JP2019082592A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙詰まりを事前に推測して装置の動作を停止することにより、該装置の構成部材の損傷を防止できるようにする。また、記録媒体の変形の度合いが小さい場合には、該変形を修正又は矯正することにより、装置の動作の停止を不要とできるようにする。【解決手段】定着装置５０は、加熱手段が設けられた加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１の側面を押圧してなるニップ部５１ａで用紙Ｐを搬送し、ニップ部５１ａにおいて用紙Ｐ上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧ローラ５２と、ニップ部５１ａにおける用紙Ｐの搬送上流側に配設され、用紙Ｐの側面方向から該用紙Ｐの先端部の通過領域、角度及び変形の程度の少なくとも１つを検出するカメラ７１と、用紙Ｐの搬送を停止する搬送停止部７２とを備えている。定着装置５０は、カメラ７１が搬送上流側の所定の領域から用紙Ｐが外れたことを検出した際に、該用紙Ｐの搬送を停止する。【選択図】図２

Description

本開示は、プリンタ、複写機及びファクシミリ等に搭載される定着装置に関する。

従来、電子写真技術が用いられているプリンタ、複写機及びファクシミリ並びにこれらを統合した複合機には、トナーを熱及び圧力によって用紙等の記録媒体上に定着する定着装置が搭載されている。定着装置には、記録媒体にトナーを融着するための熱を供給する加熱回転体と、記録媒体にトナーを圧着するための圧力を供給する加圧回転体とが設けられている。記録媒体は、加熱回転体及び加圧回転体との互いの側面を押圧してなるニップ部によって挟持された状態で搬送されながら、転写されたトナーが定着される。

このとき、定着装置においては、搬送される記録媒体が、その使用環境、並びに記録媒体の種類及び状態によってニップ部に進入する位置及び角度が変化する。このため、様々な搬送系において、ディフェクト（紙じわ、画像乱れ及び画像汚れ）及び紙詰まりが発生するおそれがある。また、記録媒体は、ニップ部から排出される際に、加熱回転体又は加圧回転体に巻き付くことにより、紙詰まりが発生し、さらには加熱回転体、加圧回転体又は他の部材が破損するおそれがある。

特許第４８５４４６５号公報 特許第４８７３９２６号公報 特許第５１１７３１９号公報

従来の定着装置には、定着装置の入口付近に設けられた記録媒体通過センサと、定着装置の出口付近に設けられた記録媒体通過センサとによって、該定着装置又はその周辺部で発生する紙詰まりの検出を実施する構成がある。この構成による検出方法は、入口から出口までの記録媒体の通過時間で判断するため、検出タイミングは紙詰まりが発生したタイミングよりも遅れてしまう。その結果、記録媒体が加熱回転体又は加圧回転体に巻き付いてしまい、巻き付き除去機能が働かなかったり、紙詰まりの状態によっては加熱回転体、加圧回転体及び他の部材の破損につながったりする。

また、他の定着装置においては、入口付近に設けられた記録媒体通過センサとして、記録媒体の変位を測定可能なセンサに変更することにより、通過位置（ガイド部材からの距離）を検出し、搬送モータ及び搬送ガイドにフィードバックさせる構成もある。但し、この場合、記録媒体は、特定の一点でのみ検出されるため、該記録媒体が変形する（反る）等の異常な状態の場合には、所定の検出ができず、紙詰まりの発生及び搬送ディフェクトの原因になってしまうという問題がある。

また、上記の特許文献１の構成では、紙詰まりを検知した後に、第一用紙検出手段を記録媒体が通過してしまっている場合では、定着ローラ及び加圧ローラに、巻き付きやダメージが生じた形状で用紙が停止している可能性があり、各ローラを逆方向に送った場合に、各ローラを損傷してしまうという問題がある。

また、上記の特許文献２の構成では、上流端のセンサで用紙を検知するにも拘わらず、下流端のセンサでは用紙を検知せず、所定のエリア内での用紙詰まりのみを検知しているため検知時間が遅れてしまう。従って、搬送系のローラに用紙の巻き付きが発生した場合には、巻き付いた用紙がローラから除去できなくなるという問題がある。

また、上記の特許文献３の構成では、ループ（たわみ）量のみを検知しているため、記録媒体の変形等の検出は不可能であり、誤った検知動作を行うおそれがある。

本発明は、前記従来の問題を解決し、紙詰まりを事前に推測して装置の動作を停止することにより、該装置の構成部材の損傷を防止することを目的とする。また、記録媒体の変形の度合いが小さい場合には、該変形を修正又は矯正することにより、装置の動作の停止を不要とできるようにすることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本開示は、ニップ部の上流側において、搬送中の記録媒体における先端部の側面方向からの通過領域、角度及び変形の程度によって、記録媒体の搬送を停止するか、又は記録媒体のニップ部への進入を安定化させるか、又は回転体を駆動する搬送モータの速度を調整する構成とする。

