JP2010204140A - 定着装置及びこれを搭載する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体の分離性、定着ベルト密着不良による画像不具合を解決しつつ、分離ローラのスリップ、耐久性を改善し、その大型化を伴うことなく低コストで得る安定した定着装置及びこれを搭載する画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】定着装置は、発熱手段５５を有する加熱ローラ５１、該加熱ローラ５１の記録媒体Ｓの搬送方向下流側に併設される分離ローラ５３、前記加熱ローラ５１と前記分離ローラ５３とに掛け渡されるエンドレス状の定着ベルト５４、該定着ベルト５４を介して前記加熱ローラ５１及び前記分離ローラ５３に押圧される加圧ローラ５２を有し、前記定着ベルト５４の張力が前記加熱ローラ５１と前記加圧ローラ５２と間のニップ形成加圧力とを兼ね、前記張力は前記加熱ローラ５１によって付与されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置において未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させる定着装置及びこの定着装置を搭載する画像形成装置に関するものである。

現在、画像形成装置に用いる定着ベルトを用いた定着装置の中で、定着ローラと加圧ローラとを、定着ベルトを介して対向させるものが主流である。この場合に発生する不具合を解消するために、従来から、定着装置においては各種の技術が提案されている（例えば、特許文献１乃至６参照）。
定着ローラと加圧ローラとを、定着ベルトを介して対向させる場合には、２本のローラのみでニップ部を形成するため、高速対応のためニップ部を拡大するにはローラ径を大きくするか、又はゴム厚を厚くする以外の手段はなく、高速対応がそのまま装置大型化となることは否めない。
このような課題を解決するために定着ベルトに掛け渡されたローラを複数加圧ローラに当接させることが考えられる（特許文献１乃至６）。このような定着装置には、加熱手段を有する加熱ローラと、加熱ローラと離間して配設される分離ローラと、加熱ローラと分離ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、定着ベルトを介して加熱ローラと加熱ローラに対して定着ベルトの移動方向に対して下流側に配設される分離ローラの両方に圧接してニップ部を形成する加圧ローラを有し、静電像をトナーで現像した可視像が転写された記録媒体をニップ部に導き、このニップ部を通過させることで記録媒体のトナー画像の定着を行うものがある。

この時の課題としてニップ部内で定着ベルトと記録媒体とが定着ベルトの張力のみで接している部分での密着状態が悪いと、画像不良が生じることがある。定着ベルトと加圧ローラとの密着状態の改善のために分離ローラを回転駆動源とし、定着ベルトを引っ張ることで定着ニップ部の張力を上げることが開示されている（特許文献３）。
しかしながら、定着ベルトへの張力の掛け方によっては回転駆動力により張力を妨げることになり、密着状態が悪くなる場合がある。他方、定着性向上のためには定着ベルトの張力だけではなく、加熱ローラと加圧ローラとにより形成されるニップ部での圧力を記録媒体及びトナーに与える必要がある。
このため、ベルト張力を与えるためのテンションローラを別途設けることも可能であるが（特許文献４）、それには部材追加に伴う装置大型化、コストアップを伴う。すなわち、ベルト張力とローラ加圧力を同時に得られる加圧構成としなければ省スペース、コストダウンを達成することはできない。

図１１は従来の定着装置の概略構成を示す概略図である。加圧ローラ５２に対向して押圧される画像面側部材は、主に小型化と熱容量の観点から下記３つの部材にて構成する。記録媒体Ｓの入口側に加熱ローラ５１を配置し、記録媒体Ｓの出口側に分離ローラ５３を配置する。
ここでは、加熱ローラ５１と分離ローラ５３とからなるローラ対に定着ベルト５４を掛け回す。分離ローラ５３に関しては、ニップ部出口の記録媒体Ｓを分離する観点からできるだけ小さい外径が好ましい。
しかし、分離ローラ５３自体の強度の問題、掛け回す定着ベルト５４の曲率が小さすぎることによるベルトのくせ、とくにこの構成では寄与の大きい駆動時の駆動力、駆動時のベルトスリップ等の課題と考え合わせて外径を決定する。これらを勘案すると、外径φ１０〜φ２０程度が成立点と考えられる。
ニップ部への押圧力及び駆動力は加圧ローラ５２側から与える。定着ベルト５４の張力は、例えば、加熱ローラ５１にて付与することも可能であるが、ここでは、加圧ローラ５２からの駆動力によって定着ベルト５４を回転させる構成である。
図１１は定着装置の基本構成を示しており、図１１の構成では、加熱ローラ５１及び分離ローラ５３を固定にして定着ベルト５４を掛け回す。対向する加圧ローラ５２を３点、すなわち、加熱ローラ５１、分離ローラ５３及び定着ベルト５４に押圧する。

