JP2015121744A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトの回転状態を確実に検知し、定着ベルトの耐久性を向上させる。【解決手段】本発明に係る定着装置１８は、定着ベルト２１と、定着ベルト２１に圧接して定着ニップを形成する加圧部材２２と、定着ベルト２１に装着されるキャップ部材２８と、定着ベルト２１とキャップ部材２８の間に介装される弾性部材２９と、キャップ部材２８の回転を検出する検出機構と、を備え、定着ベルト２１は、記録媒体の搬送方向において定着ニップの下流側に設けられる膨出部２１ｃを備え、キャップ部材２８は、膨出部２１ｃと対向する対向部４８ａを備え、定着ベルト２１に加圧部材２２が圧接する前は、膨出部２１ｃと対向部４８ａによって挟まれる領域Ｒに隙間が形成され、定着ベルト２１に加圧部材２２が圧接すると、膨出部２１ｃが膨出して隙間が無くなり、弾性部材２９を介して定着ベルト２１にキャップ部材２８が保持されることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、トナー像を記録媒体に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により、トナー像を記録媒体に定着させている。

近年、省電力化やウォームアップ時間の短縮に対する要求が高まる中、定着装置の低熱容量化が盛んに検討されている。定着装置の低熱容量化を実現するための具体的な方式としては、例えば、「摺動ベルト方式」が存在する。摺動ベルト方式の定着装置は、可撓性を有する定着ベルトと、定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、定着ベルトを加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、を備えている。そして、加圧部材に接続された駆動源によって加圧部材を回転させることで、加圧部材の回転に従動して定着ベルトを回転させ、定着ベルトを押圧部材に対して摺動させるのが通常である。

ところで、摺動ベルト方式の定着装置において、トナー像を記録媒体に定着させる動作が繰り返されると、定着ベルトと押圧部材が摺接する部分において押圧部材が摩耗し、定着ベルトの摺動負荷（定着ベルトを押圧部材に対して摺動させるのに必要な負荷）が上昇する。また、定着ベルトの表面や加圧部材の表面も次第に劣化していき、定着ベルトの駆動力（加圧部材に対する定着ベルトの従動性）が低下する。これらの要因により加圧部材と定着ベルトの間でスリップが発生すると、加圧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ず、定着ベルトの一部が熱源によって局所的に加熱される恐れがある。このような事態が発生すると、定着ベルトの一部が急激に昇温して、定着ベルトが変形する恐れが有る。

このような不具合を防止するために、特許文献１には、定着ベルトの回転状態を検知する回転検知手段を備えた定着装置が開示されている。この従来技術では、回転検知手段のコロが定着ベルトの外周面に当接している。そして、定着ベルトが回転するのと同時にコロが回転することで、定着ベルトの回転状態を検知できるようになっている。

特開２０１０−０７２４８０号公報

しかしながら、特許文献１においては、紙粉やトナーなどが定着ベルトの外周面又はコロに付着した場合や定着ベルトの内周面に塗布した潤滑剤が定着ベルトの外周面に回り込んだ場合などに、定着ベルトとコロの間でスリップが発生し、定着ベルトの回転状態を回転検知手段によって確実に検知することが困難になる。

また、特許文献１においては、定着ベルトの外周面にコロが当接しているため、定着ベルトの外周面とコロの当接部分に応力が集中し、定着ベルトの耐久性が低下する恐れが有る。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトの回転状態を確実に検知し、且つ、定着ベルトの耐久性を向上させ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可能に設けられる定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着ベルトを介して前記加圧部材と対向する押圧部材と、前記定着ベルトの内周面に接触するガイド部材と、前記定着ベルトの端部に装着されるキャップ部材と、前記定着ベルトの前記端部と前記キャップ部材の間に介装される弾性部材と、前記キャップ部材の回転を検出する検出機構と、を備え、前記押圧部材は、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧面を備え、前記押圧面は、記録媒体の搬送方向下流側に向かって前記加圧部材側に傾斜し、前記定着ベルトは、記録媒体の搬送方向において前記定着ニップの下流側に設けられる膨出部を備え、前記キャップ部材は、前記膨出部と対向する対向部を備え、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記膨出部と前記対向部によって挟まれる領域に隙間が形成され、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接すると、前記定着ベルトの外径側に向かって前記膨出部が膨出して前記隙間が無くなり、前記弾性部材を介して前記定着ベルトの前記端部に前記キャップ部材が保持されることを特徴とする。

