JP7073085B2 - 定着装置、転写装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等、記録材上に画像形成可能な画像形成装置に用いられる定着装置、転写装置およびこれらを用いた画像形成装置に関する。

近年、回転可能なエンドレス状の定着フィルム（ベルト）を介して記録材上の未定着トナー画像を定着するフィルム定着方式が盛んに用いられるようになっている。

フィルム定着方式では、フィルムが回転するにつれてフィルムがフィルムの長手方向の端部に向かって寄り移動する現象が起こり得る。寄り移動した場合、フィルムの端部がフランジ等の部材と摺擦される。長期間に亘ってフィルムの端部が摺擦される状態が続くと、フィルム端部にクラックや破れが生じる恐れがある。

特許文献１では、このようなフィルムの破損を検知する方法が提案されている。具体的には、ベルトの幅方向両端に温度を検出する温度検出手段を備え、通常は同程度の温度に保たれるベルトの両端部の温度に所定値以上の温度差が生じるとベルトに破れが生じたと判別することが記載されている。これにより、ベルトの破れを検知し、装置を停止させている。

また、特許文献２では、ベルト端部近傍にカバーを設け、ベルトが破損した場合に、破損したベルト片をカバーにより留めることで、定着部の外へ排出されるのを抑制することが記載されている。

特開２０１４－１６４１１６号公報 特開２０１７－３２６６２号公報

本発明は、ベルトが破損した場合のベルトの機外排出の防止に関し、さらなる改良を目指すものであり、具体的には、より定着ニップ部に近いところで破損したベルトを留められる装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、シート上の画像を加熱するための加熱ニップ部を形成する、一方が回転可能なエンドレス状のベルト、他方が前記ベルトに対向する対向体である一対の定着部材と、前記シートの搬送方向で前記加熱ニップ部の下流側にあって、前記加熱ニップ部の通過後のシートを前記ベルトから分離する分離部材と、を有する定着装置であって、前記分離部材は、破損した前記ベルトの装置外への排出を抑止する抑止部を有することを特徴とする。

また、本発明に係る転写装置は、シート上へ画像を転写するための転写ニップ部を形成する、一方が回転可能なエンドレス状のベルト、他方が前記ベルトに対向する対向体である一対の転写部材と、前記シートの搬送方向で前記転写ニップ部の下流側にあって、前記転写ニップ部の通過後のシートを前記ベルトから分離する分離部材と、を有する転写装置であって、前記分離部材は、破損した前記ベルトの装置外への排出を抑止する抑止部を有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、シート上の画像を加熱する、もしくはシート上に画像を転写するためのニップ部を形成する、一方が回転可能なエンドレス状のベルト、他方が前記ベルトに対向する対向体である一対の部材と、前記シートの搬送方向で前記ニップ部の下流側にあって、前記ニップ部の通過後のシートを前記ベルトから分離する分離部材と、を有する画像形成装置であって、前記分離部材は、破損した前記ベルトの装置外への排出を抑止する抑止部を有することを特徴とする。

本発明によれば、ベルトが破損した場合に、より定着ニップ部に近いところで破損したベルトを留めることができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置を示す概略全体構成図 本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成を説明する主断面図 本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成を説明する長手方向断面図 （ａ）は本発明の実施形態に係る定着装置の内部を示す無端状回転体の加圧方向詳細図 （ａ）は本発明の実施形態に係る定着装置の内部に設けられた分離部材の詳細斜視図、（ｂ）は一部拡大図 （ａ）は本発明の実施形態に係る定着装置の内部に設けられた分離部材の組立過程を示す図、（ｂ）は組立後の詳細斜視図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は、画像形成装置としてタンデム型のフルカラープリンタを示す、記録材（以下、シート）Ｐの搬送方向に沿った概略構成断面図である。シートＰは、トナー像が形成されるものである。シートＰの具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。

図１に示すプリンタ４００は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。作像ユニット１ａから１ｄが有する、感光ドラムａからｄは、帯電器によって予め帯電され、その後、レーザスキャナ６によって、潜像を形成される。潜像は、現像器によってトナー像になる。感光ドラムａからｄのトナー像は、一次転写ローラ２ａから２ｄによって、像担持体である例えば、中間転写ベルト２に順次転写される。

一方、シートＰは、給紙カセット４から１枚ずつ送り出されて、給紙後搬送路４５を通り、レジストローラ対９に送り込まれる。レジストローラ対９は、シートＰを一旦受け止めて、シートＰが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対９は、中間転写ベルト２上のトナー像と同期を取って、シートＰを中間転写ベルト２と転写部３の二次転写ローラ３ａとの間に送り込む。中間転写ベルト２上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３ａによってシートＰに転写される。

その後、シートＰのトナー像は、定着前搬送路３０を通り、シートＰが定着装置（定着部）４０によって、加熱および加圧されることでシートＰに定着される。

シートＰの片面だけにトナー像を形成する場合、切り換えフラッパ４６の切り換えにより、シートＰは排紙ローラ１１を介して排紙トレイ１２に排出される。シートＰの両面にトナー像を形成する場合、定着装置４０によってトナー像を定着されたシートＰは、搬送路４１に沿って排紙ローラ１１に搬送されて、紙後端が反転ポイント４２に達したとき、排紙ローラ１１の逆回転によってスイッチバック搬送される。

そして、両面搬送路４７を通過させた後に、片面画像形成と同様の過程を経て、他方の面にトナー像が形成されて、排紙トレイ１２に排出される。尚、フラッパ４６、排紙ローラ１１のスイッチバック動作で構成される部分は、反転手段の一例である。

