JP2001209269A

JP2001209269A - 定着装置

Info

Publication number: JP2001209269A
Application number: JP2000016678A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hasegawa; 健一長谷川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】定着時における「用紙シワ」の発生を防止す
ると共に、定着ローラ及び加圧ローラを回転させる駆動
ギヤの経時摩耗を低減することのできる定着装置を提供
する。【解決手段】定着ローラと加圧ローラと、この加圧ロ
ーラを定着ローラに圧接させるための加圧手段を具えた
フルカラー複写機の定着装置において、定着ローラ及び
加圧ローラの駆動を行う駆動手段と、この駆動手段の作
動を切替るための切替手段を有し、切替手段の作動によ
る駆動手段の駆動に基いて定着ローラの回転周速と加圧
ローラの回転周速とが変更される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンタ、
ファクシミリ等の画像形成装置に具えられた定着装置に
係り、特にフルカラー複写機における「用紙シワ」の発
生防止及び駆動部の耐久性の向上を図ることのできる定
着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の画像形成装置にお
いては、帯電工程により感光体を帯電させた後、原稿の
画像情報に応じた露光工程により感光体上に静電潜像を
形成し、この静電潜像を現像部により現像して可視像化
し、そのトナー像を転写紙に転写した後、このトナー像
を定着装置により定着させ複写を行っている。ここで、
先ず従来の定着装置について、図１及び図４を参照して
簡単に説明する。すなわち、図１に示すように定着装置
１は定着ローラ２と、この定着ローラ２に圧接する加圧
ローラ３と、この加圧ローラ３の両端部に設けられた加
圧ばね４（図２）とを有し、加圧ローラ３は加圧ばね４
による付勢力による強い加圧力によって定着ローラ２側
に圧接されている。また、図４に示すように各ローラ
２，３の駆動側である一端部（図では、右側）にはそれ
ぞれ互いに噛合自在な定着ギヤ６及び加圧ギヤ７が設け
られ、このうち、定着ギヤ６が駆動モータ（図示せず）
からの駆動を伝達する駆動伝達ギヤ８と噛合しているた
め、駆動伝達ギヤ８の回転により定着ギヤ６及び加圧ギ
ヤ７が回転し、これに伴って定着ローラ２及び加圧ロー
ラ３が回転する。また、各ローラ２，３の内部には加熱
用の定着ヒータ５，５がそれぞれ設けられている。これ
によって、定着装置１まで搬送される転写紙上の未定着
トナーは各ヒータ５による加熱及び両ローラ２，３との
ニップ部による加圧で定着されることとなる。

【０００３】さらに、この種の定着装置として（１）
「特開平5-333737号公報」及び（２）「特開平7-261592
号公報」には駆動ギヤからの駆動力を選択的に他方のロ
ーラに伝達する駆動伝達手段を具えた構成が開示されて
いる。このような駆動伝達手段によると定着ローラ側の
搬送速度と加圧ローラ側の搬送速度とをほぼ等しく（等
速回転）できるため、「用紙シワ」の発生を防止でき、
これにより普通紙や厚手の封筒等の多種類の用紙に対し
ての対応を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、用紙の種類
によっては定着時に「用紙シワ」が発生する場合がある
が、従来は定着ローラ２の形状を両端部よりも中央部が
僅かに小径な所謂「ツヅミ型」とすることで、この「用
紙シワ」の防止対策を行っていた。ところが、近年多用
されているフルカラー用の複写機においては、両面コピ
ー設定時（両面コピーモードの２回目の通紙時）には依
然として「用紙シワ」が発生する場合がある。すなわ
ち、フルカラー画像を形成するには通常３回の転写工程
を行う必要があるため、当然単色画像と比較した場合に
は用紙上に転写される「トナー層」が厚くなり、この
「トナー層」が定着により溶融した際には用紙の「摩擦
係数」が著しく低下することとなる。しかも、両面コピ
ー設定時の場合には用紙の両面に「トナー層」存在する
ことになり、画像部と非画像部での摩擦係数が異なるた
め定着装置の「ニップ部」区域での用紙搬送速度に速度
分布偏差が発生し、これが「用紙シワ」の原因になる。
一方、片面コピー時は裏面に「トナー層」の転写を行う
ことがないため摩擦係数が一定であり、速度分布偏差が
発生しにくい。

