JPH0474708B2

JPH0474708B2 -

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Publication number: JPH0474708B2
Application number: JP57041486A
Authority: JP
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1982-03-16
Publication date: 1992-11-26
Also published as: JPS58158671A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は互に圧接する１対の例えばローラの如
き回転体の機械的変形の防止に関するもので、特
にその好適な例としては電子写真装置における定
着ローラの機械的変形の防止に関するものであ
る。

第１図は従来の電子写真式画像形成装置におけ
るローラー式加熱定着装置を示す。同図に於い
て、１はSuS（ステンレス）、アルミニウム、銅等
の熱伝導の良好な材料から成る中空円筒２上に、
シリコンゴム、４弗化エチレン樹脂等の離型性材
料３を薄く被覆した定着ローラである。４は芯金
５上に比較的厚いシリコンゴム６を被覆した加圧
ローラである。両ローラ１，４は、互いに圧接し
て矢印方向に回転せしめられている。そして、定
着ローラ１は、内部に配置されたハロゲンランプ
等の熱源７により加熱される。未定着トナー像Ｔ
を支持したトナー像支持材（紙）Ｐはガイド板９
に案内されてローラ１，４の圧接部に入り、この
ローラ１，４で挟圧搬送されることにより、トナ
ー像Ｔは紙Ｐに加熱溶融定着される。この時、紙
Ｐの像Ｔの支持面はローラ１に密着するが、溶融
したトナーの粘着性によりこのローラ１に貼り付
く傾向を有する。そこで、この紙Ｐをローラ１か
ら確実に分離する為に、ローラ１の回転方向に関
しローラ１，４の圧接部の下流位置に於いてこの
ローラ１に、先端が楔状に形成された分離爪１６
が当接せしめられ、ローラ１に貼り付いた紙Ｐを
剥すようになつている。尚、分離爪１６は軸１７
に回動可能に取り付けられており、ばね１８の押
圧力によつて爪先端がローラ１に弾性的に当接せ
しめられているものである。尚、１０はジメチル
シリコンオイル、メチルフエニルシリコンオイ
ル、フルオロシリコンオイル等のオフセツト防止
液（離型液）１１を貯蔵する液槽であり、上記離
型液はフエルト１２、布１３の毛管現像によつて
塗布ローラ１５に供給される。ローラ１５は定着
ローラ１に当接して矢印方向に回転し、これによ
つて上記離型液をローラ１周面に塗布する。この
塗布によつてローラ１に対するトナーのオフセツ
ト、及び紙Ｐの巻き付き傾向をより減少できるこ
とは公知である。

複数のサイズ違いのコピーを送る事のできる電
子写真装置において上述したような定着装置の定
着ローラ１として特にSuS（ステンレス）を用い
た場合は非通紙領域の定着ローラ表面温度は過剰
昇温し、この過剰昇温により非通紙領域に設けら
れた分離部材１６が溶融してしまい分離性能が著
しく低下する現象が見られた。これを避けるため
非通紙領域の分離部材１６として金属性の分離部
材を用いることも試みられたが硬質のため定着ロ
ーラに傷を付けるようなことがみられた。この事
態が改善するために昇温対策として、熱伝導が良
好なアルミニウムを定着ローラの芯金に用いるこ
とは既に知られている。しかしアルミニウムは
SuSなどに比較して強度が弱いという欠点があ
る。この欠点を解消するために定着ローラ径を増
すことが考えられるが、そうすると定着装置、さ
らには電子写真置置自体のスペースが不必要に大
きくなつてしまい、また立ち上がり時間が増大し
非常に使いづらいものとなる。

他方、もし十分な強度をアルミニウムローラに
与えないでこれを用いた場合、たとえば連続的に
スタンバイ放置しておくとアルミニウムローラは
永久変形（たわみ等）を起してしまう。この状態
で通紙を行なうとジヤムまたは画像ずれ、斜行が
頻繁に発生し、定着装置内において搬送がうまく
行なわれなくなる。

