JP6351370B2 - 画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。この画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。

従来、シートに形成されたトナー像を加熱ベルト（エンドレスベルト）を用いて定着する定着装置（画像加熱装置）が提案されている。

このような定着装置において、加熱ベルトが繰り返しの屈曲による疲労破損や、何らかの突発的事象により、加熱ベルトの幅方向端部が破れてしまう（加熱ベルトが幅方向端部から幅方向内側に沿って一部が破れてしまう事象）恐れがある。万が一、加熱ベルトに破れが生じた際には、この破れを迅速に検出することが求められる。

そこで、特許文献１に記載の装置では、加熱ベルトの幅方向一端側に設けたベルト寄り制御用のベルト位置検出器により、加熱ベルトの幅方向一端側の破れを検出する構成としている。さらに、加熱ベルトの幅方向他端側の破れについては、このベルト位置検出器を利用して検出する構成としている。そのため、加熱ベルトの外面側に、加熱ベルトの幅方向一端側から他端側に掛けて通しのリンク機構が設けられている。このように、特許文献１に記載の装置では、加熱ベルトの破れを適切に検出することができる。

また、特許文献２に記載の装置では、加熱ベルトの幅方向一端側において内面から当接するベルト破損検出機構により加熱ベルトの幅方向一端側の破れを検出する構成としている。ベルト破損検出機構は、一端が加熱ベルトの幅方向一端近傍の内面と当接し、加熱ベルトよりもその外面側へ変位することに伴い他端が電流ヒューズ回路と接触することでベルトの破損を検出する構成としている。

特許文献２に記載の装置では、加熱ベルトの外面側に大きな設置スペースを要することなく、ベルトの幅方向端部の破れを簡易に検出することができる。また、加熱ベルトの破れ検出に電流ヒューズを用いており、制御系の状態によらない迅速な破損検知が可能となっている。

特開２０１１−３３８３２号公報 特開２０１３−２４２５２９号公報

図１２を用いて特許文献２に記載のベルト破損検出機構の検知構成について説明する。特許文献２に記載の装置では、加熱ベルト１０５にその内面から当接するベルト破損検出機構１９０における揺動アーム１９１の一端である突き当て部１９３をその外面側へ変位させることにより加熱ベルトの破れを検出する構成としている（（ａ）参照）。

加熱ベルト１０５が破損すると揺動アーム１９１の他端側の接点部１９１ａは回動軸１９２を中心に降下し、検出スイッチ１９５と接触する。それにより電源１６８の回路がグランド接点Ｇによりショートすることで、電流ヒューズ１６９に過電流が流れ回路１６０の通電を停止し加熱ベルト１０５破損の検出を行う。

そのため、破損検出機構１９０の接点部１９１ａと検出スイッチ１９５との接点間距離ａは、突き当て部１９３が当接する部位における加熱ベルト１０５の形状の変化や、構成部品公差などを考慮して一定の距離を確保する必要が有る。一方、突き当て部１９３が加熱ベルト１０５に当接する部位の外側スペースｂは、揺動アーム１９１が回動軸１９２を中心に回転した際に、接点間距離ａ分の回転量を確保可能な量が必要になる。

破損検出機構１９０の接点部１９１ａと検出スイッチ１９５を接触させることにより破損を検出する構成であるため、破損検出機構１９０の接点部１９１ａと検出スイッチ１９５との接点間距離ａは十分なクリアランスを確保する必要がある。しかしながら、突き当て部１９３が加熱ベルト１０５に当接する部位の外側スペースｂが少ない場合には（ｂ）に示すように破損検出機構１９０の接点部１９１ａと検出スイッチ１９５との接点間距離ａが小さくなってしまう。

そのため、（ｃ）に示すように揺動アーム１９１の回転中心位置をシフトし、揺動アーム回転による接点間距離ａと外側スペースｂの関係を調整する必要が生じる。しかしながら（ｃ）に示す構成では、加熱ベルト１０５に付け当てる揺動アーム１９１の一端の変位の影響を他端で増幅する構成となるため、加熱ベルト１０５の回転時の形状ばらつき等の影響を大きく受けてしまう。そのため結果として外側スペースｂを十分に確保する必要が生じ、装置の小型化を阻害する場合があった。

