(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、この定着ローラに転接するように付勢される加圧ローラとを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、
前記定着ローラから離間して配設された第１の発熱手段と、
前記第１の発熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部を通過する前記シートを加熱する熱伝達手段と、
前記加圧ローラの前記一方向に関して上流側に位置し、前記第１の発熱手段からの熱伝達を前記熱伝達手段を介して受けて加熱され、前記転接部を通過する前の前記シートを、前記未定着トナーが担持されていない裏面から予熱すると共に、該シートを前記転接部に向けて搬送する予熱・搬送手段とを具備し、
前記熱伝達手段は、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと前記定着ローラとの間にエンドレスに掛け渡され、所定の熱容量を有して前記発熱手段の熱を前記定着ローラに熱伝達する第１の熱伝達ベルトとを備え、
前記予熱・搬送手段は、前記定着ローラの下方に位置する前記加圧ローラの前記一方向に関して上流側に配設された支持ローラと、この支持ローラと前記加圧ローラとの間にエンドレスに掛け渡され、所定の熱容量を有すると共に前記シートを上側辺上に密着させて前記転接部に搬送する第２の熱伝達ベルトとを備え、
前記第１の熱伝達ベルトと第２の熱伝達ベルトとの間は、該第２の熱伝達ベルト上を搬送される前記シートが前記転接部以前に該第１の熱伝達ベルトに接触しないように離間されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧ローラは、前記定着ローラの直下方よりも前記一方向に関して下流側に偏倚した位置に配設され、一方、前記第２の熱伝達ベルトの上側辺が前記転接部に向かって上り傾斜状態で向かうように設定されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２の熱伝達ベルトは、これの走行に応じて前記シートを前記転接部に向けて搬送すると共に、前記加圧ローラよりの熱伝達を受けて加熱されて放熱し、前記シートを裏面から予熱することを特徴とする請求の範囲第１又は２項記載の定着装置。
【請求項４】
前記第２の熱伝達ベルトを加熱するための第２の発熱手段を更に具備することを特徴とする請求の範囲第１〜３の何れか１項記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１の発熱手段は、前記加熱ローラに内蔵されていることを特徴とする請求の範囲第１〜４の何れか１項記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１の発熱手段は、ハロゲンランプを備えることを特徴とする請求の範囲第４項記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１の発熱手段は、前記加熱ローラの内周面に取り付けられた面状発熱体を備えていることを特徴とする請求の範囲第５項記載の定着装置。
【請求項８】
前記第１の発熱手段は、前記加熱ローラ外で、前記第１の熱伝達ベルトに対向する状態で配設されていることを特徴とする請求の範囲第１〜４の何れか１項記載の定着装置。
【請求項９】
前記第１の発熱手段は、前記加熱ローラの外周面に取り付けられた面状発熱体を備えていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の定着装置。
【請求項１０】
前記第１の発熱手段は、前記第１の熱伝達ベルトを誘導加熱により発熱させる誘導加熱手段であることを特徴とする請求の範囲第８項記載の定着装置。
【請求項１１】
前記誘導加熱手段は、前記定着ローラと加熱ローラとの間に位置すると共に、前記第１の熱伝達ベルトの走行方向に関して前記転接部の上流側に位置する前記第１の熱伝達ベルトの部分を誘導加熱するように配設されていることを特徴とする請求の範囲第１０記載の定着装置。
【請求項１２】
前記第１の熱伝達ベルトは、エンドレス状の金属製基材と、この金属製基材の外周面に被覆された離型層とを備えて形成されていることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の定着装置。
【請求項１３】
前記金属製基材は、ニッケル電鋳ベルトから形成されていることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の定着装置。
【請求項１４】
前記第１の発熱手段は、前記第１の熱伝達ベルトに対向して配設されたハロゲンランプを備えることを特徴とする請求の範囲第８項記載の定着装置。
【請求項１５】
前記第２の発熱手段は、前記加圧ローラに内蔵されていることを特徴とする請求の範囲第４項記載の定着装置。
【請求項１６】
前記第２の発熱手段は、前記支持ローラに内蔵されていることを特徴とする請求の範囲第４項記載の定着装置。
【請求項１７】
前記第１の発熱手段は、前記定着ローラの前記一方向に関して上流側に離間して配設されていることを特徴とする請求の範囲第１又は２項記載の定着装置。
【請求項１８】
前記第１の発熱手段は、前記一方向と交差する方向に沿って前記定着ローラから離間して配設されていることを特徴とする請求の範囲第１又は２項記載の定着装置。
【請求項１９】
前記第１の発熱手段は、前記定着ローラに前記加圧ローラが転接する側とは反対側に、該定着ローラから離間して配設されていることを特徴とする請求の範囲第１又は２項記載の定着装置。
【請求項２０】
前記第１の熱伝達ベルトは、前記第２の熱伝達ベルト上を搬送される前記シートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設されていることを特徴とする請求の範囲第１〜１９の何れか１項記載の定着装置。
【請求項２１】
前記加圧ローラを回転駆動する駆動手段を更に具備し、
前記第１の熱伝達ベルトは、該加圧ローラと前記第２の熱伝達ベルトを介して摩擦係合することにより、走行駆動され、
前記定着ローラは、該第１の熱伝達ベルトを介して、該加圧ローラの回転により連れ回りにより回転駆動されることを特徴とする請求の範囲第１〜１９の何れか１項記載の定着装置。
【請求項２２】
前記第１の熱伝達ベルトは、エンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆された離型層とを備えて形成されていることを特徴とする請求の範囲第１〜２１の何れか１項記載の定着装置。
【請求項２３】
前記エンドレス状の基材は、金属製であることを特徴とする請求の範囲第２２項記載の定着装置。
【請求項２４】
前記金属製の基材は、ニッケル電鋳ベルトから形成されていることを特徴とする請求の範囲第２３項記載の定着装置。
【請求項２５】
前記エンドレス状の基材は、合成樹脂製であることを特徴とする請求の範囲第２２項記載の定着装置。
【請求項２６】
前記合成樹脂製の基材は、ポリイミド樹脂製ベルトから形成されていることを特徴とする請求の範囲第２５項記載の定着装置。
【請求項２７】
前記第２の熱伝達ベルトは、エンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆された離型層とを備えて形成されていることを特徴とする請求の範囲第１〜２６の何れか１項記載の定着装置。
【請求項２８】
前記エンドレス状の基材は、合成樹脂製であることを特徴とする請求の範囲第２７項記載の定着装置。
【請求項２９】
前記合成樹脂製の基材は、ポリイミド樹脂製ベルトから形成されていることを特徴とする請求の範囲第２８項記載の定着装置。
【請求項３０】
前記第２の熱伝達ベルトは、エンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆され、帯電可能な材料から形成された表面層とを備えることを特徴とする請求の範囲第１〜２６の何れか１項記載の定着装置。
【請求項３１】
前記第２の熱伝達ベルトに対向する状態で配設され、該第２の熱伝達ベルトを帯電させて、前記シートを該第２の熱伝達ベルトに吸着する帯電手段を更に具備することを特徴とする請求の範囲第３０項記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、記録媒体上の未定着トナーを溶融圧着し、記録媒体に定着させるために使用する定着装置、特に、電子画像形成装置用の定着装置に関する。
背景技術
従来、電子画像形成装置用の定着装置においては、従前のヒートローラ定着方式ではなく、例えば図１３に特開平６−３１８００１号公報に記載の技術として示されるように、定着ローラＲ１と加熱ローラＲ３との間に定着ベルトＢを張設し、この定着ベルトＢを介して下方より定着ローラＲ１を押圧する加圧ローラＲ２を設けたベルト定着方式により、記録媒体Ｄを予熱することを組み合わせた技術が開発されている。
このような記録媒体Ｄへの予熱により、加圧ローラＲ２と定着ベルトＢとのニップ部の温度を低く設定することができ、熱容量の小さい定着ベルトＢを用いることで、記録媒体Ｄのニップ部の通過時に、定着ベルトＢの温度を急速に冷却させることが可能となる。また、この冷却により、ニップ部の出口での定着ベルトＢと分離するトナーの凝集力を高めることができ、この凝集力の高まりにより、定着ベルトＢとトナーの離型性を高めて、オイルレス或いは微量のオイルしか塗布しない状態でも、オフセットのない、鮮明な定着画像が得られることになる。このように、ベルト定着方式は、従来の加熱ローラ方式では解決できなかった離型性とオイル塗布との両方の問題が一挙に解決した定着装置を提供するものである。
ここで、図１３に示す従来構成のベルト定着方式の定着装置の構成を概略的に説明すると、定着ローラＲ１と、加圧ローラＲ２と、加熱兼テンションローラＲ３とを備え、定着ローラＲ１と加熱兼テンションローラＲ３との間には、定着ベルトＢが張設されている。この定着ベルトＢの上部には、オイル塗布ローラＲ４が配設されており、定着ベルトＢの下部には、隙間をあけてガイド板Ｇが配設されている。この定着ベルトＢの下部とガイド板Ｇとの間の空間から、記録媒体Ｄの予熱通路が規定されている。
一方、加熱兼テンションローラＲ３の内部には、加熱源Ｈが備えられており、更に、補助的に定着ローラＲ１や加圧ローラＲ２の内部に加熱源を設ける場合もありえる。また、定着ベルトＢの温度を制御するために、定着ベルトＢの非通紙部に接触する状態で、サーミスタＳが設けられている。
