JP2018146611A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材Ｐにトナー像Ｔを形成する画像形成部１０と、画像形成部によりトナー像が形成された記録材をその間のニップ部Ｎで挟持搬送して加熱する少なくとも一方が弾性層を有する一対の回転体１００、１０１を備えた定着部４０と、を有する画像形成装置において、一対の回転体が加圧状態から加圧解除状態に移行する際に異常を生じたとき、定着部を修理するまで画像形成装置を使用できないという問題と定着部材である一対の回転体の加圧解除ができないことによる弾性層に生じ得る圧縮塑性歪みの問題とを解消する。
【解決手段】制御部８００は、検知部１２２、１２３により前記異常状態が検知される場合には、画像形成部の画像形成動作の実行は許可する。報知手段７００に異常状態の発生を通達する。定着部の最終動作から所定時間の経過後に、最終動作における一対の回転体の回転停止時にニップ部に位置していた一対の回転体の部位を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の記録材上に画像形成可能な画像形成装置に関する。

例えば、転写タイプの電子写真方式を用いた画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像をトナー（現像剤）で現像し、そのトナー像（可視画像）を記録材（シート：以下、用紙又は紙と記す）に静電気力と圧力を用いて転写させる。そして、その転写トナー像を定着装置（画像加熱装置）により熱と圧力により定着させることによって、用紙材上に画像が記録形成されるようになっている。

定着装置として、内部にヒータを有する定着ローラに、加圧バネを張架した加圧レバーで加圧ローラを加圧、圧接して定着ニップ部を形成し、ニップ部でトナー像を担持している用紙を挟持搬送して定着を行うローラ定着方式が従来採用されている。

定着部材である定着ローラや加圧ローラにはゴム層が成形されており、両ローラがゴム層の弾性に抗して所定の圧接力で圧接される。これにより両ローラ間に用紙搬送方向においてトナー像の定着処理に必要な所定幅のニップ部を形成させている。

上記圧接力により形成されるニップ部において、ゴム組織は常に圧縮歪みを起こしている。そのため、画像形成装置のスタンバイ状態等で定着ローラが回転しない状態を長時間放置すると、ゴム組織の塑性限界を超えて結合が破壊されてしまい、歪みが元に戻らないいわゆる圧縮塑性歪み（塑性変形）を定着部材に起こしてしまうことがある。

定着部材のゴム層が圧縮塑性歪みを起こすと、ゴム層が凹凸をもった状態になり定着ローラから熱が均等に紙に伝わらないため画像不良が起きることがある。そのためゴム層の圧縮塑性歪みを抑止する目的で、加圧レバーを動作し加圧部材を退避させ加圧解除する加圧解除機構を有する加圧方式が用いられている。

しかし、加圧レバーを動作し加圧部材を退避させ加圧解除する機構は定着装置および定着装置周辺の部品が増え構成が複雑になるため、部品の破壊や動作不良を起こす可能性がある。部品の破壊や動作不良が起こった時にエラー表示し機械を止めることが一般的である。

特許文献１には、偏心カムを回転させて加圧レバーを加熱定着ローラに対する脱圧位置に移動させる構成の定着装置が記載されている。そして、偏心カムがカム駆動源であるステッピングモータからの回転駆動力を受けても回転しないことを検知する異常検知センサから異常検知信号を受けたとき、異常発生と判断する。ＣＰＵは、異常検知信号を複数回連続して受けた場合に装置の機械系を強制停止させている。

特開２００５−２０８２１１号公報

ところで、特許文献１に記載されているように加圧解除して脱圧位置に移動させる際に異常検知信号を受けたときに異常発生と判断し、画像形成装置を停止させると、サービスマンが定着装置を修理するまで装置を使用できないという問題が起こる。

本発明は、上記の定着装置を修理するまで画像形成装置を使用できないという問題と定着部材の加圧解除ができないことによるゴム層に生じ得る圧縮塑性歪みの問題とを解消することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録材にトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によりトナー像が形成された記録材をその間のニップ部で挟持搬送して加熱する、少なくとも一方に弾性層を有する一対の回転体を備えた定着部と、前記一対の回転体を加圧状態にする加圧機構と、前記一対の回転体を加圧解除状態にする加圧解除機構と、前記加圧解除機構を駆動する駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記駆動部に異常が生じていることを検知する検知部と、を有し、前記制御部は、前記検知部が前記駆動部の異常を検知した場合、その後の画像形成動作の実行を許容する際には、前記定着部の最終動作から所定時間が経過したとき、前記最終動作における前記一対の回転体の回転停止時に前記ニップ部に位置していた前記一対の回転体の部位が前記ニップ部から外れた位置に移動するように前記一対の回転体を回転させて停止させることを特徴とする。

本発明によれば、異常が検知された定着部を修理するまで画像形成装置を使用できないという問題と定着部材である一対の回転体の加圧解除ができないことによる弾性層に生じ得る圧縮塑性歪みの問題とを解消することができる。

実施例の画像形成装置における加圧解除機構の動作異常時の対応制御モードのフロー図である。 対応制御モードにおいて定着ベルトと加圧ローラを所定時間回転させる状態を示した図である。 実施例における画像形成装置の構成模式図である。 制御部のブロックである。 ジャム処理の説明図である。 定着装置の外観斜視模式図である。 定着装置の長手一端側（駆動側）の要部の斜視模式図である。 同じく長手他端側（非駆動側）の要部の斜視模式図である。 定着装置の要部の拡大横断面模式図である。 定着ベルトユニットの分解斜視模式図である。 定着装置の加圧状態時と加圧解除状態時の模式図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態（実施例）を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

