JP2010237281A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において、簡単な制御で、定着器の記録材通紙中におけるスリップの発生をいち早く検知してそれを防止し、画像不良の防止および良好な搬送性を達成する。
【解決手段】トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の前で記録材の有無を検知する第１のセンサ１５０と、前記定着器の後で記録材の有無を検知する第２のセンサ１６と、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記第２のセンサが前記記録材の先端を検知しない場合に、前記定着器の制御温度を下げる画像形成装置により前記課題を解決する。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置に関し、特にその定着器における記録材のスリップ防止に関するものである。

従来、像担持体上に現像されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材を加熱してトナー像を記録材上に定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、定着手段としての記録材の加熱装置には、所定の温度に維持された熱ローラと、前記熱ローラに圧接する加圧体としての加圧ローラとによって形成されるニップ部に被加熱材としての記録材を導入して挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ方式が多用されている。

また、このほかにもオーブン加熱方式、熱板加熱方式等種々の方式、構成のものが知られており、実用されている。

最近では、このような方式に代わって、熱源（以下、加熱体と記す）と、加熱体の支持体（ステー）と加熱体に対向圧接しつつ搬送される可撓性部材としての耐熱性フィルム（以下、フィルムと記す）と、フィルムを介して被加熱材としての記録材を加熱体に密着させる加圧体としての加圧ローラを有し、加熱体の熱をフィルムを介して記録材へ付与することで記録材面に形成担持されている未定着画像を記録材面に加熱定着させる方式・構成の画像加熱定着方式の加熱装置（フィルム加熱方式の加熱装置）が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

このようなフィルム加熱方式の加熱装置において、加熱体としては、いわゆるセラミックヒータが一般的に用いられている。セラミックヒータは、基本的には、セラミックス基板上に抵抗発熱体を形成し、給電により抵抗発熱体を発熱させるものである。加熱体は、加熱体に当接あるいは接着されたサーミスタ等の検温素子で温度検知され、その検知温度を基に所定の温度になるように温度制御されている。

このようなフィルム加熱方式の加熱装置においては、前述のセラミックヒータのような低熱容量の加熱体を用いることができる。このため、従来の接触加熱方式である熱ローラ方式等の装置に比べ省電力およびウェイトタイムの短縮化（クイックスタート）が可能になる。

特開平２−１２３３８５号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８０号公報

前述のフィルム加熱方式の加熱装置において、記録材の通紙枚数が多くなっていくと、フィルム内面が摩耗することによって、フィルム内面と加熱体表面との摺動性が徐々に悪化していき、加熱装置の駆動トルクが大きくなる。このような装置状態に、ある条件が重なると加圧ローラの記録材搬送力が不足し、画像が乱れたり記録材の搬送が途中で止まったりする不具合が発生する場合がある。この不具合をスリップと呼んでおり、以下の条件で発生しやすいことが経験的に知られている。
・高温高湿環境
・記録材が平滑、薄紙
・記録材の含水率が大きい
・加圧ローラ表面温度が高い
・高印字率の画像

このスリップは記録材が加熱装置に導入される前の加圧ローラ表面温度が高いと発生しやすいので、加熱装置の制御温度を下げることで発生しにくくなるが、良好な定着性を確保するためには制御温度をある程度高くすることが必要である。近年の画像形成装置の高速化に伴い、制御温度は高温化しており、定着性とスリップレスとが両立できる制御温度設定が難しくなってきている。
また、一度スリップが発生するとフィルムや加圧ローラ表面に傷が付き、更に搬送力が低下しスリップが発生しやすいという悪循環が生じる場合もある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、画像形成装置において、簡単な制御で、定着器の記録材通紙中におけるスリップの発生をいち早く検知してそれを防止し、画像不良の防止および良好な搬送性を達成することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）ないし（４）のとおりに構成する。

（１）トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、
前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の前で記録材の有無を検知する第１のセンサと、前記定着器の後で記録材の有無を検知する第２のセンサと、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記第２のセンサが前記記録材の先端を検知しない場合に、前記定着器の制御温度を下げる画像形成装置。

（２）トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、
前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の前で記録材の有無を検知する第１のセンサと、前記定着器の後で記録材の有無を検知する第２のセンサと、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記第２のセンサが前記記録材の先端を検知しない場合に、前記定着器の加熱を中断する画像形成装置。

（３）トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、
前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の後で記録材の先端および後端を検知する第３のセンサと、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第３のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記記録材の後端を検知しない場合に、前記定着器の制御温度を下げる画像形成装置。

（４）トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、
前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の後で記録材の有無を検知する第３のセンサと、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第３のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記記録材の後端を検知しない場合に、前記定着器の加熱を中断する画像形成装置。

本発明によれば、簡単な制御で、定着器の記録材通紙中におけるスリップの発生をいち早く検知してそれを防止し、画像不良の防止および良好な搬送性を達成することができる。

実施例１の制御のフローチャート 従来例１の制御のフローチャート 従来例１と実施例１との制御タイミングを示す図 実施例１における加熱装置の概略構成を示す図 実施例１における加熱装置の構成を示す断面図 実施例１における加熱体の正面図と給電制御系の説明図 実施例１の画像形成装置の構成を示す断面図 実施例２の制御のフローチャート 従来例２の制御のフローチャート 従来例２と実施例２の制御タイミングを示す図

