JP6805860B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置においては、用紙等の記録媒体上に担持されたトナー画像を定着させる定着装置が設けられている。

一般に、定着装置は、ヒータ等の加熱源からの輻射熱で加熱される定着部材と、その定着部材に当接してニップ部を形成する対向部材とを備える。画像形成装置にて作像動作が開始され、用紙にトナー画像が転写されると、その用紙が、所定の温度にまで加熱された定着部材と対向部材との間のニップ部を通過することにより、用紙上に担持されたトナーが加熱溶融されて画像が定着される。

画像形成装置のなかでも定着装置は、消費電力量が多く、省エネルギー化の余地が大きいため、様々な提案がなされている。例えば、低熱容量でフィルム状に薄い無端状の定着部材（例えば、定着ベルト）を、支持体を兼ねる金属熱伝導体を介することなく、直接加熱する構成とし、高生産の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性を得ることができる定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この定着装置では、無端状の定着ベルトの外周側に配置された加圧ローラと定着ベルトの内部（ループ内）に固定配置されたニップ形成部材とが、定着ベルトを介して圧接することによって定着ニップを形成している。

しかしながら、直接加熱構成は、定着部材が非常に薄く、加熱源からの輻射熱に対する応答性が非常に良いため、定着部材が非回転状態で、加熱源からの輻射熱が照射されると、定着部材の温度が上昇し過ぎて、定着部材や加圧部材に使用されるシリコーンゴムやフッ素ゴムの耐熱温度を超え、破損につながる虞がある。

これに対して、通常の作像動作の終了時に、加熱源の通電停止後に更に所定時間だけ定着部材を正回転させてから、定着部材の回転を停止する制御（高温回避正転動作）を行い、定着部材の周方向の温度を均一化させ、定着部材や加圧部材の過昇温による破損を防止することが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、ニップ部における記録媒体搬送経路の上流側と下流側に夫々、記録媒体検知手段が設けられ、加熱源の通電停止後に、更に所定時間だけ定着部材を逆回転させてから、定着部材の回転を停止する制御（高温回避逆転動作）を行うことにより、ジャム発生時においても、定着部材や加圧部材の過昇温による破損を防止することが知られている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献２に記載の装置は、ニップ部における記録媒体搬送経路の上流側と下流側との記録媒体検知手段の間に、記録媒体が無い場合に、ジャム等の異常発生により画像形成装置が緊急停止すると、高温回避正転動作を実行することになる。そうすると、特許文献２に記載の装置は、緊急停止時の記録媒体や定着装置の状態により、所定の高温回避正転動作を行っても、定着装置を構成する定着部材等の構成要素が損傷する虞がある。

本発明は、定着装置の構成部品を損傷させずに、定着部材の非回転状態での過昇温を防止する定着装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の定着装置は、
回転可能な定着部材と、
前記定着部材を加熱する加熱源と、
前記定着部材の外周面に当接して定着ニップ部を形成する対向部材と、
前記定着ニップ部に記録媒体を搬送する１つ又は複数の回転体と、を備え、
前記定着部材を正転方向に回転させてトナー像を記録媒体に定着する定着装置において、
前記定着装置の動作中における異常発生時に、前記加熱源を停止させ、その後、前記定着部材を所定方向に回転させる定着装置であって、
前記定着装置の動作中における異常発生時に、前記定着ニップ部及び前記１つ又は複数の回転体が同時に１枚の記録媒体を挟持している場合、記録媒体を挟持している前記１つ又は複数の回転体に応じて、前記定着部材の前記所定方向を前記正転方向に又は前記正転方向とは逆の逆転方向に決定することを特徴とする。

本発明によると、定着装置の構成部品を損傷させずに、定着部材の非回転状態での過昇温を防止する定着装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。 本発明に係る定着装置の一実施形態を示す構成図である。 本発明に係る定着装置の一実施形態を示す構成図である。 図３に係る定着装置を示す斜視図である。 図３に係る定着装置の遮蔽部材の支持構造を説明する説明図である。 図３に係る定着装置の遮蔽部材の駆動手段を説明する説明図である。 切換手段の概略構成を示す側面図であり、（ａ）が脱圧状態、（ｂ）が加圧状態を示す。 正常時の作像終了後の定着装置各部の動作順序を示すタイミングチャートである。 変形した定着ベルトを説明する説明図である。 異常発生時に、定着ベルトが正転する場合の定着装置各部の動作順序を示すタイミングチャートである。 異常発生時に、定着ベルトが正転又は逆転を選択する制御を説明するフローチャートである。 異常発生時に、定着ベルトが逆転する場合の定着装置各部の動作順序を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係る正転又は逆転を判断する構成を示す構成図である。 第２実施形態における、定着ベルトが正転又は逆転を選択する制御を説明するフローチャートである。 第３実施形態に係る正転又は逆転を判断する構成を説明する説明図である。 第３実施形態における、定着ベルトが正転又は逆転を選択する制御を説明するフローチャートである。 定着装置の別の実施形態を示す概略的な断面構成図である。 ニップ形成ユニットの基本構成を示す斜視図である。 ニップ形成ユニット及びハロゲンヒータの構成を示す斜視図である。 ハロゲンヒータ及び端部ヒータの発熱部の配置を示す模式図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能若しくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

先ず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。

図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタである。このカラーレーザープリンタの本体中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６を有する。その他、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。

また、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、中間転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６を備える。その他、転写装置３は、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４、ベルトクリーニング装置３５を備える。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、公知の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも公知の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた公知の廃トナー移送ホースは、公知の廃トナー収容器の入り口部に接続されている。

プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には、補給用のトナーを収容する４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間には、公知の補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。

一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から記録媒体Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

プリンタ本体内には、記録媒体Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも記録媒体搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って記録媒体Ｐを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のタイミングローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、記録媒体Ｐに転写された未定着トナー画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの記録媒体搬送方向下流側には、記録媒体を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

画像形成装置には、装置全体の制御を司る制御装置９０が設けられ、制御装置内に記憶されている制御プログラムに基づいて、各機器の駆動を制御する。

続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が公知の駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。

帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。

また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。そして、各感光体５の表面が公知の除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。

プリンタの下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から記録媒体Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された記録媒体Ｐは、タイミングローラ１２によって搬送が一旦停止される。

その後、所定のタイミングでタイミングローラ１２の回転駆動を開始し、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、記録媒体Ｐを二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。

そして、この転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が記録媒体Ｐ上に一括して転写される。また、このとき、記録媒体Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは公知の廃トナー収容器へと搬送され回収される。

その後、記録媒体Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって記録媒体Ｐ上のトナー画像が当該記録媒体Ｐに定着される。そして、記録媒体Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、記録媒体上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作である。このフルカラー画像以外に、例えば４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの何れか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

以下、図２，３に基づき、定着装置２０の構成について説明する。図２は、本発明に係る定着装置の一実施形態を示す構成図である。図３は、本発明に係る定着装置の一実施形態を示す構成図である。

