JP5923461B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体にトナー像を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で、トナー像を記録媒体に定着させている。

上記の定着装置の方式としては、記録媒体とトナー像を加熱及び加圧するための定着ニップを定着ローラーと加圧ローラーによって形成する方式が知られている。上記の定着ローラーは、例えば、金属製の芯金の外周面をトナー離型性の高い樹脂で被覆することによって形成されている。また、上記の定着ローラーを加熱するための熱源としては、例えばハロゲンヒーターが用いられている。このハロゲンヒーターは、例えば、定着ローラーの芯金の内部に配置される。

一方で、ハロゲンヒーターの代わりにＩＨコイルを熱源として用いる方式（所謂「ＩＨ（Induction Heating）方式」）が知られている。上記のＩＨコイルは、通電により磁界を発生させるようになっている。
このようなＩＨ方式の定着装置の中には、定着ローラーと加圧ローラーによって定着ニップを形成するのではなく、定着ベルトと加圧ローラーによって定着ニップを形成するものが存在する。上記定着ベルトは、回転可能な無端状のベルトによって構成されている。そして、上記ＩＨコイルが発生させる磁界の作用によって定着ベルトにうず電流が発生し、定着ベルトが発熱するようになっている。

また、定着ベルトの回転方式としては、定着ベルト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を回転させる方式が知られている。一方で、定着ベルトの内径側に押圧部材を配置し、この押圧部材に対して定着ベルトを摺動させる方式（所謂「摺動ベルト方式」）も知られている。

このような摺動ベルト方式の定着装置においては、定着ベルトの昇温速度が速く、定着ベルトが停止状態で加熱されると、定着ベルトの一部が過昇温して、この過昇温した部分がダメージを受ける恐れがある。そこで、例えば特許文献１には、定着ベルトと、定着ベルトの回転状態を検知する回転検知手段と、を備えた定着装置が開示されている。この定着装置においては、回転検知手段が定着ベルトの回転を所定時間継続して検知しない場合に、定着ベルトに対する加熱を抑制するようになっている。

このような定着装置において、定着ベルトの回転を検知するための構成として、例えば、定着ベルトの回転に従動して回転する被検知部材を定着ベルトの端部に装着し、上記した被検知部材の回転を回転検知部によって検知する構成が考えられる。このような構成を採用する場合において、被検知部材を定着ベルトの端部に接着固定すれば、定着ベルトの回転に従動して被検知部材を確実に回転させることが可能となる。しかしながら、上記のように被検知部材を定着ベルトの端部に接着固定すると、定着ベルトの端部が被検知部材によって略正円形に補正されることになる。そのため、定着ベルトの定着ニップ周辺部分の形状（非正円形）と定着ベルトの端部の形状（略正円形）に違いが発生し、これに伴って定着ベルトに大きな応力が掛かり、定着ベルトが破損する恐れがある。

これに対して、被検知部材を定着ベルトの端部に対して非接着とすれば、定着ベルトの定着ニップ周辺部分の形状（非正円形）に追従させて定着ベルトの端部も非正円形に変形させることが可能となる。そのため、定着ベルトに掛かる応力を減少させ、定着ベルトの破損を防止することができる。

特開２０１０−０７２４８０号公報

しかしながら、上記のように被検知部材を定着ベルトの端部に対して非接着とすると、定着ベルトと被検知部材の間でスリップ（滑り）が発生する可能性がある。このようにスリップが発生すると、定着ベルトの回転に従動して被検知部材を回転させることができなくなる。その結果、定着ベルトが正常に回転しているにも関わらず回転検知部が被検知部材の回転を検知できず、定着ベルトの回転状態が異常である旨の誤検知が発生して、定着ベルトの加熱が停止されてしまう可能性がある。

