JP2010072480A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状の定着ベルトを備えた定着装置において、定着ベルトを加工せずに、簡素かつ安価な構成によって、定着ベルトの回転状態を迅速且つ精度良く検知する。
【解決手段】定着装置１は、その外周面が定着ベルト２の外周面に当接すると共に、定着ベルト２の回転に追従して回転するコロ９１１を有し且つ、コロ９１１の回転を入力として、定着ベルト２の回転を増速して出力する回転伝達装置９１と、回転伝達装置９１の出力に基づいて定着ベルト２の回転状態を検知するフォトセンサー９２とを備える。これによって、定着ベルト２の回転角を拡大した上で、その回転状態を検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙等の被記録材上のトナー像を定着する定着装置に関するものである。

従来より、電子写真装置等に設けられて、被記録材上のトナー像を定着する定着装置が知られている。この定着装置は、近年、省電力化やウォームアップ時間の短縮の要求が高まっていると共に、画像のカラー化への適合も望まれており、様々な形態の定着装置が提案、実用化されている。

例えば、特許文献１に係る定着装置は、薄膜の円筒状に形成された、定着ベルトとしての定着フィルムと、定着ベルトに外周側から押し付けられて該定着ベルトとの間に定着ニップを形成する加圧ローラと、加圧ローラの加圧力を定着ベルトの内周面から受け止めて該定着ベルトを支持する、支持体としてのステーと、定着ベルト内をその軸方向に延びて配設されると共に、該定着ベルトを内周側から輻射熱によって加熱する、加熱源としてのヒータとを備えている。

この定着装置は、起動すると、加圧ローラの回転駆動を開始し、それと同時に加熱源を作動させる。すると、定着ベルトは、加圧ローラの回転につられて従動回転すると共に、加熱源からの熱エネルギーをその内周面で受けて加熱される。定着ベルトの温度が所定の温度に達すると、被記録材としての記録用紙が定着ニップへ搬送され、定着ニップを通過する。その際に、記録用紙上のトナー像は、加熱されると共に加圧されて、記録用紙上に定着される。

ここで、定着ベルトが加圧ローラとの間で滑ったり、加圧ローラの駆動装置がロックしたり、紙等の被記録材が定着ベルトと加圧ローラとの間で詰まる等することによって、定着ベルトの回転が停止する又は通常よりも遅くなる回転異常が発生したときに、加熱源によって定着ベルトが加熱され続けると、定着ベルトが過剰に加熱されてしまい、遂には定着ベルトの耐熱温度を超えて定着ベルトが破損する虞がある。このことは、特許文献１に開示された定着装置のように、定着ベルトが薄膜に形成されていると定着ベルトの熱容量が小さくなるため、特に問題となる。そのため、定着ベルトの回転状態を検知して前述の異常を検知した場合には、加熱源を停止又は加熱源から発する輻射熱を抑制（以下、熱源消熱ともいう）することによって、加熱源により定着ベルトが過剰に加熱されないようにする必要がある。

定着ベルトの回転状態を検知する方法（以下、回転検知方法ともいう）は、従来より知られており、例えば、特許文献１には、定着ベルトの端部に１つの孔を設けて、その孔を検知部としてのセンサーで検出することによって、定着ベルトの回転状態を検知する方法が開示されている。また、特許文献２には、定着ベルトとしてのエンドレスフィルムの端部に複数の孔を等間隔で設けて、その孔を検知部としてのフォトインタラプタで検出することによって、定着ベルトの回転状態を検知する方法が開示されている。さらに、特許文献３には、定着ベルトとしての耐熱性フィルムに対して、その外周面に導電性のプライマーと非導電性のポリイミドとを等間隔で交互に設け、この外周面にバイアス電圧を印加し、その外周面の電圧の変化を読み取ることにより定着ベルトの回転状態を検知する方法が開示されている。
特開平８−１６００９号公報 特開平８−１９０２９８号公報 特開２００３−７６１７６号公報

しかしながら、特許文献１の回転検知方法では、定着ベルトに孔が１つしか設けられていないので、定着ベルトの回転状態を検知するには、おおよそ定着ベルトが１回転する比較的長い時間を要する。そのため、定着ベルトの回転異常が発生してから、実際に熱源消熱するまでに、定着ベルトは加熱源によって過剰に加熱にされて破損する虞がある。

特許文献２の回転検知方法では、定着ベルトに複数の孔が設けられているので、定着ベルトの回転異常を特許文献１の回転検知方法に比べて早く検知することができる。しかしながら、定着ベルトの端部に複数の孔を設けることによって、定着ベルトの強度が大幅に低下すると共に、定着ベルトが歪な形状となり蛇行し易くなる。そのため、定着ベルトが蛇行して、その端部が定着装置の他の部材に接触したときには、定着ベルトが破損する虞がある。

また、特許文献３の回転検知方法では、定着ベルトに導電性のプライマーと非導電性のポリイミドとを交互に設けるために定着ベルトの製造においてマスキングを行う必要があるが、マスキングの間隔はある程度までしか短くすることができないので、定着ベルトの回転状態を早く検知することができない。さらに、マスキングを行うことで、定着ベルトの加工費用がかかり、コストの観点からも不利となる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定着ベルトを加工せずに、簡素かつ安価な構成によって、定着ベルトの回転状態を迅速かつ精度良く検知することができる回転検知方法を備えた定着装置を提供することである。

本発明は、定着ベルトの回転を転動体等で構成される回転伝達部によって増速して出力すると共に、該回転伝達部の出力に基づいて検知部により定着ベルトの回転状態を検知することによって、定着ベルトを加工せずとも、転動体等の簡素かつ安価な部材で構成される回転検知手段で、定着ベルトの回転状態を迅速かつ精度良く検知できるようにしたものである。

具体的には、所定の軸方向に延びる筒状に形成された定着ベルトと、前記定着ベルト内に配設されると共に、輻射発熱により該定着ベルトを内周面から加熱する加熱源と、前記定着ベルトの外周面に対して当接した状態で加圧して、その状態で回転駆動することによって該定着ベルトを従動回転させる加圧ローラと、前記定着ベルト内に配設されて、前記加圧ローラからの加圧力を前記定着ベルトの内周側から受け止めて該定着ベルトを支持する支持体と、前記定着ベルトの内周面の少なくとも一部と摺接して該定着ベルトの回転経路を形成する経路形成面をその外周面に有する経路形成部材と、前記定着ベルトの回転状態を検知する回転検知手段とを備えている。そして、前記回転検知手段は、前記経路形成面との間に前記定着ベルトを挟み込むように、その外周面が前記定着ベルトの外周面に当接すると共に、前記定着ベルトの回転に追従して前記所定の軸方向と平行な第１回転軸周りに回転する転動体を有し且つ、当該転動体の回転を入力として、前記定着ベルトの回転を増速して出力する回転伝達部と、当該回転伝達部の出力に基づいて前記定着ベルトの回転状態を検知する検知部とを備えている。

本定着装置では、定着ベルトの回転を転動体を含む回転伝達部によって増速して出力すると共に、この回転伝達部の出力に基づいて定着ベルトの回転状態を検知することにより、定着ベルトの回転角を拡大した上、その回転状態を検知することになり、定着ベルトのわずかな回転でも検知することができる。その結果、定着ベルトの回転異常を含む、回転状態を迅速かつ精度良く検知することができる。また、定着ベルトを加工せず且つ、簡素な転動体を含む回転検知手段により定着ベルトの回転状態を検知しているので、安価な構成の回転検知方法を備えた定着装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る定着装置１の横断面図であり、図３は、定着装置１の分解斜視図である。以下、本明細書において、横断面とは、長手方向に直交する断面を意味し、縦断面とは、長手方向に沿った断面を意味する。

定着装置１は、図２，３に示すように、所定の軸方向に延びる筒状に形成された可撓性を有する定着ベルト２と、該定着ベルト２が所定の回転経路に沿って回転するように該定着ベルト２をその両端部において支持する経路形成部材３と、該定着ベルト２の外周面に押し当てられて該定着ベルト２との間で定着ニップＮを形成し且つ該定着ニップＮを通過する被記録材１９を加圧する加圧ローラ４と、定着ベルト２の内部に配設されて、加圧ローラ４に加圧される定着ベルト２を内側から支持する支持体５と、定着ベルト２の内部に配設されて該定着ベルト２を内周面から加熱するハロゲンランプ６と、ハロゲンランプ６から支持体５を遮蔽する遮蔽板７と、定着ベルト２の回転状態を検知する回転検知手段９とを備えている。

