(57)【要約】  【課題】  ロールによって張架されたベルト部材を互いに圧接させて構成した定着装置において、各ベルト部材の片寄りを効果的に制御する。  【解決手段】  定着ベルトモジュール６１と、加圧ベルトが定着ベルトに対してラップ状に押圧された加圧ベルトモジュール６２とを有し、定着ベルトモジュール６１および加圧ベルトモジュール６２のいずれか一方には、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０のいずれか一方に対して、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０の回動方向に直交する方向への片寄りを制御するベルト片寄り制御手段が備えられている。  【選択図】  図２
2006091268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ロールと張架ロールとによって定着ベルトが回動可能に張架された第１のベルトモジュールと、
前記定着ロールに押圧するように配置された加圧ロールと、張架ロールとによって加圧ベルトが回動可能に張架され、当該加圧ベルトが前記定着ベルトに対してラップ状に押圧された第２のベルトモジュールとを有し、
前記第１のベルトモジュールおよび前記第２のベルトモジュールのいずれか一方に設けられ、前記定着ベルトおよび前記加圧ベルトの双方における回動方向に直交する方向への片寄りを制御するベルト片寄り制御手段が備えられたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１のベルトモジュールと前記第２のベルトモジュールとは、前記定着ベルトと前記加圧ベルトとを介して、当該定着ベルトがラップされている前記定着ロール上に形成された第１ニップ部と、前記加圧ベルトがラップされている前記加圧ロール上に形成された第２ニップ部とで当接することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２のベルトモジュールは、前記第１ニップ部において前記加圧ベルトを前記定着ロール側に押圧する押圧部材をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１のベルトモジュールは、前記第２ニップ部において前記定着ベルトを前記加圧ロール側に押圧する押圧部材をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項５】
前記第２のベルトモジュールは、前記張架ロールが複数配設され、
前記片寄り制御手段は、当該第２のベルトモジュールの張架ロールのうちの最も前記定着ロールから離れて位置する当該張架ロールに対して、片寄り制御動作を行なうことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１のベルトモジュールは、前記張架ロールが内部に発熱源を配設されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１のベルトモジュールは、内部に発熱源が配設された前記張架ロールが複数配設され、少なくとも１つの当該張架ロールは前記定着ベルトの外周面に当接して配置されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項８】
前記第１のベルトモジュールは、前記定着ベルトを前記加圧ロール側に押圧する剥離ロールを備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項９】
記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
定着ロールと張架ロールとにより回動可能に張架される定着ベルトと、
前記定着ロールに押圧するように配置された加圧ロールと、張架ロールとにより回動可能に張架され、前記定着ベルトに対してラップ状に押圧されてニップ部を形成する加圧ベルトと、
前記定着ベルトおよび前記加圧ベルトの双方またはいずれか一方における、当該定着ベルトおよび当該加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを検知するベルト片寄り検知手段と、
前記定着ベルトを張架する前記張架ロール、または前記加圧ベルトを張架する前記張架ロールのいずれか一方に配設され、当該定着ベルトおよび当該加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを矯正する動作を実行するベルト片寄り駆動手段と
を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
前記ベルト片寄り駆動手段は、前記定着ベルトを張架する前記張架ロール、または前記加圧ベルトを張架する前記張架ロールのいずれか一方にて、当該張架ロールの一方の端部を揺動させることを特徴とする請求項９記載の定着装置。
【請求項１１】
前記加圧ベルトを張架する前記張架ロールが複数配設され、
前記ベルト片寄り駆動手段は、当該張架ロールのうちの最も前記ニップ部から離れて位置する当該張架ロールに配設されたことを特徴とする請求項９記載の定着装置。
【請求項１２】
前記ベルト片寄り駆動手段が配設された前記張架ロールの前記加圧ベルトの回動方向下流側であって、当該張架ロールと前記ニップ部との間に、当該加圧ベルトを張架する少なくとも１のロールを配設したことを特徴とする請求項９記載の定着装置。
【請求項１３】
前記ベルト片寄り駆動手段が配設された張架ロールと前記ニップ部との間にて前記加圧ベルトを張架する前記ロールは、軸方向において中央部の外径が両端部よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１４】
前記ベルト片寄り駆動手段が配設された前記張架ロールは、表面にゴム層が形成されたことを特徴とする請求項９記載の定着装置。
【請求項１５】
前記定着ベルトの外表面を前記加圧ロールに接触させるように配置された剥離ロールをさらに備え、
前記剥離ロールは、前記定着ベルトと前記加圧ベルトとを介して前記加圧ロールに当接するように配置されたことを特徴とする請求項９記載の定着装置。
【請求項１６】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
定着ロールと張架ロールとにより回動可能に張架される定着ベルトと、
前記定着ロールに押圧するように配置された加圧ロールと、張架ロールとにより回動可能に張架され、前記定着ベルトに対してラップ状に押圧されてニップ部を形成する加圧ベルトと、
前記定着ベルトおよび前記加圧ベルトの双方またはいずれか一方における、当該定着ベルトおよび当該加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを検知するベルト片寄り検知手段と、
前記定着ベルトを張架する前記張架ロール、または前記加圧ベルトを張架する前記張架ロールのいずれか一方に配設され、当該定着ベルトおよび当該加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを矯正する動作を実行するベルト片寄り駆動手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
前記定着手段は、前記定着ベルトと前記加圧ベルトとが、当該定着ベルトがラップされている前記定着ロール上に形成された第１ニップ部と、前記加圧ベルトがラップされている前記加圧ロール上に形成された第２ニップ部とで当接することを特徴とする請求項１６記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記定着手段は、前記加圧ベルトが前記加圧ロールと、２本の前記張架ロールとで張架され、前記ベルト片寄り駆動手段が当該加圧ロールの下流側に配設された当該張架ロールに配設されたことを特徴とする請求項１６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関し、より詳しくは回動可能なベルト部材を備えた定着装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、このトナー像を感光体ドラム上から記録紙に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録紙に定着している。
【０００３】
かかる画像形成装置に用いられる定着装置は、円筒状の芯金の内部に加熱源を備え、その芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に離型層とが積層して形成された定着ロールと、この定着ロールに対して圧接配置され、芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層とが積層して形成された加圧ロールとで構成されている。そして、定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、ロールニップ方式と呼ばれて、一般に広く利用されている。
【０００４】
しかし、画像形成装置の高速化が進み、短時間に連続して送られてくる多数枚の記録紙に対して定着処理を行うこととなると、ロールニップ方式の定着装置においては、画像形成装置の立ち上がり時において定着ロールの表面温度が一時的に低下する所謂「温度ドループ」現象が発生する。この温度ドループ現象は、定着ロールの芯金に被覆されたシリコーンゴム等からなる耐熱性弾性体層が熱的抵抗体として作用するために、定着ロールの内部から充分な熱量を供給しても、その熱が定着ロール表面に伝達されるまでにタイムラグが生じることに起因するものである。特に、熱容量の大きい厚紙等においては定着ロールの表面から奪われる熱量が大きくなるので、温度ドループが大きくなる傾向がある。そのため、画像形成装置の高速化を図った場合には、定着ロールの表面温度が回復するまでの間に、ある程度の枚数の記録紙において定着不良が発生し易いという問題がある。
【０００５】
そこで、画像形成装置の立ち上がり時における定着ロールの表面温度が一時的に低下する現象を改善する技術として、定着ベルトがともにハロゲンヒータが内蔵された定着ロールと加熱ロールとによって張架されるように構成され（定着ベルトモジュール）、さらに、加圧ロールが定着ロールに対向して配置されるとともに、加圧手段によって加圧ロールが定着ベルトを挟んで定着ロールを圧接するように構成された定着装置に関する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、特許文献１に記載された技術と同様に、定着ベルトが定着ロールとハロゲンヒータが内蔵された加熱ロールとによって張架された構成（定着ベルトモジュール）を有する定着装置であって、定着ロール側だけでなく加圧ロール側においても、加圧ベルトが加圧ロールと従動ロールとに張架された構成（加圧ベルトモジュール）を有する定着装置に関する技術が存在している。かかる定着装置では、定着ベルトを張架する定着ロールが加圧べルトを張架する加圧ロールに対して圧接するように配置され、未定着画像を有する記録紙は、定着ベルトと加圧ベルトとによりこれらのベルト間を案内されて、定着ロールと加圧ロールとが圧接される領域（定着領域）において定着処理が行われる（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
