JP7755232B2 - 回転体駆動装置、加熱装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体駆動装置、加熱装置、定着装置及び画像形成装置に関する。

複写機又はプリンタなどの画像形成装置に搭載される回転体駆動装置の一例として、無端状のベルトを備える定着装置が知られている。

斯かるベルト式の定着装置においては、ベルトが加熱中に回転停止すると、ベルトの同じ箇所が続けて加熱されるため、ベルトの温度が異常に上昇する課題がある。

このため、下記特許文献１（特開２０１９－１４８６１８号公報）においては、ベルトの端面に対して接触する端面接触部材（キャップ部材）を設け、ベルトと一緒に回転する端面接触部材の回転を検知する構成が提案されている。すなわち、ベルトと一緒に回転する端面接触部材の回転を検知することにより、ベルトが正常に回転しているか否を判定できるようにしている。また、特許文献１においては、端面接触部材（キャップ部材）がベルトに対してスリップすることなく回転するように、ベルトと端面接触部材との間に摩擦係数の高い弾性部材を介在させている。

ところで、ベルト式の定着装置においては、ベルトが回転すると、ベルトの内周面に接触するニップ形成部材などの摺動部材に対してベルトが摺動する。このとき、ベルトの回転に伴う摺動抵抗を低減するため、一般的に、ベルトと摺動部材との間には、グリス又はオイルなどの潤滑剤が介在されている。しかしながら、ベルトの回転運動などによって潤滑剤がベルトの端部側へ移動し、潤滑剤がベルトと端面接触部材との間に侵入すると、潤滑剤が弾性部材に付着する虞がある。そして、潤滑剤が弾性部材に付着した場合は、弾性部材とベルトとの間、又は弾性部材と端面接触部材との間の摩擦力が低下するため、弾性部材がスリップし、ベルトと端面接触部材とが一体的に回転できなくなる。そのため、特許文献１においては、端面接触部材に、潤滑剤を保持するための溝を設けている。

上記のように、端面接触部材に溝を設けることにより、ベルトの内周面から漏れ出た潤滑剤を溝内に貯留しておくことができる。しかしながら、ベルトの回転又は振動などによって、潤滑剤が溝から漏れ出た場合、漏れ出た潤滑剤がベルトと端面接触部材との間に侵入すると、スリップが発生し、ベルトと端面接触部材が一体的に回転できなくなる虞がある。また、特許文献１においては、そもそも潤滑剤がベルトの内側から外側に漏れ出る課題を解決する対策は示されていなかった。

上記課題を解決するため、本発明に係る回転体駆動装置は、回転可能な無端状の回転体と、前記回転体の内周面に接触する摺動部材と、前記摺動部材と前記回転体の内周面との間に介在する潤滑剤と、前記回転体の端面に接触する端面接触部材と、前記端面接触部材の回転体端面側とは反対側に設けられる第一はすば歯車と、前記第一はすば歯車と噛み合う第二はすば歯車を備え、前記第一はすば歯車の歯は、前記第一はすば歯車が回転した際に、前記端面接触部材を前記回転体の端面に接近させる方向の力を生じさせるような向きに配置され、前記第一はすば歯車の外径は、前記回転体の外径以下であることを特徴とする。

本発明によれば、回転体の端面と端面接触部材との間に潤滑剤が侵入するのを抑制できる。

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 本実施形態に係る定着ベルトの断面図である。 本実施形態に係る加圧ローラ及び定着ベルトの支持構造及び駆動機構の構成を示す図である。 本実施形態に係る定着装置の断面図である。 定着ベルトの端部及び端面を説明するための図である。 本実施形態に係る定着装置の構成及びその作用を説明するための図である。 第一歯車の外径と定着ベルトの内径の関係を示す図である。 比較例に係る構成を示す図である。 第一歯車及び第二歯車の各歯の傾斜角度を示す図である。 画像形成装置本体に対する定着装置の位置決め部が設けられた例を示す図である。 定着ベルトと加圧ローラを逆回転させる一例を示す図である。 定着ベルトと加圧ローラを逆回転させる他の例を示す図である。 加圧ローラの加圧が解除された状態を示す図である。 定着ベルトと加圧ローラを逆回転させる場合に生じる弊害を説明するための図である。 第一歯車にワンウェイクラッチが設けられた例を示す図である。 逆回転動作時のワンウェイクラッチの作用を説明するための図である。 駆動力伝達歯車にワンウェイクラッチが設けられた例を示す図である。 逆回転動作時のワンウェイクラッチの作用を説明するための図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 図２０に示されるヒータの平面図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 上記実施形態とは異なる画像形成装置の構成を示す図である。 図２６に示される定着装置の構成を示す図である。 図２７に示されるヒータの平面図である。 図２７に示されるヒータ及びヒータホルダの斜視図である。 図２７に示されるヒータに対するコネクタの取付方法を示す図である。 図２６に示される定着装置が備える温度センサとサーモスタットの配置を示す図である。 図３０に示されるフランジの溝部を示す図である。 キャップ部材と定着ベルトの端部との間の弾性部材が省略された例を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 図３４に示されるヒータ、第１高熱伝導部材、ヒータホルダの斜視図である。 第１高熱伝導部材の配置を示すヒータの平面図である。 第１高熱伝導部材の配置の他の例を示すヒータの平面図である。 第１高熱伝導部材の配置のさらに別の例を示すヒータの平面図である。 拡大分割領域を示すヒータの平面図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 図４０に示されるヒータ、第１高熱伝導部材、第２高熱伝導部材、ヒータホルダの斜視図である。 第１高熱伝導部材及び第２高熱伝導部材の配置を示すヒータの平面図である。 第１高熱伝導部材及び第２高熱伝導部材の配置の他の例を示すヒータの平面図である。 第２高熱伝導部材の配置のさらに別の例を示すヒータの平面図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 グラフェンの原子結晶構造を示す図である。 グラファイトの原子結晶構造を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材及び構成部品など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。

図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。ここで、本明細書中における「画像形成装置」には、プリンタ、複写機、ファクシミリ、印刷機、又は、これらのうちの二つ以上を組み合わせた複合機などが含まれる。また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字及び図形などの意味を持つ画像を形成するだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を形成することも意味する。まず、図１を参照して、本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に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、用紙などのシート状の記録媒体に画像を形成する画像形成部２００と、記録媒体に画像を定着させる定着部３００と、記録媒体を画像形成部２００へ供給する記録媒体供給部４００と、記録媒体を装置外へ排出する記録媒体排出部５００を備えている。

画像形成部２００には、作像ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋと、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが備える感光体２に静電潜像を形成する露光装置６と、記録媒体に画像を転写する転写装置８が設けられている。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色のトナー（現像剤）を収容している以外、基本的に同じ構成である。具体的に、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に画像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電部材３と、感光体２の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置４と、感光体２の表面を清掃するクリーニング部材５を備えている。

転写装置８は、中間転写ベルト１１と、一次転写ローラ１２と、二次転写ローラ１３を備えている。中間転写ベルト１１は、無端状のベルト部材であり、複数の支持ローラによって張架されている。一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１の内側に４つ設けられている。各一次転写ローラ１２が中間転写ベルト１１を介して各感光体２に接触することにより、中間転写ベルト１１と各感光体２との間に一次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１の外周面に接触し、二次転写ニップを形成している。

定着部３００においては、定着装置２０が設けられている。定着装置２０は、無端状のベルトから成る定着ベルト２１と、定着ベルト２１に対向する対向回転体としての加圧ローラ２２などを備えている。定着ベルト２１と加圧ローラ２２は、それぞれの外周面において互いに接触し、ニップ部（定着ニップ）を形成する。

記録媒体供給部４００には、記録媒体としての用紙Ｐを収容する給紙カセット１４と、給紙カセット１４から用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１５が設けられている。以下、「記録媒体」を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙（用紙）に限定されない。「記録媒体」は、紙（用紙）だけでなくＯＨＰシート又は布帛、金属シート、プラスチックフィルム、あるいは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。また、「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙及びアート紙など）、トレーシングペーパなども含まれる。

記録媒体排出部５００には、用紙Ｐを画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙Ｐを載置する排紙トレイ１８が設けられている。

次に、図１を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置１００の印刷動作について説明する。

画像形成装置１００において印刷動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２及び転写装置８の中間転写ベルト１１が回転を開始する。また、給紙ローラ１５が、回転を開始し、給紙カセット１４から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ１６に接触することにより静止し、用紙Ｐに転写される画像が形成されるまで用紙Ｐの搬送が一旦停止される。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては、まず、帯電部材３によって、感光体２の表面を均一な高電位に帯電させる。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置６が、各感光体２の表面（帯電面）に露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体２の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４がトナーを供給し、各感光体２上にトナー画像が形成される。各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、回転する中間転写ベルト１１上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト１１上にフルカラーのトナー画像が形成される。なお、画像形成装置１００においては、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか一つを使用して単色画像を形成したり、いずれか２つ又は３つのプロセスユニットを用いて２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、感光体２から中間転写ベルト１１へトナー画像が転写された後は、クリーニング部材５によって各感光体２上の残留トナーなどが除去される。

中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、タイミングローラ１６によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。その後、用紙Ｐは、定着装置２０へと搬送され、定着ベルト２１と加圧ローラ２２によって用紙Ｐ上のトナー画像が加熱及び加圧されることにより、トナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、記録媒体排出部５００へ搬送され、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８へ排出される。これにより、一連の印刷動作が終了する。

続いて、図２に基づき、本実施形態に係る定着装置の構成について詳しく説明する。

図２に示されるように、本実施形態に係る定着装置２０は、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２のほか、電磁誘導加熱部２３と、ニップ形成部材２４と、ステー２５と、ガイド部材２６、温度センサ２７などを備えている。

定着ベルト２１は、用紙Ｐの未定着トナー担持面に接触して未定着トナー（未定着画像）を用紙Ｐに定着する回転体（定着部材）であり、可撓性を有する無端状のベルトにより構成される。定着ベルト２１の直径は、例えば１５～１２０ｍｍになるように設定されている。本実施形態においては、定着ベルト２１の内径が２５ｍｍに設定されている。

具体的に、定着ベルト２１は、内周面側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。基材層は、層厚が３０～５０μｍであって、ニッケル、ステンレスなどの金属材料、あるいはポリイミドなどの樹脂材料により形成されている。弾性層は、層厚が１００～３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料により形成されている。定着ベルト２１が弾性層を有していることにより、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなるため、用紙Ｐ上のトナー画像に熱が均一に伝わりやすくなる。離型層は、層厚が１０～５０μｍであって、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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）などの材料により形成されている。定着ベルト２１が、離型層を有していることにより、トナー（トナー画像）に対する離型性（剥離性）が確保される。

