JPH08220909A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックアップロールに発泡系ゴム材料を用い
た場合でも永久変形が生じることがなく、また、動力源
を設けることなくバックアップロールの圧接、解除がで
きる機構を提供する。 【構成】 定着ロール１に対し、圧接ロール２を移動さ
せて、該圧接ロール２を定着ロール１に圧接及び解除す
る。定着ロール１の両端近くの外周面にワイヤーロープ
２を張設し、該ワイヤーロープ２の両端を偏心カム４の
両端に固定する。定着ロール１の回転によって偏心カム
４のカム面４ａが変位し、該カム面４ａにて圧接ロール
２を持ち上げ、図１（ａ）に示すように、圧接ロール２
を定着ロール１に圧接する。定着ロール１が停止あるい
は逆回転すると、図１（ｂ）に示すように、カム面４ａ
が下り、圧接ロール２が定着ロール１から離れ、圧接を
解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置、より詳
細には、トナー像が転写された記録紙を加熱体（定着ロ
ール）に所定の圧力下で接触させることにより、前記記
録紙上のトナー像を該記録紙に定着する定着装置を備え
た画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、本発明が適用される画像形成装
置の一例として説明するレーザプリンタの要部概略構成
図で、周知のように、プリンタ７０の用紙受け７１にあ
る記録用紙は、プリント命令により、用紙ピックアップ
ローラ７２によりプリンタ内部へ移動し、用紙が所定の
位置へ来た時に、レーザ走査部７３より送られて来たプ
リントデータに基いて、回転感光体ドラム７４上にレー
ザ光を照射し、感光体７４上の表面電位レベルを前記デ
ータに基いて変化させ、該感光体７４上に潜像を形成
し、次いで、現像器７５により、感光体７４上にトナー
を付着させてトナー像を形成する。感光体７４は、さら
に回転し、転写器７６により、前述のごとくして送り込
まれた用紙上にトナー像を転写する。用紙はさらに送り
込まれ、該用紙上に転写されたトナー像は、定着器７７
において、定着ロール（ヒートロール）と、該定着ロー
ルに接離可能に圧接される圧接ロール（バックアップロ
ール）に挟持されて移送され、その間に、前記トナーが
用紙上に定着され、排紙ローラ７８によりプリンタ７０
の外部へ排出される。

【０００３】図９は、上述のごとき定着器の概要を説明
するための概略図で、図中、８１は薄肉のアルミ基材に
トナーとの離型性が良好なＰＴＦＥ，ＰＦＡ等のフッ素
樹脂をコートした定着（ヒート）ロール、８２は上記ヒ
ートロールの熱源となっているハロゲンランプ、８３は
ステンレス等の中実丸棒の表面にシリコン等の耐熱性の
ゴム層を施したバックアップロール（圧接ロール）、８
４はバックアップロール８３を上下させるための移動機
構部材で、支点８５を中心に上下に移動できるようにな
っている。８６は他駆動源からの動力で回転し、バック
アップロール８３を上下に移動させるカムで、このカム
８６を回転軸８７を中心に回転させることにより、バッ
クアップロール８３を上下動させ、ヒートロール８１に
圧接させ、或いは、ヒートロール８１から離脱させる。

