JP5583544B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
Fixing apparatus and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5583544B2 JP5583544B2 JP2010232553A JP2010232553A JP5583544B2 JP 5583544 B2 JP5583544 B2 JP 5583544B2 JP 2010232553 A JP2010232553 A JP 2010232553A JP 2010232553 A JP2010232553 A JP 2010232553A JP 5583544 B2 JP5583544 B2 JP 5583544B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roller
- fixing
- peeling
- gear
- belt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、記録材に現像剤を定着させる定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus that fix a developer on a recording material.
電子写真方式の画像形成装置は、記録材である用紙に現像剤であるトナーを転写後に、トナーを用紙に定着する定着装置を備えている。従来の定着装置は、通常、加熱ローラに対して加圧ローラが圧接されている。 2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus includes a fixing device that fixes toner onto a sheet after transferring toner as a developer onto the sheet as a recording material. In a conventional fixing device, a pressure roller is usually pressed against a heating roller.
近時、画像形成装置には、画像形成(印刷)の高速化のニーズに対応するために、各部に改良が加えられている。定着装置においては、トナーを定着するのに必要な熱量を高速で搬送される用紙に与えるために、定着ニップ部のニップ長を長くする改良が行われている。例えば、特許文献1には、熱伝導性材料からなる円筒状の加熱ローラと、上記加熱ローラの外周に配置される、加熱ローラの外周より長い無端ベルトと、上記加熱ローラに対し記録媒体の搬送方向下流側に配置され、上記無端ベルトが懸架されるテンションローラと、上記無端ベルトを介して加熱ローラに圧接して、無端ベルトとの間にニップ部を形成する加圧ローラと、を備えた定着装置が開示されている。この定着装置では、剥離ローラを加圧ローラに接するように設けた例が開示されている(図2参照)。この構成では、加熱ローラと加圧ローラが当接する部分から、テンションローラと加圧ローラが当接する部分までが定着ニップ部である。そのため、記録用紙には、加熱ローラと加圧ローラとの挟持による圧力に加えて、無端ベルトからも圧力を加えられるので、定着性能が向上する。
Recently, image forming apparatuses have been improved in various parts in order to meet the needs for high-speed image formation (printing). In the fixing device, in order to give a heat amount necessary for fixing the toner to the sheet conveyed at high speed, an improvement is made to increase the nip length of the fixing nip portion. For example,
特許文献1の図2に記載の定着装置では、加熱ローラが駆動源からの駆動力により回転駆動され、テンションローラが加熱ローラに従動する。このような構成では、すべりなどの理由でテンションローラに回転遅れが生じると、定着ニップ部で無端ベルトがたわんで浮くため、定着不良が生じることがあった。
In the fixing device described in FIG. 2 of
また、テンションローラに過剰な回転遅れが生じると、用紙を挟持するテンションローラと加圧ローラの間に大きな速度差が生じて、用紙に転写されたトナーがずれる画像ずれが生じることがあった。 In addition, when an excessive rotation delay occurs in the tension roller, a large speed difference is generated between the tension roller that sandwiches the paper and the pressure roller, and an image shift in which the toner transferred to the paper is shifted may occur.
そこで、本発明は、定着不良や画像ずれが発生することがなく、記録材に現像剤を確実に定着することができる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fixing device capable of reliably fixing a developer on a recording material without causing defective fixing and image displacement, and an image forming apparatus including the fixing device. And
この発明の定着装置は、定着ベルトと、定着ローラと、剥離ローラと、加圧ローラと、複数のギアと、駆動手段と、を備えており、搬送路を搬送される記録材に定着ニップ部で現像剤を定着する。定着ベルトは、無端状である。定着ローラは、搬送路に沿って設置され、剥離ローラとともに定着ベルトを懸架する。剥離ローラは、定着ベルトから記録材を剥離する。加圧ローラは、定着ベルトを介して定着ローラ及び剥離ローラに圧接して、定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成し、定着ベルトとともに記録材を搬送する。複数のギアは、定着ローラ、剥離ローラ、及び加圧ローラの各々の回転軸に連結され、定着ローラ及び剥離ローラと、加圧ローラと、の回転方向が反対方向になるように係合する。駆動手段は、複数のギアを駆動する。 The fixing device according to the present invention includes a fixing belt, a fixing roller, a peeling roller, a pressure roller, a plurality of gears, and a driving unit, and a fixing nip portion on a recording material conveyed through a conveying path. To fix the developer. The fixing belt is endless. The fixing roller is installed along the conveyance path, and suspends the fixing belt together with the peeling roller. The peeling roller peels the recording material from the fixing belt. The pressure roller is in pressure contact with the fixing roller and the peeling roller via the fixing belt, forms a fixing nip portion with the fixing belt, and conveys the recording material together with the fixing belt. The plurality of gears are connected to the rotation shafts of the fixing roller, the peeling roller, and the pressure roller, and are engaged so that the rotation directions of the fixing roller, the peeling roller, and the pressure roller are opposite to each other. The driving means drives a plurality of gears.