また、定着ベルト２１は、基材層、弾性層、離型層とは別に、電磁誘導加熱部２３によって電磁誘導加熱される発熱層を有している。具体的には、図３に示されるように、定着ベルト２１は、その内周面側から外周面側に向かって順に、基材層２１０、発熱層２１１、弾性層２１２、離型層２１３を有している。また、発熱層２１１は、弾性層２１２と離型層２１３との間に設けられてもよいし、基材層２１０を発熱層として用いてもよい。発熱層２１１の材料としては、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、コバルト、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属から成る合金などを用いることができる。

加圧ローラ２２は、定着ベルト２１に対向して配置される対向回転体である。加圧ローラ２２は、例えば外径が２５ｍｍに設定されたローラであり、定着ベルト２１の外周面に接触してニップ部Ｎを形成する。

具体的に、加圧ローラ２２は、中実の鉄製芯金２２０と、この芯金２２０の外周面に設けられる弾性層２２１と、弾性層２２１の外周面に設けられる離型層２２２を有している。弾性層２２１は、例えば厚みが３．５ｍｍであり、シリコーンゴムなどにより形成される。離型層２２２は、例えば厚みが４０μｍ程度であり、フッ素樹脂などにより形成される。

電磁誘導加熱部２３は、励磁コイル３１、コア３２、コイルガイド３３を有する加熱源である。励磁コイル３１は、定着ベルト２１の一部を覆うように細線を束ねたリッツ線を定着ベルト２１の長手方向に延在させている。なお、ここでいう「定着ベルトの長手方向」とは、図２における紙面垂直方向のことをいい、ニップ部を通過する用紙の幅方向（通紙方向と直交する方向）、あるいは、加圧ローラの回転軸方向と同じ方向を意味する。また、以下の説明中における「定着ベルトの長手方向」も同じ方向を意味する。コイルガイド３３は、耐熱性の高い樹脂材料などから成り、励磁コイル３１及びコア３２を保持する。コア３２は、フェライトなどの強磁性体（比透磁率が１０００～３０００程度である。）から成る半円筒状部材である。コア３２には、定着ベルト２１に向けて効率の良い磁束を形成するため、センターコア及びサイドコアが設けられている。また、コア３２は、励磁コイル３１に対向するように配置されている。

ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の内周面に接触し、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２に圧接されることによりニップ部Ｎを形成する部材である。ニップ形成部材２４は、機械的強度が高く耐熱温度２００℃以上の耐熱性材料により構成されている。ニップ形成部材２４の材料としては、ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの耐熱性樹脂が好ましい。また、ニップ形成部材２４は、金属材料により形成されてもよい。ニップ形成部材２４がこのような強度及び耐熱性に優れる材料により形成されることにより、トナー定着温度域において、熱によるニップ形成部材２４の変形を防止でき、安定したニップ部Ｎの状態を確保し、出力画質の安定化を図れる。

ニップ形成部材２４のニップ部Ｎ側の面には、摺動シート２８が設けられている。摺動シート２８は、例えば、ＰＴＦＥ製の糸から形成されものにシリコーンオイルなどの潤滑剤を含浸させて形成されている。ニップ形成部材２４がこのような摺動シート２８を介して定着ベルト２１の内周面に接触していることにより、定着ベルト２１が回転した際の摺動抵抗が低減され、定着ベルト２１の摩耗を抑制できる。なお、摺動シート２８を省略し、ニップ形成部材２４が定着ベルト２１の内周面に直接接触してもよい。

ステー２５は、ニップ形成部材２４を支持する支持部材である。ステー２５によってニップ形成部材２４のニップ部Ｎ側の面とは反対の面が定着ベルト２１の長手方向に渡って支持されることにより、ニップ形成部材２４が加圧ローラ２２の加圧力によって撓むのが抑制され、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間に均一な幅のニップ部Ｎが形成される。また、ステー２５は、その剛性を確保するため、ＳＵＳ又はＳＥＣＣなどの鉄系金属材料によって構成されることが好ましい。

ガイド部材２６は、定着ベルト２１が安定して回転するように、定着ベルト２１を内側からガイドする部材である。ガイド部材２６は、定着ベルト２１の内周面に倣って円弧状の断面形状を有し、ステー２５に固定されている。

温度センサ２７は、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知部材である。本実施形態においては、温度検知部材として、定着ベルト２１の外周面に対して非接触に配置され、定着ベルト２１の外周面近傍の雰囲気温度を検知する非接触式の温度センサを用いている。また、温度検知部材は、定着ベルト２１の表面に接触し、その表面温度を検知する接触式の温度センサであってもよい。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。

定着ベルト２１及び加圧ローラ２２が図２中の矢印方向に回転すると、定着ベルト２１は電磁誘導加熱部２３との対向位置において加熱される。詳しくは、励磁コイル３１に高周波の交番電流が流れることにより、定着ベルト２１の周囲に磁力線が双方向に交互に切り換わるように形成される。このとき、定着ベルト２１の発熱層の表面に渦電流が生じて、発熱層自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、発熱層が電磁誘導加熱されて、定着ベルト２１が加熱される。

また、温度センサ２７によって定着ベルト２１の温度が検知され、検知された温度に基づき電磁誘導加熱部２３が制御されることにより、定着ベルト２１の温度が所定の温度（定着温度）となるように維持される。この状態において、図２に示されるように、未定着トナー（未定着画像）を担持する用紙Ｐが、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間（ニップ部Ｎ）に進入すると、回転する定着ベルト２１及び加圧ローラ２２によって用紙Ｐが搬送される。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過することにより、用紙Ｐ上の未定着トナーが加圧及び加熱され、用紙Ｐにトナー画像が定着される。

続いて、図４及び図５に基づき、本実施形態に係る加圧ローラ及び定着ベルトの支持構造及び駆動機構の構成について説明する。

図４に示されるように、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２は、定着装置２０が備えるフレーム部材である一対の側板３０Ａ，３０Ｂによって回転可能に支持されている。具体的に、加圧ローラ２２は、その回転軸（芯金２２０）の両端部２２ａ，２２ｂ側が各側板３０Ａ，３０Ｂに対して回転可能に取り付けられることにより支持されている。一方、定着ベルト２１は、各側板３０Ａ，３０Ｂに取り付けられたステー２５と、ステー２５によって支持されるガイド部材２６及びニップ形成部材２４によって回転可能に保持されている。

また、図４に示されるように、加圧ローラ２２の回転軸（芯金２２０）の一端部２２ａ側（図４の左端側）には、画像形成装置本体の駆動源から回転駆動力が伝達される駆動力伝達歯車４０が設けられている。駆動力伝達歯車４０は、定着装置２０が画像形成装置本体に装着された際に、画像形成装置本体に設けられている駆動歯車に対して連結され、駆動力伝達可能な状態となる。この状態において、画像形成装置本体の駆動源から駆動力伝達歯車４０に回転駆動力が伝達されることにより、加圧ローラ２２が回転駆動される。また、加圧ローラ２２が回転駆動されると、その加圧ローラ２２の回転駆動に伴って定着ベルト２１が従動回転する。

定着ベルト２１の長手方向（図４中の矢印Ｘ方向）における両端面２１ａ，２１ｂには、各端面２１ａ，２１ｂに接触する端面接触部材としての一対のキャップ部材２９Ａ，２９Ｂが設けられている。図５に示されるように、各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂは、筒状の周壁部２９１と、周壁部２９１の軸方向における一端部に設けられた端壁部２９２を有している。各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂの端壁部２９２には、ステー２５を挿通させるための孔部２９３が設けられている。また、各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂが定着ベルト２１の両端部に装着された状態においては、各周壁部２９１の内周面が定着ベルト２１の両端部の外周面に対向するように配置され、各端壁部２９２が定着ベルト２１の長手方向Ｘにおける両端面２１ａ，２１ｂ（以下、単に「定着ベルトの両端面」という。）に接触するように配置される。なお、ここでいう定着ベルト２１の「端部」とは、図６に示される定着ベルト２１の長手方向Ｘにおける中央Ｃを含む中央側の領域よりも両端側の領域Ｅを意味する。「中央Ｃを含む中央側の領域」は、定着ベルト２１を長手方向Ｘに三等分した場合の１つ分以上で長手方向全長未満の大きさの領域を意味する。また、定着ベルト２１の上記「端面」とは、定着ベルト２１の長手方向Ｘにおける最端の縁であって、長手方向Ｘに対して交差する面２１ａ，２１ｂを意味する。

また、図５に示されるように、各周壁部２９１の内周面と定着ベルト２１の両端部の外周面との間には、それぞれ弾性部材３６Ａ，３６Ｂが配置されている。各弾性部材３６Ａ，３６Ｂは、環状の部材であり、シリコーンゴムなどの摩擦係数が高い材料により形成されている。このような弾性部材３６Ａ，３６Ｂが各周壁部２９１の内周面と定着ベルト２１の外周面との間に介在し、各周壁部２９１と定着ベルト２１の外周面に対して接触していることにより、定着ベルト２１が回転すると、その回転力が各弾性部材３６Ａ，３６Ｂを介して各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂに伝達される。これにより、各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂは定着ベルト２１と一体的に回転する。

また、一対のキャップ部材２９Ａ，２９Ｂのうち、一方（図４の左側）のキャップ部材２９Ａには、後述の回転部材３７に対して回転力を伝達するための第一歯車４１が設けられている。第一歯車４１は、一方のキャップ部材２９Ａのベルト端面側とは反対側の面（図４の左側の面）に固定されている。このため、キャップ部材２９Ａが回転すると、キャップ部材２９Ａと一体的に第一歯車４１が回転する。また、第一歯車４１には、キャップ部材２９Ａと同じように、ステー２５を挿通させるための孔部４１０が設けられている（図５参照）。

回転部材３７は、円盤状の部材であり、一方（図４に左側）の側板３０Ａに回転可能に設けられている。回転部材３７が有する回転軸の一端部（側板３０Ａに設けられる端部とは反対側の端部）には、上記第一歯車４１と噛み合う第二歯車４２が設けられている。第二歯車４２は、回転部材３７の回転軸に固定されている。このため、回転部材３７が回転すると、回転部材３７と一体的に第二歯車４２が回転する。

また、本実施形態に係る定着装置２０は、回転部材３７の回転を検知する回転検知部材としてのフォトインタラプタ３８を備えている。フォトインタラプタ３８は、回転部材３７を挟むように配置される投光部と受光部を有している。回転部材３７には、回転方向に並ぶ複数のスリットが設けられており、回転部材３７が回転すると、投光部から照射された光（例えば赤外線）がスリットを通過して受光部に受光される。このとき、スリットを通過した光の回数がカウントされることにより、回転部材３７の回転（単位時間当たりの回転数又は回転角）が検知される。なお、回転検知部材は、投光部及び受光部を有する光学式のセンサに限らず、磁気式のセンサであってもよい。

