JPH0432843A - 熱定着装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 細には、例えば、米国特許第４３９９２０９号明細書の
感光感圧紙対応の顕色紙の発色と光沢りシに好適な熱定
着装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種のベルト式熱定着装置として、第４図に示
すものがある。この装置では、ヒートローラ７２と張設
ローラ７７の間で、ベルト７６は周回するように掛装さ
れている。ヒートローラ７２はヒータ７４によって加熱
されており、温度検知センサ７５により常にヒートロー
ラ７２の温度を検知して、図示しない温度制御回路によ
りヒートローラ７２の温度を一定に保つようにヒータ７
４が制御されている。ニップローラ７３は図示しない加
圧バネによりヒートローラ７２にベルト７６を介して一
定のカで押し当てられている。

上記米国特許第４３９９２０９号明細書に示される所定
の画像処理により得られた顕色紙が、この熱定着装置の
入口シュート７１に導かれて、ベルト７６とニップロー
ラ７３により、加熱（１２０°Ｃ〜１８００Ｃ）及び加
圧され、顕色剤面がベルト７６に密着して、顕色紙がベ
ルト表面に粘着する。ベルト７６は冷却区間７８におい
て自然に放熱冷却される。顕色紙に塗布されているバイ
ンダーポリマー（結着樹脂）は熱溶融後、冷却されるこ
とによって粘度が高くなり、顕色紙がベルト表面から剥
がれ易くなる。顕色剤表面が十分に冷却された時点（９
０６Ｃ〜１００°Ｃ）で顕色紙は張設ローラ７７の部分
に到達すると顕色紙自身の有する弾性によってベルト７
６から曲率分離される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来装置において、顕色剤表面が十
分に冷却されないまま顕色紙が張設ローラ７７の部分に
到達すると、顕色紙がベルト７６から分離しなかったり
、仮に分離しても顕色剤がベルト７６に転写する問題が
ある。

そこで、顕色剤表面の冷却効果を上げるために、前記ベ
ルト冷却区間７８に冷却ファン等を設けてベルト７６を
積極的に冷却することが考えられる。

しかし、冷却ファン７９により積極的に冷却する必要が
あるのは、顕色紙の熱定着処理中であり、しかも張設ロ
ーラ７７部分におけるベルト７６の表面温度が１００℃
を超えた時や、ヒートローラ７２の設定温度を下げる動
作中のみである。逆に、これ以外の時に訳もなく冷却フ
ァンを動作させると、熱効率を悪くすることになる。そ
ればかりが、ウオームアツプ時やヒートローラの設定温
度を上げるといった操作中に冷却ファンを機能させると
、それぞれの操作速度をむやみに遅らせてしまうといっ
た問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、ベルトの温度や、ウオームアツプ時などを総
合的に判断してベルトの冷却装置を制御することにより
、熱効率の点で無駄なく、且つ熱定着装置が必要とされ
ている動作を速やかに行なうことにある。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明は、ヒートローラと、
張設用ローラと、これらに掛装されたベルトと、前記ヒ
ートローラに前記ベルトを介して圧接するニップローラ
を備え、前記ベルトの回転によりシートを搬送させなが
ら加熱するようにした熱定着装置において、前記ヒート
ローラと張設用ローラに位置するベルトの一部に対向配
置された冷却手段と、その冷却手段を駆動・停止制御す
る制御手段とを備えている。

上記熱定着装置は、さらに前記制御手段がベルトの温度
を検出する温度センサを有し、温度センサの検出温度に
基づいて前記冷却手段を制御することが望ましい。ある
いは、ウオームアツプ時に冷却手段の動作を停止するこ
とが望ましい。

［作用コ 上記の構成を有する本考案の熱定着装置ではベルト温度
に基づいて、あるいはウオームアツプ時なとにおいて冷
却装置を制御するため、熱効率の点で無駄かなく、且つ
必要とされている動作を速やかにおこなう。

［実施例］ 以下、本発明を複写機として具体化した一実施例を図面
を参照して説明する。

本実施例の感光感圧複写機１では、感光感圧紙（以下マ
イクロカプセル紙と称す）１２と顕色紙２８とからなる
感光紙が使用されている。

尚、本実施例に使用されているマイクロカプセル紙１２
の支持体の表面にはマイクロカプセルが塗布されており
、そのマイクロカプセル内には後述する顕色剤と反応す
る染料前駆体等が包含されている。前期顕色紙２８の表
面には、顕色剤が塗布されており染料前駆体と反応する
ことで発色するか、その詳細は米国特許第４３９９２０
９号明細書等に記載されており、本発明に直接的には関
係がなので、説明を省略する。

