JP5544761B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関し、詳しくは搬送する記録媒体であるシート上のトナーを加熱して定着する定着装置及び電子写真方式を用いて形成するトナー画像をシート上に転写した後に定着して画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ装置あるいはこれらの複合機等の前記定着装置を備える画像形成装置に関するものである。

従来から、電子写真方式を利用した画像形成装置は公知技術となっている。例えば、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体（シートともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録媒体上のトナー画像を定着し、定着された記録媒体は、排紙経路を通り、装置外に排出される構成をとる。

ここで、定着装置には、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が配置されており、記録媒体を挟みこみ、熱および圧力を加え、上記トナー像を記録媒体上に定着する。

定着回転体は例えば、２つのローラに掛け渡され、表面が加熱される定着ベルトと、定着ベルトに当接する加圧ローラが配置されている（例えば、特許文献１参照。）。あるいは、表面が加熱される定着ローラと、定着ローラに当接する加圧ベルトが配置される構成もある。いずれの構成においても、定着部材（定着ベルト、定着ローラ）と加圧部材（加圧ベルト、加圧ローラ）とが当接して定着ニップ部を形成している。

定着装置に到達したトナー転写済みの記録媒体は、定着部材と加圧部材の当接部分である定着ニップ部に入り、記録媒体が定着ニップ部を通過する過程で、転写されたトナー像が加熱および加圧され定着されるようになる。

そして、定着ニップ部の搬送方向下流（記録媒体排出側）の定着部材側には、分離爪（分離板）が該定着部材と接触あるいは非接触で設置されており、定着部材表層に巻きつきながら定着ニップ部を出た記録媒体を剥離させながら定着装置外へ搬送するようになっている。

このとき、記録媒体が分離爪に引っ掛かったり、分離爪の下にもぐりこんでしまい巻きついてしまったりして、定着ニップ部で記録媒体の紙詰まり（いわゆるジャム）が発生する不具合があった。

従来の画像形成装置では、定着装置内でのジャムを検出できる構成としたものが開示されている。一例をあげると、定着ローラの記録媒体搬送方向下流側で定着ニップ部の中央位置に記録媒体の検出手段を設け、この検出手段が用紙先端を検知するとジャムの発生がなかったものとしていた。また、この検出手段が印刷動作中に所定の時間で記録媒体を検知しなかった場合はその手前でジャムが発生したものとして搬送を停止していた（例えば、特許文献２参照。）。またはこの検出手段が印刷動作中に所定の時間を経過しても記録媒体を検知したままの場合は画像形成プロセスを中断させていた。

しかしながら、このような構成の画像形成装置においても依然ジャム発生の問題があった。すなわち、図１に示すように、記録媒体Ｐの幅方向の一端が分離爪で剥離できず引っ掛かり鳴き分かれして記録媒体Ｐが蛇行する場合があるが、定着ニップ部の中央に配置された検出手段（中央センサ）Ｓ３は、そのような場合であっても記録媒体Ｐの通過を検知してジャムは発生していないと判断することから、搬送を継続していた。そして、その後記録媒体Ｐは蛇行することにより、その先端は搬送経路を正常に搬送されないために、不図示の下流側の検出手段がジャム発生を検知して搬送を停止することになった。この時点での停止では、記録媒体Ｐが分離爪にもぐり込んで定着部材や加圧部材の表面を押付けて蛇腹状になってしまったり、記録媒体Ｐの後端が定着装置内に入って該記録媒体Ｐを取り除くことが困難になってしまったり、分離爪が定着部材の表面を押付けて損傷させてしまったりする等の問題があった。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、定着ニップ部の記録媒体排出側の分離爪近傍の位置で記録媒体の分離爪の引っ掛かりを迅速かつ正確に検出して、ジャム発生後の記録媒体を取り除く復旧作業を容易にする画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 加熱手段（ヒータ１４ｈ）により加熱される定着部材（定着ベルト１２）と、該定着部材に対して回転自在に圧接し、記録媒体（シートＰ）を通過させて該記録媒体上にトナー像を熱融着させる定着ニップ部（定着ニップ部Ｎ）を形成する加圧部材（加圧ローラ１３）と、前記定着ニップ部の記録媒体排出側に配置され、少なくとも前記定着部材への記録媒体の巻き付きを防止する分離爪（分離爪１６ａ，１６ｂ）と、を有する定着装置（定着装置１００）と、前記定着ニップ部の記録媒体排出側の前記分離爪より下流であって該定着ニップ部の幅方向の中央及び両端に配置され、前記記録媒体の通過を検知する３つのセンサ（センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３）を有し、該３つのセンサの検知結果に基づいてジャム発生を検出する定着ジャム検出手段（定着ジャム検出手段１８）と、を備え、前記定着ジャム検出手段は、前記定着装置より上流側の搬送経路の所定位置における記録媒体の通過時からの所定時間Ｔを計測し、前記定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）からは前記所定時間Ｔが経過するまでにＯＦＦ状態からＯＮ状態への信号変化が有るか否かを検知することにより記録媒体の先端および後端通過の有無の検知（エッジ検知）結果を取得し、該定着ニップ部の幅方向の両端に配置される２つのセンサ（端部センサ）からは前記所定時間Ｔ経過時点の信号のレベルを検知することにより記録媒体の有無の検知（レベル検知）結果を取得する画像形成装置（画像形成装置２００、図２，図３，図７）。
〔２〕 前記定着ジャム検出手段は、前記定着装置より上流側の搬送経路の所定位置における記録媒体の通過時から所定時間Ｔが経過するまでに、前記センサの１つでも該記録媒体の通過を検知しないときにジャム発生ありを検出する前記〔１〕に記載の画像形成装置。
〔３〕 前記所定時間Ｔは、前記記録媒体の種類、連続通紙量で調整される前記〔１〕または〔２〕に記載の画像形成装置。
〔４〕 前記定着ジャム検出手段は、前記定着ニップ部の幅方向の両端に配置される２つのセンサ（端部センサ）間の距離が記録媒体の幅よりも大のとき、該定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）でジャム発生を検出し、前記２つの端部センサ間の距離が記録媒体の幅以下のとき、前記２つの端部センサ及び中央センサでジャム発生を検出する前記〔１〕に記載の画像形成装置。
〔５〕 前記定着ジャム検出手段は、記録媒体の端部にパンチ穴が在るとき、前記定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）でジャム発生を検出する前記〔１〕に記載の画像形成装置。
〔６〕 前記定着装置の下流に位置しシート搬送経路の分岐切替を行なうゲートの動作タイミングを、前記定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）における記録媒体の検知タイミングで決定する前記〔１〕に記載の画像形成装置。
〔７〕 前記定着ジャム検出手段は、ジャム発生後からつぎの定着処理動作開始までの間、前記定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）で記録媒体の取り残しを検知する前記〔１〕に記載の画像形成装置。

