(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写紙上に形成されたトナー画像を、分離ローラと定着ローラの周囲に掛け渡されたエンドレス状の定着ベルトと重ね、該定着ベルトを介して上記定着ローラの周囲で加圧、加熱し、転写紙と上記定着ベルトを密着させて所定時間走行させた後、上記分離ローラの部位あるいは上記分離ローラ近傍で上記転写紙と上記定着ベルトを剥離する定着装置において、上記分離ローラを回転駆動する手段を有し、この分離ローラを回転駆動する手段は、上記分離ローラの駆動トルクが設定値以上になったら、上記定着ローラあるいは上記定着ベルトを介して上記定着ローラと所定圧力で転接する加圧ローラに回転駆動を与えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、上記分離ローラの駆動トルクが所定の設定値以下になったときに、上記定着ローラあるは上記加圧ローラに与えている回転駆動を止めることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
転写紙上に形成されたトナー画像を、分離ローラと定着ローラの周囲に掛け渡されたエンドレス状の定着ベルトと重ね、該定着ベルトを介して上記定着ローラの周囲で加圧、加熱し、転写紙と上記定着ベルトを密着させて所定時間走行させた後、上記分離ローラの部位あるいは上記分離ローラ近傍で上記転写紙と上記定着ベルトを剥離する定着装置において、上記分離ローラを回転駆動する手段と、上記定着ベルトの線速を検知する手段とを有し、該定着ベルト線速の検知値が所定の設定値以下になったときに、上記定着ローラあるいは上記定着ベルトを介して上記定着ローラと所定の圧力で転接する上記加圧ローラに回転駆動を与えることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３の定着装置において、上記定着ベルト線速の検知値が所定の設定値以上になったときに、上記定着ローラあるいは上記加圧ローラに与えている回転駆動を止めることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかの定着装置において、上記分離ローラは、芯金の周りに耐熱多孔質の弾性体層を設けてなることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかの定着装置において、上記分離ローラは、芯金の周りに気孔を含む剛性を有する断熱樹脂層を設けてなることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項６の定着装置において、上記断熱樹脂層の表面に、摩擦係数の大きい表層を設けてなることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかの定着装置において、上記分離ローラと上記定着ローラ、あるいは上記分離ローラと上記加圧ローラの両側駆動とし、上記定着ローラあるいは上記加圧ローラに与える回転駆動を、上記定着ローラあるいは上記加圧ローラの線速が上記分離ローラの線速よりも遅い駆動としてなることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかの定着装置において、動作開始時は、上記分離ローラと上記定着ローラ、あるいは上記分離ローラと上記加圧ローラの両方のローラに駆動力を与えることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかの定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いる定着装置に関し、詳細には高温オフセットと光沢ムラの防止、及び立上げ時間の短縮、並びに省エネルギー化を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、電子写真装置に用いる定着装置には、表面が非粘着性の弾性体で内部に加熱源を有する加熱ローラと、弾性体で被覆された加圧ローラを設け、適当な圧力を加えて回転する両ローラ間にトナーを転写した記録紙を通過させて定着させる熱ローラ定着方式が使用されている。