また、本開示は、ニップ部の下流側において、搬送中の記録媒体における先端部の側面方向からの通過領域、角度及び変形の程度によって、記録媒体の搬送を停止するか、又は記録媒体の変形を矯正するか、又は記録媒体を下流に搬送する搬送手段の速度を調整する構成とする。

また、加熱回転体及び加圧回転体の側面方向から、これら回転体の回転速度、挙動及び変形状態を検出する構成とする。

具体的に、本開示は、定着装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、検出手段が搬送上流側の所定の領域から記録媒体が外れたことを検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段とを備えている。

これによれば、ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設された検出手段が搬送上流側の所定の領域から記録媒体が外れたことを検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段を備えている。すなわち、検出手段が搬送上流側の所定の領域から記録媒体が外れたことを検出した際には、該記録媒体の先端部がニップ部に挟持される可能性が低くなり、紙詰まりが生じやすくなるが、本態様においては、搬送停止手段が記録媒体の搬送を停止するので、紙詰まりが生じるよりも前に装置を停止することができる。その結果、各回転体及び他の部材の損傷を防ぐことができる。

第２の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、ニップ部における搬送上流側に配設され、記録媒体を前記ニップ部にガイドするガイド部材と、検出手段が記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つの異常を検出した際に、ガイド部材における高さ、位置及び角度の少なくとも１つを変更するガイド変更手段、又は記録媒体のニップ部への進入を安定化させる進入安定化手段とを備えている。

これによれば、ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設された検出手段と、ニップ部の搬送上流側に配設され、ガイド部材における高さ、位置及び角度の少なくとも１つを変更するガイド変更手段又は記録媒体のニップ部への進入を安定化させる進入安定化手段とを備えている。このため、ガイド変更手段又は進入安定化手段によって、搬送中の記録媒体の先端部の位置がニップ部への進入が可能となる位置に変更することができるので、紙詰まりを抑制できると共に搬送ディフェクトを軽減でき、また、装置の動作を停止する必要もなくなる。

第３の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、検出手段が記録媒体の側面方向からの該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つの異常を検出した際に、搬送モータの回転速度を調整する速度調整手段とを備えている。

これによれば、記録媒体の先端部の搬送速度（所定位置への到達時刻）が遅く、ループしていると推定された場合には、加圧回転体の搬送モータの回転速度を上げることにより、ニップ部を通過した後に該記録媒体のループを解消することができる。従って、定着の前工程からの記録媒体の挙動を安定させることができると共に搬送ディフェクトを軽減でき、また、装置の動作を停止する必要もなくなる。

第４の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、記録媒体の搬送領域が搬送上流側の所定の領域に入っている場合であって、検出手段が記録媒体の搬送速度に異常を検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段とを備えている。

これによれば、搬送停止手段が記録媒体の搬送を停止するので、紙詰まりが生じるよりも前に装置を停止することができる。その結果、各回転体及び他の部材の損傷を防ぐことができる。

第５の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、検出手段が搬送下流側の所定の領域から記録媒体が外れたことを検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段とを備えている。

これによれば、ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設された検出手段が搬送下流側の所定の領域から記録媒体が外れたことを検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段を備えている。すなわち、検出手段が搬送下流側の所定の領域から記録媒体が外れたことを検出した際には、該記録媒体の先端部が定着装置からの排出が不可能となり、紙詰まりが生じやすくなるが、本態様においては、搬送停止手段が記録媒体の搬送を停止するので、紙詰まりが生じるよりも前に装置を停止することができる。その結果、各回転体及び他の部材の損傷を防ぐことができる。

第６の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、ニップ部における搬送下流側に配設され、記録媒体を下流に搬送すると共に該記録媒体の変形を矯正する変形矯正手段と、検出手段が記録媒体の変形を検出した際に、変形矯正手段に該記録媒体の変形を矯正するように指示する矯正指示手段とを備えている。

これによれば、ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設された検出手段と、ニップ部における搬送下流側に配設され、記録媒体を下流に搬送すると共に該記録媒体の変形を矯正する変形矯正手段と、検出手段が記録媒体の変形を検出した際に、変形矯正手段に該記録媒体の変形を矯正するように指示する矯正指示手段とを備えている。このため、該変形矯正手段によって、搬送中の記録媒体の変形を矯正することができるので、紙詰まりを抑制できると共に搬送ディフェクトを軽減でき、また、装置の動作を停止する必要もなくなる。

第７の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、ニップ部における搬送下流側に配設され、記録媒体を下流に搬送する搬送手段と、検出手段が記録媒体の側面方向からの該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つの異常を検出した際に、搬送手段の搬送速度を調整する速度調整手段とを備えている。

