JP5743330B2 - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター等の画像形成装置に搭載される、未定着のトナー像を定着する定着装置に関し、特に定着ローラーの回転を検知する機構に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、ニップを形成するローラー対の少なくとも一方のローラー（定着ローラー）を加熱し、ローラー対のニップに未定着トナー画像を担持した用紙を挿通することによって記録媒体にトナーを定着する熱ローラー定着方式が広く用いられている。

また、熱ローラー定着方式としては、定着ローラーと加熱ローラーとに無端状の定着ベルトを架け渡し、加熱ローラーの熱源により定着ベルトを発熱させ、定着ベルトを介して定着ローラーと加圧ローラーのニップで未定着トナー画像を記録媒体に定着させるベルト加熱方式も用いられている。

このような定着ローラーや加熱ローラー等（熱ローラー）の加熱方式としては、ローラーに内蔵されたハロゲンランプ等のランプで加熱するランプ方式が知られているが、ウォームアップタイムの短縮や、省エネルギーの要請から、交番磁界を磁性導体に鎖交させ、渦電流を発生させることによって加熱する誘導加熱（ＩＨ：Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）方式が提案されている。

ＩＨ方式においては励磁コイルとコアとを備える誘導加熱部が大型になるため、誘導加熱部を定着ローラーや加熱ローラーの外部に配置し、ローラーを外側から加熱することが多い。この場合、ローラーが回転していない状態で加熱を開始すると、ローラー表面の一部のみが加熱されてしまう。また、ローラーの表面温度を検知する温度検知センサーが配置されているが、誘導加熱部と温度検知センサーの配置位置がローラーの周方向で異なる場合は異常昇温を検知できず、ローラーの熱変形や発煙、発火が生じるおそれがある。そのため、ローラーが回転している状態で誘導加熱部に電流を流すのが一般的である。

例えば特許文献１、２には、光学式センサー（フォトインタラプタセンサー）とアクチュエーターとを備えた回転検知手段を用いて加熱ローラーの回転の有無を検知し、検知結果に基づいて誘導加熱部に流れる電流を制御するようにしたＩＨ方式の定着装置が開示されている。

特許文献１、２の方法では、定着ローラーや加熱ローラーの回転駆動に連動してアクチュエーターが回転し、光学式センサーの検知部の光路を開放若しくは遮断することで加熱ローラーの回転の有無を検知している。

特開２００２−８２５４９号公報 特開２００５−７０３２１号公報

ところで、定着装置周辺で紙詰まり（ジャム）が発生した場合、ジャムした用紙を取り除くために定着ローラーや加熱ローラーを回転させる必要がある。このときの定着ローラーや加熱ローラーの回転によっても回転検知手段が作動して回転検知が行われる。一方、ジャム処理時には側面カバーが開放されるため、側面カバーの開放に連動して駆動系への電力供給を遮断するインターロックスイッチが作動し、誘導加熱部への電力供給が遮断される。そのため、ＩＨ方式の誘導加熱部に電流が流れることはなく、定着ローラーや加熱ローラーが誤って加熱されるおそれはない。

