JP2014002279A - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押圧部材を摺動する定着ベルトを傷めることなく滑らかに回転させる小型である定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置５は、定着ベルト２６を回転駆動させるベルト補助駆動機構７０を備える。ベルト補助駆動機構７０は、定着ベルト２６の内面に当接し、定着ベルト２６を円形状としたときの定着ベルト２６の内径より小径である外周面７１ａを有するとともにモーター７９によって回転駆動させられる円筒回転部材７１と、定着ベルト２６を挟んで円筒回転部材７１と圧接し、円筒回転部材７１又は加圧ローラー１９の駆動によって回転する定着ベルト２６に従動して回転する押圧コロ７２と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、定着ベルトを押圧部材によって加圧ローラーに圧接する方式の定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写し、そのトナー像を担持する記録媒体を定着装置に向けて搬送し、定着装置において、熱及び圧力を加えることにより記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させている。そして定着装置には、加熱した無端状の定着ベルトとこれに圧接される加圧ローラーとで形成される定着ニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を挿通することによって記録媒体にトナーを定着するベルト定着方式がある。

このベルト定着方式では、定着ベルトの内面側に押圧部材を配置し、定着ベルトを挟んで加圧ローラー及び押圧部材が圧接し、定着ベルトと加圧ローラーとの間に定着ニップ部が形成されるとともに、加圧ローラーの回転駆動により定着ベルトの内面を押圧部材に摺動させて定着ベルトを従動回転させている。加圧ローラーの回転駆動により定着ベルトを従動回転させる場合、加圧ローラーと定着ベルトとの間の摩擦抵抗が定着ベルトと押圧部材との摺動抵抗よりも小さくなるとき、或いは記録媒体と定着ベルトとの摩擦抵抗が定着ベルトと押圧部材との間の摺動抵抗より小さいとき、定着ベルトのスリップが発生し、定着ベルトが滑らかに回転しないことがあった。

そこで、従来から定着ベルトのスリップを解消する関連技術が知られている。例えば特許文献１記載の定着装置は、上記の押圧部材を備えるベルト定着方式の構成において、無端状の定着ベルトの長手方向の端部の開口部に嵌合するエンドキャップ部材と、このエンドキャップ部材と一体に設けられるギアとを備える。このギアは駆動ギアに噛合し、駆動ギアは加圧ローラーを回転駆動させるローラーギアに噛合し、加圧ローラーが回転すると、ギア列を介してエンドキャップ部材も回転する。加圧ローラーの回転によって定着ベルトを従動回転させるとともにエンドキャップ部材の回転によって定着ベルトを加圧ローラーと略等速で回転させることで、定着ベルトのスリップを解消している。

また、特許文献２記載の定着装置は、押圧部材を備えるベルト定着方式の構成において、加圧ローラーの軸方向でその両端部の外側に加圧ローラーと同軸で加圧ローラーとは別に定着ベルトを回転駆動させる駆動ローラーが設けられ、駆動ローラーは定着ニップ外で定着ベルトを挟んで回転可能なフランジ部材に圧接した状態にある。駆動源の回転駆動によって、加圧ローラーが回転駆動することで定着ベルトが回転し、さらに駆動ローラーが回転することで定着ベルトが回転するために、定着ベルトに対する回転駆動力が増加して定着ベルトのスリップを防止している。

また、特許文献３記載の定着装置では、押圧部材を備えるベルト定着方式の構成において、無端状の定着ベルトの両端にはこの端部を保持するフランジ部材が定着ベルトに取り付けられおり、定着ベルトの外面にフランジ部材を嵌め込むように構成されている。そして押圧部材及び加圧ローラーの圧接によって定着ニップ部が形成されると、定着ベルトが定着ニップ部によって楕円状に変形し、定着ベルトの外面がフランジ部材の内面に密着するので、フランジ部材への回転駆動力が定着ベルトに伝えられる。加圧ローラーの回転によって定着ベルトが回転するとともに、フランジ部材の回転によって定着ベルトが補助的に回転するために、定着ベルトのスリップを防止している。

特開２００５−２４９９５８号公報（段落［００３６］〜［００３８］、第１図） 特開２００１−８３８２２号公報（段落［００５４］〜［００６８］、第２図） 特開２００３−３１６１８１号公報（段落［００４９］、［００５０］、第７図）

