(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
このハウジングに固定軸線回りに回動自在に軸支され、発熱手段を内蔵した加熱ロールと、
前記ハウジングに揺動自在に軸支された揺動部材と、
この揺動部材に固定軸線回りに回動自在に軸支された定着ロールと、
前記揺動部材に固定軸線回りに回動自在に軸支されると共に、前記定着ロールに転接するように取付けられた加圧ロールと、
前記加熱ロールと前記定着ロールとにエンドレスに掛け渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受けて前記定着ロールと加圧ロールとの転接部に熱を伝達する熱伝達ベルトと、
前記熱伝達ベルトに所定の張力を付与する張力付与手段とを具備し、
未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記張力付与手段は、前記揺動部材を前記定着ロールが前記加熱ロールから離間する方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記揺動部材と前記ハウジングとの間に張設された弾性部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記熱伝達ベルトにオイルを塗布するオイル塗布手段を更に具備することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記オイル塗布手段は、前記熱伝達ベルトに所定の転接角度を有して転接するドナーロールと、このドナーロールに転接し、これにオイルを供給するオイル供給ロールとを備えることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記ドナーロールは、前記ハウジングに固定軸線回りに回動自在に軸支されていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記ドナーロールを回転駆動する駆動手段を更に具備することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加圧ロールを回転駆動する駆動手段を更に具備し、
前記熱伝達ベルトは、該加圧ロールと摩擦係合することにより、走行駆動され、
前記定着ロールは、該熱伝達ベルトを介して、該加圧ロールの回転により連れ回りにより回転駆動されることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記定着ロールを、前記加圧ロールよりも遅い周速で回転駆動することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記定着ロールは、これと同軸に取付けられた従動ギヤを備え、
前記駆動手段は、前記従動ギヤに噛合する駆動ギヤを備え、
前記従動ギヤと定着ロールとの間には、ワンウエイクラッチが介設され、
このワンウエイクラッチは、該定着ロールの該従動ギヤよりも早い回転を許容すると共に、該定着ロールの該従動ギヤよりも遅い回転は禁止されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記駆動手段は、前記ドナーロールを回転駆動することを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記熱伝達ベルトは、熱伝達材から形成されたエンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆された離型層とを備えて形成されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記エンドレス状の基材は、ニッケル電鋳ベルトから形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記エンドレス状の基材は、ポリイミド樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記定着ロールは、芯金と、この芯金の外周に所定の厚さを有して配設された弾性層とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１６】
前記加圧ロールは、前記弾性層のロール上硬度よりも硬い外周を有するロールから形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の定着装置。
【請求項１７】
前記加圧ロールの回転軸線と前記定着ロールの回転軸線との間の距離は、該加圧ロールの半径と該定着ロールの半径の和よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１８】
