JPS6014272A - １対のロ−ルよりなるロ−ル型融着装置 - 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】 産業−にの利用分野 本発明は、加用ロール及びトナー画像を複写支持体上に
融着させろための内部加熱さ才１．た融着ロールを有す
る１対のロールよりなるロール２Ｃ！Ｉ融着装置にＩｓ
！１　Ｌ、この場合この加「Ｅロールは軸上に支持さ２
”ｔてぃろ被拘された中空ロール芯を有する。

従来技術 欧州！特許明細−（第００１７０９２号には、１対の回
転可能）、（ロールを装備している前記、７（ｊｊのロ
ールノτν融着装置が開示されており、この場合この１
対の回転可能なロールの１つは、外端の方向にテーパー
をもつ端部を有する。該ロールは、軸上で中心で支持さ
れている外殻よりなる。

この外殻の内面の主要部分は、外殻のそれぞれのテーパ
一端部で直径が増大する段付部分を有する。この外殻の
テーパ一端部において、プラグは、「呻の両倶１に取ｆ
月けられており、そわばねじ１１１により軸方向に位Ａ
゛１１可能である。各７０ラグの本体は、外殻の内面部
分よりも小きい直径を有する。該プラグは、ＱＱＩＩ　
Ｊ−で回転可能でありかつ収縮した位置がら移’ｐｒＪ
ｊさせろことができ、この収縮した位置でプラグとロー
ルの外殻との間に間隙は存在し、係合した位置にプラグ
の端部フランジは外殻の段イ」部分と係合する。プラグ
の収縮した位置の場合、外殻の端部分は、プラグのフラ
ンジによって機械的に支持されておらず、したがってバ
ックアップロールによって惹起される田力は、外殻のテ
ーパ一端部分を〕０ラグに対して押付ける。テーパーの
割合及びプラグと外殻との間の１１旧噸のサイズは、接
触圧の作用下でのロールの挙動が実質的に円筒形のロー
ル、すなわちテーパーをもたないロールの挙動に４“目
当するような方法で調整されている。

ロールのテーパー形状は、他面で端プラグが軸方向に内
側にねし止めされている場合に維持きれている。加圧接
触の作用下で生じる接触面の凹部は、高湿ｄｔ’ｌ払１
：ｊ５での複写紙のしわ形成を妨げる条件を導く。

端フ０ラダを］ｈ１１方向に列側にねじ止めずろ場合に
は、ロールは、テーパーを有しない実質的に円筒形のロ
ールの方法で作業する。パックアップ０ロールによって
惹ｉ１：Ｎさ壮ろ接触圧の１つの結果として、ロールの
テーパー形状は、平らにされろ。この条件下でのロール
の使用により、乾燥状態で、すなわち著しく低い湿度で
起こる、コピー上での所謂゛汚染効果″は、阻止されろ
。

プラグの位置は、２つのロールを接触面から取外す場合
に手で調節することができろか又はそれは、調湿器の制
御下にある電動機により調節することができる。

テーパー外部を支持することによって、高い周速は、ロ
ールの端部付近で得られ、２つのロールの間のロール間
隙を通過する複写紙は、中心での速度に比して端部に沿
っての高い周速で搬送され、る。この１つの結果として
、複写紙は、延伸され、高い湿度の場合であってもしわ
を形成しない。外部での高い速度は、著しい乾燥条件下
で複写紙に歪みを中心で形成させ、しだがつて融着ずべ
きＩ−ナー画像は、それが融着装置に入る直前に１ｒｊ
−期にｌ（４：ｌｉ着ロールと接触し、したがって画像
のｆＩ３染は、１１こりつる。

米国！１も・許明細４を第４２３２９５９号には、夕）
ロール及び加圧ロールを有するトナー画像融着装置が開
示きれており、この場合温度センサーは、勲ロールの表
面温度を４１１１定し、さらに夕）ロール」二で加圧ロ
ールによって惹起されろ接触圧の大きさは、Ｉ′１１１
１定さ扛ろ表面温度の１つの機能と■−て変動する。そ
れによって、トナー画像の融着の一定の性質を２つのロ
ールの間を通過する腹写シー１−１−で了幸成すること
ができる。そ扛といつのも、融着過程は、温度によって
も２つのロールの間の接触圧によっても、例えば接触圧
を表面１ｉｉＡ度が上昇する場合に減少させ、接触圧外
表面温度が低下する場合に増大させるような方法で影響
を及ぼされるからである。この方法の場合、これら２つ
の変数の間の（＋１１互関係は、表面温度と接１１１１
ｊ：圧との間の所定の関係に基づいて制御さ第１．ろ。

