JP5984476B2

JP5984476B2 - 画像加熱装置

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Publication number: JP5984476B2
Application number: JP2012098677A
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Inventors: 孝平青木
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Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2016-09-06
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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機等に代表される、電子写真プロセスや静電記録プロセス等を採用した画像形成装置に搭載される画像定着装置として用いれば好適な画像加熱装置に関する。より詳しくは、ベルト方式の画像加熱装置に関する。

画像加熱装置としては、記録材に形成された未定着のトナー像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に定着されたトナー像を再加熱加圧することで画像の光沢度などの表面性を改質する画像改質装置などが挙げられる。

電子写真技術に基づく画像形成装置内の定着装置においては、静電的に付着しているトナー画像を担持して運ばれてきた記録材としてのシートを加熱・加圧することでトナー画像を固着画像として定着する。

高速・高画質が要求される定着装置において、電荷によって記録材に担持されたトナーを均一に定着するには次の事項が要求される。即ち、未定着のトナーが定着前に移動してしまわないように定着装置のシート接触面における電位のムラを無くし、速やかに圧と熱を加えてトナーをシートに定着することが要求される。定着装置のシート接触面に電位のムラが有ると、トナーが電位に引きつけられるように移動し、画像にムラが出来てしまう。

その為、定着装置にはシート接触面の電位を均等に保てるように除電部材が配置される。除電部材はシート接触面に接触して除電を行うものと非接触で除電を行うものが有り、一般的に定着装置ではシート接触面に傷を作らないために非接触で除電を行うものを用いる。除電部材には一般的に除電針や帯電器が用いられるが、どちらも除電効果にムラが出来ないように除電対象部材とのギャップを保証出来る位置に配置することが必要である。

特に、ベルトを用いて定着を行う定着装置ではベルトの寄り制御を行うために、ベルトの位置が変化し、除電対象部材であるベルトと除電部材のギャップを保証出来る位置が定着ニップ付近に限られている。

しかし、定着ニップ部付近ではシートを加熱部材から分離する為の分離部材や、ベルトの温度を検知するサーミスタなど他の、ベルトとのギャップを確保する必要がある部品が位置を占めている。

そこで、特許文献１では分離部材に除電部材の機能を合わせもたせることで、この問題を解決している。また、特許文献２では定着ベルトの巻き掛け空間内に１個の保持具を配置し、この保持具には定着ベルトに対する除電用の除電器を保持させている。この方法を用いれば対向側に何も無い位置に除電部材を配置できる。

特開２００８−１６４９０３号公報特開平１１−４５０１６号公報

しかしながら、特許文献１の方法では必ず除電部材の対向に定着ロールが配置されることになる。除電部材をロールの上やその近辺に配置すると、ロールからベルトが剥離する時に静電気が発生し（剥離帯電）、静電気除去効果が減少する。また、合板や金属製の機械部分が接近している場所でも静電気除去効果が減少するため、ベルトと除電部材の高精度なギャップ保障や、除電針の先端形状を鋭利にするなどの除電効果を高める対策が必要である。

また、特許文献２の方法を用いれば対向側に何も無い位置に除電部材を配置できる。しかしながら、ベルトとのギャップ管理は困難であり、寄り制御の際にギャップが変動してしまう。また、定着ベルトの巻き掛け空間内に除電部材を置いた場合に、ベルト内の摩耗粉等が除電部材に吸いつき除電効果を失う恐れが有る。

このような背景から、近年、複写機に求められる高生産性と高画質を満足するベルト系定着装置には、ベルト寄り制御に左右されずベルトとのギャップが確保可能で、且つ、対向側にロールや合板、金属製の機械部分が無い箇所に除電部材を配置する必要がある。

そこで、本発明は、ベルトを使用した画像加熱装置において、ベルト寄り制御に左右されずに除電部材とベルトとのギャップを保証し、且つ対向側に部材が無い位置での除電を可能にすることを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、
画像を担持した記録材をニップ部にて挟持搬送して加熱加圧するための回転可能な無端状のベルトと、前記ベルトを懸架する複数のベルト懸架部材と、前記ベルトに近接する非接触の除電部材と、を有し、前記複数のベルト懸架部材の１つを揺動部材として他のベルト懸架部材に対する相対位置を変化させることで、ベルト回転時の前記ベルトのベルト懸架部材軸線方向への寄り移動を制御する画像加熱装置であって、
前記揺動部材の一端側の軸部と前記他のベルト懸架部材のうちの１つのベルト懸架部材の一端側の軸部との間に揺動可能に支持させて配設されている一方側の支持部材と、
前記揺動部材の他端側の軸部と前記他のベルト懸架部材のうちの１つのベルト懸架部材の他端側の軸部との間に揺動可能に支持させて配設されている他方側の支持部材と、を有し、
前記除電部材は前記一方側の支持部材と前記他方側の支持部材との間に保持されていて前記揺動部材と一体に動くことを特徴とする。

本発明によれば、ベルト寄り制御に伴う揺動部材の揺動に拘わらず除電部材とベルトとのギャップを確保することが可能である。従って、ニップ部付近の限られたスペースを使わずに除電部材を配設することができる。また、除電部材の対向側にロールや合板や金属製の機械部分が無い状態で除電を可能とすることで、スペースを有効に使い且つ、効果的な除電を可能とする。

