(57)【要約】  【課題】  シート材の定着ローラへの巻き付きを直接的に検知できるとともに、シート材の搬送も同時に検知することができる定着装置を提供する。  【解決手段】  定着ローラ２２と加圧ローラ２３との当接部分の下流側に、定着ローラ２２に隣接して剥離部材２４が揺動可能に支持されており、剥離部材２４の下面へとレーザー光を照射する光源２５ａと、剥離部材２４の下面で反射されたレーザー光を受光する受光部２５ｂとから成る検知手段２５が、シート材搬送経路４を挟んで剥離部材２４と対向する位置に配設され、これにより、剥離部材２４の揺動及び、シート材Ｓの通過を検知する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を内蔵した加熱回転体と、該加熱回転体に接する加圧回転体から構成され、トナーが転写されたシート材を前記加熱回転体と加圧回転体との当接部分で、加熱及び加圧することによりトナーをシート材へと溶融定着させる定着装置において、
前記加熱回転体に隣接する揺動部材と、シート材搬送経路を挟んで該揺動部材と対向する位置に配設され、該揺動部材の揺動を検知する検知手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記揺動部材は、前記加熱回転体からシート材を剥離するための剥離手段を兼ね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】
前記揺動部材は、少なくとも前記加熱回転体のトナーの定着に使用される部分に対しては非接触となるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記揺動部材にレーザー光を射出する光源と、前記揺動部材によって反射されたレーザー光を受光する受光部から構成されており、前記揺動部材によって反射されるレーザー光の受光部への入射位置を検出することにより、前記揺動部材の揺動を検知できるよう構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関するものであり、特に一対の回転体を互いに当接させて成る定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置には、内部にヒータを有し駆動回転される定着ローラと、この定着ローラに圧接して従動回転する加圧ローラから成り、未定着トナーが付着したシート材を定着ローラと加圧ローラとで挟み、加熱加圧することによって、トナーをシート材へと溶融定着させる定着装置が用いられている。このような定着装置では、シート材がこれらのローラの当接部で詰まったり、定着ローラへと巻き付いたりすることがあるため、シート材搬送経路の定着装置の下流に通過検知スイッチを設け、画像形成動作開始後の所定時間内に通過検知スイッチがシート材の通過を検知しない場合には、シート材のジャムと検知し、以後の画像形成動作を停止できるよう構成したものが知られている。
【０００３】
しかし、この通過検知スイッチでは、シート材が両ローラの間で詰まっているのか、定着ローラに巻き付いているのかの判断ができないため、高速機のように、シート材搬送経路途中に複数枚のシート材が存在する場合には、ジャム処理を行うユーザが、定着ローラに巻き付いているシート材に気付かず、他のシート材がジャムの原因であると誤認し、それを取り除きジャム処理を終え、定着ローラにシート材が巻き付いたまま画像形成動作を再開してしまうことがあった。
【０００４】
そこで、シート材の定着ローラへの巻き付きを直接的に検出する方法がいくつか提案されており、例えば、特許文献１には、定着ローラの周面に、シート材とは光反射量が異なる色の被検出面を形成し、シート材の搬送経路外で且つ被検出面と対向する位置に、定着ローラに巻き付いた用紙を検知するための反射型フォトインタラプタを設け、これにより、シート材が定着ローラに巻き付いた場合には、被検出面がシート材で覆われ、シート材による反射光がフォトインタラプタに入射することで、反射光量の変化からシート材の巻き付きを検知することができる定着装置が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、定着ローラに隣接するカンチレバーを配置し、このカンチレバーにレーザー光を照射する光源と、カンチレバーの反射面からの反射光を受光する受光部とから成る撓み検知手段を設け、この撓み検知手段によって検知されるカンチレバーの撓み量により、シート材の定着ローラへの巻き付きを検知することができる定着装置が提案されている。
