JP5435339B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体を加熱及び加圧して画像を記録媒体に定着させる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置には、記録媒体としての記録用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力によって定着させる定着装置が多く用いられている。定着装置は、一般的に、加熱源によって加熱される定着ローラと、その定着ローラに圧接される加圧ローラを有している。定着ローラと加圧ローラとが圧接して形成された定着ニップに、トナー画像が転写された記録用紙を通過させることによって、その記録用紙を加熱及び加圧し、トナー画像を記録用紙に定着する。

ところが、上記熱定着タイプの定着装置は、定着時に記録媒体上のトナーを熱で溶融させるため、特に印字率の高い画像を印刷した場合などにおいては、溶融したトナーの定着ローラへの付着によって、定着ローラへの記録媒体の巻き付きや、オフセット画像等の不具合が発生する問題があった。

上記のような問題を解消するため、例えば、下記特許文献１には、定着後の記録媒体と定着ローラの分離性を向上させた定着装置が提案されている。この定着装置は、図１６に示すように、定着ローラ１００と加圧ローラ２００以外に、分離ローラ３００と、分離ローラ３００と定着ローラ１００によって張架された無端状の定着ベルト４００を備える。加圧ローラ２００は、定着ローラ１００に対向した位置で定着ベルト４００に圧接しており、加圧ローラ２００と定着ベルト４００が互いに圧接した箇所において定着ニップＮを形成している。また、定着ローラ１００は、図示しない駆動源からの駆動力を受けて図１６の矢印Ａの方向に回転するようになっている。このように定着ローラ１００が回転駆動することによって、定着ベルト４００が図１６の矢印Ｂの方向に走行し、この定着ベルト４００の走行に伴って、分離ローラ３００と加圧ローラ２００が図１６の矢印ＣとＤの方向にそれぞれ従動回転する。

図１６に示すように、トナー画像Ｔを転写された用紙Ｐが定着ニップＮに侵入すると、定着ニップＮにおいて、用紙Ｐが加熱及び加圧され、用紙上のトナー画像Ｔが用紙に定着される。そして、用紙Ｐは定着ベルト４００によって搬送され、分離ローラ３００の位置で分離される。このように、図１６に示す定着装置は、用紙Ｐを定着ベルト４００によって搬送することにより、用紙Ｐ上のトナーを搬送中に冷却して、用紙Ｐを定着ベルト４００から分離しやすくしている。

また、定着ベルト４００は加熱されると熱膨張する。この熱膨張による定着ベルト４００の伸長によって、定着ベルト４００にたるみが生じないように、定着ベルト４００には張力を付与する必要がある。定着ベルト４００に張力を付与するために、定着ローラ１００や分離ローラ３００以外に、テンションローラを設けることも考えられるが、部品点数の増加に伴う装置の大型化を防止するには、分離ローラ３００にテンションローラとしての機能を持たせることが好ましい。

そのため、図１６に示すように、分離ローラ３００を定着ローラ１００に対して矢印Ｅの方向に接近離間するように構成し、図示しないバネ等によって分離ローラ３００を定着ローラ１００に対して離間する方向に付勢して、定着ベルト４００に張力を付与するようにしている。

しかし、図１６に示す定着装置は、定着ローラ１００を駆動させ、分離ローラ３００は従動回転しているため、定着ニップＮから分離ローラ３００へ用紙Ｐが搬送される箇所（図１６の符号Ｆで示す箇所）において、定着ベルト４００にたるみが発生しやすい。このように定着ベルト４００にたるみが生じると、定着後の用紙が定着ベルト４００に密着できず、オフセット画像や光沢ムラが生じるといった問題がある。

そこで、下記特許文献２に記載の定着装置は、分離ローラ３００に駆動力を与え、定着ローラ１００を従動回転させるようにしている。これにより、図１６の符号Ｆの箇所において、定着ベルト４００を引っ張るようにして走行させることができ、上記たるみの発生を抑制して、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止している。

上述のように、定着ベルトのたるみを効果的に抑制し良好な画像を得るには、分離ローラに、テンションローラとしての機能と、駆動ローラとしての機能を持たせることが好ましい。しかしながら、分離ローラにこれらの機能を持たせると以下の問題が生じる。

図１７は、分離ローラ３００に、テンションローラとしての機能と、駆動ローラとしての機能を持たせた定着装置の概略図である。具体的には、分離ローラ３００に駆動用ギア６００を一体的に設け、この駆動用ギア６００に動力伝達用ギア５００を噛合させている。このように構成することによって、図示しないモータ等からの駆動力を、動力伝達用ギア５００によって駆動用ギア６００に伝達し、分離ローラ３００を回転駆動させるようにしている。さらに、分離ローラ３００を定着ローラ１００に対して矢印Ｅの方向に接近離間するように構成し、図示しないバネ等によって分離ローラ３００を定着ローラ１００に対して離間する方向に付勢して、定着ベルト４００に張力を付与するようにしている。なお、図１７において、符号１００で示すのは定着ローラであり、符号２００で示すのは加圧ローラである。

上記構成において、図１８に示すように、分離ローラ３００が実線の位置から二点鎖線の位置へ直線状に移動すると、動力伝達用ギア５００の回転中心Ｏ₁₀に対する分離ローラ３００の回転中心Ｏ₂₀の相対的距離がＭ１からＭ２へ変化する。これにより、駆動用ギア６００と動力伝達用ギア５００との噛み合い度合いにばらつきが生じるため、分離ローラ３００に回転力を安定して伝達できなくなり、分離ローラ３００に回転ムラが発生することによる画像品質の低下や、ギアの耐久性が損なわれるといった問題が生じる。

本発明は、斯かる事情に鑑み、テンションローラとしての機能と駆動ローラとしての機能を持たせた分離ローラに、安定して駆動力を伝達することができる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、定着ローラ及び分離ローラに掛け渡された無端状の定着ベルトと、当該定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接される加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラが互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させて、当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着し、前記定着ベルトによって搬送される前記記録媒体を前記分離ローラの位置で分離するように構成した定着装置において、前記分離ローラを前記定着ローラに対して接近離間する方向に移動可能に構成し、一端が前記分離ローラに取り付けられ、他端が定着装置のフレームに取り付けられた付勢手段によって、前記分離ローラを前記定着ローラに対して離間する方向に付勢して前記定着ベルトに張力を付与し、回転体を回転させることにより前記分離ローラに回転力を直接伝達する駆動力伝達手段を備えると共に、前記分離ローラの回転軸を支持する軸受けを、前記回転体の回転中心を中心とする円弧状に形成されたガイド部に沿って移動可能に構成し、前記軸受けが前記ガイド部に沿って移動する円弧状の移動経路の中間部に前記分離ローラの回転中心が配置された状態で、前記付勢手段の付勢力の方向が前記分離ローラの回転中心における前記移動経路の接線方向となるように構成したものである。

本発明の定着装置は、分離ローラを定着ローラに対して離間する方向に付勢して定着ベルトに張力を付与するようにしているので、熱膨張による定着ベルトのたるみの発生を防止することができる。また、本発明の定着装置は、駆動力伝達手段によって分離ローラに回転力を伝達するように構成しているので、定着ニップから分離ローラへ記録媒体が送られる箇所において、定着ベルトにたるみが発生するのを防止することが可能である。さらに、定着ローラに対して接近離間する分離ローラの移動経路を、回転力を伝達するための回転体の回転中心を中心とする円弧状に構成しているので、分離ローラは回転体の回転中心に対する相対的距離を一定に維持したまま移動することができる。これにより、駆動源から移動する分離ローラに対して安定して回転力を伝達することが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記駆動力伝達手段から前記分離ローラに回転力が伝達される際に、前記分離ローラが前記動力伝達手段から受ける付勢力を、前記分離ローラが前記定着ローラに対して離間する方向に付与するように構成したものである。

