JP2015219456A - 定着システムおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射型光学センサを用いる新規な定着システムを実現する。【解決手段】静電潜像の可視像としてシート状記録媒体上に担持されたトナー画像を、シート状記録媒体に定着する定着システムであって、トナー画像を担持するシート状記録媒体を１対の回転部材により挟圧搬送しつつ、トナー画像に熱と圧力を作用させて定着を行う定着装置と、回転部材の表面状態を検知する反射型光学センサ２００と、反射型光学センサを移動させる移動手段２０１、２０３、２０５、２０７、２０９と、を有し、移動手段は、反射型光学センサを、回転による回転部材表面の移動方向に交わるＡ方向における第１の位置と第２の位置とに移動させるものであり、第１の位置は、反射型光学センサ２００が検知動作を行う位置であり、第２の位置は、反射光学センサ２００が検知動作を行わない位置である定着システム。【選択図】図１

Description

この発明は、定着システムおよび画像形成装置に関する。

形成すべき画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより可視化してトナー画像を得、定着装置により前記トナー画像をシート状記録媒体上に定着して画像を形成する画像形成装置は、従来から種々のものが知られている。

トナー画像をシート状記録媒体上に定着する定着装置も種々知られているが「トナー画像を担持するシート状記録媒体を１対の回転部材により挟圧搬送しつつ、トナー画像に熱と圧力を作用させて定着を行う定着装置」が広く知られ、実施されている。

このような定着装置において、トナー画像を担持するシート状記録媒体を挟圧搬送する１対の回転部材は、定着動作が繰り返されるに従い、表面状態が劣化する。

即ち、回転部材表面に付着したトナーが上記表面にフィルム状に固着したり、シート状記録媒体の切断部（端部の厚みをなす部分）のエッジ部（シート状記録媒体行面と切断端面の稜線部）により上記表面に「筋状の傷」が生じたりする。

このように、定着部材の回転部材は「トナーの固着」や［筋状の傷］が限度を超えると、定着機能が劣化して正常な定着を妨げる原因となる。

このため、回転部材の表面状態を光学的に検知することが行われ、検知手段として種々の光学センサが提案されている。

このような光学センサとして、光源による光を回転部材の表面に照射し、上記表面による反射光を受光部により検出して回転部材の表面状態を検知するもの（以下「反射型光学センサ」と言う。）が種々知られている（特許文献１等）。

この発明は反射型光学センサを用いる新規な定着システムの実現を課題とする。

この発明の定着システムは、静電潜像の可視像としてシート状記録媒体上に担持されたトナー画像を、前記シート状記録媒体に定着する定着システムであって、トナー画像を担持するシート状記録媒体を１対の回転部材により挟圧搬送しつつ、前記トナー画像に熱と圧力を作用させて定着を行う定着装置と、前記回転部材の表面状態を検知する反射型光学センサと、前記反射型光学センサを移動させる移動手段と、を有し、該移動手段は、前記反射型光学センサを、回転による回転部材表面の移動方向に交わる方向における第１の位置と第２の位置とに移動させるものであり、前記第１の位置は、反射型光学センサが検知動作を行う位置であり、前記第２の位置は、反射光学センサが検知動作を行わない位置である。

上記の如く、この発明によれば新規な定着システムを実現できる。

定着システムの実施の１形態における特徴部分を説明する図である。 定着システムを用いる画像形成装置の実施の１形態を説明する図である。 図２の画像形成装置における定着システムを説明するための図である。 定着システムの実施の別形態における特徴部分を説明する図である。 定着システムの実施の他の形態における特徴部分を説明する図である。 図１の実施の形態の変形例における特徴部分を説明する図である。 図４の実施の形態の変形例における特徴部分を説明する図である。 図５の実施の形態の変形例における特徴部分を説明する図である。 定着システムの実施の形態に関するフロー図である。 定着システムの実施の別形態に関するフロー図である。

以下、実施の形態を説明する。
図２は、画像形成装置の１種である「カラープリンタ」を説明するための図である。

勿論、この発明の画像形成装置は、図１に示すカラープリンタに限らず、モノクロ複写機やカラー複写機、ファクシミリ装置やプロッタ装置等として実施することもできる。

さらには、これら装置の各機能を複合させたＭＦＰ（マルチ・ファンクション・プリンタ）等としても実施できることは言うまでもない。

図２（ａ）は、カラープリンタ１００の要部のみを説明図的に示している。カラープリンタ１００は、所謂「タンデム型のプリンタ」である。

符号１１で示す「中間転写体である転写ベルト」は無端ベルトであって、複数のローラ（図においては３本）に掛け回されて設けられ、これらローラのうちの１本である駆動ローラに駆動されて反時計回りに回転するようになっている。

転写ベルト１１の、図で下側の部分は「平面的」に張られ、この部分に作像ユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＢが配設されている。

符号中の「Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ」は、それぞれ「イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック」の各色を表す。

即ち、作像ユニットＵＹはイエロー画像を作像するユニット、作像ユニットＵＭはマゼンタ画像を作像するユニット、作像ユニットＵＣはシアン画像を作像するユニット、作像ユニットＵＢはブラック画像を作像するユニットである。

作像ユニットＵＹ〜ＵＢの下方には、「画像書き込み装置」である光走査装置１３が配備され、更にその下方にカセット１５が配置されている。

上記作像ユニットＵＹ〜ＵＢは、構造的には同一のものであるので、作像ユニットＵＹを例に取り、図１（ｂ）を参照して簡単に説明する。
図２（ｂ）に示す作像ユニットＵＹは、光導電性の感光体として感光体ドラム２０Ｙを有し、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、帯電器３０Ｙ、現像ユニット４０Ｙ、転写ローラ５０Ｙ、クリーニングユニット６０Ｙを配置した構造となっている。
帯電器３０Ｙは「接触式の帯電ローラ」である。

