JPH0683238A

JPH0683238A - 圧力定着装置

Info

Publication number: JPH0683238A
Application number: JP25192592A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Yoshida; 薫吉田; Takashi Yamamuro; 隆山室; Masaru Mitsumizo; 賢三溝; Mitsuo Yamamoto; 光雄山本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】像支持体をローラの間から排出する際に生じる
騒音や衝撃を低減可能であり、且つ、生産コストの安価
な圧力定着装置を提供する【構成】所定の交差角で軸線が交じり合うと共に所定の
荷重で付勢され互いに圧接する一対のローラ1,2を備
え、これらローラ1,2の間に未定着トナー像を担持する
像支持体を通過させ、上記未定着トナー像を像支持体に
定着させる圧力定着装置において、上記像支持体がロー
ラ1,2の間に介在しない非定着動作時に上記付勢荷重の
一部を負荷する荷重調整部材9を設け、非定着動作時に
おける上記ローラ1,2の負荷荷重が、定着動作時におけ
る上記ローラ1,2の負荷荷重よりも小さくなるようにし
たことを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等にお
いて未定着トナー像を像支持体に加圧定着するための圧
力定着装置に係り、詳細には、当該装置の使用時に発生
する騒音を低減するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧力定着装置は、バネ等の付勢力
によって圧接した一対のローラの間に像支持体を突入さ
せ、上記ローラ間に発生する圧力で当該像支持体に担持
された未定着トナー像を像支持体に加圧定着するよう構
成されている。各ローラの表面が硬質メッキ処理あるい
は熱処理された金属で形成されている場合、良好な定着
品質を得るためにこれらローラ間に発生させなければな
らない定着圧力は線圧で10〜30kgf/cmであり、かなり大
きな圧力である。また、この定着圧力をローラの軸方向
に沿って均一に発生させるため、各ローラは互いの軸線
が所定の交差角(約1.0°〜2.0°)で交じり合うように配
設されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように構
成される従来の圧力定着装置では、像支持体がローラの
間に突入すると一対のローラは像支持体に押し拡げられ
て互いに離間し、更に像支持体がローラの間から排出さ
れるとこれらローラは再接触するので、像支持体がロー
ラ間から排出された際に大きな騒音や衝撃が発生すると
いう問題点があった。

【０００４】特開昭57-128374号公報には、このような
問題点に鑑み提案された圧力定着装置が開示されてい
る。すなわちこの圧力定着装置では、定着圧力を発生さ
せる第1のバネに抗してローラを付勢する第2のバネを設
け、像支持体が一対のローラの間に介在しない時に、像
支持体の厚みより小さい間隙だけこれらローラを離間さ
せるものである。

【０００５】同公報に示された圧力定着装置によれば、
像支持体が一対のローラの間より排出されてもこれらロ
ーラが互いに接触することはないので、上述のような問
題点が発生することはない。しかし、軸線が互いに交じ
り合うように一対のローラを配設している場合、軸方向
の端部において一対のローラが形成する間隙は軸方向の
中央部のそれよりも大きいので、軸方向の中央部の間隙
が像支持体の厚みより小さくても軸方向の端部の間隙は
像支持体の厚みより大きくなってしまうこともある。従
って、定着動作時にローラの軸方向端部における定着圧
力が不足して良好な定着品質を確保することができな
い。

【０００６】一方、ローラの再接触による騒音や衝撃を
緩和する手段としては、硬質金属から構成されるローラ
の表面を樹脂で被覆する方法があるが、それには耐久性
に優れた樹脂材料が必要となる。また、ローラ同士の圧
接力によって被覆樹脂層が局部的に塑性変形することを
防止するため、定着動作時以外の時にこれらローラ間に
発生する定着圧力を軽減あるいは除去する加圧解除機構
を設ける必要があり、定着装置の生産コストが嵩むとい
う問題点があった。

