JPH0683234A

JPH0683234A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0683234A
Application number: JP4238577A
Authority: JP
Inventors: Junji Nakai; 順二中井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-09-07
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】画像形成装置の定着装置において、高速化、
広巾化、用紙の多様化に伴う、定着時における用紙のシ
ワ発生を防止し、定着性能及び搬送性能を向上させる。【構成】複数の加圧ロ−ラ３、４、５は支持板８に枢
着されている。支持板８は軸９を中心として回転するこ
とができるので、前記加圧ロ−ラ３、４、５も軸９を中
心に回動が可能であり、定着ロ−ラ１と圧接する加圧ロ
−ラを交換することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＰＰＣ複写機、プリン
タ−、ファクシミリ等の画像形成装置における定着装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置において、熱源により加熱
された定着ロ−ラに加圧ロ−ラを圧接させて、両ロ−ラ
の間を転写紙のような用紙を通過させ、熱と圧力により
用紙上に転写された未定着トナ−像を定着させるヒ−ト
ロ−ル方式の定着装置は従来より周知である。

【０００３】一般に従来の定着装置において、定着ロ−
ラはアルミニウムやフェライトの金属製パイプであり、
その外周面に用紙の離型性を高めるため四沸化エチレン
系樹脂のコ−ティングがされており、その内部に熱源を
設けて加熱するようになっている。また、加圧ロ−ラ
は、圧接力によりニップ部を形成し易くするために、金
属製の心金を耐熱ゴム（シリコンゴム）で被覆してい
る。

【０００４】近来、画像形成装置の高速化にともない、
例えば、小サイズの用紙を連続通紙した場合、ロ−ラの
長手方向において、用紙が通過する領域と非通過領域と
で、用紙の熱吸収によりロ−ラの温度が異なってくる。
そのため、定着ロ−ラにおいては金属部の肉厚を増やし
て長手方向の熱拡散を高めたり、内蔵した熱源の温度分
布を用紙のサイズに応じて変化させたりして、温度差の
解消を図っていた。

【０００５】しかしながら、加圧ロ−ラは金属製心金部
の表面をシリコンゴムで覆っているので、用紙が通過す
る部分は用紙により熱を奪われ、非通過部分は定着ロ−
ラから熱を与えられ温度差が生じる。その結果、熱を与
えられた部分は膨張し、径が増大して定着ロ−ラとの圧
接状態が変化する。この状態のとき、より大きなサイズ
の用紙を使用すると、加圧ロ−ラの直径が増大している
部分の用紙の搬送速度が、非膨張部の搬送速度より速く
なるので、用紙にシワが発生する場合がある。

【０００６】また、ヒ−トロ−ル定着の場合、ロ−ラで
用紙を挟持しこれを搬送処理するが、そのときに用紙に
含まれている水分を蒸発させるため、用紙の定着部分と
未定着部分で水分量が変化し、様々なシワが発生する。
このシワの発生は、用紙の広巾化及び多様化にともな
い、より問題となっている。

【０００７】通常使用されている用紙はその製造行程
上、セルロ−ス繊維の並び方により、縦方向に繊維が並
んでいるものを縦目といい、横方向に並んでいるものを
横目というが、そのセルロ−ス繊維が水酸基（−ＯＨ）
と結合しやすいため、用紙内の水分量の変化によりセル
ロ−ス繊維間の間隔が変化しシワが発生する。

【０００８】このシワの発生を図１５で説明すると、用
紙５２はＴ方向に繊維が並んだ縦目の用紙である。用紙
５２はｈ方向に搬送され、定着ロ−ラ５１により加熱定
着される。このとき用紙５２の水分は蒸発し、繊維の方
向は縦目（Ｔ方向）なので、横方向（ｅ方向）の収縮変
化が激しく、用紙５２の未定着部分５２ａより定着部分
５２ｂの巾が狭くなり、ニップ部５０の手前の部分５２
ｃにシワが発生しやすい。また、図１６は、Ｙ方向に繊
維が並んだ横目の用紙５３がｈ方向に搬送されている。
この場合、水分の蒸発によるセルロ−ス繊維間の変化
は、搬送方向と同じｆ方向に収縮するので、シワは発生
しにくい。

【０００９】また、普通紙とトレ−シング・ぺ−パを比
較すると、セルロ−ス繊維の細かさや数の違いにより、
トレ−シング・ペ−パのほうがシワになりやすく、縦目
のトレ−シング・ペ−パを使用した場合、用紙の収縮変
化により与えられる熱量が局部的に変化し、用紙が波打
ち状となることがある。

