JPS60159874A

JPS60159874A - 定着装置

Info

Publication number: JPS60159874A
Application number: JP1652484A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kigoshi; 康司木越; Sankichi Shinoda; 三吉信太
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1985-08-21

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】産業上の利用分野本発明は、トナー像の形成された複写紙を加熱ロールに
圧接させて搬送することによ、Ｉｈトナー像その複写紙
に定着させるようにした複写機等に使用する定着装置に
関するものである。

従来例の構成とその問題点最近、複写機の小型化、軽量化が要請されてお　１す、
それ′に伴って、複写機の一装置である定着装置に対し
ても同様の要請がなされている。従来、複写機の定着装
置には、赤外線で定着させるラジアント方式、発熱体に
よるオープン方式等の定着装置が用いられてきた。しか
し、前記定着方式では装置が大型化するので、最近では
熱ロール方式の定着装置が最もよく用いられている。第
１図にこの熱ロール方式の定着装置の断面図を示した。

第１図において、１は加熱ロール、２は加圧ロールであ
る。加熱ロール１はアルミニウム等の熱伝導性の良い金
属の中空ロール３０表面に耐熱性及び離型性のあるポリ
四弗化エチレン樹脂等の被覆４が成され、中空ロール３
の内部にハロゲンランプ等のヒーター６が配置されて構
成されている。

一方、加圧ロール２は芯金ロール６にシリコーンゴム等
の耐熱性のある厚い弾性層７が被覆されて構成されてい
る。この弾性層７０弾性変形によってロール１，２の圧
接部にロールの回転方向に関して幅ｌＲ（以下、ニップ
幅とする）・を持たせている。前記熱ロール方式による
定着方法は、加熱ロールの内部に配置されているヒータ
ー６からの輻射熱によって中空ロール３の内周面が加熱
され、さらに中空ロール３の外周面の被覆層４が中空ロ
ール３の熱伝導によって加熱され、前記加熱ロール１に
対向して圧接配置された加圧ロール２０間にトナー像Ｔ
の形成された複写紙Ｐを通過させることによって、複写
紙上に形成されたトナー像を定着させるものである。前
記定着方式で、ロール径を小さくして定着装置の小型化
、軽量化を実現しようとする場合、定着不良あるいは紙
しわの発生というのような問題点が起こる。

なぜなら、前記定着方式では複写紙へのトナーの定着性
は、二・ンブ幅と、加熱ロールと加圧ロールとの圧接力
と、複写紙が加熱ロールと加圧ロールとの間を通過する
時間と、加熱ロールの表面温度によって決まるからであ
る。つまり、定着性を上げるには、ニップ幅を大きくす
ること、加熱ロールと加圧ロールとの圧接力を大きくす
ること、複写紙が加熱ロールと加圧ロールとの間を通過
する時間を長くすること、加熱ロールの表面温度を高く
することである。前述のような理由で、小型化のために
単にロール径を小さくすると、ニップ幅も小さくなり定
着不良を起こしてしまう。また、ニップ幅の不足を補う
ために加熱ロールと加圧ロールとの圧接力を犬きくする
と、加圧ロールの径に対するニップ幅部分の弾性体の変
形による応力が相当大きくなるため、ロール間に複写紙
に弾性体の変形による応力が加わり、紙しわが発生して
しまう。また、ロール径が小さくすると、芯材のロール
の径も小さくなり、加熱ロールと加圧ロールとの圧接力
が大きくなり過ぎると、芯材の機械的強度の不良によっ
て加圧ロールがたわみ、定着不良や紙しわ発生の原因と
なる。また、複写紙が加熱ロールと加圧ロールとの間を
通過する時間を長くしようとすれば、複写機の高速、化
が図れなくなる。また、加熱ロールの表面温度は、使用
されるトナーによって決まり必要以上には高くできない
。

