JP2016018128A - 画像形成装置および解除方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定着器の圧解除の実行回数を削減可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】制御ユニット２００はシートＰのうち定着器１３０の定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させるかどうかを制御する。よって、定着器１３０の圧解除の実行回数が従来よりも削減される。
【選択図】図４

Description

本発明は、定着器を備えた画像形成装置に関する。

特許文献１によれば、シートのジャムを検知すると定着器の加圧力を弱める（以下圧解除と記載する。）画像形成装置が提案されている。圧解除を実行する理由は、定着器に挟持されているシートを取り除く際の定着器の損傷を防いだり、ユーザによるシートの引き抜きを容易にしたりするためである。

特開２０１０−１３９７３２号公報

定着器は、ヒータを格納したヒータフォルダと、ヒータフォルダを包み込むように配置されている筒状の定着フィルムと、定着フィルムとともに定着ニップを形成する加圧ローラと、ヒータフォルダを加圧ローラに押しつける加圧ばね等から構成されている。圧解除は、カムを回転駆動させて圧解除板を押し上げることで加圧ばねを押し戻して加圧ばねによるヒータフォルダへの加圧力を弱めることで実現される。画像形成装置がジャムを検知したときに、常に、定着器の圧解除を行うと、加圧ばねを押し戻す圧解除板や、圧解除板を押し上げるカム、カムを駆動するギヤ等が早く損耗する。これは、カムやギヤ等が加圧ばねによる加圧力に逆らって回転駆動するため、圧解除を行うたびに、これらにはメカ的な負荷がかかるからである。そこで、本発明は、定着器の圧解除の実行回数を削減可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、たとえば、
トナー像をシート上に形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により前記シート上に形成された未定着のトナー像を加圧して当該シート上に定着させる定着手段と、
前記定着手段の定着ニップの加圧力を解除する解除手段と、
前記シートのうち前記定着手段の定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させるかどうかを制御する制御手段と
を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、シートのうち定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて加圧力を解除させるかどうかを制御するため、定着器の圧解除の実行回数が従来よりも削減される。

画像形成装置の一例を示す断面図。 定着器の断面概略図。 シートの搬送方向で下流側から上流側を見た定着器を示す図である。 制御系のブロック図。 定着ニップとシートの位置関係を示す図。 定着ニップにかかる加圧力の解除方法を示すフローチャート。 定着ニップにかかる加圧力の解除方法を示すフローチャート。

図１を用いて画像形成装置１００について説明する。感光ドラム１２２は有機感光体やアモルファスシリコン感光体を備えた像担持体であり、時計方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転する。帯電ローラ１２３は帯電手段であり、感光ドラム１２２の周面を所定の極性でかつ所定の電位となるに一様に帯電させる。レーザ光学箱１０８は、感光ドラム１２２の帯電面に対して画像情報に応じたレーザ光を照射し、静電潜像を形成する。現像ローラ１２１はトナーなどの現像剤（顕画材）を用いて静電潜像を現像してトナー像を形成する。なお、トナー像は中間転写体に一次転写されてからシートＰに２次転写されてもよい。なお、これらの部材はナー像をシート上に形成する画像形成手段として機能している。

給紙ローラ１０２は、給紙カセットからシートＰを１枚ずつ搬送路へ給紙する。搬送路に配置された搬送ローラ１０３やレジローラ１０４はシートＰをさらに搬送方向の下流側に搬送する。転写ローラ１０６はシートＰの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで、感光ドラム１２２のトナー像がシートＰへ転写される。未定着トナー像を転写されたシートＰは感光ドラム１２２から分離されて定着器１３０へ送り込まれる。定着器１３０は、シート上に形成された未定着のトナー像をシートともに定着ニップで挟持し、かつ、加圧して当該シート上にトナー像を定着させるユニットである。定着器１３０では、ヒータ１３２が発生した熱が定着フィルム１３３を通じてシートＰとトナー像に伝搬し、トナー像が溶融してシートＰに定着する。また、定着フィルム１３３は加圧機構によって加圧ローラ１３４に対して加圧されており、定着フィルム１３３と加圧ローラ１３４との間には定着ニップが形成され、定着ニップをシートＰが通過する。つまり、シートＰとトナー像には熱と圧力とが加えられる。その後、シートＰは、ＦＵローラ１１０とＦＤローラ１１１により搬送されＦＤトレイ１１３に排出される。なお、定着フィルム１３３は定着部材の一例であり、加圧ローラ１３４は加圧部材の一例である。

