JP2011107658A - レーザ定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ加熱方式の定着装置において、用紙を搬送するための搬送ベルトの破損を抑制する。
【解決手段】定着装置１５は、用紙を載置して搬送する無端状の搬送ベルト５２ｃと、搬送ベルト５２ｃに載置されて搬送されている用紙にレーザ光を照射することによって前記用紙のトナー像を前記用紙に定着させるレーザアレイ５１とを有している。搬送ベルト５２ｃはレーザアレイ５１から照射されるレーザ光を透過する性質を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、シートに転写されたトナー像にレーザ光を照射することによって当該トナー像をシートに熱定着させる定着装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置（例えばプリンタ）は、シート（用紙または記録材）に形成されたトナー像を前記シートに定着させる定着装置を備えている。この定着装置の一例として、定着ローラと加圧ローラとから構成されるローラ対方式のものが知られている。

定着ローラは、アルミなどの金属製中空芯金の表面に弾性層が形成されたローラ部材であり、この芯金の内部に熱源としてハロゲンランプが配置されている。そして、温度制御装置が、定着ローラ表面に設けられた温度センサから出力される信号に基づいてハロゲンランプをオン／オフ制御することによって、定着ローラ表面の温度を制御する。加圧ローラは、芯金上に被覆層としてシリコンゴムなどの耐熱性弾性層を設けたローラ部材である。この加圧ローラは定着ローラ周面に対して圧接されており、加圧ローラの弾性層の弾性変形によって定着ローラと加圧ローラとの間にニップ領域が形成される。以上にて説明したローラ方式の定着装置では、未定着のトナー像が形成されたシートを定着ローラと加圧ローラとの間のニップ領域に挟み込み、これら両ローラを回転させることによってシートを搬送するとともに、定着ローラ周面の熱によりシート上のトナー像を溶融させてシートに定着させるようになっている。

しかし、ローラ対方式の定着装置では、例えば朝の電源投入時において、定着ローラおよび加圧ローラの温度が室温と略同一になっており、ローラ温度を所定温度にまで上昇させるウォームアップ処理を要する。また、コピー動作が行われていない待機状態では、ローラ表面を所定温度範囲に維持する必要があるため、加熱制御を行う必要がある。つまり、ローラ対方式の定着装置では、画像形成処理時以外にも加熱制御が必要であり、無駄なエネルギーを消費する。

これに対し、下記特許文献１では、このような無駄なエネルギー消費を抑制するために、レーザーパワーを利用してトナーを定着させるレーザ定着装置が提案されている。特許文献１に示されるレーザ定着装置によれば、ウォームアップ処理や待機時の加熱制御が不要になり、無駄なエネルギー消費を抑制できる。また、特許文献１には、複数個のレーザを用いて定着を行うことにより、一つのレーザのみで定着を行うよりも定着性を向上させることができ、さらに、低出力で安価なレーザを使うことが可能になり、装置全体を簡単なものにできることが記載されている。さらに、レーザ定着装置によれば、シート全面のうちトナー付着部分に対して選択的にレーザを照射するようになっているため、シート全面を加熱するローラ対方式よりも無駄なエネルギー消費を抑制できるといえる。

特開平７−１９１５６０号公報（平成７年７月２８日公開）

レーザ定着装置は、用紙搬送装置に搬送されているシートに対してレーザ照射部がレーザ光を照射するようになっている。また、特許文献１の図１４に示すように、無端状の搬送ベルト（コンベヤベルト）に載置され搬送されているシートに対してレーザを照射する
ように設計されているレーザ定着装置によれば、用紙上のトナー付着部分に対して正確にレーザを当てることができるというメリットがある。これは、搬送ベルトにシートを吸着させることによってシートのぶれや撓みを抑制できるからである。

このような定着装置では、通常、搬送ベルトにシートが載置され搬送されている時に当該シートにレーザ照射が行われ、搬送ベルトにシートが載置されていない時にレーザ照射が行われる事はない。しかし、画像形成装置の内部に何らかのアクシデントが発生して、搬送ベルトにシートが載置されていない時にレーザ照射が行われると、搬送ベルトにレーザ光が当てられてしまい、レーザ光のパワーによって搬送ベルトが破損または発火するという問題が生じる。例えば、搬送ベルトの直前のシート搬送路においてジャムが生じた場合、レーザ照射部は搬送ベルトに用紙が載置されていない状態でレーザ照射を開始してしまうことがありえる。また、定着装置よりもシート搬送方向上流側のシートセンサがセンサフラグ等のひっかかり等によってシートを誤検出してしまった場合、この誤検出が原因で搬送ベルトにシートの無い状態でレーザ照射が開始されてしまうこともありえる。

