(57)【要約】      （修正有）【課題】処理の高速化に対応でき、ダウンタイムが少なく、耐久性にも優れた定着装置等を提供する。【解決手段】定着装置５は、主ローラである加熱ローラ１１と補助ローラ１２に巻き掛けられた加熱ベルト１０（第１ベルト）と、押圧部材３０を内蔵した加圧ベルト２０（加圧ベルト）とで構成された回転部材で定着させる。加熱ベルト１０を介して加熱ローラ１１に加圧ベルト２０が押し付けられることにより、加圧ベルト２０が加熱ベルト１０に従動して回転する。用紙Ｓを挟み込む押圧領域ＮＡ１の下流側の近接した位置に、補助ローラ１２が配置されている。加熱ベルト１０のうち、押圧領域ＮＡ１の下流側に張り渡された部分が、押し込まれることにより、加圧ベルト２０に接した状態で加熱ローラ１１の側に湾曲している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像が形成されている媒体を移送しながら一対の回転部材で挟み込み、加熱及び加圧することによって前記トナー画像を前記媒体に定着させる定着装置であって、
前記回転部材の一方は、熱源を内蔵するとともに回転駆動される主ローラと、補助ローラとを含む複数のローラに巻き掛けられた柔軟性があり変形可能な円筒状の第１ベルトで構成され、
前記回転部材の他方は、押圧部材を内蔵するとともに回転可能に支持された、柔軟性があり変形可能な円筒状の第２ベルトで構成され、
前記押圧部材は、
主ローラに沿う押圧領域を加圧する押圧部と、
前記押圧部から下流側に配置された突出部と、
によって構成され、
前記第２ベルトは、前記押圧部材によって前記第１ベルトを介して前記主ローラに押し付けられ、そうすることによって、前記第２ベルトは、前記第１ベルトに従動して回転し、
前記補助ローラは、前記第２ベルトと前記主ローラに巻き掛けられた前記第１ベルトとが前記媒体を挟み込む領域である押圧領域の下流側の近接した位置に配置され、
前記第１ベルトのうち、前記押圧領域の下流側に前記主ローラと前記補助ローラとに張り渡された部分が、前記突出部に押し込まれ、そうすることによって、前記第１ベルトが、前記第２ベルトに接した状態で前記主ローラ側に湾曲している定着装置。
【請求項２】
トナー画像が形成されている媒体を移送しながら一対の回転部材で挟み込み、加熱及び加圧することによって前記トナー画像を前記媒体に定着させる定着装置であって、
前記回転部材の一方は、熱源を内蔵するとともに回転駆動される主ローラと、補助ローラとを含む複数のローラに巻き掛けられた柔軟性があり変形可能な円筒状の第１ベルトで構成され、
前記回転部材の他方は、押圧部材を内蔵するとともに回転可能に支持された、柔軟性があり変形可能な円筒状の第２ベルトで構成され、
前記第２ベルトは、前記押圧部材によって前記第１ベルトを介して前記主ローラに押し付けられ、そうすることによって、前記第２ベルトは、前記第１ベルトに従動して回転し、
前記第２ベルトの回転軸を前記主ローラの回転軸に対して傾斜させるベルト偏向抑制機構を備える定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置において、
前記ベルト偏向抑制機構は、
所定の揺動軸を中心に揺動可能に支持されて、前記第２ベルトを支持する一対の揺動アームと、
前記揺動軸から離れて位置する所定の回動軸を中心に同期して回動し、前記揺動アームの各々に作用するように設けられた一対のカムと、
を有し、
前記揺動アームの各々に作用する前記カムの各々の作用面が、非対称状になっている定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の定着装置において、
前記作用面が、前記回動軸を中心として当該作用面の一端から他端に向かって次第にカム径が大きくなる曲面で構成されており、
前記作用面を周方向に二等分する二等分線に対して、前記カムの各々の作用面が線対称になっている定着装置。
【請求項５】
トナーを用いて画像を媒体に形成する画像形成装置であって、
前記媒体を搬送する搬送装置と、