図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１の外周面に当接する対向部材としての加圧ローラ２２と、定着ベルト２１を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ２３と、定着ベルト２１の内周側から加圧ローラ２２に当接して定着ニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、ハロゲンヒータ２３からの熱を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６と、定着ベルト２１の温度を検知する第一温度検知手段としての温度センサ２８と、媒体検知手段としての媒体検知センサ２９等を備える。これに加え、本実施の形態の定着装置２０では、定着ベルト２１の非通紙領域において加熱源からの熱を遮蔽する遮蔽部材２７を設けた構成となっている。

上記定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。詳しくは、定着ベルト２１は、内周側の基材と、外周側の離型層によって構成されている。内周側の基材は、ニッケル若しくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成されている。外周側の離型層は、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（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。

また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶして定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。

本実施の形態では、定着ベルト２１の低熱容量化を図るために、定着ベルト２１を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト２１を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。

また、定着ベルト２１の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２１全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。

上記加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、芯金２２ａの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層２２ｃによって構成されている。加圧ローラ２２は、後述する切換手段６０によって定着ベルト２１側へ加圧され、定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。

この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが圧接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることで、所定の幅の定着ニップ部Ｎが形成されている。なお、定着ベルト２１と加圧ローラ２２は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。

また、加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられた公知の定着モータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。

本実施の形態では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層２２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。

上記ハロゲンヒータ２３は、定着ベルト２１の内周側で、かつ、定着ニップ部Ｎの記録媒体搬送方向の上流側に配設されている。詳しくは、図２において、定着ニップ部Ｎの記録媒体搬送方向の中央Ｑと、加圧ローラ２２の回転中心Ｏを通る仮想直線をＬとすると、ハロゲンヒータ２３はこの仮想直線Ｌよりも記録媒体搬送方向の上流側（図２の下側）に配設されている。

ハロゲンヒータ２３は、プリンタ本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、上記温度センサ２８による定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなハロゲンヒータ２３の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定できるようになっている。

なお、定着ベルト２１の温度を検知する温度センサの代わりに、加圧ローラ２２の温度を検知する温度センサを設け、その温度センサで検知した温度により、定着ベルト２１の温度を予測するようにしてもよい。

本実施の形態では、ハロゲンヒータ２３は２本設けられているが、プリンタで使用する記録媒体のサイズ等に応じて、ハロゲンヒータ２３の本数を１本又は３本以上としてもよい。また、定着ベルト２１を加熱する加熱源として、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いることも可能である。

上記ニップ形成部材２４は、ベースパッド２４１と、ベースパッド２４１の定着ベルト２１と対向する面に設けられた低摩擦性の摺動シート２４０とを有する。ベースパッド２４１は、定着ベルト２１の軸方向又は加圧ローラ２２の軸方向に渡って長手状に配設されている。

ベースパッド２４１が加圧ローラ２２の加圧力を受けることで、定着ニップ部Ｎの形状が決まる。本実施形態では、定着ニップ部Ｎの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状としてもよい。

摺動シート２４０は、定着ベルト２１が回転する際の摺動摩擦を低減するために設けられている。なお、ベースパッド２４１自体が低摩擦性の部材で形成されている場合は、摺動シート２４０を有しない構成としてもよい。

ベースパッド２４１は、耐熱温度２００℃以上の耐熱性材料で構成されている。かかる構成により、トナー定着温度域で熱によるニップ形成部材２４の変形を防止し、安定した定着ニップ部Ｎの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。

また、ベースパッド２４１は、強度確保のために相応の剛性が求められる。以上の条件を満たすベースパッド２４１の材料としては、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂を用いることが可能である。この他、金属やセラミックでベースパッド２４１を形成することもできる。

また、ベースパッド２４１は、ステー２５によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ２２による圧力でニップ形成部材２４に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ２２の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。ステー２５は、ニップ形成部材２４の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましい。

上記反射部材２６は、ハロゲンヒータ２３と対向するようにステー２５に固定支持されている。この反射部材２６によって、ハロゲンヒータ２３からの輻射熱を定着ベルト２１へ反射することで、熱がステー２５等に伝達されるのを抑制し、定着ベルト２１を効率良く加熱すると共に省エネルギー化を図っている。反射部材２６の材料としては、アルミニウムやステンレス等が用いられる。特に、アルミニウム製の基材に輻射率の低い（反射率の高い）銀を蒸着したものを用いた場合、定着ベルト２１の加熱効率を向上させることが可能である。

上記遮蔽部材２７は、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの金属板を、定着ベルト２１の内周面に沿った円弧状の断面形状に形成して構成されている。また、遮蔽部材２７は、定着ベルト２１とハロゲンヒータ２３の間を周方向に移動可能となっている。

これにより、本実施形態では、図３に示すように、定着ベルト２１の周方向領域に、ハロゲンヒータ２３に直接加熱される加熱領域αと、ハロゲンヒータ２３によって直接加熱されない非加熱領域βとが形成される。加熱領域αはハロゲンヒータ２３の正面に対向している。非加熱領域βは、ハロゲンヒータ２３との間に、側板等に固定された他部材（反射部材２６、ステー２５、ニップ形成部材２４等）が介在するため、ハロゲンヒータ２３によって直接加熱されない。

定着ベルト２１をハロゲンヒータ２３から熱遮蔽する必要がある場合は、図２に示すように、遮蔽部材２７を被加熱領域α側の一箇所若しくは複数個所に設定された遮蔽位置に配設する。一方、熱遮蔽の必要がない場合は、図３に示すように、遮蔽部材２７を非加熱領域β側に移動させ、遮蔽部材２７の全体を反射部材２６やステー２５の裏側へ退避させることが可能となっている。

このように遮蔽部材２７を回転させることで、定着ベルト２１の被加熱領域αの面積を変更して、ハロゲンヒータ２３から定着ベルト２１に照射される輻射熱の熱量を調整するようになっている。遮蔽部材２７は耐熱性を要するため、その素材には、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料、又はセラミックを用いることが好ましい。

媒体検知センサ２９は、定着ニップ部Ｎよりも、記録媒体としての記録媒体の搬送方向下流側に配置される。この媒体検知センサ２９は、記録媒体の有無を検知するものであり、例えばフォトインタラプタ等で構成することができる。

図４は、図３に係る定着装置を示す斜視図である。図４に示すように、定着ベルト２１の両端部の内周には、それぞれベルト保持部材としてのフランジ部材４０が挿入されており、定着ベルト２１はこのフランジ部材４０によって回転可能に保持されている。また、各フランジ部材４０、ハロゲンヒータ２３及びステー２５は、定着装置２０の一対の側板に固定支持されている。

図５は、図３に係る定着装置の遮蔽部材の支持構造を説明する説明図である。図５に示すように、遮蔽部材２７は、フランジ部材４０に取り付けられた円弧状のスライド部材４１を介して支持されている。