しかし、通常は定着ローラーや加熱ローラーの回転を検知したとき誘導加熱部をＯＮにする制御が入っているため、ジャム処理時の回転検知によって誘導加熱部をＯＮにする制御信号が送信されてしまう。その結果、制御信号が送信されても誘導加熱部に電力が供給されないという矛盾が生じ、システムエラーが発生するという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、回転検知機構がジャム処理時における被加熱回転体の回転を検知しないようにすることでシステムエラーの発生を防止できる定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、加熱手段により加熱される被加熱回転体と、該被加熱回転体に駆動力を入力する駆動入力ギアと、前記被加熱回転体に固定された出力側ギアと、該出力側ギアの駆動力によって回転する外周面に遮光板が形成されたアクチュエーターギアと、該アクチュエーターギアの遮光板による光路の開放若しくは遮断を検知する光学式センサーと、一端が前記出力側ギアに連結され他端が前記アクチュエーターギアに連結される複数のアイドルギアで構成されるギア列と、を含み、前記被加熱回転体が回転しているか否かを検知する回転検知機構と、を有し、記録媒体上に形成されたトナー画像を定着処理するために画像形成装置に搭載される定着装置において、複数の前記アイドルギアのうちいずれか１つは、前記ギア列から退避した第１の位置と、前記ギア列に噛合する第２の位置とに選択配置される離間ギアであり、前記画像形成装置に開閉可能に支持されたカバー部材の開放に伴い前記離間ギアを前記第１の位置に移動させ、前記カバー部材の閉鎖に伴い前記離間ギアを前記第２の位置に移動させる回転検知切替手段を設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記回転検知切替手段は、前記離間ギアの回転軸が摺動可能に係合する長孔状の係合溝を有し、前記カバー部材の開放に追従する第１の方向と前記カバー部材の閉鎖に追従する第２の方向とに摺動可能な回転検知切替レバーと、該回転検知切替レバーの側面に前記離間ギアを押圧する第１の付勢部材と、前記回転検知切替レバーを前記第１の方向に付勢する第２の付勢部材と、で構成され、前記カバー部材の開放に伴い、前記第２の付勢部材の付勢力によって前記回転検知切替レバーが前記第１の方向に摺動することにより、前記離間ギアが前記第１の付勢部材によって回転軸方向に移動して前記第１の位置に配置され、前記カバー部材が閉鎖されたとき、前記第２の付勢部材の付勢力に抗して前記回転検知切替レバーが前記第２の方向に摺動することにより、前記離間ギアが前記第１の付勢部材の付勢力に抗して前記第２の位置に配置されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記離間ギアは、前記回転検知切替レバーとの対向面に円錐状のカム面が形成され、前記回転検知切替レバーの前記離間ギアとの対向面には、前記カム面が嵌合する凹部と、該凹部側から上り勾配の傾斜面を有する凸部とが前記係合溝に沿って形成されており、前記回転検知切替レバーが前記第１の方向に摺動することにより、前記カム面が前記凹部に嵌合して前記離間ギアが前記第１の位置に配置され、前記回転検知切替レバーが前記第２の方向に摺動することにより、前記カム面が前記傾斜面に沿って前記凸部に乗り上げて前記離間ギアが前記第２の位置に配置されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記ギア列を構成する複数のアイドルギアのうち前記離間ギアの駆動伝達方向上流側の少なくとも１つは、駆動伝達方向上流側のギアが連結される第１ギア部材と、該第１ギア部材の軸方向に隣接して形成され駆動伝達方向下流側のギアと噛み合いながら前記第１ギア部材と一体に回転する第２ギア部材とに２分割され、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材との間に、前記駆動入力ギアの１歯分に対応する回転角度よりも大きい回転ガタが設けられており、前記第１の付勢部材は、前記離間ギアの逆回転防止手段を兼ねることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記光学式センサーは、前記遮光板による光路の開放若しくは遮断を所定時間内に複数回検知したとき前記被加熱回転体の回転を検知することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置において、前記加熱手段は、電磁誘導により被加熱回転体を外部から加熱する誘導加熱部であることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の定着装置を備えた画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、一端が回転検知機構の出力側ギアに連結され、他端がアクチュエーターギアに連結される複数のアイドルギアのうちいずれか１つのギアを、ギア列から退避した第１の位置と、ギア列に噛合する第２の位置とに選択配置される離間ギアとし、画像形成装置に開閉可能に支持されたカバー部材の開放に伴い離間ギアを第１の位置に移動させ、カバー部材の閉鎖に伴い離間ギアを第２の位置に移動させる回転検知切替手段を設けることにより、カバー部材の開放時には被加熱回転体の回転がアクチュエーターギアに伝達されず、回転検知機構が被加熱回転体の回転を検知しなくなる。従って、ジャム処理時に被加熱回転体が回転しても回転検知信号が送信されず、制御信号が送信されても誘導加熱部に電力が供給されないという矛盾が生じないため、システムエラーの発生を防止することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の定着装置において、回転検知切替手段を、離間ギアの回転軸が摺動可能に係合する長孔状の係合溝を有し、カバー部材の開放に追従する第１の方向とカバー部材の閉鎖に追従する第２の方向とに摺動可能な回転検知切替レバーと、該回転検知切替レバーの側面に離間ギアを押圧する第１の付勢部材と、回転検知切替レバーを第１の方向に付勢する第２の付勢部材と、で構成し、カバー部材が開放されて回転検知切替レバーが第１の方向に摺動すると、離間ギアが第１の付勢部材によって第１の位置に配置され、カバー部材が閉鎖されて回転検知切替レバーが第２の方向に摺動すると、離間ギアが第１の付勢部材の付勢力に抗して第２の位置に配置されるようにしたので、簡易な構成の回転検知切替手段となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の定着装置において、回転検知切替レバーが第１の方向に摺動することにより、離間ギアのカム面が回転検知切替レバーの凹部に嵌合して離間ギアが第１の位置に配置され、回転検知切替レバーが第２の方向に摺動することにより、離間ギアのカム面が回転検知切替レバーの傾斜面に沿って凸部に乗り上げて離間ギアが第２の位置に配置されるようにしたので、回転検知切替レバーの摺動によって離間ギアを第１の位置と第２の位置とに円滑に移動させることができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の定着装置において、離間ギアの駆動伝達方向上流側の少なくとも１つのギアを第１ギア部材と第２ギア部材とに２分割し、第１ギア部材と第２ギア部材との間に、駆動入力ギアの１歯分に対応する回転角度よりも大きい回転ガタを設けることで、駆動入力ギアの歯飛びが発生したときアクチュエーターギアは回転しないか、若しくは最大でも駆動入力ギアの１歯分に対応する回転角度よりも小さい角度しか回転しない。また、第１の付勢部材は、離間ギアの逆回転防止手段を兼ねるため、仮に第１ギア部材が正逆回転しても離間ギアは第１ギア部材に追従して逆回転せず、アクチュエーターギアも逆回転しない。従って、駆動入力ギアの歯飛びが発生した場合であっても被加熱回転体の回転の誤検知を確実に防止することができる。また、第１の付勢部材を離間ギアの逆回転防止手段として用いることで、部品点数を削減することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の定着装置において、光学式センサーは、遮光板による光路の開放若しくは遮断を所定時間内に複数回検知したとき被加熱回転体の回転を検知するようにしたので、仮にアクチュエーターギアが僅かに回転して遮光板による光路の開放若しくは遮断が１回検知されたとしても、被加熱回転体が回転したと誤検知されることはない。従って、被加熱回転体の回転の誤検知をより確実に防止することができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の定着装置において、加熱手段として電磁誘導により被加熱回転体を外部から加熱する誘導加熱部を用いることにより、ジャム処理時における被加熱回転体の回転検知によるシステムエラーの発生を防止するとともに、ウォームアップタイムの短縮や省エネルギー化を図ることができる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の定着装置を搭載することにより、被加熱回転体が停止した状態で加熱されることによる回転体の熱変形や発煙、発火のおそれがなく安全性に優れた画像形成装置となる。