前記トナーで形成されたトナー画像を前記媒体に転写する転写装置と、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置と、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示する技術は、２ベルト方式を採用した、媒体にトナーを定着させる定着装置、及びそのような定着装置を備えた、プリンターや複写機等の画像形成装置に関し、その中でも特に、処理の高速化に対応する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着装置には、加圧ローラと加熱ローラからなる一対のローラで、トナーの画像が形成されている媒体（通常は用紙であるため、以下用紙とする）を加熱しながら挟持することで、トナーを用紙に定着させる方式（ローラ方式）がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ローラ方式の場合、用紙を押圧できる領域は相対するローラ径の曲率に依存するため、トナーを加熱及び加圧できる時間は限られる。そのため、処理の高速化が進むと、対応できなくなるおそれがある。ロール径を大きくすれば、押圧領域を拡大できるが、装置が大型化しエネルギー性能が悪化するなどの問題がある。
【０００４】
そこで、ローラに代えて、変形可能な筒状の無端ベルトを用いる方式（ベルト方式）が実用化されている（例えば特許文献２参照）。無端ベルトであれば、変形して押圧領域を容易に拡大できるので、小型の装置であっても、高速化に対応できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５５６３３１４号公報
【特許文献２】特開２０１６−９０８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２では、加圧側はローラで、加熱側が無端ベルトの１ベルト方式となっているが、加圧側及び加熱側ともに無端ベルトを用いた２ベルト方式もある。
【０００７】
その場合、一方の無端ベルトは、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動できる駆動ベルトとされ、他方の無端ベルトは、駆動ベルトに従動して回転する従動ベルトとされるのが一般的である。
【０００８】
２ベルト方式の場合、軸ズレ等により、これら駆動ベルト及び従動ベルトが軸方向の一方に寄っていく傾向がある。その場合、これらベルトの端部に負荷が加わって、ベルトの破損等、トラブルが発生するおそれがある。
【０００９】
また、ベルト方式を採用して押圧領域を拡大したことで用紙のカール悪化や、処理の高速化でベルトから用紙が剥離不良をおこすことで、ジャム（いわゆる紙詰まり）が多発するおそれがある。
【００１０】
そこで、開示する技術の目的は、処理の高速化に対応でき、ダウンタイムが少なく、耐久性にも優れた定着装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
開示する技術は、トナー画像が形成されている媒体を移送しながら一対の回転部材で挟み込み、加熱及び加圧することによって前記トナー画像を前記媒体に定着させる定着装置に関する。
【００１２】
前記回転部材の一方は、熱源を内蔵するとともに回転駆動される主ローラと、補助ローラとを含む複数のローラに巻き掛けられた柔軟性があり変形可能な円筒状の第１ベルトで構成されている。前記回転部材の他方は、押圧部材を内蔵するとともに回転可能に支持された、柔軟性があり変形可能な円筒状の第２ベルトで構成されている。前記押圧部材は、主ローラに沿う押圧領域を加圧する押圧部と、前記押圧部から下流側に配置された突出部とによって構成されている。前記第２ベルトは、前記押圧部材によって前記第１ベルトを介して前記主ローラに押し付けられている。そうすることによって、前記第２ベルトは、前記第１ベルトに従動して回転する。
【００１３】
すなわち、この定着装置は、２ベルト方式を採用している。従って、媒体にトナー画像を定着させる押圧領域が拡大されているので、処理の高速化に対応できる。
【００１４】
そして、この定着装置は、第１の特徴として、前記補助ローラは、前記第２ベルトと前記主ローラに巻き掛けられた前記第１ベルトとが前記媒体を挟み込む領域である押圧領域の下流側の近接した位置に配置されている。前記第１ベルトのうち、前記押圧領域の下流側に前記主ローラと前記補助ローラとに張り渡された部分が、前記突出部に押し込まれる。そうすることによって、前記第１ベルトが、前記第２ベルトに接した状態で前記主ローラ側に湾曲している。
【００１５】
主ローラに沿う押圧領域は、断面が湾曲しているので、押圧領域を通過する媒体も湾曲する。押圧領域が拡大すると、媒体が湾曲する部分も増加する。そうすると、加熱された第１ベルトに用紙上で溶融したトナーが接着材となることで第１ベルトから媒体が剥がれ難くなり、剥離不良やカール（媒体の変形）が悪化し、ジャムが多発し易くなる。
