JP2006259188A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 巻き付きジャムをなるべく早く、かつより確実に検知し、それにより適用する画像形成装置へのダメージを軽減させ、ジャム処理性を大幅に向上させる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナー像を定着させるための加熱ローラ２と、この加熱ローラ２の搬送方向下流に設けた用紙８の残留を検知するための残紙検知センサ６と、前記用紙の搬送状態を監視するための用紙搬送センサ７とを備え、前記残紙検出センサ６及び前記用紙搬送センサ７は、それらの光軸が搬送路９、１０内で交差しないように設けられ、どちらか一方のセンサの検知状態のみで前記加熱ローラ２への前記用紙８の巻き付き状態を判定する定着装置において、前記巻き付き状態と判断したときは、前記加熱ローラ２を逆転する。

【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において使用する、トナー像を定着させるための定着ローラを有する定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体上に形成したトナー像を用紙に転写した後で、当該用紙を定着装置に搬送して熱と圧力によって定着させている。この定着装置としては、ベルト定着方式、熱ローラ方式等がある（例えば、特許文献１参照）。
非常に高温の熱源を内蔵している定着装置では定着ローラ対（または定着ベルト）の一方への用紙の巻き付きを防止することが必須条件であり、従来装置では定着ローラ対のニップ部下流側の定着ローラ外周上に分離爪を備えることにより、搬送されてくる用紙の先端を剥離して巻き付きを防止する方式が一般的となっている。
しかしながら、分離爪の破損等により用紙先端の分離性（剥離性）が極度に低下した場合は、用紙の定着ローラ（または定着ベルト）への巻き付きが発生し、画像形成装置へのダメージやジャム処理性を著しく低下させることになる。
図４は分離爪以外の巻き付き状態を検知する検知手段を有する定着装置の一例を示す概略図である。図４に示すように、定着装置１を構成する定着ローラ対は、ヒータ４を内蔵する加熱ローラ２、この加熱ローラ２と対向して定着ニップ部を形成する加圧ローラ３とから成り、この定着ニップ部に搬送された用紙８を加熱ローラ２から分離する分離爪５が配置されている。
さらに、図４には、残紙検知センサ６、用紙８の搬送路を形成する上搬送ガイド９及び下搬送ガイド１０、搬送路を進んでくる用紙８を検知する用紙搬送センサ７が示されている。

図４は定着装置１における残紙検出センサ６の配置の一例を示している。この例では、加熱ローラ２の表面に残紙検出センサ６からの出射光の光軸を向け、直接巻き付きを検出する方式である。センサ６を搬送路の上方に配置して、直接定着ローラの外周面に光軸を向けることにより用紙の有無（＝巻き付き有無）を検知することができる。
しかしながら、特許文献１に開示されているように、センサ類は熱に弱く、加熱ローラ２から離れて、かつ搬送面の下方に位置させることが望ましい。即ち、この構成であると、残紙検出センサ６は熱流の影響を直接受けてしまうという欠点がある。このため、図４のように残紙検出センサ６が搬送面に対して上方に配置されている場合は、熱気流の影響を直接受けるため、防熱対策・耐熱性が要求され、コストが高くなってしまう。
また、残紙検出センサ（巻き付きセンサ）６を備えていない場合には、定着ニップ部下流に設けられる用紙搬送センサ７が用紙先端の未達を検知したときに巻き付きを判定することになるが、この場合には実際の巻き付きが発生してから所定の時間が経過してしまっている場合がほとんどである。
図５は分離爪以外の巻き付き状態を検知する検知手段を有する定着装置の他の例を示す概略図である。図５において、構成は図４とほぼ同じであるので、とくに説明を必要とする部材以外は、図４と同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
図５には残紙検出センサ６を加熱ローラ２の下流にかつ搬送路の下方に設けた場合の一例を示している。残紙検出センサ６を下搬送ガイド板１０の下方に設け、かつその出射光の光軸を加熱ローラ２の外周面に向けるように配置している。これにより、破線で示すような巻き付きが発生した場合には用紙の存在を検知できる。
特開平１０−１９８２１６号公報

