JP6578832B2

JP6578832B2 - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP6578832B2
Application number: JP2015176894A
Authority: JP
Inventors: 剛春原; 敬仁千葉; 英彦山口; 秀樹守屋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2019-09-25
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: JP2017053961A

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

特許文献１には、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーにより現像する現像器と、転写紙に担持された前記トナーを前記転写紙に定着する定着手段と、前記定着手段への前記転写紙の巻付きを、前記定着手段に当接して表面抵抗値を与えるための巻付き検知装置とを備えた画像形成装置が開示されている。

特開２００９−０６９７２１号公報

本発明は、記録媒体の通過を検知するセンサ等のセンサを用いなくとも、定着装置への記録媒体の巻き付きを検知することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の定着装置は、記録媒体に形成された画像を定着させる定着手段と、前記定着手段を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段のトルクを検出する検出手段と、前記検出手段により前記記録媒体が前記定着手段に突入する際の前記トルクのピーク値が検出された後の前記トルクから前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたことを検知する検知手段と、を備え、前記検知手段が、前記トルクのピーク値が検出された後に、前記検出手段により検出された予め定められた期間の前記トルクの積分量が許容範囲外である場合で、かつ前記期間の前記トルクのピーク値が、前記記録媒体が前記定着手段に突入する際の前記トルクのピーク値より大きい場合に、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたと検知するものである。

また、請求項２に記載の定着装置は、記録媒体に形成された画像を定着させる定着手段と、前記定着手段を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段のトルクを検出する検出手段と、前記検出手段により前記記録媒体が前記定着手段に突入する際の前記トルクのピーク値が検出された後の前記トルクから前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたことを検知する検知手段と、を備え、前記検知手段が、前記負荷のピーク値が検出された後に、該ピーク値が検出されたタイミングから前記定着手段の駆動周期を経過したタイミング毎における該タイミングの前後の第１期間内に前記検出手段により負荷のピーク値が検出された場合に、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたと検知するものである。

また、請求項３に記載の定着装置は、記録媒体に形成された画像を定着させる定着手段と、前記定着手段を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段のトルクを検出する検出手段と、前記検出手段により前記記録媒体が前記定着手段に突入する際の前記トルクのピーク値が検出された後の前記トルクから前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたことを検知する検知手段と、を備え、前記検知手段が、前記負荷のピーク値が検出された後で、かつ前記定着手段の駆動周期毎に、該ピーク値が検出されたタイミングから前記定着手段の駆動周期を経過したタイミングの前後の第１期間以外の第２期間における前の前記第２期間からの前記負荷の増加量が閾値以上である場合に、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたと検知するものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記検知手段が、前記負荷のピーク値が検出された後に、前記検出手段により検出された予め定められた期間の前記負荷の積分量が許容範囲外である場合に、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたと検知するものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１又は請求項４に記載の発明において、前記検知手段が、前記期間における前記検出手段により検出された負荷と、前記記録媒体が前記定着手段により搬送されてない状態での前記負荷との差の積算値を前記積分量として、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたことを検知するものである。

一方、上記目的を達成するために、請求項６に記載の画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体に形成された画像を定着させる請求項１から請求項５の何れか１項記載の定着装置と、を備えている。

請求項１及び請求項６に記載の発明によれば、記録媒体が定着手段に突入する際の駆動手段の負荷のピーク値を考慮しない場合に比較して、定着装置への記録媒体の巻き付きを精度良く検知することができる。

請求項２に記載の発明によれば、定着手段の駆動周期の上記第１期間の上記負荷に応じて、定着装置への記録媒体の巻き付きを検知することができる。

請求項３に記載の発明によれば、定着手段の駆動周期の上記第２期間の上記負荷に応じて、定着装置への記録媒体の巻き付きを検知することができる。
請求項４に記載の発明によれば、定着手段の駆動周期に関係なく、定着装置への記録媒体の巻き付きを検知することができる。
請求項５に記載の発明によれば、記録媒体が定着手段により搬送されてない状態での負荷を考慮せずに検出手段により検出された負荷を積算する場合と比較して、該負荷がオフセットされた場合等でも、定着装置への記録媒体の巻き付きを精度良く検知することができる。

各実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。各実施の形態に係る加圧ロールが離間位置に位置している状態での定着装置の構成を示す概略断面図である。各実施の形態に係る加圧ロールが加圧位置に位置している状態での定着装置の構成を示す概略断面図である。各実施の形態に係る画像形成装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。各実施の形態に係る用紙検知センサの出力から用紙が定着装置に巻き付いたことが検知されない状態の一例の説明に供する概略側面図である。各実施の形態に係る用紙検知センサの出力から用紙が定着装置に巻き付いたことが検知されない状態の一例の説明に供する概略側面図である。各実施の形態に係る正常時のトルク検出部による検出結果の時系列データの一例を示すグラフである。各実施の形態に係る用紙が定着装置に突入するタイミングの説明に供する概略構成図である。各実施の形態に係る用紙が定着装置から排出されるタイミングの説明に供する概略構成図である。第１の実施の形態に係る用紙の定着装置に対する巻き付きの検知処理の説明に供するグラフである。第１の実施の形態に係る巻付検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。変形例に係る用紙の定着装置に対する巻き付きの検知処理の説明に供するグラフである。第２の実施の形態に係る用紙の定着装置に対する巻き付きの検知処理の説明に供するグラフである。第２の実施の形態に係る巻付検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成を説明する。なお、以下では、黄色をＹ、マゼンタ色をＭ、シアン色をＣ、黒色をＫで表すと共に、各構成部品及びトナー画像（画像）を色毎に区別する必要がある場合には、符号の末尾に各色に対応する色の符号（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を付して説明する。また、以下では、各構成部品及びトナー画像を色毎に区別せずに総称する場合には、符号の末尾の色の符号を省略して説明する。

