JP5754270B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

特許文献１の定着装置は、定着ロールの外周面にオイルを供給するオイルドナーロールと、定着ロールの外周面に接触して定着ロールに熱量を供給する外部加熱ロールと、定着ロールの外周面を清掃するクリーニングウェブとを有している。

また、特許文献２の用紙排出装置は、正逆両方向に回転可能な単一のモータからの駆動力によって、第１の排紙トレイへの用紙の搬送処理および第２の排紙トレイへの用紙の搬送処理を行うように構成された用紙排出装置であって、前記第２の排紙トレイを支持するように構成された移動可能な扉と、前記モータからの駆動力によって前記第２の排紙トレイに排紙する排紙ローラを駆動するように構成され、かつ、前記扉の移動に伴って分断可能に構成されたギヤトレインと、を備え、前記ギヤトレインは、分断箇所において配置されるギヤであって前記扉と一体となって移動するギヤを支持する揺動アームを有しており、かつ、前記ギヤトレインと前記排紙ローラとの間に、前記排紙ローラに対して用紙を前記第２の排紙トレイに排出する方向の駆動力のみを伝達するように構成されたワンウェイクラッチが設けられている。

特許第３７３６２４０号 特開２０１１―６２４９号公報

本発明は、定着動作の開始後に定着部材に接触して定着部材の駆動力によって回転する接触部材を有する構成において、該接触部材に供給される油によって定着時に記録媒体に生じる油痕を低減す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。

請求項１の発明は、駆動手段によって回転し記録媒体上の現像剤像を定着させる定着部材と、前記定着部材の外周面に接触して従動回転し、前記定着部材を加熱する外部加熱部材と、前記外部加熱部材の表面に油を供給する油供給手段と、前記外部加熱部材を前記定着部材の外周面から離間した離間位置と前記定着部材の外周面に接触した接触位置との間を移動させると共に、前記定着部材による定着動作の開始後に前記外部加熱部材を前記離間位置から前記接触位置に移動させる移動手段と、前記外部加熱部材を前記定着部材の外周面から離間した離間位置と前記定着部材の外周面に接触した接触位置との間を移動させると共に、前記定着部材による定着動作の開始後に前記外部加熱部材を前記離間位置から前記接触位置に移動させる移動手段と、前記定着部材に設けられた定着側歯車と、前記外部加熱部材に設けられた外部加熱部材側歯車と、前記定着側歯車と前記該外部加熱部材側歯車とに噛み合う複数の歯車と、を含んで構成され、前記外部加熱部材が前記接触位置と前記離間位置との間を移動しても、前記定着側歯車及び前記外部加熱部材側歯車と前記歯車列と、がそれぞれ噛み合うように構成された歯車機構と、前記歯車機構に設けられ、前記外部加熱部材が前記離間位置にあるときは前記外部加熱部材が回転するように前記定着側歯車から前記外部加熱部材側歯車に駆動力を伝達し、前記外部加熱部材が前記接触位置にあるときは前記外部加熱部材が前記定着部材に従動回転するように前記定着側歯車から前記外部加熱部材側歯車への駆動力の伝達を遮断する駆動力伝達遮断手段と、を備える定着装置。

請求項２の発明は、前記歯車機構は、前記外部加熱部材が前記接触位置にあり前記定着部材の外周面に接触して従動回転するときは、回転数差が発生するように構成された二つの噛み合った歯車を有し、前記駆動力伝達遮断手段は、前記二つの歯車の一方に設けられ、前記回転数差によって空転するように設けられた一方の方向のみに回転力を伝達する回転力伝達手段である、請求項１に記載の定着装置。

請求項３の発明は、記録媒体上に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記現像剤像形成手段で形成された前記現像剤像を前記記録媒体に定着する請求項１又は請求項２に記載の定着装置と、を備える画像形成装置

請求項１に記載の発明によれば、定着部材を加熱する外部加熱部材が定着部材から離れているときに回転しない構成に比べて、定着部材を加熱する外部加熱部材に供給される油によって定着時に記録媒体に生じる油痕を低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、電磁クラッチ等を用いて電気的に制御して、定着側歯車から外部加熱部材側歯車への駆動力の伝達を遮断する構成と比べ、機構が容易である。

請求項３に記載の発明によれば、定着部材を加熱する外部加熱部材が定着部材から離れているときに回転しない構成に比べて、現像剤像を定着した後の記録媒体に生じる油痕を低減することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成部の構成図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の外部加熱ロールのリトラクト機構を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の歯車機構における各ギヤの噛み合い状態を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の歯車機構を装置内側方向から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の歯車機構を装置外側方向から見た斜視図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る定着装置の外部加熱ロールが定着ロールに接触した状態を示す正面図であり、（Ｂ）は外部加熱ロールが定着ロールから離れた状態を示す正面図である。 図８（Ａ）の各ギヤを模式的に示す模式図であり、（Ｂ）は図８（Ｂ）の各ギヤを模式的に示す模式図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る定着装置を示す模式図であり、（Ｂ）は本発明の実施形態に係る定着装置における油痕の発生状態を説明する説明図である。 （Ａ）は本発明が適用されていない比較例の定着装置を示す模式図であり、（Ｂ）はこの比較例における油痕の発生状態を説明する説明図である。

本発明の実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。

＜全体構成＞
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。

図１には、実施形態の一例としての画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、上下方向（矢印Ｖ方向）の下側から上側へ向けて、記録用紙Ｐが収容される用紙収容部１２と、用紙収容部１２の上に設けられ用紙収容部１２から供給される記録媒体の一例としての記録用紙Ｐに画像形成を行う画像形成部１４と、画像形成部１４の上に設けられ読取原稿Ｇを読み取る原稿読取部１６と、画像形成部１４内に設けられ画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部２０と、を含んで構成されている。なお、以後の説明では、画像形成装置１０の装置本体１０Ａの上下方向を矢印Ｖ方向、水平方向を矢印Ｈ方向と記載する。

