JP6743589B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

従来、感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙に転写し、転写されたトナー像を加熱定着することで、用紙上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置においては、カット紙等の記録材はトレイに積層され、給紙ローラーなどによって搬送経路上に一枚ずつ送り出されるように設計されているが、一度に複数枚が送り出される現象、所謂重送が発生する場合がある。この場合、用紙の重量や厚みが数倍に増加した状態となることから、搬送が正常に行われない恐れがある。

また、重送された用紙が定着部を通過した場合、用紙の坪量や湿度環境などによっては、定着面側の用紙が定着ローラーに巻き付く一方で非定着面側の用紙は通常の搬送経路を通過してしまうＪＡＭが発生するケースがある。
このようなケースでは、用紙の先端を検出する一般的なＪＡＭ検出センサーの場合、当該センサーが非定着面側の用紙の先端を検出することにより正常の搬送動作として誤検知されてしまう。
そこで、ニップ部を用紙が通過する際の用紙の厚みや定着ローラーと加圧ローラーの軸間距離、用紙通過時のトルクなどを検出することで重送を検出する重送検出装置（例えば、特許文献１参照）を、定着部に配置させることにより、重送を検出することが考えられる。

特開２００４−２８４７９６号公報

しかしながら、定着部には画像形成のための部材やユニット等が密集していることから、上記した公知の重送検出装置を定着部に取り付けるとプロセス条件に制約が生じてしまうとともに、高コスト化する。

また、定着ローラー上の用紙の巻き付きを直接検出することも考えられるが、接触式のセンサーでは定着ローラー表面に傷が付く虞があり、非接触式のセンサーでは定着ローラーに近付き過ぎるとセンサーの耐熱温度を超えてしまい、逆に離れすぎると周辺部材が邪魔となって配置できない、といった理由により、定着ローラー上の用紙の巻き付きを直接検出することは困難である。

本発明は、画像定着部の構成へ影響を与えることなく、ニップ部における用紙の重送又は重送時における定着ローラーへの用紙の巻き付きを検出可能な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の定着装置は、
シートに形成されたトナー像を加熱定着させる定着ローラーと、
前記定着ローラーにシートを圧接させる加圧ローラーと、
前記定着ローラー及び前記加圧ローラーが圧接して形成されたニップ部の下流において、加熱されたシートの変形状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて重送又は重送時における定着ローラーへのシートの巻き付きを判断する判断手段と、を備え、
前記検出手段は、前記ニップ部の上流及び下流においてシートの先端が通過したタイミングを計測可能な先端検出センサーを備え、
前記判断手段は、前記ニップ部の上流の前記先端検出センサーが検出してから前記ニップ部の下流の前記先端検出センサーが検出するまでの通過時間が所定の基準値よりも下回る場合に重送と判断する
ことを特徴とする。

請求項２に記載の定着装置は、
シートに形成されたトナー像を加熱定着させる定着ローラーと、
前記定着ローラーにシートを圧接させる加圧ローラーと、
前記定着ローラー及び前記加圧ローラーが圧接して形成されたニップ部の下流において、加熱されたシートの変形状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて重送又は重送時における定着ローラーへのシートの巻き付きを判断する判断手段と、を備え、
前記検出手段は、シートの搬送方向の先端の、シートの搬送面に対する垂直方向の変位量を検出する変位検出センサーを備え、
前記判断手段は、前記変位検出センサーが検出した変位量が所定の基準値を下回る場合に重送又は重送時における定着ローラーへのシートの巻き付きと判断することを特徴とする。

請求項３に記載の定着装置は、
シートに形成されたトナー像を加熱定着させる定着ローラーと、
前記定着ローラーにシートを圧接させる加圧ローラーと、
前記定着ローラー及び前記加圧ローラーが圧接して形成されたニップ部の下流において、加熱されたシートの変形状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて重送又は重送時における定着ローラーへのシートの巻き付きを判断する判断手段と、を備え、
前記検出手段は、シートの搬送面に対して上方から観察した際のシート又は画像のサイズを検出するサイズ検出センサーを備え、
前記判断手段は、前記サイズ検出センサーが検出したサイズが所定の基準値を下回る場合に定着ローラーへのシートの巻き付きと判断することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の定着装置において、
前記検出手段による検出結果を記憶する記憶手段を備え、
前記基準値は、記憶手段によって記憶された過去の検出結果に基づいて算出された値であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の定着装置において、
前記基準値は、定着条件に応じて変更可能であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の定着装置において、
前記検出手段は、前記定着ローラーよりも下流側において前記定着ローラーと最も近接した搬送手段と前記定着ローラーとの間に配置されていることを特徴とする。

また、本発明における画像形成装置は、
用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
トナー像が形成された用紙を加熱圧接して定着させる請求項１から６の何れか一項に記載の定着装置と、を備える
ことを特徴とする。

本発明によれば、画像定着部の構成へ影響を与えることなく、ニップ部における用紙の重送又は重送時における定着ローラーへの用紙の巻き付きを検出することができる。

本発明を適用した実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る画像定着部の構成を示す図である。 第１実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る画像定着部の構成を示す図である。 第２実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る画像定着部の構成を示す図である。 第３実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る画像定着部の構成を示す図である。 第４実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
以下、本発明の画像形成装置に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施形態ではカラーの画像形成装置を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばモノクロの画像形成装置に適用することも可能である。
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置１の概略構成を示す図である。図２は、画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。

