JPH02248977A - 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） 本発明は電子写真プロセスを採用する電子写真複写機や
電子写真プリンタ等の画像形成装置の定着装置に関する
。

（従来の技術） 電子写真プロセスを採用した画像形成装置では、像担持
体である感光ドラムに形成された静電潜像を現像器によ
り顕像化してトナー像となし。

該トナー像を転写紙上に転写すると共に、該転写紙上の
トナー像を定着装置により定着することにより一般に画
像を形成している。

そして定着装置は、一方何にヒーター等を内装した互い
に圧接して回転する一対の定着ローラ間に、感光ドラム
からトナー像が転写された転写紙を挟持しつつ搬送し、
該転写紙上のトナー像を加熱、加圧して溶融し、転写紙
上に永久像として固着するものである。

ここて小型の電子写真プリンタでは、定着装置の定着ロ
ーラは感光ドラムや現像器の現像スリーブ等と共に一台
のメインモータにより駆動されているものが多く、中型
の電子写真プリンタでは。

定着ローラは現像スリーブ等とともに一台のメインモー
タで駆動されるが、感光ドラムのみは別のトラムモータ
で駆動されているものが多い０以上においてメインモー
タやドラムモータにはタコジェネレータが接続されてい
て等速回転をするように制御されているものが知られて
いる。

特に感光ドラムで転写作業の終了した転写紙は直ちに定
着装置に入るため、感光ドラムの周速度、即ち感光ドラ
ムを通過する転写紙の速度と。

定着ローラの周速度、即ち定着ローラ間を通過する転写
紙の速度とは等しくなっているほうが望ましい、これは
感光ドラムと定着装置とが比較的近接しているため、転
写紙のサイズによっては、該転写紙の先端部は定着装置
内に入っているが、後端部は未だ感光ドラムからトナー
像の転写を受けている場合もあり、かかる場合２つの周
速度が異なると、感光ドラムからのトナー像の転写にあ
たり転写紙の進行方向に転写濃度に変動が生じたり、特
に転写ローラの周速度が感光ドラムの周速度より小さい
場合、転写紙の中間部がループして該転写紙のループ部
がプロセスカートリッジの保護カバー等に接触し、定着
前のトナー像が「こすれ」等によって著しく損なわれて
しまうという不都合が生じるからである。

（発明が解決しようとする課ＩＩ） しかしながら上記従来技術の如き定着装置では定着ロー
ラがメインモータによりギヤやチェーン等を介して駆動
されているため、ギヤ間のバックラッシュやチェーンの
ガタ付き等の影響を受けて定着ローラの周速度、特に一
対の定着ローラが接触するニップ部の周速度が感光ドラ
ムの周速度とは異ってしまうという結果が生じ、転写紙
の定着装置における搬送速度と感光ドラム回りにおける
搬送速度とが具ってしまう結果となって、前述の如き不
都合が生じる。

また特に、小型の電子写真プリンタの定着装置の定着ロ
ーラの軸受がベアリングでなくモールドタイプのものを
使用している場合には、この軸受と定着ローラの回転軸
との摺動抵抗が大きくなった場合やオフセット防止用の
オイル等によって定着ローラがスリップする場合には、
転写紙の先端部が定着装置の定着ローラ間に突入した衝
撃で定着ローラの周速度が落ちるため、転写紙の先端部
ての搬送速度が感光ドラム回りの搬送速度より低下し、
前述と同様な不都合が生じることとなる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので。

その目的とする処は、定着装置の定着ローラの周速度を
感光ドラムの周速度に常に一致させることができる定着
装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すめく本発明は、駆動装置によって一対
の定着ローラが回転駆動される画像形成装置の定着装置
において、前記駆動装置を定着ローラの駆動用に独立し
て設け、且つ該定着ローラの回転速度を検出することに
より前記駆動装置を制御し、定着ローラの周速度を一定
値に制御される像担持体の周速度に一致させるようにコ
ントロールしていることを特徴とする。

（作用） 定着ローラの周速度を、該定着ローラの回転速度を検出
することにより、独立に設けられたその駆動装置を制御
してコントロールしているため。

定着ローラの周速度に何らかの変化が生じても該周速度
を一定値に保持させることができる。従って、一定値に
制御される像担持体の周速度と定着ローラの周速度とを
一致させるようにコントロールすることができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例をレーザビームプリンタを例にと
り添付図面に従って説明する。