具体的には、遮蔽部材２７の端部に設けられた突起２７ａが、スライド部材４１に設けられた孔部４１ａに挿入されることで、遮蔽部材２７がスライド部材４１に取り付けられている。また、スライド部材４１には凸部４１ｂを設けてある。その凸部４１ｂがフランジ部材４０に設けられた円弧状の溝部４０ａに挿入されることで、スライド部材４１は溝部４０ａに沿ってスライド移動可能となっている。

これにより、遮蔽部材２７は、スライド部材４１と一体的に、フランジ部材４０の周方向に回転移動可能となっている。また、本実施形態では、フランジ部材４０及びスライド部材４１は、樹脂で構成されている。

なお、図５では、片方の端部の支持構造のみ示しているが、他方の端部も同様に、スライド部材４１を介して回転移動可能に保持されている。

図６は、図３に係る定着装置の遮蔽部材の駆動手段を説明する説明図である。図６に示すように、本実施形態では、遮蔽部材２７の駆動機構として、駆動源であるモータ４２と、複数のギヤ４３，４４，４５からなるギヤ列を有する動力伝達機構４６とを備える。

ギヤ列のうち、一端側のギヤ４３はモータ４２に連結され、他端側のギヤ４５はスライド部材４１の周方向に設けられたギヤ部４１ｃに連結されている。モータ４２が駆動すると、その駆動力がギヤ列を介してスライド部材４１に伝達される。そして、遮蔽部材２７が正方向（非加熱領域βから被加熱領域αに向う回転方向）及び逆方向（被加熱領域αから非加熱領域βに向う回転方向）に回転移動するようになっている。モータ４２は、例えばステッピングモータで構成することができる。この場合の遮蔽部材２７の位置制御は、駆動パルス数を変更することで行うことができる。なお、モータ４２としては、ステッピングモータに代えてＤＣモータ等を使用することもできる。

遮蔽部材２７は、定着ベルト２１の温度を検知する温度センサ２８等を用いて定着ベルト２１の長手方向中央部と端部の温度を検知し、温度や温度差により遮蔽する範囲を制御する構成になっているが、ここでは動作詳細の説明は省略する。

次に、定着ニップ部Ｎを加圧状態と脱圧状態とを切り換える切換手段について説明する。図７は、切換手段の概略構成を示す側面図であり、（ａ）が脱圧状態、（ｂ）が加圧状態を示す。この切換手段（ニップ圧切換手段）６０は、加圧ローラ２２を定着ベルト２１に押圧することで、定着ニップ部Ｎを加圧状態にし、加圧ローラ２２を定着ベルト２１から離反させることで定着ニップ部Ｎを脱圧状態にする機構である。

切換手段６０は、定着ニップ部Ｎが加圧状態であるか脱圧状態であるかを検出する機能も有する。切換手段６０は、レバー部材６１、カム６２、弾性部材６３、被検知部材としてのフィラー６４、及び検出手段としての検知センサ６５を主要な構成要素としている。

レバー部材６１は、その一端に設けた支軸Ｏ１を中心として回転可能に支持されており、レバー部材６１の他端にカム６２のカム面が当接している。加圧ローラ２２の軸端部には芯金２２ａが突出しており、この芯金２２ａがレバー部材６１の中間部と当接している。

カム６２は、偏心位置に設けた支軸Ｏ２を中心として回転可能に支持され、公知のモータ（加圧・脱圧モータ）等の駆動源により回転駆動される。レバー部材６１は、引張ばね等からなる弾性部材６３の弾性力でカム６２のカム面に押し付けられている。

加圧ローラ２２は、定着ベルト２１に対して接近及び離反可能となるように、図中の水平方向にスライド移動可能に支持されている。図７（ａ）に示すように、カム６２の小径カム面がレバー部材６１に当接した状態では、レバー部材６１は、弾性部材６３の弾性力により加圧ローラ２２の芯金２２ａから離れる方向に付勢される。

そのため、加圧ローラ２２が定着ベルト２１から離反する方向に移動し、定着ニップ部が脱圧状態となる。その一方で、図７（ｂ）に示すように、カム６２の大径カム面がレバー部材６１に当接した状態では、カム６２から受ける押圧力でレバー部材６１が加圧ローラ２２の芯金２２ａを定着ベルト２１に対する接近側に押し込む。これによって定着ニップ部Ｎが加圧状態となる。

次に、正常時の作像終了後の定着装置各部の動作順序を、図８のタイミングチャートに基づいて説明する。図８は、正常時の作像終了後の定着装置各部の動作順序を示すタイミングチャートである。

画像形成装置の制御装置９０は、最終記録媒体の後端が定着ニップ部Ｎから脱出するタイミングで定着装置２０に停止信号を送信する。停止信号の受信後は、先ずハロゲンヒータ２３がＯＦＦとなり、次いでヒータリレーがＯＦＦとなる。遮蔽部材２７が備えられた構成である場合には、次に遮蔽部材２７が初期位置（ＨＰ）に戻る。

ここまで定着ベルト２１は、回転を継続しているが、遮蔽部材２７が初期位置に戻ってから所定時間ｔ１だけ経過した後で、定着モータを停止させる。定着モータの停止後、図７に示す切換手段６０で定着ニップ部Ｎを脱圧させる。

遮蔽部材２７が初期位置に戻ってから時間ｔ１だけ定着ベルト２１の回転を継続させているのは、定着ベルト２１が余熱で局所的に加熱されて定着ベルト２１に温度偏差が生じるのを防止するためである。この時間ｔ１は、定着ベルト２１が均熱化される時間を見込んで設定される。例えば、温度センサ２８で検知した温度情報からｔ１の終期を定めることができ、あるいは予め定めた一定時間が経過した時点をｔ１の終期とすることもできる。

定着ニップ部Ｎが加圧状態のままでジャム処理を行うと、定着ニップ部Ｎに挟まれた記録媒体が引き抜かれることにより、定着ベルト２１や加圧ローラ２２に傷がつき、あるいは記録媒体が千切れてユーザーによるジャム処理が困難となる虞がある。一方、定着ベルト２１の回転停止前から定着ニップ部を脱圧状態にすると、定着ベルト２１がスリップして定着ベルト２１が部分的に昇温し、定着ベルト２１が変形する虞がある。そこで、定着ベルト２１が停止してから定着ニップ部Ｎを脱圧状態に切り換えている。

以上は、作像動作が正常に終了した場合の動作順序であるが、作像中（画像信号が入力されてから定着後の記録媒体が排紙トレイに排出されるまでの間）は、搬送路Ｒ（図１参照）でのジャムの発生、あるいは画像形成装置内の各部の異常により、画像形成装置が緊急停止する場合がある。緊急停止時に、定着ベルト２１の回転を即時停止すると、定着ベルト２１が余熱で加熱され、温度斑が発生して定着ベルト２１が変形するおそれがある（図９の領域Ｑ参照）。

