(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接されたニップ間に記録媒体を搬送する一対の回転体と、
前記回転体の少なくとも一方を加熱する加熱部と、
前記回転体の少なくとも一方の温度を検知する温度検知部と、
ジャム発生後、再起動時に、画像形成装置が正常動作する場合と、記録媒体が前記回転体の少なくとも一方に密着するように巻きついている場合と、記録媒体が一部浮き上がるように巻きついている場合の温度変化をそれぞれ記憶する記憶部と、
前記温度検知部によって、画像形成装置が正常動作する場合、記録媒体が前記回転体の少なくとも一方に密着するように巻きついている場合または記録媒体が一部浮き上がるように巻きついている場合の温度変化を検知し、検知した温度と前記記憶部に記憶されている温度変化と比較して、前記記録媒体が前記回転体の少なくとも一方に密着するように巻きつく異常状態と、前記記録媒体が前記回転体から浮き上がるように巻きつく異常状態を区別して判定する判定部と、
前記判定部が異常状態を検知したとき、前記加熱部の通電を停止させる温度制御部と、
前記異常状態を表示する表示部と
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記温度変化は通電開始後、設定温度への所定到達時間、または通電開始後、一定時間経過後の温度であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着装置を備え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、画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特にジャム後の再起動時に回転体に巻き付いた記録用紙の有無を検出し、安全に定着装置を再起動させるものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、定着ローラのニップ部の下流側に非接触温度検出部を設け、この非接触温度検出部により加熱ローラの温度制御するとともに、非接触温度検出部がニップ部を正常に記録紙が通過するときの温度よりも低い温度を検出した場合に、ジャムが発生したと判断する技術を開示している。また非接触温度検出部が検出する温度がニップ部への通紙タイミングを一定時間経過しても低下しない場合に、排紙遅延ジャムであると判断する技術を開示している。
【特許文献１】特開２００３−２５５７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１により、非接触温度検出部を使用して、ジャムを検出することができる。しかしながら、近年の画像形成装置は益々高速化され、必然的に記録用紙が高速搬送され、かつ記録用紙間の間隔が小さくなっている。例えば８０枚／分以上の画像形成装置や１００枚／分以上の画像形成装置が開発されている。このような高速の画像形成装置では、ジャムが発生すると、１枚の記録用紙がジャムとなるだけでなく、ジャムとなった記録用紙に後続する数枚の記録用紙が搬送路の途中に留まり、ある記録用紙は回転ローラに巻き、またある記録用紙は搬送路の途中に止まる。従って、ジャムを発生した記録用紙を取り除くとともに、搬送路途中にある後続の記録用紙も全て取り除かなければならない。
【０００４】
ところで、画像形成装置は、搬送路途中の数箇所にセンサーを設置し、１つのセンサーが記録用紙の通過を検出した後、次のセンサーが所定時間内に記録用紙の通過を検出すれば、正常であると判断する。もし次のセンサーが所定時間内に記録用紙の通過を検出しなければ、ジャムが発生したと判断する。このためジャムを発生した記録用紙の枚数は検出されないとともに、記録用紙が正確にはどこのあるかは分からない。１つのセンサーから次のセンサーまでの間にジャム紙があることを検出しているだけである。そのため、ユーザがジャム紙を全部取り除かなければ、画像形成装置は再起動し、再びジャムを発生する場合がある。特にジャムを発生した記録用紙のトナーと回転ローラに吸着力によって吸着している場合は、記録用紙の除去時に記録用紙が破れて、破れた記録用紙の一部がローラに付着したままになることがある。この状態で、画像形成装置を再起動すると、回転ローラが異常高温になり、回転ローラを傷つけ、また破損することがある。また破れた記録用紙が定着装置に残存すると、定着装置の各所にある部品を破損させ、また部品の位置ずれを生じさせる恐れがある。