如上の永久変形の具体的例を第３図に示す。こ
の図は、本発明を適用しないときの肉厚４mmのア
ルミニウム製芯金を用いた定着ローラの中央部の
たわみ量のスタンバイ放置時間（600時間まで）
に対して測定した値を示したものである。本図
中、Ａ，Ｂ，Ｃは第１図のような加熱式の定着ロ
ーラについてのものであつて、Ａは設定温度200
℃で全圧60Kg、Ｂは設定温度180℃で全圧60Kg、
Ｃは室温で全圧力80Kg、なる条件の各場合の測定
値を示し、いずれの場合もローラの圧接部の形成
するニツプは６mmである。なお本図中、D₁，D₂
は第１図のような加熱式の定着装置でなくて熱を
用いない圧力式の定着装置の定着ローラの場合で
あるが、これについては後述する。

第３図からわかるように、特に設定温度が200
℃以上になるとローラのたわみ量が著しく増加す
る。

このスタンバイ放置実験後、連続通紙し、定着
装置通過後のコピー紙をみると画像ズレ、あるい
は搬送方向に対して垂直方向にしわが発生してい
た。さらに定着ローラの円周の長さごとに定着不
良を起こしていた。この時、ジヤムは1/5の確率
で発生していた。

上記欠点を改良するためスタンバイ時にローラ
を低速回転させることが知られているが、これは
騒音、ローラ対等の個々の部品の寿命短縮、さら
には電力消費量の増加の問題をもつており良策と
は言えない。

また加圧解除機構を有する定着装置も知られて
おり、このような加圧解除機構はスタンバイ時に
おいてローラ対間の加圧力を弱めておくかまたは
ローラ対に加わえる圧力を０にしておくものであ
る。しかし、そのような加圧解除機構を備えた場
合、電子写真装置のスペースが非常に大きくな
り、またコストも高くなり使用上においても騒音
等の多くの問題がある。

本発明は上述の欠点を除去し、圧接スタンバイ
状態においてローラ対等の回転体対の永久変形を
防止し常に安定した性能を有する例えば定着装置
の如き圧接ローラ対装置を提供する事を目的とし
ている。

上記目的の達成するため、本発明の定着装置
は、互に圧接して回転する回転体対を有する定着
装置において、回転体対の停止状態が所定時間続
いた際、回転体を回転させ回転体対の圧接位置を
異ならせるものとした。また上記所定時間は装置
のスタンバイ状態での時間であり、上記圧接位置
の変更は装置のスタンバイ中に行なわれるものと
した。さらに上記回転体対の一方は加熱源により
加熱される回転体であり、装置のスタンバイ中も
所定温度に保たれるようにした。

以下、本発明の実施例について詳述する。

第２図は本発明を実施した加熱式定着装置のロ
ーラ対の作動説明図で、同図ａ，ｂには、芯金に
アルミユウムシリンダーを用い、その表面を４弗
化エチレン樹脂等の離型性材料で被覆した直径40
mmの定着ローラ１９と、芯金上に５mm厚のシリコ
ンゴムを被覆した加圧ローラ２０から成るローラ
対が示されている。

温度検知素子２１を含む温度制御手段により定
着ローラ表面温度は設定温度200℃に保つように
制御される。電子写真装置の電源を入れてから、
定着ローラ表面温度が200℃に到達した時、第２
図ａのように定着ローラのA₁部と加圧ローラの
B₁部との圧接によりその圧接部にニツプが形成
されているとする。この状態からスタンバイ放置
されたまま時間T₁が経過した時、ローラ対を或
る回転角度だけ回転させることにより、第２図ｂ
に示すように異なる圧接部A₂，B₂によりニツプ
を形成する。以下同様にして、圧接部A_i，B_iでニ
ツプを形成した時から引き続きその状態でスタン
バイ放置されたまま時間T_iが経過した時、ローラ
対を更に或る回転角度だけ回転させて異なつた圧
接部A_i+1，B_i+1によりニツプを形成するようにロ
ーラの制御を行う（第２図ｃ参照）。