《実施例》
［画像形成装置］
図３は本実施例における画像形成装置Ａの構成模式図である。この画像形成装置Ａは転写タイプの電子写真方式を用いた、タンデム型のデジタルカラー複写機（以下、単にコピー機という）を示すものであり、記録材（シート：以下、用紙又は紙と記す）Ｐの搬送方向に沿った概略構成断面図である。用紙Ｐはトナー像が形成され得るものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。

当該コピー機Ａは、トナー像を用紙Ｐに形成するエンジン部（装置本体）６００と、その上方に配置され原稿の画像を読取る画像読取部６０１を有する。また、エンジン部６００と画像読取部６０１の略中間でコピー機Ａの前面に配置されコピー機を操作する操作部７００と、エンジン部６００の背面側に配置され、エンジン部６００や画像読取部６０１の動作制御をする制御部８００（図４）を有している。図３はコピー機Ａを前面側から見ている図であり、エンジン部６００は内部構成を描いている。

画像読取部６０１は、原稿を読取る手段として、原稿を単枚読取する原稿台６１０と原稿を多枚読取する原稿自動送装置（原稿の読取り部に原稿を自動搬送する装置：ＡＤＦ）６１１から構成されている。操作部７００はコピー機Ａを動作させるために操作する各種の操作ボタン７０１や、装置の状態などの各種の情報表示と操作が可能な情報表示部（タッチパネル：通達部）７０２を有する。

エンジン部６００は、トナー像を形成するための画像形成部１０を備えている。画像形成部１０は、Ｙ（イエロ）色トナー像を形成する作像ユニットＵＹ、Ｍ（マゼンタ）色トナー像を形成する作像ユニットＵＭ、Ｃ（シアン）色トナー像を形成する作像ユニットＵＣ、Ｂｋ（ブラック）色トナー像を形成する作像ユニットＵＢｋを有する。また、レーザスキャナユニット６、中間転写ベルトユニット７を有する。各作像ユニットＵは何れも電子写真プロセス機構であり、それぞれ、回転駆動される感光体ドラム１、帯電器２、現像器３、一次転写帯電器４、ドラムクリーナ５を有する。

この構成の画像形成部１０の電子写真プロセスや作像動作は公知であるからその説明は割愛する。各作像ユニットＵの回転するドラム１から中間転写ベルトユニット７の回動するベルト８に対して各色のトナー像が所定に重畳されて一次転写される。これによりベルト８上にＹ＋Ｍ＋Ｃ＋Ｂｋの４色重畳のカラートナー像が形成される。

一方、カセット給紙部の給紙ローラ１１が所定の制御タイミングで駆動されることで、給紙カセット９に積載されて収容されている用紙Ｐが１枚ずつ送り出されて、給紙後搬送路１２を通り、レジストローラ対１３に送り込まれる。レジストローラ対１３は用紙Ｐを一旦受け止めて、用紙Ｐが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対１３は、ベルト８上のトナー像と同期を取って、用紙Ｐをベルト８と二次転写ローラ１４との圧接ニップ部である二次転写部１５に送り込む。ベルト８上のカラートナー像は二次転写ローラ１４によって用紙Ｐに対して４色一括して二次転写される。

二次転写部１５を通った用紙Ｐは定着前搬送路１６を通り定着装置（定着部）４０に対して下向きの入口から導入される。用紙Ｐは定着装置４０に搬送されて加熱および加圧されることでトナー像が用紙Ｐに定着される。

用紙Ｐの片面だけにトナー像を形成（印刷）する片面画像形成モードの場合には、定着装置４０の上向きの出口から上に搬送された用紙Ｐが切り換えフラッパ１７により排紙ローラ１８の側に案内されて片面画像形成物として排紙トレイ１９に排出される。

用紙Ｐの両面にトナー像を形成する両面画像形成モードの場合には、定着装置４０を出た片面画像形成済みの用紙Ｐが排紙ローラ１８によりトレイ１９に搬送され後端部が定着装置４０を出て反転ポイント２０に達したとき、排紙ローラ１８が逆回転される。これによって用紙がスイッチバック搬送されて両面搬送路２１に導入される。

そして、用紙Ｐは両面搬送路２１を通って搬送ローラ２２によりレジストローラ対１３の手前側において給紙後搬送路１２に対して表裏反転状態で再導入される。以後は、用紙Ｐは片面画像形成モードの場合と同様の過程を経て他方面側にもトナー像が形成された両面画像形成物として排紙トレイ１９に排出される。

尚、フラッパ１７、排紙ローラ１８のスイッチバック動作で構成される部分は、反転手段の一例である。本実施例においては排紙ローラ１８で反転しているが、印刷（画像形成）の生産性を高める為に反転部を設けたり、排紙部を複数設けたり等をして排紙ローラ１８以外の場所で反転を行っても良い。

エンジン部６００の外郭部には、給紙カセット９以外の給紙部として手差給紙部（手差トレイ）２３が設けられている。この手差給紙部２３は、給紙カセット９にセットされた用紙Ｐ以外の種類の用紙Ｐに画像形成したい場合等に、簡易に用紙Ｐをセットできる等、ユーザ操作性を考慮した目的で設けられている。

手差給紙部２３からの給紙（用紙の給送）による画像形成は、給紙ローラ２４が所定の制御タイミングで駆動されることで、手差給紙部２３にセットされた用紙Ｐが１枚ずつ送り出される。その用紙Ｐが搬送路２５を通り搬送ローラ２２によりレジストローラ対１３の手前側において給紙後搬送路１２に導入される。以後は給紙カセット９からの給紙の場合と同様に画像形成が実行される。手差給紙部２３には用紙Ｐの有無状態を検知する手差給紙センサ２３０が設けられており、手差給紙部２３における用紙Ｐの有無を検知可能となっている。