異常発生時の定着装置各部の動作には、定着ベルト２１が正転する場合と逆転する場合の二通りが考えられる。

定着装置２０は、通常の画像形成時は正転しており、逆転を前提とした構成にはなっていないため、緊急停止時にも正転させた方が定着装置２０へのダメージは少ない。

また、ジャム発生時に搬送経路に残紙（残記録媒体）があった場合にも、記録媒体先端が定着ニップ部Ｎを通過して定着ベルト２１から分離した状態にある場合には、定着ベルト２１をさらに正転（記録媒体を搬送方向下流側に送り出す方向の回転）させても、記録媒体が定着ベルト２１に巻き付くことはない。

また、ジャム発生時に搬送経路にある残紙が、定着ニップ部Ｎを通過以前であっても、定着装置２０の定着ニップ部Ｎ出口側に備えられた分離部材により、記録媒体は定着ベルト２１から分離されるため、定着ベルト２１をさらに正転させても、記録媒体が定着ベルト２１に巻き付くことはない。そのため、通常の緊急停止時の動作の手順では、ヒータＯＦＦ後の定着ベルト２１の動作として、より安定的な正転を選択してすることが望ましい。

次に、異常発生時に、定着ベルト２１が正転する場合の定着装置各部の動作（異常時正転動作）の順序を、図１０のタイミングチャートに基づいて説明する。図１０は、異常発生時に、定着ベルトが正転する場合の定着装置各部の動作順序を示すタイミングチャートである。

画像形成装置から異常検出信号が送信されると、ハロゲンヒータ２３がＯＦＦとなり、次いでヒータリレーがＯＦＦとなる。ヒータリレーのＯＦＦ後に作像線速をスルーダウンして低速線速に切り換え、低速状態で定着ベルト２１を所定時間Ｔａだけ正転させる。時間Ｔａの経過後に定着ベルト２１を停止し、その後、切換手段６０を有する場合には、定着ニップ部Ｎを脱圧状態に切り換える。これらの動作が完了した後、画像形成装置に設けられた報知手段（操作パネルへの表示、異常表示ランプの点灯、アラーム音の発生等）で、外部に異常発生を報知する。異常発生の報知後は定着装置２０の使用を禁止する。

このヒータＯＦＦ後の定着ベルト２１の正転中は、定着ベルト２１の被加熱領域α（図２参照）のうち、遮蔽部材２７で遮蔽されていない領域がハロゲンヒータ２３の余熱で加熱されることとなる。この際、定着ベルト２１の正転に伴って、記録媒体Ｐが定着ニップ部Ｎを通過し、定着ベルト２１の熱が記録媒体に奪われるため、定着ベルト２１に大きな温度偏差が生じることはない。したがって、定着ベルト２１での温度斑の発生、さらには定着ベルト２１の変形といった事態に至ることを防止することができる。

定着ベルト２１を正転する時間Ｔａは、定着ベルト２１の全周が定着ニップ部Ｎを通過して定着ベルト２１の熱を記録媒体に移動させ、さらに記録媒体通過後は、熱を加圧ローラ２２に移動させるのに十分な時間に設定する必要がある。目安としては、定着ベルト２１が一回転する程度の時間が好ましい。定着ベルト２１の正転中の回転線速を低速に切り換える目的は、定着ベルト２１の熱を記録媒体Ｐに効率良く移動させることで、定着ベルト２１に生じる温度偏差を極力小さくするためである。

次に、異常発生時に、定着ベルト２１の逆転を選択することが望ましい場合について説明する。

近年、画像形成装置においては、使用される記録媒体（転写紙）が多様化している。例えば量販店で掲示されているような長尺用紙に対して作像されるようなケースが増加している。長尺用紙は、用途に応じて紙厚や所望の長さ、紙種や紙の表面性が多様であり、ユーザーの設定ミス等も含めて、搬送ジャムが発生する可能性が普通紙より高くなっている。

長尺用紙で搬送ジャムが発生した場合には、図１の回転体としての給紙ローラ１１、回転体としてのタイミングローラ１２、回転体としての二次転写ローラ３６と回転体としての二次転写バックアップローラ３２、及び定着ニップ部Ｎが、記録媒体を同時に挟持している場合がある。このような場合には、定着ニップ部Ｎの上流で記録媒体が複数の強い力で挟持されることにより、定着ベルト２１を正転させようとしても、定着ベルト２１を駆動する負荷が大きすぎて、定着ベルト２１が回転できない状態になることがある。そのため、定着ベルト２１は、余熱で加熱され、温度斑が発生する問題がある。また、長尺用紙に限らず、搬送ジャム発生時の紙種や紙厚等により、定着ベルト２１の駆動の負荷（定着駆動負荷）が大きくなり、定着ベルト２１が回転できない状態になることがある。

具体的には、例えばタイミングローラ１２は駆動トルクが大きく、記録媒体を狭持する力が強い。そのため、異常発生時に定着ニップ部Ｎとタイミングローラ１２が同時に記録媒体を狭持した場合は、定着ベルト２１による記録媒体の搬送力の方がタイミングローラ１２による記録媒体の搬送力よりも小さくなり、定着ベルト２１を正転させようとしても狙い通りに回転させられない。そのため、定着ベルト２１の回転方向を、正転方向とは逆の逆転方向に決定する必要がある。

一方、異常発生時にタイミングローラ１２が記録媒体を狭持しておらず、定着ニップ部Ｎと、二次転写ローラ３６及び二次転写バックアップローラ３２間の搬送ニップのみが記録媒体を狭持した場合は、定着ベルト２１による記録媒体の搬送力の方が上記搬送ニップによる記録媒体の搬送力よりも大きくなる。そのため、定着ベルト２１を狙い通りに正転方向に回転させることが可能であり、この場合、定着ベルト２１の回転方向を、正転方向に決定する必要がある。

そこで本発明では、異常発生時に、定着ニップ部及び１つ又は複数の回転体が同時に１枚の記録媒体を挟持している場合、記録媒体を挟持している１つ又は複数の回転体に応じて、定着部材の所定方向を正転方向に又は正転方向とは逆の逆転方向に決定する。より具体的には、本発明では、定着ニップ部Ｎ以外の搬送ニップが記録媒体を狭持している場合には、定着ベルト２１の回転負荷、記録媒体検知手段による記録媒体の有無(位置)及び／又は速度検知手段による回転開始時の回転検知に基づいて、定着ベルト２１を正転方向に回転させるか逆転方向に回転させるかの判断を行う。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態は、このような原因による温度斑の発生を防止するために、定着ベルト２１の定着駆動負荷（回転負荷）を測定する回転負荷検知手段を備え、異常発生時に、正転する定着ベルト２１の定着駆動負荷を測定し、定着駆動負荷が所定値以上の場合には、定着ベルト２１を正転ではなく逆転する。これにより、定着ニップ部Ｎより上流側で記録媒体が狭持されるなどしていても、定着ベルト２１が逆転することにより、記録媒体を弛ませることとなるため、小さな定着駆動力で定着ベルト２１を回転させることができ、温度斑の発生を防止することが可能となる。