【０００４】電子写真プロセスを用いた複写機及びプリ
ンタ等においては、上述のような構成をとることによ
り、通紙時には、カム８６を矢印Ａ方向に半回転させ
て、バックアップロール８３を矢印Ｂ方向に移動させ、
該バックアップロール８３をヒートロール８１に圧接さ
せる。また、非通紙時には、カム８６をさらに半回転さ
せて図９の位置に戻すことにより、ヒートロール８１と
バックアップロール８３との圧接を解除するようにして
いる。あるいは、カム８６の代わりに、ソレノイドに通
電し、該ソレノイドの電磁力の作用で鉄芯を移動させ、
バックアップロール８３をヒートロール８１に圧接ある
いは解除するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】而して、前記バックア
ップロール８３の表面層に、用紙の搬送性、耐熱性、材
料強度等を考慮し、ソリッドシリコンゴム等のＪＩＳ
Ａ ゴム硬度３０〜７０度程度のものを使用していたた
め、ヒートロール８１とバックアップロール８３の接触
によって形成されるニップ幅が小さいという問題点があ
った。また、バックアップロール８３にソリッドシリコ
ンゴムを用いた場合は、熱伝導率が小さいため、ウォー
ムアップにかかる時間が大変長いという問題点もあっ
た。そこで、ニップ幅を大きくし、ウォームアップ時間
を短縮するため、発泡系ゴム等のアスカＣゴム硬度２０
〜５０度程度を用いたが、その場合、ヒートロールとバ
ックアップロールが、常時接触し、バックアップロール
に大きな圧力（〜２Ｋｇｆ程度）がかかっているため、
発泡系ゴムの永久変形が発生するという問題があった。
本発明は、以上の問題点に鑑み、バックアップロールに
発泡系ゴム材料を用いた場合でも、永久変形が生じるこ
とがなく、特別に動力源を設けることなくバックアップ
ロールの圧接、解除ができる機構を安価に提供すること
を目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）定着ロールに対して圧接ロールを
移動させて該圧接ロールを定着ロールに圧接及び解除を
行うロール圧接機構を備えた画像形成装置において、前
記定着ロールの両端近くの外周面にワイヤーロープを張
設するとともに、該ワイヤーロープの両端を偏心カムの
両端に固定し、前記定着ロールの回転によって前記偏心
カムを変位させ、該定着ロールの正回転中にのみ前記圧
接ロールを前記定着ロールに圧接し、前記定着ロールが
停止あるいは逆回転した場合は、前記圧接を解除するこ
と、或いは、（２）定着ロールに対して圧接ロールを移
動させて該圧接ロールを定着ロールに圧接及び解除を行
うロール圧接機構を備えた画像形成装置において、前記
圧接ロールに規制板を介して連結されている補助ロール
と、該補助ロールと前記伝着ロールとの間に張設された
ワイヤーロープとを有し、前記定着ロールの正回転中に
のみ前記圧接ロールを前記定着ロールに圧接し、前記定
着ロールが停止あるいは逆回転した場合は、前記圧接を
解除すること、或いは、（３）定着ロールに対して圧接
ロールを移動させて該圧接ロールを定着ロールに圧接及
び解除を行うロール圧接機構を備えた画像形成装置にお
いて、前記定着ロールの両端近くの外周面に規制レール
を設けるとともに該規制レールに沿って移動する可動子
を設け、該可動子をワイヤーロープ及びバネを介して前
記圧接ロールの軸に連結し、前記定着ロールの正回転中
にのみ前記圧接ロールを前記定着ロールに圧接し、前記
定着ロールが停止あるいは逆回転した場合は、前記圧接
を解除すること、或いは、（４）定着ロールに対し圧接
ロールを移動させて該圧接ロールを定着ロールに圧接及
び解除を行うロール圧接機構を備えた画像形成装置にお
いて、前記圧接ロールを支持する支持手段と、前記定着
ロールの両端部外周面にはめあわされた１対のリング状
のテンションアームと、該テンションアームと前記圧接
ロール支持手段とを連結する連結手段とを有し、前記定
着ロールの温度変化により、前記定着ロールと前記テン
ションアームのリングとの間のすきまが変化するよう前
記定着ロールと前記テンションアームのリングがはめあ
わされており、定着ロール加熱時、前記定着ロールと前
記テンションアームのリングとが接触して前記圧接ロー
ルを前記定着ロールに圧接すること、或いは、（５）定
着ロールに対して圧接ロールを移動させて該圧接ロール
を定着ロールに圧接及び解除を行うロール圧接機構を備
えた画像形成装置において、前記圧接ロールを支持する
支持手段と、前記定着ロールの両端部に設けられた１対
の定着ロールギアと、該定着ロールギアに噛み合わされ
た１対の移動ギアと、該移動ギアを前記定着ロールギア
の周りに回転可能に支持する移動ギア支持手段と、該移
動ギア支持手段と前記圧接ロール支持手段とを連結する
連結手段とを有し、前記移動ギアと前記移動ギア支持手
段との間の回転トルクが、前記移動ギア支持手段の回転
トルクよりも大きく設定され、前記定着ロールの正回転
中のみ前記圧接ロールを前記定着ロールに圧接するよう
にしたこと、或いは、（６）定着ロールに対し圧接ロー
ルを移動させて該圧接ロールを定着ロールに圧接及び解
除を行うロール圧接機構を備えた画像形成装置におい
て、前記圧接ロールを支持する支持手段と、前記定着ロ
ールの近傍に設けられたバイメタルと、該バイメタルと
前記圧接ロール支持手段とを連結する連結手段とを有
し、前記定着ロールの温度上昇により前記バイメタルが
変形し、前記圧接ロールが前記定着ロールに圧接するよ
う構成されていることを特徴としたものである。

【０００７】

【作用】本発明は、圧接（バックアップ）ロールを定着
（ヒート）ロールに圧接し、或いは、該圧接を解除する
機構を有し、該圧接解除機構として、請求項１の発明
は、定着ロールに対して圧接ロールを移動させて該圧接
ロールを前記定着ロールに圧接及び解除を行うロール圧
接機構を備えた画像形成装置において、前記定着ロール
の外周面にワイヤーロープを張設するとともに、該ワイ
ヤーロープの両端を偏心カムの両端に固定し、前記定着
ロールの回転によって前記偏心カムを変位させ、該偏心
カムの変位によって前記定着ロールの正回転中にのみ前
記圧接ロールを前記定着ロールに圧接し、前記定着ロー
ルが停止あるいは逆回転した場合は、前記圧接を解除す
る構成とすることにより、通紙時、前記定着ロールが回
転した時に、該定着ロールにかかる前記ワイヤーロープ
の摩擦負荷の力を利用し、該ワイヤーロープの両端に固
定してある偏心カムを該偏心カムの支点を中心に回転さ
せ、これによって、前記圧接ロールを前記偏心カムの軌
道（表面）に沿って上昇させて定着ロールに圧接させ、
正回転中は、該圧接ロールを定着ロールに圧接し続け、
通紙が終了し、前記定着ロールが停止あるいは逆回転す
ると、圧接ロールが定着ロールから離脱され、圧接ロー
ルへの力が加わらなくなり、圧接が解除される。

