JP2016048346A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要なときにリリース機構を動作させることにより、定着ローラと加圧ローラの変形が起こりにくい定着装置を得る。【解決手段】現像剤像１１を有する用紙１０１へ熱を供給し、用紙に現像剤像を定着させる定着ローラ４１と、定着ローラ４１の方向に加圧し、定着ローラとともに用紙を挟持搬送する加圧ローラ４２と、定着ローラ４１のシャフト５１と、加圧ローラ４２のシャフト５２間の距離が一定値を下回ることを測定する測定手段２２と、測定手段の測定結果に応じてシャフト間の距離を離間させるリリース機構８０を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に使用する定着装置に関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置に使用する定着装置においては、定着ローラと加圧ローラの変形を防止する目的で、定着ローラと加圧ローラを離間させるリリース機構を有していた。これらの従来のリリース機構は、画像形成終了後、即ち印刷ジョブ完了後にリリースする形態であるとか、画像形成装置が省エネモードに移行するときにリリースする形態のものであった。

特開２０１２−６８２８５号公報（特許文献１）には、リリース機構を有する定着装置が記載されている。特許文献１によると、定着ローラと加圧ローラを離間させるリリース機構は、用紙が定着装置を通過したことを検出するとリリース機構を動作させ、又は定着装置が所定の温度に到達したことを検出するとリリース機構を動作させることが記載されている。

特開２０１２−６８２８５号公報

しかしながら、従来の技術によれば、リリース機構によって定着ローラと加圧ローラを離間させるのに、用紙が定着装置を通過した後とか、定着装置が所定の温度に達したときとか、画像形成装置が省エネモードに移行したとき等を基準にしていた。そのため、両ローラの変形が起こりにくい状態では、定着ローラと加圧ローラを離間しなくても両ローラの変形は生じないにもかかわらず、リリース機構を動作させることがあった。このような状態でリリース機構を動作させることは、その後印刷指示を受けてから印刷する場合に、定着可能温度に達するまでのウォームアップに時間が掛かるという問題があった。

一方、両ローラの変形が起こりやすい状態では、定着ローラと加圧ローラを離間しなければならないにも関わらず、リリース機構を動作させずにいつまでの離間させないことがあるため、両ローラを変形させてしまうおそれがあるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、定着ローラと加圧ローラが圧接する定着装置において、無駄にリリース機構を動作させることをなくすことにより、印刷指示を受けてから定着可能温度に達するまでのウォームアップ時間を無駄にしない定着装置を得るとともに、必要なときにリリース機構を動作させることにより、定着ローラと加圧ローラの変形が起こりにくい定着装置を得ることを可能とするものである。

上記課題を解決するために本発明に関する定着装置は、現像剤像を有する記録媒体へ熱を供給し、前記記録媒体に前記現像剤像を定着させる定着手段と、前記定着手段の方向に加圧し、前記定着手段とともに前記記録媒体を挟持搬送する加圧手段を含んで構成される定着装置において、前記定着手段を支持する第１の支持手段と、前記第１の支持手段に平行に設けられ前記加圧手段を支持する第２の支持手段と、前記第１の支持手段と前記第２の支持手段との距離が一定値を下回ることを測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に応じて前記第１の支持手段と前記第２の支持手段との距離を離間させる離間手段を有することを特徴とするものである。

上記構成を有する本発明によれば、前記第１の支持手段と前記第２の支持手段との距離を測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に応じて前記加圧手段を前記定着手段への方向に対して離間するか否かを切り替える加圧制御手段を設けたので、無駄にリリース機構を動作させることをなくすことにより、印刷指示を受けてから定着可能温度に達するまでのウォームアップ時間を無駄にしない定着装置を得るとともに、必要なときにリリース機構を動作させることにより、定着ローラと加圧ローラの変形が起こりにくい定着装置を得ることが可能になる。

第１の実施の形態に関する測定手段の説明図である。 第１の実施の形態に関する画像形成装置の構成図である。 第１の実施の形態に関する画像形成装置のブロック図である。 第１の実施の形態に関する定着ユニットの概略構成図である。 第１の実施の形態に関する定着ユニットのリリース機構を示す説明図である。 第１の実施の形態に関する定着ユニットのリリース機構の動作を示す説明図である。 第１の実施の形態に関する定着器の動作を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に関するスライスレベル判定の動作に関するブロック図である。 第２の実施の形態に関する測定手段の説明図である。 第３の実施の形態に関する測定手段の説明図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。図２は第１の実施の形態に関する画像形成装置の構成図である。以下の説明では画像形成装置１００の現像ユニット１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ内部については、各ユニット同様であるので画像色を示す記号「ＫＣＭＹ」を省略する。感光ドラム１０９は帯電ローラ１０５によりその表面が一様に帯電され、ＬＥＤヘッド１０３の発光によって静電潜像が形成される。供給ローラ１０６は現像ローラ１０７にトナーを供給し、現像ブレード１０８は現像ローラ１０７の表面に一様にトナー層を形成することによって、感光体ドラム１０９上にトナー像が現像される。感光体ドラムクリーニングブレード１１０は転写後の残りトナーをクリーニングする。

