JPH0944023A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JPH0944023A
JPH0944023A JP7194487A JP19448795A JPH0944023A JP H0944023 A JPH0944023 A JP H0944023A JP 7194487 A JP7194487 A JP 7194487A JP 19448795 A JP19448795 A JP 19448795A JP H0944023 A JPH0944023 A JP H0944023A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
fixing
fixing device
pressure roller
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP7194487A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Nishigaki
真 西垣
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着での用紙の搬送速度を安定させて転写部
と定着部間での用紙の引張或は弛みを防いで安定した画
像を得ることができるとともに、転写部と定着部間の距
離を短縮し、搬送ガイドのループ高さを低く抑えて画像
形成装置の小型化を図ることができる定着装置を提供す
ること。 【構成】 周方向に無端状を成す定着フィルム1と、該
定着フィルム1の内面をガイドするとともに加熱体5を
固定保持するステー部材3,4と、定着フィルム1を加
熱体5に加圧密着させる加圧ローラ2を有する定着装置
20において、前記加圧ローラ2に当接して回転するこ
とによって該加圧ローラ2を回転駆動する駆動ローラ8
を設ける。本発明によれば、駆動ローラ8の加圧ローラ
2への押し付け角θを適当に設定することによって加圧
ローラ2の軸に作用する力を消すことができ、加圧ロー
ラ2の回転を安定化させて転写部10と定着装置20間
での用紙Sの引張或は弛みを防ぐことができ、安定した
画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた画像形成装置に設けられる定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真画像を定着するための定
着装置においては、省エネルギー、ウェイトタイムの短
縮等を目的としてオンデマンド定着方式が採用されてい
るが、この方式を採用する定着装置は図6に示すように
構成されている。
【0003】即ち、図6は従来の定着装置20’を示す
断面図であり、同図において1’は周長方向に無端状を
成す定着フィルムであり、該定着フィルム1’は第1の
ステー部材3’に保持されている。尚、ステー部材3’
は定着フィルム1’の内面ガイド部材と加熱体(ヒー
タ)5’の保持部材を兼ねている。
【0004】又、4’は第2のステー部材であり、これ
はA1等の金属材料で構成されており、バネ材7’から
の加圧力を前記第1のステー部材3’に均一に加える役
目を果たすとともに、当該定着装置20’の長手方向の
熱伝導を良くし、温度分布ムラを低減するものである。
2’は加圧ローラであり、これはソリッドシリコンゴム
にテラックスをコーティングして構成され、不図示のフ
レームに軸受9’を介して回転自在に支持され、不図示
のメインモータからの駆動によって図示矢印A方向(反
時計方向)に回転駆動される。
【0005】以上のように構成される定着装置20’の
実際の動作について説明すると、転写部10’で画像を
転写された用紙S’は、搬送ガイド11’に沿って定着
装置20’の定着フィルム1’と加圧ローラ2’のニッ
プへ搬送される。このニップに搬送された用紙S’は、
加熱された加熱体5’と接触する定着フィルム1’を介
して加熱され、未定着画像の定着を受けながら加圧ロー
ラ2’によって定着排紙ローラ12’へと搬送される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の定着装置20’においては、加圧ローラ2’が加熱
体5’によって徐々に温められて熱膨張し、その外径が
次第に大きくなるために周速が高くなり、用紙S’を定
着搬送していく間に搬送速度が変化してしまうという現
象が起きる。図7に用紙S’の走行枚数に対する搬送速
度(定着スピード)の変化を示すが、本図は用紙S’の
搬送速度(定着スピード)は走行枚数の増加に伴って次
第に高くなっていくことを示している。
【0007】上述のように用紙S’の搬送速度が次第に
高くなると、定着部での搬送速度が設定速度よりも高く
なり、このために用紙S’が引っ張られ、副走査倍率等
