JP2004054028A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ローラと加圧ローラとを外部から加熱する加熱ローラを有した定着装置及びそれを搭載した画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、PPC(Plain Paper Copier)、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における省エネルギー化が注目されており、これらの装置の中で最もエネルギーを消費する定着装置の省エネルギー化が盛んに行われている。この定着装置の省エネルギー化の有効な方法の一つにウォームアップ時間(定着ローラ等が印刷可能な所定の温度まで上昇するのに要する時間)の短縮が挙げられる。
【0003】
このような、従来からの熱ローラ定着方式でのウォームアップ時間の短縮、消費電力の低減を目的として、熱源を内蔵した外部加熱ローラを定着ローラや加圧ローラの表面に圧接して、定着ローラや加圧ローラを表面から加熱する外部加熱定着方式が報告されている。例えば、特開平4−116677号公報には、図5に示すように、内部に加熱源を有しない定着ローラ41及び加圧ローラ42と、定着ローラ41に圧接して加熱する第1の加熱ローラ43と、加圧ローラ42に圧接して加熱する第2の加熱ローラ44とからなる定着装置が開示されている。このように、定着ローラ41及び加圧ローラ42を外部から加熱することにより、ウォームアップ時間を短縮している。
【0004】
上記の定着ローラ41及び加圧ローラ42は、芯金41a、42aの周囲にシリコンスポンジ等の耐熱性及び断熱性を有する弾性体層41b、42bが設けられ、その上に良熱伝導性弾性体、例えばゴムの中にアルミナやシリカなどの高熱伝導フィラーを充填した材料の薄膜41d、42dを設け、表層にPFAチューブ層41c、42cを設けて構成されている。また、上記の第1及び第2の加熱ローラ43、44は、発熱体43b、44bが中心に設けられた金属ローラで構成されている。
【0005】
そのため、定着ローラ41と加圧ローラ42間に形成されるニップ幅は、一方に金属ローラを用いた場合よりも長くなる。従って、通紙時に多くの熱量を与えることができる。また、定着ローラ41及び加圧ローラ42が弾性体であるため、画像を形成するトナー51の凹凸に追従しやすいという利点がある。これは、多量のトナー51による凹凸が大きいカラーの画像形成装置への利用に適している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の、特開平4−116677号公報の定着装置において、4本のローラの駆動の方法について、加熱ローラを駆動ローラとする場合と、定着ローラ(或いは加圧ローラ)を駆動ローラとする場合が考えられる。加熱ローラを駆動ローラとした場合、圧接している定着ローラや加圧ローラは従動しがたく、駆動伝達手段が必要であるのに対して、定着ローラや加圧ローラを駆動ローラとする場合には、圧接している加熱ローラは従動が充分可能であって加熱ローラへの駆動伝達手段を別途設ける必要がないなどの利点がある。
【0007】
ところが、定着ローラを駆動ローラとする場合、定着ローラに圧接する第1の加熱ローラ43は従動回転が充分可能であるが、加圧ローラはスリップしがちであって紙詰まりや画像乱れを引き起こすという問題がある。
【0008】
さらに、加圧ローラを駆動ローラとする場合、加圧ローラに圧接する第2の加熱ローラ44は従動回転が充分可能であるが、定着ローラはスリップしがちであって紙詰まりや画像乱れを引き起こすという問題がある。
【0009】
定着ローラと加圧ローラの両方を、互いに嵌合するギヤによって連結し、一方のローラに駆動を与える事によって、他方のローラのスリップを防止することは可能である。しかし、定着ローラと加圧ローラはそれ自身の熱膨張が大きく、冷時と加熱時とで周速度が異なっており、使用中には互いのローラが完全に同一温度で推移する訳でもないので、定着ローラと加圧ローラとの間に周速差が生じる。この周速差による負荷によって、ギヤの歯飛び、異常音、駆動破損が発生することがあり、その解決が望まれる。
【0010】
さらに、加熱時の熱膨張によって定着ローラや加圧ローラの周速度が上がると、定着ニップを通過する用紙搬送速度が増加してトナー転写部での用紙搬送速度と一致せずにトナーの転写像の乱れを生ずる。
【0011】