この定着装置１においては、加圧ローラ４を支持体５に対応する位置において定着ベルト２の外周面に押し当てることによって、定着ベルト２が加圧ローラ４と支持体５とで挟持された状態となり、定着ベルト２と加圧ローラ４との間の定着ニップＮが形成される。この状態で加圧ローラ４が回転駆動されると、定着ベルト２は加圧ローラ４との摩擦力によって従動回転する。このとき、定着ベルト２は、経路形成部材３によって規制されて、所定の回転経路に沿って回転する。また、定着ベルト２は、ハロゲンランプ６からの輻射により内周側から加熱されている。このとき、支持体５は、遮蔽板７によって遮蔽されているため、ハロゲンランプ６からの熱線によって加熱されることはない。こうして、定着装置１は、定着ニップＮに搬送されてくる被記録材１９を、定着ベルト２によって加熱すると共に加圧ローラ４によって加圧して、該被記録材１９上に形成されたトナー像を定着する。尚、本実施形態に係る定着装置１は、定着できる最大幅がＡ３サイズの用紙の幅に設定されている。

以下、定着装置１の各構成について詳しく説明する。

（定着ベルト）
図４は、定着ベルト２の断面構造を示す図である。

前記定着ベルト２は、無端ベルトであって、内側から順に基材２ａ、弾性層２ｂおよび離型層２ｃの３層構造となっている。

前記基材２ａは、厚さが９０μｍのフィルム状の部材であって、耐熱性のポリイミド樹脂からなる。尚、この基材２ａの厚さは、４０μｍ〜１５０μｍ程度の範囲とすることが好ましく、上記ポリイミド樹脂の他、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アラミド樹脂等の耐熱性を有する材料を用いることができる。

ここで、ハロゲンランプ６からの熱線の吸収を良くするためには、基材２ａは、熱放射率が０．９以上あるものが好ましく、ポリイミド樹脂にカーボンブラック、グラファイト、酸化鉄等を分散させて着色すると有効である。

尚、基材２ａとしては、必ずしも耐熱性樹脂を用いる必要はなく、３０〜５０μｍ程度の厚みからなるステンレスやニッケルの金属チューブを用いてもよい。ただし、金属表面は、熱放射率が小さく、熱線の吸収が悪いので、内周面に熱線の吸収性と耐磨耗性とを兼ね備えた薄い耐熱性の樹脂層を設けることが好ましい。例えば、ポリイミド樹脂にフィラーを含有させたものを１０〜５０μｍ設けるとよい。

前記弾性層２ｂは、カーボンブラックを分散させた柔軟性のある厚さ１５０μｍのシリコーンゴムからなる。この弾性層２ｂは、特にトナー付着量の多いカラー画像を定着する場合に、定着ベルト２表面が未定着画像の表面の凹凸に倣い易くするためのものである。この弾性層２ｂを設けることによって、定着されたカラー画像のグロスの均一化を図ることができる。尚、モノクロ画像を形成するために用いられる定着装置においては、弾性層２ｂは必ずしも必要ではない。

弾性層２ｂの材料としては、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱性を有する弾性材料が好ましく、基材２ａと同様に、カーボンブラック等を混ぜ合わせて黒色に着色すると、熱線の吸収性が良く、有効である。その厚さは、必要に応じて適宜調整してよいが、好ましくは５０μｍ〜３００μｍである。

前記離型層２ｃは、溶融したトナーとの分離性を良くするために、厚さが３０μｍのＰＦＡで形成されている。

離型層２ｃの材料としては、離型性及び耐久性の良好な材料が好ましく、一般にはフッ素樹脂やシリコーン樹脂が適している。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰなどが用いられる。離型層２ｃの厚さは、トナー像への倣いやすさと耐久性の観点から適宜決められるが、好ましくは５μｍ〜４０μｍ程度である。尚、この離型層２ｃも、用いるトナーやその他の条件により必要としない場合もある。

このように構成された定着ベルト２は、内径を３４ｍｍとし、全長（即ち、軸方向の長さ）をＡ３サイズの用紙の定着を可能とすべく３４０ｍｍとした。また、その内面には、摺動摩擦を低減し且つ耐久性を確保するために、耐熱性のグリースを付与している。

また、定着ベルト２は、ハロゲンランプ６により加熱されると熱膨張する。このように熱膨張すると、定着ベルト２の寸法が変化することになるため、熱膨張は小さい方が好ましい。定着ベルト２の熱膨張率を小さくするためには、例えば、定着ベルト２の基材２ａにポリイミド樹脂を用い、そのポリイミド樹脂にカーボン系樹脂などの熱膨張防止剤を分散させることが好ましい。こうして、熱膨張率が小さい材料であるほうが、後述する経路形成部材３の座繰り部３６の座繰り量が少なくてすむ点でも好ましい。

（経路形成部材）
図５は、支持体５、ハロゲンランプ６及び遮蔽板７と経路形成部材３との関係を模式的に示す経路形成部材の正面図であり、図６は、経路形成部材３の斜視図であり、図７は、図２に示した定着装置のVII−VII線における縦断面図であり、図８は、定着ベルト２の回転経路の形状を模式的に示した横断面図である。

前記経路形成部材３は、図５，６に示すように、定着ベルト２内に嵌め込まれる経路形成部３１と、該経路形成部３１に対して鍔状に接合されて定着ベルト２の軸方向端部からはみ出して該定着ベルト２の軸方向端面と対向するフランジ部３３とを有しており、その中央部分には、ハロンゲンランプ６や支持体５等が貫通して配置される挿通孔が形成されている。

経路形成部材３は、図７に示すように、経路形成部３１が定着ベルト２の端部に嵌め込まれると共に、フランジ部３３が定着装置１のフレーム１１（一部のみ図示）に取り付けられる。こうして、定着ベルト２は、経路形成部材３を介してフレーム１１に対して回転自在に取り付けられる。

前記経路形成部３１は、概略筒状に湾曲させた板状の部材で形成されていて、その外周面に経路形成面３２を有している。

経路形成面３２は、曲率半径が相対的に大きい大径部３２ａと、曲率半径が相対的に小さい小径部３２ｂと、平面又は曲面で形成され、これら大径部３２ａと小径部３２ｂとを滑らかに接続する接続部３２ｃとを有している。さらに詳しくは、小径部３２ｂに対向する位置に大径部３２ａが設けられている。こうして、経路形成面３２の横断面（即ち、定着ベルト２の軸方向に直交する断面）は、小径部３２ｂよりも大径部３２ａ側に膨らんでいる。換言すれば、経路形成面３２の横断面は、非円形であって、鶏卵状に形成されている。本実施形態では、大径部３２ａの（経路形成面３２の）曲率半径を約１６ｍｍとし、小径部３２ｂの（経路形成面３２の）曲率半径を約９ｍｍとしている。ここで、小径部３２ｂよりも大径部３２ａ側に膨らんでいるとは、小径部３２ｂの曲率半径を有する円（即ち、小径部３２ｂによって円周の一部が構成される円）よりも、大径部３２ａが外側に位置する形状を意味する。

また、経路形成部３１には切欠部３１ａが形成されていて、経路形成部３１は、筒の一部を軸方向の全長に亘って切り取った形状をしている。詳しくは、切欠部３１ａを挟んで、経路形成面３２の大径部３２ａと小径部３２ｂとが配置されている。つまり、切欠部３１ａによって形成される経路形成部３１の一端部には大径部３２ａが位置し、経路形成部３１の他端部には小径部３２ｂが位置する。また、経路形成部材３が定着装置１に組み込まれた際には、切欠部３１ａの位置は定着ニップＮが形成される位置に相当し、定着ニップＮの入口側（被記録材の入ってくる側）に大径部３２ａが位置する一方、定着ニップＮの出口側（被記録材の出てくる側）に小径部３２ｂが位置する。

前記フランジ部３３は、概略筒状に形成された経路形成部３１の軸方向の一端部において、鍔状に拡がるように設けられた平板状の部材である。フランジ部３３は、経路形成部３１のような切欠部を有さず、切欠部３１ａに相当する部分にも設けられている。このフランジ部３３は、取り付け穴３３ａ，３３ａ，…を介してネジによりフレーム１１に固定されている。フランジ部３３における、経路形成部３１が立設された面が、フレーム１１に取り付けられる取付面３３ｂとなる。

また、フランジ部３３には（詳しくは、経路形成部３１とフランジ部３３との隅部には）、経路形成部３１の外周を覆って環状に形成され、該経路形成部３１と同じ方向に突出する環状突出部３４が設けられている。この環状突出部３４は、経路形成部３１の切欠部３１ａ近傍の片寄り規制部３５と、該片寄り規制部３５よりもフランジ部３３側に陥没した座繰り部３６とで構成されている。本実施形態では、片寄り規制部３５と座繰り部３６との軸方向距離（即ち、段差）を１ｍｍとしている。

本実施形態において、片寄り規制部３５は、ハロゲンランプ６からの熱線が遮蔽板７に遮られる陰領域Ｋ（即ち、遮蔽板７の陰となる領域）に設けられている。換言すれば、片寄り規制部３５は、ハロゲンランプ６からの熱線が遮蔽板７に遮られずに照射される照射領域Ｌには設けられていない。

このように構成された経路形成部材３によってフレーム１１に対して回転自在に支持された定着ベルト２は、その内周面が経路形成面３２に摺接しながら回転するため、全周に亘って経路形成面３２と略同様の形状の経路に沿って回転する。その結果、定着ベルト２の回転経路は、図８に示すように、経路形成面３２と同様に非円形であって、詳しくは、曲率半径が相対的に大きい大径部と曲率半径が相対的に小さい小径部とを有した鶏卵状となる。

