JP2008298935A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラとシートとの間にスリップが生じても直ちにそれを検出して定着装置内におけるシートのジャムやノーフィードといった搬送不良を防止すること。
【解決手段】定着ローラと、該定着ローラとの間にシートを挟持して回動する無端状のベルト部材と、該ベルト部材の内側から該ベルト部材を介してシートを該定着ローラに押圧する押圧部材と、を備えた定着装置を有する画像形成装置において、前記定着ローラとシートとのスリップ量を検出するスリップ検出手段と、前記定着ローラ及び前記ベルト部材に挟持されたシートの搬出を補助するシート搬出補助手段と、前記スリップ検出手段及び前記シート搬出補助手段の動作を制御する制御部と、を有し、前記スリップ検出手段により検出された検出値の変動量が予め設定した基準値を超えるとき、前記制御部は、前記シート搬出補助手段を動作させるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１２

Description

本発明は定着ローラと無端状のベルト部材とによりトナー像をシートに定着する構成の定着装置を有する画像形成装置に関する。

従来、定着ローラと無端状のベルト部材としての定着ベルトとによりトナー像をシートに定着する構成の定着ベルト方式の定着装置を有する画像形成装置が開発されている。定着ベルト方式の定着装置は、その構成上、ニップ幅を比較的広く設定することができる。

この定着ベルト方式の定着装置には、定着ローラと、定着ローラに圧接される定着ベルトと、定着ベルトの内側に固設される押圧部材としての押圧パッドとを備え、押圧パッドにより定着ベルトを定着ローラ側に押圧するという構成を有しているものが多い。然るに、このような構成の定着装置では定着ベルトと定着ローラとの間に形成されるニップ部において、定着ローラとシートとの間でのスリップや分離不良が発生しやすくなるという問題がある。

シートの分離不良を回避する方法として、定着ベルトの内側における押圧パッドのベルト搬送方向下流側の位置に突出部を設けて、定着ローラに歪みを生じさせることによりシートの剥離（分離）性能を向上させるという技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図１４は、特許文献１に記載された、従来例である押圧パッドに突出部を設けた定着ベルト方式の定着装置の構成を示す断面図である。

図１４において、定着ローラ１１は内部に加熱源としてのハロゲンランプ１５を有し、金属製の円筒状芯金に弾性体層及び離型層を形成したものである。エンドレスベルト（定着ベルト）１２はポリイミド等からなるベース層に離型層を被覆して形成される無端状のベルトであり、内側に配設された押圧パッド（圧力部材）１３により定着ローラ１１に押圧されてニップ部を形成する。剥離ニップ部材１４は押圧パッド１３と一体的に形成され、定着ローラ１１を押圧して弾性体層に歪みを与えるための部材である。

然るに、図１４に示す突出部を設けた剥離ニップ部材１４を定着ローラ１１に押圧して歪みを生じさせるという構成によりシートの剥離性能については向上するが、定着ローラ１１とシートＳとのスリップについては解決されない。特に、シートＳが薄い紙又は塗工紙であるとき、画像形成される画像の原稿が高印字率であるとき、或いは画像形成装置の周辺環境が高湿であるときに定着ローラ１１とシートＳとのスリップが発生し易い。

定着ローラ１１とシートＳとの間にスリップが生じると画像ずれが発生し易く、スリップの程度が甚だしい場合には定着ジャムとなる。

上記のスリップやそれに伴う画像ずれを防止するための対策として、シートの搬送方向と直角な方向における画像領域外において定着ベルトを定着ローラに圧接する回転部材を定着ベルトの内側に配設した方式の定着装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献２に記載のような構成では、定着ローラの画像領域外に圧接する回転部材を設置する必要があり、定着ローラの軸方向の長さ及び定着ローラの周辺にスペースを確保することが求められ、定着装置の小型化を図る上で問題がある。また、回転部材を設置することにより定着装置がコスト高になるという問題もある。

定着ローラとシートとの間のスリップやそれに伴う画像ずれを防止するための他の技術として、画像形成する画像の印字率に応じて定着装置の加熱温度や、シートの搬送速度を変化させるという方式の定着装置が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

然るに、特許文献３に記載のような構成では、印字率のみの情報に基づいて加熱温度や、シート搬送速度を変化させているため、印字率以外の条件によりスリップや画像ずれを起こしやすい状態となっている場合に、対策が実行されないという問題がある。また、印字率以外の条件がスリップや画像ずれを起こし難い条件である場合でも、印字率のみの条件により加熱温度を上げたり、シートの搬送速度を遅らせたりするため、画像形成装置の消費電力を高めたり、画像形成の生産性を悪化させてしまうという問題がある。

スリップや画像ずれを起こしやすい条件としては印字率以外に、使用するシートの種類や画像形成装置の周囲の湿度条件がある。

スリップや画像ずれを起こしやすいシートの種類としては薄い紙や塗工紙が挙げられる。薄い紙は定着時の熱の伝わり方が速く、シート上のトナーがいち早く溶融状態となるため、定着ローラとシートとの間にスリップし易い状態を形成する。また、塗工紙は表面の平滑性が高いため、定着時に溶融したトナーによるスリップや高湿時の水分によるスリップが起き易い。

画像形成装置の周囲の湿度が高くなると定着ローラとシートとの間に水分が入り込み、定着ローラとシートとがスリップし易い状態となる。

定着ローラとシートとのスリップは画像ずれを発生させるだけでなく、スリップ量が増加するとシートＳの曲がりによるジャムやノーフィード等の搬送不良を発生させる。シートのジャムやノーフィードが発生すると、その回復に時間が掛かったり、未定着のトナーで手を汚してしまったりする場合があり、甚だしい場合には定着ローラや定着ベルトを損傷してしまうという問題がある。
特開平１１−１３３７７６号公報 特開２００４−１９８６９５号公報 特開２００４−２１２９０４号公報