回転力を伝達する際に生じる付勢力を、分離ローラが定着ローラに対して離間する方向に付与することによって、定着ベルトに効果的に張力を付与することができる。

請求項３の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記分離ローラに駆動用ギアを一体的に設け、前記駆動力伝達手段は、前記駆動用ギアと連結した動力伝達用ギアを有し、前記分離ローラの回転軸を支持する軸受けを、前記動力伝達用ギアの回転中心を中心とする円弧状に形成されたガイド部に沿って移動可能に構成したものである。

軸受けがガイド部に沿って移動することにより、分離ローラは動力伝達用ギアの回転中心を中心として円弧状に移動することが可能である。このため、動力伝達用ギアと駆動用ギアとの噛み合い度合いを一定に維持したまま、分離ローラを定着ローラに対して接近離間させることが可能である。これにより、移動する分離ローラに対して駆動源から安定して回転力を伝達することができる。また、分離ローラの回転軸を簡単な構成によって支持しつつ、分離ローラを円弧状に移動させることが可能である。

請求項４の発明は、請求項３に記載の定着装置において、前記動力伝達用のギアを、前記定着ローラの回転中心と前記分離ローラの回転中心を通る直線に対して前記加圧ローラ側へ配設したものである。

上記のように駆動用ギアを配設することにより、回転力を伝達する際に生じる付勢力を、分離ローラが定着ローラに対して離間する方向に付与することができる。これにより、定着ベルトに効果的に張力を付与することが可能である。

請求項５の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記分離ローラに駆動用ギアを一体的に設け、前記駆動力伝達手段は、複数の動力伝達用ギアを連結して成り一端部側において前記駆動用ギアと連結したギア列と、当該ギア列の前記一端部側と反対側の他端部側に設けた動力伝達用ギアの回転中心を中心として揺動すると共に、前記ギア列と前記駆動用ギアと前記分離ローラを一体的に支持する支持部材を有するものである。

ギア列と駆動用ギアと分離ローラを、支持部材によって一体的に支持しているため、ギア列と駆動用ギアとの噛み合い度合いを一定に維持したまま、分離ローラを定着ローラに対して接近離間させることが可能である。これにより、移動する分離ローラに対して駆動源から安定して回転力を伝達することができる。

請求項６の発明は、請求項５に記載の定着装置において、前記ギア列が奇数個の動力伝達用ギアによって構成されている場合、当該ギア列を、前記定着ローラの回転中心と前記分離ローラの回転中心を通る直線に対して前記加圧ローラ側へ配設し、前記ギア列が偶数個の動力伝達用ギアによって構成されている場合、当該ギア列を、前記定着ローラの回転中心と前記分離ローラの回転中心を通る直線に対して前記加圧ローラ側と反対側へ配設したものである。

上記のようにギア列を配設することにより、回転力を伝達する際に生じる付勢力を、分離ローラが定着ローラに対して離間する方向に付与することができる。これにより、定着ベルトに効果的に張力を付与することが可能である。

請求項７の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記分離ローラに駆動用プーリを一体的に設け、前記駆動力伝達手段は、動力伝達用プーリと、その動力伝達用プーリ及び前記駆動用プーリによって張架された無端状の動力伝達用ベルトと、前記動力伝達用プーリの回転中心を中心に揺動すると共に前記動力伝達用プーリと前記駆動用プーリと前記分離ローラを一体的に支持する支持部材を有するものである。

動力伝達用プーリと駆動用プーリと分離ローラを、支持部材によって一体的に支持しているため、動力伝達用ベルトの張力を一定に維持したまま、分離ローラを定着ローラに対して接近離間させることが可能である。これにより、駆動源から移動する分離ローラに対して安定して回転力を伝達することができる。

請求項８の発明は、請求項７に記載の定着装置において、前記動力伝達用プーリを、前記定着ローラの回転中心と前記分離ローラの回転中心を通る直線に対して前記加圧ローラ側と反対側へ配設したものである。

上記のように動力伝達用プーリを配設することにより、回転力を伝達する際に生じる付勢力を、分離ローラが定着ローラに対して離間する方向に付与することができる。これにより、定着ベルトに効果的に張力を付与することが可能である。

請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着ベルトに張力を付与するための前記付勢手段を、前記分離ローラの軸方向両端部に設け、前記駆動力伝達手段は前記分離ローラの軸方向一端部側において回転力を伝達するように構成され、前記駆動力伝達手段から前記分離ローラに回転力が伝達される際に、前記分離ローラが前記動力伝達手段から受ける付勢力を、前記分離ローラが前記定着ローラに対して離間する方向に付与するように構成した定着装置であって、前記各付勢手段の付勢力に関して、前記分離ローラの移動経路上の任意点における接線方向の成分を接線方向成分力と呼称する場合、回転力が伝達される端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力を、それと反対側の端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力よりも、小さくなるようにしたものである。

これにより、分離ローラの両端に生じる張力のばらつきを抑制することができ、定着ベルトの片寄りを防止して走行の安定化を図ることができる。さらに、この場合、分離ローラの両端部にそれぞれ駆動源を設けなくても張力のばらつきを抑制することができるので、低コスト化及び小型化を実現可能である。

請求項１０の発明は、請求項９に記載の定着装置において、前記分離ローラの軸方向両端部に設けた前記付勢手段を、それぞれ同種の弾性付勢手段で構成し、各弾性付勢手段の弾性変形量を互いに異ならせることにより、回転力が伝達される端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力を、それと反対側の端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力よりも、小さくなるようにしたものである。

これにより、分離ローラの両端に生じる張力のばらつきを抑制して、定着ベルトの片寄りを防止でき、走行の安定化を図ることができる。しかも、分離ローラの軸方向両端部に設けた付勢手段を、それぞれ同種の弾性付勢手段で構成しているので、経済的である。

請求項１１の発明は、請求項９に記載の定着装置において、前記分離ローラの軸方向両端部に設けた前記付勢手段を、それぞれ同種の付勢手段で構成し、各付勢手段の付勢方向を互いに異ならせることにより、回転力が伝達される端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力を、それと反対側の端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力よりも、小さくなるようにしたものである。

これにより、分離ローラの両端に生じる張力のばらつきを抑制して、定着ベルトの片寄りを防止しでき、走行の安定化を図ることができる。しかも、分離ローラの軸方向両端部に設けた付勢手段を、それぞれ同種の付勢手段で構成しているので、経済的である。

請求項１２の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。

本発明に係る定着装置を画像形成装置に適用可能である。

本発明によれば、分離ローラに駆動ローラとしての機能とテンションローラとしての機能を持たせているため、定着ベルトのたるみを抑制することができ、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止することができる。また、分離ローラに駆動ローラとしての機能とテンションローラとして機能を持たせることで、別途駆動ローラやテンションローラを設ける必要がなく、装置の小型化や低コスト化を図り得る。

また、本発明は、分離ローラの移動経路を、回転力を伝達するための回転体の回転中心を中心とする円弧状に構成しているので、分離ローラは回転体の回転中心に対する相対的距離を一定に維持したまま移動することができる。これにより、移動する分離ローラに対して駆動源から安定して回転力を伝達することができ、分離ローラに回転ムラが発生するのを抑制して、良好な画像を形成することが可能である。

