(57)【要約】【課題】画像加熱装置の加熱回転体や加圧回転体に記録材が貼り付いて巻き付いても、記録材が搬送経路から奥側の空間へ進入することが阻止されて、復旧作業が早く済む画像加熱装置を提供する。【解決手段】定着ローラ１００と出口ガイド１１２との間に進入阻止ローラ２００を配置する。進入阻止ローラ２００は、駆動モータ２２０によって定着ローラ１００に対してカウンタ方向に駆動されているが、トルクリミッタ２１０を介して駆動されているため、定着ローラ１００に摩擦駆動されて従動回転している。記録材Ｐに対する進入阻止ローラ２００の摩擦係数は、記録材Ｐに対する定着ローラ１００の摩擦係数よりも大きく設定されている。このため、定着ローラ１００に記録材Ｐが巻き付いて進入阻止ローラ２００とのニップに進入すると、進入阻止ローラ２００が従動回転から逆回転へ自動的に切り替わって記録材Ｐをニップの手前に押し止める。【選択図】図４
2010122620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、
前記回転体に圧接して回転することにより、前記回転体との間に、記録材を加熱しつつ挟持搬送する搬送ニップを形成する搬送回転体と、を備えた画像加熱装置において、
前記搬送ニップの下流側で前記搬送回転体に圧接して配置され、前記搬送回転体に対してカウンタ方向に駆動された状態で、前記搬送回転体に摩擦駆動されてウイズ方向に回転する進入阻止回転体を備え、
前記搬送回転体との間に進入した記録材に対する前記進入阻止回転体の摩擦力は、記録材に対する前記搬送回転体の摩擦力よりも大きいことを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記進入阻止回転体を前記搬送回転体に対するカウンタ方向に駆動する駆動モータと、
前記駆動モータから伝達されるトルクを限界付けて前記進入阻止回転体を前記ウイズ方向に空転させるトルクリミッタ装置と、を備え、
前記トルクリミッタ装置を通じて前記進入阻止回転体に伝達されるトルクは、前記進入阻止回転体に対する前記搬送回転体の摩擦トルクよりも小さいことを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記進入阻止回転体の回転状態を検知する検知手段と、
前記進入阻止回転体との間に記録材が進入すると前記搬送回転体を停止するように、前記検知手段の出力に基づいて前記搬送回転体の回転を制御する制御手段と、を備え、
前記検知手段は、前記駆動モータの電力変動を検知することを特徴とする請求項２記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記進入阻止回転体は、前記進入阻止回転体の軸方向に沿って前記搬送回転体に対して一様に接触することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項５】
回転体と、
前記回転体に圧接して回転することにより、前記回転体との間に、記録材を挟持搬送する搬送ニップを形成する搬送回転体と、を備えた画像形成装置において、
前記搬送ニップの下流側で前記搬送回転体に圧接して配置された進入阻止回転体と、
前記進入阻止回転体を前記搬送回転体に対するカウンタ方向に駆動する駆動モータと、
前記駆動モータから伝達されるトルクを限界付けることにより、前記搬送回転体に摩擦駆動されてウイズ方向に回転するように前記進入阻止回転体を空転させるトルクリミッタ装置と、を備え、
前記トルクリミッタ装置を通じて前記進入阻止回転体に伝達されるトルクは、前記進入阻止回転体に対する前記搬送回転体の摩擦トルクよりも小さく、
前記搬送回転体との間に進入した記録材に対する前記進入阻止回転体の摩擦力は、記録材に対する前記搬送回転体の摩擦力よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
支持回転体に掛け渡して記録材を曲率分離させる湾曲面が形成され、記録材を担持して回転して前記湾曲面へ搬送する搬送回転体と、
前記湾曲面で曲率分離された記録材に干渉しないように前記湾曲面に圧接して配置された進入阻止回転体と、
前記進入阻止回転体を前記搬送回転体に対するカウンタ方向に駆動する駆動モータと、
前記駆動モータから伝達されるトルクを限界付けることにより、前記搬送回転体に摩擦駆動されてウイズ方向に回転するように前記進入阻止回転体を空転させるトルクリミッタ装置と、を備え、
前記トルクリミッタ装置を通じて前記進入阻止回転体に伝達されるトルクは、前記進入阻止回転体に対する前記搬送回転体の摩擦トルクよりも小さく、
前記搬送回転体との間に進入した記録材に対する前記進入阻止回転体の摩擦力は、記録材に対する前記搬送回転体の摩擦力よりも大きい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、回転体と搬送回転体とを圧接して、トナー像を担持した記録材を加熱しつつ挟持搬送する画像加熱装置、詳しくは搬送回転体に対する記録材の巻き付きを防止する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧回転体（加圧ローラ、加圧ベルト）と加熱回転体（加熱ローラ、加熱ベルト）とを圧接して、トナー像又は定着画像を担持した記録材を加熱しつつ挟持搬送する画像加熱装置（定着装置、光沢処理装置）が実用化されている。加圧回転体と加熱回転体とは、その一方を回転体とした場合、他方は、回転体に圧接して回転することにより、前記回転体との間に、記録材を加熱しつつ挟持搬送する搬送ニップを形成する搬送回転体である。