これによれば、記録媒体を下流に搬送する搬送手段と、搬送手段の搬送速度を調整する速度調整手段とを備えているため、ニップ部とその下流の搬送手段との間の記録媒体の挙動が安定化して、搬送ディフェクトを軽減することができ、また、装置の動作を停止する必要もなくなる。

第８の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、記録媒体の搬送領域が搬送下流側の所定の領域に入っている場合であって、検出手段が記録媒体の搬送速度に異常を検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段とを備えている。

これによれば、ニップ部の下流側においても、搬送停止手段が記録媒体の搬送を停止するので、該記録媒体は定着装置から排出されるよりも前に当該装置を停止することができる。その結果、各回転体及び他の部材の損傷を防ぐことができる。

第９の開示の態様は、加熱手段が設けられた加熱回転体と、加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、ニップ部における記録媒体の搬送上流側及び搬送下流側の少なくとも搬送下流側に配設され、加熱回転体及び加圧回転体の側面方向から該加熱回転体及び加圧回転体の回転速度、挙動及び変形状態の少なくとも１つを検出する検出手段とを備えている。

これによれば、ニップ部における記録媒体の搬送上流側及び搬送下流側の少なくとも搬送下流側に配設され、加熱回転体及び加圧回転体の側面方向から該加熱回転体及び加圧回転体の回転速度、挙動及び変形状態の少なくとも１つを検出する検出手段を備えている。このため、検出手段が各回転体の回転速度、挙動及び変形状態の少なくとも１つを検出した場合に、これらの回転体を停止することにより、紙詰まりが生じるよりも前に装置を停止することができる。その結果、各回転体及び他の部材の損傷を防ぐことができる。

第１０の開示の態様は、第９の開示の態様において、検出手段が加熱回転体と加圧回転体との間の回転速度差が所定の値を超えた場合に、搬送モータを停止させる回転体停止手段をさらに備えていてもよい。

第１１の開示の態様は、第９又は第１０の開示の態様において、検出手段が加熱回転体及び加圧回転体の回転速度と記録媒体の速度との差が所定の値を超えた場合に、搬送モータを停止させる回転体停止手段をさらに備えていてもよい。

第１２の開示の態様は、第９〜第１１の開示の態様において、検出手段が加熱回転体及び加圧回転体の少なくとも一方の回転軌道が所定の軌道を外れた場合に、搬送モータを停止させる回転体停止手段をさらに備えていてもよい。

本発明によれば、紙詰まりを事前に推測して装置の動作を停止させることにより、該装置の構成部材の損傷を防止することができる。また、記録媒体の変形の度合いが小さい場合には，該変形を修正又は矯正することにより、装置の動作の停止を不要とすることができる。

図１は本開示の第１の実施形態に係る定着装置を含む画像形成装置を示す模式的な正面図である。 図２は本開示の第１の実施形態に係る定着装置を示す模式的な側面図である。 図３は本開示の第１の実施形態に係る定着装置における搬送上流側（入口側）の撮影領域を示す模式的な側面図である。 図４は本開示の第１の実施形態に係る定着装置における入口側撮影領域を変形（カール）して通過する記録媒体を示す模式的な側面図である。 図５は本開示の第１の実施形態に係る定着装置における入口側撮影領域を正常に通過する記録媒体を示す模式的な側面図である。 図６は本開示の第１の実施形態に係る定着装置における機能ブロックの一例を示す構成図である。 図７は本開示の第２の実施形態に係る定着装置を示す模式的な側面図である。 図８は本開示の第２の実施形態に係る定着装置を構成する変形矯正装置の動作（上向きカールの矯正）を説明する模式的な側面図である。 図９は本開示の第２の実施形態に係る定着装置を構成する変形矯正装置の動作（下向きカールの矯正）を説明する模式的な側面図である。 図１０は本開示の第２の実施形態に係る定着装置における搬送下流側（出口側）の撮影領域を示す模式的な側面図である。 図１１は本開示の第２の実施形態に係る定着装置における機能ブロックの一例を示す構成図である。 図１２は本開示の第３の実施形態に係る定着装置の出口側撮影領域において正常に動作する様子を示す模式的な側面図である。 図１３は本開示の第３の実施形態に係る定着装置の出口側撮影領域において不具合が生じた様子を示す模式的な側面図である。 図１４は本開示の第３の実施形態に係る定着装置における機能ブロックの一例を示す構成図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は第１の実施形態に係る定着装置を含む画像形成装置（例えば、プリンタ）の概略構成（側面構成）を表している。

（画像形成装置の全体構成）
画像形成装置１は、例えば、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。図１に示すように、画像形成装置１は、画像形成部１００を含み、用紙（記録媒体）Ｐに画像を形成する。

