JP6584200B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真プロセス方式を用いた複写機又はプリンタ等の、記録材上に形成したトナー画像を記録材上に定着する画像形成装置に関する。

従来、複写機、レーザビームプリンタ、又はファクシミリ等の画像形成装置は、記録材上に転写された未定着のトナー画像を定着する定着装置を備えている。未定着のトナー画像を担持した記録材は、定着装置の加熱ローラと加圧ローラとにより形成されるニップ部に搬送され、未定着のトナー画像が記録材に定着される。このような構成では、定着時に定着ローラの表面と溶融状態のトナー画像とが接触することになるため、記録材が定着ローラに巻き付く可能性がある。そこで、従来、定着ローラへの記録材の巻き付きを防止する構成として、定着ローラのニップ部の搬送方向における下流側の位置に分離爪を設ける構成が提案されている。記録材の先端が定着ローラに巻き付きかけた場合、分離爪によって強制的に記録材の先端が定着ローラから剥離させられる。また、定着ローラに付着したトナーを除去するクリーニング部材を備える構成も提案されている。

近年、分離爪の磨耗による分離能力の低下や記録材の搬送速度の高速化に伴うオイル塗布量の減少等に対応するために、記録材の定着ローラへの巻き付きを更に防止する必要がある。従来は、記録材の搬送方向における定着装置の上流側と下流側に、所定の位置関係となるように記録材を検知する２つのセンサを設け、記録材の巻き付きを検知できるようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。記録材Ｐの先端が、入口センサを通過した後、所定時間以内に出口センサに到達しない場合には、記録材の先端が定着ローラに巻きついた可能性があると判断する。そして、定着ローラと加圧ローラの回転を停止させることにより、記録材が定着装置内に更に進入してしまうことを防止している。

特開２００４−３５４９８３号公報 特開２０００−３４４３９５号公報

しかし、従来の構成では、センサからの信号が入力されてから、制御部が記録材の巻き付きジャムを検知してから定着モータを停止させる信号を出力するまでの、ソフト上の処理の時間が考慮されていない。このため、例えば、定着ローラの回転速度が大きく、定着ローラが停止するまでに時間がかかる装置では、定着ローラが完全に停止するまでに時間がかかってしまう。この場合、記録材が定着ローラに巻き付いたまま定着ローラが回転することで、巻き付いた記録材を除去する処理が困難な位置まで記録材が侵入してしまうおそれがある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、記録材の回転体への巻き付きが発生した場合に、記録材が回転体へ巻き付く量を少なくすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）記録材を搬送する回転体を有し、前記記録材に転写されたトナー像を定着させる定着器と、記録材の搬送方向における前記回転体の上流側に設けられ、記録材を検知する第一の検知手段と、記録材の搬送方向における前記回転体の下流側に設けられ、記録材を検知する第二の検知手段と、前記回転体を駆動する駆動手段と、前記回転体の回転及び停止のために前記駆動手段を制御するコントローラと、前記第一の検知手段が記録材の先端を検知してから設定時間の経過までに前記第二の検知手段が記録材の先端を検知しない場合に強制停止信号を出力する遅延検知部と、前記駆動手段を強制的に停止させる強制停止回路と、を備え、前記駆動手段は、前記コントローラから出力される駆動信号に応じて前記回転体を回転及び停止させるとともに、前記コントローラから出力されるブレーキ信号に応じて、回転している前記回転体に制動力を作用させ、前記強制停止回路は、前記遅延検知部から出力された前記強制停止信号に応じて、前記コントローラからの指示なしに前記ブレーキ信号を出力することにより前記駆動手段を強制的に停止させることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、記録材の回転体への巻き付きが発生した場合に、記録材が回転体へ巻き付く量を少なくすることができる。

第一、第二の実施の形態の画像形成装置の縦断面図 第一、第二の実施の形態の画像形成装置のブロック図 第一の実施の形態との比較のための従来の定着器の断面図 第一の実施の形態の巻き付きジャムが発生した場合の記録材の位置を示す図 第一の実施の形態の各出力信号の波形を示すタイミングチャート、記録材の進行距離を示すグラフ 第一の実施の形態との比較のための従来の巻き付きジャムの検知処理を示すフローチャート 第一の実施の形態の定着器のブロック図 第一の実施の形態の巻き付きジャムの検知処理を示すフローチャート 第一の実施の形態の強制停止部を示すブロック図 第二の実施の形態の定着器のブロック図

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳しく説明する。

［第一の実施の形態］
［画像形成装置］
図１は、第一の実施の形態の画像形成装置を示す断面構成図である。カラー電子写真複写機本体（以下、単に本体という）４０の上部には、原稿４４を１枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置４１と、自動原稿搬送装置４１によって搬送される原稿４４の画像を読み取る原稿読取装置４２が配設されている。原稿読取装置４２は、プラテンガラス４３上に載置された原稿４４に光源４５からの光を照射し、原稿４４から反射された光を、縮小光学系を介して画像読取素子５０上に走査することで露光する。尚、縮小光学系は、光学ミラー４６、４７、４８及び結像レンズ４９からなる。また、画像読取素子５０は、例えばＣＣＤ等である。画像読取素子５０は、原稿４４上の画像を形成している各色材からの反射光像を、所定のドット密度で読み取る。