【特許文献１】特開平３−１５２５８１号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の定着装置では、被検出面とシート材との反射率の変化により巻き付きを検出するため、定着ローラ表面には被検出面を形成する必要があり、定着ローラが高コストになるという問題があった。また、シート材が巻き付いていなくても、被検出面にトナーが付着し検出される反射光量が変化した場合には、誤検知を生じることがあった。また、特許文献２に記載の定着装置では、シート材が巻き付きぎみに搬送され、シート材の先端がカンチレバーに接触し、その後、定着ローラから分離され正常に搬送されていくような場合であっても、検知手段はカンチレバーの一定量以上の撓みを検知するため、シート材の巻き付きと誤検知することがあった。
【０００７】
本発明においては上述の事情に鑑み、シート材の定着ローラへの巻き付きを直接的に検知できるとともに、シート材の搬送も同時に検知することができる定着装置及びそれを備えた画像形成装置を簡便且つ低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、熱源を内蔵した加熱回転体と、該加熱回転体に接する加圧回転体から構成され、トナーが転写されたシート材を前記加熱回転体と加圧回転体との当接部分で、加熱及び加圧することによりトナーをシート材へと溶融定着させる定着装置において、前記加熱回転体に隣接する揺動部材と、シート材搬送経路を挟んで該揺動部材と対向する位置に配設され、該揺動部材の揺動を検知する検知手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また本発明は、上記構成の定着装置において、前記揺動部材は、前記加熱回転体からシート材を剥離するための剥離手段を兼ねることを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成の定着装置において、前記揺動部材は、少なくとも前記加熱回転体のトナーの定着に使用される部分に対しては非接触となるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の定着装置において、前記検知手段は、前記揺動部材にレーザー光を射出する光源と、前記揺動部材によって反射されたレーザー光を受光する受光部から構成されており、前記揺動部材によって反射されるレーザー光の受光部への入射位置を検出することにより、前記揺動部材の揺動を検知できるよう構成したことを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の定着装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の構成によれば、シート材が加熱回転体へと巻き付いた場合には、揺動部材がシート材によって揺動されるため、この揺動を検知手段により検知することによってシート材の巻き付きを直接検知することができる。また、検知手段をシート材搬送経路を挟んで揺動部材と対向する位置に配設したことにより、シート材搬送経路を搬送されるシート材を検知することができる。
【００１４】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の定着装置において、揺動部材が、加熱回転体からシート材を剥離するための剥離手段を兼ねることにより、別途剥離手段を設ける必要がないため、部品点数を低減することができ、製造コストを削減することができる。
【００１５】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の定着装置において、揺動部材を加熱回転体へと接触させていると、揺動部材によって加熱回転体表面が磨耗される、また、傷つけられる可能性があるが、少なくともトナーの定着に使用される部分に対しては非接触となるように構成することにより、加熱回転体表面の磨耗や傷を防止することができ、加熱回転体の寿命を延ばすことができる。
【００１６】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の定着装置において、検知手段と揺動部材とはシート材搬送経路を挟んで配置されるため、これらの間の距離が長くなる。従って、揺動部材によるレーザー光の反射角度がわずかに変化した場合でも、反射されたレーザー光の受光部への入射位置は大きく変化することとなり、揺動部材の揺動を感度よく検知することができる。
【００１７】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の定着装置を搭載することにより、シート材の定着ローラへの巻き付きを直接的に検知できるとともに、シート材の搬送も同時に検知することができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。なお、本実施形態においては画像形成装置の一例としてレーザービームプリンタ（以下単に「プリンタ」という）を例示している。なお、画像形成装置としてプリンタ以外の、例えば複写機やファクシミリ装置等であっても適用できることはいうまでもない。
