JPH08160791A

JPH08160791A - 定着装置

Info

Publication number: JPH08160791A
Application number: JP30372594A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Echigo; 勝博越後; Yasuhiko Taguchi; 泰彦田口; Hiroyuki Shibaki; 弘幸芝木; Jun Yura; 純由良
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】薄肉の加熱ローラを用いた定着装置において、
加圧ローラから加えられる加圧力が増加した場合でも、
当接圧力及び、ニップの均一化が図れ、最適な加圧状
態、及びニップ状態が得られ、定着装置の寿命の低下、
変形、転写材の搬送不良、更には加熱ローラの破損を防
止することを目的とする。【構成】内部にヒータを有する薄肉円筒形状の加熱ロー
ラと、該加熱ローラの長手方向に対して所定の交差角度
を有し、圧接している加圧ローラとを有する定着装置に
おいて前記加圧ローラの圧接力に応じて前記交差角度を
変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機、プリンタ等
の画像形成装置の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の定着装置としては、熱源
を内蔵する加熱ローラと、この加熱ローラに圧接し、従
動回転する加圧ローラを設けて定着ローラ対として構成
し、その他の主だった構成としては、前記加熱ロ−ラに
近接されている温度ヒュ−ズと前記加熱ロ−ラに当接さ
れている分離爪と前記加熱ロ−ラに当接、又は近接して
いる温度検知手段がある。前記加熱ロ−ラと前記加圧ロ
−ラのニップ部に未定着トナ−像を担持する転写材を通
過させ、熱と圧力により、前記転写材上に融着させて定
着を行なう。そしてニップ部を通過した前記転写材は前
記分離爪により前記加熱ロ−ラから分離されて排出され
る。また、サーミスタ等の温度検知手段により検知され
た前記加熱ロ−ラの表面温度は定着に必要な温度を保持
するよう通電制御が行なわれているが、万が一温度が異
常に上昇した場合には、前記温度ヒュ−ズが作動して、
前記熱源への通電を遮断する。また、転写材の厚さが厚
い場合や、転写材表面の平滑性が高い場合は、転写材の
厚みのために転写材の裏面に対して加圧ローラからの熱
が伝わりにくいことと、転写材表面の繊維の密度（緊
度）が高くなることによるトナーと転写材との結合力の
低下により、加圧ローラの加圧力を大きくして、転写材
に加わる圧力を増加させる必要が有り、厚さの薄い転写
材に対しては、しわの発生を防止するために定着ローラ
対間の圧力を弱める必要が有る。このため、従来では、
定着ローラ対間の圧力は、転写材の質や厚さに応じて変
化するように制御されていた。また、近年の定着装置は
高画質化の要求に応えるために、トナー粒子の微細粒化
が行われてきているため、加圧力の増加が必要となって
きている。しかし、加熱ローラに加わる加圧力が増加す
ると、加熱ローラの中央部の加圧ローラと接触する側、
即ちニップ側が上方に持ち上がる力が作用するので加熱
ローラに撓みが発生し、ニップ幅が減少してしまう。こ
の撓み量は、ほぼ０．１ｍｍ以内であればニップ分布と
して問題は生じないが、このニップ幅の減少を補うため
にローラ対を軸方向に微小角度クロスさせてニップ幅を
確保するという技術が提案されている。また、省電力と
いう観点から、立上り時間の短い定着装置が望まれてお
り、その１つの方法として、薄肉ローラのように熱容量
の小さいローラを加熱ローラとして構成する定着装置が
考えられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５乃至図８
に示すように、肉圧が０．３〜１．０ｍｍ程度の薄い加
熱ローラ１０を用いてこの加熱ローラ１０に加わる加圧
力を増加させる場合は、従来の肉厚の厚い加熱ローラ１
０′よりも大きな撓みが生じてしまうだけでなく、加圧
ローラが圧接している部分が全てつぶれてしまい、特に
加熱ローラ１０の中央部に関してはこのつぶれが顕著に
現れる。このため、薄肉の加熱ローラ１０の中央部の変
化量ｄ₂は厚肉の加熱ローラ１０′に生じる中央部の変
化量ｄ₁を大幅に上回り、前記加熱ローラ１０の中央部
において、前記加圧ローラとの間にニップ不足及び接触
圧力の不足が生じてしまう。これらの現象による発生す
る不具合としては、中央部の定着不良や転写材の搬送不
良が上げられる。また、このニップ不足を解消するため
にローラ対を軸方向にクロスさせて設置すればよいが、
クロスさせる角度は大きくなればなるほど加熱ローラと
加圧ローラとの搬送方向のベクトルがずれてしまうため
に転写材にしわの発生の一因となってしまう。特に転写
材の厚さが薄いほどしわの発生は顕著になる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するため、内部にヒータを有する薄肉円筒形状の
加熱ローラと、該加熱ローラの長手方向に対して所定の
交差角度を有し、圧接している加圧ローラとを有する定
着装置において、前記加圧ローラの圧接力に応じて前記
交差角度が変化する定着装置を提供することにより達成
する。