未定着トナーが表面上に担持されたシートを、先ず、その先端が前記加圧ロールの外周面に当接し、その後、前記定着ロール及び加圧ロールの転接部を一方向に沿って通過する様に案内するガイド手段とを具備し、前記加熱ロールが前記定着ロールの上方に設けられ、前記ガイド手段が前記熱伝達ベルトの掛け渡された方向に交差して設けられていることを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体上の未定着トナーを溶融圧着し、記録媒体に定着させるために使用する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子画像形成装置用の定着装置においては、従前の加熱ロール定着方式ではなく、例えば図７に特開平６−３１８００１号公報に記載の技術として示されるように、定着ロールＲ１と加熱ロールＲ３との間に定着ベルトＢを張設し、この定着ベルトＢを介して下方より定着ロールＲ１を押圧する加圧ロールＲ２を設けたベルト定着方式により、記録媒体Ｄを予熱することを組み合わせた技術が開発されている。
【０００３】
このような記録媒体Ｄへの予熱により、加圧ロールＲ２と定着ベルトＢとのニップ部の温度を低く設定することができ、熱容量の小さい定着ベルトＢを用いることで、記録媒体Ｄのニップ部の通過時に、定着ベルトＢの温度を急速に冷却させることが可能となる。また、この冷却により、ニップ部の出口での定着ベルトＢと分離するトナーの凝集力を高めることができ、この凝集力の高まりにより、定着ベルトＢとトナーの離型性を高めて、オイルレス或いは微量のオイルしか塗布しない状態でも、オフセットのない、鮮明な定着画像が得られることになる。このように、ベルト定着方式は、従来の加熱ロール方式では解決できなかった離型性とオイル塗布との両方の問題が一挙に解決した定着装置を提供するものである。
【０００４】
ここで、図７に示す従来構成のベルト定着方式の定着装置の構成を概略的に説明すると、定着ロールＲ１と、加圧ロールＲ２と、加熱兼テンションロールＲ３とを備え、定着ロールＲ１と加熱兼テンションロールＲ３との間には、定着ベルトＢが張設されている。この定着ベルトＢの上部には、オイル塗布ロールＲ４が配設されており、定着ベルトＢの下部には、隙間をあけてガイド板Ｇが配設されている。この定着ベルトＢの下部とガイド板Ｇとの間の空間から、記録媒体Ｄの予熱通路Ｐが規定されている。
【０００５】
一方、加熱兼テンションロールＲ３の内部には、加熱源Ｈが備えられており、更に、補助的に定着ロールＲ１や加圧ロールＲ２の内部に加熱源を設ける場合もありえる。また、定着ベルトＢの温度を制御するために、定着ベルトＢの非通紙部に接触する状態で、サーミスタＳが設けられている。
【０００６】
ここで、上述した構成を有する従来構成の定着装置においては、定着ベルトＢを安定した状態でエンドレス走行させるために、定着ベルトＢにテンションを付与して、ピンと張った状態を維持することが必要となるが、従来においては、定着ベルトＢにテンションを付与するために、加熱ロールをテンションロールと兼用にして加熱兼テンションロールＲ３と規定して、定着ロールＲ１に対して接離自在に取付け、この加熱ロールＲ３を定着ロールＲ１から離間するようにスプリングで付勢するように構成していた。また、定着ベルトＢのエンドレス走行時に片寄って、脱落することを防止するため、加熱兼テンションロールＲ３の両端部に寄り止め用の樹脂製リングＣを取り付けていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来構成のエンドレスベルトを用いた定着装置においては、定着ベルトＢにテンションを加えて所定の張力で張られている状態を維持するために、加熱ロールＲ３の回転軸線が固定されずに移動自在とされている。このため、却って、定着ベルトＢがエンドレス走行時にばたつき、加熱ロールＲ３の外周に安定して巻き付いて行かない事態が発生する虞がある。このように定着ベルトＢが加熱ロールＲ３の外周に安定して巻き付いて行かないと、定着ベルトＢが片寄り走行して、定着ベルトＢの端縁が寄り止め防止用の樹脂製リングＣに強く摺接することになる。
【０００８】
この結果、定着ベルトＢの端縁に過負荷がかかり、摩耗や破損が起こることになる。このようにして、定着ベルトＢの端縁が摩耗したり、破損すると、定着ベルトＢの寿命が短くなり、定着装置の寿命を短くしてしまうと共に、定着装置全体の信頼性の低下を招くこととなり、解決が要望されていた。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、この発明の主たる目的は、定着ベルトを安定的にエンドレス走行させて、定着ベルトの寿命を長くして、装置全体の寿命の長期化を図ることの出来る定着装置を提供することである。
【００１０】
また、この発明の他の目的は、定着ベルトを安定的にエンドレス走行させて、定着ベルトの摩耗・破損を抑制して、装置全体の信頼性の向上を図ることの出来る定着装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係わる定着装置は、請求項１の記載によれば、ハウジングと、このハウジングに固定軸線回りに回動自在に軸支され、発熱手段を内蔵した加熱ロールと、前記ハウジングに揺動自在に軸支された揺動部材と、この揺動部材に固定軸線回りに回動自在に軸支された定着ロールと、前記揺動部材に固定軸線回りに回動自在に軸支されると共に、前記定着ロールに転接するように取付けられた加圧ロールと、前記加熱ロールと前記定着ロールとにエンドレスに掛け渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受けて前記定着ロールと加圧ロールとの転接部に熱を伝達する熱伝達ベルトと、前熱伝達ベルトに所定の張力を付与する張力付与手段とを具備し、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させることを特徴としている。