このように、本実施形態においては、フォトインタラプタ３８によって回転部材３７の回転が検知されることにより、定着ベルト２１の回転の有無及び回転数を検知できる。詳しくは、加圧ローラ２２の回転に伴って定着ベルト２１が従動回転すると、定着ベルト２１と一緒に第一歯車４１が回転し、この第一歯車４１の回転に伴って第二歯車４２が回転することにより、第二歯車４２と一体的に回転部材３７が回転する。すなわち、本実施形態においては、定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１に連動して回転部材３７が回転するので、回転部材３７の回転を検知することにより、定着ベルト２１の回転を検知できる。これにより、万が一、加熱中に定着ベルト２１が停止した場合であっても、その停止を把握でき、定着ベルト２１の異常昇温を回避できる。

ところで、加圧ローラの回転に伴って定着ベルトが従動回転すると、定着ベルトは、その内側に配置されているニップ形成部材又は摺動シートなどの摺動部材に対して摺動する。このとき、定着ベルトと摺動部材の間には摺動抵抗が発生するため、一般的に、定着ベルトと摺動部材の間には、グリス又はオイルなどの潤滑剤が介在されている。本実施形態に係る定着装置においても、同じ目的で、図２に示される定着ベルト２１と摺動シート２８との間に、潤滑剤を介在させている。

しかしながら、定着ベルトの回転運動などの影響によって、潤滑剤が定着ベルトの端部へ移動すると、図５に示される定着ベルト２１の端面２１ａ，２１ｂとキャップ部材２９Ａ，２９Ｂとの間に潤滑剤が侵入し、さらに潤滑剤が定着ベルト２１の端面２１ａ，２１ｂを経由して定着ベルト２１の外周面へ移動すると、潤滑剤が弾性部材３６Ａ，３６Ｂに付着する虞がある。そして、弾性部材３６Ａ，３６Ｂに潤滑剤が付着すると、定着ベルト２１と弾性部材３６Ａ，３６Ｂとの間、又は弾性部材３６Ａ，３６Ｂとキャップ部材２９Ａ，２９Ｂとの間における摩擦力が低下するため、弾性部材３６Ａ，３６Ｂがスリップし、キャップ部材２９Ａ，２９Ｂが定着ベルトと一体的に回転できなくなる。その場合、フォトインタラプタ３８によって定着ベルト２１の回転を正確に検知できなくなるため、加熱中に定着ベルト２１が停止した場合は、定着ベルト２１の温度が異常に上昇する虞がある。

ここで、定着ベルトと弾性部材の間、及び弾性部材とキャップ部材の間への潤滑剤の侵入を抑制する対策として、定着ベルトの回転方向全体に渡って、定着ベルトと弾性部材の間、及び弾性部材とキャップ部材の間に隙間が生じないように、各部材を密着させる方法がある。しかしながら、回転方向全体に渡って各部材を密着させるように構成すると、定着ベルトの端部に弾性部材及びキャップ部材を装着しにくくなる。特に、製造時に生じる寸法誤差によって定着ベルトの径が大きくなった場合は、弾性部材及びキャップ部材の装着が困難になる。また、弾性部材及びキャップ部材の装着ができたとしても、定着装置の使用に伴う温度上昇により、弾性部材及びキャップ部材が熱膨張すると、定着ベルトに負荷がかかり、定着ベルトが損傷する虞がある。このため、定着ベルト、弾性部材及びキャップ部材を回転方向全体に渡って密着させる方法は、潤滑剤の侵入を抑制する対策として好ましくない。

また、別の対策として、弾性部材を定着ベルトの長手方向に長くする方法がある。この場合、弾性部材の端に潤滑剤が付着しても、それ以外の部分において弾性部材の摩擦力を確保できるため、弾性部材のスリップを回避できる。しかしながら、弾性部材を長くすると、定着装置のサイズが大きくなってしまうため、小型化には不利となる。また、弾性部材の端に付着した潤滑剤が徐々に広がることにより、結果的に弾性部材の摩擦力が低下してしまうため、長期に亘って弾性部材の摩擦力を維持することは困難である。

さらに、熱の影響により弾性部材が劣化すると、弾性部材に亀裂が生じる問題もある。すなわち、弾性部材に亀裂が生じ、毛細管現象により亀裂に潤滑剤が侵入すると、潤滑剤が弾性部材に付着する虞がある。特に、弾性部材が配置される定着ベルトの端部側は、小サイズの用紙を通紙した際に用紙によって定着ベルトの熱が奪われにくく高温になりやすいため、弾性部材に亀裂が生じる虞がある。

以上の事情を鑑み、本実施形態に係る定着装置においては、弾性部材に対する潤滑剤の付着を防止するため、次のような対策を講じている。以下、弾性部材に対する潤滑剤の付着を防止するための本実施形態の構成及びその作用について説明する。

図７は、本実施形態に係る定着装置の構成及びその作用を説明するための図である。

図７に示されるように、本実施形態に係る定着装置２０においては、キャップ部材２９Ａに設けられる第一歯車４１と、第一歯車４１に噛み合う第二歯車４２が、両方とも、はすば歯車（ヘリカルギヤ）により構成されている。はすば歯車は、平歯車とは異なり、外周面に設けられる複数の歯が歯車の回転軸に対して螺旋状に傾斜する歯車である。

図７に示されるように、第一歯車４１と第二歯車４２とが互いに噛み合う噛み合い部においては、第一歯車４１から第二歯車４２へ回転力が伝達されることにより、第一歯車４１の歯が第二歯車４２の歯を押し動かす際の反力Ｆが第一歯車４１に生じる。この反力Ｆは、第一歯車４１の歯筋方向（歯の傾斜方向）に対して垂直な方向に発生するため、反力Ｆは、第一歯車４１の回転軸４１ｘに対して傾斜する方向に発生する。

ここで、反力Ｆは、回転軸４１ｘに対して直交する成分Ｆｙと、回転軸４１ｘに対して平行な成分Ｆｘとに分解できるところ、回転軸４１ｘに対して平行な成分であるスラスト力Ｆｘは、図７における右方向に向かって発生する。このため、第一歯車４１は、スラスト力Ｆｘを受けて、図７における右側（キャップ部材２９Ａの端面２１ａに接近する方向）へ付勢され、これに伴って、一方のキャップ部材２９Ａも右側へ付勢される。これにより、一方のキャップ部材２９Ａの端壁部２９２は、これに対向する定着ベルト２１の端面２１ａに対して押し当てられる。

また、一方のキャップ部材２９Ａが定着ベルト２１の端面２１ａに対して押し当てられることにより、この押圧力によって定着ベルト２１が他方のキャップ部材２９Ｂへ向かって押される。これにより、他方のキャップ部材２９Ｂは、これに対向する側板３０Ｂに対して押し当てられる。このとき、他方のキャップ部材２９Ｂは、対向する側板３０Ｂとの接触により軸方向（図７の右方向）への移動が規制されるため、定着ベルト２１の端面２１ｂが他方のキャップ部材２９Ｂの端壁部２９２に対して押し当てられる。

このように、本実施形態においては、第一歯車（第一はすば歯車）４１及び第二歯車（第二はすば歯車）４２の噛み合いにより生じるスラスト力Ｆｘによって各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂが定着ベルト２１の両端面２１ａ，２１ｂに対して押し当てられるので、各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂと定着ベルト２１の各端面２１ａ，２１ｂとの接触状態を良好に維持できる。すなわち、各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂは、側板３０Ａ，３０Ｂに固定されておらず、定着ベルト２１に対して長手方向Ｘへ移動可能に装着されているが、第一歯車４１の回転により生じるスラスト力Ｆｘによって図７における左側のキャップ部材２９Ａがこれと対向する定着ベルト２１の端面２１ａに押し付けられる。そして、これに伴い定着ベルト２１の反対側の端面２１ｂがこれに対向するキャップ部材２９Ｂに押し付けられることにより、定着ベルト２１の各端面２１ａ，２１ｂに対する各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂの接触状態が良好に維持される。また、加圧ローラ２２と定着ベルト２１の回転が停止した後においても、第一歯車４１及び第二歯車４２の噛み合いにより、第一歯車４１が設けられたキャップ部材２９Ａの位置（定着ベルト２１の長手方向Ｘにおける位置）が保持されるので、定着ベルト２１の各端面２１ａ，２１ｂに対する各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂの押し付け状態は解除されることなく維持される。これにより、定着ベルト２１の内部にある潤滑剤が端面２１ａ，２１ｂを経由して定着ベルト２１の外部に漏れ、定着ベルト２１の各端部の外周面とキャップ部材２９Ａ，２９Ｂの間に潤滑剤が侵入するのを抑制できる。その結果、潤滑剤が各弾性部材３６Ａ，３６Ｂに付着するのを防止でき、スリップの発生を回避できるようになるため、定着ベルト２１の回転検知の信頼性が向上する。

また、本実施形態に係る構成によれば、定着ベルトと弾性部材、又は弾性部材とキャップ部材を回転方向全体に渡って密着させたり、弾性部材を定着ベルトの長手方向に長くしたりしなくても、スリップの発生を回避できる。このため、部材同士を密着させることによる組立性の低下及び熱膨張に伴う定着ベルトの損傷、弾性部材を長くすることによる装置の大型化を防止でき、組立性及び小型化に優れ、信頼性の高い定着装置を提供できるようになる。

また、本実施形態においては、図８に示されるように、第一歯車４１の外径Ｄ１が定着ベルト２１の外径Ｄ２以下となるようにしている。なお、ここでいう「第一歯車の外径」は、第一歯車の複数の歯の歯先を連続して繋いだ歯先円の径（最大外径）を意味し、「定着ベルトの外径」は、定着ベルトが加圧ローラなどの加圧力を受けない無負荷状態において、その外周面の径を意味する。このように、本実施形態においては、第一歯車４１の外径Ｄ１を定着ベルト２１の外径Ｄ２以下としていることにより、第一歯車４１が第二歯車４２から受ける反力Ｆのスラスト力Ｆｘが、定着ベルト２１の外周面よりも内径側において発生する。

一方、本実施形態とは異なり、第一歯車４１の外径Ｄ１が定着ベルト２１の外径Ｄ２よりも大きい場合は（図９参照）、スラスト力Ｆｘが定着ベルト２１の外周面よりも外径側において発生する。この場合、図９に示されるように、スラスト力Ｆｘの荷重が定着ベルト２１の端面２１ａにおいて安定して受けられないため、キャップ部材２９Ａの姿勢が不安定になる。