【００１６】
それに対し、この定着装置では、押圧領域の下流側の近接した位置に補助ローラが配置されていて、第１ベルトの張り渡されている部分が、押圧部材に押し込まれることによって第２ベルトに接した状態で主ローラ側に湾曲している。
【００１７】
それにより、押圧領域の下流側に新たな押圧領域（拡張押圧領域）が形成され、押圧領域が更に大きくなっている。媒体に作用する圧力の総量及び加圧時間が増加するので、トナー画像の定着が更に促進され、処理の高速化が安定して実現できる。
【００１８】
更に、拡張押圧領域の湾曲する方向が、押圧領域の湾曲する方向と逆であり、拡張押圧領域の曲率は、押圧領域の曲率よりも大きくなるので、押圧領域で湾曲した媒体は、その後、拡張押圧領域で逆方向に大きく湾曲する。従って、媒体の曲がりが戻されて、カールの発生が抑制される。
【００１９】
また、第１ベルトに媒体が張り付いても、逆方向に大きく曲げられるので、媒体は、第１ベルトから容易に剥がれるようになる。従って、剥離不良も抑制できる。
【００２０】
また、この定着装置は、第２の特徴として、前記第２ベルトの回転軸を前記主ローラの回転軸に対して傾斜させるベルト偏向抑制機構を備えている。
【００２１】
前述したように、２ベルト方式を採用したこの定着装置の場合、軸ズレ等により、第１ベルト及び第２ベルトが軸方向の一方に寄っていく傾向がある。その場合、これらベルトの端部に負荷が加わって、ベルトの破損等、トラブルが発生するおそれがある。
【００２２】
それに対し、この定着装置では、第２ベルトの回転軸を前記主ローラの回転軸に対して傾斜させるベルト偏向抑制機構が備えられているので、第１ベルト及び第２ベルトに「寄り」が生じた場合、その寄りと逆方向に寄りが生じるように、ベルト偏向抑制機構によって第２ベルトの回転軸を傾斜させることができる。そうすれば、寄りが相殺されることによって解消されるので、ベルトの破損等のトラブルを防止できる。
【００２３】
具体的には、前記ベルト偏向抑制機構は、所定の揺動軸を中心に揺動可能に支持されて、前記第２ベルトを支持する一対の揺動アームと、前記揺動軸から離れて位置する所定の回動軸を中心に同期して回動し、前記揺動アームの各々に作用するように設けられた一対のカムと、を有し、前記揺動アームの各々に作用する前記カムの各々の作用面が、非対称状になっているようにすればよい。
【００２４】
そうすれば、カムを回動するだけで、第２ベルトの回転軸が前記主ローラの回転軸に対して傾斜させることができ、比較的簡単な構造で、ベルト偏向抑制機構を実現できる。
【００２５】
その場合、前記作用面が、前記回動軸を中心として当該作用面の一端から他端に向かって次第にカム径が大きくなる曲面で構成されており、前記作用面を周方向に二等分する二等分線に対して、前記カムの各々の作用面が線対称になっているようにするとよい。
【００２６】
そうすれば、カムの回動で前記主ローラの回転軸に対して、第２ベルトの回転軸の傾斜を左右対称状に変化させることができるので、高精度な寄りの制御が可能になる。
【００２７】
このような定着装置を備えた画像形成装置、具体的には、トナーを用いて画像を媒体に形成する画像形成装置であって、前記媒体を搬送する搬送装置と、前記トナーで形成されたトナー画像を前記媒体に転写する転写装置と、前述した定着装置とを備えた画像形成装置であれば、定着装置でベルトの寄りが発生しても、その寄りが解消でき、また、寄りの発生を未然に防止することもできる。従って、耐久性が向上することでダウンタイムを少なくし、高い信頼性の定着装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２８】
開示する技術によれば、処理の高速化に対応でき、耐久性が向上し、ダウンタイムが少なく、高い信頼性の定着装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の画像形成装置を示す概略図である。
【図２Ａ】定着装置の主要部を模式的に示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａの矢印Ｉ方向から見た概略図である。
【図３】図２Ｂにおける矢印ＩＩ−ＩＩ線での概略断面図である。
【図４】図３の要部を拡大して示す概略図である。
【図５】押圧領域等の通過時における圧力の経時変化を示す図である。
【図６】図２Ａにおける矢印ＩＩＩ−ＩＩＩ線での概略断面図である。
