(57)【要約】【課題】加圧ローラ駆動方式のフィルム加熱定着装置において発生しやすかった搬送異常（フィルム−シート材間スリップによる画像乱れ、あるいは加圧ローラ−シート材間スリップ等）による搬送不良ジャムの発生を防止する。【解決手段】定着モータの駆動が開始され（Ｓ１０２）、シート材先端が給紙センサに到達すると（Ｓ１０３  ｙｅｓ）、電流検出手段により定着モータ電流Ｉ１を検知し、シート材先端が定着ニップＮに到達すると（Ｓ１０５  ｙｅｓ）、電流検出手段により定着モータ電流Ｉ２を検知し（Ｓ１０６）、検知した定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）が閾値ΔＩ未満であるとき（Ｓ１０７  ｎｏ）、定着モータ速度変更手段により定着モータの速度を上げる（Ｓ１１０）構成とする。【選択図】図１
2008139411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上の未定着の現像材を前記記録媒体に固着させるための加熱手段と、
前記加熱手段に圧力を加える加圧手段と、
前記加熱手段または前記加圧手段を回転駆動する定着器駆動手段と、
前記定着器駆動手段に供給する電流を検出する電流検出手段と、
前記定着器駆動手段の速度を変更する定着器駆動速度変更手段と、
を備え、
前記定着器駆動速度変更手段は、前記電流検出手段による電流の検出結果に基づき、前記定着器駆動手段の速度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録媒体上の未定着の現像材を前記記録媒体に固着させるための加熱手段と、
前記加熱手段に圧力を加える加圧手段と、
前記加熱手段または前記加圧手段を回転駆動する定着器駆動手段と、
前記定着器駆動手段に供給する電流を検出する電流検出手段と、
前記加圧手段の加圧力を可変する加圧力可変手段と、
を備え、
前記加圧力可変手段は、前記電流検出手段による電流の検出結果に基づき、前記加圧手段の加圧力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記記録媒体が前記加熱手段を通過したことを検知する記録媒体検知手段と、
前記記録媒体検知手段による検知結果に応じた時間とジャム検出時間とを比較し、前記比較結果に基づき搬送不良ジャムを検出するジャム検出手段と、
前記ジャム検出時間を可変するジャム検出時間可変手段と、
を備え、
前記ジャム検出時間可変手段は、前記電流検出手段による電流の検出結果に基づき、前記ジャム検出時間を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置内の温度を検出する環境温度検出手段と、
前記画像形成装置内の湿度を検出する環境湿度検出手段と、
を備え、
前記定着器駆動速度変更手段は、前記環境温度検出手段による温度の検出結果と、前記環境湿度検出手段による湿度の検出結果と、前記電流検出手段による電流の検出結果とに基づき、前記定着器駆動手段の速度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置内の温度を検出する環境温度検出手段と、
前記画像形成装置内の湿度を検出する環境湿度検出手段と、
を備え、
前記加圧力可変手段は、前記環境温度検出手段による温度の検出結果と、前記環境湿度検出手段による湿度の検出結果と、前記電流検出手段による電流の検出結果とに基づき、前記加圧手段の加圧力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特にレーザビームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に具備される画像熱定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置に具備される画像熱定着装置（以下、単に定着装置とする）においては、次のような方式の加熱定着手段が広く用いられている。すなわち、トナー像を担持したシート材を、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラとで形成される圧接ニップ域に通過させる。これにより、上記トナー像をシート材上に永久画像として定着させる、いわゆる熱ローラ方式の加熱定着手段である。
【０００３】
