特許 6221963 定着装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6221963

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】定着装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20171023BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20171023BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20171023BHJP

   G03G 21/16 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 510

   G03G21/00 386

   G03G21/00 510

   G03G21/14

   G03G21/16 185

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-127150(P2014-127150)

(22)【出願日】2014年6月20日

(65)【公開番号】特開2016-6452(P2016-6452A)

(43)【公開日】2016年1月14日

【審査請求日】2016年7月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 史晃

【審査官】 牧島 元

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０５８７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２７３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３１３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９２８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０２１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９１５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８７５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１７３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３７１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４６１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７６６６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

Ｇ０３Ｇ ２１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートを加熱するベルトを有する加熱部材と、
前記シートを加圧し、前記ベルトを回転させる加圧部材と、
前記ベルトの一方端部の回転に対する他方端部の回転のずれを検出する回転検出部と、
制御部と
を備え、
前記回転検出部は、第１検出部と第２検出部とを含み、
前記第１検出部は、フランジと、遮光片を含む遮光部と、発光部及び受光部が設けられた第１フォトインターラプターと、複数のギアとを含み、
前記フランジは、前記ベルトの一方端部に固着され、前記ベルトの回転に伴って回転し、
前記複数のギアは、前記フランジの回転に応じて回転し、
前記遮光片は、前記複数のギアに応じて回転し、前記第１フォトインターラプターの前記発光部から発せられる光を間欠的に遮断し、
前記第１フォトインターラプターは、第１パルス信号を生成し、
前記第２検出部は、フランジと、遮光部と、発光部及び受光部が設けられた第２フォトインターラプターと、複数のギアとを含み、
前記フランジは、前記ベルトの他方端部に固着され、前記ベルトの回転に伴って回転し、
前記複数のギアは、前記フランジの回転に応じて回転し、
前記遮光片は、前記複数のギアに応じて回転し、前記第２フォトインターラプターの前記発光部から発せられる光を間欠的に遮断し、
前記第２フォトインターラプターは、第２パルス信号を生成し、
前記第１パルス信号は、前記ベルトの前記一方端部の回転速度に対応するパルス幅を有し、
前記第２パルス信号は、前記ベルトの前記他方端部の回転速度に対応するパルス幅を有し、
前記第１パルス信号と前記第２パルス信号との位相差は、前記ずれに対応し、
前記制御部は、前記ずれに応じて前記ベルトの発熱を停止させる、定着装置。

【請求項2】

表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記ずれが規定値を超えた場合、メッセージを前記表示部に表示させる、請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記第１検出部の前記遮光片及び前記第２検出部の前記遮光片は、互いに同位相になるように配置される、請求項１または請求項２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記第１検出部の前記遮光片及び前記第２検出部の前記遮光片は、あらかじめ一定の位相差を有するように配置され、
前記制御部は、前記位相差を基準にして前記ずれを検出する、請求項１または請求項２に記載の定着装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置と、
前記シートに画像を形成する画像形成部と
を備える、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。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の画像形成装置は中間転写ベルトを備える。中間転写ベルトは、支持回転体に架け渡されて伸長状態で回転する。画像形成装置は、中間転写ベルトの両縁に設けられた光学指標を用いて回転速度を制御する。光学指標を支持回転体の回転方向に直角な方向に傾かせることで、中間転写ベルトが光学指標を発端にして破断することを抑制する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２７６６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１には中間転写ベルトの破れによる過熱については開示されていない。過熱は、装置の性能の低下を引き起こす可能性がある。画像形成装置は、例えば定着装置を備える。定着装置は、加熱ローラー及び加圧ローラーを備える。加熱ローラーのベルトは加圧ローラーに接触して熱を放出するため、加熱ローラーは過熱されることなく一定温度に保たれる。しかしながら、加熱ローラーのベルトが部分的に破れた場合、加圧ローラーとの接触部分が減少するため加熱ローラーの熱は放出されにくくなる。従って、加熱ローラーは過熱され温度が上昇する。その結果、定着装置の性能の低下を引き起こす可能性がある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加熱ローラーの過熱を抑制できる定着装置および画像形成装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の観点によれば、定着装置は、加熱部材と、加圧部材と、回転検出部とを備える。加熱部材は、シートを加熱するベルトを有する加圧部材は、前記シートを加圧し、前記ベルトを回転させる。回転検出部は、前記ベルトの一方端部の回転に対する他方端部の回転のずれを検出する。

