(57)【要約】【課題】ベルト方式を採用した定着装置の異常加熱を安定して検知できるようにする。【解決手段】一対の回転部材で挟み込み、加熱及び圧着することによってトナー画像を媒体に定着させる定着装置５である。回転部材の一方が、ヒータ２２を内蔵した弾性変形可能な円筒状の定着ベルト２１で構成されている。定着ベルト２１の周囲に異常加熱停止装置３０が配置されている。異常加熱停止装置３０と定着ベルト２１との間に、定着ベルト２１の変形を所定形状に誘導するベルト変形誘導部材４０が配置されている。【選択図】図５
2019082616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像が形成されている媒体を一対の回転部材で挟み込み、加熱及び圧着することによって前記トナー画像を前記媒体に定着させる定着装置であって、
前記回転部材の一方が、ヒータを内蔵した弾性変形可能な円筒状の定着ベルトで構成されていて、
前記定着ベルトの周囲に、前記定着ベルトの異常加熱を検知して前記ヒータを停止させる異常加熱停止装置が配置されており、
前記異常加熱停止装置と前記定着ベルトとの間に、前記定着ベルトの変形を所定形状に誘導するベルト変形誘導部材が配置されている定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
前記ベルト変形誘導部材が、前記定着ベルトの周囲に沿って拡がる断面円弧状の薄板で構成されている定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置において、
前記定着ベルトが回転した状態で前記ヒータが加熱される正常運転状態では、前記定着ベルトは前記ベルト変形誘導部材に接触せず、
前記定着ベルトが停止した状態で前記ヒータが加熱される異常運転状態で、前記定着ベルトが熱膨張して前記ベルト変形誘導部材に接触する定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の定着装置において、
前記ベルト変形誘導部材における前記異常加熱停止装置との対向部位に、前記定着ベルトを露出させる開口が形成されている定着装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の定着装置において、
回転軸方向から見たとき、
前記異常加熱停止装置は、前記ベルト変形誘導部材の中央部位に近接して配置され、
前記定着ベルトが、前記ベルト変形誘導部材の中央部よりも先に両端部に接触するように構成されている定着装置。
【請求項６】
請求項５に記載の定着装置において、
前記ベルト変形誘導部材と前記定着ベルトとの対向部位における曲率が、前記定着ベルトよりも前記ベルト変形誘導部材の方が大きくなるように設定されている定着装置。
【請求項７】
請求項３〜請求項６のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記ベルト変形誘導部材と前記定着ベルトとの間の間隔が、前記異常加熱停止装置が位置する部位で大きくなるように、前記ベルト変形誘導部材の内面に、回転軸方向に沿った傾斜面が形成されている定着装置。
【請求項８】
請求項３〜請求項７のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記定着ベルトの両端部を回転可能な状態で受け止める一対のベルト支持部材を備え、
前記定着ベルトは、前記ベルト変形誘導部材よりも回転軸方向に長く、
前記ベルト支持部材の各々が、対向する方向に突出して前記定着ベルトを支持する円筒状のベルト支持部を有し、
前記ベルト支持部の突端が、前記ベルト変形誘導部材の内側に入り込んでいる定着装置。
【請求項９】
請求項３〜請求項８のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記異常加熱停止装置と前記定着ベルトとの間の間隔が、前記異常運転状態で０ｍｍ以上２ｍｍ以下となるように構成されている定着装置。
【請求項１０】
トナーを用いて画像を媒体に形成する画像形成装置であって、
前記媒体を搬送する搬送装置と、
前記トナーで形成されたトナー画像を前記媒体に転写する転写装置と、
