JP2549180Y2 - ヒートロール定着装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電子写真法を利用する画像形成装置に用い
られ、加熱されると記録紙上でトナーを加熱させると共
に加圧して融着させるヒートロール定着装置に関するも
のであり、特にはヒートローラの軸方向の加熱分布を調
整して、幅の異なる記録紙に対しても、それぞれ最良の
加熱状態が得られるように構成したものである。

［従来の技術］ 従来、一様に帯電させた感光ドラム表面の感光対を露
光して電荷の抜け落ちた潜像を形成し、この潜像に帯電
させたトナーを付着させて現像（トナー像化）し、この
トナー像を記録用紙に転写すると共に定着装置によって
定着させる、いわゆる電子写真法を利用する画像形成装
置として、複写機やレーザビームプリンタ等が知られて
いる。

このような電子写真法を利用する画像形成装置では、
記録紙上へトナーを定着させる定着装置として、加熱さ
れたローラ（ヒートローラ）から加えられる熱でトナー
を加熱させると共に加圧して融着させる、いわゆるヒー
トロール定着装置を用いるのが一般的である。ヒートロ
ール定着装置は、円筒上のローラ内部にハロゲンランプ
等の発熱体が挿置されて所定の温度に加熱されるヒート
ローラに、シリコンゴム等の耐熱性を有し且つ所定の弾
性を有する素材により形成されたプレスローラ（バック
アップローラとも言う）を所定の圧力で圧接配置して定
着ローラ対を構成し、この定着ローラ対の間に未定着の
トナー像が乗った記録紙を通すことにより、加熱、加圧
してトナーを記録紙上に融着固定させるものであり、熱
効率が高く高速化が可能という優れた利点を有する。

ヒートローラは常に定着作用に適切な温度（例えば18
5℃）となるようにフィードバック制御されると共に、
通常はヒートローラが回転駆動されて該ヒートローラに
プレスローラが従動するようになっており、定着ローラ
対間に挟まれた記録紙は当該定着装置によって搬送駆動
される。

［従来技術の課題］ しかしながら、前述の如きヒートロール定着装置で
は、定着する記録紙の幅によって、プレスローラの温度
が部位により不均一となり、この温度の不均一に起因し
てプレスローラが不均一に膨張変形し、定着性や記録紙
搬送能力が低下するという問題点がある。

即ち、第３図（Ａ）に示すように、定着作用部位は記
録紙20によって熱を奪われて温度が下がり、不定着作用
部位は記録紙20によって熱を奪われることがないため
に、定着作用に伴って、ヒートローラ11の軸方向におけ
る温度の不均一が生じる。プレスローラを形成する、弾
性を有する素材は一般的に熱膨張率が大きいため、上記
温度の不均一に対応してプレスローラ12の軸方向におけ
る温度分布も同様に不均一となり、不定着作用部位（記
録紙非通過部位）の外形が熱膨張により大径化して第３
図（Ｂ）に示すごとく、当該記録紙が専らヒートローラ
11に圧接されることとなる（なお、ヒートローラ11また
はプレスローラ12はそのどちらかが、所定の圧力を得る
べくスプリング等の付勢部材でもう一方にむかって、付
勢されているため、この付勢に抗して、軸方向と垂直の
方向に移動可能になっている。また、図は極端に描いて
いる）。その結果、定着作用部位の圧接力が低下して、
定着性の低下及び記録紙搬送能力の低下を生じるもので
ある。このような問題は、その定着作用可能な記録紙幅
に対して幅の狭い記録紙に定着動作を行うとき（換言す
れば、ヒートローラの長さに比較して幅の狭い記録紙を
用いて定着動作を行う場合）に著しい。

また、ヒートローラの表面はトナーの剥離促進を目的
として摩擦係数を低くする処理が施されており、このた
め記録紙の搬送駆動は専らプレスローラに依存するが、
プレスローラがヒートローラに従動する構成では、前述
のごとき不均一な膨張変形によってプレスローラの記録
紙通過部位（定着作用部位）の外形は記録紙非通過部位
と比較して相対的に小径化し、従って、記録紙通過部位
の回転周速は設定値より低くなり、記録紙搬送速度が低
下する。このため、定着対象記録紙が連続紙等であって
当該ヒートロール定着装置以外に記録紙搬送駆動手段を
備えるものでは、その記録紙搬送速度の同期が崩れ、記
録紙の弛みや紙ジャムを生じるものである。