上記のように定着ベルトの端部とキャップ部材の間に弾性部材を介装することで、定着ベルトの端部にキャップ部材を当接させるような場合と比較して、定着ベルトの端部に応力が集中しにくくなる。これに伴って、定着ベルトが破損しにくくなり、定着ベルトの耐久性を向上させることが可能となる。

また、定着ベルトに加圧部材が圧接する前の状態では、定着ベルトの膨出部とキャップ部材の対向部によって挟まれる領域に隙間が形成されている。そのため、定着ベルトの端部にキャップ部材を容易に装着することが可能となり、組み立て性に優れた定着装置を提供することができる。

更に、定着ベルトに加圧部材が圧接すると、定着ベルトの外径側に向かって膨出部が膨出して隙間が無くなり、弾性部材を介して定着ベルトの端部にキャップ部材が保持され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、定着ベルトの回転に従動してキャップ部材を確実に回転させることが可能となる。そのため、キャップ部材の回転検出を通じて、定着ベルトの回転状態を確実に検知することが可能となる。

前記弾性部材は、前記キャップ部材の内周面に固定され、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記膨出部と前記弾性部材の間に前記隙間が形成されても良い。

このような構成を採用することで、弾性部材をキャップ部材と一体化させることが可能となり、キャップ部材に対する弾性部材の位置ずれを防止することができる。

前記弾性部材は、前記定着ベルトの前記端部の外周面に固定され、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記対向部と前記弾性部材の間に前記隙間が形成されても良い。

このような構成を採用することで、弾性部材を定着ベルトの端部と一体化させることが可能となり、定着ベルトの端部に対する弾性部材の位置ずれを防止することができる。

前記弾性部材は、前記定着ベルトの前記端部の外周面に固定される第１弾性部と、前記キャップ部材の内周面に固定される第２弾性部と、を備え、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第１弾性部と前記第２弾性部の間に前記隙間が形成されても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトに加圧部材が圧接した際に、第１弾性部と第２弾性部が密着することになる。これに伴って、キャップ部材の駆動力（定着ベルトに対するキャップ部材の従動性）を高めることができる。

前記第１弾性部の外周面には、第１弾性ギアが設けられ、前記第２弾性部の内周面には、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接した状態で前記第１弾性ギアと噛合する第２弾性ギアが設けられていても良い。

このような構成を採用することで、キャップ部材の駆動力（定着ベルトに対するキャップ部材の従動性）を更に高めることができる。

前記ガイド部材は、前記加圧部材から離間する側に向かって円弧状に湾曲し、前記ガイド部材の円弧の中心は、記録媒体の搬送方向における位置が前記定着ベルトの前記回転軸と重なるか、又は、記録媒体の搬送方向において前記定着ベルトの前記回転軸よりも上流側であっても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの端部によってキャップ部材を保持しやすくなる。

前記ガイド部材の前記回転軸方向外側の端部は、前記弾性部材の前記回転軸方向内側の端部よりも前記回転軸方向内側に位置していても良い。

このような構成を採用することで、ガイド部材と弾性部材の間に定着ベルトの端部が挟まれるのを回避することができ、定着ベルトの端部の摩耗を抑制す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、定着ベルトの回転状態を確実に検知し、且つ、定着ベルトの耐久性を向上させることが可能になる。

本発明の第１の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。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、定着装置を示す側断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターの定着装置において、定着ベルトに加圧ローラーが圧接する前の状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るプリンターの定着装置において、定着ベルトに加圧ローラーが圧接した状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るプリンターの定着装置において、定着ベルトに加圧ローラーが圧接する前の状態を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るプリンターの定着装置において、定着ベルトに加圧ローラーが圧接した状態を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るプリンターの定着装置において、定着ベルトに加圧ローラーが圧接する前の状態を示す断面図である。

＜第１の実施形態＞
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５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における紙面左側を定着装置１８の前側（正面側）とする。図２の矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。図２の矢印Ｉは前後方向内側を示し、図２の矢印Ｏは前後方向外側を示している。図３の矢印Ｚは、用紙の搬送方向（本実施形態では左側から右側に向かう方向）を示している。

図２等に示されるように、定着装置１８は、定着ベルト２１と、定着ベルト２１の下側（外側）に配置される加圧ローラー２２（加圧部材）と、定着ベルト２１の上側（外側）に配置されるＩＨ定着ユニット２３と、定着ベルト２１の内側に配置される支持部材２４と、定着ベルト２１の内側において支持部材２４の下側に配置される押圧部材２５と、定着ベルト２１の内側において押圧部材２５の下側に配置されるシート部材２６と、定着ベルト２１の内側において支持部材２４の上側に配置されるガイド部材２７と、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂにそれぞれ装着されるキャップ部材２８と、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂと各キャップ部材２８の間に介装される弾性部材２９と、後側のキャップ部材２８の後上側に設けられる検出機構３０と、を備えている。

