(57)【要約】【課題】    未定着トナー像を無端状の定着ベルトに当接させて加熱溶融し、記録媒体に定着させる定着装置において、定着ベルトのスリップを防止して記録媒体を円滑に搬送する。【解決手段】    定着ベルト１と対向する位置で離隔して駆動ロール８ａ、８ｂが配置され、定着ベルト１の両側縁部でガイド部材６ａ、６ｂが当接された部分と駆動ロールとに駆動ベルト９ａ、９ｂが掛け回されている。駆動ロール８が回転駆動されると、この回転駆動力が駆動ベルト９を介して定着ベルト１に伝達され、定着ベルト１が周回移動する。駆動ベルト９は、定着ベルト１と周方向に広い範囲で接触し、確実に駆動力を伝達してスリップを防止する。また、駆動ロールは所定の速度に制御して駆動するとともに、加圧ロール２を駆動して定着ベルト１との圧接部から駆動力を伝達し、定着ベルトの駆動力を分担させることもできる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回移動が可能に支持された無端状の定着ベルトと、
該定着ベルトを加熱する加熱装置と、
前記定着ベルトの外周面と対向するように配置された加圧ロールと、
前記定着ベルトの内周面に当接され、前記加圧ロールとの間で未定着トナー像を担持した記録媒体と前記定着ベルトとを圧接させる押圧部材と、
前記定着ベルトの両側縁部の内周面に当接され、該定着ベルトの周回移動を案内するガイド部材と、
前記定着ベルトと対向する位置で、該定着ベルトと離隔して配置され、回転駆動される駆動ロールと、
前記定着ベルトの前記ガイド部材が当接された部分の外周面と前記駆動ロールとに掛け回され、前記駆動ロールの回転駆動力を前記定着ベルトに伝達する駆動ベルトと、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ベルトと前記駆動ベルトとの接触面は、これらの面に作用する摩擦力が、前記定着ベルトと前記押圧部材との接触面に作用する摩擦力より大きくなるように設定されてい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】
前記駆動ロールは、回転速度が一定となるように回転駆動が制御され、前記加圧ロールは、負荷の変動によって回転速度が変動するように回転駆動されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記駆動ロールは、前記定着ベルトと前記加圧ロールとの圧接部の上流側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像記録装置において用いられ、記録媒体上に担持された未定着トナー像を加熱溶融し、記録媒体に定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粉状のトナーを用いる画像形成装置においてトナー像を定着する工程は、記録媒体上のトナー像を加熱及び加圧して圧着する方法が広く採用されている。つまり、トナー像を記録媒体上に静電的に直接転写した後、あるいは、トナー像を中間転写体に一次転写してから記録媒体に二次転写した後、加熱部材と加圧部材との間に記録媒体を挟み込み、トナー像を加熱するとともに記録媒体に強く押圧する。
【０００３】
このような定着を行う装置としては、例えば、円筒状芯金の内部にハロゲンランプ等の発熱体を有する定着ロール（加熱部材）と、この定着ロールに押圧される加圧ロール（加圧部材）とで構成されるものがあり、回転駆動される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媒体を挟み込んで搬送する。
【０００４】
上記のような定着装置は、定着ロールの熱容量を低減することが難しいため、画像形成装置の電源をオン状態としてからのクイックスタート性に欠ける。つまり、画像形成装置の電源をオン状態とすると同時に定着装置の熱源であるハロゲンランプに通電を開始しても、定着ロール等が冷え切っている状態から所定の定着可能温度に立ち上がるまでにはかなりの待ち時間を要する。また、画像形成装置の待機状態（非画像出力時）では、何時でも画像形成動作が実行できるようにハロゲンランプに通電して定着ロールを所定の温度に維持しておく必要があり、電力消費量が大きい。
【０００５】