本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施例１に係る定着装置の概略構成図である。 本発明の実施例１の変形例を示す図である。 分離ローラに付与する付勢力の方向を説明するための図である。 本発明の実施例２に係る定着装置の概略構成図である。 分離ローラに付与する付勢力の方向を説明するための図である。 本発明の実施例２の変形例を示す図である。 本発明の実施例３に係る定着装置の概略構成図である。 分離ローラに付与する付勢力の方向を説明するための図である。 定着ニップを拡大した図である。 （Ａ）は図２に示す定着装置の概略構成図、（Ｂ）はその定着装置が有する分離ローラを軸方向と直交する方向から見た図である。 分離ローラの移動に伴う付勢力の方向の変化を説明するための模式図である。 付勢力の接線方向成分力を説明するための模式図である。 張力調整機構を説明するための図である。 付勢力の向きを異ならせた場合の各付勢力の接線方向成分力を示す模式図である。 従来の定着装置の概略構成図である。 分離ローラに駆動ローラとしての機能とテンションローラとしての機能を持たせた定着装置の概略構成図である。 動力伝達用ギアに対する分離ローラの相対的距離の変化を説明するための図である。

図１は、本発明に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す本発明の画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンタ（以下「プリンタ」と記す）である。なお、本発明に係る画像形成装置としては、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

まず、図１に基づいて、本発明のプリンタの基本構成とその動作について説明する。このプリンタは、その基部となる画像形成装置本体１の下部に、記録媒体としての用紙Ｐが収納される給紙カセット２が配設され、その上方に画像形成部３を配置した構成となっている。画像形成部３には、像担持体を備えた複数の作像手段として４個の作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫを備えた作像部４と、複数のローラ５，６，７によって張架された無端状の中間転写ベルト８を有する中間転写ユニット９と、各像担持体に光書込みを行う光書込み部としての光書き込みユニット１０と、用紙Ｐにトナー画像を定着する定着装置１１とが設けられている。作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫと中間転写ユニット９は、装置本体１に対して着脱自在とされている。また、図１において、点線で示す経路は、用紙Ｐを搬送するために本体１内に形成された搬送経路Ｒである。

作像部４の各作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫは、中問転写ベルト８に接する像担持体としての感光体ドラム１２をそれぞれ具備している。各感光体ドラム１２の周りには、帯電装置１３、現像装置１４、クリーニング装置１５がそれぞれ配置されている。各感光体ドラム１２が中間転写ベルト８に接する位置における中間転写ベルト８の内側には、一次転写を行う転写手段としての一次転写ローラ１６がそれぞれ設けられている。

作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫは、基本的には同一構造に構成されており、図１では代表して作像ユニット４ＢＫの構成にのみ符号を付している。各作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫにおいて異なるのは、各現像装置１４に収納されている現像剤としてのトナーの色だけである。作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫの各現像装置１４には、それぞれイエロー，シアン，マゼンタ、ブラックのトナーが収納されている。各現像装置１４には、トナーが減ると、装置本体１の上部に配設されたトナー補給ボトルＴ１，Ｔ３，Ｔ３，Ｔ４から補給用のトナーがそれぞれ供給される。

光書き込みユニット１０は、光変調されたレーザ光を各感光体ドラム１２の表面に照射して、感光体１２の表面に色毎の潜像を形成するものであり、図１では、作像部４の下方に配置されている。また、トナー補給ボトルＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４、中間転写ユニット９、作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫ、光書き込みユニット１０は、同一方向に傾斜して装置本体１に内に配設されていて、これら要素を装置本体１内に水平に配置する場合に比して、その設置面積が小さくされている。

また、中間転写ベルト８がローラ７によって張架された位置における中間転写ベルト８の外側には、二次転写を行う転写手段としての二次転写ローラ１７が配設されている。また、中間転写ベルト８の外周には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするためのベルトクリーニング装置１８が配設されている。

画像形成動作が開始されると、各作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫの感光体ドラム１２が図示しない駆動装置によって時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム１２の表面が帯電装置１３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラム１２の表面には、光書き込みユニット１０からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム１２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像は、各感光体ドラム１２と現像装置１４の間を通るとき、各現像装置１４のトナーによってトナー画像として可視像化される。

中間転写ベルト８が巻きかけられた複数のローラ５，６，７のうち、１つのローラが図示していない駆動装置によって反時計回りに回転駆動される。これにより、中間転写ベルト８が矢印で示す反時計周り方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。また、各一次転写ローラ１６に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１６と各感光体ドラム１２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各作像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、走行する中間転写ベルト８に、順次重ね合わせて転写される。かくして中問転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。

トナー画像が転写された後の各感光体ドラム１２の表面に付着する残留トナーは、各クリーニング装置１５によって感光体ドラム１２の表面から除去され、次いでその表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

給紙部２から給紙される用紙Ｐは、搬送経路Ｒに送り込まれ、二次転写ローラ１７よりも給紙側に配設されたレジストローラ対１９によって給紙タイミングを計られて、二次転写ローラ１７とそれに対向するローラ７との間に給送される。そして、このとき二次転写ローラ１７には、中問転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト８上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。トナー画像を転写された用紙Ｐは、定着手段１１へと搬送され、定着手段１１を通過する際に熱と圧が加えられてトナー画像が熔融されて定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、搬送経路Ｒの終端に配設された排紙ローラ対２０によって、装置本体１の上部に構成されたストック部２１へと排出される。また、転写後の中間転写ベルト８上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１８によって除去される。

以上の説明は、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、作像部４の作像ユニットのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、本形態のプリンタを用いてモノクロ印刷をする場合には、ブラックのトナー画像を形成する作像ユニット４ＢＫのみを使用すればよい。

次に、本発明の特徴部分である上記定着装置の構成について説明する。

図２に本発明の実施例１に係る定着装置の概略構成を示す。図２に示すように、定着装置１１は、内部に加熱源２５を有する定着ローラ２１と、分離ローラ２２と、定着ローラ２１と分離ローラ２２に掛け渡された無端状の定着ベルト２３と、定着ベルト２３を介して定着ローラ２１に圧接される加圧ローラ２４とを備える。

定着ローラ２１は、例えば外径が２０ｍｍ〜３５ｍｍのアルミニウム又は鉄等の金属製のパイプで構成されている。この金属製のパイプ内に、上記加熱源２５としてのハロゲンヒータ等を配設して、定着ローラ２１を加熱するようにしている。また、定着ローラ２１を、上記金属製のパイプの外周にシリコンゴム等から成る厚さ１ｍｍ以下の弾性層を被覆して構成してもよい。

分離ローラ２２は、定着ローラ２１より小径のローラ、例えば外径が６ｍｍ〜１５ｍｍのアルミニウム又は鉄等の金属製のローラで構成されている。また、分離ローラ２２は、定着ローラ２１に対して接近離間する方向に移動可能に構成されている。具体的には、定着ローラ２１の両端部側に、一対の支持版２７がそれぞれ配設され、それら一対の支持板２７に形成された長孔状のガイド部２８内に、分離ローラ２２の両端を支持する軸受け２６がそれぞれ挿入されている。各ガイド部２８に沿って各軸受け２６が移動することにより、分離ローラ２２は定着ローラ２１に対して接近離間するように構成されている。

また、図示しないバネ等の付勢手段によって、分離ローラ２２の両端は、定着ローラ２１に対して離間する方向（図２の矢印Ｇの方向）に付勢されている。付勢手段による付勢力は、２ｋｇｆ〜２０ｋｇｆの間に設定されている。このように分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して離間する方向に付勢することにより、定着ベルト２３に所定の張力を付与している。すなわち、分離ローラ２２はテンションローラとしての機能を有する。