第３図に示すように、複写機１の上部には原稿台ガラス
２及び原稿台カバー３が配設され、この原稿台ガラス２
の上には所望の原稿４か伏せられて原稿台カバー３が閉
じられる。

複写機１の上部における原稿台ガラス２の下方には、ハ
ロゲンランプ５ａ及びリフレクタ５ｂ。

５ｃ、反射ミラー８などを備えた光源部５が、原稿台ガ
ラス２と平行に架設された軸１３に沿って往復移動可能
に配設されている。その光源部５は、原稿台ガラス２に
向けて前記移動方向に直行する方向のライン上に光を照
射する。照射された光は透明な原稿台ガラス２を通過し
て、この上に置かれた原稿４により下方へ反射される。

前記原稿台ガラス２の下方には、前記光源部５と別体に
移動可能に反射ミラー９ａ、９ｂを備えるミラ一部９が
配設され、原稿４から反射された光は、反射ミラー８．
９ａ、９ｂの順番に反射され、前記光源部５の移動方向
と平行となるように導かれる。

原稿台ガラス２の下方には、通常固定されている投影レ
ンズ７、複写画像の色調を調整するためのフィルタ６が
配設されており、反射ミラー９ｂにより反射された光は
、投影レンズ７に入射する。

前記レンズ７により投影された光は、反射ミラー群１０
　ａ、　１０　ｂにより反射される。

前記反射ミラー１０ｂの右方には、前記マイクロカプセ
ル紙１２を露光するための露光台１１が配設され、反射
ミラー１０ｂと露光台１１との間には光路を切り換える
反射ミラー１０ｃが配設されている。露光台１１に沿っ
て配設されたマイクロカプセル紙には原稿４上の画像情
報が結像される。

また、反射ミラー１０ａ、１０ｂは、通常は所定の位置
にあるが、マイクロカプセル紙１２上に形成する潜像の
大きさを拡大・縮小する際に設定される投影倍率ｍの変
更に従って光路長を変えるために、軸１３の軸線方向に
一体となって移動可能な構成となっている。

一方、本複写機１の中央には、機体に対して取り外し可
能なカートリッジ１５が配設され、長尺上のマイクロカ
プセル紙１２は、カートリッジ軸１４に巻かれた状態で
カートリッジ１５に収容されている。カートリッジ１５
が機体内の所定位置にセットされている状態で、マイク
ロカプセル紙１２の先端部は前記露光台１１に向がって
引き出される。前記露光台１１の下方には送りローラ１
９、テンション調整用のダンサ−ローラ２１が配設され
ている。そのダンサ−ローラ２１の右方には、大径ロー
ラ２２ａとバックアップローラ２２ｂを備える圧力現像
装置２２が配設されている。

その圧力現像装置２２の右方には、後述するように密着
されたマイクロカプセル紙１２と顕色紙２８と分離する
ための分離ローラ２３が配設されている。前記分離ロー
ラ２３と前記カートリッジ１５との間には、マイクロカ
プセル紙１２を嵌装・保持する巻取り軸２４が配設され
ている。カートリッジ１５の上部から出たマイクロカプ
セル紙１２は、送りローラー１９に導かれて、露光台１
１の上方を通った後、ダンサ−ローラ２１、圧力現像装
置２２を通過し、さらに分離ローラ２３に導かれた後、
巻取り軸２４に巻取られる。尚、カートリッジ１５を出
た後の未露光なマイクロカプセル紙１２は、遮光カバー
により未露光状態が保持される。

前記圧力現像装置２２の下方には、顕色紙２８を収容し
た給紙カセット２９が装着される。その給紙カセット２
９の上方には、負圧吸引を用いて紙を吸着する吸盤式の
給紙機構３０が配設されており、顕色紙２８は給紙機構
３０により給紙カセット２９から一枚ずつ取り出される
。給紙機構３０と圧力現像装置２２との間には、送りガ
イド３１ｄ、送りローラ３１ａ、８１ｂ、３１ｃが配設
されており、顕色紙２８は送りローラ３１ａ、３１ｂ％
３１Ｃ，送りガイド３１ｄにより搬送されて圧力現像装
置２２に搬入される。