なお、画像形成装置１００には、ジャムとなったシートを取り除くためのドア１１２が設けられている。ドアセンサ１０１はドア１１２が開いているか閉じているかを検出するセンサである。また、搬送路にはトップセンサ１０５や排紙センサ１０９など複数のシートセンサが配置されており、シートＰの先端の到着と、シートＰの後端の通過を検知する。たとえば、シートＰの先端が通過してから所定の時間を経過してもシートＰの後端が通過しなければ、そのシートＰについてジャムが発生したと判定される。

図２ａは加圧状態にある定着器１３０の断面概略図である。図２ｂは圧解除状態にある定着器１３０の断面概略図である。図３はシートＰの搬送方向で下流側（図２ａの左側）から上流側（図２ａの右側）を見た定着器１３０を示す図である。定着器側板１４２は、定着器１３０の両方の側面に配置され、定着器１３０の各部品を保持している。図３が示すように、加圧板１３８は、２つの定着器側板１４２の間を橋渡しするように配置され、固定されている。加圧ばね１３５、圧解除板１３６、支点部材１４１、圧解除カム１３７は定着器１３０の両方の側面に配置されている。つまり、これらの部品はそれぞれ２つずつ存在する。

フォルダステー１３９は、定着フィルム１３３の中を貫通するように配置されている。フォルダステー１３９の両端はそれぞれ圧解除板１３６に当接している。フォルダステー１３９の両端に配置された加圧ばね１３５は圧解除板１３６を介して矢印Ｆ１の方向にフォルダステー１３９を付勢している。つまり、フォルダステー１３９は、圧解除板１３６を介して、加圧ばね１３５の加圧力をヒータフォルダ１４０に伝達している。このように加圧ばね１３５やフォルダステー１３９などは加圧機構を構成している。ヒータフォルダ１４０はヒータ１３２を保持するための保持部材である。ヒータフォルダ１４０はフォルダステー１３９から伝達される加圧力によって、ヒータ１３２と定着フィルム１３３を加圧ローラ１３４に押しつけている。つまり、フォルダステー１３９、ヒータフォルダ１４０およびヒータ１３２は、筒状の定着フィルム１３３の内面の一部に当接する支持部材である。定着フィルム１３３は、弾性体である加圧ばね１３５によって支持部材を押し当てられることで、定着フィルム１３３の外面の一部が加圧部材である加圧ローラ１３４に接触して定着ニップを形成している。このように、加圧ばね１３５の付勢力（弾性力）が加圧力となって定着ニップに作用している。

図３が示すように加圧ローラ１３４のローラ軸１３１は２つの定着器側板１４２によって固定され、ヒータフォルダ１４０からの加圧力を受け止めている。また、ローラ軸１３１に固定されているギヤ１４５をモータ等の駆動手段によって回転駆動させることで、加圧ローラ１３４は、定着フィルム１３３と共に回転し、シートＰを挟持しながら搬送する。つまり、定着フィルム１３３は加圧ローラ１３４に従動回転する。

定着器１３０の定着ニップの加圧力を解除する圧解除機構について説明する。定着器１３０の圧解除を行うには、圧解除カム１３７の偏平部の位置が図２ｂに示した位置になるように、モータ等の駆動手段が圧解除カム１３７を回転駆動する。圧解除カム１３７の回転軸１４６は定着器１３０の反対側の側面に配置されている圧解除カム１３７にも接続されている。回転軸１４６に固定されているギヤ１４７をモータ等の駆動手段によって回転駆動させることで、２つの圧解除カム１３７が回転駆動される。圧解除カム１３７を回転駆動させることで、圧解除板１３６は支点部材１４１を支点にして持ち上げられる。この動作により、フォルダステー１３９へ伝わる加圧ばね１３５の加圧力が軽減され、定着器１３０のニップ部に作用する加圧力が弱められる。

定着器１３０が加圧状態になるのかそれとも圧解除状態にあるのかはホームセンサ１４３で検出することができる。ホームセンサ１４３は、たとえば、フォトインタラプタで構成されている。ホームセンサ１４３は、圧解除カム１３７の回転軸１４６と共に回転駆動する遮光板１４４の位置に応じた信号を出力する。加圧状態では遮光板１４４によって発光素子からの光が遮光されて受光素子に届かなくなるため、ホームセンサ１４３の出力は第一レベルとなる。圧解除状態では発光素子からの光が受光素子に届くため、ホームセンサ１４３の出力は第二レベルとなる。ホームセンサ１４３の出力信号のレベル変化に応じて、圧解除カム１３７に対する回転駆動を制御することで、圧解除カム１３７の位置を制御することができる。