トナー格納ボックス１０４は現像ユニット１０２に着脱可能に取り付けられる。ブラック転写ローラ１１１Ｋ、シアン転写ローラ１１１Ｃ、マゼンタ転写ローラ１１１Ｍ、イエロー転写ローラ１１１Ｙは中間転写ベルト８０２の裏面から転写位置にバイアスが印加可能に配置され、中間転写ベルト駆動ローラ８０３によって駆動される中間転写ベルト８０２により間接的に駆動される。

中間転写ベルト８０２の従動ローラ８０４、８０５、８０６、８０７は、中間転写ベルト８０２を張架する。中間転写ベルト従動ローラ８０５には中間転写ベルト８０２を引張方向にばね負荷１４４が取り付けられており、経時や環境変化により中間転写ベルト８０２が伸縮するときに常に適正な張力のテンションがかかるようになっている。中間転写ベルトクリーニングブレード８０８は中間転写ベルト８０２に当接する。中間転写ベルトクリーニングブレード８０８で掻き落とされたトナーは、中間転写ベルト廃トナーボックス８０９に蓄積される。

用紙カセット１１７は画像形成装置１００に着脱可能に取り付けられ、用紙１０１が積載される。ピックアップローラ１１８は転写媒体である用紙１０１を用紙カセット１１７から繰り出し、給紙ローラ対１１９に受け渡す。給紙ローラ対１１９は用紙ガイド１２０に沿って用紙１０１を搬送する。レジストローラ対１２２は停止状態で用紙１０１を突き当て、スキュー補正後に所定タイミングで駆動する。その所定のタイミングは、レジストセンサ１２１での検出タイミングを基準とする。その後、用紙１０１は用紙ガイド１２３、１３５に沿って搬送される。搬送ローラ対１２５、１４３は用紙１０１を２次転写ローラ８１１とそのバックアップローラ８０７が形成するニップ位置まで搬送する。２次転写ローラ８１１には２次転写ローラクリーニングブレード８１４が当接されており、このブレードで掻き落とされたトナーはその下部に備えられた廃トナーＢＯＸ８１５へ蓄積される。搬送センサ１２４は用紙１０１を検出する。

定着ユニット２０は定着手段である定着ローラ４１及び圧力を加えるための加圧ローラ４２より構成されており、記録媒体としての用紙１０１上のトナー像１１（図４参照）を熱と圧力によって用紙１０１に定着する。即ち、定着手段である定着ローラ４１は現像剤像としてのトナー像１１を有する用紙１０１へ熱を供給し、用紙１０１に現像剤としてのトナーを定着させる。定着ローラ４１の内部には定着器ヒータとしてのハロゲンランプ４３が実装されている。一般にハロゲンランプ４３は複数の種類が存在する。本実施の形態においては、定着ローラ４１へ供給されるＡＣ電源の種類に合わせて必要なワッテージを確保するために１００Ｖ仕様、１２０Ｖ仕様、２３０Ｖ仕様の３種類の定着ユニットがある。定着ユニット２０には、このＡＣ電源の種類を判別するためのメモリ２４が実装されている。

更に、加圧ローラ４２は、ばね２１により定着ローラ４１方向へ付勢されることで定着ローラ４１に押し付ける。即ち、加圧ローラ４２は、定着ローラ４１の方向に加圧し、定着ローラ４１とともに用紙１０１挟持して搬送する。ここで、定着ローラ４１が加圧ローラ４２に押し付けられることにより、両ローラ４１及び４２に変形が生じる。可動可能な加圧ローラ４２を支持するシャフトがローラの変形量に応じて移動することとなる。

本実施の形態においては、図１で後述するように定着ローラ４１を支持する第１の支持手段としてのシャフト５１と加圧ローラ４２を支持する第２の支持手段としてのシャフト５２との間には、加圧ローラ４２のシャフト５２の移動量を測定する距離測定センサ２２を有する。これにより、距離測定センサ２２は、定着ローラ４１のシャフト５１と加圧ローラ４２のシャフト５２との距離を測定する。これによって、定着ローラ４１と加圧ローラ４２は、定着ローラ４１の温度や環境温度により変形しやすい条件で停止放置されることがなくなる。