原稿読取装置４２により読み取られた原稿４４の反射光像は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の画像データとして画像処理装置５１に送られる。画像処理装置５１では、原稿４４のＲ、Ｇ、Ｂの画像データに対して、シェーディング補正、ガンマ補正、色空間処理等の公知の画像処理が施される。画像処理装置５１で所定の画像処理が施された画像データは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の画像データとして露光装置５に送信される。露光装置５は、受信した画像データに応じて、レーザ光による露光を行う。露光装置５は、像担持体である感光ドラム１に画像データに基づいた露光を行う。感光ドラム１は、不図示のモータにより図中矢印Ａの方向（反時計回り方向）に回転できるように設けられている。感光ドラム１の周囲には、帯電器４、電位センサ３７、露光装置５、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の現像装置７、Ｋ用の現像装置８、転写装置９、クリーナ装置６が配置されている。

帯電器４は、感光ドラム１の表面を所定の電位で一様に帯電する。電位センサ３７は、帯電器４により帯電された感光ドラム１の表面の電位を検出し、検出した結果に基づいて帯電電圧の強度をフィードバック制御している。レーザースキャナからなる露光装置５は、画像データに基づいて、帯電された感光ドラム１上のトナーを付着させる画像部分が所定の電位となるように、感光ドラム１上を露光する。これにより、感光ドラム１上には、潜像が形成される。露光装置５は、画像データに基づいて露光装置５が有する光源をオン又はオフすることにより、入力された画像データに対応した潜像を形成する。

現像装置７は、フルカラーの現像を行うための現像装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃからなる。現像装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び現像装置８は、感光ドラム１上に形成された潜像を、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、不図示の駆動源により現像装置７を矢印Ｒ方向（反時計回り方向）に回転させ、対応する色の現像装置が感光ドラム１に当接するように位置合わせされる。感光ドラム１上に現像されたトナー像は、転写装置９によって中間転写体としてのベルト２に転写される。これらの工程がＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋについて順次行われ、ベルト２上に４色のトナー像が重ね合わされ、カラーのトナー画像が形成される。ベルト２を挟んでローラ１０と対向する位置には、ベルトクリーナ１４が設けられている。ベルトクリーナ１４は、記録材への転写後にベルト２上に残留したトナーをブレードによって掻き落とす。

ベルト２に転写されたトナー像は、転写装置１５により記録材に転写される。フルカラーのプリントが行われる場合には、ベルト２上で４色のトナー像が重ね合わされた後、記録材に転写される。記録材は、カセット１６からピックアップローラ１７により搬送路に給送され、搬送ローラ対１８、１９によって転写装置１５とベルト２との当接部（以下、ニップ部という）に搬送される。また、感光ドラム１上に残留したトナーはクリーナ装置６によって除去され回収される。その後、感光ドラム１は不図示の除電装置により一様に０ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備えられる。

トナー像が転写された記録材は、定着器３に搬送される。記録材上の未定着のトナー像は、定着器３で定着された後、装置外へ排出される（白抜き矢印）。定着器３は、内部に発熱手段であるハロゲンヒータ２２２，２２３（図２参照）を有する２つのローラが、図示しない加圧機構によって互いに圧接しながら回転可能に配置された回転体対であるローラ対として構成されている。

本体４０の画像形成タイミングは、ベルト２上の所定位置を基準として制御されている。ベルト２は、ローラ１０、１１、１２、１３に張架されている。ローラ１０は、不図示の駆動源により駆動されてベルト２を駆動するローラとして機能している。ローラ１１、１２は、ベルト２の張力を調節するテンションローラとして機能し、ローラ１３は転写装置１５のバックアップローラとして機能している。ローラ１２近傍で、且つ、ベルト２を挟んでローラ１２と対向する位置には、基準位置を検知する反射型のセンサ２０が配置されている。センサ２０は、ベルト２の移動方向（図中、矢印方向）に直交する方向の端部に配置されている。センサ２０は、ベルト２の外周面端部に設けられた反射テープ等のマーキングを検知して、画像形成処理のタイミングの基準となる信号（以下、Ｉ−ｔｏｐ信号という）を出力する。

感光ドラム１の外周の長さとベルト２の周長は、１：ｎ（ｎは整数）で表される整数比になっている。このように設定しておくと、ベルト２が１周する間に、感光ドラム１が整数ｎ回転し、ベルト２の１周前と略同じ状態に戻る。このため、ベルト２上に４色のトナー像を重ね合わせる際に、言い換えれば、ベルト２が４周回転する際に、感光ドラム１の回転むらに起因する色ずれを低減することが可能である。