シートＰが搬送路へ詰まった際の除去やメインテナンス等の目的で、装置本体には、扉８０がヒンジ９０を回動中心として図１の右側へ回動可能に設けられている。定着前搬送路３０や二次転写ローラ３ａやレジストローラ対９の一方（図示右側）は、扉８０に具備されており、扉８０が開くと給紙後搬送路４５から排紙ローラ１１までの間で定着装置４０以外の搬送路が開かれる。

なお、後に詳述するように、２００は分離部材、２０１は付勢部材である抑え部材、３００は定着装置４０を画像形成層本体（装置本体）に取付けるための本体フレームである。定着装置４０は、シートＰが定着装置４０へ詰まった際の除去や確認や定着装置４０のメインテナンス等の目的で、本体フレーム３００から取外したり装着したり出来るようにされ、本体フレーム３００は定着装置４０を支持するユニット支持部を具備している。分離部材２００、抑え部材２０１については後に詳述する。

（定着装置）
図２に、本発明の実施形態に係る定着装置４０の断面図を示す。定着装置４０は、転写されたトナー像を加熱、加圧定着させるために一対の定着部材として、エンドレス状の定着フィルム（以下、ベルト）１００およびベルトに対向する対向体としての加圧ローラ１０１を備えている。加圧ローラ１０１は駆動部１０２より駆動力を受け、駆動回転体として回転駆動する。

ベルト１００は中空形状の円筒体であり、内部に加熱する為の加熱部材（加熱体）１０６を設けている。ベルト１００は、回転している加圧ローラ１０１の周面に従動することによって回転する。すなわち、加圧ローラ１０１は、ベルト１０１を回転させる回転体として機能する。以下、シートの搬送方向に直交する方向を長手方向（幅方向）とし、加圧ローラの回転軸方向は長手方向（幅方向）である。

本実施形態のベルト１００は、熱伝導率が高くなるように導電材を付与した樹脂層に重ねて熱伝導率の高いゴム材料の弾性層を形成し、表面（表層）にフッ素樹脂の離型層を形成して内径φ２４ｍｍの無端状に形成されている。本実施形態では、ベルト１００は厚さ５０μｍの金属層の外周表面に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブをコーティングした複合層フィルムであるが、ベルト１００を耐熱性のあるポリアミドイミドにすることも可能である。

加圧ローラ１０１は、鉄、アルミ等の円筒材料で形成された軸部材の外側に柔軟なゴム材料の弾性層を形成している。加圧ローラ１０１は、弾性層の表面をＰＦＡチューブの離型層で覆って外径φ３０ｍｍで形成されている。軸部材は、外径φ２５ｍｍ、肉厚２ｍｍのアルミ管を用い、弾性層は、肉厚２．５ｍｍ、アスカー硬度６４°のシリコーンゴム、ＰＦＡチューブの厚みは５０μｍである。

加熱部材１０６は、セラミックヒータ（以下、ヒータと記す）である。この加熱部材１０６は、細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層を基本構成とし、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する低熱容量のヒータである。本実施形態においては、厚み６００μｍのセラミック基板上に発熱抵抗層を形成させている。

図３に、シートＰの搬送方向に直交する断面として、定着装置４０の長手方向の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎ１を含む断面図を示す。図３において、ベルト１００の温度検知手段としてメインサーミスタＡ１２３と、加熱部材１０６の温度検知手段としてメインサーミスタＢ１２４が、ベルト１００の内側に設けられている。

メインサーミスタＡ１２３はベルト１００の裏面に当接させており、長手方向の通紙基準中央から駆動部１０２側に１０ｍｍの位置に配置される。メインサーミスタＢ１２４はセラミックヒータの反ニップ側に当接させており、長手方向の通紙基準中央から駆動部１０２と反対側に３１．６ｍｍ、８０ｍｍ、駆動部１０２側に１１５．９ｍｍの３箇所に配置される。また、ヒータの反ニップ側で長手方向の通紙基準中央から両側に１５３ｍｍの位置には、ベルトの長手方向（幅方向）に設けられる一対の温度検知部としてのサブサーミスタ１２５がそれぞれ配置されている。

メインサーミスタＡ１２３、メインサーミスタＢ１２４、サブサーミスタ１２５は、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）を介して制御手段としての制御回路部（ＣＰＵ）（不図示）に接続される。この制御回路部は、各サーミスタからの出力を所定の周期でサンプリングしており、得られた温度情報をヒータの発熱抵抗層への通電制御に反映させる。つまり、制御回路部は、メインサーミスタＡ１２３、メインサーミスタＢ１２４、サブサーミスタ１２５の出力をもとに、発熱抵抗層への通電制御内容を決定し、電源部から発熱抵抗層へ供給する通電を制御する。

図３に示すように、ベルト１００の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材として、ベルト１００の両端部に定着フランジ１２０が設けられている。定着フランジ１２０は、ベルト１００内部に配置された支持ステー１２１と、ベルト１００を加圧ローラ１０１方向へ加圧付勢するバックアップ部材１２２を支持している。以下、この加圧付勢方向を加圧方向と記載する。

定着フランジ１２０は、ＰＰＳ、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂により形成されている。そして、ベルト１００の長手方向の位置を規制するツバ部１２０ａと、ベルト１００の端部内面を支持する内面支持部１２０ｂと、加圧機構（不図示）による加圧力を受ける加圧受け部１２０ｃを具備している。ツバ部１２０ａは、ベルト１００が回転に伴いツバ部１２０ａに向かって寄り移動した場合、ベルト１００の端面と接触することで、ベルト１００の長手方向の位置を規制する。