画像形成装置１は、ＣＰＵ１０１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ１０２（Random Access Memory）及びＲＯＭ１０３（Read Only Memory）を有する制御部１０、記憶部１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部１９等を備える。制御手段である制御部１０は、バス２１を介して記憶部１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部１９と接続されている。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３又は記憶部１１に記憶されている制御用プログラムを読み出して実行し、各種演算処理を行う。

ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。

ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ１０３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。

これらのＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３を備える制御部１０は、上述の各種制御用プログラムに従って画像形成装置１の各部を統括制御する。例えば、制御部１０は、画像処理部１６に画像データに対する所定の画像処理を行わせて記憶部１１に記憶させる。また、制御部１０は、搬送部１９に用紙を搬送させ、記憶部１１に記憶された画像データに基づいて画像形成部１７により用紙に画像を形成させる。

記憶部１１は、半導体メモリーであるＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段により構成され、スキャナー１５により取得された画像データや、インターフェース１４を介して外部から入力された画像データが記憶される。
また、記憶部１１には予め設定された、後述する用紙の重送又は巻き付きの判断の基準となる基準値テーブルや、過去に検出手段によって検出された、用紙の変形量の履歴などが記憶されている。なお、ここでの変形とは、用紙のカールや熱収縮などを指す。

操作部１２は、操作キーや表示部１３の画面に重ねられて配置されたタッチパネル等の入力デバイスを備え、これらの入力デバイスに対する入力操作を操作信号に変換して制御部１０に出力する。

表示部１３は、ＬＣＤ（Liquid crystal display）等の表示装置を備え、画像形成装置１の状態や、タッチパネルへの入力操作の内容を示す操作画面等を表示する。

インターフェース１４は、外部のコンピューター、他の画像形成装置などとの間でデータの送受信を行う手段であり、例えば、各種シリアルインターフェースのいずれかにより構成される。

スキャナー１５は、用紙に形成された画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の単色画像データを含む画像データを生成して記憶部１１に記憶させる。

画像処理部１６は、例えば、ラスタライズ処理部、色変換部、階調補正部、ハーフトーン処理部を備え、記憶部１１に記憶された画像データに各種画像処理を施して記憶部１１に記憶させる。

画像形成部１７は、記憶部１１に記憶された画像データに基づき、用紙に画像を形成する。画像形成部１７は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色成分に各々対応する４組の露光部１７１、感光体ドラム１７２及び現像部１７３を備えている。また、画像形成部１７は、転写体１７４及び２次転写ローラー１７５を備えている。

露光部１７１は、発光素子としてのＬＤ（Laser Diode）を備えている。露光部１７１は、画像データに基づいてＬＤを駆動し、帯電する感光体ドラム１７２上にレーザー光を照射、露光して感光体ドラム１７２上に静電潜像を形成する。現像部１７３は、露光された感光体ドラム１７２上に帯電する現像ローラーにより所定の色（Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫのいずれか）のトナー（色材）を供給して、感光体ドラム１７２上に形成された静電潜像を現像する。
Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫに対応する４つの感光体ドラム１７２上に各々Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫのトナーで形成された画像（単色画像）は、各感光体ドラム１７２から転写体１７４上に順次重ねられて転写される。これにより、転写体１７４上にＣ、Ｍ、Ｙ及びＫを色成分とするカラー画像が形成される。転写体１７４は、複数の転写体搬送ローラーに巻き回された無端ベルトであり、各転写体搬送ローラーの回転に従って回転する。
２次転写ローラー１７５は、転写体１７４上のカラー画像を、給紙トレイ２２又は外部に設けられる給紙装置から給紙された用紙上に転写する。詳しくは、用紙及び転写体１７４を挟持する２次転写ローラー１７５に所定の転写電圧が印加されることにより、転写体１７４上においてカラー画像を形成しているトナーが用紙側に引き寄せられて用紙に転写される。

画像定着部１８は、トナーが転写された用紙を加熱及び加圧してトナーを用紙に定着させる定着処理を行う。

画像定着部１８は、定着ローラー１８１、ハロゲンランプヒーター１８２、加圧ローラー１８３を備える。画像定着部１８及び制御部１０により定着装置が構成される。

定着ローラー１８１は、その内部に、回転軸方向に延在するハロゲンランプヒーター１８２を備える。ハロゲンランプヒーター１８２は、制御部１０による制御下で通電することにより発熱する。定着ローラー１８１は、制御部１０による制御下で図示しないモーター等の回転駆動手段により駆動されて回転する。

定着ローラー１８１の外周面上には定着ベルトが張架され、定着ローラー１８１の回転に伴って回転する。定着ローラー１８１及び加圧ローラー１８３は、当該定着ベルトを介して、用紙を挟持して搬送する圧接部としてのニップ部を構成する。