【０００３】
しかしながら、この熱ローラ定着方式では、加熱ローラの熱容量が大きいため、加熱ローラを定着に必要な所定の温度に加熱するまでの時間が必要となり、装置のウォームアップのための待機時間を長くしている。また、加熱ローラの温度を維持するために多くの消費電力を必要とし、装置全体の消費電力を大幅に増加させている。
【０００４】
そこで、これらの問題を解決するため、定着ベルト面で転写紙上のトナーを定着するベルト加熱定着方式が開発されている。このベルト加熱定着方式は、比較的小さな熱容量を有する定着ベルトを所定の温度に加熱するだけで定着に必要な熱エネルギーが得られるので、待機時間を短くでき、また消費電力を低減することができる。
【０００５】
また近年、カラー画像形成装置においては、画像の色再現性や光沢性を確保するために、トナーを十分溶融することが要求されおり、従って、低い融点のトナーが使用されている。低い融点のトナーは、高温オフセットを起こしやすく、そのため、離型剤として低粘度のシリコンオイルを多量に塗布している。ところがシリコンオイルを多量に使用すると、シリコンオイルのこぼれや、転写紙への付着等の問題が発生する。
【０００６】
そこで、このような問題点を解決するために、シリコンオイルを全く使用しないか、あるいはわずかな使用で、定着後の優れた色再現性と光沢性を得るための定着装置が提案されている。例えば、特開平２−３９０５７号、特開平４−２７３２７４号公報に開示の技術では、加熱ローラと分離ローラとに掛け回した定着ベルトを、定着ローラに対して下方から押圧する加圧ローラを設け、トナーを定着した後の転写紙を定着ベルトに密着したまま搬送する。その搬送過程での定着ベルト自体の温度低下により、トナーは冷却されて粘度が大きくなり、ガラス転移状態になる。ガラス転移状態になった後に転写紙を定着ベルトから分離するので、シリコンオイル等の離型剤を使用することなく、オフセッットのない定着画像を得られるとしている。
【０００７】
ところが上記の公知技術においては、ニップ通過後に定着ベルトがたるんだり、波打ちしたりして、そのためトナーを定着した後の転写紙が定着ベルトに密着せず、ニップ通過後にすぐにベルトから離れてしまう部分が生じる。その結果、トナーがガラス転移状態になる前にベルトから離れてしまうので、オフセットが発生してしまうという問題がある。また、オフセットが発生しない場合でも、転写紙がベルトに密着している部分と、密着していない部分で光沢ムラが発生してしまう問題がある。
【０００８】
そこで本発明のうち請求項１に係るものは、ニップ通過後の転写紙のベルトへの密着性を向上させ、オイルレス定着でのホットオフセット、光沢ムラを防止することを目的とする。それに加え、定着ベルト走行の安定化と破断防止を図ることも目的とする。
【０００９】
同請求項２、４に係るものは、定着ベルト走行の安定化、ホットオフセット防止及び光沢ムラ防止を図ることを目的とする。
【００１０】
同請求項３に係るものは、ニップ通過後の転写紙のベルトへの密着性を向上させ、オイルレス定着でのホットオフセット、光沢ムラを防止することを目的とする。それに加え、定着ベルト走行の安定化と破断防止を図ることも目的とする。
【００１１】
同請求項５、６に係るものは、定着装置の立上げ時間の短縮、省エネルギー化と、定着ベルト走行の安定化を図ることを目的とする。
【００１２】
同請求項７に係るものは、定着ベルト走行の安定化を図ることを目的とする。
【００１３】
同請求項８に係るものは、定着ベルト走行の安定化、破断防止、ホットオフセット防止、光沢ムラ防止、及び定着ベルト走行安定駆動機構の低コスト化を図ることを目的とする。
【００１４】
