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JP2018097355A - 画像形成装置 - Google Patents

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JP2018097355A
JP2018097355A JP2017194426A JP2017194426A JP2018097355A JP 2018097355 A JP2018097355 A JP 2018097355A JP 2017194426 A JP2017194426 A JP 2017194426A JP 2017194426 A JP2017194426 A JP 2017194426A JP 2018097355 A JP2018097355 A JP 2018097355A
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rotor
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孝平 青木
Kohei Aoki
孝平 青木
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Canon Inc
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Abstract

【課題】 ユーザの利便性の向上させる装置を提供することを目的とする。【解決手段】 ニップ部Nを回転体130と協働して形成する無端状のベルト回転体120と、ベルト回転体120を回転可能に支持する第1のローラ122及び第2のローラ121と、ステッピングモータ155と、第2のローラ121に対する第1のローラ122の傾きが変わるように、ステッピングモータの駆動を第1のローラ122に伝達する駆動伝達部152と、ステッピングモータの回転子の回転量を指示する回転量の信号を出力する出力部10と、前記回転量の信号に基づき、ステッピングモータのコイルに流れる電流を制御する電流制御部180と、を備える。報知部10は、第1のローラ122の位置を検知する検知部153の出力と、カウント部Cによりカウントされる出力部10により指示される前記回転量とに基づき、画像形成処理が実行可能な状態で所定の報知を行う。【選択図】 図2

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置では、記録材上に形成された未定着のトナー画像に熱と圧力を加えることにより記録材上に定着する定着装置が設けられている。定着装置では、ニップ部を形成する一対の回転体を備えており、一対の回転体のうちの一方あるいは両方に無端状のベルトを用いる構成が知られている。
特許文献1には、ベルトをその幅方向において一定の範囲内で往復移動させるために、ベルトをかけ渡す複数本のローラのうちの1つであるステアリングローラの端部を、ステッピングモータによる駆動で傾斜させる構成が開示されている。また、特許文献1では、ベルトの往復制御が不能となり、ベルトが一定の範囲内を超えて幅方向の端部に位置した場合、画像形成装置は異常発生と判断し、定着装置のベルトの回転動作を停止させる構成が開示されている。
特開2015−59964号公報
ベルトの往復制御が不能となる要因の1つとして、ステアリングローラを駆動するステッピングモータの脱調がある。
しかしながら、特許文献1の構成では、画像形成装置はベルトの往復制御が不能となってから異常発生と判断するため、ユーザは、ベルトの回転が停止されるまでベルトの往復制御に関する不具合の発生を知ることができない。ユーザに不便さを感じさせる恐れがあった。
そこで、本発明の目的は、ユーザの利便性の向上させる装置を提供することである。
上記の目的を達成するために、第1の発明は、
記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
回転体と、
前記画像形成部により形成されたトナー画像を記録材に定着するニップ部を前記回転体と協働して形成する無端状のベルト回転体と、
前記ベルト回転体を回転可能に支持する第1のローラ及び第2のローラと、
ステッピングモータと、
前記第2のローラに対する前記第1のローラの傾きが変わるように、前記ステッピングモータの駆動を前記第1のローラに伝達する駆動伝達部と、
前記ステッピングモータの回転子の回転量を指示する回転量の信号を出力する出力部と、
前記出力部により出力される前記回転量の信号に基づき、前記ステッピングモータのコイルに流れる電流を制御する電流制御部と、
前記出力部により指示される前記回転量をカウントするカウント部と、
前記第1のローラの位置を検知する検知部と、
前記検知部の出力と前記カウント部によりカウントされる値とに基づき、所定の報知を行う報知部であって、画像形成処理が実行可能な状態で前記所定の報知を行う報知部と、
を有することを特徴とするものである。
また、第2の発明は、
記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
回転体と、
前記画像形成部により形成されたトナー画像を記録材に定着するニップ部を前記回転体と協働して形成する無端状のベルト回転体と、
前記ベルト回転体を回転可能に支持する第1のローラ及び第2のローラと、
ステッピングモータと、
前記第2のローラに対する前記第1のローラの傾きが変わるように、前記ステッピングモータの駆動を前記第1のローラに伝達する駆動伝達部と、
前記第1のローラの位置を検知する検知部と、
前記ステッピングモータの回転子の回転量を指示する信号と、前記回転子の回転方向を指示する信号と、を出力する出力部であって、前記第1のローラが所定の位置に位置する状態から前記回転子を第1の回転方向に所定の回転量回転させる第1の期間と、前記第1の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向と反対方向である第2の回転方向に回転させる第2の期間と、前記回転子をさらに前記第2の回転方向に回転させる第3の期間と、前記第1のローラが所定の位置に位置するまで前記回転子を前記第1の方向に回転させる第4の期間と、をこの順で繰り返すように、前記回転量の信号と前記回転方向の信号を出力する出力部と、
前記出力部により出力される前記回転量の信号と前記回転方向の信号に基づき、前記ステッピングモータのコイルに流れる電流を制御する電流制御部と、
前記第2の期間において、前記出力部により前記第2の方向への回転が指示されてから前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが前記検知部により検知されるまでの時間を計時する計時部と、
前記計時部により計時される時間に基づき、所定の報知を行う報知部であって、画像形成処理が実行可能な状態で前記所定の報知を行うことを特徴とするものである。
本発明によれば、ユーザの利便性の向上させることができる。
ステッピングモータの制御に関するフローチャート。 ステッピングモータの制御に関するフローチャート。 軽度の脱調の判定に関するフローチャート。 画像形成装置の一例を示す図。 定着装置の一例を示す図。 定着装置の一例を示す側面図。 ベルトの往復制御のためのステアリング動作を説明する図。 ベルト位置検知手段の一例を示す図。 ベルトの位置とベルト位置センサの信号の対応の一例を示す表。 ベルト位置とセンサフラグの関係を説明する図。 ステアリング動作に関する機構を説明する図。 ステッピングモータの構成の一例を示す図。 制御に関するブロック図。 ステッピングモータの軽度の脱調に伴う角度パルスの変化を説明する図。 軽度の脱調判定に関するフローチャート。 定着装置の一例を示す図。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明を実施形態に記載されたものだけに限定するものではない。
〔実施例1〕
(画像形成装置)
図4は、画像形成装置の一例を示す図である。画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つの画像形成部U(UY、UM、UC、UK)を有している。以下、記述の煩雑化を防ぐために、Y,M,C,Kの各色の4つの画像形成部を符号Uで代表させて説明するものとし、関連する次の各プロセス手段についても同様とする。また、Y,M,C,Kの各色の画像形成部Uの配列順序はそれに限定されない。各画像形成部Uにおいて、感光ドラム(像担持体)2は帯電ローラ3によって帯電される。レーザスキャナ4は、レーザー光を感光ドラム2に露光することにより、外部ホスト装置23からCPU(Central Processing Unit)10に入力される画像情報に対応する静電潜像を形成する。感光ドラム2上に形成された静電潜像は、現像装置5によりトナーを用いて現像される。現像装置5により感光ドラム2に形成されたトナー画像は、1次転写ローラ6により中間転写ベルト8に順次重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト8上にフルカラーのトナー画像が形成される。
一方、カセット15、16には、シート(記録材)Sが収容されている。カセット15、16のシートSは、給送ローラ25、搬送ローラ26、27、及び、レジストローラ18により、搬送路17を通り、中間転写ベルト8と2次転写ローラ14と転写ニップ部102に搬送される。転写ニップ部102に搬送されたシートSには、中間転写ベルト8上のトナー画像が2次転写される。トナー画像が転写されたシートSは、搬送路19を通って定着装置100へ搬送される。シートSは、定着装置100で加熱、加圧される。これにより、シートS上(記録材上)のトナー画像がシートSに定着される。定着装置100により定着処理がされたシートSは、排出ローラ20によって機外の排出トレイ21へ排出される。
尚、本実施例では、画像形成装置1として、フルカラーの中間転写方式の画像形成部を有する装置を例に説明するが、これに限定されるものではない。例えば、後述する中間転写ベルト8を介さずに、感光ドラム2からシートSに直接転写する直接転写方式の装置であってもよいし、単色のトナー画像を形成する装置(例えば、モノクロ機)であってもよい。また、画像形成装置1としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、および、これらの複数の機能を備える複合機などであってもよい。
(定着装置)
次に、図5、6を参照して、定着装置100の構成について説明する。図5は、定着装置の一例を示す図である。図6は、定着装置の一例を示す側面図であり、手前側から見た図を示している。ここで、本実施例では、駆動ローラ131の軸方向から定着装置100をみる時に、定着装置100におけるシートSの搬送方向が向かって右から左に向かうように見える側を手前側と称するものとする。また駆動ローラ131の軸方向から定着装置100をみる時に、定着装置100におけるシートSの搬送方向が向かって左から右に向かうように見える側を奥側と称するものとする。
加熱ベルト130と加圧ベルト120は、協働して、シートSを挟持搬送しながらシートS上のトナー画像を定着する定着ニップ部(ニップ部)Nを形成する。
加圧ベルト120は、無端状のベルト回転体(回転体)であり、加圧ローラ121とテンションローラ122との2本のローラに回転可能に支持されている。テンションローラ122は、バネにより付勢されており、加圧ベルト120にテンションを付与する。これにより加圧ベルト120は、所定の張力(例えば200N)で掛け渡される。
加圧ベルト120の材質は耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。例えば、厚さ50μm、幅380mm、周長200mmのニッケル金属層に、例えば厚さ300μmのシリコンゴムをコーティングし、表層にPFAチューブを被覆したものが用いられる。
シートSが挟持搬送される加圧ベルト120と加熱ベルト130の定着ニップ部Nの入口側(シートSの搬送方向において、加圧ローラ121の上流側)に対応する加圧ベルト120の内側には、加圧パッド125が設けられる。加圧パッド125は、例えば、シリコンゴムで形成される。加圧パッド125は、所定の力(例えば400N)で加圧ベルト120に押し当てられており、加圧ローラ121とともに定着ニップ部Nを形成している。
加圧ローラ121は、加圧ベルト120を懸架するローラの1つであり、例えば、中空のステンレス、外径がφ20のローラが用いられる。加圧ローラ121は、加圧ベルト120と加熱ベルト130の定着ニップ部Nの出口側(シートSの搬送方向において、加圧パッド125の下流側)に配設されている。加圧ローラ121は、その内部にヒータを有するとしても良い。
