(57)【要約】【課題】エンドレスベルトに設けられた導電性発熱体へ安定した給電を行うことのできる加熱装置の提供。【解決手段】導電性プーリ１５の外周面に設けた噛合部を、エンドレスベルト１０の内周面に設けられた導電性歯付きベルト１１の凹凸部に噛み合わせて接触させる。外部から供給された電力は、噛合部及び導電性歯付きベルト１１を通じてエンドレスベルト１０の導電性発熱体に供給されて、エンドレスベルト１０が発熱する。導電性歯付きベルト１１と噛合部とが互いに噛み合った状態で接触しているため、導電性歯付きベルト１１と噛合部との間で摺動が生じることを低減或いはなくすことができる。そのため、摩耗や削れにより生じる微粉が導電性歯付きベルト１１と噛合部との間に混入することを抑制できる。したがって、エンドレスベルト１０の導電性発熱体へと安定的に給電することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性発熱体を有し、回転する無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周面に前記導電性発熱体と電気的に接続されて設けられた受電部と、
前記無端ベルトの内周面にその外周面を対向させて配置され、前記無端ベルトと同方向に回転する導電性の回転体と、
前記回転体の外周面に前記受電部と接触されて設けられ、前記受電部に電力を供給する給電部と、を備え、
前記受電部は凹凸形状に形成された導電性の凹凸部を有し、前記給電部は前記凹凸部に噛み合う形状に形成された導電性の噛合部を有することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記無端ベルトを架け渡す複数のローラをさらに備え、前記回転体は前記複数のローラのいずれかと同軸に設けられることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記複数のローラのいずれかを回転駆動して前記無端ベルトを回転させるベルト駆動手段をさらに備え、前記回転体は前記ベルト駆動手段によって前記ローラのいずれかが回転駆動されることに応じて回転することを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記無端ベルトの内周面にその外周面を対向させて配置され、前記無端ベルトと同方向に回転する複数のプーリと、前記回転体を回転駆動する回転体駆動手段とをさらに備え、前記複数のプーリのうち少なくとも１つが前記回転体により構成され、前記回転体駆動手段による前記回転体の回転駆動に応じて前記無端ベルトを回転させることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記導電性発熱体は、導電性材料によって前記無端ベルトに一体形成された発熱層であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
電極を有するばね部材をさらに備え、前記回転体は前記ばね部材と接触する接触板を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に搭載される定着装置などの加熱装置に関する。特に、導電性発熱体を有する無端ベルトを備えた加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式などの画像形成装置では、紙等の記録材上に現像されたトナー画像を加熱／加圧することによって当該記録材にトナー画像を定着させている。近年では、プリント時間の短縮や省エネルギの観点から、定着ベルト等の無端ベルトに設けられた導電性発熱体に対して電力供給（給電ともいう）を行い、該導電性発熱体を発熱させて記録材を加熱する、ベルト部材加熱式の加熱装置が提案されている。
【０００３】
ベルト部材加熱式の加熱装置において、外部電源から導電性発熱体への給電は、無端ベルトに設けられた導電性発熱体に接続された受電部に給電部を接触させて行われている。一例として、無端ベルトを張架するローラの外周面に電極（給電部）を設け、該電極を無端ベルトの内周面に設けられた発熱抵抗体よりなる通電発熱片（受電部）に常時接触させて、通電発熱片への給電を行うものがある（特許文献１）。あるいは、無端ベルトの外側（又は内側）に圧接給電ブラシ（給電部）を配設し、該圧接給電ブラシを無端ベルトの外周面（又は内周面）に設けられた導電性材料からなる発熱層（受電部）に常時接触させて、発熱層への給電を行うものがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６４４１４号公報
