JPH0695542A

JPH0695542A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0695542A
Application number: JP4242990A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Masuda; 和人増田; Teruaki Mitsuya; 輝章三矢; Takashi Suzuki; 貴志鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真記録装置定着部における画像支持体の
しわを防止すること。【構成】ニップ領域入り口の形状と一致した画像支持体
の案内板を設ける構成、さらにニップ領域入り口直前で
画像支持体を一端停止させること。【効果】ニップ領域入り口の形状と画像支持体の前端の
上下方向形状を一致させてニップ領域に食い込ませるこ
とにより、画像支持体のしわを防止すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式プリンタ
装置に関し、特に画像支持体上のトナー像をローラを用
いて定着する定着装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来の電子写真装置における定
着装置及び、定着装置まわりの画像支持体搬送構造を簡
略的に示す。１は加熱ローラ、２は加圧ローラ、５は案
内板、６はローラ駆動手段、７はローラ駆動制御手段、
８は搬送制御手段、１０は画像支持体、１１は搬送手
段、１２は搬送駆動手段である。

【０００３】加熱ローラ１の内部にはハロゲンランプ等
の加熱手段（図示省略）が備えられている。通常、加熱
ローラ１は円筒状の芯金の表面にフッソ樹脂やシリコン
ゴムをコーティングしたものである。加圧ローラ２は円
筒または円柱状の芯金の外層に弾性体層を設けたもので
ある。加熱ローラ１と加圧ローラ２はばね力などを用い
た圧着手段（図示省略）によりお互いに押し付けられ、
加圧ローラ２の弾性層の変形により両ローラは面的に接
触する。この接触面をニップ領域と言う。加熱ローラ１
と加圧ローラ２は面的に接触した状態でローラ駆動手段
６とローラ駆動制御手段７によって１方向に回転駆動す
る。搬送手段１１は搬送制御手段８と搬送駆動手段１２
とによって１方向のみに駆動する。画像支持体１０は、
搬送手段１１によって、加熱ローラ１および加圧ローラ
２からなる該ニップ領域へと運ばれ、その途中、案内板
５は画像支持体１０をニップ領域へと案内する作用を果
たす。この一連のプロセスの間に、画像支持体１０上に
形成されたトナー像は加熱ローラ１と加圧ローラ２によ
り加熱と同時に加圧を受け画像支持体１０に定着され
る。

【０００４】従来、この一連のプロセスで生じる画像支
持体１０のしわ発生の原因については、定着プロセスに
おける熱によって画像支持体１０として用いられる記録
紙の繊維が熱収縮し記録紙にひずみを発生させ、このひ
ずみがしわに発展するという説明が一般的である。従
来、しわ抑制のために、逆クラウン形状の加熱ローラ１
を用いていた。逆クラウン形状の加熱ローラ１は画像支
持体１０を外側へと引っ張る作用が存在し、従って発生
したひずみを外側に伸ばし、しわを矯正する作用があ
る。このような理由からしわ抑制策として、従来逆クラ
ウン形状の加熱ローラ１が広く採用されてきたのであ
る。また実開昭56−130954号公報では、以上述べた逆ク
ラウン形状の加熱ローラ１の作用について記載してある
が、そのほかのしわ抑制策として、画像支持体をローラ
の圧着部へと案内する偏向ガイド部材の巾方向中央部を
巾方向両側のガイド部よりも高く、搬送方向上手側に設
置することを提案し、画像支持体のしわ抑制を図ってい
る。この偏向ガイド部材の作用は中央部が突状のため、
画像支持体１０が中央付近に寄ることを防止したものと
して記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電子写真装置は、画像
支持体として記録紙が多く用いられ、その記録紙をロー
ラを有する定着装置に通紙する際にしわが発生してしま
うという問題がある。

