JP2011033652A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度検出素子による温度検出に支障が発生した場合に、応答性高くベルト部材の加熱を低下させて、ベルト部材が不必要に加熱されることを抑制できる像加熱装置を提供する。
【解決手段】過昇温検出スイッチ１４０を設けたスイッチホルダ１４１は、パッドステー１３７からばね付勢されて昇降し、回転する定着ベルト１３０のばたつきに追従して過昇温検出スイッチ１４０を定着ベルト１３０に摺擦させる。過昇温検出スイッチ１４０は、自己保持性を持つ２００℃のバイメタルスイッチで構成され、２００℃を検出すると誘導加熱コイル１５０の誘導加熱電源１５１をＯＦＦする。スイッチホルダ１４１が３ｍｍ上昇すると電流が流れて溶断する電流ヒューズを過昇温検出スイッチ１４０と直列に接続しているので、定着ベルト１３０が破損してスイッチホルダ１４１が上昇した場合も誘導加熱電源１５１がＯＦＦする。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱されたベルト部材を用いて記録材のトナー像を加熱処理する像加熱装置、詳しくはベルト部材の不必要な加熱を回避してベルト部材の寿命を確保させる構造に関する。

加熱ニップで記録材を挟持搬送して記録材に担持されたトナー像を記録材に定着させる定着装置を備えた画像形成装置が広く用いられている。また、半定着トナー像又は定着済みトナー像を担持した記録材を加熱ニップで挟持搬送して画像の表面光沢等を調整する画像調整装置も実用化されている。これらの像加熱装置において加熱ニップを形成している加熱部材及び加圧部材は、ベルト部材とローラ部材との種々の組み合わせで実用化されている。

ベルト部材を用いる像加熱装置では、直接的又は間接的にベルト部材を加熱する加熱手段が設けられ、加熱手段によるベルト部材の加熱状態は、ベルト部材の温度検出結果に基いて制御される（特許文献１、２）。

特許文献１には、定着ベルトに加圧ベルトを圧接して加熱ニップを形成する定着装置が示される。ここでは、加熱ニップで定着ベルトの内側面を支持する加熱ローラの中心にハロゲンヒータを配置しており、ハロゲンヒータの出力は、加熱ニップの上流側に配置した接触型のサーミスタによる定着ベルトの温度検出結果に応じて調整される。

特許文献２には、定着ベルトに加圧ローラを圧接して加熱ニップを形成する定着装置が示される。ここでは、定着ベルトを直接誘導加熱する誘導加熱コイルが定着ベルトに沿って配置され、誘導加熱コイルの出力は、定着ベルトの内側面に配置した接触型のサーミスタによる定着ベルトの温度検出結果に応じて調整される。

特許文献３には、定着ベルトに加圧ローラを圧接して加熱ニップを形成する定着装置が示される。ここでは、定着ベルトの破断を検知して、定着ベルトの加熱及び駆動を停止させている。

特開２００４−３４１３４６号公報 特開２００６−２５９３３０号公報 特開２００２−２８７５４２号公報

特許文献２に示されるように、ベルト部材の張架部分の内側面に温度検出素子を配置した場合、回転するベルト部材がばたつくと温度検出素子がベルト部材の温度を低く検出してしまう。そして、ベルト部材の温度が低く判断されると、誘導加熱コイルの出力が高められて、ベルト部材が不必要に加熱されてしまい、トナーが溶け過ぎて記録材がベルト部材に貼り付いたり、ベルト部材の寿命が短くなったりする。

また、ベルト部材が運転中に破損した場合にも、ベルト部材の温度を温度検出素子が正常に検出できなくなってベルト部材の温度が低く判断され、その結果、ベルト部材が不必要に加熱されることがある。

そこで、特許文献３に示されるように、独立したベルト異常検出装置を設けて、ベルト部材の異常を検知すると即座にベルト部材の加熱を停止させることが提案された。

しかし、温度検出素子が接触不良を生じてから、ベルト異常検出装置がベルト部材の異常を検知するまでに遅れ時間（タイムラグ）があると、やはりベルト部材が不必要に加熱されてしまう。特許文献３に示されるように、ベルト部材の縁でベルト部材の異常を検知している場合、ベルト部材の中央に配置された温度検出素子が接触不良を起こしても、ベルト部材の不必要な加熱がいつまでも継続されてしまう。

