JPH09237003A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラと加圧ローラの交差加圧機構の採
用を前提とし、表面がテフロンチューブで被覆された低
硬度ゴム加圧ローラの寿命を延ばすことができる定着装
置を提供する。 【解決手段】 軸中心同士が重なるように定着ローラ１
に交差し、かつ定着ローラ１に圧接された加圧ローラ２
を、加圧ローラ表層部を形成するテフロンチューブ２ａ
に経時変化が生じる前に用紙搬送面と水平に揺動させ
て、定着ローラ１との交差方向を切り替えることで、加
圧ローラ２の耐久性を向上させ、定着装置全体の寿命を
延ばすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられる、ロ
ーラ方式の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の定着装置としては、ヒー
タを内蔵する定着ローラと加圧ローラを圧接するローラ
方式の定着装置が最も一般的である。ところで、この構
造の定着装置において、両ローラの中央部と両端部の当
接圧力あるいはニップ幅を均一化するために、定着ロー
ラに対して加圧ローラを傾斜して加圧当接させた交差加
圧機構が採用されている（例えば、特開昭５５−１２１
４６５号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この交
差加圧機構を用いた場合に、定着ローラが駆動側ローラ
となっており、加圧ローラが従動回転する構成であると
すると、定着ローラ軸中心と加圧ローラ軸中心はある角
度をもって傾斜しているため、定着ローラと加圧ローラ
にはスラスト方向に対して互いに反力が働き、その結果
として加圧ローラの表面にスラスト力が生じるため、特
にテフロンチューブ付き低硬度ゴム加圧ローラの場合
に、チューブしわ、チューブ剥離、チューブ亀裂といっ
た不具合が発生することがあった。

【０００４】本発明は、定着ローラと加圧ローラの交差
加圧機構の採用を前提とし、表面がテフロンチューブで
被覆された低硬度ゴムの加圧ローラの寿命を延ばすこと
ができる定着装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の定着装
置は、定着ローラと加圧ローラを、両者の軸中心同士が
重なるように交差させて当接した定着装置において、加
圧ローラを用紙搬送面と水平に揺動させて交差方向を切
り替える切り替え手段を設けたことを特徴とする。

【０００６】請求項２に記載の定着装置は、請求項１記
載において、定着ローラに対する加圧ローラの加圧解除
動作に連動して交差方向切り替えが行われることを特徴
とする。

【０００７】請求項３に記載の定着装置は、請求項１記
載において、所定の設定枚数を越える連続複写が行われ
た場合、あるいは交差方向切り替え動作が行われた後の
複写枚数がある所定の設定枚数を越えた場合、その複写
動作が終了した後に交差方向を切り替えるとともに、所
定の時間だけ定着ローラ及び加圧ローラを回転させる駆
動制御が行われることを特徴とする。

【０００８】請求項４に記載の定着装置は、請求項１記
載において、定着ローラ及び加圧ローラの表面温度を検
知するための温度検知手段を有し、加圧ローラの表面温
度が所定の温度になったことが温度検知手段により検知
された場合、その複写動作が終了した後に交差方向を切
り替えるとともに、所定の時間だけ定着ローラ及び加圧
ローラを回転させる駆動制御が行われることを特徴とす
る。

【０００９】請求項５に記載の定着装置は、請求項１記
載において、所定の設定枚数を越える連続複写が行われ
た場合、あるいは複写枚数がある所定の設定枚数を越え
るごとに、その複写動作が終了した後に、定着ローラ及
び加圧ローラを通常の複写時の回転方向とは逆方向に所
定の時間だけ回転駆動させる駆動制御が行われることを
特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、軸中心同士が重なるよ
うに定着ローラと加圧ローラが交差し、かつ定着ローラ
に圧接された加圧ローラを、加圧ローラ表層部を形成す
るテフロンチューブに経時変化が生じる前に用紙搬送面
と水平に揺動させて、定着ローラとの交差方向を切り替
えることで、加圧ローラの耐久性を向上させ、定着装置
全体の寿命を延ばすようにしたものである。

【００１１】以下、添付図面に基づいて具体的に説明す
る。図１は定着装置の正面構成図である。定着ローラ１
は、金属芯金の外周に離型層としてのテフロン樹脂コー
ティングが施してあり、内部に熱源としてヒータ３を持
ち、その表面温度を温度検知手段であるサーミスタ３０
を用いて制御されている。勿論、定着ローラ１の構成と
しては、芯金の内周あるいは外周に発熱体を設けたタイ
プのローラでもよい。

