(57)【要約】【課題】定着ベルトに特別な加工及び負担を与えることなく簡便な方法で定着ベルトに生じる曲げ応力を軽減でき、長期に亘り安定した定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達できる回転検知用部材及び定着装置を提供する。【解決手段】回転検知用部材１０は、定着装置の定着ベルト１の端部１ａの外周面を覆う円筒状の本体部１１と、本体部１１の内周面に設けられ、本体部１１に挿入された定着ベルト１の外周面と接触する弾性部材１２と、本体部１１の外周面に設けられ、定着ベルト１の回転を検知する検出手段の従動回転部材を従動回転させる回転伝達面１３とを具備する。【選択図】図１
2014109654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着装置の定着ベルトの端部の外周面を覆う円筒状の本体部と、
前記本体部の内周面に設けられ、前記本体部に挿入された前記定着ベルトの外周面と接触する弾性部材と、
前記本体部の外周面に設けられ、前記定着ベルトの回転を検知する回転検出手段の従動回転部材を従動回転させる回転伝達面とを具備することを特徴とする回転検知用部材。
【請求項２】
請求項１に記載する回転検知用部材において、
前記弾性部材は、Ｏリングであることを特徴とする回転検知用部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する回転検知用部材を具備する定着ベルトと、前記回転伝達面に接触して設けられ従動回転する従動回転部材と、該従動回転部材と共に回転する前記回転検出手段とを具備することを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ベルトの回転検知用部材及び定着装置に関し、定着ベルトの軸方向端部に被せるだけで従動される定着ベルトの回転を検出することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンター等の画像形成装置には、未定着トナーを定着する定着装置が備えられている。このような定着装置には、無端状の定着ベルトと、定着ベルトに対向して配置される加圧ロールとで所定のニップを形成し、ニップ部において、熱と圧力で用紙上に転写されたトナーを溶融、浸透させ、画像を定着させるものがある。熱源としては、ＩＨ（誘導加熱）ヒーターやハロゲンヒーター等を用いて定着ベルトを加熱するものがある。特に、ＩＨヒーターを用いる場合は加熱効率が高いため、定着ベルトに異常回転等が起こると、定着ベルトが局所的に過昇温され、定着ベルトの劣化や熱破壊を生じるという問題がある。このような過昇温を防止するため、光学センサで定着ベルトの回転を検知し加熱源を制御する定着装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の定着装置は、異常時の対応策であり、長期に亘る安定した定着ベルトの回転駆動の検知を実現できるものではない。
【０００４】
また、定着ベルトの端部に回転検知のための治具を接着し、この治具を介して光学センサ用カムを回転駆動するようにし、光学センサ用カムの回転位置を検出することにより、定着ベルトの回転を検知する定着装置がある。しかしながら、このような回転検知方式では、定着ベルト内面に治具を接着する等の手間がかかるばかりか、端部に円筒状の治具を嵌合して接着するので、ニップ部を形成する部位において、図５に示すように、定着ベルトと加圧ロールの端部とで押圧される部位との間で曲げ応力が集中し定着ベルトの破壊の起点になるという問題がある。
【０００５】
一方、定着ベルト外周面にレーザー等でマーキングし、その周期を測定する方法もあるが、加工工数が増えコストアップとなってしまう（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０７０３２１号公報
【特許文献２】特開２００９−２３７１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、定着ベルトに特別な加工及び負担を与えることなく簡便な方法で定着ベルトに生じる曲げ応力を軽減でき、長期に亘り安定した定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達できる回転検知用部材及び定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、定着装置の定着ベルトの端部の外周面を覆う円筒状の本体部と、前記本体部の内周面に設けられ、前記本体部に挿入された前記定着ベルトの外周面と接触する弾性部材と、前記本体部の外周面に設けられ、前記定着ベルトの回転を検知する回転検出手段の従動回転部材を従動回転させる回転伝達面とを具備することを特徴とする回転検知用部材にある。
【０００９】