（７） 公知技術水準の融着装置の場合には、ロールの長さにわ
たって好寸しい圧力分布を得、したがってしわ形成を１
５目１ヒするために端部分に外方向にテーパーを有しか
つ他のロー／ｌ／によって惹起さ扛ろ接触圧の作用下で
変形さ扛てぃろ１つのロールが使用さ扛ろか；又は融着
ロールと加圧ロールとの間の接触圧が圧力と２品度との
間の所定の関係を尉１持するような方法でそのっど沖ｊ
定さＩｌｔろ温度により変動する。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、」−記型の潤Ｉ着装置中で融着ロール
」−で加圧ロールによって惹起される接触圧の特性を、
ｉ′７１１１着装置を通じての通路中で異なる挙動を示
す、例えば不透明紙、透明紙又はフィルムのような複写
材料を処理する場合にしわ又は歪みの形成がＤＩＮ　Ａ
　４ないしＤＩＮ　Ａ　Ｉサイズのコピーにおいて阻止
さねろ程度に（目等にすることである。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、この目的は、ロール芯９が（８） 円筒形内面１２及びのこ（Ａ＋’＋状に繰り返し曲った
形状を生じろために拡がっている外面２２を有する殻を
形成させる形状を有するような方法で達成ばれろ。

本発明の１つの実施態様の場合、ロール芯９は、ロール
１の良さにわたって少なくとも６つの部分に分割さ扛て
おり、この場合核部分は、ロールの中心ＭＫ対して対称
的に配置されている。−に、ロールの中心Ｍでのロール
芯の外径りは、ロール芯９の端面１５及び１５８、の外
径Ｄ１及びＤｌにイζ目当し、ロールの中心Ｍと端面と
の間に位置している芯の最大外径Ｄ２及びＤ２は、ロー
ルの中心Ｍで外径り、Ｊ：りも２市寸で大きい。

ロール芯の端面ば、融着装置中での温度及び接触圧の特
殊な条件下で、ロールの中心での芯の外径とは異なる外
径を有することもできる。

本発明のも５１つの実施態様の場合、ロール芯９０彼膜
１１ば、円筒形の外形状を有しかつロール芯９の外側に
堅固に、すなわち空間なしに結合している。加圧ローｌ
ｖ２の波１模１１は、適当にシリコ−フェラス１゛マー
よりなり、一定の厚さを有するフィルムチューブ１４は
、被膜１１上に焼面めされている。加圧ロールの形状に
より、通過速度の分布は、ロール１の長さにわたってロ
ール間１原中で発生さね、この分布は、そのつどロール
の２つの外部ａ及びｂ及び中心Ｍで最小を示し、この分
布の最大は、加圧ロー／Ｉ／２の左手及び右手の外部ａ
及びｂと中心部Ｃとの間の滝界面で位置している。

発明の効果 本発明は必ず円筒形の外形状を有する加圧ロールの金属
ロール芯の特殊な輪郭により、融着ロール間隙中での複
写材料の通過速度が、シリコーンエラストマー被膜の層
厚の差及びロール芯の厚さの差に応じて、例えば不誘明
紙、透明紙及びフィルムのように融着過程で異なる通過
挙動を有する複写材料を大きいサイズのＤＩＮ　Ａ１の
コぎ−の場合であっても如何なるしゎ形成を４１：せし
めろことなしに等しく十分に処３ｊ（１することができ
ろ作梨状態を達成するような方法でロールの長さにわた
って変動さ扛ろという利用を提供する。従って、不透明
紙及び透明紙は異なる通過挙動を示すのだけれどもこれ
らの紙を円筒形ロール芯及び円筒形シリコーンエラスト
マー被膜を有する加圧ロールを有するロール型融着装置
を通して搬送する場合には、複写材料上でのトナー画像
の融着の性質の点でも等しく良好な効果が得られる。

実施例 次に、本発明を添付図面に略示した実施例に関連して詳
細に記載する。

第１図に示した融着装置１は、熱ロー）ｖｌｏ及び加圧
ロール２よりなる。上の熱ロール１０又は融着ロールは
、それぞれ軸受５及び６、例えば玉軸受に支持され、下
の加圧ロール２は、軸受２３及び２４に支持さｎ、この
場合軸受は、ソノツトロール内部に配置され、このロー
ルは、ロールの各端面から約２０市の距離をもって内部
で支持されている。」二の熱ロール１０は、約６７０朋
の長さを有し、通常５〜１０酊の壁厚（１１） を有するアルミニウム管及び約１〜１．２罷の厚さを有
するシリコーンエラストマー被膜よりなる。このシリコ
ーンエラストマー被膜は熱ロール１０の端面１７及び１
８から約３０〜５２ｍｍの距離をもって終る。加圧ロー
ル２もアルミニウム円ＩＭ体よりなり、このアルミニウ
ム円筒体は、５〜７　ｍｍの壁厚を有しかつシリコーン
エラストマーから構成された被膜及び収縮フィルムから
形成されたチューブで被覆されている。シリコーンエラ
ストマー被膜の最大厚さは、チューブの厚さと一緒にな
って５　ｍｍに１で達することができる。この被膜は、
加圧ロールの端面がら端面へ拡がる。