しかしながら、特許文献１記載の定着装置では、定着ベルトは、定着ニップ部において定着ニップ部の形状に沿う形に変形する一方、定着ベルトの長手方向の端部では円形に変形しているために長手方向に変形の形状が異なり、この状態で定着ベルトを繰り返し回転させると、定着ベルトに圧縮及び伸長の応力が加わり、定着ベルトが破壊するおそれがある。定着ベルトの伸縮による応力を低減させるために、エンドキャップ部材を定着ニップ部から大きく離間させて配置すると、長手方向に装置が大型化するという問題があった。

また、特許文献２記載の定着装置では、定着ベルトの表面の粗さを定着ニップ部と駆動ローラーに圧接する部分とで異ならせる等の処理を施して駆動ローラーに圧接する部分の摩擦抵抗を大きくしており、定着ベルトの加工に手間が掛りコストアップする。

また、特許文献３記載の定着装置では、定着ベルトが楕円状に変形し、フランジ部材の内面と定着ベルト外面が密着する構成であり、この構成ではフランジ部材から定着ベルトに回転駆動力が十分に伝達され難いという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、押圧部材を摺動する定着ベルトを傷めることなく滑らかに回転させる小型である定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１の発明は、加熱手段によって加熱される無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内面側に配置され前記定着ベルトの内面が摺動する押圧部材と、前記定着ベルトを挟んで前記押圧部材と圧接することで定着ニップ部を形成するとともに回転駆動する加圧ローラーと、を備え、前記定着ベルトが回転することで、前記定着ニップ部に記録媒体を挟持搬送し記録媒体上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置において、前記定着ニップ部のニップ域外には前記定着ベルトを回転駆動させるベルト補助駆動機構が配設されてなり、前記ベルト補助駆動機構は、前記定着ベルトの内面に当接し、前記定着ベルトを円形状としたときの前記定着ベルトの内径より小径である外周面を有するとともに駆動源によって回転駆動させられる円筒回転部材と、前記定着ベルトを挟んで前記円筒回転部材と圧接し、前記円筒回転部材或いは前記加圧ローラーの駆動によって回転する前記定着ベルトに従動して回転する押圧コロと、を有することを特徴としている。

また、第２の発明は、上記の定着装置において、前記ベルト補助駆動機構は、前記円筒回転部材と前記駆動源との間に配設され、前記定着ベルトが前記加圧ローラーと略同じ所定の周速度で従動回転する場合、前記駆動源の回転力を前記円筒回転部材に伝達しない一方、前記定着ベルトが前記所定の周速度未満で従動回転する場合、前記駆動源の回転力を前記円筒回転部材に伝達するワンウェイクラッチを有することを特徴としている。

また、第３の発明は、上記の定着装置において、前記加熱手段は、前記定着ベルトの長手方向に沿ってループ状に巻回され前記定着ベルトを誘導加熱するための磁束を発生させるコイルと、該コイルの近傍に配設され前記定着ベルトの誘導発熱層に磁束を導く磁性体コアと、を備えた誘導加熱部であり、前記ベルト補助駆動機構には、前記定着ベルトの回転の有無を検知するための回転検知手段が設けられてなり、前記回転検知手段は前記押圧コロの回転を検知することを特徴としている。

また、第４の発明は、上記の定着装置において、前記回転検知手段は、前記押圧コロの側面周方向に配置された複数のスリットを有し、前記押圧コロとともに回転する被検知部と、発光部から前記被検知部に向けて光を射出し前記被検知部から反射する光を受光部で受光する光検知センサーと、を備えることを特徴としている。

また、第５の発明は、上記の定着装置において、前記加熱手段は、前記コイル及び前記磁性体コアが取り付けられる支持部材を備え、前記押圧コロは前記支持部材に回転可能に支持されることを特徴としている。

また、第６の発明は、上記の定着装置において、二つの前記押圧コロが周方向に離間して配設され、前記回転検知手段は一つの前記押圧コロの回転を検知することを特徴としている。

また、第７の発明は、上記の定着装置において、前記円筒回転部材と同軸で一体に設けられる第１ギア部材と、該第１ギア部材に噛合し前記駆動源によって回転させられる第２ギア部材と、を備え、前記ワンウェイクラッチは前記第２ギア部材の歯車部と回転軸との間に配設されることを特徴としている。