【０００８】請求項２の発明は、定着ロールに対して圧
接ロールを移動させて該圧接ロールを前記定着ロールに
圧接及び解除を行うロール圧接機構を備えた画像形成装
置において、前記圧接ロールに規制板を介して連結され
ている補助ロールと該補助ロールと前記定着ロールとの
間に張設されたワイヤーロープとを有し、前記定着ロー
ルの正回転中にのみ前記圧接ロールを前記定着ロールに
圧接し、前記定着ロールが停止あるいは逆回転した場合
は、前記圧接を解除する構成とすることにより、通紙
時、前記定着ロールが回転した時に、前記定着ロールに
かかる前記ワイヤーロープの摩擦負荷の力を利用し、前
記補助ローラの両端に前記規制板を介して固定してある
補助ローラを中心に前記圧接ロールを回転させると、前
記補助ローラの円周に沿って前記圧接ロールが上昇して
前記定着ロールに圧接され、正回転中は該圧接ロールが
前記定着ロールに圧接し続け、通紙が終了すると、前記
定着ロールが、停止あるいは逆回転し、前記圧接ロール
が前記定着ロールから離脱され、圧接ロールへの力が加
わらなくなり、圧接が解除される。

【０００９】請求項３の発明は、定着ロールに対して圧
接ロールを移動させて該圧接ロールを前記定着ロールに
圧接及び解除を行うロール圧接機構を備えた画像形成装
置において、前記定着ロールの外周面に規制レールを設
けるとともに該規制レールに沿って移動する可動子を設
け、該可動子をワイヤーロープ及びバネを介して前記圧
接ロールの軸に連結し、前記定着ロールの正回転中にの
み前記圧接ロールを前記定着ロールに対し圧接し、前記
定着ロールが停止あるいは逆回転した場合は、前記圧接
を解除する構成をとることにより、前記定着ロールの正
回転中は前記圧接ロールが定着ロールに圧接し続けら
れ、通紙が終了して、前記定着ロールが停止あるいは逆
回転すると、前記圧接が解除される。

【００１０】請求項４の発明は、定着ロールに対して圧
接ロールを移動させて該圧接ロールを前記定着ロールに
圧接及び解除を行うロール圧接機構を備えた画像形成装
置において、前記圧接ロールを支持する支持手段と、前
記定着ロールの外周面にはめあわされたリング状のテン
ションアームと、該テンションアームと前記圧接ロール
支持手段とを連結する連結手段とを有し、前記定着ロー
ルの温度変化により、前記定着ロールとテンションアー
ムのリングとの間のすきまが変化するよう前記定着ロー
ルと前記テンションアームのリングがはめあわされてお
り、定着ロール加熱時、前記定着ロールと前記テンショ
ンアームのリングとが接解して前記圧接ロールを前記定
着ロールに圧接する構成とすることにより、定着ロール
が加熱されると、該定着ロールの熱膨張により前記テン
ションアームのリングとのすきまがなくなり、該定着ロ
ールと前記テンションアームのリングとの間に摩擦力が
働き、定着ロールの回転に伴って、前記テンションアー
ムが従動回転し、このテンションアームの回転と連動し
て、前記加圧ロール支持部材も回転し、前記圧接ロール
が前記定着ロールに自動的に圧接し、定着完了後、定着
ロールの温度が常温状態に戻ると、再び、前記定着ロー
ルとテンションアームのリングとの間にすきまが形成さ
れ、摩擦力がなくなり、前記加圧ロールは自重により前
記定着ロールから離脱し、自動的に圧接が解除される。

【００１１】請求項５の発明は、定着ロールに対して圧
接ロールを移動させて該圧接ロールを前記定着ロールに
圧接及び解除を行うロール圧接機構を備えた画像形成装
置において、前記加圧ロールを支持する支持手段と、前
記定着ロールの外周に設けられた定着ロールギアと、該
定着ロールギアに噛み合わされた移動ギアと、該移動ギ
アを前記定着ロールギアの周りに回転可能に支持する移
動ギア支持手段と、該移動ギア支持手段と前記圧接ロー
ル支持手段とを連結する連結手段とを有し、前記移動ギ
アと前記移動ギア支持手段との間の回転トルクが、前記
移動ギア支持手段の回転トルクよりも大きく設定され、
前記定着ロールの正回転中のみ前記圧接ロールを前記定
着ロールに圧接する構成とすることにより、前記定着ロ
ールが回転すると、前記移動ギアが前記定着ロールギア
の外周に沿って移動し、前記移動ギア支持部材も回転
し、該移動ギア支持部材の回転と連動して、前記圧接ロ
ール支持部材も回転し、この圧接ロール支持部材の回転
により、前記圧接ロールが前記定着ロールに自動的に圧
接し、定着完了後、定着ロールの回転が停止すると、前
記移動ギアを移動させる作用がなくなり、前記圧接ロー
ルの定着ロールに対する加圧力は自動的に解除される。