この構成では、定着ローラと剥離ローラと加圧ローラを所定の周速比で回転するように、複数のギアのギア比を設定することで、剥離ローラの周速が定着ローラの周速よりも過剰に遅くなって定着ニップ部における定着ベルトの浮きが発生したり、剥離ローラの周速と定着ローラの周速が過剰に遅くなったりするといったことが発生しない。したがって、定着不良や画像ずれの発生を防止でき、現像剤を確実に記録材に定着することができる。 In this configuration, by setting the gear ratio of the plurality of gears so that the fixing roller, the peeling roller, and the pressure roller rotate at a predetermined peripheral speed ratio, the peripheral speed of the peeling roller is higher than the peripheral speed of the fixing roller. It does not occur that the fixing belt floats at the fixing nip portion due to excessive slowing, and that the peripheral speed of the peeling roller and the peripheral speed of the fixing roller are not excessively slowed. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of fixing failure and image shift, and the developer can be reliably fixed on the recording material.
上記発明において、定着装置は、第1のワンウェイクラッチと、第2のワンウェイクラッチを備えている。第1のワンウェイクラッチは、剥離ローラの回転軸と剥離ローラを回転させるギアとを接離する。第2のワンウェイクラッチは、定着ローラの回転軸と定着ローラを回転させるギアとを接離する。 In the above invention, the fixing device includes a first one-way clutch and a second one-way clutch. The first one-way clutch contacts and separates the rotating shaft of the peeling roller and a gear that rotates the peeling roller. The second one-way clutch contacts and separates the rotation shaft of the fixing roller and the gear that rotates the fixing roller.
この構成では、定着ローラと剥離ローラの周速が一定速度を超えるときには、第1のワンウェイクラッチと第2のワンウェイクラッチが外れるため、駆動ローラである加圧ローラに定着ローラ及び剥離ローラが従動する。また、定着ローラと剥離ローラの周速が一定速度以下のときには、第1のワンウェイクラッチと第2のワンウェイクラッチが入るため、定着ローラと剥離ローラと加圧ローラが、駆動手段と複数のギアにより連動して駆動される。 In this configuration, when the peripheral speed of the fixing roller and the peeling roller exceeds a certain speed, the first one-way clutch and the second one-way clutch are disengaged, so that the fixing roller and the peeling roller are driven by the pressure roller that is the driving roller. . In addition, when the peripheral speed of the fixing roller and the peeling roller is equal to or lower than a predetermined speed, the first one-way clutch and the second one-way clutch are engaged. Driven in conjunction.
定着ローラと剥離ローラが加圧ローラに従動しているときに、定着ローラや剥離ローラにすべりなどの理由で、定着ローラや剥離ローラに過剰な回転遅れが発生した場合には、ワンウェイクラッチが作動して、定着ローラと剥離ローラと加圧ローラが連動して駆動される。そのため、加圧ローラに対して定着ローラや剥離ローラの過剰な回転遅れが発生せず、定着不良や画像ずれの発生を防止できる。 When the fixing roller and the peeling roller are driven by the pressure roller, the one-way clutch is activated if excessive rotation delay occurs in the fixing roller or the peeling roller due to slipping on the fixing roller or the peeling roller. Then, the fixing roller, the peeling roller, and the pressure roller are driven in conjunction with each other. For this reason, an excessive rotation delay of the fixing roller and the peeling roller does not occur with respect to the pressure roller, and it is possible to prevent a fixing defect and an image shift.
また、定着ローラと剥離ローラと加圧ローラが複数のギアにより連動して駆動されているときに、定着ローラや剥離ローラのすべりが減少すると、定着ローラや剥離ローラは加圧ローラと同じ周速で回転しようとするが、このような場合には、ワンウェイクラッチが外れて、加圧ローラに定着ローラや剥離ローラが従動する。これにより、定着ローラを回転させるギアや定着ローラの負荷の軽減や摩耗を防止できる。剥離ローラについても同様である。したがって、現像剤を確実に記録材に定着することができる。 In addition, when the fixing roller, the peeling roller, and the pressure roller are driven by a plurality of gears and the slippage of the fixing roller and the peeling roller is reduced, the fixing roller and the peeling roller have the same peripheral speed as the pressure roller. In such a case, the one-way clutch is disengaged, and the fixing roller and the peeling roller are driven by the pressure roller. Thereby, it is possible to reduce the load on the gear for rotating the fixing roller and the load on the fixing roller and to prevent wear. The same applies to the peeling roller. Therefore, the developer can be reliably fixed on the recording material.
上記発明の定着装置において、複数のギアは、加圧ローラの周速Vk>剥離ローラの周速Vh>定着ローラの周速Vtの関係を満たす周速比で、前記各ローラを回転させるギア比に設定されている。 In the fixing device according to the invention, the plurality of gears are gear ratios for rotating the rollers at a peripheral speed ratio satisfying a relationship of the peripheral speed Vk of the pressure roller> the peripheral speed Vh of the peeling roller> the peripheral speed Vt of the fixing roller. Is set to
この構成では、記録材の搬送方向下流側に設置された剥離ローラの方が定着ローラよりも周速が速いので、定着ニップ部において定着ベルトがたわむことがなく、定着ベルトが浮くのを確実に防止できる。また、加圧ローラの周速Vkを、剥離ローラの周速Vhや定着ローラの周速Vtよりも速くなるように設定されているので、定着ローラと剥離ローラの周速の変化に応じて、ワンウェイクラッチを確実に接離させることができる。したがって、現像剤を確実に記録材に定着することができる。 In this configuration, the peeling roller installed on the downstream side in the conveyance direction of the recording material has a higher peripheral speed than the fixing roller, so that the fixing belt does not bend at the fixing nip portion, and the fixing belt is surely floated. Can be prevented. Further, since the circumferential speed Vk of the pressure roller is set to be faster than the circumferential speed Vh of the peeling roller and the circumferential speed Vt of the fixing roller, according to the change in the circumferential speed of the fixing roller and the peeling roller, The one-way clutch can be securely connected and separated. Therefore, the developer can be reliably fixed on the recording material.