上記の問題点に鑑み、本発明の第1の目的は、上記の問題点に鑑み、弾性体を主体とした定着ローラと加圧ローラ、及び金属を主体とした2本の外部加熱ローラを用いた定着装置及び、それを用いた定着装置において、各ローラを適正に動作させて、定着ローラや加圧ローラのスリップや、それによる紙詰まりや画像乱れを防止することである。さらに本発明の第2の目的は、弾性体を主体とした定着ローラと加圧ローラが加熱時に異なった熱膨張を行なっても、両ローラ周速度のずれによって負荷が生じ、その結果、歯飛び、異常音、駆動破損を生じさせないことである。さらに本発明の第3の目的は、定着ニップを通過する用紙搬送速度を安定させ、上流側のトナー転写部での用紙搬送速度と同期させて、画像乱れを防止してトナー画像の安定化を図ることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、定着ローラと、定着ローラに圧接した第1の加熱ローラと、定着ローラに圧接した加圧ローラと、加圧ローラに圧接した第2の加熱ローラと、定着ローラと同軸に取り付けられた第1のギヤと、加圧ローラと同軸に取り付けられ、第1のギヤと嵌合する第2のギヤと、加圧ローラと第2のギヤの間に介設された第1のワンウェイクラッチとを備えた定着装置において、第1のワンウェイクラッチは第2のギヤよりも速い加圧ローラの回転を許容するとともに、第2のギヤよりも遅い加圧ローラの回転は禁止し、冷機時及び熱膨張時の加圧ローラの周速が定着ローラの周速を越えないように第1のギヤと第2のギヤのギヤ比が設定されている事を特徴とする。
【0013】
請求項1の発明によれば、加圧ローラの周速が定着ローラの周速より遅くギヤ駆動されており、しかも第1のワンウェイクラッチによって、加圧ローラは第2のギヤより高速回転が許容されているので、加圧ローラは熱膨張に関わらず定着ローラに従動回転が可能である。以上の結果、定着ローラは加圧ローラとほぼ等速度で回転することになり、用紙の搬送が安定する。
【0014】
更に請求項2に記載の発明は、定着ローラと、定着ローラに圧接した第1の加熱ローラと、定着ローラに圧接した加圧ローラと、加圧ローラに圧接した第2の加熱ローラと、定着ローラと同軸に取り付けられた第1のギヤと、加圧ローラと同軸に取り付けられ、第1のギヤと嵌合する第2のギヤと、定着ローラと第1のギヤの間に介設された第2のワンウェイクラッチとを備えた定着装置において、第2のワンウェイクラッチは第1のギヤよりも速い定着ローラの回転を許容するとともに、第1のギヤよりも遅い定着ローラの回転は禁止し、冷機時及び熱膨張時の定着ローラの周速が加圧ローラの周速を越えないように第1のギヤと第2のギヤのギヤ比が設定されている事を特徴とする。
【0015】
請求項2の発明によれば、定着ローラの周速が加圧ローラの周速より速くギヤ駆動されることが無く、しかも第2のワンウェイクラッチによって、定着ローラは第1のギヤより高速回転が許容されているので、定着ローラは熱膨張に関わらず加圧ローラに従動回転が可能である。以上の結果、定着ローラは加圧ローラとほぼ等速度で回転することになり、用紙の搬送が安定する。
【0016】
更に請求項3に記載の発明は、請求項1、2の定着装置において、前記第1の加熱ローラの回転数を検出する検出手段と、前記第1のギヤもしくは前記第2のギヤを駆動する駆動手段と、第1の加熱ローラの回転数が所定範囲を外れた場合に前記駆動手段の回転数を調整する制御手段とを有することを特徴とする。
【0017】
更に請求項4に記載の発明は、請求項1、2の定着装置において、前記第2の加熱ローラの回転数を検出する検出手段と、前記第1のギヤもしくは前記第2のギヤを駆動する駆動手段と、第2の加熱ローラの回転数が所定範囲を外れた場合に前記駆動手段の回転数を調整する制御手段とを有することを特徴とする。
【0018】
請求項3、4の発明によれば、加熱ローラの回転数を元に、定着ローラ及び加圧ローラの周速度の変動を検出し、その変動を相殺するようにモータ等の駆動手段の回転数を制御することにより、定着ローラ及び加圧ローラの周速度をほぼ一定に保つことができる。その結果、定着ニップを通過する用紙搬送速度を安定させ、上流側のトナー転写部での用紙搬送速度と同期させて、画像乱れを防止してトナー画像の安定化を図ることが可能となる。
【0019】
