(57)【要約】【課題】比較的簡易な構成で、副作用が生じることなく、被加熱体の立ち上がり時間が短くて、センシング性向上と誤動作防止とが両立する、安全装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】加熱手段２５によって加熱される被加熱体２３の過昇温を防止する安全装置であって、被加熱体２３の過昇温を検知して加熱手段２５への電力供給を遮断する検知手段４１と、検知手段４１と被加熱体２３との距離Ｇを調整する調整手段６２、６３と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段によって加熱される被加熱体の過昇温を防止する安全装置であって、
前記被加熱体の過昇温を検知して前記加熱手段への電力供給を遮断する検知手段と、
前記検知手段と前記被加熱体との距離を調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする安全装置。
【請求項２】
前記調整手段は、ネジ部の正負方向のねじ込み量に応じて前記検知手段を保持する保持部材を可動して前記被加熱体に対する当該検知手段の距離を調整することを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
【請求項３】
前記検知手段は、バイメタル又は温度ヒューズであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の安全装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記被加熱体の上方に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の安全装置。
【請求項５】
記録媒体上にトナー像を定着する定着装置であって、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の安全装置を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
定着補助ローラと、ヒータが内設された加熱ローラと、に張架された定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記定着補助ローラに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
を備え、
前記加熱手段は、前記ヒータであって、
前記被加熱体は、前記加熱ローラであって、
前記検知手段は、前記定着ベルトを介して前記加熱ローラに対向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】
前記調整手段によって前記検知手段と前記加熱ローラとの距離が１ｍｍ以下になるように調整されたことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加熱ローラは、前記定着補助ローラに対する平行度を調整できるように可動自在に構成されたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記加熱ローラは、肉厚が１ｍｍ以下の中空構造のローラ部材であることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
前記ニップ部に対して前記定着ベルトの走行方向下流側に、前記定着ベルトに対して所定距離離間する分離板を備えたことを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の安全装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項５〜請求項１０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】
この発明は、加熱手段によって加熱される被加熱体の過昇温を防止する安全装置と、それを備えた定着装置及び画像形成装置と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置において、定着装置に設置される被加熱体の過昇温を防止するために安全装置を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
詳しくは、ヒータ等の加熱手段によって加熱される被加熱体（特許文献１等では定着ローラが被加熱体となっている。）に所定の距離を設けて対向するように、バイメタル（サーモスタット）や温度ヒューズ等の検知手段が設置される。そして、被加熱体が過昇温した状態を検知手段が検知して、検知手段が加熱手段への電力供給を遮断する（電気回路を切断する。）。
このように被加熱体に対して検知手段を離間して設置する安全装置は、被加熱体に対して検知手段を接触させて設置する安全装置に比べて、検知手段や被加熱体の磨耗・破損が物理的に生じないために、特に高速機（被加熱体が高速回転する装置である。）では多く用いられている。
【０００４】
一方、特許文献２等には、定着補助ローラ（定着ローラ）と加熱ローラとに張架された定着ベルトを用いた定着装置が開示されている。このような定着装置では、ヒータ（加熱手段）が内設された加熱ローラ（被加熱体）の過昇温を防止するために、定着ベルトを介して加熱ローラに対向するようにバイメタル（サーモスタット）や温度ヒューズ等の検知手段が設置されることになる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６２８６３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の定着装置は、立ち上がり時間（ウォーミングアップ時間）を短くするためにヒータの総ワット数を増加させたときに、安全装置のセンシング性（応答性）向上と誤動作防止とを両立させることが難しかった。
【０００７】