【0007】

本発明の第２の観点によれば、画像形成装置は、本発明の第１の観点に係る定着装置と、画像形成部とを備える。画像形成部は、前記シートに画像を形成する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ベルトに破れが発生したことを検出できるため、破れたベルトの発熱を停止させ、ベルトの過熱を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態１に係る定着装置を示す模式図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る定着装置を示す断面図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る定着装置の回転検出部を示す模式図である。

【図4】本発明の実施形態２に係る画像形成装置の概略を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0011】

（実施形態１）
図１及び図２を参照して定着装置１について説明する。図１は定着装置１を示す。図２は、定着装置１を示す断面図である。定着装置１は、加熱部材としての加熱ローラー１０と、回転検出部２０と、加圧部材としての加圧ローラー３０と、磁束発生装置４０と、電流供給回路４５と、制御部６０と、表示部７０とを備える。定着装置１は、シートＴを加熱及び加圧することによって、シートＴ上に形成された未定着のトナーをシートＴに定着させる。

【0012】

加熱ローラー１０は、シートＴを加熱するベルト１１及びベルトガイド１２を有する。ベルト１１は、無端状である。ベルト１１は、ニッケルにより形成され、銅でメッキされ、耐熱性及び剛性を有する。ベルトガイド１２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）によって形成される。ステンレス鋼は、鉄及びクロムを含むさびにくい合金鋼である。ベルトガイド１２は、ベルト１１を円状に保持する。ベルトガイド１２のうち、ベルト１１を介して磁束発生装置４０と対向する面は、磁束発生装置４０からベルト１１までの間隔を一定に保持する。

【0013】

回転検出部２０は、ベルト１１の一方端部の回転に対する他方端部の回転のずれを検出する。回転検出部２０は、第１検出部２１と第２検出部２２とを含む。第１検出部２１は、ベルト１１の一方端部に近接する。第１検出部２１はベルト１１の一方端部の回転速度を検出する。第１検出部２１は、ベルト１１の一方端部の回転速度に対応するパルス幅を有する第１パルス信号を生成する。第２検出部２２は、ベルト１１の他方端部に近接する。第２検出部２２はベルト１１の他方端部の回転速度を検出する。第２検出部２２は、ベルト１１の他方端部の回転速度に対応するパルス幅を有する第２パルス信号を生成する。

【0014】

加圧ローラー３０は、シートＴを加圧する。加圧ローラー３０は、モーターのような駆動源によって回転する。加圧ローラー３０とベルト１１とが接触することによってニップが形成される。シートＴは、ニップを通過することで、加熱及び加圧される。加圧ローラー３０は、加圧ローラー３０とベルト１１との間に生じる摩擦力によってベルト１１を回転させる。

【0015】

磁束発生装置４０は、ベルト１１を発熱させるための磁束を発生させる。磁束発生装置４０は、コイル４１、ボビン４２、及び磁性体コア４３を有する。磁束発生装置４０は、ベルト１１の幅方向に沿って伸び、ベルト１１の外周面の略半分を囲うようにベルト１１に対向して配置される。コイル４１は、ベルト１１の幅方向に沿ってリッツ線をループ状に複数回巻いて形成され、ボビン４２に取り付けられる。電流供給回路４５は、磁束発生装置４０に接続され、磁束発生装置４０の発生させた磁束の作用でベルト１１を発熱させるための電流を磁束発生装置４０に供給する。コイル４１は、電流供給回路４５から供給される電流により交流磁束を発生させる。電流は、例えば高周波電流である。コイル４１の発生させた磁束は、磁性体コア４３を通過し、ベルト１１に沿って通過する。ベルト１１を通過する磁束の交流的な強さの変化によってベルト１１には渦電流が生じる。ベルト１１に渦電流が流れると、ベルト１１の電気抵抗によってジュール熱が発生し、ベルト１１が発熱する。

【0016】

制御部６０は、回転検出部２０が検出するベルト１１の一方端部の回転に対する他方端部の回転のずれに応じてベルト１１の発熱を停止させる。具体的には、制御部６０は電流供給回路４５の磁束発生装置４０への電流の供給を停止させることで、ベルト１１の発熱を停止させる。制御部６０は、加圧ローラー３０を回転させるための駆動信号によって、加圧ローラー３０を制御する。