しかしながら、上述した構成を有する従来構成のベルト定着式の定着装置においては、記録媒体Ｄの搬送速度を上昇させて単位時間当たり（例えば、１分間当たり）の処理枚数を増やそうとすると、加熱源Ｈの発熱量を増大せざるをえず、また、ニップ部におけるニップ幅を大きくとらざるをえない状況にある。
一方、記録媒体Ｄを予熱するとの観点から見れば、ガイド板Ｇ自身も、定着ベルトＢからの放熱（輻射熱）を受けて温度上昇し、記録媒体Ｄを下面から加熱する状態にはあり、これによる予熱の効果が期待される。しかしながら、このガイド板Ｇの加熱は、記録媒体Ｄがガイド板Ｇに搬送されはじめた初期段階だけの現象であって、記録媒体Ｄがガイド板Ｇ上を通過しはじめると、この記録媒体Ｄ自身がガイド板Ｇからの熱を奪うと共に、定着ベルトＢからの輻射熱を遮断することとなり、実質的にガイド板Ｇによる記録媒体Ｄの継続的な予熱は期待できない状況にある。
また、定着ベルトＢによる記録媒体Ｄの予熱効果を高めるために、ガイド板Ｇと定着ベルトＢの下部との間の隙間を狭めて、ガイド板Ｇ上を通過する記録媒体Ｄを定着ベルトＢの下部に近接させることが考えられる。しかしながら、あまり記録媒体Ｄを定着ベルトＢの下部に近接させると、トナー像が形成された記録媒体Ｄの上面が定着ベルトＢの下部に擦れ、トナー像が乱れる虞があり、ある程度の隙間が必要となる状況にある。
更に、ガイド板Ｇは固定された状態で配置されているため、これの上をスライド（摩擦接触）する状態で搬送される記録媒体Ｄにとっては、搬送時の負荷として作用することになり、上述したような記録媒体Ｄの搬送速度の上昇時には、特に、この搬送負荷が良好な搬送状態を達成する観点で、悪影響として強く作用する状況にある。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、この発明の主たる目的は、記録媒体の予熱をより効果的に達成して、記録媒体の搬送速度の上昇を達成することのできる定着装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、記録媒体が予熱を受けている最中に、定着ベルトに擦れてトナー像が乱れる虞を解消することのできる定着装置を提供することである。
また、この発明の別の目的は、記録媒体が予熱を受けている最中に、これの搬送負荷を極力低減して、確実な搬送状態を達成することのできる定着装置を提供することである。
発明の開示
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係わる定着装置は、定着ローラと、この定着ローラに転接するように付勢される加圧ローラとを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、前記定着ローラから離間して配設された第１の発熱手段と、前記第１の発熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部を通過する前記シートを加熱する熱伝達手段と、前記加圧ローラの前記一方向に関して上流側に位置し、前記第１の発熱手段からの熱伝達を前記熱伝達手段を介して受けて加熱され、前記転接部を通過する前の前記シートを、前記未定着トナーが担持されていない裏面から予熱すると共に、該シートを前記転接部に向けて搬送する予熱・搬送手段とを具備し、前記熱伝達手段は、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと前記定着ローラとの間にエンドレスに掛け渡され、所定の熱容量を有して前記発熱手段の熱を前記定着ローラに熱伝達する第１の熱伝達ベルトとを備え、前記予熱・搬送手段は、前記定着ローラの下方に位置する前記加圧ローラの前記一方向に関して上流側に配設された支持ローラと、この支持ローラと前記加圧ローラとの間にエンドレスに掛け渡され、所定の熱容量を有すると共に前記シートを上側辺上に密着させて前記転接部に搬送する第２の熱伝達ベルトとを備え、前記第１の熱伝達ベルトと第２の熱伝達ベルトとの間は、該第２の熱伝達ベルト上を搬送される前記シートが前記転接部以前に該第１の熱伝達ベルトに接触しないように離間されていることを特徴としている。
また、この発明は、前記加圧ローラが、前記定着ローラの直下方よりも前記一方向に関して下流側に偏倚した位置に配設され、一方、前記第２の熱伝達ベルトの上側辺が前記転接部に向かって上り傾斜状態で向かうように設定されている。
また、この発明は、前記熱伝達手段が、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと前記定着ローラとの間にエンドレスに掛け渡され、所定の熱容量を有して前記発熱手段の熱を前記定着ローラに熱伝達する第１の熱伝達ベルトとを備え、前記搬送・予熱手段は、前記加圧ローラの前記一方向に関して上流側に配設された支持ローラと、この支持ローラと前記加圧ローラとの間にエンドレスに掛け渡され、所定の熱容量を有する第２の熱伝達ベルトとを備えるように構成されている。
また、この発明は、前記第２の熱伝達ベルトが、これの走行に応じて前記シートを前記転接部に向けて搬送すると共に、前記加圧ローラよりの熱伝達を受けて加熱されて放熱し、前記シートを裏面から予熱するように構成されている。
また、この発明は、前記第２の熱伝達ベルトを加熱するための第２の発熱手段を更に具備するように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が前記加熱ローラに内蔵されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段がハロゲンランプを備えるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が前記加熱ローラの内周面に取り付けられた面状発熱体を備えるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が前記加熱ローラ外で、前記第１の熱伝達ベルトに対向する状態で配設されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が前記加熱ローラの外周面に取り付けられた面状発熱体を備えてるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が前記第１の熱伝達ベルトを誘導加熱により発熱させる誘導加熱手段であるように構成されている。
また、この発明は、前記誘導加熱手段が前記定着ローラと加熱ローラとの間に位置すると共に、前記第１の熱伝達ベルトの走行方向に関して前記転接部の上流側に位置する前記第１の熱伝達ベルトの部分を誘導加熱するように配設されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の熱伝達ベルトが、エンドレス状の金属製基材と、この金属製基材の外周面に被覆された離型層とを備えて形成されるように構成されている。
また、この発明は、前記金属製基材がニッケル電鋳ベルトから形成されるこように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が前記第１の熱伝達ベルトに対向して配設されたハロゲンランプを備えるように構成されている。
また、この発明は、前記第２の発熱手段が前記加圧ローラに内蔵されるこように構成されている。
また、この発明は、前記第２の発熱手段が前記支持ローラに内蔵されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が前記定着ローラの前記一方向に関して上流側に離間して配設されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が前記一方向と交差する方向に沿って前記定着ローラから離間して配設されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の発熱手段が、前記定着ローラに前記加圧ローラが転接する側とは反対側に、該定着ローラから離間して配設されるように構成されている。
また、この発明は、前記加熱ローラが、前記第１の熱伝達ベルトから放熱される熱が、前記定着部を通過する前の前記シートを予熱することが出来る予熱影響範囲内に配設されるように構成されている。
また、この発明は、前記加熱ローラが、前記第１の熱伝達ベルトから放熱される熱が、前記定着部を通過する前の前記シートを予熱することが出来る予熱影響範囲外に配設されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の熱伝達ベルトと第２の熱伝達ベルトとの間が、該第２の熱伝達ベルト上を搬送される前記シートが前記転接部以前に該第１の熱伝達ベルトに接触しないように離間されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の熱伝達ベルトが、前記第２の熱伝達ベルト上を搬送される前記シートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設されるように構成されている。
また、この発明は、前記加圧ローラを回転駆動する駆動手段を更に具備し、前記第１の熱伝達ベルトは、該加圧ローラと前記第２の熱伝達ベルトを介して摩擦係合することにより、走行駆動され、前記定着ローラは、該第１の熱伝達ベルトを介して、該加圧ローラの回転により連れ回りにより回転駆動されるように構成されている。
また、この発明は、前記第１の熱伝達ベルトが、エンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆された離型層とを備えて形成されるように構成されている。
また、この発明は、前記エンドレス状の基材が金属製であるように構成されている。
また、この発明は、前記金属製の基材が、ニッケル電鋳ベルトから形成されるように構成されている。
また、この発明は、前記エンドレス状の基材が、合成樹脂製であるように構成されている。
また、この発明は、前記合成樹脂製の基材がポリイミド樹脂製ベルトから形成されるように構成されている。
また、この発明は、前記第２の熱伝達ベルトが、エンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆された離型層とを備えて形成されるように構成されている。
また、この発明は、前記エンドレス状の基材は、合成樹脂製であるように構成されている。
また、この発明は、前記合成樹脂製の基材がポリイミド樹脂製ベルトから形成されるように構成されている。
