JP2000330417A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録材が比較的滑りにくい通常の紙の場合、
記録材が比較的滑りやすいものである場合のいずれの場
合にも良好な画像を形成する。 【解決手段】 硬さの異なる定着ローラ１０と加圧ロー
ラ２０とを圧接させ、ローラの軸線方向から見て、比較
的柔らかい定着ローラ１０側に凸状に形成されたローラ
同士の圧接部Ｎに、トナー画像が転写された記録材を通
してそのトナー画像を記録材上に定着させる定着器とを
備え、ローラとこれを駆動するモータ３０との間に、モ
ータ３０からの駆動力をローラ１０，２０のうちいずれ
か一方のローラにのみ選択的に伝達可能とする駆動切替
手段４０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術を用
いて用紙等の記録材にトナー画像を形成することのでき
るプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置
に関する。特に、その定着器におけるローラの駆動技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真技術を用いて用紙等の
記録材上にトナー画像を形成する画像形成装置は、回転
駆動される感光体と、この感光体に露光して表面に静電
潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してト
ナー画像となす現像手段と、そのトナー画像を記録材に
転写させる転写手段と、この転写手段によりトナー画像
が転写された記録材を通過させつつ加熱して記録材上に
トナー画像を定着させる定着器とを有している。

【０００３】図３は、一般的な画像形成装置における転
写部１および定着器２を示す概略図である。定着器２
は、通常、熱源を有する定着ローラ２ａと、これに対し
て図示しないバネ等による付勢力で圧接されている加圧
ローラ２ｂとを有しており、これら両ローラ２ａ，２ｂ
の圧接部Ｎによって、転写部１でトナー画像が転写され
た記録材Ｓを挟圧搬送しつつ加熱して、記録材Ｓ上のト
ナー画像を記録材Ｓ上に溶融定着させるようになってい
る。このような定着器においては、２つのローラ２ａ，
２ｂに周速差があると、その圧接部Ｎを通過する記録材
Ｓ上のトナー画像に擦れが生じて画像が乱れることか
ら、２つのローラとも駆動するということはなされてお
らず、一方のローラのみを駆動し、他方のローラはこれ
に従動させる構成が採用されている。また、定着ローラ
２ａを加熱する方式であると、その初期的な加熱に長時
間を要することから、ローラ２ａに巻きかけられる定着
ベルト３を加熱する方式として、その初期的加熱時間を
短縮したベルト定着器が知られている。またさらに、前
記圧接部Ｎの幅（記録材の移動方向おける長さ）Ｗを大
きくするために、前記２つのローラ２ａ，２ｂのうち少
なくとも一方のローラを弾性層を有するローラとするこ
とも知られており、通常は、定着ローラ２ａ（または定
着ベルト３）への記録材Ｓの巻き付きを防止するため
に、前記圧接部Ｎの形状が図３に示すようにローラの軸
線方向から見て定着ローラ２ａ側に凸状となるように定
着ローラ２ａを加圧ローラ２ｂよりも柔らかくなるよう
に構成してある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年の画像形成装置に
おいては、画像形成対象となる記録材として、比較的滑
りにくい通常の紙の他、比較的滑りやすい記録材、例え
ば、合成樹脂製シート（例えばＯＨＰ用透明シート）や
光沢紙も用いられるようになってきている。このような
状況において、上述した従来の技術では、次のような問
題が生じていた。

【０００５】比較的柔らかい定着ローラ２ａは、その熱
変形量が大きいために、その半径が温度差によって大き
く変動することとなる。したがって、定着ローラ２ａを
駆動する構成とした場合には、定着器２による記録材Ｓ
の搬送速度も温度変化によって大きく変動し、転写部１
による記録材Ｓの搬送速度との間での搬送速度差も大き
く変動するため、特に記録材Ｓが比較的長手の紙である
ときには、記録材Ｓが定着器２と転写部１との間で引っ
張られる状態となったり、あるいは大きくたるんでしま
うことがあり、記録材Ｓ上に形成される画像に不良が生
じることがあった。

