(57)【要約】【課題】駆動部材の熱膨縮を抑制し、加熱ローラおよび加圧ローラの周速を変化させることなくスムーズに回転させることによって未定着トナーを安定して定着させることができる定着装置を提供する。【解決手段】加熱ローラおよび加圧ローラのいずれか一方を駆動モータからの駆動力により回転する駆動ローラ５１として構成する。駆動ローラを、円筒形状に形成するとともに、この駆動ローラに対し駆動モータからの駆動力を伝達する駆動部材５２を略円錐形状に形成する。駆動部材周壁面の断面積の小さい先端側を駆動ローラの軸線方向の端面よりも内方に嵌入させた状態で、駆動部材を駆動ローラに対し軸線方向に進退移動可能に係合する。駆動部材の断面積の大きい基端側に、駆動モータからの駆動力を伝達するヘリカルギヤ５２ｂを一体的に設ける。【選択図】図３
2005189321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ローラおよび加圧ローラを有し、この加熱ローラおよび加圧ローラのいずれか一方が駆動源からの駆動力により回転する駆動ローラとして構成されている一方、他方がこの駆動ローラの回転に従動して回転するように構成されており、
上記駆動ローラは、円筒形状に形成されているとともに、この駆動ローラに対し駆動源からの駆動力を伝達する駆動部材は、略円錐形状に形成されていて、
上記駆動部材は、その断面積の小さい先端側が上記駆動ローラの軸線方向の端面よりも内方に嵌入された状態で、該駆動ローラに対し軸線方向に進退移動可能に係合され、
上記駆動部材は、その断面積の大きい基端側に駆動源からの駆動力を伝達するヘリカルギヤを備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の定着装置において、
駆動源は、駆動部材のヘリカルギヤに対し駆動力を正逆回転可能に伝達するように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
上記請求項２記載の定着装置において、
ヘリカルギヤは、駆動源からの駆動力が正回転で伝達されているときに、駆動ローラの軸線方向に駆動部材を進出させて駆動ローラと係合するように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
上記請求項２記載の定着装置において、
ヘリカルギヤは、駆動源からの駆動力が逆回転で伝達されているときに、駆動ローラの軸線方向に駆動部材を後退させて駆動ローラとの係合を解除するように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
上記請求項２ないし請求項４のいずれか１つに記載の定着装置において、
駆動源の駆動力を正回転または逆回転させるように切り換える切換手段と、
この切換手段および定着装置本体に対し動作開始または動作終了を指令する制御手段と
を備え、
上記切換手段は、上記制御手段から定着装置本体に対し動作開始が指令されたときに駆動源の駆動力を正回転させるように切り換える一方、上記制御手段から定着装置本体に対し動作終了が指令されたときに駆動源の駆動力を逆回転に切り換えるようにしていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
上記請求項２ないし請求項５のいずれか１つに記載の定着装置において、
駆動源の駆動力を逆回転させる時間は、少なくとも駆動ローラに対し駆動部材を軸線方向に後退させて係合を解除するのに要する最小時間に設定されていることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙上の未定着現像剤を溶融させる温度まで加熱して定着するようにした定着装置に関し、詳しくは、加熱した際に伝達される熱により駆動ローラが熱膨張にしても周速が変化せずにスムーズな回転を可能とする対策に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置などに用いられる熱定着方式の定着装置にあっては、加熱ローラおよび加圧ローラを備え、この加熱ローラおよび加圧ローラのいずれか一方が駆動源からの駆動力により回転する駆動ローラとして構成される一方、他方がこの駆動ローラの回転に従動して回転するように構成されている。そして、加熱ローラと加圧ローラとは一対のローラ対として回転し、加熱ローラが加熱されることによって、搬送された用紙上に印字されている未定着現像剤を溶融し、加圧ローラにて加圧することにより用紙に固着させる。これによって、用紙上に印字された未定着現像剤を用紙に定着させるようにしている。
【０００３】
