JP7114300B2 - 画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子写真方式や静電記録方式を採用した、プリンタ、複写機、ファクシミリ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に用いられ得る定着装置（画像加熱装置）に関するものである。

従来、種々の画像形成装置が知られているが、電子写真方式の画像形成装置が一般に普及している。このような画像形成装置には、厚紙などの様々な記録材（シート：以下、用紙と記す）での高い生産性（単位時間あたりのプリント枚数）が求められている。

上記のような電子写真方式の画像形成装置においては、生産性を向上させるため、定着装置の定着スピードを高速化することが求められている。特に厚紙の場合、熱容量の大きな用紙が、単位時間当たりに通紙される枚数が多くなるため、定着ローラ（加熱回転体）表面から多くの熱を奪われる。

このような厚紙に対しての生産性を低下させずに定着する手法として、高温の部材を定着ローラの外面に当接し加熱する、外部加熱方式が考案されている。外部加熱方式の一つとして、発熱源を備えた２本の支持ローラに、エンドレスベルトを張架した外部加熱ベルト方式が提案されている。外部加熱ベルト（以下、ベルトと記す）を定着ローラに当接すると、ベルトの巻き付き角により大きなニップを形成するため、支持ローラの熱を、ベルトを介して効率的に定着ローラに伝えることができる。

このようなベルトの寄りを制御する方法として、ベルトユニットを回動させ、定着ローラの回転軸と、支持ローラの回転軸との間に交差角を設け、定着ローラに従動して回転するベルトに寄り速度を発生させる制御方法が提案されている。ベルト端部を検知する検知手段により、ベルト端面の位置がベルト寄り幅の一端に達したことが検知されると、ベルトユニットは定着ローラとの交差角が逆転する方向に回動され、寄り方向が反転される。

この方法によれば、ベルト張架する支持ローラ以外に、外部加熱ベルトの寄りを発生させるためのステアリングローラを設ける必要がなく、簡易な構成で寄り制御を行うことができる（特許文献１）。

特許文献１に記載の外部加熱は、ベルトの定着ローラに対する巻き付き角により大きな加熱ニップを形成し、大きな熱量を効率良く定着ローラに伝えることができるため、出力の大きなヒータを備えている。このため、加熱動作中に定着ローラから離間すると、蓄熱した支持ローラからの伝熱経路が遮断され、ベルトの表面温度にオーバーシュートを生じる。ベルト表面には、サーモスイッチが当接されており、オーバーシュートによる高温でサーモスイッチが作動すると、ヒータに対する電力供給が遮断され、定着動作が継続できなくなってしまう。

この問題を回避するため、定着動作中に用紙ジャム等の突発的な原因により定着装置を停止する場合は、定着ローラの停止後もベルトを定着ローラに当接させたままにする動作が行われる。これにより、支持ローラに蓄熱された熱を定着ローラに伝熱してベルトの表面温度のオーバーシュートが抑制される。

特開２０１３－１９０７７４号公報

特許文献１に記載の定着装置においては、定着ローラの回転駆動動作と、ベルトの寄り制御動作は、独立して行われている。すなわち、ベルトの寄り制御動作は、ベルト端面が寄り幅の一端に達したことを検知する検知手段の信号に基づき、ユニットを回動させる駆動手段であるステアリングモータが所定角度だけ回転駆動され、ベルトの寄り方向が反転される。定着装置が定着動作中、ベルトは、上述した寄り制御動作を繰り返し、所定の寄り幅の中を往復する寄り動作を行っている。

定着動作中にジャムが検知されると、定着駆動モータは即座に減速を開始し、所定時間後に停止する。一方、外部加熱ベルトユニットのステアリングモータは、定着駆動モータの動作とは独立して、ベルト端面検知時点から所定角度だけ駆動された後に停止するため、定着駆動モータ停止後もステアリングモータの駆動が行われる場合が発生する。

図８に、外部加熱ベルトユニットを備えた従来の定着装置が、用紙ジャム等で緊急停止する場合の動作を示す。時刻Ｔｊにおいてジャムが検知されると、定着駆動モータは減速を開始し、時間Ｔ１後に停止する。一方、外部加熱ステアリングモータは、ベルト端面検知時点から所定角度だけ駆動された後に停止するため、図８に示した例では、定着ローラ停止後も時間Ｔａの間だけ、外部加熱ステアリングモータの駆動が継続され停止する。

この場合、停止した定着ローラの１箇所で、高温の外部加熱ユニットの回動動作が行われ、定着ローラ表面の外部加熱ベルト当接部には、局所的な加熱と摺擦が発生する。これにより、定着ローラの表層に傷やシワが発生すると、その後の定着動作において、用紙上のトナー像に傷やシワが転写され、成果物品位を低下してしまう。

