(57)【要約】【課題】ウォームアップタイムが短く、定着部材の破損や定着不良等の不具合を防止可能な定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ベルト２１と、定着ベルト２１の外周側に配置される加圧ローラ３１と、定着部材を加熱するヒータ２５と、加熱による定着部材への伝熱量の制御を行うことによって定着部材の外表面の温度を所定の温度に設定する制御部と、を備え、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との圧接によって形成されるニップ部２６に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、定着ベルト２１の外表面２１ａの変形の大きさを検出する変位検出手段２７をさらに備え、制御部は、定着装置２０のウォームアップ時に、変位検出手段２７が所定の範囲を超える大きさの変形を検出した際には、定着ベルト２１への伝熱量を抑える。【選択図】図２
2014026072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端状の定着部材と、
前記定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
加熱による前記定着部材への伝熱量の制御を行うことによって前記定着部材の外表面の温度を所定の温度に設定する制御部と、
を備え、
前記定着部材と前記加圧部材との圧接によって形成される前記定着部材と前記加圧部材とのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、
前記定着部材の外表面の変形の大きさを検出する変位検出手段をさらに備え、
前記制御部は、
前記定着装置のウォームアップ時に、
前記変位検出手段が所定の範囲を超える大きさの前記定着部材の外表面の変形を検出した際には、前記定着部材への伝熱量を抑える
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着部材の内周側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体をさらに備え、
前記加熱手段は、前記金属熱伝導体および前記定着部材を加熱し、
前記変位検出手段は、前記定着部材の外表面の変形の大きさを検出することにより、前記定着部材を介した前記金属熱伝導体の外表面の変形の大きさの検出を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材は、内周面が黒色であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記変位検出手段は、
前記定着部材の軸方向の中央部であって、かつ、前記加熱手段により加熱される範囲内の位置における前記外表面の変位を検出可能な位置に配置したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記所定の範囲を超える大きさの前記定着部材の外表面の変形を、第１の変形及び該第１の変形よりも大きい第２の変形として段階的に設定したとき、
前記制御部は、
前記変位検出手段により、前記第１の変形が検出された際には、前記加熱による前記定着ベルトへの伝熱量を減少させ、前記第２の変形が検出された際には前記加熱を停止する
ことにより、前記定着部材への伝熱量を抑える
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記変位検出手段は、前記第２の変形を検出した際には、前記加熱を停止した状態で前記第２の変形が検出されなくなるまで前記変形の検出を所定の間隔で繰り返し、
当該定着装置の給紙許可を、前記第２の変形が検出されなくなる時点まで延長する
ことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録材、記録媒体ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え、トナー像を記録紙上に定着することを行っている。
【０００４】
例えば、図６に示すようなベルト定着方式の定着装置１１０は、熱源である加熱ヒータ１１１を有する加圧ローラ１１３と表層にゴム層が設けられた定着ローラ１１５を内包した定着ベルト１１７と、定着ベルト１１７に当接する加圧ローラ１１９により形成されるニップ部（定着ニップ部）Ｎに、トナー転写済みの記録媒体（記録紙）Ｐを通過させる過程で、転写されたトナー像が加熱および加圧され定着するものである。
【０００５】
また、画像形成装置に用いられる上述の定着装置として、回転体の内面に摺接する固定部材を有している特許文献１に示される定着装置がある。この定着装置を図７に示す。定着装置２０は、定着部材（定着ベルト）２１と、定着ベルト２１の内部に設けられる金属熱伝導体（加熱部材）２２と、熱源２５と、定着ベルト２１を介して金属熱伝導体２２に接してニップを形成する加圧ローラ３１とを具備し、ニップを通る被定着材に対し加熱加圧して定着処理を行う定着装置である。特許文献１の発明によれば、定着装置２０を構成する定着ベルト２１全体を温めることができるため、ウォームアップタイム（加熱待機時間）、ファーストプリントタイムを短縮することができ、すなわち装置を高速化することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す構成の定着装置は、定着部材である定着ベルトを、金属熱導電体に対して着脱自在に沿わせて設ける構成であるため、加圧ローラからの回転駆動で定着ベルトを連れまわした場合、定着部材の下流方向で定着ベルトにたるみが生じる。