JP5923462B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、プリンターや複写機などの電子写真方式の画像形成装置は、用紙などの記録媒体の表面にトナー像を形成した後、定着装置によって記録媒体とトナー像を加熱及び加圧することで、トナー像を記録媒体に定着させている。

上記の定着装置の方式としては、記録媒体とトナー像を加熱及び加圧するための定着ニップを定着ローラーと加圧ローラーによって形成する方式が知られている。上記の定着ローラーは、例えば、金属製の芯金の外周面をトナー離型性の高い樹脂で被覆することによって形成されている。また、上記の定着ローラーを加熱するための熱源としては、例えばハロゲンヒーターが用いられている。このハロゲンヒーターは、例えば、定着ローラーの芯金の内部に配置される。

一方で、ハロゲンヒーターの代わりにＩＨコイルを熱源として用いる方式（所謂「ＩＨ（Induction Heating）方式」）が知られている。上記のＩＨコイルは、通電により磁界を発生させるようになっている。
このようなＩＨ方式の定着装置の中には、定着ローラーと加圧ローラーによって定着ニップを形成するのではなく、定着ベルトと加圧ローラーによって定着ニップを形成するものが存在する。上記定着ベルトは、回転可能な無端状のベルトによって構成されている。そして、上記ＩＨコイルが発生させる磁界の作用によって定着ベルトにうず電流が発生し、定着ベルトが発熱するようになっている。

また、定着ベルトの回転方式としては、定着ベルトの内径側に配置される一又は複数のローラーと共に定着ベルトを回転させる方式が知られている。一方で、定着ベルトの内径側に押圧部材を配置し、この押圧部材に対して定着ベルトを摺動させる方式（所謂「摺動ベルト方式」）も知られている。

このような摺動ベルト方式の定着装置においては、定着ベルトの昇温速度が速く、定着ベルトが停止状態で加熱されると、定着ベルトの一部が過昇温して、この過昇温した部分がダメージを受ける恐れがある。そこで、摺動ベルト方式の定着装置では、定着ベルトを確実に回転させることと、定着ベルトの回転を検知することが重要な課題となっている。

定着ベルトを確実に回転させるための方策として、特許文献１及び２では、定着ベルトに補助的な駆動を伝達するための駆動伝達部材を定着ベルトの端部に接着固定する構成が提案されている（駆動伝達部材について、特許文献１の「ギア部材２０Ｆ」及び特許文献２の「駆動伝達部品１０」参照）。

また、定着ベルトの回転を検知するための方策として、特許文献３では、定着ベルトの端部に寄り止めリングを装着し、この寄り止めリングに接続された回転検知羽根の回転をセンサーによって検知する構成が提案されている。この従来技術では、定着ベルトの端部に設けられた歯型形状と寄り止めリングの外周部に設けられた歯型形状を噛み合わせることで、定着ベルトの回転に従動して寄り止めリングを回転させている（特許文献３の図５参照）。

特開２００８−１７６２８５号公報 特開２０１１−００２７１０号公報 特開２０１１−１９１５９０号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載された構成のように定着ベルトの端部に駆動伝達部材を接着固定すると、定着ベルトの端部が駆動伝達部材によって略正円形に補正されることになる。そのため、定着ベルトの定着ニップ周辺部分の形状（非正円形）と定着ベルトの端部の形状（略正円形）に違いが発生し、これに伴って定着ベルトに過度の応力が掛かり、定着ベルトが破損する恐れがある。

また、特許文献３に記載された構成では、定着ベルトの回転に従動して寄り止めリングを回転させるために定着ベルトの端部と寄り止めリングの外周部にそれぞれ歯型形状を設けなくてはならず、定着装置の製造工程の複雑化を招く恐れがある。

また、定着ベルトを用いた定着装置においては、定着ベルトが何らかの理由で破れた後も、定着ベルトが回転し続けるような事態が起こりうる。この点、従来の定着装置においては、定着ベルトの破れを温度センサーによって検知する場合がほとんどである。しかしながら、このような構成では、破れの発生箇所と温度センサーの位置関係によっては、定着ベルトの破れを検知できない可能性がある。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトに過度の応力を掛けることなく、定着ベルトを確実に回転させ、定着ベルトの回転を検知することを目的とする。

本発明の定着装置は、回転軸を中心に回転する定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧回転体と、前記定着ベルトの一端部に保持される駆動伝達部材と、前記定着ベルトの他端部に保持される被検知部材と、前記被検知部材の回転を検知する回転検知部と、を備え、前記定着ベルトは、前記定着ベルトの前記一端部と前記駆動伝達部材の間の摩擦力によって前記駆動伝達部材の回転に従動して回転するように構成され、前記被検知部材は、前記定着ベルトの前記他端部と前記被検知部材の間の摩擦力によって前記定着ベルトの回転に従動して回転するように構成されることを特徴とする。