【０００３】
画像加熱装置では、画像面に接する加熱回転体の表面は、従来から、溶融又は軟化を経て固化した画像からの分離が容易になるように、その材料や表面仕上げ処理が選択されている。
【０００４】
しかし、近年、薄紙のようなコシの弱い記録材、全面写真のようなトナー像面積の大きな画像、プロセススピードの高速化等に起因して、加熱処理された記録材が加熱回転体に巻き付き易くなる傾向がある。
【０００５】
そこで、定着処理済み記録材の加熱回転体からの分離性を高めて、加熱回転体への巻き付きを防止するための対策が種々提案されている。
【０００６】
特許文献１には、定着ニップの下流側に分離爪を配置して、巻き付いた記録材を加熱回転体の表面から引き剥がすようにした定着装置が示される。ここでは、分離爪の移動を検知する検知手段が配置され、記録材が分離爪に接触して移動すると、定着ローラ及び加圧ローラの回転が自動的に停止される。
【０００７】
特許文献２には、定着ニップの下流側に記録材の進入防止部材を配置して、巻き付いた記録材をせき止めるようにした定着装置が示される。ここでは、進入防止部材に衝突して蛇腹状に変形した記録材が加熱回転体に当接回転する検知ローラを持ち上げることで、検知ローラの昇降を検知するセンサが作動する。
【０００８】
特許文献３には、定着ニップの下流側に摩擦状態検出ローラを配置して、制動状態で定着ローラに当接させた定着装置が示される。摩擦状態検出ローラは、通常状態では平滑な定着ローラの表面に接して滑っているが、定着ローラよりも摩擦係数が高い記録材が定着ローラと摩擦状態検出ローラの間に進入すると、記録材に摩擦駆動されて回転する。そして、摩擦状態検出ローラが回転したことを検知して、定着ローラ及び加圧ローラの回転を停止させている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１１１６２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５８２８号公報
【特許文献３】特開２００７−６５３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
画像加熱装置の加熱回転体及び加圧回転体には、表面に当接又は近接して、温度センサ、表面状態検知センサ、予備加熱ローラ、表面研磨ローラ、表面加圧ローラ等が配置される。これらの部品が入り組んで配置された空間に、加熱回転体に巻き付いた記録材が進入してジャムを引き起すと、加熱回転体及び加圧回転体を停止させた後に、記録材を取り出すことが非常に困難である。ジャムした記録材を除去する際に破断した記録材の断片が画像加熱装置内の空間に残留すると、運転再開後に、これらのセンサや機構が正常に機能しなくなる場合があり、異音、異臭、発煙等を引き起す場合もある。
【００１１】
そして、近年の定着装置の小型化、制御の複雑化に伴って、定着装置の内部構造が複雑化しており、記録材が搬送経路から加熱回転体に沿った奥側の空間に進入してジャムを引き起すと、復旧作業に長時間を要する。
【００１２】
従って、画像加熱装置の加熱回転体及び加圧回転体には、万が一、記録材が貼り付いて巻き付いても進入が阻止されて奥側の空間へ巻き込まないことが望ましい。
【００１３】
しかし、特許文献１に示される分離爪は、分離爪と加熱回転体との隙間よりも薄い薄紙に対しては、そのような進入防止機能を発揮できない。
【００１４】
特許文献２に示される進入防止部材も、進入防止部材と加熱回転体との隙間よりも薄い薄紙に対しては、そのような進入防止機能を発揮できない。
【００１５】
そして、分離爪や進入防止部材で薄紙への対応を図ろうとすると、先端を先鋭に形成して、かなりの圧力で加熱回転体に当接させる必要がある。この場合、画像面に転写される加熱回転体の均一で平坦な表面が損なわれる可能性が出てくる。
【００１６】
特許文献３に示される摩擦状態検知ローラも、加熱回転体に巻き付いて進入する記録材を阻止することはできない。加熱回転体に巻き付いた記録材に摩擦駆動されて回転することで初めて記録材の進入を検知するため、記録材を阻止すると、肝心の進入を検知できないからである。
【００１７】
本発明は、画像加熱装置の加熱回転体や加圧回転体に記録材が貼り付いて巻き付いても、記録材が搬送経路から奥側の空間へ進入することが阻止されて、復旧作業が早く済む画像加熱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】
【００１８】