用紙収容部１２は、サイズの異なる記録用紙Ｐが収容される第１収容部２２、第２収容部２４、及び第３収容部２６が設けられている。第１収容部２２、第２収容部２４、及び第３収容部２６には、収容された記録用紙Ｐを画像形成装置１０内に設けられた搬送路２８に送り出す送り出しロール３２が設けられており、搬送路２８における送り出しロール３２よりも下流側には、記録用紙Ｐを一枚ずつ搬送するそれぞれ一対の搬送ロール３４及び搬送ロール３６が設けられている。また、搬送路２８における記録用紙Ｐの搬送方向で搬送ロール３６よりも下流側には、記録用紙Ｐを一旦停止させるとともに、決められたタイミングで後述する二次転写位置ＱＢ（図２参照）へ送り出す位置合せロール３８が設けられている。

搬送路２８の上流側部分は、画像形成装置１０の正面視において、矢印Ｖ方向に向けて用紙収容部１２の左側から画像形成部１４の左側下部まで直線状に設けられている。また、搬送路２８の下流側部分は、画像形成部１４の左側下部から画像形成部１４の右側面に設けられた排紙部１５まで設けられている。さらに、搬送路２８には、記録用紙Ｐの両面に画像形成を行うために記録用紙Ｐが搬送及び反転される両面搬送路２９が接続されている。

両面搬送路２９は、画像形成装置１０の正面視において、搬送路２８と両面搬送路２９との切り替えを行う第１切替部材３１と、画像形成部１４の右側下部から用紙収容部１２の右側まで矢印Ｖ方向（図示の下向きが−Ｖ、上向きが＋Ｖ）に直線状に設けられた反転部３３と、反転部３３に搬送された記録用紙Ｐの後端が進入するとともに矢印Ｈ方向における図示の左側に搬送される搬送部３７と、反転部３３と搬送部３７との切り替えを行う第２切替部材３５と、を有している。そして、反転部３３には、一対の搬送ロール４２が間隔をあけて複数箇所に設けられており、搬送部３７には、一対の搬送ロール４４が間隔をあけて複数箇所に設けられている。

第１切替部材３１は、三角柱状の部材であり、駆動手段（図示省略）によって先端部が搬送路２８又は両面搬送路２９のいずれか一方に移動されることで、記録用紙Ｐの搬送方向を切り替えるようになっている。同様に、第２切替部材３５は、正面視で三角柱状の部材であり、図示しない駆動手段によって先端部が反転部３３又は搬送部３７のいずれか一方に移動されることで、記録用紙Ｐの搬送方向を切り替えるようになっている。なお、搬送部３７の下流側端部は、搬送路２８の上流側部分にある搬送ロール３６の手前側に案内部材（図示省略）により接続されている。また、画像形成部１４の左側面には、折り畳み式の手差給紙部４６が設けられており、手差給紙部４６から送り込まれる記録用紙Ｐの搬送経路が、搬送路２８の位置合せロール３８の手前に接続されている。

原稿読取部１６は、読取原稿Ｇを１枚ずつ自動で搬送する原稿搬送装置５２と、原稿搬送装置５２の下側に配置され１枚の読取原稿Ｇが載せられるプラテンガラス５４と、原稿搬送装置５２によって搬送された読取原稿Ｇ又はプラテンガラス５４に載せられた読取原稿Ｇを読み取る原稿読取装置５６とが設けられている。

原稿搬送装置５２は、一対の搬送ロール５３が複数配置された自動搬送路５５を有しており、自動搬送路５５の一部は記録用紙Ｐがプラテンガラス５４上を通るように配置されている。また、原稿読取装置５６は、プラテンガラス５４の左端部に静止した状態で原稿搬送装置５２によって搬送された読取原稿Ｇを読み取り、又は矢印Ｈ方向に移動しながらプラテンガラス５４に載せられた読取原稿Ｇを読み取るようになっている。

一方、画像形成部１４は、記録用紙Ｐ上にトナー画像（現像剤像）を形成する現像剤像形成手段の一例としての画像形成ユニット５０を有している。画像形成ユニット５０は、後述する感光体６２、帯電部材６４、露光装置６６、現像装置７０、中間転写ベルト６８、及びクリーニング装置７３を含んで構成されている。

画像形成部１４における装置本体１０Ａの中央には、潜像保持体の一例としての円筒状の感光体６２が設けられている。感光体６２は、駆動手段（図示省略）によって矢印＋Ｒ方向（図示の時計回り方向）に回転すると共に光照射によって形成される静電潜像を保持するようになっている。また、感光体６２の上側で且つ感光体６２の外周面と対向する位置には、感光体６２の表面を帯電するコロトロン方式の帯電部材６４が設けられている。

感光体６２の回転方向における帯電部材６４よりも下流側で且つ感光体６２の外周面と対向する位置には、露光装置６６が設けられている。露光装置６６は、図示しない半導体レーザ、ｆ−θレンズ、ポリゴンミラー、結像レンズ、及び複数のミラーを有しており、画像信号に基づき半導体レーザから出射されたレーザ光をポリゴンミラーで偏向走査し、帯電部材６４により帯電された感光体６２の外周面に照射（露光）して、静電潜像を形成するようになっている。なお、露光装置６６は、レーザ光をポリゴンミラーで偏向走査する方式に限らず、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）方式であってもよい。

感光体６２の回転方向で露光装置６６の露光光が照射される部位よりも下流側には、感光体６２の外周面に形成された静電潜像を決められた色のトナーで現像して可視化させる回転切り替え式の現像装置７０が設けられている。