以下本発明を実施するための形態を、電子写真方式の画像形成装置の実施例により詳しく説明する。本発明は、電子写真方式に限らず、静電記録方式の画像形成装置においても同様に実施することができる。

実施例１である“画像形成装置”について説明する。

まず、本実施例の画像形成装置の全体構成から説明する
図７は本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施例の画像形成装置は、転写式電子写真方式のレーザービームプリンタである。本実施例の画像形成装置は、最大通紙幅がＡ４サイズ（紙幅：２１０ｍｍ）であり、プロセススピードは２００ｍｍ／ｓｅｃ．である。

図７において、１０１は像担持体としての電子写真感光体ドラムであり、矢印の反時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
１０２は接触帯電ローラ等の帯電手段であり、この帯電手段により感光体ドラム１０１の面が所定の極性・電位に一様に帯電処理（一次帯電）される。
１０３は画像露光手段としてのレーザービームスキャナであり、不図示のイメージスキャナ、コンピュータ等の外部機器から入力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン／オフ変調したレーザー光を出力して、感光体ドラム１０１の帯電処理面を走査露光（照射）する。この走査露光により感光体ドラム１０１面の露光明部の電荷が除電されて感光体ドラム１０１面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
１０４は現像装置であり、現像スリーブから感光体ドラム１０１面に現像剤（トナー）が供給されて感光体ドラム１０１面の静電潜像が可転写像であるトナー像として順次に現像される。レーザービームプリンタの場合、一般的に、静電潜像の露光明部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。

１０９は給紙カセットであり、記録材Ｐを積載収納させてある。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ１０８が駆動されて給紙カセット１０９内の記録材Ｐが一枚ずつ分離給紙される。そして搬送ローラ１１０、レジストローラ１１１等を含むシートパス１１２を通って、感光体ドラム１０１と接触型・回転型の転写部材としての転写ローラ１０６との当接ニップ部である転写部位に所定のタイミングで導入される。１５０はトップセンサで、記録材Ｐの先端を検知し、この検知信号により記録材Ｐの搬送タイミングが制御される。すなわち、感光体ドラム１０１上のトナー像の先端部が転写部位に到達したとき、記録材Ｐの先端部もちょうど転写部位に到達するタイミングとなるように記録材Ｐの搬送が制御される。
転写部位に導入された記録材Ｐはこの転写部位を挟持搬送され、その間、転写ローラ１０６には不図示の転写バイアス印加電源から所定に制御された転写電圧（転写バイアス）が印加される。この転写部材としての転写ローラ１０６および転写電圧制御については後述する。転写ローラ１０６にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで転写部位において感光体ドラム１０１面側のトナー像が記録材Ｐの表面に静電的に転写される。
転写部位においてトナー像の転写を受けた記録材Ｐは感光体ドラム１０１面から分離されてシートパス１１３を通って温度制御可能な加熱装置１０７（定着器ともいう）へ搬送導入され、トナー像の加熱・加圧定着処理を受ける。これにより、トナー像が前記記録材上に定着される。

一方、記録材分離後（記録材Ｐに対するトナー像転写後）の感光体ドラム１０１面はクリーニング装置１０５で転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。
加熱装置１０７を通った記録材Ｐは、シートパス１１４を通って排紙口から排紙トレイ１１５上に排出される。

接触型・回転型の転写部材としての転写ローラ１０６は、一般にＳＵＳ（ステンレス）、Ｆｅ等の芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等で１×１０^６〜１×１０^１０Ω程度の抵抗に調整された半導電性のスポンジ弾性層を形成した弾性スポンジローラが用いられる。本実施例では、芯金の外回りに同心一体に、ＮＢＲゴムと界面活性剤等を反応させ、導電性を有する弾性層をローラ状に成形具備させてなるイオン導電系の転写ローラを用いた。抵抗値は１×１０^８〜５×１０^８Ωの範囲のものを用いた。
転写ローラの抵抗は雰囲気環境の温湿度に応じて変動しやすいことが知られており、この転写ローラの抵抗変動は転写不良や紙跡などの発生を招来する。そこで、転写ローラの抵抗変動に起因する転写不良や紙跡などの発生を防止するために、転写ローラの抵抗値を測定し、その抵抗値測定結果に応じて転写ローラに印加する転写電圧を適正に制御する「印加転写電圧制御」が採択される。

そのような印加転写電圧制御例として特許文献１に開示されるＡＴＶＣ制御（Ａｃｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）がある。ＡＴＶＣ制御は、転写時、転写ローラに印加する転写バイアスを最適化する手段であり、転写不良、紙跡の発生を防止したものである。前記転写バイアスは、画像形成装置の前回転行程中に転写ローラから感光体ドラムに所望の定電流バイアスを印加し、その時のバイアス値から転写ローラの抵抗を検知し、印字行程の転写時に、その抵抗値に応じた転写バイアスを転写ローラに印加する。本実施例においても、前記のＡＴＶＣ制御を用いた。

