(57)【要約】【課題】本発明は、低温化・高速化が可能であり、画像品質の低下や熱源の電気系統の損傷を招くことなく、加圧ローラへ駆動力を良好に伝達できる定着装置および画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】定着装置１８は、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１へ押圧される加圧ローラ４２と、加熱ローラ４１を回転可能に支持するフレーム６２と、一部がフレーム６２に回動可能に支持されるとともに、他部において加圧ローラ４２を回転可能に支持する加圧アーム６３と、加圧ローラ４２の端部に固定されて加圧ローラ４２と一体に回転する駆動用ギヤ６６と、本体ケーシング２側の出力ギヤ６７と噛合し、かつ、加圧アーム６３の揺動中心と同軸に回転する入力ギヤ６４と、を備えている。そして、入力ギヤ６４と駆動用ギヤ６６は、加圧アーム６３に回転可能に支持される中間ギヤ６５を介して連結される。【選択図】図２
2008083466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体および現像手段を有する画像形成装置本体に備えられるとともに、
前記感光体から現像剤像が転写された記録シートに、その現像剤像を熱定着させる定着装置であって、
熱源により加熱される加熱ローラと、
前記加熱ローラへ押圧される加圧ローラと、
前記加熱ローラを回転可能に支持するフレームと、
一部が前記フレームに回動可能に支持されるとともに、他部において前記加圧ローラを回転可能に支持する加圧アームと、
前記加圧ローラの端部に固定されて前記加圧ローラと一体に回転する駆動用ギヤと、
前記駆動ギヤと連結されるとともに前記画像形成装置本体に回転可能に設けられる出力ギヤと噛合し、かつ、前記加圧アームの揺動中心と同軸に回転する入力ギヤとを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記入力ギヤと前記駆動用ギヤとが、前記加圧アームに回転可能に支持された所定個数のギヤを介して連結されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
感光体および現像手段を有する画像形成装置本体に備えられるとともに、
前記感光体から現像剤像が転写された記録シートに、その現像剤像を熱定着させる定着装置であって、
熱源により加熱される加熱ローラと、
前記加熱ローラへ押圧される加圧ローラと、
前記加熱ローラを回転可能に支持するフレームと、
一部が前記フレームに回動可能に支持されるとともに、他部において前記加圧ローラを回転可能に支持する加圧アームと、
前記加圧ローラの端部に固定されて前記加圧ローラと一体に回転する駆動用ギヤと、
前記フレームに回転可能に支持され、前記画像形成装置本体に回転可能に設けられる出力ギヤと噛合する入力ギヤと、
前記入力ギヤの回転中心と同軸に揺動する揺動アームと、
前記入力ギヤと前記駆動用ギヤとに連結されるとともに、前記揺動アームに回転可能に支持される遊星ギヤと、
前記遊星ギヤを、前記揺動アームを介して前記駆動用ギヤ側に付勢するギヤ付勢手段と、を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記遊星ギヤと前記入力ギヤが直接連結され、且つ、前記遊星ギヤと前記駆動用ギヤとが直接連結されたことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧ローラの径Ｄｐと、前記加熱ローラと前記加圧ローラとの周方向におけるニップ幅Ｎとの関係が、次式
０．２４  ＜  Ｎ／Ｄｐ  ＜  ０．６
を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
入力された前記画像の信号に応じてレーザ光を走査する露光装置と、
前記露光装置によりレーザ光が走査されて静電潜像が形成される感光体と、
前記感光体に現像剤を供給する現像手段と、
前記現像剤で形成された現像剤像を前記記録シート上に転写する転写手段と、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の定着装置と、
前記定着装置の前記入力ギヤに噛合する出力ギヤと、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙（記録シート）に現像剤像を熱定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザプリンタなどの画像形成装置には、感光体から用紙に転写した現像剤像を熱定着させるための定着装置が設けられている。そして、この定着装置としては、熱源により加熱されるとともに駆動力が供給される加熱ローラと、加熱ローラに対向配置されるとともに、加熱ローラへ向けて押圧される加圧ローラとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０８８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような定着装置において、加圧ローラと加熱ローラのニップ幅を大きして、用紙と加熱ローラとの接触面積を増大させることができれば、加熱ローラの温度を低下させたり、加熱ローラの回転を早めても良好に定着が行われる。つまり、定着装置の低温化・高速化が可能となる。
【０００５】
ここで、仮に、ニップ幅を大きくするために、加圧ローラの加熱ローラへの押圧力を大きくしたり、加圧ローラの表面を柔らかい部材で構成すると、加圧ローラの加熱ローラに対向する部位が、窪んだ状態となる。
しかしながら、このように加圧ローラが変形すると（円形度が低下すると）、加熱ローラが用紙に与える搬送力よりも、加圧ローラが用紙の搬送を妨げる力の方が勝り、加熱ローラが用紙とスリップする可能性がある。
