JP2016118621A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動ＩＨ方式の定着装置において定着ベルトに対してベルトキャップが滑って停止しても定着ベルトの回転を正しく検知することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、誘導加熱される中空筒状の定着ベルトと、プレスローラーとを有する定着部１３と、定着ベルト内に配設されたサーミスター１３７と、定着ベルトの端部開口部に被せられ、定着ベルトの端部外周面に回転摺接するベルトキャップと、ベルトキャップの回転に応じてパルスを出力する回転検知機構１３６と、当該パルスに基づいて定着ベルトの回転状況を監視するベルト回転監視部１０１とを備える。ベルト回転監視部１０１は、回転検知機構１３６のパルスが検出できない場合において、サーミスター１３７の検知温度が予め定められた目標温度であり、かつ、温度リップルがあるとき、ベルトキャップが滑っていると判定する。【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、摺動ＩＨ方式の定着装置における定着ベルトの回転検知の技術に関する。

コピー機、プリンター、ファクシミリ装置、及びそれら機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置に、いわゆる摺動ＩＨ（ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＨｅａｔｉｎｇ）方式の定着装置を備えたものがある。摺動ＩＨ方式の定着装置では、定着ベルトの回転軸方向外側に定着ベルトが寄りやすいため、定着ベルトの回転軸方向の端部にベルトキャップを取り付け、このベルトキャップによって定着ベルトの一定量以上の寄りを規制している。

当該摺動ＩＨ方式の定着装置では、定着ベルトの回転が停止した状態で加熱されないようにするために、定着ベルトの回転状況を監視する必要がある。そこで、上記のベルトキャップの回転を検知することで定着ベルトの回転状況を監視することが提案されている。例えば、下記特許文献１には、定着ベルトと共に回転するベルトキャップの回転の有無を検出することで、定着ベルトが正常に回転しているか否かを検知する技術が示されている。

特開２００５−２４９９５８号公報

しかし、上記特許文献１に示される定着ベルトの回転監視技術では、定着ベルトが回転しているにもかかわらず、定着ベルトに対してベルトキャップが滑ってしまい、ベルトキャップが停止しているような場合には、定着ベルト自体が停止していると誤検知される。この問題を解決するために、ベルトキャップを定着ベルトに接着することが考えられるが、接着してしまうと、定着ベルトとベルトキャップとが供回りしない場合に、定着ベルトにおいてベルトキャップが接着された部分に負荷が集中して定着ベルトが破損するおそれがある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、定着ベルトが回転しているか否かを更に正確に検知可能とすることを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、給紙された記録紙にトナー像を形成する画像形成動作を行う画像形成部と、
誘導加熱される中空筒状を有して回転する定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接されたプレスローラーとを有し、前記画像形成部によってトナー像が形成された記録紙を前記定着ベルト及び前記プレスローラーでニップし、該記録紙を加熱及び加圧して該トナー像を該記録紙に定着させる定着処理を施す定着部と、
前記定着ベルトの中空内部に配設されたサーミスターと、
前記定着ベルトの端部開口部に摺接する状態として被せられ、前記定着ベルトの端部外周面と共に回転可能とされたベルトキャップと、
前記ベルトキャップの回転に応じてパルスを出力する回転検知機構と、
前記パルスに基づいて前記定着ベルトの回転状況を監視するベルト回転監視部であって、前記パルスがＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルを交互に有する状態を示すことを検出できない場合において、前記サーミスターの検知温度が予め定められた目標温度を保ち、かつ、前記サーミスターの検知温度が温度リップルを有するときは、前記定着ベルトは回転しており前記ベルトキャップが前記定着ベルトに対して空転していると判定するベルト回転監視部と、を備えたものである。

