(57)【要約】【課題】  圧解除機構を有する定着器において、圧解除センサを用いずに加圧／圧解除状態の判別を行う方法を用いる事により安価な画像形成装置の定着器を提供する。【解決手段】  現像剤をシートに定着させる定着器と、定着器を駆動する定着器駆動手段と、定着器駆動手段を駆動させる事により定着器の定着部にかかる圧力を切換え可能な加圧力切換え機構と、定着器駆動手段の駆動／停止および動作速度を制御する駆動手段制御信号ラインと、定着器駆動手段の動作状態を検知する定着器動作検知手段と、画像形成装置の制御を行う制御コントローラから構成され、制御コントローラは駆動手段制御信号を出力し、受信した定着器動作検知信号から定着部の加圧／圧解除状態を判別する構成とする。【選択図】  図１
2010026445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上に現像材を定着させるプリント処理を行う画像形成装置において、
現像剤をシートに定着させる定着手段と、
該定着手段を駆動する定着手段駆動手段と、
定着手段駆動手段を駆動させる事により定着手段の定着部にかかる圧力を加圧／圧解除状態で切換え可能な加圧力切換え手段と、
定着手段駆動手段の駆動／停止および動作速度を制御する駆動手段制御信号と、
定着手段駆動手段の動作状態を検知する定着手段動作検知手段と、
画像形成装置の制御を行う画像形成装置制御部から構成され、該画像形成装置制御部は駆動手段制御信号を出力し、受信した定着手段動作検知信号から定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着手段駆動手段は前記定着手段制御信号により制御されるモータであり、
定着手段駆動手段動作検知手段は前記モータの回転数と線形性を持つ信号を出力する手段であり、
前記画像形成装置制御部は前記定着手段駆動手段制御信号を出力し、前記定着手段駆動手段動作検知手段から受信した信号に基づいて定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置制御部は前記定着手段駆動手段動作検知手段で受信した信号の周期を計算し、所定の閾値との比較処理を行い、比較した結果に基づき前記定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置の定着部制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の場合について説明する。
【０００３】
画像形成装置の熱定着装置は、電子写真プロセスなどの画像形成手段によりシート上に形成された未定着画像（トナ−像）をシート上に定着させるものであり、ハロゲンヒ−タを熱源とする熱ロ−ラ式の熱定着装置やセラミック面発ヒ−タを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置が用いられている。
【０００４】
上記の様な定着装置を持つ画像形成装置でプリント中に定着器内において紙詰まりを起こした場合、ユーザーが高温になっている定着器の温度が低下するのを待つか高温に注意しながらガイド等を開口させてジャム紙を手で引き出すのが一般的であった。また、ユーザーが紙を引き出す際に定着器のフィルムにダメージを与えてしまう可能性もあった。そこでジャムが発生した場合に定着器内部のシートニップ部に掛かっている圧力を解除する加圧解除機構を持たせる方法が提案されている。更に特開2004-101830号公報で示されている様に駆動源からの駆動力を伝達して自動でシートガイドの開閉動作を行う事により加圧／圧力解除動作を行わせる事により安全でユーザビリティに優れた定着装置を提案している。
【特許文献１】特開2004-101830号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来例においては自動で定着ニップ部の加圧／圧力解除動作を行わせるために駆動源から駆動力を伝達しているため、駆動源の動作を開始／停止させるために定着器内にニップ部の状態を確認するためのセンサ（圧力解除センサ）を設ける必要があった。圧力解除センサは定着ニップ部の開閉動作に連動するフラグを検知する構成となっており、圧力解除センサの検知結果を画像形成装置の制御部が受信して所定のレベルを検知すると駆動源の起動／停止処理を行う。なお駆動源としては信号を制御する事により起動／停止／回転速度等の制御が可能なモータがよく用いられる。圧力解除センサはニップ部の開閉を検知するセンサであり、定着部での紙詰まりが発生した場合に主に機能する。この圧力解除センサについてはコストダウンのためセンサを使用する事なくニップ部の開閉を検知する機構が望まれていた。
【０００６】
そこで、
