JPH11224015A

JPH11224015A - 定着装置

Info

Publication number: JPH11224015A
Application number: JP4096298A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Azuma; 裕一郎東; Takeshi Kato; 猛加藤
Original assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】搬送途中の記録媒体がどのような湾曲姿勢
（カール状態）にあろうとも、これに担持された未定着
トナーを乱すことなくこれを定着させることの出来る定
着装置を提供する。【解決手段】定着ロール２８と、加圧ロール３０とを
備え、未定着トナーをシート上に定着させる定着装置１
０において、定着ロール２８の略上方に隣接して配設さ
れ、内部に発熱源３２が配設された加熱ロール３４と、
この加熱ロール３４と定着ロール２８とにエンドレスに
掛け渡され、発熱源３２からの熱伝達を受けて転接部を
通過するシート上の未定着トナーを加熱する熱伝達ベル
ト３６と、加圧ロール３０の一方向に関して上流側に固
定されると共に、転接部を通過する前のシートの下面を
支持するガイド板４４とを具備し、熱伝達ベルト３６と
ガイド板４４との間は、このガイド板４４上を搬送され
るシートが転接部以前に熱伝達ベルト３６に接触しない
ように離間されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、記録媒体上の未
定着トナーを溶融圧着し、記録媒体に定着させるために
使用する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子画像形成装置用の定着装置に
おいては、従前の加熱ロール定着方式ではなく、例えば
図５に特開平６−３１８００１号公報に記載の技術とし
て示されるように、定着ロールＲ１と加熱ロールＲ３と
の間に定着ベルトＢを張設し、この定着ベルトＢを介し
て下方より定着ロールＲ１を押圧する加圧ロールＲ２を
設けたベルト定着方式により、記録媒体Ｄを予熱するこ
とを組み合わせた技術が開発されている。

【０００３】このような記録媒体Ｄへの予熱により、加
圧ロールＲ２と定着ベルトＢとのニップ部の温度を低く
設定することができ、熱容量の小さい定着ベルトＢを用
いることで、記録媒体Ｄのニップ部の通過時に、定着ベ
ルトＢの温度を急速に冷却させることが可能となる。ま
た、この冷却により、ニップ部の出口での定着ベルトＢ
と分離するトナーの凝集力を高めることができ、この凝
集力の高まりにより、定着ベルトＢとトナーの離型性を
高めて、オイルレス或いは微量のオイルしか塗布しない
状態でも、オフセットのない、鮮明な定着画像が得られ
ることになる。このように、ベルト定着方式は、従来の
加熱ロール方式では解決できなかった離型性とオイル塗
布との両方の問題が一挙に解決した定着装置を提供する
ものである。

【０００４】ここで、図５に示す従来構成のベルト定着
方式の定着装置の構成を概略的に説明すると、定着ロー
ルＲ１と、加圧ロールＲ２と、加熱兼テンションロール
Ｒ３とを備え、定着ロールＲ１と加熱兼テンションロー
ルＲ３との間には、定着ベルトＢが張設されている。こ
の定着ベルトＢの上部には、オイル塗布ロールＲ４が配
設されており、定着ベルトＢの下部には、隙間をあけて
ガイド板Ｇが配設されている。この定着ベルトＢの下部
とガイド板Ｇとの間の空間から、記録媒体Ｄの予熱通路
が規定されている。

【０００５】一方、加熱兼テンションロールＲ３の内部
には、加熱源Ｈが備えられており、更に、補助的に定着
ロールＲ１や加圧ロールＲ２の内部に加熱源を設ける場
合もありえる。また、定着ベルトＢの温度を制御するた
めに、定着ベルトＢの非通紙部に接触する状態で、サー
ミスタＳが設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成を有する従来構成の定着装置においては、上述し
たように記録媒体Ｄの予熱通路として、定着ベルトＢと
ガイド板Ｇとにより挟まれる空間が規定されているの
で、上面に未定着のトナー像が担持された記録媒体Ｄが
ガイド板Ｇ上を搬送されてくる際に、例えば、用紙にカ
ール癖があったり、搬送途中での記録媒体Ｄの跳ね上が
りが生じたり、転写部との搬送速度差で記録媒体Ｄにた
るみが生じたりすると、記録媒体Ｄが部分的に湾曲した
状態で持ち上がり、この持ち上がった部分が定着ベルト
Ｂに下方から触れて、ここに担持されていた未定着のト
ナー像が乱されて、画像不良を引き起こす可能性が指摘
されており、改善が要望されている。

