(57)【要約】【課題】プレニップ部の状態を安定させて定着不良を生じ難くし、記憶媒体上に定着された画像の品質を向上させることができる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置２は、第１及び第２の定着ベルト２０ａ，２０ｂと、第１及び第２の定着ローラ２１，２２と、第１及び第２のテンションローラ２５ａ，２５ｂと、第１及び第２のサポートローラ２４ａ，２４ｂとを有し、ニップ部Ｎは第１及び第２の定着ローラ２１，２２によって加圧される加圧ニップ部Ｎ１と、加圧ニップ部Ｎ１の上流側に形成されたプレニップ部Ｎ２とから構成され、第１及び第２のサポートローラ２４ａ，２４ｂは、プレニップ部Ｎ２の上流側に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の第１の定着ベルトと、前記第１の定着ベルトとの当接領域であるニップ部が形成されるように配置された無端状の第２の定着ベルトとを有し、前記ニップ部に記録媒体を通過させることによって前記記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置であって、
前記第１の定着ベルトが張架される第１の定着ローラ、第１のテンションローラ、及び第１のサポートローラと、
前記第２の定着ベルトが張架される第２の定着ローラ、第２のテンションローラ、及び第２のサポートローラと、
を有し、
前記ニップ部は、
前記第１の定着ベルトの内の前記第１の定着ローラによって加圧される部分と前記第２の定着ベルトの内の前記第２の定着ローラによって加圧される部分との第１の当接領域である加圧ニップ部と、
前記加圧ニップ部の媒体搬送方向の上流側に形成された第２の当接領域であるプレニップ部と
から構成され、
前記第１のサポートローラ及び前記第２のサポートローラは、前記プレニップ部の前記媒体搬送方向の上流側に配置される
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記プレニップ部のニップ幅は、３［ｍｍ］以上５［ｍｍ］以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧ニップ部の入口を原点とし、前記媒体搬送方向の反対方向を＋Ｘ方向とし、＋Ｘ方向に直交し前記第１の定着ローラを向く方向を＋Ｙ方向とするＸＹ直交座標系において、
前記第１のサポートローラの中心座標を（Ｘ１，Ｙ１）とし、前記（Ｘ１，Ｙ１）から−Ｙ方向に伸ばした垂線が、前記第１の定着ベルトの表面に交差する点の座標を（Ｘ，Ｙ）としたときに、
ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１０）≧Ｙ≧ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１２）  （Ｙ＞０）
を満たし、
前記第２のサポートローラの中心座標を（Ｘ１，−Ｙ１）とし、前記（Ｘ１，−Ｙ１）から＋Ｙ方向に伸ばした垂線が、前記第２の定着ベルトの表面に交差する点の座標を（Ｘ，Ｙ）としたときに、
−ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１２）≧Ｙ≧−ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１０）  （Ｙ＜０）
を満たす
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１の定着ローラと前記第１のサポートローラとの間で、前記第１の定着ベルトの内面を支持する第１のパッドと、
前記第２の定着ローラと前記第２のサポートローラとの間における前記第１のパッドに対向する位置で、前記第２の定着ベルトの内面を支持する第２のパッドと、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１のサポートローラと前記第２のサポートローラとの間の距離が、５［ｍｍ］以上２０［ｍｍ］以下であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１のパッドは、基材と、前記基材における前記第１の定着ベルトと摺動する面に設けられた弾性層と、前記基材の外周を覆う摺動材とを有し、
前記第２のパッドは、基材と、前記基材における前記第２の定着ベルトと摺動する面に設けられた弾性層と、前記基材の外周を覆う摺動材とを有する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１のサポートローラは、前記第１の定着ベルトの内面に接触し、前記第１の定着ベルトの回転に応じて従動回転し、
前記第２の定着ベルトは、前記第１の定着ベルトの回転に応じて従動回転し、
前記第２のサポートローラは、前記第２の定着ベルトの内面に接触し、前記第２の定着ベルトの回転に応じて従動回転する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加圧ニップ部の入口を原点とし、前記媒体搬送方向の反対方向を＋Ｘ方向とし、＋Ｘ方向に直交し前記第１の定着ローラを向く方向を＋Ｙ方向とするＸＹ直交座標系において、
前記第１のサポートローラの中心のＸ座標と前記第２のサポートローラの中心のＸ座標とは等しく、
前記第１のサポートローラの中心のＹ座標と前記第２のサポートローラの中心のＹ座標とは、絶対値が等しく、符号が逆である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置を有する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、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー像を担持する記録媒体が、第１及び第２の無端ベルト（第１及び第２の定着ベルト）の外周面を互いに当接させて形成されたニップ部を通過することで、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置（像加熱装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ニップ部は、第１の定着ベルトの内の加圧部材（第１の定着ローラ）によって支持されている第１の部分と第２の定着ベルトの内の加圧部材（第２の定着ローラ）によって支持されている第２の部分との当接領域である加圧ニップ部と、加圧ニップ部の上流側（媒体搬送方向の上流側）に形成された当接領域であるプレニップ部とから構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６３８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プレニップ部の状態は、第１及び第２の定着ベルトの剛性のバラツキ、加圧部材による第１及び第２の定着ベルトに対する押圧力の変動、第１及び第２の定着ベルトの経年変化に起因する剛性の変化（劣化）などによって、変化する不安定な状態である。このため、プレニップ部を通過する記録媒体に付与される押圧力にバラツキが生じやすく、また、プレニップ部のニップ幅（媒体搬送方向の長さ）が変動しやすい。その結果、上記従来の装置では、画ズレ及び定着不良に起因する画質劣化が発生することがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、プレニップ部の状態を安定させることによって、画ズレ及び定着不良を生じ難くし、記憶媒体上に定着された画像の品質を向上させることができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る定着装置は、無端状の第１の定着ベルトと、前記第１の定着ベルトとの当接領域であるニップ部が形成されるように配置された無端状の第２の定着ベルトとを有し、前記ニップ部に記録媒体を通過させることによって前記記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置であって、前記第１の定着ベルトが張架される第１の定着ローラ、第１のテンションローラ、及び第１のサポートローラと、前記第２の定着ベルトが張架される第２の定着ローラ、第２のテンションローラ、及び第２のサポートローラと、を有し、前記ニップ部は、前記第１の定着ベルトの内の前記第１の定着ローラによって加圧される部分と前記第２の定着ベルトの内の前記第２の定着ローラによって加圧される部分との第１の当接領域である加圧ニップ部と、前記加圧ニップ部の媒体搬送方向の上流側に形成された第２の当接領域であるプレニップ部とから構成され、前記第１のサポートローラ及び前記第２のサポートローラは、前記プレニップ部の前記媒体搬送方向の上流側に配置される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、プレニップ部の状態を安定させることによって、画ズレ及び定着不良を生じ難くしているので、記録媒体上に定着された画像の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置を備えた画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】実施の形態１に係る定着装置の構成を示す概略側面図である。