このような構成を採用することで、定着ベルトの一端部と駆動伝達部材を接着固定しなくても駆動伝達部材の回転に従動して定着ベルトを回転させることができ、定着ベルトの他端部と被検知部材を接着固定しなくても定着ベルトの回転に従動して被検知部材を回転させることができる。そのため、定着ニップ周辺部の形状と対応する形状に定着ベルトの両端部を変形させやすくなり、これに伴って、定着ベルトに掛かる応力を減少させ、定着ベルトの破損を防止することができる。また、定着ベルト、駆動伝達部材及び被検知部材に歯型形状等の特殊な加工を施す必要が無いため、定着装置の製造工程の簡易化を図ることが可能となる。

また、駆動伝達部材から定着ベルトに補助的な駆動を伝達することで、定着ベルトを確実に回転させることができる。また、定着ベルトの回転に従動して回転する被検知部材の回転を検知することで、定着ベルトの回転を間接的に検知することが可能となる。このように、定着ベルトの確実な回転と定着ベルトの回転検知を両立させることが可能となる。

また、駆動伝達部材を回転させた時には、駆動伝達部材→定着ベルト→被検知部材の順に回転が伝達されることになり、定着ベルトが回転しなければ被検知部材が回転しない構成になっている。そのため、定着ベルトが回転していないのにも関わらず被検知部材が回転するのを防止することができ、回転検知部の誤検知を防止することが可能となる。

前記駆動伝達部材は、前記定着ベルトの前記一端部に装着される第１キャップ部材と、前記定着ベルトの前記一端部と前記第１キャップ部材の間に介装され、前記定着ベルト又は前記第１キャップ部材の少なくとも一方に対して非接着で設けられる第１弾性部材と、を備えていても良い。

このように定着ベルトの一端部と第１キャップ部材の間に第１弾性部材を介装することにより、定着ベルトの一端部と第１キャップ部材が摺擦するのを防止することが可能となる。そのため、定着ベルトの一端部に割れが発生したり、第１キャップ部材が削れてしまったりするのを防止することができる。更に、第１キャップ部材に対する定着ベルトの従動性を第１弾性部材によって高めることができる。また、前記定着ベルト又は前記第１キャップ部材の少なくとも一方に対して第１弾性部材を非接着とすることで、第１弾性部材を変形させやすくなる。

前記第１キャップ部材は、前記定着ベルトの前記一端部の前記回転軸方向外側を覆う第１本体部と、前記第１本体部から前記回転軸方向内側に向かって延出し、前記定着ベルトの前記一端部の外径側を覆う第１フランジ部と、を備えていても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの内径側への変形が第１フランジ部の存在によって制限されることがなく、定着ベルトの内径側への変形量を十分に確保することが可能となる。これに伴って、定着ベルトを内径側に大きく変形させたい場合（定着ニップの幅を大きくしたい場合）に対応することが可能となる。

前記被検知部材は、前記定着ベルトの前記他端部に装着される第２キャップ部材と、前記定着ベルトの前記他端部と前記第２キャップ部材の間に介装され、前記定着ベルト又は前記第２キャップ部材の少なくとも一方に対して非接着で設けられる第２弾性部材と、を備えていても良い。

このように定着ベルトの他端部と第２キャップ部材の間に第２弾性部材を介装することにより、定着ベルトの他端部と第２キャップ部材が摺擦するのを防止することが可能となる。そのため、定着ベルトの他端部に割れが発生したり、第２キャップ部材が削れてしまったりするのを防止することができる。更に、定着ベルトに対する第２キャップ部材の従動性を第２弾性部材によって高めることができる。また、前記定着ベルト又は前記第２キャップ部材の少なくとも一方に対して第２弾性部材を非接着とすることで、第２弾性部材を変形させやすくなる。

前記第２キャップ部材は、前記定着ベルトの前記他端部の前記回転軸方向外側を覆う第２本体部と、前記第２本体部から前記回転軸方向内側に向かって延出し、前記定着ベルトの前記他端部の外径側を覆う第２フランジ部と、を備えていても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの内径側への変形が第２フランジ部の存在によって制限されることがなく、定着ベルトの内径側への変形量を十分に確保することが可能となる。これに伴って、定着ベルトを内径側に大きく変形させたい場合（定着ニップの幅を大きくしたい場合）に対応することが可能となる。

前記定着装置は、前記駆動伝達部材及び前記被検知部材の前記回転軸方向外側の面に当接する寄り止め部材を更に備えていても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトが回転軸方向片側に寄るのを確実に規制することが可能となる。