本発明は、温度検出素子による温度検出に支障が発生した場合に、応答性高くベルト部材の加熱を低下させて、ベルト部材が不必要に加熱されることを抑制できる像加熱装置を提供することを目的としている。

本発明の像加熱装置は、ベルト部材と、前記ベルト部材の張架部分の内側面の温度を検出する温度検出素子と、回転する前記ベルト部材のばたつきに追従させて前記温度検出素子を移動させる移動機構と、前記ベルト部材を加熱する加熱手段と、前記温度検出素子が所定温度を検出すると前記加熱手段の出力を低下させる第１の低下手段とを備えたものである。そして、前記移動機構による前記温度検出素子の移動量が所定量に達すると前記加熱手段の出力を低下させる第２の低下手段を備える。

本発明の像加熱装置では、移動手段が温度検出素子をベルト部材の面に垂直な方向に移動させることにより、ベルト部材の内側面に対する適正な温度検出状態を維持している。そして、低下手段は、移動手段による移動が間に合わなくなったことを検知して、加熱手段の出力を低下させる。このため、温度検出素子がベルト部材の温度を検出するその位置で、温度検出素子が正常にベルト部材の温度検出を行えなくなったことを検知できる。移動手段による移動が間に合わなくなった時点で、すなわち低い温度状態と判断されて不必要な加熱がされる前に加熱手段の出力を低下させる。

従って、温度検出素子による温度検出に支障が発生した場合に、応答性高くベルト部材の加熱を低下させて、ベルト部材が不必要に加熱されることを抑制できる。

画像形成装置の構成の説明図である。 定着装置の断面構成の説明図である。 定着装置の外観図である。 過昇温検出スイッチの取り付け構造の説明図である。 定着ベルトの回転位置の移動に伴うスイッチホルダの昇降の説明図である。 過昇温検出スイッチを用いた誘導加熱電源の制御の説明図である。 実施例２の定着装置の説明図である。 実施例３の温度検出状態確認スイッチの説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、ベルト部材に追従する温度検出素子の移動状態を検出する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、定着ベルトに加圧ベルトを圧接した像加熱装置に限らず、定着ローラに加圧ベルトを圧接した像加熱装置、又は定着ベルトに加圧ローラを圧接した像加熱装置等でも実施できる。

像加熱装置が搭載される画像形成装置は、感光ドラムから記録材へ枚葉式にトナー像を転写する画像形成装置に限らず、中間転写ベルトを用いる画像形成装置、記録材搬送ベルトに担持された記録材へトナー像を転写する画像形成装置でも実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１〜３に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、感光ドラム１の周囲に、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５を配置している。

感光ドラム１は、帯電極性が負極性の感光層を表面に形成した金属円筒で構成され、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する。帯電ローラ２は、感光ドラム１に当接して回転し、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されて、感光ドラム１の表面を一様な負極性の電位に帯電させる。

露光装置３は、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームＬＢを多面体ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４は、負極性に帯電したトナーを現像スリーブ４ｓに担持させて感光ドラム１を摺擦し、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、感光ドラム１の静電像を反転現像する。

転写ローラ５は、感光ドラム１に当接してトナー像の転写部Ｔ１を形成する。記録材Ｐは、記録材カセット１０から分離ローラ１１によって１枚ずつ引き出され、レジストローラ１２で待機し、感光ドラム１のトナー像にタイミングを合わせて転写部Ｔ１へ送り出される。転写部Ｔ１は、感光ドラム１のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐを挟持搬送する。転写ローラ５に正極性の電圧を印加することにより、負極性に帯電して感光ドラム１に担持されたトナー像が記録材Ｐへ転写される。

転写部Ｔ１でトナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置１１１で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ１３を通じて排出トレイ１４へ排出される。

＜定着装置＞
図２は定着装置の断面構成の説明図である。図３は定着装置の外観図である。

図２に示すように、定着装置１１１は、駆動ロール１３１とテンションロール１３２に掛け渡した定着ベルト１３０に、駆動ロール１２１とテンションロール１２２に掛け渡した加圧ベルト１２０を圧接して加熱ニップＮを形成する。駆動ロール１３１と駆動ロール１２１とが定着ベルト１３０と加圧ベルト１２０とを上下に挟み込むことで定着ニップＮの下流側が形成される。パッドステー１３７と加圧パッド１２５とが定着ベルト１３０と加圧ベルト１２０とを上下に挟み込むことで、加熱ニップＮの上流側が形成される。