本出願に係る第１の発明は、上記のような問題を解決し加圧／圧力解除検知手段を用いる事なく自動でニップ部の加圧／圧力解除の状態を判別する事が可能な画像形成装置を提供する事を目的とする。
【０００７】
本出願に係る第２の発明は、上記のような問題を解決し第１の発明の構成を持つ画像形成装置において定着部駆動手段の動作検知信号の性質について提案する事を目的とする。
【０００８】
本出願に係る第３の発明は、上記のような問題を解決し加圧／圧力解除検知手段を用いる事なく自動でニップ部の加圧／圧力解除状態を判別し、判別結果に応じて加圧／圧力解除を切換える切換え制御方法において加圧／圧力解除の判別処理について提案する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本出願に係る第1の発明は、
シート上に現像材を定着させるプリント処理を行う画像形成装置において、現像剤をシートに定着させる定着手段と、定着手段を駆動する定着手段駆動手段と、定着手段駆動手段を駆動させる事により定着手段の定着部にかかる圧力を加圧／圧解除状態で切換え可能な加圧力切換え手段と、定着手段駆動手段の駆動／停止および動作速度を制御する駆動手段制御信号と、定着手段駆動手段の動作状態を検知する定着手段動作検知手段と、画像形成装置の制御を行う画像形成装置制御部から構成され、画像形成装置制御部は駆動手段制御信号を出力し、受信した定着手段動作検知信号から定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本出願に係る第2の発明は、
第１の発明の構成を有する画像形成装置において、定着手段駆動手段は前記定着手段制御信号により制御されるモータであり、定着手段駆動手段動作検知手段は前記モータの回転数と線形性を持つ信号を出力する手段であり、画像形成装置制御部は前記定着手段駆動手段制御信号を出力し、定着手段駆動手段動作検知手段から受信した信号に基づいて定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するために、本出願に係る第3の発明は、
第2の発明の構成を有する画像形成装置において、画像形成装置制御部は定着手段駆動手段動作検知手段で受信した信号の周期を計算し、所定の閾値との比較処理を行い、比較した結果に基づき定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、
本出願に係る第1の発明によれば、
シート上に現像材を定着させるプリント処理を行う画像形成装置において、現像剤をシートに定着させる定着手段と、定着手段を駆動する定着手段駆動手段と、定着手段駆動手段を駆動させる事により定着手段の定着部にかかる圧力を加圧／圧解除状態で切換え可能な加圧力切換え手段と、定着手段駆動手段の駆動／停止および動作速度を制御する駆動手段制御信号と、定着手段駆動手段の動作状態を検知する定着手段動作検知手段と、画像形成装置の制御を行う画像形成装置制御部から構成され、画像形成装置制御部は駆動手段制御信号を出力し、受信した定着手段動作検知信号から定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とするため、加圧／圧力解除検知手段を用いる事なく自動でニップ部の加圧／圧力解除の状態を判別する事が可能となる。
【００１３】
本出願に係る第2の発明によれば、
第１の発明の構成を有する画像形成装置において、定着手段駆動手段は前記定着手段制御信号により制御されるモータであり、定着手段駆動手段動作検知手段は前記モータの回転数と線形性を持つ信号を出力する手段であり、画像形成装置制御部は前記定着手段駆動手段制御信号を出力し、定着手段駆動手段動作検知手段から受信した信号に基づいて定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とするため、
加圧／圧力解除検知手段を用いる事なく自動でニップ部の加圧／圧力解除の状態を判別する事が可能となる。
【００１４】
本出願に係る第3の発明によれば、
第2の発明の構成を有する画像形成装置において、画像形成装置制御部は定着手段駆動手段動作検知手段で受信した信号の周期を計算し、所定の閾値との比較処理を行い、比較した結果に基づき定着手段の加圧／圧解除状態を判別する事を特徴とするため、加圧／圧力解除検知手段を用いる事なく自動でニップ部の加圧／圧力解除の状態を判別する事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１６】
以下、添付図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図であり、例えばレ−ザプリンタの場合を示している。
【００１８】