帯電器３０Ｙと現像ユニット４０Ｙとの間は「走査光ＬＹによる画像書き込み部」として設定されている。転写ローラ５０Ｙは、転写ベルト１１を介して感光体ドラム２０Ｙと反対側に配置され、転写ベルト１１の裏面に接触している。

作像ユニットＵＭ〜ＵＢも、作像ユニットＵＹと同様の構成であり、これらについて必要あるときは、感光体ドラム２０Ｍ〜２０Ｂ、帯電器３０Ｍ〜３０Ｂ、現像ユニット４０Ｍ〜４０Ｂ、転写ローラ５０Ｍ〜５０Ｂ、クリーニングユニット６０Ｍ〜６０Ｂとする。

このようなカラープリンタ１００による「カラー画像プリントのプロセス」は良く知られているが、以下に簡単に説明する。なお、図１（ｂ）における「破線で示す長方形」は、作像ユニットＵＹのユニットを「一まとめ」に示すものであり、ケーシング等の実体を示すものでは必ずしも無い。

カラー画像形成のプロセスが開始すると、感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂ、転写ベルト１１が回転を開始する。各感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂの回転は時計回り、転写ベルト１１の回転は反時計回りである。

感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂの感光面は、帯電器３０Ｙ〜３０Ｂによりそれぞれ均一帯電される。光走査装置１３は、それぞれの感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂに対して、走査光ＬＹ〜ＬＢによる光走査で画像書き込みを行なう。
なお、このような画像書き込みを行なう光走査装置１３は、従来から種々のものが良く知られており、光走査装置１３としては、これら周知のものが適宜用いられる。

感光体ドラム２０Ｙに対しては、イエロー画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光ＬＹとして光走査が行われ、イエロー画像が書き込まれ、イエロー画像に対応する静電潜像が形成される。

形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であり、現像ユニット４０Ｙによりイエロートナーを用いる反転現像により「イエロートナー画像」として可視化される。

可視化されたイエロートナー画像は、転写ローラ５０Ｙにより、転写ベルト１１の表面側に静電的に１次転写される。

感光体ドラム２０Ｍに対しては、マゼンタ画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光ＬＭとして光走査が行われ、マゼンタ画像が書き込まれ、マゼンタ画像に対応する静電潜像（ネガ潜像）が形成される。
形成された静電潜像は、現像ユニット４０Ｍによりマゼンタトナーを用いる反転現像により「マゼンタトナー画像」として可視化される。

感光体ドラム２０Ｃに対しては、シアン画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光ＬＣとして光走査が行われ、シアン画像が書き込まれ、シアン画像に対応する静電潜像（ネガ潜像）が形成される。
形成された静電潜像は、現像ユニット４０Ｃによりシアントナーを用いる反転現像により「シアントナー画像」として可視化される。

感光体ドラム２０Ｂに対しては、ブラック画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光ＬＢとして光走査が行われ、ブラック画像が書き込まれ、ブラック画像に対応する静電潜像（ネガ潜像）が形成される。
形成された静電潜像は、現像ユニット４０Ｂによりブラックトナーを用いる反転現像により「ブラックトナー画像」として可視化される。

マゼンタトナー画像は、転写ローラ５０Ｍにより転写ベルト１１側へ静電的に１次転写されるが、このとき、転写ベルト１１上に「先に転写されているイエロートナー画像」に重ね合わせられる。
同様に、シアントナー画像は、転写ローラ５０Ｃにより、転写ベルト１１上に「先に重ね合わせて転写されたイエロートナー画像、マゼンタトナー画像」に重ね合わせられて１次転写される。

ブラックトナー画像は、転写ローラ５０Ｂにより、転写ベルト１１上のイエロー、マゼンタ、シアンの各色トナー画像に重ね合わせて１次転写される。

このようにして、転写ベルト１１上で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー画像が重ね合わせられて「カラートナー画像」が形成される。

なお、各感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂは、トナー画像転写後にそれぞれ、クリーニングユニット６０Ｙ〜６０Ｂによりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等を除去される。

このようにして転写ベルト１１に形成されたカラートナー画像は、２次転写ローラ１７により転写ベルト１１上から「シート状記録媒体」である転写紙Ｓ上に静電的に「２次転写」され、定着装置１９により転写紙Ｓ上に定着されてプリンタ外に排出される。

転写紙Ｓは、カセット１５内に積載されて収容され、図示されない周知の給紙機構により給紙される。

給紙された転写紙Ｓは、図示されないタイミングローラにより先端部を保持された状態で待機し、転写ベルト１１上のカラートナー画像の移動にタイミングを合わせて２次転写部へ送り込まれる。

２次転写部は、転写ベルト１１と、これに接して連れ回りする２次転写ローラ１７との当接部であり、転写ベルト１１上のカラートナー画像が２次転写部に到達するのにタイミングを合わせて、転写紙Ｓがタイミングローラにより２次転写部に送り込まれる。

かくして、カラートナー画像と転写紙Ｓが重ね合わせられ、カラートナー画像は転写紙Ｓ上に静電転写される。

２次転写によりカラートナー画像を転写された転写紙Ｓは、続いて、定着装置１９を通過する際にカラートナー画像を定着され、その後、カラープリンタ１００の上部のトレイＴＲ上に排出される。

定着装置１９は、後述する定着システムの一部をなし、カラートナー画像に熱と圧力を作用させて、転写紙Ｓ上に定着する。

以上が、カラープリンタ１００による「カラー画像プリントのプロセス」の概略説明である。

即ち、図２のカラープリンタは「形成すべき画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより可視化してトナー画像を得、定着装置１９によりトナー画像に熱と圧力を作用させてシート状記録媒体Ｓ上に定着して画像を形成する画像形成装置」である。