上記発明において、定着装置は、加熱ローラを備えている。加熱ローラは、芯金部と、芯金部を加熱する加熱源を備え、定着ローラよりも定着ベルトの搬送方向上流側で、芯金部により定着ベルトを懸架して、定着ベルトを加熱する。 In the above invention, the fixing device includes a heating roller. The heating roller includes a cored bar part and a heating source for heating the cored bar part, and suspends the fixing belt by the cored bar part upstream of the fixing roller in the conveying direction of the fixing belt to heat the fixing belt.
この構成では、加熱ローラは弾性層を備えておらず、定着ベルトは加熱ローラの芯金部に懸架されている。そのため、加熱ローラは熱容量が小さく、少ないエネルギーと短い時間で芯金部や定着ベルトを加熱できる。また、定着ベルトも熱容量の小さなもの採用して高速回転させることで、定着ニップ部に対する熱伝達特性をよくすることができる。したがって、起動後短い時間で定着処理を行うことができる。 In this configuration, the heating roller does not include an elastic layer, and the fixing belt is suspended from the cored bar portion of the heating roller. Therefore, the heating roller has a small heat capacity, and can heat the cored bar portion and the fixing belt with less energy and a short time. Further, by adopting a fixing belt having a small heat capacity and rotating it at high speed, the heat transfer characteristics to the fixing nip portion can be improved. Therefore, the fixing process can be performed in a short time after activation.
この発明の画像形成装置は、上記発明の定着装置と、画像形成手段と、を備えている。画像形成手段は、定着装置へ搬送する記録材に現像剤を転写して、画像を形成する。 The image forming apparatus of the present invention includes the fixing device of the present invention and an image forming unit. The image forming unit forms an image by transferring the developer to a recording material conveyed to the fixing device.
この構成では、画像形成手段が記録材上に形成した画像は、定着装置により安定して確実に定着されるので、定着不良や画像ずれが発生することなく、品質のよい画像を形成できる。 In this configuration, the image formed on the recording material by the image forming unit is stably and surely fixed by the fixing device, so that a high-quality image can be formed without causing fixing failure or image displacement.
この発明によれば、定着不良や画像ずれが発生することがなく、現像剤を確実に記録材に定着することができる。 According to the present invention, fixing failure and image displacement do not occur, and the developer can be reliably fixed on the recording material.
図1に示すように、画像形成装置100は、イエロートナー像を形成する第1画像形成ユニット1、マゼンタトナー像を形成する第2画像形成ユニット2、シアントナー像を形成する第3画像形成ユニット3、及びブラックトナー像を形成する第4画像形成ユニット4を備えるタンデム方式のカラー画像形成装置である。以下、画像形成装置100が備える4つの画像形成ユニットの総称を画像形成ユニット群5と称する。
As shown in FIG. 1, an
図1において、画像形成ユニット群5の上方には、一次転写ベルト(無端ベルト)6が配置されている。一次転写ベルト6は、支持ローラ61と一次転写ベルト駆動ローラ62に掛け渡されてループ状に張架され、矢印Rにて示す方向に回転する。一次転写ベルト6には、ポリイミドまたはポリアミド等の樹脂に電子伝導性導電材を含有させ、薄膜状に形成したものを使用している。
In FIG. 1, a primary transfer belt (endless belt) 6 is disposed above the image forming
画像形成ユニット群5は、一次転写ベルト6に沿って矢印Rの方向に、第1画像形成ユニット1、第2画像形成ユニット2、第3画像形成ユニット3、及び第4画像形成ユニット4の順に配置されている。
The image forming
