JPH08123247A

JPH08123247A - 圧力定着装置

Info

Publication number: JPH08123247A
Application number: JP6255820A
Authority: JP
Inventors: Masaru Mitsumizo; 賢三溝; Kaoru Yoshida; 薫吉田; Mitsuo Yamamoto; 光雄山本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】像支持体の幅に関わりなく均一な定着圧力分
布を得ることができ、像支持体の幅の違いによる像支持
体端部の変質（半透明化、高光沢化）や圧力不足による
定着不良を防止することができるのは勿論のこと、簡単
な構成でしかも小型、低コストの圧力定着装置を提供す
ることを目的とする。【構成】一対のローラのうち一方のローラを、偏心カ
ム部材を用いて変位させることにより、一対の圧力ロー
ラの圧接圧力を調整可能とし、上記偏心カム部材の外径
を、像支持体の幅や厚さ等の形状特性に応じて設定され
た複数の径の異なる同一径部にわたって滑らかに変化す
るように設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真方式を利用
した複写機やプリンタなどの画像形成装置に使用される
定着装置に関し、特に未定着トナー像を有する像支持体
を一対の圧力ローラ間に通すことにより、圧力によって
未定着トナー像を像支持体上に定着する圧力定着装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記電子写真方式を利用した複写
機やプリンタなどの画像形成装置に用いられている現像
剤としては、画質と定着特性の点で熱融着現像剤が一般
的に使用されており、現在のところ主流となっている。
この熱融着現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置
の場合、未定着画像を像支持体上に定着する定着装置と
しては、熱融着現像剤からなる未定着画像を熱により溶
融して像支持体上に定着する熱定着装置が用いられる。
この熱定着装置では、定着ローラ対のいずれか一方がシ
リコンゴムなどの弾性体によって被覆され、定着ローラ
の弾性体層を十分な量だけ圧縮変形させて数ｍｍ幅の接
触領域を形成し、定着に必要な加熱時間を得ている。そ
して、上記熱定着装置では、像支持体が熱融着のため定
着ローラ対の接触領域を通過する際に、定着ローラの弾
性体層を像支持体の厚さ以上に圧縮変形させているの
で、像支持体の軸方向における圧力分布は、像支持体の
幅にほとんど依存せず、均一に定着処理を行うことがで
きる。

【０００３】しかし、上記熱定着装置の場合には、熱融
着現像剤からなる未定着画像を熱により溶融して像支持
体上を定着する方式であるため、定着処理を行うには、
定着ローラの少なくとも一方を所定の温度まで加熱しな
ければならず、定着ローラを加熱するための電力が必要
となり、画像形成装置全体で消費する電力がその分増加
するため、省エネルギ化が困難であるという問題点を有
している。また、上記熱定着装置の場合には、定着処理
を開始するために、定着ローラの少なくとも一方を所定
の温度まで加熱しなければならず、この定着ローラが所
定の温度に達するまで画像の形成動作を開始することが
できず、画像形成装置の電源投入直後から直ちに画像形
成動作を開始するインスタントスタートが不可能である
という問題点を有している。

【０００４】そこで、省エネルギ、インスタントスター
トの点で優れた加圧ローラ方式の圧力定着装置が考案さ
れ、特に小型の画像形成装置等において実用化されてい
る。この加圧ローラ方式の圧力定着装置は、一対の圧力
ローラを互いに圧接させ、これらの一対のローラ間に感
圧性の現像剤からなる未定着トナー像を担持した像支持
体を通過させることにより、圧力によって未定着トナー
像を像支持体上に定着するように構成したものである。

【０００５】この圧力定着装置の場合には、一対の圧力
ローラとして、耐久性と低荷重で高圧力を発生させるた
め、一般的に硬質クロムメッキが表面処理された金属ロ
ーラが使用されている。従って、圧力ローラ自体の圧縮
変形量は、熱定着方式の定着ローラのそれと比較して無
視できるほど小さいため、ローラ軸の両端部から一定荷
重を付加すると、像支持体の軸方向における圧力分布
は、像支持体の幅に大きく依存する。すなわち、幅の小
さい像支持体に対しては、過大な圧力発生による像支持
体の端部の変質（半透明化、高光沢化）を招いたり、幅
の大きな像支持体に対しては、圧力不足による定着不良
となる領域が生じるという問題点があった。この問題点
は、ローラ軸方向の端部を基準として像支持体を搬送・
定着する所謂サイドレジストレーション方式以外にも、
ローラ軸方向の中央を基準として像支持体を搬送・定着
する所謂センターレジストレーション方式の場合におい
ても発生し、この傾向は、ローラ軸長が長くなるにつれ
て顕著になる。