このため、金属熱導電体の上述の定着部材の上流側と下流側との間で温度差が生じ、定着部材の下流側では金属熱導電体が軸方向の中央部近傍において凸型に熱変形し、その両端部は定着ベルトとの間に隙間が生じていわゆるベルト浮きの状態となる。その結果、金属熱導電体が異常発熱し、定着ベルトが変形して破損するおそれが生じてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、定着部材の加熱効率が高いためにウォームアップタイムが短く、高速化された装置の場合であっても、上述したような定着部材の破損や定着不良等の不具合が生じることがない定着装置、及びこれを用いた画像形成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】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の定着装置は、可撓性を有する無端状の定着部材と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、定着部材を加熱する加熱手段と、加熱による定着部材への伝熱量の制御を行うことによって定着部材の外表面の温度を所定の温度に設定する制御部と、を備え、定着部材と加圧部材との圧接によって形成される定着部材と加圧部材とのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、定着部材の外表面の変形の大きさを検出する変位検出手段をさらに備え、制御部は、定着装置のウォームアップ時に、変位検出手段が所定の範囲を超える大きさの定着部材の外表面の変形を検出した際には、定着部材への伝熱量を抑えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ウォームアップタイムが短く、高速化された装置の場合であっても、定着部材の破損や定着不良等の不具合が生じない、定着装置、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る定着装置の上面図である。
【図４】本実施形態に係る定着装置の動作に係るフロー図である。
【図５】第２の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図６】従来の定着装置の概略構成図である。
【図７】従来の定着装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１２】
（画像形成装置の構成・動作）
まず、図１にて本実施形態の画像形成装置全体の構成・動作について説明する。図１に示すように、本実施形態における画像形成装置（装置本体）１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
【００１３】
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【００１４】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００１５】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって、図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【００１６】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００１７】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【００１８】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
【００１９】
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００２０】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【００２１】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００２２】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
【００２３】
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【００２４】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２５】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２６】
１．第１の実施の形態
次に、本発明の第１の実施の形態の定着装置を、図２〜図４を用いて説明する。
【００２７】
