JP2001175100A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着フィルムの耐久性向上を図りつつ、これ
の寄りを防ぐことができる定着装置を提供すること。 【構成】 定着フィルム１０１と、該定着フィルム１０
１を張設する駆動ローラと従動ローラ（張設部材）１０
３を備える定着装置において、前記従動ローラ１０３を
その一端又は両端が変位可能に支持し、該変位可能な従
動ローラ１０３の端部の可動範囲を規制する少なくとも
ストッパ部材１１０，１１１を設けるとともに、変位可
能な従動ローラ１０３の端部が一方のストッパ部材１１
０から他方のストッパ部材１１１方向へと変位するとき
には、該従動ローラ１０３の端部を他方のストッパ部材
１１１へ変位させようとする力と反対方向の力を作用せ
しめ、該力を、従動ローラ１０３の端部の他方のストッ
パ部材１１１方向への変位が増すに従って小さくする機
構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置等の
画像形成装置に設けられる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置に用いられる定着装置とし
ては、熱ローラ方式を採るものが最も一般的であるが、
斯かる定着装置は、基本的に加熱ローラと、該加熱ロー
ラに圧接される加圧ローラとで構成され、両ローラ間に
未定着画像を通過させてこれを定着するものである。

【０００３】ところで、熱ローラ方式では、定着ローラ
の温度が定着可能な温度に到達するまでの時間、所謂ウ
ェイトタイムが長く掛かり、又、加熱ローラの温度を常
時所定値に維持する必要があるため、消費電力が大きい
等の欠点があった。

【０００４】そこで、上記欠点を解消するものとして、
耐熱エンドレスの定着フィルムを介して転写材上のトナ
ー像を加熱溶融させる方式を採る定着装置を本出願人は
先に提案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案に係る定着装置では、定着フィルムを回転駆動するた
めにそのフィルムに寄りが発生するという問題がある。

【０００６】上記問題を解決する手段としては、以下の
ものが知られている。 （１）フィルムの駆動ローラを中膨らみ状（クラウン形
状）にしてフィルムの寄りを防止する方法。 （２）フィルムの端を鍔等によって規制して該フィルム
の寄りを防止する方法。 （３）フィルムが寄った方向を検知し、フィルムを張設
する部材間の位置関係を制御して、フィルムをその寄り
方向と逆方向に寄せる方法。

【０００７】ところが、上記（１）の方法においては、
フィルムの材質に弾性を有することが必要であり、又、
フィルムには中央部に向かう力が作用するために該フィ
ルムにシワが発生するという問題がある。

【０００８】又、前記（２）の方法においては、極めて
薄いフィルムではその端で寄りを抑えようとすると、該
フィルムの端が破損してしまうという問題がある。

【０００９】一方、前記（３）の方法では、極めて薄い
フィルムでも使用可能であるが、フィルムの位置を検知
する手段やフィルムの張設部材を変位させる手段が必要
であり、装置が複雑化、コストアップする等の問題があ
った。

【００１０】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、定着フィルムの耐久性向上を
図りつつ、これの寄りを防ぐことができる定着装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、定着フィルムと、該定着フィルムを張設
する複数の張設部材を備える定着装置において、前記張
設部材の少なくとも１つをその一端又は両端が変位可能
に支持し、該変位可能な張設部材の端部の可動範囲を規
制する少なくとも２つのストッパ部材を設けるととも
に、変位可能な張設部材の端部が一方のストッパ部材か
ら他方のストッパ部材方向へと変位するときには、該張
設部材の端部を他方のストッパ部材へ変位させようとす
る力と反対方向の力を作用せしめ、該力を、張設部材の
端部の他方のストッパ部材方向への変位が増すに従って
小さくする機構を設けたことを特徴とする。

【００１２】従って、本発明によれば、張設部材の端部
の変位を繰り返し、定着フィルムが適当な範囲内で移動
できるため、定着フィルムの耐久性向上を図りつつ、こ
れの寄りを防ぐことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１４】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る定着装置要部の斜視図であり、図示の定着フ
ィルム１０１は、厚さ１０〜８０μｍのポリイミドフイ
ルムの表層に５〜２０μｍ厚でテフロン（登録商標）コ
ートして構成されている。

【００１５】図中、１０２は駆動ローラであり、これは
直径がφ１０ｍｍ〜３０ｍｍで、表層に耐熱性ゴム層を
有し、定着フィルム１０１に駆動力を伝達して該定着フ
ィルム１０１を図示矢印（イ）方向に回転駆動する。