本発明の目的は、エンドレスベルトの回転時の形状ばらつきによる影響を低減できてより確実なベルト破損検出が可能な画像加熱装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る画像加熱装置は、シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、前記加熱器へ電力供給を行う電源と、前記電源への電力供給を遮断させるためのヒューズと、前記エンドレスベルトの破れを検出する検出機構と、を有する画像加熱装置であって、前記検出機構は、電気的に接地され、揺動中心の周りを揺動可能であり、一端が前記エンドレスベルトの内面方向に付勢されている揺動アームと、前記ヒューズと前記電源との間に設けられ、前記揺動アームの一端が前記エンドレスベルトよりもその外面側へ変位することに伴い前記揺動アームの他端と接触する電気素子と、前記エンドレスベルトと前記揺動アームとの間に介在し、前記エンドレスベルトの回転方向下流側から回転方向上流側に延展される可撓性シートと、を有することを特徴とする。
また本発明に係る画像加熱装置は、シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、前記加熱器へ電力供給を行う電源と、前記加熱器への電力供給を遮断させるためのヒューズと、前記エンドレスベルトの破れを検出する検出機構と、を有する画像加熱装置であって、前記検出機構は、電気的に接地され、揺動中心の周りを揺動可能であり、一端が前記エンドレスベルトの内面方向に付勢されている揺動アームと、前記ヒューズと前記加熱器との間に設けられ、前記揺動アームの一端が前記エンドレスベルトよりもその外面側へ変位することに伴い前記揺動アームの他端と接触する電気素子と、前記エンドレスベルトと前記揺動アームとの間に介在し、前記エンドレスベルトの回転方向下流側から回転方向上流側に延展される可撓性シートと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、エンドレスベルトの回転時の形状ばらつきによる影響を低減できてより確実なベルト破損検出が可能な画像加熱装置の提供を実現できる。

実施形態に係るベルト破損検出機構の構成図である。 （ａ）は実施形態に係る正常動作時のベルト破損検出機構の状態を示す縦断面図である。（ｂ）は正常動作時のベルト破損検出機構の状態を示す横断面図である。 （ａ）は実施形態に係る異常動作時のベルト破損検出機構の状態を示す縦断面図である。（ｂ）は異常動作時のベルト破損検出機構の状態を示す横断面図である。 （ａ）は従来のベルト破損検出機構の課題を説明するための縦断面図である。（ｂ）は従来のベルト破損検出機構の課題を説明するための横断面図である。 （ａ）は実施形態に係る摺動シートの効果を説明するための縦断面図である。（ｂ）は摺動シートの効果を説明するための横断面図である。 （ａ）は実施形態に係る摺動シートの動作を説明するための縦断面図である。（ｂ）は実施形態に係る摺動シートの退避動作を説明するための縦断面図である。（ｃ）は摺動シート退避時の破損検出動作を説明するための縦断面図である。 実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 実施形態に係る画像加熱装置の構成図である。 実施形態に係るベルト寄り制御機構の構成図である。 （ａ）は実施形態に係るベルト寄り検知センサ部の構成図である。（ｂ）はベルト寄り検知センサの信号に対する制御動作を説明する図である。（ｃ）は実施形態に係る他のベルト寄り検知センサ部の構成図である。 実施形態に係る加熱ベルトの片寄り制御のフローチャートである。 従来のベルト破損検出機構の構成図である。

［実施形態］
本実施形態について、図を用いて詳細に説明する。図７は、本発明に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の構成図である。図７に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成部Ｕ（ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫ）を有している。各画像形成部Ｕにおいて、帯電ローラ３によって帯電された感光ドラム（像担持体）２は、外部ホスト装置２３からの画像情報に応じて、レーザスキャナ４からレーザー光を露光され、静電潜像を形成される。

形成された静電潜像は、現像装置５により各色のトナーを用いて各色のトナー像として現像される。形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ６により中間転写ベルト８に重ねて転写され、フルカラートナー像が形成される。

一方、カセット１５、１６に収容されたシート（記録材）Ｓは、給送ローラ１１、搬送ローラ１２、レジストローラ１８により、搬送路１７を搬送され、中間転写ベルト８と２次転写ローラ（転写手段）１４とで形成されたニップ部（２次転写部）に搬送される。２次転写部に搬送されたシートＳは、フルカラートナー像を２次転写され、１９を通って定着装置（画像加熱装置）１００へ搬送される。シートＳは、定着装置１００で加熱、加圧されて未定着トナー像（トナー像）ｔがシート上に定着され、排出ローラ２０によって排出トレイ２１へ排出される。

（定着装置１００）
図８は画像加熱装置として機能する定着装置１００の構成図である。図８に示すように、定着装置１００は、加熱ユニットＡと、加圧ユニットＢ、ＩＨヒータ（加熱器）１７０を有する。加熱ユニットＡは、加熱ベルト（エンドレスベルト）１０５、加熱ベルト１０５をその内面側から回転可能に支持する複数の支持ローラ、即ち、定着ローラ１３１、テンションローラ１３２を有する。ＩＨヒータ１７０は、加熱ベルト１０５を電磁誘導加熱する励磁コイル（不図示）を有する。加圧ユニットＢは、無端状の加圧ベルト１２０、加圧ベルト１２０を懸架する加圧ローラ１２１、テンションローラ１２２を有する。