一方、上記定着ロールに代えて、定着部材として無端状の定着ベルトを用いるものがあり、該定着ベルトには複数の支持ロールによって張架されるタイプと、内部に押圧部材を有し、張架されない状態で加圧ロールに押圧されて周回駆動されるタイプとがある。定着ベルトは薄肉の耐熱性樹脂等を基層としており、ロール状部材に比べ熱容量が小さいため、ロール状部材より短時間でウォーミングアップを行なうことができる。さらに、無張架タイプの定着ベルトは、他の部材と接触する面積を小さくすることができ、他の部材への熱移動が低減される。このため、一層効率の良いウォーミングアップを行なうことができる。
【０００６】
定着ベルトを張架せずに周回駆動する定着装置としては、例えば特許文献１に開示されるものがある。この定着装置は、定着ベルトが電磁誘導加熱装置によって加熱されるものであり、その周面に沿って誘導電流で発熱する導電性層を備えている。そして、無端状となった定着ベルトの内側に弾性材料からなる押圧部材が配設され、支持部材によって定着ベルトの内周面に圧接して定着ベルトを加圧ロールに強く押し付けるものとなっている。未定着トナー像を担持した記録媒体は上記定着ベルトに当接され、重ね合わされて押圧部材と加圧ロールの間に挟み込まれる。記録媒体上のトナー像は定着ベルトからの熱伝導によって加熱され、加圧されて記録媒体上に定着される。
【０００７】
このような定着装置において、定着ベルトは押圧部材と加圧ロールとの間に挟み込まれ、加圧ロールが回転駆動されることにより、摩擦力によって従動回転するものとなっている。しかし、加圧ロールと定着ベルトとの間には、記録媒体が挟み込まれ、この記録媒体と定着ベルトとをともに移動させることになり、押圧部材と定着ベルトとの接触面に生じる摩擦力が大きくなると、定着ベルト又は記録媒体の移動が円滑に行われなくなる。つまり、定着ベルトと押圧部材との間の摩擦力が、加圧ロールと定着ベルトとの間、加圧ロールと記録媒体との間、又は記録媒体と定着ベルトとの間の摩擦力より大きくなると、定着ベルトと加圧ロールとの間でスリップが発生してしまう。スリップが発生すると、定着ベルトと加圧ロールとが圧接されたニップ部で記録媒体を正常に搬送することができなくなり、紙しわが発生したり、定着画像のこすれ・乱れが発生するといった問題が生じる。
【０００８】
このような事情から、上記定着ベルトと加圧ロールとの間で生じるスリップを低減するための手段が提案されている。
特許文献２から特許文献５に記載の定着装置では、定着ベルトの外周面又は内周面の両側縁部にロール状部材が当接されており、この当接部分の摩擦力によってロール状部材の回転駆動力が定着ベルトに伝達され、周回駆動される。また、特許文献６に記載の定着装置では、定着ベルトの少なくとも一方の側縁部に円周方向に配列された複数の穴が設けられており、加圧ロールの弾性層がこの穴にくい込んで回転することによって定着ベルトのスリップが防止され、該加圧ロールに従動して回転する。また、特許文献７及び特許文献８に記載の定着装置では、定着ベルトの両側端部が、離型層を設けずに弾性層を露出した状態となっており、摩擦係数を高くして加圧ロールの回転駆動力を定着ベルトに伝達しやすいものとしている。
【特許文献１】特開２００３−８４５９１号公報
【特許文献２】特開平９−２０４１１１号公報
【特許文献３】特開２００１−８３８２２号公報
【特許文献４】特開２００２−１９０３６９号公報
【特許文献５】特開２００３−５７９８０号公報
【特許文献６】特開２００３−２１９７７号公報
【特許文献７】特開２００３−７６１９２号公報
【特許文献８】特開２００３−２０８０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２から特許文献９に記載の定着装置では、次に述べるように、充分に問題点を解決することができなかったり、新たな問題点が生じることがある。
定着ベルトと、該定着ベルトに当接されて回転駆動されるロール状部材又は加圧ロールとの接触部は、周方向に狭い領域となっており、通常用いられるロール状部材又は加圧ロールでは数ｍｍ程度となっている。このため、定着ベルトとロール状部材又は加圧ロールとの間に作用する摩擦力が充分とは言えない。そして、定着ベルトとロール状部材又は加圧ロールとの間に作用する摩擦力が、定着ベルトと押圧部材との接触面、又は定着ベルトと該定着ベルトの周回移動を案内するガイド部材との接触面に生じる摩擦力より充分に大きくないと、定着ベルトがスリップしやすい状態となってしまう。