本発明の定着装置１３が搭載されたカラープリンター１００の内部構成を示す概略断面図 図１における定着装置１３付近の拡大図 本発明の一実施形態に係る定着装置１３の斜視図 定着装置１３を図３の右側から見た側面図 回転検知機構６０を構成する第１アイドルギア３７の分解斜視図 回転検知機構６０により定着ローラー１３１の回転が検知される様子を示す概略側面図 歯飛びが発生した場合の回転検知機構６０の動作を示す概略側面図 側面カバー２１を開放して反転搬送路２０の内側面を露出させた状態を示す斜視図 回転検知切替レバー７０を裏面側（定着装置１３に対向する側）から見た斜視図 回転検知切替レバー７０と当接する第２アイドルギア３９の斜視図 側面カバー２１が開放された状態での回転検知機構６０及び回転検知切替レバー７０の斜視図 回転検知機構６０及び回転検知切替レバー７０を図１１の上方から見た側面図 側面カバー２１が閉鎖された状態を示す定着装置１３付近の側面図 側面カバー２１が閉鎖された状態での回転検知機構６０及び回転検知切替レバー７０の斜視図 回転検知機構６０及び回転検知切替レバー７０を図１４の上方から見た側面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の定着装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において反時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラー９の作用によって記録媒体の一例としての用紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着装置１３において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング部７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング部７ａ〜７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、上流側のテンションローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは用紙搬送路１８を通過して定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１３を通過した用紙Ｐは一旦排出ローラー対１５方向に搬送され、用紙Ｐの後端が分岐部１４を通過した後に排出ローラー対１５を逆回転させるとともに分岐部１４の搬送方向を切り換えることで、用紙Ｐの後端から反転搬送路２０に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。

カラープリンター１００の後側（図１の右側）には、反転搬送路２０の一部（外側面）を構成する側面カバー２１が支点２１ａで回動可能に支持されている。反転搬送路２０において用紙がジャムした場合は、側面カバー２１を開放することで反転搬送路２０の内側面が露出するため、ジャム処理が可能となる。

図２は、図１における定着装置１３付近の拡大図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図２に示すように、定着装置１３は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いたＩＨ方式であり、定着ローラー１３１及び加圧ローラー１３２から成る定着ローラー対１３ａと、定着ローラー１３１に隣接して配設される誘導加熱部１３３と、定着ローラー１３１表面の温度を検知するサーミスター等からなる温度センサー１３４とを備えている。誘導加熱部１３３と温度センサー１３４はカラープリンター１００本体に固定され、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２はカラープリンター１００本体に回転可能に保持されている。

定着ローラー１３１は、円筒型ステンレスからなる基材と、加圧ローラー１３２に圧接するニップ部Ｎへ弾性と離型性の向上のためにシリコンゴムスポンジからなる弾性層とを備え、基材と弾性層との間に、基材側から順に断熱層と誘導発熱層とを備える。

加圧ローラー１３２は、円筒型ステンレスからなる基材と、ニップ部Ｎへ弾性を付与するために基材上に形成されるシリコンゴムからなる弾性層と、ニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させるために弾性層の表面を覆うフッ素樹脂チューブからなる離型層とを備える。

また、加圧ローラー１３２は、モーター等の駆動源（図略）によって回転駆動させられ、さらに定着ローラー１３１に対してその中心方向に加圧する。これにより、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に圧接し、加圧ローラー１３２が回転すると、定着ローラー１３１が加圧ローラー１３２に対して逆方向に従動回転する。

温度センサー１３４は、定着ローラー１３１表面において軸方向（幅方向）の中央部の通紙領域と、Ｂ５やＡ４縦等の幅の狭い用紙が通紙された時に非通紙領域となる軸方向の両端部とに対向するように配置され、夫々の領域の温度を検知する。温度センサー１３４により検知された温度に基づいて、誘導加熱部１３３の電源が制御され、定着ローラー１３１表面が所定の温度に保持される。