次に、図１（ａ）のカラープリンタにおける定着装置１９を含む「定着システム」の１例を、図３を参照して説明する。

図３（ａ）において、符号１９０は定着ベルト、符号１９１、１９２はローラ、符号１９３は加圧ローラ、符号１９４は分離爪、符号１９５はテンションローラを示す。

また、符号ＨＴはヒータ、符号２００は反射型光学センサ、符号２０１Ａは後処理ローラ、符号Ｓはシート状記録媒体である転写紙を示す。

定着ベルト１９０は無端ベルトであって、２本のローラ１９１、１９２に巻き掛けて設けられ、テンションローラ１９５により所定の「張り」を与えられている。

テンションローラ１９５により定着ベルト１９０に与えられる「張り」の強弱は、図示されないテンション調整機構により調整されるようになっている。

ローラ１９１はヒータＨＴを内蔵され、ヒータＨＴにより定着ベルト１９０を加熱するようになっている。

ローラ１９２は駆動用であって、図示されない駆動手段により駆動されて反時計回りに回転し、定着ベルト１９０とローラ１９１が反時計回りに回転する。

加圧ローラ１９３は、ローラ１９２と平行に支持され、定着ベルト１９０を介してローラ１９２に圧接し、定着ベルト１９０の回転に連れ回りする。

分離爪１９４は爪の先端部を定着ベルト１９０の表面に軽く当接させている。

定着が行われるときには、ローラ１９２の回転駆動によりローラ１９１と定着ベルト１９０が反時計回りに回転し、ヒータＨＴが発熱して、定着ベルト１９０を加熱する。

定着ベルト１９０が十分に加熱され、定着可能な状態となると、定着されるトナー画像を担持した転写紙Ｓは、図３（ａ）において矢印方向へ搬送され、定着ベルト１９０と加圧ローラ１９３との圧接部に送り込まれる。

この圧接部は「定着部」であり、転写紙Ｓに担持されたトナー画像は、転写紙Ｓとともに定着部を通過する間に、熱と圧力を作用されて転写紙Ｓ上に定着される。

このとき、定着ベルト１９０が「転写紙Ｓ上のトナー画像」に接触する。

分離爪１９４は、転写紙Ｓが定着ベルト１９０に巻きついたような場合に、転写紙Ｓを定着ベルトから剥がして分離させる。

ローラ１９２は図示されない制御駆動手段により制御駆動され、ヒータＨＴのオン・オフは図示されない加熱制御手段により制御される。

図示されない「テンション調整機構や制御駆動手段や加熱制御手段」は、定着ベルト１９０、ローラ１９１、１９２、加圧ローラ１９３、分離爪１９４、ヒータＨＴと共に「定着装置の要部」を構成する。

定着ベルト１９０と、これを巻き掛けられたローラ１９１、１９２は「回転部材」の１例であり、加圧ローラ１９３も「回転部材」の１例である。

以下では簡単のため、定着ベルト１９０を「回転部材」とも称する。

即ち、図３（ａ）に示す定着装置は、トナー画像を担持するシート状記録媒体Ｓを１対の回転部材１９０、１９３により挟圧搬送しつつ、トナー画像に熱と圧力を作用させて定着を行う。

説明中の例では、定着ベルト１９０と、これを巻き掛けられたローラ１９１、１９２により「回転部材」が構成されているが、回転部材の構成はこのような構成に限らない。

例えば、従来から広く知られた「ヒータを内蔵したローラ」により回転部材を構成し、この回転部材と加圧ローラ１９３とを圧接させて定着部を構成する様にしてもよい。

説明中の例につき、さらに具体的に説明する。

定着ベルト１９０は、ニッケル、ポリイミドなどの無端ベルト状基材に「ＰＦＡやＰＴＦＥなどによる離型層」を有するもの、さらには、これら基材と離型層との間に「シリコーンゴムなどの弾性層」を設けた構成である。

従って、定着ベルト１９０の表面は「離型層をなすＰＦＡやＰＴＦＥなどの樹脂」であり、その表面状態が反射型光学センサ２００による検知の対象である。

ローラ１９１は「アルミや鉄による中空ローラ」で、ハロゲンヒータ等のヒータＨＴを内包し、ヒータＨＴの発熱により、ローラ１９１を介して定着ベルト１９０を加熱する。

ローラ１９２は、金属の芯金をシリコーンゴムで囲繞し、弾性を付与したものであり、表層はＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層により構成されている。

加圧ローラ１９３は、アルミや鉄等の芯金の上にシリコーンゴムなどの多孔性の弾性層を設けたものであり、ローラ１９２と対向する位置で、定着ベルト１９０に圧接する。
この圧接により、ローラ１９２が変形して「ニップ部」を形成する。このニップ部が上述の「定着部」となる。

テンションローラ１９５は、金属の芯金にシリコーンゴム層を設けたものである。

剥離爪１９４はその尖端部が、定着ベルト１９０の表面に軽く当接するようにして、ローラ１９２の軸方向（紙面に垂直な方向）に複数個配設されている。

さて、上記の如き「定着装置」とともに、反射型光学センサ２００や後処理ローラ２０１Ａ等が「定着システム」に含まれる。

後処理ローラ２０１Ａは、金属の芯金に「所定の粗さを有する表層」を形成されたものである。

後処理ローラ２０１Ａの「表層」は、例えば「数１０μｍオーダの凹凸形状」を有しており、その表面粗さは定着ベルト１９０の表面粗さより大きい。

従って、後処理ローラ２０１Ａを定着ベルト１９０の表面に接触させて回転させると、表面状態変更ローラ６７による摺擦により、定着ローラ６７の表面は粗らされて表面部分が削られ「新たな面」が露呈する。