【０００７】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たもので、この発明の主たる目的は、搬送途中の記録媒
体がどのような湾曲姿勢（カール状態）にあろうとも、
これに担持された未定着トナーを乱すことなくこれを定
着させることの出来る定着装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わる定着装置は、請
求項１の記載によれば、定着ロールと、この定着ロール
に転接するように付勢される加圧ロールとを備え、未定
着トナーが表面上に担持されたシートが、前記定着ロー
ル及び加圧ロールの転接部を一方向に沿って通過するこ
とにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させ
る定着装置において、前記定着ロールの、前記加圧ロー
ルが配設される側とは反対側に隣接して配設され、内部
に発熱手段が配設された加熱ロールと、この加熱ロール
と前記定着ロールとにエンドレスに掛け渡され、前記発
熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部を通過する前記
シート上の未定着トナーを加熱する熱伝達ベルトと、こ
の熱伝達ベルトを走行駆動させる駆動手段と、前記加圧
ロールの前記一方向に関して上流側に固定されると共
に、前記転接部を通過する前の前記シートの下面を支持
する支持部材とを具備し、前記熱伝達ベルトと支持部材
との間は、該支持部材上を搬送される前記シートが前記
転接部以前に該熱伝達ベルトに接触しないように離間さ
れていることを特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項２の記載によれば、定着ロールと、この定着ロールに
転接するように付勢される加圧ロールとを備え、未定着
トナーが表面上に担持されたシートが、前記定着ロール
及び加圧ロールの転接部を一方向に沿って通過すること
により、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる
定着装置において、前記定着ロールの、前記加圧ロール
が配設される側とは反対側に隣接して配設され、内部に
発熱手段が配設された加熱ロールと、この加熱ロールと
前記定着ロールとにエンドレスに掛け渡され、前記発熱
手段からの熱伝達を受けて前記転接部を通過する前記シ
ート上の未定着トナーを加熱する熱伝達ベルトと、この
熱伝達ベルトを走行駆動させる駆動手段と、前記加圧ロ
ールの前記一方向に関して上流側に固定されると共に、
前記転接部を通過する前の前記シートの下面を支持する
支持部材とを具備し、前記熱伝達ベルトは、前記支持部
材上を搬送される前記シートが移動する可能性のある領
域を外れた位置に配設されていることを特徴としてい
る。

【００１０】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項３の記載によれば、前記加圧ロールを回転駆動する駆
動手段を更に具備し、前記熱伝達ベルトは、該加圧ロー
ルと摩擦係合することにより、走行駆動され、該定着ロ
ールは、該熱伝達ベルトを介して、該加圧ロールの回転
により連れ回りにより回転駆動されることを特徴として
いる。

【００１１】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項４の記載によれば、前記熱伝達ベルトは、熱伝達材か
ら形成されたエンドレス状の基材と、この基材の外周面
に被覆された離型層とを備えて形成されていることを特
徴としている。

【００１２】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項５の記載によれば、前記エンドレス状の基材は、ニッ
ケル電鋳ベルトから形成されていることを特徴としてい
る。

【００１３】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項６の記載によれば、前記エンドレス状の基材は、ポリ
イミド樹脂から形成されていることを特徴としている。

【００１４】

【発明を実施する形態】以下に、この発明に係わる定着
装置の一実施例の構成を、添付図面を参照して以下に詳
細に説明する。

【００１５】｛定着装置１０の概略説明｝先ず、図１に
示すように、この実施例の定着装置１０は、ハウジング
構造として、図示しない電子式画像形成装置、例えば、
電子複写装置のフレームに固定されるハウジング１２を
備えており、このハウジング１２は、装置フレーム上に
直接的に固定される底板１４と、この底板１４の左右両
側縁から夫々起立した側板１６と、この側板１６にこれ
の図中略右上部を覆うように取付けられた上カバー部１
８と、側板１６にこれの略左側部を覆うように取付けら
れた左カバー部２０とを備えている。

【００１６】ここで、上カバー部１８は、側板１６に対
して固定された状態で取付けられ、これの右上部には、
揺動レバー２２が図中右方に位置する第１の支軸２４回
りに図中左方が開放されるように、揺動自在に軸支され
ている。一方、左カバー部２０は、下部に位置する第２
の支軸２６回りに上方が開放されるように、揺動自在に
側板１６に取付けられている。

【００１７】また、この定着装置１０は、ロール構成と
して、側板１６に固定軸線回りに回転自在に軸支された
定着ロール２８と、定着ロール２８の略下方（具体的に
は、斜め下方）でこれに転接する状態で、且つ、定着ロ
ール２８の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに
側板１６に回転自在に支持された加圧ロール３０と、定
着ロール２８の略上方（具体的には、斜め上方）に位置
する状態で揺動レバー２２に取付けられ、自身の中心軸
線回りに回動自在に支持され、内部に例えばハロゲンラ
ンプ等の発熱源３２を内蔵した加熱ロール３４とを備え
て構成されている。また、この定着装置１０は、定着ロ
ール２８と加熱ロール３４とに渡りエンドレスに巻回さ
れた定着ベルト（熱伝達ベルト）３６を更に備えてい
る。

【００１８】ここで、詳細は後述するが、定着ロール２
８は弾性ロールから構成され、一方、加圧ロール３０は
弾性ロールより堅いロール対硬度を有するロールから構
成されている。一方、定着ロール２８と加圧ロール３０
との互いの回転中心間距離Ｄは、図２に示すように、定
着ロール２８の半径Ｒ１及び加圧ロール３０Ｒ２の半径
の和（Ｒ１＋Ｒ２）より、僅かであるが短く設定されて
いる。この結果、定着ロール２８と加圧ロール３０との
互いの転接部（ニップ部）においては、両者は互いに所
定の圧接力Ｐ１で転接し、これにより、定着ロール２８
が転接部で凹んだ状態にもたらされることになる。即
ち、ニップ幅が十分に確保されることになる。