【特許文献２】特開平５−１７３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来では、ローラに設けられた給電部と無端ベルトに設けられた受電部とが、凹凸の少ない面で接触するため摺動してしまい、摩耗や削れが生じる可能性がある。また、これにより生じた微粉が受電部と給電部との接触部分に入り込む可能性もある。このような受電部と給電部の摩耗や削れ、微粉の混入が生じると、給電部から受電部への給電安定性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、無端ベルトに設けられた導電性発熱体への電力供給を安定的に行うことのできる加熱装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る加熱装置は、導電性発熱体を有し、回転する無端ベルトと、前記無端ベルトの内周面に前記導電性発熱体と電気的に接続されて設けられた受電部と、前記無端ベルトの内周面にその外周面を対向させて配置され、前記無端ベルトと同方向に回転する導電性の回転体と、前記回転体の外周面に前記受電部と接触されて設けられ、前記受電部に電力を供給する給電部と、を備え、前記受電部は凹凸形状に形成された導電性の凹凸部を有し、前記給電部は前記凹凸部に噛み合う形状に形成された導電性の噛合部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、凹凸部により常時噛み合った状態にある受電部と給電部とを介して給電することができるので、受電部と給電部との間で摺動が生じにくくなり、もって導電性発熱体へ安定的に給電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定着装置を示す外観斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る定着装置の全体構成を示す上面概略図である。
【図３】エンドレスベルトの断面を示す拡大図である。
【図４】第１実施形態に係る導電性歯付きベルトの凹凸部の形状を示す拡大図である。
【図５】第１実施形態に係る導電性プーリの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るプレ加熱装置及び定着装置を示す外観斜視図である。
【図７】第２実施形態に係るプレ加熱装置の全体構成を示す上面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について、図１乃至図５を用いて説明する。まず、本実施形態に係る定着装置１の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１１】
加熱装置としての定着装置１は、加熱部２と加圧ローラ５０とを有する。すなわち、定着装置１は、対向配置された加圧ローラ５０と加熱部２とを圧接して定着ニップ部を形成する。そして、加熱部２は加圧ローラ５０と協働して、未定着トナー像の形成された記録材Ｐを定着ニップ部で搬送する。記録材Ｐは、定着ニップ部を通過する際に加熱部２と加圧ローラ５０とによって加圧されると共に、加熱部２の無端ベルトとしてのエンドレスベルト１０が発熱することで加熱される。こうして、未定着トナー像の形成された記録材Ｐが定着ニップ部を通過する際に、未定着トナーは加熱／加圧され定着画像として記録材Ｐに定着される。
【００１２】
加熱部２は、導電性発熱体を有する無端状のエンドレスベルト１０と、円筒状の張架ローラ１２と、円筒状のテンションローラ１３とを備える。エンドレスベルト１０は、導電性発熱体として導電性材料からなる発熱層を有し、該発熱層は電力供給（給電）を受けることに応じて発熱する。なお、本明細書でベルトと言った場合、フィルム状のものも含む。
【００１３】
＜エンドレスベルト＞
ここで、エンドレスベルト１０について図３を用いて説明する。エンドレスベルト１０は、環状に形成された基体１０ａの外周側に、発熱層１０ｂ、弾性層１０ｃ、表層１０ｄを順に重ねた多層構造になっている。基体１０ａには、耐熱性及び耐屈曲性を必要とすることに鑑みて耐熱性樹脂が用いられる。ただし、後述する発熱層１０ｂと同じ熱膨張率の材質である方が好ましく、また強度、耐熱性、電気絶縁性に優れた材質であることが望まれるので、基体１０ａにはポリイミド樹脂を用いるとよい。さらに、熱容量を小さくする一方で機械的強度を高くする必要があることに鑑みれば、基体１０ａは例えば８０μｍ程度の厚みとするのがよい。