このような中間転写方式の画像形成装置では、Ｉ−ｔｏｐ信号の発生から所定時間が経過した後に、露光装置５による露光が開始される。また、上述したとおり、ベルト２が１周する間に、感光ドラム１が整数回、回転し、感光ドラム１とベルト２との位置関係がベルト２の１周前の状態と略同じ状態に戻るため、ベルト２上では同じ位置にトナー像が形成される。尚、用紙のサイズが変化すると、用紙に形成されるトナー像のサイズも変化するが、使用可能な用紙の最大サイズよりもベルト２は大きく形成されており、最大サイズ未満の用紙が使用される場合は、ベルト２上にはトナー像が転写されない範囲が存在する。

［制御系のブロック図］
図２は、本実施の形態の制御系のブロック図である。システムコントローラ（以下、単にコントローラという）１０１は、本体４０を統括的に制御している。コントローラ１０１は、主に本体４０内の各負荷の駆動やセンサ類により検知した情報の収集及び解析、操作部１０２、即ちユーザインターフェースとのデータの送受信を制御している。コントローラ１０１は、上述した制御を行うために、制御手段であるＣＰＵ１０１ａを搭載している。ＣＰＵ１０１ａは、コントローラ１０１に搭載したＲＯＭ１０１ｂに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに関する種々のシーケンスを実行する。コントローラ１０１には、ＣＰＵ１０１ａが種々のシーケンスを実行する際、一時的又は恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納するために、ＲＡＭ１０１ｃも搭載している。ＲＡＭ１０１ｃには、例えば後述する高圧制御部１０５への設定値、後述する各種データ、操作部１０２からの画像形成に関する指令情報などが保存される。コントローラ１０１は、タイマ部１０１ｄを有し、ＣＰＵ１０１ａはタイマ部１０１ｄにより時間を計測することができる。

操作部１０２は、ユーザにより設定された、例えば複写倍率や、濃度設定値等の情報を得るために用いられる。更に、操作部１０２は、表示部を有しており、本体４０の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、後述するジャムが発生したことやジャムが発生した箇所等をユーザに報知するためにも用いられる。

本体４０には、装置内部の各所に単数又は複数のモータ、クラッチ／ソレノイド等の負荷や、フォトインターラプタやマイクロスイッチ等のセンサが配置されている。本体４０では、モータや各負荷が駆動されることで、記録材の搬送や各ユニットの駆動が行われる。各種のセンサは、駆動された部材の動作を監視している。コントローラ１０１は、各種のセンサ類１０９から出力された信号に基づいて、モータ制御部１０７により各モータを制御する。また、コントローラ１０１は、各種のセンサ類１０９から出力された信号に基づいて、負荷制御部１０８によりクラッチ／ソレノイドを動作させて画像形成動作を制御する。また、コントローラ１０１は、高圧制御部１０５に制御信号を出力する。これにより、コントローラ１０１は、高圧ユニット１０６を介して帯電器４、転写装置１５、及び現像装置７、８内の部材に適切な高電圧を印加する。

定着器３の加熱回転体としての定着ローラ２１２には、ローラを加熱するためのヒータ２２２が内蔵されている（図３参照）。また、加圧ローラ２１３には、ローラを加熱するためのヒータ２２３が内蔵されている（図３参照）。ヒータ２２２、２２３はドライバ１１０によって交流電圧の供給がオン又はオフされている。定着ローラ２１２には、温度を測定するための温度検知体としてのサーミスタ１０４が設けられている。サーミスタ１０４は、定着ローラ２１２の温度変化に応じた抵抗値の変化を示すアナログの電圧値を、検知結果としてＡ／Ｄ１０３に出力する。Ａ／Ｄ１０３は、入力されたアナログの電圧値をデジタル値に変換して、コントローラ１０１に出力する。コントローラ１０１は、Ａ／Ｄ１０３を介してサーミスタ１０４から入力された温度のデータに基づいて、ドライバ１１０を制御する。

［定着器］
本実施の形態との比較のために、従来の定着器３の構成を、図３を用いて説明する。定着器３は、第一の回転体である定着ローラ２１２と、第二の回転体である加圧ローラ２１３とを有し、図示しない加圧機構によって定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３が互いに圧接しながら回転可能に配置されている。なお、第一の回転体、第二の回転体はローラではなくベルトや無端フィルムであってもよい。加熱回転体である定着ローラ２１２は、内部に発熱体としてのハロゲンヒータ等のヒータ２２２を有する。加圧回転体である加圧ローラ２１３は、内部に発熱体であるハロゲンヒータ等のヒータ２２３を有する。定着ローラ２１２は、駆動手段であるモータ２６０（図中、Ｍと記す）によって回転駆動される。加圧ローラ２１３は定着ローラ２１２の回転に従動して回転する。なお、モータ２６０が加圧ローラ２１３を回転駆動してもよい。コントローラ１０１は、モータ制御部１０７を介してモータ２６０を制御する。モータ２６０の制御の詳細については後述する。