一次転写ベルト6の内周側には、画像形成ユニット群5がそれぞれ形成した単色トナー像を一次転写ベルト6上に転写する一次転写ローラ71,72,73,74が配置されている。一次転写ローラ71,72,73,74は、一次転写ベルト6を張架しており、それぞれ、一次転写ベルト6を挟んで画像形成ユニット群5に設けられた感光体ドラム161,162,163,164に対向している。画像形成ユニット群5がそれぞれ形成した単色トナー像は、一次転写ベルト6上に重ね合うように順に転写(一次転写)され、1つのカラートナー像が形成される。像担持体である一次転写ベルト6は、一次転写されたトナー像を一次転写ベルト駆動ローラ62と二次転写ユニット51が対向する位置(二次転写位置)へ搬送する。以下、一次転写ベルト6において、支持ローラ61側を上流側、一次転写ベルト駆動ローラ62側を下流側という。
On the inner peripheral side of the primary transfer belt 6,
一次転写ベルト6を挟んで一次転写ベルト駆動ローラ62に対向する二次転写位置には、二次転写ユニット51が配置されている。一次転写ベルト6上に形成されたカラートナー像は、一次転写ベルト駆動ローラ62と二次転写ユニット51が対向する二次転写位置において、静電力により用紙(記録材)Pに転写される。
A secondary transfer unit 51 is disposed at a secondary transfer position facing the primary transfer
一次転写ベルト6を挟んで支持ローラ61に対向する位置には、一次転写ベルト6の表面をクリーニングする一次転写ベルトクリーニングユニット10が設置されている。一次転写ベルトクリーニングユニット10は、一次転写ベルト6に接触するように配置されるベルトクリーニングブラシ11と、ベルトクリーニングブレード12と、を有しており、用紙Pに転写されずに一次転写ベルト6上に残ったトナー等を除去する。
A primary transfer
図1において画像形成ユニット群5の下方には、用紙Pを収容するトレー14が配置されている。トレー14内の用紙Pは、搬送路130に配置された複数の給紙ローラ対131〜134にて、二次転写ユニット51が一次転写ベルト6と対向する二次転写位置まで、矢印Yにて示す搬送方向に用紙Pが搬送され、この二次転写位置において、一次転写ベルト6上のカラートナー像が用紙Pに二次転写される。
In FIG. 1, a
カラートナー像が二次転写された用紙Pは、定着装置15に搬送される。そして、用紙Pは、定着装置15によりカラートナー像を定着され、排紙ローラ対135により画像形成装置100から排出される。
The sheet P on which the color toner image is secondarily transferred is conveyed to the fixing
次に、本発明の実施形態に係る定着装置15の具体的な構成について説明する。図2には、定着装置15の全体の構成を示している。
Next, a specific configuration of the fixing
定着装置15は、定着ベルト21と、定着ローラ22と、剥離ローラ23と、加熱ローラ24と、加圧ローラ25と、第1レバー26と、第2レバー27と、第3レバー28と、第1付勢手段である第1バネ29と、第2付勢手段である第2バネ30と、第3付勢手段である第3バネ31と、を備えている。また、定着装置15は、第1温度センサ32と第2温度センサ33を備えている。さらに、定着装置15は、用紙ガイド151〜153を備えている。また、定着装置15は、制御部20を備えている。
The fixing
定着ベルト21は、無端状で、定着ローラ22と剥離ローラ23と加熱ローラ24に懸架されている。定着ベルト21は、図2に示すように、角の丸い三角形状をなしている。
The fixing
定着ベルト21は、熱容量を小さくするために薄いものが使用されている。定着ベルト21の厚みは、例えば、150μm〜500μmである。
The fixing
定着ローラ22は、回転軸221と、芯金部222と、弾性層223を備えている。回転軸221は、定着ローラ22の両端から延出している。芯金部222は、鉄(Fe)やアルミニウム(Al)などの金属により形成された中空の円筒である。弾性層223は、ウレタンスポンジやシリコンゴムなどの素材により形成され、芯金部222の周囲に設けられている。定着ローラ22は、定着ベルト21を介して加圧ローラ25とともに、用紙(記録材)Pを挟持する。
The fixing
剥離ローラ23は、回転軸231と、芯金部232を備えている。回転軸231は、剥離ローラ23の両端から延出している。剥離ローラ23は、トナー(現像剤)が定着された用紙Pを定着ベルト21から剥離する。
The peeling
加熱ローラ24は、定着ローラ22よりも定着ベルト21の回転方向上流側に設置されている。加熱ローラ24は、回転軸241と、加熱源242と、芯金部243を備えている。回転軸241は、加熱ローラ24の両端から延出している。加熱ローラ24は、加熱源242により芯金部243を加熱する。加熱源242には、電熱線またはハロゲンランプ(ヒータランプ)が使用されており、芯金部243を均等に加熱するために、加熱ローラ24の中心部に設置されている。芯金部243は、鉄(Fe)やアルミニウム(Al)などの金属により形成された中空の円筒であり、肉厚が0.4mm〜1.2mmであり、熱容量が小さい。加熱ローラ24は、芯金部243で定着ベルト21を懸架して、定着ベルト21を加熱する。第1温度センサ32は、加熱ローラ24の表面温度を測定する。制御部20は、第1温度センサ32が測定した加熱ローラ24の表面温度に応じて、加熱源242をON/OFFしたり発熱量を調整したりして、加熱源242の発熱量を制御する。
The
加圧ローラ25は、回転軸251と、加熱源252と、芯金部253と、弾性層254を備えている。回転軸251は、加圧ローラ25の両端から延出している。加圧ローラ25は、加熱源252により芯金部253を加熱する。加熱源252としては、電熱線やハロゲンランプ(ヒータランプ)が使用されており、芯金部253や弾性層254を均等に加熱するために、加熱ローラ24の中心部に設置されている。芯金部253は、鉄(Fe)やアルミニウム(Al)などの金属により形成された中空の円筒である。弾性層254は、ウレタンスポンジやシリコンゴムなどの素材により形成され、芯金部253の周囲に設けられている。
The