【０００６】
そこで、本願発明者は、その変形が大きな加圧ローラが駆動される構成により、用紙のスリップを抑制できることを発見した。
このように加圧ローラが駆動される構成としては、従来、熱源が内部に一体に固定された加熱ローラと、加熱ローラに沿って配設される加圧ローラと、加熱ローラを加圧ローラへ押圧する押しばねと、加圧ローラの端部に設けられる駆動用ギヤとを備えたものが知られている。
【０００７】
このような定着装置では、画像形成装置に設置された駆動源からの駆動力が複数のギヤを介して加圧ローラの駆動用ギヤに伝達されることで、加圧ローラが回転するとともに、この回転に伴って加熱ローラが従動回転している。また、加熱ローラは、加圧ローラの外径のふれを吸収するため、加圧ローラに対して近付く方向と離れる方向に往復動するようになっている。なお、一般的な定着装置においては、上流から搬送されてくる用紙を、加圧ローラよりも硬い材質の加熱ローラに最初に当てることによって、良好に加圧ローラと加熱ローラ間に用紙を送り込むことが可能となっている。
【０００８】
しかしながら、前記した技術のように加熱ローラが往復動する構造では、用紙の突入位置（加熱ローラに最初に当てる位置）が定まらないので、画像品質が低下する可能性があった。また、前記した技術では、加熱ローラに熱源が固定されているので、この熱源が加熱ローラとともに往復動して、熱源の電気系統が損傷する可能性もあった。
【０００９】
なお、このような問題に対しては、加熱ローラを往復動させないために、加熱ローラを定着装置のフレームに回転可能に支持させて、加圧ローラを往復動可能な構造にすればよいと考えられる。しかしながら、このような構造の場合には、加圧ローラに固定した駆動用ギヤも加圧ローラとともに往復動するので、この駆動用ギヤが画像形成装置側のギヤから外れ、駆動源から加圧ローラへの駆動力の伝達が良好に行われない可能性があった。
【００１０】
そこで、本発明は、低温化・高速化が可能であり、画像品質の低下や熱源の電気系統の損傷を招くことなく、加圧ローラへの駆動力の伝達を良好に行うことができる定着装置および画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決する本発明は、感光体および現像手段を有する画像形成装置本体に備えられるとともに、前記感光体から現像剤像が転写された記録シートに、その現像剤像を熱定着させる定着装置であって、熱源により加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラへ押圧される加圧ローラと、前記加熱ローラを回転可能に支持するフレームと、一部が前記フレームに回動可能に支持されるとともに、他部において前記加圧ローラを回転可能に支持する加圧アームと、前記加圧ローラの端部に固定されて前記加圧ローラと一体に回転する駆動用ギヤと、前記駆動ギヤと連結されるとともに前記画像形成装置本体に回転可能に設けられる出力ギヤと噛合し、かつ、前記加圧アームの揺動中心と同軸に回転する入力ギヤとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、加圧ローラが駆動される構成であるので、加圧ローラと加熱ローラのニップ幅を増大させることでき、この結果、定着装置の低温化・高速化が可能となる。また、加熱ローラがフレームによって支持されて往復動しない構造となっているので、記録シートの突入位置が一定となり、画像品質が向上される。また、加熱ローラが往復動しないことにより、熱源の電気系統に余計な負荷がかかることがないため、その電気系統の損傷も確実に抑制できる。
【００１３】
さらに、画像形成装置側の出力ギヤと噛み合う入力ギヤが加圧アームの揺動中心と同軸であるため、加圧アームの揺動によって、出力ギヤと入力ギヤとの軸間距離が変わることはない。また、駆動用ギヤが加圧アームの揺動により旋回する構造であるため、加圧アームの揺動中心と同軸となる入力ギヤと駆動用ギヤとの軸間距離も変わることはない。そのため、例えば入力ギヤと駆動用ギヤが直接連結されている場合には、出力ギヤ、入力ギヤおよび駆動用ギヤのうち隣接する各ギヤ間の各軸間距離が変わらないことから、各ギヤが常に噛合した状態となるので、加圧ローラへの駆動力の伝達が良好に行われる。なお、入力ギヤと駆動用ギヤとの間に、加圧アームに支持された所定個数のギヤを設けても、各ギヤ間の軸間距離は変わらないので、前記した効果を同様に得ることができる。
【００１４】
また、本発明は、感光体および現像手段を有する画像形成装置本体に備えられるとともに、前記感光体から現像剤像が転写された記録シートに、その現像剤像を熱定着させる定着装置であって、熱源により加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラへ押圧される加圧ローラと、前記加熱ローラを回転可能に支持するフレームと、一部が前記フレームに回動可能に支持されるとともに、他部において前記加圧ローラを回転可能に支持する加圧アームと、前記加圧ローラの端部に固定されて前記加圧ローラと一体に回転する駆動用ギヤと、前記フレームに回転可能に支持され、前記画像形成装置本体に回転可能に設けられる出力ギヤと噛合する入力ギヤと、前記入力ギヤの回転中心と同軸に揺動する揺動アームと、前記入力ギヤと前記駆動用ギヤとに連結されるとともに、前記揺動アームに回転可能に支持される遊星ギヤと、前記遊星ギヤを、前記揺動アームを介して前記駆動用ギヤ側に付勢するギヤ付勢手段と、を備えたものであってもよい。
【００１５】