図１２は他の従来の定着装置を示す概略図である。特許文献４に類似する図１２の構成においても、図１１と同様に加圧ローラ５２に加圧力を付与する。定着ベルト５４の張力を最適化するためにテンションローラ５７を別途設け、矢印で示す張力を定着ベルト５４に付与する。この構成は所定の張力を得られるが、部品追加による大型化とコストアップを伴う。
また、別の課題として、記録媒体がニップ部通過後、定着ベルトに巻き付いて紙詰まりを起す不具合、あるいは紙詰まりには至らなくとも定着ベルトに巻き付きぎみに分離すると、光沢のある画像が得られ難いか、又は光沢ムラ等の問題があるため、一般に分離ローラ外径は小さくする必要がある。
この場合、分離ローラは記録媒体分離のためには外径が小さいことが求められているので（特許文献５及び６）、高速対応する場合大きなトルクが分離ローラのみにかかることとなり、初期的にはスリップ等により正確な線速が得られない不具合が生じ、顕著な場合には、定着ベルトが回転せず紙詰まりとなることが考えられる。
また、耐久面においても分離ローラの表面性劣化による同様なスリップ関連の不具合、同様に、分離ローラを駆動するギヤ関連の磨耗、破損等の不具合が考えられる。

しかしながら、図１１で説明した従来技術では、この時、加圧ローラが加熱ローラと分離ローラに突き当たり所定の加圧力が得られる。図１１の構成では、この所定の圧力が得られたところでベルト張力が決まる。ここでは、加圧力優先で決まるため張力が最適値にはなりにくい。また、図１２で説明した従来技術でも、所定の張力を得ることはできるが、部品追加による大型化とコストアップを伴う。
上述した従来技術では、ベルト張力とローラ加圧力を同時に得られる加圧構成としなければ省スペース、コストダウンを達成することはできず、また、スリップ等により正確な線速が得られない不具合が生じ、顕著な場合には、定着ベルトが回転せず紙詰まりとなる等の不都合が解消されていない。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、記録媒体の分離性、定着ベルト密着不良による画像不具合を解決しつつ、分離ローラのスリップ、耐久性を改善し、その大型化を伴うことなく低コストで得る安定した定着装置及びこれを搭載する画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、発熱手段を有する加熱ローラ、該加熱ローラの記録媒体の搬送方向下流側に併設される分離ローラ、前記加熱ローラと前記分離ローラとに掛け渡されるエンドレス状の定着ベルト、該定着ベルトを介して前記加熱ローラ及び前記分離ローラに押圧される加圧ローラを有する未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させる定着装置において、前記定着ベルトの張力が前記加熱ローラと前記加圧ローラと間のニップ形成加圧力とを兼ね、前記張力は前記加熱ローラ保持用の軸受けを案内する案内部材の方向によって最適化される定着装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記加圧ローラが、前記分離ローラ中心から等距離に規制される円弧上を移動するように案内されるとともに、前記加熱ローラに向けて加圧力を付与する請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記加熱ローラが、前記加圧ローラ中心から等距離に規制される円弧上を移動するように案内されている請求項１又は２記載の定着装置を特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記定着ベルトの回転駆動力を前記分離ローラから付与する請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記定着ベルトの回転駆動力を前記分離ローラ及び前記加圧ローラ双方に付与する請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記加圧ローラの回転駆動列にワンウェイクラッチを有する請求項５記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記ワンウェイクラッチを前記加圧ローラの前記回転駆動列及び前記分離ローラの前記回転駆動列の双方に有する請求項５記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、定着装置として、請求項１乃至７のいずれか１項記載の定着装置を搭載する画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、定着ベルトに与える張力を加熱ローラに与え、かつこの張力は加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ形成加圧力とを兼ねているので、定着ベルトと記録媒体の密着不良による画像不具合を解決し、加熱ローラと加圧ローラ間との面圧力を保持し、強い定着性を得るという効果を省スペース、低コストで達成することができる。