【００１２】加圧ローラ２は、金属芯金の外周に弾性層
としてソリッドシリコンゴムあるいは発泡シリコンゴム
が成型されており、さらにその外周に耐熱テフロンチュ
ーブ２ａが被膜された構成となっている。加圧ローラ２
の両端の軸には、加圧ベアリング１０が嵌め込まれてお
り、さらにその外周が加圧フレーム７のガイド溝にて狭
持されて上下に動くようになっており、加圧フレーム７
の両側に支軸９を支点として回動自在に支持された加圧
レバー８に加圧スプリング１６等の加圧手段で加圧する
ことにより、定着ローラ１に対して加圧ローラ２が所定
の加圧力にて加圧される構成となっている。

【００１３】定着ユニットの側板６には交差中心点Ｃ．
Ｐを示す部材（以下、交差中心点Ｃ．Ｐと称する）が取
り付けられている。また加圧スプリングの先端にはスプ
リングフック１７が設けてある。さらに加圧ローラ２の
表面にはその表面温度を検出する温度検知部材２６が対
面している。

【００１４】図２は加圧ローラ加圧時の加圧解除機構の
状態を示す構成図、図３は加圧ローラ分離時の同様図で
ある。図２に示すように、ステッピングモータ１８が偏
心カム１８′を回転中心１９を中心にして回転させるこ
とにより、スプリングフック１７を押し上げて加圧スプ
リング１６が加圧レバー８を引っ張り上げるため、加圧
ローラ２は定着ローラ１に対して圧接される。

【００１５】また、図３ではさらにステッピングモータ
１８が偏心カム１８′を回転させることにより、スプリ
ング１７が下がり、加圧スプリング１６の圧力が解除さ
れるため、加圧ローラ２は定着ローラ１から解除され
る。

【００１６】図４、図５は交差方向切り替え機構の第１
の具体例を示す平面図であり、図４と図５は定着ローラ
１と加圧ローラ２の交差方向が逆になった状態を示す。

【００１７】定着ユニットの側板６，６′（左右一対の
場合、符号にダッシュを付けて区別する）には定着ロー
ラ１の回転を支持するための定着ベアリング４，４′が
取り付けられており、さらにその内周には定着ローラ１
の端部から熱が逃げるのを防止するための断熱ブッシュ
５，５′が入れ込まれていて、定着ローラ１とともに回
転するようになっている。また、定着ローラ１はＥリン
グ１１，１１′により軸方向の抜けを防止されている。

【００１８】定着ローラ１の下方には加圧ローラ２があ
り、さらに定着ローラ１の軸中心に対して、加圧ローラ
軸中心が交差中心点Ｃ．Ｐにて交差角度θをもって交差
する交差加圧機構により、加圧ローラ２が当接される構
成となっている。

【００１９】定着ローラ１に対する加圧ローラ２の交差
方向が、図４に示した方向であり、しかも定着ギヤ１２
及び定着駆動ギヤ１３が平歯車の場合を考える。定着ロ
ーラ１が加圧ローラ２を摩擦力により駆動しているため
に、定着ローラ１が加圧ローラ２に加える力Ｆｔの加圧
ローラ２軸方向の成分Ｆｓが発生する。なお、定着駆動
ギヤ１３は側板１５にカシメられた軸１４に取り付けら
れている。

【００２０】そのため、定着ローラ１は左方向に移動
し、加圧ローラ２は右方向に移動する。加圧ローラ２と
加圧ベアリング１０は図示しないＥリングにて両端を固
定されており、加圧ローラ２が右方向に移動しようとし
ても、左側に取り付けられている加圧ベアリング１０の
鍔が加圧レバー８に引っ掛けられているために、取り付
け隙間のガタ分だけ移動したらそれ以上は移動しない。

【００２１】但し、スラスト力は常に働いているため、
チューブ２ａの表面に引っ張り力が働くことになり、連
続回転するとチューブ２ａとゴムの接着面にストレスが
掛かり経時的に劣化するため、特に加圧ローラ２の右側
において、チューブしわ、チューブ剥離、チューブ亀裂
といった不具合が生じることは前述した通りである。ま
た、逆に定着ローラ１に対する加圧ローラ２の交差方向
が図５の状態に固定されていたとしても、上記と同様の
ことが言える。

【００２２】そこで本発明では、非通紙時に、加圧解除
機構により定着ローラ１に対する加圧ローラ２の加圧を
解除した後に、交差方向切り替え機構により定着ローラ
１に対する加圧ローラ２の交差方向を切り替える構成と
なっている。

