JP5568774B2 - 回転体検出機構、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置等における回転体の回転を検出するために使用される回転体検出機構、その回転体検出機構を使用した定着装置およびこれを備える画像形成装置に関する。

プリンタ等の画像形成装置には、電子写真方式によって形成されたトナー画像が、記録シートに転写されて、定着装置によって、記録シートに転写されたトナー画像が、定着装置によって、加熱および加圧されることによって定着されるようになっている。このような定着装置として、例えば特許文献１には、電磁誘導加熱方式を用いた構成が開示されている。

特許文献１に開示された定着装置では、電磁誘導によって発熱する発熱体が設けられた定着ローラの外周面に対向して磁束発生部が配置されており、定着ローラを周回移動させる間に、磁束発生部にて発生した磁束によって発熱体を発熱させるようになっている。定着ローラの発熱体には、磁束発生部で発生した磁束によって交番磁界が形成されて、渦電流が誘起されて発熱する。

定着ローラには加圧ローラが圧接されており、定着ローラと加圧ローラとの間に、記録シートが通過する定着ニップが形成されている。記録シートは、定着ニップを通過する間に、加熱および加圧されることによって、記録シート上のトナー画像が定着される。
また、特許文献１に開示された定着装置は、ウォームアップ時間を短縮するために、待機時に、定着ローラを発熱状態として回転させる構成になっている。このような構成とすることにより、待機時に、定着ローラが発熱状態になっても、定着ローラが局所的に加熱されるおそれがなく、しかも、ウォームアップ時間を短縮することができる。

しかし、発熱状態になった定着ローラが、故障等によって回転停止状態、あるいは、低速回転状態になると、定着ローラは局所的に発熱状態になって異常高温になるおそれがある。
このことから、待機状態で定着ローラを回転させつつ発熱状態とする構成において、定着ローラの回転を監視することにより、定着ベルトが回転停止状態あるいは低回転状態になった場合に、定着ローラの発熱を停止させる構成が実施されている。このような構成とすることによって，発熱状態の定着ベルトが回転停止状態あるいは低回転状態になった場合にも、異常高温になることを防止することができる。

定着ベルトの回転を監視するために、図７に示す回転検出機構が用いられる。図７は、定着装置の背面側部分に設けられた回転検出機構の斜視図である。また、図８（ａ）は、その回転検出機構の主要部の構成を説明するための平面図、図８（ｂ）は、その正面図である。
定着装置の背面側部分に設けられた回転検出機構６０は、定着ローラ５１が回転することによって駆動されるギア伝動部６１と、ギア伝動部６１が回転駆動されていることを検出する回転検出部６２とを有している。

ギア伝動部６１は、定着ローラ５１と一体的に回転する第１ギア６１ａと、第１ギア６１ａに噛み合った第２ギア６１ｂと、第２ギア６１ｂに噛み合った第３ギア６１ｃとを有している。第３ギア６１ｃは、支持軸６１ｇに回転可能に取り付けられており、第３ギア６１ｃには、第３ギア６１ｃとは一体的に回転するようにカム板６１ｄが取り付けられている。カム板６１ｄの外周面は、支持軸６１ｇの軸心位置から外周面までの距離が、周方向に変化した状態になっている。

カム板６１ｄは、回転検出部６２に設けられた揺動板（カムフォロアー）６２ｂに当接している。揺動板６２ｂは、垂直状態であって、画像形成装置における正面側の側縁部が、垂直状態になった揺動軸６２ｃに回動可能な状態で支持されている。揺動板６２ｂは、揺動軸６２ｃに嵌合されたコイルスプリング６２ｄによって、カム板６１ｄの外周面に圧接されている。従って、揺動板６２ｂは、カム板６１ｄの回転に追従して、支持軸６１ｇに接近および離間する方向に揺動する。

揺動板６２ｂの背面側の側方には、揺動板６２ｂに対向して、フォトセンサ６２ｇが設けられている。フォトセンサ６２ｇは、上下方向に適当な間隔をあけて配置された発光部と受光部とを有している。揺動板６２ｂには、揺動板６２ｂが揺動することによって、フォトセンサ６２ｇの発光部と受光部との間を通過する遮蔽板６２ｅが水平状態で設けられている。

このような構成の回転検出機構６０では、定着ローラ５１の回転が、第１ギア６１ａおよび第２ギア６１ｂを介して第３ギア６１ｃに伝達されており、第３ギア６１ｃが回転すると、カム板６１ｄが第３ギア６１ｃと一体となって回転する。従って、定着ローラ５１が回転することによってカム板６１ｄが回転し、このカム板６１ｄの回転が、回転検出部６２のフォトセンサ６２ｇによって検出される。

