(57)【要約】【課題】定着ベルトの一部（中央部）が破損した際にも適切に加熱を停止させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】記録媒体（Ｐ）上にトナー像を形成する画像形成手段（１１）と、加熱手段（４０）によって加熱される無端状の定着ベルト（１６）と加圧ローラー（１２）とで記録媒体を挟持搬送することで画像形成手段によって記録媒体上に形成された未定着トナーを定着させる定着手段（１０）と、記録媒体を定着ベルトから剥離させる剥離手段（３０）と、剥離手段の移動を検知する検知手段３２と、制御手段（５０）と、を備えた画像形成装置において、検知手段によって剥離手段の移動を検知した際に制御手段が加熱手段による定着ベルトへの加熱を停止させる。【選択図】図１
2015068981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
加熱手段によって加熱される無端状の定着ベルトと加圧ローラーとで前記記録媒体を挟持搬送することで前記画像形成手段によって前記記録媒体上に形成された未定着トナーを定着させる定着手段と
を備えた画像形成装置であって、
前記記録媒体を前記定着ベルトから剥離させる剥離手段と、
前記剥離手段の移動を検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記剥離手段の移動を検知した際に前記加熱手段による前記定着ベルトへの加熱を停止させる制御手段と
を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱手段には前記制御手段によって制御される電力供給手段から高周波電力が供給され、
前記定着ベルトは、前記加熱手段に供給される前記高周波電力によって発生する電磁誘導により渦電流を生じ、当該渦電流によって発熱し得る導体層を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録紙等に画像を形成する際に加熱定着処理を伴う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式電子写真方式を用いる複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置では一般に感光体の表面に静電気を用いてトナー（toner、微粒状の発色剤）を用いて画像を形成し、この画像を記録紙等に転写した後、記録紙等を加熱および加圧することによって、トナーを記録紙等に定着させる。
加熱・加圧の方法としては、加熱ローラーの内側からヒーター（熱を伝え易いハロゲンランプ等が用いられてきた）で加熱する方法や、その加熱ローラーでベルトを加熱し、ベルトを加圧ローラーで挟み込む方法、さらにはベルトをエネルギー効率の良いＩＨ（Ｉnduction Ｈeating、電磁誘導加熱式）で発熱させ、加圧ローラーで挟み込む方法等がある。
【０００３】
即ちこうした定着処理は、トナーの溶融成分を記録紙等に密着させることであるが、同時にトナーの溶融成分は上述のような加熱ベルト（加熱ローラー）にも融着し、記録紙等が貼り着いてしまう。このため、従来からこのような画像形成装置では、トナーによって貼り着いた記録紙等を剥離させるための構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７１５５１号公報
【特許文献２】特開２００７−３０４５６６号公報
【特許文献３】特開２００８−１２２４３１号公報
【特許文献４】特開２０１２−１６８４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば特開２００６−１７１５５１号公報には、加圧ローラーと定着ベルトとによって記録紙が挟み込まれる部分（これ以降、ニップ部と称す）において、定着ベルトと記録紙を剥離させるための金属製の分離板の構造や製造方法、特開２００７−３０４５６６号公報には分離板の効果を高める構成が示されている。
また、特開２００８−１２２４３１号公報には分離板の形状について、特開２０１２−１６８４８３号公報には気体噴射による分離について示されている。
【０００６】
さて、定着ベルト（ＩＨベルト）を用いた定着ユニットにおいては、この定着ベルトが断裂・破損したような場合、定着ベルトを張架してあるローラーが回転しなくなる。そこで一般には、張架ローラーの回転停止を検出すると加熱を停止させる制御構造を有している。
ところが、例えば定着ベルトの中央部分が破損した場合には、張架ローラーが回転し続けてしまうことがある。このような場合は加熱が停止しないため、昇温し続けてしまう。