詳細には、画像形成部１００は、用紙Ｐを搬送する記録媒体搬送ユニット１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ユニット３０と、周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置５０とを備えている。

記録媒体搬送ユニット１０は、画像が形成される用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラにより１枚毎ピックアップされて搬送される。

現像装置２０は、色ごとに４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを感光体ドラム４０に担持させる現像ローラ２１を備えている。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。続いて、現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体ドラム４０と対向する領域にまで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム４０の周面上に形成された静電潜像に移動して、静電潜像が現像される。

転写ユニット３０は、各現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒ２に搬送する。転写ユニット３０は、転写ベルト３１と、該転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、感光体ドラム４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３１ｄと共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３とを備えている。転写ベルト３１は、懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにより循環移動する無端状のベルトである。

感光体ドラム４０は、色ごとに４個設けられている。各感光体ドラム４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体ドラム４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３とが設けられている。

帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体ドラム４０の表面を用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化して、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられた、色ごとのトナータンクＮから供給されたトナーによって感光体ドラム４０に形成された静電潜像を現像して、トナー像を生成する。クリーニングユニット４３は、感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に、感光体ドラム４０上に残存するトナーを回収する。

定着装置５０は、転写ベルト３１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させて定着させる。定着ユニット５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ（定着ローラ）５１と、該加熱ローラ５１を押圧する加圧ローラ５２とを備えている。加熱ローラ５１は、加熱回転体の一例である。加圧ローラ５２は、加圧回転体の一例である。加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２は円筒状又は棒状に形成されている。加熱ローラ５１は、その内部にハロゲンランプ又はヒータ等の加熱源が設けられている場合がある。加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間には両者の接触領域であるニップ部５１ａが設けられている。該ニップ部５１ａに用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着することができる。トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト３１に残存するトナーは、ベルトクリーニング装置によって回収される。

画像形成装置１には、定着装置５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置の外部へ排出するための排出ローラ５３，５４が設けられている。

（定着装置の構成）
次に、本実施形態に係る定着装置の構成について図面を参照しながら説明する。

図２は本実施形態に係る定着装置５０の側面構成を表している。上述したように、加熱ローラ５１は円筒状又は棒状である。

図２に示すように、加熱ローラ５１が、例えばエンドレス状のベルトから構成されている場合には、内側から順に基層、中間層及び表層から構成されていてもよい。基層には、例えばステンレス又はニッケル等の金属を用いることができる。中間層には、例えばシリコーンゴムを用いることができる。表層には、例えばフッ素樹脂を用いることができる。このフッ素樹脂により、記録媒体である用紙Ｐの貼り付きを生じ難くすることができる。また、加熱ローラ５１がエンドレス状ベルトからなる場合には、ニップ部５１ａを形成するための、例えば金属からなるニップ部形成部材が配置される場合がある。なお、加熱ローラ５１が棒状の部材により構成される場合は、該加熱ローラ５１は、例えば内部の芯金と該芯金の外周面を覆う弾性体とから構成してもよい。また、加熱ローラ５１が棒状部材の場合は、加熱源として、ＩＨ（インダクションヒーティング)を利用した加熱部材が発熱源となる方式、又は外部から間接的に加熱する方式としてもよい。

加圧ローラ５２は、加熱ローラ５１の外周面におけるニップ部５１ａの形成位置と当接するように設けられる。加圧ローラ５２は、例えば内部の芯金と該芯金の外周面を覆う弾性体とから構成されていてもよい。

上述したように、加圧ローラ５２は、加熱ローラ５１の外周面のニップ部５１ａで用紙を挟みながら加熱ベルトを駆動する。このとき、用紙の上に静電塗布された像は、ニップ部５６ａにおいて加熱ベルト５１が発する熱と加圧ローラ５２からの圧力とによって溶融定着する。

また、ニップ部５１ａにおける搬送上流側すなわち入口側には、用紙Ｐをニップ部５１ａに案内する入口ガイド板６１が配設されている。同様に、ニップ部５１ａにおける搬送下流側すなわち出口側には、用紙Ｐを搬送下流側に案内する出口ガイド板６２が配設されている。

また、本実施形態に係る定着装置５０は、ニップ部５１ａにおける用紙Ｐの入口側に配設され、用紙Ｐの側面方向から該用紙Ｐの先端部の通過領域、該用紙Ｐの角度及び該用紙Ｐの変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段である、例えばカメラ７１を備えている。カメラ７１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）からなるイメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサを有するカメラであってもよい。また、検出手段はカメラ７１に限られず、２次元レーザ変位計（２次元レーザ変位センサ）であってもよく、他の２次元変位センサであってもよい。