本発明によれば、定着ベルトの回転検出時に、定着ベルトに対してベルトキャップが空転している状態を検出可能であるため、定着ベルトが回転しているか否かを更に正確に検知することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 定着部の斜視図である。 図２のＩ−Ｉ’斜視断面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ’断面図である。 定着ベルトの斜視図である。 ベルトキャップの斜視図である。 （Ａ）は定着ベルト回転時のＰＩセンサー出力例を表すグラフであり、（Ｂ）は定着ベルト停止時のＰＩセンサー出力例を表すグラフである。 画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。 （Ａ）は定着ベルトの温度変化例を表すグラフであり、（Ｂ）は部分的に拡大したグラフである。 ベルト回転監視処理のフローチャートである。 ベルトキャップが滑っているときの警報処理のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る画像処理装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、操作者への操作案内等を表示する表示部４７３を備えている。

画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、上記画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光、及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、当該トナー像を一次転写ローラー１２６により中間転写ベルト１２５上に転写させる。

中間転写ベルト１２５上に転写される上記各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成された当該カラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を、熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

給紙部１４は、複数の給紙カセットを備える。操作者から記録紙のサイズが指定されると、当該サイズの記録紙が収容された給紙カセットのピックアップローラー１４５が回転駆動して、各給紙カセットに収容されている記録紙Ｐを上記ニップ部Ｎに向けて搬送する。

なお、画像形成装置１において、両面印刷を行う場合は、画像形成部１２より一方の面に画像が形成された記録紙Ｐを、排出ローラー対１５９にニップされた状態とした後、当該記録紙Ｐを排出ローラー対１５９によりスイッチバックさせて反転搬送路１９５に送り、搬送ローラー対１９により、上記ニップ部Ｎ及び定着部１３に対して記録紙Ｐの搬送方向上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部１２により当該記録紙の他方の面に画像が形成される。

図２は、定着部１３の斜視図である。図３は、図２のＩ−Ｉ’斜視断面図である。図４は、図２のＩＩ−ＩＩ’断面図である。定着部１３は、摺動ＩＨ方式の定着装置であり、定着ベルト１３１とプレスローラー１３２とを備える。図５は、定着ベルト１３１の斜視図である。定着ベルト１３１は、中空筒状の無端状のベルトである。定着ベルト１３１は、図略のＩＨヒーターが発生させる磁界の作用によってその表面に渦電流が発生することで発熱するようになっている。定着ベルト１３１には、プレスローラー１３２が圧接されている。そして、定着ベルト１３１は、プレスローラー１３２の圧接力によって回転駆動される。

図３に示すように、定着ベルト１３１の中空内部にサーミスター１３７が配設されている。サーミスター１３７は定着ベルト１３１の温度を検出する。また、定着ベルト１３１にプレスローラー１３２が圧接しており、プレスローラー１３２は図略のモーターにより回転駆動される。定着部１３は、画像形成部１２によってトナー像が形成された記録紙Ｐを定着ベルト１３１及びプレスローラー１３２でニップし、記録紙Ｐを定着ベルト１３１及びプレスローラー１３２により加熱及び加圧してトナー像を記録紙Ｐに定着させる定着処理を施す。

定着ベルト１３１の両端部の開口部には、ベルトキャップ１３３が被せられている。図６は、ベルトキャップの斜視図である。ベルトキャップ１３３は、その内周面が定着ベルト１３１の端部開口部に摺接する状態として被せられて取り付けられている。当該取付により、ベルトキャップ１３３は、定着ベルト１３１の端部外周面と共に回転可能とされている。すなわち、定着ベルト１３１が回転することで、定着ベルト１３１の端部外周面とベルトキャップ１３３の内周面とが摩擦してベルトキャップ１３３も回転する。

定着部１３は、更に、ベルトキャップ１３３の回転を検知する回転検知機構を備えている。当該回転検知機構は、例えば、ギア１３４と、回転板１３５と、ＰＩセンサー１３６とから構成される。ギア１３４は、ベルトキャップ１３３及び回転板１３５と噛合しており、ベルトキャップ１３３が回転するとギア１３４が回転し、更に回転板１３５が回転する。