定着ユニット２０を抜けた用紙１０１は用紙ガイド１２９に沿って搬送され、搬送ローラ対１３０、用紙ガイド１３１及び排紙ローラ対１３３を経て排紙トレイ１３４にフェースダウンで排紙される。スイッチバックセンサ１３２は、用紙１０１の表裏両面に画像を形成する場合に、スイッチバック動作のために用紙１０１の先端を検出する。そして、スイッチバックされた用紙１０１は両面印刷ルートへ導かれる。両面印刷ルートは搬送ローラ対１３６、１３７、１３９及び１４１、用紙ガイド１４５、１３８及び１４２並びに再給紙センサ１４０で構成される。

図３は第１の実施の形態に関する画像形成装置のブロック図である。図２と同じ構成要素には同じ番号を付す。また、画像形成装置１００の複数のカラー画像色に共通の構成である部分は、４段重ねブロックで示してある。まず、ホストインタフェース部２０１は上位ＰＣより受信したデータをコマンド／画像処理部２０２に送信する。ＬＥＤヘッドインタフェース部２０３はコマンド／画像処理部２０２にて生成された印刷画像データとプリンタエンジン制御部９０１によって生成されたヘッド駆動パルス等によりＬＥＤヘッド１０３を制御し、ＬＥＤヘッド１０３を発光させる。

プリンタエンジン制御部９０１は高圧制御部９０３に帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアス等の制御値を送り、高圧制御部９０３は高圧電源ユニット９０６内の帯電バイアス生成部２１７、現像／供給バイアス生成部２１８、１次転写バイアス生成部９０７、２次転写バイアス生成部９０８に制御信号を送る。帯電バイアス生成部２１７、現像／供給バイアス生成部２１８はそれぞれ帯電ローラ１０５、供給ローラ１０６及び現像ローラ１０７にバイアス電圧を印加する。１次転写バイアス生成部９０７は１次転写ローラ１１１にバイアス電圧を印加する。２次転写バイアス生成部９０８は２次転写ローラ８１１にバイアス電圧を印加する。

レジストセンサ１２１は前記スキュー補正処理のタイミング生成の基準となる信号を検出する。搬送センサ１２４は前記２次転写バイアスの発生タイミング及びＬＥＤヘッド１０３の点灯タイミングを調整するために用いられる。スイッチバックセンサ１３２は前記両面画像形成時のスイッチバック動作の基準となる信号を検出する。再給紙センサ１４０は前記両面画像形成時の再給紙動作の基準となる信号を検出する。

モータ制御部９０２はプリンタエンジン制御部９０１で制御されるタイミング及びスピードで、給紙モータ２０８、搬送モータ２０９、排紙モータ２１０、Ｄｕｐｌｅｘモータ２１１、中間転写ベルト駆動モータ９０４、定着器駆動モータ２１３、感光体ドラムＫ駆動モータ２１４、感光体ドラムＣＭＹ駆動モータ２１５を駆動する。なお、定着器駆動モータ２１３は、定着ユニット２０の定着ローラ４１を駆動する。更に、モータ制御部９０２は、本実施の形態に関する定着ローラ４１及び加圧ローラ４２間を離間するリリース機構８０に関わるリリース駆動モータ２１２を駆動する。

図３において高圧制御部９０３の一部と高圧電源ユニット９０６の一部を破線で囲った部分は高圧電源装置９１０である。色ずれ兼濃度補正センサ８１６はプリンタエンジン制御部９０１により制御される。エンジン補正値記憶部２０７は、ＬＥＤヘッド１０３の点灯タイミング補正値、印刷画像の濃度を増減させるための現像／供給バイアス供給部２１８に対する補正値及び色ずれ補正値の保管場所となる。定着器ヒータとしてのハロゲンランプ４３は、プリンタエンジン制御部９０１がサーミスタ２２０の検出値に応じて低圧電源２２２のトライアックを制御し、ＡＣ電源供給をＯＮ／ＯＦＦすることで温度制御される。前述のように定着ユニット２０のメモリ２４は、その種類が判別できる情報を保管している。

操作表示部２３０は画像形成装置の状態を表示する。プリンタエンジン制御部９０１のメモリ９２０は画像形成装置１００を動作させるために必要な制御パラメータが格納されている不揮発性のメモリであり、必要に応じて記憶内容を更新し、読み出して使用する。このメモリ９２０の中には印刷に使用される媒体の種類による厚さ情報及び印刷速度情報も記憶されている。