本実施形態に係る定着装置（２０）は、可撓性を有する無端状の定着部材（定着ベルト２１）と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材（加圧ローラ３１）と、定着部材を駆動させる駆動手段と、定着部材を加熱する加熱手段（ヒータ２５）と、定着部材の外表面の温度を検知する温度検知手段（温度センサ４０）と、加熱による定着部材への伝熱量の制御を行うことによって定着部材の外表面の温度を所定の温度に設定する制御部（５０（図示せず））と、を備え、定着部材と加圧部材との圧接によって形成される定着部材と加圧部材とのニップ部Ｎに未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、定着部材の外表面の変形の大きさを検出する変位検出手段（２７）をさらに備え、制御部は、定着装置のウォームアップ時に、変位検出手段が所定の範囲を超える大きさの定着部材の外表面の変形を検出した際には、定着部材への伝熱量を抑えるものである。
【００２８】
（定着装置の構成）
図２は第１の実施の形態の定着装置の概略的な断面図である。具体的には、図２（ａ）は、加熱前の冷間（静止）状態の定着装置を示す。また、図２（ｂ）は、加熱回転駆動後の、後述する第１の変形（第１の位置）を示す断面図、図２（ｃ）は、加熱回転駆動後の第２段階の変形（第２の位置）を示す断面図である。また、図３は定着装置の概略的な上面図である。
【００２９】
図２（ａ）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、金属熱伝導体（金属パイプ、加熱パイプともいう）２２、補強部材２３、熱源としてのヒータ２５、ニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２６、変位検出手段２７、加圧部材としての加圧ローラ３１、定着ベルト２１の外表面２１ａの温度を検出する不図示の温度センサ（温度検知手段）、同様に不図示の制御部等で構成される。以下、各構成につき詳細に説明する。
【００３０】
[定着ベルト]
定着部材としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルト（またはフィルム）であって、外部のローラにより連れ回り回転する。図２に示す例では、加圧ローラ３１が不図示の駆動手段により回転し、ニップ部Ｎでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト２１が回転する。
【００３１】
定着ベルト２１は、基材上に弾性層、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。定着ベルト２１の基材は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
【００３２】
定着ベルト２１の弾性層は、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、等のゴム材料で形成されている。弾性層がない場合、熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着す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ユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。これに対し、弾性層を設けることで、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り、記録媒体Ｐ上のトナー像に均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
【００３３】
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、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）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナー像に対する離型性（剥離性）が担保される。
【００３４】
定着ベルトの直径は、通常１５〜１２０ｍｍの範囲で設定されており、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍに設定されている。定着ベルト２１の内部（内周面側）には、金属熱伝導体２２、補強部材２３、ヒータ２５、ニップ形成部材２６等が固設されている。
【００３５】
[ニップ形成部材]
ニップ形成部材２６は、定着ベルト２１の内周面側に固設されていて、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接してニップ部Ｎを形成する。なお、ニップ形成部材２６と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、ニップ形成部材２６と定着ベルト２１との摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することが好ましい。また、ニップ形成部材２６と定着ベルト２１の内周面との間に摺動シートを設けるようにしても良い。
【００３６】
[ヒータ]
熱源であるヒータ２５は、ここではハロゲンヒータを用いることを想定しており、その両端部が定着装置２０の側板（図示しない）に固定されているものとする。そして、画像形成装置１の電源部により出力制御されたヒータ２５の輻射熱によって、金属熱伝導体２２が加熱される。さらに、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体上のトナー像に熱が加えられる。
【００３７】
なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向する、サーミスタ等の温度センサ４０による定着ベルト２１の外表面２１ａの検知結果に基づいて、制御部により制御される。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所定の温度に設定することができる。通常、所定の温度（定着温度）に安定すると制御部は給紙許可を行い、定着装置２０において通紙が開始される。
【００３８】
また、熱源としてはハロゲンヒータに限られるものではなく、誘導加熱手段（ＩＨコイル）、抵抗発熱体、カーボンヒータ等を用いても良い。
【００３９】
[金属熱伝導体]
中空の金属熱伝導体２２は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するように固設されていて、ヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える）。なお、金属熱伝導体２２の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性を有する材料を用いることができる。本実施形態では、強度にすぐれるＳＵＳを用いた。なお、図２に示す例では、金属熱伝導体２２は、円形形状になっているが、これに限られるものではなく、頂上部分が潰れた円形形状や角型等、その他の断面形状であっても良い。
【００４０】
定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されることなく、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。 
【００４１】
さらに、定着ベルト２１の加熱効率を向上させるために金属熱伝導体２２を薄肉化した場合であっても、金属熱伝導体２２は加圧ローラ３１から加圧力を受けるニップ形成部材２６とは別に設けられているために、金属熱伝導体２２が撓んで定着ベルト２１の内周面が強くこすれる不具合や、金属熱伝導体２２が撓んで定着ベルト２１の駆動トルクが増加する不具合等が抑止される。
【００４２】
このように、定着装置２０は、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
【００４３】
なお、定着ベルト２１と金属熱伝導体２２との外径差は、１ｍｍ以内とすることが好ましい。これにより、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、金属熱伝導体２２が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。
【００４４】
また、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、金属熱伝導体２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することとしても良い。また、定着ベルト２１と金属熱伝導体２２との界面には、シリコーンオイルやフッ素グリス等の潤滑剤が塗布される。
【００４５】
[補強部材]
金属熱伝導体２２の内部において、ニップ部Ｎにおけるニップ形成部材２６を支持し、強度を補強する補強部材２３を設けることも好ましい。また、補強部材２３がヒータ２５の輻射熱などにより加熱されてしまう場合は、その表面に断熱もしくは鏡面処理を行うことも好ましい。これにより、過度の加熱を防止して、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
【００４６】
[加圧ローラ]
加圧部材としての加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍであって、中空構造の芯金上に弾性層を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は、スプリングなどにより定着ベルト２１に圧接され、ゴム層が押し潰されて変形することにより、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。
【００４７】
なお、加圧ローラ３１の弾性層を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、金属熱伝導体２２に生じる撓みをさらに軽減することができる。 
【００４８】
また、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部Ｎから送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。
【００４９】
また、加圧ローラ３１は、モータなどの駆動手段からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ３１は中実のローラであっても良いが、中空のほうが熱容量は少なくて良い。また、加圧ローラ３１側にもヒータなどの熱源を有していても良い。なお、加圧ローラ内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００５０】
［変位検出手段］
定着ベルト２１の外表面２１ａの変形の大きさを検出する変位検出手段としての変形検出部材２７を、定着ベルト２１の軸方向の中央部であって、かつ、ヒータ２５により加熱される範囲内の位置の外表面２１ａの変位（変形）を検出可能な位置に配置している。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、定着装置２０の場合は、ヒータ２５により加熱される範囲内の、定着ベルト２１の下面付近の外表面２１ａの変位の検出ができるような位置に配置されている。したがって、ヒータ２５による加熱時の定着ベルト２１において、最も変形が大きいと考えられる位置の検出を行うことができる。
