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技術 画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 祖父江文孝
出願日 2015年8月4日 (5年4ヶ月経過) 出願番号 2015-154289
公開日 2017年2月9日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2017-032860
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における定着 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード ブレーキ故障 回転検知信号 フォトインターラプタ 周回転 濃度設定値 温度検知体 光学ミラー 反射テープ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

定着装置における記録材の巻き付きの状態を判断し、画像不良を防止する画像形成装置を提供する。

解決手段

入口センサ及び出口センサの検知結果に基づいて、定着ローラへの記録材の巻き付きが発生したことを判断し、定着ローラの回転を停止させるように制御するCPUを備え、CPUは、巻き付きが発生したと判断した場合に、定着ローラの回転に伴って出力されるFG信号カウントした値に基づいて、記録材の巻き付きの状態を判断する(S100〜S108)。

概要

背景

従来、複写機レーザビームプリンタ、又はファクシミリ等の画像形成装置は、記録材上に転写された未定着のトナー画像定着する定着装置を備えている。未定着のトナー画像を担持した記録材は、定着装置の加熱ローラ加圧ローラとにより形成されるニップ部に搬送され、未定着のトナー画像が記録材に定着される。このような構成では、定着時に定着ローラの表面と溶融状態のトナー画像とが接触することになるため、記録材が定着ローラに巻き付く可能性がある。そこで、従来、定着ローラへの記録材の巻き付きを防止する構成として、定着ローラのニップ部の搬送方向における下流側の位置に分離爪を設ける構成が提案されている。記録材の先端が定着ローラに巻き付きかけた場合、分離爪によって強制的に記録材の先端が定着ローラから剥離させられる。また、定着ローラに付着したトナーを除去するクリーニング部材を備える構成も提案されている。

近年、分離爪の磨耗による分離能力の低下や記録材の搬送速度の高速化に伴うオイル塗布量の減少等に対応するために、記録材の定着ローラへの巻き付きを更に防止する必要がある。従来は、記録材の搬送方向における定着装置の上流側と下流側に、所定の位置関係となるように記録材を検知する2つのセンサを設け、記録材の巻き付きを検知できるようにしている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。記録材Pの先端が、入口センサを通過した後、所定時間以内に出口センサに到達しない場合には、記録材の先端が定着ローラに巻きついた可能性があると判断する。そして、定着ローラと加圧ローラの回転を停止させることにより、記録材が定着装置内に更に進入してしまうことを防止している。

概要

定着装置における記録材の巻き付きの状態を判断し、画像不良を防止する画像形成装置を提供する。入口センサ及び出口センサの検知結果に基づいて、定着ローラへの記録材の巻き付きが発生したことを判断し、定着ローラの回転を停止させるように制御するCPUを備え、CPUは、巻き付きが発生したと判断した場合に、定着ローラの回転に伴って出力されるFG信号カウントした値に基づいて、記録材の巻き付きの状態を判断する(S100〜S108)。

目的

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、定着装置における記録材の巻き付きの状態を判断し、画像不良を防止することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

記録材を搬送する回転体と、記録材の搬送方向における前記回転体の上流側に設けられ、記録材を検知する第一の検知手段と、記録材の搬送方向における前記回転体の下流側に設けられ、記録材を検知する第二の検知手段と、前記第一の検知手段及び前記第二の検知手段の検知結果に基づいて、前記回転体への記録材の巻き付きが発生したことを判断し、前記回転体の回転を停止させるように制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記巻き付きが発生したと判断した場合に、前記回転体の回転に伴って出力される信号をカウントした値に基づいて、記録材の巻き付きの状態を判断することを特徴とする画像形成装置

請求項2

前記回転体を駆動するモータを備え、前記モータは、前記モータの回転に伴いFG信号を出力し、前記制御手段は、前記FG信号のパルスをカウントした値に基づいて、記録材の巻き付きの状態を判断することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記制御手段は、カウントした値が所定の値を超えた場合、記録材の後端が巻き付いていると判断することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記制御手段は、カウントした値が前記所定の値以下である場合、記録材の後端を除いて記録材が巻き付いていると判断することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。

請求項5

前記制御手段は、前記第一の検知手段により記録材の先端を検知してから所定の時間が経過しても、前記第二の検知手段により前記記録材の先端を検知できない場合には、前記巻き付きが発生したと判断することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項6

前記所定の時間は、前記所定の時間をT、前記第一の検知手段と前記回転体との距離をa、前記回転体と前記第二の検知手段との距離をb、記録材の搬送速度をv、記録材の搬送方向の長さをe、前記モータを停止させてから記録材が進む距離をz、とすると、(a+b)÷v<T<(e−z)÷vを満たすように決定されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。