請求項１〜請求項９のいずれに記載の定着装置と、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示する技術は、媒体にトナーを定着させる定着装置、及びそのような定着装置を備えた、プリンターや複写機等の画像形成装置に関し、その中でも特に、ベルト方式を採用した定着装置の異常加熱を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着装置の異常加熱を防止する先行技術は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、１つの暴走防止装置で複数の発熱部の異常加熱を短時間で検知できるようにした、定着装置が開示されている。
【０００４】
具体的には、その定着装置には、表面に弾性層を有する圧着ローラと、金属製の円筒に樹脂層を被覆して構成された定着ローラとが備えられている。これら圧着ローラと定着ローラとで、トナーで表面に画像が形成されている媒体を、加熱しながら挟持することで、トナーが媒体に定着されるようになっている（ローラ方式）。
【０００５】
その定着ローラの内部には、ヒータが２本、配置されている。定着ローラの外周面に対向するように、高熱伝導性の熱集中部材を配置し、これに温度ヒューズ等を有する暴走防止装置（異常加熱停止装置）が備えられている。熱集中部材に熱が効率良く伝わるので、暴走防止装置が１つであっても、２本のヒータの異常加熱が短時間で検知できる。
【０００６】
特許文献１のようなローラ方式の場合、媒体をニップできる領域は線状であるため、トナーを加熱及び加圧できる時間は限られる。そのため、画像形成の高速化が進むと、対応できなくなるおそれがある。ロール径を大きくすれば、ニップ領域を拡大できるが、装置が大型化するなど、採用は困難である。
【０００７】
そこで、ローラに代えて、筒状の無端ベルトを用いた定着装置が実用化されている（ベルト方式）。無端ベルトであれば、変形してニップ領域を容易に拡大できるので、小型の装置であっても、高速化に対応できる。
【０００８】
ところが無端ベルトの場合には、ローラと異なり、容易に変形するので、無端ベルトと異常加熱停止装置の対向間隔が狭くなったり広くなったりする。そのため、異常加熱の検知遅れや誤作動を招くおそれがある。特許文献２には、そのようなベルト方式の定着装置を対象した、異常加熱の防止技術が開示されている。
【０００９】
具体的には、特許文献２の定着装置には、トナーを媒体に定着させるために、加圧ローラと、円筒状の定着ベルト（無端ベルト）とが備えられている。定着ベルトは、カバー部材により、その両端部が支持されている。定着ベルトの内部には、ヒータや定着ベルトを加圧ローラに押し付ける押圧部材などが配置されている。
【００１０】
定着ベルトの回転が停止した状態でヒータが加熱されると、ヒータに最も接近する定着ベルトの部位が熱膨張して、異常加熱を検知する加熱停止装置（異常加熱停止装置）に接触するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−３０９１７号公報
【特許文献２】特開２０１６−９０８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般に、異常加熱停止装置には、温度ヒューズやバイメタルなど、それ自体の温度が一定温度に達することで作動する装置が用いられている。そのため、異常加熱停止装置の検知精度を確保するためには、異常加熱停止装置を、計測対象の近傍に設置する必要がある。定着装置の場合には、異常加熱停止装置と計測対象であるローラやベルトとの対向間隔を、少なくとも数ｍｍ程度以下に設定する必要がある。
【００１３】
そのため、ベルト方式を採用する特許文献２の定着装置では、その僅かな間隔を確保するのが難しいため、異常時に、定着ベルトを異常加熱停止装置に接触させることで、温度異常を検知するようにしている。
【００１４】
しかし、定着ベルトの熱膨張を考慮して、異常時に確実に定着ベルトが異常加熱停止装置に接触するように微小な間隔を調整する必要があり、高度な調整が必要になる。定着ベルトの経時的な劣化や、弾力性の変化も考慮しなければならず、確実性の面で難がある。
【００１５】
熱膨張する定着ベルトが、異常加熱停止装置に接触すると、定着ベルトが座屈して、異常加熱停止装置との間に隙間が生じ、適切な温度検知ができなくなるおそれもある。
【００１６】
そこで開示する技術の目的は、ベルト方式を採用した定着装置及びそのような定着装置を備えた画像形成装置において、簡単な構成でありながら、確実性をもって異常加熱停止装置を作動できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
