JP2008139676A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラ対の駆動回路に影響を与えることなく、かつ、定着ローラ、加圧ローラを傷付けることなく、定着ローラ対への記録紙の巻き付きを防止することができ、かつ、ジャム処理を容易に行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着ローラ４０１と加圧ローラ４０２を接離可能に設け、画像形成装置のＣＰＵ１７０は、ジャムの発生を検知して、定着ローラ４０１の回転を停止させ、定着ローラ４０１の回転を停止させるとき、定着ローラ４０１の回転停止から所定時間経過後に加圧ローラ４０２を定着ローラから離反させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、定着器の制御に特徴のある画像形成装置に関する。

電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、記録媒体（記録紙）上に形成したトナー像を熱と圧力によって定着させる定着器を持つ。この定着器は、定着ローラ、加圧ローラからなる定着ローラ対を持ち、それぞれのローラ内部にヒータを備えるのが一般的である。

記録紙をこの定着ローラ対のニップに通して搬送するため、定着ローラ対のニップ部周辺に紙詰まり（以下、ジャムと記載する）が発生する場合が多い。

定着器のジャムには、記録紙がアコーディオン状になってしまうアコーディオンジャムや、定着ローラ／加圧ローラに巻き付いてしまう巻き付きジャムが挙げられる。記録紙がこの定着器の定着ローラ対のニップを正常に通り抜けられたか否かを確認するため、入口及び出口にセンサを配置する。

ここで、ローラ内部のヒータ温度が高い場合、熱の影響を受けるため定着ローラ対のニップ近傍にセンサを配置することが難しく、ニップから離して配置している。しかしながら、出口のセンサによって、記録紙が正常に出てこないと認識したとき、既に定着ローラに記録紙が巻き付いてしまっている可能性が高い。

このような問題を解決するために、特許文献１には、定着駆動モータの逆回転ブレーキ技術が提案されている。また、特許文献２には、ジャム時のみ当接する分離爪機構が提案されている。
特開平０８−１６０８０４号公報 特開２００２−９９１７４号公報

しかし、上記特許文献１の技術の場合、逆起電力による駆動回路へのダメージが懸念され、これにより駆動回路の寿命が短くなってしまう問題が発生する。また、上記特許文献２の技術の場合、定着ローラに傷を与えてしまうため、出力画像に影響を及ぼすという問題が発生する。

本発明の目的は、定着ローラ対の駆動回路に影響を与えることなく、かつ、定着ローラ、加圧ローラを傷付けることなく、定着ローラ対への記録紙の巻き付きを防止することができ、かつ、ジャム処理を容易に行うことができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、定着ローラと加圧ローラの当接部に未定着トナー像を載せた記録紙を通して定着する定着装置を搭載する画像形成装置において、前記定着ローラと前記加圧ローラを接離可能に設け、ジャムの発生を検知して、前記定着ローラの回転を停止させるとともに、前記定着ローラの回転を停止させるとき、前記定着ローラの回転停止から所定時間経過後に前記加圧ローラを前記定着ローラから離反させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、定着ローラと加圧ローラを接離可能に設け、ジャムの発生を検知して、定着ローラの回転を停止させ、定着ローラの回転を停止させるとき、定着ローラの回転停止から所定時間経過後に加圧ローラを定着ローラから離反させる。

このように、ジャムの発生と同時に定着ローラを停止させ、加圧ローラを離反させることで、定着ローラ対の駆動回路に影響を与えることなく、かつ、定着ローラ、加圧ローラを傷付けることなく、定着ローラ対への記録紙の巻き付きを防止することができる。また、ジャム処理を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。

図１において、画像形成装置は、原稿自動送り装置２０１と読取装置２０２と画像再生装置３０１とを備える。以下、その構成を動作と併せて説明する。

原稿自動送り装置２０１の原稿載置部２０３に置かれた原稿は、給紙ローラ２０４によって分離、給紙され、搬送ガイド２０６を経由して、読取装置２０２に搬送される。さらに搬送ベルト２０８によって一定速度で搬送され、排紙ローラ２０５によって機外に排出される。

この間、読取装置２０２の読取位置で、照明系２０９で照明された画像は、反射ミラー２１０、２１１、２１２からなる光学系によって画像読取部２１３で画像信号に変換される。画像読取部２１３はレンズ、光電変換素子であるＣＣＤ、ＣＣＤの駆動回路等からなる。