【０００６】また、上記圧力定着装置の場合には、上述
したように、一対の圧力ローラとして、耐久性と低荷重
で高圧力を発生させるため、一般的に硬質クロムメッキ
が表面処理された金属ローラが使用されており、定着処
理が終了して像支持体が一対の圧力ローラ間の接触領域
を通過すると、一対の圧力ローラが互いに再接触するこ
とによって衝撃音が発生するという問題点があった。

【０００７】そこで、これらの問題点を解決するため、
像支持体の幅が定着可能な像支持体の最大幅より小さい
場合には、油圧装置により像支持体の幅に応じて荷重を
制御する技術（特開昭５４−１３６８３７号公報、特開
昭５５−１４２３７３号公報等）が既に提案されてい
る。また、圧力分布の均一化とは別の目的すなわち圧力
ローラ間にジャムした像支持体を解除する目的で、偏心
カムを備えた圧力解除機構を圧力ローラの駆動伝達機構
からの駆動力を利用して駆動する方法が既に提案されて
いる（特開平２−１５５７５６号公報）。

【０００８】また、定着処理が終了した際に一対の圧力
ローラが互いに再接触することにより発生する衝撃音の
問題点を解決し得るものとしては、特開昭６１−２６０
７２号公報等に開示されているものがある。この特開昭
６１−２６０７２号公報では、像支持体が圧力ローラ間
のニップ部に平行に進入すると衝撃が大きいため、この
衝撃を緩和するために像支持体をニップ部に対してある
角度を持って進入させると、像支持体がニップ部と直交
する方向に曲がってしまうので、これを解決するために
左右のローラ径を変え、左右の搬送速度を変えることに
より、衝撃音の発生の問題を解決している。この技術で
は、像支持体をニップ部に対してある角を持っているた
め、上下のローラが徐々に接触することで排出時の衝撃
音を結果的に緩和する効果を持っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記従来の圧力定着装置の場合には、像支持体
の幅の違いによる像支持体端部の変質（半透明化、高光
沢化）や圧力不足による定着不良を防止するため、油圧
装置を使用したり、圧力ローラ間の圧力解除機構を圧力
ローラの駆動伝達機構からの駆動力を利用して駆動する
ように構成したものであるため、装置の構成が複雑とな
り、装置の大型化及びコスト高を招くという問題点があ
った。

【００１０】また、上記従来の圧力定着装置では、像支
持体のサイズすべてについて定着終了時の衝撃音の発生
を防止することはできず、特にコーナーレジストレーシ
ョンの場合や像支持体の定着可能最大幅が大きくなる
と、適用ができないという問題点があった。

【００１１】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、像支持体の幅に関わりなく均一な定着圧力分布
を得ることができ、像支持体の幅の違いによる像支持体
端部の変質（半透明化、高光沢化）や圧力不足による定
着不良を防止することができるのは勿論のこと、簡単な
構成でしかも小型、低コストの圧力定着装置を提供する
ことにある。

【００１２】また、この発明の他の目的とするところ
は、定着終了時の衝撃音の発生を防止することができる
のは勿論のこと、簡単な構成でしかも小型、低コストの
圧力定着装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る圧力定着装置では、一対の圧力ローラを互いに圧
接させ、これらの一対のローラ間に未定着トナー像を担
持した像支持体を通過させることにより、圧力によって
未定着トナー像を像支持体に定着する圧力定着装置にお
いて、上記一対のローラのうち一方のローラを、偏心カ
ム部材を用いて変位させることにより、一対の圧力ロー
ラの圧接圧力を調整可能とし、上記偏心カム部材の外径
を、像支持体の幅や厚さ等の形状特性に応じて設定され
た複数の径の異なる同一径部にわたって滑らかに変化す
るように設定したものである。

