JP2017032662A - 画像加熱装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス性に優れた画像加熱装置を提供する。
【解決手段】画像加熱装置は、シートＰ上の画像に加熱するための加熱ニップＮ１を形成するエンドレスベルト１００及び加圧ローラ１０１と、加熱ニップＮ１から排出されたシートＰを搬送する搬送ニップＮ２を形成する搬送ローラ対１４０・１４１と、シート搬送方向の加熱ニップＮ１と搬送ニップＮ２の間においてベルト片が搬送ニップＮ２に向かって搬送されることを抑制するベルトカバー２００と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明はシート上の画像を加熱する画像加熱装置及びこれを備える画像形成装置に関する。画像形成装置とは、例えば、複写機、プリンタ、ファックス、及びこれらの機能を複数備えた複合機等である。

画像形成装置は、シート上に形成したトナーの画像をシートに定着させるために、シートを加熱、加圧する定着装置（画像加熱装置）を備えている。このようにして用いられる定着装置としては、加熱されたベルトを用いてシートに熱を与える方式の定着装置が知られている（特許文献１）。このような構成の定着装置は、シートとベルトが広い面積で接触できるため、シートに効率よく熱を与えることができる。

特開２０１４−１６４１１６号公報

しかしながら、特許文献１のようにベルトを用いる定着装置では、繰り返しの使用によってベルトが疲労する。通常であれば、ベルトやベルトを含むユニットの交換が定期的に行われるため問題はない。しかしながら、交換時期が過ぎても交換が行われないような環境ではごく稀に疲労したベルトの端部に亀裂が生じることがある。万が一、ベルトの亀裂が進行した場合にはベルトの端部に破れ部分が生じてしまう。そして、ベルトの破れが進行してシート搬送方向下流の搬送ローラに到達した場合、搬送ローラによってベルトの破れ部分が定着装置の外部に排出されてしまう。ベルトの破れ部分が定着装置の外部に排出された場合、定着装置のメンテナンスを行うだけでなく定着装置外に排出されたベルトの破れ部分を除去することが求められ、メンテナンスの工数が増大する。そのため定着装置はベルトの破れ部分が外部に排出されることが抑制できる構成であることが望ましい。本発明の目的は、メンテナンス性に優れた画像加熱装置を提供することである。

本発明は、画像加熱装置において、シート上の画像を加熱するための加熱ニップ部を形成する一対の回転体であって少なくとも一方の回転体がエンドレス状のベルトである一対の回転体と、前記加熱ニップ部から排出されたシートを前記画像加熱装置の外に搬送する搬送ニップ部を形成する一対の搬送回転体であって、前記搬送ニップ部と前記加熱ニップ部の間隔が前記画像加熱装置に導入可能な最小長さのシート長さより短くなる位置に設けられた一対の搬送回転体と、シートの搬送方向において前記加熱ニップ部と前記搬送ニップ部の間に設けられ前記ベルトの前記幅方向の一端部から生じたベルト片が前記搬送ニップ部に搬送されることを抑制する抑制部材であって、前記画像加熱装置に導入可能な最大幅のシートが通過する領域には設けられず前記領域よりも前記幅方向の外側で且つ前記幅方向において前記ベルトの前記一端部とオーバーラップする位置に設けられた抑制部材と、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、メンテナンス性に優れた画像加熱装置を提供できる。

実施例の画像形成装置の構成を示す図である 実施例の定着装置を側面から視た断面の図である 定着装置を正面から視た断面の図である 定着装置を上面から視た断面の図である （ａ）は実施例のベルトカバーを上方から斜視した図であり、（ｂ）は実施例のベルトカバーを下方から斜視した図である

以下、本発明に係る実施の形態について、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、画像形成装置について、電子写真プロセスを利用したタンデム型のフルカラープリンタＥを例に説明する。

［画像形成部］
図１は、本実施例の画像形成装置であるプリンタＥの構成を示す断面図であり、その断面はシートＰの搬送方向に沿っている。プリンタＥは、画像形成部１０において感光ドラムａ（ｂ、ｃ、ｄ）に形成したトナー画像をシートＰに転写した後、定着装置４０でシートＰに画像を定着させることでシートＰに画像を形成する画像形成装置である。以下、図１を用いてその構成を詳細に説明する。

図１に示すようにプリンタＥは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色のトナー画像を形成する画像形成部１０を備えている。画像形成の工程は各色で同様であるため、ここでは、Ｙ画像の形成工程について代表して説明する。

作像ユニット１ａ（１ｂ、１ｃ、１ｄ）が有する感光ドラムａ（ｂ、ｃ、ｄ）は、まず、帯電器（不図示）によってその表面を帯電される。その後、感光ドラムａ（ｂ、ｃ、ｄ）はレーザスキャナ６によってレーザー光を照射されることで潜像を形成される。この潜像は、Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）色のトナーを有する現像器（不図示）によってＹ色のトナー像になる。感光ドラムａ（ｂ、ｃ、ｄ）に形成されたＹ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）色トナー像は、一次転写ローラ２ａ（２ｂ、２ｃ、２ｄ）によって、中間転写ベルト２に転写される。このとき、各色のトナー像は重畳画像となるように順次転写されている。

一方、シートＰは、給送カセット４から１枚ずつ送り出されて、搬送路４５を通り、レジストローラ対９に送り込まれる。レジストローラ対９は、シートＰを一旦受け止めて、シートＰが斜行している場合、その向きを真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対９は、中間転写ベルト２上のトナー像と同期を取って、シートＰを中間転写ベルト２と二次転写ローラ３ａとの間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、二次転写ローラ３ａによってシートＰに転写される。その後、シートＰは、定着前搬送路３０を通って定着装置４０に送りこまれる。そして、シートＰ上（シート上）のトナー像は、画像加熱部としての定着装置４０によって、加熱および加圧されることでシートＰに定着される。

