(57)【要約】【課題】  加熱されるロールに圧接するロールに記録媒体が巻き付くことを防止する。【解決手段】  記録媒体１２０のカラーのトナーが定着されている搬送方向後端側がニップ部１０４を通過すると、カラーのトナーが再溶融して糊状なり、記録媒体１２０は、カラーのトナーが再溶融した部分が加圧ロール９４に付着し、付着した部分が加圧ロール９４の回転方向に移動する。ただし、記録媒体１２０のトナーが再溶融した部分が加圧ロール９４の回転により、ニップ部１０４から略１８０度回転するまでの間に、第２のセンサ１１８は、第２のセンサ１１８と加圧ロール９４との間に記録媒体１２０があることを検知し、記録媒体１２０が第２のセンサ１１８の位置にあることを示す信号を制御部１００に対して出力すると、制御部１００は加熱ロール９２及び加圧ロール９４の回転を停止させる。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する第１のロールと、この第１のロールに圧接して回転する第２のロールと、前記第１のロールを昇温させることにより、前記第１のロールと前記第２のロールとの間を通る記録媒体に形成された像を加熱する加熱手段と、前記第１のロールと前記第２のロールとの間を通った後に前記第１のロールから離れ、且つ、前記第２のロールに付着して移動する記録媒体を検知する検知手段とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記検知手段は、記録媒体の有無を光学的に検知する光学センサであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記第２のロールを流れる電流の変化に応じて記録媒体の有無を検知することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記第２のロールの表面に接触することにより、前記第２のロールを導通させる接触部を有し、前記接触部は、前記第２のロールの表面に接触する部分が曲面にされていることを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記検知手段は、前記第２のロールの前記第１のロールに圧接している部分が略１８０度回転するまでの間に、前記第１のロールから離れて前記第２のロールに付着して移動する記録媒体を検知するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の定着装置。
【請求項６】
前記検知手段は、記録媒体の前記第１のロールの長手方向の幅が異なる場合にも、記録媒体を検知するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか記載の定着装置を有する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、互いに圧接された１対のロールの間に記録媒体を通すことによって記録媒体に画像を定着させる定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
用紙に形成された画像に対し、熱を加える加熱ロールと、この加熱ロールと互いに圧接することにより画像に圧力を加える加圧ロールとによって画像を記録媒体に定着させる画像形成装置が知られている。
この種の画像形成装置において、加圧ロールに記録媒体が巻き付いてしまうことを防止するために、加圧ロールに分離爪を付設することは公知である（特許文献１参照）。また、用紙の巻き付きジャムを防止するために、加熱ロールから記録媒体を剥離させる分離爪近傍の加圧ローラ側の搬送路に用紙の有無を検出する反射式のセンサを設けることは公知である（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８８８１６号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６６１０号公報
【発明の開示】
【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に記載のように、加圧ロールに分離爪を付設すると、分離爪が加圧ロールに傷を付けて、用紙裏面に汚れが発生してしまうという問題があった。