図４は第１の実施の形態に関する定着ユニットの概略構成図である。定着ユニット２０は、トナー像が現像された用紙１０１に熱を供給するとともに用紙１０１にトナー１１を定着させる定着手段としての定着ローラ４１と、定着ローラ４１を加熱する定着器ヒータとしてのハロゲンランプ４３と、定着ローラ４１の方向に加圧し、定着ローラ４１とともに用紙１０１を挟持搬送する加圧手段としての加圧ローラ４２とを有する。

トナー像１１が転写された用紙１０１は、定着ユニット２０において、図４に示す矢印Ａ方向に搬送される。そして、用紙１０１は、定着ローラ４１と加圧ローラ４２によって加圧されて形成されたニップ部を挟持搬送される。用紙１０１はニップ部において定着ローラ４１の熱と加圧ローラ４２の付勢力による圧力が加えられ、トナーが溶融することによって、トナー像１１が用紙１０１の上面に定着する。

定着ヒータ４３は、定着ローラ４１の内部に非接触に設置されている。定着ヒータ４３は、例えばハロゲンヒータ等の熱源であり、内蔵される発熱体に電力を供給することで発熱し、その熱を定着ローラ４１の内面へ伝達する。

定着ローラ４１は、直径φ３０ｍｍの円筒形状で、鉄製の素管によって構成されている基体としての芯金と、この芯金を被覆するシリコンゴム製の厚さ１ｍｍの弾性層とを有している。一方、加圧ローラ４２は直径φ２０ｍｍの円筒形状で、鉄製の金属中実シャフトによって構成されている基体としての芯金と、この芯金を被覆する耐熱多孔質スポンジ製の厚さ１ｍｍの弾性層とを有している。

図５は第１の実施の形態に関する定着ユニットのリリース機構を示す説明図である。定着ユニット２０は、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の離間及び当接を制御する離間手段としてのリリース機構８０を有する。離間手段としてのリリース機構８０は、定着ギヤ８１と、定着ギヤ８１とギヤ群を介して連動するカムギヤ８５と、カムギヤ８５の中央に固定されているカムシャフト８６と、カムシャフト８６の両端に固定されている左右のローラリリースカム８２と、左右のローラリリースカム８２によって押圧される左右の加圧ローラレバー９８と、これらを覆うフレーム８９とを有している。カムシャフト８６は図３で示したリリース駆動モータ２１２によって回転駆動される。後述するように、ローラリリースカム８２は加圧ローラレバー９８の突起部９８−４を押圧する。

定着ローラ４１の下方には、加圧ローラ４２が配設されている。加圧ローラ４２の図中左側には、この加圧ローラ４２のシャフト５２が固定されている加圧ローラレバー９８が設けられている。加圧ローラ４２の図中右側には、この加圧ローラ４２のシャフト５２が固定されている同じく加圧ローラレバー９８が設けられている。

定着ローラ４１は定着器駆動モータ２１３により回転駆動されている。加圧ローラ４２の両端は、左右の加圧ローラレバー９８によって軸受５２−１を介して回転自在に支持されている。加圧ローラ４２は、定着ローラ４１と接触し、定着ローラ４１の駆動とともに回転する。左右の加圧ローラレバー９８は、それぞれ図６で後述する回転軸９１を中心に回転自在に支持されている。

定着ローラ４１のシャフト５１は軸受５１−１を介してフレーム８９に回転自在に支持されている。加圧ローラレバー９８はフレーム８９の内側に配置され、加圧ローラ４２を回転自在に支持している。更に、後述する回転軸９１を中心に回転したとき、定着ローラ４１と干渉しないための孔９８−３が設けられている。

図６は第１の実施の形態に関する定着ユニットのリリース機構の動作を示す説明図である。図６（ａ）において、加圧ローラレバー９８は、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２のシャフト５１及び５２に垂直な面に沿って板状に設けられる。加圧ローラレバー９８は、回転軸９１を中心に揺動可能であり、先端に突起部９８−４を有する。左右の加圧ローラレバー９８は、それぞれ加圧ローラ４２のシャフト５２の両端を回転自在に支持している。加圧ローラレバー９８の突起部９８−４は、スプリング９０によって矢印Ｃ方向に押圧されている。加圧ローラレバー９８は、スプリング９０の押圧力によって、回転軸９１を中心に加圧ローラ４２を上方向、即ち定着ローラ４１方向へ押圧している。カムシャフト８６には、ローラリリースカム８２が固定されている。図６（ａ）において、ローラリリースカム８２は、加圧ローラレバー９８の突起部９８−４と接触しない角度にあることを示す。

図６（ｂ）において、矢印Ｄ方向に回転したローラリリースカム８２はスプリング９０に反して加圧ローラレバー９８の突起部９８−４を矢印Ｅ方向に押すことになる。これにより、加圧ローラレバー９８が矢印Ｆ方向に回転すると、加圧ローラレバー９８に支持されている加圧ローラ４２を矢印Ｆ方向に移動させ、定着ローラ４１から加圧ローラ４２をリリースさせることとなる。