同請求項９に係るものは、定着ローラ回転開始時の定着ベルト走行の安定化と定着ベルト破断防止を図ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る定着装置は、上記目的を達成するために、転写紙上に形成されたトナー画像を、分離ローラと定着ローラの周囲に掛け渡されたエンドレス状の定着ベルトと重ね、該定着ベルトを介して上記定着ローラの周囲で加圧、加熱し、転写紙と上記定着ベルトを密着させて所定時間走行させた後、上記分離ローラの部位あるいは上記分離ローラ近傍で上記転写紙と上記定着ベルトを剥離する定着装置において、上記分離ローラを回転駆動する手段を有し、この分離ローラを回転駆動する手段は、上記分離ローラの駆動トルクが設定値以上になったら、上記定着ローラあるいは上記定着ベルトを介して上記定着ローラと所定圧力で転接する加圧ローラに回転駆動を与えることを特徴とする。
【００１６】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１の定着装置において、上記分離ローラの駆動トルクが所定の設定値以下になったときに、上記定着ローラあるは上記加圧ローラに与えている回転駆動を止めることを特徴とする。
【００１７】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、転写紙上に形成されたトナー画像を、分離ローラと定着ローラの周囲に掛け渡されたエンドレス状の定着ベルトと重ね、該定着ベルトを介して上記定着ローラの周囲で加圧、加熱し、転写紙と上記定着ベルトを密着させて所定時間走行させた後、上記分離ローラの部位あるいは上記分離ローラ近傍で上記転写紙と上記定着ベルトを剥離する定着装置において、上記分離ローラを回転駆動する手段と、上記定着ベルトの線速を検知する手段とを有し、該定着ベルト線速の検知値が所定の設定値以下になったときに、上記定着ローラあるいは上記定着ベルトを介して上記定着ローラと所定の圧力で転接する上記加圧ローラに回転駆動を与えることを特徴とする。
【００１８】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項３の定着装置において、上記定着ベルト線速の検知値が所定の設定値以上になったときに、上記定着ローラあるいは上記加圧ローラに与えている回転駆動を止めることを特徴とする。
【００１９】
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし４のいずれかの定着装置において、上記分離ローラは、芯金の周りに耐熱多孔質の弾性体層を設けてなることを特徴とする。
【００２０】
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし４のいずれかの定着装置において、上記分離ローラは、芯金の周りに気孔を含む剛性を有する断熱樹脂層を設けてなることを特徴とする。
【００２１】
同請求項７に係るものは、上記目的を達成するために、請求項６の定着装置において、上記断熱樹脂層の表面に、摩擦係数の大きい表層を設けてなることを特徴とする。
【００２２】
同請求項８に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし７のいずれかの定着装置において、上記分離ローラと上記定着ローラ、あるいは上記分離ローラと上記加圧ローラの両側駆動とし、上記定着ローラあるいは上記加圧ローラに与える回転駆動を、上記定着ローラあるいは上記加圧ローラの線速が上記分離ローラの線速よりも遅い駆動としてなることを特徴とする。
【００２３】
同請求項９に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし７のいずれかの定着装置において、動作開始時は、上記分離ローラと上記定着ローラ、あるいは上記分離ローラと上記加圧ローラの両方のローラに駆動力を与えることを特徴とする。
【００２４】
同請求項１０に係る画像形成装置は、請求項１ないし９のいずれかの定着装置を備えたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下本発明の実施の形態及び実施例を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る定着装置を用いる画像形成装置の全体構成を示す断面図である。図中１は感光体で、図中矢印方向に回転する。この感光体１の周りには、帯電手段２、クリーニング装置３、レーザ光学系によるレーザビームＬ、トナーを供給して感光体１上の潜像を顕像化する現像ローラ４ａを含む現像装置４、及び転写手段５が配置されている。現像装置４の近傍にはトナー補給部１４が設けてある。また、転写紙Ｐは下側に配置された着脱可能な給紙カセット１７内にセットされ、図示せぬスプリング力によって給紙ローラ１９に押し付けられる。