搬送路を搬送中の用紙Ｐの状態を検出する手段として搬送路に用紙検知センサを設けている。図１のコピー機Ａにおいては、レジストローラ対１３の下流（用紙搬送方向に関して：以下同じ）の用紙検知をレジストセンサ２００が行う。また、定着装置４０の下流の用紙検知を内排紙センサ２０１が行う。また、排紙ローラ１８の下流の用紙検知を排紙センサ２０２が行う。

制御部８００のエンジンコントローラ８０２はそれらのセンサ２００・２０１・２０２の検知信号に応じて選択的に次工程へ移行する。例えば、用紙Ｐが搬送路を搬送中にいずれかのセンサのオン時間がシークエンス上の規定時間より長い場合や、いずれかのセンサへの到達がシークエンス上の規定時間より遅れた場合に、ＣＰＵ８１０は、どこかで用紙が詰まった（ジャム発生）と判断する。そして、ＣＰＵ８１０は用紙詰まりの状態が進行しないように検知信号に基づいて各ローラの駆動部（不図示）を停止させる。

装置内部に用紙Ｐが詰まり、各センサがジャムを検知した後に装置内部から詰まった用紙Ｐを除去する目的で、エンジン部（装置本体）６００には、扉２６がに設けられている。扉２６はヒンジ２７を回動中心として、図５のように、エンジン部６００の右側へ回動可能（開き回動可能）である。定着前搬送路１６や二次転写ローラ１４やレジストローラ対１３の一方のローラ（図示右側）は扉２６側に具備されている。従って、扉２６が開かれることで、給紙後搬送路１２から排紙ローラ１８までの間で定着装置４０以外の搬送路が開放される。これによって搬送路にジャムした用紙の除去を容易に行うことができる。

なお、手差給紙部２３は、不使用時は、扉２６の外面に対して図３の２点鎖線示のように畳み込んで格納した状態にすることができる。使用時には図３の実線示のように扉２６の外面から右側に所定の傾斜角度姿勢に開き倒した状態にすることができる。

［定着装置］
図６は定着装置４０の外観斜視模式図、図７は定着装置の長手一端側（駆動側）の要部の斜視模式図、図８は同じく長手他端側（非駆動側）の要部の斜視模式図、図９は定着装置の要部の拡大横断面模式図である。

この定着装置４０はベルト加熱方式の画像加熱装置であり、大別して、定着ベルト（第１の回転体）１００を備えた定着ベルトユニット１１０、弾性加圧ローラ（第２の回転体）１０１、これらを収容した定着フレーム（装置筐体）１１５、により構成される。一対の回転体としての定着ベルト１００と加圧ローラ１０１とによりニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成される。ニップ部Ｎは未定着トナー像Ｔを担持している用紙Ｐを挟持搬送してトナー像を熱と圧力で定着する部分である
図１０は定着ベルトユニット１１０の分解斜視模式図であり、加圧ローラ１０１も描いてある。当該ユニット１１０は、円筒状の定着ベルト１００、ヒータホルダ（加圧部材）１０３、ヒータ（加熱部材）１０２、加圧ステー（ベルトフレーム）１０４、フランジ部材（ベルトガイド）１０５Ａ・１０５Ｂなどによる組立体である。

（１）定着ベルト
ベルト１００は可撓性・耐熱性を有する薄肉のエンドレスベルト状の伝熱部材である。ベルト１００は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、肉厚を総厚１５０μｍ以下としたポリイミドフィルム、ＰＥＥＫフィルム等の耐熱樹脂からなる。熱伝導率が高くなるように導電材を付与した樹脂層に重ねて熱伝導率の高いゴム材料の弾性層を形成し、表面にフッ素樹脂の離型層を形成して内径φ２５ｍｍの無端状に形成されている。

本実施例では、基層は厚み３０μｍのポリイミドを用い、弾性層は厚み７０μｍで熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋのシリコーンゴム、離型層は厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。ＰＦＡ層は、離型性の高いシート又はコート層であることが好ましく、例えばフッ素樹脂層を用いることができる。また、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドアミド等に代表される耐熱性の高いシート状部材を基層とし、その上に導電層、さらにその上に表面離型層を積層したものでもよい。

（２）ヒータホルダ
ヒータホルダ１０３は、ヒータ１０２を固定支持させたニップ形成部材である。ヒータホルダ１０３は横断面略半円弧状樋型で、ベルト１００の長手方向（幅方向）に沿って長い耐熱性樹脂等の断熱性部材である。省エネルギーの観点から加圧ステー１０４への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が用いられる。

（３）ヒータ
ヒータ１０２は通電により急峻に昇温する低熱容量の横長の板状発熱体であり、本実施例ではセラミックヒータである。このヒータ１０２は、細長薄板状の熱伝導が良好なＡｌＮ基板上にＡｇ・Ｐｄペーストを厚膜印刷し焼成することで発熱体を形成する。そして、発熱体の上に摺動絶縁部材として５０〜６０μｍ程度の厚さのガラスコーティング層が一体となって設けられたセラミックヒータを構成する。本実施例においては、厚み６００μｍのＡｌＮ基板上に発熱抵抗層を形成させている。ヒータ１０２はヒータホルダ１０２の外面にホルダ長手に沿って形成されている溝部には嵌め込まれて保持されている。

一方、ＡｌＮ基板を挟んで発熱体が設けられている側と反対側の基板上には、チップ状のサーミスタＴＨ１が設けられている。サーミスタＴＨ１は、発熱体が存在する領域の反対側に、予め厚膜印刷で形成された電極パターン上に接着固定され、ＡｌＮ基板の温度をモニターする。更に、発熱体の端部近傍の位置にもサーミスタＴＨ２が設けられている。サーミスタＴＨ１・ＴＨ２は、接着剤の耐熱温度を超えるような温度も検知するために不図示のバネ等の加圧手段により基板に所定の圧力で固定されている。