定着ベルト１９０の表面状態を継時的に劣化させるものとしては、前述の如く「トナーのフィルム状の固着」や［筋状の傷］である。

後処理ローラ２０１Ａの「粗面状の表層」の摺擦により「フィルム状に固着したトナー」や「筋状の傷の部分」を削り取って「新たな面」を露呈させることができる。

後処理ローラ２０１Ａは、定着ベルト１９０に対して接離可能となっている。

反射型光学センサ２００について説明すると、反射型光学センサは従来から種々のものが提案されて知られている。

この発明の定着システムにおいては、反射型光学センサは「定着装置における回転部材の表面状態」を検知可能なものであれば、公知の適宜のものを用いることができる。

反射型光学センサ２００の１例の要部を図３（ｂ）に示す。
反射型光学センサ２００の要部は、１個の発光素子２１０と２個の受光素子２１１、２１２を有する。

発光素子２１０は、定着ベルト１９０の表面に「表面の法線方向から傾けた状態」で照射光を照射する。

受光素子２１１は、照射光のうち「定着ベルト１９０の表面で正反射された成分」を受光できるように態位を定められて配置され、受光素子２１２は「定着ベルト１９０の表面で乱反射された成分」を受光できるように態位を定められて配置されている。

図示されていないが、反射型光学センサ２００は、発光素子２１０の点滅を制御し、受光素子２１１、２１２の出力信号を情報処理する制御処理手段を有している。

正常な状態における定着ベルト１９０の表面状態は「鏡面」に近く、発光素子２１０により照射された照射光は殆ど正反射され、乱反射成分は小さい。

従って、受光素子２１１の受光量は大きく、受光素子２１２の受光量は小さい。

定着ベルト１９０の表面にトナーがフィルム状に固着すると、損表面は殆ど鏡面状態となり、受光素子２１１の受光量が増加する。

これにより「トナーのフィルム状の固着」の有無を検知できる。

一方、定着ベルト１９０の表面に「筋状の傷」があると、この部分では上記照射光が著しく乱反射され、受光素子２１２の受光量が増加する。

これにより「筋状の傷」の有無を検知できる。

なお、定着ベルト１９０の表面の移動方向は、図３（ｂ）においては図面に直交する方向である。

反射型光学センサの別の公知例としては、特許文献１に記載された「定着部材（回転部材）の表面における搬送方向と交わる方向に、複数の光スポットを照射し、各光スポットにおける反射光を受光して検知し、複数の検知結果に基づいて定着部材表面の表面状態を検出する」ものを挙げることができる。

ここで、定着ベルト１９０上の「筋状の傷」を説明する。
図３（ｃ）は、定着装置１９による定着を、説明図的に示す図である。

図３に示す定着ベルト１９０の表面は、回転により矢印Ａの方向へ変位する。

符号ＳＡ４、ＳＡ３は「定着されるトナー画像を有する転写紙」を示している。
この説明例では、転写紙ＳＡ４は「Ａ４サイズ」であり、これを長手方向と幅方向に搬送できるようになっている。

符号Ａ４Ｔは、転写紙ＳＡ４を「長手方向に搬送するときの紙幅」を示し、符号Ａ４Ｌは、転写紙ＳＡ４を「幅方向（短手方向）に搬送するときの紙幅」を示している。
この場合は同一サイズの転写紙が「搬送方向に幅が異なる状態」で搬送される。

紙幅Ａ４Ｌは、定着ベルト６１の幅（図の上下方向の長さ）に略等しく、従って、転写紙ＳＡ４を幅方向（短手方向）に搬送するときには、長手方向の端部に生じる筋状の傷は、実際上殆ど問題とならない。

一方、紙幅Ａ４Ｔは、定着ベルト１９０の幅よりも短く、筋状の傷ＢＲ１、ＢＲ２は、紙幅Ａ４Ｌの内側に発生する。

このような筋状の傷ＢＲ１、ＢＲ２が存在する状態で、転写紙ＳＡ４を「幅方向」に搬送しつつ定着を行うと、筋状の傷により定着ベルト表面の平滑性が損なわれているので、この部分で定着不全が生じ、定着された画像のとしての品質が落ちる。

このように、適正な定着が行われるためには、定着ベルト（回転部材）の表面状態が適宜に検知される必要があり、反射型光学センサによる検知が必要になる。

図３（ｃ）では、反射型光学センサ２００により、筋状の傷ＢＲ１の近傍の表面状態が検知されている。

筋状の傷ＢＲ２は、筋状の傷ＢＲ１と略同様に発生するので、これらの傷ＢＲ１、ＢＲ２のうちの一方（図の例では傷ＢＲ１）のみの近傍の表面状態を検知するのみでも十分である。

勿論、筋状の傷ＢＲ１、ＢＲ２の双方の近傍の表面状態を検知するようにしてもよい。

反射型光学センサ２００は、図３（ｃ）に示す位置（筋状の傷ＢＲ１近傍の表面状態を検知できる位置）に常設することも考えられる。

しかし、このように反射型光学センサ２００の位置を固定すると、定着ベルト（回転部材）１９０に付着した転写残りのトナーや転写紙の紙粉が付着して、検知精度を低下させる恐れがある。

また、定着ベルト１９０は、定着動作が行われる際には、相当の高温度（１５０度以上）となっており、反射型光学センサ２００が高熱の影響を受ける恐れもある。

反射型光学センサには「正常な動作が可能な温度の上限（以下「動作上限温度」と言う。）」があり、定着装置の回転部材の温度が高熱となった際に動作上限温度を超えると、回転部材の表面状態を適正に検知できなくなる。