尚、前述の如く、定着ニップＮに相当する部分には経路形成面３２が存在しないため、定着ベルト２のうち定着ニップＮが形成される部分の経路は経路形成部３１によって規制されない。すなわち、経路形成部３１は、定着ベルト２のうち定着ニップＮ以外の部分の回転経路を形成する。詳しくは後述するが、定着ベルト２のうち定着ニップＮが形成される部分の経路は、加圧ローラ４及び支持体５の形状、並びに、加圧ローラ４の加圧力等に起因して形成される。

このように定着ベルト２の回転経路が経路形成面３２によって形成された結果、定着ベルト２のうち、定着ニップＮの出口近傍の部分は、経路形成面３２の小径部３２ｂに沿って、曲率半径が小さくなっている。こうすることで、被記録材１９が定着ニップＮを通過して出て行くときに、被記録材１９はそれ自身の復元力（こしの強さ）によって定着ベルト２から分離する。被記録材１９が分離できるかどうかは、使用するトナーの種類や付着量、被記録材１９の厚みやこわさ、定着ベルト２の表層の付着力の大小など様々な条件で決まる。本実施形態では、実験の結果（実験条件としては、薄紙（６４ｇ／ｍ^２紙）を用いてカラー３色重ね全面べた画像を定着した場合の結果）、出口側の曲率半径が約１０ｍｍ以下であれば確実に分離できることがわかった。

一方、定着ベルト２のうち、定着ニップＮの出口部分の遮蔽板７を挟んで反対側の部分は、経路形成面３２の大径部３２ａに沿って曲率半径が大きくなっていて、該定着ニップＮの出口部分よりも膨らんだ形状となっている。こうすることで、定着ベルト２にできるだけ曲げのストレスを与えることなく、摺動負荷を低減することができる。また、詳しくは後述するが、定着ニップＮの入口近傍に大径部３２ａを設けることによって、定着ベルト２内において、遮蔽体７を挟んで、定着ニップＮの出口部分と対向する部分にハロゲンランプ６を配置するための広い空間を確保することができる。ここで、定着ニップＮの出口部分の反対側部分が定着ニップＮの出口部分よりも膨らんだ形状とは、定着ニップＮの出口部分の曲率半径を有する円（即ち、定着ニップＮの出口部分によって円周の一部が構成される円）よりも、該定着ニップＮの出口部分の反対側部分が外側に位置する形状を意味する。

また、経路形成部３１は、定着ベルト２に対して内周側から当接しているため、定着ベルト２は内側への変形が規制される。そのため、定着ベルト２は、ハロゲンランプ６との距離が確保され、ハロゲンランプ６に近接し過ぎて破損してしまうことが防止される。

また、定着ベルト２の軸方向両端部が経路形成部材３，３によって支持された状態において、定着ベルト２の各軸方向端面は、図７に示すように、該経路形成部材３の環状突出部３４と対向している。定着ベルト２の両端部に設けられた片寄り規制部３５，３５間の軸方向の距離は、定着ベルト２の全長よりも長くなっている。詳しくは、定着ベルト２の端面は、片寄り規制部３５と所定の第１間隔を有して対向している。この第１間隔は、定着装置１の運転中において、定着ベルト２の熱膨張を考慮しつつ、定着ベルト２の軸方向への移動が許容される距離に設定されている。つまり、回転する定着ベルト２は、片寄り規制部３５，３５によって軸方向への移動が所定の許容範囲内に規制される。

このとき、定着ベルト２の端面は、座繰り部３６とも対向しており、座繰り部３６との間の間隔は所定の第２間隔となっている。第２間隔は、第１間隔に片寄り規制部３５と座繰り部３６との段差を加えた距離である。この第２間隔は、停電時などで定着ベルト２の回転が停止した際に、定着ベルト２がハロゲンランプ６の余熱によって熱膨張したとしても、定着ベルト２の軸方向端面が座繰り部３６に当接しないだけの距離に設定されている。すなわち、第２間隔は、異常昇温時に熱膨張により定着ベルト２が伸びる余地を最低限確保できる距離に設定されている。こうして、定着ベルト２の端面の外方には、座繰り部３６との間に逃げ空間３７が形成されている。

つまり、定着ベルト２のうち陰領域Ｋに位置する部分は、ハロゲンランプ６からの熱線を受け難いので、停電などで定着ベルト２の回転が停止したときでも、ハロゲンランプ６の余熱による熱膨張をほとんど起こさない。逆に、定着ベルト２のうち照射領域Ｌに位置する部分は、ハロゲンランプ６の余熱によって熱膨張を起こす。そこで、通常運転中の定着ベルト２の軸方向移動を規制する片寄り規制部３５を陰領域Ｋだけに設ける一方、停電時等に定着ベルト２が熱膨張する可能性がある照射領域Ｌには片寄り規制部３５が設けられていない逃げ空間３７を形成している。

尚、前記片寄り規制部３５は、経路形成部３１とフランジ部３３との隅部に設けられているが、定着ベルト２の軸方向端面と対向するように位置する限りにおいては、任意の場所に設けることができる。例えば、片寄り規制部３５を、経路形成部３１の外周面との間に間隔をあけた状態でフランジ部３３に設けてもよく、又はフランジ部３３との間に間隔をあけた状態で経路形成部３１の外周面のうち定着ベルト２から外側に出ている部分に設けてもよい。

また、経路形成面３２は、この形状に限定されるものではない。ただし、定着ニップＮの出口側の曲率半径を１０ｍｍ以下となるように設定することが好ましい。さらには、その曲率部分を９０度以上確保した上で、その他の部分をできるだけ大きく膨らませた形状にすることが好ましい。このように、定着ニップＮの出口側の曲率半径を１０ｍｍ以下とし、さらには、その曲率部分を９０度以上確保することによって、被記録材１９の分離がより確実となる。また、定着ニップＮの出口側以外の部分を大きく膨らませることによって、ハロゲンランプ６を配置するための広い空間を確保することができる。

また、経路形成面３２は、必ずしも全面が連続した形状である必要はなく、経路形成面３２は部分的に切り欠かれた形状であってもよいことは言うまでもない。

さらに、片寄り規制部３５は、前述の如く陰領域Ｋの全域に設けられていてもよいし、陰領域Ｋの一部だけに設けられていてもよい。また、片寄り規制部３５は、停電などで定着ベルト２の回転が停止したときに、定着ベルト２がハロゲンランプ６の余熱により熱膨張をほとんど起こさない範囲であれば、陰領域Ｋから照射領域Ｌにはみ出して設けられていてもよい。

さらにまた、本実施形態では、環状突出部３４が、片寄り規制部３５と座繰り部３６との２段構成になっているが、座繰り部３６がフランジ部３３と面一に形成される、即ち、フランジ部３３に片寄り規制部３５だけが設けられる構成であっても構わない。

尚、本実施形態に係る経路形成部材３は、経路形成部３１とフランジ部３３とを有しているが、これに限られるものではない。例えば、経路形成部材３は、図９，１０に示すように、前記経路形成面３２を有すると共に前記定着ベルト２の端部に嵌め込まれる経路形成部３１を有し、フランジ部を有さない構造であってもよい。経路形成部３１の軸方向端面にはネジ孔が形成されており、経路形成部材３は、フレーム１１に対してネジによって取り付けられる。かかる構成の場合、片寄り規制部３５は、図９に示すように、フレーム１１に設けられていてもよく、あるいは、図１０に示すように、経路形成部３１のうち定着ベルト２の軸方向端部から外側に出ている部分に設けられていてもよい。ただし、そのような場合であっても、片寄り規制部３５は、定着ベルト２のうちの陰領域Ｋに位置する部分の軸方向端面に対向する位置にのみ設けられている。そして、逃げ空間３７は、定着ベルト２のうちの照射領域Ｌに位置する部分の軸方向端面とフレーム１１との間に形成される。

また、経路形成部材３の表面には、熱放射率の低い金属膜が形成されている。この金属膜は、経路形成面３２とフランジ部３３の取付面３３ｂとを電気的に導通させる導電性被膜として機能すると共に、経路形成部３１の内周面（経路形成面３２と反対側の面）において、ハロゲンランプ６からの熱線を反射する反射膜として機能する。

すなわち、経路形成部材３の表面に金属膜を形成することに加えて、定着ベルト２の基材２ａに導電性を持たせ且つフレーム１１を金属製とすることによって、定着ベルト２を経路形成部材３を介してフレーム１１と導通させることができるため、定着ベルト２が帯電することを防止することができる。こうすることで、定着ベルト２が経路形成面３２と摺擦したときに該定着ベルト２が帯電し、それが原因で定着ニップＮの入口側で被記録材１９上の潜像を乱すということを防止することができる。また、経路形成部３１の内周面に金属膜を形成することによって、ハロゲンランプ６の輻射によって経路形成部材３が経路形成部３１の内周面側から加熱されることを防止することができる。