【００１４】
発熱層１０ｂは、電力供給に応じて発熱する導電性材料にて形成される層である。発熱層１０ｂには、所望の電気抵抗（内部抵抗）を持ち、かつ印加する電圧の大小によって発熱時の熱量の変わる導電性材料が用いられる。例えば、エンドレスベルト１０の長手方向（回転方向に交差する方向、図２の左右方向）の長さが２２０ｍｍ、ベルト周長が２００ｍｍ、厚みが２０μｍの発熱層１０ｂを形成する場合には、電気抵抗を約２０Ωに調整できる導電性材料が用いられる。この場合、発熱層１０ｂの両端に１００ボルトの直流電圧又は交流電圧を印加すると、発熱層１０ｂに約５アンペア程度の電流が流れて、発熱層１０ｂは約５００ワットの熱量で発熱する。
【００１５】
発熱層１０ｂを形成する導電性材料は、電圧印加に応じて所望の熱量で発熱する電気抵抗を持つものであればどのようなものであってもよい。ただし、導電性材料を無端状かつフィルム状に加工する必要がある場合には、発熱を繰り返すことによる劣化、電流が流れることによる劣化、さらには屈曲されることによる劣化などへの耐久性を考慮する必要がある。これに鑑みると、導電性材料として主に用いられるのは、耐熱性樹脂にカーボンを分散混入して電気抵抗を調整したカーボン分散タイプと、耐熱性樹脂に金属皮膜をコーティングして電気抵抗を調整した金属皮膜タイプの２種類に大別される。耐熱性樹脂には、熱硬化性ポリイミド、芳香族ポリアミド（アラミド）、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂を用いるとよく、その中でも特に熱硬化性ポリイミドを用いるのが最も好適である。カーボン分散タイプの導電性材料としては、例えばポリイミド樹脂にカーボンを均一に分散させて電気抵抗を調整したカーボン分散ポリイミドなどがある。
【００１６】
他方、金属皮膜タイプの導電性材料は、耐熱性樹脂と金属薄膜とを積層したものである。金属皮膜タイプの導電性材料を製造する方法は公知の方法であってよく、例えば耐熱性樹脂のフィルムと金属箔とを接着剤等によって貼り合わせる方法、耐熱性樹脂フィルム上に電解めっき、無電解めっき、蒸着等の手段により金属薄膜を形成する方法などがある。また、金属薄膜に用いる金属には、例えばモリブデン、ニッケルクロム合金、酸化チタン、酸化インジウムスズなどがある。これら耐熱性樹脂の層と金属薄膜の層の各々は、約１００Å〜１００００Å（オングストローム）程度の範囲内で、発熱層１０ｂとして所望の熱量を発熱し得る電気抵抗が得られる適宜の厚さに形成される。
【００１７】
弾性層１０ｃは、上述した発熱層１０ｂの外周を被覆するシリコーンゴム層である。弾性層１０ｃは記録材Ｐが定着ニップ部を通過する際に、記録材Ｐの表面の凹凸に追従することで、記録材Ｐ上の未定着トナーに対し包み込むようにして均一に熱を与える。弾性層１０ｃがこのように機能することで、高光沢で定着ムラのない良質な画像が得られる。しかし、弾性層１０ｃはその厚みが薄すぎると十分な弾性が得られなくなり、良質な画像を得ることができなくなる。反対に、弾性層１０ｃはその厚みが厚すぎると熱容量が大きくなり、発熱層１０ｂの発熱に応じてベルト表面が所定温度に達するまでに時間がかかる。そのため、発熱層１０ｂの厚みは、３０μｍ〜５００μｍ好ましくは２００μｍ程度とするのが望ましい。記録材Ｐの凹凸への追従性を上げることを重視すれば、発熱層１０ｂは厚く、例えば５００μｍ程度の厚みに形成されればよい。一方、ベルト表面を所定温度まで素早く上昇させることを重視すれば、発熱層１０ｂは薄く形成されればよく、極端であるが形成されなくてもよい。実際には、上記の追従性や温度上昇等が勘案された上で発熱層１０ｂは適宜の厚さに形成されている。
【００１８】
表層１０ｄは、弾性層１０ｃの外周を被覆するフッ素樹脂層である。表層１０ｄは、該エンドレスベルト１０にトナーを付着しにくくするために設けられる。すなわち、表層１０ｄはトナーに対する離型性を維持するためのものである。表層１０ｄは離型層とも呼ばれる。表層１０ｄはフッ素樹脂チューブ（例えばＰＦＡチューブ）で被覆する、もしくはフッ素樹脂からなる塗料（例えばラテックスゴムにフッ素樹脂を混ぜたもの）を塗布する、などして弾性層１０ｃの外周に形成されればよい。表層１０ｄの厚みは、所望の耐久性に応じて５μｍ〜５０μｍ程度であればよい。なお、弾性層１０ｃ及び表層１０ｄは、発熱層１０ｂに対する絶縁層としても機能する。