【０００５】上述のようなフルカラー用の複写機におけ
る「用紙シワ」を防止すべく、例えば（３）「特開平11
-32862号公報」には定着ローラ及び加圧ローラの端部に
設けた回転用の駆動ギヤの歯数を調整することによっ
て、定着ローラ及び加圧ローラに対して周速差を作用さ
せることにより、フルカラー複写機における両面コピー
設定時に発生する「用紙シワ」を防止する発明が記載さ
れている。ところが、この場合には定着ローラ及び加圧
ローラには、その圧接部（ニップ部）によって同じ周速
で回転しようとする力が生じているが、各駆動ギヤはこ
の回転力に打ち勝って周速差を与えるよう作用している
ため駆動ギヤ側に大きな負荷が生じてしまう。この結
果、経時によって各駆動ギヤのギヤ歯摩耗等の問題が発
生する恐れがあり、これによって画像品質の低下や機械
的な故障の原因となっていた。

【０００６】そこで、この発明の目的は、前記のような
従来の定着装置のもつ問題を解決し、フルカラー複写機
の定着時における「用紙シワ」等の発生を防止すると共
に、定着ローラ及び加圧ローラを回転させる駆動ギヤの
経時摩耗を低減することのできる定着装置を提供するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、定着ローラと加圧ローラと、
この加圧ローラを定着ローラに圧接させるための加圧手
段を具えたフルカラー用複写機の定着装置において、定
着ローラ及び加圧ローラの回転周速がそれぞれ異なるよ
うに駆動する駆動手段と、この駆動手段の作動を切替え
るための切替手段とを有することを特徴とするものであ
る。本発明によると、駆動手段は互いに噛合する第１，
２のギヤとを有し、このうち第１のギヤが定着ギヤと噛
合し、切替手段の作動により加圧ギヤと第２のギヤとの
噛合が自在となり、この切替手段による切替選択によ
り、各ローラの回転に周速差が生じることになるため
「用紙シワ」の発生を防止すると共に、定着ローラ及び
加圧ローラを回転させる駆動ギヤの経時摩耗を低減する
ことが可能となる。さらに、切替手段の作動は「用紙シ
ワ」の発生しやすい両面コピーモード設定時の裏面コピ
ー時に行うことにより駆動ギヤの経時摩耗の低減をより
実現することが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１，２は本発明の定着装置の第
１実施形態を示しており、このうち図１は定着装置の全
体構成を示す側面図を、図２は定着装置における駆動系
の概略平面図をそれぞれ示している。すなわち、図１，
２に示すように定着装置１ａは定着ローラ２と、この定
着ローラ２に圧接回転する加圧ローラ３と、この加圧ロ
ーラ３の両端部に設けられた加圧ばね４とを有し、加圧
ローラ３は加圧ばね４による付勢力による強い加圧力に
よって定着ローラ２側に圧接されている。また、定着ロ
ーラ２及び加圧ローラ３の両端部には一対のベアリング
９，９がそれぞれ設けられ、これらベアリング９，９に
より各ローラ２，３は回転自在に筐体フレーム（図示せ
ず）に支持されている。定着ローラ２の表層は離型性の
良好なシリコンゴムで形成されている。10はオイル塗布
機構で、このオイル塗布機構10は互いに圧接回転する塗
布ローラ11，12とを有し、このうち塗布ローラ11がシリ
コンオイルが含浸されているオイル塗布フェルト13に当
接し、塗布ローラ12が定着ローラ２に対して当接し回転
することにより離型材としてのシリコンオイルの塗布が
均一に行われる。定着ローラ２に付着した余分なオイル
はオイルブレード12ａにより取り除かれると共に、オイ
ルパン14内に貯溜される。

【０００９】また、定着ローラ２表面のクリーニングは
クリーニングローラ15によって行われ、表面のトナー汚
れなどが取り除かれる。このように、定着装置１に対し
てのシリコンオイルの塗布及びクリーニングを逐次行う
ことによりオフセットなどの不良画像の発生を防止して
いる。そして、未定着トナー画像が形成された用紙は入
口ガイド板16に沿って搬送され、定着装置１ａによる定
着が行われた後、この用紙は出口ガイド板17に沿って搬
送され、排紙コロ18，18によって排紙される。また、定
着ローラ２及び加圧ローラ３には温度制御用のサーミス
タ20，21がそれぞれ設けられている。そして、これらの
サーミスタ20，21によって各ローラ２，３の表面温度が
検知され、温度制御装置（図示せず）により各ヒータ
５，５の点灯制御が行われ各ローラ２，３の表面温度を
所定温度（約160℃程度）に保っている。定着ローラ２
及び加圧ローラ３の両端部には加圧ばね４による弾力に
より、ほぼ同じ加圧力が付与され、この加圧力による圧
接及びヒータ５，５による加熱を利用して転写紙上のト
ナーを定着させている。