圧接部A_k，B_k（ｋ１；整数）によりニツプが
形成されてから時間T_kだけ経過する前にコピー
ボタンがおされてコピー形成動作が開始すれば上
記のローラの間欠回転を中断して通常の定着時の
回転を行わしめる。そしてコピー終了時圧接部
A′_i，B′_iによりニツプが形成されたとする。その
時点から時間T′_iが経過した時、ローラ対を或る
角度だけ回転させる事により圧接部A′_i+1，B′_i+1
によりニツプを形成させる。上記ローラ対の間欠
的回転移動は、ローラ対のうち一方のみ、または
双方のローラによつて行なわれても良い。

上述した時間T_iはT_i＝T_i+1でもよいし、T_i≠
T_i+1でも良い。

以上説明したように、ある時間を超えて同じ位
置関係にあるローラ対の圧接部にて連続スタンバ
イ放置状態が続くのを防止するためにスタンバイ
放置状態で或る時間経過の都度ローラ対を或る角
度だけ回転させる制御を行なうのである。

第３図は、本発明を適用しない場合の実験例と
本発明を適用した場合にたわみ量が軽減されるこ
とを示すためのものとして示してある。この図中
のＡ，Ｂ，Ｃの各線については先に説明した。こ
れら線と対比するに前述の本発明実施例におい
て、スタンバイ放置が１時間継続する都度ローラ
対を回転角1/4π（ラジアン）だけ回転させた場合
の実測たわみ量は、第３図の室温にて放置した場
合Ｃと同じ値を示し、きわめて良好な結果を得
た。また、上記ローラ回転角を1/8π（ラジアン）
からπ（ラジアン）、スタンバイ放置時間を30分か
ら４時間の範囲内からそれぞれ任意に選択して実
験を行なつたが上記と同様な効果が得られた。

さらに本発明は、熱を用いない圧力定着装置の
ように、高い圧力で圧接するローラ対に関しても
適用し得る。第３図中の線D₁，D₂は、圧力定着
装置において従来の様にスタンバイ中に常に一定
の圧接位置にて夫々全圧240Kg、640Kgの２種の設
定状態でローラ対を圧接させ、そして連続600時
間スタンバイ放置する実験を行つた場合のたわみ
量を夫々示す。これに対し、640Kgの加圧でロー
ラ対を圧接させた状態にて、前述したような本発
明によるスタンバイ中のローラの間欠回転を行つ
た結果、たわみ量は、240Kgの加圧の場合のたわ
み量にほぼ等しくなつた。このように本発明は圧
力定着装置においても有効である。

次に前述のようにスタンバイ中にローラ対を間
欠的に或る角度づつ回転させる制御を行う手段に
ついて下記に簡単に記す。第４図ａ及び同ｂに示
す如く、コピー終了を告げるコピー終了信号を受
けて直ちにタイマが働き出し（時刻T₀）、その時
点からスタンバイ状態が連続的に設定時間T₁を
経過したことをタイマが検知するとパルスが発生
する。そこで、定着器駆動モータが動作し、定着
ローラ対駆動機構を介して、ローラ対を一定角度
だけ回転させると該モータが止まる。この時、な
おスタンバイ状態が続いていればタイマは再び働
き始め、この時点からスタンバイ状態が時間T₂
を経過した時、再びパルスが出てモータは再び動
作しローラ対を一定角度だけ回転させる。以上の
動作はスタンバイ状態が続く限り繰返される。ま
た温度制御のために定着ローラのヒータをコピー
終了後、オン・オフ制御するようにした熱ローラ
定着装置においては、第５図に示すように、コピ
ー終了信号が出た時点からスタンバイ中のヒータ
のオン・オフの回数をカウンタでカウントし、指
定回数になるとパルスを発生させて定着器駆動モ
ータを動作せしめ、定着ローラ対駆動機構を介し
てローラ対を一定角度回転させ、スタンバイ状態
が続く限り、再びヒータのオンオフ回数をカウン
トして同様の動作を繰り返すようにしてもよい。

