JPS6366584A - 電子写真複写機における熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真複写機における熱定着装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来の電子写真模写機における熱定Ｗ装置は、第９図に
示すように、トナー画像１０ａを一面上に形成した複写
紙２０ａをその両面側より挟持、搬送し、トナー画像１
０ａを加熱および加圧して複写紙２０ａに定着させる加
熱定着ローラ３０ａおよび加圧ローラ４０を備えている
。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来の電子写真複写機における熱定着装置は、トナー画
像１０ａを一面上に形成した複写紙２０ａの裏面に当接
する加圧ローラ４０ａによって、該複写紙２０ａ及びド
ブ−画像１　Ｑａを加熱定着ローラ３０ａ側に強く押し
付け、加熱定着ローラ３０ａからの熱によって前記［ヘ
ナー画８１１０ａを複写紙２０ａに定着させている。こ
の場合、加圧ローラ４０ａとしては、複写紙２０ａの加
熱定着ローラ３０ａに対するニップ巾を大きくして定着
時間を増すために加熱定性ローラ３０ａよりも大きな弾
力を持つ材質のものが使用されている。例えば、加圧ロ
ーラ４０８としてゴムローラが使用されている。又、こ
の場合、加圧ローラ４０ａは加熱定着ローラ３０ａに対
して大きな圧力（ｌ　ａｍ当り１．５ｋａ程度）で圧接
されているので、加圧ローラ４０ａを保持する支持板の
強度を向上させる必要がある。又、加熱定着ローラ及び
加圧ロラの強度も必要である。又加圧ローラ４０ａの加
熱定着ローラ３０ａに圧接する部分の面積が多くなり、
加熱定着ローラ３０ａから加圧ローラ４０ａ側に逃げる
熱償が大きいため、電子写真複写機の作動初期における
熱定着装置のウオームアツプ時間が長いと共に、加熱定
着ローラ３０ａを高温度に加熱、保持する必要がある。

このため複写紙１０ａは加熱定着ローラ３０ａと加圧ロ
ーラ４０８間を通過時に紙質が変化し易い（高熱により
複写紙から耕除される水分ｍが多く皺が発生し易い）。

これによって複写紙１０ａはカールし易い。又、高圧定
着の場合には、加熱定着ローラ３０ａとトナー画像１０
ａの接着力が増し、複写紙２０ａの加熱定着ローラ３０
ａからの分離性が悪い、等の欠点がある。

本発明は、従来の加熱定着ローラと加圧ローラとの高い
圧力による圧着状態を改善することを主目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の問題点を解決するため次のような手
段を提供するものである。

即ち、本発明の電子写真複写機における熱定着装置は、
トナー画像を形成した複写紙をその両面側より挟持、搬
送し、該トナー画像を加熱及び加圧して定着させる加熱
定着ローラ及び加圧ローラを備える電子写真複写機にお
ける熱定着装置において、 該加圧ローラの該複写紙をｈ１圧する円周部は多数の４
Ｍｌ［ｔが突出したブラシで構成されていることを特徴
とするものである。

加熱定着ローラは、例えばアルミニウム等の金属製の筒
部と、その外周面に被覆されたテフロン層をもつととも
に、内周部にヒータが配設された従来の構成を用いるこ
とができる。

加圧ローラの複写紙を加圧する円周部は多数の！ｌＨが
突出したブラシで構成されている。又、ブラシの柔軟性
及びブラシの複写紙に対する当接圧力は、ブラシを形成
する多数の繊維の材質及び、線径、長さ、単位面積当り
の本数、等を任意に選ぶことによって自由に設定できる
。１）ａ記ブラシは加熱定着ローラからの熱に耐え得る
材質であることが好ましい。例えば金属製ブラシ、芳香
族ポリアミド系樹脂製ブラシ、フッ素系樹脂製ブラシ等
を用いることができる。又、金属ブラシの場合には、ブ
ラシを構成する多数のｍ雑の先端部の表面に離型性のよ
いコーテイング材を施したちのを用いることが好ましい
。又、ブラシは導電性の材料を添加した材質のものを使
用することができる。