ＰＩセンサー１３６は、互いに対向して配置される図略の発光器と受光器とを有する。また、回転板１３５は、回転軸から放射状に延びる羽を有する。回転板１３５は、当該羽がＰＩセンサー１３６の発光器と受光器との間を通って回転する。このように回転板１３５の羽がＰＩセンサー１３６の発光器と受光器との間に入り込むことで発光器からの光が遮られる。これにより、回転板１３５が回転している限り、ＰＩセンサー１３６の発光器からの光が断続的に遮断され、当該遮断の有無に応じて、ＰＩセンサー１３６から出力されるパルスがＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルの状態を示す。すなわち、ＰＩセンサー１３６のパルス出力が当該ＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルの状態を交互に繰り返しているか否かに応じて、定着ベルト１３１の回転状況を知ることができる。

図７（Ａ）は、定着ベルト１３１の回転時のＰＩセンサー１３６の出力例を表すグラフである。定着ベルト１３１が回転して回転板１３５も回転すると、図７（Ａ）に示すように、ＰＩセンサー１３６のパルス出力は、ＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルの状態を交互に繰り返す。

一方、図７（Ｂ）は、定着ベルト１３１の停止時のＰＩセンサー出力例を表すグラフである。定着ベルト１３１が停止すると回転板１３５も停止するため、図７（Ｂ）に示すように、ＰＩセンサー１３６のパルス出力はＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルの固定値となる。

図８は、画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。画像形成装置１は、制御ユニット１０、操作部４７、原稿給送部６、原稿読取部５、画像メモリー３２、画像形成部１２、定着部１３、駆動モーター７０、ファクシミリ通信部７１、ネットワークインターフェイス部９１、及びＨＤＤ９２等を備える。

原稿読取部５は、制御ユニット１０による制御の下、光照射部及びＣＣＤセンサー等を有する読取機構１６３（図１）を備える。原稿読取部５は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をＣＣＤセンサーで受光することにより、原稿から画像を読み取る。

画像メモリー３２は、原稿読取部５による読取で得られた原稿画像のデータを一時的に記憶したり、画像形成部１２のプリント対象となるデータを一時的に保存する領域である。

ファクシミリ通信部７１は、図略の符号化／復号化部、変復調部及びＮＣＵ（Network Control Unit）を備え、公衆電話回線網を用いてのファクシミリの送信を行うものである。

ネットワークインターフェイス部９１は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、当該ネットワークインターフェイス部９１に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内又はインターネット上のコンピューター２０等と種々のデータの送受信を行う。

ＨＤＤ９２は、原稿読取部５によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。

駆動モーター７０は、画像形成部１２の各回転部材及び搬送ローラー対１９等に回転駆動力を付与する駆動源である。

制御ユニット１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成され、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。制御ユニット１０は、制御部１００、及びベルト回転監視部１０１を備える。

制御部１００は、操作部４７、原稿給送部６、原稿読取部５、画像メモリー３２、画像形成部１２、定着部１３、駆動モーター７０、ファクシミリ通信部７１、ネットワークインターフェイス部９１、及びＨＤＤ９２等と接続され、これら各部の制御を行う。

ベルト回転監視部１０１は、ＰＩセンサー１３６から出力されるパルスに基づいて定着ベルト１３１の回転状況を監視する。例えば、図７（Ａ）に示したように、ＰＩセンサー１３６からパルスが出力されている場合、ベルト回転監視部１０１は、ＰＩセンサー１３６のパルス出力が当該ＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルの状態を交互に繰り返していることをもって、定着ベルト１３１が回転していると判定する。一方、図７（Ｂ）に示したように、ＰＩセンサー１３６のパルス出力が一定レベルに固定されている場合、ベルト回転監視部１０１は、定着ベルト１３１が停止していると判定する。

ただし、定着ベルト１３１とベルトキャップ１３３との摩擦力が弱いと定着ベルト１３１は回転しているにもかかわらずベルトキャップ１３３が滑って回転しなくなり、結果として、ＰＩセンサー１３６のパルス出力が図７（Ｂ）に示したように一定レベルから変化しなくなる。このため、本実施形態では、ベルト回転監視部１０１は、ＰＩセンサー１３６のパルス出力が、ＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルの状態を交互に示さず一定レベルになっている場合、直ちに定着ベルト１３１が停止しているとは判定しない設定とされている。この場合、ベルト回転監視部１０１は、更に、サーミスター１３７の検出温度を参照して、ベルトキャップ１３３が滑っているかどうかを判定する。