【００１９】また、この定着装置１０は、定着ベルト３
６の外表面にシリコーンオイルを塗布すると共に、この
定着ベルト３６の外表面をクリーニングするためのオイ
ル塗布ロール３８と、このオイル塗布ロール３８を定着
ベルト３６に直交する状態で圧接させて、定着ベルト３
６に所定のテンションを付与させる第１のコイルバネ４
０と、加熱ロール３４を定着ロール２８から離間する方
向に付勢して、第１のコイルバネ４０と協同して定着ベ
ルト３６に所定のテンションを付与させる第２のコイル
スプリング４２とを更に備えている。

【００２０】また、上述した上カバー部１８の図中右下
部は、内方に折り曲げられており、この折曲片の下方に
位置すると共に、これから大きく離間した状態で、ガイ
ド板４４が側板１６に固定されている。この上カバー部
１８とガイド板４４との間から、未定着トナーが上面に
担持されたシート（以下、単に、未定着シートと呼
ぶ。）が、図中矢印で示す一方向(搬送方向）に沿って
ハウジング１２内に取り込まれる入口ポート４６が規定
される。

【００２１】ここで、このガイド板４４は、ハウジング
１２内に入るにつれてその高さが高まるように図中左斜
め上方に傾斜した状態で取付けられている。一方、ガイ
ド板４４の導入側端部、即ち、図中右下側の端部は、電
子複写装置内であって入口ポート４６の図中右側に隣接
した状態で配設されたシート搬送用のエンドレスベルト
ＥＢの出口側端部に対向した状態に位置決めされ、ガイ
ド板４４の導出側端部、即ち、図中左上側の端部は、定
着ロール２８と加圧ロール３０との転接部（ニップ部）
に対向した状態に位置決めされている。

【００２２】そして、このエンドレスベルトＥＢを介し
て定着装置１０に向けて図中矢印で示す一方向（搬送方
向）に沿って搬送されてきた未定着シートの先端は、先
ず、ガイド板４４に触れ、これに案内された状態で、斜
め上向きに搬送されるように設定されている。この結
果、このガイド板４４により案内された未定着シート
は、定着ロール２８と加圧ロール３０との転接部に導か
れることになる。

【００２３】一方、上述した左カバー部２０の上部に
は、転接部を通過して定着ロール２８と加圧ロール３０
とにより熱圧着により未定着トナーを定着されたシート
（以下、定着済みシートと呼ぶ。）が排出される排紙通
路４８が形成されており、この実施例においては、この
排紙通路４８は、定着済みシートを略直立した状態で上
方に向けて排出するように設定されている。

【００２４】この排紙通路４８と転接部との間に位置し
た状態で、下排紙ロール５０が左カバー部２０に回転自
在に軸支されており、この下排紙ロール５０は、後述す
る駆動機構５２からの駆動力を得て、加圧ロール３０よ
り同速以上の速さ（例えば、加圧ロール３０の速度より
５％早く設定された回転速度）で回転駆動されるように
構成されている。そして、この下排紙ロール５０には、
斜め上方から転接する状態で、上排紙ロール５４が板バ
ネ５６を介して所定の弾性力で圧接した状態で転接して
いる。尚、この上排紙ロール５４の配設位置は、これと
下排紙ロール５０との互いの中心位置を結ぶ線分が、定
着済みシートの排紙パスに対して、略直交する状態に設
定されている。

【００２５】このように概略構成される定着装置１０に
おいては、図示しない搬送機構により、ガイド板４４上
に搬送されてきた未定着シートＳは、未定着トナーが付
着していない下面をガイド板４４に接触・支持されると
共に、定着ベルト３６が巻かれた定着ロール２８と加圧
ロール３０との転接部(ニップ部）に向けて案内され、
両者２８、３０の間を圧接された状態で挿通されること
により、トナーが熱圧着されてシート上に定着されるよ
うに設定されている。

【００２６】｛定着ロール２８の説明｝上述した定着ロ
ール２８は、側板１６に図示しないベアリングを介して
回転自在に軸支される芯金部２８Ａと、この芯金部２８
Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト３６が巻回され
るロール本体２８Ｂとを備えて構成され、ロール外径を
この実施例では３８．５ｍｍに設定されている。ここ
で、この実施例において、芯金部２８Ａは、直径２５ｍ
ｍの鉄製シャフトから形成され、ロール本体２８Ｂは、
芯金部２８Ａの外周に厚さ６．７５ｍｍで取り付けられ
たシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、アスカーＣ
硬度で３５度のシリコーンゴムスポンジ）からソフトロ
ールとして形成されている。

【００２７】尚、芯金部２８Ａの一端に配設された軸部
には、第１の従動ギヤ５８がこれと同軸に、詳細を後述
するワンウエイクラッチ６０を介して取付けられてお
り、この第１の従動ギヤ５８には、詳細は後述する駆動
機構５２の一部を構成する伝達ギヤ６２が噛合してい
る。このようにして、この伝達ギヤ６２を介して駆動機
構５２からの駆動力が第１の従動ギヤ５８に図中時計方
向の回転力として伝達されて、ワンウェイクラッチ６０
を介して定着ロール２８にこの回転力が伝達される構成
されている。