回転検出部６２に設けられた揺動板６２ｂは、カム板６１ｄの回転に追従して支持軸６２ｇに接近および離間する方向に揺動し、揺動板６２ｂの揺動によって、フォトセンサ６２ｇがオン・オフ状態を繰り返す。従って、フォトセンサ６２ｇにおけるオン状態とオフ状態との繰り返し回数に基づいて、定着ローラ５１の単位時間当たりの回転数を求めることができる。

このようにして定着ローラ５１の単位時間当たりの回転数を監視して、その回転数が、予め設定された所定値よりも低下した場合には、定着ベルトが異常高温になるおそれがあるものとして、磁束発生部による磁束の発生を停止する。これにより、定着ベルトの発熱が停止され、定着ベルトが異常高温になることを防止することができる。

特開２００７−１３９９６２号公報

前述した回転検出機構６０では、カム板６１ｄと一体となった第３ギア６１ｃの歯部は、第２ギア６１ｂの歯部と、相互に噛み合っており、第２ギア６１ｂの歯部が、回転方向に位置する第３ギア６１ｃの歯部に当接することによって、第３ギア６１ｃは回転する。このような回転状態で、カム板６１ｄが、揺動板６２ｂを支持軸６１ｇから離れる方向に押し込むと、揺動板６２ｂからの付勢力がカム板６１ｄに加わり、その付勢力が、第３ギア６１ｃの歯部に当接した第２ギア６１ｂの歯部に加わる。

これに対して、コイルスプリング６２ｄによって付勢された揺動板６２ｂが、カム板６１ｄの回転によって、支持軸６１ｇから最も離れた位置から支持軸６１ｇに接近する方向に揺動を開始する場合に、カム板６１ｄに加わる揺動板６２ｂからの付勢力がカム板６１ｄの回転を助ける方向に働くことにより、第２ギア６１ｂに対して第３ギア６１ｃが先回りすることになる。

第３ギア６１ｃの先回りが発生すると、第３ギア６１ｃの歯部は、回転方向とは反対側に隣接する第２ギア６１ｂの歯部に当接するバックラッシュが発生する。第３ギア６１ｃ、第２ギア６１ｂ、第１ギア６１ａのそれぞれは、通常、剛性体によって構成されているために、バックラッシュによって第３ギア６１ｃの歯部が第２ギア６１ｂの歯部に当接すると、大きな衝撃音が発生するおそれがある。

このような衝撃音は、定着ローラ５１の回転によって揺動板６２ｂが揺動する毎に発生することから、周期的に発生することになる。衝撃音は、画像形成動作が実行されていない待機時に発生するために、ユーザには不快な騒音と認識されるおそれがある。しかも、このような衝撃音が発生すると、ユーザは、画像形成装置に故障等が発生しているものと誤認するおそれもある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バックラッシュによる衝撃音を低減することができる回転検出機構を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのような回転検出機構を有する定着装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、そのような定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る回転検出機構は、回転体の回転を検出する回転検出機構であって、前記回転体と一体となって回転する第１ギアと、弾性を有するとともに、前記第１ギアに噛み合う歯部を内周面に有しており、当該第１ギアに巻き掛けられて周回移動する歯付きベルトと、当該歯付きベルトが噛み合って周回移動するように、当該歯付きベルトが巻き掛けられた第２ギアと、当該第２ギアと一体となって回転するカムと、当該カムの回転に追従して、当該カムの回転中心に対して接近および離間する方向に運動するように、当該カムに対して圧接されたカムフォロアーと、当該カムフォロアーの運動を検出する検出手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る定着装置は、定着ローラの外側に嵌合された定着回転体と、加圧体とが相互に圧接されて形成された定着ニップを記録シートが通過する際に、磁束発生部によって発生する磁束により前記定着回転体を発熱させた状態で、前記記録シートを加熱および加圧することによって、当該記録シート上に形成された未定着画像を定着する定着装置であって、前記回転検出機構によって前記定着ローラの回転を検出することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記定着装置が設けられていることを特徴とする。

本発明の回転検出機構では、回転体の回転が、第１ギアおよび第２ギアに巻き掛けられた歯付きベルトによって伝動されて、第２ギアと一体となったカムに圧接されたカムフォロアーの運動を検出する構成において、歯付きベルトが弾性材料によって構成されているために、バックラッシュによる衝撃音の発生を防止することができる。
好ましくは、本発明の回転検出機構において、前記歯付きベルトは、クロロプレンゴムによって構成されていることを特徴とする。

好ましくは、本発明の定着装置において、前記磁束発生部は、待機状態において、回転状態になった前記定着回転体を発熱させる構成であり、前記回転検出機構は、前記待機状態において、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記定着ローラの回転を検出し、当該回転検出機構によって前記定着ローラが所定値よりも低速の回転状態になっていることが検出されると、前記磁束発生部による前記定着回転体の発熱が停止されることを特徴とする。