【００１２】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２の記載によれば、前記張力付与手段は、前記揺動部材を前記定着ロールが前記加熱ロールから離間する方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項３の記載によれば、前記付勢手段は、前記揺動部材と前記ハウジングとの間に張設された弾性部材を備えることを特徴としている。
【００１４】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項４の記載によれば、前記熱伝達ベルトにオイルを塗布するオイル塗布手段を更に具備することを特徴としている。
【００１５】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項５の記載によれば、前記オイル塗布手段は、前記熱伝達ベルトに所定の転接角度を有して転接するドナーロールと、このドナーロールに転接し、これにオイルを供給するオイル供給ロールとを備えることを特徴としている。
【００１６】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項６の記載によれば、前記ドナーロールは、前記ハウジングに固定軸線回りに回動自在に軸支されていることを特徴としている。
【００１７】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項７の記載によれば、前記ドナーロールを回転駆動する駆動手段を更に具備することを特徴としている。
【００１８】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項８の記載によれば、前記加圧ロールを回転駆動する駆動手段を更に具備し、前記熱伝達ベルトは、該加圧ロールと摩擦係合することにより、走行駆動され、前記定着ロールは、該熱伝達ベルトを介して、該加圧ロールの回転により連れ回りにより回転駆動されることを特徴としている。
【００１９】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項９の記載によれば、前記駆動手段は、前記定着ロールを、前記加圧ロールよりも遅い周速で回転駆動することを特徴としている。
【００２０】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１０の記載によれば、前記定着ロールは、これと同軸に取付けられた従動ギヤを備え、前記駆動手段は、前記従動ギヤに噛合する駆動ギヤを備え、前記従動ギヤと定着ロールとの間には、ワンウエイクラッチが介設され、このワンウエイクラッチは、該定着ロールの該従動ギヤよりも早い回転を許容すると共に、該定着ロールの該従動ギヤよりも遅い回転は禁止されていることを特徴としている。
【００２１】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１１の記載によれば、前記駆動手段は、前記ドナーロールを回転駆動することを特徴としている。
【００２２】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１２の記載によれば、前記熱伝達ベルトは、熱伝達材から形成されたエンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆された離型層とを備えて形成されていることを特徴としている。
【００２３】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１３の記載によれば、前記エンドレス状の基材は、ニッケル電鋳ベルトから形成されていることを特徴としている。
【００２４】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１４の記載によれば、前記エンドレス状の基材は、ポリイミド樹脂から形成されていることを特徴としている。
【００２５】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１５の記載によれば、前記定着ロールは、芯金と、この芯金の外周に所定の厚さを有して配設された弾性層とを備えて構成されていることを特徴としている。
【００２６】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１６の記載によれば、前記加圧ロールは、前記弾性層のロール上硬度よりも硬い外周を有するロールから形成されていることを特徴としている。
【００２７】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１７の記載によれば、前記加圧ロールの回転軸線と前記定着ロールの回転軸線との間の距離は、該加圧ロールの半径と該定着ロールの半径の和よりも短く設定されていることを特徴としている。