【００１９】
＜導電性歯付きベルト＞
図１乃至図２の説明に戻り、エンドレスベルト１０の内周面の両端部には、受電部としての導電性歯付きベルト１１が設けられている。導電性歯付きベルト１１は、例えば導電性ゴムのような弾性ある導電性材料で形成され、エンドレスベルト１０の発熱層１０ｂと電気的に接続されて発熱層１０ｂに給電し得るようになっている。導電性歯付きベルト１１は凹凸形状に形成された凹凸部１１ａを有する凹凸部材であり、この凹凸部１１ａの形状の一例を図４（ａ）〜（ｅ）に示した。図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、導電性歯付きベルト１１の凹凸部１１ａは台形状、半円状、先端が平坦に形成された半楕円状、先端に凹部の形成された半楕円状、三角形状などの各種形状に形成される。なお、図４（ａ）〜（ｅ）では、凸状に形成された凹凸部１１ａを例に示したがこれに限らず、凹状に形成された凹凸部１１ａであってよい。ただし、その場合でも、凹凸部１１ａは、後述する導電性プーリ１５（より詳しくは後述の噛合部１５ｂ：図５参照）と噛み合う形状に形成される。
【００２０】
図１乃至図２に示すように、エンドレスベルト１０は、複数のローラ間に、ここでは所定の間隔を空けて並行に配置された張架ローラ１２とテンションローラ１３の２つのローラ間に架け渡される。張架ローラ１２は、フレームなどの不図示の固定部分に回転自在に軸支され、外部から駆動力を与えることによって回転するようになっている。ここでは、張架ローラ１２の軸１２ａにベルト駆動手段としての駆動ギア１６が設けられ、不図示のモータ等の駆動源から発生される駆動力が駆動ギア１６を介して軸１２ａへ伝達されることにより、張架ローラ１２は回転する。一方、テンションローラ１３は、軸受け部１７に回転自在に軸支されている。軸受け部１７には圧縮コイルばね１８が設けられており、圧縮コイルばね１８はテンションローラ１３を軸受け部１７ごと張架ローラ１２と反対向きに押す。これによって、エンドレスベルト１０は張架ローラ１２とテンションローラ１３との間に緩みのない状態で張架される。
【００２１】
エンドレスベルト１０は、回転する張架ローラ１２との間に生じる摩擦力によって回転される。ここに示す加熱部２では、エンドレスベルト１０と張架ローラ１２間の摩擦力は、テンションローラ１３が圧縮コイルばね１８によって押圧され、張架ローラ１２とテンションローラ１３との間に十分なテンションが張られることにより、一定以上に保たれる。そして、エンドレスベルト１０と張架ローラ１２との間の摩擦力は、加圧ローラ５０によってさらに増加される。すなわち、加熱部２の張架ローラ１２側には、エンドレスベルト１０を挟んで加圧ローラ５０が対向配置され、加圧ローラ５０は軸受け部５１に回転自在に軸支されている。軸受け部５１には、圧縮コイルばね５２が設けられている。圧縮コイルばね５２は加圧ローラ５０を軸受け部５１ごと張架ローラ１２側に押すので、加圧ローラ５０はエンドレスベルト１０を挟持しつつ張架ローラ１２側に常時加圧された状態となる。このように加圧ローラ５０は張架ローラ１２側に常時加圧された状態にあるので、これによってエンドレスベルト１０と張架ローラ１２との間の摩擦力は増加される。
【００２２】
張架ローラ１２には、プーリ１４が軸１２ａの両端部に固定されて取り付けられている。一方、テンションローラ１３には、回転体としての導電性プーリ１５が軸１３ａの両端部に取り付けられている。なお、プーリ１４は、非導電性とすることが好ましいが、導電性としてもよい。導電性とした場合、例えば軸１２ａとの間に絶縁性のブッシュを設けて、プーリ１４を介して軸１２ａに電気が流れないようにする。また、エンドレスベルト１０が架け渡されたときに、これらプーリ１４及び導電性プーリ１５はともに、エンドレスベルト１０の内周面に設けられた導電性歯付きベルト１１に対し外周面が対向する位置に配置されている。これらプーリ１４及び導電性プーリ１５は、エンドレスベルト１０と同方向に回転する。
【００２３】