まず、第６図によりレーザビームプリンタの全体構成に
ついて説明する。

同図に於いて、レーザ、ポリゴンミラー、補正レンズ系
を含むスキャナユニットｌから画信号に応じて変調され
たレーザー光りがスキャン出力され、折り返しミラー２
で反射され像担持体である感光ドラム３上に照射される
。該感光ドラム３はコロナ放電器である一次帯電器４に
より均一に帯電され、レーザ光り照射により静電潜像を
形成する。該静電潜像は現像器５内に収納した現像剤（
トナー）５ａにより現像されトナー像を形成する。

一方カセット６内に収納された転写材である転写紙７は
、給紙ローラ８により感光ドラム３に対する静電潜像の
形成と同期してレジストローラ９まて給紙される。更に
この転写紙７はレジストローラ９によって感光ドラム３
上に形成された静電潜像の先端と同期してコロナ放電器
である転写帯電器ｌＯに搬送され、該転写帯電器ｌＯに
よって感光ドラム３上の前記トナー像は転写紙７に転写
される。トナー像を転写された転写紙７は搬送ガイド１
１に沿って搬送され、定着装置１２によってトナー像が
永久定着され、排出ローラ１３により装置外部に排出さ
れる。

また、感光ドラム３上に残留したトナーはクリーニング
器１４によって除去され１次いで感光トラム３はコロナ
放電器である前露光器１５により帯電履歴が消去される
。

前記感光ドラム３．−成帯電器４．現像器５゜クリーニ
ング器１４は画像形成ユニット（以下プロセスカートリ
ッジと言う）Ｋとして一体的にカバー１６内に収納され
、装置本体に着脱自在に構成されている。尚、プロセス
カートリッジＫには、該プロセスカートリッジＫを装置
本体外に出したときに感光トラム３に外乱光があたり光
疲労しないように感光ドラム３を遮光するためドラム保
護カバー１７が付いている。

定着装置１２は回転可能な一対の定着ローラ２０．２１
が互いに圧接して設けられており、転写紙７上のトナー
像に当接する側の定着ローラ２０にはヒーター等が内装
されている。そして感光ドラム３の方から定着装置１２
の方へ搬送されてきた転写紙７を互いに回転する定着ロ
ーラ２０．２１間で挟持しつつ搬送し、転写紙フ上のト
ナー像をこの定着ローラ２０，２１により加熱、加圧す
ることにより、転写紙７上に固着して定着するものでる
。

ここて定着装置１２と感光ドラム３とは近接して配設さ
れているため、転写紙７のサイズにもよるが、転写紙７
の先端部が定着装置に入った場合ても、第６図で示され
る如く、転写紙７の後端部てはまだ感光トラム３からの
トナー像が転写が行なわれている場合がある。従って定
着装置１２における転写紙７の搬送速度、即ち定着ロー
ラ２０．２１の周速度と、感光ドラム３における転写紙
７の搬送速度、即ち感光トラム３の周速度とは等しく設
定しておく必要がある。

次に本発明に係る定着装！！１２の第１実施例を第１図
及び第２図により説明する。

第１図は定着装置１２の定着ローラ２０，２１回りの斜
視図を示しており、図中上部側の定着ローラ２０にはヒ
ーターか内装され加熱ローラとなっていると共に、下部
側の定着ローラ２１は前記加熱ローラ２０に圧接される
加圧ローラ２１どなっている。そして加熱、加圧ローラ
２０，２１の接触部２２にはニップ部が形成され、転写
紙フのトナー像が容易に定着できるようになっている。

前記加熱、加圧ローラ２０，２１の軸方向一方何には該
加熱、加圧ローラ２０，２１の回転駆動用の駆動装置３
０が取り付けられている。該駆動ＩＩｔＩＩ３０は加熱
、加圧ローラ２０，２１の一端部側に設けられ、互いに
噛合する同径の第１．第２ギヤ３１．３２と、第１ギヤ
３１に噛合し該第１ギヤ３１を回転させると共に、当該
第１ギヤ３１を介して第２ギヤも回転させる駆動ギヤ３
３と、駆動軸３４を介して駆動ギヤ３３を一定速度で回
転させるＤＣサーボモータ３５等から構成されている。