本実施形態では、経路形成部材３全体を、一般的な無電解ニッケルめっき層の中に入れることで、経路形成部材３のほぼ全面にニッケルめっきを施した。こうすることで、めっきする際に手間のかかるマスキングなどの工程を省くことができる。尚、金属膜としては、無電解ニッケルめっき以外に、薄肉のアルミ箔で形成してもよい。

尚、本実施形態では、取付面３３ｂに金属膜を形成しているが、これに限られるものではなく、経路形成面３２とフレーム１１とを電気的に導通させる構成であれば任意の構成を採用することができる。例えば、取付面３３ｂに金属膜を形成せず、フランジ部３３の経路形成面３２からフレーム１１まで、フランジ部３３の経路形成部３１が取り付けられている側の面及びネジを介して電気的に導通させる構成であってもよい。図９，１０に示す、フランジ部を有さない経路形成部材３の場合には、フレーム１１に当接する経路形成部３１の軸方向端面と、経路形成面３２とに金属膜を連続的に形成すればよい。

（加圧ローラ）
加圧ローラ４は、直径１８ｍｍのＳＵＳ製の芯金４ａと、該芯金４ａの外周面上に形成されたシリコーンゴム４ｂと、シリコーンゴム４ｂの外周面に形成された厚さ５０μｍのＰＦＡ層（図示省略）とを有している。加圧ローラ４全体としての外径は、２４ｍｍである。シリコーンゴム４ｂは、厚みを約３ｍｍ、硬度を１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率を０．４Ｗ/ｍ・Ｋとしている。加圧ローラ４の全長（即ち、外径２４ｍｍ部分の軸方向の長さ）は、定着ベルト２よりも若干短い３３２ｍｍとした。

この加圧ローラ４は、その軸心が定着ベルト２の軸方向と平行となった状態で、該定着ベルト２に対して外周側から当接し且つ押し付けられている。詳しくは、加圧ローラ４の両端には、図３，７に示すように、芯金４ａを小径化した軸４ｃが伸び出ており、この軸４ｃはベアリング４１を介して保持レバー４２に回動自在に取り付けられている。この保持レバー４２は、図示を省略するが、定着ベルト２の方向へ移動可能な状態でフレーム１１に対して取り付けられ、保持レバー４２がバネ（図示省略）で定着ベルト２側へ付勢されている。こうして、加圧ローラ４は、フレーム１１に対して回転自在に支持されると共に、定着ベルト２側に押し付けられる。定着ベルト２の内周側には、詳しくは後述する支持体５が設けられており、加圧ローラ４の押圧力（即ち、加圧力）は該支持体５によって受け止められる。その結果、定着ベルト２の一部は、加圧ローラ４と支持体５とに挟持された状態となり、定着ベルト２と加圧ローラ４の間に定着ニップＮが形成される。

本実施形態では、加圧ローラ４全体の加圧力を２９４Ｎ（３０ｋｇｆ）に設定した。このとき、定着ニップＮの幅は約８ｍｍとなった。

また、加圧ローラ４は、図示は省略するが、軸に取り付けられたギアやプーリを介して駆動装置によって回転駆動される。すなわち、加圧ローラ４は、定着ベルト２との間に定着ニップＮを形成した状態で回転駆動される。

尚、定着ニップＮに加圧ローラ４の全長（軸方向の最大長さ）よりも短い幅の被記録材を連続して通過させた場合、加圧ローラ４における、被記録材の幅よりも外側の領域では、被記録材に熱を吸収されないため、温度が上昇する。そこで、シリコーンゴム４ｂとして、熱伝導性の良い材料を用いることによって、この被記録材の外側の領域の温度上昇を効果的に防止できる。

（支持体）
図１１は、支持体５の斜視図である。

前記支持体５は、図２，１１に示すように、断面形状がＴ字形状をし、定着ベルト２の軸方向に延びる棒状の部材である。支持体５は、平板状の平板部５１ａと平板部５１ａの幅方向中央に立設されたリブ部５１ｂとで構成された断面Ｔ字形状の支持体本体５１と、該支持体本体５１の平板部５１ａの、リブ部５１ｂとは反対側に設けられた耐熱性樹脂製の断熱部材５２と、定着ニップＮを形成しやすくするために、断熱部材５２よりも弾性のある耐熱性ゴムからなるニップ形成部材５３とを有している。支持体本体５１は、定着ベルト２及び経路形成部材３の外側まで伸びており、経路形成部材３の外側でフレーム１１に固定されている（図示省略）。

支持体本体５１の材料としては、鉄、ステンレス、銅、アルミニウム、またこれらの金属の合金等を用いることができる。

断熱部材５２の材料としては、ＰＰＳ、液晶ポリマー、ＰＥＥＫ等を用いることができ、好ましくは熱伝導率が低く、支持体５と定着ベルト２の間を断熱するものがよい。

ニップ形成部材５３の材料としては、シリコーンゴムや、フッ素ゴム等を用いることができる。

本実施形態においては、断熱部材５２としてＰＰＳを用い、ニップ形成部材５３として硬度５０度のシリコーンゴム、厚さ１．５ｍｍのものを使用している。

また、ニップ形成部材５３のうち加圧ローラ４と対向する部分にはニップ形成面５３ａが形成されている。このニップ形成面５３ａには、低摩擦係数の摺動シート５４が設けられている。こうして、ニップ形成部材５３は、摺動シート５４を介して定着ベルト２の内周面に当接している。尚、この摺動シート５４は必ずしも必要ではなく、ニップ形成部材５３のニップ形成面５３ａにフッ素樹脂等の低摩擦材をコーティングしたものを用いてもよい。この摺動シート５４としては、薄くて摩擦係数が小さく、耐摩耗性の高い材料を用いることが好ましい。

このように構成された支持体５は、定着ベルト２内において定着ベルト２に対して外周側から当接し且つ加圧された加圧ローラ４の加圧力を受け止めて、定着ベルト２と加圧ローラ４との間に定着ニップＮを形成させる。このとき、定着ベルト２が可撓性を有すると共に、加圧ローラ４及び支持体５のニップ形成部材５３はそれぞれ弾性を有しているため、これらの材質及び加圧力に応じて、適宜変形し、定着ベルト２と加圧ローラ４との間に所定の幅（被記録材通過方向への寸法であって、以下ニップ幅ともいう）を有する定着ニップＮが形成される。

さらに、本実施形態では、定着ベルト２の定着ニップＮの入口側と出口側とに変形防止リブ８ａ，８ｂを軸方向に複数設けている。この変形防止リブ８ａ，８ｂは、通常時においては定着ベルト２に接触していない。しかし、定着ベルト２が何らかの原因で内方に変形した場合には、定着ベルト２の内周面に当接して、定着ベルト２が所定の回転経路を逸脱することがないよう、定着ベルト２の全長に亘ってその回転経路を一定の形状に規制するものである。

尚、支持体本体５１は加圧ローラ４からの強い加圧力を受け止めるため、支持体５の軸方向中央部は、加圧ローラ４から逃げる方向にたわみを生じる。たわみが大きいと、定着ニップＮの幅が軸方向の端部と中央で大きく異なり、定着の不均一や被記録材１９の走行不安定を引き起こすため、支持体５は、軸の曲げ方向へのたわみに対する剛性が高いことが好ましい。そのため、支持体本体５１の材料としてはヤング率の大きなステンレスや鉄材を用いるのが好ましい。また、軸の曲げ方向へのたわみに対する剛性を高めるべく、許容できる範囲で加圧ローラ４の加圧力が作用する方向への寸法を大きくした形状であることが好ましい。さらには、支持体本体５１を予め、たわみ曲線に応じて加圧ローラ４側に凸状に湾曲させた形状として、加圧ローラ４からの加圧力を受けることによって、平坦に変形するように構成してもよい。例えば、支持体本体５１を鉄製とし、加圧ローラ４の加圧力を２９４Ｎ（３０ｋｇｆ）とした場合、中央部で約０．７ｍｍのたわみを発生するので、そのたわみ曲線に沿って中央部を凸の形状とすればよい。こうすることで、軸方向の全域に亘って均一なニップ幅と加圧力を確保することができる。尚、必ずしも支持体本体５１を中央部凸形状に形成する必要はなく、断熱部材５２やニップ形成部材５３等を中央部凸形状としてもよい。すなわち、支持体５として中央部凸形状となっていれば、同様の効果を得られることは言うまでもない。

また、断熱部材５２とニップ形成部材５３とは、本実施形態では、別々に構成しているが、図１２に示すように、ニップ形成部材５３を耐熱性樹脂で形成することによって、両者を一体に構成してもよい。断熱部材５２及びニップ形成部材５３を耐熱性樹脂で一体に構成すれば、部品点数も少なくでき、コスト削減が容易となることは言うまでもない。さらには、支持体本体５１を耐熱性樹脂等の断熱部材で形成することで、支持体５を全体として一体に構成してもよい。

