JP4120395B2 - 画像形成装置およびジャム検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置において、記録媒体のジャムを検出する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置においては、紙やＯＨＰシートなどの記録媒体を所定の搬送経路に沿って搬送するための搬送手段が設けられている。この搬送手段としては、一般的に、ローラやベルト等の回転体とコロとの間に記録媒体を挟持する構造が採られており、回転体が所定の方向に回転することによって記録媒体を所定方向に搬送する。
【０００３】
このような搬送手段においては、ジャムすなわち記録媒体が正常に搬送されずローラ等に巻き付いてしまうことがあり、これによって記録媒体を破損するばかりでなく、装置自体に損傷を与えることがある。特に、トナー像を転写された記録媒体を加熱・加圧してトナー像を定着させる定着器においては、搬送手段である定着ローラが記録媒体の加熱も行うため、記録媒体のカールや融解したトナーに起因する記録媒体の巻き付きが起こりやすい。このようなジャムによる装置の損傷を防止するため、従来より、ジャムが発生した場合に直ちにこれを検知するためのジャム検出技術が数多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１１は従来技術におけるジャム検出の一例を示す原理図である。これは特許文献１に記載された画像形成装置の定着ローラにおける記録材（記録媒体）の巻き付き検出技術を示すものである。この巻き付き検出技術においては、図１１（ａ）に示すように、搬送経路ＦＦ上において定着ローラＦＲの前後に各１個のセンサ、すなわち定着ローラＦＲの前方に給紙センサＳａ、後方に排紙センサＳｂを設けており、これらのセンサ出力の変化のタイミングに基づいて、巻き付きの発生を検知している。これらのセンサＳａ、Ｓｂはそれぞれの位置における紙などの記録材（記録媒体）ＳＳの有無を検知するものであり、記録材有りのときＬレベルを、無しのときＨレベルを出力する。
【０００５】
図１１（ａ）における左側から搬送経路ＦＦに沿って、記録材ＳＳが正常に搬送されているときには、図１１（ｂ）に示すように、給紙センサＳａの出力は、記録材ＳＳの先端が給紙センサＳａに到達した時点でＬレベルに変化し、記録材ＳＳの後端が通過するとＨレベルに変化する。一方、排紙センサＳｂの出力は、一定の時間遅れを伴って、給紙センサＳａの出力と同様の変化を示す。これに対して、図１１（ｃ）の符号ＪＪに示すように、記録材ＳＳが定着ローラＦＲに巻き付いてしまった場合には、記録材ＳＳの先端が逆戻りしてしまうため、図１１（ｄ）に示すように、排紙センサＳｂの出力が給紙センサＳａの出力より先にＨレベルに変化する。そこで、このような場合、つまり給紙センサ出力がＨレベルに変化するより前に排紙センサ出力がＨレベルに変化した場合には、巻き付きが発生したものとして、直ちに定着ローラＦＲの駆動を停止している。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２８５８４４１号公報（第６図（Ａ）、第６図（Ｂ））
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、次のような問題があった。すなわち、定着ローラの前後位置に設けた２つのセンサ出力の変化の時間的な前後関係のみで巻き付き発生を判断しているため、記録材の後端が給紙センサ位置を通過してしまった後に巻き付きが発生した場合、これを検知することができない。また、巻き付きを検知できる記録材のサイズが、センサの配置によって制限されてしまう。すなわち、両センサ間の搬送経路の長さ（図１１（ａ）に示す長さＬ１＋Ｌ２）より短い記録材については、排紙センサ出力がＬレベルになる前に給紙センサ出力がＨレベルに戻ってしまうため、その後に発生した巻き付きを上記の方法では検知することができない。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、記録媒体のジャムを確実に検出することのできる画像形成装置およびそのジャム検出方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、所定の搬送経路に沿って搬送されるシート状の記録媒体を加熱・加圧して、前記記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させる定着器を備える画像形成装置において、上記目的を達成するため、記録媒体の搬送方向において前記定着器より前方の第１検出位置を記録媒体が通過する際に、第１検出信号を出力する第１検出手段と、記録媒体の搬送方向において前記定着器より後方の第２検出位置を記録媒体が通過する際に、第２検出信号を出力する第２検出手段と、記録媒体の搬送方向において前記第２検出位置より後方で、前記搬送経路に沿った第２検出位置との距離が前記搬送方向における前記記録媒体の長さより短い第３検出位置を記録媒体が通過する際に、第３検出信号を出力する第３検出手段と、下記の第１ないし第４条件のうち少なくとも１つが成立したときに、前記定着器への前記記録媒体のジャムが発生したと判定するジャム判定手段とを備えることを特徴としている。