【０００５】

【作用】上述したように構成した定着装置においては、
加圧ローラの加熱ローラに与える加圧力が増減しても、
その加圧力に応じて、加圧ローラの、加熱ローラの長手
方向に対しての交差角度が増減するので、加熱ローラの
撓みやつぶれの発生を抑えることになる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。本発明の定着装置を搭載した複写機の概要を
説明する。複写機の基本構成は図１３に示すように感光
体１、帯電器２、クリーニング装置３、現像器４、転写
器５、分離器６、定着装置７、より構成される。画像プ
ロセスは、まず、帯電器２で感光体１の表面を均一に帯
電し露光器により画像部以外のところに光をあて、静電
潜像を形成する。現像器４では、静電潜像と逆極性に帯
電したトナーを静電潜像に付着させ可視像化させる。そ
して、転写材９をこのトナー像に重ね、前記転写材９の
裏側の転写器５からトナーの帯電極性とは逆極性の電荷
を与え、静電力によりトナーを前記転写材９に転写させ
る。転写後、前記転写材９の静電吸着力を低減させる
ため、分離器６により前記転写材９の除電が行なわれ
る。転写されたトナー像を担持した前記転写材９は定着
装置７内に設けられたヒーターを有する加熱ローラとこ
の加熱ローラに圧接し、従動回転を行う加圧ローラ間を
通過することにより加熱及び、加圧されて定着された
後、排紙口８より排紙される。また、転写後、感光体１
上に残った電荷は除電器により除電され、転写されずに
感光体１上に残った残留トナーはクリーニング装置３に
より除去される。

【０００７】次に、上述した定着装置を第一実施例とし
て図１、図２をもとに説明する。加熱ローラ１０には芯
金の外周にテフロン樹脂皮膜処理が施されている。内部
には、ヒータ１１が内蔵されており、図示しない温度制
御装置において、サーミスタ１２により検知される前記
加熱ローラ１０の表面が所定の温度になるように制御さ
れている。また、前記加熱ローラ１０は前後の定着側板
２６に設けられたベアリング１３、耐熱ブッシュ１４
（前後の部材で同一の部材には同一の番号が符されてい
る。）により支持されており、回転可能に構成されてい
る。また、前記加熱ローラ１０はその一端に設けられた
駆動ギア１５が本体からのギア系列１６の駆動により回
転する構成となっている。また、前記加熱ローラ１０の
芯金の厚みは０．３から１．０ｍｍ程度の薄肉ローラが
用いられている。加圧ローラ２０は、芯金の外周にソリ
ッドシリコンゴム或いは、発泡シリコンゴムが整形され
ており、更にその外側にはＰＦＡチューブ２８が巻き付
けられている。前記加圧ローラ２０は、両端の軸部２
０′がベアリング２１で支持されており、前記加圧ロー
ラ２０と、前記ベアリング２１は一体的に、加圧フレー
ム２２に設けられた溝に沿って、上下に移動可能になっ
ている。前記加圧ローラ２０の前記加熱ローラ１０に対
する加圧機構としては、加圧レバー２３が前記加圧フレ
ーム２２の基準ピン２４を中心に回動して、先端部がス
プリング２５により上方に持ち上げられると、前記加圧
レバー２３の上面でベアリング２１を押し上げて前記加
熱ローラ１０を押圧する構成となっている。前記加圧フ
レーム２２は、定着フレーム２６の底部にねじ２７によ
りねじ止めされており、図３及び図４に示すように前記
加圧ローラ２０は前記加熱ローラ１０に対して所定の交
差角度θだけ交差した状態で取付けられている。次に、
交差角度θの変化機構を図９をもとに説明する。前記加
圧ローラ２０の軸２０′は、前記定着フレーム２６の前
後側板に設けられた案内溝３０に係止されており、この
案内溝３０は前側板と、後側板とで逆向きになるように
上下方向に斜めに設けられている。従って、前述したよ
うに、前記加圧レバー２３から前記加圧ローラ２０を押
し上げる力が加わると、前記加圧ローラ２０は、この案
内溝３０に沿って上方に移動し、前記交差角度θが増加
する。前記案内溝３０の形状は、加える加圧力に応じ
て、加圧ローラ２０と加熱ローラ１０とが適した交差角
度θを維持するように設けられている。