以上説明したように、本発明では、ある一定時
間を超えて同じ位置関係にあるローラ対の圧接部
にて連続スタンバイ状態が続くのを防止するため
に、スタンバイ放置状態で所定時間経過の都度ロ
ーラ対を所定角度だけ回転させる制御を行うもの
である。すなわち、ローラ対の同じ圧接部にての
連続スタンバイ放置によるローラ対の機械的変
形、損傷を防止させしめるものである。

上述の本発明実施例において、前記アルミニウ
ム製定着ローラ及びシリコンゴム製加圧ローラ双
方のたわみ、歪み等の変形をなくし、良好な搬
送、定着性を得る事ができた。本発明は、加熱定
着装置のみならず、圧力定着装置のように、高い
圧力で圧接するローラ対（ローラ全体圧接型、端
部圧接型の如何によらず）に対しても優れた効果
を奏するものである。又加熱定着装置にいたつて
は、第３図に示されるように（特に、ゴムローラ
や樹脂ローラ等を有する定着装置）熱及び圧力に
よつて極端に劣化し、ひずみも生じやすいので、
本発明は、特に有効である。

本発明の実施例によれば、ローラ対等の回転体
は連続的にスタンバイ放置されても永久変形を生
じないから、比較的強度は弱いが熱伝導性が良い
という性質を有するアルミニウムを回転体に用い
ても、その直径を余り大にすることを要せず小型
化に且つ立ち上り時間の短縮化に有利であり、温
度上昇対策上も有利であり、従来のようにスタン
バイ中に殊更回転体を低速度回転させる厄介な機
構を要せず、また従来の加圧解除機構を備えた定
着装置のような機構上の複雑性、騒音、スペース
及びコストの増大という問題を避けることが可能
となる。

以上説明した実施例は電子写真装置の定着ロー
ラに関するものであるが、本発明はこれに限ら
ず、互に圧接するローラその他の円形断面を有す
る回転体対を以て機能を果す装置、例えば印刷
機、捺染機、紙や布の処理機、シート物搬送装
置、摩擦伝動装置、等における上記回転体対がス
タンバイ（待機）中に互の圧接により機械的に変
形劣化することを防止するのに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の加熱定着装置の側断面図、第２
図ａ、第２図ｂ、第２図ｃは夫々本発明の定着装
置におけるローラ対の作動を示す図、第３図は従
来の定着装置におけるアルミニウム芯金を有する
定着ローラのたわみを示す実験図、第４図ａ、第
４図ｂは本発明によるローラ対の間欠回転を行う
手段の例及びその動作の説明図、第５図は同上の
他の手段の例を示す説明図である。図中、１……定着ローラ、４……加圧ローラ、
７……熱源、９……ガイド台、１０……離型液液
槽、１２……フエルト、１３……布、１５……塗
布ローラ、１６……分離爪、１８……ばね、Ｐ…
…転写紙、Ｔ……トナー。

Claims

【特許請求の範囲】１互に圧接して回転する回転体対を有する定着
装置において、回転体対の停止状態が所定時間続いた際、回転
体を回転させ回転体対の圧接位置を異ならせるこ
とを特徴とする定着装置。２上記所定時間は装置のスタンバイ状態での時
間であり、上記圧接位置の変更は装置のスタンバ
イ中に行なわれる特許請求の範囲第１項に記載の
定着装置。３上記回転体対の一方は加熱源により加熱され
る回転体であり、装置のスタンバイ中も所定温度
に保たれている特許請求の範囲第１項若しくは第
２項記載の定着装置。４上記回転体の基材はアルミニウムである特許
請求の範囲第１項ないし第３項記載の定着装置。