しかし、このような駆動方式では、定着の際に加熱ローラを加熱すると、加圧ローラにも熱が伝導されるため、加熱ローラおよび加圧ローラのいずれか一方が駆動ローラであったとしても、その一方の駆動ローラ（加熱ローラまたは加圧ローラ）に対し駆動源からの駆動力を伝達する駆動部材にも熱が伝導されることになる。そのため、駆動ローラおよび駆動部材が熱膨張し、駆動源から駆動部材を介した駆動ローラへの駆動力の伝達が不均一なものとなって、駆動ローラの回転ムラが発生し、定着性能の均一化を図ることができず、また、駆動制御の困難さを招来していた。
【０００４】
そこで、加熱ローラと加圧ローラとの間に所定値以下の負荷のみを伝達するトルクリミッタを配置し、加熱ローラと加圧ローラの間に周速差が発生すると、加熱ローラおよび加圧ローラのギヤのうちの片方のギヤを滑らせて加熱ローラおよび加圧ローラのギヤの損傷を防止すると共に、両ローラの回転ムラを未然に防止して、駆動源から駆動部材を介して駆動ローラに伝達される駆動力の安定性を確保し得るようにしたものが従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１５２７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のものでは、トルクリミッタの配置位置が定着装置の近傍であるため、トルクリミッタ自体の温度保証が必要であると共に、両ローラのギヤ間での熱膨縮も考慮する必要がある。要するに、両ローラ間に周速差が生じたとき、すなわちギヤのトルクリミッタで所定のトルクが発生したときに、片方のギヤが滑ることによって用紙を滑らせながら搬送するため、画像が潰れたように形成されてしまい、未定着現像剤を安定して定着させることができない。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動部材の熱膨縮を抑制し、両ローラの周速を変化させることなくスムーズに回転させることによって未定着現像剤を安定して定着させることができる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、定着装置として、加熱ローラおよび加圧ローラを有し、この加熱ローラおよび加圧ローラのいずれか一方を駆動源からの駆動力により回転する駆動ローラとして構成する一方、他方をこの駆動ローラの回転に従動して回転するように構成する。更に、上記駆動ローラを円筒形状に形成するとともに、この駆動ローラに対し駆動源からの駆動力を伝達する駆動部材を略円錐形状に形成し、上記駆動部材の断面積の小さい先端側を上記駆動ローラの軸線方向の端面よりも内方に嵌入させた状態で、該駆動ローラに対し軸線方向に進退移動可能に係合させている。そして、上記駆動部材の断面積の大きい基端側に、駆動源からの駆動力を伝達するヘリカルギヤを設けている。
【０００８】
この特定事項により、駆動ローラに対し軸線方向に進退移動可能な駆動部材の断面積の大きい基端側に、駆動源からの駆動力を伝達するヘリカルギヤが設けられているので、駆動源からの駆動力がヘリカルギヤに作用すると、このヘリカルギヤの歯の形状が駆動ローラの軸線方向に対し所定の角度を有して傾斜しているために該ヘリカルギヤに対しスラスト方向への回転モーメントが作用し、駆動部材が駆動ローラに対し軸線方向に進退移動することになる。このため、駆動部材が駆動ローラ（加熱ローラまたは加圧ローラ）に対し接離可能となり、用紙に未定着現像剤を定着させる際に伝達された駆動ローラの熱は、駆動部材に対し伝達され難いものとなり、駆動ローラから駆動部材への熱伝導が最小限に抑えられ、駆動部材の熱膨縮が抑制されることになる。そして、駆動ローラが熱により膨張して内径が大きくなったり軸線方向に伸長した場合や、熱伝導がなくなり冷却されることによって膨張した状態から収縮して内径が小さくなったり軸線方向に収縮した場合であっても、駆動部材は略円錐形状であることから、駆動源からの駆動力がヘリカルギヤに作用した際のスラスト方向への回転モーメントによる駆動部材の軸線方向への進退移動によって駆動ローラの膨縮時の内径の差に応じて駆動部材が円滑に係合状態に保たれることになる。
【０００９】
すなわち、駆動部材が軸線方向に進退移動して駆動ローラに対し接離可能となるため、駆動部材の熱膨縮が抑制され、駆動部材の長寿命化および駆動ローラとの離接部での熱変形の低減化を図ることが可能となる上、駆動ローラを回転させる際に周速差が生じることを防止することが可能になる。また、駆動ローラの熱膨縮による内径差や軸線方向への伸縮にかかわらず、駆動部材と駆動ローラとが円滑に係合されるため、両ローラ間の周速を変化させることなくスムーズに回転し、未定着現像剤を安定して定着させることが可能となる。
【００１０】
しかも、ヘリカルギヤは、一般的なギヤ（例えば平歯車）に比して歯の部分の表面積が大きいために熱放散の効率が高く、駆動ローラに対する駆動部材の係合（接触）により熱が伝達された際の熱膨張を効果的に低減することが可能となる。
【００１１】