（全体構成）
図１に示すように、画像形成装置１０の装置本体１０Ａの内部には、入力される画像データをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の階調データに変換する画像処理を行う画像処理部１２が設けられている。

また、装置本体１０Ａの中央側には、各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット１６が、水平方向に対して傾斜する方向に間隔をおいて配置されている。また、各色の画像形成ユニット１６の鉛直方向の上方には、各色の画像形成ユニット１６で形成されたトナー画像が多重に転写される一次転写ユニット１８が設けられている。

さらに、一次転写ユニット１８の側方（図１の左側）には、後述する供給搬送ユニット３０によって搬送経路６０に沿って搬送された記録媒体の一例としての用紙Ｐに、一次転写ユニット１８に多重に転写されたトナー画像を転写する二次転写ロール２２が設けられている。

二次転写ロール２２に対して用紙Ｐの搬送方向（以下、「用紙搬送方向」という。）の下流側には、定着手段の一例としての定着装置２４が設けられている。また、定着装置２４は、用紙Ｐに転写されたトナー画像を熱及び圧力によって用紙Ｐに定着させる。

また、定着装置２４に対して用紙搬送方向の下流側には、トナー画像が定着された用紙Ｐを画像形成装置１０の装置本体１０Ａの上部に設けられた排出部２６に排出する排出ロール２８が設けられている。

一方、画像形成ユニット１６の鉛直方向の下方及び側方には、用紙Ｐを供給し搬送する供給搬送ユニット３０が設けられている。また、一次転写ユニット１８の鉛直方向の上方には、装置本体１０Ａの正面から装置本体１０Ａに対して着脱可能とされ、現像器３８に補給されるトナーが充填されるトナーカートリッジ１４が色別に４個（１４Ｋ〜１４Ｙ）装置幅方向に並んで配置されている。各色のトナーカートリッジ１４は、装置奥行方向に延びる円柱状とされ、各色の現像器３８と図示しない補給管を介して接続されている。

（画像形成ユニット）
図１に示すように、各色の画像形成ユニット１６は、すべて同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１６は、回転する円柱状の像保持体３４と、像保持体３４の表面を帯電させる帯電器３６と、を備えている。

また、画像形成ユニット１６は、帯電した像保持体３４の表面に露光光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド３２を備えている。また、画像形成ユニット１６は、ＬＥＤヘッド３２による露光光の照射によって形成された静電潜像を現像剤（本実施の形態では、負極に帯電したトナー）で現像してトナー画像として可視化する現像器３８を備えている。また、画像形成ユニット１６は、像保持体３４の表面を清掃する図示しない清掃ブレードを備えている。

現像器３８には、像保持体３４と対向して現像ロール３９が配置されており、現像器３８は、現像ロール３９を用いて像保持体３４に形成された静電潜像を現像剤で現像してトナー画像として可視化する。

そして、帯電器３６、ＬＥＤヘッド３２、現像ロール３９、及び清掃ブレードは、像保持体３４の表面と対向して、像保持体３４の回転方向の上流側から下流側へ向けてこの順番で配置されている。

（転写部（一次転写ユニット・二次転写ロール））
一次転写ユニット１８は、無端状の中間転写ベルト４２と、中間転写ベルト４２が巻き掛けられ、図示しないモータにより回転駆動して中間転写ベルト４２を矢印Ａ方向に周回させる駆動ロール４６と、を備えている。また、一次転写ユニット１８は、中間転写ベルト４２が巻き掛けられ、中間転写ベルト４２に張力を付与する張力付与ロール４８と、張力付与ロール４８の鉛直方向上方に配置されて中間転写ベルト４２と従動回転する補助ロール５０と、を備えている。また、一次転写ユニット１８は、中間転写ベルト４２を挟んで各色の像保持体３４の反対側に各々配置される一次転写ロール５２を備えている。

以上の構成により、各色の画像形成ユニット１６の像保持体３４上に順次形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像が、各色の一次転写ロール５２によって、中間転写ベルト４２上に多重に転写される。