本発明を適用し得る画像形成装置の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明における定着装置の概略構成を示す概略図である。 加熱ローラを保持する軸受けを案内する案内部材を示す概略図である。 加圧ローラを中心とする円弧上に加熱ローラを規制する実施の形態を示す概略図である。 分離ローラ中心とする円弧上で加圧ローラを案内する実施の形態を示す概略図である。 ニップ出口ローラ以外に駆動力を与えた場合の定着ベルトのたるみ発生状況を説明する概略図である。 ニップ出口ローラに駆動力を与えた場合の定着ベルトのたるみ発生状況を説明する概略図である。 分離ローラと定着ベルトの一部を示す概略図である。 分離ロ−ラに加えて加圧ローラにも駆動力を与える実施の形態を示す概略図である。 加圧ローラに連結する駆動列に設けたワンウェイクラッチを示す概略断面図である。 従来の定着装置の概略構成を示す概略図である。 他の従来の定着装置を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用し得る画像形成装置の実施の形態を示す概略構成図である。以下、本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）Ａに適用した実施の形態について説明する。
このプリンタＡは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段である画像形成手段１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋが、図中、左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用の部材であることを示す。
また、タンデム画像形成部においては、個々画像形成手段１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋのまわりに、帯電装置、現像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ、感光体クリーニング装置等を備えている。

プリンタＡの上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナーが充填されたトナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋが配置されている。そして、このトナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色現像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに各色トナーが補給される。
また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書き込みユニット９を設ける。この光書き込みユニット９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体１の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
タンデム画像形成部の直ぐ上には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１を設けている。この中間転写ベルト１は、支持ローラ１ａ、１ｂに掛け回され、これらの支持ローラのうち駆動ローラ１ａの回転軸には駆動源としての図示してない駆動モータが連結されている。

この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ１ｂが回転する。中間転写ベルト１の内側には、感光体２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１上に転写するための１次転写装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋを設ける。
また、１次転写装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋより中間転写ベルト１の駆動方向下流に２次転写装置としての２次転写ローラ４を設ける。この２次転写ローラ４と中間転写ベルト１を挟んで反対の側には、支持ローラ１ｂが配置されており、押し部材としての機能を果たしている。
さらに、給紙カセット８、給紙コロ７、レジストローラ６等を備えている。２次転写ローラ４によりトナー像を転写された記録媒体の進行方向に関して２次転写ローラ４の下流部には、記録媒体上の画像を定着する定着装置５、排紙ローラ３を備えている。
定着装置５は、表面を所定の温度に維持される定着ローラ５１、定着ローラ５１の下流側に併設される分離ローラ５３、定着ローラ５１と分離ローラ５３に掛け渡されたエンドレス定着ベルト５４、この定着ベルト５４を介して定着ローラ５１と分離ローラ５３に圧接される加圧ローラ５２、及び加熱源５５により形成される。

次に、上記プリンタＡの動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋを回転し、これらの感光体２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋの回転とともに、まず帯電装置で感光体２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋの表面を一様に帯電する。
次いで画像データを光書き込みユニット９からのレーザによる書き込み光を照射して感光体２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋ上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋによりトナーが付着され、静電潜像を可視像化することで各感光体ド２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋ上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。
また、図示してない駆動モータで駆動ローラ１ａを回転駆動して他の従動ローラ１ｂ、２次転写ローラ４を従動回転し、中間転写ベルト１を回転搬送して、その可視像を１次転写装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１で中間転写ベルト１上に順次転写する。
これによって中間転写ベルト１上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１の表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。