さらに、摺動シート５４は、図１３に示すように、それ自体の周方向における両端を、支持体本体５１及び断熱部材５２で確実に固定してもよい。これにより、被記録材１９が詰まって、その処理のために定着ベルト２を通常と逆回転させても、摺動シート５４が正常な位置からずれることがない。尚、定着ベルト２を逆回転しても摺動シート５４が正常な位置からずれなければ、必ずしも、かかる構成でなくてもよい。

さらにまた、図１４に示すように、断熱部材５２の一部を切り欠き、そこにサーミスタ１２を配設してもよい。サーミスタ１２は、定着ニップＮの入口側近傍に配置されて、定着前の定着ベルト２の内周面の温度を検出している。このサーミスタ１２の検出結果に基づいて、定着ベルト２の温度が一定に保たれるように、ハロゲンランプ６がＯＮ／ＯＦＦ制御される。尚、サーミスタ１２は、定着ベルト２の軸方向に複数配置することが好ましい。こうすることで、より細かな温度制御を行うことができる。

サーミスタ１２のリード線１３は、遮蔽板７と支持体５との間の空間を通って、定着装置１の外側へ導かれ、図示しない温度制御手段と接続される。サーミスタ１２及びそのリード線１３は、遮蔽板７によりハロゲンランプ６の光が直接照射されることがなく、また、遮蔽板７とは空間を設けて配置されているため、過剰に加熱されて破損することがない。さらに、遮蔽板７と支持体５と間に断熱部材５５を配設することによって、サーミスタ１２及びリード線１３の加熱による破損をより確実に防止することができる。断熱部材５５としては、例えばヒュームドシリカ（５〜３０ｎｍ）の形成体であるPorextherm ＷＤＳ（黒崎播磨株式会社製。２００℃における熱伝導率０．０２１Ｗ/ｍ・Ｋ）などが有効である。

また、定着ベルト２の温度を測定するためのサーミスタ１２を、断熱部材５２に配設しているが、これに限られるものではない。サーミスタ１２は、定着ベルト２の温度を測定できる限りにおいては、任意の場所に配置することができる。

（ハロゲンランプ）
ハロゲンランプ６は、定着装置１の加熱源であって、円筒状のガラス管内にタングステン製のフィラメント６３が配置されると共に、そのガラス管の両端それぞれにコネクタ６４が取り付けられて構成されている。ハロゲンランプ６は、点灯されると、フィラメント６３から定着ベルト２へ向かって熱線が照射される。こうして、ハロゲンランプ６は、輻射によって定着ベルト２を非接触で加熱する。このハロゲンランプ６が加熱源を構成する。

本実施形態に係るハロゲンランプ６は、１００Ｖ用で約９００Ｗの出力が可能となっている。このハロゲンランプ６の出力は、用いるトナーや被記録材１９、定着の速度、要求されるウォームアップ時間などによって適宜選択される。このハロゲンランプ６は、定着ベルト２内において、その軸心が定着ベルト２の軸方向と平行となるように配設され、その端部が定着ベルト２及び経路形成部材３の外側まで伸びており、経路形成部材３の外側で、各コネクタ６４がフレーム１１に固定されている（図示省略）。

ハロゲンランプ６は、図２に示すように、定着ベルト２の内部空間において、加圧ローラ４と定着ニップＮの中心を結んだＺ線よりも定着ニップＮの入口側の広い空間、即ち、図８に示すように、断面形状が大径部と小径部とを有する略鶏卵形状をした定着ベルト２の内部空間において、大径部に相当する位置に配置されている。この大径部は、定着ベルト２が大きく膨らんで、内周面が拡大された部分である。また、定着ベルト２の内周面のうち、遮蔽板７よりもハロゲンランプ６側の空間に位置する部分の方が、遮蔽板７よりも支持体５側の空間に位置する部分よりも広くなっている。こうすることによって、定着ベルト２の断面形状を円形に形成する場合と比較して、ハロゲンランプ６からの熱線を定着ベルト２の内周面における広い範囲で吸収するようにしていると共に、ハロゲンランプ６と定着ベルト２との径方向の距離が、局所的に短くなってしまうことを防止するようにしている。こうして、経路形成部材３がハロゲンランプ６によって過剰に加熱されることを防止している。

本実施形態では、定着ベルト２とハロゲンランプ６との距離を６．５ｍｍ以上確保している。尚、定着ベルト２とハロゲンランプ６との最低距離は、使用する熱源の種類や、定着ベルトの材質や厚さなどによって適宜選択する必要がある。

また、ハロゲンランプ６は、前述したように、コネクタ６４によって挟まれる前記ガラス管の部分が、本体部に相当する部分であり、この本体部は、図７に示すように、フィラメント６３のコイルが略均一に巻かれた、両端部以外の大部分を占める発熱部６１と、両端部に設けられた、ほとんど発熱しない非発熱部６２とを有する。発熱部６１においては、フィラメント６３のコイルが、定着装置１が想定している被記録材１９の最大幅（本実施形態の場合、Ａ３サイズの約３００ｍｍ）内でほぼ均一に巻かれており、最大幅内ではできるだけ均一な発光分布が得られるようにしている。尚、定着ベルト２の厚みが極めて薄いため、一般のヒートローラ定着器で用いられるように両端部での発光量を多くして両端部の温度低下を防ぐ必要が無く、発光部の端部もほぼ均一な光量分布としている。一方、非発熱部６２においては、発熱部６１においてコイル状に巻かれたフィラメント６３の端部を解いた状態で前記のコネクタ６４まで延ばしている。こうすることで、非発熱部６２は、ハロゲンランプ６を点灯しても、発熱しない又は、発熱部６１に比べて発熱量が著しく抑えられている。尚、非発熱部６２の構成としては、前記に限定されず、例えばフィラメント６３の電気抵抗値を、部分的に低下させる構成を採用する等して、非発熱部６２においては発熱しない又は発熱量を著しく抑えるようにしてもよい。

本実施形態では、ハロゲンランプ６の発熱部６１を３２０ｍｍとし、両端の経路形成部材３，３の間（詳しくは、経路形成部３１，３１，の先端間）の最短距離（３３０ｍｍ）より短くなるように設定した。こうすることで、ハロゲンランプ６の端部は経路形成部材３の外側まで伸びているが、経路形成部材３と重なる部分ではハロゲンランプ６が発熱しないようにして、経路形成部材３を積極的に加熱することを防止している。詳細に述べると、図７に示すように、ハロゲンランプ６の本体部における非発熱部６２が、経路形成部材３における経路形成部３１及びフランジ部３３に対し軸方向に重なる位置に配置されると共に、コネクタ６４が経路形成部材３の挿通孔を貫通して、経路形成部材３よりも軸方向の外方位置に位置するようにされている。これによって、ハロゲンランプ６のコネクタ６４は、その耐熱性が比較的低いものの、コネクタ６４を定着ベルト２の外側に配置することによって、コネクタ６４の熱的条件を満足させることが可能になる。

尚、経路形成部材３がフランジ部を有さない構造であって、フレーム１１に対してネジによって取り付けられる時には、図９，１０に示すように、ハロゲンランプ６の本体部における非発熱部６２が、経路形成部材３における経路形成部３１及びフレーム１１に対し軸方向に重なる位置に配置されると共に、コネクタ６４が経路形成部材３の挿通孔を貫通して、フレーム１１よりも軸方向の外方位置に位置するようにすればよい。

また、本実施形態では加熱源としてハロゲンランプ６を用いたが、加熱源としてはハロゲンランプに限定されるものではなく、立ち上がりが早くかつ赤外線を効率よく発光するものであれば任意の加熱源を採用することができる。たとえば、石英ガラス管内に発熱源として炭素系発熱材料を用いたカーボンランプヒーターは赤外線を効率よく発光し、立ち上がりも比較的早いので好適である。

また、ハロゲンランプ６が局所的に加熱することがないように、ハロゲンランプ６の周方向全体に熱線を放射する、指向性を有さない特性を持ったハロゲンランプ６を使用しているが、図１５に示すように、ハロゲンランプ６の一部に反射膜６５を設け遮蔽板７に対して熱線を照射しないような指向性を持ったハロゲンランプ６であれば、定着ベルト２を照射する範囲を狭めることがないので使用してもよい。

（遮蔽板）
遮蔽板７は、ハロゲンランプ６に対して支持体５を遮蔽して、ハロゲンランプ６からの熱線が支持体５に直接吸収されることがないようにするものであって、定着ベルト２のみを効率よく加熱するためのものである。この遮蔽板７が遮蔽体を構成する。

この遮蔽板７は、図２に示すように、定着ベルト２の内部においてハロゲンランプ６と支持体５との間で、定着ベルト２の軸方向に延びて設けられている。こうすることで、定着ベルト２の内周面は、その周方向において、ハロゲンランプ６からの熱線が照射される部分（照射領域Ｌに位置する部分。以下、照射部分ともいう。）と、遮蔽板７の陰となってハロゲンランプ６からの熱線が照射されない部分（陰領域Ｋに位置する部分。以下、非照射部分ともいう）とに分割される。