【図３】（ａ）は、実施の形態１における第１の定着ベルト（又は第２の定着ベルト）の外観を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、第１の定着ベルト（又は第２の定着ベルト）の構成を示す拡大断面図であり、（ｃ）は、第１の定着ベルト（又は第２の定着ベルト）の構成の変形例を示す拡大断面図である。
【図４】（ａ）は、実施の形態１における第１の定着ローラの概略的な構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、第１の定着ローラの構成を示す概略断面図であり、（ｃ）は、第１の定着ローラの変形例の構成を示す概略断面図である。
【図５】（ａ）は、実施の形態１における第１のサポートローラの構成を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、実施の形態１における第１のサポートローラの構成を示す概略断面図である。
【図６】（ａ）は、実施の形態１における第１のテンションローラの構成を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、実施の形態１における第１のテンションローラの構成を示す概略断面図である。
【図７】（ａ）は、実施の形態１に係る定着装置の構成を示す概略側面図であり、（ｂ）は、（ａ）における第１のサポートローラを拡大して示す要部拡大図である。
【図８】（ａ）は、実施の形態１におけるプレニップ部のニップ幅とニップ圧力との関係を示す図であり、（ｂ）は、第１のサポートローラの位置と画ズレの有無の関係を示す図である。
【図９】（ａ）は、実施の形態１におけるプレニップ部のニップ幅とニップ圧力との関係を示す図であり、（ｂ）は、第１のサポートローラの位置と定着不良の有無の関係を示す図である。
【図１０】（ａ）は、実施の形態１におけるプレニップ部のニップ幅とニップ圧力との関係を示す図であり、（ｂ）は、画ズレ及び定着不良が発生しないサポートローラの位置を説明するための図である。
【図１１】実施の形態２に係る画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。（ａ）から（ｄ）は、第１のサポートローラ及び第２のサポートローラを追加したことによるプレニップ部にニップ幅と加圧ニップ部のニップ幅とのばらつきに対する効果を説明するための図であり、（ａ）及び（ｃ）は、比較例の定着装置の構成を示す概略側面図であり、（ｂ）及び（ｄ）は、第１のサポートローラ及び第２のサポートローラを有する実施の形態１に係る定着装置の構成を示す概略側面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る定着装置の構成を示す概略側面図である。
【図１３】実施の形態２における第１のパッドの構成を示す概略断面図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２における第１のサポートローラ及び第２のサポートローラとの間の距離であるローラ間距離と定着装置の駆動トルクとの関係を示す図である。
【図１５】（ａ）は、ローラ間距離とプレニップ部の圧力との関係を示す図であり、（ｂ）は、ローラ間距離と第１の定着ベルトの形状との関係を示す図であり、（ｃ）は、同図（ｂ）における第２のサポートローラを示す拡大図である
【発明を実施するための形態】
【０００９】
《１》実施の形態１
《１−１》実施の形態１の構成
図１は、本発明の実施の形態１に係る定着装置２を備えた画像形成装置１の構成を示す概略断面図である。画像形成装置１は、電子写真方式によって記録媒体（以下「媒体」とも言う）Ｐ上に画像を形成する（すなわち、印刷する）装置である。画像形成装置１は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ、又はＭＦＰ（多機能周辺装置）等である。画像形成装置１は、用紙などの媒体Ｐ上にトナー像（現像剤像）を定着させる定着装置２を有している。図１には、画像形成装置１として、カラー画像を形成するカラー画像形成装置が示されているが、画像形成装置１はモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成装置であってもよい。
【００１０】
図１に示されるように、画像形成装置１は、複数の媒体Ｐを収容することができる給紙カセット４と、給紙カセット４に収容されている複数の媒体Ｐから１枚ずつ媒体Ｐを送り出す（供給する）給紙機構部５と、給紙機構部５によって供給された媒体Ｐ上にブラック（Ｋ）のトナー像、イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像を形成するトナー像形成部（「画像形成部」又は「印刷部」とも言う）１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃを有している。また、画像形成装置１は、トナー像形成部１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃで形成されたトナー像を媒体Ｐ上に定着させる定着装置２と、定着装置２を通過した媒体Ｐを搬送して排出部１９に排出する排出機構部１８とを有している。
【００１１】
給紙機構部５は、給紙カセット４に収容されている複数の媒体Ｐから１枚ずつ媒体Ｐを分離して供給する給紙ローラ６ａ，６ｂと、給紙ローラ６ｂに接触する位置に配置された分離パッド７と、給紙ローラ６ｂと分離パッド７との間を通過した媒体Ｐを搬送する１対の搬送ローラ８と、媒体Ｐを搬送する１対のレジストローラ９とを有している。このようにして、給紙機構部５は、画像形成装置１の底部に設置された給紙カセット４からトナー像形成部１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃへ媒体Ｐを１枚ずつ供給する。
【００１２】
トナー像形成部１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、像担持体としての感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃと、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面を一様帯電させる帯電装置１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃと、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面に形成された静電潜像を現像する（可視像化する）現像装置１７Ｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃと、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面をクリーニングするクリーニング装置（図示せず）とを有している。また、トナー像形成部１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに対向する位置に、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面に静電潜像を形成する、発光素子アレイなどのような露光装置１５Ｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃが備えられている。転写ローラ１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃは、転写ベルト１０を挟んで感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに対向するように配置されている。
【００１３】
排出機構部１８は、定着装置２を媒体搬送方向Ｄ１に通過した媒体Ｐを搬送する１対の搬送ローラ１８ａと、１対の排出ローラ１８ｂとを有している。転写ベルト１０の下部に設置された定着装置２を通過した媒体Ｐは、１対の搬送ローラ１８ａにより搬送され、１対の排出ローラ１８ｂにより装置本体の外部である排出部１９上に排出される。
【００１４】
