JPH08146800A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本出願に係る第１の発明は、記録材に生じる
斜行や片側ループを防止し、画像擦れの発生を防いだ定
着装置を提供することを目的としている。 【構成】 加圧ローラ２の駆動トルクをＴｋｇｆ／ｍ
ｍ、加圧ローラ２と定着ローラ１を結んだ直線と、加圧
ローラ２の回転駆動伝授部分における接線とのなす角を
α、アーム５の回動中心から加圧ばね６ａまでの距離を
Ｌｍｍ、定着ローラ１の中心と加圧ローラ２の中心を結
んだ直線と加圧ばね６ａの押圧力発生方向とのなす角を
θ、加圧ローラ２の回転駆動伝授部材の半径をＭ１、ア
ーム５の回動中心を中心として回転し加圧ローラ２に回
転駆動を伝達するギア９の半径をＭ２、駆動側の加圧ば
ね６ａの押圧力をＰ１、非駆動側の加圧ばね６ｂの押圧
力をＰ２としたとき、Ｐ１ｃｏｓθ＝Ｐ２ｃｏｓθ−
（Ｔ／Ｍ１ｃｏｓα）Ｍ２／Ｌなる関係を有するように
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真装置、静電写真
装置等に用いられる定着装置に関するものである

【０００２】

【従来の技術】定着ローラ及び加圧ローラの両方もしく
はどちらか一方が加熱源により加熱され、前記定着ロー
ラ及び定着ローラに圧接して回転する前記加圧ローラと
の間に形成されるニップ部にて記録材を挟圧搬送するこ
とで、記録材上に形成された未定着トナー像を永久像と
する定着装置は複写機やレーザープリンタ等の画像形成
装置にて多用されている。

【０００３】かかる定着装置にあっては、前記未定着ト
ナー像の印字率の不均一さや記録材の材質の違いや、加
圧ローラの負荷トルクによって生じる不均一な搬送スピ
ードによる記録材の斜行やループ形成のために発生する
画像擦れを防ぐため、狭圧搬送される記録材を安定した
スピードで搬送する目的で定着ローラ及び加圧ローラの
両方もしくは加圧ローラのみに前記記録材を狭圧搬送す
るための回転駆動を与えている定着装置が最近多用され
ている。

【０００４】図４にこの様な駆動構成を有する従来の定
着装置の一例を示す。図において、Ｓは記録材、Ｈは加
熱源としてのヒータ、１は定着ローラで、定着ローラ１
には加圧ローラ２が圧接していて従動あるいは駆動回転
するようになっている。かかる一対のローラ１、２間に
形成される圧接部Ｎ（ニップ部）にて、未定着トナー像
をもつ記録材を加熱しながら挟圧搬送することにより前
記未定着像は永久像として定着される。

【０００５】３は定着ローラ１や加圧ローラ２の両端部
を軸支持する軸受、４ａ、４ｂは定着ローラの軸受３を
支持する側板、５は側板４ａ、４ｂにその両端を支持さ
れ、さらに加圧ローラ２を支持したアーム、６はアーム
５を押圧することによって加圧ローラ２を定着ローラ１
に押圧力を与える加圧部材としての加圧ばね、７は加圧
ローラ２の汚れをクリーニングするクリーニング部材で
ある。また、８は加圧ローラ２に取り付けられたギア、
９は回転アーム５の回動中心と同軸にて回転しギア８に
駆動力を与えるギア、１０はギア９に駆動力を伝達する
アイドラギア、１１は本定着装置に駆動力を与える複写
機やレーザープリンタ等の装置本体のギアであり、１４
は感光体ドラム、１５は感光体ドラム１４上のトナー像
を記録材Ｓに転写するための転写ローラである。

【０００６】以上のような構成において、記録材Ｓは定
着ローラ１と加圧ローラ２の両方によって狭圧搬送され
るため未定着トナー像の印字率の不均一さや記録材Ｓの
材質の違いや、加圧ローラの負荷トルクによって生じる
搬送スピードの不均一さがほとんど無く、記録材Ｓのル
ープ形成のために発生する画像擦れや、定着不良を防ぐ
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、近
年、高速なプリントスピードの需要が多くなってきてい
るため、トナーの定着性を保つために加圧ローラ２の定
着ローラ１への加圧力を非常に高めている定着装置が増
えており、また同じ目的のために定着ローラ１と加圧ロ
ーラ２によって記録材を狭圧するニップ部の幅をできる
だけ大きくとることにより、以下のような問題が生じ
る。