実施例１における定着装置の要部の横断右側面図定着ベルトユニットと加圧ベルトユニットの右側の機構部を見た斜視図（ａ）は定着ベルトユニットの左側面図、（ｂ）は右側面図（ａ）は加圧ベルトユニットの左側面図、（ｂ）は右側面図ベルト寄りセンサ部分の斜視図スレアリングロールの揺動を示した図加圧ベルトユニットにおいてベルト寄り制御によるベルト位置変化を示した図ステアリングロールから見たベルト位置変化を示した図定着ベルトユニットにおける除電部材保持機構の説明図加圧ベルトユニットにおける除電部材保持機構の説明図参考例での除電部材保持機構を示す図（加圧ベルトユニット側）参考例でのベルト寄り制御によるステアリングロールの変化を示す図（加圧ベルトユニット側）参考例での寄り制御にベルトのねじれを示す断面図（加圧ベルトユニット側）参考例でのベルトと除電部材のギャップ変化を示す模式図（加圧ベルトユニット側）画像形成装置例の概略図図１１の除電部材保持機構構成の更なる説明図

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１５は、本発明に従う画像加熱装置を定着装置Ａとして搭載した画像形成装置１の一例の概略構成を示す断面模式図である。

この画像形成装置１は電子写真プリンタ（以下、プリンタと記す）である。このプリンタ１は、プリンタ制御部（ＣＰＵ）２０にインターファイス２１を介して接続される外部ホスト装置２２から入力する画像データ（電気的な画像情報）に対応した画像を記録材としてのシートＳに形成して画像形成物を出力することができる。

制御部２０はプリンタ１の動作を統括的に制御する制御手段であり、外部ホスト装置２２やプリンタ操作部（不図示）と各種の電気的情報信号の授受をする。また、各種のプロセス機器やセンサなどから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理、所定のイニシャルシーケンス制御、所定の作像シーケンス制御を司る。外部ホスト装置２２は、パーソナルコンピュータ、ネットワーク、イメージリーダ、ファクシミリなどのである。

プリンタ１は、大きく分けて、シートＳに未定着のトナー画像を形成担持させる電子写真画像形成手段部と、シートＳに形成された未定着のトナー画像を加熱・加圧して固着画像として定着する定着装置が設けられている。

電子写真画像形成手段部は潜像を担持する像担持体として感光体ドラム（以下、ドラムと記す）２を備えている。ドラム２は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動され、その外面が帯電器３によって所定の極性・電位に一様に帯電される。

その一様帯電面に対してレーザースキャナ（露光装置）４により画像情報のレーザー走査露光５がなされる。これにより、ドラム２の面には走査露光した画像情報の静電潜像が形成される。その静電潜像が現像器６によってトナー画像として現像される。

そのトナー画像が、ドラム２と転写ロール７との当接部である転写部において、該転写部に導入されたシートＳに対して順次に静電転写される。転写ロール７には所定の制御タイミングで所定の転写バイアスが印加される。

シートＳは装置内下部の給紙カセット９内に積載されて収納されている。所定の給紙タイミングで給紙ロール１０が駆動されると、給紙カセット９内のシートＳが１枚分離給紙されて、搬送路１０ａを通ってレジストロール対１１に至る。レジストロール対１１はシートＳの先端部を受け止めてシートの斜行修正をする。また、ドラム２上のトナー画像の先端部が転写部に到達したときにシートＳの先端部も転写部に丁度到達するタイミングとなるように、ドラム２上のトナー画像と同期をとって、シートＳを転写部に給送する。

転写部を通ったシートＳはドラム２の面から分離されて、定着装置Ａへと搬送される。この定着装置ＡによりシートＳに担持されている未定着のトナー画像が加熱加圧により固着画像としてシート面に定着される。そして、そのシートが搬送路１０ｂを通って排出ロール対１２によって装置上部の排出トレイ１３へ搬送排出される。また、シート分離後のドラム２の面はクリーニング装置８によって転写残トナー等の残留付着物が除去されて清掃され、繰り返して作像に供される。

（２）定着装置Ａ
図１は定着装置Ａの要部の横断右側面図である。ここで、以下の説明において、定着装置Ａ又はこれを構成している部材に関して、長手方向（長手）もしくは幅方向（幅）とはシート搬送路面（記録材搬送路面）において、シートＳの搬送方向Ｄに直交する方向に並行な方向（もしくはその方向の寸法）である。短手方向とはシート搬送路面において、シートＳの搬送方向Ｄに並行な方向（もしくはその方向の寸法）である。

また、定着装置Ａについて正面とはシート入口側（記録材入口側）の面、背面とはシート出口側（記録材出口側）の面、左右とは装置を正面から見て左又は右である。本実施例においては左側を手前側、右側を奥側としている。上下とは重力方向において上又は下である。上流または下流とはシートＳの搬送方向Ｄに関して上流又は下流である。