この場合には加熱定着ローラーの帯電による複写紙の巻
き付きを減少させることができる。又、ブラシ形状は全
体として複写紙の搬送、安定化のためにロール形状とし
ても、又クラウン、及び逆クラウンの形状にすることも
できる。又、加圧ローラはその回転軸を軸支する支持板
を用いて回転保持し、かつ加熱定着ローラと加圧ローラ
とを強制側Ｄ′１ｊる方式のものを用いてもよい。更に
又、加圧ローラの両端を、ブラシ部分を構成する箇所に
おける加熱定着ローラへの圧接時の径より若干大きくし
て、加熱定着ローラの両端に圧接させ、加圧ローラが加
熱定着ローラに従動させるような方式のものを用いても
よい。加圧ローラは柔軟な材質からなる板状の基部に多
数の繊維を植毛した構成のものを、円柱状ローラあるい
は円筒状ローラの外周面に接着剤等を介して巻きつけた
ものを用いることができる。

加圧ローラは、加圧ローラと平行に配置され、加熱定着
ローラに圧接した後のブラシに当接してブラシを起立さ
せる矯正装置をもつことができる。

この場合には、加熱定着ローラに圧接して１方向に倒れ
たブラシを任意の角度に復帰させることができる。これ
によってブラシは加圧ローラの回転に伴い常時一定の傾
斜角度で加熱定着ローラに圧接することができ、複写紙
に対するブラシの作用を安定させ得る。又、矯正装置は
固定方式のもの、あるいは回転方式のものを使用できる
。

［発明の作用］ 本発明の電子写真複写機における熱定着装置の加圧ロー
ラの複写紙を加圧する円周部は、多数のｍ維が突出した
ブラシで構成されている。

このため、熱定着装置の作動時に加熱定着ローラと加圧
ローラとで、両面を挟持、搬送される複写紙は、トナー
画像を形成する一面の反対側の他面に当接し押圧するブ
ラシのもつ弾力によって前記−面を加熱定着ローラに低
圧で圧接する。いわゆる複写紙の一面は加熱定着ローラ
の円周部へのニップ部の幅が広くなった状態で、かつ従
来の熱定着装置よりも低い圧力で圧接させられる。又、
電子写真複写機がスイッチＯＮ状態にあり、加熱定着ロ
ーラと加圧ローラと間に複写紙が挟持、搬入されない場
合には、ブラシによって加熱定着ローラに対する加圧ロ
ーラの接触面積が少なく、加圧ローラの回転に伴う加熱
定着ローラから加圧ローラへの熱伝導量が少ない。この
ため加熱定着ローラの温度の低下が少なくなる。この場
合には、熱定着装置の初期作動時の複写紙に対するトナ
ー画像形成時の定着性の安定化に役立つ。

［実施例］ 本発明の電子写真複写機における熱定着装置の実施例を
第１図、第２図、第３図、第４図、第５図に基づいて説
明する。

本実施例の電子写真複写機における゛熱定着装置は加熱
定着ロー５３０と、加圧ローラ４０とを構成要素として
いる。

構成要素のうち加熱定着ローラ３０は基本的には従来と
同じものを利用できる。

本発明の特色は加圧ローラ４０にある。

加熱定着ローラ３ｏはトナー画像１０を形成した複写紙
２０をその両面側より加圧ローラ４０とともに挟持、搬
送しトナー画像１０を加熱し溶融で複写紙２０の繊Ｍ間
に固定するものである。加熱定着ローラ３０は第１図に
示すようにアルミニウム等の金属製の芯金３０１とその
外周部に被覆されたテフロン層３０２と内部に配設され
たヒータ３０３とからなり、その両端３００ａ、３００
ｂを第２図に示すように軸３０４および３０５によって
支持板５０ａ１５０ｂに回転自在に保持されている。又
、軸３０４には駆動ギア３０６が装着されている。