かかる発明によれば、本体部の内周面に設けられた弾性部材を定着ベルト端部の外周面と接触させているだけなので、ニップ部で定着ベルトが内側に曲げられた場合においても定着ベルトに曲げ応力が生じることが無い。これにより、定着ベルトに特別な加工及び負荷を与えることなく定着ベルトと弾性部材に生じる摩擦力を利用し、定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達することができ、さらに定着ベルトの劣化や損傷を防止することができる。
【００１０】
ここで、前記弾性部材は、Ｏリングであることが好ましい。
【００１１】
かかる発明によれば、Ｏリングを介して簡便に定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達することができる。
【００１２】
本発明の他の態様は、前記回転検知用部材を具備する定着ベルトと、前記回転伝達面に接触して設けられ従動回転する従動回転部材と、該従動回転部材と共に回転する前記回転検出手段とを具備することを特徴とする定着装置にある。
【００１３】
かかる発明によれば、定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に正確に伝達できる従動回転部材と、従動回転部材と共に回転する回転検出手段とを具備し、従動回転部材を定着ベルトの外側と接触させているだけなので、ニップ部で定着ベルトが内側に曲げられた場合においても曲げ応力を生じることが無く、定着ベルトの劣化や損傷を防止でき、信頼性の高い定着装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回転検知用部材によれば、定着ベルトに特別な加工及び負担を与えることなく簡便な方法で定着ベルトと前記弾性部材に生じる摩擦力を利用し定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達することができ、さらに定着ベルトの劣化や損傷を防止することができる。
【００１５】
本発明の定着装置によれば、定着ベルトの劣化や損傷を防止でき、長期に亘り定着ベルトを安定して回転させることができる。また、定着装置の故障を軽減でき、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る回転検知用部材を定着ベルトに装着する状態を示す説明図及び装着された状態の断面図。
【図２】本実施形態に係る回転検知用部材を具備する定着装置の定着機構の斜視図。
【図３】図２における定着装置の定着機構のＩ−Ｉ線断面図。
【図４】図２における定着装置の駆動時の定着機構のII−II線断面図。
【図５】従来の回転検知用部材を具備する定着装置の駆動時の定着機構の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
（実施形態１）
本発明に係る回転検知用部材は、定着装置の定着ベルトの軸方向端部の少なくとも一方に被せて用いられる。
【００１９】
図１に、本実施形態に係る回転検知用部材を定着ベルトに装着する状態を示す説明図及び装着された状態の断面図を示す。
【００２０】
回転検知用部材１０は、定着ベルト１の端部１ａが挿入される円筒状の本体部１１と、本体部１１の内周面に設けられた、例えば、Ｏリングからなる弾性部材１２とを具備し、本体部１１の外周面の一部は、定着ベルト１の回転を検知する回転検出手段３０の従動回転部材３１（図２参照）を従動回転させる回転伝達面１３からなっている。ここで、回転伝達面１３と従動回転部材３１との回転伝達は外周面同士の密着により行ってもよいが、回転を確実に伝達するために、歯車同士の噛み合わせで行うのが好ましい。本実施形態では、回転伝達面１３には図示は簡略化しているが、複数の歯１３ａが設けられ、従動回転部材３１の外周面には回転伝達面１３の歯１３ａと噛み合う歯３１ａが設けられている。
【００２１】
定着ベルト１が挿入される本体部１１の一端側は、定着ベルト１の外径より若干大きな内径を有する。本体部１１の内周面には弾性部材１２を嵌合させるための凹部１４が内周に沿って設けられている。定着ベルト１が本体部１１に挿入される前の弾性部材１２は、定着ベルト１の外径より若干小さい内径を有すると共に凹部１４の内径とほぼ同一の外径を有し、凹部１４内に設けることにより、その一部を内方に突出した状態で保持される。定着ベルト１が本体部１１に挿入されると、弾性部材１２は、弾性力で定着ベルト１の端部１ａの外周面を圧着し定着ベルト１と接触する。
【００２２】
このように、弾性部材１２は、凹部１４内に嵌合させた状態で、その内径が定着ベルト１と接触し且つ定着ベルト１の回転駆動力が弾性部材１２を介して回転検知用部材１０に確実に伝達されるように設定されている。これにより、回転検知用部材１０が定着ベルト１と共に回転し、定着ベルト１と弾性部材１２との間に滑りがない状態となる。
【００２３】