【００１０】トレ−シング・ペ−パの波打ちのメカニズ
ムを説明すると、図１７において、縦目のトレ−シング
・ペ−パ５５を定着ロ−ラ５１と加圧ロ−ラ５４の間に
通紙して定着を行うと、トレ−シング・ペ−パ５５は定
着ロ−ラ５１より熱を供給され水分が蒸発する。このと
き、繊維は縦方向に並んでいるので、ｘ方向の収縮が激
しく、図１８に示すように、ニップ部５０で挾まれたト
レ−シング・ペ−パの部分５５ｎが急激に収縮して、定
着前の部分５５ａより巾が狭くなるので波打ってしま
う。（横目のトレ−シング・ペ−パを通紙した場合は、
ｘ方向の収縮率は縦目の用紙の約三分の一であり波打ち
は小さい。）そして図１９に示すように、波打ったトレ
−シング・ペ−パ５５がニップ部５０を通過する際に、
定着ロ−ラ５１と接する部分５５ｄは定着ロ−ラ５１か
らの受熱量が大きいので収縮が進行し、また、波打ちに
より定着ロ−ラ５１から離れた部分５５ｓは定着ロ−ラ
５１からの受熱量が小さいので収縮率は小さくなり、ニ
ップ部通過後にこの収縮ムラが波打ちとして残ってしま
う。また、この波打ち部分５５ｓは受熱量が小さいので
定着性能が低下する。図２０に示すように、通紙された
トレ−シング・ペ−パの後端部になると用紙に拡がる力
ｗが働き、波打ちの発生は減少する。

【００１１】実験を行った結果、定着設定温度１６５⁰
Ｃで黒ベタ用紙を通紙したとき、波打ちが発生し、この
波打ち部で定着不良が発生した。又、定着温度を下げる
と波打ちは無くなり、逆に定着温度を上げると、用紙の
収縮ムラは一様になり、波打ちは無くなる。

【００１２】用紙のシワ発生を防止する方法として、ロ
−ラの中央部が最小径で、両端に向かって漸次最大径と
なるように、ロ−ラを鼓形状（断面逆クラウン形状）に
して、両端の用紙搬送速度を中央部の搬送速度より速く
して、用紙両端に拡がる力（鼓効果）を与える方法があ
る。しかしこれは、その力を与えすぎると用紙が暴れ、
用紙上にあるトナ−像を乱し、画像が散った状態で定着
されたり、逆にロ−ラの周速差により、用紙に肋骨状の
シワが発生したりする。従って、用紙のサイズ、種類、
繊維の目方向等により、上記鼓効果を与えるための最適
な条件が異なってくる。また、広巾機において長尺な用
紙を搬送する場合があるが、用紙先端部で必要な鼓効果
の量と、用紙先端部以降で必要な鼓効果の量が異なる場
合がある。用紙先端部ではシワの発生を防ぐために、鼓
効果は大きい方がよいが、先端部以降になると、上記の
画像散りや肋骨シワの原因になったり、捩じれの原因と
なるので、その鼓効果は途中から少ない方がよい。

【００１３】また、用紙の種類により熱吸収量も異なる
ので、例えば、厚手の用紙やトレ−シングペ−パを使用
した場合、定着強度を確保するために、ニップ巾を大き
くし用紙に与える熱量を多くすることが有効であるが、
フィルムや薄手の用紙を使用した場合には、フィルムは
軟化して、排紙コロ等の跡が付き、薄手の用紙はカ−ル
が発生して用紙ジャムが発生しやすくなるなど、搬送性
能が低下する。逆に薄手の用紙にあわせて、ニップ巾を
小さくした場合、厚手の用紙やトレ−シングペ−パを使
用すると定着不良を発生する。

【００１４】また、用紙の種類によっては、定着ロ−ラ
と用紙間のスリップ率が高くなることがある。この用紙
が長尺の場合、用紙の搬送速度が変化して等倍性が変化
してしまう。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
画像形成装置の高速化、広巾化及び用紙の多様化にとも
ない、様々なシワが発生するという問題点があった。

【００１６】また、用紙の種類により熱吸収量も異なる
ため、用紙の多様化にともない、定着性能及び搬送性能
が低下するという問題点があった。

【００１７】また、定着ロ−ラと用紙とのスリップ率は
用紙の種類により異なるので、用紙の多様化にともな
い、等倍性が変化するという問題点があった。

【００１８】本発明の課題は、画像形成装置の定着装置
において、高速化、広巾化及び用紙の多様化にともなう
シワの発生、定着性能及び搬送性能の低下、等倍性が変
化するという問題を解決することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、回転可能な支持板で複数の加圧ロ−ラを支持し、
前記複数の加圧ロ−ラが前記支持板の回転軸を中心に回
動し、定着ロ−ラに圧接する加圧ロ−ラを交換すること
により解決される。

【００２０】また、本発明は、前記の課題を解決するた
めに、機械の待機時及び用紙のジャム時に、前記複数の
どの加圧ロ−ラも、定着ロ−ラに圧接しないように回動
することを提案する。

【００２１】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記支持板の軸及び前記複数の加圧ロ−ラの軸
が移動するためのガイド板を設け、そして前記定着ロ−
ラに圧接する加圧ロ−ラの個数を変えるため、前記複数
の加圧ロ−ラのうち、一つの加圧ロ−ラが前記定着ロ−
ラに圧接される第１動作状態と、次にこの加圧ロ−ラが
圧接されたまま所定の距離だけ用紙搬送方向下流に移動
し、二つ目の加圧ロ−ラが前記定着ロ−ラに圧接される
第２動作状態と、さらに、二つ目の加圧ロ−ラの軸心を
中心として最初の加圧ロ−ラが回動して前記定着ロ−ラ
から離間するように回動させた第３動作状態とをつくり
出すための駆動手段を設けることを提案する。

