JPS6014347B2 - フュ−ザ−装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電写真装置に係り、更に詳しくはトナー粉末
像を支持部材へ定着させる為の鶴射エネルギー源は有す
るフューザー装置に関する。

静電写真の工程に於いて、静露潜像は例えば普通紙のよ
うな支持部材上に形成され、この静露潜像は一般にトナ
ーと称される検電的マーキング粉末を付与することによ
って視認可能となされる。このようにして形成されるト
ナー粉末像は個々の像を形成する静電荷の強度によって
密度が変化する。トナー粉末像はそれらが形成された支
持部材上に直接定着されるか、又は他の支持部村へ転写
されてその支持部材に定着されることが出来る。

トナー粉末像の定着は種々の方法によって達成出来、そ
の１つの方法は熱エネルギーを使用することである。熱
エネルギーによってトナー粉末像を支持部村へ永久的に
定着則ち溶着する為に、トナー物質の温度をトナーの組
成が結合し粘着性となる則ち熔融する温度迄上昇させる
ことが必要である。この操作はトナーが或る程度ペーパ
ーの繊維内へ吸収されるようになす。然る後トナーが冷
却されると、トナー物質の凝固が生じて支持部材に対す
る強固な結合を生ぜしめるのである。静電写真の工程に
於いて、トナー粉末像を定着させる為に熱エネルギーを
使用することは古く良く知られている。トナー粉末像を
支持部村上へ熱定着即ち溶融する為の１つの手段は、支
持部材の像支持面が韓射源と反対側で且つ支持部材の反
対の面が加熱され得る支持プラテンと熔融して移動され
る如くして支持部材上のトナ−粉末像が韓射エネルギー
源を通過するように支持部材を移動させることである。

当業者にとっては、片面（即ち片側の面にコピーする）
複写に際しコピーペーパー及びトナー粉末像が頚射熱源
に接触するのを阻止することが望ましく、そうしなけれ
ばペーパーは焦げてしまい又トナーはエネルギー源を汚
してしまうことが認識されよう。

更に、ここに意図せる形式の両面複写（即ち支持部材の
両面にコピーする）に際し、トナー粉末像がコピーペー
パーの第１の面からプラテン又はベルトヘオフセットす
るのを阻止することが望ましく、このベルトはトナー粉
末像と接触するのであり、このトナー粉末像は使用せる
エネルギー源によって再び軟化されるのである。従って
、本発明の第１の目的は静電写真装置に使用する為の新
規で改良された鏡射フューザーを提供することである。
本発明の更に特別な目的は静電写真複写装置に於いてト
ナー粉末像を支持シートに熔着させる鰭射フューザ−で
あって、フューザ−と作動的に組合された移送装置がコ
ピーシート及びそれに支持されたトナ−粉末像を、フュ
ーザーの構成機素がこのペーパー又はトナー粉末像と接
触しないようにフューザーを通して移送させる働きをな
す如き額射フューザ−を提供することである。

本発明によれば、熱エネルギーの使用によりトナー粉末
像を支持部材へ漆着させるフューザー装置において、入
口及び出口を有するトナー粉末像の溶融装置を形成する
対置された鰭射エネルギー源と、前記入口に隣接して配
置されていて、前記支持部材の前端縁から見て該支持部
材が波形となるように付形する装置を含み、該支持部材
に前記韓射エネルギー源と接触しないような強度を付与
して前記韓射エネルギー源の中間での支持部材のほぼ前
半部の移動を制御するための第１の移送装置と、前記出
口に隣接して配置されていて、該支持部材が前記溶融装
置を出る時に前記波形を維持するための装置を含み、前
記第１の移送装置と協働して前記支持部材の前記熔融装
置を通る移動を、前記支持部材及びそれに支持されたト
ナー粉末像が前記頚射エネルギー源と接触しないように
して完了せしめる第２の移送装置とを有していることを
特徴とするフューザー装置が提供される。