原稿の読取りは、原稿を一定速度で搬送し読取系は停止して読取る流し読みモードと、原稿を読取装置２０２の原稿ガラス台２１４上に載置して照明系２０９及びミラー２１０、２１１、２１２を一定速度で移動して読取る固定モードがある。通常、シート状の原稿は流し読みモードで、綴じられた原稿は固定モードで読取られる。

画像信号は、後述する画像処理部１０３で処理された後、ページ単位で画像再生装置３０１において記録紙に再生される。画像信号は半導体レーザ（図示せず）などによって光信号に変調される。

変調されたレーザ光は、ポリゴンミラーによる光走査装置３１１、ミラー３１２、３１３を経由して、帯電器３１０によって表面を一様に帯電された感光ドラム３０９上に露光され、静電潜像を形成する。静電潜像は現像器３１４のトナーによって現像され、転写分離器３１５によってトナー像が記録紙に転写される。記録紙は紙カセット３０２及び３０４に収納されている。

なお、本実施の形態においては、紙カセット３０２には標準紙が、紙カセット３０４にはタブ紙が収納されている。紙カセット３０２からの記録紙は給紙ローラ３０３よって給紙され、搬送ローラ３０６によって搬送され、レジストローラ３０８によって画像とのタイミングを調整して、感光ドラム３０９の転写位置に搬送される。

一方、紙カセット３０４の記録紙は、給紙ローラ３０５よって給紙され、搬送ローラ３０７、３０６によって搬送され、レジストローラ３０８によって画像とのタイミングを調整して、感光ドラム３０９の転写位置に搬送される。トナー像が転写された記録紙は搬送ベルト３１７で定着器３１８に搬送され、記録紙上のトナーが定着される。

片面モードが設定されている場合は、定着器３１８からの記録紙は、定着排紙ローラ３１９及び排紙ローラ３２４によって機外に排紙される。両面モードが設定されている場合は、記録紙は、定着排紙ローラ３１９から搬送ローラ３２０を経由して反転ローラ３２１によって反転パス３２５へ搬送される。

さらに、記録紙の後端が両面パス３２６との合流ポイントを通過した直後に反転ローラ３２１の回転を反転することで、記録紙は反転し両面パス３２６へと搬送される。両面パス３２６に搬送された記録紙は、ローラ３２２、３２３によって搬送され、再び搬送ローラ３０６を経由して、レジストローラ３０８で裏面画像とのタイミング調整された後、転写、定着され機外に排出される。

また、定着器３１８からの記録紙の表と裏を反転して機外に排紙する場合には、記録紙を一旦搬送ローラ３２０へ搬送し、記録紙の後端が搬送ローラ３２０を通過する直前に搬送ローラ３２０の回転を反転して、排紙ローラ３２４によって機外に排紙する。

図２は、図１の画像形成装置に適用される複写制御部のブロック構成を概略的に示す図である。

図２において、複写制御部１０１は、システムコントローラ１５１を中心に構成され、システムコントローラ１５１は画像処理部１０２と接続されている。以下、その構成を動作と併せて説明する。

画像形成装置は全て、システムコントローラ１５１によって統括的にコントロールされる。システムコントローラ１５１は、主に本装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集、解析を行い、操作部２００とのデータの交換の役割を担っている。

システムコントローラ１５１は、上述した役割を担うために、ＣＰＵ１７０を搭載している。ＣＰＵ１７０は、同様にシステムコントローラ１５１に搭載されたＲＯＭ１７１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纏わる様々なシーケンスを実行する。

また、その際、一次的または恒久的に保存することが必要な書換え可能なデータを格納するために、システムコントローラ１５１にはＲＡＭ１７２も搭載されている。ＲＡＭ１７２には、例えば後述する高圧制御部１５５への高圧設定値、後述する各種データ、操作部２００からの画像形成指令情報などが保存されることになる。

システムコントローラ１５１は、画像処理部１０２に必要な各部の仕様設定値データを送出する。また、それに加えて、各部からの信号、例えば原稿画像濃度信号などを受信して、後述する高圧制御部１０５や画像処理部１０２を制御して最適な画像形成を行うための設定を行う。

システムコントローラ１５１は、操作部２００から、ユーザーにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得る。また、システムコントローラ１５１は、操作部２００に対して、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザーに示すためのデータを送出している。また、システムコントローラ１５１と操作部２００は後述する、タブ紙に対する各種設定や、タブ紙に対する警告表示を行うためのやり取りが行われる。

次に装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析について説明する。本装置は、装置内部の各所にモータ、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷及び、フォトインターラプタやマイクロスイッチ等のセンサが配置されている。