なお、分離ローラ２２を外径が６ｍｍ程度の小さいローラで構成すると、分離ローラ２２の両端に作用する付勢力によって、分離ローラ２２にベンディング（曲がり）が生じ、定着ベルト２３に走行ムラ・寄り・シワが発生する虞がある。そのため、分離ローラ２２を外径の小さいローラで構成する場合は、そのローラに中実の金属製ローラを用いることが望ましい。反対に、分離ローラ２２を外径が１５ｍｍ程度の大きいローラで構成する場合は、そのローラとして中空の金属製ローラを適用し、分離ローラ２２の熱容量をできる限り小さくして熱効率を良くすることが望ましい。また、分離ローラ２２の軸方向の中央部分の外径を両端部の外径よりも若干大きく形成することによって、分離ローラ２２にベンディングが生じた場合であっても、定着ベルト２３の寄りやシワ等の発生を抑制することが可能である。

加圧ローラ２４は、芯金の外周に弾性層を被覆し、さらにその弾性層の外周に離型層を被覆して構成されている。芯金は、アルミニウム又は鉄等の金属製のローラによって形成される。弾性層は、液状シリコン又は発泡シリコンによって形成される。弾性層の厚みとしては、２ｍｍ〜６ｍｍの間に設定することが好ましい。離型層は、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）やＰＴＦＥ（ポリテトラフフルオロエチレン）等によって形成される。

加圧ローラ２４は定着ローラ２１に対して接近離間する方向に移動可能に構成されており、図示しないバネ等の付勢手段によって、加圧ローラ２４は定着ローラに接近する方向に付勢されている。この付勢手段による付勢力は、４０ｋｇｆ〜８０ｋｇｆの間に設定されている。このように加圧ローラ２４が付勢手段によって付勢されることにより、加圧ローラ２４は定着ベルト２３を介して定着ローラ２１に所定の圧力で圧接される。そして、加圧ローラ２４と定着ベルト２３が互いに圧接した箇所に定着ニップＮが形成されている。

定着ベルト２３は、基材と、基材の上に配設した弾性層と、弾性層の上に配設した離型層によって構成されている。基材は、ポリイミド等の樹脂によって形成される。基材の厚みとしては、５０μｍ〜１５０μｍの間に設定することが好ましい。弾性層は、シリコンゴム等によって形成される。弾性層の厚みとしては、１００μｍ〜２００μｍの間に設定することが好ましい。また、離型層は、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）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフフルオロエチレン）等によって形成される。離型層の厚みは、２０μｍ〜５０μｍの間に設定することが好ましい。また、定着ベルト２３の熱容量を小さくするために、定着ベルト２３を上記樹脂製の基材又はステンレス等の金属製の基材のみで構成してもよい。

本発明の実施例１に係る定着装置１１は、図示しない駆動源から分離ローラ２２に回転力を直接伝達する駆動力伝達手段を備える。その駆動力伝達手段としては、動力伝達用ギア３０を有する。一方、分離ローラ２２には、駆動用ギア３１が一体的に設けてある。この駆動用ギア３１と、前記動力伝達用ギア３０は、互いに噛合して連結されている。そして、駆動源からの駆動力は、動力伝達用ギア３０を介して駆動用ギア３１に伝達され、駆動用ギア３１及び分離ローラ２２を一体的に回転するように構成されている。また、定着ベルト２３、定着ローラ２１、加圧ローラ２４は、回転する分離ローラ２２に従動して走行又は回転するように構成されている。つまり、分離ローラ２２は、駆動ローラとしての機能も有する。

また、上記ガイド部２８は、動力伝達用ギア３０の回転中心Ｏ₁を中心とする円弧状に形成されている。従って、ガイド部２８に沿って移動する分離ローラ２２の移動経路Ｘも、動力伝達用ギア３０の回転中心Ｏ₁を中心とする円弧状となる。

図２において、動力伝達用ギア３０は、定着ローラ２１の回転中心Ｏ₃と分離ローラ２２の回転中心Ｏ₂を通る直線Ｌに対して、加圧ローラ２４側（図の右側）に配設されている。この場合、動力伝達用ギア３０を図の矢印の方向に回転させると、動力伝達用ギア３０と駆動用ギア３１との連結部において、駆動用ギア３１に対して図の上方向の付勢力Ｈ１が作用する。すなわち、回転力を伝達する際に生じる前記付勢力Ｈ１は、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して離間させる方向に作用するようになっている。

図３に示すように、反対に、動力伝達用ギア３０を上記直線Ｌに対して加圧ローラ２４側と反対側（図の左側）に配設した場合は、回転力を伝達する際に生じる付勢力Ｈ２は、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して接近させる方向に作用する。この場合、回転力を伝達する際に生じた付勢力Ｈ２によって、定着ベルト２３に張力を付与するために分離ローラ２２に付与されるバネ等の付勢力（図３の矢印Ｇ方向の力）が阻害される。従って、定着ベルト２３に張力を効果的に付与するためには、動力伝達用ギア３０を図２に示すように配設して、回転力を伝達する際に生じる付勢力Ｈ１を、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して離間させる方向に作用させることが好ましい。

また、図４に示すように、定着ベルト２３に張力を付与するためのバネ等の付勢力は、動力伝達用ギア３０の回転中心Ｏ₁と分離ローラ２２（又は駆動用ギア３１）の回転中心Ｏ₂とを通る直線Ｋに対して、直交する方向（図の矢印Ｇ方向）に作用するように構成することが好ましい。このように構成することによって、上記の回転力を伝達する際に生じる付勢力Ｈ１と、定着ベルト２３に張力を付与するためのバネ等の付勢力が、同じ方向に作用することとなり、定着ベルト２３に効果的に張力を発生させることが可能となる。

図５に本発明の実施例２に係る定着装置の概略構成を示す。この定着装置１１は、上記本発明の実施例１と同様に、内部に加熱源２５を有する定着ローラ２１と、分離ローラ２２と、定着ローラ２１と分離ローラ２２に掛け渡された無端状の定着ベルト２３と、定着ベルト２３を介して定着ローラ２１に圧接される加圧ローラ２４とを備える。

また、図５に示す定着装置１１は、分離ローラ２２に回転力を直接伝達する駆動力伝達手段を備える。駆動力伝達手段は、複数の動力伝達用ギアから成るギア列３２と、支持部材３３を有している。この場合、ギア列３２は、互いに噛合して連結された第１ギア３４及び第２ギア３５から成る。また、分離ローラ２２には、駆動用ギア３１が一体的に設けられている。駆動用ギア３１は、ギア列３２の一端部側に配設された第２ギア３５と互いに噛合して連結されている。そして、図示しない駆動源からの駆動力は、第１ギア３４及び第２ギア３５を介して駆動用ギア３１に伝達され、駆動用ギア３１及び分離ローラ２２を一体的に回転するように構成されている。また、定着ベルト２３、定着ローラ２１、加圧ローラ２４は、回転する分離ローラ２２に従動して走行又は回転するように構成されている。

支持部材３３は、ギア列３２（第１ギア３４・第２ギア３５）、駆動用ギア３１、分離ローラ２２を一体的に支持する。また、支持部材３３は、ギア列３２の他端部側に配設された第１ギア３４の回転中心Ｏ₄を中心として揺動可能に構成されている。従って、支持部材３３の揺動に伴って移動する分離ローラ２２の移動経路Ｘも、第１ギア３４の回転中心Ｏ₄を中心とする円弧状となる。