【００１９】
先ず、プリンタ１の概要について説明する。プリンタ１の下部にはプリンタ１本体に対して着脱可能に構成され、シート材Ｓが積載される給紙カセット２が備えられ、上面には画像が定着されたシート材Ｓが排出される排出トレイ３が備えられており、内部に給紙カセット２と排出トレイ３とを繋ぐシート材搬送経路４が設けられている。そして、このシート材搬送経路４に沿って、シート材搬送方向上流側から順に、給紙ローラ５、搬送ローラ対６、レジストローラ対７、画像形成部８、定着部９及び排出ローラ対１０が配置されている。
【００２０】
なお、画像形成部８には、電子写真感光体である感光体ドラム１１が設けられており、この感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電させる帯電手段１２、感光体ドラム１１に形成される静電潜像を現像する現像手段１３、感光体ドラム１１上のトナー像をシート材Ｓへと転写する転写手段１４及び感光体ドラム１１の表面に残る転写残トナーを除去するためのクリーニング手段１５が配設され、更に、感光体ドラム１１の上方には、入力された画像情報に基づいた情報光を感光体ドラム１１上へ照射するスキャナユニット１６が配置されている。
【００２１】
このような構成のプリンタ１では、帯電手段１２により表面を帯電された感光体ドラム１１上に、スキャナユニット１６から画像情報に基づいた情報光が照射されることにより、感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像手段１３によって現像することで感光体ドラム１１にトナー像が形成される。この時、給紙カセット２から給紙ローラ５によって１枚ずつ給送され、搬送ローラ対６により搬送されたシート材Ｓが、レジストローラ対７によりこのトナー像の形成と同期させて画像形成部８へと搬送され、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写手段１４によってシート材Ｓに転写される。
【００２２】
トナー像が転写されたシート材Ｓは、シート材搬送経路４に沿って定着部９へと搬送され、この定着部９によって転写トナー像が定着される。そして、画像が定着されたシート材Ｓはさらに搬送され排出ローラ対１０によって排出トレイ３へと排出される。一方、上記転写後、感光体ドラム１１の表面に残留しているトナーは、クリーニング手段１５により除去され、感光体ドラム１１は帯電手段１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照して定着部に設けられる定着装置についてさらに説明する。図２は、本実施形態に係る定着装置の概略構成を示す側面断面図である。図３は、定着装置を剥離部材側から見た斜視図であり、説明の便宜上、ハウジング及び検知手段は図示していない。
【００２４】
定着装置２０は、ハウジング２１、定着ローラ２２、加圧ローラ２３、剥離部材２４及び検知手段２５から構成されている。ハウジング２１は、定着装置２０の本体骨格を成すものであり、定着ローラ用ハウジング２１ａと、加圧ローラ用ハウジング２１ｂとから成り、ハウジング２１ａが定着ローラ２２を、ハウジング２１ｂが加圧ローラ２３をそれぞれ覆うよう構成されている。
【００２５】
定着ローラ２２は、例えば熱伝導性に優れた金属から成る円筒形状の芯金上に、シリコンゴム等から成る弾性層が形成され、この弾性層の表面がフッ素樹脂等の離形性に優れた樹脂で覆われたものが用いられており、さらに、芯金の内部には図示しないハロゲンヒーター等の熱源が設けられている。加圧ローラ２３は、例えば合成樹脂、金属その他材料から構成される円筒形状の基材上に、定着ローラ２２同様、シリコンゴム等の弾性層が形成され、この弾性層の表面がフッ素樹脂等の離形性に優れた樹脂で覆われたものが用いられている。
【００２６】
これらの定着ローラ２２及び加圧ローラ２３は、シート材Ｓの搬送方向に対しては直角に交差するように、それぞれに設けられた回転軸２２ａ，２３ａによってハウジング２１ａ，２１ｂに回転自在に支持されている。また、定着ローラ２２と加圧ローラ２３は、互いに所定の圧力で圧接し、且つ平行となるように配置されている。そして、定着ローラ２２と加圧ローラ２３との当接部分へと搬送されるトナーが転写されたシート材Ｓを、加熱及び加圧することにより粉体状態のトナーをシート材Ｓに溶融定着させるようになっている。
【００２７】
