JPS5926769A - 圧力定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本弁明は１ヘナー像を保持した支持体を一対の定着ロー
ル間に通過ゼし酌て圧力のみによって定着を行なう圧力
定義装置に関する。

〔先行技術〕

乾式電子５貞複写機、プリンター、ファクシミリ−等に
おいては、現＠後もしくは転写後の紙等の支持体上に保
持された１〜ナー像を定着するため　・に、例えば圧力
定着装置が使用されている。この圧力定着装置としては
、例えば実開昭５６−１６４２６１　’号公報の第４図
に記載されているような一対のローラを備えたものある
いは例えば特公昭５５−４８３４５号公報に記載されて
いるような３本のロールを備えたものが一般に使用され
ている。

この種圧力定着装置においては、圧接されたーＲ４のロ
ール間のたわみを補償し、軸方向に均一な圧力分布を得
るために、例えば、特公昭５５−６９１１号公報、特開
昭５５−４０７５号公報等に記載されているにうに上記
［］−ル対の軸を交差せしめることが通常行なわれてい
る。

さらに、この種圧力定着装置においては、定着ロール間
の圧力分布やロールの表面粗さを軸方向にわたって完全
に均一にすることは実質的に不可能であり、また定着ロ
ール間の線圧も１０〜２５ｋｇ／ｃｍ程度と高く、熱ロ
ール型の定着装置に較べて紙しわが発生しやづい。特に
支持体上のトナーの付着量が軸方向にわたって極端にば
らついている場合は紙しわの発生の原因となる。また支
持体として個通紙等の転写紙を使用する場合、高湿時に
は、紙が吸湿して波打った状態でロール間に送られるた
め紙しわが特に発生しやすくなる。

そこで紙しわを防ぐために、例えば特公昭５５−６９１
１号公報及び特公昭５７−３９４３号公報に記載されて
いるように、定着ロールの周速を紙の送り速度よりも遅
く設定して、定着ロール間に進入する前の紙にたるみを
持たせている。しかるに、従来の圧力定着装置では、こ
のたるみ量が大きいため紙が定着ロール間に噛み込まれ
る時の衝撃が大きく、ぞの！ｊνによってトナー像の乱
れが生じやづかった。さらに、特公昭５７−３９４３号
公報に記載の如くペーパーガイドを平面にかつ加圧［ｌ
−ラ対の接触線に平行に保って、複写紙の先端を加圧ロ
ーラ対に均一に噛み込ましだ場合は、噛み込み時の衝撃
は大きく、特に組の幅方向にわたって１〜ナーの付着量
にバラツキがある「）にはこの衝撃（よより人きくなっ
てしまう。

組しわを防止づるための構成としては、上記の他にも、
例えば実開昭５７−３９０６３号公報には先端縁が中央
部で両端側よりもロール側にせり出した形状に構成され
た案内部材を用いることが開示され、また実開昭５７−
６０１５９号公報には、先端を折曲げて上ローラの周面
に略沿った下り斜面を構成したペーパーガイドを用いる
ことが開示される。しかるに、これらの場合はペーパー
ガイドの形状゛が複雑となり、実用性に問題がある。

〔目　的） 本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解消し、簡
単な構成で紙しわを防止することができるとともに、紙
の噛み込み時の衝撃を大幅に低減せしめ、トナー像の乱
れのない高品質の定着画像が得られる圧力定着装置を提
供することである。

〔要　旨） 本発明の圧力定着装置は、少なくとも互いに圧接して配
置せしめた一対の定着ロールを有し、該定着ロールの軸
線を微小角だけクロスさせ、前記定着ロール間にトナー
像を保持した支持体を、搬送せしめるとともに、前記支
持体の進行方向からみて前記定着ロールの前方に前記定
着ロールの表面にその先端が対向するガイド部材を設置
してなる圧力定着装置において、前記定着ロールの周速
を前記支持体の搬送速度と実質的に等しく設定し、前記
定着ロールの長さの少なくとも中央付近の長さだけ前記
ガイド部材の先端と前記定着ロールとの間隙が前記支持
体の定着前の厚さの約５ないし２０倍となるように前記
ガイド部材を設置すると共に前記ガイド部材の先端を前
記定着ロールの接触部と同じ又は低い位置に設定したこ
とを特徴としている。