そして、定着ベルトモジュールと加圧ベルトモジュールとが対向して配設された、特許文献２に記載された定着装置においては、それぞれのベルトに記録紙搬送方向に直交する方向への片寄りが生じ易いため、定着ベルトモジュールおよび加圧ベルトモジュールのそれぞれに、各々のベルトの片寄りを制御するベルト片寄り制御手段が設けられている。かかるベルト片寄り制御手段では、定着ベルトの片寄りに対しては、定着ベルトを張架する一方のロールである加熱ロールの一方の端部を、ロールの軸方向に直交する面内で、直交する座標（Ｘ座標、Ｙ座標）方向に変位させている。また、加圧ベルトの片寄りに対しては、加圧ベルトを張架する一方のロールである従動ロールの一方の端部を、ロールの軸方向に直交する面内で、直交する座標（Ｘ座標、Ｙ座標）方向に変位させている。このように、定着ベルトモジュールおよび加圧ベルトモジュールのそれぞれにおいて、定着ベルトおよび加圧ベルトの片寄りを各々独立に検知／制御して、各ベルトの正常な機能を維持するとともに、各ベルトの行き過ぎた片寄りによる破損の発生を抑制している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９１５１３号公報(第３-５頁、図１)
【特許文献２】特開２０００−３２７１６２号公報(第９頁、図２６)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、定着ベルトモジュールと加圧ベルトモジュールとが対向して配設された定着装置では、定着ベルトモジュールと加圧ベルトモジュールとの当接部（ニップ部）は、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させてトナー像を定着する領域である。そのため、定着ベルトモジュールから記録紙への効率的な熱伝達を実現するとともに、一方のベルトモジュールの駆動力を効果的に他方のベルトモジュールに伝達するために、ニップ部において、定着ベルトと加圧ベルトとを幅広く圧接させることが必要である。そこで、定着ベルトと加圧ベルトとが互いにラッピングされるように両ベルトを双方から押圧して、幅広いニップ部を形成している。
【００１０】
しかしながら、幅広いニップ部を形成して、定着ベルトと加圧ベルトとを幅広く圧接させて構成した定着装置では、各ベルトモジュールにおいて別個独立にベルトの片寄り制御を行う場合に、それぞれのベルトモジュールでの片寄り制御量や片寄り制御を行うタイミングが異なると、各々のベルト片寄り制御がニップ部において互いに干渉して、それぞれのベルト片寄り制御が正常に機能し難いという不都合があった。また、その場合には、ニップ部において、両ベルトに過大な応力が作用することがあり、ベルトに捩れや座屈、さらにはしわが発生する場合もあった。さらには、ニップ部を通過する記録紙にも表裏両面から過大な応力が作用する場合があり、画像ずれやにじみ等の画像不良、さらには紙しわが発生するおそれもあった。
特に、画像形成装置の高速化に対応させるためには、ニップ部の幅は定着速度に比例して広く構成することが望ましいが、その場合には、ニップ部における両ベルト同士の密着力が大きくなる傾向があるため、上述した不都合がさらに増長される可能性がある。
【００１１】
なお、上記した特許文献２に記載した定着装置では、それぞれのベルトモジュールにおいて各々ベルト片寄り制御手段を設け、各々のベルトの片寄りに対して独立に検知／制御しているために、定着ベルトに対する片寄り制御量と、加圧ベルトに対する片寄り制御量とが異なる場合が生じる。また、片寄り制御を開始するタイミングに時間差（ずれ）が生じる場合もある。そのため、幅広いニップ部を形成して、定着ベルトと加圧ベルトとを幅広く圧接させて構成した定着装置において、特許文献２に記載された技術を適用した場合には、上述した不都合は不回避となる。
【００１２】
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ロールによって張架されたベルト部材を互いに圧接させて構成した定着装置において、各ベルト部材の片寄りを効果的に制御することにある。
また、他の目的は、各ベルト部材に捩れや座屈、さらにはしわが発生することを抑制することにある。
さらに、他の目的は、画像ずれやにじみ等の画像不良、さらには紙しわを抑えて、高品質な定着画像を形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的のもと、本発明の定着装置は、定着ロールと張架ロールとによって定着ベルトが回動可能に張架された第１のベルトモジュールと、定着ロールに押圧するように配置された加圧ロールと、張架ロールとによって加圧ベルトが回動可能に張架され、加圧ベルトが定着ベルトに対してラップ状に押圧された第２のベルトモジュールとを有し、第１のベルトモジュールおよび第２のベルトモジュールのいずれか一方は、定着ベルトおよび加圧ベルトのいずれか一方に対して、定着ベルトおよび加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを制御するベルト片寄り制御手段が備えられたことを特徴としている。なお、「ラップ状」とは、加圧ベルトと定着ベルトとが幅広い領域で互いに密着された（ラッピングされた）状態をいう。
【００１４】
ここで、第１のベルトモジュールと第２のベルトモジュールとは、定着ベルトと加圧ベルトとを介して、定着ベルトがラップされている定着ロール上に形成された第１ニップ部と、加圧ベルトがラップされている加圧ロール上に形成された第２ニップ部とで当接した構成とすることができる。そして、第２のベルトモジュールは、第１ニップ部において加圧ベルトを定着ロール側に押圧する押圧部材をさらに備えた構成とすることもできる。また、第１のベルトモジュールは、第２ニップ部において定着ベルトを加圧ロール側に押圧する押圧部材をさらに備えた構成とすることもできる。
さらに、第２のベルトモジュールは、張架ロールが複数配設され、片寄り制御手段は、第２のベルトモジュールの張架ロールのうちの最も定着ロールから離れて位置する張架ロールに対して、片寄り制御動作を行なうことを特徴とすることができる。また、第１のベルトモジュールは、張架ロールが内部に発熱源を配設されたことを特徴とすることができる。加えて、第１のベルトモジュールは、内部に発熱源が配設された張架ロールが複数配設され、少なくとも１つの張架ロールは定着ベルトの外周面に当接して配置された構成とすることもできる。また、第１のベルトモジュールは、定着ベルトを加圧ロール側に押圧する剥離ロールを備えた構成とすることもできる。
【００１５】
また、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、定着ロールと張架ロールとにより回動可能に張架される定着ベルトと、定着ロールに押圧するように配置された加圧ロールと、張架ロールとにより回動可能に張架され、定着ベルトに対してラップ状に押圧されてニップ部を形成する加圧ベルトと、定着ベルトおよび加圧ベルトの双方またはいずれか一方における、定着ベルトおよび加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを検知するベルト片寄り検知手段と、定着ベルトを張架する張架ロール、または加圧ベルトを張架する張架ロールのいずれか一方に配設され、定着ベルトおよび加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを矯正する動作を実行するベルト片寄り駆動手段とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
ここで、ベルト片寄り駆動手段は、定着ベルトを張架する張架ロール、または加圧ベルトを張架する張架ロールのいずれか一方にて、張架ロールの一方の端部を揺動させることを特徴とすることができる。また、加圧ベルトを張架する張架ロールが複数配設され、ベルト片寄り駆動手段は、張架ロールのうちの最もニップ部から離れて位置する張架ロールに配設された構成を採ることができる。
また、ベルト片寄り駆動手段が配設された張架ロールの加圧ベルトの回動方向下流側であって、張架ロールとニップ部との間に、加圧ベルトを張架する少なくとも１のロールを配設したことを特徴とすることもできる。特に、ベルト片寄り駆動手段が配設された張架ロールとニップ部との間にて加圧ベルトを張架するロールは、軸方向において中央部の外径が両端部よりも大きく形成されたことを特徴とすることができる。
さらに、ベルト片寄り駆動手段が配設された張架ロールは、表面にゴム層が形成されたことを特徴とすることができる。加えて、定着ベルトの外表面を加圧ロールに接触させるように配置された剥離ロールをさらに備え、剥離ロールは、定着ベルトと加圧ベルトとを介して加圧ロールに当接するように配置されたことを特徴とすることができる。
【００１７】
また、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、定着ロールと張架ロールとにより回動可能に張架される定着ベルトと、定着ロールに押圧するように配置された加圧ロールと、張架ロールとにより回動可能に張架され、定着ベルトに対してラップ状に押圧されてニップ部を形成する加圧ベルトと、定着ベルトおよび加圧ベルトの双方またはいずれか一方における、定着ベルトおよび加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを検知するベルト片寄り検知手段と、定着ベルトを張架する張架ロール、または加圧ベルトを張架する張架ロールのいずれか一方に配設され、定着ベルトおよび加圧ベルトの回動方向に直交する方向への片寄りを矯正する動作を実行するベルト片寄り駆動手段とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
ここで、定着手段は、定着ベルトと加圧ベルトとが、定着ベルトがラップされている定着ロール上に形成された第１ニップ部と、加圧ベルトがラップされている加圧ロール上に形成された第２ニップ部とで当接することを特徴とすることができる。また、定着手段は、加圧ベルトが加圧ロールと、２本の張架ロールとで張架され、ベルト片寄り駆動手段が加圧ロールの下流側に配設された張架ロールに配設された構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、ロールによって張架されたベルト部材を互いに圧接させて構成した定着装置において、各ベルト部材の片寄りを効果的に制御することが可能となったので、ベルト部材同士が所定の位置関係を維持でき、安定した定着動作を実行することができる。また、各ベルト部材における捩れや座屈、さらにはしわの発生を抑制することで、ベルト部材の破損を防ぎ、長期に亘り良好な定着を行なうことが可能となった。さらに、画像ずれやにじみ等の画像不良、さらには紙しわが抑えられ、高品質な定着画像を形成することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態１]
