(57)【要約】【課題】搬送経路において記録媒体にレーザ光を照射してその記録媒体に画像を定着させる場合に、画像の定着処理における生産性の低下を抑えながら、レーザ光の照射方向に位置する回転体にそのレーザ光による損傷が発生することを抑制する。【解決手段】モータＭ２に流れる電流値のピークが閾値を超えて検出されると、制御部は、モータＭ２が回転するときの表面速度を第１速度Ｖｂ１より速い第２速度Ｖｂ２に変更する。ピークの検出前と比較して短い周期のパルスが予め決められた個数だけ連続すると、制御部は、用紙切れを検知する。制御部は、レーザ光の照射をＯＦＦにする。制御部は、モータＭ２の速度を第２速度Ｖｂ２のまま一定期間維持する。この期間に、制御部は、モータＭ１の駆動を停止し、次に、モータＭ２及びモータＭ３の駆動を停止する。【選択図】図７
2013164552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路において記録媒体に形成された画像にレーザ光を照射する照射手段と、
前記搬送経路を挟んで前記照射手段から前記レーザ光が照射される位置に設けられて回転する回転体と、
前記記録媒体が切れたことを検出する第１の検出手段と、
前記第１の検出手段によって前記記録媒体が切れたことが検出されると、前記照射手段から前記レーザ光を照射させたまま、前記回転体の回転速度を、当該検出前の第１の回転速度よりも速い第２の回転速度に変更するように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
さらに、前記第１の検出手段よりも高い精度で前記記録媒体が切れたことを検出する第２の検出手段を備え、
前記制御手段は、前記第２の検出手段によって前記記録媒体が切れたことを検出した場合に、前記照射手段による前記レーザ光の照射を停止するように制御する
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記回転体の回転速度を前記第２の回転速度に変更した後に前記第２の検出手段によって前記記録媒体が切れたことが検出されない場合には、前記回転体の回転速度を前記第２の回転速度から前記第１の回転速度に変更するように制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記回転体の位置よりも前記記録媒体の搬送方向の上流側に設けられ、回転する当該回転体の表面の速度よりも遅い速度で、当該記録媒体を搬送する搬送手段を備え、
前記回転体はモータにより回転させられており、
前記第１の検出手段は、前記モータに流れる電流値が第１の閾値を超えた場合又は、前記モータに流れる電流値が当該第１の閾値よりも小さい第２の閾値を下回った場合に、前記記録媒体が切れたことを検出し、
前記第２の検出手段は、前記回転体の位置よりも前記記録媒体の搬送方向の下流側における当該記録媒体の搬送速度が、前記搬送手段による前記記録媒体の搬送速度よりも大きい第３の閾値を超えた場合に、前記記録媒体が切れたことを検出する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記搬送経路は、前記回転体と接する位置で曲がっている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電させられた像保持体に対し露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された静電潜像を現像して、前記像保持体に画像を形成する現像手段と、
前記像保持体に形成された画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された画像を当該記録媒体に定着させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置と
を備え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、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザ光を用いた定着装置において、記録媒体の揺らぎを抑えた状態でレーザ光の照射を行うことが記載されている。また、特許文献２には、レーザ光を用いた定着装置において、未定着の画像が存在しない区間では、レーザ光の照射の停止および記録媒体の高速空送りを行うことで、無駄なエネルギー消費を防止し、処理時間も短縮して効率的な定着処理を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９１４２６号公報
【特許文献２】特開平０８−２０２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的とするところは、搬送経路において記録媒体にレーザ光を照射してその記録媒体に画像を定着させる場合に、画像の定着処理における生産性の低下を抑えながら、レーザ光の照射方向に位置する回転体にそのレーザ光による損傷が発生することを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の定着装置は、搬送経路において記録媒体に形成された画像にレーザ光を照射する照射手段と、前記搬送経路を挟んで前記照射手段から前記レーザ光が照射される位置に設けられて回転する回転体と、前記記録媒体が切れたことを検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段によって前記記録媒体が切れたことが検出されると、前記照射手段から前記レーザ光を照射させたまま、前記回転体の回転速度を、当該検出前の第１の回転速度よりも速い第２の回転速度に変更するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