【００１２】請求項６の発明は、定着ロールに対して圧
接ロールを移動させて該圧接ロールを前記定着ロールに
圧接及び解除を行うロール圧接機構を備えた画像形成装
置において、前記加圧ロールを支持する支持手段と、前
記定着ロール近傍に設けられたバイメタルと、該バイメ
タルと前記圧接ロール支持手段とを連結する連結手段と
を有し、前記定着ロールの温度上昇により前記バイメタ
ルが変形して前記圧接ロールが前記定着ロールに圧接す
る構成とすることによって、定着ロールが加熱される
と、前記バイメタルが加熱変位し、それと連動して、前
記圧接ロール支持部材も回転して、前記圧接ロールが前
記定着ロールに自動的に圧接し、定着完了後、定着ロー
ルの温度が常温状態に戻ると、前記バイメタルも常温状
態に戻り、初期の形状に復帰し、これによって、圧接ロ
ールが定着ロールから離脱し、自動的に圧接が解除され
る。

【００１３】

【実施例】図１（ａ）,（ｂ）は、請求項１に記載した
発明を説明するための要部構成図で、図１（ａ）は圧接
ロール（バックアップロール）が定着ロール（ヒートロ
ール）に圧接している状態を示す図、図１（ｂ）は前記
圧接が解除されている状態を示す図である。図１
（ａ）,（ｂ）において、１は定着ロール、２は圧接ロ
ール、３は定着ロール１の外周に張設されたワイヤーロ
ープ、４は偏心カム、５は定着ロール１の熱源、６は該
熱源５に電力を供給するためのリード線、７はフレーム
１０に一体的に取り付けられたガイド、８は偏心カム４
の支点、９は該偏心カム４の重心で、前記ワイヤーロー
プ３としては無機系のグラファイト、カーボンファイ
バ、ケブラー等をより合わせたものを用いた。なお、図
には、定着ローラ及び圧接ローラの一方の端部のみを示
しているが、好ましくは、図示しない端部にも同様に機
構が設けられている。周知のように、プリンタや複写機
等のメインモータからの駆動によって定着ロール１のギ
ア（図示せず）に動力が伝わり定着ロール１が回転する
と、ワイヤーロープ３と定着ロール１との摩擦負荷によ
り、偏心カム４が８を支点として、図示例の場合、時計
方向回転される。偏心カム４のカム面４ａには、圧接ロ
ール２の軸２ａが載せてあり、前述のようにして、偏心
カム２が回転されると、該圧接ロール２の軸２ａはフレ
ーム１０に取り付けられたガイド７に沿って上昇し、圧
接ロール２が定着ロール１に圧接される。定着ロール１
の正回転中は、定着ロール１とワイヤーロープ３との摩
擦により、前述の圧接状態が保持され、圧接ロール２は
定着ロール１に圧接され続けられる。

【００１４】図２は、上述の摩擦の状態を説明するため
の図で、図中のα，βはワイヤーの巻き付け角［ｒａ
ｄ］であり、摩擦係数をμとすると、摩擦力Ｆは、円周
それぞれの位置での垂直抗力と摩擦係数μの積を合計し
たものであり、図２でのα，βの角度をなす位置では垂
直方向の力は０となり、摩擦力は０となる。ワイヤロー
プ３と定着ロール１とが接触するにつれて、各位置での
摩擦力が増大していき、αとβの中間位置で最大とな
る。従って、ワイヤーロープと定着ロール１との摩擦力
Ｆは、

【００１５】

【数１】

【００１６】で表わされる。ここで、ｆ(θ)は、円周に
対し垂直にかかる力であり、図２にはその分布も示して
ある。この摩擦力を圧接ロール２の押圧力とし、それを
定着に必要な圧力とした。定着が終了し、定着ロール１
の回転が停止あるいは逆回転すると、偏心カム４が８を
支点として逆回転し、圧接ロール２の軸２ａを支えてい
るカム面４ａが下り、従って、圧接ロール２がフレーム
１０に取り付けられたガイド７に沿って下降し、定着ロ
ール１の圧接が解除される。ここで、停止の場合は、重
心９を支点８とはなすことで、偏心カム４、圧接ロール
２等の自重により、圧接が解除されるようにも設計する
ことができる。

