JP5560791B2 - 熱定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関し、詳しくは、特に、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング・除電等を繰り返して像担持体に順次トナー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写して、シート・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関し、更には、そのような画像形成装置において、画像転写後の記録媒体を加熱された定着部材と加圧部材間に通して搬送しながらその記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置に関する。

プリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材（記録媒体）に形成される。
このような画像形成装置においては、未定着トナー画像を記録材に定着させるための定着装置が必要であり、この定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。

一方、画像形成装置に対しては、近年、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。これらの要求性能を達成するためには、画像形成装置に用いられる定着装置の熱効率の改善が重要である。
ここで、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式のそれぞれを採用した熱定着装置について説明する。

（熱ローラ方式の定着装置）
熱ローラ方式の定着装置は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有して所定の温度に温調される回転体としての定着ローラと、これに圧接された加圧ローラとの回転ローラ対を基本構成としている（例えば、特許文献１参照）。これらの回転ローラ対の接触部いわゆる定着ニップ部に記録材を導入して搬送させ、定着ローラおよび加圧ローラからの熱および圧力により未定着トナー画像を溶融させて定着させるようになっている。

（フィルム加熱方式の定着装置）
フィルム加熱方式の定着装置は、支持部材に固定支持された加熱体に、耐熱性を有する薄肉の定着フィルムを介して記録材を密着させ、定着フィルムを加熱体に対して摺動移動させながら、加熱体の熱をフィルム材を介して記録材に供給するものである（例えば、特許文献２、３参照）。この定着装置は、加熱体として、例えば、耐熱性・絶縁性・良熱伝導性等の特性を有するアルミナや窒化アルミニウム等のセラミック基板上に抵抗層を備えたセラミックヒータを使用する。この定着装置は、定着フィルムとして薄膜で低熱容量のものを用いることができるために、熱ローラ方式の定着装置よりも伝熱効率が高く、ウォームアップ時間の短縮が図れ、クイックスタート化や省エネルギー化が可能になる。

（電磁誘導加熱方式の定着装置）
電磁誘導加熱方式の定着装置は、磁束により定着スリーブの金属層（発熱層）に渦電流を誘導させて、そのジュール熱で発熱させる技術を用いるものである（例えば、特許文献４、５及び６参照）。この定着装置は、誘導電流の発生を利用することで直接定着フィルムを発熱させることができ、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。

この装置では、高周波誘導加熱装置により接着剤中に含有された強磁性体がキュリー点に達する迄瞬時に昇温し、キュリー点に達すると磁性を失うことにより、昇温せず、一定の温度を保持する。この強磁性体のキュリー点は概ね定着温度に設定されているので、強磁性体は概ね定着温度に保持される。したがって、定着装置として要求される加熱回転体表面の高離型性、耐熱性等を損なうことなく、また複雑な制御装置を必要とすることなく、加熱回転体の立ち上がり時間の短縮及び高精度の温度制御を行なうことができる。

さらに、芯金や離型性樹脂層の厚みや形状が異なる加熱回転体においては、その熱容量も異なるが、強磁性体粉末の含有量を調整することにより、立ち上がり時間、制御温度の精度向上を図ることができ、また強磁性体粉末はキュリー点で磁性を失うので、磁性粉末を含むトナーが磁力で加熱回転体に吸引され、オフセット等が発生することもない、とされている。

このような電磁誘導加熱方式の定着装置としては、離型層、弾性層、金属層（発熱層）を有する定着スリーブと、定着スリーブに内包される弾性層と支持体（芯金）で形成された定着ローラを有し、定着スリーブを介して定着ローラと加圧ローラで相互圧接することで、圧接ニップ部を形成する構成が良く知られている。
また、固定支持された定着部材の外周に定着スリーブが配置され、加圧ローラの回転に伴い定着部材の外周を摺動して記録材を搬送する構成の定着装置も知られており、この構成において定着スリーブは、定着部材内部もしくは外部から誘導加熱やその他の加熱方式で加熱される。