また本発明の画像形成装置は、上記の定着装置を搭載したことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、従来例の図5と同様の部品には同じ符号を付している。図1は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの正面図である。図1では、クリーニング装置18のハウジングを省略している。プリンタ10はタンデム方式のフルカラー画像形成装置であってプリンタ本体ハウジング11の内部において用紙搬送ベルト12の上方にはその搬送方向の上流から下流方向に向かって(図1では右方から左方にかけて)、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色画像形成部が設けられている。各々の画像形成部には、アモルファスシリコン感光体ドラム13と、その周囲には主帯電器14と、LED露光部15と、現像装置16と、転写ローラ17と、クリーニング装置18とが備えられている。
【0021】
このクリーニング装置18は、感光体ドラム13の表面を整えるゴム製のクリーニングローラ18aと、トナー回収容器(不図示)にトナーを排出する排出スパイラル18bと、感光体ドラム13上のトナーを掻き落とすクリーニングブレード18cとから構成される。
【0022】
また、プリンタ10は、格納されている用紙を給紙する給紙機構19と、給紙機構19から用紙を搬送する用紙搬送路20と、用紙搬送ベルト12を駆動する駆動ローラ21、22、23と、画像形成部で形成された画像を定着する定着装置40と、用紙を用紙搬送ベルト12から定着装置40へ導くガイド板24と、定着装置40から用紙を搬送する用紙搬送路25と、用紙搬送路25から用紙を排出する排出部26と、トナーを各現像装置16へ供給するトナー供給容器27M、27C、27Y、27Bとを備えている。
【0023】
このプリンタ10において、用紙は給紙機構19から用紙搬送路20を経由して画像形成部に搬送され、感光体ドラム13と用紙搬送ベルト12との間を搬送されていく間に転写ローラ17によって各感光体ドラム13表面の正帯電の各色トナー画像が次々に用紙側に転写される。全ての感光体ドラム13によってトナーが転写された用紙は、定着装置40に搬送されてトナーが定着され、カラー画像が形成される。定着装置40を通過した用紙は用紙搬送路25に送られ、排出部26へ排出される。
【0024】
図2は、図1の定着装置40付近を拡大した図である。定着ローラ41と加圧ローラ42とが互いに圧接して定着のニップ部を形成している。定着ローラ41には外部から定着ローラ41を加熱する第1の加熱ローラ43が圧接している。また、加圧ローラ42には外部から加圧ローラ42を加熱する第2の加熱ローラ44が圧接している。また、第1の加熱ローラ43には回転数を検出する検出手段としての回転計60が設けられ、回転計60にはマイクロコンピュータ等からなる制御部61が接続されている。
【0025】
定着ローラ41及び加圧ローラ42は同一の構造からなり、鉄製の芯金41a、42aと、芯金41a、42aの表面を被覆するシリコンゴムの発泡体からなる弾性体層41b、42bと、離型性を高めるために弾性体層41b、42bの表面を被覆するPFA(テトラフルオロエチレン−パー−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体)チューブ層41c、42cとから構成される。なお、弾性体層41b、42bはアスカC硬度が10〜90度のものが好ましく、更に好ましくはアスカC硬度が25度のものである。このとき、弾性体層41b、42bの厚さは2〜15mmが好ましい。また、PFAチューブ層41c、42cは耐熱性と離型性を有すれば特に限定はなく、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVF(ポリフッ化ビニル)、ECTFE(エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体)等のフッ素樹脂から選択することができる。このとき、PFAチューブ層41c、42cの厚みは20〜100μmが好ましい。
【0026】
第1及び第2の加熱ローラ43、44は、アルミニウム製のローラ本体43a、44aと、ローラ本体43a、44a内部のハロゲンランプ43b、44bとから構成される。なお、ローラ本体43a、44aは良熱伝導体であれば特に限定はなく、例えば、鉄、ニッケル、ステンレス等の金属を用いることができる。このとき、ローラ本体43a、44aの厚みは0.2〜2mmが好ましい。また、ハロゲンランプ43b、44bは発熱体であれば特に限定はなく、定着ローラ41と加圧ローラ42の表面温度が最大約220℃にまで上昇させられる発熱体であればよい。
【0027】