前記のような熱ロールを用いたロール対方式の定着装置
の問題点を除去するものとして、第２図に示すような定
着装置が提案されている。第２図に示す定着装置は、２
本の支持ロール８，９に回動可能に支持されたシリコー
ンゴム等で構成されたエンドレスベルト１０（！：、エ
ンドレスベルト１０に圧接する加熱ロール１１を備えて
おり、加熱ロール１１とエンドレスベルト１０との間に
トナー像Ｔの形成された複写紙Ｐが通過し、加熱ロール
１１とエンドレスベルト１ｏとの圧接部のニップ幅ｌＢ
によって複写紙Ｐ上のトナー像Ｔが定着されるものであ
る。前記定着装置の加熱ロール１１としては、例えば、
アルミニウム等の熱伝導性の良い金属の中空ロール１２
０表面に耐熱性及び離型性のあるポリ四弗化エチレン樹
脂等の被覆１３が成され、中空ロール１２の内部にハロ
ゲンランプ等のヒータ１４が配置されて構成されている
ロールを利用できる。

前記のような構成にすることにより、エンドレスベルト
と加熱ロールとの圧接部のニップ幅が、従来のロール対
による定着装置のニップ幅よりも大きくとることができ
るので、定着性の向上が実現でき、しかも、定着性の向
上によりロール径を小さくすることができ、従来のロー
ル対による定着装置よりも装置を小型にできる。

しかし、前記のようなベルトを用いた定着装置では、加
熱ロールが加熱状態で加熱ロールとベルトを圧接したま
ま放置しておくと、ベルトが薄いためベルトのゴムが変
形し、その変形が定着時に影響を与え、定着むら、定着
不良を起こす原因となる。また、ベルトの走行の際、そ
の送り方向に直角な方向、すなわちベルトの支持ロール
の軸の方向にベルトのずれ、すなわち蛇行が生ずる。そ
のため、ベルトが支持ロールの端部よりもはみ出して、
ベルトの緑を損傷し、紙しゎの発生や定着不良の原因と
なる。

ここで、ベルトを支持するロールと加熱ロールが完全な
円筒形で、かつ、平行な位置関係にあり、ベルトの寸法
精度がしつかりしておれば前述のようなことは生じない
であろうが、実際には、このような加工精度を達成する
ことは難しく蛇行が生ずることになる。このようなベル
トの蛇行をおさえるために、例えばベルトの支持ロール
軸方向の変位に対する感知部材を設け、ベルトが蛇行し
てきた場合に、この感知部材により感知してベルトの支
持ロールを傾斜させ、ベルトをもとの立置に戻してベル
トの支持ロール軸方向の変位を制御するということが考
えられている。また、ベルトの支持ロールにクラウンを
つけるなどが考えられている。しかし、いずれも機構が
複雑であったり、かえって定着不良を起こす原因となる
。

発明の目的本発明は上述のような従来の問題点を除去するもので、
複写紙上に形成されたトナー像を安定な像に定着するこ
とができる定着装置を提供しょうとするものである。

発明の構成本発明の定着装置は、複数個の支持ロールにより回動可
能に支持されたエンドレスベルトト、前記エンドレスベ
ルトに圧接する加熱ロールと、前記支持ロール間の軸間
距離を縮める変位手段とを備え、前記変位手段を一定の
複写プロセスに同期させて動作させるように構成したも
のであり、これにより一定の複写プロセスごとに加熱ロ
ールとエンドレスベルトが離れて支持ロール間の軸間距
離が縮まるため、長時間のベルトの変形による定着むら
、ベルトの支持ロール軸方向への蛇行を修正することが
でき、複写紙上のトナー像を安定な像に定着することが
できる。

実施例の説明以下、本発明の構成と作用を実施例に基いて説明する。

第３図は本発明の一実施例に係る定着装置の斜視図で、
第４図、第６図は同実施例の動作状態を示す断面図、第
６図はエンドレスベルト′と破持ロールとの状態を示し
た断面図である。、第３゛図において、１６は加熱ロー
ル、１６．１７は支持ロール、１８はエンドレスベルト
である。加熱ロール１ｓＲ、アルミニウムの中空ロール
１９０表面に耐熱性及び離型性のあるポリ四弗化エチレ
ン樹脂の被覆２０がなされ、中空ロール１９の内部には
ハロゲンランプのヒータ２１＋が配置されて構成されて
いる。エンドレスベルト１８はガラス繊維から織られた
筒にシリコーンゴムを被覆して構成されている。支持ロ
ール１６．１７は芯金ロール２２にシリコーンゴムの弾
性層２３が被覆されて構成されており、支持ロール１６
，１７の端部には各々軸１６ａ、１７ａと第６図に示す
ようなベルト脱落止め１６ｂ、１７ｂが芯金ロール２２
の一部として設けられている。