また、定着ベルトを用いた定着装置においては、定着ベルトの端部が何らかの理由で破れた後も、定着ベルトが回転し続けるような事態が起こりうる。この点、従来の定着装置においては、定着ベルトの端部の破れを温度センサーによって検知する場合がほとんどである。しかしながら、このような構成では、破れの発生箇所と温度センサーの位置関係によっては、定着ベルトの端部の破れを検知できない可能性がある。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトが正常に回転しているのにも関わらずスリップに伴う誤検知によって定着ベルトの加熱が停止されるような事態を回避すると共に、定着ベルトの端部の破れを確実に検知す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する定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧回転体と、前記定着ベルトを回転させる駆動源と、前記定着ベルトを加熱する熱源と、前記定着ベルトの両端部に保持され、前記定着ベルトの回転に従動して回転する被検知部材と、前記各被検知部材の回転を検知する一対の回転検知部と、前記定着ベルトの前記両端部と前記各被検知部材の間のスリップの発生しにくさの基準となる基準条件を記憶する記憶部と、前記基準条件が満たされない状態で前記駆動源が前記定着ベルトを回転させる時には、前記一対の回転検知部の両方が前記各被検知部材の回転を所定時間内に検知しないことを条件に前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させ、前記基準条件が満たされる状態で前記駆動源が前記定着ベルトを回転させる時には、前記一対の回転検知部のうちの少なくとも一方が前記各被検知部材の回転を所定時間内に検知しないことを条件に前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させる制御部と、を備えていることを特徴とする。

このような構成を採用することで、基準条件が満たされない状態（即ち、定着ベルトの両端部と各被検知部材の間のスリップが発生しやすい状態）で駆動源が定着ベルトを回転させる時には、スリップによって一方の被検知部材が回転していなくても、他方の被検知部材が回転していれば、熱源によって定着ベルトを加熱することができる。そのため、定着ベルトが正常に回転しているのにも関わらずスリップに伴う誤検知によって定着ベルトの加熱が停止されるような事態を回避することができる。

一方で、基準条件が満たされる状態（即ち、定着ベルトの両端部と各被検知部材の間のスリップが発生しにくい状態）で駆動源が定着ベルトを回転させる時には、定着ベルトの端部が破れた後に定着ベルトが回転し続けているような場合に、破れた側の端部に保持されている被検知部材が停止すれば、熱源による定着ベルトの加熱を停止することができる。これに伴って、定着ベルトの端部の破れを確実に検知することが可能となる。

以上のように、基準条件が満たされているか否かに応じて定着ベルトの加熱停止条件を場合分けすることで、定着ベルトが正常に回転しているのにも関わらずスリップに伴う誤検知によって定着ベルトの加熱が停止されるような事態を回避すると共に、定着ベルトの端部の破れを確実に検知することが可能となる。

前記基準条件には、記録媒体にトナー像を定着させる定着温度に前記定着ベルトが到達していることが含まれても良い。

上記のように定着温度に定着ベルトが到達している状態では、熱源が定着ベルトを定着温度へと加熱している途中の状態などと比較して、定着ベルトの回転軸方向における定着ニップの温度分布や圧力バランスが均一になりやすい。そのため、定着ベルトの回転軸方向片側への寄りが発生しにくく、定着ベルトの両端部と各被検知部材の間のスリップが発生しにくい。従って、「定着温度に定着ベルトが到達していること」は、基準条件として好適である。

前記基準条件には、記録媒体が前記定着ニップを通過していないことが含まれても良い。

上記のように記録媒体が定着ニップを通過していない状態では、記録媒体が定着ニップを通過している状態と比較して、定着ベルトの回転軸方向における定着ニップの温度分布や圧力バランスが均一になりやすい。そのため、定着ベルトの回転軸方向片側への寄りが発生しにくく、定着ベルトの両端部と各被検知部材の間のスリップが発生しにくい。従って、「記録媒体が定着ニップを通過していないこと」は、基準条件として好適である。

前記基準条件が満たされる状態とは、記録媒体にトナー像を定着させる定着温度に前記定着ベルトが到達してから前記記録媒体が前記定着ニップを通過するまでの状態であっても良い。

このような状態においては、定着ベルトの回転の安定性が極めて高く、定着ベルトの両端部と各被検知部材の間のスリップが非常に発生しにくい。そのため、「定着温度に定着ベルトが到達してから記録媒体が定着ニップを通過するまでの状態」は、基準条件が満たされる状態として好適である。

前記各被検知部材は、前記定着ベルトの前記両端部と前記各被検知部材の間の摩擦力によって前記定着ベルトの回転に従動して回転しても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの両端部と各被検知部材を接着する必要が無くなり、定着ニップ周辺部の形状と対応する形状に定着ベルトの両端部を変形させやすくなる。そのため、定着ベルトに掛かる応力を減少させ、定着ベルトの破損を防止することができる。