図２は、実施の形態１に係る定着装置２の構成を示す概略側面図である。図２に示されるように、定着装置２は、無端状の第１の定着ベルト（上部定着ベルト）２０ａと、第１の定着ベルト２０ａとの当接領域であるニップ部Ｎが形成されるように配置された無端状の第２の定着ベルト（下部定着ベルト）２０ｂとを有している。トナー像Ｔを担持する媒体Ｐがニップ部Ｎを媒体搬送方向Ｄ１に通過することによって、媒体Ｐ上にトナー像Ｔが定着される。
【００１５】
定着装置２は、第１の定着ベルト２０ａの内側に、第１の定着ベルト２０ａが張架される第１の定着ローラ（上部定着ローラ）２１、第１のテンションローラ（上部テンションローラ）２５ａ、及び第１サポートローラ（上部サポートローラ）２４ａを有している。また、定着装置２は、第２の定着ベルト２０ｂの内側に、第２の定着ベルト２０ｂが張架される第２の定着ローラ（下部定着ローラ）２２、第２のテンションローラ（下部テンションローラ）２５ｂ、及び第２のサポートローラ（下部サポートローラ）２４ｂを有している。
【００１６】
ニップ部Ｎは、第１の定着ベルト２０ａの内の第１の定着ローラ２１によって支持されている部分（領域）と第２の定着ベルト２０ｂの内の第２の定着ローラ２２によって支持されている部分（領域）との当接部（当接領域）である加圧ニップ部Ｎ１と、加圧ニップ部Ｎ１の媒体搬送方向Ｄ１の上流側に形成されたプレニップ部Ｎ２とから構成される。すなわち、加圧ニップ部Ｎ１は、第１の定着ローラ２１による第１の定着ベルト２０ａの加圧領域と第２の定着ローラ２２による第２の定着ベルト２０ｂの加圧領域とが当接した領域である。また、プレニップ部Ｎ２は、第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂとが当接した領域であるが、第１の定着ローラ２１及び第２の定着ローラ２２による加圧されていない領域である。第１のサポートローラ２４ａは、プレニップ部Ｎ２の近傍であって、プレニップ部Ｎ２の媒体搬送方向Ｄ１の上流側に配置され、第２のサポートローラ２４ｂは、プレニップ部Ｎ２の近傍であって、プレニップ部Ｎ２の媒体搬送方向Ｄ１の上流側に配置されている。また、第１のサポートローラ２４ａと第２のサポートローラ２４ｂとは、間隔をあけて配置されている。
【００１７】
また、図２に示されるように、定着装置２は、第１の定着ベルト２０ａの内側には、加熱装置としてのハロゲンヒータ（ハロゲンランプ）２６ａ，２６ｂと、光を反射させる反射板２７ａ，２７ｂとを有している。また、定着装置２は、第２の定着ベルト２０ｂの内側に、加熱装置としてのハロゲンヒータ２６ｃと、光を反射させる反射板２７ｃとを有している。
【００１８】
第１の定着ローラ２１の軸方向の両端、第１のテンションローラ２５ａの軸方向の両端、及び第１のサポートローラ２４ａの軸方向の両端は、回転軸受により回転可能に支持されている。また、駆動力発生部としてのモータ（図示せず）において発生した駆動力が駆動力伝達機構としてのギヤ機構（図示せず）により第１の定着ローラ２１に伝達され、この駆動力によって第１の定着ローラ２１が回転する。第１の定着ローラ２１の回転に応じて第１の定着ベルト２０ａが従動回転する。また、第１の定着ベルト２０ａの回転に応じて第１のテンションローラ２５ａ及び第１のサポートローラ２４ａが従動回転する。
【００１９】
第２の定着ローラ２２の軸方向の両端、第２のテンションローラ２５ｂの軸方向の両端、及び第２のサポートローラ２４ｂの軸方向の両端は、回転軸受により回転可能に支持されている。第２の定着ベルト２０ｂは、第１の定着ベルト２０ａの回転に応じて従動回転し、第２の定着ベルト２０ｂの回転に応じて第２の定着ローラ２２、第２のテンションローラ２５ｂ、及び第２のサポートローラ２４ｂが従動回転する。
【００２０】
また、第２の定着ローラ２２は、弾性部材としての圧縮バネ２３により第１の定着ベルト２０ａに向けて押圧される。図２に示されるように、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂは、互いに当接しておらず、第１の定着ベルト２０ａ及び第２の定着ベルト２０ｂが安定したプレニップ部Ｎ２を形成する位置に配置される。
【００２１】
図２に示されるように、圧縮バネ２３により第２の定着ベルト２０ｂは第１の定着ベルト２０ａへ向けて押圧される。この押圧力により、第２の定着ローラ２２は、第１の定着ベルト２０ａ及び第２の定着ベルト２０ｂを介して、第１の定着ローラ２１に当接し、加圧ニップ部Ｎ１が形成される。また、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂにより、第１の定着ベルト２０ａ及び第２の定着ベルト２０ｂの方向が規制され、加圧ニップ部Ｎ１より媒体搬送方向Ｄ１の上流側に、プレニップ部Ｎ２が形成される。
【００２２】
第１の定着ローラ２１は、回転駆動力をギヤ機構（図示せず）などにより受け取り、図２における時計回りに回転し、第１の定着ベルト２０ａに対して図２における時計回りの方向の回転力を付与する。第２の定着ローラ２２は、圧縮バネ２３により第１の定着ローラ２１の下部に設けられ、第１の定着ローラ２１に向かう方向に、第１の定着ベルト２０ａ及び第２の定着ベルト２０ｂを押圧する。
【００２３】
ハロゲンヒータ２６ａ，２６ｂは、第１の定着ベルト２０ａの内側に設置され、図示しない支持機構により固定されると共に、図示せぬ制御部により任意のタイミングでＯＮ／ＯＦＦの制御が行われる。ハロゲンヒータ２６ｃは、第２の定着ベルト２０ｂの内側に設置され、図示しない支持機構により固定されると共に、図示せぬ制御部により任意のタイミングでＯＮ／ＯＦＦの制御が行われる。
【００２４】
温度センサ２８は、第１の定着ベルト２０ａの周辺に設置され、第１の定着ベルト２０ａの表面温度の測定を行う。温度センサ２８により測定された測定結果は、図示しない制御部に送られ、測定結果を受け取った制御部は、第１の定着ベルト２０ａが目標の温度となるように、ハロゲンヒータ２６ａ，２６ｂ，２６ｃのＯＮ又はＯＦＦを制御する。なお、定着装置２の構成は、図２に示される構成に限定されない。
【００２５】
図３（ａ）は、実施の形態１における第１の定着ベルト２０ａ（又は第２の定着ベルト２０ｂ）の外観を示す概略斜視図であり、図３（ｂ）は、第１の定着ベルト２０ａの構成を示す拡大断面図であり、図３（ｃ）は、第１の定着ベルト２０ａの構成の変形例を示す拡大断面図である。なお、実施の形態１においては、第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂとは、同じ構造を持つ。ただし、第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂとは、互いに異なる構造とすることも可能である。
【００２６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、実施の形態１における第１の定着ベルト２０ａは、最内周面に無端ベルト状の基材２００と、基材２００の外周面に設けられた弾性層２０１と、弾性層２０１の外周面設けられた離型層２０２とを有する。基材２００は、ステンレス、ニッケル等の弾性を有する金属からなる無端ベルトであり、強度及び可撓性を両立するため、その厚さは、３０［μｍ］〜８０［μｍ］程度の範囲内で決定されることが望ましい。基材２００上に形成された弾性層２０１は、シリコンゴム層であり、低硬度と高熱伝導性を両立するため、その厚さは、５０［μｍ］〜３００［μｍ］程度の範囲内で決定されることが望ましい。
【００２７】
また、弾性層２０１上に形成された離型層２０２は、弾性層２０１と同様に、耐熱性が高く、成型後の表面自由エネルギーの低い樹脂、例えば、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（パーフルオロエトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂層で形成されることが望ましい。弾性層２０１は、チューブの被覆又はコーティング等によって基材２００上に形成される。離型層２０２は、摩耗による減肉と高熱伝導率性を両立させるため、その厚さは、１０［μｍ］〜３０［μｍ］程度の範囲内で決定されることが望ましい。また、第１の定着ベルト２０ａは、図３（ｃ）に示されるように、基材２００上に離型層２０２を設けたものであってもよい。
【００２８】