要約すれば、前述した目的は複数の加熱源を備え、それ
らの間にトナー粉末像を支持せる支持シートが対をなす
移送機構によって移動され、この移送機構は１つがフュ
ーザーの入口に隣接され又１つがその出口に隣接されて
配置されている如くなすことによって達成される。本発
明の好ましい具体的に於いては、フューザーの入口に隣
接して配置された移送装置は複数のベルト及びこのベル
トがその横方向へ移動している真空プラテンを含む。

真空プラテンに形成された閉口はベルト走路の中間に配
置され、又これらはベルト面にほぼ隣接されていて、ベ
ルトを横切って生じる真空圧がベルトの間でプラテンの
方向へコピーペーパーを曲げるよう作用し、一方ベルト
と接触しているペーパーの部分はベルト面に実質的に維
持される如くなされるのであり、このベルトはそれが周
囲を移動するクラウンの付されたローラーによってクラ
ウン形状になされているのである。前述のことは支持シ
ートに波形を付形する効果を有し、これは支持シートの
ビーム強度を増大させ、これにより支持シートの前端緑
が複数のエネルギー源の中間をフューザ−を通して片持
ちされることを確実になしている。フューザーの出口に
隣接して配置された移送装置は複数のクラウンの付され
たローラーを担持せる第１のシャフト及び複数のディス
クを担持せる第２のシャフトを含み、ディスクはクラウ
ンを付されたローラーと協働してペーパーの波形を維持
せしめ、支持シートの後端緑がフューザーを通る移動を
制御するようになっている。

このクラウンの付されたローラー及びディスクによって
形成されたニップと一直線上に真直ニップを有する一対
のローラーはクラウンの付されたローラー及びディスク
の構成部から複写装置の出口へ向けてコピーシートを移
動させる働きをなす。本発明の他の目的及び利点は添附
図面を参照して読む時以下の詳細な説明の観点から明白
となるつｏさて第１図を参照すれば、例として電子写真
自動複写機１が示されており、この複写機は本発明の改
良せるフューザー装置１５を組込んだものである。

第１図に示されたこの複写機１はオリジナルからコピー
を作る為に内部に組込まれた各種構成要素を示している
。本発明のフューザ−装置１５は電子写真自動複写機１
に使用するのに特に良〈適せしめられているが、以下の
説明から像が最終支持部材に対し溶着される如き広範な
機械に使用する為にも同様に好適であり、ここに示され
た特定の具体的に対する適用に限定される必要のないこ
とが明白となるに違いない。第１図に示された複写機１
は像記録ドラム状部材１０を使用しており、この都村の
外周面は適当な光導電怪物質１１にて被覆されている。

適当な光導電性物質の１つのタイプのものが１９６１年
にビクスビィ−（Ｂｉ沙ｙ）に付与された米国特許第２
９７０９０６号に記載されている。ドラムー 川ま機枠
Ｚ（図示せず）内にて回転出来るようにシャフト１２に
よって適当に軸支されており、矢符１３で示される方向
へ回転し、像支持面を複数の電子写真処理ステーション
を通して運ぶようになっている。適当な駆動装置（図示
せず）が備えられてＺ種々の連動せる複写機構成要素を
駆動しその動作を同調させるようになっていて、これに
よりオリジナル入力画面情報の素晴しい複写がペーパー
等の最終支持部材であるシート１４上に記録されるよう
になっている。 ２電子写真の実
施は当技術分野に於いて良く知られているので、オリジ
ナルのコピーを作る為の各種処理ステーションはここで
は第１図にてブロックＡ〜Ｅとして示されている。先ず
ドラム１０は帯電ステーションＡを通して光導電性表面
１１を２移動させる。この帯電ステーションに於いて、
静電荷がドラム１０の光導電性表面１１上に均一に与え
られ、像形成の準備がなされる。帯電は１９５８年ヴィ
ヴアーベルグ（Ｖｙｖｅｒ戊ｒｇ）に付与された米国特
許第２８３６７２５号に記載されている形式のコ３ロナ
発生器にて行われることが出来る。然る後、ドラムー川
ま露光ステーションＢへ回転し、そこで帯電せる光導性
表面１１がオリジナル入力画面情報の光像で露光される
のであり、これにより電荷は露光された部分が選択的に
除電さ３れてオリジナル入力画面を静電港像の形態にて
記録する。