開示する技術は、トナー画像が形成されている媒体を一対の回転部材で挟み込み、加熱及び圧着することによって前記トナー画像を前記媒体に定着させる定着装置に関する。
【００１８】
前記回転部材の一方が、ヒータを内蔵した弾性変形可能な円筒状の定着ベルトで構成されていて、前記定着ベルトの周囲に、前記定着ベルトの異常加熱を検知して前記ヒータを停止させる異常加熱停止装置が配置されている。そして、前記異常加熱停止装置と前記定着ベルトとの間に、前記定着ベルトの変形を所定形状に誘導するベルト変形誘導部材が配置されている。
【００１９】
すなわち、この定着装置は、ベルト方式が採用されており、定着ベルトの変形によってニップ領域を容易に拡大できるので、処理の高速化に対応できる。
【００２０】
定着ベルトは、ヒータによって加熱されるようになっていて、その異常加熱を防止するために、定着装置には異常加熱停止装置が設けられている。異常加熱停止装置が、適切に定着ベルトの温度異常を検知するためには、異常加熱停止装置と定着ベルトとの対向間隔を、少なくとも数ｍｍ程度以下に設定する必要がある。
【００２１】
それに対し、定着ベルトの場合、対向間隔が狭くなったり広くなったりする。そのため、異常加熱の検知遅れや誤作動を招くおそれがある。ところが、この定着装置には、異常加熱停止装置と定着ベルトとの間に、定着ベルトの変形を、所定形状に誘導することができるベルト変形誘導部材が配置されている。
【００２２】
従って、熱膨張する定着ベルトの形状を、座屈させることなく、異常加熱停止装置が安定して定着ベルトの温度を検知できる形状に誘導できる。その結果、確実性をもって異常加熱停止装置を作動するようにできる。
【００２３】
前記ベルト変形誘導部材は、前記定着ベルトの周囲に沿って拡がる断面円弧状の薄板で構成することができる。
【００２４】
そうすれば、熱吸収等、ベルト変形誘導部材の設置に伴う悪影響を回避でき、機能的にも優れたベルト変形誘導部材を簡単な構成で実現できる。
【００２５】
その場合、前記定着ベルトが回転した状態で前記ヒータが加熱される正常運転状態では、前記定着ベルトは前記ベルト変形誘導部材に接触せず、前記定着ベルトが停止した状態で前記ヒータが加熱される異常運転状態で、前記定着ベルトが熱膨張して前記ベルト変形誘導部材に接触するようにするのが好ましい。
【００２６】
正常運転状態では、定着ベルトはベルト変形誘導部材に接触しないので、定着ベルトとベルト変形誘導部材との高頻度な接触が回避され、摩耗等による定着ベルト及びベルト変形誘導部材の劣化が防止できる。そして、異常運転状態では、ベルト変形誘導部材が、異常加熱停止装置が定着ベルトの温度を適切に検知できるように、熱膨張する定着ベルトを、座屈させずに所定形状に誘導するので、定着ベルトであっても、その温度を精度高く検知することができる。
【００２７】
前記ベルト変形誘導部材における前記異常加熱停止装置との対向部位に、前記定着ベルトを露出させる開口を形成するのが好ましい。
【００２８】
そうすれば、開口を通じて定着ベルトの熱が異常加熱停止装置に直接伝わるので、異常加熱停止装置と定着ベルトとの間にベルト変形誘導部材が介在していても、異常加熱停止装置の検知精度が損なわれないようにできる。
【００２９】
回転軸方向から見たとき、前記異常加熱停止装置は、前記ベルト変形誘導部材の中央部位に近接して配置され、前記定着ベルトが、前記ベルト変形誘導部材の中央部よりも先に両端部に接触するように構成するのが好ましい。
【００３０】
そうすれば、定着ベルトが熱膨張すると、ベルト変形誘導部材の各端部側から、その曲がりに沿って徐々に接触していく。従って、熱膨張する定着ベルトを、異常加熱停止装置に向かってその中央部位が突き出す所定の形状に誘導することができる。
【００３１】
前記ベルト変形誘導部材と前記定着ベルトとの対向部位における曲率は、前記定着ベルトよりも前記ベルト変形誘導部材の方が大きくなるように設定するのが好ましい。
【００３２】
そうすれば、熱膨張する定着ベルトを所定の形状に円滑に誘導することができ、座屈するのを安定して抑制できる。
【００３３】
前記ベルト変形誘導部材と前記定着ベルトとの間の間隔が、前記異常加熱停止装置が位置する部位で大きくなるように、前記ベルト変形誘導部材の内面に、回転軸方向に沿った傾斜面を形成してもよい。
【００３４】
定着ベルトの座屈は、回転軸方向にも生じ得るが、そのような傾斜面を形成すれば、定着ベルトが熱膨張したとき、回転軸方向においても、先にその両端部がベルト変形誘導部材に接触する。そうして、傾斜面に沿って、その熱膨張による定着ベルトの変形が誘導されていくので、対向間隔が狭まって、異常加熱停止装置が適正に検知できる状態にでき、回転軸方向においても定着ベルトの座屈が抑制できる。