【０００６】一方、比較的硬い加圧ローラ２ｂは、その
熱変形量が小さいため、上述したような不具合は生じな
い。しかしながら、加圧ローラ２ｂを駆動する構成とし
た場合、記録材Ｓが比較的滑りやすい記録材、例えば、
合成樹脂製シートや光沢紙であると、記録材Ｓの表裏に
おいてスリップが生じやすく、画像にスリップ痕が残り
やすくなるという問題があった。特に、一対のローラが
定着ベルト３を介して圧接されているベルト定着器にお
いては、上記スリップが生じやすかった。

【０００７】本発明の目的は、以上のような問題を解決
し、記録材が比較的滑りにくい通常の紙の場合、記録材
が比較的滑りやすいものである場合のいずれの場合にも
良好な画像を形成することのできる画像形成装置を提供
することにある。

【０００８】

【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記載の画像形成装置は、記録材にトナー画像
を転写する転写部と、硬さの異なる一対のローラを互い
に圧接させ、ローラの軸線方向から見て、比較的柔らか
いローラ側に凸状に形成されたローラ同士の圧接部に、
前記トナー画像が転写された記録材を通してそのトナー
画像を記録材上に定着させる定着器とを備えた画像形成
装置であって、前記一対のローラと、これらローラを駆
動する駆動源との間に、駆動源からの駆動力を前記ロー
ラのうちいずれか一方のローラにのみ選択的に伝達可能
とする駆動切替手段が設けられていることを特徴とす
る。請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画
像形成装置において、前記一対のローラは、加熱される
定着ベルトを介して圧接されていることを特徴とする。

【０００９】

【作用効果】請求項１記載の画像形成装置によれば、転
写部にてトナー画像が転写された記録材が、定着器にお
ける一対のローラ同士の圧接部を通過することによっ
て、そのトナー画像が記録材上に定着する。一対のロー
ラは硬さが異なっていて、前記圧接部は、ローラの軸線
方向から見て比較的柔らかいローラ側に凸状に形成され
ているので、比較的柔らかいローラへの記録材の巻き付
きが生じにくくなる。そして、前記一対のローラと、こ
れらローラを駆動する駆動源との間には、駆動源からの
駆動力を前記ローラのうちいずれか一方のローラにのみ
選択的に伝達可能とする駆動切替手段が設けられている
ので、次のような作用効果が得られる。すなわち、記録
材が比較的滑りにくい通常の紙である場合には、駆動源
からの駆動力を駆動切替手段にて比較的硬いローラにの
み伝達して、これを駆動することができる（比較的柔い
ローラは比較的硬いローラに従動する）。比較的硬いロ
ーラは、その熱変形量が小さいために、温度差による半
径の変動が小さい。したがって、比較的硬いローラを駆
動した場合には、定着器による記録材の搬送速度も温度
変化の影響を受けにくくなり、転写部による記録材の搬
送速度との間での搬送速度差も小さくなるため、記録材
が比較的長手の紙であったとしても記録材が定着器と転
写部との間で引っ張られる状態となったり、あるいは大
きくたるんでしまうことが生じにくくなり、結果とし
て、記録材上に形成される画像に不良が生じにくくな
る。一方、記録材が比較的滑りやすいものである場合に
は、駆動源からの駆動力を駆動切替手段にて比較的柔ら
かいローラにのみ伝達して、これを駆動することができ
る（比較的硬いローラは比較的柔らかいローラに従動す
る）。比較的柔らかいローラを駆動した場合には、記録
材とローラとの間でスリップが生じにくくなり、画像に
スリップ痕が生じにくくなる。スリップが生じにくくな
るのは、比較的硬いローラを駆動し、記録材を介して比
較的柔らかいローラを従動させる場合に比べて、比較的
柔らかいローラを駆動し、記録材を介して比較的硬いロ
ーラを従動させる場合の方が、ローラと記録材との間に
必要とされる摩擦力が少なくてすむからである。以上の
ように、この請求項１記載の画像形成装置によれば、記
録材の種類に応じて駆動ローラを切り替えることによっ
て、記録材が比較的滑りにくい通常の紙の場合、記録材
が比較的滑りやすいものである場合のいずれの場合にも
良好な画像を形成することが可能となる。請求項２記載
の画像形成装置によれば、請求項１記載の画像形成装置
において、前記一対のローラは、加熱される定着ベルト
を介して圧接されているので、転写部にてトナー画像が
転写された記録材は、定着器における定着ベルトとその
表面に圧接されているローラとの圧接部を通過すること
によって、そのトナー画像が記録材上に定着する。定着
ベルトは、ローラに比べて熱容量が小さいので、その初
期的加熱時間を短縮することが可能となる。このよう
に、一対のローラが定着ベルトを介して圧接されている
構成において、仮に比較的硬いローラが駆動される構成
にしたとすると、前述したように、記録材が比較的滑り
やすいものである場合に、記録材の表裏においてスリッ
プが生じやすくなるが、この請求項２記載の画像形成装
置によれば、記録材が比較的滑りやすいものである場合
には、駆動源からの駆動力を駆動切替手段にて比較的柔
らかいローラにのみ伝達して、これを駆動することがで
きる（定着ベルトおよび比較的硬いローラは比較的柔ら
かいローラに従動する）ので、比較的柔らかいローラを
駆動することによって、記録材とローラおよび定着ベル
トとの間でスリップが生じにくくなり、画像にスリップ
痕が生じにくくなる。すなわち、請求項１記載の構成
は、一対のローラが定着ベルトを介して圧接されている
場合に特に有効である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１１】＜第１の実施の形態＞図１は本発明に係る
画像形成装置の第１の実施の形態における定着器を示す
図で、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）（ｃ）は作動説明図
である。