なお「動作上限温度」は、反射光学センサ２００が「メーカ品」である場合には、メーカにより保障された使用可能温度範囲の上限である。

この発明では「反射型光学センサを移動させる移動手段」を設け、反射型光学センサを、回転による回転部材表面の移動方向に交わる方向における第１の位置と第２の位置とに移動させ」る。

第１の位置は「反射型光学センサが検知動作を行う位置」であり、第２の位置は「反射光学センサが検知動作を行わない位置」とする。

反射光学センサが検知動作を行う位置は、図３（ｃ）の例でいえば、反射光学センサ２００の位置（筋状の傷ＢＲ１近傍の表面状態を検知できる位置）である。

以下、実施の形態例を説明する。
以下の実施の形態では、主として上述した「反射型光学センサへの高熱の影響」の問題を解消する例を説明する。

図１は、定着システムの実施の１形態の特徴部を説明するための図である。

「定着装置」としては、図３に即して説明したものを例にとる。従って、混同の虞が無いと思われるものについては、図３におけると符号を共通化する。

図１において「回転部材」としての定着ベルト１９０は、回転によりＡ方向に移動する。

符号ＨＤで示す範囲は、定着が行われる際に、前述したヒータＨＴにより加熱される領域（以下「加熱領域」と言う。）である。

また、符号ＤＩ、ＤＩＩは、加熱領域ＨＤの両外側にあり、加熱されない領域（以下「非加熱領域」と言う。）である。この非加熱領域ＤＩ、ＤＩＩにあって、加熱領域ＨＤから離れる程「ヒータＨＴによる加熱の影響」は少ない。

そこで、非加熱領域ＤＩ、ＤＩＩの何れか、もしくは双方で「ヒータＨＴによる加熱の影響」の少ない位置に「第２の領域」を設定する。

そして、回転部材である定着ベルト１９０の加熱領域ＨＤが高温度であるときは、反射型光学センサ２００を「第２の位置」に位置させる。

図１（ａ）は、反射型光学センサ２００を「第２の位置」に位置させた状態である。

このように、第２の位置に位置させることにより、反射型光学センサ２００の温度が「動作上限温度を超えない」ようにする。

このような「第２の位置」は、反射型光学センサを実際に用いる実験により具体的に特定することが可能である。

反射型光学センサ２００は保持部２０１に保持されており、保持部２０１は送りねじ２０３に螺装されている。

送りねじ２０３は支持部材２０５、２０７に支持されるとともに、駆動装置２０９により正逆回転駆動されるようになっている。

この正逆回転により、反射型光学センサ２００を、図の左右方向へ往復動させることができる。

保持部２０１、送りねじ２０３、支持部材２０５、２０７および駆動装置２０９は「反射型光学センサ２００を移動させる移動手段」をなす。

移動手段の長さ（支持部材２０５、２０７の間の長さ）を適宜に延長して、第２の位置を加熱領域ＨＤに対して調整することにより、上記の如き第２の位置の設定は常に可能である。

図１（ｂ）は、反射型光学センサ２００を「第１の位置（検知動作を行う位置）」に配置した状態を示している。

この例では、反射型光学センサ２００を位置させる第１の位置は「筋状の傷ＢＲ１近傍の表面状態」を検知できる位置である。

即ち、第２の位置は「反射型光学センサの待機位置ないし退避位置」であり、検知動作を行わないときには、反射型光学センサ２００を、第２の位置に位置させておく。

そして、加熱領域ＨＤにおける第１の位置の状態が「反射型光学センサ２００の温度を動作上限温度以上に昇温させない状態」であるときに、反射型光学センサ２００を第１の位置に移動させて、表面状態を検知させる。

表面状態の検知の結果、筋状の傷ＢＲ１が検知された場合には、前述の後処理ローラの動作により、転写ベルト１９０の表面に対し「後処理」を行うことができる。

図４は、定着システムの実施の別形態の特徴部を説明するための図である。

「定着装置」としては、図３に即して説明したものを例にとり、混同の虞が無いと思われるものについては、図１および図３におけると符号を共通化する。

図４に示す実施の形態の特徴部分は、検知動作を行わないときに反射型光学センサ２００を位置させておく「第２の位置」が、反射型光学センサ２００を格納可能な遮熱機構２０２の内部である点にある。

遮熱機構２０２は、遮熱性の高い材料により「適宜の形状の箱状」に形成されて、画像形成装置における定位置に配備されている。

転写ベルト１９０の表面状態の検知を行わないときには、図４（ａ）に示すように反射型光学センサ２００を、第２の位置である遮熱機構２０２の内部に格納して、加熱領域ＨＤからの熱の影響が作用しないようにする。

そして、表面状態の検知が可能なときには、図４（ｂ）に示すように、反射型光学センサ２００を第１の位置である「筋状の傷ＢＲ１の有無を検知できる」位置に位置させて表面状態の検知を行わせる。