【0017】

ベルト１１は加圧ローラー３０に接触して熱を放出するため、ベルト１１を有する加熱ローラー１０は過熱されることなく一定温度に保たれる。しかしながら、ベルト１１が部分的に破れた場合、ベルト１１と加圧ローラー３０との接触部分が減少するためベルト１１の熱は放出されにくくなる。従って、加熱ローラー１０のベルトガイド１２が過熱される。また、ベルト１１が破れた場合、破れた部分と破れていない部分とでベルト１１から放出される熱に差が生じる。従って、加圧ローラー３０の熱膨張が不均一になり、周の長さが異なる。その結果、加圧ローラー３０の両端の回転にずれが生じる。ベルト１１は加圧ローラー３０の回転に伴って回転するため、加圧ローラー３０の両端の回転にずれが生じた場合、ベルト１１の両端の回転にもずれが生じる。

【0018】

従って、回転検出部２０がベルト１１の一方端部の回転に対する他方端部の回転のずれを検出することでベルト１１に破れが生じたことを検出できる。その結果、破れたベルト１１の発熱を停止させることができ、ベルト１１の過熱を防止できる。

【0019】

表示部７０は情報を表示する。制御部６０は、ベルト１１の一方端部の回転に対するベルト１１の他方端部の回転のずれが規定値を超えた場合、メッセージを表示部７０に表示させる。規定値及びメッセージは任意に設定される。メッセージは、例えばユーザーに警告を促す文章である。

【0020】

次に、図１及び図３を参照して回転検出部２０について詳細に説明する。図３は、回転検出部２０を示す。図３において図面が煩雑になることを避けるため、フランジ１３、ギア２３、ギア５１、及びギア５２の歯部分を省略している。第２検出部２２の構成は、第１検出部２１と同様な構成を有しているため説明を省略する。

【0021】

第１検出部２１は、フランジ１３、遮光部２４、フォトインターラプター２７、及びギア部５０を含む。フランジ１３は、ベルト１１の一方端部に固着される。ギア部５０は、ギア５１、ギア５２、及び軸５３を含む。ギア５１及びギア５２は、軸５３に固着される。従って、ギア５１の回転に伴ってギア５２は回転する。

【0022】

遮光部２４は、ギア２３、軸２６及び遮光板３００を含む。遮光板３００は等間隔で配置された３個の遮光片２５を含む。ギア２３及び３個の遮光片２５は、軸２６に固着される。フォトインターラプター２７には、発光部及び受光部が設けられる。第１検出部２１に含まれる３個の遮光片２５及び第２検出部２２に含まれる３個の遮光片２５は、同位相であるとフォトインターラプター２７によって検知されるように配置される。第１検出部２１の３個の遮光片２５と第２検出部２２の３個の遮光片２５とが揃うように配置される。

【0023】

フランジ１３は、ベルト１１の回転に伴って矢印Ａの示す方向に回転する。フランジ１３とギア５１とが連結する。従って、フランジ１３に噛み合うギア５１は、フランジ１３の回転に伴って矢印Ｂの示す方向に回転し、ギア５２は、ギア５１の回転に応じて回転する。また、ギア５２とギア２３とが連結する。従って、ギア２３は、ギア５２の回転に伴って矢印Ｃの示す方向に回転する。そして、ギア２３の回転に応じて３個の遮光片２５が回転し、フォトインターラプター２７の発光部から発せられる光を間欠的に遮断する。その結果、フォトインターラプター２７は、回転速度に応じた周波数を有する第１パルス信号を出力する。同様にして、第２検出部２２のフォトインターラプター２７は、回転速度に応じた周波数を有する第２パルス信号を出力する。

【0024】

制御部６０は、第１パルス信号と第２パルス信号との位相差が規定の値以上であると検出したことに応じて、ベルト１１の発熱を停止させる。第１パルス信号と第２パルス信号との位相差はベルト１１の回転のずれに対応する。位相差の規定の値は任意に設定される。