次に、本実施例における加熱装置１０７について説明する。図４は本実施例のフィルム加熱方式の加熱装置の概略構成図である。この装置は特許文献２、３等に開示のテンションレスタイプの装置である。
このテンションレスタイプのフィルム加熱方式の加熱装置は、耐熱性フィルムとしてエンドレスベルト状もしくは円筒状のものを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションフリー（テンションが加わらない状態）とし、フィルムは加圧部材の回転駆動力で回転駆動するようにした装置である。

図４において、１はステーであり、加熱体保持部材兼フィルムガイド部材としての耐熱性・剛性部材である。３は加熱体であり、前記のステー１の下面にステー長手に沿って配設して保持させてある。加熱体３の詳細については後述する。２はエンドレス（円筒状）の耐熱性フィルムであり、加熱体３を含むフィルムガイド部材であるステー１に外嵌させてある。このエンドレスの耐熱性フィルム２の内周長と加熱体３を含むステー１の外周長はフィルム２の方を例えば３ｍｍ程度大きくしてあり、従ってフィルム２は周長に余裕を持って外嵌している。フィルム２は一面を加熱体と接触摺動し他面を記録材と接触する耐熱性フィルムである。

ステー１はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等で構成できる。本実施例では液晶ポリマーを用いた。
フィルム２は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚が４０〜１００μｍ程度の耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の単層フィルム、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等のフィルムの外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本実施例では膜厚約５０μｍのポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコーティングしたものを用いた。フィルム２の外径は３０ｍｍとした。

４は加熱体３との間にフィルム２を挟んで圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成し、かつフィルム２を回転駆動させるフィルム外面接触駆動手段としての加圧ローラである。この加圧ローラ４は芯金４ａと弾性体層４ｂと最外層の離形層４ｃからなり、不図示の軸受け手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム２を挟ませて加熱体３の表面に圧接させて配設してある。本実施例では、芯金４ａはアルミ芯金を、弾性体層４ｂはシリコーンゴムを、離形層４ｃは厚さ約３０μｍのＰＦＡのチューブを用いた。加圧ローラ４の外径は２０ｍｍ、弾性体層４ｂの厚さは約３ｍｍとした。
この加圧ローラ４は駆動系Ｍにより矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ４の回転駆動により、ニップ部Ｎにおける該加圧ローラとフィルム外面との摩擦力でフィルム２に回転力が作用して、フィルム２はその内面側がニップ部Ｎにおいて加熱体３の表面に密着して摺動する。このようにして、ステー１の外回りを矢印の反時計方向に加圧ローラ４の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転状態になる。

次に、本実施例における加熱体３について説明する。図６は本実施例における加熱体３の正面図および通電制御を行う回路を表す図である。
加熱体３は被加熱材としての記録材Ｐの搬送方向ａに対して直角方向を長手とする細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板７、該基板の表面（フィルム摺動面）側に形成具備させた抵抗発熱体６、この抵抗発熱体６を形成した加熱体表面を保護させた耐熱性オーバーコート層８、抵抗発熱体６の長手端部の給電用電極９、１０等からなる全体に低熱容量の加熱体である。

本実施例の抵抗発熱体６は、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）・ガラス粉末（無機結着剤）・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、基板７上に形成して得たものである。７は耐熱性・絶縁性を有する加熱体基板であり、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックス材料を主成分としたものが用いられる。本実施例では幅７ｍｍ・長さ２７０ｍｍ・厚さ１ｍｍの酸化アルミニウム基板を使用している。
８は、抵抗発熱体６のオーバーコート層であり、抵抗発熱体６と加熱体３表面との電気的な絶縁性とフィルム２の摺動性とを確保することが主な目的である。本実施例では、オーバーコート層８として厚さ約５０μｍの耐熱性ガラス層を用いた。
給電用電極９、１０は銀のスクリーン印刷パターンを用いた。給電用電極９、１０は抵抗発熱体６に給電する目的で設けられているので、抵抗は抵抗発熱体６に対して十分低くしている。

図６には加熱体３の裏面（非フィルム摺動面）も示している。５は加熱体の温度を検知するために設けられた検温素子である。本実施例では、検温素子として加熱体３から分離した外部当接型のサーミスタを用いている。この外部当接型サーミスタである検温素子５は、例えば支持体上に断熱層を設けその上にチップサーミスタの素子を固定し、素子を下側（加熱体裏面側）に向けて所定の加圧力により加熱体裏面に当接するような構成をとる。本実施例では、支持体として高耐熱性の液晶ポリマーを、断熱層としてセラミックスペーパーを積層したものを用いた。外部当接型サーミスタである検温素子５は最小通紙域内に設けられており、ＣＰＵ１１に接続されている。
この加熱体３を、オーバーコート層８を形成具備させた表面側を下向きに露呈させてステー１の下面側に保持させて固定配設してある。以上の構成をとることにより、加熱体全体を熱ローラ方式に比べて低熱容量にすることができ、クイックスタートが可能になる。

加熱体３は、基板の長手端部の給電用電極９、１０に対する給電により抵抗発熱体６が長手全長にわたって発熱することで昇温する。その昇温が検温素子５で検知され、検温素子５の出力をＡ／Ｄ変換しＣＰＵ１１に取り込み、その情報に基づいて双方向３端子サイリスタ１２により抵抗発熱体に通電する電力を位相、波数制御等により制御して、加熱体３の温度制御がなされる。即ち検温素子５の検知温度が所定の設定温度より低いと加熱体３が昇温するように、設定温度より高いと降温するように通電を制御することで、加熱体３は定着時一定温度に保たれる。なお、本実施例では位相制御により出力を０〜１００％まで５％刻みの２１段階で変化させている。出力１００％は加熱体３に全通電したときの出力を示す。

