(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルトと、
前記ベルトの外周面に接触し回転駆動する回転駆動体と、
前記回転駆動体と対向する位置で前記ベルトの内周面に接触する対向支持体と、
前記対向支持体に対して前記回転駆動体側とは反対側に離れた位置で前記ベルトの内周面に接触する回転支持体と、
前記ベルトに張力を付与する張力付与手段とを備えるベルト装置であって、
前記対向支持体と前記回転支持体との距離を維持しつつ、これらを前記回転駆動体に対して接近離間する方向に一体的に移動可能に保持するベルト支持体保持部材と、
前記対向支持体を前記回転駆動体に向かって付勢する付勢手段とを備え、
前記回転支持体の軸方向一端部側に回転駆動力が付与されるように構成し、
前記ベルト支持体保持部材は、回転駆動力が付与されることによって前記回転支持体の軸方向一端部側に生じる付勢力を受けることを特徴とするベルト装置。
【請求項２】
無端状のベルトと、
前記ベルトの外周面に接触し回転駆動する回転駆動体と、
前記回転駆動体と対向する位置で前記ベルトの内周面に接触する対向支持体と、
前記対向支持体に対して前記回転駆動体側とは反対側に離れた位置で前記ベルトの内周面に接触する回転支持体と、
前記ベルトに張力を付与する張力付与手段とを備えるベルト装置であって、
前記対向支持体と前記回転支持体との距離を維持しつつ、これらを前記回転駆動体に対して接近離間する方向に一体的に移動可能に保持するベルト支持体保持部材と、
前記対向支持体を前記回転駆動体に向かって付勢する付勢手段とを備え、
前記回転支持体は、その軸方向一端部に端部ギヤを有すると共に、前記端部ギヤにこれと噛み合うギヤから回転駆動力が伝達されるように構成され、
前記ベルト支持体保持部材を、前記端部ギヤと噛み合う前記ギヤの回転中心を中心として円弧状に移動可能に構成したことを特徴とするベルト装置。
【請求項３】
無端状のベルトと、
前記ベルトの外周面に接触し回転駆動する回転駆動体と、
前記回転駆動体と対向する位置で前記ベルトの内周面に接触する対向支持体と、
前記対向支持体に対して前記回転駆動体側とは反対側に離れた位置で前記ベルトの内周面に接触する回転支持体と、
前記ベルトに張力を付与する張力付与手段とを備えるベルト装置であって、
前記対向支持体と前記回転支持体との距離を維持しつつ、これらを前記回転駆動体に対して接近離間する方向に一体的に移動可能に保持するベルト支持体保持部材と、
前記対向支持体を前記回転駆動体に向かって付勢する付勢手段とを備え、
前記ベルト支持体保持部材を、前記回転駆動体に対して接近離間する方向に直線状に移動可能に構成し、
前記回転支持体は、その軸方向一端部に端部ギヤを有すると共に、前記端部ギヤにこれと噛み合う第１のギヤ及び当該第１のギヤと噛み合う第２のギヤを介して回転駆動力が伝達されるように構成され、
前記第１のギヤを、前記ベルト支持体保持部材の移動に伴って前記第２のギヤの回転中心を中心として円弧状に移動可能に構成したことを特徴とするベルト装置。
【請求項４】
前記ベルト支持体保持部材は、前記回転支持体を保持する回転支持体保持部と、前記対向支持体を保持する対向支持体保持部とを有し、
前記回転支持体保持部を、前記端部ギヤと噛み合う前記ギヤの回転中心を中心として円弧状に移動可能に構成し、
前記対向支持体保持部を、前記回転駆動体に対して接近離間する方向に直線状に移動可能に構成した請求項２に記載のベルト装置。
【請求項５】
前記回転支持体保持部を前記端部ギヤと噛み合う前記ギヤの回転中心を中心として円弧状に案内する円弧状ガイド部と、前記対向支持体保持部を前記回転駆動体に対して接近離間する方向に直線状に案内する直線状ガイド部とを備え、
前記回転支持体保持部と前記対向支持体保持部とを相対的に回転可能に組み付けた請求項４に記載のベルト装置。
【請求項６】
前記第１のギヤを前記端部ギヤに向かって付勢する付勢部材を備える請求項３に記載のベルト装置。
【請求項７】
前記端部ギヤの回転中心と前記第１のギヤの回転中心とを通る直線から、前記第１のギヤの回転方向に向かって、前記第１のギヤの回転中心と前記第２のギヤの回転中心とを通る直線に至るまでの角度をθ、前記第１のギヤから前記端部ギヤへ伝達される回転駆動力の圧力角をαとすると、
−９０°−α≦θ≦９０°−αの関係を満たすようにθ及びαを設定した請求項３に記載のベルト装置。
【請求項８】
前記端部ギヤと前記第１のギヤとの回転中心間距離が一定となるように前記端部ギヤに対する前記第１のギヤの接近を規制する規制部を備える請求項３、６、７のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項９】
前記ベルトと前記回転支持体の少なくとも一方の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段を保持する温度検知手段保持部材とを備え、
前記温度検知手段保持部材は、前記温度検知手段と前記回転支持体との距離を維持しつつ、前記ベルト支持体保持部材と一緒に移動可能に構成された請求項１から８のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項１０】
前記回転支持体を加熱する発熱体を備え、
前記温度検知手段保持部材は、前記発熱体を保持する発熱体保持部を有する請求項９に記載のベルト装置。
【請求項１１】
前記ベルト支持体保持部材は、前記付勢手段によって前記回転駆動体側とは反対側の端部を前記回転駆動体に向かって押圧され、
前記ベルト支持体保持部材に設けられた保持孔の前記付勢手段による押圧方向の寸法を、前記保持孔に回転可能に挿入される前記回転支持体の端部の同方向の寸法よりも大きくした請求項１から１０のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項１２】
前記ベルト支持体保持部材を、前記回転支持体の軸方向両端部側にそれぞれ配置し、
各ベルト支持体保持部材を同一部品にて構成した請求項１から１１のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のベルト装置を用いて、前記ベルトと前記回転駆動体との間に記録媒体を通過させて当該記録媒体上の未定着画像を定着することを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の定着装置を備え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、ベルト装置、ベルト装置を用いた定着装置、及びこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置として、ベルト装置を用いたものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００７−５７９２７号公報）には、図１８に示すようなベルト装置を用いた定着装置の構成が開示されている。この定着装置は、加熱ローラ１００と、加熱ローラ１００から離れた位置に配置された定着パッド２００と、加熱ローラ１００と定着パッド２００とに巻き掛けられた無端状の定着ベルト３００と、定着ベルト３００を介して定着パッド２００に対して圧接する加圧ローラ４００等を備える。定着ベルト３００は、加熱ローラ１００に内包されたヒータによって加熱されると共に、回転駆動する加圧ローラ４００によって図の矢印方向に従動回転する。この状態で、定着ベルト３００と加圧ローラ４００とが互いに圧接するニップ部Ｎに用紙Ｐが搬送されることにより、用紙Ｐ上の未定着画像が熱と圧力によって定着される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図１８に示すような構成において、ニップ部を形成するには、加圧ローラと定着パッドの少なくとも一方を他方に対して接近する方向へ付勢する必要がある。しかしながら、そのために、仮に加圧ローラを定着パッドに対して接近離間する方向に移動可能に構成すると、加圧ローラが駆動ローラとして機能する場合に、加圧ローラに付与される回転駆動力によってニップ圧（ニップ部の圧力）が変化する。
【０００５】