ここで、駆動部材のヘリカルギヤに対し駆動力を正逆回転可能に伝達するように駆動源を構成している場合には、駆動源からの正回転または逆回転の駆動力がヘリカルギヤに作用すると、このヘリカルギヤに対しスラスト方向への回転モーメントが作用して駆動部材が駆動ローラに対し軸線方向に進出移動または後退移動することになる。このため、駆動部材が駆動ローラに対し積極的に接離可能となり、用紙に未定着現像剤を定着させる際に伝達された駆動ローラの熱は駆動部材に対しほとんど伝達されず、駆動ローラからの熱伝導による駆動部材の熱膨縮が効果的に抑制され、駆動ローラを回転させる際に周速差が生じることを確実に防止することが可能になる。また、駆動ローラの熱膨縮による内径差や軸線方向への伸縮にかかわらず、駆動部材と駆動ローラとがより円滑に係合されるため、両ローラ間の周速を変化させることなくスムーズに回転し、未定着現像剤をより安定して定着させることが可能となる。
【００１２】
また、駆動源からの駆動力がヘリカルギヤに対し正回転で伝達されているときに、駆動ローラの軸線方向に駆動部材を進出させて駆動ローラと係合するようにヘリカルギヤを構成している場合には、駆動部材が駆動ローラに対し接触して確実な係合を行うことが可能となる。
【００１３】
これに対し、駆動源からの駆動力がヘリカルギヤに対し逆回転で伝達されているときに、駆動ローラの軸線方向に駆動部材を後退させて駆動ローラとの係合を解除するようにヘリカルギヤを構成している場合には、駆動部材が駆動ローラに対し離反して駆動ローラから駆動部材への熱伝導を確実に遮断することが可能となる。しかも、加熱により熱膨張する駆動ローラの端部が駆動部材との係合により常時押圧されることがなく、加熱を終えてた時点で駆動部材を離反させて駆動ローラの端部の永久変形が防止され、初期状態と経時状態での駆動ローラに周速差を生じさせることがなくなって、未定着現像剤をさらに安定して定着させることが可能となる。
【００１４】
そして、駆動源の駆動力を正回転または逆回転させるように切り換える切換手段と、この切換手段および定着装置本体に対し動作開始または動作終了を指令する制御手段とを備え、上記切換手段を、上記制御手段から定着装置本体に対し動作開始が指令されたときに駆動源の駆動力を正回転させるように切り換える一方、上記制御手段から定着装置本体に対し動作終了が指令されたときに駆動源の駆動力を逆回転に切り換えるようにしている場合には、定着装置本体の動作終了時に駆動部材が駆動ローラに対し離反して駆動ローラから駆動部材への熱伝導を確実に遮断し、加熱により熱膨張していた駆動ローラの端部が加熱を終えても押圧されて永久変形することが確実に防止され、初期状態と経時状態での駆動ローラに周速差を生じさせることを効果的に防止し、未定着現像剤をより一層安定して定着させることが可能となる。
【００１５】
更に、駆動源の駆動力を逆回転させる時間を、少なくとも駆動ローラに対し駆動部材を軸線方向に後退させて係合を解除するのに要する最小時間に設定している場合には、駆動源の駆動力により駆動する駆動部材を除くその他の部材の逆回転による不具合、例えば感光体の耐久性の劣化、現像ローラによる現像槽からの現像剤の飛散、帯電ローラの帯電量不均一、現像剤濃度検知の誤作動、クリーニングブレードの捲れ現象、クリーニングローラによるクリーニングユニットからの廃現像剤の飛散、用紙搬送路の各センサの誤検知などの発生を可及的に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上、要するに、駆動ローラに対し軸線方向に進退移動可能な駆動部材の基端側に駆動源からの駆動力を伝達するヘリカルギヤを設けることで、駆動源からの駆動力によってヘリカルギヤにスラスト方向への回転モーメントを作用させて駆動部材を駆動ローラに対し軸線方向に進後移動して接離可能となり、駆動部材の熱膨縮を抑制して、駆動部材の長寿命化および駆動ローラとの離接部での熱変形を低減化を図ることができる上、駆動ローラを回転させる際に生じる周速差を防止することができる。また、駆動ローラの熱膨縮による内径差や軸線方向への伸縮にかかわらず駆動部材と駆動ローラとを円滑に係合させ、両ローラ間の周速を変化させることなくスムーズに回転させて未定着現像剤を安定して定着させることができる。しかも、一般的なギヤに比して歯の部分の表面積の大きいヘリカルギヤによって熱放散効率を高めて、ヘリカルギヤの熱膨張を効果的に低減することができる。
【００１７】
また、駆動部材のヘリカルギヤに対し駆動源からの駆動力を正逆回転可能に伝達することで、駆動ローラに対し駆動部材を積極的に接離動作させ、駆動ローラからの熱伝導による駆動部材の熱膨縮を効果的に抑制し、駆動ローラを回転させる際に生じる周速差を確実に防止することができる。しかも、駆動ローラの熱膨縮による内径差や軸線方向への伸縮にかかわらず駆動部材と駆動ローラとをより円滑に係合し、両ローラ間の周速を変化させることなくスムーズに回転させて未定着現像剤をより安定して定着させることができる。