図４（ａ）は、実施の形態１における第１の定着ローラ２１の構成を示す概略斜視図であり、図４（ｂ）は、第１の定着ローラ２１の構成を示す概略断面図であり、図４（ｃ）は、第１の定着ローラ２１の変形例の構成を示す概略断面図である。なお、第２の定着ローラ２２は、第１の定着ローラ２１と同様の構成を有する。ただし、第１の定着ローラ２１と第２の定着ローラ２２とは、異なる構成であってもよい。図４（ａ）から（ｃ）に示されるように、第１の定着ローラ２１は、鉄、アルミニウム合金等の金属製のパイプ又はシャフトからなる芯金２１０と、芯金２１０の外側に形成されたシリコンゴムと、フッ素樹脂等の耐熱性の弾性層２１１とを有する。第１の定着ローラ２１は、装置本体の軸受けによって回転可能に支持されており、芯金２１０に設けた定着ローラギア（図示せず）に駆動力発生部としてのモータから伝達される駆動力によって、媒体搬送方向Ｄ１に媒体Ｐを搬送するように駆動される。弾性層２１１は、スポンジ状シリコンゴム、又はフッ素ゴム等耐熱性の高いゴム材料が用いられてもよい。ここでは、芯金２１０は、ＳＴＫＭ材で形成されている。また、弾性層２１１は、第１の定着ローラ２１では、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ６５〜８５°のソリッドタイプのシリコンゴムで形成され、第２の定着ローラ２２は、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ４０〜６０°のスポンジ状シリコンゴムで形成される。
【００２９】
実施の形態１における第１の定着ローラ２１と第２の定着ローラ２２の違いは、弾性層２１１の仕様が異なるもので、ここでは、第１の定着ローラ２１の弾性層２１１は、厚さが１．２５［ｍｍ］、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ７０°であり、第２の定着ローラ２２の弾性層２１１は、厚さが３．２５［ｍｍ］、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ４０°で構成されている。
【００３０】
また、第１の定着ローラ２１は、図４（ｃ）に示されるように、弾性層２１１上に表面層２１２を設けたものであってもよい。表面層２１２としては、耐熱性が高く、また、成型後の表面自由エネルギーの低い樹脂、例えば、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（パーフルオロエトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂層であり、ここでは、第１の定着ローラ２１が駆動することにより、第１の定着ベルト２０ａ、第２の定着ベルト２０ｂ、第２の定着ローラ２２を従動させるため、表面層２１２は、所望の摩擦係数を持つ材料で形成する必要がある。
【００３１】
図５（ａ）は、実施の形態１における第１のサポートローラ２４ａの構成を示す概略斜視図であり、図５（ｂ）は、実施の形態１における第１のサポートローラ２４ａの構成を示す概略断面図である。なお、第１のサポートローラ２４ａと第２のサポートローラ２４ｂは、同じ構成であるため、ここでは、第１のサポートローラ２４ａについて説明する。ただし、第１のサポートローラ２４ａと第２のサポートローラ２４ｂとは、互いに異なる構成を有してもよい
【００３２】
図５（ｂ）に示されるように、第１のサポートローラ２４ａは、芯金２４０上に弾性層２４１が被覆形成された構成となっている。芯金２４０は、一定の剛性を保つため、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属製パイプ又はシャフトが用いられる。弾性層２４１は、通常シリコンゴム、スポンジ状シリコンゴム、又はフッ素ゴム等の耐熱性の高いゴム材料が用いられる。ここでは、芯金２４０は、ＳＴＫＭ材で形成されている。また、弾性層２４１は、スポンジ状シリコンゴムが第１の定着ローラ２１では、ゴム硬度がＡＳＫＥＲ−Ｃ２０〜４０°のスポンジ状シリコンゴムで形成されている。
【００３３】
図６（ａ）は、実施の形態１における第１のテンションローラ２５ａの構成を示す概略斜視図であり、図６（ｂ）は、実施の形態１における第１のテンションローラ２５ａの構成を示す概略断面図である。実施の形態１では、第１のテンションローラ２５ａと第２のテンションローラ２５ｂは、同じ形状であるため、ここでは、第１のテンションローラ２５ａについてのみ説明する。ただし、第１のテンションローラ２５ａと第２のテンションローラ２５ｂとは、互いに異なる構成を有してもよい。
【００３４】
図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１のテンションローラ２５ａは、鉄、アルミニウム合金等の金属製のパイプ又はシャフトからなる芯金２５０と、芯金２５０の外周面に備えられ、黒色アルマイト等の表面処理がされた表層２５１とにより形成される。第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂは、それぞれ第１のテンションローラ２５ａと第２のテンションローラ２５ｂにより、それぞれ上下方向に引っ張られることで、第１の定着ベルト２０ａ、第２の定着ベルト２０ｂに張力を与えている。
【００３５】
実施の形態１では、第１のテンションローラ２５ａに弾性層は設けていないが、表層にシリコンゴム、スポンジ状シリコンゴム、又はフッ素ゴム等の耐熱性の高いゴム材料を用いてもよい。ここでは、第１のテンションローラ２５ａは、ＳＴＫＭ材で形成されている。また、第１のテンションローラ２５ａと第２のテンションローラ２５ｂは、同じ形状と同じ材質である。
【００３６】
第１のテンションローラ２５ａは、第１の定着ベルト２０ａを図２における上方向に引き上げることで第１の定着ベルト２０ａに張力を与えている。第２のテンションローラ２５ｂは、第２の定着ベルト２０ｂを下方向に引っ張ることで張力を与えている。
【００３７】
反射板２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄは、ハロゲンヒータ２６ａ，２６ｂ，２６ｃの熱を定着ベルトに反射させる機能を有する。反射板２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄは、反射率の高いアルミ等の材料で形成される。
【００３８】
次に、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂの位置について説明する。図７（ａ）は、実施の形態１に係る定着装置２の構成を示す概略側面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）における第１のサポートローラ２４ａを拡大して示す要部拡大図である。本出願においては、図７（ａ）に示されるように、加圧ニップ部Ｎ１の入口を原点Ｏ（０，０）とし、媒体搬送方向Ｄ１の反対方向を＋Ｘ方向とし、＋Ｘ方向に直交し第１の定着ローラ２１を向く方向を＋Ｙ方向とするＸＹ直交座標系を用いる。第１のサポートローラ２４ａの中心Ａ１（Ｘ１，Ｙ１）から−Ｙ方向に伸ばした垂線が、第１の定着ベルト２０ａの表面に交差する交点をＡ（Ｘ，Ｙ）とし、第１のサポートローラ２４ａの半径をＲ１とし、第１の定着ベルト２０ａの厚さをＴ１とすると、Ａ１（Ｘ１，Ｙ１）とＡ（Ｘ，Ｙ）とは、次式（１）及び（２）で示される関係を持つ。
Ｘ＝Ｘ１                                              （１）
Ｙ＝Ｙ１−（Ｒ１＋Ｔ１）                              （２）
【００３９】
また、第２のサポートローラ２４ｂの中心Ａ２（Ｘ２，−Ｙ２）から＋Ｙ方向に伸ばした垂線が、第２の定着ベルト２０ｂの表面に交差する交点をＡ（Ｘ，Ｙ）とし、第２のサポートローラ２４ｂの半径をＲ２とし、第２の定着ベルト２０ｂの厚さをＴ２とすると、Ａ２（Ｘ２，Ｙ２）とＡ（Ｘ，Ｙ）とは、次式（３）及び（４）で示される関係を持つ。
Ｘ＝Ｘ２                                              （３）
Ｙ＝−Ｙ２＋（Ｒ２＋Ｔ２）                            （４）
【００４０】
実施の形態１における座標Ａ（Ｘ，Ｙ）の範囲について説明する。図８（ａ）は、実施の形態１におけるプレニップ部Ｎ２のニップ幅（媒体搬送方向Ｄ１の長さ）とニップ圧力との関係を示す図であり、図８（ｂ）は、第１のサポートローラ２４ａの位置と画ズレの有無の関係を示す図である。図９（ａ）は、実施の形態１に係るプレニップ部Ｎ２のニップ幅とニップ圧力との関係を示す図であり、図９（ｂ）は、第１のサポートローラ２４ａの位置と定着不良の有無の関係を示す図である。図１０（ａ）は、実施の形態１に係るプレニップ部Ｎ２のニップ幅とニップ圧力との関係を示す図であり、図１０（ｂ）は、画ズレ及び定着不良が発生しないサポートローラの位置を説明するための図である。
【００４１】
図８（ａ）、図９（ａ）、及び図１０（ａ）における横軸は、定着装置２のニップ部Ｎ（加圧ニップ部Ｎ１及びプレニップ部Ｎ２）に対応するＸ方向の位置を示しており、縦軸は、当該位置におけるニップ圧力を示している。図８（ｂ）、図９（ｂ）、及び図１０（ｂ）における横軸は、第１のサポートローラ２４ａ（及び第２のサポートローラ２４ｂ）と第１の定着ベルト２０ａ（及び第２の定着ベルト２０ｂ）との交点ＡのＸ座標を示しており、縦軸は、第１のサポートローラ２４ａ（及び第２のサポートローラ２４ｂ）と第１の定着ベルト２０ａ（及び第２の定着ベルト２０ｂ）との交点ＡのＹ座標を示している。