誘導加熱部１３３は、励磁コイル１３３ａとコア１３３ｂとを備え、電磁誘導により定着ローラー１３１を加熱するものである。銅線からなる励磁コイル１３３ａは、ボビン（図示せず）に巻回され、コア１３３ｂの中央部の周りを軸方向に周回するように、定着ローラー１３１の外周面の一部に対向配置されている。また励磁コイル１３３ａは、図示しない高圧電源に接続されていて、高圧電源から供給される高周波電流により磁束を発生させる。誘導加熱部１３３から発せられる磁束は、図２の紙面に平行な方向に発せられ、定着ローラー１３１の誘導発熱層を貫通する。誘導発熱層の磁束の周りには渦電流が生じ、渦電流が流れると、誘導発熱層内の電気抵抗によってジュール熱が発生して、誘導発熱層が発熱することになる。

定着ローラー１３１が誘導加熱部１３３によって所定の温度となるように、温度センサー１３４の検知する温度に基づいて電源からの電力供給を制御している。そして、定着ローラー１３１が加熱され所定の温度に昇温すると、ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｐが加熱されるとともに、加圧ローラー１３２にて加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナーが溶融定着される。

図３は、定着装置１３の斜視図であり、図４は、定着装置１３を図３の右方向から見た側面図である。なお、説明の便宜のため、図３及び図４では定着ローラー１３１、加圧ローラー１３２、各ローラーの駆動機構及び回転検知機構６０を重点的に示しており、誘導加熱部１３３や温度センサー１３４等は記載を省略している。

図３に示すように、駆動モーター（図示せず）の駆動力が入力される駆動入力ギア３０が回転すると、駆動入力ギア３０に噛み合うローラー駆動ギア３１が回転して加圧ローラー１３２が回転する。そして、加圧ローラー１３２が圧接される定着ローラー１３１が加圧ローラー１３２に従動して回転する。

駆動入力ギア３０及びローラー駆動ギア３１が設けられていない側（図３の右側）には、定着ローラー１３１の回転軸の一端に固定される大径ギア３５と、大径ギア３５に噛み合う第１アイドルギア３７と、第１アイドルギア３７に噛み合う第２アイドルギア３９と、第２アイドルギア３９に噛み合うアクチュエーターギア４０が配置されている。また、アクチュエーターギア４０に対向して回転検知センサー４１が配置されている。第１アイドルギア３７、第２アイドルギア３９、アクチュエーターギア４０、及び回転検知センサー４１は、定着ローラー１３１の回転検知機構６０（図５参照）を構成する。

アクチュエーターギア４０の外周面には回転検知センサー４１のＯＮ及びＯＦＦの切り換えを行う複数の遮光板４０ａが等間隔で固定されている。第２アイドルギア３９の回転軸には第１コイルバネ４２が付設されており、第２アイドルギア３９は第１コイルバネ４２の付勢力によって回転軸方向に押圧されている。

また、加圧ローラー１３２は支点４３ａを中心として回動するアーム部材４３に支持されており、アーム部材４３は押圧バネ４５の付勢力によって定着ローラー１３１側に付勢されている。これにより、加圧ローラー１３２は所定の圧力で定着ローラー１３１に圧接される。

図５は、第１アイドルギア３７の分解斜視図である。第１アイドルギア３７は軸方向において大径ギア３５が噛み合う内側の第１ギア部材３７ａと、第２アイドルギア３９が噛み合う外側の第２ギア部材３７ｂとに２分割されている。第１ギア部材３７ａには回転軸８０（図９参照）が摺動可能に挿入される軸受孔４７と、軸受孔４７の周囲に円弧状に形成された一対のリブ５０ａとが形成されている。なお、第２ギア部材３７ｂにも第１ギア部材３７ａと同一形状の軸受孔４７と一対のリブ５０ｂとが形成されている。

そして、第１ギア部材３７ａと第２ギア部材３７ｂとを、リブ５０ａとリブ５０ｂとが互いに噛み合うように重ね合わせて回転軸に装着されている。また、リブ５０ａとリブ５０ｂとを噛み合わせたとき、リブ５０ａとリブ５０ｂの間には所定の隙間が形成される。これにより、第１ギア部材３７ａと第２ギア部材３７ｂとは所定角度（ここでは３０°）の回転ガタを有している。

回転検知センサー４１は、平面視コ字型の対向する内面に発光部及び受光部から成る検知部が設けられたＰＩ（フォトインタラプタ）センサーである。遮光板４０ａが検知部の光路を遮断することにより、検知部の受光信号レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに切り換わり、定着ローラー１３１の回転を検知可能となっている。定着ローラー１３１の回転が検知された場合は、検知信号が制御部（図示せず）に送信され、制御部から誘導加熱部１３３（図２参照）に制御信号が送信されて定着ローラー１３１の加熱が開始される。