テンションローラ122は、加圧ベルト120を懸架するローラの1つであり、例えば、ステンレス製の中空ローラであり、外径がφ20、内径φ18に形成されたものが用いられる。また、テンションローラ122は、加圧ベルト120の幅方向(加圧ローラ121の長手方向)の蛇行を調整するためのステアリング動作を行うステアリングローラとしても働く。ステアリング動作の詳細は後述する。
加圧パッド125とテンションローラ122の間には、加圧ベルト120の内面に潤滑剤としてのオイルを塗布するオイル塗布ローラ(潤滑剤塗布部材)126が配置されている。オイル塗布ローラ126は、その両端で、アーム127(図8)に支持されている。アーム127は、テンションローラ122に支持されており、テンションローラ122の軸を中心に回動可能である。アーム127には、図示されないバネ等の付勢手段が接続されており、オイル塗布ローラ126は、加圧ベルト120の内面に当接される。
加熱ベルト130は、無端状のベルト回転体(回転体)である。加熱ベルト130は、駆動ローラ131と加熱ベルト130にテンションを付与するテンションローラ132との2本のローラに、回転可能に支持されている。テンションローラ132は、バネにより付勢されており加熱ベルト130にテンションを付与する。これにより加熱ベルト130は、所定の張力(例えば200N)で掛け渡される。
加熱ベルト130は、例えば、厚さ75μm、幅380mm、周長200mmのニッケル金属層もしくはステンレス層などの金属層に、例えば厚さ300μmのシリコンゴムをコーティングし、表層にPFAチューブを被覆したものが用いられる。
加熱ベルト130は、シートSの未定着のトナー画像を有する面と接する。加熱ベルト130は、IHヒータ(電磁誘導加熱方式のヒータ)135により発熱し、その熱によってシートS上のトナー画像を加熱する。
加熱ベルト130と加圧ベルト120との定着ニップ部Nの入口側に対応する加熱ベルト130の内側には、例えば、ステンレス鋼(SUS材)で形成されたパッドステー137が設けられる。パッドステー137は、所定の圧(例えば400N)で加圧パッド125に押し当てられており、駆動ローラ131とともに定着ニップ部Nを形成している。
駆動ローラ131は、例えば外径がφ18の中実のステンレスのローラである芯金と、その芯金の表層に耐熱のシリコンゴム弾性層を有するローラである。駆動ローラ131は、加熱ベルト130と加圧ベルト120との定着ニップ部Nの出口側に配設されている。駆動ローラ131は、加圧ローラ121との圧接により弾性層が弾性的に歪むことで定着ニップ部Nの一部を担う。
テンションローラ132は、例えばステンレスによって外径がφ20、内径φ18程度に形成された中空ローラである。テンションローラ132は、加熱ベルト130の幅方向(駆動ローラ131の長手方向)の蛇行を調整するためのステアリング動作を行うステアリングローラとしても働く。
駆動モータ603(図13)により駆動が入力されることにより、駆動ローラ131は回転する。加熱ベルト130は、駆動ローラ131の回転により回転する。加圧ベルト120は、加熱ベルト130に従動回転する。これにより、加熱ベルト130及び加圧ベルト120は、シートSを安定的に搬送する。
(ステアリング動作とベルトの往復制御)
次に、図5〜図8、図11を用いて、ステアリング動作とベルトの往復制御について説明する。図7は、ベルトの往復制御のためのステアリング動作を説明する図である。図8は、ベルト位置検知手段の一例を示す図である。図11において、(a)は、テンションローラ122の長手方向において、手前側に設けられている制御アーム152、ウォーム157、ステッピングモータ155を、奥側から見た図である。図11において、(b)は、制御アーム152、ウォーム157、ステッピングモータ155の斜視図である。
以下では、ベルトの往復制御、ステアリング動作、及び、軽度の脱調の判定に関し、加圧ベルト120の往復制御を例に説明する。
定着装置100には、加圧ベルト120の幅方向に関し定着装置100の手前側の端部近傍に、加圧ベルト120の位置を検知するためのセンサ部150が設けられている。センサ部150の詳細は後述する。
センサ部150は、加圧ベルト120の端部の位置を検出する。CPU10は、その検知結果(出力)に応じて、加圧ローラ121に対するテンションローラ122の傾きを変化させる(ステアリング動作)ことで、加圧ベルト120の幅方向の移動(寄り移動)を制御する。CPU10は、幅方向における片端部と他端部との間の所定の領域内で加圧ベルト120が往復移動するように制御を行う(ベルトの往復制御)。
すなわち、センサ部150は、加圧ベルト120の幅方向において加圧ベルト120が所定のゾーンから外れたことを検知する。CPU10は、センサ部150により加圧ベルト120が所定のゾーンから外れたことが検知されたことに応じて、加圧ベルト120が所定のゾーンに戻る方向にテンションローラ122の傾きを変化させている。後述される図10の例の場合、±1.5mmの範囲内が所定のゾーンとなる。
具体的には、ベルト往復制御において、片端側(例えば、手前側)に向かって寄り移動する加圧ベルト120が片端側(手前側)の端部の所定の位置に位置したことに応じて、ステッピングモータ155を所定回転数駆動させる。これにより、テンションローラ122の傾きを加圧ベルト120が他端側(奥側)に寄り移動する方向に変化させる。この状態で加圧ベルト120を回転させると、加圧ベルト120は、他端側(奥側)に向かって寄り移動する。他端側(奥側)に向かって寄り移動する加圧ベルト120が他端側(奥側)の端部の所定の位置に位置したことに応じて、ステッピングモータ155を所定回転数駆動させる。これにより、加圧ベルト120が片端側(手前側)に寄り移動する方向にテンションローラ122の傾きを変化させる。この状態で加圧ベルト120を回転させることで、加圧ベルト120は、片端側(手前側)に向かって寄り移動する。これを繰り返すことにより、加圧ベルト120は、幅方向において所定の領域内で往復移動するように制御される。ここで、加圧ベルト120の位置は、後述するセンサ部150によって検知される。
(ステアリング動作とモータHPセンサ)
ステアリング動作を行う機構について説明する。テンションローラ122は、ステアリング動作において、その傾きが変更されるステアリングローラである。支持アーム154(図6)は、テンションローラ122の端部を支持するアームであり、定着装置100の側板140の外側の軸151を中心(支点)に回動可能に支持されている。軸151は、加圧ローラ121の回転軸であり、側板140に回転可能に固定されている。テンションローラ122の軸受け153は、テンションローラ122を回転可能に、かつ、ベルトのテンション方向にスライド可能に支持している。加圧ベルト120にテンションを付与するために、支持アーム154は、テンションローラ122の軸受160をベルトのテンション方向に付勢するテンションバネ156を保持している。このテンションバネ156により、加圧ベルト120に200Nのテンションがかかる。
テンションローラ122の支持アーム154には、駆動軸159が固定されている。駆動軸159は、ステッピングモータ155からの駆動を受ける制御アーム152に接続している。ステッピングモータ155からの駆動を受けた制御アーム152が駆動軸159を回動させることにより、支持アーム154が回動する。これにより、支持アーム154に支持されているテンションローラ122は、その傾きが変化する。
制御アーム152は、ギア部152a(図11)と、駆動軸159を支持するアーム部152bを有する。ギア部152aは、ステッピングモータ155の駆動により回転駆動可能なウォーム157と噛合している。ステッピングモータ155は、ステアリング動作のための駆動モータである。
ここで、支持アーム154、ウォーム157、制御アーム152(ギア部152a、アーム部152b)は、ステッピングモータ155の駆動をテンションローラ122に伝達する駆動伝達部として機能する。
テンションローラ122、支持アーム154、駆動軸159、ウォーム157、制御アーム152(ギア部152a、アーム部152b)、ステッピングモータ155が、ステアリング動作を行う機構である。CPU10は、ステッピングモータ155の回転を制御することにより、これらの機構を動作させ、加圧ベルト120をシートSの搬送方向と直交する幅方向に移動させるベルト往復制御を行う。
次に、図11を用いて、ステアリング動作に関し、制御アーム152、ウォーム157、ステッピングモータ155の構成について説明する。
ステッピングモータ155の回転軸(モータ軸)155d(図12)には、ウォーム157が保持されており、ウォーム157は、回転軸155dと共に回転する。ウォーム157は、その回転により、制御アーム152のギア部152aを回動させる。アーム部152bは、ギア部152aと一体となって回動し、支持アーム154の駆動軸159を回動させる。これにより、テンションローラ122は、第1の方向にステアリング動作を行う。
ステッピングモータ155の回転方向を反対にすると、制御アーム152は、反対方向に回動し、テンションローラ122も反対方向に回動する。これにより、テンションローラ122は、第1の方向と反対方向にステアリング動作を行う。
すなわち、ステッピングモータ155は、制御アーム152を往復移動するための駆動源であり、制御アーム152を往復移動することにより、テンションローラ122も往復移動する。
また、定着装置100には、ステアリング動作において、テンションローラ122を動かす量を制御するために、テンションローラ122の位置を検知する検知部として、モータHPセンサ153が設けられている。
具体的には、制御アーム152には、制御アーム152と一体となって動くモータフラグ152cが取り付けられている。モータHPセンサ(検知部)153は、ステッピングモータ155の動作の基準となるホームポジション(HP)を検知するためのセンサである。例えば、透過型の光学センサが用いられる。モータフラグ152cがモータHPセンサ153の受光部を遮断しているときにはOFF信号が、モータフラグ152cがモータHPセンサ153の受光部を遮断していないときにはON信号が、検知される。CPU10は、ステッピングモータ155の回転に伴い、モータHPセンサ153のON/OFFが切り替わった点をホームポジションとして判定する。
モータHPセンサ153は、ステアリング動作により制御アーム152が往復移動する範囲内にホームポジションを有するように設置される。本実施例では、ステアリング動作により制御アーム152が往復移動する範囲の中心位置がホームポジションとなるように、モータHPセンサ153を配置する。
尚、本実施例では、モータフラグ152cが制御アーム152に設けられている構成を例に説明したが、モータフラグ152cの取り付け位置はこれに限らない。モータフラグ152cがステッピングモータ155の回転軸155dからテンションローラ122の駆動伝達経路上に設けられていればよい。即ち、テンションローラ122の位置を検知する検知部は、ステッピングモータ155の回転子の回転に伴って動くテンションローラ122の基準位置を検知できる構成であればよい。よって、検知部は、テンションローラ122を動かすためのステッピングモータ155の回転子の回転に伴って動く部材の位置を検知すればよい。
(ステッピングモータ)
ステッピングモータは、入力されるパルス信号のパルス数に応じた回転量(回転する総角度)、回転子が回転するモータである。
図12を用いてステッピングモータの一例について説明する。
ステッピングモータ155は、永久磁石のS極、N極の複数の小歯を持つローター部(回転子)155aと、コイル155cによる磁界を発生させるステーター部(磁界発生部)155bを備える。ステーター部155bは、複数の小歯を備えており、コイル155cに流れる電流が切り替わることにより複数の励磁相を発生させることができる。ステッピングモータ155は、ステーター部155bの励磁相を切り替えることでローター部155aを回転させている。ローター部155aは、回転軸155dを有し、ローター部155aの回転と共に回転軸155dも回転する。
ローター部155aは、ステーター部155bの励磁相を切り換える毎に一定角度だけ、ステップ状に回転する。すなわち、ローター部155aの回転する総角度は、励磁相を切り替える回数によって決まる。CPU10は、ローター部155の回転量を指示する信号として、パルス信号をモータドライバ180に入力する。モータドライバ180は、入力されたパルス信号に応じて、コイル155cに流れる電流を制御する。これにより、ステーター部155bの励磁相が、パルス信号によって指示された回数、切り替わる。1回の励磁相の切り替えによりローター部155aが移動する回転角度をステップ角と称すると、ローター部155aは、回転角度(回転量)=ステップ角×パルス数で示される回転角度、動く。すなわち、ステッピングモータ155のローター部155aは、パルス信号に対応する角度分(回転量)回転することができる。