【００４２】
図８（ｂ）において、領域ＬＡは、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が５［ｍｍ］以下である領域を示している。また、領域ＬＢは、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が５［ｍｍ］より長い領域を示している。図８（ａ）に示されるように、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が５［ｍｍ］以下である領域ＬＡでは一定のニップ圧力が保たれるが、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が５［ｍｍ］より長い領域ＬＢでは、ニップ圧力の圧力抜けが生じている領域ＬＣが存在する。
【００４３】
図８（ｂ）に示されるように、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が５［ｍｍ］より長い場合には、圧力抜けが生じる領域が現れ、画ズレが発生する場合がある。プレニップ部Ｎ２のニップ幅が５［ｍｍ］となる第１のサポートローラ２４ａの位置と、第２のサポートローラ２４ｂの位置とを、次式（５）及び（６）で表す。なお、「＊」は乗算を意味する。
Ｙ＝ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１２）    （ここでＹ＞０）      （５）
Ｙ＝−ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１２）  （ここでＹ＜０）      （６）
【００４４】
画ズレが発生しない条件は、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が５［ｍｍ］以下のときであるので、以下の式（７）又は（８）を満たすときには、画ズレが発生しない。
Ｙ≧ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１２）    （ここでＹ＞０）      （７）
Ｙ≦−ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１２）  （ここでＹ＜０）      （８）
【００４５】
図９（ｂ）において、領域ＬＤは、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が３［ｍｍ］以上である領域を示している。また、領域ＬＥは、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が３［ｍｍ］より短い領域を示している。図９（ｂ）に示されるように、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が３［ｍｍ］より短い領域である領域ＬＥでは、トナーに付与される熱量が不足し、定着不良が発生する。
【００４６】
プレニップ部Ｎ２のニップ幅が３［ｍｍ］となる第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂの位置は、次式（９）及び（１０）で表わされる。
Ｙ＝ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１０）    （ここでＹ＞０）      （９）
Ｙ＝−ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１０）  （ここでＹ＜０）      （１０）
【００４７】
定着不良が発生しないのは、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が３［ｍｍ］以上のときなので、次式（１１）又は（１２）を満たすときには、画ズレは発生しない。
Ｙ≦ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１０）    （ここでＹ＞０）      （１１）
Ｙ≧−ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１０）  （ここでＹ＜０）      （１２）
【００４８】
図１０（ｂ）において、領域ＬＦは、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が３［ｍｍ］以上且つ５［ｍｍ］より短い領域を示している。領域ＬＦは、図８（ｂ）における領域ＬＡ且つ図９（ｂ）における領域ＬＤである領域を示している。図１０（ｂ）に示されるように、プレニップ部Ｎ２のニップ幅が３［ｍｍ］以上且つ５［ｍｍ］より短い領域である領域ＬＦでは、画ズレ及び定着不良が発生しない。
【００４９】
図８（ａ）及び（ｂ）と図９（ａ）及び（ｂ）とに示される実験データから、図１０（ｂ）に示されるようにプレニップ部Ｎ２のニップ幅が３［ｍｍ］以上５［ｍｍ］以下で画ズレ及び定着不良が発生しないことがわかる。画ズレ及び定着不良が発生しないためのサポートローラの座標（Ｘ，Ｙ）を式で表すと、次式（１３）及び（１４）のようになる。
ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１０）≧Ｙ≧ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１２）
（Ｙ＞０）                                                  （１３）
−ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１２）≧Ｙ≧−ｔａｎ２１°＊（Ｘ−１０）
（Ｙ＜０）                                                  （１４）
実施の形態１では、これらの式（１３）及び（１４）で表される範囲内の座標に、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂを設置する。
【００５０】
《１−２》実施の形態１の動作
以下、実施の形態１に係る定着装置２を備えた画像形成装置１の動作について説明する。まず、画像形成装置１の電源をＯＮにし、オペレータが画像形成装置の操作パネル（図示せず）又は画像形成装置１と通信可能な上位装置で画像形成開始の操作を行うと、給紙カセット４に収容されている媒体Ｐは、給紙ローラ６ａ，６ｂ及び分離パッド７により１枚ずつ分離して送り出され、１対の搬送ローラ８及び１対のレジストローラ９によって、転写ベルト１０に向けて搬送される。このとき、トナー像形成部１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃでは、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面が帯電装置１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃにより一様帯電されており、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面に露光装置１５Ｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃにより静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置１７Ｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃによって現像され、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ上に現像剤像としてのトナー像が形成される。
【００５１】
次に、転写ベルト１０に搬送された媒体Ｐは、転写ベルト１０が張架されている搬送ローラ１１ａ，１１ｂの回転に応じて走行する転写ベルト１０によって、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃと転写ローラ１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃとの間を通過する。このとき、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ上に形成されたトナー像は、媒体Ｐに転写される。転写後、感光ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ上に残ったトナーは、クリーニング装置により感光ドラム上から除去される。
【００５２】
転写ベルト１０から定着装置２へ搬送された媒体Ｐは、定着装置２においてニップ部Ｎを通過するときに、定着装置２によって加熱及び加圧されて媒体Ｐに定着される。画像が定着された媒体Ｐは、１対の搬送ローラ１８ａ及び１対の排出ローラ１８ｂにより排出部１９に向けて搬送され、その後、装置本体の外部に排出される。