本発明はこのような問題を解決するために、ジャム後の再起動時に回転体に巻き付いた記録用紙の有無を検出し、安全に再起動することができるようにする定着装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、互いに圧接されたニップ間に記録媒体を搬送する一対の回転体と、前記回転体の少なくとも一方を加熱する加熱部と、前記回転体の少なくとも一方の温度を検知する温度検知部と、ジャム発生後、再起動時に、画像形成装置が正常動作する場合と、記録媒体が前記回転体の少なくとも一方に密着するように巻きついている場合と、記録媒体が一部浮き上がるように巻きついている場合の温度変化をそれぞれ記憶する記憶部と、前記温度検知部によって、画像形成装置が正常動作する場合、記録媒体が前記回転体の少なくとも一方に密着するように巻きついている場合または記録媒体が一部浮き上がるように巻きついている場合の温度変化を検知し、検知した温度と前記記憶部に記憶されている温度変化と比較して、前記記録媒体が前記回転体の少なくとも一方に密着するように巻きつく異常状態と、前記記録媒体が前記回転体から浮き上がるように巻きつく異常状態を区別して判定する判定部と、前記判定部が異常状態を検知したとき、前記加熱部の通電を停止させる温度制御部と、前記異常状態を表示する表示部とを備えるものである。この構成によれば、ジャム後の再起動時に回転体に巻き付いた記録用紙を検出し、定着装置の過熱を防止することができる。
【０００６】
また、前記温度変化は、通電開始後、設定温度への所定到達時間、または通電開始後、一定時間経過後の温度である。これにより、時間経過または一定時間経過後の温度を計測することにより、再起動後の異常を検出できるので、構成を簡単にすることができる。
また本発明は、以上のような定着装置を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ジャム後の再起動時に回転体に巻き付いた記録用紙の有無を検出することができ、しかも安全に画像形成装置を再起動することができる。またそのセンサーは、回転体の少なくとも一方を加熱する加熱部の温度を制御するための温度検知部を用いることができるので、定着装置の構造を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の一形態について、図１に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
この画像形成装置は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対してモノクロ画像を形成するものである。この画像形成装置は、図示するように、露光ユニット１、給紙トレイ２、用紙搬送路３、現像器４、感光体５、帯電器６と、クリーナユニット７、転写機構８、定着ユニット９および排紙トレイ１０、その他を備え、これらにより構成されている。
【０００９】
露光ユニット１は、図１に示すようにレーザ照射部１１および反射ミラー１２を備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、例えばＥＬやＬＥＤなどの発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いる手法もある。またこの画像形成装置は、高速印字処理を行うために、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用している。そして、露光ユニット１は、帯電器６によって均一に帯電された感光体５に、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体５の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。
現像器４は静電潜像をトナーにより顕像化する。現像器４の後方にトナータンク１３を備え、現像器４にトナーを供給する。トナータンク１３にトナーを補給するためにトナーボトル１４が備えられる。この実施形態の現像器４は感光体５上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであるが、カラーの画像形成装置の場合は、カラートナーが用意される。
【００１０】
帯電器６は、感光体５を形成するドラムの表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようにチャージャー型の帯電器が用いられているが、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いることもある。
クリーナユニット７は、現像・画像転写後における感光体３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
上述の様に感光体５上で顕像化された静電像は、搬送される記録用紙上に転写機構８で、静電像が有する電荷の逆極性の電界が転写機構８から印加される事で、記録用紙上に転写される。例えば、静電像が（―）極性の電荷を有している時は、転写機構８の印加極性は（＋）極性となる。この画像形成装置の転写機構８は、転写ベルトユニットにより構成され、駆動ローラ１５、従動ローラ１６及び他のローラで架橋され、所定の抵抗値（１×１０9〜１×１０13Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１７によりなる。前記感光体５と転写ベルト１７の接触部１８には前記駆動ローラ１５、従動ローラ１６とは異なった導電性で転写電界を印加する事が可能な弾性導電性ローラ１９が配置されている。この弾性導電性ローラ１９が弾性を有することにより、感光体５と転写ベルト１７が線接触でなく、所定の幅の転写ニップ部を形成する。転写ニップ部は所定幅有する面接触となることで、搬送される記録用紙への転写効率の向上を図っている。
