JPH0216918B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子複写機において、像粉末を加圧融
着させる加圧融着ステーシヨンに関する。詳細に
は、本発明はその上に像粉末を形成した面を有す
る基体が、定着ローラによつて作用された圧力に
よつて前記基体上に粉末を定着させるよう相互に
圧力接触する一対の定着ローラの間を通される加
圧定着用装置に関する。

当該技術分野においては、トナーを加圧定着さ
せる装置は周知である。典型的な加圧定着装置は
圧力接触している２個のローラによつて形成され
た狭い長手方向の接触面として画成されるかみ込
み部を含む。加圧によるトナーの定着はその上に
トナー像を散布した基体をかみ込み部を通すこと
により達成される。

信頼できる加圧定着を達成させるには、基体に
対してかみ込み部により、所定の均一の圧力が加
えられる必要がある。しかしながら、圧力変動に
起因する要素がいくつかあることが判明した。第
一の要素はかみ込み部を形成するローラに圧力を
加えるとローラが撓むことである。従来の定着ロ
ーラは支持ベアリングとの係合を許容するよう各
端の直径に段がつけられている。二端の間で配置
される定着ローラの部分がかみ込み部を画成す
る。典型的には、支持ベアリングを介してかみ込
み部を形成すべく圧力が加えられる。各端部の直
径がより小さくされているためかみ込み部から支
持ベアリングまでの軸線方向の間隔に等しい長さ
のモーメントアームが形成され、その枢動点は定
着ローラの段付き部分に近いかみ込み部上の点に
来る。支持ベアリングを介して定着圧を加えるこ
とにより定着ローラに曲げモーメントを発生させ
る。このように、長手方向の軸線を平行にして２
個の従来のローラを整合させた場合、該ローラの
端部に圧力を加えると、ローラをその中心で撓ま
せることによりかみ込み部の中心での定着圧を最
小としてしまうような曲げモーメントが発生する
かみ込み部に基体が挿入されると、ローラの中心
での撓みが増加する。このため、基体に対するト
ナーの定着が不均一となる。かみ込み部の中心で
の十分な定着圧力を確実にするためには、かみ込
み部の端部にトナーを定着させるに必要な以上の
高圧を加えなければならない。

従来技術には、定着ローラの撓みを補正するた
めにローラを傾斜させている装置がある。定着ロ
ーラの一方、あるいは双方は基体が移動する軌道
に対して垂直の線に関連して回転する。ローラを
傾斜させることによつて、ローラが加圧されて撓
むのにつれてローラの端部が相互に対して当接す
ることによつてかみ込み部に沿つてより均一な圧
力を提供することができる。しかしながら、ロー
ラを傾斜させると、基体が移動する軌道に対して
概ね垂直の方向で該基体に作用する力を発生させ
る。この横方向の力は基体に対する好ましくない
光沢を助長させ、かつ基体がかみ込み部を通間す
る間にしわや、反りを発生させやすくする。前記
のしわや反りは定着ローラ後の基体を処理する装
置における詰まりを発生させ、基体を破る可能性
がある。別の欠点は、そのような装置は定着圧を
ある１つの値に限定させることである。例えば、
圧力を高くするとローラでの撓みを大きくさせる
ので、かみ込み部に沿つた不均一性を排除するに
は傾角を大きくさせる必要がある。また、傾角に
ローラ支持装置を合わせる上である程度の追加費
用が必要となる。

ローラの端部に力を加えた場合の定着ローラの
撓み問題を克服しようとの試みにおいて、その他
の方策も行われてきた。定着ローラの直径を大き
くすれば撓みを少くできるが、撓みを完全に除去
はしない。定着ローラの１つに圧接する第３のロ
ーラを使用し、その第３のローラをかみ込み部に
向かつて押圧することにより定着圧力を提供する
ことができる。従来技術において提案された別の
方法は中高ローラを使用することである。しかし
前述の特徴は全て、初期費用、操業費用を増加さ
せ、かつ装置の寸法を大きくさせるという欠点が
ある。

本発明は平行に整合した定着ローラに対して何
ら曲げモーメントがなく、そのためローラ端の間
での撓みを排除する、加圧定着装置を提供する。
本装置は、傾斜ローラでは必要な支持装置の角度
整合位置を変更することなく、定着ローラと該ロ
ーラの支持装置とが定着圧力を変えることができ
るため簡単で、かつ安価である。また、本装置に
よつて基体のしわや反りも減少する。

