(57)【要約】【課題】機構的および制御的に複雑にせずに、ウェブ部材の移動量が一定となる画像形成装置を提供する。【解決手段】コントローラ１３から規定のウェブ部材３の移動量の情報（光検出センサ１０，１１からのパルス数）をモータ制御部１２に送り、ＤＣモータ７を規定量回転させる。本発明では、使用前ウェブ巻付けローラ４と使用後ウェブ巻取りローラ５のそれぞれにエンコーダ４ａ，５ａおよび光検出センサ１０，１１を配設し、これらの光検出センサ１０，１１から得られる情報に基づく互いの回転数の差を検出し、この差によりウェブ部材３の残量を検出し、ウェブ部材３の移動量を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上に転写されたトナー像を定着するための定着ローラ対と、該定着ローラ対の少なくとも一方の定着ローラ表面に当接するウェブ部材と、使用前の該ウェブ部材を巻回した使用前ウェブ巻付けローラと、使用後の前記ウェブ部材を巻き取る使用後ウェブ巻取りローラと、該使用後ウェブ巻取りローラを回動するモータと、を備えてなる画像形成装置において、
前記使用前ウェブ巻付けローラと使用後ウェブ巻取りローラのそれぞれに配設された回転検出部と、該それぞれの回転検出部の回転数を比較することで前記ウェブ部材の移動量が一定となるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ＦＡＸ、あるいは複写機等の画像形成装置に関し、特に、用紙上に転写されたトナー像を定着するための定着ローラ対と、定着ローラ対の少なくとも一方の定着ローラ表面に当接するウェブ部材と、使用前のウェブ部材を巻回した使用前ウェブ巻付けローラと、使用後のウェブ部材を巻き取る使用後ウェブ巻取りローラと、使用後ウェブ巻取りローラを回動するモータと、を備えてなる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置では、用紙上に転写されたトナー像を定着するための定着ローラ対を備えた定着装置を設け、定着ローラ対を通過する際にトナー像を定着させるものがある。このような画像形成装置では、定着ローラ表面にほこりやトナーが付着する場合があり、その付着したほこりやトナーを取り除くために、定着ローラにウェブ部材を当接し、ウェブ部材を一定方向に送り出すことにより実現しているものがある。
【０００３】
このウェブ部材を送り出す方法としては、インターバル（印刷枚数）毎にウェブ巻取りローラ軸を一定角度だけ回転させることにより制御する方法、またはウェブ巻取りローラの外径変化量を検知することによりウェブ部材の送り量を制御する方法（特許文献１参照）がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５８−１８２６７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したインターバル毎にウェブ巻付けローラ軸を一定時間回転させる方法では、次にウェブ巻取りローラが回転するまでウェブ部材が停止しているために、同じウェブ面で定着ローラを清掃することとなり、清掃能力が落ち、画像汚れ等が生じる可能性が高くなってしまうという問題があった。特に、トータルの印刷枚数が多くなると定着ローラの汚染も進行するため、その傾向が著しくなっていた。
【０００６】
また、上述したウェブ巻取りローラを回転させるモータの累積通電時間によりウェブ巻取りローラの外径変化量を求め、それに応じてウェブ部材の送り量を制御する方法では、ウェブ部材は一般的に柔らかく、外径変化量を検知する手段の押圧力によりその外径が容易に変化するために、正確な外径変化量を検知することが困難であるという問題があった。また、ウェブ部材の波打ちや取り除いたトナーによってウェブ巻取りローラの外径が大きくなると、ウェブ部材の送り量が多くなってしまい、ウェブ部材を必要以上に早く送ってしまうことからウェブ部材を無駄に使用し、交換寿命を短縮してしまうために、経済的に不利となり、また交換に伴う装置の稼働率が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、ウェブ部材に所定間隔で切り欠きやマーキング等を施し、その位置を検出することによりウェブ部材の使用量を検知する方法や、切り欠きをフォトセンサにより検知し、その検知した回数に基づいてウェブ部材の残量を検知する方法がある（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献２】