詳しくは、定着装置のヒータ（加熱手段）の総ワット数を増加させたとき、バイメタル（サーモスタット）や温度ヒューズ等の検知手段が誤動作（実際には被加熱体が過昇温していないのに過昇温しているものと誤検知してしまうことである。）することなく精度よく作動する温度（作動温度）を確保するために、被加熱体に対する検知手段の距離を極めて短くする必要がある。
ところが、従来の定着装置は、検知手段が装置のフレームに固設されている場合が多くて、構成部品の寸法公差の積み上げ公差により、被加熱体と検知手段との距離を高精度に狭小化することができなかった。
【０００８】
このような問題を解決するために、被加熱体と検知手段との距離を定める種々の構成部品の寸法精度を高める方策も考えられるが、現実的には寸法精度の高精度化にはある程度限界がある上に、部品費が高くなるという問題が生じてしまうことになる。
また、定着装置の製造工程において検知手段を治具を用いて組みつけて、被加熱体と検知手段との微小距離を確保する方策も考えられる。しかし、その場合、被加熱体と検知手段との距離を事後的に微小に調整することができなかったり、市場にてサービスマンがメンテナンスする際に治具を常備しなければならなかったりする問題が生じてしまう。
さらに、検知手段をギャップコロを介して被加熱体に当接させる方策も考えられる。しかし、検知手段は、通常、画像領域に対応する位置に配設されるために、ギャップコロが被加熱体に当接することによるコロ跡等の異常画像が生じたり、被加熱体が磨耗・損傷したりする問題が生じてしまう。
【０００９】
また、上述したような問題は、定着装置の製造工程において定着ベルトのベルト寄りを補正するために加熱ローラの姿勢を調整する場合には、特に無視できないものになる。すなわち、加熱ローラ（被加熱体）の姿勢が調整された場合には、加熱ローラに対する検知手段の距離も変動してしまうために、被加熱体と検知手段との微小な距離を高精度に確保することができない。
【００１０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的簡易な構成で、副作用が生じることなく、被加熱体の立ち上がり時間が短くて、センシング性向上と誤動作防止とが両立する、安全装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の請求項１記載の発明にかかる安全装置は、加熱手段によって加熱される被加熱体の過昇温を防止する安全装置であって、前記被加熱体の過昇温を検知して前記加熱手段への電力供給を遮断する検知手段と、前記検知手段と前記被加熱体との距離を調整する調整手段と、を備えたものである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明にかかる安全装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記調整手段は、ネジ部の正負方向のねじ込み量に応じて前記検知手段を保持する保持部材を可動して前記被加熱体に対する当該検知手段の距離を調整するものである。
【００１３】
また、請求項３記載の発明にかかる安全装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記検知手段を、バイメタル又は温度ヒューズとしたものである。
【００１４】
また、請求項４記載の発明にかかる安全装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記検知手段は、前記被加熱体の上方に配設されたものである。
【００１５】
また、この発明の請求項５記載の発明にかかる定着装置は、記録媒体上にトナー像を定着する定着装置であって、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の安全装置を備えたものである。
【００１６】
また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項５に記載の発明において、定着補助ローラと、ヒータが内設された加熱ローラと、に張架された定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着補助ローラに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記加熱手段は、前記ヒータであって、前記被加熱体は、前記加熱ローラであって、前記検知手段は、前記定着ベルトを介して前記加熱ローラに対向するものである。
【００１７】
また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項６に記載の発明において、前記調整手段によって前記検知手段と前記加熱ローラとの距離が１ｍｍ以下になるように調整されたものである。
【００１８】
また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項６又は請求項７に記載の発明において、前記加熱ローラは、前記定着補助ローラに対する平行度を調整できるように可動自在に構成されたものである。
【００１９】
また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項６〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記加熱ローラを、肉厚が１ｍｍ以下の中空構造のローラ部材としたものである。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項６〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記ニップ部に対して前記定着ベルトの走行方向下流側に、前記定着ベルトに対して所定距離離間する分離板を備えたものである。
【００２１】
また、この発明の請求項１１記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の安全装置を備えたものである。
【００２２】