の定着装置は、さらに、前記第１の検出手段よりも高い精度で前記記録媒体が切れたことを検出する第２の検出手段を備え、前記制御手段は、前記第２の検出手段によって前記記録媒体が切れたことを検出した場合に、前記照射手段による前記レーザ光の照射を停止するように制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の定着装置は、前記制御手段は、前記回転体の回転速度を前記第２の回転速度に変更した後に前記第２の検出手段によって前記記録媒体が切れたことが検出されない場合には、前記回転体の回転速度を前記第２の回転速度から前記第１の回転速度に変更するように制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の定着装置は、前記回転体の位置よりも前記記録媒体の搬送方向の上流側に設けられ、回転する当該回転体の表面の速度よりも遅い速度で、当該記録媒体を搬送する搬送手段を備え、前記回転体はモータにより回転させられており、前記第１の検出手段は、前記モータに流れる電流値が第１の閾値を超えた場合又は、前記モータに流れる電流値が当該第１の閾値よりも小さい第２の閾値を下回った場合に、前記記録媒体が切れたことを検出し、前記第２の検出手段は、前記回転体の位置よりも前記記録媒体の搬送方向の下流側における当該記録媒体の搬送速度が、前記搬送手段による前記記録媒体の搬送速度よりも大きい第３の閾値を超えた場合に、前記記録媒体が切れたことを検出することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の定着装置は、前記搬送経路は、前記回転体と接する位置で曲がっていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電させられた像保持体に対し露光を行って静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像を現像して、前記像保持体に画像を形成する現像手段と、前記像保持体に形成された画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された画像を当該記録媒体に定着させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、記録媒体が切れた可能性があるときに逐一レーザ光の照射を停止させる場合と比較して、画像の定着処理における生産性の低下を抑えながら、レーザ光の照射方向に位置する回転体にそのレーザ光による損傷が発生することを抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、第１の検出手段よりも高い精度で記録媒体が切れたことを検出する第２の検出手段によって記録媒体が切れたことを検出した場合にレーザ光の照射を停止する構成を有しないときと比べて、第１の検出手段より高い精度で記録媒体が切れたことを検出したときには、より回転体への損傷が発生することを抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、回転体の回転速度を第２の回転速度に変更した後に第２の検出手段によって記録媒体が切れたことが検出されない場合には、回転体の回転速度を第２の回転速度から第１の回転速度に変更する構成を有しない場合と比較して、回転体を不要に速く回転させずに済むことができる。
請求項４記載の発明によれば、モータに流れる電流値の推移と記録媒体の搬送速度の推移とに基づいて、回転体の回転速度及びレーザ光の照射を制御する構成を有しない場合と比較して、電流値の推移によって早く用紙切れを検知するとともに、搬送速度の推移によって確実に用紙切れを検知することができる。
請求項５記載の発明によれば、搬送経路が回転体と接する位置で曲がっている構成を有しない場合と比較して、用紙の撓みや詰まり等の搬送異常を抑制することができる。
請求項６記載の発明によれば、記録媒体が切れた可能性があるときに逐一レーザ光の照射を停止させる場合と比較して、画像の定着処理における生産性の低下を抑えながら、レーザ光の照射方向に位置する回転体にそのレーザ光による損傷が発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図
【図２】画像形成部の構造を表す図
【図３】コロに設けられた検出器を表す図
【図４】検出器から出力される信号の一例を表す図
【図５】用紙切れの検知を説明するための図
【図６】制御部及びその周辺部の機能的構成を表すブロック図
【図７】用紙切れの場合の動作を示すタイミングチャート
【図８】用紙が切れていない場合の動作を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態＞
＜構成＞
図１は、画像形成装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。画像形成装置１０は、制御部１００、画像形成部２００、記憶部３００、通信部４００及びＵＩ（User Interface）部５００を有するコンピュータとして構成されている。各部はバスによって電気的に接続されている。制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)を有する。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は記憶部３００に記憶されている制御プログラムを実行することにより、制御部１００と接続されている各部を制御する。
【００１４】