【０００８】例えば、上記目的を達成するために、図５
に示す様な加圧ローラ２の表層弾性材１２に、より軟ら
かい材質で厚いものを採用すると、加圧力の増加により
必然的に加圧ローラ２の回転必要トルクは非常に大きく
なり、また加圧ローラ２を回転させるための駆動トルク
が大きくなるとギア９がギア８を回転させるときに生じ
る噛み合い圧力が大きくなるため、加圧ローラ２の駆動
側が非駆動側に比べて強く定着ローラ１に押圧される。
これによって加圧ローラ２の駆動側部分の表層弾性材１
２が、非駆動側部分の表層弾性材１２よりも激しくつぶ
れるため、加圧ローラ２の両端部でその直径に違いが生
じ、加圧ローラ２の両端部分における記録材Ｓの搬送ス
ピードに差異が生じるという問題が発生した。

【０００９】つまり、加圧ローラ２による加圧力が増す
と、図５に示す様に潰された部分の表層弾性材１２がニ
ップ部の左右へ盛り上がり、結果的に加圧ローラ２の見
かけ上の半径１３が増し、記録材Ｓの搬送スピードが速
くなるのである。

【００１０】また、上述の従来装置の構成では駆動側と
非駆動側の加圧ばね６による押圧力を同じにしていたた
め、加圧ローラ２の両端部分における記録材Ｓの搬送ス
ピードに差異が非常に大きくなり記録材Ｓがニップでの
狭圧搬送時に進行方向に対して非駆動側へ回転運動を起
こすに至り、記録材Ｓ斜行や非駆動側に非常に大きなル
ープ（以後片側ループと呼ぶ）を形成してしまい、やは
り周辺部品への画像擦れが発生した。

【００１１】本出願に係る第１の発明は、かかる問題を
解決し、簡単な方法で記録材に生じる斜行や片側ループ
を防止し、画像擦れの発生を防いだ定着装置を提供する
ことを目的としている。

【００１２】また、本出願に係る第２の発明は、回転時
における加圧ローラの両端における押圧力のバランスを
確実に保ち、記録材に生じる斜行や片側ループを防止
し、画像擦れの発生を防いだ定着装置を提供することを
目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、定着ローラ及び加圧ローラの両
方もしくはどちらか一方が加熱源により加熱され、該定
着ローラ及び定着ローラに圧接して回転する該加圧ロー
ラとの間に形成されるニップ部にて記録材を挟圧搬送す
ることで、記録材上に形成された未定着トナー像を永久
像とする定着装置で、上記定着ローラ及び加圧ローラの
両方もしくは加圧ローラのみに上記記録材を狭圧搬送す
るための回転駆動を与えている定着装置において、上記
定着ローラの回転中心と加圧ローラの回転中心を結んだ
直線よりも記録材がこのローラ対に進入してくる側に回
動中心を有して上記加圧ローラの両端で上記加圧ローラ
を支持し、加圧部材によって与えられた押圧力によって
上記加圧ローラを上記定着ローラに押圧するアーム部材
と、該アーム部材のうち一方のアーム部材の回動中心を
中心として回転し、上記加圧ローラに回転駆動を伝達せ
しめる回転部材とを備えており、上記加圧部材の上記加
圧ローラを上記定着ローラに対して押圧する押圧力は、
上記加圧ローラに回転駆動を与えている上記回転部材に
近い駆動側の押圧力よりも、遠い非駆動側の押圧力が大
きいことにより達成される。

【００１４】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、加圧ローラの駆
動トルクをＴｋｇｆ／ｍｍ、加圧ローラと定着ローラを
結んだ直線と、加圧ローラの回転駆動伝授部分における
接線とのなす角をα、アーム部材の回動中心から加圧部
材までの距離をＬｍｍ、定着ローラの中心と加圧ローラ
の中心を結んだ直線と加圧部材の押圧力発生方向とのな
す角をθ、加圧ローラの回転駆動伝授部材の半径をＭ
１、アーム部材の回動中心を中心として回転し加圧ロー
ラに回転駆動を伝達する回転部材の半径をＭ２、駆動側
の加圧部材の押圧力をＰ１、非駆動側の加圧部材の押圧
力をＰ２としたとき、Ｐ１ｃｏｓθ＝Ｐ２ｃｏｓθ−
（Ｔ／Ｍ１ｃｏｓα）Ｍ２／Ｌなる関係であることによ
り達成される。

