(57)【要約】【課題】定着部材と加圧回転体の周速差によるスリップの発生を抑えて、画像の伸びを抑えることができる定着装置及び画像形成装置を得る。【解決手段】定着装置１００において、駆動ギア１８４から定着ベルト駆動ギア２１４へ駆動力を伝達するギア列にクラッチ付ギア２０６が設けられている。定着を行うと、定着ベルト１０２の熱によって加圧ロール１０４が熱膨張して加圧ロール１０４の周速が定着ベルト１０２の周速より速くなる。ここで、駆動モータ１８０の駆動力によって回転する定着ベルト１０２の周速よりも加圧ロール１０４によって回転する定着ベルト１０２の周速が大きいとき、クラッチ付ギア２０６が空転して駆動ギア１８４から定着ベルト駆動ギア２１４に伝達される駆動力を遮断する。これにより、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４が連れ回りとなり周速差によるスリップが生じにくくなるので、定着時のトナー画像の伸びを抑えることができる。【選択図】図６
2009075167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱されて現像剤を記録媒体に定着する無端状の定着部材と、
前記定着部材の内側に配置された支持体と、
前記定着部材を前記支持体へ加圧する加圧回転体と、
定着時に前記定着部材に前記加圧回転体を接触させ、非定着時に離間させる接離手段と、を備え、
駆動源から前記加圧回転体に駆動力を伝達する第１駆動力伝達手段と、
前記駆動源から前記定着部材に駆動力を伝達する第２駆動力伝達手段と、
前記駆動力によって回転する前記定着部材の周速よりも前記加圧回転体によって回転する前記定着部材の周速が大きいとき、前記第２駆動力伝達手段から前記定着部材へ伝達される駆動力を遮断する駆動力遮断手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１駆動力伝達手段及び前記第２駆動力伝達手段がギア列で構成され、前記駆動力遮断手段がクラッチで構成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】
前記定着部材の周速度を検知する速度検知手段と、
前記速度検知手段で検知された前記定着部材の周速度と予め設定された前記定着部材の基準速度とが等しくなるように、前記駆動源の回転速度を変更制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置と、
露光光を出射する露光部と、
前記露光部の前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、
前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、
前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、
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、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタや複写機等の画像形成装置において、記録用紙上に転写されたトナー像を、熱源を備えた定着ロールと加圧ロールとで形成されるニップ部に通して、熱と圧力の作用でトナーを溶融して定着する定着装置が利用されている。
【０００３】
定着ロール、加圧ロールは、端部に駆動用ギアが取り付けられ、モータ等の駆動源から該駆動用ギアに駆動力が伝達されることにより回転する。
【０００４】
ここで、定着ロール及び加圧ロールに駆動用ギアを取り付けた定着装置の一例として、駆動源と定着ロールの駆動用ギアとの間に伝達ギアを配置すると共に、定着ロールの駆動用ギアと加圧ロールの駆動用ギアを噛合させた定着装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１の定着装置は、駆動源から伝達ギアを介して定着ロールの駆動用ギアに駆動力を伝達させ、定着ロール及び加圧ロールを回転させている。
【特許文献１】特開平１１−２２４０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、定着部材と加圧回転体の周速差によるスリップの発生を抑えて、画像の伸びを抑えることができる定着装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る定着装置は、加熱されて現像剤を記録媒体に定着する無端状の定着部材と、前記定着部材の内側に配置された支持体と、前記定着部材を前記支持体へ加圧する加圧回転体と、定着時に前記定着部材に前記加圧回転体を接触させ、非定着時に離間させる接離手段と、を備え、駆動源から前記加圧回転体に駆動力を伝達する第１駆動力伝達手段と、前記駆動源から前記定着部材に駆動力を伝達する第２駆動力伝達手段と、前記駆動力によって回転する前記定着部材の周速よりも前記加圧回転体によって回転する前記定着部材の周速が大きいとき、前記第２駆動力伝達手段から前記定着部材へ伝達される駆動力を遮断する駆動力遮断手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項２に係る定着装置は、前記第１駆動力伝達手段及び前記第２駆動力伝達手段がギア列で構成され、前記駆動力遮断手段がクラッチで構成されたことを特徴としている。
