(57)【要約】【課題】適切に駆動源をとることにより、ローラを適正に動作させる定着装置を提供することである。【解決手段】定着装置４０は、定着ローラ４１と、定着ローラ４１に圧接した内部にハロゲンランプ４３ｂを有する第１の加熱ローラ４３と、定着ローラ４１に圧接した加圧ローラ４２と、加圧ローラ４２に圧接した内部にハロゲンランプ４４ｂを有する第２の加熱ローラ４４とを備え、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２を駆動する駆動手段を設けた構成とする。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、該定着ローラに圧接した内部に発熱体を有する第１の加熱ローラと、前記定着ローラに圧接した加圧ローラと、該加圧ローラに圧接した内部に発熱体を有する第２の加熱ローラとを備えた定着装置において、
前記定着ローラを駆動する駆動手段を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧ローラは前記定着ローラとともに前記駆動手段で駆動されることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧ローラを駆動する第２の駆動手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１の加熱ローラの回転数を検出する検出手段を設け、回転数が所定範囲を外れた場合に前記駆動手段の回転数を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項５】
前記第２の加熱ローラの回転数を検出する検出手段を設け、回転数が所定範囲を外れた場合に前記駆動手段及び第２の駆動手段の回転数を調整することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ローラと加圧ローラとを外部から加熱する加熱ローラを有した定着装置及びそれを搭載した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ　Ｐａｐｅｒ　Ｃｏｐｉｅｒ）、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における省エネルギー化が注目されており、これらの装置の中で最もエネルギーを消費する定着装置の省エネルギー化が盛んに行われている。この定着装置の省エネルギー化の有効な方法の一つにウォームアップ時間（定着ローラ等が印刷可能な所定の温度まで上昇するのに要する時間）の短縮が挙げられる。
【０００３】
例えば、特開平４−１１６６７７号公報には、図３に示すように、内部に加熱源を有しない定着ローラ４１及び加圧ローラ４２と、定着ローラ４１に圧接して加熱する第１の加熱ローラ４３と、加圧ローラ４２に圧接して加熱する第２の加熱ローラ４４とからなる定着装置が開示されている。このように、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２を外部から加熱することにより、ウォームアップ時間を短縮している。
【０００４】
上記の定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は、芯金４１ａ、４２ａの周囲にシリコンスポンジ等の耐熱性及び断熱性を有する弾性体層４１ｂ、４２ｂが設けられ、その上に良熱伝導性弾性体、例えばゴムの中にアルミナやシリカなどの高熱伝導フィラーを充填した材料の薄膜４１ｄ、４２ｄを設け、表層にＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃを設けて構成されている。また、上記の第１及び第２の加熱ローラ４３、４４は、発熱体４３ｂ、４４ｂが中心に設けられた金属ローラで構成されている。
【０００５】
そのため、定着ローラ４１と加圧ローラ４２間に形成されるニップ幅は、一方に金属ローラを用いた場合よりも長くなる。従って、通紙時に多くの熱量を与えることができる。また、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２が弾性体であるため、画像を形成するトナー５１の凹凸に追従しやすいという利点がある。これは、多量のトナー５１による凹凸が大きいカラーの画像形成装置への利用に適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平４−１１６６７７号公報の定着装置は４本のローラが圧接して回転するため、どのローラに駆動源をとるかによって種々の問題が発生する。例えば、第１又は第２の加熱ローラ４３、４４に駆動をとり、他のローラを従動とした場合、定着ローラ４１や加圧ローラ４２がスリップすることがあり、紙詰まりや画像乱れを引き起こす。
【０００７】
また、加圧ローラ４２に駆動をとり、他のローラを従動とした場合、定着ローラ４１がスリップすることがあり、画像面が擦れて乱れる。また、第１の加熱ローラ４３及び定着ローラ４１に駆動をとり、他のローラを従動とした場合、定着ローラ４１のスリップは解消されるが、定着ローラ４１の熱膨張により冷時と加熱時とで周速度が異なるため第１の加熱ローラ４３と定着ローラ４１間に周速差による負荷が生じ、歯飛び、異常音、駆動破損の原因となる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑み、適切に駆動源をとることにより、ローラを適正に動作させる定着装置を提供することを目的とする。また、この定着装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、定着ローラと、該定着ローラに圧接した内部に発熱体を有する第１の加熱ローラと、前記定着ローラに圧接した加圧ローラと、該加圧ローラに圧接した内部に発熱体を有する第２の加熱ローラとを備えた定着装置において、