さらに、中間転写ベルト４２の表面に接して中間転写ベルト４２の表面を清掃する清掃ブレード５６が、中間転写ベルト４２を挟んで駆動ロール４６の反対側に配置されている。

また、中間転写ベルト４２を挟んで補助ロール５０の反対側には、中間転写ベルト４２上に転写されたトナー画像を、搬送される用紙Ｐに転写する二次転写ロール２２が設けられている。そして、二次転写ロール２２は接地されており、補助ロール５０は二次転写ロール２２の対向電極を形成しており、補助ロール５０には、二次転写電圧が印加されることにより、用紙Ｐにトナー画像が転写される。

（供給搬送ユニット）
供給搬送ユニット３０は、装置本体１０Ａ内において、画像形成ユニット１６に対して鉛直方向の下方に配置され、複数の用紙Ｐが積載される給紙部材６２を備えている。

さらに、供給搬送ユニット３０は、給紙部材６２に積載された用紙Ｐを搬送経路６０へ送り出す給紙ロール６４と、給紙ロール６４によって送り出された用紙Ｐを１枚ずつ分離する分離ロール６６と、用紙Ｐの搬送タイミングを合わせる位置合わせロール６８と、を備えている。そして、各ロールが、用紙搬送方向の上流側から下流側に向けてこの順番で配置されている。

以上の構成により、給紙部材６２から供給された用紙Ｐは、回転する位置合わせロール６８によって中間転写ベルト４２と二次転写ロール２２との接触部（二次転写位置）へ定められたタイミングで送り出される。

（定着装置）
図２及び図３に示すように、本実施の形態に係る定着装置２４は、コイルユニット１００、ソフトフェライト等を含む外部磁性部材１０２、加熱ベルト１０４、及び加圧ロール１０６を備えている。なお、図２では、加圧ロール１０６が、加熱ベルト１０４と離間した離間位置に移動された状態の一例を示している。また、図３では、加圧ロール１０６が、加熱ベルト１０４と接触して、加熱ベルト１０４を加圧する加圧位置に移動された状態の一例を示している。

コイルユニット１００の内部には、図示しない定着電源からの電力の供給によって磁界を発生する複数の励磁コイル１０８が設けられている。また、加熱ベルト１０４は、電磁誘導により発熱する発熱層を含んで形成された無端状のベルトである。また、加熱ベルト１０４の内周面より内側の領域には、液晶ポリマー等を含んで形成された押圧パッド１１０、及び感温磁性合金を含んで形成された内部磁性部材１１２が設けられている。

一方、加圧ロール１０６は、アルミニウム等の金属を含んで形成された心金１１４、及び発泡シリコンゴム等のスポンジ弾性層１１６を備えている。また、加圧ロール１０６は、図示しないラッチ機構により、離間位置（図２の位置）と加圧位置（図３の位置）との間で移動可能とされている。また、加圧ロール１０６は、駆動手段の一例としてのモータ１３２（図４参照。）により駆動（回転）し、加熱ベルト１０４は、加圧ロール１０６の回転に伴い、従動して回転する。

以上の構成により、定着装置２４に搬送された用紙Ｐは、定着装置２４により加熱及び加圧されて、用紙Ｐの一方の面（画像形成面）にトナー画像が定着される。

さらに、供給搬送ユニット３０は、定着装置２４によって一方の面にトナー画像が定着された用紙Ｐを、排出ロール２８によって排出部２６にそのまま排出させずに、他方の面にトナー画像を形成するために用いる両面搬送装置７０を備えている。

両面搬送装置７０は、排出ロール２８から位置合わせロール６８に向けて用紙Ｐの表裏が反転されて用紙Ｐが搬送される両面搬送経路７２と、両面搬送経路７２に沿って用紙Ｐを搬送する搬送ロール７４及び搬送ロール７６とを備えている。

（その他）
画像形成装置１０は、搬送経路６０に沿って定着装置２４の用紙搬送方向の上流側に設けられた用紙検知センサ８０、及び下流側に設けられた用紙検知センサ８２を備えている。本実施の形態に係る用紙検知センサ８０、８２は、一例として、一組の発光素子及び受光素子を備えた反射型のセンサである。用紙検知センサ８０、８２は、発光素子から設置位置に対応する搬送経路６０上の検知位置に対して光を照射する。また、用紙検知センサ８０、８２は、受光素子で受光した光量に応じた信号レベルの信号（以下、「検知信号」という。）を出力する。用紙Ｐが上記検知位置を搬送されている期間は、発光素子から照射された光が用紙Ｐにより反射される。従って、用紙検知センサ８０、８２は、用紙Ｐが上記検知位置を搬送されている期間と搬送されていない期間で異なる信号レベルの検知信号を出力する。

このように、本実施の形態では、用紙検知センサ８０、８２として、反射型のセンサを適用しているが、これに限定されず、例えば、透過型のセンサ等、他のセンサを適用してもよい。

（画像形成工程）
まず、画像処理部１２から各色のＬＥＤヘッド３２に各色の階調データが順次出力される。そして、ＬＥＤヘッド３２から階調データに応じて出射された露光光は、帯電器３６によって帯電した像保持体３４の表面に照射される。これにより、像保持体３４の表面には静電潜像が形成される。像保持体３４上に形成された静電潜像は、各色の現像器３８によって現像され、各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像として可視化される。

