JP2007052296A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で耐久性に優れ、ローラ（ベルト）にフィルミングした紙粉、ワツクスを効率よくクリーニングすることができる定着装置を提供する。
【解決手段】 定着ローラ１と加圧ローラ４を圧接する定着装置において、両ローラは径が異なるように設定されてギヤ連結され、一方のギヤ（加圧駆動ギヤ１２）は正逆方向回転可能で、他方のギヤは定着動作時の正方向回転時にローラ同士が連れ回りとなり、逆方向回転時にギヤ駆動となるよう設定されたワンウェイギヤ（定着ワンウェイギヤ１３）である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、定着ローラと加圧ローラとが直接、または定着ベルトを挟んで間接的に当接する定着装置及びその定着装置を搭載する画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機等の画像形成装置は一般に、シート状媒体に被定着画像としてのトナー像を定着するための定着装置を有している。シート状媒体には、普通紙としての用紙と、ＯＨＰシート、厚紙、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとがある。
定着装置としては、内部に熱源を有し回転駆動される定着ローラと、この定着ローラに圧接され定着ローラに従動回転する加圧ローラとを有し、両ローラによって形成されるニップ部に、両ローラの回転によってシート状媒体を通過させ、加熱加圧してトナー像を定着する熱ローラ対方式の定着装置や、トナーが定着されるシート状媒体を搬送するための無端の定着ベルト、定着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラ、定着ベルトを介して定着ローラに対向して配置される加圧ローラ等を構成要素とする定着ベルト方式の定着装置が知られている。
また、定着装置には、通常、ローラ（ベルト）表面温度を検知するサーミスタ、定着後にシート状媒体を加圧ローラ、定着ローラ、定着ベルト等から剥離するための分離爪が配設されている。
この定着装置において、シート状媒体中の紙粉、炭カルやトナーに含まれるワックスがローラ（ベルト）にフィルミングすることにより、画像に光沢ムラが発生するという問題がある。光沢ムラは、同一幅のシート状媒体を通紙することによるシート状媒体幅とそれ以外の部分や、サーミスタ、分離爪等の当接部が付着物を掻きとることによる当接部とそれ以外の部分において発生する。
このような背景の基に、ローラ（ベルト）にフィルミングした紙粉、ワックスを、ウェブの動作によりクリーニングする技術が知られている。また特開平８−９５４１１号公報には、ワイヤーをローラに当接させてクリーニングする技術が提案されている。
特開平８−９５４１１号公報

ローラ（ベルト）にフィルミングした紙粉、ワックスをクリーニングするために、従来から定着装置にクリーニング機構を備えたものは種種知られていたが、クリーニング機構が追加されているため、定着装置が大型化し、コストも高くなるという欠点があった。
本発明は、簡単な構成で耐久性に優れ、ローラ（ベルト）にフィルミングした紙粉、ワックスを効率よくクリーニングすることができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、定着ローラと加圧ローラを圧接する定着装置において、両ローラは径が異なるように設定されてギヤ連結され、一方のギヤは正逆方向回転可能で、他方のギヤは定着動作時の正方向回転時にローラ同士が連れ回りとなり、逆方向回転時にギヤ駆動となるよう設定されたワンウェイギヤである定着装置を最も主要な特徴とする。
請求請２記載の発明は、請求項１の定着装置を搭載した画像形成装置を最も主要な特徴とする。

本発明は、ワンウェイギヤにより、正方向回転時は定着ローラまたは定着ベルトと加圧ローラとの間のスリップを防止しつつ、逆方向回転時のみ定着ローラまたは定着ベルトと加圧ローラとの速度差を利用して、摺接動作によるクリーニングを行う。従って、簡単な構成で耐久性に優れ、ローラ（ベルト）にフィルミングした紙粉、ワックスを効率よくクリーニングすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の実施形態に係る定着装置の構成図である。定着ベルト方式の定着装置を実施形態として挙げている。
定着ローラ１と加熱ローラ２に定着ベルト３が懸架される。定着ローラ１には定着ベルト３を介して加圧ローラ４が圧接されており、定着ローラ１と加圧ローラ４でニップを形成している。加熱ローラ２は定着ヒータ５を内蔵し、加圧ローラ４は加圧ヒータ６を内蔵している。
また、加熱ローラ２の外周部近傍には定着サーミスタ７が配置され、加圧ローラ４の外周部近傍には加圧サーミスタ８が配置されている。さらに定着ローラ１に掛け渡されている部分の定着ベルト３表面には定着分離爪９が当接しており、加圧ローラ４の表面には加圧分離爪１０が当接している。なお、定着分離爪９、加圧分離爪１０は共に、ニップ通過後のシート状媒体の巻き付きを防止するためのものであるため、ニップ下流側に設けてある。
定着ヒータ５、加圧ヒータ６の点灯によりニップ近傍を加熱し、定着サーミスタ７と加圧サーミスタ８により表面温度を検知して温度制御を行っている。定着分離爪９と加圧分離爪１０によってシート状媒体巻き付き時の分離を行っている。
本発明は、定着ローラと加圧ローラは径が異なるように設定されてギヤ連結され、一方のギヤは正逆方向回転可能で、他方のギヤは定着動作時の正方向回転時にローラ同士が連れ回りとなり、逆方向回転時にギヤ駆動となるよう設定されたワンウェイギヤである点が特徴的である。