画像形成部２００は、帯電、露光、現像、転写、定着といった電子写真方式の各工程を経て画像データが表す画像を形成する手段である。画像形成部２００は、本実施形態においてはモノクロの画像を形成する手段であるが、カラーの画像を形成する手段であってもよい。
【００１５】
記憶部３００は、例えばハードディスクのような記憶装置であって、制御プログラムや画像データや閾値などを記憶する。通信部４００は、制御部１００の制御の下で、ユーザが操作するパーソナルコンピュータなどのクライアント端末と通信を行って、画像データなどを取得する。ＵＩ部５００は、例えばタッチスクリーンとキーとを有する。ＵＩ部５００は、ユーザの操作内容に応じた信号を制御部１００へ供給する。制御部１００は、この信号に基づいて操作内容を判断し、例えば画像形成処理を実行したり、画像をタッチスクリーンに表示させたりする。
【００１６】
図２は、画像形成部２００の構造の一例を示す図である。図２に例示する画像形成部２００は、中間転写体を用いない直接転写方式によって、ブラック（Ｋ）の１色のトナーを用いて、用紙搬送方向に一つに繋がったいわゆる連続紙と呼ばれる長尺の用紙に画像を形成するものである。以降において単に「用紙」と言う場合、連続紙を指す。連続紙である用紙は、本発明に係る記録媒体の一例である。図において矢印Ａ１で示す経路で用紙が搬送される。用紙が搬送される経路の上流には、画像形成装置１０に用紙を供給する図示せぬ給紙装置が接続されている。給紙装置内には連続紙である用紙がロール状に巻かれており、給紙装置は、用紙を順次画像形成装置１０に送り出して供給する。また、用紙が搬送される経路の下流には、画像が形成された用紙が排出される排紙装置が接続されている。矢印Ａ１で示す経路を通って画像が形成された用紙は、画像形成装置１０から排紙装置に排出される。
【００１７】
画像形成部２００は、トナーカートリッジ２１１と、転写ユニット２１２と、露光装置２１３と、用紙搬送において用紙の位置基準となる搬送ロール２１４ａと、用紙をピンチして摩擦力を発生させる機能をもつ複数の従動ロール２１５と、転写ロール２１６と、レーザ定着装置２１７と、転写機能及び定着部に用紙張力を発生させてこれを維持する機能をもつ複数の搬送ロール２１４ｃと、モータの速度を制御するフィードバック制御部２１９と、用紙に接触しその用紙の回転に伴って回転して用紙の速度を検出するコロ２２０と、制御部１００及びフィードバック制御部２１９の指令により動作するサーボモータＭ１〜Ｍ３とを備える。レーザ定着装置２１７は、レーザ照射機２１８と搬送ロール２１４ｂとからなる。トナーカートリッジ２１１は、黒色のトナーを収容し、これを必要に応じて転写ユニット２１２の現像器に供給する手段である。転写ユニット２１２は、像保持体である感光体ドラム、感光体ドラムを帯電させる帯電器、および露光装置２１３により形成された静電潜像を現像して感光体ドラムの表面に画像を形成する現像器などを備え、黒色のトナー像を用紙に転写する転写手段である。帯電器は、本発明に係る帯電手段の一例である。現像器は、本発明に係る現像手段の一例である。露光装置２１３は、感光体ドラムを露光して静電潜像を形成する露光手段の一例である。
【００１８】
搬送ロール２１４ａは、例えばサーボモータ（ここではモータＭ１）を駆動源として図中矢印方向に回転し、対向する従動ロール２１５との間で用紙を挟むことで摩擦力を発生させて用紙を搬送する。搬送ロール２１４ａは、他の搬送ロールよりも圧倒的に高い搬送力（摩擦力）になるように設計されており、用紙搬送における用紙の位置の基準として扱うことができる。ここで、搬送ロール２１４ａが回転するときの表面速度をＶｄとすると、用紙搬送速度Ｖｐは、Ｖｐ＝α（１＋ｔ）×Ｖｄと表現される（αは定数、ｔは用紙厚さ）。ここでは、αはすべり率になるが、非常に高いピンチ圧ですべりがほとんどなく設計されており、その値が限りなく１に近い、即ち、すべりが無い設計になっていることと、用紙厚さは非常に小さい値であることから、Ｖｐ≒Ｖｄと考えることとする。搬送ロール２１４ａは、本発明に係る搬送手段の一例で、他にトラクタピンで用紙両端にある穴に勘合させて搬送させる手段も存在する。搬送ロール２１４ａはモータＭ１で駆動される。モータＭ１は、一般的にモータの回転軸にエンコーダのような回転制御を行うセンサを備え、一定速度で回転するように制御されている。エンコーダの検出結果はフィードバック制御部２１９で処理されて制御部１００に供給され、制御部１００は、供給内容に応じてモータの回転速度を制御する。なお回転速度の検出はモータの回転軸をエンコーダで検出する方式だけでなく、ローラ表面を速度センサＳ１で検出する方式でも良い。従動ロール２１５は、それぞれ対向する各ロールの回転に伴って従動回転する。転写ロール２１６は、感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙に転写する。ここでは転写ロールとしているが、コロトロンで用紙を帯電させてトナーを用紙に転写する方式でも良い。レーザ照射機２１８は、搬送経路を搬送されてくる用紙に形成された画像に対してレーザ光を照射するレーザ光源と、レーザ光による散乱光を適切な照射位置に向けて進行させるレンズ群とからなる。用紙に形成された画像に対してレーザ照射機２１８からレーザ光が照射されることにより、トナー像が溶融して定着が行われる。レーザ定着装置２１７は、本発明に係る定着装置の一例である。
【００１９】
