JPH056118A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JPH056118A
JPH056118A JP3158825A JP15882591A JPH056118A JP H056118 A JPH056118 A JP H056118A JP 3158825 A JP3158825 A JP 3158825A JP 15882591 A JP15882591 A JP 15882591A JP H056118 A JPH056118 A JP H056118A
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JP
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fixing
roller
fixing roller
nip
pressure
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JP3158825A
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English (en)
Inventor
Hisao Konno
久郎 近野
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/206Structural details or chemical composition of the pressure elements and layers thereof

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封筒等を転写材として使用した場合の定着時
のシワを防止するのに効果がある1本の定着ローラに2
本の加圧ローラを圧接させた定着装置において、第1ニ
ップ部から出た転写材先端の第2加圧ローラに対する追
突による画像乱れが発生しない条件及び封筒ジワの発生
を防止する加圧ローラの構成を提供する。 【構成】 転写材先端の第2加圧ローラに対する追突角
を67°未満とする。又、加圧ローラは芯金の外側に発
泡スポンジ層を設け、その外側に4ふっ化チエレンパー
フロロアルコキシエチレンチューブで被覆した構成とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は静電記録装置の熱ローラ
定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザプリンタ、電子写真複写機等の静
電写真プロセスを利用した記録装置の定着装置として
は、熱ローラ定着装置が広く使用されている。
【0003】図5は熱ローラ定着装置を備えた静電記録
装置の一例としてのレーザプリンタの概略全体構成を示
す図である。
【0004】図において、符号12は、プリンタ本体で
ある。そのプリンタ本体12には給紙カセットが着脱自
在に装填される。給紙装置1から矢印A方向に給射され
た記録紙2は、レジストローラ3によってタイミングを
とられてドラム上の感光体4からなる潜像担持体へ搬送
される。感光体4は、反時計方向に回転駆動され、その
際帯電チャージャ5によって表面を帯電され、レーザー
光学系6からのレーザー光Lを照射されて感光体上に静
電潜像が形成される。この潜像は現像装置7を通るとき
トナーによって可視像化される。この可視像は転写・分
離チャージャ8により、感光体4へ搬送された記録紙2
に転写され、感光体4に密着した記録紙2は静電的に分
離させられる。その後記録紙2は定着装置9に搬送され
定着装置により記録紙2上の可視像は定着され、矢印B
方向の排出部10へ排出される。一方可視像転写後の感
光体4はクリーニングブレードを有するクリーニング装
置11によって清掃され残留トナーを除去され、除去さ
れたトナーはクリーニング装置11に回収される。
【0005】ところで、近年静電記録装置、特にレーザ
プリンタでは記録材の多様化、特に封筒等の積層支持体
へのプリントの要求が高まってきているが、封筒等の積
層支持体は厚さが不均一であり、又複数枚の紙が端縁部
で接合されて形成されているので、従来の一般的な熱源
を内蔵する硬質の定着ローラと弾性体外層を有する加圧
ローラとが互いに圧接して成る熱ローラ定着装置に通紙
した場合、大抵の場合シワが発生したり、又全体として
の厚さが厚いために定着性が劣る等、プリント品質が使
用に耐えるレベルに達しないことが多かった。
【0006】これらの問題の解決手段として、加圧ロー
ラの弾性体層の硬度を下げる等の対策が採られている
が、特にプリントスピードの速い記録装置においては、
充分な定着性が得られ、シワの発生のない条件は見出さ
れていなかった。さらに近年では、定着ローラに圧接す
る加圧ローラの数を複数にして両ローラのニップ部の間
でも転写材を定着ローラ表面に接触させることにより1
本当りの加圧力を低減することにより消費エネルギーを
少なくするとともにシワの発生を防止する方法が特開昭
55−29822号公報、実開昭58−26058号公
報、実開昭59−66256号公報、特開昭54−14
3145号公報等に開示されているが、加圧ローラを複
数にした場合、特にこしの強い厚紙や封筒の場合、1本
目の加圧ローラと定着ローラ間に形成されるニップ部を
出た転写材が2本目の加圧ローラ周面に衝突したとき、
その衝突角度の条件によっては転写材がショックを受
け、ジター(画像ずれ)として現われ、プリント品質を
低下させる原因となっていた。
【0007】特開昭63−274968号公報には定着
ローラに圧接する2本の加圧ローラの線速を1つずつ別