また、特許文献２に記載のように、加圧ローラ側の搬送路に用紙の有無を検出する反射式のセンサを設ける場合、反射式のセンサが、加圧ロールに巻き付く用紙から離れた位置に設けられるので、加圧ロールに用紙が巻き付くことを早期に防止することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、加熱されるロールに圧接するロールに記録媒体が巻き付くことを防止することができる定着装置及びこれを有する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】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、回転する第１のロールと、この第１のロールに圧接して回転する第２のロールと、前記第１のロールを昇温させることにより、前記第１のロールと前記第２のロールとの間を通る記録媒体に形成された像を加熱する加熱手段と、前記第１のロールと前記第２のロールとの間を通った後に前記第１のロールから離れ、且つ、前記第２のロールに付着して移動する記録媒体を検知する検知手段とを有する定着装置にある。即ち、第２のロールに巻き付き始める記録媒体を検知手段が直接検知するので、分離爪などによる記録媒体の汚れ、及び、巻き付きの検知遅れなどを生じさせることなく、加熱されるロールに圧接するロールに記録媒体が巻き付くことを防止することができる。
【０００７】
好適には、前記検知手段は、記録媒体の有無を光学的に検知する光学センサである。即ち、第２のロールに接触することなく、記録媒体を検知することができるので、接触による汚れ及び第２のロールに傷をつけることなどを防止することができ、記録媒体の巻き付きを検知する精度を維持することができる。
【０００８】
また、前記検知手段は、前記第２のロールを流れる電流の変化に応じて記録媒体の有無を検知するようにしてもよい。
【０００９】
また、好適には、前記検知手段は、前記第２のロールの表面に接触することにより、前記第２のロールを導通させる接触部を有し、前記接触部は、前記第２のロールの表面に接触する部分が曲面にされている。即ち、検知手段は、第２のロールに傷をつけることなく、第２のロールを導通させることができる。
【００１０】
また、好適には、前記検知手段は、前記第２のロールの前記第１のロールに圧接している部分が略１８０度回転するまでの間に、前記第１のロールから離れて前記第２のロールに付着して移動する記録媒体を検知するように配置されている。即ち、第２のロールに巻き付き始める記録媒体を早期に検知することができ、記録媒体が第２のロールに巻き付くことを防止することができる。
【００１１】
また、好適には、前記検知手段は、記録媒体の前記第１のロールの長手方向の幅が異なる場合にも、記録媒体を検知するように配置されている。即ち、サイズが異なる記録媒体それぞれに対し、第２のロールに巻き付くことを防止することができる。
【００１２】
また、本発明の第２の特徴とするところは、上記の定着装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加熱されるロールに圧接するロールに記録媒体が巻き付くことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の上部に回動支点１５を中心として回動自在の開閉カバー１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば１段の記録媒体供給ユニット１８が配置されている。
【００１５】
記録媒体供給ユニット１８は、記録媒体供給ユニット本体２０と、記録媒体が収納される記録媒体供給カセット２２とを有する。記録媒体供給カセット２２の奥端近傍上部には、記録媒体供給カセット２２から記録媒体を供給するフィードロール２４、及び、供給される記録媒体を１枚ずつ捌くリタードロール２６が配置されている。
【００１６】
搬送路２８は、フィードロール２４から排出口３０までの記録媒体通路であり、この搬送路２８は、画像形成装置本体１２の裏側（図１の左側面）近傍にあって、記録媒体供給ユニット１８から後述する定着装置９０まで略垂直に形成されている。この搬送路２８の定着装置９０の上流側に後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２とが配置され、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２の上流側にレジストロール３２が配置されている。また、搬送路２８の排出口３０の近傍には排出ロール３４が配置されている。
【００１７】
したがって、記録媒体供給ユニット１８の記録媒体供給カセット２２からフィードロール２４により送り出された記録媒体は、リタードロール２６により捌かれて最上部の記録媒体のみ搬送路２８に導かれ、レジストロール３２により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間を通ってトナー像が転写され、この転写されたトナー像が定着装置９０により定着され、排出ロール３４により排出口３０から開閉カバー１６の上部に設けられた排出部３６へ排出される。この排出部３６は、排出口部分が低く、正面方向（図１の右方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜している。
【００１８】
画像形成装置本体１２には、例えば略中央部にロータリ現像器３８が配置されている。ロータリ現像器３８は、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（Ｃｙａｎ）及び黒（Ｂｌａｃｋ）の４色のトナー像をそれぞれ形成する現像器４２ａ〜４２ｄを有し、ロータリ現像器中心４４を中心として右回り（図１において時計回り）に回転する。