【０００６】しわ発生の原因については、上述のように
定着プロセスにおける熱によって記録紙の繊維が熱収縮
するという説明が一般的である。しかし、発明者らは常
温の加熱ローラでもしわが発生する場合も存在すること
を実験によって確認した。このような熱に依存しないし
わ発生の原因は、ローラ圧着部入口形状に画像支持体が
一致していないことであることにあるをも実験により確
認した。本実験結果の一例を述べると、画像支持体の進
行方向から見て右側端部を４mm程浮かせて定着装置に通
紙すると必ず画像支持体の右側にしわが発生した。同じ
ように左側端部を４mm程浮かせて定着装置に通紙すると
必ず画像支持体の左側にしわが発生した。また、上記浮
かせる高さを低くするとしわの発生確率は低下するが、
結局は多くの記録紙を通紙させた場合やはりそのうちの
何枚かはしわの発生が見られる。この実験結果から、画
像支持体がローラ圧着部に食い込まれる際にニップ領域
の入り口高さと画像支持体の前端部の高さに部分的に差
が発生すると、画像支持体はニップ領域に不均一に食い
込まれるために、画像支持体にひずみを生じやがてしわ
に発展することが判った。

【０００７】上記逆クラウン形状の加熱ローラを用いた
場合、画像支持体を外側へと引っ張る作用のため熱に依
存しない原因によるしわの抑制も可能であるが、十分で
はなく完全にしわを防止できなかった。また実開昭56−
130954号公報においても、画像支持体をローラの圧着部
へと案内する偏向ガイド部材はニップ領域入り口と画像
支持体前端の高さを一致させる効果も若干は存在するか
も知れない。しかし、これもこの効果を直接的に狙った
ものではなく、十分にしわを抑制することはできない。
また、この偏向ガイド部材の設定位置を微妙に調整する
必要があり、更に、多種類の画像支持体を用いる場合、
それぞれに画像支持体の剛性が異なるためにしわの発生
しないような画像支持体搬送を維持するのは極めて困難
である。本発明の目的は、以上の問題点を克服し、定着
装置における画像支持体に発生するしわをいかなる画像
支持体でも完全に防止する定着装置及び、定着装置まわ
りの画像支持体搬送構造を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、画像支持体
上に転写したトナー画像を加熱ローラと加圧ローラを用
い、熱と圧力で定着するためにローラ駆動手段と、それ
を制御するローラ駆動制御手段、加圧ローラに圧力を作
用させるローラ圧着手段と、画像支持体をローラ圧着部
入口へ案内する案内板と、画像支持体を搬送する搬送手
段と、それを駆動する搬送駆動手段及び搬送駆動制御手
段と、画像支持体検出手段を備えた定着装置及び、定着
装置まわりの画像支持体搬送構造において、加熱ローラ
と加圧ローラにより形成されるニップ領域入り口形状と
画像支持体の前端部の上下方向の形状を一致させること
により達成される。

【０００９】そのために、本発明は上記案内板の後端付
近の形状を上記ニップ領域入り口形状と一致させたもの
である。

【００１０】また、ニップ領域入り口形状と画像支持体
の前端部の形状の上下方向の一致性をより高めるため
に、上記案内板の上面の形状をニップ領域入り口におけ
る加熱ローラの接線と一致させたものである。

【００１１】また、画像支持体の慣性効果による画像支
持体の前端の上下方向形状とニップ領域入り口形状との
不一致を無くすために、ローラ圧着部入口より以前に設
置された画像支持体検出手段からの情報によって、定着
装置及び、定着装置まわりの画像支持体搬送を一時停止
し、再度駆動開始させるしわ防止制御手段を設けたもの
である。

【００１２】以上の本発明は加熱ローラの外形を逆クラ
ウン形状とすることにより、より大きな効果が得られる
ことは言うまでもない。

【００１３】

【作用】上記ニップ領域入り口形状と一致した後端付近
形状を有する案内板は、画像支持体の前端の上下方向の
形状をニップ領域入り口形状と一致させる。これによ
り、しわの原因となるニップ領域の入り口高さと画像支
持体の前端部の高さの部分的な差の発生を抑制すること
ができるので、しわの発生を抑制することができる。

【００１４】また、ニップ領域入り口における加熱ロー
ラの接線と一致させた上面形状を有する案内板は、画像
支持体の前端形状とニップ領域入り口形状との一致性を
より高める効果を有する。これにより、しわの原因とな
るニップ領域の入り口高さと画像支持体の前端部の高さ
の部分的な差が無くなるので、しわの発生を無くすこと
ができる。

【００１５】また、ニップ領域入り口直前で、画像支持
体を一端停止させる制御手段は、画像支持体の慣性効果
による画像支持体の前端形状とニップ領域入り口形状と
の不一致を無くす効果を有する。これにより、しわの原
因となるニップ領域の入り口高さと画像支持体の前端部
の高さの部分的な差が完全に無くなるので、しわの発生
を完全に無くすことができる。