【００１８】
そして、駆動源からの駆動力をヘリカルギヤに対し正回転で伝達するときに、駆動ローラの軸線方向に駆動部材を進出させて駆動ローラと係合するようにヘリカルギヤを構成することで、駆動部材を駆動ローラに対し接触させて確実な係合を行うことができる。
【００１９】
これに対し、駆動源からの駆動力をヘリカルギヤに対し逆回転で伝達するときに、駆動ローラの軸線方向に駆動部材を後退させて駆動ローラとの係合を解除するようにヘリカルギヤを構成することで、駆動部材を駆動ローラに対し離反させて駆動ローラから駆動部材への熱伝導を確実に遮断することができる。しかも、加熱を終えてた時点で駆動部材を離反させて駆動ローラの端部の永久変形を防止し、初期状態と経時状態での駆動ローラに周速差を生じさせることをなくして、未定着現像剤をさらに安定して定着させることができる。
【００２０】
また、定着装置本体に対する動作開始の指令時に駆動源の駆動力を正回転させる一方、定着装置本体に対する動作終了の指令時に駆動源の駆動力を逆回転させることで、定着装置本体の動作終了時に駆動部材を離反させて駆動ローラからの熱伝導を確実に遮断し、駆動ローラの端部の永久変形を確実に防止するとともに、初期状態と経時状態での駆動ローラに生じる周速差を効果的に防止し、未定着現像剤をより一層安定して定着させることができる。
【００２１】
更に、駆動モータの駆動力を逆回転させる時間を、少なくとも駆動ローラに対し駆動部材を軸線方向に後退させて係合を解除するのに要する最小時間に設定することで、駆動モータの駆動力により駆動する駆動部材を除くその他の部材の逆回転による不具合の発生を可及的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
本実施形態では、本発明に係る定着装置をデジタル複写機に搭載した場合について説明する。
【００２４】
−複写機の全体構成の説明−
図１は本形態に係る複写機１の内部構成の概略を示している。この複写機１は、印字モードとしてコピアモード、プリンタモードおよびＦＡＸモードを有しており、複写機１に備わる制御部（図示せず）において各モードにおける印字要求内容に応じた各処理モードが選択されるようになっている。
【００２５】
複写機１は、図１に示すように、スキャナ部２およびプリント部３を備えている。以下に、上記各処理モードの中からコピアモードが選択された場合に本複写機１が画像を形成する各部について説明する。
【００２６】
＜スキャナ部２の説明＞
スキャナ部２は、透明なガラス等で成る原稿台４１上に載置された原稿の画像を読み取って画像データを作成する部分である。このスキャナ部２は、露光光源２１、複数の反射鏡２２，２３，２４、結像レンズ２５、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）ラインセンサ２６を備えている。
【００２７】
上記露光光源２１は、原稿台４１上に載置された原稿に対して光を照射するものである。各反射鏡２２，２３，２４は、図１に破線で光路を示すように、原稿からの反射光を一旦図中左方向に反射させた後、下方に反射させ、その後、結像レンズ２５に向かうように図中右方向に反射させるようになっている。
【００２８】
原稿の画像読み取り動作として、上記原稿台４１上に原稿が載置されると、露光光源２１及び反射鏡２２が図１に実線で示す位置と仮想線で示す位置との間を原稿台４１に沿って水平方向に走査して、原稿全体の画像を読み取ることになる。尚、この原稿読取部４２は、後述するプラテンガラス４２ａ、原稿押え板４２ｂ、露光光源２１、反射鏡２２，２３，２４、結像レンズ２５、ＣＣＤラインセンサ２６により構成されている。
【００２９】
上記各反射鏡２２，２３，２４で反射されて結像レンズ２５を通過した光はＣＣＤラインセンサ２６に導かれ、このＣＣＤラインセンサ２６において反射光が電気信号（原稿画像データ）に変換されるようになっている。
【００３０】
＜プリント部３の説明＞
プリント部３は、画像形成系３１と用紙搬送系３２とを備えている。
【００３１】
画像形成系３１は、レーザスキャニングユニット３１ａ及びドラム型の感光体３１ｂを備えている。レーザスキャニングユニット３１ａは、上記ＣＣＤラインセンサ２６において変換された原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体３１ｂの表面に照射するものである。感光体３１ｂは、図１中に矢印で示す方向に回転し、レーザスキャニングユニット３１ａからのレーザ光が照射されることによってその表面に静電潜像が形成されるようになっている。
【００３２】