本発明は長手方向軸線を平行に整合させた一対
の中空の円筒状定着ローラを含む。該定着ローラ
は、一致していない軸線上で各定着ローラの内部
に設けられた圧力伝達ローラによつて回転可能に
支持されている。各圧力伝達ローラの軸線は定着
ローラの軸線に対して平行であつて、かつかみ込
み部の方向に偏位しているため圧力伝達ローラの
周面がかみ込み部に対向して定着ローラの円筒状
内面と接触する。支持装置が前記圧力伝達ローラ
を回転可能に支持し、また支持装置の軸線は定着
ローラに対して平行で、かつかみ込み部の方向に
偏位している。かみ込み部に向かつて各支持装置
を押圧する負荷装置によつて、圧力伝達ローラと
支持装置との間、および圧力伝達ローラと定着ロ
ーラとの間に圧力接触をもたらす。支持装置の端
部に圧力が供給されると、圧力伝達ローラによつ
て圧力は定着ローラおよびかみ込み部にわたつて
分配される。この圧力が支持装置を撓ませるが、
定着ローラへの曲げモーメントは排除される。

数葉の図面を通して同一参照番号は同一部材を
言及する添付図面に関して、本発明を以下説明す
る。

図面を参照すれば、装置１０は電子写真複写機
において、粉末像１２を加圧定着させる装置を提
供するものとして示されている。該装置１０はそ
の長手方向軸線を平行に、かつ共平面において整
合させた一対の中空円筒状定着ローラ１４と１６
とを含む。定着ローラ１４は円筒状外面１８と、
離隔された共軸線の円筒状内面２０とを有する。
定着ローラ１６は円筒状外面２２と離隔された共
軸線の円筒状内面２４とを有する。定着ローラ１
４の中央の円筒状壁２１とローラ１６の壁２５と
がそれぞれの面２０と２４とを分離させており、
ローラ内での軸線方向に離隔した肩部を画成して
いる。円筒状外面１８と２２とは狭い長手方向の
帯状で接触し、かみ込み部２６を画成する。基体
１３上に支持されたトナー粉末の像１２が、かみ
込み部２６に基体１３を通すことにより、基体に
対して加圧融着される。

第２図と第３図とを参照すれば、定着ローラ１
４と１６との内部には圧力伝達ローラ２８が設け
られており、かみ込み部２６に沿つて圧力を均一
に供給する手段を提供する。各圧力伝達ローラ２
８は長手方向軸線を有する円筒状本体３２を画成
する壁を含む。軸線方向に隔置した狭い円筒状の
半径方向突起３４が円筒状本体３２から半径方向
に突出している。該半径方向突起３４は前記円筒
状本体３２の長手方向軸線とは共軸線の円筒状周
面３６を有し、中央の支持部材３８は前記円筒状
体部３２と面３６と共軸線のベアリング内面４２
を有する。各定着ローラ１４と１６は圧力伝達ロ
ーラ２８を前記中央肩部に当接させて、その中に
配置させて有する。

シヤフト４４と上部ハウジング４６とを含む支
持装置が定着ローラ１４の内部で圧力伝達ローラ
２８を回転自在に支持している。同様に、シヤフ
ト４８と下部ハウジング５０とが定着ローラ１６
の内側で圧力伝達ローラ２８を回転自在に支持し
ている。シヤフト４４と４８とはベアリング５２
によつてハウジング４６と５０とにおいて平行整
合関係で回転可能に装着されている。ピン５４が
ハウジング４６と５０とを枢着している。またシ
ヤフト４４を回転させるための駆動装置が設けら
れており、そのため基体１３は定着ローラ１４と
１６とを通して移動できる。この駆動装置は、第
２図と第３図とに示すように、スプロケツト６２
と、駆動モータ６４から導かれている適当なチエ
イン、あるいはベルトを含む。

従来技術において周知の軸線方向の隔置装置５
８が圧力伝達ローラ２８と定着ローラ１４と１６
との軸線方向の整合を維持する。これらの軸線方
向の隔置装置５８は、第２図に示すように、シヤ
フト４４と４８との両端に配置され、圧力伝達ロ
ーラ２８の中央支持部材３８と係合する。判りや
すくするために、前記隔置装置の部分は第３図で
は省略してある。