搬送ロール２１４ｂは、レーザ照射機２１８から照射されるレーザ光が照射される位置に設けられており、用紙の高さ方向のばたつきを押さえる機能をもつ。搬送ロール２１４ｂもまた例えばサーボモータ（ここではモータＭ２）を駆動源として回転速度を制御している。モータＭ２は、一般的にモータの回転軸にエンコーダのような回転速度を検出するセンサを備え、一定速度で回転するように制御されている。エンコーダの検出結果は、フィードバック制御部２１９で処理されて制御部１００に供給され、制御部１００は、供給内容に応じてモータの回転速度を制御する。なお回転速度の検出はモータの回転軸をエンコーダで検出する方式だけでなく、ローラ表面を速度センサＳ２で検出する方式でも良い。レーザ光で照射して定着させる方式では照射位置の用紙が高さ方向にばたつくと定着不良が発生する可能性があるため用紙に撓みや緩みが生じないようにする必要がある。そのために図２に示すように搬送ロール２１４ｂを支点として、用紙の搬送経路は高さ方向において下降する構造となっている。これにより、搬送経路は、搬送ロール２１４ｂと接する位置で曲がっているため、用紙が搬送ロール２１４ｂに支持されて矢印Ａ１で示す方向に張力が作用し、レーザ光の照射位置において用紙がばたつくことが抑制される。搬送ロール２１４ｂは、図中矢印方向に回転する。ここで、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度をＶｂとすると、Ｖｂ＞Ｖｐ（≒Ｖｄ）とするのが一般的である。
【００２０】
搬送ロール２１４ｃは、例えばサーボモータ（ここではモータＭ３）を駆動源として図中矢印方向に回転することで、対向する従動ロール２１５との間で用紙を挟んで搬送する。搬送ロール２１４ｃは、搬送ロール２１４ａと比較して搬送力が小さく設定されている。また搬送ロール２１４ｃは、転写機能及び定着部に用紙張力を与える機能とを有するため、ローラ表面速度ＶｓはＶｐ（≒Ｖｄ）より微妙に大きく設定する必要がある。したがって、用紙は、搬送ロール２１４ａに拘束されてＶｄの搬送速度で搬送されることから、搬送ロール２１４ｃと用紙は常にすべるように設定されている。モータＭ３は一般的にモータの回転軸にエンコーダのような回転速度を検出するセンサをもち、一定速度で回転するように制御されている。エンコーダの検出結果はフィードバック制御部２１９で処理されて制御部１００に供給され、制御部１００は、供給内容に応じてモータの回転速度を制御する。なお回転速度の検出はモータの回転軸をエンコーダで検出する方式だけでなくローラ表面の速度を速度センサＳ３で検出する方式でも良い。Ｖｄ，Ｖｂ，Ｖｓの指令速度は記憶部２００に記憶されている。フィードバック制御部２１９は、モータＭ１、Ｍ２及びＭ３の出力、すなわち、モータＭ１、Ｍ２及びＭ３にそれぞれ流れる電流値に加えて、モータＭ１、Ｍ２及びＭ３のそれぞれのトルクも検出する機能を有する。フィードバック制御部２１９は、各モータのエンコーダの検出結果を処理して制御部１００に供給する。制御部１００は、フィードバック制御部２１９で処理された各エンコーダの検出結果を基に、各ロールが回転するときのそれぞれの表面速度Ｖｄ，Ｖｂ，Ｖｓがそれぞれ記憶部２００に記憶された指令速度となるように、各モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の出力（電流値）を決定し、決定内容をフィードバック制御部２１９に指示する。フィードバック制御部２１９は、指示された決定内容に従って、モータＭ１、Ｍ２及びＭ３へ出力を行う。この仕組みによって、モータＭ１、Ｍ２及びＭ３は、負荷変動があっても一定速度となるように保たれている。
【００２１】
コロ２２０は、図示せぬバネ等の弾性体により、搬送されてくる用紙に対して押し当てられる回転体であり、搬送されてくる用紙との摩擦により回転する。このとき、コロ２２０に備えられた検出器によってコロ２２０の回転の周期が検出される。
【００２２】
＜用紙切れ検出の仕組み＞
用紙に連続紙を用いる画像形成装置１０においては、例えば張力が強くかかり過ぎること等によって画像形成装置１０の内部で用紙が切れることがある。このとき、定着装置にレーザ定着方式を用いた場合、用紙が切れてからその用紙切れを検知するまでの期間、レーザ照射機２１８から搬送ロール２１４ｂの表面に対してレーザ光が直接照射することになり、搬送ロール２１４ｂに熱損傷が発生してしまう。このような搬送ロール２１４ｂの熱損傷を抑制するためには、制御部１００が、用紙が切れた瞬間を出来るだけ正確に早く検知して、レーザ照射機２１８によるレーザ光の照射を停止する必要がある。一方、用紙切れを検知する精度を上げようとすると、用紙が切れていないのに用紙が切れていると誤って検知してしまってレーザ照射を停止する必要もないのに停止してしまい、その結果、生産性が低下するという問題がある。本実施形態では、これらの問題を解決するために、用紙切れを検知するための方法として２通りの方法を用いる。まず、用紙切れを検知する第１の方法について説明する。
【００２３】
図３（ａ）は、コロ２２０を、その回転軸２２１の方向から見た図である。図３（ｂ）は、コロ２２０を鉛直方向から見た図である。図３（ａ）に示すように、コロ２２０は円盤状であり、その円の中心には回転軸２２１が設けられている。回転軸２２１の両端は、図示せぬ支持部材により回転可能に支持されている。コロ２２０には、複数の孔２２２が、回転軸２２１を中心とした同心円上に設けられている。隣り合う孔２２２の間は等間隔である。また、図３（ｂ）に示すように、コロ２２０を鉛直方向に見たときに、コロ２２０に対してコの字状の検出器２２３が設けられている。検出器２２３においてコの字状に突き出した一端部には、発光素子２２４が設けられている。また、検出器２２３においてコの字状に突き出した他端部には、発光素子２２４と対向する位置に受光素子２２５が設けられている。発光素子２２４は、受光素子２２５に向けて発光する。コロ２２０が回転して、発光素子２２４と受光素子２２５とを結ぶ直線上を孔２２２が通過するタイミングで、受光素子２２５は、発光素子２２４から発光された光を受光する。つまり、検出器２２３は、受光のタイミングで孔２２２の存在を検出する。検出器２２３は、受光のタイミングの都度、制御部１００に対して、孔２２２を検出したことを示す信号を送信する。制御部１００は、この信号を受信した時刻に基づき、孔２２２が検出される周期を特定する。孔２２２が検出される周期は、コロ２２０が回転する速さに比例しているが、コロ２２０は搬送される用紙との摩擦で回転するから、この周期は、結局、用紙の搬送速度に比例している。
