JPS6093473A - 複写装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は静電複写装置に関し、特にトナー偉を熱定着す
る乾式転写方式に於る給紙制御に関する。

（従来技術） トナーを記録画像素として用いる複写方法に於て、トナ
ーが記録画像担体、一般にはプレーンペーパ（以後転写
用紙と称す）に確実に定着されることは記録保全に欠ぐ
ことのできない要件である。

静電複写ｆ用いられるトナーは二成分系現像剤に於ては
熱可塑性樹脂例えばオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ビ
ニル樹脂等に、着色剤一般にはカーボンブラックを主と
して混和したものであり、−成分系現像剤に於ては更に
磁性材例えば鉄粉が追加混合される。これらトナーの融
点は前記した混和物の量、熱可塑性樹脂の特性によって
変動するが大略１５０〜２００℃の範囲にある。従って
熱定着ローラの温度はトナ゛−の溶融に必要な熱量をト
ナーに与えるに充分な温度に保つ必要がある。

また一方転写用紙の焦損防止、装置の熱故障、火災の防
止或は電力節約等の面から熱定着ローラの温度はなるべ
く低温であることが好ましい。

定着性、複写ランニングフストの面から米国特許３，６
３９，２４５号には定着性と相反的関係にあるトナーの
電気抵抗調整に関る技術の開示があり、またトナーの軟
化点を下げる方法が特開昭５８−１１８６５６号に開示
されている。

また大量複写、迅速複写の要請を受けて連続複写速度は
大幅に向上し、且つ種々雑多に交錯した原稿サイズな消
化して複写が行われる状況になって来ている（特開昭５
４−１１６２４３号、同５６−１１４９５５号等）。

このような状況にあって熱定着ローラの温度は温度検知
素子等によって検知され、且つ制御される形態となって
来ているが、熱定着ローラの温度検知制御処置が施され
ていても、連続複写速度は実際上例えばスリット露光方
式の複写装置等に於ては撮像用の光学系の原稿に対する
相対的往復動時間で定められ、且つ複写装置の複写速度
を定める基準は市場で最も使用頻度の高い転写用紙太き
さ例えばＡ列４番によることが通例であり、複写速度、
処理枚数に対する定着条件は固定される。

従って８列６番或は５番等の基準より小サイズの用紙で
は不用に過熱気味であり、８列４番、Ａ列３番等の大サ
イズの場合には転写用紙による熱の持出しが多く、所定
の加熱装置の容量では熱量補給が不足し、定着不良のた
めに記録状態が完全でなく、或は温度検知器の制御によ
り、定着不良を回避すべく、自動的に複写休止が発生し
、複写作業及び該複写作業に連結した作業の円滑性を著
しく損う。

（発明の目的） 本発明の目的は熱ローラ定着を用いる複写装置にあって
定着不良、定着休止（複写休止）の起らぬ複写装置を提
供することである。

また他の目的は転写用紙の熱定着ローラかもの熱持出し
を補償しつる複写装置を提供することにある。

（発明の構成） 本発明は熱ローラ定着を行なう複写装置て於て、転写用
紙の大きさに応じて通紙間隙を制御することを特徴とし
て構成され、該構成をもつ複写装置によって前記本発明
の目的は達することができる。

尚本発明の態様としては転写用紙の大きさに応じて、撮
像光学系の原稿に対する相対的往復動時系列に於て往動
終着時点と復動帰発点の時間間隔の制御または／および
復動速度の制御を行う態様がある。

また撮像と給紙時間間隔とを互に連結して制御する態様
がある。

更に実用的にはＡ列４番の標準紙（ｐｐｃ用５５ゆ紙；
坪量６５ｔｔ／ｌｒｌ、厚さ解μｍ　）以下の大きさの
転写用紙については設計仕様に拠って制御無用とし、Ａ
列４番を超えたサイズの転写用紙について本発明を施す
ことで充分である。

また本発明に於る通紙配置間隙の制御は本来転写用紙の
熱容量（大きさ×厚さ×比熱）に対して行うものである
が、比熱はは！一定であり、厚さは大きさ程の変動がな
い所から大きさを代表指数として取扱うものである。