【００１６】又、１０４はヒータであって、これはセラ
ミックの表面に抵抗体が印刷された発熱体とそれを保持
する断熱部材と支持ステーとで構成されている。１０５
は加圧ローラであって、これは芯金に弾性を有するシリ
コンゴムを巻き付けて構成されており、前記定着フィル
ム１０１と該加圧ローラ１０５間を紙が通過することに
より、紙上のトナー像は紙に定着される。

【００１７】従動ローラ１０３は、軸受部材１０７によ
って回転自在に支持され、該従動ローラ１０３の一端
（ニ）は、矢印（ロ）方向（上下方向）に移動可能とな
っている。尚、軸受部材１０７はバネ１０９によって弾
性支持されるとともに、一端（ハ）が固定された圧縮バ
ネ１０８に取り付けられている。

【００１８】又、上記従動ローラ１０３の芯金の端部に
はコロ１０６が回転自在に取り付けられており、該コロ
１０６は定着フィルム１０１との摩擦力によって回転
し、これに掛かる定着フィルム１０１の量が多い程、そ
の回転力は大きくなる。そして、コロ１０６は、図３に
示すようにラック１１２Ａとピニオンギア１１２Ｂによ
り矢印（イ）の方向に回転したときは下方へ、図５に示
すように矢印（ホ）の方向に回転したときは上方へ移動
する。

【００１９】又、圧縮バネ１０８は、軸受部材１０７の
位置により力の方向が変わり、曲げる位置を変える等し
て、その向き或は力の大きさを任意に変えられる。

【００２０】次に、本実施の形態に係る定着装置の作用
を図２〜図５に基づいて以下に説明する。

【００２１】図２は、従動ローラ１０３の一端、つま
り、軸受部材１０７に支持された側がバネ１０９の引張
り力とバネ１０８の矢印（ヘ）方向の分力により、スト
ッパ部材１１０に突き当たる位置まで上方に上げられて
いる状態を示している。

【００２２】尚、このとき、定着フィルム１０１と該コ
ロ１０６の掛り量（オーバーラップ量）はＬ₁ は図３に
示す掛かり量Ｌ₂ と比べて小さい（Ｌ₁ ＜Ｌ₂ ）ものと
する。

【００２３】上記状態で、当該定着装置を作動させる
と、定着フィルム１０１は図２（ａ）の矢印ａ方向に寄
って来る。これに従って、定着フィルム１０１とコロ１
０６の掛かり量は増加し、コロ１０６に伝わるトルクが
増加する。

【００２４】図３は、定着フィルム１０１とコロ１０６
の掛かり量がＬ₂ となったときの状態を示すが、このと
き、コロ１０６に伝わるトルクの増分により従動ローラ
１０３の一端（ニ）を下げる方向の力が増し、この力が
バネ１０９の引張り力とバネ１０８の矢印（ヘ）方向の
分力（従動ローラ１０３を上に押し上げる力）の和より
大きくなるため、従動ローラ１０３は図示のようにスト
ッパ部材１１１に突き当たる位置まで下がる。

【００２５】このとき、バネ１０８が無いと、従動ロー
ラ１０３の一端（ニ）は、定着フィルム１０１が矢印ａ
方向（図２参照）又はその逆方向のどちらにも寄らない
所に位置して止まり、定着フィルム１０１とコロ１０６
の摩擦力による従動ローラ１０３を下げる力とバネ１０
９の上げる力とが釣り合うことになる。

【００２６】しかし、バネ１０８は、図２に示すよう
に、従動ローラ１０３が上方に位置するときは、該従動
ローラ１０３を押し上げる力を作用させており、従動ロ
ーラ１０３が図３のように下方に下がるに連れてその力
は小さくなり、バネ１０８が図２と逆向きに曲がった所
を境として従動ローラ１０３を押し下げる力と変わり、
この力はストッパ部材１１１により従動ローラ１０３が
止まるまで増加していくように作用する。

【００２７】このため、図２に示す位置にある従動ロー
ラ１０３を下げる瞬間が該従動ローラ１０３を下げるた
めの最大の力を必要とし、定着フィルム１０１とコロ１
０６の掛かり量Ｌ₂ において得られるトルク（力）が従
動ローラ１０３を下げ得る瞬間の力であるとすれば、本
実施の形態に係る従動ローラ１０３が動ける範囲内で止
まることなく、図３に示す位置まで従動ローラ１０３は
下がる。

【００２８】図３に示すように従動ローラ１０３が下が
ると、定着フィルム１０１は図４に示すように矢印ｂ方
向に寄り始め、該定着フィルム１０１とコロ１０６の掛
かり量は減少していき、コロ１０６に伝わるトルクも減
少していく。