定着ローラ２１２及び加圧ローラ２１３には、温度検知体であるサーミスタ１０４が当接されており（図２参照）、コントローラ１０１は、サーミスタ１０４により検知された結果に基づき定着ローラ２１２及び加圧ローラ２１３の表面温度を求める。コントローラ１０１は、サーミスタ１０４により検知された温度を参照しながら、ヒータ２２２、２２３に供給する電力を制御する。これにより、コントローラ１０１は、定着ローラ２１２及び加圧ローラ２１３の温度が、予め設定された温度に維持されるように、ヒータ２２２、２２３を、ドライバ１１０を介して制御する。このように、コントローラ１０１は、定着器３が記録材Ｐ上のトナー像を定着するために適した所定温度に保たれるように制御する。記録材Ｐは、定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３のニップ部に挟持され搬送される。

図３に示すように、記録材Ｐの搬送方向における定着器３の上流側の搬送路には、第一の検知手段である入口センサ２３９が設けられている。記録材Ｐの搬送方向における定着器３の下流側の搬送路には、第二の検知手段である出口センサ２４０が設けられている。入口センサ２３９、出口センサ２４０は、記録材の搬送方向における定着器３の上流側及び下流側で記録材Ｐの有無を検知するために設けられている。定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３のニップ部に記録材Ｐを搬送して定着処理を行う際に、記録材Ｐが定着ローラ２１２又は加圧ローラ２１３に巻き付く現象（以下、巻き付きジャムという）が発生することがある。巻き付きジャムが発生した場合には、定着ローラ２１２及び加圧ローラ２１３の回転を可能な限り早いタイミングで停止させる必要がある。そして、定着ローラ２１２及び加圧ローラ２１３の回転を停止させることにより、記録材Ｐが定着ローラ２１２又は加圧ローラ２１３に巻き付いたままの状態で記録材Ｐの後端が定着器３内部に進入してしまうことを防止することが重要である。

［巻き付きジャムの検知］
図４は、定着器３のニップ部に記録材Ｐを搬送する際の様子を示す図で、定着器３の要部を記載した図である。図５（ａ）、図５（ｂ）は、各信号のタイミングチャートであり、図５（ａ）は巻き付きジャムが発生しなかった場合、図５（ｂ）は巻き付きジャムが発生した場合を示す。

また、図５（ａ）、図５（ｂ）において、（ｉ）は、定着器３に記録材Ｐを搬送する際の入口センサ２３９から出力される信号を示し、（ｉｉ）は、出口センサ２４０から出力される信号を示す。また、（ｉｉｉ）は、コントローラ１０１から出力されるモータ２６０を駆動するための駆動信号を示し、（ｉｖ）は、コントローラ１０１から出力されるモータ２６０の回転を停止させるためのブレーキ信号を示す。図４（ａ）に示すように、入口センサ２３９が配置されている位置から定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３のニップ部までの距離をａ、定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３のニップ部から出口センサ２４０が配置されている位置までの距離をｂとする。また、画像形成装置で使用が許可されている記録材Ｐの中で最小のサイズの記録材Ｐの搬送方向の長さをｅとする。また、図５（ｃ）は、記録材Ｐの進行距離のグラフを示し、横軸に時間、縦軸に進行距離を示す。更に、図５（ｄ）は、後述する本実施の形態の処理を行ったときの各信号のタイミングチャートであり、（ｉ）は後述する強制停止信号を示し、（ｉｉ）はブレーキ信号を示す。

図４（ａ）は、記録材Ｐの先端が入口センサ２３９に到達した状態を示す図である。図４（ｂ）は、記録材Ｐが定着器３のニップ部に搬送され、定着ローラ２１２によって搬送されて、記録材Ｐの先端が出口センサ２４０に到達した状態を示す図である。図４（ｂ）に示す状態では、記録材Ｐが定着ローラ２１２に巻き付くことなく、正常に出口センサ２４０に到達している。図４（ｂ）のように巻き付きジャムが発生することなく記録材Ｐを搬送することができた場合のタイミングチャートを図５（ａ）に示す。

図４（ａ）に示すように、記録材Ｐの先端が入口センサ２３９に到達したタイミングｔ１では、入口センサ２３９の出力がローレベルからハイレベルに変化する。記録材Ｐが入口センサ２３９を通過している間、入口センサ２３９の出力はハイレベルを維持する。記録材Ｐが更に搬送されていくと、タイミングｔ３で記録材Ｐの後端が入口センサ２３９を通過し、入口センサ２３９の出力はハイレベルからローレベルに変化する。

図４（ｂ）のような記録材Ｐの先端が出口センサ２４０に到達したタイミングｔ２では、出口センサ２４０の出力がローレベルからハイレベルに変化する。記録材Ｐが出口センサ２４０を通過している間、出口センサ２４０の出力はハイレベルを維持する。記録材Ｐが更に搬送されていくと、タイミングｔ４で記録材Ｐの後端が出口センサ２４０を通過し、出口センサ２４０の出力はハイレベルからローレベルに変化する。その後、ＣＰＵ１０１ａは、タイミングｔ５でブレーキ信号をハイレベルからローレベルに変化させ、タイミングｔ６で駆動信号をハイレベルからローレベルに変化させる。