また、第８の発明は、上記の定着装置において、前記第２ギア部材と前記駆動源との間には、前記加圧ローラーを回転駆動する第３ギア部材が接続されることを特徴としている。

また、第９の発明は、前記構成の定着装置を備えた画像形成装置である。

第１の発明によれば、加圧ローラーの回転によって定着ベルトが従動回転しているとき、記録媒体と定着ベルトとの摩擦抵抗が定着ベルトと押圧部材との間の摺動抵抗より小さくなる等で、定着ベルトのスリップが発生した場合、円筒回転部材が駆動源によって回転駆動しているために、定着ベルトは円筒回転部材によって回転させられる。この結果、定着ベルトは円筒回転部材と押圧コロによって挟持された状態で、円筒回転部材によって従動回転させられることで、定着ベルトが定着ニップ部を滑らかに回転し、記録媒体上に担持された未定着トナー像が良好に定着される。また、円筒回転部材が定着ベルトに内挿されるために装置が小型化し、さらに円筒回転部材の外周面が定着ベルトを円形状としたときの該内径より小径であることで、定着ベルトが従動回転するとき、定着ベルトの伸縮による応力負荷が軽減され定着ベルトを傷めるおそれがない。

本発明の第１実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図 第１実施形態に係る定着装置を示す側面断面図 第１実施形態に係る定着装置のベルト補助駆動機構を示す部分側面図 第１実施形態に係るベルト補助駆動機構を示す平面図 本発明の第２実施形態に係るベルト補助駆動機構に設けた回転検知手段を示す部分側面図 本発明の第３実施形態に係る加熱手段に支持された押圧コロを示す平面図 本発明の第４実施形態に係るベルト補助駆動機構を示す平面図

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。画像形成装置１は、その下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、この画像形成部４よりも用紙搬送方向の下流側に配設された定着装置５と、画像形成部４及び定着装置５の上方に配設された画像読取部６とを備えている。

給紙部２は、記録媒体である用紙９を収容する複数の給紙カセット７と、手差しの用紙を供給する手差しトレイ２２とを備えている。給紙ローラー８の回転により、複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から用紙９を１枚ずつ用紙搬送部３に送り出す。手差しトレイ２２は、給紙カセット７に収容された用紙９とは異なるサイズの用紙、または封筒やＯＨＰシート等の記録媒体が載置され、それらの記録媒体を用紙搬送部３に送り出す。

用紙搬送部３に送られた用紙９は、用紙搬送経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙９にトナー像を形成するものであり、図１の矢印方向に回転可能に支持された感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部１２、露光部１３、現像部１４、転写部１５、クリーニング部１６、及び除電部１７を備えている。

帯電部１２は、高電圧を印加される帯電ワイヤーを備えており、この帯電ワイヤーからのコロナ放電によって感光体１１表面に所定電位を与えると、感光体１１表面が一様に帯電させられる。そして、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、露光部１３により感光体１１表面に照射されると、感光体１１表面の電位が選択的に減衰され、感光体１１表面に静電潜像が形成される。

次いで、現像部１４が感光体１１表面の静電潜像を現像し、感光体１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写部１５によって感光体１１と転写部１５との間に供給される用紙９に転写される。

トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着装置５に向けて搬送される。定着装置５では用紙９が加熱加圧され、用紙９上にトナー像が溶融定着される。次いで、トナー像が定着された用紙９は、排出ローラー対２０によって排出トレイ２１上に排出される。

転写部１５による用紙９へのトナー像の転写後、感光体１１表面に残留しているトナーは、クリーニング部１６により除去され、また感光体１１表面の残留電荷は除電部１７により除去される。そして、感光体１１は帯電部１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。

定着装置５は図２に示すように構成される。図２は定着装置を概略的に示す側面断面図である。なお、図２は定着装置５を画像形成装置１の背面側（図１の裏側）から見た状態を示しており、用紙搬送方向は図１と逆方向（左から右方向）となっている。

定着装置５は、電磁誘導加熱を用いた定着方式であり、定着ベルト２６と、加圧ローラー１９と、定着ベルト２６を加熱する誘導加熱部３０と、温度検知部であるサーミスター２５と、ベルト支持部材５５と、を備える。