【０００９】
本発明の請求項３に係る定着装置は、前記定着部材の周速度を検知する速度検知手段と、前記速度検知手段で検知された前記定着部材の周速度と予め設定された前記定着部材の基準速度とが等しくなるように、前記駆動源の回転速度を変更制御する制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置と、露光光を出射する露光部と、前記露光部の前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材と加圧回転体の周速差によるスリップの発生を抑えて、画像の伸びを抑えることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材へ伝達される駆動力の遮断が容易となる。
【００１３】
請求項３の発明は、本構成を有していない場合に比較して、さらに画像の伸びを抑えることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、本構成を有していない場合に比較して、画像の伸びを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の定着装置及び画像形成装置の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
図１には、画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。
【００１７】
プリンタ１０において、プリンタ１０の本体を構成する筐体１２に光走査装置５４が固定されており、光走査装置５４に隣接する位置に、光走査装置５４及びプリンタ１０の各部の動作を制御する制御ユニット５０が設けられている。
【００１８】
光走査装置５４は、図示しない光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び ブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋを出射するようになっている。
【００１９】
光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、それぞれ対応する各感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに導かれる。
【００２０】
プリンタ１０の下方側には、記録用紙Ｐを収納する用紙トレイ１４が設けられている。用紙トレイ１４の上方には、記録用紙Ｐの先端部位置を調整する一対のレジストローラ１６が設けられている。
【００２１】
プリンタ１０の中央部には、画像形成ユニット１８が設けられている。画像形成ユニット１８は、前述の４つの感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えており、これらが上下一列に並んでいる。
【００２２】
感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向上流側には、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面を帯電する帯電ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。
【００２３】
また、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に現像する現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが設けられている。
【００２４】
一方、感光体２０Ｙ、２０Ｍには第１中間転写体２６が接触し、感光体２０Ｃ、２０Ｋには第２中間転写体２８が接触している。そして、第１中間転写体２６、第２中間転写体２８には第３中間転写体３０が接触している。
【００２５】
第３中間転写体３０と対向する位置には、転写ロール３２が設けられている。転写ロール３２と第３中間転写体３０との間を記録用紙Ｐが搬送され、第３中間転写体３０上のトナー画像を記録用紙Ｐに転写させる。
【００２６】
記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３４の下流には、定着装置１００が設けられている。定着装置１００は、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４を有しており、記録用紙Ｐを加熱・加圧してトナー画像を記録用紙Ｐ上に定着させる。
【００２７】
トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール３６でプリンタ１０の上部に設けられたトレイ３８に排出される。