駆動で変えるように制御して、両加圧ローラ間で転写材
に適当な引張力を印加するようにしてシワの発生を防止
することが提案されているが、駆動源を別々に設けて夫
々制御する必要があり装置が複雑化する難点がある。
【0008】又図6に示す如く、1本の定着ローラ13
に圧接する2本の加圧ローラ14,15の夫々を不連続
ローラとなし、両方の加圧ローラの個々の短ローラの位
置を両者で食違わせて千鳥配列にする構成が特開昭50
−62447号公報に開示されている。その目的は転写
紙のローラからの分離にあるが、定着ローラと加圧ロー
ラとの圧接部に発生した封筒の両面の紙のずれを加圧ロ
ーラの存在しない部分に逃がすことによりシワの発生防
止にも効果が得られるものと予想される。
【0009】しかし、2本の加圧ローラの千鳥配列の加
圧ローラの範囲に間に隙間ができるとその部分は定着不
良となり、重なり合った部分は過剰定着となり、定着ム
ラが生ずるおそれがある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来提案さ
れている2本の加圧ローラが1本の定着ローラに圧接す
る構成の熱ローラ定着装置の上記の問題点にかんがみ、
シワの発生が少なくかつジターの発生のおそれのない熱
ローラ定着装置を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決させるため、熱源を内蔵する硬質の1本の定着ローラ
と、その周方向に間隔を置いて該定着ローラに圧接し弾
性体外層を有する2本の加圧ローラとを有し、これらの
加圧ローラと上記定着ローラとの間に形成される2つの
ニップ部を未定着トナー像を担持する転写材を順次通過
させて定着を行なう静電記録装置の定着装置において、
通紙方向上流側ニップ部の出口部における接線の延長線
と下流側の加圧ローラ面と交差する角度が67°未満で
あることを特徴とする。
【0012】上記の角度の条件を満すための条件は、加
圧ローラの直径が12mm以上、定着ローラの直径が18
mm以上であり、1つのニップ部のニップ幅は2.5mm以
下であることである。
【0013】加圧ローラは非弾性体芯金の外側に発泡ス
ポンジ層を設け、さらにその上に4ふっ化エチレンパー
フロロアルコキシエチレンのチューブで被覆して構成す
るのがよい。
【0014】
【作用】上記の如く構成することにより、上流側ニップ
部を出た転写材は、下流側の加圧ローラ周面に67°未
満の追突角で衝突するので、実験結果によればジターの
発生のおそれはない。
【0015】又、加圧ローラ及び定着ローラの直径を夫
々12mm以上、18mm以上、1つのニップ幅を2.5mm
以下とすることにより上記の追突角を達成することがで
きる。
【0016】又、加圧ローラの弾性体層に発泡スポンジ
層を用い、表面に4ふっ化エチレンパーフロロアルコキ
シエチレンチューブを被覆することにより低圧でも広い
ニップ幅をとることができ、ニップ幅方向の圧力分布が
均一となりシワの発生を防止し高い低着率を得ることが
できる。
【0017】
【実施例】以下に本発明の実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。
【0018】図1は本発明の実施例の熱ローラ定着装置
の構成を示す断面図である。ヒータ24を内蔵する定着
ローラ21の外周面には周方向に角度θの間隔を置いて
第1加圧ローラ22及び第2加圧ローラ23が圧接し、
夫々定着ローラ21との間に第1、第2ニップ部N1,
N2が形成されている。未定着トナー像を担持する転写
材25は第1ニップ部N1から第2ニップ部N2を通紙
され、これらニップ部とその間で定着ローラ21から熱
を与えられて定着が行なわれる。
【0019】第1ニップ部N1の出口部を出た転写材2
5の先端部は、転写材のコシにより第1ニップ部の出口
部における接線の方向に進み、第2加圧ローラ23の周
面に角度αで衝突する。この角度αを追突角と云う。第
2加圧ローラ23は定着ローラ21に圧接してつれ回り
しているので、この衝突により紙詰りを生ずることはな
く、定着ローラ21と転写材先端との摩擦力により、第
2ニップ部N2へ連行され、第2ニップ部N2に挟持搬
送される。
【0020】しかし、上記追突角αが大きい場合は、円
滑に第2ニップ部へ進入することなく、衝突によるショ
ックが第1ニップ部N1、さらに上流の転写部に及びジ
ターによる画像乱れが発生し画像品質を劣化させること
が知られている。
【0021】そこで、本発明者は、定着ローラ21、第
1加圧ローラ22、第2加圧ローラ23の相対位置を変
化させて追突角αを種々に変えて通常使用される封筒を
転写材として使用して実験を行ない、追突角と画像乱れ
の発生率との関係を求めた。その結果を図2のグラフに
示す。このグラフより、追突角αが67°以上になると
画像乱れは100%発生するが、67°未満になると、
画像乱れは激減し殆んど零に近くなることが判る。この
ことより、追突角αが67°未満になるように各ローラ
21,22,22,23を配置することが望ましいとい
う結果を見出した。
【0022】又、本方式のねらいである封筒通紙に対し
てはシワの発生の点からニップ幅は狭いことが望まし
く、加圧ローラ22,23の構成、硬度を変化させたと
しても、通常使用される封筒を用いた実験結果による図
3のグラフに示す如く、1本当りのニップ幅が2.5mm
以上になるとシワの発生率が急激に増加することが実験
的に判っている。封筒にシワが発生するとプリント品質
が劣化する。
【0023】ここで、封筒のシワに対しニップ幅と加圧
力でどちらが効果があるかについて考察する。封筒シワ