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、無端状の搬送ベルトによってシートを搬送するタイプのレーザ定着装置において、搬送ベルトの破損や発火を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、シートを搬送する無端状の搬送ベルトと、前記搬送ベルトに載置されて搬送されているシートにレーザ光を照射することによって前記シート上のトナー像を前記シートに定着させるレーザ照射部とを有するレーザ定着装置において、前記搬送ベルトは入射した前記レーザ光を透過するようになっていることを特徴とする。本発明の構成によれば、前記シートが載置されていない搬送ベルトに対してレーザ光が照射される異常状態が生じても、前記搬送ベルトは前記レーザ照射部から照射されるレーザ光を透過するため、前記搬送ベルトの破損や発火を抑制できるという効果を奏する。

また、本発明のレーザ定着装置は、前記構成に加えて、前記搬送ベルトを透過した後のレーザ光を受光する位置に設置され、受光量に応じた値の信号を出力する受光部と、前記レーザ照射部によって前記シートへの前記トナー像の定着動作を行う定着動作モードにおいて、前記受光部の出力信号値を、前記搬送ベルト上における前記シートの有無の判定基準となる閾値と対比する第１判定部とを有することが好ましい。この構成によれば、レーザ光の照射中に搬送ベルト上に用紙が無い場合、レーザ光の照射中に搬送ベルト上に用紙が有る状態に比して前記受光部の受光量が顕著に多くなる。そして、前記構成では、前記受光部の出力信号値を、前記搬送ベルト上における前記シートの有無の判定基準となる閾値と対比するようになっているので、レーザ照射中における前記搬送ベルト上の前記シートの有無を判定できるという効果を奏する。

また、前記搬送ベルトが前記レーザ光を透過するようになっていても、前記異常状態（シートが載置されていない搬送ベルトに対してレーザ光が照射される状態）が継続され続けた場合、前記搬送ベルトの光透過率（レーザ光の透過率）の程度によっては前記搬送ベルトが若干破損することもある。そこで、本発明のレーザ定着装置は、前記構成に加えて、前記第１判定部による前記対比の結果が前記搬送ベルト上に前記シートが無い事を示す結果である場合、前記レーザ照射部の駆動を停止する制御を行う第１制御部を有することが好ましい。これにより、前記異常状態が発生すると前記レーザ光の照射を迅速に停止できるため、前記搬送ベルトの破損をより一層抑制できる。

さらに、本発明のレーザ定着装置は、前記構成に加えて、前記第１判定部による前記対
比の結果が前記搬送ベルト上に前記シートが無い事を示す結果である場合、利用者に対して警告を行う第１警告部を有することが好ましい。前記構成によれば、前記異常状態が発生した事を迅速に利用者に知らせることができるという効果を奏する。

また、本発明のレーザ定着装置において、前記レーザ照射部は、前記搬送ベルトによって搬送されているシートのエッジのうち搬送方向に垂直なエッジと平行な所定方向に沿って並んでいる複数のレーザ素子を有するレーザアレイであってもよい。さらに、本発明のレーザ定着装置において、前記受光部は前記所定方向に沿って複数の受光素子を並べてなるものであり、一つの受光素子の受光面は少なくとも２以上のレーザ素子から射出されるレーザ光を受光可能な広さに設定されていることが好ましい。この構成によれば、受光部に含まれる受光素子の個数をレーザアレイに含まれるレーザ素子の個数より少なくしても、レーザアレイから射出される全てのレーザ光を受光部において受光可能にすることができるため、受光素子の点数を削減できるという効果を奏する。

さらに、本発明のレーザ定着装置は、前記構成に加えて、前記搬送ベルトを透過した後の全てのレーザ光が前記受光部における所定の受光領域に集光するように当該レーザ光を反射する反射部材を有する構成であってもよい。この構成によれば、前記レーザ照射部より放たれる全てのレーザ光は前記受光領域に集光するようになっているため、前記受光部においては前記レーザ光が集光される領域（受光領域）にのみ受光素子を取り付ければよいので、受光素子の点数を削減できるという効果を奏する。