本発明によれば、定着ニップ部の出口側に記録媒体の存在の有無を検知するセンサ（通紙検知手段）を該定着ニップ部の主走査方向の両端及び中央の３箇所具備することで、記録媒体の幅方向（主走査方向）のいずれかの端部が分離爪に引っ掛かった場合でもジャム発生ありとして検知することができる。また、センサを分離爪近傍に配置することで検知までの搬送長を最低限に抑えることが出来るので、記録媒体の除去が容易になり、分離爪付近で記録媒体が蛇腹状となって定着部材の表層を損傷することを防止することができる。
また、中央センサは記録媒体先端（エッジ）を検出し、端部センサは通紙（レベル）されたことを検出することにより、端部センサが装着されていない旧定着装置との互換性を備えることも可能とする。

従来の定着装置においてシートの蛇行が発生したときの状態を示す上面図である。 本発明に係る画像形成装置で用いる定着装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。 図２の定着装置の定着ニップ部排出側における要部構成を示す斜視図である。 図２の定着装置の定着ニップ部排出側における要部構成を示す断面図である。 定着ジャム検出手段を構成するセンサ検出回路図（１）である。 図６の検出回路におけるセンサのシート検知のタイミングチャートである。 図２の定着装置においてシートの蛇行が発生したときの状態を示す上面図である。 定着ジャム検出手段を構成するセンサ検出回路図（２）である。 図９の検出回路におけるセンサのシート検知のタイミングチャートである。 本発明で用いる定着装置における加圧部材、定着部材の別の構成例（１）を示す断面図である。 本発明で用いる定着装置における加圧部材、定着部材の別の構成例（２）を示す断面図である。 本発明で用いる定着装置における分離爪の別の構成例を示す上面図である。

以下に、本発明に係る画像形成装置の構成について図面を参照して説明する。
図２は、本発明に係る画像形成装置に具備される定着装置の構成を示す断面図である。
図２に示すように、定着装置１００は、定着カバー１００ｃの内部に、定着ローラ１１及び加熱ローラ１４に一定のテンションで架け渡された定着部材（定着回転体、ここでは定着ベルト１２）と、該定着部材（定着ベルト１２）に対して下側で回転自在に圧接し定着ニップ部Ｎを形成する加圧部材（加圧回転体、ここでは加圧ローラ１３）と、前記定着ニップ部Ｎのシート排出側であって先端が定着部材（定着ベルト１２）に近接して（非接触で）該定着部材（定着ベルト１２）の幅方向（主走査方向）に複数配置され該定着部材（定着ベルト１２）への記録媒体であるシートＰの巻き付きを防止する分離爪１６ａと、前記定着ニップ部Ｎのシート排出側であって先端が加圧部材（加圧ローラ１３）に当接して該加圧部材（加圧ローラ１３）の幅方向（主走査方向）に複数配置され該加圧部材（加圧ローラ１３）へのシートＰの巻き付きを防止する分離爪１６ｂと、クリーニングウェブを押し付けて定着ベルト１２のクリーニングを行うクリーニング機構１７と、を備える。なお、定着装置１００とは別に、分離爪１６ａ，１６ｂの下流側の排出経路近傍に、シートＰの通過を検知する３つのセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が、後述する定着ジャム検出手段１８を構成するものとして配置されている。