前記圧力現像装置２２の右方には熱定着装置３２か配設
されており、熱定着装置３２の右方には画像が形成され
た顕色紙２８を収納する排紙トレー３３が配設されてい
る。

また、本複写機には、マイクロカプセル紙１２を、装置
内の所定の搬送経路に自動的にセットするためのオート
ローディング機能を有している。

これは、マイクロカプセル紙１２の先端部に張り付けで
あるリーダーフィルム部を、目動的に装置内に引き出し
た上で、装置内を搬送し、巻取り軸２４に巻付ける機能
である。これにより、リーダ−フィルム部１８に続くマ
イクロカプセル紙１２も、巻取り軸２４に巻取られ、装
置内へのセットも完了する。このオートローディングの
ため、リーダーフィルム部の引き出し用として、ローラ
１９とカートリッジ１５との間の半月ローラ１７が配設
されている。また、巻取り軸２４への誘導用として分離
シュート２７が回動可能に取り付けられている。巻取り
軸２４の周囲にはリーダーフィルムを巻付けるために上
巻取りガイド２５と下巻取りガイド２６が配設されてい
る。

次に、前記熱定着装置３２について詳細に説明する。

第１図に示すように、ヒートローラ４０は前記顕色紙２
８の搬送経路の上方において一水平軸線の回りで回転可
能に支持され、その内部にはハロゲンランプ等よりなる
ヒータ４１が設けられている。ヒートローラ４０の近傍
にはサーミスタ４２が配置され、このサーミスタ４２の
制御のもとでヒータ４１の加熱よって、ヒートローラ４
０の表面温度が１５０°Ｃ程度に保持される。

張設用ローラ４３は顕色紙２８の搬送経路の上方におい
てヒートローラ４０と平行な軸線の周りで回転可能に支
持され、両ローラ４０．４３間には無端状のベルト４４
が掛装されている。そして、図示しない駆動モータによ
り歯車機構等を介してヒートローラ４０が第１図の反時
計方向に回転された時、ベルト４４が同方向に回転され
て、顕色紙２８の搬送が行なわれる。

そして、ニップローラ４５がヒートローラ４０の外周下
面に図示しないバネで圧接されて、ベルト４４の一部に
所定のニップ圧が付与されている。

さらに、ヒートローラ４０と張設用ローラ４３との間に
位置するベルト４４の下方には、該ベルト４４と対向す
るベルト冷却用の冷却ファン４６が設置されている。こ
の冷却ファン４６によりベルト４４とシートの張設用ロ
ーラ４３部における分離時の温度を積極的に下げること
ができる。

また、張設用ローラ４３の外周下面には温度センサ４７
が設置されこの部分を通過するベルト４４の表面温度を
検知する。

尚、前記ベルト４４の材質としては、シリコンゴム単体
の他ステンレスやニッケル等の金属、あるいはポリイミ
ドやＰＰＳ等の耐熱性樹脂のベースフィルム上にシリコ
ンゴムのコーティングを施したもの等を列挙することが
できる。

次に、本複写機１の動作について説明する。

カートリッジ１５が複写機１にセットされると、オート
ローディングを開始する。

半月ローラ１７は、オートローディング開始時のみ、搬
送方向に１回から数回回転し、リーダーフィルム部１８
をローラ２０まで送り出す。その後は停止し、以後の搬
送はローラ２０の駆動により行なわれる。

上巻取りガイド２５、下巻取りガイド２６、分離シュー
ト２７は、−点鎖線で示す位置に回動し、マイクロカプ
セル紙１２の先端部に張り付けられたリーダーフィルム
部１８は巻取り軸２４に巻付けるオートローデングが終
了すると、上巻取りガイド２５、下巻取りガイド２６、
分離シュート２７か実線で示す位置に戻りコピー可能と
なる。

後述するフロントパネル６ｏに設けられているコピース
タートキー（図示しない）が押下されると、ハロゲンラ
ンプ５ａが点灯され、上記反射ミラー８、ハロゲンラン
プ５ａはマイクロカプセル紙１２の搬送速度をｖ１投影
倍率をｍとすると、移動速度１／ｍＶで移動し、反射ミ
ラー９ａ１９ｂは移動速度１／２ｍＶで移動し原稿走査
を開始する。

マイクロカプセル紙１２の搬送速度はミラー群８．９ａ
、９ｂの移動速度と上述のように同期させであるため、
露光台１１を通過する際のマイクロカプセル紙１２には
原稿４の所定ラインの潜像が順次形成される。尚、上記
所定の速度比は、倍率の設定に基づき、予め定めである
。