前記定着ローラを駆動する駆動手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、加圧ローラがスリップするおそれはあるが、定着ローラと用紙間でのスリップがなくなり、画像乱れをなくすことができる。
【００１１】
また本発明は、上記の定着装置において、前記加圧ローラは前記定着ローラとともに前記駆動手段で駆動されることを特徴とする。なお、上記の定着装置において、前記定着ローラを駆動する駆動手段とは別に、前記加圧ローラを駆動する第２の駆動手段を設けてもよい。
【００１２】
これらの構成によると、各ローラを適切に動作させることができ、定着ローラと用紙間及び加圧ローラと用紙間でのスリップがなくなり、紙詰まりや画像乱れをなくすことができる。
【００１３】
また本発明は、上記の定着装置において、前記第１の加熱ローラの回転数を検出する検出手段を設け、回転数が所定範囲を外れた場合に前記駆動手段の回転数を調整することを特徴とする。また、上記の第２の駆動手段を設けた場合は、前記第２の加熱ローラの回転数を検出する検出手段を設け、回転数が所定範囲を外れた場合に前記駆動手段及び第２の駆動手段の回転数を調整するようにしてもよい。
【００１４】
これらの構成によると、第１又は第２の加熱ローラの回転数の増加を検出することにより、定着ローラ及び加圧ローラの周速度の増加を推測することができるので、モータの回転数を制御して定着ローラ及び加圧ローラの周速度をほぼ一定に保つことができる。従って、定着時に画像に十分な熱と圧力をかけることができ、定着性を維持することができる。
【００１５】
また本発明の画像形成装置は、上記の定着装置を搭載したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、従来例の図３と同様の部品には同じ符号を付している。図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの正面図である。図１では、クリーニング装置１８のハウジングを省略している。プリンタ１０はタンデム方式のフルカラー画像形成装置であってプリンタ本体ハウジング１１の内部において用紙搬送ベルト１２の上方にはその搬送方向の上流から下流方向に向かって（図１では右方から左方にかけて）、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色画像形成部が設けられている。各々の画像形成部には、アモルファスシリコン感光体ドラム１３と、その周囲には主帯電器１４と、ＬＥＤ露光部１５と、現像装置１６と、転写ローラ１７と、クリーニング装置１８とが備えられている。
【００１７】
このクリーニング装置１８は、感光体ドラム１３の表面を整えるゴム製のクリーニングローラ１８ａと、トナー回収容器（不図示）にトナーを排出する排出スパイラル１８ｂと、感光体ドラム１３上のトナーを掻き落とすクリーニングブレード１８ｃとから構成される。
【００１８】
また、プリンタ１０は、格納されている用紙を給紙する給紙機構１９と、給紙機構１９から用紙を搬送する用紙搬送路２０と、用紙搬送ベルト１２を駆動する駆動ローラ２１、２２、２３と、画像形成部で形成された画像を定着する定着装置４０と、用紙を用紙搬送ベルト１２から定着装置４０へ導くガイド板２４と、定着装置４０から用紙を搬送する用紙搬送路２５と、用紙搬送路２５から用紙を排出する排出部２６と、トナーを各現像装置１６へ供給するトナー供給容器２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｙ、２７Ｂとを備えている。
【００１９】
このプリンタ１０において、用紙は給紙機構１９から用紙搬送路２０を経由して画像形成部に搬送され、感光体ドラム１３と用紙搬送ベルト１２との間を搬送されていく間に転写ローラ１７によって各感光体ドラム１３表面の正帯電の各色トナー画像が次々に用紙側に転写される。全ての感光体ドラム１３によってトナーが転写された用紙は、定着装置４０に搬送されてトナーが定着され、カラー画像が形成される。定着装置４０を通過した用紙は用紙搬送路２５に送られ、排出部２６へ排出される。
【００２０】
図２は、図１の定着装置４０付近を拡大した図である。定着ローラ４１と加圧ローラ４２とが互いに圧接して定着のニップ部を形成している。定着ローラ４１には外部から定着ローラ４１を加熱する第１の加熱ローラ４３が圧接している。また、加圧ローラ４２には外部から加圧ローラ４２を加熱する第２の加熱ローラ４４が圧接している。また、第１の加熱ローラ４３には回転数を検出する検出手段としての回転計６０が設けられ、回転計６０にはマイクロコンピュータ等からなる制御部６１が接続されている。
【００２１】
定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は各々外径が２５ｍｍで同一の構造からなり、鉄製の芯金４１ａ、４２ａと、芯金４１ａ、４２ａの表面を被覆するシリコンゴムの発泡体からなる弾性体層４１ｂ、４２ｂと、離型性を高めるために弾性体層４１ｂ、４２ｂの表面を被覆するＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パー−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブ層４１ｃ、４２ｃとから構成される。なお、弾性体層４１ｂ、４２ｂはアスカＣ硬度が１０〜９０度のものが好ましく、更に好ましくはアスカＣ硬度が２５度のものである。このとき、弾性体層４１ｂ、４２ｂの厚さは２〜１０ｍｍが好ましい。また、ＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃは耐熱性と離型性を有すれば特に限定はなく、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体）等のフッ素樹脂から選択することができる。このとき、ＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃの厚みは２０〜１００μｍが好ましい。
【００２２】