（４）加圧ステー
加圧ステー１０４は、ベルト１００の幅方向に沿って長く、加圧ローラ１０１からの反力を受ける剛性部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましい。本実施例においては横断面コの字形もしくはＵの字形のＳＵＳ３０４の型材を用いている。加圧ステー１０４は、ヒータホルダ１０４の内側に配設されてヒータホルダ１０４を支持する。

（５）フランジ部材
ベルト１００は、上記のヒータホルダ１０３、ヒータ１０２、加圧ステー１０４の組立体に対してルーズに外嵌（外挿）されている。加圧ステー１０４の両端部１０４ａはそれぞれベルト１００の両端部の開口部から外方に突出している。その加圧ステー１０４の両端部１０４ａに対してそれぞれフランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂが嵌着されている。ベルト１００はその嵌着されたフランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂの対向するフランジ部１０５ａ・１０５ａ間に位置している。フランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂはユニット１１０におけるベルト１００の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材である。

フランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂは、ＰＰＳ、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂のモールド形成品であり、それぞれ、フランジ部（鍔座部）１０５ａと、棚部１０５ｂと、被押圧部１０５ｃと、を有する。

フランジ部１０５ａはベルト１００の端部コバ面を受け止めてベルト１００のスラスト方向への移動を規制する部分であり、ベルト１００の外形形状より大きい外形形状をしている。棚部１０５ｂはフランジ部１０５ａの内面側に円弧状に設けられており、ベルト端部の内面を保持してベルト１００の円筒形状を保形する。被押圧部１０５ｃはフランジ部１０５ａの外面側に設けられており、後述する加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂによる加圧力を受ける。

（６）加圧ローラ
加圧ローラ１０１は、鉄、アルミ等の金属製の円柱状芯金１０１ａを芯材とし、該芯金の外周側にスポンジやシリコーンゴムなど柔軟なゴム材料の弾性層１０１ｂと、表層には離型層１０１ｃとしてのＰＦＡ層を備えている。

本実施例では、鉄、アルミ等の芯金１０１ａの表面をブラスト等の表面粗し処理を行った後、洗浄を行い、次いで芯金１０１ａを筒型に挿入し、液状のシリコーンゴムを型内に注入し加熱硬化させて弾性層１０１ｂを形成している。この時、弾性層１０１ｂの表面に離型層１０１ｃとしてＰＦＡチューブ等の樹脂チューブ層を形成するために、型内に予め内面にプライマーを塗布したチューブを挿入しておく。これにより、弾性層１０１ｂとしてのゴムの加熱硬化と同時にチューブ１０１ｃとゴム層１０１ｂの接着を行う。このようにして成型された加圧ローラ１０１は脱型処理した後、２次加硫を行う。

本実施例では、加圧ローラ１０１の芯金１０１ａの径はφ１５ｍｍ、弾性層１０１ｂの肉厚は５ｍｍでアスカー硬度６４°のシリコーンゴム、離型層１０１ｃのＰＦＡチューブ厚みは５０μｍとし、外径約φ２５ｍｍの加圧ローラ１０１とした。

加圧ローラ１０１は定着フレーム１１５の一端側と他端側の側板１１６Ａ・１１６Ｂの間において、芯金１０１ａの一端側と他端側がそれぞれ軸受１１４を介して回転可能に支持されている。

ユニット１１０は側板１１６Ａ・１１６Ｂとの間において、加圧ローラ１０１に対してヒータ１０２の側を対向させるように、加圧ローラ１０１に実質平行に配列されている。ユニット１１０におけるフランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂはそれぞれの被押圧部１０５ｃが側板１１６Ａ・１１６Ｂに対称に形成されたガイド穴１１７に加圧ローラ１０１の方向へスライド移動可能に嵌着されている。

そして、フランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂは、それぞれ、被押圧部１０５ｃにおいて後述する加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂにより加圧ローラ１０２に向かう方向へ所定の加圧力（圧接力）を受ける。本実施例では加圧力を、両側それぞれで１２５Ｎ、総加圧力２５０Ｎとした。

その加圧力により、ユニット１１０のフランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂ、加圧ステー１０４、ヒータホルダ１０３の全体が加圧ローラ１０１の方向に加圧される。そのため、ヒータホルダ１０３とヒータ１０２はベルト１００を介して加圧ローラ１０１に対してベルト１００の弾性層および加圧ローラ１０１の弾性層１０１ｂの弾性に抗して所定の加圧力で押圧される。これにより、ベルト１００と加圧ローラ１０１との間に用紙搬送方向（記録材搬送方向）Ｘに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。

（７）定着動作
加圧ローラ１０１の芯金１０１ａの一端側には同心一体に駆動ギアＧ１が配設されている。このギアＧ１にＣＰＵ８１０で制御される定着モータ（駆動源）９２の駆動力が定着駆動部９０（図６）の駆動伝達機構部を介して伝達される。本実施例においては定着モータ９２がＣＷ方向である正転方向Ｙに駆動され、その正転駆動力が定着駆動部９０の駆動伝達機構部を介してギアＧ１に伝達される。これにより、加圧ローラ１０１が駆動回転体として図９において矢印Ｒ１０１の時計方向に所定速度で回転駆動される。

加圧ローラ１０１が回転駆動されることで、ニップ部Ｎにおいてベルト１００に加圧ローラ１０１との摩擦力で回転トルクが作用する。これにより、ベルト１００は、その内面がニップ部Ｎにおいてヒータ１０２とヒータホルダ１０３の一部に密着して摺動しながら、ヒータホルダ１０３と加圧ステー１０４の外回りを矢印Ｒ１００の反時計方向に従動回転する。ベルト１００の回転周速度は加圧ローラ１０１の回転周速度とほぼ対応している。

