JP2003307957A

JP2003307957A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003307957A
Application number: JP2002112905A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yokoyama; 健横山; Otoya Kosugiyama; 乙矢小杉山; Eishiyou Muraguchi; 栄章邑口; Tsutomu Kakitsunaka; 勉垣内中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】定着器の加圧ローラーなどの搬送ローラーに
巻き付くシート材を検知し、ジャム処理性を良化する。
また、搬送ローラー表面の汚れを検知し、画質悪化の可
能性をユーザーに知らせる。【解決手段】反射光タイプのフォトインタラプタで、
加圧ローラ表面の反射率をモニターし、その変化により
シート材の巻き付き、表面の汚れを検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシート材に画像を形
成するレーザービームプリンター、複写機等の画像形成
装置の定着器とその周辺におけるシート材搬送不良、そ
して、定着加圧ローラーの汚染に関する技術である。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図７を用いて説明する。

【０００３】図７は従来のレーザービームプリンターの
要部を示す断面図である。１はプリンター本体、２はフ
ェイスダウン排紙トレー、３は定着器本体、４は排紙カ
バー、５は定着排紙カバー、６、７は搬送ガイド、８は
分離ガイド、９は突入ガイド、１０は排紙センサーのフ
ラグ、シート材搬送路中の１１は定着排紙センサーのフ
ラグ、１２は定着排紙センサーのフォトインタラプタ、
１３は電装基板、１４は排紙ローラー、１５は排紙コ
ロ、１６は定着ローラー、１７は加圧ローラー、１８は
ヒーターである。

【０００４】電子写真のトナー像の定着プロセスにおい
ては、熱ローラ定着が一般的である。熱と圧力によりト
ナーをシート材に溶融、そして固着させる。定着ローラ
ー１６と加圧ローラ１７のニップにシート材を導き通過
させるには、突入ガイド９の角度、シート材の搬送速
度、シート材分離ガイド８の形状や角度などさまざまな
パラメーターが有り、搬送するシート材やプリンターを
使用する環境により適した設計がされている。しかしな
がら、シート材の搬送不良が発生する事が有り、その一
例として、加圧ローラー１７へのシート材巻き付きジャ
ムが有る。巻き付きジャムの原因として、静電気力や、
ローラー表面に付着したトナーなどが有する接着作用に
よるシート材分離不良がある。そこでプリンター１は定
着器３付近でのジャムを検知するため、定着ローラー１
６と加圧ローラ１７のニップ直後に紙パスセンサー１１
を配置し、シート材がニップより下流に搬送されている
ことをプリンターが認識する構成をとってきた。例え
ば、不図示の転写前シート材搬送路センサーをシート材
が通過した後、一定時間内に定着排紙センサー１１にシ
ート材が到達しなければ転写一定着間の搬送不良、ま
た、定着排紙センサー１１を通過後、一定時間内に排紙
センサー１０にシート材が到着しなければ、定着一排紙
前間の搬送不良とプリンターは検知し、シート材搬送を
中止し、ユーザーに搬送不良が発生したこと、さらには
発生場所を告知する。さらに、シート材の自動排紙機構
により、プリンターのリセット時プリンター内の残留シ
ート材を自動排紙するため、シート材搬送ローラーがシ
ート材搬送方向に回転する。

【０００５】また、プリンターの使用を続けると、加圧
ローラー１７や定着ローラー１６がトナーや紙粉の付着
によって汚染させる。付着物はトナーの定着不良やシー
ト材の搬送不良、そして付着物自身がシート材に転移
し、裏汚れなどの画質不良を引き起こす。加圧ローラー
表面の付着物を除去するため、以下の構成による技術で
対応してきた。

【０００６】１．定着ローラー１６、加圧ローラー１７
間にダイオードを設置し、静竜気によるローラ間の電界
のむきを制御し、意図的にシート材に付着物を転移させ
る。

【０００７】２．定期、もしくは臨時に定着ローラー、
加圧ローラー間に電圧を印可し、意図的にシート材に付
着物を転移させる。

【０００８】３．粘着性のクリーニングペーパーを通紙
する。

【０００９】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、従来技術
には次に述べるような問題点があった。

