JP3076420B2 - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、未定着トナーと接する
定着ロ−ラと、外周に弾性材料層を有する加圧ロ−ラと
が、互いに圧接してニップ部を形成する画像形成装置の
定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画
像形成装置において、転写紙上に形成された未定着トナ
ー像を定着する装置として、熱源により加熱される定着
ロ−ラとこれに圧接される加圧ロ−ラにより、熱と圧力
により前記未定着トナー像を定着する熱ローラ定着方式
が広く採用されている。

【０００３】しかしながら、この方式では、周知のよう
に、中央部に向かうストレスが発生して転写紙にしわが
発生することがある。このため、従来は、駆動側の定着
ロ−ラの中央部の径を端部よりもわずかに小さくなし
て、両部の間に速度差を設けることにより、前記ストレ
スが中央部より端部に向かうようにして、前記の不具合
を解消している。

【０００４】また、加圧ロ−ラの外周に弾性突条を設
け、移動方向に対し局部的に弾性変位可能とした定着装
置も、既に提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、画像形成装置に
対する小型化の要望が強く、この小型化のために定着ロ
−ラ、加圧ロ−ラ等の径を小さくしている。熱ローラ定
着方式の場合、各ローラの径を小さくすると、加圧力を
弱めないとローラの強度が持たないので、加圧ロ−ラの
硬度を下げて対応している。このため、ニップ幅を広げ
て熱と圧力による定着比率を熱側に大きく持たせようと
している。この結果、中央部と端部との速度差による前
述の問題解決策は、しわ防止の効果が小さくなってい
る。また、ニップ幅が広がり、さらに加圧ロ−ラの弾性
が増大したことにより、中央部に向かうストレスを受け
る時間が長くなり、しわが発生し易いという問題が生じ
ている。 また、加圧ロ−ラの外周に弾性突条を設けた
ものは、突条以外のところで定着が充分に行われないと
いう問題がある。

【０００６】本発明は、従来の定着装置における前記の
問題を解決することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、未定着トナーと接する定着ロ−ラと、外周に弾性
材料層を有する加圧ロ−ラとが、互いに圧接してニップ
部を形成する画像形成装置の定着装置において、前記加
圧ロ−ラの外周面に押し付けられる押圧部材を設け、該
押圧部材が、選択された転写紙のサイズに従い、加圧ロ
−ラの軸方向に移動可能であることにより解決される。

【０００８】また、本発明は、前記の課題を解決するた
めに、未定着トナーと接する定着ロ−ラと、外周に弾性
材料層を有する加圧ロ−ラとが、互いに圧接してニップ
部を形成し、このニップ部の排出側に配置される排紙ロ
ーラ対を具備する画像形成装置の定着装置において、排
紙ローラ対の周速度が定着ロ−ラの周速度より大きく、
転写紙搬送面に関し定着ロ−ラと同じ側にある排紙ロー
ラが弾性材料層を有する複数のコロよりなり、加圧ロ−
ラ側にある排紙ローラが剛性を有しかつ中央部が端部よ
り小径であり、前記の各コロを支持する軸を加圧ロ−ラ
側排紙ローラに押圧する部材を設け、該押圧する部材
が、転写紙のサイズまたは給紙口の検知により、あるい
は操作者の選択キー入力により押圧力の調整ができるこ
とを提案する。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【作用】定着ロ−ラに圧接する加圧ロ−ラに対し、その
都度選択されたサイズの転写紙の両側端部に対応する軸
方向位置においてのみ該加圧ロ−ラに圧接する押圧部材
を設ける。この押圧部材による圧接のために、加圧ロ−
ラの外周層に歪みを生じ、それによって定着ロ−ラと加
圧ロ−ラとの間にニップ部の拡がりが生じ、その部分の
加圧ロ−ラの圧力が高められる。かくして、加圧ロ−ラ
の端部にストレスが掛り、転写紙が中央へ寄ろうとする
力を打ち消し、転写紙を加圧ロ−ラの端部へ引っ張る力
が生じ、転写紙におけるしわの発生が防止される。

【００１２】また、前記ニップ部の排紙側に配置される
排紙ローラ対の周速度が定着ロ−ラの周速度より大き
く、転写紙搬送面に関し定着ロ−ラと同じ側にある排紙
ローラが弾性材料層を有する複数のコロよりなり、加圧
ロ−ラ側にある排紙ローラが剛性を有しかつ中央部が端
部より小径であり、前記のコロを支持する軸を加圧ロ−
ラ側排紙ローラに押圧する部材を設ける。排紙ローラ対
の周速度が定着ロ−ラの周速度より大きいことによる引
っ張力と、複数のコロの前記構成による倒れ力と、下側
排紙ローラの鼓形とにより、転写紙は下側排紙ローラの
両端部の方へ引っ張られ、ニップ部内のストレスを減じ
てしわの発生を防止する。