定着ベルト２６は、無端状の耐熱ベルトであり、内面側から順に、ＰＦＡ層やＰＴＦＥ層等からな摺動層２６ａと、電鋳ニッケルからなる基材層である誘導発熱層２６ｂと、シリコーンゴム等からなる弾性層２６ｃと、フッ素樹脂等からなり定着ニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させる離型層２６ｄとが積層されて構成される。尚、誘導発熱層２６ｂは、ポリイミト゛樹脂に銅、銀、またはアルミニウム等の金属粉末を混入させて形成したものであってもよい。

ベルト支持部材５５は、ベルト保持部５９とパッド保持部５６及び空洞部５７を有し、アルミニウム等の金属や耐熱性樹脂等からなる。ベルト保持部５９は断面視で曲面状をなし、定着ベルト２６を誘導加熱部３０に対して所定の間隔を隔てて保持する。パッド保持部５６は、押圧部材である押圧パッド６０を保持する。空洞部５７は、後述するベルト補助駆動機構７０（図３参照）の支軸７４が貫通している。

押圧パッド６０は、液晶ポリマー樹脂等の耐熱性樹脂やシリコーンゴム等の弾性材料で構成されており、定着ベルト２６を介して加圧ローラー１９に対向している。押圧パッド６０には、定着ベルト２６の内面が摺擦する摺動面６０ａが形成されている。尚、パッド保持部５６をベルト保持部５９と分離して設け、装置本体に支持するように構成してもよい。

摺動面６０ａは、用紙搬送方向の上流側に形成される用紙搬送方向に略平行な平坦部と、平坦部よりも用紙搬送方向の下流側に形成される加圧ローラー１９の曲率半径よりも大きい曲率半径を有して加圧ローラー１９側に湾曲する曲面部とを有する。また、摺動面６０ａには、定着ベルト２６との摺擦面の摺動負荷を低減するために、ＰＴＦＥシート等のフッ素樹脂系の摺動部材（図示せず）を介在させてもよい。

加圧ローラー１９は、鉄等の円筒型の芯金１９ａと、芯金１９ａ上に形成されるシリコーンゴム製の弾性層１９ｂと、弾性層１９ｂの表面を覆うフッ素樹脂等からなる離型層１９ｃと、を備える。また、加圧ローラー１９は、定着ベルト２６を挟んで押圧バッド６０と圧接され、図示しないモーター等の駆動源によって時計回り方向に回転駆動させられる。加圧ローラー１９及び押圧パッド６０が定着ベルト２６を挟持した状態で加圧ローラー１９が回転することによって、定着ベルト２６は従動回転する。加圧ローラー１９と定着ベルト２６との圧接する部分に、定着ニップ部Ｎが形成され、定着ニップ部Ｎでは、搬送される用紙９上の未定着トナー像を加熱及び加圧し用紙９上にトナー像を定着する。

誘導加熱部３０は、コイル３７と、支持部材であるボビン３８と、磁性体コア３９とを備え、電磁誘導により定着ベルト２６を加熱するものである。誘導加熱部３０は、定着ベルト２６の長手方向（図２の紙面の表裏方向）に延びて、定着ベルト２６の外面の略半分を囲うように定着ベルト２６に対向して配設される。

励磁コイル３７は、定着ベルト２６の長手方向に沿ってリッツ線をループ状に複数回巻回してボビン３８に取り付けられる。また励磁コイル３７は、図示しない電源に接続され、電源から供給される高周波電流により交流磁束を発生させる。励磁コイル３７からの磁束は磁性体コア３９を通過し、図２の紙面に平行な方向に導かれ、定着ベルト２６の誘導発熱層２６ａに沿って通過する。誘導発熱層２６ａを通過する磁束の交流的な強さの変化によって誘導発熱層２６ａには渦電流が生じる。誘導発熱層２６ａに渦電流が流れると、誘導発熱層２６ａの電気抵抗によってジュール熱が発生して、定着ベルト２６が発熱する（加熱される）ことになる。

サーミスター２５は、定着ベルト２６外面の長手方向の中央部及び両端部に対向するように配置され、夫々の領域の温度を検知する。サーミスター２５の検知温度に基づいて誘導加熱部３０の励磁コイル３７に供給される電流が制御される。