また、この発明は、前記第２の熱伝達ベルトが、エンドレス状の基材と、この基材の外周面に被覆され、帯電可能な材料から形成された表面層とを備えるように構成されている。
また、この発明は、前記第２の熱伝達ベルトに対向する状態で配設され、該第２の熱伝達ベルトを帯電させて、前記シートを該第２の熱伝達ベルトに吸着する帯電手段を更に具備するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を示す正面図であり、
図２は、図１に示す定着装置に備えられる加熱ローラへのカラーの取付け状態を示す正面図であり、
図３は、図１に示す定着装置に備えられるオイル塗布ローラの構成を単独に取り出した状態で示す側面図であり、
図４は、図１に示す一実施例の構成の定着装置の第１の変形例を示す正面図であり、
図５は、図１に示す一実施例の構成の定着装置の第２の変形例を示す正面図であり、
図６は、図１に示す一実施例の構成の定着装置の第３の変形例を示す正面図であり、
図７は、この発明に係わる定着装置の他の実施例の構成を示す正面断面図でり、
図８は、図７に示す定着装置における定着ローラと加圧ローラとの転接状態を示す図であり、
図９は、図７に示す定着装置における駆動機構の構成を取り出して示す正面図であり、
図１０は、図７に示す定着装置における定着ローラに対する加熱ローラの配設位置の許容範囲を調べるために行われた実験例における構成角度を示す図であり、
図１１Ａは、この発明に係わる定着装置に備えられる第１の発熱手段の第１の変形例の構成を取り出して示す正面図であり、
図１１Ｂは、この発明に係わる定着装置に備えられる第１の発熱手段の第２の変形例の構成を取り出して示す正面図であり、
図１１Ｃは、この発明に係わる定着装置に備えられる第１の発熱手段の第３の変形例の構成を取り出して示す正面図であり、
図１１Ｄは、この発明に係わる定着装置に備えられる第１の発熱手段の第４の変形例の構成を取り出して示す正面図であり、
図１２Ａは、この発明に係わる定着装置に備えられる第２の発熱手段の第１の変形例の構成を示す正面図であり、
図１２Ｂは、この発明に係わる定着装置に備えられる第２の発熱手段の第２の変形例の構成を示す正面図であり、
図１３は、従来技術に係わる定着装置の構成を概略的に示す正面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下に、この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。尚、この一実施例においては、この定着装置は、電子画像形成装置として、例えば、ゼオグラフィーを利用した電子複写装置に適用した場合につき説明するが、電子画像形成装置としてはこの電子複写装置に限定されることなく、電子ファクシミリ装置、電子プリンタ装置等にも適用することができることは言うまでもない。
｛定着装置１０の概略説明｝
先ず、図１に示すように、この実施例の定着装置１０は、ハウジング構造として、図示しない電子画像形成装置のフレームに固定されるハウジング１２を備えており、このハウジング１２は、装置フレーム上に直接的に固定される基台１４と、この基台１４上に起立する状態で固設された左右一対の主取り付けスティ１６と、両主取り付けスティ１６の上部を互いに連結する天板部１８と、この基台１４上に、主取り付けスティ１６に対して図中右側（即ち、記録媒体としての未定着トナーが上面に担持された記録紙（以下、未定着シートＳと呼ぶ。）の搬送方向に関して上流側）に起立した状態で、この未定着シートＳの搬送方向に沿って移動可能に取り付けられた副取り付けスティ２０とを備えて構成されている。
ここで、図中矢印で示す左方向が、未定着シートＳが搬送される一方向としての搬送方向として規定されている。即ち、上述した主取り付けスティ１６及び副取り付けスティ２０は、一方向に沿って搬送される未定着シートＳの左右の両側に位置し、この一方向に沿って夫々延出する状態で配設されている。
また、この定着装置１０は、ローラ構成として、両主取り付けスティ１６に自身の中心軸線回りに回転自在に軸支された定着ローラ２２と、両主取り付けスティ１６に、定着ローラ２２の下方でこれに圧接可能な状態で略上下方向に沿って移動可能に、且つ、自身の中心軸線回りに回転自在に支持された加圧ローラ２４と、両主取り付けスティ１６に、未定着シートＳの搬送方向に関して定着ローラ２２の上流側に配設され、該搬送方向に沿って移動可能に取り付けられると共に、自身の中心軸線回りに回動自在に支持され、内部に例えばハロゲンランプ等の発熱源２６を内蔵した加熱兼テンションローラ（以下、単に加熱ローラと呼ぶ。）２８と、両副取り付けスティ２０に自身の中心軸線回りに回転自在に支持された支持ローラ３０とを備えて構成されている。
更に、この定着装置１０は、ベルト構成として、定着ローラ２２と加熱ローラ２８とに渡り巻回されたエンドレスの定着ベルト（第１の熱伝達ベルト）３２と、加圧ローラ２４と支持ローラ３０とに渡り巻回されたエンドレスの搬送・予熱ベルト（第２の熱伝達ベルト）３４とを備えて構成されている。ここで、両ベルト３２、３４の間は、未定着シートＳが両ベルト３２、３４により予熱されつつ搬送される予熱通路Ｐとして規定されている。
また、この定着装置１０は、定着ベルト３２のテンションを一定に保持し、定着ベルト３２の外表面にシリコーンオイルを塗布すると共に、この定着ベルト３２の外表面をクリーニングするためのオイル塗布ローラ３６と、加熱ローラ２８を定着ローラ２２から離間する方向に偏倚させて、オイル塗布ロローラ６と協同して定着ベルト３２に所定のテンションを付与させるテンションレバー３８と、加圧ローラ２４を定着ローラ２２に近接する方向に偏倚させて、加圧ローラ２４を定着ローラ２２に圧接させる加圧レバー４０とを更に備えている。
このように概略構成される定着装置１０においては、搬送・予熱ベルト３４の図中反時計方向回りの走行に応じて、これの上に搬送されてきた未定着シートＳは、定着ベルト３２と搬送・予熱ベルト３４との転接部（ニップ部）に向けて搬送され、両ベルト３２、３４の間を圧接された状態で挿通されることにより、トナーが熱圧着されてシート上に定着されるように設定されている。
｛定着ローラ２２の説明｝
上述した定着ローラ２２は、主取り付けスティ１６に形成された円形状の第１の支軸穴１６Ａにベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部２２Ａと、この芯金部２２Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト３２が巻回されるローラ本体２２Ｂとを備えて構成され、ローラ外径を２０ｍｍに設定されている。ここで、この実施例において、芯金部２２Ａは、直径１２ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体２２Ｂは、芯金部２２Ａの外周に厚さ４ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、シリコーンゴムスポンジ；アスカーＣ硬度３０度品）から形成されている。
尚、芯金部２２Ａの一端には、第１の従動ギヤ４２が同軸に固定されており、この第１の従動ギヤ４２には、詳細は図示していないが駆動機構を構成する駆動ギヤ４４が噛合しており、この駆動ギヤ４４を介して駆動機構からの駆動力が第１の従動ギヤ４２に伝達されて、定着ローラ２２が回転駆動されるように構成されている。
｛加圧ローラ２４の説明｝
上述した加圧ローラ２４は、主取り付けスティ１６に形成され、略上下方向に沿って延出する長穴状の第２の支軸穴１６Ｂにベアリングを介して回転自在に軸支されると共に、これの延出方向に沿って移動可能に支持された芯金部２４Ａと、この芯金部２４Ａの外周に同軸に配設され、搬送・予熱ベルト３４が巻回されるローラ本体２４Ｂとを備えて構成され、ローラ外径を２０ｍｍに設定されている。ここで、この実施例において、芯金部２４Ａは、直径１４ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体２４Ｂは、芯金部２４Ａの外周に厚さ３ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、上述した定着ローラ２２よりも硬めのシリコーンゴム；ＪＩＳ  Ａ硬度４０度品）から形成されている。
尚、芯金部２４Ａの一端には、第２の従動ギヤ４６が同軸に固定されており、この第２の従動ギヤ４６には、上述した第１の従動ギヤ４２が噛合しており、この第１の従動ギヤ４２を介してこれからの駆動力が第２の従動ギヤ４６に伝達されて、加圧ローラ２４が定着ローラ２２とは反対方向に、且つ、同速で回転駆動されるように構成されている。
ここで、この定着装置１０においては、未定着シートＳの通紙速度を１０ｍｍ／秒〜５００ｍｍ／秒に設定され、予熱空間Ｐの隙間を０．５ｍｍ〜２０ｍｍに設定されており、定着ローラ２２と加熱ローラ２８との互いの中心を結んだ距離分だけを通過する予熱時間として、０．１秒〜４秒の条件を満足するように、種々の設定値が規定されている。
｛加熱ローラ２８の説明｝
上述した加熱ローラ２８の内部には、発熱源２６として、この一実施例においては、両端の配光を中央より５０％大きく設定した６００Ｗのハロゲンランプが備えられている。この加熱ローラ２８は、この実施例においては、直径２０ｍｍで、肉厚１．７５ｍｍのアルミパイプ芯金をアルマイト処理したもので、両端部には、図２に示すように、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製の直径２４ｍｍのカラー４８が固定されており、これにより、定着ベルト３２の蛇行や片寄りを防止している。
｛支持ローラ３０の説明｝
この支持ローラ３０は、上述した加熱ローラ２８よりも、図中右方、換言すれば、未定着シートの搬送方向に関して上流側に位置する状態で、副取り付けスティ２０に回転自在に支持されている。即ち、この支持ローラ３０は、副取り付けスティ２０に形成され、上向きの略斜め方向に沿って延出する長溝５０にベアリングを介して回転自在に軸支されると共に、これの延出方向に沿って移動可能に支持された芯金部３０Ａと、この芯金部３０Ａの外周に同軸に配設され、搬送・予熱ベルト３４が巻回されるローラ本体３０Ｂとを備えて構成されている。ここで、この実施例において、芯金部３０Ａは、直径１４ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体３０Ｂは、芯金部３０Ａの外周に厚さ３ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム製の耐熱弾性体から上述した加圧ローラ２４と実質的に同様に形成されている。尚、この支持ローラ３０は、後述する取り付け機構を介して、長溝５０の任意の位置に固定された状態で取り付けられるようになされている。