本実施例の画像処理装置としての定着装置Ａは、ツインベルトニップ方式、電磁誘導加熱（ＩＨ）方式、オイルレス定着方式の画像加熱装置である。

この定着装置Ａは、上下に配設した、定着ベルトユニット１００Ａと、加圧ベルトユニット１００Ｂと、を備えている。そして、定着ベルトユニット１００Ａ側の定着ベルト１３０と加圧ベルトユニット１００Ｂ側の加圧ベルト１２０とを圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させている。その定着ニップ部Ｎで、未定着のトナー画像ｔを担持したシートＳを挟持搬送して、電磁誘導加熱されている定着ベルト１３０の熱と、定着ニップ部Ｎの圧力とで、未定着のトナー画像ｔをシートＳの面に固着画像として加熱・加圧定着するものである。

（２−１）定着ベルトユニット１００Ａ
定着ベルトユニット１００Ａは、回転可能な無端状（エンドレス）のベルトとしての可撓性を有する定着ベルト１３０を有する。また、この定着ベルト１３０を懸架（張架）する複数のベルト懸架部材（支持ロール）としての駆動ロール１３１およびベルトテンション部材を兼ねるステアリングロール１３２を有する。また、定着ベルト圧力部材としてのパッドステー１３７、定着ベルト１３０を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイル１３５、定着ベルト１３０を除電する除電部材としての除電針１７０等を有する。

定着ベルト１３０は、誘導加熱コイル１３５により発熱させられるとともに耐熱性を具備したものであれば適宜の材質、構成を選定して差し支えない。例えば、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に例えば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層にＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。

駆動ロール１３１は、定着装置内のシート出口側において回転可能に配設されている。本実施例において、駆動ロール１３１は、中実ステンレスによって外径がφ１８に形成された芯金の外周面に耐熱シリコンゴム弾性層を１ｍｍ厚で一体成型により形成したロールである。

テンションロール１３２は、定着装置内のシート入口側において回転可能に、かつ、後述するテンション機構により定着ベルト１３０にテンション（張り）を与える方向に移動付勢されている。また、テンションロール１３２は、揺動部材として駆動ロール（他のベルト懸架部材）１３１に対する相対位置が後述するステアリング機構により変化される。これにより、定着ベルト回転時の定着ベルト１３０の駆動ロール軸線方向（ベルト懸架部材軸線方向）への寄り移動が制御される。

パッドステー１３７は例えばステンレス鋼で形成された部材である。パッドステー１３７は、定着ベルト１３０の内側において駆動ロール１３１とステアリングロール１３２との間の駆動ロール寄りにパッド受け面を下向きにして位置固定されて配設されている。

駆動ロール１３１、テンションロール１３２、パッドステー１３７に掛け渡されている定着ベルト１３０はテンション機構の付勢力によるテンションロール１３２のベルトテンション方向への移動により所定のテンションが掛けられている。パッドステー１３７の下向きのパッド面に対して定着ベルト１３０の下行側のベルト部分の内面が接している。

（２−２）加圧ベルトユニット１００Ｂ
加圧ベルトユニット１００Ｂは、回転可能な無端状のベルトとしての可撓性を有する加圧ベルト１２０を有する。また、この加圧ベルト１２０を懸架する複数のベルト懸架部材（支持ロール）としての加圧ロール１２１およびベルトテンション部材を兼ねるステアリングロール１２２を有する。また、加圧ベルト圧力部材としての加圧パッド１２５、加圧ベルト１２０を除電する除電部材としての除電針１６４等を有する。

加圧ベルト１２０としては耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。例えば、厚さ５０μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層に厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層にＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。ベルト表層の電気的抵抗値は１０⁹〜１０¹¹Ω程度である。

加圧ロール１２１は、定着装置内のシート出口側において回転可能に配設されている。本実施例において、加圧ロール１２１は、外径がφ２０のステンレス製の中実ロールである。

テンションロール１２２は、定着装置内のシート入口側において回転可能に、かつ、後述するテンション機構により加圧ベルト１２０にテンションを与える方向に移動付勢されている。また、テンションロール１２２は、揺動部材として加圧ロール（他のベルト懸架部材）１２１に対する相対位置が後述するステアリング機構により変化される。これにより、加圧ベルト回転時の加圧ベルト１２０の加圧ロール軸線方向（ベルト懸架部材軸線方向）への寄り移動が制御される。

加圧パッド１２５は例えばシリコンゴムで形成された弾性部材であり、金属基台１２５aに保持されている。加圧パッド１２５は、加圧ベルト１２０の内側において加圧ロール１２１とステアリングロール１２２との間の加圧ロール寄りにパッド面を上向きにして位置固定されて配設されている。

加圧ロール１２１、テンションロール１２２、加圧パッド１２５に掛け渡されている加圧ベルト１２０はテンション機構の付勢力によるテンションロール１２２のベルトテンション方向への移動により所定のテンションを掛けている。加圧パッド１２５の上向きのパッド面に対して加圧ベルト１２０の上行側のベルト部分の内面が接している。