第１及び第２の加熱ローラ４３、４４は各々外径が２５ｍｍであり、アルミニウム製のローラ本体４３ａ、４４ａと、ローラ本体４３ａ、４４ａ内部のハロゲンランプ４３ｂ、４４ｂとから構成される。なお、ローラ本体４３ａ、４４ａは良熱伝導体であれば特に限定はなく、例えば、鉄、ニッケル、ステンレス等の金属を用いることができる。このとき、ローラ本体４３ａ、４４ａの厚みは０．２〜３ｍｍが好ましい。また、ハロゲンランプ４３ｂ、４４ｂは発熱体であれば特に限定はなく、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の表面温度を最大２２０℃にまで上昇させられる発熱体であればよい。
【００２３】
本実施形態においては、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とが駆動手段であるモータ（不図示）から駆動を得ている。なお、１つのモータで定着ローラ４１と加圧ローラ４２の両方を駆動させてもよいし、２つのモータを用いて定着ローラ４１と加圧ローラ４２とを別々に駆動させてもよい。このとき、第１の加熱ローラ４３は定着ローラ４１に、第２の加熱ローラ４４は加圧ローラ４２にそれぞれ従動している。
【００２４】
このように、定着ローラ４１と加圧ローラ４２の両方に駆動を入力することにより、各ローラを適切に動作させることができ、定着ローラ４１と用紙５０間及び加圧ローラ４２と用紙５０間でのスリップがなくなり、紙詰まりや画像乱れをなくすことができる。
【００２５】
なお、上記の実施形態において、定着ローラ４１にのみモータ（不図示）の駆動を入力するようにしてもよい。このとき、加圧ローラ４２、第１及び第２の加熱ローラ４３、４４は従動する。これにより、加圧ローラ４２がスリップするおそれはあるが、定着ローラ４１と用紙５０間でのスリップがなくなり、画像乱れをなくすことができる。なお、加圧ローラ４２と用紙５０間でスリップした場合は、加圧ローラ４２から用紙５０へ所定の熱量が与えられないため、画像の定着性が多少落ちるが、それを見越して定着ローラ４２の表面温度を高めに設定しておけばよい。
【００２６】
次に、回転計６０の役割について説明する。弾性体層４１ｂ、４２ｂを有する定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は、金属製の第１及び第２の加熱ローラよりも熱膨張係数が大きい。従って、定着ローラ４１又は加圧ローラ４２を駆動するモータの回転数が一定であれば、高温になるほど定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の周速度が上がり、用紙搬送速度が速くなる。その結果、定着時に画像５１に十分な熱と圧力がかからず、定着性が落ちてしまう。
【００２７】
そこで、回転計６０で検出された第１の加熱ローラ４３の回転数は制御部６１に与えられ、制御部６１はその回転数が予め設定された所定範囲の回転数を超えているか否かを判断し、超えていれば、定着ローラ４１等を駆動しているモータ（不図示）の回転数を落とすように制御する。
【００２８】
このように、熱膨張係数の小さい、つまり周速度がほぼ一定の第１の加熱ローラ４３の回転数の増加を検出することにより、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の周速度の増加を推測することができるので、モータの回転数を制御して定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の周速度をほぼ一定に保つことができる。従って、定着時に画像５１に十分な熱と圧力をかけることができ、定着性を維持することができる。
【００２９】
なお、加圧ローラ４２に駆動が入力されている場合は、第２の加熱ローラ４４に回転計６０を設けてもよい。回転計６０の種類には特に限定はなく、非接触方式、接触方式のどちらでも用いることができ、例えば、光反射方式（ストロボスコープ方式、フォトリフレクタ方式等）、フォトエンコーダを設ける方法、磁気ヘッドを用いる方法、交流発電機を用いる方法、回転ローラを接触させる方法等を使用することができる。
【００３０】
なお、本発明の画像形成装置は、ＰＰＣ、ファクシミリ、プリンタ等に広く利用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、定着ローラを駆動する駆動手段を設けることにより、加圧ローラがスリップするおそれはあるが、定着ローラと用紙間でのスリップがなくなり、画像乱れをなくすことができる。
【００３２】
また本発明によれば、加圧ローラは定着ローラとともに駆動手段で駆動されるか、又は定着ローラを駆動する駆動手段とは別に加圧ローラを駆動する第２の駆動手段を設けることにより、各ローラを適切に動作させることができ、定着ローラと用紙間及び加圧ローラと用紙間でのスリップがなくなり、紙詰まりや画像乱れをなくすことができる。
【００３３】
また本発明によれば、第１又は第２の加熱ローラの回転数を検出する検出手段を設け、第１又は第２の加熱ローラの回転数の増加を検出することにより、定着ローラ及び加圧ローラの周速度の増加を推測することができるので、モータの回転数を制御して定着ローラ及び加圧ローラの周速度をほぼ一定に保つことができる。従って、定着時に画像に十分な熱と圧力をかけることができ、定着性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの正面図である。
【図２】図１の定着装置付近を拡大した図である。
【図３】従来のプリンタの定着装置付近の正面図である。
【符号の説明】
１０　　プリンタ（画像形成装置）
４０　　定着装置
４１　　定着ローラ
４２　　加圧ローラ
４３　　第１の加熱ローラ
４３ｂ、４４ｂ　　ハロゲンランプ（発熱体）
４４　　第２の加熱ローラ
６０　　回転計（検出手段）
【図１】
2004085746.tif 000003
【図２】
2004085746.tif 000004
【図３】
2004085746.tif 000005