請求項7

前記所定の値は、前記所定の値をN、前記FG信号の1パルスで記録材が搬送される距離をy、とすると、N=(e−T×v)÷yを満たすように決定されることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。

請求項8

前記制御手段は、記録材の巻き付きの状態を報知することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項9

更に、記録材に形成されたトナー画像定着するための定着手段を有し、前記定着手段は前記回転体を有することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、電子写真プロセス方式を用いた複写機又はプリンタ等の、記録材上に形成したトナー画像を記録材上に定着する画像形成装置に関する。

背景技術

0002

従来、複写機、レーザビームプリンタ、又はファクシミリ等の画像形成装置は、記録材上に転写された未定着のトナー画像を定着する定着装置を備えている。未定着のトナー画像を担持した記録材は、定着装置の加熱ローラ加圧ローラとにより形成されるニップ部に搬送され、未定着のトナー画像が記録材に定着される。このような構成では、定着時に定着ローラの表面と溶融状態のトナー画像とが接触することになるため、記録材が定着ローラに巻き付く可能性がある。そこで、従来、定着ローラへの記録材の巻き付きを防止する構成として、定着ローラのニップ部の搬送方向における下流側の位置に分離爪を設ける構成が提案されている。記録材の先端が定着ローラに巻き付きかけた場合、分離爪によって強制的に記録材の先端が定着ローラから剥離させられる。また、定着ローラに付着したトナーを除去するクリーニング部材を備える構成も提案されている。

0003

近年、分離爪の磨耗による分離能力の低下や記録材の搬送速度の高速化に伴うオイル塗布量の減少等に対応するために、記録材の定着ローラへの巻き付きを更に防止する必要がある。従来は、記録材の搬送方向における定着装置の上流側と下流側に、所定の位置関係となるように記録材を検知する2つのセンサを設け、記録材の巻き付きを検知できるようにしている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。記録材Pの先端が、入口センサを通過した後、所定時間以内に出口センサに到達しない場合には、記録材の先端が定着ローラに巻きついた可能性があると判断する。そして、定着ローラと加圧ローラの回転を停止させることにより、記録材が定着装置内に更に進入してしまうことを防止している。

先行技術

0004

特開2004−354983号公報
特開2000−344395号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、従来の構成では、例えば、定着モータブレーキ故障や、その他の原因でモータブレーキ性能を発揮できない状態になると、定着装置内への記録材の進入を停止させる処理が間に合わないおそれがある。この場合、記録材Pの後端が入口センサを通過してしまい、入口センサにより記録材が有ることを検知した状態でモータを停止することができず、CPUは定着ローラに記録材が巻き付いていることを判断できない。定着ローラに記録材が巻き付いた状態で次のプリントを行うと、定着ローラに巻き付いた記録材が原因となって定着不良が発生し、画像形成に影響を及ぼす。

0006

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、定着装置における記録材の巻き付きの状態を判断し、画像不良を防止することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

0008

(1)記録材を搬送する回転体と、記録材の搬送方向における前記回転体の上流側に設けられ、記録材を検知する第一の検知手段と、記録材の搬送方向における前記回転体の下流側に設けられ、記録材を検知する第二の検知手段と、前記第一の検知手段及び前記第二の検知手段の検知結果に基づいて、前記回転体への記録材の巻き付きが発生したことを判断し、前記回転体の回転を停止させるように制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記巻き付きが発生したと判断した場合に、前記回転体の回転に伴って出力される信号をカウントした値に基づいて、記録材の巻き付きの状態を判断することを特徴とする画像形成装置。

発明の効果

0009

本発明によれば、定着装置における記録材の巻き付きの状態を判断し、画像不良を防止することができる。

図面の簡単な説明

0010

実施の形態の画像形成装置の縦断面図
実施の形態の画像形成装置のブロック図
実施の形態の定着装置の断面図、定着装置のモータの制御信号を示す図
実施の形態の巻き付きジャムが発生した場合の記録材の位置を示す図
実施の形態の各出力信号波形を示すタイミングチャート
実施の形態の巻き付きジャムの検知処理を示すフローチャート
実施の形態の記録材の停止位置の判断処理を示すフローチャート

実施例

0011

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳しく説明する。

0012

[実施の形態]
[画像形成装置]
図1は、実施の形態の画像形成装置を示す断面構成図である。カラー電子写真複写機本体(以下、単に本体という)40の上部には、原稿44を1枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置41と、自動原稿搬送装置41によって搬送される原稿44の画像を読み取る原稿読取装置42が配設されている。原稿読取装置42は、プラテンガラス43上に載置された原稿44に光源45からの光を照射し、原稿44から反射された光を、縮小光学系を介して画像読素子50上に走査することで露光する。なお、縮小光学系は、光学ミラー46、47、48及び結像レンズ49からなる。また、画像読取素子50は、例えばCCD等である。画像読取素子50は、原稿44上の画像を形成している各色材からの反射光像を、所定のドット密度で読み取る。