上記構成において、定着部材は定着ローラ端部に定着スリーブよりも径の大きいリングを配置することで、スラスト方向（軸方向）の移動（寄り）を防いでいる。
また以上に述べた、薄膜の定着スリーブを用いた定着装置の場合、定着スリーブの熱容量は一般的に非常に小さく、定着スリーブが停止した状態での連続した加熱を行うと、加熱される周方向の一部分においては速やかに（一般的には数秒の間に）定着スリーブの耐熱温度を超えてしまう。このため定着スリーブは被加熱時に常に回転している必要があり、異常により回転が停止もしくは異常に回転が遅くなった場合即座に加熱を停止する必要がある。そこで定着装置は定着スリーブ、もしくは定着ローラの回転を検知することが望まれる。

しかしながら、薄膜の定着スリーブは回転検知が望まれるものの、定着ローラの弾性層や固定支持された定着部材の筐体に支持された薄膜の定着スリーブを直接回転検知することは困難であり、それを可能にするにはコストがかさんでしまう。そこで従来では、定着装置に与えられた駆動を検知する手法や若しくは定着ローラ軸の回転を検知する手法などで代替的に定着スリーブの回転を検知したり、そもそも回転検知をしない構成などが採られている。

また、定着ローラ軸に問題なく駆動が与えられ回転検知されていても、例えば定着ローラ芯金と弾性層の界面、もしくは弾性層そのもの等に破壊が起こり、異常な場合として定着スリーブが単体で停止もしくは異常に回転が遅くなった場合など、上記の手法では安全に加熱装置を停止できないという課題が残る。

本発明の目的は、従来方法に比べより直接的に近い形で且つローコストに定着スリーブそのものの回転を検知し、仮に定着スリーブの回転が異常に遅くなってしまったにも関わらず定着ローラ軸が正常な速度で回転してしまっているような状況でも安全に加熱装置を停止する熱定着装置及び画像形成装置を提供するものである。

本発明者らは、画像形成装置における定着装置について鋭意検討を行った結果、下記の手法によって上記課題を解決できること見出した。即ち、上記課題を解決するために、本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、具体的には下記〔１〕〜〔８〕に記載の技術的特徴を有する。

〔１〕 無端状ベルト（定着スリーブ２ｃ，３ｃ）を最外周に有する定着部材（定着ローラ２，３）と、前記定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材（加圧ローラ４）と、前記無端状ベルトを加熱する加熱機構部（誘導加熱部１，ハロゲンヒータ３ａ）と、前記無端状ベルトの回転速度を検知する回転検知機構部（回転検知羽根５、回転検知センサ６、コロ９２ａ，ゴムベルト９２ｂ）と、を備え、前記定着部材において少なくとも前記無端状ベルトが回転されており、前記回転検知機構部は、前記無端状ベルトから離間して配置される回転ローラ（コロ９２ａ）と、前記無端状ベルトの軸方向における最大画像範囲よりも外側の外周面と前記回転ローラに張架される回転ベルト（ゴムベルト９２ｂ）と、からなり、前記無端状ベルトの回転に連れ回りする回転部材を有するとともに、該回転部材の回転に基づいて前記無端状ベルトの回転速度を検知し、前記回転検知機構部が検知する前記無端状ベルトの回転速度が所定値以下となったとき、前記加熱機構部への給電を停止することを特徴とする熱定着装置（定着装置１０、図２、図４、図６）。
〔２〕 前記回転検知機構部は、前記回転部材の前記回転ローラと同軸に配置された回転検知羽根の羽根の通過をセンサで検知することにより前記無端状ベルトの回転速度を検知することを特徴とする〔１〕に記載の熱定着装置。
〔３〕 前記無端状ベルトは、前記定着部材の内部構成部材（芯金２ａ，弾性層２ｂ）の外周に接着されており、該定着部材の内部構成部材の駆動回転に伴って回転するものであることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の熱定着装置（図２（ａ））。
〔４〕 前記無端状ベルトは、前記定着部材の内部構成部材（芯金２ａ，弾性層２ｂ）と別体とされ、該定着部材の内部構成部材の駆動回転に伴って回転するものである（図２（ａ））か、または前記定着部材の内部構成部材以外のもの（加圧ローラ４）の駆動回転に伴って前記定着部材の内部構成部材（定着部材筐体３ｂ）の外周部と摺動しながら回転するものである（図２（ｂ））ことを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の熱定着装置。
〔５〕 前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置（画像形成装置２０、図１）。