次に第１の実施の形態に関する画像形成装置１００の動作を説明する。図７は第１の実施の形態に関する定着器の動作を示すフローチャートである。
Ｓ１０１：まず、画像形成装置１００に電源が投入される。

Ｓ１０２：画像形成装置１００の電源が投入されると、プリンタエンジン制御部９０１は、各消耗品であるトナー格納ボックス１０４、現像ユニット１０２、中間転写ベルト８０２、定着ユニット２０、廃トナーボックス８０９の実装状態を確認する。これらの消耗品は印刷動作に不可欠はユニットであり、どれか１つでも装着が確認できなかったときは、未実装が確認された消耗品の情報を操作表示部２３０に表示することでユーザに装着を促す。また、この実装状態確認時に消耗品の有無のみを確認するだけでなく、実装されていても正しい消耗品かどうかまでチェックし、同様に適正なものでない場合には、その旨を操作表示部２３０を通じてユーザに通知し、当該消耗品の交換を促す。

定着ユニット２０には、その種類情報が格納されているメモリ２４が搭載されており、電源投入時の実装状態確認時にプリンタエンジン制御部９０１との間で通信が行われ、プリンタエンジン制御部９０１によって適正な定着ユニットかどうかが判断される。定着ユニット２０に実装されたメモリ２４には、定着ユニット２０内部の定着器ヒータとしてのハロゲンランプ４３の仕様によりそれぞれ異なる情報が書き込まれている。一般的に販売地域がワールドワイドに展開される画像形成装置１００では供給電源の種類は１００Ｖから２３０Ｖまで複数種類設定される。これらの電源環境においても印刷に必要な定着用の電力を得るためにハロゲンランプ４３の仕様も複数存在する。プリンタエンジン制御部９０１は、各国の電源事情にあった定着器が実装されているか確認し、適正である場合のみ印刷動作を許可する。

適正かどうかの判断方法は、まずプリンタエンジン制御部９０１が定着ユニット２０に実装されたメモリ２４の情報を読取る。プリンタエンジン制御部９０１はその一部に不揮発性のメモリ９２０を有しており、この中には画像形成装置１００の動作パラメータが格納されている。動作パラメータの中には装置が出荷される地域で使用されるＡＣ電源情報が含まれており、プリンタエンジン制御部９０１は定着ユニット２０に実装されたメモリ２４に格納されていた電源仕様情報と比較することで実装された定着ユニットが適正なものかどうか判断することができる。プリンタエンジン制御部９０１は、実装された定着ユニット２０が適正であると判断すると、続けて次の印刷動作制御フローへ移る。判断結果がＮＧの場合は、プリンタエンジン制御部９０１は、実装された定着ユニット２０が不適正であることを操作表示部２３０によりユーザに通知し、適正な定着ユニットに交換するよう促す。

本実施の形態においては、正しい定着ユニットが実装されていることが確認された場合には、プリンタエンジン制御部９０１が低圧電源２２２に対してハロゲンランプ４３用のＡＣ電源出力を制御するトライアックへ制御信号を出力し定着ユニット２０を温度制御する。実装された定着ユニット２０が不適正なものであった場合は、プリンタエンジン制御部９０１は同じく低圧電源２２２のトライアックに対してＯＦＦ信号を出力し、定着ユニットの温度制御をせずに、ユーザに対し操作表示部２３０を介して不適正な定着ユニット２０が実装されているステータスを通知する。

Ｓ１０３：プリンタエンジン制御部９０１は画像形成装置１００に実装された消耗品に異常のないことを確認すると、各部に対し印刷動作を開始するよう指示する。プリンタエンジン制御部９０１は、使用される媒体の種類や印刷モードにより、定着ユニット２０の定着器ヒータとしてのハロゲンランプ４３をサーミスタ２２０で温度監視しながら印刷動作を行う。プリンタエンジン制御部９０１は、印刷条件ごとに設定されている目標温度になるようにハロゲンランプ４３の温度を制御する。

Ｓ１０４：印刷が終了すると、プリンタエンジン制御部９０１は、定着ユニット２０に対し、次の印刷開始に備え印刷時の温度又はそれよりも低いが印刷温度に近い温度で待機制御するよう指示する。

Ｓ１０５：待機制御中に次の印刷指示を受けると、プリンタエンジン制御部９０１は、定着ユニット２０に対し、再び印刷温度で制御を開始するよう指示する。印刷温度に近い温度で待機していたため、短時間で目標の印刷温度に到達し、直ちに印刷が可能となる。一方、印刷が終了した後に印刷指示が来ない場合は、プリンタエンジン制御部９０１は、待機状態に入るよう各部に指示する。待機状態は、メモリ９２０の内部に格納されている待機状態維持時間だけ行われる。