〔実施例］ 以下本弁明の詳細を図面により説明する。

第　１図は転写型電、子写真複写機の一例を示す概略側
面図、第２図は本弁明の圧力定着装置の一実施例を示づ
断面図、第３図は第２図のＤ−Ｄ拡人矢視図、第４図は
第２図の平面図、第５図は第２図のＦ部拡大図である。

まず、第　１図において、１は図示矢印方向に回転する
＠１ｆ！体ドラム（以下単にドラムという）であり、そ
の表面には例えばｓｅ　、ｚｎ　ｏ等の感光体層（図示
せず）が形成されている。ドラム　１の表面はコロナ帯
電器２により一様帯電後光学系３により露光され、その
表面に静電潜像（図示せず）が形成される。この静電潜
像は現像装置４により現像されて、ドラム１の表面には
１ヘナー像５が形成される。なお、現＠装置４としては
、例えば特開昭５５−１３８７６７号公９８等転記載さ
れているような磁気ブラシタイプの現＠装百を用いれば
よい。ついでトナー＠５が転写位置に至ると給紙カセッ
ト６内の転写シート　７は給紙ローラ８および搬送口−
ラ対　９によりＩＭ送されて１〜ナー像５上に重ねられ
る。次に：］コロナ転写器０により転写シート　７の裏
面から転写電界を印加してドラム１上のトナー像５を転
写シート　γ十に転写する。転写後の転写シート　７は
分離爪１１によりドラム１から剥離され、ついて搬送ヘ
ルド１２より圧力定着装置１３に送り込まれる。ここで
、上記コロナ転写器１０、分離爪１１および搬送ヘルド
１２は、特に図示しないがドラム１に対して一体的に移
動できるようになっており、転写時以外は図示よりも下
った状態に位置している。なお転写後のドラム１上の残
留トナーは例えば特開昭５５−６４２７４号公報に記載
の如くのクリーニング装置７旧こよって除去される。

次に本発明の圧力定着装置の構成を、第２図ないし第５
図により説明する。なお第２図ないし第５図において、
第　１図と同一機能部分は第１図と同一の参考符号で示
す。

第２図において、定着ロール１６は側板１５に軸受（図
示せず）を介して回転自在に支承され、定着ロール１７
は側板１５内に上下に移動自在に装着され案内板１９に
軸受（図示せず）を介して支承され、加圧ロール１８も
側板１５内に上下に移動自在に装着された案内板２０に
軸受（図示せず）を介して支承されている。案内板２０
と側板１５の間にｔａ　ｌＩｎバネ２１および座金２２
が装肴され、座金２２の下面には側板１５に螺ｒ、♂れ
た加圧ボルト２３が当接している。よって、ｌｌｔｌ斤
ボルト２３を適宜１１　（＝Ｊ　＋）ることによって定
着ロール１６と１７および定石［ｌ−ル１７と加圧ロー
ル１８をひいに１１接せしめると共に圧接力を調整する
ことができる。なお上記の各ロールとしては、例えば表
面を硬質クロムメツ４した鋼製ロールを使用すればよい
。

また第２図において、２４（Ｊ転写シー１〜（以下普通
紙を用いるとづる）７を定着ロール１６．１７間に案内
するためのガイド部材であり、このガイド部材２４はそ
の先端が定着［］−ル表面に対して間隙ｄを形成するよ
うに側板１５にネジ２５により固定されている。さらに
ガイド部材２４は、第３図に示すように、その長さ方向
にわたってわずかに湾曲して形成されている。なおガイ
ド部材は、例えば薄い（厚さ１ｍｍ程度の）金属板で形
成すればよい。