巻き付きジャムを早期に検出するためには、残紙検出センサ６によって加熱ローラ２の表面上の用紙通過を用紙搬送過程で直接検知することが望ましい。しかし、熱影響の回避を考慮して残紙検出センサ６を加熱ローラ２の下方に備えた場合には、用紙８が正常に搬送されてくる場合でも、光軸が塞がれてしまうために用紙８の存在を検知してしまう。結局、用紙の巻き付きの有無は下流の用紙搬送センサの到達状態（一定時間後に未達）により判断することになり、巻き付き状態の悪化は避けられない。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、巻き付きジャムをなるべく早く、かつより確実に検知し、それにより適用する画像形成装置へのダメージを軽減させ、ジャム処理性を大幅に向上させる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、用紙上に転写されたトナー像を定着させるための定着ローラ対と、この定着ローラ対の搬送方向下流に順次配置した前記用紙の搬送状態を検知するための光学センサとしての用紙搬送センサと、残留用紙の有無を検知するための光学センサとしての残紙検知センサと、どちらか一方のセンサによる検知結果に基づいて前記定着ローラ対への前記用紙の巻き付きの有無を判定する制御手段と、を備え、前記各センサからの出射光は用紙搬送路内で交差しないように設けられ、前記制御手段は前記巻き付き状態にあると判断したときは前記定着ローラ対を逆転することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記定着ローラへの前記用紙の巻き付きが無いと判断したときは、前記定着ニップより下流側へ、もしくは外部へ前記用紙を排出する請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の定着装置を備えた画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、定着装置は、定着ローラ対の一方（通常は加熱ローラ）への用紙の巻き付きがあった場合には、定着ローラ駆動手段を逆転することにより、用紙先端の拘束を無くすことができ、ジャム除去性を大幅に向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用する定着装置の構成を示す概略図である。図１において、定着装置１を構成する定着ローラ対は、ヒータ４を内蔵する加熱ローラ２、この加熱ローラ２と外周面で圧接して定着ニップ部を形成する加圧ローラ３を備え、その下流側には定着ニップ部に搬送された用紙８を加熱ローラ２から分離する分離爪５を備えている。
さらに、定着ニップ部の下流側には、搬送路を進んでくる用紙８を検知する用紙搬送センサ７、残紙検知センサ６が順次配置されている。用紙８の搬送路は、上搬送ガイド９、下搬送ガイド１０によって形成され、各センサ７、６は、例えば反射型フォトセンサであり、何れも下搬送ガイド１０の下方に配置されており、各センサ７、６からの出射光は遮蔽されることなく搬送路を通過する用紙、或いは加熱ローラ２の周面に巻き付いた用紙を夫々個別に検知できるように構成されている。
つまり、残紙検知センサ６と定着ニップ部の間に用紙搬送センサ７を設けている。また、残紙検出センサ６と用紙搬送センサ７の光軸は搬送路内で交差しないように配置されている。
また、残紙検知センサ６からの出射光は加熱ローラ２の外周でかつ分離爪５の下流に向けるようにするのが重要で、分離爪５を用紙先端が摺り抜けて加熱ローラに巻き付いた状態を検知できる構成としている。
この構成では、図示しない制御手段（ＣＰＵ）は、用紙検出センサ７が用紙８を先に検知すれば用紙８は正常状態にあると判断し、残紙検知センサ６が用紙８を先に検知すれば巻き付きと瞬時に判断することができる。用紙８が巻き付いていると判断される場合には、制御手段は、即座に定着装置１の駆動を停止させる。
仮に用紙検出センサ７が図中、点線で示す符号７’の位置にあって、その光軸が残紙検知センサ６の光軸と交差している場合では、どちらのセンサが用紙８を先に検知するか判らないため、判定に対する順序性が発生し、判定条件が複雑になる。また、先に残紙検知センサ６が検知してしまった場合は、用紙搬送センサ７の状態判定を待ってから巻き付き状態の判定を行うことになる。
通常、用紙搬送センサ７の未達検知は一定のマージンを持つため、その分停止させるタイミングが遅れる。所定時間（上記のマージン）内に対象のセンサが検知しなかったら未達と判定するのが一般的である。したがって、本発明では、用紙搬送センサ７の未達検知（未達判定）を巻き付き判定に使用しない。

