(57)【要約】【課題】定着速度によって定着フィルムの材質を変えている定着装置において、フィルム仕向けの異なる定着フィルムが取り付けられてしまう場合、その不具合を検知することができない。【解決手段】定着フィルムは複数の仕向け先に対応して複数の定着フィルムのなかから選択して装着が可能である場合、定着フィルムの装着確認を次のように行う。即ち、定着フィルムを加熱するヒータに当接されたセンサにより定着フィルムの温度を検出する一方、その定着フィルムにバイアス電圧を印加する。次に、定着フィルムとセンサとの間に発生する浮遊容量に基づいて得られるセンサからの信号の交流成分と予め定められた閾値とを比較する。そして、その比較の結果に従って、仕向け先に適切な定着フィルムが装着されているかどうかを確認する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成手段によって記録媒体に形成された画像を熱定着する定着フィルムと加圧ローラとを含む定着器を備え、前記定着フィルムは複数の仕向け先に対応して複数の定着フィルムのなかから選択して装着が可能なものである画像形成装置であって、
前記定着フィルムを加熱するヒータと、
前記ヒータに当接され、前記定着フィルムの温度を検出する温度検出手段と、
前記定着フィルムにバイアス電圧を印加する印加手段と、
前記定着フィルムと前記温度検出手段との間に発生する浮遊容量に基づいて得られる前記温度検出手段からの信号の交流成分と予め定められた閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較により、仕向け先に適切な定着フィルムが装着されているかどうかを確認する確認手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の定着フィルムは同じ外見で前記画像形成装置に対して同じ装着機構を有していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記確認手段は、前記仕向け先に適切な定着フィルムが装着されていない場合、その旨を通知する通知手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記予め定められた閾値を格納するメモリをさらに有し、
前記予め定められた閾値は、前記仕向け先に適切な定着フィルムが装着された場合に前記温度検出手段からの信号の交流電圧として現れる値から定められることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記印加手段は、
直流成分のバイアス電圧を印加する手段と、
交流成分のバイアス電圧を印加する手段とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記温度検出手段はサーミスタを含み、
前記サーミスタからの信号の直流成分に基づいて、前記定着フィルムの温度情報を読取ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成手段によって画像が形成された記録媒体は前記定着フィルムと前記加圧ローラとの間のニップ部に搬送されて熱定着されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ニップ部に記録媒体がないと判断された場合に、前記印加手段により前記バイアス電圧を印加し、前記確認手段により確認を行うよう制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成手段は、電子写真方式に従ってトナー像を前記記録媒体に形成することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
画像形成手段によって記録媒体に形成された画像を熱定着する定着フィルムと加圧ローラとを含む定着器を備え、前記定着フィルムは複数の仕向け先に対応して複数の定着フィルムのなかから選択して装着が可能なものである画像形成装置における定着フィルムの装着確認方法であって、
前記定着フィルムを加熱するヒータに当接されたセンサにより前記定着フィルムの温度を検出する温度検出工程と、
前記定着フィルムにバイアス電圧を印加する印加工程と、
前記定着フィルムと前記センサとの間に発生する浮遊容量に基づいて得られる前記センサからの信号の交流成分と予め定められた閾値とを比較する比較工程と、
