JPH0330868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕 本発明はトナー像を保持した支持体を一対の定
着ロール間に通過せしめて圧力のみによつて定着
を行なう圧力定着装置に関する。 〔先行技術〕 乾式電子写真複写機、プリンター、フアクシミ
リー等においては、現像後もしくは転写後の紙等
の支持体上に保持されたト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−
48315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、圧接された一
対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
るように上記ロー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
にわたつ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
しわが発生しやすい。特に支持体上のトナーの付
着量が軸方向にわたつ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
て普通紙等の転写紙を使用する場合、高湿時に
は、紙が吸湿して波打つ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−
6911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、定着ロール間に挿入する前
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、その衝撃によつてトナー像の乱れが生じやす
かつた、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ローラ対
の接触線に平行に保つて、複写紙の先端を加圧ロ
ーラ対に均一に噛み込ました場合は、噛み込み時
の衝撃は大きく、特に紙の幅方向にわたつてトナ
ーの付着量にバラツキがある時にはこの衝撃はよ
り大きくなつてしまう。 紙しわを防止す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囲に略沿つた下り斜面を構成
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〕 以下本発明の詳細を図面により説明する。 第１図は転写電子写真複写機の一例を示す概略
側面図、第２図は本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Ｄ−Ｄ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。 まず、第１図において、１は図示矢印方向に回
転する像担体ドラム（以下単にドラムという）で
あり、その表面には例えばSe、ZnO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の表面にはトナー像５が形
成される。なお、現像装置４としては、例えば特
開昭55−138767号公報等に記載されているような
磁気ブライタイプの現像装置を用いればよい。つ
いでトナー像５が転写位置に至ると給紙カセツト
６内の転写シート７は給紙ローラ８および搬送ロ
ーラ対９により搬送されてトナー像５上に重ねら
れる。次にコロナ転写器１０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の転写シート７上に転写する。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、ついで搬送ベルト１２より圧力定着装置１
３に送り込まれる。ここで、上記コロナ転写器１
０、分離爪１１および搬送ベルト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
ようになつており、転写時以外は図示よりも下つ
た状態に位置している。なお転写後のドラム１の
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１４によつて除
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の側板
１５の間には皿バネ２１および座金２２が装着さ
れ、座金２２の下面には側板１５に螺着されら加
圧ボルト２３が当接している。よつて、加圧ボル
ト２３を適宜締付けることによつて定着ロール１
６と１７および定着ロール１７と加圧ロール１８
を互いに圧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キ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は転写シート（以下
普通紙を用いるとする）７を定着ロール１６，１
７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はその先端が定着ロール表面に対し
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つてわ
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
示すように定着ロール１６と定着ロール１７のた
わみを補償するために、定着ロール１６の軸線ｌ
１に対して定着ロール１７の軸線ｌ２を微小角θ₁
だけクロスさせている。なお、加圧ロール１８の
軸線ｌ３は平面からみた場合軸線ｌ１に対して重
なるように構成されている。従つて定着ロール１
６，１７の接触線は、軸線ｌ１，ｌ３あるいは軸
線ｌ２に対して1/2θ₁だけ傾いた直線ｌ０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７ａがその軸方向にわたつて
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
（図示せず）により駆動させている。 そして定着ロール１６，１７の周速をV₁とし、
搬送ベルト１２の周速をV₂とすると、V₁は
0.98V₂≦V₁＜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。また搬送ベルト１２（プーリー１
２′の中心軸l′）からロールのクロス点（０）ま
での距離ｌは、一般に紙の長さＬよりも短く設定
することはもちろんである。 上記の構成による圧力定着装置１３の動作を説
明すると次の通りである。分離爪１１によつてド
ラム１から剥離された転写シート７は、搬送ベル
ト１２によつて図示矢印方向に搬送される。ここ
で通常の複写機ではドラム１の一端側（本実施例
ではＡ側）のみにあるため、転写シート７は、分
離ベルト１２上では第２図に示す如くＢ側（図中
破線で示す）が浮き上つた状態となつて搬送され
る。しかしてガイド部材２４上に転写シート７の
先端が到達した後は、転写シート７はガイド部材
２４の表面に沿つて搬送され定着ロール、１６，
１７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V₁＜V₂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。この
場合、V₁＜V₂であつてもV₁＜0.98V₂であると、
紙のたるみ量が大となりよつて紙がロール間に噛
み込まれる時の衝撃が大きくなつて転写シート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V₁＜V₂かつV₁≧0.98V₂であ
れば、紙のたるみは実質的に発生せず、紙はガイ
ド部材の表面に略沿つ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、よつてト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、本発明の圧力定着装置においては、第４
図に示すように、ロールの接触線が先端に対して