【００１７】図３は、請求項２に記載した発明を説明す
るための図で、図３（ａ）において、１は定着ロール、
２は圧接ロール、２１は補助ロール、２２は定着ロール
１と補助ロール２１にかかるワイヤーロープである。メ
インモータからの駆動によって、定着ロール１のギア
（図示せず）に動力が伝わり、定着ロール１が回転する
と、ワイヤーロープ２２を介して、補助ロール２１が回
転する。また、補助ロール２１と圧接ロール２とは規制
板２３を介して連結されており、圧接ロール２は該補助
ロール２１の軸２４を支点として、該補助ロール２１の
まわりに回転し、図３（ｂ）に示すように、定着ロール
１に圧接する。定着ロール１に圧接ロール２が圧接する
と、ワイヤーロープ２２と定着ロール１、ワイヤーロー
プ２２と補助ロール２１がそれぞれ摩擦状態となる。通
紙が終了し、定着ロール１が停止あるいは逆転すると、
圧接ロール２は自重あるいは逆方向の回転力により、定
着ロール１への圧接が解除される。ここで、補助ロール
２１と圧接ロール２は、同一直径で、補助ロール２１の
材質は定着ロール１と同じアルミ素管とした。

【００１８】図４は、請求項３に記載した発明を説明す
るための図で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面
図で、図中、１は定着ロール、２は圧接ロール、３１は
定着ギア、３２は可動子、３３は該可動子３２を案内す
るレール、３４は可動子規制板、３５は前記可動子３２
と圧接ロール２の軸２ａを連結するワイヤーで、前記可
動子３２と圧接ロール２の軸２ａとは該ワイヤー３５に
よりプーリ３６、スプリング３７等を介して連結されて
いる。メインモータ（図示せず）からの駆動によって定
着ギア３１と該定着ギアに固定されている定着ロール１
が回転する。定着ロール１には両端近くの外周面に数mm
ピッチのレール溝３３ａを有するレール３３が設けてあ
り、そのレール３３上を可動子３２が移動する構成とな
っている。定着ロール１が回転すると、可動子３２はレ
ール溝３３ｂに沿って直線的に移動する。３４は可動子
規制板であり、可動子３２が定着ロール１と共に回転し
ないように設けてある。定着ロール１の回転によって可
動子３２がレール溝３３ａからレール溝３３ｂに移動
し、回転中はレール溝３３ｂに沿って移動する。圧接ロ
ール２は可動子３２とワイヤー３５で連結されており、
可動子３２がレール溝３３ａからレール溝３３ｂへ移動
すると、圧接ロール２は定着ロール１に圧接される。通
紙が終了し、定着ロール１が逆回転すると、可動子３２
はレール溝３３ｂからレール溝３３ａへ移動、圧接が解
除される。なお、図４（ｃ）は前記可動子規制板３４部
の拡大図であり、図４（ｄ）は前記可動子３２の正面図
及び側面図を示す。

【００１９】図５は、請求項４に記載した発明を説明す
るための図で、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は圧接
解除時の側面図、図５（ｃ）は圧接時の側面図を示し、
定着ロール１は薄肉アルミニウム製の金属円筒体の外表
面全面に、離型性と耐熱性の良い合成樹脂材料、例え
ば、ＰＦＡ，ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂が被覆されたもの
であり、その軸芯部にヒーターランプ５が挿通されてい
る。圧接ロール２は金属軸の外周に発泡シリコンゴムを
固着したものであり、その両端軸部が１対の圧接ロール
支持部材４１ａ，４１ｂにより回転自在に支持されてい
る。圧接ロール支持部材４１ａ，４１ｂはその端部４２
を支点に、回転自在に本体フレーム（図示せず）に支持
されている。テンションアーム４３ａ，４３ｂは軸受等
に用いられる摺動性の良い樹脂材料（本実施例では商品
名エスベアＳＳ７４５：スターライト工業（株）社製を
使用しており、アルミ合金軸に対する摩擦係数は約０.
１）によりリング形状に成型されており、定着ロール１
の両端部外周面にはめあわされ、定着ロール１の外周面
に回転自在に配置されている。テンションアーム４３
ａ，４３ｂと圧接ロール支持部材４１ａ，４１ｂはそれ
ぞれ連結棒４４ａ，４４ｂで連結されており、テンショ
ンアーム４３ａ，４３ｂの回転に連動して、圧接ロール
支持部材４１ａ，４１ｂも回転する構成となっている。

【００２０】テンションアーム４３ａ，４３ｂと定着ロ
ール１間のはめあいは、定着ロール１が非加熱で常温状
態（２５℃）の場合は、すきまばめの状態（具体的に
は、定着ロール１の外径ｄ１＝２０.００ｍｍ、テンシ
ョンアーム４３ａ，４３ｂの内径ｄ２＝２０.０５ｍ
ｍ）ではめあわさっており、定着ロール１が回転（図
中、矢印Ａ方向）してもテンションアーム４３ａ，４３
ｂは従動回転せず、圧接ロール２は自重により定着ロー
ル１と離脱した位置関係となっている。