前記各被検知部材は、前記定着ベルトの前記両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両端部と前記キャップ部材の間に介装され、前記定着ベルト又は前記キャップ部材の少なくとも一方に対して非接着で設けられる弾性部材と、を備えていても良い。

このように定着ベルトの両端部とキャップ部材の間に弾性部材を介装することにより、定着ベルトの両端部とキャップ部材が摺擦するのを防止することが可能となる。そのため、定着ベルトの両端部に割れが発生したり、キャップ部材が削れてしまったりするのを防止することができる。更に、弾性部材によって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。また、定着ベルト又はキャップ部材の少なくとも一方に対して弾性部材を非接着とすることで、弾性部材を変形させやすくなる。

前記キャップ部材は、前記定着ベルトの前記両端部の前記回転軸方向外側を覆う本体部と、前記本体部から前記回転軸方向内側に向かって延出し、前記定着ベルトの前記両端部の外径側を覆うフランジ部と、を備えていても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの内径側への変形がフランジ部の存在によって制限されることがなく、定着ベルトの内径側への変形量を十分に確保することが可能となる。これに伴って、定着ベルトを内径側に大きく変形させたい場合（定着ニップの幅を大きくしたい場合）に対応することが可能となる。

前記定着装置は、前記定着ベルトを前記加圧回転体側に向かって押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持する支持部材と、を更に備えていても良い。

このような構成を採用することで、定着装置の熱容量を小さくし、定着ベルトを迅速に昇温させ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、定着ベルトが正常に回転しているのにも関わらずスリップに伴う誤検知によって定着ベルトの加熱が停止されるような事態を回避すると共に、定着ベルトの端部の破れを確実に検知することが可能となる。

本発明の一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。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、定着ベルトの後端部周辺を示す側断面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置の制御システムを示すブロック図である。

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における紙面手前側を、定着装置１８の前側（正面側）とする。図３、図４の矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。図４の矢印Ｉは前後方向内側を示し、図４の矢印Ｏは前後方向外側を示している。

図２、図３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の下方に配置される加圧ローラー２２（加圧回転体）と、定着ベルト２１の上方に配置されるＩＨ定着ユニット２３（図３では図示せず）と、定着ベルト２１の内径側に配置される支持部材２４と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の左側に配置される補強部材２５と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の下側に配置される押圧パッド２６（押圧部材）と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４及び押圧パッド２６の左側から下側に亘って配置される摺接部材２７と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の上側に配置される磁気遮蔽部材２８と、定着ベルト２１の内径側において磁気遮蔽部材２８の上側に配置されるガイド部材３０と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の左側に配置される一対のサーミスター３１ａ、３１ｂ（温度検知部）と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２４の左上側に配置されるサーモカット３２と、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂ（前端部２１ａ、後端部２１ｂ）に保持される被検知部材３３ａ、３３ｂと、各被検知部材３３ａ、３３ｂの上方に配置される一対の回転検知部３４ａ、３４ｂと、を備えている。

定着ベルト２１は、可撓性を有する無端状の薄肉ベルトであり、前後方向に長い円筒状を成している。定着ベルト２１は、前後方向に延びる回転軸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、例えばニッケルやステンレス等の金属やＰＩ（ポリイミド）等の樹脂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、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成されている。定着ベルト２１は、基材層と離型層の間に弾性層を備えていても良い。この弾性層は、例えばシリコンゴムによって形成されている。

加圧ローラー２２は、前後方向に長い円筒状を成している。図２に示されるように、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３７が形成されている。そして、この定着ニップ３７を用紙が通過することで、用紙とトナー像が加熱及び加圧され、用紙にトナー像が定着されるように構成されている。

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、例えば、円筒状の芯金３８と、この芯金３８に周設される弾性層３９と、この弾性層３９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の芯金３８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。加圧ローラー２２の芯金３８の後端部には、駆動ギア４０（図３参照）が固定されている。加圧ローラー２２の弾性層３９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の離型層は、例えばＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成されている。なお、加圧ローラー２２は、図４において記載が省略されている。

図２に示されるように、ＩＨ定着ユニット２３は、ケース部材４１と、ケース部材４１内に収納されるＩＨコイル４２（熱源）と、を備えている。ＩＨコイル４２は、定着ベルト２１の外径側に配置されており、定着ベルト２１の外周に沿って円弧状に設けられている。