このような構造であっても、加圧ローラが駆動される構成であるので、加圧ローラと加熱ローラのニップ幅を増大させることでき、この結果、定着装置の低温化・高速化が可能となる。また、画像形成装置側の出力ギヤと噛み合う入力ギヤがフレームに支持されているため、加圧アームの揺動によって、出力ギヤと入力ギヤとの軸間距離が変わることはない。また、加圧アームの揺動によって、遊星ギヤが駆動用ギヤによって押されても、この遊星ギヤが揺動アームで支持されつつ入力ギヤ周りを転動するので、遊星ギヤと入力ギヤとの軸間距離も変わらない。さらに、ギヤ付勢手段によって遊星ギヤが揺動アームを介して駆動用ギヤ側に押し付けられているので、遊星ギヤと駆動用ギヤとの軸間距離も変わらない。そのため、出力ギヤ、入力ギヤ、遊星ギヤおよび駆動用ギヤのうち隣接する各ギヤ間の各軸間距離が変わらないことから、各ギヤが常に噛合した状態となるので、加圧ローラへの駆動力の伝達が良好に行われる。なお、前記したような各定着装置は、画像形成装置に設けられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、加圧ローラが駆動される構成であるので、加圧ローラと加熱ローラのニップ幅を増大させることでき、この結果、定着装置の低温化・高速化が可能となる。また、加熱ローラが往復動しない構造であり、かつ、出力ギヤから駆動用ギヤまでの隣接するギヤ同士の軸間距離が変わらないので、画像品質の低下や熱源の電気系統の損傷を招くことなく、加圧ローラへの駆動力の伝達を良好に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１の実施形態］
＜レーザプリンタの全体構成＞
最初に、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成について簡単に説明する。参照する図面において、図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの第１の実施形態を示す側断面図である。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
【００１８】
＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７を備えている。また、フィーダ部４は、給紙トレイ６の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パット９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ１０，１１を備えている。さらに、フィーダ部４は、紙粉取りローラ１０，１１に対して下流側に設けられるレジストローラ１２を備えている。なお、以下の説明においては、用紙３の搬送方向下流側または上流側を、単に、下流側または上流側という場合がある。
【００１９】
そして、このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙押圧板７によって給紙ローラ８側に寄せられ、この給紙ローラ８および給紙パット９で送り出されて各種ローラ１０〜１２を通った後一枚ずつ画像形成部５に搬送されるようになっている。
【００２０】
＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、定着装置１８などを備えている。
【００２１】
＜スキャナ部の構成＞
スキャナ部１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１９、レンズ２０、反射鏡２２，２３、レンズ２１、反射鏡２４の順に通過あるいは反射して、プロセスカートリッジ１７の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。
【００２２】
＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ１７の外枠を構成する中空の筐体５１内には、現像カートリッジ２８、感光ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９および転写ローラ３０が主に設けられている。
【００２３】
現像カートリッジ２８は、筐体５１に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーホッパ３４を備えている。そして、トナーホッパ３４内のトナーは、供給ローラ３３の矢印方向（反時計方向）への回転により、現像ローラ３１に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の矢印方向（反時計方向）への回転に伴なって、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。
【００２４】
感光ドラム２７は、筐体５１に、矢印方向（時計方向）へ回転可能に支持されている。この感光ドラム２７は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分がポリカーボネートからなる正帯電性の感光層により形成されている。
【００２５】
スコロトロン型帯電器２９は、感光ドラム２７の上方に、感光ドラム２７に接触しないように、所定間隔を隔てて対向配置されている。このスコロトロン型帯電器２９は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００２６】
転写ローラ３０は、感光ドラム２７の下方において、この感光ドラム２７に対向して接触するように配置され、筐体５１に、反時計方向へ回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料が被覆されて構成されている。この転写ローラ３０には、転写時に、転写バイアスが印加される。
【００２７】
