JP2527670Y2

JP2527670Y2 - 定着装置

Info

Publication number: JP2527670Y2
Application number: JP1990079377U
Authority: JP
Inventors: 哲浅沼
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2005-07-26
Also published as: JPH0437962U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、加熱ローラと加圧ベルト装置とを組合せて
構成した定着装置に関し、特に、ベルトのガイドローラ
を中太の形状にすることにより、前記加圧ベルトの巾方
向の張力の分布を一定に維持させ得るようにする装置に
関する。

（従来の技術）電子複写機や画像記録装置等のように、電子写真プロ
セスを用いる画像形成装置においては、感光体ドラムに
形成したトナー画像を用紙に転写し、そのトナー画像を
担持する用紙を定着装置において定着し、コピーを作成
するような手段を用いている。

前述したような画像形成装置における定着装置として
は、加熱ローラ方式の装置を用いることが多いが、その
他に、オーブン式定着装置や、圧力定着装置等が用いら
れる場合もある。

前記加熱ローラ方式の定着装置は、ハロゲンランプ等
の発熱体を内蔵した加熱ローラと、前記加熱ローラに対
して用紙を押圧するための加圧ローラとを対向させて配
置し、両ローラの間に用紙をニップする際に、加熱と加
圧との作用を加える。

前記加熱ローラ方式の定着装置は、構造が簡単なこと
や、小型に構成出来ること等の理由により、一般の電子
複写機やその他の装置において、最も多く使用されてい
る。

前述したような２つのローラを対向させて配置する装
置の場合には、該ローラの両側の端部のみを軸支部材に
より支持している。

そして、前記定着装置を比較的小型の画像形成装置に
設ける場合には、ローラを短いもので構成しているため
に、そのローラの両端部で支持することのみで、両ロー
ラの間のニップ圧力の分布を設定値に維持させることが
出来る。

ところが、A0サイズや、A1サイズ等の大サイズの用紙
を用いる画像形成装置において、前述したような加熱ロ
ーラ方式の定着装置を構成すると、ローラの両側端部は
強い押圧力が加えられるが、中央部ではニップ力が非常
に弱く、定着が良好に行なわれない等の問題が発生す
る。

そこで、前記２つのローラ部材を対向させた加熱ロー
ラ方式の定着装置に代えて、第６図に示されるような加
熱ローラとガラスクロス製の加圧ベルトとを組合せて、
定着装置を構成することを提案した。

前記第６図に示される定着装置１においては、加熱用
ランプ３を内蔵する加熱ローラ２と、加圧ベルト10とを
用いており、該加圧ベルト10の裏面に設けた加圧プレー
ト15により、加圧ベルト10を加熱ローラ２に向けて押圧
するようにしている。

そして、感光体ドラム等の画像担持体からトナー画像
が転写された用紙を、搬送ベルト装置８により搬送し、
ガイド板９を介して、前記定着装置１の加熱ローラ２と
加圧ベルト10とによるニップ部分に案内する。

トナー画像を担持する用紙は、前記ベルトとローラと
の間にニップされて通過する間に、加熱と加圧の作用を
受け、溶融されたトナーが用紙に押圧され、定着作用が
行われる。また、定着が終了し、コピーとして形成され
た用紙は、上剥離爪４により加熱ローラから剥離され
て、上下のガイド板５、６の間の用紙搬送路を介して、
排出ローラ７により外部に排出される。

前記定着装置において、加圧ベルト10は駆動ローラ1
1、テンションローラ12、蛇行調整ローラ13およびガイ
ドローラ14の４つのローラ部材に巻き掛けられ、そのベ
ルトの駆動とテンションの付与、および蛇行の調整とを
行い得るように設けている。

前記各ローラ部材のうち、テンションローラ12には加
圧バネ16を配置して、ベルトに対して一定の値のテンシ
ョンを付与するようにしている。また、蛇行調整ローラ
13に対しては、ソレノイド17とアーム18とによる揺動機
構を備えており、該ローラ13の軸を揺動させることによ
って、加圧ベルトの蛇行を修正する作用を行わせる。

前記蛇行調整ローラ13を揺動させて蛇行を修正するた
めに、加圧ベルトの所定の位置に蛇行検知センサ19を設
け、ベルトの片寄りを検知し、その情報にもとづいてソ
レノイドの駆動を行うようにする。