また、ギア列３２は、定着ローラ２１の回転中心Ｏ₃と分離ローラ２２の回転中心Ｏ₂を通る直線Ｌに対して、加圧ローラ２４側と反対側（図の左側）に配設されている。この場合、第１ギア３４を図の矢印の方向に回転させると、第１ギア３４と第２ギア３５との連結部において、第２ギア３５に対して図の上方向の付勢力（図示省略）が作用する。この付勢力によって、支持部材３３及びそれに支持された分離ローラ２２が図の上方向に付勢される。すなわち、回転力を伝達する際に生じる付勢力を、分離ローラ２２が定着ローラ２１に対して離間する方向に作用させて、定着ベルト２３に張力を効果的に付与するようにしている。

また、図６に示すように、上記定着ベルト２３に張力を付与するためのバネ等の付勢力は、第１ギア３４の回転中心Ｏ₄と分離ローラ２２（又は駆動用ギア３１）の回転中心Ｏ₂とを通る直線Ｋに対して、直交する方向（図の矢印Ｇ方向）に作用するように構成することが好ましい。このように構成することによって、上記の回転力を伝達する際に分離ローラ２２が受ける付勢力（図示省略）と、定着ベルト２３に張力を付与するためのバネ等の付勢力が、同じ方向に作用することとなり、定着ベルト２３に効果的に張力を発生させることが可能となる。

なお、上記ギア列３２を構成するギアの個数は、３個以上であってもよい。ただし、ギア列３２を構成するギアの個数が、奇数の場合と偶数の場合では、上記直線Ｌに対するギア列３２の配設位置が異なる。図５に示すように、ギア列３２を偶数個のギアで構成している場合は、定着ベルト２３に張力を効果的に付与するには、そのギア列３２を、直線Ｌに対して加圧ローラ２４側と反対側（図の左側）に配設することが好ましい。これに対し、図７に示すように、ギア列３２を奇数個のギア（ここでは、ギア３６，３７，３８）で構成している場合は、定着ベルト２３に張力を効果的に付与するには、そのギア列３２を、直線Ｌに対して加圧ローラ２４側（図の右側）に配設することが好ましい。

図８に本発明の実施例３に係る定着装置の概略構成を示す。この定着装置１１は、上記本発明の実施例１又は２と同様に、内部に加熱源２５を有する定着ローラ２１と、分離ローラ２２と、定着ローラ２１と分離ローラ２２に掛け渡された無端状の定着ベルト２３と、定着ベルト２３を介して定着ローラ２１に圧接される加圧ローラ２４とを備える。

また、図８に示す定着装置１１は、分離ローラ２２に回転力を直接伝達する駆動力伝達手段を備える。駆動力伝達手段は、動力伝達用プーリ４０と、無端状の動力伝達用ベルト４１と、支持部材４２を有している。また、分離ローラ２２には、駆動用プーリ４３が一体的に設けられている。動力伝達用ベルト４１は、動力伝達用プーリ４０と駆動用プーリ４３によって張架されている。そして、図示しない駆動源からの駆動力は、動力伝達用プーリ４０及び動力伝達用ベルト４１を介して駆動用プーリ４３に伝達され、駆動用プーリ４３及び分離ローラ２２を一体的に回転するように構成されている。また、定着ベルト２３、定着ローラ２１、加圧ローラ２４は、回転する分離ローラ２２に従動して走行又は回転するように構成されている。

支持部材４２は、動力伝達用プーリ４０、駆動用プーリ４３、分離ローラ２２を一体的に支持する。また、支持部材４２は、動力伝達用プーリ４０の回転中心Ｏ₅を中心として揺動可能に構成されている。従って、支持部材４２の揺動に伴って移動する分離ローラ２２の移動経路Ｘも、動力伝達用プーリ４０の回転中心Ｏ₅を中心とする円弧状となる。

また、動力伝達用プーリ４０は、定着ローラ２１の回転中心Ｏ₃と分離ローラ２２の回転中心Ｏ₂を通る直線Ｌに対して、加圧ローラ２４側と反対側（図の左側）に配設されている。この場合、動力伝達用プーリ４０を図の矢印の方向に回転させると、分離ローラ２２に対して図の上方向の付勢力が作用する。このように、回転力を伝達する際に分離ローラ２２が受ける付勢力を、分離ローラ２２が定着ローラ２１に対して離間する方向に作用させて、定着ベルト２３に張力を効果的に付与するようにしている。

また、図９に示すように、上記定着ベルト２３に張力を付与するためのバネ等の付勢力は、動力伝達用プーリ４０の回転中心Ｏ₅と分離ローラ２２（又は駆動用プーリ４３）の回転中心Ｏ₂とを通る直線Ｋに対して、直交する方向（図の矢印Ｇ方向）に作用するように構成することが好ましい。このように構成することによって、上記の回転力を伝達する際に分離ローラ２２が受ける付勢力（図示省略）と、定着ベルト２３に張力を付与するためのバネ等の付勢力が、同じ方向に作用することとなり、定着ベルト２３に効果的に張力を発生させることが可能となる。

以上、本発明の各実施例の構成について説明したが、本発明の各実施例において、分離ローラ２２と加圧ローラ２４を、ワンウェイクラッチを介して連結してもよい。通常、加圧ローラ２４は、分離ローラ２２の駆動によって従動回転するようになっているが、定着ベルト２３と加圧ローラ２４との間で滑りが生じた場合は、加圧ローラ２４に回転力が伝達されない虞もある。このように、定着ベルト２３を介して加圧ローラ２４に回転力が伝達されなかった場合、上記ワンウェイクラッチによって、分離ローラ２２から加圧ローラ２４へ回転力を伝達することが可能となる。なお、ワンウェイクラッチは、駆動源と加圧ローラ２４を連結するものであれば、分離ローラ２２を介さなくてもよい。

また、図１０は、本発明の各実施例における定着ニップの拡大図である。図１０に示すように、加圧ローラ２４の定着ローラ２１への押圧によって、加圧ローラ２４が定着ベルト２３に圧接した部分において定着ニップＮ１が形成されている。また、この場合、図示しない分離ローラ２２の位置を調整することによって、定着ベルト２３を加圧ローラ２４に対して接近するように配設している。これにより、定着ベルト２３が加圧ローラ２４と定着ローラ２１との押圧部（定着ニップＮ１）から解放された箇所において、定着ベルト２３を加圧ローラ２４に対して接触させ、定着ニップＮ２を形成するようにしている。このように、定着ベルト２３を加圧ローラ２４側へ接近するように配設することによって、定着ニップ全体Ｎ３を大きくすることができ、十分な定着性を確保することが可能である。なお、定着ニップ全体Ｎ３の記録媒体搬送方向のニップ幅は、４ｍｍ〜８ｍｍの間で設定することが好ましい。

以下、本発明の各実施例に係る定着装置の作用・効果について説明する。
まず、図２に示す本発明の実施例１の作用・効果を説明する。この定着装置１１によって、画像の定着を行う場合は、図示しない駆動源によって分離ローラ２２を回転駆動させる。詳しくは、駆動源を駆動させることによって、動力伝達用ギア３０を図の時計回りに回転させ、この動力伝達用ギア３０の回転力を駆動用ギア３１に伝達することにより、駆動用ギア３１と分離ローラ２２を図の反時計回りに一体的に回転駆動させる。そして、分離ローラ２２の回転に伴って、定着ベルト２３が図の矢印の方向に走行し、この定着ベルト２３の走行に伴って、定着ローラ２１と加圧ローラ２４がそれぞれ図の矢印の方向に従動回転する。