レーザプリンタ本体101（以下、本体101）は、記録紙Ｓを収納するカセット102を有し、カセット102の記録紙Ｓの有無を検知するカセット有無センサ103、カセット102の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ104（復数個のマイクロスイッチで構成される）、カセット102から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ105等が設けられている。そして、給紙ローラ105の下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対106が設けられている。また、レジストローラ対106の下流にはレーザスキャナ部107からのレーザ光に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部108が設けられている。さらに、画像形成部108の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器109が設けられており、定着器109の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ110、記録紙Ｓを排紙する排紙ローラ111、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ112が設けられている。この記録紙Sの搬送基準は、記録紙Sの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Sの幅に対して中央になるように設定されている。
【００１９】
また、前記レーザスキャナ107は、後述する外部装置128から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット113、このレーザユニット113からのレーザ光を後述する感光ドラム117上に走査するためのポリゴンモータ114、結像レンズ115、折り返しミラー116等により構成されている。
【００２０】
そして、前記画像形成装置108は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム117、1次帯電ローラ119、現像器120、転写帯電ローラ121、クリーナ122等から構成されている。また、定着器109は定着フィルム109a、加圧ローラ109b、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ109c、セラミックヒータの表面温度を検出するサーミスタ109dから構成されている。
【００２１】
また、メインモータ123は、給紙ローラ105には給紙ローラクラッチ124を介して、レジストローラ対106にはレジストローラ125を介して駆動力を与えており、更に感光ドラム117を含む画像形成部108の各ユニット、排紙ローラ111にも駆動力を与えている。また定着器に駆動力を与える定着モータ132により定着器109を駆動している。
【００２２】
そして126はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部107、画像形成部108、定着器109による電子写真プロセスの制御、前記本体101内の記録紙の搬送制御を行なっている。
【００２３】
そして、127はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置131と汎用のインタフェース（セントロニクス、RS232C等）130で接続されており、この汎用インタフェースから送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ126へ送出している。
【００２４】
図２はエンジンコントローラ126の構成を示すブロック図である。201はＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段を搭載したマイクロコンピュータであり信号の入出力制御を行っている。202はビデオコントローラ127との通信制御を行うためのインターフェース回路、204,205はそれぞれフォトインタラプタ等を使用したセンサ103（前記カセット紙有無センサ）,110（前記排紙センサ）のセンサ入力回路、206はカセットサイズを検知するためのスイッチ104のスイッチ入力回路である。207,208はそれぞれモータ123,132を駆動するためのモータ駆動回路、209,210はそれぞれクラッチ124,125を駆動するためのクラッチ駆動回路、211は給紙制御等に使用されるソレノイドを駆動するソレノイド駆動回路である。
【００２５】