図２は図１に示す定着装置の駆動系を示す構成図である。画像形成装置本体から駆動力を入力する入力ギヤ１１は駆動方向の切り替えが可能であり、この入力ギヤ１１に、加圧ローラ４に取り付けられた加圧駆動ギヤ１２が連結している。またこの加圧駆動ギヤ１２に、定着ローラ１に取り付けられた定着ワンウェイギヤ１３が連結している。
ここで、
（１）定着ローラ φ３０ ｔ＝７ｍｍの発泡シリコンゴムローラ
（２）加圧ローラ φ４２ ｔ＝２ｍｍのソリッドシリコンゴムローラ
（３）加圧駆動ギヤ ４０Ｚ
（４）定着ワンウェイギヤ ３０Ｚ ロック方向は図２に示すように反時計回り方向である。
本構成では、通紙時（定着動作時）は入力ギヤ１１が時計回り方向（正方向）に回転し、加圧駆動ギヤ１２が反時計回り方向に回転する。これに伴って加圧ローラ４も反時計回り方向（正方向）に回転する。このとき、定着ワンウェイギヤ１３が働き、定着ローラ１は加圧ローラ４のフリクション駆動となる。
一方、入力ギヤ１１が反時計回り方向（逆方向）に回転すると、加圧駆動ギヤ１２が時計回り方向に回転する。このとき、定着ワンウェイギヤ１３がロックし、定着ローラ１はギヤ駆動となる。
ここで加圧ローラ４の１回転に対して定着ローラ１は１．０３５回転となるため、定着ローラ１が掛け渡された定着ベルト３と加圧ローラ４の表面（表層）に速度差が生じ、その摩擦力により、双方の表面がクリーニングされる。従って、定着ベルト３と加圧ローラ４の表面にフィルミングした紙粉、ワックスが除去され、画像品質を高めることができる。
また、正方向回転時は基本的にはフリクションで駆動するため、加圧ローラ４と定着ベルト３表層の速度差がなく、かつ加圧駆動ギヤ１２、定着ワンウェイギヤへ１３のストレスがなく、耐久性に優れている。また、突発的な加圧ローラ４と定着ベルト３表層のスリップが発生した時のみワンウェイが働き、駆動補助を行う。
また、加圧駆動ギヤ１２の逆方向回転時の回転速度が速いほど、定着ベルト３と加圧ローラ４の表面にフィルミングした紙粉、ワックスの除去効果は大きい。従って加圧駆動ギヤ回転数をシステム最高速度、例えば１００ｒｐｍとする。
入力ギヤ１１を反時計回り方向（逆方向）に回転することで、上述したクリーニング動作を行うが、通常の定着動作を行うまでの待ち時間を短くしなければならない。本実施形態においては、Ａ４換算で１０００枚毎、３０秒程度の逆方向回転を行わせる。

本発明の実施形態に係る定着装置の構成図。 図１に示す定着装置の駆動系を示す構成図。

符号の説明

１ 定着ローラ、２ 加熱ローラ、３ 定着ベルト、４ 加圧ローラ、１１ 入力ギヤ、１２ 加圧駆動ギヤ、１３ 定着ワンウェイギヤ

Claims (2)

1. 定着ローラと加圧ローラとが圧接する定着装置において、定着ローラと加圧ローラは径が異なるように設定されてギヤ連結され、一方のギヤは正逆方向回転可能で、他方のギヤは定着動作時の正方向回転時にローラ同士が連れ回りとなり、逆方向回転時にギヤ駆動となるよう設定されたワンウェイギヤであることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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