【００１３】

【実施例】図１において、定着ロ−ラ１は内部にハロゲ
ンヒータ等の熱源１ａを有し、これに分離爪２が接合し
ている。さらに、外周に弾性材料層を有する加圧ロ−ラ
３が、前記定着ロ−ラ１に圧接するように配置されてい
る。定着ロ−ラ１は図示の矢印方向に回転駆動され、こ
れに加圧ロ−ラ３が従動回転する。定着ロ−ラ１と加圧
ロ−ラ３との間には、ニップ部４が形成されている。転
写紙５が矢印Ｆ方向に搬送され、前記ニップ部４で定着
された後排紙ローラ対６を経て排出される。

【００１４】加圧ロ−ラ３には、押圧ローラ７が局部的
に圧接されている。押圧ローラ７は、加圧ロ−ラ３のゴ
ム硬度よりも高い硬度の弾性を有する。この押圧ローラ
７は、加圧ロ−ラ３の軸方向にて、その都度選択された
サイズの転写紙の両側端部に対応する位置においてのみ
該加圧ロ−ラ３に圧接する。押圧ローラ７によるこの圧
接のために、加圧ロ−ラ３の外周層に歪みを生じ、それ
によって定着ロ−ラ１と加圧ロ−ラ３との間に生じたニ
ップ部４の幅が広げられ、その部分の加圧ロ−ラ３の圧
力が高められる。かくして、加圧ロ−ラ３の端部にスト
レスが掛り、転写紙が中央へ寄ろうとする力を打ち消
し、転写紙を加圧ロ−ラ３の端部へ引っ張る力が生ず
る。この結果、転写紙におけるしわの発生が防止され
る。

【００１５】封筒や厚紙では、定着ロ−ラと加圧ロ−ラ
との間の線速差が大きいので、一層しわが発生し易い。
このため、このような厚い転写紙がニップ部４へ進入す
る直前に押圧ローラ７を掛け、通紙中に押圧ローラ７を
解除することが有利な場合がある。

【００１６】図２において、押圧ローラ７を回転可能に
支持する軸８の両端部が、レバー９を介してソレノイド
１０と連結されている。１１は、レバー９の回動支点で
ある。押圧ローラ７は、ソレノイド１０の付勢時レバー
９を介し加圧ロ−ラ３に圧接せしめられる。

【００１７】レバー９を作動させるタイミングは、図５
に示すように、給紙開始信号にてソレノイド１０をオン
し、同ソレノイドのオフは画像形成装置の制御部のタイ
マーにて行う。また、厚紙のような場合は、切替スイッ
チにて行う。

【００１８】転写紙のサイズによりしわの発生の異なる
場合があり、このような場合には図３に示す方式をとる
ことができる。同図において、選択されたサイズの転写
紙の両側端部に対応する位置に置かれるべき２個の押圧
ローラ７ａ，７ｂが、軸受１２を介して軸８に回転可能
にかつ軸８に沿うて移動可能に装着されている。各押圧
ローラ７ａ，７ｂに直接または連結部材を介して係合
し、これらを軸方向に移動させるための位置決め部材１
３，１４が設けられている。これらの位置決め部材１
３，１４は、モータ１５よりプーリ１６ａ、ワイヤ１
７、プーリ１６ｂ、プーリ１６ｂに付設のピニオン１８
（図４）、各位置決め部材１３，１４に付設のラック１
３ａ，１４ａを介して互いに反対方向に移動せしめられ
る。それによって、位置決め部材１３，１４に係合して
いる各押圧ローラ７ａ，７ｂは同じく反対方向に移動し
て、相互間隔を広げまたは狭める。位置決め部材１３，
１４は、各押圧ローラ７ａ，７ｂに常時係合していて
も、また図２に示すレバー９の作動範囲で各押圧ローラ
７ａ，７ｂより離れていてもよい。

【００１９】図３に示す位置決め機構の動作タイミング
を図６により説明すれば、装置の給紙部にて転写紙のサ
イズを検知した後、そのサイズの信号によりモータ１５
がオンし、給紙開始信号の後前記サイズ検知信号による
転写紙サイズに従いオフ信号が発せられ、モータ１５が
停止する。

【００２０】押圧ローラ７は、図１に示すように、ニッ
プ部の排紙側にて加圧ロ−ラに圧接するように設置され
る。これは、ニップ部の給紙側には転写紙ガイド板や加
圧ロ−ラ用クリーニング部材があり、押圧ローラの設置
が難しいためである。