図４は制御系のブロック図である。制御ユニット２００は画像形成装置１００の全体を統括的に制御するユニットであり、たとえば、ＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、データ等を記憶するＲＡＭおよびゲート素子等により構成されている。搬送制御部２０１および圧解除制御部２０２はＣＰＵが制御プログラムを実行することで実現される機能である。搬送制御部２０１は、トップセンサ１０５などの検知情報からシートＰの搬送状況を判断し、感光ドラム１２２、加圧ローラ１３４等を回転駆動させる搬送モータ２０３の回転を制御する。搬送制御部２０１は、トップセンサ１０５や排紙センサ１０９から受け取った検知情報に基づいてシートＰについてジャムが発生したかどうかを検知してもよい。また、ドア１１２が開いたことをドアセンサ１０１が検出すると、搬送制御部２０１は、搬送モータ２０３を停止させるとともに、圧解除制御部２０２にドア１１２が開いたことを通知してもよい。圧解除制御部２０２は、搬送制御部２０１から受け取ったシートＰの搬送状況を示す情報や、ホームセンサ１４３などの検知情報に基づき、圧解除カム１３７を回転駆動させる圧解除モータ２０４を制御し、定着器１３０の加圧力を制御する。なお、搬送制御部２０１がシートＰの搬送状況やホームセンサ１４３などの検知情報に基づき圧解除条件が満たされているどうかを判定し、圧解除制御部２０２に圧解除命令を送信してもよい。このように圧解除カム１３７や圧解除モータ２０４などは定着器１３０の定着ニップの加圧力を解除する解除手段として機能する。なお、搬送制御部２０１や圧解除制御部２０２はシートＰのうち定着器１３０の定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて圧解除モータ２０４に定着ニップの加圧力を解除させるかどうかを制御する制御手段として機能する。記憶部２３０には制御プログラムや制御に必要なデータなどが記憶されている。

搬送制御部２０１や圧解除制御部２０２はさらに複数の機能を有していてもよい。ニップ判定部２１１はタイマー２１２を用いてトップセンサ１０５がシートＰの先端を検知した時点からの経過時間ｔ１を計時する。さらに、ニップ判定部２１１はタイマー２１２を用いてトップセンサ１０５がシートＰの後端を検知した時点からの経過時間ｔ２を計時してもよい。トップセンサ１０５は定着器１３０よりも搬送方向の上流側に配置されたシート検知手段の一例である。タイマー２１２はトップセンサ１０５によりシートの先端が検知されたときからの経過時間を計時する計時手段として機能する。計測部２１３はシートのうち定着ニップに挟持されている部分の長さを計測する計測手段の一例である。ここでは、計測部２１３が定着ニップに挟持されているシート先端の長さＸ１とシート後端の長さＸ２を計測する。先端判定部２１４は定着ニップにシートＰの先端が挟持されているかどうかを判定する。後端判定部２１５は定着ニップにシートＰの後端が挟持されているかどうかを判定する。判別部２２０はシートＰの紙種を判別する。閾値設定部２２１が紙種に応じて閾値ｔｈ１、ｔｈ２を設定する。実施例１では判別部２２０と閾値設定部２２１はオプションである。これらの機能は搬送制御部２０１に存在してもよいし、圧解除制御部２０２に存在してもよいし、搬送制御部２０１と圧解除制御部２０２とに分散して配置されていてもよい。

＜圧解除の条件＞
図５ａ〜図５ｅは定着ニップにシートの一部が存在する様々なケースを説明するための図である。なお、ｐｕは定着ニップの上流側の端部の位置を示している。ｐ１はシートの先端の位置を示している。なお、ｐｄは定着ニップの下流側の端部の位置を示している。ｐ２はシートの後端の位置を示している。つまり、定着ニップは上流側の端部の位置ｐｕから下流側の端部の位置ｐｄまでの区間をいう。

図５ａでは、シートＰの中央部が定着ニップに存在している。そのため、定着ニップの上流側の端部の位置ｐｕからシートＰの先端の位置ｐ１までの長さＸ１は閾値ｔｈ１を超えている。このような場合にシートＰの引き抜きにはユーザにとってかなりの力を要する。よって、定着器１３０の加圧力を減少させる必要がある。なお、閾値ｔｈ１は、定着フィルム１３３や加圧ローラ１３４を損傷することなく、シートＰを容易に引き抜くことが可能な距離であり、実験やシミュレーション等によって予め決定される。