本発明は、上記のような問題を解決し、定着ローラとシートとの間にスリップが生じても直ちにそれを検出して定着装置内におけるシートのジャムやノーフィードといった搬送不良を防止するという構成を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、下記の構成により達成することが出来る。

１．回転する定着ローラと、該定着ローラとの間にトナー像を担持したシートを挟持して回動する無端状のベルト部材と、該ベルト部材の内側に配設され、該ベルト部材を介して該シートを該定着ローラに押圧する押圧部材と、を備えた定着装置を有する画像形成装置において、
前記定着ローラと前記シートとのスリップ量を検出するスリップ検出手段と、
前記定着ローラ及び前記ベルト部材に挟持された前記シートの搬出を補助するシート搬出補助手段と、
前記スリップ検出手段及び前記シート搬出補助手段の動作を制御する制御部と、を有し、
前記スリップ検出手段により検出された検出値の変動量が予め設定した基準値を超えるとき、前記制御部は、前記シート搬出補助手段を動作させるように制御することを特徴とする画像形成装置。

２．前記スリップ検出手段は、前記定着ローラの回転トルクの変動を検出するトルク検出手段であることを特徴とする１に記載の画像形成装置。

３．前記スリップ検出手段は、前記ベルト部材の走行速度の変動を検出する速度検出手段であることを特徴とする１に記載の画像形成装置。

４．前記シート搬出補助手段は、前記押圧部材の前記定着ローラへの押圧荷重を変更することを特徴とする１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

５．前記シート搬出補助手段は、第１の押圧荷重変更部材としての押圧パッド用押圧調整部材及び第２の押圧荷重変更部材としての分離部材用押圧調整部材を有し、２つの押圧荷重変更部材の内少なくとも１つの押圧荷重変更部材は前記押圧部材の前記定着ローラへの押圧荷重を変更することを特徴とする１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

６．前記シート搬出補助手段は、シート搬送方向と直角な方向における前記押圧部材の前記定着ローラへの押圧荷重の分布を変更することを特徴とする１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

７．前記シート搬出補助手段は、前記定着装置のシート搬送方向下流側に配設されたシート搬送機構であることを特徴とする１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

８．前記シート搬出補助手段は、前記ベルト部材を圧接するベルト搬送補助装置であることを特徴とする１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

９．画像を形成するための画像形成手段と、
前記検出値の前記変動量が前記基準値を超えるときに、前記基準値を超える現象の発生回数をカウントする発生回数カウント手段と、
使用するシートの種類、形成される画像の印字率、周囲の湿度、前記基準値、及び前記基準値を超える現象の発生回数、のそれぞれのデータを記憶しておく記憶手段と、
前記シート搬出補助手段、前記トルク検出手段、前記速度検出手段、前記画像形成手段、前記発生回数カウント手段、及び前記記憶手段、のそれぞれの動作を制御する制御手段と、を有し、
前記変動量が前記基準値を超える場合、前記制御部は、
前記記憶手段に記憶された前記基準値と検出された検出値の変動量とを比較し、検出された検出値の変動量が予め設定した基準値を超える現象の発生が２回目以降であり、かつ、前記シートの種類が、トルク又は速度の変動量が基準値を超えたときの前回発生した時点の前記シートの種類に一致又はより変動を生じ易い種類のシートであると共に、画像の印字率及び湿度の値が前回発生した時点の画像の印字率及び湿度の値と比較して、同一又は大きくなっているとき、
前記画像形成手段の動作を停止させるように制御することを特徴とする１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

定着ローラとシートとのスリップが生じても、直ちにそれを検出してシートを定着装置外に確実に排出させることにより、画像形成装置の修復に要する時間を短縮し、作業性の向上と画像形成時の生産性の向上が期待できる。また、定着ローラや定着ベルト等の定着部材の損傷を防止することにより定着部材の長寿命化を図ることができる。更に、定着装置内でのシートのジャムを防止することにより、ジャムのシートが障害となって生じる温度センサ異常や、該温度センサ異常がもたらす定着装置の異常過熱状態といった問題を防止することができる。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限定されない。

図１は、本発明に係る画像形成装置の実施形態について説明するための中央断面図である。画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、画像形成手段としての画像形成部Ａ１、画像読み取り部１、操作部２、自動原稿送り装置Ｄを有する。

画像形成部Ａ１は画像書き込み部３、複数組の画像作成部４Ｙ（イエロー），４Ｍ（マゼンタ），４Ｃ（シアン），４Ｋ（ブラック）と、ベルト状の中間転写体４２と給紙カセット５、給紙手段６、排紙部７、自動両面コピー給紙部９、定着装置１０、を有する。

画像作成部４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）は現像手段を有しており、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。

画像形成装置Ａの上部には、自動原稿送り装置Ｄが搭載されている。自動原稿送り装置Ｄの原稿台上に載置された原稿は矢印方向に搬送され画像読み取り部１の光学系により原稿の片面又は両面の画像が読み取られ、ＣＣＤイメージセンサ１Ａに読み込まれる。

ＣＣＤイメージセンサ１Ａにより光電変換されたアナログ信号は、メモリ制御部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部３に信号を送る。

画像書き込み部３においては、半導体レーザからの出力光が画像作成部４の感光体ドラム４１（Ｍ、Ｃ、Ｋについては参照符号を省略）に照射され、潜像を形成する。画像作成部４においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。画像作成部４で形成された各色のトナー画像は、回転する中間転写体４２上に一次転写手段により逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。