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００２１】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００２２】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０6〜１０14Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０.１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００２３】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性体層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００２４】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７〜１０１０Ω／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００２５】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性体層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２６】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
【００２７】
さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２９】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００３０】
画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００３１】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００３２】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００３３】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００３４】
次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置６０について説明する。
図２は本実施の形態の定着装置６０の構成を示す側断面図である。この定着装置６０は、定着ベルトモジュール（第１のベルトモジュール）６１と加圧ベルトモジュール（第２のベルトモジュール）６２とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール６１は、矢印Ａ方向に回転する定着ロール６１０、内部に加熱部材としてのハロゲンヒータ６１６が配設された張架ロール６１５、同様に内部に加熱部材としてのハロゲンヒータ６１９が配設された張架ロール６１８、定着ロール６１０と張架ロール６１５、および張架ロール６１８に張架されて矢印Ｄ方向に従動回転する定着ベルト６１４により構成されている。 
【００３５】
定着ロール６１０は、厚さ５ｍｍのアルミニウムで形成された芯金６１１の表面に、厚さ１．５ｍｍの弾性層６１２が被覆されて形成された、外径６５ｍｍφ、長さ３５０ｍｍのソフトロールである。弾性層６１２には、硬度が２５〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンＬＳＲゴム（Liquid Silicone Rubber）が用いられている。そして、定着ロール６１０は、４００ｍｍ／ｓの表面速度で矢印Ａ方向に回転する。
また、定着ロール６１０の内部には加熱部材として定格１０００Ｗのハロゲンヒータ６１３が配設され、定着ロール６１０の表面に接触するように配置された温度センサ６１７ａの計測値に基づき、画像形成装置の制御部４０（図１参照）が定着ロール６１０の表面温度を１６０℃に制御している。
なお、弾性層６１２の材質としては、シリコーンゴムに限定されず、例えばフッ素ゴムのような従来公知の各種材質を用いることができ、また、シリコーンゴムとフッ素ゴムからなる複数層積層された弾性層６１２を用いてもよい。さらに、定着ロール６１０としては、弾性層６１２のない、所謂ハードロールを用いることができ、この場合には、定着ロール６１０から定着ベルト６１４への熱供給がさらに効率化され、高速適性に優れた定着装置６０が得られる。
【００３６】
定着ベルト６１４は、厚さ７５μｍのポリイミド樹脂で形成されたベース層と、ベース層に積層された厚さ２００μｍの弾性中間層と、さらに表面側（外周面側）に、離型層として厚さ３０μｍの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樹脂）で形成された表面層とからなる多層構造のエンドレスベルトである。ここでは、弾性中間層は、特にカラー画像に対する画質向上のために設けられたものであり、本実施の形態では硬度が２０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムを使用している。また、本実施の形態では、定着ベルト６１４の周長は３３０ｍｍ、幅は３４０ｍｍである。
なお、定着ベルト６１４の構成は、上述したものに限定されず、材質・厚さ・硬度等の条件は、使用目的や使用条件等、さらには装置設計に応じて適宜選択することができる。
【００３７】
張架ロール６１５と張架ロール６１８とは、外径２３ｍｍφ、肉厚２ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレスパイプロールを基材として、その外表面に、厚さ２０μｍのＰＦＡが離型層として被覆されている。この離型層は、定着ベルト６１４表面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が堆積するのを防止する機能を有している。 
張架ロール６１５と張架ロール６１８との内部には加熱部材として、それぞれ定格８００Ｗのハロゲンヒータ６１６とハロゲンヒータ６１９とが配設されており、温度センサ６１７ｂおよび温度センサ６１７ｃと制御部４０（図１参照）とによって、張架ロール６１５および張架ロール６１８の表面温度は２００℃に制御されている。したがって、張架ロール６１５および張架ロール６１８は、定着ベルト６１４を張架する機能とともに、定着ベルト６１４を加熱する機能をも併せ持っている。
また、張架ロール６１５と張架ロール６１８とは、定着ベルト６１４の軸方向の変位をできる限り小さくするためと、定着ベルト６１４の張架を均一にするために、外径が中央部の方が両端部よりも１００μｍだけ大きい、所謂クラウン形状で形成されている。
【００３８】
そして、定着ベルト６１４は、内側から定着ロール６１０と張架ロール６１５とによって張架され、そこに張架ロール６１８が定着ベルト６１４の外表面から付勢されて、張架ロール６１８の表面における所定の帯状領域に定着ベルト６１４が巻き付いた（ラッピング）状態で配設されている。このように、定着ロール６１０と張架ロール６１５とは定着ベルト６１４の内周面に当接するのに加えて、張架ロール６１８は外周面に当接している。なお、本実施の形態では、張架ロール６１８の表面における定着ベルト６１４が巻き付いた帯状領域は、幅が１６ｍｍ（以下、この幅を「ラッピング長」という。）、ロールの回転軸に関する中心角が８０°（以下、この中心角を「ラップ角度」という。）に設定されている。
【００３９】
一方、加圧ベルトモジュール６２は、リードロール（加圧側張架ロール）６２１、加圧ロール６２２および張架ロール６２３の３本のロールにより張架された加圧ベルト６２０、加圧ベルト６２０の内側において、加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１０に付勢される状態で配置される圧力パッド（押圧部材）６３により主要部が構成されている。そして、加圧ベルト６２０は、定着ベルトモジュール６１の定着ロール６１０が矢印Ａ方向へ回転するのに伴い、定着ロール６１０に従動して矢印Ｂ方向に回動する。その進行速度は、定着ロール６１０の表面速度と同じ４００ｍｍ／ｓである。
【００４０】
加圧ベルト６２０は、定着ベルト６１４が定着ロール６１０にラッピングされた領域（ラップ部）内において、定着ベルト６１４の外周面に当接してニップ部Ｎを形成している。また、このニップ部Ｎには、加圧ベルト６２０の内側に圧力パッド６３が加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１０に向けて付勢された状態で配置されている。したがって、ニップ部Ｎは、加圧ベルト６２０が定着ベルト６１４が巻き付いた定着ロール６１０にラップされて、幅が広く形成されている。そして、トナー像を担持した用紙Ｐは、このニップ部Ｎを通過する際に、ニップ部Ｎにおいて加熱および加圧され、トナー像が用紙Ｐに定着される。 
なお、本実施の形態の定着装置６０では、ニップ部Ｎは、定着ロール６１０の回転軸に関する中心角度（ラップ角度）として４５°に亘る帯状領域として形成されている。なお、この場合のニップ幅は２６ｍｍである。
【００４１】
また、加圧ベルト６２０は、ベース層とその表面（定着ロール６１０側の面、または両面）に被覆された離型層とから構成されているのが好ましい。そして、ベース層としては、耐熱強度の高い樹脂で形成され、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等が適している。ベース層の厚さは、例えば５０〜１２５μｍ、より好ましくは７５〜１００μｍに形成される。ベース層の表面に形成される離型層としては、フッ素樹脂、例えばＰＦＡ等が５〜２０μｍの厚さでコーティングされたものが好ましい。さらには、必要であればベース層と離型層との間に厚さ１００〜２００μｍの弾性層を積層させた構成を採ることもできる。弾性層の材料としては、シリコーンゴム等を使用することができる。 
本実施の形態の定着装置６０においては、加圧ベルト６２０として、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍ、周長２８８ｍｍのポリイミドフィルムのベース層のみにより構成している。
【００４２】