0013

原稿読取装置42により読み取られた原稿44の反射光像は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の画像データとして画像処理装置51に送られる。画像処理装置51では、原稿44のR、G、Bの画像データに対して、シェーディング補正ガンマ補正、色空間処理等の公知の画像処理が施される。画像処理装置51で所定の画像処理が施された画像データは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の画像データとして露光装置5に送信される。露光装置5は、受信した画像データに応じて、レーザ光による露光を行う。露光装置5は、像担持体である感光ドラム1に画像データに基づいた露光を行う。感光ドラム1は、不図示のモータにより図中矢印Aの方向(反時計回り方向)に回転できるように設けられている。感光ドラム1の周囲には、帯電器4、電位センサ37、露光装置5、Y、M、C用の現像装置7、K用の現像装置8、転写装置9、クリーナ装置6が配置されている。

0014

帯電器4は、感光ドラム1の表面を所定の電位で一様に帯電する。電位センサ37は、帯電器4により帯電された感光ドラム1の表面の電位を検出し、検出した結果に基づいて帯電電圧の強度をフィードバック制御している。レーザースキャナからなる露光装置5は、画像データに基づいて、帯電された感光ドラム1上のトナーを付着させる画像部分が所定の電位となるように、感光ドラム1上を露光する。これにより、感光ドラム1上には、潜像が形成される。露光装置5は、画像データに基づいて露光装置5が有する光源をオン又はオフすることにより、入力された画像データに対応した潜像を形成する。

0015

現像装置7は、フルカラーの現像を行うための現像装置7Y、7M、7Cからなる。現像装置7Y、7M、7C及び現像装置8は、感光ドラム1上に形成された潜像を、それぞれY、M、C、Kのトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、不図示の駆動源により現像装置7を矢印R方向(反時計回り方向)に回転させ、対応する色の現像装置が感光ドラム1に当接するように位置合わせされる。感光ドラム1上に現像されたトナー像は、転写装置9によって中間転写体としてのベルト2に転写される。これらの工程がY、M、C、Kについて順次行われ、ベルト2上に4色のトナー像が重ね合わされ、カラーのトナー画像が形成される。ベルト2を挟んでローラ10と対向する位置には、ベルトクリーナ14が設けられている。ベルトクリーナ14は、記録材への転写後にベルト2上に残留したトナーをブレードによって掻き落とす。

0016

ベルト2に転写されたトナー像は、転写装置15により記録材に転写される。フルカラーのプリントが行われる場合には、ベルト2上で4色のトナー像が重ね合わされた後、記録材に転写される。記録材は、カセット16からピックアップローラ17により搬送路給送され、搬送ローラ対18、19によって転写装置15とベルト2との当接部(以下、ニップ部という)に搬送される。また、感光ドラム1上に残留したトナーはクリーナ装置6によって除去され回収される。その後、感光ドラム1は不図示の除電装置により一様に0ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備えられる。

0017

トナー像が転写された記録材は、定着器3に搬送される。記録材上の未定着のトナー像は、定着器3で定着された後、装置外へ排出される(白抜き矢印)。定着器3は、内部に発熱手段であるハロゲンヒータを有する2つのローラが、図示しない加圧機構によって互いに圧接しながら回転可能に配置された回転体対であるローラ対として構成されている。

0018

本体40の画像形成タイミングは、ベルト2上の所定位置を基準として制御されている。ベルト2は、ローラ10、11、12、13に張架されている。ローラ10は、不図示の駆動源により駆動されてベルト2を駆動するローラとして機能している。ローラ11、12は、ベルト2の張力を調節するテンションローラとして機能し、ローラ13は転写装置15のバックアップローラとして機能している。ローラ12近傍で、且つ、ベルト2を挟んでローラ12と対向する位置には、基準位置を検知する反射型のセンサ20が配置されている。センサ20は、ベルト2の移動方向(図中矢印方向)に直交する方向の端部に配置されている。センサ20は、ベルト2の外周面端部に設けられた反射テープ等のマーキングを検知して、画像形成処理のタイミングの基準となる信号(以下、I−top信号という)を出力する。

0019

感光ドラム1の外周の長さとベルト2の周長は、1:n(nは整数)で表される整数比になっている。このように設定しておくと、ベルト2が1周する間に、感光ドラム1が整数n回転し、ベルト2の1周前と略同じ状態に戻る。このため、ベルト2上に4色のトナー像を重ね合わせる際に、言い換えれば、ベルト2が4周回転する際に、感光ドラム1の回転むらに起因する色ずれを低減することが可能である。