図９（Ａ）は、定着ベルト１３１の温度変化例を表すグラフである。また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の一部を拡大したグラフである。なお、定着ベルト１３１の温度はサーミスター１３７の検知温度から知ることができる。

図９（Ａ）に示すように、制御部１００が定着ベルト１３１の加熱及びプレスローラー１３２の回転駆動を開始すると、定着ベルト１３１が予め定められた目標温度（例えば、１６５〜１６６℃）にまで加熱される。定着ベルト１３１の温度が当該目標温度に達した後は、制御部１００は、サーミスター１３７の検知温度を監視しながら定着ベルト１３１の温度を一定に保つ制御を行う。

制御部１００が、回転する定着ベルト１３１の温度を一定に保つ制御を行っていても、定着ベルト１３１の温度は図９（Ｂ）に示したようにわずかに変動する。換言すると、定着ベルト１３１の温度を上記目標温度に一定に保つ制御中に定着ベルト１３１の温度にリップルが発生していれば、定着ベルト１３１が回転して定着処理が正しく行われていると言える。そこで、ＰＩセンサー１３６のパルス出力が上記の一定レベルになった場合、ベルト回転監視部１０１は、サーミスター１３７の検知温度を参照して、サーミスター１３７の検知温度が上記目標温度（例えば、目標温度から一定範囲内の温度）を保ち、かつ、温度リップルが発生しているときには、定着ベルト１３１は正常に回転しており、ベルトキャップ１３３が滑っていると判定する。これにより、定着ベルト１３１は正常に回転しているにも拘わらず、ベルトキャップ１３３が回転していないために定着ベルト１３１が回転していないと検知されるといった、定着ベルト１３１の回転停止の誤検知をなくすことができる。

次に、ベルト回転監視部１０１による定着ベルト１３１の回転監視処理について説明する。図１０は、ベルト回転監視処理のフローチャートである。

ベルト回転監視部１０１は、ＰＩセンサー１３６の出力信号を参照し、ＰＩセンサー１３６から、上記ＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルの状態を交互に示すパルスが出力されていれば（Ｓ１でＹＥＳ）、定着ベルト１３１が回転していると判定する（Ｓ２）。

ＰＩセンサー１３６から、上記ＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルの状態を交互に示すパルスが出力されていない、すなわち、ＰＩセンサー１３６のパルス出力が上記一定レベルから変化していない場合は（Ｓ１でＮＯ）、ベルト回転監視部１０１は、サーミスター１３７の検知温度を参照する（Ｓ３）。そして、サーミスター１３７の検知温度が上記目標温度でなければ（Ｓ４でＮＯ）、ベルト回転監視部１０１は、定着ベルト１３１の回転が停止していると判定する（Ｓ５）。

サーミスター１３７の検知温度が上記目標温度であれば（Ｓ４でＹＥＳ）、ベルト回転監視部１０１は、サーミスター１３７の検知温度にリップルが発生しているか否かを判定する（Ｓ６）。そして、リップルが発生していなければ（Ｓ６でＮＯ）、ベルト回転監視部１０１は、定着ベルト１３１が停止していると判定する（Ｓ５）。一方、リップルが発生していれば（Ｓ６でＹＥＳ）、ベルト回転監視部１０１は、定着ベルト１３１は回転しているがベルトキャップ１３３が滑って回転せず、定着ベルト１３１に対して相対的に空転していると判定する（Ｓ７）。

なお、たとえベルトキャップ１３３が滑っても定着ベルト１３１が正しく回転していれば定着処理を正常に行うことができる。しかし、ベルトキャップ１３３が滑っている状況は正常状態とは言えず、是正されるべきである。従って、ベルトキャップ１３３が滑っていると判定された場合、利用者にそれを知らせるようにしてもよい。