【００１５】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、加圧ローラ
を回転させると、ギアを回転させるときに生じる噛み合
い圧力が大きくなるため、加圧ローラの駆動側が非駆動
側に比べて強く定着ローラに押圧され、これによって加
圧ローラの駆動側部分の表層が、非駆動側部分の表層よ
りも激しく潰れる傾向にあるが、加圧ローラを定着ロー
ラに押圧せしめる加圧部材の押圧力は、駆動側よりも非
駆動側の方が大きいので、加圧ローラが回転駆動してい
るときには加圧ローラの駆動トルクのために駆動側と非
駆動側における表層の潰れはほぼ等しくなり、ローラ両
端部分における記録材の搬送スピードに差異が生じな
い。

【００１６】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記第１の発明において、加圧ローラの駆動トルクをＴ
ｋｇｆ／ｍｍ、加圧ローラと定着ローラを結んだ直線
と、加圧ローラの回転駆動伝授部分における接線とのな
す角をα、アーム部材の回動中心から加圧部材までの距
離をＬｍｍ、定着ローラの中心と加圧ローラの中心を結
んだ直線と加圧部材の押圧力発生方向とのなす角をθ、
加圧ローラの回転駆動伝授部分の半径をＭ１、アーム部
材の回動中心を中心として回転し加圧ローラに回転駆動
を伝達する回転部材の半径をＭ２、駆動側の加圧部材の
押圧力をＰ１、非駆動側の加圧部材の押圧力をＰ２とし
たとき、Ｐ１ｃｏｓθ＝Ｐ２ｃｏｓθ−（Ｔ／Ｍ１ｃｏ
ｓα）Ｍ２／Ｌなる関係であるので、加圧ローラが回転
駆動しているときには加圧ローラの駆動トルクＴのため
に駆動側と非駆動側の加圧バランスが等しくなり、ロー
ラ両端部分における記録材の搬送スピードに差異が無
く、記録材がニップでの狭圧搬送時に進行方向に対して
非駆動側へ回転運動を起こさず、記録材の非駆動側に片
側ループを形成することが無い。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１８】（第１の実施例）先ず、添付図面の図１に
基づいて、本発明の第１実施例について説明する。図１
は第１実施例装置の断面図。図２は図１装置の一部破断
斜視図である。

【００１９】図１及び図２において、Ｓは記録材、Ｈは
加熱源としてのヒータ、１は定着ローラで、定着ローラ
１には加圧ローラ２が圧接していて従動あるいは駆動回
転するようになっている。かかる一対のローラ１、２間
に形成される圧接部Ｎ（ニップ部）にて、未定着トナー
像をもつ記録材を加熱しながら挟圧搬送することにより
前記未定着像は永久像として定着される。３は定着ロー
ラ１や加圧ローラ２の両端部を軸支持する軸受、４ａ、
４ｂは定着ローラの軸受３を支持する側板、５は側板４
ａ、４ｂに支持され、かつ定着ローラ１の回転中心と加
圧ローラ２の回転中心を結んだ直線よりも記録材Ｓが前
記ローラ対に進入してくる側に回動中心Ｕを持ち、加圧
ローラ２を支持したアームである。また、６ａ、６ｂは
アーム５を押圧することによって加圧ローラ２を定着ロ
ーラ１に押圧力を与える加圧部材としての加圧ばねであ
る。なお６ａは駆動側であり、６ｂは非駆動側である。

【００２０】また、７は加圧ローラの汚れをクリーニン
グするクリーニング部材、８は加圧ローラ２に取り付け
られたギア、９はアーム５の回動中心Ｕと同軸にて回転
しギア８に駆動力を与える回転部材としてのギア、１０
はギア９に駆動力を伝達するアイドラギア、１１は本定
着装置に駆動力を与える複写機やレーザープリンタ等の
装置本体のギアであり、１２は加圧ローラ２の表層弾性
材、１３は加圧ローラ２の見かけ上の半径、１４は感光
体ドラム、１５は感光体ドラム１４上のトナー像を記録
材Ｓに転写するための転写ローラである。