微小角θ′（＝1/2θ₁）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。従つて紙のロー
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
ることができ、よつ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
θ′は、紙の材質、厚さおよび紙の搬送速度等に応
じて設定すればよいが、大きすぎると紙しわの原
因となり、一方小さすぎてもその効果がなくなる
ので、約1/10θ₁以上かつ約θ₁以下の範囲で設定す
ることが好ましい。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けることによつて調
整できる。例えば、第４図において、θ₁を1°08′と
した時、定着装置の従動側（Ｂ側）はそのままに
して、駆動側（Ａ側）を搬送ベルト側に0°25′傾
けた場合、θ′は9′となる。 また、第４図において、定着前の転写シート７
の進行方向（矢印Ｚ）と定着後の転写シート７の
進行方向（矢印Ｃ）とのなす角度をθ₂とし、接触
線ｌ０に対する転写シート７の入射角度をθ₃とす
ると、θ₂＝θ₃−（90＋1/2θ₁）となる。この場合、
V₂とV₁との差（V₂−V₁＝ΔV）は、紙の長さを
Ｌとすると、下記(1)式のように設定することが好
ましい。 ΔV≧（Ｌ−ｌ）×tanθ₂……(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紙しわを
防ぐためである。ただしΔVが大きすぎると、紙
のたるみが大きくなりすぎるのでθ₂は05′〜
1°20′の範囲に、より好ましくは10′〜1°00′の範囲
に設定することが好ましい、さらに上記(1)式にお
いて、ΔV＞（Ｌ−ｌ）×tanθ₂の場合は、Ｂ側の紙
のたるみが大きくなり、紙がガイド部材２２の表
面に沿つてロール間に噛み込まれなくなるので、
ΔV＝（Ｌ−ｌ）×tanθ₂とすることが最適である。
例えば、転写シート７としてB4サイズの紙（Ｌ
＝420mm）を用い、ｌを150mm、θ₁を1°08′、θ₃を
91°と設定した場合、（Ｌ−ｌ）×tanθ₂＝2.0mmとな
る。よつて、V₂が例えば100mm／secの時はV₁≦
98.0mm／secにそしてV₂が例えば200mm／secの時
はV₁＝198.0mm／secに設定すればよい。ここで
V₁＝98.0mm／secの時はV₁／V₂の値は0.98にそし
てV₁＝198.0mm／secの時はV₁／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は紙詰りを防ぐために紙の厚さをｔとす
るとそれより大きく設定されるが紙は必ずしも一
枚だけ搬送されるとは限らず４〜５枚程度重なつ
て搬送されてくる場合もあるので、ｄが5t以上と
なるようにガイド部材２４の取付を調整すること
が必要である。なお転写紙も多種類あるが、通常
その厚さｔは60〜100μｍであるので、上記ｄは
約0.5mm以上であれば十分である。また間隙ｄが
大きすぎると紙をロール間に正確に噛み込まれな
くなるので、紙の厚さｔの20倍以下におさえるこ
とが好ましく、約1.2mm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
たつて上記範囲に調整するまでもなく、第３図に
示す如くその中央付近の長さ（Ｗ）だけ（例えば
ガイド部材の長さがＢサイズの紙の幅に対応して
いる時は100mm前後の長さだけ）、その間隙を調整
すれば、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
るように多少上方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紙は両側
に引張られ、よつて紙しわの防止に有効である。
ただしガイド部材２４の最大そり量ｙは、大きす
ぎると紙の搬送に支障をきたすので、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図に示す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１
６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22mmφ、
長さ270mmの鋼製ロールを用い、ロール１６と１
７間の線圧を20Kg／cm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SC120）に組み込み、次の条
件で定着テストを行なつた。なお上記ロールはい
ずれも表面に硬質クロムメツキを施している。 まずコピー紙はA4サイズとB4サイズで厚さ
80μｍ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)全面黒および(c)日本電子学
会チヤート紙の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つた。 そしてガイド部材２４の先端とロールの接触線
との距離Δh（第５図参照）は、(イ)＋1.75mm（中央
部）、＋1.65mm（両端部）、(ロ)−0.10mm（中央部）、
−0.20mm（両端部）および(ハ)−1.0mm（中央部）、
−1.0mm（中央部）、−1.1mm（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枚の定着テスト
を行ない、紙しわの発生率を求めたところ第１表
に示す結果が得られた。ただしこの場合の紙しわ
は画像面から目視で判断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。

〔効果〕

以上に記述の如く、本発明の圧力定着装置によ
れば、単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、紙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つているの
で、紙しわやトナーの飛散のない高品質の定着画
像を得ることができる。 〔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
適用できることはもちろんである。さらに本発明
は、転写工程を含むいわゆるPPC方式に限らず、
現像後直後定着するいわゆるCPC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図は本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。 １６，１７：定着ロール、２４：ガイド部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも互いに圧接して配置された一対の
   定着ロールを有し、前記定着ロールの軸線を微小
   角θ₁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V₁、前記支持体の
   搬送速度をV₂とした場合に、V₁＜V₂かつV₁≧
   0.98V₂となるように前記定着ロールの周速を設定
   し、平面からみて前記定着ロールの接触線が前記
   支持体の進行方向と直交する直線に対して1/10θ₁
   〜θ₁の範囲の微小角（θ′）だけ傾くように前記定
   着ロールを配置し、前記定着ロールの少なくとも
   中央付近の長さだけ前記ガイド部材の先端と前記
   定着ロールの間〓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
   置するととも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一又はそれより低い位置に設
   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つて上方に湾
   曲せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項の圧力定着装置。