【００１４】また、この発明の請求項第２項に係る圧力
定着装置では、一対の圧力ローラを互いに圧接させ、こ
れらの一対のローラ間に未定着トナー像を担持した像支
持体を通過させることにより、圧力によって未定着トナ
ー像を像支持体に定着する圧力定着装置において、上記
一対のローラのうち一方のローラの両端部を、２つの偏
心カム部材を用いてそれぞれ変位させることにより、一
対の圧力ローラの圧接圧力を調整可能とし、上記２つの
偏心カム部材の外径を、像支持体の幅や厚さ等の形状特
性に応じて設定された複数の径の異なる同一径部にわた
って滑らかに変化するように設定するとともに、当該２
つの偏心カム部材を、その外径が滑らかに変化する部分
の位相が互いに異なるように設定したものである。

【００１５】さらに、この発明の請求項第３項に係る圧
力定着装置では、一対の圧力ローラを互いに圧接させ、
これらの一対のローラ間に未定着トナー像を担持した像
支持体を通過させることにより、圧力によって未定着ト
ナー像を像支持体に定着する圧力定着装置において、上
記像支持体のサイズを検知するサイズ検知手段と、この
サイズ検知手段によって検知された像支持体のサイズに
応じて、当該像支持体の後端部が一対の圧力ローラの圧
接部を通過する際に、これらの一対のローラの圧接を解
除する圧力解除手段を備えたものである。

【００１６】

【作用】この発明の請求項第１項に係る圧力定着装置に
おいては、一対のローラのうち一方のローラを、偏心カ
ム部材を用いて変位させることにより、一対の圧力ロー
ラの圧接圧力を調整可能とし、上記偏心カム部材の外径
を、像支持体の幅や厚さ等の形状特性に応じて設定され
た複数の径の異なる同一径部にわたって滑らかに変化す
るように設定したので、簡単な構成でしかも小型、低コ
ストの圧力定着装置で、像支持体の幅に関わりなく均一
な定着圧力分布を得ることができ、像支持体の幅の違い
による像支持体端部の変質（半透明化、高光沢化）や圧
力不足による定着不良を防止することができる。

【００１７】また、この発明の請求項第２項に係る圧力
定着装置においては、一対のローラのうち一方のローラ
の両端部を、２つの偏心カム部材を用いてそれぞれ変位
させることにより、一対の圧力ローラの圧接圧力を調整
可能とし、上記２つの偏心カム部材の外径を、像支持体
の幅や厚さ等の形状特性に応じて設定された複数の径の
異なる同一径部にわたって滑らかに変化するように設定
するとともに、当該２つの偏心カム部材を、その外径が
滑らかに変化する部分の位相が互いに異なるように設定
したので、簡単な構成でしかも小型、低コストの圧力定
着装置で、像支持体の幅に関わりなく均一な定着圧力分
布を得ることができ、像支持体の幅の違いによる像支持
体端部の変質（半透明化、高光沢化）や圧力不足による
定着不良を防止することができる。

【００１８】さらに、この発明の請求項第３項に係る圧
力定着装置においては、像支持体のサイズを検知するサ
イズ検知手段と、このサイズ検知手段によって検知され
た像支持体のサイズに応じて、当該像支持体の後端部が
一対の圧力ローラの圧接部を通過する際に、これらの一
対のローラの圧接を解除する圧力解除手段を備えている
ので、簡単な構成でしかも小型、低コストの圧力定着装
置で、定着終了時の衝撃音の発生を防止することができ
る。

【００１９】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００２０】図１〜図３はこの発明に係る圧力定着装置
の一実施例を示す概略構成図で、図１は左側面図、図２
は正面図、図３は右側面図である。

【００２１】この実施例に係る圧力定着装置は、大きく
わけて、軸受５、５’を介して固定ハウジング３に軸支
された定着ローラ１と、同様に軸受１３、１３’を介し
て可動レバー４、４’に軸支された加圧ローラ２とから
構成されており、可動レバー４、４’は、図１及び図３
に示すように、連結ピン１２、１２’を介して固定ハウ
ジング３に揺動可能に連結されている。また、上記可動
レバー４、４’には、この可動レバー４、４’を図示Ａ
方向へ押圧する加圧装置７、７’が加圧ローラ２の左右
両端部に配置されており、この左右の加圧装置７、７’
によって加圧ローラ２を定着ローラ１にその端部から各
々荷重Ｆ₁及びＦ₂で押圧するように構成されている。
上記加圧装置７、７’は、像支持体１１のサイズ（幅、
長さ）に応じて偏心カム９、９’を駆動する直流モータ
１０の回転位置制御によりベアリング８、８’を介して
圧縮コイルバネ７、７’の圧縮量を変化させ、荷重Ｆ₁
及びＦ₂を等しく制御するようになっている。上記定着
ローラ１と加圧ローラ２としては、いずれも表面が焼き
入れされた一般構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）に硬質クロム
メッキ処理を施したものが用いられている。各ローラ
１、２の大きさは、共に有効長３１０ｍｍ、外径φ３５
ｍｍに設定されており、各ローラ１、２は、ローラの中
央部を回転中心として１．７９度の角度で互いに交差し
ている。