【図７Ａ】支持部の構造を示す概略断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａにおける矢印ＩＶ−ＩＶ線での概略断面図である。
【図８】各カムの構造を示す概略斜視図である。
【図９】各カムの詳細な構造を説明するための図である。
【図１０】各カムの回転角度とプロファイルとの関係を示す図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、ベルト偏向抑制機構の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。便宜上、説明では左右等の方向を用いるが、左右等の方向に限るものではない。
【００３１】
（画像形成装置の構成）
図１に、本実施形態の画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、搬送装置２、転写装置３、現像装置４、定着装置５などで構成されている。
【００３２】
この画像形成装置１は、カラー画像が形成可能であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、４つの現像装置４が設けられている。各現像装置４は、トナータンク４ａから供給されるトナーを用いて各色の静電潜像を現像し、各色のトナー画像要素を転写ベルト３ａの上に形成する。
【００３３】
転写装置３は、これらトナー画像要素が重なるように転写ベルト３ａを移送する。それにより、転写ベルト３ａの上に１つの積層されたカラーのトナー画像が生成される。なお、単色の画像のみを形成する場合には、現像装置４は、画像形成装置１に１つであってもよい。
【００３４】
搬送装置２は、カセット２ａから用紙（媒体の一例）を一枚ずつ繰り出して搬送する。転写装置３は、転写ベルト３ａを駆動し、転写ベルト３ａに形成されたトナー画像を、転写領域３ｂに移送する。搬送装置２は、トナー画像が転写領域３ｂを通過するタイミングで用紙が転写領域３ｂを通過するように、用紙を搬送する。
【００３５】
そうして、用紙が転写領域３ｂを通過することで、トナー画像が用紙に転写される。トナー画像が転写された用紙は、定着装置５を通過した後、画像形成装置１から排出される。
【００３６】
（定着装置５）
用紙に転写されたトナー画像は、加熱及び加圧することにより、その用紙に定着させる必要がある。定着装置５は、トナー画像が形成されている用紙を移送しながら一対の回転部材で挟み込み、加熱及び加圧することによってトナー画像を用紙に定着させる。この定着装置５は、２ベルト方式を採用しており、回転部材の双方が、柔軟性があり変形可能な円筒状の無端ベルトで構成されている。
【００３７】
図２Ａ、図２Ｂ、図３に、定着装置５の主要部を模式的に示す。定着装置５は、回転部材の一方に、加熱ベルト１０（第１ベルト）、加熱ローラ１１（主ローラ）、補助ローラ１２、熱源１３などで構成された加熱側回転ユニットを有し、回転部材の他方に、加圧ベルト２０（第２ベルト）、押圧部材３０などで構成された加圧側回転ユニットを有している。図１に簡略化して示すように、定着装置５のこれら部材は、画像形成装置１の内部に設置されたフレーム６に支持されている。
【００３８】
（加熱側回転ユニット）
加熱ベルト１０は、円筒状の柔軟性があり変形可能な無端ベルトからなる。加熱ベルト１０は、複数の素材を積層して構成されている。例えば、ベルト基材の上に中間層及び剥離層を積層することによって構成されている。ベルト基材には、可撓性ないし柔軟性を有する金属や樹脂の肉薄な円筒体が用いられている。中間層には、ゴム等の弾性を有する素材が用いられ、剥離層には、フッ素樹脂等の滑り性に優れた素材が用いられている。ベルト基材、中間層及び剥離層は、当然ながら耐熱性にも優れている。なお、中間層は無くてもよい。
【００３９】
加熱ローラ１１は、円筒状の細長い部材からなり、熱伝導性に優れた素材で構成されている。加熱ローラ１１は、その長手方向の両端部に一対の支持軸１１ａ，１１ａを有している。これら支持軸１１ａ，１１ａがフレーム６に軸支されることにより、加熱ローラ１１は、回転軸Ｊｈを中心に回転可能となっている。
【００４０】
一方の支持軸１１ａは、画像形成装置１の内部に設置された駆動装置７（通常は、モータ）に連結されており、加熱ローラ１１は、その駆動装置７によって回転駆動される。それにより、加熱ローラ１１は、図３において矢印Ａで示す反時計回りの方向に回転する。
【００４１】