前記比較工程における比較により、仕向け先に適切な定着フィルムが装着されているかどうかを確認する確認工程とを有することを特徴とする定着フィルムの装着確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及びその定着フィルムの装着確認方法に関し、特に、例えば、電子写真方式に従ってトナー像を形成する画像形成装置及びその定着フィルムの装着確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザビームプリンタに代表される電子写真方式に従って画像を形成する画像形成装置に、複数仕向けの定着装置が機構的に取り付け可能なものがある。そのような画像形成装置において正しい仕向けの定着ヒータが画像形成装置に取り付けられているかどうかを判断するために次のような方法が提案されている。例えば、特許文献１は、電源投入時に一定時間ヒータをＯＮし、ヒータの温度勾配を調べることにより定着装置の抵抗値の推測し、正しい仕向けの定着装置が設置されているかどうかを判断する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４４０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来例では定着装置の抵抗値が正しいか否かを判断することは可能であるが、定着速度によって定着フィルムの材質を変える定着装置を画像形成装置に装着する場合には、次のような問題がある。即ち、上記従来例では、抵抗値は正しい値の定着装置が取り付けられていることを示すが、フィルム仕向けの異なる定着装置が取り付けられてしまう場合もある。
【０００５】
この場合、従来技術では正しい定着装置であるかどうかを検知できず、その結果、定着不良や記録媒体のＪＡＭ（ジャム）が発生するといった問題が発生する。例えば、サービスマンが定着ユニットの交換を行い、異なる仕向けの定着装置を取り付けてしまった場合、初期動作で不具合が発生するとは限らず、後日になって定着不良やＪＡＭが頻繁に発生してしまうことがある。
【０００６】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、複数仕向けの定着フィルムが機構的に取り付け可能な場合に、適切な定着フィルムが装着されたどうかを確認することが可能な画像形成装置及びその定着フィルムの装着確認方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は次のような構成からなる。
【０００８】
即ち、画像形成手段によって記録媒体に形成された画像を熱定着する定着フィルムと加圧ローラとを含む定着器を備え、前記定着フィルムは複数の仕向け先に対応して複数の定着フィルムのなかから選択して装着が可能なものである画像形成装置であって、前記定着フィルムを加熱するヒータと、前記ヒータに当接され、前記定着フィルムの温度を検出する温度検出手段と、前記定着フィルムにバイアス電圧を印加する印加手段と、前記定着フィルムと前記温度検出手段との間に発生する浮遊容量に基づいて得られる前記温度検出手段からの信号の交流成分と予め定められた閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較により、仕向け先に適切な定着フィルムが装着されているかどうかを確認する確認手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また本発明を別の側面から見れば、画像形成手段によって記録媒体に形成された画像を熱定着する定着フィルムと加圧ローラとを含む定着器を備え、前記定着フィルムは複数の仕向け先に対応して複数の定着フィルムのなかから選択して装着が可能なものである画像形成装置における定着フィルムの装着確認方法であって、前記定着フィルムを加熱するヒータに当接されたセンサにより前記定着フィルムの温度を検出する温度検出工程と、前記定着フィルムにバイアス電圧を印加する印加工程と、前記定着フィルムと前記センサとの間に発生する浮遊容量に基づいて得られる前記センサからの信号の交流成分と予め定められた閾値とを比較する比較工程と、前記比較工程における比較により、仕向け先に適切な定着フィルムが装着されているかどうかを確認する確認工程とを有することを特徴とする定着フィルムの装着確認方法を備える。
【発明の効果】
【００１０】
従って本発明によれば、装置設置場所や生産ラインで誤って仕向けの異なる定着フィルムが装着されてしまった場合でも、その誤りを確認して通知することができるという効果がある。これによって、仕向けの異なる定着フィルムが装着されたまま画像形成装置が市場に出ることを確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の代表的な実施例である画像形成装置の構成を示す側断面図である。
【図２】従来例の定着器の内部構造とその制御構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例に従う定着器の内部構造とその制御構成を示す図である。
【図４】図３に示す定着器の内部の電気的構成と定着器とコントローラとの間の電気的構成の等価回路を示す図である。