【００２２】そして、上記圧力定着装置では、上記の如
く荷重Ｆ₁及びＦ₂で互いに圧接した状態で回転する定
着ローラ１と加圧ローラ２との間に、未定着トナー像を
担持した像支持体１１を通過させることにより、圧力に
よって未定着トナー像を像支持体上１１に定着するよう
になっている。その際、上記像支持体１１は、図２に示
すように、定着ローラ１及び加圧ローラ２の幅方向の中
央部を基準にして搬送され、所謂センターレジストレー
ション方式によって定着処理を受けるように設定されて
いる。

【００２３】ところで、この実施例では、偏心カム部材
の外径が、像支持体の幅や厚さ等の形状特性に応じて設
定された複数の径の異なる同一径部にわたって滑らかに
変化するように設定されている。

【００２４】すなわち、上記偏心カム９、９’は、図４
に示すように、その外径が所定の角度（θ＝７２°）毎
に領域（１）〜（４）に渡って段階的に変化するように
設定されており、異なった外径部分が隣接する部分９ａ
は、外径が滑らかに変化するように構成されている。

【００２５】次に、上記定着ローラ１に加圧ローラ２を
圧接させる荷重Ｆ₁、Ｆ₂の制御方法について図５及び
図６を用いて説明する。図５は偏心カム９、９’を直流
モータ１０により回転動作させる流れ図を、図６は偏心
カム９、９’の回転角度θと可動レバー４、４’からな
る従動節の変位（＝圧縮コイルバネ長の変位）との関係
を表したものである。上記加圧装置７、７’に使用した
圧縮コイルバネのバネ定数は１５Ｋｇｆ／ｍｍ、可動レ
バー４、４’のレバー比は３である。定着ローラ１と加
圧ローラ２間の最大全荷重（Ｆ₁＋Ｆ₂）は、４６０Ｋ
ｇｆ（２３０＋２３０Ｋｇｆ）で、この時の圧縮コイル
バネ７、７’の最大圧縮変位量は５．１１ｍｍとなって
いる。上記荷重Ｆ₁、Ｆ₂を制御する従動節の変位と回
転角度θとの関係は、容易に算出することができ、図６
のように安定した荷重が得られるように、従動節の変位
の平坦部（θ＝７２°）を領域（１）〜（４）として設
け、荷重Ｆ₁、Ｆ₂は、０、１６０、２００及び２３０
Ｋｇｆの４段階に制御できるようになっている。上記偏
心カム９、９’の回転位置制御は、定着ローラ２の駆動
とは独立に偏心カム９、９’を駆動できる直流モータ１
０とタイマーを用いて行った。

【００２６】この偏心カム９、９’の回転位置の制御法
は、図５の流れ図に示すように、複写動作前の偏心カム
９、９’は無負荷（Ｆ₁、Ｆ₂＝０Ｋｇｆ）の停止位置
（タイマー時間Ｔ＝０）にあり、複写動作信号がＯＮに
なった場合、定着ローラ１と加圧ローラ１は回転を開始
するとともに、像支持体１１の搬送と像支持体１１のサ
イズ（幅、長さ）の検知が行われ、偏心カム９、９’の
回転時間Ｔ_L（Ｌ＝２、３、４）と荷重Ｆ₁、Ｆ₂の解
除時間Ｔ_Rが決定される（ステップ１）。上記偏心カム
９、９’の回転時間Ｔ_Lは、像支持体１１のサイズ（特
に幅）に基づいて決定され、タイマーに時間Ｔ_Mとして
セットされる。最小サイズに属する像支持体１１の場合
には、６に示すように、偏心カム９、９’の回転時間
Ｔ_L＝Ｔ ₂に設定され、荷重Ｆ₁、Ｆ₂＝１６０Ｋｇｆ
が定着ローラ１と加圧ローラ１の間に付加される。ま
た、中間サイズに属する像支持体１１の場合には、図６
に示すように、偏心カム９、９’の回転時間Ｔ_L＝Ｔ₃
に設定され、荷重Ｆ₁、Ｆ₂＝２００Ｋｇｆが定着ロー
ラ１と加圧ローラ１の間に付加される。さらに、最大サ
イズに属する像支持体１１の場合には、図６に示すよう
に、偏心カム９、９’の回転時間Ｔ_L＝Ｔ₄に設定さ
れ、荷重Ｆ₁、Ｆ₂＝２３０Ｋｇｆが定着ローラ１と加
圧ローラ１の間に付加される。一方、荷重Ｆ₁、Ｆ₂の
解除時間Ｔ_Rは、像支持体１１の長さに応じて当該像支
持体１１が定着ローラ１と加圧ローラ１の圧接部に突入
してから、この圧接部を通過するまでの時間に設定され
る。

