JP2007212579A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトの表面温度を常に適正に検出するとともに、加熱ローラの過加熱を確実に防止する。
【解決手段】内部に熱源を有する加熱ローラ３０と、この加熱ローラ３０に対し所定の間隔を置いて配置された加圧ローラ６０と、この加圧ローラ６０の加熱ローラ３０に対する対向面に近接配置された定着ローラ４０と、この定着ローラ４０および加熱ローラ３０間に張設された定着ベルト５０とを有し、定着ベルト５０が周回することにより加熱ローラ３０および定着ベルト５０を介して供給された熱源からの熱によってニップ部Ｎに供給された用紙Ｐ上のトナー像に定着処理を施すように構成された定着装置２０において、定着ベルト５０の表面温度を検出する温度センサ２３が設けられ、この温度センサ２３は、加熱ローラ３０における定着ベルト５０が掛け回されている周面と当該定着ベルト５０を介して対向配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置において転写材に転写されたトナー像を当該転写材へ定着させるべく加熱による定着処理を施すように構成された定着装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているような定着装置が知られている。この定着装置は、画像形成装置における画像形成部の直下流側に設けられ、画像形成部で用紙（転写材）に転写されたトナー像を当該用紙に対し加熱により定着させる、いわゆる定着処理を施すようになされている。かかる定着装置は、内部に熱源を備えた加熱ローラと、この加熱ローラに対向配置された定着ローラと、これら定着ローラおよび加熱ローラ間に張設された定着ベルトとを備えているとともに、当該定着ベルトを介して前記定着ローラに押圧当接された加圧ローラが設けられている。

そして、軸心回りに回転している加圧ローラと、加熱ローラおよび定着ローラ間で周回している定着ベルトとの間に形成されたニップ部に向けて転写処理済みの用紙を供給し、ニップ部を通過する用紙に対し定着ローラから熱を供給することによってトナーを溶融させ、これによる溶融トナーの用紙表面への固着によって定着処理が施されるようになっている。

かかる定着装置においては、定着ベルトの温度を適正に管理する必要があることから、加熱ローラにおける定着ベルトが掛け回されていない周面と対向した位置に温度センサが配設され、この温度センサの検出結果に基づき定着ベルトの温度が所定温度になるように制御されている。
特開２００２−８２５７１号公報

ところで、用紙に対するトナーの定着処理においては、トナーが直接当接する定着ベルトの表面の温度が定着処理の善し悪し（すなわち定着性）に影響するが、画像形成装置が始動されてウォームアップが終わった直後には、定着ベルトの表面が所定の温度に到達していない場合が多く、かかる状態でニップ部に通紙されると、定着ベルトの表面温度が所定の温度以下に低下して定着性が悪くなるという不都合が生じる。

また、ウォームアップ後に十分な時間が経過して定着ベルトが均一に所定の温度にまで加熱された状態になっているときでも、連続給紙でニップ部に単位時間当たり大量の用紙が供給されたような場合には、定着ベルトの表面から大量の熱が奪われてしまい、これによる定着ベルトの表面温度の低下でトナーの定着性が悪くなってしまうという不都合が生じることもある。

かかる不都合を回避するべく、特許文献１の定着装置では、加熱ローラにおける定着ベルトが掛け回されていない周面と対向した位置に温度センサ（温度検出手段）が配設され、この温度センサの検出結果に基づき定着ベルトの温度が所定温度になるように制御されるのであるが、加熱ローラの周面の温度は、上記のような不都合が生じたときに必ずしも定着ベルトの表面の温度と対応したものにはなっていないため、定着ベルトの表面温度を適正に制御することができず、トナーの定着性が悪くなってしまう場合があるという問題点が提起される。

また、特許文献１の定着装置においては、何らかの理由で温度センサが正確に温度を検出し得なくなっていたり、制御回路に故障が生じていたりした場合には、加熱ローラが過加熱されてしまうことがあり、かかる異常事態に対応することができないという問題点も存在する。

本発明は、上記のような従来の不都合を解消するためになされたものであり、定着ベルトの表面温度を常に適正に検出することが可能であり、しかも、加熱ローラが過加熱されるような異常事態が生じたときにはかかる異常事態に確実に対応することができる定着装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、所定の熱源が内装された加熱ローラと、この加熱ローラに対し所定の間隔を置いて配置された加圧ローラと、前記加熱ローラに対向配置された対向部材と、この対向部材および前記加熱ローラ間に張設され、かつ、前記加圧ローラに押圧当接してニップ部を形成する無端の定着ベルトとが備えられ、前記定着ベルトの周回動作により前記加熱ローラおよび定着ベルトを介して与えられる前記熱源からの熱によって前記ニップ部に供給された転写材上のトナー像の当該転写材に対する定着処理を施すように構成された定着装置において、前記定着ベルトの表面温度を検出する温度検出手段と、前記加熱ローラの表面温度が予め設定された温度以上の温度を検出したとき前記熱源への電力の供給を遮断する過昇温防止手段とが設けられ、前記温度検出手段は、前記定着ベルトの表面へ対向配置される一方、前記過昇温防止手段は、前記加熱ローラの前記定着ベルトが掛け回されていない周面と対向配置されることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、内部の熱源が電力を供給することによる当該熱源の発熱で加熱ローラを加熱した状態で、当該加熱ローラを駆動回転させることにより、定着ベルトは、加熱ローラと対向部材との間を周回するため、加熱ローラからの伝熱で所定の温度に均一に加熱される。そして、定着ベルトが所定の温度にまで加熱された状態で、当該定着ベルトと加圧ローラとの間のニップ部に向けてトナー像が転写された転写材を供給することにより、トナーが定着ベルトからの熱を得て加熱されて溶融し、これによるトナーの転写材表面への固着で定着処理が施される。

そして、定着装置には、定着ベルトの表面温度を検出する温度検出手段が設けられ、この温度検出手段は、定着ベルトの周面と対向配置されているため、従来のように温度検出手段が加熱ローラの周面と対向配置されて間接的に定着ベルトの温度が検出される場合に比較し、定着ベルトの周面の温度が直接的により正確に検出されるため、この正確な検出結果に基づき定着ベルトの温度を制御することが可能になり、これによって常に転写材に対するトナーの安定した定着性が確保される。

また、定着装置には、加熱ローラの表面温度が予め設定された温度以上の温度を検出したとき熱源への電力の供給を遮断する過昇温防止手段が設けられているため、何らかの理由で加熱ローラが異常な高温になったときには、過昇温防止手段の動作で熱源への電力の供給が遮断され、これによって加熱ローラが高温になり過ぎることによる不測の事故が未然に回避される。そして、この過昇温防止手段は、加熱ローラにおける前記定着ベルトが掛け回されていない周面と対向配置されているため、定着ベルトを介した位置に設けられる場合に比較し、加熱ローラの温度が過昇温防止手段によって直接的に、かつ、正確に検出される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記温度検出手段と前記過昇温防止手段とは、前記加熱ローラを挟んで対向配置されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、通常、温度検出手段には、低電圧（例えば５Ｖ）の計装電圧が計装線を介して供給されるのに対し、過昇温防止手段には、遮断器のように強制的に電流を遮断するものであって例えば電力線を介して１００Ｖの商用電力が供給されるものであり、これら計装線および電力線を加熱ローラを挟んで互いに離間配線することができるため、低電圧の計装電力が高電圧の商用電力に影響されることはなく、温度検出手段による確実な温度検出が確保される。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記温度検出手段は、前記定着ベルトにおける最小サイズの転写材の通過領域および最大サイズの転写材の通過領域外のいずれか一方または双方に対向配置され、前記通過領域に対向配置される温度検出手段は、検出面が定着ベルトに対し非接触とされ、前記通過領域外に対向配置される温度検出手段は、検出面が定着ベルトに対し接触されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、温度検出手段を加熱ローラにおける最小サイズの転写材の定着ベルトを介した通過領域に対しては対向配置するに際しては、検出面が定着ベルトと非接触状態で配置されるため、定着ベルトの周回で当該定着ベルトの表面に傷が付くことはなく、傷による転写材上のトナー像に画像不良が生じない。また、かかる温度検出手段の対向配置により、定着ベルトの温度を代表すると目される幅方向の略中央部の温度が検出される。