【図５】定着フィルム仕向けの確認処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
【００１３】
以下の説明では、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタについて説明する。しかし、複数仕様の定着装置を機構的に装着可能な画像形成装置であれば、本発明はスキャナ機能を備えた複写機やさらにその複写機にファクシミリ機能を組み込んだ複合機等の他の画像形成装置にも適用可能である。
【００１４】
図１は本発明の代表的な実施例である電子写真方式に従って画像を形成する画像形成装置の１つであるレーザビームプリンタの構成を示す側断面図である。
【００１５】
レーザビームプリンタ（以下、ＬＢＰ）１はＡＣ電源に接続されたパワーサプライ（ＰＳ）５から装置各部に必要な電力を供給する。
【００１６】
ＬＢＰ１での画像形成は次のように実行される。画像形成時、給紙カセット３２に積載されたカット紙のような記録用紙は給紙ローラ７により一枚ずつ給紙され、搬送ローラ３４により搬送路８にそって感光ドラム３の位置まで搬送される。一方、外部より転送された画像データに従ってＣＰＵ１８の制御により光学ユニット４を駆動する。光学ユニット４は画像データに従ってビーム光を照射して感光ドラム３を走査し帯電した感光ドラム３に静電潜像を形成する。現像器１３はトナーによりその静電潜像をトナー像として顕像化する。そのトナー像は記録用紙に感光ドラム３から転写される。
【００１７】
トナー像が転写された記録用紙は、さらに搬送路８にそって定着器１０まで搬送され、定着器１０の内部のヒータを駆動してその記録用紙のトナー像を加熱定着する。
【００１８】
画像が定着された記録用紙は排紙路１１によってさらに搬送され、部材１２によりその搬送経路が変更され上昇し、排紙口１５より装置外部に排出される。
【００１９】
さて、ＣＰＵ１８とＡＳＩＣ８０８とを備えるコントローラ８０７は、制御信号８０９〜８１１によりこれらに対応するモータ８０１〜８０３を駆動し、これらが発生する駆動力８０４〜８０６を感光ドラム３、光学ユニット４、定着器１０に供給する。これにより感光ドラム３は回転し、光学ユニット４のポリゴンミラー（不図示）は回転し、定着器１０の回転部（後述）が回転する。
【００２０】
次に、定着器１０の内部構造とその制御構成とに関し、従来例とこの実施例とを比較して説明する。
【００２１】
図２は従来例の定着器１０の内部構造とその制御構成を示す図であり、図３はこの実施例に従う定着器１０の内部構造とその制御構成を示す図である。
【００２２】
図２〜図３に示されているように、定着器１０には定着フィルム１０３と加圧ローラ１０４とが備えられ、定着フィルム１０３の内部にはステイホルダ（不図示） にヒータ１０２が固定して支持されている。定着フィルム１０３はそのステイホルダ（不図示）の外周を移動可能になっている。
【００２３】
加圧ローラ１０４はヒータ１０２に対向して定着フィルム１０３を挟んで所定のニップ幅のニップ部Ｎを形成して記録用紙を圧接するように設けられている。一方、定着フィルム１０３は、モータ８０３により駆動される加圧ローラ１０４の回転力により矢印ａの方向に摺動する。一方、コントローラ８０７はヒータ１０２に通電するよう制御し、定着フィルム１０３を所定の温度に加熱し、その温度を維持するよう温度調節するとともに、定着フィルム１０３を矢印ａ方向に回転移動させる。
【００２４】
さらに、そのような状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１０３と加圧ローラ１０４との間に画像が転写された時に負の反転現象によりマイナスに帯電している未定着トナー画像ｔが形成担持された記録用紙Ｐを導入する。記録用紙Ｐは定着フィルム１０３と加圧ローラ１０４とにより挟持され、記録用紙Ｐに転写された未定着トナー画像ｔが定着フィルム１０３の面に密着して定着フィルム１０３と一体的に定着ニップ部Ｎを搬送される。ニップ部Ｎにおいて、記録用紙Ｐと未定着トナー画像ｔがヒータ１０２により定着フィルム１０３を介して加熱されて記録用紙Ｐの未定着トナー画像ｔが加熱定着される。
【００２５】
記録用紙Ｐの定着ニップ部Ｎを通過した部位は定着フィルム１０３の表面から剥離してに搬送され、記録用紙Ｐは装置外に排出される。
【００２６】
また、未定着トナー画像ｔが定着フィルム１０３に転写されることを防止し、トナーのオフセットや記録媒体の汚れを防止して画像品質を維持することを目的として、定着フィルム１０３に対して、バイアス印加部５０１によりバイアス電圧が印加される。バイアス印加部５０１は交流バイアス印加部５０２と直流バイアス印加部５０３とから構成され、バイアス電圧を定着フィルム１０３に印加して定着フィルム１０３から未定着トナー画像を引き離す作用をする。具体的には、バイアス印加部５０１により定着フィルム１０３を未定着トナー画像ｔと同極性に帯電させることで、記録用紙Ｐ上の未定着トナー画像ｔと定着フィルム１０３との間で吸引力が発生することがないようにしている。