また、長期間の使用によって搬送ベルトの汚れが顕著になった場合（例えば両面印刷されるシートが原因で搬送ベルトにトナー汚れが長期に渡って蓄積されたような場合）、前記シートが載置されていない搬送ベルトにレーザ光を照射しても、前記シートが載置されている時と比べて前記受光部の受光量はあまりかわらなくなる。このような事態が起こると、前記シートが載置されていない搬送ベルトにレーザ光が照射されていても、前記第１判定部による前記対比の結果が前記搬送ベルト上に前記シートが有る事を示す結果になってしまうことがある（つまり誤判定が行われる）。そこで、本発明のレーザ定着装置は、前記構成に加えて、ベルト検査モードにおいて、前記シートが載置されていない搬送ベルトに対して前記レーザ光を照射する試験照射が行われるように前記レーザ照射部および前記搬送ベルトを制御する第２制御部と、前記試験照射の実行中において前記受光部の出力信号値と前記閾値とを対比する第２判定部と、前記第２判定部による前記対比の結果が前記搬送ベルト上に前記シートが有る事を示す結果である場合、利用者に対して警告を行う第２警告部とを有する構成であってもよい。これにより、搬送ベルトの汚れが原因で誤判定が行われる可能性がある事を利用者に知らせることができるという効果を奏する。

なお、本発明のレーザ定着装置は電子写真方式の画像形成装置に設置されるものである。この画像形成装置としては、例えば、複合機、複写機、プリンタ、ファクシミリが挙げられる。

本発明は、シートを搬送する無端状の搬送ベルトと、前記搬送ベルトに載置されて搬送されているシートにレーザ光を照射することによって前記シート上のトナー像を前記シートに定着させるレーザ照射部とを有するレーザ定着装置において、前記搬送ベルトは入射した前記レーザ光を透過するようになっていることを特徴とする。これにより、前記搬送ベルトの破損や発火を抑制できるという効果を奏する。

本実施形態の複合機に含まれる各ハードウェアを示したブロック図である。 本実施形態の複合機が備えるプリンタの内部構成を示す模式図である。 本実施形態の定着装置の概略構成を示す模式図である。 図３の定着装置を用紙搬送方向側から映した模式図である。 本実施形態の定着装置の変形例の概略構成を示す模式図である。 図５の定着装置を用紙搬送方向側から映した模式図である。

本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、本実施形態の定着装置を説明する前に、この定着装置を有する複合機（画像形成装置）について説明する。図１は、本実施形態の複合機の概略構成を示すブロック図である。

複合機７００は、スキャナ機能、コピー機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能、画像ファイリング機能等を有する画像形成装置である。複合機７００は、図１に示すように、スキャナ７０１と周辺機器７０２とプリンタ７０３とを備えている。

スキャナ７０１は、原稿を読み取って画像信号を生成する読取部６０５を有している。プリンタ７０３は、乾式電子写真方式且つ４連タンデム式のカラー印刷装置であり、ネットワーク上の各端末装置から送信される画像情報、または、読取部６０５にて読み取られた原稿の画像信号に基づいて、用紙（シート，記録紙）に対して多色画像（カラー画像）または単色画像を形成する。プリンタ７０３は、読取部６０５によって生成された画像信号または端末装置から送信される画像情報を処理して印刷用の画像データを生成する画像処理部６０６と、この画像データに基づいてトナー像を用紙に転写する画像形成部６０７と、画像転写後の用紙に対して定着処理を行う定着装置１５と、複合機７００に含まれる各ハードウェアを統括的に制御する本体制御部６０１と、制御に必要な各種データおよびプログラムを記憶する記憶部６１０とを有している。

周辺機器７０２は、フィニッシャーやソーターなどの後処理装置を有し、この後処理装置を制御する周辺機器制御部６０８を有している。さらに、複合機７００は、利用者に対して複合機７００に関する各種情報や印刷画像のプレビューを表示する表示部６０４と、利用者が複合機７００に対して各種コマンドや各種情報を入力するための入力部６０３とを有している。

つぎに、プリンタ７０３に含まれる各部材について具体的に説明する。図２は、本実施形態のプリンタ７０３の内部構成を示す模式図である。プリンタ７０３は、乾式電子写真方式の印刷装置であり、光学系ユニットＥ、可視像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄ、中間転写ベルトユニット１１、二次転写装置１４、定着装置１５、内部給紙ユニット１６、手差し給紙ユニット１７および用紙搬送部Ｔを備えている。

なお、図６の光学系ユニットＥ、可視像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄ、中間転写ベルトユニット１１、二次転写装置１４、用紙搬送部Ｔは、各々、図１の画像形成部６０７の構成要素であり、本体制御部６０１によって制御される。

可視像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄは、中間転写ベルトユニット１１における中間転写ベルト１１ｃに対してトナー像を転写するものである。図２に示すように、可視像形成ユニットｐａには、トナー像担持体となる感光体（感光体ドラム）１０１ａの周囲に、帯電ユニット１０３ａ、現像ユニット１０２ａ、クリーニングユニット１０４ａ、一次転写ユニット１３ａが配置されている。なお、一次転写ユニット１３ａは、中間転写ベルト１１ｃを挟んで感光体１０１ａに対向するように配置されている。