定着ベルト２１は、可撓性を有する薄肉ベルトであり、前後方向に長い円筒状を成している。定着ベルト２１は、例えば、外径φ２０ｍｍ〜５０ｍｍで形成されている。定着ベルト２１は、前後方向に沿って延びる回転軸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、この基材層に周設される弾性層と、この弾性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、厚さ３０μｍ〜５０μｍのＮｉ（ニッケル）によって形成されているか、又は、厚さ５０μｍ〜１００μｍのポリイミド樹脂によって形成されている。定着ベルト２１の基材層をポリイミド樹脂によって形成する場合には、ポリイミド樹脂の中にＣｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属粉末を混ぜても良い。定着ベルト２１の弾性層は、例えば、厚さ１００μｍ〜５００μｍのシリコンゴム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、厚さ３０μｍ〜５０μｍのＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成されている。なお、各図において、定着ベルト２１の各層（基材層、弾性層、離型層）は、特に区別されずに表示されている。

定着ベルト２１の内周面には、シート部材２６に対して摺動する部分に、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＴＦＥ等によって構成されるコーティングが施されている。定着ベルト２１の内周面には、シート部材２６に対して摺動する部分に、例えばフッ素グリスやシリコンオイル等によって構成される潤滑剤が塗布されている。定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂには、開口部３１がそれぞれ形成されている。図３等に示されるように、定着ベルト２１の右下部には、膨出部２１ｃが形成されている。定着ベルト２１の左上部には、第１挟持部２１ｄが形成されている。第１挟持部２１ｄは、定着ベルト２１の回転軸Ａを挟んで膨出部２１ｃの反対側に配置されている。

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、前後方向に長い円筒状を成している。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３２が形成されている。定着ニップ３２の右側（用紙の搬送方向において下流側）には、定着ベルト２１の膨出部２１ｃが設けられている。

加圧ローラー２２は、例えば、円筒状の芯材３３と、この芯材３３に周設される弾性層３４と、この弾性層３４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の芯材３３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。図２に示されるように、加圧ローラー２２の芯材３３の後端部には、駆動ギア３５が固定されている。駆動ギア３５は、モーター等によって構成される駆動源３６に接続されている。加圧ローラー２２の弾性層３４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（図示せず）は、例えばＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成されている。

図３等に示されるように、ＩＨ定着ユニット２３は、ケース部材３７と、ケース部材３７内に収納されるＩＨコイル３８（熱源）と、を備えている。ＩＨコイル３８は、定着ベルト２１の外周に沿って円弧状に設けられている。ＩＨコイル３８は、定着ベルト２１の上側（定着ニップ３２とは反対側）に設けられている。ＩＨコイル３８は、高周波電流が流されることで、磁界を発生させるように構成されている。

図２に示されるように、支持部材２４は、前後方向に延びている。支持部材２４は、定着ベルト２１を貫通している。支持部材２４は、固定部４０と、固定部４０の前後両側に設けられるシャフト部４１と、を備えている。

支持部材２４の固定部４０は、前後方向に延びている。図３に示されるように、固定部４０は、断面矩形状を成している。

図２に示されるように、支持部材２４の各シャフト部４１は、前後方向に延びている。各シャフト部４１の前後方向内側の端部は、支持部材２４の固定部４０に連結されている。各シャフト部４１の前後方向外側の部分は、各開口部３１を介して定着ベルト２１の前後方向外側に突出している。各シャフト部４１の前後方向外側の部分には、リング状の寄り止め部材４２が固定されている。各シャフト部４１の前後方向外側の端部は、定着フレーム（図示せず）に固定されている。図４に示されるように、各シャフト部４１は、断面正円状を成している。

図２に示されるように、押圧部材２５は、前後方向に延びている。押圧部材２５は、定着ベルト２１及びシート部材２６を介して加圧ローラー２２と対向している。押圧部材２５は、例えば、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer：液晶ポリマー）等の耐熱性樹脂によって構成されている。押圧部材２５の上面は、支持部材２４の固定部４０の下面に固定されている。これにより、押圧部材２５が支持部材２４に支持されている。