｛定着ベルト３２及び搬送・予熱ベルト３４の説明｝
上述した定着ベルト３２は、未定着シートＳ上の未定着トナーを放熱により予熱して定着できるように、その定着ベルト３２の１平方ｃｍ当たりの熱容量が、０．００２ｃａｌ／℃〜０．０２５ｃａｌ／℃のものが好ましいものである。このため、この実施例においては、定着ベルト３２は、内径が５０ｍｍ、厚さが４０μｍのニッケル電鋳等の無端状のベルト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ１５０μｍで添着されたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを備えて構成されている。
一方、搬送・予熱ベルト３４は、シリコーンゴム製のエンドレスベルトから形成されており、待機状態においては、定着ベルト３２からの放熱と、定着ベルト３２とのニップ部からの熱伝達とを受けて加熱され、一方、定着動作時には、未定着シートが搬送・予熱ベルト３４上を搬送中においては、上述したニップ部からの熱伝達を受け、また、未定着シートがニップ部を通過している最中においては、定着ベルト３２からの放熱を受けて、夫々加熱され、未定着トナーを下面から予熱するように設定されている。
尚、搬送・予熱ベルト３４は、上述したように定着ベルト３２と転接する状態において摩擦帯電し、その帯電量は、１〜５ＫＶ（３０秒間のアイドリング状態における帯電量）との測定結果を得ているが、このような搬送・予熱ベルト３４の摩擦帯電により、ここに搬送されてきた未定着シートＳは、搬送・予熱ベルト３４の表面に密着した状態となり、この搬送・予熱ベルト３４の走行に応じて、定着ベルト３２との転接部（ニップ部）に向けて搬送されることになる。このように未定着シートＳが搬送・予熱ベルト３４の表面に密着した状態で搬送されることにより、この搬送・予熱ベルト３４から未定着シートＳへの熱伝達は均一に実行されることとなり、未定着シートＳの温度むらは、極力抑制されたものとなる。このように搬送・予熱ベルト３４の摩擦帯電量に基づき未定着シートＳの温度の均一性が担保されることにより、上述したベタ画像における画像ムラの発生に関して「良好」となる試験結果が得られている。
ここで、搬送・予熱ベルト３４は、上述したようにシリコーンゴム製に限定されることなく、表層のみが導電性ゴムで形成される構成も可能であり、この場合、３０秒間のアイドリング状態における帯電量が、５００Ｖ〜１ＫＶとの測定結果が得られ、このような搬送・予熱ベルト３４の摩擦帯電量に基づき未定着シートＳの温度の均一性が上述したと同様にして担保されることにより、上述したベタ画像における画像ムラの発生に関して「良好」となる試験結果が得られている。
｛定着ベルト３２へのテンション付与機構の説明｝
上述した定着ベルト３２へテンションを付与するための機構として、この定着装置１０は、上述したオイル塗布ローラ３６及びテンションレバー３８を備えている。オイル塗布ローラ３６は、図３に示すように、主取り付けスティ１６に図示しないベアリングを介して回転自在に軸支された支軸３６Ａと、この支軸３６Ａの外周にシリコーンオイルを含浸させた耐熱紙層３６Ｂとを備えて構成されており、支軸３６Ａは、この一実施例においては、直径８ｍｍの鉄製シャフトから形成され、耐熱紙層３６Ｂは、その外周に１００μｍの多孔質フッ素樹脂フィルム３６Ｃが装着された状態で、直径１４ｍｍのローラ外径を有するように形成されている。
一方、定着ベルト３２へテンションを付与するための機構を構成する部材としてのテンションレバー３８は、その下端を主取り付けスティ１６に揺動自在に軸支され、その上端をテンションスプリング５２を介して、主取り付けスティ１６の一端に接続されている。このテンションスプリング５２の付勢力により、テンションレバー３８は、その中間部で加熱ローラ２８の外周に所定の圧接力Ｆ２で当接するように、回動付勢されている。
即ち、このテンションスプリング５２の付勢力によりテンションレバー３８を介して加熱ローラ２８は、定着ローラ２２から離間する方向に偏倚させられ、これにより、加熱ローラ２８と定着ローラ２２とにエンドレスに掛け渡された定着ベルト３２は、その上側部をオイル塗布ローラ３６に規制された状態で、所定のテンションに緊張された状態で張られることになる。これにより、定着ベルト３２は、定着ローラ２２の回転に伴い、スリップや緩みの無い安定した状態でエンドレスに走行駆動されることになる。
｛搬送・予熱ベルト３４へのテンション付与機構の説明｝
上述した搬送・予熱ベルト３４へテンションを付与するための機構として、この定着装置１０は、詳細は図示していないが、副取り付けスティ２０を基台１４に対して上述した搬送方向に沿って移動可能に支持する可動機構と、副取り付けスティ２０を任意の位置で基台１４に対して固定する固定機構とを備えている。ここで、主取り付けスティ１６に取り付けられた加圧ローラ２４と、副取り付けスティ２０に取り付けられた支持ローラ３０との間に、搬送・予熱ベルト３４を巻き付けた状態で、副取り付けスティ２０を、主取り付けスティ１６から離間する方向に偏倚させ、両ローラ２４、３０の間で搬送・予熱ベルト３４が所定のテンションに緊張された状態で、副取り付けスティ２０を基台１４に対して固定することにより、搬送・予熱ベルト３４に所定のテンションが付与されることになる。これにより、搬送・予熱ベルト３４は、加圧ローラ２４の回転に伴い、スリップや緩みの無い安定した状態でエンドレスに走行駆動されることになる。
｛定着及び搬送・予熱ベルト３２、３４の圧接機構の説明｝
次に、両ベルト３２、３４を、定着ローラ２２及び加圧ローラ２４への夫々の巻き付け位置において互いに所定の圧接力で圧接させるための圧接機構５４を説明する。この圧接機構５４は、主取り付けスティ１６に一端部で揺動自在に支軸５６を介して軸支され、中間部で加圧ローラ２４の芯金部２４Ａに下方から当接可能になされた加圧レバー４０と、この加圧レバー４０の他端に下端を連結され、その上端を主取り付けスティ１６の上部に連結された加圧スプリング５８とを備えて構成されている。この加圧スプリング５８の付勢力により、加圧レバー４０は、その中間部で加圧ローラ２４の芯金部２４Ａの外周に所定の圧接力Ｆ１で当接し、この結果、定着ローラ２２と加圧ローラ２４とは、この所定の圧接力で互いに圧接することになる。即ち、両ベルト３２、３４は、定着ローラ２及び加圧ローラ２４への夫々の巻き付け位置において、所定のニップ幅で互いに転接することになる。
ここで、この実施例においては、定着ローラ２２と加圧ローラ２４との取り付け位置は、互いの中心位置を結ぶ線分が、定着ローラ２２の中心位置を通る垂線から時計方向に所定の鋭角だけ傾いた状態となるように設定されている。これにより、両ベルト３２、３４のニップ位置（即ち、上述したニップ幅の中心位置）は、定着ローラ２２の中心位置の直下よりも、僅かに、未定着シートＳの搬送方向に沿って前方（換言すれば、図中左方）に偏倚した位置となるように規定されることになる。
｛両ベルト３２、３４の配設状態の説明｝
一方、この実施例においては、定着ローラ２２と加熱ローラ２８との取り付け位置関係は、両ローラ２２、２８に巻き付けられた定着ベルト３２の下側辺が略水平状態で図中左方に向けて走行するように設定されている。また、加圧ローラ２４と支持ローラ３０との取り付け位置関係は、両ローラ２４、３０に巻き付けられた搬送・予熱ベルト３４と、定着ベルト３２との間の距離が、加熱ローラ２８の直下において、約５乃至２０ｍｍの範囲となるように、設定されている。即ち、搬送・予熱ベルト３４の上側辺は、上述したニップ位置に対して上り傾斜状態で向かうように、定着ベルト３２の水平な下側辺に対して斜めに設定されている。
即ち、定着ベルト３２の下側辺と、搬送・予熱ベルト３４の上側辺とは、ニップ位置を頂点とした所謂くさび状の搬送空間を規定しており、このようにして、未定着シートＳは、搬送・予熱ベルト３４の走行に伴い、両ベルト３２、３４のニップ位置に確実にもたらされ、ここで所定の圧接力Ｆ１に基づき圧接され、また、両ベルト３２、３４からの予熱を受けてあらかじめ加熱された状態で、未定着のトナーがシート上に定着されることになる。
｛サーミスタの説明｝
また、この定着装置１０は、定着ベルト３２の温度を制御するために、サーミスタ６０を備えている。このサーミスタ６０は、この実施例においては、図示するように、定着ベルト３２の非通紙部、即ち、加熱ローラ２８に直接的に巻回される定着ベルト３２のうちの、図中右側部分に接触し、これの表面温度を検出することができるように構成されている。即ち、このサーミスタ６０は、図示しない制御ユニットに電気的に接続され、この制御ユニットに定着ベルト３２の温度情報を伝達するように構成されている。
｛定着装置１０における定着動作の説明｝
以上のように構成される定着装置１０における、未定着シートＳへの定着動作を次に説明する。
先ず、図示しない電子画像形成装置のプロセス機器において未定着シートＳが、この実施例の定着装置１０まで搬送されてくるまでの時間（即ち、アイドリング時間）において、図示しない駆動機構の駆動ギヤ４４が回転駆動されて、これに順次噛合する第１及び第２の従動ギヤ４２、４６が互いに反対方向に回転駆動されることにより、定着ローラ２２及び加圧ローラ２４が互いに反対方向に回転駆動されることになる。そして、両ローラ２２、２４の回転に伴い、夫々に巻き付けられている定着ベルト３２及び搬送・予熱ベルト３４が互いに反対方向に走行駆動されることになる。
この結果、定着ベルト３２は発熱源２６により加熱されると共に、搬送・予熱ベルト３４は、この加熱された定着ベルト３２からの放熱、及び、圧接力Ｆ１を介して形成された定着ベルト３２との間のニップ部を介しての接触熱伝達を受け、加熱されている状態となる。
このように両ベルト３２、３４が共に加熱されているアイドリング状態から、図示しないプロセス機器が起動して所定の画像形成プロセスが実行されてシート上に未定着トナーが担持されると、この未定着トナーが担持されたシート、即ち、未定着シートＳは、図示しない搬送機構により、定着装置１０の搬送・予熱ベルト３４上まで搬送され、搬送・予熱ベルト３４の上述した帯電量に基づき、この上に密着する状態で載置されることになる。これにより、未定着シートＳは、この後、この搬送・予熱ベルト３４の走行に伴い、搬送・予熱ベルト３４と定着ベルト３２とのニップ部に向けて搬送され続けられることになる。