そして、前記加圧ベルト10に対して、所定の張力を付
与するとともに、蛇行の修正を行いながら駆動を行い、
用紙を加圧ベルトと加熱ローラの間にニップして、大サ
イズの用紙に対する定着を行う際に、その用紙の巾方向
全体に一定のニップ圧力を与え、定着ムラ等が生じない
ようにすることが出来る。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、前述したような従来の装置において
は、加圧ベルトを複数のローラ部材に巻き掛けて駆動と
案内を行うものであるから、その加圧ベルトの案内機構
を含めた定着装置の全体の構造が大型になるという問題
がある。そこで、該装置を出来るだけ小型に構成するた
めには、ローラを細いもので構成することが要求され
る。

ところが、ローラを細いもので構成する場合には、A0
やA1サイズ等の大サイズに対応させて構成すると、ロー
ラの剛性が不足するために、用紙の巾方向全体に均一な
ニップ力を得ることが出来なく、定着ムラが発生するこ
とがある。

つまり、ローラを細いもので構成し、そのローラの剛
性が小さい場合には、該ローラに加えられるベルトの張
力により、ローラの中央部が大きくたわむ状態となりや
すいために、例えば、第７図に示されるような状態が発
生する。

前記第７図に示される例では、加熱ローラ２に対して
用紙を押圧する位置で、駆動ローラ11とガイドローラ14
とにより加圧ベルト10を案内しており、ベルト移動方向
の上流側を案内するガイドローラ14がたわんだ状態とな
っている。

前述したような状態が発生すると、その加圧ベルトの
中央部と端部とでは、張力の分布状態が異なってくる。
つまり、第８図（ａ）に示されるように、加圧ベルトの
端部は、十分な張力が加えられるために、ベルトが張ら
れた状態となるが、加圧ベルトの中央部では、同図
（ｂ）に示されるように、ベルトがたるむという問題が
生じる。

前述したような問題が発生すると、用紙の巾方向で
は、端部が加熱ローラに対して十分に押圧されるため
に、定着が良好に行なわれるが、中央部では定着が十分
に行なわれずに、定着ムラが発生する。

つまり、第９図の定着部において、加熱ローラ２に対
して加圧ベルト10を加圧プレート15を用いて押圧し、そ
のローラ２と加圧ベルトとの間に用紙をニップする際
に、装置に設定される定着領域θ部分の全体にわたっ
て、十分な押圧力がかかれば、定着ムラの発生を防止出
来る。

これに対して、前記第８図に示されたように、加圧ベ
ルトの張力が異なる場合には、加圧プレートにより押圧
される部分では、用紙に対するニップが良好に行なわれ
るものの、そのニップ部分の前端部の接触角Ｓに相当す
るニップ部分では、用紙を両ローラ２に対して十分に押
圧することが出来ず、定着ムラが発生する。

前述したような定着ムラは、加圧ベルトとしてガラス
クロスを用いる場合に、特に顕著に現れる。つまり、第
５図のガラスクロスに加える負荷と、伸び率、および加
熱温度との関係に見られるように、ガラスクロスのよう
な伸び率が非常に小さいベルトにおいては、特に、前述
したような問題が発生しやすいという傾向がある。

また、前述したような張力の問題とは別に、ガラスク
ロスにテフロンコーティングしたものを用いた加圧ベル
トにおいては、そのベルトが帯電して、用紙がベルトに
付着されたままで戻り側に巻き込まれるという問題が発
生しやすい。これは、加圧ベルトがプレートやローラ等
に摩擦されることが原因であり、用紙の付着の問題は、
腰の弱い和紙やトレーシングペーパー等の場合には大き
な問題となる。さらに、用紙に代えてフィルム等を用い
る場合にも、そのフィルムが加熱されることによって軟
化し、加圧ベルトから剥離されにくくなる等の問題があ
る。

そして、用紙やフィルム等が加圧ベルトに付着した場
合には、紙詰り等の問題が発生し、その除去のために面
倒な作業を強いられることになり、コピーの作成能率が
低下する等の問題も発生する。