一般的に加圧ローラにはギヤを介して駆動源から回転駆動力が伝達されるが、ギヤ同士の噛み合い位置によっては、加圧ローラに対して定着ベルト側に近づく方向の力、あるいは反対に定着ベルトから遠ざかる方向の力が作用する。これにより、ニップ圧が大きくなったり小さくなったりする。また、ギヤに生じるトルクの経時的な変化によっても、ニップ圧が変化する。このように、加圧ローラを移動可能に構成すると、ニップ圧が変化し、安定した定着性が得られない虞がある。
【０００６】
また、ギヤが加圧ローラの軸方向一端部側にのみ設けられている場合は、上記のような回転駆動力によるニップ圧の変化が定着ベルトの幅方向の片側で生じるため、幅方向の一端部側と他端部側とでニップ圧に差が生じることになる。この場合、定着ベルトに蛇行が生じ、定着ベルトの破損に至る虞がある。
【０００７】
一方、加圧ローラを移動させずに、定着パッドを移動させるようにすると、上記のような加圧ローラを移動可能にした場合の不具合の発生を防止することが可能である。しかしながら、この場合、位置固定された加熱ローラに対して定着パッドが移動すると、定着ベルトを支持する部材間の距離が変化するため、定着ベルトに付与される張力が変化する。その結果、定着ベルトの張力が大きくなると、定着ベルトを回転させるための駆動トルクが大きくなり、反対に張力が小さくなると、定着ベルトの蛇行が生じやすくなり、定着ベルトが破損する虞がある。
【０００８】
なお、このようなベルト支持部材間の距離の変化に起因するベルトの張力変化の課題は、定着装置のみならず、同様の構成のベルト装置においても起こり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、無端状のベルトと、前記ベルトの外周面に接触し回転駆動する回転駆動体と、前記回転駆動体と対向する位置で前記ベルトの内周面に接触する対向支持体と、前記対向支持体に対して前記回転駆動体側とは反対側に離れた位置で前記ベルトの内周面に接触する回転支持体と、前記ベルトに張力を付与する張力付与手段とを備えるベルト装置であって、前記対向支持体と前記回転支持体との距離を維持しつつ、これらを前記回転駆動体に対して接近離間する方向に一体的に移動可能に保持するベルト支持体保持部材と、前記対向支持体を前記回転駆動体に向かって付勢する付勢手段とを備え、前記回転支持体の軸方向一端部側に回転駆動力が付与されるように構成し、前記ベルト支持体保持部材は、回転駆動力が付与されることによって前記回転支持体の軸方向一端部側に生じる付勢力を受けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、対向支持体と回転支持体とが、互いの距離を維持しつつ回転駆動体に対して接近離間する方向に一体的に移動するので、ベルトに付与される張力が変化するのを防止できる。これにより、ベルトの張力が増大することによる駆動トルクの上昇や、反対にベルトの張力が低下することによるベルトの蛇行を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
【図４】比較例に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図である。
【図５】比較例に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図である。
【図７】温度検知手段保持部材の斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
【図１０】加熱ローラ保持部と定着パッド保持部とを組み付ける前の状態を示す図である。
【図１１】加熱ローラ保持部と定着パッド保持部とを組み付けた状態を示す図である。
【図１２】加熱ローラ保持部と定着パッド保持部が移動する際の動作を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る定着装置と、本発明の第３実施形態に係る定着装置の、それぞれにおけるベルト支持体保持部材の移動に伴うニップ圧とニップ幅の変化を示すグラフである。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る定着装置における第１のギヤに生じる力を説明するための図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る定着装置における第１のギヤに生じる力を説明するための図である。
【図１８】従来の定着装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１３】
まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的な電子写真方式のカラープリンタである。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。モノクロプリンタや、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも本発明の構成を適用可能である。
【００１４】
画像形成装置１の装置本体の中央には、画像形成部としての４つのプロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋが配置されている。各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的に、各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋは、潜像担持体としての感光体と、感光体の表面を帯電させる帯電手段としての帯電装置と、感光体の表面に現像剤を供給する現像手段としての現像装置と、感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置等を備える。現像剤としては、例えば、外添剤としてオイル含有シリカを含むトナーを用いることができる。
【００１５】
また、各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋは、画像形成装置１の装置本体に対して着脱可能に構成されている。本実施形態では、図１の一点鎖線で示すように、装置本体の上部カバー３を上方へ回動させて開くことで、各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋを上方へ取り外したり、反対に上方から取り付けたりすることができるようになっている。
【００１６】
各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋの上方には、感光体の表面を露光する露光装置４が配置されている。露光装置４は、上部カバー３に取り付けられており、上部カバー３を開くと、上部カバー３と一緒にプロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋの上方付近から退避する。このように構成することで、露光装置４がプロセスユニット着脱作業の妨げにならないようにしている。
【００１７】
さらに、画像形成装置１は、記録媒体としての用紙を供給する記録媒体供給手段としての給紙装置５と、作像動作により形成された画像を用紙に転写する転写手段としての転写装置６と、用紙上に画像を定着する定着手段としての定着装置７と、画像を装置外に排出する記録媒体排出手段としての排紙ローラ８とを備える。
【００１８】
転写装置６は、無端状の中間転写ベルト９と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１０と、二次転写手段としての二次転写ローラ１１等で構成されている。４つの一次転写ローラ１０は、中間転写ベルト９を介して各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋの感光体に接触している。これにより、中間転写ベルト９と各感光体との接触部にて一次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト９を張架するローラの１つに対して中間転写ベルト９を介して接触し、その接触部にて二次転写ニップが形成されている。
【００１９】
また、本実施形態では、二次転写ローラ１１が、開閉可能な正面カバー１２に取り付けられている。このため、図１の一点鎖線で示すように、正面カバー１２を前方へ回動させて開くと、これに伴って二次転写ローラ１１が中間転写ベルト９から離間する。このように構成することで、二次転写ニップにおける紙詰まり処理が行いやすくなる。
【００２０】