【００２７】上記像支持体１１の幅と長さは、図示しな
い検知手段によって選択された収納カセットより既知と
なるので、それに応じた偏心カム９、９’の回転位置ま
での回転時間Ｔ_Lは容易に算出でき、タイマーを用いて
偏心カム９、９’を時間Ｔ_Lになるまで回転させ、所定
の荷重Ｆ₁、Ｆ₂を発生せしめ、その回転を停止し定着
可能な状態となる（ステップ２〜５）。このとき、次動
作のためタイマーはリセット（Ｔ＝０）しておく。

【００２８】次に、像支持体１１の先端が定着ローラ１
と加圧ローラ２間に突入する時間を定着ローラ２の駆動
トルクの変動等により検知し、タイマーを再スタートさ
せる（ステップ６）。そして、引き続き定着処理を続行
し（ステップ７）、像支持体１１の後端が定着ローラ２
から排出される時間Ｔ_Rに到達すると（ステップ８）、
複写が終了か否かが判別される（ステップ９）。複写が
終了である場合には、タイマーをリセットするとともに
（Ｔ＝０）タイマーの時間Ｔ_SをＴ₁−Ｔ_M（Ｔ₁＝偏
心カムの１周期）に設定して（ステップ１０）、荷重Ｆ
₁、Ｆ₂を無負荷として複写動作前の状態になるように
偏心カム９、９’を回転させ（ステップ１１〜１２）、
複写動作を終了させる。一方、時間Ｔ_Rに到達しさらに
連続複写が行われる場合には、タイマーをリセットする
とともに（Ｔ＝０）タイマーの時間Ｔ_LをＴ₁に設定し
て（ステップ１３）、荷重を一旦解放させるために偏心
カム９、９’を１回転（時間Ｔ₁）させ、再度定着可能
な状態とならしめ（ステップ２〜５）、定着動作を継続
する。

【００２９】以上のように、偏心カム９、９’により荷
重Ｆ₁、Ｆ₂を、各種像支持体１１の幅に応じて制御し
た結果、図７に示すように定着圧力の適正範囲内に収め
ることができた。この図７で、横軸ａは使用し得る最大
像支持体１１の幅ｂ_max（ここでは２９７ｍｍ）で定着
処理する像支持体１１の幅ｂを規格化した値ａ＝ｂ／ｂ
_maxを意味している。定着圧力の下限値は、定着に必要
な最低圧力であり、マイクロカプセルトナーを使用した
場合には１５０Ｋｇｆ／ｃｍ²であった。定着圧力の上
限値は、過大圧力による像支持体１１の耐用上限圧力で
あり、７５０Ｋｇｆ／ｃｍ²であった。図中の白抜けと
黒塗り記号は、それぞれ像支持体１１のローラ軸方向に
生じる最大圧力および最小圧力である。図中、丸印が本
発明の実施例を、四角印が従来の例を示している。

【００３０】この実施例に用いたマイクロカプセルトナ
ーは、界面重合法により作成したものであり、マイクロ
カプセルトナーの芯剤は、ラウリルメタクリレート／ス
チレン共重合体２５重量％と溶剤であるイソパラフィン
１５重量％から構成され、殻剤はポリウレア１５重量
％、磁性粉は４３重量％、シリコーンオイルは１重量
％、帯電ポリマ制御材は重量０．９％、外添剤としてカ
ーボンブラックを０．１重量％の組成からなる平均粒径
１５μｍの正帯電トナーである。