【００１０】
また、特許文献６から特許文献９に記載の定着装置では、加圧ロールが有する弾性層が加熱される定着ベルトからの熱伝導によって膨張し、加圧ロールの回転数が一定である場合には該加圧ロールの周速度が変化する。そして、加圧ロールと定着ベルトとの間で搬送される記録媒体の搬送速度が変化する。つまり、定着動作時に定着ベルトが定着に適する温度まで加熱されるのにともなって加圧ロールの温度も上昇し、弾性層が熱膨張して周速度が速くなり、記録媒体の搬送速度が速くなる。これにより、トナー像の転写部における記録媒体の搬送速度に影響を及ぼし、転写されるトナー像に欠陥が生じるおそれがある。
【００１１】
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録媒体上に担持された未定着トナー像を、無端状の定着ベルトに当接させて加熱溶融し、記録媒体に定着させる定着装置において、定着ベルトを確実に所定の速度で周回駆動し、この定着ベルトと加圧ロールとの間に挟み込まれた記録媒体を円滑に搬送することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、  周回移動が可能に支持された無端状の定着ベルトと、  該定着ベルトを加熱する加熱装置と、  前記定着ベルトの外周面と対向するように配置された加圧ロールと、  前記定着ベルトの内周面に当接され、前記加圧ロールとの間で未定着トナー像を担持した記録媒体と前記定着ベルトとを圧接させる押圧部材と、  前記定着ベルトの両側縁部の内周面に当接され、該定着ベルトの周回移動を案内するガイド部材と、  前記定着ベルトと対向する位置で、該定着ベルトと離隔して配置され、回転駆動される駆動ロールと、  前記定着ベルトの前記ガイド部材が当接された部分の外周面と前記駆動ロールとに掛け回され、前記駆動ロールの回転駆動力を前記定着ベルトに伝達する駆動ベルトと、を有する定着装置を提供する。
【００１３】
上記定着装置では、定着ベルトの内側にガイド部材が当接された部分で、この定着ベルトの外側に駆動ベルトが掛け回されて密着する。そして、定着ベルトと駆動ベルトとは周方向に広い範囲で接触し、接触面積が大きくなっている。このため、駆動ロールの回転駆動力が駆動ベルトを介して定着ベルトに確実に伝達される。このため、装置を長期間使用することによって定着ベルトと押圧部材との接触面に生じる摩擦力が増大しても、駆動ロールから定着ベルトまでの駆動力を伝達する経路でスリップを生じるのが防止され、定着ベルトを確実に周回駆動することができる。そして、記録媒体を確実に搬送して紙しわの発生を防止し、良好な定着を行なうことができる。
【００１４】
また、駆動ロールは加熱された定着ベルトとは離隔して配置されているので、駆動ロールの温度は大きく変動せず、熱膨張はほとんど生じない。このため、駆動ロールを所定の回転速度で駆動することによって周速度が一定となり、駆動ベルトを介して定着ベルトに伝達される駆動力の周速度も、定着ベルトの加熱による影響を受けることがなく、定着ベルトを所定の周速度で駆動することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の定着装置において、  前記定着ベルトと前記駆動ベルトとの接触面は、これらの面に作用する摩擦力が、前記定着ベルトと前記押圧部材との接触面に作用する摩擦力より大きくなるように設定されているものとする。
【００１６】
上記定着ベルトと押圧部材との接触面に生じる摩擦力が多少増大することがあっても、定着ベルトと駆動ベルトとの接触面積が大きく、作用する摩擦力が大きくなっているため、駆動ロールの回転駆動力が駆動ベルトを介して定着ベルトに確実に伝達される。このため、定着ベルトは駆動ベルトとの間でスリップを生じることなく円滑に周回移動する。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、  前記駆動ロールは、回転速度が一定となるように回転駆動が制御され、前記加圧ロールは、負荷の変動によって回転速度が変動するように回転駆動されるものとする。
【００１８】