これに対し加熱ローラにおける最大サイズの転写材の定着ベルトを介した通過領域の外側領域に温度検出手段を対向配置するのであれば、温度検出手段は検出面が定着ベルトに接触された状態で配置されるが、転写材は、この領域に位置することはないため、たとえ定着ベルトに傷が付いても転写材に影響が及ぶことはなく、しかも接触により高精度で温度が検出される。

そして、加熱ローラにおける最小サイズの転写材の定着ベルトを介した通過領域と、最大サイズの転写材の定着ベルトを介した通過領域の外側領域との双方に温度検出手段を対向配置すれば、これらの温度検出手段の検出結果に基づき定着ベルトはより均一な温度に制御される。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記温度検出手段は、前記定着ベルトの前記加熱ローラに掛け回されている部分に対向配置されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、温度検出手段を定着ベルトの加熱ローラに掛け回されている部分に対向配置することにより、定着ベルトが波打つように振れることで温度検出手段が定着ベルトと衝突するような不都合が生じることがなく、定着ベルトの温度が温度検出手段により安定した状態で検出される。また、温度検出手段が定着ベルトとの間に所定のクリアランスを介して配設される場合（すなわち、検出面が定着ベルトと非接触で配設される場合）、クリアランスが一定に保持される。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記過昇温防止手段は、前記加熱ローラの周面に当接されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、過昇温防止手段が加熱ローラの周面に当接されていることにより、非接触状態で加熱ローラの周面に対向配置された場合に比較し、加熱ローラの周面の温度がより高精度で検出される。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記過昇温防止手段の前記加熱ローラに対する摺接面および前記加熱ローラの周面のいずれか一方または双方は、摺動性の良好な被膜で被覆されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、過昇温防止手段が回転している加熱ローラの周面に当接することによる摺接抵抗が小さく抑えられるため、両者の摩耗により削り粉の発生が抑止される。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記対向部材は、前記定着ベルトが掛け回される軸心回りに回転可能な定着ローラであることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、定着ベルトは、定着ローラが軸心回りに回転することにより加熱ローラと定着ローラとの間で円滑に周回する。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記対向部材は、前記定着ベルトが摺接状態で掛け回される非回転の定着パッドであることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、定着ベルトは、定着パッドが弾性変形することにより用紙を定着ベルトを介して加圧ローラとの間で柔軟に挟持しつつ加熱ローラと定着ローラとの間で円滑に周回する。

請求項１記載の発明によれば、定着装置には、定着ベルトの表面温度を検出する温度検出手段が設けられ、この温度検出手段は、定着ベルトの周面と対向配置されているため、従来のように温度検出手段が加熱ローラの周面と対向配置されている場合に比較し、直接的により適正に定着ベルトの周面の温度が検出されるため、この検出結果に基づき定着ベルトの温度を常に適正に制御することが可能になり、これによってトナーの転写材に対する所定レベルの定着性を常に確保することができる。

また、定着装置には、加熱ローラの表面温度が予め設定された温度以上の温度を検出したとき熱源への電力の供給を遮断する過昇温防止手段が設けられているため、何らかの理由で加熱ローラが異常な高温になったときには、過昇温防止手段の動作で熱源への電力の供給が遮断され、これによって加熱ローラが高温になり過ぎることによる不測の事故を確実に防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、低電圧の計装電力が供給される温度検出手段と、高電圧が供給される過昇温防止手段とは、加熱ローラを挟んで互いに離間した位置に配置されるため、配線において低電圧の計装電力が高電圧の商用電力に影響されることはなく、温度検出手段による確実な温度検出を確保することができる。

請求項３記載の発明によれば、温度検出手段を最小サイズの転写材の通過領域に対向配置するに際しては、当該温度検出手段は、定着ベルトと非接触状態にされているため、定着ベルトの周回で当該定着ベルトの表面に傷が付くことはなく、傷による転写材上のトナー像に画像不良が生じることを確実に防止することができる。

これに対し、温度検出手段を最大サイズの転写材の通過領域の外側領域に対向配置するに際しては、当該温度検出手段は定着ベルトに接触状態で配置されるため、転写材へ影響が及ぶことがないようにした上で接触により高精度で温度を検出することができる。

請求項４気債の発明によれば、温度検出手段を定着ベルトの加熱ローラに掛け回されている部分に対向配置することにより、定着ベルトが波打つように振れ、これによって温度検出手段が定着ベルトと衝突するような不都合の生じることがないため、温度検出手段により定着ベルトの温度をより安定した状態で検出することができる。また、温度検出手段が定着ベルトとの間に所定のクリアランスを介して配設される場合、当該クリアランスを一定に保持することができ、温度検出の精度を向上させることができる。

請求項５記載の発明によれば、過昇温防止手段が加熱ローラの周面に当接されているため、過昇温防止手段が非接触状態で加熱ローラの周面に対向配置された場合に比較し、加熱ローラの周面の温度をより高精度で検出することができる。

請求項６記載の発明によれば、過昇温防止手段の前記加熱ローラに対する摺接面および加熱ローラの周面のいずれか一方または双方は、摺動性の良好な被膜で被覆されているため、過昇温防止手段が回転している加熱ローラの周面に当接することによる摺接抵抗が小さく抑えられ、これによって両者の摩耗による削り粉の発生を抑止することができる。

請求項７記載の発明によれば、対向部材として定着ベルトが掛け回される軸心回りに回転可能な定着ローラが採用されているため、定着ベルトを、定着ローラが軸心回りに回転することにより加熱ローラと定着ローラとの間で円滑に周回させることができる。

請求項８記載の発明によれば、対向部材として定着ベルトが摺接状態で掛け回される定着パッドが採用されているため、定着パッドが弾性変形することにより定着ベルトを介した定着パッドと加圧ローラとの間で用紙を柔軟に挟持しつつ定着ベルトを加熱ローラと定着ローラとの間で円滑に周回させることができる。

まず、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の概要について図１を基に説明する。図１は、画像形成装置の内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１０は、カラー印刷用の複写機として使用されるものであり、胴内排紙型と称される箱形を呈した装置本体１１と、この装置本体１１の上部に設けられた、原稿画像を読み取る画像読取部１６とを備えた基本構成を有している。

前記装置本体１１には、画像読取部１６によって読み取られた原稿の画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、用紙（転写材）Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙を貯留する用紙貯留部１４とが内装されている。

前記画像読取部１６は、装置本体１１の上面に開閉可能に設けられた原稿押え１６１と、装置本体１１の上部の筐体内でコンタクトガラス１６３を介して原稿押え１６１と対向配置された光学系ユニット１６２とを備えている。コンタクトガラス１６３は、載置された原稿の原稿面を読み取るために原稿押え１６１より若干小さい平面形状に寸法設定されている。前記原稿押え１６１は、画像読取部１６の一構成要素である筐体の上面の一側辺に設けられた所定の軸回りに正逆回動することにより開閉可能になっている。

かかる画像読取部１６の適所には、原稿読み取りや複写処理等に関する処理条件を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、図略の表示パネルやテンキー、さらにはスタートボタン、モード切換えキー等が設けられている。

前記光学系ユニット１６２は、図略の光源や複数のミラー、レンズユニット、さらにはＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）等を有している。そして、光源からの光が原稿面で反射され、この反射光がこれらミラーおよびレンズユニットを介して原稿情報としてＣＣＤに入力されるようになっている。ＣＣＤに入力されたアナログ量としての原稿情報は、デジタル信号に変換されて所定の記憶装置に記憶されるようになっている。

前記画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙にトナー画像を形成させるものであり、本実施形態では、上流側（図１の紙面の右側）から下流側へ向けて順次配設されたマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン用ユニット１２Ｃと、イエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック用ユニット１２Ｋとが備えられている。

各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム１２１および現像装置１２２がそれぞれ備えられている。各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置１２２からトナーの供給を受けるようになっている。各現像装置１２２には、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーが補給されるようになっている。

各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電器１２３がそれぞれ設けられているとともに、帯電器１２３のさらに下方位置には露光装置１２４が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、前記帯電器１２３によって周面が一様に帯電され、画像読取部１６で入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射されることにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成されるようになっている。かかる静電潜像に現像装置１２２からトナーが供給されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。

感光体ドラム１２１の上方位置には、当該各感光体ドラム１２１の周面に当接するように駆動ローラ１２５ａおよび従動ローラ１２５ｂ間に張設された転写ベルト１２５が設けられている。この転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回するようになっている。

従って、転写ベルト１２５が周回することによりその表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエローのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、これによって転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。この転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写されることになる。