加熱ベルト１０５は、モータやギア列より構成される駆動機構Ｍ（図８）により定着ローラ１３１が回転駆動されることにより回転する。駆動機構Ｍは、図１の（ｂ）に示すＩＨ電源（電源）１７１から電力供給を受けている。加圧ベルト１２０は加熱ベルト１０５の回転に追従して回転する構成となっている。

加熱ベルト１０５は、その回転過程において、シート搬送方向Ｖと直交する幅方向の一方側又は他方側へ片寄り移動する現象（ベルトの寄り移動）が発生する傾向が有る。同様に、加熱ベルト１０５に圧接して定着ニップ部Ｎを形成する加圧ベルト１２０も寄り移動する傾向が有る。

そこで、本実施形態では、加熱ベルト１０５の幅方向における走行範囲が所定のゾーン内に留まるように、後述するベルト寄り制御機構が設けられている。なお、説明を割愛するが、加圧ベルト１２０についても同様にベルト寄り制御機構が設けられている。

（ベルト寄り制御機構１４０）
図９はベルト寄り制御機構１４０の斜視図である。図１０（ａ）はベルト寄りセンサ部（検出器）１５０の構成図である。図１０（ｂ）は加熱ベルト１０５端面位置とセンサ１５０ａ、１５０ｂのＯＮ／ＯＦＦ信号との関係と、加熱ベルト１０５の端面位置の制御方法とを示す図である。

図９に示すように、加熱ユニットＡの加熱ベルト１０５の幅方向他端側に、ベルト寄り制御機構（変位機構）１４０が設けられている。ベルト寄り制御機構１４０は、ステッピングモータ１５５、ウォーム１５７、ウォームホィール１５２、フォーク板１６１、ピン１５１、支持アーム１５４を有する。

また、加熱ユニットＡは、加熱ベルト１０５の幅方向他端側に、ベルト寄り検知センサ部１５０（図１０（ａ）参照）を有している。

図１０（ａ）に示すように、センサ部１５０は、二つのセンサ１５０ａ、１５０ｂ、センサフラグ１５０ｃ、センサアーム１５０ｄ、センサバネ１５０ｅを有している。センサアーム１５０ｄは、センサバネ１５０ｅの付勢力により、加熱ベルト１０５端面（ベルトの幅方向他端側）に押圧当接している。これにより、センサアーム１５０ｄは、加熱ベルト１０５のベルト幅方向の移動に追従して動作する。

センサアーム１５０ｄが加熱ベルト１０５によりベルト幅方向に移動すると、センサフラグ１５０ｃがセンサ１５０ａ、１５０ｂをＯＮ、ＯＦＦする位置に回動する。このセンサ１５０ａ、１５０ｂそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ信号の組合せより、加熱ベルト１０５の幅方向におけるセンサアーム１５０ｄの位置を検出し、加熱ベルト１０５の位置検出を行う。

センサ部１５０によって検知した加熱ベルト１０５の端部位置（ベルト寄り移動位置）は、制御部（コントローラ）１０（図７参照）に送られる。

制御部１０は、検知した加熱ベルト１０５の端部位置に応じて、図１０（ｂ）に基づいて、ステッピングモータ１５５を正転方向（ＣＷ）または逆転方向（ＣＣＷ）に所定量回転させる。これにより、ベルト寄り制御機構１４０のウォーム１５７、ウォームホィール１５２、フォーク板１６１、ピン１５１を介して、支持アーム１５４が定着ローラ１３１の軸１３１ａを中心に上方向または下方向に所定の制御量だけ回動（変位）させる。

これにより、テンションローラ１３２の軸１３２ａが上下し、テンションローラ１３２の幅方向の傾きが変化して、加熱ベルト１０５が幅方向へ移動し、加熱ベルト１０５の寄り制御がなされる。

本実施形態においては、加熱ベルト１０５の寄り移動をスイング型寄り制御で所定の寄り範囲内に安定させるようにしている。スイング型寄り制御では、ベルト位置が幅方向中央部から所定量以上移動したことを検知した場合に、テンションローラ１３２を加熱ベルト１０５の寄り移動方向と反対向きに傾ける。

このスイング型寄り制御を繰り返すことにより、加熱ベルト１０５が周期的に幅方向の片側からもう一方の側まで移動するため、加熱ベルト１０５の寄り移動を安定して制御することができる。すなわち、加熱ベルト１０５はシートＳの搬送方向Ｖと直交する方向に往復移動可能に構成されている。

なお、ベルト寄り検知センサ部１５０に変えて、図１０（ｃ）に示す透過型の非接触センサ１９６を用いて加熱ベルト１０５の端面位置を検出してもよい。

図１１は加熱ベルト１０５の片寄り制御のフローチャートである。図１０（ｂ）、図１１に示すように、中央領域にある加熱ベルト１０５が蛇行し（Ｓ１）、センサ１５０ａがＯＦＦ、１５０ｂがＯＮとなることで、中心位置から＋１．０ｍｍの位置を検出する（Ｓ２）。この検出信号に基づいて、ステッピングモータ１５５をＣＷ（時計回り）方向に駆動させ、テンションローラ１３２を定着ローラ１３１に対して−２°傾ける（Ｓ３）。つまり、テンションローラ１３２を変位させる。