【００２８】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１８の記載によれば、未定着トナーが表面上に担持されたシートを、先ず、その先端が前記加圧ロールの外周面に当接し、その後、前記定着ロール及び加圧ロールの転接部を一方向に沿って通過する様に案内するガイド手段とを具備し、前記加熱ロールが前記定着ロールの上方に設けられ、前記ガイド手段が前記熱伝達ベルトの掛け渡された方向に交差して設けられていることを特徴としている。
【００２９】
【発明を実施する形態】
以下に、この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００３０】
｛定着装置１０の概略説明｝
先ず、図１に示すように、この実施例の定着装置１０は、筐体構造として、図示しない電子式画像形成装置、例えば、電子複写装置のフレームに固定されるハウジング１２を備えている。このハウジング１２は、装置フレーム上に直接的に固定される基台１４と、この基台１４上に起立する状態で固設された左右一対の側板１６と、両側板１６に共通の揺動軸線１８Ａ回りに揺動自在に軸支された左右一対の揺動部材としての揺動板１８とを備えて構成されている。
【００３１】
ここで、図中矢印で示す左方向が、未定着シートＳが搬送される一方向としての搬送方向として規定されている。即ち、上述した側板１６は、一方向に沿って搬送される未定着シートＳの左右の両側に位置し、この一方向に沿って夫々延出する状態で起立している。また、未定着トナー像は、未定着シートＳの上面に形成された状態で、搬送されてくるように設定されている。
【００３２】
一方、この定着装置１０は、ロール構成として、固定位置の回転軸線回りに両揺動板１８に回転自在に軸支された定着ロール２２と、固定位置の回転軸線回りに両揺動板１８に回転自在に軸支され、定着ロール２２の下方でこれに圧接した状態で転接するように取付けられた加圧ロール２４と、固定位置の回転軸線回りに両側板１６に回転自在に軸支され、内部に例えばハロゲンランプ等の発熱源２６を内蔵し、定着ロール２２の前記一方向に沿う上流側に配設された加熱ロール２８とを備えて構成されている。即ち、この実施例においては、３本のロール２２、２４、２８は、固定した回転軸線回りに回転自在に夫々軸支されている。
【００３３】
ここで、詳細は後述するが、定着ロール２２は弾性ロールから構成され、一方、加圧ロール２４は弾性ロールより堅いロール上硬度の外周を有するロールから構成されている。一方、定着ロール２２と加圧ロール２４との互いの回転中心間距離Ｄは、図２に示すように、定着ロール２２の半径Ｒ１及び加圧ロール２４の半径Ｒ２の和（Ｒ１＋Ｒ２）より、僅かであるが短く設定（即ち、Ｄ＜Ｒ１＋Ｒ２）されている。この結果、定着ロール２２と加圧ロール２４との互いの転接部（ニップ部）においては、両者は互いに所定の圧接力Ｐ１で転接し、これにより、定着ロール２２が転接部で凹んだ状態にもたらされることになる。即ち、ニップ幅が十分に確保されることになる。
【００３４】
更に、この定着装置１０は、搬送されてきた未定着シートＳの下面（即ち、未定着トナー像が形成されていない側の面）を支持すると共に、定着ロール２２と加圧ロール２４との互いの転接部に向けて案内するガイド板３０と、定着ロール２２と加熱ロール２８とに渡り巻回されたエンドレスの定着ベルト３２とを更に備えている。ここで、ガイド板３０と定着ベルト３２との間は、未定着シートＳがガイド板３０及び定着ベルト３２により上下両面から予熱されつつ搬送される予熱通路Ｐとして規定されている。
【００３５】
また、この定着装置１０は、定着ベルト３２の外表面にシリコーンオイルを塗布すると共に、この定着ベルト３２の外表面をクリーニングするためのオイル塗布・クリーニング機構３４を更に備えている。
【００３６】
このように概略構成される定着装置１０においては、図示しない搬送機構により、ガイド板３０上に搬送されてきた未定着シートＳは、未定着トナーが付着していない下面をこのガイド板３０上に接触・支持されると共に、定着ベルト３２と加圧ロール２４との転接部(ニップ部）に向けて案内され、両者２４、３２の間を圧接された状態で挿通されることにより、トナーが熱圧着されてシート上に定着されるように設定されている。
【００３７】
｛定着ロール２２の説明｝
上述した定着ロール２２は、側板１６に揺動自在に取り付けられた揺動板１８に図示しないベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部２２Ａと、この芯金部２２Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト３２が巻回されるロール本体２２Ｂとを備えて構成され、ロール外径をこの実施例では３０ｍｍに設定されている。ここで、この実施例において、芯金部２２Ａは、直径２０ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ロール本体２２Ｂは、芯金部２２Ａの外周に厚さ５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、アスカーＣ硬度で３５度のシリコーンゴムスポンジ）から形成されている。
【００３８】