言い換えると、CPU10は、ローター部155aの回転量を指示する信号を出力する出力部として機能する。モータドライバ180は、パルス信号に応じて、コイル155cに流れる電流を制御する電流制御部として機能する。CPU10とモータドライバ180が、ステッピングモータ155の回転を制御するモータ制御部として機能する。
尚、本実施例では、モータドライバ180にパルス信号が入力される構成として説明するが、モータドライバ180内でパルス信号を生成し、コイル155cに流れる電流を制御する構成としてもよい。
(ベルト位置検知手段)
センサ部150(図8)は、加圧ベルト120のベルトの幅方向の位置を検知するベルト検知部である。センサ部150は、二つのベルト位置センサ150a、150b、センサフラグ150c(図10)、センサアーム150d、センサバネ150eを備える。ベルト位置センサ150a、150bは、それぞれ、透過型の光学センサである。センサアーム150dは、センサバネ150eにより、加圧ベルト120端面に0.03Nの力で押圧当接されている。これにより、幅方向に移動する加圧ベルト120に追従してセンサアーム150dが動く。センサフラグ150cは、センサアーム150dの移動に追従して回動する。図10に示すように、センサフラグ150cは、その回動位置に応じて、ベルト位置センサ150a、150bを遮蔽する。センサ部150は、ベルト位置センサ150a、150bのON/OFF信号の組合せにより、加圧ベルト120の幅方向の位置を検知する。
本実施例におけるベルト位置センサ150a、bのON/OFF信号の組合せとその時の加圧ベルト120の位置の関係を図9に示す。尚、ベルト位置センサ150a、150bは、センサフラグ150cが遮光した時にOFF信号となり、透光したときにON信号となる。尚、150a、bのON/OFF信号の組合せとその時の加圧ベルト120の位置の関係は、一例であり、これに限らない。
本実施例では、加圧ベルト120がその回転軸方向に、中心位置から±1.5mmの範囲に位置するように制御される。CPU10は、ベルト位置センサ150aがON、150bがOFFの位置(+1.5mm)と、ベルト位置センサ150aがOFF、150bがONとなる位置(−1.5mm)と間に加圧ベルト120が位置するように、往復制御する。尚、中心位置をゼロとして、手前側を負符号、奥側を正符号で表す。
図10は、ベルト位置とセンサフラグの関係を説明する図であり、加圧ベルト120が中心〜手前側に位置する場合の加圧ベルト120の位置とベルト位置センサ150a、bのON/OFFとの関係の一例を示している。
図10に示すように、加圧ベルト120が中心位置0mmにいるとき、センサフラグ150cは、ベルト位置センサ150a、150b共にONの状態である。加圧ベルト120が手前側に移動すると、加圧ベルト120の端部に当接するセンサアーム150dを介して、センサフラグ150cは、図10において時計周りに動作する。
加圧ベルト120が手前側−1.5mmの位置に到達すると、センサフラグ150cがベルト位置センサ150aを遮断し、ベルト位置センサ150aの信号がOFFに切り替わる(すなわち、ベルト位置センサ150aがセンサフラグ150cを検知する)。このとき、ベルト位置センサ150bの信号はONのままである。ベルト位置センサ150aの信号がONからOFFに切り替わったことに応じて、CPU10は、加圧ベルト120を奥側に向かって移動させるために、ステッピングモータ155を動作させてテンションローラ122の傾きを切り替える。
ここで、CPU10は、モータHPセンサ153の検知結果に基づいて、テンションローラ122のステアリング量を制御する。
具体的には、加圧ベルト120の幅方向における位置を検知するセンサ部150により、加圧ベルト120が片端側に寄っていることを検知したことに応じて、CPU10は、ステッピングモータ155に対し、ステアリング方向を切り変えるための指令を出す。すなわち、CPU10は、ステッピングモータ155に対し、ステアリング方向を切り変えるように回転方向を指定し(例えば、CCW)、回転の開始指令を与える。CPU10は、モータHPセンサ153の信号の理論が切り替わるまで回転させ続ける。
ステッピングモータ155が指令された方向に回転すると、モータHPセンサ153の信号の理論が切り替わる(例えば、OFF信号からON信号になる)。CPU10は、このモータHPセンサ153の理論の切り替わりを検知した事に応じて、ステッピングモータ155に対し、同じ回転方向(例えば、CCW)に、さらに所定の回数(例えば、100plsに対応する回転量)回転するように、回転指令を送る。これにより、所望のステアリング角度を実現する。
そして、加圧ベルト120の移動方向が逆転し(すなわち奥側に向かって移動し)、その位置が±1.5mmの範囲内に入ると、センサフラグ150cがベルト位置センサ150aを遮断しない位置になる。すなわち、ベルト位置センサ150aの信号は、ONとなる。尚、ベルト位置センサ150bの信号もONのままである。
尚、図10では、加圧ベルト120が中心〜手前側に位置する場合の加圧ベルト120の位置とベルト位置センサ150a、bのON/OFFとの関係を示したが、センサ部150は、奥側〜中心での加圧ベルト120の位置も検知する。加圧ベルト120が中心位置0mmにいるとき、センサフラグ150cは、ベルト位置センサ150a、150b共にONの状態である。加圧ベルト120が奥側に移動すると、加圧ベルト120の端部に当接するセンサアーム150dを介して、センサフラグ150cは、図10において反時計周りに動作する。加圧ベルト120が奥側+1.5mmの位置に到達すると、センサフラグ150cがベルト位置センサ150bを遮断し、ベルト位置センサ150bの信号がOFFに切り替わる。このとき、ベルト位置センサ150aの信号はONのままである。ベルト位置センサ150bの信号がONからOFFに切り替わったことに応じて、CPU10は、加圧ベルト120を手前側に向かって移動させるために、ステッピングモータ155を動作させてテンションローラ122の傾きを切り替える。
加圧ベルト120の往復移動方向±3.5mmの位置には、アーム127のアーム壁面127aが存在する。加圧ベルト120が幅方向へ移動し過ぎると、アーム壁面127aと加圧ベルト120の端面が接触し、加圧ベルト120が破損する恐れがある。これを防止するために、±3.0mmの位置が移動規制位置として設定されている。加圧ベルト120が±3.0mmの位置に達すると、CPU10は、異常発生と判断する。CPU10は、部品交換や修理等により異常が解消されるまで、定着装置100の動作を停止する。すなわち、CPU10は、加熱ベルト130及び加圧ベルト120の回転を停止する。また、誘導加熱装置300への通電も停止する。さらに、定着装置100の動作を停止するのに伴い、画像形成部Uの動作も停止し、画像形成動作の実行(印刷開始)を禁止する。
具体的には、図10に示すように、加圧ベルト120が手前側の移動規制位置である−3.0mmの位置に到達すると、センサフラグ150cはベルト位置センサ150a、150bの両方を遮断する。すなわち、ベルト位置センサ150a、150bの信号がOFFとなる。CPU10は、ベルト位置センサ150a、150bの信号が両方ともOFFとなったことに応じて、異常発生と判断する。また、加圧ベルト120が奥側の移動規制位置である+3.0mmの位置に到達すると、センサフラグ150cはベルト位置センサ150a、150bの両方を遮断する。すなわち、ベルト位置センサ150a、150bの信号がOFFとなる。CPU10は、ベルト位置センサ150a、150bの信号が両方ともOFFとなったことに応じて、異常発生と判断する。
(ステッピングモータの脱調)
ステッピングモータ155のローター部155aに大きな負荷トルクが作用する場合、ローター部155aのS極、N極の歯の動きがステーター部155bによる磁界の変化に追従せず、ローター部155aとステーター部155bの同期が失われる場合がある。ローター部155aとステーター部155bの同期が失われる現象を脱調と称する。この脱調現象は、ステッピングモータ155にかかる負荷の変化や、ステッピングモータ155が出力するトルクの変化が大きいときに発生するため、例えば、ステッピングモータ155に負荷が掛かった状態で、回転を開始する時などに起り易い。
ローター部155aとステーター部155bが同期を失い、且つ、失った同期を取り戻すことができない場合、ステーター部155bの磁界変化に対してローター部155aの回転が発生しない。この場合、ステッピングモータ155の制御を行うことが出来ない。本明細書では、この現象を完全脱調と称する。
完全脱調が生じると、ステアリング動作が行えなくなる。その結果、例えば、加圧ベルト120が移動規制位置まで寄り移動してしまうなどの異常が発生し、画像形成装置1が動作を停止する。ユーザには、部品の交換や修理が完了するまで、画像形成装置1の使用できなくなるという不便さが生じる恐れがある。
一方、脱調が軽度の場合には、一時的に脱調しても、ステッピングモータ155のローター部155aのS極、N極の歯は、ステーター部155bと位相がずれた位置で再び同期を取り戻し、回転動作を行うことが出来る。本明細書では、以後この現象を軽度の脱調と称する。ステッピングモータ155の動きの中では、軽度の脱調は、ステッピングモータ155を停止させた状態から回転させ始める時(例えば、後述の図14(xv))に比較的起こりやすい。しかしながら、回転開始時に軽度の脱調が発生した場合あっても、同期を取り戻せば、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過してから停止させるまでの回転制御(例えば、後述する図14(xvi)〜(xvii))への影響は出ない。その為、所望の角度までテンションローラ122の傾きを変えるというステアリング動作は、機能する。
軽度の脱調が生じた場合、完全脱調ほどではないものの、ステッピングモータ155に掛かる負荷が正常な状態と比べて大きくなっている状態であることが推察され、ステッピングモータ155にかかる負荷がさらに大きくなると完全脱調する恐れがある。すなわち、軽度の脱調が生じた状態は、完全脱調の予兆として捉える事ができる。
そこで、本実施例の画像形成装置1では、軽度の脱調が生じた段階で、エラーの発生をユーザに通知する。このとき、軽度の脱調の場合、ステッピングモータ155は、ローター部155aとステーター部155bの同期を一時的に失うだけであるため、ステアリング動作を続行できる。画像形成装置1は、その他の異常(例えば、加圧ベルト120が移動規制位置まで寄り移動してしまうなど)が発生しない限り、画像形成動作を続行する。すなわち、定着装置100の動作を停止しない。
これにより、ユーザは、定着装置100が動かなくなる前に、定着装置100の不具合の発生を知ることができる。例えば実行途中の印刷を完了した後など、ユーザは、都合の良いタイミングで部品の交換や修理を行うことが出来るので、ユーザの利便性を向上する事が出来る。
(軽度の脱調の検知方法)
次に、軽度の脱調の検知方法について説明する。
図14は、ステッピングモータの軽度の脱調に伴う角度パルスの変化を説明する図である。
ここで、角度パルスとは、CPU10により指令されるパルス数のことである。この角度パルスは、CPU10により指示されるローター部155aの回転角度(回転量)に対応する。カウンタは、CPU10により指示される回転方向を正負、パルス数を絶対値としてカウントしたものである。具体的には、CPU10が第1の方向(例えば、CW方向)に100パルス回転させる指示信号を出力する場合、カウンタの値に100を足す。CPU10が第1の方向と反対方向である第2の方向(例えば、CCW方向)に100パルス回転させる指示信号を出力する場合、カウンタの値から100を引く。
図14の縦軸は、CPU10により指令される角度パルスをカウントした値である。正常時のホームポジションでの角度パルスの値を0としている。バツ印は、ステッピングモータ155の回転により、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過したとき(モータHPセンサ153のON/OFFが切り替わったとき)の位置を示している。また、横軸は、時間経過を示している。尚、図14は簡略化して示されているが、正確には、図14において(i)〜(iii)や、(iv)〜(vi)で示される期間も時間経過はあり、(i)と(iii)や(iv)と(vi)は、同時刻ではない。