【００２９】図５は、定着フィルム１０１とコロ１０６
の掛かり量がＬ₃ のとき、従動ローラ１０３が上方に上
がって図２に示すと同じ状態になったことを示してい
る。このとき、従動ローラ１０３を上げる力はバネ１０
９のみによるため、バネ１０８と定着フィルム１０１と
コロ１０６より得られる下方向の力の和よりバネ１０９
の上方向の力が大きくなると、従動ローラ１０３は上が
り出す（このときの掛かり量をＬ₂ とした）。

【００３０】又、上述のように、バネ１０８による下方
向の力は減少していくため、図５に示す位置まで従動ロ
ーラ１０３は上がる（下がるときと同原理）。

【００３１】斯かる一連の作用により、従動ローラ１０
３は上下のストロークを繰り返し、定着フィルム１０１
は適当な範囲内で移動することができる。

【００３２】尚、以上の実施の形態では、従動ローラ１
０３等の自重は常に一定であるため、その自重は無視し
て説明した（以下の実施の形態についても同じ）。

【００３３】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図６及び図７に基づいて説明する。

【００３４】本実施の形態では、図７に示すように、バ
ネ１０８の固定端部材１１４に突部材１１３を設けた。
この突部材１１３により図６（ａ），（ｂ）に示すよう
に従動ローラ１０３が位置したとき、バネ１０８の曲げ
位置を特定でき、該バネ１０８の上下方向の力の大きさ
を決めることができる。又、突部材１１３の長さ等を変
えることにより、上下方向の力を任意に決められる。

【００３５】更に、本実施の形態におけるバネ１０８の
動きは前記実施の形態１のバネ１０８の動きに比べ安定
する。尚、突部材１１３と固定端部材１１４は一体でも
構わない。

【００３６】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形
態３を図８及び図９に基づいて説明する。

【００３７】本実施の形態では、部材１０７に突部材１
１５を設けている。

【００３８】前記実施の形態１，２では、部材１０７は
従動ローラ１０３に回動自在に支持され、バネ１０８の
端部に固定されていただけであったため、部材１０７に
作用する力が一定しないことがある。

【００３９】そこで、本実施の形態のように部材１０７
に突部材１１５を設ければ、部材１０７の回動を規制す
ることができ、該部材１０７に作用する力を安定させる
ことができる。

【００４０】又、図１０に示すように、バネ１０８をガ
イド部材１１６で囲んでも有効であり、このとき部材１
０７と部材１１５が一体であっても構わない。

【００４１】＜実施の形態４＞次に、本発明の実施の形
態４を図１１（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。

【００４２】アーム部材１１８は支軸１１８ａを中心に
回動自在であり、その長孔１１８ｂで従動ローラ１０３
を回転自在に支持している。

【００４３】又、上記アーム部材１１８の支軸１１８ａ
と長孔１１８ｂの間には引張りバネ１１９が取り付けら
れている。そして、アーム部材１１８は前記実施の形態
１と同様にストッパ部材１２１，１２２によってその回
動範囲が規制されている。

【００４４】又、バネ１１９は図１１（ａ）に示すよう
に、支軸１１８ａと長孔１１８ｂの延長線上に一端を固
定されており、該バネ１１９はアーム部材１１８を付勢
している。

【００４５】本実施の形態では、従動ローラ１０３の上
下動において、実施の形態１において従動ローラ１０３
が上方に位置するときの定着フィルム１０１とコロ１０
６より得たトルクによる下方への力と反対方向（つま
り、上向き）の力を圧縮バネ１０８によって得るのでは
なく、バネ１１９とそれに付勢されたアーム部材１１８
によって上記上向きの力を得ている。

【００４６】図１１（ｃ）に示すように、従動ローラ１
０３が上方に位置するときは、バネ１１９によってアー
ム部材１１８にはこれを反時計回りに回動させようとす
る力が働き、この力が従動ローラ１０３を下方へ下げる
力と反対方向に作用する力となる。

【００４７】図１１（ｂ）に示すように、従動ローラ１
０３が下方に位置するときは、上記と逆の作用となり、
実施の形態１と同じ動作が行なわれる。

【００４８】尚、本実施の形態は、定着フィルム１０１
に張力を与えるときに圧縮バネでなく、引張りバネを使
用したものにも有効である。

【００４９】図１２は、定着フィルム１０１に張力を与
えるために引張りバネ１２３を使用した例を示す。

【００５０】図１２において、部材１２０は前記アーム
部材１１８と同じ作用をするが、これには引張りバネ１
２３が設けられており、該引張りバネ１２３によって従
動ローラ１０３が付勢され、これによって定着フィルム
１０１には所要の張力が付与される。尚、圧縮バネによ
っても、定着フィルム１０１に所要の張力を付与するこ
とができる。