定着処理を施されたシートＰは、切り換えフラッパ４６の切り換えによって二通りの搬送先に案内される。シートＰの片面だけにトナー像を形成する場合、切り換えフラッパ４６はシートＰを排出ローラ１１に案内する。そして、シートＰは排紙ローラによって排出トレイ１２に排出される。シートＰの両面にトナー像を形成する場合、切り換えフラッパ４６は両面搬送路４７に案内する。詳細には、排出ローラ１１に一旦、搬送したシートＰは後端が定着後搬送路４２の反転ポイントに達したタイミングで排出ローラ１１の逆回転によってスイッチバック搬送される。両面搬送路４７を通過したシートＰは、片面に画像を形成したときと同様の過程を経て、他方の面側にもトナー像が形成される。その後、シートＰは排出トレイ１２に排出される。定着装置４０よりもシート搬送方向の下流側に位置する排出ローラ１１を含む構成は排出部として機能する。

扉８０はヒンジ９０を回動中心として時計周りに回動可能に設けられた部材である。扉８０が開くと給送後の搬送路４５から排出ローラ１１までの間で定着器４０を除く搬送路が開かれる。このような構成により、搬送路にシートＰが詰まった場合（ジャムした場合）には扉を開けてシートＰを除去することができる。

本実施例の定着装置４０は、制御回路４００と電源回路５００を除く構成を一体的に交換可能な交換ユニットである。定着装置４０は本体フレーム３００の設置部としてのユニット支持部２０１に着脱可能に支持されている。扉８０が開かれた状態では、定着装置４０を図１の右側方向に引き出すことで定着装置４０を本体フレーム３００から取り外すことができる。そして交換用の定着装置４０をユニット支持部２０１に装着することで定着装置４０の交換をすることができる。または、プリンタＥから取り外された定着装置４０に対してジャム処理等のメンテナンスを施すことができる。

［定着部］
次に、プリンタＥに用いられる画像加熱装置として定着装置４０について説明する。図２は、実施例の定着装置を側面から視た断面の図である。図３は、定着装置を正面から視た断面の図である、図４は、定着装置を上面から視た断面の図である。

定着装置４０は、シート上のトナーの画像を加熱ニップ部としての定着ニップＮ１（以後、ニップＮ１と呼ぶ）にて加熱、加圧して定着させる画像加熱装置である。定着装置４０は、ニップＮ１を形成する一対の回転体として定着ベルト１００（以後、ベルト１００と呼ぶ）および加圧ローラ１０１（以後、ローラ１０１と呼ぶ）を備えている。定着装置４０は薄肉のベルト１００をヒータ１０６によって加熱する低熱容量な構成となっている。そのため、定着処理の開始時にベルトの温度を素早く立ち上げることができる。

定着装置４０は次のようにして定着処理を行う。図２に示すように、ヒータ１０６とローラ１０１の間にベルト１００が挟持されると、ベルト１００とローラ１０１の間にニップＮ１が形成される。ベルト１００はＹ方向（反時計回り、図２）に、ローラ１０１はＸ方向（時計回り、図２）に回転しており、入口ガイド１０４によってニップ部Ｎ１に案内されたシートＰはベルト１００とローラ１０１によってＺ方向に挟持搬送される。この挟持搬送の過程でシートＰは加圧され、且つ、ベルト１００とヒータ１０６の熱を付与される。こうして、シートＰ上のトナー画像ＴはシートＰに定着される。その後、ニップＮ１を通過したシートＰは、ベルト１００の持つ曲率によってベルト１００から分離され、出口ガイド１０５、出口対向ガイド１０７の間に送り込まれる。シートＰは、出口ガイド１０５及び出口対向ガイド１０７に沿って搬送される。そして、シートＰは内搬送ローラ１４０（以後、搬送ローラ１４０と呼ぶ）と内搬送対向ローラ１４１（以後、搬送ローラ１４１と呼ぶ）の間に形成された搬送ニップ部としての搬送ニップＮ２（以後、ニップＮ２と呼ぶ）に送り込まれる。内搬送ローラ１４０と内搬送対向ローラ１４１は、シートＰを挟持搬送して定着装置外へと排出する。

本実施例では、上述のようにして定着処理が行われる。以下、定着装置４０の各構成について図面を用いて詳細に説明する。

ベルト１００は、シートＰに接触してシートＰを加熱する加熱回転体であり、可撓性を有する外径がφ３０ｍｍのエンドレス状（無端状）のベルトである。定着ベルトは、耐熱性を有する金属や樹脂等で形成された基材と、基材に重ねて設けられた耐熱性の弾性層と、弾性層の表面を覆うフッ素樹脂等の離型層と、を有している。本実施例では、厚み３０μｍの円筒状のニッケル基材と、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋで且つ厚みが４００μｍのシリコーンゴムの弾性層と、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブの離型層と、を用いている。ベルト１００は、後述するバックアップ部材１２２と後述するヒータ１０６の外側にルーズに被せられている。

ヒータ１０６は、ベルト１００の内面に当接してベルト１００を加熱する加熱部材である。本実施例ではヒータ１０６として、通電によって発熱するセラミックヒータを用いている。セラミックヒータは、細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備された抵抗層と、を備えており、抵抗体層に通電することで全体が速やかに発熱する低熱容量のヒータである。本実施例のヒータの寸法は、長手長さ３３０ｍｍ、短手長さ１０ｍｍ、厚み６００μｍである。