遮蔽板７は、断面山型の板状の部材であって、定着ベルト２の軸方向に直交する断面形状がハロゲンランプ６側に凸状に形成されている。遮蔽板７の材料としては熱放射率が０．１以下のものがよく、銅、アルミニウム、ステンレス等の表面光沢のある金属材料が好ましい。このように、遮蔽板７は、ハロゲンランプ６からの熱線をできる限り吸収しないように、少なくともハロゲンランプ６側の表面が光を反射するように形成されている。

この遮蔽板７は、その一部に接続部（図示省略）を設けて、該接続部を介して断熱部材５２に固定している。そして、遮蔽板７と支持体５との間には断熱空間が形成されている。こうして、遮蔽体７は、支持体５との間が断熱されており、遮蔽板７が熱線を吸収して加熱されたとしても、その熱が支持体５に伝導しないように構成されている。

さらに、遮蔽板７の端部は、経路形成部材３の挿通孔を通じて外側まで延びている。こうすることによって、ハロゲンランプ６から受けた熱を定着ベルト２外へ放熱することができ、遮蔽板７が変形したり、変色したりすることを防止することができる。尚、遮蔽板７の材料として銅やアルミニウムなど熱伝導性の良い金属を用いることによって、遮蔽板７の熱をより効率良く放熱することができる。遮蔽板７の熱をさらに効率良く放熱させるために、例えば、遮蔽板７のうち、経路形成部材３より外側の部分の面積を広くする構成にしたり、遮蔽板７の端部をフレーム１１に接触させたりしてもよい。

また、遮蔽板７をハロゲンランプ６側に凸状に形成することによって、遮蔽板７を平坦な部材で形成する構成と比較して、定着ベルト２の内周面のうち照射部分の面積を拡大することができる。すなわち、同じ構成の支持体５を遮蔽する場合、遮蔽板７を平板で構成すると、定着ベルト２内における遮蔽板７よりも支持体５側の空間の横断面は、略半円状又は略弓形状になる。それに対し、遮蔽板７をハロゲンランプ６側に凸状に形成すると、定着ベルト２内における遮蔽板７よりも支持体５側の空間の横断面は、中心角が１８０°未満の略扇形状となり、定着ベルト２の内周面のうち支持体５側の空間に位置する部分を可及的に低減することができる。その結果、定着ベルト２の照射部分の面積を可及的に拡大することができる。

別の見方をすると、仮に、定着ベルト２の内周面のうち、遮蔽板７に覆われた部分の面積を同じとすると、遮蔽板７を平板で構成する場合、支持体５を収容する空間が略半円状又は略弓形状となるのに対し、遮蔽板７をハロゲンランプ６側に凸状に形成する場合、支持体５を収容する空間が略扇形状となり、前述の略半円状又は略弓形状よりも拡大することができる。

さらに、仮に遮蔽板７を支持体５側に凸状に形成すると、遮蔽板７はハロゲンランプ６から見て凹面となり、ハロゲンランプ６から放射されて遮蔽板７で反射する熱線が、定着ベルト２の内周面の所定の箇所に集中する可能性がある。それに対し、遮蔽板７をハロゲンランプ６側に凸状に形成することによって、ハロゲンランプ６から照射されて遮蔽板７で反射する熱線は、様々な方向に散乱し、定着ベルト２の内周面の所定の箇所に集中することを防止することができる。

本実施形態では、図２のように、遮蔽板７を板金曲げにて加工して、遮蔽板７の支持体５側に、ハロゲンランプ６に向けて凸状の空間を形成し、該凸状の空間内に支持体本体５１のリブ部５１ｂが位置するようにしている。

尚、遮蔽板７は、その一部に接続部を設け、該接続部を介して断熱部材５２に固定しているが、より完全に断熱するには他の断熱部材を介して固定してもよいことはいうまでも無い。

さらに、本実施形態では、遮蔽体として遮蔽板７を採用しているが、これに限られるものではない。例えば、図１６に示すように、ハロゲンランプ６側に凸状であれば、耐熱性樹脂製の部材の表面にメッキ加工をしたブロック状の遮蔽体７１であったり、アルミなどの金属を引抜き加工で形成したものであってもよい。

また、本実施形態においては遮蔽板７と支持体５との間に一定の空間を設け、遮蔽板７と支持体５とを断熱したが、この空間に積極的に断熱部材５５を配置して遮蔽板７の熱を伝えないようにすることも有効である（図１４参照）。例えば、定着装置１が、図２と上下逆になるように配設された場合には、遮蔽板７と支持体５との間に断熱部材を配置して空気の対流を抑えることが特に効果的である。断熱部材としては、例えばヒュームドシリカ（５〜３０ｎｍ）の形成体であるPorextherm ＷＤＳ（黒崎播磨株式会社製。２００℃における熱伝導率０．０２１Ｗ/ｍ・Ｋ）などが有効である。さらには、断熱部材は図１４に示すような配置に限られず、断熱部材が遮蔽板７と支持体５との間に充填される構成であってもよい。

さらに、ハロゲンランプ６と遮蔽板７の位置関係は図示したものに限定されるものではなく、ハロゲンランプ６と遮蔽板７の位置関係や形状により陰領域Ｋの位置や範囲が変わり、それに伴い、前記経路形成部材３の片寄り規制部３５の位置や寸法も変わることは言うまでもない。

また、図１７，１８に示すように、経路形成部材３の経路形成部３１の先端面と対向する位置に第２の遮蔽体として端部遮蔽板７２を設けてもよい。この端部遮蔽板７２は、ハロゲンランプ６の発熱部６１から経路形成部材３へ斜め方向に発せられた熱線を遮蔽する。これによって、ハロンゲンランプ６からの熱線を経路形成部材３に直接吸収されないことをより確実にすることができる。さらに、端部遮蔽板７２は、ハロゲンランプ６からの熱線を反射することによって、定着ベルト２のみを効率よく加熱することができる。端部遮蔽板７２の材料としては、熱放射率が０．１以下のものがよく、銅やアルミニウム、ステンレスなどの表面光沢のある金属材料が好ましい。また、端部遮蔽板７２を板状に形成することによって容易に形成することができる。

端部遮蔽板７２の、経路形成部３１の先端面と対向する端部とは反対側の端部７２ａは、経路形成部材３の外側まで延びている。こうすることによって、ハロゲンランプ６からの輻射熱を定着ベルト２外へ放熱することができ、その結果、端部遮蔽板７２が変形したり、変色したりすることを防止することができる。端部遮蔽板７２を銅やアルミニウム等の熱伝導性の高い金属を使うと、ハロゲンランプ６より受けた熱を効率良く放熱することができる。尚、端部遮蔽板７２のうち、経路形成部材３よりも外側の部分の面積を広くしたり、フレーム１１に接触させたりすることによって、端部遮蔽板７２の熱をさらに効率良く放熱することができる。

（回転検知手段）
回転検知手段９は、図１９に示すように、定着ベルト２の回転が伝達される回転伝達部としての回転伝達装置９１と、該回転伝達装置９１からの出力によって定着ベルト２の回転状態を検知する検知部としてのフォトセンサー９２とを備えている。

回転伝達装置９１は、第１回転軸としての回転軸Ｃ１周りに回転自在に設けられる転動体としてのコロ９１１と、該コロ９１１と回転一体に形成される第１ギア９１２と、該第１ギア９１２からコロ９１１の回転が伝達されて、第２回転軸としての回転軸Ｃ２周りに回転する第２ギア９１３と、該第２ギア９１３と回転一体に形成される羽９１４とを備えている。

コロ９１１は、定着ベルト２の外周面と当接する外周面を有する円盤状の部材であり、その外周面の長さは、定着ベルト２の外周面の長さよりも短く設定されている。このコロ９１１は、回転軸Ｃ１方向に延びる軸部材に対して外嵌されている。そうして、コロ９１１と前記軸部材とは回転一体とされている。

第１ギア９１２は、円盤の外周面に所定数の歯が形成された平歯車であって、前記軸部材に対して外嵌されている。これによって、第１ギア９１２とコロ９１１とは互いに隣接して配置されると共に、コロ９１１と第１ギア９１２とは、前記軸部材を介して回転一体とされている。ここで、第１ギア９１２は、コロ９１１よりも小径にされており、これによって後述するように、コロ９１１が定着ベルト２の外周面に対して当接しているときに、第１ギア９１２を定着ベルト２の外周面とは非接触の状態とすることができる（図７参照）。

第２ギア９１３も、第１ギア９１２と同様に平歯車であって、回転軸Ｃ２方向に延びるシャフト９１５に外嵌されて当該シャフト９１５と回転一体とされている。第２ギア９１３は、第１ギア９１２の歯数よりも多い歯数を有すると共に、第１ギア９１２と噛み合っており、これによって、第１ギア９１２の回転が、第２ギア９１３へと伝達されるようになっている。

ここで、第２ギア９１３の周長は、定着ベルト２の外周長よりも短く設定されており、コロ９１１、第１ギア９１２、第２ギア９１３の周長がそれぞれ、定着ベルト２の外周長よりも短いことにより、第２ギア９１３の回転は、定着ベルト２の回転に対して増速される。