本実施形態においては、定着ローラ41と加圧ローラ42とが駆動手段であるモータ(不図示)から駆動を得ている。なお、1つのモータで定着ローラ41と加圧ローラ42の両方を駆動させてもよいし、2つのモータを用いて定着ローラ41と加圧ローラ42とを別々に駆動させてもよい。このとき、第1の加熱ローラ43は定着ローラ41に、第2の加熱ローラ44は加圧ローラ42にそれぞれ従動している。
【0028】
次に、回転計60の役割について説明する。弾性体層41b、42bを有する定着ローラ41及び加圧ローラ42は、金属製の第1及び第2の加熱ローラよりも熱膨張係数が大きい。従って、定着ローラ41及び加圧ローラ42を駆動するモータの回転数が一定であれば、高温になるほど定着ローラ41及び加圧ローラ42の周速度が上がり、用紙搬送速度が速くなる。その結果、定着時に画像51に十分な熱と圧力がかからず、定着性が落ちてしまう。
【0029】
そこで、回転計60で検出された第1の加熱ローラ43の回転数は制御部61に与えられ、制御部61はその回転数が予め設定された所定範囲の回転数を超えているか否かを判断し、超えていれば、定着ローラ41及び加圧ローラ42を駆動しているモータ(不図示)の回転数を落とすように制御する。
【0030】
このように、熱膨張係数の小さい、つまり周速度がほぼ一定の第1の加熱ローラ43の回転数の増加を検出することにより、定着ローラ41及び加圧ローラ42の周速度の増加を推測することができるので、モータの回転数を制御して定着ローラ41及び加圧ローラ42の周速度をほぼ一定に保つことができる。従って、定着時に画像51に十分な熱と圧力をかけることができ、定着性を維持することができる。
【0031】
なお、第2の加熱ローラ44に回転計60を設けてもよい。回転計60の種類には特に限定はなく、非接触方式、接触方式のどちらでも用いることができ、例えば、光反射方式(ストロボスコープ方式、フォトリフレクタ方式等)、フォトエンコーダを設ける方法、磁気ヘッドを用いる方法、交流発電機を用いる方法、回転ローラを接触させる方法等を使用することができる。
【0032】
図3は、定着装置40の概略側面図であり、図4は図3のA−A線断面図である。図3では説明の便宜上、各ローラを直線上に図示している。定着ローラ41に固定された定着ローラ軸41eに定着ローラ駆動ギヤ(第1のギヤ)41fが設けられ、定着ローラ駆動ギヤ41fにはモータからの駆動を入力する入力ギヤ70が噛合している。また、加圧ローラ42に固定された加圧ローラ軸42eには、定着ローラ駆動ギヤ41fに噛合するワンウェイクラッチギヤ(第2のギヤと第1のワンウェイクラッチとが一体化されたもの)42fが設けられている。ここで、第1及び第2の加熱ローラ43、44の外径は25mm、定着ローラ41の外径は25mmで歯数は23、加圧ローラ42の外径は24.5mmでワンウェイクラッチギヤ42fの歯数は23とすることができる。なお、加圧ローラ42の外径が定着ローラ41の外径よりも小さければその外径に特に制限はないが、熱膨張時でもこの関係を保つ必要がある。また、定着ローラ41と加圧ローラ42の外径を同一にした場合には、加圧ローラ42の歯数を定着ローラ41の歯数よりも多くして、ギヤ駆動による加圧ローラ42の周速度が定着ローラ41の周速度よりも遅くなるように設定し、かつ加圧ローラ42の回転数がワンウェイクラッチギヤよりも速く回転することを許容して加圧ローラが定着ローラに従動できるようにする。
【0033】
相対的に加圧ローラ軸42eの回転がワンウェイクラッチギヤ42fの周速度より速い場合、ワンウェイクラッチギヤ42fからの駆動は加圧ローラ軸42eに伝わらずワンウェイクラッチギヤ42fは空転する。よって、加圧ローラ軸42eは自由に回転する。一方、相対的に加圧ローラ軸42fの回転がワンウェイクラッチギヤ42fの周速度より遅い場合、ワンウェイクラッチギヤ42fからの駆動が加圧ローラ軸42eに伝わる。よって、加圧ローラ42はワンウェイクラッチギヤ42fの回転速度で回転する。
【0034】
本実施形態における通常の駆動状態では、加圧ローラ42は定着ローラ41よりも外径が小さいため、定着ローラより回転数が多くなる。一方、ワンウェイクラッチギヤ42fは定着ローラ41と同じ歯数であるため、回転数が同じになる。従って、加圧ローラ軸42eとワンウェイクラッチギヤ42fの関係は、加圧ローラ軸42eに対してワンウェイクラッチギヤ42fの回転数が相対的に少なくなり、ワンウェイクラッチギヤ42fは空転する。その結果、入力ギヤ70が定着ローラ41を駆動し、定着ローラ41が加圧ローラ42とのニップ部における摩擦力で加圧ローラ42を駆動することになる。