【００２６】
図示せぬ制御部から指令が発せられて給紙ローラ１９が回転することにより、給紙カセット１７内の最上紙は、分離パッド等で重送を防止されながら下流側のレジストローラ２０まで搬送される。そして、感光体１上の画像と同期するようにタイミングが取られ、さらに用紙は転写手段５に向かって送り出される。転写紙手段５によって感光体１から画像を得た転写紙Ｐは、さらにベルト定着装置１１に搬送され、未定着トナーの加熱処理を受けてトナー像を定着させられる。その後、画像形成済みの転写紙Ｐは、排紙ローラ２１によって排紙口２２から排紙トレイ部１０５上に排出、載置される。なお図中１００は自動原稿給紙装置、１０１はスキャナ部であり、１０２は上述した作像部を示す。
【００２７】
トナー画像転写後の感光体１上の転写残トナーは、クリーニング装置３により回収される。回収されたトナーは現像装置４に戻され、繰り返し画像形成に用いられる。
【００２８】
図２は図１の画像形成装置に用いたベルト定着装置１１の概略断面図である。ベルト定着装置１１は、定着ローラ６と、分離ローラ９と、加圧ローラ４５を備え、定着ローラ６と分離ローラ９間にエンドレスの定着ベルト８が張設されている。加圧ローラ４５は、定着ベルト８を介して、定着ローラ６と所定の圧力で転接する。未定着トナー３２を担持した転写紙Ｐは、定着ベルト８を介して定着ローラ６と加圧ローラ４５のニップ部で加熱、加圧され、未定着トナー３２を定着される。本発明の実施例としては、例えば定着ベルト８は、外径φ６０ｍｍ、定着線速２００ｍｍ／秒とする。
【００２９】
次に定着ベルト８の構成を説明する。定着ベルト８の基体には、耐熱性樹脂や、金属から形成されたエンドレスのベルト状基体が用いられている。耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイド、ポリエーテルケトンＰＥＥＫ等を使用し、金属ベルトの材質としては、ニッケル、アルミニウム、鉄等を使用する。厚さは１００μｍ以下の薄肉のものが望ましい。定着ベルト８表面は、転写紙Ｐおよびトナー３２と加圧接触するため、離型性が必要であり、また、耐熱性、耐久性に優れたものが好ましい。そのため、定着ベルト８表層は耐熱離型層(フッ素系樹脂、高離型シリコンゴム等)が被覆された構成になっている。フッ素樹脂は、吹きつけ等により基体表面に塗装し、加熱融着させることにより表面離型層を形成する。本発明の実施例としては、例えば高離型シリコンゴム層はゴム硬度２５〜６５度ＪＩＳＡ硬度計、厚さ１００〜３００μｍの範囲が良好な定着姓及び熱応答性を得る条件として望ましい。また、定着ベルト８の別の構成としては、ポリイミド等の耐熱性樹脂の基体にシリコンゴム等の弾性体層を設け、さらにその弾性体層の上にフッ素樹脂等の離型層を設けると、ＯＨＰ透明性や、より良好な定着画像を得ることができる。
【００３０】
次いで定着ローラ６の構成を説明する。定着ローラ６は、アルミニウム、炭素鋼、ステンレス鋼等の中空金属円筒の薄肉ローラである。本発明の実施例としては、例えば定着ローラ６の外径はφ３０ｍｍ、肉厚は０．６ｍｍとする。さらに、定着ローラ６の中には、加熱源のヒータ７を備えている。サーミスタ２５が、定着ベルト８幅の中央部に設置されて定着ベルト８の温度を検知するようになっている。
【００３１】
図示せぬ温度制御回路が、サーミスタ２５の検知温度によりヒータ７をＯＮ／ＯＦＦ制御し、定着ベルト８を所定の温度に維持する。サーミスタ２５は、定着ベルト８と加圧ローラ４５のニップ領域の中央部から上流側に約９０°の位置に取り付けた。また、本実施形態では、加熱源のヒータ７にハロゲンヒータヒータを用いている。
【００３２】