また、特にスタンバイ時に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた方式の加熱定着手段が用いられる。詳しくは、支持体に取り付けた発熱体（以下、ヒータと称する）と加圧ローラとの間を、薄肉のフィルム（以下、定着フィルムと称する）を介してシート材を搬送させ該シート材上にトナー像を加熱定着させるフィルム加熱方式である。
【０００４】
定着装置を構成する上記２種類の方式の加熱定着手段は、該加熱定着させる温度を制御するため定着温度検知手段を１つ以上有している。該定着温度検知手段は一般的にサーミスタを用いることが多く、該ヒータや該加圧ローラに接して具備することで該ヒータや該加圧ローラの温度を検出する。最近では該ヒータや該加圧ローラの輻射熱を計測することで該加熱定着させる温度を検出する手法も検討されている。
【０００５】
図５は、さらに具体的に上記フィルム加熱方式による加熱定着手段の代表的な１例を示す概略構成断面図である。図５において、加熱ユニット５１０は、主にヒータ５１１、支持体としてのガイド部材５１２、定着フィルム５１３から構成されている。ヒータ５１１は、定着フィルム５１３の回転移動をガイドするガイド部材５１２に固定されている。このガイド部材５１２は、例えば耐熱性の樹脂部材で形成され、加熱部材としてのヒータ５１１を保持するとともに定着フィルム５１３のガイドも兼ねている。さらに、定着フィルム５１３との回転摺動性を高めるために、定着フィルム５１３と、ヒータ５１１及びガイド部材５１２の外周面の間に耐熱性のグリス等を介在させている。５１４が加圧ローラである。
【０００６】
フィルム加熱方式の定着装置における定着フィルム５１３の駆動方式としては、定着フィルム５１３の内周面に駆動ローラ（不図示）を設け、定着フィルム５１３にテンションを加えながら駆動する方式がある。また、定着フィルム５１３をフィルムガイドにルーズに嵌合させ、加圧ローラ５１４を駆動することで、定着フィルム５１３を加圧ローラ５１４に対し従動回転させる方式が知られている。これらの方式のうち、近年では部品点数が少なくて済むことから、後者の加圧ローラ駆動方式が採用されることが多い。なお、図５において説明した定着装置は、ガイド部材５１２がフィルムガイドに相当する加圧ローラ駆動方式のものである。
【０００７】
またヒータ５１１の温度を検出するため、定着温度検知手段として一般的にサーミスタ５１５が具備される。代表的なサーミスタ５１５の設置手段としてヒータ５１１に耐熱性の接着材で接着する方法やバネ性部材の圧力を利用して押し付けて設置する方法がある。
【０００８】
実際にはヒータ（ここでは特にセラミックヒータとする）５１１は図６に示すように、その位置を固定するためのステー５０１に固定されている。さらに定着フィルム５１３を介し、対向するように加圧ローラ５１４が配設される。加圧ローラ５１４が駆動されるにしたがって、加圧ローラ５１４と定着フィルム５１３が接触する位置（以下定着ニップＮという）に挟持されているシート材２が搬送される。その間に、加圧ローラ５１４から供給される圧力と、セラミックヒータ５１１から供給される熱でシート材２上に担持されているトナーＴがシート材２に固着される。複数のサーミスタのうちメインとなるサーミスタ５１５は、搬送されうるどのようなシート材２であっても必ずその位置をシート材２が通る位置に配設される。
【０００９】
ここで、フィルム加熱方式の加熱定着手段を具備する画像形成装置の構成を説明する。図７は画像形成装置たるプリンタの従来の技術を説明する図である。
【００１０】
給紙カセット１に積載されているシート材２は、カセット給紙ローラ３によって給紙され搬送ローラ４によりプリンタ内のシート材搬送路５上へ給紙され、給紙センサ７により画像タイミング及びシート材２の先端と後端の位置を検出する。また、レジストローラ６でシート材２の先端を給紙センサ７により合せ、転写ローラ８、感光ドラム９へシート材２を搬送する。転写ローラ８と感光ドラム９にてトナーを転写されたシート材２はトナーをシート材２に定着させるための加圧ローラ１０（図６における符号５１４、以下同じ）、定着フィルム１１（５１３）、セラミックヒータ１１−ａ（５１１）に搬送され加圧定着される。その後、排紙ローラ１２にて排紙される。ここで、加圧ローラ１０（５１４）は定着モータ（不図示）によって駆動され、加圧ローラ１０（５１４）に従動して定着フィルム１１（５１３）及びシート材２が搬送される。また、ＣＰＵ１３はヒータ駆動回路１４を制御してセラミックヒータ１１−ａ（５１１）の温度制御を行う。なお、１５はスキャナユニット、１１−ｂ（５１５）はサーミスタである。
