JP2007248923A - 巻付検知装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置が有する温度に影響を受けることなく、熱定着ローラや熱定着ベルト等の定着装置へのシート巻付きを的確に検知する。
【解決手段】コロ１０９及びエンコーダ１１３は巻付検知装置を構成する。コロ１０９は、定着ローラ１０３に接触して配置され該ローラに従動して回転し、エンコーダ１１３は、コロ１０９の回転軸と接続され該コロの回転速度及び回転位置を検出する。巻付検知装置は、記録紙１００が定着ローラ１０３に巻き付いたときのコロ１０９の回転速度変化及び回転位置変化から記録紙の巻付検知を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、巻付検知装置、定着装置及び画像形成装置に関し、特に定着装置における加熱ローラや加圧ローラ、あるいは加熱ベルトや加圧ローラへの転写紙等の巻付きを検知する巻付検知装置等に関するものである。

近年、複写機やプリンタ等の画像形成装置は電子写真方式を用いているものが多い。当該画像形成装置では、感光体ドラムに形成したトナー像を転写部において搬送されてきたシートに転写して画像形成を行うが、シートにトナー像を転写したのみではトナー像が不安定なため、シートを定着装置へ搬送しトナー像をシートに定着させている。

上記定着装置としては、ヒータを内蔵した定着ローラと該定着ローラにシートを所定圧で押圧する加圧ローラとのローラ対で構成したものが、構成が簡単であることもあり広く知られている。上記構成の定着装置では、両ローラを回転させてシートを挟持し搬送する間に、該シートに熱及び圧力を印加することでトナー像をシートに永久定着させている。また、シートを定着させるための部材として、ローラの他にベルトを用いるものもある。

また、上述したような定着装置を搭載した画像形成装置においては、分離爪といった分離手段により、ローラ部材あるいはベルト部材から定着後のシートを分離している。ところが、ローラ部材等にトナー、異物等が付着した場合には、シートの分離が行われずにローラ部材等にシートが巻き付く現象が発生することがある。また、シートが転写紙である場合とＯＨＰ（Overhead Projector）シートである場合とで表面性に違いがあり、その違いが上記巻付き現象に起因することもある。

そして、ローラ部材等にシートが巻き付いた状態で、ユーザにより画像形成装置の電源がオン／オフされたときには、シートがローラ部材等に巻き付いているにもかかわらずローラ部材等を駆動させ、ローラ部材等にさらにシートを巻き付かせることとなり、重度の紙詰まりを引き起こし、画像形成装置内の各部材を損傷させるばかりか、高温の定着部材との接触により発火が発生してしまうことも考えられる。このような状況を回避するためには、ローラ部材等に対するシートの巻付きを早期に発見する必要がある。

これに対して、例えば特許文献１では、定着ローラに接触する検知スイッチにより転写紙の巻付きを検知する方法が開示されている。また、例えば特許文献２では、反射型フォトセンサを利用したカラー濃度センサで転写ベルトへの巻付きを検出する方法が提案されている。
特開昭６１−１６５７６８号公報 特開２００５−２６６２３７号公報

しかしながら、従来のような各種フォトセンサや検知スイッチを用いる巻付検知方法では、定着装置における高温のローラ表面への巻付きを検知する場合、これらの正常動作が保証される温度を超えたとき、正確な検知が行われずに的確にシートの巻付きを発見できない。最悪な場合にはこれらの機器の破損につながることになる。

