JPH0822210A

JPH0822210A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0822210A
Application number: JP17978694A
Authority: JP
Inventors: Makoto Jinzai; 誠陣在
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本出願に係る第１の発明は、記録材の皺の発
生防止と、記録材のばたつき及び画像ずれの発生防止の
両立を図ることのできる定着装置を提供することを目的
としている。【構成】加圧ローラー２の両端の軸部を保持するベア
リング３を、可動素子９を用いて移動自在とし、画像形
成装置の所定位置に設けられた記録材厚さ検知センサー
１１の出力値によって、記録材の厚さが比較的薄いと判
断したときは、加圧ローラー２の両端の軸を両端の圧力
が比較的高くなるように傾け、記録材の厚さが比較的厚
いと判断したときは、加圧ローラー２の両端の軸をロー
ラーの中央部の圧力が比較的高くなるように傾ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、記録装置、プ
リンター、マイクロリーダープリンター等の画像形成装
置において、電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の
作像原理、プロセスの作像手段部によって、顕画剤（ト
ナー）の未定着画像を、転写材、感光紙、静電記録紙等
の記録材に、転写式（間接式）または直接式で形成担持
させ、該記録材に定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的な電子写真複写機等の画像
形成装置用の定着装置としては、様々な定着方式のもの
が提案され、また実施されているが、そのうちでも、ロ
ーラー対を用い、該ローラー対の少なくとも一方が熱源
によって加熱される加熱ローラーである加熱ローラー定
着装置（ヒートロール定着方式）が主流をなしている。

【０００３】この方式においては、一般的に、ローラー
対のうち記録材の画像担持側の面に接するローラーを、
熱源によって加熱される加熱ローラーとし、他方のロー
ラーを、該加熱ローラーに圧接するように配設した加圧
ローラーとしている。

【０００４】ここで、その基本的な構成を図４を用いて
説明する。図４において、６は加熱ローラーであり、該
加熱ローラー６は、内部にハロゲンヒーター等の熱源７
を有し、アルミニウム等の芯金６ａの表層にオフセット
現象の発生を防止するために、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂
層６ｂが積層されている。そして、加熱ローラー６の両
端の軸部は、断熱ブッシュ５、ベアリング４を介して、
ステンレス鋼等の側板８に保持されている。

【０００５】また、２は加圧ローラーであり、該加圧ロ
ーラー２は、アルミニウム等の芯金２ａ上に、ゴム等の
弾性体層２ｂが被覆されている。そして、加圧ローラー
２の両端の軸部もベアリング３を介して上記側板８に保
持されている。

【０００６】以上のローラー対は、適当な圧接力により
挟圧部（以下、ニップ部とする）を形成しており、駆動
手段（図示せず）により駆動を受けて回転するようにな
っている。これにより、未定着画像の形成された記録材
が、上記加熱ローラー６と加圧ローラー２のニップ部に
進入すると、該記録材は該ニップ部にて熱及び圧力を受
けながら挟持搬送され、上記未定着画像の記録材への定
着が行われる。

【０００７】従って、このような方式の定着装置におい
て良好な画像を得るには、加熱量及び加圧量を適切に維
持することにより、記録材に対してトナーを十分に密着
させることが必要であり、また、トナーが加熱ローラー
及び加圧ローラー並びに記録材を汚す、所謂オフセット
現象を生じることなく定着動作を行うことが必要である
が、さらに、記録材が皺やばたつきを発生させることな
くニップ部を通過して平滑な搬送性を示すことが必要で
ある。

【０００８】ところが、一般的にニップ部では、記録材
が中央部に向かって引っ張られるために、記録材の皺等
が多々発生する場合があり、従来はこの防止策として、
加熱ローラー及び加圧ローラーに１００〜１５０μｍ程
度の逆クラウン形状を付与することにより、ローラーの
中央部と両端部の間に周速差を設け、記録材を両側へ引
っ張る手法を採用していた。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来のような手法によっても、薄い記録材を用いた場
合、あるいは厚い記録材を用いても高湿環境の場合に
は、記録材の剛性が小さくなるため、記録材に皺が発生
するという問題があった。