上述したように、加圧ローラ５０はエンドレスベルト１０を挟持しつつ張架ローラ１２側に常時加圧された状態にある。ただし、加圧ローラ５０は導電性歯付きベルト１１を除いた範囲を加圧している。具体的には、加圧ローラ５０の回転軸方向長さが、エンドレスベルト１０のベルト幅から両端部に設けられた導電性歯付きベルト１１のベルト幅の合計を減算して求められる長さ以下に設定される。
【００２４】
導電性プーリ１５の外側（エンドレスベルト１０の反対側）には、板ばね１９が不図示の固定部分に固定配置されている。板ばね１９は、導電率が高く、高い弾性力を有する板状の部材により形成され、電極として機能する。板ばね１９は図示を省略した外部電源に接続されて、該外部電源から電力供給を受ける。そして、板ばね１９は相対する導電性プーリ１５の側面を押圧して、導電性プーリ１５に常時接触した状態を維持する。板ばね１９の導電性プーリ１５に接触する面にはカーボンチップが設けられ、該カーボンチップを導電性プーリ１５に接触させることで、導電性プーリ１５に対して電力を効率的に供給できるようにしている。このようにして、導電性プーリ１５には板ばね１９を通じて外部電源から電力が供給される。なお、導電性プーリ１５は、板ばね１９によって側面が押圧された状態であっても回転できる。
【００２５】
＜導電性プーリ＞
導電性プーリ１５について、図５を用いて説明する。図５は、導電性プーリの構成の一例を示す斜視図である。
【００２６】
図５に示すように、導電性プーリ１５は、円板状の接触板１５ａと、該接触板１５ａに取り付けられた噛合部１５ｂと、ブッシュ１５ｃとにより構成されている。そして、テンションローラ１３の軸１３ａを貫通させるための孔が中央部に形成され、ブッシュ１５ｃを介して軸１３ａに支持されている。接触板１５ａは導電性材料で形成され、上述した板ばね１９と接触する。噛合部１５ｂは導電性材料で形成され、ブッシュ１５ｃは絶縁性材料で形成されている。そして、噛合部１５ｂの内側にブッシュ１５ｃが嵌め込まれている。こうして噛合部１５ｂとブッシュ１５ｃとを絶縁することにより、板ばね１９からの電力供給に応じて生ずる電流が軸１３ａに流れることなく、エンドレスベルト１０の発熱層１０ｂに流れるようにしている。
【００２７】
給電部としての噛合部１５ｂは、導電性プーリ１５の外周面が導電性歯付きベルト１１の凹凸部１１ａと噛み合うように設けられている。そのため、導電性プーリ１５は、エンドレスベルト１０の発熱層１０ｂに対し、噛合部１５ｂ及び導電性歯付きベルト１１を介して安定した電力供給（給電）を行うことができる。すなわち、導電性ゴムで形成された導電性歯付きベルト１１は、導電性プーリ１５の噛合部１５ｂに弾性変形して噛み合う。導電性歯付きベルト１１と導電性プーリ１５とが噛み合うので、導電性歯付きベルト１１と導電性プーリ１５とが接触する範囲は従来に比べて増える。導電性歯付きベルト１１と導電性プーリ１５とが接触する範囲が増せば、導電性歯付きベルト１１と導電性プーリ１５との間に電流が流れやすくなり、より安定的に給電を行うことができるようになる。なお、噛合部１５ｂは、例えば導電性の円筒部材の外周に、導電性歯付きベルト１１の凹凸部１１ａと噛み合う形状に形成された導電性のベルト部材を巻き回したものであってもよい。
【００２８】
次に、定着装置１の動作について説明する。まず、不図示のモータ等の駆動源から発生される駆動力によって、駆動ギア１６が回転される。駆動ギア１６が回転すると、駆動ギア１６に軸１２ａが固定されている張架ローラ１２が回転する。張架ローラ１２が回転すると、加圧ローラ５０によって張架ローラ１２との間で摩擦力が増加された状態にあるエンドレスベルト１０が回転する。また、エンドレスベルト１０は張架ローラ１２と共にテンションローラ１３に架け渡されているので、テンションローラ１３はエンドレスベルト１０に対し従動回転する。つまり、張架ローラ１２とテンションローラ１３とでは回転が同期する。このとき、テンションローラ１３の軸１３ａに取り付けられた導電性プーリ１５及び張架ローラ１２の軸１２ａに取り付けられたプーリ１４は、エンドレスベルト１０の内周面両端部に設けられた導電性歯付きベルト１１と噛み合った状態にある。
【００２９】
エンドレスベルト１０は定着ニップ部を通る記録材Ｐを加熱するが、エンドレスベルト１０を発熱させるために、不図示の外部電源から板ばね１９に対して電力が供給される。板ばね１９に電力が供給されると、導電性プーリ１５及び導電性歯付きベルト１１を介してエンドレスベルト１０の発熱層１０ｂに電流が流れ、これにより発熱層１０ｂは発熱する。このとき、エンドレスベルト１０の表面温度が所定温度（例えば２００℃）に維持されるように、外部電源から供給される電力は制御され得る。エンドレスベルト１０が発熱した状態で、未定着トナー像の形成された記録材Ｐが定着ニップ部に挟持搬送されることによって、記録材Ｐ上の未定着トナーは加熱／加圧される。すると、未定着トナーは溶融／混色するので、その後、これを冷却することによって未定着トナー像を定着画像として記録材Ｐに定着させる。