加圧ベルトユニット１００Ｂは定着ベルトユニット１００Ａに対して加圧機構（不図示）により本実施例においては４００Ｎの押圧力にて加圧される。この加圧状態において、加圧ロール１２１が駆動ロール１３１に対して加圧ベルト１２０と定着ベルト１３０とを挟んで圧接される。駆動ロール１３１の弾性層は駆動ロール１３１と加圧ロール１２１とのニップ部Ｎにおいて加圧ロール１２１の圧接により弾性に抗して所定量歪ませられる。また、加圧パッド１２５はパッドステー１３７に対して加圧ベルト１２０と定着ベルト１３０とを挟んで圧接される。

これにより、定着ベルト１３０と加圧ベルト１２０との間にシート搬送方向Ｄにおいて所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

（２−３）定着動作
駆動ロール１３１は制御部２０で制御される定着モータＭの駆動力が駆動伝達機構（不図示）を介して伝達されることで矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この駆動ロール１３１の回転によって定着ベルト１３０が矢印の時計方向に駆動ロール１３１の速度に対応した速度で循環搬送される。ステアリングロール１３２は定着ベルト１３０の循環搬送に従動して回転する。定着ベルト１３０の下行側ベルト部分の内面はパッドステー１３７の下向きのパッド受け面に対して摺動して移動する。

シートＳを定着ニップ部Ｎで安定的に搬送するために、定着ベルト１３０と駆動ロール１３１間では確実に駆動を伝達している。また、定着モータＭの駆動力が駆動伝達機構（不図示）を介して加圧ロール１２１にも伝達されて、加圧ロール１２１が矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ロール１２１の回転に伴い、また回転する定着ベルト１３０との摩擦力で加圧ベルト１２０は矢印の反時計方向に回転する。定着ベルト１３０と加圧ベルト１２０の移動方向は定着ニップ部Ｎにおいて同方向であり移動速度もほぼ同じである。

また、誘導加熱コイル１３５は制御部２０で制御される電源部１３５Ａから電力供給を受けて交番磁界を発生し、回転する定着ベルト１３０を電磁誘導加熱する。定着ベルト１３０の温度がサーミスタ（温度検知手段：不図示）により検知されて定着ベルト１３０の温度に関する電気的情報が制御部２０にフィードバックされる。制御部２０はその入力する温度情報に基づいて電源部１３５Ａから誘導加熱コイル１３５への電力供給を制御して、定着ベルト１３０の温度を所定の目標温度に立ち上げると共に、その目標温度に温調する。

そして、定着ベルト１３０及び加圧ベルト１２０の回転、定着ベルト１３０の温度立ち上げと温調がなされた状態において、画像形成部より、表面に未定着のトナー画像ｔが形成されているシートＳが定着装置Ａに導入される。シートＳは定着装置Ａのシート入口部に配設されている入口ガイド１０１に案内されて定着ニップ部Ｎへ進入する。

シートＳは画像担持面が定着ベルト１３０に対向し、その反対面（裏面）が加圧ベルト１２０に対向して定着ニップ部Ｎで挟持搬送されていく。そして、未定着のトナー画像ｔが定着ベルト１３０の熱とニップ圧によりシート面に固着画像として定着される。定着ニップ部Ｎを通過したシートＳは定着ベルト１３０に表面から分離して定着装置Ａのシート出口側から出て排出搬送される。

（２−３）テンション機構とステアリング機構
図２と図３を用いて、定着ベルトユニット１００Ａ側のテンション機構とステアリング機構を説明する。また、図２と図４を用いて、加圧ベルトユニット１００Ｂ側のテンション機構とステアリング機構を説明する。図２は定着ベルトユニット１００Ａと加圧ベルトユニット１００Ｂの右側の機構部を見た斜視図である。図３の（ａ）は定着ベルトユニット１００Ａの左側面図、（ｂ）は右側面図である。図４の（ａ）は加圧ベルトユニット１００Ｂの左側面図、（ｂ）は右側面図である。

１）定着ベルトユニット１００Ａ側のテンション機構とステアリング機構
定着ベルトユニット１００Ａにおいて、駆動ローラ１３１は左右の軸部１３１ａＬ、１３１ａＲがそれぞれ定着装置フレームの左右の上側板１４０Ｌ・１４０Ｒ間に軸受部材１０３Ｌ・１０３Ｒを介して回転可能に支持されて配設されている。なお、図２においては左側の上側板１４０Ｌは省略されている。

左右の上側板１４０Ｌ・１４０Ｒの外側にはそれぞれ左右のステアリングロール支持アーム１５４Ｌ・１５４Ｒが対称的に配設されている。この左右の支持アーム１５４Ｌ・１５４Ｒにはそれぞれベルトテンション方向にスライド移動可能な可動の軸受部材１５３Ｌ・１５３Ｒが配設されている。この左右の軸受部材１５３Ｌ・１５３Ｒにステアリングロール１３２の左右の軸部１３２ａＬ・１３２ａＲが回転可能に軸受けされて支持されている。

上記の左右の軸受部材１５３Ｌ・１５３Ｒはそれぞれテンションバネ１５６Ｌ・１５６Ｒによりベルトテンション方向に所定の押圧力で移動付勢されている。これにより、ステアリングロール１３２がベルトテンション方向に移動付勢されて定着ベルト１３０には例えば２００Ｎのテンションが常時掛けられている。