このように、図９に示される例においては、キャップ部材２９Ａの姿勢が不安定になるため、定着ベルト２１の端面２１ａとキャップ部材２９Ａとの間への潤滑剤の侵入を効果的に抑制できない虞がある。これに対して、本実施形態においては、図９に示される例とは異なり、スラスト力Ｆｘが定着ベルト２１の外周面よりも内径側において発生するため、キャップ部材２９Ａを定着ベルト２１の端面２１ａに対して安定して接触させることができる。このため、定着ベルト２１の端面２１ａとキャップ部材２９Ａとの間への潤滑剤の侵入を効果的に抑制することが可能である。

また、本実施形態のような厚さが１ｍｍ程度の薄肉の定着ベルトとは異なり、定着ローラなどの厚肉の回転体の場合は、回転体の内径と外径との間に差があるので、第一歯車４１の外径Ｄ１が回転体の内径より大きい場合もあり得る。そのような場合であっても、第一歯車４１の外径Ｄ１が回転体の外径Ｄ２以下であればよい。第一歯車４１の外径Ｄ１が回転体の外径Ｄ２以下であることにより、本実施形態と同じように、キャップ部材を定着ベルトの端面に対して安定して接触させることができる。

また、図１０に示されるように、第一歯車４１及び第二歯車４２のそれぞれの回転軸４１ｘ、４２ｘに対する歯の傾斜角度（ねじれ角）θ１，θ２は、１度以上３０度以下（１°≦θ１，θ２≦３０°）であることが好ましい。各歯の傾斜角度θ１，θ２が１度未満であると、キャップ部材２９Ａを定着ベルト２１の端面２１ａに押し当てるスラスト力Ｆｘが効果的に得られなくなり、反対に、各歯の傾斜角度θ１，θ２が３０度よりも大きいと、スラスト力Ｆｘが大きくなり過ぎ、定着ベルト２１を損傷させる虞があるからである。従って、各歯の傾斜角度θ１，θ２を１度以上３０度以下とすることにより、定着ベルト２１の破損を抑制しつつ、各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂを定着ベルト２１の各端面２１ａ，２１ｂに接触させ、潤滑剤の侵入を効果的に抑制することが可能である。さらに潤滑剤の侵入を効果的に抑制するには、各歯の傾斜角度θ１，θ２が、１０度以上２０度以下（１０°≦θ１，θ２≦２０°）であることが好ましい。

なお、第一歯車４１及び第二歯車４２のそれぞれの歯の向きは、図１０に示される向きに限らない。すなわち、第一歯車４１に生じるスラスト力Ｆｘの向きは、ニップ部Ｎに用紙Ｐを送る際の定着ベルト２１及び加圧ローラ２２の回転方向に応じて異なるので、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２が本実施形態とは反対方向に回転する構成においては、第一歯車４１及び第二歯車４２の各歯の向きを反対向きに傾斜させる必要がある。従って、第一歯車４１及び第二歯車４２の各歯の向きは、用紙に画像を定着させる際の定着ベルト２１及び加圧ローラ２２の回転方向に応じて適宜設定されるとよい。

また、定着ベルト２１が金属材料を含む基材（基材層）を有する場合は、定着ベルト２１の強度が高まるため、摩擦などによる定着ベルト２１の破損を生じにくくさせることができる。これに対して、定着ベルト２１の基材（基材層）がポリイミドなどの樹脂材料により形成されている場合は、金属製の基材を有する定着ベルトに比べて、定着ベルト２１の剛性が低くなるので、各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂと定着ベルト２１の各端面２１ａ，２１ｂとが接触しやすくなり、これらの密着性を高めることができる。

また、図１１に示される例のように、画像形成装置本体に対して定着装置２０を定着ベルト２１の長手方向Ｘに位置決めする位置決め部５０がある場合は、位置決め部５０が、定着ベルト２１の長手方向Ｘにおける中央Ｃに対して第一歯車４１とは反対側に配置されることが好ましい。位置決め部５０は、例えば、定着装置２０の外装部（フレーム部材）に設けられた位置決め凸部５１と、この位置決め凸部５１と係合可能に設けられた画像形成装置本体側の位置決め凹部５２によって構成される。なお、位置決め部５０を構成する凸部及び凹部の凹凸関係は、図１１に示される例とは反対であってもよい。すなわち、定着装置側の位置決め部が凹部で、画像形成装置本体側が凸部であってもよい。

上記実施形態と同じように、図１１に示される例においても、加圧ローラ２２の回転に伴って定着ベルト２１が従動回転すると、第一歯車４１と第二歯車４２との噛み合い部においてスラスト力Ｆｘが発生するため、このスラストＦｘによって一方（図１１の左側）のキャップ部材２９Ａが定着ベルト２１の端面２１ａに押し当てられる。また、この押し当て力によって、他方（図１１の右側）のキャップ部材２９Ｂがこれと対向する側板３０Ｂに押し当てられるため、定着ベルト２１はその長手方向Ｘにおける中央Ｃよりも他方のキャップ部材２９Ｂ側（図１１の右側）において位置決めされる。

このように、図１１に示される例においては、第一歯車４１が定着ベルト２１の中央Ｃを挟んで位置決め部５０とは反対側に配置されていることにより、定着ベルト２１の位置決め箇所（他方のキャップ部材２９Ｂと側板３０Ｂとの接触位置）が、定着装置２０の位置決め箇所（位置決め部５０の位置）と同じ側（図１１における中央Ｃよりも右側）となる。この場合、定着ベルト２１の位置決め箇所と定着装置２０の位置決め箇所が近くなるため、これらの位置決め箇所間における相対的位置ずれも少なくなる。その結果、画像形成装置本体に対する定着ベルト２１の位置ずれも少なくなるため、定着ベルト２１の位置決め精度が向上する。

また、小型化を図るには、図１１に示されるように、駆動力伝達歯車４０、第一歯車４１及び第二歯車４２が、いずれも定着ベルト２１の長手方向Ｘにおいて中心Ｃに対して同じ側に配置されることが好ましい。駆動力伝達歯車４０、第一歯車４１及び第二歯車４２が、同じ側に配置される場合は、駆動力伝達歯車４０と噛み合う画像形成装置本体側の歯車、駆動源のほか、第二歯車４２が設けられる回転部材３７、及び回転部材３７の回転を検知するフォトインタラプタ３８などを同じ側に配置できる。このため、電源及びフォトインタラプタ３８などに接続される配線の設置スペースを集約でき、小型化を図れるようになる。

ここで、定着装置においては、定着ベルトと加圧ローラが、用紙に画像を定着する際の回転方向とは反対方向にも回転可能に構成されているものがある。例えば、図１２に示されるように、ニップ部Ｎに挟まった用紙Ｐを除去しやすくするために、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２を逆回転させて用紙Ｐを搬送方向上流側へ移動させる場合などである。

また、その他の例としては、図１３に示されるような構成において、定着ベルト２１に対する加圧ローラ２２の加圧を解除する場合がある。定着装置が長期間使用されずに放置されていると、定着ベルトに対する加圧ローラの圧接箇所において加圧ローラの弾性層が塑性変形し、異音の発生、画像不良の発生の原因となるため、加圧ローラの加圧を解除し、加圧ローラの塑性変形を防止する。また、ニップ部に挟まった用紙を除去しやすくする目的で、加圧ローラの加圧を解除することもある。

図１３に示される例においては、定着ベルト２１に対する加圧ローラ２２の加圧を解除するカム部材４５が設けられ、カム部材４５には、加圧ローラ２２に設けられた駆動力伝達歯車４０と噛み合うカム歯車４６が設けられている。加圧ローラ２２の加圧を解除する際は、加圧ローラ２２を逆回転させることにより、カム部材４５を図１４に示されるように回転させる。これにより、カム部材４５によってレバー４７が押し動かされ、加圧ローラ２２が定着ベルト２１から離間し、加圧ローラ２２の加圧が解除される。このとき、加圧ローラ２２が定着ベルト２１に対して完全に離間するまでは、加圧ローラ２２の回転が定着ベルト２１に伝達されるため、加圧ローラ２２の逆回転に伴って定着ベルト２１も逆回転する。

このように、定着装置においては、種々の目的により定着ベルトと加圧ローラを逆回転させる構成が存在するが、上記のような本発明の実施形態においては、定着ベルトと加圧ローラを逆回転させると、次のような問題が発生する。

本発明の実施形態においては、第一歯車４１と第二歯車４２がはすば歯車であるため、加圧ローラ２２と定着ベルト２１が逆回転すると、第一歯車４１及び第二歯車４２との噛み合い部において発生するスラスト力Ｆｘの向きが反対方向となる。すなわち、図１５に示されるように、加圧ローラ２２と定着ベルト２１の逆回転に伴って、第一歯車４１と第二歯車４２が逆回転すると、これらの噛み合い部においてキャップ部材２９Ａを定着ベルト２１の端面２１ａに対して離間させる方向のスラスト力Ｆｘが発生する。従って、加圧ローラ２２と定着ベルト２１を逆回転させた場合は、各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂと定着ベルト２１の両端面２１ａ，２１ｂとの接触状態を良好に維持できなくなる虞がある。

このような逆回転による弊害を抑制する方法として、逆回転時間を短くする方法が挙げられる。定着ベルト２１及び加圧ローラ２２の逆回転時間を短くすることにより、第一歯車４１及び第二歯車４２との噛み合い部において生じるスラスト力Ｆｘの発生時間が短くなるので、キャップ部材２９Ａが定着ベルト２１の端面２１ａから離間しにくくなる。定着ベルト２１と加圧ローラ２２を逆回転させる時間としては、例えば、一枚の用紙に対して画像を定着する際の定着ベルト２１及び加圧ローラ２２の回転時間（正回転の時間）よりも短くすることが好ましい。

また、定着ベルト２１と加圧ローラ２２の逆回転時の回転速度を、画像を定着する際の回転速度（正回転速度）より遅くしてもよい。この場合、逆回転時に生じる定着ベルト２１及び加圧ローラ２２の回転トルクが正回転時の回転トルクよりも小さくなるので、第一歯車４１が受ける反力Ｆも小さくなり、キャップ部材２９Ａを定着ベルト２１の端面２１ａに対して離間させる方向のスラスト力Ｆｘも小さくなる。このため、逆回転時の回転速度を遅くすることにより、キャップ部材２９Ａが定着ベルト２１の端面２１ａから離間しにくくなる。

また、逆回転による弊害を回避する方法として、一方向の回転のみを伝達する（反対方向の回転は伝達しない）一方向回転伝達部材としてのワンウェイクラッチを用いる方法が挙げられる。