潜像が形成されたマイクロカプセル紙１２は搬送され、
給紙カセット２９の最上位の顕色紙２８は給紙機構３０
．送りローラ３１ａ、３１ｂ、３１０等により搬送され
る。

圧力現像装置２２にはマイクロカプセル紙１２と顕色紙
２８とが密着して一体となった状態で供給され、マイク
ロカプセル紙１２の潜像が形成されたマイクロカプセル
面と顕色紙２８の顕色剤塗布面とが、内側で接触する状
態で一体となって大径ローラ２２ａとバックアップロー
ラ２２ｂに挟み込まれ圧力が加えられる。この圧力によ
り未露光のマイクロカプセル紙が破壊され、顕色紙２８
上に画像が形成される。

圧力現像装置２２から出たマイクロカプセル紙１２と顕
色紙２８とは、分離ローラ２３にて分離された後、顕色
紙２８は熱定着装置３２により発色を促進され、光沢を
持つ画像が形成された後、排紙ローラ３２ｂにより排紙
トレイ３３に搬出される。尚、分離されたマイクロカプ
セル紙１２は分離ローラ２３ｅを経て巻き取り軸２４に
巻き取られる。

次に、前記熱定着装置３２の動作について説明する。

電源投入直後から、複写機１が複写動作可能な状態とな
るまでウオームアツプ動作、即ち、ヒートローラ４０を
所定の温度まで加熱するためにヒータ４１が通電される
。このウオームアツプ動作が完了した状態では、ヒート
ローラ４０が１５０℃程度に保たれて回転駆動されてお
り、ニップローラ４５もベルト４４も適度な温度に保た
れている。この状態で表面に画像が形成された顕色紙２
８が熱定着装置に挿入されると、ベルト４４に圧接され
ながら、ヒータ４１の熱によりヒートローラ４０及びベ
ルト４４を介して加熱され、顕色紙２８上の顕色剤が溶
融される。

そのため、顕色紙２８はベルト４４の下側走行部に貼り
付き、そのベルト４４の回転に伴って搬送されながら加
熱定着される。そして、この顕色紙２８が張設用ローラ
４３と対応する位置まで搬送される間に、ベルト４４及
び顕色紙２８が充分冷却されれば、その顕色紙２８は張
設用ローラ４３の曲率によってベルト４４より分離する
。

しかし、前記顕色紙２８とベルト４４の分離の温度が充
分に下げられていない場合、両者は分離せずに貼り付い
たまま回り続けるか、あるいは分離しても顕色紙２８上
の顕色剤がベルト４４に付着してしまったり（オフセッ
ト現象）、また画像面に顕色紙２８の搬送方向と直行す
る方向に縞模様が何本も現われたりする。いずれの場合
も顕色剤の粘度が充分に上がっていないことが大きく起
因している。顕色紙２８とベルト４４の分離が確実に行
なわれる分離温度は、ベルト４４の材質や、処理する顕
色紙の種類によっても若干界なるか略１０００Ｃ前後で
ある。

そこで、このベルト４４と顕色紙２８の分離温度が１０
０℃を超えないように設置されているのが冷却ファン４
６であり、第１図に示すようにベルト４４の下面を空冷
する役割を果たす。

しかし、この冷却ファン４６を常に作動させておくこと
は好ましいことではない。なぜならば、わざわざ冷却フ
ァン４６で強制冷却させなくても分離温度が１００℃を
超えていない時がある。この場合、冷却ファン４６は単
にベルト４４の熱を空気中に発散させているのみであり
、熱効率の点で悪い。冷却ファン４６を作動させていな
い時の分離温度が決まる要因としてはヒートローラ４０
の温度設定、ベルト４４の回転スピード、環境温度等が
ある。

他に冷却ファン４６を作動させない方がよい場合として
ウオームアツプ動作時や熱定着処理を行なっていない時
である。

ウオームアツプ動作時に冷却ファン４６を作動させれば
ウオームアツプ時間が長くなって１．まうだけであるし
、熱定着処理を行なっていないとき冷却ファン４６作動
させることはやはり熱効率の点で悪い。

ただし、熱定着処理を行なっていない時にも冷却ファン
４６を作動させたほうが良い場合もある。

それはヒートローラ４０の温度設定を低温側に下げる場
合であり、冷却ファン４６でベルト４４を強制冷却して
やることにより速やかにヒートローラ４０の温度を下げ
ることができる。

以上述べてきたように冷却ファン４６を作動させるべき
か否かという決定は、熱定着装置がおかれた状況（ウオ
ームアツプ時、待機時、ヒートローラの温度設定変更時
、熱定着処理時）とまた熱定着処理時においても分離温
度が１００℃を超えているかどうかを検知した上で総合
的に判断する必要がある。