Ｓ１０６：メモリ９２０の待機状態維持時間が経過すると、プリンタエンジン制御部９０１は、装置全体の消費電力を低下させるための省エネルギーモードに移行するよう各部に指示する。省エネルギーモードではプリンタエンジン制御部９０１は、暫くの間はユーザからの印刷指示がないものと判断し、各種センサ、モータドライバ、ＬＥＤヘッド、ＬＥＤヘッドドライバ、定着ユニット等のデバイスの電源にＯＦＦするよう指示する。画像形成装置１０１としては、消費電力を低下させユーザからの指示が受けられる最低限の回路駆動電力にする。プリンタエンジン制御部９０１は、ホストインタフェース部２０１及び操作表示部２３０に対し、省エネルギーモードでも駆動するよう指示し、ユーザからの印刷指示及び情報提供要求に応じて装置を動作させることを可能としている。

省エネルギーモードに入ると、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２が圧接されたまま定着ユニット２０が停止した状態となり、両ローラ４１及び４２の周方向の１か所に押圧がかかる状態を保持することになる。このままの状態が維持されると定着ローラ４１と加圧ローラ４２は変形を生じ、搬送不良やジャム及びローラの回転不良状態や定着不良等の原因となってしまう。

本実施の形態においては、これを防止するために後述する測定手段としての距離測定センサ２２及び判定部７２により、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の変形状況を監視するものである。定着ローラ４１及び加圧ローラ４２には金属製やゴム製の部材が使用されており、その組合せにより柔らかい方が変形を起こしてしまう。ローラ４１及び４２が変形すると定着ローラ４１のシャフト５１及び加圧ローラ４２のシャフト５２間の距離が短縮する。判定手段７２は、後述するように距離測定センサ２２の測定値が予め定めたスライスレベルを下回ることを判定する。判定の結果に応じて、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の距離を離間させる。

図１は第１の実施の形態に関する測定手段の説明図である。図１（ａ）は定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の通常の変形状態を示し、図１（ｂ）は定着ローラ４１及び加圧ローラ４２が通常より大きく変形している状態を示す。両図とも、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２をシャフト５１及びシャフト５２に沿った方向から見た図と、シャフト５１及びシャフト５２を横から見た図を合わせた図である。定着ローラ４１を支持する第１の支持手段としてのシャフト５１は軸受５１−１（図５参照）を介してフレーム８９に固定されている。加圧ローラ４２を支持する第２の支持手段としてのシャフト５２は、シャフト５１に平行に設けられ、ばね２１により定着ローラ４１のシャフト５１方向へ付勢され、加圧ローラ４２は定着ローラ４１に押し付けている。

本実施の形態に関する測定手段としての距離測定センサ２２は、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の両シャフト５１及び５２間の距離をアナログ的に測定する。測定手段としての距離測定センサ２２は、加圧ローラ４２のシャフト５２に図示しない軸受を介して取り付けられ、発光素子２２−１と受光素子２２−２を有する。シャフト５２の発光素子２２−１と受光素子２２−２は常にシャフト５１に向けて取り付けられ、発光素子２２−１は距離測定用ビームを発し、受光素子２２−２は反射光を受光する。距離測定センサ２２の発光素子２２−１から発光されたビームは、定着ローラ４１のシャフト５１又は図５に示すシャフト５１の軸受５１−１を介した固定部分であるフレーム８９で反射し、距離測定センサ２２の受光素子２２−２へ入射する。

図７に戻り、Ｓ１０７：省エネルギーモードの間、プリンタエンジン制御部９０１は測定手段としての距離測定センサ２２に対し、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の間の距離を測定するよう指示する。
Ｓ１０８：プリンタエンジン制御部９０１はローラ変形量としてのシャフト移動量が予め定めたスライスレベルを超えたかどうかを次に説明する判定部７２に対し判定するよう指示する。

図８は第１の実施の形態に関するスライスレベル判定の動作に関するブロック図である。メモリ９２０は予め定めたスライスレベルを記憶する。センサ受信部７１は、定着ユニット２０の距離測定センサ２２からのシャフト移動量を受信する。そして、判定部７２はセンサ受信部７１が受信したシャフト移動量が、メモリ９２０に記憶したスライスレベルを下回るかどうか判定する。即ち、判定部７２は、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の間の距離がスライスレベルを下回るかどうか判定する。なお、モータ制御部９０２は、判定部７２の判定の後、プリンタエンジン制御部９０１の指示により、リリース機構８０に関わるリリース駆動モータ２１２を駆動するよう制御する。