（考案の目的）本考案は、上記したような従来の定着装置の欠点を解
消するもので、例えば、ローラをクラウン形状のものと
して構成することにより、定着ムラの発生を防止するこ
と、加圧ベルトにカーボン等を含有するフッ素樹脂をコ
ーティングすることにより、帯電しにくいベルトを得る
こと、および、加圧ベルトからの用紙の剥離手段を設け
た定着装置を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段および作用）本考案は、加熱ローラと加圧ベルトの間に、トナー画
像を担持するA0サイズまたはA1サイズのような大サイズ
の用紙を通して定着を行う定着装置に関する。本考案に
おいては、前記加圧ベルトを加熱ローラに対して押圧す
る作用を行うガイドプレートと、前記ガイドプレートに
対してベルト移動方向の上下流部の固定位置に配置する
ガイドローラと駆動ローラと、ベルトに張力を付与する
テンションローラと、蛇行調整ローラとにより構成され
る加圧ベルトの案内部材とを設け、前記ガイドローラを
中太形状のローラで、ベルトの張力が付与された際に、
前記ガイドローラが撓みを生じて、ベルトに接する面が
直線状に曲げられる性質を有するものとして構成し、前
記蛇行調整ローラには、加圧ベルトの長さ方向に揺動さ
せる部材を設けるとともに、前記蛇行調整ローラに対応
させて、加圧ベルトの蛇行検知センサを配置している。

前述したように構成した本考案の定着装置において、
ベルトを案内するローラをクラウン形状に構成する場合
には、該ローラがベルトの張力によりたわんだ状態で、
用紙を加熱ローラに押圧する作用を良好に行わせ得る状
態に、ベルトの巾方向での張力の分布を設定することが
出来るので、定着ムラ等の発生を防止することが出来
る。

また、ガラスクロスにコーティングするフッ素樹脂
に、カーボン等の導電性物質を分散させる場合には、ベ
ルトを帯電しにくいものとすることが出来るので、用紙
がベルトから容易に離間させることが出来る。

さらに、コピーの排出部に剥離爪部材を配置する場合
には、特に腰の弱い用紙等の場合でも、加圧ベルトに付
着したままで戻り側に巻き込まれることがなく、紙詰ま
り等が発生することを防止出来る。

（実施例）図示された例に従って、本考案の定着装置の構成を説
明する。

第１図に示される本考案の定着装置１は、従来例の装
置の場合と同様に、加熱ローラ２に対して加圧ベルト10
を配置している。

そして、該加圧ベルト10の裏面から加圧プレート15に
より押圧する状態で、用紙を加熱ローラ２と加圧ベルト
10との間にニップし、加熱と加圧とを行うことによっ
て、定着の作用を行い得るように構成する。

前記定着装置１の用紙搬送路の上流側には、トナー画
像を担持する用紙を搬送するための搬送装置８と、ガイ
ド板９とを配置し、下流側には、上下のガイド板５、６
により設定される用紙搬送路と、排出ローラ７とを設け
ている。

また、前記加熱ローラ２と加圧ベルト10とによるニッ
プ部の排出側端部には、上剥離爪４と剥離爪25とを設け
て、ローラ２および加圧ベルトの双方に付着する用紙
を、それぞれ爪部材により剥離させるようにしている。

前記各爪部材のうち、上剥離爪４は、従来より加熱ロ
ーラ方式の定着装置に用いられるようなものと、同様な
構成のものを用いることが出来るが、剥離爪25は後述す
るように、ベルトに対して傷を付けたりすることのない
ように軽く接触し、下ガイド板の端部に容易に装着出来
るようなものを用いている。

前記加圧ベルト10としては、ガラスクロスにフッ素樹
脂をコーティングしたものを用いており、前記ガラスク
ロスの伸び率が、第５図に示されるような特性を有する
もので構成している。

また、前記加圧ベルト10を案内するローラ装置も、従
来例の場合と同様に、駆動ローラ11、テンションローラ
12、蛇行調整ローラ13およびガイドローラ20の４つのロ
ーラ部材を配置し、そのベルトの駆動とテンションの付
与、および蛇行の調整とを行い得るように設けている。

前記各ローラ部材のうち、テンションローラ12には加
圧バネ16を配置し、ベルトに対して一定の値のテンショ
ンを付与するようにしている。また、蛇行調整ローラ13
に対しては、ソレノイド17とアーム18とによる揺動機構
を備えており、該ローラ13の軸を揺動させることによっ
て、加圧ベルトの蛇行を修正する作用を行わせる。