【００２８】｛加圧ロール３０の説明｝上述した加圧ロ
ール３０は、側板１６に図示しないベアリングを介して
回転自在に軸支される芯金部３０Ａと、この芯金部３０
Ａの外周に同軸に配設されたロール本体３０Ｂとを備え
て構成され、ロール外径を３５ｍｍに設定されている。
ここで、この実施例において、芯金部３０Ａは、直径３
２ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ロール本体３０Ｂ
は、芯金部３０Ａの外周に厚さ１．５ｍｍで取り付けら
れたシリコーンゴム耐熱弾性体(具体的には、上述した
定着ロール２８よりも硬めのＪＩＳＡ硬度で２０度の
シリコーンゴム）からハードロールとして形成されてい
る。尚、このロール本体３０Ｂの外周には、厚さ５０μ
ｍのフッ素樹脂製チューブが被覆されている。

【００２９】尚、芯金部３０Ａの一端に配設された軸部
は、第２の従動ギヤ６４が同軸に固定されており、この
第２の従動ギヤ６４には、上述した第１の従動ギヤ５８
が噛合しており、この第１の従動ギヤ５８を介してこれ
からの駆動力が第２の従動ギヤ６４に伝達されて、加圧
ロール３０が定着ロール２８とは反対の反時計方向に沿
って回転駆動されるように構成されている。

【００３０】ここで、この実施例においては、未定着シ
ートの搬送用の主駆動としては、加圧ロール３０が設定
されており、定着ロール２８はこれの熱膨張時において
も周速が加圧ロール３０の周速よりも早くならないよう
に、第１及び第２の従動ギヤ５８、６４のギヤ比が設定
されている。即ち、定着ロール２８が第２の従動ギヤ６
４により回転される際の回転速度は、定着ベルト３６を
介して加圧ロール３０と摩擦係合して回転される際の回
転速度よりも、僅かに遅くなるように設定されている。

【００３１】一方、この実施例においては、加圧ロール
３０は、定着ロール２８の直下方に位置しているのでは
なく、定着ロール２８の直下方位置よりも、未定着シー
トの搬送方向に沿って偏倚した位置に配設されており、
定着ロール２８の中心点を通る垂線を基線とした場合
に、この基線と、定着ロール２８及び加圧ロール３０の
両中心点を通る線分とのなす角度が、所定の鋭角となる
ような位置に配設されている。尚、この加圧ロール３０
の中心点を規定する前記線分は、未定着シートの搬送方
向と略直交するように設定されているものである。

【００３２】｛ワンウェイクラッチ６０の説明｝ここ
で、このワンウェイクラッチ６０は、定着ロール２８の
第１の従動ギヤ５８に対する図中時計方向の相対的な回
転を許容するが、図中反時計方向の相対的な回転を係止
するように、換言すれば、両者が一体回転するように構
成されている。詳細には、冷機状態では、即ち、定着ベ
ルト３６が加圧ロール３０と摩擦係合して、また、定着
ロール２８が定着ベルト３６と摩擦係合して、加圧ロー
ル３０により定着ロール２８及び定着ベルト３６が従動
（連れ回り）する状態では、定着ロール２８の図中時計
方向に回転する周速は、加圧ロール３０の周速と同一と
なり、第１の従動ギヤ５８の周速よりも僅かに速くなさ
れることになるが、この速度差は、ワンウェイクラッチ
６０により吸収されることになる。

【００３３】尚、加熱ロール３４の発熱により定着ロー
ル３６が定着ベルト３６を介して加熱され暖機状態とな
り、定着ロール３６の外径が熱膨張により大きくなって
定着ロール３６の周速が早くなったとしても、加圧ロー
ル３０の周速より早くはならないように設定されている
ので、この場合でも、この速度差は、ワンウェイクラッ
チ６０により確実に吸収されることになる。

【００３４】一方、このようなワンウェイクラッチ６０
を設けているため、以下のような効果が付随的に達成さ
れることになる。即ち、仮に、このようなワンウェイク
ラッチ６０を設けていないとすると、転接部に未定着シ
ートとして例えばコート紙のような表面に光沢のある用
紙が搬送されてきた場合に、未定着シートと定着ベルト
３６との間に滑りが発生し、加圧ロール３０の駆動力が
定着ベルト３６及び定着ロール２８に伝達されずに、こ
れらが従動(連れ回り）されない事態が発生することと
なる。このような事態が発生すると、未定着シートが転
接部で止まってジャムすることになるか、又は、例え転
接部を通過出来たとしても、未定着シート上の未定着ト
ナーは、停止中の定着ベルト３６により擦られて、画像
が乱されてしまうことになる。

【００３５】しかしながら、この実施例では、ワンウェ
イクラッチ６０を定着ロール２８と第１の従動ギヤ５８
との間に設けているため、仮に、加圧ロール３０の駆動
力が定着ベルト３６に伝達されない事態が発生したとし
ても、定着ロール２８の周速が第１の従動ギヤ５８の周
速よりも遅く成りはじめた時点で、この第１の従動ギヤ
５８により図中時計方向に回転駆動されることになる。
このようにして、未定着シートは転接部を確実に通過さ
せられ、ここでジャムする虞が効果的に防止されること
になると共に、転接部を通過時の未定着トナーの画像の
乱れが抑制されることになる。

【００３６】｛加熱ロール３４の説明｝上述した加熱ロ
ール３４の内部には、発熱源３２として、この一実施例
においては、両端の配光を中央より５０％大きく設定し
た８００Ｗのハロゲンランプが備えられている。この加
熱ロール３４は、この実施例においては、直径３０ｍｍ
で、肉厚３．５ｍｍのアルミパイプ芯金に、厚さ２０μ
ｍのＰＴＦＥの被覆層をコーティングしたもので、両端
の軸受け部には、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケト
ン（ＰＥＥＫ）製の直径３０ｍｍのカラー６６が圧入さ
れており、これにより、定着ベルト３６の蛇行や片寄り
を防止している。