誘導加熱コイル１５０は、定着ベルト１３０の金属層に渦電流を生じさせて定着ベルト１３０を直接に加熱する。定着ベルト１３０の内側面に接触式のサーミスタ１３８が配設され、誘導加熱電源１５１は、サーミスタ１３８で検出される定着ベルト１３０の内側面の温度が所定値に収束するように誘導加熱コイル１５０の出力を調整する。

定着ベルト１３０は、定着ベルト１３０を駆動する駆動ロール１３１と定着ベルト１３０にベルトテンションを付与するテンションロール１３２とに所定の張力（２００Ｎ）で循環回転可能に掛け渡されている。定着ベルト１３０としては、誘導加熱コイル１５０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、適宜選定して差し支えない。ここでは、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を用いた。

加圧ベルト１２０は、加圧ベルト１２０を駆動する駆動ロール１２１と加圧ベルト１２０にベルトテンションを付与するテンションロール１２２とに所定の張力（２００Ｎ）で循環回転可能に掛け渡されている。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。ここでは、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を用いた。

加圧ベルト１２０と定着ベルト１３０の加熱ニップＮの入口側（加圧ロール１２１の上流側）に対応させて、加圧ベルト１２０の内側に、加圧パッド１２５が配置されている。加圧パッド１２５は、シリコンゴムで形成され、所定圧（４００Ｎ）で加圧ベルト１２０の内側面に押し当てられて、加圧ロール１２１とともに加熱ニップＮを形成している。

加圧パッド１２５に対応させて、定着ベルト１３０の内側にパッドステー１３７が配置されている。パッドステー１３７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ材）で形成された、所定圧（４００Ｎ）で加圧パッド１２５に向かって付勢されて加圧ベルト１２０の内側面に押し当てられて、駆動ロール１３１とともに加熱ニップＮを形成している。

加圧ロール１２１は、中実ステンレスによって外径がφ２０に形成された加圧ベルト１２０を懸架するロールであって、加熱ニップＮの出口側に配設されている。

駆動ロール１３１は、中実ステンレスによって外径がφ１８に形成された芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成型により形成したロールであって、加熱ニップＮの出口側に配設される。駆動ロール１３１は、加圧ロール１２１の圧接により弾性層が所定量弾性的に歪ませられている。

図３に示すように、テンションロール１２２は、ステンレス鋼によって外径がφ２０、内径φ１８に形成された中空ロールであり、ベルト部材の張架ロールとして働く。テンションロール１２２の両端部は軸受１２６によって支持され、テンションバネ１２７によって２０ｋｇｆのテンションを加圧ベルト１２０に掛けている。

テンションロール１３２は、ステンレス鋼によって外径がφ２０、内径φ１８に形成された中空ロールであり、ベルト張架ロールとして働く。テンションロール１３２の両端部は軸受１３３によって支持され、テンションバネ１３４によって２０ｋｇｆのテンションを定着ベルト１３０に掛けている。

図２に示すように、駆動ロール１３１に、モーター１３５によって、外部から駆動が入力されると、定着ベルト１３０は、駆動ロール１３１の回転によって矢印Ｒ１３０方向に回転する。記録材Ｐを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。駆動ロール１２１は、軸端の歯車機構によって駆動ロール１３１に連結されて回転し、加圧ベルト１２０を矢印Ｒ１２０方向に回転させる。

定着ベルト１３０は、誘導加熱コイル１５０によって加熱され、サーミスタ１３８の出力をフィードバックされて、サーミスタ１３８の検出温度が１８０℃に保たれるように温度調整される。定着ベルト１３０の内側面の誘導加熱コイル１５０対向位置には、定着ベルト１３０の過昇温を検出するための過昇温検出スイッチ１４０が配置されている。

誘導加熱コイル１５０に交流電流を通電すると、コイル周りに磁力線が発生し、定着ベルト１３０の金属層に渦電流を生じさせる。渦電流が金属層の抵抗によってジュール熱に変化されて金属層を発熱させることにより定着ベルト１３０が直接内側から加熱される。定着ベルト１３０の金属層は、質量が小さいため、誘導加熱コイル１５０の出力変化に対して応答性高く温度変化する。定着ベルト１３０は薄いため、金属層の温度変化は応答性高く定着ベルト１３０の内側面の温度を変化させる。ベルト部材を加熱するための誘導加熱装置の構成、材料、制御等は、例えば、特開２００１−０４３９６４号公報に記載されている。