他の３組の可視像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄも、可視像形成ユニットｐａと同様の構成である。また、各可視像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄの現像ユニットには、
各々、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーが収容されている。

光学系ユニットＥは、光源から射出されたレーザ光をポリゴンミラー４に偏向させて感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに照射するものである。

中間転写ベルトユニット１１は、テンションローラ１１ａ、１１ｂと、テンションローラ１１ａ、１１ｂに張架される中間転写ベルト１１ｃとを有している。中間転写ベルト１１ｃは、テンションローラ１１ａ、１１ｂが回転することによって、循環するようになっている。なお、テンションローラ１１ａ、１１ｂは一方が駆動ローラであり、本体制御部６０１によって駆動制御される。

二次転写装置１４は、テンションローラ１１ａに対向する位置において、中間転写ベルト１１ｃに当接するように配置されている。二次転写装置１４は、中間転写ベルト１１ｃ上のトナー像を用紙に転写（二次転写）するためのものである。

また、中間転写ベルト１１ｃの外周において、テンションローラ１１ｂに対向する位置に廃トナーボックス１２が設けられている。廃トナーボックス１２は、二次転写後の中間転写ベルト１１ｃに残存する廃トナーを回収するためのものである。

定着装置（レーザ定着装置）１５は、二次転写装置１４よりも用紙搬送方向の下流側に配置されている。定着装置１５は、レーザ加熱方式の定着装置であり、用紙に転写されたトナー像にレーザ光を照射することによって、当該トナー像を用紙に熱定着させるものである。なお、本実施形態の定着装置１５は図１に示すように定着制御部２０を有している。

用紙搬送部Ｔは、用紙搬送路と、用紙搬送路に併設される複数のローラとからなる。内部給紙ユニット１６または手差し給紙ユニット１７の用紙は、用紙搬送路に併設される各ローラによって用紙搬送路を通過して排出トレイ１８に排出されるようになっている。なお、図２に示すように、用紙搬送路に併設される複数のローラには、搬送ローラ対ｒの他、給紙ローラｓおよびｎ、レジストローラ対ｗ、排紙ローラ対ｕが含まれる。

画像形成ジョブは、本体制御部６０および定着制御部２０の制御によって以下のように行われる。帯電ユニット１０３ａが感光体１０１ａの表面を一様に帯電した後、光学系ユニットＥが感光体１０１ａ表面を画像データに応じてレーザ露光することによって感光体１０１ａ表面に静電潜像を形成する。なお、オゾンを極力発生させることなく感光体１０１ａを帯電するためには、帯電ユニット１０３ａとしてローラ方式のものを採用することが好ましい。

静電潜像の形成後、現像ユニット１０２ａが感光体１０１ａ上の静電潜像を現像してトナー像を生成する。そして、顕像化されたトナー像は、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された一次転写ユニット１３ａによって、感光体１０１ａから中間転写ベルト１１ｃ上に転写される。また、他の３組の可視像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄも可視像形成ユニットｐａと同様の動作を行って順次中間転写ベルト１１ｃ上にトナー像を転写するようになっている。

中間転写ベルト１１ｃ上のトナー像は二次転写装置１４と対向する二次転写位置まで搬送される。内部給紙ユニット１６の近傍の給紙ローラｎまたは手差し給紙ユニット１７の近傍の給紙ローラｓから給紙された用紙は、搬送ローラ対ｒによってレジストローラ対ｗの直前まで一旦搬送される。レジストローラ対ｗは、中間転写ベルト１１ｃ上のトナー像
の先端が二次転写位置に搬送されてくるタイミングにおいて用紙の画像転写位置の先端が二次転写位置に到達するように、用紙搬送を開始する。そして、二次転写装置１４がトナーとは逆極性のバイアス電圧を二次転写位置に印加することにより、中間転写ベルト１１ｃ上のトナー像が用紙に転写される。

その後、用紙は定着装置１５に搬送される。定着装置１５は用紙上のトナー像に対してレーザ照射を行う。これによりトナー像は用紙に定着（融着）する。定着処理後の用紙は排紙ローラ対ｕによって外部へ排出される。

つぎに、定着装置（定着ユニット）１５について図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態の定着装置１５の概略構成を示す模式図である。定着装置１５は、レーザアレイ５１、用紙搬送装置５２、バイアス電源５３を有している。また、図１に示すように、定着装置１５は定着制御部２０を有している。定着制御部２０は、定着装置１５に含まれる各部材の動作を制御するものである。なお、本実施形態では、図３に示すように、用紙搬送方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向に対して垂直であり、用紙搬送装置５２に搬送されている用紙のエッジ（紙端）のうちＺ方向に垂直なエッジ（先端エッジまたは後端エッジ）に対して平行な方向をＡ方向（所定方向）とする。