モータ制御部１０７は、モータ２６０を回転させるときにハイレベルの駆動信号を出力し、モータ２６０の回転を停止させる（以下、単にモータ２６０を停止させるともいう）ときにローレベルの駆動信号を出力する。モータ２６０は、モータ制御部１０７からローレベルの駆動信号を入力されると、回転抵抗等によって自然に減速する。モータ制御部１０７は、モータ２６０の制動力を高めるためにモータ２６０にブレーキ信号を出力している。モータ２６０にハイレベルのブレーキ信号が入力されているときには制動力が働かず、モータ２６０にローレベルのブレーキ信号が入力されているときには制動力が働き、モータ２６０を自然に減速させるよりも早く減速させることができる。

駆動信号及びブレーキ信号は、定着器３に記録材Ｐが搬送されている間、それぞれハイレベルの状態が維持される。記録材Ｐの後端が出口センサ２４０を通過した、即ち、出口センサ２４０の検知信号がハイレベルからローレベルに変化したタイミングｔ４で、記録材Ｐの搬送が終了すると、モータ制御部１０７はモータ２６０を停止させる。このとき、モータ制御部１０７は、タイミングｔ５でブレーキ信号をハイレベルからローレベルに変更することで、モータ２６０にブレーキをかけ、その後のタイミングｔ６で駆動信号をハイレベルからローレベルに変化させ、モータ２６０の駆動を停止させる。

一方、定着器３で巻き付きジャムが発生した場合を説明する。定着器３に搬送されてきた記録材Ｐの先端側が定着ローラ２１２に巻き付くと、入口センサ２３９により記録材Ｐの先端を検知してから所定の時間（後述するＴ１）が経過しても、出口センサ２４０の出力はローレベルのままとなる。図５（ｂ）のタイミングｔ７に示すように、コントローラ１０１は、巻き付きジャムが発生したと判断すると、記録材Ｐが更に定着器３内に侵入しないように、タイミングｔ８でモータ制御部１０７によりモータ２６０を停止させる。

定着ローラ２１２に記録材Ｐが巻き付くと、図４（ｃ）に示すように、出口センサ２４０に記録材Ｐの先端が到達しない。即ち、出口センサ２４０から出力される検知信号がローレベルのままとなる。ここで、入口センサ２３９がローレベルからハイレベルに変化したタイミングｔ１を基準として、時間Ｔ１が経過したタイミングｔ７で、コントローラ１０１は、定着ローラ２１２に記録材Ｐが巻き付いたと判断する。ＣＰＵ１０１ａはタイミングｔ７から内部処理に必要な時間Ｔ２が経過したタイミングｔ８で、モータ制御部１０７を介してモータ２６０を停止させる。即ち、ＣＰＵ１０１ａは、タイミングｔ８で、モータ制御部１０７を介してブレーキ信号をハイレベルからローレベルに変化させる。モータ２６０は、モータ制御部１０７から入力されているブレーキ信号がハイレベルからローレベルに変化し、回転数やイナーシャ等によって決定される時間Ｔ３が経過したタイミングｔ９に停止する。時間Ｔ３は、ブレーキ信号がハイレベルからローレベルに変化してからモータ２６０が停止するまでに要する時間である。ＣＰＵ１０１ａは、その後、駆動信号をハイレベルからローレベルにする。

ここで、タイミングｔ８からタイミングｔ９まで、即ち、モータ２６０にブレーキをかけている間に、記録材Ｐが搬送される距離をｚとする。また、記録材Ｐの搬送速度をｖとする。モータ２６０によって記録材Ｐは、ＣＰＵ１０１ａの内部処理にかかる時間Ｔ２の遅延分移動することになり、その距離をＤ１とすると、Ｄ１＝ｖ×Ｔ２だけモータ２６０の回転により記録材Ｐが搬送されることとなる。

［従来の巻き付きジャムの検知処理］
図６は、本実施の形態との比較のための、従来の定着器３を通過する記録材Ｐの巻き付きジャムを検知する処理を説明するフローチャートである。コントローラ１０１内のＣＰＵ１０１ａは、記録材の巻き付きジャムを検知するだけでなく、記録材を正常搬送させるためにモータ２６０を回転させるための制御も行っている。ＣＰＵ１０１ａは、入口センサ２３９及び出口センサ２４０の出力を監視しており、２つのセンサの出力状態から、巻き付きジャムが発生したことを判断し、モータ２６０を停止させる処理を行う。また、ＣＰＵ１０１ａは、以下の処理を開始する際に、タイマ部１０１ｄをリセットしておく。

ステップ（以下、Ｓとする）１でＣＰＵ１０１ａは、入口センサ２３９の出力がローレベルからハイレベルに変化したか否か、即ち、記録材Ｐの先端が入口センサ２３９に到達したか否かを判断する。Ｓ１でＣＰＵ１０１ａは、入口センサ２３９の出力がハイレベルに変化していないと判断した場合Ｓ１の処理を繰り返し、ハイレベルに変化したと判断した場合、処理をＳ２に進める。Ｓ２でＣＰＵ１０１ａは、タイマ部１０１ｄによる時間の計測をスタートさせる。