また、この発明の請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項５〜請求項１０のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、検知手段と被加熱体との距離を調整する調整手段を設けているために、比較的簡易な構成で、副作用が生じることなく、被加熱体の立ち上がり時間が短くて、センシング性向上と誤動作防止とが両立する、安全装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
実施の形態．
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。
【００２５】
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
【００２６】
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。
【００２７】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００２８】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００２９】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００３０】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００３１】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００３２】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００３３】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。
【００３４】
そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００３５】
他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。
【００３６】
ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
【００３７】
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、本実施の形態における画像形成装置は、定着ベルト２１が２００ｍｍ／秒以上で走行する高速機である。
【００３８】
次に、図２〜図４にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２は、定着装置２０を示す概略断面図である。図３は、定着装置２０を示す正面図であって、主として加圧機構の構成を示す図である。図４は、定着ベルト２１が張架された加熱ローラ２３を幅方向にみた部分拡大図である。
図２に示すように、定着装置２０は、定着ベルト２１、定着補助ローラ２２、被加熱体としての加熱ローラ２３、加熱手段としてのヒータ２５、加圧部材としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、安全装置４１、４２、６２、６３、分離板３７、フレーム６０、ガイド板３５、等で構成される。また、安全装置は、検知手段としてのバイメタル（サーモスタット）４１、保持部材４２、ネジ部６２、スプリング６３、等で構成される。
【００３９】
ここで、定着ベルト２１は、樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端状ベルトである。定着ベルト２１の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２１の離型層は、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）、等で形成されている。定着ベルト２１の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト２１は、２つのローラ部材（定着補助ローラ２２と加熱ローラ２３とである。）に張架・支持されて、図２中の矢印方向に走行する。
定着部材として熱容量の低い定着ベルト２１を用いることで、装置の昇温特性が向上する。
【００４０】
定着補助ローラ２２は、ＳＵＳ３０４等の芯金２２ａ上に、発泡性シリコーンゴム等の発泡材料からなる弾性層２２ｂが形成されたローラ部材であって、加圧部材としての加圧ローラ３１に定着ベルト２１を介して当接してニップ部を形成する。弾性層２２ｂを発泡材料で形成することで、ニップ部におけるニップ幅（ニップ量）を比較的大きく設定できるとともに、定着ベルト２１の熱が定着補助ローラ２２に移行しにくくなる。定着補助ローラ２２は、図２中の時計方向に回転する。
【００４１】
加熱ローラ２３は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料からなる肉厚が１ｍｍ以下の中空構造のローラ部材（円筒体）であって、その円筒体の内部には加熱手段としての３つのヒータ２５（熱源）が固設されている。
被加熱体としての加熱ローラ２３の肉厚を１ｍｍ以下に設定することで、被加熱体の熱容量が低下して装置の昇温特性が向上する（立ち上がり時間が短縮化される。）。ここで、本実施の形態における加熱ローラ２３は、アルミニウムで形成され、肉厚が０．６ｍｍ、外径が３５ｍｍに設定されている。
【００４２】
加熱ローラ２３のヒータ２５（加熱手段）は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板（不図示である。）に固定されている。そして、装置本体１の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって加熱ローラ２３が加熱されて、さらに加熱ローラ２３によって加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に非接触で対向する温度センサ４０（サーモパイル）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ２５に交流電圧が印加される。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）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