【００３０】
上述のように、未定着トナー画像の転写された記録材Ｐは、エンドレスベルト１０と加圧ローラ５０との間の定着ニップ部を通るように挟持搬送される。通常、加圧ローラ５０によって摩擦力が増加された状態にある張架ローラ１２とエンドレスベルト１０は、スリップが生じ難い状態にある。ただし、張架ローラ１２が小径化されたり加圧ローラ５０との間にかかるローラ圧が軽圧化されたりした場合には、エンドレスベルト１０と張架ローラ１２との間の摩擦力が低下してスリップが生じやすくなる。しかし、そうした場合であっても、本実施形態に係る定着装置１によれば、プーリ１４が導電性歯付きベルト１１を介してエンドレスベルト１０を補助的に回転する。つまり、エンドレスベルト１０と張架ローラ１２間の摩擦力が低くても、導電性歯付きベルト１１と噛み合うプーリ１４の補助的な駆動により、スリップを生じさせることなく（或いはスリップを低減させて）エンドレスベルト１０を回転させ得る。
【００３１】
以上のように、導電性プーリ１５の外周面が導電性歯付きベルト１１の凹凸部１１ａに噛み合う形状となる噛合部１５ｂを設けて、噛合部１５ｂをエンドレスベルト１０の内周面に設けられた導電性歯付きベルト１１の凹凸部１１ａに噛み合わせて接触させる。導電性プーリ１５には、板ばね１９を介して不図示の外部電源から給電され、外部電源から供給された電力は、噛合部１５ｂ及び導電性歯付きベルト１１を通じてエンドレスベルト１０の発熱層１０ｂに供給されて、発熱層１０ｂが発熱する。こうして受電部である導電性歯付きベルト１１と給電部である噛合部１５ｂとが互いに噛み合った状態で接触しているため、導電性歯付きベルト１１と噛合部１５ｂとの間で摺動が生じることを低減或いはなくすことができる。この結果、導電性歯付きベルト１１と噛合部１５ｂとの間で摩耗や削れが生じにくくなり、これにより生じる微粉が導電性歯付きベルト１１と噛合部１５ｂとの間に混入することも抑制できる。したがって、エンドレスベルト１０の発熱層１０ｂへと安定的に給電することができ、もって効率良く適正な温度に記録材Ｐを加熱することができるようになる。
【００３２】
また、導電性歯付きベルト１１の凹凸部１１ａと噛合部１５ｂとを噛み合わせて、導電性歯付きベルト１１と導電性プーリ１５とが接する範囲を増やしているので、導電性プーリ１５から発熱層１０ｂへとより安定した給電を行うことができる。
【００３３】
さらに、エンドレスベルト１０と張架ローラ１２との間の摩擦力が低いような場合であっても、スリップを生じさせることなく（或いはスリップを低減させて）エンドレスベルト１０を回転できることから、記録材Ｐの搬送性を向上させることができる。
【００３４】
なお、上述した定着装置１では、板ばね１９をテンションローラ１３に設けた導電性プーリ１５に接触させ、該導電性プーリ１５を介してエンドレスベルト１０を発熱させるようにしたがこれに限らない。例えば、張架ローラ１２に設けたプーリ１４を導電性として、これに張架ローラ１２に設けた板ばね１９を介して不図示の外部電源から給電させ、エンドレスベルト１０を発熱させるようにしてもよい。
【００３５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について、図６乃至図７を用いて説明する。図６乃至図７に示す加熱装置としてのプレ加熱装置１００は、未定着トナー像の形成された記録材を予め所定温度まで加熱してから定着装置１へと送り出すものである。この場合、プレ加熱装置１００は定着装置１と組み合されて用いられる。図６では、図１に示した定着装置１を用いた場合を例に示しているが、勿論、定着装置はこれに限られない。なお、本実施形態のプレ加熱装置１００は、上述の第１実施形態で説明した加熱部２と概略同様の構成を有するため、説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