続けて、作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋにて各色の画像が形成される。詳しくは、各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋにおいて、感光体が回転駆動され、帯電装置によって感光体の表面が所定の極性に一様に帯電される。次いで、露光装置４によって、感光体の表面が露光され、静電潜像が形成される。このとき、露光装置４が露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。そして、現像装置によって、各感光体上の静電潜像にトナーが供給され、静電潜像がトナー画像として現像（可視像化）される。
【００２１】
各感光体上に形成されたトナー画像は、一次転写ニップにて中間転写ベルト９上に順次重ね合わせて転写される。なお、中間転写ベルト９に転写しきれなかった各感光体上のトナーは、クリーニング装置によって除去される。その後、中間転写ベルト９上のトナー画像は、二次転写ニップにて、給紙装置５から供給されてきた用紙に対して一括して転写される。そして、二次転写ニップを通過した用紙は定着装置７へと搬送され、用紙上のトナー画像が定着装置７によって定着される。その後、用紙は、排紙ローラ８によって装置外へ排出される。
【００２２】
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００２３】
図２は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図である。
図２に示すように、定着装置７は、無端状のベルトである定着ベルト２０と、定着ベルト２０の外周面に接触し回転駆動する回転駆動体としての加圧ローラ２１と、加圧ローラ２１と対向する位置で定着ベルト２０の内周面に接触する対向支持体としての定着パッド２２と、定着パッド２２に対して加圧ローラ２１側とは反対側に離れた位置で定着ベルト２０の内周面に接触する回転支持体としての加熱ローラ２３と、発熱体としてのハロゲンヒータ２４と、定着ベルト２０に張力を付与する張力付与手段としての板バネ２５と、定着パッド２２を保持する対向ベルト支持体保持部材としての定着ステー２６等を備える。
【００２４】
定着ベルト２０は、定着パッド２２と加熱ローラ２３に架け回され支持されている。板バネ２５は、定着ベルト２０の内周面側に配置されており、定着ベルト２０の内周面を押すことで定着ベルト２０に所定の張力を付与している。定着パッド２２と加圧ローラ２１は、互いに定着ベルト２０を介して所定の圧力で接触している。これにより、加圧ローラ２１と定着ベルト２０との間にニップ部Ｎが形成されている。
【００２５】
ハロゲンヒータ２４は、加熱ローラ２３及び定着ベルト２０を加熱することで、ニップ部Ｎを加熱する。本実施形態では、ハロゲンヒータ２４が、加熱ローラ２３の内周側に配置されているが、定着ベルト２０を外周側から加熱するように構成してもよい。また、定着パッド２２に発熱体を設け、定着パッド２２を加熱するようにしてもよい。発熱体としては、ハロゲンヒータのほか、ＩＨコイル、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いることも可能である。また、発熱体を加圧ローラ２１に内包させて、加圧ローラ２１を加熱する構成とすることも可能である。ただし、加圧ローラ２１よりも一般的に熱量量が小さい加熱ローラ２３や定着パッド２２を加熱する方が省エネ性に優れる。
【００２６】
加圧ローラ２１は図の矢印Ａ方向、加熱ローラ２３は図の矢印Ｂ方向に、それぞれ回転駆動する。これらの回転駆動によって、定着ベルト２０は定着パッド２２に摺接しながら図の矢印Ｃ方向に従動回転する。なお、定着ベルト２０の摺動性を向上させるために、定着パッド２２の定着ベルト２０との摺接箇所に低摩擦係数のシート部材を設けてもよい。
【００２７】
次に、図２を参照しつつ、定着装置の基本動作について説明する。
画像形成装置の電源スイッチが投入されると、ハロゲンヒータ２４に電力が供給されると共に、加圧ローラ２１及び加熱ローラ２３が回転駆動を開始する。これにより、加熱ローラ２３はハロゲンヒータ２４によって加熱され、定着ベルト２０が従動回転することで、加熱ローラ２３の熱が定着ベルト２０に伝わり、ニップ部Ｎが加熱される。
【００２８】
その後、ニップ部Ｎの温度が定着可能な所定の温度となった状態で、未定着のトナー画像Ｔを担持した用紙Ｐがニップ部Ｎに搬入され、熱と圧力によって用紙Ｐ上のトナーが溶融されトナー画像Ｔが用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、定着ベルト２０から分離されながらニップ部Ｎから搬出される。
【００２９】
図３は、本発明の第１実施形態に係る定着装置における加圧ローラ２１、定着パッド及び加熱ローラ２３の各構成部材を保持する保持構造と、加圧ローラ２１及び加熱ローラ２３に対して回転駆動力を伝達する駆動伝達系とを示す図である。
まず、駆動伝達系は、加圧ローラ２１の軸方向一端部に設けられた加圧端部ギヤ３０と、加熱ローラ２３の軸方向一端部に設けられた加熱端部ギヤ３１と、２つの中継ギヤ３２，３３とで構成されている。以下、便宜的に、２つの中継ギヤ３２，３３のうち、加熱端部ギヤ３１と噛み合っている方を第１のギヤ３２と称し、加圧端部ギヤ３０と噛み合っている方を第２のギヤ３３と称することにする。
【００３０】
第２のギヤ３３は、画像形成装置本体側に設けられた駆動ギヤとも噛み合っている。従って、駆動ギヤから第２のギヤ３３に回転駆動力が伝達されると、回転駆動力は、第２のギヤ３３から加圧端部ギヤ３０に伝達される。また、回転駆動力は、第２のギヤ３３から第１のギヤ３２を介して加熱端部ギヤ３１にも伝達される。このように回転駆動力が伝達されることで、加圧ローラ２１及び加熱ローラ２３が回転駆動する。
【００３１】
次に、保持構造について説明する。
加圧ローラ２１は、その軸方向両端部がそれぞれ軸受４０を介して定着装置７が備える一対の板状のフレーム４１に回転可能に保持されている。各軸受４０は、各フレーム４１に形成された加圧ローラ保持孔４１ａに嵌め込まれ固定されている。このため、加圧ローラ２１は、フレーム４１に対して軸心位置が変化しないように保持されている。
【００３２】
一方、定着パッド２２と加熱ローラ２３は、フレーム４１に対して移動可能に保持されている。具体的に、定着パッド２２と加熱ローラ２３は、各フレーム４１に対して移動可能に取り付けられたベルト支持体保持部材４２によって保持されている。ベルト支持体保持部材４２には、定着パッド保持孔４２ａと加熱ローラ保持孔４２ｂとが形成されている。定着パッド保持孔４２ａには、定着パッド２２を保持する定着ステー２６が嵌め込まれ、加熱ローラ保持孔４２ｂには、加熱ローラ２３の端部が回転可能に挿入されている。
【００３３】
フレーム４１には、ベルト支持体保持部材４２を移動可能に保持するための保持部材保持孔４１ｂが形成されている。そして、保持部材保持孔４１ｂにベルト支持体保持部材４２が挿入されている。また、保持部材保持孔４１ｂの縁が、ベルト支持体保持部材４２に設けられた一対の溝４２ｃに嵌め込まれている。この溝４２ｃに嵌め込まれる保持部材保持孔４１ｂの縁はガイド部４１ｃとして機能する。ガイド部４１は、図の矢印Ｄ方向、すなわち、加圧ローラ２１に対して接近離間する方向に直線状に伸びている。このため、ベルト支持体保持部材４２がガイド部４１ｃに沿って移動すると、定着パッド２２及び加熱ローラ２３は加圧ローラ２１に対して接近離間する方向に直線状に移動する。
【００３４】
定着装置７は、定着パッド２２を加圧ローラ２１に向かって付勢する付勢手段として、加圧レバー４３と加圧バネ４４とを備える。加圧レバー４３は、その一端部側に配置された支点４５を中心にフレーム４１に対して回動可能に取り付けられている。加圧バネ４４は、加圧レバー４３の他端部に設けられた係止部４３ａと、フレーム４１に設けられた係止部４１ｄとの間で伸ばされた状態で掛け渡されている。この加圧バネ４４の引張力により、加圧レバー４３は、ベルト支持体保持部材４２の加圧ローラ２１側とは反対側の端部（図の左端部）を加圧ローラ２１に向かって押圧する。これにより、定着パッド２２は加圧ローラ２１側に付勢され、定着パッド２２の位置が決まると共に、ニップ部Ｎが形成される。
【００３５】