上記のように定着装置１１を駆動させた状態で、トナー画像Ｔが転写された用紙Ｐを定着ニップＮに侵入させる。用紙Ｐは定着ニップＮにおいて加熱及び加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像Ｔが用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは走行する定着ベルト２３上に密着した状態で分離ローラ２２側へ搬送される。用紙Ｐが定着ベルト２３によって搬送される間に、用紙Ｐ上のトナーが冷却されトナー画像Ｔが完全に定着される。そして、定着ベルト２３上の用紙Ｐは、分離ローラ２２の位置において分離される。このように、本発明に係る定着装置は、定着ベルト２３上でトナーを冷却して画像を定着させてから、小径の分離ローラ２２によって湾曲させた定着ベルト２３の湾曲部において用紙Ｐを曲率分離することによって、画像定着後の用紙Ｐを定着ベルト２３から分離しやすくしている。

また、分離ローラ２２は駆動ローラとして機能するため、定着ニップＮから分離ローラ２３へ用紙Ｐが搬送される箇所（図２の符号Ｆで示す箇所）において、定着ベルト２３は引っ張られるようにして走行させられる。これにより、図２の符号Ｆの箇所において、定着ベルト２３にたるみが生じるのを抑制することができ、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止することが可能である。

また、分離ローラ２２はテンションローラとしても機能している。定着ベルト２３が熱によって伸縮しても、分離ローラ２２の軸受け２６がガイド部２８に沿って移動することによって、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して接近離間させ、定着ベルト２３に付与される張力を所定の張力に維持することが可能である。これにより、定着ベルト２３が熱膨張することによるたるみの発生を抑制することができ、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止することが可能である。

また、熱等による定着ベルト２３の伸縮に伴って分離ローラ２２が定着ローラ２１に対して接近離間する際、そのとき分離ローラ２２の移動経路Ｘを動力伝達用ギア３０の回転中心Ｏ₁を中心として円弧状に構成している。すなわち、分離ローラ２２は、動力伝達用ギア３０の回転中心Ｏ₁に対する相対的距離を一定に維持したまま移動する。これにより、分離ローラ２２が定着ローラ２１に対して接近離間しても、動力伝達用ギア３０と駆動用ギア３１との噛み合い度合いを一定に維持することができ、駆動源から移動する分離ローラ２２に対して安定して回転力を伝達することが可能である。これにより、分離ローラ２２の移動に伴って分離ローラ２２に回転ムラが発生するのを抑制することができると共に、動力伝達用ギア３０及び駆動用ギア３１の寿命を延ばすことも可能である。

次に、図５に示す本発明の実施例２の作用・効果を説明する。図５に示す定着装置１１によって、画像の定着を行う場合も、図示しない駆動源によって分離ローラ２２を回転駆動させる。詳しくは、駆動源を駆動させることによって、第１ギア３４を図の反時計回りに回転させる。この第１ギア３４の回転力を第２ギア３５を介して駆動用ギア３１に伝達することによって、駆動用ギア３１と分離ローラ２２を図の反時計回りに一体的に回転駆動させる。そして、分離ローラ２２の回転に伴って、定着ベルト２３が図の矢印の方向に走行し、この定着ベルト２３の走行に伴って、定着ローラ２１と加圧ローラ２４がそれぞれ図の矢印の方向に従動回転する。

本発明の実施例２も、上記本発明の実施例１と同様に、トナー画像Ｔが転写された用紙Ｐを定着ニップＮに通過させて、用紙Ｐを加熱及び加圧し、トナー画像Ｔが用紙Ｐに定着される。その後、上記と同様に、用紙Ｐを定着ベルト２３に密着させた状態で搬送し、定着ベルト２３上でトナーを冷却して画像を定着させてから、分離ローラ２２の位置において用紙Ｐを曲率分離する。

また、実施例２における分離ローラ２２も、上記実施例１と同様に、駆動ローラとして機能するため、定着ニップＮから分離ローラ２３へ用紙Ｐが搬送される箇所（図５の符号Ｆで示す箇所）において、定着ベルト２３にたるみが生じるのを抑制することができ、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止することが可能である。

また、実施例２における分離ローラ２２も、テンションローラとして機能している。定着ベルト２３が熱によって伸縮しても、支持部材３３が揺動することによって、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して接近離間させ、定着ベルト２３に付与される張力を所定の張力に維持することが可能である。これにより、定着ベルト２３が熱膨張することによるたるみの発生を抑制することができ、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止することが可能である。

また、ギア列３２と駆動用ギア３１と分離ローラ２２を、支持部材３３によって一体的に支持しているため、ギア列３３と駆動用ギア３１との噛み合い度合いを一定に維持したまま、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して接近離間させることが可能である。これにより、移動する分離ローラ２２に対して駆動源から安定して回転力を伝達することができ、分離ローラ２２に回転ムラが発生するのを抑制することが可能である。

以下、図８に示す本発明の実施例３の作用・効果を説明する。図８に示す定着装置１１によって、画像の定着を行う場合も、図示しない駆動源によって分離ローラ２２を回転駆動させる。詳しくは、駆動源を駆動させることによって、動力伝達用プーリ４０を図の反時計回りに回転させる。この動力伝達用プーリ４０の回転に伴って、動力伝達用ベルト４１が図の矢印の方向に走行し、さらに、この動力伝達用ベルト４１の走行に伴って、駆動用プーリ４３及び分離ローラ２２が図の反時計回りに一体的に回転駆動する。そして、分離ローラ２２の回転に伴って、定着ベルト２３が図の矢印の方向に走行し、この定着ベルト２３の走行に伴って、定着ローラ２１と加圧ローラ２４がそれぞれ図の矢印の方向に従動回転する。

本発明の実施例３も、上記本発明の各実施例と同様に、トナー画像Ｔが転写された用紙Ｐを定着ニップＮに通過させて、用紙Ｐを加熱及び加圧し、トナー画像Ｔが用紙Ｐに定着される。その後、上記と同様に、用紙Ｐを定着ベルト２３に密着させた状態で搬送し、定着ベルト２３上でトナーを冷却して画像を定着させてから、分離ローラ２２の位置において用紙Ｐを曲率分離する。

また、実施例３における分離ローラ２２も、上記各実施例と同様に、駆動ローラとして機能するため、定着ニップＮから分離ローラ２３へ用紙Ｐが搬送される箇所（図８の符号Ｆで示す箇所）において、定着ベルト２３にたるみが生じるのを抑制することができ、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止することが可能である。

また、実施例３における分離ローラ２２も、テンションローラとして機能している。定着ベルト２３が熱によって伸縮しても、支持部材４２が揺動することによって、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して接近離間させ、定着ベルト２３に付与される張力を所定の張力に維持することが可能である。これにより、定着ベルト２３が熱膨張することによるたるみの発生を抑制することができ、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止することが可能である。

また、動力伝達用プーリ４０と駆動用プーリ４３と分離ローラ２２を、支持部材４２によって一体的に支持しているため、動力伝達用ベルト４１の張力を一定に維持したまま、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して接近離間させることが可能である。これにより、駆動源から移動する分離ローラ２２に対して安定して回転力を伝達することができ、分離ローラ２２に回転ムラが発生するのを抑制することが可能である。

以上のように、本発明の構成によれば、分離ローラ２２に駆動ローラとしての機能とテンションローラとしての機能を持たせているため、定着ベルト２３のたるみを抑制することができ、オフセット画像や光沢ムラの発生を防止することができる。また、分離ローラ２２に駆動ローラとしての機能とテンションローラとして機能を持たせることで、別途駆動ローラやテンションローラを設ける必要がなく、装置の小型化や低コスト化を図り得る。