中間転写体４２上のトナー画像は転写手段４３により、給紙カセット５から給紙手段６により搬送されたシートＳに転写される。トナー画像を担持したシートＳは、定着装置１０により定着され、排紙部７から機外に排出され排紙皿８に載置される。あるいは図示しない搬送路切替ゲートにより両面搬送経路９に送り込まれた片面画像処理済みのシートＳは再び画像作成部４において、両面画像処理後、排紙部７から排出され、排紙皿８に載置される。

画像形成装置Ａの各部の動作を制御する制御部２０は画像形成装置Ａ内に配設されている。

図２は、本発明の定着装置１００に係る実施形態の主要部の断面図である。定着ローラ１０１は、中央にハロゲンランプ（加熱手段）Ｌを内蔵し、アルミニウムや鉄等から形成された円筒状芯金１０１Ａと、円筒状芯金１０１Ａを被覆し耐熱性の高いシリコンゴムからなる弾性層１０１Ｂと、更に弾性層１０１Ｂを被覆しＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）若しくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂からなる離型層１０１Ｃと、により構成されている。

ベルト部材としての定着ベルト１０２は、約１００μｍの厚みのポリイミドにより形成された基体と、基体の外表面を被覆する約２５μｍの厚みのＰＦＡ若しくはＰＴＦＥで形成された離型層とにより構成されていて、無端状に形成されている。

本発明に係る押圧部材は定着ベルト１０２を定着ローラ１０１に押圧する部材であり、本実施形態では第１の押圧部材としての押圧パッド１０３と第２の押圧部材としての分離部材１０７とからなる。

第１の押圧部材としての押圧パッド１０３は、硬度ＪＩＳ Ａ約１０°のシリコンゴムで形成され、定着ベルト１０２の内周面側に配置される。押圧パッド１０３はステンレス鋼板で形成されたベース板金１０４、及び耐熱樹脂で形成されたベース部材１０５と共に、耐熱樹脂で形成されたホルダー１１１に保持されている。また、ベース部材１０５の裏面には圧縮バネ１０６（加圧部材）が配置されていて、圧縮バネ１０６はベース板金１０４及びベース部材１０５を介して押圧パッド１０３を定着ローラ１０１に押圧している。

ここで、押圧パッド１０３、ベース板金１０４、ベース部材１０５、圧縮バネ１０６、及び後述の第１の摺動部材１１４ａを含めて押圧手段と称す。

第２の押圧部材としての分離部材１０７は、耐熱樹脂若しくはアルミニウム等の金属により形成される。分離部材１０７は、定着ベルト１０２の内周面側で、且つ押圧パッド１０３よりシートＳの搬送方向下流側に配置され、ホルダー１１１及び中央に配置された金属製のフレーム１１３によって保持されている。そして、分離部材１０７の後端部には圧縮バネ１０６とは別の部材である圧縮バネ１０８（加圧部材）の一端が当接し、圧縮バネ１０８の他端は金属製のフレーム１１３と当接している。

押圧パッド１０３の表面にはシート状の第１の摺動部材１１４ａ、分離部材１０７の表面にはシート状の第２の摺動部材１１４ｂを有している。第１の摺動部材１１４ａは、一方の端部をフレーム１１３に固定されており、他方の端部は押圧パッド１０３と分離部材１０７の間に固定されている。第２の摺動部材１１４ｂは、一方の端部を押圧パッド１０３と分離部材１０７との間に固定されている。

オイルパッド１１５はスポンジ等から形成されてシリコンオイル等からなる潤滑剤を含有し、耐熱樹脂から形成されたホルダー１１２に保持され、定着ベルト１０２の内周面に圧接しており、摺動部材１１４ａ、１１４ｂと定着ベルト１０２の境界面に潤滑剤を供給する。

図２の定着ベルト１０２の回転時に、ホルダー１１１は摺動部材１１４ａを介して定着ベルト１０２を案内し、ホルダー１１２は定着ベルト１０２を直接案内する案内部材としての機能も有する。そして、ホルダー１１１，１１２はフレーム１１３によって保持されている。

このように構成された定着装置１００において、ハロゲンランプＬにより加熱され、不図示の駆動手段によって駆動された定着ローラ１０１は時計方向に回転する。また、圧縮バネ１０６によりベース板金１０４及びベース部材１０５を介して押圧された押圧パッド１０３は、その表面を覆う摺動部材１１４ａを介して定着ベルト１０２を定着ローラ１０１に圧接する。更に、圧縮バネ１０８により押圧された分離部材１０７がその表面を覆う摺動部材１１４ｂを介して定着ベルト１０２を定着ローラ１０１に圧接する。

図３は、図２に示す定着装置１００の定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎにおけるスリップについて説明するための拡大図である。

図３において、定着ローラ１０１はＶ１の周速で駆動され、押圧パッド１０３により押圧荷重Ｐ１で定着ローラ１０１表面を押圧する定着ベルト１０２は、定着ローラ１０１との摩擦力によりＶ３の速度で矢示方向に従動される。図３に示す状態はトナーＴを搭載したシートＳが定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎに挿入された状態を示し、シートＳは矢示方向にＶ２の速度で搬送される。

転写ローラ１０１、シートＳ、及び定着ベルト１０２の各速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は一致することが理想である。然るに、実際には溶融したトナーＴによるスリップを含む定着ローラ１０１とシートＳとのスリップ、シートＳと定着ベルト１０２とのスリップ、定着ベルト１０２と押圧パッド１０３との摩擦等により、各速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が完全に一致することは考え難い。定着ローラ１０１とシートＳとのスリップは画像ずれの原因となるという問題があるが、このスリップ量が大きくなると曲がりによるジャムやノーフィード等の搬送不良を発生させ、更に大きな問題となる。