そして、シート材搬送経路４の定着ローラ２２と加圧ローラ２３との当接部分に対して下流側に、定着ローラ２２に隣接して剥離部材２４が配設されている。剥離部材２４は、長辺方向の長さが定着ローラ２２の幅と略同一に形成されている長方形の板状部材から成り、短辺方向の一端には長辺方向両端部に突出する揺動軸２４ａが形成され、この揺動軸２４ａによってハウジング２１に揺動可能に支持されている。
【００２８】
また、剥離部材２４には、揺動軸２４ａの形成された短辺方向の一端の上面側に略垂直上方へと延びる係着突起２４ｂが形成されており、この係着突起２４ｂとハウジング２１ａとの間に引っ張りバネ２６が張架されている。引っ張りバネ２６によって係着突起２４ｂがシート材搬送方向へと付勢されることにより、剥離部材２４が揺動軸２４ａを中心に揺動し、他端が定着ローラ２２に接触するよう構成されている。
【００２９】
ここで、剥離部材２４の定着ローラ２２との接触縁には、使用されるシート材Ｓの幅よりも大きな幅を有する切欠き部２４ｃが形成されており、剥離部材２４は定着ローラ２２の画像定着には使用されない部分にのみ接触するよう構成されている。なお、剥離部材２４は少なくとも、使用されるシート材Ｓの厚さより狭い間隔で定着ローラ２２に隣接させておかなければ、シート材Ｓが剥離され難くなるため、切欠き部２４ｃは使用されるシート材Ｓの厚さ以下に形成されている。
【００３０】
検知手段２５は、剥離部材２４の揺動を検知するものであり、剥離部材２４の下面へとレーザー光を照射する光源２５ａと、剥離部材２４の下面によって反射されたレーザー光を受光する受光部２５ｂとから構成されており、シート材の非通過時には、剥離部材２４の下面よって反射されたレーザー光が受光部２５ｂの中央部（図２において、Ａで示す位置）に入射するように調整されている。また、これらの光源２５ａ及び受光部２５ｂはシート材搬送経路４を挟んで剥離部材２４と対向する位置に配設されており、これにより剥離部材２４の揺動だけでなく、シート材Ｓの通過も検知できる構成となっている。
【００３１】
以上のように構成された定着装置における、シート材の定着ローラへの巻き付き検知について説明する。図４〜図６は定着動作途中の定着装置を示す概略構成図であり、図４は正常にシート材が搬送されている状態、図５はシート材が定着ローラへと巻き付いた状態、図６はシート材が定着ローラへと巻き付き気味に搬送された状態を図示している。
【００３２】
上述したように、シート材の非通過時には光源２５ａから射出され剥離部材２４によって反射されたレーザー光が、受光部２５ｂの中央部Ａに入射するように調整されている。ここに、トナー像Ｔが溶融定着されたシート材Ｓが正常に搬送されていくと、図４に示すように、光源２５ａから射出されたレーザー光は剥離部材２４に達する前に搬送されるシート材Ｓによって反射されることとなり、シート材Ｓによって反射されるレーザー光は中央部Ａよりも右方向にずれた位置で受光部２５ｂへと入射位することとなる。更に、シート材Ｓが定着装置２０内を通過すると、レーザー光は剥離部材２４によって反射されるようになり受光部２５ｂへの入射位置は中央部Ａに戻ることとなる。
【００３３】
これにより、検知手段２５によってシート材Ｓが正常に搬送されているか検知することができ、例えば、レジストローラ対７からの給紙のタイミングを起点とすると、シート材Ｓが定着装置２０に到達するまでの時間が決まるため、所定時間後に検知手段２５によってシート材Ｓの搬送が検知されない場合には、定着ローラ２２と加圧ローラ２３との当接部又はそれよりも上流におけるシート材Ｓの詰まりと検知することができ、また、所定時間後に通過が検知されない場合には、剥離部材２４と検知手段２５との間での詰まりが検知される。
【００３４】
そして、トナー像が溶融定着されたシート材Ｓが正常に搬送されず、定着ローラ２２へと巻き付いた場合には、図５に示すように、シート材Ｓが剥離部材２４と定着ローラ２２との間に入り込むこととなり、剥離部材２４の定着ローラ２２と接触する側が下方へと押し下げられ剥離部材２４が揺動するため、光源２５ａから射出され剥離部材２４の下面によって反射されるレーザー光の角度が変化し、受光部２５ｂへの入射位置が中央部Ａよりも左方向にずれることとなる。これによって、シート材Ｓの定着ローラ２２への巻き付きを検知することができる。
【００３５】
ここで、シート材Ｓが正常に搬送された場合であっても、定着装置２０によって加熱、加圧されたシート材Ｓは、条件によっては大きくカール（巻きぐせ）を生じることがあり、先端が上方へとカールした際には、シート材Ｓによって反射されるレーザー光の受光部２５ｂへの入射位置が、中央部Ａよりも左方向にずれることがある。よって、このような場合を考慮して、受光部２５ｂへの入射位置が左方向にずれたときは、一定時間経過後に巻き付きを検知するように設定しておくことにより、シート材Ｓのカールに起因する誤検知を防止することができる。なお、検知するまでの時間は、シート材Ｓの搬送速度等に合わせて適宜設定すればよい。