次に、異常発生時に、定着ベルト２１が正転又は逆転を選択する制御を、図１１のフローチャートに基づいて説明する。図１１は、異常発生時に、定着ベルトが正転又は逆転を選択する制御を説明するフローチャートである。

画像形成装置の制御装置９０が搬送ジャムを検出すると、制御装置９０は、ハロゲンヒータ２３をＯＦＦとし（ステップＳ１０）、次いでヒータリレーをＯＦＦとする（ステップＳ１１）。制御装置９０は、ヒータリレーのＯＦＦ後に、作像線速をスルーダウンして低速線速に切り換える（ステップＳ１２）。次いで、制御装置９０は、低速線速の間（定着ベルト２１を所定時間Ｔａだけ正転させる間）に、定着ベルト２１の定着駆動負荷を測定する回転負荷検知手段に定着駆動負荷を測定させる（ステップＳ１３）。ここで、回転負荷検知手段は、定着ベルト２１の駆動トルクを測定する装置である。なお、回転負荷検知手段は、この態様に限定されず、定着モータの電流値を測定して駆動トルクを算出する装置であってもよい。次いで、制御装置９０は、定着駆動負荷が所定の値（例えば、Ｘ［Ｎｍ］）以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において、制御装置９０が、定着駆動負荷が所定の値以上であると判断すると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、制御装置９０は、定着ユニットの負荷が大きくて定着ベルト２１が回転できない可能性があると判断する。そして、制御装置９０は、定着モータにブレーキをかけて（ステップＳ２０）、定着ベルト２１の駆動を停止する（ステップＳ２１）。次いで、制御装置９０は、定着ベルト２１の駆動停止後に、定着ベルト２１を逆転させて、所定の時間（Ｔｄ）だけ回転を継続する（ステップＳ２２）。次いで、制御装置９０は、定着モータの停止させた後に、切換手段６０により定着ニップ部Ｎを加圧状態から脱圧状態に切り換えて、定着ベルト２１の異常時逆転動作を終了し（ステップＳ２３）、制御を終了する。

ステップＳ１４において、制御装置９０が、定着駆動負荷が所定の値以上でないと判断すると（ステップＳ１４でＮＯ）、制御装置９０は、定着ベルト２１が正転可能な状態であると判断する。そして、制御装置９０は、図１０で示すように、定着ベルト２１の異常時正転動作を実行する（ステップＳ１５）。次いで、制御装置９０は、定着モータの停止させた後に、切換手段６０により定着ニップ部Ｎを加圧状態から脱圧状態に切り換えて、定着ベルト２１の異常時正転動作を終了し（ステップＳ１６）、制御を終了する。

次に、異常発生時に、定着ベルト２１が逆転する場合の定着装置各部の動作（異常時逆転動作）の順序を、図１２のタイミングチャートに基づいて説明する。図１２は、異常発生時に、定着ベルトが逆転する場合の定着装置各部の動作順序を示すタイミングチャートである。

画像形成装置から異常検出信号が送信されると、ハロゲンヒータ２３がＯＦＦとなり、次いで、ヒータリレーがＯＦＦとなる。ヒータリレーのＯＦＦ後に、作像線速をスルーダウンして低速線速に切り換える。低速線速の間（定着ベルト２１を所定時間Ｔａだけ正転させる間）に、定着駆動負荷を測定し、所定の値（例えば、Ｘ［Ｎｍ］）以上となった時点で、直ちに定着モータを所定時間Ｔｂだけブレーキ制御し、定着ベルト２１を停止させる。

所定時間Ｔｃだけ定着モータを強制停止させた後、定着モータを逆転方向に切り換えて駆動し、所定時間Ｔｄ経過後に、定着モータを停止する。その後、切換手段６０を有する場合には、定着ニップ部Ｎを脱圧状態に切り換える。これらの動作が完了した後、画像形成装置に設けられた報知手段で、外部に異常発生を報知する。異常発生の報知後は定着装置２０の使用を禁止する。

逆転時間Ｔｄは、定着ベルト２１が一回転する程度の時間に設定するのが好ましい。また、異常発生時に逆転方向に駆動する定着ベルト２１の回転線速は、正常時に正転方向に駆動する定着ベルト２１の回転線速より低速に切り換えることが好ましい。これにより、定着ベルト２１の熱を記録媒体Ｐに効率良く移動させることで、定着ベルト２１に生じる温度偏差を極力小さくする。

定着モータの逆転中は、定着ベルト２１の被加熱領域αのうち、遮蔽部材２７で遮蔽されていない領域が、ハロゲンヒータ２３の余熱で加熱されることとなるが、正転の際と同様に、この場合も定着ベルト２１の逆転に伴って記録媒体Ｐが定着ニップ部Ｎを逆方向（記録媒体搬送方向上流側）に通過する。そのため、定着ベルト２１の熱が記録媒体に奪われる。その結果、定着ベルト２１に大きな温度偏差が生じることはなく、温度斑の発生、さらには定着ベルト２１の変形を防止することができる。

このような正転又は逆転の制御を採用することにより、画像形成装置の異常発生時には、短時間で定着装置２０及び画像形成装置を停止させることができ、画像形成装置の各部が受けるダメージを軽減することができる。また、定着ベルト２１での温度斑の発生や定着ベルト２１の変形も防止することが可能となる。

なお、図１２に示す動作手順では、定着モータの逆転前にブレーキ制御及び強制停止を行っているが、これは、正転から逆転に切り換える際の定着モータの破損を防止するためである。ブレーキ制御や強制停止を必要とせず、いきなり正転から逆転へ切り換えることが可能な定着モータを使用する場合には、ブレーキ制御及び強制停止を行う必要はない。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る正転又は逆転の判断について説明する。図１３は、第２実施形態に係る正転又は逆転を判断する構成を示す構成図である。

第２実施形態では、搬送経路に備えられた記録媒体検知手段により、定着ベルト２１の正転又は逆転の判断をする。

画像形成装置は、手差しトレイ１００と、手差しトレイ用の給紙ローラ１１１と、記録媒体検知手段と、を備える。記録媒体の有無を検知する記録媒体検知手段は、トレイ給紙後残紙センサ１０１、手差トレイ給紙後残紙センサ１０２、タイミングローラ前残紙センサ１０３、タイミングローラ後残紙センサ１０４及び定着装置前残紙センサ１０５のうちの１つ又は複数で構成される。

トレイ給紙後残紙センサ１０１、手差トレイ給紙後残紙センサ１０２、タイミングローラ前残紙センサ１０３、タイミングローラ後残紙センサ１０４、及び定着装置前残紙センサ１０５は、定着ニップ部Ｎの記録媒体搬送方向上流側に配置され、各回転体における記録媒体の有無を検知する。

前述したような長尺用紙で搬送ジャムが発生した場合で、手差しトレイ給紙後残紙センサ１０２と、タイミングローラ前残紙センサ１０３と、タイミングローラ後残紙センサ１０４と、定着装置前残紙センサ１０５とのすべてが「残紙あり」と判断した場合、定着ベルト２１の定着駆動負荷が増大することとなる。この場合に、制御装置９０は、定着ベルト２１を逆転方向に駆動させる。なお、記録媒体検知手段による記録媒体の有無の判断は、ユーザーによる記録媒体サイズの設定と組み合わせて判断しても良い。