ここで、定着ベルト１２は、無端ベルトであり、断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコンゴム層などの弾性層を形成した２層構造となっている。また、定着ローラ１１は、金属の芯金にシリコンゴムを有したものである。ウォームアップ時間短縮のため、定着ベルト１２の熱を吸収しにくいように、発泡のシリコンゴムを用いることもある。また、加熱ローラ１４は、アルミ又は鉄の中空ローラで内部にハロゲンヒータなどのヒータ１４ｈからなる熱源を有している。熱源は誘導加熱機構（ＩＨ）でもよい。また、加熱ローラ１４の中空ローラの肉厚部分には複数の中空のパイプがその長手方向が加熱ローラ１４の幅方向とされ、加熱ローラ１４の円周方向に均等に埋め込まれたヒートパイプ１４ａを有する。ヒートパイプ１４ａにより、ヒータ１４ｈからローラ表面への熱伝達が改善され、定着ベルト１２が速く均一に加熱されるようになる。

定着装置１００の駆動の際には、例えば定着ローラ１１の図中時計回り方向の回転駆動により定着ベルト１２がテンションローラ１５の押圧により適切なテンションが付与された状態でシートＰを排出する方向（図２では時計回り方向）に回動し、加圧ローラ１３がつれ回りする。駆動されるローラは定着ローラ１１に限らず加圧ローラ１３や加熱ローラ１４であってもよい。また、定着の際には、定着ベルト１２は、加熱ローラ１４内部に配置されたヒータ１４ｈの発熱によりサーミスタ（不図示）で検出される温度が所定の温度（例えばトナー定着に適する温度）まで加熱される。なお、本発明では、定着部材として、図２に示す定着ベルト１２（無端ベルト）の形態を示したが、これに限定されるものではなく、中空円筒形状のローラ（定着ローラ）としてもよい。

加圧ローラ１３は、通常はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコンゴム等の弾性層が設けられた円筒形状のローラである。また、図示していない加圧脱圧手段により加圧ローラ１３を定着ベルト１２側へ移動させて加圧すること、及び定着ベルト１２から引き離す方向に移動させて脱圧することが可能であり、定着装置１００が駆動するときには該加圧脱圧手段により加圧ローラ１３の定着ベルト１２への押し当てが一定の圧力で定着ベルト１２の方向へ押されることにより行われる。また、定着の際など必要なときに、加圧ローラ１３は、内部に配置されたヒータ１３ｈの発熱により所定の温度まで加熱される。なお、本発明では、加圧部材として、図２に示す加圧ローラ１３（ローラタイプ）の形態を示したが、これに限定されるものではなく、２つのローラに架け渡された無端ベルト状の加圧部材（ベルトタイプ）としてもよい。

定着装置１００では、定着ベルト１２、加圧ローラ１３が回転駆動された状態で、定着ベルト１２の表面は所定の温度まで加熱されており、定着ニップ部Ｎに未定着トナーＴが形成されたシートＰが通され（図中、右側から左側方向への通紙）、定着ニップ部Ｎにおける加圧及び加熱により未定着トナーをシートＰ上に熱融着させて定着を行う。

ついで、トナー定着されたシートＰは定着ニップ部Ｎから排出されるが、このときシートＰが定着ベルト１２あるいは加圧ローラ１３に巻き付いたまま出てくることがある。その対策として、定着ベルト１２にオイルを塗布して離型性を改善するオイル塗布装置２１と、加圧ローラ１３にオイルを塗布して離型性を改善するオイル塗布装置２２を備える。なお、ここで使用されるオイルは、耐熱性かつ不揮発性のオイルが好ましく、例えばシリコーンオイルが挙げられる。また、分離爪１６ａ，１６ｂの先端がシートＰの先頭端部に当接することにより、該シートＰを定着ベルト１２あるいは加圧ローラ１３から分離させるようになっている。定着ニップ部Ｎから排出されたシートＰは、所定の排出経路を通過して定着装置１００から送り出される。
なお、３つのセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３はシートＰの通過を監視しており、該センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知結果に基づいてジャム発生を検出することができる（詳細は後述）。

次に、本発明に係る画像形成装置の全体構成について説明する。
図３に、本発明に係る画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の構成を示す。
カラー複写機２００は、定着装置１００と、３つのセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を有し、該３つのセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知結果に基づいてジャム発生を検出する定着ジャム検出手段１８と、を備える。また、カラー複写機２００は、装置本体中央部に位置する画像形成部２００Ａと、該画像形成部２００Ａの下方に位置する給紙部２００Ｂと、画像形成部２００Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有する高速機であり、画像形成部２００Ａに前述した定着装置１００を組み込んでいる。

画像形成部２００Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写ベルト２１０が配置されており、該転写ベルト２１０の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋが転写ベルト２１０の転写面に沿って並置されている。

各感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する光書き込み装置２０１、帯電装置２０２Ｙ，２０２Ｍ，２０２Ｃ，２０２Ｋ、現像装置２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋ、１次転写装置２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｋ及びクリーニング装置が配置されている。また、各現像装置２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋには、それぞれのカラートナーが収容されている。

転写ベルト２１０は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの１つであるローラ２１１に対向する位置に転写ローラ２１２が設けられている。また、転写ローラ２１２から定着装置１００までのシートＰの搬送経路は横パスとなっている。