【００２４】
図４は、検出器２２３から出力される信号の一例を表す図である。図４において、縦軸は信号値を表し、図において上方向に進むほど信号値が高いことを表す。また、図４において、横軸は時間を表し、図において右方向に進むほど時間が経過することを表す。図４に示すように、検出器２２３から出力される信号は、孔２２２を検出した期間にハイレベルとなり孔２２２を検出していない期間にローレベルとなるパルス状の信号であり、以下、単にパルスという。図４（ａ）は、用紙が切れることなく搬送されているときの信号の一例を表す。一方、図４（ｂ）は、用紙が切れたときの信号の一例を表す。図４（ｂ）において、１つのパルスの立ち上がりからその次のパルスの立ち上がりまでの期間、つまりパルスの周期Ｃ２は、図４（ａ）におけるパルスの周期Ｃ１より短い。これは、以下のような理由による。
【００２５】
上述したように、搬送ロール２１４ａ、搬送ロール２１４ｂおよび搬送ロール２１４ｃがそれぞれ回転するときの表面速度は異なるが、用紙が切れていないときの用紙の搬送速度は、最も拘束力が高く、速度の遅い搬送ロール２１４ａによって支配され、この搬送ロール２１４ａが回転するときの表面速度Ｖｄとほぼ同一のもの（≒Ｖｐ）となる。このとき、搬送ロール２１４ｂと搬送ロール２１４ｃは速度Ｖｂ、Ｖｓで回転しているが、用紙の搬送速度が速度Ｖｂ、Ｖｓよりも遅いＶｄ（≒Ｖｐ）であるため、搬送ロール２１４ｂ及び搬送ロール２１４ｃは用紙の表面に対してすべりながら回転することになる。このとき、搬送ロール２１４ｂ及び搬送ロール２１４ｃと用紙との間に働く摩擦力によって、用紙は搬送方向の下流に向かって引っ張られる。これによって用紙には搬送方向に沿った張力がかかることになる。
【００２６】
一方、搬送ロール２１４ａの搬送方向下流側で用紙が切れたときには、その下流側に残った用紙は、用紙の搬送方向上流にある搬送ロール２１４ａに接しないから、その搬送速度は搬送ロール２１４ａによって規制されない。これにより、この用紙の搬送速度は、搬送ロール２１４ｃが回転するときの表面速度Ｖｓと同じものとなるため、用紙が切れていないときと比較して速くなる。これに応じて、コロ２２０が回転する速度が速くなるため、孔２２２が検出される周期も短くなる。検出器２２３は、本発明に係る第２の検出手段の一例である。
【００２７】
回転軸２２１を中心とした同心円上において、或る孔２２２の中心からその隣にある孔２２２の中心までの円弧の長さをＬとすると、図４（ａ）に示したように、用紙が切れていないときに検出されるパルスの周期は、Ｌ／Ｖｄ（ｍｓｅｃ（ミリ秒））と表せる。また、図４（ｂ）に示したように、用紙が切れたときに検出されるパルスの周期は、Ｌ／Ｖｓ（ｍｓｅｃ）と表せる。ここで、Ｖｓ＞Ｖｄなので、（Ｌ／Ｖｄ）＞（Ｌ／Ｖｓ）である。記憶部２００は、用紙の搬送速度がＶｄと同一であるときのパルスの周期を予め記憶している。この周期のことを基準周期という。制御部１００は、記憶部２００に記憶された基準周期から都度時点のパルスの周期を減算した差を算出する。そして、算出した差が予め決められた閾値を超えて予め定められた個数連続した場合に、制御部１００は、現在のパルスの周期に基づいて現在の用紙の搬送速度を算出する。ここでいう予め決められた閾値及び予め定められた個数は、閾値として記憶部３００に記憶されている。周期の短くなったパルスが連続するときには、用紙の搬送速度が速くなっている。制御部１００は、搬送方向上流に位置する搬送ロール２１４ａが回転するときの表面速度Ｖｄを基準として、算出した搬送速度がＶｄよりも値の大きい予め決められた閾値を超えた場合に、用紙が切れたことを検出する。この閾値は記憶部３００に記憶されており、本発明に係る第３の閾値の一例である。以上が、用紙切れを検知する第１の方法である。
【００２８】
用紙切れを検知する第１の方法の場合、予め定められた個数のパルスを用いて判定を行っているため、或る程度精度高く用紙切れを検知することができる。しかし、この方法では、用紙が切れてから用紙切れを検知するまでに、予め定められた個数のパルスを確認する必要があり、この確認には一定の時間を要するため、実際に用紙が切れてからそのことが検知されるまでの間、レーザ光が搬送ロール２１４ｂに直接照射されて熱損傷が発生してしまう。これに対して、本実施形態では、第１の方法よりも用紙切れの検知タイミングが早い第２の方法を、第１の方法と併用することで、用紙切れをより正確に検知する。次に、用紙切れを検知する第２の方法について説明する。
【００２９】
図５は、用紙切れを検知する第２の方法を説明するための図である。この第２の方法では、搬送ロール２１４ｂの駆動源であるモータＭ２に内蔵されたコイルを流れる電流の電流値の変化に基づいて用紙切れを検知する。上述したように、制御部１００は、モータＭ２に流れる電流値をフィードバック制御部２１９から取得する。モータのコイルに流れる電流の電流値と、モータのトルクとは比例関係にある。従って、搬送ロール２１４ｂのトルクが低くなれば、これと比例してモータＭ２に流れる電流値も低くなる。図５において、横軸は時間を表しており、図中右方向へ進むほど時間が経過することを示す。また、図５において、縦軸は電流値を表しており、図中上方向へ進むほど電流値が高いことを示す。図５（ａ）は、用紙切れが発生した場合の電流値の変化を表している。一方、図５（ｂ）は、用紙切れが発生しなかった場合の電流値の変化を表している。
【００３０】