［考案の目的］ 本考案は、上記のごとき事情に鑑み、圧接される記録
紙の幅に対応してヒートローラの加熱分布を調整するこ
とで、プレスローラの温度の不均一を防止し、このプレ
スローラの温度の不均一に起因して生じる不均一な膨張
変形による定着性の低下や記録紙搬送能力の低下を回避
することができるヒートロール定着装置の提供、を目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のため、本考案によるヒートロール定着
装置は、発熱手段を内蔵するヒートローラと、該ヒート
ローラに対向配置されたプレスローラとの間で連続紙を
加圧・加熱するヒートロール定着装置であって、連続紙
の幅方向両端部に形成された送り孔に係合する突起を有
する一対のトラクタベルトと、当該一対のトラクタベル
トの間隔を検出する検出センサと、検出結果に基づい
て、発熱手段のヒートローラ軸方向における発熱分布を
切り替える切り替え手段と、を備えて構成したものであ
る。

このように構成すれば、プレスローラの長さに比較し
て狭い幅の連続紙を用いた場合に、連続紙に接している
部分の熱が連続紙に奪われても、プレスローラの軸方向
の温度分布を一定に保つことができる。さらに、トラク
タベルトの間隔を調節するだけでヒートローラの発熱分
布の切り替えが行われるため、特別な設定操作が不要で
ある。また、トラクタベルトの位置は、簡単なスイッチ
あるいはセンサで検出することができるため、装置構成
が簡単になる。

［考案の実施例］ 第１図は、本考案に係るヒートロール定着装置の一実
施例の断面図である。

図示定着装置は、ヒートローラ11とプレスローラ12と
を上下に隣接配置した定着ロール対10を図中矢印で示す
方向に搬送される記録紙20の幅方向に配置して構成され
ている。

上側のヒートローラ11は、円筒状のローラーであって
その内側に発熱体であるハロゲンランプ群11Aが挿置さ
れており、該ハロゲンランプ群11Aによって所定の温度
に加熱されるように構成されている。その両端は当該定
着装置のシャーシ１によって保持されると共に、一方側
端に固定された図示しないギアを介して回転駆動される
ようになっている。

下側のプレスローラ12は、芯金12Aの周囲に所定硬度
のシリコンゴム等によるゴム層12Bを形成したローラで
あり、その両端でシャーシ１に回転自在に保持されると
共に、図示しないスプリングによってヒートローラ11に
所定の圧力で圧接されて配置されている。

ヒートローラ11の排紙側には、定着動作が完了した記
録紙20をヒートローラ11から剥離させる剥離爪30が配置
されると共に、プレスローラ12の排紙側には、ガイド部
材としての排紙ガイド40が設けられている。

上記のように構成された、本考案に係る定着装置の構
造及びその効果について第２図を参照して以下に述べ
る。

第２図に示すように、ハロゲンランプ群11Aは複数
の、発熱分布のそれぞれ異なるランプ200及び210が、そ
の軸方向に平行に配設されている。そして、第２図に示
すように、ハロゲンランプ群11Aを有するヒートローラ1
1の上流側にはトラクタ９が配設されている。トラクタ
９は記録紙20の搬送方向に平行に設けられた一対のトラ
クタベルト91、91から成る。そして、駆動シャフト92に
よりトラクタベルト91、91が記録紙20の搬送方向に回転
するように、図示しない駆動源によって駆動されるのに
伴い、従動シャフト93も記録紙20の搬送方向に回転され
て、これらシャフトの協働により、記録紙20を搬送し
て、ヒートローラ11とプレスローラ12との間に進入させ
る。トラクタベルト91、91には所定間隔をもって、複数
の突起部91Aが設けられており、記録紙20の両側端部
に、搬送方向に設けられたスプロケットホール91Bと係
合するように構成されている。即ち、トラクタベルト9
1、91の回転駆動に伴って、スプロケットホール91Bと係
合している突起部91Aが搬送方向に移動することとな
り、その結果、記録紙20が搬送されることとなる。