次に、本発明の定着装置に用いられる回転検知機構６０の動作について詳述する。図６は、回転検知機構６０により定着ローラー１３１の回転が検知される様子を示す概略側面図である。駆動入力ギア３０からの駆動力により加圧ローラー１３２が回転駆動し、加圧ローラー１３２に従動して定着ローラー１３１が回転を開始すると、定着ローラー１３１の回転軸に固定された大径ギア３５も定着ローラー１３１と同方向（図６の反時計回り方向）に回転する。

次いで、大径ギア３５に噛み合う第１アイドルギア３７の第１ギア部材３７ａが図６の時計方向に回転する。そして、第１ギア部材３７ａのリブ５０ａが第２ギア部材３７ｂのリブ５０ｂを回転方向（時計回り方向）に押圧することにより第２ギア部材３７ｂも時計回り方向に回転する。ここで、第１コイルバネ４２の付勢力は第２ギア部材３７ｂによる第２アイドルギア３９の回転を妨げない程度に設定されているため、第２ギア部材３７ｂに噛み合う第２アイドルギア３９が図６の反時計回り方向に回転し、第２アイドルギア３９に噛み合うアクチュエーターギア４０が図６の時計回り方向に回転する。

そして、アクチュエーターギア４０の回転によって遮光板４０ａが回転検知センサー４１の検知部を通過するため、回転検知センサー４１から検知信号が制御部に送信されて定着ローラー１３１の回転が検知される。

なお、回転検知センサー４１は、ＨＩＧＨからＬＯＷへの受光信号レベルの切り換わり部分（エッジ）を所定時間内に複数回（ここでは３００ｍｓｅｃ間に２回以上）検知したとき定着ローラー１３１の回転を検知する。また、２．５ｍｓｅｃ以上の間隔でエッジが検知されたときに検知有りと認識するようになっている。これにより、定着ローラー対１３ａの回転速度が全速（通常印字時）の場合と半速（写真原稿や厚紙への印字時）の場合の両方において良好な回転検知が可能となる。

図７は、駆動入力ギア３０とローラー駆動ギア３１との間で歯飛びが発生した場合の回転検知機構６０の動作を示す概略側面図である。この場合、ローラー駆動ギア３１は駆動入力ギア３０に噛み合うときの僅かな回転（正回転）と、歯飛びが発生したときの回転負荷による僅かな逆回転とを繰り返すため、加圧ローラー１３２及び加圧ローラー１３２に従動して回転する定着ローラー１３１も正逆回転を小刻みに繰り返す。

これにより、定着ローラー１３１に固定された大径ギア３５、及び大径ギア３５に噛み合う第１アイドルギア３７の第１ギア部材３７ａも時計回り方向及び反時計回り方向の回転を小刻みに繰り返す。

ここで、第１ギア部材３７ａと第２ギア部材３７ｂとの回転ガタの角度を、歯飛び発生時の第１ギア部材３７ａの回転角度よりも大きく設定しておけば、歯飛び発生時に第１ギア部材３７ａから第２ギア部材３７ｂへの駆動伝達を回転ガタにより吸収することができる。これにより、第２ギア部材３７ｂに噛み合う第２アイドルギア３９及び第２アイドルギア３９に噛み合うアクチュエーターギア４０は回転しないか、或いは回転したとしても回転角度が規制される。

例えば、駆動入力ギア３０の歯数を２５、駆動入力ギア３０と第１アイドルギア３７との回転数の比を１：０．８５とすると、駆動入力ギア３０に１歯分の歯飛びが発生したときの駆動入力ギア３０の回転角は３６０／２５＝１４．４°となり、そのときの第１アイドルギア３７の回転角は１４．４×０．８５＝１２．２４°となる。従って、第１ギア部材３７ａと第２ギア部材３７ｂとの回転ガタの角度を１２．２４°よりも大きく設定しておけば、第１ギア部材３７ａから第２ギア部材３７ｂへの駆動伝達を吸収してアクチュエーターギア４０の回転を防止若しくは回転角度を規制することができる。

また、第２アイドルギア３９は第１コイルバネ４２によって軸方向に押圧されているため、第１ギア部材３７ａと第２ギア部材３７ｂとの回転ガタによる回転検知センサー４１の誤検知の防止効果は、第１ギア部材３７ａのリブ５０ａと第２ギア部材３７ｂのリブ５０ａとの相対位置に関係なく発現される。

例えば、図７のようにリブ５０ａがリブ５０ｂの回転方向上流側に当接した状態で歯飛びが発生すると、リブ５０ｂがリブ５０ａに押圧されて第２ギア部材３７ｂが駆動入力ギア３０の１歯分に相当する角度（ここでは１２．２４°）だけ回転する。このとき、アクチュエーターギア４０の回転位置によっては遮光板４０ａが回転検知センサー４１の検知部を遮断或いは開放するため、回転検知センサー４１によりエッジが検知される。