【００４３】
ここで、本実施の形態では、加熱手段としてのヒータ２５として、定格ワット数が１８００ワット（７００ワットのものが２つ、４００ワットのものが１つである。）のものを用いている。このように、ヒータ２５の総ワット数を大きくすることで、装置の立ち上がり時間（ウォーミングアップ時間）を短くすることができる。
また、本実施の形態におけるヒータ２５（加熱手段）は、加熱ローラ２３（又は、定着ベルト２１）の幅方向中央部と幅方向両端部とを別々に加熱できるように構成されている。これにより、幅方向のサイズが小さな記録媒体Ｐ（小サイズ紙）が連続的に通紙されるような場合等であっても、幅方向中央部のみを加熱することで、定着ベルト２１（加熱ローラ２３）の両端部（非通紙領域）が局所的に過昇温する不具合を未然に防止することができる。
なお、上述したヒータ２５の構成に対応して、後述する検知手段としてのバイメタル（サーモスタット）４１も、幅方向中央部と幅方向端部とにそれぞれ配設されている。具体的に、図４を参照して、幅方向中央部に１つのバイメタル４１が配設され、幅方向端部にもう１つのバイメタル４１が配設されている。これにより、幅方向中央部と幅方向両端部とに別々に配設されたヒータ２５の動作に関わらず、２つのバイメタル４１によって加熱ローラ２３の過昇温を効率的かつ確実に検知することができる。
【００４４】
ここで、図２を参照して、加熱ローラ２３の上方には、加熱ローラ２３（又は、定着ベルト２１）の過昇温を防止する安全装置が設置されている。安全装置は、検知手段としてのバイメタル（サーモスタット）４１、保持部材４２、ネジ部６２、スプリング６３、等で構成される。そして、安全装置は、加熱ローラ２３が過昇温（通常の温度上昇を超えた異常な温度上昇である。）したときに、バイメタル４１が電気回路との接点から離間するように熱変形することで、ヒータ２５への電力供給を遮断する。
バイメタル４１は、定着ベルト２１を介して加熱ローラ２３に対して所定の距離（ギャップ）Ｇだけ離れて対向するように配設されている。本実施の形態では、バイメタル４１（検知手段）を、加熱ローラ２３の上方に配設している。これにより、加熱ローラ２３の周囲の空気（加熱された熱気である。）は上方に対流してバイメタル４１の位置に達することになるので、加熱ローラ２３の過昇温を非接触で効率的に検知することができる。
なお、安全装置については、後でさらに詳しく説明する。
【００４５】
また、加圧部材としての加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。
そして、加圧ローラ３１は、図３に示す加圧機構５０〜５２によって定着ベルト２１を介して定着補助ローラ２２に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ベルト２１との間に、所望のニップ部が形成される。
【００４６】
また、上述の加圧機構は加圧解除（又は減圧）ができるように構成されている。詳しくは、図３に示すように、加圧機構は、加圧ローラ３１の軸部に係合するレバー５０、レバー５０に作用して加圧ローラ３１を定着補助ローラ２２に向けて付勢するスプリング５２、レバー５０に係合して加圧ローラ３１の加圧・解除をするためのカム５１、カム５１を駆動する駆動モータ（不図示である。）、等で構成される。そして、定着工程がおこなわれるときには、カム５１を図３の姿勢になるように回転駆動して、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対して加圧ローラ３１を加圧する（図３の状態である。）。これに対して、定着工程がおこなわれないときには、カム５１を図３の姿勢から半周ほど回転駆動して、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対する加圧ローラ３１の加圧を解除（又は減圧）する。
【００４７】
ここで、図２を参照して、本実施の形態では、加圧ローラ３１を直接的に加熱するヒータ３４が設置されている。これにより、定着装置２０の昇温特性がさらに向上することになる。なお、ヒータ３４の出力制御は、加圧ローラ３１表面に接触する温度センサ４５（サーミスタ）によるローラ表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、加圧ローラ３１から所定距離離れた位置には、サーモスタット４６が設置されていて、加圧ローラ３１の過昇温を防止する。なお、加圧ローラ４６のサーモスタット４６には高精度のセンシング性が求められていないため、後述する安全装置の調整手段は設けられていない。
【００４８】
図２を参照して、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。ガイド板３５は、定着装置２０の側板に固設されている。
【００４９】
また、定着ベルト２１の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍には、分離板３７が配設されている。分離板３７は、画像領域において幅方向にわたって、定着ベルト２１に対して所定距離離間するように配設されている。また、分離板３７は、その幅方向両端部が、定着ベルト２１の非画像領域に当接するように構成されている。なお、本実施の形態では、分離板３７と定着ベルト２１とのギャップは、０．３ｍｍ程度に設定されている。このように定着ベルト２１の画像領域に当接しない分離板３７を設置することで、画像に影響を与えることなく、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１の走行に沿って定着ベルト２１に巻き付いてしまう不具合を軽減することができる。