【００２１】図７に示す排紙ローラ対は、図１の排紙ロ
ーラ対６に対し、次のように変形実施されている。

【００２２】排紙ローラ対のうち、下側排紙ローラ２０
は駆動ローラであり、図に誇張して示すように、その中
央部は端部よりも僅かに小径である鼓形となっている。
このローラ外周面は剛性のものであり、サンドブラスト
処理等を施して表面を粗くし、転写紙の搬送力を上げる
のがよい。上側排紙ローラは、弾性材料層を有する複数
のコロ２１よりなり、各コロは軸２２により支持され、
軸２２は軸受２３を介し押えバー２４の力を受けてい
る。この力により、上側排紙ローラの各コロ２１は下側
排紙ローラ２０の鼓形に沿って位置し、各コロ２１は、
これらと下側排紙ローラ２０との接点が軸方向に外方に
あるように倒れている。下側排紙ローラ２０は定着ロ−
ラ１よりも大きい回転速度であり、それによって転写紙
を引っ張ることになる。この引っ張力と、コロ２１の前
記の倒れ力と、下側排紙ローラ２０の鼓形とにより、転
写紙は下側排紙ローラ２０の両端部の方へ引っ張られ、
ニップ部４内のストレスを減じてしわの発生を防止す
る。

【００２３】転写紙によっては、コロ２１のより大きな
倒れ力を必要とするときがあり、このときは押えバー２
４を移動させて該倒れ力を調整することができる。この
ため、図７に示すように、押えバー２４はソレノイド２
５と作動レバー２６を介して連結されている。２７は作
動レバー２６の支点、２８は戻しばね、そして２９は基
準決め板である。

【００２４】ソレノイド２５の付勢時、作動レバー２６
は支点２７の周りに反時計方向に旋回して押えバー２４
を押し下げ、各コロ２１を下側排紙ローラ２０の鼓形に
沿って一層強く押し付ける。ソレノイド２５の付勢が中
断されると、戻しばね２８の作用により押えバー２４は
元へ戻り、その後端が基準決め板２９に当接して止ま
る。

【００２５】前述の動作タイミングを、図８により説明
する。使用転写紙のサイズまたは給紙口を検知し、ある
いは操作者が選択キーを入力し、プリントスタート後給
紙信号が発せられる。それによって転写紙が給紙され、
ソレノイドオン信号が入り、ソレノイド２５が付勢され
る。一定時間後ソレノイドオフ信号が入り、ソレノイド
２５の付勢が中断される。

【００２６】図９に示すように、複数のコロ２１を３分
割し、押えバー２４による押え量を大きくすることも可
能である。同図において、中央の２個のコロ２１は図７
におけると同じく軸２２により支持され、両側のコロは
アーム３０の支板３１に回転可能に支持されている。

【００２７】

【発明の効果】本発明により、小型画像形成装置におい
ても、定着に際し転写紙にしわを発生させない定着装置
を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による定着装置の説明図である。

【図２】図２は押圧ローラの押圧機構の説明図である。

【図３】図３は押圧ローラの位置決め機構の説明図であ
る。

【図４】図４は前記位置決め機構の要部の斜視図であ
る。

【図５】図５は前記押圧ローラの作動タイミングのフロ
ーチャートである。

【図６】図６は前記位置決め機構の作動タイミングのフ
ローチャートである。

【図７】図７は本発明による排紙ローラ対の説明図であ
る。

【図８】図８は図７の排紙ローラ対の作動タイミングを
示すフローチャートである。

【図９】図９は図７に示す排紙ローラ対の変形例の説明
図である。

【符号の説明】

１ 定着ロ−ラ ３ 加圧ロ−ラ ７ 押圧ローラ １０，１５，２５ ソレノイド １３，１４ 位置決め部材 ２０ 下側排紙ローラ ２１ 上側排紙ローラのコロ ２２ 軸 ２４ 押えバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未定着トナーと接する定着ロ−ラと、外
   周に弾性材料層を有する加圧ロ−ラとが、互いに圧接し
   てニップ部を形成する画像形成装置の定着装置におい
   て、前記加圧ロ−ラの外周面に押し付けられる押圧部材
   を設け、該押圧部材が、選択された転写紙のサイズに従
   い、加圧ロ−ラの軸方向に移動可能であることを特徴と
   する定着装置。
2. 【請求項２】 未定着トナーと接する定着ロ−ラと、外
   周に弾性材料層を有する加圧ロ−ラとが、互いに圧接し
   てニップ部を形成し、このニップ部の排出側に配置され
   る排紙ローラ対を具備する画像形成装置の定着装置にお
   いて、排紙ローラ対の周速度が定着ロ−ラの周速度より
   大きく、転写紙搬送面に関し定着ロ−ラと同じ側にある
   排紙ローラが弾性材料層を有する複数のコロよりなり、
   加圧ロ−ラ側にある排紙ローラが剛性を有しかつ中央部
   が端部より小径であり、前記の各コロを支持する軸を加
   圧ロ−ラ側排紙ローラに押圧する部材を設け、該押圧す
   る部材が、転写紙のサイズまたは給紙口の検知により、
   あるいは操作者の選択キー入力により押圧力の調整がで
   きることを特徴とする定着装置。