実開平５−９０５０５号公報
しかし、このような方法では、定着装置や回路の構成が複雑となり、装置全体のコストアップとなってしまうという問題があった。また、ウェブ部材に切り欠きやマーキングを施すために、ウェブ部材の製造コストが上昇してしまうという問題、および切り欠きを形成すると使用中の巻取りトルクによる負荷により、切り欠き部分に応力が集中して破れてしまう可能性があるという問題があった。また、ウェブ部材をウェブ巻付けローラで巻き取ることで定着ローラ表面をクリーニングしているために、巻き取ったウェブ部材の量によりウェブ巻取りローラの径が変化し、ウェブ巻取りローラを回転させるモータの単位時間あたりのウェブ部材の巻き取り量が変化するために、定着ローラ表面上に一定量のウェブ部材移動を行うことが出来ないという問題があった。
【０００９】
そこで、ウェブ巻付けローラに当接するピンチローラの回転数を検出するエンコーダを配設し、このエンコーダで検出した回転数に基づきウェブ部材の移動量を一定に制御する方法、あるいはウェブ部材の移動累積時間によりウェブ巻付けローラを回転させるモータの回転量を制御してウェブ部材の移動量を一定に制御する方法も考えられる。
【００１０】
しかし、いずれの方法において、ウェブ部材周辺をユニット化して交換可能とした場合において、交換時にウェブ部材移動累積データ（時間やパルスカウント等）の調整・再設定が必要となり、交換メンテナンスが煩雑となってしまうという問題があった。また、ウェブ部材移動累積データを格納する記憶手段や関連基板が破損した場合、あるいはソフトウェアのバージョンアップ等で基板の交換を行う場合、交換前の記憶手段に格納されているデータを新たな記憶手段に再設定する工程が必要となる、メンテナンスが煩雑となってしまうという問題があった。
【００１１】
また、ウェブ巻付けローラ径の変化によるウェブ移動量の変化を防ぐために１つのローラにエンコーダを付けてパルス数を検出し、ウェブ巻付けローラを駆動するモータ
のＯＮ時間と検出したパルス数によりウェブ部材の移動量を検出・制御する方法もあるが、モータのＯＮから回転が一定になるまでのタイムラグが発生し、モータ回転が安定するまでエンコーダのパルスを使用できないために、ウェブ部材を無駄に移動させることになってしまうという問題があった。また、モータが一定回転になるまでのパルスを使用すると正しい値とならず、ウェブ部材の巻き取りのばらつきが出てしまうという問題があった。
【００１２】
例えば、図７に示すように、ＯＮから時間Ａ経過以降にモータの回転が安定し、この範囲でエンコーダのパルス数をカウントしてウェブ部材の移動量の演算・制御を行うことができるが、既に時間Ａまでの間にモータが回転してウェブ部材が移動しているために、ウェブ部材を無駄にしようしていることになる。また、モータの回転が安定するまでの時間（時間Ａに到達するまでの時間）は、図８に示すように、ウェブ巻付けローラの外径変動によるモータトルクの変動によりばらつくために、ウェブ部材の移動量を一定に制御することができない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、用紙上に転写されたトナー像を定着するための定着ローラ対と、該定着ローラ対の少なくとも一方の定着ローラ表面に当接するウェブ部材と、使用前の該ウェブ部材を巻回した使用前ウェブ巻付けローラと、使用後の前記ウェブ部材を巻き取る使用後ウェブ巻取りローラと、該使用後ウェブ巻取りローラを回動するモータと、を備えてなる画像形成装置において、前記使用前ウェブ巻付けローラと使用後ウェブ巻取りローラのそれぞれに配設された回転検出部と、該それぞれの回転検出部の回転数を比較することで前記ウェブ部材の移動量が一定となるように制御する制御手段と、を備えた画像形成装置としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の画像形成装置内の定着装置を示す図である。