【００２８】
ここで、プリンタ１０の画像形成について説明する。
【００２９】
画像形成が開始されると、各感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面が帯電ローラ２２Ｙ〜２２Ｋによって一様に帯電される。
【００３０】
光走査装置５４から出力画像に対応した光ビーム６０Ｙ〜６０Ｋが、帯電後の感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面に照射され、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。
【００３１】
この静電潜像に対して、現像装置２４Ｙ〜２４Ｋが選択的に各色、すなわちＹ〜Ｋのトナーを付与し、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー画像が形成される。
【００３２】
その後、マゼンタ用の感光体２０Ｍから第１中間転写体２６にマゼンタのトナー画像が一次転写される。また、イエロー用の感光体２０Ｙから第１中間転写体２６にイエローのトナー画像が一次転写され、第１中間転写体２６上で前記マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。
【００３３】
一方、同様にブラック用の感光体２０Ｋから第２中間転写体２８にブラックのトナー画像が一次転写される。また、シアン用の感光体２０Ｃから第２中間転写体２８にシアンのトナー画像が一次転写され、第２中間転写体２８上で前記ブラックのトナー画像に重ね合わされる。
【００３４】
第１中間転写体２６へ一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第３中間転写体３０へ二次転写される。一方、第２中間転写体２８へ一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第３中間転写体３０へ二次転写される。
【００３５】
ここで先に二次転写されているマゼンタ 、イエローのトナー画像と、シアンおよびブラックのトナー画像とが重ね合わされ、カラー（３色）とブラックのフルカラートナー画像が第３中間転写体３０上に形成される。
【００３６】
二次転写されたフルカラートナー画像は、第３中間転写体３０と転写ロール３２との間のニップ部に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール１６から記録用紙Ｐが当該ニップ部分に搬送され、記録用紙Ｐ上にフルカラートナー画像が三次転写（最終転写）される。
【００３７】
この記録用紙Ｐは、その後、定着装置１００に送られ、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とのニップ部を通過する。その際、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とから与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像が記録用紙Ｐに定着する。定着後、記録用紙Ｐは用紙搬送ロール３６によりトレイ３８に排出され、記録用紙Ｐへのフルカラー画像形成が終了する。
【００３８】
次に、本実施形態に係る定着装置１００について説明する。
【００３９】
図２に示すように、定着装置１００は、記録用紙Ｐの進入又は排出を行うための開口が形成された筐体１２２を備えている。
【００４０】
筐体１２２の内部には、矢印Ｄ方向へ回転する無端状の定着ベルト１０２が設けられている。
【００４１】
定着ベルト１０２は、図４ｂに示すように、内側から外側に向けて基層１３４、発熱層１３２、保護層１３０、弾性層１２８、及び離型層１２６で構成されており、これらが積層され一体となっている。
【００４２】
基層１３４は、定着ベルト１０２の強度を保持するベースとなるもので、ポリイミド（ＰＩ）で構成されている。基層１３４の厚さは３０〜８０μｍとしている。なお、基層１３４として、非磁性ステンレスを用いてもよい。
【００４３】
発熱層１３２は、前述の磁界Ｈ（図２参照）を打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料であり、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリウム、アンチモン、又はこれらの合金の金属材料を用いることができる。本実施形態では、固有抵抗を１．７×１０−８Ωｍ以下に小さくして必要な発熱量を効率よく得ること、及び低コストの観点から、発熱層１３２として銅を用いている。
【００４４】
また、発熱層１３２は、熱容量ができるだけ小さい方が定着装置１００のウォームアップ時間を短縮することができるため、できるだけ薄い層を設けることが望ましく、１０μｍとしている。
【００４５】