【００５１】
変形検出部材２７は、回転軸２７ａの一端に、ベルト変形検出部２７ｂを配し、他端に棒状の第１フィラー２７ｃ及び第２フィラー２７ｄを有している。ベルト変形検出部２７ｂは、接触コロを先端に配し、上述の位置における定着ベルト２１の変形の大きさを、後述するように段階的に検出する。なお、図３の上面図においては、変形検出部材２７のベルト変形検出部２７ｂは、接触コロが見えるように定着ベルトの横の位置に描かれているが、実際の配置は、図２に示すように接触コロが定着ベルト２１の下側に配されるように設置してある。
【００５２】
第１フィラー２７ｃの先端には、後述する第１の変形を検出する第１接触検出センサ２７ｅを配し、第２フィラー２７ｄの先端には、後述する第２の変形を検出する第２接触検出センサ２７ｆを配している。第１フィラー２７ｃ及び第２フィラー２７ｄは軸方向にずらして配置し、変位の大きさを段階的に検出できるようにしている。
【００５３】
第１接触検出センサ２７ｅ及び第２接触検出センサ２７ｆは透過型のフォトインプラプタであり、発光部と受光部とが対向したコの字型の形状をしている。第１接触検出センサ２７ｅまたは第２接触検出センサ２７ｆの、対向した発光部と受光部との間を、第１フィラー２７ｃまたは第２フィラー２７ｄの先端が挿入されると、発光部から受光部に対して発光される光が遮断される。この原理により、定着ベルト２１の変形の大きさの検出を行っている。
【００５４】
ここでは、定着装置２０のウォームアップ時に、加熱により破損するおそれがあるような定着ベルト２１の変形の大きさを１ｍｍ以上と設定した。そして、この定着ベルト２１の断面方向における変位（変形の大きさ）が１ｍｍの場合は第１の位置（第１の変形）２１ｂ（図２（ｂ））とする。また、上述の変位が１ｍｍを超えた大きさ（１ｍｍ〜２ｍｍ程度）の場合は第２の位置（第２の変形）２１ｃとする（図２（ｃ））。
【００５５】
上述のウォームアップ時に、定着ベルト２１の外表面２１ａが加熱により変形し、その変形によりベルト変形検出部２７ｂの接触コロが下側に押されることになる（図２（ｂ））。このとき、回転軸２７ａを中心として、第１フィラー２７ｃ及び第２フィラー２７ｄが回転する。このとき、ベルト変形検出部２７ｂの接触コロが押される変位が１ｍｍの場合、第１フィラー２７ｃが第１接触検出センサ２７ｅの発光部と受光部との間に挿入されることにより、第１の位置２１ｂが検出される。
【００５６】
同様に、ベルト変形検出部２７ｂの接触コロが押される変位が１ｍｍ〜２ｍｍの場合、第２フィラー２７ｄが第２接触検出センサ２７ｆの発光部と受光部との間に挿入されることにより、第２の位置２１ｃが検出される。
【００５７】
なお、第１の実施の形態の定着装置２０の場合、定着ベルト２１の内周側に金属熱伝導体２２が配置されているため、ヒータ２５は、金属熱伝導体２２および定着ベルト２１を加熱する形であり、変形検出部材２７は、定着ベルト２１の外表面２１ａの変形の大きさを検出することにより、定着ベルト２１を介した金属熱伝導体２２の外表面の変形の大きさを検出しているものとする。
【００５８】
（定着装置の制御）
次に、本発明の第１の実施の形態の定着装置２０における制御部及び変位検出手段２７に係る動作について説明する。なお、以下の処理は、装置本体１の電源が入っており、ユーザにより操作パネルからコピースタートボタンが押されたことを条件に開始される。
【００５９】
本発明の定着装置によれば、制御部は、定着装置２０のウォームアップ時に、変形検出部材（変位検出手段）２７が所定の範囲を超える大きさの定着ベルト２１の外表面２１ａの変形を検出した際には、定着ベルト２１への伝熱量を抑える。
【００６０】
本実施形態では、後述するステップＳ１７における給紙許可は、後述するステップＳ１６において定着ベルト２１の外表面２１ａの温度が所定の温度（定着温度）に安定した段階で行われる。定着温度が所定の温度となるまでの過程において、加熱による定着ベルト２１の変形が、破損のそれがない程度の範囲に収まるように、ヒータ２５の点灯率の制御が行われる。
【００６１】
以下、詳細な制御動作の一例を、図４のフロー図を用いて説明する。
【００６２】
制御部は、図示しないヒータ駆動回路に最大点灯率１００％で電力供給を開始させる指示を出す（ステップＳ１０）。次いで、制御部は、変形検出部材（変位検出手段）２７が第１の位置２１ｂ（図２（ｂ））を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００６３】
ここで、変形検出部材（変位検出手段）２７による変形の検出は、必要に応じて、所定の間隔、たとえば０．０１秒間隔で行われるものとする。制御部は、変位検出手段２７が第１の位置２１ｂを検出しない場合には、ヒータ駆動回路に最大点灯率１００％で電力供給をさせるよう制御する（ステップＳ１４）。
【００６４】
そして、定着ベルト２１の外表面２１ａの温度が所定の温度に安定したことが温度センサにより確認された段階（ステップＳ１６）で制御部が給紙許可を出し（ステップＳ１７）、通紙が開始される。
【００６５】
一方、変位検出手段２７が第１の位置２１ｂを検出した場合には、ステップＳ１２に移行する。
【００６６】
