JPH02210480A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機や画像記録装置等のように、用紙
にトチ−画像を定着させるだめの定着装置に関し、特に
、加熱［１−ラに対して加圧ベルト装置による抑圧機構
を備えた装置に関する。

（従来の技術〉 電子複写機や画像記録装置等のように、乾式トナーを用
いる画像形成装置においては、感光体ドラム等の画像担
持体に形成されたトナー画像を用紙に転写し、その未定
着トナー画像を相持する用紙を定着装置に向けて搬送し
、該定着装置において、熱や圧力を加えることによって
ドブ−を溶融して定着を行い、記録紙としで完成するよ
うな手段が用いられる。

前述したような定着装置としては、加熱作用のみを行う
オーブン式定着装置や、圧力ローラの間に用紙を通して
、その圧力によって定着を行うようにする圧力定着装置
等が用いられる場合もあるが、一般に加熱ローラ方式の
装置が用いられていることが多い。

前述した加熱ローラ方式の定着装置は、発熱体を内部に
設けた加熱ローラと、該加熱ローラに対して用紙を押圧
する加圧ローラとを対向させて配置し、両ローラの間に
用紙をニップすることににっで、熱と圧力とを加えて定
着を行う形式の装置である。

前記加熱ローラ方式の定着装置としては、例えば、特開
昭６１−２０９４７２号公報等に示されるようなものが
ある。この従来例の定着装置においては、加熱ローラと
加圧ローラとの間のニップ形状を一定に維持させるよう
にするために、加圧Ｌ１−ラの表面を覆うゴムの材質を
選択しているもので、両ｌ］−ラの間のニップ部分にお
ける温痕分イ１１を一定にするとともに、定着装置の立
上がりの時間を短縮させ得るようにすることを目的とし
ているものである。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したような加熱ローラ方式の定着装置は、熱効率と
安全性等の点で、非常に優れた方式のものであるが、用
紙を両ローラの間に通して加熱と加圧とを行う際に、用
紙にしわや画像のズレ等が発生するという問題がある。

ずなわち、加圧ローラをゴムローラで、加熱ローラを剛
性の大きな金属材料で構成した定着装置においては、両
ローラの間の用紙をニップする際に生じる用紙のｌＪ力
方向速度分布は、中央部分に対して、その両側端部では
略０．１〜０．２％増速されるようにされることが望ま
しい。そして、前述した速度分布を得るためには、加圧
ローラのプロファイルを厳密に管理する必要があるが、
該ローラの軸方向（用紙の巾方向）に温度ムラが発生す
ると、前記プロファイルが容易に変化してしまうという
問題がある。

特に、Ａ２サイズ以上の巾の広い用紙に対しては、その
ニップ形状がその用紙の巾り向に変化する度合が大きく
なるという問題があるために、用紙の中方向に対して、
搬送速度を前述したような範囲以内に収めるようにする
ことが要求される。

しかしながら、上記したような従来の装置においては、
ローラの表面温度の制御を正確に行うことが困難であり
、それによって、「ＩＪの広い用紙に対しては、しわが
発生ずることや、画像のズレ等が発生することは避けら
れないという問題がある。

すなわち、一般の加熱ローラ方式の定着装置においては
、加熱ローラと加圧ローラとによるニップ部分に大きな
速度差がある場合、例えば、理想的なニップ形状に比較
して、用紙の中央部分の速度が遅く、両側部分の速度が
速いものとなる場合には、その速度差が累積されると、
用紙の中央部分を上側に曲げるような作用として現れ、
その用紙の中央部分が加熱ローラに接する程大きく湾曲
される場合がある。

そして、用紙の中央部分に担持された未定着トナー画像
が、加熱ローラに接して転写され、その加熱ローラから
用紙の別の部分にトナーが転写されたりして、画像のズ
レが発生する等の問題が生じる。他方、前記ニップ部分
での速度差が非常に小さい場合には、用紙にしわが発生
しやすい等の問題がある。

これに加えて、大サイズの用紙を用いて記録紙を作成す
ることが出来るような大型の画像形成装置において、定
着装置のローラは長いものが使用されているものであり
、小サイズの用紙を連続して定着すると、その特に加圧
ローラの一部のみが、温度の低い状態となり、他の部分
は温度が高い状態のままで維持される。

そして、その後で、大サイズの用紙を定着しようとする
と、両日−ラの間のニップ形状が理想的な速度分布に対
して大きく変化することになり、用紙の両側部分の速度
と、中央部分での速度とが大きくズレを生じること等に
よって、用紙に発生するしわ等が、特に強く現れるとい
う傾向があり、その対策に苦慮することが多い。