左側の支持アーム１５４Ｌは左側の上側板１４０Ｌに対して固定して配設されている。右側の支持アーム１５４Ｒは駆動ロール１３１側の端部が右側の上側板１４０Ｒに対して軸１５１で枢支されており、軸１５１を中心に上下方向に揺動可能である。そして、この右側の支持アーム１５４Ｒの軸１５１側とは反対側の端部外周には扇形ギア１５２が固定されている。この扇形ギア１５２にはステッピングモータ１５５の駆動により回転駆動可能なウォーム１５７が噛合している。モータ１５５は右側の上側板１４０Ｒに固定して配設されている。

モータ１５５は制御部２０により正逆回転制御される。これに連動してウォーム１５７と扇形ギア１５２を介して右側の支持アーム１５４Ｒが軸１５１を中心に上方または下方に回動される。即ち、ステアリングロール１３２の右側に軸部１３２ａＲを支持している右側の軸受部材１５３Ｒが上方または下方に移動される。

そのため、ステアリングロール１３２は、左側の軸部１３２ａＬを支持している左側の軸受部材１５３Ｌを支点にして右側の軸部１３２ａＲ側が上方または下方に移動されることで、揺動部材として駆動ロール１３１に対する相対位置が変化する。これにより、定着ベルト回転時の定着ベルト１３０の駆動ロール軸線方向（ベルト懸架部材軸線方向）への寄り移動が制御される。

より詳しくは、定着ベルトユニット１００Ａにおいて定着ベルト１３０の左側端部（手前側端部）の近傍には、図５のように、定着ベルト１３０の寄り位置を検知するためのベルト寄りセンサ１５０が設けられている。制御部２０はこのセンサ１５０によって定着ベルト１３０の端部位置を検出し、それに応じて、モータ１５５を所定の回転数回転させ、ステアリングロール１３２の傾きを図６のように変化させることで、定着ベルト１３０の片寄り制御を行っている。

２）加圧ベルトユニット１００Ｂ側のテンション機構とステアリング機構
加圧ベルトユニット１００Ｂにおいて、加圧ローラ１２１は左右の軸部１２１ａＬ・１２１ａＲがそれぞれ定着装置フレームの左右の下側板１０４Ｌ・１０４Ｒ間に軸受部材１０５Ｌ、１０５Ｒを介して回転可能に支持されて配設されている。なお、図２においては左側の下側板１０４Ｌは省略されている。

左右の上側板１４０Ｌ・１４０Ｒの外側にはそれぞれ左右のステアリングロール支持アーム１２６Ｌ・１５４Ｒが対称的に配設されている。この左右の支持アーム１２６Ｌ・１２６Ｒにはそれぞれベルトテンション方向にスライド移動可能な可動の軸受部材１０６Ｌ・１０６Ｒが配設されている。この左右の軸受部材１０６Ｌ・１０６Ｒにステアリングロール１２２の左右の軸部１２２ａＬ・１２２ａＲが回転可能に軸受けされて支持されている。

上記の左右の軸受部材１０６Ｌ・１０６Ｒはそれぞれテンションバネ１２７Ｌ・１２７Ｒによりベルトテンション方向に所定の押圧力で移動付勢されている。これにより、ステアリングロール１２２がベルトテンション方向に移動付勢されて加圧ベルト１２０には例えば２００Ｎのテンションが常時掛けられている。

左側の支持アーム１２６Ｌは左側の下側板１０４Ｌに対して固定して配設されている。右側の支持アーム１２６Ｒは加圧ロール１２１側の端部が右側の下側板１０４Ｒに対して軸１０７により枢支されており、軸１０７を中心に上下方向に揺動可能である。そして、この右側の支持アーム１２６Ｒの軸１０７側とは反対側の端部外周には扇形ギア１０８が固定されている。この扇形ギア１０８にはステッピングモータ１１０の駆動により回転駆動可能なウォーム１０９と噛合している。モータ１１０は右側の下側板１０４Ｒに固定して配設されている。

モータ１１０は制御部２０により正逆回転制御される。これに連動してウォーム１０９と扇形ギア１０８を介して右側の支持アーム１２６Ｒが軸１０７を中心に上方または下方に回動される。即ち、ステアリングロール１２２の右側に軸部１２２ａＲを支持している右側の軸受部材１０６Ｒが上方または下方に移動される。

そのため、ステアリングロール１２２は、左側の軸部１２１ａＬを支持している左側の軸受部材１０６Ｌを支点にして右側の軸部１２２ａＲ側が上方または下方に移動されることで、揺動部材として加圧ロール１２１に対する相対位置が変化する。これにより、加圧ベルト回転時の加圧ベルト１２０の加圧ロール軸線方向（ベルト懸架部材軸線方向）への寄り移動が制御される。

即ち、加圧ベルトユニット１００Ｂにおいても、加圧ベルト１２０の右側端部（手前側端部）の近傍に加圧ベルト１３０の寄り位置を検知するための図５と同様のベルト寄りセンサ（不図示）が設けられている。制御部２０はこのセンサによって加圧ベルト１２０の端部位置を検出し、それに応じて、モータ１１０を所定の回転数回転させ、ステアリングロール１２２の傾きを変化させることで、加圧ベルト１２０の片寄り制御を行っている。