【０００７】
こうした加熱・加圧定着を行う定着ユニットの中では、サーミスター等の温度検出素子や位置検出素子を配し、各部の温度や記録紙等の位置を予測して、記録紙がローラー等に巻き付く等のＪＡＭ（紙詰まり）を検知している。
しかしながら、定着ユニット内のメンテナンスでもＪＡＭした記録紙等を見つけられない場合や、ＪＡＭを取り除く際に記録紙が破れて、その一部が定着ユニット内に残ってしまう場合がある。上述のように定着ベルトの中央部分が破損した場合、定着ユニット内にＪＡＭした記録紙等が残っていると、これが過熱し、想定外の事故につながりかねない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定着ベルトの一部（中央部）が破損した際にも適切に加熱を停止させることができる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】
【０００９】
本発明は、記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、加熱手段によって加熱される無端状の定着ベルトと加圧ローラーとで前記記録媒体を挟持搬送することで前記画像形成手段によって前記記録媒体上に形成された未定着トナーを定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、前記記録媒体を前記定着ベルトから剥離させる剥離手段と、前記剥離手段の移動を検知する検知手段と、前記検知手段によって前記剥離手段の移動を検知した際に前記加熱手段による前記定着ベルトへの加熱を停止させる制御手段とを具備することを特徴とする。
また、前記加熱手段には前記制御手段によって制御される電力供給手段から高周波電力が供給され、前記定着ベルトは、前記加熱手段に供給される前記高周波電力によって発生する電磁誘導により渦電流を生じ、当該渦電流によって発熱し得る導体層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
これにより本発明によれば、定着ユニット内でＩＨ定着ベルト等の一部が破損した際、定着ユニット内に記録紙等が残っていても、この記録紙等の過熱に起因する事故は抑制されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の画像形成装置に係る画像形成ユニットと定着ユニットおよびこれらの制御に係るブロック図、ならびにこれらの関係を示す図である。
【図２】本実施の形態におけるニップ部周辺の図であり、定着ベルトの破損を検出する様子の一例を示す図である。
【図３】本実施の形態におけるニップ部周辺の図であり、定着ベルトの破損を検出する様子の別の例を示す図である。
【図４】本実施の形態におけるニップ部周辺の図であり、定着ベルトの破損を検出する構成の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。本発明の画像形成装置は、電子写真（乾式電子写真）方式を利用した複写機等である。本実施の形態では図１に示す通り、画像形成手段の一例としての画像形成ユニット１１でトナーによって記録媒体の一例としての記録紙Ｐの表面へ形成した画像を、定着手段の一例としての定着ユニット１０で記録紙Ｐに定着させる構成となっている。
【００１３】
画像形成ユニット１１は、画像データに基づいてトナー画像を作成するとともにこの画像を記録紙Ｐに転写する転写ドラムや、記録紙Ｐを搬送する搬送ローラー等（いずれも本発明の特徴部分ではないので、詳細な説明は省略する）から成り、図１における画像形成ユニット１１の下部から取り込んだ記録紙Ｐの記録面にトナー画像を形成し、トナーが未定着の記録紙Ｐを定着ユニット１０へと搬送する。
【００１４】
定着ユニット１０では、ニップ部Ｎにおいて円筒状の加圧ローラー１２が定着ローラー１４側に押圧される構造となっている。
定着ローラー１４は、少なくともその外縁側が弾性素材によって構成されており、加圧ローラー１２との間に定着ベルト１６と記録紙Ｐとを挟み込み、加圧ローラー１２側から押圧される。これにより、定着ベルト１６と記録紙Ｐとがニップ部Ｎにおいて広範にわたり密着する。
【００１５】
定着ベルト１６は、電磁誘導により渦電流が発生し、この渦電流によって電気抵抗成分が発熱する素材から成っており、定着ローラー１４の他、ローラー１８とローラー２０を通して無端状に張架され、一点鎖線矢印方向に回動する。なおローラー１８は、定着ベルト１６の張りを調節するテンショナーである。
【００１６】