図２に示すように、本実施形態に係るカメラ７１は、ニップ部５１ａの入口側に位置する入口側撮影領域７１ａを撮影することができる。

（定着装置の制御方法／紙詰まり判定）
以下、本実施形態に係る定着装置の制御方法のうち紙詰まり判定について図面を参照しながら説明する。図３は定着装置５０における入口側撮影領域７１ａの制御マップを表している。ここで、入口側撮影領域７１ａは、図２に示した入口側撮影領域７１ａと対応している。

図３に示すように、入口側撮影領域７１ａは、第１の通過領域Ａ、第２の通過領域Ｂ及び第３の通過領域Ｃの３つの領域に区分されている。

例えば、用紙Ｐの先端部が、軌跡（１）のように、第１の通過領域Ａを通過する場合には、正常な搬送状態と判定する。従って、定着装置５０は、搬送中のこのような用紙Ｐに対して特に制御を行わない。

次に、用紙Ｐの先端部が、軌跡（２）のように、第２の通過領域Ｂを通過する場合には、ガイド変更部７３（図６を参照。）によって、入口ガイド板６１における高さ６１ａ、位置６１ｂ及び角度６１ｃの少なくとも１つを変更する。ガイド変更部７３には、入口ガイド板６１を駆動する駆動装置として電気モータ又は電磁ソレノイド等を用いることができる。ガイド変更部７３は、ガイド変更手段の一例である。

さらに、入口ガイド板６１の表面上を搬送される用紙Ｐに対して、その先端部をニップ部５１ａに挿入し易くする進入安定化部７４（図６を参照。）を設けてもよい。この場合、例えば、入口ガイド板６１には表裏方向に複数の貫通孔を設けておき、少なくとも用紙Ｐが搬送されている間に、入口ガイド板６１の下方から空気（エア）を吸引する。これにより、搬送される用紙Ｐは、入口ガイド板６１の上面に押し付けられる。進入安定化部７４は、進入安定化手段の一例である。

これにより、用紙Ｐの先端部が第２の通過領域Ｂを通過する場合は、ガイド変更部７３によって、該用紙Ｐの先端部の高さ６１ａ、位置６１ｂ及び角度６１ｃのうちの少なくとも１つを調整することにより、該用紙Ｐの先端部をニップ部５１ａに誘導することができる。このとき、進入安定化部７４を操作して用紙Ｐを入口ガイド板６１の上面に押し付けることにより、用紙Ｐの先端部をニップ部５１ａに、より誘導し易くなる。

なお、本実施形態に係る定着装置５０は、ガイド変更部７３と進入安定化部７４との双方を備える必要はなく、いずれか一方でも有効である。

また、進入安定化部７４は、入口ガイド板６１の下方からエアを吸引したが、これに代えて、入口ガイド板６１の上方からエアを吐出して、用紙Ｐを入口ガイド板６１の上面に押し付ける構成としてもよい。この場合は、入口ガイド板６１には、空気の流通用の貫通孔は設けても、設けなくてもよい。

次に、用紙Ｐの先端部が軌跡（３）のように、第３の通過領域Ｃを通過する場合には、用紙Ｐの搬送を不能と判定して、搬送停止部７２（図６を参照。）によって、加熱ローラ５１又は加圧ローラ５２を駆動している搬送モータ（図示せず）を停止させる。

次に、用紙Ｐの先端部が軌跡（４）のように、先に第２の通過領域Ｂを通過し、その後、第１の通過領域Ａに戻るような場合には、入口側速度調整部７５（図６を参照。）により、搬送モータの回転速度を上げて、該用紙Ｐの遅れを取り戻す。ここで、図４に示すように、単純にカールした用紙Ｐの場合は、図５に示すカールしない平坦な用紙Ｐ_０と比べて、用紙Ｐの先端の位置は遅れて到達する。従って、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の回転速度を挙げて、該カールを矯正すれば、該用紙Ｐの全体を第１の通過領域Ａに戻すことができる。

なお、先に第２の通過領域Ｂを通過し、その後、第１の通過領域Ａに戻る場合であっても、用紙Ｐに紙じわが発生しているなど、単純な変形（カール）でないことが判定された場合は、搬送モータを停止させる。

−効果−
従来の定着装置においては、該装置の入口付近と出口付近とに設けられた記録媒体通過センサを設けているものの、紙詰まりの判定は、出口付近に設けられた記録媒体通過センサによって行っている。すなわち、定着装置で紙詰まりが起きた後に、該定着装置を停止している。

これに対し、第１の実施形態に係る定着装置５０は、搬送される用紙Ｐに紙詰まりの発生が予測される状態を検知した場合に、該定着装置５０を停止させることができる。その上、所定の領域を通過しない用紙Ｐに対して、修正又は矯正すればニップ部５１ａに挿入が可能と判定した場合には、定着装置５０の運転を継続させることができる。