定着ベルト２６が加熱手段である誘導加熱部３０によって加熱され、定着可能温度になると、定着ニップ部Ｎで挟持された用紙９が加熱されるとともに、加圧ローラー１９によって加圧されることにより、用紙９上の粉体状態のトナーが溶融定着される。定着処理後の用紙９は、定着ベルト２６の表面に密着して搬送され、図示しない分離部材によって定着ベルト２６の表面から分離され、定着装置５の下流側に搬送される。

定着ベルト２６の長手方向の端部には、後述するベルト補助駆動機構７０（図３、図４参照）が配設される。加圧ローラー１９の回転によって定着ベルト２６が従動回転しているとき、用紙９の表面状態や温湿度等の環境変化等によって、加圧ローラー１９に対する用紙９と定着ベルト２６との摩擦抵抗が、定着ベルト２６と押圧パッド６０との間の摺動抵抗より小さくなった場合等、定着ベルト２６にスリップが発生し、定着ベルト２６が所定の周速度にて回転しなくなる。このような場合ベルト補助駆動機構７０は定着ベルト２６を補助的に回転駆動させる。

ベルト補助駆動機構７０の詳しい構成を図３、図４に示す。図３は本発明の第１実施形態に係るベルト補助駆動機構７０の構成を示す部分側面図であり、図４はベルト補助駆動機構７０の構成を示す平面図である。尚、図３では、定着ベルト２６を断面して示し、図４では、図３に示す第１ギア部材７５及び第２ギア部材７６を省略している。

図３に示すように、ベルト補助駆動機構７０は、定着ベルト２６の長手方向の端部で、定着ニップ部Ｎのニップ域外に配設され、円筒回転部材７１と、押圧コロ７２と、第１ギア部材７５と、第２ギア部材７６と、ワンウェイクラッチ７７と、駆動源であるモーター７９と、を備える。

円筒回転部材７１は、支軸７４を有し、支軸７４によって装置本体（図略）に回転可能に支持される。また、円筒回転部材７１は、定着ベルト２６の長手方向の端部で定着ニップ部Ｎのニップ域外に配置され、さらに定着ベルト２６に内挿して配置される。円筒回転部材７１の外周面７１ａは、定着ベルト２６の内面に対向し、定着ベルト２６を円形状にしたときの定着ベルト２６の内径よりも小径に形成されることで、定着ベルト２６は円筒回転部材７１の外周面７１ａに弛んだ状態で嵌っている。

押圧コロ７２は、定着ベルト２６の外面に対向して配置される円筒回転部材７１より小さい外径のコロであり、装置本体（図略）に回転可能に支持される。また、押圧コロ７２は、図示しないバネ等によって定着ベルト２６を挟んで円筒回転部材７１に圧接される。従って、円筒回転部材７１が回転すると、円筒回転部材７１の回転によって、定着ベルト２６が円筒回転部材７１と同方向に回転するとともに、定着ベルト２６の回転によって、押圧コロ７２が定着ベルト２６の回転方向とは逆方向に従動回転する。円筒回転部材７１による定着ベルト２６の回転方向は、加圧ローラー１９による定着ベルト２６の回転方向と同じとなる。

加圧ローラー１９或いは円筒回転部材７１の回転にともなって定着ベルト２６が従動回転するとき、図４に示すように、定着ベルト２６は、定着ニップ部Ｎでは、押圧パッド６０の摺動面６０ａの形状（平面と曲面を組み合わせた形状、図２も参照）に沿って変形し、一方、円筒回転部材７１と押圧コロ７２の圧接部では、円筒回転部材７１の円弧に沿った形状に変形する。定着ベルト２６は、弛んだ状態で円筒回転部材７１に嵌っているために、夫々の領域で変形しても定着ベルト２６の伸縮による応力負荷を受け難く、破壊、損傷等のおそれがない。また、円筒回転部材７１が定着ニップ部Ｎの近傍にて定着ベルト２６に内挿して配置されているために、定着装置１は大型化することがない。

図３に戻り、支軸７４には円筒回転部材７１と同軸で一体に第１ギア部材７５が配設される。第１ギア部材７５は第２ギア部材７６に噛合し、第２ギア部材７６はモーター７９によって回転させられる。