さらに、加圧ベルト６２０を張架する３本のロールは、ステンレス製のリードロール６２１、ステンレスロールの外表面に弾性体層としてシリコーンゴムが１．０ｍｍの厚さで被覆された加圧ロール６２２、およびスチールコアに弾性体層としてシリコーンゴムが１．０ｍｍの厚さで被覆された張架ロール６２３であり、１０ｋｇｆの張力で加圧ベルト６２０を張架している。それぞれのロールの直径は、２２ｍｍ、２５ｍｍおよび２０ｍｍである。また、リードロール６２１の内部には、加熱源としてハロゲンヒータ６２５が配設されている。そして、図示しない温度センサおよび制御部４０（図１参照）によりその表面温度は１２０℃に制御され、加圧ベルト６２０に予熱を与えている。
【００４３】
次に、押圧部材としての圧力パッド６３は、幅の広いニップ部Ｎを確保するための弾性体部材と、弾性体部材が加圧ベルト６２０の内周面と接触する面に設けられた低摩擦層とで構成され、金属等からなるホルダ（不図示）に保持されている。低摩擦層を表面に有する弾性体部材は、定着ロール６１０側がほぼ定着ロール６１０の外周面に倣う凹形状に形成され、定着ロール６１０に対して押圧されて配置され、ニップ部Ｎの入口側領域を形成している。弾性体部材としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い弾性体や、板バネ等を用いることができる。弾性体部材上に形成された低摩擦層は、加圧ベルト６２０内周面と圧力パッド６３との摺動抵抗を小さくするために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性のある材質であることが望ましい。具体的には、テフロン（登録商標）を含浸させたガラス繊維シート、フッ素樹脂シート、フッ素樹脂塗膜等を用いることができる。 
なお、圧力パッド６３としては、本実施の形態のようにパッド状に成型されたものの他に、例えば、ロール状に成型されたものを用いることもでき、加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１０表面に付勢させて従動回転させてもよい。ただし、本実施の形態のようにパッド状に成型された圧力パッド６３の方が、当接するニップ部Ｎ全域に亘って、広く均一にニップ圧を付与することができる。 
【００４４】
また、圧力パッド６３に対し用紙Ｐ搬送方向（矢印Ｃ方向）の下流側に配置された加圧ロール６２２は、加圧手段としての圧縮コイルスプリング（不図示）によって、加圧ベルト６２０および定着ベルト６１４を介して定着ロール６１０の中心軸に向けて付勢されている。それにより、定着ロール６１０および定着ベルト６１４の当接部に局所的な高圧を生じさせている。そのため、定着ロール６１０の表面の弾性層６１２および定着ベルト６１４は弾性変形してひずみが生じ、ニップ部Ｎの出口では、この定着ロール６１０および定着ベルト６１４のひずみにより用紙Ｐにダウンカールが形成され、用紙Ｐが定着ロール６１０および定着ベルト６１４側から剥離される。
なお、この定着ロール６１０および定着ベルト６１４に対する局所的な高圧を低荷重で効率良く与えるために、加圧ロール６２２は定着ロール６１０より小径で、その表面は硬質に形成されていることが望ましい。
【００４５】
次に、本実施の形態の定着装置６０における定着動作について説明する。
画像形成装置の二次転写部２０（図１参照）において未定着トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送ベルト５５および定着入口ガイド５６により、定着装置６０のニップ部Ｎに向けて（矢印Ｃ方向）搬送されてくる。ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐ表面の未定着トナー像は、ニップ部Ｎに作用する圧力と熱とにより用紙Ｐに定着される。本実施の形態の定着装置６０では、上述したように、定着ベルト６１４がラッピングされた定着ロール６１０と加圧ベルト６２０とを当接させた構成により、ニップ部Ｎを広く設定することができるため、安定した定着性能を確保することができる。 
このとき、ニップ部Ｎに作用する熱は、主として定着ベルト６１４によって供給される。定着ベルト６１４は、定着ロール６１０の内部に配置されたハロゲンヒータ６１３から定着ロール６１０を通じて供給される熱と、張架ロール６１５の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６から張架ロール６１５を通じて供給される熱と、張架ロール６１８の内部に配置されたハロゲンヒータ６１９から張架ロール６１８を通じて供給される熱とによって加熱されるように構成されている。そのため、定着ロール６１０のみでは熱エネルギーが不充分である場合においても、張架ロール６１５および張架ロール６１８から適切かつ速やかに熱エネルギーを補給することができるので、ニップ部Ｎにおいては、プロセススピードが４００ｍｍ／ｓという高速であっても充分な熱量を確保することができる。 
【００４６】
ここで、定着ベルト６１４を介した用紙Ｐへの熱の伝達について述べる。
本実施の形態の画像形成装置のようにプロセススピードが４００ｍｍ／ｓと高速である場合には、用紙Ｐが次々に定着装置６０のニップ部Ｎに搬送される連続定着が行われた際に、用紙Ｐおよび未定着トナー像に熱が奪われるとともに、加圧ベルトモジュール６２からの放熱量も増加するので、加熱源が単に定着ロール６１０だけで構成されている場合には、定着ロール６１０の表面温度は低下し易い。また、ハロゲンヒータ６１３が定着ロール６１０の内部のみに配置され、定着ロール６１０の内部からの熱エネルギーの供給だけでは、定着ロール６１０自身が厚みを有することから、その表面にまで熱を到達させるまでのタイムラグも生じ、熱の供給が間に合わない事態も発生する。
これに対して、定着ロール６１０の構成のみによって定着ロール６１０の表面温度を必要な温度に維持するとすれば、極めて多くの熱量を定着ロール６１０の内部から供給する必要が生じる。このような方法では、エネルギー損失が大きく、また装置自体の負荷も大きい。さらに、連続定着の終了後に必要以上に表面温度が高温となるため、定着ロール６１０の表面が損傷を受け、次の画像形成サイクルにおいて定着不良が発生するという懸念もある。 
また、その対応策の一つとして、定着ロール６１０の表面に直接接触するように外部加熱ロールのような外部加熱装置を配置し、定着ロール６１０の表面を外部から補助加熱する方法も考えられるが、外部加熱ロールと定着ロール６１０の表面との接触幅を大きく設定することが難しいので、結局充分な熱量を定着ロール６１０の表面に供給することは困難である。 
【００４７】
そこで、本実施の形態の定着装置６０では、一般的なベルトニップ方式の定着装置に対し、定着ロール６１０と並行して、ハロゲンヒータ６１６が内蔵された張架ロール６１５と、ハロゲンヒータ６１９が内蔵された張架ロール６１８とを配置し、張架ロール６１５と張架ロール６１８と定着ロール６１０とによって無端状の定着ベルト６１４が張架される構成を採用している。かかる構成では、定着ベルト６１４は用紙Ｐを加熱する直接的な加熱部材として機能し、定着ロール６１０と張架ロール６１５と張架ロール６１８とは定着ベルト６１４に対し熱を供給する熱供給部材として機能する。ただし、定着ロール６１０は、定着ベルト６１４を介して用紙Ｐに接触していることから、用紙Ｐを直接加熱する機能をも兼ね備えている。
【００４８】
そして、直接的な加熱部材として機能する定着ベルト６１４は、極めて小熱容量である。これまでのように、加熱部材が定着ロール６１０のみで構成される場合には、定着ロール６１０の表面層が用紙Ｐと当接する領域を通過した後、再度用紙Ｐと当接する領域に戻るまでの１回転の間に、大きな熱容量の定着ロール６１０を所定の定着温度に復帰させる必要があったため、画像形成装置の高速化が進む際には、この所定の定着温度への復帰が定着ロール６１０の１回転では間に合わないといった状況が生じる場合があった。ところが、定着ベルト６１４は極めて小熱容量であり、加えて、熱供給部材である定着ロール６１０と張架ロール６１５と張架ロール６１８とは広いラップ面積（大きなラップ角度）で接触できるので、定着ベルト６１４が１回転する間に、定着ベルト６１４を必要な定着温度に復帰させることが可能である。
【００４９】
このように、本実施の形態の定着装置６０では、極めて小熱容量である定着ベルト６１４が、熱供給部材である定着ロール６１０と張架ロール６１５と張架ロール６１８とにより広いラップ面積（大きなラップ角度）で接触することができるので、定着ロール６１０や張架ロール６１５および張架ロール６１８から定着ベルト６１４への熱の伝達が迅速かつ充分に行われ、定着ベルト６１４を定着ベルト６１４が１回転する間という短時間で必要な定着温度に復帰させることが可能となる。したがって、ニップ部Ｎにおいては、定着装置６０が高速化されても、所定の定着温度を常に維持することができる。
その結果、高速定着時における大きな課題であった温度ドループ（定着ロールの表面温度が一時的に低下する現象）の発生を抑制することが可能となる。特に、熱容量の大きな厚紙の定着においても、温度ドループの発生を抑制することができる。また、紙種に対応させて定着温度を途中で切り替える（定着温度のアップおよびダウンの双方を含む。）必要がある場合にも、定着ベルト６１４は熱容量が小さく、定着ベルト６１４の厚さ方向の熱伝導性が高いので、ハロゲンヒータ６１３およびハロゲンヒータ６１６、ハロゲンヒータ６１９の出力調整により、所望の温度への切り替えは容易であり、かつ速やかに行うこともできる。
【００５０】
また、本実施の形態の定着装置６０は、加圧ベルトモジュール６２の加圧ベルト６２０が、定着ロール６１０表面に対し定着ベルト６１４が巻き付けられた領域（ラップ部）内でのみ、定着ベルト６１４の外周面に当接するように構成されて、ニップ部Ｎが形成されている。すなわち、ニップ部Ｎにおいては、定着ベルト６１４の内周面側には定着ロール６１０が全域に亘って位置している。したがって、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との当接は、定着ロール６１０表面によって安定的に支持された状態が形成されるので、ニップ部Ｎの全域において均一に密着させることができる。かかる定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との良好な密着性により、定着ベルト６１４から用紙Ｐへの熱の伝導を効率的に行うことができるので、温度ドループの発生をより効果的に抑制することができる。
さらに、かかるニップ部Ｎの構成により、定着ベルト６１４のニップ部Ｎ入口側上流においては、定着ベルト６１４が定着ロール６１０とのみ接触する領域が形成されている。そのため、定着ベルト６１４がこの領域を通過する際に、定着ベルト６１４が回動する間に定着ベルト６１４に生じた波打ちを矯正することができる。したがって、ニップ部Ｎにおいては、用紙Ｐ上の未定着トナー像と平滑な状態で接触することができるので、良質な定着画像を得ることができる。
【００５１】
なお、このようにしてニップ部Ｎでトナー像が定着された用紙Ｐは、ニップ部Ｎの出口において加圧ロール６２２が定着ロール６１０に押圧されることで形成された定着ロール６１０および定着ベルト６１４のひずみにより、定着ベルト６１４から剥離される。また、加圧ロール６２２による局所的な高圧により、トナー像表面に平滑性が与えられ、カラー画像に望ましい画像光沢が付与される。