【００１９】
ロータリ現像器３８には、例えば感光体からなる像担持体５０が当接するように配置されており、現像器４２ａ〜４２ｄは、像担持体５０上の潜像をそれぞれの色のトナーで現像する。
【００２０】
像担持体５０の下方には、該像担持体５０を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置５２が設けられている。また、像担持体５０には、該像担持体５０の回転方向の帯電装置５２よりも上流側に像担持体クリーナ５４が当接している。像担持体クリーナ５４は、例えば一次転写後に像担持体５０に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレード５６と、クリーニングブレード５６が掻き取ったトナーを回収するトナー回収ボトル５８とから構成される。
【００２１】
ロータリ現像器３８の下方には、帯電装置５２により帯電された像担持体５０に、レーザ光などの光線により潜像を書き込む露光装置６０が配置されている。また、ロータリ現像器３８の上方には、ロータリ現像器３８によって可視化されたトナー像を一次転写位置で一次転写され、後述する二次転写位置まで搬送する中間転写装置６２が設けられている。
【００２２】
中間転写装置６２は、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体６４、一次転写ロール６６、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、スクレーパバックアップロール７４及びブラシバックアップロール７６から構成される。中間転写体６４は、一次転写ロール６６によって像担持体５０上のトナー像を例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を後述する二次転写ロール８０に向けて搬送する。
【００２３】
中間転写装置６２の二次転写バックアップロール７２には、搬送路２８を挟んで二次転写ロール８０が対峙している。つまり、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間が二次転写位置となっており、二次転写ロール８０は、二次転写バックアップロール７２の補助により、中間転写体６４に一次転写されたトナー像を二次転写位置で記録媒体に二次転写する。ここで、二次転写ロール８０は、中間転写体６４が３回転する間、すなわちイエロー、マゼンタ、シアンの３色のトナー像を搬送する間は中間転写体６４から離間しており、黒のトナー像が転写されると中間転写体６４に当接するようにされている。
【００２４】
中間転写装置６２の反二次転写位置側には、中間転写体クリーナ８２が当接している。中間転写体クリーナ８２は、例えば二次転写後に中間転写体６４に残留するトナーを掻き取ってクリーニングするスクレーパ８４、スクレーパ８４によるクリーニング後に残ったトナーをさらに掻き取るブラシロール８６、スクレーパ８４及びブラシロール８６によって掻き取られたトナーを回収するトナー回収ボトル８８から構成される。
【００２５】
二次転写位置の上方には、定着装置９０が配置されている。定着装置９０は、加熱ロール９２と加圧ロール９４とを有し、二次転写ロール８０及び二次転写バックアップロール７２により記録媒体に二次転写されたトナー像を記録媒体に定着させ、排出ロール３４に向けて搬送する。定着ユニット９５は、定着装置９０及び排出ロール３４を一体化したものである。
【００２６】
像形成ユニット９６は、中間転写装置６２、像担持体５０、帯電装置５２、像担持体クリーナ５４及び中間転写体クリーナ８２を一体化したものである。この像形成ユニット９６は、開閉カバー１６の排出部３６に直近下方に配置されており、例えば中間転写装置６２がロータリ現像器３８と定着装置９０との間に配置され、開閉カバー１６を開くことにより着脱される。
【００２７】
また、画像形成装置１０内には、ＣＰＵ及びメモリなどを含み、画像形成装置１０を構成する各部を制御する制御部１００が配設されている。
【００２８】
次に、定着ユニット９５の詳細について説明する。
図２において、定着ユニット９５の第一例の詳細が模式的に示されている。定着ユニット９５は、上述したようにユニット化され、フレーム１０２に加熱ロール９２及び加圧ロール９４が回転自在に支持されており、加圧ロール９４が図示しないコイルバネ等によって加熱ロール７４に圧接されることにより、ニップ部１０４が形成されている。ニップ部１０４を挟んで上下方向には、上述した搬送路３２が構成され、記録媒体が下から上へ搬送される。
【００２９】
加圧ロール９４は、例えばステンレス又は鉄などからなる回転軸１０６と、この回転軸１０６を軸として回転する耐熱層１０８とを有する。耐熱層１０８は、例えば導電性を有するようにされている。