そこで、本発明は、定着装置が有する温度に影響を受けることなく、熱定着ローラや熱定着ベルト等の定着装置へのシート巻付きを的確に検知することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、定着装置における加熱手段若しくは加圧手段に接触して回転する回転体と、前記回転体の回転速度及び回転位置を検出する回転検出手段とから構成される巻付検知装置であって、前記回転検出手段は、前記回転体の回転速度の変化量及び前記回転体の回転位置の変位量に基づいて転写媒体の前記加熱手段若しくは前記加圧手段への巻付きを検知することを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の巻付検知装置において、前記回転検出手段は、前記回転体の回転軸に接続されていることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１に記載の巻付検知装置において、前記回転検出手段は、等間隔にスリットが設けられた透明な円盤と、発光素子及び受光素子からなる光学センサと、前記光学センサの検出結果に基づいてパルスを出力するパルス出力手段とを有することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の巻付検知装置において、前記回転体は、前記加熱手段若しくは前記加圧手段の表面をクリーニングするクリーニング回転手段であることを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の巻付検知装置において、前記回転体は、前記加熱手段若しくは前記加圧手段の表面にオイルを塗布するオイル塗布回転手段であることを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の巻付検知装置において、前記回転体は、前記加熱手段若しくは前記加圧手段の表面を除電する除電回転手段であることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の巻付検知装置を搭載したことを特徴とする定着装置である。

また、請求項８記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の巻付検知装置若しくは請求項７に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、定着装置が有する温度に影響を受けることなく、熱定着ローラや熱定着ベルト等の定着装置へのシートの巻付きを的確に検知することが可能となる。

図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

＜実施形態１＞
本実施形態は、最もオーソドックスなもので、例えば転写紙を搬送するローラにコロを接触させ、そのコロの回転軸にエンコーダを接続させたものである。そして、図１は、本実施形態における巻付検知装置の構成を示した図で、図１（ａ）は正常な状態、図１（ｂ）は転写紙がローラに巻き付いた状態を表している。

ローラａ１０１とローラｂ１０２とは、対をなして搬送経路上に設けられ、転写紙１００を搬送する。先に述べたが、転写紙１００が正常に搬送された場合は、図１（ａ）に示すように、それぞれのローラに巻き付くことなく搬送されるが、転写紙１００が静電的にローラａ１０１に吸着したり、あるいは転写紙１００に付着しているシリコンオイル等の影響でローラａ１０１に巻き付いたりすると、図１（ｂ）のようになる。

ローラへの巻付きを検知する本実施形態の巻付検知装置は、コロ１０９及びエンコーダ１１３から構成される。コロ１０９は、ローラａ１０１に接触されこれに従動して回転する。エンコーダ１１３は、コロ１０９の回転速度変化及び回転位置変化を検出する。

エンコーダ１１３は、等間隔にスリットが設けられた透明な円盤と、発光素子及び受光素子からなる光学センサと、該光学センサの検出結果に基づいてパルスを出力するパルス出力部とを備えており、ローラａ１０１に接触して配置されたコロ１０９の回転軸に接続されている。

エンコーダ１１３は、上述した等間隔にスリットの入った円盤が回転し、光学センサによりスリットの有無でパルスを出力し、出力されたパルスから不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）が周波数を計測する。また、エンコーダ１１３は、ローラａ１０１表面の線速を検知することができる。

ローラａ１０１に転写紙１００が巻き付いた場合、ローラａ１０１に接触するコロ１０９は、転写紙１００の厚み分だけローラａ１０１の中心から離れることとなり、コロ１０９の回転数が高くなり、コロ１０９の回転位置が変化する。この回転速度の変化及び回転位置の変位をエンコーダ１１３が検出することにより、巻付検知装置として転写紙１００がローラａ１０１に巻き付いたことを検知することが可能となる。

なお、上記では回転体としてローラで説明したが、ベルトによるものでもよい。また、シートとして転写紙で説明したが、ＯＨＰシートでもよい。また、巻き付いた状態の例として、完全にローラに巻き付いたものを記載しているが、蛇腹状に巻き付くいわゆるアコーディオンジャムや、Ｚ折れジャム等の場合でも、ローラあるいはベルトとコロの間にシートが存在する限りは巻付検知は可能である。さらに、シートの巻付きだけではなく、紡績等の糸や繊維の巻付き（巻取り）の検知にも利用することができる。