図３に示されるように、押圧部材２５は、断面略矩形状を成している。押圧部材２５の左面には、固定突起４５が設けられている。押圧部材２５の下面には、押圧面４６が形成されている。押圧面４６は、シート部材２６を介して定着ベルト２１を下側（加圧ローラー２２側）に向かって押圧している。押圧面４６は、右側（用紙の搬送方向下流側）に向かって下側（加圧ローラー２２側）に傾斜している。押圧面４６には、シリコンゴム等のエラストマーの層が設けられていても良い。

シート部材２６の左端部は、押圧部材２５の固定突起４５に固定されている。シート部材２６は、定着ベルト２１と押圧部材２５の間に介装されており、定着ベルト２１の内周面に接触している。そして、定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１がシート部材２６に対して摺動するように構成されている。シート部材２６は、例えばＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂によって構成されており、押圧部材２５よりも摩擦係数が小さい。

ガイド部材２７は、支持部材２４によって支持されている。ガイド部材２７は、上側（加圧ローラー２２から離間する側）に向かって円弧状に湾曲している。ガイド部材２７の円弧の中心Ｃは、定着ベルト２１の回転軸Ａ及び加圧ローラー２２の回転中心Ｂを通過する鉛直線Ｙよりも左側（用紙の搬送方向において上流側）に位置している。つまり、ガイド部材２７の円弧の中心Ｃは、定着ベルト２１の回転軸Ａ及び加圧ローラー２２の回転中心Ｂよりも左側（用紙の搬送方向において上流側）に位置している。ガイド部材２７の外周面は、定着ベルト２１の内周面に接触している。ガイド部材２７は、押圧部材２５と共に定着ベルト２１を張架しており、これに伴って、定着ベルト２１が縦長の楕円形に変形している。ガイド部材２７は、ＩＨコイル３８が発生させる磁界によって発熱する材料（例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の整磁金属）によって形成されている。図２に示されるように、ガイド部材２７の前後両端部（前後方向外側の端部）は、各弾性部材２９の前後方向内側の端部よりも前後方向内側に位置している。そのため、ガイド部材２７よりも前後方向外側の部分においては、定着ベルト２１自体の剛性によって定着ベルト２１の形状が維持されている。

各キャップ部材２８は、円環状の本体部４７と、本体部４７の外径側の端部から前後方向内側に向かって突出するフランジ部４８と、を備えている。

各キャップ部材２８の本体部４７は、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂの前後方向外側に配置されている。本体部４７の中央部には、円形の貫通穴４９が前後方向に設けられており、この貫通穴４９に支持部材２４の各シャフト部４１が遊挿されている。後側のキャップ部材２８の本体部４７の外周には、第１接続ギア５０が設けられている。各キャップ部材２８の本体部４７の前後方向外側には、支持部材２４の各シャフト部４１に固定された寄り止め部材４２が配置されている。これにより、各キャップ部材２８の前後方向外側への移動が規制されている。

各キャップ部材２８のフランジ部４８は、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂの外径側を覆うように設けられている。図４等に示されるように、フランジ部４８の右下部には、対向部４８ａが設けられている。対向部４８ａは、定着ベルト２１の膨出部２１ｃと対向しており、定着ベルト２１の膨出部２１ｃとの間に弾性部材２９を挟み込んでいる。フランジ部４８の左上部には、第２挟持部４８ｂが設けられている。第２挟持部４８ｂは、定着ベルト２１の回転軸Ａを挟んで対向部４８ａの反対側に配置されている。第２挟持部４８ｂは、定着ベルト２１の第１挟持部２１ｄと対向しており、定着ベルト２１の第１挟持部２１ｄとの間に弾性部材２９を挟み込んでいる。以上のような構成により、弾性部材２９を介して定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに各キャップ部材２８が保持されている。

各弾性部材２９は、円筒状を成している。各弾性部材２９は、例えば、シリコンゴムによって形成されている。各弾性部材２９の材料となるシリコンゴムは、ソリッドであっても良いし、スポンジであっても良い。つまり、各弾性部材２９の材料となるシリコンゴムは、発泡体でなくても良いし、発泡体であっても良い。各弾性部材２９は、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂの外径側に配置されている。各弾性部材２９は、各キャップ部材２８のフランジ部４８の内径側に配置されている。各弾性部材２９の外周面は、各キャップ部材２８のフランジ部４８の内周面に接着（固定）されている。

図２に示されるように、検出機構３０は、第２接続ギア５１と、第２接続ギア５１の後側に設けられるパルス板５２と、第２接続ギア５１とパルス板５２を接続する接続軸５３と、パルス板５２の後上側に配置されるセンサー５４と、を備えている。