【００１６】

【実施例】

〔実施例１〕以下、本発明の一実施例を図１から図３を
用いて説明する。図１は本発明の定着装置及び、定着装
置まわりの画像支持体搬送構造の断面側面図である。１
は加熱ローラ、２は加圧ローラ、５は案内板、６はロー
ラ駆動手段、１０は画像支持体、１１は搬送手段、１２
は搬送駆動手段、１４はニップ領域入り口である。図２
は本実施例の加熱ローラと加圧ローラの圧着構造を示す
図である。３はニップ領域入り口である。図３は本実施
例の案内板の構造を示す図である。４は案内板後端部で
ある。

【００１７】まず、図１を用いて本実施例の定着プロセ
スについて説明する。加熱ローラ１は円筒状の芯金の表
面にフッソ樹脂をコーティングしたものである。加圧ロ
ーラ２は円柱状の芯金の外層にシリコンゴム層を設けた
ものである。また、加熱ローラ１の外形は端部より中央
部の直径のほうが０.１mm 小さい逆クラウン形状となっ
ている。加熱ローラ１と加圧ローラ２はばね力を用いた
圧着手段（図示省略）によりお互いに押し付けられ、加
圧ローラ２の弾性層の変形により両ローラは面的に接触
する。この接触面をニップ領域入り口１４と言う。加熱
ローラ１と加圧ローラ２は面的に接触した状態でＤＣモ
ータから成るローラ駆動手段６によって１方向に回転駆
動する。搬送手段１１は同じくＤＣモータから成る搬送
駆動手段１２によって１方向のみに駆動する。画像支持
体１０は、搬送手段１１によって、加熱ローラ１および
加圧ローラ２からなるニップ領域入り口１４へと運ば
れ、その途中、案内板５は画像支持体１０をニップ領域
へと案内する作用を果たす。この一連のプロセスの間
に、画像支持体１０上に形成されたトナー像は加熱ロー
ラ１と加圧ローラ２により加熱と同時に加圧を受け画像
支持体１０に定着される。

【００１８】次に、本実施例の加熱ローラ１と加圧ロー
ラ２の圧着構造について図２を用いて説明する。加熱ロ
ーラ１の逆クラウン形状のため、ニップ領域入り口３の
形状は中央部が高く，両端部が低い、かつ、同じ理由か
ら、中央部がローラ中心に近く（紙面奥側），両端部が
遠い（紙面手前側）という三次元的形状となっている。
この形状を式で示す。加熱ローラ１の長手方向中央で断
面における中心を原点とし、原点加熱ローラ１の長手方
向位置をｘ，原点における加熱ローラ１の半径をｒ₀，
加熱ローラ１の長手方向中央で断面における中心（原
点）と同じく加圧ローラ２の加熱ローラに対抗するｘ方
向位置における断面中心までの距離をＤ，ニップ領域１
４のローラ長手方向長さをＬ，加熱ローラ１の端部と中
央部の外形差をｃ，任意のｘにおける加熱ローラ１の半
径をｒ，任意のｘにおけるニップ領域入り口と加熱ロー
ラ１中心を結ぶ線分とこの加熱ローラ１中心と加圧ロー
ラ２中心を結ぶ線分のなす角をθとすると、

【００１９】

【数１】

【００２０】となる。

【００２１】次に、本実施例の案内板５の形状を図３を
用いて説明する。図中の矢印は画像支持体１０の搬送方
向である。案内板５の後端部４の形状は上記数１に示さ
れた形状と一致し、さらにその設置位置は高さをニップ
領域入り口１４と同じくされ、ニップ領域入り口１４よ
り約０.５mm 搬送手段１１側に位置している。この案内
板５を用いることにより、画像支持体１０の前端の上下
方向の形状はニップ領域入り口３形状と一致した状態で
ニップ領域入り口３に到達する。

