JPH0220892A - 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） 本発明は複写機、プリンターなどに内蔵される定着装置
に関するものである。

（従来の技術） 各種サイズのペーパが供給され、これらのいずれにも適
応するように露光、現像、定着が行われる複写機などに
おいては、その定着装置が、最大幅のペーパを定着でき
る幅の定着ローラ対を有している。

前記定着ローラ対は、金属円筒体にフッ素系樹脂をコー
ティングした加熱ローラとゴムローラからなる加圧ロー
ラとで構成され、加熱ローラはその軸心部に挿通したヒ
ータランプによって加熱される。定着ローラ対の定着温
度は定着品質に大きな影響を与えるので、一定温度にな
るように制御されている。このため、定着ローラ対の略
中央部の温度が検出され、これに基いてヒータランプに
よる加熱が制御される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、例えば複写機において狭幅のペーパについて
連続コピーを行った後、広幅のペーパについてコピーを
行うと、広幅のペーパに祇シワの発生や画像定着ムラの
発生がみられるという問題があった。特に、ショートウ
オームアツプ化のために、加熱ローラの金属円筒体が薄
肉のアルミニウムや熱伝導率の悪い鉄で構成されたもの
において、上記問題が顕著にあられれる。

この問題に対処するため、特開昭６１−１１７７４号公
報、特開昭６１−５５６７６号公報では、狭幅のペーパ
の連続コピー中に、定着ローラ対の非道紙部が異常に高
温になることが上記問題発生の原因であるということに
着目し、前記非道紙部をファンで冷却する解決策を提案
している。特開昭６１−９０１７８号公報では、同様の
理由で、前記非道紙部に放熱部材を接触させて、前記非
道紙部の温度上昇を防ぐ解決策を提案している。

しかしこれら従来例による場合には、冷却ファンや放熱
部材を必要とし、構造の複雑化を招くという問題がある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため、広幅ペーパ及び狭
幅ペーパのいずれにも適応して定着を行う定着ローラ対
を備えた定着装置において、定着ローラ対の定着圧力を
１．４ｋｇ／ａａ以下に設定すると共に、定着ローラ対
を構成する加圧ローラのゴム硬度を３０ＨＳ以下に設定
したことを特徴とする。

（作　用） 本発明の詳細な説明する前に、前記紙シワの発生や画像
定着ムラの発生の原因につき、究明されたことを述べる
。

すなわち、狭幅ペーパの連続定着時に次の現象が生じる
。

■　加熱ローラの非道紙部が異常高温（温度差が２０°
Ｃ以上になると以下の現象が顕著にあられれる。）にな
る。これは加熱ローラの中央通紙部は、そこを通過する
ペーパによって熱が奪われるので、温度上昇が抑えられ
るのに対し、両側非道紙部は熱が蓄積され温度が上昇す
るからである。なお、加熱ローラの温度コントロールは
中央通紙部の温度に基いて行われる結果、両側非道紙部
の温度コントロールは行われていない。

■　■によって、加圧ローラの非通紙部の温度も上昇す
る。

■　■によって、加圧ローラの非道紙部において、ゴム
材の過大な熱膨張が生じ、非通紙部の外径が大となる。

■　■によって、定着ローラ対のニップ幅が非道紙部に
おいて拡大する。

このような状態で、広幅ペーパを定着させると次の現象
が生じる。

■　定着ローラ対のニップ幅が中央部で小、両側部で大
となっているので、広幅ペーパが定着ローラ対を通過す
るとき、中央部と両側部との間にスピード差が生じる。

■　■によって、広幅ペーパには祇シワや画像定着ムラ
が発生する。

従来例では、■〜■に着目し、加圧ローラの非通紙部に
おけるゴム材の過大な熱膨張を防ぐことを要旨としてい
るが、本発明では、■〜■についての対策を講じてはい
ず、■〜■についての対策を講じている。

すなわち、本発明は、定着圧力を１．４ｋｇ／ｃｊ以下
の低圧力（従来は１．９０ｋｇ／　ｃｊ前後である。）
にし、加圧ローラのゴム硬度を３Ｏｆ（Ｓ以下の低硬度
（従来は４０）１３前後のものが用いられている。