ところで、画像形成装置においては、記録材上にトナー像を形成し、定着装置で加熱・加圧して画像を記録材に定着させている。ベルト定着方式の定着装置は、互いに対向する定着ベルトと加圧ベルトを設け、これら両ベルト間で記録材Ｐを挟持搬送しながら定着を行う。このため、ベルト定着方式の定着装置は、定着ローラに加圧ローラを圧接して加熱ニップを形成する従来のローラ定着方式に比較して充分なニップ幅を得ている。ベルト定着方式は、定着装置の小型化、高速化対応を達成しつつ、充分な加熱ニップの長さ（記録材Ｐ搬送方向）を得ることができる。定着ベルトもしくは加圧ベルトとして無端ベルトを使用したベルトニップ方式の定着装置は、画像の高光沢化や画像形成の高速化を実現しつつ、加熱ニップにおける記録材の加熱時間を長くして、比較的に低い温度でトナー像を充分に溶融することができる。

ところで、ベルトニップ方式の定着装置では、ベルト部材の繰り返し屈曲による疲労破損やベルト部材の片寄り防止規制部材（リブ）にベルト端部が突き当たることによる破損が重要な技術的課題である。

そして、ベルト部材の破損を防止するためには、ベルト部材の過剰な温度上昇を小さくし、回数を減らして、ベルト部材に無意味な熱負荷をかけないことが望ましい。そして、ベルト部材の過剰な温度上昇を小さくするためには、温度検出素子とベルト部材との位置関係（距離）のばらつきを小さくして、ベルト部材の温度を正確に検出することが必要となる。

そこで、以下の実施例では、ベルト部材（１３０）の張架部分の内側面の温度を検出する温度検出素子（１４０）を、回転するベルト部材（１３０）のばたつきに追従させるために移動機構（１４１、１４４）を設けている。そして、移動機構（１４１、１４４）による温度検出素子（１４０）の移動量が所定量に達すると、加熱手段（１５０）の出力を低下させている。

そして、温度検出素子（１４０）が所定温度を検出すると加熱手段（１５０）を停止させる第１の低下手段（１４２）は、 温度検出素子（１４０）の移動量が所定移動量に達すると加熱手段（１５０）を停止させる第２の低下手段を兼ねている。

そして、マイコン回路のようなプログラム動作する構成ではなく、移動量や温度を検出するスイッチで直接に加熱手段（１５０）をＯＮ／ＯＦＦさせる構成を、通常のマイコン回路の温度制御と並列に配置している。これにより、マイコン回路が作動していない場合でも確実にベルト部材（１３０）の温度上昇を抑制できる。

ところで、ベルトニップ方式の定着装置では、ベルト部材が破損した際に、破損を確実かつ迅速に検出して定着装置を停止させることも重要である。ベルト部材の破損を迅速に検出し、これに対する適切な処置を施すための従来の構成は、特許文献３に示されるように、ベルト部材の温度検出／温度制御に関する構成とは無関係に、独立して配置されていた。

しかし、ベルト部材、ベルト懸架部材、ベルトテンション機構に異常が発生すると、ベルト部材のばたつきが大きくなって、ベルト部材の正確な温度検出が妨げられ、その結果としてベルト部材が過剰に加熱される可能性がある。この場合、ベルト部材の破損検知機構が温度検出位置から遠い位置に配置されていると、肝心の温度検出位置におけるベルト部材のばたつきを正確に評価できない。

そこで、以下の実施例では、ベルト部材の温度検出を行うその位置で、ベルト部材のばたつきや破損を検出している。ベルト部材と温度検出素子の相対位置の変化を速やかに検出して直ちにベルト部材の加熱制御にフィードバックし、これにより、ベルト部材の過剰な温度上昇の可能性を減らしている。

また、そのような回路を単純なスイッチ回路で構成することで、全体が小型化されてコストや設置場所の問題を引き起さない。定着装置の大型化、メンテナンスの困難性等の課題を解決しつつ、簡易且つ安価な構成によって、温度検出素子の誤検知を防止すると同時にベルト部材等の破損を検出している。温度検出素子をベルト部材のばたつきに追従させるための機構をそのまま用いて、温度検出素子とベルト部材との相対的な位置関係の異常を検出する機構を組み立てている。これら両方の機能を少数の部品による小型の部品に集約させたので、定着ベルトユニットの組み立て性、部品交換性、メンテナンス性が高められている。