【００２２】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、第１動作状態で定着を行うか、または第２動作
状態で定着を行うかを、用紙の種類に対応して切り換え
ることを提案する。

【００２３】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、第２動作状態で定着を行う場合、第１動作状態
で用紙を通紙し、この用紙先端を挟持したまま、第２動
作状態に移行することを提案する。

【００２４】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、通紙される用紙のサイズ及び種類に対応して、
前記定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを交換することを
提案する。

【００２５】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記定着ロ−ラ又は前記複数の加圧ロ−ラの少
なくとも一方に、長手方向の温度分布を検出する温度検
出手段を設け、その温度検出手段の信号により、前記定
着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを交換することを提案す
る。

【００２６】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記複数の加圧ロ−ラを駆動手段により回転さ
せ、前記複数の加圧ロ−ラのうち、外周面の回転速度が
異なる加圧ロ−ラを設けることを提案する。

【００２７】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記複数の加圧ロ−ラのうち、軸方向において
定着ロ−ラと圧接する長さが異なる加圧ロ−ラを設ける
ことを提案する。

【００２８】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記複数の加圧ロ−ラのうち、直径、金属性心
金を被覆するゴム層の厚み又は前記定着ロ−ラへの圧接
力が異なり、ニップ巾が異なる加圧ロ−ラを設けること
を提案する。

【００２９】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記複数の加圧ロ−ラを中央部が最小径で両端
に向かって漸次大径（鼓形状）となるように形成し、且
つ前記複数の加圧ロ−ラのうち、両端部の外径と中央部
の外径との差（鼓量）が、他の加圧ロ−ラの鼓量とは異
なる加圧ロ−ラを設けることを提案する。

【００３０】

【作用】複数の加圧ロ−ラは回転可能な支持板上に枢着
され、この支持板の回転軸を中心として、前記複数の加
圧ロ−ラが回動可能に設けられている。それによって、
小サイズの用紙を連続通紙して、前記定着ロ−ラと圧接
する加圧ロ−ラが部分的に熱を与えられ径が変化した場
合には、この加圧ロ−ラを交換し、より大きなサイズの
用紙を通紙した場合に、用紙にシワが発生することを防
止する。

【００３１】また、機械の待機時及び用紙ジャム時に
は、前記複数の加圧ロ−ラのうち、どの加圧ロ−ラも前
記定着ロ−ラと圧接しない位置に回動させる。それによ
って、用紙ジャム時における、ジャム紙の除去を容易に
行うことができ、定着ロ−ラの撓み及び加圧ロ−ラの変
形を防止することができる。

【００３２】また、前記支持板の軸及び前記複数の加圧
ロ−ラの軸を前記ガイド板に沿って移動させ、前記第
１、第２、第３動作状態を作り出すことにより、前記定
着ロ−ラに圧接する加圧ロ−ラの数を変えることができ
る。したがってこの動作状態を繰り返すことにより、少
なくとも一つの加圧ロ−ラを前記定着ロ−ラと圧接させ
たまま、前記定着ロ−ラに圧接する加圧ロ−ラの数を変
えることができ、且つ前記定着ロ−ラに圧接する加圧ロ
−ラを交換することができる。それによって、２個の加
圧ロ−ラを前記定着ロ−ラに圧接させた場合、定着ニッ
プを二つ得られるために定着性能が向上し、高速の定着
が可能となる。また、用紙の搬送途中で定着不良を発生
することなく加圧ロ−ラの交換ができるので、搬送性能
を向上することができる。

【００３３】また、以下の実施例で説明するように、前
記複数の加圧ロ−ラのうち、構成の異なる加圧ロ−ラを
設け、通紙される用紙のサイズ及び種類に対応して、前
記定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを交換することによ
り用紙のシワ発生を防止し、定着性能及び搬送性能を向
上させることができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３５】図１に示す定着ロ−ラ１は金属製円筒で、
その内部には熱源（ハロゲンヒ−タ）２が設けられてい
る。定着ロ−ラ１の外周面には四沸化エチレン系樹脂が
コ−ティングされ、耐熱離型層１ａが形成されている。
また、温度検知素子７が定着ロ−ラ１の外周面に接触し
て設けられ、その検知信号により熱源２の制御を行い、
定着ロ−ラ１の表面温度を制御している。分離爪６は図
示しない支持部材に揺動自在に軸支され、図示しないバ
ネにより、先端部６ａが一定の圧力で定着ロ−ラ１に付
勢されている。加圧ロ−ラ３、４、５は金属製心金の周
囲に耐熱弾性層が設けてあり、それぞれ支持板８に枢着
されている。支持板８は回転軸９を中心として回転可能
なように設けられている。

【００３６】前記複数の加圧ロ−ラのうち、加圧ロ−ラ
３が定着ロ−ラ１に圧接され、ガイド板１２上を搬送さ
れてきた、未定着トナ−像を担持する転写紙１１をニッ
プ部１０に通紙して、熱と圧力によりトナ−を溶融し、
前記未定着トナ−像を転写紙１１上に定着させる。ま
た、支持板８が回転することにより、定着ロ−ラ１と圧
接する加圧ロ−ラを交換することができる。

