JPS597108B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、顕画像を定着するための定着ローラ対のよう
な第１、第２のローラを有し、該ローラ間の圧力を可変
にできる定着装置に関する。

従来この種の定着ローラ対を用いる定着装置は複写材上
のトナー画像を定着させるための加熱ローラと加熱ロー
ラに複写材を押しつける圧接ローラを有し、その構成は
、加熱ローラ、圧接ローラの２本構成又は加熱ローラ、
圧接ローラ、加熱ローラの３本構成のものが知られてい
る。普通これらの加熱ローラ及び圧接ローラは、夫人剛
性ローラ、弾性ローラからなり、互いに圧接されており
、弾性ローラの変形による接触面積の増加によつて複写
材の定着時間を得ている。

上記弾性ローラに対する加圧方法は、従来種々の方法の
もの（例えばカム、リンク又は空気圧等）が知られてい
るが、圧力解除方法については、格加の注意が払われて
いなかつた。装置へ動力が切れた場合、例えば複写動作
中に停電、或いはその他の事故により装置への通電が切
れたときでも、弾性ローラを加圧状態から解除してやら
なければ、圧力と残留熱の作用で永久歪みを起こすこと
となり、装置の耐久性を著しく損なう結果となる。従つ
て、装置が停止したときの圧力解除は不可欠であり、そ
の対策をも考慮した定着装置が必要となつた。上記の点
を鑑み、本発明は、圧接及び圧接解除を確実に行なう定
着装置を提供するものである。

即ち、本発明は第１、第２のローラと、該第１のローラ
が該第２のローラと所定圧で圧接する第・１の位置と該
第１のローラが該第２のローラと軽接触するか又は圧接
しない第２の位置とに該第１のローラを該第２のローラ
に対して変位する手段を有する定着装置において、上記
変位手段は、上記第１のローラに対して接触するコロと
、該コロと同軸上にある第１の歯車と、該第１の歯車と
噛合する第２の歯車と、該第１、第２の歯車間に相対的
な速度差を与え該第２の歯車を中心として該第１の歯車
を公転移動させる手段とを有し、該第１の歯車の移動に
応じて上記第１のローラを上記第１の位置と上記第２の
位置とに変位させることを特徴とするものであります。
以下本発明を図面により説明する。

第１図は本発明の原理を示すもので、第１図に於て、１
，３は加熱用剛性ローラ、２は定着用弾性ローラ、４は
加圧用剛性ローラを示し、加圧ローラ４は加熱ローラ３
及び水平面との間で、両者に接触して置かれる。

加熱ローラ３の周速をＶ１、水平面をＶ２の速度でそれ
ぞれ第１図の矢印の向きに動あ・し、加圧ローラ４は、
加熱ローラ３の周速度Ｖ１に同期して回転するものとす
る。第１図Ａの軽接触状態から、第１図Ｂの圧力接触状
態へ移るには、Ｖ１〉Ｖ２とし、回転方向を適切に選べ
ば、ローラ間の周速の差によつて、圧力ローラ４はくい
込み方向に動きローラ３を下方より押し上げつつ、第１
図Ｂの状態まで移動する。

圧接動作終了時にＶ１＝Ｖ２とすれば、第１図Ｂの状態
で、各ローラ間の力の関係は均衡し、定着を行なうこと
ができる。圧接解除は１くＶ２とするか、より簡便な方
法としては、Ｖ１＝Ｖ２の状態のまま、矢印Ａ方向に力
を加えてやれば、ローラ４は加圧位置からはずれ、圧接
力は解除される。

以上の様な方法は、ローラ間の回転力の関係により、圧
接、圧接解除を行なうので、装置の簡素化に極めて有効
である。

しかし離型性向上のため定着ローラにシリコーンオイル
等の離型促進剤を塗布した場合、ローラ表面にうすい潤
滑被膜ができるためローラがスリツプする危険性があり
、このためローラによるくい込みは確実性に欠ける場合
がある。