定着フランジ１２０（１２０Ｌ、１２０Ｒ）（以後、フランジ１２０と呼ぶ）は、ベルト１００を両端部で支持する一対の部材である。フランジ１２０Ｌは、ベルト１００の幅方向の一端部を支持して且つ左側板１３０Ｌに保持されている。フランジ１２０Ｒは、ベルト１００の幅方向の他端部を支持して且つ右側板１３０Ｒに保持されている。

詳細には、フランジ１２０は、ベルト１００の端部のコバ面に当接する突き当て部１２０ａ（１２０Ｌａ、１２０Ｒａ）を備えており、ベルト１００の幅方向の移動を規制している。つまり、フランジ１２０は、ベルトの幅方向の移動を規制する規制部材である。フランジ１２０は、ベルト１００の端部内面を支持する内面支持部１２０ｂ（１２０Ｌｂ、１２０Ｒｂ）を備えており、ベルトの周方向の形状を規制している。また、フランジ１２０は、加圧レバー１３１との間に設けられた加圧バネ１３２からの加圧を受ける加圧受け部１２０ｃ（１２０Ｌｃ、１２０Ｒｃ）を備えている。

フランジ１２０は、ベルト１００内部に配置された支持ステー１２１と、ベルト１００をローラ１０１方向へ加圧付勢するバックアップ部材１２２を支持している。

本実施例のフランジ１２０は、ＰＰＳ、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂により形成さされている。

支持ステー１２１は、ヒータ１０６及びバックアップ部材１２２を長手方向で均一に押し当てる部材である。支持ステーはフランジ１２０によって高い加圧力で加圧されても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施例においてはステンレス鋼であるＳＵＳ３０４を用いている。

バックアップ部材１２２は、ヒータ１０６を固定支持するヒータホルダである。本実施例のバックアップ部材１２２は、横断面が半円弧状をしており、ベルトの周方向の形状を規制している。バックアップ部材１２２は省エネルギーの観点から、支持ステー１２１への熱伝導の少ない材料を耐熱性樹脂が好ましい。耐熱性樹脂とは、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等である。本実施例では住友化学（株）製のスミカスーパーＥ５２０４Ｌを用いた。

バックアップ部材１２２は下面に溝部を備えている。ヒータ１０６はこの溝部に嵌め入れられて耐熱性接着剤等にバックアップ部材に接着、固定される。

フランジ１２０は、ローラ１０１に対して近接、離間する方向に移動可能となるように支持部材としての定着フレーム１３０に支持されおり、加圧レバー１３１が加圧位置に固定されると加圧バネ１３２によってローラ１０１に向けて付勢される。そして、支持ステー１２１、バックアップ部材１２２を介してベルト１００がローラ１０１に対して所定の押圧力で加圧される。こうして、ベルト１００とローラ１０１の間に所定幅のニップＮ１が形成される。尚、本実施例に於ける加圧バネ１３２の加圧力は一端側が１５０Ｎ、総加圧力が３００Ｎである。

ベルトサーミスタ１２３はベルト１００の温度に応じて信号を出力する温度検出部である。ベルトサーミスタ１２３はベルト１００の裏面に当接している。ベルトサーミスタ１２３はベルト幅方向において略中央位置に設けられている。ヒータサーミスタ１２４はヒータ１０６の温度に応じて信号を出力する温度検出部である。ヒータサーミスタ１２４はヒータ１０６のベルト１００と摺動しない面側に配置されている。ヒータサーミスタ１２４はヒータの長手方向において略中央位置に設けられている。

サブサーミスタ１２５はベルト１００の温度に応じて信号を出力する温度検出部である。サブサーミスタ１２５はベルト１００の裏面に当接している。サブサーミスタ１２５はベルト幅方向において最大サイズのシートＰの一端部が通過する位置（中央から一方に１６０ｍｍずれた位置）に設けられている。サブサーミスタ１２６はベルト１００の温度に応じて信号を出力する温度検出部である。サブサーミスタ１２５はベルト１００の裏面に当接している。サブサーミスタ１２５はベルト幅方向において最大サイズのシートＰの他端部が通過する位置（中央から他方に１６０ｍｍずれた位置）に設けられている。

サブサーミスタ１２５、はサブサーミスタ１２６また、ヒータ１０６の長手方向の端部にはサブサーミスタ（不図示）が配置されている。

ベルトサーミスタ１２３、ヒータサーミスタ１２４、サブサーミスタ１２５、サブサーミスタ１２６は、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）を介して制御手段（制御部）としての制御回路４００に電気的に接続されている。

制御回路４００は、ＣＰＵ等の演算部やＲＯＭ等の記憶部を備えた回路である。この制御回路４００は、実行時に各サーミスタからの出力を所定の周期でサンプリングしており、得られた温度情報をもとに電源部５００を制御してヒータ１０６への供給電力を変更している。電源回路５００は、ヒータ１０６へ電力供給を行う給電部である。本実施例の電源回路５００は、商用電源に接続して用いる交流回路である。本実施例において、定着処理時の制御回路４００は、ヒータサーミスタ１２４の検知温度が所定の温度（例えば１８０℃）となるようにヒータ１０６の発熱を制御している。

ここで、ベルト１００、ヒータ１０６、支持ステー１２１は、バックアップ部材、フランジ１２０、及び各サーミスタの組み立て体をベルトユニットと呼ぶ。定着装置４０は、プリンタＥから取り外された状態において、ベルトユニットの交換を行うことができる。

ローラ１０１は、ベルト１００の外周面に当接することでベルト１００と協働してニップ部Ｎを形成するニップ形成部材である。ローラ１０１は、金属を材料とする円筒形状の軸部材と、軸部材の外側に設けられた柔軟な弾性層と、弾性層を覆う離型層と備えている。