【００３０】
加熱ロール９２内には例えばランプからなるヒータ１１２が配置され、加熱ロール９２を昇温させる。加熱ロール９２には、剥離爪１１４が摺接するように設けられており、この剥離爪１１４は、加熱ロール９２の表面を傷付けない程度の弱い力で加熱ロール１１４側に付勢されている。そして、剥離爪１１４は、加熱ロール９２に巻き付こうとする記録媒体を剥がすようになっている。
加熱ロール９２は、図示しない駆動部からの駆動力によって回転するようにされており、例えば加圧ロール９４が加熱ロール９２の回転に従動して回転するようにされている。
【００３１】
ニップ部１０４の下流側の搬送路２８には、記録媒体が当接することによって記録媒体の有無を検知し、制御部１００に対して出力する第１のセンサ１１６が配置されている。また、加圧ロール９４の上方には、ニップ部１０４を通って加熱ロール９２に接する接線と、この接線に対する法線とに囲まれる領域に、加熱ロール９２と加圧ロール９４とのとの間を通った後に加熱ロール９２から離れ、且つ、加圧ロール９４に付着して移動する記録媒体の有無を検知し、制御部１００に対して出力する第２のセンサ１１８が配置されている。第２のセンサ１１８は、例えば反射型の光学センサであり、例えば第２のセンサ１１８と加圧ロール９４との間に記録媒体があるか否かによって変化する反射光の受光状態に応じて記録媒体の有無を検知し、記録媒体の有無を示す信号を制御部１００に対して出力する。
【００３２】
次に、制御部１００の制御による定着ユニット９５の動作例について説明する。
図３は、定着ユニット９５内の記録媒体１２０の挙動例を示す模式図であって、（Ａ）は記録媒体１２０の搬送方向先端が第１のセンサ１１６に達した状態を示し、（Ｂ）は記録媒体１２０の裏面のトナーが溶融して記録媒体１２０が加圧ロール９４に付着した状態を示す模式図である。なお、図３において、記録媒体１２０には裏面にカラー画像が印刷され、記録媒体１２０が定着ユニット９５内を搬送される場合の搬送方向後端側にカラーのトナーが定着されている場合を例に説明する。
【００３３】
例えば、裏面にカラー画像が印刷された記録媒体１２０（裏紙）が画像形成装置１０の記録媒体供給ユニット１８内に収容されている場合、記録媒体１２０は、カラー画像を印刷された面（カラー印刷済み面）が加圧ロール９４側を向くように搬送される。図３（Ａ）に示すように、記録媒体１２０の未使用面の画像を定着させる場合、記録媒体１２０の搬送方向先端は、加熱ロール９２と加圧ロール９４との間を通って第１のセンサ１１６に当接する。記録媒体１２０の搬送方向先端が第１のセンサ１１６に当接すると、第１のセンサ１１６は、記録媒体１２０が第１のセンサ１１６の位置にあることを示す信号（第１のオン信号）を制御部１００に対して出力する。制御部１００は、第１のセンサ１１６から受入れた第１のオン信号により、記録媒体１２０が第１のセンサ１１６の位置に達したと判断するようにされている。
【００３４】
一方、記録媒体１２０のカラーのトナーが定着されている搬送方向後端側がニップ部１０４を通過すると、カラーのトナーが再溶融して糊状なり、記録媒体１２０は、図３（Ｂ）に示すように、カラーのトナーが再溶融した部分が加圧ロール９４に付着し、付着した部分が加圧ロール９４の回転方向に移動する。また、記録媒体１２０の加圧ロール９４に付着した部分が加圧ロール９４の回転方向に移動すると、第１のセンサ１１６が第１のオン信号を出力していても、記録媒体１２０の搬送方向先端は、加圧ロール９４側に引き戻されてしまう。
【００３５】
ただし、記録媒体１２０のトナーが再溶融した部分が加圧ロール９４の回転により、ニップ部１０４から略１８０度回転するまでの間に、第２のセンサ１１８は、第２のセンサ１１８と加圧ロール９４との間に記録媒体１２０があることを検知し、記録媒体１２０が第２のセンサ１１８の位置にあることを示す信号（第２のオン信号）を制御部１００に対して出力する。制御部１００は、第２のセンサ１１８から第２のオン信号を受入れると、例えば加熱ロール９２及び加圧ロール９４を停止させるように制御する。
このように、加圧ロール９４に付着した記録媒体１２０は、ニップ部１０４から略１８０度を超える回転をすることなく、加圧ロール９４に巻き付かないようにされている。つまり、加圧ロール９４に付着した記録媒体１２０を定着ユニット９５の上方又は下方の搬送路２８から抜き取ることができるようにされている。
【００３６】
次に上記実施形態の作用について説明する。
画像形成信号が送られると、像担持体５０が帯電装置５２により一様に帯電され、この帯電された像担持体５０には、画像信号に基づいて露光装置６０から光線が出射される。露光装置６０からの光線は、像担持体５０の表面を露光し、潜像が形成される。露光装置６０により形成された像担持体５０の潜像は、ロータリ現像器３８によってイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像を現像され、中間転写体６４に重ねて一次転写される。一次転写において、像担持体５０に残留する廃トナーは、像担持体クリーナ５４によって掻き取られ、回収される。