【００２１】定着ロール１がヒーターランプ５により定
着温度（１６０℃）に加熱されると、熱膨張により定着
ロール１の外径が大きくなり、テンションアーム４３
ａ，４３ｂのリングとのすきまがなくなり、定着ロール
１とテンションアーム４３ａ，４３ｂのリングとの間に
摩擦力が働き、定着ロール１の回転（図中、矢印Ａ方
向、周速５０ｍｍ／ｓ）に伴って、テンションアーム４
３ａ，４３ｂも従動回転（矢印Ｄ方向）し、テンション
アーム４３ａ，４３ｂの回転と連動して、圧接ロール支
持部材４１ａ，４１ｂも回転（矢印Ｂ方向）する。圧接
ロール支持部材４１ａ，４１ｂの回転により圧接ロール
２は定着ロール１の方向に移動して定着ロール１に圧接
し、定着ロール１の回転に伴って従動回転（矢印Ｃ方
向）する。圧接ロール２により定着ロール１に一定圧力
（本実施例では１.４ｋｇｆ）が付勢された段階で、テ
ンションアーム４３ａ，４３ｂの回転が停止し、定着ロ
ール１との間で摺動する。前述したように、テンション
アーム４３ａ，４３ｂは摺動性の良い樹脂材料で作製さ
れており、また、テンションアーム４３ａ，４３ｂと接
する定着ロール１の表面にも摩擦係数の小さいフッ素樹
脂が被覆されているので、テンションアーム４３ａ，４
３ｂと定着ロール１間の摩擦係数は小さい（０.１以
下）ので、定着ロール１がロックされたり、摺動により
騒音が発生するようなことはない。

【００２２】その後、未定着トナー像を有する記録紙１
５が定着ロール１と圧接ロール２間に搬送され（矢印Ｇ
方向）、定着が行われる。定着完了後、ヒーターランプ
５がＯＦＦし、定着ロールの温度が常温状態に戻ると、
再び定着ロール１とテンションアーム４３ａ，４３ｂ間
にすきまが形成され、摩擦力がなくなるので、圧接ロー
ル２は自重により定着ロール１から離脱し、自動的に圧
接力が解除される。

【００２３】図６は、請求項５に記載の発明を説明する
ための図で、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は圧接解
除時の側面図、図６（ｃ）は圧接時の側面図を示し、定
着ロール１は薄肉アルミニウム製の金属円筒体（直径２
０ｍｍ）の表面に、離型性と耐熱性の良い合成樹脂材
料、例えば、ＰＦＡ，ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂が被覆さ
れたものであり、その軸芯部にヒーターランプ５が挿通
されている。圧接ロール２は金属軸の外周に発泡シリコ
ンゴムを固着したものであり、その両端軸部が１対の圧
接ロール支持部材５１ａ，５１ｂにより回転自在に支持
されている。圧接ロール支持部材５１ａ，５１ｂはその
端部５２を支点に、回転自在に本体フレーム（図示せ
ず）に支持されている。定着ロール１の両端部には１対
の定着ロールギア５３ａ，５３ｂ（モジュール０.５、
歯数５４）が配設されており、移動ギア支持部材５４
ａ，５４ｂにより回転自在に支持された１対の移動ギア
５５ａ，５５ｂ（モジュール０.５、歯数２０）が定着
ロールギア５３ａ，５３ｂに対し、それぞれかみあわさ
っている。移動ギア支持部材５４ａ，５４ｂは定着ロー
ル１の軸芯を支点に回転自在に支持されており、さらに
圧接ロール支持部材５１ａ，５１ｂとの間でそれぞれ連
結棒５６ａ，５６ｂで連結されており、移動ギア支持部
材５４ａ，５４ｂの回転に連動して、圧接ロール支持部
材５１ａ，５１ｂも回転する構成となっている。

【００２４】移動ギア５５ａ，５５ｂと移動ギア支持部
材５４ａ，５４ｂとの間の回転トルクＴ１は、移動ギア
支持部材５４ａ，５４ｂの回転トルクＴ２よりも大きく
設定（本実施例では、Ｔ１＝５００ｇｆ・ｃｍ，Ｔ２＝
８０ｇｆ・ｃｍ）されており、定着ロール１が回転（図
中、矢印Ａ方向，周速５０ｍｍ／ｓ）すると、移動ギア
５５ａ，５５ｂは定着ロールギア５３ａ，５３ｂの外周
に沿って移動（矢印Ｅ方向）する。移動ギア５５ａ，５
５ｂの移動に伴って、移動ギア支持部材５４ａ，５４ｂ
も回転し、移動ギア支持部材５４ａ，５４ｂの回転と連
動して、圧接ロール支持部材５１ａ，５１ｂも回転（矢
印Ｂ）する。圧接ロール支持部材５１ａ，５１ｂの回転
により圧接ロール２は定着ロール１の方向に移動し、定
着ロール１に圧接し、定着ロール１の回転に伴って従動
回転（矢印Ｃ方向）する。加圧ロール２により定着ロー
ル１に一定圧力（本実施例では１.４ｋｇｆ）が付勢さ
れた段階でＴ２＞Ｔ１となり、移動ギア５５ａ，５５ｂ
の移動が停止し、その場で回転（矢印Ｆ方向）を開始す
る。その後、未定着トナー像を有する記録紙１５が定着
ロール１と圧接ロール２間に搬送され（矢印Ｇ方向）、
定着が行われる。定着完了後、定着ロール１の回転が停
止すると、移動ギア５５ａ，５５ｂを移動させる作用が
なくなり、圧接ロール２の定着ロール１に対する加圧力
は自動的に解除される。

