JP4774836B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、特に、電子写真方式の複写機やプリンタなどトナー画像を転写材上に転写、定着させる画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体の表面を均一に帯電し、画像露光の後、トナーによる現像を施し、トナー画像を紙などの転写材へ転写し、該トナー画像を定着するといった工程を経ている。

ところで、以上の画像形成プロセスにおいて、未定着トナー画像を定着する定着装置は、加熱回転体と加圧回転体とのニップに転写材を通過させるようにしている。転写材はトナー担持面が加熱回転体と溶融したトナーを介して密着するため、加熱回転体の表面に分離爪を接触させ、ニップを抜け出す転写材の先端を該分離爪にて加熱回転体の表面から分離している。しかし、転写材が分離爪で分離されずに定着用回転体のニップでジャムと称する紙詰まりが発生する場合があった。

そこで、特許文献１には、ジャムが発生すると分離爪が浮き上がることを利用してジャムを検出することが開示されている。この検出手段は、蛇腹状になったジャムの検出に効果的であるが、転写材が先端から加熱回転体に巻き付いた場合には検出することが困難である。

また、特許文献２には、転写材が所定のタイミングを超えても排紙部に排出されずにジャムの発生と判断したときに、定着装置の前ガイド部に設置したセンサを用いて、前ガイド部に転写材が残っていれば加熱回転体への巻付きジャムと判断することが開示されている。しかし、転写材のサイズが小さい場合には転写材の後端が前ガイド部を通過してしまうので、巻付きジャムを検出できないという問題点を有している。また、転写材が重送されて１枚が正常に排出され、他の１枚が加熱回転体に巻き付いたとき、この巻付きジャムを検出することはできない。
特開平１０−７４０１５号公報 特開２００４−１９８８９６号公報

そこで、本発明の目的は、小サイズの転写材や重送されたうちの１枚の転写材が加熱回転体に巻き付いた場合などであっても、それらのジャムを確実に検出できるようにした画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー画像を転写材上に転写した後、該トナー画像を定着する画像形成装置において、未定着トナー像を保持した転写材を、互いに圧接する加熱回転体と加圧回転体とのニップを通過させる定着用回転体と、前記加熱回転体の温度を検出するための温度検出手段と、該温度検出手段にて検出された温度の変化を連続して搬送される転写材ごとに記憶する記憶手段と、転写材が前記ニップを通過する際に前記温度検出手段にて検出された温度変化が、前記記憶手段にて記憶されている、前回のプリント時に対応する枚数目の転写材の変化値よりも所定量大きいときは、前記加熱回転体に転写材が巻き付いていると判断する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

定着装置において、加熱回転体と加圧回転体とのニップを転写材が通過する際に、加熱回転体の温度が若干下降する。そして、転写材が加熱回転体に巻き付くと該加熱回転体の温度は比較的大きく降下する。本発明に係る画像形成装置においては、加熱回転体の温度降下状態を検出することにより、即ち、正常な状態で転写材がニップを通過する際の加熱回転体の温度変化を連続して搬送される転写材ごとに記憶しておき、現実の定着時の加熱回転体の温度変化と比較することにより、加熱回転体に転写材が巻き付いていることを検出する。従って、サイズの小さな転写材であっても、あるいは、重送されたうちの１枚の転写材が加熱回転体に巻き付いた場合などであっても、それらのジャムを確実に検出することができる。また、転写材が加熱回転体に巻き付くと発煙などを生じるおそれもあるが、本発明はこのような不具合を未然に防止することができる。

本発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、加熱回転体に転写材が巻き付いていると判断したとき、巻付きの発生を示す表示又は報知を行うことが好ましい。例えば、表示は画像形成装置の操作パネルのディスプレイやコンピュータのディスプレイに行い、報知は音声などで行うことができる。

さらに、前記記憶手段は、転写材の種類に応じて温度検出手段にて検出された温度の変化を記憶することが好ましい。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
図１に示す画像形成装置１０は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色の画像を合成するように構成したものである。

その概略を説明すると、感光体ドラム２１、レーザ走査光学装置２２、現像装置２３などを含むイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像を形成するプリントヘッド２０（２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ）が中間転写ベルト１１の直下に並置されている。各プリントヘッド２０において感光体ドラム２１上にトナー画像を形成するプロセスは周知であり、その説明は省略する。

中間転写ベルト１１は支持ローラ１２及び駆動ローラ１３によって矢印Ａ方向に回転駆動され、駆動ローラ１３と中間転写ベルト１１を介して対向する部分（２次転写部１４）には転写ローラ１５が配置されている。