支持部材２４は、前後方向に延びており、定着ベルト２１を貫通している。支持部材２４は、例えば一対のＬ字状の板金を組み合わせて形成されており、矩形の断面形状を有している。支持部材２４の右下隅部には、下方に向かって突出する支持突起４３が設けられている。

図３に示されるように、支持部材２４の前後両端部は、定着ベルト２１の前方と後方にそれぞれ配置された固定部材４４に固定されている。固定部材４４は、例えば、定着フレーム（図示せず）に固定されているか、又は、定着フレームの一部を成している。支持部材２４の前後両端部には、リング状の寄り止め部材４５が固定されている。寄り止め部材４５は、固定部材４４よりも前後方向内側に配置されている。図４等に示されるように、寄り止め部材４５の前後方向内側の面には、円環状の突起部４６が設けられている。

図２に示されるように、補強部材２５は、上下方向に延びる第１補強部４７と、第１補強部４７の下端から右側に向かって屈曲される第２補強部４８と、を備えており、断面略Ｌ字状を成している。

押圧パッド２６は、前後方向に延びている。押圧パッド２６の上面は、支持部材２４の下面に固定されている。これにより、押圧パッド２６が支持部材２４に支持されている。押圧パッド２６の下面は、定着ベルト２１を下側（加圧ローラー２２側）に向かって内径側から押圧している。押圧パッド２６は、支持部材２４の支持突起４３と補強部材２５の第２補強部４８の間に挟み込まれている。

摺接部材２７は、例えばシート状を成している。摺接部材２７は、上下方向に延びる第１接触部５０と、第１接触部５０の下端から右側に向かって屈曲される第２接触部５１と、を備えている。第１接触部５０は、支持部材２４の左側部と補強部材２５の第１補強部４７の間に挟み込まれている。第２接触部５１は、押圧パッド２６の下面と定着ベルト２１の間に挟み込まれている。そして、定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１が押圧パッド２６及び第２接触部５１に対して摺動するように構成されている。つまり、本実施形態の定着装置１８は、所謂「摺動ベルト方式」である。

磁気遮蔽部材２８は、上側に向かって円弧状に湾曲する湾曲板部５２と、湾曲板部５２の左右両端部から下方に向かって延びる平板部５３と、を備えている。磁気遮蔽部材２８は、例えば、無酸素銅等の非磁性で導電性の良い材料から形成されている。磁気遮蔽部材２８は、ＩＨコイル４２が発生させる磁界が支持部材２４を貫くのを防止している。

ガイド部材３０は、磁気遮蔽部材２８の上側を覆うように設けられている。ガイド部材３０は、例えば、磁性体によって形成されており、ＩＨコイル４２が発生させる磁界の作用によって発熱し、定着ベルト２１を加熱する機能を有している。ガイド部材３０は、磁気遮蔽部材２８の各平板部５３に取り付けられる取付部５４と、各取付部５４を接続し、上側に向かって円弧状に湾曲する接続部５５と、を備えている。接続部５５は、定着ベルト２１を内径側からガイド（張架）している。

図３に示されるように、サーミスター３１ａ、３１ｂは、前後に間隔をおいて設けられている。サーミスター３１ａは、定着ベルト２１の通紙領域Ｌ１（最大サイズの用紙が通過する領域）の中央に配置され、サーミスター３１ｂは、定着ベルト２１の非通紙領域Ｌ２（最大サイズの用紙が通過しない領域）に配置されている。

図２に示されるように、サーミスター３１ａ、３１ｂ（図２では、サーミスター３１ａのみ表示）は、磁気遮蔽部材２８の湾曲板部５２に固定されるハウジング５６と、ハウジング５６に一端部が取り付けられる板バネ５７と、板バネ５７の他端部に固定される端子５８と、を備えている。端子５８は、板バネ５７によって定着ベルト２１の内周面に一定の圧力で押し当てられている。つまり、本実施形態のサーミスター３１ａ、３１ｂは、接触式である。端子５８は、シート６０によって覆われている。

サーモカット３２は、磁気遮蔽部材２８の湾曲板部５２に固定されている。サーモカット３２は、定着ベルト２１と間隔を介して対向している。図３に示されるように、サーモカット３２は、定着ベルト２１の通紙領域Ｌ１の中央に配置されている。サーモカット３２は、定着ベルト２１の通紙領域Ｌ１の温度が所定値以上になった場合に、ＩＨコイル４２からの磁界の発生を停止させ、定着ベルト２１の過昇温を防止する機能を有している。