次に上記の圧力定着装置においては、第４図に示づよう
に定着ロール１６と定着ロール１７間のたわみを補償す
るために、定着ロール１６の軸線Ω１に対して定着［ｌ
−ル１７の軸線Ω２を微小角θ１だけり［コスさせてい
る。なｄ３、加圧ロール１８の軸線Ω３は平面からみた
場合軸線Ω１に対して重なるように構成されている。従
って定着（］−ル１６．１７の接触線は、軸線Ω１、Ω
３あるいは軸線Ω２に対して　１／２（Ｅ）１だけ傾い
た直線Ω０上に位置している。すなわち、第４図の場合
には、転写シート７はその先端１ａがその軸方向にわた
って均一に噛み込まれるのではなく、先端７ａのＢ側が
先に噛み込まれる。この圧力定着装置では、定着ロール
１６の軸端１６−をモータ等の駆動源（図示ゼず）によ
り駆動させている。

そして定着ロール１６．１７の周速をＶｌとし、搬送ベ
ルト１２の周速をＶ２とすると、Ｖｌは０．９８Ｖ２≦
Ｖｌ　＜Ｖ２となるように設定される。なおＶ２は通常
ドラム１の周速と同じになるように設定されている。ま
た搬送ベルｉ〜１２（プーリー１２−の中心軸Ｑ−）か
らロールのクロス点＜　　０＞までの距離Ωは、一般に
紙の長さｌ−よりも短く設定することはもらろんである
。

−１−認の構成による圧力定石装置１３の動作を説明す
ると次の通りである。分離爪１１によってドラム１から
剥離された転写シ〜ｌ−７は、搬送ベル１〜１２によっ
て図示矢印方向に搬送される。ここで通常の複写別では
ドラム１の一端側（本実施例ではＡ叫）のみにあるため
、転写シート　７（ま、９頗ベルト１２上では第２図に
示す如くＢ側（図中破線で示す）が浮き上った状態とな
って搬送される。しかしてガイド部材２４十に転写シー
１〜７の先端が到達した後は、転写シー１〜７はガイド
部材２４の表面に沿って搬送され、定着ロール１６．１
７間に送り込まれる。

次に転写シート　７の先端が上記ロール間に噛み込まれ
ると、上記の如くＶｌ〈２となるように設定されている
ため、転写シート　７の後端には拘束力が作用せず、紙
しわの発生を防止できる。

コノ場合、ＶＴ　＜Ｖ２　でＩｉっＴもＶＴ　＜　０．
９８　Ｖ２であると、紙のたるみ量が大となりよって紙
がロール間に噛み込まれる時の衝撃が大きくなって転写
シート　７上のトナーが飛散し、トナー像の乱れを生じ
ていまう。これに対してＶｌ　＜Ｖ２がっｖ１≧０．９
８Ｖ２であれば、紙のたるみは実質的に光牛ゼず、紙は
ガイド部材の表面に略治った状態でロール間に送り込ま
れるため、噛み込み時の衝撃は紙の先端で吸収され、よ
って１〜ナーの飛散はほとんど生ぜず、トナー像の乱れ
は生じない。

また、本弁明の圧力定着装冒においては、第４図に示す
ように、ロールの接触線が紙の先端に対して微小角θ−
（＝１／２θ〉だけ傾いているため、紙の先端は均一に
ロール間に噛み込まれず、その一端側（Ｂ側）が最初に
噛み込まれる。従って紙のロール間への噛み込み時の衝
撃を紙の先端の一部で受けることになり、トナーの飛散
を最小限にとどめるこができ、よってトナー像の乱れの
ない高品質の画像が得られる。この場合、上記微小角Ｏ
′は、紙の材質、厚さおよび紙の搬送速度等に応じ′Ｃ
設定すればよいが、大きすぎると超しわの原因となり、
一方小さすぎてもその効果がなくなるので、約１／１０
０１以かつ約０１以下の範囲で設定することが好ま（）
い。なお、上記微小角θ−は定着装置の一端を搬送ベル
ト側に傾ｔノることによって調整できる。例えば、第４
図において、Ｏ１を１°０８−とした助、定着装置の従
動側（Ｂ側）（まそのままにして、駆Ｕ）側（Ａ側）を
搬送ベルト側にＯ°２５−傾けた場合、θ−は９−とな
る。

また、第４図において、定着前の転写シー１〜７の進（
ｊ方向（矢印Ｚ）と定＠後の転写シー１〜７の進行方向
（矢印Ｃ）とのなす角度を０２とし、接触線ＱＯに対す
る転写シート　７の入射角度を０３とすると、０２−０
３−　（９０＋　　１／　２Ｃ１＋　）となる。この場
合、ｖ２とｖ丁との差（Ｖ２−ＶＴ−Δ）は、紙の長さ
を］−とすると、下記（１）式のように設定することが
好ましい。