次に、ベルトキャップ１３３が滑っているときの警報処理について説明する。図１１は、ベルトキャップ１３３が滑っているときの警報処理のフローチャートである。

ベルト回転監視部１０１が、ベルトキャップ１３３が滑っていると判定したとき（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御部１００は、印刷処理中かどうかを確認する。そして、制御部１００は、印刷中であれば印刷処理が終了するのを待って（Ｓ１２でＮＯ）、非印刷時に定着ベルト１３１の加熱を停止させるとともに、プレスローラー１３２の回転を停止させる（Ｓ１３）。これは、ベルトキャップ１３３が滑っていても定着ベルト１３１が回転していれば定着処理を正常に行い得るため、印刷処理を強制的に中断しなくてもよいからである。

その後、別の印刷ジョブの処理等で印刷処理が再開されてから（Ｓ１４）、ベルト回転監視部１０１が、ベルトキャップ１３３が滑って空転していると再度判定したとき（Ｓ１５でＹＥＳ）、制御部１００は、表示部４７３に、定着部１３の異常の警報を表示させる（Ｓ１６）。このように表示部４７３に警報を表示することで、操作者に定着部１３のメンテナンスを促すことができる。定着ベルト１３１は正常に回転しているものの、ベルトキャップ１３３が空転しているという状態は、印刷可能な状態ではあるものの、定着ベルト１３１に対するベルトキャップ１３３の取付が正常ではないため、当該警報により、操作者に将来の不具合に備えさせることができる。

以上のように、本実施形態によれば、定着ベルト１３１に対してベルトキャップ１３３が滑って停止しても定着ベルト１３１の回転を正しく検知することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、コピー機、プリンター、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、図１乃至図１１を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
１２ 画像形成部
１３ 定着部
１３１ 定着ベルト
１３２ プレスローラー
１３３ ベルトキャップ
１３４ ギア（回転検知機構）
１３５ 回転板（回転検知機構）
１３６ ＰＩセンサー（回転検知機構）
１３７ サーミスター
１００ 制御部
１０１ ベルト回転監視部
４７３ 表示部
Ｐ 記録紙

Claims (4)

1. 給紙された記録紙にトナー像を形成する画像形成動作を行う画像形成部と、
   誘導加熱される中空筒状を有して回転する定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接されたプレスローラーとを有し、前記画像形成部によってトナー像が形成された記録紙を前記定着ベルト及び前記プレスローラーでニップし、該記録紙を加熱及び加圧して該トナー像を該記録紙に定着させる定着処理を施す定着部と、
   前記定着ベルトの中空内部に配設されたサーミスターと、
   前記定着ベルトの端部開口部に摺接する状態として被せられ、前記定着ベルトの端部外周面と共に回転可能とされたベルトキャップと、
   前記ベルトキャップの回転に応じてパルスを出力する回転検知機構と、
   前記パルスに基づいて前記定着ベルトの回転状況を監視するベルト回転監視部であって、前記パルスがＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルを交互に有する状態を示すことを検出できない場合において、前記サーミスターの検知温度が予め定められた目標温度を保ち、かつ、前記サーミスターの検知温度が温度リップルを有するときは、前記定着ベルトは回転しており前記ベルトキャップが前記定着ベルトに対して空転していると判定するベルト回転監視部と、を備えた画像形成装置。
2. 前記ベルト回転監視部は、前記パルスがＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルを交互に有する状態を示すことを検出できない場合において、前記サーミスターの検知温度が予め定められた目標温度を保つこと、又は、前記サーミスターの検知温度が温度リップルを有することのいずれかの条件を満たさないときは、前記定着ベルトの回転が停止したと判定する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記定着ベルトの加熱及び前記プレスローラーの回転を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記ベルト回転監視部によって前記ベルトキャップが空転していると判定されたとき、非印刷時に前記定着ベルトの加熱及び前記プレスローラーの回転を停止させる、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 各種情報を表示する表示部を備え、
   前記制御部は、印刷再開後に前記ベルト回転監視部によって前記ベルトキャップが空転していると再度判定されたとき、前記表示部に警報を表示させる、請求項３に記載の画像形成装置。