加圧ローラー１８３は、図示しない弾性部材により定着ローラー１８１に近づく方向に付勢され、定着ベルトを介して定着ローラー１８１に圧着され、定着ローラー１８１との間にニップ部を形成しながら定着ローラー１８１の回転に伴って回転する。なお、加圧ローラー１８３は、制御部１０による制御下で図示しないモーター等の回転駆動手段により駆動されて回転するものとしてもよい。

定着ローラー１８１及び加圧ローラー１８３は、用紙をニップ部で挟持して、所定の搬送方向に搬送しながら用紙を加熱及び加圧する。これにより、定着ローラー１８１及び加圧ローラー１８３は、用紙上のトナーを溶融させて定着させる。用紙と接触する際の定着ベルトの温度は、例えば、１８０℃以上２００℃以下の範囲とされる。従って、ハロゲンランプヒーター１８２は、定着ローラー１８１を介して定着ベルトがこの温度となるように加熱する。
ニップ部の下流には、排紙ローラー１８４が配置され、用紙を下流へと搬送する。

搬送部１９は、図１に示すように、用紙を挟持した状態で回転することで用紙を搬送する用紙搬送ローラーを複数備え、所定の搬送経路で用紙を搬送する。搬送部１９は、画像定着部１８により定着処理が行われた用紙の表裏を反転させて２次転写ローラー１７５へ搬送する反転機構１９１を備えている。画像形成装置１では、用紙の両面に画像を形成する場合に反転機構１９１による用紙の表裏の反転が行われて両面に画像が形成された後に用紙が排紙トレイ２３に排出される。用紙の片面にのみ画像を形成する場合には、反転機構１９１による用紙の表裏の反転が行われることなく片面に画像が形成された用紙が排紙トレイ２３に排出される。

次に、図３を用いて第１実施形態に係る発明の概要について説明する。
第１実施形態に係る画像形成装置１は、ＪＡＭ検出センサー等の用紙先端の通過時間を計測可能な、先端検出センサーとしての検出センサーＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂを用いて、画像定着部１８に到達した重送を判断し、重送処理を行う。

用紙がニップ部を通過し加熱されると、用紙中の水分量が減少することにより用紙が定着ローラー１８１側に曲がる、所謂ヒートカール現象という用紙の変形が起きる場合がある。ニップ部を通過する際の用紙表裏の温度差が大きい程、表裏の熱収縮差が大きくなり、用紙が大きくカールする。また、カール量は用紙の厚みにも依存し、坪量の小さい、薄い用紙程カールしやすい。
重送時は、重送された用紙のうち定着ローラー１８１側の用紙（ここでは定着面側の用紙と表記）は供給される熱量が一枚通紙時と同程度であるため、カール量も同程度となる。一方、非定着面側は定着面側の設定温度よりも低く設定されているため、加圧ローラー１８３側の用紙（ここでは非定着面側の用紙と表記）はほとんど変形しない。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、検出センサーＳＥ１ａはニップ部の用紙搬送方向下流且つ排紙ローラー１８４の上流に、検出センサーＳＥ１ｂは上流に設置されており、用紙の先端を検出して両センサー間の通過時間差を算出する。
図３（Ａ）のような一枚通紙時には、用紙の先端はカールし、検出センサーＳＥ１ａは用紙の先端よりも搬送方向下流側の位置を検出するため、両センサー間の通過時間差はカールしない場合に比べて大きくなる。一方、図３（Ｂ）のような重送時には、非定着面側の用紙はほとんど変形せず、検出センサーＳＥ１ａは非定着面側の用紙の先端を検出するため、一枚通紙時よりも通過時間差は小さくなる。即ち、通過時間差は「一枚通紙時（≒重送時の定着面側の用紙）＞重送時の非定着面側の用紙」となる。

つまり、図３（Ｃ）に示すように、従来技術においては、正常通紙された場合の通過時間を許容時間とし、許容時間を超えても検出されない場合にＪＡＭが発生したと判断する。これに対し、第１実施形態に係る画像形成装置１は、許容時間よりも早い時間に検出した場合に重送が発生したと判断する。

次に、図４のフローチャートを用いて第１実施形態に係る画像形成装置１の重送検知制御を説明する。
図４に示すように、制御部１０は重送検知制御が可能であるかどうかを判断する（ステップＳ４０１）。ここで、用紙が厚い（例えば、坪量１０５ｇｓｍ以上）場合、又はトナー付着物量が少ない（例えば、カバレッジ１６％以下）場合には、用紙は加熱されてもほとんどカールせず、一枚通紙時と重送時の通過時間に差が生じないため、重送検知制御は実施しない。即ち、記憶部１１には操作部１２やインターフェース１４、スキャナー１５によって入力された画像情報や用紙の種類に関する情報が記憶され、制御部１０は、当該情報が記憶部１１によって予め記憶された、重送検知制御を実施すべきプリント条件に合致するか否かによって、重送検知制御を実施するか否かを判断する。
制御部１０は、重送検知制御が可能ではないと判断した場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、終了するが、可能であると判断した場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０２へと移行する。