さらに、支持ロール１６の両端の軸１６ａは連結板２４
．２５によって回転自在に支持されている。また、軸１
６ａには加熱ロール１５とエンドレスベルト１８を圧接
するためのばねＳの端部が取り付けられており、もう一
方は定着装置の外枠（図示せず）に取り付けられている
。さらに、連結板２４，２５には連結板２４．２５の長
さ方向の中央部に軸２６が固設されており、′軸２６の
端部２６ａは定着装置の外枠（図示せず）に回転自在に
支持されている。

さらに、連結板２４．２５の端部２４ａ、２５ａに突起
２７ａ、２８ａの設けられたカム２７．２８が当接して
いる。さらに、このカム２７．２８には回転自在な軸２
９が固設されており、この軸２９の端部２９ａは定着装
置の外枠（図示せず）に回転自在に支持されている。ま
た、この軸２９は本体側のモータ（図示せず）からの駆
動を伝達するギヤ列等の駆動系（図示せず）と連結して
いる。

以上のように構成された本実施例の定着装置について以
下その動作を説明する。第４図、第５図に示すように、
加熱ロール１６内のヒータ２１によって加熱ロール１５
の表面がトナーを複写紙に熱定着可能な温度（通常１６
０〜２００℃程度）に加熱され、支持ロール１６．１７
に回動可能に支持されたエンドレスベルト１８と、この
エンドレスベルト１８にばねＳによって圧接する加熱口
−ル１６との間をトナー像Ｔが形成された複写紙Ｐが通
過し、トナー像Ｔが複写紙ＰＫ”定着する。

このとき、カム２７．２８は１回の複写プロセス（露光
・現像・転写・定着）のコピー動作に同期してＲ方向に
回転している。すなわち、定着時には、カム２７．２８
の突起２７ａ　、２８ａが第４図に示すように連結板２
４．２５の端部２４ａ。

２５ａに当接せず、定着終了後、カム２７．２８の突起
２７ａ、２８ａが第５図に示すように連結板２４．２５
の端部に当接し、ばねＳが伸び支持ロール１６が下方に
下がり、エンドレスベルト１８が加熱ロール１５から離
れて支持ロール１６．１７の軸間距離が縮まり、エンド
レスベルト１８の張りが弛められる。加熱ロール１６が
加熱状態でエンドレスベルト１８に圧接し゛たままに放
置されているとベルトのゴムが変形し、その変形が定着
むらや定着不良を起こす原因となる。

また、第６図に示すように支持ロール１６．１７の軸方
向に蛇行力Ｆが生じているため、コピー動作を何回も繰
り返すと、ついにはエンドレスベルト１８が支持ロール
１６の端部よりはみ出して、エンドレスベルト１８の縁
を傷め、紙しわの発生。

定着不良の原因ともなる。しかし、本実施例では、１回
の複写プロセスのコピー動作ごとにエンドレスベルトが
加熱ロールから離れて支持ロール間の軸間距離が縮まる
ので、熱によるゴムの変形がおさえられ、ベルトが蛇行
しても１回のコピー動作では、その蛇行量は小さいので
ベルトを弛めるとベルト脱落止めにベルトの端面が当た
り、ベルトがフリーになっているので、ベルトが中央部
に押されもとに戻る。

次に本実施例の実験データを示す。加熱ロールには、外
径３０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ３００ｍｍのアルミ
ニウム管の表面にポリ四弗化エチレン樹脂を８０μｍ被
覆しだものを用い、支持ロールには芯金ロールにステン
レス鋼を用いベルト支持部分の芯金ロールの径が１６ｍ
ｍであり、その上に３ｍｍ厚のシリコーンゴムの被覆を
し、かつ、芯金ロールのベルト脱落止めの径が２５ｍｍ
にしたものを用勺、エンドレスベルトには、ガラス繊維
から織られた筒にシリコーンゴムを被覆して厚み１．５
ｍ１１１にしたものを用いて、以下述べるような実験を
行った。加熱ロールの表面温度を１８０’ｌ：に保ち、
定着装置への複写紙の送り速度を１４０　ｍｍ／　ｓｅ
ａにし、複写紙の中央部に４０ｍｍ角のベタ黒画像の作
られ九Ａ４サイズの複写紙を約５０９０枚定着装置へ通
して定着性及びベルトの走行状態を見た。