図５ｂではシートＰの先端の位置ｐ１は、定着ニップの上流側の端部の位置ｐｕにかなり近い。つまり、定着ニップによって挟持されている先端の長さＸ１は閾値ｔｈ１を超えていない。このような場合には定着フィルム１３３や加圧ローラ１３４を損傷することなく、シートＰを容易に引き抜くことが可能である。よって、定着器１３０の加圧力を減少させる必要はない。

図５ｃではシートＰの先端の位置ｐ１は、定着ニップの上流側の端部の位置ｐｕから遠い。つまり、定着ニップによって挟持されている先端の長さＸ１は閾値ｔｈ１を超えている。よって、定着フィルム１３３や加圧ローラ１３４を損傷することなく、シートＰを容易に引き抜くことが困難である。よって、定着器１３０の加圧力を減少させる必要がある。

図５ｄでは、シートＰの後端が定着ニップに存在している。とりわけ、定着ニップの下流側の端部の位置ｐｄからシートＰの後端の位置ｐ２までの長さＸ２は閾値ｔｈ２を超えていない。このような場合には定着フィルム１３３や加圧ローラ１３４を損傷することなく、シートＰを容易に引き抜くことが可能である。よって、定着器１３０の加圧力を減少させる必要はない。なお、閾値ｔｈ２は、定着フィルム１３３や加圧ローラ１３４を損傷することなく、シートＰを容易に引き抜くことが可能な距離であり、実験やシミュレーション等によって予め決定される。閾値ｔｈ１と閾値ｔｈ２は同じ値であってもよい。

図５ｅでは、シートＰの後端が定着ニップに存在している。とりわけ、定着ニップの下流側の端部の位置ｐｄからシートＰの後端の位置ｐ２までの長さＸ２は閾値ｔｈ２を超えている。このような場合にシートＰの引き抜きにはユーザにとってかなりの力を要する。よって、定着器１３０の加圧力を減少させる必要がある。

＜フローチャート＞
制御ユニット２００が行う具体的な処理を図６のフローチャートで説明する。Ｓ１で制御ユニット２００の搬送制御部２０１は搬送停止条件が満たされているかどうかを判定する。搬送停止条件は、たとえば、いずれかのシートセンサによってジャムが検知されていること、または、ドアセンサ１０１によってドア１１２が開いていることなどである。なお、搬送停止条件は、制御ユニット２００よりも上位のコントローラが緊急停止命令を送信したことであってもよい。搬送停止条件が満たされると、Ｓ２に進む。

Ｓ２で搬送制御部２０１は排紙部でジャムが発生しているかどうかを判定する。排紙部で発生するジャムには２種類あり、遅延ジャムと滞留ジャムである。排紙部での遅延ジャムとは、トップセンサ１０５がシートＰの先端を検知してからの経過時間が所定時間ｔａを超えているのに、排紙センサ１０９がシートＰの先端を検知できないことをいう。排紙部での滞留ジャムとは、排紙センサ１０９がシートＰの先端を検知してからの経過時間が所定時間ｔｂを超えているのに、排紙センサ１０９がシートＰの後端を検知できないことをいう。排紙センサ１０９での遅延ジャムや滞留ジャムが発生していた場合、搬送制御部２０１は、シートＰの位置を正確に判断できない。また、トップセンサ１０５と排紙センサ１０９との間に定着器１３０が存在するため、シートＰが定着ニップ内に存在する可能性も高い。よって定着器１３０の圧解除が必要となる可能性が高いため、Ｓ９に進む。Ｓ９で搬送制御部２０１は圧解除制御部２０２に圧解除を指示し、圧解除制御部２０２がこの指示にしたがって圧解除モータ２０４を駆動することで、圧解除が実行される。図２ａおよび図２ｂを用いて説明した用用に圧解除機構の圧解除カム１３７が所定量だけ回転し、圧解除板１３６の可動端が押し上げられ、加圧ばね１３５が圧縮され、フォルダステー１３９への加圧力が減少し、加圧ニップにかかっていた加圧力も減少する。一方で、排紙部でジャムが発生していなければＳ３に進む。