しかし、第２ギア部材３７ｂに噛み合う第２アイドルギア３９は第１コイルバネ４２によって軸方向に押圧され、自由回転が規制されているため、第２ギア部材３７ｂは駆動入力ギア３０の１歯分に相当する１２．２４°だけ回転した位置で停止する。即ち、歯飛びにより第１ギア部材３７ａが正逆回転（揺動）しても回転ガタによって駆動伝達が吸収され、第２アイドルギア３９が第１ギア部材３７ａに追従して揺動しないようになっている。従って、アクチュエーターギア４０も揺動せずに停止するため、回転検知センサー４１においてエッジは常に１回しか検知されず、定着ローラー１３１が回転したと誤検知されることはない。

以上説明したように、本発明の構成によれば、定着ローラー１３２からアクチュエーターギア４０までの第１アイドルギア３７を軸方向に２分割して回転ガタを持たせることで、駆動入力ギア３０の歯飛び発生時における定着ローラー１３１の回転の誤検知を確実に防止することができる。従って、定着ローラー１３１が停止した状態で加熱されることによるローラーの熱変形や発煙、発火のおそれがなく安全性に優れた定着装置１３、及びカラープリンター１００となる。

なお、ここでは第１アイドルギア３７と第２アイドルギア３９の２つのギアを用いて定着ローラー１３１に固定された大径ギア３５とアクチュエーターギア４０とを連結したが、３つ以上のアイドルギアを用いて連結しても良い。その場合、いずれかのアイドルギアを第１ギア部材及び第２ギア部材に２分割するとともに、２分割されたアイドルギアの駆動伝達方向下流側に連結されたいずれかのアイドルギアに第１コイルバネ４２を配置してアクチュエーターギア４０の逆回転を防止すれば良い。

次に、本発明のカラープリンター１００において、定着装置１３周辺で用紙がジャムした場合のジャム処理方法について説明する。定着装置１３よりも上方の反転搬送路２０において用紙がジャムした場合は、図８に示すように側面カバー２１を開放することで反転搬送路２０の内側面が露出するため、ジャム処理が可能となる。また、定着装置１３の上流側（図８の下側）の用紙搬送路１８（図１参照）において用紙がジャムした場合は、図８に示すように側面カバー２１を開放するとともに、定着装置１３の下方に位置する搬送ユニット２３を同時に開放する。搬送ユニット２３には二次転写ローラー９及びレジストローラー対１２ｂの一方が配置されており、搬送ユニット２３の開放により用紙搬送路１８の一部（定着装置１３の上流側）が露出してジャム処理が可能となる。

図８に示すように、定着装置１３の側面カバー２１との対向面には、側面カバー２１の開放に合わせて回転検知機構６０による定着ローラー１３１の回転検知を解除する回転検知切替レバー７０が設けられている。

図９は、回転検知切替レバー７０を裏面側（定着装置１３に対向する側）から見た斜視図である。回転検知切替レバー７０は、端部７０ａが側面カバー２１側に突出する平板状の部材であり、第１アイドルギア３７の回転軸８０及び第２アイドルギア３９の回転軸８１（いずれも図１１参照）が係合する長孔状の係合溝７１と、略矩形状の開口７２とが形成されている。

回転検知切替レバー７０の裏面側には、すり鉢状に湾曲した凹部７３と、リブ状に突出する凸部７４が形成されている。凹部７３は係合溝７１の略中央部に重なるように形成されており、凸部７４は端部７０ａに近い側の係合溝７１の周縁部に重なるように略Ｕ字状に形成されている。凸部７４は、凹部７３側から見て上り勾配となる傾斜面７４ａを有している。また、回転検知切替レバー７０の端部７０ａには内向きに突出するバネ受け部７５が設けられている。

図１０は、回転検知切替レバー７０と当接する第２アイドルギア３９の斜視図である。第２アイドルギア３９には、回転軸８１が摺動可能に挿入される軸受孔３９ａが形成されており、第２アイドルギア３９の裏面側には第１コイルバネ４２の一端が固定されている。また、第２アイドルギア３９の表面側（回転検知切替レバー７０に対向する側）には、軸受孔３９ａの周縁部から径方向外側に向かって下り勾配となる円錐状のカム面３９ｂが形成されている。カム面３９ｂの形状は、回転検知切替レバー７０の裏面側に形成された凹部７３（図９参照）の内面形状と略同一である。

図１１は、側面カバー２１が開放された状態での回転検知機構６０及び回転検知切替レバー７０の斜視図であり、図１２は、回転検知機構６０及び回転検知切替レバー７０を図１１の上方から見た側面図である。回転検知切替レバー７０は、定着装置１３の側面フレーム９０に形成された上下一対のガイド部９１において水平方向に摺動可能に支持されている。

側面フレーム９０のガイド部９１の間にはバネ台座９３が形成されており、回転検知切替レバー７０をガイド部９１に装着した状態で、バネ台座９３は回転検知切替レバー７０の開口７２から外側に向かって突出する。バネ台座９３と回転検知切替レバー７０のバネ受け部７５との間には圧縮バネから成る第２コイルバネ７７が配置されている。