支持ステー１２１は、加圧ローラ１０１からの反力を受ける部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施形態においてはＳＵＳ３０４を用いている。

バックアップ部材１２２は、加熱部材１０６を固定支持させたニップ形成部材である。このバックアップ部材１２２は、横断面が略半円弧状の樋型で、耐熱性樹脂等の断熱性部材である。省エネルギーの観点から、支持ステー１２１への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が用いられる。

バックアップ部材１２２として、本実施形態では住友化学（株）製のスミカスーパーＥ５２０４Ｌを用いた。加熱部材１０６は、このバックアップ部材１２２の下面に、長手方向に沿って形成具備させた溝部にヒータ表面側を下向きに露呈させて嵌め入れて、耐熱性接着剤等により固定して配設してある。

定着フレーム１３０には、加圧ローラ軸受１０３と定着フランジ１２０を支持している定着フレーム側面部１３０ａを有する。

ベルト１００は、バックアップ部材１２２と加熱部材１０６の外側にルーズに被せられている。そして、定着フランジ１２０は、加圧方向に自在に、定着フレーム側面部１３０ａに支持されている。さらに、ベルト１００は長手方向で一端の定着フランジ１２０のツバ部１２０ａと、他端の定着フランジ１２０のツバ部１２０ａの間を移動可能に配置されている。ここで、本実施形態ではベルト１００の長手方向の移動方向（寄り方向）は予め定まっていないものとする。

また、加圧ローラ１０１は、両端に設けられた加圧ローラ軸受１０３を介して、定着フレーム側面部１３０ａに支持されている。

ベルト１００の両端部における定着フランジ１２０の加圧受け部１２０ｃと、加圧レバー１３１との間には、加圧バネ１３２が具備されている。これにより、ベルト１００両端部の定着フランジ１２０、支持ステー１２１、バックアップ部材１２２を介してベルト１００が加圧ローラ１０１に対して所定の押圧力で加圧され、所定幅の定着ニップ部Ｎ１が形成される。尚、本実施形態に於ける加圧力は、一端側が１５０Ｎ、総加圧力が３００Ｎである。

ここで、定着装置４０におけるシートＰの搬送方法について説明する。図２に示されるように、一対の搬送部材（搬送ローラ）としての内排紙ローラ１４０と内排紙対向ローラ１４１は互いに当接しており、内排紙ニップ部（搬送ニップ部）Ｎ２が形成されている。また、図４に示されるように、シートＰは、定着ニップ部Ｎ１と搬送ニップ部Ｎ２によりＺ方向（図１では鉛直方向で上方向）に挟持搬送され、下流工程に送られる。ここで、搬送ニップ部Ｎ２と定着ニップ部Ｎ１の間隔は、定着ニップ部Ｎ１に導入可能な最小長さのシート長さより短い設定となっている。

そして、図４に示されるように、シートＰをベルト１００から確実に分離させるために、定着ニップ部Ｎ１の下流側でベルト１００近傍に、分離部材（分離爪、分離ガイド）２００が配置されている。

また、図２に示されるように、シートＰを搬送補助する為に、定着ニップ部Ｎ１の上流側に、入口ガイド１０４と、定着ニップ部Ｎ１の下流側に、出口ガイド１０５と出口対向ガイド１０７が設けられている。そして、出口ガイド１０５には、内排紙ローラ１４０が設けられ、出口対向ガイド１０７には、内排紙対向ローラ１４１が設けられている。

これらの定着装置４０の構成部品は、一体的にユニット化されており、定着装置４０はプリンタ４００本体から着脱可能なユニットとなっている。

次に、本実施形態に係る定着装置４０の機構、動作、の詳細について、図２乃至図４に基づいて説明する。図２に示されるように、加圧ローラ１０１は、矢印Ｘの方向に所定の周速度で回転駆動される。これと圧接された関係にあるベルト１００は加圧ローラ１０１によって従動し、矢印Ｙの方向に所定の速度で回転する。

ベルト１００の内面にはグリスが塗布され、バックアップ部材１２２や加熱部材１０６と、ベルト１００内面との摩擦に起因して発生するベルト１００内面の磨耗を低減する。

加圧ローラ１０１が回転駆動され、それに伴って円筒状のベルト１００が従動回転すると、加熱部材１０６の発熱層に通電が行われる。そして、ベルト１００の温度が設定温度に立ち上がると、定着ニップ部Ｎ１に未定着トナー像を担持したシートＰが導入される。

定着ニップ部Ｎ１において、シートＰのトナー像担持面側がベルト１００の外面に密着し、シートＰがベルト１００と共に移動する。定着ニップ部Ｎ１での挟持搬送過程において、加熱部材１０６の発熱層で発生した熱がシートＰに付与され、未定着トナー像ｔがシートＰ上に溶融定着される。定着ニップ部Ｎ１を通過したシートＰは、分離部材２００により、ベルト１００から曲率分離され、排紙ニップＮ２に向かって排出される。

ここで、ベルト１００が定格寿命を超えた場合に破損する過程を説明する。加圧ローラ１０１が回転駆動され、それに伴って円筒状のベルト１００が従動回転すると、加圧ローラ１０１とベルト１００の互いの長手軸線ずれにより、ベルト１００のいずれか一方の端部が、フランジ１２０に寄って行く。そして、フランジ１２０に具備された、ベルトの寄りに対する規制面を備えた規制部材としてのツバ部１２０ａに突き当たり、摩耗する。