図14において矢印(A)が示す領域は、軽度の脱調がない正常な状態である。(i)にて、センサ部150により加圧ベルト120が角度変更位置(例えば、−1.5mm)に位置することが検知されると、ステッピングモータ155をCCW(反時計回り)方向に回転させる。CPU10は、モータHPセンサ153を通過するまで回転させ続ける(図14における(i)〜(ii)の期間)。ステッピングモータ155の回転により、(ii)にて、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過したことを検知したことに応じて、CPU10は、CCW方向に100パルス分回転して停止するように、ステッピングモータ155に信号を送る。ステッピングモータ155は、励磁相を100パルスに対応する回数切り替えて、(iii)にてローター部155aを停止させる(図14(ii)〜(iii)の期間)。(iv)にて、センサ部150により加圧ベルト120が角度変更位置(例えば、+1.5mm)に位置することが検知されると、CPU10は、ステッピングモータ155をCW(時計回り)方向に回転させる。CPU10は、モータHPセンサ153を通過するまで回転させ続ける(図14における(iv)〜(v)の期間)。ステッピングモータ155の回転により、(v)にて、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過したことを検知したことに応じて、CPU10は、CW方向に100パルス分回転して停止するように、ステッピングモータ155に信号を送る。ステッピングモータ155は、100パルス分励磁相切り替えて、(vi)にてローター部155aを停止させる(図14における(v)〜(vi)の期間)。ステアリング動作では、このサイクルが繰り返される。
一方、軽度の脱調が生じると、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過するときの角度パルスのカウンタの値が、矢印(A)で示す領域での値(ゼロ)からずれる。その様子を示したのが図14の矢印(B)である。
ステッピングモータ155の回転により、(xiii)にてモータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過したことを検知したことに応じて、CPU10は、CCW方向に100パルス分回転して停止する様に、ステッピングモータ155に信号を送る。ステッピングモータ155は、100パルス分励磁相切り替えて、ローター部155aを停止させる(図14(xiv))。(xv)にて、センサ部150により加圧ベルト120が角度変更位置(例えば、+1.5mm)に位置することが検知されると、CPU10は、ステッピングモータ155をCW(時計回り)方向に回転させる。CPU10は、モータHPセンサ153を通過するまで回転させ続ける。ステッピングモータ155の回転により、(xvi)にて、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過したことを検知したことに応じて、CPU10は、CW方向に100パルス分回転して停止するように、ステッピングモータ155に信号を送る。
軽度の脱調が発生すると、ステッピングモータ155は、回転するが、モータHPセンサ153を通過するまで(図14(xv)〜(xvi)の間)に励磁相を切り替える回数が多くなる。すなわち、(xvi)にて、モータHPセンサ153を通過するときの角度パルスのカウンタの値が0ではなくなる(例えば、10になる。)。本実施例の画像形成装置1は、これを軽度の脱調の発生として検知し、エラーを報知する。
画像形成装置1は、CPU10がステッピングモータ155に指示した角度パルス(回転量、パルス数、励磁相の切り替え回数)をカウントするカウンタ(カウント部)を備える。このカウンタは、テンションローラ122の傾きの方向を変えるために、モータHPセンサ153を通過するまで(例えば、図14(xv)〜(xvi)の間)にステッピングモータ155に指示した角度パルスをカウントする。CPU10は、このカウンタの値の変化量が所定値を超えている場合を、軽度の脱調が発生していると判定する。
本実施例では、画像形成装置1は、図14の縦軸に示すように、ステッピングモータ155に送った角度パルスの指令に対応する励磁相の切り替え回数をカウントするカウンタCを有する。RAM(記憶部)600の記憶領域の一部がカウンタCとして機能する。CPU10は、ホームポジションでのカウンタCの値をX=0とし、CW方向に回転させると(例えば、図14における(iv)〜(vi))、カウンタCの値をカウントアップする。また、CCW方向に回転させると(例えば、図14における(i)〜(iii))、カウンタCの値をカウントダウンする。CPU10は、モータHPセンサ153を通過するときのカウンタCの値を、前回のステアリング動作時と比較し、その変化量が所定値を超えているか否かに応じて、軽度の脱調が発生したか否かを判定する。
尚、ステッピングモータ155へ回転指令を送ってから所定の時間が経過してもモータHPセンサ153の信号に変化が起こらない場合、CPU10は、ステッピングモータ155が回転していない(すなわち、完全脱調が発生した)と判断する。
(ステッピングモータ制御)
図1〜3に示すフローチャートを用いて、本実施例におけるステッピングモータの制御を説明する。
図13は、制御にかかる構成を示すブロック図である。CPU10は、ROM(Read−Only Memory)601、及び、RAM(Random−Access Memory)600と電気的に接続している。後述するフローチャートの動作は、ROM601に記憶されている制御プログラムに基づいて、制御部として機能するCPU10により実行される。CPU10は、制御プログラムの処理を実行するためのワークエリアとしてRAM600を使用する。
図13に示すように、CPU10は、RAM600、ROM601の他、制御対象となる各機構と電気的に接続している。具体的には、CPU10は、ベルト位置センサ150a、150b、モータHPセンサ153、IHヒータ135、駆動モータ603、画像形成部U、操作部24、電源スイッチ602と電気的に接続している。CPU10は、モータドライバ180を介してステッピングモータ155と電気的に接続しており、ステッピングモータ155の駆動を制御するモータ制御部として機能する。また、CPU10は、駆動モータ603を制御する回転制御部として機能する。
尚、タイマー604は、実施例5の構成において説明する。
尚、本実施例では、1つのCPU10が複数の機能(例えば、モータ制御部、回転制御部など)を果たすことで画像形成装置1の各機構を制御する構成としたが、機能毎に複数のCPUや制御回路を設ける構成としてもよい。
図1は、電源スイッチ602がONされてから、加圧ベルト120の回転を開始するまでのフローチャートである。図1のフローチャートの続きは、図2に示される。
本実施例では、一例として、次のように設定された画像形成装置1の制御フローを例に説明する。
具体的には、電源スイッチ602のON時に既に加圧ベルト120が手前側の角度変更位置(−1.5mm)に要る場合を除き、ステッピングモータ155をCW方向に所定の角度パルス分回転させた状態から加圧ベルト120の回転を開始する。すなわち、加圧ベルト120の回転開始後、加圧ベルト120は、手前方向に寄り移動し始める。
また、ステッピングモータ155をCW方向に回転させる場合、モータHPセンサ153は、ON信号からOFF信号に切り替わった瞬間を、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時とする。逆に、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させる場合、モータHPセンサ153は、OFF信号からON信号に切り替わった瞬間を、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時とする。
加圧ベルト120の幅方向における位置と、センサ部150による検知結果の組み合わせは、図9に例示した通りとする。
尚、CPU10は、以下のフローチャートと並行して、加圧ベルト120が移動規制位置(±3.0mm)に位置するか否かのチェック動作を行っている。すなわち、CPU10は、ベルト位置センサ150a、150bの出力をモニタリングしている。CPU10は、ベルト位置センサ150a、150bが両方ともOFF状態であることを検知したことに応じて、以下のフローチャートを中断して定着装置100をエラー停止させる。
図1において、S101〜S107までは、ステアリング動作に係る機構の動作チェックである。
操作者により画像形成装置1の電源スイッチ602がONされると、CPU10は、モータHPセンサ153のON/OFF状態を取得し、モータHPセンサ153がON状態とOFF状態のいずれであるかを判定する(S101)。
CPU10は、モータHPセンサ153がON状態である場合(S101 Yes)、CPU10は、モータHPセンサ153の反応が切り替わる方向(本実施例では、CW方向)に、ステッピングモータ155を回転させる(S106)。すなわち、CPU(出力部)10は、ステッピングモータ155をCW方向に回転させる指令信号をモータドライバ180に送る。即ち、CPU10は、ローター部155aの回転量を指示する信号と、ローター部155aの回転方向を指示する信号と、を出力する出力部として機能する。モータドライバ(電流制御部)180は、ステッピングモータ155がCW方向に回転するように、コイル155cに流れる電流を制御し、励磁相を切り替える。
CPU10は、ステッピングモータ155をCW方向に回転させ続け、所定の時間以内(例えば、1.0sec以内)にモータHPセンサ153の反応があるか否かを判定する(S107)。これにより、ステアリング動作に係る機構に異常がないかをチェックする。
CPU10は、ステッピングモータ155をCW方向に回転させ続けても、所定の時間以内にモータHPセンサ153の反応がOFFに変化しない場合(S107 No)、ステアリング動作に係る機構に異常があると判定して、エラー停止する(S104)。即ち、CPU10は、画像形成装置1の動作を禁止する禁止部として機能する。画像形成装置1は、異常が解消されない限り、定着装置100を動作させない。
一方、S101において、モータHPセンサ153がOFF状態である場合(S101 No)、CPU10は、モータHPセンサ153の反応が切り替わる方向、すなわち、CCW方向に、ステッピングモータ155を回転させる(S102)。
CPU10は、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させ続け、所定の時間以内(例えば、1.0sec以内)にモータHPセンサ153の反応があるか否かを判定する(S103)。これにより、ステアリング動作に係る機構に異常がないかをチェックする。
CPU10は、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させ続けても、所定の時間以内にモータHPセンサ153の反応がONに変化しない場合(S103 No)、ステアリング動作に係る機構に異常があると判定して、エラー停止する(S104)。
CPU10は、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させ続けた結果、所定の時間以内にモータHPセンサ153の反応がONに変化した場合(S103 Yes)、S105に移行する。本実施例では、ステッピングモータ155をCW方向に所定の角度パルス回転させた状態から加圧ベルト120の回転を開始するため、CPU10は、ステッピングモータ155をCW方向に回転させる(S105)。尚、CPU10は、ステッピングモータ155をCW方向に回転させ続けても、所定の時間以内にモータHPセンサ153の反応がOFFに変化しない場合(S107 No)、ステアリング動作に係る機構に異常があると判定して、エラー停止する(S104)。
ここまでが、ステアリング動作に係る機構の動作チェックである。
次に、S108〜S117にて、ステッピングモータ155の位置を調整し、加圧ベルト120の回転を開始する。
S107にてモータHPセンサ153がOFFに切り替わった瞬間の角度パルスを基準とするため、CPU10は、角度パルスをカウントするカウンタCの値Xを初期値に設定する(S108)。具体的には、X=0にする。
CPU10は、S107にてモータHPセンサ153がOFFに切り替わったことに応じて、ステッピングモータ155に対し、指令を出す。具体的には、CPU10は、ステッピングモータ155に対し、CW方向に所定の角度パルス(例えば、100パルス)回転する指令信号を出し、所定の角度パルス回転したところで停止させる(S109)。
CPU10は、カウンタCにおいて、S109にて回転させた角度パルスに対応する値をカウントアップする(S110)。