その後、ニップ部Ｎの定着ロール６１０の回転方向Ａ下流側であって、定着ロール６１０表面近傍に配置された剥離案内板６２６により分離される。分離された用紙Ｐは排出ガイド６２８により案内されて、排出ロール６２９により画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送され、載置されることとなる。 
【００５２】
続いて、本実施の形態の定着装置６０に配設されたベルト片寄り制御手段としてのベルト片寄り制御機構について説明する。本実施の形態の定着装置６０では、ベルト片寄り制御機構は、定着ベルトモジュール６１と加圧ベルトモジュール６２のいずれか一方にのみ配設されていることを特徴としている。以下、その一例として、ベルト片寄り制御機構が加圧ベルトモジュール６２にのみ配設されている構成について説明する。
ここで、加圧ベルトモジュール６２に配設されるベルト片寄り制御機構は、加圧ベルト６２０を張架するロールの一つである、張架ロール６２３の回転軸の一方の端部（例えば、図中手前側端部）を回転自在に支持するベルト片寄り駆動手段の一部である揺動アーム７１、揺動アーム７１を所定の範囲で揺動させるベルト片寄り駆動手段の一部であるパルスモータ７０、張架ロール６２３の回転軸の揺動軌跡を規定する回転軸ガイド部材７５、加圧ベルト６２０の端部に設けられ、加圧ベルト６２０の回動方向と直交する方向（幅方向）に関する片寄り方向（図中、手前側方向か奥側方向か）を検知するベルト片寄り検知手段である片寄り検知センサ７２で構成されている。
【００５３】
本実施の形態のベルト片寄り制御機構においては、片寄り検知センサ７２は例えばフォトセンサにより構成され、加圧ベルト６２０の端部エッジが基準位置から位置ずれ（片寄り）を生じた場合に、その位置ずれが幅方向の手前側方向へのものか、または奥側方向へのものかを検知する。そして、片寄り検知センサ７２により加圧ベルト６２０が例えば幅方向の奥側方向に片寄ったことが検知された場合には、片寄り検知センサ７２から画像形成装置の制御部４０に、加圧ベルト６２０が幅方向奥側方向に片寄ったことを示す信号が送信される。片寄り検知センサ７２からの信号を受信した制御部４０は、その信号に基づいてパルスモータ７０に対して信号を送信し、パルスモータ７０を規定量回転させる。このように、パルスモータ７０を回転させることによって、揺動アーム７１は揺動し、揺動アーム７１に連結している張架ロール６２３の回転軸手前側端部は、位置が図中矢印Ｊ方向に変位される。
【００５４】
その際に、揺動アーム７１によって変位される張架ロール６２３の回転軸手前側端部の揺動軌跡は、張架ロール６２３に最も近い上流側と下流側の２つのロール、すなわち加圧ロール６２２とリードロール６２１の中心軸Ｈ、Ｇを焦点とする楕円軌道に沿って変位するように、張架ロール６２３の回転軸手前側端部は回転軸ガイド部材７５に支持されている。すなわち、回転軸ガイド部材７５は加圧ロール６２２とリードロール６２１の中心軸Ｈ、Ｇを焦点とする楕円軌道（矢印Ｋと矢印Ｊに沿った軌道）に沿って形成されている。
【００５５】
このように、張架ロール６２３の回転軸手前側端部を中心軸Ｈ、Ｇを焦点とする楕円軌道に沿って変位させることにより、加圧ベルト６２０へのストレスが最も少なく、そのため、加圧ベルト６２０に波打ち、しわ、破損が発生するのを最小限に抑えることが可能となることが判明している。そしてこの場合には、張架ロール６２３を変位させるのに必要な力は小さくなるので、ベルト片寄り制御機構の小型化を実現することができる。これは張架ロール６２３の回転軸手前側端部を楕円軌道に沿って変化させた場合に、変位後の加圧ベルト６２０の周長は変位前とは変わらないことから、変位前後で加圧ベルト６２０の張力が変わらないことによるものである。
したがって、片寄り検知センサ７２により加圧ベルト６２０が例えば幅方向の奥側方向に片寄ったことが検知された場合に、揺動アーム７１は揺動し、中心軸Ｈ、Ｇを焦点とする楕円軌道に沿って形成された回転軸ガイド部材７５に導かれて、張架ロール６２３の回転軸手前側端部は図中矢印Ｊ方向に変位される。それによって、加圧ベルト６２０は奥側とは反対側に寄りはじめ、加圧ベルト６２０の位置が矯正されることとなる。なお、回転軸ガイド部材７５の形状は、このような楕円軌道に限られるものではなく、設計の制約等により、適宜異なる軌跡を選択することもできる。
【００５６】
なお、片寄り検知センサ７２としては、フォトセンサのほかに、ヒステリシスを有するマイクロスイッチを用いることもできる。この場合には、マイクロスイッチにはロータ部の回転に追従するアームを設け、このアームを加圧ベルト６２０の端部エッジに接触させて配置することで、加圧ベルト６２０の端部エッジが基準位置から幅方向の手前側方向へ片寄ったか、または奥側方向へ片寄ったかを検知するように構成することができる。このように、ヒステリシスを有するマイクロスイッチを用いれば、片寄り検知センサ７２を加圧ベルト６２０の手前側または奥側のいずれかの端部エッジに配設するだけでよい。また、片寄りが限界を超えた場合には、限界範囲内で発生させる信号とは異なる信号を発生させることもできるので、この信号によって、定着装置６０を緊急停止させることも可能となって、加圧ベルト６２０が破損するといった最悪のケースを回避することもできる。
【００５７】
次に、本実施の形態の定着装置６０において、定着ベルトモジュール６１と加圧ベルトモジュール６２のいずれか一方についてのみ、ベルト片寄り制御機構を配設する構成を採用した理由について述べる。これは、本実施の形態の定着装置６０では、ベルト片寄り制御は、定着ベルトモジュール６１か、または加圧ベルトモジュール６２かのいずれか一方に対してのみ行なえば、他方のベルトモジュールにおいても、ベルト片寄り制御を行なったベルトモジュールと同様のベルト片寄り制御を行うことが可能であって、それぞれ定着ベルトモジュール６１および加圧ベルトモジュール６２の双方において独立にベルト片寄り制御を行う場合と比較して、格段に高精度なベルト片寄り制御を行うことができる、という知見を得たことによるものである。
【００５８】
すなわち、本実施の形態の定着装置６０では、上述したように、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０とは、加圧ベルト６２０が定着ベルト６１４が巻き付いた定着ロール６１０にラップされて幅広く形成されたニップ部Ｎにおいて、圧力パッド６３および加圧ロール６２２によるニップ圧のもと、互いに強く押圧されている。したがって、かかるニップ部Ｎにおけるニップ圧の作用により、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との間には強い密着力が働いている。そのため、例えば一方の定着ベルト６１４が幅方向に片寄る場合には、その片寄ろうとする力（スラスト力）は、ニップ部Ｎでの定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との間の密着力を通じて、同時に他方の加圧ベルト６２０に対しても働くこととなる。その結果、一方の定着ベルト６１４が幅方向に片寄れば、他方の加圧ベルト６２０も同様の方向に片寄ることとなる。しかも、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との片寄り量も同一値となる。
【００５９】
したがって、この現象を利用すれば、定着ベルトモジュール６１か、または加圧ベルトモジュール６２のいずれか一方にベルト片寄り制御機構を配設し、このベルト片寄り制御機構が配設されたベルトモジュールにおいて、ベルトの片寄り制御を行うことにより、その一方のベルトにおいて矯正された片寄りが、ニップ部Ｎにおける定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との間の強い密着力を通じて他方のベルトにも伝達され、他方のベルトの片寄りも同時に矯正することが可能となるのである。
そして、一方のベルトにおける片寄り矯正が他方のベルトに伝達されるのに際しては、ニップ部Ｎにおいて両ベルト間の摩擦力のみによって行なわれるので、外部から不要な力が働くことがなく、両ベルト間での片寄り矯正の伝達はスムーズに、かつ効果的に行なうことが可能である。また、両ベルト間の密着力によって両ベルトは１対１に移動するため、一方のベルトにおける片寄り矯正量と同じだけ、他方のベルトも矯正されることとなり、高精度なベルト片寄り制御を実現することも可能である。このように、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０の双方に対して、片寄り制御を同時に、スムーズに、かつ高精度に行なうことが可能となる。また、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０には、過大な応力がかかることがないので、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０に捩れや座屈、さらにはしわが生じることがない。また、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐにも過大な応力がかかることはなく、画像ずれやにじみ等の画像不良、さらには紙しわが発生することを抑止することも可能となる。
【００６０】
これに対し、従来のように両ベルトモジュールに独立に各々ベルト片寄り制御機構を配設した場合には、両ベルトモジュールにおいて、ベルト片寄り制御機構による片寄り矯正を同時に、かつ同様に行うことは困難である。すなわち、それぞれのベルトモジュールにおける片寄り検知に対応した片寄り制御動作のタイミングが、両ベルトモジュールにおいて、同時に行なわれるとは限らない。また、片寄り制御による矯正量も両ベルトモジュールにおいて同量で行なわれるとも限らない。そのため、異なったタイミングで、さらには異なった矯正量をもって片寄り制御動作が行なわれる場合が発生し、その場合には、ニップ部Ｎにおいて定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０に片寄り制御のずれが生じて、両ベルト間にはスラスト方向の力（スラスト力）が作用することとなる。その結果、両ベルトにはそれぞれの片寄り制御に対して、これを妨げる力が働くことになるので、両ベルトの片寄り制御をそれぞれ正常に行うことが困難であった。
また、両ベルト間のスラスト力が定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０に過大な応力となって作用し、捩れや座屈、さらにはしわを生じさせる場合があった。さらには、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐにも過大な応力を与え、画像ずれやにじみ等の画像不良、さらには紙しわを発生させる場合もあった。