つまり、モータの駆動や各ＤＣ負荷を適宜駆動させることで、記録紙の搬送や各ユニットの駆動を行っており、その動作を監視しているものが各種センサである。そこでシステムコントローラ１５１は、各種センサ類１５９からの信号を基に、モータ制御部１５７により各モータをコントロールさせると同時に、ＤＣ負荷制御部１５８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円滑に進めている。

また、高圧制御部１５５に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニット１５６を構成する各種帯電器である帯電器３１０、転写分離器３１５、現像器３１４の現像シリンダに適切な高圧を印加させている。

更に、定着器３１８内の定着ローラ、加圧ローラには、それぞれローラを加熱するためのヒータ１６１が内蔵されており、その各ヒータはＡＣドライバ１６０によってオン／オフ制御されている。また、各ローラにはその温度を測定するためのサーミスタ１５４が設けられ、Ａ／Ｄ変換器５０３によって、各ローラの温度変化に応じたサーミスタ１５４の抵抗値変化を電圧値に変換した後、デジタル値としてシステムコントローラ１５１に入力する。この温度データを基にＡＣドライバ１６０を制御することになる。

図３は、図２における画像処理部のブロック構成を概略的に示す図である。

図３において、その構成を動作と併せて説明する。

画像読取部２１３で読み取られた画像データは、画像処理部１０２に入力され、画像処理回路３０１で所定の画像処理が行われた後、メモリ制御回路３０２に入力される。メモリ制御回路３０２は、ＣＰＵ３０３の制御により、入力された画像データをメモリ３０４に格納するとともに、メモリ３０４から画像形成する画像データを読み出して画像書込部１０３に出力する。

ＣＰＵ３０３は、メモリ制御回路３０２を制御して、入力画像データのメモリ３０４への格納と、メモリ３０４に格納された画像データの画像書込部１０３に出力する制御を行う。また、ＣＰＵ３０３は、メモリ３０４に格納された画像データを読み出して、１ページの画像データ内で、実際に画像形成される画像データが存在する画像領域を検出し、複写制御部１０１に通知する。

図４は、図１における定着器とその前後のセンサを示す図である。

図４において、定着器３１８は、定着ローラ４０１、加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３を有する。また、定着器３１８の入口には、記録紙が進入したことを検知する入口センサ９０１、出口には、定着器３１８より記録紙が出て行ったことを検知する出口センサ９０２がある。記録紙は搬送路９０３を通る。

正常な場合は、入口センサ９０１を通過して定着ローラ４０１、加圧ローラ４０２の間を通り、記録紙９０４は出口センサ９０２を通過する。ところが、記録紙９０５のように定着ローラ４０１に張り付いてしまうことがある。

記録紙が入口センサ９０１を通過してから、所定時間経過しても出口センサ９０２を通過しない場合、定着器内部でのジャム発生と認識する。このとき、定着ヒータ、ヒートローラは高温であるため、可燃物の記録紙が長時間このような場所に放置されると、発火発煙の危険性が生じてしまう。

このような現象を定着器３１８の巻き付きと呼び、その対策として、入口センサ９０１、出口センサ９０２の距離を縮めること、及び定着ローラ４０１の急停止が必要となる。しかしながら、入口センサ９０１、出口センサ９０２は定着ローラ４０１、加圧ローラ４０２が高温で温調されているため、あまり近づけることが困難となっていることは前述した通りである。

従って、この定着巻き付きを防止するために、定着ローラ４０１を急停止させることが必要となっている。定着ローラ４０１を停止したときは、当接するヒートローラ４０３、加圧ローラ４０２を定着ローラ４０１から離反させるほうが良い。

これは、回転が停止した状態で加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３が当接している所だけが局所的に温度が高くなり、定着ローラ４１にダメージを与えることになるという理由による。

図５は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部の機能ブロックを概略的に示す図である。

図２におけるシステムコントローラ１５１のＣＰＵ１７０によって、加圧ローラ４０２とヒートローラ４０３は、定着ローラ４０１に接離するように制御される。

図５において、定着ローラ４０１は、駆動モータ４０４により駆動され、その駆動モータ４０４は、駆動回路４０７から駆動信号を供給される。

加圧ローラ４０２は、加圧モータ４０５により加圧され、その加圧モータ４０５は、駆動回路４０８から駆動信号を供給される。

ヒートローラ４０３は、加圧モータ４０６により加圧され、その加圧モータ４０６は、駆動回路４０９から駆動信号を供給される。

それらの駆動回路４０７、４０８、４０９は、ＣＰＵ１７０からの制御信号により制御される。ＨＰ（ホームポジション）センサ４１０は、加圧ローラ４０２の着脱のホームポジションを検知するためのセンサである。同様に、ＨＰセンサ４１１は、ヒートローラ４０３の着脱のホームポジションを検知するためのセンサである。