ここで、CPU10は、センサ部150の出力に基づいて、加圧ベルト120が手前側の角度変更位置(−1.5mm)にいるか否かを判定する(S111)。具体的には、ベルト位置センサ150aがON状態か否かを判定する。
CPU10はベルト位置センサ150aがON状態である場合(S111 Yes)、加圧ベルト120は手前側の角度変更位置(−1.5mm)にいないので、CPU10は、駆動モータ603を制御し、加圧ベルト120の回転を開始する(S112)。CPU10は、図2のS201に移行する。
一方、ベルト位置センサ150aがOFF状態である場合(S111 No)、加圧ベルト120は手前側の角度変更位置(−1.5mm)にいるので、CPU10は、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させる(S113)。ステッピングモータ155をCW方向に回転させた状態で、手前側の角度変更位置(−1.5mm)にいる加圧ベルト120を回転させてしまうと、回転に伴い加圧ベルト120が手前側の移動規制位置(−3.0mm)まで移動してしまう恐れが高いためである。
CPU10は、モータHPセンサ153がONになるまで、1パルスずつモータドライバ180に指令を送り、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させる。CPU10は、カウンタCにおいて、回転させた角度パルスに対応する値をカウントアップする(S114)。
S113にて回転を開始してから所定の時間以内(例えば、0.5sec以内)にモータHPセンサ153の反応がない(即ち、OFF状態のままである)場合(S115 No)、CPU10は、S104に移行する。CPU10は、ステアリング動作に係る機構に異常が発生したとして、エラー停止する(S104)。
CPU10は、S115にてモータHPセンサ153がONに切り替わったことに応じて、ステッピングモータ155に対し、指令を出す。具体的には、CPU10は、ステッピングモータ155に対し、CCW方向に所定の角度パルス(例えば、100パルス)回転する指令を出し、所定の角度パルス回転したところで停止させる(S116)。その後、CPU10は、加圧ベルト120の回転を開始する(S118)。ここで、CPU10は、カウンタCにおいて、S116にて回転させた角度パルスに対応する値をカウントダウンする(S117)。S118の後、CPU10は、図2のS210に移行する。
図2は、加圧ベルト120の回転開始後〜エラー停止するまでのステアリング動作の様子を示すフローチャートである。図2のフローチャートでは、定着装置100がエラー停止する場合を除いて、加圧ベルト120は、回転し続けている。画像形成装置1は、加圧ベルト120を回転させながら、ステアリング動作を行い、加圧ベルト120の往復制御を行う。
尚、図2のフローチャートの途中で、CPU10に画像形成命令(例えば、印刷スタートの指示やコピースタートの指示)が入力された場合、CPU10は、入力された画像形成命令を実行する。画像形成命令に対応する画像形成動作及び定着処理の実行中も、定着装置100では、図2に示すようにステアリング動作が続行される。
尚、図2のフローチャートの途中で、電源スイッチ602がオフ状態に切り替えられた場合には、CPU10は、図2のフローチャートを中断し、加圧ベルト120の回転を停止させるものとする。
図1のS112にて回転が開始された加圧ベルト120は、回転するにつれて手前方向に寄り移動し始める。CPU10は、ベルト位置センサ150aがOFF状態になったら(S201 Yes)、S202に移行する。ベルト位置センサ150aがOFF状態になったとき、加圧ベルト120は手前側の角度変更位置(−1.5mm)に位置する。
加圧ベルト120を奥側へ移動させるため、CPU10は、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させる(S202)。CPU10は、モータHPセンサ153がONになるまで、1パルスずつモータドライバ180に指令を送り、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させる。CPU10は、カウンタCにおいて、回転させた角度パルスに対応する値をカウントダウンする(S203)。S203におけるカウンタCのカウントの様子の一例は、例えば、図14における(i)〜(ii)である。
S202にて回転を開始してから所定の時間以内(例えば、0.5sec以内)にモータHPセンサ153の反応がない(即ち、OFF状態のままである)場合(S204 No)、CPU10は、S205へ移行する。CPU(禁止部)10は、ステアリング動作に係る機構に異常が発生したとして、エラー停止する(S205)。エラー停止する場合、画像形成装置1は、異常が解消されない限り、定着装置100の動作を禁止する。具体的には、CPU10は、異常が解消されない限り、S205にて駆動モータ603を制御して加圧ローラ121の回転を停止させ、IHヒータ135への通電を停止させる。さらにCPU10は、異常が解消されない限り、画像形成部Uによる画像形成動作の実行も禁止する。
CPU10は、S204にてモータHPセンサ153がONに切り替わったことに応じて、S204にてモータHPセンサ153がONに切り替わった瞬間のカウンタCの値XをRAM600上の所定の領域に記憶させる(S206)。そして、軽度の脱調を判定するシークエンス(S207)を実行する。尚、軽度の脱調を判定するシークエンスについては、後述する。
CPU10は、ステッピングモータ155に対し、S204にてモータHPセンサ153がONに切り替わった瞬間を基準に、指令を出す。具体的には、CPU10は、ステッピングモータ155に対し、CCW方向に所定の角度パルス(例えば、100パルス)回転する指令を出し、所定の角度パルス回転したところで停止させる指令を出す(S208)。ここで、CPU10は、カウンタCにおいて、S208にて回転させた角度パルスに対応する値をカウントダウンする(S209)。S209におけるカウンタCのカウントの様子の一例は、例えば、図14における(ii)〜(iii)である。
S202〜S208におけるステアリング動作により、テンションローラ122は、加圧ベルト120を奥側へ移動させる傾きにされる。これにより加圧ベルト120は、回転しながら奥側へ寄り移動する。
S209の後、あるいは、S118(図1)の後、加圧ベルト120がしばらく回転すると、加圧ベルト120は奥側の角度変更位置(+1.5mm)に位置する。ベルト位置センサ150bは、ON状態からOFF状態に切り替わる。CPU10は、ベルト位置センサ150bがOFF状態になったら(S210 Yes)、S211に移行する。
加圧ベルト120を手前側へ移動させるため、CPU10は、ステッピングモータ155をCW方向に回転させる(S211)。CPU10は、モータHPセンサ153がOFFになるまで、1パルスずつモータドライバ180に指令を送り、ステッピングモータ155をCW方向に回転させる。CPU10は、カウンタCにおいて、回転させた角度パルスに対応する値をカウントアップする(S212)。S211におけるカウンタCのカウントの様子の一例は、例えば、図14における(iv)〜(v)である。
S211にて回転を開始してから所定の時間以内(例えば、0.5sec以内)にモータHPセンサ153の反応がない(即ち、ON状態のままである)場合(S213 No)、CPU10は、S205へ移行する。CPU10は、ステアリング動作に係る機構に異常が発生したとして、エラー停止する(S205)。
CPU10は、S213にてモータHPセンサ153がOFF状態に切り替わったことに応じて、S213にてモータHPセンサ153がOFFに切り替わった瞬間のカウンタCの値XをRAM600上の所定の領域に記憶させる(S214)。そして、CPU10は、軽度の脱調を判定するシークエンス(S215)を実行する。尚、軽度の脱調を判定するシークエンスについては、後述する。
CPU10は、ステッピングモータ155に対し、S213にてモータHPセンサ153がOFFに切り替わった瞬間を基準に、指令を出す。具体的には、CPU10は、ステッピングモータ155に対し、CW方向に所定の角度パルス(例えば、100パルス)回転する指令を出し、所定の角度パルス回転したところで停止させる指令を出す(S216)。ここで、CPU10は、S216にて回転させた角度パルスに対応する値をカウントする(S217)。S217におけるカウンタCのカウントの様子の一例は、例えば、図14における(v)〜(vi)である。
S211〜S216におけるステアリング動作により、テンションローラ122は、加圧ベルト120を手前側へ移動させる傾きに変更される。これにより加圧ベルト120は、回転しながら手前側へ寄り移動する。
S217の後、CPU10は、S201に戻り、S201〜S217のフローを繰り返す。これにより、加圧ベルト120を往復制御する。
次に、図3を用いて、S207及びS215(図2)に示す軽度の脱調を判定するシークエンスを説明する。図3は、本実施例における軽度の脱調の判定に関するフローチャートである。本実施例では、CPU10は、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Xの変化量が閾値を超えているか否かに基づいて、軽度の脱調を判定する。具体的には、次のようにする。
CPU10は、電源スイッチ602がオンされてから、図3に示す判定シークエンスが1回目か否かを判定する(S301)。
図3に示す判定シークエンスが1回目である場合(S301 Yes)、CPU10は、判定シークエンスの直前(S206又はS214)に記憶したカウンタCの値XをXとしてRAM600上に記憶させる(S302)。図3に示す判定シークエンスが1回目である場合は、CPU10は、ここで判定シークエンスを終了する。
図3に示す判定シークエンスが1回目でない場合(S301 No)、CPU10は、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Xの変化量ΔXを算出する。本実施例では、ΔX=|X−X|とする。
CPU10は、S303にて算出した変化量ΔXが閾値を超えているか否かを判定する(S304)。閾値は、予め設定されている値であり、RAM600上に記憶されている。例えば、本実施例ではΔX>6(パルス)である場合、CPU10は、変化量ΔXが閾値を超えていると判定する。
閾値を超えている場合(S304 Yes)、CPU(報知部)10は、軽度の脱調が発生したと判定し、エラーの発生を報知する(S305)。すなわち、CPU10は、モータHPセンサ153の出力と、CPU10が指示したローター部155aの回転量をカウントするカウンタCの変化量ΔXに基づき、エラーの発生(所定の報知)を報知する。具体的には、CPU(表示制御部)10は、操作部24が有するディスプレイ(表示部)に、エラーの発生を知らせるメッセージを表示する。表示内容は、予め設定されている。例えば、「定着装置に不具合が発生しています。」や、「サービスマンに連絡して下さい。」というメッセージを表示する。また、「軽度の脱調が生じています。」や、「ステアリング動作に関するエラーが発生しています。」などのエラーの内容を知らせるメッセージを表示するとより好ましい。これにより操作者は、定着装置100における不具合の発生を知ることができる。尚、報知方法は、ディスプレイへの表示に限らず、音声等でもよい。
ここで、軽度の脱調が発生した場合(S304 Yes)であっても、CPU10は、画像形成装置1の動作を停止しない。すなわち、定着装置100において、加圧ベルト120の回転を停止しない。即ち、モータ制御部としてのCPU10は、駆動モータ603を制御することにより加圧ベルト120を回転させ続ける。また、画像形成動作の実行中である場合には、画像形成部Uによる画像形成動作及び定着装置100による定着動作を続行させる。画像形成命令の入力を待つスタンバイ状態である場合には、入力された画像形成命令の実行を禁止しない。ただし、例外として、軽度の脱調以外にエラー停止すべき異常が軽度の脱調と同時に発生した場合は、画像形成装置1の動作を禁止するとしてよい。
CPU10は、判定シークエンスの直前(S206又はS214)に記憶したカウンタCの値Xを新たなXとしてRAM600上に記憶させ(S306)、判定シークエンスを終了する。
S304において、閾値を超えていない場合(S304 No)、CPU10は、S306に移行する。
〔実施例2〕
実施例1では、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Xの、前回モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Xに対する変化量に基づいて軽度の脱調を判定する構成とした。具体的には、図3に示す判定シークエンスは、図14において、(xiii)と(xvi)とを比較する構成である。