【００２５】図７は、請求項６に記載の発明を説明する
ための要部構成図で、図７（ａ）は圧接解除時の側面
図、図７（ｂ）は圧接時の側面図を示し、定着ロール１
は薄肉アルミニウム製の金属円筒体の外表面全面に、離
型性と耐熱性の良い合成樹脂材料、例えば、ＰＦＡ，Ｐ
ＴＦＥ等のフッ素樹脂が被覆されたものであり、その軸
芯部にヒーターランプ５が挿通されている。圧接ロール
２は金属軸の外周に発泡シリコンゴムを固着したもので
あり、その両端軸部が圧接ロール支持部材６１により回
転自在に支持されている。圧接ロール支持部材６１はそ
の端部６２を支点に、回転自在に本体フレーム（図示せ
ず）に支持されている。定着ロール１の上方近傍には、
バイメタル６３が配設されており、バイメタル６３の端
部と圧接ロール支持部材６１連結棒６４で連結されてい
る。

【００２６】定着ロール１がヒーターランプ５により定
着温度（１６０℃）に加熱されると、バイメタル６３も
加熱され、連結棒６４に接続された端部が上方に変位
（変位量約２ｍｍ）する。バイメタル６３の変位と連動
して、加圧ローラ支持部材６１も上方に回転（矢印Ｂ方
向）し、圧接ロール２は定着ロール１の方向に移動して
定着ロール１に圧接し、定着ロール１の回転に伴って従
動回転（矢印Ｃ方向）する。圧接ロール２により定着ロ
ール１に一定圧力（本実施例では１.４ｋｇｆ）が付勢
された段階で、バイメタル６３の変位が終了する。その
後、未定着トナー像を有する記録紙１５が定着ロール１
と圧接ロール２間に搬送され（矢印Ｇ方向）、定着が行
われる。定着完了後、ヒーターランプ５がＯＦＦし、定
着ロールの温度が常温状態に戻ると、バイメタル６３も
常温状態に戻り、初期の形状に復帰するので、圧接ロー
ル２は定着ロール１から離脱（定着ロールと圧接ロール
間のギャップ約１ｍｍ）し、自動的に圧力が解除され
る。

【００２７】なお、以上には圧接ロール表面層として発
泡シリコンゴム（アスカＣゴム硬度３０）を用いた例に
ついて説明したが、もし、定着温度を低下させることが
可能であれば、他の発泡系材料である発泡ウレタンゴ
ム、発泡クロロプレンゴム、発泡ＥＰＤＭ、発泡アクリ
ルゴム等を用いることも可能である。また、本発明は、
定着装置に限らず、発泡系材料を使用した場合、永久変
形が問題となるような場合にも利用できることは言うま
でもない。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、圧接ロール表面層を定着ロールに圧接させて
定着に必要なニップ幅（１ｍｍ〜１.５ｍｍ）を形成す
ることができる。また、定着ロールの回転による摩擦力
のみを利用し、簡単な構成により、圧接ロールを定着ロ
ールに圧接し、解除することができる。また、定着ニッ
プ幅を大きくとるために有効な手段である弾性係数が小
さい材料、すなわち、発泡系樹脂材料を用い、この発泡
系樹脂材料を圧接、解除を行うことにより、該材料の永
久変形を防止できる。また、ソリッド系樹脂材料に比
べ、発泡系材料は熱電導率が大きく定着装置におけるウ
ォームアップ時間が短縮できる。さらに、従来、圧接ロ
ーラの圧接には専用の駆動源、例えば、ソレノイドを用
いたり、カムを別電源で駆動しており、コストアップに
つながっていたが、本発明によると、定着ロールの回転
を動力源として使用しているので、部品点数の削減が可
能で、大幅なコストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載した発明を説明するための要部
構成図である。