ただし、定着ベルト２１の画像領域に当接させる分離爪と比較すると、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１の走行に沿って定着ベルト２１に巻き付いてしまう可能性が僅かながらある。したがって、定着ベルト２１に巻き付いた記録媒体Ｐが加熱ローラ３１（定着ベルト２１）の過昇温により発火するのを確実に防止するために、安全装置４１のセンシング性（応答性）を高める必要がある。
【００５０】
ここで、本実施の形態では、図４を参照して、加熱ローラ２３が、定着補助ローラ２２に対する平行度を調整できるように可動自在に構成されている。具体的に、加熱ローラ２３は、揺動中心２３ａを中心にしてＸ１、Ｘ２方向（図２の上下方向に相当する。）に揺動するように構成されている。そして、加熱ローラ２３の揺動中心２３ａ側は装置の側板に形成された決め穴に軸受を介して支持され、加熱ローラ２３の揺動側は装置の側板に形成された長穴における所定の調整位置に軸受を介して支持（位置決め）される。
定着装置２０の製造工程において、定着補助ローラ２２に対する加熱ローラ２３の平行度を調整することで、双方のローラ部材２２、２３に張架された定着ベルト２１にベルト寄り（一方の幅方向端部側に移動して蛇行走行する現象である。）が生じるのを抑止することができる。
【００５１】
上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、交流電源からヒータ２５に交流電圧が印加（給電）されるとともに、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２、加熱ローラ２３）及び加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。
その後、給紙部７から記録媒体Ｐが給送されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが記録媒体Ｐ上に未定着画像として担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、回転する定着ベルト２１及び加圧ローラ３１によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
【００５２】
以下、本実施の形態の定着装置２０において特徴的な、安全装置の構成・動作について、詳しく説明する。
図２に示すように、本実施の形態における安全装置には、加熱ローラ２３の過昇温を検知してヒータ２５への電力供給を遮断する検知手段としてのバイメタル４１と、加熱ローラ２３と、の距離Ｇ（ギャップ）を調整する調整手段が設置されている。ここで、調整手段は、ネジ部６２の正負方向のねじ込み量に応じてバイメタル４１を保持する保持部材４２を可動して距離Ｇを調整するものである。
【００５３】
詳しくは、バイメタル４１（検知手段）を保持する保持部材４２は、調整手段６１、６２を介して、装置２０のフレーム６０上に設置されている。調整手段は、保持部材４２の保持板４２ａに形成された貫通穴を通ってフレーム６０に形成された雌ネジ部に螺合するネジ部６２と、保持板４２ａとフレーム６０との間でネジ部６２に巻装された圧縮スプリング６３と、で構成される。このような構成により、ネジ部６２の正負方向のねじ込み量に応じて、バイメタル４１を保持する保持部材４２（保持板４２ａ）が上下方向に可動することになる。具体的に、ネジ部６２を正方向に回転させると距離Ｇは小さくなり、ネジ部６２を負方向に回転させると距離Ｇは大きくなる。このようにして、バイメタル４１と加熱ローラ２３との距離Ｇを所望の値に調整する。
なお、本実施の形態では、調整手段としてのネジ部６２を２箇所設けたが、調整手段としてのネジ部６２を１箇所又は３箇所以上設けることもできる。
【００５４】
ここで、調整手段６１、６２によってバイメタル４１と加熱ローラ２３との距離Ｇが１ｍｍ以下（０＜Ｇ≦１ｍｍ）になるように調整されている。具体的に、本実施の形態では、距離Ｇを１ｍｍに設定している。
これにより、本実施の形態における定着装置２０のようにヒータ２５の総ワット数（本実施の形態では１８００ワットに設定している。）が大きい場合であっても、バイメタル４１（検知手段）が誤動作（実際には加熱ローラ２３が過昇温していないのに過昇温しているものと誤検知してしまうことである。）することなく、高いセンシング性（応答性）にてバイメタル４１を作動させることができる。
【００５５】
以下、図５を用いて、その理由について述べる。
図５（Ａ）は、バイメタル４１（検知手段）と加熱ローラ２３（被加熱体）との距離Ｇと、バイメタル４１の作動温度と、の関係を示すグラフである。図５（Ａ）において、横軸は距離（ギャップ）Ｇを示し、縦軸はバイメタル４１の作動温度（ヒータ２５への電力供給を遮断するバイメタル４１の温度である。）を示す。また、実線Ｓはヒータ２５の総ワット数が１８００ワットの定着装置（本実施の形態のものである。）を用いたときのグラフを示し、破線Ｒはヒータ２５の総ワット数が１２００ワットの定着装置（従来のものである。）を用いたときのグラフを示す。
図５（Ｂ）は、加熱ローラ２３の表面温度と、バイメタル４１の温度と、の関係を示すグラフである。図５（Ｂ）において、横軸は加熱ローラ２３の表面温度を示し、縦軸はバイメタル４１の温度を示す。また、実線Ｑ１は距離Ｇが１．０ｍｍのときのグラフを示し、実線Ｑ２は距離Ｇが１．５ｍｍのときのグラフを示す。
【００５６】
図５（Ａ）に示すように、ヒータ２５の総ワット数を大きく設定した場合には、装置の立ち上がり時間が短くなるために、バイメタル４１によるセンシング性を高めなければ安全装置として機能しなくなってしまう。したがって、バイメタル４１の作動温度を固定値とすると、ヒータ２５の総ワット数が大きい場合には、ヒータ２５の総ワット数が小さい場合に比べて、距離Ｇを狭小化する必要がある。すなわち、ヒータ２５の総ワット数が大きい場合のグラフＳは、ヒータ２５の総ワット数が小さい場合のグラフＲに比べて、下方になる。