次いで、制御部は、変位検出手段２７が第２の位置２１ｃ（図２（ｃ））を検出したか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御部は、変位検出手段２７が第２の位置２１ｃを検出しない場合には、ヒータ駆動回路に点灯率７５％で電力供給をさせるよう制御する（ステップＳ１５）。
【００６７】
一方、制御部は、変位検出手段２７が第２の位置２１ｃを検出した場合には、ヒータ駆動回路に点灯率０％にさせるよう制御し、電力供給を遮断（加熱を停止）させるとともに再度Ｓ１１のループに戻る（ステップＳ１３）。
【００６８】
次いで、制御部は、定着温度が所定温度に達したか否かを判断する（ステップＳ１６）。温度センサが定着ベルト２１の外表面２１ａの温度を検知し、定着温度が所定温度以上となったことを確認した場合は、制御部が給紙許可を行う（ステップＳ１７）。
【００６９】
このように、第２の位置２１ｃが検出されなくなった時点まで給紙許可を延長することにより、定着ベルト２１への伝熱量が抑えられたままで通紙が行われることによる定着不良等の不具合を防止することができる。
【００７０】
一方、定着温度が所定温度以下の場合はステップＳ１１に戻る。次いで、制御部は、通紙が終了したか判定する（ステップＳ１８）。具体的には、最後の記録媒体が図示しない排紙センサにより検出されなくなったか否かにより判定する。制御部は、排紙センサからの信号が検出されている場合には、ステップＳ１１に移行し、一方排紙センサからの信号が検出されなくなった場合には、動作を終了する。
【００７１】
以上の説明から明らかなように、第１の実施の形態の定着装置２０によれば、変形検出部材（変位検出手段）２７が所定の範囲を超える大きさの変形を検出した際に、定着ベルト２１への伝熱量を抑えるため、金属熱伝導体２２の異常発熱による定着ベルトの破損等の不具合を防止することができる。また、第２の位置２１ｃが検出されなくなった時点まで給紙許可を延長することにより、定着ベルト２１への伝熱量が抑えられたままで通紙が行われることによる定着不良等の不具合を防止することができる。
【００７２】
２．第２の実施の形態
次に本発明の第２の実施の形態の定着装置につき、図５を用いて説明をする。図５の（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施の形態の定着装置の概略的な断面図であり、図２の（ａ）〜（ｃ）に倣って示したものである。
【００７３】
第２の実施の形態の定着装置２０ａは、定着ベルト２１の内周面が黒色塗装されており、金属熱伝導体２２を介することなくヒータ２５によって直接輻射加熱され加熱される構成となっている。このような構成の定着ベルトの場合、加熱開始から定着温度に達するまでの昇温時間が早いという利点がある。定着装置２０ａは、金属熱伝導体２２が配置される構成ではないため、変形検出手段２７は、定着ベルト２１の変形そのものを検出する形となる。
【００７４】
その他の構成、及び動作については上記第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。第２の実施の形態の定着装置２０ａにおいても、第１の実施の定着装置２０と同様の効果を期待することができる。
【００７５】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれ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変形実施可能である。例えば、上記実施形態では、加圧部材として加圧ローラ３１を用いた定着装置を例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いることも好ましい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  画像形成装置
３  露光部
４  作像部
５  感光体ドラム
１２  給紙部
２０，２０ａ  定着装置
２１  定着ベルト
２１ａ  （定着ベルトの）外表面
２１ｂ  第１の位置（第１の変形）
２１ｃ  第２の位置（第２の変形）
２２  金属熱伝導体（金属パイプ）
２３  補強部材
２５  ヒータ（加熱手段）
２６  ニップ形成部材
２７  変形検出部材（変位検出手段）
２７ａ  回転軸
２７ｂ  ベルト変形検出部
２７ｃ  第１フィラー
２７ｄ  第２フィラー
２７ｅ  第１接触検出センサ
２７ｆ  第２接触検出センサ
３１  加圧ローラ
４０  温度センサ（温度検知手段）
５０  制御部
７５  帯電部
７６  現像部
７７  クリーニング部
７８  中間転写ベルト
７９  １次転写バイアスローラ
８０  中間転写クリーニング部
８２  ２次転写バックアップローラ
８３  クリーニングバックアップローラ
８４  テンションローラ
８５  中間転写ユニット
８９  ２次転写ローラ
９７  給紙ローラ
９８  レジストローラ対
９９  排紙ローラ対
１００  スタック部
１０１  ボトル収容部
１０２  トナーボトル
Ｎ  ニップ部
Ｐ  記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２００９−３４１０号公報
【図１】
2014026072.tif 000003
【図２】
2014026072.tif 000004
【図３】
2014026072.tif 000005
【図４】
2014026072.tif 000006
【図５】
2014026072.tif 000007
【図７】
2014026072.tif 000008
【図６】
2014026072.tif 000009