この定着装置では、駆動ロールから駆動ベルトを介して定着ベルトに駆動力が伝達されるとともに、加圧ロールも回転駆動され、定着ベルトとの圧接面の摩擦力によって駆動力が伝達される。したがって、これらの駆動力が共働して定着ベルトが周回駆動される。このとき加圧ロールは負荷の変動によって回転速度が変動するように駆動される。例えば、一定の電圧でモータが回転駆動され、この駆動力で加圧ロールが回転駆動される。そして、所定の速度に制御されて周回移動する定着ベルトに圧接されると、加圧ロールの周速度と定着ベルトとの周速度の差は、加圧ロールの駆動源に作用する負荷によって調整され、定着ベルトは制御された速度で負荷を分担して駆動される。つまり、加圧ロールを制御された所定の速度より高速で回転させようとすると、駆動の負荷が加圧ロールの駆動源に大きく作用し、回転速度が抑制されて制御された定着ベルトの周速度に落ち着く。したがって、定着ベルトは制御された所定の周速度で駆動されるとともに、駆動ベルト及び加圧ロールのそれぞれから伝達される駆動力は小さく抑えられ、圧接部分でスリップを生じることなく、所定の周速度で確実に駆動力が伝達される。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、  前記駆動ロールは、前記定着ベルトと前記加圧ロールとの圧接部の上流側に配置されるものとする。
【００２０】
定着ベルトと加圧ロールとの圧接部の上流側に設けられた駆動ロール及び定着ベルトに駆動ベルトが掛け回されると、上記圧接部の下流側で駆動ベルトが定着ベルトと密接し、定着ベルトをガイド部材に押し付けることになる。したがって、定着ベルトは圧接部の下流側でガイド部材に沿って周回移動する。圧接部の下流側では、トナー像が定着された記録媒体と定着ベルトとを剥離するために先端が尖った剥離部材を定着ベルトに近接して設けたり、剥離を促進するために定着ベルトの形状を規制することがある。定着ベルトがガイド部材に密着して移動することによって、定着ベルトの位置が安定し、上記の様な剥離部材の位置の設定や定着ベルトの形状を規制することが容易となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本願発明によれば、定着ベルトのガイド部材が当接される部分と、定着ベルトと離隔して対向して配置された駆動ロールとに駆動ベルトが掛け回されており、該駆動ベルトと定着ベルトとの接触面積が大きいため、この駆動ベルトを介して駆動ロールの回転駆動力が定着ベルトに確実に伝達される。このため、スリップを生じることなく定着ベルトが円滑に周回移動する。また、加熱による温度の上昇に影響されることなく、所定の周速度で定着ベルトを駆動することができる。したがって、記録媒体を確実に搬送するとともに、記録媒体にしわが発生すること（紙しわの発生）等を防止し、良好な定着を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本願に係る発明の一実施形態である定着装置の概略正面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図である。
この定着装置は、無端状の周面を有する定着ベルト１と、この定着ベルト１の外周面に当接され、周回駆動される加圧ロール２と、定着ベルト１の内周面に当接され、定着ベルト１を加圧ロール２との間に挟み込む押圧パッド３と、該押圧パッド３を支持するパッド支持部材４と、押圧パッド３と定着ベルト１との間に介挿された、摺動性及び耐摩耗性の高い摺動シート７と、定着ベルト１の外周面に沿って設けられ、該定着ベルト１を加熱する電磁誘導加熱装置５と、定着ベルト１の両側縁部の内周面に当接されるガイド部材６ａ、６ｂと、定着ベルト１と加圧ロール２とが圧接されるニップ部の上流側で定着ベルト１と離隔して配置され、モータ１０から回転駆動力が伝達される駆動ロール８ａ、８ｂと、定着ベルト１のガイド部材６ａ、６ｂが当接される部分と駆動ロール８ａ、８ｂとに掛け回された駆動ベルト９ａ、９ｂと、を備えている。
【００２３】
上記定着ベルト１は、無拘束状態で内径約３０ｍｍの円形断面となるものであり、図４に示すように、その内側から、耐熱性の高いシート状部材からなる基層１ａと、その上に積層された導電性層１ｂと、さらにその上に積層された弾性層１ｃと、最も上層となる表面離型層１ｄとから構成されている。また、各層の間には接着のためにプライマー層を設けてもよい。
【００２４】
基層１ａは、厚さ１０〜１００μｍ、さらに好ましくは厚さ５０〜１００μｍの耐熱性の高い樹脂フィルムが用いられ、耐熱性樹脂としては、例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド等が用いられる。本実施例では、厚さ７５μｍのポリイミド樹脂が使用されている。