【００３７】図２に示すように、転写紙１１ａがジャム
を起こした時には、回転軸９を中心として、支持板８を
回動させることにより、前記複数の加圧ロ−ラ３、４、
５のどの加圧ロ−ラも定着ロ−ラ１と圧接しないように
する。それによって、ジャム紙１１ａの除去を容易に行
うことができる。また、機械の待機中にも転写紙ジャム
時と同様に、前記複数の加圧ロ−ラ３、４、５のどの加
圧ロ−ラも定着ロ−ラ１と圧接しないようにする。それ
によって定着ロ−ラの撓み及び加圧ロ−ラの耐熱弾性層
の変形を防止することができる。

【００３８】ここで加圧ロ−ラの変換機構を説明する。

【００３９】図３は加圧ロ−ラ位置検出機構を説明する
図である。加圧ロ−ラ３、４、５は支持板８に枢着さ
れ、回転軸９を中心に回動可能になっている。揺動レバ
−３２は、その一端が軸３２ａにより図示しない支持部
材に揺動可能に軸支され、他端にはコロ３５が枢着され
ており、また、変位検出素子３３が取り付けられてい
る。揺動レバ−３２に取り付けられたスプリング３６の
作用によりコロ３５が支持板８の外周面に付勢されてい
る。

【００４０】支持板８には、加圧ロ−ラ３が定着ロ−ラ
１と圧接したときに、コロ３５と嵌合するように切欠き
３４ａが設けられている。同様に、加圧ロ−ラ４、５が
それぞれ定着ロ−ラ１と圧接したときに、コロ３５と嵌
合するように切欠き３４ｂ、３４ｃが設けられている。
従って、支持板８の回転にともない、コロ３５は支持板
８の外周面を周転し、加圧ロ−ラ３、４、５がそれぞれ
定着ロ−ラ１と圧接したときに、コロ３５は切欠き３４
ａ、３４ｂ、３４ｃに嵌合する。また、切欠き３４ａ、
３４ｂ、３４ｃの深さはそれぞれ異なるように設けられ
ている。

【００４１】加圧ロ−ラ３、４、５のどれも定着ロ−ラ
１と圧接していない状態の揺動レバ−３２の位置をｌ₀
とし、加圧ロ−ラ３、４、５がそれぞれ定着ロ−ラ１と
圧接されている時の揺動レバ−３２の位置をそれぞれｌ
₃、ｌ₄、ｌ₅とすると、切欠き３４ａ、３４ｂ、３４ｃ
の深さがそれぞれ異なるので、揺動レバ−３２の位置ｌ
₀、ｌ₃、ｌ₄、ｌ₅もそれぞれ異なり、この変位を検出し
た変位検出素子３３の信号によって、加圧ロ−ラ３、
４、５のうち、どの加圧ロ−ラが定着ロ−ラ１と圧接さ
れているのか、又は、どの加圧ロ−ラも圧接されていな
いのかを判断することができる。

【００４２】図４は加圧ロ−ラ変換部の駆動方法を説明
するための図である。加圧ロ−ラ４、５はそれぞれ軸４
ａ、４ｂ及び軸５ａ、５ｂにより、支持板８ａ、８ｂに
枢着されている。図には省略したが加圧ロ−ラ３も同様
に枢着されている。支持板８ａ、８ｂは軸９ａ、９ｂに
より回転可能に軸支されている。この軸９ａの端部にギ
ヤ４３が固定され、駆動モ−タ４５に駆動されるギヤ４
４がギヤ４３に噛み合わされている。そして前述の加圧
ロ−ラ位置検出機構によって検出された信号をもとに、
駆動モ−タ４５の駆動力によって、支持板８ａを回転さ
せ、定着ロ−ラ１と圧接する加圧ロ−ラを交換すること
ができる。

【００４３】また、本実施例では加圧ロ−ラに駆動力を
与えて回転させている。図４の右側にその駆動伝達機構
を示している。加圧ロ−ラ４の軸４ｂにギヤ４９が、ま
た、加圧ロ−ラ５の軸５ｂにギヤ５０が固定されてお
り、このギヤ４９及び５０に中間ギヤ４８が噛み合わさ
れている。図には省略したが加圧ロ−ラ３の端部にもギ
ヤが設けられ、このギヤが中間ギヤ４８に噛み合わされ
ている。中間ギヤ４８の軸４８ｂは支持板８ｂの軸９ｂ
の内部を貫通して回転可能に支持されており、この軸４
８ｂの端部にギヤ４７が固定されている。図示しない駆
動手段からの回転をギヤ４７に伝え、中間ギヤ４８を回
転させ、さらにギヤ４９及び５０に伝えて、加圧ロ−ラ
３、４、５をそれぞれ回転させている。また、本実施例
では、加圧ロ−ラ３、４、５の直径をそれぞれ異なるよ
うに設けている。従って、径の異なる加圧ロ−ラを同一
の回転速度で回転させることによって、加圧ロ−ラの外
周面の速度は異なり、定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラ
を交換することによって、転写紙の搬送速度を調整する
ことができる。また、加圧ロ−ラ３、４、５の径は同じ
でも、それぞれ端部に設けたギヤのギヤ比を変えること
によっても、転写紙の搬送速度を調整することができ
る。