さらに、一次転写ユニット１８の一次転写ロール５２によって、像保持体３４上に形成された各色のトナー画像が、周回する中間転写ベルト４２上に多重に転写される。

中間転写ベルト４２上に多重に転写された各色のトナー画像は、給紙部材６２から給紙ロール６４、分離ロール６６、位置合わせロール６８によって搬送経路６０に沿って搬送されてきた用紙Ｐに二次転写ロール２２によって二次転写位置で二次転写される。

さらに、トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２４へと搬送される。そして、トナー画像が定着装置２４によって用紙Ｐに定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、排出ロール２８によって排出部２６に排出される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成させる場合は、定着装置２４によって一方の面（表面）にトナー画像が定着された用紙Ｐは、排出ロール２８によって排出部２６にそのまま排出されない。排出ロール２８が逆回転されることで、用紙Ｐの用紙搬送方向が切り替えられる。そして、この用紙Ｐは、搬送ロール７４、７６により両面搬送経路７２に沿って搬送される。

両面搬送経路７２に沿って搬送された用紙Ｐは、表裏が反転されて再度位置合わせロール６８へと搬送される。そして、用紙Ｐの他方の面（裏面）にトナー画像が転写及び定着された後、用紙Ｐは、排出ロール２８によって排出部２６に排出される。

次に、図４を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１０の電気系の要部構成について説明する。

図４に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、画像形成装置１０の全体的な動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）１２０、及び各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）１２２を備えている。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ１２０による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）１２４、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部１２６を備えている。

また、画像形成装置１０は、外部装置と通信データの送受信を行う通信回線Ｉ／Ｆ（Interface）部１２８を備えている。また、画像形成装置１０は、画像形成装置１０に対するユーザからの指示を受け付ける一方、ユーザに対して画像形成装置１０の動作状況等に関する各種情報を表示する操作表示部１３０を備えている。なお、操作表示部１３０は、例えば、プログラムの実行により操作指示の受け付けを実現する表示ボタンや各種情報が表示される表示面にタッチパネルが設けられたディスプレイ、及びテンキーやスタートボタン等のハードウェアキーを含む。

また、画像形成装置１０は、加圧ロール１０６を回転駆動するモータ１３２の負荷（トルク）を検出する検出手段の一例としてのトルク検出部１３４を備えている。本実施の形態に係るトルク検出部１３４は、モータ１３２に接続されており、モータ１３２のトルクを、モータ１３２に流れる電流値として検出する。

なお、本実施の形態に係るトルク検出部１３４の構成は、モータ１３２のトルクを検出可能であれば特に限定されない。例えば、トルク検出部１３４として、シャント抵抗間の電圧を測定して電流を検出する構成のものを適用してもよい。また、例えば、トルク検出部１３４として、モータ１３２に電流が流れる経路上に抵抗を設け、該抵抗間の電圧を測定して電流を検知する構成のものを適用してもよい。また、例えば、トルク検出部１３４として、モータ１３２に電流が流れる経路上にホール素子による電流センサを設けて電流を検知する構成のものを適用してもよい。また、トルク検出部１３４は、検出した電流を電圧に変換して出力する構成でもよい。さらに、例えば、トルク検出部１３４として、モータ１３２のトルクを検出するトルク検出器を適用してもよい。

また、画像形成装置１０は、前述した画像形成ユニット１６や一次転写ユニット１８等の用紙Ｐに対する画像形成に関する各種処理を行う構成部位を含む画像形成部１３６を備えている。そして、ＣＰＵ１２０、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４、記憶部１２６、通信回線Ｉ／Ｆ部１２８、操作表示部１３０、モータ１３２、トルク検出部１３４、画像形成部１３６、及び用紙検知センサ８０、８２の各部がアドレスバス、データバス、及び制御バス等のバス１３８を介して互いに接続されている。

以上の構成により、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、ＣＰＵ１２０により、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４、及び記憶部１２６に対するアクセス、並びに通信回線Ｉ／Ｆ部１２８を介した外部装置との間での通信データの送受信を各々行う。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ１２０により、操作表示部１３０を介した各種指示情報の取得、及び操作表示部１３０に対する各種情報の表示を各々行う。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ１２０により、モータ１３２の制御、トルク検出部１３４から出力された電流値の取得、及び画像形成部１３６の制御を各々行う。

さらに、画像形成装置１０は、ＣＰＵ１２０により、用紙検知センサ８０、８２の各々から出力された検知信号を各々取得する。従って、画像形成装置１０は、ＣＰＵ１２０により、取得した該検知信号の信号レベルによって、用紙Ｐが用紙検知センサ８０、８２の各々による検知位置を通過しているか否かを検知する。

ところで、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、用紙Ｐが定着装置２４の加熱ベルト１０４又は加圧ロール１０６に巻き付いたことを検知する巻付検知機能が搭載されている。