Ｓ３でＣＰＵ１０１ａは、出口センサ２４０の出力がローレベルからハイレベルに変化したか否か、即ち、記録材Ｐの先端が出口センサ２４０に到達したか否かを判断する。Ｓ３でＣＰＵ１０１ａは、出口センサ２４０の出力がハイレベルに変化していないと判断した場合、処理をＳ４に進める。Ｓ４でＣＰＵ１０１ａは、タイマ部１０１ｄによる計測値が、予め設定されているリミット値Ｔ１を超えたか否かを判断する。Ｓ４でＣＰＵ１０１ａは、計測値がリミット値Ｔ１を超えていないと判断した場合、処理をＳ２へ戻す。Ｓ４でＣＰＵ１０１ａは、計測値がリミット値Ｔ１を超えたと判断した場合、処理をＳ６に進める。Ｓ６でＣＰＵ１０１ａは、モータ２６０の停止処理を行うための内部処理を行い、Ｓ７でモータ２６０の停止処理を行う。ここで、Ｓ６の内部処理に、ＣＰＵ１０１ａは、時間Ｔ２を要してしまう。

ここで、リミット値Ｔ１について説明する。ＣＰＵ１０１ａが定着ローラ２１２において記録材Ｐの巻き付きジャムが発生してもジャム処理を容易にするためには、次のような状態となっている必要がある。即ち、モータ２６０が停止したときに、記録材Ｐの後端が入口センサ２３９を通過してしまわず、入口センサ２３９が記録材Ｐを検知している状態となっている必要がある。ブレーキ信号をローレベルにした後に、入口センサ２３９が記録材Ｐを検知した状態で記録材Ｐの搬送が停止されるためには、カウンタのリミット値Ｔ１が、以下の式（１）又は式（２）を満たすように決定される。
（ａ＋ｂ）÷ｖ＜（Ｔ１＋Ｔ２_ｍａｘ）＜（ｅ−ｚ）÷ｖ 式（１）
（ａ＋ｂ）÷ｖ＜（Ｔ１＋Ｔ２_ｍｉｎ）＜（ｅ−ｚ）÷ｖ 式（２）
ここで、ＣＰＵ１０１ａの内部処理に必要な時間Ｔ２は、使用するＣＰＵやソフトの構造に依存するが、一般的にばらつきを有し、１０ｍｓから１００ｍｓ程度の遅延が発生する。そこで、時間Ｔ２のばらつきの最小値をＴ２_ｍｉｎ、最大値をＴ２_ｍａｘとする。

入口センサ２３９が記録材Ｐの先端を検知してからリミット値Ｔ１の時間が経過するまでに、出口センサ２４０によって記録材Ｐの先端を検知することができた場合は、ＣＰＵ１０１ａは記録材Ｐが正常に搬送されていると判断する。一方、入口センサ２３９によって記録材Ｐの先端を検知してからリミット値Ｔ１の時間が経過しても、出口センサ２４０によって記録材Ｐの先端を検知することができなかった場合、ＣＰＵ１０１ａは、次のように判断する。即ち、ＣＰＵ１０１ａは、定着器３における記録材Ｐの巻き付きジャムが発生したと判断する。巻き付きジャムが発生した場合、ＣＰＵ１０１ａはモータ制御部１０７にブレーキ信号（ローレベル）を出力し、モータ制御部１０７はモータ２６０を停止させる。

図６の説明に戻り、Ｓ７で巻き付きジャムが発生したと判断し、上述したように記録材Ｐの搬送を停止させる処理（以下、ジャム停止処理という）を行い、処理を終了する。Ｓ３でＣＰＵ１０１ａは、出口センサ２４０の出力がハイレベルに変化したと判断した場合、Ｓ５で記録材Ｐの搬送が正常に行われていると判断し、処理を終了する。しかし、ＣＰＵ１０１ａの内部処理に要する時間Ｔ２のばらつき次第では、上述した式（１）又は式（２）が成り立つような時間Ｔ１を設定できないおそれがある。

［遅延検知部］
図７は、本実施の形態の定着器３の制御系を示すブロック図である。尚、図３で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態の画像形成装置は、遅延検知部１２１と強制停止回路１２０を有している。遅延検知部１２１は、モータ２６０を強制停止させるための信号を出力するが、記録材の正常搬送のためにモータ２６０を回転させるための制御を行うことはない。システムコントローラ１０１及びモータ制御部１０７が正常搬送のためにモータ２６０を回転させるための制御を行っている。また、システムコントローラ１０１及びモータ制御部１０７は、記録材が正常に搬送されて定着器３を通過した後にモータ２６０の回転を停止させる制御も行っている。システムコントローラ１０１及びモータ制御部１０７が行う停止制御には、強制停止回路１２０を使用する制御及び駆動信号の出力を停止することによりモータ２６０を自然停止させる停止制御を含む。