図４に示されるように、被検知部材３３ａ、３３ｂ（図４では被検知部材３３ｂのみ表示）は、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂ（図４では後端部２１ｂのみ表示）に装着されるキャップ部材６１と、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂとキャップ部材６１の間に介装される弾性部材６２と、を備えている。

キャップ部材６１は、例えば、液晶ポリマーやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂によって形成されている。キャップ部材６１は、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂの前後方向外側を覆う本体部６３と、本体部６３の外径側の端部から前後方向内側に向かって延出し、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂの外径側を覆う円筒状のフランジ部６４と、を備えている。

キャップ部材６１の本体部６３は、定着ベルト２１の回転軸Ａと略垂直に設けられている。本体部６３には、円形の連通穴６５が前後方向に設けられており、この連通穴６５を支持部材２４が貫通している。本体部６３の前後方向外側の面には、寄り止め部材４５の突起部４６が当接している。これにより、キャップ部材６１の前後方向外側への移動が規制されている。本体部６３の前後方向内側の面６６には、複数個のリブ６７が突設されている。複数個のリブ６７は、定着ベルト２１の回転軸Ａを中心とする放射状に設けられている。

キャップ部材６１のフランジ部６４は、定着ベルト２１の回転軸Ａと略平行に設けられている。フランジ部６４は、定着ベルト２１の外周面と間隔を介して設けられている。フランジ部６４の外周部（キャップ部材６１全体の外周部にも相当する）には、被検知片６８が突設されている。図５に示されるように、被検知片６８は、等角度間隔で複数個（本実施形態では６０度間隔で６個）設けられている。

弾性部材６２は、定着ベルト２１及びキャップ部材６１に対して非接着である。弾性部材６２は、例えば、シリコンゴム等の耐熱性ゴムによって構成されている。弾性部材６２には、円形の貫通穴６９が前後方向に設けられており、この貫通穴６９を支持部材２４が貫通している。弾性部材６２には、円環状のベルト挿入部７０が形成されている。ベルト挿入部７０は、凹部状を成しており、前後方向内側に向かって開口されている。ベルト挿入部７０には、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂが挿入されている。

一対の回転検知部３４ａ、３４ｂは、例えばＰＩセンサー（Photo Interrupter Sensor）である。図３等に示されるように、一対の回転検知部３４ａ、３４ｂは、各被検知部材３３ａ、３３ｂのキャップ部材６１に設けられた被検知片６８に向かって発光する発光部７１と、発光部７１からの光を受光する受光部７２と、を備えている。各被検知部材３３ａ、３３ｂが回転すると、発光部７１から受光部７２に至る光路が被検知片６８によって連続的に開閉されることで、受光部７２の受光量がＨｉｇｈとＬｏｗの間で連続的に切り替わる。これに伴って、各被検知部材３３ａ、３３ｂの回転を一対の回転検知部３４ａ、３４ｂが検知できるようになっている。

次に、定着装置１８の制御システムについて説明する。

図６に示されるように、定着装置１８には、制御部７３（ＣＰＵ）が設けられている。制御部７３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部７４と接続されており、記憶部７４に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部７３が定着装置１８の各部の制御を行うように構成されている。

記憶部７４は、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと各被検知部材３３ａ、３３ｂの間のスリップの発生しにくさの基準となる第１基準条件及び第２基準条件を記憶している。第１基準条件は、用紙にトナー像を定着させる定着温度に定着ベルト２１が到達していることである。第２基準条件は、用紙が定着ニップ３７を通過していないことである。

制御部７３は、各サーミスター３１ａ、３１ｂに接続されており、各サーミスター３１ａ、３１ｂが検知した定着ベルト２１の温度が、制御部７３に出力されるようになっている。

制御部７３は、一対の回転検知部３４ａ、３４ｂに接続されており、一対の回転検知部３４ａ、３４ｂが各被検知部材３３ａ、３３ｂの回転を検知すると、検知信号が制御部７３に出力されるようになっている。

制御部７３は、ＩＨコイル４２に接続されている。そして、制御部７３からの駆動指令信号に基づいてＩＨコイル４２に電流が流れることで、ＩＨコイル４２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が発熱するように構成されている。つまり，ＩＨコイル４２によって定着ベルト２１を加熱できるようになっている。