そして、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナ部１６からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。ここで、「静電潜像」とは、一様に正帯電されている感光ドラム２７の表面のうち、レーザビームによって露光されて電位が下がっている露光部分をいう。次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持されているトナーが、感光ドラム２７に対向して接触するときに、感光ドラム２７の表面上に形成される静電潜像に供給される。そして、トナーは、感光ドラム２７の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。
【００２８】
その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０とは、用紙３を両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム２７の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。
【００２９】
＜定着装置の構成＞
定着装置１８は、プロセスカートリッジ１７の下流側に配設され、加熱ローラ４１、加熱ローラ４１に向けて押圧される加圧ローラ４２、および、これら加熱ローラ４１および加圧ローラ４２の下流側に設けられる１対の搬送ローラ４３を備えている。そして、このように構成される定着装置１８では、用紙３上に転写されたトナー像を、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させる。その後、その用紙３は、搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送される。なお、排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。
【００３０】
＜定着装置の構造の詳細＞
次に、本発明の特徴部分となる定着装置の構造の詳細について説明する。参照する図面において、図２は、図１に示す定着装置をレーザプリンタに取り付ける前の状態を示す側面図（ａ）と、定着装置をレーザプリンタに取り付けた後の状態を示す側面図（ｂ）と、定着装置の加圧ローラの径とニップ幅との関係を示す概略側面図（ｃ）である。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、定着装置１８は、前記した加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を主に備える他、フレーム６２と、加圧アーム６３と、入力ギヤ６４と、中間ギヤ６５と、駆動用ギヤ６６とを備えている。そして、この定着装置１８は、レーザプリンタ１の本体ケーシング２内に回転可能に設けられた出力ギヤ６７の近傍に装着される。なお、この出力ギヤ６７には、本体ケーシング２内の適所に配設される図示せぬ駆動源からの駆動力が複数のギヤを介して伝達される。
【００３２】
加熱ローラ４１は、中空の円柱状に形成される部品であり、その内部に配設されたハロゲンヒータＨＨによって加熱されるようになっている。そして、この加熱ローラ４１は、その両端部が図示せぬ軸受けを介してフレーム６２に回転可能に支持されている。なお、ハロゲンヒータＨＨは、その両端部がフレーム６２に固定されている。また、この加熱ローラ４１としては、図６（ａ）に示すように、例えば直径が２５ｍｍのものを利用できる。さらに、この加熱ローラ４１をアルミで形成するとともに、その表面をテフロン（登録商標、ＰＴＦＥ）コーティングしてもよい。
【００３３】
加圧ローラ４２は、円柱状に形成される部品であり、その両端から軸方向外側に突出する回転軸４２ａが図示せぬ軸受けを介して加圧アーム６３に回転可能に支持されている。また、この加圧アーム６３から突出する回転軸４２ａの先端部には、駆動用ギヤ６６が固定されている。
【００３４】
なお、この加圧ローラ４２としては、図６（ｂ）に示すように、例えば直径が２５ｍｍのものを利用できる。さらに、この加圧ローラ４２の構成としては、その中央部に設けた芯金の周囲に、６〜７ｍｍのウレタンゴムを設け、このウレタンゴムの表面を厚さ２０〜５０μｍのテフロン（登録商標、ＰＴＦＥ）チューブで覆うようにしてもよい。なお、ウレタンゴムが発泡性のものであると変形しやすくなるので、よりニップ幅を大きくすることができる。
【００３５】
なお、図２（ｃ）に示すように、加圧ローラ４２の径Ｄｐと、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との周方向におけるニップ幅（接触幅）Ｎの関係は、次式（１）を満たすように設定されている。
０．２４＜  Ｎ／Ｄｐ  ＜  ０．６  ・・・  （１）
ここで、ニップ幅Ｎとは、加圧ローラ４２を加熱ローラ４１へ押し付けることにより、加圧ローラ４２の表面に生じる凹み部分の曲面に沿った長さ（または、加熱ローラ４１のうち凹み部分に接する部分の円周長さ）をいう。
【００３６】
なお、このニップ幅Ｎの測定方法としては、例えば、以下に示すような全面を黒く印刷した用紙（以下、「黒用紙」と呼ぶ。）を利用する方法が挙げられる。具体的に、この方法では、黒用紙を加熱ローラ４１と加圧ローラ４２の間で所定時間保持した後、取り出すことで、黒用紙のうち２つのローラ４１，４２で保持された部分が他の部分に比べ光沢状となる。そして、この光沢状となった部分の幅（用紙搬送方向の長さ）をノギス等で測ることによって、ニップ幅Ｎが測定されることとなる。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、加圧アーム６３は、金属の板の打ち抜きによって形成された長尺状の部品であり、その一端部が、フレーム６２に設けられた支持軸６２ａによって回動可能に支持されることで、全体が揺動する構造となっている。また、この加圧アーム６３は、その一端部から所定距離離れた適所において加圧ローラ４２を回転可能に支持するとともに、この支持部分から所定距離離れた適所に引きばねＳが取り付けられている。