本発明は定着装置１００にスリップを検出するスリップ検出手段とシートを排出するシート搬出補助手段Ｂとを配設して上記の問題の発生を防止する構成としたものであり、以下にその構成について説明する。

〔スリップ検出手段〕
定着ローラ１０１とシートＳとの間にスリップを生じやすい条件として、画像形成する画像の印字率、シートの種類、及び画像形成装置の周囲の湿度の条件がある。

このスリップは定着ローラ１０１の回転トルクの値又は定着ベルト１０２の走行速度の値の変動量を測定することにより検出することができ、この変動量が大きくなると、シートＳの曲がりによるジャムやノーフィード等の搬送不良を起こしやすい。

本発明に係るスリップ検出手段は、定着装置１００内でのシートＳの搬送不良を防止するためにスリップの量をいち早く検出して事前に対策を施すための手段である。ここでいうスリップ量とは、通常の定着ローラ１０１の回転トルクの値又は定着ベルト１０２の走行速度の値に対し、スリップして変動する量をいう。

図４は、本発明に係るスリップ検出手段の第１の実施形態としてのトルク検出手段３１について説明するための概略図である。ここでいうトルク検出手段３１とは、定着ローラ１０１とシートＳとの間のスリップ量を検出する手段として定着ローラ１０１の回転トルクの変動量を検出するものであり、本実施形態では駆動モータＭＴと公知のトルクメータＴＲとにより構成している。図４において、定着ローラ１０１の回転軸１０１Ｄには駆動モータＭＴが連結され、駆動モータＭＴにはトルクメータＴＲが接続されている。従って、定着ローラ１０１を駆動する駆動モータＭＴの駆動トルクはトルクメータＴＲにより検出される。

本発明では、定着装置１００内でのシートＳの搬送不良に繋がる定着ローラ１０１とシートＳとの間のスリップの量に対応する定着ローラ１０１の回転トルクの変動量に対し、予め行った実験に基づいて基準値を設定している。即ち、シートＳの曲がりによるジャムやノーフィード等の搬送不良を起こさない限界領域におけるスリップ量（回転トルクの変動量）を基準値として設定し、スリップ量がこの基準値を超える場合に画像形成装置Ａにその対策のための動作をさせるためである。

より具体的には、画像の印字率、シートの種類、又は湿度の条件が定着ローラ１０１とシートＳとの間にスリップを生じやすい条件となった場合、定着ローラ１０１とシートＳ間の摩擦抵抗が減少し、トルクメータＴＲにより測定される回転トルクの値が小さくなる。即ち、定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎにトナー像を搭載したシートＳが進入すると、シートＳと定着ローラ１０１との間の水分や溶融するトナーによりスリップが発生する。このスリップにより定着ローラ１０１の回転トルク値が小さくなる方向に変動する。回転トルク値が予め設定した基準値より小さくなったとき、画像形成装置Ａの制御部２０はスリップが生じたものと判断し、画像形成装置Ａに搬送不良を防止するための動作をさせる。

本実施の形態では定着ローラ１０１の通常の回転トルクが約７ｋｇｃｍであるのに対し、変動量の基準値を−１ｋｇｃｍに設定している。

本発明のスリップ検出手段としてのトルク検出手段３１を用いることにより、いち早く定着ローラ１０１とシートＳとの間のスリップの発生を検出することができ、トルクの変動量の基準値を設定しておくことにより、安定した検出が可能となる。

図５は、本発明に係るスリップ検出手段の第２の実施形態としての速度検出手段３２について説明するための概略図である。ここでいう速度検出手段３２とは、定着ローラ１０１とシートＳとの間のスリップ量を検出する手段として定着ベルト１０２の走行速度を検出するものであり、本実施形態では速度検出手段３２として光センサを用いている。

図５において、定着ベルト１０２の定着ローラ１０１とのニップ部の定着ベルト走行方向の上流側に定着ベルト１０２の走行速度を検出する速度検出手段としての光センサ３２が配設されている。光センサ３２は定着ベルト１０２に形成された図示しないマーキングの位置を検出し、検出した信号を画像形成装置Ａの制御部２０に送ることにより定着ベルト１０２の走行速度とその変動量が算出される。定着ローラ１０１とシートＳとの間のスリップが生じたとき、算出された走行速度が予め行った実験に基づいて設定された基準値と比較される。

定着ローラ１０１とシートＳ間にスリップが生じると定着ベルト１０２の走行速度は小さくなる方向に変動するため、基準を超えるスリップが生じると算出された走行速度は基準値より小さくなる。算出された走行速度が基準値より小さくなったとき、画像形成装置Ａの制御部２０はスリップが生じたものと判断し、画像形成装置Ａに搬送不良を防止するための動作をさせる。

なお、本実施の形態では速度検出手段として光センサ３２を用いる構成としたが、接触式のマイクロスイッチや磁気センサ等による速度検出手段を用いることも可能である。

本発明のスリップ検出手段としての速度検出手段３２を用いることにより、いち早く定着ローラ１０１とシートＳとの間のスリップの発生を検出することができ、ベルト走行速度の変動量の基準値を設定しておくことにより、安定した検出が可能となる。

〔シート搬出補助手段Ｂ〕
本発明のシート搬出補助手段Ｂは、定着装置１００内でのシートＳの搬送不良を防止するため、スリップ検出手段により検出した変動量が基準値を超えるときに事前に対策を施すためのものである。本発明のシート搬出補助手段Ｂは、シートＳが定着装置１００内に残ってジャムを発生させてしまうという問題を防止するため、スリップしたシートＳを定着ローラ１０１と定着ベルト１０２との間のニップ部Ｎから排出することを最大の目的としている。