本発明の画像加熱装置は、回転体と、前記回転体に圧接して回転することにより、前記回転体との間に、記録材を加熱しつつ挟持搬送する搬送ニップを形成する搬送回転体とを備えたものである。そして、前記搬送ニップの下流側で前記搬送回転体に圧接して配置され、前記搬送回転体に対してカウンタ方向に駆動された状態で、前記搬送回転体に摩擦駆動されてウイズ方向に回転する進入阻止回転体を備え、前記搬送回転体との間に進入した記録材に対する前記進入阻止回転体の摩擦力は、記録材に対する前記搬送回転体の摩擦力よりも大きい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像加熱装置では、搬送回転体に記録材が巻きついて進入阻止回転体との間へ侵入すると、進入阻止回転体が搬送回転体に対するカウンタ方向に回転して、記録材のさらなる進入を阻止する。記録材は、進入阻止回転体による摩擦搬送力が搬送回転体による摩擦搬送力よりも大きいため、進入阻止回転体と搬送回転体との間で先頭がせき止められて搬送経路側でジャムする。このため、記録材は、搬送経路側の空間に止まり、搬送回転体と進入阻止回転体のニップよりも奥側の空間へ侵入しない。
【００２０】
従って、画像加熱装置の加熱回転体や加圧回転体に記録材が貼り付いて巻き付いても、記録材が通常の搬送経路から奥側の空間へ進入することが阻止されて、ジャム処理を含む復旧作業が早く済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、進入阻止回転体が通常時とは逆回転して記録材の進入を阻止する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００２２】
従って、加熱ベルトに加圧ローラを圧接させた画像加熱装置、加熱ローラに加圧ベルトを圧接させた画像加熱装置、及び加熱ベルトに加圧ベルトを圧接させた画像加熱装置でも同様に実施できる。
【００２３】
画像加熱装置が搭載される画像形成装置については、本実施形態で説明する中間転写ベルトを用いるフルカラー画像形成装置には限定されない。本発明は、トナー像を形成して記録材に転写する種々の画像形成部に、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００２４】
なお、特許文献１〜３に示される画像加熱装置、画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態中の該当する構成の組み合わせに発明を限定する趣旨のものではない。
【００２５】
＜画像形成装置＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【００２６】
図１に示すように、画像形成装置１０は、中間転写ベルト３１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを配置したフルカラープリンタである。
【００２７】
画像形成部１０Ｙでは、感光ドラム１１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト３１に一次転写される。画像形成部１０Ｍでは、感光ドラム１１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて、中間転写ベルト３１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部１０Ｃ、１０Ｋでは、それぞれ感光ドラム１１Ｃ、１１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に、中間転写ベルト３１のトナー像に位置を重ねて順次一次転写される。
【００２８】
中間転写ベルト３１に担持された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送され、中間転写ベルト３１に重ねて二次転写部Ｔ２を挟持搬送される記録材Ｐへ一括二次転写される。
【００２９】
記録材カセット２０からピックアップローラ２１によって引き出された記録材Ｐは、分離ローラ２２を用いて１枚ずつに分離されて、レジストローラ２３で待機する。そして、記録材Ｐは、中間転写ベルト３１のトナー像にタイミングを合わせて、レジストローラ２３によって二次転写部Ｔ２へ送り出される。
【００３０】
片面画像形成の場合、二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置４０で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ６３を通じて排紙トレイ６４へ排出される。
【００３１】
両面画像形成の場合、定着装置４０で表面にトナー像を定着された記録材Ｐは、フラッパ６１によって上方へ案内されて、後端が反転ポイントＲに達したタイミングでスイッチバック搬送される。記録材Ｐは、反転搬送路７０を通じて表裏反転状態で再びレジストローラ２３で待機し、片面画像形成と同様の過程をへて裏面にトナー像を転写・定着されて排紙トレイ６４へ排出される。
【００３２】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、付設された現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部１０Ｙについて説明し、他の画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００３３】
画像形成部１０Ｙは、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する感光ドラム１１Ｙの周囲に、帯電装置１２Ｙ、露光装置１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、転写ブレード１７Ｙ、クリーニング装置１５Ｙを配置している。