【0035】
また、定着ローラ41と加圧ローラ42との間でスリップした場合は、定着ローラ41から加圧ローラ42への摩擦力による駆動がなくなる。このとき、加圧ローラ軸42eとワンウェイクラッチギヤ42fの関係は、加圧ローラ軸42eに対してワンウェイクラッチギヤ42fの回転数が相対的に多くなり、ワンウェイクラッチギヤ42fからの駆動が加圧ローラ軸42eに伝わる。従って、加圧ローラ42はワンウェイクラッチギヤ42fの回転速度で回転する。
【0036】
上記のように、通常の駆動状態でも定着ローラ41と加圧ローラ42との間でスリップした場合でも、加圧ローラ42は定着ローラ41とほぼ等速度で回転することになり、用紙の搬送が安定する。
【0037】
なお、本実施形態においては、ワンウェイクラッチとしてワンウェイクラッチギヤ42fを用いたが、同様の動作をするものであれば特に限定はなく、ギヤの他にベルト等を用いることができる。また、上記の実施形態においては、ワンウェイクラッチを加圧ローラ42に設けたが、定着ローラ41にワンウェイクラッチギヤ(第1のギヤと第2のワンウェイクラッチとが一体化されたもの)を設けて、定着ローラ41と加圧ローラ42の構造を逆にしても同様の効果を得ることができる。
【0038】
なお、本発明の画像形成装置は、PPC、ファクシミリ、プリンタ等に広く利用可能である。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、定着ローラ及び加圧ローラを駆動する駆動手段と、加圧ローラにワンウェイクラッチとを設け、加圧ローラの周速が定着ローラの周速より遅くギヤ駆動されており、しかも第1のワンウェイクラッチによって、加圧ローラは同軸のギヤより高速回転が許容されているので、加圧ローラは熱膨張に関わらず定着ローラに従動回転が可能である。以上の結果、加圧ローラは定着ローラとほぼ等速度で回転することになり、用紙の搬送が安定する。
【0040】
また本発明によれば、第1又は第2の加熱ローラの回転数を検出する検出手段を設け、回転数が所定範囲を外れた場合に駆動手段の回転数を調整することにより、定着ローラ及び加圧ローラの周速度の増加を推測することができるので、モータの回転数を制御して定着ローラ及び加圧ローラの周速度をほぼ一定に保つことができる。従って、定着時に画像に十分な熱と圧力をかけることができ、定着性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの正面図である。
【図2】図1の定着装置付近を拡大した図である。
【図3】本発明の定着装置の概略側面図である。
【図4】図3のA−A線断面図である。
【図5】従来のプリンタの定着装置付近の正面図である。
【符号の説明】
10 プリンタ(画像形成装置)
40 定着装置
41 定着ローラ
41f 定着ローラ駆動ギヤ(第1のギヤ)
42 加圧ローラ
42f ワンウェイクラッチギヤ(第2のギヤと第1のワンウェイクラッチとが一体化されたもの)
43 第1の加熱ローラ
43b、44b ハロゲンランプ(発熱体)
44 第2の加熱ローラ
60 回転計(検出手段)
61 制御部(制御手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device having a heating roller for externally heating a fixing roller and a pressure roller, and an image forming apparatus equipped with the fixing device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to energy saving in image forming apparatuses such as a PPC (Plain Paper Copier), a facsimile, a printer, and the like. One of the effective methods for saving energy of the fixing device is to shorten the warm-up time (the time required for the fixing roller or the like to rise to a predetermined temperature at which printing can be performed).