本実施例では、ローラ１０１に、外径φ１０ｍｍ・肉厚３ｍｍのアルミ管の軸部材と、肉厚３ｍｍ・アスカー硬度６４°のシリコーンゴムの弾性層と、厚み５０μｍのＰＦＡチューブと、を用いており、その外径はφ２５ｍｍ、長さ３３０ｍｍである。

図３に示すように、ローラ１０１の軸部材は、側板１３０ａの奥側と手前側の軸受け１０３によって回転可能に保持されている。また、ローラ１０１の軸部材の軸線方向の一方側の端部にはギアＧが設けられており、モータＭの駆動力をローラ１０１に伝達する。図２に示すように、モータＭからの駆動力が伝達されたローラ１０１は矢印方向（時計回り）に回転駆動する。そして、ローラ１０１はニップＮ１にてベルト１００に駆動力を伝達することで、ベルト１００を矢印方向（反時計回り）に従動回転させる。つまり、ローラ１０１はベルト１００を回転駆動する駆動回転体である。ベルト１００の内面にはグリスが塗布されており、ベルト１００とバックアップ部材１２２及びヒータ１０６間の摩擦が低減されている。

モータＭは、ギアＧを介してローラ１０１を駆動する駆動手段である。制御回路４００はモータＭの通電を制御するためにモータＭに電気的に接続されている。制御回路４００によって通電が行われると、モータ（不図示）はギアＧの回転（駆動）を開始する。

制御回路４００はモータ（不図示）の回転制御を行っている。定着処理を実行する場合、制御回路４００は、ニップ部Ｎにて狭持搬送されるシートＰの速度が所定のプロセススピード（例えば１００［ｍｍ／ｓｅｃ］）となるようモータＭの回転を制御する。

ニップＮ１を通過したシートＰは、定着装置４０から排出される方向Ｚ（図２）に搬送される。ニップＮ１よりもシート搬送方向の下流側にはシートＰの搬送を補助する構成が設けられている。本実施例では、出口ガイド１０５（以後、ガイド１０５と呼ぶ）と出口対向ガイド１０７（以後、ガイド１０７と呼ぶ）が設けられている。ガイド１０５には、内搬送ローラ１４０（以後、搬送ローラ１４０と呼ぶ）が設けられており、ガイド１０７には、内搬送対向ローラ１４１（以後、搬送ローラ１４１と呼ぶ）が設けられている。

搬送ローラ１４０と搬送ローラ１４１は互いに当接しており、その間に搬送ニップ部Ｎ２を形成している。シートＰの搬送方向におけるニップＮ１とニップＮ２の間隔は、装置に導入可能な最小長さサイズのシートＰ（例えばはがきサイズ）のシート長さよりも短くなるように設計されている。本実施例ではニップＮ１とニップＮ２の間隔は１００ｍｍである。つまり、シートＰは、搬送過程の一部のタイミングで必ずニップＮ１とニップＮ２の両方に挟持される。ここで、定着装置４０は、ニップＮ２におけるシートＰの送り速度が、ニップＮ１におけるシートＰの送り速度よりも速くなるように構成されている。このような構成により、ニップＮ１とニップＮ２でシートＰを引っ張ってカールを矯正することができる。

搬送ローラ１４０は、ニップＮ１を通過したシートＰを搬送する搬送回転体である。搬送ローラ１４０は、シートを搬送するための大径の搬送部１４０ａと、搬送部１４０ａよりも軸線方向の両端部に設けられた小径の軸部１４０ｂをそなえる。搬送ローラ１４０には耐熱性が求められる。本実施例では、円筒状のアルミ部材を用いた。また、搬送ローラ１４０にはトナーとの離型性が求められる。本実施例では、アルミ部材の上に離型層１４０ｃとしてＰＦＡチューブを被せている。

表面にフッ素コートを施している。

搬送ローラ１４０は、その軸線方向の一端において軸部１４０ｂを左側板１３０Ｌに回転可能に支持され、その軸線方向の他端において軸部１４０ｂを右側板１３０Ｒに回転可能に支持されている。搬送ローラ１４０は連動機構（不図示）によりギアＧに連結されており、ローラ１０１の周速度よりも微小に速い周速度で回転する。

搬送ローラ１４１はニップＮ１を通過したシートＰを搬送する搬送回転体である。搬送ローラ１４１は、シートを搬送するための大径の搬送部１４１ａと、搬送部１４１ａよりも軸線方向の両端部に設けられた小径の軸部１４１ｂをそなえる。搬送ローラ１４１には耐熱性が求められる。本実施例の搬送ローラ１４１は、搬送部１４１ａにおいて鉄製の軸部材上に耐熱性のゴムを材料とする弾性層を設け、さらにその上に離型層１４１ｃとしてＰＦＡチューブを被せている。

なお、離型層１４０ｃ、１４１ｃはトナーとの離型性に優れた表層であれば他のフッ素樹脂を用いてもよい。フッ素樹脂としてはＰＦＡの他・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等が挙げられる。なお、ＰＴＦＥとはポリテトラフルオロエチレンであり、ＰＦＡとはパーフルオロアルコキシアルカンであり、ＦＥＰとはパーフルオロエチレンプロペンコポリマーである。

搬送ローラ１４１は、その軸線方向の一端において軸部１４１ｂを左側板１３０Ｌに回転可能に支持され、その軸線方向の他端において軸部１４１ｂを右側板１３０Ｒに回転可能に支持されている。搬送ローラ１４１は、ニップＮ２から搬送ローラ１４０の駆動を伝達されて従動回転する。