【００１０】この問題に対しては、加熱ローラー及び加
圧ローラーの逆クラウン形状を大きくすることが考えら
れるが、加熱ローラー及び加圧ローラーの逆クラウン形
状を大きくした場合には、ニップ部において、ローラー
の中央部と端部の周速差が大きくなり、記録材の中央部
よりも両端部が先行するため、記録材の中央部と端部の
間に不必要な応力が発生するという問題があった。つま
り、この応力の発生により、記録材の特に後端部にばた
つきが発生し、画像ずれが発生する場合があった。この
現象は特に厚い記録材を用いた場合、あるいは薄い記録
材を用いても低温低湿環境等の場合等、記録材の剛性が
大きくなる場合に顕著に発生する。

【００１１】即ち、上記記録材の皺の発生防止と、記録
材のばたつき及び画像ずれの発生防止を両立することは
不可能であった。

【００１２】本出願に係る第１の発明は、上記問題点を
解決し、記録材の皺の発生防止と、記録材のばたつき及
び画像ずれの発生防止の両立を図ることのできる定着装
置を提供することを目的としている。

【００１３】また、本出願に係る第２の発明は、上記目
的の他、記録材の皺の発生防止と、記録材のばたつき及
び画像ずれの発生防止を図った場合でも、ローラーの記
録材搬送性を損なうことのない定着装置を提供すること
を目的としている。

【００１４】さらに、本出願に係る第３の発明は、上記
目的の他、異なる種類の記録材が用いられる場合でも、
記録材の皺の発生防止と、記録材のばたつき及び画像ず
れの発生防止の両立を図ることのできる定着装置をを提
供することを目的としている。

【００１５】また、本出願に係る第４の発明は、上記目
的の他、異なる環境で用いられる場合も、記録材の皺の
発生防止と、記録材のばたつき及び画像ずれの発生防止
の両立を図ることのできる定着装置をを提供することを
目的としているを提供することを目的としている。

【００１６】さらに、本出願に係る第５の発明は、上記
目的の他、異なる大きさの記録材が用いられる場合で
も、記録材の皺の発生防止と、記録材のばたつき及び画
像ずれの発生防止の両立を図ることのできる定着装置を
を提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、互いに圧接して回転する一対の
ローラー間の挟圧部に、未定着画像を形成担持させた記
録材を導入し、該記録材を挟圧搬送させて未定着画像を
記録材面に定着させる定着装置において、上記一対のロ
ーラーのうち、加圧力を付与するローラーの両端の軸部
を保持する部材は、該ローラーの回転中心軸線に略垂直
な該部材の半径方向の中心軸のうち、上記一対のローラ
ーのそれぞれのローラーの回転中心軸線を含む面上にあ
る中心軸が、上記加圧力を付与するローラーの回転中心
軸線に対して、上記面上で所定の角度を有して傾くよう
に移動自在に配設されていることにより達成される。

【００１８】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、軸部を保持する
部材が、ベアリングであることにより達成される。

【００１９】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明または第２の発明にお
いて、軸部を保持する部材が、記録材厚に応じてその中
心軸の傾斜角を変えるように設定されていることにより
達成される。

【００２０】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明または第２の発明おいて、
軸部を保持する部材は、環境温度または環境湿度に応じ
てその中心軸の傾斜角を変えるように設定されているこ
とにより達成される。

【００２１】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明または第２の発明にお
いて、軸部を保持する部材は、記録材長または記録材幅
に応じてその中心軸の傾斜角を変えるように設定されて
いることにより達成される。

【００２２】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、一対のロー
ラーのうち、加圧力を付与するローラーの両端の軸部を
保持する部材は、該ローラーの回転中心軸線に略垂直な
該部材の半径方向の中心軸のうち、上記一対のローラー
のそれぞれのローラーの回転中心軸線を含む面上にある
半径方向の中心軸が、上記加圧力を付与するローラーの
回転中心軸線に対して、上記面上で所定の角度を有して
傾くように移動自在に配設されており、例えば、薄い記
録材または高温高湿環境等の記録材の皺が発生し易い状
況においては、上記部材を、ローラーの両端部の圧力が
強まる方向へ移動せしめることにより、ローラーの挟圧
部における記録材の中央部と両端部に顕著な周速差を設
け、記録材を両端部側へ引張り、記録材の皺の発生を防
止する。一方、厚い記録材または低温低湿環境等の記録
材のばたつき、画像ずれが発生し易い状況においては、
上記軸部を保持する部材を、中央部の圧力が強まる方向
へ移動せしめることにより、上記周速差を無くして、中
央部と両端部の間の応力の発生を防ぎ、記録材のばたつ
き、画像ずれの発生を防止する。