加熱ローラ１１の内部には、ハロゲンランプ等、回転軸方向（回転軸Ｊｈが延びる方向）に延びる熱源１３が設置されている。熱源１３は、加熱ローラ１１の回転に連動して作動するように制御され、回転する加熱ローラ１１の内部を加熱する。
【００４２】
補助ローラ１２は、加熱ローラ１１よりも小径の円柱状の細長い部材からなり、加熱ローラ１１の近傍に平行した状態で配置されている。補助ローラ１２も、その長手方向の両端部に一対の支持軸１２ａ，１２ａを有し、これら支持軸１２ａ，１２ａが、フレーム６に軸支されることにより、回転軸Ｊｒを中心に回転可能となっている。加熱ベルト１０は、これら加熱ローラ１１及び補助ローラ１２に張り渡るように巻き掛けられている。
【００４３】
従って、加熱ベルト１０は、加熱ローラ１１の回転に伴って、加熱ローラ１１及び補助ローラ１２の周囲を周回する（図３において反時計回り）。なお、補助ローラ１２以外にも、加熱ベルト１０を誘導する予備ローラを設けてもよい。加熱ベルト１０が加熱ローラ１１の外周面に密着し、加熱ローラ１１の回転に伴って、空回りすることなく、加熱ローラ１１及び補助ローラ１２の周囲を周回できればよい。
【００４４】
（加圧側回転ユニット）
加圧側回転ユニットは、一対の揺動アーム４０，４０（詳細は後述）を介して、フレーム６に支持されている。
【００４５】
加圧ベルト２０は、加熱ベルト１０と同様、円筒状の柔軟性があり変形可能な無端ベルトからなる。
【００４６】
押圧部材３０は、細長い部材からなり、加圧ベルト２０に内蔵されている。押圧部材３０は、加圧ベルト２０の内部空間のうち、加熱ローラ１１が位置する側に配置されている。押圧部材３０は、支持ビーム３１、押圧体３２、摺動シート３３などで構成されている。
【００４７】
支持ビーム３１は、断面が略ＩＩ形状をした柱状部材からなり、加圧ベルト２０に沿って延びるように配置されている。支持ビーム３１の両端部は、一対の揺動アーム４０，４０によって支持されている。なお、支持ビーム３１の形状は一例であり、仕様に応じて適宜変更できる。
【００４８】
押圧体３２は、ゴムまたは樹脂等によって構成された押圧部３２ａと、支持ビーム３１によって支持された、断面が略Ｕ形状をした基部３２ｂとを有する柱状部材からなる。その押圧体３２の外面は、滑り性に優れた摺動シート３３によって被覆されている。押圧部３２ａは、加熱ローラ１１と対向するように配置されている。押圧部３２ａの幅方向の一端には、加熱ローラ１１の側に向かって突出する突出部３４が設けられている。
【００４９】
押圧部材３０により、加圧ベルト２０は、加熱ベルト１０を介して加熱ローラ１１に押し付けられている。それにより、加圧ベルト２０と加熱ベルト１０とが接触し、加圧ベルト２０が支持されるとともに、接触範囲の大きな押圧領域ＮＡ１（用紙を挟み込む領域）が形成されている。
【００５０】
詳細には、加熱ベルト１０の、加熱ローラ１１に巻き掛けられている部分のうち、加熱ローラ１１から離れていく部分に、加圧ベルト２０が押し付けられている。それにより、加熱ベルト１０と加圧ベルト２０とが加熱ローラ１１の外周面に沿って接触する、断面が円弧状に湾曲した押圧領域ＮＡ１が形成されている。
【００５１】
この押圧領域ＮＡ１は、回転軸方向には、加圧ベルト２０の長手方向のほぼ全域にわたって形成されている。それにより、加圧ベルト２０は、加熱ローラ１１に沿うように支持されている。一方、加圧ベルト２０の押圧領域ＮＡ１から離れた領域では、加圧ベルト２０の両端部が、後述するベルト規制部材５１の外周面に接触可能な状態になっている。
【００５２】
加圧ベルト２０は、押圧領域ＮＡ１で加熱ベルト１０に接触しているので、摩擦抵抗により、加熱ベルト１０の周回に従動して、回転軸Ｊｐを中心に回転する（図３において時計回り）。
【００５３】
この定着装置５では、図３に矢印Ｂで示す方向から、搬送装置２によって用紙（符号Ｓで示す）が定着装置５に搬送される。その際、定着装置５では、加熱ローラ１１が、用紙の搬送速度に合わせて回転駆動される。また、熱源１３が加熱され、加熱ローラ１１を通じて加熱ベルト１０が加熱される。加熱ローラ１１の回転に伴って加熱ベルト１０が周回するとともに加圧ベルト２０が回転する。
【００５４】
用紙は、トナー画像を加熱ベルト１０の側に向けた状態で、押圧領域ＮＡ１の上流側（加熱ベルト１０と加圧ベルト２０との接触が開始する側）に導入される。押圧領域ＮＡ１に導入される用紙は、押圧領域ＮＡ１で加熱及び加圧されながら、押圧領域ＮＡ１の下流側（加熱ベルト１０と加圧ベルト２０との接触が終了する側）に移送され、押圧領域ＮＡ１から導出される。
【００５５】