【００１２】図（ａ）において、１０，２０は一対のロ
ーラであり、１０は定着ローラ、２０は加圧ローラであ
る。

【００１３】定着ローラ１０は、端部に軸１１を有する
芯材１２と、この芯材１２の周りに設けられた弾性層１
３と、その表面に設けられた、記録材およびトナーに対
する剥離性に優れた表面層１４とを備えている。芯材１
２の内部には、図示しない熱源が設けられている。

【００１４】加圧ローラ２０は、端部に軸２１を有する
芯材２２と、この芯材２２の周りに設けられた弾性層２
３と、その表面に設けられた、記録材およびトナーに対
する剥離性に優れた表面層２４とを備えている。芯材２
２の内部には、図示しない熱源が設けられている。加圧
ローラ２０の弾性層２３は、定着ローラ１０の弾性層１
３に比べて硬い弾性材料で構成するか、または、定着ロ
ーラ１０の弾性層１３に比べて薄く構成してある。この
実施の形態では、加圧ローラ２０の弾性層２３は、定着
ローラ１０の弾性層１３に比べて硬い弾性材料で、か
つ、定着ローラ１０の弾性層１３に比べて薄く構成して
ある。したがって、加圧ローラ２０は定着ローラ１０に
比べて硬く構成されている。

【００１５】この実施の形態では、定着ローラ１０と加
圧ローラ２０との軸間が図示しないフレームで固定され
ている。すなわち、定着ローラ１０および加圧ローラ２
０の軸１１，２１は、その半径方向へは移動不能に取り
付けられており、定着ローラ１０の弾性層１３および加
圧ローラ２０の弾性層２３の弾性力で定着ローラ１０と
加圧ローラ２０とが圧接されている。その圧接部Ｎは、
定着ローラ１０の弾性層１３が加圧ローラ２０の弾性層
２３よりも肉厚で変形し易いことから、定着ローラ１０
側に凸状に形成される（この点、図３の圧接部Ｎと同様
である）。