側面カバー２１（図８参照）を開放した状態では、回転検知切替レバー７０は第２コイルバネ７７の付勢力によって端部７０ａが定着装置１３から突出する方向（図１２の矢印Ａ方向）に移動する。このとき、第２アイドルギア３９のカム面３９ｂが回転検知切替レバー７０の凹部７３に嵌合するため、第２アイドルギア３９は第１コイルバネ４２の付勢力によって図１２の矢印Ｂ方向に移動する。その結果、第２アイドルギア３９は、第１アイドルギア３７（第２ギア部材３７ｂ）との噛合、及びアクチュエーターギア４０との噛合が外れた位置（第１の位置）に配置され、定着ローラー１３１が回転してもアクチュエーターギア４０は停止しており定着ローラー１３１の回転検知は行われない。

従って、側面カバー２１を開放してジャム処理を行う際に定着ローラー１３１が回転しても、回転検知センサー４１から制御部（図示せず）に回転検知信号が送信されず、制御部から誘導加熱部１３３（図２参照）に定着ローラー１３１の加熱を開始する制御信号も送信されないため、システムエラーの発生を防止することができる。

図１３は、側面カバー２１が閉鎖された状態を示す定着装置１３付近の側面図、図１４は、側面カバー２１が閉鎖された状態での回転検知機構６０及び回転検知切替レバー７０の斜視図、図１５は、回転検知機構６０及び回転検知切替レバー７０を図１４の上方から見た側面図である。ジャム処理が終了し、図１３のように側面カバー２１を閉鎖すると、回転検知切替レバー７０の端部７０ａと側面カバー２１の内面とが接触することによって回転検知切替レバー７０は第２コイルバネ７７を圧縮しながら定着装置１３側（図１５の矢印Ａ′方向）に押し込まれる。

回転検知切替レバー７０の移動に伴い、第２アイドルギア３９のカム面３９ｂが回転検知切替レバー７０の凹部７３から離脱し、傾斜面７４ａに沿って凸部７４に乗り上げるため、第２アイドルギア３９は第１コイルバネ４２の付勢力に抗して図１５の矢印Ｂ′方向に移動する。その結果、第２アイドルギア３９は、第１アイドルギア３７（第２ギア部材３７ｂ）、及び第２アイドルギア３９と噛合する位置（第２の位置）に配置され、定着ローラー１３１の回転検知が行われる。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、側面カバー２１が開放された状態で第２アイドルギア３９を回転検知機構６０のギア列から退避した第１の位置に配置することにより、回転検知機構６０による定着ローラー１３１の回転検知が実行されないため、側面カバー２１を開放してジャム処理を行う際に定着ローラー１３１が回転しても回転検知信号が発生せず、システムエラーを回避することができる。また、側面カバー２１を閉鎖することで第２アイドルギア３９が回転検知機構６０のギア列に噛合する第２の位置に配置されるため、ジャム処理後は確実に定着ローラー１３１の回転検知を行うことができる。

また、第２アイドルギア３９を回転軸８１方向に付勢する第１コイルバネ４２は、駆動入力ギア３０とローラー駆動ギア３１との間で歯飛びが発生したとき、第２アイドルギア３９が第１ギア部材３７ａに追従して揺動しないように第２アイドルギア３９を軸方向に押圧する逆回転防止手段としての機能と、第２アイドルギア３９を第１アイドルギア３７及びアクチュエーターギア４０から離間させる機能とを有するため、回転検知機構６０の構成を簡素化することができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、誘導加熱部１３３を有するＩＨ方式の定着装置１３を例に挙げて説明したが、定着ローラーが他の加熱方式で加熱される定着装置にも全く同様に適用できるのはもちろんである。

例えば、定着ローラーと加熱ローラーとに無端状の定着ベルトを架け渡し、加熱ローラーを外部から加熱して定着ベルトを発熱させ、定着ベルトを介して定着ローラーと加圧ローラーのニップで未定着トナー画像を記録媒体に定着させるベルト加熱方式の場合、加熱ローラーの回転検知機構として用いることができる。

また、上記実施形態では、第１アイドルギア３７と第２アイドルギア３９の２つのギアを用いて定着ローラー１３１に固定された大径ギア３５とアクチュエーターギア４０とを連結したが、３つ以上のアイドルギアを用いて連結しても良い。さらに、回転検知切替レバー７０によって第１の位置と第２の位置とに選択配置されるギアも第２アイドルギア３９に限らず、他のアイドルギアとしても良い。

また、本発明は図１に示したようなタンデム型のカラープリンターに限らず、モノクロ複写機やデジタル複合機、ファクシミリやレーザープリンター等、定着装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。