本発明の実施の形態に係る回転機構を有する定着装置が備えられた画像形成装置の一例であるタンデム型カラーデジタルプリンタの概略構成を示す模式図である。 そのプリンタに設けられた定着装置の構成を示す断面図である。 その定着装置に設けられた定着ベルトおよび定着ローラの一部の断面図である。 その定着装置の背面側部分の構成を示す斜視図である。 （ａ）は、定着装置の背面側部分の主要部の構成を説明するための平面図、（ｂ）は、その正面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、定着ローラの回転を検出するための回転検出機構に設けられたベルト伝動部における第２ギアと歯付きベルトとの噛み合い状態を説明するための模式図である。 従来の定着装置の背面側部分に設けられた回転検出機構斜視図である。 （ａ）は、その回転検出機構の主要部の構成を説明するための平面図、（ｂ）は、その正面図である。

以下、本発明に係る回転検出機構が設けられた定着装置を有する画像形成装置の実施形態を説明する。
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」とする）の概略構成を示す模式図である。このプリンタは、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置等から入力される画像データ等に基づいて、周知の電子写真方式によりトナー画像を形成し、下部の給紙カセット２２からシート搬送経路２１に沿って搬送される記録シートＰにトナー画像を転写する。トナー画像が転写された記録シートＰは、定着装置３０に搬送され、定着装置３０において、記録シートＰに転写されたトナー画像が定着される。

プリンタの上下方向の略中央部には、周回移動域が水平方向に沿って長くなった中間転写ベルト１８が設けられている。中間転写ベルト１８は、矢印Ｘで示す方向に周回移動する。中間転写ベルト１８の下方には、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが設けられている。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、中間転写ベルト１８の周回移動方向に沿って、その順番で配置されている。

各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナーが供給されて、供給される各色のトナーによってトナー画像を形成する。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、トナー画像を形成するためのトナーの色のみがそれぞれ異なっていること以外は概略同様の構成になっていることから、画像形成ユニット１０Ｙの構成のみを説明して、他の画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの構成の説明は省略する。

画像形成ユニット１０Ｙは、中間転写ベルト１８の下方において中間転写ベルト１８に対向した状態で矢印Ｚ方向に回転可能に配置された感光体ドラム１１Ｙと、感光体ドラム１１Ｙの下方において感光体ドラム１１Ｙに対向して配置された帯電器１２Ｙとを有している。感光体ドラム１１Ｙは、帯電器１２Ｙによって表面が一様に帯電され、帯電された感光体ドラム１１Ｙの表面に、画像形成ユニット１０Ｙの下方に設けられた露光装置１３Ｙから照射されるレーザ光Ｌによって静電潜像が形成される。

感光体ドラム１１Ｙの表面に形成された静電潜像は、現像器１４ＹによってＹ色のトナーにより現像される。現像器１４Ｙは、Ｙ色のトナーを担持する現像ローラを備えており、現像バイアス電圧が印加された現像ローラの回転により、Ｙ色のトナーが現像ローラの周面を搬送されて、感光体ドラム１１Ｙと対向する位置において、感光体ドラム１１Ｙ上に形成された静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム１１Ｙの表面に、Ｙ色のトナー画像が形成される。

中間転写ベルト１８の周回移動域の内部には、中間転写ベルト１８を挟んで感光体ドラム１１Ｙに対向する１次転写ローラ１５Ｙが配置されており、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されたトナー画像は、転写バイアス電圧が印加された１次転写ローラ１５Ｙによる電界の作用により、中間転写ベルト１８上に１次転写される。
なお、フルカラー画像を形成する場合には、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成されたそれぞれのトナー画像が中間転写ベルト１８上の同じ領域に多重転写されるように、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれの画像形成動作タイミングがずらされる。モノクロ画像を形成する場合には、選択された１つの画像形成ユニット（例えばＫトナー用の画像形成ユニット１０Ｋ）のみが駆動されることによって、その画像形成ユニットに設けられた感光体ドラム上にトナー画像が形成されて、中間転写ベルト１８における所定領域上に転写される。

トナー画像が形成された中間転写ベルト１８の搬送方向下流側の端部（図１において右側の端部）は、駆動ローラ１７に巻き掛けられており、駆動ローラ１７には、駆動ローラ１７に巻き掛けられた中間転写ベルト１８を挟んで、２次転写ローラ１９が対向配置されている。中間転写ベルト１８上に転写されたトナー画像は、転写バイアス電圧が印加された２次転写ローラ１９によって形成される電界の作用により、シート搬送経路２１を搬送される記録シートＰに２次転写される。