【００３５】
前記定着ベルトの両端部を回転可能な状態で受け止める一対のベルト支持部材を備え、前記定着ベルトは、前記ベルト変形誘導部材よりも回転軸方向に長く、前記ベルト支持部材の各々が、対向する方向に突出して前記定着ベルトを支持する円筒状のベルト支持部を有し、前記ベルト支持部の突端が、前記ベルト変形誘導部材の内側に入り込んでいるようにするとよい。
【００３６】
そうすれば、熱膨張した定着ベルトがベルト変形誘導部材の端部で座屈し、ベルト変形誘導部材で変形を誘導できなくなるのが阻止できる。
【００３７】
前記異常加熱停止装置と前記定着ベルトとの間の間隔は、前記異常運転状態で０ｍｍ以上２ｍｍ以下となるようにするとよい。
【００３８】
そうすれば、定着ベルトの異常加熱を適切に検知して、定着ベルトの損傷を、確実性をもって抑制できる。
【００３９】
このような定着装置を備えた画像形成装置、具体的には、トナーを用いて画像を媒体に形成する画像形成装置であって、前記媒体を搬送する搬送装置と、前記トナーで形成されたトナー画像を前記媒体に転写する転写装置と、前述した定着装置とを備えた画像形成装置であれば、定着装置が異常に加熱され得る状態になっても、直ちに停止できるので、定着ベルトの損傷などのトラブルを未然に阻止することが可能になる。
【発明の効果】
【００４０】
開示する技術によれば、ベルト方式を採用した定着装置であっても、簡単な構成でありながら、確実性をもって異常加熱停止装置を作動できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態の画像形成装置を示す概略図である。
【図２】定着装置の主要部分を示す側面図である。
【図３】図２における矢印Ｉ−Ｉ線での概略断面図である。
【図４】定着装置の要部を示す概略斜視図である。
【図５】図４における矢印ＩＩ−ＩＩ線での概略断面図である。
【図６】定着ベルトの端部の支持部位を示す概略斜視図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、定着ベルトの異常加熱の検知に関する問題点を説明するための図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、定着ベルトの異常加熱の検知に関する問題点を説明するための図である。
【図９】対向間隔と異常加熱停止装置の検知温度との関係を表したグラフである。
【図１０】定着装置の好ましい例を示す概略図である。
【図１１】定着装置の工夫の１つを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００４３】
（画像形成装置の構成）
図１に、本実施形態の画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、搬送装置２、転写装置３、現像装置４、定着装置５などで構成されている。
【００４４】
この画像形成装置１は、カラー画像が形成可能であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、４つの現像装置４が設けられている。各現像装置４は、トナータンク４ａから供給されるトナーを用いて各色の静電潜像を現像し、各色のトナー画像要素を転写ベルト３ａの上に形成する。
【００４５】
転写装置３は、これらトナー画像要素が重なるように転写ベルト３ａを移送する。それにより、転写ベルト３ａの上に１つの積層されたカラーのトナー画像が生成される。なお、単色の画像のみを形成する場合には、現像装置４は、画像形成装置１に１つであってもよい。
【００４６】
搬送装置２は、カセット２ａから用紙（媒体の一例）を一枚ずつ繰り出して搬送する。転写装置３は、転写ベルト３ａを駆動し、転写ベルト３ａに形成されたトナー画像を、転写領域３ｂに移送する。搬送装置２は、トナー画像が転写領域３ｂを通過するタイミングで用紙が転写領域３ｂを通過するように、用紙を搬送する。
【００４７】
そうして、用紙が転写領域３ｂを通過することで、トナー画像が用紙に転写される。トナー画像が転写された用紙は、定着装置５を通過した後、画像形成装置１から排出される。
【００４８】
（定着装置５）