[0003]
For the purpose of shortening the warm-up time and reducing power consumption in the conventional heat roller fixing method, an external heating roller with a built-in heat source is pressed against the surface of the fixing roller or the pressure roller, and the fixing roller is pressed. And an external heat fixing system in which a pressure roller is heated from the surface. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-116677 discloses a
[0004]
The
[0005]
Therefore, the nip width formed between the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described fixing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-116677, the method of driving the four rollers includes a case where a heating roller is a driving roller and a case where a fixing roller (or a pressure roller) is a driving roller. Conceivable. When the heating roller is the driving roller, the fixing roller and the pressure roller that are in contact with the pressure roller are hard to follow, and a drive transmission unit is required. The advantage is that the heated roller in contact with the pressure roller can be sufficiently driven, and there is no need to separately provide a drive transmission means to the heated roller.
[0007]
However, when the fixing roller is used as a driving roller, the
[0008]
Further, when the pressure roller is used as a drive roller, the
[0009]
It is possible to prevent both the fixing roller and the pressure roller from slipping by connecting the fixing roller and the pressure roller by gears fitted to each other and applying drive to one of the rollers. However, the fixing roller and the pressure roller have large thermal expansions, and their peripheral speeds are different between when they are cold and when they are heated.The rollers do not always stay at the same temperature during use. Then, a peripheral speed difference occurs between the fixing roller and the pressure roller. The load due to the peripheral speed difference may cause gear tooth skipping, abnormal noise, or drive damage, and it is desired to solve the problem.
[0010]
Furthermore, when the peripheral speed of the fixing roller and the pressure roller increases due to thermal expansion during heating, the paper transport speed passing through the fixing nip increases, and the paper transfer speed does not match the paper transport speed in the toner transfer unit. Causes disturbance.
[0011]
In view of the above problems, a first object of the present invention is to use a fixing roller and a pressure roller mainly composed of an elastic body and two external heating rollers mainly composed of metal in view of the above problems. In the fixing device and the fixing device using the same, the respective rollers are appropriately operated to prevent slip of the fixing roller and the pressure roller, and to prevent paper jam and image disorder. Further, a second object of the present invention is that even if the fixing roller and the pressure roller, which are mainly made of an elastic material, perform different thermal expansions at the time of heating, a load is generated due to a difference between the peripheral speeds of both rollers. , Abnormal noise and drive damage. Further, a third object of the present invention is to stabilize the paper transport speed passing through the fixing nip and synchronize with the paper transport speed in the upstream toner transfer unit to prevent image disturbance and stabilize the toner image. It is to plan.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a fixing roller, a first heating roller pressed against the fixing roller, a pressing roller pressed against the fixing roller, and a second heating roller pressed against the fixing roller. 2, a first gear mounted coaxially with the fixing roller, a second gear mounted coaxially with the pressure roller and fitted with the first gear, a pressure roller and a second gear. In a fixing device having a first one-way clutch interposed between gears, the first one-way clutch allows the pressure roller to rotate faster than the second gear, and also allows the rotation of the pressure roller to be faster than that of the second gear. Slow rotation of the pressure roller is prohibited, and the gear ratio of the first gear and the second gear is set so that the peripheral speed of the pressure roller does not exceed the peripheral speed of the fixing roller during cold and thermal expansion. It is characterized by being.
[0013]
According to the first aspect of the invention, the peripheral speed of the pressure roller is gear-driven lower than the peripheral speed of the fixing roller, and the first one-way clutch allows the pressure roller to rotate at a higher speed than the second gear. Therefore, the pressure roller can be driven to rotate by the fixing roller regardless of thermal expansion. As a result, the fixing roller rotates at substantially the same speed as the pressure roller, and the conveyance of the sheet is stabilized.