【００３８】
引きばねＳは、その一端が加圧アーム６３に取り付けられ、その他端がフレーム６２に取り付けられている。これにより、引きばねＳによって加圧アーム６３が加熱ローラ４１側に付勢されるとともに、加圧アーム６３によって加圧ローラ４２が加熱ローラ４１に向けて押圧（付勢）されている。
【００３９】
入力ギヤ６４は、図２（ｂ）に示すように、定着装置１８が本体ケーシング２内に装着された際に、本体ケーシング２内の出力ギヤ６７と噛合する位置に配設されている。また、この入力ギヤ６４は、フレーム６２に設けられた支持軸６２ａによって回転可能に支持されることによって、加圧アーム６３の揺動中心と同軸に回転するようになっている。すなわち、この入力ギヤ６４は、その中心位置がフレーム６２に対して不動となっている。そのため、定着装置１８が本体ケーシング２内に装着された際には、この入力ギヤ６４と、本体ケーシング２内の出力ギヤ６７との噛合状態は常に維持される。
【００４０】
中間ギヤ６５は、入力ギヤ６４と駆動用ギヤ６６とに噛合しており、加圧アーム６３に設けられた支持軸６３ａによって回転可能に支持されている。そのため、この中間ギヤ６５は、加圧アーム６３の揺動に伴って揺動するとともに、入力ギヤ６４の周囲を転動する。
【００４１】
駆動用ギヤ６６は、加圧ローラ４２の回転軸４２ａの端部に固定されている。そのため、この駆動用ギヤ６６は、加圧ローラ４２と一体に回転するとともに、加圧アーム６３の揺動に伴って揺動する。さらに、この駆動用ギヤ６６には、中間ギヤ６５を介して入力ギヤ６４が連結されているため、本体ケーシング２内の出力ギヤ６７からの駆動力が、入力ギヤ６４および中間ギヤ６５を介して伝達される。
【００４２】
次に、出力ギヤ６７から駆動用ギヤ６６へ駆動力を伝達している際に、加圧アーム６３が揺動したときの各ギヤ６７，６４〜６６の噛合状態について、図３を参照して説明する。参照する図面において、図３は、加圧ローラが所定のニップ幅で加熱アームへ押圧されている状態を示す側面図（ａ）と、加圧アームが下方に揺動した状態を示す側面図（ｂ）である。なお、図３においては、加圧アーム６３の揺動を強調して示すために、加圧ローラ４２が所定量潰れた状態と、ほとんど潰れていない状態とを示しているが、実際の稼動時には、加圧アーム６３の揺動は微小であり、加圧ローラ４２は略所定量で潰れた状態となっている。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、通常の稼動時においては、所定のニップ幅Ｎが確保されるように加圧ローラ４２が加熱ローラ４１へ押圧されるとともに、各ギヤ６７，６４〜６６は互いに噛み合った状態となっている。そして、図示せぬ駆動源から複数のギヤを介して出力ギヤ６７に伝達された駆動力は、入力ギヤ６４、中間ギヤ６５および駆動用ギヤ６６を介して加圧ローラ４２へ伝達される。これにより、加熱ローラ４１が従動回転して、用紙３が２つのローラ４１，４２間で搬送されつつ、現像剤像が用紙３に良好に定着される。
【００４４】
ところで、加圧ローラ４２の外周は柔らかいゴムなどで形成されているので、加熱ローラ４１に比べて、外形精度（円形度）が低い。そのため、前記したような稼動時においては、例えば加圧ローラ４２の外径精度などに起因して、図３（ｂ）に示すように、加圧アーム６３が下方に揺動する場合がある。このような場合であっても、入力ギヤ６４の位置が定着装置１８、ひいては本体ケーシング２に対してずれることがないので、出力ギヤ６７から入力ギヤ６４が外れることはない。
【００４５】
また、入力ギヤ６４、中間ギヤ６５および駆動用ギヤ６６の位置関係は、加圧アーム６３上においてずれることがないので、入力ギヤ６４、中間ギヤ６５および駆動用ギヤ６６が互いに外れることはない。そのため、このように加圧アーム６３が下方に揺動した場合であっても、出力ギヤ６７からの駆動力は、入力ギヤ６４、中間ギヤ６５および駆動用ギヤ６６を介して加圧ローラ４２へ良好に伝達される。
【００４６】
ここで、仮に加圧ローラ４２がフレーム６２に回転可能に支持されて揺動不能な場合を考えると、加圧ローラ４２の外径精度が低いことにより、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との接触面積（ニップ幅）が変動する。したがって、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間において、用紙に付与される搬送力が変動して、用紙にシワが寄る可能性がある。
しかしながら、本発明では、加圧アーム６３が上下に揺動することによって、加圧ローラ４２が加熱ローラ４１に対して近づく方向と離れる方向とに変位する構成であるので、そのように搬送力が変動することが抑制される。この結果、用紙にシワがよることが抑制される。
【００４７】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
加熱ローラ４１が往復動しない構造とすることで、用紙３の突入位置を一定に定めることができるので、画像品質を向上させることができる。また、加熱ローラ４１が往復動しない構造とすることで、ハロゲンヒータＨＨにかかる負荷を抑えることができるので、ハロゲンヒータＨＨのフレームに固定された電気系統（端子ＨＩ）の損傷を抑制することができる。
【００４８】
加圧アーム６３の揺動に関わらず、出力ギヤ６７と入力ギヤ６４の位置関係（軸間距離）や、入力ギヤ６４と中間ギヤ６５と駆動用ギヤ６６との位置関係（各軸間距離）を常に一定に保つことができる。そのため、各ギヤ６７，６４〜６６が常に噛合することとなるので、加圧ローラ４２への駆動力の伝達を良好に行うことができる。
【００４９】