定着ローラ１は、内部にヒータを備えたローラであり、対をなす定着ローラ２と所定量のニップ圧を形成している。この定着ローラ１，２のニップ間にトナー像が転写されている用紙が搬送されると、加圧および加熱によりトナー像が定着される。使用前ウェブ巻付けローラ４には使用前のウェブ部材３が巻回されていて、使用後ウェブ巻取りローラ５に使用後のウェブ部材３（定着ローラ１に当接した後のウェブ部材３）が巻回されている。押圧ローラ６は、バネにより定着ローラ１方向に押圧されており、使用前ウェブ巻付けローラ４から使用後ウェブ巻取りローラ５間に巻き取られるウェブ部材３を定着ローラ１に当接するようにしている。なお、ウェブ部材３としては、例えば耐熱性不織布を用いればよく、特にポリアミド繊維とポリフェニレンサルファイド繊維とを混綿したものを用いることにより、高温化におけるクリーニング特性を向上させることができるようになる。
【００１５】
図２は、ウェブ部材２を巻き取るための構成を示す図であり、使用後ウェブ巻取りローラ５の回動軸にギヤ９を設け、ギヤ９がＤＣモータ７の回転軸に設けられたギヤ８と接続され、ＤＣモータ７が回転することでギヤ８，９を介して使用後ウェブ巻取りローラ５が回転することでウェブ部材２が巻き取られる。
【００１６】
図３は、図２のステッピングモータ７載置側の反対側を示す図であり、使用前ウェブ巻付けローラ４の回転軸端にエンコーダ４ａ、使用後ウェブ巻取りローラ５の回転軸端にエンコーダ５ａ、各エンコーダ４ａ，５ａ近傍に光検出センサ１０，１１が配設されている。エンコーダ４ａ，５ａには、中間から所定距離離れた位置に所定間隔で孔部を設け、光検出センサ１０，１１はその孔部が通過する際に光が通過することを検出するために、光検出センサ１０，１１が使用前ウェブ巻付けローラ４および使用後ウェブ巻取りローラ５の回転をパルス数としてカウントすることが可能となる。
【００１７】
図４は、ステッピングモータ７を駆動するための構成手段を示す図であり、ＤＣモータ７を制御する制御部１２と、光検出センサ１０，１１からの情報に基づき装置全体の制御を行うコントローラ部１３とを備えている。
【００１８】
このような構成により、コントローラ１３から規定のウェブ部材３の移動量の情報（光検出センサ１０，１１からのパルス数）をモータ制御部１２に送り、ＤＣモータ７を規定量回転させる。本発明では、使用前ウェブ巻付けローラ４と使用後ウェブ巻取りローラ５のそれぞれにエンコーダ４ａ，５ａおよび光検出センサ１０，１１を配設し、これらの光検出センサ１０，１１から得られる情報に基づく互いの回転数の差を検出し、この差によりウェブ部材３の残量を検出し、ウェブ部材３の移動量を制御することを特徴とする。
【００１９】
図５（ａ）に示すように、巻き取り初期（ウェブ部材３使用開始直後）は、使用前ウェブ巻付けローラ４の外径は大きく、使用後ウェブ巻取りローラ５の外径は小さく、ローラ径が１．５：０．５の比となっている。この状態では、使用後ウェブ巻取りローラ５の単位回転当りのウェブ部材３の移動量（巻き取り量）が０．５と少なく、使用後ウェブ巻取りローラ５の１回転で使用前ウェブ巻付けローラ４が１／３回転する。図５（ｂ）に示すように、巻き取り中期は、使用前ウェブ巻付けローラ４と使用後ウェブ巻取りローラ５の外径が同じとなり、ローラ径が１：１の比となっている。この状態では、使用後ウェブ巻取りローラ５および使用前ウェブ巻付けローラ４の単位回転当りのウェブ部材３の移動量が共に１となり、使用後ウェブ巻取りローラ５の１回転で使用前ウェブ巻付けローラ４も１回転する。同じ回転となっている。さらに、図５（ｃ）に示すように、巻き取り後期（ウェブ部材３使用終了直前）は、使用前ウェブ巻付けローラ４の外径は小さく、使用後ウェブ巻取りローラ５の外径は大きく、ローラ径が０．５：１．５の比となっている。この状態では、使用後ウェブ巻取りローラ５の単位回転当りのウェブ部材３の移動量が１．５と多く、使用後ウェブ巻取りローラ５の１回転で使用前ウェブ巻付けローラ４が３回転する。図６は、図５（ａ）乃至図５（ｃ）の各状態における光検出センサ１０，１１検出パルス状態を示す図である。