中間転写ベルト１８と２次転写ローラ１９との間を通過した記録シートＰは、２次転写ローラ１９の上方に配置された定着装置３０へ搬送される。定着装置３０は、電磁誘導加熱方式で発熱する定着ベルト３５内に配置された定着ローラ３２と、加圧ローラ３３とによって、定着ベルト３５を挟み込む構成になっており、記録シートＰ上の未定着のトナー画像が、定着ベルト３５と加圧ローラ３３との圧接位置である定着ニップＮを通過する間に加熱および加圧されて定着される。トナー画像が定着された記録シートＰは、排紙ローラ２４によって、中間転写ベルト１８の上方に配置された排紙トレイ２３上に排出される。

＜定着装置の構成＞
図２は、定着装置３０の構成を示す断面図である。図２に示すように、定着装置３０は、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成された定着ユニット３１の内部に、定着ローラ３２と加圧ローラ３３とが相互に平行に配置されており、定着ローラ３２の外側に嵌合された定着ベルト３５が、定着ユニット３１の内部に配置された磁束発生ユニット３４によって発熱されるようになっている。定着ローラ３２および加圧ローラ３３は、それぞれ、不図示の軸受部材によって、定着ユニット３１に対して回転自在に軸支されている。

定着ユニット３１は、寿命等になると、画像形成装置本体に対して正面側に引き出されることによって、画像形成装置本体から取り外される。そして、新たな定着ユニット３０が、画像形成装置本体に対して正面側から背面側に水平状態でスライドさせることによって、画像形成装置本体に装着される。
定着ベルト３５は、定着ローラ３２よりも大径になった円筒形状になっており、断面円形状を維持した状態で周回移動する剛性を有している。加圧ローラ３３は、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって定着ローラ３２に向けて付勢されており、加圧ローラ３３と定着ローラ３２との間を通過する定着ベルト３５に対して所定の圧力で圧接されている。これにより、定着ベルト３５と定着ローラ３２との間に定着ニップＮが形成されている。

加圧ローラ３３は、定着モータ４６により、矢印Ａで示す方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ３２によって加圧ローラ３３に圧接された定着ベルト３５は、加圧ローラ３３の回転に従って、矢印Ｂで示す方向に周回移動する。これとともに、定着ベルト３５を介して加圧ローラ３３が押圧された定着ローラ３２も、矢印Ｂで示す方向に従動回転する。

図３は、定着ベルト３５および定着ローラ３２の一部の断面の拡大図である。図３に示すように、定着ローラ３２は、軸心部に設けられた円筒状の芯金３２ａの外周面（表面）に、シリコーンゴム、シリコーンスポンジ（発泡体）等からなる断熱層３２ｂが積層されて構成されている。芯金３２ａは、例えば直径が２０ｍｍのアルミニウム、ステンレス等からなる金属によって構成されている。断熱層３２ｂの厚さは、１〜１０ｍｍ程度になっている。

定着ベルト３５は、内周側に位置する磁性樹脂層３５ａと、磁性樹脂層３５ａの外周面（表面）上に密着状態で積層された発熱層３５ｂと、発熱層３５ｂの外周面（表面）上に積層された弾性層３５ｃと、弾性層３５ｃの外周面（表面）上に積層された離型層３５ｄとを有する積層体によって構成されている。
磁性樹脂層３５ａは、例えば、透磁率が１０００以上の高透磁率のＭｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライトからなる磁性体粒子を樹脂材料内に均一に分散させることによって構成されており、１０〜１００μｍ程度の厚さに形成されている。磁性体粒子はキュリー温度が所定の温度になっている。このキュリー温度は、トナーを溶融させるために必要な温度以上であって、定着ローラ３２の耐熱温度以下の温度に設定され、具体的には、１３０℃以上、２６０℃以下の範囲内に設定される。本実施形態では、キュリー温度は２００℃に設定されている。なお、高透磁率の磁性体の粒子としては、酸化鉄を主成分とするフェライト粒子であってもよい。

磁性樹脂層３５ａ上に積層される発熱層３５ｂは、抵抗率が小さな導電性金属、好ましくは非磁性の金属（強磁性でない金属）によって構成される。発熱層３５ｂとしては、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＳｕＳ等が好適に使用され、磁性樹脂層３５ａに対して密着するように、例えば、メッキ処理によって、磁性樹脂層３５ａ上に積層されている。
発熱層３５ｂ上に積層される弾性層３５ｃは、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有する弾性体によって、厚さ２００μｍ程度に構成されている。離型層３５ｄは、例えばフッ素樹脂（ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等）によって厚さ２０μｍ程度に構成されている。

加圧ローラ３３は、図２に示すように、円筒状に構成された芯金３３ａと、芯金３３ａの外周面（表面）上に積層された弾性層３３ｂと、弾性層３３ｂの外周面（表面）上に積層された離型層３３ｃとを有している。
芯金３３ａは、例えばステンレスなどからなり、本実施形態では直径が２０ｍｍになっている。