の印字精度が大きく影響を受けてしまう。
【0008】上記用紙S’の引っ張りを防ぐために、転
写部10’と定着装置20’の間の搬送ガイド11’に
図8に示すような大きな曲率を設け、用紙S’を搬送ガ
イド11’の曲率に沿ってループさせ、そのループ量に
よって引っ張りを吸収する手段も用いられるが、リーガ
ルサイズ等の用紙S’を考慮すると、画像形成装置の高
さが高くなり、又、転写部10’と定着装置20’間の
距離が長くなってしまい、全体的に画像形成装置が大き
くなってしまうという問題がある。
【0009】又、定着装置20’での搬送速度をその変
化分を見込んで転写部10’での速度よりも最初は低く
して経時的に速度を合わせるという手法も用いられる
が、定着装置20’での搬送速度が転写部10’での速
度より遅い間は、逆に用紙S’の弛みや用紙S’のガイ
ド11’との擦れ等が生じ、用紙S’上に担持された未
定着画像が飛び散って乱れるという問題がある。
【0010】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、定着での用紙の搬送速度を安
定させて転写部と定着部間での用紙の引っ張り或は弛み
を防いで安定した画像を得ることができるとともに、転
写部と定着部間の距離を短縮し、搬送ガイドのループ高
さを低く抑えて画像形成装置の小型化を図ることができ
る定着装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、周長方向に無端状を成す定
着フィルムと、該定着フィルムの内面をガイドするとと
もに加熱体を固定保持する支持部材と、前記定着フィル
ムを前記加熱体に加圧密着させる加圧ローラを有する定
着装置において、前記加圧ローラに当接して回転するこ
とによって該加圧ローラを回転駆動する駆動ローラを設
けたことを特徴とする。
【0012】請求項2記載の発明は、前記駆動ローラ
を、前記加圧ローラを挟んで前記定着フィルムとは反対
側であって、加圧ローラの加圧中心線に対して加圧ロー
ラの回転方向に所定角度だけ傾斜した位置に配置したこ
とを特徴とする。
【0013】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、前記駆動ローラの配置角度θを、加圧ロー
ラの定着フィルムへの加圧力P1、駆動ローラの加圧ロ
ーラへの加圧力P2、定着フィルムと支持部材との摩擦
係数μfs及び加圧ローラと駆動ローラの摩擦係数μkk
用いて次式; θ= sin-1((P1/P2)・(μfs+μkk)/(μkk
2 +1)) によって求めることを特徴とする。請求項4記載の発明
は、請求項1,2又は3記載の発明において、前記駆動
ローラの芯金を金属で構成し、その表面に薄膜の高摩擦
部材をコーティングしたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0015】<実施の形態1>図1は本発明の実施の形
態1に係る定着装置の断面図であり、同図において、1
は周長方向に無端状を成す定着フィルムであり、該定着
フィルム1は第1のステー部材3に保持されている。
尚、ステー部材3は定着フィルム1の内面ガイド部材と
加熱体(ヒータ)5の保持部材を兼ねている。
【0016】又、4は第2のステー部材であり、これは
A1等の金属材料で構成されており、バネ材7からの加
圧力を前記第1のステー部材3に均一に加える役目を果
たすとともに、当該定着装置20の長手方向の熱伝導を
良くし、温度分布ムラを低減するものである。2は加圧
ローラであり、これはソリッドシリコンゴムにテラック
スをコーティングして構成され、軸受6を介して不図示
の定着フレームに上下方向にスライド可能に支持されて
いる。
【0017】而して、本実施例においては、前記加圧ロ
ーラ2に外接する駆動ローラ8が軸受9によって回転自
在に設けられており、該駆動ローラ8はAl製の芯金8
bの外表面に高摩擦部材である薄膜の耐熱シリコンゴム
8aをコーティングして構成されている。このように駆
動ローラ8の芯金8bの外表面に耐熱シリコンゴム8a
をコーティングすることによって、該駆動ローラ8はそ
の径の膨張が防がれ、加圧ローラ2の熱を均等に伝達す
る役目を果たす。そして、駆動ローラ8は軸受9を介し
て加圧ローラ2に対して矢印P2方向に加圧され、不図
示のメインモータによって矢印B方向(時計方向)に回
転駆動される。すると、この駆動ローラ8の回転が摩擦
抵抗によって加圧ローラ2に伝達され、該加圧ローラ2
が矢印C方向(反時計方向)に回転駆動される。
【0018】ここで、本発明に係る定着装置20に作用
する力の関係を図2に示す。
【0019】図2に示すように、バネ部材7による加圧
力P1は第2のステー部材4に垂直下方に作用し、この
加圧力P1は第2のステー部材4を介して第1のステー