このように搬送・予熱ベルト３４の走行に伴いニップ部に向けて搬送されている途中において、未定着シートＳは、定着ベルト３２からの放熱を受けて、その未定着トナーが予熱されると共に、搬送・予熱ベルト３４からの接触熱伝達を受けて、未定着シートＳ自身が下面から予熱されることになる。このようにして、未定着シートＳの先端がニップ部にもたらされる時点で、この上に担持された未定着トナーは、充分に加熱された状態にもたらされることになる。
即ち、このように予め加熱（予熱）された未定着トナーは、ニップ部で圧接されて通過することにより、シート上に熱融着して定着させられることになるが、このニップ部を通過する際に、未定着シートＳに与える熱量は、ここにいたるまでに未定着シートＳが既に予熱されているので少なくて済むことになる。従って、この実施例によれば、ニップ部において必要とされる定着温度の下限温度を低めることが可能となり、これにより、発熱源２６における発熱量の低下を図ることが可能となり、従って、ランニングコストの低廉化を達成することが可能となる利点がある。
一方、このニップ部における熱量の付与に余力があるので、未定着シートＳの搬送速度を上げたとしても必要最低限の定着温度を確保することが可能となるものであり、これにより、１分間当たりの定着処理枚数の増大、即ち、プロセス速度の高速化を達成することが可能となる利点がある。
また、既に説明した点であるが、この未定着シートＳが搬送・予熱ベルト３４により搬送されている途中において、この未定着シートＳは、搬送・予熱ベルト３４にその帯電量に基づきこれに密着した状態で搬送されることになる。このため、搬送・予熱ベルト３４から接触により熱伝達される熱量は、未定着シートＳに均一に行き渡り、加熱むらが極力排除された状態で、良好な定着状態（画像むらの無い良好な画像形成状態）が達成される効果が奏せられることになる。
更に、このように未定着シートＳが搬送・予熱ベルト３４に密着した状態で搬送されることにより、上述した予熱空間Ｐのギャップを極力狭く設定すること（具体的には、搬送・予熱ベルト３４と、定着ベルト３２との間の距離が、加熱ローラ２８の直下において、約５乃至２０ｍｍの範囲となるように、設定されている。）ができ、装置の小型化を図ることが可能となると共に、定着ベルト３２からの放熱をより効果的に未定着シートＳに受けさせることが可能となり、上述したようなニップ部における熱伝達量の低減をより効率的に図ることが可能となる。
尚、連続動作中、即ち、未定着シートＳが順次定着装置１０まで搬送されてくる動作状態においては、搬送されてくる未定着シートＳにより、定着ベルト３２の放熱は、搬送・予熱ベルト３４にはもたらされないことになるが、連続する２枚の未定着シートＳの間には、必ず所定のインターバルが存在し、このインターバルの間では、定着ベルト３２はニップ部において搬送・予熱ベルト３４に直接接触する状態が達成されることになる。即ち、このニップ部における直接接触状態において、定着ベルト３２から搬送・予熱ベルト３４への直接熱伝達が実行され、これにより、搬送・予熱ベルト３４の温度は必要な温度まで加熱されて、予熱効果が維持され得ることになる。
｛実施例の説明｝
次に、図１に示すように構成の定着装置１０を用いて実際に定着動作を実施した場合の、未定着シートＳの搬送速度をパラメータとした場合の測定結果（実施例１）と、図１３に示すように本願出願人と同一出願人による先願公開公報（特開平６−３１８００１号公報）に記載された従来構成（即ち、未定着シートが固定されたガイド板上を搬送されていく構成）の定着装置を用いて定着動作を実施した場合の測定結果（比較例）とを、以下に説明する。
｛定着性の検討｝
先ず、サーミスタ６０における制御温度を１６０度に設定し、ニップ幅を４〜５ｍｍに設定し、アイドリング状態を３０秒間として未定着シートの通紙試験を実施し、その定着性を測定した。この測定結果を、表１に示す。
0004379638.tif 000002
ここで、表１における比較例に示すガイド板温度は、図１３においてガイド板Ｇに符号「Ｘ］で示す位置、即ち、ガイド板Ｇの搬送方向に沿う長さにおける略中間地点における温度の測定結果を示している。また、実施例に示す搬送・予熱ベルト３４の温度は、図１に符号「Ｙ］で示すように、支持ローラ３０に巻き付けられた搬送・予熱ベルト３４がこれからニップ部に向けて繰り出される位置、換言すれば、搬送・予熱ベルト３４が支持ローラ３０から離れ始める位置における温度の測定結果を示している。
一方、表１において、定着性の測定評価を示す記号「○」は、定着性が良好であることを示し、記号「△」は、定着性を良好と判断する限度一杯の状態であることを示し、記号「×」は、定着性が悪く、コールドオフセットが発生している状態であることを示している。
この表１から明白なように、比較例（従来技術）において未定着シートＳの搬送速度を上昇させると、この上昇に従ってガイド板Ｇの温度が例え定着ベルトＢからの放熱を受けて上昇するものの、その温度上昇が搬送速度の上昇に見合うほどのものでなく、結果として、定着性が徐々に悪くなり、この未定着シートＳの搬送速度に上限の制限があることが解る。
一方、この実施例においては、搬送・予熱ベルト３４は、定着ベルト３２からの熱放射及び熱伝達を受けて十分に加熱されており、未定着シートＳがこの搬送・予熱ベルト３４に接触しはじめる、符号「Ｙ］で示す位置における温度が十分に高く維持され、未定着シートＳの下面を十分に加熱することが出来、この結果、ニップ部における定着温度を下げることが出来、従って、未定着シートＳの搬送速度を上昇させたとしても、それに見合う十分な定着温度を達成することが出来ることになる。換言すれば、この実施例の構成によれば、未定着シートＳの搬送速度を上昇させたとしても、確実に定着動作を実施することが出来ることになる効果が達成されることになる。
｛搬送性の検討｝
また、上記した未定着シートの通紙試験において、その搬送性を測定した。この測定結果を、表２に示す。
0004379638.tif 000003
この表２において、比較例で示すデータは、ガイド板Ｇの下方から、エアーで吸引して、未定着シートをガイド板Ｇ上に強制的に密着させた状態での搬送性を試験した。尚、本実施例及び比較例におけるデータを分数により表示しているが、分母が通紙枚数を示し、分子がその通紙枚数の中のジャムした枚数を示している。
この表２から明白なように、比較例においては、搬送速度を上昇させるにつれて、ジャムする確立が高くなり、搬送性が悪化していることが解る。一方、本実施例においては、図示しない搬送機構により、この定着装置１０に搬送されてきて搬送・予熱ベルト３４に吸着された未定着シートＳが、この搬送・予熱ベルト３４の走行に伴い、ニップ部に向けて搬送されることになるので、従来のように、ガイド板との接触が摩擦抵抗として機能して、所謂搬送抵抗として作用することも無く、良好な未定着シートＳの搬送状態が達成されることになる効果があわせて達成されることになる。
｛変形例の説明｝
この発明は、上述した実施例の構成に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施例においては、定着装置１０は電子式複写装置に適用される場合につき説明したが、この発明は、このような適用に限定されることなく、電子式ファクシミリ装置、電子式プリンタ等の電子画像形成装置に適用され得ることは言うまでもない。
以下に、種々の変形例について、図面を参照して説明する。尚、以下の説明において、上述した実施例と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
｛第１の変形例の説明｝
図４に示すように、第１の変形例に係わる定着装置１０Ａは、上述した一実施例の場合と同様に加熱ローラ２８に加熱源２６を内蔵するほかに、加圧ローラ２４の芯金部２４Ａ内に補助加熱源６２を内蔵し、この補助加熱源６２により加熱される搬送・予熱ベルト３４の温度を制御するために、補助サーミスタ６４を備えている。この補助加熱源６２は、上述した加熱源２６と同様に形成されている。また、加圧ローラ２４のローラ本体２４Ｂを構成するゴムは、耐熱性ゴムから形成されている。
一方、この補助サーミスタ６４は、この第１の変形例においては、図示するように、搬送・予熱ベルト３４の非通紙部、即ち、加圧ローラ２４に直接的に巻回される搬送・予熱ベルト３４のうちの、図中下側部分に接触し、これの表面温度を検出することができるように構成されている。即ち、この補助サーミスタ６４は、上述したサーミスタ６０と共に図示しない制御ユニットに電気的に接続され、この制御ユニットに搬送・予熱ベルト３４の温度情報を伝達するように構成されている。
このように第１の変形例を構成することにより、より確実に搬送・予熱ベルト３４を加熱することができ、未定着シートＳを下面から確実に予熱することが出来ることになる。これにより、未定着シートＳの搬送速度をより効果的に向上させ、定着処理速度を高速化させることが出来ることになる。
｛第２の変形例の説明｝
図５に示すように、第２の変形例に係わる定着装置１０Ｂは、上述した一実施例の場合と同様に加熱ローラ２８に加熱源２６を内蔵するほかに、支持ローラ３０の芯金部３０Ａ内に第２の補助加熱源６６を内蔵し、この補助加熱源６６により加熱される搬送・予熱ベルト３４の温度を制御するために、第２の補助サーミスタ６８を備えている。この補助加熱源６６は、上述した加熱源２６と同様に形成されている。また、支持ローラ３０のローラ本体３０Ｂを構成するゴムは、耐熱性ゴムから形成されている。
一方、この第２の補助サーミスタ６８は、この第２の変形例においては、図示するように、搬送・予熱ベルト３４の非通紙部、即ち、支持ローラ３０に直接的に巻回される搬送・予熱ベルト３４のうちの、図中右側部分に接触し、これの表面温度を検出することができるように構成されている。即ち、この第２の補助サーミスタ６８は、上述したサーミスタ６０と共に図示しない制御ユニットに電気的に接続され、この制御ユニットに搬送・予熱ベルト３４の温度情報を伝達するように構成されている。
このように第２の変形例を構成することにより、より確実に搬送・予熱ベルト３４を加熱することができ、未定着シートＳを下面から確実に予熱することが出来ることになる。これにより、未定着シートＳの搬送速度をより効果的に向上させ、定着処理速度を高速化させることが出来ることになる。
｛第３の変形例の説明｝
図６に示すように、第３の変形例に係わる定着装置１０Ｃは、上述した一実施例の構成に付加した状態で、搬送・予熱ベルト３４を強制的に帯電させる帯電器７０を備えている。この帯電器７０は、この第３の変形例においては、コロナチャージャから構成されている。