【００２３】即ち、図４、図５の具体例では、加圧ロー
ラ２と加圧ベアリング１０と加圧レバー８を保持してい
る加圧フレーム７が交差中心点Ｃ．Ｐを中心にして回転
することにより交差方向を切り替える。加圧フレーム７
の両端部には回動可能なリンク２０，２０′が取り付け
られており、そのリンク２０，２０′をソレノイド２
１，２２で引っ張る。ソレノイド２１，２２のいずれか
をオンすることにより加圧フレーム７の角度が変わり、
同時に定着ローラ１に対する加圧ローラ２の交差角度が
切り替わる機構になっている。

【００２４】図６は交差方向切り替え機構の第２の具体
例を示す平面図である。第１の具体例では、加圧解除機
構（図２、図３）と交差方向切り替え機構（図４、図
５）が別個にあり、加圧解除してから交差方向を切り替
える構成になっていたが、第２の具体例では、加圧解除
機構と交差方向切り替え機構を兼ねて、２つの動作を同
時に行おうとするものである。

【００２５】図６に示すように、ステッピングモータ２
５，２５′の軸に回転板２４，２４′が設けられ、回転
板２４，２４′の前面にはスプリングフック２３，２
３′が取り付けられており、その先端に加圧スプリング
１６，１６′を引っ掛けて、ステッピングモータ２５，
２５′が回転板２４，２４′を所定の角度だけ回転させ
ることにより、両側の加圧レバー８，８′の先端部を引
っ張る。すると、加圧フレーム７と加圧ローラ２が回転
させられることになり、これにより、定着ローラ１に対
する加圧ローラ２の交差角度を切り替える機構になって
いる。

【００２６】図７、図８、図９は第２の具体例における
動作工程を示す説明図である。複写機を立ち上げると、
スプリングフック２３の位置は図７に示す水平位置に初
期設定される。その後、初期設定された交差方向で複写
動作が行われた後のあるタイミングで、ステッピングモ
ータ２５が反時計方向に９０°回転することにより図８
に示すように、定着ローラ１に対する加圧ローラ２の加
圧は解除される。

【００２７】その後、図９に示すように、スプリングフ
ック２３はさらに反時計方向に９０°回転すると逆側水
平位置に移動することになり、これにより交差角度を切
り替えながら再度定着ローラ１に対して加圧ローラ２を
加圧する機構になっている。

【００２８】なお、第１、第２の具体例は請求項１，２
記載の発明と対応しており、以下、請求項３ないし５記
載の発明に対応した構成、動作を説明する。

【００２９】まず、請求項３記載の発明に対応した構
成、動作を説明する。本発明において解決しようとして
いる加圧ローラ２におけるチューブしわ、剥離、亀裂等
の不具合は、定着ローラ１と加圧ローラ２の交差した状
態での回転動作の開始時点からスラスト力が発生し始
め、連続複写枚数が多ければそれだけ加圧ローラ２及び
チューブに対するストレスが蓄積されていく。

【００３０】ある所定の枚数を越える連続複写が行われ
た場合、すなわち操作部にてある所定の枚数を越える連
続枚数の置数入力があった場合、その複写動作が終了し
た後に定着装置の駆動を停止させて、さらに加圧解除動
作と交差方向切り替え動作を行った後、所定の時間だけ
定着ローラ１及び加圧ローラ２を駆動させることで、初
期の交差方向において加圧ローラ２が一方に移動したス
ラストガタを吸収することにより、切り替え後の交差方
向における回転動作に備える。

【００３１】連続複写動作が行われなくても、一方の交
差方向における複写枚数が多くなると同様の不具合が起
こるため、交差方向切り替え動作後の複写枚数がある所
定の枚数を越えた場合にも同様に、その複写動作が終了
した後に定着装置の駆動を停止させ、さらに加圧解除動
作と交差方向切り替え動作を行った後、所定の時間だけ
定着ローラ１及び加圧ローラ２を駆動させることで、初
期の交差方向において加圧ローラ２が一方に移動したス
ラストガタを吸収する。そしてそれと同時に加圧ローラ
２のチューブストレスのエージングを行うことにより、
切り替え後の交差方向における回転動作に備える。

【００３２】次に請求項４記載の発明に対応した構成、
動作を説明する。本発明において解決しようとしている
加圧ローラ２におけるチューブしわ、剥離、亀裂等の不
具合は、加圧ローラ２の温度が高くなるほどゴムの硬度
が低下し、ゴムとチューブの接着強度も低下するため、
スラスト力による加圧ローラ２のストレスが早期に不具
合となることが懸念される。