（定着装置の制御方法／故障判定）
次に、本実施形態に係る定着装置の制御方法のうち故障判定について説明する。

図３における入口側撮影領域７１ａから得た入口側の検知データを蓄積し、軌跡（１）から軌跡（４）へ遷移する確率が高くなってきた場合には警告（アラーム）を発する。その後、搬送モータの回転速度を調整しても、第１の通過領域Ａを通過しない場合には故障と判定して、搬送モータを停止する。

また、用紙Ｐにおける搬送の挙動が安定しない場合、例えば、第１の通過領域Ａと第２の通過領域Ｂとを繰り返し往復する場合、すなわち用紙Ｐが振動したり、ばたついたりする場合に故障と判定して、搬送モータを停止する。

ここで、図６に本実施形態に係る定着装置５０における機能ブロック構成の一例を示す。図６に示すように、上述した各構成要素は、例えばＭＰＵ（Micro Processor Unit）８０によって制御することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図７は本実施形態に係る定着装置５０の側面構成を表している。本実施形態においては、第１の実施形態で説明した構成部材及び構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態に係る定着装置５０は、ニップ部５１ａにおける用紙Ｐの出口側に配設され、用紙Ｐの側面方向から該用紙Ｐの先端部の通過領域、該用紙Ｐの角度及び該用紙Ｐの変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段である、例えばカメラ７１を備えている。本実施形態においても、検出手段はカメラに限られず、２次元レーザ変位計（２次元レーザ変位センサ）であってもよく、また、他の２次元変位センサであってもよい。

図７に示すように、本実施形態に係るカメラ７１は、ニップ部５１ａの出口側に位置する出口側撮影領域７１ｂを撮影することができる。

また、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の搬送下流側には、ニップ部５１ａを通過し、定着工程が完了した用紙Ｐをさらに下流に搬送する搬送ロール対６４が配設されている。搬送ロール対６４は、軸芯に金属又は樹脂材を用い、該軸心の表面を弾性体で覆った構成としてもよい。搬送ロール対６４は、搬送手段の一例である。

搬送ロール対６４の搬送下流側には、変形矯正手段である変形矯正装置（カール矯正装置）６６が配設されている。変形矯正装置６６には、搬送ロール対を用いる構成、３つ以上の搬送ロールを用いる構成、及び無端（エンドレス）状ベルトを張架する構成等を適用することができる。

図８及び図９は本実施形態に係る、搬送ロール対を用いた構成を持つ変形矯正装置６６の一例を動作と共に表している。

図８に示すように、本実施形態に係る変形矯正装置６６は、例えば、弾性率が大きい（硬い）第１のロール６６ａと、該第１のロール６６ａと圧接され、該第１のロール６６ａよりも径が大きく且つ弾性率が小さい（柔らかい）第２のロール６６ｂとから構成される。また、変形矯正装置６６は、用紙Ｐの変形の程度に応じて、各ロール６６ａ及び６６ｂの互いの押圧力Ｆを調整可能に設けられている。

ニップ部５１ａ及び搬送ロール対６４を通過した用紙Ｐに上向き（上向きに凸状）のカールが発生している場合には、矯正指示部７６（図１１を参照。）からの指示により、押圧力Ｆが調整される。具体的には、用紙Ｐの変形の度合いが大きい程、押圧力を大きくすることにより、上向きのカールが矯正される（図８の右図）。

これに対し、図９に示す変形矯正装置６６は、図８に示す変形矯正装置６６に対して、第１のロール６６ａと第２のロール６６ｂとを入れ替えている。これにより、ニップ部５１ａ及び搬送ロール対６４を通過した用紙Ｐに下向き（下向きに凸状）のカールが発生している場合に、このカールを矯正することができる。この場合も、用紙Ｐの変形の度合いが大きい程、押圧力を大きくすることにより、下向きのカールが矯正される（図９の右図）。

（定着装置の制御方法／紙詰まり判定）
以下、本実施形態に係る定着装置の制御方法のうち紙詰まり判定について図面を参照しながら説明する。図１０は定着装置５０における出口側撮影領域７１ｂの制御マップを表している。ここで、出口側撮影領域７１ｂは、図７に示した出口側撮影領域７１ｂと対応している。

図１０に示すように、出口側撮影領域７１ｂは、第１の通過領域Ａ、第２の通過領域Ｂ及び第３の通過領域Ｃの３つの領域に区分されている。

例えば、用紙Ｐの先端部が、軌跡（５）のように、第１の通過領域Ａを通過する場合には、正常な搬送状態と判定する。従って、定着装置５０は、搬送中のこのような用紙Ｐに対して特に制御を行わない。