次に図によって本発明の構成の拠り所について説明する
。

第１図は光学系の撮像往復動以降定着に到る複写作動を
時系列的に及び座標列的に解析するための説明図である
。

図に於てＷはブラツテンガラスＧ上に載置される所定の
大きさ例えばＡ列４番（以後Ａ４の如く略称する。他の
サイズに於ても同様）の原稿の載置位置及び大きさｌを
示す。図に於て実線はＡ４、破線はＡ３の場合である。

Δｌは光学系０の往動の助走及び復動のブレーキのため
の緩衝式である。

またＶは光学、１％０のプラツテンガラスａ（原ｆ）Ｎ
）に対する往復動範Ｍケ示す。Ｖｐは光学系の往動速度
、ｖＢは復動速度である。尚△ｌなる緩衝式に於る往動
及び復動の速度は夫々ｖＰ及びｖＢと着像す。

Ｍは本発明に係る複写装置であって、本発明の構成に係
る要点のみを示している。

０は光学系であり、Ｎはナトリウムランプ等を用いた光
源、Ｍ、　、　Ｍ、　、　Ｍ、及びＭ４はミラー、Ｌは
レンズである。Ｉは像担持体Ｓ等を含む画像形成系、Ｐ
は転写用紙、Ｃは搬送装置、またＦは熱定着ローラであ
る。

前記光学系０のプラツテンガラスＧ（［１１）面に沿っ
た往動速度Ｖｐは、像担持体Ｓの円周速度、搬送速度に
等しい。

また熱定着ローラＦの円周速度Ｍｙは前記Ｖｐとは別個
に定められ一般に、Ｖｐ　＞　ＶＦである。

従って転写用紙Ｐの搬送通紙間＠１１と定着通紙間１ｌ
ＩＤは互に異り、一般Ｋ　ＶＰ　）　ｖＦである故一般
−Ｄ（、ｚである。

一方定着通紙が転写用紙Ｐの大きさ７１間１ｉ１１Ｄ及
びＶＦまた搬送通紙が！及び間＠ｃｔ及びｖＰで定常的
連続に稼動していれば、定常時系列に於て（１＋　Ｄ　
）　／　ＶＦ　＝　（１＋　ｄ　）　／　Ｖｐ　・−＝
（２）故和式（１）及び式（２）　から は、即ち斯かる条件の設計仕様に於ては転写用紙の大き
さ！の増大に伴い定着通紙間隙りが狭くなる。

次に定着通紙間隙りの狭小化の影響を第２図に於て説明
する。

同図に於て縦軸は熱定着ローラＦの温度θ、θ０は定着
適正範囲の上限、θ、は下限であり、温度検知器からの
信号で制御されている。横軸は連続定着処理時系列て於
る時間ｔである。

ｔｏは熱定着ローラのウオーミングアツプ終了時点、θ
。は該時点のローラ温度であって前記θ。とθ１の間に
ある。

ｔい４は所定の大ぎさの転写用紙の第１紙定着時の開始
時点と終了時点、θ１、θＣは前記ｔ、、ｔ’ｌＫ於る
ローラ温度である。以後ｔ１．θｔｂｔ’ｔｔＭ、・・
・一般に輸、、θ５、吟、外は第２紙、・・・一般に第
１紙に対し同義に定められたものである。

ここに於てｔｉ−ｔ−は定着通紙期であり、Ｌ’ｉ　”
’−ｔｉ＋１は定着通紙間ＴＩＬＥＤに対応し、ローラ
温度の回復期である。

第２図（ａ）に示すように複写装置の設計仕様によって
、所定の転写用紙大きさ、例えばＡ４の連続定着処理時
系列に於て、θ１、θ−等一般に０番、θ−が常に定着
適正範囲θ。〜θ、に納まるとしても、更に大きい転写
用紙大きさ、例えばＡ３に於て１０．１０′等一般に１
０、′θ′は、大サイズの故に熱の持出しが多くなり、
一般に大サイズの１６．′／及び小サイズのθ、、１　
間に於て （′θ−１θ′）〉（θ、−θ；） であって定着によるローラ温度の低下が大幅である。