ステップＳ４０２では、制御部１０は基準値の変更が必要であるかどうかを判断する。
ここで、基準値とは過去の通紙履歴をもとに、用紙の坪量に応じて設定された正常通紙された場合の検出センサーＳＥ１ａとＳＥ１ｂの通過時間差である。例えば、坪量が小さく厚みが薄い程、用紙はカールしやすいため、基準値も大きくなる。

しかし、用紙に供給される熱量に依存してカール量が変化するため、熱量に応じて基準値を変更する必要がある。例えば定着ベルトの制御温度が上昇した場合や、定着搬送速度が減少した場合、ニップ荷重が増加した場合など、用紙に供給される熱量が増加する方向に設定が変更された場合は用紙のカール量も増加し、通過時間差も大きくなるため、基準値を大きくなるように変更する必要がある。

また、カール量は、湿度などの環境条件や片面/両面印刷の条件にも依存する。高湿条件下では用紙のカール量は大きく通過時間差も大きくなるため、基準値を大きくなるように変更する。また、両面印刷時は片面印刷時よりも表裏の温度差が小さく、カール量が小さく通過時間差も小さくなるため、基準値を小さくなるように変更する。
このような用紙の種類や環境条件に応じた基準値テーブルは予め記憶部１１に記憶されており、制御部１０は、該当する基準値テーブルを参照して基準値を変更する。

制御部１０は、基準値の変更が必要であると判断した場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、基準値を変更し（ステップＳ４０３）、ステップＳ４０４へと進む。基準値の変更の必要がないと判断した場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、ステップＳ４０４へと移行する。

ステップＳ４０４では、検出センサーＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂは、用紙の先端の通過時間差を計測し、制御部１０は判断手段として機能して、検出結果が基準値よりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ４０５）。
制御部１０は、基準値よりも小さいと判断した場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、重送が発生したと判断し、重送処理を行う（ステップＳ４０６）。重送処理は、例えば、制御部１０は表示部１３にエラーが発生したことを表示させ、後続の用紙が重送した用紙に突き当たるのを防止するため、ニップ部よりも上流のモーター等の負荷を停止させて、用紙搬送経路上に存在する排出可能な全ての用紙に印刷を行って、排紙トレイ２３に排出させ、画像形成装置１の停止処理を行う。

制御部１０は、基準値よりも小さくはないと判断した場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、正常通紙がなされたと判断し、記憶手段としての記憶部１１に、検出結果を記憶させる（ステップＳ４０７）。次に、制御部１０は印刷が終了したかどうかを判断し（ステップＳ４０８）、印刷が終了したと判断した場合（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、ジョブを終了するが、印刷が終了していないと判断した場合（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、所定枚数継続して印刷したかどうかを判断する（ステップＳ４０９）。

ここで、所定枚数とは、予め設定された、基準値を更新するのに必要な印刷枚数のことである。例えば１０枚毎に基準値となる通過速度差を算出し、基準値をその値に変更する。この所定枚数も、紙の種類や、記憶部１１に記憶された過去の重送の発生頻度等により適宜変更することで、より精度の高い検出が可能となる。

制御部１０は、所定枚数継続して印刷したと判断した場合（ステップＳ４０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０３へと戻り、所定枚数継続して印刷していないと判断した場合（ステップＳ４０９：Ｎｏ）、ステップＳ４０４へと戻る。

以上のように、第１実施形態に係る画像形成装置１は、定着ローラー１８１と、加圧ローラー１８３と、先端検出センサーとして用紙先端の通過時間差を計測する検出センサーＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂと、検出結果を記憶する記憶手段としての記憶部１１と、判断手段としての制御部１０と、を備える。
第１実施形態に係る画像形成装置１においては、重送した用紙がニップ部に到達した際に、検出センサーＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂにおける通過時間差が一枚通紙時よりも短い場合に重送と判断する。検出センサーＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂのようなセンサーは、画像形成装置１に既に装備されている。従って、第１実施形態に係る画像形成装置１においては新たに検出装置を設置する必要がないため、定着装置の構成に影響を与えることなく、経済的であるといえる。

また、同じ定着条件下でも、用紙の坪量が異なるとカール量も異なるが、第１実施形態に係る画像形成装置１においては、過去の通紙履歴をもとに基準値を設定するため、用紙の坪量によらず正確に重送を判断することが可能である。また、同じ坪量であっても、コート紙/非コート紙等の違い等によってもカール量が異なる場合があるが、本実施形態のように通紙履歴をもとに基準値を設定することで、紙種に応じた重送判断が可能である。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１においては、所定枚数通紙毎に基準値を変更する。従って、例えば、印刷中の定着ローラー１８１の熱膨張変化等の定着条件の変化に応じて基準値を変更するため、重送判断の精度を高めることが可能となる。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１においては、検出センサーＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂは、ニップ部直後の排紙ローラー１８４の上流に配置されている。排紙ローラー１８４の下流では、用紙が排紙ローラー１８４によって挟持搬送されたことによりカール量が変化する虞があるため、正確に重送を検出することが難しくなるが、本実施形態ではそのような問題が生じない。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１においては、加熱による変形が生じない用紙を通紙する際には、重送検知制御を行わない。これにより、正常通紙しているにも係らず重送と判断してしまう誤検知を回避することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る画像形成装置１は、第１実施形態と同様に、画像定着部１８に到達した重送を判断する。図５に示すように、第１実施形態に係る画像形成装置１と比べ、用紙先端の通過時間差を検出する検出センサーＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂの代わりに、用紙サイズを検出可能な、サイズ検出センサーとしての検出センサーＳＥ２を用いる点で異なっている。検出センサーＳＥ２には、例えばＣＤＤカメラ等が挙げられ、用紙の先端がニップ部を通過した時点から所定時間経過後の用紙サイズを検出する。検出センサーＳＥ２は、ニップ部の下流であって直後の排紙ローラー１８４の上流に配置されている。
なお、説明の簡略化のため、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