加圧ロール２ば、熱ロール１ｏと相互作用し、複写材料
を焼付け、それを２つのロールの間のロール間隙を介し
て搬送する。

ロー／Ｉ／１０の端面１７から突出する軸部分は、歯車
２日を装備したクラッチ３を支持し、この歯車は、段付
■−ベルト４又はローラーチェーンによって駆動される
。

（１２） 熱ロー／Ｉ／１０の表面に隣接しかつ該ロールの中心に
対向して、温度センサ１９、例えばサーミスタ、ＮＴＣ
抵抗体又は熱電対は配置されており、この温度センサの
２木の接続線は、制御装置２１と結合し、この制御装置
は、複写プログラムの流れを制ｇｉｎ　Ｌかつ第１図に
図示されている。他の温度センサ２０、例えばサーミス
タ、ＮＴＣ抵抗体又は熱電対は、熱ロール１００表面に
隣接しかつ該ロールの端面１７に接近して設けられてお
り、２本の接続線によって制御装置２１にも接続されて
いる。２つの温度センサは、所定の温度が測定点に達し
たときに熱ロール１０の内部に位置した発熱体へのエネ
ルギー供給を中断させることを保証する。接続線７及び
８ならびに７ａ及び８ａは、熱ロー／Ｉ／１０の内部か
ら制御装置２１へ走り、この制御装置は、温度の所定の
公称値が達成された場合、発熱体を電力供給から搗断す
る継電器を動作させるための制御回路を有する。

公知技術水準の融着装置を融着ロールの長さにわたって
の温度及び融着ロールと加圧ロールとの間の接解圧がで
きるだけ均一であるように調節する場合には、しわの望
１しくない形成は、一般にコピーの中心に生じろ。精査
によって示さねたように、このしわは、融着熱によって
生じた、複写材料の横収縮に関連してロール間隙中で１
山過速度がロール装置の端縁の場合よりもロール装置の
中心で高いような方法で起こる。

四に、複写材料の外部は、中心に向って押し合わされ、
長手方向に歪みが形成され、この歪みは、絞り合わさね
、材料がロール間隙を通過する際にしわを生じる。しわ
は主に透明紙のＤＩＮＡｌ又はＤＩＮ　Ａ　２コピーの
後半の中心範囲で起こる。

大きいサイズのコピーを得る場合に使用される常用の融
着装置を用いて起こった他の問題は、二重印刷による複
写画像のだぶりから生じ、この場合第１の画像に対して
十分の数ミリだけずれている第２の画像は、大抵不透明
紙のコピーの場合にＤＩＮ　Ａ　１又はＡ２コピーの後
半に現ゎれる。この現象（″汚れ効果”とも呼ばれる）
は、恐らく複写材料が装置を通過する際に複写材料の中
心で端部から端部へ拡がる所謂°′弓形波”が形成され
、したがって“弓形波′″上に在するトナー画像が９期
に熱ロールと接触し、その結果として所謂パコールドー
オフセット（ｃｏ１４−ｏｆｆｓｅｔ　）効果”が起こ
り、第１の画像に対してずれている第２の画像を生じさ
せるという事実によって説明することができる。

上記の現象は、複写材料の中心と、その端縁との間で―
着ロール間隙中の複写材料の通過速度の差によって惹起
さ肚、それは、−面でロール及びその被膜の弾性変形に
帰因し、他面で複写材料の横収縮の程度に帰因する。高
い横収縮の場合、複写材料の外部は、複写材料の中心方
向に押され、したがって畏手方向の歪みが複写材料の中
心に形成し、この歪みは、前記のように望１しくないし
わを導く。しわを除去するためには、＋Ｕ写材料の押合
いを中心方向に阻止するためにロールの端部とその中心
との間の範囲（１５） での通過速度を増大させろことが必要である。