画像形成装置１０の下段には、積載されている転写材を１枚ずつ給紙する自動給紙部３０、及び、転写材を１枚ずつ給紙する手差し給紙部３１が設置されている。また、２次転写部１４の直上には加熱ローラ４１と加圧ローラ４５とからなる定着装置４０が設置されている。

各感光体ドラム２１上に形成されたトナー画像は矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト１１上に順次１次転写され、４色の画像が合成される。一方、転写材は１枚ずつ給紙部３０又は手差し給紙部３１から上方に給紙され、２次転写部１４で中間転写ベルト１１と転写ローラ１５とに挟着されて合成画像が２次転写される。その後、転写材は定着装置４０に搬送されてトナーの加熱定着が施され、排出ローラ３８からトレイ３９上に排出される。

（定着装置、図２参照）
２次転写部１４において、転写材は駆動ローラ１３からの回転駆動力により転写ベルト１１と従動回転する転写ローラ１５とに挟着されて上方に搬送され、図２に示すように、転写材Ｔは矢印Ｂ方向から定着装置４０に突入する。定着装置４０は、加熱ローラ４１と加圧ローラ４５とから構成され、加熱ローラ４１にはヒータ４２が内蔵され、その表面温度を検出するためのサーミスタ４３が設置されている。また、加熱ローラ４１の表面には、転写材Ｔがローラ４１，４５間の定着ニップを抜ける位置に分離爪４４が設置されている。加熱ローラ４１は図示しない駆動源にて矢印Ｃ方向に回転駆動され、加圧ローラ４５は従動回転する。

（制御部、図３参照）
図３に画像形成装置の制御部の要部（本発明と関連する部分のみ）を示す。制御部はＣＰＵ５０を中心に構成され、ＣＰＵ５０は画像形成などのプログラムを格納したＲＯＭ５１、制御用のパラメータなどを一時的に格納するＲＡＭ５２及び不揮発性メモリ５３を備えている。また、ＣＰＵ５０はサーミスタ４３の検出信号を受け取って、加熱ローラ４１の表面温度を検出する。

ＣＰＵ５０はサーミスタ４３からの温度検出信号に基づいてヒータ４２を制御して加熱ローラ４１の温度を調整する。さらに、この温度検出信号に基づいて以下に詳述する転写材のジャムを検出する制御を行う。

（加熱ローラの温度変化、図４〜図６参照）
ここで、トナーの定着時における加熱ローラ４１の温度変化について説明する。図４は、加熱ローラ４１の表面温度を検出するサーミスタ４３の検出出力の一例を示し、転写材Ｔが１枚目から順次連続的に搬送されてくる場合、その温度は次第に降下し、ある搬送枚数以降（このマシンでは５枚目以降）はほぼ一定の温度で安定する。図５は定着枚数ごとの降下温度を示し、５枚目以降は降下温度が大きく変化することはない。

前記ＣＰＵ５０は１枚ごとのこのような温度降下の度合を記憶しておき、次に定着動作が実行されるときに検出された温度降下の度合が一定量以上であるとき、加熱ローラ４１に転写材Ｔが巻き付いたと判断する。

即ち、１枚目から順次Ｎ枚目のプリントが行われて転写材Ｔが定着装置４０を通過していくと、それぞれの枚数ごとに温度降下量ΔＴｎを記憶していき、次回のプリント時に対応する枚数目の転写材Ｔがローラ４１，４５間の定着ニップを通過する際の温度降下量と比較し、温度降下量が所定量（ΔＴｎ×α）以上となったとき、転写材Ｔが加熱ローラ４１に巻き付くジャムが発生したと判断する。

このように、加熱ローラ４１の温度降下状態を検出することにより、即ち、正常な状態で転写材Ｔが定着ニップを通過する際の加熱ローラ４１の温度変化を記憶しておき、次回の定着時の加熱ローラ４１の温度変化とを比較することにより、加熱ローラ４１に転写材Ｔが巻き付いたか否かを判断する。従って、サイズの小さな転写材Ｔであっても、あるいは、重送されたうちの１枚の転写材Ｔが加熱ローラ４１に巻き付いた場合などであっても、それらのジャムを確実に検出することができる。また、サーミスタ４３は加熱ローラ４１の温度制御のために既設されているものであり、本発明の実施のために特別な部品を設ける必要はない。

ジャムが発生した場合には、図示しない操作パネル上の表示部に表示したり、音声などでユーザに警報する。画像がコンピュータから転送されているのであれば、該コンピュータのディスプレイにメッセージを表示あるいは音声で警報してもよい。