図３は定着器109における圧解除の構成を示す図である。フィルム301と加圧ローラ303間には、加圧バネ304を介して圧がかけられている。バネ圧は定着性を満足させるため、またはセラミックヒータ302の発熱を効率良く記録紙Ｓに伝えるのに必要な加圧力に設定されている。フィルム301と加圧ローラ303間の加圧の状態は、定着モータ(図示しない)からの駆動力を受けた加圧可変ギア305によって可変できるようになっている。記録紙Ｓがフィルム301と加圧ローラ303間でジャムを起こした場合などは、エンジンコントローラ126は即座にモータに信号を送り、加圧可変ギア305を指定された区間回転させて、加圧を解除させる。そのように構成することによって、ユーザにとってジャム紙を定着装置より取り除き易くなり、ユーザビリティの向上を図ることができる。またプリント状態および前多回転によるプリント準備期間以外は、常に圧解除をしており、相互圧接によるフィルム301と加圧ローラ303の変形を防止し、記録画像の画質低下の影響を防いでいる。
【００２６】
図４は定着器に駆動力を与えるモータおよび制御部分を示す図である。123は定着器に駆動力を与えるモータ本体であり、モータを制御するドライバ部分402により制御された電流が流れ込む事により回転動作を行う。モータドライバはプリンタ制御部のマイクロコンピュータ201と制御用の信号線で結ばれており、信号線の論理によりモータの回転速度や方向を制御することができる。図４で示された信号は一般的なモータ制御用の信号を示しており、ACC（加速信号）、DEC（減速信号）、F/R信号（回転方向指定）をマイクロコンピュータから出力して制御を行う。またFG信号はモータの回転挙動をセンサで読み込み波形整形した信号で、マイクロコンピュータ201の入力部には周波数―電圧変換機（F/V変換）403がありFG信号の周波数を電圧に変換する。この信号によりマイクロコンピュータはモータの回転状態を知る事ができる。その他Vmmはモータ駆動用の電源供給、GNDは基準アースとなっている。
【００２７】
図５は定着器駆動用モータの起動／停止時の通信波形を示したものである。図５においてACC信号、DEC信号はともにLOW ACTIVEであり、論理がLOWレベルの場合にACC信号は加速、DEC信号は減速を指示する。図５の上図は起動時の通信波形であり、ACC信号をLOWレベルに設定しモータが回転を開始する。回転が所定値に到達するとFG信号が出力され始め、その後はACC／DEC信号を制御しながら回転制御を行う。図５の下図はモータ停止時の波形でDEC信号の論理をLOWレベルに固定する事によりモータの回転は減速し、それに伴いFG信号の周期も広がる。その後停止してFG信号の出力も停止する。FG信号の周期が変動しているということはモータの負荷が重いため回転ムラが大きいということで、このFG信号の周期の変動からモータの負荷を知ることができる。通常はモータが停止後のスタンバイ状態においてもDEC信号はLOWに固定させておく事によりモータ誤動作による回転を防ぐようにする。なお、ACC／DEC信号のACTIVEの論理は装置の仕様によりHIGH ACTIVEに設定する事も考えられる。
【００２８】
図６は本実施例の特徴となる圧解除状態の判別方法について説明する説明図である。図６の上側に示した波形は「FG信号出力周期TFG」で、図４に示したFG信号の周期をF/V変換器403で電圧に変換してプロットしたものである。マイクロコンピュータは所定の2種類の閾値（th_u、th_l）を設定し、FG信号をF/V変換した電圧値との比較処理を行っている。比較した結果を出力した波形が図６の下側に示した波形で、「TFGレベル変換後」となっている。TFGレベル変換後はTFG>th_uもしくはTFG>th_lの場合にHigh、th_l<TFG<th_uの場合にLowレベルを出力する。（出力論理は各々反転しても構わない）図６のグラフでは(A)の区間がTFG>th_uもしくはTFG>th_lであり、(B)の区間がth_l<TFG<th_uである。
【００２９】
図７は従来の構成である定着器に圧解除検知センサを持つ構成のセンサ波形と定着器のFG信号を示したものである。図７の上図に示す様に圧解除センサ出力は加圧解除版に設置されているフラグの上下移動によって、センサで検知されエンジンコントローラ201に報知される信号である。圧解除状態がLOWレベル、加圧状態がHIGHレベルを示している。（信号出力の論理設定は逆でも構わない）図７の下図は図６の下図と同様に定着器駆動モータのFG信号周期をF/V変換器403で電圧に変換してプロットしグラフ化したものである。
【００３０】
図７を見てわかるようにFG信号出力周期は、加圧状態では出力の値が圧解除状態と比較して変動が大きい事がわかる。圧解除状態では図３に図示の加圧バネ304のバネ圧が高まり、定着器駆動モータの駆動軸に掛かる負荷が増大する。そのため負荷変動の影響を受けずらくなりモータの回転も安定するためFG信号周期の変化量も小さくなる。反対に加圧状態では加圧バネのバネ圧が弱まるため定着器駆動モータの駆動軸に掛かる負荷が減少する。この状態では加速／減速信号に対するモータの回転量は加圧状態よりも大きくなるためFG信号周期の変化量も大きくなる。よってFG信号の変化量を監視すれば加圧／圧解除状態の判別が可能となる。