尚、定着ロール２２の芯金部２２Ａの一端に配設された軸部には、詳細は後述する駆動機構３６の一部を構成する第１の従動ギヤ３８がこれと同軸に、詳細を後述するワンウェイクラッチ４０を介して取付けられており、この第１の従動ギヤ３６には、加圧ロール２４の端部に同軸に固定された第２の従動ギヤ４２が常時噛合している。このようにして、この第２の従動ギヤ４２に伝達された駆動力により加圧ロール２４が図中反時計方向に沿って直接的に回転駆動されることになる。また、この第２の伝達ギヤ４２から第１の伝達ギヤ３８に伝達され、更に、ワンウェイクラッチ４０を介して伝達された駆動力により、定着ロール２２が図中時計方向に沿って回転駆動可能な状態になされている。
【００３９】
｛加圧ロール２４の説明｝
上述した加圧ロール２４は、揺動板１８に図示しないベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部２４Ａと、この芯金部２４Ａの外周に同軸に配設されたロール本体２４Ｂとを備えて構成され、ロール外径を３０ｍｍに設定されている。ここで、この実施例において、芯金部２４Ａは、直径２８ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ロール本体２４Ｂは、芯金部２４Ａの外周に厚さ１ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体(具体的には、上述した定着ロール２２よりも硬いロール上硬度である所のＪＩＳ  Ａ硬度で４０度のシリコーンゴム）から形成されている。尚、このロール本体２４Ｂの外周には、層厚２５μｍでフッ素樹脂層がコーティングされている。
【００４０】
尚、芯金部２４Ａの一端に配設された軸部は、上述した第２の従動ギヤ４２が同軸に固定されており、この第２の従動ギヤ４２には、上述した第１の従動ギヤ３８が噛合している。また、上述した揺動板１８の揺動軸線１８Ａは、加圧ロール２４の回転軸線と同軸となるように設定されている。これにより、例え揺動板１８が揺動軸線１８Ａ回りに揺動したとしても、この揺動板１８に軸支された定着ロール２２に固定された第１の従動ギヤ３８の第２の従動ギヤ４２への噛合状態に何らの変化もなく、第２の従動ギヤ４２から第１の従動ギヤ３８に確実に駆動力が伝達されることになる。
【００４１】
以上説明したように、この実施例においては、未定着シートの搬送用の主駆動としては、加圧ロール２４が設定されており、定着ロール２２はこれの熱膨張時においても周速が加圧ロール２４の周速よりも早くならないように、第１及び第２の従動ギヤ３８、４２のギヤ比が設定されている。即ち、定着ロール２２が第２の従動ギヤ４２により回転される際の回転速度は、定着ベルト３２を介して加圧ロール２４と摩擦係合して回転される際の回転速度よりも、僅かに遅くなるように設定されている。
【００４２】
一方、この実施例においては、加圧ロール２４は、定着ロール２２の直下方に位置しているのではなく、定着ロール２２の直下方位置よりも、未定着シートの搬送方向に沿って偏倚した位置に配設されており、定着ロール２２の中心点を通る垂線を基線とした場合に、この基線と、定着ロール２２及び加圧ロール２４の両中心点を通る線分とのなす角度が、所定の鋭角となるような位置に配設されている。尚、この加圧ロール２４の中心点を規定する前記線分は、未定着シートの搬送方向と略直交するように設定されているものである。
【００４３】
｛ワンウェイクラッチ３８の説明｝
ここで、上述したワンウェイクラッチ４０は、定着ロール２２の第１の従動ギヤ３８に対する図中時計方向の相対的な回転を許容するが、図中反時計方向の相対的な回転を係止するように、換言すれば、両者が一体回転するように構成されている。詳細には、冷機状態では、即ち、定着ベルト３２が加圧ロール２４と摩擦係合して、また、定着ロール２２が定着ベルト３２と摩擦係合して、加圧ロール２４により定着ロール２２及び定着ベルト３２が従動（連れ回り）する状態では、定着ロール２２の図中時計方向に回転する周速は、加圧ロール２４の周速と同一となり、第１の従動ギヤ３８の周速よりも僅かに速くなされることになるが、この速度差は、ワンウェイクラッチ４０により吸収されることになる。
【００４４】
尚、加熱ロール２８の発熱により定着ロール３６が定着ベルト３２を介して加熱され暖機状態となり、定着ロール３６の外径が熱膨張により大きくなって定着ロール３６の周速が早くなったとしても、加圧ロール２４の周速より早くはならないように設定されているので、この場合でも、この速度差は、ワンウェイクラッチ４０により確実に吸収されることになる。
【００４５】
一方、このようなワンウェイクラッチ４０を第１の従動ギヤ３８と定着ロール２２との間に介設しているため、以下のような効果が付随的に達成されることになる。即ち、仮に、このようなワンウェイクラッチ４０を設けていないとすると、転接部に未定着シートとして例えばコート紙のような表面に光沢のある用紙が搬送されてきた場合に、未定着シートと定着ベルト３２との間に滑りが発生し、加圧ロール２４の駆動力が定着ベルト３２及び定着ロール２２に伝達されずに、これらが従動(連れ回り）されない事態が発生することとなる。このような事態が発生すると、未定着シートが転接部で止まってジャムすることになるか、又は、例え転接部を通過出来たとしても、未定着シート上の未定着トナーは、停止中の定着ベルト３２により擦られて、画像が乱されてしまうことになる。
【００４６】