【０００７】本発明はこのような目的に鑑みなされたも
のであり、その目的とするところは、像支持体をローラ
の間から排出する際に生じる騒音や衝撃を低減可能であ
り、且つ、生産コストの安価な圧力定着装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の圧力定着装置は、所定の交差角で軸線が交じり合う
と共に所定の荷重で付勢され互いに圧接する一対のロー
ラを備え、これらローラの間に未定着トナー像を担持す
る像支持体を通過させ、上記未定着トナー像を像支持体
に定着させる圧力定着装置において、上記像支持体がロ
ーラの間に介在しない非定着動作時に上記付勢荷重の一
部を負荷する荷重調整部材を設け、非定着動作時におけ
る上記ローラの負荷荷重が、定着動作時における上記ロ
ーラの負荷荷重よりも小さくなるようにしたことを特徴
とするものである。

【０００９】

【作用】このような技術的手段によれば、像支持体がロ
ーラの間に介在しない非定着動作時には、上記荷重調整
部材がローラに作用する付勢荷重の一部を負荷するの
で、一対のローラが互いに接触して負荷する荷重は定着
動作時よりも非定着動作時の方が小さくなる。従って、
像支持体をローラの間から排出した時に発生するローラ
同士の衝突音や衝撃が低減する。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の圧力定着
装置を詳細に説明する。第1図乃至第3図は本発明の第一
実施例を示している。この実施例に係る圧力定着装置
は、大きくは、軸受5を介して固定ハウジング3に軸支さ
れた加圧ローラ1と、同様に軸受5を介して可動ハウジン
グ4に軸支された定着ローラ2とから構成されている。上
記可動ハウジング4と固定ハウジング3とは連結軸6を介
して揺動可能に連結されており、可動ハウジング4には
この可動ハウジング4を図示矢線A方向へ所定の荷重で押
圧する加圧装置7が備えられている。これにより定着ロ
ーラ2と加圧ローラ1との間に進入する像支持体8を所定
の定着圧力で押圧できるようになっている。

【００１１】また、固定ハウジング3には突起状の荷重
調整部材9が立設されており、上記加圧装置7で固定ハウ
ジング3側に押圧された可動ハウジング4が所定の位置で
上記荷重調整部材9に係止されるようになっている。

【００１２】上記加圧ロ-ラ1及び定着ロ-ラ2は共に有効
長270mm、外径は35mmの中実ローラであり、焼き入れ鋼
の表面に硬質クロムメッキ処理が施されている。各ロー
ラ1,2の外周面は軸方向の中央部1a,2aが最小外径となる
ような凹曲面状に形成されており、最小外径を有する中
央部1a,2aと最大外径を有する両端部1b,2bとの外径の差
は15μmである。

【００１３】図示はされていないが、各ローラ1,2の外
周面には定着処理された像支持体8を各ローラ1,2から剥
離するための剥離爪が当接している。また、定着ローラ
2の外周面には、定着処理時に像支持体8から定着ローラ
2へオフセットしたトナーを除去するためのクリーニン
グ部材、及びシリコンオイル等のオフセット防止液を塗
布する塗布部材が当接している。

【００１４】また図3に示すように、これら加圧ローラ1
及び定着ローラ2はその軸芯が互いに交差角θで交わる
ように配設され、ローラ1,2の軸方向に沿った定着圧力
の分布の均一化が図られている。本実施例では交差角θ
をθ=1.4°とした。

【００１５】図4は像支持体8が加圧ローラ1と定着ロー
ラ2との間に介在しない場合(非定着動作時)の各ローラ
1,2の接触状態を示しており、実線は各ローラ1,2の軸方
向の両端部1b,2bでの接触状態を、破線は各ローラ1,2の
軸方向の中央部1a,2aでの接触状態を示している。ま
た、同図において符号6は上記連結軸を、符号4は可動ハ
ウジングを、符号9は荷重調整部材を模式的に表してい
る。この図に明示されるように、非定着動作時において
定着ローラ2の端部2bは加圧ローラ1の端部1bとの間に隙
間yを形成する一方、定着ローラ2の中央部2aは加圧ロー
ラ1の中央部1aに接触している。これは、可動ハウジン
グ4が上記荷重調整部材9に係止された結果、定着ローラ
2から加圧ローラ1へ印加される荷重が実質的に減少し、
定着ローラ2及び加圧ローラ1の軸方向に沿った撓み量が
減少したことによる。