【００１０】
ここで、第１条件とは、前記第１検出信号の出力開始時点から連続して前記第１検出信号が出力されている期間内に前記第２検出信号の出力が開始され、しかも、該期間内に当該第２検出信号の出力が終了することである。また、第２条件とは、前記第２検出信号の出力開始時点から連続して前記第２検出信号が出力されている期間内に前記第３検出信号の出力が開始され、しかも、該期間内に当該第３検出信号の出力が終了することである。また、第３条件とは、前記第２検出位置で前記記録媒体有りを連続して検出している期間内に、前記第３検出位置での検出結果が前記記録媒体無しから有りに変化しないことである。また、第４条件とは、前記第１検出位置で前記記録媒体無しから有りに変化してから所定時間が経過しても、前記第２検出位置での検出結果が前記記録媒体無しから有りに変化しないことである。
【００１１】
このように構成された発明では、記録媒体の搬送方向において定着器より前方の第１検出位置と、同方向において定着器より後方の第２および第３検出位置とのそれぞれに記録媒体の有無を検出する検出手段を設け、各検出手段の出力信号に基づいてジャム検出を行う。その原理は以下の通りである。なお、ここでは、第１ないし第３検出位置のそれぞれを特に区別する必要がない場合には、これらを総称して「検出位置」という。また、第１ないし第３検出手段および第１ないし第３検出信号のそれぞれについても同様に、「検出手段」および「検出信号」という。
【００１２】
正常に搬送されている状態では、記録媒体は第１、第２および第３検出位置をこの順序で通過する。したがって、記録媒体の移動に伴って、まず第１検出手段からの第１検出信号が出力開始され、次いで第２、第３検出手段からそれぞれの検出信号の出力が順次開始される。また、各検出信号の出力が終了する順序も同じである。
【００１３】
これに対して、記録媒体のジャムが発生すると、上記順序が乱れる場合がある。例えば、その搬送方向における記録媒体の先端部が、第２検出位置を通過した後にジャム発生によって搬送方向とは逆方向に進んだ場合には、第１検出信号の出力が終了するより前に第２検出信号の出力が終了してしまう場合がある。また、例えば、記録媒体の先端部が第３検出位置を通過した後にジャム発生によって搬送方向とは逆方向に進んだ場合には、第２検出信号の出力が終了するより前に第３検出信号の出力が終了してしまう。そこで、これらの場合を想定した上記第１および第２条件を規定し、そのいずれかが成立するときにはジャムと判定することによって、これらのジャムを確実に検出することが可能となる。また、各検出信号の変化の時間的な前後関係のみを判断しているため、簡単な装置構成でジャム検出を行うことができる。
【００１４】
また、前記第２検出信号の出力開始時点から連続して前記第２検出信号が出力されている間に前記第３検出信号が出力されない場合にも、前記ジャム判定手段は、前記記録媒体のジャムが発生したと判定する。
【００１５】
第２および第３検出位置の間隔が記録媒体の長さより短ければ、正常に搬送された記録媒体の後端が第２検出位置を通過して第２検出信号の出力が終了するより前に、記録媒体の先端は第３検出位置に到達するはずである。したがって、第２検出位置に記録媒体があることを示す第２検出信号が連続して出力されている間に、記録媒体が第３検出位置に到達したことを示す第３検出信号が出力されない場合には、ジャムが発生したと判定することができる。
【００１６】
第１および第２検出位置の間には定着器が存在するため、両位置の間隔をある程度より小さくすることは難しい。そのため、第１検出信号と第２検出信号との間に上記のような条件を設定すると、両位置の間隔より短い記録媒体では正常に搬送されてもジャムと判定されてしまう。これに対して、第２および第３検出位置は近接配置が可能であるため、実質的に任意の長さの記録媒体について、的確にジャム検出を行うことができる。
【００１７】
また、前記第１検出信号の出力開始時点から、前記第１および前記第２検出位置の間隔に対応して予め設定された時間を超えて、前記第２検出信号が出力されなかった場合にも、前記ジャム判定手段は、前記記録媒体のジャムが発生したと判定する。こうすることで、記録媒体が第２検出位置に到達するより前に発生したジャムを速やかに検出することが可能となる。
【００１８】
記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させる定着器では、記録媒体に熱と圧力とが加えられるため、記録媒体のカールや融解されたトナーに起因するジャムが発生しやすい。そこで、このような定着器において上記したジャム判定を行うことで、発生したジャムを確実に検出することが可能となる。