弾性層３３ｂは、例えば外径が３５ｍｍのシリコーンゴムによって構成されている。離型層離型層３３ｃは、例えば厚さが２０μｍのＰＦＡチューブによって構成されている。
加圧ローラ３３には、定着ローラ３２とは反対側において均熱化ローラ３６が圧接されている。この均熱化ローラ３６は熱伝導性の良い金属材料（例えばアルミニウム）で形成された円筒部を備えており、押圧バネを含む押圧装置（不図示）によって、加圧ローラ３３に圧接されるようになっている。均熱化ローラ３６は、加圧ローラ３３に圧接されると、加圧ローラ３３に追従して回転されて、加圧ローラ３３の表面温度を均一化する。

図２に示すように、磁束発生ユニット３４は、定着ローラ３２に対して加圧ローラ３３とは反対側の側方に配置されており、定着ローラ３２の軸方向に沿って長く延びるコイルボビン３４ａと、コイルボビン３４ａ内における定着ローラ３２とは反対側に保持された励磁コイル３４ｂとを有している。コイルボビン３４ａは、定着ローラ３２の表面に対向する面が、定着ローラ３２の周方向に沿って円弧状に湾曲すると共に、定着ローラ３２の外周面との間に、例えば３ｍｍ程度の所定の間隔が開くように、その長手方向両端部が図示しないフレームなどに固定されている。

励磁コイル３４ｂは、交番磁場を形成する磁束を発生させるものであり、導線を、定着ローラ３２の軸方向に沿って延びる長円形状に複数回にわたって巻回した構成になっている。励磁コイル３４ｂは、高周波電源回路３７から高周波電力が供給されることにより磁束を発生し、交番磁場を形成する。励磁コイル３４ｂによって形成された交番磁場によって、定着ベルト３５の発熱層３５ｂが発熱される。

高周波電源回路３７は、制御部４５によって制御されるようになっている。また、制御部４５は、定着装置３０の駆動源であって加圧ローラ３３を回転駆動する定着モータ４６も制御するようになっている。制御部４５は、後述するように、定着ローラ３２の回転を検出するための回転検出機構４０の出力に基づいて、高周波電源回路３７を制御するようになっている。

定着ベルト３５の発熱層３５ｂは、磁性樹脂層３５ａよりも磁束発生ユニット３４に近接して配置されている。このために、磁束発生ユニット３４の励磁コイル３４ｂによって発生した磁束は、磁性樹脂層３５ａの磁性体粒子によって引き付けられ、発熱層３５ｂを貫通する。
発熱層３５ｂを貫通する磁束は、発熱層３５ｂに交番磁場を形成する。これにより、発熱層３５ｂに渦電流が誘起されて、発熱層３５ｂが発熱する。発熱層３５ｂは、非磁性であって抵抗率が小さな導電性金属によって構成されているために、発熱層３５ｂの全体にわたって渦電流が誘起される。これにより、発熱層３５ｂが、全体にわたって効率よく発熱することになる。

図４は、画像形成装置本体に装着された定着装置３０の背面側部分の構成を示す斜視図である。また、図５（ａ）は、定着装置３０の背面側部分の主要部の構成を説明するための平面図、図５（ｂ）は、その正面図である。なお、図４および図５（ａ）および（ｂ）においては定着ベルト３５を省略している。
定着装置３０の背面側部分には、定着ローラ３２の回転を検出するための回転検出機構４０が設けられている。回転検出機構４０は、定着ローラ３２が回転することによって駆動されるベルト伝動部４１と、ベルト伝動部４１によって定着ローラ３２が回転駆動されていることを検出する回転検出部４２とを有している。

ベルト伝動部４１は、定着ローラ３２の芯金３２ａにおける背面側部分に、一体的に嵌合された第１ギア４１ａと、第１ギア４１ａに対して適当な間隔をあけた平行状態になるように、定着ユニット３１に支持された第２ギア４１ｂと、第１ギア４１ａおよび第２ギア４１ｂに巻き掛けられた歯付きベルト４１ｃとを有している。
歯付きベルト４１ｃは、耐熱性を有する弾性材料（例えばクロロプレンゴム（ＣＲ））によって構成されており、その内周面には、周方向に沿って一定の間隔で歯部４１ｄが形成されている。歯付きベルト４１ｃの歯部４１ｄ（図５（ｂ）参照）は、第１ギア４１ａに設けられた歯部４１ｅ（図５（ｂ）参照）および第２ギア４１ｂに設けられた歯部４１ｆ（図５（ａ）参照）にそれぞれ噛み合うように形成されている。