一枚通紙時は、カールした用紙を検出するため搬送方向の長さが短くなる。しかし、図５（Ａ）に示すように、用紙が重送されると、検出センサーＳＥ２は非定着面側の用紙も検出するため、ニップ部下流側で検出される用紙搬送方向の長さは、一枚通紙時に比べてαだけ長くなる。
また、図５（Ｃ）に示すように加熱により用紙が熱収縮（変形）する場合、検出センサーＳＥ２がニップ部下流側で検出する用紙搬送方向の長さは、βだけ長くなる。このような熱収縮は、例えば用紙が樹脂を含むロール紙のような場合に生じやすい。

第２実施形態に係る画像形成装置１は、検出センサーＳＥ２によって検出された、ニップ部を通過した用紙に形成された用紙サイズを基準値と比較することによって、重送を判断する。即ち、用紙の種類に応じた用紙サイズの基準値テーブルは予め記憶部１１に記憶されており、制御部１０は、検出された用紙サイズが基準値を下回った場合に、重送と判断する。

次に、図６のフローチャートを用いて第２実施形態に係る画像形成装置１の重送検知制御を説明する。ステップＳ６０１〜ステップＳ６０４の処理は、第１実施形態に係る画像形成装置１の動作について示す図４のステップＳ４０１〜ステップＳ４０４の処理と同様であるので、説明を省略する。

ステップＳ６０５では、用紙の画像サイズが基準値よりも大きいかどうかを判断する。ここで、制御部１０は一枚通紙時に検出される用紙サイズを予測されるカール量をもとに算出し、これを基準値として設定する。
基準値よりも大きいと判断した場合（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ６０６へと移行するが、基準値よりも大きくはないと判断した場合（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、ステップＳ６０７へと移行する。

以降、ステップＳ６０６〜ステップＳ６０９は、第１実施形態におけるステップＳ４０５〜ステップＳ４０９の処理と同様であるので、説明を省略する。

従って、第２実施形態に係る画像形成装置１においては、サイズ検出センサーとしての検出センサーＳＥ２によって検出された、ニップ部を通過した用紙サイズを基準値と比較することにより、重送の有無を判断する。これにより、第１実施形態と同様に、従来技術のような定着装置の構成に影響を与える重送検出装置を利用することなく、比較的簡便な方法で重送を検出することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態に係る画像形成装置１は、第１実施形態及び第２実施形態とは異なり、画像定着部１８における重送及び定着ローラー１８１への用紙の巻き付きを判断する。図７のように、定着面側の用紙のカールの高さを検出可能な、変位検出センサーとしての検出センサーＳＥ３を、ニップ部の下流であって直後の排紙ローラー１８４の上流に配置する。検出センサーＳＥ３には、例えばレーザーセンサー等を挙げられ、図７に示したような用紙先端に生じたカールの高さを定着ローラー１８１側から検出し、数値化する。
なお、説明の簡略化のため、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

次に、図８のフローチャートを用いて第３実施形態に係る画像形成装置１の巻き付き検知制御を説明する。
図８に示すように、制御部１０は重送及び巻き付き検知制御が可能であるかどうかを判断する（ステップＳ８０１）。ここで、用紙が厚い（例えば、坪量１０５ｇｓｍ以上）場合、又はトナー付着物量が少ない（例えば、カバレッジ１６％以下）場合には、用紙は加熱されてもほとんどカールせず検出センサーＳＥ３では検知できないため、重送及び巻き付き検知制御は実施しない。
即ち、記憶部１１には操作部１２やインターフェース１４、スキャナー１５によって入力された画像情報や用紙の種類に関する情報を記憶され、制御部１０は、当該情報が記憶部１１によって予め記憶された、重送及び巻き付き検知制御を実施すべきプリント条件に合致するか否かによって、重送及び巻き付き検知制御を実施するか否か判断する。

重送及び巻き付き検知制御が可能ではないと判断した場合（ステップＳ８０１：Ｎｏ）、終了するが、可能であると判断した場合（ステップＳ８０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ８０２へと移行する。

ステップＳ８０２では、制御部１０は基準値の変更が必要であるかどうかを判断する。
ここで、基準値とは過去の通紙履歴をもとに、用紙の坪量に応じて設定された所定の値である。例えば、坪量６４ｇｓｍの上質紙を通紙した場合、用紙のカール量の下限値は２０ｍｍであった。これに対し、加熱してもほとんど変形しない坪量１０５ｇｓｍ以上の用紙の変形量が２０ｍｍ未満であった場合、検出された用紙の高さが２０ｍｍ未満の場合はカールしていないものとみなすことができる。よって、制御部１０は、用紙のカールの有無を判断するための基準値を２０ｍｍに設定する。