本発明は、この課題を解決するものである。即ち、加熱回転体を加熱するエンドレスベルトベルトを備えた画像加熱装置において、突発的な原因により画像加熱装置の動作を停止する場合にも、加熱回転体表層に傷、シワ等の損傷を発生しない装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な第１の構成は、
記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体を回転駆動する第１のモータと、
前記加熱回転体の外周面に接触して前記加熱回転体を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、を有するベルトユニットと、
前記エンドレスベルトの幅方向において前記エンドレスベルトが所定のゾーンから外れたことを検知する位置検知部と、
前記ベルトユニットを回動するための駆動源として第２のモータを有し、前記位置検知部の出力に応じて前記エンドレスベルトを前記所定のゾーンへ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動する回動機構と、
ジャムの発生を検知するジャム検知部と、
前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御するコントローラと、を有し、
前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記コントローラは、前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知されたことに応じて、前記第１のモータと前記第２のモータの駆動を停止させ、前記第２のモータは、前記第１のモータよりも先に回転が停止することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な第２の構成は、
記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体を回転駆動する第１のモータと、
前記加熱回転体の外周面に接触して前記加熱回転体を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、を有するベルトユニットと、
前記エンドレスベルトの幅方向において前記エンドレスベルトが所定のゾーンから外れたことを検知する位置検知部と、
前記ベルトユニットを回動するための駆動源として第２のモータを有し、前記位置検知部の出力に応じて前記エンドレスベルトを前記所定のゾーンへ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動する回動機構と、
ジャムの発生を検知するジャム検知部と、
前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御するコントローラと、を有し、
前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記コントローラは、前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知されたことに応じて、前記第１のモータと前記第２のモータの駆動を停止させ、前記第１のモータ及び前記第２のモータは同時に回転が停止することを特徴とする。

本発明によれば、加熱回転体を加熱するエンドレスベルトベルトを備えた画像加熱装置において、突発的な原因により画像加熱装置の動作を停止する場合にも、加熱回転体表層に傷、シワ等の損傷を発生しない装置を提供することができる。

実施例１の動作を示すタイムチャート。 実施例２の動作を示すタイムチャート。 画像形成装置の一例の概略構成図。 外部加熱構成を有する定着装置の概略構成図。 外部加熱構成の詳細図。 外部加熱ベルトの寄り制御動作を示す図。 制御系統のブロック図。 従来例の定着装置の動作を示すタイムチャート。

以下に、本発明の実施形態を説明するが、本実施例は本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

《実施例１》
〔画像形成部〕
図３は、本発明に従う画像加熱装置を定着装置１５として搭載した画像形成装置１の一例としての、タンデム方式－中間転写方式のフルカラー電子写真プリンタの縦断正面図である。このプリンタ構成は公知に属するのでその説明は簡単にとどめる。

記録材（以下、用紙と記す）Ｐにトナー像を形成する画像形成部２は、４つの作像ユニットＳ（ＳＹ・ＳＭ・ＳＣ・ＳＫ）を有する。各作像ユニットＳは、それぞれ、像担持体（電子写真感光体ドラム）３、一次帯電装置４、露光装置（レーザースキャナ）５、現像装置６、一次転写装置７、クリーナ８等を有している。なお、図の煩雑をさけるために、作像ユニットＳＹ以外の作像ユニットＳＭ・ＳＣ・ＳＫにおけるこれらの機器に対する符号の記載は省略した。

各作像ユニットＳは、それぞれ、像担持体３に対して、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｋ）色のトナー像を形成する。そして、各作像ユニットＳの像担持体３から中間転写体（中間転写ベルト）９に対して上記４色のトナー像が順次に所定に重畳されて一次転写される。これにより中間転写体９上にＹ＋Ｍ＋Ｃ＋Ｋの４色重畳のカラートナー像が形成される。

中間転写体９に形成されたトナー像が二次転写部１３において用紙Ｐに対して二次転写される。用紙Ｐはカセット１０又は１１から一枚分離給送されて搬送路１２を通って二次転写部１３に所定の制御タイミングで導入される。これにより用紙Ｐに対して中間転写体９上のトナー像が順次に二次転写される。そして、二次転写部１３を通った用紙Ｐが搬送路１４を通って定着装置１５に導入されてトナー像の熱圧定着を受ける。

定着装置１５を出た用紙Ｐは、片面プリントモードの場合は、フラッパー１６の上側を通り、排出トレイ１７に排出される。両面プリントモードの場合は、定着装置１５を出た片面プリント済みの用紙Ｐがフラッパー１６により反転搬送路１８に導かれ、スイッチバック搬送されて両面搬送路１９に導入される。そして、両面搬送路１９から再び搬送路１２を通り二次転写部１３に導入されて２面目に対するトナー像の二次転写を受ける。以後は、片面プリントモードの場合と同様に、搬送路１４、定着装置１５、フラッパー１６の上側の経路を通って両面印刷物として排出トレイ１７に排出される。

〔定着装置〕
図４は定着装置（画像加熱装置）１５の要部の横断面模式図、図５は外部加熱ユニットの構成模式図、図７は制御系統のブロック図である。この定着装置１５の機構構成は特許文献１に記載の定着装置と同様であるからその説明は簡単に止める。この定着装置１５は外部加熱ベルト１０５を用いた外部加熱方式の定着装置である。大別して、
１）用紙上（記録材上）のトナー像Ｋを加熱定着する加熱回転体（画像加熱部材）としての定着ローラ（第１の回転体）１０１
２）定着ローラ１０１と協働して定着ニップ部Ｎを形成する加圧回転体（加圧部材）としての加圧ローラ（第２の回転体）１０２
３）定着ローラ１０１の外面に接触して加熱する外部加熱ユニット（外部加熱ベルトユニット）３４
４）これらを収容した筐体（装置フレーム：不図示）
を有する。

ここで、定着装置１５若しくはその構成部材に関して、正面とは装置の用紙入口側から見た面、背面とはその反対側（用紙出口側）の面、左右とは装置を正面から見て左（一端側）または右（他端側）である。上下とは重力方向において上また下である。また、定着装置１５若しくはその構成部材に関して長手方向（幅方向）とは、用紙搬送路面において、用紙搬送方向（記録材搬送方向）Ｄに直交する方向に平行な方向である。短手方向とは用紙搬送方向Ｄに平行な方向である。