）にすることにより、加圧ローラの側部の外径が中央部
に比較し大になっているにもかかわらず、その部分での
ニップ幅の増大を緩和し、前記スピード差を低減して、
■、■の原因を除去できる結果、広幅ペーパに祇シワや
画像定着ムラが発生するのを防ぐことができるのである
。

又加圧ローラに低硬度ゴムを用いているので、低圧定着
でも、定着強度を損なわないだけのニップ幅を定着ロー
ラ対の軸方向全体にわたって得ることができ、定着不足
を招かない。

従って本発明によれば、従来例で用いた冷却ファンや放
熱部材を用いることなく、上記問題点を解決することが
できる。

（実施例） 第１図は本発明を複写機に適用した実施例を示している
。この複写機は広幅サイズのペーパを収容した大サイズ
カセット１と狭幅サイズのペーパを収容した小サイズカ
セット２とを備え、いずれかのカセッ）１．２から給紙
ローラ３ａ、３ｂによって供給されたペーパは、中間ロ
ーラ対４ａｘ　４ｂｓタイミングローラ対５を経て、転
写チャージャ部６に送られる。露光系７によって感光ド
ラム８上に形成された潜像は、現像部９でトナーを供給
されトナー顕像となり、次いで転写チャージャ部６でこ
こを通過するペーパに転写される。トナー顕像を転写さ
れたペーパは搬送ベルト１０によって定着装置Ａに送ら
れ、ここで前記トナー顕像が加熱、加圧されることによ
ってペーパ上に定着された後、排出ローラ対１１を経て
外部に排出される。

定着装置Ａは、第２図に示すように、上側の加熱ローラ
１２と下側の加圧ローラ１３とからなる定着ローラ対１
４を備え、加熱ローラ１２が駆動されると、これに従っ
て加圧ローラ１３も回転するように構成されている。加
熱ローラ１２は薄肉アルミニウム製の金属円筒体の表面
にフッ素系樹脂をコーティングしてなり、その軸心部に
ヒータランプ１５が挿通されている。他方、加圧ローラ
１３は芯金の外周にシリコンゴムを固着してなり、その
両端軸部は圧縮コイルバネ１６によって上方に付勢され
、加熱ローラ１２に圧接するように構成されている。こ
の圧縮コイルバネ１６によって与えられる定着ローラ対
１４の定着圧力は１゜４ｋｇ／ｃｉｉ以下に設定されて
いる。又加圧ローラ１３はゴム肉厚ｔが３〜１０ｍｍの
範囲にあり、ゴム硬度が３０８Ｓ以下となるシリコンゴ
ムが用いられている。

加熱ローラ１２の軸方向中央の近接位置には、この部分
の温度を検出する温度センサ１８が配設され、この検出
温度に基いて前記ヒータランプ１５による加熱を制御し
、基準定着温度が一定に保たれるようにしている。

なお、第２図において、２０はシリコンオイルを加熱ロ
ーラ１２に塗布すると共にクリーニングを行う塗布ロー
ラ、２１ａ　、２１ｂは分離爪である。

次に本発明が適用された定着装置の実施例■〜■と比較
例■〜■について、その実験結果を示す。

第３図はこの実験に用いられた加熱ローラ１２を示して
いる。この加熱ローラ１２は外径が４０ｍｍ、有効長さ
しが３２０箇、肉厚が１．５　ｎｕｎのアルミニウム製
金属円筒体に、フッ素系樹脂をコーティングしてなるも
のである。加圧ローラ１３は、外径が４０胴、肉厚ｔが
５１１１１！のシリコンゴムローラを用いている。定着
スピードは２５０　ｙｔｘ／ｓｅｃ。

基準定着温度はＴ＋　＝１９５°Ｃに設定し、Ａ４サイ
ズペーパ（幅２１０　ｍｍ）を２５０枚連続通紙したと
きの、Ｐで示す位Ｗ（ｅ＝２５ｍｍの位置に配置してい
る。）の温度Ｔ２を測定し、基準定着温度との差（Ｔｚ
　　Ｔ’＋）を求めたところ約４０″Ｃであった。又そ
の後にＡ３サイズペーパ（幅２９Ｌｍｍ）を通紙したと
きのトラブル（紙シワ、画像定着ムラ）及び定着性を評
価し、その結果を第２表に示している。