【００２３】また、本出願に係る第２の発明によれば、
軸部を保持する部材をベアリングとしたので、上記第１
の発明のように、上記半径方向の中心軸を傾斜せしめて
も、上記ローラーは安定して回転し、平滑な記録材の搬
送性が確保される。

【００２４】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、薄い記録材の場合には、上記第１の発明のように、
上記軸部を保持する部材を、ローラーの両端部の圧力が
強まる方向へ移動せしめることにより、ローラーの挟圧
部における記録材の中央部と両端部に顕著な周速差を設
け、記録材を両端部側へ引張り、記録材の皺の発生を防
止する。一方、厚い記録材の場合には、上記軸部を保持
する部材を、上記第１の発明のように、中央部の圧力が
強まる方向へ移動せしめることにより、上記周速差を無
くして、中央部と両端部の間の応力の発生を防ぎ、記録
材のばたつき、画像ずれの発生を防止する。

【００２５】また、本出願に係る第４の発明によれば、
高温高湿環境の場合には、上記軸部を保持する部材を、
上記第１の発明のようにローラーの両端部の圧力が強ま
る方向へ移動せしめることにより、ローラーの挟圧部に
おける記録材の中央部と両端部に顕著な周速差を設け、
記録材を両端部側へ引張り、記録材の皺の発生を防止す
る。一方、低温低湿環境の場合には、上記軸部を保持す
る部材を、上記第１の発明のように中央部の圧力が強ま
る方向へ移動せしめることにより、上記周速差を無くし
て、中央部と両端部の間の応力の発生を防ぎ、記録材の
ばたつき、画像ずれの発生を防止する。

【００２６】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、短い記録材あるいは幅の狭い記録材の場合には、上
記第１の発明のように、上記軸部を保持する部材を、ロ
ーラーの両端部の圧力が強まる方向へ移動せしめること
により、ローラーの挟圧部における記録材の中央部と両
端部に顕著な周速差を設け、記録材を両端部側へ引張
り、記録材の皺の発生を防止する。一方、長い記録材あ
るいは幅の広い記録材の場合には、上記軸部を保持する
部材を、上記第１の発明のように、中央部の圧力が強ま
る方向へ移動せしめることにより、上記周速差を無くし
て、中央部と両端部の間の応力の発生を防ぎ、記録材の
ばたつき、画像ずれの発生を防止する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２８】（第１の実施例）先ず、本発明の第１の実
施例を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は本発
明の第１の実施例における定着装置の概略構成を示す側
面図である。図１において、６は加熱ローラーであり、
該加熱ローラー６は、内部にハロゲンヒーター等の熱源
７を有し、アルミニウム等の芯金６ａの表層には、オフ
セット現象の発生を防止するために、ＰＴＦＥ等のフッ
素樹脂層６ｂが積層されている。そして、加熱ローラー
６の両端の軸部は、断熱ブッシュ５、ベアリング４を介
してステンレス鋼等の側板８に保持されている。

【００２９】また、２は加圧ローラーであり、該加圧ロ
ーラー２は、アルミニウム等の芯金２ａの表層に、ゴム
等の弾性体層２ｂが被覆されており、該加圧ローラー２
の両端の軸部は、ベアリング３で保持されている。

【００３０】該ベアリング３には、電磁アクチュエータ
ー等の可動素子９が付いており、画像形成装置の所定位
置に設けられた記録材厚さ検知センサー１１の出力値に
よって、垂直方向に移動自在となっている。

【００３１】以下、本実施例装置における加圧ローラー
２の位置制御について、図２及び図３を用いて説明す
る。なお、図２及び図３は、説明のために加圧ローラー
２の変形を極端に大きく描いているが、実際にはこれ程
加圧ローラ２が変化することはない。