【００４４】あまり精度を要求しない定着装置の場合
は、加圧ロ−ラに駆動力を与える必要はなく、定着ロ−
ラに従動させてもよいが、本実施例のように、それぞれ
径の異なる加圧ロ−ラに回転力を与えてその外周面の速
度を変え、定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを交換する
ことにより、転写紙の搬送速度を調整し、定着時におい
て等倍性が変化することを防止することができる。

【００４５】また、本実施例の加圧ロ−ラは、図６に示
すように、中央部が最小径で両端に向かって漸次大径に
なるよう（鼓形状）に形成してある。さらに、図５に示
すように、加圧ロ−ラ４、５はそれぞれ金属性心金を被
覆する耐熱弾性層の長さが異なり、定着ロ−ラと圧接す
る長さが異なるように設けてある。図６に示すように、
加圧ロ−ラ４、５は中央部の径Ｄ₀が同じで、かつ両端
に向かって大径になる比率も同じであるが、耐熱弾性層
４ｇ、５ｇの長さが異なるので、その鼓量、すなわち図
６におけるＤ₅−Ｄ₀の値とＤ₄−Ｄ₀の値が異なってく
る。図には省略したが、加圧ロ−ラ３も、その耐熱弾性
層の長さが４ｇ、５ｇとは異なるように設けられ、従っ
て、加圧ロ−ラ３、４、５はその鼓量がそれぞれ異なっ
ている。

【００４６】加圧ロ−ラを鼓形状にして転写紙両端に拡
がる力（鼓効果）を与え、シワの発生を防止する方法
は、前述したように用紙のサイズや種類により、最適な
条件が異なっている。広巾の用紙、例えばＡ０サイズに
最適な鼓量を持った加圧ロ−ラで、巾の狭い用紙、例え
ばＡ４サイズの用紙を通紙した場合、鼓効果が不足して
シワ発生の頻度が高くなる。逆に、Ａ４サイズに最適な
鼓量を持った加圧ロ−ラでＡ０サイズの用紙を通紙した
場合は、鼓効果が過大になり、画像の擦れや散り、ま
た、肋骨状のシワが発生したりする。さらに、広巾サイ
ズ用の加圧ロ−ラで小サイズの用紙を通紙した場合、通
紙領域外の部分に定着ロ−ラからの熱を伝えることにな
り、不必要な電力を消費することになり、経済的でな
い。

【００４７】従って、本実施例のように、加圧ロ−ラ
３、４、５を鼓形状に形成し、かつ、加圧ロ−ラ３、
４、５の耐熱弾性層の長さを異なるように設けて、それ
ぞれの鼓量を異なるようにして、通紙する転写紙のサイ
ズに対応して、定着ロ−ラ１と圧接する加圧ロ−ラを交
換することにより、搬送性能を向上させ、また、電力を
節約することができる。

【００４８】なお、本実施例においては、通紙する転写
紙のサイズに対応して、定着ロ−ラ１と圧接する加圧ロ
−ラを交換していたが、用紙が同一サイズであっても、
普通紙とトレ−シングペ−パとでは、前述したようにト
レ−シングペ−パの方がシワになりやすく、また、シワ
を防止するための鼓量の最適値も異なる。したがって、
複数の加圧ロ−ラの耐熱弾性層の長さは同じでも、中央
部の径、または両端部の径が異なり、中央部から両端部
に向かって漸次大径となる比率が異なり、それぞれ鼓量
のことなる複数の加圧ロ−ラを設けて、通紙する用紙の
種類に対応して、定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを交
換することによっても、搬送性能を向上させることがで
きる。

【００４９】また、本実施例の加圧ロ−ラ３、４、５
は、前記したようにそれぞれ径が異なっているため、定
着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを交換することによっ
て、ニップ巾が変化し、定着条件を変えることができ
る。例えば厚手の用紙やトレ−シングペ−パを通紙した
場合、定着性を確保するためにニップ巾を大きく取っ
て、与える熱量を多くすることが有効であるが、そのま
まのニップ巾でフィルムや薄手の用紙を通紙すると、フ
ィルムの場合は軟化して排紙コロ等の跡が付いてしま
う。また、薄手の用紙の場合はカ−ルが発生して、次行
程の排紙部やソ−タ−あるいは折り機などを使用したと
きに用紙ジャムが発生しやすくなる。したがって、通紙
する用紙の種類に対応して、加圧ロ−ラを交換し、定着
条件（ニップ巾）を変えることによって、定着性能及び
搬送性能を向上させることができる。ニップ巾を変える
方法として、加圧ロ−ラの径を変える方法以外に、定着
ロ−ラへの圧接力を変える方法や加圧ロ−ラの耐熱弾性
層の肉厚を変える方法などが考えられるが、どの方法を
採用してもよい。