【００３４】
帯電装置１２Ｙは、感光ドラム１１Ｙにコロナ放電に伴う荷電粒子を照射して、感光ドラム１１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電させる。露光装置１３Ｙは、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを多面体ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。
【００３５】
現像装置１４Ｙは、負極性に帯電したトナーを現像スリーブに担持させて感光ドラム１１Ｙを摺擦し、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブに印加して、感光ドラム１１Ｙの静電像を反転現像する。
【００３６】
転写ブレード１７Ｙは、中間転写ベルト３１を介して感光ドラム１１Ｙに圧接して中間転写ベルト３１と感光ドラム１１Ｙとの間にトナー像の一次転写部を形成する。転写ブレード１７Ｙに正極性の直流電圧を印加することにより、負極性に帯電して感光ドラム１１Ｙに担持されたトナー像が中間転写ベルト３１に一次転写される。
【００３７】
二次転写ローラ３５は、中間転写ベルト３１を介して対向ローラ３４に圧接して中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト３１のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐを挟持搬送する。負極性に帯電して中間転写ベルト３１に担持されたトナー像は、二次転写ローラ３５に正極性の電圧を印加することにより、記録材Ｐへ二次転写される。
【００３８】
＜定着装置＞
図２は定着装置の構成の説明図、図３は定着装置の部分的な構成の斜視図である。
【００３９】
図２に示すように、定着装置４０は、定着ローラ１００に加圧ローラ１０１を圧接して、トナー像を転写された記録材Ｐを加熱・加圧しつつ挟持搬送する搬送ニップＴ３を形成している。定着ローラ１００は、表面に低摩擦係数の離型層を形成した中空形状の円筒体であり、表面を内側から加熱するためのハロゲンランプヒータ１０２が中心線上に非回転状態で保持されている。加圧ローラ１０１は、表面に低摩擦係数の離型層を形成した中空形状の円筒体であり、表面を内側から加熱するためのハロゲンランプヒータ１０３が同様に備えられている。
【００４０】
定着ローラ１００と加圧ローラ１０１の両方の軸端には、定着ローラ１００と加圧ローラ１０１との間に所定の加圧力を作用させるために、不図示の加圧機構がそれぞれ配置されている。
【００４１】
定着装置４０の入り口側には、記録材Ｐを搬送ニップＴ３に案内する入り口ガイド１１０、１１１が配置され、出口側には、記録材Ｐを内排出ローラ１０５に案内する出口ガイド１１２、１１３が配置されている。
【００４２】
搬送ニップＴ３の下流側における定着ローラ１００と出口ガイド１１２との間隔に、進入阻止回転体の一例である進入阻止ローラ２００が配置されて、定着ローラ１００に圧接して従動回転している。
【００４３】
従って、進入阻止回転体（２００）は、搬送ニップの下流側で搬送回転体（１００）に圧接して配置され、搬送回転体に対してカウンタ方向に駆動された状態で、搬送回転体に摩擦駆動されてウイズ方向に回転する。そして、搬送回転体（１００）との間に進入した記録材に対する進入阻止回転体（２００）の摩擦力は、記録材に対する搬送回転体（１００）の摩擦力よりも大きい。このため、搬送ニップに進入しようとする記録材は、カウンタ方向に回転する進入阻止回転体（２００）に摩擦駆動されて、さらなる進入を阻止される。
【００４４】
図３に示すように、出口ガイド１１２と定着ローラ１００との間に進入阻止ローラ２００が配置されて、定着ローラ１００に圧接して従動回転する。進入阻止ローラ２００は、進入阻止ローラ２００の軸方向に沿って、定着ローラ１００に対して一様に接触しており、定着ローラ１００の湾曲面で曲率分離された記録材に干渉しないように、定着ローラ１００の湾曲面に圧接して配置される。
【００４５】
入り口ガイド１１０に案内されて定着ローラ１００と加圧ローラ１０１との搬送ニップ（Ｔ３）を通過した記録材は、正常時には、出口ガイド１１２、１１３の間を通って定着装置４０から排出される。しかし、定着ローラ１００にシートＰが巻き付いた際は、記録材（Ｐ）は、進入阻止ローラ２００と定着ローラ１００の圧接部に搬送される。
【００４６】
＜進入阻止回転体＞
図４は進入阻止ローラの駆動機構の説明図、図５は進入阻止ローラの動作の説明図である。
【００４７】
図４に示すように、進入阻止ローラ２００の片方の軸端にはトルクリミッタ２１０が接続されており、駆動モータ２２０からアイドラギヤ２１１及びトルクリミッタ２１０を介して回転駆動が伝達されている。回転駆動の方向は、定着ローラ１００に従動回転している際の進入阻止ローラ２００の回転方向とは逆方向、すなわち定着ローラ１００に対してカウンタ方向である。そして、回転駆動と従動回転との回転方向の違いをトルクリミッタ２１０が吸収している。
【００４８】