図２に示すように、現像装置７０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）、第１特別色（Ｅ）、第２特別色（Ｆ）の各トナー色にそれぞれ対応する現像器７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ、７２Ｅ、７２Ｆが、周方向に（図示の反時計回り方向にこの順番で）並んで配置されており、モータ（図示省略）によって中心角で６０°ずつ回転することで、現像処理を行う現像器７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ、７２Ｅ、７２Ｆが切り替えられ、感光体６２の外周面と対向するようになっている。

なお、現像器７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ、７２Ｅ、７２Ｆは同様の構成となっているため、ここでは現像器７２Ｙについて説明し、他の現像器７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ、７２Ｅ、７２Ｆについては説明を省略する。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の画像形成を行う場合は、現像器７２Ｅ、７２Ｆを使用しないため、現像器７２Ｋから現像器７２Ｙへの回転角度が１８０°となる。

現像器７２Ｙは、本体となるケース部材７６を有しており、ケース部材７６内には、トナーカートリッジ７８Ｙ（図１参照）からトナー供給路（図示省略）を経由して供給されるトナー及びキャリアから成る現像剤（図示省略）が充填されている。また、ケース部材７６には、感光体６２の外周面と対向して矩形状の開口部７６Ａが形成されており、開口部７６Ａには、外周面が感光体６２の外周面と対向する現像ロール７４が設けられている。さらに、ケース部材７６内で開口部７６Ａに近い部位には、現像剤の層厚を規制するための板状の規制部材７９が、開口部７６Ａの長手方向に沿って設けられている。

現像ロール７４は、回転可能に設けられた円筒状の現像スリーブ７４Ａと、現像スリーブ７４Ａの内側に固定された複数の磁極から成る磁性部材７４Ｂとで構成されており、現像スリーブ７４Ａが回転することで現像剤（キャリア）の磁気ブラシが形成されると共に、規制部材７９で層厚が規制されることで、現像スリーブ７４Ａの外周面に現像剤層を形成するようになっている。そして、現像スリーブ７４Ａの外周面の現像剤層は、現像スリーブ７４Ａの回転により感光体６２に対向する位置に搬送され、感光体６２の外周面に形成された潜像（静電潜像）に応じたトナーを付着させて現像を行う。

また、ケース部材７６内には、螺旋状に形成された搬送ロール７７が２本回転可能に並列配置されており、この２本の搬送ロール７７が回転することで、ケース部材７６内に充填された現像剤が、現像ロール７４の軸方向（現像器７２Ｙの長手方向）に循環搬送されるようになっている。なお、各現像器７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ、７２Ｅ、７２Ｆに設けられた６本の現像ロール７４は、隣の現像ロール７４との間隔が中心角６０°となるように周方向に配置されており、現像器７２の切り替えにより、次の現像ロール７４が感光体６２の外周面と対向するようになっている。

図１に示すように、感光体６２の回転方向で現像装置７０よりも下流側であり且つ感光体６２の下側には、感光体６２の外周面に形成されたトナー画像が転写される被転写部材の一例としての中間転写ベルト６８が設けられている。中間転写ベルト６８は、無端状であり、制御部２０により回転駆動される駆動ロール６１、中間転写ベルト６８に張力を付与するための張力付与ロール６５、中間転写ベルト６８の裏面に接触して従動回転する複数の搬送ロール６３、及び後述する二次転写位置ＱＢ（図２参照）において中間転写ベルト６８の裏面に接触して従動回転する補助ロール６９に巻き掛けられている。そして、中間転写ベルト６８は、駆動ロール６１が回転することにより、矢印−Ｒ方向（図示の反時計回り方向）に周回移動するようになっている。

また、中間転写ベルト６８を挟んで感光体６２の反対側には、感光体６２の外周面に形成されたトナー画像を中間転写ベルト６８に一次転写させる一次転写手段の一例としての一次転写ロール６７が設けられている。一次転写ロール６７は、感光体６２と中間転写ベルト６８とが接触する位置（これを一次転写位置ＱＡ（図２参照）とする）から中間転写ベルト６８の移動方向下流側に離れた位置で、中間転写ベルト６８の裏面に接触している。そして、一次転写ロール６７は、電源（図示省略）から通電されることにより、接地されている感光体６２との電位差で感光体６２のトナー画像を中間転写ベルト６８に一次転写するようになっている。

さらに、中間転写ベルト６８を挟んで補助ロール６９の反対側には、中間転写ベルト６８上に一次転写されたトナー画像を記録用紙Ｐに二次転写させる二次転写手段の一例としての二次転写ロール７１が設けられており、二次転写ロール７１と補助ロール６９との間が記録用紙Ｐへトナー画像を転写する二次転写位置ＱＢ（図２参照）とされている。二次転写ロール７１は、接地されると共に中間転写ベルト６８の表面に接触しており、電源（図示省略）から通電された補助ロール６９と二次転写ロール７１との電位差で、中間転写ベルト６８のトナー画像を記録用紙Ｐに二次転写するようになっている。

また、中間転写ベルト６８を挟んで駆動ロール６１の反対側には、中間転写ベルト６８の二次転写後の残留トナーを回収するクリーニングブレード５９が設けられている。クリーニングブレード５９は、開口部が形成された筐体（図示省略）に取り付けられており、クリーニングブレード５９の先端部で掻き取られたトナーが、筐体内に回収されるようになっている。

中間転写ベルト６８の周囲で搬送ロール６３と対向する位置には、中間転写ベルト６８の表面に付されたマーク（図示省略）を検知することで中間転写ベルト６８上の予め定めた基準位置を検出し、画像形成処理の開始タイミングの基準となる位置検出信号を出力する位置検出センサ８３が設けられている。位置検出センサ８３は、中間転写ベルト６８に向けて光を照射すると共にマークの表面で反射された光を受光することで、中間転写ベルト６８の移動位置を検出するようになっている。