【００２５】
上記導電性層１ｂは、電磁誘導加熱装置５が生成する変動磁界によって誘導発熱する層であり、鉄・コバルト・ニッケル・銅・アルミニウム・クロム等の金属層を１〜５０μｍ程度の厚さで形成したものが用いられる。この導電性層の層厚及び材質は、電磁誘導による渦電流で十分な発熱が得られるように選択されるものであり、本実施例では、厚さ１０μｍ程度の銅が使用されている。
【００２６】
弾性層１ｃは、厚さは１０〜５００μｍ、さらに好ましくは５０〜５００μｍの、耐熱性、熱伝導性が良好なシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が用いられる。本実施例では、ゴム硬度１５°（ＪＩＳ−Ａ）、厚さ３００μｍのシリコーンゴムが使用されている。
【００２７】
上記表面離型層１ｄは、記録紙上に転写された未定着トナー像と、直接に接触する層であるため、離型性の良い材料を使用する必要がある。この表面離型層１ｃを構成する材料としては、例えば、厚さ１０μｍ〜５０μｍの、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重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。本実施例では、厚さ３０μｍのＰＦＡが使用されている。
【００２８】
なお、この実施の形態では定着ベルトは４層構造となっているが、接着層や各層の保護層などを設けた５層、６層などのベルトであっても良いし、弾性層を削除した３層のベルトであっても良い。
【００２９】
上記加圧ロール２は、定着ベルト１と互いの周面が対向する位置に支持され、両端部が加圧バネ１３によって定着ベルト１側に付勢されるものであり、金属製の円筒状部材２ａを芯材とし、該円筒状部材２ａの表面に、シリコーンゴム・フッ素ゴムなどの耐熱性を有する弾性層２ｂと、最表面に表面離型層２ｃとを備えている。本実施例では、直径が１８ｍｍのロールを用い、表面に厚さ５ｍｍの発泡シリコーンゴムを形成し、表面離型層２ｃとして厚さ３０μｍのＰＦＡが被覆されている。そして、この加圧ロール２は、定着ベルト１を介して２０ｋｇｆの荷重で押圧パッド３に圧接され、所定の電圧で駆動されるモータ（図示しない）から回転駆動力が伝達されるものとなっている。
なお、加圧ロール２は、自由に回転が生じるように支持され、定着ベルトの周回移動に従動するものであっても良い。
【００３０】
上記押圧パッド３は、台座３ａ上に弾性部材３ｂを設けたものであり、定着ベルト１を介して、該弾性部材３ｂと加圧ロール２との間にニップ部が形成される。そして、弾性部材３ｂ及び加圧ロール２の材質を適切に選択することによって、弾性部材３ｂ及び定着ベルト１が加圧ロール２の曲面に沿って湾曲した形状となる。本実施例では、ＳＵＳ、鉄等の金属又は耐熱性を有する樹脂等からなる台座３ａ上に、弾性部材３ｂとして厚さ３ｍｍ、周方向の長さが８．５ｍｍの、ゴム硬度５０°（ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１、ＪＩＳ  Ａ、又はＪＩＳ  Ｋ  ６２５３、デュロメータタイプＡスプリング式）のシリコーンゴムが積層されている。
【００３１】
上記摺動シート７は、摺動性が良く、耐摩耗性に優れ、かつ熱に強い材料である必要があり、例えば、テフロン(登録商標)等のフッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シート（中興化成工業：ＦＧＦ４００−４等）、オイルを保持しやすいゴアテックス（登録商標）のシートなどが用いられる。さらに定着ベルト１の内面には、潤滑オイル、潤滑グリース等の離型材を塗布してもよい。これにより、定着ベルト１は押圧パッド３が強く押し付けられても大きな摩擦力を生じることなく摺動され、円滑に周回駆動される。
【００３２】