図５（ａ）において、用紙が切れる前の電流値は、用紙の搬送速度Ｖｄに応じたトルクに比例した電流値である。以降において、この電流値のことを稼動電流値という。ここで、用紙に強く張力がかかる状態が発生すると、用紙が張られた状態のまま搬送速度Ｖｄで搬送されることで、Ｖｄよりも早い速度Ｖｂで回転する搬送ロール２１４ｂと用紙との間の摩擦力が大きくなる。これにより、搬送ロール２１４ｂにかかる負荷が大きくなり、搬送ロール２１４ｂのトルクが一時的に高くなる。これにより、モータＭ２は速度を一定に保とうとするため、モータＭ２に流れる電流値も一時的に高くなる。トルクの上昇に伴いモータＭ２に流れる電流値が上昇すると、電流値のピークＰ１が発生する。制御部１００は、ピークＰ１が稼動電流値から予め決められた範囲の閾値Ａを超えると、これを検出する。閾値Ａは、本発明に係る第1の閾値の一例である。
【００３１】
その後、過度な張力による用紙切れが発生すると、搬送ロール２１４ｂと用紙との摩擦が解消され、搬送ロール２１４ｂにかかる負荷が減少するため、搬送ロール２１４ｂのトルクが急激に低くなる。つまり、このとき、モータＭ２に流れる電流値も急激に小さくなる。トルクの低下に伴いモータＭ２に流れる電流値が低下すると、電流値のピークＰ２が発生する。制御部１００は、ピークＰ２が稼動電流値から予め決められた範囲の閾値Ｂを下回ると、これを検出する。閾値Ｂは、本発明に係る第２の閾値の一例である。その後、用紙が切れており負荷が少ない状態が維持されるため、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度Ｖｂを維持するためのトルクは、用紙が切れる前における用紙の搬送速度Ｖｄに応じたトルクよりも低いものとなり、これに応じて電流値も低い状態が維持される。このとき、稼動電流値とピーク検出後の電流値との間には、差分Ｄｉｆｆが生じている。ここで、閾値Ａ及び閾値Ｂは、搬送ロール２１４ｂの材質や径の大きさ等のパラメータによって異なるが、設計時において適宜設定されればよい。
【００３２】
制御部１００は、電流値が閾値Ａを超えるかまたは閾値Ｂを下回ったことを検出した場合、制御部１００は、用紙切れの可能性があると判断する。ただし、図５（ｂ）の例では、制御部１００は、電流値が閾値Ａを超えるかまたは閾値Ｂを下回ったことを検出した後に、電流値が稼動電流値に近づいているため、用紙切れが発生していない可能性が高い。ここで、電流値が稼動電流値に近づいているとは、電流値が稼動電流値から予め決められた範囲内にあることをいう。例えば、何らかの理由で用紙の搬送が滞る搬送異常が一時的に発生した場合、用紙と搬送ロール２１４ｂとの摩擦力が一瞬大きくなり、これにともないモータＭ２に流れる電流値のピークＰ１が閾値Ａを超えたり、また、搬送異常が解消されると、それに伴って上記摩擦力が瞬間的に小さくなるので、モータＭ２に流れる電流値も一瞬小さくなり、ピークＰ２が閾値Ｂを下回ったりすることがある。このように、第２の方法では、実際に用紙が切れていない場合に用紙切れと検知するという誤検知の割合が第１の方法よりも高い。
【００３３】
第２の方法によれば、モータＭ２に流れる電流値の推移によって用紙切れを検知するため、第１の方法よりも早く用紙切れを検知することが可能となる。しかし、上述したように第２の方法では、実際に用紙が切れていない場合に用紙切れの可能性を検知することがあるため、第１の方法と比較して精度は低いといえる。従って、本実施形態では、時間がかかるが精度の高い第１の方法と、精度は低いが時間がかからない第２の方法を併用しているわけである。
【００３４】
図６は、制御部１００とその周辺部の機能的構成を表すブロック図である。レーザ照射機２１８は、搬送経路において記録媒体に形成された画像にレーザ光を照射する照射手段である。搬送ロール２１４ｂは、搬送経路を挟んでレーザ照射機２１８からレーザ光が照射される位置に設けられて回転し、モータＭ２を駆動源として回転する回転体である。制御部１００により実現される第１の検出部１１０は、記録媒体が切れたことを検出する。制御部１００及び検出器２２３が協働することにより実現される第２の検出部１２０は、第１の検出部１２０よりも高い精度で記録媒体が切れたことを検出する。また、制御部１００は、第１の検出部１１０によって記録媒体が切れたことが検出されると、レーザ照射機２１８からレーザ光を照射させたまま、搬送ロール２１４ｂの回転速度を、当該検出前の第１の回転速度よりも速い第２の回転速度に変更するように制御する。また、制御部１００は、第２の検出部１２０によって記録媒体が切れたことが検出された場合には、レーザ照射機２１８によるレーザ光の照射を停止するように制御する。
【００３５】
＜動作＞
次に、本実施形態における動作の一例について説明する。
図７は、用紙切れの場合の動作を示すタイミングチャートである。図７において、横軸は時間を表しており、図中右方向へ進むほど時間が経過することを示す。また、図７において、縦軸は信号値を表しており、図中上方向へ進むほど信号値が高いことを示す。タイミングチャートの開始時点においては、用紙切れが発生していない状態である。このとき、コロ２２０に設けられた検出器２２３によりパルスが検出されている。また、このとき、搬送ロール２１４ａ、搬送ロール２１４ｂ及び搬送ロール２１４ｃの各モータＭ１、Ｍ２及びＭ３は駆動中であり、ＯＮの状態となっている。また、このときの搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度を、第一速度であるＶｂ１とする。第１の検出部１１０として機能する制御部１００が、モータＭ２に流れる電流値が閾値Ａを超えるかまたは閾値Ｂを下回ったことを検出すると、制御部１００は、モータＭ２の速度を変更するトリガをＯＮにしてＲＡＭに記憶させる。これを受けて、制御部１００は、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度を第１速度Ｖｂ１より速い第２速度Ｖｂ２に変更する旨をフィードバック制御部２１９に指示する。フィードバック制御部２１９は、指示に従って搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度が第２速度Ｖｂ２となるようにモータＭ２の出力を制御する。これにより、用紙切れが発生してレーザ照射機２１８からレーザ光が搬送ロール２１４ｂの表面に照射されても、回転の速度が速くなっているため、レーザ光が一点に集中しにくく、熱損傷を抑えることができる。