【0025】

本実施形態によれば、回転検出部２０は、加熱ローラー１０の両端の回転のずれを検出することで、加熱ローラー１０を覆うベルト１１に破れが生じたことを検出する。従って、ベルト１１の破れを検出したことに応じてベルト１１の発熱を停止させることが可能であり、加熱ローラー１０の過熱を抑制できる。その結果、ベルト１１の破れによって生じる定着装置１の過熱を防止できる。

【0026】

（実施形態２）
図４を参照して、本発明の実施形態２に係る画像形成装置１００について説明する。図４は、画像形成装置１００の概略を説明するための模型的断面図である。画像形成装置１００は、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ、又は複合機である。複合機は、例えば、複写機、プリンター、及びファクシミリのうち少なくとも２つの機器を備える。

【0027】

画像形成装置１００は、定着装置１、給送部１２５、搬送部１３１、画像形成部１４０、原稿搬送部１５０、排出部１６０、画像読取部１７０、表示部１８０、及び制御部１９０を備える。

【0028】

搬送部１３１は、シートＴを画像形成部１４０に搬送する。画像形成部１４０は、画像データに基づいてシートＴに画像を形成する。画像データは、例えば、画像読取部１７０が生成した画像データである。具体的には、画像形成部１４０は、感光体ドラム１４１、帯電部１４２、露光部１４３、現像部１４４、及び転写部１４５によって、シートＴに画像を形成する。また、画像形成部１４０は、クリーニング部１４６及び除電部１４７を含む。

【0029】

画像が形成されたシートＴは定着装置１に向けて搬送される。定着装置１は、実施形態１に係る定着装置１として機能する。定着装置１は、シートＴを加熱及び加圧して、シートＴに形成された画像をシートＴに定着させる。画像が定着されたシートＴは排出部１６０に向けて搬送される。排出部１６０はシートＴを排出する。

【0030】

画像読取部１７０は原稿の画像を読み取って画像データを生成する。給送部１２５は、カセット１２１又は手差しトレイ１２３に積載されたシートＴを搬送部１３１に給送する。

【0031】

表示部１８０は、情報を表示する。表示部１８０は、実施形態１に係る表示部７０として機能する。表示部１８０は、例えば液晶ディスプレーである。

【0032】

制御部１９０は、画像形成装置１００の各要素を制御する。制御部１９０は、実施形態１に係る制御部６０として機能する。

【0033】

以上、図４を参照して説明したように、実施形態２によれば、定着装置１は実施形態１に係る定着装置１として機能する。従って、実施形態１と同様に、加熱ローラー１０の破れを検出できる。その他、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

【0034】

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、下記に示す（１）〜（４））。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0035】

（１）図２を参照して説明したように、ベルト１１は、加熱ローラー１０の外部に配置された磁束発生装置４０によって発熱したが、加熱ローラー１０の内部にヒーターを配置し、ヒーターがベルト１１を加熱してもよい。

【0036】

（２）図３を参照して説明したように、遮光板３００は、３個の遮光片２５を含むが、遮光板３００は、単数の遮光片２５を含んでもよいし、３以外の複数の遮光片２５を含んでもよい。

【0037】

（３）フォトインターラプター２７は、遮光片２５を用いてベルト１１の回転速度を検知したが、ベルト１１の両端に設けられた光学指標を検出して回転速度を検出してもよい。光学指標は、例えばベルト１１の両端に設けられた突起でもよいし、ベルト１１の両端に形成された等間隔で配置される複数の開口でもよい。

【0038】

（４）図３を参照して説明したように、第１検出部２１の遮光板３００及び第２検出部２２の遮光板３００は、互いに同位相になるように配置されたが、あらかじめ一定の位相差を有するように配置されてもよい。一対の遮光板３００があらかじめ一定の位相差を有する場合、ベルト１１の回転開始時の位相差が記憶される。制御部６０は、記憶した位相差を基準にしてベルト１１の両端の回転のずれを検出する。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明は、定着装置及び画像形成装置の分野に利用可能である。

【符号の説明】

【0040】

１ 定着装置
１０ 加熱ローラー
１１ ベルト
２０ 回転検出部
２１ 第１検出部
２２ 第２検出部
３０ 加圧ローラー
６０ 制御部
７０ 表示部
１００ 画像形成装置
１５０ 画像形成部
１８０ 表示部
１９０ 制御部
Ｔ シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】