加熱体３の温度が所定どおりに立ち上がり、かつ加圧ローラ４の回転によるフィルム２の回転周速度が定常化した状態において、フィルム２を挟んで加熱体３と加圧ローラ４とで形成されるニップ部Ｎに被加熱材としての画像定着すべき記録材Ｐが転写部位より導入される。そして、記録材Ｐがフィルム２と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されることにより加熱体３の熱がフィルム２を介して記録材Ｐに付与され記録材Ｐ上の未定着顕画像（トナー画像）Ｔが記録材Ｐ面に加熱定着される。ニップ部Ｎを通った記録材Ｐはフィルム２の面から分離されて搬送される。

図５は本実施例における加熱装置の構成を示す断面図であり、ａ）は記録材Ｐの先端がニップ部Ｎの下流側に到達した状態を、ｂ）は記録材Ｐの先端がニップ部Ｎを完全に抜けて排紙ローラ１８、１９まで達している状態をそれぞれ示している。

１４は記録材Ｐをニップ部Ｎに案内するための入口ガイドである。入口ガイド１４の材料としては、摺動性の高いＰＥＴやＰＢＴ等の樹脂が用いられる。本実施例ではＰＥＴを用いた。１５は記録材Ｐがニップ部Ｎを抜けた後の搬送をガイドするために設けられた排紙ガイドである。本実施例では排紙ガイド１５もＰＥＴを用いた。
排紙ガイド１５には記録材Ｐの有無（通過）を検知する排紙センサを設けている。排紙センサ１６は排紙センサレバー１６aとフォトインタラプタ１７とで構成される。排紙センサレバー１６ａは、図５に示すように、加熱装置のニップ部Ｎと排紙ローラ１８、１９で形成されるニップ部を結ぶ線を遮る位置に設置される。排紙センサレバー１６ａは記録材Ｐが通過するとき（図５ｂ）の状態）は、矢印ｂの方向に倒れ、排紙センサレバー１６ａの遮蔽部がフォトインタラプタ１７の赤外線光を遮断するように構成されている。記録材Ｐがないとき（図５ａ）の状態）は、排紙センサレバー１６ａはホームポジションに戻り、遮蔽部はフォトインタラプタ１７の赤外線光を遮断しない位置に来る。このように、排紙センサレバー１６ａの動きによってフォトインタラプタ１７の赤外線光のオンオフを行い、記録材の有無を検出する。なお、排紙センサレバー１６ａの材料も摺動性の高いＰＥＴとしている。

この排紙センサ１６と同様の構成のセンサを記録材Ｐの搬送パス上に設け、記録材の有無を検知し、その検知結果を基に、帯電、露光、現像、転写、定着等の各制御タイミングを決定している。本実施例では、排紙センサの他に、給紙カセットの紙の有無を検知する給紙センサ、レジストローラ１１１と転写部位の間にトップセンサ１５０を設けている。トップセンサ１５０による記録材先端検知により、画像の書き出し位置が決まり、露光、現像等の制御タイミングが決定される。

本実施例では、加熱装置前のセンサであるトップセンサ１５０（第１のセンサ）と加熱装置後のセンサである排紙センサ１６（第２のセンサ）の紙先端検知結果を利用し、前述したスリップを防止する。

比較のため、従来例と本実施例の制御タイミングの比較図を図３に示す。図３のａ）は従来例の制御タイミング図、ｂ）は本実施例の制御タイミング図であり、横軸は時間の経過を表す。なお、従来例において、本実施例と異なるのは制御方法のみであり、画像形成装置の構成はこれまで述べてきた本実施例のものと全く同じとする。
まず、図３ａ）の従来例の制御タイミング図について説明する。トップセンサ１５０で紙先端を検知するタイミングをＸとし起点とする。その後、記録材は搬送され先端が排紙センサに到達する。トップセンサ１５０で紙先端を検知してから排紙センサで紙先端を検知するまでの時間は、両センサ間の距離と画像形成装置のプロセススピード（記録材の搬送速度）から計算で求めることができ、その計算値をＡｓｅｃ．とする。ＸからＡｓｅｃ．経過した時点をＹとおくと、Ｙは排紙センサ１６で紙先端を検知することが想定されるタイミングとなる。
Ａｓｅｃ．は計算値であるので、実際には、記録材の搬送速度のばらつきやセンサの検知ばらつきによって、排紙センサが紙先端を検知するタイミングは前後する。なお、本実施例の画像形成装置では、トップセンサ１５０から排紙センサ１６までの距離を２４０ｍｍとしており、プロセススピードは２００ｍｍ／ｓｅｃ．であるので、Ａ＝１．２ｓｅｃ．である。