【００３３】加圧ローラ２の表面温度を図１の温度検知
部材２６により検知して、ある所定の温度以上になった
らその複写動作が終了した後に定着装置の駆動を停止さ
せ、さらに加圧解除動作と交差方向切り替え動作を行っ
た後、所定の時間だけ定着ローラ１及び加圧ローラ２を
駆動させることで、加圧ローラ２の放熱及びチューブス
トレスのエージングを行うことにより、切り替え後の交
差方向における回転動作に備える。

【００３４】交差加圧機構により中央部よりも両端部に
ストレスが蓄積しやすく、しかも小サイズ通紙時には両
端部の温度が上昇するため、加圧ローラ２の表面温度を
測定する温度検知部材２６の位置としては加圧ローラ２
のいずれかの端部が望ましい。

【００３５】最後に、請求項５記載の発明に対応した構
成、動作を説明する。交差方向を切り替えることによ
り、スラスト力によるストレスが一方に集中することに
よるチューブしわ、剥離、亀裂等の不具合を防止する構
成を説明したが、より簡易的に達成する手段として、あ
る所定の枚数を越える連続複写動作が行われた場合、す
なわち操作部にてある所定の枚数を越える連続枚数の置
数入力があった場合、あるいは交差方向切り替え動作後
の複写枚数がある所定の枚数を越えた場合にも、所定の
時間だけ定着ローラ１及び加圧ローラ２を定着装置の単
独モータにより正逆転駆動することで、通常複写時とは
逆転して駆動させ、加圧ローラ２が一方に移動したスラ
ストガタを吸収するとともに、加圧ローラ２のチューブ
ストレスのエージングを行う。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし５
記載の発明によれば、必要に応じて定着ローラと加圧ロ
ーラの交差方向を切り替えることで、表面にテフロンチ
ューブを被覆した低硬度ゴム加圧ローラにおけるチュー
ブしわ、剥離、亀裂等を最小限に抑え、加圧ローラの寿
命、ひいては定着装置の寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】定着装置の正面構成図である。

【図２】加圧ローラ加圧時の加圧解除機構の状態を示す
構成図である。

【図３】加圧ローラ分離時の加圧解除機構の状態を示す
構成図である。

【図４】交差方向切り換え機構の第１の具体例を示す平
面図である。

【図５】交差方向切り換え機構の第１の具体例を示す平
面図である。

【図６】交差方向切り換え機構の第２の具体例を示す平
面図である。

【図７】第２の具体例における動作工程を示す説明図で
ある。

【図８】第２の具体例における動作工程を示す説明図で
ある。

【図９】第２の具体例における動作工程を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ２ａ テフロンチューブ ３ ヒータ ４，４′ 定着ベアリング ５，５′ 断熱ブッシュ ６，６’ 側板 ７ 加圧フレーム ８，８′ 加圧レバー ９ 支軸 １０ 加圧ベアリング １１，１１′ Ｅリング １２ 定着ギヤ １３ 定着駆動ギヤ １４ 軸 １５ 側板１５ １６，１６′ 加圧スプリング １７ スプリングフック ２０，２０′ リンク ２１，２２ ソレノイド（交差方向切り替え手段） ２３，２３′ スプリングフック ２４，２４′ 回転板 ２５，２５ ステッピングモータ ２６ 温度検知部材 ３０ サーミスタ Ｃ．Ｐ 交差中心点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 由良 純 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ローラと加圧ローラを、両者の軸中
   心同士が重なるように交差させて当接した定着装置にお
   いて、 加圧ローラを用紙搬送面と水平に揺動させて交差方向を
   切り替える切り替え手段を設けたことを特徴とする定着
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、定着ローラに対
   する加圧ローラの加圧解除動作に連動して交差方向切り
   替えが行われることを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載において、所定の設定枚数
   を越える連続複写が行われた場合、あるいは交差方向切
   り替え動作が行われた後の複写枚数がある所定の設定枚
   数を越えた場合、その複写動作が終了した後に交差方向
   を切り替えるとともに、所定の時間だけ定着ローラ及び
   加圧ローラを回転させる駆動制御が行われることを特徴
   とする定着装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載において、定着ローラ及び
   加圧ローラの表面温度を検知するための温度検知手段を
   有し、加圧ローラの表面温度が所定の温度になったこと
   が温度検知手段により検知された場合、その複写動作が
   終了した後に交差方向を切り替えるとともに、所定の時
   間だけ定着ローラ及び加圧ローラを回転させる駆動制御
   が行われることを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載において、所定の設定枚数
   を越える連続複写が行われた場合、あるいは複写枚数が
   ある所定の設定枚数を越えるごとに、その複写動作が終
   了した後に、定着ローラ及び加圧ローラを通常の複写時
   の回転方向とは逆方向に所定の時間だけ回転駆動させる
   駆動制御が行われることを特徴とする定着装置。