【０００８】次に、複数の紙厚または、紙質を選択可能
な複写機に本発明を利用した実施例を説明する。複写機
の全面に設けられた不図示の操作パネル上のキーによる
紙厚または、紙質選択により、あるいは、給紙部に設け
られた不図示の検知手段によって検知された紙厚、また
は、紙質の情報から、不図示の駆動モータにより不図示
の駆動ギアは、加圧カム３１を軸３２を中心に所定の角
度回転させる。この加圧カム３１の回転により、加圧板
３３が各モードに応じた設定位置まで移動することによ
り、スプリング２５が加圧レバー２３を各モードに応じ
た最適の圧力で引っ張り、定着ローラ対間の最適な加圧
状態が設定される。また、この定着ローラ対間の加圧状
態に応じて前述した交差角度θの変化機構が作動し、最
適な交差角度θが維持される。即ち、定着ローラ対間に
厚さの薄いまたは、平滑性の低い普通紙を通過させる場
合には、前記加圧レバー２３、前記加圧カム３１等は図
１０に示すような位置に設定され、前記加圧ローラ２０
と前記加熱ローラ１０の軸方向の交差角度θはθ₁（０
°〜１°）に設定される。厚紙や、平滑性の高い転写材
を通過させる場合には、前記加圧レバー２３、前記加圧
カム３１等は図１１に示すような位置に設定され、前記
加圧ローラ２０と前記加熱ローラ１０の軸方向の交差角
度θはθ₂（１°〜２°）に設定される。また、本体、
及び定着装置の不作動時には前記加圧レバー２３、前記
加圧カム３１等を図１２に示すような位置に設定させて
おけば定着ローラ対間に加わる圧力が解除されることに
なるため、長時間加圧によるクリープ等の発生を防止す
ることができる。尚、定着ローラ対間に加わる圧力、及
び交差角度θは２段階以上の多段階に設定することは当
然に可能である。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
薄肉の加熱ローラを用いた定着装置において、加圧ロー
ラから加えられる加圧力が増加した場合でも、当接圧力
及び、ニップの均一化が図れ、最適な加圧状態、及びニ
ップ状態が得られ、定着装置の寿命の低下、変形、転写
材の搬送不良、更には加熱ローラの破損を防止すること
が可能となる。

【００１０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の正面図である。

【図２】本発明の定着装置の側面図である。

【図３】本発明の定着装置の上面図である。

【図４】本発明の定着装置の斜視図である。

【図５】厚肉加熱ローラを用いた定着装置の正面図であ
る。

【図６】厚肉加熱ローラを用いた定着装置の側面図であ
る。

【図７】薄肉加熱ローラを用いた定着装置の正面図であ
る。

【図８】薄肉加熱ローラを用いた定着装置の側面図であ
る。

【図９】交差角度θ変更機構を示す斜視図である。

【図１０】普通紙モード時の定着装置の正面図である。

【図１１】厚紙モード時の定着装置の正面図である。

【図１２】加圧力解除時の定着装置の正面図である。

【図１３】複写機の概略図である。

【符号の説明】

７定着装置１０加熱ローラ２０加圧ローラ２２加圧フレーム２３加圧レバー２６定着フレーム３０案内溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者由良純東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部にヒータを有する薄肉円筒形状の加熱
ローラと、該加熱ローラの長手方向に対して所定の交差
角度を有し、圧接している加圧ローラとを有する定着装
置において前記加圧ローラの圧接力に応じて前記交差角
度が変化することを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記圧接力は転写材の厚さ、若しくは、転
写材表面の平滑性に応じて変化することを特徴とする請
求項１に記載の定着装置。