（２−４）除電部材
前述したように定着ベルト１３０や加圧ベルト１２０のシート接触面に電位ムラがあるとシートＳ上のトナーが電位に引き付けられるように移動し、画像にムラができることがある。定着ベルトユニット１００Ａにおいて、除電部材１７０は定着ベルト１３０のシート接触面を除電して電位のムラを無くすために配設されている。また、加圧ベルトユニット１００Ｂにおいて、除電部材１６４は加圧ベルト１２０のシート接触面を除電して電位のムラを無くすために配設されている。

本実施例においては、除電部材１７０・１６４としてそれぞれ定着ベルト１３０と加圧ベルト１２０に近接する非接触の除電針（除電針アレイ）を用いている。非接触の除電部材１７０・１６４は除電効果にムラが出来ないように除電対象である定着ベルト１３０や加圧ベルト１２０との所定のギャップｇ（図１）を保障できるように配設することが必要である。

定着ベルト１３０や加圧ベルト１２０の寄り移動を制御する装置においては定着ベルト１３０や加圧ベルト１２０のベルトの軌跡はステアリングロール１３２や１２２の位置変化に合わせて変化する。この際、ニップ部Ｎを形成するベルト部分と駆動ロール１３１や加圧ロール１２１と接しているベルト部分ではベルト軌跡は変化しない。

図７は加圧ベルトユニット１００Ｂについての説明図であり、破線で示した領域の加圧ベルト部分が、ステアリングロール１２２の位置変化に拘わらずベルト軌跡が変化しないベルト部分である。このため、ベルトの温度を検知するサーミスタ（不図示）や、分離ガイド（不図示）は加圧ロール１２１又は駆動ロール１３１と位置関係を保てるように配置する。
また、ステアリングロール１３２と共に動く部材からステアリングロール１３２と対向してベルトを張架しているロールを見た場合のベルト軌跡は、対向してベルトを張架しているロールとの間で殆ど変化しない。ニップを形成している部材とベルトが接している部分ではベルト軌跡が変化する。図８は加圧ベルトユニット１００Ｂについての説明図であり、ａ、ｂようにベルト軌跡が変化する。

また、除電部材１７０や１６４は対向位置にロールや、金属物が配置されていない場所に設置されることが望ましい。

本実施例においては、除電部材１７０・１６４は揺動部材としてのステアリングロール１３２・１２２に保持されていてステアリングロール１３２・１２２と一体に動くことを特徴としている。これにより、定着ニップ部付近の限られたスペースを使わずにベルト１３０・１２０と除電部材１７０・１６４の所定のギャップｇを確保できる。また、除電部材１７０・１６４の対向側にロールや合板や金属製の機械部分が無い状態で除電を可能とする。かくして、スペースを有効に使い且つ、効果的な除電を可能とする。

１）定着ベルトユニット１００Ａの除電部材配設構成
図９の（ａ）は定着ベルトユニット１００Ａの除電部材配設構成を示した斜視図、（ｂ）はその左側面図、（ｃ）は右側面図である。

定着ベルトユニット１００Ａの左右側にはそれぞれ除電部材１７０を保持させるための左支持部材１６５Ｌと右支持部材１６５Ｒが対称的に配設されている。左右の支持部材１６５Ｌ・１６５Ｒはそれぞれ駆動ロール１３１とステアリングロール１３２との軸間に渡る横長の板状部材である。

左支持部材１６５Ｌのステアリングロール１３２側の端部には丸穴１６５ａＬが設けられていてステアリングロール１３２の左側の軸部１３２ａＬに外嵌している。左支持部材１６５Ｌの駆動ロール１３１側の端部にはフォーク部（二股部：長穴でもよい）１６５ｂＬが設けられていて駆動ロール１３１の左側の軸部１３１ａＬに外嵌している。

即ち、左支持部材１６５Ｌは駆動ロール１３１とステアリングロール１３２の左側の軸部１３１ａＬ・１３２ａＬ間に揺動可能に支持させて配設されている。左支持部材１６５Ｌのステアリングロール１３２寄りの位置において上向きアーム部１６５ｃＬが設けられていている。

右支持部材１６５Ｒのステアリングロール１３２側の端部には丸穴１６５ａＲが設けられていてステアリングロール１３２の右側の軸部１３２ａＲに外嵌している。右支持部材１６５Ｒの駆動ロール１３１側の端部にはフォーク部（二股部：長穴でもよい）１６５ｂＲが設けられていて駆動ロール１３１の右側の軸部１３１ａＲに外嵌している。

即ち、右支持部材１６５Ｒは駆動ロール１３１とステアリングロール１３２の右側の軸部１３１ａＲ・１３２ａＲ間に揺動可能に支持させて配設されている。右支持部材１６５Ｒのステアリングロール１３２寄りの位置において上向きアーム部１６５ｃＲが設けられていている。