（第１の工夫）
押圧領域ＮＡ１は、断面が湾曲しているので、押圧領域ＮＡ１を通過する用紙も湾曲する。処理の高速化に伴って押圧領域ＮＡ１を拡大すると、用紙が湾曲する部分も増加する。そうすると、トナー画像が形成されている側の加熱ベルト２０に用紙上で溶融したトナーが接着材となることで、湾曲方向に周回する加熱ベルト１０から用紙が剥がれ難くなり、剥離不良やカール（用紙の変形）が悪化し、用紙ジャムが多発し易くなる。そこで、この定着装置５では、そのような不具合を抑制するための工夫が施されている。
【００５６】
具体的には、補助ローラ１２を、押圧領域ＮＡ１の下流側の近接した位置に配置し、加熱ベルト１０の押圧領域ＮＡ１の下流側の部分を、加圧ベルト２０とともに押圧部材３０で押し込むことにより、その下流側部分が加圧ベルト２０に接した状態で加熱ローラ１１側に湾曲するようにした。
【００５７】
詳細には、図４に拡大して示すように、回転軸方向から見た場合に、補助ローラ１２は、押圧領域ＮＡ１の下流側から僅かに離れて位置するとともに、押圧領域ＮＡ１の押圧中心Ｐｃ（押圧領域ＮＡ１を略二等分する点であり、通常は押圧力が最大となる加熱ローラ１１の外周上の点）の近傍を通る接線Ｌｔに、加熱ローラ１１の側から接する位置に配置されている。
【００５８】
そして、押圧領域ＮＡ１の下流側において加熱ローラ１１と補助ローラ１２との間に張り渡されている加熱ベルト１０の部分（加熱ローラ１１及び補助ローラ１２のいずれにも接していない部分、張設部分２０ａ）が、加圧ベルト２０とともに、押圧部材３０の突出部３４によって加熱ローラ１１の側に押し込まれている。それにより、加熱ベルト１０の張設部分２０ａは、加圧ベルト２０に押圧した状態で、接線Ｌｔを越えて加熱ローラ１１の側に湾曲している。
【００５９】
それにより、押圧領域ＮＡ１の下流側に新たな押圧領域（拡張押圧領域ＮＡ２）が形成され、押圧領域が更に大きくなっている。
【００６０】
図５に、この定着装置５における定着処理での圧力変化を例示する。従来であれば、二点鎖線で示すように、圧力が加わるのは押圧領域ＮＡ１に限られるのに対し、この定着装置５の場合、拡張押圧領域ＮＡ２が形成されているので、用紙に作用する圧力の総量及び加圧時間が増加する。その結果、トナー画像の定着が更に促進されるので、処理の高速化が安定して実現できる。
【００６１】
更に、拡張押圧領域ＮＡ２の湾曲する方向が、押圧領域ＮＡ１の湾曲する方向と逆であり、拡張押圧領域ＮＡ２の曲率が、押圧領域ＮＡ１の曲率よりも大きくなっている。それにより、押圧領域ＮＡ１で湾曲した用紙は、その後、拡張押圧領域ＮＡ２で逆方向に大きく湾曲するので、用紙の曲がりが戻されて、カールの発生が抑制される。
【００６２】
また、押圧領域ＮＡ１で加熱ベルト１０の側に用紙が張り付いても、逆方向に大きく曲げられるので、用紙は、加熱ベルト１０から容易に剥がれるようになる。従って、剥離不良も抑制できる。
【００６３】
（第２の工夫）
加熱ベルト１０は、加熱ローラ１１と補助ローラ１２とに架け渡されていて、これらの周囲を周回するように構成されている。１軸で軸支されているローラと異なり、加熱ローラ１１及び補助ローラ１２の２軸で軸支されているので、これらに軸ズレが生じると、加熱ベルト１０に、寄り（ベルトがその幅方向の一方に寄っていく現象）が発生する。
【００６４】
加熱ベルト１０に寄りが発生した場合、その寄りに伴って、加圧ベルト２０にも寄りが発生する。その結果、加熱ベルト１０や加圧ベルト２０の一方の端部に負荷が加わるようになり、ベルトの破損等、トラブルが発生するおそれがある。そこで、この定着装置５では、そのような不具合を抑制するための工夫が施されている。
【００６５】
具体的には、加圧ベルト２０に強制的に寄りを発生させて、その寄りの方向が制御できるように、加圧ベルト２０の回転軸Ｊｐを加熱ローラ１１の回転軸Ｊｈに対して傾斜させるベルト偏向抑制機構が備えられている。
【００６６】
図２Ａ、図２Ｂ、図６に示すように、ベルト偏向抑制機構は、一対の揺動アーム４０，４０、一対のカム４１，４１などで構成されている。また、ベルト偏向抑制機構を駆動制御するために、ベルト偏向抑制機構には、圧力センサ４２、カム駆動制御装置４３なども併設されている。
【００６７】
一対の揺動アーム４０，４０は、前述したように、加圧側回転ユニットを支持する部材である。各揺動アーム４０は、帯板状の同一部材からなる。各揺動アーム４０は、一方の端部（基端部）に形成された軸支部４０ａと、他方の端部（揺動端部）に形成されたカム係合穴４０ｂと、これら軸支部４０ａ及びカム係合穴４０ｂの間の部位に設けられた支持部５０とを有している。