前記回転検知部に接続される制御部を更に備え、前記加圧回転体は、前記定着ベルトに対して接離可能に設けられ、前記制御部は、前記加圧回転体が前記定着ベルトから離間した状態で前記駆動伝達部材が回転しても前記回転検知部が所定時間内に前記被検知部材の回転を検知しない場合に、前記定着ベルトに異常があると判定しても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの破れを確実に検知することが可能となる。

前記定着装置は、前記定着ベルトを前記加圧回転体側に向かって押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持する支持部材と、を更に備えていても良い。

このような構成を採用することで、定着装置の熱容量を小さくし、定着ベルトを迅速に昇温させることが可能となる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、定着ベルトに過度の応力を掛けることなく、定着ベルトを確実に回転させ、定着ベルトの回転を検知することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの構成の概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、定着ベルトの前端部周辺を示す側断面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、定着ベルトの後端部周辺を示す側断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置の制御システムを示すブロック図である。

まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、用紙（記録媒体）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の側方に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。

プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が排紙トレイ４の下方に配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１５が設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送経路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送経路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部１９が設けられている。搬送経路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２０が形成されている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１９から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。

次に、図２〜図７を用いて定着装置１８について説明する。

以下、説明の便宜上、図２における紙面手前側を、定着装置１８の前側（正面側）とする。図３、図４、図６の矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。図４、図６の矢印Ｉは前後方向内側を示し、図４、図６の矢印Ｏは前後方向外側を示している。

図２、図３に示されるように、定着装置１８は、定着ベルト２１と、定着ベルト２１の下方に配置される加圧ローラー２２（加圧回転体）と、定着ベルト２１の上方に配置されるＩＨ定着ユニット２３（図３では図示せず）と、定着ベルト２１の内径側に配置される支持部材２４と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の左側に配置される補強部材２５と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の下側に配置される押圧パッド２６（押圧部材）と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４及び押圧パッド２６の左側から下側に亘って配置される摺接部材２７と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の上側に配置される磁気遮蔽部材２８と、定着ベルト２１の内径側において磁気遮蔽部材２８の上側に配置されるガイド部材３０と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の左側に配置される一対のサーミスター３１ａ、３１ｂ（温度検知部）と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の左上側に配置されるサーモカット３２と、定着ベルト２１の前端部２１ａ（一端部）に保持される駆動伝達部材３３と、定着ベルト２１の後端部２１ｂ（他端部）に保持される被検知部材３４と、被検知部材３４の上方に配置される回転検知部３５と、を備えている。

定着ベルト２１は、可撓性を有する無端状の薄肉ベルトであり、前後方向に長い円筒状を成している。定着ベルト２１は、前後方向に延びる回転軸Ａを中心に回転可能に設けられている。つまり、本実施形態では、前後方向が定着ベルト２１の回転軸方向である。

定着ベルト２１は、例えば、基材層と、この基材層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト２１の基材層は、例えばニッケルやステンレス等の金属やＰＩ（ポリイミド）等の樹脂によって形成されている。定着ベルト２１の離型層は、例えば、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成されている。定着ベルト２１は、基材層と離型層の間に弾性層を備えていても良い。この弾性層は、例えばシリコンゴムによって形成されている。

加圧ローラー２２は、前後方向に長い円筒状を成している。図２に示されるように、加圧ローラー２２は、定着ベルト２１に圧接しており、定着ベルト２１と加圧ローラー２２の間には定着ニップ３７が形成されている。そして、この定着ニップ３７を用紙が通過することで、用紙とトナー像が加熱及び加圧され、用紙にトナー像が定着されるように構成されている。加圧ローラー２２は、定着ベルト２１に圧接する位置（図３の実線参照）と定着ベルト２１から離間する位置（図３の二点鎖線参照）との間で上下に移動可能となっている。つまり、加圧ローラー２２は、定着ベルト２１に対して接離可能に設けられている。

加圧ローラー２２は、定着フレーム（図示せず）に回転可能に支持されている。加圧ローラー２２は、例えば、円筒状の芯金３８と、この芯金３８に周設される弾性層３９と、この弾性層３９を被覆する離型層（図示せず）と、によって構成されている。加圧ローラー２２の芯金３８は、例えばステンレスやアルミニウム等の金属によって形成されている。加圧ローラー２２の芯金３８の後端部には、駆動ギア４０（図３参照）が固定されている。加圧ローラー２２の弾性層３９は、例えばシリコンゴムやシリコンスポンジによって形成されている。加圧ローラー２２の離型層は、例えばＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成されている。なお、加圧ローラー２２は、図４、図６において記載が省略されている。