【００１９】
また、この発明は、所定の搬送経路に沿って搬送されるシート状の記録媒体を加熱・加圧して、前記記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させる定着器を備える画像形成装置におけるジャム検出方法であって、上記目的を達成するため、前記記録媒体の搬送方向において前記定着器より後方の第１検出位置、前記記録媒体の搬送方向において前記定着器より後方の第２検出位置、および前記記録媒体の搬送方向において前記第２検出位置より後方かつ前記搬送経路に沿った第２検出位置との距離が前記搬送方向における前記記録媒体の長さより短い第３検出位置のそれぞれにおいて前記記録媒体の有無を検出し、下記の第１ないし第４条件のうち少なくとも１つが成立したときに、前記記録媒体のジャムが発生したと判定することを特徴としている。
【００２０】
ここで、第１条件とは、前記第１検出位置で前記記録媒体有りを連続して検出している期間内に、前記第２検出位置での検出結果が、前記記録媒体無しから有りに変化した後に再び前記記録媒体無しに変化することである。また、第２条件とは、前記第２検出位置で前記記録媒体有りを連続して検出している期間内に、前記第３検出位置での検出結果が、前記記録媒体無しから有りに変化した後に再び前記記録媒体無しに変化することである。また、第３条件とは、前記第２検出位置で前記記録媒体有りを連続して検出している期間内に、前記第３検出位置での検出結果が前記記録媒体無しから有りに変化しないことである。また、第４条件とは、前記第１検出位置で前記記録媒体無しから有りに変化してから所定時間が経過しても、前記第２検出位置での検出結果が前記記録媒体無しから有りに変化しないことである。
【００２１】
このジャム検出方法によれば、上記した画像形成装置と同様に、記録媒体の搬送方向において定着器より前方の第１検出位置と、同方向において定着器より後方の第２および第３検出位置とのそれぞれで記録媒体の有無を検出し、その検出結果に基づいてジャム判定を行う。そのため、ジャムの発生を確実に検出することが可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２３】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３は帯電制御部１０３から帯電バイアスを印加されており、感光体２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。
【００２４】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、露光制御部１０２から与えられる制御指令に応じて光ビームＬを感光体２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース（Ｉ／Ｆ）１１２を介してメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が露光制御部１０２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力し、これに応じて露光ユニット６から光ビームＬが感光体２上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体２上に形成される。
【００２５】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、図示を省略する回転駆動部、支持フレーム４０に対して着脱自在に構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、図２に示すように、現像器制御部１０４により制御されている。そして、この現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされて、選択された色のトナーを感光体２の表面に付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２６】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくる「記録媒体」であるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２７】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００２８】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。この定着ユニット９の構造および機能については後に詳述する。
【００２９】