Δ　Ｖ　≧　（Ｌ　−Ω　）　×　劃ａｎｅｌ　　２　
・・・　・・・　（１）これは、紙がロール間に噛み込
まれると紙は引張られるので、紙が拘束されないように
して紙しわを防ぐためである。ただし八Ｖが大きすぎる
と、紙のたるみが大きくなりすぎるので０２は０５′〜
１２０−の範囲に、よりＯｆましくは１０−〜１００′
の範囲に設定づることが好ましい。さらに上記（１）式
において、ΔＶ＞　（１−一Ω）　ｘｔａｎ　Ｏ２（１
）１１４合は、Ｂ側の紙のたるみが大きくなり、紙がガ
イド部材２２の表面に沿ってロール間に噛み込まれなく
なるので、八Ｖ−（１−一Ω）ｘｔａｎｅ２とすること
がＲ適である。例えば、転写シー［・７としてＢ４サイ
ズのＭ　（Ｌ　＝４２０ｒｎｍ　）を用い、Ωを１５０
ｍｍ、０１を１０８′、０３を９１と設定しＩＣ場合、
（［−Ω）　ｘｔａｎ　Ｏ２＝　２．０ｍｍとなる。よ
って、■２が例えば１００ｍｍ　／ｓｅｃの時は■１≦
９８．０ｍｍ／　ｓｅａにそしＴＶ２が例えば２００ｍ
ｍ／　Ｓｅｃの時はＶＴ−１９８，０ｍｍ／　ｓｅｃに
設定すればよい。ここでＶ＋＝９８、Ｏｎ＋ｎ＋／　ｓ
ｅｃの時はＶｌ　／Ｖ２の値は０，９８にそしてＶ　＋
　＝　　１９８．０ｍｌ１ｌ／ｓｅｃの時はＶｌ／Ｖ２
の値は０．９９になる。

次にガイド部材２４の先端と定着ロール１６との間隙ｄ
　１．を紙詰りを防ぐために紙の厚さを［とするとそれ
より大きく設定されるが組は必ずしも一枚だけ搬送され
るとは限らず４〜５枚程度重なって搬送されてくる場合
もあるので、ｄが５【以」−となるようにガイ１：部材
２４の取ｆ寸を調整することが必要である。な＆３転写
紙も多種類あるが、通常その厚さ【は６０〜１１００４
ｚであるので、−Ｆ記ｄは約０．５１以上あれば十分で
ある。また間隙ｄが大きりきると組をロール間に正確に
噛み込まれなくなるので、組の厚さｔの２０倍以下にお
さえることが好ましく、約　１．２ｍｉ以下がより好ま
しい。また上記の間隙ｄはガイド部材２２の長さ全体に
わたって上記範囲に調整するまでｂなく、第３図に示す
如くそ　　　　□の中央付近の長さ（Ｗ）だけ（例えば
ガイド部材の良さがＢサイズの組の幅に対応している時
は１００Ｉｎｆ１前後の長さだけ）、その間隙を調整り
れば、円滑に紙を搬送することができる。

そして上記ガイド部材　２４は、第３図に示されるよう
に多少」ニガに湾曲して形成することにより、ガイド部
材２４上に搬送されてきた組は両側に引張られ、よって
紙しわの防止に有効である。ただしガイド部材２４の最
大そりｆｆ１ｙは、大ぎすぎると紙の搬送に支障をぎた
すので、１．０ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下が
よい。

また上記ガイド部材２４の先端は、第２図および第５図
に示づようにロールの接触線と同じか又は下方に設置す
ると紙しわの防止に有効である。

第２図に示す圧力定着装置において、ロール１６および
１８として外径３４ｍｍφ、長さ２７０ｍｍの鋼製ロー
ルを用い、ロール１７として外径２２ｎ＋ｍφ、長さ２
７０ｍｍの鋼製ロールを用い、ロール１６と１７間の線
圧を２０ｋｇ／　ｃｎ＋に調整し、ロール１７のクロス
角θ１を１°０８′に設定し、θ′を１２−に調整して
市販の複写機（コピア製５Ｃ１２０）に組み込み、次の
条件で定着テスｈを行なった。なお上記ロールはいずれ
も表面に硬質クロムメッキを施している。