図２に示されるように、ＩＨ定着ユニット２３は、ケース部材４１と、ケース部材４１内に収納されるＩＨコイル４２（熱源）と、を備えている。ＩＨコイル４２は、定着ベルト２１の外径側に配置されており、定着ベルト２１の外周に沿って円弧状に設けられている。

支持部材２４は、前後方向に延びており、定着ベルト２１を貫通している。支持部材２４は、例えば一対のＬ字状の板金を組み合わせて形成されており、矩形の断面形状を有している。支持部材２４の右下隅部には、下方に向かって突出する支持突起４３が設けられている。

図３に示されるように、支持部材２４の前後両端部は、定着ベルト２１の前方と後方にそれぞれ配置された固定部材４４に固定されている。固定部材４４は、例えば、定着フレーム（図示せず）に固定されているか、又は、定着フレームの一部を成している。支持部材２４の前後両端部には、リング状の寄り止め部材４５が固定されている。寄り止め部材４５は、固定部材４４よりも前後方向内側に配置されている。図４、図６等に示されるように、寄り止め部材４５の前後方向内側の面には、円環状の突起部４６が設けられている。

図２に示されるように、補強部材２５は、上下方向に延びる第１補強部４７と、第１補強部４７の下端から右側に向かって屈曲される第２補強部４８と、を備えており、断面略Ｌ字状を成している。

押圧パッド２６は、前後方向に延びている。押圧パッド２６の上面は、支持部材２４の下面に固定されている。これにより、押圧パッド２６が支持部材２４に支持されている。押圧パッド２６の下面は、定着ベルト２１を下側（加圧ローラー２２側）に向かって内径側から押圧している。押圧パッド２６は、支持部材２４の支持突起４３と補強部材２５の第２補強部４８の間に挟み込まれている。

摺接部材２７は、例えばシート状を成している。摺接部材２７は、上下方向に延びる第１接触部５０と、第１接触部５０の下端から右側に向かって屈曲される第２接触部５１と、を備えている。第１接触部５０は、支持部材２４の左側部と補強部材２５の第１補強部４７の間に挟み込まれている。第２接触部５１は、押圧パッド２６の下面と定着ベルト２１の間に挟み込まれている。そして、定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１が押圧パッド２６及び第２接触部５１に対して摺動するように構成されている。つまり、本実施形態の定着装置１８は、所謂「摺動ベルト方式」である。

磁気遮蔽部材２８は、上側に向かって円弧状に湾曲する湾曲板部５２と、湾曲板部５２の左右両端部から下方に向かって延びる平板部５３と、を備えている。磁気遮蔽部材２８は、例えば、無酸素銅等の非磁性で導電性の良い材料から形成されている。磁気遮蔽部材２８は、ＩＨコイル４２が発生させる磁界が支持部材２４を貫くのを防止している。

ガイド部材３０は、磁気遮蔽部材２８の上側を覆うように設けられている。ガイド部材３０は、例えば、磁性体によって形成されており、ＩＨコイル４２が発生させる磁界の作用によって発熱し、定着ベルト２１を加熱する機能を有している。ガイド部材３０は、磁気遮蔽部材２８の各平板部５３に取り付けられる取付部５４と、各取付部５４を接続し、上側に向かって円弧状に湾曲する接続部５５と、を備えている。接続部５５は、定着ベルト２１を内径側からガイド（張架）している。

図３に示されるように、サーミスター３１ａ、３１ｂは、前後に間隔をおいて設けられている。サーミスター３１ａは、定着ベルト２１の通紙領域Ｌ１（最大サイズの用紙が通過する領域）の中央に配置され、サーミスター３１ｂは、定着ベルト２１の非通紙領域Ｌ２（最大サイズの用紙が通過しない領域）に配置されている。

図２に示されるように、サーミスター３１ａ、３１ｂ（図２では、サーミスター３１ａのみ表示）は、磁気遮蔽部材２８の湾曲板部５２に固定されるハウジング５６と、ハウジング５６に一端部が取り付けられる板バネ５７と、板バネ５７の他端部に固定される端子５８と、を備えている。端子５８は、板バネ５７によって定着ベルト２１の内周面に一定の圧力で押し当てられている。つまり、本実施形態のサーミスター３１ａ、３１ｂは、接触式である。端子５８は、シート６０によって覆われている。

サーモカット３２は、磁気遮蔽部材２８の湾曲板部５２に固定されている。サーモカット３２は、定着ベルト２１と間隔を介して対向している。図３に示されるように、サーモカット３２は、定着ベルト２１の通紙領域Ｌ１の中央に配置されている。サーモカット３２は、定着ベルト２１の通紙領域Ｌ１の温度が所定値以上になった場合に、ＩＨコイル４２からの磁界の発生を停止させ、定着ベルト２１の過昇温を防止する機能を有している。