従来例では、ＹからＤｓｅｃ．まで待っても記録材が排紙センサまで到達しない場合は、記録材の搬送に不具合が生じたと判断し、画像形成装置の各制御を停止してユーザーに不具合（エラー）を報知する。この不具合の一例が、加熱装置で発生するスリップである。排紙センサが紙先端を検知するタイミングはＹの前後になるので、誤検知を防止するために、Ｄｓｅｃ．はある程度マージンを待たせた時間設定にしている。従来例では、Ｄ＝１．０ｓｅｃ．とした。
次に、図３ｂ）の本実施例の制御タイミング図について説明する。トップセンサ１５０で紙先端を検知するタイミングＸおよび排紙センサ１６で紙先端を検知する想定タイミングＹまでは、図３ａ）の従来例と同じである。本実施例では、Ｙの後Ｂｓｅｃ．待っても排紙センサ１６が紙先端を検知しない場合は、加熱装置でスリップが発生しかけている（記録材の搬送速度が遅くなっている）と判断して、加熱装置の制御温度（以下、定着温度とする）を下げる。定着温度の下げ方については詳細を後に述べる。定着温度ダウン実施のタイミング（Ｗとする）からＣｓｅｃ．待っても排紙センサ１６が紙先端を検知しない場合は、従来例と同じく、画像形成装置の各制御を停止してユーザーにエラーを報知する。Ｙからエラー表示のタイミング（Ｚとする）までの時間は（Ｂ＋Ｃ）ｓｅｃ．となり、この時間は従来例のＹからＺまでの時間Ｄｓｅｃ．と同じとした（Ｂ＋Ｃ＝Ｄ）。なお、本実施例では、Ｂ＝０．４ｓｅｃ．・Ｃ＝０．６ｓｅｃ．とした。
前述したとおり、定着温度を下げて加圧ローラの表面温度を下げることによってスリップは発生しにくくなる傾向があるので、本実施例の制御を行うことによって、スリップが発生しかけている状態から脱し、正常な搬送を再開することができる。

以下、フローチャートを用いて制御の詳細を説明する。まず、比較のために、従来例の制御を説明する。図２は従来例１の制御のフローチャートである。なお、以下のフローチャートは簡単のために１枚だけプリントされた場合を説明しているが、連続プリントされた場合も同様の制御が適用できる。
画像形成装置がプリント信号を受信すると、記録材が給紙、搬送されてトップセンサ１５０が紙先端を検知する（ステップＳ２０１）。次に、排紙センサ１６で紙先端を検知したか否かの判断を行う（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において、排紙センサ１６で紙先端を検知した場合は、通常の制御を継続し（ステップＳ２０５）、記録材がニップ部を抜けて所定時間経過した時点（例えば、排紙センサ１６で紙後端を検知した時点）で加熱体への通電を停止し排紙する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０２で紙先端を検知しない場合は、ステップＳ２０３に移行する。
ステップＳ２０３では、トップセンサ１５０で紙先端を検知してから（Ａ＋Ｄ）ｓｅｃ．経過したかを判断する。ここでいうＡやＤは図３で説明したＸからＹまでの時間およびＹからＺまでの時間である。（Ａ＋Ｄ）ｓｅｃ．経過していない場合は、ステップＳ２０２に戻り、排紙センサ１６で紙先端を検知するか、（Ａ＋Ｄ）ｓｅｃ．経過するまで、ステップＳ２０２・Ｓ２０３の処理を繰り返す。ステップＳ２０３で（Ａ＋Ｄ）ｓｅｃ．経過した場合は、画像形成装置の各制御を停止し、ユーザーにエラーを報知する（ステップＳ２０４）。

次の本実施例の制御を説明する。図１は本実施例の制御のフローチャートである。このフローチャートの処理は画像形成動作を制御する制御手段であるＣＰＵ１１により行われる。本実施例においても、トップセンサ１５０で紙先端を検知し、その後排紙センサ１６で紙先端を検知したか否かの判断を行うステップＳ１０１〜Ｓ１０２までは、従来例１と同じ制御である。ステップＳ１０２において、排紙センサ１６で紙先端を検知した場合は、従来例１と同じく通常の制御を継続し（ステップＳ１０８）、記録材がニップ部を抜けて所定時間経過した時点で加熱体への通電を停止し排紙する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１０２で紙先端を検知しない場合は、ステップＳ１０３に移行する。
ステップＳ１０３では、トップセンサ１５０で紙先端を検知してから（Ａ＋Ｂ）ｓｅｃ．経過したかを判断する。ここでいうＡやＢも図３で説明したＸからＹまでの時間およびＹからＷまでの時間であり、以下も同様である。（Ａ＋Ｂ）ｓｅｃ．経過していない場合は、ステップＳ１０２に戻り、排紙センサ１６で紙先端を検知するか、（Ａ＋Ｂ）ｓｅｃ．経過するまで、ステップＳ１０２・Ｓ１０３の処理を繰り返す。ステップＳ１０３で（Ａ＋Ｂ）ｓｅｃ．経過した場合は、図３で説明したとおり、加熱装置でスリップが発生しかけていると判断して、定着温度を下げる処理を行う（ステップＳ１０４）。
ステップＳ１０４において、本実施例では定着温度を１０℃下げる処理を行っている。これは実験的に１０℃ダウンすれば、スリップが発生しかけている状態から脱するのに十分だったためである。スリップが発生しやすいのは、記録材が薄紙かつ加圧ローラ温度が高温なときであり、定着性には比較的余裕がある条件であるので、定着温度を１０℃下げても定着不良は発生しなかった。ただし、あまり温度を下げすぎると定着不良が発生してしまうので、必要最小限の温度ダウン量とした。なお、この時の通常の定着温度は２００℃としているので、ステップＳ１０４では定着温度を２００℃から１９０℃に切り替えていることになる。
本実施例では、ステップＳ１０４で定着温度を１０℃下げる処理を行っているが、加圧ローラ温度を下げることが目的であるので、ステップＳ１０４の時点で加熱体への通電を中断する処理を行ってもよい。また、定着温度を下げる代わりに、位相制御で決定された出力を強制的に下げるような処理を行うことも可能である。