本発明の熱定着装置によれば、無端状ベルト（定着スリーブ）の回転状態を直接検知することができるので、定着スリーブの回転速度が所定値以下となったとき（定着スリーブの回転停止を含む）のように定着スリーブの回転に異常が生じたときに、加熱機構部への給電を停止し、定着スリーブの異常加熱を防止することができる。

本発明の画像形成装置によれば、本発明の熱定着装置を備えているため、定着スリーブが過熱するといった不具合の生じることがなく、良好な画像形成が可能となる。

本発明による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す全体構成図である。 本発明に係る定着装置の２例を示す概略図である。 定着スリーブの回転を検知する機構を備えた定着装置の構成例（１）の概略図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。 定着スリーブの回転を検知する機構を備えた定着装置の構成例（２）の概略図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。 定着スリーブの回転を検知する機構を備えた定着装置の構成例（３）の概略図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。 定着スリーブの回転を検知する手法を説明するための図である。

以下に、本発明を添付の図面により詳細に説明する。
図１は、本発明による定着装置が適用される画像形成装置の一実施例を示す図である。もちろん本発明は、図１に示した４連タンデム方式によりフルカラー画像を形成可能な複写機あるいはプリンタには限定されず、またカラー画像を作成するものだけでなく、単一色の画像を形成するものをも対象とする。

図１に示す画像形成装置２０は、色分解毎の画像を転写体として用いられる転写ベルトに吸着した紙などの記録シートに重畳転写することによりカラー画像が潜像担持体から直接記録シートに形成される方式が用いられている。図１において、画像形成装置２０は、原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫと、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫと転写装置２２とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ２３、給紙装置２４に装備されている二つの給紙カセット２４、２４のいずれかと、手差しトレイ２３、給紙カセット２４、２４から搬送されてきた記録シートを作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ３０と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行う熱定着装置（以下、定着装置ともいう）１を備えている。なお、本実施例では、定着対象としてトナー像を担持した記録シートを対象としているが、転写形式によって記録シート等の記録媒体を介せずに感光体に接触する転写体、つまり、転写と同時に定着を行う媒体を対象とすることもできる。

定着装置１０は、詳細は後述するが、一対のローラを採用した定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置１０には、定着ローラを加熱するための熱源を備え、この定着ローラに加圧ローラが当接、押圧している。

転写装置２２は、転写体として複数のローラに掛け回されているベルト（以下、転写ベルトという）が用いられ、各作像装置における感光体ドラムと対向する位置には転写バイアスを印加する転写バイアス手段がそれぞれ配置され、さらに転写ベルトの移動方向（図１中、矢印で示す方向）において第１色目を転写される側には、第１色目の転写に先立ち記録シートを転写ベルトに吸着させるための吸着用バイアスを印加する吸着用バイアス手段が転写ベルトに当接可能に配置されている。

この画像形成装置２０において、各作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色は異なるが、その構成が同様であるから、作像装置２１Ｃの構成を各作像装置２１Ｍ、２１Ｙ、２１ＢＫの代表として説明する。

作像装置２１Ｃは、静電潜像担持体としての感光体ドラム２５Ｃ、感光体ドラム２５Ｃの回転方向（図１に示す構成では時計方向）に沿って順に配置されている帯電装置２７Ｃ、現像装置２６Ｃ、クリーニング装置２８Ｃを有し、帯電装置２７Ｃと現像装置２６Ｃとの間で書き込み装置２９からの書き込み光により色分解された色に対応する画像情報に応じた静電潜像を形成する構成が用いられる。静電潜像担持体としては、ドラム状の他に、ベルト状とする場合もある。なお、図１に示す画像形成装置２０は、転写装置２２が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置２２の占有スペースを小さくすることができている。

上記構成を備えた画像形成装置２０では、次の行程および条件に基づき画像形成が行われる。なお、以下の説明では、各作像装置を代表して符号２１Ｃで示したシアントナーを用いて画像形成が行われる作像装置を対象として説明するが、他の作像装置も同様である。

まず画像形成時、感光体ドラム２５Ｃは、図示しないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２７Ｃに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略−５０Ｖの基準電位に設定される。次に感光体ドラム２５Ｃは、帯電装置２７ＣにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加されることによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位がほぼ−５００Ｖ〜−７００Ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。