制御部７３は、駆動モーター等によって構成される駆動源７５に接続されており、駆動源７５は、駆動ギア４０に接続されている。そして、駆動源７５が駆動ギア４０を回転させると、加圧ローラー２２が駆動ギア４０と一体に回転すると共に、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ように構成されている。つまり、駆動源７５によって定着ベルト２１を回転させることができるようになっている。

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７５によって駆動ギア４０を回転させる。これに伴って、加圧ローラー２２が駆動ギア４０と一体に回転し（図２の矢印Ｂ参照）、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２の矢印Ｃ参照）。このように定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと各被検知部材３３ａ、３３ｂの間の摩擦力によって、定着ベルト２１の回転に従動して各被検知部材３３ａ、３３ｂが回転する。一方で、定着ベルト２１が回転しても、支持部材２４、押圧パッド２６及び摺接部材２７は停止状態を保持する。

また、用紙にトナー像を定着させる際には、ＩＨコイル４２に電流を流す。これに伴って、ＩＨコイル４２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。この状態で、用紙が定着ニップ３７を通過すると、用紙及び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。

次に、被検知部材３３ａ、３３ｂの回転を検知する制御について説明する。

前後方向における定着ニップ３７の温度分布や圧力バランスが不均一になると、定着ベルト２１の回転に伴って定着ベルト２１が前後方向片側に寄っていく現象が発生する。この時、定着ベルト２１が寄っていく側の被検知部材３３ａ、３３ｂについては、定着ベルト２１が被検知部材３３ａ、３３ｂに密着することで定着ベルト２１に対する被検知部材３３ａ、３３ｂの従動性が向上するため、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと被検知部材３３ａ、３３ｂの間のスリップが発生しにくくなる。逆に、定着ベルト２１が寄っていく側とは逆側の被検知部材３３ａ、３３ｂについては、定着ベルト２１と被検知部材３３ａ、３３ｂのオーバーラップ量が少なくなり、定着ベルト２１に対する被検知部材３３ａ、３３ｂの従動性が低下するため、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと被検知部材３３ａ、３３ｂの間のスリップが発生しやすくなる。

例えば、ＩＨコイル４２が定着ベルト２１を定着温度へと加熱している途中の状態（以下、「立ち上げ状態」と称する。）においては、前後方向における定着ニップ３７の温度分布や圧力バランスが不均一になりやすい。そのため、定着ベルト２１の前後方向片側への寄りが発生しやすくなり、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと被検知部材３３ａ、３３ｂの間のスリップが発生しやすくなる。

例えば、定着ニップ３７を用紙が（連続的に）通過している状態（以下、「通紙状態」と称する。）においては、用紙が前後方向の片側に偏った状態で定着ニップ３７を通過した場合に、用紙によって奪われる熱にも偏りが生じるため、前後方向における定着ニップ３７の温度分布が不均一になりやすい。そのため、定着ベルト２１の前後方向片側への寄りが発生しやすくなり、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと被検知部材３３ａ、３３ｂの間のスリップが発生しやすくなる。

本実施形態では、上記立ち上げ状態においては第１基準条件が満たされず、上記通紙状態においては第２基準条件が満たされない。このように第１基準条件又は第２基準条件が満たされない状態で駆動源７５が定着ベルト２１を回転させる時には、定着ベルト２１と各被検知部材３３ａ、３３ｂの間でスリップが発生する可能性が高い。

そこで、制御部７３は、一対の回転検知部３４ａ、３４ｂの両方が各被検知部材３３ａ、３３ｂの回転を所定時間内に検知しないことを条件にＩＨコイル４２による定着ベルト２１の加熱を停止させる。このような構成を採用することで、スリップによって一方の被検知部材３３ａ、３３ｂが回転していなくても、他方の被検知部材３３ａ、３３ｂが回転していれば、ＩＨコイル４２によって定着ベルト２１を加熱することができる。そのため、定着ベルト２１が正常に回転しているのにも関わらずスリップに伴う誤検知によって定着ベルト２１の加熱が停止されるような事態を回避することができる。

なお、上記の「所定時間」を長くすれば、各被検知部材３３ａ、３３ｂが停止している場合に、ＩＨコイル４２による定着ベルト２１の加熱を停止させることができる。一方で、上記の「所定時間」を短くすれば、各被検知部材３３ａ、３３ｂが通常よりも低速で回転している場合に、ＩＨコイル４２による定着ベルト２１の加熱を停止させることができる。