そして、前記加圧ベルト10に対して、所定の張力を付
与するとともに、蛇行の修正を行いながら駆動し、用紙
を加圧ベルトと加熱ローラの間にニップして、大サイズ
の用紙に対する定着を行う際に、その用紙の巾方向全体
に一定のニップ圧力を加え、定着ムラ等が生じないよう
にすることが出来る。

前述したように、加圧ベルト10を案内する複数のロー
ラ装置のうちのガイドローラ20は、第２図に示されるよ
うに、両端部が小径で、中央部が大径のローラとして構
成され、その軸方向の外径が円弧状に形成されたものを
用いている。

例えば、前記ローラ20において、端部の径をＤとする
場合に、中央部の径はD1に設定され、その軸方向の断面
でみると、外形は半径Ｒの円弧状に形成され、いわゆる
クラウン形状のローラとして構成される。

そして、前記ガイドローラ20に対して加圧ベルト10を
巻きかけて、一定の値の張力を付与すると、該ガイドロ
ーラがベルトの長さ方向にたわみ、第2a図に示されるよ
うな状態となる。

前記加圧ベルト10に加えられる張力の値は、通常、一
定の値のものとして設定されるものであるから、本考案
においては、加圧ベルトに加えられく張力と、ガイドロ
ーラの太さとたわみ特性とに応じて、ガイドローラの外
形の円弧の形状を設定する。

そして、ベルトに張力を付与した場合に、加圧ベルト
10との接触部が直線状となるようにしてガイドローラの
形状を設定すると、前記ガイドローラ20がたわんだ場合
に、加圧ベルトの巾方向に一様な張力が加えられ、加熱
ローラと加圧ベルトとによるニップ部分で、用紙の巾方
向に一定の値のニップ力を均一に生じさせることか出来
る。

なお、前記ローラの形状により、ローラのたわみを補
正する場合には、ベルトの使用温度の範囲でベルトが延
びる長さ（第５図のグラフに示す）に応じて、ベルトの
周長の補正を行わせるようにすることが必要である。前
述したように構成したローラ部材は、ガイドローラにの
み適用されるものではなく、その他のローラにも適用が
可能であり、例えば、テンションローラや蛇行調整ロー
ラにも、中太のローラを用いることが出来る。

また、本考案の定着装置に用いられる加圧ベルト10
は、前述したように、ガラスクロスにフッ素樹脂をコー
ティングしたものを用いるが、該ベルトが他の部材に摺
動することによって、摩擦帯電が発生するという問題が
ある。

そして、加圧ベルトに用紙が静電気により付着し、定
着装置の排出部で分離されずに、ベルトの戻り側に巻込
まれ、ジャム等の原因となる場合がある。

そこで、本考案の加圧ベルトにおいては、フッ素樹脂
にカーボンの微粉末を２％以上添加したものを、ガラス
クロスにコーティングし、ベルトが帯電することを防止
出来るようにしている。

なお、前記フッ素樹脂としては、例えば、４フッ化エ
チレン等を用いることが可能であり、該フッ素樹脂に対
して2wt％以上のカーボンを添加したものを用いること
が出来る。

したがって、前述したようなカーボンを添加したフッ
素樹脂をベルトにコーティングすることによって、加圧
ベルトの裏面から加圧プレートにより押圧した場合で
も、そのベルトが帯電することを防止出来るものとな
る。

前述したようにフッ素樹脂にカーボンを添加すること
は、例えば、第３図のグラフに示されるような効果を奏
させることが出来る。

前記第３図のグラフに見られるように、ベルトの平均
電荷量と、カーボンの含有率との関係では、ある一定の
比率以上にカーボンを添加すると、ベルトの帯電を防止
出来ることが示されている。そして、電荷量をゼロに近
い値に出来るカーボンの含有量は、例えば、２％となる
ものであり、それ以上のカーボンを添加する必要はない
ことになる。

また、前記加圧ベルトの材料としては、前述したよう
なガラスクロスを用いることの他に、伸び率が比較的小
さくて、耐熱性を有する材料であれば、他のベルト状の
部材を用いることが出来るものであり、そのベルト状の
材料に対して、帯電防止機能を有する樹脂をコーティン
グして用いることも可能である。

さらに、本考案の定着装置においては、第１図および
第４図に示すように、加圧ベルト10からの用紙の分離部
に、剥離爪25を設けることが出来る。前記剥離爪25は、
第４図に示されるように、下ガイド板の端部に容易に装
着可能な機構を有するものとして構成している。