【００５３】
次に、実施の形態１に係る定着装置２の動作について説明する。画像形成装置１による画像形成開始に従って、第１の定着ローラ２１は、所定方向（図１における時計回り）に回転し、第１の定着ベルト２０ａ、第２の定着ベルト２０ｂ、第２の定着ローラ２２、第１及び第２のサポートローラ２４ａ，２４ｂ、第１及び第２のテンションローラ２５ａ，２５ｂを従動回転させる。ハロゲンヒータ２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、電力が供給されることで発熱し、第１の定着ベルト２０ａ及び第２の定着ベルト２０ｂに直接又は反射板２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを介して間接的に熱が伝達される。
【００５４】
第１のテンションローラ２５ａと第１のサポートローラ２４ａとの間の第１の定着ベルト２０ａの表面の温度を検知可能な温度センサ２８により、第１の定着ベルト２０ａの温度を検知し、第１の定着ベルト２０ａの温度が所定の定着温度範囲内に保たれるよう、ハロゲンヒータ２６ａ，２６ｂ，２６ｃへの電力供給が制御される。第１の定着ベルト２０ａの温度が所定の温度に保たれた状態において、トナー像が転写された媒体Ｐが搬送されると、その媒体Ｐは、プレニップ部Ｎ２と加圧ニップ部Ｎ１で挟み付けられ、第１の定着ベルト２０ａによる所定の定着温度での加熱と、所定の押圧力での加圧よって、トナー像Ｔが媒体Ｐ上に定着される。
【００５５】
図１１（ａ）から（ｄ）は、プレニップ部Ｎ２のニップ幅のばらつきを説明するための図である。図１１（ａ）及び（ｃ）は、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂを有していない比較例の定着装置の構成を示す概略側面図であり、図１１（ｂ）及び（ｄ）は、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂを有する実施の形態１に係る定着装置２の構成を示す概略側面図である。図１１（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１に係る定着装置２と比較例の定着装置におけるローラとプレニップ部Ｎ２の入口間の定着ベルトの長さを比較するための図である。図１１（ｃ）及び（ｄ）は、実施の形態１に係る定着装置２と比較例の定着装置におけるプレニップ部Ｎ２のニップ幅のばらつきを比較するための図である。
【００５６】
図１１（ａ）に示されるように、比較例の定着装置におけるプレニップ部Ｎ２の入口前のローラ（第１のテンションローラ２５ａ）からプレニップ部Ｎ２の入口（原点Ｏ）までの第１の定着ベルト２０ａの長さは、Ｌａである。一方、図１１（ｂ）に示されるように、実施の形態１に係る定着装置２では、第１のサポートローラ２４ａが追加されており、プレニップ部Ｎ２の入口前のローラ（第１のサポートローラ２４ａ）からプレニップ部Ｎ２の入口までの第１の定着ベルト２０ａの長さは、Ｌｂである。比較例における長さＬａと実施の形態１における長さＬｂとを比較すると、Ｌａ＞Ｌｂである。したがって、第１のサポートローラ２４ａを追加することにより、比較例の定着装置に比べて、プレニップ部Ｎ２の入口前のローラからプレニップ部Ｎ２の入口までの定着ベルトの長さを短くすることができる。
【００５７】
図１１（ｃ）における点線は、比較例の定着装置においてプレニップ部Ｎ２のニップ幅が最小となる第１の定着ベルト２０ａの位置を示しており、図１１（ｃ）における実線は、比較例の定着装置においてプレニップ部Ｎ２のニップ幅が最大となる定着ベルトの位置を示している。図１１（ｃ）に示されるように、プレニップ部Ｎ２の最小ニップ幅とプレニップ部Ｎ２の最大ニップ幅との差（プレニップ部Ｎ２のニップ幅のばらつき）は、ｄ１である。図１１（ｄ）における点線は、実施の形態１に係る定着装置２においてプレニップ部Ｎ２のニップ幅が最小となる定着ベルトの位置を示しており、図１１（ｄ）における実線は、実施の形態１に係る定着装置２においてプレニップ部Ｎ２のニップ幅が最大となる定着ベルトの位置を示している。図１１（ｄ）に示されるように、実施の形態１に係る定着装置２においてプレニップ部Ｎ２の最小ニップ幅とプレニップ部Ｎ２の最大ニップ幅との差（プレニップ部Ｎ２のニップ幅のばらつき）は、ｄ２である。ここで、ｄ１＞ｄ２である。図１１（ｃ）に示されるように、比較例の定着装置では、少なくとも一方が弛んだ状態である第１及び第２の定着ベルト同士の圧接により形成されているため、プレニップ部Ｎ２のニップ幅のばらつきが生じている。一方、図１１（ｄ）に示されるように、実施の形態１に係る定着装置２においては、定着ベルトの緩んだ部分の長さが短いため、プレニップ部Ｎ２のニップ幅のばらつきが少ない。
【００５８】
図１１（ｃ）と図１１（ｄ）との比較から理解できるように、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂが備えられていない比較例の定着装置より、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂが追加された実施の形態１に係る定着装置２の方が、プレニップ部Ｎ２のニップ幅のばらつきが少ない（ｄ１＞ｄ２である）。すなわち、第１及び第２のサポートローラ２４ａ，２４ｂを追加することで、動作時の定着ベルト走行位置が安定し、プレニップ部Ｎ２のニップ幅ばらつきを小さくすることができる。
【００５９】
《１−３》実施の形態１の効果
以上に説明したように、実施の形態１に係る定着装置２によれば、第１及び第２のテンションローラ２５ａ，２５ｂよりプレニップ部Ｎ２の入口に近い位置で第１及び第２の定着ベルトに内接するように第１及び第２のサポートローラ２４ａ，２４ｂを追加して配置し、第１及び第２のサポートローラ２４ａ，２４ｂを決まった範囲内に配置することで、プレニップ部Ｎ２のニップ幅を決まった範囲内（３［ｍｍ］以上５［ｍｍ］以下）に収めることができ、プレニップ部Ｎ２の全体のニップ幅を増やすことが可能となる。これにより、画ズレ及び定着不良の発生を抑えることが可能となる。
【００６０】
実施の形態１に係る定着装置２によれば、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂを追加で設置することで比較例の定着装置に比べて、プレニップ部Ｎ２の入口前のローラからプレニップ部Ｎ２の入口までの定着ベルトの長さを短くすることができる。これにより、動作時の定着ベルト走行位置が安定し、プレニップ部Ｎ２のニップ幅ばらつきが小さくなり、画ズレ及び定着不良の発生を抑えることが可能となる。
【００６１】
《２》実施の形態２
《２−１》実施の形態２の構成
図１２は、本発明の実施の形態２に係る定着装置２ａの構成を示す概略側面図である。図１２において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る定着装置２ａは、第１のパッド２９ａ及び第２のパッド２９ｂを有する点において、実施の形態１に係る定着装置２と異なる。他の構成については、実施の形態１と基本的に同じである。
【００６２】
図１２に示されるように、実施の形態２に係る定着装置２ａは、第１の定着ベルト２０ａの内側に第１のパッド２９ａを有し、第２の定着ベルト２０ｂの内側に第２のパッド２９ｂを有する。第１のパッド２９ａ及び第２のパッド２９ｂは、両端支持機構により定着装置２ａ内に固定されている。
【００６３】
第２のパッド２９ｂ及び第２の定着ローラ２２は、押圧機構により第１の定着ベルト２０ａに向かう方向に押圧される。この押圧により、第２のパッド２９ｂは、第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂを介して第１のパッド２９ａと当接して、プレニップ部Ｎ２が形成される。さらに、第２の定着ローラ２２は、第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂを介して第１の定着ローラ２１に当接して、加圧ニップ部Ｎ１が形成される。
【００６４】
実施の形態２に係る定着装置２ａにおいて、第２の定着ローラ２２と第２のパッド２９ｂは、通常の印刷動作時以外のときには、リリースされている（すなわち、第１の定着ベルト２０ａに向けて押圧されていない状態である）が、印刷動作が開始されると、移動機構（図示せず）により、第２の定着ローラ２２と第１の定着ローラ２１とは第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂを介して当接して加圧ニップ部Ｎ１を形成し、第２のパッド２９ｂと第１のパッド２９ａとは、第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂを介して、当接してプレニップ部Ｎ２を形成する。加圧ニップ部Ｎ１及びプレニップ部Ｎ２は、ニップ部Ｎを形成する。