トルクリミッタ２１０を備えることで、進入阻止ローラ２００が定着ローラ１００に従動回転しながらの逆回転駆動を可能としているため、定着ローラ１００の表面に摺擦による損傷を与えることがない。
【００４９】
図５の（ａ）に示すように、定着ローラ１００に巻き付いた記録材Ｐは、進入阻止ローラ２００と定着ローラ１００の当接部に搬送される。記録材Ｐが定着ローラ１００に巻き付いて進入阻止ローラ２００との当接部に搬送された際は、進入阻止ローラ２００による摩擦駆動が打ち勝って記録材Ｐが定着ローラ１００とスリップする。
【００５０】
記録材Ｐと進入阻止ローラ２００よりも、記録材Ｐと定着ローラ１００の方が低摩摩擦抵抗であることから、記録材Ｐは、進入阻止ローラ２００の搬送力にならって進入停止する。進入した記録材Ｐによって逆回転の抵抗力が失われることで、トルクリミッタ２１０が非作動状態となり、進入阻止ローラ２００は、従動回転から逆回転に切り替わる。
【００５１】
図５の（ｂ）に示すように、記録材Ｐが定着ローラ１００とスリップすることで、進入阻止ローラ２００の従動回転力が失われて、トルクリミッタ２１０が非作動となる。これにより、進入阻止ローラ２００の自駆動である定着ローラ１００に対するカウンタ方向の逆転した駆動が伝達されて、記録材Ｐが押し戻される。そして、進入阻止ローラ２００によって記録材Ｐの先端が定着ローラ１００から分離される。
【００５２】
このように、進入阻止ローラ２００が定着ローラ１００との従動回転から逆回転への切り替え動作を可能とすることで、巻き付いた記録材Ｐの先端を定着ローラ１００から分離可能にしている。そして、記録材Ｐを進入阻止ローラ２００の上流で滞留させることが可能となる。
【００５３】
定着ローラ１００、記録材Ｐ、及び進入阻止ローラ２００の摩擦係数から得られる搬送力と、トルクリミッタ２１０の設定値と、進入阻止ローラ２００の外径から得られる搬送力との関係を説明する。
【００５４】
定着ローラ１００による記録材Ｐの搬送力をＦａとし、定着ローラ１００が進入阻止ローラ２００を従動回転させる回転力をＦｃとし、進入阻止ローラ２００による記録材Ｐの搬送力をＦｂとする。搬送力Ｆｂは、トルクリミッタ２１０が駆動伝達するトルクによって進入阻止ローラ２００が記録材Ｐを搬送する力である。
【００５５】
そして、進入阻止ローラ２００が定着ローラ１００との従動回転から逆回転へ切り替わるためには、記録材Ｐが定着ローラ１００とスリップする必要がある。トルクリミッタ２１０が作動状態（空転状態）となって進入阻止ローラ２００が定着ローラ２００に対してカウンタ方向に回転し始めるための条件は次のようになる。
Ｆｂ＜Ｆｃ
【００５６】
そして、記録材Ｐが定着ローラ２００に巻き付いた状態からスリップし始める条件は次のようになる。
Ｆａ＜Ｆｂ
【００５７】
従って、進入阻止ローラ２００が定着ローラ２００に対してカウンタ方向に回転して記録材Ｐが定着ローラ２００から分離される条件は次のようになる。
Ｆａ＜Ｆｂ＜Ｆｃ
【００５８】
これにより、トルクリミッタ２１０の設定トルクをＴとし、進入阻止ローラ２００の外径をＤとすれば、トルクリミッタ２１０の設定トルクＴは、次のように設計する必要がある。
Ｆｂ＝Ｔ／Ｄ
Ｔ＝Ｆｂ×Ｄ
Ｆａ＜Ｔ／Ｄ＜Ｆｃ    ・・（１） 
【００５９】
トルクリミッタ２１０の設定値をこのように設計すれば、記録材Ｐの進入時に、進入阻止ローラ２００が定着ローラ１００との従動回転から逆回転へ切り替わる動作が可能となって、記録材Ｐの先端を定着ローラ１００から分離できる。
【００６０】
次に、記録材Ｐと定着ローラ１００の摩擦係数をμａとし、進入阻止ローラ２００と定着ローラ１００の摩擦係数をμｃとし、記録材Ｐと進入阻止ローラ２００の摩擦係数をμｄとする。このとき、定着ローラ１００と進入阻止ローラ２００との圧接力をＦとすると、搬送力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃは、以下のように算出される。
Ｆａ＝Ｆ×μａ
Ｆｂ＝Ｆ×μｃ
Ｆｃ＝Ｆ×μｄ
【００６１】
従って、定着ローラ１００及び進入阻止ローラ２００は、摩擦係数μの関係が次式となるように設計する必要がある。
μａ＜μｃ＜μｄ    ・・（２）
【００６２】
ここで、μａは、巻き付いた記録材Ｐを定着ローラ２００が搬送する力に相当し、μｃは、進入阻止ローラ２００を定着ローラ２００に従動回転させる力に相当する。
【００６３】
このため、（２）式における「μａ＜μｃ」の関係は、定着ローラ２００に記録材Ｐが巻き付いた状態より、進入阻止ローラ２００が従動回転する状態の方が、進入した記録材Ｐに対する支配力が強いことを意味している。
【００６４】
また、μａは、巻き付いた記録材Ｐを定着ローラ２００が搬送する力に相当し、μｄは、進入阻止ローラ２００が記録材Ｐを搬送する力に相当する。
【００６５】
このため、（２）式における「μａ＜μｄ」の関係は、巻き付いた記録材Ｐに対する搬送力は、定着ローラ２００よりも進入阻止ローラ２００の方が強いことを意味している。
【００６６】
上記（２）式の関係によって進入阻止ローラ２００の逆転駆動に関する上記（１）式の関係が成立することで、定着ローラ１００に対するカウンタ方向に記録材Ｐを搬送して巻き付きが解消されて、定着ローラ１００から記録材Ｐが分離される。
【００６７】