ステップＳ１０４の処理の後、再び、排紙センサ１６で紙先端を検知したか否かの判断を行うステップＳ１０５へ移行する。このステップＳ１０５では、温度ダウンにより記録材がスリップしかけている状態から脱し、正常な搬送に戻ったか否かを判断している。ステップＳ１０５で紙先端を検知した場合は、正常な搬送に戻った場合であるので、温度ダウンをしたまま制御を継続する（ステップＳ１０９）。本実施例では、定着温度を下げたまま制御を継続するが、ステップＳ１０５で紙先端を検知してから所定時間後に定着温度を元に戻すような制御を行ってもよい。ステップＳ１０９の後、記録材がニップ部を抜けて所定時間経過した時点で加熱体への通電を停止し排紙する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１０５で紙先端を検知できない場合は、ステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０６では、定着温度ダウン処理を実施してからＣｓｅｃ．経過したかを判断する。Ｃｓｅｃ．経過していない場合は、ステップＳ１０５に戻り、排紙センサ１６で紙先端を検知するか、Ｃｓｅｃ．経過するまで、ステップＳ１０５・Ｓ１０６の処理を繰り返す。ステップＳ１０６でＣｓｅｃ．経過した場合は、画像形成装置の各制御を停止し、ユーザーにエラーを報知する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７の処理は、スリップ以外の不具合により記録材が搬送できなかった場合のみ行われる。

なお、本実施例では、排紙センサで紙先端を検知する想定タイミングＹから温度ダウンを実施するタイミングＷまでの時間Ｂや温度のダウン量は固定とした。しかし、画像形成装置で紙種や装置の置かれている環境（温度・湿度）が検知可能であれば、その検知した紙種や環境に応じて、時間Ｂや温度ダウン量を可変としてもよい。例えば、スリップの発生しやすい高温高湿環境では、早くスリップを検知するために通常環境よりも時間Ｂを小さく設定し、温度ダウン量も通常環境も大きくするような制御も可能である。また、ユーザーが紙種を選択し、その選択結果に応じて定着モードが変わる（定着温度・スループット等が紙種に適した制御に変更される）場合には、その定着モードによって時間Ｂや温度ダウン量を変更してもよい。

以上、説明したとおり、従来例１の制御は、加熱装置でスリップが発生しかけている状態でもただ待つだけであり、やがて完全なスリップに至り記録材の搬送が停止してしまう場合がある。一方、本実施例の制御は、スリップが発生しかけている状態をいち早く検知し、定着温度ダウンを実行することでスリップの発生を防止することができる。その結果、スリップに起因するフィルムや加圧ローラ表面の傷も防止することができ、長期間にわたって安定した搬送性を有する加熱装置を具備した画像形成装置を提供することができる。

実施例２である“画像形成装置”について説明する。
実施例１では、記録材の先端が排紙センサに到達する前にスリップが発生しかけている状態において、スリップ防止の効果を発揮できる制御について述べた。しかし、記録材の先端が排紙センサ１６に到達した後にスリップが発生する場合もあり、実施例１の制御ではその状態のスリップを防ぐことはできない。本実施例では、実施例１の制御に追加して、記録材の先端が排紙センサに到達した後のスリップも防止できる制御について述べる。本実施例と実施例１の違いはこの制御の追加のみであり、それ以外の制御や加熱装置、画像形成装置の構成は実施例１と同じである。

本実施例では、排紙センサによる記録材の先端および後端の検知タイミング差を利用し、記録材先端が排紙センサに到達した以降に発生するスリップを防止する。

比較のため、従来例２と本実施例の制御タイミングの比較図を図１０に示す。図１０のａ）は従来例２の制御タイミング図、ｂ）は本実施例の制御タイミング図である。図１０は実施例１で説明した図３と同様の図であり、横軸は時間の経過を表す。ここでも、従来例２において本実施例と異なるのは制御方法のみであり、画像形成装置の構成は本実施例と同じとする。
まず、図１０ａ）の従来例２の制御タイミング図について説明する。ここでは、記録材はスリップすることなく先端が排紙センサに到達していることを前提としており、起点Ｘは排紙センサ１６で紙先端を検知するタイミングとする。その後、記録材が通常に搬送されれば排紙センサで紙後端を検知する。排紙センサで紙先端を検知してから紙後端を検知するまでの時間は、トップセンサ１５０で紙先端を検知してから紙後端を検知するまでの時間にほぼ等しいと考えられる。その時間をＥｓｅｃ．とする。ＸからＥｓｅｃ．経過した時点をＹとおくと、Ｙは排紙センサ１６で紙後端を検知することが想定されるタイミングとなる。Ｅｓｅｃ．は記録材の搬送方向の長さによって異なり、本実施例でＡ４サイズ（紙長さ：２９７ｍｍ）の紙を通紙した場合、Ｅ＝１．５ｓｅｃ．である。
従来例２では、ＹからＨｓｅｃ．まで待っても記録材が排紙センサ１６まで到達しない場合は、記録材の搬送に不具合が生じたと判断し、画像形成装置の各制御を停止してユーザーにエラーを報知する。この不具合の一例が、記録材先端が排紙センサ１６に到達した後に発生するスリップである。排紙センサが紙後端を検知するタイミングは実際には種々のばらつきによりＹの前後になるので、誤検知を防止するために、Ｈｓｅｃ．はある程度マージンを待たせた時間設定にしている。この考え方は、図３のＤｓｅｃ．の設定と同じであり、Ｈ＝１．０ｓｅｃ．としている（実施例１のＤと同じ値）。