上記パッド支持部材４は、図５に示すように、定着ベルト１の幅方向に軸線を有する矩形断面の棒状部材であり、両端部に軸部材４ａが取り付けられている。そして、この軸部材４ａにガイド部材６が嵌め合わされるとともに、定着装置のフレームに固定支持されている。この棒状部材の加圧ロール２と対向する部分には切り欠きが形成されており、この切り欠きに摺動シート７を挟み込むとともに押圧パッド３が嵌め合わせられている。そして、定着ベルト１を介して加圧ロール２から押圧パッド３に作用する圧接力を、この棒状部材によって負担するものとなっている。パッド支持部材４の材料としては、たわみを一定量以下に抑えるためにある程度の剛性を有するとともに、電磁誘導加熱装置５による磁束の影響によって加熱されないものが望ましく、ガラス入りＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ガラス入りＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂や耐熱ガラスを用いることができる。
【００３３】
上記ガイド部材６は耐熱性樹脂からなり、図５に示すように、円筒曲面を有する内面ガイド部２２と、この円筒曲面の端縁からフランジ状に張り出したエッジガイド部２１とを備えるものである。このガイド部材６の中心部には、貫通孔２３が設けられており、この貫通孔２３にパッド支持部材４の軸部材４ａが嵌め合わせられる。そして、内面ガイド部２２の内側端面２２ａがパッド支持部材４の断面が拡大している位置の垂直面に当接され、パッド支持部材４の両端部における定着ベルトの幅に相当する位置で固定される。
【００３４】
内面ガイド部２２は、上記円筒曲面が定着ベルト１の内周面の両側縁付近に当接され、定着ベルト１は内面ガイド部２２の外周面に沿って形状が拘束される。そして、定着ベルト１の両側縁付近は無張力状態もしくは所定の張力が導入された状態で内面ガイド部２２の曲面上を摺動する。これにともない、定着ベルト１の幅方向における中央部は、図１又は図２に示すように、押圧パッド３以外には内面に当接されるものがなくても自身の剛性によってほぼ一定の形状が維持され、パッド支持部材４から離れた位置に保持される。
【００３５】
エッジガイド部２１は、内面ガイド部２２より径が拡大されて張り出しており、パッド支持部材４の軸部材４ａに嵌め合わされて定着ベルト１の両縁部に近接又は当接される。これにより、定着ベルト１は、エッジガイド部２１によって幅方向の動きが規制され、安定した状態で周回駆動される。
【００３６】
上記駆動ロール８ａ、８ｂは、一つの駆動軸１１に固着された幅の狭い二つのロール状部材であって、定着ベルト１の両側縁部すなわちガイド部材の内側ガイド部が当接される部分と対向する位置にそれぞれ設けられている。駆動軸１１は、定着ベルトと加圧ロールとが形成するニップ部の上流側で、加圧ロールと平行に配置され、定着装置のフレームに軸支されており、モータ１０から駆動ギア１２を介して回転駆動力が伝達されるものとなっている。この駆動ギア１２が回転駆動されることによって、駆動軸１１とともに駆動ロール８ａ、８ｂが回転する。この駆動ロール８ａ、８ｂは耐熱性樹脂からなり、図１又は図２に示すように、それぞれが両側端部に径が拡大されたフランジ部８ｃを有している。駆動ベルト９は中央部８ｄの曲面に沿って掛け回され、該駆動ベルト９の縁部がフランジ部８ｃに規制される。これにより、駆動ベルト９は幅方向の動きが規制され、安定した状態で周回駆動される。本実施例では、駆動ロール８の中央部１３ｂの直径が２０ｍｍ、幅が８ｍｍとなっている。
【００３７】
上記駆動ベルト９ａ、９ｂは、それぞれ駆動ロール８ａ、８ｂと、定着ベルト１の外周面とに掛け回され、駆動ロール８ａ、８ｂの回転駆動力を定着ベルト１に伝達するものである。駆動ベルト９は、定着ベルト１の表面離型層１ｄ及び駆動ロール８の周面との間に作用する摩擦力が、定着ベルト１の基層１ａと摺動シート７との間に作用する摩擦力より十分に大きくなるように材料が選択され、又はそれぞれの接触面の表面処理がなされている。本実施例では駆動ベルト９として摩擦係数が大きくなるようにシリコーンゴムを使用している。これにより、駆動ベルト９は駆動ロール８から回転駆動力が確実に伝達されて周回移動する。また、駆動ベルト９は定着ベルト１に巻き付くように掛け回されて駆動ベルト９と定着ベルト１との接触面積が大きくなっているため、駆動ベルト９と定着ベルト１との間でもスリップ等を生じることなく駆動力が確実に伝達される。したがって、定着ベルト１は、押圧パッド３を被覆する摺動シート７と定着ベルト１の内周面との間の摩擦力が作用しても制御された駆動ロール８の周速度に基づいて確実に周回駆動されるものとなっている。
【００３８】