このように設計された進入阻止ローラ２００は、定着ローラ１００に巻き付いた記録材Ｐを、定着ローラ１００と加圧ローラ１０１の搬送ニップＴ３近傍の下流側で停止させる。これにより、定着ローラ１００に巻き付いて連れ回った記録材が、定着ローラ１００の周囲に配置された温度検知手段等の部品破損を起こさないで済む。ジャムした記録材による過負荷で定着ローラ１００の駆動部の故障等を起こさない。
【００６８】
また、記録材Ｐは、通常の記録材搬送経路、すなわち出口ガイド１１０、１１１の間で停止しているため、出口ガイド１１０、１１１を開くだけで、ジャムした記録材Ｐを容易に除去できる。ジャムした記録材Ｐを除去する際に、定着ローラ１００を誤って表層破損させる可能性も低い。
【００６９】
なお、本発明は、図４に示す実施形態には限定されない。例えば、定着ローラと進入阻止ローラの間に１段階目として記録材をジャムさせない分離爪を配置し、分離爪で分離できなかった記録材Ｐを２段階目の進入阻止ローラでジャムを伴って確実に止めてもよい。
【００７０】
＜実施例１＞
図６は実施例１の進入阻止ローラの構成の説明図である。
【００７１】
実施例１では、定着ローラ１００の表層はＰＦＡ、進入阻止ローラ２００の表層は砥粒２０３、記録材Ｐは紙である。記録材Ｐの定着ローラ１００側は、画像面であるが、記録材剥離部である記録材先端は余白部であるため、記録材Ｐの接触する部位は紙として差し支えない。先端余白が無い記録材Ｐにおいても、トナーが介在することでの摩擦係数は紙よりも低いため考慮しなくても大きな誤差とならない。紙とは、表面にコート層、エンボス等がない平面性の高い一般的な普通紙を想定している。
【００７２】
図６に示すように、進入阻止ローラ２００は、外径φ１２ｍｍのステンレス製の芯金２０１の表面に接着層２０２を介して、＃１０００〜＃４０００番手の砥粒２０３を密に接着してある。＃１０００の砥粒２０３は、平均粒径１６μｍを中心とする分布を持ち、＃４０００番手の砥粒２０３は、平均粒径３μｍを中心とする分布を持っている。砥粒２０３は、最も幅広く用いられる砥粒であるアルミナ系（通称「アランダム」または「モランダム」とも称される）のものである。
【００７３】
実施例１では、記録材Ｐ、定着ローラ１００、及び進入阻止ローラ２００の関係が、Ａ：ＰＦＡと紙、Ｃ：ＰＦＡと砥粒、Ｄ：砥粒と紙のそれぞれ関係となる。摩擦係数は、Ａがμａ＝０．１、Ｃがμｃ＝０．６、Ｄがμｄ＝０．８である。
【００７４】
従って、Ａ、Ｃ、Ｄにおける摩擦係数の関係は次式となる。
μａ＜μｃ＜μｄ
【００７５】
なお、実施例１では、μａ＜μｃ＜μｄの関係となっているが、μｃ＜μｄの関係は必須ではなく、逆転していても定着ローラ１００から記録材Ｐを分離できる。
【００７６】
実施例１の構成によれば、定着ローラ１００へ当接して従動回転している進入阻止ローラ２００がカウンタ方向に回転駆動された状態でウイズ方向に従動回転している。このため、定着ローラ１００に巻き付いた記録材Ｐの先端が進入阻止ローラ２００を越えて定着ローラ１００に沿って侵入することが防止される。
【００７７】
そして、トルクリミッタ２１０を介して従動回転させているので、進入阻止ローラ２００が定着ローラ１００と従動回転中であっても、カウンタ方向の回転駆動を吸収して円滑に従動回転が継続する。
【００７８】
図５の（ａ）に示すように、実施例１の構成によれば、上述した摩擦係数の強弱の関係により、進入阻止ローラ２００が定着ローラ１００に当接して従動回転している。この状態で、記録材Ｐが定着ローラ１００に巻き付いて進入阻止ローラ２００との当接部に入ると、記録材Ｐが定着ローラ１００に対してスリップするとともに、進入阻止ローラ２００の従動回転力が失われる。
【００７９】
つまり、記録材Ｐの搬送を支配する搬送力の関係によって従動回転と逆回転とを自動的に切り替えることにより、巻き付いた記録材Ｐの先端を定着ローラ１００から分離する。進入阻止ローラ２００が定着ローラ１００に当接して従動回転しているときに、記録材Ｐが当接部に入ると、記録材Ｐが定着ローラ１００とスリップすることで、進入阻止ローラ２００の従動回転力が失われる。
【００８０】
図５の（ｂ）に示すように、すると、進入阻止ローラ２００が駆動モータ２２０による駆動に支配されるようになって回転方向が逆転する。これにより、記録材Ｐの先端が定着ローラ１００から分離して、定着ローラ１００に沿った下流への記録材Ｐの搬送が阻止される。
【００８１】
なお、進入阻止ローラ２００は、砥粒を用いて摩擦力を高めたものには限定しない。耐熱性のあるシリコンゴムローラを用いてもよい。ゴムローラを用いる場合は、ローラ全長に渡って歯車状の凹凸を形成して、凹凸の突起部の弾性変形によって摩擦グリップを高めさせてもよい。
【００８２】
＜実施例２＞
図７は実施例２における定着装置の制御系の説明図、図８は実施例２の制御のフローチャート、図９は記録材の巻き付き検知の説明図である。
【００８３】
図７に示すように、実施例２では、進入阻止ローラ２００の軸上にロータリエンコーダ１２１を設けた。制御部１２０は、定着ローラ１００に巻き付いた記録材Ｐが進入阻止ローラ２００と定着ローラ１００との当接部に搬送された際に、進入阻止ローラ２００の軸上で発生する回転変動を検出して定着装置４０を緊急停止させる。
【００８４】