そして、各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には当該感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーニング装置１２７が設けられている。クリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電器１２３へ向かうことになる。

クリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留されるようになっている。

画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙がこの搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２５ａに掛け回されている転写ベルト１２５へ向けて搬送されるようになっている。かかる用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に転写ベルト１２５の表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられ、用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐが転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３とに押圧挟持されることによって転写ベルト１２５上のトナー像が当該用紙Ｐに転写されるようになっている。

前記定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものであり、定着装置２０を備えて構成されている。前記定着装置２０は、内部に加熱源である通電発熱体としてのハロゲンランプ３３を備えた加熱ローラ３０と、この加熱ローラ３０と対向配置された定着ローラ（対向部材）４０と、この定着ローラ４０および前記加熱ローラ３０間に張設された定着ベルト５０と、この定着ベルト５０と前記定着ローラ４０を介して対向配置された加圧ローラ６０とを備えている。定着装置２０については、図２〜図４を基に後に詳述する。

定着処理の完了したカラー画像付の用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１に設けられた胴内排紙トレイ１１５へ向けて排出されることになる。

前記用紙貯留部１４は、装置本体１１における露光装置１２４の下方位置に挿脱自在に装着された用紙トレイ１４１を有している。用紙トレイ１４１には用紙束が貯留されるようになっている。そして、用紙トレイ１４１に貯留された用紙束からピックアップローラ１４２の駆動で用紙Ｐが１枚ずつ繰り出され、用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２の第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２５との間のニップ部へ向けて送り込まれるようになっている。

図２は、定着装置２０の一実施形態の概要を示す側面視の断面図である。なお、図２においてＹ−Ｙ方向を前後方向といい、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。図２に示すように、定着装置２０は、異形の箱形を呈した筐体８０に、加熱ローラ３０、この加熱ローラ３０と対向配置された定着ローラ４０、この定着ローラ４０および前記加熱ローラ３０間に張設された定着ベルト５０およびこの定着ベルト５０と前記定着ローラ４０を介して対向配置された加圧ローラ６０とが内装されることによって構成されている。

前記筐体８０の底板には、図２における左右方向の中央部より若干左方に寄った位置に用紙搬送路１１１を介して送り込まれた用紙Ｐを定着装置２０内に導入するための導入開口２１が設けられている一方、筐体８０の天板における前記導入開口２１と対向した位置には、定着処理済みの用紙Ｐを導出するための導出開口２１１が設けられている。

前記加熱ローラ３０は、筐体８０内の図２における右方位置に用紙搬送方向と直交する用紙幅方向に延びるように設けられている。かかる加熱ローラ３０は、筐体８０に回動自在に支持されたアルミニウム製あるいは鉄製の円筒状の筒軸３１を備えている。この筒軸３１の周面には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（ポリ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共重合体）等によるフッ素樹脂加工が施されることによって形成したフッ素樹脂層３２がコーティング処理により形成されている。なお、コーティング処理に代えて筒軸３１にフッ素樹脂チューブを被せるようにしてもよい。前記筒軸３１の内部にはハロゲンランプ等からなるハロゲンランプ（熱源）３３が備えられている。前記定着ベルト５０は、加熱ローラ３０の筒軸３１に掛け回されている。

因みに、本実施形態においては、前記フッ素樹脂層３２は、厚み寸法が３０μｍに設定されているが、本発明は、フッ素樹脂層３２の厚み寸法が３０μｍであることに限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定される。

前記定着ローラ４０は、筐体８０内において回転中心が前記導入開口２１より若干右側に寄った位置で前記加熱ローラ３０の左方位置に周面が対向するように設けられている。かかる定着ローラ４０は、アルミニウム合金やメッキを施した鉄等の金属材料からなる定着ローラ心金４１と、この定着ローラ心金４１に同心で一体的に外嵌された円筒状の発泡性シリコンゴム等の発泡性合成樹脂からなる弾性筒体４２とを備えて構成されている。

前記定着ベルト５０は、加熱ローラ３０の筒軸３１と定着ローラ４０の弾性筒体４２との間に所定の緊張状態で張設されている。かかる定着ベルト５０は、本実施形態においては、後に参照する図５（Ａ）に示すように、芯材としてのニッケル電鋳ベルト５１と、このニッケル電鋳ベルト５１の表面側に積層されたシリコンゴム層５２とを備えて構成されている。

因みに、本実施形態においては、前記ニッケル電鋳ベルト５１は、厚み寸法が３０μｍに設定されているが、前記シリコンゴム層５２は、厚み寸法が２００〜３００μｍに設定されているが、本発明は、シリコンゴム層５２の厚み寸法が２００〜３００μｍであることに限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定される。

なお、本発明は、定着ベルト５０の芯材がニッケル電鋳ベルト５１であることに限定されるものではなく、ポリイミドなどの耐熱性の強靱な合成樹脂材料製のものであってもよい。ニッケル電鋳ベルト５１に代えてポリイミド製のベルトが採用された場合はその厚み寸法は９０μｍに設定される。また、ニッケル電鋳ベルト５１に積層されるものとしてシリコンゴム層５２に代えてＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂層を採用してもよい。

前記加圧ローラ６０は、筐体８０内において回転中心が前記導入開口２１より若干左側に寄った位置で周面が前記定着ローラ４０の周面と定着ベルト５０を介して当接するように配設されている。かかる加圧ローラ６０は、アルミニウム合金製あるいはメッキが施された鉄製の筒体からなる加圧ローラ本体６１と、この加圧ローラ本体６１に同心で一体的に外嵌されたシリコンゴム製の円筒状の弾性筒体６２と、この弾性筒体６２の周面に被覆されたＰＦＡ等からなるフッ素樹脂層６３とを備えて構成されている。加圧ローラ本体６１には、熱源としてのハロゲンランプ６６が内装され、用紙Ｐ上のトナーは、このハロゲンランプ６６からの熱によっても定着処理が施されるようになっている。

そして、フッ素樹脂層６３を介した弾性筒体６２の周面と定着ベルト５０を介した弾性筒体４２の周面との当接位置（すなわち定着ベルト５０とフッ素樹脂層６３とが当接した位置）に、前記導入開口２１を介して筐体８０内に送り込まれた用紙Ｐをニップするニップ部Ｎが形成されている。

前記加圧ローラ本体６１は、アルミニウム合金等の金属材料によって形成されているのに対し、前記弾性筒体６２は、シリコンゴム等の弾性材料によって形成され、これによって前記ニップ部Ｎにおいて定着ベルト５０を介した定着ローラ４０との当接により弾性変形で径方向に凹没し得るようになっている。

かかる加圧ローラ６０においては、筐体８０の適所に設けられた図略の駆動モータの駆動力が所定の図略の減速機構を介して加圧ローラ本体６１に伝達されることにより、加圧ローラ本体６１が軸心回りに駆動回転するようになっている。この加圧ローラ６０の駆動回転は、当該加圧ローラ６０に押圧当接している定着ベルト５０に伝達され、これにより定着ベルト５０は加熱ローラ３０と定着ローラ４０との間を周回するようになっている。従って、定着ベルト５０は、周回しつつハロゲンランプ３３からの輻射熱によって加熱された加熱ローラ３０の筒軸３１からの伝熱によって全体的に加熱されることになる。

また、前記ニップ部Ｎの直上位置における定着ローラ４０側には、下端縁部が定着ベルト５０の表面に当接した、あるいは当接はしていないが下端縁部と定着ベルト５０の表面との間の隙間寸法が極めて小さく設定された分離板５４が設けられている。この分離板５４がニップ部Ｎを通過して定着ベルト５０の表面に付着した状態の用紙Ｐを定着ベルト５０から分離するようになっている。

定着装置２０はこのように構成されているため、前記第２転写ローラ１１３（図１）と、駆動ローラ１２５ａに掛け回された転写ベルト１２５との間を通過することによりトナー像の転写処理が施された用紙Ｐは、導入開口２１を介して定着ローラ４０と定着ローラ４０に張設された定着ベルト５０との間のニップ部Ｎに供給され、加圧ローラ６０の回転および定着ベルト５０の周回でこのニップ部Ｎを通過することにより、定着ベルト５０の熱が用紙Ｐ表面のトナー像に伝熱され、これによる加熱処理で当該用紙Ｐに定着処理が施される。