ベルト１００とヒータ１０２およびヒータホルダ１０３の摺動面には摩擦力を低減する目的であらかじめ潤滑剤（不図示）が塗布されている。潤滑剤は、本実施例においてはオイルが塗布されている。オイルとしては、高温環境下において使用可能なシリコーンオイル等が好ましい。

また、ＣＰＵ８１０は給電部（不図示）からヒータ１０２に対する通電を開始する。給電部からヒータ１０２への給電経路は図には省略したけれども、給電部とヒータ１０２とを電気的に接続させた配線とコネクタを介してなされる。この通電によりヒータ１０２は急速に昇温する。サーミスタＴＨ１はヒータ１０２の温度に応じた信号をＣＰＵ８１０に出力する。ＣＰＵ８１０はサーミスタＴＨ１で検知されるヒータ温度に基づいてヒータ温度が所定の目標設定温度に昇温して温調されるように給電部からヒータ１０２への供給電力を制御する。

上記の定着装置状態において、画像形成部１０から未定着トナー像Ｔが形成された用紙Ｐが定着装置４０に導入され、ニップ部Ｎで挟持搬送される。用紙Ｐはニップ部Ｎを挟持搬送される過程でヒータ１０２の熱がベルト１００を介して付与される。未定着トナー画像Ｔはヒータ１０２の熱によって溶融され、且つニップ部Ｎにかかっている圧力によって用紙Ｐに定着される。

（８）加圧機構
定着フレーム１１５の一端側と他端側の側板１１６Ａ・１１６Ｂの外側にはそれぞれ一端側と他端側の加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂが配設されている。この両加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂは対称構成の同一構造であるから、一端側の加圧機構１１８Ａを代表して説明する。

加圧機構１１８Ａは加圧レバー１１２と加圧バネ１１３を有する。加圧レバー１１２は基部側が側板１１６Ａに対して軸部１１１を中心に揺動可能に取り付けられている。加圧レバー１１２は軸部１１１からフランジ部材１０５Ａの被押圧部１０５ｃの位置を経由して軸部１１１側とは反対側に延びている。加圧バネ１１３は加圧レバー１１２をフランジ部材１０５Ａの被押圧部１０５ｃに当接させて加圧する方向に軸部１１１を中心に回動付勢する弾性部材である。

本実施例においては、被押圧部１０５ｃを中にして軸部１１１側とは反対側の加圧レバー部分に透穴（不図示）を設けてあり、この透穴に長い加圧調整ネジ１３２を差し込み、ネジ先端部を側板１１６Ａ側のネジ穴１３３に螺合させてある。そして、このネジ１３２の頭部（座面）１３２ａと加圧レバー１１２との間のネジ部にコイル状の加圧バネ１１３を外嵌させて縮設させてある。従って、加圧レバー１１２は自由状態においては加圧バネ１１３の圧縮反力によりフランジ部材１０５Ａの被押圧部１０５ｃに当接して加圧力を与える。

ネジ１３２を締めることによりネジ１３２の頭部１３２ａが加圧バネ１１３のバネ長を縮め、加圧レバー１１２に付加されるバネ荷重を大きくすることができる。加圧レバー１１２は側板１１６Ａに対して回動自在に支持されているので加圧バネ１１３の圧縮反力によって軸部１１１まわりに回動モーメントが発生して、フランジ部材１０５Ａが加圧ローラ２０１方向へ所定の加圧力で押される。

以上、一端側の加圧機構１１８Ａを説明したが、他端側の加圧機構１１８Ｂも一端側の加圧機構１１８Ａと同様である。

（９）加圧解除機構
一端側と他端側の加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂによる加圧力の解除は加圧解除機構１１９によりなされる。本実施例において、加圧解除機構１１９は、一端側と他端側の加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂのそれぞれの加圧レバー１１２を揺動させるための一端側と他端側のカム１２０を有する。

この２つのカム１２０は所定の偏心量を持った同一形状であり、側板１１６Ａ・１１６Ｂ間に軸受１３１・１３１を介して回転可能に支持されて配設されたカム軸１２３の一端部と他端部と同位相で固定されており、カム軸１２３と一体に回転する。一端側と他端側のカム１２０は、それぞれ、一端側と他端側の加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂの加圧レバー１１２の先端部側に対応位置している。

カム軸１２３の一端部側には駆動ギアＧ２（図６）が同心一体に固定して配設されている。このギアＧ２にＣＰＵ８１０で制御される定着モータ９２の駆動力がカム駆動部９１の駆動伝達機構部を介して伝達される。なお、図７においては、図６には記載した上記の駆動ギアＧ２、定着モータ９２、定着駆動部９０、カム駆動部９１は省略してある。

本実施例においては定着モータ９２がＣＣＷ方向である逆転方向（モータ反転方向）Ｖに駆動され、その逆転駆動力がカム駆動部９１の駆動伝達機構部を介してギアＧ２に伝達される。なお、本実施例では、定着モータ９２のＹ方向である正転駆動力により加圧ローラ１０１を回転させ、Ｖ方向である逆転駆動力によりカム軸１２３を回転させる構成である。定着モータ９２の正転駆動力は定着駆動部９０に伝わるけれどもカム駆動部９１には伝わらず、逆転駆動力はカム駆動部９１に伝わるけれども定着駆動部９０には伝わらない機構構成となっている。