しかしながら、この実施例では、ワンウェイクラッチ４０を定着ロール２２と第１の従動ギヤ３８との間に設けているため、仮に、加圧ロール２４の駆動力が定着ベルト３２に伝達されない事態が発生したとしても、定着ロール２２の周速が第１の従動ギヤ３８の周速よりも遅く成りはじめた時点で、この第１の従動ギヤ３８により図中時計方向に回転駆動されることになる。このようにして、未定着シートは転接部を確実に通過させられ、ここでジャムする虞が効果的に防止されることになると共に、転接部を通過時の未定着トナー画像の乱れが抑制されることになる。
【００４７】
｛加熱ロール２８の説明｝
上述した加熱ロール２８の内部には、発熱源２６として、この一実施例においては、両端の配光を中央より５０％大きく設定した８００Ｗのハロゲンランプが備えられている。この加熱ロール２８は、この実施例においては、直径３０ｍｍで、肉厚３．５ｍｍのアルミパイプ芯金に、厚さ２０μｍのＰＴＦＥの被覆層をコーティングしたもので、両端の軸受け部には、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製の直径３４ｍｍのカラー（リング）４６が遊嵌されており、これにより、定着ベルト３２の蛇行や片寄りを防止している。
【００４８】
｛定着ベルト３２の説明｝
上述した定着ベルト３２は、未定着シートＳ上の未定着トナーを定着温度まで放熱により予熱し、過剰な熱量を与えることなく定着できるように、その定着ベルト３２の１平方ｃｍ当たりの熱容量が、０．００２ｃａｌ／℃〜０．０２５ｃａｌ／℃のものが好ましいものである。このため、この実施例においては、定着ベルト３２は、内径が６０ｍｍ、厚さが１００μｍのポリイミド製の無端状のベルト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ１５０μｍでコーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを備えて構成されている。
【００４９】
尚、この定着ベルト３２は、ポリイミドとシリコーンゴムとから形成されることに限定されることなく、例えば、４０μｍのニッケル電鋳等の無端状のベルト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ１５０μｍでコーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを備えるように構成してもよい。
【００５０】
｛オイル塗布・クリーニング機構３４の説明｝
この定着装置１０は、定着ベルト３２の外周面に、離型用のオイルを微量に塗布するためのオイル塗布・クリーニング機構３４を備えている。このオイル塗布・クリーニング機構３４は、定着ベルト３２の外周面に所定の接触角度で転接するドナーロール４８と、このドナーロール４８に転接するオイル供給ロール５０とを備えている。ここで、ドナーロール４８は、固定位置の回転軸線回りに側板１６に回転可能に軸支されており、上述した駆動機構４０により回転駆動されるように連結されている。即ち、このドナーロール４８の図示しない軸部には、第３の従動ギヤ５２が同軸に固定されており、この第３の従動ギヤ５２は、後に詳細に説明するが、上述した第２の従動ギヤ４２と、２つのアイドルギヤ５４、５６を介して噛合している。
【００５１】
一方、オイル供給ロール５０は、側板１６に摺動自在に取り付けられたブラケット２０に回転自在に軸支された支軸５０Ａと、この支軸５０Ａの外周にシリコーンオイルを含浸させた耐熱紙層５０Ｂとを備えて構成されており、支軸５０Ａは、この一実施例においては、直径８ｍｍの鉄製シャフトから形成され、耐熱紙層５０Ｂは、その外周に１００μｍの多孔質フッ素樹脂フィルム５０Ｃが装着された状態で、直径２２ｍｍのロール外径を有するように形成されている。また、このオイル供給ロール５０は、側板１６とブラケット２０との間に介設された第１のコイルスプリング６０により、ドナーロール４８に所定の付勢力で弾性的に転接している。このように、オイル供給ロール５０を構成することにより、ドナーロール４８を介して定着ベルト３２の外周面への安定した微量のオイル塗布が可能となる。
【００５２】
尚、このドナーロール４８の外周面には、定着ベルト３２の外周面に付着した汚れ(トナー等）が転移して付着し、汚されることになる。この為、このドナーロール４８の外周面には、クリーニング用ブラシ５８が接触しており、常時、ドナーロール４８の外周面を清掃して、ここに付着した汚れを掻き落とすようになされている。
【００５３】
｛定着ベルト３２へのテンション付与機構の説明｝
一方、定着ベルト３２をばたつくことなくエンドレス走行させ、加熱ロール２８に安定して巻き付くことが出来るようにするために、定着ベルト３２へテンションを付与するためのテンション付与機構が設けられている。このテンション付与機構は、この実施例では、上述した揺動板１８を、これに取り付けられた定着ロール２２が加熱ロール２８から離間する方向（具体的には、図中左方に）に揺動偏倚するように付勢する弾性部材としての第２のコイルスプリング６２を備えている。ここで、この第２のコイルスプリング６２は、ハウジング１６と揺動板１８との間に張設されている。
【００５４】