感光体ドラム２５Ｃは、一様帯電されると書き込み工程が実行される。書き込み対象となる画像は、図示しないコントローラ部からのデジタル画像情報に応じて書き込み装置２９を用いて静電潜像形成のために書き込まれる。つまり、書き込み装置２９では、デジタル画像情報に対応して各色毎で２値化されたレーザダイオード用発光信号に基づき発光するレーザ光源からのレーザ光がシリンダレンズ（図示せず）、ポリゴンモータ２９Ａ、ｆθレンズ（図示せず）、第１〜第３ミラー、およびＷＴＬレンズ等を介して、各色毎の画像を担持する感光体ドラム、この場合には、便宜上、感光体ドラム２５Ｃ上に照射され、照射された部分の感光体ドラム表面での表面電位が略−５０Ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。

感光体ドラム２５Ｃ上に形成された静電潜像は、現像装置２６Ｃにより色分解色と補色関係にある色のトナーを用いて可視像処理されるが、現像行程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣ：−３００Ｖ〜−５００Ｖが印加されることにより、書き込み光の照射により電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。

現像行程により可視像処理された各色のトナー画像は、レジストローラ３０によりレジストタイミングを設定されて繰り出される記録シートに転写されることになるが、記録シートは、転写装置２２の転写ベルトに達する前にローラで構成されたシート吸着用バイアス手段による吸着用バイアスの印加によって転写ベルトに静電吸着されるようになっている。転写ベルトに静電吸着されて転写ベルトと共に搬送移動する記録シートは、各作像装置での感光体ドラムに対向する位置で転写装置２２に装備されている転写バイアス手段２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２ＢＫによるトナーと逆極性のバイアス印加によって感光体ドラムからトナー像を静電転写される。

各色の転写工程を経た転写紙は、転写ベルトユニットの駆動側ローラで転写ベルトから曲率分離され、定着装置１０に向けて搬送され、定着ローラと加圧ローラとにより構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が転写シートに定着され、その後、片面プリントの場合には、胴内排紙トレイまたは外部の排紙トレイ（図示せず）へと排出される。

なお、図１に示す画像形成装置２０は、記録シートの両面への画像形成が可能な構成を備えている。図１において、定着装置１０を通過した記録シートは、予め両面画像形成モードが選択されている場合に、両面反転ユニット３４に向けて搬送され、同ユニット３４内で第１面と第２面とを表裏反転されたうえで、両面搬送ユニット３５に搬送される。両面搬送ユニット３５から搬送される記録シートは片面側への画像形成時と同様に、レジストローラ３０に向け搬送され、所定のタイミングで転写位置に向け繰り出される。記録シートの第１面および第２面への画像形成が終了して定着装置１０を通過した記録シートは、片面への画像形成時と同様に各排紙ユニットの何れかに排出される。

図２（ａ）は誘導加熱を用いた定着装置を示す断面図である。この定着装置は、加熱手段としての誘導加熱部１（磁束発生手段）、定着部材としての定着ローラ２、加圧部材としての加圧ローラ４等で構成される。

ここで、定着ローラ（回転発熱体）２は、炭素鋼等からなる中空構造の芯金２ａの表面に、弾性層２ｂ、定着スリーブ２ｃ等を形成した多層構造のローラ部材である。定着スリーブ（無端状ベルト）２ｃは弾性層２ｂに対して接着されていても、非接着でも構わない。

弾性層２ｂは、層厚が２〜１０ｍｍに設定されている。弾性層２ｂを設けることにより、定着ローラ２と加圧ローラ４との当接部に適正なニップ部が形成されて良好な定着画像が出力されるとともに、定着工程後の記録媒体の分離性が確保される。さらに、弾性層２ｂを断熱弾性層とすることで、定着スリーブ２ｃの熱が弾性層２ｂ側（内周面側）に移行して定着ローラ２表面の昇温効率が低下する不具合が抑止される。