従来、例えば、用紙Ｐが用紙検知センサ８２による検知位置を通過している期間が、用紙Ｐが正常に定着装置２４を通過する期間として予め定められた期間を超えた場合に、用紙Ｐが加熱ベルト１０４又は加圧ロール１０６に巻き付いたと検知することが行われている。

しかしながら、このような用紙検知センサ等のセンサの出力を用いた手法では、例えば、図５に示すように、複数枚の用紙Ｐ１、Ｐ２が重なって搬送されて定着装置２４に突入し、少なくとも１枚の用紙Ｐ１が加熱ベルト１０４に巻き付き、残りの用紙Ｐ２が正常に定着装置２４を通過して用紙検知センサ８２による検知位置を通過した場合、用紙Ｐが加熱ベルト１０４に巻き付いたことを検知できない場合がある。

また、例えば、図６（１）に示すように１枚の用紙Ｐの用紙搬送方向Ｂの先端が用紙検知センサ８２による検知位置を通過した後に、図６（２）に示すように用紙Ｐが途中から加熱ベルト１０４に巻き付いて、用紙Ｐの先端が該検知位置より用紙搬送方向Ｂの反対方向Ｃに戻った場合、用紙Ｐが加熱ベルト１０４に巻き付いたことを検知できない場合がある。なお、図５及び図６では、用紙Ｐが加熱ベルト１０４に巻き付いた場合を例に説明したが、用紙Ｐが加圧ロール１０６に巻き付いた場合も同様である。なお、以下では、用紙Ｐの用紙搬送方向の先端及び後端を、単に用紙Ｐの先端及び後端ともいう。

そこで、本実施の形態に係る巻付検知機能では、トルク検出部１３４により検出されたモータ１３２の負荷から用紙Ｐが加熱ベルト１０４又は加圧ロール１０６に巻き付いたことを検知する。

図７〜図１０を参照して、本実施の形態に係る巻付検知機能について詳細に説明する。なお、図７は、用紙Ｐの定着装置２４に対する巻き付きが発生せず、正常な状態で４枚の用紙Ｐが１枚ずつ順番に定着装置２４により搬送されて画像が定着された状態でのトルク検出部１３４から出力された電流値の時系列データを示している。また、図８及び図９は、図７に示した電流値の時系列データを説明するための図であり、用紙Ｐの搬送位置を示している。また、錯綜を回避するために、図８及び図９では、中間転写ベルト４２を破線で示している。さらに、図１０は、本実施の形態に係る巻付検知機能を説明するためのグラフであり、上段は正常時の電流値の時系列データを示し、下段は用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いた場合の電流値の時系列データを示している。

図７に示すように、トルク検出部１３４から出力される電流値は、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入するタイミングで上に凸のピーク値となり、用紙Ｐの後端が定着装置２４から排出されるタイミングで下に凸のピーク値となる。

図８及び図９を参照して、図７に示した電流値の時系列の変化の原理について説明する。図８に示すように、用紙Ｐの先端が定着装置２４における加熱ベルト１０４と加圧ロール１０６とのニップ部に突入した際に、加圧ロール１０６には、加圧ロール１０６の回転方向とは逆方向の力（図８の矢印Ｄの力）が働き、モータ１３２のトルクが増加する。従って、トルク検出部１３４から出力される電流値も増加し、上に凸のピーク値となる。その後、用紙Ｐは定着装置２４に挟まれて搬送され、用紙Ｐが定着装置２４に突入した際の上記逆方向の力が働かなくなるため、上記電流値が減少する。

一方、図９に示すように、用紙Ｐの後端が上記ニップ部から排出される際に、加圧ロール１０６には、加圧ロール１０６の回転方向と同一方向の力（図９の矢印Ｅの力）が働き、モータ１３２のトルクが減少する。従って、トルク検出部１３４から出力される電流値も減少し、下に凸のピーク値となる。

一方、図１０に示すように、用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いた場合、巻き付いた用紙Ｐが上記ニップ部に再度突入した際に、加圧ロール１０６には、最初の突入時と同様に、加圧ロール１０６の回転方向とは逆方向の力が働き、モータ１３２のトルクが増加する。従って、トルク検出部１３４から出力される電流値も増加し、再度上に凸のピーク値となる。

そこで、本実施の形態に係る巻付検知機能では、トルク検出部１３４により電流値のピーク値が検出された後のトルク検出部１３４により検出された電流値の積分量から用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いたことを検知する。なお、以下では、ピーク値として、厳密に頂部である最大値を適用した例を用いて説明するが、これに限定されず、最大値付近の最大値より小さい値を適用してもよく、本実施の形態で述べるピーク値にはこれも含まれる。但し、電流値の取得間隔（サンプリングレート）の範囲内で、取得された電流値の最大値を用いることが好ましい。

次に、図１１を参照して、上記巻付検知機能の実行時における本実施の形態に係る画像形成装置１０の作用を説明する。なお、図１１は、用紙Ｐに対する画像形成指示が入力される毎にＣＰＵ１２０によって実行される巻付検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、本巻付検知処理プログラムはＲＯＭ１２２に予めインストールされている。また、ここでは、錯綜を回避するために、前述した画像形成工程による用紙Ｐに画像を形成する処理については説明を省略する。