一方、遅延検知部１２１及び強制停止回路１２０は、システムコントローラ１０１及びモータ制御部１０７とは独立して動作する停止手段として機能する。遅延検知部１２１は、入口センサ２３９と出口センサ２４０の検知信号を監視している。遅延検知部１２１は、入口センサ２３９及び出口センサ２４０の検知信号に基づいて、巻き付きジャムが発生したか否かを判断し、モータ２６０を強制的に停止する際に用いられる強制停止信号を、強制停止回路１２０に出力する。遅延検知部１２１は、判断手段としても機能する。また、遅延検知部１２１は、巻き付きジャムが発生したと判断した場合には、ＣＰＵ１０１ａに、巻き付きジャムが発生した旨、及びモータ２６０を強制停止させた旨の情報を通知する。ＣＰＵ１０１ａは、例えば実験等で予め決定されたリミット値Ｔ１をＲＯＭ１０１ｂから読み出し、読み出したリミット値Ｔ１を遅延検知部１２１に設定する。

ここで、遅延検知部１２１は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、専用ＣＰＵ或いはソフトウェア動作ではないハードウェア回路等により構成される。遅延検知部１２１は、予めＣＰＵ１０１ａからリミット値Ｔ１を設定されており、後述する検知処理を実行し、巻き付きジャムが発生したと判断した場合には、最小時間（例えば、１ｍｓ以下）で、強制停止回路１２０に強制停止信号を出力する。遅延検知部１２１は、コントローラ１０１のＣＰＵ１０１ａよりも動作速度が速い回路で構成されていればよい。

［実施の形態の巻き付きジャムの検知処理］
図８に、本実施の形態の遅延検知部１２１による巻き付きジャムの検知処理と強制停止回路１２０によるモータ２６０の停止処理を行った場合の、遅延検知部１２１の巻き付きジャムの検知処理を説明するフローチャートを示す。尚、図８の処理は、遅延検知部１２１により実行される。また、Ｓ１１〜Ｓ１５、Ｓ１７の処理は、図６で説明したＳ１〜Ｓ５、Ｓ７の処理と同様であり、説明を省略する。Ｓ１６で遅延検知部１２１は、強制停止回路１２０によって、モータ２６０へ強制停止信号を出力する。

［強制停止部］
図９にモータ制御部１０７及び強制停止回路１２０の一例を示す。ＣＰＵ１０１ａは、モータ制御部１０７を介してモータ２６０に、モータ２６０の速度制御を行うためのＣＬＫ信号と、モータ２６０を駆動させるための駆動信号と、モータ２６０の回転を停止させるためのブレーキ信号を出力している。強制停止回路１２０は、トランジスタ１２０ａを有しており、トランジスタ１２０ａのコレクタ端子はモータ制御部１０７から出力されるブレーキ信号の信号線に接続されている。また、トランジスタ１２０ａのベース端子には、遅延検知部１２１からの強制停止信号が入力されており、エミッタ端子は接地されている。

遅延検知部１２１からハイレベルの強制停止信号が入力されると、トランジスタ１２０ａはオン状態となり、モータ制御部１０７から出力されているブレーキ信号は、強制的にローレベルとなる。即ち、遅延検知部１２１はシステムコントローラ１０１、モータ制御部１０７とは独立にブレーキ信号を出力する。このように、本実施の形態では、図５（ｄ）のタイミングｔ７で、遅延検知部１２１は、強制停止回路１２０に出力している強制停止信号をローレベルからハイレベルに変化させる。そして、強制停止回路１２０は、タイミングｔ７でローレベルのブレーキ信号をモータ２６０に出力することで、モータ２６０を停止させるように指示する。強制停止回路１２０がモータ２６０を停止させるようにモータ２６０に指示してからモータ２６０が停止するまでに、記録材Ｐは距離ｚを進む。

これにより、本実施の形態では、ＣＰＵ１０１ａの内部処理に要していた時間Ｔ２分、従来よりも早く記録材Ｐの搬送を停止させることができ、定着ローラ２１２に巻き付く量を、従来よりも距離Ｄ１分少なくすることができる。図５（ｃ）には、図６で説明した従来の場合のグラフを破線で示し、図８で説明した本実施の形態の場合グラフを実線で示している。尚、遅延検知部１２１が巻き付きジャムと判断していないときには、ローレベルの強制停止信号が強制停止回路１２０に入力されている。この場合、トランジスタ１２０ａはオフ状態となっており、強制停止回路１２０は、モータ制御部１０７から入力されているブレーキ信号をモータ２６０にそのまま出力している。

本実施の形態では、遅延検知部１２１が入口センサ２３９及び出口センサ２４０の検知信号に基づいて記録材Ｐの巻き付きジャムを判断し、強制停止回路１２０に強制停止信号を出力する。強制停止回路１２０は、遅延検知部１２１から入力されたハイレベルの強制停止信号に応じてブレーキ信号をローレベルとすることで、強制的にモータ２６０を停止させる。このように、本実施の形態では、遅延なくモータ２６０を強制的に停止させることにより、巻き付きジャムが発生した場合でも、記録材Ｐが定着ローラ２１２に巻き付く量を少なくすることができる。尚、本実施の形態では、モータ２６０を強制停止させたが、モータ２６０の強制停止とともにヒータ２２２、２２３も不図示の停止手段により停止させる構成としてもよい。