図４に示されるように、駆動伝達部材３３は、定着ベルト２１の前端部２１ａに装着される第１キャップ部材６１と、定着ベルト２１の前端部２１ａと第１キャップ部材６１の間に介装される第１弾性部材６２と、を備えている。

第１キャップ部材６１は、例えば、液晶ポリマーやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂によって形成されている。第１キャップ部材６１は、定着ベルト２１の前端部２１ａの前後方向外側を覆う第１本体部６３と、第１本体部６３の外径側の端部から前後方向内側に向かって延出し、定着ベルト２１の前端部２１ａの外径側を覆う円筒状の第１フランジ部６４と、を備えている。

第１キャップ部材６１の第１本体部６３は、定着ベルト２１の回転軸Ａと略垂直に設けられている。第１本体部６３には、円形の連通穴６５が前後方向に設けられており、この連通穴６５を支持部材２４が貫通している。第１本体部６３の前後方向外側の面６６には、寄り止め部材４５の突起部４６が当接している。これにより、第１キャップ部材６１の前後方向外側への移動が規制されている。第１本体部６３の前後方向内側の面には、複数個のリブ６７が突設されている。複数個のリブ６７は、定着ベルト２１の回転軸Ａを中心とする放射状に設けられている。

第１キャップ部材６１の第１フランジ部６４は、定着ベルト２１の回転軸Ａと略平行に設けられている。第１フランジ部６４は、定着ベルト２１の外周面と間隔を介して設けられている。第１本体部６３及び第１フランジ部６４の外周部（第１キャップ部材６１全体の外周部にも相当する）には、従動ギア６８が設けられている。従動ギア６８は、第１キャップ部材６１の上方に設けられた補助駆動ギア６９に噛合している（図５参照）。

第１弾性部材６２は、定着ベルト２１及び第１キャップ部材６１に対して非接着である。第１弾性部材６２は、例えば、シリコンゴム等の耐熱性ゴムによって構成されている。第１弾性部材６２には、円形の貫通穴７０が前後方向に設けられており、この貫通穴７０を支持部材２４が貫通している。第１弾性部材６２には、円環状のベルト挿入部７１が形成されている。ベルト挿入部７１は、凹部状を成しており、前後方向内側に向かって開口されている。ベルト挿入部７１には、定着ベルト２１の前端部２１ａが挿入されている。

図６に示されるように、被検知部材３４は、定着ベルト２１の後端部２１ｂに装着される第２キャップ部材７２と、定着ベルト２１の後端部２１ｂと第２キャップ部材７２の間に介装される第２弾性部材７３と、を備えている。

第２キャップ部材７２は、例えば、液晶ポリマーやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂によって形成されている。第２キャップ部材７２は、定着ベルト２１の後端部２１ｂの前後方向外側を覆う第２本体部７４と、第２本体部７４の外径側の端部から前後方向内側に向かって延出し、定着ベルト２１の後端部２１ｂの外径側を覆う円筒状の第２フランジ部７５と、を備えている。

第２キャップ部材７２の第２本体部７４の構成は、駆動伝達部材３３の第１キャップ部材６１の第１本体部６３の構成と同様である。そのため、第２キャップ部材７２の第２本体部７４の各部に駆動伝達部材３３の第１キャップ部材６１の第１本体部６３の各部と同一の番号を付し、説明を省略する。

第２キャップ部材７２の第２フランジ部７５の外周部（第２キャップ部材７２全体の外周部にも相当する）には、被検知片７６が突設されている。図７に示されるように、被検知片７６は、等角度間隔で複数個（本実施形態では６０度間隔で６個）設けられている。第２キャップ部材７２の第２フランジ部７５のその他の構成は、駆動伝達部材３３の第１キャップ部材６１の第１フランジ部６４の構成と同様である。そのため、第２キャップ部材７２の第２フランジ部７５の各部に駆動伝達部材３３の第１キャップ部材６１の第１フランジ部６４の各部と同一の番号を付し、説明を省略する。

被検知部材３４の第２弾性部材７３の構成は、駆動伝達部材３３の第１弾性部材６２の構成と同様である。そのため、被検知部材３４の第２弾性部材７３の各部に駆動伝達部材３３の第１弾性部材６２の各部と同一の番号を付し、説明を省略する。

回転検知部３５は、例えばＰＩセンサー（Photo Interrupter Sensor）である。図６等に示されるように、回転検知部３５は、被検知部材３４の第２キャップ部材７２に設けられた被検知片７６に向かって発光する発光部７７と、発光部７７からの光を受光する受光部７８と、を備えている。