その状態でベルト１００を回転させ続け、定格寿命を超えて使用すると、ベルト１００の端部は、破れや千切れ等の破損が生じることがある。破損した場合、ベルト１００の端部の破損部は、回転に伴ってシートＰの搬送方向（図２のＺ方向）に搬送され、分離部材２００の先端部に設けられるシート分離部２００ｃの位置に到達する。ここで、シート分離部２００ｃとは、分離部材２００の先端である。シート分離部２００ｃは、シートＰの搬送方向において、定着ニップ部Ｎ１の下流側に位置し、ベルト１００に対して所定のギャップを空けて配置されている。

（分離部材２００）
次に、図５（ａ）およびその一部拡大図である図５（ｂ）を用い、定着装置４０に設けられた分離部材２００の詳細について説明する。分離部材２００は、シートの搬送方向で定着ニップ部Ｎ１の下流側にあって、加熱ニップ部の通過後のシートをベルトから分離する部材である。

そして、本実施形態の分離部材２００は、分離部材２００の位置を規制するための取付部２００ａ、ベルト１００からシートＰを分離するためのシート分離部２００ｃを備える。更に、ベルト１００の端部が破損した場合に破れ端を受け止めるためのベルト受け部（収納部）２００ｂ、更にはベルト１００の端部が破損した場合に破れ端を引っかけるための切欠き部２００ｄを備える。また、シートＰを円滑に排紙ニップＮ２に案内するためのシート案内部２００ｅ、分離部材２００の長手方向ガタを規制するための長手方向規制部２００fを備える。

本実施例では、分離部材２００において、シート分離部２００ｃ、ベルト受け部２００ｂ、切欠き部２００ｄは、樹脂材料により一体成型されている。これによって、分離部材２００に対するベルト受け部２００ｂや切欠き部２００ｄの位置決めの精度が高まる。その結果、よりベルト１００に近いところで破損したベルト１００を受け止めることができ、破損したベルトがシートＰの搬送方向下流に向かって排出されるのを抑制することが可能になる。

ここで、図６（ａ）に分離部材２００の取り付け方法を、図６（ｂ）に分離部材２００の取り付け状態を示す。分離部材２００は長手方向（幅方向）の両端部に取付部２００ａを具備し、取付部２００ａをフランジ１２０の差込部１２０ｂに差し込む。そして、取付部２００ａが付勢部材である抑え部材２０１（図６（ｂ））により付勢されて、取付部２００ａが差込部１２０ｂに突き当たることで固定される。そして、分離部材２００の長手方向（幅方向）のガタは、規制部２００ｆが定着フランジ１２０と接触することで規制される。

ここで、前述のようにフランジ１２０は、ベルト１００の長手方向移動および周方向の形状を規制している。従って、フランジ１２０により位置が規制される分離部材２００もベルト１００に対して位置が定まり易い構成となっている。そのため、シート分離部２００ｃは、ベルト１００の長手方向全域に対して近接して配置される。

（シート分離部２００ｃによる端部破損ベルトの破片化抑止）
ここで、本実施形態に係る分離部材２００（特に切欠き部２００ｄ、更にはべルト受け部２００ｂ）による端部破損ベルトの破片化（ベルト１００の端部の千切れ）の抑止について説明する。上述したように、ベルト１００の端部に破損が生じた場合、ベルト１００の端部の破損部は、何もしなければ、回転に伴ってシートＰの搬送方向Ｚ（図２、図４）に搬送されてしまう。さらに、ベルト１００の端部が千切れてしまった場合は、定着部の外へ排出され画像形成装置内で落下（図１の上方部にある定着部４０より落下）し、他部品を破損させてしまう恐れがある。

以下、本実施形態に係る、分離部材２００に設けられる切欠き部２００ｄ、ベルト受け部２００ｂの配置と機能について図２、図４、図６を用いて詳細に説明する。図２に示されるように、分離部材２００の切欠き部２００ｄの開口側はシートＰの搬送方向Ｚに略対向する方向に向いており、切欠き部２００ｄは定着ニップ部Ｎ１と排紙ニップＮ２を結んだ直線Ｗを遮るような形状で配置される。

また、図４に示されるように、切欠き部２００ｄは、ベルト１００の長手方向で、定着フランジ１２０のツバ部１２０ａのベルトを規制する面より内側、且つ、シートＰの搬送領域より外側、の位置に配置される。ここで、シートＰの搬送領域とは、シートＰが通過しうる領域であり、プリンタ４００にて画像形成が可能なシートのうち、幅サイズが最大のシートが通過する領域である。ここで、幅サイズとは、シートＰの搬送方向と直交する幅方向のシートＰのサイズである。つまり、切欠き部２００ｄは長手方向でベルト１００の端部の内側近傍（図４）に配置されることになる。

尚、シートＰの搬送を妨げないように、ベルト１００の長手方向に関し切欠き部２００ｄの内側の端は、シートＰの搬送領域とオーバーラップしないようにする。すなわち、切欠き部２００ｄは、プリンタ４００にて画像形成が可能なシートのうち、幅サイズが最大のシートＰが搬送される際に、このシートＰの幅方向端部と接触しない位置に設ける。

一方、ベルト１００の長手方向に関し切欠き部２００ｄの外側の端は、フランジ１２０のツバ部１２０ａとオーバーラップしてもよい。ただし、この場合、破損したベルト１００を受け止められるように、切欠き部２００ｄは、ベルト１００の長手方向に関し、ツバ部１２０ａの内側にまで延びており、切欠き部２００ｄの内側の端は、フランジ１２０のツバ部１２０ａよりも内側に位置させる。