【００３７】｛定着ベルト３６の説明｝上述した定着ベ
ルト３６は、未定着シートＳ上の未定着トナーを定着温
度まで放熱により予熱し、過剰な熱量を与えることなく
定着できるように、その定着ベルト３６の１平方ｃｍ当
たりの熱容量が、０．００２ｃａｌ／℃〜０．０２５ｃ
ａｌ／℃のものが好ましいものである。このため、この
実施例においては、定着ベルト３６は、内径が６０ｍ
ｍ、厚さが１００μｍのポリイミド製の無端状のベルト
本体と、このベルト本体の外周面に厚さ１５０μｍでコ
ーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを
備えて構成されている。

【００３８】尚、この定着ベルト３６は、ポリイミドと
シリコンゴムとから形成されることに限定されることな
く、例えば、４０μｍのニッケル電鋳等の無端状のベル
ト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ１５０μｍで
コーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層と
を備えるように構成してもよい。

【００３９】｛オイル塗布ロール３８の説明｝この定着
装置１０は、定着ベルト３６の外周面に、離型用のオイ
ルを微量に塗布するためのオイル塗布ロール３８を備え
ている。このオイル塗布ロール３８は、ケーシング６８
に軸線固定状態で回転自在に軸支された支軸３８Ａと、
この支軸３８Ａの外周にシリコーンオイルを含浸させた
耐熱紙層３８Ｂとを備えて構成されており、支軸３８Ａ
は、この一実施例においては、直径８ｍｍの鉄製シャフ
トから形成され、耐熱紙層３８Ｂは、その外周に１００
μｍの多孔質フッ素樹脂フィルム３８Ｃが装着された状
態で、直径２２ｍｍのローラ外径を有するように形成さ
れている。このように、オイル塗布ロール３８を構成す
ることにより、定着ベルト３６の外周面への安定した微
量のオイル塗布が可能となる。

【００４０】尚、このオイル塗布ロール３８の外周面に
は、定着ベルト３６の外周面に付着した汚れ(トナー
等）が転移して付着し、汚されることになる。この為、
このオイル塗布ロール３８の外周面には、クリーニング
用ブラシが接触しており、常時、オイル塗布ロール３８
の外周面を清掃して、ここに付着した汚れを掻き落とす
ようになされている。

【００４１】｛定着ベルト３６へのテンション付与機構
の説明｝上述したように、この実施例では、定着ベルト
３６へテンションを付与するための機構として、このオ
イル塗布ロール３８を定着ベルト３６に直交する状態で
圧接させて、定着ベルト３６に所定のテンションを付与
させる第１のコイルバネ４０と、加熱ロール３４を定着
ロール２８から離間する方向に付勢して、第１のコイル
バネ４０と協同して定着ベルト３６に所定のテンション
を付与させる第２のコイルスプリング４２とを備えてい
る。

【００４２】ここで、第１のコイルバネ４０は、オイル
塗布ロール３８を回転自在に支持するケーシング６８
を、定着ベルト３６に向けて付勢するように、左カバー
部２０に取付けられている。即ち、ケーシング６８は、
側板１６に取り付けられたガイドリブ７０により、定着
ベルト３６に対して接離自在に支持されている。このよ
うにして、左カバー部２０が図中左方に開かれた際に、
ケーシング６８を押圧していた第１のコイルバネ４０が
ケーシング６８から取り外され、これにより、オイル塗
布ロール３８の定着ベルト３６への押圧状態が解除され
ることになる。また、左カバー部２０が図中右方に回動
されて閉じられることにより、第１のコイルバネ４０が
ケーシング６８を押圧力Ｐ２で押圧して、オイル塗布ロ
ール３８が定着ベルト３６を所定のテンションで押圧す
ることになる。

【００４３】一方、第２のコイルバネ４２は、揺動レバ
ー２２の図中左端と側板１６との間に介設され、揺動レ
バー２２を図中時計方向に沿って回動するように、換言
すれば、この揺動レバー２２に支持された加熱ロール３
４が定着ロール２８から離間する方向に第３の押圧力Ｐ
３で押圧するように取付けられている。これにより、定
着ベルト３６には、所定のテンションが付与されること
になる。

【００４４】即ち、この第２のコイルバネ４２の付勢力
により揺動レバー２２を介して加熱ロール３４は、定着
ロール２８から離間する方向に偏倚させられ、これによ
り、加熱ロール３４と定着ロール２８とにエンドレスに
掛け渡された定着ベルト３６は、所定のテンションに緊
張された状態で張られることになる。

【００４５】このように第１及び第２のコイルバネ４
０、４２の作用により、定着ベルト３６は、加圧ロール
３０と摩擦係合して連れ回りし、且つ、この定着ベルト
３６の連れ回りに応じて、定着ロール２８は定着ベルト
３６に対してスリップや緩みの無い安定した状態で従動
されることになる。