図１１のステップ１５０で、ＣＰＵ１２０は、用紙検知センサ８０から出力された検知信号を取得する。次のステップ１５２で、ＣＰＵ１２０は、上記ステップ１５０で取得された検知信号に基づいて、用紙Ｐの先端が搬送経路６０上の用紙検知センサ８０による検知位置を通過したか否かを判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が否定判定となった場合はステップ１５０に戻る一方、肯定判定となった場合はステップ１５４に移行する。

なお、用紙検知センサ８０が設けられていない構成の場合は、例えば、ＣＰＵ１２０は、用紙Ｐの給紙部材６２からの搬送を開始してからの期間が、閾値以上となった場合に、後述するステップ１５４での電流値の取得を開始してもよい。また、この場合の閾値は、給紙部材６２から定着装置２４までの搬送経路６０の距離と用紙Ｐの搬送速度とから適宜定めればよい。

ステップ１５４で、ＣＰＵ１２０は、トルク検出部１３４から出力された電流値を取得する。次のステップ１５６で、ＣＰＵ１２０は、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入したか否かを判定する。具体的には、一例として、ＣＰＵ１２０は、ステップ１５４で取得された電流値が、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入した値として予め定められた閾値以上となった場合に、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入したと判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が否定判定となった場合はステップ１５４に戻る一方、肯定判定となった場合はステップ１５８に移行する。

なお、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入したか否かを判定する手法は以上説明した手法に限定されない。例えば、ＣＰＵ１２０は、ステップ１５４で取得された電流値の予め定められた期間の積分量（積算値）が閾値以上となった場合に、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入したと判定してもよい。また、例えば、ＣＰＵ１２０は、ステップ１５４で取得された電流値の前回取得された電流値からの増加量が、閾値以上となった場合に、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入したと判定してもよい。また、例えば、ＣＰＵ１２０は、ステップ１５４で取得された電流値の前回取得された電流値からの変動量が正の値（増加）から負の値（減少）となった場合に、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入したと判定してもよい。

さらに、例えば、用紙Ｐの先端が用紙検知センサ８０による検知位置を通過してからの期間が閾値以上となった場合に、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入したと判定してもよい。この場合の閾値は、用紙検知センサ８０による検知位置から定着装置２４までの搬送経路６０の距離と用紙Ｐの搬送速度とから適宜定めればよい。

ステップ１５８で、ＣＰＵ１２０は、ステップ１５４と同様に、トルク検出部１３４から出力された電流値を取得する。次のステップ１６０で、ＣＰＵ１２０は、電流値の積分量の導出開始のタイミングであるか否かを判定する。具体的には、一例として、ＣＰＵ１２０は、ステップ１５８で取得された電流値が閾値以下となった場合で、かつステップ１５８で用紙Ｐの突入後に電流値の取得が開始されてからの期間が積分量の導出対象の期間（以下、「積分対象期間」という。本実施の形態では１００ｍｓ）以上となった場合に、積分量の導出開始のタイミングであると判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が否定判定となった場合はステップ１５８に戻る一方、肯定判定となった場合はステップ１６２に移行する。

なお、積分量の導出開始のタイミングであるか否かを判定する手法は以上説明した手法に限定されない。例えば、ＣＰＵ１２０は、ステップ１５８で取得された電流値の前回取得された電流値からの変動量が許容範囲内である場合に、積分量の導出開始のタイミングであると判定してもよい。

ステップ１６２で、ＣＰＵ１２０は、ステップ１５４と同様に、トルク検出部１３４から出力された電流値を取得する。次のステップ１６４で、ＣＰＵ１２０は、直前のステップ１６２、及び過去の積分対象期間のステップ１６２で取得された電流値を積算することにより、電流値の積分量を導出する。

なお、本実施の形態では、ステップ１５４、ステップ１５８、及びステップ１６２によるトルク検出部１３４から出力された電流値は、予め定められた取得間隔（サンプリングレート。本実施の形態では１０ｍｓ）で取得するものとされている。すなわち、本実施の形態では、ＣＰＵ１２０は、取得間隔（１０ｍｓ）毎に積分対象期間（１００ｍｓ）のトルク検出部１３４から出力された電流値を積算することにより、電流値の積分量を導出している。なお、この取得間隔及び積分対象期間の値は、要求される用紙Ｐの巻き付きの検知精度に応じて適宜決めればよい。

ステップ１６６で、ＣＰＵ１２０は、ステップ１６４で導出された積分量が、許容範囲外であるか否かを判定する。具体的には、一例として、ＣＰＵ１２０は、ステップ１６４で導出された積分量が、用紙Ｐが定着装置２４に再突入した値として予め定められた閾値以上である場合に、許容範囲外であると判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が肯定判定となった場合はステップ１６８に移行する一方、否定判定となった場合はステップ１７０に移行する。

ステップ１６８で、ＣＰＵ１２０は、エラー通知画面として、用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いたことを示す情報を操作表示部１３０のディスプレイに表示した後、本巻付検知処理を終了する。