また、搬送経路Ｆ上には、例えばマイクロスイッチまたはフォトインタラプタを用いて構成され、当該位置におけるシートの有無を検出する３個のセンサが設けられている。すなわち、シート搬送方向において定着ユニット９の前方には第１センサ８４が、また同方向において定着ユニット９の後方には第２センサ８５が、さらに第２センサ８５の後方には第３センサ８６が設けられている。これらのセンサ８４ないし８６は、当該位置（検出位置）にシートＳがあるときにはＬレベル、シートＳがないときにはＨレベルの信号を出力するように構成されており、その出力は、ＣＰＵ１０１に入力されている。この実施形態では、これらのセンサ８４ないし８６が、それぞれ本発明の「第１ないし第３検出手段」として機能している。
【００３０】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３１】
図３はこの画像形成装置の定着ユニットを示す図である。図３（ａ）に示すように、定着ユニット９には、加熱ローラ９１および加圧ローラ９２が設けられている。加熱ローラ９１は、図示を省略するヒータにより所定温度に熱せられて、シートＳ上のトナー像を構成するトナーを加熱する。加圧ローラ９２は、例えば金属芯にシリコーンゴムなどの弾性部材を巻き付けたものであり、シート搬送経路Ｆ上において加熱ローラ９１に圧接するように配置されている。そして、上記のようにトナー像を形成されたシートＳが図３（ａ）の左方から搬送経路Ｆに沿って搬送されてくると、図示を省略する駆動部によって加熱ローラ９１が同図の矢印方向に回転駆動される。そのため、加熱ローラ９１と加圧ローラ９２との間のニップ部Ｎに案内されたシートＳは２つのローラ９１および９２に挟持されて右方へ送り出される。このときシートＳ上のトナーには熱と圧力とが与えられ、これによりトナーがシートＳに融着して画像が定着される。このように、この実施形態では、定着ユニット９がシートＳを搬送経路Ｆに沿って搬送する「搬送手段」であり、同時に未定着の画像をシートＳに定着させる「定着器」としても機能している。
【００３２】
シートＳの有無を検出する３個のセンサのうち、第１センサ８４は、シート搬送方向において定着ユニット９より前方側で搬送経路Ｆ上の位置Ｐ１で、シートＳの有無を検出する。また、第２センサ８５は、シート搬送方向において定着ユニット９より後方側で搬送経路Ｆ上の位置Ｐ２で、シートＳの有無を検出する。さらに、第３センサ８６は、位置Ｐ２より後方側で搬送経路Ｆ上の位置Ｐ３で、シートＳの有無を検出する。すなわち、この実施形態では、位置Ｐ１、Ｐ２およびＰ３が、それぞれ本発明の「第１検出位置」、「第２検出位置」および「第３検出位置」に相当する。
【００３３】
ここで、図３（ａ）に示すように、第１検出位置Ｐ１とニップ部Ｎとの間隔をＬ１、またニップ部Ｎと第２検出位置との間隔をＬ２、さらに第２検出位置Ｐ２と第３検出位置Ｐ３との間隔をＬ３とする。なお、図３（ａ）では搬送経路Ｆを直線として示しているが、搬送経路Ｆは実際には図１に示すように湾曲しており、したがって上記した２つの位置間の間隔は、両位置を両端とする搬送経路Ｆの長さである。また、第２検出位置Ｐ２と第３検出位置Ｐ３との間隔Ｌ３は、この装置において搬送経路Ｆに沿って搬送することのできる最も短いシートＳの搬送方向における長さより短くなるように構成されているものとする。第１センサ８４と第２センサ８５との間には定着ユニット９が設けられているため、両センサ間の間隔をある程度より小さくすることは難しいが、第２センサ８５と第３センサ８６との間にはこのような構造物はないので、両センサを近接配置することによって、このような構成は容易に実現可能である。
【００３４】
この定着ユニット９のように、ローラ、ベルトまたはコロなどの回転体を当接させることによりシートＳを搬送する系においては、回転体へのシートＳの巻き付きが発生しやすい。特に定着ユニット９では、加熱ローラ９１からの熱によりシートＳがカールしたり、融解したトナーを介してシートＳが加熱ローラ９１表面に貼り付くことがあり、これらに起因する加熱ローラ９１へのシートＳの巻き付きが発生しやすい。
【００３５】
このような加熱ローラ９１へのシートＳの巻き付きは、シートＳの先端から起こるだけでなく、図３（ｂ）に示すように、シートＳの途中で起こることもある。これは、多くの画像、特に文書を主体とする画像においては周辺部に余白が設けられるため、シートＳの先端部分にはほとんどトナーが付着していないのに対し、より内側に進んだ部分ではトナーが付着しているため加熱ローラ９１に貼り付く可能性がより高くなることに起因している。このようなジャムＪが発生すると、シートＳが加熱ローラ９１に巻き取られるため、本来は同図の右方に進むべきシートＳの先端Ｈｓは逆に左方向、すなわち矢印方向Ｄ4に移動することとなる。
【００３６】
そのため、シートＳの移動に伴って順次変化する３つのセンサ出力信号は、シートＳが正常に搬送されたときと、ジャムＪが発生したときとでその変化のパターンが異なることとなる。また、その変化パターンは、シートＳの長さやジャムが発生した時にシートＳがどの位置にあったかによっても異なる。そこで、以下では、搬送方向におけるシートＳの長さＬｓ、および、ジャム発生時のシート先端Ｈｓの位置をそれぞれ下記のように場合分けし、その組み合わせ毎に、各センサからの出力信号がどのように変化するかを図４ないし図７を適宜参照しながら説明する。