ニップ幅Ｎと加圧ローラ４２の径Ｄｐとの関係が、式（１）「０．２４＜Ｎ／Ｄｐ＜０．６」を満たすので、加圧ローラ４２の大きさに対してニップ幅Ｎをできる限り大きくすることができる。そのため、２つのローラ４１，４２間を通過する用紙３と加熱ローラ４１との接触時間や接触範囲を増やすことができ、加熱ローラ４１の低温化や印字速度の向上を図ることができる。また、Ｎ／Ｄｐ＜０．６であるので、ニップ幅が大きくなりすぎることにより加圧ローラ４２の駆動トルクが増大して、定着装置に負担がかかることが抑制される。また、Ｎ／Ｄｐ＜０．６であるので、加圧ローラ４２と加熱ローラ４１との間を通過する用紙３に過大な負担が掛かることが抑制される。
【００５０】
ちなみに、式（１）を満たすニップ幅Ｎを、本実施形態とは異なる加熱ローラ駆動方式（加熱ローラを駆動し、これに加圧ローラを従動させる方式）の定着装置に採用した場合には、加熱ローラが加圧ローラに対してスリップする現象が起こる。したがって、式（１）を満たすニップ幅Ｎは、本実施形態のような加圧ローラ駆動方式のもののみに有効となる。
【００５１】
なお、本発明は前記した第１の実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
第１の実施形態では、中間ギヤ６５を１つだけ設けたが、本発明はこれに限定されず、２つ以上設けてもよい。また、中間ギヤ６５を設けずに、入力ギヤ６４と駆動用ギヤ６６とを直接噛合させてもよい。
【００５２】
第１の実施形態では、加圧ローラ４２を加熱ローラ４１へ押圧するためのローラ付勢手段の一例として引きばねＳを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば押しばね、トーションばねなどであってもよい。
【００５３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１の実施形態に係る定着装置１８の一部の構造を変更したものであるため、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。参照する図面において、図４は、第２の実施形態に係る定着装置をレーザプリンタに取り付ける前の状態を示す側面図（ａ）と、定着装置をレーザプリンタに取り付けた後の状態を示す側面図（ｂ）である。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、第２の実施形態に係る定着装置１８’は、第１の実施形態と同様の加圧アーム６３や駆動用ギヤ６６等を備える他、第１の実施形態とは異なる入力ギヤ６８、揺動アーム６９および遊星ギヤ７０を備えている。
【００５５】
入力ギヤ６８は、フレーム６２のうち加圧アーム６３の揺動中心とは異なる位置に設けられた支持軸６２ｂに、回転可能に支持されている。そして、この入力ギヤ６８は、図４（ｂ）に示すように、定着装置１８’が本体ケーシング２内に装着された際に、本体ケーシング２内の出力ギヤ６７と噛合する位置に配設されている。
【００５６】
揺動アーム６９は、その一端部が前記した支持軸６２ｂに回転可能に支持されており、これにより、全体が入力ギヤ６８の回転中心と同軸に揺動するようになっている。また、この揺動アーム６９の他端部には支持軸６９ａが設けられ、この支持軸６９ａと揺動アーム６９の一端部との間には引きばねＳ’が設けられている。引きばねＳ’は、その一端が揺動アーム６９に取り付けられ、その他端がフレーム６２に取り付けられている。
【００５７】
遊星ギヤ７０は、揺動アーム６９の支持軸６９ａに回転可能に支持されている。そして、この支持軸６９ａに支持された状態において、遊星ギヤ７０は、入力ギヤ６８と噛合するようになっている。また、前記した引きばねＳ’によって揺動アーム６９の他端部が加圧ローラ４２側に付勢されることによって、揺動アーム６９の他端部に配設された遊星ギヤ７０が駆動用ギヤ６６に押し付けられて噛合する。さらに、遊星ギヤ７０によって駆動用ギヤ６６が押圧されることによって、加圧アーム６３が揺動して、加圧ローラ４２が加熱ローラ４１に押圧される。
【００５８】
次に、出力ギヤ６７から駆動用ギヤ６６へ駆動力を伝達している際に、加圧アーム６３が揺動したときの各ギヤ６７，６８，７０，６６の噛合状態について、図５を参照して説明する。参照する図面において、図５は、加圧ローラが所定のニップ幅で加熱アームへ押圧されている状態を示す側面図（ａ）と、加圧アームが下方に揺動した状態を示す側面図（ｂ）である。なお、図５においては、図３と同様に、加圧アーム６３の揺動を強調して示すために、加圧ローラ４２が所定量潰れた状態と、ほとんど潰れていない状態とを示すこととする。
【００５９】
図５（ａ）に示すように、通常の稼動時においては、所定のニップ幅Ｎが確保されるように加圧ローラ４２が加熱ローラ４１へ押圧されるとともに、各ギヤ６７，６８，７０，６６は互いに噛み合った状態となっている。そして、図示せぬ駆動源から複数のギヤを介して出力ギヤ６７に伝達された駆動力は、入力ギヤ６８、遊星ギヤ７０および駆動用ギヤ６６を介して加圧ローラ４２へ伝達される。これにより、加熱ローラ４１が従動回転して、用紙３が２つのローラ４１，４２間で搬送されつつ、現像剤像が用紙３に良好に定着される。
【００６０】
ところで、加圧ローラ４２の外周は柔らかいゴムなどで形成されているので、加熱ローラ４１に比べて、外形精度（円形度）が低い。そのため、前記したような稼動時においては、例えば加圧ローラ４２の外径精度などに起因して、図５（ｂ）に示すように、加圧アーム６３が下方に揺動する場合がある。このような場合であっても、入力ギヤ６８の位置が定着装置１８’、ひいては本体ケーシング２に対してずれることがないので、出力ギヤ６７から入力ギヤ６８が外れることはない。
【００６１】
また、加圧アーム６３の下方への揺動によって下方に移動する駆動用ギヤ６６によって、遊星ギヤ７０が下方に押圧されると、この遊星ギヤ７０は、入力ギヤ６８および駆動用ギヤ６６に噛み合いながら、入力ギヤ６８の周囲を転動することとなる。以上により、隣接する各ギヤ６７，６８，７０，６６間の各軸間距離が変わることがないので、各ギヤ６７，６８，７０，６６が互いに外れることはない。そのため、このように加圧アーム６３が下方に揺動した場合であっても、出力ギヤ６７からの駆動力は、入力ギヤ６８、遊星ギヤ７０および駆動用ギヤ６６を介して加圧ローラ４２へ良好に伝達される。