第２接続ギア５１は、後側のキャップ部材２８の第１接続ギア５０と噛合している。パルス板５２には、遮光部５５が周方向に列設されている。センサー５４は、例えば、ＰＩセンサー（Photo Interrupter Sensor）であり、発光部５６及び受光部５７を備えている。

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３６によって駆動ギア３５を回転させる。このように駆動ギア３５を回転させると、加圧ローラー２２が駆動ギア３５と一体に回転する（図３の矢印Ｄ参照）。これに伴って、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３の矢印Ｅ参照）。

また、用紙にトナー像を定着させる際には、ＩＨコイル３８に高周波電流を流す。これに伴って、ＩＨコイル３８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。つまり、ＩＨコイル３８によって定着ベルト２１が加熱される。また、ＩＨコイル３８が発生させる磁界によってガイド部材２７が発熱し、ガイド部材２７によって定着ベルト２１が加熱される。この状態で、用紙が定着ニップ３２を通過すると、用紙と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。

このように用紙にトナー像を定着させる動作が繰り返されると、押圧部材２５のシート部材２６が摩耗し、定着ベルト２１の摺動負荷が上昇する。また、定着ベルト２１の表面や加圧ローラー２２の表面も次第に劣化していき、定着ベルト２１の駆動力（加圧ローラー２２に対する定着ベルト２１の従動性）が低下する。これらの要因により加圧ローラー２２と定着ベルト２１の間でスリップが発生すると、加圧ローラー２２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ず、定着ベルト２１の上部がＩＨコイル３８によって局所的に加熱される恐れがある。このような事態が発生すると、定着ベルト２１の上部が急激に昇温して、定着ベルト２１が変形する恐れが有る。そこで、本実施形態では以下のようにして、定着ベルト２１に対する局所的な加熱を防止している。

定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１の回転に従動して各キャップ部材２８が回転する。各キャップ部材２８が回転すると、後側のキャップ部材２８の第１接続ギア５０が回転し、後側のキャップ部材２８の第１接続ギア５０と噛合する第２接続ギア５１が回転する。この第２接続ギア５１の回転は、接続軸５３を介してパルス板５２に伝達され、パルス板５２が回転する。パルス板５２が回転すると、センサー５４の発光部５６から受光部５７に向かって照射された光がパルス板５２の遮光部５５によって断続的に遮断されるため、センサー５４の受光部５７の受光量がＨｉｇｈとＬｏｗの間で交互に切り替わる。これにより、検出機構３０が後側のキャップ部材２８の回転を検出する。この場合には、ＩＨコイル３８による定着ベルト２１に対する加熱が行われる。

一方で、定着ベルト２１が停止していれば、各キャップ部材２８も停止しており、検出機構３０が後側のキャップ部材２８の回転を検出することも無い。この場合には、ＩＨコイル３８による定着ベルト２１に対する加熱が停止される。これにより、定着ベルト２１に対する局所的な加熱が防止される。

次に、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させる際の定着ベルト２１の変形について説明する。

図５に示されるように、定着ベルト２１に加圧ローラー２２（図５では図示せず）を圧接させる前の状態では、膨出部２１ｃと第１挟持部２１ｄを結ぶ定着ベルト２１の外径Ｌ１が各弾性部材２９の内径よりも小さくなっている。そのため、定着ベルト２１の膨出部２１ｃと各キャップ部材２８の対向部４８ａによって挟まれる領域Ｒには、定着ベルト２１の膨出部２１ｃと各弾性部材２９の間に隙間Ｇが形成されている。なお、定着ベルト２１の第１挟持部２１ｄとキャップ部材２８の第２挟持部４８ｂによって挟まれる領域Ｓには、定着ベルト２１の第１挟持部２１ｄと各弾性部材２９の間に隙間が形成されていても良いし、形成されていなくても良い。

これに対して、図３に示されるように、加圧ローラー２２を定着ベルト２１に圧接させて定着ニップ３２を形成すると、押圧部材２５の押圧面４６が右側（用紙の搬送方向下流側）に向かって下側（加圧ローラー２２側）に傾斜していることに起因して、定着ベルト２１の膨出部２１ｃが右下側（定着ベルト２１の外径側）に向かって膨出する。これに伴って、図４に示されるように、膨出部２１ｃと第１挟持部２１ｄを結ぶ定着ベルト２１の外径Ｌ２（長辺側の径）が各弾性部材２９の内径よりも大きくなり、上記領域Ｒに隙間Ｇが無くなる。なお、定着ニップ３２を形成する前の状態で上記領域Ｓに隙間が有った場合にはこの隙間が無くなり、上記領域Ｓに隙間が無かった場合には隙間の無い状態が保持される。