【００３１】また、像支持体１１が定着ローラ２の圧接
部から排出される時に荷重Ｆ₁、Ｆ ₂を無負荷にするこ
とにより、各ローラ１、２間の再接触により発生する衝
撃音は６９ｄＢ（Ａ）から６０ｄＢ（Ｂ）に低減するこ
とができた。

【００３２】さらに、偏心カム９、９’を駆動するのに
必要な駆動トルクを低減するためには、図８に示すよう
に、偏心カム９と９’の負荷開始角度をずらすように構
成しても良い。つまり、図８に示すように、左右の偏心
カム９、９’のローラ軸への取付け角度を少しずらした
場合には、取付け角度を同一にした時に対して、必要な
駆動トルクを半減することができる。また、図９に示す
ように左右の偏心カム９、９’による負荷上昇曲線が異
なるように、左右の偏心カムを異なる形状にした場合
も、同様に駆動トルク低減に効果があった。

【００３３】図１０〜１２はこの発明の他の実施例を示
すものであり、前記実施例と同一の部分には同一の符号
を付して説明すると、この実施例では、像支持体をその
幅方向の一端側を基準に搬送する所謂サイドレジストレ
ーション方式の画像形成装置に適用した場合を示してい
る。

【００３４】図１０〜図１２はこの実施例に係る圧力定
着装置を示す概略構成図で、図１０は左側面図、図１１
は正面図、図１２は右側面図である。

【００３５】この実施例に係る圧力定着装置では、像支
持体１１を搬送する基準となる端部の加圧装置７’が圧
縮コイルバネを用い、可動レバー４’からＦ₁＝２３０
Ｋｇｆの荷重を常時付加している。一方、加圧装置７
は、像支持体１１のサイズ（幅、長さ）に応じて偏心カ
ム９を駆動する直流モータ１０の回転位置制御によりベ
アリング８を介して圧縮コイルバネ７の圧縮量を変化さ
せ、荷重Ｆ₂を等しく制御するように構成されている。

【００３６】ところで、この実施例でも、偏心カム部材
の外径が、像支持体の幅や厚さ等の形状特性に応じて設
定された複数の径の異なる同一径部にわたって滑らかに
変化するように設定されている。

【００３７】すなわち、上記偏心カム９は、図１３に示
すように、その外径が所定の角度（θ＝６０°）毎に領
域（１）〜（５）に渡って段階的に変化するように設定
されており、異なった外径部分が隣接する部分９ａは、
外径が滑らかに変化するように構成されている。

【００３８】次に、上記定着ローラ１に加圧ローラ２を
圧接させる荷重Ｆ₁、Ｆ₂の制御方法について図１３及
び図１４を用いて説明する。図１４は偏心カム９、９’
を直流モータ１０により回転動作させる流れ図を、図１
５は偏心カム９、９’の回転角度θと可動レバー４、
４’からなる従動節の変位（＝圧縮コイルバネ長の変
位）との関係を表したものである。上記加圧装置７、
７’に使用した圧縮コイルバネのバネ定数は１５Ｋｇｆ
／ｍｍ、可動レバー４、４’のレバー比は３である。定
着ローラ１と加圧ローラ２間の最大全荷重（Ｆ₁＋
Ｆ₂）は、４６０Ｋｇｆ（２３０＋２３０Ｋｇｆ）で、
この時の圧縮コイルバネ７、７’の最大圧縮変位量は
５．１１ｍｍとなる。上記荷重Ｆ₂を制御する従動節の
変位と回転角度θとの関係は、容易に算出することがで
き、図１５のように安定した荷重が得られるように、従
動節の変位の平坦部（θ＝６０°）を領域（１）〜
（５）として設け、荷重Ｆ₂は、０、７０、１１５、１
６５及び２３０Ｋｇｆの５段階に制御できるようになっ
ている。一方、荷重Ｆ₁は、偏心カム９’により像支持
体１１の幅に拘わりなく２３０Ｋｇｆに設定され、非定
着時には無負荷０Ｋｇｆの２段階に制御できるようにな
っている。上記偏心カム９の回転位置制御は、定着ロー
ラ２の駆動とは独立に偏心カム９を駆動できる直流モー
タ１０とタイマーを用いて行った。