＜実施例１＞
図４は過昇温検出スイッチの取り付け構造の説明図である。図５は定着ベルトの回転位置の移動に伴うスイッチホルダの昇降の説明図である。図６は過昇温検出スイッチを用いた誘導加熱電源の制御の説明図である。

図４の（ａ）に示すように、スイッチホルダ１４１は、パッドステー１３７との間の加圧バネ１４４によって、定着ベルト１３０の内側面に向かって加圧される。また、スイッチホルダ１４１は、パッドステー１３７上に固定されたホルダガイド１４５によって、定着ベルト１３０の内側面に垂直な方向に、移動可能に支持されている。詳しくは、ホルダガイド１４５に設けたガイドピン１４５ｇがスイッチホルダ１４１に形成されたガイド孔１４１ｇに緩く保持されている。

上記構成によって、過昇温検出スイッチ１４０は、定着装置１１１の各構成部分が正常に機能している通常状態において、定着ベルト１３０の回転に伴う内側面のばたつきに追従して、安定的に加圧接触した状態を保つことが可能となっている。

図５の（ａ）に示すように、実施例１における制御手段は、一端に所定電圧を印加して他端から取り出す電流が低下したときに加熱手段（１５０）が停止するように配置された１本の信号線で構成される。また、温度検出素子（１４０）は、所定温度に達すると信号線を遮断して自己保持する第１のスイッチ素子である。また、第２の低下手段（１４７）は、信号線（１４２）に温度検出素子（１４０）と直列に配置されて、温度検出素子の移動量が所定量に達すると信号線を遮断して自己保持する第２のスイッチ素子を含む。そして、ヒューズ素子（１４７）は、信号線に温度検出素子と直列に配置され、第３のスイッチ素子（１４５Ａ、１４５Ｂ）は、温度検出素子（１４０）の移動量が所定量に達すると信号線を接地電位に短絡させてヒューズ素子（１４７）を溶断させる。

過昇温検出スイッチ１４０は、加圧バネ１４４がスイッチホルダ１４１を昇降させることで、定着ベルト１３０に対する接触を保って、定着ベルト１３０の表面温度を正確に検出することができる。

図６の（ａ）に示すように、過昇温検出スイッチ１４０は、定着ベルト１３０が２００℃まで昇温した場合、内部スイッチ１４０ｂが切れて、誘導加熱コイル１５０を駆動する誘導加熱電源１５１の動作を停止させる。過昇温検出スイッチ１４０の内部スイッチ１４０ｂが切れると、電源制御素子１５４への１２Ｖの供給がなくなるため、誘導加熱電源１５１の電源スイッチ１５５が遮断される。なお、過昇温検出スイッチ１４０は、バイメタルで構成された駆動板１４０ａの凹凸形状の反転によって内部スイッチ１４０ｂを作動させるもので自己保持機能を有している。ただし、液体窒素温度に冷却することで、元の状態へリセットが可能である。

制御部１５２は、誘導加熱電源１５１がこの様に動作停止した場合、定着装置１１１の異常であると判断して、画像形成を停止させ、操作パネル１５３に定着装置１１１の異常による緊急停止である旨を表示する。

過昇温検出スイッチ１４０は、過昇温検出スイッチ１４０への電気的接続を行うための信号線１４２とともに、スイッチホルダ１４１上に、ビス１４３を用いて固定されている。信号線１４２には、図４の（ｂ）に示す誘導加熱電源１５１の動作を入り切りする１２Ｖの電圧が接続されている。そして、過昇温検出スイッチ１４０の電極面（×××で示す）１４６Ａ、１４６Ｂは、信号線１４２の１２Ｖと同電位面となっているが、通常状態において、これと電気的な接続をする部材は無い構成としている。

一方、ホルダガイド１４５は、パッドステー１３７を通じて定着装置１１１のフレームに接続され、定着装置１１１のフレームは、画像形成装置（１００：図１）のフレームに電気的にグラウンド接続されている。そして、スイッチホルダ１４１と定着ベルト１３０の内側面との間に、ホルダガイド１４５から折り曲げて２箇所のスイッチ端子１４５Ａ、１４５Ｂを構成している。スイッチ端子１４５Ａ、１４５Ｂと電極面１４６Ａ、１４６Ｂとの距離は、定着ベルト１３０が通常の高さ位置にあるときに、３ｍｍである。