本発明は、定着ローラー等の被加熱回転体を加熱する加熱手段を備え、被加熱回転体が回転している状態で加熱を行う必要のある定着装置に利用可能である。本発明の利用により、カバー部材の開放時には被加熱回転体の回転がアクチュエーターギアに伝達されず、回転検知機構が被加熱回転体の回転を検知しなくなる。従って、ジャム処理時に被加熱回転体が回転しても回転検知信号が送信されず、制御信号が送信されても誘導加熱部に電力が供給されないという矛盾が生じないため、システムエラーの発生を防止できる定着装置となる。

Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１３ 定着装置
１３ａ 定着ローラー対
１３１ 定着ローラー（被加熱回転体）
１３２ 加圧ローラー
１３３ 誘導加熱部（加熱手段）
２１ 側面カバー（カバー部材）
３０ 駆動入力ギア
３１ ローラー駆動ギア
３５ 大径ギア（出力側ギア）
３７ 第１アイドルギア
３７ａ 第１ギア部材
３７ｂ 第２ギア部材
３９ 第２アイドルギア（離間ギア）
３９ｂ カム面
４０ アクチュエーターギア
４０ａ 遮光板
４１ 回転検知センサー（光学式センサー）
４２ 第１コイルバネ（第１の付勢部材）
６０ 回転検知機構
７０ 回転検知切替レバー
７１ 係合溝
７３ 凹部
７４ 凸部
７７ 第２コイルバネ（第２の付勢部材）
１００ カラープリンター

Claims (7)

1. 加熱手段により加熱される被加熱回転体と、
   該被加熱回転体に駆動力を入力する駆動入力ギアと、
   前記被加熱回転体に固定された出力側ギアと、該出力側ギアの駆動力によって回転する外周面に遮光板が形成されたアクチュエーターギアと、該アクチュエーターギアの遮光板による光路の開放若しくは遮断を検知する光学式センサーと、一端が前記出力側ギアに連結され他端が前記アクチュエーターギアに連結される複数のアイドルギアで構成されるギア列と、を含み、前記被加熱回転体が回転しているか否かを検知する回転検知機構と、
   を有し、記録媒体上に形成されたトナー画像を定着処理するために画像形成装置に搭載される定着装置において、
   複数の前記アイドルギアのうちいずれか１つは、前記ギア列から退避した第１の位置と、前記ギア列に噛合する第２の位置とに選択配置される離間ギアであり、
   前記画像形成装置に開閉可能に支持されたカバー部材の開放に伴い前記離間ギアを前記第１の位置に移動させ、前記カバー部材の閉鎖に伴い前記離間ギアを前記第２の位置に移動させる回転検知切替手段を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 前記回転検知切替手段は、前記離間ギアの回転軸が摺動可能に係合する長孔状の係合溝を有し、前記カバー部材の開放に追従する第１の方向と前記カバー部材の閉鎖に追従する第２の方向とに摺動可能な回転検知切替レバーと、該回転検知切替レバーの側面に前記離間ギアを押圧する第１の付勢部材と、前記回転検知切替レバーを前記第１の方向に付勢する第２の付勢部材と、で構成され、
   前記カバー部材の開放に伴い、前記第２の付勢部材の付勢力によって前記回転検知切替レバーが前記第１の方向に摺動することにより、前記離間ギアが前記第１の付勢部材によって回転軸方向に移動して前記第１の位置に配置され、前記カバー部材が閉鎖されたとき、前記第２の付勢部材の付勢力に抗して前記回転検知切替レバーが前記第２の方向に摺動することにより、前記離間ギアが前記第１の付勢部材の付勢力に抗して前記第２の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記離間ギアは、前記回転検知切替レバーとの対向面に円錐状のカム面が形成され、前記回転検知切替レバーの前記離間ギアとの対向面には、前記カム面が嵌合する凹部と、該凹部側から上り勾配の傾斜面を有する凸部とが前記係合溝に沿って形成されており、
   前記回転検知切替レバーが前記第１の方向に摺動することにより、前記カム面が前記凹部に嵌合して前記離間ギアが前記第１の位置に配置され、前記回転検知切替レバーが前記第２の方向に摺動することにより、前記カム面が前記傾斜面に沿って前記凸部に乗り上げて前記離間ギアが前記第２の位置に配置されることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記ギア列を構成する複数のアイドルギアのうち前記離間ギアの駆動伝達方向上流側の少なくとも１つは、駆動伝達方向上流側のギアが連結される第１ギア部材と、該第１ギア部材の軸方向に隣接して形成され駆動伝達方向下流側のギアと噛み合いながら前記第１ギア部材と一体に回転する第２ギア部材とに２分割され、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材との間に、前記駆動入力ギアの１歯分に対応する回転角度よりも大きい回転ガタが設けられており、
   前記第１の付勢部材は、前記離間ギアの逆回転防止手段を兼ねることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の定着装置。
5. 前記光学式センサーは、前記遮光板による光路の開放若しくは遮断を所定時間内に複数回検知したとき前記被加熱回転体の回転を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記加熱手段は、電磁誘導により被加熱回転体を外部から加熱する誘導加熱部であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の定着装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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