Ｓ３で搬送制御部２０１は定着ニップ内にシートＰが存在するかどうかを判定する。定着ニップ内にシートＰが存在する場合はＳ４に進む。一方で定着ニップ内にシートＰが存在しない場合は、定着器１３０の圧解除を行わないで、本フローチャートについての処理を終了する（実際にはＳ１に戻る）。ここでシートＰが定着ニップ内に存在するかどうかの判定手法について例示する。搬送制御部２０１のニップ判定部２１１は計時手段であるタイマー２１２を用いてトップセンサ１０５がシートＰの先端を検知した時点からの経過時間ｔ１を計時する。さらに、ニップ判定部２１１はタイマー２１２を用いてトップセンサ１０５がシートＰの後端を検知した時点からの経過時間ｔ２を計時する。ニップ判定部２１１は経過時間ｔ１が所定時間ｔｃを超えているものの、経過時間ｔ２が所定時間ｔｄを超えていなければ、シートＰが定着ニップに存在すると判定する。なお、シートＰは等速（速度ｖ）で搬送される。また、トップセンサ１０５の検知位置から定着ニップの上流側の端部の位置ｐｕまでの距離Ｌ１は既知である。同様に、トップセンサ１０５の検知位置から定着ニップの下流側の端部の位置ｐｄまでの距離Ｌ２も既知である。所定時間ｔｃは、シートＰの先端がトップセンサ１０５の検知位置に到達してから定着ニップの上流側の端部の位置ｐｕに到達するまでの時間である。よって、ｔｃ＝Ｌ１／ｖという式が成り立つ。所定時間ｔｄは、シートＰの後端がトップセンサ１０５の検知位置に到達してから定着ニップの下流側の端部の位置ｐｄに到達するまでの時間である。よって、ｔｄ＝Ｌ２／ｖという式が成り立つ。

Ｓ４で搬送制御部２０１の計測部２１３は定着ニップに挟持されているシート先端の長さＸ１とシート後端の長さＸ２を計測する。Ｘ１＝ｔ１・ｖ−Ｌ１であり、Ｘ２＝Ｌ２−ｔ２・ｖである。

Ｓ５で搬送制御部２０１の先端判定部２１４は定着ニップにシートＰの先端が挟持されているかどうかを判定する。たとえば、０＜ Ｘ１ ＝＜ Ｌｎであれば、定着ニップにシートＰの先端が挟持されている。ここで、Ｌｎは定着ニップの長さであり、位置ｐｕから位置ｐｄまでの距離である。定着ニップにシートＰの先端が挟持されていればＳ６に進み、定着ニップにシートＰの先端が挟持されていなければＳ７に進む。

Ｓ６で先端判定部２１４は定着ニップに挟持されているシートＰの先端の長さＸ１が閾値ｔｈ１を超えているかどうかを判定する。閾値ｔｈ１はたとえば３ｍｍである。長さＸ１が閾値ｔｈ１を超えているケースは、図５ｃに示したケースである。上述したようにこのケースでは定着器１３０を損傷することなくシートＰを除去することが困難である。よって、圧解除をすべくＳ７に進む。一方で、長さＸ１が閾値ｔｈ１を超えていなければ、Ｓ９に進む。長さＸ１が閾値ｔｈ１を超えていないケースは、図５ｂのようなケースであり、定着器１３０を損傷することなくシートＰを引き抜くことが可能である。よって、圧解除の実行は不要であるため、本フローチャートに係る処理を終了する。

Ｓ７で搬送制御部２０１の後端判定部２１５は定着ニップにシートＰの後端が挟持されているかどうかを判定する。たとえば、０＜ Ｘ２ ＝＜ Ｌｎであれば、定着ニップにシートＰの後端が挟持されている。定着ニップにシートＰの後端が挟持されていればＳ８に進む。これは図５ｄまたは図５ｅに示したケースに相当する。一方で、定着ニップにシートＰの後端が挟持されていなければＳ９に進む。これは、定着ニップにシートＰが存在するが、先端も後端も定着ニップ内には存在ないことを意味する。つまり、これは図５ａに示したケースに相当する。

Ｓ８で後端判定部２１５は定着ニップに挟持されているシートＰの後端の長さＸ２が閾値ｔｈ２を超えているかどうかを判定する。閾値ｔｈ２はたとえば３ｍｍである。長さＸ２が閾値ｔｈ２を超えているケースは、図５ｅに示したケースである。上述したようにこのケースでは定着器１３０を損傷することなくシートＰを除去することが困難である。よって、圧解除をすべくＳ９に進む。一方で、長さＸ２が閾値ｔｈ２を超えていなければ、本処理を終了する。長さＸ２が閾値ｔｈ２を超えていないケースは、図５ｄのようなケースであり、定着器１３０を損傷することなくシートＰを引き抜くことが可能である。よって、圧解除の実行は不要であるため、本フローチャートに係る処理を終了する。

本実施例では、定着ニップの上流側３ｍｍの領域と、下流側３ｍｍの範囲に、シートＰ先端、及び後端がある場合は定着の圧解除を行わないようにしている。この領域は、実験的に求められる距離であり、装置構成、定着器の加圧力等により増減する。実験的に求める際は、ユーザがジャム処理を行った際に定着器へのダメージがなく、かつ、ユーザが容易にジャム処理できることが必須条件となる。