次に、図１０ｂ）の本実施例の制御タイミング図について説明する。排紙センサ１６で紙先端を検知するタイミングＸおよび排紙センサ１６で紙後端を検知する想定タイミングＹまでは、図１０ａ）の従来例２と同じである。本実施例では、Ｙの後Ｆｓｅｃ．待っても排紙センサ１６が紙後端を検知しない場合は、加熱装置でスリップが発生しかけている（記録材の搬送速度が遅くなっている）と判断して、加熱装置の定着温度を下げる。定着温度の下げ方については詳細を後に述べる。定着温度ダウン実施のタイミング（Ｗとする）からＧｓｅｃ．待っても排紙センサ１６が紙後端を検知しない場合は、従来例２と同じく、画像形成装置の各制御を停止してユーザーにエラーを報知する。Ｙからエラー表示のタイミング（Ｚとする）までの時間は（Ｆ＋Ｇ）ｓｅｃ．となり、この時間は従来例２のＹからＺまでの時間Ｈｓｅｃ．と同じとした（Ｆ＋Ｇ＝Ｈ）。なお、本実施例では、Ｆ＝０．４ｓｅｃ．・Ｇ＝０．６ｓｅｃ．とした（実施例１のＢ・Ｃとそれぞれ同じ値）。
定着温度を下げて加圧ローラの表面温度を下げることによってスリップは発生しにくくなる傾向があるので、本実施例の制御を行うことによって、スリップが発生しかけている状態から脱し、正常な搬送を再開することができる。

以下、フローチャートを用いて制御の詳細を説明する。まず、比較のために、従来例２の制御を説明する。図９は従来例２の制御のフローチャートである。なお、以下のフローチャートは簡単のために１枚だけプリントされた場合を説明しているが、連続プリントされた場合も同様の制御が適用できる。また、以下のフローチャートでは、記録材の先端が排紙センサ１６に到達していることを前提としている。

画像形成装置がプリント信号を受信すると、記録材が給紙され、転写部位を経てやがて排紙センサ１６で紙先端を検知する（ステップＳ４０１）。次に、排紙センサ１６で紙後端を検知したか否かの判断を行う（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２において、排紙センサ１６で紙後端を検知した場合は、加熱体への通電を停止し排紙する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０２で紙後端を検知しない場合は、ステップＳ４０３に移行する。
ステップＳ４０３では、排紙センサ１６で紙先端を検知してから（Ｅ＋Ｈ）ｓｅｃ．経過したかを判断する。ここでいうＥやＨは図１０で説明したＸからＹまでの時間およびＹからＺまでの時間である。（Ｅ＋Ｈ）ｓｅｃ．経過していない場合は、ステップＳ４０２に戻り、排紙センサ１６で紙後端を検知するか、（Ｅ＋Ｈ）ｓｅｃ．経過するまで、ステップＳ４０２・Ｓ４０３の処理を繰り返す。ステップＳ４０３で（Ｅ＋Ｈ）ｓｅｃ．経過した場合は、画像形成装置の各制御を停止し、ユーザーにエラーを報知する（ステップＳ４０４）。

次の本実施例の制御を説明する。図８は本実施例の制御のフローチャートである。本実施例においても、排紙センサ１６で紙先端を検知し、その後排紙センサ１６で紙後端を検知したか否かの判断を行うステップＳ３０１〜Ｓ３０２までは、従来例２と同じ制御である。ステップＳ３０２において、排紙センサ１６で紙後端を検知した場合は、従来例２と同じく加熱体への通電を停止し排紙する（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０２で紙後端を検知しない場合は、ステップＳ３０３に移行する。

ステップＳ３０３では、排紙センサ１６で紙先端を検知してから（Ｅ＋Ｆ）ｓｅｃ．経過したかを判断する。ここでいうＥやＦも図１０で説明したＸからＹまでの時間およびＹからＷまでの時間であり、以下も同様である。（Ｅ＋Ｆ）ｓｅｃ．経過していない場合は、ステップＳ３０２に戻り、排紙センサ１６で紙後端を検知するか、（Ｅ＋Ｆ）ｓｅｃ．経過するまで、ステップＳ３０２、Ｓ３０３の処理を繰り返す。ステップＳ３０３で（Ｅ＋Ｆ）ｓｅｃ．経過した場合は、図１０で説明したとおり、加熱装置でスリップが発生しかけていると判断して、定着温度を下げる処理を行う（ステップＳ３０４）。