レーザアレイ（レーザ照射部）５１は、用紙搬送装置５２に搬送されている用紙にレーザ光を照射するものである。以下、図３および図４を参照してレーザアレイ５１について説明する。図４は、定着装置１５を、Ｚ方向側から映した場合の模式図である。

レーザアレイ５１は、複数個（約１０００個）の発光素子５１ａ…を有するものである。具体的に、レーザアレイ５１においては、複数個の発光素子（レーザ素子）５１ａ…がＡ方向に沿って一列に並んで配置されている。レーザアレイ５１に取り付けられている各発光素子５１ａは、発振波長が７８０ｎｍのレーザ光を照射する半導体レーザ素子である。また、図示しないが、レーザアレイ５１と搬送中の用紙との間の光路には集光レンズが配置されている。そして、レーザアレイ５１の各発光素子５１ａから射出されるレーザ光は、集光レンズによって用紙の表面で焦点があうように集光される。図３および図４の破線はレーザアレイ５１から射出されるレーザ光の光路を示したものである。

用紙搬送装置５２は、ベルトコンベヤタイプの用紙搬送手段であり、支持ローラ５２ａ・５２ｂと、支持ローラ５２ａ・５２ｂに張架される無端状の搬送ベルト５２ｃとを有している。支持ローラ５２ａ・５２ｂのシャフト（軸心）はベアリング（不図示）に接続されている。支持ローラ５２ａはギア（不図示）を介して駆動部（不図示）に接続され、定着制御部２０が駆動部を駆動制御することによって支持ローラ５２ａが回転駆動し、支持ローラ５２ｂおよび搬送ベルト５２ｃも回転するようになっている。

搬送ベルト５２ｃは、耐熱性を有すると共に、レーザアレイ５１の発光素子５１ａから放たれるレーザ光を入射すると、このレーザ光を透過する機能を有するベルト部材である。より具体的に、搬送ベルト５２ｃは、ポリカーボネート、フッ化ビニリデン、ポリイミド(ＰＩ)などの透明樹脂にカーボンやポリアニリンなどの導電フィラーを分散させた透明素材から成形される透明色のベルトである。このように成形された透明色のベルトは、発振波長が７８０ｎｍの発光素子５１ａから放たれるレーザ光を透過するようになっている。

バイアス電源５３は、搬送ベルト５２ｃの裏面（内周側の面）にバイアス電圧を印加することで、二次転写装置１４から搬送されてくる用紙を搬送ベルト５２ｃの表面（外周側の面）に静電吸着するようになっている。

定着制御部２０は、用紙上におけるトナーの位置を示す印字位置情報を画像処理部６０６から受信すると、印字開始と判断して用紙搬送装置５２の駆動部を駆動して搬送ベルト５２ｃの回転を開始し、バイアス電源５３をオンにする。また、定着制御部２０は、定着装置１５より上流側の用紙センサの出力と前記の印字位置情報とを参照してレーザ照射開始タイミングを検出し、このタイミングでレーザ照射を開始し、前記の印字位置情報に基づいてレーザアレイ５１の各発光素子５１ａのＯＮとＯＦＦとの切り替えを行う。これにより、用紙上のトナー像の付着箇所に対して選択的にレーザ光が照射される。なお、前記の印字位置情報とは画像処理部６０６が画像データに基づいて作成する情報である。

以上示した定着装置１５によれば、トナー像の転写された用紙が定着装置１５に搬送されてくると、用紙は、回転している搬送ベルト５２ｃの外周側（表面側）に載置される。そして、用紙は、搬送ベルト５２ｃに載置されて搬送され、レーザアレイ５１から放たれるレーザ光の照射範囲を通過する。これにより、搬送ベルト５２ｃに載置されている用紙にレーザ光が照射され、用紙上のトナー像が熱定着するようになっている。

また、本実施形態において、搬送ベルト５２ｃは、レーザアレイ５１の発光素子５１ａから放たれるレーザ光を透過する機能を有している。したがって、プリンタ７０３に発生した何らかのアクシデントが原因で、搬送ベルト５２ｃに用紙が載置されていない時にレーザアレイ５１からレーザ照射が行われて搬送ベルト５２ｃにレーザ光が当てられてしまっても、当該レーザ光は搬送ベルト５２ｃを透過するようになっている。それゆえ、本実施形態の構成によれば、レーザ光が当てられることによって生じる搬送ベルト５２ｃの破損（発火）を抑制できる。