【００１０】ここで、本発明の特徴は定着ローラ２及び
加圧ローラ３との回転に周速差を与える構成にすること
にある。このため、図２に示すように各ローラ２，３の
駆動側である一端部（図２では、右側）にはそれぞれ定
着ギヤ６ａ及び加圧ギヤ７ａが設けられ、これら各ギヤ
６ａ，７ａと隣接した位置には本発明の特徴である切替
手段23（図３）が設けられ、この切替手段23により駆動
伝達ギヤ８の駆動がそれぞれの各ギヤ６ａ，７ａ側に伝
達自在となっている。また、定着ギヤ６ａはその外径寸
法が定着ローラ２の外径Ａより小さくなるように、また
加圧ギヤ７ａもその外径寸法が加圧ローラ３の外径Ｃよ
り小さくなるように構成されている。このため、定着ロ
ーラ２と加圧ローラ３とが圧接した場合には、定着ギヤ
６ａと加圧ギヤ７ａとの噛合が行われることはない。更
に、これら定着ギヤ６ａ及び加圧ギヤ７ａの構成要件と
しては定着ローラ２と加圧ローラ３に周速差が作用する
ように、「定着ローラの外径寸法／加圧ローラの外径寸
法≠定着ギヤの歯数／加圧ギヤの歯数」という関係式が
成立するものとしている。

【００１１】すなわち、図３に示すように、切替手段23
は互いに噛合自在な第１，２のアイドラギヤ24，25とソ
レノイド26とを有し、このうち第１，２のアイドラギヤ
24，25は揺動レバー27に設けられたそれぞれの支軸28，
29により回転自在に設けられると共に、それぞれ定着ギ
ヤ６ａ及び加圧ギヤ７ａと選択的に噛合自在となってい
る。このうち、定着ギヤ６ａが駆動モータ（図示せず）
からの駆動を伝達する駆動伝達ギヤ８と常時噛合してい
る。また、ソレノイド26は揺動レバー27の下端側に設け
られており、引張りスプリング30の弾力により揺動レバ
ー27の偏倚を自在としている。従って、後述するように
駆動伝達ギヤ８の回転は定着ギヤ６ａから第１，２のア
イドラギヤ24，25を介して加圧ギヤ７ａに伝達され、こ
れによって定着ローラ２及び加圧ローラ３との回転に回
転周差が生じることとなる。また、図２に示すように本
実施形態においては定着ローラ２及び加圧ローラ３は用
紙に対するシワ防止対策の一環として各ローラ両端部の
外径Ａ，Ｃと中央部の外径Ｂ，Ｄとは微少な寸法差を有
する、所謂「ツヅミ型」としている。但し、この寸法差
が大きいほど用紙シワは発生しにくくなるが、あまり寸
法差が大きいと各ローラ２，３同士の偏心による「画像
ブレ」等が生じる恐れがあるため、寸法差（Ａ−Ｂ，Ｃ
−Ｄ）は「0.03mm程度」に設定することが好ましい。

【００１２】次に、図３(ａ)，(ｂ)は上述した切替手段
23の動作を説明する図である。ここで、(ａ)はソレノイ
ド26の作動時（ＯＮ）を、(ｂ)はソレノイド26の非作動
時（ＯＦＦ）をそれぞれ示している。先ず「プリントＯ
Ｎ（コピースタート）」時における「表面コピー」時に
は図３(ａ)に示すように、ソレノイド26がＯＮしている
ため、引張りスプリング28の弾力に抗して、揺動レバー
27は支軸28を中心として反時計方向に偏倚する。このた
め、駆動伝達ギヤ８の回転は定着ギヤ６ａから第１のア
イドラギヤ24を介して第２のアイドラギヤ25に伝達され
ているが、第２のアイドラギヤ25は加圧ギヤ７ａと噛合
していないため第２のアイドラギヤの回転は加圧ギヤ７
ａに伝達されることはない。一方、図３(ｂ)に示すよう
に、ソレノイド26がＯＦＦした状態では揺動レバー27は
引張りスプリング30の弾力により支軸28を中心として時
計方向に偏倚する。このため、第２のアイドラギヤ25が
加圧ギヤ７ａに噛合し、これにより駆動伝達ギヤ８の回
転は定着ギヤ６ａから第１，２のアイドラギヤ24，25を
介して加圧ギヤ７ａに伝達され、この回転周差は加圧ロ
ーラ３に伝達される。