また前述した如く定着通紙間１１Ｄが狭小になるために
ローラ温度の回復期が短かく、 （ｊ＋１０−１０’　）　＜　（ｅ；＋１−θ；）とな
る。

従って転写用紙の大きさが大きい場合には、上記した２
つの効果が累積して大サイズ転写用紙の連続処理に於る
定着開始温度１θは第２図に示す如く逐次低下し逐にθ
。〜θ、の定着適正範囲下に沈下逸脱し、定着不良、定
着休止（複写休止）の事態を招来する。

本発明は前記した転写用紙サイズの増大に伴う熱の持出
しとローラ温度回復期との間の悪連鎖を断切り、転写用
紙サイズに適応したローラ温度回復期を宛い、熱の持出
しを逐一補償し、完全定着と複写作業の円滑性を保証す
ることから成っている。

前記した本発明の本質を満足する実施態様は種々とり５
るが、実施例によって本発明の好ましい態様を説明する
。

複写装置は、ｙＡ稿を撮像する光学系が正則な状態で撮
像のために待機している基点から始発し、往動の途次原
稿を撮像しながら、所定の大きさの原稿を全域撮像し終
る限正点に到着し、続いて基点に向って帰発し、基点に
終着することで１サイクルが完結し、且つこの間形成画
像に整合して給紙され、再び像担持体表面に形成される
画像位置に転写用紙が正則に整合するように給紙される
次サイクルの前記整合タイミングシステムに引継がれる
。また該システムの稼動中及び休止中和船ても像担持体
及び搬送装置は前記定速Ｖｐ、定着装置は定速ｖＦで連
続運転される。

こ−に於て前記正則な定常連続運転の条件、式（３）の
両辺に同ディメンシロンの同数値を加えても前記条件が
失われることはない。従って、こ−でＤτ＝■τｒ、ｄ
τ＝　ｖＰτ、と置いて整理すると、 即ち搬送通紙間＠ｅｔｔｘｅｉ、＋ｔｉＴとすることに
対応して定着通紙間＠ＤがＤ十りτとなる。

τ１は前記式（１）から明らかなようにｄが復動速度ｖ
Ｂの１数であることからＶＢの変化によっても与えられ
るし、ＶＢと無関係に与えることもできる。

従って定速連続運転に於て本発明の好ましい実施態様と
して、 （Ｉ）光学系の前記限止点への到着時から基点への終着
時の間に、 （ト１）前記式（１）のＶＢを増減し搬送通紙間隙ｄす
ｄ±ｄτならしめ、これによって定着通紙間隙りをＤ±
ｐτならしめる態様、 （Ｉ−ｂ）限止点への到着時と基点への帰発時の間に休
止のタイミングτ１を挿入し定着通紙間１１ＤをＤ十ｐ
τに拡げる態様、 （ｎ）基点への終着時と次サイクルの始発時ノ間ニ休止
のタイミングτ、を挿入する態様、及び（ｍ）整合タイ
ミングシステムの前ザイクルの給紙の先端または後端を
検知して転写用紙の大きさｌＫ応じてｄＫｄｒを加える
タイミングτ、を取り、整合タイミングシステムに始発
信号を入力する態様、がある。

また大きさｌの転写用紙の場合の搬送通紙間隙ｄは複写
装置の設計の基準とした転写用紙の場合のｄｏＫ関し ｉ　＝　ｅｉｏ　＋：ｅｔＴ の関係でめられるので、基準転写用紙を転写用紙の最小
のものに定める方法或は基準転写用紙大きさく例えばＡ
４　）以下は制御無用とする方法によって、すべて遅延
モウド即ちｃ４　＝　ｄ、＋σ′、（ｔｔ、　＞　ｏ　
）で対応することができる。

第３図に光学系の往復動の機序な示す。同図（ａ）に於
る記号は前記第１図の記号と同義である。また同図（ｂ
）には光学系往復動機構の例を斜視図で示した。該例に
於て、Ｒｏは電圧制御で回転数を増減できるＤＣモータ
（図示せず）に連結した駆動プーリ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１
及び丸は固定滑車、Ｒｄ　は動滑車である。ワイヤーＷ
は両端を係止部材ｆ、及びｆＩＫ固定され、ｆ＋　−Ｒ
ｄ　−＆　−Ｌ　−＆−Ｒ４−Ｒｔ　−Ｒｓ　−Ｒルー
ｆ、の間に張架されている。