かみ込み部２６に向かつてシヤフト４４と４８
とを押圧し、かつかみ込み部２６での圧力を調整
するための負荷装置は、ねじ付きの柱５６とばね
６０とを含む。

第２図と第３図とを参照すれば、前記ねじ付き
の柱５６を緊締することによりシヤフト４４をシ
ヤフト４８に向かつて運動させ、定着ローラ１４
の内部で、シヤフト４４と圧力伝達ローラ２８の
支承内面４２との間、ならびに圧力伝達ローラ２
８の周面３６と定着ローラ１４の円筒状内面２０
との間で圧力接触をもたらす。同様に、定着ロー
ラ１６の内部において、シヤフト４８と圧力伝達
ローラ２８の支承内面４２と、定着ローラ１６の
円筒状内面２４との間に圧力接触が得られる。シ
ヤフト４４と４８、ならびに圧力伝達ローラ２８
との長手方向軸線は、定着ローラ１４と１６との
長手方向軸線に対して平行のままではあるが、か
み込み部に向かつて定着ローラ１４と１６との長
手方向軸線から偏位している。作動時、かみ込み
部２６において所望の定着圧力を設定するため前
記ねじ付き柱５６はさらに締付けられる。定着ロ
ーラ１４と１６と、圧力伝達ローラ２８と、シヤ
フト４４と４８との間に圧力接触があるため、シ
ヤフト４４を駆動装置６２が回転させることによ
り、前述の要素の間に転動接触があり、内部歯車
装置と同じ要領で圧力伝達ローラ２８と、定着ロ
ーラ１４と１６とを回転させる。その転動接触に
より被動シヤフト４４を圧力伝達ローラ２８を駆
動させるピニオンのように作用させる。次に、こ
の転動接触は圧力伝達ローラ２８を、定着ローラ
１４を駆動させるピニオンのように作用させる。
次に、定着ローラ１４は定着ローラ１６を駆動す
る。

ハウジング４６と５０と、ベアリング５２とを
介してばね６０によつてシヤフト４４と４８の端
部に作用する圧力は圧力伝達ローラ２８の周面３
６を介して定着ローラ１４と１６との円筒状内面
２０と２４とへ分配される。周面３６によつて画
成される対向した共軸線上の位置に圧力が加えら
れるので、定着ローラ１４と１６とは何ら曲げモ
ーメントは発生しない。周面３６が軸線方向に隔
置されているので、かみ込み部２６に沿つて圧力
を均一に伝達させる。

定着ローラ１４と１６とは中心部での撓みを補
正するために傾斜させる必要はなく、そのためハ
ウジング４６と５０と、ベアリング５２とは単純
に平行に整合するように製作される。さらに、所
望の定着圧力の増減はねじ付き柱５６を調整する
ことにより行われ、ハウジング４６と５０、ある
いは定着ローラ１４と１６とを再整合させる必要
はない。

圧力分配ローラ２８は鋼製が好ましい。また、
圧力伝達ローラ２８の周面３６の直径は定着ロー
ラ１４と１６との円筒状内面２０と２４との直径
より0.05から0.15ミリ少ない範囲であることが好
ましい。

一実施例においては、双方の円筒状外面１８と
２２は例えば鋼のように剛性のある材料からつく
られることが好ましい。異つた基体１３に適合さ
せるための別の実施例においては、前記円筒状外
面の一方は約35から60のジユロメータ値のゴムの
ような弾性材からつくられる。

さらに別の実施例においては、定着ローラ１４
は芯７０と、円筒状外面１８を画成する層７２と
を含む。第４図に示すように、層７２は複数の任
意寸法の突起７４を提供する。芯７０と層７２と
を有する定着ローラ１４は通常の処理技術によつ
て調製できる。例えば、芯７０は100グリツトの
研摩材を用いてサンドブラストにより表面を粗く
した鋼製ロールのような剛性の円筒状ロールとで
きる。このように、第４図に示すような複数の鋭
い山７６をつくる。次に、この粗面に層７２を塗
布して任意寸法の突起７４を提供する。これは、
通常のメツキ材料を用いて、通常のメツキ技術に
より行うことができる。層７２は厚さが約0.01か
ら0.1ミリの範囲であることが好ましい。層７２
の材料はクロームであることが最も好ましい。