給紙部２００Ｂは、記録媒体としてのシートＰを積載収容する給紙トレイ２２０と、該給紙トレイ２２０内のシートＰを最上のものから順に１枚ずつ分離して、転写ローラ２１２の位置まで搬送する搬送機構を有している。このとき、例えば給紙トレイ２２０から搬出されたシートＰはレジストローラ２２１に突き当たって一旦停止する。さらに、画像の出力タイミングに従って、レジストローラ２２１が回転し、転写工程、定着工程に入るようにシートＰを搬送するようになっている。

本発明の画像形成装置２００における画像形成に当たっては、感光体２０５Ｙの表面が帯電装置２０２Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体２０５Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置２０３Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置２０４Ｙにより転写ベルト２１０上に１次転写される。他の感光体２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が転写ベルト２１０上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。

つぎに、感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋから転写ベルト２１０上に１次転写されたトナー像Ｔは、ローラ２１１、転写ローラ２１２により搬送されてきたシートＰに転写される。トナー像Ｔが転写されたシートＰは、さらに定着装置１００まで搬送され、定着ベルト１２と加圧ローラ１３との定着ニップ部Ｎにて定着が行なわれる。定着ベルト１２，加圧ローラ１３にはオイル塗布装置２１，２２によりそれぞれ適当量のオイルが塗布されており、また必要に応じて定着ニップ部Ｎの出側に配置された分離爪１６ａ，１６ｂが、シートＰが定着ベルト１２，加圧ローラ１３に巻き付くことがないように機能して、定着ニップ部Ｎの出側に排出される。
ついで、定着ニップ部Ｎから排出されたシートＰは排出経路に沿ってスタッカ２１５へ送り出される。

以上のように、本発明では定着装置１００を有する画像形成装置により、高度な定着分離機能が得られ、さまざまな紙種(薄紙から厚紙まで)・画像(画像先端余白をより少なくすることが可能)への対応が可能となっている。

なお、定着装置１００に付帯して、定着装置１００で使用されたシートＰの離型性改善のためのオイルを回収するオイルタンク２５１、オイルタンク２５１内のオイルを再度定着装置１００に供給するオイルポンプ２５２などのオイル循環機構を備えている。

つぎに、本発明の要部構成について説明する。
図４は、本発明で用いる定着装置の定着ニップ部Ｎの排出側における要部構成を示す斜視図であり、図５はその断面図である。ここでは、図２に示す定着装置１００について説明に不要なものを省略している。

すなわち、図２に示した定着装置１００において、定着ニップ部Ｎの記録媒体であるシートＰの排出側に配置され、先端が定着ベルト１２（不図示（定着ローラ１１のみ記載））に近接して該定着ベルト１２の幅方向（主走査方向）に複数配置され定着ベルト１２へのシートＰの巻き付きを防止する分離爪１６ａと、定着ニップ部ＮのシートＰの排出側であって先端が加圧ローラ１３に当接して加圧ローラ１３の幅方向（主走査方向）に複数配置され加圧ローラ１３へのシートＰの巻き付きを防止する分離爪１６ｂと、を備える。また、定着ジャム検出手段１８として、定着ニップ部ＮのシートＰの排出側の分離爪１６ａ，１６ｂより下流であって定着ニップ部Ｎの幅方向の中央及び両端に配置される３つのセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を備える。

ここで、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、シートＰの存在の有無を検知して該シートＰの通過を検知するものである。このとき、センサＳ１は定着ニップ部Ｎの幅方向の一方の端部側であって画像形成装置（カラー複写機）２００におけるオペレータ側（装置正面側）に配置されるもの（端部センサ）であり、センサＳ２は定着ニップ部Ｎの幅方向の他方の端部側であって画像形成装置（カラー複写機）２００におけるオペレータ側の反対側（反オペレータ側、装置背面側）に配置されるもの（端部センサ）であり、センサＳ３は定着ニップ部Ｎの幅方向の中央に配置されるもの（中央センサ）である。また、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３はすべて定着ニップ部Ｎから等距離の位置に一直線上に配置されている。

なお、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３として使用可能なものとしては、例えばフィラーを用いたフォトインタラプタや反射型のフォトセンサなどが挙げられるが、シートＰの搬送や形成される画像に影響を与えないで非接触で検知できるフォトセンサが望ましい。センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３がフォトセンサである場合、図５に示すように、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３はシートＰの排出経路１９の近傍であって排出経路１９よりも下側に配置される。これにより、シートＰが存在しない時にはセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の信号レベルはＯＦＦ状態であるが、シートＰがセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３上にくると該センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの光をシートＰの裏面（画像形成面とは反対面）が反射して、この反射光をセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が受光し、信号レベルがＯＮ状態となり、その受光信号（検知信号）でシートＰの存在を検知することができる。このとき、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、分離爪１６ａ，１６ｂの近傍に配置されていることから、定着ニップ部Ｎから出てきたシートＰの先端及び通過状態を幅方向（主走査方向）で即座に検知することが可能となっている。

また、図６に示す等価回路（検出回路）のように、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３はそれぞれ、画像形成装置（カラー複写機２００）本体側の制御部（制御基板）と接続されており、制御基板の電源から電源供給を受けるとともに、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知信号をマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）に送るようになっている。該ＭＰＵは画像形成装置（カラー複写機２００）の種々の制御を行うとともに、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知信号によりジャム発生の検出判定を行う。すなわち、定着ジャム検出手段１８は、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３と、前記ＭＰＵにおけるジャム発生の検出判定を行う領域等と、から構成される。