図６は、本発明に係る定着装置１００のシート搬出補助手段Ｂの第１の実施形態としての押圧荷重変更装置Ｅについて説明するための概略図である。ここでいう押圧荷重変更装置Ｅは、定着ローラ１０１に定着ベルト１０２を押しつける２つの押圧部材である押圧パッド１０３及び分離部材１０７の押圧荷重を変更しうるように構成された装置である。本実施形態の定着装置１００の構成は図２で説明した定着装置１００の構成と類似しており、同一の部材については同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

図６において、押圧荷重変更装置Ｅは、押圧パッド１０３、分離部材１０７、第１の押圧荷重変更部材としての押圧パッド用押圧調整部材１０６ａ、第２の押圧荷重変更部材としての分離部材用押圧調整部材１０８ａ、及び圧縮バネ１０６、１０８からなる。

押圧パッド用押圧調整部材１０６ａは押圧パッド１０３を、分離部材用押圧調整部材１０８ａは分離部材１０７を、それぞれ、定着ベルト１０２を介して定着ローラ１０１に押しつける方向に位置変更可能に配設された部材である。押圧パッド用押圧調整部材１０６ａと分離部材用押圧調整部材１０８ａとは互いに独立して位置変更可能に構成されている。圧縮バネ１０６の一方の端部は押圧パッド１０３に当接し、もう一方の端部は押圧パッド用押圧調整部材１０６ａに当接するように配設されている。同様に、圧縮バネ１０８の一方の端部は分離部材１０７に当接し、もう一方の端部は分離部材用押圧調整部材１０８ａに当接するように配設されている。

２つの押圧荷重変更部材１０６ａ、１０８ａは図６の矢示方向に互いに独立して位置変更ができ、押圧パッド１０３の定着ローラ１０１への押圧荷重Ｐ１と、分離部材１０７の定着ローラ１０１への押圧荷重Ｐ２との押圧荷重の変更が単独でできる構成を有している。２つの押圧荷重変更部材１０６ａ、１０８ａの位置変更は公知のカム機構とモータ又はソレノイド等の手段を用いて行われる。

押圧パッド用押圧調整部材１０６ａ及び分離部材用押圧調整部材１０８ａの位置の変更は、制御部２０からの指令により、シートＳがニップ部Ｎに挟持され、トルク検出手段３１又は速度検出手段３２により検出される値の変動量が基準値を超えたときに行われる。即ち、検出されたトルク値又は速度の値の変動量が基準値を超えるとき、押圧パッド用押圧調整部材１０６ａ又は分離部材用押圧調整部材１０８ａの位置がより定着ローラ１０１側に近づくように移動され、押圧荷重Ｐ１又はＰ２の値が大きくなる。

押圧荷重Ｐ１又はＰ２の値を大きくすることにより、定着ローラ１０１とシートＳとの摩擦抵抗が増加してスリップが防止され、シートＳは定着ローラ１０１と定着ベルト１０２との間のニップ部Ｎから排出される。

シートＳにスリップが発生したとき、押圧荷重Ｐ１及びＰ２の変更を行い、定着ローラ１０１と定着ベルト１０２との間のニップ部Ｎでの押圧荷重を大きくすることにより、ニップ部ＮでのシートＳの残留を防止できる。

押圧荷重Ｐ１及びＰ２の設定は、大きくし過ぎると定着ローラ１０１の駆動トルクの増大や定着されたトナー像を過度な光沢とし、小さくし過ぎると定着ローラ１０１とシートＳとのスリップやトナー像の定着不足を生じさせるという問題がある。また、Ｐ１及びＰ２のバランスが悪いと、シートＳの定着ローラ１０１からの分離性能やシートＳの搬送状態に影響を与える。

然るに、本発明の押圧荷重変更装置Ｅは、スリップしたシートＳを定着ローラ１０１と定着ベルト１０２との間のニップ部Ｎでのジャムを防止することを最大の目的としているため、画質や定着性よりシートＳをニップ部Ｎから確実に排出する構成としている。

本発明の押圧荷重変更装置Ｅを用いて押圧荷重Ｐ１及びＰ２を最適に設定することにより、シートＳの定着ローラ１０１と定着ベルト１０２との間のニップ部Ｎからの確実な排出が可能となる。

また、本実施の形態では押圧パッド用押圧調整部材１０６ａ及び分離部材用押圧調整部材１０８ａの両方の押圧荷重を単独に変更できる構成としたが、どちらか一方の押圧荷重変更部材のみを変更する構成とすることも可能である。

図７は、本発明に係る定着装置１００のシート搬出補助手段Ｂの第２の実施形態としての押圧荷重分布変更装置Ｆについて説明するための概略図である。ここでいう押圧荷重分布変更装置Ｆは、定着ローラ１０１に定着ベルト１０２を押しつける第２の押圧部材としての分離部材１０７の押圧荷重を定着ローラ１０１の軸方向において変化させるように構成された装置である。本実施形態の定着装置１００の構成は図２で説明した定着装置１００の構成と類似しており、同一の部材については同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

図７において、押圧荷重分布変更装置Ｆは分離部材１０７、圧縮バネ１０８、荷重分布変更部材１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄからなる。

荷重分布変更部材１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄはそれぞれ１つの圧縮バネ１０８と当接して配設され、分離部材１０７の長手方向の中央部と両端部とを押圧する。押圧された分離部材１０７は定着ベルト１０２を介して定着ローラ１０１を押圧する。荷重分布変更部材１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄはそれぞれ単独に矢示方向に位置変更可能に構成されており、位置変更は公知のカム機構等の手段を用いて行われる。