図５の（ａ）に示すように、通常状態では、定着ベルト１３０のばたつき量が±０．３ｍｍに収まるため、スイッチ端子１４５Ａ、１４５Ｂと電極面１４６Ａ、１４６Ｂとは接触することがない。

しかし、定着ベルト１３０が破損して過昇温検出スイッチ１４０の対向面に定着ベルト１３０が存在しなくなった場合には、スイッチ端子１４５Ａ、１４５Ｂが電極面１４６Ａ、１４６Ｂに接触する。定着ベルト１３０の緩み、駆動ロール１３１又はテンションロール１３２の破損や急停止によって定着ベルト１３０が浮き上がった場合にもスイッチ端子１４５Ａ、１４５Ｂが電極面１４６Ａ、１４６Ｂに接触する。

図５の（ｂ）に示すように、定着ベルト１３０が過昇温検出スイッチ１４０から通常位置よりも３ｍｍ以上離れる方向に移動すると、スイッチホルダ１４１が上昇してホルダガイド１４５のスイッチ端子１４５Ａ、１４５Ｂがストッパとなって停止する。このとき、電極面１４６Ａ、１４６Ｂの１２Ｖ電位が、ホルダガイド１４５の接地電位に短絡される。

図４の（ｂ）に示すように、信号線１４２には、２Ａの電流ヒューズ１４７が過昇温検出スイッチ１４０の内部スイッチ１４０ｂと直列に接続されている。電流ヒューズ１４７は、第２のスイッチ素子を構成している。すなわち、電流ヒューズ１４７は、定着装置１１１の駆動停止によって第３のスイッチ素子（１４５Ａ、１４５Ｂ、１４６Ａ、１４６Ｂ）がＯＦＦしても信号線１４２を接地電位に保つ自己保持機能を担っている。

図６の（ｂ）に示すように、接地電位のスイッチ端子１４５Ａ、１４５Ｂが１２Ｖ電位の電極面１４６Ａ、１４６Ｂの少なくとも１つと接触すると、信号線１４２に大電流が流れて電流ヒューズ１４７が切れる。これにより、過昇温検出スイッチ１４０が作動した場合と同様に、電源制御素子１５４への１２Ｖの供給がなくなるため、誘導加熱電源１５１の電源スイッチ１５５が遮断されて誘導加熱電源１５１の動作が停止する。

制御部１５２は、過昇温検出スイッチ１４０の作動時と同様に画像形成を停止させ、操作パネル１５３に定着装置１１１の異常による緊急停止である旨を表示する。第２のスイッチ素子（１４７）が信号線（１４２）を遮断したときに、ベルト部材（１３０）の破断を警告出力する。

制御部１５２は、誘導加熱電源１５１が動作停止した後に信号線１４２に電圧を出力して接地電位との間の抵抗値を測定する。そして、短絡状態であれば（電源制御素子１５４の抵抗値が検出されない）、定着ベルト１３０の異常であると判断してその旨を操作パネル１５３に表示する。

実施例１の過昇温検出スイッチ１４０を従来の定着装置に適用することで、画像形成装置で用いられるベルトニップ方式の定着装置においてベルト部材の温度上昇を確実に抑制できる。ベルト部材、ベルト部材の張架部材、又はベルト部材に掛けるテンション等が破損した際、温度検出素子とベルト部材との接触圧や相対位置が変化して温度誤検知が発生した際にベルト部材の過剰な温度上昇を小さくできる。これにより、ベルト部材の過剰な温度上昇の回数を減らして定着装置の寿命を伸ばすことが可能となる。

実施例１では、画像形成装置１００の定着装置１１１に適用した例を説明した。しかし、実施例１における無端状のベルト部材は定着ベルト、加熱ベルト、加圧ベルトに限られない。ベルト部材を加熱して、温度検出素子又は過剰昇温検出素子でベルト部材の温度を検出するものであれば、中間転写ベルトを用いて転写同時定着を行う二次転写部ようなものでも実施できる。