【００３１】
図６ではFG信号の周期に閾値th_u、th_lを設定しマイクロコンピュータで比較処理を行う事により加圧／圧解除状態を判別しているが、結果として図７上側の圧解除センサの出力結果と同等になる事がわかる。閾値th_u、th_lは装置により固有の値を持つが、少なくとも加圧／圧解除状態がクロスしない挙動である事が条件となる。以上の様にFG信号周期の変化量を所定の閾値と比較制御を行う事で定着器ニップ部の加圧／圧解除状態の判別ができるようになるため、従来自動で加圧／圧解除切換え制御を行う場合に必要とされていた圧解除検知用のセンサが不要となるためコストダウンが可能となる。
【実施例２】
【００３２】
第１の実施例と重複する点は省略する。
【００３３】
図８は本実施例におけるマイクロコンピュータ201の信号処理制御について示したフローチャートである。S801はモータの回転数と線形性を持つ回転状態信号（以下、FG信号）の受信待ちシーケンスである。
【００３４】
FG信号を受信するとS802に遷移し、マイクロコンピュータは時間測定用のタイマーを起動する。S803では再度FG信号受信待ちのシーケンスとなり、FG信号の立ち上がりエッジを監視している。なお本フローチャートではFG信号の立ち上がりエッジとしているが、立下りエッジでも構わない。その場合、S801,S803ともに立下りエッジでの監視処理を行わなければならない。S803でFG信号の立ち上がりエッジを受信するとS804でマイクロコンピュータはS802でスタートしたタイマーの値を取得する。取得した値はFG信号の周期TFGを示している。S805では取得したTFGと規定された閾値th_u、th_lで比較演算処理をを行い、演算した結果「真」であればS806へ、「偽」であればS807に遷移する。またプログラム上で定着器の圧解除判別用フラグの変数を有しており、S806ではS805で閾値th_u、th_lと比較演算処理を行った結果、閾値th_uを超えるかth_lを超えない値と処理されたため圧解除判別用のフラグ変数をOFFする。つまりFG信号の周期の変動幅が大きいため定着器は加圧状態であり定着駆動用モータにかかる負荷が軽いと判断するため圧解除判別フラグとしてはOFFと設定する。S807ではS805で閾値th_u、th_lと比較演算処理を行った結果、th_l〜th_uの範囲であると処理されたため圧解除判別用のフラグ変数をONする。つまりFG信号の周期の変動幅が小さいため定着器は圧解除状態であり定着モータにかかる負荷は重いと判断し、圧解除判別フラグはONとなる。S806、S807はそれぞれフラグ変数を更新するとS808に遷移する。S808では後続のFG信号の立下りエッジ受信待ちシーケンス処理でありエッジを受信するとS804にジャンプする。S801〜S803の処理はシーケンス開始後に実行されるのみで、以後はS804〜S808のループ処理を行う。
【００３５】
以上の様にモータのFG信号周期をモニタするシーケンス処理を行う事により定着器ニップ部の加圧／圧解除状態の判別ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明における画像形成装置を示した構成図。
【図２】エンジンコントローラの概要を示すブロック図。
【図３】定着装置の概略構成を示した図。
【図４】定着装置に駆動力を与えるモータの構成図。
【図５】モータを制御する制御信号の説明図。
【図６】本発明におけるモータユニットから出力されるFG信号の周期および閾値との比較結果を示す波形。
【図７】従来の画像形成装置における圧解除センサ波形およびFG信号周期を示す波形。
【図８】実施例２における圧解除判別シーケンスを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３７】
１０１  レーザビームプリンタ本体
１０２  給紙カセット
１０５  給紙ローラ
１０７  レーザスキャナ部
１０９  定着器
１１１  排紙ローラ
１１２  排紙トレイ
１１７  感光ドラム
１１９  一次帯電ローラ
１２０  現像器
１２１  転写帯電ローラ
１２３  メインモータ
１２６  エンジンコントローラ
１２７  ビデオコントローラ
１３１  外部装置
１３２  定着器駆動モータ
【図１】
2010026445.tif 000003
【図２】
2010026445.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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