図２は本発明を適用する他の定着装置を示す概略図である。図２において、構成は図１とほぼ同じであるので、とくに説明を必要とする部材以外は、図１と同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
加熱ローラ２は略示する駆動モータ１１によって通常搬送時は時計回りに回転し、用紙８を図中右側から左側への搬送方向に搬送している。制御手段は、用紙８が巻き付き状態であると判断したときは、いったん駆動モータ１１を停止（即断）し、再び逆転駆動を行う。
このとき、用紙先端が後退して分離爪５の先端を確実に抜けるまで逆転する。これにより、ジャム処理時に用紙先端の拘束が無くなり、残留している用紙のジャム除去性が大幅に向上する。これは本発明の重要な効果である。各センサ状態における巻き付き有無の判定条件を以下に示す。

また、本発明を適用した定着装置１を備えた画像形成装置において、定着装置以外の箇所でジャムが発生する等、何らかの理由でやむを得ず加熱ローラ２（定着ローラ対２、３）を停止させなければならない場合が発生する。
このとき、定着装置１を通過中の用紙８が存在した場合に、この用紙８を用紙搬送センサ７が検知していれば、定着ローラニップ部に用紙８が残留している可能性が高い。
そこで、上記の巻き付き有無判定条件より、巻き付きが無いと判断した場合は、加熱ローラ２の駆動を再開して再搬送させて、定着ローラニップ部に残留している用紙８を下流側へ移動させる。
例えば、用紙８を用紙搬送センサ７のオフ（用紙後端抜け）まで退避させるか、もしくは定着装置１外へ退避させる。これにより、ジャム除去性及び安全性が大幅に向上する。これは本発明の重要な効果である。

図３は本発明による定着装置を適用した画像形成装置を示す概略図である。図３において、読み取りユニット１２は圧板上に置かれた原稿をスキャンするために設けられている。この読み取りユニット１２は原稿を載置するコンタクトガラス２０と光学走査系で構成されている。
光学走査系は、露光ランプ１３、第１ミラー１４、第２ミラー１７及び第３ミラー１８、レンズ１５、ＣＣＤイメージセンサ１６等々で構成されている。原稿画像はＣＣＤイメージセンサ１６によって読み取られ、電気信号に変換されて処理される。
シート原稿を自動的に読み取るためのシート原稿自動読み取り装置Ａにおいて、原稿台Ｂに置かれた原稿（図示せず）は給送ローラＣによって原稿読み取りセンサＧの位置に送り込まれる。原稿はそのまま一定の速度で原稿読み取りセンサＧを通過し、このとき原稿の表面側の画像が原稿読み取りセンサＧによって読み取られる。
読み取られた画像データは画像処理（各種補正、圧縮等）を行なった後に順次画像メモリ（図示せず）に蓄えられる。書き込みユニット４９はレーザ出力ユニット１９、結像レンズ２１、ミラー２２で構成され、書き込みユニット４９から出力されるレーザ光が画像作像系の感光体３０に照射される。
感光体３０に作像された画像を印刷する手順はおおよそ以下の通りである。第１トレイ２３、第２トレイ２４、第３トレイ２５に積載された用紙は、各々第１給紙装置２６、第２給紙装置２７、第３給紙装置２８によって給紙され、縦搬送ユニット２９によって感光体３０に当接する位置まで搬送される。
画像メモリ上の画像データは書き込みユニット４９からのレーザ光によって感光体３０上に書き込まれ、現像ユニット３５を通過することによってトナー像が形成される。
そして、用紙は感光体３０の回転と等速で搬送ベルト３１によって搬送されながら、感光体３０上のトナー像が転写される。その後、定着装置１にて画像を定着させ、排紙ユニット３２によって排紙トレイ３３に排出される。