更に、転写ベルト１７の転写領域の下流側には搬送される記録用紙が転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ２１が転写ベルト１７の背面に配置されている。また、転写ベルト１７のトナー汚れを取り除くクリーニングを行うとともに除電を行う除電機構２２が転写機構８に配置されている。前記除電機構２２は画像形成装置を介して接地する手法、若しくは積極的に前記転写電界の極性とは逆極性を印加する手法がある。
【００１１】
転写機構８で用紙上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット９に搬送されることで未定着トナーが溶融され用紙上に定着される。定着ユニット９は、図２、図３に示すように、加熱ローラ２３、加圧ローラ２４を備えており、加熱ローラ２３の外周部には用紙剥離爪２５、ローラ表面温度検知部材２６（サーミスタ）、ローラ表面クリーニング部材２７が配置され、内周部には加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とするヒータ２８を有している。
他方、加圧ローラ２４は、ローラの両端部で前記加熱ローラ２３に対し所定圧量で加圧ローラ２４が圧接する事が可能な加圧部材（図示しない）が配置される。さらに加圧ローラ２４の外周には加熱ローラ２３の外周と同様に用紙剥離爪２９、ローラ表面のクリーニング部材（図示しない）が配置されている。
このような定着ユニット９は、前記加熱ローラ２３と加圧ローラ２４の圧接部３０（定着ニップ部と呼ばれる。）において、搬送される記録用紙上の未定着トナーを加熱ローラ２３の表面の温度での溶融と、圧接力で記録用紙上への投鋲作用で未定着トナーを用紙上に定着する。
【００１２】
給紙トレイ２は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、この画像形成装置では、画像形成部の下側に設けられている。この画像形成装置は、高速印字処理を行う事を目的とするため、画像形成部の下方に配置される給紙トレイ８は定型サイズを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ２ａ、２ｂ、２ｃを配置している。給紙トレイ２ａはＡ４サイズの記録用紙を収納する。給紙トレイ２ｂはＢ５サイズ、給紙トレイ２ｃはＢ４サイズの記録用紙を収納する。給紙トレイと用紙サイズは任意に設定することができる。他方、画像形成装置の側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット３１、並びに主としてはがきやレターサイズ紙のように不定型サイズの印字等に用いる手差しトレイ３２が配置されている。
排紙トレイ１０は、画像形成装置の手差しトレイ３２とは反対側の側面に配置されているが、排紙トレイ１０に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）、複数段排紙トレイをオプションとして配置する事も可能な構成となっている。
【００１３】
以上のような構成のほかに、この画像形成装置は、上方に原稿自動送り機構兼原稿押え３３を備える。原稿載押え３３は、原稿載置台３４に置かれた原稿を原稿読取面に押し付ける。原稿載置台３４の下方にレーザースキャン機構３５を備え、原稿載置台３４に置かれた原稿を読み取り、電気信号に変換する。原稿自動送り機構兼原稿押え３３は、原稿トレイ３６におかれた原稿を自動的に原稿読取部３７に送り、排紙トレイ３８に搬送する。  この原稿自動送り機構は、原稿の裏面を読み取るために、原稿反転送り部３９を備えている。
【００１４】
図２は、定着ユニット９の詳細な構造を示す横断面図であり、図３は、縦断面図である。図３（ａ）は図２において、非接触サーミスタ２６が配置された中央部の断面図である。図３（ｂ）は図２において、接触サーミスタ４１が配置された端部の断面図である。  図２、図３に示すように、加熱ローラ２３の内部に非回転にメインヒータ２８とサブヒータ４２が挿入される。メインヒータ２８は図２に示すように、この画像形成装置が中央搬送方式であるので、加熱ローラ２３の中央部を加熱し、サブヒータ４２は端部を加熱する。加熱ローラ２３は、メインヒータ２８とサブヒータ４２により内部から加熱されると共に、加熱ローラ２３の外表面に接するように配置された外部加熱ローラ４３によって外表面が加熱される。外部加熱ローラ４３の内部に外部加熱用ヒータ４４が非回転に挿入される。
加熱ローラ２３は、モノクロの画像形成装置では鉄のような金属よりなり、必要に応じてチタンやフッ素が表面にコートされる。またカラーの画像形成装置では鉄のような金属体にシリコンゴムを被覆し、更にチタンやフッ素で表面コートされる。外部加熱ローラ４３は、肉薄のローラよりなり、記録用紙搬送入口側の近傍に配置され、加熱ローラ２３を表面から加熱することにより、画像形成装置の立ち上がりを早くする。