また、感光体３１ｂの外周囲には、上記レーザスキャニングユニット３１ａの他に、現像装置３１ｃ、転写ローラ３１ｄ、図示しないクリーニング装置、除電器３１ｅ、主帯電器３１ｆが周方向に亘って順に配設されている。現像装置３１ｃは、感光体３１ｂの表面に形成された静電潜像をトナーにより可視像に現像するものである。転写ローラ３１ｄは、感光体３１ｂの表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するものである。クリーニング装置は、その内部にクリーニングローラおよびクリーニングブレードを備え、トナー転写後において感光体３１ｂの表面に残留したトナーをクリーニングブレードで除去し、その除去した廃トナーを回収するようになっている。除電器３１ｅは、感光体３１ｂの表面の残留電荷を除去するものである。主帯電器３１ｆは、静電潜像が形成される前の感光体３１ｂの表面を所定の電位に帯電させるようになっている。
【００３３】
このため、用紙Ｐに画像を形成する際には、主帯電器３１ｆによって感光体３１ｂの表面が所定の電位に帯電され、レーザスキャニングユニット３１ａが原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体３１ｂの表面に照射する。その後、現像装置３１ｃが感光体３１ｂの表面にトナーによる可視像を現像し、転写ローラ３１ｄによって、トナー像が用紙Ｐに転写される。更に、その後、感光体３１ｂの表面に残留したトナーはクリーニング装置によって除去されると共に、感光体３１ｂの表面の残留電荷が除電器３１ｅによって除去される。これにより、用紙Ｐへの画像形成動作（印字動作）の１サイクルが終了する。このサイクルが繰り返されることにより、複数枚の用紙Ｐ，Ｐ，…に対して連続的に画像形成を行うことができるようになっている。
【００３４】
一方、用紙搬送系３２は、用紙カセット３３や用紙トレイ３４に収容された用紙Ｐ，Ｐ，…を１枚ずつ搬送して上記画像形成系３１による画像形成を行わせると共に、画像形成された用紙Ｐを排紙トレイ３５へ排出するものである。
【００３５】
この用紙搬送系３２は、主搬送路３６と反転搬送路３７とを備えている。主搬送路３６は、一端が分岐されて用紙カセット３３及び用紙トレイ３４の排出側にそれぞれ対向していると共に他端が排紙トレイ３５に対向している。反転搬送路３７は、一端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側（図中下側）で主搬送路３６に繋がっていると共に、他端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側（図中上側）で主搬送路３６に繋がっている。
【００３６】
主搬送路３６の上流端（用紙カセット３３や用紙トレイ３４の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ａ，３６ａが配設されている。このピックアップローラ３６ａ，３６ａの直下流側には給紙ローラ３６ｂ，３６ｂが配設されている。このピックアップローラ３６ａ及び給紙ローラ３６ｂの回転により、用紙カセット３３または用紙トレイ３４に収容されている用紙Ｐ，Ｐ，…を１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。
【００３７】
この主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側には、用紙Ｐの通過を検知するためのレジスト検知スイッチ３６ｃ及びＰＳローラ３０ａ，３０ｂがそれぞれ配設されている。このＰＳローラ３０ａ，３０ｂは、駆動源となる駆動側のＰＳローラ３０ａ（駆動ローラ）と、この駆動ローラ３０ａに対し接触して従動回転する従動側のＰＳローラ３０ｂ（従動ローラ）とで構成されている。そして、上記ＰＳローラ３０ａ，３０ｂは、感光体３１ｂの直上流側（直前）に配置され、レジスト検知スイッチ３６ｃの信号を基に感光体３１ｂ表面のトナー像と用紙Ｐとの位置合わせを行いながら用紙Ｐを感光体３１ｂと転写ローラ３１ｄとの間に給紙するようになされている。主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側には、用紙Ｐに転写されたトナー像を熱溶融して加圧することにより用紙Ｐに定着させる定着装置３９が設けられている。この定着装置３９は、内部にヒータ（図示せず）を有する加熱ローラ３９ａと、この加熱ローラ３９ａに対し用紙Ｐを介して圧接される加圧ローラ３９ｂとを備えている。また、主搬送路３６における定着装置３９よりも下流側には、用紙Ｐが定着装置３９通過したことを検知する定着検知スイッチ３６ｆが設けられている。主搬送路３６の下流端には、用紙Ｐを排紙トレイ３５に排紙するための一対の排紙ローラ３６ｇ，３６ｇ及び用紙Ｐの排紙を検知するための排紙検知スイッチ３６ｈがそれぞれ配設されている。
【００３８】