このことにより、ベルト１００の端部が破損した場合に、切欠き部２００ｄがベルト１００の端部の破損部の搬送経路を遮っているため、シートＰの搬送方向Ｚに送られてきたベルト１００の端部の破損部が切欠き部２００ｄに引っかかる。

ここで、定着装置４０をベルト１００の長手方向から見たとき、切欠き部２００ｄは、ベルト１００に向かって開口しているコの字型の形状をしている。すなわち、搬送方向化搬送方向下流側が閉じられている。尚、切欠き部２００ｄの形状は、コの字形状でもＵ字形状でもＶ字形状でもよいが、いずれの場合も、ベルト１００に向かって開口している。

このことによって、ベルト１００の端部の破損部が排紙ニップＮ２に搬送されるのを防止（抑止）し易い構成となっている。そして、切欠き部２００ｄは長手方向でシートＰの搬送領域の外側に設けている為、切欠き部２００ｄによってシートＰの搬送を妨げることはない。

さらに、本実施形態では、分離部材２００のベルト受け部２００ｂが、長手方向（幅方向）で分離部材２００の両端部とオーバーラップするように配置されている。また、分離部材２００のベルト受け部２００ｂは切欠き部２００ｄに対して、長手方向で端部側（定着フランジ１２０側）に配置されている。ここで、切欠き部２００ｄが、長手方向（幅方向）で分離部材２００の両端部とオーバーラップするように配置される場合は、その外側に配置されるベルト受け部２００ｂは設けなくても良い。

また、図６に示されるように、ベルト受け部２００ｂは、切欠き部２００ｄのシートＰ搬送方向Ｚの下流側に配置されている。そのため、切欠き部２００ｄで排紙ニップＮ２に搬送されるのを防止したベルト１００の端部の破損部は、ベルト受け部２００ｂに案内されるため、様々な破損形状に対して、ベルト１００の端部の破損部を留め易くしている。

前述のように、分離部材２００はベルト１００に対して位置が定まり易い構成であるため、分離部材２００と一体である切欠き部２００ｄはベルト１００に対して位置が定まり易い。よって、ベルト１００の端部の破損部を切欠き部２００ｄによって排紙ニップＮ２に搬送されるのを防止（抑止）することができる。

本実施形態では、切欠き部２００ｄは凹部形状としてＶ字形状を採用しているが、搬送されるベルト１００の端部の破損部が排紙ニップ部Ｎ２に搬送されるのを防止することができるならば、切欠き部２００ｄはＵ字や角型など、どのような凹部形状でも良い。すなわち、定着ニップ部Ｎ１と、シートＰの搬送方向の下流側で定着ニップ部Ｎ１の次のニップ部である搬送ニップ部Ｎ２との間において、シートＰの搬送方向下流に向かって凹む凹部形状であればよい。

以上説明したように、定着装置内の分離部材にベルト排出防止形状を設け、ベルト１００が破損した場合に、破損したベルト片をベルト排出防止形状内により留めることで、定着装置の外にベルト１００が排出するのを防止（抑止）できる。これにより、画像形成装置内部の部品の破損や汚れを抑止することが可能な定着装置を有する画像形成装置を提供することができる。

《第２の実施形態》
上述した実施形態では、分離部材２００における、破損したベルトの装置外への排出を抑止する抑止部として、幅方向においてベルトの端部より内側に設けられる上述した切欠き部２００ｄを用いた。本実施形態では、第１の抑止部として幅方向においてベルトの端部より内側に設けられる上述した切欠き部２００ｄの他に、第２の抑止部としてシート分離部２００ｃを設けることを特徴とする。すなわち、第２の抑止部として、シートの幅方向において、ベルト１００の両端部とオーバーラップする領域を備えるシート分離部２００ｃを追加する。以下、本実施形態におけるシート分離部２００ｃについて説明する。

本実施形態では、少なくともシート分離部２００ｃが、幅方向において、ベルト１００の両端部とオーバーラップする領域を備える。具体的には、長手方向に関し、シート分離部２００ｃは、フランジ１２０のツバ部１２０ａの規制面よりも０．５ｍｍ以上、長手方向外側まで延びている。また、長手方向の他端側についても同様であり、シート分離部２００ｃは、フランジ１２０のツバ部１２０ａの規制面よりも０．５ｍｍ以上、長手方向外側まで延びている。

すなわち、シート分離部２００ｃは、長手方向両端のフランジ１２０のツバ部１２０ａの規制面間の距離よりも長く設けられている。当然ながら、シート分離部２００ｃの長手方向の長さは、ベルト１００の長手方向の長さよりも長い。

尚、ベルト１００の寄り方向が長手方向の片側のみに移動するように構成されている場合は、シート分離部２００ｃを片側のみ長手方向の外側まで伸ばす構成としてもよい。すなわち、ベルト１００が寄り移動してベルト１００と突き当たる側のフランジ１２０のツバ部１２０ａの規制面よりも０．５ｍｍ以上、長手方向外側まで延ばす構成としても良い。

これにより、ベルト１００の端部に破れが生じた場合にも、その破れの先端がシート分離部２００ｃに引っかかりやすい。これによって、ベルト１００の破れ方が、破れ先端を起点に周方向にめくれるように繋がって破れるようになり、破片となるのを抑制することができる。