ついで加圧ローラ４５の構成を説明する。加圧ローラ４５は図２に示すように、芯金４２の周りに弾性を有する断熱性の発泡層４３を設け、発泡層４３の上に離型層４４を設けてある。本発明の実施例としては、例えば発泡層４３に耐熱性の発泡シリコンゴム、離型層４４にＰＦＡチューブを用い、外径をφ４０ｍｍとする。また発泡シリコンゴムは、厚さ６ｍｍ、硬度はアスカーＣで３５度とし、ＰＦＡチューブは、厚さ５０μｍのものを用い、定着ローラ６とのニップでの線圧は、１．３Kgf/cmとする。
【００３３】
図３に、定着ローラ６を回転駆動した時の、定着ベルト８の張り状態を示す。この場合、ゆるみ側となるニップ後の定着ベルト８はたるみ、波打ってしまう。そのため、トナーを定着した後の転写紙が定着ベルト８に密着できず、ニップ通過後、すぐに定着ベルト８から剥がれてしまったり、部分的な剥がれが生じる。その結果、トナーがガラス転移状態になる前に定着ベルト８から離れてしまうので、オフセットが発生してしまう。また、オフセットが発生しない場合でも、転写紙が定着ベルト８に密着している部分と、密着していない部分で光沢ムラが生じてしまう。加圧ローラ４５に回転駆動を与えた場合も同様である。
【００３４】
そこで、分離ローラ９に回転駆動を与える。この場合、図４に示すように定着ローラ６と加圧ローラ４５のニップ後の定着ベルト８は張り側になるので、たるみや波打ちが発生せず、そのため、トナーを定着した後の転写紙を定着ベルトに密着搬送できる。そして、その搬送過程での定着ベルト８自体の温度低下により、トナーは冷却されて粘度が大きくなり、ガラス転移状態になる。ガラス転移状態になった後に転写紙を定着ベルト８から分離するので、シリコンオイル等の離型剤を使用することなく、オフセッットのない定着画像を得ることができる。また、均一に密着しているので、光沢ムラも防止することができる。
【００３５】
図５に、分離ローラ９の構成を示す。この分離ローラ９は、アルミニウム、ステンレスもしくは炭素鋼等からなる芯金３３の周りに、耐熱多孔質の弾性体層３４を設けている。本実施形態では耐熱多孔質の弾性体層３４を発泡シリコンとする。このように、耐熱多孔質の弾性体層３４を設けることにより、分離ローラ９を断熱化できる。その結果、分離ローラ９に余分な熱をとられないので、立上げ時間の短縮、及び省エネルギー化を図ることができる。また、発泡シリコンは摩擦係数が大きいので、分離ローラ９に回転駆動を与えた時、定着ベルト８をスリップすることなく安定走行させることができる。本発明の実施例としては、分離ローラ９の外径をφ２０ｍｍ、発泡シリコンゴムの硬度は、軸上硬度でアスカ−Ｃ５０度とする。
【００３６】
図６に分離ローラ９の他の構成例を示す。この分離ローラ９は、アルミニウム、ステンレスもしくは炭素鋼等の芯金３３の周りに、気孔を含む剛性を有した多孔質断熱樹脂層３５を設けている。多孔質断熱性樹脂層３５は、バインダーを混入させた樹脂粒体を金型に詰め、金型を加熱し、バインダーを焼失させることで気孔を得る。樹脂材料としては、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、フエノール樹脂等が用い得る。本発明の実施例としては、多孔質断熱性樹脂層３５にポリエーテルイミドを用いる。
【００３７】
このような多孔質断熱樹脂層３５を設けることにより、分離ローラ９を断熱化できる。その結果、分離ローラ９に余分な熱をとられないので、立上げ時間の短縮、及び省エネルギー化を図ることができる。また、ポリエーテルイミドの多孔質断熱性樹脂層３５は、熱膨張率が小さいので、加熱されても熱膨張せず、外径が変化しない。そのため、分離ローラ９に回転駆動を与えた時、定着ベルト８を速度変動させることなく、安定走行させることができる。また多孔質断熱性樹脂層３５の上に、摩擦係数の大きい表層３６を被覆すると、定着ベルト８をスリップすることなく、より確実に安定走行させることができる。本発明の実施例としては、表層３６に厚さ０．６ｍｍのシリコンゴムを用いる。
【００３８】
なお上述の実施形態、実施例のように、分離ローラ９に駆動回転を与える場合、定着ローラ６と加圧ローラ４５の加圧力が大きいと、定着ベルト８を駆動するのに大きな力が必要となり、分離ローラ９と定着ベルト８がスリップしてしまい、定着ベルト８を安定走行できない。また、定着ベルト８に大きな張力がかかるため、定着ベルト８が切れたり、定着ベルト８の寿命が縮まってしまう。そこで、分離ローラ９の駆動トルクが、ある設定値以上になったら、定着ローラ６、あるいは加圧ローラ４５に回転駆動を与える。