【００４６】｛駆動機構５２の説明｝上述した加圧ロー
ル３０等を回転駆動するための駆動機構５２は、図３に
示すように、電子複写装置にこの定着装置１０が装着さ
れた状態で、電子複写装置側の駆動源に図示しないギヤ
トレインを介して接続された出力ギヤＧＥに噛合し、こ
れからの駆動力を受けて回転駆動される伝達ギヤ６２
と、この伝達ギヤ６２に常時噛合すると共に、ワンウェ
イクラッチ６０を介して定着ロール２８に連結される第
１の従動ギヤ５８と、この第１の従動ギヤに常時噛合す
ると共に、加圧ロール３０に同軸に固定される第２の従
動ギヤ６４とを備えている。

【００４７】また、この駆動機構５２は、上述した伝達
ギヤ６２に常時噛合するアイドルギヤ７２を更に備え、
このアイドルギヤ７２は、下排紙ローラ５０に同軸に固
定された第３の従動ギヤ７４と常時噛合し、加圧ロール
３０の回転と同速以上の速さで下排紙ロール５０を回転
駆動するように構成されている。

【００４８】｛その他の構成｝この実施例の定着装置１
０は、上述した構成の他、再び図１に示すように、加圧
ロール３０の外周面に付着した定着済みシートを引き剥
がすための剥離爪７６と、上述した下排紙ロール５０と
上排紙ロール５４との間(転接部）に定着済みシートの
先端が搬送されてきたことを検出する排紙センサ７８と
を備えている。

【００４９】また、加熱ロール３４に内蔵された発熱源
３２の温度制御のために、加熱ロール３４の外周面に巻
き付いた定着ベルト３６の部分の温度を検出する第１の
サーミスタ８０と、定着ロール２８の外周に巻き付いた
定着ベルト３６の部分の外周面の温度を検出する第２の
サーミスタ８２と、加圧ロール３０の外周面の温度を検
出する第３のサーミスタ８４と、図示していないが、こ
れら第１乃至第３のサーミスタ８０、８２、８４からの
検出結果に基づき、発熱源３２を発熱制御する制御回路
とを更に備えている。

【００５０】｛加熱ロール３４の上方配置の説明｝上述
したように、この実施例においては、加熱ロール３４は
定着ロール２８の略上方に配設されており、これによ
り、加熱ロール３４と定着ロール２８との間にエンドレ
スに巻回された定着ベルト３６とガイド板４４との間
は、このガイド板４４上を搬送される未定着シートが定
着ベルト３６に接触しないように離間されることにな
る。換言すれば、この定着ベルト３６は、ガイド板４４
上を搬送される未定着シートが通過する可能性のある領
域を外れた位置に配設されていることを意味している。

【００５１】このように加熱ロール３４を定着ロール２
８の上方に配置することにより、搬送途中の未定着シー
トがどのような湾曲姿勢（カール状態）にあろうとも、
このシートの上面に担持された未定着トナーが定着ベル
ト３６に接触することから確実に防止され、未定着トナ
ーを乱すことなく定着ロール２８と加圧ロール３０との
転接部に導いて、これを定着させることが可能となる。

【００５２】｛加熱ロール３４の構成角度の説明｝上述
した構成の定着装置１０において、上述したように加熱
ロール３４を定着ロール２８の略上方に配設することに
より、特有の効果を達成することが出来るものである。
ここで、「略上方」の範囲を明確に規定するために、図
４に示すように、加熱ロール３４の構成角度を種々変更
して、その最適範囲を求める実験例を説明する。

【００５３】先ず、この実験例では、定着ロール２８の
中心点を通る垂線を基線Ｂとして定義し、この基線Ｂ
と、定着ロール２８及び加熱ロール３４の両中心点を結
ぶ線分Ｌとのなす構成角度をθと定義した場合、加熱ロ
ール３４の位置を変更して、この構成角度θが９０°〜
１８０°となるようにして、定着ロール２８と加圧ロー
ル３０との転接部の入口での画像の擦れの発生頻度、及
び、転接部の出口での異常の発生頻度を、片面コピー時
と両面コピー時とで、夫々測定した。

【００５４】ここで、構成角度θの±は、基線Ｂから反
時計方向に測定した値を「＋」とし、基線Ｂから図中時
計方向に測定した値を「−」と定義した。従って、＋１
８０°にある加熱ロール３４と、−１８０°にある加熱
ロール３４とは、同一位置を示すことになり、また、＋
１０５°にある加熱ロール３４と、−２５５°にある加
熱ロール３４とは、同一位置を示すことになる。一方、
転接部の出口における異常とは、この実施例では、転接
部の出口におけるオフセットの発生又はジャムの発生を
意味するものとする。

【００５５】尚、測定条件は、以下の通りである。

【００５６】即ち、転接部におけるニップ幅を８ｍｍに
設定し、このための圧接力Ｐ１を２４ｋｇｆ／片側に設
定した。一方、定着ロール２８に巻回されている定着ベ
ルト３６の部分の温度を１６０℃に、また、加圧ロール
３０の表面温度を１４０℃に設定した。更に、未定着シ
ートの搬送速度を１８０ｍｍ／ｓｅｃに設定し、これに
同期した状態で、加圧ロール３０を回転駆動した。そし
て、トナーとしては、富士ゼロックス社製のＡカラート
ナーを用い、シートとして、６４ｇ／ｍ２の普通紙を採
用した。

【００５７】このようにして、構成角度θを９０°、１
０５°、１２０°、１５０°、１８０°、−１５０°、
−１２０°、−１０５°、−９０°の９種類に分けて、
上述した測定条件で測定した。