【００３６】
その後、コロ２２０に設けられた検出器２２３が検出するパルスについて、モータＭ２の速度を変更するトリガがＯＮとなった直前と比較して短い周期のパルスが予め決められた個数だけ連続すると、制御部１００は、用紙の搬送速度を算出する。そして、第２の検出部１２０として機能する制御部１００は、算出した用紙搬送速度が予め決められた閾値を超えた場合に、用紙切れを検知する。これに伴い、制御部１００は、レーザ照射機２１８におけるレーザ光の照射をＯＦＦにする。その後、制御部１００は、モータＭ２の速度を第２速度Ｖｂ２のまま一定期間維持する。この期間に、制御部１００は、まず、搬送ロール２１４ａのモータＭ１の駆動を停止させ、次に、搬送ロール２１４ｃのモータＭ３及び搬送ロール２１４ｂのモータＭ２の駆動を停止させる。このような順番としている理由は、用紙搬送方向上流に位置する搬送ロール２１４ａのモータＭ１を先に駆動停止することにより、用紙搬送方向下流側では、モータＭ２及びＭ３の駆動が停止するまで切れた用紙を搬送するため、用紙が用紙搬送方向に向けて張られた状態となるためである。このようにすれば、切れた用紙をセットし直す場合に、紙詰まりなどの不具合を抑制することができる。制御部１００は、モータＭ２の駆動停止に合わせて、ＲＡＭに記憶されているモータＭ２の速度を変更するトリガをＯＦＦにする。
【００３７】
図８は、用紙が切れていない場合の動作を示すタイミングチャートである。図８における横軸及び縦軸は、図７と同様である。タイミングチャートの開始時点においては、用紙切れが発生していない状態である。図８の例では、第１の検出部１１０として機能する制御部１００が、モータＭ２に流れる電流値が閾値Ａを超えるかまたは閾値Ｂを下回ったことを検出して、モータＭ２が回転するときの表面速度を第１速度Ｖｂ１より速い第２速度Ｖｂ２に変更させた後の動作が、図７と異なる。図８では、モータＭ２に流れる電流値が閾値Ａを超えるかまたは閾値Ｂを下回ったことの検出後、コロ２２０に設けられた検出器２２３が検出するパルスの周期が、予め決められた個数だけ正常であれば、第２の検出部１２０として機能する制御部１００は、用紙切れが発生していない、と判定する。ここでいう「正常」とは、モータＭ２に流れる電流値が閾値Ａを超えるかまたは閾値Ｂを下回ったことの検出前におけるパルスの周期と、判定時におけるパルスの周期との差が、予め決められた範囲内に収まることを指す。制御部１００は、判定に従って、ＲＡＭに記憶させたモータＭ２の速度を変更するトリガをＯＦＦにする。
これを受けて、制御部１００は、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度を第２速度Ｖｂ２から第１速度Ｖｂ１に変更する旨をフィードバック制御部２１９に指示する。フィードバック制御部２１９は、指示に従って搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度が第１速度Ｖｂ１となるようにモータＭ２の出力を制御する。図８の場合、用紙切れが発生していないので、レーザ照射機２１８からのレーザ光の照射や、モータＭ１、Ｍ２及びＭ３の駆動は、停止することがない。このように、用紙が切れていない場合に搬送ロール２１４ｂの回転が速くなったときは、摩擦力の急激な減少とともに、搬送ロール２１４ｂは用紙の搬送速度Ｖｄよりも速い速度Ｖｂで回転しているため、用紙の表面に対して滑りながら回転し、用紙に対して搬送ロール２１４ｂは空回りの状態となる。
【００３８】
本実施形態によれば、まず、搬送ロール２１４ｂのモータＭ２に流れる電流値の変動によって用紙切れの可能性があることを検知し、この段階で搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度を速くさせる。表面速度が速くなると、搬送ロール２１４ｂの同一の位置に連続して照射されるレーザ光の強度が小さくなるから、その位置に生じる損傷が抑制される。次に、コロ２２０に設けられた検出器２２３により検出されるパルスの周期、すなわち用紙の搬送速度が一定期間速くなっている場合に、確実に用紙が切れたと判断して、レーザ光の照射を停止させ、搬送ロール２１４ｂの回転も停止させる。用紙切れが実際には発生していないのにレーザ光の照射や各ロールのモータ駆動を停止した場合、完全に停止するまでの期間及び誤検知と判別されてからレーザ光の照射やモータ駆動が再開されるまでの期間、定着処理が行われないから、生産性が低下する。これに対して、用紙切れの可能性を検知した段階では、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度を速めることで熱損傷を抑制しながら、コロ２２０の検出結果によって確実に用紙切れが検知されるまでは、レーザ光の照射や各ロールのモータ駆動を停止することがないので、誤検知によって生産性が低下することを抑えることができる。また、用紙切れの可能性があると判定された後に、実際には用紙切れが発生していなかった場合には、制御部１００が、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度を第２の速度から第２の速度よりも遅い第１の速度に戻すよう制御する。これにより、再び搬送ロール２１４ｂが用紙に対して空回りせずに通常通り搬送を行うことで、搬送ロール２１４ｂを不要に速く回転させずに済む。