【００３９】この偏心カム９、９’の回転位置の制御法
は、図１４の流れ図に示すように、複写動作前の偏心カ
ム９’は無負荷（Ｆ₂＝０Ｋｇｆ）の停止位置（タイマ
ー時間Ｔ＝０）にあり、複写動作信号がＯＮになった場
合、定着ローラ１と加圧ローラ１は回転を開始するとと
もに、像支持体１１の搬送と像支持体１１のサイズ
（幅、長さ）の検知が行われ、偏心カム９の回転時間Ｔ
_L（Ｌ＝２、３、４、５）と荷重Ｆ₂の解除時間Ｔ_Rが
決定される（ステップ１）。像支持体１１の幅と長さ
は、図示しない検知手段によって選択された収納カセッ
トより既知となるので、それに応じた偏心カム９の回転
位置までの回転時間Ｔ_Lは容易に算出でき、タイマーを
用いて偏心カム９を時間Ｔ_Lになるまで回転させ、所定
の荷重Ｆ₂を発生せしめ、その回転を停止し定着可能な
状態となる（ステップ２〜５）。このとき、次動作のた
めタイマーはリセット（Ｔ＝０）しておく。

【００４０】次に、像支持体１１の先端が定着ローラ１
と加圧ローラ２間に突入する時間を定着ローラ２の駆動
トルクの変動等により検知し、タイマーを再スタートさ
せる（ステップ６）。引き続き像支持体１１の後端が定
着ローラ２から排出される時間Ｔ_Rに到達し（ステップ
７、８）、しかも複写が終了である場合（ステップ
９）、荷重Ｆ₁、Ｆ₂を無負荷とした複写動作前の状態
になるように偏心カム９、９’を回転させ（ステップ１
０〜１２）、複写動作を終了させる。一方、時間Ｔ _Rに
到達しさらに連続複写が行われる場合には、荷重を一旦
解放させるために偏心カム９、９’を１回転（時間
Ｔ₁）させ、再度定着可能な状態とならしめる（ステッ
プ１３）。ここで、偏心カム９、９’を駆動するのに必
要な駆動トルクを低減するために、図１５に示すよう
に、偏心カム９と９’の負荷開始角度をずらせている。

【００４１】以上のように、偏心カム９、９’により荷
重Ｆ₁、Ｆ₂を、各種像支持体１１の幅に応じて制御し
た結果、図１６に示すように定着圧力の適正範囲内に収
めることができた。この図１６で、横軸ａは使用し得る
最大像支持体１１の幅ｂ_max（ここでは２９７ｍｍ）で
定着処理する像支持体１１の幅ｂを規格化した値ａ＝ｂ
／ｂ_maxを意味している。定着圧力の下限値は、定着に
必要な最低圧力であり、マイクロカプセルトナーを使用
した場合には１５０Ｋｇｆ／ｃｍ²であった。定着圧力
の上限値は、過大圧力による像支持体１１の耐用上限圧
力であり、７５０Ｋｇｆ／ｃｍ²であった。図中の白抜
けと黒塗り記号は、それぞれ像支持体１１のローラ軸方
向に生じる最大圧力および最小圧力である。図中、丸印
が本発明の実施例を、四角印が従来の例を示している。

【００４２】この実施例に用いたマイクロカプセルトナ
ーは、前記実施例と同じものである。

【００４３】また、この実施例では、荷重Ｆ₁を像支持
体の幅に応じて制御していない理由は、図１７に示した
ように、最小の像支持体ａ＝０．３５において、荷重Ｆ
₁の制御による最大圧力の圧力分布の改善がほとんど見
られず効果的でないことによる。

【００４４】さらに、像支持体１１が定着ローラ２の圧
接部から排出される時に荷重Ｆ₁、Ｆ₂を無負荷にする
ことにより、各ローラ１、２間の再接触により発生する
衝撃音を低減することができた。

【００４５】その他の構成及び作用は、前記実施例と同
様であるので、その説明を省略する。

【００４６】なお、上述した２つの実施例では、定着ロ
ーラとして金属ローラを用い、定着ローラを交差（スキ
ュー）させる圧力定着方式にて説明したが、特にこれに
限定する必要はなく、樹脂被覆ローラ或いはスキューレ
ス圧力定着方式にも応用できる。また、上記実施例で
は、帯電・露光・現像・転写・定着・クリーニングとい
う、従来の電子写真プロセスを用いたが、転写と定着と
を同時に行うようにしたプロセスへの応用も可能であ
る。