感光体６２の回転方向で一次転写ロール６７よりも下流側には、中間転写ベルト６８に一次転写されずに感光体６２の表面に残留した残留トナー等を清掃するクリーニング装置７３が設けられている。クリーニング装置７３は、感光体６２表面に接触するクリーニングブレード及びブラシロールにより残留トナー等を回収する構成となっている。

また、感光体６２の回転方向でクリーニング装置７３の上流側（一次転写ロール６７よりも下流側）には、感光体６２の外周面に一次転写後に残留したトナーの除電を行うコロトロン８１が設けられている。さらに、感光体６２の回転方向でクリーニング装置７３の下流側（帯電部材６４よりも上流側）には、クリーニング後の感光体６２の外周面に光を照射して除電を行う除電装置７５が設けられている。

そして、二次転写ロール７１によるトナー画像の二次転写位置ＱＢは、前述の搬送路２８の途中に設定されており、搬送路２８における記録用紙Ｐの搬送方向（図示の矢印Ａ方向）で二次転写ロール７１よりも下流側には、二次転写ロール７１によってトナー画像が転写された記録用紙Ｐにトナー画像を定着させる定着装置１００が設けられている。なお、定着装置１００の詳細は後述する。

搬送路２８における記録用紙Ｐの搬送方向で定着装置１００よりも下流側には、排紙部１５又は反転部３３へ向けて記録用紙Ｐを搬送する搬送ロール３９が設けられている。また、原稿読取装置５６の下側で現像装置７０よりも上側には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）、第１特別色（Ｅ）、第２特別色（Ｆ）の各トナーを収容するトナーカートリッジ７８Ｙ、７８Ｍ、７８Ｃ、７８Ｋ、７８Ｅ、７８Ｆが矢印Ｈ方向に並んで交換可能に設けられている。第１特別色Ｅ及び第２特別色Ｆは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック以外の特別色（透明を含む）から選択され、または、選択されないようになっている。

＜定着装置＞
次に、定着装置１００について説明する。

図３に示すように、定着装置１００は、記録用紙Ｐが進入する開口部１０６Ａと、記録用紙Ｐが排出される開口部１０６Ｂとが形成された筐体１０６を有している。筐体１０６内には、主要部として、加熱により定着を行う定着部材の一例としての定着ロール１０２と、定着ロール１０２へ向けて記録用紙Ｐを加圧する加圧ロール１０４と、定着ロール１０２を加熱する外部加熱部材及び接触部材の一例としての外部加熱ロール１０８と、外部加熱ロール１０８の外周面に接触すると共に外部加熱ロール１０８に油（潤滑剤）を供給する油供給手段の一例としてのウェブ１１２と、が設けられている。

定着ロール１０２は、記録用紙Ｐの搬送経路上でトナー画像面側（上側）に配置されている。一例として、定着ロール１０２は、円筒状のアルミニウムからなる芯金１０２Ｂの外周にシリコンゴムからなる弾性部材１０２Ａが被覆された構成となっており、弾性部材１０２Ａの外周面には、フッ素系樹脂からなる離型層（図示省略）が形成されている。そして、芯金１０２Ｂの内側には、芯金１０２Ｂの内周面とは非接触状態で熱源となるハロゲンヒータ１１４が設けられている。ハロゲンヒータ１１４は、電源（図示省略）からの通電により発熱し、芯金１０２Ｂを加熱することで、定着ロール１０２全体を加熱するようになっている。

定着ロール１０２の外周面と対向する位置には、定着ロール１０２の温度を検知する第１温度センサ１２０と、定着ロール１０２の外周面を均すリフレッシュロール１３２とが設けられている。第１温度センサ１２０は、非接触式の温度センサであり、定着ロール１０２からの熱放射を赤外フィルムで受け、このフィルムの温度上昇をサーミスタで検知することによって、定着ロール１０２の温度を検知するようになっている。また、リフレッシュロール１３２は、定着ロール１０２の外周面から離れて配置されており、定着枚数が予め設定された枚数になったときに定着ロール１０２の外周面に接触するように移動され、定着ロール１０２の外周面を均すようになっている。

外部加熱ロール１０８は、一例として、円筒状のアルミニウムで構成されており、長手方向両端部には円筒状の軸部１０８Ａが設けられている。また、外部加熱ロール１０８の内側には、内周面とは非接触状態で熱源となるハロゲンヒータ１１８が設けられている。ハロゲンヒータ１１８は、電源（図示省略）からの通電により発熱し、外部加熱ロール１０８全体を加熱するようになっている。

また、外部加熱ロール１０８は、定着ロール１０２の外周面と対向する位置に設けられており、後述する移動手段の一例としてのリトラクト機構部１４０（図４参照）により、定着ロール１０２の外周面と接触した接触位置（図８（Ｂ）と図９（Ｂ）を参照）と、外周面から離れたて離間位置（図８（Ａ）と図９（Ａ）を参照））と、の間を移動するように構成されている。

外部加熱ロール１０８の外周面と対向する位置には、外部加熱ロール１０８の温度を検知する接触式の第２温度センサ１２６が設けられている。なお、外部加熱ロール１０８は、一例として、定着ロール１０２の温度に対して５０℃から７０℃程度高い温度となるように加熱される。

ウェブ１１２は、外部加熱ロール１０８の外周面を清掃するための繊維体であり、外部加熱ロール１０８との接触による摩擦力を低下させるための潤滑剤となる油が予め含浸されると共に、矢印＋Ｒ方向に回転可能に設けられた軸部１３４Ａの周囲に巻き取られている。そして、軸部１３４Ａの下側には中間ロール１３４Ｂが回転可能に配置されており、中間ロール１３４Ｂの左側には、矢印＋Ｒ方向に回転可能とされた軸部１３４Ｃが中間ロール１３４Ｂと間隔をあけて配置されている。