【００５８】その測定結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】この表１から明白なように、構成角度θが
１０５°より大きい場合、及び、−１０５°よりも小さ
い場合、即ち、構成角度θを反時計方向のみに測定した
場合に、これが１０５°乃至２５５°の範囲内にある場
合には、転接部の入口での画像の擦れの発生、及び、転
接部の出口での異常の発生がなく、良好な定着動作が実
行されていることが判明した。一方、構成角度θが１０
５°以下の場合には、転接部の入口での画像の擦れ又は
転接部の出口での異常の何れかが発生し、良好な定着動
作が実行されないことが判明した。

【００６１】以上詳述したように、この実施例において
は、加熱ロール３４を定着ロール２８の略上方に配置
し、具体的には、加熱ロール３４を、これの中心点と定
着ロール２８の中心点とを結ぶ線分Ｌが、定着ロール２
８と加圧ロール３０との互いの中心点を結ぶ線分を基線
Ｂとした状態で、該基線Ｂから計測した角度が約１０５
度乃至約２５５度の範囲となる位置に配設しているの
で、加熱ロール３４と定着ロール２８との間にエンドレ
スに巻回された定着ベルト３６とガイド板４４との間
は、このガイド板４４上を搬送される未定着シートが定
着ベルト３６に接触しないように離間されることにな
る。換言すれば、この定着ベルト３６は、ガイド板４４
上を搬送される未定着シートが通過する可能性のある領
域を外れた位置に配設されていることを意味している。

【００６２】この結果、この実施例によれば、搬送途中
の未定着シートが、跳ね上がりや転写部との搬送速度差
に基づくたるみ等により、どのような湾曲姿勢（カール
状態）にあろうとも、このシートの上面に担持された未
定着トナーが定着ベルト３６に接触することから確実に
防止され、未定着トナーを乱すことなく定着ロール２８
と加圧ロール３０との転接部に導いて、これを確実に定
着させることが可能となる。

【００６３】また、この実施例においては、上方の定着
ロール２８をソフトロールから、また、下方の加圧ロー
ル３０をハードロールから夫々形成しているので、転接
部におけるニップの形状が、定着ロールをハードロール
から形成する従来構成と比較して、下向きに凹んだ状態
から、上方に凹んだ状態を容易に達成することが出来る
ことになる。この結果、この実施例によれば、転接部に
おけるニップ形状自身から、定着済みシートが定着ベル
ト３６から離間する方向の力を得ることとなり、定着ベ
ルト３６に接触する側の表面にトナーが担持されていた
としても、定着ベルト３６へのオフセット防止用のオイ
ル塗布ロール３８によるオイル塗布量を微量に押さえる
ことができると共に、オイルレスとしても、定着ベルト
３６側へのオフセットや、ジャムの無い定着動作が達成
されることになる。

【００６４】また、この実施例においては、上方の定着
ロール２８をソフトロールから、また、下方の加圧ロー
ル３０をハードロールから夫々形成しているので、転接
部におけるニップの向きが、両者をハードロールから形
成する場合と比較して、略水平から、上方に凸状の状態
を容易に達成することが出来ることになる。この結果、
この実施例によれば、オフセット用のオイル塗布ロール
３８によるオイル塗布量を微量に押さえることができる
と共に、オイルレスとしても、オフセット、ジャムの無
い定着動作が達成されることになる。

【００６５】また、この実施例においては、熱伝達ベル
トとしての定着ベルト３６として、小熱容量の材質を採
用すると共に、加熱ロール３４への定着ベルト３６の巻
き付け角度が大きく、且つ、加熱ロール３４へ定着ベル
ト３６が密着していることになる。この結果、この実施
例によれば、シートを高速で、即ち、単位時間当たりの
通紙枚数を多数枚としても、定着ロール２８と加圧ロー
ル３０との転接部において、定着動作に必要な温度を確
実に維持することが出来ることになる。

【００６６】また、この実施例においては、ソフトロー
ルとして構成される定着ロール２８に発熱源を内蔵させ
ずに、定着ロール２８から離間した位置に配設された加
熱ロール３４に発熱源３２を内蔵するようにしたので、
定着ロール２８のシリコーンゴム耐熱弾性体２８Ｂの厚
さを十分に厚くすることが可能となり、この結果、この
実施例によれば、転接部におけるニップ幅を、定着ロー
ル２８を小径に維持しながら、十分に広く取ることが可
能となる。

【００６７】また、この実施例においては、第１の従動
ギヤ５８と定着ロール２８との間にワンウェイクラッチ
６０を介設することにより、シートの搬送のための主駆
動(即ち、シートの搬送速度を規定する駆動ロール）と
して、定着ロール２８ではなく、加圧ロール３０を設定
している。この為、例え、定着ロール２８が定着動作に
伴い加熱され、この結果、熱膨張により定着ロール２８
の外径が熱膨張したとしても、この定着ロール２８でシ
ートの搬送速度を規定していないので、この熱膨張によ
りシートの搬送速度が変化することなく、常に、一定に
保持することが出来ることになる。この結果、この実施
例によれば、線速を一定に維持して、転写ずれや画像の
擦れ等を確実に防止することが可能になる。

【００６８】

【変形例の説明】この発明は、上述した実施例の構成に
限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形可能であることは言うまでもない。