次に、定着装置１８の制御システムについて説明する。

図８に示されるように、定着装置１８には、制御部８１（ＣＰＵ）が設けられている。制御部８１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部８２と接続されており、記憶部８２に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部８１が定着装置１８の各部の制御を行うように構成されている。

制御部８１は、各サーミスター３１ａ、３１ｂに接続されており、各サーミスター３１ａ、３１ｂが検知した定着ベルト２１の温度が、制御部８１に出力されるようになっている。

制御部８１は、回転検知部３５に接続されており、回転検知部３５が被検知部材３４の回転を検知すると、検知信号が制御部８１に出力されるようになっている。

制御部８１は、ＩＨコイル４２に接続されている。そして、制御部８１からの駆動指令信号に基づいてＩＨコイル４２に電流が流れることで、ＩＨコイル４２が磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト２１に渦電流が発生し、定着ベルト２１が発熱するように構成されている。つまり，ＩＨコイル４２によって定着ベルト２１を加熱できるようになっている。

制御部８１は、離間機構８３に接続されている。離間機構８３は、加圧ローラー２２に接続されている。離間機構８３は、定着ベルト２１に圧接する位置と定着ベルト２１から離間する位置との間で加圧ローラー２２を上下に移動させる機能を有している。

制御部８１は、駆動モーター等によって構成される駆動源８４に接続されており、駆動源８４は、駆動ギア４０に接続されている。そして、駆動源８４が駆動ギア４０を回転させると、加圧ローラー２２が駆動ギア４０と一体に回転するように構成されている。つまり、駆動源８４によって加圧ローラー２２を回転させることができるようになっている。

制御部８１は、駆動モーター等によって構成される補助駆動源８５に接続されており、補助駆動源８５は、補助駆動ギア６９に接続されている。そして、補助駆動源８５が補助駆動ギア６９を回転させると、補助駆動ギア６９に従動ギア６８を噛合させる駆動伝達部材３３が回転するようになっている。つまり、補助駆動源８５によって駆動伝達部材３３を回転させることができるようになっている。

上記のように構成されたものにおいて、用紙にトナー像を定着させる際には、駆動源８４によって駆動ギア４０を回転させる。これに伴って、加圧ローラー２２が駆動ギア４０と一体に回転し（図２の矢印Ｂ参照）、加圧ローラー２２に圧接する定着ベルト２１が加圧ローラー２２の回転に従動して回転する（図２の矢印Ｃ参照）。

また、上記のように駆動源８４によって駆動ギア４０を回転させるのと同時に、補助駆動源８５によって補助駆動ギア６９を回転させる。このように補助駆動ギア６９が回転すると、補助駆動ギア６９に従動ギア６８を噛合させる駆動伝達部材３３が回転する。これに伴って、定着ベルト２１の前端部２１ａと駆動伝達部材３３の間の摩擦力によって、定着ベルト２１が駆動伝達部材３３の回転に従動して回転する。つまり、定着ベルト２１は、加圧ローラー２２の回転に従動して回転するのと同時に、駆動伝達部材３３の回転に従動して回転する。

このように定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１の後端部２１ｂと被検知部材３４の間の摩擦力によって、定着ベルト２１の回転に従動して被検知部材３４が回転する。このように被検知部材３４が回転すると、回転検知部３５の発光部７７から受光部７８に至る光路が被検知部材３４の被検知片７６によって連続的に開閉され、受光部７８の受光量がＨｉｇｈとＬｏｗの間で連続的に切り替わり、被検知部材３４の回転を回転検知部３５が検知する。これに伴って、定着ベルト２１の回転を間接的に検知することができる。なお、定着ベルト２１が回転しても、支持部材２４、押圧パッド２６及び摺接部材２７は停止状態を保持する。

また、用紙にトナー像を定着させる際には、ＩＨコイル４２に電流を流す。これに伴って、ＩＨコイル４２が磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト２１に渦電流が発生し、定着ベルト２１が発熱する。この状態で、用紙が定着ニップ３７を通過すると、用紙及びトナー像が加熱及び加圧されて、用紙にトナー像が定着される。