そして、前述した用紙の巾方向での速度差の影響は、特
に大サイズの用紙を用いて記録紙を作成するような大型
の画像形成装置の場合には、前述したような画像のズレ
や用紙のしわ等が顕著に規れることになる。したがって
、両日−ラの間のツブ部分で、中央部分と両側部分での
速度差を正確に設定することが要求されていても、−殻
内な加圧し１−ラ方式の装置の場合には、前記プロファ
イルの管理が非常に困難である等の問題がある。

（発明の目的） 本発明は、上記したような従来より用いられている装置
の欠点を解消するもので、加圧ローラに代えで、加圧ベ
ルト装置と加圧プレートとを組合せた押圧手段を用い、
用紙の中方向の速度分布を一定に維持させ得るようにす
る装置を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明の定
着装置は、トナー画像を担持する用紙に対して加熱と加
圧とを行い、トナーを溶融させて用紙に定着するように
構成してなる加熱ローラ方式の定着装置に関する。

本発明の定着装置において、前記加熱ローラに対して用
紙を押圧するための手段として、加圧ベルト装置と、該
加圧ベルト装置を裏面から押圧するための加圧プレート
を設けるとともに、前記加圧ベルト装置の蛇行を検知す
るベルト縁部検知センサーと、そのベルトの蛇行の調整
を行うための蛇行修正手段を設け、前記加圧ローラと加
圧ベルト装置との間を通す用紙に対して加熱と加圧とを
行い得るように構成している。

また、本発明の定着装置に用いられる加圧ベルト装置は
、侵入ローラと駆動ローラにより案内と駆動が行われ、
テンションローラによって一定の張力を加えるとともに
、ベルトの蛇行を修正する手段として蛇行修正ローラを
設け、該蛇行修正［」−ラの両側に配置した駆動機構に
よって、それぞれの蛇行修正ローラの端部が、侵入ロー
ラとテンションｌ」−ラとの軸芯を焦点として、楕円形
状の軌跡を描いて揺動され得るように構成されている。

さらに、前記加圧ベルト装置としては、ガラスクロスで
形成した無端状のベルト部材に対して、フッ素樹脂コー
ティングを施して作成したものを用いることが出来、該
加圧ベルト装置を用いることによって、加圧ローラとし
てゴムローラを用いた場合よりも、ベルトの熱膨脹係数
が小さく設定することが出来、ローラの軸方向に速度ム
ラが発生しても、その速度分布をほぼ設定値の範囲内に
保つことが出来る。

したがって、本発明の定着装置においては、該加圧ベル
ト装置と加熱ローラとの間に用紙を挟持しながら搬送し
、加圧プレートにより抑圧して定着を行う際に、用紙を
加圧プレートにより正確に押圧することが出来る。

また、本発明の加圧ベルト装置は、大サイズの用紙に対
しても、その巾方向のニップ形状が変化したりすること
がなく、全体に均一に加圧作用を発揮出来るものである
から、用紙にしわ等が発生したりすることを防止するこ
とが出来る。

（実施例） 図示された例に従って、本発明の定着装置の構成を説明
する。

第１図に示されるように、本発明の定着装置１は、内部
に発熱ランプ３を収容した加熱ローラ２と、該加熱ロー
ラ２に対して用紙を押圧するための加圧ベルト装＠１０
１および、該加圧ベルト装置の裏面から押圧作用を行う
ための加圧プレート１３とから構成されている。

本発明の定着装置１は、その上流側に搬送ベルト装置５
ど、ガイド板６とを配置し、下流側には排出ローラ８を
配置しており、それ等の搬送手段によって、トナー画像
を担持する用紙を定着装置１に導入し、定着後の用紙を
排出側に送り出４ことが出来るようにされる。

また、加熱ローラ２に対して温度センサー４を設けて、
該ローラの温度の調整を行うこと、ａ３よび排出側に剥
離爪７を配置して、定着後の用紙を加熱ローラから剥離
する等の手段を用いるが、それ等の各機構は、一般の定
着装置の場合と同様に構成されることが出来る。

前述したような構成の定着装置１において、加圧ベルト
装置１０を構成する加圧ベルト１１は、ガラスクロスに
フッ素樹脂をコーティングし、無端状のベルト部材とし
て構成されたものであり、そのガラスクロスの伸び率が
非常に小さいものであることから、加熱ローラからの熱
による彰饗が大きく発生することがないようにされる。

前述した本発明の加圧ベルト１１は、その熱膨張率が非
常に小さい材料ひ構成しているものであり、ガラスクロ
スを主体とした材料を用いてい場合には、通常のゴムロ
ーラに比較して、熱膨張率が約１／２０程度であるから
、加熱ローラによって加圧ベルトが熱せられることによ
って、ニップ形状が変化する度合を少なくすることが出
来る。