本実施形態では、ベルト支持体保持部材４２が加圧レバー４３によって押圧されるため、その押圧力により加熱ローラ保持孔４２ｂが変形すると、加熱ローラ２３の回転が円滑に行われにくくなり回転トルクが上昇することが考えられる。そこで、本実施形態では、加熱ローラ保持孔４２ｂの加圧レバー４３による押圧方向の寸法Ｅ１を、加熱ローラ２３の端部の同方向の寸法Ｅ２よりも大きくしている。このように加熱ローラ保持孔４２ｂの寸法Ｅ１を設定することで、押圧力により加熱ローラ保持部４２ｄに変形が生じても、加熱ローラ２３の円滑な回転を維持でき、回転トルクの上昇を防止することが可能となる。
【００３６】
以下、本発明の第１実施形態に係る定着装置の作用・効果について、比較例と比較しつつ説明する。
まず、比較例に係る定着装置の構成及びその問題点について説明する。
【００３７】
図４は、比較例に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図である。
比較例に係る定着装置は、上記本発明の第１実施形態と同様に、定着ベルト２０と、加圧ローラ２１と、定着パッド２２と、加熱ローラ２３と、ハロゲンヒータ２４と、定着ステー２６等を備える。加圧ローラ２１と加熱ローラ２３は、図の矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向にそれぞれ回転駆動し、定着ベルト２０は定着パッド２２に摺接しながら図の矢印Ｃ方向に従動回転するようになっている。
【００３８】
図５は、比較例に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
比較例に係る定着装置の駆動伝達系は、基本的に本発明の第１実施形態と同様である。すなわち、比較例に係る定着装置も、駆動伝達系として、加圧端部ギヤ３０と、加熱端部ギヤ３１と、中継ギヤである第１のギヤ３２及び第２のギヤ３３とを備え、これらのギヤを介して加圧ローラ２１及び加熱ローラ２３に回転駆動力が伝達される。
【００３９】
一方、比較例に係る定着装置の保持構造は、特に、定着パッド２２と加熱ローラ２３の保持構造が本発明の第１実施形態と異なる。比較例では、定着パッド２２と加熱ローラ２３が、上記のようなベルト支持体保持部材４２によって一体的に移動可能に保持されておらず、それぞれ独立して移動可能に保持されている。
【００４０】
具体的に、定着パッド２２は、定着ステー２６に保持され、定着ステー２６は、ステー保持部材２７に保持されている。そして、ステー保持部材２７は、一対のフレーム４１に形成された定着パッド保持孔４１ｅ内に図の矢印Ｇ方向に移動可能に挿入されている。これにより、定着パッド２２は、加圧ローラ２１に対して接近離間する方向に移動可能となっている。
【００４１】
加熱ローラ２３は、その軸方向両端部がそれぞれ軸受４６を介してフレーム４１に回転可能に保持されている。各軸受４６は、フレーム４１に形成された加熱ローラ保持孔４１ｆ内に図の矢印Ｈ方向に移動可能に挿入されている。これにより、加熱ローラ２３も、加圧ローラ２１に対して接近離間する方向に移動可能となっている。
【００４２】
さらに、定着パッド２２と加熱ローラ２３の間には、張力付与手段としてのコイルバネ２８が配置さている。このコイルバネ２８によって、定着パッド２２と加熱ローラ２３は互いに離れる方向に付勢され、定着ベルト２０に張力が付与されている。また、比較例では、加圧レバー４３によって定着ステー２６を押圧することにより、定着パッド２２が加圧ローラ２１側へ付勢されている。
【００４３】
なお、比較例における加圧ローラ２１の保持構造は、本発明の第１実施形態と同様である。従って、加圧ローラ２１は、その軸心位置が変化しないようにフレーム４１に保持されている。
【００４４】
上記の如く構成された比較例に係る定着装置において、回転駆動力が伝達されると、加圧端部ギヤ３０、加熱端部ギヤ３１、第１のギヤ３２及び第２のギヤ３３は、それぞれ図の矢印方向に回転する。ここで、加熱端部ギヤ３１が受ける力について着目すると、加熱端部ギヤ３１は第１のギヤ３２から駆動力Ｆを受ける。この駆動力Ｆは、第１のギヤ３２の歯が加熱端部ギヤ３１の歯を押す力であり、加熱端部ギヤ３１と第１のギヤ３２の各回転中心を通る直線に対して垂直な線から圧力角α傾いた方向に作用する。
【００４５】
上記駆動力Ｆのうち、加熱ローラ２３の移動方向（矢印Ｈ方向）と平行な成分ｆ１（以下、「加熱ローラ移動方向成分」という。）は、加熱ローラ２３を加圧ローラ２１に対して接近させる方向に作用する。すなわち、加熱ローラ移動方向成分ｆ１は、コイルバネ２８が加熱ローラ２３を付勢する力の方向と逆向きに作用する。従って、加熱ローラ移動方向成分ｆ１の大きさ分だけコイルバネ２８の付勢力が弱められ、定着ベルト２０に付与される張力も弱まる。また、駆動力Ｆは、加熱ローラ２３の加熱端部ギヤ３１が設けられた端部側に生じるため、張力はベルト幅方向の片側で特に弱められる。その結果、ベルト幅方向の一端部側と他端部側とで張力がばらつく張力偏差が発生し、この張力偏差が原因で定着ベルト２０の蛇行が生じる。最悪の場合は、蛇行により定着ベルト２０が蛇行規制部を乗り越えて破損する虞がある。
【００４６】
上記のような張力偏差を解消する方法として、例えば、加熱ローラ移動方向成分ｆ１による影響を見越して、予め加熱端部ギヤ３１側のコイルバネ２８の付勢力を大きくしておく方法が考えられる。しかしながら、加熱ローラ移動方向成分ｆ１は、ギヤに生じるトルクの経時的な変化に伴って変動するため、予めコイルバネ２８の付勢力を調整しても張力偏差を長期に亘って解消することはできない。
【００４７】
また、別の方法として、加熱ローラ２３の軸心位置を固定することで、加熱ローラ移動方向成分ｆ１の影響を受けないようにする方法も考えられる。しかしながら、この場合、定着パッド２２が移動すると、定着パッド２２と加熱ローラ２３との距離が変化するといった新たな問題が生じる。定着パッド２２は、加圧ローラ２１の表面ゴム層の外径変化や硬度変化によって経時的に位置が変化するため、定着パッド２２の位置が変化すると、定着パッド２２と加熱ローラ２３との距離が変化する。その結果、定着ベルト２０に付与される張力が変化し、定着ベルト２０の張力が大きくなると、定着ベルト２０を回転させるための駆動トルクが大きくなり、異音が生じたり、駆動モータが停止したりする虞がある。また、反対に張力が小さくなると、定着ベルト２０の蛇行が生じやすくなり、定着ベルト２０が破損する虞がある。
【００４８】
上記問題点に対して、本発明の第１実施形態に係る定着装置は、定着パッド２２と加熱ローラ２３とをベルト支持体保持部材４２によって保持することで、これらの距離を維持しつつ、一体的に移動可能にしている。これにより、定着パッド２２と加熱ローラ２３との距離が変化することによる定着ベルト２０の張力変化を防止することができる。
【００４９】
ここで、本実施形態では、図３に示すように、加熱ローラ保持孔４２ｂが加熱ローラ２３の端部よりも大きく形成されているため、加熱ローラ２３の軸心位置は加熱ローラ保持部４２ｄに対して完全には固定されていない。従って、仮に、加熱ローラ２３が加熱ローラ保持孔４２ｂ内で移動すれば、加熱ローラ２３と定着パッド２２との距離が変化する。しかしながら、本実施形態では、以下の２つの力によって加熱ローラ２３が加熱ローラ保持孔４２ｂの図の右側の縁に押し当てられ位置決めされるので、加熱ローラ２３と定着パッド２２との距離は一定に維持される。
【００５０】
加熱ローラ２３を加熱ローラ保持孔４２ｂの縁に押し当てる力の１つは、定着ベルト２０に作用する張力である。図２に示すように、加熱ローラ２３に架け回された定着ベルト２０には図の矢印Ｔ１及び矢印Ｔ２で示す張力が生じ、加熱ローラ２３にはこれら張力Ｔ１，Ｔ２の合力Ｊが作用する。この合力Ｊは、加熱ローラ２３を加圧ローラ２１に対して接近させる方向に作用する。このため、加熱ローラ２３は、合力Ｊによって加熱ローラ保持孔４２ｂの上記右側の縁に押し当てられるように付勢される。
【００５１】
もう１つは、加熱端部ギヤ３１が第１のギヤ３２から受ける駆動力である。図３に示すようなギヤの配置で、各ギヤが図の矢印方向に回転すると、加熱端部ギヤ３１は第１のギヤ３２から駆動力Ｆを受ける。この駆動力Ｆは、加熱ローラ２３を加圧ローラ２１に対して接近させる方向に作用する。このため、加熱ローラ２３は、駆動力Ｆによって加熱ローラ保持孔４２ｂの図の右側の縁に押し当てられるように付勢される。
【００５２】