上記画像形成のタイミングに合わせて、給紙カセット８からは記録媒体先端が給紙コロ７により繰り出され、レジストローラ６まで搬送され、いったん停止する。そして、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、２次転写ローラ４と中間転写ベルト１の間に搬送される。
ここで、中間転写ベルト１と２次転写対向ローラ４とは記録媒体を挟んでいわゆる２次転写ニップを形成し、２次転写ローラ４にて中間転写ベルト１上のトナー像を記録媒体上に２次転写する。
画像転写後の記録媒体は定着装置５へと送り込まれる。定着装置５は、上述したように、定着ローラ５１、加圧ローラ５２、分離ローラ５３、エンドレス定着ベルト５４、及び加熱源５５から形成される。分離ローラ５３は定着ローラ５１の下流側に併設され、エンドレス状の定着ベルト５４は定着ローラ５１と分離ローラ５３に掛け渡される。
ニップ部はこれら定着ローラ５１、分離ローラ５３、定着ベルト５４に対向し、定着ベルト５４を介して定着ローラ５１と分離ローラ５３に圧接される加圧ローラ５２により形成され、ニップ部に記録媒体を挟持搬送することで記録媒体上のトナー像を加熱加圧し、記録媒体に定着させる。

また、ニップ部から排出された記録媒体は分離部材である分離ローラ５３により分離された後、排紙ローラ３から機外に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１は、中間転写体クリーニング装置１２で、画像転写後に中間転写ベルト１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
本発明を構成する定着装置５についてさらに述べれば、加熱ローラ５１は金属管形状、材質はアルミ、鉄等が一般的であり、実施の形態では管内に加熱源５５を有する（加熱方法は一例であり他の方法でも構わない）。
分離ローラ５３は金属棒あるいは金属管形状で、材質は鉄系が一般的であり、そのまま用いることも考えられる。また、主に定着ベルト５４との摩擦力を保つために表層にコーティング、あるいはシリコンゴム等を設けることも考えられる。
定着ベルト５４は基材がＰＩ（ポリイミド）、Ｎｉ（ニッケル）電鋳等が一般的なエンドレスベルトである。表層にはトナーとの離型性からフッ素系のコーティングを用いることが一般的である。また、中間層としてシリコンゴムを用いることも考えられる。
加圧ローラ５２は金属管又は棒形状体にシリコンゴムを施し、さらに、表層にフッ素系樹脂のチューブを巻くものが一般的である。加圧ローラ５２用に加熱源を設ける場合も考えられる。

図２は本発明における定着装置の概略構成を示す概略図である。図３は加熱ローラを保持する軸受けを案内する案内部材を示す概略図である。従来技術において説明したように、図２の構成では、加熱ローラ５１及び分離ローラ５３を固定にして定着ベルト５４を掛け回す。
対向する加圧ローラ５２を３点、すなわち、加熱ローラ５１、分離ローラ５３及び定着ベルト５４に押圧する。記録媒体Ｓの入口側に加熱ローラ５１を配置し、記録媒体Ｓの出口側に分離ローラ５３を配置する。
この時、加圧ローラ５２が加熱ローラ５１と分離ローラ５３に突き当たって得られる所定の加圧力は加圧力優先によって決まるため、張力が最適値にはなりにくい。
図２において太矢印で示す方向に向かって加熱ローラ５１に加圧力１０３を与える。この加圧力１０３の方向規制は、図３に示すように加熱ローラ５１を保持する軸受け５８を案内する案内部材５９の方向により決定する。この案内部材５９は図示してない定着装置の側板に軸受け５８を案内する機能を達成し得るように適宜取り付けられている。

太矢印で示す加圧力１０３は加圧ローラ５２中心に向かう分力１０４（加熱ローラ５１と加圧ローラ５２の押圧力）とそれに垂直な力１０５に分けられる。この分けられた力１０５がベルト張力として働く。この太矢印の方向を最適化することによって加圧力１０４と張力１０５とを最適化できる。
本発明による、未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させる定着装置は、発熱手段である加熱源５５を有する加熱ローラ５１、この加熱ローラ５１の記録媒体Ｓの搬送方向下流側に併設される分離ローラ５３、加熱ローラ５１と分離ローラ５３とに掛け渡されるエンドレス状の定着ベルト５４、この定着ベルト５４を介して加熱ローラ５１及び分離ローラ５３に押圧される加圧ローラ５２を有し、定着ベルト５４の張力が加熱ローラ５１と加圧ローラ５２と間のニップ形成加圧力とを兼ね、前記張力を加熱ローラ５１によって付与することを特徴とする。
この構成によれば、定着ベルト５４と記録媒体Ｓの密着不良による画像不具合を解決し、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間の面圧力を保持し、強い定着性を得るという効果を省スペース、低コストで達成することができる。