【００６２】
ここで、仮に加圧ローラ４２がフレーム６２に回転可能に支持されて揺動不能な場合を考えると、加圧ローラ４２の外径精度が低いことにより、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との接触面積（ニップ幅）が変動する。したがって、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間において、用紙に付与される搬送力が変動して、用紙にシワが寄る可能性がある。
しかしながら、本発明では、加圧アーム６３が上下に揺動することによって、加圧ローラ４２が加熱ローラ４１に対して近づく方向と離れる方向とに変位する構成であるので、そのように搬送力が変動することが抑制される。この結果、用紙にシワがよることが抑制される。
【００６３】
以上によれば、第２の実施形態において以下のような効果を得ることができる。
加圧アーム６３の揺動に関わらず、隣接する各ギヤ６７，６８，７０，６６間の各軸間距離を常に一定に保つことができる。そのため、各ギヤ６７，６８，７０，６６が常に噛合することとなるので、加圧ローラ４２への駆動力の伝達を良好に行うことができる。
【００６４】
なお、本発明は前記した第２の実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
第２の実施形態では、ギヤ付勢手段の一例として引きばねＳ’を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば押しばね、トーションばねなどであってもよい。
また、第２の実施形態では、遊星ギヤ７０が駆動用ギヤ６６に直接噛合（連結）する構成としたが、遊星ギヤ７０が加圧アーム６３に回転可能に支持された所定個数のギヤを介して間接的に、駆動用ギヤ６６に連結される構成としてもよい。
また、第２の実施形態では、遊星ギヤ７０が入力ギヤ６８に直接噛合（連結）する構成としたが、遊星ギヤ７０が揺動アーム６９に回転可能に支持された所定個数のギヤを介して間接的に、入力ギヤ６８に連結される構成としてもよい。
【００６５】
なお、本発明は前記した各実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記各実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
【００６６】
前記各実施形態では、転写手段の一例として転写ローラ３０を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば非接触型のものを採用してもよい。
前記各実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙３を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。
【００６７】
前記各実施形態では、熱源の一例としてハロゲンヒータＨＨを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば誘導加熱方式のＩＨ（Induction Heating)ヒータや発熱抵抗体などを採用してもよい。
【００６８】
前記各実施形態では、現像剤の一例としてトナー、現像手段の一例として現像カートリッジ２８、露光装置の一例としてスキャナ部１６、感光体の一例として感光ドラム２７を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない限り、材料や構造を適宜変更可能であることはいうまでもない。
【００６９】
前記各実施形態では、加圧アーム６３の一端部がフレーム６２に回動可能に支持されるとともに、加圧アーム６３の他端部で加圧ローラ４２を支持する構造を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、加圧アーム６３の一部がフレーム６２に回動可能に支持され、加圧アーム６３の他部で加圧ローラ４２を支持する構造であれば、どのような構造であってもよい。例えば、加圧アームの中央部がフレームに回動可能に支持され、加圧アームの一端部で加圧ローラを支持する構造を採用してもよい。
【００７０】
また、ニップ幅Ｎとしては、図６（ａ）および（ｂ）の各ローラ４１，４２の関係を踏まえると、６〜１０ｍｍ程度が好ましい。
さらに、加圧ローラ４２の直径としては、図６（ｂ）に示す程度の直径、すなわち２０〜４０ｍｍ程度が好ましい。
また、加圧ローラ４２のゴム層の厚み（径方向）としては、図６（ｂ）に示す程度の厚み、すなわち５〜１５ｍｍ程度が好ましい。さらに、このゴム層の厚みは、加圧ローラ４２の直径が２５ｍｍのときは、６〜８ｍｍ、より好ましくは７．５ｍｍ程度が好ましい。
【実施例】
【００７１】
以下に、前記した実施形態についての実施例を説明する。詳しくは、ニップ幅Ｎとスリップとの関係を調べた実験結果を示す実施例１と、ニップ幅と、反射濃度低下率（トナーのはがれ具合）との関係を調べた実験結果を示す実施例２を説明する。
【００７２】
＜実施例１＞
実施例１における実験の各種条件は、以下の通りである。
（イ）評価定着器：ブラザー工業株式会社製ＨＬ−５２５０に搭載された定着装置（加熱ローラ駆動方式、加圧ローラ駆動方式）
（ロ）用紙：Ａ４普通紙［密度；８０ｇ／ｍ２（グラム／平方メートル）］
（ハ）定着温度（加熱ローラの表面温度）：１９３℃（度）
（ニ）室温：常温
（ホ）加圧ローラの直径Ｄｐ：２５ｍｍ
【００７３】