以上、本実施の形態によれば、記録材の回転体への巻き付きが発生した場合に、記録材が回転体へ巻き付く量を少なくすることができる。

［第二の実施の形態］
［巻き付きジャムの検知処理］
第二の実施の形態では、所定の時間である時間Ｔ１の決定方法について説明する。尚、画像形成装置の概略構成や動作、巻き付きジャムの検知処理やモータ２６０の強制停止については、第一の実施の形態と同様のため、説明を省略する。図１０は、本実施の形態の定着器の構成を示す図である。尚、図７で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態のモータ制御部１０７は、遅延検知部１２１にモータ２６０の回転に応じた信号、例えばＣＬＫ信号又はＦＧ信号を出力している。ＣＬＫ信号又はＦＧ信号は、モータ２６０の回転数を制御する際に用いられる信号である。遅延検知部１２１は、モータ制御部１０７から入力されるＣＬＫ信号又はＦＧ信号に基づいて、時間Ｔ１を決定する。ここで、時間Ｔ１は、次の式（３）を満たすように決定される。
（ａ＋ｂ）÷ｖ＜Ｔ１＜（ｅ−ｚ）÷ｖ 式（３）

遅延検知部１２１は、モータ制御部１０７から入力されているＣＬＫ信号又はＦＧ信号に基づいて、時間Ｔ３（図５（ｃ）参照）に記録材Ｐが搬送される距離ｚと、記録材Ｐの搬送速度ｖを求める。これにより、遅延検知部１２１は、式（３）を満たすような時間Ｔ１を求めることができる。遅延検知部１２１は、式（３）を満たすように決定した時間Ｔ１を用いて、第一の実施の形態で説明した制御を行う。

以上、本実施の形態によれば、記録材の回転体への巻き付きが発生した場合に、記録材が回転体へ巻き付く量を少なくすることができる。

尚、上述した実施の形態では、リミット値Ｔ１を超えたか否かを判断するために、タイマ部１０１ｄを用いて時間を計測したが、不図示のカウンタを用いてもよい。また、モータ制御部１０７から遅延検知部１２１に出力される信号は、ＣＬＫ信号又はＦＧ信号としたが、例えば、モータ２６０の軸にエンコーダを設け、エンコーダからの信号を出力してもよい。また、上述した実施の形態では、定着器３における定着ローラ２１２への記録材Ｐの巻き付きを検知する構成であるが、同様の構成を他のローラへの記録材Ｐの巻き付きの検知に適用してもよい。

１０１ａ ＣＰＵ
１２０ 強制停止回路
１２１ 遅延検知部
２１２ 定着ローラ
２３９ 入口センサ
２４０ 出口センサ
２６０ モータ

Claims (8)

1. 記録材を搬送する回転体を有し、前記記録材に転写されたトナー像を定着させる定着器と、
   記録材の搬送方向における前記回転体の上流側に設けられ、記録材を検知する第一の検知手段と、
   記録材の搬送方向における前記回転体の下流側に設けられ、記録材を検知する第二の検知手段と、
   前記回転体を駆動する駆動手段と、
   前記回転体の回転及び停止のために前記駆動手段を制御するコントローラと、
   前記第一の検知手段が記録材の先端を検知してから設定時間の経過までに前記第二の検知手段が記録材の先端を検知しない場合に強制停止信号を出力する遅延検知部と、
   前記駆動手段を強制的に停止させる強制停止回路と、
   を備え、
   前記駆動手段は、
   前記コントローラから出力される駆動信号に応じて前記回転体を回転及び停止させるとともに、前記コントローラから出力されるブレーキ信号に応じて、回転している前記回転体に制動力を作用させ、
   前記強制停止回路は、
   前記遅延検知部から出力された前記強制停止信号に応じて、前記コントローラからの指示なしに前記ブレーキ信号を出力することにより前記駆動手段を強制的に停止させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記コントローラは、前記設定時間が経過しても、前記第二の検知手段により前記記録材の先端を検知できない場合に、前記回転体への記録材の巻き付きが発生したと判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記強制停止回路は、前記巻き付きが発生せずに前記第二の検知手段が記録材の後端を検知した場合には、前記駆動手段の強制停止を行わないことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記設定時間は、
   前記設定時間をＴ、
   前記第一の検知手段と前記回転体との距離をａ、
   前記回転体と前記第二の検知手段との距離をｂ、
   記録材の搬送速度をｖ、
   記録材の搬送方向の長さをｅ、
   前記強制停止回路が前記駆動手段を停止させるように前記駆動手段に指示してから前記駆動手段が停止するまでに記録材が進む距離をｚ、
   とすると、
   （ａ＋ｂ）÷ｖ＜Ｔ＜（ｅ−ｚ）÷ｖ
   を満たすように決定されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記強制停止回路には、前記駆動手段の回転に応じた信号が入力されており、
   前記強制停止回路は、前記信号に基づいて、前記ｖと前記ｚを求め、前記Ｔを決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記遅延検知部は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）によって構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記コントローラは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリとを搭載しており、
   前記メモリに格納されたプログラムを実行することにより前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記コントローラは、前記設定時間の情報を前記遅延検知部に設定することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images