【特許文献１】特開２００５−３３８６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述したフィルム加熱方式の定着装置のうち、特に加圧ローラ駆動方式の定着装置（以下、加圧ローラ駆動方式のフィルム加熱定着装置とする）においては、次のような問題があった。すなわち、定着フィルムの回転が加圧ローラ回転駆動に依存する従動回転であり、シート材通紙条件によっては搬送異常（フィルム−シート材間スリップによる画像乱れ、あるいは加圧ローラ−シート材間スリップ等）による搬送不良ジャムが発生しやすかった。
【００１２】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、加圧ローラ駆動方式のフィルム加熱定着装置において発生しやすかったスリップを原因とする搬送異常による搬送不良ジャムの発生を防止する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の画像形成装置は、以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００１４】
（１）記録媒体上の未定着の現像材を前記記録媒体に固着させるための加熱手段と、前記加熱手段に圧力を加える加圧手段と、前記加熱手段または前記加圧手段を回転駆動する定着器駆動手段と、前記定着器駆動手段に供給する電流を検出する電流検出手段と、前記定着器駆動手段の速度を変更する定着器駆動速度変更手段とを備え、前記定着器駆動速度変更手段は、前記電流検出手段による電流の検出結果に基づき、前記定着器駆動手段の速度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
（２）記録媒体上の未定着の現像材を前記記録媒体に固着させるための加熱手段と、前記加熱手段に圧力を加える加圧手段と、前記加熱手段または前記加圧手段を回転駆動する定着器駆動手段と、前記定着器駆動手段に供給する電流を検出する電流検出手段と、前記加圧手段の加圧力を可変する加圧力可変手段とを備え、前記加圧力可変手段は、前記電流検出手段による電流の検出結果に基づき、前記加圧手段の加圧力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（３）前記（１）または（２）に記載の画像形成装置において、前記記録媒体が前記加熱手段を通過したことを検知する記録媒体検知手段と、前記記録媒体検知手段による検知結果に応じた時間とジャム検出時間とを比較し、前記比較結果に基づき搬送不良ジャムを検出するジャム検出手段と、前記ジャム検出時間を可変するジャム検出時間可変手段とを備え、前記ジャム検出時間可変手段は、前記電流検出手段による電流の検出結果に基づき、前記ジャム検出時間を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
（４）前記（１）に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置内の温度を検出する環境温度検出手段と、前記画像形成装置内の湿度を検出する環境湿度検出手段とを備え、前記定着器駆動速度変更手段は、前記環境温度検出手段による温度の検出結果と、前記環境湿度検出手段による湿度の検出結果と、前記電流検出手段による電流の検出結果とに基づき、前記定着器駆動手段の速度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（５）前記（２）に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置内の温度を検出する環境温度検出手段と、前記画像形成装置内の湿度を検出する環境湿度検出手段とを備え、前記加圧力可変手段は、前記環境温度検出手段による温度の検出結果と、前記環境湿度検出手段による湿度の検出結果と、前記電流検出手段による電流の検出結果とに基づき、前記加圧手段の加圧力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、加圧ローラ駆動方式のフィルム加熱定着装置において発生しやすかった搬送異常（フィルム−シート材間スリップによる画像乱れ、あるいは加圧ローラ−シート材間スリップ等）による搬送不良ジャムの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１、図２、図３および図７は本発明の実施形態を説明する図である。
【００２２】