【００４７】

【発明の効果】この発明の請求項第１項及び第２項に記
載の装置は、以上の構成及び作用よりなるもので、像支
持体の幅に関わりなく均一な定着圧力分布を得ることが
でき、像支持体の幅の違いによる像支持体端部の変質
（半透明化、高光沢化）や圧力不足による定着不良を防
止することができるのは勿論のこと、簡単な構成でしか
も小型、低コストの圧力定着装置を提供することができ
る。

【００４８】また、この発明の請求項第３項に記載の装
置は、定着終了時の衝撃音の発生を防止することができ
るのは勿論のこと、簡単な構成でしかも小型、低コスト
の圧力定着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る圧力定着装置の一実施
例を示す左側面図である。

【図２】図２はこの発明に係る圧力定着装置の一実施
例を示す正面図である。

【図３】図３はこの発明に係る圧力定着装置の一実施
例を示す右側面図である。

【図４】図４はこの実施例に係る偏心カムを示す正面
図である。

【図５】図５はこの実施例に係る圧力定着装置の動作
を示す流れ図である。

【図６】図６はカムの回転角度と従動節の変位との関
係を示すグラフである。

【図７】図７は最大幅で規格化した像支持体の幅ａと
像支持体上における最大および最小圧力との関係を示す
グラフである。

【図８】図８はカムの回転角度と従動節の変位との関
係を示すグラフである。

【図９】図９はカムの回転角度と従動節の変位との関
係を示すグラフである。

【図１０】図１０はこの発明に係る圧力定着装置の他
の実施例を示す左側面図である。

【図１１】図１１はこの発明に係る圧力定着装置の他
の実施例を示す正面図である。

【図１２】図１２はこの発明に係る圧力定着装置の他
の実施例を示す右側面図である。

【図１３】図１３はこの実施例に係る偏心カムを示す
正面図である。

【図１４】図１４はこの実施例に係る圧力定着装置の
動作を示す流れ図である。

【図１５】図１５はカムの回転角度と従動節の変位と
の関係を示すグラフである。

【図１６】図１６は最大幅で規格化した像支持体の幅
ａと像支持体上における最大および最小圧力との関係を
示すグラフである。

【図１７】図１７は負荷荷重と像支持体上の最大およ
び最小圧力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１定着ローラ、２加圧ローラ、７、７’ 加圧装
置、９、９’ 偏心カム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の圧力ローラを互いに圧接させ、こ
れらの一対のローラ間に未定着トナー像を担持した像支
持体を通過させることにより、圧力によって未定着トナ
ー像を像支持体に定着する圧力定着装置において、上記
一対のローラのうち一方のローラを、偏心カム部材を用
いて変位させることにより、一対の圧力ローラの圧接圧
力を調整可能とし、上記偏心カム部材の外径を、像支持
体の幅や厚さ等の形状特性に応じて設定された複数の径
の異なる同一径部にわたって滑らかに変化するように設
定したことを特徴とする圧力定着装置。
【請求項２】一対の圧力ローラを互いに圧接させ、こ
れらの一対のローラ間に未定着トナー像を担持した像支
持体を通過させることにより、圧力によって未定着トナ
ー像を像支持体に定着する圧力定着装置において、上記
一対のローラのうち一方のローラの両端部を、２つの偏
心カム部材を用いてそれぞれ変位させることにより、一
対の圧力ローラの圧接圧力を調整可能とし、上記２つの
偏心カム部材の外径を、像支持体の幅や厚さ等の形状特
性に応じて設定された複数の径の異なる同一径部にわた
って滑らかに変化するように設定するとともに、当該２
つの偏心カム部材を、その外径が滑らかに変化する部分
の位相が互いに異なるように設定したことを特徴とする
圧力定着装置。
【請求項３】一対の圧力ローラを互いに圧接させ、こ
れらの一対のローラ間に未定着トナー像を担持した像支
持体を通過させることにより、圧力によって未定着トナ
ー像を像支持体に定着する圧力定着装置において、上記
像支持体のサイズを検知するサイズ検知手段と、このサ
イズ検知手段によって検知された像支持体のサイズに応
じて、当該像支持体の後端部が一対の圧力ローラの圧接
部を通過する際に、これらの一対のローラの圧接を解除
する圧力解除手段を備えたことを特徴とする圧力定着装
置。