そして、左支持部材１６５Ｌの上向きアーム部１６５ｃＬと右支持部材１６５Ｒの上向きアーム部１６５ｃＲとの間に定着ベルト１３０の幅方向に長い除電部材（除電針アレイ）１７０を保持させて配設してある。除電部材１７０はステアリングロール１３２に平行に配設され、長手に沿って定着ベルト１３０に対して所定のギャップｇ（図１）を存して非接触に対向させてある。除電部材１７０はステアリングロール１３２と平行に移動し、ステアリングロール１３２からの距離が２０ｍｍ以内の位置に配置されている。除電部材１７０は定着ベルト１３０の内側に対向部材の無い箇所に配置されている。

左支持部材１６５Ｌの上向きアーム部１６５ｃＬと右支持部材１６５Ｒの上向きアーム部１６５ｃＲとを一連に連結する繋ぎ部を具備させ、その繋ぎ部に除電部材１７０を取り付けて保持させる構成にすることもできる。

上記の構成により、定着ベルトユニット１００Ａにおいて除電部材１７０は揺動部材であるステアリングロール１３２に保持されていてステアリングロール１３２と一体に動く。従って、定着ニップ部Ｎ付近の限られたスペースを使わずに定着ベルト１３０と除電部材１７０の所定のギャップｇを確保できる。除電部材１７０の対向側にロールや合板や金属製の機械部分が無い状態で除電を可能とする。かくして、スペースを有効に使い且つ、効果的な除電を可能とする。

２）加圧ベルトユニット１００Ｂの除電部材配設構成
図１０の（ａ）は加圧ベルトユニット１００Ｂの除電部材配設構成を示した斜視図、（ｂ）はその左側面図、（ｃ）は右側面図である。

加圧ベルトユニット１００Ｂの左右側にはそれぞれ除電部材１６４を保持させるための左支持部材１６６Ｌと右支持部材１６６Ｒが対称的に配設されている。左右の支持部材１６６Ｌ・１６６Ｒはそれぞれ加圧ロール１２１とステアリングロール１２２との軸間に渡る横長の板状部材である。

左支持部材１６６Ｌのステアリングロール１２２側の端部には丸穴１６６ａＬが設けられていてステアリングロール１２２の左側の軸部１２２ａＬに外嵌している。左支持部材１６６Ｌの加圧ロール１２１側の端部にはフォーク部（二股部：長穴でもよい）１６６ｂＬが設けられていて加圧ロール１２１の左側の軸部１２１ａＬに外嵌している。

即ち、左支持部材１６６Ｌは加圧ロール１２１とステアリングロール１２２の左側の軸部１２１ａＬ・１２２ａＬ間に揺動可能に支持させて配設されている。左支持部材１６６Ｌのステアリングロール１２２寄りの位置において下向きアーム部１６６ｃＬが設けられていている。

右支持部材１６６Ｒのステアリングロール１２２側の端部には丸穴１６６ａＲが設けられていてステアリングロール１２２の右側の軸部１２２ａＲに外嵌している。右支持部材１６６Ｒの加圧ロール１２１側の端部にはフォーク部（二股部：長穴でもよい）１６６ｂＲが設けられていて加圧ロール１２１の右側の軸部１２１ａＲに外嵌している。

即ち、右支持部材１６６Ｒは加圧ロール１２１とステアリングロール１２２の右側の軸部１２１ａＲ・１２２ａＲ間に揺動可能に支持させて配設されている。右支持部材１６６Ｒのステアリングロール１２２寄りの位置において下向きアーム部１６６ｃＲが設けられていている。

そして、左支持部材１６６Ｌの下向きアーム部１６６ｃＬと右支持部材１６６Ｒの下向きアーム部１６６ｃＲとの間に加圧ベルト１２０の幅方向に長い除電部材（除電針アレイ）１６４を保持させて配設してある。除電部材１６４はステアリングロール１２２に平行に配設され、長手に沿って加圧ベルト１２０に対して所定のギャップｇ（図１）を存して非接触に対向させてある。除電部材１６４はステアリングロール１２２と平行に移動し、ステアリングロール１２２からの距離が２０ｍｍ以内の位置に配置されている。除電部材１６４は加圧ベルト１２０の内側に対向部材の無い箇所に配置されている。

左支持部材１６６Ｌの下向きアーム部１６６ｃＬと右支持部材１６６Ｒの下向きアーム部１６６ｃＲとを一連に連結する繋ぎ部を具備させ、その繋ぎ部に除電部材１６４を取り付けて保持させる構成にすることもできる。

上記の構成により、加圧ベルトユニット１００Ｂにおいて除電部材１６４は揺動部材であるステアリングロール１２２に保持されていてステアリングロール１２２と一体に動く。従って、定着ニップ部Ｎ付近の限られたスペースを使わずに加圧ベルト１２０と除電部材１６４の所定のギャップｇを確保できる。除電部材１６４の対向側にロールや合板や金属製の機械部分が無い状態で除電を可能とする。かくして、スペースを有効に使い且つ、効果的な除電を可能とする。

［参考例］
図１１は本参考例での除電部材保持機構を示す図（加圧ベルトユニット側）である。以下、便宜上、加圧ベルトユニット１００Ｂを例にして説明する。以下の説明は定着ベルトユニット１００Ａについても同様である。なお、図１１では詳しい機構は省略しているが除電部材保持部が回転しないようにするために除電部材保持部にはベルトにふれている部分がある。図１６のように、除電部材保持部材１６６は、除電部材保持部材１６６または除電部材保持部材に保持される他の部材がベルト１２０（１３０）と接することでベルトとの位置を保つことが出来る。