【００３７】
シート長さＬｓについて：
（Ａ）Ｌｓ≧（Ｌ１＋Ｌ２）；
（Ｂ）Ｌｓ＜（Ｌ１＋Ｌ２）；
ジャム発生時のシート先端Ｈｓの位置について：
（１）シートＳが正常に搬送された場合（ジャムなし）
（２）ニップ部Ｎと位置Ｐ２との間（図３（ａ）の位置▲１▼）でジャム発生；
（３）位置Ｐ２と位置Ｐ３との間（図３（ａ）の位置▲２▼）でジャム発生；
（４）位置Ｐ３より後方（図３（ａ）の位置▲３▼）でジャム発生。
【００３８】
なお、図４ないし図７は、この実施形態におけるセンサ出力を示すタイミングチャートである。より詳しくは、図４（ａ）および図５（ａ）は、シートＳの長さＬｓが位置Ｐ１およびＰ２の間隔より長い場合におけるジャム発生時の位置関係を示す図である。また図４（ｂ）、図４（ｃ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）は、３つのセンサ出力の変化パターンを示す図である。また、図６（ａ）および図７（ａ）は、シートＳの長さＬｓが位置Ｐ１およびＰ２の間隔より短い場合におけるジャム発生時の位置関係を示す図である。また図６（ｂ）、図６（ｃ）、図７（ｂ）および図７（ｃ）は、３つのセンサ出力の変化パターンを示す図である。
【００３９】
（Ａ）Ｌｓ≧（Ｌ１＋Ｌ２）の場合
（Ａ−１）ジャムなし（タイミングチャート：図４（ｂ））
この場合、図４（ａ）に示すように、左方から搬送されてきたシートＳは、まずその先端部Ｈｓが位置Ｐ１を通過し、このとき、図４（ｂ）に示すように、第１センサ８４の出力信号がＨレベルからＬレベルに変化する。そして、シートＳが位置Ｐ１にある間、第１センサ８４の出力信号はＬレベルに保たれ、やがてシートＳの後端が位置Ｐ１を通過してしまうと、再びＨレベルに変化する。
【００４０】
一方、シートＳの先端Ｈｓが位置Ｐ２に通過すると、第２センサ８５の出力信号がＬレベルに変化する。このとき、シートＳの後端はまだ位置Ｐ１を通過しておらず、したがって、このとき第１センサ出力はまだＬレベルに保持されている。さらにシートＳが右方に進み、その先端Ｈｓが位置Ｐ３に到達すると、第３センサ８６の出力信号がＬレベルに変化する。そして、シートＳの後端が各位置Ｐ２、Ｐ３を通過した時点で、各センサ８５、８６の出力信号もＨレベルに戻る。これが、その長さＬｓが位置Ｐ１とＰ２との間隔より長いシートＳが正常に搬送されたときの各信号の変化である。
【００４１】
なお、シートＳが第１検出位置Ｐ１に到達してから第２検出位置Ｐ２に到達するまでの所要時間ｔ1については、両検出位置の間隔（Ｌ１＋Ｌ２）とシート搬送速度とに基づいて予め求めることが可能である。
【００４２】
（Ａ−２）位置▲１▼でジャム発生（タイミングチャート：図４（ｃ））
シート先端Ｈｓがニップ部Ｎと位置Ｐ２との間にある時にジャムが発生した場合である。シートＳの先頭からの巻き付きも、この場合に包含される。この場合には、図４（ｃ）に示すように、シート先端Ｈｓが位置Ｐ１を通過した時点で第１センサ８４の出力はＬレベルに変化する。しかし、その後、シートＳはその先端Ｈｓが位置Ｐ２に到達する前に加熱ローラ９１に巻き付いてしまうため、位置Ｐ２およびＰ３にシートＳが到達することはなく、したがって、第２および第３センサ８５、８６の出力はＨレベルのまま変化しない。
【００４３】
（Ａ−３）位置▲２▼でジャム発生（タイミングチャート：図５（ｂ））
図５（ａ）に示すように、シート先端Ｈｓが位置Ｐ２およびＰ３の間にある時にジャムが発生した場合である。この場合、図５（ｂ）に示すように、シート先端Ｈｓは位置Ｐ１およびＰ２を通過しているため、第１センサ８４および第２センサ８５の出力は順次ＨレベルからＬレベルに変化する。しかし、ジャムの発生により、シートＳはその先端Ｈｓが位置Ｐ３に到達する前に加熱ローラ９１に巻き取られ、その先端Ｈｓは位置Ｐ２を再び（ただし逆方向に）通過してしまうため、第３センサ８６の出力がＬレベルに変化することがないまま、第２センサ８５の出力がＨレベルに戻ってしまう。
【００４４】
（Ａ−４）位置▲３▼でジャム発生（タイミングチャート：図５（ｃ））
シート先端Ｈｓが位置Ｐ３を通過した後にジャムが発生した場合である。この場合、図５（ｃ）に示すように、シートＳの通過によって各センサの出力はいったんＨレベルからＬレベルに変化する。その後、ジャムの発生によりシート先端Ｈｓは左方に進み、位置Ｐ３およびＰ２をこの順序で通過する。したがって、このとき、第３センサ８６の出力がＨレベルに戻った後、第２センサ８５の出力がＨレベルに変化する。
【００４５】
（Ｂ）Ｌｓ＜（Ｌ１＋Ｌ２）の場合
（Ｂ−１）ジャムなし（タイミングチャート：図６（ｂ））