【００３９】
＜変形例＞
上述した実施形態は、以下のように変形可能である。なお、以下の変形は適宜組み合わせて実施してもよい。
【００４０】
＜変形例１＞
第１の検出部１１０及び第２の検出部１２０は、上述した構成に限らず、次のようにしてもよい。変形例１では、第１の検出部１１０及び第２の検出部１２０ａは、ともに制御部１００により実現される。第１の検出部１１０は、閾値Ａを超えるピークＰ１または閾値Ｂを下回るピークＰ２のいずれかを検出する。この検出を受けて、制御部１００は、レーザ照射機２１８からレーザ光を照射させたまま、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度を第１速度Ｖｂ１より速い第２速度Ｖｂ２に変更する。ここで、用紙切れが発生していた場合、上述したように、用紙が切れており負荷が少ない状態が維持されるため、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度Ｖｂを維持するためのトルクは、用紙が切れる前における用紙の搬送速度Ｖｄに応じたトルクよりも低いものとなり、これに応じて電流値も低い状態が維持される。第２の検出部１２０ａが、稼動電流値より値が低い予め決められた閾値を下回る電流値が予め決められた期間以上継続していることを検出すると、制御部１００は、レーザ照射機２１８によるレーザ光の照射を停止し、搬送ロール２１４ｂの回転を停止する。上記予め決められた閾値および期間は、記憶部２００に記憶されている。このように、変形例１においても、第１の検出部１１０は、第２の検出部１２０ａよりも早く用紙切れの可能性を検出するが、第２の検出部１２０ａよりも誤検出の割合が高い。
【００４１】
変形例１によれば、モータＭ２に流れる電流値の推移のみに基づいて用紙切れが検出される。このとき、ピークＰ１またはＰ２の検出後に稼動電流値より低い電流値が維持される状態は、用紙が切れていない場合には発生しないものだから、用紙切れが発生したとみなすことができる。このように、変形例１によっても、実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
＜変形例２＞
また、第１の検出部１１０及び第２の検出部１２０は、次のようにしてもよい。変形例２では、第１の検出部１１０ｂ及び第２の検出部１２０ｂは、ともに制御部１００及び検出器２２３が協働することで実現される。第１の検出部１１０ｂは、記憶部２００に記憶された基準周期よりも短い周期のパルスが、例えば３個といった予め決められた個数以上連続したことを検出すると、用紙切れの可能性があると判断する。この段階では、搬送異常により用紙がつっかえるなどして遅くなっていた搬送速度が、搬送異常の解消とともに正常に戻った場合も考えられるため、誤検出の可能性が残っている。第１の検出部１１０ｂが用紙切れの可能性を検知したことを受けて、制御部１００は、レーザ照射機２１８からレーザ光を照射させたまま、搬送ロール２１４ｂが回転するときの表面速度を第１速度Ｖｂ１より速い第２速度Ｖｂ２に変更する。その後、第２の検出部１２０ｂが、周期の短くなったパルスが例えば１０個といった予め決められた個数以上連続したことを検出すると、用紙切れが発生したと判断する。これを受けて、制御部１００は、レーザ照射機２１８によるレーザ光の照射を停止し、搬送ロール２１４ｂの回転を停止する。上記予め決められた個数は、閾値として記憶部２００に記憶されている。このように、変形例２においても、第１の検出部１１０ｂは、第２の検出部１２０ｂよりも早く用紙切れの可能性を検出するが、第２の検出部１２０ｂよりも誤検出の割合が高い。
【００４３】
変形例２によれば、第１の検出部１１０ｂが、パルスの周期の変化に基づいて、すなわち、用紙の搬送速度が速くなったタイミングで、用紙切れの可能性があると判断する。用紙の搬送速度が速くなるときは、搬送方向上流側における搬送ロール２１４ａの回転の速さによる規制を用紙が受けていないときであるから、用紙切れが発生している可能性が高い。一方、検出器２２３を備えるコロ２２０は、搬送ロール２１４ｂよりも搬送方向下流側に位置するから、搬送ロール２１４ｂのモータＭ２に流れる電流値に基づいて用紙切れの可能性を判断する場合と比較して、用紙切れの可能性を検知するタイミングは遅い。このように、変形例２では、実施形態と比較して、第１の検出部１１０ｂが用紙切れの可能性を検知するタイミングは遅いが、検知した場合に用紙切れが実際に発生している可能性は高い。従って、確実性とスピードとのどちらに重きを置くかによって、実施形態と変形例２とを使い分ければよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０…画像形成装置、１００…制御部、２００…画像形成部、３００…記憶部、４００…通信部、５００…ＵＩ部、２１１…トナーカートリッジ、２１２…転写ユニット、２１３…露光装置、２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ…搬送ロール、２１５…従動ロール、２１６…転写ロール、２１７…レーザ定着装置、２１８…レーザ照射機、２１９…フィードバック制御部、２２０…コロ、２２１…回転軸、２２２…孔、２２３…検出器、２２４…発光素子、２２５…受光素子、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…モータ
【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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