図７において給紙カセット１に積載されているシート材（記録媒体に相当）２はカセット給紙ローラ３によって給紙され搬送ローラ４によりプリンタ内のシート材搬送路５上へ給紙される。そして、給紙センサ７により画像タイミング及びシート材２の先端と後端の位置を検出する。また、レジストローラ６でシート材２の先端を給紙センサ７により合せ、転写ローラ８、感光ドラム９へシート材２を搬送する。転写ローラ８と感光ドラム９にてトナー（現像材に相当）を転写されたシート材２はトナーをシート材２に定着させるための加圧ローラ（加圧手段に相当）１０、定着フィルム（加熱手段に相当）１１、セラミックヒータ１１−ａに搬送され加圧定着される。そしてその後排紙ローラ１２にて排紙される。ここで、加圧ローラ１０は定着モータ（不図示）（定着器駆動手段に相当）によって駆動され、加圧ローラ１０に従動して定着フィルム１１及びシート材２が搬送される。ここで、サーミスタ１１−ｂによりセラミックヒータ１１−ａの温度を検出して、ＣＰＵ１３に伝達する。ＣＰＵ１３はサーミスタ１１−ｂの温度が所望の一定温度になるようにセラミックヒータ１１−ａへの印加電力をヒータ駆動回路１４を介してコントロールする。
【００２３】
ＣＰＵ１３はセラミックヒータ１１−ａにシート材２が通過する期間においてはシート材２に与える熱量の分だけ余計に印加電力が大きくなるように制御を行ってセラミックヒータ１１−ａの温度一定に保つように制御を行う。
【００２４】
次に、図２を用いて定着モータの駆動電流について説明する。図２に示すように、スリップが発生していない通常時は、定着モータ起動時には起動電流Ｉ０が、定常回転時は定常電流Ｉ１がそれぞれ流れている。また、通紙時にはシート材２の通紙分だけ定着モータにかかるトルクが大きくなるのでＩ１＜Ｉ２なる通紙時電流Ｉ２が流れている。これに対して定着スリップ発生時では、図３に示すように定常回転時（定常電流Ｉ１）よりもトルクが大きく、かつ通常の通紙時（通紙時電流Ｉ２）よりも定着モータにかかるトルクが小さい。このためＩ１＜Ｉ３＜Ｉ２なる電流（図３において、スリップ発生時電流と記す）Ｉ３が流れる。ここで、（Ｉ３−Ｉ１）＜（Ｉ２−Ｉ１）となるため、ＣＰＵ（電流検出手段に相当）１３が定着モータを流れる電流（以下、定着モータ電流とする）を監視し、定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）の値に基づき、次のように判断する。すなわち、定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）が閾値ΔＩ以上であれば正常に動作していると判断し、閾値ΔＩ未満であればスリップが発生していると判断する。そして、スリップが発生していると判断されるときは、ＣＰＵ（定着器駆動速度変更手段に相当）１３は定着モータの速度を上げ、トルクを大きくすることによりスリップの発生を解消する。
【００２５】
次に、図１のフローチャートに従い、本実施例のスリップ発生時の動作を説明する。
【００２６】
図１において、ＣＰＵ１３はプリントの命令を受けると（ステップＳ１０１、以下単にＳ１０１のように記す）定着モータの駆動を開始する（Ｓ１０２）。シート材先端を給紙センサ７で検出すると（Ｓ１０３）、定着モータ電流（Ｉ１）の検知を行う（Ｓ１０４）。シート材先端が定着ニップＮに突入するタイミング（Ｓ１０５）以降において、定着モータ電流（Ｉ２）の検知を行う（Ｓ１０６）。これら定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）が閾値ΔＩ以上であるかを判断し（Ｓ１０７）、閾値ΔＩ以上であった場合にはシート材後端が定着ニップＮを抜けるタイミングかどうか判断し（Ｓ１０８）、定着ニップＮを抜けるまでＳ１０６からＳ１０８を繰り返す。定着ニップＮを抜けたら終了する（Ｓ１０９）。
【００２７】
Ｓ１０７において定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）が閾値ΔＩ未満であった場合には、スリップが発生しているものとし、定着モータの速度アップを行う（Ｓ１１０）。
【００２８】
上記のように制御することで、加圧ローラ駆動方式のフィルム加熱定着装置において発生しやすかった搬送異常（フィルム−シート材間スリップによる画像乱れ、あるいは加圧ローラ−シート材間スリップ等）を起こしたことを検知できる。そして定着モータの速度をアップさせることにより搬送不良ジャムの発生を防止することができる。
【実施例２】
【００２９】
本実施例では、定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）が閾値ΔＩ未満であった場合に、ＣＰＵ（加圧力可変手段に相当）１３が加圧ローラ１０の加圧力を大きくすることにより、スリップの発生を解消する。