図１６に示される例は、第一歯車４１に、キャップ部材２９Ａの正回転のみを第一歯車４１に伝達するワンウェイクラッチ４３が設けられた例である。この場合、図１６に示されるように、用紙Ｐに画像を定着するために、定着ベルト２１と加圧ローラ２２が用紙Ｐをニップ部Ｎに通過させる方向に回転すると、ワンウェイクラッチ４３がキャップ部材２９Ａの回転（正回転）を第一歯車４１へ伝達する。このため、正回転動作時においては、第一歯車４１と第二歯車４２が回転し、第一歯車４１と第二歯車４２との噛み合い部において、キャップ部材２９Ａを定着ベルト２１の端面へ接近させる方向のスラスト力が発生する。

一方、図１７に示されるように、逆回転動作時においては、ワンウェイクラッチ４３がキャップ部材２９Ａから第一歯車４１へ回転（逆回転）を伝達しないので、第一歯車４１及び第二歯車４２は回転（逆回転）しない。このため、逆回転動作時においては、第一歯車４１と第二歯車４２との噛み合い部において、キャップ部材２９Ａを定着ベルト２１の端面から離間させる方向のスラスト力は生じず、キャップ部材２９Ａが定着ベルト２１の端面から離間するのを抑制できる。

続いて、図１８に示される例は、駆動力伝達歯車４０に、駆動力伝達歯車４０の正回転のみを加圧ローラ２２へ伝達するワンウェイクラッチ４４が設けられた例である。この場合、図１８に示されるように、正回転動作時は、ワンウェイクラッチ４４が駆動力伝達歯車４０から加圧ローラ２２へ回転（正回転）を伝達するので、加圧ローラ２２及び定着ベルト２１が回転（正回転）し、用紙Ｐをニップ部Ｎへ通過させる。なお、カム歯車４６には、正回転を伝達しない別のワンウェイクラッチが設けられているため、カム部材４５は回転しない。また、このとき、定着ベルト２１の回転に伴って第一歯車４１及び第二歯車４２が回転するので、第一歯車４１及び第二歯車４２との噛み合い部において、キャップ部材２９Ａを定着ベルト２１の端面へ接近させる方向のスラスト力が発生する。

一方、図１９に示されるように、逆回転動作時においては、ワンウェイクラッチ４４が駆動力伝達歯車４０から加圧ローラ２２へ回転（逆回転）を伝達しないので、加圧ローラ２２及び定着ベルト２１は回転（逆回転）しない。このため、第一歯車４１及び第二歯車４２も回転（逆回転）せず、キャップ部材２９Ａを定着ベルト２１の端面から離間させる方向のスラスト力も生じない。従って、キャップ部材２９Ａが定着ベルト２１の端面から離間するのを抑制できる。なお、カム部材４５は、駆動力伝達歯車４０の逆回転によって回転するので、カム部材４５がレバー４７を押し動かし、加圧ローラ２２の加圧が解除される。

図１８及び図１９に示される例においては、図１６及び図１７に示される例とは異なり、逆回転動作時に定着ベルト２１及び加圧ローラ２２が逆回転しない。従って、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２を逆回転させてニップ部Ｎに挟まった用紙を除去しやすくしたい場合は、図１６及び図１７に示される構成を採用するのがよい。また、図１８及び図１９に示される例において、図１６及び図１７に示される例と同じように、ワンウェイクラッチ４４を、駆動力伝達歯車４０ではなく、第一歯車４１に設けてもよい。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論である。

例えば、本発明は、図２０～図２５に示されるような構成の定着装置にも適用可能である。以下、図２０～図２５に示される各定着装置の構成について説明する。

図２０に示される定着装置６０は、加熱源として、上記実施形態のような電磁誘導加熱式の加熱源ではなく、基材５５上に抵抗発熱体５６が設けられた面状又は板状のヒータ６３を備えている。基材５５は、アルミナ、窒化アルミなどのセラミック、又はガラス、マイカ、ポリイミドなどの耐熱性と絶縁性を有する材料により形成される。また、基材５５は、ステンレス、鉄、アルミニウムなどの金属材料の上に絶縁層を形成したものであってもよい。抵抗発熱体５６は、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）及びガラス粉末などを調合したペーストを基材５５の表面にスクリーン印刷などにより塗工し、その後、基材５５を焼成することによって形成される。また、抵抗発熱体５６は、絶縁層５７によって覆われている。絶縁層５７は、耐熱性ガラス、セラミック、ポリイミドなどの材料により形成される。

図２１に示されるように、ヒータ６３は、長方形の板状に形成されており、その長手方向が定着ベルト６１の長手方向となるように配置される。抵抗発熱体５６は、基材５５（ヒータ６３）の長手方向に渡って間隔をあけて複数配置されている。また、各抵抗発熱体５６が設けられている基材５５の面には、複数の電極部５８と複数の給電線５９が設けられている。各抵抗発熱体５６は、基材５５の長手方向両端部に設けられた各電極部５８に対し給電線５９を介して並列に接続されている。また、各抵抗発熱体５６及び各給電線５９は、絶縁層５７によって覆われている。一方、各電極部５８は、給電端子としてのコネクタが接続できるように、絶縁層５７によって覆われておらず露出している。

図２０に示されるように、ヒータ６３は、ヒータホルダ６４によって保持され、定着ベルト６１の内周面に接触するように配置される。従って、ヒータ６３が発熱すると、定着ベルト６１がその内側から加熱される。定着ベルト６１は、上記実施形態における定着ベルトと同じように、基材層、弾性層、離型層を有する無端状のベルトにより構成されている。ただし、定着ベルト６１は、電磁誘導加熱される発熱層は有していない。基材層、弾性層、離型層の材料は、上記実施形態と同じ材料を適用可能である。

ヒータ６３が定着ベルト６１に対して接触する箇所においては、加圧ローラ６２が定着ベルト６１を介してヒータ６３に圧接される。これにより、定着ベルト６１と加圧ローラ６２との間にニップ部Ｎが形成される。加圧ローラ６２は、上記実施形態に係る加圧ローラと基本的に同じ構成である。

ヒータホルダ６４は、定着ベルト６１の内側に配置され、ヒータ６３を保持する加熱源保持部材である。ヒータホルダ６４は、ヒータ６３の熱により高温になりやすいため、耐熱性の材料によって構成されることが好ましい。特に、ヒータホルダ６４が、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＥＥＫなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂によって構成される場合は、ヒータホルダ６４の耐熱性を確保しつつ、ヒータ６３からヒータホルダ６４への伝熱が抑制されるので、効率的に定着ベルト６１を加熱できる。

ヒータホルダ６４は、支持部材としてのステー６５によって支持されている。ステー６５は、定着ベルト６１の内側に配置され、ヒータホルダ６４のニップ部Ｎ側の面とは反対の面を支持する。これにより、ヒータホルダ６４が加圧ローラ６２の加圧力によって定着ベルト６１の長手方向に渡って撓むのが抑制され、定着ベルト６１と加圧ローラ６２との間に均一な幅のニップ部Ｎが形成される。ステー６５は、その剛性を確保するため、ステンレス、ＳＥＣＣ（電気亜鉛めっき鋼板）などの鉄系金属材料によって形成されることが好ましい。

ヒータホルダ６４には、ガイド部材６６が一体に設けられている。ガイド部材６６は、定着ベルト６１の回転方向におけるニップ部Ｎの上流側と下流側に配置されている。ガイド部材６６は、定着ベルト６１が回転する際、定着ベルト６１の内周面に接触することにより定着ベルト６１を内側からガイドする。

また、定着ベルト６１の内側には、ヒータ６３の温度を検知する温度検知部材としての温度センサ６７が配置されている。図２０に示される温度センサ６７は、ヒータ６３のニップ部Ｎ側とは反対側の面に接触して温度を検知する接触式の温度センサであるが、ヒータ６３に対して非接触に配置され、ヒータ６３近傍の雰囲気温度を検知する非接触式の温度センサであってもよい。

本実施形態に係る定着装置６０においては、画像形成装置本体に設けられている電源からヒータ６３に電力が供給されることにより、抵抗発熱体５６が発熱する。これにより、定着ベルト６１が加熱される。また、温度センサ６７によって検知されるヒータ６３の温度に基づいてヒータ６３の発熱量が制御されることにより、定着ベルト６１の温度が所定の温度（定着温度）となるように維持される。この状態において、図２０に示されるように、未定着トナーを担持する用紙Ｐが、定着ベルト６１と加圧ローラ６２との間（ニップ部Ｎ）に進入することにより、用紙Ｐ上の未定着トナーが加圧及び加熱され、用紙Ｐにトナー画像が定着される。

温度センサ６７の位置は、図２０に示されるような用紙搬送方向におけるニップ部Ｎの中央Ｍのほか、図２２に示される実施形態のように、ニップ部Ｎの中央Ｍよりも用紙搬送方向上流側に配置されていてもよい。言い換えれば、温度センサ６７は、ニップ部Ｎの入り口側に配置されていてもよい。ニップ部Ｎの入り口側は、ニップ部Ｎに進入する用紙Ｐによって定着ベルト６１の熱が特に奪われやすい領域であるため、温度センサ６７によって入り口側の温度を検知することにより、画像の定着性を確保し、トナー画像を十分に加熱できない定着オフセットの発生を効果的に抑制できる。

次に、図２３に示される実施形態においては、用紙Ｐを通過させる定着用のニップ部Ｎ１と、ヒータ６３によって定着ベルト６１を加熱する加熱用のニップ部Ｎ２が、それぞれ別の位置に形成されている。具体的に、本実施形態においては、定着ベルト６１の内側に、ヒータ６３のほかニップ形成部材６８が配置され、ヒータ６３とニップ形成部材６８に対してそれぞれ加圧ローラ６９，７０が定着ベルト６１を介して押し当てられることにより、定着用のニップ部Ｎ１と加熱用のニップ部Ｎ２が形成されている。

続いて、図２４に示される定着装置６０は、図２３に示す定着装置において、ヒータ６３側の加圧ローラ６９が省略され、ヒータ６３が定着ベルト６１の曲率に合わせて円弧状に形成された例である。それ以外は、図２３に示す構成と同じである。この場合、ヒータ６３が円弧状に形成されていることにより、定着ベルト６１とヒータ６３とのベルト回転方向の接触長さを確保し、定着ベルト６１を効率良く加熱できる。

続いて、図２５に示される定着装置６０は、一対のベルト７１，７２の間に、ローラ７３が配置された例である。この例においては、図２５における左側のベルト７１内に配置されるヒータ６３がベルト７１を介してローラ７３に接触し、右側のベルト７２内に配置されるニップ形成部材７４がベルト７２を介してローラ７３に接触することによって、加熱用のニップ部Ｎ１と定着用のニップ部Ｎ２が形成される。