【００６５】
図１３は、実施の形態２における第１のパッド２９ａの構成を示す概略断面図である。なお、第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂは、形状において異なる部分を有するが、基本的な構造は同じである。このため、第１のパッド２９ａの例を説明する。
【００６６】
図１３に示されるように、第１のパッド２９ａは、基材２９０における第１の定着ベルト２０ａと摺動する面に弾性層２９１が設けられ、その外周が摺動材２９２によって覆われている。摺動材２９２は、第１のパッド２９ａの周方向に１周以上に巻かれ、一部分が重なり合った領域で長手方向に複数設けられたネジで共止めされている。
【００６７】
基材２９０は、一定の剛性を保つため、アルミニウム、鉄、又はステンレス等の金属材料で形成される。弾性層２９１は、通常、シリコンゴム、スポンジ状シリコンゴム、又はフッ素ゴム等のような耐熱性の高いゴム材料で形成される。摺動材２９２は、第１のパッド２９ａと第１の定着ベルト２０ａとの摺動抵抗を下げるためのものであり、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（パーフルオロエトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂繊維からなる織布により構成されている。
【００６８】
第１のパッド２９ａと第１の定着ベルト２０ａとの摺動抵抗を更に低減させるため、摺動材２９２に潤滑剤を含浸させてもよい。潤滑剤の例は、シリコンオイル及びシリコングリス、フッ素グリス等である。また、摺動材２９２の代わりに、弾性層２９１の表面に、低摩擦係数のコーティングを施してもよい。
【００６９】
通常、第１の定着ベルト２０ａの内側に配置されている第１のパッド２９ａは、第１の定着ベルト２０ａが回転駆動している状態では、第１のパッド２９ａと第１の定着ベルト２０ａ間の摩擦により、第１の定着ベルト２０ａの回転を止める方向にブレーキ力を付与している状態になっている。
【００７０】
第１のパッド２９ａは、第２のパッド２９ｂとの間で第１の定着ベルト２０ａを介して予め定められた圧力で加圧ニップ部Ｎ１の圧力を確保するために、第１のテンションローラ２５ａと第１の定着ローラ２１によって第１の定着ベルト２０ａに発生している張力に打ち勝って加圧ニップ部Ｎ１の圧力を確保している。
【００７１】
そのため、第１の定着ベルト２０ａの張力が強いほど、第１のパッド２９ａの加圧ニップ部Ｎ１面と第１の定着ベルト２０ａ内側との摩擦力が上昇して定着装置２ａの駆動トルクが上昇する。そこで、第１のサポートローラ２４ａ及び第１のパッド２９ａを第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂの媒体搬送方向Ｄ１の上流側に配置することで第１のパッド２９ａ及び第２のパッド２９ｂに第１の定着ベルト２０ａと第２の定着ベルト２０ｂの張力により第１のパッド２９ａ及び第２のパッド２９ｂをプレニップ部Ｎ２から引き離す力を弱めている。
【００７２】
さらに、実施の形態２に係る定着装置２ａでは、第１のパッド２９ａと第１の定着ベルト２０ａとの摩擦力を下げて、定着装置２ａの駆動トルクを下げている。これにより、定着装置２ａの駆動時の第１のパッド２９ａ及び第２のパッド２９ｂと定着ベルト内面との摩擦によって発生する異音も防止できる。
【００７３】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２における第１のサポートローラ２４ａと第２のサポートローラ２４ｂとの間の距離であるローラ間距離Ｌ［ｍｍ］と定着装置２ａの駆動トルクとの関係を示す図である。図１４(ａ)における横軸には、第１のサポートローラ２４ａと第２のサポートローラ２４ｂのローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が示されており、図１４（ａ）における縦軸には、このローラ間距離Ｌ［ｍｍ］を変化させたときの定着装置２ａの駆動トルク［Ｋｇｆ・ｃｍ］が示される。図１４(ｂ)に示されるように、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］は、第１のサポートローラ２４ａと第２のサポートローラ２４ｂとの間の距離を示している。
【００７４】
第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂとの間のローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が０［ｍｍ］の場合は、プレニップ部Ｎ２より下流側に媒体Ｐが搬送されず印刷不可になるため、実際には、そこまで距離を縮めることはできない。また、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が０［ｍｍ］より長い場合であっても、媒体Ｐがスムーズに加圧ニップ部Ｎ１まで搬送されない媒体搬送不良領域がある。本件の場合は、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が５．０［ｍｍ］以下の領域が媒体搬送不良領域であった。ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が５．０［ｍｍ］を超えたところで媒体搬送が安定する。
【００７５】
一方、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が２０．０［ｍｍ］を超えてしまうと、第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂとの間のニップ圧力が強くなりすぎ、適切ではない。以下、図１５(ａ)から(ｃ)を用いて、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］を長くしたときに発生するニップ圧力の変化について説明する。図１５（ａ）は、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］とプレニップ部Ｎ２の圧力との関係を示す図であり、図１５（ｂ）は、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］と第１の定着ベルト２０ａの形状との関係を示す図であり、図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）における第１のサポートローラ２４ａ部分を示す拡大図である。第１のパッド２９ａと第１の定着ベルト２０ａとの関係と、第２のパッド２９ｂと第２の定着ベルト２０ｂとの関係は同じ関係であるため、ここでは、第１のパッド２９ａと第１の定着ベルト２０ａの関係を元に説明する。
【００７６】
図１５（ａ）におけるＮ２で示された領域は、定着ベルトを介して第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂによって形成されたプレニップ部Ｎ２における圧力分布を示す領域であり、図１５（ａ）におけるＮ１で示された領域は、定着ベルトを介して第１の定着ローラ２１と第２の定着ローラ２２によって形成された加圧ニップ部Ｎ１における圧力分布を示す領域である。図１５（ｂ）における符号Ｃで示された領域は、第１のパッド２９ａの媒体搬送方向Ｄ１の上流側における角部である。
【００７７】
図１５（ｂ）及び（ｃ）における点線は、第１のサポートローラ２４ａ及び第２のサポートローラ２４ｂの距離であるローラ間距離Ｌ［ｍｍ］を変化させた（長くした）場合における、第１の定着ベルト２０ａの形状の変化を示している。図１５（ａ）における点線は、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］を変化させた場合におけるプレニップ部Ｎ２の圧力変化を示している。
【００７８】
図１５（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が長くなるに従い、第１の定着ベルト２０ａにおける曲率を持つ部分（角部Ｃ付近の曲がった部分）が、第１のパッド２９ａの下面における媒体搬送方向Ｄ１の下流側に移動する。また、図１５（ａ）に示されるように、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が長くなるに従い、プレニップ部Ｎ２における圧力が上昇している。これは、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が長くなると、第１のサポートローラ２４ａの角部Ｃに付勢される第１の定着ベルト２０ａの張力が強くなるためである。第１の定着ベルト２０ａの芯金は、金属製であり、剛性が硬いことから、第１のサポートローラ２４ａの角部Ｃにおける形状と、定着ベルトの角部Ｃにかかる部分における形状が一致しにくくなり、その結果、角部Ｃでは、第１のパッド２９ａが第２のパッド２９ｂと形成するプレニップ部Ｎ２面よりも下側に第１の定着ベルト２０ａがオーバーラップした形状になり、強いプレニップ部Ｎ２の圧力のピークを作る。この現象は、第２のパッド２９ｂでも同様であり、その結果として図１５(ａ)の点線部分に示されるように、第１のパッド２９ａ及び第２のパッド２９ｂにより形成されるプレニップ部Ｎ２における媒体搬送方向上流部分に強い圧力のピークが形成される。