＜実施形態２＞
本実施形態は、一対のローラが電子写真方式の画像形成装置におけるローラ方式の定着装置内のローラ、すなわち定着ローラと加圧ローラとの一対のローラである場合の巻付検知装置である。そして、図２は、本実施形態における巻付検知装置の構成を示した図で、図２（ａ）は正常な状態、図２（ｂ）は転写紙がローラに巻き付いた状態を表している。

定着ローラ１０３及び加圧ローラ１０４は、対をなして定着装置を構成している。それぞれのローラ内部には、定着ヒータ１０５ａと加圧ヒータ１０６ａとが配置されており、図示しないサーミスタが各ローラ表面の温度を検出し、各ローラが所定の温度となるように不図示のＣＰＵが温度制御を行っている。

また、図６に示すように、定着ローラ１０３の表面には、クリーニングローラ１１０、オイル塗布ローラ１１１及びバイアスローラ１１２が接触して配置されるように構成してもよい（ただし、エンコーダ１１３はコロ１０９に接続される）。クリーニングローラ１１０は、定着ローラ１０３の表面をクリーニングする。オイル塗布ローラ１１１は、定着ローラ１０３の表面にシリコンオイルを塗布し、転写紙１００の分離性を良くしている。バイアスローラ１１２は、定着ローラ１０３の表面を除電する。

そして、転写紙１００の定着ローラ１０３への巻付検知については、実施形態１と同様で、コロ１０９の回転速度の変化及び回転位置の変位をエンコーダ１１３が検出することにより巻付検知を行う。

＜実施形態３＞
本実施形態は、実施形態２と同様の構成だが、図３に示すとおり、エンコーダ１１３が加圧ローラ１０４に接続されている点で実施形態２とは異なる。それ以外は、実施形態２と同様で、転写紙１００の加圧ローラ１０４への巻付検知について、コロ１０９の回転速度の変化及び回転位置の変位をエンコーダ１１３が検出することにより巻付検知を行う。

なお、本実施形態及び実施形態２では、定着ローラ１０３、加圧ローラ１０４のいずれかにコロ１０９を接触させ、接触させたコロ１０９にエンコーダ１１３を接続しているが、両ローラにそれぞれコロ１０９及びエンコーダ１１３を配置するように構成してもよい。このように構成することで、双方のローラに転写紙１００が巻き付いた状態を検知することが可能となる。

＜実施形態４＞
本実施形態は、実施形態２及び３とは異なり、電子写真方式の画像形成装置における定着装置がベルト方式のもので、定着ローラが定着ベルトとして設けられている場合の巻付検知装置である。そして、図４は、本実施形態における巻付検知装置の構成を示した図で、図４（ａ）は正常な状態、図４（ｂ）は転写紙がローラに巻き付いた状態を表している。

定着ベルト１０７及び加圧ローラ１０４は、対をなして定着装置を構成している。定着ベルト１０７は、加圧ローラ１０４と対向するローラと、該ローラに従って回転し内部に定着加熱ヒータ１０５ｂを備える加熱ローラとにより張架されている。また、加圧ローラ１０４の内部には加圧ヒータ１０６ａが設けられている。そして、図示しないサーミスタが定着ベルト１０７及び加圧ローラ１０４の表面温度を検出し、それぞれの表面が所定の温度になるように不図示のＣＰＵが温度制御を行っている。

また、図８に示すように、定着ベルト１０７の表面には、クリーニングローラ１１０、オイル塗布ローラ１１１及びバイアスローラ１１２が接触して配置されるように構成してもよい（ただし、エンコーダ１１３はコロ１０９に接続される）。クリーニングローラ１１０は、定着ベルト１０７の表面をクリーニングする。オイル塗布ローラ１１１は、定着ベルト１０７の表面にシリコンオイルを塗布し、転写紙１００の分離性を良くしている。バイアスローラ１１２は、定着ベルト１０７の表面を除電する。