次に、異常発生時に、定着ベルト２１が正転又は逆転を選択する制御を、図１４のフローチャートに基づいて説明する。図１４は、第２実施形態における、定着ベルトが正転又は逆転を選択する制御を説明するフローチャートである。

第２実施形態では、図１１で示したステップＳ１０〜ステップＳ１３と同様のステップを経た後に、制御装置９０が、手差しトレイ給紙後残紙センサ１０２と、タイミングローラ前残紙センサ１０３と、タイミングローラ後残紙センサ１０４と、定着装置前残紙センサ１０５とのすべてが「残紙あり」か否かを判断する（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１４において、制御装置９０が、手差しトレイ給紙後残紙センサ１０２と、タイミングローラ前残紙センサ１０３と、タイミングローラ後残紙センサ１０４と、定着装置前残紙センサ１０５とのすべてが「残紙あり」と判断すると（ステップＳ１１４でＹＥＳ）、制御装置９０は、定着ユニットの負荷が大きくて定着ベルト２１が回転できない可能性があると判断する。そして、図１１のステップＳ２０〜ステップＳ２３と同様のステップを経て、制御を終了する。

ステップＳ１１４において、制御装置９０が、手差しトレイ給紙後残紙センサ１０２と、タイミングローラ前残紙センサ１０３と、タイミングローラ後残紙センサ１０４と、定着装置前残紙センサ１０５とのすべてが「残紙ありではない」と判断すると（ステップＳ１１４でＮＯ）、制御装置９０は、定着ベルト２１が正転可能な状態であると判断する。そして、図１１のステップＳ１５〜ステップＳ１６と同様のステップを経て、制御を終了する。

このような正転又は逆転の制御を採用することにより、画像形成装置の異常発生時には、短時間で定着装置２０及び画像形成装置を停止させることができ、画像形成装置の各部が受けるダメージを軽減することができる。また、定着ベルト２１での温度斑の発生や定着ベルト２１の変形も防止することが可能となる。

なお、どの位置にセンサを備え、どのセンサの組み合わせで判断をするかは、機種固有の部分を含んでおり、各機種の大きさや搬送レイアウトにより任意に設定可能である。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る正転又は逆転の判断について説明する。図１５は、第３実施形態に係る正転又は逆転を判断する構成を説明する説明図である。

第３実施形態では、定着ベルト２１の回転速度を検知可能な速度検知手段により、定着ベルト２１の正転又は逆転の判断をする。

定着ベルト２１の長手方向端部に、定着ベルト２１の表面とは反射率の異なるマーキング１０６を備える。定着ベルト２１の回転に伴う反射率の変化を定着ベルト２１に近接して設けた速度検知手段としての反射型センサ１０７で検知する。反射型センサ１０７で検知されたマーキング１０６の周期が所定の周期より長い場合、すなわち速度検知手段が検知した定着ベルト２１の回転速度が所定速度以下である場合、定着ベルト２１が狙いの回転速度で回転をしてなく、定着ベルト２１の定着駆動負荷が増大することとなる。この場合、制御装置９０は、定着ベルト２１を逆転方向に駆動させる。

次に、異常発生時に、定着ベルト２１が正転又は逆転を選択する制御を、図１６のフローチャートに基づいて説明する。図１６は、第３実施形態における、定着ベルトが正転又は逆転を選択する制御を説明するフローチャートである。

第３実施形態では、図１１で示したステップＳ１０〜ステップＳ１３と同様のステップを経た後に、制御装置９０は、反射型センサ１０７による検知情報が反射率の所定の変化速度（例えば、Ｖ［ｍｓ］）以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１４）。

ステップＳ２１４において、制御装置９０が、反射型センサ１０７による検知情報が反射率の所定の変化速度以下と判断すると（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、制御装置９０は、定着ユニットの負荷が大きくて定着ベルト２１が回転できない可能性があると判断する。そして、図１１のステップＳ２０〜ステップＳ２３と同様のステップを経て、制御を終了する。

ステップＳ１１４において、制御装置９０が、反射型センサ１０７による検知情報が反射率の所定の変化速度以下でないと判断すると（ステップＳ２１４でＮＯ）、制御装置９０は、定着ベルト２１が正転可能な状態であると判断する。そして、図１１のステップＳ１５〜ステップＳ１６と同様のステップを経て、制御を終了する。

このような正転又は逆転の制御を採用することにより、画像形成装置の異常発生時には、短時間で定着装置２０及び画像形成装置を停止させることができ、画像形成装置の各部が受けるダメージを軽減することができる。また、定着ベルト２１での温度斑の発生や定着ベルト２１の変形も防止することが可能となる。

［別の実施形態に係る定着装置］
上述の実施形態に係る正転又は逆転の判断は、端部ヒータを有する定着装置に適用可能である。図１７は、定着装置の別の実施形態を示す概略的な断面構成図である。

定着装置１２０は、薄肉で可撓性を有する筒状の定着部材である無端状の定着ベルト１２１と、この定着ベルト１２１の外周側から当接する加圧部材である加圧ローラ１２２とを有している。定着ベルト１２１は、その内部（ループ内）に配された複数の定着熱源としてのハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂ（以下、第１ハロゲンヒータ１２３Ａ、第２ハロゲンヒータ１２３Ｂともいう）の輻射熱によって加熱される。なお、ハロゲンヒータは、主たる熱源である定着熱源としての、輻射型熱源を代表するものである。

さらに、定着ベルト１２１の内部には、定着ベルト１２１を介して加圧ローラ１２２とで定着ニップ部Ｎを形成するニップ形成部材１２４と、ニップ形成部材１２４を支持するステー部材１２５（支持部材）とが配されている。

定着ベルト１２１の幅方向に渡って配されたニップ形成部材１２４が、ステー部材１２５によって固定支持されることで、加圧ローラ１２２からの圧力によってニップ形成部材１２４に撓みが生じることを防止し、加圧ローラ１２２の軸方向（長手方向）に渡って均一なニップ幅が得られるようになっている。なお、ニップ形成部材１２４は、機械的強度が高く耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材、特に耐熱性樹脂、例えばポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、それらをガラス繊維で強化したもので構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材１２４の変形を防止し、安定した定着ニップ部の状態を確保し、出力画質の安定化を図っている。

また、ステー部材１２５やハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂは、その長手方向両端を、定着装置１２０の側板あるいは別途設けられたホルダに固定保持されている。

ニップ形成部材１２４の長手方向両端部には、主たる熱源（定着熱源）とは別の端部熱源としての端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂが一体に取り付けられている。端部ヒータとしては、一般的に、セラミックセータのような抵抗発熱体である接触伝熱型熱源が用いられる。