ところで上述し構成の定着装置４０には次のような課題を生じる。ローラ１０１が回転駆動され、ベルト１００が従動回転すると、ベルト１００は外的要因により長手方向に寄り移動する。外的要因としては、例えば、ローラ１０１の軸の取り付け精度や、ベルト１００とシートＰとの摩擦が挙げられる。ベルト１００が長手方向の一方に移動するとベルト１００の端部はフランジ１２０の突き当て部１２０ａに突き当たる。その結果、ベルト１００の端部が摩耗していき強度が低下する。強度が低下したベルト１００の端部は応力に弱くなり破れが発生しやすくなる。なお、上述した摩耗の進行を考慮してベルト１００の定格寿命を定め、ベルト１００の交換を行えばベルト１００に破れが生じることは抑制できる。しかしながら、定格寿命後も定着装置４０を使い続けるような使用環境では、稀に、ベルト１００が破れてしまうことがある。

ベルト１００の端部に亀裂が生じた場合、ベルト１００の回転に伴って亀裂から破れが進行することがある。この場合、ベルト１００の端部は桂剥きをされたように渦巻状に破れていく。このようにしてベルトの破れが進行し、破れ部分の先端が搬送ローラ１４０・１４１に到達すると、ベルトの破れ部分が搬送ローラ１４０・１４１の回転に巻き込まれてしまう。なお本実施では、ベルトの破れがベルト１００の１周と少し分まで進行すると、搬送ローラ１４０・１４１に到達し得る。

また、ベルトの破れが上述のように進行せずにベルト１００から脱落してベルトの欠片となった場合であっても、このベルト欠片はベルト１００又はローラ１０１の回転によって搬送ローラ１４０・１４１の位置まで弾き飛ばされてしまう。そのため、ベルトの欠片が搬送ローラ１４０・１４１の回転に巻き込まれてしまう。以後、ベルトの破れ部分及びベルトの欠片をベルト片と総称する。

上述のようにしてベルト１００に破れが生じた場合、ベルト１００を交換することが求められる。ベルト１００の交換方法としては、ベルト１００を単体で交換する方法や、ベルトユニットを交換する方法、定着装置４０ごとを交換する方法が挙げられる。

ところで、ベルト片が搬送ローラ１４０・１４１の回転に巻き込まれた場合、ベルト片は搬送ニップＮ２を通って定着装置外に排出されるか搬送ローラ１４０・１４１の周りで詰まる虞がある。

ベルト片が搬送ニップＮ２を通って定着装置外に排出された場合、ベルト片は定着後搬送路４２に留まるか、排出ローラ１１によってプリンタＥの外に排出される。

定着後搬送路４２にベルト片が留まった場合、シートの搬送を妨げて紙しわ等を発生させる虞があるため、これを除去することが求められる。また、排出ローラ１１によってプリンタＥの外に排出された場合であっても、ベルト片にはベルトの摩耗粉やグリス（潤滑剤）が付着しているため、排出ローラ１１が汚してしまう。そして、搬送されてくるシート上の画像を汚す等の画像不良を招く。そのため、定着後搬送路４２や排出ローラ１１をメンテナンスすることが求められる。つまり、ベルト片が定着装置外に排出された場合には、定着装置４０をメンテナンス又は交換することに加えて定着装置外の構成のメンテナンスを行うことが求められ、手間である。

そこで、定着装置は、ベルト片が発生した場合であってもベルト片が定着装置外に排出されない構成であることが望ましい。

搬送ローラ１４０とガイド１０５の隙間あるいは搬送ローラ１４１とガイド１０７の隙間にベルト片が詰まった場合、搬送ローラ１４０・１４１はシートＰを正常通りに搬送することができない。そのため、シートＰに紙しわ等の画像不良が発生してしまう。また、搬送ローラ１４０・１４１によるシートＰの搬送が困難となった場合には、ジャムが発生してしまう。
ベルト片にはベルトの摩耗粉やグリス（潤滑剤）が付着しているため、ベルト片が搬送ローラ１４０・１４１に接触するとの搬送ローラ１４０・１４１の表面が汚れてしまう。表面が汚れた搬送ローラ１４０．１４１によってシートが搬送された場合、画像を汚してしまう虞がある。

また、ベルト１００が硬い場合には、搬送ローラ１４０・１４１の離型層を傷つけてしまう。表面が傷ついた搬送ローラ１４０・１４１によってシートが搬送された場合、シート上の画像から溶融トナーがオフセットしてしまい、次に搬送されてくるシートを汚してしまう虞がある。つまり、画像不良の発生を招く。

そこで、定着装置は、ベルト片が発生した場合であってもベルト片が搬送ローラ１４０・１４１に到達しない構成であることが望ましい。

［ベルトカバー］
上述した課題を解決するために、本実施例では、ニップＮ１とニップＮ２の間にベルトカバー２００（２００Ｌ、２００Ｒ）を設けている。ベルトカバー２００は、ベルト１００が破れてベルト片が発生した場合にベルト片がニップＮ２に搬送されることを抑制している。図５（ａ）は、ベルトカバー２００上方から斜視した図である。図５（ｂ）は、ベルトカバー２００を下方から斜視した図である。以下、図を用いてベルトカバー２００について詳細に説明する。

ベルトカバー２００は、ベルト１００から破れ出たベルト片がニップＮ２に搬送されることを抑制する抑制部材である。あるいは、ベルトカバー２００は、ベルト片がニップＮ２に移動することを規制する規制部材である。図４に示すように、ベルトカバー２００Ｌは左側板１３０Ｌからベルト幅方向の一端側向かって突出するように左側板１３０Ｌに支持されている。ベルトカバー２００Ｒは右側板１３０Ｒからベルト幅方向の他端側向かって突出するように右側板１３０Ｒに支持されている。ベルトカバー２００は、ＰＰＳ、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂や金属であることが望ましい。本実施例では、ベルトカバー２００の材料にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を用いた。