そこで、本実施の形態の定着装置６０では、上述したように、定着ベルトモジュール６１か、または加圧ベルトモジュール６２かのいずれか一方にベルト片寄り制御機構を配設することにより、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０の双方に対して、片寄り制御を同時に、スムーズに、かつ高精度に行なうことができ、従来から生じていた問題の解消を図ることが可能となったのである。
【００６１】
ところで、本実施の形態の定着装置６０では、広いニップ部Ｎ全域に亘って、均一で高いニップ圧を付与する構成を採用していることから、加圧ベルト６２０を１０ｋｇｆという高い張力で張架することによって、加圧ベルト６２０において幅方向に亘る波打ち状の弛み（波打ち）が生じることを防いでいる。したがって、ベルト片寄りを制御する手段として、加圧ベルト６２０を張架するいずれかのロールの両端部に、フランジ等の片寄り規制部材を設けて加圧ベルト６２０の片寄りを規制する方法を採用した場合には、加圧ベルト６２０の端部がフランジと衝突する際の衝撃力が大きなものとなり、加圧ベルト６２０端部には、亀裂や破損等が生じる可能性が高くなる。特に、ニップ部Ｎにおいて定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０とは強く密着しているため、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０の両方の片寄り力がフランジに働くため、加圧ベルト６２０端部に作用する衝撃力は大きなものとなる。
これに対し、本実施の形態の定着装置６０では、いずれのロールの両端部にも片寄り規制部材を設けることなく、両ベルトの片寄り制御を行うので、加圧ベルト６２０端部が衝撃力を受けることはなく、亀裂や破損等が生じることはない。
【００６２】
また、本実施の形態の定着装置６０では、張架ロール６２３の回転軸の一方の端部を揺動アーム７１によって支持し、揺動アーム７１をパルスモータ７０によって揺動させることで、加圧ベルト６２０の片寄り制御を行っている。このように張架ロール６２３を用いて加圧ベルト６２０の片寄り制御を行なうのは、以下の理由に基づくものである。すなわち、片寄り制御に際して張架ロール６２３の回転軸の一方の端部を揺動させると、加圧ベルト６２０が張架ロール６２３をラッピングする領域において、加圧ベルト６２０には幅方向に亘る波打ち状の弛み（波打ち）が生じ易くなる。張架ロール６２３上で加圧ベルト６２０に波打ちが生じると、張架ロール６２３を通過した後においても、加圧ベルト６２０にはその波打ちが残ることとなる。そのため、波打ちを残したまま加圧ベルト６２０がニップ部Ｎに直接進入すると、ニップ圧の均一性が失われ、定着画像に定着むら等の画像不良が生じる不都合がある。
そこで、片寄り制御に用いるロールを通過した加圧ベルト６２０が波打ちを持ったままの状態でニップ部Ｎに進入しないように、本実施の形態の定着装置６０においては、片寄り制御に用いるロールの下流側では、少なくとも１つのロールを通過した後に加圧ベルト６２０がニップ部Ｎに進入するように構成するため、ニップ部Ｎとの間にリードロール６２１が配設されている張架ロール６２３において片寄り制御を行っている。
【００６３】
このように、張架ロール６２３において片寄り制御が行われた後、加圧ベルト６２０がリードロール６２１を通過するように構成することによって、張架ロール６２３の回転軸の一方の端部を揺動させた際の、加圧ベルト６２０が張架ロール６２３をラッピングする領域で波打ちが生じた場合においても、その波打ちがリードロール６２１に張架されることで均され、ニップ部Ｎに進入する際には、波打ちが打ち消された状態を形成することができる。そのため、ニップ圧の均一性を維持することができ、定着画像に定着むら等の画像不良が生じるのを抑制することが可能となる。
ここで、リードロール６２１は、外径が軸方向において中央部で大きく、両端部に向けて小さい所謂クラウン形状で形成されている。このように、リードロール６２１をクラウン形状で形成することによって、リードロール６２１に張架された際の加圧ベルト６２０に働く張力は、中央部で相対的に高く、両端部で相対的に小さくなる。そのため、加圧ベルト６２０の波打ちは軸方向中央部から両端部側に解放され易くなるので、加圧ベルト６２０を均す効果を大きくすることが可能となる。また、同様の理由から、加圧ロール６２２もクラウン形状で形成することが好ましい。
【００６４】
なお、ニップ部Ｎに進入する際の加圧ベルト６２０における波打ちを可能な限り少なくするためには、片寄り制御に用いるロール（張架ロール６２３）とニップ部Ｎの間に多数のロールを配置して、それぞれのロールで波打ちを順次均していくのが好ましい。しかし、そのような構成では定着装置６０の大型化が不可避となる。また、多数のロールに張架されることにより、加圧ベルト６２０の片寄り制御もさらに複雑なものとなる。
一方、定着装置６０の小型化を考慮すると、加圧ベルトモジュール６２は、２本のロールで加圧ベルト６２０を張架する構成が好ましい。しかし、このような構成では、上述したように、ニップ部Ｎの上流側に配置されたロールで片寄り制御が行われた後、波打ちを残したまま加圧ベルト６２０がニップ部Ｎに進入することとなり、定着画像に定着むら等の画像不良が生じる不都合がある。また、このような構成には、広いニップ部Ｎを形成するための設計上の困難も存在する。
かかる観点から、加圧ベルトモジュール６２としては、加圧ベルト６２０が３本のロールで張架された本実施の形態の構成が好ましく、片寄り制御は、ニップ部Ｎから最も離れて位置するロールである張架ロール６２３において行なうことが好ましい。
【００６５】
ところで、片寄り制御に用いる張架ロール６２３では、表面に厚さ１．０ｍｍのシリコーンゴムが被覆されて構成されている。これは、張架ロール６２３の回転軸の一方の端部が揺動アーム７１によって揺動され、加圧ベルト６２０の片寄りが矯正される際に、張架ロール６２３の回転軸の揺動による片寄り矯正が、加圧ベルト６２０に効果的に伝達されるように、張架ロール６２３表面と加圧ベルト６２０との摩擦力を高めるためである。
また、張架ロール６２３の回転軸の揺動が、加圧ベルト６２０に効果的に伝達されるためには、張架ロール６２３に加圧ベルト６２０がラッピングされる領域の面積は広く設定することが好ましい。したがって、張架ロール６２３の外径、およびリードロール６２１と加圧ロール６２２との相対的な張架ロール６２３の設置位置は、張架ロール６２３に加圧ベルト６２０がラッピングされる領域の面積が広くするように設定される。
【００６６】
なお、本実施の形態の定着装置６０では、ベルト片寄り制御機構を加圧ベルトモジュール６２に配設した構成を例として説明したが、ベルト片寄り制御機構は、定着ベルトモジュール６１のみに配設することもできる。その場合には、例えば張架ロール６１５の回転軸の一方の端部を揺動アーム７１によって支持し、揺動アーム７１をパルスモータ７０によって揺動させることで、定着ベルト６１４の片寄り制御を行うことができる。このような構成によっても、定着ベルト６１４と同時に、加圧ベルト６２０の片寄り制御を行うことができる。
また、本実施の形態の定着装置６０では、ベルト片寄り制御機構を加圧ベルトモジュール６２に配設するのに際して、片寄り検知センサ７２も加圧ベルトモジュール６２に配設したが、片寄り検知センサ７２を定着ベルトモジュール６１に配設することもできる。その場合には、片寄り検知センサ７２によって定着ベルト６１４の片寄りを検知し、その検知結果に基づいて、加圧ベルトモジュール６２の張架ロール６２３を揺動させて片寄り制御することが可能である。同様に、ベルト片寄り制御機構を定着ベルトモジュール６１に配設した際に、片寄り検知センサ７２を加圧ベルトモジュール６２に配設することもできる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態の定着装置６０では、定着ロール６１０と並行して加熱部材であるハロゲンヒータ６１６が内蔵された張架ロール６１５と、ハロゲンヒータ６１９が内蔵された張架ロール６１８とを配置し、張架ロール６１５と張架ロール６１８と定着ロール６１０とを無端状の定着ベルト６１４で張架する構成を採用している。そして、用紙Ｐを加熱する主要な加熱部材として定着ベルト６１４を機能させ、定着ロール６１０と張架ロール６１５と張架ロール６１８とは定着ベルト６１４に対し熱を供給する熱供給部材として機能させている。そのため、ニップ部Ｎにおいては、定着装置６０が高速化されても、所定の定着温度を常に維持することができるので、温度ドループの発生を抑制することができる。
【００６８】
また、本実施の形態の定着装置６０では、ベルト片寄り制御機構を、定着ベルトモジュール６１と加圧ベルトモジュール６２のいずれか一方にのみ配設することで、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０の双方に対して、片寄り制御を同時に、かつ高精度に行なうことが可能となる。そして、その際の定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との間での片寄り矯正の伝達は、ニップ部Ｎでの定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との間の密着力を通じて、スムーズに、かつ効果的に行なうことが可能である。そのため、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０には、過大な応力がかかることがなく、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０に捩れや座屈、さらにはしわが生じることがない。また、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐにも過大な応力がかかることはなく、画像ずれやにじみ等の画像不良、さらには紙しわが発生することを抑止することも可能となる。
【００６９】
[実施の形態２]
実施の形態１では、無端状の定着ベルト６１４が定着ロール６１０と張架ロール６１５と張架ロール６１８とで張架された定着ベルトモジュール６１と、ベルト片寄り制御機構を備えた加圧ベルトモジュール６２とから構成された定着装置６０について説明した。実施の形態２では、定着ベルト６１４が定着ロール６１０と張架ロール６１５と剥離ロール６４とで張架された定着ベルトモジュール９１と、ベルト片寄り制御機構を備えた加圧ベルトモジュール９２とから構成された定着装置９０について説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００７０】
図３は本実施の形態の定着装置９０の構成を示す側断面図である。この定着装置９０は、定着ベルトモジュール（第１のベルトモジュール）９１と加圧ベルトモジュール（第２のベルトモジュール）９２とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール９１は、矢印Ａ方向に回転する定着ロール６１０、内部に加熱部材としてのハロゲンヒータ６１６が配設された張架ロール６１５、ニップ部Ｎの最下流部に配置された剥離ロール６４、定着ロール６１０と張架ロール６１５、さらには剥離ロール６４に張架されて矢印Ｄ方向に従動回転する定着ベルト６１４により構成されている。