加圧ローラ25は、定着ベルト21を介して定着ローラ22及び剥離ローラ23に圧接しており、定着ベルト21との間に定着ニップ部215を形成する。定着ニップ部215は、定着ベルト21を介して定着ローラ22と加圧ローラ25が当接する部分から、定着ベルト21を介して剥離ローラ23と加圧ローラ25が当接する部分まである。加圧ローラ25は、定着ニップ部215において、用紙P上にトナーを定着させる。第2温度センサ33は、加圧ローラ25の表面温度を測定する。制御部20は、第2温度センサ33が測定した加圧ローラ25の表面温度に応じて、加熱源252をON/OFFしたり発熱量を調整したりして、加熱源252の発熱量を制御する。定着ニップ部215において、トナーが転写された用紙Pに熱と圧力が加えられて、トナーが用紙P上に定着する。
The
本発明では、加熱源252により加圧ローラ25の表面(弾性層254)を加熱している。これにより、定着装置15の定着性能を向上させることができる。
In the present invention, the surface of the pressure roller 25 (elastic layer 254) is heated by the
第1レバー26(26A,26B)は、定着ローラ22と剥離ローラ23の両側部に設置されている。定着ローラ22の回転軸221と、剥離ローラ23の回転軸231は、所定の間隔をあけて第1レバー26に回転自在に固定されている。第1レバー26は、定着ローラ22の回転軸221を支点261として回動自在である。
The first lever 26 (26A, 26B) is installed on both sides of the fixing
第1バネ29の一端は、第1レバー26の支点261と反対側の端部、すなわち剥離ローラ23を挟んで第1の支点261と反対側の点262に固定されている。第1バネ29の他端は、第3レバー28の点283に固定されている。第1バネ29は、第1レバー26を所定の力で常に付勢しており、第1レバー26は、支点261を中心点として加圧ローラ25に近づく方向に回動し、剥離ローラ23は、定着ベルト21を介して加圧ローラ25に圧接される。
One end of the
第2レバー27(27A,27B)は、定着ローラ22と加熱ローラ24の両側部に設置されている。定着ローラ22の回転軸221と、加熱ローラ24の回転軸241は、所定の間隔をあけて第2レバー27に回転自在に固定されている。第2レバー27は、定着ローラ22の回転軸221を支点271として回動自在である。
The second lever 27 (27A, 27B) is installed on both sides of the fixing
第2バネ30の一端は、第2レバー27の支点271と反対側の端部、すなわち加熱ローラ24を挟んで第2の支点271と反対側の点272に固定されている。第2バネ30の他端は、画像形成装置100の本体の点101に固定されている。第2バネ30は、第2レバー27を所定の力で常に付勢しており、第2レバー27は、支点271を中心点として剥離ローラ23から離れる方向に回動し、加熱ローラ24は、定着ベルト21を張架する。
One end of the
第3レバー28(28A,28B)は、加圧ローラ25の両側部に設置されている。加圧ローラ25の回転軸251は、第3レバー28に回転自在に固定されている。第3レバー28は、加圧ローラ25から所定距離離れた点(図2においては、回転軸251の下方の点)を第3の支点281として回動自在である。
The third lever 28 (28A, 28B) is installed on both sides of the
第3バネ31の一端は、第3レバー28の支点281と反対側の端部、すなわち加圧ローラ25を挟んで第3の支点281と反対側の点282に固定されている。第3バネ31の他端は、用紙ガイド152の近傍に設置された固定部41の点411に固定されている。第3バネ31は、第3レバー28を所定の力で常に付勢しており、第3レバー28は、支点281を中心点として定着ローラに近づく方向に回動し、加圧ローラ25は、定着ベルト21を介して定着ローラ22に圧接される。
One end of the
用紙ガイド151〜153は、用紙Pの搬送方向を規制する。 The paper guides 151 to 153 regulate the transport direction of the paper P.
次に、定着装置15は、図3に示すように、定着ローラ22と、剥離ローラ23と、加圧ローラ25と、の間に複数のギア(歯車)や駆動手段であるDCモータ200を備えた駆動機構150を備えている。DCモータ200は、制御部20に制御されている。駆動機構150は、定着ローラ22と剥離ローラ23の周速が一定速度以下のときには、複数のギアにより、定着ローラ22、剥離ローラ23、及び加圧ローラ25を連動して駆動する。また、駆動機構150は、定着ローラ22と剥離ローラ23が一定速度を超えるときには、複数のギアにより、定着ローラ22と剥離ローラ23を駆動せず、定着ローラ22と剥離ローラ23は加圧ローラ25に従動する。
Next, as shown in FIG. 3, the fixing
駆動機構150では、複数のギアが、加圧ローラ25の周速Vk>剥離ローラ23の周速Vh>定着ローラ22の周速Vtの関係を満たす周速比で、各ローラを回転させるギア比に設定されている。
In the
以下に、駆動機構150の詳細な構成について説明する。図3には、駆動機構150の各ギアの配置例を示している。図4には、各ギアのサイズ、回転方向、周速比、単位時間あたりの回転数、ローラの径、及びローラ周速の一例を示している。
The detailed configuration of the
なお、図3においては、各ギアの周囲には複数の歯が設けられているが図示は省略する。なお、図4に示すように、各ギアの歯車のモジュールはm=1である。 In FIG. 3, a plurality of teeth are provided around each gear, but the illustration is omitted. In addition, as shown in FIG. 4, the module of the gear of each gear is m = 1.