以上の条件にて、ニップ幅Ｎを順次変えていくことで、用紙を挟持する二つのローラ間でスリップが発生するか否かについて調べる実験を行った。なお、この実験では、ＨＬ−５２５０の定着器における加熱ローラのみに所定の駆動力を与えることで加熱ローラ駆動方式とした。また、これとは逆に、同機種であるＨＬ−５２５０の定着器における加圧ローラのみに所定の駆動力を与えることで加圧ローラ駆動方式とした。
【００７４】
これにより、以下の表１に示すような実験結果が得られた。なお、表１において、「○」はスリップしていない正常な状態を示し、「×」はスリップが発生した異常な状態を示している。すなわち、「○」は、駆動力が付与された一方のローラに対して他方のローラが従動している状態を示し、「×」は、駆動力が付与された一方のローラに他方のローラが従動していない状態を示している。また、「―」は、実験を行っていないことを示している。
【００７５】
より詳しく説明すると、「○」は、１０００回印字試験を行って、スリップが一度も確認されなかったものを示し、「×」は、１０００回印字試験を行って、スリップが確認されたものを示す。また、スリップの判定は、熟練者が、印字された画像が乱れたときに、スリップしたと判断することで行った。
【００７６】
【表１】
2008083466.tif 000003
【００７７】
以上、実施例１によれば、Ｎ／Ｄｐが０．２４であるときには、加熱ローラ駆動方式では、スリップが発生しまうので、それ以上、ニップ幅を広げることができないことが確認された。
【００７８】
＜実施例２＞
実施例２における実験の各種条件は、以下の通りである。
（ａ）評価定着器：ブラザー工業株式会社製ＨＬ−５２５０に搭載された定着装置（加圧ローラ駆動方式のみ）
（ｂ）用紙搬送速度：２８ｐｐｍ（ページ／ミニッツ）
（ｃ）用紙：Ａ４普通紙［密度；８０ｇ／ｍ２（グラム／平方メートル）］
（ｄ）定着温度（加熱ローラの表面の温度）：１９３℃（度）
（ｅ）室温：１０℃（度）
（ｆ）湿度：１０％（パーセント）
（ｇ）反射濃度計：［GretagMacbeth社製  D19C］を使用。
（ｈ）反射濃度：下記の２種類の条件で測定する。
条件１：用紙に定着された現像剤像の濃度をそのままの状態で測定する。
条件２：用紙に形成された現像剤像（条件１）を、布で所定時間、所定圧力で、摺擦（摩擦堅牢度試験）した後、測定する。
（ｉ）反射濃度低下率：
１００×（条件１で測定された反射濃度−条件２で測定された反射濃度）／（条件１で測定された反射濃度
【００７９】
以上の条件にて、ニップ幅Ｎを順次変えていくことで、ニップ幅Ｎの大きさによってトナーのはがれ具合を示す反射濃度低下率がどの程度変化するのかを調べる実験を行った。ここで、反射濃度低下率とは、乾燥後のトナーのはがれ具合を示す数値であり、低い値になるにつれて、定着性が良いことを表している。なお、この実験では、ニップ幅が５．０ｍｍのデータは加熱ローラ駆動方式を利用して得られたものであり、それ以外のデータは加圧ローラ駆動方式を利用して得られたものである。ただし、この実験おいて、全てのデータを、加圧ローラ駆動方式を利用して取得しても、同様の結果が得られることが予測される。
【００８０】
これにより、以下の表２や図７に示すような実験結果が得られた。
【表２】
2008083466.tif 000004
【００８１】
以上、実施例２によれば、定着性を良好に保つためには、Ｎ／Ｄｐ＞０．２４とするのが好ましいということが確認された。したがって、実施例１，２の実験結果を踏まえると、Ｎ／Ｄｐ＞０．２４が望ましいということが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの第１の実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１に示す定着装置をレーザプリンタに取り付ける前の状態を示す側面図（ａ）と、定着装置をレーザプリンタに取り付けた後の状態を示す側面図（ｂ）と、定着装置の加圧ローラの径とニップ幅との関係を示す概略側面図（ｃ）である。
【図３】第１の実施形態に係る定着装置において、加圧ローラが所定のニップ幅で加熱アームへ押圧されている状態を示す側面図（ａ）と、加圧アームが下方に揺動した状態を示す側面図（ｂ）である。
【図４】第２の実施形態に係る定着装置をレーザプリンタに取り付ける前の状態を示す側面図（ａ）と、定着装置をレーザプリンタに取り付けた後の状態を示す側面図（ｂ）である。
【図５】第２の実施形態に係る定着装置において、加圧ローラが所定のニップ幅で加熱アームへ押圧されている状態を示す側面図（ａ）と、加圧アームが下方に揺動した状態を示す側面図（ｂ）である。
【図６】加熱ローラの一例を示す側面図（ａ）と、加圧ローラの一例を示す側面図（ｂ）である。
【図７】Ｎ／Ｄｐと反射濃度低下率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１      レーザプリンタ
２      本体ケーシング（画像形成装置本体）
３      用紙（記録シート）
１８    定着装置
４１    加熱ローラ
４２    加圧ローラ
４２ａ  回転軸
６２    フレーム
６２ａ  支持軸
６２ｂ  支持軸
６３    加圧アーム
６３ａ  支持軸
６４    入力ギヤ
６５    中間ギヤ
６６    駆動用ギヤ
６７    出力ギヤ
６８    入力ギヤ
６９    揺動アーム
６９ａ  支持軸
７０    遊星ギヤ
Ｄｐ    径
ＨＨ    ハロゲンヒータ（熱源）
Ｎ      ニップ幅
Ｓ      引きばね
【図１】
2008083466.tif 000005
【図２】
2008083466.tif 000006
【図３】
2008083466.tif 000007
【図４】
2008083466.tif 000008
【図５】
2008083466.tif 000009
【図６】
2008083466.tif 000010
【図７】
2008083466.tif 000011