加圧ローラ４０は複写紙２０を加圧する円周部に多数の
！１１４１１が突出したブラシ４１０で構成されている
。ブラシ４１０は例えばテフロン製の多数の４１１ｆｉ
４１１で構成されている。又、ブラシ４１０は多数のｔ
ｌ維を植毛した柔軟性を備えた基部４２０を接着剤（図
示せず）を介して円筒状アルミニウム製の芯金４３０の
外周面に巻付け、かつ接着剤で固定されたものを用いる
。この加圧ローラ４０はブラシ４１０を加熱定着ローラ
３゜の外周部３００に圧接した状態で、両端４００ａ。

４００ｂを回転軸４４０．４５０によって支持板５０ａ
、５０ｂに回転可能に保持されている。又、回転軸４４
０には、前記駆動ギア３０６に連動する従動ギア４０６
が装着されている。なお、この場合、加圧ローラ４０は
回転軸４４０に作用させた押バネ６０の付勢力によって
、常時、加熱定着ローラ３０に圧接されている。又、加
熱定着ローラ３０に圧接する加圧ローラ４０の圧力は２
’ｋ　Ｑである。

このように構成された本発明の実施例で加圧ローラ４０
が第３図に示すように複写紙２０の天面２０２に当接し
、加圧して複写紙２０の一面２０１を定着ローラ３０に
接着させるニップ幅しは約１２ｍｍである。

次に、上記のように構成された実施例の作用を説明する
。

電子写真複写機のスイッチＯＮ状態において、熱定着装
置を作動させると、図示しない前工程で、トナー画像１
０を一面２０１側に形成した複写紙２ｏは、第１図の示
すようガイド板２１に案内されつつ、第３図の示すよう
両面側より加熱定着ローラ３０および加圧ローラ４０と
で挟持、搬送される。すると加圧ローラ４０のブラシ４
１０は、複写組２０の裏面２０２に当接し、かつ該裏面
２０２をブラシ７′１１０のもつ弾性により加熱定着ロ
ーラ３０側に加圧する。これによって複写紙２０の一面
２０１は加熱定着ローラ３０に圧接する。

これに伴い複写紙２ｏの一面２０１側に形成されている
トナー画像１０は加熱ローラ３０からの熱によって溶融
し、かつ加圧ローラ４０のブラシ４１０によって複写紙
２０の裏面２０２より加圧されて、前記トナー画像１０
は複写紙２０の一面２０１側に定着される。複写紙２０
は分離爪８０によって加熱定着ローラ３０より分離され
る。この場合、複写紙２０はブラシ４１０によって加熱
定着ローラ３０への接着力を弱めた状態にあり、加熱定
着ローラからの分離性を高めた状態で、加熱定着ロー５
３０より分離し、かつガイド板２２に案内されつつ搬送
装置７０により、図示しないトレイに搬送される。

このような実施例によれば、次に示す比較例品に比較し
て定着性能および通紙性能を向上させることができた。

（実験例） 次に、上記実施例の加圧ローラと、従来の加圧ローラと
を対比し性能評価を行った実験例を示す。

ブラシを形成した実施例の加圧ローラは、直径３　Ｑ　
ｎ＋ｍ、加熱定着ローラ３０への圧着力２ｋＯとし、ブ
ラシを形成する繊維は長さ４．ｍｍ、太さ１２００デニ
ール、植毛密度２６本／１インチ〜２３本／１インチの
ものを使用した。

比較例品としては、従来の加圧ローラにゴムコード４０
度（Ｔ＝３）のシリコンゴムローラとして直径３Ｑｉ＋
ｍのものを用い、加熱定着ローラへの圧着力を４０ｋｏ
とした。

（温度特性） 加熱定着ローラに対する本実施例品の加圧ローラと比較
例品の加圧ローラ（なお、以下、便宜上、本実施例品の
加圧ローラをブラシと称す。又、比較例品をシリコンゴ
ムローラど称す。）との温度特性としては、第４図の示
すようにシリコンゴムローラは加熱定着ローうに面接触
状態で加圧するに対して、ブラシは加熱定着ローラとの
接触面積が少なく、熱定着装置の作動開始に伴う加熱定
着ローラからの加圧ローラへの熱伝達に起因する加熱定
着ローラの複写紙との接触面の温度の低下が少なく、初
期コピ一時の定着性の安定化に効果がでる。