0020

このような中間転写方式の画像形成装置では、I−top信号の発生から所定時間が経過した後に、露光装置5による露光が開始される。また、上述した通り、ベルト2が1周する間に、感光ドラム1が整数回、回転し、感光ドラム1とベルト2との位置関係がベルト2の1周前の状態と同じ状態に戻るため、ベルト2上では同じ位置にトナー像が形成される。なお、用紙のサイズが変化すると、用紙に形成されるトナー像のサイズも変化するが、使用可能な用紙の最大サイズよりもベルト2は大きく形成されており、最大サイズ未満の用紙が使用される場合は、ベルト2上にはトナー像が転写されない範囲が存在する。

0021

制御系のブロック図]
図2は、本実施の形態の制御系のブロック図である。システムコントローラ(以下、単にコントローラという)101は、本体40を統括的に制御している。コントローラ101は、主に本体40内の各負荷の駆動やセンサ類により検知した情報の収集及び解析、操作部102、即ちユーザインターフェースとのデータの送受信を制御している。コントローラ101は、上述した制御を行うために、制御手段であるCPU101aを搭載している。CPU101aは、コントローラ101に搭載したROM101bに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに関する種々のシーケンスを実行する。コントローラ101には、CPU101aが種々のシーケンスを実行する際、一時的又は恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納するために、RAM101cも搭載している。RAM101cには、例えば後述する高圧制御部105への設定値、後述する各種データ、操作部102からの画像形成に関する指令情報などが保存される。コントローラ101は、タイマ部101dを有し、CPU101aはタイマ部101dにより時間を計測することができる。

0022

操作部102は、ユーザにより設定された、例えば複写倍率や、濃度設定値等の情報を得るために用いられる。更に、操作部102は、表示部を有しており、本体40の状態、例えば画像形成枚数画像形成中か否かの情報、後述するジャムが発生したことやジャムが発生した箇所等をユーザに報知するためにも用いられる。

0023

本体40には、装置内部の各所に単数又は複数のモータ、クラッチソレノイド等の負荷や、フォトインターラプタマイクロスイッチ等のセンサが配置されている。本体40では、モータや各負荷が駆動されることで、記録材の搬送や各ユニットの駆動が行われる。各種のセンサは、駆動された部材の動作を監視している。コントローラ101は、各種のセンサ類109から出力された信号に基づいて、モータ制御部107により各モータを制御する。また、コントローラ101は、各種のセンサ類109から出力された信号に基づいて、負荷制御部108によりクラッチ/ソレノイドを動作させて画像形成動作を制御する。また、コントローラ101は、高圧制御部105に制御信号を出力する。これにより、コントローラ101は、高圧ユニット106を介して帯電器4、転写装置15、及び現像装置7、8内の部材に適切な高電圧印加する。

0024

定着器3の加熱回転体としての定着ローラ212には、ローラを加熱するためのヒータ222が内蔵されている(図3(a)参照)。また、加圧ローラ213には、ローラを加熱するためのヒータ223が内蔵されている(図3(a)参照)。ヒータ222、223はドライバ110によって交流電圧の供給がオン又はオフされている。定着ローラ212には、温度を測定するための温度検知体としてのサーミスタ104が設けられている。サーミスタ104の検知結果はA/D103に入力される。A/D103は定着ローラ212の温度変化に応じたサーミスタ104の抵抗値の変化を示すアナログ電圧値デジタル値に変換して、コントローラ101に出力する。コントローラ101は、A/D103を介してサーミスタ104から入力された温度のデータに基づいて、ドライバ110を制御する。

0025

[定着器]
本実施の形態の定着器3の構成を、図3(a)を用いて説明する。定着器3は、第一の回転体である定着ローラ212と、第二の回転体である加圧ローラ213とを有し、図示しない加圧機構によって定着ローラ212と加圧ローラ213が互いに圧接しながら回転可能に配置されている。なお、第一の回転体、第二の回転体はローラではなくベルトや無端フィルムであってもよい。加熱回転体である定着ローラ212は、内部に発熱体としてのハロゲンヒータ等のヒータ222を有する。加圧回転体である加圧ローラ213は、内部に発熱体であるハロゲンヒータ等のヒータ223を有する。定着ローラ212は、駆動手段であるモータ260(図中、Mと記す)によって回転駆動される。加圧ローラ213は定着ローラ212の回転に従動して回転する。なお、モータ260が加圧ローラ213を回転駆動してもよい。コントローラ101は、モータ制御部107を介してモータ260を制御する。モータ260の制御の詳細については後述する。