本実施の形態において、加圧モータ４０５、加圧モータ４０６は、ともにステッピングモータであり、ＨＰセンサ４１０、ＨＰセンサ４１１は、ともに加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３の脱位置にある。各センサの着位置はステッピングモータのパルス数で制御する。

但し、この制御に関して、ブラシレスモータや、ブラシモータなど、他のモータの使用、ＨＰセンサを着位置、脱位置それぞれに配置するなど様々な手段があるが、特に限定するものではない。

通常プリントシーケンス時は、加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３は、定着ローラ４０１に対して着位置（当接位置）になっている。この定着部を含めた様々な紙搬送系路上において、ジャムが発生した場合、まずＣＰＵ１７０が４０７の駆動回路４０７を制御、駆動モータ４０４の駆動を停止する。

次に、駆動を停止してから５００ｍｓ経過した後、ＨＰセンサ４１０が検知するまで、ＣＰＵ１７０は、駆動回路４０８を制御して、加圧モータ４０５を駆動し、加圧ローラ４０２を脱方向（離反方向）に動作させる。同様に、ＨＰセンサ４１１が検知するまで、ＣＰＵ１７０は、駆動回路４０９を制御して、加圧モータ４０６を駆動し、ヒートローラ４０３を脱方向に動作させる。

図６は、図５の画像形成装置によって実行される定着器のジャム処理の手順を示すフローチャートである。

本処理は、図５におけるＣＰＵ１７０によって実行される。

図６において、まず、ジャムしたか否か判断される（ステップＳ６０１）。ジャムしないとこの分岐のループとなり、ジャムが発生した場合、ステップＳ６０２以下のシーケンスを実行する。

ジャムが発生した場合、駆動モータ４０の駆動を停止する（ステップＳ６０２）。次に、５００ｍｓ経過したか否か判断する（ステップＳ６０３）。この５００ｍｓの理由は、後ほど説明する。

５００ｍｓ経過した後、加圧ローラ４０２及びヒートローラ４０３の脱動作を行う。ステップＳ６０４、Ｓ６０５は加圧ローラ４０２の脱動作であり、ステップＳ６０６、Ｓ６０７はヒートローラ４０３の脱動作である。

まず、加圧ローラ４０２の脱動作を説明する。駆動回路４０８に制御信号を送り、加圧モータ４０５を駆動する（ステップＳ６０４）。次に、脱位置にあるＨＰセンサ４１０が加圧ローラ４０２を検知したか否か判断する（ステップＳ６０５）。ＨＰセンサ４１０が加圧ローラ４０２を検知するまで加圧モータ４０５を動かし続け、ＨＰを検知したら、動作を停止し、処理を終了する。

次に、ヒートローラ４０３の脱動作を説明する。駆動回路４０９に制御信号を送り、加圧モータ４０６を駆動する（ステップＳ６０６）。次に、脱位置にあるＨＰセンサ４１１がヒートローラ４０３を検知したか否か判断する（ステップＳ６０７）。ＨＰセンサ４１１がヒートローラ４０３を検知するまで加圧モータ４０６を動かし続け、ＨＰを検知したら、動作を停止し、処理を終了する。

図７は、図５における定着ローラの回転スピードの変化を示す図である。

図７（ａ）は、ジャム発生で、定着モータ４０１の駆動停止と、加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３の脱動作を行った場合の回転スピードの変化を示す。また、（ｂ）は、加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３を定着ローラ４０１に着した状態で定着ローラの４０１駆動を停止した場合の回転スピードの変化を示す。

符号６０３、６０６は、モータの回転を示すパルス信号（パルスの間隔が狭い＝スピードが速い）、符号６０４、６０７は、そのパルス信号から回転スピードを電圧に変換した信号（回転スピードが速い＝電圧が大きい）を示す。符号６０５、６０８はそれぞれの停止に必要な時間を示す。

図７（ａ）における定着ローラ４０１の停止と、加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３の同時脱動作時では定着ローラ４０１の停止に約６００ｍｓ必要とする。これに対し、加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３を着状態で定着ローラ４０１を停止させた場合、（ｂ）に示すように、約４００ｍｓで定着ローラ４０１を停止することが可能となる。