【００６９】例えば、上述した実施例においては、定着
装置１０は電子式複写装置に適用される場合につき説明
したが、この発明は、このような適用に限定されること
なく、電子式ファクシミリ装置、電子式プリンタ等の電
子画像形成装置に適用され得ることは言うまでもない。

【００７０】また、上述した実施例においては、未定着
シートは横方向から定着装置１０に搬送されてくるよう
に説明したが、この発明は、このような構成に限定され
ることなく、未定着シートは上下方向、例えば、下から
上に向けて搬送されるように構成してもよい。この場
合、加圧ロール３０は定着ロール２８の下方ではなく、
側方に配設されることとなり、一方、加熱ロール３４は
定着ロール２８の、加圧ロール３０が配設された側とは
反対側の側方に配設されることになることは言うまでも
ない。

【００７１】また、上述した実施例においては、加圧ロ
ール３０の外周面の温度を検出する第３のサーミスタ８
４を設けるように説明したが、これを省略して構成する
ことが出来ることは言うまでもない。

【００７２】また、上述した実施例においては、発熱源
３２は加熱ロール３４の内部に配設されるように説明し
たが、この発明はこのような構成に限定されることな
く、加圧ロール３０の内部にも更に配設するように構成
してもよい。この場合、図示するように、加圧ロール３
０の外周面の温度を検出する第３のサーミスタ８４は必
須の構成となることは言うまでもない。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、搬送途中の記録媒体がどのような湾曲姿勢（カール
状態）にあろうとも、これに担持された未定着トナーを
乱すことなくこれを定着させることの出来る定着装置が
提供されることになる。

【００７４】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を
示す正面断面図である。

【図２】定着ロールと加圧ロールとの転接状態を示す図
である。

【図３】駆動機構の構成を取り出して示す正面図であ
る。

【図４】定着ロールに対する加熱ロールの配設位置の許
容範囲を調べるために行われた実験例における構成角度
を示す図である。

【図５】従来の定着装置の構成を概略的に示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１０定着装置１２ハウジング１４底板１６側板１８上カバー部２０左カバー部２２揺動レバー２４第１の支軸２６第２の支軸２８定着ロール２８Ａ芯金部２８Ｂロール本体３０加圧ロール３０Ａ芯金部３０Ｂロール本体３２発熱源３４加熱ロール３６定着ベルト３８オイル塗布ロール４０第１のコイルバネ４２第２のコイルバネ４４ガイド板４６入口ポート４８排紙通路５０下排紙ロール５２駆動機構５４上排紙ロール５６板バネ５８第１の従動ギヤ６０ワンウェイクラッチ６２伝達ギヤ６４第２の従動ギヤ６６カラー６８ケーシング７０出力ギヤ７２アイドルギヤ７４第３の従動ギヤ７６剥離爪７８排紙センサ８０第１のサーミスタ８２第２のサーミスタ８４第３のサーミスタＧＥ出力ギヤＳ未定着シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定着ロールと、この定着ロールに転接する
ように付勢される加圧ロールとを備え、未定着トナーが
表面上に担持されたシートが、前記定着ロール及び加圧
ロールの転接部を一方向に沿って通過することにより、
前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置
において、前記定着ロールの、前記加圧ロールが配設される側とは
反対側に隣接して配設され、内部に発熱手段が配設され
た加熱ロールと、この加熱ロールと前記定着ロールとにエンドレスに掛け
渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部
を通過する前記シート上の未定着トナーを加熱する熱伝
達ベルトと、前記加圧ロールの前記一方向に関して上流側に固定され
ると共に、前記転接部を通過する前の前記シートの下面
を支持する支持部材とを具備し、前記熱伝達ベルトと支持部材との間は、該支持部材上を
搬送される前記シートが前記転接部以前に該熱伝達ベル
トに接触しないように離間されていることを特徴とする
定着装置。
【請求項２】定着ロールと、この定着ロールに転接する
ように付勢される加圧ロールとを備え、未定着トナーが
表面上に担持されたシートが、前記定着ロール及び加圧
ロールの転接部を一方向に沿って通過することにより、
前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置
において、前記定着ロールの、前記加圧ロールが配設される側とは
反対側に隣接して配設され、内部に発熱手段が配設され
た加熱ロールと、この加熱ロールと前記定着ロールとにエンドレスに掛け
渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部
を通過する前記シート上の未定着トナーを加熱する熱伝
達ベルトと、前記加圧ロールの前記一方向に関して上流側に固定され
ると共に、前記転接部を通過する前の前記シートの下面
を支持する支持部材とを具備し、前記熱伝達ベルトは、前記支持部材上を搬送される前記
シートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設
されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】前記加圧ロールを回転駆動する駆動手段を
更に具備し、前記熱伝達ベルトは、該加圧ロールと摩擦係合すること
により、走行駆動され、前記定着ロールは、該熱伝達ベルトを介して、該加圧ロ
ールの回転により連れ回りにより回転駆動されることを
特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】前記熱伝達ベルトは、熱伝達材から形成さ
れたエンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆さ
れた離型層とを備えて形成されていることを特徴とする
請求項前記何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】前記エンドレス状の基材は、ニッケル電鋳
ベルトから形成されていることを特徴とする請求項４に
記載の定着装置。
【請求項６】前記エンドレス状の基材は、ポリイミド樹
脂から形成されていることを特徴とする請求項４に記載
の定着装置。