【００６８】
これら揺動アーム４０，４０は、左右方向に間隔を隔てて対向状に配置されている。各揺動アーム４０は、フレーム６に軸支部４０ａを介して支持されることにより、揺動軸Ｊｓを中心に揺動可能となっている。図６に示すように、本実施形態における揺動軸Ｊｓは、押圧領域ＮＡ１の下流側の位置であって、押圧中心Ｐｃを通る接線Ｌｓから加圧ベルト２０の側に離れた位置に配置されている。
【００６９】
押圧中心Ｐｃでの押圧力が、所定の強さで、接線Ｌｓと略直交する方向に作用するように、各揺動アーム４０及び加圧側回転ユニットは、構成及び配置されている。
【００７０】
図７Ａ、図７Ｂに示すように、各支持部５０は、加圧側回転ユニットを支持している。具体的には、支持ビーム３１の各端部が、各支持部５０に固定されている。また、各支持部５０には、加圧ベルト２０の横ズレを規制するベルト規制部材５１が設けられている。
【００７１】
これらベルト規制部材５１は、対向方向に突出する円筒状の環部５１ａと、環部５１ａの縁から径方向外側に張り出す鍔部５１ｂとを有し、円筒状の摺動ガイド５２に回転可能な状態で取り付けられている。環部５１ａが、加圧ベルト２０の内部に突出することにより、加圧ベルト２０の脱落が防止されている。
【００７２】
鍔部５１ｂは、加圧ベルト２０の端部が寄ってきた場合に、加圧ベルト２０の端部を受け止め、加圧ベルト２０が左右に大きくずれるのを規制する。各鍔部５１ｂには、加圧ベルト２０の端部から受ける圧力を検知し、カム駆動制御装置４３に出力する圧力センサ４２が設置されている。
【００７３】
カム係合穴４０ｂは、揺動アーム４０を貫通する円形の穴からなる。カム係合穴４０ｂの内周面は、円滑な円筒状に形成されている。これらカム係合穴４０ｂの各々の内側に、一対のカム４１，４１の各々が位置している。
【００７４】
各カム４１は、図８に示すように、１本のカム軸４１ａに、間隔を隔てて左右方向に対向した状態で固定されている。そして、これら左右のカム４１，４１（左カム４１Ｌ、右カム４１Ｒともいう）が、各揺動アーム４０のカム係合穴４０ｂの内側に位置するように、カム軸４１ａが、フレーム６に回動可能に支持されている。
【００７５】
それにより、左右のカム４１Ｌ，４１Ｒは、揺動軸Ｊｓから大きく離れて位置する回動軸Ｊｋを中心に同期して回動するようになっている。カム軸４１ａの一端は、サーボモータなどの駆動装置を含むカム駆動制御装置４３に連結されている。
【００７６】
各カム４１は、肉厚な楕円状の部材からなる。各カム４１の外周面には、各カム係合穴４０ｂに作用する作用面４１ｂが形成されている。左右のカム４１Ｌ，４１Ｒの作用面４１ｂは、非対称状に形成されている。
【００７７】
具体的には、図９に示すように、各カム４１の作用面４１ｂは、回動軸Ｊｋを中心とした円滑な曲面で形成されている。その曲面は、作用面４１ｂの一端から他端に向かって次第にカム径（回動軸Ｊｋからの距離）が大きくなるように構成されている。そして、図９に示すように、その作用面４１ｂを、回動軸Ｊｋを通る線で周方向に二等分した場合、その二等分線Ｌｎに対し、左カム４１と右カム４１とで、作用面４１ｂが線対称になっている。
【００７８】
例えば、左右のカム４１Ｌ，４１Ｒの作用面４１ｂのうち、二等分線Ｌｎと交わる点（中点Ｐｍ）の回動軸Ｊｋからの距離（カム径Ｋ１）は、左カム４１Ｌと右カム４１Ｒで同じである。そして、中点Ｐｍから離れた作用面４１ｂの同じ位置では、左カム４１Ｌと右カム４１Ｒでカム径が異なっている。カム径の大小関係は、中点Ｐｍを境に左カム４１Ｌと右カム４１Ｒで逆転し、二等分線Ｌｎに対して線対称な位置Ａと位置Ｃでは、左カム４１Ｌのカム径と右カム４１Ｒのカム径は同じになっている。
【００７９】
図１０に、これら左右のカム４１Ｌ，４１Ｒの回動によって揺動する各揺動アーム４０の変位量の軌跡（カムプロファイル）を例示する。実線が左側の揺動アーム４０のカムプロファイルを表しており、鎖線が右側の揺動アーム４０のカムプロファイルを表している。
【００８０】
通常、左右のカム４１Ｌ，４１Ｒは、その作用面４１ｂが加熱ローラ１１の側に向き、左右のカム４１Ｌ，４１Ｒの作用面４１ｂの中点Ｐｍがカム係合穴４０ｂに接する位置に保持されている（基準位置Ｂ）。
【００８１】
加圧ベルト２０が加熱ベルト１０から押し返される力の作用により、カム係合穴４０ｂの内周面は、左右のカム４１Ｌ，４１Ｒの作用面と常に接するように構成されている。その基準位置から、所定の範囲で両方向に回動した位置に変位することにより、一対の揺動アーム４０，４０は揺動する。