上記のように、加熱ローラ２３は、ベルト張力及びギヤ駆動力によって加熱ローラ保持孔４２ｂの縁に押し当てられ位置決めされるため、加熱ローラ２３は、ベルト支持体保持部材４２によって定着パッド２２との距離を維持した状態で保持される。従って、加圧ローラ２１の外径変化や硬度変化に伴って定着パッド２２の位置が変化しても、加熱ローラ２３は定着パッド２２の移動に追従して一体的に移動し、定着パッド２２との距離を維持することができる。これにより、定着パッド２２と加熱ローラ２３との距離が変化することによる定着ベルト２０の張力変化を防止することができ、張力変化に伴う種々の不具合を防止することができる。
【００５３】
さらに、一対のベルト支持体保持部材４２を同一部品にて構成することで、定着ベルト２０の幅方向の一端側と他端側における、加熱ローラ２３と定着パッド２２との位置のばらつきを低減することができる。これにより、加熱ローラ２３と定着パッド２２との位置がベルト幅方向でばらつくことによる張力偏差を抑制し、ひいては、定着ベルト２０の蛇行を抑制できるようになる。
【００５４】
また、本実施形態では、上記のように、加熱端部ギヤ３１に回転駆動力が付与された際、加熱ローラ２３が加熱ローラ保持孔４２ｂの縁に押し当てられることで、加熱ローラ２３に作用する付勢力をベルト支持体保持部材４２で受けることができる。これにより、加熱ローラ２３の軸方向一端部側にて生じる付勢力の影響を定着ベルト２０の張力に及ばないようにすることができ、上述の張力偏差及びこれに起因する定着ベルト２０の蛇行を防止することができる。
【００５５】
なお、張力偏差を生じないようにするために、加熱ローラ２３に加熱端部ギヤ３１を設けず、加熱ローラ２３を定着ベルト２０と一緒に従動回転するように構成してもよい。このように構成した場合、ギヤ間の駆動伝達による付勢力が加熱ローラ２３に作用しないので、定着ベルト２０の張力偏差を防止することが可能である。
【００５６】
ただし、この場合は、加圧ローラ２１のみを回転駆動させるため、加圧ローラ２１に対して定着ベルト２０がスリップする虞がある。これを防止する方法として、加圧ローラ２１の両端部に摩擦力の大きいシリコーンゴム層等から成るグリップ部を設け、定着ベルト２０に対するグリップ力を高める構成が知られている。しかしながら、斯かる構成を採用すると、グリップ部を、離型性を有するチューブ層で構成された用紙搬送領域の外側に配置しなければならないため、加圧ローラの軸方向長さが長くなり装置が大型化するといった問題がある。
【００５７】
これに対し、本実施形態のように、加熱ローラ２３を回転駆動させる場合は、加圧ローラ２１の端部にグリップ部を設けなくても定着ベルト２０のスリップを防止できるので、定着ベルト２０の回転を安定させることができると共に、装置の小型化を図れる。
【００５８】
また、本実施形態では、加熱ローラ２３と同様に、加圧ローラ２１も、その軸方向一端部に設けられたギヤを介して回転駆動力が伝達されるように構成されている。このため、加圧ローラ２１にも、軸方向一端部側に回転駆動力が付与されることによる付勢力が発生する。仮に、この軸方向一端部側にて発生する付勢力が、ニップ部の圧力に影響を及ぼすと、ニップ部の幅方向（加圧ローラ軸方向）において圧力の偏差が生じ、これが原因で定着ベルト２０の蛇行が発生する虞がある。
【００５９】
しかしながら、本実施形態では、加圧ローラ２１がその軸心位置が変化しないように保持されているので、加圧ローラ２１の軸方向一端部側に回転駆動力が付与されても、これによって発生する付勢力の影響を受けない。従って、本実施形態の構成によれば、加圧ローラ２１に回転駆動力が付与されることによるニップ部の圧力偏差を防止でき、定着ベルト２０の蛇行をより確実に防止することが可能である。
【００６０】
下記の表１は、上記比較例に係る定着装置を備える画像形成装置と、本発明の第１実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の、それぞれにおいて実施した耐久試験の結果を示すものである。耐久試験では、画像面積率が５％のチャートを用いて、片面印刷３枚を繰り返し行い、定着ベルトに蛇行が生じて破損するかどうかを調べた。なお、表１では、１０００枚を１ｋ枚として表示している。
【表１】
0006481958.tif 000002
【００６１】
上記表１に示すように、比較例に係る定着装置を用いた場合は、１０５ｋ枚印刷で定着ベルトが破損した。これに対し、本発明の第１実施形態に係る定着装置を用いた場合は、２００ｋ枚印刷しても定着ベルトは破損しなかった。この結果から、本発明の第１実施形態の構成を適用することで、比較例に係るものに比べて、ベルト蛇行による破損が生じにくい定着装置を提供できると言える。
【００６２】
続けて、本発明の他の実施形態について、本発明の第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成の部分については、同様の作用・効果が得られるので、重複説明を省略する。
【００６３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図である。
図６に示すように、本発明の第２実施形態に係る定着装置７は、定着ベルト２０と、加圧ローラ２１と、定着パッド２２と、加熱ローラ２３と、ハロゲンヒータ２４と、定着ステー２６のほか、温度検知手段としてのサーミスタ４８及びサーモスタット４９を保持する温度検知手段保持部材５０を備える。なお、本実施形態では、上記張力付与手段としての板バネ２５（図２参照）を設けていない。その代りに、定着パッド２２と加熱ローラ２３とが、定着ベルト２０に所定の張力を付与できる距離で固定されており、張力付与手段としての機能を兼ねている。
【００６４】
サーミスタ４８は、ニップ部Ｎの温度を制御するために、定着ベルト２０の温度を検知する温度センサである。一方、サーモスタット４９は、ハロゲンヒータ２４への電力線に接続されており、定着ベルト２０が所定の温度以上に上昇すると、ハロゲンヒータ２４への通電を遮断する温度センサである。本実施形態では、非接触式のサーミスタを用いているが、接触式のサーミスタを用いてもよい。また、サーモスタットに代えて、ヒューズを用いてもよい。また、サーミスタ４８とサーモスタット４９によって加熱ローラ２３の温度を検知するようにしてもよい。
【００６５】
図７は、温度検知手段保持部材５０の斜視図である。
温度検知手段保持部材５０は、長方形状の板材をその２つの長辺側で直角に折り曲げたような形状に形成されている。温度検知手段保持部材５０には、サーミスタ４８に設けられた突起４８ａを挿入する孔部５０ａと、サーミスタ４８をネジ止めするためのネジ孔５０ｂと、サーモスタット４９の本体部を装着する孔部５０ｃと、サーモスタット４９をネジ止めするためのネジ孔５０ｄとが形成されている。さらに、温度検知手段保持部材５０には、ハロゲンヒータ２４の両端部を保持する一対の発熱体保持部５０ｅが設けられている。
【００６６】
図８は、本発明の第２実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
図８に示すように、本発明の第２実施形態では、保持部材保持孔４１ｂのガイド部４１ｃが、第１のギヤ３２の回転中心を中心とする円弧状に形成されている。このため、ベルト支持体保持部材４２が円弧状のガイド部４１ｃに沿って移動すると、これに保持される加熱ローラ２３及び加熱端部ギヤ３１は円弧状に移動する。このとき、加熱端部ギヤ３１は、これと噛み合う第１のギヤ３２の回転中心を中心として円弧状に移動するので、第１のギヤ３２と加熱端部ギヤ３１との回転中心間の距離が一定に維持される。
【００６７】
このように、本発明の第２実施形態では、ベルト支持体保持部材４２が移動しても、第１のギヤ３２と加熱端部ギヤ３１との回転中心間の距離が一定に維持されるので、これらのギヤの噛み合い状態が良好に保たれ、安定した回転駆動力の伝達が可能となる。
【００６８】
また、本発明の第２実施形態では、上記温度検知手段保持部材５０が、ベルト支持体保持部材４２と一緒に移動するように構成されている。詳しくは、温度検知手段保持部材５０が加圧レバー４３に押圧されることでベルト支持体保持部材４２に接触しており、ベルト支持体保持部材４２が移動すると、これに伴い温度検知手段保持部材５０がベルト支持体保持部材４２に接触した状態で移動する。
【００６９】