第２ギア４１ｂは、定着ユニット３１に対して水平状態で定着ローラ３２に平行に支持された支持軸４１ｇに回転可能に取り付けられている。また、第２ギア４１ｂには、カム板４１ｈが一体的に取り付けられている。カム板４１ｈは、第２ギア４１ｂと一体となって回転するが、支持軸４１ｇの軸心位置から外周面までの距離が、全周にわたって変化した状態になっている。

カム板４１ｈの側方（画像形成装置本体の正面側から背面側に向って左側の側方）には、画像形成装置本体に取り付けられたフレーム４４が設けられており、このフレーム４４に、ベルト伝動部４１が駆動されていることを検出する回転検出部４２が設けられている。
回転検出部４２には、カム板４１ｈの回転に追従して揺動するようにカム板４１ｈに圧接された揺動板(カムフォロアー)４２ｂが設けられている。

揺動板４２ｂは、カム板４１ｈに対向して垂直状態に配置されており、画像形成装置の正面側の側縁部が、フレーム４４に垂直状態で支持された揺動軸４２ｃに、当該揺動軸４２ｃを中心として垂直状態で揺動するように支持されている。
揺動軸４２ｃには、揺動板４２ｂがカム板４１ｈの外周面に圧接されるように付勢するコイルスプリング４２ｄが取り付けられている。コイルスプリング４２ｄは、揺動軸４２ｃの周囲に嵌合された状態になっている。

揺動板４２ｂは、カム板４１ｈの外周面に圧接されているために、支持軸４１ｇから外周面までの距離が周方向に沿って変化したカム板４１ｈが、支持軸４１ｇを中心として回転すると、カム板４１ｈの外周面は、支持軸４１ｇに対して接近および離間する方向に変位する。これにより、揺動板４２ｂは、垂直状態になった揺動軸４２ｃを中心として、支持軸４１ｇに対して接近および離間する方向に揺動することになる。

揺動板４２ｂの背面側の側方には、発光部と受光部とを有するフォトセンサ４２ｇが、フレーム４４に取り付けられている。フォトセンサ４２ｇの発光部と受光部とは、上下方向に並んだ状態で相互に対向して配置されている。揺動板４２ｂには、フォトセンサ４２ｇの発光部と受光部との間を通過する遮蔽板４２ｅが設けられている。遮蔽板４２ｅは、揺動板４２ｂにおける上下方向の中程よりも下方寄りの位置において、画像形成装置の背面側に向って水平状態で延出している。

遮蔽板４２ｅは、揺動板４２ｂが、揺動軸４２ｃを中心として、支持軸４１ｇに対して接近および離間する方向に揺動することにより、同方向に揺動する。遮蔽板４２ｅが揺動すると、フォトセンサ４２ｇの発光部から発せられた光が、遮蔽板４２ｅによって遮光されずに受光部に受光される状態と、遮蔽板４２ｅによって遮光されて受光部が光を受光しない状態になる。従って、揺動板４２ｂが揺動することによって、フォトセンサ４２ｇからの出力信号は、オン状態とオフ状態とを繰り返すことになる。

揺動板４２ｂは、カム板４１ｈの回転によって揺動する。また、カム板４１ｈは、第２ギア４１ｂと一体となって回転し、第２ギア４１ｂには、定着ローラ３２の芯金３２ａと一体的に回転する第１ギア４１ａの回転が伝達されている。従って、カム板４１ｈは、定着ローラ３２の回転に同期して回転することによって、揺動板４２ｂを揺動させている。このことから、フォトセンサ４２ｇから出力されるオン状態とオフ状態との繰り返し信号に基づいて、定着ローラ３２の回転を監視することができる。

フォトセンサ４２ｇの出力は、制御部４５に与えられている。制御部４５は、フォトセンサ４２ｇの出力に基づいて、定着ローラ３２の単位時間当たりの回転数に対応したカム板４１ｈの単位時間当たりの回転数を算出する。
制御部４５は、画像形成動作が中断された待機時（スリープ状態でない状態）において、フォトセンサ４２ｇの出力に基づいて、カム板４１ｈの単位時間当たりの回転数を算出し、算出された単位時間当たりの回転数が予め設定された所定値よりも低下した場合に、高周波電源回路３７から励磁コイル３４ｂへの高周波電力の供給を停止する。

＜定着装置の動作＞
このような構成の定着装置３０では、画像形成装置による画像形成動作が中断された待機時に、制御部４５は、高周波電源回路３７を制御して、励磁コイル３４ｂに高周波電力を供給するとともに、定着モータ４６を駆動して、加圧ローラ３３を所定の回転速度で回転させる。これにより、定着ローラ３２が回転されて定着ベルト３５が周回移動するとともに、定着ベルト３５の発熱層３５ｂが、励磁コイル３４ｂから発生する磁束によって発熱状態になる。