【００１６】一方、図5は像支持体8が定着ローラ2と加
圧ローラ1との間に挟み込まれている場合(定着動作時)
の各ローラ1,2の接触状態を示している。定着ローラ2と
加圧ローラ1との間に像支持体8が挟み込まれると、可動
ハウジング4に軸支された定着ローラ2は像支持体8の厚
さYに相当する距離だけ加圧ローラ1より離間する。ここ
で、非定着動作時に定着ローラ2の端部2bと加圧ローラ1
の端部1bとの間に形成された隙間yが像支持体8の厚さY
よりも小さくなるように上記隙間yが設定されていれ
ば、定着動作時において可動ハウジング4は荷重調整部
材9から離間するので、加圧装置7によって定着ロール2
に与えられた付勢荷重は全て加圧ロール1に印加され
る。従って、y<Yであれば、定着ローラ2から加圧ローラ
1へ印加される荷重は定着動作時よりも非定着動作時の
方が小さくなり、本発明の構成用件を満足する。

【００１７】図6は可動ハウジング4に作用する荷重を模
式的に示すものであり、F₀は加圧装置7によつて可動ハ
ウジング4に加えられる付勢荷重を、F₁は加圧ロール1に
よって負荷された定着荷重の反力を、F₂は荷重調整部材
9によって負荷された荷重の反力を表している。また、L
₁は連結軸6から定着ローラ2の軸中心P₁迄の距離を、L₂
は上記P₁から加圧装置7による付勢荷重の作用位置迄の
距離を、L₃は上記P₁から荷重調整部材9による反力の作
用位置までの距離を夫々表している。

【００１８】定着動作時においては可動ハウジング4が
荷重調整部材9から離間しているので、上記F₂=0とな
り、加圧ローラによって負荷される定着荷重F₁は、 F₁=(L₁+L₂)・F₀/L₁ で表される。本実施例では、加圧装置7による付勢荷重F₀=134kgf、L₁
=5mm、L₂=50mm及びL₃=34mmとしたので、定着動作時の定
着荷重F₁=402kgfである。

【００１９】以上のように構成される本実施例の圧力定
着装置において、荷重調整部材9の高さを変化させるこ
とで非定着動作時に各ローラ1,2の端部1b,2bが形成する
隙間yを変化させ、像支持体8が定着ローラ2と加圧ロー
ラ1との間を抜け出た瞬間の騒音を各隙間y毎に測定し
た。測定に当たっては普通騒音計3607(横河電機製)を用
い、圧力定着装置の出口側100mmの位置で測定した。ま
た、非定着動作時に定着ローラ2から加圧ローラ1に印加
されている定着荷重F₁を各隙間y毎に計算した。騒音の
測定結果及び定着荷重F₁の計算結果を図7に示す。

【００２０】同図から明らかなように、像支持体8の排
出時に定着ローラ2と加圧ローラ1とが接触して発生する
ローラ衝突音は上記隙間yの増加と共に減少していき、
また、非定着動作時に定着ローラ2から加圧ローラ1に印
加される定着荷重F₁も隙間yの増加と共に減少してい
る。従って、非定着動作時における定着荷重F₁の減少が
圧力定着装置の騒音の低減に有効であることが確認され
た。

【００２１】従って、本実施例では厚さ55μmの像支持
体8の使用を前提として、非定着動作時に定着ローラ2と
加圧ローラ1との端部1b,2bが形成する隙間yを30μmとし
た。これにより非定着動作時に加圧ローラ1に作用する
定着荷重は310kgfとなり、荷重調整部材9を設けていな
い場合(402kgf)に比較して22%の荷重低減となった。そ
の結果、騒音レベルは70db(A)から63db(A)に低減した。