部材3に伝達され、該第1のステー部材3が加圧力P1
で加圧ローラ2に加圧される。
【0020】又、加圧ローラ2には、駆動ローラ8側か
ら加圧力P2が垂直に対して図示θの角度(押し付け
角)で下方から作用する。更に、加圧ローラ2と駆動ロ
ーラ8との摩擦係数をμkk、定着フィルム1と第1のス
テー部材3との摩擦係数をμfsとすると、加圧ローラ2
には駆動ローラ2よりP2・μkkの力(駆動力)と、定
着フィルム1と第1のステー部材3との摩擦力による反
力P1・μfsが円周方向に作用する。
【0021】従って、加圧ローラ2に作用する力P1、
P2、P1・μfs、P2・μkkをX方向、Y方向にそれ
ぞれ分解してそれらの釣合を考えると、次式が成立す
る。
【0022】
【数1】 X方向:P1・μfs+P2・μkk・cos θ−P2・sin θ=0 …(1) Y方向:P2・cos θ+P2・μkk・sin θ−P1=0 …(2) 上記(2)式よりcos θを求めると、
【0023】
【数2】 cos θ=P1/P2−μkk・sin θ …(2’) となり、これを(1)式に代入して整理すると、
【0024】
【数3】 sin θ=(P1/P2)・(μfs+μkk)/(μkk 2 +1) ∴θ= sin-1((P1/P2)・(μfs+μkk)/(μkk 2 +1)) …(3) 而して、上記(3)式によって求められる角度(押し付
け角)θ(つまり、加圧ローラ2を挟んで定着フィルム
1とは反対側であって、加圧ローラ2の加圧中心線Lに
対して加圧ローラ2の回転方向に所定角度θ)だけ傾斜
した位置に駆動ローラ8を配置すれば、加圧ローラ2の
軸に対して働く力P1・μfsとP2・μkkによる合力F
を打ち消す方向にP1とP2の合力Rを働かせることに
よって加圧ローラ2の軸に作用する力を消すことができ
る。このように加圧ローラ2の軸に作用する力が相殺さ
れると、該加圧ローラ2の回転が安定し、定着装置20
での用紙Sの搬送速度(定着スピード)は図5に示すよ
うに走行枚数に対して略一定に保たれ、転写部10と定
着装置20間での用紙Sの引っ張り或は弛みを防いで安
定した画像を得ることができる。
【0025】又、上述のように定着装置20における用
紙Sの搬送速度が安定化する結果、従来のように搬送ガ
イド11に大きな曲率を設ける必要がなく、従って、転
写部10と定着装置20間の距離を短縮し、搬送ガイド
11のループ高さを低く抑えて画像形成装置の小型化を
図ることができる。
【0026】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形
態2を図4に基づいて説明する。尚、図4は本発明の実
施の形態2に係る定着装置の断面図であり、本図におい
ては図1に示したと同一要素には同一符号を付してお
り、以下、それらについての説明は省略する。
【0027】本実施の形態においても、加圧ローラ2は
軸受6を介して不図示の定着フレームに上下方向にスラ
イド可能に支持されており、駆動ローラ8は軸受9’を
介して不図示の定着フレームに回転支持で固定されてい
る。
【0028】而して、定着フィルム1は加圧力P1’で
第2のステー部材4と第1のステー部材3を介して加圧
されているため、加圧ローラ2が駆動ローラ8から受け
る力はP1’cos θとなる。
【0029】従って、前記(3)式においてP1=P
1’、P2=P1’cos θとして駆動ローラ8の押し付
け角θを求めると、
【0030】
【数4】 θ=1/2 sin-1(2(μfs+μkk)/(μkk 2 +1)) …(4) となる。
【0031】而して、上記(4)式によって求められる
角度θの位置に駆動ローラ8を配置すれば、加圧ローラ
2の軸に作用する力を消すことができ、前記実施の形態
1と同様の効果が得られる。
【0032】<実施の形態3>次に、本発明の実施の形
態3を図5に基づいて説明する。尚、図5は本発明の実
施の形態3に係る定着装置の断面図であり、本図におい
ても図1に示したと同一要素には同一符号を付してお
り、以下、それらについての説明は省略する。
【0033】本実施の形態においては、定着フィルム1
及び発熱体5を保持している第1のステー部材3は不図
示の定着フレームに固定されている。又、加圧ローラ2
は定着フレームに対して軸受6を介して上下方向にスラ
イド可能に支持されている。そして、加圧ローラ2に外
接する駆動ローラ8が角度θの方向から軸受9”を介し
て加圧ローラ2に加圧力P2’で押圧されている。この
ため、加圧ローラ2は第1のステー部材3からP2’co
s θで加圧されることになる。
【0034】従って、前記(3)式においてP1=P
2’cos θ、P2=P2’として駆動ローラ8の押し付
け角θを求めると、
【0035】