ここで、シート分離部２００ｃは次のようなβ、γの関係を満たす構成であることが好ましい。

すなわち、定着装置４０のヒータをオフにし、定着装置４０を常温の状態（室温２７℃になじませた状態）にし、定着ニップ部Ｎを形成する。すなわち、定着処理時と同様の圧で加圧ローラ１０１とベルト１００を加圧する。この状態を状態Ａとする。この状態Ａにおいて、ベルト１００におけるシートＰが通過しうる領域（最大通紙領域）の中で、ベルト１００の周面とシート分離部２００ｃの間の最小ギャップをα（単位：ｍｍ）とする。

一方、ベルト１００の片側の端部を同じ側のフランジ１２０に接触する状態Ｂにする。このとき、ベルト１００の端部はフランジ１２０との接触によってしわが寄る等の変形はしない程度にそっと接触させる。状態Ａと状態Ｂの両方を満たす状態の定着装置４０において、フランジ１２０に接触している側のベルト１００の端部の周面と、シート分離部２００ｃと、の間のギャップをβ（単位：ｍｍ）とする。

このとき、シート分離部２００ｃは、β≦１．０ｍｍであることが好ましい。尚、定着時の熱膨張とうによりシート分離部２００ｃとベルト１００が接触しないように、α＞βであってよい。たとえば、α＝β＋０．３ｍｍとなるように分離部材２００の先端をクラウン形状にしてもよい。

尚、他端側に関しても同様である。ベルト１００の他端側の端部をフランジ１２０に接触する状態Ｃとする。状態Ａと状態Ｃの両方を満たす状態の定着装置４０において、フランジ１２０に接触している側のベルト１００の端部の周面と、シート分離部２００ｃと、の間のギャップをγ（単位：ｍｍ）とする。

このとき、シート分離部２００ｃは、γ≦１．０ｍｍであることが好ましい。

また、より具体的な分離部材２００の構成として、ベルトの幅方向の端部を保持して且つベルトの端部が当接することでベルトの幅方向の移動を規制する規制面を備えた一対の規制部材としてのツバ部１２０ａを有する本実施形態では、以下のように構成する。

すなわち、シート分離部２００ｃの幅方向における長さは、一対の規制部材としてのツバ部１２０ａにおける規制面の間隔以上である。言い換えれば、ベルト１００の幅方向の長さに幅方向の一方側および他方側への寄り量（移動量）を加算した長さ以上である。

もしくは、ベルト１００の幅方向への寄りが一方側のみである場合、シート分離部２００ｃの幅方向における長さは、一対の規制部材における規制面の間隔から一方側の寄り量を減算した長さ以上である。言い換えれば、ベルト１００の幅方向の長さに幅方向の一方側もしくは他方側への寄り量を加算した長さ以上である。

なお、シート分離部２００ｃを含め分離部材２００の全体について、幅方向でシート分離部２００ｃと同じ長さを備える構成とすることもできる。

ここで、図６（ａ）に分離部材２００の取り付け方法を、図６（ｂ）に分離部材２００の取り付け状態を示す。分離部材２００は長手方向（幅方向）の両端部に取付部２００ａを具備し、取付部２００ａをフランジ１２０の差込部１２０ｂに差し込む。そして、取付部２００ａが付勢部材である抑え部材２０１（図６（ｂ））により付勢されて、取付部２００ａが差込部１２０ｂに突き当たることで固定される。そして、分離部材２００の長手方向（幅方向）のガタは、規制部２００ｆが定着フランジ１２０と接触することで規制される。

ここで、前述のようにフランジ１２０は、ベルト１００の長手方向移動および周方向の形状を規制している。従って、フランジ１２０により位置が規制される分離部材２００もベルト１００に対して位置が定まり易い構成となっている。こうして、シート分離部２００ｃは、ベルト１００の長手方向全域に対して近接して配置される。

（シート分離部２００ｃによる端部破損ベルトの破片化抑止）
ここで、本実施形態に係る分離部材２００のシート分離部２００ｃによる端部破損ベルトの破片化（ベルト１００の端部の千切れ）の抑止について説明する。上述したように、ベルト１００の端部に破損が生じた場合、ベルト１００の端部の破損部は、何もしなければ、回転に伴ってシートＰの搬送方向Ｚ（図２、図４）に搬送されてしまう。さらに、ベルト１００の端部が千切れてしまった場合は、定着部の外へ排出され画像形成装置内で落下（図１の上方部にある定着部４０より落下）し、他部品を破損させてしまう恐れがある。

しかし、本実施形態のようにベルト１００の端部の破損部近傍に、幅方向においてベルト１００の長さより長いシート分離部２００ｃが配置されている場合、ベルト１００の端部の破損部はシート分離部２００ｃに引っかかる。これにより、端部破損ベルトは周方向に千切れる（破片化する）こと無く剥かれる（ベルト端部が千切れずにつながった状態となる）。そして、エンドレス状ではなく周方向に渡って千切れずにつながった状態の細長いベルト片は、シート分離部２００ｃおよび抑え部材２０１（図６（ｂ））などにより拘束され、定着部の外への排出および画像形成装置内への落下が抑えられる。

このように本実施形態では、分離部材２００は、ベルト１００の幅方向の一端部から生じたベルト片（破片）が搬送ニップ部へ搬送されることを抑止する抑止部として、第１の抑止部と第２の抑止部を備える。そして、第２の抑止部としてシート分離部２００ｃを備え、ベルトの幅方向の長さに寄り量を加算した長さ以上とする。第２の抑止部では、ベルト１００の千切れ（破片化）を抑止（防止）するために、ベルト１００の破損する恐れのある端部に対し、分離部材２００のシート分離部２００ｃが長手方向（幅方向）でオーバーラップしている。

