JPH03125173A - 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、ファクシミリ等の画像形成
装置の定着装置に関するものである。

〔従来技術〕

内部に加熱装置を有する定着ローラと、該定着ローラに
圧接される加圧ローラとを有し、定着ローラを駆動し加
圧ローラと定着ローラにより駆動する定着装置は複写機
等の画像形成装置において従来使用されている。

最近画像形成装置、特にプリンタの分野では封筒を使う
頻度が高くなっている。

一般に定着性を向上するためには定着温度、定着圧力、
ニップ時間をいずれも高めるのが望ましい、一方定着時
に転写紙にしわを発生するという問題があり、しわの発
生を防止するには、定着温度、定着圧力、ニップ時間は
いずれも低減するのが望ましい、したがって定着性とし
わの発生防止に関しては互いに矛盾する性質がある。

通常の１枚ずつ切断された転写紙では転写紙の先端のカ
ール、波打ちによって紙が定着ローラと加圧ローラの間
のニップ部に均一に進入しない場合に紙に歪みが生じて
しわとなる。このしわは紙の機械的な搬送上の問題とし
て定着入口ガイド板の先端位置の管理等により防止でき
るが、転写紙の祇の特性によってしわを発生する場合が
ある。

例えば定着温度によって紙の含水分が蒸発し紙が収縮す
ることによって歪みが生じ、しわとなる。

このしわは紙の繊維方向によっても左右される。

−枚ずつ切断されたカット紙の場合の上記のしわに対し
て、封筒のように少なくとも２重構造で２枚の紙が重ね
られて接着、折り畳み等により規制されている転写紙に
おいては異なった条件でしわが発生する可能性がある。

封筒のような場合には、定着ローラと加圧ローラのニッ
プ部に紙が２枚重ねの状態で入ってくる。

その際定着ローラに接する紙は定着ローラの駆動により
搬送される。このとき、定着ローラが硬質ローラであり
、加圧ローラが軟質ローラである場合には第１図に示す
ように加圧ローラ２がニップ部において定着ローラ１の
曲面に倣って変形するため、２枚重ねの紙３ａ、３ｂが
が定着ローラの曲面に沿って搬送される状態となる。し
たがって第１図Ａに示すように加圧ローラ２に接する外
側の祇（裏面の紙）３ｂは定着ローラ１に接する内側の
祇（表面の祇）３ａより先行することになる。

しかるに封筒の場合入口以外三方は接着又は折り畳みに
より互いに接続した状態であり、周囲が規制された形と
なっているため、第１図Ｂに示すように内側の紙３ａと
外側の祇３ｂとの間にはずれを生じることができないた
め、２枚の紙３ａと３５との間の送りのずれは搬送され
る紙の後端においてしわという形で吸収されることにな
る。

令弟２図に示すように封筒を形成する２枚の紙３ａ、３
ｂの厚さｔを夫々１００μ、定着ローラ１の直径りを３
０閣、封筒の長さを１９０ｍｍ、定着ニップ幅を３１１
Ｉ１１、定着ローラ１の回転速度をＮｒｐｍとした例に
ついて考えると、封筒表面の１秒間の搬送量Ｌｌ−ＮＸ
πＸ（３０＋０．１）／６０ｒ、となり、封筒裏面の１
秒間の搬送量Ｌ２＝Ｎ×πＸ　（３０＋０．３０）　／
６０．□となり、両者のずれΔＬ＝ＮＸπＸ　Ｏ，２／
　６０　ｒ９＠となる。

定着ローラ１の回転速度Ｎを７２Ｘ６０／π×３０−４
５．８４．、、とした場合は単純計算で定着ローラ１の
線速は７２　ｔａ／ｓｅｃ　、両紙の搬送ずれは（πｘ
Ｏ，２／６０）ｘ４５．８４ｘ１９０／７２−１．２６
＋ａｓとなる。

尚ここではローラの熱膨張、紙間又は紙とローラ間のス
リップについては考慮していない。

Ａ４判（２９７ａ＊）のカット紙を２枚重ねて実験して
みると約１．５膿だけ加圧ローラ側の紙が先に走行し、
はぼ上記の理論値と一致する。このずれ量は定着圧と相
関関係にあり、圧力が小さい方がずれ量が小さいという
傾向が実験上ｉＩ認された。