前記剥離爪25は、厚さが0.2mm程度の薄いステンレス
の板部材を折り曲げて構成するもので、先端部に爪部材
26を突出させて設け、基部の両側に折り返し部28、28を
設けている。前記爪部材26の先端部は、ベルトに傷を付
けたりすることがないように、円弧状に形成され、ベル
トの表面に軽く接触するように設けられる。

また、取り付け基部27に設けられる折返し部28は、下
ガイド板６の先端部に容易に装着出来るようにするもの
で、該折り返し部により下ガイド板の先端部を上下から
挟むようにして取付けるようにする。さらに、前記基部
27の端部に、下方に向けて折曲げ部29を形成し、該折曲
げ部29を下ガイド板に設けたスリットに挿入して、固定
させるようにする。

前述したように構成した剥離爪25は、下ガイド板６の
巾方向に所定の間隔をおいて複数個取付けることが出来
るもので、それによって、加圧ベルトに付着しやすい性
質を有する用紙やフィルム等を、容易に剥離して、排出
部に向けて案内することが出来る。

なお、本考案の定着装置においては、前述したような
各機構を全部組合せて用いることが出来るが、その他
に、任意の機構を組合せて用いることも可能である。

（考案の効果）本考案の定着装置は、上記したような構成を有するも
のであるから、巾の広い用紙に対する定着を行う際に、
その用紙の巾方向に定着ムラが発生することを防止出
来、良好な状態のコピーを得ることが出来る。

また、本考案の定着装置において、ベルトを案内する
ローラをクラウン形状に構成する場合には、該ローラが
ベルトの張力によりたわんだ状態で、用紙を加熱ローラ
に押圧する作用を良好に行わせ得る状態に、ベルトの巾
方向での張力の分布を設定することが出来るので、定着
ムラ等の発生を防止することが出来る。

さらに、ガラスクロスにコーティングするフッ素樹脂
に、カーボン等の導電性物質を分散させると、ベルトを
帯電しにくいものとすることが出来るので、用紙がベル
トから容易に離間させることが出来る。

前述した効果の他に、コピーの排出部に剥離爪部材を
配置する場合には、特に腰の弱い用紙等の場合でも、加
圧ベルトに付着したままで戻り側に巻き込まれることが
なく、紙詰り等が発生することを防止することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の定着装置の側面図、第２図は本考案の
定着装置に用いるローラの平面図、第2a図は加圧ベルト
に張力が付与された場合のローラの変形を示す説明図、
第３図は加圧ベルトに添加するカーボンの量と帯電量の
関係を示すグラフ、第４図は本考案の剥離爪の構成を示
す斜視図、第５図はガラスクロスの荷重と延びの関係を
示すグラフ、第６図は従来例の定着装置の説明図、第７
図はガイドローラがたわんだ状態を示す説明図、第８図
（ａ）は前記第７図のＡ−Ａ線で、第８図（ｂ）は第７
図のＢ−Ｂ線でのベルトの張り具合をそれぞれ示す説明
図であり、第９図は定着装置のニップ部分での用紙に対
するニップ作用の説明図である。図中の符号１……定着装置、２……加熱ローラ、７……排出ロー
ラ、10……加圧ベルト、11……駆動ローラ、12……テン
ションローラ、13……蛇行調整ローラ、14・20……ガイ
ドローラ、15……加圧プレート、25……剥離爪、26……
爪部材、27……取り付け基部、28……折返し部。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】加熱ローラと加圧ベルトの間に、トナー画
像を担持するA0サイズまたはA1サイズのような大サイズ
の用紙を通して定着を行う定着装置において、前記加圧ベルトを加熱ローラに対して押圧する作用を行
うガイドプレートと、前記ガイドプレートに対してベルト移動方向の上下流部
の固定位置に配置するガイドローラと駆動ローラと、ベルトに張力を付与するテンションローラと、蛇行調整
ローラとにより構成される加圧ベルトの案内部材とを設
け、前記ガイドローラを中太形状のローラで、ベルトの張力
が付与された際に、前記ガイドローラが撓みを生じて、
ベルトに接する面が直線状に曲げられる性質を有するも
のとして構成し、前記蛇行調整ローラには、加圧ベルトの長さ方向に揺動
させる部材を設けるとともに、前記蛇行調整ローラに対
応させて、加圧ベルトの蛇行検知センサを配置すること
を特徴とする定着装置。