プレ加熱装置１００は、エンドレスベルト１０と、円筒状の張架ローラ１２と、円筒状のテンションローラ１３とを備える。エンドレスベルト１０の内周面の両端部には、導電性歯付き部材としての導電性歯付きベルト１１が設けられている。エンドレスベルト１０は、所定の間隔を空けて並行に配置された張架ローラ１２とテンションローラ１３間に架け渡される。このエンドレスベルト１０は、上述したように発熱層１０ｂを有する多層構造である（図３参照）。
【００３７】
張架ローラ１２は、フレームなどの不図示の固定部分に回転自在に軸支されている。図７に示すように、張架ローラ１２には、異なる径のギア部２５ａとプーリ部２５ｂとの２段構成の導電性の段ギアプーリ２５が同軸上に、つまり軸１２ａの両端部に固定的に取り付けられている。段ギアプーリ２５のギア部２５ａは、回転体駆動手段としての駆動ギア２６と噛み合っている。段ギアプーリ２５には、不図示のモータ等の駆動源から発生される駆動力が駆動ギア２６を介して伝達され、これにより段ギアプーリ２５が回転する。段ギアプーリ２５が回転すると、張架ローラ１２が回転する。段ギアプーリ２５のプーリ部２５ｂは、エンドレスベルト１０を架け渡したときに、その外周面がエンドレスベルト１０の内周面に設けられた導電性歯付きベルト１１の凹凸部１１ａと噛み合う形状に形成されている。つまり、段ギアプーリ２５のプーリ部２５ｂは、上述した導電性プーリ１５の噛合部１５ｂと同様の構成である（図５参照）。
【００３８】
テンションローラ１３は、圧縮コイルばね１８によって軸受け部１７ごと張架ローラ１２と反対向きに押されることにより、張架ローラ１２との間でエンドレスベルト１０を緩みのない状態で張架する。テンションローラ１３は、エンドレスベルト１０を介して張架ローラ１２に従動回転する。テンションローラ１３には、プーリ１４が軸１３ａの両端部に取り付けられている。なお、プーリ１４は、非導電性とすることが好ましいが、導電性としてもよい。導電性とした場合、例えば軸１３ａとの間に絶縁性のブッシュを設けて、プーリ１４を介して軸１３ａに電気が流れないようにする。また、プーリ１４は軸１３ａに回転可能に取り付けるようにしてもよい。
【００３９】
段ギアプーリ２５のギア部２５ａの外側（エンドレスベルト１０の反対側）には、板ばね１９が不図示の固定部分に固定配置されている。板ばね１９は相対する段ギアプーリ２５のギア部２５ａの側面を押圧することで、段ギアプーリ２５に常時接触した状態を維持する。板ばね１９は図示を省略した外部電源から電力供給を受けて、段ギアプーリ２５に対して電力を供給する。このようにして、段ギアプーリ２５には板ばね１９を通じて不図示の外部電源から電力が供給される。
【００４０】
次に、プレ加熱装置１００の動作について説明する。まず、不図示のモータ等の駆動源から発生される駆動力によって、駆動ギア２６が回転される。駆動ギア２６の回転に応じて段ギアプーリ２５が回転すると、段ギアプーリ２５のギア部２５ａに噛み合う導電性歯付きベルト１１へ駆動力が伝達されて、エンドレスベルト１０が回転する。エンドレスベルト１０を張架している張架ローラ１２及びテンションローラ１３は、エンドレスベルト１０に対し従動回転する。
【００４１】
エンドレスベルト１０を発熱させるために、不図示の外部電源から板ばね１９に対して電力が供給される。板ばね１９に電力が供給されると、段ギアプーリ２５及び導電性歯付きベルト１１を介してエンドレスベルト１０の発熱層１０ｂに電流が流れ、これにより発熱層１０ｂは発熱する。導電性ゴムで形成された導電性歯付きベルト１１は、段ギアプーリ２５のプーリ部２５ｂに弾性変形して噛み合うので、接触面積が増えてエンドレスベルト１０の発熱層１０ｂに安定的に給電を行うことができる。また、段ギアプーリ２５のプーリ部２５ｂは、電流を軸１３ａへ流すことなくエンドレスベルト１０に流すので、これによってもエンドレスベルト１０の発熱層１０ｂに安定的に給電を行うことができる。給電されたエンドレスベルト１０は発熱して、エンドレスベルト１０上（無端ベルト上）に載置された記録材Ｐを加熱する。
【００４２】