定着ローラ22は、定着Rギア220に接続されている。剥離ローラ23は、剥離Rギア230に接続されている。加熱ローラ24はギアに接続されていない。加圧ローラ25は、加圧Rギア250に接続されている。
The fixing
駆動機構150の複数のギアは、駆動手段であるモータ200により駆動される。モータ200の回転軸にはピニオン201が接続されている。ピニオン201と加圧Rギア250の間には、定着入力ギア202、加圧支点ギア203、が設置されている。ピニオン201、定着入力ギア202、加圧支点ギア203、及び加圧Rギア250は、この順に係合している。図3において、ピニオン201は、モータ200により反時計方向(図4には、CCW(カウンタクロックワイズ)と表記している。以下同様。)に回転する。これに伴い、定着入力ギア202は時計方向(図4にはCW(クロックワイズ)と表記している。以下同様。)に回転し、加圧支点ギア203は半時計方向に回転し、加圧Rギア250(加圧ローラ25)は時計方向に駆動される。
The plurality of gears of the
また、加圧支点ギア203と定着Rギア220の間には、アイドルC1ギア204、アイドルC2ギア205、及びアイドルC3ギア206が設置されている。加圧支点ギア203、アイドルC1ギア204、アイドルC2ギア205、アイドルC3ギア206、及び定着Rギア220は、この順に係合している。図3において、加圧支点ギア203が反時計方向に回転するとき、アイドルC1ギア204は時計方向に回転し、アイドルC2ギア205は反時計方向に回転し、アイドルC3ギア206は時計方向に回転し、定着Rギア220は、反時計方向に回転する。これにより、定着ローラ22は、反時計方向に駆動される。
Further, between the
また、定着Rギア220と剥離Rギア230の間には、アイドルD1ギア207、アイドルD2ギア208、及びアイドルD3ギア209が設置されている。定着Rギア220、アイドルD1ギア207、アイドルD2ギア208、アイドルD3ギア209、及び剥離Rギア230は、この順に係合している。図3において、定着Rギア220が反時計方向に回転するとき、アイドルD1ギア207は時計方向に回転し、アイドルD2ギア208は反時計方向に回転し、アイドルD3ギア209は時計方向に回転し、定着Rギア220は反時計方向に回転する。これにより、定着ローラ22は、反時計方向に駆動される。
Further, an
このように、駆動機構150の複数のギアは、定着ローラ22、剥離ローラ23、及び加圧ローラ25の各々の回転軸に連結され、定着ローラ22及び剥離ローラ23と、加圧ローラ25と、の回転方向が反対方向になるように係合する。したがって、定着ローラ22、剥離ローラ23、及び加圧ローラ25が駆動機構150により駆動されているときにも、用紙Pは、図2に示したように、搬送路130を上流から下流に、すなわち、定着ローラ22から剥離ローラ23の方向に搬送される。
As described above, the plurality of gears of the
定着ローラ22に接続された定着Rギア220は、回転軸221と歯車224との間を接離する第1のワンウェイクラッチであるワンウェイクラッチ225を備えている。また、剥離ローラ23に接続された剥離Rギア230は、回転軸231と歯車234との間を接離する第2のワンウェイクラッチであるワンウェイクラッチ235を備えている。定着装置15では、定着ローラ22や剥離ローラ23が、一定速度以上の周速で回転可能なときには、ワンウェイクラッチ225,235が外れて、駆動機構150の複数のギアによって駆動されるのではなく、定着ローラ22や剥離ローラ23は加圧ローラ25に従動する。これにより、定着ベルト21や定着ローラ22や剥離ローラ23の摩耗や、定着Rギア220や剥離Rギア230の負荷の増加を防止できる。
The fixing
図4には、加圧ローラ25の周速を1としたときの周速比を示している。モータ200が12.02rpsで回転するときの各ギアの周速、及び各ギアの半径は、図4に記載のとおりである。
FIG. 4 shows the peripheral speed ratio when the peripheral speed of the
図4に示すように、各ローラの直径は、加圧ローラ25が50mm、定着ローラ22が35mm、及び剥離ローラ23が15mmである。上記のようにモータ200が12.02rpsで回転するときには、加圧ローラ25の周速Vkが325mm/s、定着ローラ22の周速Vtが316.49mm/s(=Vt0とする。)、及び剥離ローラ23の周速Vhが322.38mm/s(=Vh0とする。)である。すなわち、各ローラの周速比は、Vk>Vh>Vtの関係を満たす。定着ローラ22と加圧ローラ25の周速比Vt/Vk=97.38%であり、剥離ローラ23と加圧ローラ25の周速比Vt/Vk=99.19%である。
As shown in FIG. 4, the diameter of each roller is 50 mm for the
次に、定着装置15の動作について説明する。
Next, the operation of the fixing
(1)基本状態(完全従動状態)
定着装置15では、通常、定着ローラ22と剥離ローラ23が加圧ローラ25に従動しており、定着ローラ22と剥離ローラ23が加圧ローラ25と同じ速度で回転している。このとき、ワンウェイクラッチ225,235は外れており、駆動機構150の複数のギアによっては駆動されておらず、定着ローラ22と剥離ローラ23は加圧ローラ25に完全に従動している状態である。加圧ローラ25は、駆動機構150のDCモータ200及び複数のギアにより駆動されている。
(1) Basic state (completely driven state)
In the fixing
この状態では、定着ニップ部215における定着ベルト21のたわみによる浮きや、用紙Pを挟持するローラ間の速度差は無いか、または有ってもわずかなため、定着不良や画像ずれは発生しない。
In this state, there is no floating due to the deflection of the fixing
(2)定着ローラと剥離ローラの周速低下(駆動状態に移行)
定着装置15では、定着ローラ22や剥離ローラ23にすべりが生じて、すべり量が増加してくると、定着ローラ22と剥離ローラ23の周速は徐々に低下する。このように、定着ローラ22と剥離ローラ23の回転遅れが大きくなってくると、画像ずれなどの問題が発生してしまう。そこで、定着装置15では、剥離ローラ23の周速VhがVh0(=322.38mm/s)以下になると、ワンウェイクラッチ225が入って(作動して)、回転軸231と歯車234が接続されるので、剥離ローラ23は駆動機構150のDCモータ200及び複数のギアにより駆動される。同様に、定着装置15では、定着ローラ22の周速VtがVt0(=316.49mm/s)以下になると、ワンウェイクラッチ235が入って(作動して)、回転軸221と歯車224が接続されるので、定着ローラ22は駆動機構150のDCモータ200及び複数のギアにより駆動される。また、加圧ローラ25は、引き続き、駆動機構150のDCモータ200及び複数のギアにより駆動されている。