定着スリーブ２ｃは、発熱層を有する定着スリーブ（金属スリーブ）であり、誘導加熱部１との対向位置で加熱される。加熱された定着スリーブ２ｃは、加圧ローラ４との当接位置（定着ニップ部）に搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像（ｔ）を加熱して定着する。詳しくは、誘導加熱部１のＩＨコイル部１１に高周波の交番電流を流すことで、ＩＨコイル部１１の周囲に交番磁界が形成されて、定着スリーブ２ｃの発熱層に渦電流が生じる。発熱層に渦電流が生じると、発熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、定着スリーブ２ｃ全体が加熱される。発熱層は、鉄、コバルト、ニッケル、又は、それらの合金等の磁性金属材料や、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等の非磁性金属材料等で形成されている。
なお、図２（ａ）において、１２はフェライトコア部，１３はＩＨコイルケースを示している。

加圧部材としての加圧ローラ４は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材（芯金）４ａ上に、シリコーンゴム等からなる弾性層４ｂ、ＰＦＡ等からなる離型層（不図示）が形成されたものである。加圧ローラ４の弾性層４ｂは、肉厚が１〜５ｍｍとなるように形成されている。また、加圧ローラ４の離型層は、層厚が２０〜５０μｍとなるように形成されている。加圧ローラ４は、定着ローラ２に圧接している。そして、定着ローラ２と加圧ローラ４との圧接部（定着ニップ部）に、記録媒体Ｐが搬送される。

磁束発生手段としての誘導加熱部１は、IHコイル部１１（励磁コイル）、フェライトコア部１２（励磁コイルコア）、IHコイルケース１３、図示されていないカバー部材、等で構成される。
ここで、IHコイル部１１は、定着スリーブ２ｃの外周面の一部を覆うように配設されたIHコイルケース１３上に細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２（ａ）の紙面垂直方向）に延設したものである。また、IHコイルケース１３は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、定着スリーブ２ｃとの対向面の側でIHコイル部１１を保持する。また、フェライトコア部１２は、フェライト等の強磁性体（比透磁率が２５００程度である）からなり、定着スリーブ２ｃの発熱層に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。また、フェライトコア部１２は、幅方向に延設されたIHコイル部１１に対向するように設置されている。カバー部材は、IHコイル部１１、フェライトコア部１２、IHコイルケース１３を覆うように構成されている。

図２（ｂ）は、定着ローラ表面を加熱するための加熱源であるハロゲンヒータ（ハロゲンランプともいう）３ａを定着ローラ３内部に設けた、即ち内部加熱方式の定着装置を示す断面図であり、図示しない定着装置側板などに固定支持された定着部材の外周を定着スリーブが摺動する構成を示している。この定着装置は、定着ローラ３と、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ４とによって定着ニップを形成している。なお図中、３ｂは定着部材筐体、３ｃは定着スリーブである。

図２（ａ）及び（ｂ）において、加圧部材としての加圧ローラ４は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材（芯金）４ａ上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡シリコーンゴム等からなる弾性層４ｂが形成されたものである。加圧ローラ４の弾性層４ｂは、その層厚が２〜５ｍｍに設定されている。なお、加圧ローラ４上へのトナー付着を軽減するために、弾性層４ｂ上にＰＦＡ等からなる離型層（層厚２０〜５０μｍ程度）を設けることもできる。

本発明は、上記のような定着装置（上記以外の定着装置をも含む）において、既述のように、従来方法に比べより直接的に近い形で且つローコストに定着スリーブそのものの回転を検知し、仮に定着スリーブの回転が異常に遅くなってしまったにも関わらず定着ローラ軸が正常な速度で回転してしまっているような状況でも安全に加熱装置を停止する手段を提供するものであり、そのための手段は次のとおりである。

すなわち、本発明に係る熱定着装置（定着装置１０）は、無端状ベルト（定着スリーブ２ｃ，３ｃ）を最外周に有する定着部材（定着ローラ２，３）と、前記定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材（加圧ローラ４）と、前記無端状ベルトを加熱する加熱機構部（誘導加熱部１，ハロゲンヒータ３ａ）と、前記無端状ベルトの回転速度を検知する回転検知機構部（回転検知羽根５、回転検知センサ６、ゴムローラ９１，コロ９２ａ，ゴムベルト９２ｂ，寄り止めリング７，ギヤ５ａ，７ａ）と、を備え、前記定着部材において少なくとも前記無端状ベルトが回転されており、前記回転検知機構部が検知する前記無端状ベルトの回転速度が所定値以下となったとき、前記加熱機構部への給電を停止することを特徴とするものである。