非接触サーミスタ２６が加熱ローラ２３の中央部に配置されていることにより、非接触サーミスタ２６は加熱ローラ２３の表面温度を非接触で検出し、従って加熱ローラ２３を傷つけない。また接触サーミスタ４１は加熱ローラ２３の端部に配置されているので、中央部を搬送される記録用紙の搬送を邪魔しないとともに、加熱ローラ２３の表面温度を正確に検出する。
【００１５】
加圧ローラ２４は、例えばシリコンゴムに必要に応じて表面コートして形成され、内部に加圧ローラ用ヒータ４５が非回転に挿入される。加圧ローラ用ヒータ４５は、加圧ローラ２４を内部より加熱し、ニップ部３０の記録用紙の背面側温度を一定に保ち、トナーの投鋲作用を高め、未定着トナーを記録用紙上に定着させる。
なお、図３（ａ）において、記録用紙は、転写機構８よりペーパガイド４６によって定着ユニット９のニップ部３０に搬送される。記録用紙が定着ユニット９のニップ部３０を通過した後、用紙分離爪２５により加熱ローラ２３から分離され、また用紙分離爪２９により加圧ローラ２４から分離される。そして、上側のペーパガイド４７および下側のペーパガイド４８にガイドされて、排紙トレイ１０に向けて、矢印Ａの方向に搬送される。
【００１６】
図４は、本発明の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。図４において、ＣＰＵ５１は、この画像形成装置のプログラムにしたがって、順次機能を実行させるための制御部である。この実施形態では、加熱ローラ２３を加熱するメインヒータ２８およびサブヒータ４２を加熱電源に接続または切断する開閉部５２と、非接触サーミスタ２６の検知温度に基づき、開閉部５２を制御する温度制御部５３を備える。また加熱ローラ２３を回転駆動するためのモータ５４を備え、このモータ５４を駆動電源に接続または切断する開閉部５５と、非接触サーミスタ２６の検知温度に基づき、開閉部５５を制御する駆動制御部５６を備える。そして、画像形成装置がジャムを検出し、ユーザによってジャムを発生した記録用紙が除去された後、画像形成装置が再起動して、メインヒータ２８およびサブヒータ４２と外部加熱ローラ４３により加熱ローラ２３が加熱された場合の温度上昇を記憶する記憶部５７を備える。またこの記憶部５７に記憶された温度上昇と異なる温度上昇をした場合に、異常状態を判定する判定部５８を備える。また表示部５９を備え、ジャムおよび異常状態を表示し、または異常状態を警告する。これらは本発明の定着装置を構成するために必要な部分であって、画像形成装置はその他の部分を備えるが、ここでは説明を省略する。
【００１７】
判定部５７が正常状態であると判定した場合は、メインヒータ２８、サブヒータ４２、外部加熱ヒータ４４は温度制御部５３により、開閉部５２をオン状態にして加熱を実行する。また駆動制御部５６によりモータ５４を駆動する。しかし、判定部５８が異常であると判定した場合は、温度制御部５３がメインヒータ２８、サブヒータ４２、外部加熱ヒータ４４の通電を開閉部５２によりオフ状態にして加熱を停止する。メインヒータ２８、サブヒータ４２、外部加熱ヒータ４４の接続または切断は、同時でもよく、または順次でもよい。また駆動制御部５６がモータ５４の通電を開閉部５５によりオフ状態にして駆動を停止する。温度制御部５３と駆動制御部５６は、同時動作してもよく、または順次動作してもよい。
【００１８】
図５は、記憶部５７に記憶されている温度上昇曲線を説明する図である。図５は横軸が時間であり、縦軸が温度であり、温度曲線は非接触サーミスタ２６が検出する温度変化を示す。温度曲線Ａは、ジャムが発生して、画像形成装置が動作を停止し、加熱ローラ２３を加熱するメインヒータ２８、サブヒータ４２、外部加熱ヒータ４４の通電が切断され、温度が低下していることを示す曲線である。ジャムが発生すると、ユーザはジャム紙を取り除く。そして、ジャム紙がなくなり、搬送路が所定位置に収納され、前扉が閉じられると、画像形成装置が再起動する。これによりメインヒータ２８、サブヒータ４２、外部加熱ヒータ４４の通電が開始される。この時点を点Ｒで示した。通電が開始されて、加熱ローラ２３の熱伝導時間Ｓを経過すると、加熱ローラ２３の表面温度が上昇を開始する。  伝導時間Ｓに示すように、温度曲線Ａが通電時点Ｒから、更に温度低下するのは、回転ローラ２３の熱容量のため表面温度が低下することを表している。温度曲線Ｂは、画像形成装置が正常に再起動したときの上昇曲線を示す。
【００１９】
しかし、もし、加熱ローラ２３に記録用紙が巻き付いているときは、温度曲線Ｃに示すように変化する。温度曲線Ｃは、図６（ａ）に示すように、ジャムを発生した記録用紙のトナーと回転ローラに吸着力によって、記録用紙Ｊ１が加熱ローラ２３に密着するように巻きついている場合である。また温度曲線Ｄは、図６（ｂ）に示すように記録用紙Ｊ２が一部浮き上がるように加熱ローラ２３に巻きついている場合である。この場合は、記録用紙が密着している場合より、記録用紙と回転ロータの間に空気層が介在するため、温度曲線Ｃより温度上昇が低下する。即ち温度曲線ＢおよびＣより温度上昇が低下する。このように、加熱ローラ２３の表面温度を検出する非接触サーミスタ２６は、ジャム紙がある場合と、ジャム紙がない場合とで温度曲線が変化する。記憶部５７は図５に示す温度曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを記憶する。あるいは、通電開始後、設定温度への所定到達時間Ｔを記憶していてもよい。ここで、設定温度は定着温度である。または通電開始後、一定時間（Ｔ）経過後の温度Ｖを記憶してもよい。このように、温度曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄあるいは通電開始後、設定温度への所定到達時間Ｔ、または通電開始後、一定時間経過後の温度Ｖを記憶することにより、図６（ａ）または（ｂ）のように記録用紙が巻き付いた場合を検出することができる。