ステップ１０８において、ローラ変形量がスライスレベルを超えた場合は次へ移行し、超えていない場合はステップ１１１へ移行する。具体的には前述の通り、定着ローラ４１は、例えば直径φ３０ｍｍの円筒形状で、基体としての芯金を被覆するシリコンゴム製の厚さ１ｍｍの弾性層とを有している。そして、加圧ローラ４２は、例えば直径φ２０ｍｍの円筒形状で、基体としての芯金を被覆する耐熱多孔質スポンジ製の厚さ１ｍｍの弾性層とを有している。両ローラ４１、４２の弾性層の合計厚さが２ｍｍであるので、両ローラ４１、４２の変形によるシャフト５２の移動量は約０．２乃至０．４ｍｍであると思われる。そして、シャフト５２の移動量のスライスレベルは約０．４ｍｍであると予測できる。これらは弾性層の材質及び温度等によって異なる。

Ｓ１０９：シャフト移動量が予め定めたスライスレベルを超えた場合、プリンタエンジン制御部９０１は、各部に対し、低消費電力の省エネルギーモードを解除し必要回路への電力供給を再開するよう指示する。そして、プリンタエンジン制御部９０１は、モータ制御部９０２に対し、リリース駆動モータ２１２によってリリース機構８０のカムシャフト８６を回転駆動させ、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２間の離間を行うよう指示する。離間終了後は再び省エネルギーモードに戻る。

Ｓ１１０：プリンタエンジン制御部９０１は、電源断かどうか監視する。電源断であれば終了し、電源断でなければステップ１１２へ移行する。
Ｓ１１１：ステップ１０８において、ローラ変形量がスライスレベルを超えていない場合、プリンタエンジン制御部９０１は、印刷指示があるかどうか監視する。印刷指示があればステップ１０３へ移行し、印刷指示がなければステップ１０７へ移行する。

Ｓ１１２：ステップ１１０において、電源断でない場合、プリンタエンジン制御部９０１は、印刷指示があるかどうか監視する。印刷指示があればステップ１０３へ移行し、印刷指示がなければステップ１１０へ戻る。
なお、前記ステップ１０９において、シャフト移動量が予め定めたスライスレベルを超えた場合、プリンタエンジン制御部９０１が、各部に対し、省エネルギーモードを解除するよう指示した。しかしながら、必ずしもこれに限らない。即ち、各部ではなく、モータ制御部９０２及びリリース駆動モータ２１２のみに電力供給を再開するよう指示することとしてもよい。

以上、省エネルギーモードでは、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２が圧接されたまま定着ユニット２０が停止した状態となり、両ローラ４１及び４２の周方向の１か所に押圧がかかる状態を保持することになってしまう。第１の実施の形態によれば、両ローラの変形量を検出し、スライスレベルを超えたかどうか監視することとし、スライスレベルを超えた場合は、リリースモータを駆動して両ローラを離間するようにしたので、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の変形が起こりにくい定着装置を得ることが可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図９は第２の実施の形態に関する測定手段の説明図である。図９（ａ）は定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の通常の変形状態を示し、透過型光学センサ２３が加圧ローラ４２のシャフト５２を検出していないことを示す。図９（ｂ）は定着ローラ４１及び加圧ローラ４２が通常より大きく変形している状態を示し、透過型光学センサ２３が加圧ローラ４２のシャフト５２を検出していることを示す。両図とも、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２をシャフト５１及びシャフト５２に沿った方向から見た図と、シャフト５１及びシャフト５２を横から見た図を合わせた図である。定着ローラ４１を支持する第１の支持手段としてのシャフト５１は軸受５１−１（図５参照）を介してフレーム８９に固定されている。加圧ローラ４２を支持する第２の支持手段としてのシャフト５２は、ばね２１により定着ローラ４１のシャフト５１方向へ付勢され、加圧ローラ４２は定着ローラ４１に押し付けている。

本実施の形態に関する測定手段としての透過型光学センサ２３は、フレーム８９に固定されており、加圧ローラ４２のシャフト５２の移動を２値出力で検出する。即ち、測定手段としての透過型光学センサ２３は、定着ローラ４１のシャフト５１と加圧ローラ４２のシャフト５２との距離が一定値を下回ることを測定する。

測定手段としての透過型光学センサ２３は、図示しない発光素子と受光素子を有し、加圧ローラ４２のシャフト５２が透過型光学センサ２３の光軸を遮断することを検知する。あらかじめ決められた位置に透過型光学センサ２３の光軸が設けられ、シャフト５２が光軸を遮断した位置が、シャフト移動量のスライスレベルとする。即ち透過ンサ２３は、シャフト５２が一定の位置を通過することを検知し、シャフト５１とシャフト５２の距離が一定値を下回ることを出力する。