図６に示すようにして、加熱された記録材Ｐは、未定着トナー像の形成されていない面をエンドレスベルト１０側にしてエンドレスベルト１０上に載置された状態で定着装置１へと搬送される。ところで、プレ加熱装置１００は、上述した定着装置１（図１参照）と異なり加圧ローラを有していない。そのため、プレ加熱装置１００では、加圧ローラを有する定着装置１に比べ、張架ローラ１２とエンドレスベルト１０との間に生じる摩擦力が比較的に小さい。張架ローラ１２とエンドレスベルト１０との間の摩擦力が比較的に小さい場合に、エンドレスベルト１０を張架ローラ１２との摩擦力により駆動させようとすると、スリップが生じやすくなる。そこで、本実施形態に係るプレ加熱装置１００では、エンドレスベルト１０を導電性歯付きベルト１１に噛み合わせた段ギアプーリ２５の回転によって駆動するようにしている。要は、段ギアプーリ２５によりエンドレスベルト１０は直接的に回転駆動される。このような段ギアプーリ２５の直接的な駆動によって、エンドレスベルト１０と張架ローラ１２との間の摩擦力が小さくても、スリップを生じさせることなく（或いはスリップを低減させて）エンドレスベルト１０を回転させることができる。これにより、エンドレスベルト１０上に載置された記録材Ｐの搬送性を向上させられる。
【００４３】
この点、図１乃至図２に示した加熱部２においては、軸１２ａに取り付けられたプーリ１４が、プレ加熱装置１００の段ギアプーリ２５と同じようにエンドレスベルト１０を直接的に回転駆動しているようにも見える。しかし、上述の加熱部２では、対向配置された張架ローラ１２と加圧ローラ５０とがエンドレスベルト１０を高い圧力で挟持することにより、エンドレスベルト１０と張架ローラ１２との間に高い摩擦力を生み出している。そして、エンドレスベルト１０はこの高い摩擦力によって回転駆動される。このように、エンドレスベルト１０は高い圧力で挟持されているが故に、エンドレスベルト１０を直接的に回転駆動させるのは難しい。
【００４４】
以上のように、図６乃至図７に示すプレ加熱装置１００でも、上述した加熱部２と同様の効果が得られる。すなわち、受電部である導電性歯付きベルト１１と給電部であるプーリ部２５ｂとが互いに噛み合った状態で接触するため、導電性歯付きベルト１１とプーリ部２５ｂとの間で摺動が生じることを低減或いはなくすことができる。そのため、摩耗や削れにより生じる微粉が導電性歯付きベルト１１とプーリ部２５ｂとの間に混入することを抑制できる。したがって、エンドレスベルト１０の発熱層１０ｂへと安定的に給電することができ、もって効率良く適正な温度に記録材Ｐを加熱することができるようになる。
【００４５】
また、導電性歯付きベルト１１の凹凸部１１ａとプーリ部２５ｂとを噛み合わせて接触範囲を増やしているので、導電性プーリ１５から発熱層１０ｂへとより安定した給電を行うことができる。
【００４６】
さらに、本実施形態のプレ加熱装置１００では、エンドレスベルト１０を導電性歯付きベルト１１と噛み合う段ギアプーリ２５によって直接的に回転駆動する。すなわち、エンドレスベルト１０は、張架ローラ１２との摩擦力によってのみ回転するのではなく、主に段ギアプーリ２５によって回転される。こうすると、加圧ローラ５０（図１参照）がない故に、例え張架ローラ１２とエンドレスベルト１０間の摩擦力が低くても、エンドレスベルト１０にはスリップが生じ難くなるので、記録材Ｐの搬送性を向上させることができる。
【００４７】
なお、エンドレスベルト１０の両端部にエンドレスベルト１０とは別体の導電性歯付きベルト１１を設けた例を示したがこれに限らず、導電性歯付きベルト１１はエンドレスベルト１０に一体形成されてもよい。あるいは、発熱層１０ｂの両端部を図４に示したような凹凸状にすることにより、導電性歯付きベルト１１を形成してもよい。また、導電性発熱体としては、エンドレスベルト１０に一体形成された導電性材料からなる発熱層１０ｂを例に示したが、これに限らず、例えばフィルム状の発熱抵抗体よりなる通電発熱片などの公知の他の部材であってもよい。
【００４８】
なお、本発明に係る加熱部２は、トナー像を転写する以前に記録材を加熱するために用いてもよい。そうした場合、定着器を通ることによる記録材のカールを低減するカセットヒータと同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…定着装置、２…加熱部、１０…エンドレスベルト、１０ｂ…発熱層、
１１…導電性歯付きベルト、１１ａ…凹凸部、１２…張架ローラ、
１３…テンションローラ、１４…プーリ、１５…導電性プーリ、１５ｂ…噛合部、
１９…板ばね、２５…段ギアプーリ、２５ｂ…プーリ部、５０…加圧ローラ、
１００…プレ加熱装置、Ｐ…記録材
【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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