この場合、定着ローラ３２の回転によって、回転検出機構４０におけるベルト伝動部４１の第１ギア４１ａが回転されて、歯付きベルト４１ｃが周回移動し、歯付きベルト４１ｃの周回移動によって第２ギア４１ｂが回転する。第２ギア４１ｂが回転すると、第２ギア４１ｂと一体となったカム板４１ｈが回転し、カム板４１ｈに圧接された揺動板４２ｂが、揺動軸４２ｃを中心として、支持軸４１ｇに対して接近および離間する方向に揺動する。

これにより、揺動板４２ｂと一体になった遮蔽板４２ｅも、水平状態で、支持軸４１ｇに対して接近および離間する方向に揺動する。このような揺動により、遮蔽板４２ｅは、フォトセンサ４２ｇの発光部と受光部との間を通過することを繰り返すことから、受光部の出力信号であるフォトセンサ４２ｇの出力信号は、オン状態とオフ状態とを繰り返すことになる。

制御部４５は、フォトセンサ４２ｇにおけるオン状態とオフ状態との繰り返し回数に基づいて、カム板４１ｈの単位時間当たりの回転数、すなわち、定着ローラ３２の単位時間当たりの回転数を算出して、その回転数が予め設定された所定値よりも低下した場合には、高周波電源回路３７から励磁コイル３４ｂへの高周波電力の供給を停止するように、高周波電源回路３７を制御する。

これにより、定着ベルト３５の発熱層３５ｂが発熱することが停止される。従って、定着ローラ３２の回転低下により定着ベルト３５の周回移動速度が低下した状態において、定着ベルト３５が、磁束発生ユニット３４の励磁コイル３４ｂから発生する磁束によって局所的に発熱することが防止され、定着ベルト３５が異常高温状態になることを防止することができる。

図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、回転検出機構４０に設けられたベルト伝動部４１における第２ギア４１ｂの歯部４１ｆと歯付きベルト４１ｃの歯部４１ｄとの噛み合い状態を説明するための模式図である。定着ローラ３２の回転によって、歯付きベルト４１ｃが周回移動すると、図６（ａ）に示すように、歯付きベルト４１ｃの歯部４１ｄが、第２ギア４１ｂの歯部４１ｆに当接して、第２ギア４１ｂを回転させる。

第２ギア４１ｂが回転すると、第２ギア４１ｂと一体となったカム板４１ｈも回転して、コイルスプリング４２ｄによって付勢された揺動板４２ｂを、支持軸４１ｇに対して接近および離間させる方向に揺動させる。カム板４１ｈが、揺動板４２ｂを支持軸４１ｇから離れる方向に押し込む場合には、歯付きベルト４１ｃは、図６（ａ）に示す状態で第２ギア４１ｂを回転させる。従って、揺動板４２ｂからの付勢力がカム板４１ｈに加わると、その付勢力は、第２ギア４１ｂの歯部４１ｆに当接した歯付きベルト４１ｃの歯部４１ｄに加わることになる。

これに対して、コイルスプリング４２ｄによって付勢された揺動板４２ｂが、カム板４１ｈの回転によって、支持軸４１ｇから最も離れた位置から支持軸４１ｇに接近する方向への揺動を開始すると、カム板４１ｈに加わる揺動板４２ｂからの付勢力がカム板４１ｈの回転を助ける方向に働くことにより、第２ギア４１ｂが歯付きベルト４１ｃに対して先回りする。

第２ギア４１ｂが歯付きベルト４１ｃに対して先回りすると、図６（ｂ）に示すように、第２ギア４１ｂの歯部４１ｆ（図６（ａ）および（ｂ）において「Ａ」で示す）に当接した歯付きベルト４１ｃの歯部４１ｄは、第２ギア４１ｂの当該歯部４１ｆ（「Ａ」）から離れて、当該歯部４１ｆの後続の歯部４１ｆ（図６（ａ）および（ｂ）において「Ｂ」で示す）に当接することになる（バックラッシュ）。

この場合、第２ギア４１ｂが歯付きベルト４１ｃに対して先回りすることにより、歯付きベルト４１ｃは、瞬間的に撓んだ状態になる。これにより、歯付きベルト４１ｃの歯部４１ｄが第２ギア４１ｂの歯部４１ｆ（「Ｂ」）に当接した場合の衝撃が緩和されることになる。しかも、歯付きベルト４１ｃは、全体が弾性体によって構成されているために、歯付きベルト４１ｃの歯部４１ｄ自体の弾性によっても、衝撃が緩和されることになる。

これらのことにより、バックラッシュによって歯付きベルト４１ｃの歯部４１ｄが第２ギア４１ｂの歯部４１ｆ（「Ｂ」）に当接しても、大きな衝撃音が発生するおそれがない。
従って、画像形成装置が待機状態になっていても、ユーザに周期的な衝撃音が聞こえるおそれがない。その結果、ユーザに不快感を与えるおそれがなく、しかも、ユーザは、画像形成装置に故障等が発生しているものと誤認するおそれもない。