【００７９】
第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂで形成されるプレニップ部Ｎ２の媒体搬送方向Ｄ１の上流側に圧力のピークが形成されると、プレニップ部Ｎ２に搬送されてきた媒体Ｐ上のトナー像Ｔは、十分に媒体Ｐ表面に定着されておらず、不安定な状態であるため、この強い圧力のピークによってトナーが動いて画ズレという現象を発生させる。
【００８０】
このような現象から、図１５（ａ）に示されるように、第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂの媒体搬送方向Ｄ１の上流側の角部Ｃに強い圧力のピークを発生させないためには、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］を５．０［ｍｍ］以上２０．０［ｍｍ］以下の範囲にする必要がある。実施の形態２に係る定着装置２ａでは、ローラ間距離Ｌ［ｍｍ］を、１３．０［ｍｍ］の長さとしている。
【００８１】
《２−２》実施の形態２の動作
実施の形態２に係る定着装置２ａの動作について、図１を参照しながら以下に説明する。画像形成装置１の電源がＯＦＦの状態及び印刷が実行されない待機時において、定着装置２ａの第１の定着ローラ２１と第２の定着ローラ２２、第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂは、それぞれ離間した状態となっている。
【００８２】
この状態において、画像形成装置１の印刷開始に伴い、図示せぬ当接機構により前記第１の定着ローラ２１と第２の定着ローラ２２、第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂが当接される。その際、媒体Ｐの搬送方向において、上流側より第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂが当接されることにより、プレニップ部Ｎ２が、第１の定着ローラ２１と第２の定着ローラ２２が当接されることにより、加圧ニップ部Ｎ１がそれぞれ形成される。
【００８３】
その後、第１の定着ローラ２１は、モータなどの駆動力発生手段で発生した駆動力を、ギヤ機構などの駆動力伝達手段を介して受け取り、図示せぬ駆動系により動力が付与され、矢印方向に回転運動を開始する。第１の定着ベルト２０ａは、第１の定着ローラ２１の回転に伴い、第１の定着ローラ２１との間に発生する摩擦力によって、従動し同方向に回転運動する。また、加圧ニップ部Ｎ１において第１の定着ベルト２０ａの移動力が第２の定着ベルト２０ｂに伝達し、第２の定着ベルト２０ｂは、第１の定着ベルト２０ａと等速で媒体Ｐを搬送する矢印方向に従動回転運動する。また、第２の定着ベルト２０ｂの移動力が第２の定着ローラ２２に伝達され第２の定着ローラ２２は、矢印方向に従動回転する。
【００８４】
一方、第１の定着ベルト２０ａの内側に配設されたハロゲンヒータ２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、第１の定着ローラ２１の駆動とほぼ同時に図示しない給電回路から電流が供給され発熱し、第１の定着ベルト２０ａを内側から加熱する。加熱された第１の定着ベルト２０ａは、非接触式の温度センサ２８によって検出され、図示しない制御部の温調回路に入力される。この温調回路は、検出された第１の定着ベルト２０ａの表面温度に基づいて、給電回路によるハロゲンヒータ２６ａ，２６ｂ，２６ｃへの給電を制御し、第１の定着ベルト２０ａの表面温度を目標の定着温度に維持する。
【００８５】
第１のパッド２９ａと第２のパッド２９ｂの表面には、摺動材２９２が巻かれており、第１の定着ベルト２０ａの内面と第２の定着ベルト２０ｂの内面との摩擦力を軽減しているのと同時に、第１のサポートローラ２４ａ及び第１のパッド２９ａを配置することにより、第１のパッド２９ａに付勢する第１の定着ベルト２０ａの上方向の圧力と、第２のパッド２９ｂに付勢する第２の定着ベルト２０ｂの下方向の圧力を軽減させている。これにより、定着装置２ａの駆動トルクを軽減することができる。
【００８６】
また、第１及び第２のサポートローラ２４ａ，２４ｂによって第１及び第２のパッド２９ａ，２９ｂによって形成されるプレニップ部Ｎ２の圧力分布において、突出して大きい圧力が生じる部分が無く、平坦化された圧力分布となる。これにより、媒体Ｐ上のトナー像Ｔに急激な圧力変動を与えることがなく、画ズレの発生が無い安定した画質を得ることができる。
【００８７】
《２−３》実施の形態２の効果
以上に説明したように、実施の形態２に係る定着装置２ａによれば、定着装置２ａにおける第１及び第２の定着ローラ２１，２２の媒体搬送方向Ｄ１の上流側に第１及び第２のパッド２９ａ，２９ｂを設けることにより、平坦な圧力分布となるニップ幅の広いプレニップ部Ｎ２を形成することができる。このため、プレニップ部Ｎ２において、媒体Ｐ上のトナー像Ｔに急激な圧力変動を与えることがなく、画ズレ、定着不良、グロスムラ（光沢度ムラ）等の画質劣化のない印刷物を提供することができる。
【００８８】
実施の形態２に係る定着装置２ａによれば、第１のサポートローラ２４ａと第２のサポートローラ２４ｂとの間の距離であるローラ間距離Ｌ［ｍｍ］が、５．０［ｍｍ］以上２０．０［ｍｍ］以下の範囲である。これにより、第１のパッド２９ａ及び第２のパッド２９ｂにより形成されるプレニップ部Ｎ２の媒体搬送方向Ｄ１の上流側の角部Ｃに強い圧力のピークを発生させることがなく、画ズレ及び定着不良等の画質劣化のない印刷物を提供することができる。
【００８９】
実施の形態２に係る定着装置２ａによれば、第１のパッド２９ａの上流側に第１のサポートローラ２４ａを配置し、第２のパッド２９ｂの上流側に第２のサポートローラ２４ｂを配置することで、第１のパッド２９ａと第１の定着ベルト２０ａとの摩擦力を下げ、定着装置２ａの駆動トルクを下げている。これにより、定着装置２ａの駆動時における第１及び第２のパッド２９ａ，２９ｂと第１及び第２の定着ベルト２０ａ，２０ｂの内面との摩擦によって発生する異音を軽減することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  画像形成装置、  ２，２ａ  定着装置、  ４  給紙カセット、  ５  給紙機構部、  ６ａ，６ｂ  給紙ローラ、  ７  分離パッド、  ８  搬送ローラ、  ９  レジストローラ、  １０  転写ベルト、  １２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ  トナー像形成部、  １３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ  感光ドラム、  １４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ  転写ローラ、  １６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ  帯電装置、  １７Ｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ  現像装置、  １８  排出機構部、  １８ａ  搬送ローラ、  １８ｂ  排出ローラ、  １９  排出部、  ２０ａ  第１の定着ベルト（上部定着ベルト）、  ２０ｂ  第２の定着ベルト（下部定着ベルト）、  ２１  第１の定着ローラ（上部定着ローラ）、  ２２  第２の定着ローラ（下部定着ローラ）、  ２４ａ  第１サポートローラ（上部サポートローラ）、  ２４ｂ  第２のサポートローラ（下部サポートローラ）、  ２５ａ  第１のテンションローラ（上部テンションローラ）、  ２５ｂ  第２のテンションローラ（下部テンションローラ）、  ２９ａ  第１のパッド、  ２９ｂ  第２のパッド、  Ｎ  ニップ部、  Ｎ１  加圧ニップ部、  Ｎ２  プレニップ部、  Ｐ  媒体、  Ｔ  トナー像。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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