【００５１】又、バネ１１９は伸び量に対して力の変化
の小さいものがより有効であり、本実施の形態において
はバネである系で説明したが、図１３に示すように、重
錘１３６を糸１３５でアーム部材１１８に繋いでも有効
であり、バネ１０９についても同様に構成することがで
きる。

【００５２】＜実施の形態５＞次に、本発明の実施の形
態５を図１４に基づいて説明する。

【００５３】本実施の形態では、アーム部材１２５は支
軸１２５ａを中心に回動可能であり、これに形成された
長穴１２５ｂは従動ローラ１０３を回転自在に支持して
いる。

【００５４】而して、引張りバネ１２４は従動ローラ１
０３を付勢しており、これによって定着フィルム１０１
に所要の張力が付与される。尚、作用については、前記
実施の形態４と同様である。

【００５５】＜実施の形態６＞次に、本発明の実施の形
態６を図１５（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。

【００５６】部材１３８は板金又は樹脂等によるもの
で、引張りバネ１３９により付勢されて不図示の定着フ
ィルムを張設するものである。そして、この部材１３８
は回動せず、少なくともその一端は変位可能に支持され
ている。

【００５７】図１５（ｂ）に示すように、コロ１０６を
回転自在に設ければ、実施の形態１〜５と同様に定着フ
ィルムの寄りを制御することができる。

【００５８】尚、本実施の形態では定着フィルムに張力
を与えるために引張りバネ１３９を用いたが、該引張り
バネ１３９の代わりに単に張設体を用いても有効であ
る。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、定着フィルムと、該定着フィルムを張設する複
数の張設部材を備える定着装置において、前記張設部材
の少なくとも１つをその一端又は両端が変位可能に支持
し、該変位可能な張設部材の端部の可動範囲を規制する
少なくとも２つのストッパ部材を設けるとともに、変位
可能な張設部材の端部が一方のストッパ部材から他方の
ストッパ部材方向へと変位するときには、該張設部材の
端部を他方のストッパ部材へ変位させようとする力と反
対方向の力を作用せしめ、該力を、張設部材の端部の他
方のストッパ部材方向への変位が増すに従って小さくす
る機構を設けたため、定着フィルムの耐久性向上を図り
つつ、これの寄りを防ぐことができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置要部の斜
視図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る定着装置要部の作
用説明図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る定着装置要部の作
用説明図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る定着装置要部の作
用説明図である。

【図５】本発明の実施の形態１に係る定着装置要部の作
用説明図である。

【図６】本発明の実施の形態２に係る定着装置の作用説
明図である。

【図７】本発明の実施の形態２に係る定着装置のバネ固
定端部材の斜視図である。

【図８】本発明の実施の形態３に係る定着装置の作用説
明図である。

【図９】本発明の実施の形態４に係る定着装置のバネ固
定端部材の斜視図である。

【図１０】本発明の実施の形態４に係る定着装置の作用
説明図である。

【図１１】本発明の実施の形態４に係る定着装置の作用
説明図である。

【図１２】定着フィルムに張力を与えるための引張バネ
を使用した例を示す図である。

【図１３】定着フィルムに張力を与えるための重錘を使
用した例を示す図である。

【図１４】本発明の実施の形態５に係る定着装置の作用
説明図である。

【図１５】本発明の実施の形態６に係る定着装置の従動
ローラ部分の斜視図である。

【符号の説明】

１０１ 定着フィルム １０２ 駆動ローラ（張設部材） １０３ 従動ローラ（張設部材） １１０ ストッパ部材 １１１ ストッパ部材

フロントページの続き (72)発明者 田中 秀俊 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 丸山 裕義 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 神谷 奈作 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着フィルムと、該定着フィルムを張設
   する複数の張設部材を備える定着装置において、 前記張設部材の少なくとも１つをその一端又は両端が変
   位可能に支持し、該変位可能な張設部材の端部の可動範
   囲を規制する少なくとも２つのストッパ部材を設けると
   ともに、変位可能な張設部材の端部が一方のストッパ部
   材から他方のストッパ部材方向へと変位するときには、
   該張設部材の端部を他方のストッパ部材へ変位させよう
   とする力と反対方向の力を作用せしめ、該力を、張設部
   材の端部の他方のストッパ部材方向への変位が増すに従
   って小さくする機構を設けたことを特徴とする定着装
   置。