このように、揺動板１８を全体として図中左方に揺動偏倚させることにより、定着ベルト３２に所定のテンションを付与するように構成しているため、定着ベルト３２が巻き付けられている定着ロール２２及び加熱ロール２８の一方または両方を移動自在に支持し、両者が違いに離間する方向にスプリング等の弾性部材を介して付勢する必要が無くなることになる。換言すれば、上述したように、定着ロール２２及び加熱ロール２８の夫々の回転軸線を固定した状態で配設することが可能となる。
【００５５】
この結果、この実施例によれば、定着ベルト３２は、夫々固定軸線回りに回転している定着ロール２２及び加熱ロール２８にエンドレスに巻き付くことになるため、エンドレス走行時にばたつくことなく、安定した状態で、特に加熱ロール２８に巻き付くことになる。このようにして、特に、定着ベルト３２が加熱ロール２８に巻き付く際に、これに取り付けられた寄り止め用のカラー４６に定着ベルト３２の端縁が接触することが抑制され、従来のような接触による摩耗や損傷の発生が防止されることになる。従って、従来のような定着ベルト３２の摩耗や損傷に基づく寿命の短命化が確実に防止され、長寿命かが図られることになる。
【００５６】
｛駆動機構４０の説明｝
一方、上述した加圧ロール２４等を回転駆動するための駆動機構３６は、図３に取り出して示すように、電子複写装置にこの定着装置１０が装着された状態で、電子複写装置側の駆動源に図示しないギヤトレインを介して接続された出力ギヤＧＥに係脱自在に噛合し、これからの駆動力を受けて回転駆動される伝達ギヤ４４と、この伝達ギヤ４４に常時噛合すると共に、加圧ロール２４に同軸に固定された第２の従動ギヤ４２と、この第２の従動ギヤ４２と常時噛合すると共に、上述したワンウェイクラッチ４０を介して定着ロール２２に連結される第１の従動ギヤ３８とを備えている。
【００５７】
また、この駆動機構３６は、上述した第２の従動ギヤ４２に常時噛合する２つのアイドルギヤ５４、５６を更に備え、これらのアイドルギヤ５４、５６は、上述したドナーロール４８に同軸に固定された第３の従動ギヤ５２に噛合し、このドナーロール４８を回転駆動するように構成されている。詳細には、第１のアイドルギヤ５４は、第２の従動ギヤ４２に常時噛合し、第２のアイドルギヤ５６は、第１のアイドルギヤ５４に常時噛合する小径部５６Ａと、第３の従動ギヤ５２に常時噛合する大径部５６Ｂとを互いに同軸に固定された状態で備えている。このようにして、ドナーロール４８は、定着ベルト３２の走行方向と同じ図中時計方向に回転駆動されることになり、定着ベルト３に対して、スリップすることなく、オイル塗布及びクリーニング効果を達成することが出来るようになされている。
【００５８】
｛その他の構成｝
また、加熱ロール２８に内蔵された発熱源２６の温度制御のために、加熱ロール２８の外周面に巻き付いた定着ベルト３２の部分の温度を検出する第１のサーミスタ６４と、加圧ロール２４の外周面の温度を検出する第２のサーミスタ６６と、定着ロール２２の外周面の温度を検出する第３のサーミスタ６８と、図示していないが、第１乃至第３のサーミスタ６４、６６、６８からの検出結果に基づき、発熱源２６を発熱制御する制御回路とを更に備えている。
【００５９】
【変形例の説明】
この発明は、上述した実施例の構成に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形可能であることは言うまでもない。
【００６０】
例えば、上述した実施例においては、定着装置１０は電子式複写装置に適用される場合につき説明したが、この発明は、このような適用に限定されることなく、電子式ファクシミリ装置、電子式プリンタ等の電子画像形成装置に適用され得ることは言うまでもない。
【００６１】
また、上述した実施例においては、未定着シートは横方向から定着装置１０に搬送されてくるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、未定着シートは上下方向、例えば、下から上に向けて搬送されるように構成してもよい。この場合、加圧ロール２４は定着ロール２２の下方ではなく、側方に配設されることとなり、一方、加熱ロール２８は定着ロール２２の、加圧ロール２４が配設された側とは反対側の側方に配設されることになることは言うまでもない。
【００６２】
また、上述した実施例においては、発熱源２６は加熱ロール２８の内部に配設されるように説明したが、この発明はこのような構成に限定されることなく、第１の変形例として図４に示すように、加圧ロール２４の内部にも更に補助発熱源７０を配設するように構成してもよい。尚、以下の説明において、上述した実施例と同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
また、上述した実施例においては、加熱ロール２８は、定着ロール２２の側方に配設され、定着ロール２２と加熱ロール２８とに渡り巻回されたエンドレスの定着ベルト３２と、ガイド板３０との間を、未定着シートＳがガイド板３０及び定着ベルト３２により上下両面から予熱されつつ搬送される予熱通路Ｐとして規定し、未定着シートが定着ロール２２と加圧ロール２４との転接部にニップされる前に、この未定着シートを予熱して、定着効率を上げるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、図５に第２の変形例として示すように、加熱ロール２８を定着ロール２２の上方に配設するように構成してもよい。
【００６４】