適当な露光システムは１９７２王６月２日出願の米国特
許厭第２５９１８１号（米国特許第３８３２０５７号）
に記載されている形式のものである。露光の後、ドラム
は光導電性表面１１上に記録４３れた静電潜像を現像ス
テーションＣへ回転させ、ここで通常の現像剤ミックス
がドラム１０の光導電性表面に付与されて静電潜像を可
視となす。

適当な現像ステーションが１９７１年１１月１７日出願
の米国特許顔第１９９４８１号（日本特許出願特顔昭４
７一１１５４９９に対応）に開示されている。この特許
願はキャリャ粒子とトナー染色剤とを有する磁化可能の
現像剤ミックスを使用する磁気ブラシ現像システムを記
載している。この現像剤ミックスは一方向磁界を通して
連続的に運ばれてそのブラシを形成するようになされて
いる。光導電性表面上に記録された静雷潜像はこの現像
剤ミックスのブラシを接触させることによって現像され
る。光導電性表面１１上の現像された像は次に転写ステ
ーションＤ内にて最終支持部材であるシート１４と接触
するよう運ばれ、トナー粉末像が光導電性表面１１から
最終支持シート１４の接触せる面へ転写される。この最
終支持部村はペーパー、プラスチック等の所望のものと
なすことが出来る。トナー粉末像が最終支持部材１４で
あるシートへ転写された後、表面上に像を支持せるシー
トはフューザー組立体１５へ送られ、この組立体が転写
された粉末像をシートへ定着せせるのである。溶着処理
の後、シート１４は捕収トレー１７へ送られ、複写機操
作者によってそこから取出されるようになる。多量のト
ナー粉末が最終支持部村１４へ転写されるので、トナー
粉末像の最終支持部材１４に対する転写が行なわれた後
、常に或る量の残留トナー粉末が光導電性表面１１上に
残される。

この転写操作の後光導電性表面１１上に残された残留ト
ナー粉末はドラム１０がクリーニングステーションＥを
通って回転する際ドラム１０から除去される。ここでこ
の残留トナー粉末は先ずそのトナー粉末に残っている静
電荷を中性化させる為に適せしめられたクリーニングコ
ロナ発生器（図示せず）の影響下へ運ばれる。中性化さ
れたトナー粉末は次に例えば１９７２王ゲルバシ（Ｇｅ
ｒｂａｓｊ）に付与された米国特許第３６６０８６３号
に記載されている如き弾性的に圧着されたナイフブレー
ドを使用するような通常の手段にて光導電性表面１１か
ら機械的に一掃される。若し望まれるならば、本発明に
よって、この竜０子写真自動複写装置に於いて処理され
る最終支持部材であるシート１４は脱着可能なべ−パー
カセット１８内にて複写機内に蓄えることが出来る。

適当なべーパーカセットが１９７１年１２月１５日出願
の米国特許顔第２０８１３８号（米国特許第３７６７１
８７号）に記載されている。本発明による複写装置は各
種の長さ寸法のコピーシート１４を受入れ、処理する機
能を備えることも出来る。