(2) Decrease in peripheral speed of fixing roller and peeling roller (transition to drive state)
In the fixing
ワンウェイクラッチ225,235が入っているときには、各ローラの周速は、前記のように、Vk>Vh>Vtの関係となる。
When the one-
この状態では、剥離ローラ23の方が定着ローラ22よりも周速が速いので、定着ニップ部215における定着ベルト21のたわみによる浮きは発生しない。また、定着ローラ22、剥離ローラ23、及び加圧ローラ25は、駆動機構150により駆動されるので、周速比は一定であり、画像ずれが生じるような速度差には設定されていない。したがって、画像ずれは発生しない。
In this state, the peeling
(3)定着ローラと剥離ローラの周速増加(完全従動状態に移行)
定着装置15では、定着ローラ22や剥離ローラ23にすべりが減少してくると、定着ローラ22と剥離ローラ23は、加圧ローラ25に従動するようになり、定着ローラ22の周速Vtと剥離ローラ23の周速Vhは徐々に高速になる。
(3) Increase in the peripheral speed of the fixing roller and peeling roller (transition to the fully driven state)
In the fixing
定着ローラ22の周速VtがVt0(=316.49mm/s)を超えると、定着Rギア220の回転軸221の方が歯車224よりも回転速度が速くなる。このとき、ワンウェイクラッチ225が外れて、回転軸221と歯車224が切り離されるので、定着ローラ22は、加圧ローラ25に完全に従動する状態になる。
When the peripheral speed Vt of the fixing
同様に、剥離ローラ23の周速VhがVh0(=322.38mm/s)を超えると、剥離Rギア230の回転軸231の方が歯車234よりも回転速度が速くなる。このとき、ワンウェイクラッチ235が外れて、回転軸231と歯車234が切り離されるので、剥離ローラ23は、加圧ローラ25に完全に従動する状態になる。
Similarly, when the peripheral speed Vh of the peeling
定着ローラ22と剥離ローラ23の周速がさらに高速になった場合には、加圧ローラ25と同じ速度で回転する。
When the peripheral speed of the fixing
このように、定着装置15では、剥離ローラ23にすべりが生じて定着ローラ22よりも周速が遅くなる場合や、定着ローラ22や剥離ローラ23の周速が過剰に低下する場合には、駆動機構150により加圧ローラ25と定着ローラ22と剥離ローラ23が連動して駆動される。これにより、定着ローラ22と剥離ローラ23の間において、定着ベルト21のたわみによる浮きや、用紙Pを挟持するローラ間の過剰な速度差は、発生しない。したがって、定着不良や画像ずれの発生を防止できる。
As described above, in the fixing
以上のように、本発明の実施形態に係る定着装置によれば、定着不良や画像ずれが発生することがなく、安定して定着処理を行うことができる。 As described above, according to the fixing device according to the embodiment of the present invention, it is possible to stably perform the fixing process without causing fixing failure or image shift.
また、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、上記のような構成の定着装置を備えているので、画像形成部が用紙上に形成したトナー画像が安定して確実に定着される。したがって、定着不良や画像ずれが発生することなく、品質のよい画像を形成できる。 In addition, since the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention includes the fixing device configured as described above, the toner image formed on the sheet by the image forming unit is stably and reliably fixed. Therefore, it is possible to form a high quality image without causing fixing failure or image shift.
なお、以上の説明では、定着ベルト21が3つのローラ、すなわち、定着ローラ22と剥離ローラ23と加熱ローラ24に懸架されている例を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の構成でもよい。例えば、定着ベルトは、特許文献1に開示された構成のように、2つのローラに懸架されていてもよい。この場合も、上記の説明と同様に、各ローラは複数のギアと駆動手段により連動して駆動されるように構成するとよい。
In the above description, an example in which the fixing
1〜4…画像形成ユニット 5…画像形成ユニット群 6…一次転写ベルト 10…一次転写ベルトクリーニングユニット 14…トレー 15…定着装置 21…定着ベルト 22…定着ローラ 23…剥離ローラ 24…加熱ローラ 25…加圧ローラ 26…第1レバー 27…第2レバー 28…第3レバー 29…第1バネ 30…第2バネ 31…第3バネ 32…第1温度センサ 33…第2温度センサ 41…固定部 51…二次転写ユニット 61…支持ローラ 62…一次転写ベルト駆動ローラ 71,72,73,74…一次転写ローラ 100…画像形成装置 225,235…ワンウェイクラッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-4 ...