主搬送路３６に対する反転搬送路３７の上流端の接続位置には分岐爪３８が配設されている。この分岐爪３８は、図１に実線で示す第１位置と仮想線（二点鎖線）で示す第２位置との間で水平軸回りに回動自在となっている。この分岐爪３８が第１位置にあるときには用紙Ｐが排紙トレイ３５へ排紙され、第２位置にあるときには用紙Ｐが反転搬送路３７へ供給されるようになっている。反転搬送路３７の複数箇所には搬送ローラ３７ａ，３７ａ，…が配設されており、用紙Ｐが反転搬送路３７に供給された場合には、これら搬送ローラ３７ａ，３７ａ，…によって用紙Ｐが搬送され、ＰＳローラ３０ａ，３０ｂの上流側で用紙Ｐが反転されて再び転写ローラ３１ｄに向かって主搬送路３６を搬送されるようになっている。つまり、用紙Ｐの裏面に対して画像形成が行えるようになっている。
【００３９】
そして、本発明の特徴部分として、図２および図３に示すように、定着装置３９の加熱ローラ３９ａおよび加圧ローラ３９ｂのうち回転駆動するいずれか一方は、駆動源としての駆動モータ５０からの駆動力により回転する駆動ローラ５１として構成されている一方、他方がこの駆動ローラ５１の回転に従動して回転するように構成されている。駆動ローラ５１は、円筒形状に形成されているとともに、この駆動ローラ５１に対し駆動モータ５０からの駆動力を伝達する駆動部材５２は、先端（図３では左端）に行くに従い断面積が小さくなる略円錐形状に形成されている。この駆動部材５２は、その断面積の小さい先端側が上記駆動ローラ５１の軸線方向の末端の開口面よりも内方に嵌入された状態で、該駆動ローラ５１に対し軸線方向に進退移動可能に係合されている。
【００４０】
また、図４ないし図６にも示すように、上記駆動部材５２の断面積の大きい基端側には、駆動モータ５０からの駆動力を伝達する円筒形状のヘリカルギヤ５２ｂ（ハスバ歯車）が一体的に設けられている。このヘリカルギヤ５２ｂには、同様にヘリカルギヤよりなる、駆動モータ５０の出力ギヤ５０ａが噛合され、駆動モータ５０からの駆動力が出力ギヤ５０ａおよびヘリカルギヤ５２ｂを介して駆動ローラ５１に伝達されるようになっている。そして、駆動部材５２の基端側の端面（ヘリカルギヤ５２ｂの反駆動部材５２側面）には、スプリング５３が設けられている。このスプリング５３は、駆動部材５２の基端側の端面と定着装置３９のハウジング３９Ｘとの間に縮装され、駆動部材５２（ヘリカルギヤ５２ｂ）を駆動ローラ５１側（図５では左側）に進出させる方向に付勢し、この状態で、駆動ローラ５１の軸線方向への駆動部材５２の進退移動を可能にしている。つまり、スプリング５３は、駆動ローラ５１の熱膨縮による内径差や軸線方向への伸縮に応じて駆動部材５２を進退移動させるようにしている。
【００４１】
そして、上記駆動モータ５０は、駆動部材５２のヘリカルギヤ５２ｂに対し駆動力を正逆回転可能に伝達するように構成されている。上記ヘリカルギヤ５２ｂは、ヘリカルギヤの歯の形状が駆動ローラの軸線方向に対し所定の角度を有して傾斜し、歯すじがつる巻き線であるため、駆動モータ５０から正回転の駆動力がヘリカルギヤ５２ｂに作用すると、このヘリカルギヤ５２ｂに対しスラスト方向への回転モーメントが作用し、駆動部材５２を駆動ローラ５１に対し軸線方向に進出移動させる一方、駆動モータ５０から逆回転の駆動力がヘリカルギヤ５２ｂに作用すると、このヘリカルギヤ５２ｂに対しスラスト方向への回転モーメントが作用し、駆動部材５２を駆動ローラ５１に対し軸線方向に後退移動させることになる。つまり、ヘリカルギヤ５２ｂは、駆動モータ５０からの駆動力が正回転で伝達されているときに、駆動ローラ５１の軸線方向に駆動部材５２を進出（図５では左側へ移動）させて駆動ローラ５１と係合するように構成されている。一方、上記ヘリカルギヤ５２ｂは、駆動モータ５０からの駆動力が逆回転で伝達されているときに、駆動ローラ５１の軸線方向に駆動部材５２を後退（図５では右側へ移動）させて駆動ローラ５１との係合を解除するように構成されている。
【００４２】
また、上記駆動モータ５０の駆動力を正回転または逆回転させるように切り換える切換手段５５を備え、この切換手段５５および定着装置本体としての駆動モータ５０に対し動作開始（駆動モータ５０の正回転での駆動力による駆動ローラ５０の回転動作開始）または動作終了（駆動モータ５０の正回転での駆動力による駆動ローラ５０の回転動作終了）が上記制御部（複写機１に備わる制御部）により指令されるようになっている。そして、上記切換手段５５は、上記制御部から駆動モータ５０に対し動作開始が指令されたときに駆動モータ５０の駆動力を正回転させるように切り換える一方、上記制御部から駆動モータ５０に対し動作終了が指令されたときに駆動モータ５０の駆動力を逆回転に切り換えるようにしている。この場合、駆動モータ５０の駆動力を逆回転させる時間は、少なくとも駆動ローラ５１に対し駆動部材５２を軸線方向に後退させて係合を解除するのに要する最小時間（例えば１秒以下）に設定されている。