第２ギア部材７６は、モーター７９によって回転させられる回転軸７８と、第１ギア部材７５に噛合する歯車部との間にワンウェイクラッチ７７を内蔵する。

ワンウェイクラッチ７７は、回転軸７８から第２ギア部材７６の歯車部へ回転力を伝達または遮断するものである。ワンウェイクラッチ７７が第２ギア部材７６に配設されることで、定着ベルト２６が加圧ローラー１９と略同じ所定の周速度Ｖａで従動回転する場合、回転軸７８の回転力（即ち、モーター７９の回転力）を第２ギア部材７６の歯車部（即ち、円筒回転部材７１）に伝達しない一方、定着ベルト２６が所定の周速度Ｖａ未満で従動回転する場合、回転軸７８の回転力（即ち、モーター７９の回転力）を第２ギア部材７６の歯車部（即ち、円筒回転部材７１）に伝達することができる。

より詳細には、定着ベルト２６が周速度Ｖａで従動回転する場合は、第２ギア部材７６の歯車部の回転速度はモーター７９による回転軸７８の回転速度よりも速くなる。その結果、ワンウェイクラッチ７７は空転し、回転軸７８の回転力は第２ギア部材７６を介して円筒回転部材７１に伝達されない。これに対し、定着ベルト２６が周速度Ｖａ未満で従動回転する場合は、第２ギア部材７６の歯車部の回転速度はモーター７９による回転軸７８の回転速度よりも遅くなる。その結果、ワンウェイクラッチ７７が噛み合い、回転軸７８の回転力は第２ギア部材７６を介して円筒回転部材７１に伝達される。

従って、加圧ローラー１９の回転によって、定着ベルト２６がスリップせずに所定の周速度Ｖａで従動回転している場合、ワンウェイクラッチ７７はモーター７９の回転力を円筒回転部材７１に伝達しない。この結果、加圧ローラー１９の回転によって定着ベルト２６が従動回転させられることで、用紙９が定着ニップ部Ｎに適切に挟持搬送され、用紙９上に担持された未定着トナー像が定着される。尚、この場合、定着ベルト２６が回転することで、押圧コロ７２が従動回転し、また円筒回転部材７１と第１ギア部材７５及び第２ギア部材７６の歯車部が従動回転する。

一方、加圧ローラー１９の回転によって定着ベルト２６が従動回転しているとき、用紙９と定着ベルト２６との摩擦抵抗が定着ベルト２６と押圧パッド６０との間の摺動抵抗より小さくなる等で、定着ベルト２６のスリップが発生して、定着ベルト２６が所定の周速度Ｖａ未満の周速度で回転する場合、ワンウェイクラッチ７７がモーター７９の回転力を円筒回転部材７１に伝達する。この結果、定着ベルト２６は円筒回転部材７１と押圧コロ７２によって挟持された状態で、円筒回転部材７１によって従動回転させられることで、定着ベルト２６が定着ニップ部Ｎを滑らかに回転し、用紙９上に担持された未定着トナー像が良好に定着される。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るベルト補助駆動機構７０に設けた回転検知手段を示す部分側面図である。第１実施形態と異なる、回転検知手段の構成について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。

回転検知手段は、光検知センサー８１及び被検知部である検知板８２を有し、押圧コロ７３の回転を検知することで定着ベルト２６の回転の有無を検知する。

検知板８２は押圧コロ７３の側面に貼り付けて取り付けられる。検知板８２は周方向に複数のスリット８３を有して円板状に形成される。押圧コロ７３の側面は光検知センサー８１の光を吸収するように処理され、検知板８２の表面は光検知センサー８１の光を反射するように処理されている。

光検知センサー８１は、検知板８２の近傍で対向して配置され、検知板８２に向けて光を射出する発光部と、該発光部に図４の紙面表裏方向に並べて配置され検知板８２で反射した発光部からの光を受光する受光部とを有する。

押圧コロ７３が回転すると検知板８２も回転し、検知板８２の回転によって、複数のスリット８３が光検知センサー８１に対面する毎に、光検知センサー８１の受光部が発光部から射出する光を受光し、複数のスリット８３に応じたパルス光を検知する。光検知センサー８１がパルス光を検知すると、押圧コロ７３が回転状態にあることが把握され、即ち、定着ベルト２６が、加圧ローラー１９或いは円筒回転部材７１の駆動によって回転させられていることが把握される。定着ベルト２６が回転状態にあることが検知されると、誘導加熱部３０（図２参照）による定着ベルト２６の加熱（発熱）を開始するために、励磁コイル３７に電流が供給される。