0026

定着ローラ212及び加圧ローラ213には、温度検知体であるサーミスタ104が当接されており(図2参照)、コントローラ101は、サーミスタ104により検知された結果に基づき定着ローラ212及び加圧ローラ213の表面温度を求める。コントローラ101は、サーミスタ104により検知された温度を参照しながら、ヒータ222、223に供給する電力を制御する。これにより、コントローラ101は、定着ローラ212及び加圧ローラ213の温度が、予め設定された温度に維持されるように、ヒータ222、223を、ドライバ110を介して制御する。このように、コントローラ101は、定着器3が記録材P上のトナー像を定着するために適した所定温度に保たれるように制御する。記録材Pは、定着ローラ212と加圧ローラ213のニップ部に挟持され搬送される。

0027

[モータの制御]
図3(a)で説明したモータ260の制御について詳しく説明する。図3(b)は、コントローラ101、モータ制御部107、モータ260間の各種信号の送受信を説明するブロック図である。コントローラ101は、モータ制御部107への制御信号として、回転信号ブレーキ信号CLK信号を出力する。回転信号は、モータ制御部107にモータ260のオン、オフを指示する信号である。ブレーキ信号は、モータ制御部107にモータ260の回転を停止させるように指示する信号であり、単に回転信号をオフした場合よりもモータ260を早く停止させることができる。モータ制御部107は、コントローラ101から入力されたCLK信号の周波数に応じた回転数で、モータ260を回転させる。

0028

モータ制御部107は、コントローラ101から回転信号が入力されたことに応じて、モータ260に流れる駆動電流を制御する。モータ260は、回転位置を検出する不図示の検出素子を有しており、検出素子からモータ制御部107にモータ260の回転に伴って出力される信号であるFG信号が出力されている。モータ制御部107は、モータ260から入力されたFG信号に基づいてモータ260が所定の回転数となるように制御している。FG信号は、モータ制御部107を介してコントローラ101にも出力されている。また、FG信号は、上述の通りモータ260の回転位置の検出素子によって検出される信号であり、FG信号のパルスをカウントすることにより、モータ260の回転数を計測するためにも用いられる。

0029

また、モータ260が1回転するごとに回転する定着ローラ212の回転量は、モータ260と定着ローラ212を接続しているギアギア比から算出できる。よって、コントローラ101は、モータ260のFG信号のパルスをカウントすることにより、モータ260が1回転する際の定着ローラ212の回転量を求めることができる。コントローラ101は、定着ローラ212の回転量に基づいて、モータ260が1回転する際に記録材Pが搬送される距離も求めることができる。

0030

モータ制御部107は、コントローラ101に回転検知信号を出力する。回転検知信号は、モータ260の回転数が所定範囲内(本実施の形態では、例えば所定の回転数の±1%内)にあるか否かを検知するために用いられる。モータ制御部107は、FG信号に基づいてモータ260の回転数を検知し、モータ260の回転数が所定範囲内にあるか否かの情報である回転検知信号をコントローラ101に出力する。

0031

図3(a)に示すように、記録材Pの搬送方向における定着器3の上流側の搬送路には、第一の検知手段である入口センサ239が設けられている。記録材Pの搬送方向における定着器3の下流側の搬送路には、第二の検知手段である出口センサ240が設けられている。入口センサ239、出口センサ240は、記録材の搬送方向における定着器3の上流側及び下流側で記録材Pの有無を検知するために設けられている。定着ローラ212と加圧ローラ213のニップ部に記録材Pを搬送して定着処理を行う際に、記録材Pが定着ローラ212又は加圧ローラ213に巻き付く現象(以下、巻き付きジャムという)が発生することがある。巻き付きジャムが発生した場合には、定着ローラ212及び加圧ローラ213の回転を可能な限り早いタイミングで停止させる必要がある。そして、定着ローラ212及び加圧ローラ213の回転を停止させることにより、記録材Pが定着ローラ212又は加圧ローラ213に巻き付いたままの状態で記録材Pの後端が定着器3内部に進入してしまうことを防止することが重要である。