また、本発明に係る画像形成装置は、図１に示されるカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などであってもよい。

例えば、本発明は、図２６に示されるような構成の画像形成装置にも適用可能である。図２６に示される画像形成装置１００は、感光体ドラムなどから成る画像形成手段８０と、一対のタイミングローラ８１などから成る用紙搬送部と、給紙装置８２と、定着装置８３と、排紙装置８４と、読取部８５を備えている。給紙装置８２は複数の給紙トレイを備え、それぞれの給紙トレイが異なるサイズの用紙を収容する。

読取部８５は原稿Ｑの画像を読み取る。読取部８５は、読み取った画像から画像データを生成する。給紙装置８２は、複数の用紙Ｐを収容し、搬送路へ用紙Ｐを送り出す。タイミングローラ８１は搬送路上の用紙Ｐを画像形成手段８０へ搬送する。

画像形成手段８０は、用紙Ｐにトナー画像を形成する。具体的には、画像形成手段８０は、感光体ドラムと、帯電ローラと、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写ローラと、クリーニング装置と、除電装置を含む。定着装置８３は、トナー画像を加熱及び加圧して、用紙Ｐにトナー画像を定着させる。トナー画像の定着された用紙Ｐは、搬送ローラなどにより排紙装置８４へ搬送される。排紙装置８４は、画像形成装置１００の外部に用紙Ｐを排出する。

次に、図２７に基づき、本実施形態に係る定着装置８３について説明する。なお、図２７に示される構成において、図２０に示される上記実施形態の定着装置６０と共通する構成の部分については、同一の符号を付すことによりその説明を省略する。

図２７に示されるように、定着装置８３は、定着ベルト６１と、加圧ローラ６２と、ヒータ６３と、ヒータホルダ６４と、ステー６５と、温度センサ６７などを備えている。

定着ベルト６１と加圧ローラ６２との間にニップ部Ｎが形成される。ニップ部Ｎのニップ幅は１０ｍｍ、定着装置８３の線速は２４０ｍｍ／ｓである。

定着ベルト６１は、ポリイミドの基体と離型層とを備え、弾性層を有していない。離型層は、例えばフッ素樹脂から成る耐熱性のフィルム材によって形成される。定着ベルト６１の外径は約２４ｍｍである。

加圧ローラ６２は、芯金と弾性層と離型層とを含む。加圧ローラ６２の外径は２４～３０ｍｍであり、弾性層の厚みは３～４ｍｍである。

ヒータ６３は、基材と、断熱層と、抵抗発熱体などを含む導体層と、絶縁層とを含み、全体の厚みが１ｍｍに設定される。また、ヒータ６３の用紙搬送方向の幅は１３ｍｍである。

上記実施形態と同じように、図１１に示される例においても、加圧ローラ２２の回転に伴って定着ベルト２１が従動回転すると、第一歯車４１と第二歯車４２との噛み合い部においてスラスト力Ｆｘが発生するため、このスラストＦｘによって一方（図１１の左側）のキャップ部材２９Ａが定着ベルト２１の端面２１ａに押し当てられる。また、この押し当て力によって、他方（図１１の右側）のキャップ部材２９Ｂがこれと対向する側板３０Ｂに押し当てられるため、定着ベルト２１はその長手方向Ｘにおける中央Ｃよりも他方のキャップ部材２９Ｂ側（図１１の右側）において位置決めされる。

また、複数の抵抗発熱体５６により、中央の発熱部３５Ｂと、これとは独立して発熱可能な両端側の発熱部３５Ａ，３５Ｃが構成されている。例えば、３つの電極部５８Ａ～５８Ｃのうち、図２８の左端の電極部５８Ａと中央の電極部５８Ｂに通電すると、両端側の発熱部３５Ａ，３５Ｃが発熱する。また、両端の電極部５８Ａ，５８Ｃに通電すると、中央の発熱部３５Ｂが発熱する。例えば、小サイズ用紙に定着動作を行う場合は、中央の発熱部３５Ｂのみを発熱させ、大サイズ用紙に定着動作を行う場合は、全ての発熱部３５Ａ～３５Ｃを発熱させることにより、用紙のサイズに応じた加熱が可能である。

また、図２９に示されるように、本実施形態に係るヒータホルダ６４は、ヒータ６３を収容して保持する凹部６４ｂを有している。凹部６４ｂは、ヒータホルダ６４のヒータ６３側に形成されている。また、凹部６４ｂは、ヒータ６３とほぼ同じサイズの矩形（長方形）に形成された面（底面）６４ｂ１と、その面６４１ｂの外郭を形成する４つの辺に沿って面６４１ｂと交差するように設けられた４つの壁部（側面）６４ｂ２，６４ｂ３により構成されている。なお、ヒータ６３の長手方向Ｘ（抵抗発熱体５６の配列方向）と交差する方向に配置される一対の壁部６４ｂ２のうち、一方の壁部６４ｂ２を省略し、凹部６４ｂがヒータ６３の長手方向の一端部において開口するように構成してもよい。

また、図３０に示されるように、本実施形態に係るヒータ６３及びヒータホルダ６４は、コネクタ８６によって保持される。コネクタ８６は、樹脂製（例えばＬＣＰ）のハウジングと、ハウジング内に設けられた複数のコンタクト端子などを有している。

コネクタ８６は、ヒータ６３及びヒータホルダ６４に対して、ヒータ６３の長手方向Ｘ（抵抗発熱体５６の配列方向）とは交差する方向に取り付けられる（図３０のコネクタ８６からの矢印方向参照）。また、コネクタ８６は、ヒータ６３の長手方向Ｘ（抵抗発熱体５６の配列方向）におけるいずれか一方の端部側であって、加圧ローラ６２の駆動モータが設けられる側とは反対側において、ヒータ６３及びヒータホルダ６４に取り付けられる。なお、コネクタ８６のヒータホルダ６４に対する取り付け時に、コネクタ８６とヒータホルダ６４のうちの一方に設けられた凸部が、他方に設けられた凹部に係合し、凸部が凹部内を相対移動する構成としてもよい。

コネクタ８６が取り付けられた状態においては、ヒータ６３とヒータホルダ６４がその表側と裏側からコネクタ８６によって挟まれるようにして保持される。この状態において、各コンタクト端子がヒータ６３の各電極部に接触（圧接）されることにより、コネクタ８６を介して各抵抗発熱体５６と画像形成装置に設けられた電源とが電気的に接続される。これにより、電源から各抵抗発熱体５６へ電力が供給可能な状態となる。

また、図３０に示されるフランジ８７は、定着ベルト６１の長手方向における両端部に設けられ、定着ベルト６１の両端部を内側から保持するベルト保持部材である。フランジ８７は、ステー６５の両端に挿入され、定着装置のフレーム部材である一対の側板に固定される。

図３１は、本実施形態に係る温度センサ６７と、通電遮断部材であるサーモスタット８８の配置を示す図である。

図３１に示されるように、本実施形態に係る温度センサ６７は、定着ベルト６１の長手方向Ｘにおける中央Ｃ側と端部側のそれぞれの内周面に対向するように配置されている。また、これらの温度センサ６７のうちいずれか一方は、ヒータ６３の抵抗発熱体同士間の上記分割領域Ｂ（図２８参照）に対応する位置に配置される。

また、定着ベルト６１の中央Ｃ側と端部側においては、通電遮断部材としてのサーモスタット８８が定着ベルト６１の内周面に対向するように配置されている。各サーモスタット８８は、定着ベルト６１の内周面の温度又は内周面近傍の雰囲気温度を検知する。サーモスタット８８によって検知された温度があらかじめ設定された閾値を超えた場合は、ヒータ６３への通電が遮断される。

また、図３１及び図３２に示されるように、定着ベルト６１の両端部を保持するフランジ８７には、スライド溝８７ａが設けられている。スライド溝８７ａは、定着ベルト６１の加圧ローラ６２に対する接離方向に延在する。スライド溝８７ａには定着装置の筐体の係合部が係合する。この係合部がスライド溝８７ａ内を相対移動することにより、定着ベルト６１は加圧ローラ６２に対する接離方向へ移動可能に構成されている。

以上、本発明を適用可能な他の定着装置及び画像形成装置の構成について説明したが、斯かる構成の定着装置及び画像形成装置においても本発明を適用することにより、上記実施形態と同様の効果を得られる。すなわち、本発明を適用することにより、定着ベルトの端面とこれに接触する端面接触部材の接触状態を良好に維持できるので、定着ベルトの端面と端面接触部材との間への潤滑剤の侵入を効果的に抑制できるようになる。

また、本発明に係る定着装置において、定着ベルトの内周面に接触し、回転する定着ベルトに対して相対的に摺動する摺動部材は、図２に示されるようなニップ形成部材２４又は摺動シート２８のほか、図２０～図２５に示されるようなヒータ６３、図２３又は図２４に示されるニップ形成部材６８、図２５に示されるニップ形成部材７４も含まれる。

また、定着ベルトと摺動部材との間に介在する潤滑剤は、グリスであってもよいし、オイルであってもよい。グリスはオイルに比べて粘度が高いため、潤滑剤としてグリスを用いた場合は、定着ベルトの端面とこれに接触する端面接触部材との間に潤滑剤が侵入しにくくなり、スリップがより一層生じにくくなる。一方、潤滑剤としてオイルを用いた場合は、定着ベルトと摺動部材との間の摩擦抵抗を効果的に低減できるので、定着ベルトの摩耗が生じにくくなる。

また、上記実施形態においては、定着ベルト２１の外周面と各キャップ部材２９Ａ，２９Ｂの内周面との間に、弾性部材３６Ａ，３６Ｂ（図５参照）を介在させる場合を例に説明したが、図３３に示される例のように、弾性部材３６Ａ，３６Ｂを有しない構成であってもよい。すなわち、キャップ部材２９Ａ，２９Ｂが摩擦係数の高い部材によって構成される場合など、定着ベルト２１の回転によりキャップ部材２９Ａ，２９Ｂが従動回転する場合は、弾性部材３６Ａ，３６Ｂを省略し、キャップ部材２９Ａ，２９Ｂの外周面を定着ベルト２１の外周面に直接接触させてもよい。