【００１６】３０は上記定着ローラ１０または加圧ロー
ラ２０を回転駆動するための駆動源としてのモータであ
り、このモータ３０と、定着ローラ１０，加圧ローラ２
０との間にモータ３０からの駆動力を上記ローラ２０，
３０のうちいずれか一方のローラにのみ選択的に伝達可
能とする駆動切替手段４０が設けられている。この実施
の形態における駆動切替手段４０は、電磁クラッチ４
１，４２および後述する制御部等で構成されている。モ
ータ３０の出力軸３１には、駆動ギヤ３２が固定されて
おり、この駆動ギヤ３２に伝達ギヤ３３が噛み合ってい
る。伝達ギヤ３３は伝達軸３４に固定されており、この
伝達軸３４が一方の電磁クラッチ４１の入力軸４１ａ
（図（ｂ）（ｃ）参照）に連結されている。そして、電
磁クラッチ４１の出力軸４１ｂ（図（ｂ）（ｃ）参照）
が上記定着ローラ１０の軸１１に連結されている。ま
た、モータ３０の出力軸３１は、他方の電磁クラッチ４
２の入力軸４２ａ（図（ｂ）（ｃ）参照）に連結されて
おり、この電磁クラッチ４２の出力軸４２ｂ（図（ｂ）
（ｃ）参照）が上記加圧ローラ２０の軸２１に連結され
ている。電磁クラッチ４１，４２は、それぞれ、この定
着器が組み込まれる画像形成装置の図示しない制御部に
よって制御される作動回路に接続されており、その作動
によって、図（ｂ）または（ｃ）に示すように、入力軸
（４１ａまたは４２ａｂ）と出力軸（４１ｂまたは４２
ｂ）とを接続し（OＮ状態とし） 、またはその接続を遮
断する（OＦＦ状態とする）ようになっている。

【００１７】すなわち、駆動切替手段４０は、図（ｂ）
に示すように、他方の電磁クラッチ４２をOＮ状態とし
たとき、一方の電磁クラッチ４１をOＦＦ状態とし、モ
ータ３０からの駆動力が加圧ローラ２０にのみ伝達され
るようにして、加圧ローラ２０が回転駆動されるように
し、また、図（ｃ）に示すように、一方の電磁クラッチ
４１をOＮ状態としたとき、他方の電磁クラッチ４２をO
ＦＦ状態とし、モータ３０からの駆動力が定着ローラ１
０にのみ伝達されるようにして、定着ローラ１０が回転
駆動されるようにすることが可能である。したがって、
図（ｂ）に示すように、加圧ローラ２０が駆動されると
きには、一方の電磁クラッチ４１がOＦＦ状態となって
いるので、定着ローラ１０は加圧ローラ２０に従動して
回転し、図（ｃ）に示すように、定着ローラ１０が駆動
されるときには、他方の電磁クラッチ４２がOＦＦ状態
となっているので、加圧ローラ２０は定着ローラ１０に
従動して回転することとなる。なお、上記のような駆動
切替手段４０の切替動作は、前述した制御部によって自
動的になされるようにすることができる。すなわち、画
像形成装置の図示しない操作部または画像形成装置が接
続される図示しないホストコンピュータ（例えばパソコ
ン）の操作によって、用紙の種類が選択されたとき、そ
の選択された用紙の種類によって、上記切替動作がなさ
れるようにすることができる。例えば、ユーザーの操作
によって普通紙等比較的滑りにくい記録材が選択された
ときには加圧ローラ２０が駆動されるようにし、合成樹
脂製シート（例えばＯＨＰ用シート）や光沢紙等比較的
滑りやすい記録材が選択されたときには定着ローラ１０
が駆動されるようにすることができる。