ここで、ウェブ１１２は、軸部１３４Ａから巻き出されつつ中間ロール１３４Ｂの外周面に巻き掛けられると共に、先端が軸部１３４Ｃに固定されることで、軸部１３４Ｃに巻き取られている。そして、ウェブ１１２は、軸部１３４Ｃがモータ（図示省略）で矢印＋Ｒ方向に回転駆動されることで、矢印Ｂ方向に移動して外部加熱ロール１０８の外周面に接触すると共に軸部１３４Ｃに巻き取られるようになっている。

なお、ウェブ１１２は、定着装置１００の定着動作時に必要に応じて巻き取られるようになっており、外部加熱ロール１０８とは常に接触している。また、定着動作とは、定着ロール１０２が回転を開始してから記録用紙Ｐへのトナー画像の定着を終了して回転を停止するまでの動作であり、記録用紙Ｐが定着ロール１０２と加圧ロール１０４との接触部（ニップ部）に進入していない状態も含んでいる。

一方、加圧ロール１０４は、記録用紙Ｐの搬送経路上で定着ロール１０２の下側に配置されている。一例として、加圧ロール１０４は、円筒状のアルミニウムからなる芯金１０４Ｂの外周にシリコンゴムからなる弾性部材１０４Ａが被覆された構成となっており、弾性部材１０４Ａの外周面には、フッ素系樹脂からなる離型層（図示省略）が形成されている。そして、芯金１０４Ｂの内側には、芯金１０４Ｂの内周面とは非接触状態で熱源となるハロゲンヒータ１１６が設けられている。ハロゲンヒータ１１６は、電源（図示省略）からの通電により発熱し、芯金１０４Ｂを加熱することで、加圧ロール１０４全体を加熱するようになっている。

また、加圧ロール１０４の外周面と対向する位置には、加圧ロール１０４の温度を検知する第３温度センサ１２８が加圧ロール１０４と非接触状態で設けられている。第３温度センサ１２８は、第１温度センサ１２０と同様の構成となっている。ここで、第１温度センサ１２０、第２温度センサ１２６、及び第３温度センサ１２８は、前述の制御部２０（図１参照）に接続されており、制御部２０では、第１温度センサ１２０、第２温度センサ１２６、及び第３温度センサ１２８からの入力に基づいて、ハロゲンヒータ１１４、１１８、１１６へ出力を行うようになっている。

さらに、加圧ロール１０４の両端部にはベアリング（図示省略）が設けられており、このベアリングは、Ｖ字状のブラケット１２４の中央部分に取り付けられている。そして、ブラケット１２４は、筐体１０６に取り付けられた軸部１２２を中心として、偏心カム（図示省略）の動作により矢印＋Ｒ方向又は矢印−Ｒ方向に揺動可能に設けられている。これにより、加圧ロール１０４は、ブラケット１２４が矢印＋Ｒ方向に移動することで定着ロール１０２と接触し、ブラケット１２４が矢印−Ｒ方向に移動することで定着ロール１０２から離れるようになっている。

＜リトラクト機構部＞
次に、外部加熱ロール１０８のリトラクト機構部１４０について説明する。

図４に示すように、リトラクト機構部１４０は、筐体１０６に取り付けられたブラケット１４２、１４４と、外部加熱ロール１０８を回転可能に支持するブラケット１４６と、ブラケット１４６に設けられた偏心カム１４８と、ブラケット１４６を付勢するバネ１５２とを含んで構成されている。

なお、以後の説明では、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に近づく方向を＋Ｘ方向、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２から離れる方向を−Ｘ方向と記載する。＋Ｘ方向、−Ｘ方向は、図示の右斜め方向となっている。

ブラケット１４２、１４４は、外部加熱ロール１０８を中心にして定着ロール１０２とは反対側で互いに対向するように、外部加熱ロール１０８に近い側（＋Ｘ方向）にブラケット１４２が設けられ、外部加熱ロール１０８から遠い側（−Ｘ方向）にブラケット１４４が設けられている。ブラケット１４２は、断面コ字状に形成されており、ブラケット１４４側に開口した状態で筐体１０６に取り付けられている。また、ブラケット１４４は、中央に凹部１４４Ａが形成されており、この凹部１４４Ａがブラケット１４２と対向するように筐体１０６に取り付けられている。

ブラケット１４６には、外部加熱ロール１０８が回転可能に支持されている。なお、ブラケット１４６は、外部加熱ロール１０８の両端で一対設けられているが、ここでは一方のみを図示して説明する。また、ブラケット１４６は、ガイド部材（図示省略）によって移動方向が＋Ｘ方向、−Ｘ方向のみに規制されている。

ブラケット１４６には、ブラケット１４６から外部加熱ロール１０８の軸方向に突出した逆ハット形状のフランジ１５４が設けられている。フランジ１５４は、外部加熱ロール１０８の軸方向に見て中央が断面コ字状の凹部１５４Ａとされており、凹部１５４Ａの周縁部から外側へ向けて平坦部１５４Ｂが形成されている。そして、フランジ１５４は、凹部１５４Ａの開口側がブラケット１４４の凹部１４４Ａと対向し且つ平坦部１５４Ｂがブラケット１４２と対向するように、ブラケット１４２とブラケット１４４との間に配置されている。また、ブラケット１４６には、張出部１４６Ａが形成されている。なお、この張出部１４６Ａに後述する中間ギヤ１６６、１７２が設けられたシャフト１６４が回転可能に支持されている。

偏心カム１４８は、回転軸１４８Ａを有しており、この回転軸１４８Ａがブラケット１４６の−Ｘ方向の端部に固定されたベアリング（図示省略）に挿通されることにより＋Ｒ方向又は−Ｒ方向に回転可能となっている。また、偏心カム１４８は、モータ（図示省略）により＋Ｒ方向又は−Ｒ方向に回転駆動されるようになっており、−Ｒ方向に回転したときに外周部がブラケット１４４の凹部１４４Ａと接触し、＋Ｒ方向に回転したときに外周部が凹部１４４Ａから離れるようになっている。