図４は加圧ローラを中心とする円弧上に加熱ローラを規制する実施の形態を示す概略図である。図４では、加圧ローラ５２を中心とするこの加圧ローラ５２の外周から離れた円弧上に加熱ローラ５１を規制する（この時、加圧ローラ５２、分離ローラ５３はそれらの位置を固定されているものとする）。
この規制は加熱ローラ５１を保持する軸受け５８を案内する案内部材５９により実施する。この案内部材５９は詳細には示してないが、定着装置の側板に取り付けられ、軸受け５８が貫通する長円状の穴５９ａを有している。
この時の円弧の半径（加熱ローラ５１と加圧ローラ５２の軸間距離）はそれぞれの機種による最適押圧量が得られる個別の値である。加熱ローラ５１はこの円弧上で案内されるので押圧量は常に一定に保たれる。この一定押圧量を確保した上で太矢印に示すベルト張力１０６を付与する。その結果、押圧量とベルト張力１０６は独立して構成されるのでおのおの最適状態が得られる。
このように、加熱ローラ５１は加圧ローラ５２中心から等距離に規制される円弧上を、軸受け５８が貫通する長円状の穴５９ａを有する案内部材５９によって移動するように案内されているので、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２と間の面圧力をより安定して得ることができる。

図５は分離ローラ中心とする円弧上で加圧ローラを案内する実施の形態を示す概略図である。図５では、分離ローラ５３を中心とする円弧１００上で加圧ローラ５２を案内し、矢印１０１に示す方向に加圧力を付与する。このため、分離ローラ５３と加圧ローラ５２の押圧量は一定に保たれる。
押圧力１０１により加圧ローラ５２は定着ベルト５４及び加熱ローラ５１に押圧される。加熱ローラ５１は、この加熱ローラ５１を保持する軸受け５８及び軸受け５８を案内する案内部材５９により保持される。この時、加熱ローラ５１は図に示す加圧ローラ５２と加熱ローラ５１との中心間を結ぶ直線上の力１０２を加圧ローラ５２から受ける。
この力１０２は案内部材５９に対し平行な分力と直行する分力に分解できる。この時、案内部材５９の案内方向に平行な力が定着ベルト５４の張力となる。案内部材５９の方向及び加圧力を最適化することで、加圧力とベルト張力を最適化できる。
このように、加圧ローラ５２を分離ローラ５３中心から等距離に規制される円弧上を移動するように案内しながら加熱ローラ５１に向けて加圧力を付与するので、定着ベルト５４と記録媒体の密着不良による画像不具合を解決し、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２と間の面圧力を保持して強い定着性を得るという効果を省スペース、低コストで達成することができる。
以上の構成で最適ベルト張力を得られることから、定着ベルト５４と記録媒体との密着不良による画像不具合を解決し、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２と間の面圧力を保持して強い定着性を得るという効果を省スペース、低コストで達成することができる。

図６はニップ出口ローラ以外に駆動力を与えた場合の定着ベルトのたるみ発生状況を説明する概略図である。図７はニップ出口ローラに駆動力を与えた場合の定着ベルトのたるみ発生状況を説明する概略図である。
図２乃至図５に関連して上述した構成に加えて、以下の構成を合わせることで定着ベルト５４と記録媒体との密着不良による画像不具合をさらに改善することができる。
以下は定着装置の駆動力をどのローラに与えるかに関する。ニップ部での定着ベルト５４のたるみ（図６）の発生の問題からニップ出口ローラ（本発明では分離ローラ５３）に駆動力を与え、定着ベルト５４を引っ張ることでニップ部のたるみを解消することが開示されている。
図６には、ニップ出口ローラである分離ローラ５３以外に駆動力を与えた場合の定着ベルト５４のたるみ発生状況を示し、図７にはニップ出口ローラである分離ローラ５３に駆動力を与えた場合に定着ベルト５４のたるみが解消された状態を示す。
定着装置の回転駆動力を分離ローラ５３から与えるので、より安定して定着ベルト５４と記録媒体Ｓとの密着不良による画像不具合を解決することができる。このように、分離ローラ５３から回転駆動力を付与する構成でたるみ回避は可能である。