【００１０】転写−定着間の搬送不良として、耐久によ
り加圧ローラーが汚れて離型性が低下し、シート材が加
圧ローラーに巻き込まれる、巻き付きジャムがあり、そ
の巻き付き状態には２つある。その第一はシート材の先
端が定着ローラーから分離されず巻き付く状態、他方は
先端は分離されるがシート材途中からの加圧ローラーが
巻き付く状態である。シート材が定着ローラーまたは加
圧ローラーに１周以上巻き付くと、シート材に定着され
ている現像材が接着材の働きをするので容易に除去でき
ず、最悪定着器の交換が必要となる。その対策として加
圧ローラー１７と定着ローラー１６のニップからシート
材搬送下流方向に加圧ローラー一周分の周長より短い位
置に配置された定着排紙センサー１１とその下流に配置
される排紙センサーを利用している。センサー１１によ
り、プリンターはシート材が加圧ローラに一周以上巻き
付く以前にシート材搬送不良を検知し搬送を停止する。
また、シート材途中からの加圧ローラー巻き付きジャム
があるが、所定時間以内にシート材が排紙部に到着しな
いことを排紙センサーで検知し、定着排紙センサー１１
−排紙センサー１０間にシート材が滞留する排紙遅延ジ
ャムと判断して搬送を停止し、ジャムしたことをプリン
ターの利用者に知らせる。

【００１１】ユーザーがこのジャムしたシート材を除去
し、プリンターのカバーを閉じると、通常プリンタは復
帰動作を行い、具体的には搬送ローラーを所定時間回転
させ、機内に滞留しているシート材を排出する。しかし
シート材を除去せず、カバーの開閉、もしくは、プリン
ターのリセットを行うと、加圧ローラーが自動で搬送方
向に回転しシート材を完全に巻き取ってしまい、定着器
を分解しないかぎりシート材の除去が不可能となる。定
着巻き付きジャムはシート材の後端を反搬送方向に引く
抜くことで除去するが、巻き付かずに残っている長さが
短いとシート材が発見されずらい。特にシート材が途中
から巻き付く状態の場合はこの残り量が少なく、除去さ
れない場合がある。

【００１２】一部のプリンターにはこの対策として、転
写ニップ−定着ニップ間にシート材滞留検知センサーを
配置するものが有り、そのセンサーによってシート材の
滞留を検知し自動排紙の動作を行わない制御をする。し
かしセンサーフラグが未定着のトナーが載ったシート材
に接触するため画像に副走査方向の筋が発生したり、定
着ニップ上流でのフラグによるシート材へ与える負荷に
より定着しわや斜行が発生するという問題が発生する。
また、ジャム処理ミスで発生するシート材の巻き取り現
象を完全に防止するには、定着ニップ部におけるシート
材の有無を検知する方法しかないが、ニップ部にセンサ
ーフラグを取り付けるには物理的に不可能である。従っ
てシート材滞留検知センサーを設けたとしても、発生の
頻度を低下させることはできても問題を完全に解決する
ことはできない。

【００１３】またローラー表面の汚染に関して定着ロー
ラー、加圧ローラーは耐久により表面に現像材やシート
材の成分が徐々に付着し、搬送性や定着性が低下する。
そのため一般には交換目安の耐久枚数が設定されている
が、この汚れはプリンターの使用状態、具体的には使用
する紙質、環境（温度、湿度）、印字密度等により大き
く程度がことなる。またローラーの場所、ローラーに接
触する部材がある位置すなわち分離爪やサーモスイッチ
が有るローラー位置は不純物の付着の進行が早い。しか
しユーザーが直接見る以外ローラーの汚染の程度を知る
ことができない。従ってクリーニング部材などによるク
リーニング、定着器の交換などのメンテナンスのタイミ
ングが適切な時期に対して早すぎたり、遅すぎて画質不
良の発生する可能性がある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本考案においては上記の
課題を解決するため、加圧ローラー表面の回転方向の反
射率変化をモニターするフォトインタラプタを画像形成
装置の定着器に設置する。

【００１５】加圧ローラ表面の回転方向の反射率は表面
の部材、そしてその平滑性によって決定する。プリンタ
ーの使用前のそれにはばらつきが存在するものの、プリ
ンターの使用によって付着するトナーや紙粉、また巻き
付くシート材による変化よりは小さい。