図３のプリンタ１は図面に垂直な方向において手前側が正面側であり、反対側が後側である。定着装置１５はこのプリンタ１の内部に長手方向を前後方向にして搭載されている。そこで、以下の説明においては定着装置１５の一端側である左側を手前側、他端側である右側を奥側と記す。

（定着ローラ）
定着ローラ１０１は中空ローラであり、外周面には表層としてフッ素樹脂等の離形層（チューブ）が被せられている。定着ローラ１０１の手前側と奥側の端部がそれぞれ筐体の手前側と奥側の側板間に軸受部材を介して回転可能に配設されている。定着ローラ１０１は制御部（制御手段）５００における定着駆動制御部５０１で制御される駆動源である定着駆動モータ（駆動手段：第１のモータ、以下、駆動モータと記す）１２９の駆動力が駆動伝達機構（不図示）を介して伝達される。これにより定着ローラ１０１は矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。即ち、定着駆動モータや駆動伝達機構は、定着ローラ１０１を回転駆動させる駆動部として機能する。

また、定着ローラ１０１の内部には発熱体としてハロゲンヒータ１１１が配置されている。ヒータ１１１は制御部５００のヒータコントローラ（以下、ヒータ制御部と記す）１４０により点灯されて定着ローラ１０１を内部から加熱する。

定着ローラ１０１の表面温度は、定着ローラ１０１に接触する温度検知手段としてのサーミスタ１２１によって検出される。その検出温度情報が制御部５００にフィードバックされる。ヒータ制御部１４０はサーミスタ１２１により検知された定着ローラ１０１の温度に基づきヒータ１１１の点灯を制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）し、定着ローラ１０１の表面温度が所定の範囲内になるよう制御している。

（加圧ローラ）
加圧ローラ１０２は中空ローラであり、定着ローラ１０１の下側において定着ローラ１０１に対して実質平行に配列されて手前側と奥側の端部がそれぞれ筐体の手前側と奥側の側板間に軸受部材を介して回転可能に配設されている。そして、加圧手段（不図示）により定着ローラ１０１に所定の圧力で加圧されて定着ローラ１０１と共に用紙搬送方向Ｄに関して所定幅の定着ニップ部Ｎを形成しており、定着ローラ１０１の回転に従動して矢印Ｂ方向に回転する。

また、加圧ローラ１０２の内部には発熱体としてハロゲンヒータ１１２が配置されている。ヒータ１１２は制御部５００のヒータ制御部１４０により点灯されて加圧ローラ１０２を内部から加熱する。加圧ローラ１０２の表面温度は、加圧ローラ１０２に接触する温度検知手段としてのサーミスタ１２２によって検出される。その検出温度情報が制御部５００にフィードバックされる。ヒータ制御部１４０はサーミスタ１２２により検知された加圧ローラ１０２の温度に基づきヒータ１１２の点灯を制御し、加圧ローラ１０２の表面温度が所定の範囲内になるよう制御している。

（外部加熱ユニット）
定着ローラ１０１の外面に接触して加熱する外部加熱ユニット３４は、坪量の大きい用紙に定着する際でも定着スピードを落とさずに定着処理を施すことを可能とする。本例における外部加熱ユニット３４は外部加熱ベルト（以下、ベルトと記す）１０５を用いたものであり、熱伝導に関わる定着ローラ１０１とベルト１０５との接触面積が広いため、多くの熱伝導量が得られる点が特徴である。以下、外部加熱ユニット３４をベルトユニットと記す。

図４、図５に示すように、ベルトユニット３４は、定着ローラ１０１の外面に当接して定着ローラ１０１を加熱する無端状のベルト（エンドレスベルト）であるベルト１０５が配置されている。ベルト１０５は、定着ローラ１０１の回転方向Ａに関して上流側の支持ローラ１０３と下流側の支持ローラ１０４とによって回転可能に張架されている。即ち、ベルトユニット３４は、定着ローラ１０１の外面に接触して加熱するエンドレスベルト１０５と、このベルト１０５を回転可能に支持する支持機構としての支持ローラ１０３・１０４とを有する。

両支持ローラ１０３・１０４は定着ローラ１０１の回転方向Ａに沿ってそれぞれ配置されてベルト１０５を張架しつつベルト１０５を定着ローラ１０１に押し付けた状態で回転する機能を担っている。また、ベルト１０５は定着ローラ１０１の回転に従動して回転し、両支持ローラ１０３・１０４はベルト１０５の回転に従動して回転するように構成されている。

回転軸が互いに平行でベルト１０５を張架する支持ローラ１０３・１０４は、加圧バネ等（付勢部）から成る加圧部（加圧手段）２０４によって定着ローラ１０１に所定の圧力で押圧される。これにより、ベルト１０５の外周面が、定着ローラ１０１の外周面に圧接される。また、ベルト１０５は、定着ローラ１０１に対して当接（加圧）／離間（退避）可能に構成されている。

ベルト１０５は、定着ローラ１０１に当接した状態において、定着ローラ１０１との間で外部ニップ部Ｎｅを形成する。定着ローラ１０１に押圧されたベルト１０５は、定着ローラ１０１の回転により従動回転（連れ回り回転）するように、その内面が支持ローラ１０３・１０４によって回転自在に支持される。このようなベルト１０５は矢印Ｃ方向に所定の周速度で、定着ローラ１０１の外面に接触して定着ローラ１０１の回転に伴って従動回転しながら定着ローラ１０１を加熱する。