逆に、センサ１５０ａがＯＮ、１５０ｂがＯＦＦとなることで（Ｓ２）、中心位置から−１．０ｍｍの位置を検出する。そして、ステッピングモータ１５５をＣＣＷ（反時計回り）方向に駆動させ、テンションローラ１３２を定着ローラ１３１に対して＋２°傾ける（Ｓ３）。これにより、加熱ベルト１０５は中央領域に戻る方向に移動し、片寄り制御される。

加熱ベルト１０５端面が中心位置から±３ｍｍの位置に移動して片寄り制御ができなくなると、センサ１５０ａ、１５０ｂが共にＯＦＦとなる（Ｓ４）。この時、画像形成装置１は加熱ベルトの幅方向端部が破れるといった異常が発生したと判断し（Ｓ５）、定着装置１００の加熱及び加熱ベルト１０５の回転動作を停止させる（Ｓ６）。

つまり、センサ１５０ａ、１５０ｂの出力に基づいて、制御部（コントローラ）１０が、ＩＨヒータ１７０への電力供給を停止させるとともに加熱ベルトを回転駆動する駆動機構Ｍ（図８）への電力供給も停止させる。その結果、加熱ベルト１０５の回転停止に伴い、加熱ベルト１０５と従動回転する関係にある加圧ベルト１２０も回転停止する。

（加熱ベルト１０５の破損検出）
図１において、（ａ）は本実施形態に係るベルト破損検出機構１９０の斜視図である。（ｂ）はベルト破損検出による加熱停止方法の模式図である。

本実施形態において、加熱ベルト１０５の幅方向他端の破損（破れ）は前述の寄り制御機構により検知可能である。これに対して、加熱ベルト１０５の幅方向一端の破損（破れ）に対する検出機構が求められる。そこで、図２（ａ）に示すように、加熱ベルト１０５の幅方向一端には、加熱ベルト１０５の幅方向一端の破損を検知するベルト破損検出機構（検出機構）１９０が設けられている。

ベルト破損検出機構１９０は、グランド接点部Ｇに電気的に接続された揺動アーム（アーム部材）１９１、アーム端部１９１ａ、回動軸１９２、突き当て部材（押圧部材）１９３、検出スイッチ(電気素子)１９５を有している。揺動アーム１９１は、回動軸（揺動中心）１９２を中心に回動可能（揺動可能）であり、当該揺動アームの自重により矢印Ｃ方向（図１（ａ）参照）に回転付勢される。揺動アーム１９１の他端にはアーム端部１９１ａが設けられており、揺動アーム１９１の一端には突き当て部材１９３が設けられている。

揺動アーム１９１、アーム端部１９１ａ、回動軸１９２は、ＳＵＳ等の導電部材である。加熱ベルト１０５の内面方向に回転付勢された突き当て部材１９３は、加熱ベルト１０５の内面に摺動シート（可撓性シート）１９９を押し付けている。そのため、突き当て部材１９３の摺動シート１９９との接触面は加熱ベルト１０５へのストレスを低減させるために曲面形状であることが望ましい。本実施形態では、突き当て部材１９３として、Φ６のＰＰＳ樹脂材料の筒状の回転体を使用している。

摺動シート１９９は、薄膜の弾性シートであって、ステー部材１９７に固定部１９９ａをベルト内側に向けて固定し、固定部１９９ａとは反対側の摺動部１９９ｂを加熱ベルト１０５の回転方向ｄ（図２（ａ）参照）と反対方向に変形させて配置される。すなわち、摺動シート１９９は、突き当て部材１９３と接触して突き当て部材１９３が加熱ベルト外面側に移動するのを規制すると共に、摺動部１９９ｂが加熱ベルト１０５内面と摺擦するように配置される。

また、摺動シート１９９は、摺動シート１９９自身（可撓性シート自身）の撓み性により摺動部１９９ｂが加熱ベルト１０５の内面側から外面側に付勢される。そのため、摺動部１９９ｂは、加熱ベルト１０５が摺動シート１９９との接触面から無くなった際にベルト外面側に変形可能となる。

摺動シート１９９は、摺動部１９９ｂの先端部のエッジが加熱ベルト１０５内面に引っかかることを抑止するため、摺動部１９９ｂの幅方向の側面部が加熱ベルト１０５の回転方向に鈍角な形状が望ましい。そのため摺動部１９９ｂの先端部１９９ｃ（図３（ｂ）参照）は、摺擦部１９９ｂの突き当て部材１９３との接触部位よりも摺擦の幅が狭くなるように形成される。つまり、摺動シート１９９の先端幅は、加熱ベルト１０５と突き当て部材１９３により挟持される部位（接触部位）の幅よりも狭くなるように形成される。