勿論、コピーシート１４の長さは光導電性表面１１上に
記録されたオリジナル入口画面則ち情報の寸法によって
指定されるべきである。この為に、ペーパーカセット１
８は各種長さ及び中のシートが都合良く収容され得るよ
うに調整出来る特徴を好ましく備えている。作動に於い
て、カセット１８は予め選定された寸法の最終支持部材
のスタック１９を充填され、又カセット１８はベースプ
レート（図示せず）に沿って滑動されて複写機内に挿入
されるのであり、このプレートがカセットを一対の送り
ローラー２０と作動関係状態になるよう案内するのであ
る。この送りローラー２０と関連して適当に位置決めさ
れると、スタック１９の最上部のシートが整合ローラー
２１によって引離され、転写ステーション○内へ進めら
れる。前述の説明は本願の目的に関し本発明の教義を具
体化せる電子写真自動複写機１の全体的な作動を説明す
るのに充分なものであると確信される。

第２図を参照すれば、本発明のフューザー装置１５を具
体化せる第１図の複写機１の部分が詳細に示されている
。光導電性表面１１から引離されて、第１図の転写ステ
ーションＤを通過された後の像支持シート１４は真空ベ
ルト移送システム２２と接触状態になるようにされ、こ
のシステムがシートをフューザー装置則ちステーション
１５へ直接運ぶのである。シート１４上のトナ−粉末像
の密度はシート上に形成された静電同像の密度によって
変化し、それ故バックグラウンドトナー粉末の如く高及
び低密度像を通常含むのである。

この像密度は次の式によって決定される。即ち、ＬｉＤ
＝ｌｏｇｌｏＧ ここで、、 Ｌｉ＝像の入射光、及び Ｌｒ＝像による反射光 前述の説明から、反射光が入射光に等しい場合、像密度
は零に等しいことが判るに違いない。

反対に、若し入射光が全く像によって反射されない場合
には「像密度は１に等しい。前述のことから、１に等し
い密度の像は最も高い密度の像であり、又０．２或いは
それ以下に等しい密度の像は低密度の像と見なされる。
それ故に、コピーペーパー上にあるが像の一部を形成す
るものでないトナー粉末であるバックグラウンド粉末は
０．０９塁度の密度を有している。像が高密度（即ち０
．沙〆上）である場合、これらの像はそれらに入射する
車富射熱エネルギーに対して完全黒体の如く作用し、即
ち、これらの像はそのエネルギーの大部分を吸収するの
である。

車富射エネルギーの良好な発生源は、入力エネルギーの
殆んど大部分を車富射熱エネルギーに変換するものであ
り、ピーク出力を出じる波長付近に集められた高強度韓
射を発生する。この発生源の温度を高めるほど、狭い波
長中にエネルギーが集中し、又エネルギーの強度が高ま
る。このピーク出力波長と発生源の温度との間には更に
又関係がある。発生源の温度が高まるほど、ピーク出力
波長は狭まり、トナーの如き物質を加熱するに有効なス
ペクトルの端の短い波長へ向う。前述のことから、車富
射エネルギー源例えば石英ランプ３０が備えられ、これ
は８５０ワットの電力レベルにて２４０ぴＫの温度にて
働くように設計されている。

ここで意図される目的の為の石英ランプは良く知られて
おり、従って更にその説明は行わない。これらの作動状
態のもとで、石英ランプは標準の電子写真コピーシート
１４上の高密度像を有効に熔融する。このことは２０＃
又はそれ以下の程度（基本重量２０００シート）の場合
であることが見出された。石英ランプは支持プラテン３
４と対向せる関係状態にて反射組立体３２内に取付けら
れ、コピーシ−ト１４上のトナー粉末像と熱関係を有す
るように位置決めされている。ランプ３０へ追加電力量
を付与することによって、低密度像の溶融は達成される
が、しかしながら２０＃より軽いペーパーは焦げ付きを
生じ得る。