保護層１３０は、基層と同等の合成樹脂で厚さを４０−６０μｍ、あるいは非磁性ステンレス（固有抵抗７．２×１０−７Ωｍ）で構成され、厚さを３０〜６０μｍとしている。また、ニッケル（固有抵抗７×１０−８Ωｍ）で構成され、厚さを５〜９μｍとしてもよい。
【００４６】
弾性層１２８は、優れた弾性と耐熱性が得られる等の観点から、シリコン系ゴム、又はフッ素系ゴムが用いられ、本実施形態ではシリコンゴムを用いている。
【００４７】
離型層１２６は、記録用紙Ｐ上で溶融されたトナーＴ（図２参照）との接着力を弱めて、記録用紙Ｐを定着ベルト１０２から剥離し易くするために設けられる。優れた表面離型性を得るためには、離型層１２６として、フッ素樹脂、シリコン樹脂、又はポリイミド樹脂を用いることが好ましく、本実施形態ではＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。なお、本実施形態では、離型層１２６の厚さは３０μｍとしている。
【００４８】
一方、定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、絶縁性の材料で構成されたボビン１０８が配置されている。ボビン１０８と定着ベルト１０２との間隔は１〜３ｍｍ程度となっている。ボビン１０８は、定着ベルト１０２の外周面に倣った略円弧状に形成されており、凸部１０８Ａが突設されている。
【００４９】
ボビン１０８には、励磁コイル１１０が、凸部１０８Ａを中心として軸方向（図２の紙面奥行き方向）に複数回巻き回されている。
【００５０】
励磁コイル１１０と対向する位置には、ボビン１０８の円弧状に倣って略円弧状に形成されたフェライト系の磁性体からなる磁性コア１１２が配置され、ボビン１０８に支持されている。
【００５１】
一方、定着ベルト１０２の内側には、非磁性体であるアルミニウムあるいは非磁性ステンレスからなる固定部材１１４が、定着ベルト１０２と非接触で配置され、両端が定着装置１００の筐体１２２に固定されている。
【００５２】
固定部材１１４は、定着ベルト１０２と対向して円弧状に形成された円弧部１１４Ａと、柱状に形成された柱部１１４Ｂとで構成され、円弧部１１４Ａと柱部１１４Ｂは一体成形されている。
【００５３】
固定部材１１４の円弧部１１４Ａには、該円弧部１１４Ａに沿って、前述の磁性コア１１２と同様の材質からなる磁性コア１１６が設けられている。磁性コア１１６は、定着ベルト１０２と非接触状態となっている。この磁性コア１１６と磁性コア１１２との間で、定着ベルト１０２を貫通した磁界Ｈによる閉磁路が形成され、磁界Ｈが強められる。
【００５４】
また、固定部材１１４の柱部１１４Ｂの端面には、定着ベルト１０２を内側から支持する支持部材１１８が固定されている。
【００５５】
支持部材１１８は、ウレタンゴム又はスポンジ等の弾性を有する部材で構成され、一端面が定着ベルト１０２の内周面と接触して定着ベルトを外方向へ押圧している。
【００５６】
一方、定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、定着ベルト１０２を支持部材１１８に向けて加圧するとともに、図示しないモータ及びギアからなる駆動機構により矢印Ｅ方向に回転する加圧ロール１０４が配置されている。
【００５７】
加圧ロール１０４は、ステンレスあるいはアルミニウム等の金属からなる芯金１０６の周囲に、スポンジ、シリコンゴム及びＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）が被覆された構成となっている。
【００５８】
また、加圧ロール１０４は、図５に示すリトラクト機構によって矢印Ａ、Ｂ方向に移動可能となっており、矢印Ａ方向に移動したときは定着ベルト１０２の外周面と接触して加圧し、矢印Ｂ方向に移動したときは定着ベルト１０２の外周面から離間するようになっている。
【００５９】
ここで、加圧ロール１０４のリトラクト機構について説明する。
【００６０】
図５には、加圧ロール１０４を定着ベルト１０２に接触又は離間させるリトラクト機構部１５０が示されている。
【００６１】
リトラクト機構部１５０は、板金で構成され、加圧ロール１０４の両端部を回転可能に支持する図示しないベアリングが固定されたアーム部材１５２を有している。
【００６２】
アーム部材１５２は、筐体１２２の内側で加圧ロール１０４の両端部に立設された一対の側板１５４に、円柱状の支持ピン１５６によって取り付けられ、矢印Ｒ１方向に揺動可能となっている。
【００６３】
側板１５４の側面には、ボルト１５８が、側板１５４の側面と略平行に設けられている。ボルト１５８は、先端部が、側板１５４に突設された板状の固定部１６０の穴部１５７に締結され、後端部が、図示しない係合部に接着されることにより固定されるようになっている。
【００６４】
また、アーム部材１５２の支持ピン１５６と反対側には、ボルト１５８が挿通可能な大きさの穴部１５９が形成された板状の付勢部１６２が突設されている。
【００６５】
ここで、ボルト１５８が付勢部１６２の穴部１５９に挿通されると共に、所定の弾性力のバネ１６４がボルト１５８に外挿され、さらに、ボルト１５８の先端部が、穴部１５７に締結されることにより、固定部１６０と付勢部１６２の間にバネ１６４が設けられる。