【００１６】フォトインタラプタにより加圧ローラ表面
の反射率をプリンターがモニターし、急激な反射率変化
を読み取った場合、シート材が巻き付いたと判断する。
そして、定着器でのジャムの発生とジャム処理の手順を
ユーザーに告知し、ジャム処理性を良化する。また、ユ
ーザーがジャムしたシート材を駆除する前にプリンター
カバーの開閉やリセットを行った場合、ジャムしたシー
ト材の自動排紙モードの動作を行わない制御をし、修正
不能なシート材の完全な巻き付きジャムを防ぐ。

【００１７】また、新しい定着器の使用開始時の加圧ロ
ーラ反射率を不揮発性メモリーに記録し、プリンター使
用中のフォトインタラプタからの信号をローパスフィル
ターを介してモニターし、反射率の初期値からの緩やか
な変化を読み取り、ローラー表面の付着物を検知する。
ローラー表面の汚染をユーザーに告知することにより、
ローラー、もしくは定着ユニットの交換や、クリーニン
グなどのメンテナンスを促す。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態を図
１、図２、図３を用いて説明する。第一の実施形態は、
反射光検知タイプのフォトインタラプタを用い加圧ロー
ラ表面の反射率をモニターすることで、加圧ローラーに
巻き付いた、ローラ表面と異なる反射率を持ったシート
材を検知するものである。

【００１９】図１はレーザービームプリンターの定着器
周りの断面図であり、図２は加圧ローラーヘのシート材
巻き付きの一例である。３は定着器、５は定着排紙カバ
ー、７は搬送ガイド、８は分離爪、９は突入ガイド、１
１は定着排紙センサーのフラグ、１２は定着排紙センサ
ーのフォトインタラプタ、１３は電装基板、１６は定着
ローラー、１７は加圧ローラー、１８はヒーターであ
る。

【００２０】通常、シート材Ｐの先端は定着ローラー１
６と加圧ローラー１７のニップに突入ガイド９上を通過
し突入する。そして、分離爪８で加圧ローラー１７から
分離され定着排紙センサーのフラグ１１を倒し搬送ガイ
ド７伝いに搬送される。そして、定着器の上流に配置さ
れたセンサー、例えば、転写前センサー（不図示）をシ
ート材が通過した後、一定時間内に定着排紙センサーに
シート材が到達しなかった場合、プリンター本体は搬送
不良として通紙を停止する。本実施形態においては、分
離爪８でシート材が加圧ローラーから分離されず、加圧
ローラー１７の回転とともに、加圧ローラーにシート材
先端から巻き付いた場合を考える。

【００２１】５０はフォトダイオードとフォトセンシテ
ィブダイオードが一体となった反射型のフォトインタラ
プタであり、５１はフォトインタラプタ５０の入出力用
のコネクターである。フォトインタラプタ５０は、ロー
ラー長手方向に保証する全サイズのシート材が通過する
位置に、ローラーの回転方向には回転方向下流にニップ
から定着排紙センサーまでの搬送距離より小さいニップ
からの周長の位置５２に設置する。そして、シート材先
端からのローラーヘの巻き付きが発生するとシート材先
端が搬送時間の上限以内にモニター点５２に到達し、フ
ォトインタラプタ５０がシート材の巻き付きによるフォ
トインタラプタ５０からの信号の急変を読み取る（図
３）。プリンターが行う検知手段は、例えば、フォトイ
ンタラプタ５０からの信号、すなわち、加圧ローラー表
面の反射率に依存する出力が、その初期値Ｒｍから５０
％以上の変位を示したとき、シート材がモニター点５２
に到達したと判断する。また、ローラー反射率表面の反
射率の初期値Ｒｍの取得と保存は、電源投入時の反射率
を揮発性のメモリーに記憶することにより行う。シート
材の巻き付きをフォトインタラプタ５０が検知すると、
プリンターはフラグ１１が倒されていないことを確認
後、プリンターは紙搬送を停止し、ジャム告知手段によ
ってユーザーにシート材先端からの加圧ローラヘの巻き
付きジャムを伝え、また、図２の状況で停止しているシ
ート材Ｐの定着器下流からのジャム処理を促す。また、
プリンターはユーザーがシート材を除去したかの判断を
フォトインタラプタ５０の信号により行い、シート材の
除去をせずカバーの開閉、もしくは、プリンターのリセ
ットを行った場合、シート材の未処理を確認するとシー
ト材の自動排紙は行わない。