【００１８】以上のような定着器は、画像形成装置にお
いて、記録材にトナー画像を転写する転写部の後段に配
置される（図３参照）。

【００１９】この実施の形態の画像形成装置によれば、
次のような作用効果が得られる。転写部にてトナー画像
が転写された記録材が、定着器における一対のローラ１
０，２０同士の圧接部Ｎを通過することによって、その
トナー画像が記録材上に定着する。一対のローラ１０，
２０は硬さが異なっていて、前記圧接部Ｎは、ローラの
軸線方向から見て比較的柔らかい定着ローラ１０側に凸
状に形成されるので、比較的柔らかいローラである定着
ローラ１０への記録材の巻き付きが生じにくくなる。

【００２０】そして、一対のローラ１０、２０と、これ
らローラを駆動するモータ３０との間には、モータ３０
からの駆動力を前記ローラ１０，２０のうちいずれか一
方のローラにのみ選択的に伝達可能とする駆動切替手段
４０が設けられているので、次のような作用効果が得ら
れる。すなわち、記録材が比較的滑りにくい通常の紙で
ある場合には、モータ３０からの駆動力を駆動切替手段
４０にて比較的硬いローラである加圧ローラ２０にのみ
伝達して、これを駆動することができる（比較的柔いロ
ーラである定着ローラ１０は加圧ローラ２０に従動す
る）。加圧ローラ２０は、その熱変形量が小さいため
に、温度差による半径の変動が小さい。したがって、加
圧ローラ２０を駆動した場合には、定着器による記録材
の搬送速度も温度変化の影響を受けにくくなり、転写部
による記録材の搬送速度との間での搬送速度差も小さく
なるため、記録材が比較的長手の紙であったとしても記
録材が定着器と転写部との間で引っ張られる状態となっ
たり、あるいは大きくたるんでしまうことが生じにくく
なり、結果として、記録材上に形成される画像に不良が
生じにくくなる。

【００２１】一方、記録材が比較的滑りやすい合成樹脂
シート等である場合には、モータ３０からの駆動力を駆
動切替手段４０にて比較的柔らかいローラである定着ロ
ーラ１０にのみ伝達して、これを駆動することができる
（比較的硬いローラである加圧ローラ２０は定着ローラ
１０に従動する）。比較的柔らかい定着ローラ１０を駆
動した場合には、記録材とローラ１０，２０との間でス
リップが生じにくくなり、画像にスリップ痕が生じにく
くなる。スリップが生じにくくなるのは、比較的硬いロ
ーラ２０を駆動し、記録材を介して比較的柔らかいロー
ラ１０を従動させる場合に比べて、比較的柔らかいロー
ラ１０を駆動し、記録材を介して比較的硬いローラ２０
を従動させる場合の方が、ローラ１０，２０と記録材と
の間に必要とされる摩擦力が少なくてすむからである。
なお、前述したように、比較的柔らかいローラである定
着ローラ１０を駆動した場合には、定着器による記録材
の搬送速度が温度変化によって大きく変動し、転写部に
よる記録材の搬送速度との間での搬送速度差も大きく変
動するため、特に記録材が比較的長手の紙であるときに
は、記録材が定着器と転写部との間で引っ張られる状態
となったり、あるいは大きくたるんでしまうおそれがあ
るが、合成樹脂製シート等比較的滑りやすい記録材は通
常短いものが多いので、上記のような不具合は生じにく
い。

【００２２】以上のように、この実施の形態の画像形成
装置によれば、記録材の種類に応じて駆動ローラを切り
替えることによって、記録材が比較的滑りにくい通常の
紙の場合、記録材が比較的滑りやすいものである場合の
いずれの場合にも良好な画像を形成することが可能とな
る。

【００２３】＜第２の実施の形態＞図２は本発明に係る
画像形成装置の第２の実施の形態における定着器を示す
概略斜視図である。同図において、上記第１の実施の形
態と同一部分あるいは相当する部分には同一の符号を付
してある。

【００２４】この実施の形態が上記第１の実施の形態と
異なる点は、一対のローラ１０，２０が、加熱される定
着ベルト５０を介して圧接されている点にあり、その他
の点に変わりはない。