また、本発明は、次のような構成の定着装置にも適用可能である。

図３４は、本発明を適用可能な別の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。

図３４に示すように、本実施形態に係る定着装置６０は、回転体あるいは定着部材としての定着ベルト６１と、対向回転体あるいは加圧部材としての加圧ローラ６２と、加熱源としてのヒータ６３と、加熱源保持部材としてのヒータホルダ６４と、支持部材としてのステー６５と、温度検知部材としての温度センサ（サーミスタ）６７と、第１高熱伝導部材８９を備えている。定着ベルト６１は、無端状のベルトから成る。加圧ローラ６２は、定着ベルト６１の外周面に接触して、定着ベルト６１との間にニップ部Ｎを形成する。ヒータ６３は、定着ベルト６１を加熱する。ヒータホルダ６４は、ヒータ６３を保持する。ステー６５は、ヒータホルダ６４を支持する。温度センサ６７は、第１高熱伝導部材８９の温度を検知する。すなわち、本実施形態に係る定着装置６０は、上記図２０に示される定着装置と比べて、第１高熱伝導部材８９を備えている以外、基本的に同じ構成である。なお、図３４の紙面に直交する方向は、定着ベルト６１、加圧ローラ６２、ヒータ６３、ヒータホルダ６４、ステー６５、第１高熱伝導部材８９の長手方向であり、以下、この方向を単に長手方向と呼ぶ。また、この長手方向は搬送される用紙の幅方向、定着ベルト６１のベルト幅方向、そして、加圧ローラ６２の軸方向でもある。

ここで、本実施形態におけるヒータ６３は、上記図２８に示されるヒータと同じように、複数の抵抗発熱体５６が、ヒータ６３の長手方向に互いに間隔をあけて配置されている。しかしながら、複数の抵抗発熱体５６が互いに間隔をあけて配置される構成においては、抵抗発熱体５６同士の間隔である分割領域Ｂにおけるヒータ６３の温度が、抵抗発熱体５６が配置される部分に比べて低くなる傾向にある。このため、分割領域Ｂにおいては、定着ベルト６１の温度も低くなり、定着ベルト２１の温度が長手方向に渡って不均一になる虞がある。

そのため、本実施形態においては、分割領域Ｂにおける温度落ち込みを抑制して、定着ベルト６１の長手方向の温度ムラを抑制するために、上記第１高熱伝導部材８９を設けている。以下、第１高熱伝導部材８９についてより詳細に説明する。

図３４に示されように、第１高熱伝導部材８９は、図の左右方向において、ヒータ６３とステー６５との間に配置され、特にヒータ６３とヒータホルダ６４との間に挟まれる。つまり、第１高熱伝導部材８９の一方の面は、ヒータ６３の基材５５の裏面に当接し、第１高熱伝導部材８９の他方の面（一方の面とは反対側の面）は、ヒータホルダ６４に当接している。

ステー６５は、ヒータ６３などの厚み方向に延在する二つの垂直部６５ａの当接面６５ａ１をヒータホルダ６４に当接させ、ヒータホルダ６４、第１高熱伝導部材８９、ヒータ６３を支持する。長手交差方向（図３４の上下方向）において、当接面６５ａ１は抵抗発熱体５６が設けられる範囲よりも外側に設けられる。これにより、ヒータ６３からステー６５への伝熱を抑制でき、ヒータ６３が定着ベルト６１を効率よく加熱できる。

図３５に示されるように、第１高熱伝導部材８９は、一定の厚みを有する板状の部材であり、例えば、その厚みが０．３ｍｍ、長手方向方向の長さが２２２ｍｍ、長手交差方向の幅が１０ｍｍに設定される。本実施形態においては、第１高熱伝導部材８９が単一の板材により構成されるが、複数の部材からなってもよい。なお、図３５においては、図３４に記載のガイド部材６６が省略されている。

第１高熱伝導部材８９は、ヒータホルダ６４の凹部６４ｂに嵌め込まれ、その上からヒータ６３が取り付けられることで、ヒータホルダ６４とヒータ６３とに挟み込まれて保持される。本実施形態においては、第１高熱伝導部材８９の長手方向の幅がヒータ６３の長手方向の幅と略同じに設定されている。第１高熱伝導部材８９及びヒータ６３は、凹部６４ｂの長手方向と交差する方向に配置される両側壁（長手方向規制部）６４ｂ１によって、長手方向の移動が規制される。このように、第１高熱伝導部材８９の定着装置９内における長手方向の位置ずれが規制されることにより、長手方向の狙いの範囲に対して熱伝導効率を向上させることができる。また、第１高熱伝導部材８９及びヒータ６３は、凹部６４ｂの長手方向に配置される両側壁（配列交差方向規制部）６４ｂ２によって、長手交差方向の移動が規制される。

第１高熱伝導部材８９が配置される長手方向（矢印Ｘ方向）の範囲は、図３５に示される範囲に限らない。例えば、図３６に示されるように、抵抗発熱体５６が配置される長手方向の範囲のみに第１高熱伝導部材８９が配置されてもよい（図３６におけるハッチング部参照）。また、図３７に示される例のように、長手方向（矢印Ｘ方向）の間隔（分割領域）Ｂに対応する位置で、その全域のみに第１高熱伝導部材８９を配置することもできる。なお、図３７においては、便宜上、抵抗発熱体５６と第１高熱伝導部材８９が図３７の上下方向にずらして示されているが、両者は長手交差方向（矢印Ｙ方向）のほぼ同じ位置に配置される。また、第１高熱伝導部材８９は、抵抗発熱体５６の長手交差方向（矢印Ｙ方向）の一部に渡って配置されてもよいし、図３８に示される例のように、第１高熱伝導部材８９が抵抗発熱体５６の長手交差方向（矢印Ｙ方向）の全体に渡って配置されていてもよい。さらに、図３８に示されるように、第１高熱伝導部材８９を、長手方向の間隔Ｂに対応する位置に加えて、その間隔Ｂを間にはさむ両側の抵抗発熱体５６にまたがって配置することもできる。この「第１高熱伝導部材８９を両側の抵抗発熱体５６にまたがって配置する」とは、第１高熱伝導部材８９が両側の抵抗発熱体５６と長手方向の位置が少なくとも一部重なることを意味する。また、第１高熱伝導部材８９は、ヒータ６３の全ての間隔Ｂに対応する位置に配置されてもよいし、図３８に示される例のように、一部の間隔Ｂ（この場合１箇所）に対応する位置だけ配置されてもよい。ここで、「第１高熱伝導部材８９が間隔Ｂに対応する位置に配置される」とは、間隔Ｂと第１高熱伝導部材８９の少なくとも一部が長手方向において重なることを意味する。

加圧ローラ６２の加圧力により、第１高熱伝導部材８９はヒータ６３とヒータホルダ６４との間に挟み込まれてこれらの部材に密着する。第１高熱伝導部材８９がヒータ６３に接触することにより、ヒータ６３の長手方向の熱伝導効率が向上する。そして、第１高熱伝導部材８９が、長手方向において、ヒータ６３の間隔Ｂに対応する位置に配置されることにより、間隔Ｂにおける熱伝導効率を向上させることができ、間隔Ｂへ伝達される熱量を増やし、間隔Ｂにおける温度を上昇させることができる。これにより、ヒータ６３の長手方向の温度ムラを抑制でき、定着ベルト６１の長手方向の温度ムラを抑制できる。その結果、用紙に定着される画像の定着ムラ及び光沢ムラを抑制できる。また、間隔Ｂにおいて十分な定着性能を確保するために、ヒータ６３の発熱量を多くする必要が無くなり、定着装置の省エネ化を実現できる。特に、抵抗発熱体５６が配置される長手方向全域に渡って第１高熱伝導部材８９が配置される場合は、ヒータ６３による主な加熱領域（つまり、通紙される用紙の画像形成領域）全域において、ヒータ６３の伝熱効率を向上させ、ヒータ６３ひいては定着ベルト６１の長手方向の温度ムラを抑制できる。

さらに、第１高熱伝導部材８９とＰＴＣ特性を有する抵抗発熱体５６との組み合わせにより、小サイズ用紙通紙時の非通紙領域による過昇温をより効果的に抑制できる。このＰＴＣ特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる（一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる）特性である。すなわち、抵抗発熱体５６がＰＴＣ特性を有していることにより、非通紙領域における抵抗発熱体５６の発熱量を効果的に抑制できると共に、第１高熱伝導部材８９によって、温度が上昇した非通紙領域の熱量を通紙領域へ効率的に伝達できるので、これらの相乗効果により非通紙領域による過昇温を効果的に抑制できる。

また、間隔Ｂの周辺においても、間隔Ｂの発熱量が小さいことによりヒータ６３の温度が低くなるため、第１高熱伝導部材８９を配置することが好ましい。例えば、図３９に示される間隔Ｂの周辺の領域を含む拡大分割領域Ｃに対応する位置に、第１高熱伝導部材８９を配置することにより、間隔Ｂ及びその周辺における長手方向の熱伝達効率を向上させ、ヒータ６３の長手方向の温度ムラをより効果的に抑制できる。また、第１高熱伝導部材８９が、全ての抵抗発熱体５６が配置される領域の長手方向全体に渡って配置されている場合は、ヒータ６３（定着ベルト６１）の長手方向の温度ムラをより確実に抑制できる。

続いて、定着装置のさらに別の実施形態について説明する。

図４０に示される定着装置６０は、ヒータホルダ６４と第１高熱伝導部材８９との間に第２高熱伝導部材９０を有している。第２高熱伝導部材９０は、ヒータホルダ６４，ステー６５、第１高熱伝導部材８９などの部材の積層方向（図４０における左右方向）において、第１高熱伝導部材８９と異なる位置に設けられる。より詳しくは、第２高熱伝導部材９０は、第１高熱伝導部材８９に重ね合わせされて設けられる。また、本実施形態においては、上記図３４に示される実施形態と同じように、温度センサ（サーミスタ）６７が設けられているが、図４０は、温度センサ６７が配置されていない断面を示している。

第２高熱伝導部材９０は、基材５５よりも熱伝導率の高い部材、例えばグラフェン又はグラファイトにより構成される。本実施形態においては、第２高熱伝導部材９０が、厚み１ｍｍのグラファイトシートにより構成される。また、第２高熱伝導部材９０は、アルミニウム、銅、銀などの板材により構成されてもよい。

図４１に示されるように、第２高熱伝導部材９０は、ヒータホルダ６４の凹部６４ｂに複数配置され、各第２高熱伝導部材９０同士の間には長手方向の間隔が介在している。ヒータホルダ６４の第２高熱伝導部材９０が設けられる部分には、その他の部分よりも一段深い窪みが形成されている。第２高熱伝導部材９０は、長手方向の両側において、ヒータホルダ６４との間に隙間が設けられている。これにより、第２高熱伝導部材９０からヒータホルダ６４への伝熱が抑制され、ヒータ６３によって定着ベルト６１が効率的に加熱される。なお、図４１においては、図３４に記載のガイド部材６６が省略されている。