両面に画像を作像する場合は、各給紙トレイ２３〜２５から給紙されかつ作像された用紙を図示しない反転経路切り換え爪を切り換える。これにより用紙を排紙トレイ３３側に導かないで、両面入口搬送路３８に搬送し、両面搬送ユニット３６内に設けてある反転ユニット３７に導き、スイッチバック搬送４１にいったん収納される。
戻し搬送手段により逆方向（再給紙方向）に繰り出され、図示しない反転排紙切り換え爪により下方に導かれ反転し、その下方に設けてある両面中間搬送路４３に送られる。
そして、図示しない駆動源（モータ）に接続された中間搬送手段４０、両面出口搬送手段４２により、再度縦搬送ユニット２９に送られて裏面に画像を印刷された後に排紙される。
また、用紙を反転して排出する場合は、上記反転ユニット３７でスイッチバック反転した用紙を排紙反転切り換え爪により、両面中間搬送４３を通さずに反転排紙搬送路３９に送り出して再び排紙ユニット３２に戻し本体外に排出する。
本体から排紙される用紙は図示しない排紙先切り換え爪により本体の排紙トレイ３３、フィニッシャ４４のどちらかに排紙される。フィニッシャ４４に排紙された用紙はパンチ穴処理をするためのパンチユニット４８を通り、ステープル処理をするために、いったんスタックトレイ４５にスタックされる。すべての用紙がスタックトレイに溜められた後、この用紙束はステープラユニット４６により綴じられて排出トレイ４７に排出される。
上述したような本発明の動作、すなわち、定着ローラへの用紙の巻き付きが無いと判断したとき、定着ニップ部より下流側へ、もしくは装置外部へ用紙を排出する場合に、定着ニップ部上に残留した用紙を、定着装置外（下流側）へ再搬送するさいに、スイッチバック搬送４１へ送り込むことも退避手段の１つとなる。

本発明を適用する定着装置を示す概略図。 本発明を適用する他の定着装置を示す概略図。 本発明による定着装置を適用した画像形成装置を示す概略図。 分離爪以外の巻き付き状態を検知する検知手段を有する定着装置の一例を示す概略図。 分離爪以外の巻き付き状態を検知する検知手段を有する定着装置の他の例を示す概略図。

符号の説明

１ 定着装置、２ 定着ローラ、５ 分離爪、６ 残紙検知センサと、７ 用紙搬送センサ、８ 用紙、９ 搬送路（上搬送ガイド）、１０ 搬送路（下搬送ガイド）、１１ 駆動モータ

Claims (3)

1. 用紙上に転写されたトナー像を定着させるための定着ローラ対と、この定着ローラ対の搬送方向下流に順次配置した前記用紙の搬送状態を検知するための光学センサとしての用紙搬送センサと、残留用紙の有無を検知するための光学センサとしての残紙検知センサと、どちらか一方のセンサによる検知結果に基づいて前記定着ローラ対への前記用紙の巻き付きの有無を判定する制御手段と、を備え、前記各センサからの出射光は用紙搬送路内で交差しないように設けられ、前記制御手段は前記巻き付き状態にあると判断したときは前記定着ローラ対を逆転することを特徴とする定着装置。
2. 前記制御手段は、前記定着ローラ対への前記用紙の巻き付きが無いと判断したときは、前記定着ローラ対よりも下流側へ、もしくは装置外部へ前記用紙を排出することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 請求項１又は２記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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