はその発生メカニズムを考えると、封筒の表/裏の搬送
量のズレに主原因が有ると考えられる。このズレを発生
させているのは定着ローラ(駆動)と加圧ローラ(従
動)の搬送速度の部分的差によるものと考えられる。こ
れは、ニップ部における加圧ローラのひずみにより特に
封筒のような厚紙が入るとひずみが大きくなりその分加
圧ローラの表面速度は一時的に遅くなる。この遅れが結
果として加圧ローラ側の紙の搬送量を減らしており、シ
ワの発生となると考えられる。このひずみ量はニップ幅
が大きいほど大きくなるのは明らかで、その他のローラ
構成やゴム硬度といった要因も少なからず影響はしてい
るが、ニップ幅の大小に支配されている部分が大きいと
考えられる。
【0024】一方、加圧ローラ22,23の直径につい
ては加圧力、許容たわみ量から芯金径が限定されるが、
長さの短いA4/LTサイズ(LTはレターサイズ)機
においても、上記ニップ幅を2.5mm、許容たわみ量を
20%以下とすると、芯金径(鉄径)は8mm以上必要
で、その外周に弾性層を設けると弾性層は2mm以上必要
であるから最低12mm以上の直径が必要となる。上記条
件を基に幾何学的に計算を行なった結果、定着ローラ2
1の直径は18mm以上でないと、追突角α<67°の関
係が成立しないことが判った。
【0025】この計算を簡単に説明すると次のとおりで
ある。図4において、定着ローラ21の直径Dを最小と
する条件は 加圧ローラ22,23の径 d1=d2=12mm ニップ巾 N1=N2=2.5mm となる。 Dを変化させて行き d1=d2=12mm ニップ巾 N1=N2=2.5mm の時の追突角αをシ
ミュレートして行くと表1の如くなる。
【0026】
【表1】
【0027】これより、定着ローラ径Dは18mm以上で
ないとα<67を満足しないことが判る。
【0028】逆に、定着ローラ径Dを最大とする条件は
αを小さくする方向なので無限大も可能である。
【0029】一般にシワに対しては加圧ローラの圧は低
い方が好ましいが定着に必要なニップ幅を得る必要があ
り、近年ゴム硬度を低下させたものが多くなってきてい
る。本発明の方式においてもその傾向は同じであるが、
加圧ローラの構成を、非弾性の芯金の外側に発泡スポン
ジ層を持ち、その外側に4ふっ化エチレンパーフロロア
ルコキシエチレンのチューブを被せたものとすることに
より、一本当りのニップ幅を低圧力にもかかわらず広く
とることができ、かつニップ幅方向の圧力分布が均一と
なるためシワが発生せず、高い定着率を得ることがで
き、従来の低硬度ソリッドシリコンゴムを用いた場合よ
りも多様な積層支持体への定着品質(シワが発生せず定
着性のよい)を確保することができた。
【0030】
【発明の効果】以上の如く、請求項1に記載の発明によ
れば、第2加圧ローラへの追突角が適切になり転写材の
追突ショックによる画像ずれを防ぐことができる。請求
項2に記載の条件により、上記の追突角を適正にするた
めの各ローラの寸法及びニップ幅が与えられる。又、請
求項3に記載された加圧ローラの構成により低い加圧力
で所要のニップ幅を得ることができ、封筒を転写材とし
て用いた場合にもシワが発生することなく、高い定着性
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の定着装置の構成を示す断面図
である。
【図2】転写材先端の第2加圧ローラに対する追突角と
像乱れ発生率との関係を実験結果より示すグラフであ
る。
【図3】ニップ幅と封筒シワ発生率との関係を実験結果
より示すグラフである。
【図4】本発明による追突角の条件の決定するための幾
何学的計算を説明する説明図である。
【図5】熱ローラ定着装置を備えたレーザプリンタの1
例の全体構成を示す断面図である。
【図6】2本の加圧ローラを不連続ローラとし、千鳥配
列にした熱ローラ定着装置の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
21 定着ローラ 22 第1加圧ローラ 23 第2加圧ローラ N1 第1ニップ部 N2 第2ニップ部 α 追突角

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱源を内蔵する硬質の1本の定着ローラ
    と、その周方向に間隔を置いて該定着ローラに圧接し弾
    性体外層を有する2本の加圧ローラとを有し、これらの
    加圧ローラと上記定着ローラとの間に形成される2つの
    ニップ部を未定着トナー像を担持する転写材を順次通過
    させて定着を行なう静電記録装置の定着装置において、
    通紙方向上流側ニップ部の出口部における接線の延長線
    と下流側の加圧ローラ面と交差する角度が67°未満で
    あることを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】 上記の加圧ローラの直径が12mm以上、
    定着ローラの直径が18mm以上であり、1つのニップ部
    のニップ部幅が2.5mm以下であることを特徴とする請
    求項1に記載の定着装置。
  3. 【請求項3】 上記の加圧ローラは非弾性体の芯金の外
    側に発泡スポンジ層を有し、さらにその外側を4ふっ化
    エチレンパーフロロアルコキシエチレンのチューブで被
    覆して構成されることを特徴とする請求項1又は2に記
    載の定着装置。
JP3158825A 1991-06-28 1991-06-28 定着装置 Pending JPH056118A (ja)

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