次に、用紙Ｐの先端部が、軌跡（６）のように、第２の通過領域Ｂを通過する場合には、出口側速度調整部７７（図１１を参照。）からの指示により、搬送ロール対６４の速度を上げる。さらに、上述した変形矯正装置６６に対して、カールの矯正量、すなわちロール対６６における押圧力の調整量を指示（フィードバック）する。

次に、用紙Ｐの先端部が軌跡（７）のように、第３の通過領域Ｃを通過する場合には、用紙Ｐの搬送を不能と判定して、搬送停止部７２によって、加熱ローラ５１又は加圧ローラ５２を駆動している搬送モータ（図示せず）及び搬送ロール対６４を停止させる。

−効果−
従来の定着装置においては、該装置の出口付近に設けられた記録媒体通過センサによって、定着装置及びその周辺部で発生する紙詰まりを検出している。

これに対し、第２の実施形態に係る定着装置５０は、ニップ部５１ａを通過した用紙Ｐに、紙詰まりの発生が予測される状態を検知した場合に定着装置５０を停止させることができる。その上、所定の領域を通過しない用紙Ｐに対して修正又は矯正可能と判定した場合には、定着装置５０の運転を継続することができる。

（定着装置の制御方法／故障判定）
次に、本実施形態に係る定着装置の制御方法のうち故障判定について説明する。

図１０における出口側撮影領域７１ｂから得た出口側の検知データを蓄積し、用紙Ｐが第３の通過領域Ｃを通過する確率が高くなってきた場合に故障と判断して、搬送モータを停止する。

また、用紙Ｐにおける搬送の挙動が安定しない場合、例えば、第１の通過領域Ａと第２の通過領域Ｂとを繰り返し往復する場合、すなわち用紙Ｐが振動したり、ばたついたりする場合に故障と判断して、搬送モータを停止する。

ここで、図１１に本実施形態に係る定着装置５０における機能ブロック構成の一例を示す。図１１に示すように、上述した各構成要素は、例えばＭＰＵ８１によって制御することができる。

また、図６に示した第１の実施形態の構成に、第２の実施形態の構成を付加することも可能である。このようにすると、ニップ部５１ａにおける入口側と出口側との紙詰まり検知及び故障検知を同時に行える構成を得ることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について図面を参照しながら説明する。

本実施形態においては、図７に示した定着装置５０の構成を用いることができる。但し、本実施形態においては、検出手段には画像処理が可能なカメラ７１が適当である。

図１２は本実施形態に係る定着装置における出口側撮影領域７１ｂを表している。本実施形態においては、第２の実施形態で説明した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図１２に示すように、本実施形態に係る加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の側面の周縁部には、それぞれ、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の側面と識別可能な検出マーク５１ｂ、５２ｂを付している。これら検出マーク５１ｂ、５２ｂは、シール材を貼るか、塗料を塗る等して形成すればよい。

本実施形態に係るカメラ７１は、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の回転速度、挙動及び変形状態、並びに用紙Ｐの搬送速度の少なくとも１つを検出する。

これらの項目（回転速度、挙動、変形状態、及び搬送速度）は、カメラ７１が撮影した画像データから演算して検出することができる。

（定着装置の制御方法／故障判定）
図１３に示すように、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の不具合、すなわち、第１の故障判定は、加熱ローラ５１の回転速度と加圧ローラ５２の回転速度とに、所定値以上の差が発生した場合に故障と判定する。故障と判定された場合、搬送停止部７２（図１４を参照。）からの指示により、加熱ローラ５１又は加圧ローラ５２を駆動している搬送モータ（図示せず）を停止させる。搬送停止部７２は回転停止手段の一例である。ここでは、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との回転速度の差が、例えば約１０％以上となると、故障と判定してもよい。

また、第２の故障判定は、加熱ローラ５１又は加圧ローラ５２の回転速度と、搬送中の用紙Ｐの搬送速度とに所定値以上の差が発生した場合に故障と判定する。故障と判定された場合、搬送停止部７２からの指示により、加熱ローラ５１又は加圧ローラ５２を駆動している搬送モータを停止させる。ここでは、加熱ローラ５１又は加圧ローラ５２の回転速度と用紙Ｐの搬送速度との差が、例えば約１０％以上となると、故障と判定してもよい。

また、第３の故障判定は、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の回転軌道が所定値以上に変化した場合に故障と判定する。故障と判定された場合、搬送停止部７２からの指示により、加熱ローラ５１又は加圧ローラ５２を駆動している搬送モータを停止させる。ここでは、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との回転軌道のずれ量が、例えば、各ローラ５１、５２の直径（半径）の約５％以上となると、故障と判定してもよい。

