動角度が
「大」になるように可動軸受駆動回路１４に指令を出す
（ステップＳ２８）。

【００８１】ステップＳ２５またはステップＳ２７、ス
テップＳ２８の動作が終了すると、ＣＰＵ５４は再び繰
出し機構４２を駆動し、用紙１１を画像形成装置４５へ
送る。画像形成装置４５で用紙１１はトナー画像を付着
された後、定着装置１へ送られる。

【００８２】この後の定着動作は第１の実施の形態と同
様であるので説明は省略する。

【００８３】第４の実施の形態では、用紙厚さ検出機構
４３を電子写真プリンタ４０に設けて、モータ１５の回
転角を用紙厚さ検出機構４３の出力により決定している
ので、第３の実施の形態と同様に、オペレータが操作部
等から用紙の種類或いは用紙への張力等を入力すること
がなく、従って、第１の実施の形態よりもオペレータの
操作が簡単になる。

【００８４】ところで、第３、第４の実施の形態を第２
の実施の形態に適用してもよい。

【００８５】第１〜第４の実施の形態では、軸受６を回
転させるギア９、１０を湾曲機構の一部として用いてい
るが、軸受６を回転させる代りに、矢印Ｌ、Ｍ方向に沿
って軸４ａ、４ｂが夫々接近する方向にバックアップロ
ーラ３を押圧して、バックアップローラ３を湾曲させて
もよい。

【００８６】第１〜第４の実施の形態では、電子写真プ
リンタに適用した加熱定着装置の例を説明しているが、
加熱により材料の表面状態を整える媒体加熱搬送装置と
して、例えば現金自動入出金装置等に備えられる紙幣殺
菌機構や整形機構、或いは服地の整形に使用するアイロ
ン等にも上述の第１〜第４の実施の形態は適用可能であ
る。

【００８７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
バックアップローラを弾性を有し且つ湾曲自在に形成
し、バックアップローラとヒートローラとの接触部が曲
線を描くように、バックアップローラを湾曲させる湾曲
機構を設けたことにより、媒体の厚みにより媒体へ掛け
る張力が変化しても、種々の媒体に対し最適な張力を与
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の加熱定着装置
に設けたバックアップローラの構成図である。

【図２】第１の実施の形態のバックアップローラの構成
図である。

【図３】第１の実施の形態の加熱定着装置を示す概略斜
視図である。

【図４】第１の実施の形態のヒートローラの接触部状態
説明図である。

【図５】第１の実施の形態のブロック図である。

【図６】第１の実施の形態の変形例の加熱定着装置を示
す概略構成図である。

【図７】第１の実施の形態の変形例のバックアップロー
ラの軸の力学的モデル説明図である。

【図８】第２の実施の形態のブロック図である。

【図９】第２の実施の形態のヒートローラの接触部状態
説明図である。

【図１０】第３の実施の形態のブロック図である。

【図１１】第３の実施の形態のフローチャートである。

【図１２】第４の実施の形態の電子写真プリンタを示す
概略構成図である。

【図１３】第４の実施の形態のブロック図である。

【図１４】第４の実施の形態の回路ブロック図である。

【図１５】第４の実施の形態の磁気抵抗素子の出力と回
転角との関係説明図である。

【図１６】第４の実施の形態の磁気抵抗素子の出力と用
紙厚みとの関係説明図である。

【図１７】第４の実施の形態のフローチャートである。

【符号の説明】

１、１００ 加熱定着装置 ２、２００ ヒートローラ ３、３００ バックアップローラ ６ 軸受 １１ 用紙 １２、２０、３０ 制御部 １４ 可動軸受駆動回路 １５ モータ ４０ 電子写真プリンタ ４３ 用紙厚さ検出機構 ４９ 機構制御処理部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートローラとこれに圧接したバックア
   ップローラとにより熱と圧力を加えながら媒体を挟持搬
   送する媒体加熱搬送装置において、 前記バックアップローラは弾性を有し且つ湾曲自在に形
   成され、 前記バックアップローラと前記ヒートローラとの接触部
   が曲線を描くように、バックアップローラを湾曲させる
   湾曲機構を設けたことを特徴とする媒体加熱搬送装置。
2. 【請求項２】 前記湾曲機構は、前記バックアップロー
   ラの両端を保持すると共に両端を夫々逆方向に回動して
   バックアップローラを湾曲させる請求項１記載の媒体加
   熱搬送装置。
3. 【請求項３】 前記湾曲機構は、前記バックアップロー
   ラの両端を保持すると共に両端を夫々接近する方向に付
   勢してバックアップローラを湾曲させる請求項１記載の
   媒体加熱搬送装置。
4. 【請求項４】 前記湾曲機構は、前記バックアップロー
   ラと前記ヒートローラとの接触部が前記媒体の搬送方向
   に湾曲するようにバックアップローラを湾曲させる請求
   項２記載の媒体加熱搬送装置。
5. 【請求項５】 前記バックアップローラの両端を夫々異
   なる力で付勢する請求項４記載の媒体加熱搬送装置。
6. 【請求項６】 前記バックアップローラ及び前記ヒート
   ローラよりも媒体搬送方向上流に設けられ、媒体の厚み
   を検出する厚み検知機構と、 前記厚み検知機構の検知結果により媒体の種類を判断
   し、判断結果により前記湾曲機構を駆動制御する駆動制
   御部とを設けた請求項２、請求項３、請求項４または請
   求項５記載の媒体加熱搬送装置。
7. 【請求項７】 前記媒体加熱搬送装置は加熱定着装置で
   ある請求項６記載の媒体加熱搬送装置。
8. 【請求項８】 前記媒体加熱搬送装置は加熱定着装置で
   あり、 上位からの印刷コマンドを入力してコマンドの内容を判
   断するコマンド判定部と、 前記コマンド判定部によりコマンドの内容は媒体の種類
   を指定するコマンドであると判断されると、媒体の種類
   に応じて前記湾曲機構を駆動制御する制御部とを備えた
   請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記載の媒
   体加熱搬送装置。
9. 【請求項９】 前記ヒートローラの表面は弾性を有し、 前記湾曲機構は、前記バックアップローラの一部が前記
   ヒートローラに圧接する方向へ湾曲させる請求項１記載
   の媒体加熱搬送装置。
10. 【請求項１０】 前記湾曲機構は前記バックアップロー
    ラを前記ヒートローラから離反する方向へ湾曲させる請
    求項９記載の媒体加熱搬送装置。
11. 【請求項１１】 前記バックアップローラの前記湾曲に
    よるたわみ量は、バックアップローラの構成寸法により
    設定される請求項９又は請求項１０記載の媒体加熱搬送
    装置。