【００３９】
図７に、本発明に係る定着装置の一実施形態を示す。本実施形態装置は、分離ローラ９と定着ローラ６に駆動を与える構成を有する。本実施形態では、トルク検知手段３８により、分離ローラ９の駆動手段３９のトルクを検知する。分離ローラ９と定着ベルト８が、スリップしない駆動手段３９による上限トルクを設定しておき、検知したトルクがその設定値を超えた場合は、駆動制御手段３７により定着ローラ６の駆動手段４０を作動させ、定着ローラ６に駆動を与える。それにより、分離ローラ９が定着ベルト８を駆動するのに必要な力が小さくなるので、分離ローラ９と定着ベルト８がスリップせず、安定走行できる。また、定着ベルト８に大きな張力が掛からないので、定着ベルト８が切れたり、定着ベルト８の寿命が縮まることがない。
【００４０】
また、駆動手段４０による定着ローラ６の線速が、分離ローラ９の線速より速くなった場合、ニップ後の定着ベルト８がたるんでしまい、トナーを定着した後の転写紙が定着ベルト８に密着せず、前述したように、オフセットや光沢ムラが発生してしまう。そこで本発明の実施形態、実施例では、ニップ後の定着ベルト８がたるまない駆動手段３９の下限トルクを設定しておき、トルク検知手段３８により検知した駆動手段３９のトルクが、その下限トルクより小さくなった場合は、定着ローラ６を駆動していた駆動手段４０を止める。それにより、ニップ後の定着ベルト８がたるまないので、駆動手段４０を設けても、トナーを定着した後の転写紙を定着ベルト８に密着搬送でき、オフセットや光沢ムラを防止することができる。
【００４１】
なお、定着ベルト８の線速を検知し、その値がある設定値以下になったら、定着ローラ６、あるいは加圧ローラ４５に回転駆動を与えるようにしてもよい。図８に、本発明に係る定着装置の他の実施形態を示す。本実施形態装置は、分離ローラ９と定着ローラ６に駆動を与える他の構成を有する。本実施形態では、定着ベルト８のベルト線速検知手段４１により、定着ベルト８の線速を検知する。分離ローラ９と定着ベルト８が、スリップしない状態の定着ベルト８線速を設定しておき、ベルト線速検知手段４１により検知した線速が、その設定値を下回った場合は、駆動制御手段４２により駆動手段４０を作動させ、定着ローラ６に駆動を与える。それにより、分離ローラ９が定着ベルト８を駆動するのに必要な力が小さくなるので、分離ローラ９と定着ベルト８が、スリップせず安定走行できる。また、定着ベルト８に大きな張力がかからないので、定着ベルト８が切れたり、定着ベルト８の寿命が縮まることがない。
【００４２】
また、分離ローラ９と定着ベルト８がスリップせず安定走行している場合は、定着ローラ６に駆動を与えると、かえってニップ後の定着ベルト８がたるんでしまい、前述したようにオフセットや光沢ムラが発生してしまうので、分離ローラ９と定着ベルト８が、スリップせず安定走行している場合の定着ベルト８線速を設定しておき、ベルト線速検知手段４１により検知した線速が、その設定値を下回っていない場合は、定着ローラ６に与えていた駆動を止める。それにより、ニップ後の定着ベルト８がたるまないので、駆動手段を設けても、トナーを定着した後の転写紙を定着ベルトに密着搬送でき、オフセットや光沢ムラを防止することができ、確実な制御ができる。
【００４３】
さらに、分離ローラ９と定着ローラ６、あるいは分離ローラ９と加圧ローラ４５の両側駆動とし、定着ローラ６、あるいは加圧ローラ４５に与える回転駆動は、定着ローラ６、あるいは加圧ローラ４５の線速が、分離ローラ９の線速よりも遅い駆動とすることができる。図９に、本発明に係る定着装置のさらに他の実施形態を示す。本実施形態装置は、分離ローラ９と定着ローラ６の両側駆動とした構成を有する。紙面手前側の定着ローラ６の軸に、ワンウェイクラッチ５０を備えたギヤ５１を取り付ける。ワンウェイクラッチ５０は、図示のように反時計方向をロック方向とし、ギヤ５１は、ギヤ５２と噛み合っている。ギヤ５２には、定着ローラ６の線速が、駆動手段３９の駆動による分離ローラ９の線速よりも若干遅い駆動を駆動手段４０で与える。