なお、ここで図９に示す第２の実施の形態では、透過型光学センサ２３をフレーム８９に固定し、シャフト５２が一定に位置を通過するのを検知することを説明した。しかしながら、これに限らず、透過型光学センサ２３をシャフト５２に図示しない軸受を介して固定し、シャフト５１が一定に位置を通過することを検知するようにしてもよい。

以上、第２の実施の形態により、プリンタエンジン制御部９０１はローラ変形量としてのシャフト移動量が予め定めたスライスレベルを超えたかどうか判断することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１０は第３の実施の形態に関する測定手段の説明図である。図１０（ａ）は定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の通常の変形状態を示し、図１０（ｂ）は定着ローラ４１及び加圧ローラ４２が通常より大きく変形している状態を示す。両図とも、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２をシャフト５１及びシャフト５２に沿った方向から見た図と、シャフト５１及びシャフト５２を横から見た図を合わせた図である。定着ローラ４１を支持する第１の支持手段としてのシャフト５１は軸受５１−１（図５参照）を介してフレーム８９に固定されている。加圧ローラ４２を支持する第２の支持手段としてのシャフト５２は、ばね２１により定着ローラ４１のシャフト５１方向へ付勢され、加圧ローラ４２は定着ローラ４１に押し付けている。

本実施の形態に関する測定手段としてのマイクロスイッチ２５は、フレーム８９に固定されており、加圧ローラ４２のシャフト５２が一定の位置より接近することを２値出力で検出する。即ち、測定手段としてのマイクロスイッチ２５は、定着ローラ４１のシャフト５１と加圧ローラ４２のシャフト５２との距離が一定値を下回ることを測定する。

測定手段としてのマイクロスイッチ２５は、シャフト５２が移動することを検知する。あらかじめ決められた位置にマイクロスイッチ２５を設け、シャフト５２がマイクロスイッチ２５をＯＮした位置が、シャフト移動量のスライスレベルとする。

なお、ここで図１０に示す第３の実施の形態では、マイクロスイッチ２５をフレーム８９に固定し、シャフト５２が一定に位置より接近するのを検知することを説明した。しかしながら、これに限らず、マイクロスイッチ２５をシャフト５２に図示しない軸受を介して固定し、シャフト５１が一定に位置より接近するのを検知するようにしてもよい。

第３の実施の形態によって、プリンタエンジン制御部９０１はローラ変形量としてのシャフト移動量が予め定めたスライスレベルを超えたかどうか判断することができる。

２０ 定着ユニット
２２ 距離測定センサ
２３ 透過型光学センサ
２５ マイクロスイッチ
４１ 定着ローラ
４２ 加圧ローラ
５１ シャフト（第１の支持手段）
５２ シャフト（第２の支持手段）
７２ 判定部
８０ リリース機構
１００ 画像形成装置
１０１ 用紙

Claims (7)

1. 現像剤像を有する記録媒体へ熱を供給し、前記記録媒体に前記現像剤像を定着させる定着手段と、前記定着手段の方向に加圧し、前記定着手段とともに前記記録媒体を挟持搬送する加圧手段を含んで構成される定着装置において、
   前記定着手段を支持する第１の支持手段と、
   前記第１の支持手段に平行に設けられ前記加圧手段を支持する第２の支持手段と、
   前記第１の支持手段と前記第２の支持手段との距離が一定値を下回ることを測定する測定手段と、
   前記測定手段の測定結果に応じて前記第１の支持手段と前記第２の支持手段との距離を離間させる離間手段を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記定着手段は円筒形状の定着ローラであり、前記加圧手段は円筒形状の加圧ローラであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記第１の支持手段は前記定着ローラのシャフトであり、前記第２の支持手段は前記加圧ローラのシャフトであることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記測定手段は、前記第１の支持手段及び前記第２の支持手段の距離を測定する距離測定センサと、前記距離測定センサの測定値が基準値を下回ることを判定する判定部からなることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一記載の定着装置。
5. 前記測定手段は、前記第１の支持手段又は前記第２の支持手段が一定の位置を通過することを検知することにより、前記第１の支持手段と前記第２の支持手段との距離が一定値を下回ることを出力する透過型光学センサであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一記載の定着装置。
6. 前記測定手段は、前記第１の支持手段又は前記第２の支持手段が一定の位置より接近することを検知することにより、前記第１の支持手段と前記第２の支持手段との距離が一定値を下回ることを出力するマイクロスイッチであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一記載の定着装置。
7. 請求項１乃至６記載の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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