そのため、定着ベルト２１の膨出部２１ｃ及び第１挟持部２１ｄが各弾性部材２９に密着し、各弾性部材２９を介して定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに各キャップ部材２８が保持される。そのため、定着ベルト２１の回転に従動して各キャップ部材２８を回転させることが可能となる。

以上のように、本実施形態では、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させる前の膨出部２１ｃと第１挟持部２１ｄを結ぶ定着ベルト２１の外径Ｌ１と、各弾性部材２９の内径と、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させた状態における膨出部２１ｃと第１挟持部２１ｄを結ぶ定着ベルト２１の外径Ｌ２（長辺側の径）の関係が、
Ｌ１＜各弾性部材２９の内径＜Ｌ２
となっている。

本実施形態では上記のように、定着ベルト２１に加圧ローラー２２が圧接する前の状態では、定着ベルト２１の膨出部２１ｃと各キャップ部材２８の対向部４８ａによって挟まれる領域Ｒに隙間Ｇが形成されている。そのため、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに各キャップ部材２８を容易に装着することが可能となり、組み立て性に優れた定着装置１８を提供することができる。

更に、定着ベルト２１に加圧ローラー２２が圧接すると、定着ベルト２１の膨出部２１ｃが右下側（定着ベルト２１の外径側）に向かって膨出して隙間Ｇが無くなり、各弾性部材２９を介して定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに各キャップ部材２８が保持され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の回転に従動して各キャップ部材２８を確実に回転させることが可能となる。そのため、後側のキャップ部材２８の回転検出を通じて、定着ベルト２１の回転状態を確実に検知することが可能となる。

また、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂと各キャップ部材２８の間に各弾性部材２９が介装されている。そのため、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに各キャップ部材２８を当接させるような場合と比較して、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに応力が集中しにくくなる。これに伴って、定着ベルト２１が破損しにくくなり、定着ベルト２１の耐久性を向上させることが可能となる。

また、各弾性部材２９が各キャップ部材２８のフランジ部４８の内周面に接着（固定）されている。そのため、各弾性部材２９を各キャップ部材２８と一体化させることが可能となり、各キャップ部材２８に対する各弾性部材２９の位置ずれを防止することができる。

また、ガイド部材２７の円弧の中心Ｃは、定着ベルト２１の回転軸Ａ及び加圧ローラー２２の回転中心Ｂよりも左側（用紙の搬送方向において上流側）に位置している。そのため、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂによって各キャップ部材２８を保持しやすくなる。

また、ガイド部材２７の前後両端部（前後方向外側の端部）は、各弾性部材２９の前後方向内側の端部よりも前後方向内側に位置している。そのため、ガイド部材２７と各弾性部材２９の間に定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂが挟まれるのを回避することができ、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂの摩耗を抑制することが可能となる。

また、各キャップ部材２８の本体部４７の前後方向外側に各寄り止め部材４２が配置されているため、各キャップ部材２８の前後方向外側への移動を規制し、定着ベルト２１の蛇行を防止することができる。

また、ガイド部材２７の外周面を定着ベルト２１の内周面に接触させているため、定着ベルト２１の回転軌道を安定させることができる。また、ＩＨコイル３８が発生させる磁界によって発熱する材料によってガイド部材２７が形成されているため、定着ベルト２１の加熱効率を向上させることができる。

また、定着装置１８は、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部材２５と、押圧部材２５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。

本実施形態では、ガイド部材２７の円弧の中心Ｃが定着ベルト２１の回転軸Ａ及び加圧ローラー２２の回転中心Ｂよりも左側（用紙の搬送方向において上流側）に位置す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、ガイド部材２７の円弧の中心Ｃの左右方向（用紙の搬送方向）の位置が定着ベルト２１の回転軸Ａ及び加圧ローラー２２の回転中心Ｂの左右方向（用紙の搬送方向）の位置と重なっていても良い。

本実施形態では、加圧ローラー２２に駆動源３６から駆動を入力す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、加圧ローラー２２と定着ベルト２１の両方に駆動源３６から駆動を入力しても良い。

本実施形態では、ＩＨコイル３８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、定着ベルト２１をシート部材２６に対して摺動させる方式の定着装置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、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。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置１８について、図６及び図７を用いて説明する。