バネ１５２は、フランジ１５４の平坦部１５４Ｂとブラケット１４２とで挟まれるようにブラケット１４２側に一端が固定されている。これにより、バネ１５２は、ブラケット１４６が＋Ｘ方向に移動するときに、ブラケット１４６を−Ｘ方向に付勢するようになっている。

このように、リトラクト機構部１４０では、偏心カム１４８が−Ｒ方向に回転してブラケット１４４と接触することで、ブラケット１４６が＋Ｘ方向に移動して、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２の外周面に接触する接触位置（図８（Ｂ）と図９（Ｂ）を参照）となる。また、偏心カム１４８が＋Ｒ方向に回転してブラケット１４４から離れることで、バネ１５２の付勢力によりブラケット１４６が−Ｘ方向に移動して、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２の外周面から離れた離間位置（図８（Ａ）と図９（Ａ）を参照）となる。即ち、リトラクト機構部１４０が、定着ロール１０２への外部加熱ロール１０８の接触又は非接触を切り換えるようになっている。また、リトラクト機構１４０は、制御部２０（図１参照）によって制御されており、制御部２０は、定着ロール１０２による定着動作の開始後に外部加熱ロール１０８を離間位置（図８（Ａ）と図９（Ａ）を参照）から接触位置（図８（Ｂ）と図９（Ｂ）を参照）に移動させる。

＜歯車機構＞
次に、定着ロール１０２及び外部加熱ロール１０８を回転させる駆動力を伝達する歯車機構２００について、図４〜図７を用いて説明する。

図４〜図７に示すように、定着ロール１０２の芯金１０２Ｂの一端部には、定着ロール側ギヤ１５８が一体回転するように設けられている。定着ロール側ギヤ１５８は、モータ等で構成された駆動装置２５０（図５参照）によって、回転駆動するようなっている。

定着ロール側ギヤ１５８には、中間ギヤ１６２が噛み合っている。中間ギヤ１６２は、後述するアーム部材２２０に回転可能に支持されたシャフト２１０に設けられている。中間ギヤ１６２には、中間ギヤ１６６が噛み合っている。中間ギヤ１６６は、ブラケット１４６の張出部１４６Ａ（図４参照）に回転可能に支持されたシャフト１６４に設けられている。更にこのシャフト１６４には、中間ギヤ１７２が設けられている。

一方、外部加熱ロール１０８の軸部１０８Ａ（図４参照）の一端（定着ロール側ギヤ１５８と同じ側）には、外部加熱ロール側ギヤ１７４が一体回転するように設けられている。そして、前述した中間ギヤ１７２が外部加熱ロール側ギヤ１７４と噛み合っている。

なお、前述したように、外部加熱ロール１０８を支持するブラケット１４６の張出部１４６Ａに、シャフト１６４は支持されている。よって、シャフト１６４に設けられている中間ギヤ１６６及び中間ギヤ１７２と、外部加熱ロール側ギヤ１７４とは、外部加熱ロール１０８の移動に伴って、外部加熱ロール１０８と一体となってＸ方向に移動する。

定着ロール側ギヤ１５８に噛み合う中間ギヤ１６２のシャフト２１０は、筐体１０６に回転軸２２を回転中心として回転するアーム部材２２０に支持されている。よって、中間ギヤ１６２は、矢印＋Ｊ方向と矢印−Ｊ方向（図４参照）に揺動する。また、アーム部材２２０は、付勢手段の一例としてのばね２２６によって、−Ｊ方向に付勢されている。

中間ギヤ１６２の外側にはトラッキングロール２０２が設けられている。また、中間ギヤ１６６の外側にはトラッキングロール２０４が設けられている。そして、トラッキングロール２０２とトラッキングロール２０４とが接触することで、中間ギヤ１６２と中間ギヤ１６６との軸間距離Ｌ２（図９参照）が維持されるようになっている。

図９に示されている各矢印方向に、定着ロール１０２、外部加熱ロール１０８、及び各ギヤが回転する。また、中間ギヤ１６６にはワンウェイクラッチ１６８が内蔵されている。ワンウェイクラッチ１６８は、中間ギヤ１６６が図の矢印Ｋ回転方向に回転する場合には、中間ギヤ１６６とシャフト１６４（中間ギヤ１７２）との間で駆動力が伝達され、逆向き回転方向の場合は空転して駆動力が伝達されないように構成されている。

＜作用及び効果＞
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。

図８（Ａ）と図９（Ａ）とに示すように、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２から離れている離間位置にあるときは、定着ロール１０２の駆動力が、定着ロール側ギヤ１５８、定着ロール側ギヤ１５８、中間ギヤ１６６、中間ギヤ１７２、外部加熱ロール側ギヤ１７４を介して外部加熱ロール１０８に伝達され、外部加熱ロール１０８が回転する。なお、このときは、ワンウェイクラッチ１６８は、中間ギヤ１６６とシャフト１６４との間で駆動力を伝達する。

図８（Ｂ）と図９（Ｂ）とに示すように、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触した接触位置にあるときは、外部加熱ロール１０８は定着ロール１０２に従動回転することによって回転する。

この状態における中間ギヤ１６６の回転数ＫＶ１（図９（Ｂ）参照）と中間ギヤ１６２の回転数ＫＶ２（図９（Ｂ）参照）との関係は、「回転数ＫＶ１（ｒｐｍ）＞回転数ＫＶ２（ｒｐｍ）」との関係になるように、各ギヤの歯数が設定されている（中間ギヤ１６６の方が中間ギヤ１６２よりも回転数（ｒｐｍ）が速くなるように歯数が少なく設定されている）。なお、回転数（ｒｐｍ）とは、単位時間当たりに回転する速さ（回数）とされ、回転速度ともいう。