【００５０】以上説明したように、本実施例によれば用
紙のシワ発生及び等倍性の変化を防止して、定着性能及
び搬送性能を向上することができる。

【００５１】図７は、本発明の他の実施例を説明する図
である。この実施例においては、加圧ロ−ラ７３、７
４、７５は鼓形状に形成され、それぞれの鼓量及び耐熱
弾性層の長さは同じである。また、定着ロ−ラ７１の温
度分布を検出するための温度検知素子８１、８２が定着
ロ−ラ７１の外周面に接触して設けられ、加圧ロ−ラの
温度分布を検出するための温度検知素子８３、８４が支
持棒８０に取り付けて設けてある。支持棒８０は図示し
ない支持板の回転軸の延長線上にあり、この支持棒８０
に取り付けられた温度検知素子８３、８４は加圧ロ−ラ
７３、７４、７５が回動して、それぞれ定着ロ−ラ７１
と圧接したときに、それぞれの加圧ロ−ラの外周面に接
触するように設けられている。温度検知素子８１、８３
は、本実施例の定着装置に使用できる最小サイズの用紙
７６を搬送したときの通紙領域７６ｔ及び７６ｋの温度
を検知し、温度検知素子８２、８４は、それぞれ本実施
例の定着装置に使用できる最大サイズの用紙７７を搬送
したときの通紙領域７７ｔ及び７７ｋの温度を検知す
る。加圧ロ−ラ７３を定着ロ−ラ７１に圧接して、最小
サイズの用紙７６を連続して通紙すると、通紙領域７６
ｋは用紙に遮られて定着ロ−ラ７１からの伝熱量は少な
いが、非通紙領域７７ｋは定着ロ−ラ７１からの伝熱に
より温度が上昇し、非通紙領域７７ｋが熱膨張を起こし
て径が大きくなる。そのため加圧ロ−ラ７３の鼓量は初
期に設定されていたより大きくなり、この状態で、より
広巾な用紙を通紙すると鼓効果が過大となり、画像の擦
れや散り、肋骨シワが発生する。そのため、加圧ロ−ラ
側の７７ｋの温度Ｈ₂と７６ｋの温度Ｈ₁の差Ｈ（Ｈ₂−
Ｈ₁）を求め、その温度差Ｈが３０⁰Ｃ以上になると、加
圧ロ−ラ７３、７４、７５を回動させ定着ロ−ラ７１と
圧接する加圧ロ−ラを交換することにより上記不具合を
防止している。なお、本実施例においては加圧ロ−ラ側
の温度検知素子８３、８４のデ−タを使用したが、定着
ロ−ラ側の温度検知素子８１、８２を代用しても良い。

【００５２】本来、通紙サイズ毎に加圧ロ−ラが有れば
よいのだが、設けられる加圧ロ−ラの数は機械のスペ−
スによって限られるので、本実施例のようにロ−ラの温
度分布を検出する手段を設け、その信号により定着ロ−
ラと圧接する加圧ロ−ラを交換する方法は、限られた本
数の加圧ロ−ラで複数のサイズの用紙を通紙する場合に
有効な方法である。

【００５３】図８は加圧ロ−ラ変更方法のブロック図で
ある。図示しない用紙サイズ検出素子から用紙サイズ検
出信号が送られる。また、図示しない紙種検出素子から
紙種検出信号が送られ、さらに、前記した加圧ロ−ラ又
は定着ロ−ラの温度分布検出素子から温度分布検出信号
が送られてくる。以上三つの検出信号をＣＰＵにより処
理して、最適な加圧ロ−ラを選択し、加圧ロ−ラ変換駆
動回路を作動させ、定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを
変換する。

【００５４】図９は本発明のさらに他の実施例を説明す
る図である。図９において、加圧ロ−ラ９１、９２、９
３は回転可能な支持版１００に枢着されている。ア−ム
９５の一端が支持板１００の軸９４に連結され、他端に
は回転リンク９６が連結されている。変換モ−タ９７の
駆動力により回転リンク９６が回転され、ア−ム９５が
クランク運動を行い、支持板の軸９４がガイド板９８に
沿って動くことにより加圧ロ−ラ９１、９２、９３の軸
はガイド板９９に沿って移動する。

【００５５】また、図１０に示すように、軸９４の端部
には、軸方向に摺動可能なキャップ１０１がかぶせら
れ、スプリング１０２の作用によってキャップ１０１が
ベアリング１０３をガイド板９８の案内溝９８ａに付勢
している。また、案内溝９８ａの上辺部９８ｕは最下部
から最上部に向かって漸次浅くなり、最上部に段付け部
９８ｊを設けて深くなっており、同じように、下辺部９
８ｄは最上部から最下部に向かって漸次浅くなり、最下
部に段付け部９８ｋを設けて深くなっている。軸９４は
ア−ム９５のクランク運動にともない、傾斜を持った案
内溝９８ａ中を、スプリング１０２を圧縮しながら移動
し、上死点及び下死点において軸９４が段付け部９８
ｊ、９８ｋに嵌合して後戻りしないようになっている。
さらに、加圧ロ−ラ９１の軸及び、図１０には省略した
加圧ロ−ラ９２、９３の軸も支持板の軸９４と同様に構
成され、加圧ロ−ラ９１、９２、９３の軸はガイド板９
９の案内溝９９ａ中を後戻りすることなく移動すること
ができる。