なお、グラフＳの傾きがグラフＲの傾きに比べて大きいのは、ヒータ２５の総ワット数の差異に加え、加熱ローラ２３の熱容量に差異があるためである。すなわち、装置の立ち上がり時間を短縮化するために、本実施の形態における加熱ローラ２３の熱容量は低く設定されている。
【００５７】
ここで、図５（Ａ）において、距離Ｇを１．５ｍｍに設定したとすると、従来の装置（破線Ｒ）では作動温度がＴ２に設定され、本実施の形態の装置（実線Ｓ）では作動温度がＴ０に設定されることになる。このとき、図５（Ｂ）の実線Ｑ２を参照して、従来の装置（破線Ｒ）は、加熱ローラ２３の表面温度が狙いの温度ＴｒＬ（正常な温度である。）に達しても、バイメタル４１の温度は作動温度Ｔ２に対して充分に低いために、安全装置が誤動作することはない。これに対して、図５（Ｂ）の実線Ｑ２を参照して、本実施の形態の装置（実線Ｓ）は、加熱ローラ２３の表面温度が温度Ｔｒ１（＜ＴｒＬ）になった時点で、バイメタル４１の温度が作動温度Ｔ０に達してしまい、安全装置が誤動作してしまうことになる。
【００５８】
このような不具合を解決するために、本実施の形態では、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の関係を考慮して、距離Ｇを１ｍｍとして、バイメタル４１の作動温度をＴ１（１９０〜２００℃である。）に設定している。これにより、図５（Ｂ）の実線Ｑ１を参照して、加熱ローラ２３の表面温度が狙いの温度ＴｒＬに達しても、バイメタル４１の温度は作動温度Ｔ１に対して充分に低いために、安全装置が誤動作することはない。したがって、安全装置のセンシング性向上と誤動作防止とを両立させることができる。
【００５９】
なお、先に説明したように、本実施の形態における定着装置２０は、ニップ部に対して定着ベルト２１の走行方向下流側に、定着ベルト２１に対して所定距離離間する分離板３７が設置されている。このような分離板３７は、定着ベルト２１に当接させて記録媒体Ｐを分離する分離爪と比較すると、爪跡等の異常画像が生じない反面、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に巻き付いてしまう可能性が僅かながらある。しかし、本実施の形態では、安全装置のセンシング性が高められているために、記録媒体Ｐが定着ベルト２１に巻き付いてしまっても、加熱ローラ３１（定着ベルト２１）の過昇温を充分余裕をもって確実に防止して、記録媒体Ｐが発火点に達する不具合を未然に抑止することができる。
【００６０】
また、先に図４にて説明したように、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１のベルト寄りを防止するために、定着補助ローラ２２に対する加熱ローラ２３の平行度を調整できるように構成されている。したがって、図４を参照して、加熱ローラ２３が揺動中心２３ａを中心にしてＸ１、Ｘ２方向に可動調整されたときに、加熱ローラ４１とバイメタル４１（検知手段）との距離Ｇが変動してしまう可能性がある。これに対して、本実施の形態では、距離Ｇを調整する調整手段６１、６２を設けているために、加熱ローラ２３の平行度調整（ベルト寄り調整）をした後であっても、調整手段６１、６２を操作することで、狭小な距離Ｇを高精度に設定することができる。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態では、バイメタル４１（検知手段）と加熱ローラ２３（被加熱体）との距離Ｇを調整する調整手段６２、６３を設けているために、比較的簡易な構成で、副作用が生じることなく、加熱ローラ２３（定着装置２０）の立ち上がり時間が短くて、安全装置４１のセンシング性向上と誤動作防止とを両立させることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では加圧部材として加圧ローラ３１を用いたが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いてもよい。その場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、定着装置２０に設置される安全装置に対して本発明を適用したが、画像形成装置に設置される他の被加熱体や、画像形成装置以外に設置される被加熱体の過昇温を防止する安全装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。その場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、検知手段としてバイメタル４１（サーモスタット）を用いたが、検知手段として温度ヒューズを用いることもできる。その場合にも、温度ヒューズと加熱ローラ２３との距離を調整する調整手段を設けることで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置される定着装置を示す概略断面図である。
【図３】定着装置を示す正面図である。
【図４】定着ベルトが張架された加熱ローラを幅方向にみた部分拡大図である。
【図５】（Ａ）検知手段と被加熱体との距離と検知手段の作動温度との関係を示すグラフと、（Ｂ）加熱ローラの表面温度と検知手段の温度との関係を示すグラフと、である。
【符号の説明】
【００６６】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２０  定着装置、
２１  定着ベルト、
２２  定着補助ローラ、
２３  加熱ローラ（被加熱体）、
２５、３４  ヒータ、
３１  加圧ローラ（加圧部材）、
３７  分離板、
４０、４５  温度センサ、
４１、４６  バイメタル（検知手段）、
４２  保持部材、
６０  フレーム、
６２  ネジ部（調整手段）、
６３  スプリング（調整手段）。
【図１】
2009015107.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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