羽９１４は、径方向の外方に向かって延びる羽片が、径方向に等間隔を空けて４つ設けられた、全体として十字形状を有しており、シャフト９１５に対して外嵌されている。これによって、第２ギア９１３と羽９１４とは、シャフト９１５を介して回転一体とされている。

シャフト９１５において第２ギア９１３と羽９１４との間には、アーム状に延びる揺動部材９１６の基端部が外挿されており、これによってこの揺動部材９１６は、シャフト９１５を中心として揺動可能に、このシャフト９１５に支持されている。そうして、揺動部材９１６の先端部には、前記第１ギア９１２が第２ギア９１３に噛み合った状態となるように、第１ギア９１２及びコロ９１１が外嵌された軸部材が回転可能に保持されている。これによって、コロ９１１及び第１ギア９１２は、回転軸Ｃ２周りに揺動可能とされている。また、シャフト９１５は、第２ギア９１３と羽９１４との間において、取り付け部材９１７に回転可能に保持されており、この取り付け部材９１７によって回転伝達装置９１が定着装置本体に取り付けられる。

このように構成された回転検知手段９は、図７に示すように、定着ベルト２の軸方向の一端部に配設されており、特にそのコロ９１１は、経路形成面３２に対応する位置で定着ベルト２の外周面と当接している。換言すれば、定着ベルト２がコロ９１１と経路形成面３２とで挟持されている。これによって、コロ９１１を定着ベルト２に当接させても、定着ベルト２の回転経路が経路形成部３１により保持されるので、定着ベルト２は変形せず、定着ベルト２の回転がコロ９１１に確実に伝達する。また、経路形成面３２に対応する位置は、ハロゲンランプ６の輻射熱によって定着ベルト２が直接的に加熱されない位置であるので、コロ９１１が熱によって膨張や破損をすることが抑制される。

さらに、コロ９１１は、図７に示すように、定着ベルト２の端縁よりも軸方向の内方位置に配置されている。こうすることで、定着ベルト２の内周面に塗布されたグリースが定着ベルト２の端から漏れてもコロ９１１に付着しないようになるため、グリースがコロ９１１に付着してコロ９１１と定着ベルト２との間で滑りが生じることにより、定着ベルト２の回転がコロ９１１に確実に伝達できなくなる事態を防止することができる。

また、図１，２に示すように、定着ベルト２の筒軸に直交する横断面において、コロ９１１を鉛直下方に投影した領域が、定着ベルト２の少なくとも一部と重なるように、コロ９１１が配設されていると共に、コロ９１１及び第１ギア９１２に対して、定着ベルト２の回転方向下流側の斜め上方位置に、第２ギア９１３が配設されている。より詳細には、コロ９１１は、加圧ローラ４と定着ニップＮの中心を結んだＺ線よりも定着ニップＮの出口側において、定着ベルト２の上向きの外周面に対して当接していると共に、揺動部材９１６の支点（つまり、回転軸Ｃ２の位置）からコロ９１１の支点（つまり、回転軸Ｃ１の位置）への向きＶ１が、コロ９１１と定着ベルト２とが当接した位置における定着ベルト２の回転方向の向きＶ２とは逆向きになるように配設されている。これによって、回転軸Ｃ２を中心として揺動可能に支持されているコロ９１１は、その自重によって自動的に定着ベルト２に密着するようになると共に、定着ベルト２の回転によっても、定着ベルト２に密着する方向の力が作用する。その結果、定着ベルト２の回転力がコロ９１１に確実に伝達するようになる。ここで、回転軸Ｃ２の位置から回転軸Ｃ１の位置への向きＶ１が、前記向きＶ２と逆向きになるためには、回転軸Ｃ２が、前記コロ９１１と定着ベルト２とが当接した位置における法線を挟んで、定着ベルト２の回転方向の前側（図２における左斜め上方側）と後側（図２における右斜め下方側）との内、回転方向の前側に位置することが少なくとも必要である。

また、定着ベルト２の熱膨張や蛇行等により定着ベルト２の回転軌跡が多少変化しても、コロ９１１が揺動部材９１６によって揺動可能に支持されているので、定着ベルト２とコロ９１１とを確実に当接させた状態に保つことができる。従って、定着ベルト２の回転をコロ９１１により確実に伝達することができる。

フォトセンサー９２は、羽９１４に隣接して配置されて、シャフト９１５の回転に伴い回転する羽９１４の回転を検知する。つまり、４つの羽片を有する羽９１４の回転によって、光の透過、遮断が切り替わることによって、シャフト９１５の回転状態、ひいては定着ベルト２の回転状態を検出する。フォトセンサー９２は、その内部に、検出した回転状態を電気信号に変換して出力する電気回路を有しており、この電気回路は熱によって故障しやすいので、フォトセンサー９２は、図１に示すように、ハロゲンランプ６の輻射熱によって直接的に加熱されない位置、具体的には、経路形成部材３よりも外側位置に配設するのが好ましい。

尚、コロ９１１は、電気的に導通できるように導電体を含んで形成すると共に、接地してもよい。こうすることで、定着ベルト２の帯電による被記録材１９上の画像の乱れを防ぐことができる。

また、コロ９１１において定着ベルト２と当接する外周面が、異物等で汚染されることで、定着ベルト２とコロ９１１との間で滑りが生じないように、例えばブラシや布によりコロ９１１の表面に付着した異物を除去する清掃部材を設けてもよい。例えば、この清掃部材をブラシや布で構成してコロ９１１の外周面を拭き取るようにすればよい。また、清掃部材を導電性材料で構成することで、この清掃部材に電圧を印加し、コロ９１１との間に電位差を生じさせて、電気的な力によって、コロ９１１の外周面に付着した異物を清掃部材に引き寄せて除去してもよい。また、清掃部材をファンで構成して、このファンによって風を起こし、その風をコロ９１１に当ててコロ９１１に付着した異物を吹き飛ばしたり、コロ９１１に付着した異物を吸引したりしてコロ９１１に付着した異物を除去してもよい。

（動作説明）
このように構成された定着装置１の動作を詳しく説明する。

加圧ローラ４が、支持体５に対応する位置において、定着ベルト２の外周面に所定の加圧力で押し付けられると、定着ベルト２が加圧ローラ４と支持体５とで挟み込まれた状態となり、定着ベルト２と加圧ローラ４との当接部に定着ニップＮが形成される。この状態で、駆動手段（図示省略）により加圧ローラ４が回転駆動されると、定着ベルト２は、加圧ローラ４との摩擦力により従動回転する。尚、定着ベルト２の内周面は摺動シート５４を介して支持体５と接触しているため、定着ベルト２と支持体５との間の摩擦力は小さく、定着ベルト２は摺動シート５４に対して滑りながら移動していく。このとき、定着ベルト２は、その両端部に経路形成部材３の経路形成部３１が嵌め込まれているため、経路形成面３２に沿った形状をほぼ保ったまま回転する。このとき、定着ベルト２は、その両端部の経路形成部３１のフランジ部３３に設けられた片寄り規制部３５によって、軸方向への移動が所定の範囲内に規制されている。

定着ベルト２が従動回転し始めるとほぼ同時に、加熱源制御手段９ａ（図２参照）によりハロゲンランプ６が点灯されて、定着ベルト２の内面を照射する。このとき、定着ベルト２は回転しており、定着ベルト２の内周面のうち、遮蔽板７に覆われていない照射領域Ｌに位置する部分が、ハロゲンランプ６からの熱線を順次吸収していく。こうして、定着ベルト２は急速に昇温する。尚、このときハロゲンランプ６から出て遮蔽板７に当たった熱線もほとんどが反射されて、照射領域Ｌに位置する定着ベルト２に吸収される。

定着ベルト２がやがて所定の温度に達すると、トナー像を担持した被記録材１９が定着ニップＮに搬送されてくる。被記録材１９上のトナー像は、定着ニップＮにおいて、高温となった定着ベルト２によって加熱溶融されると共に、加圧ローラ４によって加圧されて、被記録材１９上に順次定着される。尚、定着ベルト２の温度は、サーミスタで検知され、温度制御手段によりハロゲンランプ６が適宜ＯＮ、ＯＦＦされることで、定着に必要な一定の温度に制御される。

トナー像が定着された被記録材１９は、定着ニップＮから排出される。定着ニップＮの出口側では、定着ベルト２の曲率半径が小さくなっているため、被記録材１９はそれ自身の復元力によって定着ベルト２から順次分離していく。被記録材１９の後端が定着ニップＮを通過することで、定着装置１の定着処理が終了する。

ここで、定着ベルト２が加圧ローラ４との間で滑ったり、加圧ローラ４の駆動装置がロックしたり、被記録材１９が定着ベルト２と加圧ローラ４との間で詰まる等することによって、定着ベルト２の回転が停止する又は通常時よりも遅くなる（以下、無回転状態ともいう）という回転異常が発生した場合に、次のような問題が生じる。つまり、回転異常が発生した場合には、ハロゲンランプ６によって、停止した定着ベルト２が加熱され続けると、定着ベルト２が過剰に加熱されてしまい、遂には定着ベルト２の耐熱温度を超えて定着ベルト２が破損する虞がある。そのため、定着ベルト２の無回転状態が発生したときには、そのことを直ちに検知して、ハロゲンランプ６を停止又はハロゲンランプ６の輻射熱を抑制（つまり、熱源消灯）する必要がある。