また、本発明の構成は、分離ローラ２２の移動経路Ｘを、回転力を伝達するためのギアやプーリ等の回転体の回転中心を中心として円弧状に構成している。言い換えれば、分離ローラ２２は、前記回転体の回転中心に対する相対的距離を一定に維持したまま移動するので、ギア同士の噛み合い度合いや、動力伝達用プーリの張力を一定に維持することができる。これにより、駆動源から移動する分離ローラ２２に対して安定して回転力を伝達することができ、分離ローラ２２に回転ムラが発生するのを抑制して、良好な画像を形成することが可能である。

以下、本発明における定着ベルトの張力調整機構について、上記図２に示す実施例を例に挙げて詳しく説明する。
図１１において、（Ａ）は図２に示す定着装置の概略構成図、（Ｂ）はその定着装置が有する分離ローラを軸方向と直交する方向から見た図である。また、図１１（Ａ）（Ｂ）において、図２と同一の符号については上記説明した通りである。

図１１（Ｂ）に示すように、分離ローラ２２はその両端部において図示しないバネ（コイルスプリング）による引っ張り方向の付勢力Ｇ１，Ｇ２を受けており、この付勢力Ｇ１，Ｇ２によって定着ベルト２３に張力が付与されている。また、図１１（Ａ）に示すように、これらのバネによる付勢力Ｇ１，Ｇ２の方向は、分離ローラ２２の軸方向から見て、互いに同じ方向に設定されている。さらに、この場合、各付勢力Ｇ１，Ｇ２は、動力伝達用ギア３０の回転中心Ｏ₁と分離ローラ２２（又は駆動用ギア３１）の回転中心Ｏ₂とを通る直線Ｋに対して、直交する方向に作用している。ただし、各付勢力Ｇ１，Ｇ２の方向は、前記直線Ｋに対して、常に直交する方向となるわけではない。

例えば、図１２において、符号Ｊ１を分離ローラ２２に取り付けたバネの一端の位置、符号Ｊ２を定着装置のフレーム等に取り付けた前記バネの他端の位置とし、Ｊ１での付勢力Ｇの方向が、動力伝達用ギア３０の回転中心Ｏ₁と分離ローラ２２の回転中心Ｏ₂とを通る直線Ｋに対して直交していたとする。しかし、分離ローラ２２が円弧状の移動経路Ｘに沿って図の上方に移動し、この移動に伴ってバネの一端もＪ１からＪ１´へ移動した場合、図に示すように移動後のＪ１´での付勢力Ｇ´の方向は前記直線Ｋと直交しなくなる。このように、バネの付勢力の方向は、前記直線Ｋに対して、常に直交する方向となるわけではない。言い換えれば、バネの付勢力の方向は、そのときの分離ローラ２２の回転中心Ｏ₂における移動経路Ｘの接線方向と、常に同じ方向となるわけではない。

また、分離ローラ２２が移動経路Ｘ上の任意の位置にあるとき、バネの付勢力Ｇが張力として作用するのは、移動経路Ｘの任意点における接線方向の成分Ｇｔである（図１３参照）。以下、バネの付勢力Ｇに関して、分離ローラ２２の移動経路Ｘ上の任意点における接線方向の成分を「接線方向成分力」と呼称することにする。

ところで、図１１に示すように動力伝達用ギア３０を回転させ、駆動用ギア３１へ回転力が伝達される際、動力伝達用ギア３０と駆動用ギア３１との連結部に付勢力Ｈ１が生じることは上記実施例の説明で述べた通りである。また、この回転力伝達時に生じる付勢力Ｈ１は、そのときの分離ローラ２２の回転中心Ｏ₂における移動経路Ｘの接線方向と同方向であって、かつ、分離ローラ２２を定着ローラ２１に対して離間させる方向に作用するため、張力として機能する。

しかし、図１１（Ｂ）において、上記付勢力Ｈ１は、駆動用ギア３１を介して分離ローラ２２の図の右端部側に作用する。バネによる付勢力Ｇ１，Ｇ２の接線方向成分力をそれぞれＧ１ｔ、Ｇ２ｔとすると、右端部側での張力は、バネの接線方向成分力Ｇ１ｔと回転伝達時に生じる付勢力Ｈ１との合計値（Ｇ１ｔ＋Ｈ１）となるが、左端部側での張力は、バネの接線方向成分力Ｇ２ｔのみとなる。このため、分離ローラ２２の両端部における張力の間にばらつきが生じる。

分離ローラ２２の両端部における張力にばらつきが生じた結果、分離ローラ２２を定着ローラ２１等に対して平行に維持できなくなると、定着ベルト２３が分離ローラ２２の片側へ寄って、走行性に問題が生じる虞がある。一般的に、定着装置には、定着ベルトの片寄りを防止する機構が設けてあり、ある程度の定着ベルトの片寄りは防ぐことは可能である。しかしながら、分離ローラの両端部での付勢力のばらつきが一定値を越えると、片寄り防止機構では定着ベルトの片寄りを防止することができなくなり、最悪の場合、定着ベルトの破損等が発生する。

このような定着ベルトの片寄りを防止する対策の１つとして、分離ローラの両端部にそれぞれ回転力を伝達する駆動源を設けることが考えられる。これにより、回転駆動時に生じる付勢力が、分離ローラの両端部に作用するため、両端部における張力のばらつきをなくすことが可能である。しかしながら、分離ローラの両端部に駆動源を設けるのは、部品点数の増加となり、低コスト化及び小型化に反し好ましくない。

そこで、上記定着ベルトの片寄りを防止する別の対策として、分離ローラの両端部に作用するバネの付勢力を調整する方法が考えられる。
具体的には、図１４に示すように、分離ローラ２２の回転力が伝達される図の右端部側に設けたバネの付勢力Ｇ１を、図の左端部側に設けたバネの付勢力Ｇ２よりも小さくする。詳しくは、バネの付勢力Ｇ１，Ｇ２のうち、張力として作用する接線方向成分力をＧ１ｔ，Ｇ２ｔと表すと（図示省略）、これら接線方向成分力Ｇ１ｔ，Ｇ２ｔを、分離ローラの移動経路の全体に渡って、Ｇ１ｔ＜Ｇ２ｔの関係となるように調整する。これにより、分離ローラの両端部における張力のばらつきを抑制することができる。しかも、この場合は、分離ローラの両端部に駆動源を設けなくてもよいので、低コスト化及び小型化を実現可能である。

さらに、回転力伝達側のバネの接線方向成分力Ｇ１ｔを、回転力伝達によって付加される付勢力Ｈ１の分だけ小さくすれば、分離ローラの両端部における張力を均等にすることができ（Ｇ１ｔ＋Ｈ１＝Ｇ２ｔとすることができ）、一層安定した走行性を得ることが可能となる。

上記のように、回転力伝達側のバネの付勢力Ｇ１を、それと反対側のバネの付勢力Ｇ２よりも小さくするには、両端部のバネに互いに異なる種類のバネを使用すれば実現できる。しかし、異なる種類のバネを用意するのは経済的ではない。そこで、同じ種類のバネを分離ローラの両端部にそれぞれ設け、各バネの弾性変形量（引張量や圧縮量等）を互いに異ならせることによって、各バネの付勢力に差を持たせることが可能である。例えば、各バネが引張バネである場合は、回転力伝達側のバネの引張量を、それと反対側のバネの引張量よりも小さくすればよい。また、各バネが圧縮バネである場合は、回転力伝達側のバネの圧縮量を、それと反対側のバネの圧縮量よりも小さくすればよい。