用紙に転写されたトナー画像は、その用紙に定着させる必要がある。定着装置５は、トナー画像が形成されている用紙を一対の回転部材で挟み込み、加熱及び圧着することによってトナー画像を用紙に定着させる。この定着装置５は、ベルト方式を採用しており、回転部材の一方が、弾性変形可能な円筒状の無端ベルト（定着ベルト２１）で構成されている。
【００４９】
図２、図３に、定着装置５の主要部分を示す。定着装置５は、加圧ローラ１０、ベルトユニット２０、異常加熱停止装置３０、ベルト変形誘導部材４０、支持フレーム５０などで構成されている。ベルトユニット２０は、定着ベルト２１、ヒータ２２、押圧部材２３で構成されている。
【００５０】
加圧ローラ１０は、回転軸方向（回転軸Ｊが延びる方向）に長い略円柱状の部材である。加圧ローラ１０は、支持フレーム５０に回転可能な状態で支持されている。加圧ローラ１０は、高剛性の軸体１０ａと、その軸体１０ａの周囲に設けられたゴム等の弾性を有する中間層１０ｂと、その中間層１０ｂを被覆するフッ素樹脂等からなる、滑り性に優れた被覆層１０ｃとで構成されている。
【００５１】
定着ベルト２１は、前述したように、弾性変形可能な円筒状の無端ベルトからなり、加圧ローラ１０に沿って延びるように配置されている。定着ベルト２１は、複数の素材を積層して構成されている。
【００５２】
具体的には、ベルト基材２１ａの上に中間層２１ｂ及び被覆層２１ｃを積層することによって構成されている。ベルト基材２１ａには、可撓性ないし柔軟性を有する金属や樹脂の肉薄な円筒体が用いられている。加圧ローラ１０と同様に、中間層２１ｂには、ゴム等の弾性を有する素材が用いられ、被覆層２１ｃには、フッ素樹脂等の滑り性に優れた素材が用いられている。
【００５３】
図３、図５に示すように、押圧部材２３は、定着ベルト２１の内部空間のうち、加圧ローラ１０が位置する側に配置されている。押圧部材２３は、支持ビーム２３ａ、押圧体２３ｂ、押圧カバー２３ｃなどで構成されている。支持ビーム２３ａは、断面が略Ｕ形状をした柱状部材からなり、その突端側を加圧ローラ１０の側に向けた状態で、回転軸方向に延びるように配置されている。支持ビーム２３ａは、定着ベルト２１よりも長く、定着ベルト２１の内部を貫通している。
【００５４】
押圧体２３ｂは、耐熱性の樹脂等によって構成された、断面が略Ｕ形状をした柱状部材からなり、支持ビーム２３ａの外側を覆うように支持ビーム２３ａに取り付けられている。その押圧体２３ｂの外面は、耐熱性に加え、滑り性にも優れた押圧カバー２３ｃによって被覆されている。
【００５５】
押圧部材２３により、定着ベルト２１は、加圧ローラ１０に押し付けられている。それにより、定着ベルト２１と加圧ローラ１０とが圧着し、圧着範囲の大きなニップ領域ＮＡ（用紙を挟み込む領域）が形成されている。
【００５６】
ヒータ２２は、定着ベルト２１に接触しない状態で、定着ベルト２１に内蔵されている。この定着装置５のヒータ２２は、互いに近接した状態で回転軸方向に延びる３本のハロゲンランプ２２ａで構成されている。ヒータ２２は、定着ベルト２１よりも長く、定着ベルト２１の内部を貫通している。ヒータ２２は、定着ベルト２１の内部空間のうち、押圧部材２３に隣接した状態で、定着ベルト２１の、ニップ領域ＮＡと対向する部位（ニップ領域ＮＡの反対側の部位）の近傍に配置されている。
【００５７】
ヒータ２２と押圧部材２３の間には、反射板２２ｂが配置されている。反射板２２ｂは、回転軸方向に延びる板材からなり、ヒータ２２に臨む部分を覆うように、押圧部材２３に取り付けられている。反射板２２ｂは、熱反射性に優れる素材で形成されており、ヒータ２２から放射される輻射熱を反射する。
【００５８】
支持フレーム５０は、矩形状の枠部材であり、画像形成装置１の内部に組み付けられている。支持フレーム５０は、一対の帯板状の架設プレート５０ａ，５０ａと、一対の長方形板状の支持プレート５０ｂ，５０ｂとを有している。一対の支持プレート５０ｂ，５０ｂは、所定の間隔を隔てて対向配置されている。架設プレート５０ａは、これら支持プレート５０ｂ，５０ｂの短辺側の各縁部に架設されている。
【００５９】
加圧ローラ１０及びベルトユニット２０は、一対の支持プレート５０ｂ，５０ｂによってその両端部が支持された状態で、支持フレーム５０の内部に平行して配置されている。加圧ローラ１０は、各支持プレート５０ｂに回転可能な状態で支持されている。ヒータ２２及び押圧部材２３は、各支持プレート５０ｂに直接固定されている。
【００６０】