前記した光源Ｎ及び第１ミラーＭ１はワイヤーＷに係止
され、第２ミラーＭ、及び第３ミラーＭ３は動滑車Ｒ，
に係止されている。

整合タイミングシステム知於て駆動モータ（この例では
前記ＤＣモータ）に電圧が印加され、駆動ブーＩＪ　鳥
が回転するとワイヤーＷ或は動滑車Ｒ。

に係止された光学系部材は所定の往復動を行なう。

この場合動滑車の同一時間内の移動速度；従って移動量
はワイヤー〇イとなるからＷ、ｗ４面から像担持体表面
までの光路長は光学系の往復動中宮に一定に保たれる。

本発明の実施態様は、光学系の撮像のための基点及び転
写用紙の大きさｌに対応する限止点間の往復動が、大き
ざｌの基準転写用紙を対象にして定常連続稼動に於て定
着不良、定着休止（複写休止）を惹起しない定着ローラ
の適正温度範囲θ。〜θＬＶｃローラ温度を納めるに足
る温度回復期（前記ｔＩ、〜ｔｔ＋１）を定常的に与え
る定着通紙間ＢＩＩＤ（搬送通紙間ｔｌｔｄ）を保ち、
且つ像担持体と給紙される転写用紙との間の画像整合性
ｌ与える整合タイミングシステムを対象にして、転写用
紙の大きさｌの変動に応じて必要充分な温度回復期を与
える前記Ｄ、従ってｄを順応付与する介入制御システム
を組込んだものである。

前記本発明の実施態様（ト１）の実施例の１っは、復動
速度ＶＢを定める光学系の駆動モータの回転速度を転写
用紙の大きさｌに対応して指定する切換スイッチシステ
ム例えば電圧切換回路を設け、手動または転写用紙カセ
ットの挿入等によって自動的に復動電圧をセットし、光
学系の阻止点への到着信号χ該切換スイッチシステムに
入力し、定着のローラ温度の充分な回復期（前記ｔｌ〜
ｔｉ＋ｉ）を与える定着通紙間＠Ｄ＋ＤτとなるｖＢτ
に対する電圧回路を閉じ、基点への終着信号によって該
回路を駆動モータの回転を逆とし往動速度Ｖｐを与える
電気回路に切換えるものである。

実施態様（Ｉ−ｂ）の実施例の１つは、光学系の阻止点
への到着信号によって駆動モータを停止し且つタイマー
例えばエンコーダのカウントを開始し、時間τ、のカウ
ント終了信号をもって整合タイミングシステムに制御を
返ｍｌる。

第４図にタイマーの例としたエンコーダを示す。

同図（ａ）はエンコーダＥの斜視図であって、Ｅｌはエ
ンコード板、為はエンコーダフォトセンサ、またＥ３ハ
エンコーダ取付板である。同図偽）はエンフードＷ　Ｅ
ｌを示し、ｒｌは山径、ｒ！は谷径であり、ψは１カウ
ントのピッチ角である。同図（ａ）はエンコーダフォト
センサからの電圧パルス信号である。

また第５図に実施態様（Ｉ−ｂ）の実施例のタイムチャ
ートを示した。τＰは光学系の速度Ｖｐでの往動時間、
τＢはＶｎでの復動時間、τ、はローラ温度の回復を禎
償するために阻止点への到着時点から阻止点からの爆発
時点の間に介入させる休止時間である。

同図（ａ）は前記基準転写用紙の大きさをＡ４とし、Ａ
４以下に対して介入制御無用とした実施例のタイムチャ
ートであって、τｉは連続稼動に於いて第１番目のサイ
クル（サイクルｌと称する。他も同様）の始発時点で且
つサイクルｉｌの終着時点でもある。べはＡ４に対応す
る阻止点への到着時点且つ爆発時点である。τｊ＋１は
次サイクル１＋１の始発時点且つサイクルｌの終着時点
である。