図６（ａ）、（ｂ）は、記録用紙が全部ある場合を示しているが、ジャムを取除く際に、記録用紙が破れてその一部が回転ローラ２３に巻きついている場合も温度曲線ＣあるいはＤ、または温度曲線ＣとＤの間の曲線のようになる。
【００２０】
図７は、この実施形態の動作を説明するフローチャートである。このフローチャートは記憶部５７に記憶されたプログラムをＣＰＵ５１が実行することにより実施される。
最初に、画像形成装置が待機状態にあり（ステップＳ１）、原稿を読み込み、あるいは印字データを受取り、画像形成装置が印字処理を実施する（ステップＳ２）。ステップＳ１とＳ２の間に、画像形成装置は種々の動作を行うが、詳細な説明は省略する。この印字の過程でもしジャムが発生し（ステップＳ３）、それを画像形成装置が検出すると、画像形成装置は表示部５９にジャム発生を表示し、かつ画像形成装置を緊急停止する（ステップＳ４）。緊急停止によりメインヒータ２８、サブヒータ４２、外部加熱ヒータ４４の通電が切断され、また転写ローラ２３を駆動するモータ５４も停止する。このため非接触サーミスタ２６は温度曲線Ａで示すように温度低下を検出する。
【００２１】
ジャムがユーザによって取り除かれると、ジャム紙が取り除かれたか否か判定される（ステップＳ５）。次に画像形成装置は通電を再開できるか否か判断する（ステップＳ６）。このステップＳ６で、再開できないと判断された場合は、前ドアが閉じられたか、搬送ベルトや定着ユニット等が正確に元の位置に戻されたか確認するメッセージを表示部５９に表示する（ステップＳ７）。ステップＳ６で再起動できると判断されると、メインヒータ２８、サブヒータ４２、外部加熱ローラ用ヒータ４４に通電を再開する（ステップＳ８）。次にＣＰＵ５１は、非接触サーミスタ２６の検出温度情報を取得する（ステップＳ９）。この検出温度情報は、図５に示すような温度変化情報であってもよく、あるいは設定温度に到達する通電開始からの時間情報または通電開始から所定時間後の温度情報であってもよい。この温度情報は判定部５８によって、加熱ローラ２３に巻き付き用紙のない場合の温度情報と同一か否か判定される（ステップＳ１０）。同一である場合は、通電を継続し、画像形成装置を正常に運転する（ステップＳ１１）。そして加熱ローラ２３が設定温度に到達したか否か判断され、設定温度になるように制御される（ステップＳ１２）。
【００２２】
もしステップＳ１０で、同一でないと判断された場合は、通電を停止し、加熱ローラ２３に巻き付きがあると判定し、巻き付き用紙取除きのメッセージを表示部５９に表示する（ステップＳ１３）。次に巻き付き用紙が取除かれたか否か判断し（ステップＳ１４）、取除かれれば、ステップＳ１１に進む。しかし取除かれなければステップＳ１３に戻る。
ステップＳ１２により、定着温度に到達した場合は、画像形成装置は初期化処理を行う（ステップＳ１５）。次に画像形成装置は印字処理を継続するか否か判断し（ステップＳ１６）、つぎのステップで印字処理する（ステップＳ１７）。継続しない場合はステップＳ１８に進み、待機状態になる。
以上により、ジャム発生後、再起動時に加熱ローラに記録用紙が巻きついているか否か判定され、巻き付きがない場合に再起動をするので、安全に定着装置を再起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】定着ユニットの構造を示す横断面図である。
【図３】定着ユニットの構造を示す縦断面図である。
【図４】画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】温度曲線を説明する図である。
【図６】ジャムを発生した記録用紙が加熱ローラ巻きついている状態を説明する図である。
【図７】実施形態の動作を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    露光ユニット
８    転写機構
９    定着ユニット
１０  排紙トレイ
２３  加熱ローラ
２４  加圧ローラ
２６  非接触サーミスタ
４１  接触サーミスタ
２８  メインヒータ
４２  サブヒータ
４３  外部加熱ローラ
４４  外部加熱用ヒータ
【図１】
0004410199.tif 000002
【図２】
0004410199.tif 000003
【図３】
0004410199.tif 000004
【図４】
0004410199.tif 000005
【図５】
0004410199.tif 000006
【図６】
0004410199.tif 000007
【図７】
0004410199.tif 000008