図５、図６に示すように、定着ベルト２１の両端部は、一対のベルト支持部材５１を介して、各支持プレート５０ｂに回転可能な状態で受け止められるように構成されている。各ベルト支持部材５１は、互いに対向して回転軸方向に突出する円筒状のベルト支持部５１ａと、ベルト支持部５１ａの一端から径方向外側に張り出す環状鍔部５１ｂとを有している。
【００６１】
各支持プレート５０ｂの対向面には、円弧状に突出する摺動ガイド５２が設けられている。摺動ガイド５２は、押圧部材２３を支持している部位から離れた位置に配置されている。各ベルト支持部材５１は、その環状鍔部５１ｂの側を支持プレート５０ｂの対向面の側に向けた状態で、そのベルト支持部５１ａを各摺動ガイド５２の径方向外側に装着することにより、各支持プレート５０ｂに回転可能な状態で取り付けられている。
【００６２】
定着ベルト２１のニップ領域ＮＡに位置する部位は、その回転軸方向のほぼ全域にわたって、押圧部材２３によって加圧ローラ１０に押し付けられている。一方、定着ベルト２１のニップ領域ＮＡから離れた部位は、定着ベルト２１の両端部が、各ベルト支持部５１ａの外周面に接触可能な状態になっているだけであり、空間に浮いた状態となっている（不支持領域）。
【００６３】
図３に白抜き矢印で示す方向から、搬送装置２によって用紙が定着装置５に搬送される。その用紙は、トナー画像を定着ベルト２１の側に向けた状態で、定着装置５のニップ領域ＮＡに導入される。定着装置５では、その際、図３に矢印Ｘで示す方向に、加圧ローラ１０が、用紙の搬送速度に合わせて回転駆動される。定着ベルト２１は、ニップ領域ＮＡで加圧ローラ１０に圧接しているので、加圧ローラ１０の外周面との摩擦抵抗により、図３に矢印Ｙで示す方向に回転する。すなわち、定着ベルト２１は加圧ローラ１０に従動して回転する。
【００６４】
また、定着ベルト２１の回転に連動してヒータ２２が作動し、定着ベルト２１がヒータ２２によって加熱される。通常、定着ベルト２１が適温になるまで一定の時間を要するため、加圧ローラ１０の回転駆動やヒータ２２の加熱は、定着装置５への用紙の導入に先立って開始される。
【００６５】
用紙は、圧着範囲の大きなニップ領域ＮＡを通過するので、高速で搬送されていても、時間的余裕をもって加熱及圧着することが可能になる。その結果、トナー画像を安定して用紙に定着させることができる。
【００６６】
用紙がニップ領域ＮＡを通過した後、加圧ローラ１０及び定着ベルト２１の回転が停止され、ヒータ２２の作動も停止される。ヒータ２２の加熱が、定着ベルト２１が回転している状態で行われる場合（正常運転状態）には、定着ベルト２１の全体が均等に加熱され、また定着ベルト２１の熱は加圧ローラ１０を通じて放熱されるので、定着ベルト２１が異常な温度になることはない。
【００６７】
ところが、ヒータ２２の加熱が、定着ベルト２１が停止した状態で行われると（異常運転状態）、定着ベルト２１に蓄熱し、また局所的に加熱されるので、定着ベルト２１が熱変形したり溶融したりして、定着ベルト２１が破損するおそれがある。そのような、定着ベルト２１の異常加熱を防止するため、定着装置５には、定着ベルト２１の周囲に、定着ベルト２１の異常加熱を検知してヒータ２２を停止させる異常加熱停止装置３０が設置されている。
【００６８】
（異常加熱停止装置３０）
異常加熱停止装置３０は、その周囲の温度が所定の温度に達することでスイッチが入る、バイメタルなどを用いた公知の装置である。異常加熱停止装置３０は、この定着装置５では、２つの異常加熱停止装置３０が用いられており、一方の架設プレート５０ａに取り付けられている。
【００６９】
これら異常加熱停止装置３０は、図２に示すように、回転軸方向には、一方の支持プレート５０ｂと、定着ベルト２１の回転軸方向の中央との間の中間部位に、互いに間隔を隔てた状態で配置されている。
【００７０】
また、図５に示すように、異常加熱停止装置３０は、横断面方向には、その温度検出部位３０ａが定着ベルト２１を間に挟んでヒータ２２と対向して近接するように、定着ベルト２１の不支持領域におけるニップ領域ＮＡと対向する部位の外側に配置されている。異常加熱停止装置３０と定着ベルト２１との間の間隔（対向間隔Ｓ）は、外乱を抑制するため、できるだけ小さくするのが好ましい。そのため、通常、対向間隔は数ｍｍのレベルで調整される。
【００７１】
定着ベルト２１は、加熱によって軟化し、熱膨張する。そのうえ、定着ベルト２１の不支持領域は、空間に浮いた状態であるので、容易に撓んで変形し、その変形の程度も一定でない。そのため、対向間隔Ｓを狭くすると、図７の（ａ）に示すように、熱膨張した定着ベルト２１が、異常加熱停止装置３０に接触して押し返されることで、図７の（ｂ）に示すように、座屈し、対向間隔Ｓが拡がってしまう場合がある。