定着処理後の用紙Ｐは、定着ベルト５０の周回およびこれに従動する加圧ローラ６０の軸心回りの回転に応じ導出開口２１１を介して筐体８０外に導出され、排紙搬送路１１４を通って胴内排紙トレイ１１５（図１）へ排出されることになる。

以下、図３および図４を基に加熱ローラ３０、定着ローラ４０および加圧ローラ６０が装着される筐体８０について説明する。図３は、筐体８０を説明するための分解斜視図であり、図４は、その組立て斜視図である。なお、図３および図４において、Ｘ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。因みに、図３および図４は、筐体８０を理解し易いように簡略化して示したいわゆる原理図であり、従って、詳細な設計的事項については図示を省略したり、あるいはアレンジして示している。また、図３においては、紙面の都合上筐体８０の右方側のみを示し、対称に形成された左方側の図示を省略している。

まず図３に示すように、筐体８０は、前記加熱ローラ３０、定着ローラ４０および定着ベルト５０が装着される定着ベルト側筐体８１と、前記加圧ローラ６０が装着された状態で定着ベルト側筐体８１と対向配置される加圧ローラ側筐体８７とを備えた基本構成を有している。

前記定着ベルト側筐体８１は、加熱ローラ３０および定着ローラ４０に張設された定着ベルト５０の各側端部に対向配置される一対の側板８２と、加熱ローラ３０を支持した状態で各側板８２に沿って水平移動可能に設けられた一対の可動板８３と、一対の側板８２の下端縁部間に架設された架設板８４と、一対の側板８２間における加熱ローラ３０の上方、後方および下方に対応した位置に装着される側面視でコ字状を呈したコ字状カバー体８５と、ハロゲンランプ３３に供給される電力を中継する端子台部材８６とを備えて構成されている。

前記各側板８２には、その後方側半分の位置に加熱ローラ３０の端部と対向した角孔８２１がそれぞれ穿設されているとともに、前方側半分の位置に定着ローラ４０と対向したベアリング装着孔８２２がそれぞれ穿設されている。また、各側板８２には、前記角孔８２１の後方位置から後方に向かって延設されたブラケット８２３がそれぞれ設けられているとともに、後方位置から上方に向かって突設板８２４がそれぞれ突設されている。これらの突設板８２４の上方後縁部には、互いに対向する方向に向けて突設されることによって形成した、後述する連結ロッド８０１を挿通するための第１支持片８３５がそれぞれ設けられている。

前記一対の可動板８３は、加熱ローラ３０の各端部に外嵌されたベアリングＢ支持するものであり、中央部にベアリングＢが嵌入されるベアリング装着孔８３１がそれぞれ穿設されている。かかる可動板８３は、一対の側板８２の対向面における角孔８２１の上下に対向配置された一対のガイドレール８２１ａに案内されつつ前後方向に移動可能になっている。そして、ガイドレール８２１ａに支持された状態の一対の可動板８３の各ベアリング装着孔８３１にベアリングＢがそれぞれ嵌入されることにより、加熱ローラ３０が軸心回りに回転可能でかつ前後移動可能に側板８２に支持されるようになっている。

かかる可動板８３の後方縁部の中央位置には、第１コイルスプリング８３２の前方端部が装着されている。この第１コイルスプリング８３２の後方端部は、可動板８３が一対のガイドレール８２１ａに支持された状態で、図４に示すように、前記ブラケット８２３の後方縁部に凹設された係止溝８２３ａに係止され、これによって可動板８３は、後方へ向けて付勢されるようになっている。

前記架設板８４は、前方位置が後方に向かって切り欠かれ、これによって定着ベルト側筐体８１が加圧ローラ側筐体８７に嵌め込まれるようにして結合された状態で用紙Ｐをニップ部Ｎへ導く導入開口２１が確保されるようになっている。

前記コ字状カバー体８５は、加熱ローラ３０に掛け回された定着ベルト５０の後方を覆う後板８５１と、この後板８５１の上縁部から前方に向かって延設された、定着ベルト５０の後方上面を覆う天板８５２と、前記後板８５１の下縁部から前方に向かって延設された底板８５３とからなっている。前記底板８５３が前記架設板８４の下面に積層された状態でねじ止めその他で当該架設板８４に固定されることにより、定着ベルト５０を覆う定着ベルト側筐体８１が形成されるようになっている。

かかるコ字状カバー体８５の底板８５３の前縁部適所には所定個数の貫通孔８５４（図３では１つのみを示している）が穿設され、ビスＳをこれらの貫通孔８５４に貫通させた上で加圧ローラ側筐体８７の後述する底板８９に螺着することにより、加圧ローラ側筐体８７が定着ベルト側筐体８１に連結されるようになっている。

前記端子台部材８６は、前記ハロゲンランプ３３を支持した状態で当該ハロゲンランプ３３へ供給される電力を中継するものである。かかる端子台部材８６は、定着ベルト側筐体８１の側板８２の角孔８２１を塞ぐ状態で当該側板８２にねじ止めその他で装着される装着板８６１と、この装着板８６１の上下方向の略中央位置から外方に向かって突設された前後方向に延びる端子台８６２とを備えて構成されている。

前記装着板８６１には、可動板８３のベアリング装着孔８３１より若干小径の円孔８６１ａが設けられ、ハロゲンランプ３３は、その端面がこの円孔８６１ａを介して端子台８６２と対向するようになっている。そして、端子台８６２には、ハロゲンランプ３３に対応した端子片８６２ａがねじ止めで取付けられ、この端子片８６２ａを介して電力がハロゲンランプ３３に供給されるようになっている。

前記加熱ローラ３０の両端部には、ベアリングＢがそれぞれ外嵌されるようになっている。そして、加熱ローラ３０は、上下一対のガイドレール８２１ａ間に支持された可動板８３のベアリング装着孔８３１にベアリングＢが嵌め込まれることによって定着ベルト側筐体８１に装着されるようになっている。

前記定着ローラ４０は、同心で両端部から互いに反対方向に向けて突設された一対の軸筒４３を有し、これらの軸筒４３にはベアリングＢが装着されるようになっている。そして、定着ローラ４０は、軸筒４３に装着されたベアリングＢが側板８２のベアリング装着孔８２２に嵌め込まれることによって定着ベルト側筐体８１に軸心回りに回転自在に装着されるようになっている。

前記加圧ローラ側筐体８７は、左右方向一対の側板８８と、これら一対の側板８８の下縁部間に架設された底板８９と、前記側板８８の前縁部から立設された上下寸法が側板８８の略半分の前板８９１と、この前板８９１の上縁部から後方に向かって先上がりに傾斜した傾斜天板８９２とを備えて構成されている。

前記一対の側板８８間の内寸法は、前記定着ベルト側筐体８１の一対の側板８２間の外寸法より僅かに大きめに設定され、これによって加圧ローラ側筐体８７を定着ベルト側筐体８１に対して外嵌めし得るようになっている。かかる各側板８８には、前後方向の中央部より前方位置にベアリング装着孔８８１が穿設されている。

一方、前記加圧ローラ６０は、両端部から同心で互いに反対方向に向けて突設された一対の軸筒６４を有し、これらの軸筒６４にはベアリングＢが装着されるようになっている。そして、加圧ローラ６０は、軸筒６４に装着されたベアリングＢが側板８８のベアリング装着孔８８１に嵌め込まれることによって加圧ローラ側筐体８７に軸心回りに回転自在に装着されるようになっている。

そして、加圧ローラ６０がベアリングＢを介して加圧ローラ側筐体８７に装着された状態で、ベアリング装着孔８８１から外部に突出した軸筒６４に抜止め部材である例えばＥリング６５が装着され、これによって加圧ローラ６０の加圧ローラ側筐体８７に対する装着状態が安定するようになっている。

前記底板８９には、前後方向の略中央位置に左右方向に延びる長尺矩形孔８９ａが設けられているとともに、後縁部に前記コ字状カバー体８５の貫通孔８５４と対向するように螺設された螺子孔８９ｂ設けられている。前記長尺矩形孔８９ａは、用紙Ｐを筐体８０内に導入する導入開口２１（図２）に対応するように設けられている。