（定着性能） ブラシ、及びシリコンゴムローラは、いずれも複写紙に
対するトナー画像の設定目標値を得るための定着温度と
定着強度との関係は第５図の示ず通りである。このため
第５図に示す設定目標値をｊりる場合、約１７０℃の定
着温度が必要であるが圧力はシリコンゴムローラの４０
ｋｑに対してブラシの場合には２ｋｇの超低圧条件で満
足できる。

この理由としては加圧ローラとしてブラシを用いること
により低圧で充分な定着幅にツブ幅）が得られるためと
考えられる。又、この場合、にはシリコンゴムローラで
得られるニップ幅が４ｎ＋ｍに対し、ブラシの場合には
約１２１Ｉ１ｍのニップ幅が（ｑられる。

（通紙性能） ブラシを使用した場合、その低圧条件により熱定着ロー
ラ及び加圧ローラ間で複写紙が受（）る耐圧ストレスが
緩和して複写紙のカールも少なく、更には例えば封筒を
通紙した場合、通紙安定性（紙ｔｌ！＞に効力を発揮し
た。

（第１変形例） 次に、本発明の実施例における変形例を第６図に示す。

この場合には、加圧ローラ４０の両端４００　ａ　。

４００ｂの径を、例えばリング状の摩擦部材を用いてブ
ラシ４１０部分を構成する箇所における加熱定着ローラ
３０への圧接時の径より若千大きくして、加熱定着ロー
ラ３０の両端３００ａ、３００ｂに圧接させ、加圧ロー
ラ４０が加熱定着ローラ３０に従動させるような方式の
ものを用いた構成である。

（第２変形例） 次に、本発明の実施例における変形例を第７図に示す。

この場合には、加圧ローラ４０は、加圧ローラ４０と平
行に配置されたブラシ４．１０を起立させる固定式の矯
正装置９ｏをもつ。固定式の矯正装置９０は第２図で示
される支持板５０ａ１５０ｂに固定保持さねている。

このように構成することによって常時加熱定着ローラ３
０に圧接する加圧ローラ４ｏはそのブラシ４１０が１方
向に傾斜し、その傾斜角度が次第に大きくなった場合で
も、固定式の矯正部材９０により加熱定着ローラ３０に
圧接した直後のブラシを強制的に元の傾斜角度に復帰さ
せることができ、かつ常時安定したブラシ４１０の加熱
定着ローラ３０への加圧力が得られる。

従って加熱定着ローラ３０と加圧ローラ４ｏ間に挟持、
搬送される複写紙２ｏに対する圧接力も安定するものと
なる。

（第３変形例） 次に、本発明の実施例における変形例を第８図に示ず。

この場合には、加圧ローラ４ｏは、加圧ローラ４０と平
行に配置されたブラシ４１０を起立させる回転式の矯正
装置９１をもつ。回転式の矯正装置９１は、加圧ローラ
４０と逆方向に回転しながら接触可能に、第２図で示さ
れる支持板５０ａ、５０ｂに回転保持されている。又、
回転式の矯正装置９１は傾斜したブラシ４１０を起立さ
せるための剛性ブラシ９１０をもつものを使用している
。

このように構成することによって、常時、加熱定着ロー
ラ３０に圧接する加圧ローラ４０は、そのブラシ４１０
が１方向に傾斜し、その傾斜角度が次第に大きくなった
場合でも、回転式の矯正装置９１により加熱定着ローラ
３０に圧接した直後のブラシ４１０を強制的に元の傾斜
角度に復帰させることができ、かつ常時安定したブラシ
４１０の加熱定着ローラ３０への加圧力が１すられる。

［効果１ 本発明の電子ワ真複写機における熱定着装置によれば、
加圧ローラが加熱定着ローラに圧接した状態で回転し、
かつトナー画像を形成した複写府（をその両面側より挟
持、搬送する場合、複写紙はトナー画像を形成する一面
の反対側の他面に当接するブラシによって、加熱定着ロ
ーラの回転部に押しつけられ、かつブラシのもつ弾力作
用により低い圧力条件下において大きな定着幅にツブ幅
）が得られる。このため、以下の効果が１ｑられる。