本実施の形態では荷重分布変更部材の数量を３個としたが、荷重分布変更部材の数量はこれに限定されず複数であれば良い。

本発明の押圧荷重分布変更装置Ｆを用いて荷重分布変更部材１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄの押圧荷重を最適な値に設定することにより、シートＳの定着装置１００内での曲がりやスリップによるジャムを防止でき、ニップ部Ｎからの確実な排出が可能となる。特に分離部材１０７の両端部の押圧荷重を大きくすることによりシートＳのニップ部Ｎからの排出がより確実となる。

図８は、本発明に係る定着装置１００のシート搬出補助手段Ｂの第３の実施形態であるシート搬送機構の１つの形態としてのローラ搬送装置Ｇについて説明するための概略図である。本実施形態の定着装置１００の構成は図２で説明した定着装置１００の構成と類似しており、同一の部材については同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

図８において、ローラ搬送装置Ｇはシート搬送方向における定着ローラ１０１の下流側に配設され、上下に位置する一対のローラ１２０ａ、１２０ｂにより構成される。上方に位置するローラ１２０ａは図示しないモータに連結され、回転駆動される。ローラ１２０ａは上下方向に移動可能に構成されており、制御部２０からの指令により下降して定着装置１００に進入したシートをローラ１２０ｂとの間に挟持して搬送する。

本発明のローラ搬送装置Ｇを用いることにより、シートＳの定着装置１００内での曲がりやスリップによるジャムを防止でき、シートＳのニップ部Ｎからの確実な排出が可能となる。

図９は、本発明に係る定着装置１００のシート搬出補助手段Ｂの第３の実施形態であるシート搬送機構の他の形態としての爪搬送装置Ｈを用いた構成について説明するための概略図である。本実施形態の定着装置１００の構成は図２で説明した定着装置１００の構成と類似しており、同一の部材については同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

図９において、爪搬送装置Ｈはシート搬送方向における定着ローラ１０１の下流側に配設され、シートＳの先端を挟持する爪１２１と、爪１２１を保持して搬送する搬送ベルト１２３と、搬送ベルト１２３を巻回する一対のローラ１２２ａ、１２２ｂからなる。

シートＳが定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎを通過し、シートＳの先端がローラ１２２ａの位置に達すると、開いた状態で待ちかまえている爪１２１は、制御部２０からの指令により閉じてシートＳの先端を把持する。シートＳの先端を把持した爪１２１は、一対のローラ１２２ａ、１２２ｂの回転により図９に示す水平左方向に移動し、ローラ１２２ｂの位置で爪を開いてシートＳを解放する。爪の開閉は公知のカム機構等とソレノイド等を用いて行うことができる。

本発明の爪搬送装置Ｈを用いることにより、シートＳの定着装置１００内での曲がりやスリップによるジャムを防止でき、シートＳのニップ部Ｎからの確実な排出が可能となる。

図１０は、本発明に係る定着装置１００のシート搬出補助手段Ｂの第４の実施形態としてのベルト搬送補助装置Ｊについて説明するための概略図である。本実施形態の定着装置１００の構成は図２で説明した定着装置１００の構成と類似しており、同一の部材については同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

図１０において、ベルト搬送補助装置Ｊは定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎのベルト搬送方向下流側に配設されており、圧接ローラ１０９ａ、揺動レバー１０９ｃ、受けローラ１０９ｂからなる。圧接ローラ１０９ａは図示しないモータに連結されており、定着ベルト１０２を挟んで受けローラ１０９ｂに圧接したときに定着ベルト１０２を回動させる。

制御部２０からの指令が発せられると、揺動レバー１０９ｃが図１０の矢示方向に揺動して圧接ローラ１０９ａが定着ベルト１０２を挟んで受けローラ１０９ｂに圧接して定着ベルト１０２を挟持し、反時計方向に回動させる。

本実施形態では定着ベルト１０２の内側に受けローラ１０９ｂを配設する構成としたが、受けローラ１０９ｂを配設せずに図２に示すホルダー１１２を圧接ローラ１０９ａの受け部とすることも可能である。

本発明のベルト搬送補助装置Ｊを用いることにより、定着ベルト１０２の走行が安定して行われるようになり、シートＳの定着装置１００内でのスリップによるジャムを防止でき、シートＳのニップ部Ｎからの確実な排出が可能となる。

図１１は、本発明に係る画像形成装置Ａの動作を制御する制御部２０の制御について説明するためのブロック図である。図１２は、本発明に係る画像形成装置Ａの１つの実施形態であるシート搬出補助手段Ｂの動作手順を説明するためのフローチャートである。図１３は、本発明に係る画像形成装置Ａの他の実施形態であるシート搬出補助手段Ｂ及び画像形成部Ａ１の動作手順を説明するためのフローチャートである。

図１１において、２１は、使用するシートの種類、形成される画像の印字率、周囲の湿度、定着ローラとシートとのスリップ変動量の基準値、及び基準値を超えた現象の発生回数、のそれぞれのデータを記憶する記憶手段としての記憶装置である。２２は、定着ローラとシートとのスリップ変動量が予め設定した基準値を超える回数をカウントする発生回数カウント手段としての発生回数カウンタである。

制御部２０は、トルク検出手段３１又は速度検出手段３２により検出された値の電気信号を受けて変動量を算出し、記憶装置２１に記憶されている変動量の基準値と比較し、シート搬送補助手段Ｂ及び画像形成部２２を動作の制御を行う。

制御部２０はまた、記憶装置２１を用いて、発生回数カウンタ２２によりカウントされた定着ローラとシートとのスリップ変動量が基準値を超えた回数を調べ、その回数に応じて画像形成装置Ａの動作を制御する。

始めに、図１１及び図１２を用いて本発明に係る画像形成装置Ａの１つの実施形態であるシート搬出補助手段Ｂの動作手順について説明する。本実施形態の構成は、ニップ部Ｎにおいてスリップが生じたとき、検出したスリップの変動量が予め設定したスリップの変動量の基準値より大きい場合に、シート搬出補助手段Ｂを動作させてシートＳをニップ部Ｎから確実に排出させるものである。