しかし、用紙に供給される熱量に依存してカール量が変化するため、熱量に応じて基準値を変更する必要がある。また、カール量は、湿度などの環境条件や片面/両面印刷の条件にも依存するため、基準値を変更する。
このような、用紙の種類や環境条件に応じた基準値テーブルは予め記憶部１１に記憶されており、制御部１０は、該当する基準値テーブルを参照して基準値を変更する。

基準値の変更が必要であると判断した場合（ステップＳ８０２：Ｙｅｓ）、基準値を変更し（ステップＳ８０３）、ステップＳ８０４へと進む。基準値の変更の必要がないと判断した場合（ステップＳ８０２：Ｎｏ）、ステップＳ８０４へと移行する。

ステップＳ８０４では、検出センサーＳＥ３はニップ部を通過した用紙の先端のカール量を計測する。制御部１０は判断手段として機能し、検出結果が基準値よりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ８０５）。

ここで、図７（Ａ）のように、一枚通紙時に用紙が定着ローラー１８１には巻き付かず正常通紙される場合や、図７（Ｂ）のように重送時に定着面側の用紙がカールしたものの定着ローラー１８１には巻き付かない場合は、検出センサーＳＥ３は定着面側の用紙を検出するため、検出されたカール量は基準値以上となる。

しかし、図７（Ｃ）のように一枚通紙時に用紙が巻き付いた場合は、用紙は検出センサーＳＥ３によって検出されない。
また、図７（Ｄ）のように重送時に定着ローラー１８１に定着面側の用紙が巻き付いた場合、定着面側の用紙は検出センサーＳＥ３によって検出されず、また非定着面側の用紙のカール量は一枚通紙時及び定着面側の用紙に比べて小さいため、検出されるカール量は基準値よりも小さくなる。即ち、カール量は「正常通紙時の用紙≒重送時の定着面側の用紙＞重送時の非定着面側の用紙」となる。

制御部１０は、カール量が基準値よりも小さいと判断した場合（ステップＳ８０５：Ｙｅｓ）、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）のように巻き付きが発生したと判断し、巻き付き処理を行う（ステップＳ８０６）。巻き付き処理は重送処理と同様に、例えば、制御部１０は表示部１３にエラーが発生したことを表示させ、後続の用紙が重送した用紙に突き当たるのを防止するため、ニップ部よりも上流のモーター等の負荷を停止させて、用紙搬送経路上に存在する排出可能な全ての用紙に印刷を行って、排紙トレイ２３に排出させ、画像形成装置１の停止処理を行う。

制御部１０は、基準値よりも小さくはないと判断した場合（ステップＳ８０５：Ｎｏ）、２回目の用紙先端の検出があったかどうかを判断する（ステップＳ８０７）。図７（Ｂ）のように、重送時は定着面側の用紙が非定着面側の用紙の後に検出されるため、２回目の検出があったと判断した場合（ステップＳ８０７：Ｙｅｓ）、重送が生じていると判断し重送処理を行う（ステップＳ８０８）。

２回目の検出がなかったと判断した場合（ステップＳ８０７：Ｎｏ）、図７（Ｃ）のように巻き付きも重送も生じていない正常通紙であると判断し、記憶手段としての記憶部１１に検出結果を記憶させる（ステップＳ８０９）。次に、制御部１０は印刷が終了したかどうかを判断し（ステップＳ８１０）、印刷が終了したと判断した場合（ステップＳ８１０：Ｙｅｓ）、ジョブを終了するが、印刷が終了していないと判断した場合（ステップＳ８１０：Ｎｏ）、所定枚数継続して印刷したかどうかを判断する（ステップＳ８１１）。

ここで、所定枚数とは、予め設定された、基準値を更新するのに必要な印刷枚数のことである。例えば１０枚毎に基準値となるカール量の下限値を算出し、基準値をその値に変更する。この所定枚数も、紙の種類や、記憶部１１に記憶された過去の重送や巻き付きの発生頻度等により適宜変更することで、より精度の高い検出が可能となる。

制御部１０は、所定枚数継続して印刷したと判断した場合（ステップＳ８１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ８０３へと戻り、所定枚数継続して印刷していないと判断した場合（ステップＳ８１１：Ｎｏ）、ステップＳ８０４へと戻る。

以上のように、第３実施形態に係る画像形成装置１は、定着ローラー１８１と、加圧ローラー１８３と、変位検出センサーとして用紙のカール量（変形状態）を計測する検出センサーＳＥ３と、検出結果を記憶する記憶手段としての記憶部１１と、判断手段としての制御部１０と、を備える。
従って、第３実施形態に係る画像形成装置１においては、ニップ部における重送と、用紙の定着ローラー１８１への巻き付きの両方を判断し、重送処理及び巻き付き処理を行うことが可能である。

また、第３実施形態に係る画像形成装置１においては、ニップ部下流に配置されたＪＡＭ検出センサーが、非定着面側の用紙が下流へと搬送されることによって異常を検知しない場合でも、用紙の変形量の検出によって、確実に巻き付きを検知することができる。