【図２】図１に示した発明の摩擦の状態を説明するため
の図である。

【図３】請求項２に記載した発明を説明するための要部
構成図である。

【図４】請求項３に記載した発明を説明するための要部
構成図である。

【図５】請求項４に記載した発明を説明するための要部
構成図である。

【図６】請求項５に記載した発明を説明するための要部
構成図である。

【図７】請求項６に記載した発明を説明するための要部
構成図である。

【図８】レーザプリンタの一例を説明するための要部概
略構成図である。

【図９】定着装置の概要を説明するための概略図であ
る。

【符号の説明】

１…定着ロール、２…圧接ロール、３…ワイヤーロー
プ、４…偏心カム、５…熱源、６…リード線、７…ガイ
ド、８…支点、９…重心、１０…フレーム、１５…記録
紙、２１…補助ロール、２２…ワイヤーロープ、２３…
規制板、３１…定着ギア、３２…可動子、３３…レー
ル、３３ａ，３３ｂ…レール溝、３４…可動子規制板、
３５…ワイヤーロープ、４１ａ，４１ｂ…圧接ロール支
持部材、４３ａ，４３ｂ…テンションアーム、４４ａ，
４４ｂ…連結棒、５１ａ，５１ｂ…圧接ロール支持部
材、５３ａ，５３ｂ…定着ロールギア、５４ａ，５４ｂ
…移動ギア支持部材、５５ａ，５５ｂ…移動ギア、５６
ａ，５６ｂ…連結棒、６１…圧接ロール支持部材、６３
…バイメタル、６４…連結棒。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ロールに対して圧接ロールを移動さ
   せて該圧接ロールを前記定着ロールに圧接及び解除を行
   うロール圧接機構を備えた画像形成装置において、前記
   定着ロールの外周面にワイヤーロープを張設するととも
   に、該ワイヤーロープの両端を偏心カムの両端に固定
   し、前記定着ロールの回転によって前記偏心カムを変位
   させ、該偏心カムの変位によって前記定着ロールの正回
   転中にのみ前記圧接ロールを前記定着ロールに圧接し、
   前記定着ロールが停止あるいは逆回転した場合は、前記
   圧接を解除することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 定着ロールに対して圧接ロールを移動さ
   せて該圧接ロールを前記定着ロールに圧接及び解除を行
   うロール圧接機構を備えた画像形成装置において、前記
   圧接ロールに規制板を介して連結された補助ロールと、
   該補助ロールと前記定着ロールとの間に張設されたワイ
   ヤーロープとを有し、前記定着ロールの正回転中にのみ
   前記圧接ロールを前記定着ロールに圧接し、前記定着ロ
   ールが停止あるいは逆回転した場合は、前記圧接を解除
   することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 定着ロールに対して圧接ロールを移動さ
   せて該圧接ロールを前記定着ロールに圧接及び解除を行
   うロール圧接機構を備えた画像形成装置において、前記
   定着ロールの外周面に規制レールを設けるとともに該規
   制レールに沿って移動する可動子を設け、該可動子をワ
   イヤーロープ及びバネを介して前記圧接ロールの軸に連
   結し、前記定着ロールの正回転中にのみ前記圧接ロール
   を前記定着ロールに対し圧接し、前記定着ロールが停止
   あるいは逆回転した場合は、前記圧接を解除することを
   特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 定着ロールに対して圧接ロールを移動さ
   せて該圧接ロールを前記定着ロールに圧接及び解除を行
   うロール圧接機構を備えた画像形成装置において、前記
   圧接ロールを支持する支持手段と、前記定着ロールの外
   周面にはめあわされたリング状のテンションアームと、
   該テンションアームと前記圧接ロール支持手段とを連結
   する連結手段とを有し、前記定着ロールの温度変化によ
   り、前記定着ロールとテンションアームのリングとの間
   のすきまが変化するよう前記定着ロールと前記テンショ
   ンアームのリングがはめあわされており、定着ロール加
   熱時、前記定着ロールと前記テンションアームのリング
   とが接融して前記圧接ロールを前記定着ロールに圧接す
   ることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 定着ロールに対して圧接ロールを移動さ
   せて該圧接ロールを前記定着ロールに圧接及び解除を行
   うロール圧接機構を備えた画像形成装置において、前記
   圧接ロールを支持する支持手段と、前記定着ロールの外
   周に設けられた定着ロールギアと、該定着ロールギアに
   噛み合わされた移動ギアと、該移動ギアを前記定着ロー
   ルギアの周りに回転可能に支持する移動ギア支持手段
   と、該移動ギア支持手段と前記圧接ロール支持手段とを
   連結する連結手段とを有し、前記移動ギアと前記移動ギ
   ア支持手段との間の回転トルクが前記移動ギア支持手段
   の回転トルクよりも大きく設定され、前記定着ロールの
   正回転中のみ前記圧接ロールを前記定着ロールに圧接す
   るようにしたことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 定着ロールに対して圧接ロールを移動さ
   せて該圧接ロールを前記定着ロールに圧接及び解除を行
   うロール圧接機構を備えた画像形成装置において、前記
   圧接ロールを支持する支持手段と、前記定着ロールの近
   傍に設けられたバイメタルと、該バイメタルと前記圧接
   ロール支持手段とを連結する連結手段とを有し、前記定
   着ロールの温度上昇により前記バイメタルが変形して前
   記圧接ロールを前記定着ロールに圧接するようにしたこ
   とを特徴とする画像形成装置。