以下の本発明の一実施例では、より具体化して、上記の
加圧ローラ４のかわりに、遊星歯車を用い、更に動作を
確実にして、上記の欠点を解消したものである。

第２図〜第５図は本発明を適用した電子写真複写機の定
着装置の１実施例を示すものである。

第２図において、５は銅、アルミニユーム等の熱電導性
の良好な材質のパイプよりなる加熱ローラで、その内部
にヒーター８を有しており（第３図）、加熱ローラ５の
両端はベアリングを介して支持板９に取り付けられてい
る。支持板９は装置の基板１３に支軸を介して取り付け
られており、加熱ローラ５と一緒に圧縮バネ１０によつ
て下方に押しつけられている。

６は離型性の良好な耐熱性の材料、例えばシリコーンゴ
ムからなる定着ローラで、離型性を助長するためローラ
の表面に例えばシリコーンオイル等のオフセツト防止液
を必要に応じて塗布する。

定着ローラ６の周面は加熱ローラ５からの熱によつてト
ナー像を加熱融着させるに十分な温度に加熱保持され、
その両端はベアリングを介して上下方向に動くように基
板１３に取り付けられている。７は銅、アルミニユーム
等の熱電導性の良好な材質のパイプの周面に、離型性の
良い材料、例えばテフロン（４弗化エチレン樹脂）を被
覆した圧着ローラで、その内部にヒーター１１を有して
おり（第３図）、圧着ローラ７の両端はペアリングを介
して揺動板１２に取り付けられている。

揺動板１２は、基板１３に固定した軸１４を中心として
回転するように基板１３に取り付けられている。軸１４
には駆動源（不図示）に結合した駆動ギヤ１６が回転可
能に取り付けられており、駆動ギヤ１６は圧着ローラギ
ヤ１７と噛み合つている。圧着ローラギヤ１７は圧着ロ
ーラ７と結合されており、圧着ローラギヤ１７が回転す
ると圧着ローラ７が回転運動する。未定着のトナー像を
担持した複写材（転写紙）１５は、第３図示の如く、ト
ナー像面側を定着ローラ６に向けて定着ローラ６と圧着
ローラ７の間に送られ、両ローラ６，７の間を通過する
とき加圧加熱されてトナー像の定着が行われる。

１駆動源より１駆動ギヤ１６に１駆動力が伝達されると
圧着ローラ７は、圧着ローラギヤ１７を介して回転する
。

ローラ５，６，７は、定着を行わない場合は互いに軽く
接触して（非加圧接触）回転し、加熱ローラ５、圧着ロ
ーラ７によつて定着ローラ６は加熱状態に保たれる。圧
着ローラギヤ１７は揺動軸２７に回転可能に設けた遊星
ギヤ１８と噛み合つている。

遊星ギヤ１８は、基板１３に固定した固定軸２１に回転
可能に設けた制御ギヤ１９と噛み合つている。

制御ギヤ１９はバネクラツチ２０を介して固定軸２１と
作動的に結合されている。

バネクラツチ２０は、第４図、第６図に示すように、固
定軸２１に巻かれているコイルバネ２４とコイルバネ２
４に設けた制御リングとを有している。このバネクラツ
チ２０はレバー２３を介して電磁プランシャーＳＬｌに
より制御される。第４図に示されるように、レバー２３
は軸２３′に回転可能に設けられており、引つ張りバネ
２５によつて反時計方向に回転する習性を付与されてい
る。

電磁プランシャーＳＬｌが通電されずに不作動のときは
、引つ張りバネ２５の作用によつてレバー２３が軸２３
１を中心として反時計方向に回転し、レバー２３先端の
爪２３′がバネクラツチ２０と噛み合う。