例えば、定着装置１０では、定着ローラの外周には、定着スリーブ（無端状ベルト）が接着され、定着スリーブの表面に回転体を押しつけて摩擦力によりこの回転体を連れ回りさせることで、間接的に定着スリーブの回転検知を行うものとし、回転検知の検知する定着スリーブの回転速度が正常な場合に比べ遅くなった場合即座に加熱装置への給電を停止するようにするとよい（構成Ａ）。

これによれば、定着スリーブ（無端状ベルト）は定着ローラに接着されているため、基本的には従来どおりの定着装置自体の駆動、もしくは定着ローラ軸の回転を監視することで定着スリーブの回転を検知することが可能であるが、異常な状態として定着ローラの弾性層もしくは弾性層と芯金の界面において破壊が起こり、定着ローラ軸が回転しているにも拘らず定着スリーブが停止もしくは耐熱上危険速度まで回転が遅くなっている状況においても、加熱手段を安全に停止することが可能となる。

あるいは、定着装置１０では、定着ローラもしくは固定保持された定着部材の外周を定着スリーブ（無端状ベルト）が非接着で配置され、定着スリーブは定着ローラの回転に伴い同時に回転するか、もしくは固定保持された定着部材の外周を摺動回転するものとし、この定着スリーブの表面に回転体を押しつけて摩擦力によりこの回転体を連れ回りさせることで、間接的に定着スリーブの回転検知を行うものとし、回転検知の検知する定着スリーブの回転速度が正常な場合に比べ遅くなった場合即座に加熱装置への給電を停止するようにするとよい（構成Ｂ）。

これによれば、定着スリーブ（無端状ベルト）と、定着ローラもしくは固定保持された定着部材とは接着されていないため、定着スリーブが定着ローラと同時に回転している、または定着部材の外周を摺動しているという保証は得られない。このため、定着ローラ軸が回転しているにも拘らず定着スリーブが停止もしくは耐熱上危険速度まで回転が遅くなっている状況、または摺動の程度が遅くなっている状況においても加熱手段を安全に停止することが可能となる。

あるいは、構成Ａ，Ｂの定着装置において、前記回転体は表面にゴム等の摩擦係数の高い素材を用いたローラ（コロ）であるとし、このコロは定着ローラ軸方向上の画像範囲外に配置されるものとして、このコロが定着スリーブの回転に連れ回ることで回転検知するようにするとよい。

これによれば、回転検知部は無端状ベルトの主走査方向でトナー像最大範囲よりも外側にローラを押し当てることで、安価で且つレイアウト的にも容易に装置設計が行え、また前記無端状ベルトの回転に伴い前記ローラが回転し、前記ローラの回転を検知することで定着部材の回転を検知することが可能となる。特に、前記ローラを表面にゴム等の摩擦係数の高い素材を用いたものにすることにより、ローラが定着スリーブの回転に連れ回ることでより確実に回転検知することが可能となる。

あるいは、構成Ａ，Ｂの定着装置において、前記回転体は定着スリーブ周上に巻きつけられたゴム等の摩擦係数の高い素材を用いたベルトであるとし、このベルトを用いて定着スリーブの回転運動を別の回転体に伝達し、その回転体の回転運動を検知する事で定着スリーブの回転検知を行うものとし、回転検知の検知する定着スリーブの回転速度が正常な場合に比べ遅くなった場合即座に加熱装置への給電を停止するようにするとよい。

これによれば、定着スリーブにゴムベルトを巻付けることで、定着スリーブと検知機構との接触面積が広がるため、より確実に検知することが可能となる。

あるいは、定着装置１０では、定着ローラもしくは固定保持された定着部材の外周を定着スリーブ（無端状ベルト）が非接着で配置され、定着スリーブは定着ローラの回転に伴い摩擦力により同時に回転するか、もしくは固定保持された定着部材の外周を対向する加圧ローラの摩擦力により摺動回転するものとし、定着ローラもしくは定着部材の端部には寄り止めの機能を果たすリングが設けられている。この寄り止めリングの外周形状は矩形波の歯型もしくはそれに近い曲線を描く歯形になっていて、定着スリーブの端部も同様の歯型形状をしており、この歯型形状同士が噛み合うことで定着スリーブの回転に伴い寄り止めリングも回転する。この寄り止めリングの回転を検知することで間接的に定着スリーブの回転検知を行うものとし、回転検知の検知する定着スリーブの回転速度が正常な場合に比べ遅くなった場合即座に加熱装置への給電を停止するようにするとよい（構成Ｃ）。