また、前記ガラスクロスに対してフッ素樹脂をコーティ
ングしているために、加熱ローラに対して用紙を押圧し
て定着の動作を行う際に、その加圧ベルト装置の裏面か
ら加圧プレートにより押圧力を加えるとともに、該加圧
プレートに加圧ベルトを摺動させても、両者の摺動部分
に特に大きな摺動抵抗が発生したりすることがない。

本発明の加圧ベルト装置１０は、図示されるように、侵
入ローラ１５、駆動ローラ１６、テンションローラ１７
および蛇行修正ローラ２０に巻き掛Ｇノられて、そのベ
ルトの駆動と、張力の設定、ｄ３よび、蛇行防止が行わ
れるようになっている。

また、前記加圧ベルト装置１０が用紙に接する部分の上
流部分には、ベルトの蛇行を検知するために、その加圧
ベルト１１の両側に対してベルト縁部検知センザー１２
を配置しており、そのベルトの両側にそれぞれ配置した
ベルト縁部検知センザー１２を用いて、定着の動作を行
っている間に、加圧ベルト１１が蛇行したりすることを
検知し、その修正の動作を行うことが出来るようにされ
る、。

前述した本発明の各ローラ部材のうち、駆動ローラ１６
と侵入ローラ１５とは、従来一般のベルト駆動機構の場
合と同様な機構を用いることが可能であり、テンション
ローラ１７も、スプリング１８を用いて、加圧ベルト１
１に対して一定の張力を付与することが出来る。

これに対して、蛇行修正ローラ２０は、加圧ベルト１１
の巾方向に長いローラを配置し、そのローラ軸の両端部
に蛇行修正手段を配置したもので構成している。この蛇
行修正手段は、図示されるように、ソレノイド２５とリ
ンク２２とから構成され、リンク２２を支点２３を中心
にして揺動可能に設（プ、その基部にはソレノイド２５
を、他端部には蛇行修正し１−ラ２０の軸２１を接続し
ている。

また、前述した蛇行修正手段は、ｈロ圧ベルト装置の両
側に設けられ、各々に対応して配置されるベルト縁部検
知センザー１２からの信号によってソレノイド２５が作
動され、加圧ベルト１１のハ寄りに応じて蛇行修正ロー
ラ２ｏを揺動させて、ベルトの位置の修正を行うように
する。

本発明の蛇行修正手段において、蛇行修正ロラ２０の揺
動される軌跡Ｒは、侵入ローラ１５の軸芯と、テンショ
ンローラ１７の軸芯とを焦点とする楕円を描ぎ、その楕
円形の円弧にしたがって該蛇行修正ローラを揺動させる
ように、該ローラの案内機構を構成するものである。

そして、前述したように、支点２３を介して揺動される
リンク２２を、その端部の蛇行修正ローラの軸を保持す
る部分が描く軌跡を、前述したように、楕円の円弧に近
似して形成することによって、ソレノイド２５により蛇
行修正ローラを揺動さゼる際に、そのベルトから受ける
抵抗を非常に小さくすることが出来る。

前記加圧ベルト装置を加熱ローラ２に対して抑圧するた
めの加圧プレート１３は、ステンレス板等のように、弾
力性の大きな板部材を用いるもので、第２図に示される
ように、その加圧ローラに対応する先端部分に所定の間
隔でスリッｈ　１３　ｂを多数設け、板部材の単位体１
３ａ・・・・・・が、ベルトを介して用紙を加圧ローラ
２に向げて押圧ザるようにしている。

また、前記加圧プレート１３の基部は、図示を省略した
定着装置のフレームに支持させる等の手段を用いること
が可能であり、その加圧プレートの基部を強固なものと
して形成することによって、各単位体１３ａを介して、
加熱ローラに対して用紙を押圧する際に、その押圧力を
均等に設定することが出来る。

前述した本発明の蛇行修正手段においては、第３図の回
路図に示されるように、けンザー１２．１２ａからのベ
ルト縁部分の検知情報によって、ソレノイド２５．２５
ａが作動されるように、そのソレノイドの駆動回路が構
成され、ベルト縁部検知センサーの検知情報とリレーと
を組合せて、ソレノイドの駆動を行うようにしている。

また、第３図に示される回路に４３いては、前述しＩこ
センザーとソレノイドの駆動回路が、リレーに１、ｋ２
等と組み合わされて、制御回路を構成している。

前記回路においては、２つのベルト縁部検知セン勺−の
うち、いずれかが加圧ベルト１１の側部を検知すると同
時にリレーがその信号を保持するので、その反対の側に
設けたセンサーがベルトの蛇行を検知するまで、ベルト
を他方に寄せるような動作を行うものとなる。そして、
他の側のセンサーがベルトの片寄りを検知すると、前記
保持回路がオフにされ、他の側のセンサーによるソレノ
イドの動作と、リレーによる信号の保持の動作が継続さ
れるものとなる。