ベルト１０５を張架している支持ローラ１０３・１０４は、円筒状金属製（本実施形態では、アルミニウム製）であり、支持ローラ１０３・１０４の内部には、加熱手段（ヒータ）として、ハロゲンヒータ１１３・１１４が配置されている。ヒータ１１３・１１４は制御部５００のヒータ制御部１４０により点灯されて支持ローラ１０３・１０４をそれぞれ内部から加熱する。そして、支持ローラ１０３・１０４の熱によりベルト１０５が加熱される。

ベルト１０５の表面温度は、サーミスタ１２３・１２４によって検出される。それらの検出温度情報が制御部５００にフィードバックされる。ヒータ制御部１４０はサーミスタ１２３・１２４により検知されたベルト１０５の温度に基づきヒータ１１３・１１４の点灯を制御し、ベルト１０５の表面温度が所定の目標温度となるように制御（温度調節）する。このベルト１０５の熱により定着ローラ１０１の表面が外部加熱される。

図５を参照して、ベルト１０５を張架した支持ローラ１０３・１０４は、手前側（不図示）と奥側の支持ユニット（軸受板）４８により回転自在に支持される。手前側と奥側の支持ユニット４８は、回転軸２０３の周りに回動可能に支持された加圧アーム１１７に取り付けられ、加圧部２０４が加圧アーム１１７を加圧する。

これにより、ベルト１０５を張架した支持ローラ１０３・１０４が定着ローラ１０１に当接され、ベルト１０５は、定着ローラ１０１に当接した状態において、定着ローラ１０１との間で外部ニップ部Ｎｅを形成する。

また、着脱カム２０５が制御部５００の外部加熱着脱制御部（以下、着脱制御部と記す）５０３で制御される外部加熱着脱モータ（以下、着脱モータと記す）１２８により回動され、加圧アーム１１７を加圧部２０４の加圧力に抗して押し上げる。これにより、支持ローラ１０３・１０４が支持ユニット４８を介して定着ローラ１０１から持ち上げられて、ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間される。

上記の着脱モータ１２８・着脱カム２０５・加圧部２０４・加圧アーム１１７・支持ユニット４８が、ベルトユニット３４を定着ローラ２０１に対して当接、離間可能に支持する着脱機構（移動機構）１０８を構成している。着脱機構は定着ローラ２０１をベルトユニット３４に対して当接、離間可能に支持する機構とすることもできる。

即ち、着脱機構１０８は、ベルト１０５と定着ローラ１０１が互いに当接する当接位置と、ベルト１０５と定着ローラ１０１が互いに離間する離間位置と、を取り得るように、ベルトユニット３４と定着ローラ１０１の少なくとも一方を移動可能な機構である。

定着ローラ１０１は定着装置１５の定着動作中において用紙Ｐにより表面から熱が奪われる。そこで制御部５００は用紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通紙中（通過中）にはベルトユニット３４を定着ローラ１０１に当接させるように着脱機構１０８を制御して定着ローラ１０１の外部加熱を行う。そして、通紙終了後はベルトユニット３４を定着ローラ１に離間させるように着脱機構１０８を制御する。

また、ベルトユニット３４は、定着ローラ１０１の母線方向ａ（図６）に対して、支持ローラ１０３・１０４の軸線方向ｂ（ベルト１０５の母線方向）が交差するように、回動（ｔｉｌｔ）可能な構成となっている。その回動中心は、図５および図６に示すＣｅ（回転軸）であり、回動範囲は、図６に示すように、定着ローラ１０１と支持ローラ１０３・１０４が平行な位置を挟んで、時計回り、反時計回りの両方向に回動可能である。

制御部５００のステアリング制御部５０２で制御される駆動源としてのステアリングモータ（第２のモータ）１２５が回転駆動され、ウォームギア１２０がセクタギア１１８を回動させる。そうすると、セクタギア１１８の長穴１１８ａに端部を支持された加圧アーム１１７の回動軸２０３が加圧アーム１１７の長手方向に移動される。

これにより、ベルトユニット３４の手前側が定着ローラ１０１の表面と回転軸Ｃｅの交点における接線方向に移動される。ベルトユニット３４は、回転軸Ｃｅを中心に回動するため、ベルトユニット３４の奥側は、手前側と反対の方向に移動される。即ち、ステアリングモータやウォームギア、セクタギア等は、ベルトユニット３４を回動（ｔｉｌｔ）するための駆動部として機能する。

かくして、図６に示すように、定着ローラ１０１と支持ローラ１０３・１０４には交差角θが発生する。ベルト１０５は、定着ローラ１０１の表面に従動回転しているため、定着ローラ１０１が回転方向Ａに回転すると、ベルト１０５には図６に示す寄り速度Ｖｓが発生する。ベルト１０５が支持ローラ１０３・１０４の軸方向に寄って行き、所定の寄り幅（所定のゾーン）Ｗの境界ＷＦ又はＷＲに達する。

そうすると、ベルト１０５の手前側又は奥側の端面がベルトユニット３４に配設されている検出器（例えばホトインタラプタを含む検出手段）ＳＦ又はＳＲにより検知される。即ち、検出器ＳＦやＳＲは、ベルト１０５が所定のゾーンから外れたことを検知する位置検知部として機能する。

即ち、検出器ＳＦ又はＳＲはベルト１０５の幅方向においてベルト１０５が所定のゾーンＷから外れたことを検出する。その検出器ＳＦ又はＳＲの検知信号が制御部５００にフィードバックされる。ステアリング制御部５０２は検出器ＳＦ又はＳＲからの信号に基づき、ステアリングモータ１２５を正転方向（ＣＷ方向）又は逆転方向（ＣＣＷ方向）に所定角度だけ回転駆動する。これにより、ベルトユニット３４が回転軸Ｃｅを中心に回動し、支持ローラ１０３・１０４は定着ローラ１０１と平行な位置を通過して反対側に所定の交差角を持つ位置に配置され、ベルト１０５の寄り方向が反転される。