本実施形態では上記のように、定着ベルト２１の前端部２１ａと駆動伝達部材３３の間の摩擦力によって定着ベルト２１が駆動伝達部材３３の回転に従動して回転し、定着ベルト２１の後端部２１ｂと被検知部材３４の間の摩擦力によって被検知部材３４が定着ベルト２１の回転に従動して回転するように構成されている。このような構成を採用することで、定着ベルト２１の前端部２１ａと駆動伝達部材３３を接着固定しなくても駆動伝達部材３３の回転に従動して定着ベルト２１を回転させることができ、定着ベルト２１の後端部２１ｂと被検知部材３４を接着固定しなくても定着ベルト２１の回転に従動して被検知部材３４を回転させることができる。そのため、定着ニップ３７の周辺部の形状と対応する形状に定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂを変形させやすくなり、これに伴って、定着ベルト２１に掛かる応力を減少させ、定着ベルト２１の破損を防止することができる。また、定着ベルト２１、駆動伝達部材３３及び被検知部材３４に歯型形状等の特殊な加工を施す必要が無いため、定着装置１８の製造工程の簡易化を図ることが可能となる。

また、駆動伝達部材３３から定着ベルト２１に補助的な駆動を伝達することで、定着ベルト２１を確実に回転させることができる。また、定着ベルト２１の回転に従動して回転する被検知部材３４の回転を検知することで、定着ベルト２１の回転を間接的に検知することが可能となる。このように、定着ベルト２１の確実な回転と定着ベルト２１の回転検知を両立させることが可能となる。

また、駆動伝達部材３３を回転させた時には、駆動伝達部材３３→定着ベルト２１→被検知部材３４の順に回転が伝達されることになり、定着ベルト２１が回転しなければ被検知部材３４が回転しない構成になっている。そのため、定着ベルト２１が回転していないのにも関わらず被検知部材３４が回転するのを防止することができ、回転検知部３５の誤検知を防止することが可能となる。

また、駆動伝達部材３３は、定着ベルト２１の前端部２１ａと第１キャップ部材６１の間に介装される第１弾性部材６２を備えている。そのため、定着ベルト２１の前端部２１ａと第１キャップ部材６１が摺擦するのを防止することが可能となり、定着ベルト２１の前端部２１ａに割れが発生したり、第１キャップ部材６１が削れてしまったりするのを防止することができる。更に、第１弾性部材６２によって第１キャップ部材６１に対する定着ベルト２１の従動性を高めることができる。また、定着ベルト２１及び第１キャップ部材６１に対して第１弾性部材６２が非接着であるため、第１弾性部材６２を変形させやすくなる。なお、以上の効果は、被検知部材３４の第２弾性部材７３についても同様に発揮される。

また、駆動伝達部材３３の第１キャップ部材６１の第１フランジ部６４が定着ベルト２１の前端部２１ａの外径側を覆うように設けられているため、定着ベルト２１の内径側への変形が第１キャップ部材６１の第１フランジ部６４の存在によって制限されることがなく、定着ベルト２１の内径側への変形量を十分に確保することが可能となる。これに伴って、定着ベルト２１を内径側に大きく変形させたい場合（定着ニップ３７の幅を大きくしたい場合）に対応することが可能となる。なお、以上の効果は、被検知部材３４の第２キャップ部材７２の第２フランジ部７５についても同様に発揮される。

また、第１キャップ部材６１の第１本体部６３の前後方向外側の面６６及び第２キャップ部材７２の第２本体部７４の前後方向外側の面６６には、寄り止め部材４５の突起部４６が当接している。このような構成を採用することで、定着ベルト２１が前後方向片側に寄るのを確実に規制することが可能となる。

また、定着装置１８は、所謂「摺動ベルト方式」を採用しており、定着ベルト２１を下側（加圧ローラー２２）側に向かって押圧する押圧パッド２６と、押圧パッド２６を支持する支持部材２４と、を備えている。そのため、定着装置１８の熱容量を小さくし、定着ベルト２１を迅速に昇温させることが可能となる。

次に、定着ベルト２１の破れを検知する方法について説明する。

まず、離間機構８３によって加圧ローラー２２を定着ベルト２１から離間させる。この状態で、補助駆動源８５によって補助駆動ギア６９を回転させる。このように補助駆動ギア６９が回転すると、補助駆動ギア６９に従動ギア６８を噛合させる駆動伝達部材３３が回転する。このように駆動伝達部材３３が回転すると、定着ベルト２１の前端部２１ａと駆動伝達部材３３の間の摩擦力によって、定着ベルト２１が駆動伝達部材３３の回転に従動して回転する。

定着ベルト２１が正常である場合（定着ベルト２１が破れていない場合）には、上記のように定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１の後端部２１ｂと被検知部材３４の間の摩擦力によって、定着ベルト２１の回転に従動して被検知部材３４が回転する。そのため、被検知部材３４の回転が回転検知部３５によって検知される。この場合、制御部８１は、定着ベルト２１が正常であると判定する。