したがって、画像記録装置が＝己録紙の作成の動作を行
っている間は、その定着装置の加圧ベルト装置は、常時
蛇行の修正の動作を行いながら、用紙を加熱ローラと加
圧ベルト装置との間に案内し、該加圧ベルト装置の蛇行
を修正しながら、その用紙の中方向に移動速度が変化し
たりすることを防止し、定着の作用を行うようにする。

なお、本発明の定着装置において、加圧ベルト装置は加
圧プレートに摺動されるものであるから、ガラスクロス
等のような摺動作用に対して耐久性の大きな部材を用い
るが、この加圧ベル１〜装置としては、必゛ずしもガラ
スクロスを用いることに限定されるものではなく、その
他に、カラスクロスと同様な性質を持つ＋Ａ斜で構成し
たものを用いることが可能である。

さらに、該加圧ベルト装置は、加熱ローラに」；って常
時加熱作用を受けるものであり、加圧プレートによって
大きな加圧力を受けた状態で使用されるものであるから
、フッ素樹脂をコーティングしているが、その摺動性を
向上さぜ得るようにするための手段どしても、任意の材
料でコーディングすることが可能である。

また、本発明の加圧ベルトの蛇行を検知するためのセン
→ノーとしては、マイクロスイッチＩａＭ？ｉや、フォ
トセンサー等の任意の検知手段を用いることが可能であ
る。そして、本発明の定着装置は、般の大サイズの用紙
を用いてコピー雪を作成する電子複写機等の他に、レー
ザプリンターや、その仙の画像記録装置に適用すること
が可能である。

（発明の効果） 本発明の装置は、上記したような構成を有するものであ
るから、巾の広い大サイズの用紙を対象とする宇部装置
において、加圧ローラに対して、用紙を均一な押圧力で
押圧することが出来、画像の定着の動作を良好な状態で
行うことが出来る。

また、本発明の定着装置においては、該加圧ベルト装置
と加熱ローラとの間に用紙を挟持しながら搬送し、加圧
プレートにより押圧して定着を行う際に、用紙を加圧プ
レートにより正確に押圧することが出来る。

さらに、本発明の加圧ベル１へ装置は、大サイズの用紙
に対しても、その巾方向のニップ形状が変化し１＝すす
ることがなく、用紙の１］方向の速度分布を一定に保つ
ことが出来るので、端部を引張り過ぎることによる画像
のズレや、端部の速度がおそ過ぎることによるしわの発
生等を防止することが可能になる。。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定着装置の構成を示す側面図、第２図
は本発明の加圧プレートと加圧ベルト装置との関係を示
す説明図であり、第３図は本発明の制御手段の構成を示
す回路図である。 図中の符号 １・・・・・・定着装置、２・・・・・・加熱ローラ、
１０・・・・・・加圧ベルト装置、１１・・・・・・加
圧ベルト、１２・・・・・・ベルト縁部検知センサー　
１３・・・・・・加圧プレート、１５・・・・・・侵入
ローラ、１６・・・・・・駆動ローラ、１７・・・・・
・テンションローラ、２０・・・・・・蛇行修正ローラ
、２２・・・・・・リンク、２５・・・・・・ソレノイ
ド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー画像を担持する用紙に対して加熱と加圧と
   を行い、トナーを溶融させて用紙に定着するように構成
   してなる加熱ローラ方式の定着装置において、 前記加熱ローラに対して用紙を押圧するための手段とし
   て、加圧ベルト装置と、該加圧ベルト装置を裏面から押
   圧するための加圧プレートを設け、該ベルトとプレート
   とは、加熱ローラの長さに対応させて構成するとともに
   、 前記加圧ベルト装置の蛇行を検知するベルト縁部検知セ
   ンサーと、そのベルトの蛇行の調整を行うための蛇行修
   正手段を設け、 前記加圧ローラと加圧ベルト装置との間を通す用紙に対
   して加熱と加圧とを行い得るように構成したことを特徴
   とする定着装置。
2. （２）前記加圧ベルト装置は、侵入ローラと駆動ローラ
   により案内と駆動が行われ、テンションローラによって
   一定の張力を加えるとともに、ベルトの蛇行を修正する
   手段として蛇行修正ローラを設け、該蛇行修正ローラの
   両側に配置した駆動機構によって、蛇行修正ローラの両
   端部が、それぞれ侵入ローラとテンションローラとを焦
   点とする楕円形状の軌跡を描いて揺動され得るように構
   成される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。