しかしながら、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Xは、初回の値と比較する構成としても良い。すなわち、カウンタCの値Xの初回からの変化量が閾値を超えている場合に、軽度の脱調が発生したと判定する。例えば、図14において、(ii)での値(X=0)と(xvi)での値(X=10)とを比較する構成である。
実施例1から流量する図1〜2、及び、図15を用いて説明する。CPU10は、図1のS108にて設定したカウンタCの初期値をX=Xとして、RAM600上に記憶させる。本実施例では、CPU10は、図2のS207及びS215における判定シークエンスとして、図15に示す処理を実行する。
CPU10は、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Xの変化量ΔXを算出する(S401)。本実施例では、ΔX=|X−X|とする。ここで、Xは、図1のS108にて設定したカウンタCの初期値である。
CPU10は、S401にて算出した変化量ΔXが閾値を超えているか否かを判定する(S402)。閾値は、予め設定されている値であり、RAM600上に記憶されている。例えば、本実施例ではΔX>50(パルス)である場合、CPU10は、変化量ΔXが閾値を超えていると判定する。
閾値を超えている場合(S402 Yes)、CPU10は、軽度の脱調が発生したと判定し、エラーの発生を報知し(S403)、判定シークエンスを終了する。S403の詳細は、S305(図3)と同様であるから説明を省略する。S305(図3)と同様にCPU10は、画像形成装置1の動作を停止しない。すなわち、定着装置100において、加圧ベルト120の回転を停止しない。
S402において、閾値を超えていない場合(S402 No)、CPU10は、判定シークエンスを終了する。
その他の構成は、実施例1と同様であるから説明を省略する。
尚、本実施例では、図1のS108にて設定したカウンタCの初期値をXとするが、Xを決定するために、加圧ベルト120の回転を開始する前にステッピングモータ155を動作させる工程を設け、複数回の動作平均値をXとする構成としてもよい。例えば、図1のS107とS108の間でXを決定する工程を設ける。
具体的には、次の(I)〜(IV)を繰り返す。
(I)モータHPセンサ153がOFFになってから100パルスCW方向に回転させて停止する。
(II)モータHPセンサ153がONになるまでCCW方向に回転させ、モータHPセンサ153がONになった時のカウンタCの値Xを取得する。
(III)モータHPセンサ153がONになってから100パルスCCW方向に回転させて停止する。
(IV)モータHPセンサ153がONになるまでCW方向に回転させ、モータHPセンサ153がOFFになった時のカウンタCの値Xを取得する。
例えば、ステッピングモータ155の回転方向を区別せずに4回の動作平均値をXとする場合、CPU10は、この(I)〜(IV)を2回繰り返すことで、カウンタCの値Xを4つ取得できる。CPU10は、取得した4つの値Xの平均値をXとして、RAM600上で記憶する。判定シークエンスでは、CPU10は、この工程で決定した値Xと比較することで、軽度の脱調を判定する。
本実施例の構成でも、実施例1と同様の効果を得ることができる。
〔実施例3〕
実施例1では、カウンタCは、図14の縦軸のようにカウントし、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Xの変化量に基づいて軽度の脱調を判定する構成とした。例えば、図14において、(xiii)での値(X=0)と(xvi)での値(X=10)とを比較する構成である。
実施例3では、カウンタCは、加圧ベルト120が角度変更位置に位置してからモータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過するまでにステッピングモータ155に回転させた角度パルスに対応する値Yをカウントする。そして、CPU10がカウンタCの値Yの変化量に基づいて軽度の脱調を判定する。例えば、図14において、(xii)〜(xiii)のカウント値(Y=100)と(xv)〜(xvi)のカウント値(Y=110)とを比較する構成である。
具体的には、次のようにする。CPU10は、加圧ベルト120が角度変更位置に位置したことをセンサ部150が検知してからモータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過するまでに、ステッピングモータ155に回転させた角度パルスに対応する値YをカウンタCでカウントする。CPU10は、軽度の脱調の判定シークエンスにおいて、判定シークエンスの直前にカウントされた値Yと、前回の判定シークエンスの直前にカウントされた値Yとの差分の絶対値が閾値を超えている場合に、軽度の脱調が発生したと判定する。判定シークエンスの直前にカウントされた値Yと、前回の判定シークエンスの直前にカウントされた値Yとの差分の絶対値が閾値を超えていない場合は、軽度の脱調が発生していないと判定する。その他の構成は、実施例1と同様であるから省略する。
尚、本例では、カウンタCがカウントし始めるトリガーを加圧ベルト120が角度変更位置に位置したことをセンサ部150が検知したこととしたが、より早いタイミングをトリガーにカウントを開始するとしてもよい。例えば、図14において、(x)〜(xiii)カウント値(ただし、(xi)、(xii)を経る。Y=200)と(xiii)〜(xvi)のカウント値(ただし、(xiv)、(xv)を経る。Y=210)と、を比較する構成である。
本例では、ステッピングモータ155の回転方向に依らず、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Yを、前回モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過した時のカウンタCの値Yと比較する構成とした。しかしながら、ステッピングモータ155の回転方向を区別してカウントさせる構成としても良い。たとえば、図14において、(ix)〜(x)のカウント値(YC=100)と(xv)〜(xvi)のカウント値(YC=110)とを比較する構成である。
詳細には、カウンタCは、加圧ベルト120が角度変更位置に位置したことが検知されてからモータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過するまでに、ステッピングモータ155にCW方向に回転させた角度パルスに対応する値YCをカウントする。カウンタDは、加圧ベルト120が角度変更位置に位置したことが検知されてから、モータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過するまでに、ステッピングモータ155にCCW方向に回転させた角度パルスに対応する値YDをカウントする。CPU10は、軽度の脱調の判定において、判定シークエンスの直前にカウントされた値YCと、カウンタCに基づく前回の判定シークエンスの直前にカウントされた値YCとの差分の絶対値が閾値を超えている場合に、軽度の脱調が発生したと判定する。カウンタDについても同様である。
尚、本例では、軽度の脱調の判定において、判定シークエンスの直前にカウントされた値Yを、前回の判定シークエンスの直前にカウントされた値Yと比較する構成としたが、初回の判定シークエンスの直前にカウンタされた値をYとしてもよい。すなわち、CPU10は、軽度の脱調の判定シークエンスにおいて、判定シークエンスの直前にカウントされた値Yと、初回の判定シークエンスの直前にカウントされた値Yとの差分の絶対値が閾値を超えている場合に、軽度の脱調が発生したと判定する。例えば、例えば、図14において、(iv)〜(v)のカウント値(Y=100)と(xv)〜(xvi)のカウント値(Y=110)とを比較する構成である。
また、本実施例では、軽度の脱調の判定シークエンスにおいて、判定シークエンスの直前にカウントされた値Yを、複数回の動作平均値Yと比較する構成としても良い。加圧ベルト120の回転を開始する前(例えば、図1のS107とS108の間)に、Yを決定するためにステッピングモータ155を動作させる工程を設ける。
具体的には、CPU10は、次の(I)〜(IV)を複数回繰り返し、カウンタCの値Yを複数取得する。CPU10は、取得した複数の値Yの平均値をYとして、RAM600上で記憶し、判定シークエンスでは、この工程で決定した値Yと比較することで、軽度の脱調を判定する。
(I)モータHPセンサ153がOFFになってからステアリング動作時と同じ角度パルスCW方向に回転させて停止する。
(II)モータHPセンサ153がONになるまでCCW方向に回転させ、モータHPセンサ153がONになった時のカウンタCの値Yを取得する。
(III)モータHPセンサ153がONになってからステアリング動作時と同じ角度パルスCCW方向に回転させて停止する。
(IV)モータHPセンサ153がONになるまでCW方向に回転させ、モータHPセンサ153がOFFになった時のカウンタCの値Yを取得する。
例えば、ステッピングモータ155の回転方向を区別せずに4回の動作平均値をYとする場合、CPU10は、この(I)〜(IV)を2回繰り返すことで、カウンタCの値Xを4つ取得できる。CPU10は、取得した4つの値Yの平均値をYとする。
本実施例の構成でも、実施例1と同様の効果を得ることが出来る。
〔実施例4〕
実施例3では、カウンタCは、加圧ベルト120が角度変更位置に位置してからモータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過するまでにステッピングモータ155に回転させた角度パルスに対応する値Yをカウントする。そして、CPU10がカウンタCの値Yの変化量に基づいて軽度の脱調を判定する。例えば、図14において、(xii)〜(xiii)のカウント値(Y=100)と(xv)〜(xvi)のカウント値(Y=110)とを比較する構成である。
実施例4では、軽度の脱調の判定において、CPU10は、カウンタCの値Yが閾値を超えているか否かに基づいて軽度の脱調を判定する構成としてもよい。即ち、カウンタCの値Yの変化量ではなく、カウンタCの値Yそのものを軽度の脱調の判定に用いる。
ここで、閾値は、例えば、予めRAM600又はROM601上に記憶されている。CPU10は、加圧ベルト120が角度変更位置に位置したことをセンサ部150が検知してからモータフラグ152cがモータHPセンサ153を通過するまでに、ステッピングモータ155に回転させた角度パルスに対応する値YをカウンタCでカウントする。CPU10は、軽度の脱調の判定シークエンスにおいて、判定シークエンスの直前にカウントされた値Yが、予めRAM600又はROM601上に記憶されている閾値を超えている場合に、軽度の脱調が発生したと判定する。CPU10は、軽度の脱調の判定シークエンスにおいて、判定シークエンスの直前にカウントされた値Yが、予めRAM600又はROM601上に記憶されている閾値を超えていない場合に、軽度の脱調が発生していないと判定する。
尚、その他の構成は、実施例2と同様であるから説明を省略する。
本実施例の構成でも、実施例1と同様の効果を得ることが出来る。
〔実施例5〕
実施例1〜4では、モータHPセンサ153の出力と、CPU10が指示したローター部155aの回転量をカウントするカウンタの変化量又は絶対値と、に基づいて、CPU10が軽度の脱調の発生を判定し、エラーの発生を報知する構成について説明した。
本実施例では、モータHPセンサ153の出力と、テンションローラ122が基準の位置から所定の位置に位置するまでの時間と、に基づいて、CPU10が軽度の脱調の発生を判定する構成について説明する。
本実施例では、実施例1との差異についてのみ説明するものとし、実施例1と同様の構成については説明を省略する。
本実施例の画像形成装置1は、CPU10と電気的に接続するタイマー604(図13)を備える。タイマー604は、ステアリング動作において、CPU10によりローター部155aを所定の方向へ回転させる指示が出力されてから、テンションローラ122が所定の位置に位置することが検知されるまでの時間を計時する計時部として機能する。ここで、テンションローラ122の位置は、モータHPセンサ(検知部)153により検知される。
ベルトの往復制御、ステアリング動作、モータHPセンサの検知方法は、実施例1と同様である。
(軽度の脱調の検知方法)