また、回転検知用部材１０の他端側には端面の開口を塞ぐ支持部１５が設けられ、支持部１５には、貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６には、軸受け１７が設けられ、定着ベルト１の内側に設けられた押圧部材２１を支持する支持部材２２の端部の支持軸２２ａが軸受け１７の図示しない軸支持部材に嵌合するようになっている。これにより、回転検知用部材１０は定着ベルト１の端部１ａに嵌合して支持されるとともに、支持軸２２ａに対しては自由に回転可能となっている。なお、貫通孔１６は、支持軸２２ａと干渉しない程度の寸法の貫通孔であってもよく、支持軸２２ａの端部が貫通孔１６に貫通した状態で支持されるようになっていればよく、この場合には、軸受けは不要である。
【００２４】
また、回転検知用部材１０の回転伝達面１３は、上述した通り、歯車形状となっていても、摩擦により回転伝達を行う面、例えば、摩擦係数の大きなゴム部材からなる面であってもよく、また、従動回転部材３１との回転伝達は上述したように直接行ってもよいが、ベルトやタイミングベルトを介して間接的に行ってもよい。
【００２５】
以上説明した回転検知用部材１０は、例えば、金属、又は硬質樹脂からなる。
【００２６】
弾性部材１２としては、例えばＯリング、パッキン等のゴム部材等を挙げることができるが、本実施形態ではＯリングを用いている。なお、弾性部材の数については特に制限はない。
【００２７】
次に、定着装置の定着機構について説明する。図２に、本実施形態に係る回転検知用部材を具備する定着装置の定着機構の斜視図を示し、図３に、図２における定着装置の定着機構のＩ−Ｉ線断面図を示す。
【００２８】
定着装置の定着機構２は、回転検知用部材１０が端部に挿入された定着ベルト１と、定着ベルト１に対向する位置に設けられ、定着ベルト１を押圧しながら従動回転させる加圧ロール２５と、定着ベルト１の内側に設けられ、内側から加圧ロール２５を押圧する押圧部材２１と、押圧部材２１を支持する支持部材２２とを具備する。また、定着ベルト１の上方に設けられた定着ベルト１の回転検出手段３０と、定着ベルト１を所定温度まで加熱する加熱手段４０とを具備するものである。
【００２９】
定着ベルト１は、対向する加圧ロール２５との圧接により所定のニップ部を形成できるものであればよく、例えばポリイミド等の樹脂ベルト又は電鋳ベルトを用いたものが好ましい。特に、樹脂ベルトは応力集中による破壊が生じやすいので、電鋳ベルトを適用するのが好ましい。
【００３０】
加圧ロール２５は、金属等からなる芯体２６と、芯体２６の周囲に形成されたゴム等からなる弾性層２７とを具備するものである。また、弾性層２７の周囲にはフッ素樹脂等からなる離型層を設けたものでもよい。
【００３１】
押圧部材２１は、例えばゴム等の弾性体及び樹脂、金属等から構成される。押圧部材２１は、定着ベルト１の駆動時に、定着ベルト１の内周面と摺動しながら加圧ロール２５に対して定着ベルト１を押圧し、加圧ロール２５の弾性層２７を変形させながら、加圧ロール２５と定着ベルト１との間に所定のニップ部を形成するものである。
【００３２】
支持部材２２は、このような押圧部材２１を裏面側から回転移動しないように支持するものであり、加圧ロール２５の回転駆動により定着ベルト１が回転した場合に、押圧部材２１が定着ベルト１の内周面と摺動する状態で保持する。
【００３３】
回転検出手段３０は、定着ベルト１の回転を検知するためのものである。本実施形態では光センサを用いている。回転検出手段３０は、回転検知用部材１０の回転伝達面１３と係合する従動回転部材３１を嵌合状態で支持し、従動回転部材３１と共に回転可能となる回転軸３２と、回転軸３２の端部に固定され、複数の羽３３ａを有する光センサ用カム３３と、光センサ用カム３３の回転周期を検出する光センサ３４とを具備する。  
【００３４】
従動回転部材３１は、定着ベルト１の回転に連動して従動回転する回転検知用部材１０の回転伝達面１３の歯１３ａと、従動回転部材３１の歯３１ａを介して噛み合い、回転伝達面１３の回転に従動して回転軸３２と共に回転する。これにより、光センサ用カム３３も回転する。光センサ３４は、光センサ用カム３３の回転周期を検知する。すなわち、光センサ３４の検出信号により、光センサ用カム３３の回転周期が把握でき、これを定着ベルト１の回転周期に換算することにより、定着ベルト１の回転周期を把握することができる。このような定着ベルト１の回転周期の検出は、光センサ３４からの検出信号を受信する制御装置３５により行われる。制御装置３５は例えば定着ベルト１の回転周期の変化から定着ベルト１の回転不良を把握することができ、これにより、定着不良などの画像不良が未然に防止される。
【００３５】
加熱手段４０は、定着ベルト１を加熱できるものであればよく、例えば、定着ベルト１が対応していれば、励磁コイルによるＩＨ（電磁誘導）ヒーターを用いることができる。他はハロゲンヒーター、電熱線ヒーター、セラミックヒーター等を挙げることができる。本実施形態では、ＩＨヒーターを用いている。
【００３６】
このような定着装置の定着機構２においては、未定着トナー２８を担持した記録材２９を定着ベルト１と、加圧ロール２５との間に挟持搬送させ、ニップ部において熱と圧力で未定着トナー２８を記録材２９上に定着させている。