【００２１】本実施例の説明では、加圧ローラ２の駆動
トルクをＴｋｇｆ／ｍｍ、加圧ローラ２と定着ローラ１
を結んだ直線と加圧ローラ２の駆動伝授部分のおける接
線とのなす角をα、アーム部材５の回動中心から加圧ば
ね６までの距離をＬｍｍ、定着ローラ１の中心と加圧ロ
ーラ２の中心を結んだ直線と加圧ばね６の押圧力発生方
向とのなす角をθ、加圧ローラ２の回転駆動伝授部材の
半径をＭ１、アーム部材５の回動中心を中心として回転
し加圧ローラ２に回転駆動を伝達する回転駆動伝達部材
の半径をＭ２、駆動側の加圧ばねの押圧力をＰ１、非駆
動側の加圧ばねの押圧力をＰ２とする。また、Ｕはアー
ム５の回動中心である。

【００２２】かかる本実施例の定着装置は次のごとく作
動する。装置本体ギア１１が回転すると、アイドラギア
１０が駆動力を伝達し、アーム５の回動中心Ｕと同軸に
て回転するギア９が回転し、加圧ローラ２に取り付けら
れたギア８が回転する。

【００２３】一方加圧ローラ２はアーム５によって支持
され、またアーム５は加圧ばね６ａ、６ｂによって加圧
ローラ２を定着ローラ１に押し付けるべく押圧されてい
る。６ａによる押圧力をＰ１、６ｂａによる押圧力をＰ
２とすると、この構成において、

【００２４】

【数１】Ｐ１ｃｏｓθ＝Ｐ２ｃｏｓθ−（Ｔ／Ｍ１ｃｏ
ｓα）Ｍ２／Ｌ

【００２５】となるように加圧ばね６ａ、６ｂを設定す
る。

【００２６】これにより、加圧ローラ２が回転駆動して
いるときには加圧ローラ２の駆動トルクＴのために駆動
側と非駆動側の加圧バランスが等しくなりローラ両端部
分における記録材Ｓの搬送スピードに差異が生じない。
従って記録材Ｓがニップでの狭圧搬送時に進行方向に対
して非駆動側へ回転運動を起こさず、記録材Ｓの非駆動
側に片側ループを形成することが無いため、周辺部品へ
の画像擦れを防止することができた。

【００２７】（第２の実施例）次に、添付図面の図３に
基づいて本発明の第２実施例について説明する。なお、
第１実施例との共通箇所に同一符号を付して説明を省略
する。

【００２８】図３は第２の実施例における定着装置の構
成を示す側面図である。図において、６はアーム５を押
圧することによって加圧ローラ２を定着ローラ１に押圧
力を与える加圧ばねであり、駆動側と非駆動側には共通
の部品を用いている。Ｋは加圧ばね６のばね定数、Ａは
駆動側の加圧ばね６の設置長さ、Ｂは非駆動側の加圧ば
ね６の設置長さ、ＣはＡ−Ｂである。

【００２９】上記構成にて

【００３０】

【数２】Ｃ×Ｋ＝（Ｔ／Ｍ１ｃｏｓα）Ｍ２／Ｌ

【００３１】となるようＣの値を定めた構成とする。

【００３２】本構成をとることで加圧ばね６に駆動側、
非駆動側で共通の部品を使用することができ、組立作業
において加圧ばねを取り違えることが無く、作業効率が
向上する。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、加圧ローラを定着ローラに押圧せしめ
る加圧部材の押圧力は、駆動側よりも非駆動側の方が大
きいので、加圧ローラが回転駆動しているときのローラ
両端部分における記録材の搬送スピードの差異の発生を
防止することができる。従って、記録材がニップでの狭
圧搬送時に進行方向に対して非駆動側へ回転運動を起こ
さず、記録材の非駆動側に片側ループを形成することが
無いため、周辺部品への画像こすれを防止することがで
きた。