図４に示すように、シートＰの幅方向における各構成の位置関係はシートＰの搬送中心Ｗを基準として次のとおりである。すなわち、左側板１３０Ｌと右側板１３０Ｒの間隔（搬送ローラ１４０・１４１の軸部を含む幅）＞ベルト１００の幅＞搬送部１４０ａの幅＞ベルトカバー２００Ｌとベルトカバー２００Ｒの間隔＞ニップＮ１幅（ローラ１０１の大径部分の幅）・ニップＮ２幅（搬送部１４１ａの幅）＞シートＰ搬送領域、である。本実施例では、左側板１３０Ｌと右側板１３０Ｒの間隔が３５５ｍｍ、ベルト１００の幅が３４５ｍｍ、ベルトカバー２００Ｌとベルトカバー２００Ｒの間隔が３３３ｍｍ、ニップＮ１幅・ニップＮ２幅が３２５ｍｍ、シートＰ搬送領域が３２０ｍｍである。シートＰ搬送領域とは、装置に導入可能な最大の幅サイズのシートＰ（例えばＡ３縦送り）を搬送したときにシートＰの斜向やズレ等の誤差を考慮した寸法領域である。

上述したように、ベルトカバー２００Ｌとベルトカバー２００Ｒの間隔は、シートＰの搬送領域よりも広い。つまり、ベルトカバー２００はシートＰの搬送領域の外側に位置する。そのため、ベルトカバー２００がシートＰの搬送を阻害することがない。一方で、ベルトカバー２００Ｌとベルトカバー２００Ｒの間隔は、ベルト１００の幅よりも狭い。つまり、ベルトカバー２００は、ベルト幅方向においてベルト１００の端部とオーバーラップする位置関係にある。そのため、ベルト１００の端部からベルト片が発生した場合であっても、これを受け止めて回収することができる。

ベルトカバー２００は、ベルト幅方向において搬送ローラ１４０の軸線方向の端部（軸部を含む）とオーバーラップする位置関係にある。そのため、搬送ローラ１４０の端部にベルト片が巻き込まれることを抑制している。

ベルトカバー２００は、ベルト幅方向において搬送ローラ１４１の軸線方向の端部（軸部を含む）とオーバーラップする位置関係にある。そのため、搬送ローラ１４０の端部にベルト片が巻き込まれることを抑制している。

また、ベルト片がニップＮ２に挟持されるとベルト片は搬送ローラ１４０、１４１の回転に巻き込まれ易い。
そのためベルトカバー２００は、ベルト１００端部から発生したベルト片がニップＮ２に向かうことを抑制できることが望ましい。そこで本実施例では、ベルト１００と搬送ローラ１４０・１４１の間において、図４に示す端部領域Ｖと重なる位置となるようにベルトカバー２００を設けている。

端部領域Ｖは、図４の２本の一点鎖線の間に位置する領域である。一点鎖線のひとつは、以下の２点を通る直線である。１点はベルト１００の周方向においてニップ部Ｎ１の位置で且つベルト１００の幅方向において端部の位置となる点である。もう一点は、搬送ローラ１４０の周方向においてニップ部Ｎ２の位置で且つ搬送ローラの軸線方向において側板１３０間の最も端部位置となる点である。一点鎖線のもうひとつは、以下の２点を通る直線である。１点はベルト１００の周方向においてニップ部Ｎ１の位置で且つベルト１００の幅方向において端部の位置となる点である。もう１点はニップＮ２の長手方向端部の点である。

ここで、ベルトカバー２００は、ベルト１００に近いほど端部領域Ｖに効率良く重なることができる。つまり、ベルトカバー２００は、ベルト１００に近いほどベルト片を確実に受け止めることができる。そのため、ベルトカバー２００とベルト１００が対向する間隔は２ｍｍ〜１５ｍｍであることが望ましい。本実施例では、ベルトカバー２００とベルト１００の対向間隔は５ｍｍである。また、ベルトカバー２００とニップＮ１のシート搬送方向沿った間隔は２０ｍｍである。

本実施例のベルトカバー２００の概略寸法は、長さｗ１が４０、長さｗ２が１１ｍｍ、長さｗ３が１４ｍｍである。

ベルトカバー２００は、大別して、取付部２００ａ（２００Ｌａ、２００Ｒａ）と、ベルト受け部２００ｂ（Ｌｂ、Ｒｂ）とを備える。

取付部２００Ｌａは、左側板１３０Ｌに設けられた嵌合穴（不図示）に差し込み可能な突起である。取付部２００Ｒａは、右側板１３０Ｒに設けられた２つの嵌合穴（不図示）に差し込み可能な２つの突起である。上述したように、ベルトカバー２００は取付部２００ａによって左右の側板１３０Ｌ、１３０Ｒに強固に固定されている。そのため、ベルトカバー２００はニップＮ１から搬送されてきたベルト片を安定して受け止めることが可能である。

ベルト受け部２００ｂは、ベルトカバー２００のうちベルト片と接触してベルトを受け止める部分である。ベルト受け部２００ｂは、取り付け部２００ａからシートＰの搬送基準位置Ｗに向かって突出するように設けられている。ベルト受け部２００ｂは突出した部分の根元と先端部分がベルト１００の方向に向かって延出するように、コの字の形状をした延出部をそなえる。ベルト受け部２００ｂのうち、シート搬送方向及びベルト幅方向と直交する方向において、ガイド１０５とガイド１０７の間に位置する部分を受け部２００ｂ１（２００Ｌｂ１、２００Ｒｂ１）と呼ぶ。