また第２ギヤ３２の回転軸、即ち加圧ローラ２１の回転
軸２１ａは外方に延び、その端部側に加圧ローラ２１の
回転速度検出用のエンコーダ４０が取り付けられている
。該エンコーダ４゜は、前記回転軸２１ａの端部に取り
付けられ、はずみ車としての機能も有する円板４１と、
該円板の外周部を挟み込み、この円板４１の外周部に等
間隔で形成された開口部４１ａ、・・・を発光、受光素
子を介して検出するフォトインタラプタ４２等とから構
成されており、このエンコーダ４０は円板４１の回転に
従って発光、受光素子を介して円板４１の開口部４１ａ
、−・・の数を検知し、加圧ローラ２１の回転速度を検
出でき石ようになっている。尚加熱ローラ２０も加圧ロ
ーラ２１と同一速度て回転するため、加圧ローラ２１の
回転速度の検出は、加熱ローラ２０の回転速度の検出と
もなる。

さて、次に第２図を参照しつつ定着装置１２の定着ロー
ラ２０，２１の回転速度の制御手段について説明する。

尚、前述の如く定着ローラ２０゜２１の回転速度はその
周速度が感光トラム３の周速度と一致する如く制御され
る。

図中５０は制御する速度の値を指示する速度指令部であ
り、５１は定着ローラ２０，２１の速度制御を行うため
の第１制御回路であり、５２は感光ドラム３の速度制御
を行うための第２制御回路である。また５３は独立して
感光トラム３を回転駆動するＤＣサーボモータであり、
５４は感光トラム３の回転速度を検知するためのエンコ
ーダである。

而して、速度指令部５０より、定着ローラ２０．２１と
感光ドラム３との周速度が等しくなる様同−の周速度設
定値が指示され、第１．第２制御回路５１．５２及びエ
ンコーダ４０．５４を介して、ＤＣサーボモータ３５．
５３の回転速度が一定値に制御される。一方、定着ロー
ラ２０゜２１又は感光ドラム３の周速度が何らかの原因
により設定値より変化すると、該変化はエンコ：ダ４０
又は５４により直ちに検知され、第１又は第２制御回路
５１又は５２によりＤＣサーボモータ３５又は５３の回
転トルクが上昇又は下降されて、定着ローラ２０，２１
又は感光ドラム３はその周速度が設定値に復帰できるよ
うにコントロールされる。

従つて定着装置１２で搬送される転写紙７の搬送速度が
定着ローラ２０．２１の軸受等に起因して変化しても、
定着装置１２の定着ローラ２０゜２１は独立の駆動装！
３０で駆動され、且つ速度制御も独立でなされているた
め、定着装置１２における転写紙７の搬送速度を設定値
に復帰させ、感光ドラムによる転写紙７の搬送速度と同
一にするのは容易となる。その結果定着ローラ２０゜２
１と感光トラム３との周速度の違いによって生じる感光
ドラム３の転写域での転写紙７の進行方向に生じる濃度
変動や、第６図て示される如く、転写紙７の中央部のル
ープにより該転写紙７がプロセスカートリッジにのドラ
ム保護カバー１７に接触してしまうというような不都合
を防止することができる。

次に本発明に係る定着装置１２の第２実施例を第３図に
より説明する。

尚、第１実施例に係る機器と同一機能を有する機器につ
いては本実施例においても第１実施例に係るものと同一
符号を付しその説明を省略する。

本実施例と第１実施例との違いは、定着ローラ１２の回
転速度検出用のエンコーダ４０を第１実施例では加圧ロ
ーラ２１の回転軸２１ｍに直結して設けていたが、本実
施例ではこのエンコーダ４０Ａを定着ローラ２０，２１
の回転駆動用のＤＣサーボモータ３５の外方に突出する
駆動軸３４に設けたことである。

一般に定着ローラ２０，２１の回転測度よりＤＣサーボ
モータ３５の回転速度が大きいため、駆動ギヤ３３の歯
数より第１．第２ギヤ３１．３２の歯数が大きくなり、
ＤＣサーボモータ３５の回転は減速して定着ローラ２０
，２１に伝えられる。この事は逆に定着ローラ２０，２
１側の回転速度が何らかの原因で変化すれば、この変化
は駆動ギヤ３３に拡大して伝えられることとなる。従っ
て定着ローラ２０，２１の回転速度の変化は駆動軸３４
からエン；−ダ４０Ａの円板４１を介してフォトインタ
ラプタ４２に拡大して伝えられるたえめ、＃ｌ実施例に
係るエンコーダ４０に比べ本実施例に係るエンコーダ４
０Ａの方が定着ローラ２０．２１の速度変動をより敏感
にキャッチすることが可能となり、定着ローラ２０，２
１のきめ細かな制御が可能となる。

その他の部分については第１実施例と同じであり、本実
施例においても第１実施例と同様な効果を得ることがで
きる。

次に本発明に係る定着装置１２の第３実施例を第４図及
び第５図により説明する０本実施例においても第１実施
例に係る機器と同一機能を有する機器については第１実
施例に係るものと同一符号を付し、その説明を省略する
。