【００１３】以下、前記図３(ａ)，(ｂ)を参照して本発
明の定着装置による動作の詳細について説明する。フル
カラー複写機において、「両面コピーモード」設定時に
は、給紙部から給紙された用紙は作像部（感光体ドラム
及び転写ドラム）により表面のトナー画像（１回目）が
転写され、定着装置を通過後、この用紙は両面部で反転
し両面トレイ内にスタックされる。この時には、ソレノ
イド26がＯＮしているため、引張スプリング30の弾力に
抗して、揺動レバー27は支軸28を中心として反時計方向
に偏倚する。このため、第２のアイドラギヤ25は加圧ギ
ヤ７ａと噛合できないため第２のアイドラギヤの回転は
加圧ギヤ７ａに伝達されず、この状態では定着ローラ２
と加圧ローラ３との回転周差が生じることはない。次い
で、裏面のトナー画像（２回目）のコピー開始指示によ
り、両面トレイにスタックされた用紙は再度作像部に搬
送され用紙裏面側にトナー画像が転写され定着装置１ａ
による定着が行われる。この時には、ソレノイド26がＯ
ＮからＯＦＦとなり、駆動伝達ギヤ８の回転は定着ギヤ
６ａから第１，２のアイドラギヤ24，25を介して加圧ギ
ヤ７ａに伝達され、この時には定着ローラ２と加圧ロー
ラ３には回転周差が作用することになり、「用紙シワ」
が発生することなく良好な定着を行うことができる。こ
の後、用紙は排紙トレイに排出されコピー動作が終了す
る。尚、図３(ａ)，(ｂ)ではソレノイド26のＯＦＦ時に
第２のアイドラギヤ25と加圧ギヤ７ａとが噛合するよう
にしているが、この噛合動作はソレノイド26のＯＮ時に
行われる構成にしてもよい。

【００１４】このように、本発明では「用紙シワ」の防
止を図ることができるうえ、定着ギヤ６ａ及び加圧ギヤ
７ａとの直接的な噛合はなく切替手段23による間接的な
駆動伝達であると共に、必要時以外には加圧ギヤ７ａへ
の駆動負荷が作用しないため、加圧ギヤ７ａへの負担が
減少し、経時的なギヤ摩耗等を低減することが可能とな
る。特に、フルカラー複写機における両面モード（２回
目の通紙時）にのみに切替手段23の作動を行った場合に
は、さらに経時的なギヤ摩耗を低減することができる

【００１５】

【発明の効果】この発明は、上記のようであって切替手
段による切替選択により定着時における「用紙シワ」の
発生を防止すると共に、必要時以外には駆動ギヤ同士の
噛合をしないことで、駆動ギヤへの負担が減少し、経時
的な駆動ギヤの摩耗を低減することができるという効果
がある。また、切替手段の作動を両面コピーモード設定
時の裏面コピー時に行った場合には「用紙シワ」の生じ
やすいタイミングにのみ切替手段の作動が行われること
から、さらに経時的な駆動ギヤの摩耗を低減することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す定着装置の全体構
成を示す側面図である。

【図２】同定着装置の駆動系を示す概略平面図である。

【図３】(ａ)は切替手段におけるソレノイドの作動時
（ＯＮ）を、(ｂ)はソレノイドの非作動時（ＯＦＦ）を
それぞれ示す動作説明図である。

【図４】従来の定着装置における駆動部の構成を示す概
略平面図である。

【符号の説明】

１，１ａ定着装置２定着ローラ３加圧ローラ４加圧ばね５ヒータ６，６ａ定着ギヤ７，７ａ加圧ギヤ８駆動伝達ギヤ９ベアリング 10 オイル塗布機構 11，12 塗布ローラ 13 オイル塗布フェルト 14 オイルパン 15 クリーニングローラ 17 出口ガイド板 23 切替手段 20，21 サーミスタ 24 第１のアイドラギヤ 25 第２のアイドラギヤ 26 ソレノイド 27 揺動レバー 28，29 支軸 30 引張りスプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定着ローラと加圧ローラと、この加圧ロ
ーラを定着ローラに圧接させるための加圧手段を具えた
フルカラー用複写機の定着装置において、定着ローラ及
び加圧ローラの回転周速がそれぞれ異なるように駆動す
る駆動手段と、この駆動手段の作動を切替るための切替
手段とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】定着ローラ及び加圧ローラの一端部であ
る駆動側にはそれぞれ定着ギヤ及び加圧ギヤとを有し、
これら定着ギヤ及び加圧ギヤは噛合不能であって、駆動
手段は互いに噛合する第１，２アイドラギヤとを有し、
このうち第１アイドラギヤが定着ギヤと噛合し、切替手
段の作動により加圧ギヤと第２アイドラギヤとが噛合す
ることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】切替手段の作動は両面コピーモード設定
時の２回目の裏面コピー時に行われることを特徴とする
請求項１に記載の定着装置。