定着ベルト１２１の長手方向における熱移動を容易にする均熱部材とも称される熱移動補助部材１２７が、ニップ形成部材１２４と端部ヒータ１２６それぞれの定着ベルト１２１の内周面に対向する各面を覆うように配されている。これにより、小サイズ紙通紙時や端部ヒータ１２６点灯時に定着ベルト１２１の端部領域に熱が留まることを防止して、積極的に定着ベルト１２１の幅方向、即ち、熱移動補助部材１２７の長手方向に、熱を移動させて、長手方向の温度不均一を解消させる。そのため、熱移動補助部材１２７は短時間で熱移動が可能となる熱伝導率の高い材料、例えば銅（３９８Ｗ／ｍｋ）やアルミニウム（２３６Ｗ／ｍｋ）などで形成されている。

図１７の描写では、熱移動補助部材１２７の定着ベルト１２１の内周面に対向する面が定着ベルト１２１に直接接触する面であり、ニップ形成面となっており、平坦状に形成されているが、凹形状やその他の形状であってもよい。凹形状のニップ形成面であると、記録媒体先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上してジャムの発生が抑制される。

周知のように、定着ベルト１２１の外周側の適切な位置、例えば定着ニップ部のベルト回転方向上流側には、ベルト温度を検知する温度センサ１２９が設けられており、定着装置１２０の記録媒体搬送方向下流側には、定着ベルト１２１から記録媒体Ｐを分離する分離部材１４１が配されている。さらに、加圧ローラ１２２を定着ベルト１２１へ加圧する解除可能な加圧手段も設けられている。

低熱容量化を図るため、フィルムのように薄肉で小径化した無端状の定着ベルト１２１は、前記した図２の定着ベルト２１と同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。

断面Ｔ字状のステー部材１２５は、定着ニップ部Ｎ側と反対側が起立した起立部１２５ａを有しており、主たる熱源としてのハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂが起立部１２５ａによって隔てられるように配置されている。

ハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂは、一方が小サイズ紙に対応した長手方向中央部に発熱部を有するものであり、他方が大サイズ紙に対応して長手方向両端部に発熱部を有するものである。ハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂは、プリンタ本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、定着ベルト１２１の外周に設けられた温度センサ１２９によるベルト表面の温度検知結果に基づいて行われる。このようなヒータの出力制御によって、定着ベルト１２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定できるようになっている。

また、ステー部材１２５とハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂの間には反射部材１２８Ａ，１２８Ｂが配されている。これにより、ハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂの定着ベルト１２１に対する加熱効率を上げると共に、ハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂからの輻射熱によりステー部材１２５が加熱されることによる無駄なエネルギー消費を抑制できる。反射部材１２８Ａ，１２８Ｂを備える代わりに、ステー部材１２５表面に断熱若しくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。

加圧ローラ１２２は、前記した図２の加圧ロ−ラ２２と同様の構成であり、また回転駆動の伝達方法等の構成も図２記載の定着装置２０と同様であるため、ここでの説明は省略する。

図１８は、ニップ形成ユニットの基本構成を示す斜視図である。図１８に示すように、ニップ形成ユニットは、ニップ形成部材１２４、ステー部材１２５、熱移動補助部材１２７、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂによって構成される。ニップ形成ユニットでは、ニップ形成部材１２４の、定着ニップ部Ｎ側と反対側の面が、ステー部材１２５の定着ニップ部Ｎ側の平面と一体化される。この際、それぞれの面にボスとピンのような凹凸形状を形成させて、これらを形状拘束的に嵌め合わせるようにしてもよい。

熱移動補助部材１２７は、略直方体状のニップ形成部材１２４の、定着ベルト１２１の内周面に対向する面を覆うように嵌め合わされて一体化される。熱移動補助部材１２７とニップ形成部材１２４の一体構成は、爪などを設けて噛み合わせればよいが、接着などを用いてもよい。

ニップ形成部材１２４の長手方向の両端部には、段差部としての凹部１２４ａ，１２４ｂが形成され、これらの箇所には端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂが収容され、固定されている。これら端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂとハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂの位置関係については、後述する。

熱移動補助部材１２７の定着ベルト１２１の内周面に対向する面はベルト摺接面１２７ａとして構成されるが、機械的強度上、実質的にニップ形成面となるのはニップ形成部材１２４の加圧ローラ１２２に対向する面１２４ｃである。

このように、本実施形態では、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂを、定着ニップ部を形成するために必要なニップ形成部材１２４に一体に設ける構成としたので、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂを定着ベルト１２１の内側に省スペースで配置できる。

また、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂの定着ベルト１２１の内面に対向する面と、ニップ形成部材１２４の定着ベルト１２１に対向する面とは同一高さ（同一平面上）に位置するので、加圧ローラ１２２による十分な加圧力が熱移動補助部材１２７を介して与えられる。

これにより、定着ベルト１２１は、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂと間接的に密着した状態であるので、安定したベルト走行ができる。また、定着ベルト１２１と端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂは、十分な接触圧で接しており、良好な加熱が維持される。これらの構成より、定着装置１２０の信頼性が向上する。

さらに、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂによる定着ベルト１２１の加熱部位は、ニップ領域内にある。そのため、定着ニップ部Ｎとは異なる部位で加熱することで、未転写トナーの再溶融し、品質が低下する問題が生じない。

図１９は、ニップ形成ユニット及びハロゲンヒータの構成を示す斜視図である。図１９に示すように、ステー部材１２５は、断面が略Ｌ型の、第１部材１２５Ａと第２部材１２５Ｂとからなり、断面が略Ｔ型に構成されている。そのため、剛性が高く、ニップ形成部材１２４が加圧ローラ１２２からの応力によって撓むことを防止できる。また、ステー部材１２５（第１部材１２５Ａ及び第２部材１２５Ｂ）は、ニップ形成部材１２４の長手方向に直線的に延在し、ニップ形成部材１２４に固定されている。したがって、定着ニップ部Ｎの長手方向全域に亘り、良好なニップ形成面を保つことができる。

起立部１２５ａの短手方向両側には、それぞれ第１ハロゲンヒータ１２３Ａ、第２ハロゲンヒータ１２３Ｂが配置されている。すなわち、第１、第２ハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂは、起立部１２５ａにより相互に遮られている。そのため、ヒータ点灯時に互いのガラス管を加熱しないので、加熱効率が下がらない。また、第１、第２ハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂは、ステー部材１２５に囲まれていない（各ハロゲンヒータ１２３の中心はステー部材１２５が囲む空間の外側にある）ため、照射角α、β（図１７参照）が鈍角となり、加熱効率を向上できる。

なお、ステー部材１２５の断面形状は、略Ｔ型に限定されない。第１、第２ハロゲンヒータ１２３Ａ，１２３Ｂを、起立部１２５ａを挟み相互に仕切るような配置であればよく、第１部材１２５Ａ及び第２部材１２５Ｂをハロゲンヒータの長手方向に曲線的に延在してもよい。また、第１部材１２５Ａ及び第２部材１２５Ｂをニップ形成部材１２４のニップ形成面に対し、斜め方向に起立させてもよい。