0032

[巻き付きジャムの検知]
図4は、定着器3のニップ部に記録材Pを搬送する際の様子を示す図で、定着器3の要部を記載した図である。図5は、各信号のタイミングチャートであり、図5(a)は巻き付きジャムが発生しなかった場合、図5(b)、図5(c)は巻き付きジャムが発生した場合を示す。ここで、図5(b)は、巻き付きジャムと判断された後、入口センサ239が記録材Pを検知している間にモータ260が停止した場合を示す。図5(c)は、巻き付きジャムと判断された後、入口センサ239が記録材Pを検知している間にモータ260が停止しなかった場合を示す。更に、図5(a)〜図5(c)において、(i)は、定着器3に記録材Pを搬送する際の入口センサ239から出力される信号を示し、(ii)は、出口センサ240から出力される信号を示す。また、(iii)は、コントローラ101から出力されるモータ260の回転を停止させるためのブレーキ信号を示し、(iv)は、モータ260から出力されるFG信号を示す。図4(a)に示すように、入口センサ239が配置されている位置から定着ローラ212と加圧ローラ213のニップ部までの距離をa、定着ローラ212と加圧ローラ213のニップ部から出口センサ240が配置されている位置までの距離をbとする。また、画像形成装置が対応している記録材Pの中で最小のサイズの記録材Pの搬送方向の長さをeとする。

0033

図4(a)は、記録材Pの先端が入口センサ239に到達した状態を示す図である。図4(b)は、記録材Pが定着器3のニップ部に搬送され、定着ローラ212によって搬送されて、記録材Pの先端が出口センサ240に到達した状態を示す図である。図4(b)に示す状態では、記録材Pが定着ローラ212に巻き付くことなく、正常に出口センサ240に到達している。図4(b)のように巻き付きジャムが発生することなく記録材Pを搬送することができた場合のタイミングチャートを図5(a)に示す。

0034

図4(a)に示すように、記録材Pの先端が入口センサ239に到達したタイミングt1では、入口センサ239の出力がローレベルからハイレベルに変化する。記録材Pが入口センサ239を通過している間、入口センサ239の出力はハイレベルを維持する。記録材Pが更に搬送されていくと、タイミングt3で記録材Pの後端が入口センサ239を通過し、入口センサ239の出力はハイレベルからローレベルに変化する。

0035

図4(b)のような記録材Pの先端が出口センサ240に到達したタイミングt2では、出口センサ240の出力がローレベルからハイレベルに変化する。記録材Pが出口センサ240を通過している間、出口センサ240の出力はハイレベルを維持する。記録材Pが更に搬送されていくと、タイミングt4で記録材Pの後端が出口センサ240を通過し、出口センサ240の出力はハイレベルからローレベルに変化する。

0036

一方、定着器3で巻き付きジャムが発生した場合を説明する。定着器3に搬送されてきた記録材Pが定着ローラ212に巻き付くと、入口センサ239により記録材Pの先端を検知してから所定の時間(後述するT1)が経過しても、出口センサ240の出力はローレベルのままとなる。コントローラ101は、入口センサ239で記録材Pの先端を検知してから所定時間が経過したときに、入口センサ239がハイレベル、出口センサ240がローレベルを出力している場合、巻き付きジャムが発生したと判断する。図5(b)のタイミングt5に示すように、コントローラ101は、巻き付きジャムが発生したと判断すると、記録材Pの後端が更に定着器3内に侵入しないように、モータ制御部107によりモータ260を停止させる。

0037

図6は、定着器3を通過する記録材Pの巻き付きジャムを検知する処理を説明するフローチャートである。コントローラ101内のCPU101aは、入口センサ239及び出口センサ240の出力を監視しており、2つのセンサの出力状態から、巻き付きジャムが発生したことを判断し、モータ260を停止させる処理を行う。また、CPU101aは、以下の処理を開始する際に、タイマ部101dをリセットしておく。

0038

テップ(以下、Sとする)1でCPU101aは、入口センサ239の出力がローレベルからハイレベルに変化したか否か、即ち、記録材Pの先端が入口センサ239に到達したか否かを判断する。S1でCPU101aは、入口センサ239の出力がハイレベルに変化していないと判断した場合S1の処理を繰り返し、ハイレベルに変化したと判断した場合S2の処理に進む。S2でCPU101aは、タイマ部101dによる時間の計測をスタートさせる。

0039

S3でCPU101aは、出口センサ240の出力がローレベルからハイレベルに変化したか否か、即ち、記録材Pの先端が出口センサ240に到達したか否かを判断する。S3でCPU101aは、出口センサ240の出力がハイレベルに変化していないと判断した場合、処理をS4へ進める。S4でCPU101aは、タイマ部101dによる計測値が、予め設定されているリミット値T1を超えたか否かを判断する。S4でCPU101aは、計測値がリミット値T1を超えていないと判断した場合、処理をS2へ戻す。S4でCPU101aは、計測値がリミット値T1を超えたと判断した場合、処理をS6へ進める。