一方で、定着ベルト２１に異常がある場合（定着ベルト２１の一部が破れている場合）には、たとえ定着ベルト２１の前端部２１ａが回転していたとしても、定着ベルト２１の破れた部分で回転の伝達が遮断されるため、定着ベルト２１の後端部２１ｂは回転しない。そのため、被検知部材３４も回転せず、回転検知部３５が所定時間内に被検知部材３４の回転を検知しない。この場合、制御部８１は、定着ベルト２１に異常があると判定する。このような構成を採用することで、定着ベルト２１の破れを確実に検知することが可能となる。

本実施形態では、駆動伝達部材３３及び被検知部材３４の両方がキャップ部材と弾性部材を備えている場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、駆動伝達部材３３又は被検知部材３４のいずれか一方のみがキャップ部材と弾性部材を備えていても良い。この場合、駆動伝達部材３３又は被検知部材３４のいずれか他方は、例えば、キャップ部材のみを備えていても良い。

本実施形態では、加圧ローラー２２を回転させる駆動源８４と駆動伝達部材３３を回転させる補助駆動源８５を別個に設けたが、他の異なる実施形態では、加圧ローラー２２を回転させる駆動源８４を用いて駆動伝達部材３３を回転させても良い。

本実施形態では、被検知部材３４の第２キャップ部材７２に被検知片７６が設けられる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、被検知部材３４の第２弾性部材７３に被検知片７６を設けても良い。

本実施形態では、所謂「摺動ベルト方式」の定着装置１８に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、定着ベルト２１の内径側に配置される一又は複数のローラーと共に定着ベルト２１を回転させる方式の定着装置１８に本発明の構成を適用しても良い。

本実施形態では、ＩＨコイル４２を熱源として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等のヒーターを熱源として用いても良い。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
２１ 定着ベルト
２１ａ （定着ベルトの）前端部（一端部）
２１ｂ （定着ベルトの）後端部（他端部）
２２ 加圧ローラー（加圧回転体）
２４ 支持部材
２６ 押圧パッド（押圧部材）
３３ 駆動伝達部材
３４ 被検知部材
３５ 回転検知部
３７ 定着ニップ
４５ 寄り止め部材
６１ 第１キャップ部材
６２ 第１弾性部材
６３ 第１本体部
６４ 第１フランジ部
６６ 回転軸方向外側の面
７２ 第２キャップ部材
７３ 第２弾性部材
７４ 第２本体部
７５ 第２フランジ部
Ａ （定着ベルトの）回転軸

Claims (8)

1. 回転軸を中心に回転する定着ベルトと、
   前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧回転体と、
   前記定着ベルトの一端部に保持される駆動伝達部材と、
   前記定着ベルトの他端部に保持される被検知部材と、
   前記被検知部材の回転を検知する回転検知部と、を備え、
   前記定着ベルトは、前記定着ベルトの前記一端部と前記駆動伝達部材の間の摩擦力によって前記駆動伝達部材の回転に従動して回転するように構成され、
   前記被検知部材は、前記定着ベルトの前記他端部と前記被検知部材の間の摩擦力によって前記定着ベルトの回転に従動して回転するように構成され、
   前記被検知部材は、
   前記定着ベルトの前記他端部に装着される第２キャップ部材と、
   前記定着ベルトの前記他端部と前記第２キャップ部材の間に介装され、前記定着ベルト又は前記第２キャップ部材の少なくとも一方に対して非接着で設けられる第２弾性部材と、を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記駆動伝達部材は、
   前記定着ベルトの前記一端部に装着される第１キャップ部材と、
   前記定着ベルトの前記一端部と前記第１キャップ部材の間に介装され、前記定着ベルト又は前記第１キャップ部材の少なくとも一方に対して非接着で設けられる第１弾性部材と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１キャップ部材は、
   前記定着ベルトの前記一端部の前記回転軸方向外側を覆う第１本体部と、
   前記第１本体部から前記回転軸方向内側に向かって延出し、前記定着ベルトの前記一端部の外径側を覆う第１フランジ部と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記第２キャップ部材は、
   前記定着ベルトの前記他端部の前記回転軸方向外側を覆う第２本体部と、
   前記第２本体部から前記回転軸方向内側に向かって延出し、前記定着ベルトの前記他端部の外径側を覆う第２フランジ部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記駆動伝達部材及び前記被検知部材の前記回転軸方向外側の面に当接する寄り止め部材を更に備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記回転検知部に接続される制御部を更に備え、
   前記加圧回転体は、前記定着ベルトに対して接離可能に設けられ、
   前記制御部は、前記加圧回転体が前記定着ベルトから離間した状態で前記駆動伝達部材が回転しても前記回転検知部が所定時間内に前記被検知部材の回転を検知しない場合に、前記定着ベルトに異常があると判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記定着ベルトを前記加圧回転体側に向かって押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材を支持する支持部材と、を更に備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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