JPH0582584B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、静電記録、電子写真技術等を用いた
記録装置に適用するシール上のトナー像を加熱定
着する定着装置に関する。

従来例の構成とその問題点 静電記録装置または電子写真記録装置において
は、一対の熱せられたローラ間にトナー像を保持
したシートを通過させることにより、トナー像を
記録紙上に定着する方式が多く用いられている。

この方式は熱効率が高く、定着性が良い点で、
特に乾式の電子写真記録装置等において有効に用
い得るものであるが、その定着性をあげるために
は一対のローラ間に強い加圧力を与える必要があ
り、以下に述べる様な問題点を有していた。

第１図は従来の乾式の電子写真記録装置におけ
る熱ローラ定着装置の主要部断面を示すものであ
り、以下にその構成及び動作を説明する。

従来の熱ローラ定着装置は主要部として内部に
熱源２を設け表面３にテフロン等の薄いオフセツ
ト防止層を被覆した熱ローラ１と、この熱ローラ
１に加圧手段６により圧接された外周をシリコン
ゴム５で被覆された加圧ローラ４と、剥離爪３、
クリーニング手段９、温度検知手段１０等より構
成されている。１１，１２，１３，１４はシート
１５搬送時のガイド板である。７は加圧ローラ４
を回転自在に支持する支持板である。

以上のような熱ローラ定着装置でシート１５上
の未定着トナー像１６を定着する場合、シートを
ガイド板１１，１２により案内し、熱源２により
所定の温度に加熱され外部駆動源（図示せず）よ
り回転駆動された熱ローラ１と、これに圧接され
て従動回転されている加圧ローラ４との間に挾持
して搬送する。このときシート表面のトナー像１
６は加熱−圧着され、シート上に定着される。

その後、トナー像１６が定着されたシート１５
は剥離爪８、ガイド板１３，１４に案内され排出
される。

以上のようにして、従来の熱ローラ定着装置で
は定着を行つていたが、熱ローラ上へのトナーオ
フセツトを防止し、良好な定着性を得る為には、
一定の温度下では、熱ローラ１と加圧ローラの圧
接幅（以下ニツプ幅という）を大きくする必要が
ある。画質、耐熱性、安全性等の各種条件を考慮
して設定されている現状の通常の設定温度ではニ
ツプ幅として約４mm以上が必要であり、例えば加
圧ローラの外周のシリコンゴムの硬度を約40度と
すればこの程度のニツプ幅を得るためには圧接力
が30Kg以上も必要である。このため定着装置とし
ては強度を保つために大型化すると共にコストア
ツプにつながり、保守点検もかずらわしいものと
なつていた。

発明の目的 本発明は、上記のような従来の熱ローラ定着装
置における問題点を解消するもので、簡単な構成
で強い加圧力を必要とせずに良好な定着性が得ら
れ、定着装置及びこれを用いた記録装置の小型化
コストダウン、性能アツプが可能な装置を提供す
ることを目的とするものである。

発明の構成 本発明は電子写真、静電記録等の技術を用いた
記録装置の定着装置に関するもので、内部に発熱
体を設けた熱ローラと、その熱ローラとの間にト
ナー像を保持したシートを挾持して搬送するエン
ドレスベルトと、このエンドレスベルトを介して
前記加熱ローラに対しシートの搬送方向の異る位
置で圧接された少なくとも一対のローラを有する
定着装置で、前記一対のローラの軸間距離とエン
ドレスベルトの周方向長さの関係を、少なくとも
エンドレスベルトと熱ローラの接触部以外ではエ
ンドレスベルトにテンシヨンがかからないように
設定してベルトを駆動して、大きなニツプ幅を安
定して得た定着装置である。

実施例の説明 第２図は本発明による定着装置の一実施例の主
要部を示す主要部断面図である。以下図面に基ず
いてその構成を説明する。１７はアルミニウム等
の熱伝導性の良い材質で構成したローラの外周面
１９を、シリコンゴム或いはポリテトラフルオロ
エチレン等のオフセツト防止層で被覆した熱ロー
ラで筐体３７に回転自在に支持されており、外部
の駆動源（図示せず）により矢印方向に回転駆動
されている。１８はハロゲンランプで熱ローラ１
７の内部に配設されており、熱ローラを加熱す
る。熱ローラ１７の表面には温度検知器３１が接
しており表面温度を検知してハロゲンランプ１８
の入力を制御することによつて熱ローラの表面を
所定温度に設定する。