本実施の形態では、この検討結果を基に５００ｍｓ経過後に加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３を脱する説明を行っている。但し、定着ローラ４０１に着脱するローラの種類、数など様々な要因によってこの停止時間が変化するため、この５００ｍｓというのは一例であって限定するものではない。

他の例としては、定着モータ４０１の回転数を、ホール素子等を用いて回転数検知することにより、所定回転数以下もしくは完全に停止したことを検知してから加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３等を脱してもかまわない。また、モータ駆動電流を検知する手段を持ち、その駆動電流が所定値以下もしくは完全に停止したことを検知してから、加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３等を脱してもかまわない。これにより、一例としてあげた所定時間である５００ｍｓをさらに短縮することができる。

本実施の形態では、加圧ローラ４０２、ヒートローラ４０３といった、定着ローラ４０１に当接するローラを例に挙げたが、定着ローラに他のローラが当接している場合はその着脱としてもよい。

図８は、図５における定着ローラの断面構成を概略的に示す図である。

図８において、定着ローラ４０１は、樹脂製の表面部材７０１と、その内部の中空の金属管７０２で構成される。中空部にヒータを配置する。

定着ローラ４０１は回転体として外側に重量があるため、定着ローラ４０１の駆動を停止しようとしても、ベクトル７０３で示すように移動しようとする力が残ってしまい、慣性が働く構成となっている。

図９は、図５における定着ローラとヒートローラの回転ベクトルを示す図である。

図８で説明した通り、定着ローラ４０１の回転駆動を停止しても、外周には重さを利用して回転し続ける力が働く（図中ではベクトル０１）。このとき、ヒートローラ４０３が着（当接）していると、ヒートローラ４０３に対して、ベクトル８０２に示すヒートローラ４０３を回転させる力が発生する。この回転に必要な力は、定着ローラ４０１の回転により生じるベクトル８０１に対して反対方向（図中ではベクトル８０３）に働く。

定着ローラ４０１と加圧ローラ４０２、定着ローラ４０１とヒートローラ４０３間には、定着ローラ４０１の回転方向に対して働く力と反対方向、即ち、定着ローラ４０１を停止する方向に力が働く。

本実施の形態の説明のように、定着ローラ４０１を迅速に停止させることにより、定着巻き付きを防止することができる。また、更に短い時間で停止させ、記録紙が入口センサ９０１で検知できれば、ＣＰＵ１７０により記録紙の存在を認識することができる。

この検知結果に基づいて、操作部２００に記録紙の存在を表示して、記録紙の取り除きを促すことによって、装置の危険性を低減することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 図１の画像形成装置に適用される複写制御部のブロック構成を概略的に示す図である。 図２における画像処理部のブロック構成を概略的に示す図である。 図１における定着器とその前後のセンサを示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部の機能ブロックを概略的に示す図である。 図５の画像形成装置によって実行される定着器のジャム処理の手順を示すフローチャートである。 図５における定着ローラの回転スピードの変化を示す図である。 図５における定着ローラの断面構成を概略的に示す図である。 図５における定着ローラとヒートローラの回転ベクトルを示す図である。

符号の説明

１７０ ＣＰＵ（制御手段）
４０１ 定着ローラ
４０２ 加圧ローラ
４０３ ヒートローラ
４０４ 駆動モータ

Claims (5)

1. 定着ローラと加圧ローラの当接部に未定着トナー像を載せた記録紙を通して定着する定着装置を搭載する画像形成装置において、
   前記定着ローラと前記加圧ローラを接離可能に設け、
   ジャムの発生を検知して、前記定着ローラの回転を停止させるとともに、前記定着ローラの回転を停止させるとき、前記定着ローラの回転停止から所定時間経過後に前記加圧ローラを前記定着ローラから離反させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着ローラにヒートローラを含む回転体をさらに接離可能に設け、
   前記制御手段は、前記定着ローラの回転を停止させるとき、前記定着ローラの回転停止から所定時間経過後に前記回転体を前記定着ローラから離反させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記定着ローラを回転駆動する駆動モータの回転数を検知する機能を有し、前記所定時間を、前記駆動モータの回転数が所定回転数を下回るまでの時間とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記所定時間を、前記駆動モータの回転が停止するまでの時間とすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記定着ローラを回転駆動する駆動モータに供給する電流を検知する機能を有し、前記所定時間を、所定電流値を下回るまでの時間とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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