同図（ｂ）は前記基準大きさＡ４より大きい例えばＡ３
の場合のタイムチャートである。′τはＡ３での連続稼
動に於るサイクル１の始発時点（サイクルト１の終着時
点）、′τ′はＡ３　Ｋ対応する阻止点への到着時点で
あり且つ介入させた休止時間τ。

への体入時点、′τ′は前記休止時間からの体脱時点で
あり且つ阻止点から基点への爆発時点である。

介入τ、はエンコーダで制御される。′＋１τはサイク
ル凰の終着時点（サイクル１＋１の始発時点）であって
該終着信号によって制御が整合タイミングシステムに返
還される。τア＋τＢ　とすることによってローラ温度
を適正温度に回復する時間が与えられ、定着通紙間隙は
Ｄ＋Ｄτとなる。

実施態様■の実施例の１つは前記（１−ｂ）の実施例の
タイムチャートに於て第５図（１）は同様であり、同図
（ｂ）　Ｋ於て、τｐ−τ、−τＢの接続がτＰ−τＢ
−τ２の接続としたもので、終着信号をタイマー例えば
エンコーダに入れ介入τ７のカウント終了信号を整合タ
イミングシステムの次サイクルの始発入力とするもので
効果としては前記（Ｉ−ｂ）と同様である。

上述の実施態様Ｉ及び■は併用することができる。

次に実施態様■は前記実施態様■及び■が光学系の作動
に介入制御系を組込むこと＼異り、ローラ温度回復に要
する定着通紙間＠Ｄに対応する搬送通紙間＠Ｉｄを直接
搬送経路に作り込む介入制御系を給紙系に組込んだもの
である。

実施態様■の実施例の１つとして、前記基準転写用紙の
大きさＹＡ４とし、Ａ４以下の場合には介入制御無用と
した前記整合タイミングシステムに於て、転写用紙Ｐを
整合タイミングで給紙するレジストローラからの給紙の
先端もしくは後端を検知する検知器を設け、該検知信号
は一旦タイマー例えばエンコーダに入れられ、エンコー
ダからのＡ４を超えた転写用紙例えばＡ３に対応するカ
ウント終了信号と整合タイミングシステムの終着信号と
をアンド回路として該システムの始発信号を発生させろ
ものである。

給紙の先端及び後端の両方を検知し常に転写用紙の大き
さｌを確認し、ｌに必要な搬送通紙間隙ｔｉｋ転写用紙
の後端に追従させるシステムとすれば、実施態様■は、
雑多な大きさの原稿の自動送りとじ該大きさに対応する
転写用紙を選択給紙ずろ場合に於ても定着不良、定着休
止（複写休止）を避けることができる。

（発明の効果） 本発明の目的とする定着不良、定着休止の不都合を排除
でき、複写作業の円滑化が保証され、更に無人化を進め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写作動の説明図、第２図は定着ローラの連続
稼動に於る温度変動を示す図、第３図は光学系の往復動
機構説明図、第４図はエンコーダの説明図である。また
第５図は光学系の往復動タイムチャートである。 Ｖｐ・・・光学系往動速度、Ｖｎ・・・光学系復動速度
、Ｖ、・・・定着搬送速度、τＰ・・・光学系往動時間
、τＢ・・・光学系復動時間、τ１・・・光学系休止時
間、ｄ・・・搬送通紙間隙、Ｄ・・・定着通紙間隙、θ
。、θｉ、θｔＳ′θ及び１０′・・・定着ローラ温度
。 代理人　桑　原　翰　美 ６１圀 彩２０ （ａ） Ｇ６） θ 第５図 （α） も４区 （Ｃ） 電 第５已 （０−） φ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱ローラ定着を行なう複写装置に於て、転写用紙
   の大きさに応じて通紙間隙を制御することを特徴とする
   複写装置。
2. （２）　前記複写装置の撮像光学系のｍｓに対する相対
   的往復動の時系列にて、撮像往動の終着時点と帰還復動
   の爆発時点の間隔を転写用紙の大きさに応じて制御する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複写装置
   。
3. （３）　前記複写装置の撮像光学系の原稿に対する相対
   的往復動のうち％帰還復動速度を転写用紙の大きさに応
   じて制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の複写装置゛。
4. （４）　転写用紙の大きさに応じて給紙間隔を制御し通
   紙間隙を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の複写装置。