【００３２】本実施例においては、ニップ部に案内され
る記録材が、両面複写及び多重複写における第２面目の
とき、あるいは、トレーシングペーパー等の皺の発生し
易い比較的薄い紙のときには、図２に示すように、加圧
ローラー２の両端の軸を両端の圧力が比較的高くなるよ
うに、可動素子９を用いて傾けた。

【００３３】これにより、記録材の中央部と両端部の間
に適度な周速差が生じ、記録材を両側へ引っ張る力が働
くため、記録材の皺の発生を防止することができる。

【００３４】また、ケント紙、カバー紙等の比較的厚い
紙においては、図３に示すように、加圧ローラー２の両
端の軸を、ローラーの中央部の圧力が比較的高くなるよ
うに、可動素子９を用いて傾けた。

【００３５】この場合には、記録材の中央部と両端部の
間の周速差がほぼ無くなるため、記録材の中央部と両端
部の間に応力を発生させず、記録材のばたつき、画像ず
れを防止することができる。

【００３６】以上のような実施例における定着装置を使
用した場合の結果を従来の定着装置の場合と比較説明す
る。実験は、市販の複写装置及び定着装置を改造して行
った。

【００３７】加熱ローラー６は、直径５０ｍｍ、芯金厚
７ｍｍ、逆クラウン量が１２５μｍのハードローラーを
使用し、加圧ローラー２は、直径が４０ｍｍ、ゴム硬度
３０度（ＪＩＳ−Ａ）で、逆クラウン量が１２５μｍの
ものを使用した。また、熱源７としては、出力８００Ｗ
のハロゲンヒーターを使用した。

【００３８】表１に、温度２０℃、湿度２０％の環境下
で、各種の紙を本実施例の定着装置に通紙したときの結
果を示した。なお、表１において、軸角度は、ローラー
の中央部の圧力を比較的高くする方向を＋とし、ローラ
ーの両端部の圧力を比較的高くする方向を−とした。

【００３９】

【表１】

【００４０】以上のように、本発明によれば、紙の厚さ
に応じて、適度に加圧ローラー２の軸角度θを動かすこ
とにより、記録材の皺の発生防止と、記録材のばたつき
及び画像ずれの発生防止を両立することができた。

【００４１】（第２の実施例）次に、本発明の第２の実
施例について説明する。なお、第１の実施例との共通箇
所には同一符号を付して説明を省略する。

【００４２】本実施例は、記録材厚さ検知センサー１１
の代わりに、温湿度センサーを用いたところが第１の実
施例と異なる。本実施例においては、該温湿度センサー
の検知結果により、２５℃、７０％以上等の高温高湿環
境であると判断した場合においては、加圧ローラー２の
両端の軸を、両端部の圧力が比較的高くなるように傾け
て記録材のしわの発生を防止した。

【００４３】一方、１５℃、２０％以下等の低温低湿環
境であると判断した場合においては、加圧ローラー２の
両端の軸を中央部の圧力が比較的高くなるまで傾けて記
録材のばたつき、画像ずれを防止した。

【００４４】以上のように、本発明によれば、温度及び
湿度に応じて、記録材の皺の発生防止と、記録材のばた
つき及び画像ずれの発生防止の両立を図ることができ
た。

【００４５】（第３の実施例）次に、本発明の第３の実
施例について説明する。なお、第１の実施例との共通箇
所には同一符号を付して説明を省略する。

【００４６】本実施例は、記録材厚さセンサー１１の代
わりに、記録材サイズセンサーを用いたところが第１の
実施例と異なる。本実施例においては、該センサーによ
り記録材の長さを検知し、比較的後端のばたつき、画像
ずれが発生し易いＡ３サイズ等長尺紙に対しては、加圧
ローラー２の両端の軸を、中央部の圧力が比較的高くな
るまで傾けて記録材のばたつき、画像ずれを防止した。