この第２の変形例の場合、上述した予熱効果を期待することは出来ないが、定着ロール２２を加熱ロール２８の側方に配設することにより、搬送途中の未定着シート上の未定着のトナー像が定着ベルト３２に触れて、画像が乱される虞が確実に解消される効果が達成されることになる。
【００６５】
尚、この第２の変形例においては、基本的には、加熱ロール２８の定着ロール２２に対する配設位置が上述した実施例の構成と異なるだけであるので、同一部分の説明を省略し、異なる部分のみを以下に簡単に説明する。
【００６６】
即ち、この第２の変形例においては、オイル塗布・クリーニング機構３４の構成が上述した実施例と多少異なっており、ドナーロール４８及びオイル供給ロール５０の２本のロールを供えた上記実施例の構成とは異なり、オイル塗布・クリーニングロール４８′のみの１本のロールを備えた構成が採用されている。
【００６７】
一方、この第２の変形例においては、揺動板１８の揺動中心１８Ａの位置に変更はなく、揺動板１８は、加圧ロール２４の中心軸線と同一の揺動中心１８Ａ回りに揺動自在となされており、第２のコイルスプリング６２により、図中側方に揺動偏倚されている。これにより、定着ベルト３２は、オイル塗布・クリーニング機構３４を構成するオイル塗布・クリーニングロール４８′に弾性的に当接することになり、これにより、所定の張力が発生するように構成されている。
【００６８】
このように第２の変形例を構成することにより、加圧ロール２４等を回転駆動するための駆動機構３６の構成は、図３を参照して説明した上述の実施例と同様な構成で済むことになる。
【００６９】
また、上述した第２の変形例において、揺動板１８の揺動軸線１８Ａを上述した実施例と同様に、加圧ロール２４の回転中心と同軸となるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、図６に第３の変形例として示す通り、第２の従動ギヤ４２に常時噛合するようにこれの側方に配設された伝達ギヤ４４の回転中心と同軸となるように構成しても良い。このように構成することにより、揺動板１８は、揺動軸線１８Ａ回りに図中上下方向に沿って揺動自在な状態となり、第２のコイルスプリング６２を図示するように、下方に揺動板１８を付勢するように取り付けることにより、定着ベルト３２に、所定の張力を確実に付与することが出来ることになる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、定着ベルトを安定的にエンドレス走行させて、定着ベルトの寿命を長くして、装置全体の寿命の長期化を図ることの出来る定着装置が提供されることになる。
【００７１】
また、この発明によれば、定着ベルトを安定的にエンドレス走行させて、定着ベルトの摩耗・破損を抑制して、装置全体の信頼性の向上を図ることの出来る定着装置が提供されることになる。
【００７２】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を示す正面断面図である。
【図２】定着ロールと加圧ロールとの転接状態を示す図である。
【図３】駆動機構の構成を取り出して示す正面図である。
【図４】この発明に係わる定着装置の第１の変形例の構成を示す正面断面図である。
【図５】この発明に係わる定着装置の第２の変形例の構成を示す正面断面図である。
【図６】この発明に係わる定着装置の第３の変形例の構成を駆動機構を中心として概略的に示す断面図である。
【図７】従来の定着装置の構成を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
１０    定着装置
１２    ハウジング
１４    基台
１６    側板
１８    揺動板
１８Ａ    揺動軸線
２０    ブラケット
２２    定着ロール
２２Ａ    芯金部
２２Ｂ    ロール本体
２４    加圧ロール
２４Ａ    芯金部
２４Ｂ    ロール本体
２６    発熱源
２８    加熱ロール
３０    ガイド板
３２    定着ベルト
３４    オイル塗布・クリーニング機構
３６    駆動機構
３８    第１の従動ギヤ
４０    ワンウェイクラッチ
４２    第２の従動ギヤ
４４    伝達ギヤ
４６    カラー
４８    ドナーロール
４８′    オイル塗布・クリーニングロール
５０    オイル供給ロール
５０Ａ    支軸
５０Ｂ    耐熱紙層
５０Ｃ    樹脂フィルム
５２    第３の従動ギヤ
５４    アイドルギヤ
５６（５６Ａ、５６Ｂ）    アイドルギヤ
５８    クリーニング用ブラシ
６０    第１のコイルスプリング
６２    第２のコイルスプリング
６４    第１のサーミスタ
６６    第２のサーミスタ
６８    第３のサーミスタ
７０    補助発熱源
【図１】
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【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】
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【図７】
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