また、両端部のバネに同じ種類のバネを使用した場合、各バネの付勢方向を互いに異ならせることによっても、張力として作用する接線方向成分力に差を持たせることができる。例えば、図１５において、回転力伝達側のバネの付勢力Ｇ１と、それと反対側のバネの付勢力Ｇ２が同じ大きさであっても、張力として作用するのは各付勢力Ｇ１，Ｇ２の接線方向成分力Ｇ１ｔ、Ｇ２ｔである。従って、図１５に示すように、分離ローラ２２の回転中心Ｏ₂における移動経路Ｘの接線Ｕに対して、回転力伝達側の付勢力Ｇ１を、それと反対側の付勢力Ｇ２よりも傾斜させる（傾斜角を大きくする）ことにより、回転力伝達側の接線方向成分力Ｇ１ｔをそれと反対側の接線方向成分力Ｇｔ２よりも小さくすることができる。そして、このようにＧ１ｔ＜Ｇ２ｔとなる関係を移動経路Ｘの全体に渡って維持できるように、各付勢力Ｇ１，Ｇ２の方向を設定すればよい。

さらに、この場合においても、各付勢力Ｇ１，Ｇ２の方向を調整することによって、回転力伝達側のバネの接線方向成分力Ｇ１ｔを、回転力伝達時に生じる付勢力Ｈ１の分だけ小さくすれば、分離ローラの両端部における張力を均等にすることができ、一層安定した走行性を得ることが可能となる。

以上、図２に示す実施例を例に挙げて定着ベルトの張力調整機構を説明したが、図５〜図９に示すその他の実施例においても、上記張力調整機構を適用可能である。また、上記張力調整機構の説明では、付勢手段としてバネ（弾性付勢手段）を適用した例を挙げたが、バネ以外の付勢手段を適用することも可能である。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

１１ 定着装置
２１ 定着ローラ
２２ 分離ローラ
２３ 定着ベルト
２４ 加圧ローラ
２６ 軸受け
２８ ガイド部
３０ 動力伝達用ギア
３１ 駆動用ギア
３２ ギア列
３３ 支持部材
３４ 第１ギア
３５ 第２ギア
４０ 動力伝達用プーリ
４１ 動力伝達用ベルト
４２ 支持部材
４３ 駆動用プーリ
Ｎ 定着ニップ
Ｏ₁〜Ｏ₅ 回転中心
Ｐ 用紙
Ｘ 移動経路

特開２００５−１２８３３７号公報 特許第３９８６２６４号公報

Claims (12)

1. 定着ローラ及び分離ローラに掛け渡された無端状の定着ベルトと、当該定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接される加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラが互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させて、当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着し、前記定着ベルトによって搬送される前記記録媒体を前記分離ローラの位置で分離するように構成した定着装置において、
   前記分離ローラを前記定着ローラに対して接近離間する方向に移動可能に構成し、
   一端が前記分離ローラに取り付けられ、他端が定着装置のフレームに取り付けられた付勢手段によって、前記分離ローラを前記定着ローラに対して離間する方向に付勢して前記定着ベルトに張力を付与し、
   回転体を回転させることにより前記分離ローラに回転力を直接伝達する駆動力伝達手段を備えると共に、前記分離ローラの回転軸を支持する軸受けを、前記回転体の回転中心を中心とする円弧状に形成されたガイド部に沿って移動可能に構成し、
   前記軸受けが前記ガイド部に沿って移動する円弧状の移動経路の中間部に前記分離ローラの回転中心が配置された状態で、前記付勢手段の付勢力の方向が前記分離ローラの回転中心における前記移動経路の接線方向となるように構成したことを特徴とする定着装置。
2. 前記駆動力伝達手段から前記分離ローラに回転力が伝達される際に、前記分離ローラが前記動力伝達手段から受ける付勢力を、前記分離ローラが前記定着ローラに対して離間する方向に付与するように構成した請求項１に記載の定着装置。
3. 前記分離ローラに駆動用ギアを一体的に設け、
   前記駆動力伝達手段は、前記駆動用ギアと連結した動力伝達用ギアを有し、
   前記分離ローラの回転軸を支持する軸受けを、前記動力伝達用ギアの回転中心を中心とする円弧状に形成されたガイド部に沿って移動可能に構成した請求項１に記載の定着装置。
4. 前記動力伝達用のギアを、前記定着ローラの回転中心と前記分離ローラの回転中心を通る直線に対して前記加圧ローラ側へ配設した請求項３に記載の定着装置。
5. 前記分離ローラに駆動用ギアを一体的に設け、
   前記駆動力伝達手段は、複数の動力伝達用ギアを連結して成り一端部側において前記駆動用ギアと連結したギア列と、当該ギア列の前記一端部側と反対側の他端部側に設けた動力伝達用ギアの回転中心を中心として揺動すると共に、前記ギア列と前記駆動用ギアと前記分離ローラを一体的に支持する支持部材を有する請求項１に記載の定着装置。
6. 前記ギア列が奇数個の動力伝達用ギアによって構成されている場合、当該ギア列を、前記定着ローラの回転中心と前記分離ローラの回転中心を通る直線に対して前記加圧ローラ側へ配設し、
   前記ギア列が偶数個の動力伝達用ギアによって構成されている場合、当該ギア列を、前記定着ローラの回転中心と前記分離ローラの回転中心を通る直線に対して前記加圧ローラ側と反対側へ配設した請求項５に記載の定着装置。
7. 前記分離ローラに駆動用プーリを一体的に設け、
   前記駆動力伝達手段は、動力伝達用プーリと、その動力伝達用プーリ及び前記駆動用プーリによって張架された無端状の動力伝達用ベルトと、前記動力伝達用プーリの回転中心を中心に揺動すると共に前記動力伝達用プーリと前記駆動用プーリと前記分離ローラを一体的に支持する支持部材を有する請求項１に記載の定着装置。
8. 前記動力伝達用プーリを、前記定着ローラの回転中心と前記分離ローラの回転中心を通る直線に対して前記加圧ローラ側と反対側へ配設した請求項７に記載の定着装置。
9. 前記定着ベルトに張力を付与するための前記付勢手段を、前記分離ローラの軸方向両端部に設け、前記駆動力伝達手段は前記分離ローラの軸方向一端部側において回転力を伝達するように構成され、
   前記駆動力伝達手段から前記分離ローラに回転力が伝達される際に、前記分離ローラが前記動力伝達手段から受ける付勢力を、前記分離ローラが前記定着ローラに対して離間する方向に付与するように構成した定着装置であって、
   前記各付勢手段の付勢力に関して、前記分離ローラの移動経路上の任意点における接線方向の成分を接線方向成分力と呼称する場合、回転力が伝達される端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力を、それと反対側の端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力よりも、小さくなるようにした請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記分離ローラの軸方向両端部に設けた前記付勢手段を、それぞれ同種の弾性付勢手段で構成し、各弾性付勢手段の弾性変形量を互いに異ならせることにより、回転力が伝達される端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力を、それと反対側の端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力よりも、小さくなるようにした請求項９に記載の定着装置。
11. 前記分離ローラの軸方向両端部に設けた前記付勢手段を、それぞれ同種の付勢手段で構成し、各付勢手段の付勢方向を互いに異ならせることにより、回転力が伝達される端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力を、それと反対側の端部側に設けた前記付勢手段の接線方向成分力よりも、小さくなるようにした請求項９に記載の定着装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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