これによれば、定着スリーブと、定着ローラもしくは固定保持された定着部材とが接着されていない場合に通常使われる寄止めリングを利用することで、部品点数を最小限に抑えて定着スリーブの回転を検知することが出来る。また、上記構成Ａ，Ｂのように摩擦力に頼らないため、より確実に定着スリーブの回転を検知することができる。

本発明における定着装置１０の具体的構成を図３〜図６に基づいて説明する。なお、ここでは図２（ａ）に示した定着装置を前提に本発明を適用した例を示しているが、図２（ｂ）に示した定着装置に適用してもよい。

図３は、定着スリーブの回転を検知する機構を備えた定着装置の要部構成例（１）の概略図である。
ここで、定着スリーブ２ｃは弾性層２ｂ外周に接着された状態にあり、ゴムローラ９１が定着スリーブ２ｃの端部（最大画像範囲外）に押し付けられており、定着スリーブ２ｃの回転に伴いゴムローラ９１が定着スリーブ２ｃとの摩擦力により回転し、ゴムローラ９１と同軸に配置された回転体の羽根（回転検知羽根）５の所定部分がセンサ（回転検知センサ）６を一定時間間隔で通過することで定着スリーブ２ｃの回転を検知する。

図４は、定着スリーブの回転を検知する機構を備えた定着装置の要部構成例（２）の概略図である。
ここで、定着スリーブ２ｃは弾性層２ｂ外周に接着された状態にあり、ゴムベルト９２ｂが定着スリーブ２ｃの端部（最大画像範囲外）とコロ９２ａの外周に巻付けられており、定着スリーブ２ｃの回転に伴いゴムベルト９２ｂが定着スリーブ２ｃとの摩擦力により回転し、その回転力をコロ９２ａに伝達し、このコロ９２ａと同軸に配置された回転検知羽根５の所定部分がセンサ６を一定時間間隔で通過することで定着スリーブ２ｃの回転を検知する。

図５は、定着スリーブの回転を検知する機構を備えた定着装置の要部構成例（３）の概略図である。
ここでは、定着スリーブ２ｃは弾性層２ｂもしくは図２（ｂ）に示すような定着部材外周に接着されていない。このため、芯金２ａの両端部に定着スリーブ２ｃの寄りを規制する寄り止めリング７が配置されている。この寄り止めリング７は定着ローラもしくは固定支持された定着部材とは独立して回転可能であり、その外周部は図５に示すように平歯車状の歯形をしている。この歯形の歯先円径は定着スリーブ２ｃの外径より大きく、歯元円径は定着スリーブ２ｃの内径より小さいため、定着スリーブ２ｃの端部が同様の歯型形状であれば寄り止めの歯形と噛み合う構成となる。このため寄り止めリング７は定着スリーブ２ｃの回転に同期して回転することとなり、この回転を寄り止めリング７と一体となっているギヤ７ａと回転検知羽根５と一体となっているギヤ５ａの組み合わせによる伝達などの手段を用いて別の回転体に伝達する。そして、回転体の羽根（回転検知羽根）５の所定部分がセンサ６を一定時間間隔で通過することで定着スリーブ２ｃの回転を検知する。

以上のような回転検知機構部は、例えば光学的なセンサであるフォトセンサ（回転検知センサ６）を有している。フォトセンサは、検知光を発する発光部と検知光を受ける受光部とを備えた検知部を有している。回転検知羽根５はこれら発光部と受光部とに挟まれ、検知部に入り込んだ状態となっている。定着スリーブ２ｃ（３ｃ）が回転するのに伴って回転検知羽根５が回転し、羽根と羽根との間（空間部）が検知部を通過するたびに検知光が受光部により検知され、これにより定着スリーブ２ｃ（３ｃ）の回転が検知される。フォトセンサはこの回転を検知すると、その旨の信号を制御手段に送る。