続いて、Ａ３ノビなどの特殊サイズの記録材に対応できる熱源の配置構成について説明する。図２０は、ハロゲンヒータ及び端部ヒータの発熱部の配置を示す模式図である。図２０に示すように、長手方向における中央部の配光分布が密である第１ハロゲンヒータ１２３Ａと、長手方向における両端部の配光分布が密である第２ハロゲンヒータ１２３Ｂが、配置されている。すなわち、第１ハロゲンヒータ１２３Ａは、定着ベルト１２１の中央範囲を加熱し、第２ハロゲンヒータ１２３Ｂは、定着ベルト１２１の側部範囲を加熱する。

第１ハロゲンヒータ１２３Ａの発熱部１４０Ａは、例えばＡ４タテサイズなどの小サイズの記録材に対応し、第２ハロゲンヒータ１２３Ｂの発熱部１４０Ｂは、第１ハロゲンヒータ１２３ＡでカバーできないＡ３タテサイズなどの使用可能な最大定形サイズの記録材の側部範囲をカバーする。すなわち、両ハロゲンヒータの発熱部１４０Ａ，１４０Ｂからなる発熱部１４０は、最大定形サイズの紙幅に対応し、最大定形サイズより大きいノビサイズの紙幅をカバーしていない。

一方、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂは、第２ハロゲンヒータ１２３Ｂの長手方向両端部に対応する位置にあり、最大定形サイズより大きいノビサイズ紙幅の両端部を加熱する発熱部１４２ａ，１４２ｂを有する。また、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂの発熱部１４２ａ，１４２ｂの一部は、ハロゲンヒータ１２３Ｂの発熱部１４０Ｂと重なる。これにより、定着装置１２０は、最大定形サイズより大きいノビサイズ紙幅の両端にも対応できる。

ところで、端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂは、熱伝導率の高い銅やアルミニウムで構成された熱移動補助部材１２７を介して、定着ベルト１２１の内周面に対向する各面を覆うように配されている。そのため、異常発生時に、直ちに端部ヒータ１２６ａ，１２６ｂをＯＦＦしても、オーバーシュート等で所定時間は高温が維持される可能性がある。その結果、定着ベルト１２１が停止した状態であると、定着ベルト１２１の温度斑や変形が発生する可能性がある。

このような省エネ性の高い定着装置１２０を用いた場合であっても、本発明の正転又は逆転の制御を採用することにより、画像形成装置の異常発生時には、短時間で定着装置１２０及び画像形成装置を停止させることができ、画像形成装置の各部が受けるダメージを軽減することができる。また、定着ベルト１２１での温度斑の発生や定着ベルト１２１の変形も防止することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。なお、異常発生時に、定着ニップ部及び１つ又は複数の回転体が、同時に１枚の記録媒体を挟持していると判断する態様は、上述の実施形態の態様に限定されず、定着ニップ部及び１つ又は複数の回転体が、同時に１枚の記録媒体を挟持していると判断できるものであればよい。また、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置も、図１に示すようなプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等とすることが可能である。

１ 画像形成装置
１１ 給紙ローラ（回転体の一例）
１２ タイミングローラ（回転体の一例）
２０，１２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材の一例）
２３ ハロゲンヒータ（加熱源の一例）
２２ 加圧ローラ（対向部材の一例）
２４，１２４ ニップ形成部材
３２ 二次転写バックアップローラ（回転体の一例）
３６ 二次転写ローラ（回転体の一例）
１０１ トレイ給紙後残紙センサ（記録媒体検知手段の一例）
１０２ 手差トレイ給紙後残紙センサ（記録媒体検知手段の一例）
１０３ タイミングローラ前残紙センサ（記録媒体検知手段の一例）
１０４ タイミングローラ後残紙センサ（記録媒体検知手段の一例）
１０５ 定着装置前残紙センサ（記録媒体検知手段の一例）
１０７ 反射型センサ（速度検知手段の一例）
１２６ａ，１２６ｂ 端部ヒータ（接触伝熱型熱源の一例）
１２７ 熱移動補助部材
Ｎ 定着ニップ部

特開２０１０−３２６３１号公報 特開２０１３−１７８４８７号公報

Claims (8)

1. 回転可能な定着部材と、
   前記定着部材を加熱する加熱源と、
   前記定着部材の外周面に当接して定着ニップ部を形成する対向部材と、
   前記定着ニップ部に記録媒体を搬送する１つ又は複数の回転体と、を備え、
   前記定着部材を正転方向に回転させてトナー像を記録媒体に定着する定着装置において、
   前記定着装置の動作中における異常発生時に、前記加熱源を停止させ、その後、前記定着部材を所定方向に回転させる定着装置であって、
   前記定着装置の動作中における異常発生時に、前記定着ニップ部及び前記１つ又は複数の回転体が同時に１枚の記録媒体を挟持している場合、記録媒体を挟持している前記１つ又は複数の回転体に応じて、前記定着部材の前記所定方向を前記正転方向に又は前記正転方向とは逆の逆転方向に決定することを特徴とする定着装置。
2. 前記定着部材の内側に設けられ、該定着部材と前記対向部材との間に前記定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記ニップ形成部材の長手方向両端部に設けられ、前記定着部材の長手方向端部をそれぞれ加熱する複数の接触伝熱型熱源と、
   前記ニップ形成部材及び前記複数の接触伝熱型熱源の、前記定着部材に対向するそれぞれの面を覆い、前記定着部材の長手方向に熱を移動する熱移動補助部材と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着部材の回転負荷を検知する回転負荷検知手段を有し、
   前記定着装置の動作中における異常発生時に、前記回転負荷検知手段が検知した回転負荷が所定値以上である場合、前記定着部材を前記正転方向とは逆の逆転方向に回転させ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. 記録媒体の有無を検知する１つ又は複数の記録媒体検知手段を有し、
   前記定着装置の動作中における異常発生時に、前記１つの記録媒体検知手段又は前記複数の記録媒体検知手段のすべてが記録媒体の有を検知した場合、前記定着部材を前記正転方向とは逆の逆転方向に回転させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置。
5. 前記定着部材の回転速度を検知する速度検知手段を有し、
   前記定着装置の動作中における異常発生時に、前記速度検知手段が検知した回転速度が所定速度以下である場合、前記定着部材を前記正転方向とは逆の逆転方向に回転させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置。
6. 前記定着装置の動作中における異常発生時に、前記逆転方向に回転する前記定着部材の線速は、正常時に前記正転方向に回転する前記定着部材の線速より、遅いことを特徴とする、請求項３〜５の何れか一項に記載の定着装置。
7. 前記対向部材を前記定着部材に加圧する加圧状態と、前記対向部材を前記定着部材から脱圧する脱圧状態とを切換可能とし、
   前記定着部材の回転停止後に、前記脱圧状態に切り換えることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の定着装置。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の定着装置を有する画像形成装置。

Images