なお、前記のアクシデントとしては、用紙搬送装置５２の直前のシート搬送路にて生じるジャム（紙詰まり）がありえる。このようなジャムが発生すると、ジャム位置と用紙センサとの位置関係によっては、搬送ベルト５２ｃに用紙が載置されていない状態でレーザ照射が開始される事がありえるからである。また、他の異常としては、用紙センサのセンサフラグ等のひっかかり等によって、定着制御部２０が用紙を誤検知するようなケースがある。このケースでも、搬送ベルト５２ｃに用紙が載置されていない状態でレーザ照射が開始される事がありえるからである。

また、本実施形態では、図３および図４に示すように、搬送ベルト５２ｃの内周側に、複数の受光素子５４ａ…からなる受光装置５４を配置している。そして、レーザアレイ５１によって用紙への前記トナー像の定着動作を行う定着動作モード中（レーザアレイ５１の駆動中）において、定着制御部２０は、各受光素子５４ａから出力される信号に基づいて、搬送ベルト５２ｃにおける用紙の有無を判定するようになっている。この点について以下詳細に説明する。

図３および図４に示すように、受光装置（受光部）５４は、搬送ベルト５２ｃを介してレーザアレイ５１と対向する位置に配置される。具体的に、受光装置５４は、用紙が載置されていない搬送ベルト５２ｃに対してレーザ照射が行われている場合に搬送ベルト５２ｃを透過した後のレーザ光を受光する位置に設置される。

また、図４に示すように、受光装置５４に含まれる複数の受光素子５４ａ…は、Ａ方向に沿って並列しており、前記レーザ光が各受光素子５４ａの受光面に入射するように設置されている。さらに、受光装置５４のＡ方向上流側端部の受光素子５４ａはレーザアレイ５１のＡ方向上流側端部の発光素子５１ａから照射されるレーザ光を受光する位置に取り付けられており、受光装置５４のＡ方向下流側端部の受光素子５４ａはレーザアレイ５１のＡ方向下流側端部の発光素子５１ａから照射されるレーザ光を受光する位置に取り付けられている。

受光装置５４の各受光素子５４ａは受光量に応じた値を示す信号（電流）を出力するフォトダイオードである。具体的に、レーザ照射中において搬送ベルト５２ｃに用紙が無い場合は搬送ベルト５２ｃに用紙がある場合よりも受光素子５４ａの受光量は圧倒的に増加し、受光素子５４ａの受光量が増えると受光素子５４ａの出力信号値（電流値）が増大するようになっている。そこで、定着動作モード中において、定着制御部（第１判定部）２０は、受光装置５４の各受光素子５４ａの出力信号値と閾値とを対比することにより、搬送ベルト５２ｃにおける用紙の有無を判定できる。そして、搬送ベルト５２ｃに用紙が無いと判定した場合、レーザアレイ５１および用紙搬送装置５２の駆動を停止すれば、搬送ベルト５２ｃの破損をより一層抑制できることになる。具体的には、以下のような処理が行われる。
まず、正常状態（搬送ベルト５２ｃに載置されている用紙にレーザアレイ５１からレーザ光が照射されている状態）における受光素子５４ａの出力信号値の最高値を予め測定し、測定で得られた値を閾値として記憶部６１０に保存しておく。この閾値は、搬送ベルト５２ｃ上における用紙の有無の判定基準となる値である。
そして、定着制御部２０は、定着動作モード中において、受光装置５４の各受光素子５４ａの出力信号値と閾値とを対比し、この対比の結果に基づいて搬送ベルト５２ｃにおける用紙の有無を判定する。具体的に、定着制御部２０は、全ての受光素子５４ａの出力信号値が閾値以下になっている間、搬送ベルト５２ｃに用紙が有ると判定し、印字位置情報に基づいてレーザアレイ５１にレーザ照射を行わせ続ける。これに対し、定着制御部（第１制御部）２０は、いずれかの受光素子５４ａの出力信号値が閾値を超えている場合、搬送ベルト５２ｃに用紙が無いと判定し、レーザアレイ５１および用紙搬送装置５２の駆動を停止する制御を行う。

また、定着制御部（第１警告部）２０は、搬送ベルト５２ｃに用紙が無いと判定した場合、搬送ベルト５２ｃに用紙が無い状態でレーザ照射が行われている事を示す警告画像を表示部６０４に表示させることによって利用者に警告を行うようになっていてもよい。これにより、搬送ベルト５２ｃに用紙が無い状態でレーザ照射が行われていることを利用者に認識させることができる。