ステアリングロール１２２に平行に除電部材１６４を配置する場合、ステアリングロール１２２は寄り制御時に図１３のように動作する。そのために、対向して加圧ベルト１２０を張架している加圧ロール１２１とステアリングロール１２２は図１２のように角度を持ち、各ロール１２１・１２２に平行な面に対し加圧ベルト１２０はねじれた位置関係をとる。

ここで、ステアリングロール１２２と対向して加圧ベルト１２０を張架している加圧ロール１２２との角度をθとする。加圧ベルト１２０の幅（軸方向長さ）をＬ₁とする。ステアリングロール１２２から除電部材１６４までの長さをＬ₂とする。ステアリングロール１２２と、ステアリングロール１２１と対向して加圧ベルト１２０を張架している加圧ロール１２１との距離をＬ₃とする。

寄り制御によってステアリングロール１２２と、ステアリングロール１２２と対向して加圧ベルト１２０を張架している加圧ロール１２１との位相差（図１３）はＬ₁ｓｉｎ（θ／２）となる。ここで、模式図１４より、寄り制御によって加圧ベルト１２０がねじれることでの除電部材１６４と加圧ベルト１２０のギャップ変化を考えると、（Ｌ₂／Ｌ₃）×Ｌ₁ｓｉｎ（θ／２）と表せる。

たとえば寄り制御で動くθを０．８［ｄｅｇ］、除電部材１６４の確保したいギャップｇを±０．２５ｍｍとする。実施例ではベルト幅３８０ｍｍなので、各値を入れて計算するとＬ₂／Ｌ₃は約０．１９となる。

仮に、ステアリングロール１２２と、ステアリングロール１２２と対向して加圧ベルト１２０を張架している加圧ロール１２１との距離Ｌ₃が５０ｍｍだと、除電部材１６４はステアリングロール１２２から９．４ｍｍ離れた位置までに配置する必要がある。

ここで、除電対象の加圧ベルト１２０は５００〜１０００Ｖの電位を持つので、除電部材１６４のギャップｇは±０．５程度を確保することが望ましい。このことから除電部材１６４の適正位置を考え、ステアリングロール１２２から２０ｍｍ程度離れた位置までに配置する。

［その他の事項］
１）実施例の定着装置（画像加熱装置）においては、定着ニップ部Ｎを形成する定着側のニップ形成部材と加圧側のニップ形成部材を共にベルトを用いたけれども、定着側または加圧側の一方のニップ形成部材をローラにした装置形態にすることもできる。

また、定着側のニップ形成部材にベルトを用い、加圧側のニップ形成部材として定着側のベルトや記録材との当接面である表面の摩擦係数が小さいパッドや板状部材などの非回転部材を用いた装置形態にすることもできる。

２）定着側の加熱手段および加圧側も加熱する場合の加熱手段は電磁誘導加熱に限られない。ハロゲンヒータなどの他の内部または外部加熱手段を用いることもできる。

３）本発明の画像加熱装置は、実施例のような定着装置、即ち、記録材に形成された未定着の画像を固着画像として定着する画像定着装置としての使用に限られない。記録材に形成された固着画像（定着済み画像又は反定着画像）の光沢度などの表面性を改質する画像加熱装置としても有効である。

４）画像形成装置の画像形成部は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、記録材に対して直接方式で未定着画像を形成する構成のものであってもよい。

Ｓ・・記録材、ｔ・・画像、Ｎ・・ニップ部、１３０・・定着ベルト、１２０・・加圧ベルト、１３１・・駆動ローラ、１３２・・ステアリングロール、１２１・・加圧ロール、１２２・・ステアリングロール、１７０・・除電部材、１６４・・除電部材、１・・画像加熱装置１６６・・除電保持部材

Claims

画像を担持した記録材をニップ部にて挟持搬送して加熱加圧するための回転可能な無端状のベルトと、前記ベルトを懸架する複数のベルト懸架部材と、前記ベルトに近接する非接触の除電部材と、を有し、前記複数のベルト懸架部材の１つを揺動部材として他のベルト懸架部材に対する相対位置を変化させることで、ベルト回転時の前記ベルトのベルト懸架部材軸線方向への寄り移動を制御する画像加熱装置であって、
前記揺動部材の一端側の軸部と前記他のベルト懸架部材のうちの１つのベルト懸架部材の一端側の軸部との間に揺動可能に支持させて配設されている一方側の支持部材と、
前記揺動部材の他端側の軸部と前記他のベルト懸架部材のうちの１つのベルト懸架部材の他端側の軸部との間に揺動可能に支持させて配設されている他方側の支持部材と、を有し、
前記除電部材は前記一方側の支持部材と前記他方側の支持部材との間に保持されていて前記揺動部材と一体に動くことを特徴とする画像加熱装置。
前記揺動部材は前記ベルトにテンションをかけるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
前記除電部材は前記ベルトの内側に対向部材の無い箇所に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像加熱装置。