一方、ステップ１７０で、ＣＰＵ１２０は、用紙Ｐの後端が定着装置２４から排出されたか否かを判定する。具体的には、一例として、ＣＰＵ１２０は、直前のステップ１６２で取得された電流値が、用紙Ｐの後端が定着装置２４から排出された値として予め定められた閾値以下となった場合に、用紙Ｐの後端が定着装置２４から排出されたと判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が否定判定となった場合はステップ１６２に戻る一方、肯定判定となった場合は本巻付検知処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態では、ステップ１６４で導出された積分量が閾値以上となった場合に、用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いたと検知した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いた状態で定着装置２４に再突入する場合、用紙Ｐは複数枚重ねられた状態と同じ状態で定着装置２４に再突入することになる。このため、再突入時のモータ１３２の負荷は１回目の突入時の負荷より大きくなる場合が多い。従って、図１２の一点鎖線に示すように、ステップ１６４で導出された積分量が閾値以上となった場合で、かつ電流値の２回目以降の上に凸のピーク値が、用紙Ｐの突入時のピーク値より大きい場合に、用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いたと検知してもよい。

また、本実施の形態では、積分対象期間におけるトルク検出部１３４から出力された電流値を積算することにより、電流値の積分量を導出した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、用紙Ｐを搬送していない状態で、加圧ロール１０６を加圧位置に移動させ、モータ１３２を駆動させることにより加圧ロール１０６を回転させた状態でトルク検出部１３４から出力された電流値又は電流値の平均値を基準値として定める。そして、例えば、積分対象期間におけるトルク検出部１３４から出力された電流値と上記基準値との差を積算することにより、電流値の積分量を導出してもよい。これにより、例えば、経年等によりトルク検出部１３４から出力される電流値がオフセットされた状態等でも、用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いたことが精度良く検知される。

［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成は、第１の実施の形態と同様（図１〜図４参照。）であるため、ここでの説明は省略する。

図１３を参照して、本実施の形態に係る巻付検知機能について説明する。図５に示したように、用紙Ｐが複数枚重なって搬送されて定着装置２４に突入し、少なくとも１枚が加熱ベルト１０４に巻き付いた場合、最初に用紙Ｐが突入した後、加熱ベルト１０４の駆動周期（回転周期）を経過したタイミング毎に、巻き付いた用紙Ｐの先端が定着装置２４に再突入する。また、用紙Ｐが加熱ベルト１０４に巻き付き始めてからは、加熱ベルト１０４が一回転する毎に用紙Ｐはさらに重なる状態となり、モータ１３２の負荷は増える。

そこで、図１３に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入した際のピーク値が検出されたタイミングから加熱ベルト１０４の回転周期が経過した毎のタイミングｔの前後の第１期間については、第１期間内にトルク検出部１３４から出力された電流値に上に凸のピーク値が存在する場合に、用紙Ｐが加熱ベルト１０４に巻き付いたと検知する。

一方、画像形成装置１０は、用紙Ｐの先端が定着装置２４に突入した後における第１期間以外の第２期間については、第２期間内にトルク検出部１３４から出力された電流値の平均値の１つ前の第２期間内における電流値の平均値からの増加量ΔＡが閾値以上である場合に、用紙Ｐが加熱ベルト１０４に巻き付いたと検知する。なお、この場合の閾値は、画像形成装置１０の実機を用いた実験等により、用紙Ｐが加熱ベルト１０４に巻き付いた場合の増加量ΔＡの下限値として予め得られた値等を適用すればよい。また、第２期間内の電流値の平均値ではなく、第２期間内の電流値の中央値等を用いてもよい。

次に、図１４を参照して、上記巻付検知機能の実行時における本実施の形態に係る画像形成装置１０の作用を説明する。なお、図１４は、用紙Ｐに対する画像形成指示が入力される毎にＣＰＵ１２０によって実行される巻付検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、本巻付検知処理プログラムはＲＯＭ１２２に予めインストールされている。また、ここでは、錯綜を回避するために、前述した画像形成工程による用紙Ｐに画像を形成する処理については説明を省略する。また、図１４における図１１と同一の処理を実行するステップについては図１１と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。

図８のステップ１７０で、ＣＰＵ１２０は、用紙Ｐの後端が定着装置２４から排出されたか否かを判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が否定判定となった場合はステップ１７２に移行する一方、肯定判定となった場合は本巻付検知処理を終了する。

ステップ１７２で、ＣＰＵ１２０は、直前のステップ１５８で電流値が取得されたタイミングが、第１期間内であるか否かを判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が肯定判定となった場合はステップ１８２に移行する一方、否定判定となった場合は該タイミングが第２期間内であると見なしてステップ１７４に移行する。

ステップ１７４で、ＣＰＵ１２０は、同一の第２期間内においてステップ１５８で取得された電流値を加算する。次のステップ１７６で、ＣＰＵ１２０は、直前のステップ１５８で電流値が取得されたタイミングが、第２期間内の最後のタイミングであるか否かを判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が肯定判定となった場合はステップ１７８に移行する一方、否定判定となった場合はステップ１５８に戻る。