第２図は冷却ファン４６を含む熱定着装置３２の制御機
構を示すブロック図である。制御装置５０はＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ等から構成サレルー般的なものである。制
御装置５０は、フロントパネル６０、サーミスタ４２、
圧力現像装置２２等から信号を受け、状況判断制御部５
１にて熱定着装置３２がおかれた状況（ウオームアツプ
時、待機時、熱定着処理時など）を判断しヒートローラ
駆動用モータ６１、ヒータ４１．冷却ファン４６を制御
する。前記状況判断制御部５１は、ウオームアツプ部５
２、ヒートローラ温度設定アップ部５３、ヒートローラ
温度設定タウン部５４、特機部５５、熱定着処理部５６
、を備えている。熱定着処理部５６は温度決定部５７、
温度チェク部５８を介して冷却ファン４６に接続されて
いる。温度決定部５７には、判別センサ６２とフロント
パネル６０とが接続されている。また、温度チェク部５
８には温度センサー４７が接続されている。

電源投入直後からヒートローラ４０の温度が設定値に達
していないとき（即ちウオームアツプ動作時）、ウオー
ムアツプ部５２がヒータ４１、モータ６１に通電してウ
オームアツプ動作させるが、冷却ファン４６を停止させ
ておく。また、電源は投入されているが複写動作を行っ
ていない待機中である場合も、特機部５５が同様に冷却
ファン４６を停止させおく。

ただし、待機中であっても、フロントパネル６０からの
指令によりヒータ４１の設定温度を下げる場合、ヒート
ローラ温度設定ダウン部５４が冷却ファン４６を駆動さ
せて、ベルト４４を強制冷却する。このことによりヒー
トローラ４０の温度を速やかに下げることができる。

逆に、ヒータ４１の設定温度を上げる場合、ヒートロー
ラ温度設定アップ部５３あ冷却ファン４６を停止させる
。

圧力現像された顕色紙２８を熱定着処理する時に、熱定
着処理部５６はまず温度決定部５７において処理しよう
とする顕色紙２８の種類に応じて分離時の温度を設定さ
せる。これは、処理する顕色紙２８の顕色剤が塗布され
ている基材の種類によって分離時の温度許容値がわずか
ずつ異なるためである。顕色紙２８の種類は判別センサ
６２やフロントパネル６０からの指令により認知する。

この温度決定部５７により分離時の温度か決定され、前
記分離時の温度を測定している温度センサ４７からの信
号を温度チエツク部５８で受けて、分離時温度が温度決
定部５７により決定された温度を超えてはいないかチエ
ツクする。ここで温度センサ４７により測定された温度
が前記決定された温度を超えていれば冷却ファン４６を
作動させるし、超えていなければ冷却ファン４６を停止
させておく。もちろん、熱定着処理中は常に分離時温度
を検知していて、許容温度を超えそうになれば直ちに冷
却ファン４６を作動させる。

なお、この発明は前記実施冷の構成に限定されるもので
はなく、この発明の主旨から逸脱しない範囲で変更して
具体化することも可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、ベルトのための冷却装置とその冷却装置の動作を停動
制御する制御装置を備え、ベルトの温度や熱定着装置が
おかれた状況をふまえて冷却装置を制御することにより
熱効率の点で無駄なくかつ、ウオームアツプ等の必要と
されている動作を速やかにおこなうことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図までは本発明を具体化した一実施例を
示し、第１図は本発明を具体化した熱定着装置の一実施
例を示す断面図、第２図は熱定着装置の制御構成を示す
ブロック図、第３図は本発明を具体化した熱定着装置を
利用した複写機の概略構成図、第４図は従来の熱定着装
置を示す断面図である。 図中、２８は顕色紙、４０はヒートローラ、４３は張設
用ローラ、４４はベルト、４５はニップローラ、４６は
冷却ファン、４７は温度センサ、５０は制御装置である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ヒートローラと、張設用ローラと、両ローラに掛装
   されたベルトと、前記ヒートローラに前記ベルトを介し
   て圧接するニップローラとを備え、前記ベルトの回転に
   よりシートを搬送させながら加熱するようにした熱定着
   装置において、 前記ヒートローラと張設用ローラとの間に位置するベル
   トの一部に対向配置された冷却手段と、その冷却手段を
   駆動・停止制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
   る熱定着装置。 ２、前記制御手段は、前記ベルトの温度を検出する温度
   センサを有し、その温度センサの検出温度に基づいて前
   記冷却手段を制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の熱定着装置。 ３、前記制御手段は、ウォームアップ時に前記冷却手段
   の駆動を停止することを特徴する特許請求の範囲第１項
   に記載の熱定着装置。