（１）、電子写真複写機のスイッチＯＮ時にトナー画像
を複写紙に定着するために必要な高温度に加熱、保持さ
れた加熱定着ローラから伝導熱として加圧ローラに奪わ
れる熱量が減少し、加熱定着ローラの温度低下が軽減で
きる。これにより電子写真複写機のウオーミングアツプ
時間が短縮できる。

（２）、ニップ巾拡大により加熱定着ローラの熱ｍを複
写紙のトナー画像に効果的に熱伝導できるため、加熱定
着ローラの設定温度は低くすることができ、複写紙は熱
圧ストレスが緩和され水分の蒸発による複写紙のカール
状態の発生も少なく、又、紙皺の発生がなくなる。

（３）、複写紙は低い圧力で加熱定着ローラに圧着され
るので、加熱定着ローラからの複写紙の分離性の向上が
得られる。

（４）、加熱定着ローラの設定温度が低いこと及び複写
紙が低い圧力で加熱定着ローラに圧着されることにより
オフセット性能が向上する。

（５）、加熱定着ローラは耐圧性を低く設定できるので
、芯金部分を構成する金属製の円筒部を薄いものを使用
することが可能となりコスト低減が計れると共にウオー
ミングアツプ時間の短縮ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部を示す側面図、第２図は
第１図における正面図である。第３図は第１図における
要部を拡大するとともに、複写紙を挟持、搬送した状態
を示す部分拡大側面図である。第４図は本発明実施例と
比較例との温度特性を示す比較図である。第５図は同じ
く本発明の実施例と比較例との定着性能を示す比較図で
ある。 第６図は本発明の実施例第１変形例を示す正面図である
。第７図は本実施例における第２変形例を示す側面図で
ある。第８図は本実施例における第３変形例を示す側面
図である。第９図は従来の熱定着装置を示す側面図であ
る。 １０・・・トナー画＠　　　２ｏ・・・複写紙３０・・
・加熱定着ローラ　４０・・・加圧ローラ４１０・・・
ブラシ 第１図 勺 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 手続補正よ（自発） 昭和６２年８月１１日 １１許庁長官　　小　　川　　邦　　夫　　殿１、事件
の表示 昭和６１年特許願第２１２４２４号 ２、発明の名称 電子写真複写機における熱定着装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 〒５４１大阪市東区安上町２丁目３０番地大阪国際ビル （６０７）ミノルタカメラ株式会社 代表者１ｌｌＥｌｖ４　　英　認 ４、代理人 〒４５０愛知県名古屋市中村区名駅３ 丁目３番の４ 児玉ビル（電話＜０５２＞５８３−９７２０）５、補正
の対象 町細占の発明の詳細な説明の摺 ６、補正の内容の欄 （１）明ｇｒｉｔ第１８頁の第４行目と第５行目の間に
、下記の通り挿入します。 ｒ（６）、ニップ幅巾拡大により通紙性が一層向上する
。 このため、加圧ローラは通紙性を向上させる手段として
従来のようにコストの高いクラウンおよび逆クラウン形
状を用いなくとも通常の使用状態では十分良好な通紙性
が１９られる。かつ低コストで加圧ローラの通紙性を向
上させることができる。」 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー画像を形成した複写紙をその両面側より挟
   持、搬送し、該トナー画像を加熱及び加圧して定着させ
   る加熱定着ローラ及び加圧ローラを備える電子写真複写
   機における熱定着装置において、 該加圧ローラの該複写紙を加圧する円周部は多数の繊維
   が突出したブラシで構成されていることを特徴とする電
   子写真複写機における熱定着装置。
2. （２）加圧ローラは該加圧ローラと平行に配置され、ブ
   ラシを起立させる矯正装置をもつ特許請求の範囲第１項
   記載の電子写真複写機における熱定着装置。