【００６６】
アーム部材１５２は、バネ１６４の付勢力によって左側へ付勢される。これにより、加圧ロール１０４が、定着ベルト１０２から離れるようになっている。
【００６７】
一方、アーム部材１５２の近傍には、略円柱状の支持ピン１６８を軸として矢印Ｒ２方向へ揺動する偏芯カム１６６が設けられている。
【００６８】
偏芯カム１６６には、所定の歯数のギア部１７２が設けられている。ギア部１７２には、所定の歯数の駆動ギア１７４が噛合している。また、駆動ギア１７４は、図示しない電源によって駆動される駆動モータ１７６の正転（反時計回り）、逆転（時計回り）によって、偏芯カム１６６を揺動するようになっている。
【００６９】
ここで、駆動モータ１７６が正転ＯＮとなり、駆動ギア１７４が正転方向へ回転すると、偏芯カム１６６は、右側に揺動する。これにより、偏芯カム１６６が、アーム部材１５２と接触して、アーム部材１５２を定着ベルト１０２側へ揺動させ、加圧ロール１０４が、定着ベルト１０２に接触する。
【００７０】
また、駆動モータ１７６が逆転ＯＮとなり、駆動ギア１７４が逆転方向へ回転すると、偏芯カム１６６は、左側に揺動する。これにより、偏芯カム１６６が、アーム部材１５２の接触部１７０から離れ、アーム部材１５２が、バネ１６４で左側へ付勢されて、加圧ロール１０４が、定着ベルト１０２から離れる。
【００７１】
図２に示すように、加圧ロール１０４が定着ベルト１０２を支持部材１１８側に加圧すると、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の接触部（ニップ部）において、定着ベルト１０２に凹部１０３が形成され、凹部１０３に隣接する位置に凸部１０５が形成される。
【００７２】
このニップ部の形状は、トナーＴが載った記録用紙Ｐが通過するときに、定着ベルト１０２から剥離させる方向に湾曲した形状となっている。このため、矢印ＩＮ方向から搬送されてきた記録用紙Ｐは、それ自体の腰の強さでニップ部の形状に倣って矢印ＯＵＴ方向に排出される。
【００７３】
また、支持部材１１８は、定着ベルト１０２を加圧ロール１０４側に押圧するとともに定着ベルト１０２の内周面に倣って湾曲し、ニップ幅を広げる。
【００７４】
定着ベルト１０２の裏面で、励磁コイル１１０と対向する領域で且つ記録用紙Ｐの通過領域には、定着ベルト１０２裏面の温度を測定するサーミスター１２０が接触して設けられている。サーミスター１２０の接触位置は、記録用紙Ｐのサイズの大小によって測定値が変わらないように、定着ベルトの軸方向（図２の紙面奥行き方向）の略中央部となっている。
【００７５】
サーミスター１２０は、定着ベルト１０２裏面から与えられる熱量に応じて抵抗値が変化することで、定着ベルト１０２裏面の温度を計測する。
【００７６】
図４ａに示すように、サーミスター１２０は、配線１３６を介して、前述の制御ユニット５０（図１参照）の内部に設けられた制御回路１３８に接続されている。また、制御回路１３８は、配線１４０を介して通電回路１４２に接続されており、通電回路１４２は、配線１４４、１４６を介して前述の励磁コイル１１０に接続されている。
【００７７】
ここで、制御回路１３８は、サーミスター１２０から送られた電気量に基づいて定着ベルト１０２裏面の温度を測定し、この測定温度と予め記憶させてある定着設定温度（本実施形態では１７０℃）と比較する。そして、測定温度が定着設定温度よりも低い場合は、通電回路１４２を駆動して励磁コイル１１０に通電し、磁気回路としての磁界Ｈ（図２参照）を発生させる。一方、測定温度が定着設定温度よりも高い場合は、通電回路１４２を停止するようになっている。
【００７８】
通電回路１４２は、制御回路１３８から送られる電気信号に基づいて駆動又は駆動停止され、配線１４４、１４６を介して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を供給又は供給停止するようになっている。
【００７９】
次に、定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４の回転機構について説明する。なお、各シャフト及び各ギアは、前述の筐体１２２（図２参照）の側板に設けられている。
【００８０】
図６に示すように、定着装置１００は、前述の制御ユニット５０から通電されて駆動する駆動モータ１８０を備えている。
【００８１】
駆動モータ１８０には、シャフト１８２が取り付けられており、シャフト１８２に駆動ギア１８４が取り付けられている。駆動ギア１８４には、シャフト１８６に外挿された第１ギア１８８の大径部１８８Ｂが噛合されている。また、第１ギア１８８の小径部１８８Ａは、シャフト１９０に外挿された第２ギア１９２に噛合されている。
【００８２】
第２ギア１９２は、第１ギア１８８と異なる位置で、シャフト１９４に外挿された第３ギア１９６に噛合されている。第３ギア１９６は、第２ギア１９２と異なる位置で、シャフト１９８に外挿された第４ギア２００に噛合されている。