実施例■、■、■；■及び比較例■、■、■、■、■に
おける、加圧ローラ１３のゴム硬度ＩＩｓ、定着圧力、
各々の場合におけるＡ３用紙を通紙した際のトラブル評
価、定着性を第１表に示す。

なお、８６０Ｗのヒータランプ１５による２０゛Ｃから
１９５°Ｃまでのウオームアツプ時間は約６０秒であっ
た。

第１表 第１表のトラブル評価は、第４図に示す５段階評価との
関係で次のような意味を有する。

ｏ−・・・・−一一一−・・・・ランク８以上で良好Δ
−・・−・−・・−ランクＣで問題あり×・−・−・−
・−・ランクＤ又はランクＥで不良第４図は上記条件下
において定着されたＡ３サイズペーパの５段階評価を図
示したものて、ランクＡは紙シワ、画像定着ムラの発生
が無い状態、ランクＢは黒ベタ時に、図示するような画
像定着ムラが発生するが、紙シワは発生しない状態、ラ
ンクＣは黒ベタ時に、図示するような画像定着ムラが発
生し、若干の祇シワが発生しランクＢより悪い状態、ラ
ンクＤは図示するような紙シワが発生し、ランクＣより
悪い状態、ランクＥは図示するような紙シワが発生し、
最も悪い状態を夫々示している。

第１表の定着性評価は、次のとおりである。

Ｏ−・−・−・一定着性良好 ×・−・−−−−−−一・・−ペーパを折り曲げるとト
ナーが剥離される状態で、定着性不良 次に、この結果を第５図に示すようにグラフ化する。こ
のグラフより、圧力１．４Ｋｇ／ｃ＋ｆｌ、ゴム硬度３
０ＨＳ以下の範囲において、両者の性能を満足している
ことが分かる。

圧力、ゴム硬度の下限については、定着スピード、トナ
ーの特性に影響され不確定な点が多いが、ゴム硬度に関
しては、シリコンゴムの現状の他の性能から考えてｌ０
ＢＳと考えられる。圧力については、ゴム硬度、トナー
の特性の関係上、−概には言えないが、定着スピードが
２５０ｒｍ　／　ｓ　ｅ　ｃであれば、ヒートローラと
加圧ローラの圧接部にツブ巾）が約６〜７ｆｆｉＩ１１
程度となる必要があり、３０ＨＳのゴムであれば１．２
Ｋｇ／ｃ４程度、１０ＨＳのゴムであれば０．５Ｋｇ／
ａｉ程度であれば良い。

以上のように、圧力１．４Ｋｇ／ｃｆｆｌ以下、ゴム硬
度３０１１Ｓ以下に設定することで良好な定着性能を得
ることが出来る訳であるが、特にヒートローラ芯金肉厚
が薄い場合あるいは、芯金の熱伝導率が悪い場合（例え
ばＦｅ系）に効果を発揮する。

本発明は上記実施例に示す外、種々の態様に構成するこ
とができる。例えば、上記実施例では加圧ローラ１３と
してシリコンゴム製のものを用いているが、これに限定
されない。

（発明の効果） 本発明によれば、構造の複雑化を招かずに、狭幅ペーパ
の連続定着後の広幅ペーパの祇シワ、画像定着ムラの発
生を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はその全体の側面
概略図、第２図は要部の側面図、第３図は定着ローラ対
の加熱ローラの寸法を示す図、第４図は祇シワ、画像定
着ムラの評価基準を示す図、第５図は実験結果を示すグ
ラフである。 第３図 加圧ローラ 定着ローラ対 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）広幅ペーパ及び狭幅ペーパのいずれにも適応して
   定着を行う定着ローラ対を備えた定着装置において、定
   着ローラ対の定着圧力を１．４ｋｇ／ｃｍ＾２以下に設
   定すると共に、定着ローラ対を構成する加圧ローラのゴ
   ム硬度を３０ＨＳ以下に設定したことを特徴とする定着
   装置。