この実施の形態の場合、反射型光学センサ２００が遮熱機構２０２により熱の影響に対して保護される。

従って、図１の実施の形態よりも第２の位置を、加熱領域ＨＤに近い位置に設定することもでき、場合によっては、加熱領域ＨＤに重なる領域に設定することも可能である。

従って、移動手段の長手方向を図１の実施の形態に比して「より短く」設定することができ、定着システムのサイズ（図４における左右方向のサイズ）を小型化できる。

図５は、定着システムの実施の他の形態の特徴部を説明するための図である。

「定着装置」としては、図３に即して説明したものを例にとり、混同の虞が無いと思われるものについては、図１および図３におけると符号を共通化する。

図５に示す実施の形態の特徴の一端は、検知動作を行わないときに反射型光学センサ２００を位置させておく「第２の位置」が、加熱領域ＨＤ内に設定されている点にある。

即ち、シート状記録媒体である転写紙の表面側に接触する回転部材である転写ベルト１９０の表面と送りねじ２０３との間に、板状の遮熱部剤２０４が配設されている。

そして、反射型光学センサ２００が「転写ベルト１９０の表面状態の検知を行わない第２の位置」を、図５（ａ）に示すように設定する。

即ち、第２の位置は、遮熱部剤２０４を介して転写ベルト１９０と逆の側である。

遮熱部剤２０４は、図５（ａ）の図面に直交する方向に幅を有する板状であり、遮熱性の良い適宜の材料により形成されている。

遮熱部剤２０４の図の左右方向の長さは、長手方向端部が、傷ＢＲ１近傍の表面状態の検知を妨げない大きさとする。

第１の位置は、図５（ｂ）に示すように筋状の傷ＢＲ１の有無を検出する位置である。

この実施の形態では、第２の位置を加熱領域ＨＤ内に設定できるので、移動手段の長手方向を図１の実施の形態に比して「より短く」設定することができる。

従って、定着システムのサイズ（図４における左右方向のサイズ）を小型化できる。

図６ないし図８に、上に説明した実施の形態の変形例を示す。

図６は、図１に示す実施の形態の変形例であり、混同の虞がないと思われるものについては、図１と符号を共通化する。

図６の実施の形態は、図１に示した実施の形態に対して温度検知手段ＴＨを付加した点に特徴を有する。

温度検知手段ＴＨは、サーミスタ等の公知の適宜の温度検知素子であり、回転部材である転写ベルト１９０の表面に「近接もしくは接触」して設けられ、転写ベルト１９０の表面もしくはそのごく近傍の温度を検出する。

温度検知手段ＴＨが設けられる位置は、加熱領域ＨＤの内側である。
反射型光学センサ２００は、温度検知手段ＴＨが検出する温度が「所定温度以上」であるときは、図６（ａ）に示すように、転写ベルト１９０の非加熱領域ＤＩ内に設定されている第２の位置に設置される。

そして、温度検知手段ＴＨが上記所定温度よりも低くなったときに、移動手段により反射型光学センサ２００を、図６（ｂ）に示す第１の位置に移動させて、転写ベルト１９０の表面状態を検知させる。

図７は、図４に示す実施の形態の変形例であり、混同の虞がないと思われるものについては、図４と符号を共通化する。

図７の実施の形態は、図４に示した実施の形態に対して温度検知手段ＴＨを付加した点に特徴を有する。

温度検知手段ＴＨは、サーミスタ等の公知の適宜の温度検知素子であり、回転部材である転写ベルト１９０の表面に「近接もしくは接触」して設けられ、転写ベルト１９０の表面もしくはそのごく近傍の温度を検出する。

温度検知手段ＴＨが設けられる位置は、加熱領域ＨＤの内側である。
反射型光学センサ２００は、温度検知手段ＴＨが検出する温度が「所定温度以上」であるときは、図７（ａ）に示すように、遮熱機構２０２の内部として設定された第１の位置に設置される。

そして、温度検知手段ＴＨが上記所定温度よりも低くなったときに、移動手段により反射型光学センサ２００を、遮熱機構２０２内から図７（ｂ）に示す第１の位置に移動させて、転写ベルト１９０の表面状態を検知させる。

図８は、図５に示す実施の形態の変形例であり、混同の虞がないと思われるものについては、図５と符号を共通化する。

図８の実施の形態は、図５に示した実施の形態に対して温度検知手段ＴＨを付加した点に特徴を有する。

温度検知手段ＴＨは、サーミスタ等の公知の適宜の温度検知素子であり、回転部材である転写ベルト１９０の表面に「近接もしくは接触」して設けられ、転写ベルト１９０の表面もしくはそのごく近傍の温度を検出する。

温度検知手段ＴＨが設けられる位置は、図８（ａ）に示すように、加熱領域ＨＤ内である。

反射型光学センサ２００は、温度検知手段ＴＨが検出する温度が「所定温度以上」であるときは、図８（ａ）に示すように、遮熱部剤２０４を介して転写ベルト１９０と逆の側に設定された第２の位置に配設される。

そして、温度検知手段ＴＨが上記所定温度よりも低くなったときに、移動手段により反射型光学センサ２００を、図８（ｂ）に示す第１の位置に移動させて、転写ベルト１９０の表面状態を検知させる。

図６ないし図８の実施の形態において温度検知手段により検知すべき「所定温度」は、反射型子いう学センサ２００の動作上限温度もしくはそれより低い温度である。

図７の実施の形態は、図６の実施の形態に比して、移動手段の長手方向を「より短く」設定でき、定着システムのサイズ（図７における左右方向のサイズ）を小型化できる。

図８の実施の形態は、第２の位置を加熱領域ＨＤ内に設定できるので、移動手段の長手方向を図６の実施の形態に比して「より短く」設定することができる。

また、図６、図７、図８に示した実施の形態は、温度検知手段ＴＨにより定着ベルト１９０の加熱領域ＨＤ内の温度を検出する。

そして、検出された温度に応じて、反射型光学センサ２００の変位を行うので、表面状態検知のタイミングを適正に設定でき、表面状態の効率の良い検知が可能である。

若干付言すると、図４、図７に示す遮熱機構２０２の材質は、炭化珪素材料のような遮熱性の高い部材であることが望ましい。

しかし、これに限らず、遮熱機構２０２内の温度が、反射型光学センサの動作上限温度より低くなるのであれば、他の材質でも良いことは勿論である。

図５、図８に示す実施の形態における遮熱部剤２０４の材質は、炭化珪素材料のような遮熱性の高い部材であることが望ましい。

しかし、加熱領域ＨＤが加熱されている状態においても、第２の位置における温度が反射型光学センサを部材上に移動することで、反射型光学センサの動作上限温度より低くなるのであれば、他の材料を用いてもよい。