以上のような制御により、定着ニップとシートＰの位置関係が、図５ｂ、図５ｄのようなケースでは、定着器の圧解除を行わないため、定着器の圧解除を行う頻度を減らすことができる。

よって、定着器の保護性能、ユーザのジャム処理性を維持しつつ、定着器の圧解除回数を減らし、圧解除機構に寿命の短い安い部品を使用することで、安価な画像形成装置を提供することができる。

＜紙種に応じた閾値の設定方法＞
上述した実施例では、シートＰの厚さによらず、定着ニップ内の上流側の所定領域にシートＰの先端があるときと、定着ニップ内の下流側の所定領域にシートＰの後端端があるときには、解除機構が圧解除を実行せずに、加圧力が維持された。上述したように所定領域は閾値ｔｈ１、ｔｈ２によって定義されており、紙種（紙の厚みや坪量、銘柄など）に依存することなく、それぞれ固定の値であった。しかし、ユーザにとって定着器１３０を損傷することなく、シートＰを引き抜き可能な長さＸ１、Ｘ２は紙種に応じて異なる。たとえば、厚紙と薄紙とでは厚紙の方が引き抜きに要する力が大きい。よって、厚紙について閾値ｔｈ１、ｔｈ２は、薄紙の閾値ｔｈ１、ｔｈ２よりも小さくする必要がある。たとえば、厚紙について閾値ｔｈ１、ｔｈ２をそれぞれ３ｍｍとし、薄紙の閾値ｔｈ１、ｔｈ２をそれぞれ５ｍｍとしてもよい。シート表面の摩擦係数が大きい銘柄と小さい銘柄とでは、前者の閾値ｔｈ１、ｔｈ２を後者の閾値ｔｈ１、ｔｈ２よりも小さくする必要がある。そこで、本実施例ではシートＰの紙種に応じて閾値ｔｈ１、ｔｈ２を設定するステップを追加する。これにより、紙種に応じて適切に圧解除回数が削減されるようになる。

図７は本実施例の処理を示すフローチャートであり、図６と共通するステップについては同一の参照符号を付与することで説明を簡明化する。図６と図７とを比較すると、Ｓ０がＳ１の前に追加されていることが異なっているのみである。

Ｓ０で搬送制御部２０１の判別部２２０はシートＰの紙種を判別し、閾値設定部２２１が紙種に応じて閾値ｔｈ１、ｔｈ２を設定する。たとえば、判別部２２０はユーザによって操作部から入力される紙種情報や搬送路に設けられた紙種センサからの紙種情報によって、シートＰの紙種を判別してもよい。さらに、閾値設定部２２１、判別部２２０から紙種情報を受け取り、記憶部２３０に記憶されている紙種と閾値ｔｈ１、ｔｈ２との対応関係に基づき、紙種情報に対応した閾値ｔｈ１、ｔｈ２を決定する。記憶部２３０には、たとえば、厚紙を示す紙種情報と厚紙用の閾値ｔｈ１、ｔｈ２とが関連付けて記憶されている。同様に、薄紙を示す紙種情報と薄紙用の閾値ｔｈ１、ｔｈ２とが関連付けて記憶されている。このように様々な紙種情報とそれに対応した閾値ｔｈ１、ｔｈ２とが関連付けて記憶部２３０には記憶されている。なお、紙種としてシートＰの厚みを採用する場合は、判別部２２０でシートＰの厚みを判別し、閾値設定部２２１が厚みを所定の関数に代入して閾値を算出してもよい。厚みと閾値とが線形関係にあれば、当該関数は線形関数となる。もちろん、より複雑な関数が採用されてもよい。このような関数が記憶部２３０に記憶されているものとする。

＜まとめ＞
以上説明したように本実施例によれば制御ユニット２００はシートのうち定着器１３０の定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させるかどうかを制御する。よって、定着器１３０の圧解除の実行回数が従来よりも削減される。圧解除の実行回数が減少するため、定着器１３０や圧解除機構の寿命が従来よりも延びることになる。つまり、圧解除機構に寿命の短い安価な部品を採用することが可能となり、より安価な画像形成装置を提供することが可能となる。

なお、シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さを計測するための計測手段が採用されてもよい。このような計測手段は、たとえば、トップセンサ１０５とタイマー２１２によって構成されてもよい。これにより制御ユニット２００は、シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さとして、経過時間を用いて、圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させるかどうかを制御してもよい。定着ニップに挟持されている部分の長さは、経過時間と搬送速度とから算出されてもよいし、経過時間をそのまま用いられてもよい。搬送速度は基本的に一定であるため、経過時間を長さに換算する必要がないからである。また、タイマー２１２は、トップセンサ１０５によりシートＰの後端が検知されたときからの経過時間を計時する計時手段として機能してもよい。

シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さＸ１、Ｘ２が閾値ｔｈ１、ｔｈ２を超えているかどうかを判定する判定手段として先端判定部２１４や後端判定部２１５が採用されてもよい。図５ｂや図５ｄを用いて説明したように、制御ユニット２００は、シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さが閾値を超えていなければ圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させずに維持させる。図５ｃや図５ｅを用いて説明したように、制御ユニット２００は、シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さが閾値を超えてれば圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させる。このように、定着器１３０が損傷しうるケースでは圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させ、定着器１３０が損傷することなくシートＰを引き抜けるケースでは圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させない。これにより、定着器１３０の圧解除の実行回数が従来よりも削減される。なお、閾値ｔｈ１、ｔｈ２は、シートのうち定着ニップに挟持されている部分の長さであって、定着器１３０を損傷することなく当該シートを引き抜くことが可能な長さである。なお、閾値ｔｈ１、ｔｈ２は、シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さであって、人間が当該シートを容易に引き抜くことが可能な長さであってもよい。また、閾値ｔｈ１、ｔｈ２は、シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さであって、所定の力以下で当該シートを引き抜くことが可能な長さであってもよい。所定の力とは、シートＰによって定着器１３０を損傷させない程度の力である。これらは定着器１３０の定着フィルム１３３や加圧ローラ１３４の素材や、駆動機構の構成、加圧ばね１３５のばね定数に応じて、予め工場出荷時に決定されてもよい。

図７を用いて説明したように、閾値ｔｈ１、ｔｈ２は、シートＰの紙種に応じて変更されてもよい。紙種とは、たとえば、シートＰの坪量、厚みまたは銘柄などである。上述したように厚紙と薄紙とでは引き抜き可能な長さが異なる。よって、紙種に応じて閾値を変化させることで、厚紙を想定して一律に閾値を決定する場合と比較して、圧解除回数をさらに削減可能となる。

図６および図７のＳ１に関して説明したように、搬送制御部２０１がシートＰのジャムを検出したときやドア１１２が開いたことをドアセンサ１０１が検出したときに、長さＸ１、Ｘ２に応じて圧解除を行うかどうかを判定してもよい。なお、Ｓ２およびＳ１０に関して説明したように、制御ユニット２００は、定着器１３０よりも下流側にあるシート排出部で発生したジャムを検出したときは、圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させてもよい。シート排出部で遅延ジャムや滞留ジャムが発生すると、シートＰの位置が不明であるとともに、たいていの場合、シートＰが定着ニップに挟持されているからである。よって、このような場合には圧解除機構に定着ニップの加圧力を解除させてもよい。

図２ａ、図２ｂおよび図３などを用いて説明したように、制御ユニット２００により制御され、加圧機構による定着フィルム１３３の加圧ローラ１３４への加圧力を解除する圧解除機構として、圧解除カム１３７や圧解除板１３６、圧解除モータ２０４などが採用されてもよい。圧解除板１３６は、弾性体である加圧ばね１３５の弾性力に抗して加圧ばね１３５の可動端を移動させる板状部材の一例である。加圧ばね１３５の他端は加圧板１３８に固定端として固定されていてもよい。圧解除カム１３７は圧解除板１３６に当接し、圧解除板１３６を移動させるカム機構の一例である。このような簡易な機構によって定着ニップに加圧力を加えたり、加圧力を解除したりすることができる。

ところで、従来は、シートＰのジャムが発生したりドアが開いたりしたときに、シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて定着ニップの加圧力を制御することができなかった。よって、このような課題を解決可能な制御手段が求められている。上述した実施例によれば、このような制御手段として上述した制御ユニット２００が提供される。

また、上述した加圧機構および圧解除機構は、定着ニップに加わる加圧力を調整する調整手段として機能する。つまり、圧解除カム１３７の回転位置に応じて加圧力が変化するからである。よって、圧解除制御部２０２は、ホームセンサ１４３によって検知された圧解除カム１３７の回転位置に応じて圧解除モータ２０４を駆動することで、圧解除カム１３７に加圧力を調整させることが可能となる。上述したように加圧力は、シートＰのうち定着ニップに挟持されている部分の長さＸ１，Ｘ２に応じて調整されてもよい。