受け部２００ｂ１は、ニップＮ１から搬送されてきたベルト片に突き当たる部分である。

囲い部２００ｂ２（２００Ｌｂ２、２００Ｒｂ２）は、受け部２００ｂ１のうち、コの字形状の窪み部分のことである。このような窪み形状を備えることによって、ベルトカバー２００は、一度せき止めたベルト片が再び搬送されてしまうことを抑制している。

溝部２００ｂ３（２００Ｌｂ３、２００Ｒｂ３）は、ベルト受け部２００ｂの先端がベルト１００方向に延出した部分のうち溝（スリット、切欠き）が設けられた部分のことである。

溝部２００ｂ３はシートＰ搬送方向Ｚに対して、略対向する方向（シート搬送方向の上流側方向）に向いた凹形状を成している。溝部２００ｂ３は、シート搬送面に直交する方向（ガイド１０５とガイド１０７の対向方向）における１つあたりの溝の大きさが、ベルト１００の厚みよりも大きく設けられている。本実施例では長さｗ１方向における溝の大きさは１ｍｍである。このような構成によりベルト片をその間に挟むことができ、ベルト片をベルトカバー２００に留め易くすることができる。

なお、定着装置４０は、各サーミスタの出力に基づいてベルト１００の異常を検知することができる。詳細には、制御回路４００は、ベルトサーミスタ１２３、サブサーミスタ１２５、サブサーミスタ１２６の出力に基づいてベルト１００の異常を検知している。例えば、定着処理の実行中にベルトサーミスタ１２３の検知温度よりもサブサーミスタ１２５（１２６）の検知温度が５０℃以上下回った場合、制御回路４００は温度異常の発生を検知する。そして制御回路４００は、温度以上を検知した場合にヒータ１０６の発熱とモータＭの駆動を停止させる制御を行う。ここで、制御回路４００が温度異常を検知する原因としては、サーミスタの故障の他にベルト１００の破損が挙げられる。例えば、ベルト１００の端部で破れが発生してサブサーミスタ１２５がある位置まで破れ進行した場合、サブサーミスタ１２５はベルト１００の温度を適切に検知することが困難となる。その結果、ベルトサーミスタ１２３の検知温度とサブサーミスタ１２５の検知温度に大きな差が生じ、温度異常となる。換言すると、本実施例の制御回路４００はベルト１００の破れを検知することができる。しかしながら、サブサーミスタ１２５、１２６を用いてベルト１００の温度を検知する場合、ベルト１００の破れがサブサーミスタ１２５、１２６のある位置まで進行しないと検知できない。そのため、ベルト１００の端部からベルト片が脱落し、ニップＮ２まで搬送されてしまう虞がある。このような場合でも、本実施例のようにベルトカバー２００を設けていれば、上述した課題を解決することできる。

本実施例によれば、ベルト１００の端部が破損してベルト片が発生した場合に、ベルト片が定着装置外に排出されることを抑制できる。そのため、メンテナンスの工数を削減することができる。また、本実施例では定着装置４０が交換ユニットであるためメンテナンスが容易である。本実施例によれば、ベルト片がニップＮ２に搬送されるよりも前の段階でベルト片を堰き止めることができる。そして、搬送ローラ１４０・１４１が傷付くのを抑制できる。そのため、搬送ローラ１４０・１４１が傷つくことに起因する画像不良の発生を抑制できる。また、ベルト１００が破れた際に定着装置４０内において交換する部品の点数を削減することができる。

（その他の実施例）
以上、本発明について実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した実施例の構成に限定されるものではない。本発明を適用できる範囲において、一部の構成を他の構成に置き換えたり各種寸法を変更してもよい。

実施例では、ベルト１００の金属（金属層）を基材として用いていたが、これには限られない、例えば、ポリイミド等の樹脂を基材として用いてもよい。

実施例の定着装置４０は、シート上の画像を加熱する加熱回転体としてベルト１００を用いて且つ加圧回転体として加圧ローラを用いているが、定着装置の構成はこれには限られない。例えば、加圧回転体にベルトを用いてもよく、加熱回転体と加圧回転体の両方にベルトを用いてもよい。

本実施例のベルトは、加圧ローラによって駆動回転されるがベルトの構成はこれのみには限られない。例えば、複数の支持ローラによって張架され、支持ローラによって回転駆動されるベルトであってもよい。しかしながら、定着装置を低熱容量化できる点において実施例のような構成が望ましい。

本実施例のベルトは、フランジによってその寄り移動を規制されているが、ベルトの寄り移動の対策構成はこれには限られない。例えば、上述したように複数の支持ローラによって張架されたベルトの場合は、支持ローラの１つの傾きを変更してベルトの寄り移動を制御してもよい。しかしながら、ベルトの端部が削れてベルトの端部からの破れが発生し易い実施例の構成の方がより効果が期待できる。

フランジ１２０は、ベルト１００の回転軸線方向から見たときの形状が真円状のものに限られない。例えば、楕円形状のものや、層厚み方向外側への突出長さが周の一部分で異なるような凹凸状のものでも良い。

プリンタＥを例に説明した画像形成装置は、フルカラーの画像を形成する画像形成装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。

定着装置を例に説明した画像加熱装置は、未定着のトナー画像をシートＰに定着する装置のみには限られない。例えば、半定着済みのトナー画像をシートＰに定着させる装置や、定着済みの画像に対して加熱処理を施す装置であってもよい。したがって、画像加熱装置は、例えば、画像の光沢や表面性を調節する表面加熱装置であってもよい。

１１ 排出ローラ
１００ 定着ベルト
１０１ 加圧ローラ
１０４ 入口ガイド
１０５ 出口ガイド
１０６ 加熱部材
１２０ 定着フランジ
１４０ 内搬送ローラ
１４１ 内搬送対向ローラ
２００ ベルトカバー
２００ａ 取付部
２００ｂ ベルト受け部
２００ｂ１ 受け部
２００ｂ２ 囲い部
２００ｂ３ 溝部