実施例1において、図14を用いて説明したように、軽度の脱調が発生すると、図14(xv)〜(xvi)の間にCPU10が指示する角度パルス(パルス数)が正常時よりも多くなる。ここで、図14(xv)〜(xvi)は、ステッピングモータ155をCW方向に回し始めてから、モータHPセンサ153によりモータフラグ152cの通過が検知されるまでの期間である。尚、実施例1にて説明したように、CCW方向へステッピングモータ155を回転させる場合、CPU10は、モータHPセンサ153がホームポジションを検知してから所定のパルス(実施例1では100パルス)CCW方向に回転させて止めている。したがって、CW方向に回転し始めるときのテンションローラ122の位置からモータHPセンサ153によりモータフラグ152cの通過が検知されるときのテンションローラ122の位置までのテンションローラ122の移動距離は、ステアリング動作中の往復動作において、実質的に常に同じである。
ここで、CPU10によってモータドライバ180に入力されるパルス信号のパルス周波数が同じ場合、ステッピングモータ155の速度は同じである。すなわち、同じ速度で回転させる場合、モータドライバ180に指令されるパルス信号のパルス数が多くなるにつれて、同じ移動距離を移動するのにかかる時間も長くなる。
したがって、本実施例では、CPU10によりローター部155aを所定の方向へ回転させる指示が出力されてから、テンションローラ122が所定の位置に位置することが検知されるまでの時間を計時するタイマー604を設けている。そして、タイマー604により計時された時間をRAM600の記憶領域の一部に記憶する。CPU10は、タイマー604により計時された時間を前回のステアリング動作時と比較し、その変化量が所定値を超えている場合に、軽度の脱調が発生したと判定する。
尚、ステッピングモータ155へ回転指令を送ってから所定の時間が経過してもモータHPセンサ153の信号に変化が起こらない場合、CPU10は、ステッピングモータ155が回転していない(すなわち、完全脱調が発生した)と判断する。この所定の時間は、正常時及び軽度の脱調時に、ステッピングモータ155へ回転指令を送ってからモータHPセンサ153により検知されるまでの時間として想定される時間よりも長い時間に設定されている。
(具体的な制御)
次に、実施例1の図14を参照しつつ、本実施例における加圧ベルト120の回転開始後〜エラー停止するまでのステアリング動作の具体的な制御を説明する。画像形成装置1は、実施例1と同様に、加圧ベルト120を回転させながら、ステアリング動作を行い、加圧ベルト120の往復制御を行う。
回転が開始された加圧ベルト120は、回転するにつれて幅方向の片側に向けて寄り移動し始める。ここでは、手前側に寄り移動したとする。
ベルト位置センサ150aがOFF状態になったとき、加圧ベルト120は手前側の角度変更位置(−1.5mm)に位置する。CPU10は、ベルト位置センサ150aがOFF状態になったら(図14(i))、加圧ベルト120を奥側へ移動させるため、CPU10は、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させる指令を出す。
CPU10は、モータHPセンサ153がONになるまで、1パルスずつモータドライバ180に指令を送り、ステッピングモータ155をCCW方向に回転させる(図14(i)〜(ii))。
尚、回転を開始してから所定の時間以内(例えば、0.5sec以内)にモータHPセンサ153の反応がない(即ち、OFF状態のままである)場合、実施例1の図2のS205にて説明したように、画像形成装置1は、エラー停止する。エラー停止する場合、画像形成装置1は、異常が解消されない限り、定着装置100の動作を禁止する。
CPU10は、ステッピングモータ155に対し、図14(ii)にて、モータHPセンサ153がONに切り替わった瞬間を基準に、指令を出す。具体的には、CPU10は、ステッピングモータ155に対し、CCW方向に所定の角度パルス(例えば、100パルス)回転する指令を出し、所定の角度パルス回転したところで停止させる指令を出す。
ステアリング動作により、テンションローラ122は、加圧ベルト120を奥側へ移動させる傾きにされる。これにより加圧ベルト120は、回転しながら奥側へ寄り移動する(図14(iii)〜(iv))。
加圧ベルト120がしばらく回転すると、加圧ベルト120は奥側の角度変更位置(+1.5mm)に位置する(図14(iv))。ベルト位置センサ150bは、ON状態からOFF状態に切り替わる。CPU10は、ベルト位置センサ150bがOFF状態になったら、加圧ベルト120を手前側へ移動させるため、CPU10は、ステッピングモータ155をCW方向に回転させる指令を出す。タイマー604は、ベルト位置センサ150bがOFF状態になったことに応じて、或いは、CPU10は、ステッピングモータ155をCW方向に回転させる指令が出されたことに応じて、計時を開始する(図14(iv))。ここで、CPU10は、ローター部155aの回転量を指示する信号と、ローター部155aの回転方向を指示する信号と、を出力する出力部として機能する。
CPU10は、モータHPセンサ153がOFFになるまで、1パルスずつモータドライバ180に指令を送り、ステッピングモータ155をCW方向に回転させる(図14(iv)〜(v))。この期間(iv)〜(v)の時間を、タイマー604は、計測する。
尚、回転を開始してから所定の時間以内(例えば、0.5sec以内)にモータHPセンサ153の反応がない(即ち、ON状態のままである)場合、実施例1の図2のS205にて説明したように、画像形成装置1は、エラー停止する。エラー停止する場合、画像形成装置1は、異常が解消されない限り、定着装置100の動作を禁止する。
CPU10は、図14(v)にてモータHPセンサ153がOFF状態に切り替わったことに応じて、タイマー604により計時された時間ZをRAM600上の所定の領域に記憶させる。
そして、CPU10は、軽度の脱調を判定するシークエンスを実行する。尚、軽度の脱調を判定するシークエンスについては、後述する。
CPU10は、ステッピングモータ155に対し、図14(v)にてモータHPセンサ153がOFFに切り替わった瞬間を基準に、指令を出す。具体的には、CPU10は、ステッピングモータ155に対し、CW方向に所定の角度パルス(例えば、100パルス)回転する指令を出し、所定の角度パルス回転したところで停止させる指令を出す。
ステアリング動作により、テンションローラ122は、加圧ベルト120を手前側へ移動させる傾きに変更される。これにより加圧ベルト120は、回転しながら手前側へ寄り移動する(図14(vi)〜(vii))。
CPU10は、この流れを繰り返しながら、加圧ベルト120を往復制御する。
タイマー604は、繰り返されるステアリング動作において、図14(iv)〜(v)の期間に相当する期間の時間を繰り返し測定する。例えば、図14(ix)〜(x)の期間、図14(xv)〜(xvi)の期間の時間を測定する。
(軽度の脱調の検知シークエンス)
軽度の脱調の判定シークエンスについては、実施例1における図3の説明において、カウンタCの値Xを、タイマー604により計時された時間Zに読み替えて理解されるものであるから、詳細な説明を省略する。即ち、CPU10は、タイマー604により計時された時間Zと、前回タイマー604により計時された時間Zの変化量ΔZ(ΔZ=|Z−Z|)を算出し、変化量ΔZが閾値を超えているか否かを判定する。
閾値を超えている場合、CPU(報知部)10は、軽度の脱調が発生したと判定し、エラーの発生を報知する。
エラーの報知内容については、実施例1と同様である。尚、軽度の脱調が発生した場合であっても、CPU10は、画像形成装置1の動作を停止しない。すなわち、定着装置100において、加圧ベルト120の回転を停止しない。即ち、モータ制御部としてのCPU10は、駆動モータ603を制御することにより加圧ベルト120を回転させ続ける。
本実施例の構成においても、上述の実施例1〜4と同様の効果を得られる。
(実施例5に係るその他の構成)
以上の説明では、CPU10は、タイマー604により計時された時間Zと、前回タイマー604により計時された時間Zの変化量ΔZが閾値を超えている場合に軽度の脱調であると判定したが、次の構成としてもよい。
例えば、一連のステアリング動作における1回目にタイマー604により計時された時間をZとし、タイマー604により計時された時間Zと、1回目にタイマー604により計時された時間Zの変化量ΔZが閾値を超えている場合に軽度の脱調であると判定するとしてもよい。例えば、図14において、(iv)〜(v)の時間と、(xv)〜(xvi)の時間とを比較する構成である。尚、Zを決定するために、加圧ベルト120の回転を開始する前にステッピングモータ155を動作させる工程を設け、複数回の動作平均値をZとする構成としてもよい。
また例えば、以上の説明では、タイマー604は、CW方向にステッピングモータ155を回転させる場合の時間を計測する構成としたが、CCW方向にステッピングモータ155を回転させる場合の時間を計測する構成としてもよい。具体的には、タイマー604は、図14の(i)〜(ii)に相当する期間の時間を計測する。このとき、回転方向が同じ期間同士で変化量ΔZを求める構成としてもよいし、回転方向が異なる期間の間での変化量ΔZを求める構成としてもよい。
また、本実施例では、変化量ΔZが閾値を超えたか否かで判定したが、タイマー604により計時された時間Zの絶対値が閾値を超えた場合に、CPU10が軽度の脱調であると判定する構成にしてもよい。この場合、時間Zの閾値は、実施例1の図2のS204、S205で説明したようなエラー停止のための閾値(例えば、0.5sec以内)よりも短い時間に設定されている。
〔実施例6〕
実施例1〜5では、ベルトの往復制御、ステアリング動作、及び、軽度の脱調の判定に関し、加圧ベルト120の往復制御を例に述べたが、加熱ベルト130に適用してもよい。
即ち、加圧ベルト120を例として上述したベルトの往復制御、ステアリング動作、及び、軽度の脱調の判定は、定着ニップ部Nを構成する加熱回転体及び加圧回転体の少なくとも一方が無端ベルトを備える場合に適用できる。
尚、ベルトの往復制御、ステアリング動作、及び、軽度の脱調の判定を加熱ベルト130に適用する構成に関する詳細な説明は省略する。上述の実施例1〜5のベルトの往復制御、ステアリング動作、及び、軽度の脱調の判定に関する説明おいて、加圧ベルト120を加熱ベルト130に読み替えれば理解されるものである。
例えば、実施例1〜5のように、加熱回転体及び加圧回転体が共にベルト回転体である場合には、上述したベルトの往復制御、ステアリング動作、及び、軽度の脱調の判定を加熱ベルト130と加圧ベルト120の両方にも適用する構成がより好ましい。
また、実施例1〜5では、定着ニップ部Nを構成する加熱回転体及び加圧回転体が共にベルト回転体(加熱ベルト130及び加圧ベルト120)である構成を例に説明したが、一方のみがベルト回転体である構成に適用しても良い。
例えば、図10に示すように、加熱回転体を加熱ローラ(回転体)510とし、加圧回転体を無端状のベルト回転体である加圧ベルト520とする構成としても良い。加熱ローラ510は、例えば中空の金属ローラであり、その表層に弾性層及び離型層を備える。また加熱ローラ510の内部には、加熱ローラ510を加熱するヒータ512が設けられている。加圧ベルト520は、定着ニップ部Nの一部を構成する加圧ローラ522と、加圧ベルト520にテンションを付与するテンションローラ523と、の2本のローラに循環回転可能に掛け渡されている。加圧ベルト520の内部には、定着ニップ部Nの一部を構成するニップパッド524を備える。テンションローラ523が、ステアリング動作を行うステアリングローラとしても働く。
1 画像形成装置
10 CPU
24 操作部
120 加圧ベルト
121 加圧ローラ
122 テンションローラ
130 加熱ベルト
131 駆動ローラ
132 テンションローラ
152 制御アーム
153 モータHPセンサ
155 ステッピングモータ
155a ローター部
155b ステーター部
155c コイル
603 駆動モータ
C カウンタ
N 定着ニップ部
U 画像形成部

Claims (21)

  1. 記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
    回転体と、
    前記画像形成部により形成されたトナー画像を記録材に定着するニップ部を前記回転体と協働して形成する無端状のベルト回転体と、
    前記ベルト回転体を回転可能に支持する第1のローラ及び第2のローラと、
    ステッピングモータと、
    前記第2のローラに対する前記第1のローラの傾きが変わるように、前記ステッピングモータの駆動を前記第1のローラに伝達する駆動伝達部と、
    前記ステッピングモータの回転子の回転量を指示する回転量の信号を出力する出力部と、