図４及び図５に示した表面温度の降下具合は、それぞれのマシンでサーミスタ４３や検出回路のばらつきなどで差が生じるため、各マシンごとに検出結果を記憶しておき、実際の定着動作での検出結果と比較することが好ましい。また、前記αの値は１．３０程度が適切であるが、機種ごとにあるいはマシンごとに設定することが好ましく、適時変更してもよい。

また、プリント動作が進行していき、ジャムの発生がなければ、即ち、温度降下量がΔＴｎ×αより小さければ、その温度降下量を記憶していき、次回のプリント処理での比較対照値として使用する。温度降下量は、マシンの使用環境、機内温度などによって微量であるが変化する可能性があるため、比較基準となる温度降下量は順次最新の値に更新していくことが好ましい。

マシンの電源をオフしたときは、最後に記憶した温度降下量のデータを不揮発性メモリ５３（図３参照）に格納しておき、次回電源オン時にこれを読み出して比較基準値として使用すればよい。なお、ジャムが発生した場合、即ち、巻付きが発生した場合は、温度降下量を記憶しない。

サーミスタ４３による温度検出は、転写材Ｔが定着ニップに突入してから抜け出るまでできるだけ長い時間での温度降下量を算出することが望ましい。ところで、図６に示すように、転写材Ｔが定着ニップに突入したときから抜け出るときまでの搬送タイミングと、サーミスタ４３による加熱ローラ４１の温度検出タイミングとに若干のタイムラグを生じている。従って、転写材の搬送位置から温度降下量のサンプリングのタイミングをとるのは必ずしも正確ではない。

そのため、温度降下が一定時間（ΔＬ１）継続したときをサンプリングの開始点とし、その後温度上昇が一定時間（ΔＬ２）継続したときに、その時点から一定時間（α）遡った時点をサンプリングの終了点とし、温度降下量を算出すればよい。なお、通紙される転写材サイズは予め分かっているので、サンプリングの終了点としては、サンプリングの開始点から、転写材サイズの長さを考慮（転写材がニップに突入したタイミングからサンプリングの開始点がずれているので、その分を考慮して）して、転写材のサイズに応じて決定される所定時間（β）経過後としてもよい。

このように、加熱ローラ４１の温度変化は１枚の転写材ごとに記憶されていく。さらに、転写材の種類に応じて温度変化を記憶することが好ましい。転写材の種類とは、例えば、普通紙、厚紙、ＯＨＰ用紙などである。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

例えば、本発明は前記実施例に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、モノクロプリンタやカラー／モノクロ複写機、ファクシミリなど種々の画像形成装置に適用することができる。

特に、定着装置としては、前記実施例に示したローラタイプ以外に、ベルトタイプであってもよく、定着ニップをどのように構成するかは任意である。また、温度検出手段として、前記サーミスタ４３以外に、他のセンサ類を使用することも可能である。

本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。 前記画像形成装置に搭載されている定着装置の概略構成図である。 前記画像形成装置の制御部の要部を示すブロック図である。 前記定着装置での加熱ローラの温度変化を示すグラフである。 前記加熱ローラの降下温度を示すグラフである。 転写材が定着ニップを通過するタイミングと前記加熱ローラの温度検出タイミングとの説明図である。

符号の説明

１０…画像形成装置
１１…中間転写ベルト
４０…定着装置
４１…加熱ローラ
４２…ヒータ
４３…サーミスタ
４５…加圧ローラ
５０…ＣＰＵ
Ｔ…転写材

Claims (4)

1. 像担持体上に形成されたトナー画像を転写材上に転写した後、該トナー画像を定着する画像形成装置において、
   未定着トナー像を保持した転写材を、互いに圧接する加熱回転体と加圧回転体とのニップを通過させる定着用回転体と、
   前記加熱回転体の温度を検出するための温度検出手段と、
   前記温度検出手段にて検出された温度の変化を連続して搬送される転写材ごとに記憶する記憶手段と、
   転写材が前記ニップを通過する際に前記温度検出手段にて検出された温度変化が、前記記憶手段にて記憶されている、前回のプリント時に対応する枚数目の転写材の変化値よりも所定量大きいときは、前記加熱回転体に転写材が巻き付いていると判断する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記加熱回転体に転写材が巻き付いていると判断したとき、巻付きの発生を示す表示又は報知を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記憶手段は、転写材の種類に応じて前記温度検出手段にて検出された温度の変化を記憶することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記記憶手段は、不揮発性メモリからなり、次回の電源オン時に前回のプリント時の変化値を読み出すことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。

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