Claims (20)

1. シート上の画像を加熱する画像加熱装置であって、
   シート上の画像を加熱するための加熱ニップ部を形成する一対の回転体であって少なくとも一方の回転体がエンドレス状のベルトである一対の回転体と、
   前記加熱ニップ部から排出されたシートを前記画像加熱装置の外に搬送する搬送ニップ部を形成する一対の搬送回転体であって、前記搬送ニップ部と前記加熱ニップ部の間隔が前記画像加熱装置に導入可能な最小長さのシート長さより短くなる位置に設けられた一対の搬送回転体と、
   シートの搬送方向において前記加熱ニップ部と前記搬送ニップ部の間に設けられ前記ベルトの前記幅方向の一端部から生じたベルト片が前記搬送ニップ部に搬送されることを抑制する抑制部材であって、前記画像加熱装置に導入可能な最大幅のシートが通過する領域には設けられず前記領域よりも前記幅方向の外側で且つ前記幅方向において前記ベルトの前記一端部とオーバーラップする位置に設けられた抑制部材と、を有することを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記幅方向の一端側において前記一対の搬送回転体を支持する支持部材を備え、
   前記抑制部材は、前記支持部材から前記幅方向の他端側に向かって突出するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記抑制部材は前記ベルトの前記一端部よりも他端側において前記搬送方向の上流側に向かって延出する延出部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
4. 前記延出部は溝部を備え、前記溝部の前記搬送方向及び前記幅方向と直交する方向の大きさは前記ベルトの厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
5. シート搬送方向の前記加熱ニップ部と前記搬送ニップ部の間に設けられ前記ベルトの一部が前記搬送ニップ部に搬送されることを抑制する別の抑制部材であって、前記画像加熱装置に導入可能な最大幅のシートが通過する領域には設けられず前記領域よりも前記ベルトの幅方向の外側に設けられ且つ前記幅方向において前記ベルトの他端部とオーバーラップする位置関係にある別の抑制部材と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
6. 前記ベルトは金属層を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
7. 前記ベルトの前記幅方向の一端部を保持して且つ前記ベルトの前記幅方向の一端部に当接することで前記ベルトの前記幅方向の移動を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
8. 前記一対の回転体は、シート上の画像を前記ニップ部にて加熱する前記ベルトと、前記ベルトの外周面に当接して前記ベルトを回転駆動する駆動回転体と、を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
9. 前記一対の搬送回転体のうち前記加熱ニップで加熱された画像と接触する搬送回転体の表層はフッ素樹脂の層であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
10. 前記一対の回転体と前記一対の搬送回転体と前記抑制部材が一体的な交換ユニットとして交換可能となるように、前記一対の回転体と前記一対の搬送回転体と前記抑制部材が一体的に着脱可能に設置された設置部を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
11. シート上に画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部から搬送されたシートを加熱する画像加熱部であって、シート上の画像を加熱するための加熱ニップ部を形成する一対の回転体であって少なくとも一方の回転体がエンドレス状のベルトである一対の回転体と、前記加熱ニップ部から排出されたシートを画像加熱部の外に搬送する搬送ニップ部を形成する一対の搬送回転体であって前記搬送ニップ部と前記加熱ニップ部の間隔が画像加熱部に導入可能な最小長さのシート長さより短くなる位置に設けられた一対の搬送回転体と、を有する画像加熱部と、
    前記画像加熱部から搬送されたシートを装置の外に排出する排出部と、を有し
    前記画像加熱部は、シートの搬送方向において前記加熱ニップ部と前記搬送ニップ部の間に設けられ前記ベルトの前記幅方向の一端部から生じたベルト片が前記搬送ニップ部に搬送されることを抑制する抑制部材であって、前記画像加熱部に導入可能な最大幅のシートが通過する領域には設けられず前記領域よりも前記幅方向の外側で且つ前記幅方向において前記ベルトの前記一端部とオーバーラップする位置に設けられた抑制部材と、を有することを特徴とする画像加熱装置。
12. 前記画像形成部は前記幅方向の一端側において前記一対の搬送回転体を支持する支持部材を備え、
    前記抑制部材は、前記支持部材から前記幅方向の他端側に向かって突出するように設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記抑制部材は前記ベルトの前記幅方向の一端部よりも他端側において前記搬送方向の上流側に向かって延出する延出部を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。
14. 前記延出部は溝部を備え、前記溝部の前記搬送方向及び前記幅方向と直交する方向の大きさは前記ベルトの厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. シート搬送方向の前記加熱ニップ部と前記搬送ニップ部の間に設けられ前記ベルトの一部が前記搬送ニップ部に搬送されることを抑制する別の抑制部材であって、前記画像加熱部に導入可能な最大幅のシートが通過する領域には設けられず前記領域よりも前記ベルトの幅方向の外側に設けられ且つ前記幅方向において前記ベルトの他端部とオーバーラップする位置関係にある別の抑制部材と、を有することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記ベルトは金属層を有することを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記ベルトの前記幅方向の一端部を保持して且つ前記ベルトの前記幅方向の一端部に当接することで前記ベルトの前記幅方向の移動を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 前記一対の回転体は、シート上の画像を前記ニップ部にて加熱する前記ベルトと、前記ベルトの外周面に当接して前記ベルトを回転駆動する駆動回転体と、を備えることを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
19. 前記一対の搬送回転体のうち前記加熱ニップで加熱された画像と接触する搬送回転体の表層はフッ素樹脂の層であることを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
20. 前記画像加熱部が交換可能となるように前記画像加熱部が着脱可能に設置された設置部を有することを特徴とする請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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