また、第３実施形態に係る画像形成装置１においては、用紙のカール量を直接計測することができるため、用紙がカールしやすい条件、例えばＨＨ環境下、薄紙通紙時、スジ目方向搬送時、設定温度上昇時、低速搬送時等において検出精度が高い。

また、同じ定着条件下でも、用紙の坪量が異なるとカール量も異なるが、第３実施形態に係る画像形成装置１においては、過去の通紙履歴をもとに基準値を設定するため、用紙の坪量によらず正確に巻き付きを判断することが可能である。また、同じ坪量であっても、コート紙/非コート紙等の違い等によってもカール量が異なる場合があるが、本実施形態のように通紙履歴をもとに基準値を設定することで、紙種に応じた巻き付き判断が可能である。

また、第３実施形態に係る画像形成装置１においては、所定枚数通紙毎に基準値を変更する。従って、例えば、印刷中の定着ローラー１８１の熱膨張変化等の定着条件の変化に応じて基準値を変更するため、巻き付き判断の精度を高めることが可能となる。

また、第３実施形態に係る画像形成装置１においては、検出センサーＳＥ３はニップ部の下流であって、直後の排紙ローラー１８４の上流に配置されている。排紙ローラー１８４の下流では、用紙が排紙ローラー１８４に挟持搬送されたことにより、正確なカール量を検出することが難しくなるが、本実施形態ではそのような虞が生じない。

また、第３実施形態に係る画像形成装置１においては、加熱による変形が生じない用紙を通紙する際には、巻き付き検知制御を行わない。これにより、正常通紙しているにも係わらず巻き付きと判断してしまう誤検知を回避することができる。

なお、上記実施形態においては検出センサーＳＥ３の例としてレーザーセンサーを上げたが、これに限定されない。例えば、アクチュエーターをニップ部下流において定着ローラー１８１側に設置し、用紙先端の接触を検出するものとしてもよい。この場合、カールした用紙の高さの下限値を設定し、この下限値よりも高くカールした用紙の先端が接触する位置に、検出センサーＳＥ３を配置する。

［第４実施形態］
第４実施形態に係る画像形成装置１は、重送時の定着ローラー１８１への用紙の巻き付きを判断する。図９に示すように、第３実施形態に係る画像形成装置１と比べ、用紙のカール量を計測する検出センサーＳＥ１の代わりに、用紙に形成された画像サイズを検出可能な、サイズ検出センサーとしての検出センサーＳＥ２を用いる点で異なっている。検出センサーＳＥ２には、先述のようにＣＤＤカメラ等が挙げられ、用紙の先端がニップ部を通過した時点から所定時間経過後の画像サイズを検出する。検出センサーＳＥ２は、ニップ部の下流且つ直後の排紙ローラー１８４の上流に配置されている。
なお、説明の簡略化のため、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図９（Ａ）に示すように、用紙がカールすると、用紙面を上から見た場合のニップ部下流における用紙搬送方向の長さは、カールしない場合に比べてαだけ短くなり、これに伴い、検出センサーＳＥ２によって検出される画像サイズも小さくなる。また、図９（Ｃ）に示すように加熱により用紙が熱収縮し、ニップ部下流において用紙搬送方向にβだけ短くなり、同様に検出される画像サイズも小さくなる。
図９（Ａ）及び図９（Ｃ）のように重送された際に、定着面側の用紙が定着ローラー１８１に巻き付かない場合は、定着面側の用紙のカールにより検出センサーＳＥ２が検出する画像は実際の画像よりも搬送方向に縮小することとなるが、縮小率は一枚通紙時と同程度であるとみなすことができる。
これに対し、図９（Ｂ）及び図９（Ｄ）のように、定着面側の用紙が定着ローラー１８１に巻き付いた場合には、検出センサーＳＥ２は非定着面側の用紙を検出するため、画像を検出しない。

また、用紙の先端が検出センサーＳＥ２に到達するまでは図９（Ａ）及び図９（Ｃ）のように搬送されるものの、その後定着面側の用紙の後方が定着ローラー１８１に巻き付く場合がある。この時、ニップ部を通過した用紙は定着ローラー１８１側へと引き戻されるため、結果的に正常通紙される場合に比べて検出される画像サイズが小さくなる。

従って、第４実施形態に係る画像形成装置１においては、検出センサーＳＥ２によって検出された、用紙に形成された画像サイズが基準値を下回った場合及び画像が検出されない場合に、重送された用紙が定着ローラー１８１への巻き付いたと判断する。

次に、図１０のフローチャートを用いて第４実施形態に係る画像形成装置１の巻き付き検知制御を説明する。ステップＳ１００１〜ステップＳ１００４の処理は、第３実施形態に係る画像形成装置１の動作について示す図８のステップＳ８０１〜ステップＳ８０４の処理と同様であるので、説明を省略する。