このように、この第３の変形例においては帯電器７０を備えることにより、搬送・予熱ベルト３４を確実に帯電させることが出来、この搬送・予熱ベルト３４に搬送されてきた未定着シートＳを確実に吸着して、搬送・予熱ベルト３４の走行に伴い、これに吸着された未定着シートＳをニップ部に向けて搬送させることが出来るように構成されている。
更に、この第３の変形例においては、上述した帯電状態に基づき、未定着シートＳが搬送・予熱ベルト３４の表面に密着した状態で、吸着されることになる。この結果、例え未定着シートＳがカールした状態で搬送・予熱ベルト３４上に搬送されてきたとしても、上述した帯電量に基づきカールした未定着シートＳは搬送・予熱ベルト３４上に密着した状態で吸着されることになる。従って、未定着シートＳが予熱通路Ｐにおいて予熱を受けている最中に、未定着シートＳ上の未定着のトナー像が定着ベルト３２に擦れて、トナー像が乱れる虞が確実に解消されることになる。
また、このように例えカールした未定着シートＳであったとしても、搬送・予熱ベルト３４上に密着した状態で吸着されることになるので、予熱通路Ｐの高さを極力低く設定することが出来、これにより、定着装置１０Ｃの全体高さを低減して、小型化を図ることが出来ることになる。
また、上述した一実施例の構成においては、未定着シートＳの搬送方向は、実質的に横方向となるように説明したが、即ち、加熱ローラ２８は定着ローラ２２の側方に配設されるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、図示していないが、未定着シートＳの搬送方向を縦方向、即ち、加熱ローラ２８を定着ローラ２２の下方に配設するようにしてもよい。特に、後者の構成、即ち、搬送方向が縦方向となる縦形構成では、未定着シートＳが確実に搬送・予熱ベルト３４に密着する必要があるので、上述した第３の変形例に示す帯電器７０を備える構成において、特に効果を発揮することが出来るものである。
また、上述した一実施例においては、加熱ローラ２８を定着ローラ２２の側方（即ち、未定着シートＳの搬送方向に沿う上流側）に配設するように説明したが、この発明はこのような構成に限定されることなく、定着ローラ２２の上方に配設するように構成してもよい。
｛他の実施例の説明｝
また、上述した一実施例においては、加熱ローラ２８を定着ローラ２２の側方（即ち、未定着シートＳの搬送方向に沿う上流側）に配設するように、即ち、機能的には、定着ベルト３２とガイド板３０との間が予熱通路Ｐとして機能するように、換言すれば、加熱ローラ２８は、予熱通路Ｐを通過中の未定着シートＳが定着ベルト３２から放熱される熱により予熱される予熱影響範囲内にあるように説明したが、この発明はこのような構成に限定されることなく、定着ローラ２２の加圧ローラ２４に対して相対的に上方に位置するように配設、換言すれば、加熱ローラ２８が予熱影響範囲外にあるように配設しても良いものである。
以下に、加熱ローラ２８を定着ローラ２２の上方に（即ち、未定着シートＳの搬送方向に対して交差する方向に離間するように）配設する構成を採用する他の実施例に係わる定着装置１０Ｄの構成を、添付図面の図７乃至図１０を参照して以下に詳細に説明する。尚、上述した一実施例の構成と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
｛定着装置１０の概略説明｝
先ず、図７に示すように、この実施例の定着装置１０Ｄは、ハウジング構造として、上述した一実施例と同様にハウジング１２を備えており、このハウジング１２は、装置フレーム上に直接的に固定される基台１４と、この基台１４の左右両側縁から夫々起立した側板（主取付けスティ）１６と、上述した一実施例と同様の副取付けスティ２０と、この側板１６にこれの図中略右上部を覆うように取付けられた上カバー部７２と、側板１６にこれの略左側部を覆うように取付けられた左カバー部７４とを備えている。
ここで、上カバー部７２は、側板１６に対して固定された状態で取付けられ、これの右上部には、揺動レバー７６が図中右方に位置する第１の支軸７８回りに図中左方が開放されるように、揺動自在に軸支されている。一方、左カバー部７４は、下部に位置する第２の支軸８０回りに上方が開放されるように、揺動自在に側板１６に取付けられている。
また、この定着装置１０Ｄは、ローラ構成として、側板１６に固定軸線回りに回転自在に軸支された定着ローラ２２と、定着ローラ２２の略下方（具体的には、斜め下方）でこれに転接する状態で、且つ、定着ローラ２２の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに側板１６に回転自在に支持された加圧ローラ２４と、定着ローラ２２の略上方（具体的には、斜め上方）に位置する状態で揺動レバー７６に取付けられ、自身の中心軸線回りに回動自在に支持され、内部に例えばハロゲンランプ等の発熱源２６を内蔵した加熱ローラ２８と、両副取付けスティ２０に自身の中心軸線回りに回転自在に支持された支持ローラ３０とを備えて構成されている。
また、この定着装置１０Ｄは、ベルト構成として、定着ローラ２２と加熱ロローラ８とに渡りエンドレスに巻回された定着ベルト（熱伝達ベルト）３２と、上述した一実施例と同様に加圧ローラ２４と支持ローラ３０とに渡り巻回されたエンドレスの予熱・搬送ベルト３４とを備えて構成されている。
ここで、詳細は後述するが、定着ローラ２２は弾性ローラから構成され、一方、加圧ローラ２４は定着ローラ２２より硬いローラ上硬度を有するローラから構成されている。一方、定着ローラ２２と加圧ローラ２４との互いの回転中心Ｏ１，Ｏ２間の距離Ｄは、図８に示すように、定着ローラ２２の半径Ｒ１及び加圧ローラ２４のＲ２の半径の和（Ｒ１＋Ｒ２）より、僅かであるが短く設定されている。この結果、定着ローラ２２と加圧ローラ２４との互いの転接部（ニップ部）においては、両者は互いに所定の圧接力Ｐ１で転接し、これにより、定着ローラ２２が転接部で凹んだ状態にもたらされることになる。即ち、ニップ幅が十分に確保されることになる。
また、この定着装置１０Ｄは、定着ベルト３２の外表面にシリコーンオイルを塗布すると共に、この定着ベルト３２の外表面をクリーニングするためのオイル塗布ローラ３６を定着ベルト３２に直交する状態で圧接させて、定着ベルト３２に所定のテンションを付与させる第１のコイルバネ８２と、加熱ローラ２８を定着ローラ２２から離間する方向に付勢して、第１のコイルバネ８２と協同して定着ベルト３２に所定のテンションを付与させる第２のコイルスプリング８４とを更に備えている。
一方、上述した左カバー部７４の上部には、転接部を通過して定着ローラ２２と加圧ローラ２４とにより熱圧着により未定着トナーを定着されたシート（以下、定着済みシートと呼ぶ。）が排出される排紙通路８６が形成されており、この実施例においては、この排紙通路８６は、定着済みシートを略直立した状態で上方に向けて排出するように設定されている。
この排紙通路８６と転接部との間に位置した状態で、下排紙ローラ８８が左カバー部７４に回転自在に軸支されており、この下排紙ローラ８８は、後述する駆動機構９０からの駆動力を得て、加圧ローラ２４より同速以上の速さ（例えば、加圧ローラ２４の速度より５％早く設定された回転速度）で回転駆動されるように構成されている。そして、この下排紙ローラ８８には、斜め上方から転接する状態で、上排紙ローラ９２が板バネ９４を介して所定の弾性力で圧接した状態で転接している。尚、この上排紙ローラ９２の配設位置は、これと下排紙ローラ８８との互いの中心位置を結ぶ線分が、定着済みシートの排紙パスに対して、略直交する状態に設定されている。
このように概略構成される定着装置１０Ｄにおいては、図示しない搬送機構により、予熱・搬送ベルト３４上に搬送されてきた未定着シートＳは、未定着トナーが付着していない下面を予熱・搬送ベルト３４に接触・支持されると共に、この予熱・搬送ベルト３４のエンドレス走行に伴って定着ベルト３２が巻かれた定着ロローラ２と加圧ローラ２４との転接部（ニップ部）に向けて案内され、両者２２、２４の間を圧接された状態で挿通されることにより、トナーが熱圧着されてシート上に定着されるように設定されている。
｛定着ローラ２２の説明｝
上述した定着ローラ２２は、側板１６に図示しないベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部２２Ａと、この芯金部２２Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト３２が巻回されるローラ本体２２Ｂとを備えて構成され、ローラ外径をこの実施例では３８．５ｍｍに設定されている。ここで、この実施例において、芯金部２２Ａは、直径２５ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体２２Ｂは、芯金部２２Ａの外周に厚さ６.７５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、アスカーＣ硬度で３５度のシリコーンゴムスポンジ）から弾性ローラとして形成されている。
尚、図９に示されるように、芯金部２２Ａの一端に配設された軸部には、第１の従動ギヤ９６がこれと同軸に、詳細を後述するワンウエイクラッチ９８を介して取付けられており、この第１の従動ギヤ９６には、詳細は後述する駆動機構９０の一部を構成する伝達ギヤ１００が噛合している。このようにして、この伝達ギヤ１００を介して駆動機構９０からの駆動力が第１の従動ギヤ９６に図中時計方向の回転力として伝達されて、ワンウェイクラッチ９８を介して定着ローラ２２にこの回転力が伝達される構成されている。
｛加圧ローラ２４の説明｝
上述した加圧ローラ２４は、側板１６に図示しないベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部２４Ａと、この芯金部２４Ａの外周に同軸に配設されたローラ本体２４Ｂとを備えて構成され、ローラ外径を３５ｍｍに設定されている。ここで、この実施例において、芯金部２４Ａは、直径３２ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体２４Ｂは、芯金部２４Ａの外周に厚さ１．５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、上述した定着ローラ２２よりも硬めのＪＩＳ  Ａ硬度で１５度のシリコーンゴム）からハードローラとして形成されている。尚、このローラ本体２４Ｂの外周には、厚さ５０μｍのフッ素樹脂製チューブが被覆されている。
尚、図９に示すように、芯金部２４Ａの一端に配設された軸部は、第２の従動ギヤ１０２が同軸に固定されており、この第２の従動ギヤ１０２には、上述した第１の従動ギヤ９６が噛合しており、この第１の従動ギヤ９６を介してこれからの駆動力が第２の従動ギヤ１０２に伝達されて、加圧ローラ２４が定着ローラ２２とは反対の反時計方向に沿って回転駆動されるように構成されている。