図１１の（ａ）はベルト１００と加圧ローラ１０１が圧接して両者間に用紙搬送方向Ｘに関して所定幅のニップ部Ｎが形成されている加圧（圧接）状態時を表している。この加圧状態時においては、加圧解除機構１１９の一端側と他端側のカム１２０が、それぞれ、一端側と他端側の加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂの加圧レバー１１２に対して最小隆起部が対向した、加圧レバー１１２に非接触の回転角姿勢とされている。

そのため、加圧レバー１１２は自由状態にあり、一端側と他端側のフランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂがそれぞれ一端側と他端側の加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂの加圧バネ１１３と加圧レバー１１２により加圧される。これにより、ベルト１００と加圧ローラ１０１が圧接して両者間に所定幅のニップ部Ｎが形成されている状態に保持される。

図１１の（ｂ）は加圧解除状態時を示している。（ａ）の加圧状態時において、ギアＧ２に定着モータ９２の逆転駆動力がカム駆動部９１の駆動伝達機構部を介して伝達されてカム軸１２３が回転され、一端側と他端側のカム１２０がそれぞれ同じ位相で回転される。そして、一端側と他端側の加圧レバー１１２に対して最大隆起部が対向した回転角姿勢とされる。

そうすると、一端側と他端側の加圧レバー１１２がそれぞれカム１２０により一端側と他端側のフランジ部材１０５Ａ・１０５Ｂの被押圧部１０５ｃから離間する方向に加圧バネ１１３・１１３のバネ力に抗して押し上げられる。これにより、定着ベルト１００と加圧ローラ１０１の加圧が解除される。

（１０）加圧解除制御
定着ベルト１００と加圧ローラ１０１の加圧解除は、この両者が圧接している状態で、且つ、回転しない状態のまま長時間放置されることによって、定着ベルト１００や加圧ローラ１０１の弾性層のいわゆる圧縮塑性歪みの発生を防ぐためである。前述したように、弾性層の圧縮塑性歪みはゴム組織の塑性限界を超えて結合が破壊されてしまい、ゴムの歪みが元に戻らない現象である。また、定着ベルト１００と加圧ローラ１０１の加圧解除は、ニップ部Ｎで用紙Ｐが搬送されているときにジャムを起こした場合にもジャム用紙の除去操作性を上げるためになされる。

カム１２０の回転動作の中で、圧接位置、加圧解除位置を検知する手段としてカム１２０の支持軸であるカム軸１２３の同軸上にセンサフラグ１２１があり、カム１２０の回転と同期回転し、その回転方向位置を接離センサ１２２で検出している。接離センサ１２２は赤外線をセンサ内で透過させており、センサフラグ１２１がその赤外線を遮光ないしは透過のどちらか一方をすることにより信号を発信する。

即ち、本実施例において、このセンサフラグ１２１と接離センサ１２２が定着ベルト１００と加圧ローラ１０１の加圧状態と加圧解除状態を検知する検知部である。また、このセンサフラグ１２１と接離センサ１２２が定着ベルト１００と加圧ローラ１０１が加圧状態から加圧解除状態に移行する際に加圧状態のままとなる異常状態を検知する検知部である。

図１１の（ａ）の加圧状態から（ｂ）の加圧解除状態への動作は、エンジンコントローラ８０２からの加圧解除命令信号により、ＣＰＵ（ＥＮＧ）８１０が定着駆動部９０の定着モータ９２を停止させる。その停止後に、定着モータ９２をＣＣＷ方向であるモータ反転方向Ｖ（図６）に回転駆動させて、カム駆動部９２の駆動経路の駆動伝達によりカム１２０がＷ方向に回動し始める。それに伴ってカム軸１２３の同軸上にあるセンサフラグ１２１が同時回転する。

このセンサフラグ１２１の回転動作前に接離センサ１２２が遮光状態であり、センサフラグ１２１が接離センサ１２２の赤外線照射域をから抜け接離センサ１２２が透過状態となると所定時間後定着モータ９２を停止させてカム１２０が加圧解除完了位置となる。この時の接離センサ１２２の出力信号の遷移により加圧解除状態と検知して定着モータ９２が停止されることで加圧解除が完了する。

また逆に、図１１の（ｂ）の加圧解除状態から（ａ）の加圧状態への動作は、エンジンコントローラ８０２からの圧接命令信号により定着装置４０を画像形成状態に復帰する為に、ベルト１００と加圧ローラ１０１の圧接動作を開始する。

まず、ＣＰＵ（ＥＮＧ）８１０が定着モータ９２をＣＣＷ方向であるモータ反転方向Ｖに回転駆動させて、カム駆動部９２の駆動経路の駆動伝達によりカム１２０がＷ方向に回動し始める。これに伴ってカム軸１２３の同軸上にあるセンサフラグ１２１が同時回転する。

加圧解除時はセンサ１２２が透過状態であり、センサフラグ１２１が接離センサ１２２の赤外線照射域に達し接離センサ１２２が遮光状態となる。この時の接離センサ１２２の出力信号の遷移により定着ニップ部Ｎが加圧状態と検知して定着モータ９２が停止されることで圧接が完了する。

本実施例では接離センサ１２２が遮光状態であれば加圧状態が保証される範囲でカム１２０のプロファイルを設計されている。つまり接離センサ１２２が遮光状態であれば、加圧状態である。

［加圧解除機構の動作異常時の対応制御モード］
図１は本実施例のコピー機Ａにおいて定着装置（定着部）４０のベルト１００と加圧ローラ１０１が加圧状態から加圧解除状態に移行される際に加圧解除機構１１９の動作異常で加圧解除状態に移行しなかった場合に実行される対応制御のフロー図である。

まず初めにエンジンコントローラ８０２が加圧解除命令信号を出す（ステップＳ１）。エンジンコントローラ８０２からの加圧解除命令信号は、コピー機Ａが長時間停止することが想定される時に信号出力される。例えば、定着以外でのエラーが発生した場合や、各用紙検知センサ２００、２０１、２０２がジャムを検知した場合や、扉２６が開かれた場合や、コピー機Ａが低電力モードに移行した場合、等により信号出力される。