一方で、例えば、定着ベルト２１が定着温度に到達してから用紙が定着ニップ３７を通過するまで、定着ベルト２１を回転させながら待機している状態（以下、「定着前エージング状態」と称する。）においては、第１基準条件及び第２基準条件の両方が満たされる。このように第１基準条件及び第２基準条件の両方が満たされる状態で駆動源７５が定着ベルト２１を回転させる時には、定着ベルト２１と各被検知部材３３ａ、３３ｂの間でスリップが発生する可能性は低く、逆に、各被検知部材３３ａ、３３ｂの一方が回転していなければ、定着ベルト２１の前端部２１ａ又は後端部２１ｂが破れている可能性が高い。そこで、制御部７３は、一対の回転検知部３４ａ、３４ｂのうちの少なくとも一方が各被検知部材３３ａ、３３ｂの回転を所定時間内に検知しないことを条件にＩＨコイル４２による定着ベルト２１の加熱を停止させる。このような構成を採用することで、定着ベルト２１の前端部２１ａ又は後端部２１ｂが破れた後に定着ベルト２１が回転し続けているような場合に、破れた側の端部に保持されている被検知部材３３ａ、３３ｂが停止すれば、ＩＨコイル４２による定着ベルト２１の加熱を停止することができる。これに伴って、定着ベルト２１の前端部２１ａ又は後端部２１ｂの破れを確実に検知することが可能となる。

以上のように、各基準条件が満たされているか否かに応じて定着ベルト２１の加熱停止条件を場合分けすることで、定着ベルト２１が正常に回転しているのにも関わらずスリップに伴う誤検知によって定着ベルト２１の加熱が停止されるような事態を回避すると共に、定着ベルト２１の前端部２１ａ又は後端部２１ｂの破れを確実に検知することが可能となる。

また、本実施形態では、「定着温度に定着ベルト２１が到達していること」を第１基準条件としている。上記のように定着温度に定着ベルト２１が到達している状態では、上記立ち上げ状態などと比較して、前後方向における定着ニップ３７の温度分布や圧力バランスが均一になりやすい。そのため、定着ベルト２１の前後方向片側への寄りが発生しにくく、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと各被検知部材３３ａ、３３ｂの間のスリップが発生しにくい。従って、「定着温度に定着ベルト２１が到達していること」は、基準条件として好適である。

また、本実施形態では、「用紙が定着ニップ３７を通過していないこと」を第２基準条件としている。上記のように用紙が定着ニップ３７を通過していない状態では、上記通紙状態と比較して、前後方向における定着ニップ３７の温度分布や圧力バランスが均一になりやすい。そのため、定着ベルト２１の前後方向片側への寄りが発生しにくく、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと各被検知部材３３ａ、３３ｂの間のスリップが発生しにくい。従って、「用紙が定着ニップ３７を通過していないこと」は、基準条件として好適である。

また、本実施形態では、定着前エージング状態を、「基準条件が満たされる状態」としている。上記定着前エージング状態においては、定着ベルト２１の回転の安定性が極めて高く、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと各被検知部材３３ａ、３３ｂの間のスリップが非常に発生しにくい。そのため、上記定着前エージング状態は、基準条件が満たされる状態として好適である。

また、各被検知部材３３ａ、３３ｂは、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと各被検知部材３３ａ、３３ｂの間の摩擦力によって、定着ベルト２１の回転に従動して回転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、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂと各被検知部材３３ａ、３３ｂを接着する必要が無くなり、定着ニップ３７周辺部の形状と対応する形状に定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂを変形させやすくなる。そのため、定着ベルト２１に掛かる応力を減少させ、定着ベルト２１の破損を防止することができる。

また、各被検知部材３３ａ、３３ｂは、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂとキャップ部材６１の間に介装される弾性部材６２を備えている。そのため、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂとキャップ部材６１が摺擦するのを防止することが可能となり、定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂに割れが発生したり、キャップ部材６１が削れてしまったりするのを防止することができる。更に、弾性部材６２によって定着ベルト２１に対するキャップ部材６１の従動性を高めることができる。また、定着ベルト２１及びキャップ部材６１に対して弾性部材６２が非接着であるため、弾性部材６２を変形させやすくなる。