本発明では、定着ジャム検出手段１８において、定着装置１００より上流側のシートＰの搬送経路の所定位置（例えば、レジストローラ２２１）におけるシートＰの通過時から所定時間Ｔが経過するまでに、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の１つでも該シートＰの通過を検知しないときにジャム発生ありを検出するものとする。その詳細を以下に説明する。

まず、シートＰが定着ニップ部Ｎから正常に排出される場合を考える。
図７は、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３によるシートＰの検知のタイミングチャートである。ここでは、定着ジャム検出手段１８はつぎの手順でジャム検出を行う。
（Ｓ１１） レジストローラ２２１からのシートＰの搬送開始を契機Ｏとして経過時間を計測する。
（Ｓ１２） 経過時間が所定時間Ｔとなった時に、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知状態を確認する。このとき、シートＰは正常に定着ニップ部Ｎから排出されているために、所定時間Ｔ経過前に、シートＰの先端はセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３上を同時に通過している。そのため、図７の実線チャートで示すように、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は同時にＯＦＦ状態（シートＰ未検知）からＯＮ状態（シートＰ検知）に切り換わっている。
（Ｓ１３） ここで、定着ジャム検出手段１８は、センサＳ１，Ｓ２については所定時間Ｔ経過時の信号のレベルを確認する（レベル検知）。すなわち、信号のレベルがＯＮ状態であればシートＰが通過したとし、ＯＦＦ状態であればシートＰが通過していないと検知する。また、センサＳ３については所定時間Ｔ経過までにＯＦＦ状態からＯＮ状態への信号切り換わりの有無があるか否かを確認する（エッジ確認）。すなわち、前記信号切り換わりがあればシートＰが通過したとし、信号切り換わりがなければシートＰが通過していないと検知する。図７の実線チャートでは、センサＳ１，Ｓ２は所定時間Ｔ経過時にＯＮ状態であり、センサＳ３は所定時間Ｔ経過時までに信号切り換わりが発生している。
（Ｓ１４） そして、定着ジャム検出手段１８は、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３のすべてがシートＰの通過を検知した場合は、ジャム発生なしと判定し、これを検出結果とする。一方、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３のうち、１つのセンサでもシートＰの通過を検知していない場合は、ジャム発生ありと判定し、これを検出結果とする。図７の実線チャートでは、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３のすべてがシートＰの通過を検知しており、ジャム発生なしと判定される。
（Ｓ１５） そして、定着ジャム検出手段１８がジャム発生なしとしたため、実行中の画像形成ジョブは継続して行われる。

つぎに、定着ニップ部ＮでシートＰが正常に分離されない場合を考える。
図８は、定着装置１００を上から見た図であり、定着ローラ１１、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３、シートＰのみ示している図である。ここでは、定着装置１００より上流側のシートＰの搬送経路の所定位置（例えば、レジストローラ２２１）におけるシートＰの通過時から所定時間Ｔが経過した時であって、定着ニップ部Ｎの排出側においてシートＰのオペレータ側の端部が分離爪１６ａでうまく剥離できず少し引っ掛かって蛇行して排出されようとしている状態を示している。

ここでは、定着ジャム検出手段１８によるジャム検出はつぎのように行われる。
（Ｓ２１） レジストローラ２２１からのシートＰの搬送開始を契機Ｏとして経過時間を計測する。
（Ｓ２２） 経過時間が所定時間Ｔとなった時に、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知状態を確認する。このとき、シートＰの先端は図８のようにセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の配列方向に対して斜めになった状態でセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３上を通過している。図８では、センサＳ２，Ｓ３はシートＰにさえぎられているが、センサＳ１はまだシートＰにさえぎられていない。そのため、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知は、図７の点線チャートで示すようになる。
（Ｓ２３） すなわち、定着ジャム検出手段１８は、センサＳ１，Ｓ２については所定時間Ｔ経過時の信号のレベルを確認し、センサＳ３については所定時間Ｔ経過までにＯＦＦ状態からＯＮ状態への信号切り換わりの有無があるか否かを確認するが、図７の点線チャートでは、センサＳ２は所定時間Ｔ経過時にＯＮ状態であり、センサＳ３は所定時間Ｔ経過時までに信号切り換わりが発生しているが、センサＳ１は所定時間Ｔ経過時にＯＦＦ状態である。
（Ｓ２４） そのため、定着ジャム検出手段１８は、センサＳ２，Ｓ３がシートＰの通過を検知しているがセンサＳ１がシートＰの通過を検知していないため、ジャム発生ありと判定し、これを検出結果とする。
（Ｓ２５） そして、定着ジャム検出手段１８がジャム発生ありを検出したため、実行中の画像形成ジョブは直ちに停止され、定着装置１００の駆動も停止される。その後、所定の警告表示（定着装置でジャムが発生したこと、紙詰まりしたシートＰを取り除くことなどの表示）が画像形成装置の操作パネル上に表示される。