ここで、この実施例においては、未定着シートの搬送用の主駆動としては、予熱・搬送ベルト３４が巻回されこれをエンドレス走行させるための加圧ローラ２４が設定されており、定着ローラ２２はこれの熱膨張時においても周速が加圧ローラ２４の周速よりも早くならないように、第１及び第２の従動ギヤ９６、１０２のギヤ比が設定されている。即ち、定着ローラ２２が第２の従動ギヤ１０２により回転される際の回転速度は、定着ベルト３２及び予熱・搬送ベルト３４を介して、加圧ローラ２４と摩擦係合して回転される際の回転速度よりも、僅かに遅くなるように設定されている。
一方、この実施例においては、加圧ローラ２４は、定着ローラ２２の直下方に位置しているのではなく、定着ローラ２２の直下方位置よりも、未定着シートの搬送方向に沿って偏倚した位置に配設されており、定着ローラ２２の中心点を通る垂線を基線とした場合に、この基線と、定着ローラ２２及び加圧ローラ２４の両中心点を通る線分とのなす角度が、所定の鋭角となるような位置に配設されている。尚、この加圧ローラ２４の中心点を規定する前記線分は、未定着シートの搬送方向と略直交するように設定されているものである。
｛ワンウェイクラッチ９８の説明｝
ここで、このワンウェイクラッチ９８は、定着ローラ２２の第１の従動ギヤ９６に対する図中時計方向の相対的な回転を許容するが、図中反時計方向の相対的な回転を係止するように、換言すれば、両者が一体回転するように構成されている。詳細には、冷機状態では、即ち、定着ベルト３２が加圧ローラ２４と摩擦係合して、また、定着ローラ２２が定着ベルト３２と摩擦係合して、プレスロローラ４により定着ローラ２２及び定着ベルト３２が従動（連れ回り）する状態では、定着ローラ２２の図中時計方向に回転する周速は、加圧ローラ２４の周速と同一となり、第１の従動ギヤ９６の周速よりも僅かに速くなされることになるが、この速度差は、ワンウェイクラッチ９８により吸収されることになる。
尚、加熱ローラ２８の発熱により定着ローラ２２が定着ベルト３２を介して加熱され暖機状態となり、定着ローラ２２の外径が熱膨張により大きくなって定着ローラ２２の周速が早くなったとしても、加圧ローラ２４の周速より早くはならないように設定されているので、この場合でも、この速度差は、ワンウェイクラッチ９８により確実に吸収されることになる。
一方、このようなワンウェイクラッチ９８を設けているため、以下のような効果が付随的に達成されることになる。即ち、仮に、このようなワンウェイクラッチ９８を設けていないとすると、転接部に未定着シートとして例えばコート紙のような表面に光沢のある用紙が予熱・搬送ベルト３４により搬送されてきた場合に、予熱・搬送ベルト３４上の未定着シートと定着ベルト３２との間に滑りが発生し、加圧ローラ２４の駆動力が定着ベルト３２及び定着ローラ２２に伝達されずに、これらが従動（連れ回り）されない事態が発生することとなる。このような事態が発生すると、未定着シートが転接部で止まってジャムすることになるか、又は、例え転接部を通過出来たとしても、未定着シート上の未定着トナーは、停止中の定着ベルト３２により擦られて、画像が乱されてしまうことになる。
しかしながら、この実施例では、ワンウェイクラッチ９８を定着ローラ２２と第１の従動ギヤ９６との間に設けているため、仮に、加圧ローラ２４の駆動力が定着ベルト３２に伝達されない事態が発生したとしても、定着ローラ２２の周速が第１の従動ギヤ９６の周速よりも遅く成りはじめた時点で、この第１の従動ギヤ９６により図中時計方向に回転駆動されることになる。このようにして、未定着シートは転接部を確実に通過させられ、ここでジャムする虞が効果的に防止されることになると共に、転接部を通過時の未定着トナーの画像の乱れが抑制されることになる。
｛定着ベルト３２の説明｝
上述した定着ベルト３２は、この実施例においては、内径が６０ｍｍ、厚さが１００μｍのポリイミド製の無端状のベルト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ２００μｍでコーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを備えて構成されている。
尚、この定着ベルト３２は、ポリイミドとシリコンゴムとから形成されることに限定されることなく、上述した一実施例のようにニッケル電鋳等の無端状のベルト本体と、このベルト本体の外周面にコーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを備えるように構成してもよい。
｛定着ベルト３２へのテンション付与機構の説明｝
上述したように、この実施例では、定着ベルト３２へテンションを付与するための機構として、このオイル塗布ローラ３６を定着ベルト３２に直交する状態で圧接させて、定着ベルト３２に所定のテンションを付与させる第１のコイルバネ８２と、加熱ローラ２８を定着ローラ２２から離間する方向に付勢して、第１のコイルバネ８２と協同して定着ベルト３２に所定のテンションを付与させる第２のコイルスプリング８４とを備えている。
ここで、第１のコイルバネ８２は、オイル塗布ローラ３６を回転自在に支持するケーシング１０４を、定着ベルト３２に向けて付勢するように、左カバー部７４に取付けられている。即ち、ケーシング１０４は、側板１６に取り付けられたガイドリブ１０６により、定着ベルト３２に対して接離自在に支持されている。このようにして、左カバー部７４が図中左方に開かれた際に、ケーシング１０４を押圧していた第１のコイルバネ８２がケーシング１０４から取り外され、これにより、オイル塗布ローラ３６の定着ベルト３２への押圧状態が解除されることになる。また、左カバー部７４が図中右方に回動されて閉じられることにより、第１のコイルバネ８２がケーシング１０４を押圧力Ｐ２で押圧して、オイル塗布ローラ３６が定着ベルト３２を所定のテンションで押圧することになる。
一方、第２のコイルバネ８４は、揺動レバー７６の図中左端と側板１６との間に介設され、揺動レバー７６を図中時計方向に沿って回動するように、換言すれば、この揺動レバー７６に支持された加熱ローラ２８が定着ローラ２２から離間する方向に第３の押圧力Ｐ３で押圧するように取付けられている。これにより、定着ベルト３２には、所定のテンションが付与されることになる。
即ち、この第２のコイルバネ８４の付勢力により揺動レバー７６を介して加熱ローラ２８は、定着ローラ２２から離間する方向に偏倚させられ、これにより、加熱ローラ２８と定着ローラ２２とにエンドレスに掛け渡された定着ベルト３２は、所定のテンションに緊張された状態で張られることになる。
このように第１及び第２のコイルバネ８２、８４の作用により、定着ベルト３２は、加圧ローラ２４と摩擦係合して連れ回りし、且つ、この定着ベルト３２の連れ回りに応じて、定着ローラ２２は定着ベルト３２に対してスリップや緩みの無い安定した状態で従動されることになる。
｛駆動機構９０の説明｝
上述した加圧ローラ２４等を回転駆動するための駆動機構９０は、図９に示すように、電子複写装置にこの定着装置１０Ｄが装着された状態で、電子複写装置側の駆動源に図示しないギヤトレインを介して接続された出力ギヤＧＥに噛合し、これからの駆動力を受けて回転駆動される伝達ギヤ１００と、この伝達ギヤ１００に常時噛合すると共に、ワンウェイクラッチ９８を介して定着ローラ２２に連結される第１の従動ギヤ９６と、この第１の従動ギヤに常時噛合すると共に、プ加圧ローラ２４に同軸に固定される第２の従動ギヤ１０２とを備えている。
また、この駆動機構９０は、上述した伝達ギヤ１００に常時噛合するアイドルギヤ１０８を更に備え、このアイドルギヤ１０８は、下排紙ローラ８８に同軸に固定された第３の従動ギヤ１１０と常時噛合し、加圧ローラ２４の回転と同速以上の速さで下排紙ローラ８８を回転駆動するように構成されている。
｛その他の構成｝
この実施例の定着レスローラ２４の外周面に付着した定着済みシートを引き剥がすための剥離爪１１２と、上述した下排紙ローラ８８と上排紙ローラ９２との間（転接部）に定着済みシートの先端が搬送されてきたことを検出する排紙センサ１１４とを備えている。
また、加熱ローラ２８に内蔵された発熱源２６の温度制御のために、加熱ローラ２８の外周面に巻き付いた定着ベルト３２の部分の温度を検出するサーミスタ６０と共に、定着ローラ２２の外周に巻き付いた定着ベルト３２の部分の外周面の温度を検出する第２のサーミスタ１１６と、加圧ローラ２４の外周面の温度を検出する第３のサーミスタ１１８と、図示していないが、これら第１乃至第３のサーミスタ６０、１１６、１１８からの検出結果に基づき、発熱源２６を発熱制御する制御回路とを更に備えている。
｛加熱ローラ２８の上方配置の説明｝
上述したように、この実施例においては、加熱ローラ２８は定着ローラ２２の略上方に配設されており、これにより、加熱ローラ２８と定着ローラ２２との間にエンドレスに巻回された定着ベルト３２と予熱・搬送ベルト３４との間は、この予熱・搬送ベルト３４上を搬送される未定着シートが定着ベルト３２に接触しないように離間されることになる。換言すれば、この定着ベルト３２は、予熱・搬送ベルト３４上を搬送される未定着シートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設されていることを意味している。
このように加熱ローラ２８を定着ローラ２２の上方に配置することにより、搬送途中の未定着シートがどのような湾曲姿勢（カール状態）にあろうとも、このシートの上面に担持された未定着トナーが定着ベルト３２に接触することから確実に防止され、未定着トナーを乱すことなく定着ローラ２２と加圧ローラ２４との転接部（即ち、定着ベルト３２と予熱・搬送ベルト３４との転接部）に導いて、これを定着させることが可能となる。
｛加熱ローラ２８の構成角度の説明｝
上述した構成の定着装置１０Ｄにおいて、上述したように加熱ローラ２８を定着ローラ２２の略上方に配設することにより、特有の効果を達成することが出来るものである。ここで、「略上方」の範囲を明確に規定するために、図１０に示すように、加熱ローラ２８の構成角度を種々変更して、その最適範囲を求めた実験例を説明する。
先ず、この実験例では、定着ローラ２２の中心点を通る垂線を基線Ｂとして定義し、この基線Ｂと、定着ローラ２２及び加熱ローラ２８の両中心点を結ぶ線分Ｌとのなす構成角度をθと定義した場合、加熱ローラ２８の位置を変更して、この構成角度θが９０°〜１８０°となるようにして、定着ローラ２２と加圧ローラ２４との転接部の入口での画像の擦れの発生頻度、及び、転接部の出口での異常の発生頻度を、片面コピー時と両面コピー時とで、夫々測定した。