前述の開示は本発明の好適実施例を説明してい
る。しかしながら、本発明の小さな変更は可能で
あつて、この開示によつて、それらは当該技術分
野の専問家には明らかである。これらの変更は特
許請求の範囲内に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の斜視図；第２図は
線２―２に沿つた第１図に示す装置の断面図；第
３図はシヤフト上の軸線方向隔置装置の部分は判
りやすくするために省略した、線３―３に沿つた
第２図に示す装置の断面図；および第４図は本発
明の別の実施例を示す拡大部分断面図である。 図において、１０…電子写真装置、１２…トナ
ー粉末像、１３…基体、１４…円筒状ローラ、１
６…円筒状ローラ、１８…円筒状面、２０…円筒
状面、２２…外面、２４…外面、２６…かみ込み
部、２８…圧力伝達ローラ、３２…本体、３４…
突起、３６…周面、４４〜５２…支持装置、５
０，５６…負荷装置、７２，７４…突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向軸線を有し、かつこの長手方向軸線
   に対して平行なかみ込み部２６を画成する狭い帯
   に沿つて基面と圧力接触する共軸線の円筒状外面
   １８を有する第１の円筒状のローラ１４と該ロー
   ラ１４を回転させる駆動装置６２，６４とを含
   む、電子写真複写機における、基体１３にトナー
   粉末像１２を加圧定着させる加圧ローラ組立体１
   ０において、 前記第１のローラ１４は中空であつて、かつ共
   軸線の円筒状内面２０を有し、前記駆動装置６
   ２，６４が前記基面との圧力接触状態で前記中空
   の円筒状のローラ１４を回転可能に支持する装置
   を含み、この支持する装置は、 前記中空の円筒状のローラ１４を回転させるた
   めに駆動トルクを伝達し、かつ前記かみ込み部２
   ６において均一な圧力を維持する、前記中空の円
   筒状のローラ１４の内部にある圧力伝達ローラ２
   ８であつて、 前記圧力伝達ローラ２８の長手方向軸線を画成
   する長手方向軸線を有する中空の円筒状の本体３
   ２と、 前記円筒状の本体３２から半径方向に突出し、
   前記中空の円筒状のローラ１４の前記円筒状内面
   ２０と圧力係合する複数の軸線方向に離隔した円
   筒状の突起３４とを画成する壁を含み、前記突起
   ３４が前記圧力伝達ローラ２８の前記長手方向軸
   線と共軸線であり、かつ前記中空の円筒状のロー
   ラ１４の前記円筒状内面２０より直径が小さい周
   面３６を有しているような、圧力伝達ローラ２８
   と、 前記圧力伝達ローラ２８と係合し、これに圧力
   と駆動トルクとを伝達し、かつ前記圧力伝達ロー
   ラ２８の長手方向軸線を前記かみ込み部２６と平
   行に整合させるように前記圧力伝達ローラ２８を
   前記中空の円筒状のローラ１４内に回転可能に支
   持する支持装置４４，４６，５２と、 前記かみ込み部２６に向かつて前記支持装置４
   ４，４６，５２を押圧する負荷装置５６，６０を
   含み、この負荷装置は、前記支持装置４４，４
   ６，５２と前記圧力伝達ローラ２８との間、およ
   び前記圧力伝達ローラ２８と前記中空の円筒状の
   ローラ１４との間で圧力接触を行わせ、それによ
   り前記かみ込み部２６に沿つて均一に所望の圧力
   を生じさせ、前記駆動装置６２，６４は所定速度
   で前記支持装置４４，４６，５２を回転させ、前
   記支持装置４４，４６，５２の回転と共に前記圧
   力接触が前記支持装置４４，４６，５２と前記圧
   力伝達ローラ２８との間、ならびに前記圧力伝達
   ローラ２８と前記中空の円筒状のローラ１４との
   間で転動接触を生じさせ、前記支持装置４４，４
   ６，５２の回転が圧力伝達ローラ２８と前記中空
   の円筒状のローラ１４とを同時に回転させる加圧
   ローラ組立体１０。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の加圧ローラ組
   立体において、 前記基面は前記かみ込み部２６を画成する狭い
   帯に沿つて前記第１の中空の円筒状のローラ１４
   と圧力接触している第２の中空の円筒状のローラ
   １６であつて、該第２のローラ１６が、 円筒状内面２４と、 前記第１のローラ１４の前記外面１８と接触し
   た円筒状外面２２と、 前記第２のローラ１６の内部にあつて、前記か
   み込み部２６において均一な圧力を維持する圧力
   伝達ローラ２８であつて、 前記圧力伝達ローラ２８の長手方向軸線を画成
   する長手方向軸線を有する中空の円筒状本体３２
   と、 前記円筒状本体３２から半径方向に延び、前記
   第２の中空の円筒状のローラ１６の前記円筒状内
   面２４と圧力係合する複数の軸線方向に隔置され