即ち、図６の（ａ）のようにベルト１０５が幅方向の一方（手前側）に片寄ったらベルトユニット３４を回転軸Ｃｅを中心に回動させ、ベルト１０５が他方（奥側）へ片寄るようにする。一方、（ｂ）のようにベルト１０５が他方に片寄ってきたら、今度はベルトユニット３４を回転軸Ｃｅを中心に逆方向に回動させることで、ベルト１０５が一方に片寄るようにする。このような制御（スイング型制御）を繰り返し行うことにより、ベルト１０５を所定のゾーン内で揺動させることができるのである。

上記回転軸Ｃｅ、モータ１２５、ギア１２０、ギア１１８、長穴１１８ａ、回動軸２０３、加圧アーム１１７がベルトユニット３４を回動させる回動機構（tilting機構）１０９を構成している。この回動機構１０９が、検出器ＳＦ・ＳＲの出力に応じて、ベルト１０５を所定のゾーンへ戻す方向にベルトユニット３４を回動させる。制御部５００は、定着装置９の定着動作中、ベルト１０５が所定の寄り幅（ゾーン）Ｗの中を往復する上記の寄り動作制御を行っている。

（定着動作）
プリンタ１がプリントジョブの入力待ちをしている待機（スタンバイ）時において、定着装置１５の定着ローラ１０１は駆動モータ１２９により回転している。ベルトユニット３４は着脱機構１０８の脱動作により定着ローラ１０１から離間されている。ヒータ１１１～１１４に対する通電は、定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、支持ローラ１０３、支持ローラ１０４の各ローラの表面温度がそれぞれ所定の待機時温度に温調されるように制御されている。若しくはヒータ１１１～１１４に対する通電は断たれている。

この状態時において制御部５００にプリントジョブが入力してジョブスタートとなる。駆動モータ１２９は、制御部５０によって制御され、駆動（回転）する。これにより定着ローラ１０１が矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。加圧ローラ１０２はこの定着ローラ１０１の回転に従動して矢印Ｂ方向に回転する。また、制御部５００は着脱機構１０８を着動作させる。これによりベルトユニット３４が定着ローラ１０１に加圧当接される。ベルトユニット３４のベルト１０５は定着ローラ１０１の回転に従動して矢印Ｃ方向に回転する。支持ローラ１０３・１０４はベルト１０５の回転に従動して回転する。

また、制御部５００はベルト１０５が所定のゾーンＷから外れたことを検出する検出器ＳＦ・ＳＲの出力に応じて回動機構１０９を制御してベルト１０５を所定のゾーンへ戻す方向へベルトユニット３４を回動させる。

また、定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、支持ローラ１０３、支持ローラ１０４の各ローラの表面温度をそれぞれ所定の待機時温度から所定の定着動作時温度に変更して温調されるようにヒータ１１１～１１４に対する通電を制御する。前記の待機時においてヒータ１１１～１１４に対する通電が断たれていれば、通電を開始して、定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、支持ローラ１０３、支持ローラ１０４の各ローラの表面温度を所定の定着動作時温度に立ち上げて温調する。

そして、所定の定着動作時温度に制御された定着ローラ１０１および加圧ローラ１０２が形成する定着ニップ部Ｎに対して未定着トナー像Ｋを担持した用紙Ｐが導入される。用紙Ｐは定着ニップ部Ｎで挟持搬送されることで加熱、加圧されトナー像が用紙上に加熱定着される。用紙１枚のプリントジョブ（モノプリント）若しくは連続複数枚の用紙のプリントジョブ（マルチプリント）の定着動作が終了すると、定着装置１５は前記の待機時の状態に戻される。

（定着装置の緊急停止時制御）
次に、本実施例の特徴である、定着装置１５が緊急停止する場合の動作について説明する。定着装置１５の緊急停止が必要な例として、用紙Ｐのジャムが発生した場合が挙げられる。

例えば、トナー像が定着ローラ１０１に貼り付いて、用紙Ｐが定着ローラ１０１に巻き付くジャムが発生した場合、定着ローラ１０１の回転を即座に停止しないと、用紙Ｐが定着ローラ１０１に巻き取られる。そのため、そのジャム用紙の除去が困難になってしまう場合がある。

また、定着装置９の用紙搬送方向下流でジャムが発生した場合、定着装置９を含めて、ジャム発生箇所よりも用紙搬送方向上流を搬送中の用紙の搬送を即座に停止しないとジャムしている用紙に追突する。そして、この追突用紙により搬送路が詰まることによるガイド板の変形等のトラブルが発生する場合がある。

プリンタ１の定着装置１５を含む用紙搬送経路の所要各所には用紙の到達／通過を検知するセンサＳＪ（図７）が配設されている。そして、ジャム検知手段（ジャム検知部）はプリントジョブ実行における用紙搬送に伴ってそれらセンサＳＪからの用紙の到達／通過検知信号に基づいてジャムの発生の有無を判断している。センサＳＪと制御部（判定部）５００がジャム検知手段（ジャム検知部）として機能する。

そして、制御部５００はジャム検知手段からジャム検知信号（異常信号）を受信した場合にはプリンタ１のプリントジョブ実行動作を定着装置１の定着動作も含めて緊急停止させる。そして、使用者にジャム発生箇所とジャム処理を促すメッセージを表示部（不図示）に表示する。