そして、底板８９がコ字状カバー体８５の底板８５３の下面に当接するように加圧ローラ側筐体８７が定着ベルト側筐体８１に外嵌めされた状態で貫通孔８５４を介してビスＳを螺子孔８９ｂに緩やかに螺着することにより、加圧ローラ側筐体８７は、ビスＳ回りに揺動可能に定着ベルト側筐体８１に連結されるようになっている。加圧ローラ側筐体８７が定着ベルト側筐体８１に連結された状態で、加圧ローラ６０の周面が定着ベルト５０を介して定着ローラ４０の周面と対向するように加圧ローラ６０の設置位置が設定されている。

前記傾斜天板８９２は、その前方部分が平面視でコ字状に切り欠かれることによって形成した切欠き部８９２ａを有している。この切欠き部８９２ａの両側部には、傾斜天板８９２の前縁部から立設され、かつ、前記定着ベルト側筐体８１の第１支持片８３５と対向するように位置設定された左右方向一対の第２支持片８９２ｂが設けられている。

そして、第１および第２支持片８３５，８９２ｂが前後で互いに対向された状態で、当該第１および第２支持片８３５，８９２ｂに穿設された貫通孔に後方側から連結ロッド８０１が差し通され、これによって定着ベルト側筐体８１の上部と加圧ローラ側筐体８７とが互いに連結されるようになっている。前記連結ロッド８０１には、後端部に連結ロッド８０１の径寸法より大径の頭部８０２が設けられているとともに、前端部に環状溝８０３が凹設されている。

かかる連結ロッド８０１は、後方から第１および第２支持片８３５，８９２ｂに差し通された状態で、図４に示すように、第２コイルスプリング８０４が前端側に圧縮状態で外嵌され、この状態で環状溝８０３にＣリング８０５が嵌め込まれるようになっている。従って、定着ベルト側筐体８１と加圧ローラ側筐体８７とが互いに連結された状態（図４）では、第２コイルスプリング８０４の付勢力によって定着ベルト側筐体８１と加圧ローラ側筐体８７とは、第２コイルスプリング８０４の付勢力によってビスＳ回りに互いに接近する方向に向けて付勢され、これによって加圧ローラ６０が定着ベルト５０を介して定着ローラ４０に押圧当接されるようになっている。

また、加熱ローラ３０は、第１コイルスプリング８３２の付勢力により可動板８３およびベアリングＢを介して定着ローラ４０から離間する方向に向けて付勢された状態になっており、これによって定着ベルト５０の緊張状態が確保されるようになっている。

そして、本実施形態においては、加熱ローラ３０の両端部に蛇行防止用ブッシュ３０１が外嵌固定され、定着ベルト５０は、これら一対の蛇行防止用ブッシュ３０１に挟持されることによって蛇行が防止されるようになっている。

そして、本発明においては、定着装置２０に加熱ローラ３０の表面温度が予め設定された温度以上の温度を検出したとき前記ハロゲンランプ３３への電力の供給を遮断するサーモスタット（過昇温防止手段）２２と、定着ベルト５０の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）２３とが設けられている。

図５は、定着装置２０内におけるこれらサーモスタット２２および温度センサ２３の装着状態の一実施形態を示す図であり、図５（Ａ）は、側面視の説明図、図５（Ｂ）は、一部切欠き斜視図である。なお、図５におけるＸおよびＹによる方向表示は、図３の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。

前記サーモスタット２２は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、加熱ローラ３０における定着ベルト５０が掛け回されている周面と反対側の周面（すなわち定着ベルト５０が掛け回されていない周面）に温感面を当接された状態で設けられている。本実施形態においては、１つのサーモスタット２２が加熱ローラ３０の長手方向の中央部に設けられているが、本発明は、サーモスタット２２が１つであることに限定されるものではなく、２つでもよいし、３つでもよいし、３つ以上であってもよい。因みに、サーモスタット２２が２つの場合には、加熱ローラ３０の両側部に１つずつ設ければよいし、サーモスタット２２が３つの場合には、１つを加熱ローラ３０の長手方向の中央部に設けるとともに、残りの２つを両側部に設ければよい。サーモスタット２２の設置数が多くなると、より正確に加熱ローラ３０の温度を検出することができるようになるとともに、加熱ローラ３０の長手方向の各部分の温度も検出可能になり、加熱ローラ３０が部分的に異常な高温になった場合にも対応することが可能になる。

かかるサーモスタット２２は、内部にスイッチ回路等が装着されたサーモスタット本体２２１と、このサーモスタット本体２２１の加熱ローラ３０周面に対する対向面に加熱ローラ３０の周面と摺接する状態で設けられたバイメタル２２２とを備えて構成されている。前記バイメタル２２２の加熱ローラ３０に対する対向面には、滑らかで摺動性の良好な摺接被膜２２３が積層され、これによって加熱ローラ３０の周面にフッ素樹脂層３２が形成されていることと相俟ってバイメタル２２２と加熱ローラ３０の周面との間には極めて良好な摺動性が確保されている。従って、加熱ローラ３０の周面は、バイメタル２２２が摺接することで傷が付くような不都合は起こり難くなっている。

因みに、本実施形態においては、前記摺接被膜２２３としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が採用されているが、本発明は、摺接被膜２２３がＰＴＦＥ製であることに限定されるものではなく、各種のフッ素樹脂（ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ、ＰＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＥＴＦＥ等）やフッ素樹脂以外のシリコンゴム等の各種の摺動性が良好な合成樹脂を採用することができる。

前記温度センサ２３は、定着ベルト５０の表面の温度を検出するものであり、加熱ローラ３０の定着ベルト５０が掛け回されている周面と当該定着ベルト５０を介して対向配置されている。図５に示す例では、加熱ローラ３０を挟んでサーモスタット２２と正確に対向する当該加熱ローラ３０の周方向の位置に温度センサ２３が設けられているが、本発明は、温度センサ２３がサーモスタット２２と対向配置されることに限定されるものではなく、加熱ローラ３０に対して定着ベルト５０が掛け回されている範囲であればどの周方向の位置であってもよい。

かかる温度センサ２３として、本実施形態においては、接触式サーミスタ２４と、非接触式サーミスタ２５との２種類のものがそれぞれ採用されている。

前記接触式サーミスタ２４は、温度検出面が定着ベルト５０の周面に摺接された状態で温度を検出するものであり、図５（Ａ）に示すように、センサ本体２４１と、定着ベルト５０の表面に摺接する所定の温感材料製の接触温感素子２４２とを備えて構成されている。前記センサ本体２４１には温度検出回路が内装されている。

接触温感素子２４２の定着ベルト５０に対する摺接面には、先のバイメタル２２２の摺接被膜２２３と同様の摺接被膜２４３が積層され、これによって定着ベルト５０の周回で当該定着ベルト５０の表面が摺接被膜２４３と摺接しても、定着ベルト５０の表面が損傷するような不都合が生じ難くなっている。

一方、定着ベルト５０は、図５（Ａ）に示すように、ニッケル電鋳ベルト５１の表面側に強靱で滑らかなシリコンゴム層５２が積層されているため、定着ベルト５０の表面自体が傷付き難い状態になっており、前記接触式サーミスタ２４の定着ベルト５０に対する摺接面が摺接被膜２４３によって形成されていることと相俟って定着ベルト５０の表面の損傷が有効に抑止されるようになっている。

前記非接触式サーミスタ２５は、内部に各種の温度検出用の回路が設けられたセンサ本体２５１と、このセンサ本体２５１の定着ベルト５０に対する対向面に設けられた離間温感素子２５２とを備えて構成されている。前記離間温感素子２５２は、定着ベルト５０の表面から放射される熱を感じて温度を検出し得るようになっている。

そして、本発明においては、前記非接触式サーミスタ２５は、最小サイズ（例えばＡ６サイズ）の用紙Ｐが横送り（搬送方向が用紙Ｐの長尺側になるような送り方）で搬送された場合の定着ベルト５０における通紙領域（最小サイズ通紙領域Ｒ１（図５（Ｂ））に対向するように設けられている一方、前記接触式サーミスタ２４は、最大サイズ（例えばＡ３サイズ）の用紙Ｐが横送りで搬送された場合の定着ベルト５０における通紙領域（最大サイズ通紙領域Ｒ２）の外側の各領域（非通紙領域Ｒ３）に対向するように設けられている。本実施形態においては、各非通紙領域Ｒ３に対応するように２台の接触式サーミスタ２４が採用されている。