【００２７】
例えば、記録用紙Ｐのマイナスに帯電した未定着トナー画像に対応して定着フィルム１０３をマイナスに帯電させた場合には、未定着トナー画像ｔと定着フィルム１０３との間で静電的斥力が発生する。これにより、記録用紙Ｐ上の未定着トナー画像ｔは定着フィルム１０３から押し離されて定着フィルム表面への転写が抑制され、静電的要因によるトナーのオフセットが防止できる。
【００２８】
なお、交流バイアス印加部５０２と直流バイアス印加部５０３はそれぞれ、ＡＣバイアス信号、ＤＣバイアス信号によりコントローラ８０７のＣＰＵ１８によって制御される。
【００２９】
次に定着器１０の温度制御について説明する。
【００３０】
図２〜図３に示されているように、定着器１０の温度検出のために温度検出センサとしてサーミスタ１０５が備えられる。サーミスタ１０５は温度によって抵抗値が変化し、温度が高ければ抵抗値は小さく、逆に低ければ抵抗値が大きくなる特性を持っている。
【００３１】
コントローラ８０７のＣＰＵ１８からのヒータ駆動信号５０６がロジック回路５０７を介してトライアック５０８へ出力されヒータ１０２によって定着フィルム１０３とニップ部Ｎを介して記録用紙Ｐと未定着トナー画像ｔが加熱される。
【００３２】
図２〜図３に示されているように、ヒータ１０２に当接される形でサーミスタ１０５は配置されているので、ヒータ１０２が加熱されることによりサーミスタ１０５の抵抗値が線形的に変化する。この抵抗値の変化を、プルアップ電圧Ｖｃｃ５１０と抵抗５１１でサーミスタ電圧ａ−２に電圧値へ変換する。サーミスタ電圧ａ−２はコントローラ８０７のＡＮポートへ入力されＣＰＵ１８へ伝達される。
【００３３】
さて、ＣＰＵ１８は入力されたアナログ値をもとに、ＲＯＭ（不図示）から電圧値−温度テーブルを読み出し、この温度データからトライアック５０８にフィードバックをかけて、トナーの定着に必要な温度になるようにヒータ１０２の温度制御を行う。
【００３４】
また、定着器１０が過昇温するのを防ぐためにロジック回路５０７とリレー５０９が設けられている。前述のように、ＣＰＵ１８からのヒータ駆動信号５０６をもとに、トライアック５０８によってヒータ１０２を加熱する。ヒータ１０２の加熱と共にサーミスタ１０５からの出力がサーミスタ電圧ａ−２となりＣＰＵ１８に入力され、フィードバッグ制御がかけられる。
【００３５】
しかしながら、ＣＰＵ１８を動作させる温度制御プログラムに不具合が発生した場合にはフィードバック制御がかけられないためヒータ１０２が駆動され続け、定着器１０が過昇温状態となる。このためロジック回路５０７は、サーミスタ電圧を、例えば、コンパレータなどの回路によって監視し、設定電圧（設定温度）を超えるとリレー５０９をＯＦＦする信号（ＯＦＦ信号）を出力してヒータ１０２への給電を遮断する。なお、ＯＦＦ信号は、ラッチされる事が多い。また、トライアック５０８が短絡し故障した場合も同様にヒータ１０２が駆動され続け定着器１０が過昇温状態となるこことがある。このような状態が発生することを防止するため、ロジック回路５０７が作動しリレー５０９へＯＦＦ信号を出力し、ヒータ１０２への給電を遮断する。このようにして、定着器の過昇温が防止される。
【００３６】
以上の構成は、図２に示す従来例と図３に示す実施例とで共通である。
【００３７】
次に、この実施例の特徴的な部分である定着フィルム１０３とサーミスタ１０５の間に存在する浮遊容量ａ−１を利用した定着フィルムの仕向け検知について、図３を参照して説明する。
【００３８】
定着フィルムは同じ外見仕様でＬＢＰに対する装着機構も同じでありながら、仕向け先に従って異なる種類の定着フィルムがある。従って、ＬＢＰの生産工程において、複数の仕向け先に対して、異なる定着フィルムを装着することがある。しかしながら、同じ外見仕様で装着機構が同じなので、ある仕向け先に対するＬＢＰに異なる仕向け先に対する定着フィルムを誤って選択して装着することがあり。
【００３９】
そのような誤装着をなくすために、この実施例では以下のような定着フィルムの装着確認方法を実行する。
【００４０】
サーミスタ１０５はヒータ１０２に当接する一方、ヒータ１０２は反対側の面で定着フィルム１０３に当接している。ヒータ１０２の厚みは一般的に１ｍｍ〜３ｍｍと比較的薄い構造である。その為、定着フィルム１０３とサーミスタ１０５の間にはヒータ１０２の表面を介して浮遊容量ａ−１が存在する。
【００４１】
コンデンサの容量は一般的に下記の式で表される。即ち、
｛Ｃ＝ε×Ｓ／Ｌ｝
である。ここで、Ｃはコンデンサ容量、εは誘電率、Ｓは面積、Ｌは距離である。
【００４２】