【００４４】
そうすると、分離ローラ９と定着ベルト８が、スリップせず安定走行をしている場合は、ワンウェイクラッチ５０はロックしないので、駆動手段４０は定着ローラ６に伝達されない。一方、定着ベルト８の駆動トルクが大きく、分離ローラ９と定着ベルト８がスリップしている時は、ワンウェイクラッチ５０がロックし、駆動手段４０が定着ローラ６に伝達される。それにより、分離ローラ９が定着ベルト８を駆動するのに必要な力が小さくなるので、分離ローラ９と定着ベルト８がスリップせず、安定走行できる。また、定着ベルト８に大きな張力がかからないので、定着ベルト８が切れたり、定着ベルト８の寿命が縮まることがない。
【００４５】
また、駆動手段４０による定着ローラ６の線速は、駆動手段３９による分離ローラ９の線速よりも若干遅いので、ニップ後の定着ベルト８がたるまず、トナーを定着した後の転写紙を定着ベルト８に密着搬送できるので、オフセットや光沢ムラを防止することができる。さらにこの駆動機構は、センサや制御系を用いないので、低コストのベルト走行安定駆動機構とすることができる。
【００４６】
なお、上述の実施形態ではワンウェイクラッチ５０を用いているが、ワンウェイクラッチ５０を用いずに、定着ローラ６あるいは加圧ローラ４５に、定着ローラ６あるいは加圧ローラ４５の線速が、分離ローラ９の線速よりも遅い駆動となる回転駆動を与えてもよい。
【００４７】
ところで定着装置を駆動するのに最も大きな力が必要なのは、定着ローラ６の回転開始時、すなわち定着装置の作動開始時である。そこで本発明の実施形態としては、定着装置回転開始時に分離ローラ９と定着ローラ８、あるいは分離ローラ９と加圧ローラ４５の両方のローラに駆動を与えている。それにより、分離ローラ９が定着ベルト８を駆動するのに必要な力が小さくなるので、分離ローラ９と定着ベルト８がスリップせず、定着装置回転開始時に確実に安定走行できる。また、定着ベルト８に大きな張力が掛からないので、作動開始時に定着ベルト８が切れたり、定着ベルト８の寿命を縮めることがない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る定着装置は、以上説明してきたように、転写紙上に形成されたトナー画像を、分離ローラと定着ローラの周囲に掛け渡されたエンドレス状の定着ベルトと重ね、該定着ベルトを介して上記定着ローラの周囲で加圧、加熱し、転写紙と上記定着ベルトを密着させて所定時間走行させた後、上記分離ローラの部位あるいは上記分離ローラ近傍で上記転写紙と上記定着ベルトを剥離する定着装置において、上記分離ローラを回転駆動する手段を有し、この分離ローラを回転駆動する手段は、上記分離ローラの駆動トルクが設定値以上になったら、上記定着ローラあるいは上記定着ベルトを介して上記定着ローラと所定圧力で転接する加圧ローラに回転駆動を与えるので、ニップ通過後のベルトたるみの防止、オイルレスでのホットオフセット防止、光沢ムラの防止が達成できるという効果がある。その上、定着ベルトと分離ローラ間のスリップを防止できるとともに、定着ベルトの破断を防止できるという効果がある。
【００４９】
本発明の請求項２に係る定着装置は、以上説明してきたように、分離ローラの駆動トルクが、ある設定値以下になったら、定着ローラ、あるいは加圧ローラに与えている回転駆動を止めるので上記共通の効果に加え、ニップ通過後のベルトのたるみを防止でき、またオイルレスでのホットオフセット防止及び光沢ムラ発生を防止できるという効果がある。
【００５０】
本発明の請求項３に係る定着装置は、以上説明してきたように、ベルト線速を検知し、そのベルト線速がある設定値以下になったら、定着ローラ、あるいは定着ベルトを介して定着ローラと所定の圧力で転接する加圧ローラに回転駆動を与えるので、上記共通の効果に加え、定着ベルトと分離ローラ間のスリップ、定着ベルトの破断を確実に防止できるという効果がある。
【００５１】
本発明の請求項４に係る定着装置は、以上説明してきたように、定着ベルトの線速を検知し、ベルト線速がある設定値以上になったら、定着ローラ、あるいは加圧ローラに与えている回転駆動を止めるので、上記共通の効果に加え、ニップ通過後のベルトのたるみを防止でき、またオイルレスでのホットオフセット防止及び光沢ムラ発生を防止できるという効果がある。