【００７２】
そのような状態になると、異常加熱停止装置３０の作動が遅れるし、定着ベルト２１の座屈部位がヒータ２２に近づくので、定着ベルト２１が局所的に過剰に加熱され、定着ベルト２１に損傷が発生する。
【００７３】
図８の（ａ），（ｂ）に示すように、これと同様のことは、回転軸方向においても起こり得る。
【００７４】
そこで、この定着装置５では、異常加熱停止装置３０と定着ベルト２１との間に、熱膨張による定着ベルト２１の変形を、異常温度が適切に検知できる所定形状に誘導するベルト変形誘導部材４０が配置されている。
【００７５】
（ベルト変形誘導部材４０）
図２、図３等に示すように、ベルト変形誘導部材４０は、定着ベルト２１の不支持領域の周囲に沿って拡がる断面円弧状（半円ないし優弧状）の薄板で構成されている。ベルト変形誘導部材４０は、例えば、ステンレスやアルミ、鋼板等、剛性に優れた素材で構成されており、その肉厚は、厚くなると熱容量が大きくなって異常加熱停止装置３０の作動を阻害するので、０．５ｍｍ以下が好ましい。
【００７６】
ベルト変形誘導部材４０は、支持フレーム５０によって支持されている。図４に示すように、ベルト変形誘導部材４０における異常加熱停止装置３０との対向部位には、定着ベルト２１を露出させる開口４０ａが形成されている。開口４０ａを通じて定着ベルト２１の熱が異常加熱停止装置３０に直接伝わるので、異常加熱停止装置３０と定着ベルト２１との間にベルト変形誘導部材４０が介在していても、異常加熱停止装置３０の検知精度は損なわれない。
【００７７】
正常運転状態では、定着ベルト２１はベルト変形誘導部材４０に接触することがなく、異常運転状態で、定着ベルト２１が熱膨張してベルト変形誘導部材４０に接触し、定着ベルト２１を所定の形状に誘導するよう、ベルト変形誘導部材４０は構成されている。
【００７８】
正常運転状態では、定着ベルト２１はベルト変形誘導部材４０に接触しないので、定着ベルト２１とベルト変形誘導部材４０との高頻度な接触が回避され、摩耗等による定着ベルト２１及びベルト変形誘導部材４０の劣化が防止できる。そして、異常運転状態では、ベルト変形誘導部材４０が、異常加熱停止装置３０が定着ベルト２１の温度を適切に検知できるように、熱膨張する定着ベルト２１を、座屈させずに所定形状に誘導するので、定着ベルト２１であっても、その温度を精度高く検知することができる。
【００７９】
具体的には、図５に示すように、ベルト変形誘導部材４０は、回転軸方向から見たとき（すなわち横断面を見たとき）、開口４０ａが形成されているその中央部が、異常加熱停止装置３０に近接した位置に配置されている。詳しくは、回転軸方向から見たとき、異常加熱停止装置３０は、ベルト変形誘導部材４０の内側に入り込まず、ベルト変形誘導部材４０の外側から離れても１ｍｍ以内の範囲に配置されている（ベルト変形誘導部材４０との間の隙間が０ｍｍ以上１ｍｍ以下）。
【００８０】
そして、ベルト変形誘導部材４０の両端部４２，４２は、回転軸方向から見たとき、異常加熱停止装置３０の側と加圧ローラ１０の側とに、定着ベルト２１を二分する二等分線の近傍に配置されている。
【００８１】
そして、これらベルト変形誘導部材４０の各端部４２と定着ベルト２１との間の間隔ｇ１，ｇ２は、ベルト変形誘導部材４０の中央部と定着ベルト２１との間の間隔ｇ３よりも小さく設定されている。従って、定着ベルト２１が熱膨張した場合には、ベルト変形誘導部材４０の中央部位よりも先に両端部４２に接触する。更に定着ベルト２１が熱膨張すると、定着ベルト２１の中央部位が膨らみ、異常加熱停止装置３０に近づいていく。
【００８２】
また、ベルト変形誘導部材４０と定着ベルト２１との対向部位における曲率は、定着ベルト２１よりもベルト支持部材５１の方が大きくなるように設定されている。例えば、ベルト変形誘導部材４０の各端部４２における曲率は、その対向部位における定着ベルト２１の曲率よりも大きい（曲がりの程度が大きい）。同様に、ベルト変形誘導部材４０の中央部における曲率も、その対向部位における定着ベルト２１の曲率よりも大きい。
【００８３】
それにより、定着ベルト２１が熱膨張すると、ベルト変形誘導部材４０の各端部側から、その曲がりに沿って徐々に接触していく。従って、熱膨張する定着ベルト２１を、座屈させることなく、異常加熱停止装置３０に向かってその中央部位が突き出す所定の形状に円滑に誘導することができる。
【００８４】