図１に定着動作中に定着装置１５の緊急停止が発生した場合の、駆動モータ１２９、ステアリングモータ１２５、ベルトユニット３４の定着ローラ１０１に対する加圧／離間状態を示す。

時刻Ｔｓにおいてプリントジョブがスタートすると、制御部５００は、駆動モータ１２９が回転駆動を開始し、続いてベルトユニット３４が定着ローラ１０１に対して加圧される。定着ローラ１０１に従動回転するベルト１０５は、前述の寄り制御により所定の寄り幅Ｗの中を往復する寄り動作を行っている。ステアリングモータ１２５は、検出器ＳＦ・ＳＲがベルト端部を検知するたびに、検知された端面に対応してＣＷ方向またはＣＣＷ方向に交互に所定角度回転駆動され、ベルトユニット３４を回動させて、ベルト１０５の寄り方向を反転させている。

時刻Ｔｊにおいて、ステアリングモータ１２５の動作中に、制御部５００がジャム検知信号を受信すると、駆動制御部５０１、ステアリング制御部５０２にそれぞれ停止信号が送られる。駆動モータ１２９により駆動される回転系はイナーシャが大きいため、駆動モータ１２９は停止信号受信から時間Ｔ１後に停止する。一方、ステアリングモータ１２５は、ウォームギア１２０によりベルトユニット３４を回動駆動している。このため、ステアリングモータ１２５はベルトユニット３４の回動動作のイナーシャにより駆動されることはなく、停止信号受信後、時間Ｔ１より短い時間Ｔ２後に停止する。

すなわち、本実施例の構成では、ベルトユニット３４の回動動作中にジャムの発生が検知された場合、制御部５００は、ジャムの発生が検知されたことに応じて、ステアリング制御部５０２への停止信号を出力する。これにより、ステアリング制御部５０２は、回動機構１０９の駆動部として機能するステアリングモータ１２５を制御してベルトユニット３４の回動動作を停止させる。

より具体的には、ステアリングモータ１２５により回動動作中のベルトユニット３４は、ジャムの発生に伴い回動動作が中断され、定着ローラ１０１の回転動作が停止するよりも前に回動動作を停止するのである。これによって、ベルトユニット３４が回転を停止している定着ローラ１０１に当接した状態（ベルト１０５と定着ローラ１０１の相対位置を当接位置に維持したまま）でステアリング動作が行われることがない。そのため、定着ローラ１０１の表層に傷、シワ（チューブシワ）等の損傷を発生することはない。

尚、時刻Ｔｊにおいて、ステアリングモータ１２５によるベルトユニット３４の回動動作 が行われていない場合には、制御部５００は、ステアリングモータ１２５をそのまま停止させ続ける。

また、ベルト１０５の表面温度のオーバーシュートを抑制するため、着脱モータ１２８は動作せず、ベルトユニット３４は、定着動作中と同様、定着ローラ１０１に加圧された状態で停止する。

ジャムによる緊急停止後は、高温のベルトユニット３４が定着ローラ１０１に当接された状態が継続されるが、定着ローラ１０１が停止するよりも先にステアリング動作が停止する。そのため、ベルトユニット３４が回転を停止している定着ローラ１０１に当接した状態で、ステアリング動作が行われることはなく、定着ローラ１０１の表層に傷、シワ（チューブシワ）等の損傷を発生することはない。

本実施例１における定着装置１５の上記の緊急停止制御をまとめると次の通りである。制御部５００はベルトユニット３４の回動動作中にジャムの発生を検知したことに応じて着脱機構１０８にベルトユニット３４が定着ローラ１０１に対して当接した状態を維持させたまま駆動部の駆動モータ１２９を制御して定着ローラ１０１の駆動を停止させる。そして、この場合、定着ローラ１０１が停止するよりも先に回動機構１０９によるベルトユニット３４の回動動作を停止させるのである（図１）。

《実施例２》
実施例１では、ベルトユニット３４の回動動作中にジャムの発生が検知された場合、制御部５００は、ジャムの発生が検知されたことに応じて、ステアリング制御部５０２への停止信号を出力する構成を例に説明した。本実施例２のように、ベルトユニット３４の回動動作中にジャムの発生が検知された場合、ジャムの発生が検知されたことに応じてまず駆動制御部５０１に停止信号を送り、所定時間が経過してからステアリング制御５０２に停止信号を送る構成としてもよい。この場合にも、制御部５００は、少なくともジャムの発生が検知されたことに応じて、ステアリング制御５０２に停止信号を送っている。

本実施例は、定着装置１５、ベルトユニット３４等の構成は、実施例１と共通であり、定着装置１５の緊急停止時における動作のみが異なる。

図２に、本実施例において定着装置１５の緊急停止が発生した場合の、駆動モータ１２９、ステアリングモータ１２５、ベルトユニット３４の定着ローラ１０１に対する加圧／離間状態を示す。

時刻Ｔｊにおいて、ステアリングモータ１２５の動作中に制御部５００がジャム検知信号を受信すると、駆動制御部５０１に停止信号が送られ、駆動モータ１２９は減速を開始し、停止信号受信から時間Ｔ１後に停止する。

一方、ステアリング制御部５０２に対しては、時刻Ｔｊから遅延時間Ｔｄ後に停止信号が送られ、ステアリングモータ１２５の減速が開始され、時刻Ｔｊから時間Ｔｄ＋Ｔ２後に停止する。

また、ベルト１０５の表面温度のオーバーシュートを抑制するため、着脱モータ１２８は動作せず、ベルトユニット３４は、定着動作中と同様、定着ローラ１０１に加圧された状態で停止する。