この構成によって、定着ベルト２６の回転停止中には定着ベルト２６が誘導加熱部３０によって加熱されることないので、定着ベルト２６が異常に昇温し損傷することがない。

尚、回転検知手段は、検知板８２を設ける替わりに、押圧コロ７３の側面に複数の貫通孔を形成し、この貫通孔をスリット８３として用いてもよい。また、光検知センサー８１は本実施形態の反射型の光センサーに替えて、発光部及び受光部が対向して配置される透過型の光センサーを用いてもよい。また、回転検知手段は光検知センサー８１に替えて、機械的に或いは磁気的に押圧コロ７３の回転を検知するものであってもよい。

（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る誘導加熱部３０に支持された押圧コロ７２、７３を示す平面図である。

誘導加熱部３０は、定着ベルト２６を加熱するためのコイル３７や磁性体コア３９（図２参照）等を備え、さらにコイル３７や磁性体コア３９を支持するボビン３８（支持部材）を備える。

ボビン３８は、定着ベルト２６の外面と所定の間隔を隔てて配置され、定着ベルト２６の外周面の略半分を囲うように構成され、定着ベルト２６からの放熱に耐えるために液晶ポリマー樹脂等の耐熱性樹脂によって形成される。

ボビン３８の周方向の両端部には、外周側に凹形状をした嵌装溝３８ａ、３８ｂが形成され、また、定着ベルト２６に対向する開口が形成される。嵌装溝３８ａ、３８ｂ及び開口は定着ベルト２６の長手方向（図６の紙面の表裏方向）の一端部に形成される。

嵌装溝３８ａには第１実施形態で用いた押圧コロ７２（図３参照）の支軸７２ａが回転可能に嵌装し、押圧コロ７２の外周面がボビン３８の開口から突出し定着ベルト２６に対向する。また、嵌装溝３８ｂには第２実施形態に用いた押圧コロ７３（図５参照）の支軸７３ａが回転可能に嵌装し、押圧コロ７３の外周面がボビン３８の開口から突出し定着ベルト２６に対向する。押圧コロ７３に設けたスリット８３に対向する位置には、光検知センサー８１が配置され、光検知センサー８１は図示しない装置本体に取り付けられている。

二つの押圧コロ７２、７３を円周方向に離間して配置することで、円筒回転部材７１の回転によって定着ベルト２６を従動回転させるとき、定着ベルト２６が安定して回転し、また、円筒回転部材７１に弛んだ状態で嵌っている定着ベルト２６は、二つの押圧コロ７２、７３間では定着ベルト２６が弛むことがなく、ボビン３８に不用意に接触して定着ベルト２６を傷つけるおそれがない。

尚、上記第１〜第３実施形態では、ベルト補助駆動機構７０を定着ベルト２６の長手方向の一端部に配設する構成を示したが、本発明はこれに限らず、ベルト補助駆動機構７０が長手方向の両端側に配設される構成であってもよい。また、ベルト補助駆動機構７０を両端側に配設する場合、一方の端部のベルト補助駆動機構７０は、第１及び第２ギア部材７５、７６を設けずに円筒回転部材７１及び押圧コロ７２を設ける構成であってもよい。この場合、両端側の円筒回転部材７１を支軸７４によって連結し、支軸７４によって駆動力を伝達する構成にするとよい。

（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態に係るベルト補助駆動機構７０の複数のギアの配列を示す平面図である。

前述のように、円筒回転部材７１と一体に設けられる第１ギア部材７５は、ワンウェイクラッチ７７を内蔵する第２ギア部材７６に噛合している。第２ギア部材７６にはアイドルギア８５が噛合し、アイドルギア８５には第３ギア部材８６が噛合している。更に第３ギア部材８６は中継ギア８７に噛合し、中継ギア８７はモーター７９によって回転させられる。

第３ギア部材８６は、加圧ローラー１９（図３参照）と一体で同軸に設けられ、第１ギア部材７５と逆方向に回転する。従って、モーター７９の回転駆動によって、加圧ローラー１９及び円筒回転部材７１が互いに逆方向に回転し、この結果、加圧ローラー１９の回転駆動による定着ベルト２６の回転方向は、円筒回転部材７１の回転駆動による定着ベルト２６の回転方向と一致する。