【００８３】
第４ギア２００は、第３ギア１９６と異なる位置で、加圧ロール１０４のシャフト２０２に外挿された加圧ロール駆動ギア２０４に噛合されている。
【００８４】
加圧ロール駆動ギア２０４は、前述のリトラクト機構部１５０が動作しても、常時第４ギア２００と噛合するようになっている。
【００８５】
一方、シャフト１８２には、駆動ギア１８４の他に、クラッチ付ギア２０６が設けられている。クラッチ付ギア２０６は、シャフト２０８に外挿された第５ギア２１０に噛合されている。
【００８６】
第５ギア２１０は、クラッチ付ギア２０６と異なる位置で、シャフト２１２に外挿された定着ベルト駆動ギア２１４に噛合されている。定着ベルト駆動ギア２１４は、略円柱状のキャップ部（図示せず）が形成されており、このキャップ部が定着ベルト１０２の一方の端部に嵌め込まれ、接着によって固定されている。
【００８７】
なお、上記各ギアは、各シャフトと嵌合しており、図示しないＥリング等によりシャフトから抜けないように固定されている。
【００８８】
また、クラッチ付ギア２０６は、駆動モータ１８０の駆動力によって回転するときの周速よりも、加圧ロール１０４によって回転するときの周速が大きいとき、空転して、駆動ギア１８４から定着ベルト駆動ギア２１４に伝達される駆動力を遮断するようになっている。
【００８９】
次に、プリンタ１０の制御ユニット５０について説明する。
【００９０】
図３に示すように、制御ユニット５０は、プリンタ１０の各種制御を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）７０と、各種制御プログラムが記憶されたプログラム記憶部（ＲＯＭ）７２と、前述のサーミスタ１２０で測定された温度測定データ又はその他の測定データを一時的に記憶し、又は消去するデータ記憶部（ＲＡＭ）７４と、所定のクロックで動作するタイマ７６とを有している。なお、制御ユニット５０は、前述の制御回路１３８（図４ａ参照）を含んでいる。
【００９１】
中央処理ユニット７０は、各種信号の入出力が行われる入出力インターフェース８０に接続されており、この入出力インターフェース８０を介して、スイッチ８２、ユーザーインターフェース（ＵＩ）８４、サーミスタ１２０、駆動モータ１８０、駆動モータ１７６、及び通電回路１４２に接続されている。なお、スイッチ８２は、プリンタ１０（図１参照）の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチであり、ユーザーインターフェース８４は、画像形成等の実行をユーザーが直接指示するための入力パネル等で構成されている。
【００９２】
ここで、スイッチ８２、ユーザーインターフェース８４、及びサーミスタ１２０から入出力インターフェース８０を介してＣＰＵ７０に信号が入力されるようになっている。一方、ＣＰＵ７０からの制御信号は、入出力インターフェース８０を介して、駆動モータ１８０、駆動モータ１７６、及び通電回路１４２に出力されるようになっている。
【００９３】
次に、定着ベルト１０２の周速度検知について説明する。
【００９４】
図２及び図７に示すように、定着ベルト１０２の外周面から所定距離離間して、フォトセンサ１１７が対向配置されている。
【００９５】
フォトセンサ１１７は、図７ｂに示すように、フォトセンサ１１７の本体を構成する筐体１２１の内部に、光を出射する出射部１２３と、被検知対象物で反射された反射光（ＲＬ）を受光して電気信号に変換する受光部１２５とを備えている。
【００９６】
フォトセンサ１１７には、電源線１２７と信号線１２９が接続されている。ここで、図示しない電源から電源線１２７を介して電力供給されることで、出射部１２３から光を出射するようになっている。
【００９７】
また、信号線１２９の他端は、前述の入出力インターフェース８０（図３参照）を介してＣＰＵ７０（図３参照）に接続されており、受光部１２５で受光される光の光量に基づいて生成された電気信号（パルス信号）が、信号線１２９を通ってＣＰＵ７０に送られるようになっている。
【００９８】
図７ａに示すように、定着ベルト１０２は、長手方向において、記録用紙Ｐ（矢印Ｃ方向に進行）が通過する通紙領域（Ｌ２）と、記録用紙Ｐが通過しない非通紙領域（Ｌ１、Ｌ３）を有している。ここで、定着ベルト１０２の非通紙領域Ｌ３に、アルミ箔あるいはベルト表面と反射率の異なる材料からなり矩形状のマーク材１１９が設けられている。
【００９９】
図７ｂに示すように、マーク材１１９は、予め定着ベルト１０２の製造過程において、弾性層１２８と離型層１２６の間に埋め込まれている。マーク材１１９の厚さは、６〜２０μｍとしている。
【０１００】
なお、定着ベルト１０２の離型層１２６は、前述のフォトセンサ１１７の出射部１２３から出射された光を透過可能に構成されており、離型層１２６に入射した光は、マーク材１１７表面で反射され、反射光ＲＬとなって受光部１２５で受光される。
【０１０１】
また、図７ａに示すように、前述のフォトセンサ１１７の取り付け位置は、マーク材１１９が移動する移動領域（Ｌ４）と対向する位置となっている。