本実施形態では、摺動シート１９９の先端幅を狭くするため、摺動部１９９ｂの先端部１９９ｃのエッジに２ｍｍ幅のテーパー形状１９９ｄ（図３（ｂ）参照）を具備している。

摺動シート１９９としては、耐熱性と加熱ベルト１０５が摺動シート１９９の接触面から無くなった際に、自身の撓み性により加熱ベルト１０５方向に変形可能な材料が望ましい。本実施形態では、厚さ０．５ｍｍのポリイミドシートを用いている。よって、摺動シート１９９の材質はポリイミドである。

検出スイッチ１９５は、過昇温防止素子であるサーモスイッチ１９８の一部（バイメタルを使用したもの）である。この検出スイッチ１９５は、図１（ｂ）に示すように、メイン電源１６８から電流ヒューズ１６９、検出スイッチ１９５を通してＩＨ電源１７１に電流供給がされている。ＩＨ電源１７１は、ＩＨヒータ１７０を動作させる。

図２の（ａ）及び（ｂ）は正常動作時のベルト破損検出機構１９０の状態を示す断面図である。図３の（ａ）及び（ｂ）はベルト破損時のベルト破損検出機構の状態を示す断面図である。

図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、加熱ベルト１０５の破損あるいは極端な寄り異常が起きていない正常動作時には、加熱ベルト１０５の幅方向一端側の端部１０５ａ（図２（ｂ）参照）は突き当て部材１９３よりも外側に存在する。この正常動作時には、揺動アーム１９１は図２（ｂ）に示す第１の付勢位置にあり、突き当て部材１９３は摺動シート１９９を加熱ベルト１０５内面に押し当てており、接地されているアーム端部１９１ａは検出スイッチ１９５と接触することがない。すなわち、正常状態時においては、ＩＨヒータ１７０により発熱する加熱ベルト１０５は正常な状態にある。

つまり、アーム端部１９１ａが第１の付勢位置にあるときは、検出スイッチ１９５とグランド接点部Ｇが接続せず、ＩＨ電源１７１からの電力供給が行われＩＨヒータ１７０は動作している。

図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、加熱ベルト１０５の破損あるいは極端な寄りが起きた時には、加熱ベルト１０５（不図示）の上記端部は突き当て部材１９３及び摺動シート１９９よりも内側に存在する。すなわち、定着ローラ１３１あるいはテンションローラ１３２がＩＨヒータ１７０の発熱領域内に露出する。すなわち、ＩＨヒータ１７０により発熱する加熱ベルト１０５が異常状態にあることを示す。

この状態では摺動シート１９９は加熱ベルト１０５に当接できずに、摺動シート自身の可撓性により持ち上げられる。突き当て部材１９３と当接していた摺動シート１９９の摺動部１９９ｂ側が持ち上がることで、揺動アーム１９１が回動軸１９２を中心に図３（ｂ）に示す第２の付勢位置まで回動し、接地されているアーム端部１９１ａは検出スイッチ１９５と接触する。つまり、揺動アーム１９１の一端が、即ち、突き当て部材１９３が加熱ベルト１０５よりも加熱ベルト１０５の外面側へとシフトし、揺動アーム１９１の他端が、即ち、アーム端部１９１ａが検出スイッチ１９５と接触することになる。

アーム端部１９１ａが第２の付勢位置にあるときは、グランド接点部Ｇに接続されているアーム端部１９１ａが検出スイッチ１９５と接してショートし、ＩＨ電源１７１に電力供給できなくなり、ＩＨヒータ１７０が動作しなくなる。具体的には、アーム端部１９１ａが検出スイッチ１９５と接したことにより、定着装置１００に装着されている電流ヒューズ１６９が切れ、定着装置１００を加熱不能状態にすることができる。

さらに、本実施形態では、電流ヒューズ１６９が切れたことによって、ＩＨ電源１７１から加熱ベルト１０５の駆動機構Ｍへの電力供給も自動的に遮断される回路構成となっている。つまり、加熱ベルト１０５と従動回転する関係にある加圧ベルト１２０も回転停止される。

本実施形態では、揺動アーム１９１は自重により回転する構成を用いて説明したが、揺動アームに回転力を付勢するための部材を用いても良く、例えばばね等を用いる例が考えられる。

また、本実施形態におけるベルト破損検出機構１９０は、制御部１０を構成するＣＰＵを介さない対策をとっているため、万が一、ＣＰＵが故障により暴走したとしても、定着装置１００の加熱、加圧ベルト１２０の回転を停止させることができる。