これによつて第６図に示すようにバネクラツチ２０のコ
イルバネ２４が広げられるように作用するので制御ギヤ
１９と固定軸２１との結合が断たれ、制御ギヤ１９は固
定軸２１に対し自由に回転可能となる。又、電磁プラン
シャーＳＬｌが通電されて作動したときは、レバー２３
が軸２３，を中心として時計方向に回転し、レバー２３
の爪２３″がバネクラツチ２０からはずれる。

これによつてバネクラツチ２０のコイルバネ２４が縮ま
るので制御ギヤ１９と固定軸２１とが結合され、制御ギ
ヤ１９の回転は強制的に阻止される。なおバネクラツチ
の代りに他の公知の機械的、電気的クラツチを用いても
構わない。

固定軸２１には、第１レバー２６及び第２レバー２６″
が回転可能に設けられており（第２図）、第１レバー２
６と第２レバー２６′の他の一端には揺動軸２７が取り
付けられている。

第１レバー２６は引つ張りバネ３２の作用によつて固定
軸２１を中心として時計方向に回転する習性が付与され
ている。

揺動軸２７が第５図示位置に移動しても、各ギヤ１６，
１７，１８，１９が常に噛み合つた状態になるように第
２レバー２６５と係合するストツパ一（不図示）が適当
な位置に設けられている。揺動軸２７には、さらにコロ
２８が回転可能にかつ圧着ローラー７と接触関係に設け
られており、揺動軸２７の移動によつて圧着ローラ７を
上下に移動させる。

揺動軸２７の移動を規制するための切欠部３９″をもつ
ロツクアーム２９が軸３０に回転可能に取り付けられて
おり、ロツクアーム２９は引つ張りバネ３１によつて軸
３０を中心として反時計方向に回転する習性が付与され
ている。

このロツクアーム２９は電磁プランシャーＳＬ２と結合
されている。

次に上記装置の動作を説明する。

定着が行われないときは、装置の各要素は第５図示の位
置にあり、ギヤ１６，１７，１８，１９が互いに噛み合
つて回転し、これによつてローラ５，６，７は互いに軽
く接触して回転しており、各ローラは非加圧状態にある
。

従つて定着ローラ６はローラ５，７によつて均一に加熱
保持されている。今、複写機の所定のシーケンスによつ
て加圧するための信号が本装置に送られると、この信号
によつて電磁プランシャーＳＬｌが作動し（通電される
）、レバー２３が軸２３′を中心として時計方向に回転
し（第３図）、レバー２３の爪２３′がバネクラツチ２
０よりはずれ、制御ギヤ１９は固定軸２１と結合され、
制御ギヤ１９の回転は強制的に阻止される。

制御ギヤ１９の停止によつて、回転している遊星ギヤ１
８は制御ギヤ１９上を転動しながら、固定軸２１を中心
として反時計方向に公転する。

遊星ギヤ１８の公転運動によつて、遊星ギヤ１８と同軸
２７上のコロ２８は固定軸２１を中心として反時計方向
に回転し、圧着ローラ７を下から押上げる。圧着ローラ
７が押し上げられることによつて定着ローラ６も上方へ
移動する。押し上げられた定着ローラ６と圧着ローラ７
は、加熱ローラ５が圧縮バネ１０によつて上から下に押
されているから互いに圧接状態となる。なお圧縮バネ１
０のバネ定数を適当に選択すれば、各ローラを所望の加
圧力で、平衡状態に保つことができる。一方遊星ギヤ１
８の公転により第２レバー２６′が反時計方向に回転す
ると、第２レバー２６′の端部がマイクロスイツチＳＷ
ｌと係合してこれをオンにし、マイクロスイツチＳＷｌ
からの電気信号により電磁プランシャーＳＬ２が作動す
る（通電される。）電磁プランシャーＳＬ２の作動によ
りロツクアーム２９が軸３０を中心として時計方向に回
転し、ロツクアームの切欠部３９″と揺動軸２７が嵌合
し、揺動軸２７の移動が阻止される。このとき、ロツク
アーム２９の先端がマイクロスイツチＳＷ２と係合して
これをオンにし、マイクロスイツチＳＷ２からの電気信
号により電磁プランシャーＳＬｌが不作動となる（通電
されない）。その結果、レバー２３が反時計方向に回転
し、爪２３″がラチエツト２０″と噛み合い、制御ギヤ
１９は固定状態が解除され自由に回転する。以上によつ
て加圧動作が完了し、この圧接状態において複写材の定
着が行われる。次に定着作業が終わると、複写機の所定
のシーケンスによつて圧力を解除する信号が本装置に送
られると、まず、この信号によつて電磁プランジヤＳＬ
２が不作動となる（通電されない）。