尚、上記第１〜第４実施形態では、加熱手段に誘導加熱部３０を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、加熱手段はハロゲンランプ等であってもよい。

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、定着ベルトを押圧部材によって加圧ローラーに圧接する方式の定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。

１ 画像形成装置
５ 定着装置
１９ 加圧ローラー
２６ 定着ベルト
３０ 誘導加熱部（加熱手段）
３８ ボビン（支持部材）
３８ａ、３８ｂ 嵌装溝
５５ ベルト支持部材
５６ パッド保持部
５７ 空洞部
５９ ベルト保持部
６０ 押圧パッド（押圧部材）
６０ａ 摺動面
７０ ベルト補助駆動機構
７１ 円筒回転部材
７１ａ 外周面
７２、７３ 押圧コロ
７２ａ、７３ａ 支軸
７４ 支軸
７５ 第１ギア部材
７６ 第２ギア部材
７７ ワンウェイクラッチ
７８ 回転軸
７９ モーター（駆動源）
８１ 光検知センサー（回転検知手段）
８２ 検知板（被検知部、回転検知手段）
８３ スリット（回転検知手段）
８５ アイドルギア
８６ 第３ギア部材
８７ 中継ギア
Ｎ 定着ニップ部

Claims (9)

1. 加熱手段によって加熱される無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内面側に配置され前記定着ベルトの内面が摺動する押圧部材と、
   前記定着ベルトを挟んで前記押圧部材と圧接することで定着ニップ部を形成するとともに回転駆動する加圧ローラーと、を備え、
   前記定着ベルトが回転することで、前記定着ニップ部に記録媒体を挟持搬送し記録媒体上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置において、
   前記定着ニップ部のニップ域外には前記定着ベルトを回転駆動させるベルト補助駆動機構が配設されてなり、
   前記ベルト補助駆動機構は、前記定着ベルトの内面に当接し、前記定着ベルトを円形状としたときの前記定着ベルトの内径より小径である外周面を有するとともに駆動源によって回転駆動させられる円筒回転部材と、前記定着ベルトを挟んで前記円筒回転部材と圧接し、前記円筒回転部材或いは前記加圧ローラーの駆動によって回転する前記定着ベルトに従動して回転する押圧コロと、を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記ベルト補助駆動機構は、前記円筒回転部材と前記駆動源との間に配設され、前記定着ベルトが前記加圧ローラーと略同じ所定の周速度で従動回転する場合、前記駆動源の回転力を前記円筒回転部材に伝達しない一方、前記定着ベルトが前記所定の周速度未満で従動回転する場合、前記駆動源の回転力を前記円筒回転部材に伝達するワンウェイクラッチを有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱手段は、前記定着ベルトの長手方向に沿ってループ状に巻回され前記定着ベルトを誘導加熱するための磁束を発生させるコイルと、該コイルの近傍に配設され前記定着ベルトの誘導発熱層に磁束を導く磁性体コアと、を備えた誘導加熱部であり、
   前記ベルト補助駆動機構には、前記定着ベルトの回転の有無を検知するための回転検知手段が設けられてなり、
   前記回転検知手段は前記押圧コロの回転を検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記回転検知手段は、前記押圧コロの側面周方向に配置された複数のスリットを有し、前記押圧コロとともに回転する被検知部と、発光部から前記被検知部に向けて光を射出し前記被検知部から反射する光を受光部で受光する光検知センサーと、を備えることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記加熱手段は、前記コイル及び前記磁性体コアが取り付けられる支持部材を備え、
   前記押圧コロは前記支持部材に回転可能に支持されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の定着装置。
6. 二つの前記押圧コロが周方向に離間して配設され、前記回転検知手段は一つの前記押圧コロの回転を検知することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記円筒回転部材と同軸で一体に設けられる第１ギア部材と、該第１ギア部材に噛合し前記駆動源によって回転させられる第２ギア部材と、を備え、
   前記ワンウェイクラッチは前記第２ギア部材の歯車部と回転軸との間に配設されることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記第２ギア部材と前記駆動源との間には、前記加圧ローラーを回転駆動する第３ギア部材が接続されることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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