更に、トラクタ９には、周知の、トラクタベルト91、
91の幅を変更するための変更機構900が接続されてお
り、搬送される記録紙20の幅に応じて、トラクタベルト
91、91の間隔を変更できるように構成されている。変更
機構900は、記録紙20の搬送方向と垂直に設けられた一
対のラックク910、910と、このラックのギア部に噛合可
能なギア部を有する、回転可能なピニオン920とから成
る。トラクタベルト91、91は各シャフト92、93に対して
回転可能であると共に、第２図中の矢印に示されるよう
に、記録紙20の搬送方向と垂直に移動可能に構成され、
その結果、トラクタベルト91、91の移動に伴って、ラッ
クが移動すると同時にピニオンが回転する。またラック
910、910に沿って、リブ930、930が配設され、ラックの
移動に伴う不要な振動やブレ等を防止するように構成さ
れている。

ラック910、910の一方の先端には押圧部910Aが設けら
れており、トラクタベルト91、91の間隔が狭くなった時
に、マイクロスイッチ等で構成されるスイッチ部材940
をオンさせるように構成される。スイッチ部材940とハ
ロゲンランプ11Aとの間には、周知のスイッチングトラ
ンジスタ回路等で構成される切り替え器950が配設さ
れ、スイッチ部材940のスイッチング状態に応じて、ハ
ロゲンランプ群11A中のハロゲンランプ200が駆動されて
発熱するように構成されている。第２図に示される実施
例においては、トラクタベルト91、91間の間隔が広いと
きにはハロゲンランプ200、210によってヒートローラ11
が加熱され、また一方間隔が狭くされてスイッチ部材94
0がオン状態になったときにはハロゲンランプ210のみに
よって、加熱される。即ち、記録紙20として用いられる
用紙の幅に応じて、ほぼ、その幅に対応した部分が加熱
される。換言すれば、記録紙圧接時に記録紙20によって
熱が奪われる部分に対応する、ヒートローラ表面が加熱
され、幅の狭い用紙が用いられたときには、ヒートロー
ラ11の両側端部は加熱されないこととなる。従って、プ
レスローラ12の両側端部にも熱が伝わらず、両側端部の
みが不要に加熱されて膨張することが回避できる。

その結果、記録紙圧接時に、トナーの定着性の低下及
び記録紙搬送能力の低下を防止できるものである。

なお、本実施例においては、使用される記録紙の幅を
二種類とし、スイッチング部材のスイッチング状態に対
応して、ハロゲンランプの所定の一方が発熱するように
構成されているが、この構成に限定されるものではな
く、三以上の複数の種類の幅を有する記録紙を検出する
ことも可能である。

［考案の効果］ 以上述べたように、本考案に係るヒートロール定着装
置によれば、圧接される記録紙の幅に応じて、ヒートロ
ーラの軸方向の加熱分布を調整することができ、従っ
て、プレスローラの温度の不均一に起因して生じる不均
一な膨張変形による定着性の低下や記録紙搬送能力の低
下を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るヒートロール定着装置の一実施例
の断面図、第２図は第１図のヒートロール定着装置に用
いられるハロゲンランプ及びトラクタの構成と、それら
の位置関係を示す図、第３図は従来例の問題点を説明す
るための図である。 200、210……発熱用部材（ハロゲンランプ） 11……ヒートローラ 12……プレスローラ 20……記録紙 940……検出手段（マイクロスイッチ） 950……切り替え手段

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱手段を内蔵するヒートローラと、該ヒ
   ートローラに対向配置されたプレスローラとの間で連続
   紙を加圧・加熱するヒートロール定着装置であって、 前記連続紙の幅方向両端部に形成された送り孔に係合す
   る突起を有する一対のトラクタベルトであって、その間
   隔が調節可能に構成された一対のトラクタベルトと、 前記一対のトラクタベルトの間隔を検出する検出センサ
   と、 前記検出センサの検出結果に基づいて、前記発熱手段
   の、前記ヒートローラの軸方向における発熱分布を切り
   替える切り替え手段と、をさらに備えたヒートロール定
   着装置。
2. 【請求項２】前記発熱手段は複数の発熱用部材により構
   成され、 前記切り替え手段は、作動する前記発熱用部材の数を切
   り替えることによって前記ヒートローラの発熱分布を切
   り替えるよう構成されていること、を特徴とする請求項
   １に記載のヒートロール定着装置。
3. 【請求項３】前記一対のトラクタベルトの間隔は、前記
   連続紙の幅方向中心部に対して対称に調節可能であり、 前記ヒートローラにおける発熱分布は、前記連続紙の幅
   方向中心部に対して対称であること、を特徴とする請求
   項１又は２に記載のヒートロール定着装置。