本実施例と第１実施例との違いは第４図で示される如く
エンコーダ４０．５３と第１、第２制御回路５１．５２
との間に速度変化率計算回路５５を設けていることであ
る。該速度変化率計算回路５５は、エンコーダ５３から
感光ドラム３の回転速度を介して得られる転写紙搬送速
度なＶｔ、エンコーダ４０から定着ローラ２０，２１の
回転速度を介して得られる転写紙搬送速度なＶ、とすれ
ば、ｓ＝　（ｖｌ　−ｖ＊　）／ｖｌ”Ｃ’定義される
速度変化率Ｓを計算するものである。そして該速度変化
率Ｓによっても第１、第２制御回路５１．５２が動作す
る構成となっている。

即ち第５図で示される如く、感光ドラム３による転写紙
搬送度Ｖ、が略一定の場合で、定着ローラ２０，２１に
よる転写紙搬送速度ｖ２が下降している場合には、例え
ば速度変化率Ｓが０．１５を下回ると第１制御回路５１
によるＤＣサーボモータ３５の制御、即ちトルクアップ
が始まる。そしてその結果制御開始後時間Ｔを経てから
ｖｌとＶ、は略一致することとなる。

本実施例においては定着装置１２と感光ドラム３とにお
ける転写紙搬送速度Ｖ１．Ｖ、とを常に比較しつつ、該
速度差が大きく開かないように。

且つ第１．第２制御回路５１．５２ＤＣサーボモータ３
５．５３エンコーダ４０．５３等により、転写搬送速度
ｖ、、Ｖ禽を速度指令部５０で定める速度に一致させる
ようにコントロールしているため、定着装置１２と感光
ドラム３とにおける転写紙搬送速度Ｖｌ、Ｖ、の差を常
に一定値以内におさえることができ、定着装置１２と感
光トラム３とにおける転写紙搬送速度Ｖ、、Ｖ、の違い
に起因して生じる種々のトラブルを第１実施例以上に更
に抑えることができる。

尚本実施例において、定着装置１２のエンコーダ４０は
、第１実施例の如く、加圧ローラ２１の回転軸２１ａに
直結して設けてもよく、又は第２実施例の如＜、ＤＣサ
ーボモータ３５の駆動軸３４に直結して設けてもよい。

（発明の効果） 定着ローラの周速度が、一定値に制御される像担持体の
周速度に一致させるようにコントロールされているため
、転写紙の前後端部が定着装置及び像担持体の両方に位
置している場合でも、像担持体からの転写にあたって、
転写紙の進行方向に転写濃度の変動が生じたり、転写紙
の中央部がループして、転写紙かプロセスカートリッジ
の保護カバー等に接触し、転写紙上のトナー像がみだれ
されるといった不都合は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係る定着装置の主要部の斜視図、
第２図は同定着装置の制御ブロック図。 第３図は第２実施例に係る定着装置の斜視図、第４図は
第３実施例に係る定着装置の制御ブロック図、第５図は
同定着装置の制御の様子を表わす図、第６図はレーザビ
ームプリンタの全体機構を示す側断面図である。 ３・・・像担持体、１２・・・定着装置、２０．２１・
・・定着ローラ、３０−・・駆動装置、４０．４ＯＡ・
・・エンコーダ（定着ローラの回転速度検出）。 特許出願人　　キャノン株式会社 代理人　弁理士　　　　　山　　下　亮　−第１図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動装置によって一対の定着ローラが回転駆動さ
   れる画像形成装置の定着装置において、前記駆動装置を
   定着ローラの駆動用に独立して設け、且つ該定着ローラ
   の回転速度を検出することにより前記駆動装置を制御し
   、定着ローラの周速度を一定値に制御される像担持体の
   周速度に一致させるようにコントロールしていることを
   特徴とする定着装置。
2. （２）前記一対の定着ローラのいずれか一方の回転軸に
   回転速度検出器を直結して設け、定着ローラの回転速度
   を検出することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. （３）前記駆動装置の駆動軸に回転速度検出器を直結し
   て設け、該回転速度検出器の信号を介して定着ローラの
   回転速度を検出することを特徴とする請求項１記載の定
   着装置。
4. （４）前記駆動装置の制御を、定着ローラの周速度と像
   担持体の周速度を比較し、これ等の周速度の差をできる
   だけ小さく維持させる制御装置を介して行うことを特徴
   とする請求項１乃至３記載の定着装置。