ここで、図４を用いて、本実施形態におけるベルト１００と分離部材２００の長手方向（幅方向）の位置関係を説明する。前述のように、ベルト１００は長手方向で、一端の定着フランジ１２０のツバ部１２０ａと他端の定着フランジ１２０のツバ部１２０ａの間で移動する。そして、一端の定着フランジ１２０のツバ部１２０ａの長手方向位置をＦ１、他端の定着フランジ１２０のツバ部１２０ａの長手方向位置をＦ２とすると、ベルト１００の両端部は長手方向のベルト移動可能範囲Ｆ１－Ｆ２間に配置されることになる。

これに対し、分離部材２００におけるシート分離部２００ｃの長手方向（幅方向）の一端２００ｃ１と他端２００ｃ２は、長手方向のベルト移動可能範囲Ｆ１－Ｆ２の外側に配置される。すなわち、シート分離部２００ｃの長手方向（幅方向）は、両端に設けられる定着フランジ１２０のツバ部１２０ａにおける規制面の間隔以上とされている。

これにより、本実施形態でベルト１００の両端のどちらが定着フランジ１２０のツバ部１２０ａに突き当たるかは定まっていないが、ベルト１００の両端に対し確実に分離部材２００のシート分離部２００ｃが長手方向でオーバーラップすることになる。このため、ベルト１００の端部が破損した場合は、分離部材２００のシート分離部２００ｃに引っかかることで、ベルト１００は周方向に渡って千切れること無く剥かれやすくなる（周方向に渡るベルト端部が千切れずにつながった状態となる。）。

ここで、ベルト１００の長手方向（幅方向）への寄りに関し、移動方向が決まっている場合（寄りの方向が一方側のみの場合）、つまりベルト１００の両端部のどちらが定着フランジ１２０のツバ部１２０ａに突き当たるかが決まっている場合、について説明する。この場合、ベルト１００の両端部の内、定着フランジ１２０のツバ部１２０ａに突き当たる方の端部が摩耗するため、破損する端部が予測できる。

よって、例えば、必ずベルト１００が長手方向位置Ｆ１で定着フランジ１２０のツバ部１２０ａに突き当たる場合は、分離部材２００のシート分離部２００ｃの一端２００ｃ１のみが、長手方向のベルト移動可能範囲Ｆ１－Ｆ２の範囲外に設けられれば良い。これにより、ベルト１００の端部の破損部を確実に分離ガイド２００のシート分離部２００ｃがオーバーラップできる。

逆に、必ずベルト１００が長手方向位置Ｆ２で定着フランジ１２０のツバ部１２０ａに突き当たる場合は、分離部材２００のシート分離部２００ｃの一端２００ｃ２のみが、長手方向のベルト移動可能範囲Ｆ１－Ｆ２の範囲外に設けられれば良い。これにより、ベルト１００の端部の破損部を確実に分離ガイド２００のシート分離部２００ｃがオーバーラップできる。

（端部破損ベルトの破片化抑止に関する作用）
ここで、図２、図４、図５を用いて、本実施形態における端部破損ベルトの破片化抑止に関する作用を説明する。長手方向（幅方向）において、定格寿命を超えたベルト１００のいずれか一方の端部が、いずれか一方の定着フランジ１２０のツバ部１２０ａに突き当たることで、磨耗により破損した場合、ベルト１００の端部の破れ端は、シート分離部２００ｃに引っかかる。

そして、ベルト１００の端部の破れ端は、回転に伴って分離部材２００のシート分離部２００ｃに剥かれる。これによって、ベルト１００の端部の破れ端が千切れにくく（破片化しにくく）できる。これにより、ベルト１００の破片（ベルト片）の定着部の外への排出および画像形成装置内への落下による他部品の損傷を防止することができる。

さらに、前述のように、ベルト１００はどちらか一方の定着フランジ１２０のツバ部１２０ａに寄って行く。このため、剥かれた分だけベルト１００の長手方向の長さは短くなり、定着フランジ１２０のツバ部１２０ａに突き当たっていないベルト１００の他端は定着フランジ１２０から脱落する。

そして脱落後、該他端がサブサーミスタ１２５の位置に来たところで、一対のサブサーミスタ１２５の温度差が所定値以上となることで、制御部がベルトの異常として装置駆動（定着部材の回転やヒータの加熱など）を停止する。回転しているベルトにおいて、ベルト１００の端部が破れ始めてから、サブサーミスタ１２５等によってベルト１００の破損が検出されるまでの時間は十分に短いので、装置は着実に停止することができる。

この際、ベルト１００の端部の破れ端は千切れる（破片化する）ことなく定着部の駆動が停止するため、装置停止後にもベルト１００の破片（ベルト片）の定着部の外への排出および画像形成装置内への落下による他部品の損傷を防止することができる。

以上説明したように、分離部材の分離先端（分離部）をベルトの両端部にオーバーラップさせることで、万が一、ベルトが破損した場合に、ベルトが千切れる前に停止できる。その結果、ベルトの破片による装置内部の破損を抑制することが可能な定着装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することができる。

本実施形態では、第１の抑止部により破損したベルトの定着装置外への排出が抑止され、かつ第２の抑止部により破損したベルトの定着装置からの落下が抑止できる。

（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、定着装置４０として、加熱部材側に張架しない無端状回転体と加圧側にローラを用いているが、この定着方式に限定したものではなく、例えば、加圧ローラ側に無端状回転体を用いても良い。更には、加圧ローラ側に無端状回転体を用い、加熱部材側に張架式で無端状回転体を用いても良い。