図４２に示されるように、第２高熱伝導部材９０（ハッチング部参照）は、長手方向（矢印Ｘ方向）において、間隔Ｂに対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体５６の少なくとも一部に重なる位置に配置されている。特に、本実施形態においては、第２高熱伝導部材９０が、間隔Ｂ全域に渡って配置されている。なお、図４２（および後述の図４４）においては、第１高熱伝導部材８９が、全ての抵抗発熱体５６が配置される領域の長手方向全体に渡って配置されている場合を示しているが、第１高熱伝導部材８９の配置範囲はこれに限らない。

本実施形態のように、第１高熱伝導部材８９に加えて、長手方向の間隔Ｂに対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体５６の少なくとも一部に重なる位置に第２高熱伝導部材９０が配置されていることにより、間隔Ｂにおける長手方向の熱伝達効率をより一層向上させ、ヒータ６３の長手方向の温度ムラをより効果的に抑制できる。また、最も好ましくは、図４３に示されるように、間隔Ｂに対応する位置でその全域にのみ第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０を設ける。これにより、間隔Ｂに対応する位置において、その他の領域と比較して特に熱伝達効率を向上させることができる。なお、図４３においては、便宜上、抵抗発熱体５６と第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０が、図の上下方向にそれぞれずらして示されているが、これらは長手交差方向（矢印Ｙ方向）のほぼ同じ位置に配置される。ただし、これに限るものではなく、第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０は、抵抗発熱体５６の長手交差方向の一部に配置されていてもよいし、長手交差方向の全体を覆うようにして配置されていてもよい。

また、第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０の両方が上記グラフェンシートにより構成されてもよい。この場合、グラフェンの面に沿う所定の方向、つまり、厚み方向ではなく長手方向に熱伝導率の高い第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０を形成できる。このため、ヒータ６３及び定着ベルト６１の長手方向の温度ムラを効果的に抑制できる。

グラフェンは薄片状の粉体である。グラフェンは、図４６に示されるように、炭素原子の平面状の六角形格子構造から成る。グラフェンシートとは、シート状のグラフェンであり、通常、単層である。また、グラフェンシートは、炭素の単一層に不純物を含んでいてもよいし、フラーレン構造を有するものであってもよい。フラーレン構造は、一般的に、同数の炭素原子が５員環および６員環でかご状に縮環した多環体を形成して成る化合物として認識されており、例えば、Ｃ６０、Ｃ７０およびＣ８０フラーレン又は３配位の炭素原子を有する他の閉じたかご状構造である。

グラフェンシートは、人工物であり、例えば化学気相蒸着（ＣＶＤ）法により作製され得る。

グラフェンシートには市販品を用いることができる。グラフェンシートの大きさ、厚み、あるいは後述するグラファイトシートの層数などは、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定される。

また、グラフェンを多層化したグラファイトは大きな熱伝導異方性を持つ。グラファイトは、図４７に示すように、炭素原子の縮合六員環層面が平面状に広がった層を有し、この層が何重にも重なった結晶構造を有する。この結晶構造における炭素原子間は、層内での隣接する炭素原子同士は共有結合をなし、層間の炭素原子同士はファン・デル・ワールス結合をなす。そして、共有結合はファン・デル・ワールス結合に比べてその結合力が大きく、層内での結合と層間での結合とでは大きな異方性を持つ。つまり、第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０をグラファイトにより構成することにより、第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０における長手方向の伝熱効率が厚み方向（つまり、部材の積層方向）に比べて大きくなり、ヒータホルダ６４への伝熱を抑制できる。従って、ヒータ６３の長手方向の温度ムラを効率よく抑制するとともに、ヒータホルダ６４側へ流出する熱を最小限に抑えることができる。また第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０をグラファイトにより構成することにより、７００度程度まで酸化しない優れた耐熱性を第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０に持たせることができる。

グラファイトシートの物性や寸法は、第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０に求められる機能に応じて適宜変更できる。例えば、高純度のグラファイトあるいは単結晶グラファイトを用いる、あるいは、グラファイトシートの厚みを大きくすることにより、その熱伝導の異方性を高めることができる。また、定着装置を高速化するために、厚みの小さいグラファイトシートを用いて定着装置の熱容量を小さくしてもよい。また、ニップ部Ｎ及びヒータ６３の幅が大きい場合には、それに合わせて第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０の長手方向の幅を大きくしてもよい。

機械的強度を高める観点から、グラファイトシートの層数は１１以上であることが好ましい。またグラファイトシートは部分的に単層と多層の部分とを含んでいてもよい。

第２高熱伝導部材９０は、長手方向において、間隔Ｂ（さらに拡大分割領域Ｃ）に対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体５６の少なくとも一部に重なる位置に設けられればよく、図４２の配置に限らない。例えば、図４４に示される例のように、第２高熱伝導部材９０Ａは、長手交差方向（矢印Ｙ方向）において、基材５５よりも長手交差方向の両側へ飛び出して設けられていてもよい。また、第２高熱伝導部材９０Ｂは、長手交差方向において、抵抗発熱体５６が設けられる範囲に設けられていてもよい。また、第２高熱伝導部材９０Ｃは、間隔Ｂの一部に設けられていてもよい。

また、図４５に示される別の実施形態においては、第１高熱伝導部材８９とヒータホルダ６４との間に厚み方向（図４５における左右方向）の隙間が設けられている。つまり、ヒータ６３、第１高熱伝導部材８９、及び第２高熱伝導部材９０が配置されるヒータホルダ６４の凹部６４ｂ（図４１参照）の一部の領域に、断熱層としての逃げ部６４ｃが設けられている。逃げ部６４ｃは、第２高熱伝導部材９０（図４５においては図示省略）が設けられる部分以外の長手方向の一部の領域に設けられる。また、逃げ部６４ｃは、ヒータホルダ６４の凹部６４ｂの深さをその他の部分よりも深くすることにより形成されている。これにより、ヒータホルダ６４と第１高熱伝導部材８９との接触面積を最小限にとどめることができるので、第１高熱伝導部材８９からヒータホルダ６４への伝熱が抑制され、ヒータ６３によって定着ベルト６１を効率的に加熱できるようになる。なお、長手方向の第２高熱伝導部材９０が設けられる断面においては、上記図４０に示される実施形態のように、第２高熱伝導部材９０がヒータホルダ６４に当接する。

また、本実施形態においては、逃げ部６４ｃが、長手交差方向（図４５における上下方向）において、抵抗発熱体５６が設けられた範囲全域に渡って設けられている。これにより、第１高熱伝導部材８９からヒータホルダ６４への伝熱が効果的に抑制され、ヒータ６３による定着ベルト６１の加熱効率が向上する。なお、断熱層として、逃げ部６４ｃのように空間を設ける構成の他、ヒータホルダ６４よりも熱伝導率の低い断熱部材を設ける構成であってもよい。

また、本実施形態においては、第２高熱伝導部材９０を第１高熱伝導部材８９とは異なる部材として設けたが、これに限らない。例えば、第１高熱伝導部材８９の間隔Ｂに対応する部分を、その他の部分よりも厚みを大きくすることにより、第１高熱伝導部材８９が第２高熱伝導部材９０の機能を兼ねるようにしてもよい。

以上の説明においては、本発明を、ベルト式加熱装置（回転体駆動装置）の一例である定着装置に適用する場合を例に説明した。しかしながら、本発明は、定着装置に限らず、用紙に塗布されたインクなどの液体を乾燥させる乾燥装置、被覆部材としてのフィルムを用紙などのシートの表面に熱圧着させるラミネータ、包材のシール部を熱圧着するヒートシーラーなどの加熱装置であってもよい。また、本発明は、ヒータなどの加熱源を有しない回転体駆動装置にも適用可能である。

２０ 定着装置（加熱装置、回転体駆動装置）
２１ 定着ベルト（回転体）
２２ 加圧ローラ（対向回転体）
２３ 電磁誘導加熱部（加熱源）
２４ ニップ形成部材（摺動部材）
２８ 摺動シート（摺動部材）
２９Ａ キャップ部材（端面接触部材）
２９Ｂ キャップ部材（端面接触部材）
３６Ａ 弾性部材
３６Ｂ 弾性部材
３７ 回転部材
３８ フォトインタラプタ（回転検知部材）
４０ 駆動力伝達歯車
４１ 第一歯車（第一はすば歯車）
４２ 第二歯車（第二はすば歯車）
６０ 定着装置（加熱装置、ベルト駆動装置）
６１ 定着ベルト
６２ 加圧ローラ（対向回転体）
６３ ヒータ（加熱源、摺動部材）
１００ 画像形成装置
Ｎ ニップ部

特開２０１９－１４８６１８号公報

Claims (12)

1. 回転可能な無端状の回転体と、
   前記回転体の内周面に接触する摺動部材と、
   前記摺動部材と前記回転体の内周面との間に介在する潤滑剤と、
   前記回転体の端面に接触する端面接触部材と、
   前記端面接触部材の回転体端面側とは反対側に設けられる第一はすば歯車と、
   前記第一はすば歯車と噛み合う第二はすば歯車を備え、
   前記第一はすば歯車の歯は、前記第一はすば歯車が回転した際に、前記端面接触部材を前記回転体の端面に接近させる方向の力を生じさせるような向きに配置され、
   前記第一はすば歯車の外径は、前記回転体の外径以下であることを特徴とする回転体駆動装置。
2. 前記第一はすば歯車の回転軸に対する歯の傾斜角度は、１度以上３０度以下である請求項１に記載の回転体駆動装置。
3. 前記回転体の外周面に接触しニップ部を形成する対向回転体と、
   前記対向回転体を回転させる駆動力を伝達する駆動力伝達歯車と、
   を備え、
   前記駆動力伝達歯車、前記第一はすば歯車及び前記第二はすば歯車は、前記回転体の長手方向において前記回転体の中心に対して同じ側に配置される請求項１又は２に記載の回転体駆動装置。
4. 前記潤滑剤は、オイルである請求項１から３のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
5. 前記第二はすば歯車の回転により回転する回転部材と、
   前記回転部材の回転を検知する回転検知部材を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の回転体駆動装置。
6. 前記回転体は、金属材料を含む基材を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の回転体駆動装置。
7. 前記端面接触部材は、弾性部材を介して前記回転体の外周面に接触する請求項１から６のいずれか１項に記載の回転体駆動装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の回転体駆動装置と、
   前記回転体を加熱する加熱源と、
   を備えることを特徴とする加熱装置。
9. 前記加熱源は、前記摺動部材である請求項８に記載の加熱装置。
10. 前記加熱源は、電磁誘導加熱式の加熱源である請求項８に記載の加熱装置。
11. 請求項８から１０のいずれか１項に記載の加熱装置を用いて記録媒体に画像を定着することを特徴とする定着装置。
12. 請求項１から７のいずれか１項に記載の回転体駆動装置、請求項８から１０のいずれか１項に記載の加熱装置、又は請求項１１に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。