オペレータの操作により制御部２０を介して画像形成装置Ａに１つのジョブである画像形成の指令が発せられると、制御部２０は画像形成装置Ａの各部を動作させて画像形成を開始する（ステップＳ１１）。トナー像を転写されたシートＳが定着装置１００に達し、定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎに挟持されると、トルク検出手段３１又は速度検出手段３２による検出が行われ、検出された値が電気信号として制御部２０に送付される（ステップＳ１２）。

検出値の電気信号を受けた制御部２０は、検出値の変動量を算出し、算出した変動量と予め設定した変動量の基準値とを比較する（ステップＳ１３）。算出した変動量が基準値以内（ステップＳ１３肯定）であればステップＳ１４に進み、算出した変動量が基準値を超える場合（ステップＳ１３否定）にはステップＳ１５に進む。

ステップＳ１４に進んだとき、制御部２０はニップ部Ｎに挟持されたシートＳが画像形成のジョブの最終のシートかどうかを判断し（ステップＳ１４）、最終のシートであれば（ステップＳ１４肯定）ステップＳ１６に進み、最終のシートでなければ（ステップＳ１４否定）ステップＳ１２に戻ってステップＳ１２以下の動作を繰り返す。

ステップＳ１５に進んだとき、制御部２０はシート搬出補助手段Ｂを動作させて定着装置１００内のシートＳを定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎから排出させ（ステップＳ１５）、ステップＳ１６へと進む。

ステップＳ１６において、制御部２０は画像形成のジョブを終了させる（ステップＳ１６）。

次に、図１１及び図１３を用いて本発明に係る画像形成装置Ａの他の実施形態であるシート搬出補助手段Ｂ及び画像形成部Ａ１の動作手順について説明する。本実施形態の構成は、ニップ部Ｎにおいてスリップが生じたとき、現時点の条件と過去に発生した条件とを比較して、条件が同一又は悪化しているときには画像形成部の動作を停止させてシートＳの搬送不良の再発を防止することを特徴とするものである。

オペレータの操作により制御部２０を介して画像形成装置Ａに１つのジョブである画像形成の指令が発せられると、制御部２０は画像形成装置Ａの各部を動作させて画像形成を開始する（ステップＳ２１）。トナー像を転写されたシートＳが定着装置１００に達し、定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎに挟持されると、トルク検出手段３１又は速度検出手段３２による検出が行われ、検出された値が電気信号として制御部２０に送付される（ステップＳ２２）。

検出値の電気信号を受けた制御部２０は、検出値の変動量を算出し、算出した変動量と予め設定した変動量の基準値とを比較する（ステップＳ２３）。算出した変動量が基準値以内（ステップＳ２３肯定）であればステップＳ２４に進み、算出した変動量が基準値を超える場合（ステップＳ２３否定）にはステップＳ２６に進む。

ステップＳ２４に進んだ場合、制御部２０はニップ部Ｎに挟持されたシートＳが画像形成のジョブの最終のシートかどうかを判断し（ステップＳ２４）、最終のシートであれば（ステップＳ２４肯定）ステップＳ２５に進み、最終のシートでなければ（ステップＳ２４否定）ステップＳ２２に戻ってステップＳ２２以下の動作を繰り返す。

ステップＳ２５において、制御部２０は画像形成のジョブを終了させる（ステップＳ２５）。

ステップＳ２６に進んだ場合、制御部２０は、記憶装置２１内における、スリップの変動量が基準値を超えた回数のデータを呼び出し、回数が２回目以降であるか否かを確認する（ステップＳ２６）。回数が２回目以降である（ステップＳ２３肯定）ときはステップＳ２７に進み、回数が２回目以降でない（ステップＳ２３否定）ときはステップＳ３０に進む。

回数が２回目以降であるときはステップＳ２７に進み、制御部２０は、シートＳの種類が前回のスリップの変動量が基準値を超えたときのシートＳの種類と比較して同一又はよりスリップし易い種類であるか否かを確認する（ステップＳ２７）。シートＳが前回と同一又はよりスリップし易い種類である場合（ステップＳ２７肯定）であればステップＳ２８に進み、そうでなければ（ステップＳ２７否定）ステップＳ３０に進む。

ステップＳ２８に進んだ場合、制御部２０は、記憶装置２１内のスリップの変動量が基準値を超えたときの印字率及び湿度のデータを呼び出し、印字率及び湿度の値が前回と同等又はより大きいかを確認する（ステップＳ２８）。印字率及び湿度の値が前回と同等又はより大きい場合（ステップＳ２８肯定）であればステップＳ２９に進み、印字率又は湿度の値のどちらか一方の値が前回より小さければ（ステップＳ２８否定）ステップＳ３０に進む。

ステップＳ２９に進んだ場合、制御部２０は画像形成部Ａ１に指令を発し、画像形成部Ａ１の動作を停止させる（ステップＳ２９）。

ステップＳ３０に進んだ場合、制御部２０はシート搬出補助手段Ｂを動作させて定着装置１００１０内のシートＳを定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎから排出させ（ステップＳ３０）、ステップＳ３１へと進む。

ステップＳ３１において、制御部２０は画像形成のジョブを終了させる（ステップＳ３１）。

本発明の制御部２０の制御により、現時点の条件と過去に発生した条件とを比較して条件が同一又は悪化しているときには、画像形成部Ａ１の動作を停止させることにより、シートＳの搬送不良の再発を防止することができる。