【００７１】
定着ベルト６１４は、定着ロール６１０および張架ロール６１５、さらにはニップ部Ｎの最下流部に配置された剥離ロール６４により張力１０ｋｇｆで張架されている。定着ベルト６１４は周長３３０ｍｍ、幅３４０ｍｍのフレキシブルなエンドレスベルトで形成されている。
ここで、剥離ロール６４は、外径８ｍｍφ、長さ３５０ｍｍで形成された小径のステンレスロールである。そして、剥離ロール６４は、定着ロール６１０と加圧ベルトモジュール９２に配置された加圧ロール６２２との当接部の下流側近傍において、加圧ロール６２２に対して荷重５ｋｇｆで圧接するように配置されている。そして、かかる剥離ロール６４は、後段で説明するように用紙Ｐを定着ベルト６１４から剥離する機能を有しており、かかる観点からはできる限り小径が望ましいが、定着ベルト６１４を張架するという別の機能からの強度の観点も考慮する必要があり、剥離ロール６４の外径としては、５〜２０ｍｍ、より好ましくは６〜１３ｍｍが適している。
また、圧接力が軸方向で均一となるように、剥離ロール６４は、外径が端部よりも中央部のほうを４００μｍだけ大きくした所謂クラウン形状で形成されている。
また、剥離ロール６４の表面には、定着ベルト６１４との従動性を良好にするため、例えば厚さ５０〜２００μｍの摩擦係数の高いゴム層を形成してもよい。
【００７２】
続いて、加圧ベルトモジュール９２は、リードロール６２１、加圧ロール６２２および張架ロール６２３の３本のロールにより張架された加圧ベルト６２０、加圧ベルト６２０の内側において、加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１０に付勢される状態で配置される圧力パッド（押圧部材）６３により主要部が構成されている。そして、加圧ベルトモジュール９２は定着ベルトモジュール９１に押圧されるように配置され、加圧ベルト６２０は、定着ベルトモジュール９１の定着ロール６１０が矢印Ａ方向へ回転するのに伴い、定着ロール６１０に従動して矢印Ｂ方向に回動する。その進行速度は、定着ロール６１０の表面速度と同じ４００ｍｍ／ｓである。
【００７３】
加圧ベルトモジュール９２と定着ベルトモジュール９１との接触部（ニップ部Ｎ）には、定着ベルト６１４が定着ロール６１０に巻き付けられた（ラッピングされた）領域（以下、このような領域を「ラップ領域」という。）内において、加圧ベルト６２０が定着ベルト６１４の外周面に圧接するように形成された第１ニップ部Ｎ１が構成されている。この第１ニップ部Ｎ１には、加圧ベルト６２０の内側に、圧力パッド６３が加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１０側に向けて付勢された状態で配置され、加圧ベルト６２０を定着ロール６１０のラップ領域に押圧している。また、第１ニップ部Ｎ１の最下流部では、加圧ロール６２２が、加圧手段としての圧縮コイルスプリング（不図示）によって、加圧ベルト６２０および定着ベルト６１４を介して定着ロール６１０の中心軸に向けて付勢されており、定着ロール６１０および定着ベルト６１４の当接部に局所的な高圧を生じさせている。
さらに、第１ニップ部Ｎ１の下流側には、加圧ロール６２２に加圧ベルト６２０が巻き付けられたラップ領域内であって、加圧ロール６２２が定着ロール６１０を圧接する領域から、剥離ロール６４が加圧ロール６２２を圧接している領域に亘る範囲において、第１ニップ部Ｎ１に連続するように、定着ベルト６１４が加圧ロール６２２のラップ領域に圧接するように形成された第２ニップ部Ｎ２が構成されている。
このように、ニップ部Ｎは、第１ニップ部Ｎ１と第２ニップ部Ｎ２とにより、実施の形態１の定着装置６０よりもさらに幅広く形成されている。
【００７４】
トナー像を担持した用紙Ｐは、このニップ部Ｎ（第１ニップ部Ｎ１および第２ニップ部Ｎ２）を通過する際に、主として第１ニップ部Ｎ１において加熱および加圧され、トナー像が用紙Ｐに定着される。また、第２ニップ部Ｎ２では、第２ニップ部Ｎ２の出口で用紙Ｐが定着ベルト６１４から剥離するような作用を用紙Ｐに対して及ぼしている。すなわち、第２ニップ部Ｎ２では、用紙Ｐを定着ベルト６１４から確実に剥離するための準備工程が行なわれる。
なお、本実施の形態の定着装置６０では、第１ニップ部Ｎ１は、定着ロール６１０の回転軸に関する中心角（ラップ角度）として４５°に亘る帯状領域として形成され、この場合のニップ幅は２６ｍｍである。また、第２ニップ部Ｎ２では、加圧ロール６２２に関するラップ角度が４５°に亘る帯状領域として形成され、この場合のニップ幅は９．８ｍｍである。
【００７５】
次に、本実施の形態の定着装置９０における定着動作について説明する。
画像形成装置の二次転写部２０（図１参照）において未定着トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送ベルト５５および定着入口ガイド５６により、定着装置９０の第１ニップ部Ｎ１に向けて（矢印Ｃ方向）搬送されてくる。第１ニップ部Ｎ１を通過する用紙Ｐ表面の未定着トナー像は、第１ニップ部Ｎ１に作用する圧力と熱とにより用紙Ｐに定着される。本実施の形態の定着装置９０では、上述したように、圧力パッド６３を押圧させながら、定着ベルト６１４がラッピングされた定着ロール６１０と加圧ベルト６２０とを当接させた構成により、第１ニップ部Ｎ１を広く設定することができるため、安定した定着性能を確保することができる。 
このとき、第１ニップ部Ｎ１に作用する熱は、主として定着ベルト６１４によって供給される。定着ベルト６１４は、定着ロール６１０の内部に配置されたハロゲンヒータ６１３から定着ロール６１０を通じて供給される熱と、張架ロール６１５の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６から張架ロール６１５を通じて供給される熱とによって加熱されるように構成されている。そのため、定着ロール６１０のみでは熱エネルギーが不充分である場合においても、張架ロール６１５から適切かつ速やかに熱エネルギーを補給することができるので、ニップ部Ｎにおいては、プロセススピードが４００ｍｍ／ｓという高速であっても充分な熱量を確保することができる。
【００７６】
このように、本実施の形態の定着装置９０においても、実施の形態１の定着装置６０と同様に、極めて小熱容量である定着ベルト６１４が、熱供給部材である定着ロール６１０と張架ロール６１５の双方と広いラップ面積（大きなラップ角度）で接触することができるので、定着ロール６１０や張架ロール６１５から定着ベルト６１４への熱の伝達が迅速かつ充分に行われ、定着ベルト６１４を定着ベルト６１４が１回転する間という短時間で必要な定着温度に復帰させることが可能となる。したがって、第１ニップ部Ｎ１においては、定着装置９０が高速化されても、所定の定着温度を常に維持することができる。
その結果、高速定着時における大きな課題であった温度ドループの発生を抑制することが可能となる。特に、熱容量の大きな厚紙等に対する定着においても、温度ドループの発生を抑制することができる。また、紙種に対応させて定着温度を途中で切り替える（定着温度のアップおよびダウンの双方を含む。）必要がある場合にも、定着ベルト６１４は熱容量が小さいので、ハロゲンヒータ６１３およびハロゲンヒータ６１６の出力調整により、所望の温度への切り替えは容易であり、かつ速やかに行うこともできる。
【００７７】
さらに、本実施の形態の定着装置９０では、第１ニップ部Ｎ１において作用する圧力と熱とによりトナー像が理想に近いレベルまで定着されるが、第１ニップ部Ｎ１の最下流部においては、定着ロール６１０の中心軸に向けて付勢されて配置された加圧ロール６２２が、局所的な高圧によって溶融したトナー像に対して効率的に圧力を加えることで、定着性を確保するとともに、トナー像表面を平滑にしてカラー画像に良好な画像光沢を付与している。上述したように、加圧ロール６２２は、定着ロール６１０より小径で、その表面は定着ロール６１０表面よりも硬質に形成されることで、低荷重で効率良くトナー像に局所的な高圧を付加することができる。
【００７８】
続いて、第１ニップ部Ｎ１を通過した後、用紙Ｐは第２ニップ部Ｎ２に搬送される。第２ニップ部Ｎ２は、加圧ロール６２２に加圧ベルト６２０が巻き付けられたラップ領域内であって、加圧ロール６２２が定着ロール６１０を圧接する領域から、剥離ロール６４が加圧ロール６２２を圧接している領域に亘る範囲において、定着ベルト６１４が加圧ロール６２２のラップ領域に圧接するように形成されている。したがって、図４に詳細に示したように、第１ニップ部Ｎ１は定着ロール６１０の曲率によって下に凸である湾曲した形状を有するのに対し、第２ニップ部Ｎ２は加圧ロール６２２の曲率によって上に凸である湾曲した形状を有している。
そのため、第１ニップ部Ｎ１において定着ロール６１０の曲率のもとで加熱加圧された用紙Ｐは、第２ニップ部Ｎ２において加圧ロール６２２による相反する方向に向いた曲率に進行方向が変化させられる。その際に、用紙Ｐ上のトナー像と定着ベルト６１４表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト６１４との付着力が弱められ、用紙Ｐは定着ベルト６１４から剥離されることとなる。このように、第２ニップ部Ｎ２は、最終の剥離工程で確実に剥離が行なわれるための準備工程に位置付けられる。
【００７９】
そして、第２ニップ部Ｎ２の出口では、定着ベルト６１４は小径の剥離ロール６４に巻き付くように搬送されるので定着ベルト６１４の搬送方向はそこで急激に変化する。すなわち、剥離ロール６４は加圧ロール６２２とは反対の定着ベルト６１４に対して下に凸である湾曲した形状を有するように配置され、しかも小径であるため曲率半径が小さいので、定着ベルト６１４の屈曲は大きなものとなる。そのため、第２ニップ部Ｎ２内において定着ベルト６１４との付着力が予め弱められた用紙Ｐは、用紙Ｐ自身が有している紙のコシによって定着ベルト６１４から確実にセルフストリップすることが可能となる。
特に、第２ニップ部Ｎ２は加圧ロール６２２の曲率によって上に凸である湾曲した形状を有しているため、用紙Ｐにはダウンカールを形成することができるので、定着ベルト６１４からのセルフストリップを促進させることができる。
【００８０】
さらに加えて、剥離ロール６４は、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０を介して荷重５ｋｇｆで加圧ロール６２２に圧接するように配置されている。その際、剥離ロール６４はステンレス製のハードロールであり、加圧ロール６２２は外表面に弾性体層が被覆されたソフトロールであるため、剥離ロール６４が加圧ロール６２２に圧接している部分では、加圧ロール６２２表面に凹部が形成される。この凹部によって、用紙Ｐは加圧ベルト６２０に巻き付くことが抑制される。すなわち、例えば両面プリント時には、用紙Ｐの裏面（加圧ベルト６２０側）にもトナー像が担持されており、第１ニップ部Ｎ１を通過することによって、裏面のトナー像が軟化して加圧ベルト６２０に付着し易くなっている。そこで、第２ニップ部Ｎ２の最後端部で加圧ロール６２２表面に凹部を形成することによって、用紙Ｐには小さなアップカールが形成されるように力が作用するので、用紙Ｐは加圧ロール６２２の曲率に沿うことなく加圧ベルト６２０からも剥離される。したがって、定着ベルト６１４だけでなく、両面プリント時において加圧ベルト６２０からの剥離を行なうことも可能となる。