【００２２】これによって、プリンターが加圧ローラー
ヘの巻き付きジャムを確定でき、適切なジャム処理手
順、詳しくは、定着器上流からのジャム処理をユーザー
に掲示する事が可能となる。また、加圧ローラー巻き付
きジャム発生時の自動排紙モードを行わない制御によ
り、加圧ローラーヘの完全な巻き付きジャムが回避でき
る。

【００２３】（実施形態２）本実施形態を図４を用いて
説明する。第二の実施形態は、分離爪８でシート材Ｐ’
が加圧ロー１７から分離され、シート材先端が定着排紙
センサーのフラグ１１まで到達するが、加圧ロー１７の
回転とともに、加圧ローラー１７にシート材途中から巻
き付いた場合を考える。

【００２４】上記の場合、シート材Ｐ’の先端が定着排
紙センサー通過後一定時間に排紙センサー１０にシート
材Ｐの先端が到達せず、排紙滞留ジャムをプリンターは
検知し、シート材Ｐが定着排紙センサーと排紙センサー
間に存在すると誤った認識をする。そこで、プリンター
にシート材搬送路中に停止したシート材を、カバーの開
閉、もしくは、プリンターのリセットで、自動排紙する
制御が備わっていると、加圧ローラー１７がシート材
Ｐ’を送り出すように回転し、完全にシート材Ｐ’を巻
き取ってしまい、ジャム処理が不可能となる。

【００２５】そこで、フォトインタラプタ５０でシート
材の巻き付き検知時プリンターは紙搬送を停止し、フラ
グ１１が一時倒されたことを確認後、ユーザーに加圧ロ
ーラー巻き付きジャムを告知する。また、プリンターは
ユーザーがシート材を除去したかの判断をフォトインタ
ラプタ５０の信号により行い、シート材の除去をせずカ
バーの開閉、もしくは、プリンターのリセットを行った
場合、シート材の未処理を確認すると、シート材の自動
排紙は行わない。

【００２６】この、加圧ローラー巻き付きジャム発生時
の自動排紙モードを行わない制御により、加圧ローラー
ヘの完全な巻き付きジャムが回避できる。

【００２７】（実施形態３）本実施形態を図４を用いて
説明する。第三の実施形態は、シート材巻き付き検知用
のフォトインタラプタの設置位置に関するものである。

【００２８】図５は本実施形態を説明する定着器周辺の
断面図であり、５０ｂは反射型のフォトインタラプタ、
５３はライトガイドである。

【００２９】フォトインタラプタ５０ｂを本体側に設置
する。加圧ローラーからの距離が大きくなり、その表面
の反射率モニターのため、ライトガイド５３を付ける。
ライトガイド５３によって、入射光、反射光が少ない損
失で入出力できる。

【００３０】フォトインタラプタを本体側に設置する事
で、本体、定着器をつなぐ端子を省略でき、加圧ローラ
ーから遠方に設置する事で、定着器の熱によるフォトイ
ンタラプタの破損を防ぎ、より信頼性の高い検知を行う
ことが可能である。

【００３１】（実施形態４）本実施形態を図１、図６を
用いて説明する。第四の実施形態は、フォトインタラプ
タ５０により加圧ローラー表面の反射率をモニターし、
ローラー表面の汚染を検知するものである。

【００３２】シート材巻き付き検知フォトインタラプタ
５０の信号から加圧ローラー表面の汚れをモニターす
る。フォトインタラプタ５０からの信号は、シート材の
進入による変化より緩やかに、かつ、ローラーの回転周
期で変化する反射率を検知する目的で、カットオフ周波
数をローラーの回転周期程度より大きく設定したローパ
スフィルターを介し、例えば、加圧ローラーの反射率に
依存するフォトインタラプタの出力の初期値Ｒｍ’から
その値の３０％以上の変位を示したとき、加圧ローラー
の汚れより画像品質が劣化する危険性をユーザーに知ら
せる。ローラー反射率表面の反射率の初期値の取得と保
存は、新しい定着器の使用開始時のフォトインタラプタ
の出力を不揮発性のメモリーに記憶することにより行
う。また、フォトインタラプタ５０のローラー長手方向
の設置場所は、サーモスイッチや分離爪など、比較的加
圧ローラーの表面が汚れやすい場所にする。