なお、本実施形態に係る構成（検出機構）は、ニップ部５１ａの出口側に限られず、該ニップ部５１ａの入口側に設けてもよい。

ここで、図１４に本実施形態に係る定着装置５０における機能ブロック構成の一例を示す。図１４に示すように、上述した各構成要素は、例えばＭＰＵ８２によって制御することができる。また、図１１に示した第２の実施形態の構成に、第３の実施形態の構成を付加することも可能である。

−効果−
本実施形態においては、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の回転速度、挙動及び変形状態、並びに用紙Ｐの搬送速度の少なくとも１つを画像処理によって検出するため、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の不具合による故障を早期に且つ確実に検出することができる。

５０ 定着装置
５１ 加熱ローラ（加熱回転体）
５１ａ ニップ部
５２ 加圧ローラ（加圧回転体）
６１ 入口ガイド板（ガイド部材）
６２ 出口ガイド板（ガイド部材）
６４ 搬送ロール対
６６ 変形矯正装置（変形矯正手段）
６６ａ 第１のロール
６６ｂ 第２のロール
７１ カメラ（検出手段）
７１ａ 入口側撮影領域
７１ｂ 出口側撮影領域
７２ 搬送停止部（搬送停止手段／回転体停止手段）
７３ ガイド変更部（ガイド変更手段）
７４ 進入安定化部（進入安定化手段）
７５ 入口側速度調整部（速度調整手段）
７６ 矯正指示部（矯正指示手段）
７７ 出口側速度調整部（速度調整手段）
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (12)

1. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   前記検出手段が前記搬送上流側の所定の領域から記録媒体が外れたことを検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段とを備えている定着装置。
2. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   前記ニップ部における前記搬送上流側に配設され、記録媒体を前記ニップ部にガイドするガイド部材と、
   前記検出手段が前記記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つの異常を検出した際に、前記ガイド部材における高さ、位置及び角度の少なくとも１つを変更するガイド変更手段、又は記録媒体の前記ニップ部への進入を安定化させる進入安定化手段とを備えている定着装置。
3. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   前記検出手段が前記記録媒体の側面方向からの該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つの異常を検出した際に、搬送モータの回転速度を調整する速度調整手段とを備えている定着装置。
4. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送上流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   記録媒体の搬送領域が前記搬送上流側の所定の領域に入っている場合であって、前記検出手段が記録媒体の搬送速度に異常を検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段とを備えている定着装置。
5. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   前記検出手段が前記搬送下流側の所定の領域から記録媒体が外れたことを検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段とを備えている定着装置。
6. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   前記ニップ部における前記搬送下流側に配設され、記録媒体を下流に搬送すると共に該記録媒体の変形を矯正する変形矯正手段と、
   前記検出手段が記録媒体の変形を検出した際に、前記変形矯正手段に該記録媒体の変形を矯正するように指示する矯正指示手段とを備えている定着装置。
7. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   前記ニップ部における前記搬送下流側に配設され、記録媒体を下流に搬送する搬送手段と、
   前記検出手段が前記記録媒体の側面方向からの該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つの異常を検出した際に、前記搬送手段の搬送速度を調整する速度調整手段とを備えている定着装置。
8. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送下流側に配設され、記録媒体の側面方向から該記録媒体の先端部の通過領域、記録媒体の角度及び記録媒体の変形の程度の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   記録媒体の搬送領域が前記搬送下流側の所定の領域に入っている場合であって、前記検出手段が記録媒体の搬送速度に異常を検出した際に、該記録媒体の搬送を停止する搬送停止手段とを備えている定着装置。
9. 加熱手段が設けられた加熱回転体と、
   前記加熱回転体の側面を押圧してなるニップ部で記録媒体を搬送し、前記ニップ部において記録媒体上に形成された像を加熱と共に定着させる加圧回転体と、
   前記ニップ部における記録媒体の搬送上流側及び搬送下流側の少なくとも搬送下流側に配設され、前記加熱回転体及び加圧回転体の側面方向から該加熱回転体及び加圧回転体の回転速度、挙動及び変形状態の少なくとも１つを検出する検出手段とを備えている定着装置。
10. 請求項９に記載の定着装置において、
    前記検出手段が前記加熱回転体と前記加圧回転体との間の回転速度差が所定の値を超えた場合に、搬送モータを停止させる回転体停止手段をさらに備えている定着装置。
11. 請求項９又は１０に記載の定着装置において、
    前記検出手段が前記加熱回転体及び加圧回転体の回転速度と記録媒体の速度との差が所定の値を超えた場合に、搬送モータを停止させる回転体停止手段をさらに備えている定着装置。
12. 請求項９〜１１のいずれか１項に記載の定着装置において、
    前記検出手段が前記加熱回転体及び加圧回転体の少なくとも一方の回転軌道が所定の軌道を外れた場合に、搬送モータを停止させる回転体停止手段をさらに備えている定着装置。

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