なお、剥離ロール６４が加圧ロール６２２に圧接される際に、加圧ベルト６２０に形成された弾性体層も同様に歪んで加圧ベルト６２０にも凹部が形成されるので、用紙Ｐを加圧ベルト６２０から剥離する効果を促進している。
【００８１】
このように、本実施の形態の定着装置９０では、ニップ部Ｎ（第１ニップ部Ｎ１および第２ニップ部Ｎ２）の入口から出口までの間は、用紙Ｐは定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０の２つのベルトによって挟持された状態で、上流部では定着ロール６１０側に押圧されながら移動し、下流側では加圧ロール６２２側に押圧されながら移動して、最終的にニップ部Ｎの出口に至る。そのため、ニップ部Ｎの内部では、用紙Ｐはいずれかのベルトを介して少なくともどちらかのロールに押圧されているので、ニップ部Ｎの領域で熱を受けることで用紙Ｐから発生する水蒸気や、膨張しようとする空気を押さえ込むことが可能となり、ニップ部Ｎ内部で用紙Ｐが浮き上がることを抑制することができる。その結果、画像欠陥の発生を抑えることもできる。
さらには、用紙Ｐを挟持する２つの定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０は、ともに進行方向において伸長することが極めて少ないので、用紙Ｐにおいても伸びが生じることが抑えられ、画像の歪みや傾きを抑制したり、画像倍率の均一化を維持することも可能となる。
【００８２】
なお、第２ニップ部Ｎ２で定着ベルト６１４（および加圧ベルト６２０）から剥離された用紙Ｐは、ニップ部Ｎの下流側であって、定着ベルト６１４表面近傍に配置された剥離案内板６２６により分離される。分離された用紙Ｐは排出ガイド６２８により案内されて、排出ロール６２９により画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送され、載置される。
ところで、本実施の形態の定着装置９０では、第２ニップ部Ｎ２には圧力パッドを配置していないが、第１ニップ部Ｎ１における圧力パッド６３と同様に、第２ニップ部Ｎ２においても圧力パッドを配置した構成を採ることもできる。その場合には、第２ニップ部Ｎ２においても、均一なニップ圧を付与することができる。
【００８３】
かかる本実施の形態の定着装置９０においても、実施の形態１と同様に、ベルト片寄り制御機構は、定着ベルトモジュール９１と加圧ベルトモジュール９２のいずれか一方にのみ配設されている。このように、定着ベルトモジュール９１か、または加圧ベルトモジュール９２のいずれか一方（本実施の形態では、加圧ベルトモジュール９２）において、ベルトの片寄り制御を行うことにより、その一方のベルトにおいて矯正された片寄りが、幅の広いニップ部Ｎにおける定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との間の強い密着力を通じて他方のベルトにも伝達され、他方のベルトの片寄りも同時に矯正することが可能となる。
【００８４】
そして、一方のベルトにおける片寄り矯正が他方のベルトに伝達されるのに際しては、ニップ部Ｎにおいて両ベルト間の摩擦力のみによって行なわれるので、外部から不要な力が働くことがなく、両ベルト間での片寄り矯正の伝達はスムーズに、かつ効果的に行なうことが可能である。また、両ベルト間の密着力によって両ベルトは１対１に移動するため、一方のベルトにおける片寄り矯正量と同じだけ、他方のベルトも矯正されることとなり、高精度なベルト片寄り制御を実現することも可能である。このように、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０の双方に対して、片寄り制御を同時に、スムーズに、かつ高精度に行なうことが可能となる。また、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０には、過大な応力がかかることがないので、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０に捩れや座屈、さらにはしわが生じることがない。また、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐにも過大な応力がかかることはなく、画像ずれやにじみ等の画像不良、さらには紙しわが発生することを抑止することも可能となる。
【００８５】
ここで、本実施の形態の定着装置９０では、加圧ベルトモジュール９２にベルト片寄り制御機構を配設するとともに、定着ベルトモジュール９１にも、定着ベルト６１４の片寄りを検知する片寄り検知センサ７３を配設している。すなわち、ベルト片寄り制御動作は、加圧ベルトモジュール９２の張架ロール６２３の回転軸の一方の端部を、揺動アーム７１によって支持し、揺動アーム７１をパルスモータ７０によって揺動させることで、加圧ベルト６２０の片寄り矯正動作を行っている。その際に、片寄り検知センサ７２によって加圧ベルト６２０の片寄りを検知するとともに、片寄り検知センサ７３によって定着ベルト６１４の片寄りを検知している。
そして、ベルト片寄り制御を行うに際して、片寄り検知センサ７３によって検知された定着ベルト６１４の片寄りと、片寄り検知センサ７２によって検知された加圧ベルト６２０の片寄りとは、それぞれ片寄り検知センサ７３および片寄り検知センサ７２から画像形成装置の制御部４０に送信される。制御部４０では、送信された定着ベルト６１４の片寄りデータと、加圧ベルト６２０の片寄りデータとに基づいて、パルスモータ７０における最適な制御量データを計算して、これをパルスモータ７０に送信する。それによって、加圧ベルトモジュール９２、さらには定着ベルトモジュール９１における最適なベルト片寄り制御を行うことができる。
【００８６】
このように、定着ベルトモジュール９１と加圧ベルトモジュール９２とにそれぞれ片寄り検知センサ７３および片寄り検知センサ７２を配設して、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との双方の片寄りを検知することにより、例えば、定着装置９０内において用紙Ｐの紙詰まり（ジャム）が生じて、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との相対位置にずれが生じた場合等に、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との双方の片寄りをモニターしながら、パルスモータ７０の制御量を最適に調整して、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０の片寄りを繰り返し矯正しながら、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との相対位置のずれをも同時に矯正することが可能となる。
【００８７】
以上のように、本実施の形態の定着装置９０においても、定着ロール６１０と並行して内部に加熱部材であるハロゲンヒータ６１６が配設された張架ロール６１５を配置し、張架ロール６１５と定着ロール６１０とを無端状の定着ベルト６１４で張架する構成を採用している。そして、用紙Ｐを加熱する主要な加熱部材として定着ベルト６１４を機能させ、定着ロール６１０と張架ロール６１５との双方は定着ベルト６１４に対し熱を供給する熱供給部材として機能させている。そのため、ニップ部Ｎにおいては、定着装置９０が高速化されても、所定の定着温度を常に維持することができるので、温度ドループの発生を抑制することができる。
【００８８】
また、本実施の形態の定着装置９０でも、ベルト片寄り制御機構を、定着ベルトモジュール９１と加圧ベルトモジュール９２のいずれか一方にのみ配設することで、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０の双方に対して、片寄り制御を同時に、かつ高精度に行なうことが可能となる。そして、その際の定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との間での片寄り矯正の伝達は、ニップ部Ｎでの定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との間の密着力を通じて、スムーズに、かつ効果的に行なうことが可能である。そのため、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０には、過大な応力がかかることがなく、定着ベルト６１４および加圧ベルト６２０に捩れや座屈、さらにはしわが生じることがない。また、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐにも過大な応力がかかることはなく、画像ずれやにじみ等の画像不良、さらには紙しわが発生することを抑止することも可能となる。
特に、定着ベルトモジュール９１と加圧ベルトモジュール９２とにそれぞれ片寄り検知センサ７３および片寄り検知センサ７２を配設して、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との双方の片寄りを検知することにより、定着ベルト６１４と加圧ベルト６２０との相対位置のずれをも同時に矯正することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。また、インクジェト方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係る定着装置の構成を示す側断面図である。
【図３】実施の形態２に係る定着装置の構成を示す側断面図である。
【図４】ニップ部の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００９１】
１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０,９０…定着装置、６１,９１…定着ベルトモジュール、６２,９２…加圧ベルトモジュール、６３…圧力パッド、７０…パルスモータ、７１…揺動アーム、７２,７３…片寄り検知センサ、７５…回転軸ガイド部材、６１３,６１６,６１９,６２５…ハロゲンヒータ、６１４…定着ベルト、６１５,６１８,６２３…張架ロール、６２０…加圧ベルト、６２１…リードロール、６２２…加圧ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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