図８は分離ローラと定着ベルトの一部を示す概略図である。上述したように、ニップ出口ローラである分離ローラ５３に駆動力を与えた場合に定着ベルト５４のたるみが解消されるが、前述のように分離ローラ５３は小径であるために図８に示すように定着ベルト５４との十分な摩擦力が得られず、定着ベルト５４がスリップしてしまい所定の搬送速度が得られないことが考えられる。
図９は分離ロ−ラに加えて加圧ローラにも駆動力を与える実施の形態を示す概略図である。定着ベルト５４のスリップという不具合を回避する手段として、図９に示すように分離ロ−ラ５３に加えて加圧ローラ５２にも駆動力を与えることが考えられる。
定着ベルト５４の分離ローラ５３側及び加圧ローラ５２側の両側駆動とすることによって分離ローラ５３に対する負荷が軽減され、スリップ等の不具合がなくなる。この時、加圧ローラ５２の周速度は定着ベルト５４の周速度と同速度であることが理想的である。
定着装置の回転駆動力を分離ローラ５３及び加圧ローラ５２双方に与えているので、記録媒体の分離性を解決しつつ、分離ローラ５３のスリップ、耐久性を改善し安定した定着装置を得ることができる。
しかしながら、各部材の回転速度を同速度に保つことは可能であるが、部材外径のバラツキ、劣化、温度等の要因により周速度にはバラツキが生じる。そこで、加圧ローラ５２に連結する駆動列にワンウェイクラッチを設けることが考えられる。

図１０は加圧ローラに連結する駆動列に設けたワンウェイクラッチを示す概略断面図である。図１０には、加圧ローラ５２を示し、この加圧ローラ５２の芯金部５２ａの外周にはワンウェイクラッチ５６が設けられ、このワンウェイクラッチ５６の外周には加圧ローラ５２を回転駆動するギヤ５７が設けられている（図１０（ａ））。
図１０には加圧ローラ５２の軸である芯金部５２ａ上にワンウェイクラッチ５６を設けた場合を示しているが、加圧ローラ５２以前の駆動列にワンウェイクラッチを設けることも可能である。図１０に示すような空転方向にワンウェイクラッチ５６を設けることで以下の効果が見込まれる。
加圧ローラ５２を回転駆動するギヤ６０には矢印５００に示す回転駆動力が隣接する駆動列（図示せず）から伝達される。伝達された駆動力はワンウェイクラッチ５６を介して加圧ローラ５２の芯金部５２ａに伝えられる（この駆動力を矢印５０１にて示す）。
加圧ローラ５２の芯金部５２ａに駆動力が与えられることで加圧ローラ５２のローラ外周面（表面）５２ｂも同様に駆動力（矢印５０２）を得る。また、加圧ローラ５２の外周面５２ｂが接している定着ベルト５４（図９）から受ける駆動力を矢印５０４によって示している。

図１０（ｂ）に示すように、定着ベルト５４（分離ローラ５３）の周速度が速い場合は、加圧ローラ５２の外周面５２ｂで受ける駆動力である矢印５０４は加圧ローラ５２の芯金部５２ａに伝えられ（矢印５０１）、さらに、ワンウェイクラッチ５６に伝えられる。一方、同様にギヤ５７に伝えられる駆動力（矢印５００）からもワンウェイクラッチ５６は駆動力を受ける。
定着ベルト５４（分離ローラ５３）の周速度が速い場合は、ワンウェイクラッチ５６は矢印５０５に示す空転側に力を受ける（図１０（ｂ））。その結果ワンウェイクラッチ５６は空転し、加圧ローラ５２に与えられる駆動力（矢印５００）は加圧ローラ５２の芯金部５２ａに伝わらない。その結果、定着ベルト５４は分離ローラ５３によって駆動され、ニップ部のベルトたるみは発生しない。
逆に、図１０（ｃ）に示すように、定着ベルト５４の周速度が遅い場合（例えば、駆動ローラ５３と定着ベルト５４がスリップしている場合）、すなわち、加圧ローラ５２の周速度が速い場合は、加圧ローラ５２の駆動力（矢印５００）はワンウェイクラッチ５６を介して加圧ローラ５２の芯金部５２ａ、及び加圧ローラ５２の外周面５２ｂに伝えられる。
そして矢印５０２で示す駆動力で定着ベルト５４を駆動することによって、図８に示したような分離（駆動）ローラ５３と定着ベルト５４との間のスリップが解消される。