0040

ここで、リミット値T1について説明する。CPU101aが定着器3において記録材Pの巻き付きジャムが発生したことを検知するためには、入口センサ239によって記録材Pが有ることを検知できる位置で記録材Pの搬送を停止させる必要がある。入口センサ239によって記録材Pが有ることを検知できるタイミングで記録材Pの搬送を停止させるために、上述したリミット値T1は、次の式(1)が成り立つように決定される。ここで、CPU101aがモータ制御部107にブレーキ信号を出力してモータ260の駆動を停止させてから定着ローラ212が実際に回転を停止するまでに定着ローラ212が回転する距離をz、記録材Pの搬送速度をvとする。
(a+b)÷v<T1<(e−z)÷v・・・式(1)

0041

入口センサ239によって記録材Pの先端を検知してからリミット値T1の時間が経過するまでに、出口センサ240によって記録材Pの先端を検知することができた場合は、CPU101aは記録材Pが正常に搬送されていると判断する。一方、入口センサ239によって記録材Pの先端を検知してからリミット値T1の時間が経過しても、出口センサ240によって記録材Pの先端を検知することができなかった場合、CPU101aは、次のように判断する。即ち、CPU101aは、定着器3における記録材Pの巻き付きジャムが発生したと判断する。巻き付きジャムが発生した場合、CPU101aはモータ制御部107にブレーキ信号を出力し、モータ制御部107はモータ260を停止させる。これにより、CPU101aは、入口センサ239によって記録材Pが有ることを検知した状態(ハイレベルの状態)で、記録材Pを停止させることができる。CPU101aは、入口センサ239によって記録材Pの先端を検知してからリミット値T1が経過したときに、入口センサ239がハイレベル、且つ、出口センサ240がローレベルを出力している場合に、巻き付きジャムが発生したと判断することができる。

0042

図6の説明に戻り、S4でCPU101aは、計測値がリミット値T1を超えたと判断した場合、S6で巻き付きジャムが発生したと判断し、上述したように記録材Pの搬送を停止させる処理(以下、ジャム停止処理という)を行い、処理を終了する。S6のジャム停止処理は、後述する図7で詳しく説明する。S3でCPU101aは、出口センサ240の出力がハイレベルに変化したと判断した場合、S5で記録材Pの搬送が正常に行われていると判断し、処理を終了する。

0043

[ジャム停止処理]
CPU101aは、図6のS6で、定着器3で巻き付きジャムが発生したと判断した場合、モータ制御部107によってモータ260を停止させる。しかし、モータ260のブレーキ故障やブレーキ束線断線、その他の要因によりブレーキの効きが低下する場合がある。このような場合、CPU101aがブレーキ信号を出力したとしても、記録材Pが上述した距離zを超えて搬送され、記録材Pの後端が入口センサ239を通過してしまう可能性がある。CPU101aは、入口センサ239の出力も出口センサ240の出力もローレベルとなっているため、定着ローラ212に記録材Pが巻き付いていることを判断できない。即ち、CPU101aは、記録材Pが除去されたと判断してしまい、プリント可能な状態に移行してしまう。定着器3に記録材Pが巻き付いた状態でプリントを行うと、定着ローラ212に巻き付いている記録材Pによって、次に定着器3に搬送されてきた後続の記録材Pのトナーに十分に熱が伝導されないこととなる。これにより、後続の記録材Pへの定着性が低下して、後続の記録材Pが画像不良となってしまう。このように、入口センサ239が記録材Pを検知しない位置まで記録材Pを搬送してしまった場合を、以降、全巻き付きジャムという。

0044

本実施例では、巻き付きジャムが発生したと判断された場合に、記録材Pの巻き付きの状態を判断する。そして、定着ローラ212に記録材Pの先端及び後端が巻き付いてしまう全巻き付き状態となった場合でも、その旨を操作部102を介してユーザに通知し、巻き付いた記録材Pを除去する処理(以下、ジャム処理という)を促す。

0045

図7は、図6のS6のジャム停止処理を説明するフローチャート、即ち、CPU101aが、巻き付きジャムが発生したと判断した際に巻き付き状態を検出するために実行するフローチャートである。なお、CPU101aは、図7の処理を開始する際に、不図示のカウンタをリセットしておく。図5(b)に示すように、計測値がリミット値T1を超えても出口センサ240の出力がローレベルのままである場合、CPU101aは巻き付きジャムが発生したと判断する(図6S4 Yes)。CPU101aは、タイミングt5でモータ制御部107にハイレベルのブレーキ信号を出力し、モータ260を停止させる。モータ260は、ブレーキをかけられると徐々に回転を減速してやがて停止する。このとき、モータ260から出力されているFG信号のパルスの周期は、徐々に長くなっていき、やがてハイレベルからローレベルとなって、ローレベルを維持する。図5(b)は、CPU101aが巻き付きジャムが発生したと判断し、ブレーキ信号を出力して正常にモータ260が停止した場合を示している。