以上のように、従来検知できなかったようなシートＰのわずかな蛇行によるジャムも検出できるので、しかも定着装置１００へシートＰがそれほど送り込まれていない状態でその検出が可能である。これにより、シートＰが蛇腹状となって分離爪１６ａを押して定着部材（定着ベルト１２）等の奥に入り込んでしまう、或いはシートＰの後端が定着装置内に入ってしまう等の重篤なジャムがなくなり、シートＰの除去が容易となる。これは、定着部材（定着ベルト１２）に対して分離爪（分離爪１６ａ）が非接触で近接して配置される構成に対してとくに有効である。また、蛇腹状となったシートＰによってさらに押された分離爪１６ａが定着部材の表面を損傷してしまう等の問題を回避することができる。

なお、本例では、センサＳ１のみシートＰの通過を検知していない場合を示したが、シートＰの定着ニップ部Ｎ以降の排出状態によってセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知状態は変わる。そのため例えば、センサＳ２，Ｓ３のいずれか、あるいはセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３のいずれか２つまたはすべてがシートＰの通過を検知していない場合でも定着ジャム検出手段１８はジャム発生ありと判定するものとする。

ところで、本発明では、シートＰの検知の仕方として、中央センサＳ３は、シートＰの先端通過（検知信号としての、ＯＦＦ状態（用紙無）からＯＮ状態（用紙在）への変化）の有無を検知し（エッジ検知）、２つの端部センサＳ１，Ｓ２はシートＰのその時点での有無（ＯＮ状態（用紙在）のレベル検知）を検知するようにしている。これにより、本発明の画像形成装置（カラー複写機２００）の代わりに従来の画像形成装置（例えば、図１に示すような端部センサＳ１，Ｓ２を具備せず中央センサＳ３のみ有する画像形成装置）においても、定着ジャム検出手段１８に関するシステムを適用して、蛇行ジャムは検出できないが、用紙が通過したか否かからジャムを検出する従来レベルのジャム検出を行うことができる。

図９に、そのような端部センサＳ１，Ｓ２が搭載されない場合の定着ジャム検出手段１８を構成するセンサ検出回路の回路構成を示す。なお、図中の×印は、従来の画像形成装置において端部センサＳ１，Ｓ２を具備していない状態を意味している。
すなわち、図９に示すように、制御基板のセンサＳ１，Ｓ２が接続されていた検出回路（センサ入出力信号受け回路）において、センサＳ１，Ｓ２用の接続端同士をジャンパ（コネクタ）でつないでグランドに接地するようにして、センサＳ１，Ｓ２が用紙を検出しているのと同様のＯＮ状態で常時信号状態が固定されるように接続を行う。その上で、中央センサＳ３のみでシートＰの検知（エッジ検知）を行うようにする。これによって、定着ジャム検出手段１８は、図１０のように、端部センサＳ１，Ｓ２の信号で邪魔されることなく、中央センサＳ３の信号のみでジャム発生の有無を検出することが可能になる。このように本発明の画像形成装置では、制御プログラム（定着ジャム検出手段１８）がセンサの有無を判断する必要がなくなり、センサと制御基板の電気的接続に関するマイクロコードを共通化するだけで、本発明の画像形成装置（カラー複写機２００）でも従来の画像形成装置でも共通の検出制御で定着ジャム検出手段１８によるジャム検出ができるようになる。

また、定着ジャム検出手段１８は、中央センサＳ３により定着ニップ部Ｎを通過するシートＰの後端を検知することを行うものとする。
シートＰの後端の通過を検知することにより、シートＰはジャムを発生することなく、定着ニップ部Ｎを正常に通過したことを確認することができる。また、中央センサＳ３でシートＰの後端を検知するようにしているので、本発明の画像形成装置（カラー複写機２００）の代わりに従来の画像形成装置（例えば図１に示すもの）においても、定着ジャム検出手段１８はそのセンサＳ３を使ってジャム検出関係の制御を行うことができる。

なお、前記所定時間Ｔは、使用するシートＰの種類、連続通紙量で調整されることが好ましい。これにより、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検知タイミングを早めたり遅くしたりして適切な検知が可能になる。例えば、所定時間Ｔ＝ｔ＋ａとする。ここで、時間ｔは標準的なシートＰを使用したときの前記所要時間であり、時間ａはシートＰの種類（例えばコート紙、特殊紙、封筒）、或いはシートＰの連続通紙量（例えば薄紙、厚紙で変化するＣＰＭ（１分間当りのコピー枚数））によって決まる数値である。

また、画像形成装置で使用する様々なサイズや種類のシートＰによって、定着ジャム検出手段１８において検知結果を取得するセンサをセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３から選択するとよい。

例えば、定着ジャム検出手段１８は、２つの端部センサＳ１，Ｓ２間の距離がシートＰの幅（主走査方向の幅）よりも大（シートＰの幅＜２つの端部センサＳ１，Ｓ２間の距離）のとき、中央センサＳ３のみでジャム発生を検出するものとする。これにより、センサＳ１，Ｓ２がもともと検知できない幅の狭いシートＰについても正常にジャム検出できるようになる。

また、２つの端部センサＳ１，Ｓ２間の距離がシートＰの幅以下（シートＰの幅≧２つの端部センサＳ１，Ｓ２間の距離）のとき、３つのセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３でジャム発生を検出するものとする。これにより、前述の通り、シートＰのわずかな蛇行によって発生するジャムについても検出することができる。