さらに、本実施形態では、図４に示すように、受光装置５４における一つの受光素子５４ａの受光面は２つ以上の発光素子５１ａから射出されるレーザ光を受光可能な広さに設定されている。これにより、受光装置５４に含まれる受光素子５４ａの個数をレーザアレイ５１に含まれる発光素子５１ａの個数より少なくしても、レーザアレイ５１から射出される全てのレーザ光を受光装置５４において受光可能にできるため、受光素子５４ａの点数を削減でき、コストダウンを実現できるという効果を奏する。

また、長期間の使用によって搬送ベルト５２ｃの汚れが顕著になった場合（例えば両面印刷される用紙が原因で搬送ベルト５２ｃにトナー汚れが長期に渡って蓄積されたような場合）、用紙が載置されていない搬送ベルト５２ｃにレーザ光を照射しても、用紙が載置されている場合と比して受光素子５４ａの受光量はあまりかわらなくなる。このような事態が起こると、用紙が載置されていない搬送ベルト５２ｃにレーザ光が照射されていても、各受光素子５４ａの出力信号値は閾値以下になり、前記搬送ベルト上に前記シートが有ると誤判定されてしまう。そこで、本実施形態の複合機７００は、利用者からの検査コマンドの入力を受け付けるとベルト検査モードを実行するようになっていてもよい。以下、ベルト検査モードを説明する。
定着制御部（第２制御部）２０は、検査コマンドを入力すると、ベルト検査モードに移行し、用紙が載置されていない搬送ベルト５２ｃに対してレーザ光を照射する試験照射が行われるようにレーザアレイ５１および用紙搬送装置５２を制御する。具体的に、用紙が載置されていない搬送ベルト５２ｃが少なくとも１回転するように用紙搬送装置５２を駆動
し、用紙搬送装置５２の駆動中にレーザアレイ５１にレーザ光を照射させる。
定着制御部（第２判定部）２０は、前記試験照射の実行中において、受光装置５４の各受光素子５４の出力信号値と前記閾値とを対比する。そして、定着制御部２０は、この対比の結果が搬送ベルト５２ｃに用紙が有る事を示す結果である場合（全ての受光素子５４ａの出力信号値が閾値以下になった場合）、搬送ベルト５２ｃの交換またはメンテナンスが必要である事を示す警告画像を表示部６０４に表示させることによって利用者に警告を行うようになっていてもよい。これにより、搬送ベルト５２ｃの汚れに起因して誤判定が生じる可能性がある場合、利用者にその旨を知らせることができるという効果を奏する。
なお、ベルト検査モードが実行可能になっている定着装置１５では、僅かではあるが、検査モードが実行される度に搬送ベルト５２ｃにレーザ光が照射されることになる。そこで、ベルト検査モード実行可能な定着装置１５では、前記試験照射の実行時間と同一時間だけレーザ光が照射されても破損が生じない程度の光透過率を有している搬送ベルト５２ｃを設置する必要がある。

また、図５および図６に示すように、受光装置５４を設置せずに、単一の受光素子からなる受光装置（受光部）１５４を設置し、搬送ベルト５２ｃを透過した後の全てのレーザ光が受光装置１５４の受光面（所定の受光領域）に集光するように当該レーザ光を反射する反射部材（ミラー）１６０を設けるような構成であってもよい。この構成によれば、レーザアレイ５１より放たれる全てのレーザ光は単一の受光装置１５４に集光するようになっているため、受光素子の点数を削減できるという効果を奏する。なお、受光素子の位置や数は図６の構成に限られるものではない。

なお、本実施形態では、レーザアレイ５１の発光素子５１ａの発振波長を７８０ｎｍとし、透明樹脂にカーボンやポリアニリンなどの導電フィラーを分散させた透明素材から成形される透明色ベルトを搬送ベルト５２ｃとしている。しかし、搬送ベルト５２ｃの材質の条件および発光素子５１ａの発振波長の条件は、本実施形態のものに限定されるものではなく、発光素子５１ａから射出されるレーザ光を透過する透過機能を搬送ベルト５２ｃが損なわない範囲であれば、搬送ベルト５２ｃの材質および発光素子５１ａの発振波長の条件を適宜変更してもよい。

また、搬送ベルト５２ｃは、発光素子５１ａから射出されるレーザ光の波長域に含まれる波長の光に対する透過率が８０％以上である事が好ましい。当該透過率が８０％以上であれば前記透過機能が充分に備わっているといえ、搬送ベルト５２ｃの破損を充分に抑制できるからである。

また、本実施形態では、バイアス電源５３によって搬送ベルト５２ｃの裏面にバイアス電圧を印加することで用紙を搬送ベルト５２ｃの表面（外周側の面）に静電吸着するようになっているため、用紙と搬送ベルト５２ｃとが密着し、用紙浮きを抑制でき、効率よくレーザ光のパワーをトナーに与えることができる。