【００２５】定着ベルト５０は、定着ローラ１０と加熱
ローラ６０との間に張架されており、定着ローラ１０お
よび／または加圧ローラ２０に従動して循環するように
なっている。

【００２６】加熱ローラ６０は、熱伝導性に優れた材料
（例えばアルミニウム）でパイプ状に形成されており、
その内部に図示しない熱源が配置されている。この加熱
ローラ６０は、定着ベルト５０の巻掛け部において定着
ベルト５０を急速に加熱することが可能である。この実
施の形態の加熱ローラ６０はテンションローラとして構
成されており、図示しない適宜の付勢手段で定着ベルト
５０の張り方向に付勢されている。

【００２７】この実施の形態の画像形成装置によれば、
一対のローラ１０，２０は、加熱される定着ベルト５０
を介して圧接されているので、転写部にてトナー画像が
転写された記録材は、定着器における定着ベルト５０と
その表面５１に圧接されている加圧ローラ２０との圧接
部Ｎ１を通過することによって、そのトナー画像が記録
材上に定着する。定着ベルト５０は、ローラに比べて熱
容量が小さいので、その初期的加熱時間を短縮すること
が可能となる。

【００２８】このように、一対のローラ１０，２０が定
着ベルト５０を介して圧接されている構成において、仮
に比較的硬いローラである加圧ローラ２０が駆動される
構成にしたとすると、前述したように、記録材が比較的
滑りやすいものである場合に、記録材の表裏においてス
リップが生じやすくなるが、この実施の形態の画像形成
装置によれば、記録材が比較的滑りやすいものである場
合には、モータ３０からの駆動力を駆動切替手段４０に
て比較的柔らかいローラである定着ローラ１０にのみ伝
達して、これを駆動することができる（定着ベルト５０
および加圧ローラ２０は定着ローラ１０に従動する）の
で、定着ローラ１０を駆動することによって、記録材と
ローラおよび定着ベルトとの間でスリップが生じにくく
なり、画像にスリップ痕が生じにくくなる。すなわち、
前記第１の実施の形態において説明した、記録材の種類
に応じて駆動ローラを切り替える構成は、一対のローラ
１０，２０が定着ベルト５０を介して圧接されている場
合に特に有効である。

【００２９】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能
である。

【００３０】

【発明の効果】請求項１，２記載のいずれの画像形成装
置によっても、記録材の種類に応じて駆動ローラを切り
替えることによって、記録材が比較的滑りにくい通常の
紙の場合、記録材が比較的滑りやすいものである場合の
いずれの場合にも良好な画像を形成することが可能とな
る。さらに、請求項２記載の画像形成装置によれば、定
着可能となるまでの初期的加熱時間を短縮することが可
能となる。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態
における定着器を示す図で、（ａ）は概略斜視図、
（ｂ）（ｃ）は作動説明図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態
における定着器を示す概略斜視図。

【図３】一般的な画像形成装置における転写部および定
着器を示す概略図。

【符号の説明】

Ｓ 記録材 １ 転写部 ２ 定着器 Ｎ 圧接部 １０ 定着ローラ（比較的柔らかいローラ） ２０ 加圧ローラ ３０ モータ（駆動源） ４０ 駆動切替手段 ４１，４２ 電磁クラッチ ５０ 定着ベルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材にトナー画像を転写する転写部
   と、 硬さの異なる一対のローラを互いに圧接させ、ローラの
   軸線方向から見て、比較的柔らかいローラ側に凸状に形
   成されたローラ同士の圧接部に、前記トナー画像が転写
   された記録材を通してそのトナー画像を記録材上に定着
   させる定着器とを備えた画像形成装置であって、 前記一対のローラと、これらローラを駆動する駆動源と
   の間に、駆動源からの駆動力を前記ローラのうちいずれ
   か一方のローラにのみ選択的に伝達可能とする駆動切替
   手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記一対のローラは、加熱される定着ベ
   ルトを介して圧接されていることを特徴とする請求項１
   記載の画像形成装置。