まずコピー紙はＡ４サイズとＢ　４サイズで厚さ８０ｒ
ｍの表面を高抵抗処理した転写紙を用い、転写紙上に（
ａ　）全面白、（ｂ）全面熱および（Ｃ）日本電子学会
チャート紙の３種類の画像を形成して各々２３℃、６８
％Ｒ，Ｈ，及び２６℃、８０％Ｒ，Ｈ。

の２種類の環境条件下で定着を行なった。

そしてガイド部材２４の先端とロールの接触線との距離
△ｈ　（第５図参照）は、（イ）　＋　　１．７５ｉｉ
。

（中央部）、→−４，６５ｍｍ　（両端部）、（ロ）−
０、ＩＯａｍ　　（中央部）　、　−０，２０ｍｍ　　
（両端部）　Ｊ＞よび（ハ）−１，Ｏ■（中央部）　、
　−１，０＋ａｍ（中央部）、−４，１ａ＋ｍ（両端部
）の種類にそれぞれ調整した。

上記の各条件にてそれぞれ２００枚の定着テス［−を行
ない、紀しわの発生率を求めたところ第１表に承り結果
が１ｑられた。ただしこの場合の粗しわは画像面から目
視で判別しうるしわの他に画像裏面から判別できる微小
しわも含めている。

表１１紙しわ発生率（％） （注）２３℃、６８％Ｒ，Ｈ，での紙しわは全て微小し
わであり、一方２６°Ｃ１８０％Ｒ，Ｈ，での紙しわは
画像面において判別できる紙しわであった。

上表の結果から明らかなように、ガイド部材の先端をロ
ールの接触線より上方に設置するよりも下方に設置する
方が紙しわの発生を少なくでき、特に高温の環境条件下
ではガイド部材の先端をロールの接触線より上方に設置
するよりも下方に設置した方が紙しわの発生を大幅に減
少できる。

〔効　宋〕

以上に記述の如く、本発明の圧力定着装置によれば、甲
に支持体をたるませた状態でロール間に噛み込ませるの
ではなく、組が少なくとも引張力が作用しないように構
成され、しかも支持体の噛み込み時の衝撃を和らげる構
成となっているので、紙しわゃｉ〜ルナ−飛散のない高
品質の定着画像を丙ることができる。

〔応用例） 上記の実施例では、３本のロールを備えた圧力定着装置
を例にして説明したが、本発明は、これに限らず２本の
ロールを有する圧力定着装置にも適用て゛きることはも
らろんである。さらに本発明は、転写■稈を含むいわゆ
るＰＰＣ方式に限らず、現像後直接定者するいわゆるＣ
ＰＣ方式にも適用できることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は転写型電子複写機の一例を示す概略断面図、第
２図は杢発明の圧力定着装置の一実施例を示す断面図、
第３図は第２図のＡ−Ａ拡大矢視図、第４図は第２図の
平面図、第５図は第２図のＥ部拡大図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともｎいに圧接して配置せしめた一対の定着
   ロールを有し、該定着ロールの軸線を微小角だけクロス
   させ、前記定着ロール間にトナー像を保持した支持体を
   搬送せしめるとともに、前記支持体の進行方法からみて
   前記定着ロールの前方に前記定着ロールの表面にその先
   端が対向づるガイド部材を設置してなる圧力定着装置に
   おいて、前記定着ロールの周速を前記支持体の搬送速度
   と実質的に等しく設定し、前記定着ロールの長さの少な
   くとも中央付近の長さだけ前記ガイド部材の先端と前記
   定着ロールとの間隙が前記支持体の定着前の厚さの約５
   ないし２０倍となるように前記ガイド部材を設置すると
   共に前記ガイド部材の先端を前記定着ロールの接触部ｉ
   同じ又は低い位置に設定したことを特徴とする圧力定着
   装置。 ２、ガイド部材をその長さ方向に沿って上方に湾曲せし
   めたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の１力
   走石装置。