また、本実施形態では、ポリカーボネート、フッ化ビニリデン、ポリイミド(ＰＩ)などの透明樹脂にカーボンやポリアニリンなどの導電フィラーを分散させた素材から成形される透明色のベルトを搬送ベルト５２ｃとしたが、前記の透明樹脂にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）や銀などの粒子を付着させた素材からなる屈曲性の透明導電フィルムを搬送ベルト５２ｃとして用いてもよい。

なお、本実施形態の定着装置１５はレーザアレイによって用紙にレーザ光を照射するアレイ方式のものであるが、レーザ素子から射出されるレーザ光をポリゴンミラーによって走査して用紙に照射する走査方式の定着装置に対しても本発明を適用可能である。但し、走査方式の定着装置の場合、１つまたは小数のレーザ素子によって用紙全面を光照射しな
ければならず、用紙搬送方向だけでなく、用紙搬送方向と垂直方向にレーザ光を走査させる必要があり、定着プロセスに時間がかかるため、高速機（プロセス速度が高い画像形成装置）に適用すると定着不良が発生する場合がある。また、走査方式の定着装置の場合、定着装置の構成が複雑化し、コスト高になる。これに対し、アレイ方式の定着装置においては、用紙搬送方向と垂直方向にレーザを走査させる必要がないため、必要最低限のスペースで定着装置を構成することができ、高速で定着させることが可能になる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に設置されるレーザ定着装置に適用できる。前記の画像形成装置としては、複合機、複写機、プリンタ専用機、ファクシミリが挙げられる。

１５ 定着装置（レーザ定着装置）
２０ 定着制御部（第１判定部，第２判定部，第１警告部，第２警告部，第１制御部，第２制御部）
５１ レーザアレイ（レーザ照射部）
５１ａ 発光素子（レーザ素子）
５２ 用紙搬送装置
５２ｃ 搬送ベルト
５４ 受光装置（受光部）
５４ａ 受光素子
１５４ 受光装置（受光部）
１６０ 反射部材
７００ 複合機（画像形成装置）

Claims (9)

1. シートを搬送する無端状の搬送ベルトと、前記搬送ベルトに載置されて搬送されているシートにレーザ光を照射することによって前記シート上のトナー像を前記シートに定着させるレーザ照射部とを有するレーザ定着装置において、
   前記搬送ベルトは入射した前記レーザ光を透過するようになっていることを特徴とするレーザ定着装置。
2. 前記搬送ベルトを透過した後のレーザ光を受光する位置に設置され、受光量に応じた値の信号を出力する受光部と、
   前記レーザ照射部によって前記シートへの前記トナー像の定着動作を行う定着動作モードにおいて、前記受光部の出力信号値を、前記搬送ベルト上における前記シートの有無の判定基準となる閾値と対比する第１判定部とを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ定着装置。
3. 前記第１判定部による前記対比の結果が前記搬送ベルト上に前記シートが無い事を示す結果である場合、前記レーザ照射部の駆動を停止する制御を行う第１制御部を有することを特徴とする請求項２に記載のレーザ定着装置。
4. 前記第１判定部による前記対比の結果が前記搬送ベルト上に前記シートが無い事を示す結果である場合、利用者に対して警告を行う第１警告部を有することを特徴とする請求項２に記載のレーザ定着装置。
5. 前記レーザ照射部は、前記搬送ベルトによって搬送されているシートのエッジのうち搬送方向に垂直なエッジと平行な所定方向に沿って並んでいる複数のレーザ素子を有するレーザアレイであることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のレーザ定着装置。
6. 前記受光部は前記所定方向に沿って複数の受光素子を並べてなるものであり、
   一つの受光素子の受光面は少なくとも２以上のレーザ素子から射出されるレーザ光を受光可能な広さに設定されていることを特徴とする請求項５に記載のレーザ定着装置。
7. 前記搬送ベルトを透過した後の全てのレーザ光が前記受光部における所定の受光領域に集光するように当該レーザ光を反射する反射部材を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のレーザ定着装置。
8. ベルト検査モードにおいて、前記シートが載置されていない搬送ベルトに対して前記レーザ光を照射する試験照射が行われるように前記レーザ照射部および前記搬送ベルトを制御する第２制御部と、
   前記試験照射の実行中において前記受光部の出力信号値と前記閾値とを対比する第２判定部と、
   前記第２判定部による前記対比の結果が前記搬送ベルト上に前記シートが有る事を示す結果である場合、利用者に対して警告を行う第２警告部とを有することを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のレーザ定着装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザ定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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