なお、駆動ロール８の駆動源であるモータ１０は、回転速度が所定の値となるように制御されるものであり、ステッピングモータ等を用いるのが望ましい。
【００３９】
上記電磁誘導加熱装置５は、図２に示すように、曲面を有する板状部材からなり内側の曲面が定着ベルト１の外周面と間隙をおいて対向するように配置されたコイル支持部材５ａと、コイル支持部材５ａの外側の曲面上に支持され、励磁回路５ｄによって高周波電流が供給される励磁コイル５ｂと、励磁コイルの外側に設けられた磁場遮蔽部材５ｃと、で主要部が構成されている。この電磁誘導加熱装置５は、コイル支持部材５ａの周方向における中心部が、ニップ部から上下流側へほぼ等距離となる位置で、定着ベルト１の外周面と所定の間隙をおいて配置されている。
【００４０】
上記励磁回路５ｄから励磁コイル５ｂに高周波電流が供給されると、励磁コイル５ｂの周囲に磁束が生成消滅を繰り返す。高周波電流の周波数は、例えば、１０〜５０ｋＨｚに設定されるが、本実施例では高周波電流の周波数が３０ｋＨｚに設定されている。そして、この磁束が定着ベルト１の導電性層１ｂを横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界を生じるように導電性層中に渦電流が発生し、導電性層１ｂの表皮抵抗に比例した電力（Ｗ＝Ｉ2Ｒ）でジュール熱が発生する。これにより、定着ベルト１を加熱するものであり、励磁コイル５ｂに供給する電力量又は高周波電流の供給時間等の制御により、定着ベルト１を所定の温度に維持するものとなっている。
【００４１】
次に、上記定着装置の動作について説明する。
画像形成部において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーによるトナー像Ｔが画像信号に基づいて形成され、図示しない転写装置により記録紙Ｐに転写される。これらのトナーは、熱可塑性樹脂からなるバインダに着色顔料を含有させることによって構成されている。
【００４２】
一方、トナー像を形成する動作が開始されるのとほぼ同時に、駆動ロール８を駆動するモータ１０、加圧ロール２を駆動するモータ（図示しない）及び電磁誘導加熱装置５に電力が供給される。そして、駆動ロール８が制御された速度で回転駆動され、この回転駆動力が駆動ベルト９を介して定着ベルト１に伝達され、定着ベルト１が周回移動を開始する。このとき、定着ベルト１は駆動ベルト９との接触面積が大きいため、駆動ベルト９から確実に回転駆動力が伝達される。また、加圧ロール２は、モータ（図示しない）から付与された駆動力を定着ベルト１との圧接部に作用する摩擦力によってこの定着ベルト１に伝達し、制御された速度で駆動される駆動ロールの負荷を軽減する。したがって、定着ベルト１は、駆動ロール８から駆動ベルト９を介して伝達される駆動力と、圧接される加圧ロール２から伝達される駆動力とで周回駆動され、それぞれの負荷が軽減されて、伝達経路でスリップが生じるのが防止される。
【００４３】
そして、周回駆動された定着ベルト１が電磁誘導加熱装置５と対向する加熱領域を通過する際に、導電性層１ｂに渦電流が誘導され、発熱する。このとき、定着ベルト１は、両側縁部では内面ガイド部２２が嵌め合わされて内面ガイド部２２と接触しているが、中央部では押圧パッド３以外の部材に接触することなく周回移動している。したがって、他の部材に熱を奪われることが少なく、効率の良い加熱が行われる。
【００４４】
定着ベルト１が周回して所定の温度まで加熱されると、未定着トナー像Ｔを担持した記録紙Ｐが、定着ベルト１と加圧ロール２とが圧接されるニップ部に送り込まれる。ニップ部内では、定着ベルト１は加圧ロール２の周面に沿って湾曲しており、記録紙Ｐは定着ベルトに密接して搬送され、トナー像は高温となった定着ベルト１からの熱伝導で加熱溶融されると同時に、加圧ロール２と押圧パッド３との圧接力によって記録紙Ｐに圧着される。
【００４５】
そして、定着ベルト１は、ニップ部の出口付近で押圧された状態から解放され、ガイド部材６に形状が拘束されて大きく曲げ回される。これに対し、定着ベルト１と加圧ロール２との間で搬送される記録紙Ｐは、記録紙自身の剛性によって加圧ロール２のほぼ接線方向へ進行しようとする。したがって、大きく曲げ回される定着ベルト１は記録紙Ｐから引き離される。
【００４６】
次に、本発明の実施形態である定着装置と、図６に示す従来の定着装置とにおける、定着ベルトへの駆動力伝達性能を比較する実験について説明する。