【数5】 θ=tan -1((μfs+μkk)/(μkk 2 +1)) …(5) 而して、本実施の形態においても、上記(5)式によっ
て求められる角度θの位置に駆動ローラ8を配置すれ
ば、加圧ローラ2の軸に作用する力を消すことができ、
前記実施の形態1と同様の効果が得られる。
【0036】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、駆動ローラの配置角度を調整することによって
加圧ローラの軸に対して働く力を相殺することができ、
該加圧ローラの回転を安定化させて転写部と定着部間で
の用紙の引っ張り或は弛みを防ぐことができ、安定した
画像を得ることができる。
【0037】又、本発明によれば、上述のように用紙の
搬送速度が安定化する結果、従来のように搬送ガイドに
大きな曲率を設ける必要がなく、従って、転写部と定着
装置間の距離を短縮し、搬送ガイドのループ高さを低く
抑えて画像形成装置の小型化を図ることができるという
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る定着装置の断面図
である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る定着装置に作用す
る力の関係を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る定着装置における
搬送速度の走行枚数に対する変化を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る定着装置の断面図
である。
【図5】本発明の実施の形態3に係る定着装置の断面図
である。
【図6】従来の定着装置の断面図である。
【図7】従来の定着装置における搬送速度の走行枚数に
対する変化を示す図である。
【図8】従来の定着装置の断面図である。
【符号の説明】
1 定着フィルム 2 加圧ロール 3 第1のステー部材(支持部材) 4 第2のステー部材(支持部材) 5 加熱体 8 駆動ローラ 8a 耐熱シリコンゴム(高摩擦部材) 8b 芯金 20 定着装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周長方向に無端状を成す定着フィルム
    と、該定着フィルムの内面をガイドするとともに加熱体
    を固定保持する支持部材と、前記定着フィルムを前記加
    熱体に加圧密着させる加圧ローラを有する定着装置にお
    いて、 前記加圧ローラに当接して回転することによって該加圧
    ローラを回転駆動する駆動ローラを設けたことを特徴と
    する定着装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動ローラを、前記加圧ローラを挟
    んで前記定着フィルムとは反対側であって、加圧ローラ
    の加圧中心線に対して加圧ローラの回転方向に所定角度
    だけ傾斜した位置に配置したことを特徴とする請求項1
    記載の定着装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動ローラの配置角度θは、加圧ロ
    ーラの定着フィルムへの加圧力P1、駆動ローラの加圧
    ローラへの加圧力P2、定着フィルムと支持部材との摩
    擦係数μfs及び加圧ローラと駆動ローラの摩擦係数μkk
    を用いて次式; θ= sin-1((P1/P2)・(μfs+μkk)/(μkk
    2 +1)) によって求められることを特徴とする請求項2記載の定
    着装置。
  4. 【請求項4】 前記駆動ローラの芯金を金属で構成し、
    その表面に薄膜の高摩擦部材をコーティングしたことを
    特徴とする請求項1,2又は3記載の定着装置。
JP7194487A 1995-07-31 1995-07-31 定着装置 Pending JPH0944023A (ja)

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JP7194487A JPH0944023A (ja) 1995-07-31 1995-07-31 定着装置

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JP7194487A JPH0944023A (ja) 1995-07-31 1995-07-31 定着装置

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JP7194487A Pending JPH0944023A (ja) 1995-07-31 1995-07-31 定着装置

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