【００５６】図９に示すように、クランク運動をするア
−ム９５が下死点に来ると、加圧ロ−ラ９１が定着ロ−
ラ９０の真下に圧接される。この動作を第１動作と呼
び、このように、定着ロ−ラ９０の真下に一つの加圧ロ
−ラが圧接されている状態が本実施例のホ−ムポジショ
ンである。図示しない搬送手段によって搬送されて来た
用紙１１１の先端がニップ部１１０に進入すると、ア−
ム９５がクランク運動を始め、図１１に示すように、定
着ロ−ラ９０と加圧ロ−ラ９１で用紙１１１を挟持した
まま、加圧ロ−ラ９１は定着ロ−ラ９０の外周面に沿っ
て用紙搬送方向下流に移動し、同時に加圧ロ−ラ９２、
９３も移動する。そしてア−ム９５が上死点に達する
と、加圧ロ−ラ９２が、先に加圧ロ−ラ９１が位置して
いた定着ロ−ラ９０の真下まで移動し、図１２に示すよ
うに、加圧ロ−ラ９２が定着ロ−ラ９０に圧接され、二
つの加圧ロ−ラが定着ロ−ラ９０に圧接される。この動
作が第２動作である。さらにア−ム９５がクランク運動
を継続すると、図１３に示すように、加圧ロ−ラ９２を
中心に加圧ロ−ラ９１が定着ロ−ラ９０から離間する方
向に回動する。この動作が第３動作である。そしてア−
ム９５が下死点に戻ると、図９に示すホ−ムポジション
と同じ状態に戻り、１サイクルが終了するが、加圧ロ−
ラ９１、９２、９３の配置は一つずつ右回りにずれる。
従って、本実施例の場合、３サイクル行うと、元の加圧
ロ−ラ配置になる。

【００５７】本実施例では、通紙する用紙に対応して、
第１動作状態で定着を行うか、または第２動作状態で定
着を行うかを、選択することができる。第１動作状態で
定着を行う場合は、図９に示すホ−ムポジションの状態
で定着を行い、用紙を搬送すれば良い。

【００５８】第２動作状態で定着を行った場合、定着ニ
ップが二つ得られるため定着性能が向上し、高速での定
着が可能となる。また、用紙を定着ロ−ラに巻きつける
ようにして搬送するので、長尺の用紙を搬送するときに
スキュ−（捩じれ）が発生しにくい。さらに、長尺紙の
搬送途中で加圧ロ−ラの交換ができるので搬送性能を向
上することができる。そのとき、本実施例の加圧ロ−ラ
交換方法によれば、常に少なくとも一つの加圧ロ−ラが
定着ロ−ラ９０と圧接しているので、用紙搬送途中で加
圧ロ−ラを交換しても、定着不良を発生することがな
い。

【００５９】図１４は複数の加圧ロ−ラを持つ従来の定
着装置を示したものであり、定着ロ−ラ１２０に、常時
二つの加圧ロ−ラ１２１、１２２が圧接しているもので
ある。このような定着装置の場合は、用紙１２３が加圧
ロ−ラ１２１によるニップ部１２１ｎに進入したあと、
用紙１２３の先端が定着ロ−ラ１２０と密着して搬送さ
れ、加圧ロ−ラ１２２によるニップ部１２２ｎに進入す
れば問題無いが、用紙１２３の先端部にトナ−像が無い
場合は、紙の弾性と自重により定着ロ−ラ１２０から離
れ、下部ガイド板１２４に沿って搬送され、ニップ部１
２２ｎに進入する。このときに用紙の先端が揃ってニッ
プ部に進入しないため、シワが発生する。しかしなが
ら、本実施例の定着装置によれば、前述したように第１
動作状態で用紙を通紙し、この用紙先端を挟持したまま
第２動作を行い、二つの加圧ロ−ラが定着ロ−ラに圧接
されるので、シワを発生させることがない。また、本実
施例では、図示しない駆動手段により、加圧ロ−ラ９
１、９２、９３に回転を与え、加圧ロ−ラ９１の回転速
度を加圧ロ−ラ９２の回転速度より速く設定しているた
め、用紙搬送時に加圧ロ−ラ９１と加圧ロ−ラ９２間
で、用紙がたるむようなことがない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の定着装置
によれば、画像形成装置の高速化、広巾化、用紙の多様
化に伴うシワの発生を防止し、定着性能及び搬送性能を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例を説明する図である。