２０はシリコンゴムで成るエンドレスベルトで
紙面垂直方向にシート３８より大きい幅を有して
いる。２１，２２はこのエンドレスベルトを懸架
しておりそれぞれ支板２５，２６に回転自在に支
持されたローラである。エンドレスベルト２０の
周方向長さとローラ２１，２２間の軸間距離との
関係は、第３図に示されるように、エンドレスベ
ルト２０が熱ローラ１７と接していない下側の部
分ではエンドレスベルト２０がたるんでテンシヨ
ンが生じないような関係に設定してある。すなわ
ちエンドレスベルト２０の周方向長さはローラ２
１，２２を巻回できる最小長さより充分長く設定
されている。ローラ２２の長手方向両端には第２
図及び第４図に示すようにフランジ４０，４０′
が設けられている。これらのローラ２１，２２は
それぞれ筐体３６上のピン２７，２８に支持され
た支板２５，２６がバネ２３，２４によつて付勢
されることによつて、ベルト２０を介して熱ロー
ラ１７に対し圧接されている。バネ２３はバネ２
４より線径を太くしており、ローラ２１の圧接力
が強くなるように設定している。２９は剥離爪で
先端が熱ローラに接し、熱ローラに巻き込まれよ
うとする定着後のシート３９を剥離する。３２，
３３，３４，３５はシート３９を案内するガイド
である。３０は熱ローラ１７の表面に付くトナー
を除去するクリーニング部である。

以上の様に構成された定着装置について、以下
その動作を説明する。

熱ローラ１７が回転駆動されるとこれに圧接さ
れたエンドレスベルト２０及びローラ２１，２２
は従動するが、このときエンドレスベルト２０は
熱ローラ１７に対し第２図のほぼθの角度範囲で
圧接されながら移動していく。ローラ２１，２２
の部分ではローラによる圧接力が生じ、またその
間の部分においてもエンドレスベルト２０の材
質、厚さ等によつて決まる平坦になろうとする復
帰力によつて適度な熱ローラ１７に対する圧接力
が生じている。さらに上述のようにローラ２１の
圧接力はローラ２２の圧接力より高くなるように
設定されているので、第３図に示すようにローラ
圧接部においてベルトの弾性によつてたわむ量が
異り、ローラ圧接部におけるベルト厚みＡ，Ｂの
差の分だけそれぞれの位置でのベルトの送り速度
が異る。したがつてローラ２１の圧接部における
ベルト速度より、ローラ２２の圧接部におけるベ
ルト速度の方が大きくなり、ローラ間でのベルト
は常に張る方向に力を受け熱ローラ１７に対する
圧接力が生じている。

一方ローラ２２の軸方向両端部には第４図の４
０′（反対側は第２図の４０）に示すようにエン
ドレスベルト２０が巻回している部分よりも大き
めの径のフランジが設けられておりエンドレスベ
ルト２０の幅方向の移動を規制している。エンド
レスベルト２０は前述のようにローラ２１，２２
全体に対してはテンシヨンがかからないようにゆ
るく懸架しているので、通常幅広のベルトにテン
シヨンをかけてローラに巻回して走行させるとき
に発生する幅方向に蛇行しようとする異常な力
は、この実施例では生じない。したがつてフラン
ジ４０，４０′の規制により、ベルトの端面を異
常に傷めたり、ベルトに無理な力が加わつて走行
に異常をきたしたりすることなくスムーズな走行
をさせることができる。

未定着トナー像３９を保持したシート３８はガ
イド３２，３３に案内され上記のように動作して
いる熱ローラ１７とエンドレスベルト２０との間
に搬送される。ここで、熱ローラ１７はハロゲン
ランプ１８によりその表面温度を所定の温度に加
熱されており、シート３８が熱ローラ１７とエン
ドレスベルト２０のに挾持されて移動する期間に
シート上の未定着トナー像は加熱・定着される。