図６（ａ）に示すように、シート長さＬｓが第１および第２検出位置Ｐ１およびＰ２の間隔（Ｌ１＋Ｌ２）より短い場合には、位置Ｐ１を通過してさらに右方に進むシート先端Ｈｓが位置Ｐ２に到達するより前に、シートＳの後端が位置Ｐ１を通過してしまう。したがって、図６（ｂ）に示すように、第１センサ８４の出力がＬレベルに変化した後、第２センサ８５の出力がＬレベルに変化するより前に、第１センサ８４の出力はＨレベルに戻ってしまう。また、第３センサ８６の出力は、第２センサ８５の出力信号の変化から一定時間の遅れを伴って同様の変化をする。
【００４６】
（Ｂ−２）位置▲１▼でジャム発生（タイミングチャート：図６（ｃ））
この場合、シートＳが短いことに起因して第１センサ８４の出力がＬレベルに保たれる時間が短縮される以外は、（Ａ−２）の場合と同様である。すなわち、図６（ｃ）に示すように、第１センサ８４の出力は一定期間Ｌレベルとなるが、第２センサ８５および第３センサ８６の出力はＨレベルのままとなる。
【００４７】
（Ｂ−３）位置▲２▼でジャム発生（タイミングチャート：図７（ｂ））
この場合には、シートＳの後端が位置Ｐ１を通過した後に、その先端Ｈｓが位置Ｐ２に到達する。そして、その後の加熱ローラ９１への巻き付きによりシート先端Ｈｓは位置Ｐ３に到達することなく逆進して再び位置Ｐ２を通過する。したがって、図７（ｂ）に示すように、第２センサ８５の出力はいったんＬレベルに変化し、その後Ｈレベルに戻るが、この間、第３センサ８６の出力信号はＨレベルに保持され、Ｌレベルに変化することはない。
【００４８】
（Ｂ−４）位置▲３▼でジャム発生（タイミングチャート：図７（ｃ））
この場合には、既に位置Ｐ３を通過したシート先端Ｈｓが逆戻りするため、図７（ｃ）に示すように、第２センサ８５の出力がＬレベルに変化した後に第３センサ８６の出力がＬレベルに変化し、また第３センサ８６の出力がＨレベルに戻った後に第２センサ８５の出力がＨレベルに戻る。
【００４９】
以上に鑑み、この実施形態では、各センサ８４〜８６からの出力信号の変化パターンについて以下に示す４つの条件を設け、これらの条件に基づきＣＰＵ１０１がジャム発生の有無を判定している。すなわち、各センサ出力がいずれの条件にも該当しないときはジャムなし、つまりシートＳが正常に搬送されたと判定する一方、１つでも該当する条件があるときは、ジャムが発生したと判定する。
条件１：第１センサ８４の出力が連続してＬレベルとなっている期間内に、第２センサ８５の出力がＨレベルからＬレベルに変化し、しかも該期間内に再びＨレベルに戻る。
条件２：第２センサ８５の出力が連続してＬレベルとなっている期間内に、第３センサ８６の出力がＨレベルからＬレベルに変化し、しかも該期間内に再びＨレベルに戻る。
条件３：第２センサ８５の出力が連続してＬレベルとなっている期間内に、第３センサ８６からの出力がＬレベルに変化しない。
条件４：第１センサ８４の出力がＬレベルに変化してから一定時間が経過しても、第２センサ８５の出力がＬレベルに変化しない。この「一定時間」は、所定の搬送速度で搬送されるシートＳが位置Ｐ１から位置Ｐ２まで移動するのに要する時間（図４に示す時間ｔ1）に対応するものであり、シート搬送速度および両位置の間隔に基づいて予め求めておくことができる。
【００５０】
このように、この実施形態では、ＣＰＵ１０１が本発明の「ジャム判定手段」として機能している。また、第１ないし第３センサから出力されるＬレベルの信号が「第１ないし第３検出信号」に相当する。さらに、上記した条件１および２が、それぞれ本発明の「第１条件」および「第２条件」に相当する。
【００５１】
上記のようにすることで、シートＳの長さによる制約なしに、また上記したいずれの位置で発生したジャムであっても、確実に検出することが可能となっている。例えば、上記した各パターンのジャムのうち、（Ａ−２）のジャムが発生したときには、各センサの出力信号は図４（ｃ）に示すような変化をし、この変化は上記した条件４に該当するため、ジャムと判定される。また例えば、（Ａ−３）のジャムが発生したときには、各センサ出力は図５（ｂ）に示すように変化し、これは上記した条件１および３に該当するため、ジャムと判定される。他のパターンのジャムであっても、各センサ出力が条件１ないし４のいずれかに該当する変化をすることで、ジャムと判定される。一方、シートＳが正常に搬送された場合、すなわち各センサ出力が図４（ｂ）または図６（ｂ）に示す変化をした場合には、上記各条件のいずれも当てはまらず、その結果、ジャムなしと判定される。
【００５２】
＜比較例＞
図８および図９は比較例におけるセンサ出力を示すタイミングチャートである。上記実施形態では、シート搬送方向において定着ユニット９の前方に１個、後方に２個設けたセンサの出力に基づきジャムの検出を行っているが、この比較例では、定着ユニット９の前後に各１個ずつ設けたセンサの出力信号に基づいてジャム検出を行っている。これは、上記した画像形成装置において、第３センサ８６を設けず、第１および第２センサの出力のみでジャム検出を行うことに相当する。したがって、上記実施形態において設けた４つの条件のうち、当然に、第３センサ８６の出力に基づく条件２および３を用いることはできない。