【００２２】以上述べた本実施例によれば、画像支持体
１０の前端の上下方向の形状がニップ領域入り口３形状
と一致するのでしわの発生は抑制されるという効果があ
る。〔実施例２〕次に、その他の実施例について説明する。
本発明の定着装置及び、定着装置まわりの画像支持体搬
送構造，定着プロセス，加熱ローラ１と加圧ローラ２の
圧着構造は実施例１と同様であるが、案内板５が異な
る。本実施例の案内板５は後端部４形状が上記数１に示
された形状と一致するのみならず、画像支持体１０が通
過する案内板５の上面形状もニップ領域入り口における
加熱ローラの接線のｘ方向への集合により形成される面
と一致した形状となっている。この案内板５を用いるこ
とにより、実施例１と比較して、画像支持体１０の前端
の上下方向の形状はニップ領域入り口３形状とより一致
した状態でニップ領域入り口３に到達する。

【００２３】以上述べた本実施例によれば、画像支持体
１０の前端の上下方向の形状がニップ領域入り口３形状
と正確に一致するのでしわの発生抑制効果はより増進す
るという効果がある。

【００２４】〔実施例３〕以下、本発明の一実施例を図
１および図４を用いて説明する。図１は本実施例の定着
装置及び、定着装置まわりの画像支持体搬送構造の断面
側面図である。９は画像支持体位置検出手段、１３はし
わ防止制御手段である。図４はしわ防止制御手段を備え
た定着装置のタイミングチャートを示す。本実施例の案
内板５は実施例２と同様のものが取り付けられている。
画像支持体位置検出手段９は加熱ローラ１，加圧ローラ
２以前の搬送手段１１付近に設置されている。画像支持
体位置検出手段９は画像支持体１０の前端を検出する。
画像支持体位置検出手段９の情報をしわ防止制御手段１
３が受けて、しわ防止制御手段１３は、加熱ローラ１，
加圧ローラ２により形成されるニップ領域入り口１４の
直前案内板５の上面において画像支持体１０の前端が停
止するよう搬送手段１１を制御する。これは、搬送によ
る慣性やばたつきのため、画像支持体１０の前端が案内
板５の形状に従わないことを防止するためである。一端
停止した画像支持体１０は案内板５の形状に完全に従っ
た状態で、再度、しわ防止制御手段１３の制御によって
搬送手段１１の起動が行われ、ニップ領域入り口１４に
送りこまれる。

【００２５】以上述べた本実施例によれば、画像支持体
１０の前端の上下方向の形状がニップ領域入り口３形状
と完全に一致するのでしわの発生が無いという効果があ
る。

【００２６】

【発明の効果】前記構成による本発明によれば、画像支
持体がニップ領域入り口形状と一致した状態でニップ領
域に食い込まれるので、定着装置における画像支持体の
しわを完全に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置及び、定着装置まわりの画像
支持体搬送構造の断面側面図。

【図２】本発明の加熱ローラと加圧ローラの圧着構造を
示す図。

【図３】本発明の一実施例の案内板の構造を示す斜視
図。

【図４】本発明の一実施例のしわ防止制御手段を備えた
定着装置のタイミングチャート。

【図５】従来の定着装置と定着装置まわりの搬送構造を
示す概略構成図。

【符号の説明】１…加熱ローラ、２…加圧ローラ、４…案内板後端部、
５…案内板、６…ローラ駆動手段、７…ローラ駆動制御
手段、８…搬送制御手段、９…画像支持体検出手段、１
０…画像支持体、１１…搬送手段、１２…搬送駆動手
段、１３…しわ防止制御手段、１４…ニップ領域入り
口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木貴志東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱ローラと、加圧ローラと案内板を有
し、画像支持体上に形成されたトナー画像を定着する電
子写真装置の定着装置において、前記案内板の後端部付
近の形状を前記加熱ローラと前記加圧ローラとによって
形成されるニップ領域入り口の形状と一致させたことを
特徴とする定着装置。
【請求項２】請求項１において、前記加熱ローラの外形
は逆クラウン形状としたことを特徴とする定着装置。
【請求項３】加熱ローラと、加圧ローラと案内板を有す
る電子写真装置の定着装置において、前記案内板の上面
形状が、ニップ領域入り口における前記加熱ローラと加
圧ローラの長手方向の接線の形状としたことを特徴とす
る定着装置。
【請求項４】請求項１において、前記案内板の上面形状
が、ニップ領域入り口における前記加熱ローラと加圧ロ
ーラの長手方向の接線の形状としたことを特徴とする定
着装置。
【請求項５】請求項４において、前記ニップ領域入り口
の直前で、前記画像支持体を一端停止させる停止手段を
有することを特徴とする定着装置。