このとき、遅延時間Ｔｄは、Ｔｊ＋Ｔ２＜Ｔ１となるように設定されている。ステアリングモータ１２５は、駆動モータ１２９よりも早く停止するため、ベルトユニット３４が回転を停止した定着ローラ１０１に当接した状態で、ステアリング動作が行われることはなく、定着ローラ１０１の表層に傷、シワ等の損傷を発生することはない。

さらに、本実施例の動作は、以下のような効果を持つ。ベルト１０５の寄り制御動作において、ある寄り方向でベルト端面が検知され、ステアリングモータ１２５の駆動が開始された時点では、ベルト１０５の寄り動作は同じ方向に継続されている。ステアリングモータ１２５が回転駆動され、ベルトユニット３４と定着ローラ１０１の交差角が減少していくと、ベルト１０５の寄り速度は低下し、交差角が０、すなわち平行になった時に寄り速度も０となる。

このとき、ベルト１０５は、ベルト端面を検知された位置よりもさらに寄った位置で、寄り方向が反転される。さらにステアリングモータ１２５が回転駆動され、ステアリングモータ１２５が所定角度だけ回転駆動され、駆動開始前とは反対の交差角で停止すると、１回の寄り反転動作が完了する。このとき、ベルト１０５は、端面が検知される前とは反対方向に、所定の寄り速度Ｖｓで寄り動作を行っている。

定着装置１５の緊急停止時に、駆動モータ１２９の停止より先にステアリングモータ１２５が停止する場合、ベルト１０５は定着ローラ１０１が停止するまで定着ローラ１０１に従動回転する。このため、定着ローラ１０１が停止するまでは、ステアリング動作が停止した時点の交差角に対応したベルト１０５の寄りが発生する。

ベルト１０５の端面が検知され、ステアリングモータ１２５の回転駆動が始まった直後に制御部５００がジャム検知信号を受信した場合、ベルトユニット３４と定着ローラ１０１の公差角は、ベルト１０５端面検知時点から逆転していない。そのため、即座にステアリングモータ１２５を停止すると、ベルト１０５の寄り方向が反転しないまま寄り動作が継続され、通常のベルト１０５の寄り制御で寄り方向が反転する位置を通過して、大きな寄りが発生してしまう。言い換えると、ベルト寄り切りに対するマージンが減少してしまう。

本実施例の動作においては、制御部５００が時刻Ｔｊにおいてジャム検知信号を受信し、駆動モータ１２９の減速が開始しされた後も、遅延時間Ｔｄの間は、ステアリングモータ１２５の駆動が継続される。そのため、ベルト１０５の寄り速度はベルト端面検知時点から減少し、寄り切りに対するマージンの低下量は実施例１に対して減少する。

さらにステアリングモータ停止までの間にベルトユニット３４と定着ローラ１０１の交差角が平行を通過すれば、ベルト１０５の寄り方向が反転し、寄り切りに対するマージンはさらに拡大する。

このとき、遅延時間Ｔｄは、Ｔｊ＋Ｔ２＜Ｔ１となるように設定されており、ステアリングモータ１２５は、駆動モータ１２９よりも早く停止する。そのため、ベルトユニット３４が回転を停止した定着ローラ１０１に当接した状態で、ステアリング動作が行われることはなく、定着ローラ１０１の表層に傷、シワ等の損傷を発生することはない。

本実施例２における定着装置１５の上記の緊急停止制御をまとめると次の通りである。即ち、制御部５００は、ベルトユニット３４の回動動作中にジャムの発生を検知したことに応じて、定着ローラ１０１の駆動部としての駆動モータ１２９を制御することにより定着ローラ１０１の回転動作の減速を開始させる。その減速開始後に、回動機構１０９の駆動部としてのステアリングモータ１２５を制御することにより回動機構１０９によるベルトユニット３４の回動動作の減速を開始させる。そして、定着ローラ１０１が停止するよりも先に、ベルトユニット３４の回動動作を停止させるのである（図２）。

尚、時刻Ｔｊにおいて、ステアリングモータ１２５によるベルトユニット３４の回動動作が行われていない場合には、制御部５００は、ステアリングモータ１２５をそのまま停止させ続けるとしてもよい。

《実施例３》
実施例１、２では、定着ローラ１０１が停止するよりも先に、ベルトユニット３４の回動動作を停止させる構成とした。これに限られず、ベルトユニット３４の回動動作が十分に停止するタイミングは、定着ローラ１０１の回転が十分に停止するタイミングと同時であってもよい。この場合でも、ベルトユニット３４が回転を停止した定着ローラ１０１に当接した状態で、ステアリング動作が行われることはないので、定着ローラ１０１の表層に傷、シワ等の損傷が発生することを抑制できる。

《その他の事項》
（１）実施例１、２、３においては、定着動作中に定着装置１５を停止させる場合を制御部５００のジャム検知信号の受信時を例にしているがこれに限られない。定着動作中に定着装置１５を停止させる場合は、制御部５００のエラー信号の受信時やその他の異常信号の受信時が挙げられる。エラー信号とは、たとえば、サーミスタ１２１、１２２、１２３、１２４が異常な温度を検知したときに発せられる。

（２）また、定着装置１５として記録材上に形成された未定着トナー像Ｋを加熱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、記録材に仮定着されたトナー像を加熱し再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、画像加熱装置と呼ぶことにする）であってもよい。

（３）また、定着装置１５は、加熱回転体１０１と加圧回転体１０２とが共にローラである装置構成以外にも、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。