１００…画像形成装置、１０５…トップセンサ、１０９…排紙センサ、１３０…定着器、１３３…定着フィルム、１３４…加圧ローラ、１３５…加圧ばね、１３６…圧解除板、１３７…圧解除カム、１３８…加圧板、１３９…フォルダステー

Claims (22)

1. トナー像をシート上に形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によりトナー像が形成された前記シートを定着ニップにおいて挟持し、且つ加圧して当該シート上に定着させる定着手段と、
   前記定着手段の定着ニップの加圧を解除する解除手段と、
   前記シートのうち前記定着手段の定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させるかどうかを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さを計測する計測手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記計測手段は、
   前記定着手段よりも搬送方向の上流側に配置されたシート検知手段と、
   前記シート検知手段により前記シートの先端が検知されたときからの経過時間を計時する計時手段とを有し、
   前記制御手段は、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さとして、前記経過時間を用いて、前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させるかどうかを制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記計測手段は、
   前記定着手段よりも搬送方向の上流側に配置されたシート検知手段と、
   前記シート検知手段により前記シートの後端が検知されたときからの経過時間を計時する計時手段とを有し、
   前記制御手段は、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さとして、前記経過時間を用いて、前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させるかどうかを制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、
   前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さが閾値を超えているかどうかを判定する判定手段を有し、
   前記制御手段は、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さが前記閾値を超えていなければ前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させずに維持させ、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さが前記閾値を超えてれば前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記閾値は、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さであって、当該定着手段を損傷することなく当該シートを引き抜くことが可能な長さであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記閾値は、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さであって、人間が当該シートを容易に引き抜くことが可能な長さであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記閾値は、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さであって、所定の力以下で当該シートを引き抜くことが可能な長さであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記閾値は、前記シートの紙種に応じて変更されることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記シートの紙種は、前記シートの坪量、厚みまたは銘柄であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. シートのジャムを検出する検出手段をさらに有し、
    前記制御手段は、前記検出手段が前記ジャムを検出したときに、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させることを請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、前記定着手段よりも下流側にあるシート排出部で発生した前記ジャムを検出したときは、前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させることを請求項１１に記載の画像形成装置。
13. ドアが開いたことを検出する検出手段をさらに有し、
    前記制御手段は、前記ドアが開いたことを前記検出手段が検出したときに、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて前記解除手段に前記定着ニップの加圧力を解除させることを請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分は当該シートの先端であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分は当該シートの後端であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記定着手段は、
    加圧部材と、
    定着部材と、
    前記定着部材を前記加圧部材に対して加圧する加圧機構とを有し、
    前記解除手段は、
    前記制御手段により制御され、前記加圧機構による前記定着部材による前記加圧部材への加圧力を解除する解除機構を有することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記定着部材は、筒状の定着フィルムであり、当該定着フィルムの内面の一部に対して弾性体によって支持部材が押し当てられることで当該定着フィルムの外面の一部が前記加圧部材に接触して定着ニップを形成するように構成されており、
    前記解除機構は、前記弾性体の弾性力に抗して前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 前記解除機構は、
    前記弾性体の弾性力に抗して当該弾性体の可動端を移動させる板状部材と、
    前記板状部材に当接し、前記板状部材を移動させるカム機構と
    を有することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
19. シート上に形成された未定着のトナー像を加圧して当該シート上に定着させる定着器の定着ニップの加圧力を解除する解除方法であって、
    前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて前記定着器の加圧力を解除させるかどうかを制御することを特徴とする解除方法。
20. 前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さが閾値を超えていなければ前記定着ニップの加圧力を解除させず、前記シートのうち前記定着ニップに挟持されている部分の長さが閾値を超えていれば前記定着ニップの加圧力を解除することを特徴とする請求項１９に記載の解除方法。
21. トナー像をシート上に形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段によりトナー像が形成された前記シートを定着ニップにおいて挟持し、かつ加圧して当該シート上に定着させる定着手段と、
    シートのジャムが発生したかまたはドアが開いたときに、前記シートのうち前記定着手段の定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて前記定着ニップの加圧力を制御する制御手段と
    を有することを特徴とする画像形成装置。
22. トナー像をシート上に形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段によりトナー像が形成された前記シートを定着ニップにおいて挟持し、かつ加圧して当該シート上に定着させる定着手段と、
    前記定着手段の定着ニップに加わる加圧力を調整する調整手段と、
    前記調整手段を制御する制御手段であって、前記シートのうち前記定着手段の定着ニップに挟持されている部分の長さに応じて前記調整手段に前記加圧力を調整させる制御手段と
    を有することを特徴とする画像形成装置。