非接触式サーミスタ２５が最小サイズ通紙領域Ｒ１に対応して設けられるのは、以下の理由による。すなわち、定着ベルト５０の表面において用紙Ｐが当接される部分の温度を検出しようとすれば、非接触式サーミスタ２５を最小サイズ通紙領域Ｒ１に対応させることにより、いかなるサイズの用紙Ｐが通紙されても、用紙Ｐが通る部分の温度を検出することができるからである。そして、定着ベルト５０の表面において用紙Ｐが通過する部分については、温度センサが摺接すると、たとえ定着ベルト５０の表面に良好な摺動性能を有するシリコンゴム層５２が形成されていても損傷する虞があるため、非接触で温度を検出するべく非接触式サーミスタ２５が採用されている。

すなわち、定着ベルト５０において用紙Ｐが通紙される可能性がある領域（すなわち最大サイズ通紙領域Ｒ２）に傷が付くと、用紙Ｐのトナー像に対するニップ部Ｎでの定着処理時に傷に起因して画像不良が生じる虞があるが、非接触式サーミスタ２５が採用されることによりかかる不都合の発生が抑止されるのである。

これに対し、定着ベルト５０における非通紙領域Ｒ３には用紙Ｐが当接することがないため、たとえ定着ベルト５０の非通紙領域Ｒ３の部分に傷が付いてもニップ部Ｎでの定着処理時に用紙Ｐ上のトナー像に、この傷に起因して画像不良が生じることがない。

また、サーモスタット２２と温度センサ２３とは、加熱ローラ３０を挟んで互いに離間して設けられているため、サーモスタット２２に通電するための例えば１００Ｖの電力配線と、温度センサ２３からの検出信号を導き出す例えば５Ｖの信号配線とが互いに近接したり接触したりすることがないため、たとえ何らかの理由で電力線の被覆が剥がれたとしても、裸の電力線が信号線に接触するようなことがなく、従って、温度センサ２３が誤動作したり破損したりするような不都合の発生が確実に防止される。

また、装置本体１１内の適所には、商用電源からの電力を中継してサーモスタット２２およびハロゲンランプ３３に供給する電源装置９９（図５）が設けられ、ハロゲンランプ３３には、この電源装置９９からの電力がサーモスタット２２を介してハロゲンランプ３３に供給されるようになっている。さらに、装置本体１１の適所に設けられた図略のパネルには、表示手段としてのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）９８（図６）が設けられ、サーモスタット２２が通電を遮断したときは、このＬＣＤ９８にそのことを示す文字出力が行われるようになっている。

そして、本実施形態においては、画像形成装置１０内の適所にマクロコンピュータからなる制御部９０が設けられ、この制御部９０によって定着ベルト５０が所定の温度になるように制御されている。図６は、制御部９０による定着ベルト５０の温度制御を説明するためのブロック図である。

このブロック図に示すように、制御部９０は、演算処理装置としてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）９１と、このＣＰＵ９１に付設された読み取り専用の記憶装置であるＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）９２と、同読み書き自在のＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）９３とを備えた基本構成を有している。前記ＲＯＭ９２には、制御部９０を動作させるプログラムや、不変データ等が記憶されているのに対し、ＲＡＭ９３は、制御途中で一時的に生成したテンポラリーデータ等を記憶する領域である。

前記ＣＰＵ９１は、温度センサ２３の検出結果に基づき定着ベルト５０の温度が予め設定された基準温度の範囲内に入っているか否かを判別する温度判別部９１１と、この温度判別部９１１の判別結果に基づき電源装置９９へ向けて制御信号を出力する制御信号出力部９１２とを備えている。

前記温度判別部９１１は、接触式サーミスタ２４および非接触式サーミスタ２５からの検出信号に基づき両者の平均検出温度Ｔａｖｅを演算し、この平均検出温度が予め設定されて基準温度の温度範囲に入っているか否かを判別するようになっている。温度判別部９１１がかかる判別を行うために、ＲＯＭ９２には、基準温度の温度範囲「Ｔ１〜Ｔ２」を記憶する基準温度記憶部９２１が設けられている。

そして、温度判別部９１１は、接触式サーミスタ２４および非接触式サーミスタ２５からの検出信号が入力される毎に演算して得た平均検出温度Ｔａｖｅが基準温度の温度範囲「Ｔ１〜Ｔ２」内に入っているか否か（すなわち、「Ｔ１＜Ｔａｖｅ＜Ｔ２」が成立するか否か）を判別し、入っている場合には特にアクションを起こすことはないが、基準温度の温度範囲「Ｔ１〜Ｔ２」から外れていた場合には、そのことを示す指令信号を制御信号出力部９１２へ向けて出力するようになっている。

前記制御信号出力部９１２は、定着ベルト５０の温度が基準温度から外れた旨の指令信号が温度判別部９１１から入力されると、電源装置９９に向けてハロゲンランプ３３へ供給される電力量を調節させるべく制御信号が出力されるようになっている。具体的には、平均検出温度Ｔａｖｅが上限温度Ｔ２以上になっている場合には、制御信号出力部９１２は、電源装置９９に向けてハロゲンランプ３３に供給する電力量を少なくする旨の制御信号を出力する一方、平均検出温度Ｔａｖｅが下限温度Ｔ１以下になっている場合には、制御信号出力部９１２は、電源装置９９に向けてハロゲンランプ３３に供給する電力量を多くする旨の制御信号を出力するようになっている。

定着ベルト５０の温度に異常があるときこのような制御信号が制御信号出力部９１２から電源装置９９に向けて出力されることにより、定着ベルト５０は、常に適正な温度が維持されることになる。

これに対し、加熱ローラ３０が異常な高温になったときには、緊急事態として制御部９０による制御が行われることなく、サーモスタット２２のバイメタル２２２が熱変形により動作してハロゲンランプ３３へ向かう電力線を強制的に遮断するようになっている。かかる電力線の強制遮断によってハロゲンランプ３３への電力供給が停止され、これによってハロゲンランプ３３の異常な高温状態は解消される。

かかる異常事態が生じたときには、画像形成装置１０の運転を継続することができなくなるので、それに対応させるべくサーモスタット２２から当該サーモスタット２２が遮断したことを示す信号が制御信号出力部９１２へ直接入力されるようになっている。制御信号出力部９１２は、これに基づき電源装置９９へ向けて画像形成装置１０の駆動系９７に向けて供給されている電力を遮断させるべき制御信号を出力するようになっている。

また、これと同時にかかる異常事態の発生を報知するべく、制御信号出力部９１２は、ＬＣＤ９８へ向けて所定の文字出力（例えば、「サーモスタットが遮断されたので、電源を落とします。」などの文字出力）を行わせるべき制御信号を出力するようになっている。

図７は、制御部９０による制御フローの一実施形態を示すフローチャートである。制御がスタートすると、まず、ステップＳ１で温度センサ２３および接触式サーミスタ２４が検出した定着ベルト５０の平均検出温度Ｔａｖｅが下限温度Ｔ１以下であるのか否かが温度判別部９１１において判別され、平均検出温度Ｔａｖｅが下限温度Ｔ１を超えている場合（ステップＳ１でＮＯ）には、ステップＳ２が実行されて平均検出温度Ｔａｖｅが上限温度Ｔ２以上になっているか否かが温度判別部９１１において判別される。平均検出温度Ｔａｖｅが上限温度Ｔ２以上でない場合（ステップＳ２でＮＯ）には、ステップＳ３でサーモスタット２２が遮断されたか否かが制御信号出力部９１２によって判別され、遮断されていない場合には、ステップＳ１へ戻される。

そして、ステップＳ１で平均検出温度Ｔａｖｅが下限温度Ｔ１以下になっていると判別された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）には、制御信号出力部９１２からの制御信号に基づき電源装置９９から所定量だけ増量された電力がハロゲンランプ３３へ供給され、その後ステップＳ１へ戻される。ステップＳ４が実行されることにより、ハロゲンランプ３３に対する電力の供給量が増加するため、ハロゲンランプ３３の発熱量が増大し、これによって平均検出温度Ｔａｖｅが下限温度Ｔ１より高くなると（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ４が実行されなくなってハロゲンランプ３３の昇温は停止される。

ついで、ステップＳ２で平均検出温度Ｔａｖｅが上限温度Ｔ２より高くなっていると判別された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）には、ステップＳ５が実行されてハロゲンランプ３３へ供給される電力量が所定量だけ減少され（ステップＳ５）、その後ステップＳ１へ戻される。そして、ステップＳ２で再び平均検出温度Ｔａｖｅが上限温度Ｔ２未満になると、ステップＳ３が実行される。