このように、温度検知手段保持部材５０がベルト支持体保持部材４２と一緒に移動することで、加熱ローラ２３や定着ベルト２０に対するサーミスタ４８やサーモスタット４９の距離を一定に維持することができる。これにより、温度検知手段と温度検知対象物との間の距離が変化することによる温度検知精度の低下を防止でき、高精度な温度検知を行うことが可能となる。
【００７０】
また、温度検知手段保持部材５０がハロゲンヒータ２４を保持していることで、加熱ローラ２３とハロゲンヒータ２４との位置関係も維持される。これにより、特に、加熱ローラ２３を小径化した場合の加熱ローラ２３に対するハロゲンヒータ２４の接触を回避することができる。
【００７１】
図９は、本発明の第３実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
図９に示すように、本発明の第３実施形態では、保持部材保持孔４１ｂが、円弧状ガイド部４１ｇと直線状ガイド部４１ｈとを有する。円弧状ガイド部４１ｇは、第１のギヤ３２の回転中心を中心とする円弧状に形成され、直線状ガイド部４１ｈは、加圧ローラ２１に対して接近離間する方向に直線状に形成されている。
【００７２】
さらに、本発明の第３実施形態では、ベルト支持体保持部材４２が二部材で構成されている。１つは、加熱ローラ２３（回転支持体）を保持する回転支持体保持部としての加熱ローラ保持部４２ｄであり、もう１つは、定着パッド２２（対向支持体）を保持する対向支持体保持部としての定着パッド保持部４２ｅである。
【００７３】
図１０は、加熱ローラ保持部４２ｄと定着パッド保持部４２ｅとを組み付ける前の状態を示す図である。
加熱ローラ保持部４２ｄには、加熱ローラ２３の端部が回転可能に挿入される加熱ローラ保持孔４２ｂと、定着パッド保持部４２ｅを組み付けるための嵌合孔４２ｆとが形成されている。一方、定着パッド保持部４２ｅには、前記嵌合孔４２ｆに嵌め込まれる嵌合凸部４２ｇと、定着ステー２６が嵌め込まれる定着パッド保持孔４２ａとが形成されている。
【００７４】
さらに、加熱ローラ保持部４２ｄには、上記円弧状ガイド部４１ｇに対して摺動する摺動凸部４２ｈが設けられている。この摺動凸部４２ｈは、加熱ローラ保持孔４２ｂと同心円状に形成されている。一方、定着パッド保持部４２ｅには、上記直線状ガイド部４１ｈが嵌め込まれる一対の溝４２ｉが設けられている。
【００７５】
図１１は、加熱ローラ保持部４２ｄと定着パッド保持部４２ｅとを組み付けた状態を示す図である。
加熱ローラ保持部４２ｄと定着パッド保持部４２ｅは、嵌合凸部４２ｇが嵌合孔４２ｆに嵌め込まれることで互いに組み付けられる。嵌合凸部４２ｇ及び嵌合孔４２ｆは、いずれも円形に形成されている。このため、加熱ローラ保持部４２ｄと定着パッド保持部４２ｅは、互いに組み付けられた状態で、嵌合凸部４２ｇの外周円中心を中心として相対的に回転可能となっている。なお、加熱ローラ２３と定着パッド２２は、加熱ローラ保持部４２ｄ及び定着パッド保持部４２ｅに保持された状態で、これらに対して図の奥側に配置される。
【００７６】
図１２は、加熱ローラ保持部４２ｄと定着パッド保持部４２ｅが移動する際の動作を示す図である。
図１２において、（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態へ、加熱ローラ保持部４２ｄと定着パッド保持部４２ｅとが図の右側へ移動すると、加熱ローラ保持部４２ｄの摺動凸部４２ｈは、円弧状ガイド部４１ｇに沿って円弧状（図の矢印Ｋ方向）に移動する。一方、定着パッド保持部４２ｅは、直線状ガイド部４１ｈに沿って直線状（図の矢印Ｌ方向）に移動する。このように、加熱ローラ保持部４２ｄの摺動凸部４２ｈと定着パッド保持部４２ｅとでは、それぞれ移動軌跡が異なる。このため、これらの移動に伴って両者の位置関係が図の上下方向に変化するが、この上下方向の位置関係の変化は、加熱ローラ保持部４２ｄが定着パッド保持部４２ｅの嵌合凸部４２ｇを軸として図の矢印Ｓ方向に回転することで許容される。また、加熱ローラ保持部４２ｄが嵌合凸部４２ｇを軸として回転することで、加熱ローラ２３と定着パッド２２との距離も維持される。
【００７７】
上記のように、本発明の第３実施形態では、加熱ローラ保持部４２ｄの摺動凸部４２ｈが円弧状に移動することで、これに保持される加熱ローラ２３及び加熱端部ギヤ３１が第１のギヤ３２の回転中心を中心として円弧状（図９の矢印Ｋ方向）に移動する。これにより、上記本発明の第２実施形態と同様に、第１のギヤ３２と加熱端部ギヤ３１との回転中心間の距離が一定に維持されるので、これらのギヤの噛み合い状態が良好に保たれ、安定した回転駆動力の伝達ができる。
【００７８】
一方、定着パッド保持部４２ｅは直線状に移動するので、これに保持される定着パッド２２は加圧ローラ２１に対して接近離間する方向（図９の矢印Ｌ方向）に直線状に移動する。このように、定着パッド２２が直線状に移動することで、加圧ローラ２１に対する定着パッド２２の位置（圧接位置）や向きが変化するのを抑制することができる。
【００７９】
図１３は、本発明の第２実施形態に係る定着装置と、本発明の第３実施形態に係る定着装置の、それぞれにおけるベルト支持体保持部材４２の移動に伴うニップ圧（ニップ部の圧力）とニップ幅（ニップ部の用紙搬送方向の幅）の変化を示すグラフである。
図１３において、点線αは、耐久試験前の加圧ローラを用いた場合の第２実施形態及び第３実施形態におけるニップ圧及びニップ幅を示すグラフである。一方、一点鎖線β及び実線γは、耐久試験後の加圧ローラを用いた場合のニップ圧及びニップ幅を示すグラフである。また、これらのうち、一点鎖線βは、第２実施形態のニップ圧及びニップ幅を示し、実線γは、第３実施形態のニップ圧及びニップ幅を示す。なお、耐久試験後の加圧ローラとしては、画像面積率が５％のチャートで片面印刷３枚のジョブを、合計１００ｋ枚印刷するまで繰り返し行った結果、表面硬度及び外径が低下した加圧ローラを用いた。
【００８０】
図１３に示すように、耐久試験前の加圧ローラを用いた場合（α）は、第２実施形態と第３実施形態のいずれにおいても、ニップ圧とニップ幅が同じ結果となり、ニップ圧のピーク位置がニップ幅の中央に位置している。しかしながら、第２実施形態において、耐久試験後の加圧ローラを用いた場合（β）は、ニップ圧のピーク位置がニップ幅の中央からずれ、ニップ幅も小さくなった。一方、第３実施形態（γ）では、耐久試験後の加圧ローラを用いた場合も、ニップ圧のピーク位置はニップ幅の中央に維持され、ニップ幅も変わらずに維持されている。
【００８１】
斯かる違いが生じたのは、第２実施形態と第３実施形態とで、定着パッドの移動方向に違いにあるからと考えられる。耐久試験後の加圧ローラは表面硬度が低下しているため、定着パッドの圧接によるつぶれ量が大きくなり、定着パッドは初期（耐久試験前）の位置から加圧ローラ側へ移動する。このとき、第２実施形態に係る構成では、定着パッドが円弧状に移動する。その結果、加圧ローラに対する定着パッドの圧接位置が狙いの位置からずれて、定着パッドが傾いたことで、ニップ圧のピーク位置がニップ幅の中央からずれ、ニップ幅も小さくなったと考えられる。これに対し、第３実施形態に係る構成では、定着パッドが直線状に移動するため、加圧ローラに対する定着パッドの圧接位置や向きが変化するのが抑制され、ニップ圧のピーク位置のずれやニップ幅の減少が生じなかったものと考えられる。
【００８２】
上記のように、本発明の第３実施形態に係る構成によれば、定着パッドが移動しても、ニップ圧のピーク位置やニップ幅の大きさを維持することができる。これにより、画像の定着性や定着ベルトに対する用紙分離性を良好に維持することが可能である。
【００８３】
図１４は、本発明の第４実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
図１４に示すように、本発明の第４実施形態では、第１のギヤ３２が、ギヤ保持部材５２によって第２のギヤ３３の回転中心を中心として円弧状（図の矢印Ｍ方向）に移動可能に保持されている。
【００８４】
また、ギヤ保持部材５２は、付勢部材としての加圧バネ５３によって図の上方へ押圧されている。これにより、第１のギヤ３２は、加熱端部ギヤ３１に向かって付勢されている。また、加圧バネ５３の付勢力により、ギヤ保持部材５２はベルト支持体保持部材４２に対して接触する。ギヤ保持部材５２とベルト支持体保持部材４２との互いに接触する箇所には、それぞれ円弧状の規制部５２ａ，４２ｊが設けられている。ギヤ保持部材５２の規制部５２ａは、第１のギヤ３２の回転中心を中心とする円弧状に形成されている。一方、ベルト支持体保持部材４２の規制部４２ｊは、加熱端部ギヤ３１の回転中心を中心とする円弧状に形成されている。