ここで、構成角度θの±は、基線Ｂから反時計方向に測定した値を「＋」とし、基線Ｂから図中時計方向に測定した値を「−」と定義した。従って、＋１８０°にある加熱ローラ２８と、−１８０°にある加熱ローラ２８とは、同一位置を示すことになり、また、＋１０５°にある加熱ローラ２８と、−２５５°にある加熱ローラ２８とは、同一位置を示すことになる。一方、転接部の出口における異常とは、この実施例では、転接部の出口におけるオフセットの発生又はジャムの発生を意味するものとする。
尚、測定条件は、以下の通りである。
即ち、転接部におけるニップ幅を８ｍｍに設定し、このための圧接力Ｐ１を２４ｋｇｆ／片側に設定した。一方、定着ローラ２２に巻回されている定着ベルト３２の部分の温度を１６０℃に、また、加圧ローラ２４の表面温度を１４０℃に設定した。更に、未定着シートの搬送速度を１８０ｍｍ／ｓｅｃに設定し、これに同期した状態で、加圧ローラ２４を回転駆動した。そして、トナーとしては、富士ゼロックス社製のＡカラートナーを用い、
【０１５０】
このようにして、構成角度θを９０°、１０５°、１２０°、１５０°、１８０°、−１５０°、−１２０°、−１０５°、−９０°の９種類に分けて、上述した測定条件で測定した。
その測定結果を表３に示す。
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この表３から明白なように、構成角度θが１０５°より大きい場合、及び、−１０５°よりも小さい場合、即ち、構成角度θを反時計方向のみに測定した場合に、これが１０５°乃至２５５°の範囲内にある場合には、転接部の入口での画像の擦れの発生、及び、転接部の出口での異常の発生がなく、良好な定着動作が実行されていることが判明した。一方、構成角度θが１０５°以下の場合には、転接部の入口での画像の擦れ又は転接部の出口での異常の何れかが発生し、良好な定着動作が実行されないことが判明した。
以上詳述したように、この実施例においては、加熱ローラ２８を定着ローラ２２の略上方に配置し、具体的には、加熱ローラ２８を、これの中心点と定着ローラ２２の中心点とを結ぶ線分Ｌが、定着ローラ２２と加圧ローラ２４との互いの中心点を結ぶ線分を基線Ｂとした状態で、該基線Ｂから計測した角度が約１０５度乃至約２５５度の範囲となる位置に配設しているので、加熱ローラ２８と定着ローラ２２との間にエンドレスに巻回された定着ベルト３２と、加圧ローラ２４と支持ローラ３０との間にエンドレスに巻回された予熱・搬送ベルト３４との間は、この予熱・搬送ベルト３４上を搬送される未定着シートが定着ベルト３２に接触しないように離間されることになる。換言すれば、この定着ベルト３２は、予熱・搬送ベルト３４上を搬送される未定着シートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設されていることを意味している。
この結果、この実施例によれば、上述した一実施例の場合とは異なり熱伝達ベルト３２からの予熱の効果は期待できないものの、予熱・搬送ベルト３４上を搬送途中の未定着シートが、この予熱・搬送ベルト３４からの予熱を下面から受けると共に、跳ね上がりや転写部との搬送速度差に基づくたるみ等により、どのような湾曲姿勢（カール状態）にあろうとも、このシートの上面に担持された未定着トナーが定着ベルト３２に接触することから確実に防止され、未定着トナーを乱すことなく定着ローラ２２と加圧ローラ２４との転接部、即ち、定着ベルト３２と予熱・搬送ベルト３４との転接部に導いて、これを確実に定着させることが可能となる。
また、この実施例においては、上方の定着ローラ２２を弾性ローラから、また、下方の加圧ローラ２４を弾性ローラよりも硬いローラ上硬度を有するように形成しているので、転接部におけるニップの形状が、定着ローラをハードローラから形成する従来構成と比較して、下向きに凹んだ状態から、上方に凹んだ状態を容易に達成することが出来ることになる。この結果、この実施例によれば、転接部におけるニップ形状自身から、定着済みシートが定着ベルト３２から離間する方向の力を得ることとなり、定着ベルト３２に接触する側の表面にトナーが担持されていたとしても、定着ベルト３２へのオフセット防止用のオイル塗布ローラ３６によるオイル塗布量を微量に押さえることができると共に、オイルレスとしても、定着ベルト３２側へのオフセットや、ジャムの無い定着動作が達成されることになる。
また、この実施例においては、熱伝達ベルトとしての定着ベルト３２として、小熱容量の材質を採用すると共に、加熱ローラ２８への定着ベルト３２の巻き付け角度が大きく、且つ、加熱ローラ２８へ定着ベルト３２が密着していることになる。また、転接部に未定着シートＳがもたらされる前の段階で、予熱・搬送ベルト３４により未定着シートＳは下面から予熱されることになる。この結果、この実施例によれば、未定着シートＳを高速で、即ち、単位時間当たりの通紙枚数を多数枚としても、両ベルト３２、３４の転接部において、定着動作に必要な温度を確実に維持することが出来ることになる。
また、この実施例においては、弾性ローラとして構成される定着ローラ２２に発熱源を内蔵させずに、定着ローラ２２から離間した位置に配設された加熱ローラ２８に発熱源２６を内蔵するようにしたので、定着ローラ２２のシリコーンゴム耐熱弾性体２２Ｂの厚さを十分に厚くすることが可能となり、この結果、この実施例によれば、転接部におけるニップ幅を、定着ローラ２２を小径に維持しながら、十分に広く取ることが可能となる。
また、この実施例においては、第１の従動ギヤ９６と定着ローラ２２との間にワンウェイクラッチ９８を介設することにより、シートの搬送のための主駆動（即ち、シートの搬送速度を規定する駆動ローラ）として、定着ローラ２２ではなく、加圧ローラ２４を設定している。この為、例え、定着ローラ２２が定着動作に伴い加熱され、この結果、熱膨張により定着ローラ２２の外径が熱膨張したとしても、この定着ローラ２２でシートの搬送速度を規定していないので、この熱膨張によりシートの搬送速度が変化することなく、常に、一定に保持することが出来ることになる。この結果、この実施例によれば、線速を一定に維持して、転写ずれや画像の擦れ等を確実に防止することが可能になる。
｛他の実施例の変形例の説明｝
上述した他の実施例においては、未定着シートは横方向から定着装置１０Ｄに搬送されてくるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、未定着シートは上下方向、例えば、下から上に向けて搬送されるように構成してもよい。この場合、加圧ローラ２４は定着ローラ２２の下方ではなく、側方に配設されることとなり、一方、加熱ローラ２８は定着ローラ２２の、加圧ローラ２４が配設された側とは反対側の側方に配設されることになることは言うまでもない。
また、上述した他の実施例においては、加圧ローラ２４の外周面の温度を検出する第３のサーミスタ１１８を設けるように説明したが、これを省略して構成することが出来ることは言うまでもない。
また、上述した他の実施例においては、発熱源２６は加熱ローラ２８の内部に配設されるたハロゲンランプから構成されるように説明したが、この発明はこのような構成に限定されることなく、図１１Ａに第１の変形例として示すように、加熱ローラ２８の内周面に密着した状態で取り付けられた面状ヒータ２６Ａから構成しても良いものである。
また、発熱源２６は、加熱ローラ２８に内蔵される構成に限定されることなく、図１１Ｂに第２の変形例として示すように、加熱ローラ２８の外部に配設する状態、具体的には、加熱ローラ２８の外周面に密着した状態で取り付けられた面状ヒータ２６Ｂから構成されるようにしても良いものである。
また、このように発熱源２６を加熱ローラ２８外に配設する構成において、図１１Ｃに第３の変形例として示すように、定着ベルト３２を直接に誘導加熱により発熱させる誘導加熱機構１２０を備えるように構成しても良いし、また、図１１Ｄに第４の変形例として示すように、定着ベルト３２の外周面に対向して配設され、これを直接に加熱するハロゲンランプ１２２と、このハロゲンランプ１２２からの熱を定着ベルト３２に向けて集熱（集光）させる反射板１２４とを備えるように構成しても良い。
これら図１１Ｃ及び図１１Ｄに示す第３及び第４の変形例においては、誘導加熱機構１２０及びハロゲンランプ１２２の配設位置は、定着ローラ２２とヒー加熱ローラ８との間に位置すると共に、定着ベルト３２の走行方向に関して転接部の上流側に位置する定着ベルト３２の部分を加熱するように配設されている。
尚、図１１Ｃに示す第３の変形例においては、定着ベルト３２は、基材としてポリイミド等の合成樹脂を用いることは出来ずに、上述した一実施例のように、電鋳ベルト等の金属製であることに限定されることは言うまでもない。
また、上述した一実施例及び他の実施例においては、予熱・搬送ベルト３４は発熱源２６からの熱を定着ベルト３２を介して転接部で熱伝達されて加熱されるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、図１２Ａに第２の発熱手段の第１の変形例として示すように、加圧ローラ２４の内部に補助発熱源１２６として配設するように構成してもよい。この場合、上述した他の実施例とは異なり、加圧ローラ２４の外周面の温度を検出する第３のサーミスタ１１８は必須の構成となることは言うまでもない。
また、図12Ｂに第２の発熱手段の第２の変形例として示すように、支持ローラ３０の内部に、補助発熱源１２６を配設するように構成しても良いし、また、図示していないが、加圧ローラ２４及び支持ローラ３０内に夫々補助発熱源を配設するように構成しても良いことは言うまでもない。
産業上の利用可能性
以上詳述したように、この発明によれば、記録媒体の予熱をより効果的に達成して、記録媒体の搬送速度の上昇を達成することのできる定着装置が提供されることになる。また、この発明によれば、記録媒体が予熱を受けている最中に、定着ベルトに擦れて、トナー像が乱れる虞を解消することのできる定着装置が提されることになる。また、この発明によれば、記録媒体が予熱を受けている最中に、これの搬送負荷を極力低減して、確実な搬送状態を達成することのできる定着装置が提供されることになる。このようにして、この発明に係わる定着装置は、電子複写装置や、電子プリンタ装置や、電子ファクシミリ装置等の画像形成装置に用いるのに適している。
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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