第１の実施形態では、各弾性部材２９の外周面が各キャップ部材２８のフランジ部４８の内周面に接着（固定）されていたが、本実施形態では、各弾性部材２９の内周面が定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂ（図６、図７では後端部２１ｂのみ表示）の外周面に接着（固定）されている。その他の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図７に示されるように、定着ベルト２１に加圧ローラー２２（図７では図示せず）を圧接させる前の状態では、各弾性部材２９の外径Ｍ１が各キャップ部材２８の内径よりも小さくなっている。そのため、定着ベルト２１の膨出部２１ｃと各キャップ部材２８の対向部４８ａによって挟まれる領域Ｒには、各キャップ部材２８の対向部４８ａと各弾性部材２９の間に隙間Ｇが形成されている。

これに対して、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させて定着ニップ３２を形成すると、図６に示されるように、定着ベルト２１の膨出部２１ｃが右下側（定着ベルト２１の外径側）に向かって膨出する。これに伴って、各弾性部材２９における定着ベルト２１の膨出部２１ｃと対応する部分も右下側に向かって膨出し、各弾性部材２９の外径Ｍ２（長辺側の径）が各キャップ部材２８の内径よりも大きくなり、領域Ｒに隙間Ｇが無くなる。これに伴って、各弾性部材２９における定着ベルト２１の膨出部２１ｃと対応する部分が各キャップ部材２８の対向部４８ａに密着し、各弾性部材２９を介して定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに各キャップ部材２８が保持される。そのため、定着ベルト２１の回転に従動して各キャップ部材２８を回転させることが可能となる。

以上のように、本実施形態では、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させる前の各弾性部材２９の外径Ｍ１と、各キャップ部材２８の内径と、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させた状態における各弾性部材２９の外径Ｍ２（長辺側の径）の関係が、
Ｍ１＜各キャップ部材２８の内径＜Ｍ２
となっている。

本実施形態では上記のように、各弾性部材２９の内周面が定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂの外周面に接着（固定）されている。そのため、各弾性部材２９を定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂと一体化させることが可能となり、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに対する各弾性部材２９の位置ずれを防止することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態に係る定着装置１８について、図８及び図９を用いて説明する。なお、各弾性部材６１以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

各弾性部材６１は、第１弾性部６２と、第１弾性部６２の外径側に設けられる第２弾性部６３と、を備えている。

第１弾性部６２は、円筒状を成している。第１弾性部６２は、例えばシリコンゴムによって形成されている。第１弾性部６２の内周面は、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂ（図８、図９では後端部２１ｂのみ表示）の外周面に接着（固定）されている。第１弾性部６２の外周面には、第１弾性ギア６４が設けられている。

第２弾性部６３は、円筒状を成している。第２弾性部６３は、例えばシリコンゴムによって形成されている。第２弾性部６３の外周面は、各キャップ部材２８のフランジ部４８の内周面に接着（固定）されている。第２弾性部６３の内周面には、第２弾性ギア６５が設けられている。

図９に示されるように、定着ベルト２１に加圧ローラー２２（図９では図示せず）を圧接させる前の状態では、各弾性部材６１の第１弾性部６２の外径Ｎ１が各弾性部材６１の第２弾性部６３の内径よりも小さくなっている。そのため、定着ベルト２１の膨出部２１ｃと各キャップ部材２８の対向部４８ａによって挟まれる領域Ｒには、各弾性部材６１の第１弾性部６２と各弾性部材６１の第２弾性部６３の間に隙間Ｇが形成されている。また、第１弾性部６２の第１弾性ギア６４と第２弾性部６３の第２弾性ギア６５は噛合していない。

これに対して、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させて定着ニップ３２を形成すると、図８に示されるように、定着ベルト２１の膨出部２１ｃが右下側（定着ベルト２１の外径側）に向かって膨出する。これに伴って、各弾性部材６１の第１弾性部６２における定着ベルト２１の膨出部２１ｃと対応する部分も右下側に向かって膨出し、各弾性部材６１の第１弾性部６２の外径Ｎ２（長辺側の径）が各弾性部材６１の第２弾性部６３の内径よりも大きくなり、領域Ｒに隙間Ｇが無くなる。これに伴って、各弾性部材６１の第１弾性部６２における定着ベルト２１の膨出部２１ｃと対応する部分が各弾性部材６１の第２弾性部６３における各キャップ部材２８の対向部４８ａと対応する部分に密着し、各弾性部材６１を介して定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂに各キャップ部材２８が保持される。そのため、定着ベルト２１の回転に従動して各キャップ部材２８を回転させることが可能となる。また、第１弾性部６２の第１弾性ギア６４と第２弾性部６３の第２弾性ギア６５が噛合する。