【００２０】
なお、本実施例では、エンコーダ４ａ，５ａおよび光検出センサ１０，１１を配設し、それぞれのローラの回転により検出されるパルス数をカウントし、検出したパルス数の差によりそれぞれのローラのウェブ部材３の巻付け状態、ウェブ部材３の巻取り状態を検出しているが、それぞれのローラの回転数を検出できる構成であればどのような構成であってもよい。
【００２１】
これより、使用後ウェブ巻取りローラ５による巻き取り量が多くなるほど使用後巻取りローラ５に対する使用前ウェブ巻付けローラ４の回転数が高くなることがわかる。そのため、使用後巻取りローラ５に対する使用前ウェブ巻付けローラ４の回転数を検出、すなわち光検出センサ１０，１１の差を検出することにより、それぞれのローラの外径を推測することができ、ウェブ部材３を一定量移動させるのに必要な使用後ウェブ巻取りローラ５の回転量を算出することができるようになる。
【００２２】
そして、コントローラ１３は、各光検出センサ１０，１１およびその差に応じた制御信号（時間・パルス等）を制御部１２に送出し、その制御信号に基づきＤＣモータ７を駆動して使用後ウェブ巻取りローラ５を回転させて巻き取る。例えば、図５（ａ）に示すような巻き取り初期と検出した時は、使用後ウェブ巻取りローラ５を巻取り中期の回転数の２倍回転を行う。また、図５（ｃ）に示すような巻き取り後期と検出した時は、使用後ウェブ巻取りローラ５を中期の１／１．５（＝２／３）倍回転を行うことで、使用後ウェブ巻取りローラ５の巻き取り量に関係なく一定量のウェブ部材３を移動させることが可能となる。
【００２３】
なお、本実施例では、ＤＣモータ７を用いた場合について説明したが、ステッピングモータであってもよい。ステッピングモータを用いた場合、使用後ウェブ巻取りローラ５のエンコーダ５ａおよび光検出センサ１１の代わりに、ステッピングモータの駆動パルス数を代用することも可能である。
【００２４】
本発明は、使用前ウェブ巻取りローラ４および使用後ウェブ巻付けローラ５の回転数を比較することでウェブ部材３の巻き取り量、残量を検出すると共に、それらのデータ（それぞれの回転数）によりそれぞれのローラの外径を算出し、ウェブ部材３の移動量が一定になるようにＤＣモータ７の回転時間を制御できるようになる。また、
なお、ＤＣモータ７をステッピングモータとした場合、モータの駆動パルス数と使用後ウェブ巻取りローラ５の回転数の検出により、期待通りの回転が起きているか、過負荷等の異常が発生しているかを検出することができる。同様に、モータの駆動パルス数と使用前ウェブ巻付けローラ４の回転数の検出によっても異常状態を検出できる。
【００２５】
また、使用後ウェブ巻取りローラ５の光検出センサ１１で検出するパルス数から想定される使用前ウェブ巻付けローラ４の光検出センサ１０で検出するパルス数がされない場合は、使用後ウェブ巻取りローラ５が回転しているにも関わらず使用前ウェブ巻付けローラ４が回転していないことが考えられ、ウェブ部材３が緩んでいる、ウェブ部材３が破損している、あるいはいずれかのローラに過負荷が発生している等の異常があることとなり、使用後ウェブ巻取りローラ５を一定量に回転させる。その後、それぞれのローラの回転数が正常範囲内での検出であれば通常動作を継続し、使用前ウェブ巻付けローラ４の回転数が正常に検出できない場合は、ウェブ部材３に異常があることとなり、コントローラ１３から表示部１４に異常状態であることを表示するように指令する。
【００２６】