また、定着ニップ３７の周辺部では、加圧ローラー２２側からの圧力（図４の矢印Ｆ参照）によって定着ベルト２１が上側に押圧され、定着ベルト２１が内径側に変形する（図４の二点鎖線参照）。その際に、本実施形態では、キャップ部材６１のフランジ部６４が定着ベルト２１の両端部２１ａ、２１ｂの外径側を覆うように設けられているため、定着ベルト２１の内径側への変形がキャップ部材６１のフランジ部６４の存在によって制限されることがなく、定着ベルト２１の内径側への変形量を十分に確保することが可能となる。これに伴って、定着ベルト２１を内径側に大きく変形させたい場合（定着ニップ３７の幅を大きくしたい場合）に対応することが可能となる。

また、定着装置１８は、所謂「摺動ベルト方式」を採用しており、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パッド２６と、押圧パッド２６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、第１基準条件及び第２基準条件の両方が満たされる状態を基準条件が満たされる状態とし、第１基準条件又は第２基準条件の少なくとも一方が満たされない状態を基準条件が満たされない状態としている。一方で、他の異なる実施形態では、第１基準条件と第２基準条件の少なくとも一方が満たされる状態を基準条件が満たされる状態とし、第１基準条件及び第２基準条件の両方が満たされない状態を基準条件が満たされない状態としても良い。

本実施形態では、基準条件を２個としたが、他の異なる実施形態では、基準条件を１個又は３個以上としても良い。

本実施形態では、被検知部材３３ａ、３３ｂのキャップ部材６１に被検知片６８が設けられる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、被検知部材３３ａ、３３ｂの弾性部材６２に被検知片６８を設けても良い。

本実施形態では、所謂「摺動ベルト方式」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、加圧ローラー２２のみに駆動源７５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、定着ベルト２１のみに駆動源７５から駆動を入力しても良いし、加圧ローラー２２と定着ベルト２１の両方に駆動源７５から駆動を入力しても良い。

本実施形態では、ＩＨコイル４２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、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。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
２１ 定着ベルト
２１ａ、２１ｂ （定着ベルトの）両端部
２２ 加圧ローラー（加圧回転体）
２４ 支持部材
２６ 押圧パッド（押圧部材）
３３ａ、３３ｂ 被検知部材
３４ａ、３４ｂ 回転検知部
３７ 定着ニップ
４２ ＩＨコイル（熱源）
６１ キャップ部材
６２ 弾性部材
６３ 本体部
６４ フランジ部
７３ 制御部
７４ 記憶部
７５ 駆動源
Ａ （定着ベルトの）回転軸

Claims (8)

1. 回転軸を中心に回転する定着ベルトと、
   前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧回転体と、
   前記定着ベルトを回転させる駆動源と、
   前記定着ベルトを加熱する熱源と、
   前記定着ベルトの両端部に保持され、前記定着ベルトの回転に従動して回転する被検知部材と、
   前記各被検知部材の回転を検知する一対の回転検知部と、
   前記定着ベルトの前記両端部と前記各被検知部材の間のスリップの発生しにくさの基準となる基準条件を記憶する記憶部と、
   前記基準条件が満たされない状態で前記駆動源が前記定着ベルトを回転させる時には、前記一対の回転検知部の両方が前記各被検知部材の回転を所定時間内に検知しないことを条件に前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させ、前記基準条件が満たされる状態で前記駆動源が前記定着ベルトを回転させる時には、前記一対の回転検知部のうちの少なくとも一方が前記各被検知部材の回転を所定時間内に検知しないことを条件に前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させる制御部と、を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記基準条件には、記録媒体にトナー像を定着させる定着温度に前記定着ベルトが到達していることが含まれることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記基準条件には、記録媒体が前記定着ニップを通過していないことが含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記各被検知部材は、前記定着ベルトの前記両端部と前記各被検知部材の間の摩擦力によって前記定着ベルトの回転に従動して回転することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記各被検知部材は、
   前記定着ベルトの前記両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両端部と前記キャップ部材の間に介装され、前記定着ベルト又は前記キャップ部材の少なくとも一方に対して非接着で設けられる弾性部材と、を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記キャップ部材は、
   前記定着ベルトの前記両端部の前記回転軸方向外側を覆う本体部と、
   前記本体部から前記回転軸方向内側に向かって延出し、前記定着ベルトの前記両端部の外径側を覆うフランジ部と、を備えていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記定着ベルトを前記加圧回転体側に向かって押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材を支持する支持部材と、を更に備え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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