図６ないし図８に示す実施の形態における温度検知手段ＴＨは、反射型光学センサ２００の移動のタイミングを特定する用途に限らず、定着装置における定着ベルト１９０の加熱のタイミングや、加熱の調整に用いることができることは言うまでもない。

図９に、定着システムの実施の形態に関するフロー図を示す。

図９のフロー図は、図１、図４、図５に示した実施の形態に対して共通である。

「スタート」の状態において、反射型光学センサ２００は、検知動作を行わない「第２の位置」に位置している。

ステップＳＴ１において「所定のタイミング」であるか否かが判断される。

この場合の「所定のタイミング」は、反射型光学センサ２００が熱の影響を受けて「動作上限温度より高温」に昇温することなく定着ベルトの表面状態を検知できる状態が実現されるタイミングである。

この所定のタイミングとしては、例えば「ヒータＨＴによる定着ベルトの加熱が終了した時点から一定の時間が経過した時点」であることができる。

この場合の一定の時間は、定着ベルトの加熱が終了して定着ベルトが自然冷却し、定着ベルトの最高温度が「反射型光学センサの動作上限温度よりも低くなるのに要する時間」である。この時間は実験的に特定できる。

所定のタイミングであると判断されるとステップＳＴ２の「センサ移動」が行われる。

「センサ移動」は、移動手段により反射型光学センサ２００を第２の位置から「検出動作を行う第１の位置」に移動させる工程である。

センサ移動後、ステップＳＴ３において「表面状態検知」が行われる。説明中の例では「筋状の傷ＢＲ１の有無」が検知される。

そして、ステップＳＴ４の「傷の検出」で筋状の傷が検出されたか否かが判断される。

筋状の傷が検出された場合は、ステップＳＴ５の「表面状態の変更」が実施される。

前述の実施の形態では、この表面状態の変更は「後処理ローラ２０１Ａ」により行われる。

傷が検出されない場合には、ステップＳＴ６の「センサ退避」が実施され、反射型光学センサは「出動作を行わない第２の位置」に退避させられる。

このようにして、定着ベルトの表面状態の検知・後処理が終了する。

図１０には、定着システムの実施の形態に関するフロー図を示す。

図１０のフロー図は、図６、図７、図８に示した実施の形態に対して共通である。

「スタート」の状態において、反射型光学センサ２００は、検知動作を行わない「第２の位置」に位置している。

この動作フローでは、ステップＳＴ１１において「所定のタイミング」であるか否かが判断される。

この場合の「所定のタイミング」は、温度検知手段による温度検知を開始すべきタイミングである。この「温度検知を開始すべきタイミング」は、反射型光学センサによる定着ベルト表面の表面状態検知に拘るタイミングである。

画像形成装置による画像形成プロセスの進行中は、定着動作が行われるために、定着ベルトは加熱される。

従って、図１０のフローのステップＳＴ１１の「所定のタイミング」は「画像形成プロセスが実行されていない状態に対応するタイミング」である。

このようなタイミングの具体的な例を２例挙げる。

１つのタイミング例は「画像形成装置の電源をＯＮとした時点」である。

画像形成装置の電源がＯＮになると、画像形成プロセスの実施画可能となるまでの「立ち上げ時間」があり、立ち上げ時間内では定着ベルトの温度も高温となっていない。

従って、この状態で温度検知手段による「温度監視」開始を開始する（ステップＳＴ１２）。
この場合、立ち上げ時間内において定着ベルトは加熱されてその温度が次第に上昇するので、この温度上昇を温度検知手段により監視する。

そして、検知された温度が「反射型光学センサの動作上限温度以下」であるかを判断する（ステップＳＴ１３）。

動作上限温度以下であると判断された場合には、ステップＳＴ１４の「センサ移動」を実行し、反射型光学センサを第２の位置から第１の位置へ移動させる。

そして、ステップＳＴ１５の「表面状態検知」を行い、傷の有無を検出する。

そして、傷の存在が検知された場合は、ステップＳＴ１５の「表面状態の変更」を行った後、ステップＳＴ１６の「センサ退避」を実行して反射型光学センサを第２の位置へ移動させる。

ステップＳＴ１６で「傷が検出されなかった場合」も、ステップＳＴ１６の「センサ退避」を実行して反射型光学センサを第２の位置へ移動させる。

「画像形成プロセスが実行されていない状態に対応するタイミング」の今一つの例は、「画像形成プロセスの終了時点」である。

画像形成プロセスが終了すると、定着ベルトの加熱は終了し、定着ベルトの温度は次第に低下する。

そこで、画像形成プロセスが終了したことがステップＳＴ１１で判断されたら、温度検知手段により定着ベルトの温度低下を監視する。

そして、ステップＳＴ１３で「反射型光学センサの動作上限温度以下」であるかが判断され、動作上限温度以下であると判断された場合には、ステップＳＴ１４の「センサ移動」を実行し、反射型光学センサを第２の位置から第１の位置へ移動させる。

以下、ステップＳＴ１５以降のステップは、上記の場合と同様である。

図１０のフロー図のよるに「画像形成プロセスが実行されていない状態」で定着ベルトの温度の監視を行うようにすると、常時温度監視するよりも、処理負荷を抑えることができる。