【００３４】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記第１の発明において、加圧ローラの駆動トルクをＴ
ｋｇｆ／ｍｍ、加圧ローラと定着ローラを結んだ直線
と、加圧ローラの回転駆動伝授部分における接線とのな
す角をα、アーム部材の回動中心から加圧部材までの距
離をＬｍｍ、定着ローラの中心と加圧ローラの中心を結
んだ直線と加圧部材の押圧力発生方向とのなす角をθ、
加圧ローラの回転駆動伝授部分の半径をＭ１、アーム部
材の回動中心を中心として回転し加圧ローラに回転駆動
を伝達する回転部材の半径をＭ２、駆動側の加圧部材の
押圧力をＰ１、非駆動側の加圧部材の押圧力をＰ２とし
たとき、Ｐ１ｃｏｓθ＝Ｐ２ｃｏｓθ−（Ｔ／Ｍ１ｃｏ
ｓα）Ｍ２／Ｌなる関係であるので、加圧ローラが回転
駆動しているときには加圧ローラの駆動トルクＴのため
に駆動側と非駆動側の加圧バランスを確実に等しくする
ことができ、ローラ両端部分における記録材の搬送スピ
ードに差異が無く、記録材がニップでの狭圧搬送時に進
行方向に対して非駆動側へ回転運動を起こさず、記録材
の非駆動側に片側ループを形成することの無い定着装置
を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における定着装置を示す
断面図である。

【図２】図１装置の一部破断斜視図である。

【図３】本発明の第２の実施例における定着装置の側面
図である。

【図４】従来例を示す一部破断斜視図である。

【図５】従来例におけるニップ部詳細図である。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ５ アーム（アーム部材） ６ 加圧ばね（加圧部材） ９ アーム部材の回動中心と同軸にて回転するギア（回
転部材） Ｈ ヒータ（加熱源） Ｌ アーム部材の回動中心から前記加圧部材までの距離 Ｍ１ 加圧ローラの回転駆動伝授部材の半径 Ｍ２ アーム部材の回動中心を中心として回転し加圧ロ
ーラに回転駆動を伝達する回転駆動伝達部材の半径 Ｎ ニップ部 Ｐ１ 駆動側の加圧部材の押圧力 Ｐ２ 非駆動側の加圧部材の押圧力 Ｓ 記録材 Ｔ 加圧ローラの駆動トルク Ｕ アーム部材の回動中心 α 加圧ローラに駆動を与えるギアの圧力角をα θ 定着ローラの中心と加圧ローラの中心を結んだ直線
と前記加圧部材の押圧力発生方向とのなす角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ローラ及び加圧ローラの両方もしく
   はどちらか一方が加熱源により加熱され、該定着ローラ
   及び定着ローラに圧接して回転する該加圧ローラとの間
   に形成されるニップ部にて記録材を挟圧搬送すること
   で、記録材上に形成された未定着トナー像を永久像とす
   る定着装置で、上記定着ローラ及び加圧ローラの両方も
   しくは加圧ローラのみに上記記録材を狭圧搬送するため
   の回転駆動を与えている定着装置において、上記定着ロ
   ーラの回転中心と加圧ローラの回転中心を結んだ直線よ
   りも記録材がこのローラ対に進入してくる側に回動中心
   を有して上記加圧ローラの両端で上記加圧ローラを支持
   し、加圧部材によって与えられた押圧力によって上記加
   圧ローラを上記定着ローラに押圧するアーム部材と、該
   アーム部材のうち一方のアーム部材の回動中心を中心と
   して回転し、上記加圧ローラに回転駆動を伝達せしめる
   回転部材とを備えており、上記加圧部材の上記加圧ロー
   ラを上記定着ローラに対して押圧する押圧力は、上記加
   圧ローラに回転駆動を与えている上記回転部材に近い駆
   動側の押圧力よりも、遠い非駆動側の押圧力が大きいこ
   とを特徴とした定着装置。
2. 【請求項２】 加圧ローラの駆動トルクをＴｋｇｆ／ｍ
   ｍ、加圧ローラと定着ローラを結んだ直線と、加圧ロー
   ラの回転駆動伝授部分における接線とのなす角をα、ア
   ーム部材の回動中心から加圧部材までの距離をＬｍｍ、
   定着ローラの中心と加圧ローラの中心を結んだ直線と加
   圧部材の押圧力発生方向とのなす角をθ、加圧ローラの
   回転駆動伝授部材の半径をＭ１、アーム部材の回動中心
   を中心として回転し加圧ローラに回転駆動を伝達する回
   転部材の半径をＭ２、駆動側の加圧部材の押圧力をＰ
   １、非駆動側の加圧部材の押圧力をＰ２としたとき、Ｐ
   １ｃｏｓθ＝Ｐ２ｃｏｓθ−（Ｔ／Ｍ１ｃｏｓα）Ｍ２
   ／Ｌなる関係であることとする請求項１に記載の定着装
   置。