【００８５】
上記の如く構成された本発明の第４実施形態において、ベルト支持体保持部材４２が加圧ローラ２１に対して接近離間する方向に直線状に移動すると、この移動に伴って、第１のギヤ３２が加圧バネ５３の付勢力により加熱端部ギヤ３１に追従して移動する。このとき、第１のギヤ３２は、第２のギヤ３３の回転中心を中心として円弧状に移動するので、第１のギヤ３２と第２のギヤ３３との回転中心間距離が一定に維持され、ギヤの噛み合い状態が良好に保たれる。
【００８６】
また、加熱端部ギヤ３１に対しては、ギヤ保持部材５２とベルト支持体保持部材４２の各規制部５２ａ，４２ｊが互いに接触することで、第１のギヤ３２の一定距離以上の接近が規制される。このため、加熱端部ギヤ３１が移動しても、加熱端部ギヤ３１と第１のギヤ３２との回転中心間距離が常に一定となるように維持される。これにより、第１のギヤ３２と加熱端部ギヤ３１との噛み合い状態も良好に保たれる。
【００８７】
上記のように、本発明の第４実施形態に係る構成によれば、ベルト支持体保持部材４２を直線状に移動させても、ギヤの噛み合い状態を良好に保つことができ、安定した回転駆動力の伝達ができる。しかも、定着パッド２２を加圧ローラ２１に対して直線状に移動させることができるので、ニップ圧のピーク位置やニップ幅の大きさを維持することができ、良好な画像定着性や用紙分離性が得られる。
【００８８】
図１５は、本発明の第５実施形態に係る定着装置における各構成部材の保持構造と駆動伝達系とを示す図である。
図１５に示すように、本発明の第５実施形態では、上記本発明の第４実施形態と比べて、ギヤの配置が異なる。具体的には、第１のギヤ３２及び第２のギヤ３３が、加熱端部ギヤ３１よりも上方に配置され、さらに、画像形成装置本体側の駆動ギヤと噛み合う第３のギヤ３４が設けられている。回転駆動力は、第３のギヤ３４を介して加圧端部ギヤ３０に伝達され、加圧端部ギヤ３０から第２のギヤ３３及び第１のギヤ３２を介して加熱端部ギヤ３１に伝達される。
【００８９】
第１のギヤ３２は、本発明の第４実施形態と同様に、ギヤ保持部材５２によって第２のギヤ３３の回転中心を中心として円弧状（図の矢印Ｍ方向）に移動可能に保持されており、加熱端部ギヤ３１に追従して移動する。しかし、本発明の第４実施形態とは異なり、第１のギヤ３２を付勢する加圧バネ５３は設けられていない。ここでは、加圧バネ５３を設ける代わりに、第１のギヤ３２及びギヤ保持部材５２の自重に加え、回転駆動時にギヤ間に生じる付勢力によって、第１のギヤ３２が加熱端部ギヤ３１に向かって付勢されている。
【００９０】
詳しくは、図１６に示すように、回転駆動時に各ギヤが図の矢印の方向に回転すると、加熱端部ギヤ３１は、第１のギヤ３２から駆動力Ｆを受ける。一方、第１のギヤ３２は、駆動力Ｆとは逆向きの反力Ｒを受ける。反力Ｒは、加熱端部ギヤ３１と第１のギヤ３２の各回転中心を通る直線に対して垂直な線から圧力角α傾いた方向に作用するが、本実施形態では、反力Ｒは図の斜め下方に作用する。このため、反力Ｒは、第１のギヤ３２を加熱端部ギヤ３１に対して接近させる方向の成分ｒ１を有する。この成分ｒ１によって、第１のギヤ３２は加熱端部ギヤ３１に向かって付勢される。
【００９１】
上記反力Ｒの成分ｒ１が、第１のギヤ３２を加熱端部ギヤ３１に向かって付勢する方向に作用するには、下記式（１）の条件を満たす必要がある。
−９０°−α≦θ≦９０°−α・・・式（１）
【００９２】
上記式（１）中のθは、加熱端部ギヤ３１の回転中心と第１のギヤ３２の回転中心とを通る直線Ｑ１から、第１のギヤ３２の回転方向（図１６において時計回り）に向かって、第１のギヤ３２の回転中心と第２のギヤ３３の回転中心とを通る直線Ｑ２に至るまでの角度である。例えば、式（１）中の圧力角αを２０°とした場合、−１１０°≦θ≦７０°の範囲でθを設定すればよい。
【００９３】
なお、図１７に示すように、上記本発明の第４実施形態におけるギヤの配置では、θが３００°となるため、圧力角αが２０°である場合の上記θの条件（−１１０°≦θ≦７０°）を満たさない。このため、本発明の第４実施形態では、駆動伝達によって第１のギヤ３２を加熱端部ギヤ３１に付勢する力は得られない。
【００９４】
上記のように、本発明の第５実施形態に係る構成によれば、第１のギヤ３２を、これとギヤ保持部材５２とに生じる自重、及び回転駆動時にギヤ間に生じる付勢力によって、加熱端部ギヤ３１に向かって付勢することができる。これにより、第１のギヤ３２を付勢するための付勢部材を設ける必要がないので、構成の簡素化、低コスト化を図れる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の各実施形態では、本発明を定着装置に適用した場合を例に説明したが、定着装置以外のベルト装置にも本発明の構成を適用可能である。
【００９６】
また、以上説明した本発明の実施形態の構成と作用・効果をまとめると、以下の通りである。
【００９７】
（構成１）
構成１は、無端状のベルトと、前記ベルトの外周面に接触し回転駆動する回転駆動体と、前記回転駆動体と対向する位置で前記ベルトの内周面に接触する対向支持体と、前記対向支持体に対して前記回転駆動体側とは反対側に離れた位置で前記ベルトの内周面に接触する回転支持体と、前記ベルトに張力を付与する張力付与手段とを備えるベルト装置であって、前記対向支持体と前記回転支持体との距離を維持しつつ、これらを前記回転駆動体に対して接近離間する方向に一体的に移動可能に保持するベルト支持体保持部材と、前記対向支持体を前記回転駆動体に向かって付勢する付勢手段とを備えるベルト装置である。
【００９８】
構成１によれば、対向支持体と回転支持体とが、互いの距離を維持しつつ回転駆動体に対して接近離間する方向に一体的に移動するので、ベルトに付与される張力が変化するのを防止できる。これにより、ベルトの張力が増大することによる駆動トルクの上昇や、反対にベルトの張力が低下することによるベルトの蛇行を防止することができる。
【００９９】
（構成２）
構成２は、上記構成１において、前記回転支持体の軸方向一端部側に回転駆動力が付与されるように構成し、前記ベルト支持体保持部材は、回転駆動力が付与されることによって前記回転支持体の軸方向一端部側に生じる付勢力を受ける。
【０１００】
構成２によれば、ベルト支持体保持部材が、回転支持体の軸方向一端部側に生じる付勢力を受けることで、その付勢力の影響をベルトの張力に及ばないようにすることができる。これにより、ベルト幅方向の一端部側と他端部側とで張力がばらつく張力偏差の発生を防止でき、この張力偏差に起因するベルトの蛇行を防止できる。
【０１０１】
（構成３）
構成３は、上記構成２において、前記回転支持体は、その軸方向一端部に端部ギヤを有すると共に、前記端部ギヤにこれと噛み合うギヤから回転駆動力が伝達されるように構成され、前記ベルト支持体保持部材を、前記端部ギヤと噛み合う前記ギヤの回転中心を中心として円弧状に移動可能に構成した。
【０１０２】
構成３によれば、ベルト支持体保持部材を、端部ギヤと噛み合うギヤの回転中心を中心として円弧状に移動可能に構成することで、ベルト支持体保持部材が移動しても、端部ギヤとこれと噛み合うギヤとの回転中心間の距離を一定に維持することができる。これにより、ギヤの噛み合い状態が良好に保たれ、安定した回転駆動力の伝達が可能となる。
【０１０３】
（構成４）
構成４は、上記構成３において、前記ベルト支持体保持部材は、前記回転支持体を保持する回転支持体保持部と、前記対向支持体を保持する対向支持体保持部とを有し、前記回転支持体保持部を、前記端部ギヤと噛み合う前記ギヤの回転中心を中心として円弧状に移動可能に構成し、前記対向支持体保持部を、前記回転駆動体に対して接近離間する方向に直線状に移動可能に構成した。
【０１０４】
構成４によれば、回転支持体保持部が、端部ギヤと噛み合うギヤの回転中心を中心として円弧状に移動可能となっていることで、回転支持体保持部が移動しても、端部ギヤとこれと噛み合うギヤとの回転中心間の距離を一定に維持することができる。これにより、ギヤの噛み合い状態が良好に保たれ、安定した回転駆動力の伝達が可能となる。一方、対向支持体保持部は、回転駆動体に対して接近離間する方向に直線状に移動可能となっていることで、回転駆動体に対する対向支持体の位置や向きが変化するのを抑制することができる。