[0014]
Further, according to the present invention, a fixing roller, a first heating roller pressed against the fixing roller, a pressing roller pressed against the fixing roller, a second heating roller pressed against the pressing roller, A first gear mounted coaxially with the roller, a second gear mounted coaxially with the pressure roller and fitted with the first gear, and interposed between the fixing roller and the first gear; A fixing device including a second one-way clutch, wherein the second one-way clutch permits rotation of the fixing roller faster than the first gear and prohibits rotation of the fixing roller slower than the first gear; The gear ratio of the first gear and the second gear is set so that the peripheral speed of the fixing roller does not exceed the peripheral speed of the pressure roller at the time of cooling and thermal expansion.
[0015]
According to the second aspect of the invention, the peripheral speed of the fixing roller is not gear-driven faster than the peripheral speed of the pressure roller, and the second one-way clutch allows the fixing roller to rotate at a higher speed than the first gear. Since the fixing roller is permitted, the fixing roller can be driven and rotated regardless of the thermal expansion. As a result, the fixing roller rotates at substantially the same speed as the pressure roller, and the conveyance of the sheet is stabilized.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device of the first or second aspect, a detecting unit for detecting a rotation speed of the first heating roller and the first gear or the second gear are driven. It is characterized by comprising a driving means and a control means for adjusting the rotation speed of the driving means when the rotation speed of the first heating roller is out of a predetermined range.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device of the first or second aspect, a detecting unit for detecting the number of rotations of the second heating roller and the first gear or the second gear are driven. It is characterized by comprising a driving means and a control means for adjusting the rotation speed of the driving means when the rotation speed of the second heating roller is out of a predetermined range.
[0018]
According to the third and fourth aspects of the present invention, a change in the peripheral speed of the fixing roller and the pressure roller is detected based on the number of rotations of the heating roller, and the number of rotations of the driving means such as a motor is adjusted so as to cancel the change. , The peripheral speeds of the fixing roller and the pressure roller can be kept substantially constant. As a result, it is possible to stabilize the paper transport speed passing through the fixing nip, synchronize with the paper transport speed in the upstream toner transfer unit, prevent image disturbance, and stabilize the toner image.
[0019]
Further, an image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device described above.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in FIG. 5 of the conventional example are denoted by the same reference numerals. FIG. 1 is a front view of a printer as an example of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 1, the housing of the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
In the
[0024]
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the fixing
[0025]
The fixing
[0026]
The first and
[0027]
In the present embodiment, the fixing
[0028]
Next, the role of the
[0029]
Therefore, the rotation speed of the
[0030]
As described above, by detecting an increase in the rotational speed of the
[0031]
Note that a
[0032]
FIG. 3 is a schematic side view of the fixing
[0033]
When the rotation of the
[0034]
In the normal driving state according to the present embodiment, since the outer diameter of the
[0035]
Further, when the slippage occurs between the fixing
[0036]
As described above, even if the slippage occurs between the fixing
[0037]
In the present embodiment, the one-way
[0038]
Note that the image forming apparatus of the present invention can be widely used for PPC, facsimile, printer, and the like.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, a driving unit for driving the fixing roller and the pressure roller and a one-way clutch are provided on the pressure roller, and the peripheral speed of the pressure roller is gear-driven at a speed lower than the peripheral speed of the fixing roller. Because the first one-way clutch allows the pressure roller to rotate at a higher speed than the coaxial gear, the pressure roller can follow the fixing roller regardless of thermal expansion. As a result, the pressure roller rotates at substantially the same speed as the fixing roller, and the conveyance of the sheet is stabilized.
[0040]
Further, according to the present invention, a detecting unit for detecting the number of rotations of the first or second heating roller is provided, and the number of rotations of the driving unit is adjusted when the number of rotations is out of a predetermined range. Since the increase in the peripheral speed of the pressure roller can be estimated, the peripheral speeds of the fixing roller and the pressure roller can be kept substantially constant by controlling the rotation speed of the motor. Therefore, sufficient heat and pressure can be applied to the image at the time of fixing, and the fixing property can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a printer as an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the fixing device of FIG.
FIG. 3 is a schematic side view of the fixing device of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3;
FIG. 5 is a front view of the vicinity of a fixing device of a conventional printer.