【００４７】一方、それよりも短い長さの記録材に対し
ては、加圧ローラー２の両端の軸を、両端部の圧力が比
較的高くなるように傾けて記録材のしわの発生を防止し
た。以上のように、本発明によれば、記録材の長さに応
じて、記録材の皺の発生防止と、記録材のばたつき及び
画像ずれの発生防止の両立を図ることができた。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、一対のローラーのうち、加圧力を付与
するローラーの両端の軸部を保持する部材は、該ローラ
ーの回転中心軸線に略垂直な該部材の半径方向の中心軸
のうち、上記一対のローラーのそれぞれのローラーの回
転中心軸線を含む面上にある半径方向の中心軸が、上記
加圧力を付与するローラーの回転中心軸線に対して、上
記面上で所定の角度を有して傾くように移動自在なの
で、記録材の皺が発生し易い状況、あるいは、記録材の
ばたつき及び画像ずれが発生し易い状況に応じて、上記
軸部を保持する部材を、所定方向へ移動せしめることに
より、記録材の皺の発生防止と、記録材のばたつき及び
画像ずれの発生防止を両立させることができる。

【００４９】また、本出願に係る第２の発明によれば、
軸部を保持する部材をベアリングとしたので、上記第１
の発明のように、上記中心軸を傾斜せしめても、上記ロ
ーラーが安定して回転するため、上記第１の発明のよう
に記録材の皺及びばたつき等を防止しつつ、平滑な記録
材の搬送性を確保することができる。

【００５０】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、記録材の厚さに応じて、上記第１の発明のように、
上記軸部を保持する部材を所定方向へ移動せしめるの
で、記録材が薄い場合には、記録材の皺の発生を防止す
ることができ、記録材が厚い場合には、記録材のばたつ
き及び画像ずれを防止することができる。

【００５１】また、本出願に係る第４の発明によれば、
環境温度及び湿度に応じて、上記第１の発明のように、
上記軸部を保持する部材を所定方向へ移動せしめるの
で、温度及び湿度が高い場合には、記録材の皺の発生を
防止することができ、温度及び湿度が低い場合には、記
録材のばたつき及び画像ずれを防止することができる。

【００５２】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、記録材の長さまたは幅に応じて、上記第１の発明の
ように、上記軸部を保持する部材を所定方向へ移動せし
めるので、記録材が短く、幅が狭い場合には、記録材の
皺の発生を防止することができ、記録材が長く、幅が広
い場合には、記録材のばたつき及び画像ずれを防止する
ことができる。ずれの発生を防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例装置の定着装置の概略構
成図である。

【図２】本発明の第１の実施例において、加圧ローラー
の両端の軸の動きによる圧力分布の変化を説明するため
の概略図である。

【図３】本発明の第１の実施例において、加圧ローラー
の両端の軸の動きによる圧力分布の変化を説明するため
の概略図である。

【図４】従来例の定着装置の概略構成図である。

【符号の説明】

２加圧ローラー（加圧力を付与するローラー）３ベアリング（軸部を保持する部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに圧接して回転する一対のローラー
間の挟圧部に、未定着画像を形成担持させた記録材を導
入し、該記録材を挟圧搬送させて未定着画像を記録材面
に定着させる定着装置において、上記一対のローラーの
うち、加圧力を付与するローラーの両端の軸部を保持す
る部材は、該ローラーの回転中心軸線に略垂直な該部材
の半径方向の中心軸のうち、上記一対のローラーのそれ
ぞれのローラーの回転中心軸線を含む面上にある上記半
径方向の中心軸が、上記加圧力を付与するローラーの回
転中心軸線に対して、上記面上で所定の角度を有して傾
くように移動自在に配設されていることを特徴とする定
着装置。
【請求項２】軸部を保持する部材は、ベアリングであ
ることとする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】軸部を保持する部材は、記録材厚に応じ
てその中心軸の傾斜角を変えるように設定されているこ
ととする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】軸部を保持する部材は、環境温度または
環境湿度に応じてその中心軸の傾斜角を変えるように設
定されていることとする請求項１または請求項２に記載
の定着装置。
【請求項５】軸部を保持する部材は、記録材長または
記録材幅に応じてその中心軸の傾斜角を変えるように設
定されていることとする請求項１または請求項２に記載
の定着装置。