ここで、図５に示すように、各ローラの外径変化に伴いウェブ部材３の移動量を変化することを述べたが、２つの光検出センサ１０，１１のパルス比により、使用後ウェブ巻取りローラ５の直径を以下の式で算出して移動量を計算式で得ることができる。
【００２７】
Ｔｂ／Ｔａ＝（Ｋ−ｒａ２）／ｒａ２）１／２
Ｔｂ：光検出センサ１０の所定時間のパルス周期
Ｔａ：光検出センサ１１の所定時間のパルス周期
ｒａ：使用後ウェブ巻取りローラ５の直径
Ｋ：使用するウェブ部材３の総量による定数
このように、Ｔｂ／Ｔａによりｒａが求められる。この計算式によりコントローラ１３にて算出すれば良いが、例えばウェブ部材３はＤＣモータ７の１回転でπｒａとなるため、１０ｍｍ移動させたい時はＤＣモータ７を１０／πｒａ回転させればよい。このような計算を適宜計算し、ＤＣモータ７を駆動すれば一定量のウェブ部材３を移動させることができる。
【００２８】
さらに、上述のパルス比結果が、予め規定したウェブ部材３の移動量を変化させたいパルス比になった時に、コントローラ１３は使用後ウェブ巻取りローラ５の回転変化データを計算し、回転比（パルス比）に対するＤＣモータ７の回転数制御データを計算する。これにより、コントローラ１３は、ＤＣモータ７の回転変化データを記憶している記憶手段（不図示）から受け取り、そのデータに基づきＤＣモータ７の回転数を変化させるようにすればよい。以降、回転数はこのデータに基づき制御され、使用後ウェブ巻取りローラ５が次に変化させたい外径になるまで同じ回転数が維持される。コントローラ１３は、適宜光検出センサ１０，１１からパルスを検出し、記憶手段のデータテーブルと比較し、次の予め規定したパルス比になった時に、同様の処理でＤＣモータ７の回転数に切り換えることを繰り返す。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、使用前ウェブ巻付けローラと使用後ウェブ巻取りローラのそれぞれに配設された回転検出部と、それぞれの回転検出部の回転数を比較することにより、以下のことが実現しながらもウェブ部材の移動量が一定となる画像形成装置を提供できるようになる。
（１）使用後ウェブ巻取りローラを回動するモータの駆動累計時間やウェブ部材の移動累計のデータを記憶しておく必要がなくなる。
（２）ウェブ部材周辺構成をユニット化して交換可能として場合、ユニット交換時にデータの再設定等の必要がなくなる。
（３）モータの回転速度の変動により、モータのＯＮ時間の長さの違いにより、あるいは光検出センサの検出タイミングによるウェブ部材の移動量のばらつきがなくなる。
（４）使用前ウェブ巻付けローラおよび使用後ウェブ巻取りローラの外径変化によるトルク変動やモータの回転ばらつきによる制御不良を防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置内の定着装置を示す図である。
【図２】本発明の画像形成装置内のウェブ部材巻取り周辺部を示す図である。
【図３】本発明の画像形成装置内のエンコーダおよび光検出センサ周辺部を示す図である。
【図４】本発明の画像形成装置内のウェブ部材を巻取るための構成を示す図である。
【図５】本発明の画像形成装置内のウェブ部材の巻取りの初期・中期・後期状態を示す図である。
【図６】図５の各状態における光検出センサの検出状態を示す図である。
【図７】モータＯＮからの回転特性を示す図である。
【図８】モータＯＮからのトルク変動による回転特性を示す図である。
【符号の説明】
１，２：定着ローラ
３：ウェブ部材
４：使用前ウェブ巻付けローラ
４ａ，５ａ：エンコーダ
５：使用後ウェブ巻取りローラ
６：押圧ローラ
７：ＤＣモータ
８，９：ギヤ
１０，１１：光検出センサ
１２：モータ制御部
１３：コントローラ
１４：表示部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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