このずれ量が封筒の場合にはしわを発生する原因の１つ
となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、封筒等の互いに約束された２枚の紙について
密着する場合の上記の従来の問題点を解消し、封筒等を
しわを生じることなく定着できる定着装置を提供するこ
とを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の課題を、内部に加熱装置を有し、回転
可能な支持される定着ローラと、該定着ローラに転写紙
を加圧する加圧手段とを有する熱定着装置において、定
着ローラを駆動する駆動手段と、加圧手段を駆動する駆
動手段とが、加圧手段による搬送速度が定着ローラによ
る搬送速度より微小なる範囲で遅くなるように設定され
ていることを特徴とする定着装置により解決した。

〔作用〕

本発明により、定着ローラと加圧手段、例えば加圧ロー
ラ、加圧ベルト等とを夫々別個に駆動し、その際定着ロ
ーラによる搬送速度より加圧手段による搬送速度を僅か
遅くし、封筒のような同時に送られる２枚の用紙の搬送
速度に差がないように搬送する。

本発明により重ねて送られる２枚の用紙が共に駆動され
しかも搬送ずれのないように送られるのでしわの発生が
防止できる。

〔実施例〕

本発明の説明に先立ち、定着ローラによる搬送について
説明する。

封筒の場合について定着ローラと加圧ローラとの間の加
圧力すなわち定着圧と、その際に封筒に生じるしわのラ
ンクと定着性について実験した所第３図に示す結果が得
られた０図において実線で示す直線Ａは密着性を示し、
破線で示す直線Ｂはしわの発生状態を示す。しわはラン
クｌから５に向かう程発生が少なくなることを示してい
る。図の例は定着温度１８°Ｃ、ニップ幅３Ｉａｍのテ
フロン（商品名）コーティングの定着ローラとＳｉゴム
の加圧ローラの組合せの場合である。

第３図より、しわについて良好な領域を例えばランク４
以上とすると、面圧で約０．７　ｋｇ　ｆ　／ｃｔａ”
以下であり、一方定着性について許容値を定着率５５％
以上とすると、面圧で約１．０　ｋｇ　ｒ　７ｃｍ”以
上必要となる。

従って封筒のしわの発生が少なく定着性が満足できる定
着装置をうるには加圧ローラの定着圧を０、７　ｋｇ　
ｆ　７ｃｍ”以下に管理することと、定着性能を高める
ために定着温度を高めるか、加圧ローラによるニップ時
間を増やすかする必要がある。

更に定着ローラと加圧ローラのニップ部において封筒の
２枚の紙に搬送速度のずれを発生しないように、第４図
に示す如く定着ローラ１′と加圧ローラ２とを共に軟質
ローラとして形成し、定着ローラｌ′と加圧ローラ２の
ニップ部がほぼ平面状（横断面において直線状）になる
ようにすると上記の２枚の紙の搬送速度差は解消される
ことが判る。

又定着ローラにより搬送する用紙の搬送速度にずれのな
いように加圧ローラにより用紙を搬送することによって
も封筒の２枚の搬送速度のずれを防ぎしわを防止するこ
とができる。

本発明は２枚の紙をずれのないように、搬送することに
よりしわの発生を防止するものである。

本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説明する。

第５図及び第６図において、硬質ローラである定着ロー
ラｌの軸端部４の開口部を通して加熱装置５、例えばヒ
ータが挿入支持されている。軸端部４には図示しないモ
ータ等の駆動装置により駆動される駆動歯車６にかみあ
う第１歯車７が相対回転しないように固定され、止めリ
ング１０により脱落防止されている。

加圧手段として軟質ローラである加圧ローラ２を用いる
場合、加圧ローラ２の軸端９には第１歯車７にかみあう
第２歯車８が固定され、止めリングｌＯにより脱落防止
されている。

第２図において、定着ローラ１の線速度はπ×ＤＸＮ／
６０、定着ローラ１に接する用紙３ａの外側面の線速度
はπｘ　（Ｄ＋　ｔ　）　Ｎ／６０、定着ローラ１に１
枚目の用紙３ａを介在して接する２枚目の用紙３ｂの外
側面つまり加圧ローラ２に接触する面の線速度はπｘ　
（Ｄ＋３　ｔ　）　Ｎ／６０で表される。