本実施形態では、回転検知手段９によって定着ベルト２の回転状態を検知して、定着ベルト２の無回転状態を検知したときには、加熱源制御手段９ａにより熱源消灯する。

詳しくは、定着ベルト２が回転すると同時にコロ９１１も回転し、コロ９１１が回転すると第１ギア９１２が回転し、第１ギア９１２が回転すると第２ギア９１３が回転し、第２ギア９１３が回転すると羽９１４が回転する。つまり、定着ベルト２の回転が羽９１４に伝達される。このとき、コロ９１１、第１ギア９１２、第２ギア９１３の周長が定着ベルト２の外周長よりも短く設定されているので、定着ベルト２の回転が増速されて羽９１４に伝達される。つまり、定着ベルト２の回転角が小さいときでも、羽９１４の回転角は大きくなる。そうして、羽９１４の回転をフォトセンサー９２により検出することで、定着ベルト２の回転状態、特に定着ベルト２の回転が停止したことや、回転数が低下したことを迅速かつ精度よく検知することができるようになる。このようにして、定着ベルト２の回転状態を検知して、無回転状態を検知したときには、時間を測定し始める。そうして、定着ベルト２の無回転状態を検知してから所定の時間（定着ベルト２がハロゲンランプ６によって過剰に加熱されて破損し始めるよりも若干短い時間）が経過した後においても、定着ベルト２が無回転状態である場合（好ましくは、定着ベルト２の無回転状態を検知してから前記所定の時間が経過するまで無回転状態が継続した場合）に、加熱源制御手段９ａは、熱源消灯する。

こうすることで、従来の回転検知方法では、定着ベルトの無回転状態の検知に比較的長い時間を要したり、定着ベルトを加工しなければならず費用もかかる等の不都合があるところ、本実施形態の回転検知手段９を用いれば、定着ベルト２を加工する必要がなく、簡素かつ安価なコロ９１１等で構成された回転伝達部９により定着ベルト２の回転状態を検知することができるので費用がかからず、また、定着ベルト２の回転が増速されて羽９１４に伝達されるので、定着ベルト２の無回転状態を短時間で検知することができる。

従って、定着ベルト２が加圧ローラ４との間で滑ったり、加圧ローラ４の駆動装置がロックしたり、紙等の被記録材１９が定着ベルト２と加圧ローラ４との間で詰まる等して、定着ベルト２が無回転状態になった場合でも、その状態がすぐに検出されて、加熱源制御手段９ａによって迅速に熱源消灯される。その結果、ハロゲンランプ６によって、停止した定着ベルト２が過剰に加熱にされて破損することを防止することができる。

また、定着ベルト２の端部を加工していないので、定着ベルト２の特に端部の強度が十分に確保されており、定着ベルト２が蛇行する等して、その端部が定着装置１の、例えば経路形成部材３等の部材に接触したときに、定着ベルト２が破損することを抑止することができる。

また、本実施形態では、定着ベルト２の無回転状態を検知してから前記所定の時間経過後に熱源消灯している。従って、定着ベルト２とコロ９１１との間で一時的な滑りが起きたり離れたり等して、定着ベルト２が一時的に無回転状態になったときに、熱源消灯してしまって、定着ベルト２の温度が低下してしまったり、そのような誤検知が繰り返される結果、ハロゲンランプ６がＯＮ／ＯＦＦを繰り返して、定着ベルト２の温度を適正に保てなくなる事態を防止することができる。

尚、回転検知手段９は、定着ベルト２の無回転状態を検知するだけでなく、加圧ローラ４の外径が変化することによる定着ベルト２の回転速度の変化を検知することに利用することも可能であり、その検知した定着ベルト２の回転速度の変化をフィードバックして加圧ローラ４の回転速度を制御することで、定着ベルト２の回転速度を一定に保つこともできる。

また、第１ギア９１２よりも第２ギア９１３の歯数を少なくすることにより羽９１４に伝達される定着ベルト２の回転をさらに増速して、定着ベルト２の回転状態をより早く検知することができるようにしてもよい。

さらに、羽９１４における羽片の数を増すと共に、その間隔を狭くすることにより、フォトセンサー９２によって回転伝達装置９１から定着ベルト２の回転状態を早く検知できるようにしてもよい。

尚、前述の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、被記録材上のトナー像を定着する定着装置について有用である。

定着装置の斜視図である。 定着装置の横断面図である。 定着装置の分解斜視図である。 定着ベルトの拡大断面図である。 経路形成部材の正面図である。 経路形成部材の斜視図である。 図２のVII−VII線における、定着装置の縦断面図である。 定着ベルトの回転経路の形状を模式的に示す横断面図である。 変形例に係る経路形成部材を示す、図７に相当する定着装置の縦断面図である。 別の変形例に係る経路形成部材を示す、図７に相当する定着装置の縦断面図である。 支持体の斜視図である。 ニップ形成部材の変形例を示す、定着装置の横断面図である。 摺動シートの変形例を示す、定着装置の横断面図である。 支持体の変形例を示す、定着装置の横断面図である。 ハロゲンランプの変形例を示す、定着装置の横断面図である。 遮蔽体の変形例を示す、定着装置の横断面図である。 端部遮蔽板を示す、図７に相当する定着装置の縦断面図である、 端部遮蔽板を示す、概略斜視図である。 回転検知手段の斜視図である。

符号の説明

１ 定着装置
１９ 被記録材
２ 定着ベルト
３ 経路形成部材
３１ 経路形成部
３２ 経路形成面
４ 加圧ローラ
５ 支持体
６ ハロゲンランプ（加熱源）
７ 遮蔽板（遮蔽体）
９ 回転検知手段
９１ 回転伝達装置（回転伝達部）
９１１ コロ（転動体）
９１６ 揺動部材
９２ フォトセンサー（検知部）
９ａ 加熱源制御手段
Ｎ 定着ニップ

Claims (9)

1. 被記録材上のトナー像を定着する定着装置であって、
   所定の軸方向に延びる筒状に形成された定着ベルトと、
   前記定着ベルト内に配設されると共に、輻射発熱により該定着ベルトを内周面から加熱する加熱源と、
   前記定着ベルトの外周面に対して当接した状態で加圧して、その状態で回転駆動することによって該定着ベルトを従動回転させる加圧ローラと、
   前記定着ベルト内に配設されて、前記加圧ローラからの加圧力を前記定着ベルトの内周側から受け止めて該定着ベルトを支持する支持体と、
   前記定着ベルトの内周面の少なくとも一部と摺接して該定着ベルトの回転経路を形成する経路形成面をその外周面に有する経路形成部材と、
   前記定着ベルトの回転状態を検知する回転検知手段とを備え、
   前記回転検知手段は、前記経路形成面との間に前記定着ベルトを挟み込むように、その外周面が前記定着ベルトの外周面に当接すると共に、前記定着ベルトの回転に追従して前記定着ベルトの軸方向と平行な第１回転軸周りに回転する転動体を有し且つ、当該転動体の回転を入力として、前記定着ベルトの回転を増速して出力する回転伝達部と、当該回転伝達部の出力に基づいて前記定着ベルトの回転状態を検知する検知部とを備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記転動体の外周面の長さは、前記定着ベルトの外周長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記回転伝達部は、前記転動体を前記第１回転軸に平行な第２回転軸を中心として揺動可能に支持する揺動部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記第２回転軸は、前記定着ベルトの前記軸に直交する横断面において、前記第２回転軸から前記第１回転軸への向きが、前記転動体と前記定着ベルトとが当接した位置における前記定着ベルトの回転方向への向きとは逆向きになるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記経路形成部材は、前記定着ベルトの両端それぞれに配置され、前記経路形成面は、前記定着ベルトの両端部の内周面と摺接しており、
   前記転動体は、前記定着ベルトの両端よりも軸方向の内方位置に配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 前記検知部は、前記回転伝達部から出力される前記定着ベルトの回転状態を電気信号に変換する電子機器であり、前記検出部において少なくとも電気信号が通る電気回路は、前記加熱源によって直接的に加熱されない位置に配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の定着装置。
7. 前記転動体は、導電性を有すると共に接地されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の定着装置。
8. 前記回転検知手段によって検知された前記定着ベルトの回転状態に応じて、前記加熱源を制御する加熱源制御手段をさらに備え、
   前記加熱源制御手段は、前記回転検知手段により前記定着ベルトの回転が停止又所定の速度よりも遅く回転している状態が検知されると共に、その状態が所定時間継続したときに、前記輻射発熱を抑制するように、前記加熱源を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の定着装置。
9. 前記転動体の外周面に付着した異物を除去する清掃手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の定着装置。

Images