（４）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。

（５）また、上述した実施形態では、記録材を用紙と称して説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材の扱いを給紙、通紙の用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

１５・・定着装置、Ｐ・・記録材（用紙）、Ｋ・・トナー像、１０１・・加熱回転体（定着ローラ）、３４・・ベルトユニット（外部加熱ベルトユニット）、１０５・・エンドレスベルト（外部加熱ベルト）、１０３・１０４・・支持機構（支持ローラ）、１０８・・着脱機構、Ｗ・・所定のゾーン、ＳＦ・ＳＲ・・検出器、１０９・・回動機構、１２９・・駆動手段（定着駆動モータ）、５００・・制御手段（制御部）

Claims (14)

1. 記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
   前記加熱回転体を回転駆動する第１のモータと、
   前記加熱回転体の外周面に接触して前記加熱回転体を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、を有するベルトユニットと、
   前記エンドレスベルトの幅方向において前記エンドレスベルトが所定のゾーンから外れたことを検知する位置検知部と、
   前記ベルトユニットを回動するための駆動源として第２のモータを有し、前記位置検知部の出力に応じて前記エンドレスベルトを前記所定のゾーンへ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動する回動機構と、
   ジャムの発生を検知するジャム検知部と、
   前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御するコントローラと、を有し、
   前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記コントローラは、前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知されたことに応じて、前記第１のモータと前記第２のモータの駆動を停止させ、前記第２のモータは、前記第１のモータよりも先に回転が停止することを特徴とする画像加熱装置。
2. 記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
   前記加熱回転体を回転駆動する第１のモータと、
   前記加熱回転体の外周面に接触して前記加熱回転体を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、を有するベルトユニットと、
   前記エンドレスベルトの幅方向において前記エンドレスベルトが所定のゾーンから外れたことを検知する位置検知部と、
   前記ベルトユニットを回動するための駆動源として第２のモータを有し、前記位置検知部の出力に応じて前記エンドレスベルトを前記所定のゾーンへ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動する回動機構と、
   ジャムの発生を検知するジャム検知部と、
   前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御するコントローラと、を有し、
   前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記コントローラは、前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知されたことに応じて、前記第１のモータと前記第２のモータの駆動を停止させ、前記第１のモータ及び前記第２のモータは同時に回転が停止することを特徴とする画像加熱装置。
3. 前記コントローラは、前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記第１のモータの駆動を停止させる信号を出してから前記第２のモータに駆動を停止させる信号を出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
4. 前記エンドレスベルトと前記加熱回転体が互いに当接する当接位置と、前記エンドレスベルトと前記加熱回転体が互いに離間する離間位置と、を取り得るように、前記ベルトユニットと前記加熱回転体の少なくとも一方を移動させる移動機構を有し、
   前記コントローラは、前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記移動機構に前記エンドレスベルトと前記加熱回転体の相対位置を前記当接位置に維持させたまま前記第１のモータと前記第２のモータの駆動を停止させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
5. 前記ジャム検知部は、記録材を検知するセンサと、前記センサの出力に基づきジャムの発生を判定する判定部とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
6. 記録材上のトナー像を加熱するニップ部を、前記加熱回転体と協働して形成する加圧回転体をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
7. 前記エンドレスベルトは、回転している前記加熱回転体によって回転されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
8. 第１のモータより回転駆動される回転体であって、記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
   前記加熱回転体の外周面に接触して前記加熱回転体を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、を有するベルトユニットと、
   前記エンドレスベルトの幅方向において前記エンドレスベルトが所定のゾーンから外れたことを検知する位置検知部と、
   前記ベルトユニットを回動するための第２のモータを有し、前記位置検知部の出力に応じて前記エンドレスベルトを前記所定のゾーンへ戻す方向へ前記ベルトユニットを回動する回動機構と、
   ジャムの発生を検知するジャム検知部と、を有し、
   前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記回動機構は前記ベルトユニットの回動動作を中断し、前記加熱回転体の回転が停止し終えるのと同時又はそれよりも先に停止することを特徴とする画像加熱装置。
9. 前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動動作は、前記加熱回転体の回転が停止し終えるのよりも先に停止し終えることを特徴とする請求項８に記載の画像加熱装置。
10. 前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動動作が減速し始めてから前記加熱回転体の回転が減速し始め、前記加熱回転体の回転が停止するよりも先に前記ベルトユニットの回動動作が停止することを特徴とする請求項８に記載の画像加熱装置。
11. 前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御するコントローラを有し、
    前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記コントローラは、前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知されたことに応じて、前記第１のモータを停止させる信号と前記第２のモータを停止させる信号を出すことを特徴とする請求項１０に記載の画像加熱装置。
12. 前記エンドレスベルトと前記加熱回転体が互いに当接する当接位置と、前記エンドレスベルトと前記加熱回転体が互いに離間する離間位置と、を取り得るように、前記ベルトユニットと前記加熱回転体の少なくとも一方を移動させる移動機構を有し、
    前記ベルトユニットの回動動作中に前記ジャム検知部によりジャムの発生が検知された場合、前記エンドレスベルトと前記加熱回転体の相対位置は前記当接位置のままで、前記回動機構による前記ベルトユニットの回動動作が停止することを特徴とする請求項８に記載の画像加熱装置。
13. 前記ジャム検知部は、記録材を検知するセンサと、前記センサの出力に基づきジャムの発生を判定する判定部とを有することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
14. 記録材上のトナー像を加熱するニップ部を、前記加熱回転体と協働して形成する加圧回転体をさらに有することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。

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