【０１０２】
ここで、定着ベルト１０２が矢印Ｘ方向に回転移動すると、マーク材１１９も矢印Ｘ方向に移動する。
【０１０３】
マーク材１１９がフォトセンサ１１７と対向する位置に来た場合、マーク材１１９で光が反射されるため、フォトセンサ１１７からＨＩ信号が出力される。一方、マーク材１１９がフォトセンサ１１７と対向する位置に無い場合、定着ベルト１０２表面で光が乱反射されるなどして、フォトセンサ１１７に反射光ＲＬがほとんど入射しないので、フォトセンサ１１７からＬＯ信号が出力される。
【０１０４】
これにより、ＨＩ信号及びＬＯ信号からなるパルス信号が生成される。マーク材１１９の幅を、このパルス信号の立ち上がり期間（ＨＩ）の時間で除することにより、定着ベルト１０２の周速度が求められる。
【０１０５】
次に、定着装置１００の定着動作について説明する。
【０１０６】
図２及び図３に示すように、前述の画像形成工程においてトナー像が画像形成開始されるのと略同時に、駆動モータ１８０及び通電回路１４２に電力が供給され、定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４が回転する。この時点では、加圧ロール１０４はリトラクト機構部１５０（図５参照）によって定着ベルト１０２から離間している。
【０１０７】
続いて、定着ベルト１０２の導電層１３２に磁界Ｈによって渦電流が誘導され、定着ベルト１０２が発熱する。
【０１０８】
続いて、所定のタイミングで、リトラクト機構部１５０の駆動モータ１７６が駆動され、加圧ロール１０４が定着ベルト１０２に圧接される。
【０１０９】
続いて、サーミスタ１２０で定着ベルト１０２の裏面温度を検知してフィードバック制御することで、定着ベルト１０２が所定の温度に加熱される。この状態で、未定着トナー像を担持した記録用紙Ｐが、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の間の定着ニップ部に送り込まれる。
【０１１０】
定着ニップ部内では、トナー像が加熱及び加圧され、記録用紙Ｐ上に定着される。
【０１１１】
続いて、記録用紙Ｐは、定着ニップ部の出口における定着ベルト１０２の曲率の変化によって定着ベルト１０２から剥離され、トレイ３８に搬送される。
【０１１２】
次に、本発明の実施形態の作用について説明する。
【０１１３】
図１に示すように、前述のプリンタ１０の画像形成工程を経て、トナーが転写された記録用紙Ｐが定着装置１００に送られる。そして、定着装置１００において、前述のようにトナー像が記録用紙Ｐに定着される。
【０１１４】
ここで、定着開始前は、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４が接触していないため、定着ベルト１０２の熱量が加圧ロール１０４に伝導せず、定着ベルト１０２を短時間で昇温加熱することができる。
【０１１５】
ウォームアップ時間と消費電力量について、リトラクト機構部１５０を有する本実施形態の定着装置１００と、リトラクト機構部１５０を有していない従来の定着装置との比較をしたところ、表１の結果が得られた。
【０１１６】
表１に示すように、ウォームアップ時間が従来の１／５以下となり、消費電力量が１／２以下となることが確認された。
【０１１７】
【表１】
2009075167.tif 000003
一方、連続して定着が行われると、定着ベルト１０２は熱容量が低いため、ほとんど外径が変化しないが、加圧ロール１０４は熱膨張によって外径が拡大することになる。
【０１１８】
特に、加圧ロール１０４の記録用紙Ｐが通過しない非通紙領域では、記録用紙Ｐに熱量が奪われずに蓄積されるため、通紙領域よりも温度が高温となり、外径が大きくなる。
【０１１９】
図８ａに示すように、定着開始時、又は定着枚数が少ないときには、加圧ロール１０４は中央部と両端部で外径がほとんど変化していない。このため、定着ベルト駆動ギア２１４と加圧ロール駆動ギア２０４が所定の回転数で回転するとともに、該回転数に比例した周速度で、定着ベルト１０２、加圧ロール１０４が回転する。
【０１２０】
この状態では、定着ベルト１０２において、駆動モータ１８０の駆動力によって回転する周速と、加圧ロール１０４によって回転する周速が略等しいため、駆動ギア１８４とクラッチ付ギア２０６が接続された状態（ＣＮ）、即ち一体となって回転する。
【０１２１】
一方、図８ｂに示すように、連続定着を行うと、加圧ロール１０４の両端部の外径が、熱膨張によって、中央部の外径よりも大きくなる。これにより、駆動ギア１８４を所定の回転速度で回転しても、加圧ロール１０４の周速の方が定着ベルト１０２の周速より大きくなる。
【０１２２】
このままの状態で定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４を回転させると、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の間でスリップが生じて、両者の間を通過するトナー画像が伸びてしまう。
【０１２３】