このように設定することで、シャフト１６４の回転数よりも中間ギヤ１６６の回転数の方が遅くなるので、相対的に矢印Ｋ方向と反対方向に回転する場合と同じ状態となり、中間ギヤ１６６に内蔵されているワンウェイクラッチ１６８は、シャフト１６４に駆動力を伝達せずに空転する。言い換えると、ワンウェイクラッチ１６６は、中間ギヤ１６６とシャフト１６４との間の駆動力の伝達を遮断する。よって、定着ロール１０２からの駆動力はシャフト１６４に伝達されない。したがって、外部加熱ロール１０８は定着ロール１０２に従動回転することができる。

なお、中間ギヤ１６６に内蔵されているワンウェイクラッチ１６８は、シャフト１６４から中間ギヤ１６６に駆動力を伝達せずに空転するので、実際には中間ギヤ１６６の回転数は中間ギヤ１６２の回転数と同じ回転数で回転する。そして、前述したように、シャフト１６４の回転数よりも中間ギヤ１６６の回転数の方が遅くなるので、相対的に矢印Ｋと反対方向に回転する場合と同じ状態となり、空転する。

また、外部加熱ロール１０８を支持するブラケット１４６の張出部１４６Ａに、シャフト１６４が支持されている。よって、シャフト１６４に設けられている中間ギヤ１６６及び中間ギヤ１７２と、外部加熱ロール側ギヤ１７４と、外部加熱ロール１０８と、は一体となってＸ方向に移動する。よって、外部加熱ロール１０８がＸ方向に移動しても、外部加熱ロール側ギヤ１７４と中間ギヤ１７２との軸間距離Ｌ１（図９参照）は変化しない。

また、外部加熱ロール１０８がＸ方向に移動すると、シャフト１６４の中間ギヤ１６６もＸ方向に移動する。一方、この中間ギヤ１６６に噛み合う中間ギヤ１６２は遥動するアーム部材２２０に支持されている。そして、前述した中間ギヤ１６６のトラッキングロール２０２と中間ギヤ１６２のトラッキングロール２０４とが接触することで中間ギヤ１６２と中間ギヤ１６６との軸間距離Ｌ２（図９参照）が維持されるようになっている。よって、中間ギヤ１６６が移動しても、アーム部材２２０が遥動し中間ギヤ１６２と中間ギヤ１６６との軸間距離Ｌ２が維持される。

なお、アーム部材２２０が遥動し中間ギヤ１６２が移動すると、定着ロール側ギヤ１５８と中間ギヤ１６２との軸間距離Ｌ３が若干変わる。本実施形態では、図８（Ｂ）と図９（Ｂ）とに示す外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触した接触位置にあるときは、外部加熱ロール１０８は定着ロール１０２に従動回転することによって回転する。よって、この状態では、前述したように、歯車機構２００がワンウェイクラッチ１６８が空転し駆動力が伝達されないので、定着ロール側ギヤ１５８と中間ギヤ１６２との噛み合いが設計仕様から若干ずれていても問題が生じない。よって、軸間距離Ｌ３は、図８（Ａ）と図９（Ａ）とに示す離間位置にあるときに定着ロール側ギヤ１５８と中間ギヤ１６２とが設計仕様となる噛み合いになるように設定されている。

このように本実施形態では、外部加熱ロール１０８がＸ方向に移動しても、各ギヤは噛み合ったままであり、各ギヤの軸間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が維持又は略維持されるように構成されている。

なお、外部加熱ロール１０８がＸ方向に移動することに伴い、ギヤが離接する構成の場合は、軸間距離（噛み合い状態）を正確に出すことが困難である。

これに対して本実施形態では、上述したように、外部加熱ロール１０８がＸ方向に移動しても、各ギヤは噛み合ったままであり、軸間距離（噛み合い状態）を正確に出すことが、ギヤが離接する構成と比較して、容易である。また、このため省スペース及び信頼性の高い設計が可能となる。

ここで、本実施形態に対する比較例について説明する。
図１１（Ａ）には、比較例として、本実施形態のリトラクト機構部１４０（図８等を参照）を用いず、常に外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触している構成が示されている。この比較例では、定着動作が長期間行われないと、ウェブ１１２から染み出た油が外部加熱ロール１０８とウェブ１１２との間で蓄積され、油溜まりＬ１ができてしまう。そして、定着動作が開始され外部加熱ロール１０８が回転すると、外部加熱ロール１０８の外周面にある油溜まりＬ１は、定着ロール１０２との接触部で定着ロール１０２の外周面に移され、加圧ロール１０４（図３等を参照）との接触部で記録用紙Ｐに転写される。

これにより、図１１（Ｂ）に示すように、記録用紙Ｐ上には、定着ロール１０２の外周長に相当する間隔で油溜まりＬ１が油痕として残ってしまうことになる。

これに対して本実施形態では、図１０（Ａ）に示すように、定着動作が開始される前、リトラクト機構部１４０（図４等を参照）により、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２から離れた離間位置（図８（Ａ）と図９（Ａ）を参照）となっている。そして、定着動作が開始され、定着ロール１０２が回転すると、定着ロール側ギヤ１５８から中間ギヤ１６２、１６６、１７２を介して外部加熱ロール側ギヤ１７４（図４等を参照）に駆動力が伝達され、外部加熱ロール１０８が回転する。これにより、ウェブ１１２と外部加熱ロール１０８との間にあった油溜まりは、外部加熱ロール１０８の外周面上で均され、油層Ｌ２となる。