また、シートＰが帳票のような端部にパンチ穴が在るとき、定着ジャム検出手段１８は、中央センサＳ３のみでジャム発生を検出するとよい。シートＰの幅方向（主走査方向）の一端にパンチ穴が在る場合は、センサＳ１，Ｓ２はパンチ穴部分でシートＰを検知しない誤検知が発生する可能性があるので、中央センサＳ３のみでシートＰの検知を行い、その結果に基づいてジャム発生の検出を行うものとする。

なお、以上のようなセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の選択は、画像形成装置におけるオペレータ情報におけるシートＰのサイズや種類の情報に基づいて行うとよい。

また、ジャム発生により画像形成装置が停止すると、オペレータ（使用者）は定着装置１００を引き出して、該装置に定着ニップ部Ｎから詰まったシートＰを取り除くジャム処理を行い、定着装置１００を戻して使用可能な状態に復帰させるが、このとき定着ジャム検出手段１８は、ジャム発生後からつぎの定着処理動作開始までの期間で、中央センサＳ３でシートＰの取り残しを検知することが好適である。これにより、シートＰの取り残しのある状態で新たなシートＰを通過させて再度ジャムを発生することを防ぐことができるだけでなく、シートＰの取り残し検知を中央センサＳ３のみで行うようにすることで、本発明の画像形成装置（カラー複写機２００）にだけでなく、従来の画像形成装置（図１のように中央センサＳ３のみ有する装置）にもこの機能を持たせることが可能となる。すなわち、該従来の画像形成装置に定着ジャム検出手段１８に関するシステムを適用する場合、図９に示すセンサ検出回路の回路構成としていることから、端部センサＳ１，Ｓ２に対応する検出回路において常時用紙ありの検出状態にあり、その検出結果に基づくとシートＰの取り残しに関して誤検出となってしまう。そこで、前述のように端部センサＳ１，Ｓ２に対応する検出回路の信号を除外し、中央センサＳ３に対応する検出回路の信号のみでシートＰの取り残し検知を行うことで、シートＰの取り残しに関する誤検出の防止を図り、正確な取り残し検出を可能としている。

なお、図３のように、定着装置１００のシートＰの搬送経路下流に、シート搬送経路の分岐切替を行うゲート２１３を配置する場合がある。この場合、定着装置１００のシート搬送経路下流側に２つのシート搬送経路を備えており、例えば一方はシートＰをスタッカ２１５に排出するためのものであり、他方はシートＰの裏面に画像形成を行うために、シートＰを反転させて再度画像処理のためのシート搬送経路に戻すためのものである。本発明では、このゲート２１３の切替動作タイミングを、中央センサＳ３におけるシートＰの検知（エッジ検知）タイミングで決定するとよい。すなわち、中央センサＳ３で通紙検出した契機から所定時間経過した時に動作するタイミングをつくる。これにより、シートＰの適切な搬送が可能となる。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

例えば、ここでは定着装置１００として定着部材として定着ベルト１２、加圧部材として加圧ローラ１３を配置した構成例を示したが、これに限定されるものではなく、ローラタイプの定着部材とローラタイプの加圧部材の組み合わせ、ローラタイプの定着部材とベルトタイプの加圧部材の組み合わせ、ベルトタイプの定着部材とベルトタイプの加圧部材の組み合わせのいずれの構成としてもよい。

図１１は、本発明で用いる定着装置における加圧部材、定着部材の別の構成例を示す断面図である。図１１では、上側に回転自在に配置された定着ローラ１２ａと、定着ローラ１２ａの下にローラＲ１１，Ｒ１４，Ｒ１５に回動自在に架け渡された加圧ベルト１３ａと、が当接して加圧ベルト１３ａの裏面にある加圧パッドであるバックアップ部材１３ｂにより定着ニップ部Ｎを形成可能に配置されている。また、定着ローラ１２ａはヒータ１２ｈにより加熱され、加圧ベルト１３ａはヒータ１３ｈ’により加熱されるようになっている。本発明の定着装置では、このように、定着部材が加熱源を有する定着ローラであって、加圧部材が複数のローラに張架された加圧ベルトで構成したものとしても良い。

また図１２のように、定着部材、加圧部材ともにベルトとして構成するようにしても良い。具体的には、この定着装置では、定着部材としての定着ベルト１２がローラＲ１６、Ｒ１７及び案内部材１２ｇに掛け渡され、ローラＲ１７が図示しない駆動部により回転駆動されて定着ベルト１２が回転する。加圧部材としての加圧ベルト１３ａは、ローラＲ１８、Ｒ１９及び案内部材１３ｇに掛け渡され、ローラＲ１８は加圧ベルト１３ａ及び定着ベルト１２をローラＲ１６に押圧する。ローラＲ１８はローラＲ１６と同じ周速で従動回転する。ローラＲ１６、Ｒ１８はそれぞれ内部に設けられている加熱手段としてのヒータ１２ｈ’、１３ｈ''により加熱されて定着ベルト１２及び加圧ベルト１３ａを加熱する。