また、定着ベルト１０２は、加圧ロール１０４と接触しているため、加圧ロール１０４に合わせるようにして周速が大きくなり、定着ベルト駆動ギア２１４による周速よりも大きくなって、座屈し易くなってしまう。
【０１２４】
しかし、本発明では、駆動モータ１８０の駆動力によって回転する定着ベルト１０２の周速よりも、加圧ロール１０４によって回転する定着ベルト１０２の周速が大きいとき、クラッチ付ギア２０６が空転するので、駆動ギア１８４から定着ベルト駆動ギア２１４に伝達される駆動力が遮断される。
【０１２５】
これにより、定着ベルト１０２は、加圧ロール１０４と連れ回りするようになり、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の周速差によるスリップが生じにくくなるので、定着時のトナー画像の伸びを抑えることができる。
【０１２６】
また、駆動モータ１８０の駆動力によって回転する定着ベルト１０２の周速よりも、加圧ロール１０４によって回転する定着ベルト１０２の周速の方が大きくなることによる、ねじりせん断力の発生を抑えることができるので、定着ベルト１０２が座屈しにくくなり、定着装置１００を長期間使用可能となる。
【０１２７】
ここで、連続定着時に、定着ベルト１０２を加圧ロール１０４に連れ回りさせるだけでは、周速度が増加していくことになる。
【０１２８】
しかし、本発明では、図７に示すように、定着ベルト１０２の周速度をフォトセンサ１１７で検知されるパルス信号に基づいて検知して、予め定めておいた基準速度よりも早い場合は、基準速度となるように、駆動モータ１８０の回転速度を低下させる。
【０１２９】
これにより、定着ベルト１０２が加圧ロール１０４と連れ回りしても、定着ベルト１０２の周速度の変動を抑えられる。
【０１３０】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１３１】
プリンタ１０は、固体の現像剤を用いる乾式の電子写真方式だけでなく、液体現像剤を用いるものであってもよい。
【０１３２】
定着ベルト１０２の温度の検知手段として、サーミスタ１２０の代わりに熱電対を用いてもよい。
【０１３３】
クラッチ付ギア２０６は、トルクリミッタを設けたギアであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る制御部の模式図である。
【図４】（ａ）本発明の実施形態に係る制御回路及び通電回路の接続図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る定着ベルトの断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るリトラクト機構部を示した構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る各ギアの噛合状態を示した構成図である。
【図７】（ａ）本発明の実施形態に係るフォトセンサの配置を示した模式図である。（ｂ）本発明の実施形態に係るフォトセンサの光検知状態を示した模式図である。
【図８】本発明の実施形態に係るクラッチ付ギアの作用を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１０  プリンタ（画像形成装置）
１８  画像形成ユニット（露光部）
２４  現像器（現像部）
３２  転写ロール（転写部）
３４  用紙搬送路（搬送部）
５０  制御ユニット（制御手段）
５４  光走査装置（露光部）
１００  定着装置（定着装置）
１０２  定着ベルト（定着部材）
１０４  加圧ロール（加圧回転体）
１１７  フォトセンサ（速度検知手段）
１１８  支持部材（支持体）
１５０  リトラクト機構部（接離手段）
１８０  駆動モータ（駆動源）
１８４  駆動ギア（駆動源）
１８８  第１ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
１９２  第２ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
１９６  第３ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
２００  第４ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
２０４  加圧ロール駆動ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
２０６  クラッチ付ギア（第２駆動力伝達手段、駆動力遮断手段、クラッチ）
２１０  第５ギア（第２駆動力伝達手段、ギア列）
２１４  定着ベルト駆動ギア（第２駆動力伝達手段、ギア列）
Ｐ  記録用紙（記録媒体）
Ｔ  トナー（現像剤）
【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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