    前記出力部により出力される前記回転量の信号に基づき、前記ステッピングモータのコイルに流れる電流を制御する電流制御部と、
    前記出力部により指示される前記回転量をカウントするカウント部と、
    前記第1のローラの位置を検知する検知部と、
    前記検知部の出力と前記カウント部によりカウントされる値とに基づき、所定の報知を行う報知部であって、画像形成処理が実行可能な状態で前記所定の報知を行う報知部と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記所定の報知は、前記回転体と前記ベルト回転体を有する定着器、に関するエラーの報知であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記所定の報知は、前記第1のローラの傾きの変更動作に関するエラーの報知であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記所定の報知は、前記ステッピングモータの脱調に関するエラーの報知であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 前記出力部は、前記第1のローラが所定の位置に位置する状態から前記回転子を第1の回転方向に所定の回転量回転させる第1の期間と、前記第1の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向と反対方向である第2の回転方向に回転させる第2の期間と、前記回転子をさらに前記第2の回転方向に回転させる第3の期間と、前記第1のローラが所定の位置に位置するまで前記回転子を前記第1の方向に回転させる第4の期間と、をこの順で繰り返すように、前記回転量の信号と前記回転子の回転方向を指示する回転方向の信号を出力し、
    前記電流制御部は、前記出力部により出力される前記回転量の信号と、前記回転方向の信号に基づき、前記コイルに流れる電流を制御し、
    前記カウント部は、少なくとも前記第2の期間において前記出力部により指示される前記回転量をカウントし、
    前記報知部は、前記カウント部によりカウントされる値の変化量が閾値を超えたことに応じて前記所定の報知を行う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。
  6. 前記出力部は、前記検知部により前記第1のローラが所定の位置に位置することが検知されたことに応じて前記回転子を第1の回転方向に所定の回転量回転させる第1の期間と、前記第1の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向と反対方向である第2の回転方向に回転させる第2の期間と、前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されたことに応じて前記回転子を前記第2の回転方向に所定の回転量回転させる第3の期間、前記第3の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向に回転させる第4の期間、をこの順で繰り返すように、前記回転量の信号と前記回転方向の信号を出力し、
    前記カウント部は、少なくとも前記第2の期間において前記出力部により指示される前記回転量をカウントし、
    前記報知部は、前記カウント部によりカウントされる値の変化量が閾値を超えたことに応じて前記所定の報知を行う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。
  7. 前記出力部は、前記第1のローラが所定の位置に位置する状態から前記回転子を第1の回転方向に所定の回転量回転させる第1の期間と、前記第1の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向と反対方向である第2の回転方向に回転させる第2の期間と、前記回転子をさらに前記第2の回転方向に回転させる第3の期間と、前記第1のローラが所定の位置に位置するまで前記回転子を前記第1の方向に回転させる第4の期間と、をこの順で繰り返すように、前記回転量の信号と前記回転子の回転方向を指示する回転方向の信号を出力し、
    前記電流制御部は、前記出力部により出力される前記回転量の信号と、前記回転方向の信号に基づき、前記コイルに流れる電流を制御し、
    前記カウント部は、少なくとも前記第2の期間において前記出力部により指示される前記回転量をカウントし、
    前記報知部は、前記カウント部によりカウントされる値が閾値を超えたことに応じて前記所定の報知を行う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。
  8. 前記出力部は、前記検知部により前記第1のローラが所定の位置に位置することが検知されたことに応じて前記回転子を第1の回転方向に所定の回転量回転させる第1の期間と、前記第1の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向と反対方向である第2の回転方向に回転させる第2の期間と、前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されたことに応じて前記回転子を前記第2の回転方向に所定の回転量回転させる第3の期間、前記第3の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向に回転させる第4の期間、をこの順で繰り返すように、前記回転量の信号と前記回転方向の信号を出力し、
    前記カウント部は、少なくとも前記第2の期間において前記出力部により指示される前記回転量をカウントし、
    前記報知部は、前記カウント部によりカウントされる値が閾値を超えたことに応じて前記所定の報知を行う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。
  9. 前記ベルト回転体の幅方向において、前記ベルト回転体が所定のゾーンから外れたことを検知するベルト検知部と、を有し、
    前記出力部は、前記ベルト検知部の出力に基づき、前記ベルト回転体が前記所定のゾーンに戻る方向に前記第1のローラが傾くような回転方向の信号を出力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。
  10. 前記出力部により前記回転子の回転開始が指示されてから所定の時間が経つまで前記検知部によって前記第1のローラが所定の位置に位置することが検知されない場合、前記画像形成処理の実行を禁止する禁止部と、
    を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記ベルト回転体の回転を制御する回転制御部と、を有し、
    前記回転制御部は、前記報知部により前記所定の報知がなされる場合、前記ベルト回転体を回転させ続けることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  12. 記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
    回転体と、
    前記画像形成部により形成されたトナー画像を記録材に定着するニップ部を前記回転体と協働して形成する無端状のベルト回転体と、
    前記ベルト回転体を回転可能に支持する第1のローラ及び第2のローラと、
    ステッピングモータと、
    前記第2のローラに対する前記第1のローラの傾きが変わるように、前記ステッピングモータの駆動を前記第1のローラに伝達する駆動伝達部と、
    前記第1のローラの位置を検知する検知部と、
    前記ステッピングモータの回転子の回転量を指示する信号と、前記回転子の回転方向を指示する信号と、を出力する出力部であって、前記第1のローラが所定の位置に位置する状態から前記回転子を第1の回転方向に所定の回転量回転させる第1の期間と、前記第1の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向と反対方向である第2の回転方向に回転させる第2の期間と、前記回転子をさらに前記第2の回転方向に回転させる第3の期間と、前記第1のローラが所定の位置に位置するまで前記回転子を前記第1の方向に回転させる第4の期間と、をこの順で繰り返すように、前記回転量の信号と前記回転方向の信号を出力する出力部と、
    前記出力部により出力される前記回転量の信号と前記回転方向の信号に基づき、前記ステッピングモータのコイルに流れる電流を制御する電流制御部と、
    前記第2の期間において、前記出力部により前記第2の方向への回転が指示されてから前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが前記検知部により検知されるまでの時間を計時する計時部と、
    前記計時部により計時される時間に基づき、所定の報知を行う報知部であって、画像形成処理が実行可能な状態で前記所定の報知を行うことを特徴とする画像形成装置。
  13. 前記報知部は、前記計時部により計時される時間が所定の時間を超えたことに応じて前記所定の報知を行うことを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
  14. 前記報知部は、前記計時部により計時される時間の変化量が閾値を超えたことに応じて前記所定の報知を行うことを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
  15. 前記所定の報知は、前記回転体と前記ベルト回転体を有する定着器、に関するエラーの報知であることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  16. 前記所定の報知は、前記第1のローラの傾きの変更動作に関するエラーの報知であることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  17. 前記所定の報知は、前記ステッピングモータの脱調に関するエラーの報知であることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  18. 前記出力部は、前記検知部により前記第1のローラが所定の位置に位置することが検知されたことに応じて前記回転子を第1の回転方向に所定の回転量回転させる第1の期間と、前記第1の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向と反対方向である第2の回転方向に回転させる第2の期間と、前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されたことに応じて前記回転子を前記第2の回転方向に所定の回転量回転させる第3の期間、前記第3の期間での前記ステッピングモータの駆動により前記第1のローラが移動した位置から前記検知部により前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されるまで前記回転子を前記第1の回転方向に回転させる第4の期間、をこの順で繰り返すように、前記回転量の信号と前記回転方向の信号を出力することを特徴とする請求項12乃至17のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  19. 前記ベルト回転体の幅方向において、前記ベルト回転体が所定のゾーンから外れたことを検知するベルト検知部と、を有し、
    前記出力部は、前記ベルト検知部の出力に基づき、前記ベルト回転体が前記所定のゾーンに戻る方向に前記第1のローラが傾くような前記回転方向の信号を出力することを特徴とする請求項12乃至18のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  20. 前記出力部により前記回転子の回転開始が指示されてから所定の時間が経つまで前記検知部によって前記第1のローラが前記所定の位置に位置することが検知されない場合、前記画像形成処理の実行を禁止する禁止部と、
    を有することを特徴とする請求項12乃至19のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  21. 前記ベルト回転体の回転を制御する回転制御部と、を有し、
    前記回転制御部は、前記報知部により前記所定の報知がなされる場合、前記ベルト回転体を回転させ続けることを特徴とする請求項12乃至20のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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