【００５３】
本発明の請求項５に係る定着装置は、以上説明してきたように、分離ローラの芯金のまわりに、耐熱多孔質の弾性体層を設けているので、定着装置としての立上げ時間の短縮及び省エネルギー化が図れるとともに、ベルトと分離ローラ間のスリップを防止しできるという効果がある。
【００５４】
本発明の請求項６に係る定着装置は、以上説明してきたように、分離ローラの芯金のまわりに、気孔を含む剛性を有した断熱樹脂層を設けているので、上記共通の効果に加え、分離ローラの熱膨張によるベルト線速変動を防止できるという効果がある。
【００５５】
本発明の請求項７に係る定着装置は、以上説明してきたように、気孔を含む剛性を有する断熱樹脂層の表面に、摩擦係数の大きい表層を設けたので、上記共通の効果に加え、ベルトと分離ローラ間のスリップを防止できるという効果がある。
【００５６】
本発明の請求項８に係る定着装置は、以上説明してきたように、分離ローラと定着ローラ、あるいは分離ローラと加圧ローラの両側駆動とし、定着ローラ、あるいは加圧ローラに与える回転駆動は、定着ローラ、あるいは加圧ローラの線速が、分離ローラの線速よりも遅い駆動としたので、上記共通の効果に加え、定着ベルト走行安定駆動機構を低コスト化できるという効果がある。
【００５７】
請求項９に係る定着装置は、以上説明してきたように、装置の動作開始時は、分離ローラと定着ローラ、あるいは分離ローラと加圧ローラの両方のローラに駆動を与えるので、上記共通の効果に加え、装置作動開始時の定着ベルトと分離ローラ間のスリップを防止でき、また定着ベルトの破断を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着装置を用いる画像形成装置の全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に用いる定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２の定着装置において、駆動による定着ベルトの張り、たるみの一例を説明するための図である。
【図４】図２の定着装置において、駆動による定着ベルトの張り、たるみの他の例を説明するための図である。
【図５】図２の定着装置において用いる分離ローラの構成を示す図である。
【図６】図２の定着装置において用いる他の分離ローラの構成図である。
【図７】本発明に係る定着装置の一実施形態を示す図である。
【図８】本発明に係る定着装置の他の実施形態を示す図である。
【図９】本発明に係る定着装置のさらに他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電手段
３  クリーニング装置
４  現像装置
４ａ  現像ローラ
５  転写手段
６  定着ローラ
７  ヒータ
８  定着ベルト
９  分離ローラ
１１  ベルト定着装置
１４  トナー補給部
１７  給紙カセット
１９  給紙ローラ
２０  レジストローラ
２１  排紙ローラ
２２  排紙口
２５  サーミスタ
３２  未定着トナー
３３  芯金
３４  弾性体層
３５  多孔質断熱樹脂層
３６  表層
３７  駆動制御手段
３８  トルク検知手段
３９  駆動手段
４０  駆動手段
４１  線速検知手段
４２  芯金
４３  発泡層
４４  離型層
４５  加圧ローラ
５１  ギヤ
５２  ギヤ
５０  ワンウェイクラッチ
１００  自動原稿給紙装置
１０１  スキャナ部
１０２  作像部
１０５  排紙トレイ部
Ｐ  転写紙
【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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【図８】
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【図９】
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