【００３０】
図４は本実施例のスリップ発生時の動作を説明するフローチャートである。図４に示すように、Ｓ９０７において定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）が閾値ΔＩ未満であった場合には加圧力をアップさせる（Ｓ９１０）。
【００３１】
上記のように制御することで、加圧ローラ駆動方式のフィルム加熱定着装置において発生しやすかった搬送異常を起こしたことを検知して加圧ローラ１０の加圧力をアップさせることにより搬送不良ジャムの発生を防止することができる。なお、ここで搬送異常とは、フィルム−シート材間スリップによる画像乱れ、あるいは加圧ローラ−シート材間スリップ等である。
【００３２】
なお、Ｓ９０１からＳ９０９までの処理は、Ｓ９１０を除き実施例１の図１  Ｓ１０１からＳ１０９（Ｓ１１０を除く）と同じである。
【００３３】
[その他の実施例]
その他の実施例として、定着後のシート材２の有無を検知する排紙センサ（不図示）（記録媒体検知手段に相当）を備え、排紙センサの検出結果に基づきＣＰＵ１３（ジャム検出手段に相当）が搬送不良ジャムを検出する構成の画像形成装置とする。このとき、ＣＰＵ１３は、排紙センサでシート材２の先端を検知してから一定時間経過しても、排紙センサでシート材２の後端を検知できないときに搬送不良ジャムと判断する。この搬送不良ジャムの判断の基となる時間をジャム検出時間とし、例えば正常時にシート材２の先端から後端までが通紙される時間にマージンを加算した時間を設定する。ここでは、ＣＰＵ（ジャム検出時間可変手段に相当）１３が、このジャム検出時間を可変するように構成する。すなわち、定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）が閾値ΔＩ未満であった場合、スリップが発生したと判断し、定着モータ速度を上げ、若しくは加圧ローラの加圧力を大きくするとともに、ＣＰＵ１３は、正常な場合に比べジャム検出時間を長くする。このようにすることで、スリップ発生を解消するとともに、搬送不良ジャムと検出され、スリップ発生を解消している途中で動作が停止することを防止できる。
【００３４】
また、さらに別の実施例として、スリップ発生を検出するために、画像形成装置内部の温度と湿度を検出する温度センサ（不図示）（環境温度検出手段に相当）と湿度センサ（不図示）（環境湿度検出手段に相当）を備えた構成であってもよい。この場合、定着モータ電流の差（Ｉ２−Ｉ１）だけでなく、温度センサ及び湿度センサの検出結果に基づいて、スリップ発生と判断し、定着モータの速度を上げ、若しくは加圧ローラの加圧力を大きくする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１に係るスリップ発生時の処理を説明するフローチャート
【図２】通常時の定着モータ電流の時間変化を示すグラフ
【図３】スリップ発生時の定着モータ電流の時間変化を示すグラフ
【図４】実施例２に係るスリップ発生時の処理を説明するフローチャート
【図５】フィルム加熱方式の加熱定着手段を説明する断面図
【図６】フィルム加熱方式の加熱定着手段を説明する斜視図
【図７】フィルム加熱方式の加熱定着手段を具備する画像形成装置の概略構成断面図
【符号の説明】
【００３６】
１            給紙カセット
２            シート材（記録媒体に相当）
３            給紙ローラ
４            搬送ローラ
５            シート材搬送路
６            レジストローラ
７            給紙センサ
８            転写ローラ
９            感光ドラム
１０          加圧ローラ（加圧手段に相当）
１１          定着フィルム（加熱手段に相当）
１１−ａ      セラミックヒータ
１１−ｂ      サーミスタ
１２          排紙ローラ
１３          ＣＰＵ（電流検出手段、定着器駆動速度変更手段、加圧力可変手段、ジャム検出手段、ジャム検出時間可変手段に相当）
１４          ヒータ駆動回路
１５          スキャナユニット
【図１】
2008139411.tif 000003
【図２】
2008139411.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】
2008139411.tif 000009