いったん、スリップが解消され、グリップが戻れば静摩擦状態となり、再度スリップは発生しない。このように、スリップを解消できるとともにスリップ状態を継続させないことから分離ローラ５３の磨耗劣化を防止することも可能である。
加圧ローラ５２の回転駆動列にワンウェイクラッチ５６を有するので、それぞれ駆動力を有する分離ローラ５３と加圧ローラ５２との速度差を吸収することにより記録媒体の分離性、定着ベルト５４の密着不良による画像不具合を解決しつつ、分離ローラ５３のスリップ、耐久性を改善し、安定した定着装置を得ることができる。
上述した加圧ローラ５２の駆動列に加えて、分離ローラ５３の駆動列にもワンウェイクラッチを設けることを考える。定着ベルト５４の周速度が速い場合は加圧ローラ５２側のワンウェイクラッチ５６は空転し、加圧ローラ５２に駆動力は伝わらない。その結果、定着ベルト５４は分離ローラ５３によって駆動され、ニップ部のベルトのたるみは発生しない。
逆に、定着ベルト５４の周速度が遅い場合は加圧ローラ５２の駆動力により定着ベルト５４を駆動することとなるが、通常スリップ以外ではこのような状態は発生しないように分離ローラ５３と加圧ローラ５２の速度関係を設定する。

しかしながら、分離ローラ５３の経時劣化等でこのような状況になってしまった場合に、定着装置での記録媒体の搬送速度が遅くなり、装置全体の搬送バランスが崩れた場合などに有効である。
加圧ローラ５２の回転駆動列及び分離ローラ５３の回転駆動列双方にワンウェイクラッチ５６を有するので、それぞれ駆動力を有する分離ローラ５３と加圧ローラ５２の速度差を吸収することで、記録媒体の分離性、定着ベルト５４の密着不良による画像不具合を解決しつつ、分離ローラ５３のスリップ、耐久性を改善し、安定した定着装置を得ることができる。
上述した定着装置を搭載すれば、定着ベルト５４と記録媒体の密着不良による画像不具合を解決し、加熱ローラと加圧ローラと間の面圧力を保持し、強い定着性を得るという効果を省スペース、低コストで達成する画像形成装置を得ることができる。

Ａ 画像形成装置、Ｓ 記録媒体、５ 定着装置、５１ 加熱ローラ、５２ 加圧ローラ、５２ａ 芯金部、５２ｂ 外周面、５３ 分離ローラ、５４ 定着ベルト、５５ 発熱手段（加熱源）、５６ ワンウェイクラッチ、５８ 軸受け、５９ 案内部材、 ６０ ギヤ

特開２００６−１８９５５６公報 特開２００３−３３７４８８公報 特開２００３−３３０２９５公報 特許第３９３８７０６号 特開２００３−２１５９６６公報 特開２００３−５５６６公報

Claims (8)

1. 発熱手段を有する加熱ローラ、該加熱ローラの記録媒体の搬送方向下流側に併設される分離ローラ、前記加熱ローラと前記分離ローラとに掛け渡されるエンドレス状の定着ベルト、該定着ベルトを介して前記加熱ローラ及び前記分離ローラに押圧される加圧ローラを有する未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させる定着装置において、前記定着ベルトの張力が前記加熱ローラと前記加圧ローラと間のニップ形成加圧力とを兼ね、前記張力は前記加熱ローラ保持用の軸受けを案内する案内部材の方向によって最適化されることを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧ローラは、前記分離ローラ中心から等距離に規制される円弧上を移動するように案内されるとともに、前記加熱ローラに向けて加圧力を付与することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記加熱ローラは、前記加圧ローラ中心から等距離に規制される円弧上を移動するように案内されていることを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
4. 前記定着ベルトの回転駆動力を前記分離ローラから付与することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置。
5. 前記定着ベルトの回転駆動力を前記分離ローラ及び前記加圧ローラ双方に付与することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置。
6. 前記加圧ローラの回転駆動列にワンウェイクラッチを有することを特徴とする請求項５記載の定着装置。
7. 前記ワンウェイクラッチを前記加圧ローラの前記回転駆動列及び前記分離ローラの前記回転駆動列の双方に有することを特徴とする請求項５記載の定着装置。
8. 定着装置として、請求項１乃至７のいずれか１項記載の定着装置を搭載することを特徴とする画像形成装置。

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