これは、第２図に関連して以下に説明したような加圧ロ
ール２の形状によって達成されろ。

第２図の断面図で示さｔている加圧ロール２ノ実ｔＡ　
Ａｌｅ　様は、好１しくはアルミニウムロール芯９より
なり、このロール芯は、その外側にシリコーンエラスト
マーの被膜１１が設けられている。ロール芯９は、非円
筒形の形状を有し、その長さｌにわたって少なくとも６
つの部分に区分されており、これらの部分は、ロールの
中心Ｍに対して対称的に配置されている。ロールの中心
Ｍでのロール芯の外径りは、ロール芯の端面１５及び１
５ａの外径Ｄｌ及びＤｌに相当する。１つの例示的突施
例の場合、ロー／Ｉ／１の長さは、６５６ｍｍであり、
ロールの中心Ｍでの外径りは、７２．５πｍであり、端
面の外径Ｄｌ及びＤｌも７２．５＋＋ｏ＋＋であり、か
つロールの中心Ｍと端面との間に位置している外径Ｄ２
及びＤ２は、７４’ｍ＋ａである。外部ａ及びｂは、そ
ｔぞれ１４２朋の長さを有し、中心部Ｃは、３５２順の
長さく１６） を有する。端部の外径Ｄ１及びＤ□ならびに外径Ｄ２及
びＤ２は、ロールの中心での直径りに対して異なる価を
有することもでき；同様に、外部の長さａ及びｂ　Ｂ、
らびに中心部の長さＣは、一定の限界内で変動すること
ができる。ロール１（Ｄ長すカ６３６ｍｍでもある、こ
の種の１つの突施態様の例の場合には、ロールの中心Ｍ
での外径りは、７２闘であり、端部の外径Ｄｌ及びＤｌ
は、７０ｍｍであり、かつロールの中心Ｍと端部との間
に位置している外径Ｄ２及びＤ２は、７４Ｔτである。

外部ａ及びｂは、それぞれ１６８都の長さを有し、中心
部Ｃは、５００ｔｒａｎの長ざを頁する。

殻の形を有するロール芯９は、円筒形内面１２及び外面
２２を示し、この外面は、のこ歯状に繰り返し曲った形
状を生じるように拡がっている。

加圧ロールの円筒形の外形状は、ロール芯９のシリコー
ンエラストマー被膜が円筒形の外形状を有しかつロール
芯９の外側圧堅固に結合している、すなわちそれがロー
ル芯９の外面２２の輪郭に適合しているような方法で維
持されている。

一定の厚さのフィルムチューブ１４は、好１しくベルフ
ルオルエチレン／プロピレンよりなり、適当に被ｔ＋ｔ
ｐ１１上に焼面めされている。

円筒形ロール芯を有する加圧ロールと比較して、ロール
芯の輪郭は、１対のロール配置のロール間隙中での温度
／圧力特性のほぼ完全な一致を生じ、それは例えば不透
明紙、透明紙及びフィルムのような異なる複写材料に対
して必要とされろ。円筒形ロール芯を有する加圧ロール
は、透明紙の場合のしわを阻止するため又は不透明紙の
場合のだぶりを阻止するための温度／接触圧特性を殆ん
ど有さす、該特性は、全く一致しないか又は不十分に一
致する。

外面２２の相当する輪郭を得るためのロール芯９の輪郭
−捩れは、円筒形ロール芯の製造に比して著しく低い付
加的な価格を有するにすぎない。加圧ロールが円筒形の
外形状を有し、したがって簡単に機械加工することがで
きろことも有利である。

第６図は、ロール１の１交さにわたってのロール間隙中
での複写利料の通過速度の分布を図示的に示す。ロール
間隙中での最大通過速度、すなわち最大の推イＬ力の範
囲は、ロールの端部又は端面でそオｔぞれ位置しないで
ロールの中心］Ｊの方向に移行している。この通過速度
の分布は、２つの支点で支持しかつ中心及び２つの端部
で同じ撓みを有するビームの曲げモーメント特性との一
定の類似を示し；したがって、最大通過速度それ自体は
、そのつど２つの外部及びロールの中心で存在し、最大
通過速度は、加圧ロー／Ｉ／２の左手及び右手の外部と
中心部Ｃとの間の境界面で起こる。第６図中で点線によ
って示し１こよ５ＶＣ１１つの最小をロールの中心で示
す、円筒形ロール芯を用いて得らｎだ、複写材粕の通過
速度の分布と比１咬して、通過速度の分布は、本発明に
よるロール芯９の形状の場合に６つの比較的に小さい部
分に分割さ扛ている。該部分（１９） は、七わぞｆｉｔｉ％小を有し、この最小は、ついでに
言えば、円筒形ロール芯を使用才ろ場合に得ら、１１．
ろ最小値よりも低い絶対碩を有１−ろ。