【００５３】
この場合にも上記実施形態と同様に、第１センサ８４および第２センサ８５の出力は、シートＳの長さおよびジャムが発生したときのシート先端Ｈｓの位置によって異なる。図８（ｂ）ないし（ｅ）は、図８（ａ）に示すように、シート長さＬｓが両センサの間隔（Ｌ１＋Ｌ２）以上である場合の両センサ出力を示すタイミングチャートである。これらはそれぞれ、シートＳが正常に搬送された場合、および、シート先端Ｈｓが位置▲１▼、▲２▼、▲３▼にあるときにジャムが発生した場合に対応しているが、これらは上記した（Ａ−１）から（Ａ−４）までのパターンから第３センサ８６の出力を省いたものに他ならない。また、図９（ｂ）ないし（ｄ）は、図９（ａ）に示すように、シート長さＬｓが両センサの間隔（Ｌ１＋Ｌ２）未満である場合の両センサ出力を示すタイミングチャートである。これらもそれぞれ、上記した（Ｂ−１）から（Ｂ−３）までのパターンから第３センサ８６の出力を省いたものに相当する。
【００５４】
これらからわかるように、２つのセンサ出力のみでは、ジャムを的確に検出することができない。例えば、図８（ｄ）のパターンについては条件１によりジャムと判定することができるが、図８（ｅ）のパターンについてみると、図８（ｂ）のパターンとの区別ができない。その結果、シート先端Ｈｓが位置▲３▼にあるときにジャムが発生したにもかかわらず、ジャムなしと判定されてしまうこととなる。同様に、図９（ｂ）のパターンと図９（ｄ）のパターンとを区別することができない。
【００５５】
図１０はこの実施形態および比較例の画像形成装置におけるジャム判定の結果を比較した図である。このうち、条件１ないし４の各列の「○」印は各センサの出力パターンが当該条件に該当することを示しており、「−」印はそのパターンが当該条件には該当しないことを示している。また、「判定結果」の欄には、各条件によるジャム判定を行うことで、ジャムなし、またはジャム発生を正しく判定することができる場合には「○」を、誤った判定をしてしまう場合には「×」を付している。このように、比較例の装置においては正しく検出することのできないパターンのジャムが存在するのに対して、この実施形態の装置では、いずれのパターンのジャムであっても、正常な場合とは区別して、正しく検出することが可能となっている。
【００５６】
すなわち、この実施形態では、条件１によって、（Ａ−３）のジャム、つまりシート長さＬｓが位置Ｐ１およびＰ２の間隔より長く、かつ、シート先端Ｈｓが位置Ｐ２およびＰ３の間にあるときに発生したジャムを検出することができる。また、条件２によって、（Ａ−４）および（Ｂ−４）のジャム、つまりシート先端Ｈｓが位置Ｐ２およびＰ３の間にあるときに発生したジャムを検出することが可能である。また、条件３によって、（Ａ−３）および（Ｂ−３）のジャム、つまりシート先端Ｈｓが位置Ｐ２およびＰ３の間にあるときに発生したジャムを検出することが可能である。さらに、条件４によって、（Ａ−２）および（Ｂ−２）のジャム、つまりシート先端Ｈｓが位置Ｐ１より前方にあるときに発生したジャムを検出することが可能である。
【００５７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では説明を省略しているが、動作の安定を図り誤判定を防止するため、各センサ出力についてノイズまたはチャタリングに対する対策を設けるようにしてもよい。このような対策は、例えば、各センサとＣＰＵ１０１との間の信号線にシュミットトリガ特性を有するバッファを介挿することにより実現が可能である。
【００５８】
また、例えば、上記した実施形態では、シートＳおよびその表面のトナーに熱と圧力とを加えながらシートＳを搬送する定着ユニットに本発明を適用しているが、本発明を適用することのできるのは定着ユニット９に限定されるものではない。例えば、ゲートローラ８１や、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳに画像を転写しつつ定着ユニット９に向けて送り出す中間転写ベルト７１も、シートＳを所定方向に搬送する本発明の「搬送手段」としての機能を備えている。これらにおいてもシートＳの巻き付きによるジャム発生のおそれがあるので、これらに本発明を適用すれば、各部でのジャムの発生を検出することが可能となる。この場合において、１つのセンサの出力信号を複数の「搬送手段」でのジャム検出に用いることが可能である。
【００５９】
また、上記した実施形態は、４色のトナーによるフルカラー画像を形成可能な画像形成装置であるが、本発明はこのような装置に限らず、例えばブラック色トナーに対応した現像器のみを備え、モノクロ画像を形成する画像形成装置に対しても適用が可能である。また、上記実施形態は、ホストコンピュータからの画像信号に対応した画像を形成するプリンタとしての画像形成装置であるが、これ以外にも、複写機、ファクシミリ装置など他の画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【図２】 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】 この画像形成装置の定着ユニットを示す図である。