記録紙Ｐは、トナーが未定着の記録面と定着ベルト１６の外面が対向した状態で加圧ローラー１２と定着ローラー１４によって挟み込まれ、加熱・加圧される。このため発色剤であるトナーが溶融し、記録紙Ｐ（の記録面）に定着するが、同時に溶融したトナーによって記録紙Ｐが定着ベルト１６に貼り着いてしまう。この、貼り着いた記録紙Ｐと定着ベルト１６を引き剥がすために、ニップ部Ｎの近傍に剥離手段の一例としての分離板３０が設けられている。
【００１７】
分離板３０は、その一端部（支持端）が支持部材３０ａによって定着ユニット１０内の一部に回動可能に支持される。また分離板３０は、定着ユニット１０内の一部に固着されているバネ等の弾性部材３０ｂにより矢印Ａ方向に付勢され、これにより他端部である回動端が定着ベルト１６に当接する。
【００１８】
一般に、本実施の形態に示すような画像形成装置では、記録紙Ｐと定着ベルト１６との剥離を容易にする等のために、記録紙Ｐの記録面の端部には、画像を形成しない余白部を設ける。
従って記録紙Ｐの余白部は定着ベルト１６に貼り着かないので、定着ベルト１６から浮き上がり、間隙ができる。分離板３０の回動端は、ニップ部Ｎから排出された記録紙Ｐと定着ベルト１６との間隙に入り込むことによって、貼り着いている記録紙Ｐと定着ベルト１６とを剥離させる。このようにして定着ベルト１６から剥離された記録紙Ｐは、二点鎖線矢印方向に搬送される。
【００１９】
本発明において分離板３０は、定着ベルト１６の破損を検出する役割をも有している。定着ユニット１０内において、分離板３０の近傍には、検知手段の一例としてのフォトインタラプター３２が固着されている。
本実施の形態においてフォトインタラプター３２は、一例として反射型フォトインタラプターである。これは、自ら射出する赤外線等を分離板３０に当射させ、反射赤外線の入射強度を測定する。
【００２０】
一方の分離板３０においては、この赤外線が当射される部位は所定の反射率を有している。あるいは分離板３０には、所定の反射率や反射パターンの反射部材が取り付けられている。従って、分離板３０の移動やフォトインタラプター３２との対向角度が変化することによって、反射赤外線のフォトインタラプター３２への入射量が変化する。
【００２１】
また、フォトインタラプター３２の別の例としては、自ら射出する赤外線等が、所定距離の位置の物体で反射した場合に、受光部で焦点を結ぶようなレンズを有している。即ち、分離板３０から所定距離の位置にフォトインタラプター３２を固定しておけば、分離板３０との距離が変化すると反射赤外線がフォトインタラプター３２で焦点を結ばなくなり、入射強度が減ることになる。
このようにして、分離板３０が所定角度以上回動したことを、フォトインタラプター３２によって判別できるようになっている。
【００２２】
本実施の形態の定着ユニット１０においては、定着ベルト１６がローラー２０に張架される部位をほぼ覆うように、加熱手段の一例としてのＩＨコイルユニット４０が設けられている。このＩＨコイルユニット４０には所定周波数且つ所定電流（所定電力）の高周波電力（交流電力）が供給され、隣接する定着ベルト１６の対向部分に電磁誘導による渦電流を発生させ、これにより定着ベルト１６を発熱させるものである。
【００２３】
本発明が適用される画像形成装置では、例えば定着ユニット１０の外部に制御手段の一例としての制御部５０を有している。また一般に、ＩＨコイルユニット４０に所定周波数（例えば約４０ｋＨｚ）の高周波電力を供給するためのインバーター６０を有している。
電力供給手段の一例としてのインバーター６０は、上述の所定周波数の発振回路６２を備えるとともにＩＨコイルユニット４０を駆動するための電力（直流電力源、あるいは交流電力源でも良い場合もある）が供給される。この電力を、発振回路６２の発振信号に基づいてＩＧＢＴ（Ｉnsulated Ｇate Ｂipolar Ｔransistor、絶縁ゲートバイポーラトランジスター）等のスイッチ素子６４によってオン／オフすることで、所定周波数・所定波形あるいは所定デューティー比の電力をＩＨコイルユニット４０に供給する。
【００２４】
本実施の形態におけるインバーター６０では、上述の発振回路６２とスイッチ素子６４との間に、例えばＡＮＤゲート（論理演算素子）６６を有している。これにより制御部５０は、分離板３０に所定角度以上のずれが発生したことをフォトインタラプター３２によって検知した場合には、ＩＨ制御信号によってスイッチ素子６４を強制的にオフにして、ＩＨコイルユニット４０へ供給する高周波電力を遮断する。
【００２５】
次に、図２を用いて、定着ベルト１６が破損した場合の挙動について説明する。図２では、図１に示すニップ部Ｎの周辺を拡大して示しており、対応する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