或る状態のもとでは２０＃のべ−パ−は高められた電力
レベルにて確実に焦げ付きを生じてしまう。従って、第
２の頚射エネルギー源が抵抗ヒーター構造体３６の形態
にて備えられ、これは３００ワットの電力にて８０００
０で作動するよう設計されている。このヒーター構造体
３６は、０．０２５肌（ｌｍｊｌ）程度の厚さを有しコ
ピーシート１４の横方向に約３８．１側（１１／２ｎ）
の長さを伸長する部材から作られている。ヒーター構造
体３６は低容量頚射エネルギー源を構成するもので、極
めて短いウオームアップ期間（３秒間程度）を有するも
のである。この構造体３６は少くとも或る量のクロムが
コバルトと置換えられたステンレス鋼材質で作られてい
る。このような材質はハミルトンウオッチ（Ｈａｍｉｌ
のｎＷａｔｃｈ）の一事業部であるハミルトン メタル
ス コーポレーシヨン（比ｍｉｌｔｏｎＭｅＧＩｓＣｏ
ｒｐ）からワスプアロイ（Ｗａｓｐａｌｌｏｙ）の商品
名のもとに入手出来る。

断熱材３８がヒーター構造体３６からの熱損失を抑える
為に備えられている。ヒーター構造体３６を備えること
によって、バックグラウンド粉末を溶融することなく低
密度像を溶融させる為にべ−パーの温度を上昇させる手
段が得られるのである。トナーのエネルギー吸収は波長
の変化に対して大体同じ程度であるが、しかしながらペ
ーパーの吸収率は上昇し、これによりペーパーを適当に
加熱し低密度像を溶融することが明らかとなろう。加熱
されたプラテンヒ−ター３９が又備えられ、低密度像の
有効な溶融を行う為にペーパーの温度を上げるに於いて
低容量頚射エネルギー源３６を助勢するようになってい
る。この為に、ヒーター３９はペーパーを適当な温度に
上昇させるに必要なエネルギーの３０％程度を備えるこ
とが出釆る。コピーシート１４は真空ベルト移送システ
ム２２によってフューザー装置１５内へ導びかれるので
あり、このシステムは入口移送装置と見なされるととも
に、符号２４にて全体を示された移送機構が出口移送装
置と見なされ、この出口移送装置は後述にて更に詳しく
説明されるように入口移送システムと脇動してフューザ
−装置を通るコピーシート１４の移動を制御するように
なっている。

コピーシート１４がフューザー装置を通してこのように
移動される間、シートの前端及び後端隅部を下方へ曲げ
るようになすことが望ましい。この下方への曲がりはペ
ーパーに「隅部の特上り」を生ぜしめる加熱処理の動的
影響を最小限に抑えるのである。前述のように制御され
た移動はコピーシートをその側縁部が移送システム２２
上にて凹形となる如き波形状となすことによって達成出
来ることが見出されている。この為に、入口移送システ
ム２２は真空プラテン４０及び複数のベルト４２を含み
、このベルトは横方向へふくらんだ形状にて移動するよ
うに通せしめられており、プラテン４川こは関口４４が
ベルト４２の中間でベルト面より若干下方に配置されて
いて、これにより供給源（図示せず）からの真空圧が隔
てられた間隔部にてその横方向寸法に沿つてコピーシー
ト１４に下方向への力を作用させるようになっているの
である。このふくらみ即ちクラウン形状のベルトはコピ
ーシートを隔てられた間隔部にて上方０向へ変形させる
ように作用し、この間隔部は真空移送装置により生じる
変形を交互に行う。ベルト４２のクラウン付けを行う為
に、複数のクラウンの付されたローラー４６がその為の
支持シャフト４８を有して真空プラテンの反対両端に備
えられ夕ている。このような構成による真の結果は、シ
ートをその前端縁から見たほぼサインカーブ状の波形と
なるよう形成せしめられている。コピーシート１４の前
端緑がプラテン上にあって真空移送システムの影響のも
とにある場合、サインカーブ状の波形の振幅は最大とな
る。