図６は、実際に回転検知機構部が定着スリーブ２ｃの回転を検知するタイミングチャートのイメージである。
回転検知機構部は回転検知センサ６を回転検知羽根５のそれぞれの羽根が通過する回数をカウントしており、検知時間範囲をｔ秒間とした時矩形波がｎ回通過すると正常と検知し（図６（ａ））、ｔ秒間に（ｎ−ａ）回しか矩形波が通過しない場合を異常と検知する（図６（ｂ））。ここで、回転検知機構部が異常と検知すると、制御手段を通して加熱装置の稼動を停止する（給電を即座に停止する）。または、ｔ秒間にn回、回転を確認し、a回以上回転を確認できない異常時がある場合も同様に加熱装置の稼動を停止する（給電を即座に停止する）。ここでｔ秒、ｎ回、a回は画像形成装置及び定着装置の構成により異なる。

このような熱定着装置を備えた画像形成装置は、回転検知機構部に不具合な現象が認められた時には、即座に加熱装置（誘導加熱部、ハロゲンヒータなどの加熱源）への給電が停止されるので、定着スリーブはその耐熱温度を超えて加熱されることはない。

１ 誘導加熱部（磁束発生手段）
２，３ 定着ローラ（回転発熱体）
２ａ 芯金
２ｂ 弾性層
２ｃ，３ｃ 定着スリーブ
３ａ 加熱源（ハロゲンヒータ）
３ｂ 定着部材筐体
４ 加圧ローラ
４ａ 芯金
４ｂ 弾性層
５ 回転検知羽根
５ａ，７ａ ギヤ
６ 回転検知センサ
７ 寄り止めリング
１０ 定着装置（熱定着装置）
１１ ＩＨコイル部
１２ フェライトコア部
１３ ＩＨコイルケース
２０ 画像形成装置
２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１ＢＫ 作像装置
２２ 転写装置
２３ 手差しトレイ
２４ 給紙装置
２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５ＢＫ 感光体ドラム
２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６ＢＫ 現像装置
２７Ｃ 帯電装置
２８Ｃ クリーニング装置
２９ 書き込み装置
３０ レジストローラ
９１ ゴムローラ
９２ａ コロ
９２ｂ ゴムベルト
Ｐ 記録媒体
ｔ トナー像

特開２０００−１３１９９５号公報 特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平０１−２６３６７９号公報 特開平０８−２２２０６号公報 実開昭５１−１０９７３９号公報 特許第４３０２４６５号公報

Claims (5)

1. 無端状ベルトを最外周に有する定着部材と、
   前記定着部材を押圧してニップ部を形成する加圧部材と、
   前記無端状ベルトを加熱する加熱機構部と、
   前記無端状ベルトの回転速度を検知する回転検知機構部と、
   を備え、
   前記定着部材において少なくとも前記無端状ベルトが回転されており、
   前記回転検知機構部は、
   前記無端状ベルトから離間して配置される回転ローラと、前記無端状ベルトの軸方向における最大画像範囲よりも外側の外周面と前記回転ローラに張架される回転ベルトと、からなり、前記無端状ベルトの回転に連れ回りする回転部材を有するとともに、
   該回転部材の回転に基づいて前記無端状ベルトの回転速度を検知し、
   前記回転検知機構部が検知する前記無端状ベルトの回転速度が所定値以下となったとき、前記加熱機構部への給電を停止することを特徴とする熱定着装置。
2. 前記回転検知機構部は、前記回転部材の前記回転ローラと同軸に配置された回転検知羽根の羽根の通過をセンサで検知することにより前記無端状ベルトの回転速度を検知することを特徴とする請求項１に記載の熱定着装置。
3. 前記無端状ベルトは、前記定着部材の内部構成部材の外周に接着されており、該定着部材の内部構成部材の駆動回転に伴って回転するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱定着装置。
4. 前記無端状ベルトは、前記定着部材の内部構成部材と別体とされ、該定着部材の内部構成部材の駆動回転に伴って回転するものであるか、または前記定着部材の内部構成部材以外のものの駆動回転に伴って前記定着部材の内部構成部材の外周部と摺動しながら回転するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱定着装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。