【００３７】
一方、シート供給信号等により、シート供給カセット２２に収納されたシートは、フィードロール２４により送り出され、リタードロール２６により捌かれて搬送路２８に導かれ、レジストロール３２により一次停止され、タイミングをとって二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間に導かれる。シートが二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間に導かれると、中間転写体６４に一次転写されているトナー像が二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２とによってシートに二次転写される。二次転写後に、中間転写体６４に残留する廃トナーは、中間転写体クリーナ８２によって掻き取られ、回収される。
【００３８】
トナー像を転写されたシートは、定着ユニット９５に導かれ、加熱ロール９２と加圧ロール９４とによる熱圧力によって、トナー像を定着される。ここで、例えば加圧ロール９４に付着した記録媒体を第２のセンサ１１８が検知した場合には、制御部１００は、加圧ロール９４が１８０度回転する前に、加熱ロール９２及び加圧ロール９４を停止させる。トナー像が定着した記録媒体は排出ロール３４に導かれ、排出部３６へ排出される。
なお、画像形成装置１０は、定着装置９０を通った記録媒体を搬送路２８に戻す両面ユニットが取り付けられて、両面印刷を行うことができるようにされてもよい。
【００３９】
次に、定着ユニット９５の第二例について説明する。
図４は、定着ユニット９５の第二例を示す図であって、加圧ロール９４に記録媒体１２０が付着した状態を示す模式図である。なお、定着ユニット９５の第二例において、図２に示した定着ユニット９５の第一例と実質的に同じものには、同一の符号が付してある。
定着ユニット９５の第二例には、定着ユニット９５の第一例の第２のセンサ１１８に換えて、電流検知部１２２が設けられている。
【００４０】
電流検知部１２２は、例えば電源部１２４と接触部１２６とを有し、耐熱層１０８に流れる電流を検出し、電流の変化を制御部１００に対して出力する。接触部１２６は、電圧を発生させる電源部１２４の一端に接続されて、例えば先端が曲面になっており、この曲面部分が加圧ロール９４の耐熱層１０８の表面に傷をつけない弱い力で付勢されて接触するようにされている。また、電源部１２４は、他端が例えば加圧ロール９４の回転軸１０６に接続されており、電源部１２４が発生させる電圧が耐熱層１０８を挟んで回転軸１０６と接触部１２６との間に印加され、耐熱層１０８を抵抗とする電流が制御部１００に対して出力されるようになっている。
【００４１】
ただし、加圧ロール９４の表面に記録媒体１２０が付着し、加圧ロール９４が回転して、記録媒体１２０が耐熱層１０８と接触部１２６との間に入ると、電流検知部１２２は、耐熱層１０８と記録媒体１２０とを抵抗とする電流を制御部１００に対して出力するようにされている。例えば、耐熱層１０８の体積抵抗は、１０２ＭΩ〜１０４ＭΩにされている。一方、記録媒体１２０の体積抵抗は、例えば１０６ＭΩ以上になっている。つまり、制御部１００は、加圧ロール９４に記録媒体１２０が付着しているか否かによって変化する電流を電流検知部１２２を介して受け入れ、加圧ロール９４に記録媒体１２０が付着しているか否かを判断する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。
【図２】定着ユニットの第一例の詳細を示す模式図である。
【図３】定着ユニット内の記録媒体の挙動例を示す模式図であって、（Ａ）は記録媒体の搬送方向先端が第１のセンサに達した状態を示し、（Ｂ）は記録媒体の裏面のトナーが溶融して記録媒体が加圧ロールに付着した状態を示す模式図である。
【図４】定着ユニットの第二例を示す図であって、加圧ロールに記録媒体が付着した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０    画像形成装置
２８    搬送路
３４    排出ロール
９０    定着装置
９２    加熱ロール
９４    加圧ロール
９５    定着ユニット
１００    制御部
１０４    ニップ部
１０６    回転軸
１０８    耐熱層
１１２    ヒータ
１１４    剥離爪
１１６    第１のセンサ
１１８    第２のセンサ
１２０    記録媒体
１２２    電流検知部
１２４    電源部
１２６    接触部
【図１】
2006251284.tif 000003
【図２】
2006251284.tif 000004
【図３】
2006251284.tif 000005
【図４】
2006251284.tif 000006