図７を参照して図８に示すように、制御部１２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ロータリエンコーダ１２１から出力されるパルス信号を検知して進入阻止ローラ２００の刻々の回転状態を演算する（Ｓ１１）。
【００８５】
制御部１２０は、記録材Ｐの進入に対応する回転速度の変化が検知されると（Ｓ１２のＹＥＳ）、画像形成を停止する（Ｓ１３）。制御部１２０は、定着ローラ１００及び加圧ローラ１０１を停止させて、定着装置４０の加熱と搬送とを停止させた（Ｓ１４）後に、操作パネル１２２にジャム発生の警告を表示する（Ｓ１５）。
【００８６】
図７を参照して図９に示すように、ロータリエンコーダ１２１の出力に基づく進入阻止ローラ２００の回転周期差は、通常走行時、Ｍ１値で推移しており、時間ＳＬで、定着ローラ１００に巻き付いている。記録材Ｐが進入阻止ローラ２００と定着ローラ１００の当接部に搬送されると、上述した表面摩擦抵抗の関係からトルクリミッタ２１０が非作動になり、逆転駆動が伝達される。このため、回転周期差が大きくなり、装置停止のしきい値であるＭＬ値を超えた時点Ｔｍで、制御部１２０は、定着装置４０を停止させる。時間Ｓ０で駆動モータ１２２、２２０が止まり、回転周期差の値はＭ０値になる。これが、回転変動検出手段を用いて装置を停止させる一例の原理である。
【００８７】
実施例２の制御によれば、進入阻止ローラ２００と定着ローラの当接部に記録材Ｐが進入して逆転作用が働いたときのロータリエンコーダ１２１の出力変化を検知して定着装置４０を停止する。記録材Ｐの先端分離と回転速度変動の検出による停止時期が略一致するため、定着ローラ１００への記録材Ｐの巻き付きから定着装置４０の停止までの時間が短くなる。記録材Ｐの巻き付きの検知と定着ローラ１００の停止とをほぼ同時に行うため、巻き付き検知から定着装置４０の停止までの時間を最短にできる。
【００８８】
このため、記録材Ｐの滞留による記録材Ｐのクラッシュ変形が最小限に抑えられ、ジャムした記録材Ｐを取り出す際の邪魔にならない。速やかな定着装置４０の停止によって、プロセススピードが高い場合でも、ジャムした記録材を定着装置４０の内部ではなく、通常の搬送経路内にクラッシュ度の低い状態で止められる。このため、ジャムした記録材の除去性が向上する。
【００８９】
＜実施例３＞
図１０は実施例３における定着装置の制御系の説明図、図１１は記録材の巻き付き検知の説明図である。
【００９０】
図１０に示すように、実施例３では、駆動モータ２２０の駆動回路であるドライバ１２５にモータ電流値の電流検出回路１２７を設けた。電流検出回路１２７は、検知手段の一例として、駆動モータ２２０の電力変動を検知する。
【００９１】
制御部１２０は、記録材Ｐが定着ローラ１００に巻き付いて進入阻止ローラ２００と定着ローラ１００の当接部に搬送された際に発生する駆動モータ２２０の負荷変動を検出して、定着装置４０を停止させる。
【００９２】
図１０を参照して図１１に示すように、電流検出回路１２７の出力に基づいて演算された駆動モータ２２０の出力トルクは、通常時、トルクリミッタ２１０の設定値であるＴ１値で推移している。しかし、時間Ｓ１で、記録材Ｐが定着ローラ１００に巻き付いて進入阻止ローラ２００と定着ローラ１００の当接部に搬送されると、上述した表面摩擦抵抗の関係からトルクリミッタ２１０が非作動になり、逆転駆動が伝達される。このため、回転方向の切り替わりに伴って出力トルク下がり、停止のしきい値であるＴＬ値を割り込んだ時点で定着装置４０を停止させる。
【００９３】
時間Ｓ２から時間Ｓ３までの停止信号伝達時間であるタイムラグを経て、時間Ｓ０で駆動モータ２２０が止まり、出力トルクの値はＴ０値になる。これが、負荷変動検出手段を用いて装置を停止させる一例の原理である。
【００９４】
実施例３の制御によれば、進入阻止ローラ２００の駆動モータ２２０の負荷変動を検知して定着装置４０を停止する。
【００９５】
＜実施例４＞
図１２は実施例４の画像形成装置の構成の説明図である。
【００９６】
進入阻止ローラ２００の用途は、定着装置４０の定着ローラ１００に対する記録材Ｐの巻き付き防止には限定されない。進入阻止ローラ２００は、回転体と搬送回転体とを圧接して回転させることにより、記録材を挟持搬送する搬送ニップが形成される画像形成装置の搬送回転体に当接して配置できる。また、支持回転体に掛け渡して記録材を曲率分離させる湾曲面が形成されるベルト状の搬送回転体から記録材を分離させる用途でも利用できる。
【００９７】
図１２に示すように、実施例４の画像形成装置１０Ａは、二次転写部Ｔ２の二次転写ローラ３５に支持される転写ベルト３８を設けている。また、二次転写部Ｔ２の下流側に支持ローラ３９を設けて中間転写ベルト３１の対向ローラ３４に対する巻き付き角度を増している。それ以外の部分は、図１に示す画像形成装置１０と共通に構成されているため、図１２中、図１と共通する部分には共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００９８】
転写ベルト３８は、支持回転体３６、３７に掛け渡して支持されて矢印Ｒ３方向に回転する。転写ベルト３８は、レジストローラ２３から給送された記録材Ｐを担持して二次転写部Ｔ２を通過させて定着装置４０へ搬送する。二次転写ローラ３５に正極性の直流電圧を印加することにより、中間転写ベルト３１に担持されたトナー像が転写ベルト３８に担持された記録材Ｐへ二次転写される。