【００８２】
基準位置Ｂでは、カム係合穴４０ｂに作用する左右のカム４１Ｌ，４１Ｒのカム径が同じであるため、加圧ベルト２０が加熱ベルト１０に押し付けられる力は、回転軸方向の全域にわたって同じになる。この場合、加圧ベルト２０の回転軸Ｊｐは加熱ローラ１１の回転軸Ｊｈに平行した状態になる。従って、加熱ローラ１１及び補助ローラ１２の各回転軸Ｊｈ、Ｊｒが適正であれば、加熱ベルト１０及び加圧ベルト２０に寄りが発生することなく、定着装置５を作動させることができる。
【００８３】
カム軸４１ａが回動変位し、例えば、位置Ａになると、左カム４１Ｌのカム径Ｋ２は、右カム４１Ｒのカム径Ｋ３より大きいので、加圧ベルト２０の左側は、右側に比べて強く加熱ベルト１０に押し付けられる。
【００８４】
加圧ベルト２０は、熱ベルトとの摩擦抵抗によって回転するため、加圧ベルト２０の回転力は、左側が右側よりも高くなる。それにより、図１１の（ａ）に示すように、加圧ベルト２０の回転軸Ｊｐの左側が押圧領域ＮＡ１の下流側に移行するとともに、回転軸Ｊｐの右側が押圧領域ＮＡ１の上流側に移行するので、回転軸Ｊｐが、加熱ローラ１１の回転軸Ｊｈに対して傾斜した状態になる。
【００８５】
その結果、加圧ベルト２０に左側に向かう力が作用するので、加圧ベルト２０及び加熱ベルト１０の双方は、左側に寄っていくようになる。
【００８６】
逆に、位置Ｃになると、左カム４１Ｌのカム径Ｋ３は、右カム４１Ｒのカム径Ｋ２より小さいので、加圧ベルト２０の右側が左側に比べて強く加熱ベルト１０に押し付けられ、加圧ベルト２０の回転力は、右側が左側よりも高くなる。それにより、図１１の（ｂ）に示すように、回転軸Ｊｐの右側が押圧領域ＮＡ１の下流側に移行するとともに、回転軸Ｊｐの左側が押圧領域ＮＡ１の上流側に移行し、回転軸Ｊｐが回転軸Ｊｈに対して傾斜した状態になる。
【００８７】
その結果、加圧ベルト２０に右側に向かう力が作用するので、加圧ベルト２０及び加熱ベルト１０の双方は、右側に寄っていくようになる。
【００８８】
従って、この定着装置５では、ベルト偏向抑制機構が備えられているので、加圧ベルト２０及び加熱ベルト１０の双方に対し、必要に応じて左右の方向に寄りを発生させ、その強さを制御することができる。
【００８９】
具体的には、加圧ベルト２０に寄りが発生した場合、その方向及び程度が圧力センサ４２によって検知され、その検出値がカム駆動制御装置４３に出力される。カム駆動制御装置４３は、その検出値に基づいてカム軸４１ａを基準位置から回転制御し、寄りの程度に応じて加圧ベルト２０の回転軸Ｊｐを傾斜させ、加圧ベルト２０に、寄りの方向に対して逆に向かう力を作用させる。
【００９０】
そうすることで、加圧ベルト２０の寄りは減少していく。加圧ベルト２０が適切な状態に復帰すると、カム駆動制御装置４３は、カム軸４１ａを回転制御し、基準位置に戻す。
【００９１】
このように、この定着装置５では、加圧ベルト２０に寄りが発生しても、ベルト偏向抑制機構により、その寄りを解消できるので、ベルトの破損等のトラブルの発生が抑制される。その結果、耐久性が向上することでダウンタイムを少なくし、高い信頼性の定着装置を提供することができる。
【００９２】
なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、熱源１３も加熱ベルト１０に内蔵し、加熱側回転ユニットではなく、加圧側回転ユニットの側に加熱機能を持たせてもよい。揺動軸Ｊｓが押圧領域ＮＡ１の上流側に位置し、カム係合穴４０ｂが押圧領域ＮＡ１の下流側に位置するように、揺動アーム４０が逆向きに配置してあってもよい。支持部の構造や、カムの向きや構造も一例である。
【符号の説明】
【００９３】
１  画像形成装置
５  定着装置
１０  加熱ベルト（第１ベルト）
１１  加熱ローラ（主ローラ）
２０  加圧ベルト（第２ベルト）
２０ａ  張設部分
３０  押圧部材
４０  揺動アーム
４０ａ  軸支部
４０ｂ  カム係合穴
４１  カム
４１ｂ  作用面
ＮＡ１  押圧領域
ＮＡ２  拡張押圧領域
Ｐｃ  押圧中心
Ｊｈ  回転軸
Ｊｐ  回転軸
Ｊｓ  揺動軸
Ｊｋ  回動軸
Ｌｔ  接線
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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