【００２２】一方、像支持体8が定着ローラ2と加圧ロー
ラ1との間に突入するとこれらローラ1,2の間の距離は広
がるので、非定着動作時において各ローラ端部1b,2bの
間の距離(隙間y)が像支持体8の厚さよりも小さい場合で
あっても、定着動作時においてはこの距離が像支持体8
の厚さよりも大きくなってしまうこともある。そのよう
な場合、各ローラ1,2の端部1b,2bには十分な定着圧力か
発生しないので、ローラ端部1b,2bに対応した像支持体8
上ではトナー像の定着強度が不足してしまう。

【００２３】従って、本願発明者らは、非定着動作時に
各ローラ1,2の端部1b,2bが形成する隙間yを変化させ、
厚さ55μmの像支持体8を使用した場合のトナー像の定着
強度を各隙間y毎に観察した。観察結果を図8に示す。こ
の結果から明らかなように、非定着動作時の隙間yが増
加すると当然のことながら定着強度は低下する傾向にあ
り、実用上許容される定着強度を得るためには、上記隙
間yを所定の上限値以下に設定しなければならないこと
が理解される。

【００２４】また、図7及び図8を比較考量してみると、
十分な定着強度が得られる隙間yについては非定着動作
時においても加圧ローラ1の負荷荷重F₁が発生してお
り、加圧ローラと定着ローラとが圧接していることが伺
われる。従って、本実施例のように定着ローラ2の軸線
と加圧ローラ1の軸線とを交差させている圧力定着装置
においては、非定着動作時に加圧ローラ1と定着ローラ2
とを完全に離間させた場合、トナー像に十分な定着強度
を与えること不可能である。

【００２５】図8に示す厚さ55μmの像支持体8の場合、
隙間yの上限値は30μmであり、非定着動作時の隙間yを3
0μmに設定した本実施例では実用上十分な定着強度が得
られることを確認した。

【００２６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の圧力
定着装置によれば、非定着動作時に付勢荷重の一部を負
荷する荷重調整部材を設け、非定着動作時におけるロー
ラの負荷荷重が、定着動作時におけるローラの負荷荷重
よりも小さくなるようにしたので、像支持体をローラの
間から排出した時に発生するローラ同士の衝突音や衝撃
を低減することが可能となる。また、複雑な機構を設け
ることなく上記効果を達成することができ、生産コスト
の安価な圧力定着装置を提供することが可能となる。

【００２７】更に、非定着動作時におけるローラの負荷
荷重が定着動作時におけるそれよりも小さいので、摩擦
係数の高いOHPフィルム等の像支持体が容易にローラ間
に突入することができ、像支持体に発生する皺を有効に
防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧力定着装置の第一実施例を示す正
面図である。

【図２】第一実施例に係る定着ローラ及び加圧ローラ
の配置を示す側面図である。

【図３】第一実施例に係る各ローラと像支持体との関
係を示す平面図である。

【図４】非定着動作時の定着ローラと加圧ローラとの
接触状態を示す概略図である。

【図５】定着動作時の定着ローラと加圧ローラとの接
触状態を示す概略図である。

【図６】第一実施例に係る可動ハウジングに作用する
荷重を示す模式図である。

【図７】隙間yと各ローラの衝突音との関係を示すグ
ラフである。

【図８】隙間yとトナー像の定着強度との関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

1…加圧ローラ、2…定着ローラ、3…固定ハウジング、4
…可動ハウジング、7…加圧装置、8…像支持体、9…荷
重調整部材

フロントページの続き (72)発明者山本光雄神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社海老名事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の交差角で軸線が交じり合うと共に
所定の荷重で付勢され互いに圧接する一対のローラを備
え、これらローラの間に未定着トナー像を担持する像支
持体を通過させ、上記未定着トナー像を像支持体に定着
させる圧力定着装置において、上記像支持体がローラの間に介在しない非定着動作時に
上記付勢荷重の一部を負荷する荷重調整部材を設け、非
定着動作時における上記ローラの負荷荷重が、定着動作
時における上記ローラの負荷荷重よりも小さくなるよう
にしたことを特徴とする圧力定着装置。
【請求項２】請求項1記載の圧力定着装置において、
非定着動作時における一対のローラは、互いに軸方向の
中央領域で接触していることを特徴とする圧力定着装
置。