【００４３】
更に、上記加熱ローラ３９ａおよび加圧ローラ３９ｂのいずれか一方よりなる駆動ローラ５１と、駆動部材５２とは、互いに熱膨張の異なる材料、特に駆動部材５２が駆動ローラ５１から伝達された熱による熱膨張の少ない材料にて形成されている。具体的には、駆動ローラ５１は、鉄またはアルミニウムにより形成されているのに対し、駆動部材５２はステンレス（ＳＵＳ）により形成されている。
【００４４】
次に、制御部による画像形成動作の流れを図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００４５】
まず、図７のフローチャートのステップＳＴ１において、複写機１に画像形成要求がなされると、ステップＳＴ２で、画像形成要求された際の画像形成条件が入力されたか否かを判定する。このステップＳＴ２の判定が、画像形成条件が未入力であるＮＯの場合には、ステップＳＴ３に進んで、複写機１の表示部（図示せず）に画像形成条件の入力を促すメッセージを表示する。一方、上記ステップＳＴ２の判定が、画像形成条件が入力されたＹＥＳの場合には、ステップＳＴ４において、駆動モータ５０に対し動作開始を指令し、切換手段５５により駆動モータ５０の駆動力を正回転させるように切り換えて駆動モータ５０を正回転させる。このとき、駆動モータ５０からの正回転の駆動力が出力ギヤ５０ａおよびヘリカルギヤ５２ｂを介して駆動部材５２に伝達され、駆動部材５２を駆動ローラ５１の軸線方向に進出させて駆動ローラ５１と係合させる。
【００４６】
そして、ステップＳＴ５において、複写機１の初期化処理を行う。この初期化処理としては、感光体３１ｂの初期化、現像装置３１ｃの現像槽（図示せず）内での現像ローラ（図示せず）による予備回転、用紙搬送系３２の主搬送路３６および反転搬送路３７の各種センサ（図示せず）の初期化などが掲げられる。その後、ステップＳＴ６において、複写機１の初期化処理を終えるまで待機する。
【００４７】
また、上記ステップＳＴ５の初期化処理と並行して、ステップＳＴ７において、加熱ローラ３９ａ内部のヒータに通電し、加熱ローラ３９ａを加熱する。その後、ステップ８において、加熱ローラ３９ａの表面温度が定着設定温度に到達するまで待機する。
【００４８】
そして、上記ステップＳＴ６で、複写機１の初期化処理を終えたと判定され、かつ上記ステップＳＴ８で、加熱ローラ３９ａの表面温度が定着設定温度に到達したと判定されたら、ステップＳＴ９で、画像形成要求に応じた画像形成を行う。
【００４９】
しかる後、ステップＳＴ１０において、画像形成要求された画像形成を全て終えるまで待機した後、ステップＳＴ１１で、駆動モータ５０に対し動作終了を指令し、切換手段５５により駆動モータ５０の駆動力を逆回転させるように切り換えて駆動モータ５０を最小時間（例えば１秒以下）だけ逆回転させる。このとき、駆動モータ５０からの逆回転の駆動力が出力ギヤ５０ａおよびヘリカルギヤ５２ｂを介して駆動部材５２に伝達され、駆動部材５２を駆動ローラ５１の軸線方向に後退させて駆動ローラ５１との係合を解除させる。それから、待機状態に移行する。
【００５０】
したがって、上記実施形態では、駆動ローラ５１に対し軸線方向に進退移動可能な駆動部材５２の断面積の大きい基端側に、正逆回転可能な駆動モータ５０の出力ギヤ５０ａと噛合するヘリカルギヤ５２ｂが一体的に設けられているので、駆動モータ５０からの正回転の駆動力が出力ギヤ５０ａを介してヘリカルギヤ５２ｂに作用すると、このヘリカルギヤ５２ｂの歯の形状が駆動ローラ５１の軸線方向に対し所定の角度を有して傾斜しかつ歯すじがつる巻き線であるために該ヘリカルギヤ５２ｂに対しスラスト方向への回転モーメントが作用し、駆動部材５２が駆動ローラ５１に対し軸線方向に進出移動する一方、駆動モータ５０からの逆回転の駆動力が出力ギヤ５０ａを介してヘリカルギヤ５２ｂに作用すると、ヘリカルギヤ５２ｂに対して作用するスラスト方向への回転モーメントによって駆動部材５２が駆動ローラ５１に対し軸線方向に後退移動することになる。このため、駆動モータ５０を正回転または逆回転に切り換えることによって駆動部材５２が駆動ローラ５１に対し接離可能となり、駆動モータ５０からの逆回転の駆動力が出力ギヤ５０ａを介してヘリカルギヤ５２ｂに作用した際のスラスト方向への回転モーメントによる駆動部材５２の軸線方向への後退移動によって、用紙Ｐに未定着トナーを定着させる際に伝達された駆動ローラ５１の熱は駆動部材５２に対し伝達され難いものとなり、駆動ローラ５１から駆動部材５２への熱伝導が最小限に抑えられ、駆動部材５２の熱膨縮が抑制されることになる。そして、図８に二点鎖線で示すように、駆動ローラ５１が熱により膨張して内径が大きくなったり軸線方向に伸長した場合や、図８に実線で示すように、熱伝導がなくなり冷却されることによって膨張した状態から収縮して内径が小さくなったり軸線方向に収縮した場合であっても、駆動部材５２は略円錐形状であることから、駆動モータ５０からの正回転の駆動力が出力ギヤ５０ａを介してヘリカルギヤ５２ｂに作用した際のスラスト方向への回転モーメントによる駆動部材５２の軸線方向への進出移動によって駆動ローラ５１の膨縮時の内径の差に応じて駆動部材５２が円滑に係合状態に保たれることになる。