定着フィルムの材質によって、誘電率εは変化するため、コンデンサの容量Ｃも変化する。つまり、浮遊容量ａ−１はフィルムの材質によって変化するという特徴がある。言い換えると、仕向け先が異なると、定着フィルムは外見仕様が同じでも、その材質は異なるので、浮遊容量ａ−１は変化する。この実施例では、この浮遊容量の違いに着目して、仕向け先に適切な定着フィルムが装着されているかどうかを確認する。
【００４３】
定着フィルム１０３には図３に示されるように、接点ブラシ５１２を介してバイアス印加部５０１によりバイアス電圧が印加されている。印加バイアスのうち交流バイアスは、浮遊容量ａ−１を介してサーミスタ電圧ａ−２へ交流信号として重畳される。
【００４４】
図４は図３に示す定着器１０の内部の電気的構成と定着器１０とコントローラ８０７との間の電気的構成の等価回路を示す図である。
【００４５】
なお、図４では定着器１０とバイアス印加部５０１と浮遊容量ａ−１とサーミスタ電圧ａ−２とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１００１とアンプ（ＡＭＰ）１００２と比較器（ＣＭＰ）１００３とコントローラ８０７とＣＰＵ１８とに関する等価回路である。ただし、図４と図３と比較すると分かるように、図４にはロジック回路５０７やトライアック５０８等は省略してある。
【００４６】
図４を参照して説明を続けると、バイアス印加部５０１が駆動されると定着フィルム１０３の合成インピーダンスと加圧ローラ１０４の合成インピーダンスで分圧された電圧２０１に現れる。分圧された電圧２０１には交流成分と直流成分とが重畳されたものが現れるが、浮遊容量ａ−１により分圧された電圧２０１の直流成分を除いた交流信号がサーミスタ電圧ａ−２に現れる。
【００４７】
サーミスタ電圧ａ−２は温度情報を持つサーミスタ電圧（直流）に重畳された電圧であるので、サーミスタ電圧ａ−２をハイパスフィルタ１００１で交流成分のみに変換し、アンプ１００２で信号増幅する。そして、その増幅された信号値を予め定められた閾値に対して大きいか否かを比較器１００３によって比較する。浮遊容量ａ−１が大きい場合、つまり、定着フィルムの仕向け違いと推測される場合は、その旨をフィルム仕向け検知信号１００４としてコントローラ８０７に入力する。
【００４８】
ここで、予め定められた閾値は、各仕向け先に適切な定着フィルムが装着された場合にサーミスタ電圧ａ−２の交流電圧として現れる値から定められる。その閾値として特定の仕向け先に対応した値がＲＯＭ（メモリ）に格納される。そのＲＯＭはＲＥＦ１００５として図示されている。
【００４９】
コントローラ８０７はフィルム仕向け検知信号１００４が示す情報に基づいて、図３に示す表示部５１３にメッセージや警告ランプ点灯などの形でフィルム仕向け誤りを表示しユーザに通知する。また、コントローラ８０７は、サーミスタ電圧ａ−２は温度情報を持るサーミスタ電圧（直流）が重畳された電圧で有る為、コントローラ８０７内でローパスフィルタ（不図示）を通して直流成分を抽出し、その直流成分からヒータの温度情報を読取る。
【００５０】
次に、装着された定着フィルムが想定された仕向け先に対して適切なものであるかどうかを検出するタイミングについてフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
図５は定着フィルム仕向けの確認処理を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ステップＳ６０１では、定着器１０のニップ部Ｎに記録用紙があるかどうかを確認する。ここで、ニップ部Ｎに記録用紙が無いことがを確認されると、処理はステップＳ６０２に進み、バイアス印加部５０１をオンする。
【００５３】
次に、ステップＳ６０３では、定着フィルム仕向け検知信号１００４の入力を調べ、定着フィルム仕向けが正しいかどうかを確認する。ここで、定着フィルム仕向けが正しいと判断された場合、処理はステップＳ６０５に進み、画像形成装置の動作を許可する。これに対して、定着フィルム仕向けが誤っていると判断された場合、処理はステップＳ６０４に進み、表示部５１３において誤りをユーザに通知する。
【００５４】
従って以上説明したように実施例によれば、サーミスタ電圧から検出される定着フィルムに印加されるバイアス電圧のＡＣ成分を利用して定着フィルムとサーミスタとの間の浮遊容量の大きさから仕向け先に適切な定着フィルムが装着されているかを確認できる。
【００５５】
なお、この実施例では、定着フィルム側にバイアス電圧を印加する構成としているが、加圧ローラ側に印加しても良いし、定着フィルム側と加圧ローラ側の両方にバイアス印加しても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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