ロール芯９の輪郭の１つの結果として、ロール端部イ」
近又は外部ａ及びｂでの通過速度は、そオｔぞオルロー
ルの中心Ｍでの通過速度と比較して透明紙上でトナー画
像のしわなしの副［着を可能ならしめるのに十分に高く
なっている。他面で、不透明紙の場合に形成さゎてぃろ
所謂゛′弓形波″は、長さ及び高さの点で、もはやｕｊ
害効果を有さず、したがって複写画像のだぶりを阻止す
るよ５な程度に減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による加圧ロールを装備している融着
装置を示す略示斜視図、第２図は、第１図（（よろＭｌ
ｌ１着装置の加圧ロールを示す１喀示ＦｆＸ、断面図、
かつ第６図は、第１図によろ融着装置のロール間隙によ
る通過速度の分布を示すグラフである。 １　・ロール、２・・加圧ロール、９・・ロール芯、（
２Ｄ） １１・波膜、１２・・円筒形内面、１４・・フィルムチ
ューブ、１５．１５＆・端面、２２・・・外面、ａ、ｂ
・外部、Ｃ・・中心部、Ｄ、Ｄｌ・・外径、Ｄ２・・最
大外径、Ｍ・・中心

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　軸−にに支持きれている被覆された中空ロール芯
   を有する加圧ロール及びトナー画像を複写支持体上で高
   １着するための内部加熱された融着ロールを包含する１
   対のロールよりなるロール型融着装置において、ロール
   芯（９）が円筒形内面（１２）及びのこ歯状に繰り返し
   曲った形状を生じろために拡がっている外面（２２）を
   有する殻を形成させる形状を有することを特徴とする、
   １対のロールよりなるロール型融着装置。 ２、　ロール芯（９）がロール（１）の長さにわたって
   少なくとも６つの部分に分割されており、該部分がロー
   ルの中心ＣＭ）に対して対称的に配置されている、特許
   請求の範囲第１項記載のロール、Ｑ４＋融着装置。 ６、　ロールの中心ＣＭ）でのロール芯の外径（Ｄ）が
   ロール芯（９）の端面（１５及び１５ａ）の外径（ＤＩ
   及びＤＩ　）にＡ；目当し、ロールの中心（Ｍ）と端面
   との間に位置している芯の最大外径（Ｄ２及びＤ２　）
   がロールの中心ＣＭ）で外径（Ｄ）よりも２ｍｍ１で大
   きい、特許請求の範囲第２項記載のロール型融着装置。 ４、　ロール芯（９）の被膜（１１）が円筒形の外形状
   を有しかつロール芯（９）の外側に堅固に結合している
   、特許請求の範囲第１頃から￥６項寸でのいずれか１項
   に記載のロール型融着装置。 ５、加圧ロール（２）の被膜（１１）がシリコーンエラ
   ストマーよりなり、一定の厚さのフィルムチューブ（１
   ４）カ被１１ｉ（１１）ｌに焼面めさ扛ている、特許請
   求の範囲第１項から第４項１でのいずれか１項に記載の
   ロール型融着装置 ６、通過速度の分布がロール（１）の長さにわたってロ
   ール間隙中で発生さ扛、この分布がそのつどロールの２
   つの外部（ａ及びｂ）及び中心（］Ｚ）で最小を示し、
   この分布の最大が加圧ロール（２）の左手及び右手の外
   部（ａ及びｂ）と中心部（ｃ）との間の境界面で位置し
   ている、！持π「請求の範囲第１頃から第５ｍ寸でのい
   ずわが１項に記載のロール型＋ｊ’ｊｌｆ着装置。 Ｚ　ロールの中心（Ｍ）でのロール芯の外径ＣＤ）がロ
   ール芯の端部（１５及び１５ａ）の外径（Ｄよ及びＤ］
   ）よりも大きく、ロールの中心ＣＭ）と端部との間に位
   置している、ロール芯の最大外径（Ｄ２及びＤ２　）が
   端部の直径よりも４龍１で大きくかつロールの中心ＣＭ
   ）での直径よりも２　ｒｎｍ　ｉで大きい、特許請求の
   範囲第２項記ホひのロール型醐１着装置。 ８　ロール（１）の長さが６３６７ｎｍであり、そのつ
   ど等しいサイズを有する外部（ａ及びｂ）の長づが１４
   ２酎と１６８　ｒｒｕａとの間の範囲にある。特許請求
   の範囲第３項又は第７項に記載のロール打！！　Ａ＋＋
   屯着装置醒。