（摺動シート１９９の効果）
次に、図４と図５を用いて検知対象である加熱ベルト１０５の動作に対する摺動シート１９９の効果について説明する。

図４の（ａ）及び（ｂ）は摺動シート１９９が無い状態で検知対象である加熱ベルト１０５の回転軌跡変化時のベルト破損検出機構１９０の状態を示す断面図である。加熱ベルト１０５は、ＩＨヒータ１７０による発熱のため材質の一部にニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層を有する。本実施形態では、加熱ベルト１０５として、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層に、厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層（離型層）にＰＦＡチューブを被覆したものが用いている。

加熱ベルト１０５は、テンションローラ１３２により定着ローラ１３１から遠ざかる方向に図示されないバネ部材によりテンションが掛けられて懸架されている。そのため、加熱ベルト１０５が回転しない状態（画像形成装置が使用されない状態など）では、テンションローラ１３２や定着ローラ１３１に懸架される形状の癖（以下、巻き癖と称する）が加熱ベルト１０５に生じる場合が有る。巻き癖はＩＨヒータ１７０による加熱と加熱ベルト１０５の回転により解消するが、その過程で加熱ベルト１０５のベルト回転軌跡が膨らむように変形してしまう場合が有る。

また、加熱ベルト１０５が製造時に円柱上に形成されるような場合にはベルト軌跡が膨らむように変位する場合が有る。

従来のベルト破損検出機構においては、加熱ベルト１０５の回転軌跡が一定でない場合(理想的なベルト軌跡でない場合)には図４（ａ）のようにベルト破損検出機構１９０の突き当て部材１９３も加熱ベルト１０５の変位に追従して動作する。よって、アーム端部１９１ａは検出スイッチ１９５との間のクリアランスが減少し、図４（ｂ）に示すように加熱ベルト１０５に異常が無いにもかかわらず、破損検知の状態になってしまう場合がある。

このような状況を防止するためには、突き当て部材１９３の加熱ベルト１０５外側の空間を大きく確保し、揺動アーム１９１と回動軸１９２の関係を変更する必要が有る。すなわち、突き当て部材１９３が大きく変位した時にアーム端部１９１ａと検出スイッチ１９５が接触する構成とする必要が有る。また、異なる方法としては、アーム端部１９１ａと検出スイッチ１９５のクリアランスを大きく確保し、加熱ベルト１０５の回転軌跡のばらつきが有っても、誤検知しないクリアランスを確保する必要かある。

しかしながら、前者の方法では加熱ベルト１０５の外部に大きな空間を取る必要があるが、本実施形態のように誘導加熱により加熱を行う場合、加熱ベルト１０５とＩＨヒータ１７０との間のクリアランスを大きく取れない場合がある。

また、後者の方法においてもアーム端部１９１ａと検出スイッチ１９５の距離分揺動アーム１９１を回転させる必要がある。突き当て部材１９３位置における加熱ベルト１０５の外部の空間を十分に確保できない場合、異常時のベルト破損検出を妨げてしまう場合が有る。

更には、前者、後者のいずれの構成においても、大きな空間の確保が必要となるため、ベルト破損検出機構１９０や定着装置１００の小型化を阻害する場合があった。

図５の（ａ）及び（ｂ）は摺動シート１９９がある状態における検知対象である加熱ベルト１０５の回転軌跡変化時のベルト破損検出機構１９０の状態を示す断面図である。

加熱ベルト１０５の回転軌跡が一定でない場合であっても、本実施形態で説明する構成においては、図５（ａ）のように摺動シート１９９が突き当て部材１９３の加熱ベルト１０５外面側への移動を規制することが可能になる。すなわち、突き当て部材１９３の押圧部位よりも加熱ベルト１０５の回転方向上流側に延展された摺動シート１９９の摺動部１９９ｂが、加熱ベルト１０５内面と接触することで、揺動アーム１９１の回転動作（揺動）を規制することが可能になる。

それにより図５（ｂ）に示すように、加熱ベルト１０５の回転軌跡のばらつきが有っても、アーム端部１９１ａは検出スイッチ１９５との間のクリアランスを維持することが可能になる。

摺動シート１９９は突き当て部材１９３から受ける押圧力を自身の可撓性により受ける必要がある。本実施形態で説明する構成では、厚さ０．５ｍｍのポリイミドシートを用いたが、厚さ０．１ｍｍのシートではシート自体が座屈変形し、揺動アーム１９１の回転を防止することができなかった。また摺動シート１９９が厚すぎる場合には、シート自身の撓みにより加熱ベルトにストレスをかけることで、耐久使用時における加熱ベルト内面の摩耗が課題となった。そのため、摺動シート１９９に用いるポリイミドシートの厚みとしては、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ程度が好適であった。

尚、シートの厚みは揺動アーム１９１に生じる回転力により変更することが望ましく、揺動アーム１９１の回転力を大きくする場合（ばね等で付勢）には、シートの厚みを厚くすることが望ましい。