そして、ステップＳ３で制御信号出力部９１２によりサーモスタット２２が遮断されたことが判別された場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、当然のことながらサーモスタット２２を介して電力が供給されるハロゲンランプ３３は、発熱を中止することになる。ついで、ステップＳ６が実行されて駆動系９７への電力の供給が遮断され、引き続きＬＣＤ９８は、制御信号出力部９１２からの制御信号に基づきに電力供給が遮断された旨の文字出力を行う。

以上詳述したように、本発明に係る定着装置２０は、内部に電力が供給されることにより発熱するハロゲンランプ３３が装着された加熱ローラ３０と、この加熱ローラ３０に対し所定の間隔を置いて配置された加圧ローラ６０と、この加圧ローラ６０の加熱ローラ３０に対する対向面に近接配置された対向部材としての定着ローラ４０と、この定着ローラ４０および加熱ローラ３０間に張設され、かつ、定着ローラ４０の位置で加圧ローラ６０に押圧当接したニップ部Ｎを形成する無端の定着ベルト５０とが備えられ、定着ベルト５０が周回することにより加熱ローラ３０および定着ベルト５０を介して供給されたハロゲンランプ３３からの熱によってニップ部Ｎに供給された用紙Ｐ上のトナー像に定着処理を施すように構成されていることを前提とするものである。

かかる構成によれば、内部のハロゲンランプ３３が電力を供給することによる当該ハロゲンランプ３３の発熱で加熱ローラ３０を加熱した状態で、当該加熱ローラ３０を駆動回転させることにより、定着ベルト５０は、加熱ローラ３０と定着ローラ４０との間を周回するため、加熱ローラ３０からの伝熱で所定の温度に均一に加熱される。そして、定着ベルト５０が所定の温度にまで加熱された状態で、当該定着ベルト５０と加圧ローラ６０との間のニップ部Ｎに向けてトナー像が転写された用紙Ｐを供給することにより、トナーが定着ベルト５０からの熱を得て加熱されて溶融し、これによるトナーの用紙Ｐ表面への固着でトナー像の定着処理を施すことができる。

そして、定着装置２０には、定着ベルト５０の表面温度を検出する温度センサ２３が設けられ、この温度センサ２３は、加熱ローラ３０における定着ベルト５０が掛け回されている周面と当該定着ベルト５０を介して対向配置されているため、従来のように温度センサ２３が加熱ローラ３０の周面と対向配置されている場合に比較し、直接的により適正に定着ベルト５０の周面の温度が検出されるとともに、この検出結果に基づき定着ベルト５０の表面温度を適正に制御することが可能になり、これによってトナーの用紙Ｐに対する所定レベルの定着性を常に確保することができる。

また、定着装置２０には、加熱ローラ３０の表面温度が予め設定された温度以上の温度を検出したときハロゲンランプ３３への電力の供給を遮断するサーモスタット２２が設けられているため、何らかの理由で加熱ローラ３０が異常な高温になったときには、サーモスタット２２の動作でハロゲンランプ３３への電力の供給が遮断され、これによって加熱ローラ３０が高温になり過ぎることによる不測の事故が未然に回避される。そして、このサーモスタット２２は、加熱ローラ３０における定着ベルト５０が掛け回されていない周面と対向配置されているため、定着ベルト５０を介した位置に設けられる場合に比較し、加熱ローラ３０の温度をサーモスタット２２によって直接的に、かつ、正確に検出することができる。

さらに、温度センサ２３は、加熱ローラ３０における定着ベルト５０が掛け回されている周面と当該定着ベルト５０を介して対向配置される一方、サーモスタット２２は、加熱ローラ３０における定着ベルト５０が掛け回されていない周面と対向配置されることにより、温度センサ２３とサーモスタット２２とは、加熱ローラ３０を挟んで互いに離間した位置に配置されるため、通常、温度センサ２３には、低電圧（例えば５Ｖ）の計装電力が供給されるのに対し、サーモスタット２２は遮断器のように強制的に電流を遮断するものであることから、当該サーモスタット２２には、通常、例えば１００Ｖの商用電力が供給されており、これらを互いに離間させて配線することができる。従って、低電圧の計装電力が高電圧の商用電力に影響されることはなく、温度センサ２３による確実な温度検出を確保することができる。

また、温度センサ２３として接触式サーミスタ２４と、非接触式サーミスタ２５とを採用し、特に非接触式サーミスタ２５は、定着ベルト５０における最小サイズの用紙Ｐの通紙領域である最小サイズ通紙領域Ｒ１に対応して設けられるため、いずれのサイズの用紙Ｐがニップ部Ｎに通紙されても、必ず通紙された位置に対応して接触式サーミスタ２４が存在することになり、常に用紙Ｐの通紙位置における定着ベルト５０の温度を検出することができる。また、かかる通紙領域における温度検出を非接触式サーミスタ２５によって行っているため、定着ベルト５０の表面に傷が付かず、従って、傷により定着トナー像が画像不良になるような不都合の発生を確実に防止することができる。

これに対し接触式サーミスタ２４は、定着ベルト５０における最大サイズの用紙Ｐの通紙領域である最大サイズ通紙領域Ｒ２の外側の非通紙領域Ｒ３に摺接状態で設けられるため、定着ベルト５０の用紙Ｐが通らない側部であるとはいいながら定着ベルト５０の温度をより正確に検出することができる。また、接触式サーミスタ２４が定着ベルト５０の表面に摺接しても、摺接位置は非通紙領域Ｒ３であるため、用紙Ｐが通ることはなく、従って、定着ベルト５０のこの部分にたとえ傷が付いても、定着画像が画像不良になることはない。

また、サーモスタット２２は、加熱ローラ３０の周面に当接されているため、サーモスタット２２が非接触状態で加熱ローラ３０の周面に対向配置された場合に比較し、加熱ローラ３０の周面の温度をより高精度で検出することができる。

また、サーモスタット２２の加熱ローラ３０に対する摺接面には滑らかな低摩擦係数の摺接被膜２２３が積層されているとともに、加熱ローラ３０の周面にも低摩擦係数のフッ素樹脂層３２が形成されているため、サーモスタット２２が回転している加熱ローラ３０の周面に当接することによる摺接抵抗が極めて低く抑えられ、これによって両者の摩耗による削り粉の発生を抑止することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、本発明に係る定着装置２０が複写機としての画像形成装置１０に適用されているが、本発明は、画像形成装置１０が複写機であることに限定されるものではなく、ファクシミリ装置やプリンタ等であってもよい。

（２）上記の実施形態においては、定着ベルト５０が張設されるローラとして互いに対向した一対のローラ（加熱ローラ３０と定着ローラ４０）が採用されているが、本発明は、ローラが一対であることに限定されるものではなく、定着ベルト５０が３つ以上のローラに張設されていてもよい。

（３）上記の実施形態においては、加熱ローラ３０を加熱する通電発熱体としてハロゲンランプ３３が採用されているが、本発明は、通電発熱体がハロゲンランプ３３であることに限定されるものではなく、ニクロム線などの他の種類の通電発熱体であってもよい。

（４）上記の実施形態においては、温度センサ２３として接触式サーミスタ２４と非接触式サーミスタ２５とが採用され、接触式サーミスタ２４が定着ベルト５０の表面の非通紙領域Ｒ３に摺接状態で設けられている一方、非接触式サーミスタ２５が定着ベルト５０の表面の最小サイズ通紙領域Ｒ１に非接触状態で対向配置されているが、本発明は、温度センサ２３として接触式サーミスタ２４および非接触式サーミスタ２５の双方を採用することに限定されるものではなく、いずれか一方を採用すればよい。また、これらの温度センサ２３の設置台数については、状況に応じて適宜設定されるものであり、上記の実施形態のように、接触式サーミスタ２４が２台で非接触式サーミスタ２５が１台でなければならないというものではない。

（５）上記の実施形態においては、温度センサ２３は、加熱ローラ３０を挟んでサーモスタット２２と対向配置されているが、本発明は、温度センサ２３が加熱ローラ３０を挟んでサーモスタット２２と対向配置されることに限定されるものではなく、定着ベルト５０の表面の温度を検出することができる位置であればいずれの位置に配置してもよい。