また、画像形成装置に限らず、無端状のベルト部材の高精度な移動を必要とする各種の装置において、同様に実施できる。例えば電子黒板の表示ボードのフィルム状ベルト駆動装置、スキャナの原稿搬送ベルトの駆動装置などに適用できる。

実施例１では、ベルト部材が循環搬送されるベルト搬送装置で、ベルト部材やベルト懸架部材の破損を検出する破損検知システムに係わり、特に、トナー像を用いる画像形成装置のベルトニップ方式の定着装置に適している。従来の構成に対して簡易・安価な構成を付加するだけで、ベルト部材やベルト懸架部材の破損を検出し、他部品の損傷を少なくすることができる。

＜実施例２＞
図７に示すように、実施例２の定着装置２１１は、定着ローラ２３１に加圧ベルト１２０を圧接して記録材の加熱ニップを構成する。加圧ベルト１２０は、加圧ロール２２５、加熱ロール２２２、テンションロール２２６に掛け渡して支持され、定着ローラ２３１の回転に従動して回転する。定着ローラ２３１の中心にはハロゲンヒータ２３１Ｈが配置されて、不図示の温度センサによって検出される定着ローラ２３１の表面温度が所定温度に収束するようにハロゲンヒータ２３１Ｈへの供給電力が調整される。

スイッチホルダ１４１は、パッドステー１３７との間の加圧バネ１４４によって、加圧ベルト１２０の内側面に向かって加圧される。スイッチホルダ１４１は、パッドステー１３７上に固定されたホルダガイド１４５によって、加圧ベルト１２０の内側面に垂直な方向に、移動可能に支持されている。過昇温検出スイッチ１４０は、スイッチホルダ１４１と一体に昇降して加圧ベルト１２０のばたつきに追従して、加圧ベルト１２０に安定的に加圧接触した状態を保つ。

しかし、加圧ベルト１２０が破損して過昇温検出スイッチ１４０の対向面に加圧ベルト１２０が存在しなくなった場合には、スイッチ端子１４５が電極面１４６に接触する。加圧ベルト１２０の緩み、加圧ロール２２５の急停止によって加圧ベルト１２０が浮き上がった場合にも、スイッチ端子１４５が電極面１４６に接触する。これにより、過昇温検出スイッチ１４０によって適正に加圧ベルト１２０の表面温度が検知されていないことが判別され、加熱ロール２２２の中心に配置したハロゲンヒータ２２２Ｈに対する電力供給が停止される。

＜実施例３＞
図８に示すように、実施例３の温度検出状態確認スイッチは、ローラアーム付きマイクロスイッチ２４５を用いて構成される。アーム２４５ａの先端に樹脂ローラ２４１が回転自在に取り付けられ、樹脂ローラ２４１が定着ベルト１３０の内側面に接触して下方へ押圧される。これにより、アーム２４５ａが下方へ回動してスイッチアクチュエータ２４５ｂが押し下げられて、マイクロスイッチ２４５の端子を閉じさせる。

アーム２４５ａに固定されたサーミスタ２４０は、樹脂ローラ２４１の高さによる一定の隙間を隔てて定着ベルト１３０の内側面に対向する。サーミスタ２４０は、樹脂ローラ２４１と一体に昇降して定着ベルト１３０のばたつきに追従して、定着ベルト１３０に対する一定の隙間を保つ。

誘導加熱電源１５１は、サーミスタ２４０によって検出される定着ベルト１３０の温度が所定温度（１８０℃）に収束するように、誘導加熱コイル１５０の出力を制御する。

定着ベルト１２０が破損してサーミスタ２４０の対向面に定着ベルト１３０が存在しなくなった場合には、アーム２４５ａが破線位置へ回動してマイクロスイッチ２４５の端子が開く。これにより、サーミスタ２４０によって適正に定着ベルト１３０の表面温度が検知されていないことが判別され、誘導加熱コイル１５０に対する電力供給が停止又は低下される。

実施例３の像加熱装置では、制御手段（１５１）は、温度検出素子の検出温度が所定温度に収束するように加熱手段（１５０）の出力を制御する。また、移動機構（２４５ａ）が、ベルト部材の張架部分の内側面の温度を検出する温度検出素子（２４０）を、回転するベルト部材（１３０）のばたつきに追従させて移動させる。

そして、制御手段を兼ねた低下手段（２４５、１５１）は、移動機構（２４５ａ）による温度検出素子（２４０）の移動量が所定量に達すると、ベルト部材（１３０）を加熱する加熱手段（１５０）の出力を低下させる。低下手段（２４５）は、温度検出素子（２４０）の移動量が所定量に達すると信号線を遮断して自己保持している。