ステップ１７８で、ＣＰＵ１２０は、同一の第２期間内における上記ステップ１７４の繰り返し処理による加算値から、第２期間内の電流値の平均値を算出する。次のステップ１８０で、ＣＰＵ１２０は、ステップ１７８で算出された第２期間内の電流値の平均値の１つ前の第２期間内における電流値の平均値からの増加量ΔＡが閾値以上であるか否かを判定する。ＣＰＵ１２０は、この判定が肯定判定となった場合はステップ１８４に移行する一方、否定判定となった場合はステップ１５８に戻る。

一方、ステップ１８２で、ＣＰＵ１２０は、第１期間内に上に凸のピーク値が存在するか否かを判定する。なお、この判定は、例えば、ステップ１５２と同様に、例えば直前のステップ１５８で取得された電流値と閾値とを比較することにより行えばよい。ＣＰＵ１２０は、この判定が肯定判定となった場合はステップ１８４に移行する一方、否定判定となった場合はステップ１５８に戻る。

ステップ１８４で、ＣＰＵ１２０は、ステップ１６８と同様に、ＣＰＵ１２０は、エラー通知画面として、用紙Ｐが定着装置２４に巻き付いたことを示す情報を操作表示部１３０のディスプレイに表示した後、本巻付検知処理を終了する。

なお、上記各実施の形態では、電磁誘導により加熱を行う所謂ＩＨ（Induction Heating）方式の定着装置を用いた場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ハロゲンランプ等を用いた別の方式の定着装置を用いてもよい。

また、上記各実施の形態では、巻付検知処理プログラムがＲＯＭ１２２に予めインストールされている場合について説明したが、これに限定されない。例えば、巻付検知処理プログラムが、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）等の記憶媒体に格納されて提供される形態、又はネットワークを介して提供される形態としてもよい。

さらに、上記各実施の形態では、巻付検知処理を、プログラムを実行することにより、コンピュータを利用してソフトウェア構成により実現する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、巻付検知処理を、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成の組み合わせによって実現する形態としてもよい。

その他、上記各実施の形態で説明した画像形成装置１０の構成（図１〜図４参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりしてもよいことは言うまでもない。

また、上記各実施の形態で説明した巻付検知処理プログラムの処理の流れ（図１１、図１４参照）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。

１０画像形成装置
２４定着装置
１０４加熱ベルト
１０６加圧ロール
１２０ＣＰＵ
１３２モータ
１３４トルク検出部
１３６画像形成部
Ｐ用紙

Claims

記録媒体に形成された画像を定着させる定着手段と、
前記定着手段を回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段のトルクを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記記録媒体が前記定着手段に突入する際の前記トルクのピーク値が検出された後の前記トルクから前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたことを検知する検知手段と、
を備え、
前記検知手段は、前記トルクのピーク値が検出された後に、前記検出手段により検出された予め定められた期間の前記トルクの積分量が許容範囲外である場合で、かつ前記期間の前記トルクのピーク値が、前記記録媒体が前記定着手段に突入する際の前記トルクのピーク値より大きい場合に、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたと検知する
定着装置。
記録媒体に形成された画像を定着させる定着手段と、
前記定着手段を回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段のトルクを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記記録媒体が前記定着手段に突入する際の前記トルクのピーク値が検出された後の前記トルクから前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたことを検知する検知手段と、
を備え、
前記検知手段は、前記トルクのピーク値が検出された後に、該ピーク値が検出されたタイミングから前記定着手段の駆動周期を経過したタイミング毎における該タイミングの前後の第１期間内に前記検出手段によりトルクのピーク値が検出された場合に、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたと検知する
定着装置。
記録媒体に形成された画像を定着させる定着手段と、
前記定着手段を回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段のトルクを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記記録媒体が前記定着手段に突入する際の前記トルクのピーク値が検出された後の前記トルクから前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたことを検知する検知手段と、
を備え、
前記検知手段は、前記トルクのピーク値が検出された後で、かつ前記定着手段の駆動周期毎に、該ピーク値が検出されたタイミングから前記定着手段の駆動周期を経過したタイミングの前後の第１期間以外の第２期間における前の前記第２期間からの前記トルクの増加量が閾値以上である場合に、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたと検知する
定着装置。
前記検知手段は、前記トルクのピーク値が検出された後に、前記検出手段により検出された予め定められた期間の前記トルクの積分量が許容範囲外である場合に、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたと検知する
請求項２又は請求項３記載の定着装置。
前記検知手段は、前記期間における前記検出手段により検出されたトルクと、前記記録媒体が前記定着手段により搬送されてない状態での前記トルクとの差の積算値を前記積分量として、前記記録媒体が前記定着手段に巻き付いたことを検知する
請求項１又は請求項４記載の定着装置。
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記記録媒体に形成された画像を定着させる請求項１から請求項５の何れか１項記載の定着装置と、
を備えた画像形成装置。