定着されたシート３８はその後剥離爪２９によ
り熱ローラ１７より分離され、ガイド３４，３５
に案内されて装置排紙部（図示せず）に搬送され
る。

以上のような動作によりこの実施例では定着を
行うものであるが、次にこの場合の定着性につい
て説明する。

一般に熱ローラ方式による定着性については、
トナー像を保持したシートに圧接する熱ローラの
温度、圧接力、圧接している時間（以下ニツプ時
間と呼ぶ）等に関係している。この関係を第５図
に示す。横軸に圧接部における単位面積当たりの
平均圧力（以下定着圧力と呼ぶ）。縦軸に圧接し
ている時間つまりニツプ時間をとると一定の設定
温度における定着可能限界の曲線が図の様に描け
る。この曲線の上部は定着可能領域で、下部は定
着不良領域である。すなわちニツプ時間が小さい
場合には定着性を良くするためには圧力を非常に
高くしなければならないが、ニツプ時間が大きく
とれれば定着圧力が小さくても定着性が良くな
る。同じ圧力であればニツプ時間が大きい程定着
性能が良好となる。

さらに前述のように通常のシリコンゴム等の加
圧ローラでは一定の硬度があるため、ニツプ幅を
大きくすることは限界があり現状ではニツプ時間
が小さく定着圧力が非常に大きい条件で定着して
いる状態である。

これに対しこの実施例では第２図のエンドレス
ベルト２０の圧接範囲角度θに示す様に大きなニ
ツプ幅がとれるため、逆に定着圧力は非常に小さ
な値で定着性のすぐれたものが得られる。したが
つて装置各部は強度的にそれ程強いものが必要で
なくなり装置の小型化・低コスト化に有利にな
る。また一方通常の加圧ローラを用いる方式では
熱ローラ、加圧ローラの径を小さくすると同等の
硬度のゴムではそれだけニツプ幅が小さくなり定
着性が悪くなるのに対し、本実施例では熱ローラ
の径が小さくなつてもニツプ幅を大きいまま維持
することが容易で定着性をおとすことがない。ま
たさらに圧接力が小さくできるので熱ローラの肉
厚も小さくできウオームアツプ時間の短縮がはか
れる。

発明の効果 以上の様に本発明では、少なくとも一対のロー
ラにゆるく懸架した幅広のエンドレスベルトを熱
ローラに一定範囲の幅で圧接することによつて、
良好なベルト走行性を保つて大きなニツプ時間を
得ることができ、かつ定着圧力を小さくできるた
め、定着性を良好に保ちながら装置の小型化、コ
ストダウンを可能にした。さらに熱ローラの肉厚
を薄くすることが可能で、ウオームアツプ時間の
短いすぐれた定着装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における熱ローラ定着装置の主
要部断面図、第２図は本発明の一実施例における
定着装置の主要部断面図、第３図はその圧接部の
詳細断面図、第４図は同装置のエンドレスベルト
と一対のローラの斜視図、第５図は同装置の熱ロ
ーラ方式の定着性を説明するための特性図であ
る。 １７……熱ローラ、１８……ハロゲンランプ、
２０……エンドレスベルト、２１，２２……ロー
ラ、３８……シート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に発熱体を設けた熱ローラと、その熱ロ
   ーラに一部を接して設けられ前記熱ローラとの間
   でシートを挟持して搬送する幅広のエンドレスベ
   ルトと、このエンドレスベルトの内部にあつて前
   記エンドレスベルトを介して前記熱ローラに対し
   てシート搬送方向の異なる位置で圧接された一対
   のローラとを備え、かつ前記エンドレスベルトの
   周方向長さに対する前記一対のローラの軸間距離
   を、少なくとも前記エンドレスベルトの熱ローラ
   との接触部以外では前記エンドレスベルトにテン
   ションが生じない大きさに設定した定着装置。 ２ エンドレスベルトが弾性体で成り、一対のロ
   ーラの圧接力のうち、シート搬送の上流側のロー
   ラの圧接力を下流側のローラの圧接力より強くし
   た特許請求の範囲第１項に記載の定着装置。