図６に示す定着装置は、定着ベルト１０１の両側縁部の内側がそれぞれガイド部材１０６に案内され、該定着ベルト１０１の外周面の、ガイド部材１０６が内周面に当接される位置と対向して駆動ロール１０８が当接されている。この駆動ロール１０８は、モータ１０７から駆動力が伝達されて回転駆動されるものであり、ガイド部材１０６との間に定着ベルト１０１を挟み込み、摩擦力によって定着ベルト１０１を周回駆動するものとなっている。駆動ロール１０８の定着ベルト１０１と接する表面には、図１に示す定着装置で用いられている駆動ベルト９と同様にシリコーンゴムからなる弾性層が設けられている。
【００４７】
この定着装置は、駆動ロール１０８の回転駆動力を伝達する機構が図１に示す定着装置と異なるものであり、その他の構成は図１に示す定着装置と同様のものとする。なお、図６中の符号１０２は加圧ロール、１０４はパッド支持部材の軸部材、１０５は電磁誘導加熱装置を示す。
【００４８】
比較実験としては、駆動ロール８，１０８の周速度が一定となるように制御して、定着ベルト内面に塗布する潤滑剤の量を変えたり、加圧ロール１０２の駆動力や定着ベルトへの圧接力を調整することによって、定着ベルト１，１０１の駆動トルクを０〜３．０Ｎ・ｍの範囲に設定した。そして、各駆動トルクに対する該定着ベルト１，１０１の周速度を測定し、それぞれの定着ベルトの周速度と駆動ロール８，１０８の周速度とを比較した。
【００４９】
この結果は図７に示すとおりであり、本発明の実施形態である定着装置では、定着ベルト１の駆動トルクが３．０Ｎ・ｍ以上になるまで上昇した場合でも、駆動ロール８と定着ベルト１の周速度は等しい状態を保っている。つまり、定着ベルト１の駆動トルクが高い場合でも、駆動ロール８から定着ベルト１に駆動力が確実に伝達され、定着ベルト１は駆動ベルト９との間でスリップせずに円滑に周回移動する。一方、従来の定着装置では、定着ベルト１０１の駆動トルクが１．０Ｎ・ｍ以上になると、定着ベルト１０１の周速度が駆動ロール１０８の周速度より遅くなり、スリップが発生していることがわかる。これは、定着ベルト１０１と駆動ロール１０８との接触面積が小さいために、駆動ロール１０８と定着ベルト１０１との間の摩擦力が十分ではなく、確実に駆動力が伝達されていないと考えることができる。
【００５０】
以上の結果より、定着ベルト１０１に駆動ロール１０８を直接に当接した従来の定着装置に比べて、駆動ベルトを用いた本発明における定着装置は定着ベルトと駆動ベルトとの接触面積を十分確保することができ、定着ベルトへ効果的に駆動力が伝達されることが解る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本願に係る発明の一実施形態である定着装置の概略正面図である。
【図２】図１に示す定着装置のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示す定着装置のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図１に示す定着装置で用いられる定着ベルトを示す拡大断面図である。
【図５】図１に示す定着装置で用いられるパッド支持部材及びガイド部材の概略斜視図である。
【図６】従来の定着装置を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態である定着装置と従来の定着装置との性能を比較する実験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１：定着ベルト、  ２：加圧ロール、  ３：押圧パッド、  ４：パッド支持部材、  ４ａ：軸部材、  ５：電磁誘導加熱装置、  ５ａ：台座、  ５ｂ：励磁コイル、  ５ｃ：磁場遮蔽部材、  ５ｄ：励磁回路、  ６：ガイド部材、  ７：摺動シート、  ８：駆動ロール、  ９：駆動ベルト、  １０：モータ、  １１：駆動軸、  １２：駆動ギア、    １３：加圧バネ、  ２１：エッジガイド部、  ２２：内面ガイド部、    ２３：貫通孔
【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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