ステップＳ３０４では、本実施例でも実施例１と同じく定着温度を１０℃下げる処理を行っている。本実施例が対象としている記録材先端が排紙センサ１６に到達した以降のスリップに関しても、その防止のために１０℃ダウンが必要であり、スリップが発生しやすい薄紙では、定着温度を１０℃下げても定着不良は発生しなかった。なお、この時の通常の定着温度は実施例１と同じく２００℃としているので、ステップＳ３０４では定着温度を２００℃から１９０℃に切り替えていることになる。

本実施例では、ステップＳ３０４で定着温度を１０℃下げる処理を行っているが、加圧ローラ温度を下げることが目的であるので、ステップＳ３０４の時点で加熱体への通電を中断する処理を行ってもよい。また、定着温度を下げる代わりに、位相制御で決定された出力を強制的に下げるような処理を行うことも可能である。

ステップＳ３０４の処理の後、再び、排紙センサ１６で紙後端を検知したか否かの判断を行うステップＳ３０５へ移行する。このステップＳ３０５では、温度ダウンにより記録材がスリップしかけている状態から脱し、正常な搬送に戻ったか否かを判断している。ステップＳ３０５で紙後端を検知した場合は、正常な搬送に戻った場合であるので、加熱体への通電を停止し排紙する（ステップＳ３０８）。
ステップＳ３０５で紙後端を検知できない場合は、ステップＳ３０６に移行する。ステップＳ３０６では、定着温度ダウン処理を実施してからＧｓｅｃ．経過したかを判断する。Ｇｓｅｃ．経過していない場合は、ステップＳ３０５に戻り、排紙センサ１６で紙後端を検知するか、Ｇｓｅｃ．経過するまで、ステップＳ３０５、Ｓ３０６の処理を繰り返す。ステップＳ３０６でＧｓｅｃ．経過した場合は、画像形成装置の各制御を停止し、ユーザーにエラーを報知する（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７の処理は、スリップ以外の不具合により記録材が搬送できなかった場合のみ行われる。

なお、本実施例では、排紙センサで紙後端を検知する想定タイミングＹから温度ダウンを実施するタイミングＷまでの時間Ｆや温度のダウン量は固定とした。しかし、実施例１と同じく、画像形成装置で紙種や装置の置かれている環境（温度、湿度）が検知可能であれば、その検知した紙種や環境に応じて、時間Ｆや温度ダウン量を可変としてもよい。また、ユーザーが指定する定着モードに応じて時間Ｆや温度ダウン量を変更してもよい。

以上、説明したとおり、記録材の先端が排紙センサ（実施例１の第２のセンサと同じであってもよいが、別の動作を行っているので、第３のセンサという）に到達した以降に関しても、従来例２の制御はスリップを防止することはできないが、本実施例の制御は、スリップが発生しかけている状態をいち早く検知し、定着温度ダウンを実行することでスリップの発生を防止することができる。その結果、スリップに起因するフィルムや加圧ローラ表面の傷も防止することができ、長期間にわたって安定した搬送性を有する画像形成装置を提供することができる。

本実施例でも、実施例１で説明した、記録材の先端が排紙センサに到達する以前のスリップ防止の制御は行っている。よって、記録材のどの位置でスリップの前兆があったとしても、それを未然に防ぐことができるという点で、本実施例は実施例１よりも優れた制御であると言える。

１１ ＣＰＵ
１６ 排紙センサ
１０７ 加熱装置
１５０ トップセンサ
Ｐ 記録材
Ｔ トナー

Claims (5)

1. トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、
   前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の前で記録材の有無を検知する第１のセンサと、前記定着器の後で記録材の有無を検知する第２のセンサと、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記第２のセンサが前記記録材の先端を検知しない場合に、前記定着器の制御温度を下げることを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、
   前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の前で記録材の有無を検知する第１のセンサと、前記定着器の後で記録材の有無を検知する第２のセンサと、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記第２のセンサが前記記録材の先端を検知しない場合に、前記定着器の加熱を中断することを特徴とする画像形成装置。
3. トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、
   前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の後で記録材の先端および後端を検知する第３のセンサと、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第３のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記記録材の後端を検知しない場合に、前記定着器の制御温度を下げることを特徴とする画像形成装置。
4. トナー像を転写した記録材を搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録材上に定着させる画像形成装置であって、
   前記トナー像を転写した前記記録材を搬送しながら加熱、圧接する温度制御可能な定着器と、前記定着器の後で記録材の有無を検知する第３のセンサと、画像形成動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第３のセンサが記録材の先端を検知してから所定時間経過しても、前記記録材の後端を検知しない場合に、前記定着器の加熱を中断することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記定着器は、加熱体と、一面を前記加熱体と接触摺動し他面を記録材と接触する耐熱性フィルムと、前記耐熱性フィルムを介して前記記録材を前記加熱体に密着させる加圧ローラとを有し、前記加熱体と前記加圧ローラにより形成されるニップ部で前記耐熱性フィルムと前記記録材を一緒に挟持搬送して前記記録材を加熱、加圧するものであることを特徴とする画像形成装置。

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