封筒の表と裏の線速を同一にするためにはπ×（Ｄ＋３
　ｔ　）　Ｎ／６０−πＸ（Ｄ＋む）Ｎ／６０＝πＸ２
ｔ／６０の線速度を加圧手段により駆動して補正するよ
うにすればよい。つまり、定着ローラ側の線速より少し
遅れた線速で加圧手段を駆動すればよい。

加圧側線速修正率を一般式で示すと 修正率＝（線速差／定着手段線速）Ｘ１５０％＝　（２
ｔ／Ｄ）ＸＩ　００％＝　（ｔ／Ｒ）Ｘ１００％となる
。ここでＲは定着ローラの半径を示す。

第２図に示す例の場合、修正率は（０，１／１５）×１
００％ζ０．６７％となる 第６図の例における定着ローラを駆動する第１歯車７と
加圧ローラ２を駆動する第２歯車８の数を夫々３０の同
数とすると、 加圧ローラ２の線速は πＤＮ／６０　（１−ｔ／Ｒ） 一πＸ３０Ｘ４５．８４／６０　（１−０，１／１５）
−７１，５２ｗｓ／ｓｅｃとなる。

加圧ローラ２の径は ７１．５２Ｘ’６０／πｘ　４５．８４　＝　２１８−
となる。

このように−例として加圧ローラに若干定着ローラより
小径のローラを用い、同一歯数の歯車でつまり同一回転
数で駆動すると、２枚の紙の搬送ずれはなくなる。

尚加圧ローラ２を駆動する第２歯車８には熱膨張圧ｉｍ
ｔを考慮した歯車設計が必要であり、転位歯車等が使用
される。

加圧ローラ２の摩耗を防止するのに耐摩耗性ゴム材質で
定着ローラ１の材質に対して摩擦係数の低い材料を用い
ると好都合である。

加圧ローラの代わりに加圧手段としてベルトを使用する
例を示すと第７図及び第８図に示す如くなる。

加圧ベルト２′は駆動プーリ１３と従動プーリ１２とに
巻掛けられ定着ローラｌに圧接されるように配置する。

定着ローラ１は第５図の例と同様駆動歯車６により駆動
される第１歯車７が固定される。

加圧手段としての加圧ベルト２′の駆動のためには駆動
プーリ１３の軸に固定された従動歯車Ｉ５は図示しない
駆動装置により駆動される駆動歯車１４とかみ合う。

駆動歯車１４及び従動歯車１５は第６図の例と同様２枚
の用紙の搬送速度、つまり線速度にずれを生じないよう
に選定する。

〔効果〕

本発明により封筒等の定着においてしわを発生すること
なく定着することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は定着装置の定着ローラと加圧ローラによる紙の
搬送の説明図でＡは２枚のカット紙の場合、Ｂは封筒の
場合を示す図、第２図は第１図の例におけるニップ部の
紙の搬送説明図、第３図は封筒についての加圧ローラに
よる定着圧としわの発生状態及び定着性との関係を示す
図、第４図は軟質定着ローラの場合の図、第５図は本発
明に係る定着装置の正面断面図、第６図は駆動系を示す
側面断面図、第７図は別の例の正面図、第８図は第７図
の例の駆動系を示す側面断面図である。 １・・・定着ローラ　　　２．２′・・・加圧手段５・
・・加熱装置　　　　６・・・駆動歯車７・・・第１歯
車　　　　８・・・第２歯車１４・・・駆動歯車　　１
５・・・従動歯車（Ａ） 第１図 第３図 第２図 （Ｉ横′Ｌ簀） 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に加熱装置を有し、回転可能な支持される定
   着ローラと、該定着ローラに転写紙を加圧する加圧手段
   とを有する熱定着装置において、定着ローラを駆動する
   駆動手段と、加圧手段を駆動する駆動手段とが、加圧手
   段による搬送速度が定着ローラによる搬送速度より微小
   なる範囲で遅くなるように設定されていることを特徴と
   する定着装置。
2. （２）前記微小なる範囲が、定着ローラの搬送速度に対
   して紙厚ｔｍｍ、定着ローラ径Ｒｍｍに基づいて（ｔ／
   Ｒ）×百％以下に選定してあることを特徴とする請求項
   １に記載の定着装置。