【００９９】
進入阻止ローラ２００Ａは、搬送回転体の一例である転写ベルト３８の湾曲面で曲率分離された記録材Ｐに干渉しないように、転写ベルト３８の湾曲面に圧接して配置される。
【０１００】
駆動モータ２２０Ａは、進入阻止ローラ２００Ａを転写ベルト３８に対するカウンタ方向に駆動する。しかし、トルクリミッタ２１０Ａは、駆動モータ２２０Ａから伝達されるトルクを限界付けることにより、進入阻止ローラ２００Ａが転写ベルト３８に摩擦駆動されてウイズ方向に回転するように、進入阻止ローラ２００Ａを空転させる。このため、トルクリミッタ２１０Ａを通じて進入阻止ローラ２００Ａに伝達されるトルクは、進入阻止ローラ２００Ａに対する転写ベルト３８の摩擦トルクよりも小さい。同時に、転写ベルト３８との間に進入した記録材に対する進入阻止ローラ２００Ａの摩擦力は、記録材Ｐに対する転写ベルト３８の摩擦力よりも大きい。
【０１０１】
また、レジストローラ２３にも、同様に、進入阻止ローラ２００Ｂを当接して記録材Ｐの分離性能を発揮させている。
【０１０２】
駆動モータ２２０Ｂは、進入阻止ローラ２００Ｂをレジストローラ２３に対するカウンタ方向に駆動する。しかし、トルクリミッタ２１０Ｂは、駆動モータ２１０Ｂから伝達されるトルクを限界付けることにより、レジストローラ２３に摩擦駆動されてウイズ方向に回転するように進入阻止ローラ２００Ｂを空転させる。このため、トルクリミッタ２１０Ｂを通じて進入阻止ローラ２００Ｂに伝達されるトルクは、進入阻止ローラ２００Ｂに対するレジストローラ２３の摩擦トルクよりも小さい。同時に、レジストローラ２３との間に進入した記録材に対する進入阻止ローラ２００Ｂの摩擦力は、記録材に対するレジストローラ２３の摩擦力よりも大きい。
【０１０３】
実施例１〜３で説明した進入阻止ローラ２００は、対向するローラ部材やベルト部材に対して隙間を持たずに配置して、記録材Ｐを進入させない特徴を有する。
【０１０４】
このため、二次転写部Ｔ２における記録材の分離不良に関する二次対策としても利用できる。図１２に示すように、対向ローラ３４で支持された中間転写ベルト３１に当接させて進入阻止ローラ２００Ｃを配置して実施例１の進入阻止ローラ２００と同様な駆動を行うことができる。
【０１０５】
また、記録材Ｐを搬送するレジストローラ２３以外において、ローラの下流で記録材Ｐの進入が問題となり、確実に記録材を止めたいという箇所においても有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】定着装置の構成の説明図である。
【図３】定着装置の部分的な構成の斜視図である。
【図４】進入阻止ローラの駆動機構の説明図である。
【図５】進入阻止ローラの動作の説明図である。
【図６】実施例１の進入阻止ローラの構成の説明図である。
【図７】実施例２における定着装置の制御系の説明図である。
【図８】実施例２の制御のフローチャートである。
【図９】記録材の巻き付き検知の説明図である。
【図１０】実施例３における定着装置の制御系の説明図である。
【図１１】記録材の巻き付き検知の説明図である。
【図１２】実施例４の画像形成装置の構成の説明図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０、１０Ａ  画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成部
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ  感光ドラム
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ  帯電装置
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ  露光装置
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ  現像装置
３１  中間転写ベルト
４０  定着装置
１００  搬送回転体（定着ローラ）
１０１  回転体（加圧ローラ）
１０２  ハロゲンランプヒータ
１１０、１１１  入り口ガイド
１１２、１１３  出口ガイド
２００  進入阻止ローラ
２０１  芯金
２０２  接着層
２０３  砥粒
２１０  トルクリミッタ
２１１  アイドラギヤ
２２０  駆動モータ
【図１】
2010122620.tif 000003
【図２】
2010122620.tif 000004
【図３】
2010122620.tif 000005
【図４】
2010122620.tif 000006
【図５】
2010122620.tif 000007
【図６】
2010122620.tif 000008
【図７】
2010122620.tif 000009
【図８】
2010122620.tif 000010
【図９】
2010122620.tif 000011
【図１０】
2010122620.tif 000012
【図１１】
2010122620.tif 000013
【図１２】
2010122620.tif 000014