しかし、コピーシートの前端縁がプラテンを離れ、頚射
源３０，３６と加熱されているブラテン３４との間に片
持ちされている場合には、波形は引伸ばされてその振幅
を弱める。時間の増大により達成されるこの振幅の弱ま
りは片持ち距離が増大するに従って更に顕著になる。こ
のことは波形を作る力にペーパーの弾性強度が抗するこ
とによって生じると考えられている。入口移送装置から
翻って７６．２側（３ｉｎ）程度の片持距離がこのよう
な搬入移送システムに安定した距離であると得られた。
コピーシートの前端縁がフューザー装置１５から外へ移
動すると、その前端縁はガイドとして働くオーバーラッ
プされた対をなす機素５０及び５２によって受入れられ
、この機素はこの位置にて前端縁のピーク部及び谷部に
マッチするようになされている。機素５川まシャフト６
４を含み、このシャフトは複数のクラウン形状のローラ
ー５６を担持して有している。機素５２はシャフト６８
を有し、このシャフトは複数のディスク６０を担持して
有している。このディスク及びクラウンの付されたロー
ラーはニップを形成する為に接触してはおらず、従って
これらは前端緑の種々の波形の変化部分を滑らかに受入
れることが出来るのである。この対をなす機素は前端縁
の波形を受入れるように設計されているが、それらに殆
んど影響を及ぼさない（即ちその振幅及び波形を変化さ
せない）ようになされている。ディスク６０はシャフト
５８上に位置換え出来るようになっていて、コピーシー
トの前端緑の時期によって対をなす機素を調整出来るよ
うになっている。コピーシートの前端緑が機素５０及び
５２を超えて移動すると、その前端緑は実質的に真直に
なる傾向を示す。この点（全片持距離が約５０．８側（
４ ｉｎ））に於いて、一対のアルミニウムローラー６
２及び６４が係合して真直ニップを形成している。ロー
ラー６２及び６４の真直ニップ及び第１の対をなす出力
機素（即ち機素５０及び５２）のオーバーラップした特
徴は、コピーシート１４の後端緑の波形を維持するよう
に作用するのである。このことは後端縁が入口移送装置
を離れる際の滑らかな移動を可能ならしめ又後端緑隅部
がそれに形成された下方向の曲りを有している状態にて
フューザーギャップを通して後様縁を片持する如き波形
を形成するのである。本発明は特定の具体例について説
明されて来たが、特許請求の範囲がこれによって制限さ
れることを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込んだ複写装置を示す概略図、第２
図は第１図の装置に組込まれた韓射フューザーの概略的
断面立面図、第３図は第２図の線３−３に沿う平面図、
そして第４図は第２図のフューザーの端面図である。 １・・・複写機、１０・・・ドラム、１１・・・光導電
性表面、１４・・・支持シート、１５・・・フューザー
装置、２２・・・移送装置、２４・・・移送機構、３０
・・・石英ランプ、３６・・・抵抗ヒーター構造体、３
９・・・プラテンヒータ−、４０…真空プラテン、４２
…ベルト、４４…閉口、４６…クラウンの付されたロー
フ−−。 片′Ｃ ′ ‘ン○ 夕 （ンＧ２ ‘ンＧ〆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱エネルギー源の使用によりトナー粉末像を支持部
   材へ溶着させるフユーザー装置において、入口及び出口
   を有するトナー粉末像の溶融装置を形成する対置された
   輻射エネルギー源と、前記入口に隣接して配置されてい
   て、前記支持部材の前端縁から見て該支持部材が波形と
   なるように付形する装置を含み、該支持部材に前記輻射
   エネルギー源と接触しないような強度を付与して前記輻
   射エネルギー源の中間での支持部材のほぼ前半部の移動
   を制御するための第１の移送装置と、前記出口に隣接し
   て配置されていて、該支持部材が前記溶融装置を出る時
   に前記波形を維持するための装置を含み、前記第１の移
   送装置と協働して前記支持部材の前記溶融装置を通る移
   動を、前記支持部材及びそれに支持されたトナー粉末像
   が前記輻射エネルギー源と接触しないようにして完了せ
   しめる第２の移送装置とを有していることを特徴とする
   フユーザー装置。