【図２】図２は、用紙ジャム発生時における対応を説明
する図である。

【図３】図３は、加圧ロ−ラ位置検出機構を説明する図
である。

【図４】図４は、加圧ロ−ラ変換機構及び駆動機構を説
明する図である。

【図５】図５は、加圧ロ−ラの構成を説明する図であ
る。

【図６】図６は、加圧ロ−ラの構成を説明する図であ
る。

【図７】図７は、本発明の他の実施例を説明する図であ
る。

【図８】図８は、図７に示す実施例の加圧ロ−ラ変更方
法のブロック図である。

【図９】図９は、本発明の更に他の実施例を説明する図
である。

【図１０】図１０は、図９に示す実施例の定着ロ−ラ及
び加圧ロ−ラの軸の構成と、ガイド板を説明する図であ
る。

【図１１】図１１は、図９に示す実施例の加圧ロ−ラ交
換方法を説明する図である。

【図１２】図１２は、図９に示す実施例の加圧ロ−ラ交
換方法を説明する図である。

【図１３】図１３は、図９に示す実施例の加圧ロ−ラ交
換方法を説明する図である。

【図１４】図１４は、複数の加圧ロ−ラを持つ従来の定
着装置の一例を示す図である。

【図１５】図１５は、縦目の用紙を通紙したときのシワ
発生を説明する図である。

【図１６】図１６は、横目の用紙を通紙したときの説明
図である。

【図１７】図１７は、トレ−シングペ−パの波打ち発生
のメカニズムを説明する図である。

【図１８】図１８は、トレ−シングペ−パの波打ち発生
のメカニズムを説明する図である。

【図１９】図１９は、トレ−シングペ−パの波打ち発生
のメカニズムを説明する図である。

【図２０】図２０は、トレ−シングペ−パの波打ち発生
のメカニズムを説明する図である。

【符号の説明】

１定着ロ−ラ２熱源３、４、５加圧ロ−ラ８支持板９支持板の軸１０定着ニップ３２揺動レバ− ３３変位検出素子８３、８４温度検出素子９５ア−ム９６回転リンク９７変換モ−タ９８、９９ガイド板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/00 １０８ 7369−2Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱源により加熱される定着ロ−ラと、そ
の定着ロ−ラに圧接される複数の加圧ロ−ラとを有する
定着装置において、前記複数の加圧ロ−ラが回転可能な
支持板に枢着され、前記定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−
ラを交換するため、前記支持板を回動する手段を設けた
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】機械の待機時及び用紙のジャム時には、
前記複数の加圧ロ−ラのうち、どの加圧ロ−ラも前記定
着ロ−ラに圧接しない位置に回動することを特徴とす
る、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】熱源により加熱される定着ロ−ラと、そ
の定着ロ−ラに圧接される複数の加圧ロ−ラとを有する
定着装置において、前記複数の加圧ロ−ラが回転可能な
支持板に枢着され、前記支持板の軸及び前記複数の加圧
ロ−ラの軸が移動するためのガイド板を設け、そして前
記定着ロ−ラに圧接する加圧ロ−ラの個数を変えるた
め、前記複数の加圧ロ−ラのうち、一つの加圧ロ−ラが
前記定着ロ−ラに圧接される第１動作状態と、次にこの
加圧ロ−ラが圧接されたまま所定の距離だけ用紙搬送方
向下流に移動し、二つ目の加圧ロ−ラが前記定着ロ−ラ
に圧接される第２動作状態と、さらに、二つ目の加圧ロ
−ラの軸心を中心として最初の加圧ロ−ラが回動して前
記定着ロ−ラから離間するように回動させた第３動作状
態とをつくり出すための駆動手段を設けたことを特徴と
する定着装置。
【請求項４】通紙される用紙の種類に対応して、第１
動作状態で定着を行うか、または第２動作状態で定着を
行うかを、選択して切り換えることを特徴とする、請求
項３に記載の定着装置。
【請求項５】第２動作状態で定着を行う場合、第１動
作状態で用紙を通紙し、この用紙先端を挟持したまま、
第２動作状態に移行することを特徴とする、請求項３に
記載の定着装置。
【請求項６】通紙される用紙のサイズ及び種類に対応
して、前記定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを交換する
ことを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の定着装
置。
【請求項７】前記定着ロ−ラ又は前記複数の加圧ロ−
ラの少なくとも一方に、ロ−ラ軸方向の温度分布を検出
する温度検知手段を設け、その温度検知手段の信号によ
り、前記定着ロ−ラと圧接する加圧ロ−ラを交換するこ
とを特徴とする、請求項１、２、３、４、５又は６に記
載の定着装置。
【請求項８】前記複数の加圧ロ−ラを駆動手段により
回転させ、前記複数の加圧ロ−ラのうち、外周面の回転
速度が異なる加圧ロ−ラを設けたことを特徴とする、請
求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の定着装置。
【請求項９】前記複数の加圧ロ−ラのうち、軸方向に
おいて前記定着ロ−ラと圧接する長さが異なる加圧ロ−
ラを設けたことを特徴とする、請求項１、２、３、４、
５、６、７又は８に記載の定着装置。
【請求項１０】前記複数の加圧ロ−ラのうち、直径、
金属製心金を被覆するゴム層の厚み又は前記定着ロ−ラ
への圧接力が異なり、ニップ巾が異なる加圧ロ−ラを設
けたことを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、
６、７、８又は９に記載の定着装置。
【請求項１１】前記複数の加圧ロ−ラを中央部が最小
径で両端に向かって漸次大径（鼓形状）となるように形
成したことを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、
６、７、８、９又は１０に記載の定着装置。