以上のように、本実施形態では、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させる前の各弾性部材６１の第１弾性部６２の外径Ｎ１と、各弾性部材６１の第２弾性部６３の内径と、定着ベルト２１に加圧ローラー２２を圧接させた状態における各弾性部材６１の第１弾性部６２の外径Ｎ２（長辺側の径）の関係が、
Ｎ１＜各弾性部材６１の第２弾性部６３の内径＜Ｎ２
となっている。

本実施形態では、定着ベルト２１の前後両端部２１ａ、２１ｂの外周面に接着（固定）される第１弾性部６２と、各キャップ部材２８のフランジ部４８の内周面に接着（固定）される第２弾性部６３と、を各弾性部材６１が備えている。このような構成を採用することで、定着ベルト２１に加圧ローラー２２が圧接した際に、第１弾性部６２と第２弾性部６３が密着することになる。これに伴って、各キャップ部材２８の駆動力（定着ベルト２１に対する各キャップ部材２８の従動性）を高めることができる。

また、定着ベルト２１に加圧ローラー２２が圧接した状態で、第１弾性部６２の外周面に設けられた第１弾性ギア６４と第２弾性部６３の内周面に設けられた第２弾性ギア６５が噛合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、各キャップ部材２８の駆動力（定着ベルト２１に対する各キャップ部材２８の従動性）を更に高めることができる。

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
２１ｂ （定着ベルトの）後端部
２１ｃ 膨出部
２２ 加圧ローラー（加圧部材）
２５ 押圧部材
２７ ガイド部材
２８ キャップ部材
２９ 弾性部材
３０ 検出機構
３２ 定着ニップ
４６ 押圧面
４８ａ 対向部
６１ 弾性部材
６２ 第１弾性部
６３ 第２弾性部
６４ 第１弾性ギア
６５ 第２弾性ギア
Ａ （定着ベルトの）回転軸
Ｃ （ガイド部材の）円弧の中心
Ｇ 隙間
Ｒ 領域

Claims (8)

1. 回転軸を中心に回転可能に設けられる定着ベルトと、
   前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記定着ベルトを介して前記加圧部材と対向する押圧部材と、
   前記定着ベルトの内周面に接触するガイド部材と、
   前記定着ベルトの端部に装着されるキャップ部材と、
   前記定着ベルトの前記端部と前記キャップ部材の間に介装される弾性部材と、
   前記キャップ部材の回転を検出する検出機構と、を備え、
   前記押圧部材は、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧面を備え、前記押圧面は、記録媒体の搬送方向下流側に向かって前記加圧部材側に傾斜し、
   前記定着ベルトは、記録媒体の搬送方向において前記定着ニップの下流側に設けられる膨出部を備え、
   前記キャップ部材は、前記膨出部と対向する対向部を備え、
   前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記膨出部と前記対向部によって挟まれる領域に隙間が形成され、
   前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接すると、前記定着ベルトの外径側に向かって前記膨出部が膨出して前記隙間が無くなり、前記弾性部材を介して前記定着ベルトの前記端部に前記キャップ部材が保持されることを特徴とする定着装置。
2. 前記弾性部材は、前記キャップ部材の内周面に固定され、
   前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記膨出部と前記弾性部材の間に前記隙間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記弾性部材は、前記定着ベルトの前記端部の外周面に固定され、
   前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記対向部と前記弾性部材の間に前記隙間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記弾性部材は、
   前記定着ベルトの前記端部の外周面に固定される第１弾性部と、
   前記キャップ部材の内周面に固定される第２弾性部と、を備え、
   前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第１弾性部と前記第２弾性部の間に前記隙間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記第１弾性部の外周面には、第１弾性ギアが設けられ、
   前記第２弾性部の内周面には、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接した状態で前記第１弾性ギアと噛合する第２弾性ギアが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記ガイド部材は、前記加圧部材から離間する側に向かって円弧状に湾曲し、前記ガイド部材の円弧の中心は、記録媒体の搬送方向における位置が前記定着ベルトの前記回転軸と重なるか、又は、記録媒体の搬送方向において前記定着ベルトの前記回転軸よりも上流側であ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. 前記ガイド部材の前記回転軸方向外側の端部は、前記弾性部材の前記回転軸方向内側の端部よりも前記回転軸方向内側に位置し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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