次に、所定時間ｔ１経過後、接離センサ１２２のＯＮ、ＯＦＦを判定する（Ｓ２）。ここでいうＯＮは赤外線遮光状態を、ＯＦＦは赤外線透過状態と定義する。ここでｔ１経過後接離センサ１２２がＯＦＦになっていれば、加圧状態から加圧解除状態に正常に移行したと考え、所定時間ｔ２経過後、定着モータ９２を停止させて加圧解除完了とする（Ｓ３）。即ち、定着装置４０は図１０の（ａ）の加圧状態から（ｂ）の加圧解除状態に常に移行動作する。

一方、所定時間ｔ１経過後、接離センサ１２２がＯＮのままであった場合を説明する。所定時間ｔ１経過後、接離センサ１２２がＯＮであった場合は何かしらの原因で加圧解除機構１１９が加圧解除動作しなかったことが考えられる。例えば、カム駆動部９１のどこかでギアの歯が破損して駆動が伝わらなかったり、圧解除トルクが重いことで歯とびが起こったり、定着モータ９２の逆転駆動が停止してしまった等の原因が考えられる。

即ち、制御部８００は、所定時間ｔ１経過後も接離センサ１２２がＯＮのままであることで、ベルト１００と加圧ローラ１０１が加圧状態から加圧解除状態に移行する際に加圧状態のままとなる異常状態を検知する。

この場合も、ベルト１００と加圧ローラ１０１が加圧状態であるため定着装置４０が用紙Ｐ上のトナーを定着する機能は保証される。そこで、コピー機Ａの画等形成動作自体をエンジン部６００が行うことは許可する。即ち、制御部８００は、画像形成部１０の画像形成動作の実行は許可する。

ただし、何かしらの原因で加圧解除ができなかったことをサービスマンに通知するアラームを出す（Ｓ４）。アラームはネットワークを通じてサービスマンに自動的に通知される通達システムを使うことができる。ネットワークが通じてなければ、操作部７００の通達部としての情報表示部７０２の画面上に「定着器を修理する必要があります。サービスマンにご連絡ください。継続してプリントは可能です」といったメッセージを表示させることも可能である。

次に、画像形成動作後、長時間、定着装置４０が動作しない状態が継続した場合に関して説明する。この時、前述したように圧接力により形成されるニップ部Ｎにおいて、ベルト１００や加圧ローラ１０２の弾性層のゴム組織は常に圧縮歪みを起こしている。そのため、定着装置４０が駆動されない状態のまま長時間放置されると、ゴム組織の塑性限界を超えて結合が破壊されてしまい、歪みが元に戻らないいわゆる圧縮塑性歪みを起こしてしまうことがある。

弾性層のゴムは圧縮塑性歪みが起こるまでは実際上時間がかかるため、加圧解除ができなくても即、問題が発生するわけではない。ゴムが圧縮塑性歪みを起こす時間は定着装置４０の加圧力や弾性層の厚みや材質によって変化するため開発中にそのパラメータは検討で決定しておく。ゴムの圧縮塑性歪みを起こさない時間をＴ１とする。本実施例ではＴ１は３６時間としている。

前述した圧解除動作を行うことができなかった時間（時刻）からエンジンコントローラ８０２のタイマー（タイマー機能部）２４０（図４）が作動（起動）し、Ｔ１時間経過したかを監視する。ただし、途中で定着動作（画像形成動作）が行われると、そこでＴ１の計時はリセットされる（Ｓ５）。これは定着動作が行われることでベルト１００と加圧ローラ１０１が回転することでニップ部Ｎが移動し弾性層のゴムの圧縮が解放されるからである。

Ｔ１の計時がリセットされた場合はそこからタイマー２４０が作動しＴ１時間経過したかを監視する。なお本実施例のタイマー２４０は主電源が落とされないかぎり、作動しており、低電力状態に移行しても作動するタイマーである。

次にＴ１時間経過後の動作について説明する。Ｔ１経過後、エンジンコントローラ８０２は所定時間ｔ３だけ定着モータ９２をＣＷ方向であるモータ正転方向Ｙ（図６）に回転駆動させて、駆動経路の駆動伝達により定着駆動部９０を回転させる。これにより、ベルト１００と加圧ローラ１０１を回転させてニップ部Ｎを移動させる（Ｓ６）。

即ち、制御部８００は、定着装置４０の最終動作から所定時間Ｔ１の経過後に次の制御を行う。前記最終動作におけるベルト１００と加圧ローラ１０１の回転停止時にニップ部Ｎに位置していたベルト１００と加圧ローラ１０１の部位がニップ部Ｎから外れた位置に移動するようにベルト１００と加圧ローラ１０１を回転させて停止させる。つまり、ベルト１００と加圧ローラ１０１のニップ部Ｎに位置している部位を所定時間Ｔ１の経過後毎に更新するシークエンスを実行する。

図２はベルト１００と加圧ローラ１０１が所定時間ｔ３だけ回転した状態を表す面図である。本実施例では、所定時間ｔ３は、ベルト１００と加圧ローラ１０１の回転周長が回転体の一周長からニップ部Ｎの用紙搬送方向Ｘにおける幅寸法を差し引いた周長以内となる駆動時間に設定されている。即ち、ベルト１００と加圧ローラ１０１の回転周長は前記部位が再びニップ部Ｎに掛からない距離Ｌ１で設定されている。本実施例ではｔ３は１秒である。その後、またＴ１経過をタイマー２４０がＴ１をカウントし始める。