定着ベルト１６は、定着ローラー１４（ニップ部Ｎ）、ローラー１８、ローラー２０によって連続的もしくは断続的に折り曲げられるとともに、トナーによって貼り着いた記録紙Ｐを引き剥がす力が加わるので、使用時間とともに劣化が進む。このため、一例として図２では、定着ベルト１６の一部分が破損し、その破損部１６ａが折り返り、定着ベルト１６上に重畳された形となっている。
【００２６】
このような状態で定着ベルト１６が一点鎖線矢印方向へ回動し、破損部１６ａが分離板３０の部位を通過すると、この破損部１６ａが矢印Ａ方向へ付勢されている分離板３０を押し上げる。従って、分離板３０は矢印Ｂ方向へ移動（回動）し、フォトインタラプター３２との距離や対向角度が変化する。
【００２７】
一方、定着ベルト１６が破損した場合の別の例として、図３を用いて説明する。図３に示す例では、破損部１６ｂは皺になり、定着ローラー１４の表面から浮く形になっている。この例でも、定着ベルト１６が一点鎖線矢印方向へ回動し続け、破損部１６ｂが分離板３０の部位を通過すると、この破損部１６ｂが矢印Ａ方向へ付勢されている分離板３０を押し上げる。従って、分離板３０は矢印Ｂ方向へ移動し、フォトインタラプター３２との距離や対向角度が変化する。
【００２８】
フォトインタラプター３２は、反射赤外線等の入射強度の変化に基づいて、分離板３０が矢印Ｂ方向へ動いたと判断し、これを検知信号として出力する。制御部５０は、フォトインタラプター３２による検知信号を受けて定着ベルト１６が破損したと判断し、ＩＨ制御信号を“オフ”とする。ＩＨ制御信号が“オフ”になると、インバーター６０がＩＨコイルユニット４０へ供給する高周波電力が遮断され、定着ベルト１６の発熱が停止する。
【００２９】
図４は、分離板の別の例である。図４に示す例では、剥離手段の他の例としての分離板３１は支持部材３１ａ-1、３１ａ-1と支持部材３１ａ-2、３１ａ-2とに挟持され、矢印Ｃもしくは矢印Ｄ方向に摺動可能となっている。また、分離板３１は一端部から弾性部材３１ｂによって矢印Ｃ方向に付勢され、通常は他端部が定着ベルト１６に当接するが、その際にはフォトインタラプター３２に反射赤外線は入射しない構成となっている。
【００３０】
この例では、定着ベルト１６の一部分がニップ部Ｎ付近で破損し、その破損部１６ｃが定着ローラー１４とは反対側へ跳ね上がるとともに折り重なって、分離板３１の他端部に当接している。上述同様に定着ベルト１６が引き続き一点鎖線矢印方向へ回動しようとすると、その力により分離板３１は矢印Ｄ方向へ移動する。これにより、フォトインタラプター３２に反射赤外線が入射する。
【００３１】
フォトインタラプター３２は、反射赤外線等の入射強度の変化に基づいて、分離板３１が矢印Ｄ方向へ動いたと判断し、これを検知信号として出力する。制御部５０は、フォトインタラプター３２による検知信号を受け、定着ベルト１６が破損したと判断し、ＩＨ制御信号を“オフ”とする。ＩＨ制御信号が“オフ”になると、インバーター６０がＩＨコイルユニット４０へ供給する高周波電力が遮断され、定着ベルト１６の発熱が停止する。
【００３２】
このようにして本発明の画像形成装置では、定着ベルトの一部が破損したことを検知し、定着に係る発熱を適切に遮断する。これによって、定着ベルトの破損に起因する定着部各部や記録紙の過熱から引き起こされる可能性のある障害が回避される。
なお、本発明が上記各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、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。
さらに、上記構成部材の数、位置、形状等は上記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。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【符号の説明】
【００３３】
１０  定着ユニット
１１  画像形成ユニット
１２  加圧ローラー
１４  定着ローラー
１６  定着ベルト
３０、３１  分離板
３２  フォトインタラプター
４０  ＩＨコイルユニット
５０  制御部
６０  インバーター
６２  発振回路
６４  スイッチ素子
Ｐ  記録紙
【図１】
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【図２】
2015068981.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015068981.tif 000006