なお、歯付きベルト４１ｃは耐熱性を有するクロロプレンゴムによって構成されていることから、定着ユニット３１の内部が、所定の定着温度になっても、歯付きベルト４１ｃが劣化することを抑制することができる。これにより、歯付きベルト４１ｃを、定着ユニット３１が寿命に達するまでの長期にわたって、損傷することなく、安定的に使用することができる。

［変形例］
上記実施の形態では、回転検出機構として、画像形成装置における電磁誘導方式の定着装置に設けられた定着ローラの回転を検出する構成について説明したが、そのような構成に限定されるものではなく、例えば、抵抗発熱層またはヒータランプを有する定着装置において定着回転体の回転を検出する構成としてもよい。あるいは、画像形成装置に設けられた中間転写ベルトの回転を検出する構成、画像形成装置に設けられたトナー搬送スクリューの回転を検出する構成としてもよい。また、画像形成装置に限らず、回転機構の回転を検出する必要がある装置であれば適用することができる。いずれの場合にも、バックラッシュによる衝撃音の発生を抑制することができる。

さらに、回転検出機構４０の回転検出部４２を画像形成装置本体に設ける構成としたが、定着ユニット３１に一体的に設ける構成としてもよい。また、定着ユニット３１が画像形成装置本体に対して着脱可能になっている構成に限らず、画像形成装置本体と一体的に固定された構成であってもよい。
さらに、上記実施の形態では、定着装置として、定着ベルトに加圧ローラを圧接して定着ニップを形成する構成であったが、加圧ローラに限らず、加圧ベルトを用いてもよく、また、固定的に設けられた加圧部材を用いることもできる。

さらにまた、上記実施の形態では、本発明に係る定着装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したがこれに限るものではない。すなわち、本発明に係る定着装置は、プリンタ、複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等の画像形成装置に適用でき、また、モノクロの画像形成装置であってもよい。

本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置において、待機時に衝撃音が発生することを抑制する技術として有用である。

１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成ユニット
１８ 中間転写ベルト
３０ 定着装置
３２ 定着ローラ
３２ａ 芯金
３２ｂ 断熱層
３３ 加圧ローラ
３４ 磁束発生ユニット
３４ｂ 励磁コイル
３４ｃ メインコア
３５ 定着ベルト
３５ａ 磁性樹脂層
３５ｂ 発熱層
３５ｃ 弾性層
３５ｄ 離型層
４０ 回転検出機構
４１ ベルト伝動部
４１ａ 第１ギア
４１ｂ 第２ギア
４１ｃ 歯付きベルト
４１ｄ 歯部
４１ｅ 歯部
４１ｆ 歯部
４１ｇ 支持軸
４１ｈ カム板
４２ 回転検出部
４２ｂ 揺動板
４２ｃ 揺動軸
４２ｄ コイルスプリング
４２ｅ 遮蔽板
４２ｇ フォトセンサ
４５ 制御部
４６ 定着モータ

Claims (5)

1. 回転体の回転を検出する回転検出機構であって、
   前記回転体と一体となって回転する第１ギアと、
   弾性を有するとともに、前記第１ギアに噛み合う歯部を内周面に有しており、当該第１ギアに巻き掛けられて周回移動する歯付きベルトと、
   当該歯付きベルトが噛み合って周回移動するように、当該歯付きベルトが巻き掛けられた第２ギアと、
   当該第２ギアと一体となって回転するカムと、
   当該カムの回転に追従して、当該カムの回転中心に対して接近および離間する方向に運動するように、当該カムに対して圧接されたカムフォロアーと、
   当該カムフォロアーの運動を検出する検出手段と、
   を有することを特徴とする回転検出機構。
2. 前記歯付きベルトは、クロロプレンゴムによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転検出機構。
3. 定着ローラの外側に嵌合された定着回転体と、加圧体とが相互に圧接されて形成された定着ニップを記録シートが通過する際に、磁束発生部によって発生する磁束により前記定着回転体を発熱させた状態で、前記記録シートを加熱および加圧することによって、当該記録シート上に形成された未定着画像を定着する定着装置であって、
   請求項１または２に記載の回転検出機構によって前記定着ローラの回転を検出することを特徴とする定着装置。
4. 前記磁束発生部は、待機状態において、回転状態になった前記定着回転体を発熱させる構成であり、
   前記回転検出機構は、前記待機状態において、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記定着ローラの回転を検出し、
   当該回転検出機構によって前記定着ローラが所定値よりも低速の回転状態になっていることが検出されると、前記磁束発生部による前記定着回転体の発熱が停止されることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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