なお、ニップ部Ｎにおける部位更新のためのベルト１００と加圧ローラ１０１の回転は前記部位が再びニップ部Ｎに掛からなければ複数回させても構わない。

上記の実施例の画像形成装置Ａをまとめると次の通りである。記録材Ｐにトナー像Ｔを形成する画像形成部１０と、画像形成部１０によりトナー像Ｔが形成された記録材Ｐをその間のニップ部Ｎで挟持搬送して加熱する、少なくとも一方に弾性層を有する一対の回転体１００・１０１を備えた定着部４０を有する。また、一対の回転体１００・１０１を加圧状態にする加圧機構１１８Ａ・１１８Ｂと、一対の回転体１００・１０１を加圧解除状態にする加圧解除機構１１９を有する。

また、加圧解除機構１１９を駆動する駆動部９２・９１と、駆動部９２・９１の動作を制御する制御部８００と、駆動部９２・９１に異常が生じていることを検知する検知部１２２・１２３を有する。制御部８００は、検知部１２２・１２３が駆動部９２・９１の異常を検知した場合、その後の画像形成動作の実行を許容する際には、次の制御を実行する。即ち、定着部４０の最終動作から所定時間が経過したとき、最終動作における一対の回転体１００・１０１の回転停止時にニップ部Ｎに位置していた一対の回転体の部位がニップ部から外れた位置に移動するように一対の回転体を回転させて停止させる。

また、装置の状態を通達する通達部７００を有し、制御部８００は検知部１２２・１２３が駆動部９２・９１の異常を検知した場合、通達部７００に異常の発生を通達する。通達部７００はネットワークを通じてサービスマンに通知される通達システムである。通達部７００は画像形成装置の操作部の情報表示部である。

図１のようなフローでベルト１００と加圧ローラ１０１のニップ部（圧接部）Ｎを移動させることで弾性層のゴムの圧縮塑性歪みを防ぐことができる。なおかつ、コピー機Ａを停止させるとサービスマンが定着装置４０を修理するまでコピー機Ａを使用できないという問題を解消することができる。

［その他の事項］
（１）図１１の（ａ）のベルト１００と加圧ローラ１０１との加圧解除状態はベルト１００や加圧ローラ１０１に圧接痕が付かない加圧力であれば弱圧接触等の状態でも良い。

（２）定着装置４０として用紙上に形成された未定着トナー像Ｔを加熱して定着する装置を例にして説明したがこれに限られない。例えば、用紙に仮定着されたトナー像を加熱し最定着することにより画像のグロス（光沢度）を増大させる装置（この場合も定着装置と呼ぶことにする）であってもよい。

（３）ベルト１００を加熱する加熱手段は実施の形態のセラミックヒータ１０２に限られない。内部加熱型あるいは外部加熱型の、電磁誘導加熱手段、ハロゲンヒータ、赤外線ランプ、ニクロム線ヒータ等の加熱器を用いる装置構成にすることもできる。加圧ローラ１０１にもこれを加熱する加熱手段を具備させた装置構成にすることもできる。

（４）一対の回転体のうち、一方がエンドレスベルトであり他方がローラである、若しくは共にエンドレスベルト又は共にローラである装置構成にすることもできる。また、実施例は一対の回転体であるベルト１００と加圧ローラ１０の両方に弾性層を有するけれども一対の回転体のどちらか一方に弾性層を有する装置構成にすることもできる。

（５）画像形成装置は実施の形態の電子写真方式のフルカラー画像装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。また、電子写真方式に限られず、静電記録方式、磁気記録方式など他の方式を用いて直接方式又は転写方式でトナー像を形成する画像形成装置であってもよい。

Ａ・・画像形成装置、１０・・画像形成部、Ｐ・・記録材、Ｔ・・トナー像、４０・・定着部、１００・１０１・・一対の回転体、Ｎ・・ニップ部、１１８Ａ・１１８Ｂ・・加圧機構、１１９・・加圧解除機構、９１・９２・・駆動部、８００・・制御部、１２２・１２３・・異常状態検知部、７００・・通達部

Claims (8)

1. 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部によりトナー像が形成された記録材をその間のニップ部で挟持搬送して加熱する、少なくとも一方に弾性層を有する一対の回転体を備えた定着部と、
   前記一対の回転体を加圧状態にする加圧機構と、
   前記一対の回転体を加圧解除状態にする加圧解除機構と、
   前記加圧解除機構を駆動する駆動部と、
   前記駆動部の動作を制御する制御部と、
   前記駆動部に異常が生じていることを検知する検知部と、を有し、
   前記制御部は、前記検知部が前記駆動部の異常を検知した場合、その後の画像形成動作の実行を許容する際には、前記定着部の最終動作から所定時間が経過したとき、前記最終動作における前記一対の回転体の回転停止時に前記ニップ部に位置していた前記一対の回転体の部位が前記ニップ部から外れた位置に移動するように前記一対の回転体を回転させて停止させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記部位を前記ニップ部から外れた位置に移動させるための前記一対の回転体の回転周長は回転体の一周長からニップ部の記録材搬送方向における幅寸法を差し引いた周長以内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. 前記一対の回転体の両方に弾性層を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 装置の状態を通達する通達部を有し、前記制御部は前記検知部が前記駆動部の異常を検知した場合、前記通達部に前記異常の発生を通達することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記通達部はネットワークを通じてサービスマンに通知される通達システムであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記通達部は画像形成装置の操作部の情報表示部であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記一対の回転体は、一方がエンドレスベルトであり他方がローラである、若しくは共にエンドレスベルト又は共にローラであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記一対の回転体のうちの少なくとも、前記記録材にトナー像を担持している側に対応している回転体を加熱する加熱部材を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像形成装置。