[Explanation of symbols]
10 Printer (image forming device)
40
42
43
44
61 control unit (control means)
Claims (5)
定着ローラに圧接した第1の加熱ローラと、
定着ローラに圧接した加圧ローラと、
加圧ローラに圧接した第2の加熱ローラと、
定着ローラと同軸に取り付けられた第1のギヤと、
加圧ローラと同軸に取り付けられ、第1のギヤと嵌合する第2のギヤと、
加圧ローラと第2のギヤの間に介設された第1のワンウェイクラッチとを備えた定着装置において、
第1のワンウェイクラッチは第2のギヤよりも速い加圧ローラの回転を許容するとともに、第2のギヤよりも遅い加圧ローラの回転は禁止し、
冷機時及び熱膨張時の加圧ローラの周速が定着ローラの周速を越えないように第1のギヤと第2のギヤのギヤ比が設定されている事を特徴とする定着装置。A fixing roller,
A first heating roller pressed against the fixing roller;
A pressure roller pressed against the fixing roller,
A second heating roller pressed against the pressure roller,
A first gear mounted coaxially with the fixing roller;
A second gear mounted coaxially with the pressure roller and fitted with the first gear;
In a fixing device including a pressure roller and a first one-way clutch interposed between a second gear,
The first one-way clutch permits rotation of the pressure roller faster than the second gear, and inhibits rotation of the pressure roller slower than the second gear,
A fixing device wherein a gear ratio between a first gear and a second gear is set such that a peripheral speed of a pressure roller does not exceed a peripheral speed of a fixing roller at the time of cooling and thermal expansion.
定着ローラに圧接した第1の加熱ローラと、
定着ローラに圧接した加圧ローラと、
加圧ローラに圧接した第2の加熱ローラと、
定着ローラと同軸に取り付けられた第1のギヤと、
加圧ローラと同軸に取り付けられ、第1のギヤと嵌合する第2のギヤと、
定着ローラと第1のギヤの間に介設された第2のワンウェイクラッチとを備えた定着装置において、
第2のワンウェイクラッチは第1のギヤよりも速い定着ローラの回転を許容するとともに、第1のギヤよりも遅い定着ローラの回転は禁止し、
冷機時及び熱膨張時の定着ローラの周速が加圧ローラの周速を越えないように第1のギヤと第2のギヤのギヤ比が設定されている事を特徴とする定着装置。A fixing roller,
A first heating roller pressed against the fixing roller,
A pressure roller pressed against the fixing roller,
A second heating roller pressed against the pressure roller,
A first gear mounted coaxially with the fixing roller;
A second gear mounted coaxially with the pressure roller and fitted with the first gear;
A fixing device including a fixing roller and a second one-way clutch provided between the first gear;
The second one-way clutch allows rotation of the fixing roller faster than the first gear, and inhibits rotation of the fixing roller slower than the first gear,
A fixing device wherein a gear ratio of a first gear and a second gear is set such that the peripheral speed of the fixing roller does not exceed the peripheral speed of the pressure roller during cooling and thermal expansion.
前記第1のギヤもしくは前記第2のギヤを駆動する駆動手段と、
第1の加熱ローラの回転数が所定範囲を外れた場合に前記駆動手段の回転数を調整する制御手段とを有することを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。Detecting means for detecting the number of rotations of the first heating roller;
Driving means for driving the first gear or the second gear;
3. The fixing device according to claim 1, further comprising a control unit that adjusts the rotation speed of the driving unit when the rotation speed of the first heating roller is out of a predetermined range.
前記第1のギヤもしくは前記第2のギヤを駆動する駆動手段と、
第2の加熱ローラの回転数が所定範囲を外れた場合に前記駆動手段の回転数を調整する制御手段とを有することを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。Detecting means for detecting the number of rotations of the second heating roller;
Driving means for driving the first gear or the second gear;
The fixing device according to claim 1, further comprising a control unit configured to adjust a rotation speed of the driving unit when the rotation speed of the second heating roller is out of a predetermined range.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002212684A JP2004054028A (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Fixing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002212684A JP2004054028A (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Fixing device and image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004054028A true JP2004054028A (en) | 2004-02-19 |
Family
ID=31935540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002212684A Pending JP2004054028A (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Fixing device and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004054028A (en) |
-
2002
- 2002-07-22 JP JP2002212684A patent/JP2004054028A/en active Pending
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