以上のように、この発明によれば、以下の如き定着システムと画像形成装置を実現できる。

［１］
静電潜像の可視像としてシート状記録媒体上に担持されたトナー画像を、前記シート状記録媒体に定着する定着システムであって、トナー画像を担持するシート状記録媒体Ｓを１対の回転部材１９０、１９３により挟圧搬送しつつ、前記トナー画像に熱と圧力を作用させて定着を行う定着装置１９と、前記回転部材の表面状態を検知する反射型光学センサ２００と、前記反射型光学センサを移動させる移動手段２０１、２０３、２０５、２０７、２０９と、を有し、該移動手段は、前記反射型光学センサ２００を、回転による回転部材表面の移動方向Ａに交わる方向における第１の位置と第２の位置とに移動させるものであり、前記第１の位置は、反射型光学センサが検知動作を行う位置であり、前記第２の位置は、反射光学センサ２００が検知動作を行わない位置である定着システム。

［２］
［１］に記載の定着システムにおいて、反射型光学センサ２００は、１対の回転部材のうち、シート状記録媒体の表面側に接触する回転部材１９０の表面の表面状態を検知する定着システム。

［３］
［１］または［２］に記載の定着システムにおいて、第２の位置は、定着装置により定着を行った際に、反射型光学センサ２００の温度が所定の温度より低温となる位置であることを特徴とする定着システム。

［４］
［１］ないし［３］の何れか１に記載の定着システムにおいて、第２の位置は、反射型光学センサ２００を格納可能な遮熱機構２０２内であることを特徴とする定着システム。

［５］
［１］ないし［３］の何れか１に記載の定着システムにおいて、反射型光学センサ２００により表面状態を検知される回転部材１９０からの熱を遮熱する遮熱部材２０４を有し、第２の位置は、前記遮熱部剤２０４を介して前記回転部材１９０と逆の側である定着システム。

［６］
［１］ないし［５］の何れか１に記載の定着システムにおいて、反射型光学センサ２００により表面状態を検知される回転部材１９０の温度を検知する温度検知手段ＴＨを有し、
移動手段は、前記温度検知手段ＴＨにより検知される前記回転部材１９０の温度が所定の温度よりも低温であるときに前記反射型光学センサ２００を第１の位置に移動させる定着システム。

［７］
［１］ないし［６］の何れか１に記載の定着システムにおいて、回転部材１９０の表面状態を変更する表面状態変更手段２０１Ａを有し、該表面状態変更手段２０１Ａは、反射型光学センサ２００の検知結果に基づき、前記回転部材１９０の表面状態を変更する定着システム。

［８］
形成すべき画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより可視化してトナー画像を得、定着装置により前記トナー画像に熱と圧力を作用させてシート状記録媒体上に定着して画像を形成する画像形成装置１００であって、［１］ないし［７］の何れか１に記載の定着システムを有する画像形成装置。

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、上に説明した実施の各形態では、反射型光学センサ２００を、定着ベルト１９０の表面の移動方向であるＡ方向に直交する方向に移動させているが、これに限らず、Ａ方向に交わる方向に変位させるようにしてもよい。

この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。

１９０ 定着ベルト（回転部材）
１９３ 加圧ローラ（回転部材）
ＨＴ ヒータ
Ｓ 転写紙（シート状記録媒体）
２００ 反射型光学センサ
２０１ 保持部
２０２ 遮熱機構
２０３ 送りねじ
２０５、２０７ 支持部材
２０９ 駆動手段
２１０ 発光素子
２１１、２１２ 受光素子
ＢＲ１ 筋状の傷

特開２０１３-２４２３９８号公報

Claims (8)

1. 静電潜像の可視像としてシート状記録媒体上に担持されたトナー画像を、前記シート状記録媒体に定着する定着システムであって、
   トナー画像を担持するシート状記録媒体を１対の回転部材により挟圧搬送しつつ、前記トナー画像に熱と圧力を作用させて定着を行う定着装置と、
   前記回転部材の表面状態を検知する反射型光学センサと、
   前記反射型光学センサを移動させる移動手段と、を有し、
   該移動手段は、前記反射型光学センサを、回転による回転部材表面の移動方向に交わる方向における第１の位置と第２の位置とに移動させるものであり、
   前記第１の位置は、反射型光学センサが検知動作を行う位置であり、
   前記第２の位置は、反射光学センサが検知動作を行わない位置である定着システム。
2. 請求項１に記載の定着システムにおいて、
   反射型光学センサは、１対の回転部材のうち、シート状記録媒体の表面側に接触する回転部材の表面の表面状態を検知する定着システム。
3. 請求項１または２に記載の定着システムにおいて、
   第２の位置は、定着装置により定着を行った際に、反射型光学センサの温度が所定の温度より低温となる位置であることを特徴とする定着システム。
4. 請求項１ないし３の何れか１項に記載の定着システムにおいて、
   第２の位置は、反射型光学センサを格納可能な遮熱機構内であることを特徴とする定着システム。
5. 請求項１ないし３の何れか１項に記載の定着システムにおいて、
   反射型光学センサにより表面状態を検知される回転部材からの熱を遮熱する遮熱部材を有し、
   第２の位置は、前記遮熱部剤を介して前記回転部材と逆の側である定着システム。
6. 請求項１ないし５の何れか１項に記載の定着システムにおいて、
   反射型光学センサにより表面状態を検知される回転部材の温度を検知する温度検知手段を有し、
   移動手段は、前記温度検知手段により検知される前記回転部材の温度が所定の温度よりも低温であるときに前記反射型光学センサを第１の位置に移動させる定着システム。
7. 請求項１ないし６の何れか１項に記載の定着システムにおいて、
   回転部材の表面状態を変更する表面状態変更手段を有し、
   該表面状態変更手段は、反射型光学センサの検知結果に基づき、前記回転部材の表面状態を変更する定着システム。
8. 形成すべき画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより可視化してトナー画像を得、定着装置により前記トナー画像に熱と圧力を作用させてシート状記録媒体上に定着して画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項１ないし７の何れか１項に記載の定着システムを有する画像形成装置。

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