【００５１】
すなわち、駆動モータの正回転または逆回転の切り換えにより駆動部材５２が軸線方向に進退移動して駆動ローラ５１に対し接離可能となるため、駆動部材５２の熱膨縮が抑制され、駆動部材５２の長寿命化および駆動ローラ５１との離接部での熱変形の低減化を図ることができる上、駆動ローラ５１を回転させる際に周速差が生じることを防止することができる。また、駆動ローラ５１の熱膨縮による内径差や軸線方向への伸縮にかかわらず、駆動部材５２と駆動ローラ５１とが円滑に係合されるため、両ローラ３９ａ，３９ｂ間の周速を変化させることなくスムーズに回転し、未定着トナーを安定して定着させることができる。しかも、ヘリカルギヤ５２ｂは、一般的なギヤ（例えば平歯車）に比して歯の部分の表面積が大きいために熱放散の効率が高く、駆動ローラ５１に対する駆動部材５２の係合により熱が伝達された際の熱膨張を効果的に低減することができる。
【００５２】
また、画像形成を全て終えた時点で、駆動モータ５０の駆動力を逆回転させることによって、駆動部材５２を駆動ローラ５１の軸線方向に後退させて駆動ローラ５１との係合が解除されるので、ヒータの加熱により熱膨張する駆動ローラ５１の端部が駆動部材５２との係合により常時押圧されることがなく、ヒータの加熱を終えた時点で駆動部材５２が離反されて駆動ローラ５１端部の永久変形が防止され、初期状態と経時状態での駆動ローラ５１に周速差を生じさせることがなくなって、未定着トナーを安定して定着させる上で非常に有利なものとなる。
【００５３】
更に、駆動モータ５０の駆動力を逆回転させる時間が、少なくとも駆動ローラ５１に対し駆動部材５２を軸線方向に後退させて係合を解除するのに要する最小時間、例えば１秒以下に設定されているので、駆動モータ５０の駆動力により駆動する駆動部材５２を除くその他の部材の逆回転による不具合、例えば感光体３１ｂの耐久性の劣化、現像ローラによる現像槽からのトナーの飛散、トナー濃度検知の誤作動、クリーニング装置のクリーニングブレードの捲れ現象、クリーニングローラによるクリーニング装置からの廃トナーの飛散、用紙搬送系３２の主搬送路３６および反転搬送路３７の各種センサの誤検知などの発生を可及的に抑制することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、切換手段５５および駆動モータ５０に対し動作開始または動作終了を制御部により指令するようにしたが、制御部からの動作開始または動作終了の指令が加熱ローラ内部のヒータを通電する通電手段に対し行われるようにしても良い。この場合、駆動モータからの駆動力が駆動部材（ヘリカルギヤ）に伝達される前に加熱ローラのウォーミングアップが行われ、この状態では駆動ローラと駆動部材とが離反しているために加熱ローラを定着設定温度まで加熱する際の駆動部材への熱伝達が遮断されることになり、加熱ローラの定着設定温度までの到達時間を短縮させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る複写機の内部構成の概略を示す図である。
【図２】駆動ローラと駆動部材との係合状態を示す斜視図である。
【図３】駆動部材の出力ギヤに対しギヤを噛合させた駆動部材と駆動ローラとの係合状態を示す側面図である。
【図４】駆動ローラの駆動部材付近を示す斜視図である。
【図５】駆動ローラの駆動部材付近の側面図である。
【図６】駆動部材およびスプリングの斜視図である。
【図７】制御部による画像形成動作の流れを示すフローチャート図である。
【図８】駆動ローラの熱膨縮による内径差に応じた駆動部材の進退移動を説明する駆動ローラの駆動部材付近の側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
３９        定着装置
３９ａ      加熱ローラ
３９ｂ      加圧ローラ
５０        駆動モータ（駆動源）
５１        駆動ローラ
５２        駆動部材
５２ｂ      ヘリカルギヤ
【図１】
2005189321.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005189321.tif 000008
【図７】
2005189321.tif 000009
【図８】
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