続いて、制御部２０（図１参照）の指令により偏心カム１４８（図４参照）が回転してブラケット１４４（図４参照）に接触すると、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触する接触位置（図８（Ｂ）と図９（Ｂ）を参照）となると、ワンウェイクラッチ１６８よって上述したように駆動力の伝達が遮断され、外部加熱ロール１０８は定着ロール１０２の回転に合わせて従動回転する。このとき、外部加熱ロール１０８の外周面にある油層Ｌ２は、定着ロール１０２との接触部で定着ロール１０２の外周面に移され、定着ロール１０２と加圧ロール１０４（図３参照）との接触部で記録用紙Ｐに転写される。

これにより、図１０（Ｂ）に示すように、記録用紙Ｐ上には、均等な量となった油層Ｌ２が転写されるため、記録用紙Ｐ上での油痕が低減され、油痕が視認されにくくなる。また、定着動作の開始後、定着ロール１０２が回転を開始することで外部加熱ロール１０８が回転し、さらに、定着ロール１０２に外部加熱ロール１０８が接触するので、定着ロール１０２による定着動作の開始前に定着ロール１０２へ外部加熱ロール１０８を接触させる構成に比べて、定着ロール１０２の無駄な回転が低減される。加えて、外部加熱ロール１０８が定着ロール１０２に接触するときに、外部加熱ロール１０８への駆動力の伝達が遮断されるので、外部加熱ロール１０８と定着ロール１０２とが接触した後も外部加熱ロール１０８に駆動力が伝達される構成に比べて、定着ロール１０２に作用する負荷が低減される。

＜その他＞
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、定着ロール１０２から外部加熱ロール１０８への駆動力の伝達及び遮断は、ワンウェイクラッチ１６８によって行ったがこれに限定されない。例えば、電磁クラッチを用いて行ってもよい。或いは、ピン等が移動し駆動力を伝達及び遮断するようにしてもよい。なお、電磁クラッチやピン等の制御、つまり駆動力の伝達及び遮断は、制御部２０によって制御される。

また、例えば、上記実施形態では、外部加熱ロール１０８がＸ方向に移動しても各ギヤの軸間距離が維持又は略維持されるように構成されている。しかし、外部加熱ロール１０８が従動回転する場合は、ギヤによる駆動力の伝達は必要ないので、この場合のギヤの軸間距離は設計仕様から若干外れていても問題ない。よって、外部加熱ロール１０８が離間位置にある場合（ギヤによる駆動力の伝達は必要な場合）に各ギヤの軸間距離が設計仕様なるように（設計仕様の範囲に収まるように）設定されていればよい。

また、例えば、定着ロール１０２は、電磁誘導方式により加熱される定着ベルトであってもよい。さらに、他の実施例として、接触部材と油供給手段とを一体としたオイル塗布ロールを定着ロール１０２に接触させる構成において、当該オイル塗布ロールを定着ロール１０２に接触させる前に回転させるようにしてもよい。

１０ 画像形成装置
５０ 画像形成ユニット（現像剤像形成手段の一例）
１００ 定着装置
１０２ 定着ロール（定着部材の一例）
１０８ 外部加熱ロール（外部加熱部材の一例）
１１２ ウェブ（油供給手段の一例）
１４０ リトラクタ機構（移動手段の一例）
１５８ 定着ロール側ギヤ（定着側歯車の一例）
１６２ 中間ギヤ（複数の歯車の一例）
１６６ 中間ギア（複数の歯車の一例）
１６８ ワンウェイクラッチ（駆動力伝達遮断手段の一例及び回転力伝達手段の一例）
１７２ 中間ギヤ（複数の歯車の一例）
１７４ 外部加熱ロール側ギヤ（外部加熱部材側歯車の一例）
２００ 歯車機構
２５０ 駆動装置（駆動手段の一例）
Ｐ 記録用紙（記録媒体の一例）

Claims (3)

1. 駆動手段によって回転し記録媒体上の現像剤像を定着させる定着部材と、
   前記定着部材の外周面に接触して従動回転し、前記定着部材を加熱する外部加熱部材と、
   前記外部加熱部材の表面に油を供給する油供給手段と、
   前記外部加熱部材を前記定着部材の外周面から離間した離間位置と前記定着部材の外周面に接触した接触位置との間を移動させると共に、前記定着部材による定着動作の開始後に前記外部加熱部材を前記離間位置から前記接触位置に移動させる移動手段と、
   前記定着部材に設けられた定着側歯車と、前記外部加熱部材に設けられた外部加熱部材側歯車と、前記定着側歯車と前記該外部加熱部材側歯車とに噛み合う複数の歯車と、を含んで構成され、前記外部加熱部材が前記接触位置と前記離間位置との間を移動しても、前記定着側歯車及び前記外部加熱部材側歯車と前記複数の歯車と、がそれぞれ噛み合うように構成された歯車機構と、
   前記歯車機構に設けられ、前記外部加熱部材が前記離間位置にあるときは前記外部加熱部材が回転するように前記定着側歯車から前記外部加熱部材側歯車に駆動力を伝達し、前記外部加熱部材が前記接触位置にあるときは前記外部加熱部材が前記定着部材に従動回転するように前記定着側歯車から前記外部加熱部材側歯車への駆動力の伝達を遮断する駆動力伝達遮断手段と、
   を備える定着装置。
2. 前記歯車機構は、前記外部加熱部材が前記接触位置にあり前記定着部材の外周面に接触して従動回転するときは、回転数差が発生するように構成された二つの噛み合った歯車を有し、
   前記駆動力伝達遮断手段は、前記二つの歯車の一方に設けられ、前記回転数差によって空転するように設けられた一方の方向のみに回転力を伝達する回転力伝達手段である、
   請求項１に記載の定着装置。
3. 記録媒体上に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
   前記現像剤像形成手段で形成された前記現像剤像を前記記録媒体に定着する請求項１又は請求項２に記載の定着装置と、
   を備える画像形成装置

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