【００３３】これより、加圧ローラーの汚れより画像品
質が劣化する危険性をユーザーに知らせることができ、
サービスマンコールをするなどで早期の対応をとること
が可能であり、画像品質不良の発生を抑制する。

【００３４】

【発明の効果】以上の実施形態により、以下の効果が得
られる。

【００３５】１．加圧ローラ巻き付きジャムのジャム処
理手順をユーザーに知らせる事より、ジャム処理性が良
化する。

【００３６】２．加圧ローラ巻き付きジャム発生時の自
動排紙モードを行わない制御により、ジャム処理が不可
能な、加圧ローラーヘの完全な巻き付き現象が回避でき
る。

【００３７】３．フォトインタラプタを本体側に設置す
る事で、本体、定着器をつなぐコネクターを省略でき、
コストアップを妨げる。

【００３８】４．フォトインタラプタを加圧ローラーか
ら遠方に設置する事で、定着器の熱によるフォトインタ
ラプタの破損を防ぐ。

【００３９】５．加圧ローラーの汚れより画像品質が劣
化する危険性をユーザーが認知でき、サービスマンコー
ルをするなどの対応で、画像品質不良の発生を抑制でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を表わすレーザービームプリンターの定
着器周辺の断面図。

【図２】レーザービームプリンターの定着器ローラー巻
き付きジャムの一例の断面図。

【図３】図２におけるフォトインタラプタの出力信号。

【図４】レーザービームプリンターの定着器ローラー巻
き付きジャムの一例の断面図。

【図５】レーザービームプリンターの定着器周辺の断面
図。

【図６】第４実施形態を説明するフォトインタラプタの
出力信号。

【図７】従来例を説明するレーザービームプリンターの
定着器から排紙までの断面図。

【符号の説明】

１プリンター本体２フェイスダウン排紙トレー３定着器４排紙カバー５排紙カバー６搬送路７搬送路８シート材分離ガイド９シート材搬送ガイド１０排紙口センサー１１定着排紙センサー１２フォトインタラプタ１３電装基板１４排紙ローラー１５排紙コロ１６定着ローラー１７加圧ローラー１８ヒーター１９クリーニング部材５０フォトインタラプタ５１コネクタ５２反射率観察点５３ライトガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者邑口栄章東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者垣内中勉東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DA50 DC14 DE02 DE10 ED16 ED25 EE04 EE07 EE08 EF09 EK03 EK09 GB06 GB08 2H033 AA01 AA18 BB01 BB28 CA01 CA22 CA38 CA57

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真を用いた画像形成装置におい
て、定着装置が熱源部材と定着ローラー、これに圧接さ
れる弾性部材から構成された加圧ローラーと加圧ローラ
ー表面の反射率の検知手段を有することを特徴とする定
着装置。
【請求項２】特許請求項１の定着装置において印字動
作の開始前後の反射率の変化幅を検知し、検知した変化
幅が所定値より大きい場合は印字動作を停止し、定着装
置の異常を画像形成装置の利用者に示すことを特徴とす
る特許請求項１における定着装置。
【請求項３】請求項１における定着装置において反射
率検知手段と加圧ローラー間に光伝達部材を設け、前記
反射率検知手段を定着器外に設置したことを特徴とする
特許請求項１における定着装置。
【請求項４】特許請求項１の定着装置の制御において
少なくとも２つの反射率の判断値を有し、加圧ローラー
の反射率を連続的に検知し、定着枚数または定着動作時
間に対する反射率変化幅が所定値より大きい場合は印字
動作を停止し、定着装置の異常を画像形成装置の利用者
に示し、一方反射率の変化幅が前記所定値より小さくか
つ絶対値が所定値と異なった場合は定着装置の異常を画
像形成装置の利用者に示すことを特徴とする特許請求項
１における定着装置の制御方法。