【０１０５】
（構成５）
構成５は、上記構成４において、前記回転支持体保持部を前記端部ギヤと噛み合う前記ギヤの回転中心を中心として円弧状に案内する円弧状ガイド部と、前記対向支持体保持部を前記回転駆動体に対して接近離間する方向に直線状に案内する直線状ガイド部とを備え、前記回転支持体保持部と前記対向支持体保持部とを相対的に回転可能に組み付けた。
【０１０６】
構成５によれば、回転支持体保持部と前記対向支持体保持部とを相対的に回転可能に組み付けたことで、回転支持体保持部と対向支持体保持部とが互いに異なる軌道で移動するのを許容することができる。
【０１０７】
（構成６）
構成６は、上記構成２において、前記ベルト支持体保持部材を、前記回転駆動体に対して接近離間する方向に直線状に移動可能に構成し、前記回転支持体は、その軸方向一端部に端部ギヤを有すると共に、前記端部ギヤにこれと噛み合う第１のギヤ及び当該第１のギヤと噛み合う第２のギヤを介して回転駆動力が伝達されるように構成され、前記第１のギヤを、前記ベルト支持体保持部材の移動に伴って前記第２のギヤの回転中心を中心として円弧状に移動可能に構成した。
【０１０８】
構成６によれば、第１のギヤが第２のギヤの回転中心を中心として円弧状に移動するので、第１のギヤと第２のギヤとの回転中心間距離が一定に維持され、ギヤの噛み合い状態が良好に保たれる。また、第１のギヤは、ベルト支持体保持部材の移動に伴って移動するので、第１のギヤと端部ギヤとの噛み合いも保持することができる。このため、安定した回転駆動力の伝達が可能となる。
【０１０９】
（構成７）
構成７は、上記構成６において、前記第１のギヤを前記端部ギヤに向かって付勢する付勢部材を備える。
【０１１０】
構成７によれば、付勢部材の付勢力によって、第１のギヤと端部ギヤとの噛み合いをより確実に保持することができる。
【０１１１】
（構成８）
構成８は、上記構成６において、前記端部ギヤの回転中心と前記第１のギヤの回転中心とを通る直線から、前記第１のギヤの回転方向に向かって、前記第１のギヤの回転中心と前記第２のギヤの回転中心とを通る直線に至るまでの角度をθ、前記第１のギヤから前記端部ギヤへ伝達される回転駆動力の圧力角をαとすると、−９０°−α≦θ≦９０°−αの関係を満たすようにθ及びαを設定した。
【０１１２】
構成８によれば、θ及びαが上記関係を満たすように設定することで、端部ギヤに回転駆動力が付与された際に、第１のギヤを端部ギヤに向かって付勢する力を発生させることができる。これにより、第１のギヤと端部ギヤとの噛み合いをより確実に保持することができる。
【０１１３】
（構成９）
構成９は、上記構成６から８のいずれかの構成において、前記端部ギヤと前記第１のギヤとの回転中心間距離が一定となるように前記端部ギヤに対する前記第１のギヤの接近を規制する規制部を備える。
【０１１４】
構成９によれば、規制部によって端部ギヤに対する第１のギヤの接近が規制されることで、端部ギヤと第１のギヤとの回転中心間距離が一定に維持される。これにより、端部ギヤと第１のギヤとの噛み合い状態が良好に保たれ、安定した回転駆動力の伝達が可能となる。
【０１１５】
（構成１０）
構成１０は、構成１から９のいずれかにおいて、前記ベルトと前記回転支持体の少なくとも一方の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段を保持する温度検知手段保持部材とを備え、前記温度検知手段保持部材は、前記温度検知手段と前記回転支持体との距離を維持しつつ、前記ベルト支持体保持部材と一緒に移動可能に構成された。
【０１１６】
構成１０によれば、温度検知手段保持部材がベルト支持体保持部材と一緒に移動することで、温度検知手段と回転支持体との距離を維持することができる。これにより、温度検知手段と温度検知対象物との間の距離が変化することによる温度検知精度の低下を防止でき、高精度な温度検知を行うことが可能となる。
【０１１７】
（構成１１）
構成１１は、上記構成１０において、前記回転支持体を加熱する発熱体を備え、前記温度検知手段保持部材は、前記発熱体を保持する発熱体保持部を有する。
【０１１８】
構成１１によれば、温度検知手段保持部材が発熱体を保持することで、温度検知手段保持部材がベルト支持体保持部材と一緒に移動する際、発熱体も一緒に移動する。これにより、回転支持体や対向支持体及びベルトに対する発熱体の位置が保たれ、これらの部材と発熱体との接触を回避することができる。
【０１１９】
（構成１２）
構成１２は、上記構成１から１１のいずれかにおいて、前記ベルト支持体保持部材は、前記付勢手段によって前記回転駆動体側とは反対側の端部を前記回転駆動体に向かって押圧され、前記ベルト支持体保持部材に設けられた保持孔の前記付勢手段による押圧方向の寸法を、前記保持孔に回転可能に挿入される前記回転支持体の端部の同方向の寸法よりも大きくした。
【０１２０】
構成１２によれば、上記のように保持孔の寸法を設定することで、ベルト支持体保持部材が押圧力を受けて保持孔に変形が生じても、回転支持体の円滑な回転を維持でき、回転トルクの上昇を防止することができる。
【０１２１】
（構成１３）
構成１３は、上記構成１から１２のいずれかにおいて、前記ベルト支持体保持部材を、前記回転支持体の軸方向両端部側にそれぞれ配置し、各ベルト支持体保持部材を同一部品にて構成した。
【０１２２】
各ベルト支持体保持部材を同一部品にて構成することで、ベルトの幅方向の一端側と他端側における、回転支持体と対向支持体との位置のばらつきを低減することができる。これにより、回転支持体と対向支持体との位置がベルト幅方向でばらつくことによる張力偏差を抑制し、ひいては、ベルトの蛇行を抑制できるようになる。
【０１２３】
（構成１４）
構成１４は、上記構成１から１３のいずれかのベルト装置を用いて、前記ベルトと前記回転駆動体との間に記録媒体を通過させて当該記録媒体上の未定着画像を定着する定着装置である。
【０１２４】
（構成１５）
構成１５は、上記構成１４の定着装置を備える画像形成装置である。
【符号の説明】
【０１２５】
１      画像形成装置
７      定着装置
２０    定着ベルト
２１    加圧ローラ（回転駆動体）
２２    定着パッド（対向支持体）
２３    加熱ローラ（回転支持体）
２４    ハロゲンヒータ（発熱体）
２５    板バネ（張力付与手段）
３１    加熱端部ギヤ
３２    第１のギヤ
３３    第２のギヤ
４１    フレーム
４１ｇ  円弧状ガイド部
４１ｈ  直線状ガイド部
４２    ベルト支持体保持部材
４２ｂ  加熱ローラ保持孔
４２ｄ  加熱ローラ保持部（回転支持体保持部）
４２ｅ  定着パッド保持部（対向支持体保持部）
４２ｊ  規制部
４３    加圧レバー（付勢手段）
４４    加圧バネ（付勢手段）
４８    サーミスタ（温度検知手段）
４９    サーモスタット（温度検知手段）
５０    温度検知手段保持部材
５０ｅ  発熱体保持部
５２    ギヤ保持部材
５２ａ  規制部
５３    加圧バネ（付勢部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２６】
【特許文献１】特開２００７−５７９２７号公報
【図１】
0006481958.tif 000003
【図２】
0006481958.tif 000004
【図３】
0006481958.tif 000005
【図４】
0006481958.tif 000006
【図５】
0006481958.tif 000007
【図６】
0006481958.tif 000008
【図７】
0006481958.tif 000009
【図８】
0006481958.tif 000010
【図９】
0006481958.tif 000011
【図１０】
0006481958.tif 000012
【図１１】
0006481958.tif 000013
【図１２】
0006481958.tif 000014
【図１３】
0006481958.tif 000015
【図１４】
0006481958.tif 000016
【図１５】
0006481958.tif 000017
【図１６】
0006481958.tif 000018
【図１７】
0006481958.tif 000019
【図１８】
0006481958.tif 000020