0046

S100でCPU101aは、図5(b)のタイミングt5を起点として、モータ制御部107を介してモータ260から入力されるFG信号のパルスをカウントするために、不図示のカウンタをスタートさせる。S102でCPU101aは、カウンタを参照することにより、カウントしている値(以下、カウント値という)が予め決定された所定の値であるリミット値N以下(所定の値以下)であるか否かを判断する。S102でCPU101aは、カウント値がリミット値N以下であると判断した場合、カウンタによるカウントを継続し、S104でモータ260から入力されているFG信号のパルスが停止したか否かを判断する。S104でCPU101aは、FG信号のパルスが停止していないと判断した場合、S100の処理に戻る。

0047

ここで、リミット値Nについて説明する。FG信号の1パルスで定着ローラ212が回転することにより記録材Pが搬送される距離をyとする。また、記録材Pの先端は、タイミングt1からリミット値T1が経過するまでに、入口センサ239から搬送方向の下流側の距離「T1×v」の位置にある。リミット値Nは、モータ260にブレーキをかけ始めたタイミングt5において入口センサ239から記録材Pの後端までの長さ(e−T1×v)を、前述の距離yで割った値となる。即ち、リミット値Nは、次の式(2)で表される。
N=(e−T1×v)÷y・・・式(2)

0048

S104でCPU101aは、FG信号のパルスが停止したと判断した場合、S106の処理に進む。カウンタ値がリミット値N以下の状態でFG信号のパルスが停止したとき、S106でCPU101aは、入口センサ239が記録材Pを検知している状態でモータ260を停止させることができたと判断する。この場合、記録材Pの後端を除いて記録材が定着ローラ212に巻き付いていることになる。CPU101aは、入口センサ239の出力がハイレベルであることを確認して、操作部102に入口センサ239近傍に記録材Pが存在することをユーザに通知し、処理を終了する。図5(b)は、モータ260がブレーキ信号により正常に停止した場合で、タイミングt5からのカウント値がリミット値N以下でFG信号のパルスが停止した場合である。

0049

一方、図5(c)は、ブレーキ信号が出力されてもモータ260が正常に停止しなかった場合で、CPU101aに入力されているFG信号のパルスが停止せず、カウント値がリミット値Nを超えた場合を示す図である。図7のS102でCPU101aは、カウント値がリミット値Nを超えたと判断した場合、記録材Pの後端が入口センサ239を通過したと判断し、S108の処理に進む。S108でCPU101aは、操作部102に定着ローラ212に巻き付いた記録材Pを確認するように促す画面を表示し、処理を終了する。なお、S108の処理では、例えば操作部102に、定着ローラ212に巻き付いた記録材Pを除去するように促す画面を表示させてもよい。

0050

図5(c)では、CPU101aがタイミングt5で巻き付きジャムが発生したと判断し、モータ260を停止させるようブレーキ信号を出力し、FG信号のパルスのカウントを開始する。図5(c)では、CPU101aがハイレベルのブレーキ信号を出力した後もモータ260が回転を続け、記録材Pの後端が入口センサ239を通過し、入口センサ239の出力はタイミングt6でハイレベルからローレベルに変化する。図4(c)はこのときの様子を示す図である。その後、カウント値がリミット値Nを超えたタイミングt7で、CPU101aは、定着器3内に記録材Pの後端が侵入した全巻き付きが発生していると判断する。図4(d)は、全巻き付き状態を示す図である。

0051

このように、CPU101aは、図4(d)のように、入口センサ239及び出口センサ240がローレベルとなる位置まで記録材Pが搬送されて定着ローラ212に巻き付いている場合でも、巻き付きジャムが解消されていないことを判断することができる。したがって、本実施の形態では、CPU101aは、ユーザにジャム処理を促すことができる。そして、定着ローラ212に記録材Pが巻き付いた状態で、次に搬送される後続の記録材Pにプリントが行われることを低減させることができる。

0052

なお、本実施の形態では、リミット値T1を超えたか否かを判断するために、タイマ部101dを用いて時間を計測したが、不図示のカウンタを用いてもよい。また、記録材Pの停止位置を判断する際に、モータ260から入力されるFG信号を用いたが、例えば、モータ260の軸にエンコーダを設け、エンコーダからの出力に基づき判断してもよい。また、本実施の形態では、定着器3における定着ローラ212への記録材Pの巻き付きを検知する構成であるが、同様の構成を他のローラへの記録材Pの巻き付きの検知に適用してもよい。

0053

以上、本実施の形態によれば、定着装置における記録材の巻き付きの状態を判断し、画像不良を防止することができる。

0054

101a CPU
212定着ローラ
213加圧ローラ
239入口センサ
240 出口センサ

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