   た円筒状の突起３４とを画成する壁を含み、前記
   突起３４は前記圧力伝達ローラ２８の前記長手方
   向軸線と共軸線であり、かつ前記第２の中空の円
   筒状のローラ１６の前記円筒状内面２４より直径
   が小さい円筒状周面３６を有するような圧力伝達
   ローラ２８と、 前記圧力伝達ローラ２８と係合し、これに圧力
   を伝達し、かつ前記圧力伝達ローラ２８の長手方
   向軸線を前記かみ込み部に平行に整合させるよう
   に前記第２の中空の円筒状のローラ１６の内部で
   前記圧力伝達ローラ２８を回転可能に支持する支
   持装置４８，５０，５２を含み、前記負荷装置５
   ６，６０が前記支持装置４８，５０，５２を前記
   かみ込み部２６に向かつて押圧し、それにより前
   記支持装置４８，５０，５２と前記圧力伝達ロー
   ラ２８との間、ならびに前記圧力伝達ローラ２８
   と前記の中空の円筒状のローラ１６との間に圧力
   接触を生じさせ、それにより前記かみ込み部２６
   に沿つて均一に所望の圧力を生じさせる加圧ロー
   ラ組立体。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   加圧ローラ組立体において、前記の中空の円筒状
   のローラ１４，１６の前記円筒状外面１８，２２
   が剛性の材料から作られている加圧ローラ組立
   体。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   加圧ローラ組立体において、前記第１の中空の円
   筒状のローラ１４の前記円筒状外面１８、即ち前
   記基面が弾性材から作られているか、または前記
   第１および第２の円筒状のローラ１４，１６の前
   記円筒状外面１８，２２の一方が弾性材から作ら
   れている加圧ローラ組立体。 ５ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   加圧ローラ組立体において、基体１３の像形成面
   １２と接触している前記円筒状外面１８が複数の
   任意寸法のドーム形状の突起７４を含む不規則な
   面７２を有する加圧ローラ組立体。 ６ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   加圧ローラ組立体において、前記圧力伝達ローラ
   ２８が鋼製である加圧ローラ組立体。 ７ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   加圧ローラ組立体において、前記支持装置４４―
   ５２が前記の中空の各円筒状のローラ１４，１６
   内において前記圧力伝達ローラ２８を貫通したシ
   ヤフト４４，４８を含み、前記シヤフトは前記か
   み込み部２６に平行な長手方向軸線を有し、前記
   支持装置４４―５２は、さらに前記シヤフト４
   ４，４８を回転可能に支持し、かつ前記かみ込み
   部２６に向かつて前記シヤフト４４，４８を運動
   させることの可能なハウジング４６，５０を含む
   加圧ローラ組立体。 ８ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   加圧ローラ組立体において、前記シヤフト４４，
   ４８の軸線は前記圧力伝達ローラ２８の軸線に対
   して平行であり、かつ前記圧力伝達ローラ２８の
   軸線から前記かみ込み部２６に向かつて片寄つて
   いる加圧ローラ組立体。 ９ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   加圧ローラ組立体において、前記駆動装置６２，
   ６４が前記シヤフト４４，４８の一方に連結６２
   された駆動モータ６４を含み、前記駆動モータ６
   ４が回転すると、前記シヤフト４４，４８および
   該シヤフトに支持された前記圧力伝達ローラ２８
   を回転させる加圧ローラ組立体。 １０ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   の加圧ローラ組立体において、前記圧力伝達ロー
   ラ２８の前記周面３６が前記中空の円筒状のロー
   ラ１４，１６の前記円筒状内面２０，２４の直径
   より0.05から0.15ミリ小さい直径を有する加圧ロ
   ーラ組立体。 １１ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   の加圧ローラ組立体において、前記圧力伝達ロー
   ラ２８が前記中空の円筒状本体３２の内部に中央
   支持部材３８を含み、該中央支持部材３８は前記
   圧力伝達ローラ２８の長手方向軸線と共軸線であ
   つて、前記支持装置４４，４８と圧力係合する支
   承内面４２を有する加圧ローラ組立体。