（６）上記の実施形態において、図８に示すように、定着ベルト５０の上方位置に定着ベルト５０へ緊張状態を付与するためのテンションローラ５３を設けるとともに、このテンションローラ５３と、ニップ部Ｎから抜け出た用紙Ｐを定着ベルト５０から分離するための分離板５４との間に定着ベルト５０の表面をクリーニングするためのクリーニングローラ５５を設けてもよい。前記テンションローラ５３は、コイルスプリング５３１の付勢力で定着ベルト５０の表面に押し付けられているとともに、クリーニングローラ５５もコイルスプリング５５１の付勢力で定着ベルト５０の表面に押し付けられている。

なお、テンションローラ５３は、軸心回りにフリー回転し得るようになされているのに対し、クリーニングローラ５５は、図略の駆動モータの駆動で駆動回転するようになされ、これによって定着ベルト５０の表面に付着したトナー等を取り除き得るようになっている。

かかるテンションローラ５３およびクリーニングローラ５５を採用することにより、定着ベルト５０は、常に緊張状態を維持することができるとともに、定着ベルト５０の表面の清浄状態を維持することができる。

（７）上記の実施形態において、図９に示すように、定着ローラ４０に代えて定着パッド部材４４を採用してもよい。定着パッド部材４４は、前記定着ローラ心金４１に対応した円柱状の芯材４４１と、この芯材４４１の図９における左方位置に設けられた定着パッド４４２とからなっている。定着パッド４４２は、発泡ゴムや発泡合成樹脂等の柔軟な材料によって形成され、その加圧ローラ６０と対向した部分は、加圧ローラ６０の周面に押圧され、芯材４４１の中心に向かって圧縮弾性変形されている。

そして、定着ベルト５０は、定着パッド４４２に掛け回された状態で加熱ローラ３０の駆動回転により当該加熱ローラ３０と定着パッド４４２との間で周回するようになされている。

このように、定着ローラ４０に代えて定着パッド部材４４を採用することにより、軸受け部材等が不要になって部品点数が減少し、その分装置コストの低減化に貢献することができる。

画像形成装置の内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。 定着装置の一実施形態の概要を示す正面視の断面図である。 定着装置の分解斜視図である。 図３に示す定着装置の組み立て斜視図である。 定着装置内におけるこれらサーモスタットおよび温度センサの装着状態の一実施形態を示す図であり、（Ａ）は、側面視の説明図、（Ｂ）は、一部切欠き斜視図である。 制御部による定着ベルトの温度制御を説明するためのブロック図である。 制御部による制御フローの一実施形態を示すフローチャートである。 定着装置において定着ベルトに対してテンションローラおよびクリーニングローラが適用された状態を示す断面図である。 定着装置において定着ローラに代えて定着パッド部材が採用された状態を示す断面図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置 １１ 装置本体
１１１ 用紙搬送路 １１２ 搬送ローラ対
１１３ 転写ローラ １１４ 排紙搬送路
１１５ 胴内排紙トレイ １２ 画像形成部
１２Ｃ シアン用ユニット １２Ｋ ブラック用ユニット
１２Ｍ マゼンタ用ユニット １２Ｙ イエロー用ユニット
１２１ 感光体ドラム １２２ 現像装置
１２３ 帯電器 １２４ 露光装置
１２５ 転写ベルト １２５ａ 駆動ローラ
１２５ｂ 従動ローラ １２６ 転写ローラ
１２７ クリーニング装置 １３ 定着部
１４ 用紙貯留部 １４１ 用紙トレイ
１４２ ピックアップローラ １６ 画像読取部
１６２ 光学系ユニット １６３ コンタクトガラス
２０ 定着装置 ２１ 導入開口
２１１ 導出開口 ２２ サーモスタット（過昇温防止手段）
２２１ サーモスタット本体 ２２２ バイメタル
２２３ 摺接被膜 ２３ 温度センサ（温度検出手段）
２４ 接触式サーミスタ ２４１ センサ本体
２４２ 接触温感素子 ２４３ 摺接被膜
２５ 非接触式サーミスタ ２５１ センサ本体
２５２ 離間温感素子 ３０ 加熱ローラ
３０１ 蛇行防止用ブッシュ ３１ 筒軸
３２ フッ素樹脂層 ３３ ハロゲンランプ（熱源）
４０ 定着ローラ（対向部材）
４１ 定着ローラ心金 ４２ 弾性筒体
４３ 軸筒 ４４ 定着パッド部材
４４１ 芯材 ４４２ 定着パッド
５０ 定着ベルト ５１ ニッケル電鋳ベルト
５２ シリコンゴム層 ５３ テンションローラ
５３１，５５１ コイルスプリング
５４ 分離板 ５５ クリーニングローラ
６０ 加圧ローラ ６１ 加圧ローラ本体
６２ 弾性筒体 ６３ フッ素樹脂層
６４ 軸筒 ６５ リング
６６ ハロゲンランプ ８０ 筐体
８０１ 連結ロッド ８０２ 頭部
８０３ 環状溝 ８０４ コイルスプリング
８０５ リング ８１ 定着ベルト側筐体
８２ 側板 ８２１ 角孔
８２１ａ ガイドレール ８２２ ベアリング装着孔
８２３ ブラケット ８２３ａ 係止溝
８２４ 突設板 ８３ 可動板
８３１ ベアリング装着孔 ８３２ コイルスプリング
８３５ 支持片 ８４ 架設板
８５ コ字状カバー体 ８５１ 後板
８５２ 天板 ８５３ 底板
８５４ 貫通孔 ８６ 端子台部材
８６１ 装着板 ８６１ａ 円孔
８６２ 端子台 ８６２ａ 端子片
８７ 加圧ローラ側筐体 ８８ 側板
８８１ ベアリング装着孔 ８９ 底板
８９１ 前板 ８９２ 傾斜天板
８９２ａ 切欠き部 ８９２ｂ 支持片
８９ａ 長尺矩形孔 ８９ｂ 螺子孔
９０ 制御部 ９１ ＣＰＵ
９１１ 温度判別部 ９１２ 制御信号出力部
９２ ＲＯＭ ９２１ 基準温度記憶部
９３ ＲＡＭ ９７ 駆動系
９８ ＬＣＤ ９９ 電源装置
Ｂ ベアリング Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（転写材） Ｒ１ 最小サイズ通紙領域
Ｒ２ 最大サイズ通紙領域 Ｒ３ 非通紙領域
Ｓ ビス Ｓ１ 後ステップ

Claims (8)

1. 所定の熱源が内装された加熱ローラと、この加熱ローラに対し所定の間隔を置いて配置された加圧ローラと、前記加熱ローラに対向配置された対向部材と、この対向部材および前記加熱ローラ間に張設され、かつ、前記加圧ローラに押圧当接してニップ部を形成する無端の定着ベルトとが備えられ、前記定着ベルトの周回動作により前記加熱ローラおよび定着ベルトを介して与えられる前記熱源からの熱によって前記ニップ部に供給された転写材上のトナー像の当該転写材に対する定着処理を施すように構成された定着装置において、
   前記定着ベルトの表面温度を検出する温度検出手段と、前記加熱ローラの表面温度が予め設定された温度以上の温度を検出したとき前記熱源への電力の供給を遮断する過昇温防止手段とが設けられ、
   前記温度検出手段は、前記定着ベルトの表面へ対向配置される一方、前記過昇温防止手段は、前記加熱ローラの前記定着ベルトが掛け回されていない周面と対向配置されることを特徴とする定着装置。
2. 前記温度検出手段と前記過昇温防止手段とは、前記加熱ローラを挟んで対向配置されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記温度検出手段は、前記定着ベルトにおける最小サイズの転写材の通過領域および最大サイズの転写材の通過領域外のいずれか一方または双方に対向配置され、前記通過領域に対向配置される温度検出手段は、検出面が定着ベルトに対し非接触とされ、前記通過領域外に対向配置される温度検出手段は、検出面が定着ベルトに対し接触されていることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 前記温度検出手段は、前記定着ベルトの前記加熱ローラに掛け回されている部分に対向配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記過昇温防止手段は、前記加熱ローラの周面に当接されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記過昇温防止手段の前記加熱ローラに対する摺接面および前記加熱ローラの周面のいずれか一方または双方は、摺動性の良好な被膜で被覆されていることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
7. 前記対向部材は、前記定着ベルトが掛け回される軸心回りに回転可能な定着ローラであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記対向部材は、前記定着ベルトが摺接状態で掛け回される非回転の定着パッドであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。

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