このため引つ張りバネ３１によつてロツクアーム２９が
反時計方向に回転し、切欠部３９′が揺動軸２７から離
れ、揺動軸２７は引つ張りバネ３２によつて引き戻され
、第１レバー２６と第２レバー２Ｖが固定軸２１を中心
として時計方向に回転する。揺動軸２７の移動によつて
遊星ギヤ１８が固定軸２１を中心として時計方向に公転
し、かつコロ２８も移動し、これに伴つて圧着ローラ７
が下へ移動するその結果、互いに圧接されていたローラ
５，６，７は圧接状態から、第３図の破線示の如く、軽
く接触した非圧接状態に復帰する。

本実施例の場合、上記の様な構成になつているので、加
圧中に停電や、事故でメインスイツチが切れるなどして
、装置への通電が止まつたとき、電磁プランシャーＳＬ
２が不作動となり、ロツクアーム２９がバネ３１によつ
て揺動軸２７から離れるので、直ちに圧力が解除され、
定着ゴムローラ６の変形を防止し、装置の安全を保つこ
とができる。

また圧接時期、及び圧接解除時期は、弾性ゴムローラの
変形期間をできるだけ短かくとるのが好ましいので、複
写材が定着装置に接近してきたときに加圧、定着装置を
離れたときに解除する様に設定することにより、定着待
期中、定着ローラを加熱状態に保持することができる。
本発明の他の実施形態として、制御ギヤ１９に他の駆動
源から駆動をとり、圧着ローラギヤ１７と、制御ギヤ１
９との間に相対的速度差を作ることによつて遊星ギヤ１
８を公転運動させ加圧または解除動作を行なわせること
もできる。

なお、本実施例は、３本ローラで説明したが、２本ロー
ラ構成に於ても、実施可能である。

又、弾性ローラに離型性向上のためシリコーンオイル等
を塗布する場合、ローラ５，６がスリツプによつて回転
しないことがあるが、それを防止するために、ローラ５
或いは６に１駆動を与えることがあつても、本発明の実
施を妨げるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す図、第２図は本発明の一実
施例を示す定着装置の要部斜視図、第３図は断面図、第
４図は圧接状態を示す側面図、第５図は圧接解除状態を
示す要部側面図、第６図はバネクラツチを示す図である
。 ５，６，７，８・・・・・・ローラ、１６，１７，１８
，１９・・・・・・ギヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１、第２のローラと、該第１のローラが該第２の
   ローラと所定圧で圧接する第１の位置と該第１のローラ
   が該第２のローラと軽接触するか又は圧接しない第２の
   位置とに該第１のローラを該第２のローラに対して変位
   する手段を有する定着装置において、上記変位手段は、
   上記第１のローラに対して接触するコロと、該コロと同
   軸上にある第１の歯車と、該第１の歯車と噛合する第２
   の歯車と、該第１、第２の歯車間に相対的な速度差を与
   え該第２の歯車を中心として該第１の歯車を公転移動さ
   せる手段とを有し、該第１の歯車の移動に応じて上記第
   １のローラを上記第１の位置と上記第２の位置とに変位
   させることを特徴とする定着装置。