【図４】 センサ出力を示す第１のタイミングチャートである。
【図５】 センサ出力を示す第２のタイミングチャートである。
【図６】 センサ出力を示す第３のタイミングチャートである。
【図７】 従来技術におけるジャム検出の一例を示す原理図である。
【図８】 比較例におけるセンサ出力を示す第１のタイミングチャートである。
【図９】 比較例におけるセンサ出力を示す第２のタイミングチャートである。
【図１０】 この実施形態および比較例におけるジャム判定の結果を比較した図である。
【図１１】 従来技術におけるジャム検出の一例を示す原理図である。
【符号の説明】
２…感光体、 ４…現像ユニット、 ９…定着ユニット（搬送手段、定着器）、 ７１…中間転写ベルト、 ８１…ゲートローラ、 ８４〜８６…第１〜第３センサ（第１〜第３検出手段）、 ９１…加熱ローラ、 ９２…加圧ローラ、 １０１…ＣＰＵ（ジャム判定手段）、 Ｆ…搬送経路、 Ｐ１〜Ｐ３…第１〜第３検出位置、 Ｓ…シート（記録媒体）

Claims (2)

1. 所定の搬送経路に沿って搬送されるシート状の記録媒体を加熱・加圧して、前記記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させる定着器を備える画像形成装置において、
   記録媒体の搬送方向において前記定着器より前方の第１検出位置を記録媒体が通過する際に、第１検出信号を出力する第１検出手段と、
   記録媒体の搬送方向において前記定着器より後方の第２検出位置を記録媒体が通過する際に、第２検出信号を出力する第２検出手段と、
   記録媒体の搬送方向において前記第２検出位置より後方で、前記搬送経路に沿った第２検出位置との距離が前記搬送方向における前記記録媒体の長さより短い第３検出位置を記録媒体が通過する際に、第３検出信号を出力する第３検出手段と、
   下記の第１ないし第４条件のうち少なくとも１つが成立したときに、前記定着器への前記記録媒体のジャムが発生したと判定するジャム判定手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
   第１条件：前記第１検出信号の出力開始時点から連続して前記第１検出信号が出力されている期間内に前記第２検出信号の出力が開始され、しかも、該期間内に当該第２検出信号の出力が終了する。
   第２条件：前記第２検出信号の出力開始時点から連続して前記第２検出信号が出力されている期間内に前記第３検出信号の出力が開始され、しかも、該期間内に当該第３検出信号の出力が終了する。
   第３条件：前記第２検出信号の出力開始時点から連続して前記第２検出信号が出力されている期間内に、前記第３検出信号の出力が開始されない。
   第４条件：前記第１検出信号の出力開始時点から、前記第１および前記第２検出位置の間隔に対応して予め設定された所定時間が経過しても、前記第２検出信号の出力が開始されない。
2. 所定の搬送経路に沿って搬送されるシート状の記録媒体を加熱・加圧して、前記記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させる定着器を備える画像形成装置におけるジャム検出方法であって、
   前記記録媒体の搬送方向において前記定着器より後方の第１検出位置、前記記録媒体の搬送方向において前記定着器より後方の第２検出位置、および前記記録媒体の搬送方向において前記第２検出位置より後方かつ前記搬送経路に沿った第２検出位置との距離が前記搬送方向における前記記録媒体の長さより短い第３検出位置のそれぞれにおいて前記記録媒体の有無を検出し、
   下記の第１ないし第４条件のうち少なくとも１つが成立したときに、前記記録媒体のジャムが発生したと判定することを特徴とするジャム検出方法。
   第１条件：前記第１検出位置で前記記録媒体有りを連続して検出している期間内に、前記第２検出位置での検出結果が、前記記録媒体無しから有りに変化した後に再び前記記録媒体無しに変化する。
   第２条件：前記第２検出位置で前記記録媒体有りを連続して検出している期間内に、前記第３検出位置での検出結果が、前記記録媒体無しから有りに変化した後に再び前記記録媒体無しに変化する。
   第３条件：前記第２検出位置で前記記録媒体有りを連続して検出している期間内に、前記第３検出位置での検出結果が前記記録媒体無しから有りに変化しない。
   第４条件：前記第１検出位置で前記記録媒体無しから有りに変化してから所定時間が経過しても、前記第２検出位置での検出結果が前記記録媒体無しから有りに変化しない。

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