Claims (4)
無端状の定着ベルトと、
前記搬送路に沿って設置され、前記定着ベルトを懸架する定着ローラと、
前記定着ローラよりも前記搬送路の下流側に設置され、前記定着ベルトを懸架し、前記定着ベルトから記録材を剥離する剥離ローラと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラ及び前記剥離ローラに圧接して、前記定着ベルトとの間に前記定着ニップ部を形成し、前記定着ベルトとともに前記記録材を搬送する加圧ローラと、
前記定着ローラ、前記剥離ローラ、及び前記加圧ローラの各々の回転軸に連結され、前記定着ローラ及び前記剥離ローラと、前記加圧ローラと、の回転方向が反対方向になるように係合する複数のギアと、
前記複数のギアを駆動する駆動手段と、
前記剥離ローラの回転軸と前記剥離ローラを回転させるギアとを接離する第1のワンウェイクラッチと、
前記定着ローラの回転軸と前記定着ローラを回転させるギアとを接離する第2のワンウェイクラッチと、を備えた定着装置。 A fixing device that fixes a developer on a recording material conveyed along a conveyance path at a fixing nip portion,
An endless fixing belt,
A fixing roller installed along the conveyance path and suspending the fixing belt;
A separation roller that is installed on the downstream side of the conveyance path from the fixing roller, suspends the fixing belt, and separates the recording material from the fixing belt;
A pressure roller that is in pressure contact with the fixing roller and the peeling roller via the fixing belt, forms the fixing nip portion with the fixing belt, and conveys the recording material together with the fixing belt;
The fixing roller, the peeling roller, and the pressure roller are coupled to the respective rotation shafts, and are engaged so that the rotation directions of the fixing roller, the peeling roller, and the pressure roller are opposite to each other. Multiple gears,
Drive means for driving the plurality of gears;
A first one-way clutch that contacts and separates a rotation shaft of the peeling roller and a gear that rotates the peeling roller;
And a second one-way clutch that contacts and separates a rotation shaft of the fixing roller and a gear that rotates the fixing roller .
前記加圧ローラの周速Vk>前記剥離ローラの周速Vh>前記定着ローラの周速Vt
の関係を満たす周速比で、前記各ローラを回転させるギア比に設定されている請求項1に記載の定着装置。 The plurality of gears are
The peripheral speed Vk of the pressure roller> the peripheral speed Vh of the peeling roller> the peripheral speed Vt of the fixing roller
The fixing device according to claim 1 , wherein the fixing device is set to a gear ratio for rotating each of the rollers at a peripheral speed ratio that satisfies the above relationship.
前記定着装置へ搬送する記録材に現像剤を転写して、画像を形成する画像形成手段と、
を備えた画像形成装置。 A fixing device according to any one of claims 1 to 3 ,
An image forming means for forming an image by transferring a developer to a recording material conveyed to the fixing device;
An image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010232553A JP5583544B2 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010232553A JP5583544B2 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012088373A JP2012088373A (en) | 2012-05-10 |
JP5583544B2 true JP5583544B2 (en) | 2014-09-03 |
Family
ID=46260094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010232553A Active JP5583544B2 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5583544B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3938706B2 (en) * | 2002-04-10 | 2007-06-27 | 株式会社リコー | Heat fixing device and image forming apparatus |
JP2006133807A (en) * | 2006-01-30 | 2006-05-25 | Ricoh Co Ltd | Device for fixing belt |
JP2010002432A (en) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP5206515B2 (en) * | 2009-03-13 | 2013-06-12 | 株式会社リコー | Fixing apparatus and image forming apparatus |
-
2010
- 2010-10-15 JP JP2010232553A patent/JP5583544B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012088373A (en) | 2012-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5552732B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6311366B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5696529B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2004198556A (en) | Fixing device and image forming apparatus equipped with the same | |
JP2002220107A (en) | Belt driving device, belt fixing device and image formation device | |
JP2006153220A (en) | Drive transmission device and image forming device | |
JP5583544B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5407128B2 (en) | PRESSURE DEVICE, TRANSFER DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE | |
JP2005309316A (en) | Belt fixing device | |
JP4839110B2 (en) | Transfer apparatus, transfer fixing apparatus, image forming apparatus, transfer method, transfer fixing method, and image forming method | |
JP2011039378A (en) | Image forming apparatus | |
JP2012113243A (en) | Fixing device and image forming device | |
JP5135409B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP3795758B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2014178532A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2008216316A (en) | Image forming apparatus | |
JP6488713B2 (en) | Image forming apparatus and image forming system | |
JP2014174383A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2014089358A (en) | Image forming apparatus | |
JP2007079017A (en) | Image forming apparatus | |
JP7119717B2 (en) | Roller device, fixing device and image forming device | |
JP6693156B2 (en) | Image forming device | |
JP2020086269A (en) | Fixing device and image forming device | |
JP2003307956A (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus provided with the same | |
JP7028082B2 (en) | Fixing device and image forming device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131001 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140305 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140401 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20140516 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20140617 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140716 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Ref document number: 5583544 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Country of ref document: JP |