このとき、ロール長幅に１ｋｇ；／Ｇ［Ｆの圧力がかか
るようにした。その結果、約６０００枚の複写紙を通し
ても定着むらの画像は見られず、良好な定着性の画像が
得られた。また、エンドレスベルトの蛇行による支持ロ
ールからの脱落あるいはベルトの損傷は起こらなかった
。

以上のように本実施例によれば、１回の複写プロセスの
コピー動作ごとにエンドレスベルトを加熱ロールから離
して支持ロール間の軸間距離を縮めることによって、熱
によるゴムの変形がおさえられ、ベルトが蛇行しても１
回のコピー動作ではその蛇行量は小さいので、ベルトを
弛めるだけでづルトをもとに戻すことができ、定着むら
のない良好な定着性の画像を得ることができる。なお、
実施例では加熱ロールの中空ロールとしてアルばニウム
管を用いたが、とれはアルミニウム管に限定されるもの
ではなく、充分な機械的強度を持つ金属であれば実施例
と同様の効果が得られる。また、実施例では加熱ロール
の表面の被覆層にポリ四弗化エチレン樹脂を用いたが、
これはシリコーンワニスでも実施例と同様の効果が得ら
れる。また、実施例では１回の複写プロセスのコピー動
作に同期させて加熱ロールとベルトの離接を行っている
が、これは２，３回の複写プロセスのコピー動作に同期
させて加熱ロールとベルトの離接を行ってもベルトの蛇
行が修正可能なため、前述の実施例と同様の効果が得ら
れる。

発明の効果以上の説明から明らかなように、本発明は複数個の支持
ロールにより回動可能に支持されたエンドレスベルトと
、前記エンドレスベルトに圧接する加熱ロールと、前記
支持ロール間の軸間距離をｉやる変位手段とを備え、前
記変位手段を一定の複写プロセスに同期させて動作させ
るように構成してｂるので、一定の複写プロセスごとに
加熱ロールとエンドレスベルトが離れて支持ロール間の
軸間距離が縮まるため、長時間のベルトの変形による定
着むらやベルトの支持ロール軸方向への蛇行を修正する
ことができ、複写紙上のトナー像を安定な像に定着する
こをかできる。

さらに、支持ロール間の軸間距離を縮める変位手段をカ
ムによって駆動されるように構成することにより簡単な
機構で加熱ロールとベルトの離接を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定着装置の断面図、第２図は従来例の改
良案として提案されている定着装置の断面図、第３図は
本発明の一実施例に係る定着装置施例におけるエンドレ
スベルトと支持ロールとの状態を示した断面図である。、？大６・・・・・・加熱ロール、１６．１７・・・・
・・支持ロール、１８・・・・・・エンドレスベルト、
１９・旧・・中空ロール、２ｏ・・・・・・トナーオフ
セット防止層、２１・・・・・・ヒーター、２２・・・
・・・芯金ロール、２３・・川・耐熱弾性層、１６　ａ
　、　１７　ａ−・−ｏ−ル軸、１６ｂ。１７ｂ・・・・・・ベルト脱落止め、２４　、２５・・
・・・・連結板、２４ａ　、２５ａ・・・・・・連結板
端部、２６・川・・軸、２６ａ・・・・・・軸端部、２
７．２８・川・・カム、２７ａ。２８ａ・・・・・・突起、２９・・・・・・軸、２９ａ
・・・・・・軸端部、Ｓ・・・・・・ばね、Ｔ・・・・
・・トナー、Ｐ・・・・・・複写紙。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
ｒＩＡ第２図第３１１１Ｉ第４１Ｉｌ第５図第６１！１１６ｂ、ｌ’／ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数個の支持ロールによシ回動可能に支持された
エンドレスベルトト、前記エン下レスベルトに圧接する
加熱ロールと、前記支持ロール間の軸間距離を縮める変
位手段とを備え、前記変位手段を一定の複写プロセスに
同期させて動作させるように構成したことを特徴とする
定着装置。
（２）変位手段を１回の複写プロセスに同期させて動作
させるようにしたことを特徴とする特許請−求の範囲第
（１）項記載の定着装置。
（３）変位手段をカムによって駆動するように構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の定着
装置。
（４）支持ロールが２本からなる特許請求の範囲第（１
）項記載の定着装置。