【００３７】
次に、本発明の回転検知用部材１０について、図４と図５を参照して従来の回転検知用部材と対比しながらさらに説明する。図４に、図２における定着装置の駆動時の定着機構のII−II線断面図を示す。図５に、従来の回転検知用部材を具備する定着装置の駆動時の定着機構の断面図を示す。
【００３８】
図４に、本発明の回転検知用部材が定着ベルトに装着された状態を表す断面図を示す。回転検知用部材１０は、定着ベルト１の端部１ａの外周面を覆うように装着され、定着ベルト１の端部１ａは本体部１１の内周面に設けられた弾性部材１２と接触しているだけである。また、回転検知用部材１０の回転伝達面１３と、回転検出手段３０の従動回転部材３１とは互いに噛み合った状態で配設される。
【００３９】
定着ベルト１の内周に設けられた押圧部材２１に対向する位置で加圧ロール２５が押圧されると、図面下側のニップ部では、定着ベルト１は軸方向に亘って、加圧ロール２５で押圧された軸方向中央部に曲げ応力が集中し易くなる（図４の点線丸部分）。しかしながら、定着ベルト１の端部１ａと回転検知用部材１０の弾性部材１２とは接触しているだけなので、ニップ部の端部では定着ベルト１の端部１ａが弾性部材１２から離間する。
【００４０】
このように、本発明の回転検知用部材１０を用いれば、定着ベルト１に従動する回転は維持され、一方、ニップ部近傍において、定着ベルト１の端部１ａに大きな曲げ応力が生じることが無い。すなわち、ニップ部では図示のように、定着ベルト１の端部１ａが弾性部材１２から離間し、軸方向に亘って曲げ応力が発生せず、また、ニップ部とその周縁部との間での周方向に亘っての曲げ応力も大きなものにはならない。これにより、定着ベルトの耐久性を向上させ、長期に亘り安定した定着ベルトの回転駆動を回転検出手段３０に継続的に伝達することができる。
【００４１】
これに対し、従来の回転検知用部材１００は、図５に示すように、定着ベルト１０１の端部内側に嵌合し、嵌合した部位を接着剤１０３で定着ベルト１０１に固定するものであった。よって、定着ベルト１０１は、対向する加圧ロール２５との圧接により形成されるニップ部において、大きく湾曲し、ニップ部の定着ベルト１０１と加圧ロール１０２の端部との境界近傍に大きな曲げ応力が集中することになる（図５の点線丸部分）。この結果、定着ベルト１０１は大きく湾曲した状態で回転駆動されることになり、定着ベルトの応力集中部で破損を生じ易くなる。なお、定着ベルトが破損した場合は、回転検知手段により、加熱手段（ＩＨヒーター）の運転を停止し複写機が停止してしまうことになり、影響が大きい。
【００４２】
以上のことから、本発明の回転検知用部材によれば、定着ベルトがニップ部で内側に曲げられた場合においても定着ベルトに大きな曲げ応力を生じることが無いので、定着ベルトの耐久性を向上させ、長期に亘り安定した定着ベルトの回転駆動を回転検出手段に継続的に伝達することができる。
【００４３】
さらに、本発明の回転検知用部材は、定着ベルトに特別な加工及び負担を与えることなく定着ベルトに被せるだけという極めて簡便な方法で装着することができる。
【００４４】
このような回転検知用部材を具備する本発明の定着装置によれば、定着ベルトの劣化や損傷を防止できるだけでなく、長期に亘り定着ベルトを安定して回転させることができる。これにより、故障を軽減でき、信頼性の高い定着装置を実現することができる。
【００４５】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る回転検知用部材及び定着装置は、複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンター、その他のプリンター及びこれらの複合機等の各種の画像形成装置に搭載可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１      定着ベルト
２      定着装置の定着機構
１０    回転検知用部材
１１    本体部
１２    弾性部材
１３    回転伝達面
１４    凹部
１５    支持部
１６    貫通孔
１７    軸受け
２１    押圧部材
２２    支持部材
２５    加圧ロール
２６    芯体
２７    弾性層
２８    未定着トナー
２９    記録材
３０    回転検出手段
３１    従動回転部材
３２    回転軸
３３    光センサ用カム
３４    光センサ
４０    加熱手段
１００  回転検知用部材
１０１  定着ベルト
１０２  加圧ロール
１０３  接着剤
【図１】
2014109654.tif 000003
【図２】
2014109654.tif 000004
【図３】
2014109654.tif 000005
【図４】
2014109654.tif 000006
【図５】
2014109654.tif 000007