すなわち、上述した実施形態では、ベルトが第１の回転体に設けられたが、ベルトが第２の回転体に設けられても良い。更には、ベルトが第１の回転体、第２の回転体の双方に設けられても良い。

また、加熱ニップ部を形成する加熱体としてベルトの内面に当接するヒータを示したが、
本発明はこれに限られず、ハロゲンヒータを用いる方式や励磁コイルを用いた電磁誘導方式のもの等であっても良い。

（変形例２）
上述した実施形態では、記録材であるシートとして記録紙を説明したが、本発明におけるシートは紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、排紙、給紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明におけるシートが紙に限定されるものではない。

（変形例３）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

（変形例４）
上述した実施形態では、定着装置を前提に、シート上の画像を加熱するためのニップ部を形成する、一方が回転可能なエンドレス状のベルト、他方が前記ベルトに対向する対向体である一対の定着部材を用いた。しかしながら、本発明はこれに限られず、転写装置を前提に、シート上に画像を転写するためのニップ部を形成する、一方が回転可能なエンドレス状のベルト、他方が前記ベルトに対向する対向体である一対の転写部材を用いるものであっても良い。

この場合、シートの搬送方向で転写ニップ部の下流側にあって、転写ニップ部の通過後のシートをベルトから分離するシート分離部２００ｃを備えた分離部材２００を備える。そして、シート分離部２００ｃは、シートの搬送方向に直交する幅方向において、ベルト１００の両端部とオーバーラップする領域を備える。

１００・・定着フィルム（ベルト）、１０１・・加圧ローラ、２００・・分離部材、２００ｄ・・切欠き部

Claims (14)

1. シート上の画像を加熱するための加熱ニップ部を形成する、一方が回転可能なエンドレス状のベルト、他方が前記ベルトに対向する対向体である一対の定着部材と、
   前記シートの搬送方向で前記加熱ニップ部の下流側にあって、前記加熱ニップ部の通過後のシートを前記ベルトから分離する分離部材と、
   を有する定着装置であって、
   前記分離部材は、破損した前記ベルトの装置外への排出を抑止する抑止部を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記抑止部は、前記シートの搬送方向に直交する幅方向において前記ベルトの端部より内側に設けられ、
   前記幅方向において前記抑止部の外側にベルト片の収納部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. 前記シートの搬送方向で前記加熱ニップ部の下流側にあって、前記加熱ニップ部から排出されるシートを挟持搬送する搬送ニップ部を形成する一対の搬送部材を有し、
   前記抑止部は、前記ベルトの前記搬送方向に直交する幅方向に直交する断面において前記加熱ニップ部と前記搬送ニップ部を結ぶ直線を遮る凹部形状を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記抑止部は、第１の抑止部として前記搬送方向に直交する幅方向において前記ベルトの端部より内側に設けられ、
   更に前記第１の抑止部と異なる第２の抑止部として、前記幅方向において、前記ベルトの両端部とオーバーラップする領域を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記ベルトの前記幅方向の端部を保持して且つ前記ベルトの前記端部が当接することで前記ベルトの前記幅方向の移動を規制する規制面を備えた一対の規制部材を有し、
   前記第２の抑止部の前記幅方向における長さは、前記一対の規制部材における前記規制面の間隔以上である、もしくは前記ベルトの前記幅方向への寄りが一方側のみである場合の前記間隔から前記一方側の寄り量を減算した長さ以上であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記第２の抑止部は、前記シートの搬送方向で、前記シートを前記ベルトから分離する位置として、前記分離部材の前記ベルトの側の先端部に設けられ、
   前記第１の抑止部は、前記シートの搬送方向において前記第２の抑止部の下流側に設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
7. 前記シートの搬送方向で前記加熱ニップ部の下流側にあって、前記加熱ニップ部から排出されるシートを挟持搬送する搬送ニップ部を形成する一対の搬送部材を有し、
   前記シートの搬送方向における前記搬送ニップ部と前記加熱ニップ部の間隔は、前記加熱ニップ部に導入可能な最小長さのシート長さより短いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記ベルトは金属層を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記対向体は駆動回転体であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記一対の搬送部材は、一対の搬送ローラであり、前記加熱ニップ部で加熱された画像と接触する前記搬送ローラの表層はフッ素樹脂の層であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の定着装置。
11. 前記加熱ニップ部を加熱する加熱体と、前記加熱ニップ部における前記一対の定着部材を互いに加圧させる加圧機構と、を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の定着装置。
12. シート上へ画像を転写するための転写ニップ部を形成する、一方が回転可能なエンドレス状のベルト、他方が前記ベルトに対向する対向体である一対の転写部材と、
    前記シートの搬送方向で前記転写ニップ部の下流側にあって、前記転写ニップ部の通過後のシートを前記ベルトから分離する分離部材と、
    を有する転写装置であって、
    前記分離部材は、破損した前記ベルトの装置外への排出を抑止する抑止部を有することを特徴とする転写装置。
13. シート上の画像を加熱する、もしくはシート上に画像を転写するためのニップ部を形成する、一方が回転可能なエンドレス状のベルト、他方が前記ベルトに対向する対向体である一対の部材と、
    前記シートの搬送方向で前記ニップ部の下流側にあって、前記ニップ部の通過後のシートを前記ベルトから分離する分離部材と、
    を有する画像形成装置であって、
    前記分離部材は、破損した前記ベルトの装置外への排出を抑止する抑止部を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 前記ニップ部が、鉛直方向で装置内の上方部に設けられることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

Images