そして、対向間隔Ｓは、異常運転状態で０ｍｍ以上２ｍｍ以下となるように構成されている。
【００８５】
図９に、対向間隔Ｓと異常加熱停止装置３０の検知温度との関係を表したグラフを示す。縦軸は温度（℃）を、横軸は対向間隔Ｓ（ｍｍ）を、それぞれ表している。破線は、定着ベルト２１の温度（荷重たわみ温度）を表しており、実線は、定着ベルト２１がその温度である場合に、異常加熱停止装置３０が検知する温度を表している。
【００８６】
異常加熱停止装置３０が検知する定着ベルト２１の温度は、対向間隔Ｓが大きくなるほど低下する。一方、定着ベルト２１は、荷重たわみ温度を超えると、不可逆的に軟化するなど、劣化や損傷が生じ得る。
【００８７】
それに対し、対向間隔Ｓが２ｍｍ以下になると、異常加熱停止装置３０の検知温度は、定着ベルト２１の温度（荷重たわみ温度）を超える、つまり異常加熱状態となる。そこで、異常加熱停止装置３０は、これを検知するため、異常運転状態での対向間隔Ｓが０ｍｍ以上２ｍｍ以下となるように構成されている。
【００８８】
定着ベルト２１は、回転軸方向にも熱膨張し、回転軸方向においても、異常加熱停止装置３０が位置する部位で座屈が発生し得る。従って、回転軸方向においても、定着ベルト２１の熱膨張による変形を誘導できるように、ベルト変形誘導部材４０を形成するのが好ましい。
【００８９】
具体的には、図１０に模式的に示すように、ベルト変形誘導部材４０と定着ベルト２１との間の間隔Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が、回転軸方向における両端部よりも異常加熱停止装置３０が位置する部位で大きくなるように（Ｇ３＞Ｇ１、Ｇ３＞Ｇ２）、ベルト変形誘導部材４０の内面に、回転軸方向に沿った傾斜面４１（曲面を含む）を形成する。
【００９０】
そうすれば、回転軸方向においても、定着ベルト２１が熱膨張したとき、先にその両端部がベルト変形誘導部材４０に接触する。そうして、傾斜面４１に沿って、その熱膨張による定着ベルト２１の変形が誘導されていく。
【００９１】
従って、対向間隔Ｓが狭まって、異常加熱停止装置３０が適正に検知できる状態にできる。また、回転軸方向においても、異常加熱停止装置３０が位置する部位での定着ベルト２１の座屈が抑制でき、定着ベルト２１の加熱異常を適切に防止することができる。
【００９２】
不支持領域は、定着ベルト２１が加熱されて軟化すると容易に変形する。そのため、定着ベルト２１がベルト変形誘導部材４０の端部で座屈してしまうと、ベルト変形誘導部材４０で適切な形状に誘導できなくなり、異常加熱停止装置３０で適切な温度検知ができなくなってしまう。そこで、この定着装置５では、定着ベルト２１が軸方向の両端部で座屈し難いように工夫されている。
【００９３】
具体的には、図１１に示すように、定着ベルト２１は、ベルト変形誘導部材４０よりも回転軸方向に長くなっていて（Ｌ１≦Ｌ２）、各ベルト支持部５１ａの突端５３が、ベルト変形誘導部材４０の内側に入り込んだ状態になっている。
【００９４】
各ベルト支持部５１ａの突端５３が、ベルト変形誘導部材４０の内側に入り込んでいるので、定着ベルト２１がベルト変形誘導部材４０よりも回転軸方向に長くなっていても、定着ベルト２１の支持部位はベルト変形誘導部材４０よりも内側にあるので、定着ベルト２１が変形する実質的な長さは、ベルト変形誘導部材４０よりも短くなっている。それにより、熱膨張した定着ベルト２１が、ベルト変形誘導部材４０の端部に接触して座屈し、ベルト変形誘導部材４０で変形を誘導できなくなるのが阻止できる。
【符号の説明】
【００９５】
１  画像形成装置
５  定着装置
１０  加圧ローラ
２０  ベルトユニット
２１  定着ベルト
２２  ヒータ
２３  押圧部材
３０  異常加熱停止装置
４０  ベルト変形誘導部材
４０ａ  開口
５０  支持フレーム
ＮＡ  ニップ領域
【図１】
2019082616.tif 000003
【図２】
2019082616.tif 000004
【図３】
2019082616.tif 000005
【図４】
2019082616.tif 000006
【図５】
2019082616.tif 000007
【図６】
2019082616.tif 000008
【図７】
2019082616.tif 000009
【図８】
2019082616.tif 000010
【図９】
2019082616.tif 000011
【図１０】
2019082616.tif 000012
【図１１】
2019082616.tif 000013