本発明に係る画像形成装置の実施形態について説明するための中央断面図である。 本発明の定着装置に係る実施形態の主要部の断面図である。 図２に示す定着装置の定着ローラ１０１と定着ベルト１０２とのニップ部Ｎにおけるスリップについて説明するための拡大図である。 本発明に係るスリップ検出手段の第１の実施形態としてのトルク検出手段３１について説明するための概略図である。 本発明に係るスリップ検出手段の第２の実施形態としての速度検出手段３２について説明するための概略図である。 本発明に係る定着装置のシート搬出補助手段Ｂの第１の実施形態としての押圧荷重変更装置Ｅについて説明するための概略図である。 本発明に係る定着装置のシート搬出補助手段Ｂの第２の実施形態としての押圧荷重分布変更装置Ｆについて説明するための概略図である。 本発明に係る定着装置のシート搬出補助手段Ｂの第３の実施形態であるシート搬送機構の１つとしてのローラ搬送装置Ｇについて説明するための概略図である。 本発明に係る定着装置のシート搬出補助手段Ｂの第３の実施形態であるシート搬送機構の他の形態としての爪搬送装置Ｈを用いた構成について説明するための概略図である。 本発明に係る定着装置のシート搬出補助手段Ｂの第４の実施形態としてのベルト搬送補助装置Ｊについて説明するための概略図である。 本発明に係る画像形成装置Ａの動作を制御する制御部２０の制御について説明するためのブロック図である。 本発明に係る画像形成装置Ａの１つの実施形態であるシート搬出補助手段Ｂの動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る画像形成装置Ａの他の実施形態であるシート搬出補助手段Ｂ及び画像形成部Ａ１の動作手順を説明するためのフローチャートである。 従来例である押圧パッドに突出部を設けた定着ベルト方式の定着装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

２０ 制御部
２１ 記憶手段（記憶装置）
２２ 発生回数カウンタ（発生回数カウント手段）
３１ トルク検出手段
３２ 速度検出手段（光センサ）
１００ 定着装置
１０１ 定着ローラ
１０２ ベルト部材（定着ベルト）
１０３ 第１の押圧部材（押圧パッド）
１０６ 圧縮バネ
１０６ａ 第１の押圧荷重変更部材（押圧パッド用押圧調整部材）
１０７ 第２の押圧部材（分離部材）
１０８ 圧縮バネ
１０８ａ 第２の押圧荷重変更部材（分離部材用押圧調整部材）
１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ 荷重分布変更部材
１０９ａ 圧接ローラ
１２１ 爪
Ａ 画像形成装置
Ａ１ 画像形成手段（画像形成部）
Ｂ シート搬出補助手段
Ｅ 押圧荷重変更装置
Ｆ 押圧荷重分布変更装置
Ｇ ローラ搬送装置
Ｈ 爪搬送装置
Ｊ ベルト搬送補助装置
ＭＴ 駆動モータ
Ｎ ニップ部
Ｓ シート
ＴＲ トルクメータ

Claims (9)

1. 回転する定着ローラと、該定着ローラとの間にトナー像を担持したシートを挟持して回動する無端状のベルト部材と、該ベルト部材の内側に配設され、該ベルト部材を介して該シートを該定着ローラに押圧する押圧部材と、を備えた定着装置を有する画像形成装置において、
   前記定着ローラと前記シートとのスリップ量を検出するスリップ検出手段と、
   前記定着ローラ及び前記ベルト部材に挟持された前記シートの搬出を補助するシート搬出補助手段と、
   前記スリップ検出手段及び前記シート搬出補助手段の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記スリップ検出手段により検出された検出値の変動量が予め設定した基準値を超えるとき、前記制御部は、前記シート搬出補助手段を動作させるように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スリップ検出手段は、前記定着ローラの回転トルクの変動を検出するトルク検出手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記スリップ検出手段は、前記ベルト部材の走行速度の変動を検出する速度検出手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記シート搬出補助手段は、前記押圧部材の前記定着ローラへの押圧荷重を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記シート搬出補助手段は、第１の押圧荷重変更部材としての押圧パッド用押圧調整部材及び第２の押圧荷重変更部材としての分離部材用押圧調整部材を有し、２つの押圧荷重変更部材の内少なくとも１つの押圧荷重変更部材は前記押圧部材の前記定着ローラへの押圧荷重を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記シート搬出補助手段は、シート搬送方向と直角な方向における前記押圧部材の前記定着ローラへの押圧荷重の分布を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記シート搬出補助手段は、前記定着装置のシート搬送方向下流側に配設されたシート搬送機構であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記シート搬出補助手段は、前記ベルト部材を圧接するベルト搬送補助装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 画像を形成するための画像形成手段と、
   前記検出値の前記変動量が前記基準値を超えるときに、前記基準値を超える現象の発生回数をカウントする発生回数カウント手段と、
   使用するシートの種類、形成される画像の印字率、周囲の湿度、前記基準値、及び前記基準値を超える現象の発生回数、のそれぞれのデータを記憶しておく記憶手段と、
   前記シート搬出補助手段、前記トルク検出手段、前記速度検出手段、前記画像形成手段、前記発生回数カウント手段、及び前記記憶手段、のそれぞれの動作を制御する制御手段と、を有し、
   前記変動量が前記基準値を超える場合、前記制御部は、
   前記記憶手段に記憶された前記基準値と検出された検出値の変動量とを比較し、検出された検出値の変動量が予め設定した基準値を超える現象の発生が２回目以降であり、かつ、前記シートの種類が、トルク又は速度の変動量が基準値を超えたときの前回発生した時点の前記シートの種類に一致又はより変動を生じ易い種類のシートであると共に、画像の印字率及び湿度の値が前回発生した時点の画像の印字率及び湿度の値と比較して、同一又は大きくなっているとき、
   前記画像形成手段の動作を停止させるように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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