１ 感光ドラム、２ 帯電ローラ、３ 露光装置、４ 現像装置、
５ 転写ローラ、１０ 記録材カセット、１１ 分離ローラ、
１２ レジストローラ、１３ 排出ローラ、１４ 排出トレイ、
１００ 画像形成装置、１１１ 定着装置
１２０ 加圧ベルト、１２１ 駆動ロール、１２２ テンションロール、
１２５ 加圧パッド、１２６ 軸受、１２７ テンションバネ、
１３０ 定着ベルト、１３１ 駆動ロール、１３２ テンションロール、
１３３ 軸受、１３４、テンションバネ、１３７ パッドステー、
１４０ 過昇温検出スイッチ、１４１ スイッチホルダ、１４２ 信号線、
１４３ ビス、１４４ 加圧バネ、１４５ ホルダガイド、
１４５Ａ、１４５Ｂ スイッチ端子、１４６Ａ、１４６Ｂ 電極面、
１５０ 誘導加熱コイル、１５１ 誘導加熱電源、１５２ 制御部、１５３ 操作パネル
Ｐ 記録材

Claims (7)

1. ベルト部材と、前記ベルト部材の張架部分の内側面の温度を検出する温度検出素子と、回転する前記ベルト部材のばたつきに追従させて前記温度検出素子を移動させる移動機構と、前記ベルト部材を加熱する加熱手段と、前記温度検出素子が所定温度を検出すると前記加熱手段の出力を低下させる第１の低下手段とを備えた像加熱装置において、
   前記移動機構による前記温度検出素子の移動量が所定量に達すると前記加熱手段の出力を低下させる第２の低下手段を備えたことを特徴とする像加熱装置。
2. 前記第１の低下手段は、前記温度検出素子が前記所定温度を検出すると前記加熱手段を停止させ、
   前記第２の低下手段は、前記温度検出素子の移動量が所定移動量に達すると前記加熱手段を停止させることを特徴とする請求項１記載の像加熱装置。
3. 前記第１の低下手段は、一端に所定電圧を印加して他端から取り出す電流が低下したときに前記加熱手段が停止するように配置された信号線で構成され、
   前記温度検出素子は、前記所定温度を検出すると前記信号線を遮断して自己保持する第１のスイッチ素子であって、
   前記第２の低下手段は、前記信号線に前記温度検出素子と直列に配置されて、前記温度検出素子の移動量が所定量に達すると前記信号線を遮断して自己保持する第２のスイッチ素子を含むことを特徴とする請求項２記載の像加熱装置。
4. 前記第２のスイッチ素子は、前記信号線に前記温度検出素子と直列に配置したヒューズ素子であって、
   前記温度検出素子の移動量が所定量に達すると前記信号線を接地電位に短絡させて前記ヒューズ素子を溶断させる第３のスイッチ素子を有することを特徴とする請求項３記載の像加熱装置。
5. 前記第２のスイッチ素子が前記信号線を遮断したときに前記ベルト部材の破断を警告出力することを特徴とする請求項３又は４記載の像加熱装置。
6. ベルト部材と、前記ベルト部材の張架部分の内側面の温度を検出する温度検出素子と、回転する前記ベルト部材のばたつきに追従させて前記温度検出素子を移動させる移動機構と、前記ベルト部材を加熱する加熱手段と、前記温度検出素子が所定温度を検出すると前記加熱手段の出力を低下させる低下手段とを備えた像加熱装置において、
   前記移動機構による前記温度検出素子の移動量が所定量に達すると前記ベルト部材の破断を警告出力する警告手段を備えたことを特徴とする像加熱装置。
7. ベルト部材と、前記ベルト部材の張架部分の内側面の温度を検出する温度検出素子と、回転する前記ベルト部材のばたつきに追従させて前記温度検出素子を移動させる移動機構と、前記ベルト部材を加熱する加熱手段と、前記温度検出素子の検出温度が所定温度に収束するように前記加熱手段の出力を制御する制御手段とを備えた像加熱装置において、
   前記移動機構による前記温度検出素子の移動量が所定量に達すると前記加熱手段の出力を低下させる低下手段を備えたことを特徴とする像加熱装置。

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