また、摺動シート１９９の突き当て部材１９３との接触部から先端部１９９ｃまでの距離が十分に確保されない場合には、突き当て部材１９３の動作を規制できない場合があった。そのため、摺動シート１９９の突き当て部材１９３との接触部から加熱ベルト１０５の介在部までの延展長さ（先端部長さ）ｅ（図２（ａ）参照）は、２．０ｍｍ以上あることが望ましい。

つまり、摺動シート１９９の加熱ベルト１０５の回転方向下流側から回転方向上流側に延展される先端部長さｅは加熱ベルト１０５と突き当て部材１９３とより挟持される部位より２．０ｍｍ以上長いことが望ましい。本実施形態では、上記の延展長さｅを１０ｍｍとしている。

次に、図６を用いて加熱ベルト１０５破損時における摺動シート１９９の動作について説明する。図６は、破損した加熱ベルト１０５により摺動シート１９９が動作する様子を説明するための断面図である。

例えば、摺動シート１９９の上方に十分な空間が無い場合や、何らかの理由で摺動シート１９９が加熱ベルト１０５の破損にもかかわらず動作しない場合においては、突き当て部材１９３が十分に移動せず、ベルト破損検出機構１９０による破損検出ができない。

しかしながら、本実施形態で説明する構成では摺動シート１９９の摺動部１９９ｂが加熱ベルト１０５の回転方向ｄと反対の方向に延展されている。そのため図６（ａ）に示すように、破損した加熱ベルトの一部が摺動シート１９９における揺動アーム１９１側に入りこむ。それにより、図６（ｂ）に示すように、摺動シート１９９の摺動部１９９ｂがめくられ突き当て部材１９３の移動が規制されない状態となる。

さらに図６（ｃ）に示すように、加熱ベルト１０５が回転することで、加熱ベルト１０５の破損部位で突き当て部材１９３が加熱ベルト１０５の外面側に移動する。それにより揺動アーム１９１が回転し、アーム端部１９１ａが検出スイッチ１９５と接してショートすることで加熱ベルト１０５の破損検出が可能になる。

摺動シート１９９は薄膜のシート部材であるため、幅方向一端部側の端部に破損が起きた加熱ベルト１０５により摺動シート１９９の摺動部１９９ｂを加熱ベルト１０５の回転方向に変形させることができる。そのため、揺動アーム１９１の変位する空間が十分に無い場合にも、加熱ベルト１０５の破損検出が可能になる。すなわち、ベルト破損検出機構１９０の小型化が可能になる。また、摺動シート１９９の動作を検出対象である加熱ベルト１０５により助長させることが可能になるため、ベルト破損検出機構１９０の検知冗長度を確保することに貢献している。

以上説明したように、本実施形態の定着装置１００は、加熱ベルト１０５の内面側及び外面側に大きな設置スペースを確保できない場合でも、加熱ベルトの幅方向一端側の端部の破れを簡易に検出することが可能となり、装置の小型化に貢献することが可能になる。

また、検出対象である加熱ベルト１０５の回転軌跡が不均一な場合であっても安定したベルト破損の検出が可能になる。つまり、加熱ベルトの回転時の形状ばらつきによる影響を低減できてより確実なベルト破損検出が可能になる。

（他の実施形態）
本発明に係る画像加熱装置として、シート上に形成された未定着トナー像を加熱して定着する装置を例に説明したが、次のような装置にも同様に適用することが可能である。例えば、記録材に仮定着されたトナー像を加熱し再定着することにより画像のグロス（光沢度）を増大させる装置にも本発明を適用することが可能である。

また、本実施形態では、加熱ベルト１０５の幅方向他端の破損を寄り制御機構により実施している構成について説明したが、破損を検出したい箇所にベルト破損検出機構１９０を用いる構成であれば良い。例えば、加熱ベルト１０５の幅方向両端や、幅方向の中央部にベルト破損検出機構１９０を用いる構成でも同様の効果を得ることが可能である。

１０：制御部、１０５：加熱ベルト、１３１：定着ローラ、１３２：テンションローラ、
１４０：ベルト寄り制御機構、１５０：ベルト寄りセンサ部、１６９：電流ヒューズ、
１７０：ＩＨヒータ、１７１：ＩＨ電源、１９０：ベルト破損検出機構、
１９１：揺動アーム、１９３：突き当て部材、１９５：検出スイッチ、
１９９：摺動シート、Ｍ：駆動機構、Ｓ：シート、ｔ：トナー像

Claims (22)

1. シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、
   前記加熱器へ電力供給を行う電源と、
   前記電源への電力供給を遮断させるためのヒューズと、
   前記エンドレスベルトの破れを検出する検出機構と、
   を有する画像加熱装置であって、
   前記検出機構は、電気的に接地され、揺動中心の周りを揺動可能であり、一端が前記エンドレスベルトの内面方向に付勢されている揺動アームと、
   前記ヒューズと前記電源との間に設けられ、前記揺動アームの一端が前記エンドレスベルトよりもその外面側へ変位することに伴い前記揺動アームの他端と接触する電気素子と、
   前記エンドレスベルトと前記揺動アームとの間に介在し、前記エンドレスベルトの回転方向下流側から回転方向上流側に延展される可撓性シートと、を有することを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記電源から電力供給を受けて前記エンドレスベルトを回転駆動する駆動機構を有することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記揺動アームの一端が前記エンドレスベルトの幅方向一端側の内面に付勢されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像加熱装置。
4. 前記エンドレスベルトを回転可能に支持する支持ローラと、
   前記エンドレスベルトの幅方向他端の位置を検出する検出器と、
   前記エンドレスベルトがその幅方向において所定のゾーン内に留まるように前記検出器の出力に基づいて前記ローラを変位させる変位機構と、
   を有し、
   前記検出器が前記エンドレスベルトの幅方向他端側に設けられることを特徴とする請求項３に記載の画像加熱装置。
5. 前記検出器の出力に基づき前記エンドレスベルトの幅方向他端の破れが検出されたとき前記電源への電力供給を遮断するコントローラを有することを特徴とする請求項４に記載の画像加熱装置。
6. 前記ヒューズは、前記電気素子が前記揺動アームの他端と接触するのに伴い切れることにより、前記電源への電力供給を遮断する電流ヒューズであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
7. 前記揺動アームの一端には前記エンドレスベルトの幅方向一端側の内面に付勢される位置に曲面形状を有する押圧部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の画像加熱装置。
8. 前記押圧部材が回転体であることを特徴とする請求項７に記載の画像加熱装置。
9. 前記可撓性シートの前記エンドレスベルトの回転方向上流側の先端幅が、前記エンドレスベルトと前記押圧部材により挟持される部位の幅よりも狭いことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像加熱装置。
10. 前記可撓性シートの前記エンドレスベルトの回転方向下流側から回転方向上流側に延展される先端部長さが、前記エンドレスベルトと前記押圧部材により挟持される部位より２．０ｍｍ以上長いことを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れか一項に記載の画像加熱装置。
11. 前記可撓性シートが、前記可撓性シートの撓みにより前記エンドレスベルトの内面側から外面側に付勢されることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の画像加熱装置。
12. 前記可撓性シートの厚みが、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の画像加熱装置。
13. 前記可撓性シートの材質がポリイミドであることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の画像加熱装置。
14. 前記電気素子は、前記エンドレスベルトの内面に接触するように設けられた過昇温防止素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の画像加熱装置。
15. 前記過昇温防止素子はサーモスイッチであることを特徴とする請求項１４に記載の画像加熱装置。
16. 前記加熱器は前記エンドレスベルトを電磁誘導加熱する励磁コイルを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
17. シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、
    前記エンドレスベルトを加熱する加熱器と、
    前記加熱器へ電力供給を行う電源と、
    前記加熱器への電力供給を遮断させるためのヒューズと、
    前記エンドレスベルトの破れを検出する検出機構と、
    を有する画像加熱装置であって、
    前記検出機構は、電気的に接地され、揺動中心の周りを揺動可能であり、一端が前記エンドレスベルトの内面方向に付勢されている揺動アームと、
    前記ヒューズと前記加熱器との間に設けられ、前記揺動アームの一端が前記エンドレスベルトよりもその外面側へ変位することに伴い前記揺動アームの他端と接触する電気素子と、
    前記エンドレスベルトと前記揺動アームとの間に介在し、前記エンドレスベルトの回転方向下流側から回転方向上流側に延展される可撓性シートと、を有することを特徴とする画像加熱装置。
18. 前記揺動アームの一端が前記エンドレスベルトの幅方向一端側の内面に付勢されることを特徴とする請求項１７に記載の画像加熱装置。
19. 前記エンドレスベルトを回転可能に支持する支持ローラと、
    前記エンドレスベルトの幅方向他端の位置を検出する検出器と、
    前記エンドレスベルトがその幅方向において所定のゾーン内に留まるように前記検出器の出力に基づいて前記ローラを変位させる変位機構と、
    を有し、
    前記検出器が前記エンドレスベルトの幅方向他端側に設けられることを特徴とする請求項１８に記載の画像加熱装置。
20. 前記揺動アームの一端には前記エンドレスベルトの幅方向一端側の内面に付勢される位置に曲面形状を有する押圧部材が設けられていることを特徴とする請求項１７乃至請求項１９の何れか一項に記載の画像加熱装置。
21. 前記押圧部材が回転体であることを特徴とする請求項２０に記載の画像加熱装置。
22. 前記電気素子はサーモスイッチであることを特徴とする請求項１７乃至請求項２１の何れか一項に記載の画像加熱装置。