【００３６】
また、トナー像が溶融定着されたシート材Ｓが、定着ローラ２２へと巻き付き気味に搬送された場合には、図６に示すように、シート材Ｓの先端が剥離部材２４に当接し、剥離部材２４の定着ローラ２２と接触する側がわずかに上方へと押し上げられる。そのため、剥離部材２４が揺動し反射されるレーザー光の角度が変化するが、この場合、受光部２５ｂへの入射位置は中央部Ａよりも右方向にずれることとなり、上述したシート材Ｓが正常に搬送された場合と同様であり、シート材Ｓの巻き付きと検知されることはなく、シート材Ｓが剥離部材２４に当接した場合であっても、誤検知を生じることはない。
【００３７】
更に、画像形成動作開始前において、光源２５ａから射出され剥離部材２４によって反射されたレーザー光が、受光部２５ｂの中央部Ａに入射している場合のみ、画像形成動作を開始可能とすることにより、シート材Ｓの詰まり又は定着ローラ２２への巻き付きが除去されていない場合や、剥離部材２４の下面が紙粉やトナーによって汚れている場合に生じる不具合を未然に防ぐことができる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、例えば、上記実施形態では定着ローラ２２及び加圧ローラ２３を用いたローラ方式の定着装置を説明したが、これは薄肉のベルトを用いた定着装置であってもよい。また、剥離部材２４には板状部材を用いたが、これは揺動可能に構成された分離爪でも可能である。その場合には、異なるサイズのシート材Ｓを用いる場合には、分離爪の取り付け位置によっては、シート材Ｓが通過しない位置となってしまう場合があるため、例えば、センター基準、片側基準などのように設けられたシート材Ｓの通過基準位置に略同一とすることで、異なるサイズのシート材Ｓでも、確実に分離爪に接するようにすることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では剥離部材２４は、定着ローラ２２の画像定着には使用されない部分でのみ接触するよう構成されているが、これは、幅方向全幅にわたって接触させてもよい。また、揺動可能に構成された剥離部材２４に、光源２５ａから反射面へと角度をつけてレーザー光を入射させ、その反射光の角度変化を受光部２５ｂによって検知したが、これは、例えば、剥離部材２４の反射面に赤外線等を角度をつけずに照射して、反射面までの距離の変化を測定することにより、シート材Ｓの巻き付きを検知させてもよい。また更に、剥離部材とは別に揺動部材を設けて、この揺動部材の揺動を検知することによって、巻き付きを検知することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関するものであり、特に一対の回転体を互いに当接させて成る定着装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】は、本実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】は、本実施形態に係る定着装置の概略構成を示す側面断面図である。
【図３】は、定着装置を剥離部材側から見た斜視図である。
【図４】は、定着動作途中の定着装置を示す概略構成図であり、正常にシート材が搬送されている状態を図示している。
【図５】は、定着動作途中の定着装置を示す概略構成図であり、シート材が定着ローラへと巻き付いた状態を図示している。
【図６】は、定着動作途中の定着装置を示す概略構成図であり、シート材が定着ローラへと巻き付き気味に搬送された状態を図示している。
【符号の説明】
【００４２】
１        プリンタ
４        シート材搬送経路
２０      定着装置
２１ａ    定着ローラ用ハウジング
２１ｂ    加圧ローラ用ハウジング
２２      定着ローラ（加熱回転体）
２３      加圧ローラ（加圧回転体）
２２ａ，２３ａ 回転軸
２４      剥離部材（揺動部材）
２４ａ    揺動軸
２４ｂ    係着突起
２４ｃ    切欠き部
２５      検知手段
２５ａ    光源
２５ｂ    受光部
２６      引っ張りバネ
Ｓ        シート材
【図１】
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【図２】
2007212807.tif 000004
【図３】
2007212807.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007212807.tif 000007
【図６】
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