また、分離爪についても図４に示すようなものに限られない。例えば定着装置１００において、図１３に示す分離爪を用いてもよい。図１３は、定着装置１００において定着ニップ部Ｎの排出側を上から見た図である。
ここで、分離爪１６ａ’は、フッ素樹脂より硬い材料からなる板状のベース３１をインサート部材としてフッ素樹脂でフッ素樹脂層３２及び先端部３３が射出成形により一体成型されてなるものである。このとき、分離爪１６ａ’の先端部３３は、フッ素樹脂のみからなり定着ベルト１２の幅方向に沿って一定の幅をもつものとなり、定着ベルト１２に近接して配置される。また、フッ素樹脂層３２はシート排出経路に面するようになっている。そして、この一定の幅をもった複数の分離爪１６ａ’を定着ベルト１２の幅方向（あるいは定着ローラの場合にはローラ軸方向）に配置している。なお、図１３では分離爪１６ａ’が複数個設けられた例を示したがこの限りではなく、１つの分離爪１６ａ’を備えた構成でもよい。ただし、複数個の分離爪１６ａ’を配置して、個々に定着部材（定着ローラ／定着ベルト）とのギャップを調整できるようにしたほうがより分離性能を高めることが可能となるため望ましい。

１１，１２ａ 定着ローラ
１２ 定着ベルト
１２ｇ，１３ｇ 案内部材
１３ 加圧ローラ
１３ａ 加圧ベルト
１３ｂ バックアップ部材
１２ｈ，１２ｈ’，１３ｈ，１３ｈ’，１３ｈ''，１４ｈ ヒータ
１４ 加熱ローラ
１４ａ ヒートパイプ
１５ テンションローラ
１６ａ，１６ａ’，１６ｂ 分離爪
１７ クリーニング機構
１８ 定着ジャム検出手段
１９ 排出経路
２１，２２ オイル塗布装置
３１ ベース
３２ フッ素樹脂層
３３ 先端部
１００ 定着装置
１００ｃ 定着カバー
２００ 画像形成装置
２００Ａ 画像形成部
２００Ｂ 給紙部
２０１ 光書込み装置
２０２Ｙ，２０２Ｃ，２０２Ｍ，２０２Ｋ 帯電装置
２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋ 現像装置
２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｋ １次転写装置
２０５Ｙ，２０５Ｃ，２０５Ｍ，２０５Ｋ 感光体
２１０ 転写ベルト
２１１ 従動ローラ
２１２ 転写ローラ
２１３ ゲート
２１５ スタッカ
２２０ 給紙トレイ
２２１ レジストローラ
２５１ オイルタンク
２５２ オイルポンプ
Ｐ シート（記録媒体）
Ｒ１１，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ１９ ローラ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ センサ
Ｔ トナー

特開２００８−５８７５７号公報 特開２００５−１８１６８９号公報

Claims (7)

1. 加熱手段により加熱される定着部材と、
   該定着部材に対して回転自在に圧接し、記録媒体を通過させて該記録媒体上にトナー像を熱融着させる定着ニップ部を形成する加圧部材と、
   前記定着ニップ部の記録媒体排出側に配置され、少なくとも前記定着部材への記録媒体の巻き付きを防止する分離爪と、を有する定着装置と、
   前記定着ニップ部の記録媒体排出側の前記分離爪より下流であって該定着ニップ部の幅方向の中央及び両端に配置され、前記記録媒体の通過を検知する３つのセンサを有し、該３つのセンサの検知結果に基づいてジャム発生を検出する定着ジャム検出手段と、
   を備え、
   前記定着ジャム検出手段は、前記定着装置より上流側の搬送経路の所定位置における記録媒体の通過時からの所定時間Ｔを計測し、前記定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）からは前記所定時間Ｔが経過するまでにＯＦＦ状態からＯＮ状態への信号変化が有るか否かを検知することにより記録媒体の先端および後端通過の有無の検知結果を取得し、該定着ニップ部の幅方向の両端に配置される２つのセンサ（端部センサ）からは前記所定時間Ｔ経過時点の信号のレベルを検知することにより記録媒体の有無の検知結果を取得する画像形成装置。
2. 前記定着ジャム検出手段は、前記定着装置より上流側の搬送経路の所定位置における記録媒体の通過時から所定時間Ｔが経過するまでに、前記センサの１つでも該記録媒体の通過を検知しないときにジャム発生ありを検出する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記所定時間Ｔは、前記記録媒体の種類、連続通紙量で調整される請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着ジャム検出手段は、
   前記定着ニップ部の幅方向の両端に配置される２つのセンサ（端部センサ）間の距離が記録媒体の幅よりも大のとき、該定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）でジャム発生を検出し、
   前記２つの端部センサ間の距離が記録媒体の幅以下のとき、前記２つの端部センサ及び中央センサでジャム発生を検出する請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記定着ジャム検出手段は、記録媒体の端部にパンチ穴が在るとき、前記定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）でジャム発生を検出する請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記定着装置の下流に位置しシート搬送経路の分岐切替を行うゲートの動作タイミングを、前記定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）における記録媒体の検知タイミングで決定する請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記定着ジャム検出手段は、ジャム発生後からつぎの定着処理動作開始までの間、前記定着ニップ部の幅方向の中央に配置されるセンサ（中央センサ）で記録媒体の取り残しを検知する請求項１に記載の画像形成装置。
   

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