ステップＳ１００５では、用紙の画像サイズが基準値よりも小さいかどうかを判断する。制御部１０は、記憶部１１に記憶された画像情報と用紙の種類をもとに、用紙がカールした際に検出される画像サイズを算出し、これを基準値として設定する。検出された画像サイズが基準値を下回った場合、又は画像が検出されない場合に巻き付きが発生したものと判断する。

基準値よりも小さいと判断した場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）、巻き付き処理を行い（ステップＳ１００６）、巻き付き検知制御を終了する。基準値よりも小さくはないと判断した場合（ステップＳ１００５：Ｎｏ）、ステップＳ１００７へと移行する。

以降、ステップＳ１００７〜ステップＳ１００９は、第３実施形態におけるステップＳ８０９〜ステップＳ８１１の処理と同様であるので、説明を省略する。

従って、第４実施形態に係る画像形成装置１においては、サイズ検出センサーとしての検出センサーＳＥ２によって検出された、ニップ部を通過した用紙上の画像サイズを基準値と比較することにより、巻き付きの有無を判断する。これにより、第３実施形態と同様に、ニップ部における重送した用紙が定着ローラー１８１に巻き付いた際に、ニップ部下流に配置されたＪＡＭ検出センサーが、非定着面側の用紙が下流へと搬送されることによって異常を検知しない場合でも、画像サイズの変位量の検出によって、確実に巻き付きを検知することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、上記の実施形態は本発明の好適な例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、各検出センサーは、ニップ部と排紙ローラー１８４との間に配置する構成としたが、これに限定されない。検出センサーは、より厳密にはニップ部下流で、最もニップ部に近接する搬送手段との間に設置すればよいので、排紙ローラー１８４の上流に例えばガイド板等が存在する場合は、ガイド板とニップ部の間に検出センサーを配置する。

その他、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の主旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１ 画像形成装置
１０ 制御部（判断手段）
１１ 記憶部（記憶手段）
１２ 操作部
１３ 表示部
１４ インターフェース
１５ スキャナー
１６ 画像処理部
１７ 画像形成部
１８ 画像定着部
１８１ 定着ローラー
１８２ ハロゲンランプヒーター
１８３ 加圧ローラー
１８４ 排紙ローラー
１９ 搬送部
２２ 給紙トレイ
２３ 排紙トレイ
ＳＥ１ａ、ＳＥ１ｂ 先端検出センサー（検出手段）
ＳＥ２ サイズ検出センサー（検出手段）
ＳＥ３ 変位検出センサー（検出手段）
Ｓ 記録材

Claims (7)

1. シートに形成されたトナー像を加熱定着させる定着ローラーと、
   前記定着ローラーにシートを圧接させる加圧ローラーと、
   前記定着ローラー及び前記加圧ローラーが圧接して形成されたニップ部の下流において、加熱されたシートの変形状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づいて重送又は重送時における定着ローラーへのシートの巻き付きを判断する判断手段と、を備え、
   前記検出手段は、前記ニップ部の上流及び下流においてシートの先端が通過したタイミングを計測可能な先端検出センサーを備え、
   前記判断手段は、前記ニップ部の上流の前記先端検出センサーが検出してから前記ニップ部の下流の前記先端検出センサーが検出するまでの通過時間が所定の基準値よりも下回る場合に重送と判断することを特徴とする定着装置。
2. シートに形成されたトナー像を加熱定着させる定着ローラーと、
   前記定着ローラーにシートを圧接させる加圧ローラーと、
   前記定着ローラー及び前記加圧ローラーが圧接して形成されたニップ部の下流において、加熱されたシートの変形状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づいて重送又は重送時における定着ローラーへのシートの巻き付きを判断する判断手段と、を備え、
   前記検出手段は、シートの搬送方向の先端の、シートの搬送面に対する垂直方向の変位量を検出する変位検出センサーを備え、
   前記判断手段は、前記変位検出センサーが検出した変位量が所定の基準値を下回る場合に重送又は重送時における定着ローラーへのシートの巻き付きと判断することを特徴とする定着装置。
3. シートに形成されたトナー像を加熱定着させる定着ローラーと、
   前記定着ローラーにシートを圧接させる加圧ローラーと、
   前記定着ローラー及び前記加圧ローラーが圧接して形成されたニップ部の下流において、加熱されたシートの変形状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づいて重送又は重送時における定着ローラーへのシートの巻き付きを判断する判断手段と、を備え、
   前記検出手段は、シートの搬送面に対して上方から観察した際のシート又は画像のサイズを検出するサイズ検出センサーを備え、
   前記判断手段は、前記サイズ検出センサーが検出したサイズが所定の基準値を下回る場合に定着ローラーへのシートの巻き付きと判断することを特徴とする定着装置。
4. 前記検出手段による検出結果を記憶する記憶手段を備え、
   前記基準値は、記憶手段によって記憶された過去の検出結果に基づいて算出された値であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の定着装置。
5. 前記基準値は、定着条件に応じて変更可能であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の定着装置。
6. 前記検出手段は、前記定着ローラーよりも下流側において前記定着ローラーと最も近接した搬送手段と前記定着ローラーとの間に配置されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の定着装置。
7. 用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
   トナー像が形成された用紙を加熱圧接して定着させる請求項１から６の何れか一項に記載の定着装置と、を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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