そして、転写紙１００の定着ベルト１０７への巻付検知については、実施形態１〜３と同様で、コロ１０９の回転速度の変化及び回転位置の変位をエンコーダ１１３が検出することにより巻付検知を行う。

＜実施形態５＞
本実施形態は、図５に示すとおり、実施形態４の加圧ローラが加圧ベルトとして設けられた、電子写真方式の画像形成装置における定着装置がベルト方式の場合の巻付検知装置である。つまり、定着ローラが定着ベルトとして、加圧ローラが加圧ベルトとして構成されたものである。また、コロ１０９及びエンコーダ１１３が加圧ベルト１０８の側に配置されている。基本的には実施形態４と同様で、転写紙１００の加圧ベルト１０８への巻付検知について、コロ１０９の回転速度の変化及び回転位置の変位をエンコーダ１１３が検出することにより巻付検知を行う。

なお、本実施形態では、定着部及び加圧部がベルト部材を用いているが、定着部をローラ部材、加圧部をベルト部材として構成してもよい（定着部と加圧部とが実施形態４と逆の構成）。また、本実施形態及び実施形態４では、定着ベルト１０７、加圧ベルト１０８のいずれかにコロ１０９を接触させ、接触させたコロ１０９にエンコーダ１１３を接続しているが、両ベルトにそれぞれコロ１０９及びエンコーダ１１３を配置するように構成してもよい。このように構成することで、双方のベルトに転写紙１００が巻き付いた状態を検知することが可能となる。

＜実施形態６＞
本実施形態は、図６に示すように、電子写真方式の画像形成装置における定着装置の定着ローラに接触して配置されたクリーニングローラ、オイル塗布ローラ、バイアスローラにエンコーダを接続して巻付検知装置として構成するものである。

そもそも、本発明では定着装置の温度に影響を受けないシート巻付検知を目的としていることからも、巻付きを検知するコロは高温に耐えうる材料で構成しなければならない。また、小型化している定着装置のローラあるいはベルトの表面に接触させる必要があり、ローラあるいはベルトの表面の移動量、変化量を検出するため、ローラあるいはベルトの表面に接触しているクリーニングローラ、オイル塗布ローラ、あるいはバイアスローラに、上述してきた実施形態のコロの機能を発揮させることは好適である。この場合、エンコーダ及びエンコーダと接続されたクリーニングローラ、オイル塗布ローラ、あるいはバイアスローラが巻付検知装置を構成する。

すなわち、図６及び図７に示すように、例えばオイル塗布ローラ１１１にエンコーダ１１３を接続し、オイル塗布ローラ１１１の回転速度の変化及び回転位置の変位をエンコーダ１１３が検出することにより、巻付検知装置として転写紙１００が定着ローラ１０３に巻き付いた状態を検知することが可能となる。また、エンコーダ１１３は、クリーニングローラ１１０に接続することもでき、バイアスローラ１１２に接続することもできる。

本実施形態のように構成することによって、定着装置におけるローラあるいはベルトの表面の移動量、変化量を検出するための部品を新たに追加することなく、シート巻付検知を行うことが可能となる。

＜実施形態７＞
本実施形態は、図８に示すように、電子写真方式の画像形成装置における定着装置の定着ベルトに接触して配置されたクリーニングローラ、オイル塗布ローラ、バイアスローラにエンコーダを接続して巻付検知装置として構成するものである。定着部が定着ローラではなく定着ベルトである点、エンコーダ１１３がバイアスローラ１１２に接続されている点で実施形態６と相違し、その他は同じである。

すなわち、バイアスローラ１１２にエンコーダ１１３を接続し、バイアスローラ１１２の回転速度の変化及び回転位置の変位をエンコーダ１１３が検出することにより、巻付検知装置として転写紙１００が定着ベルト１０７に巻き付いた状態を検知することが可能となる。

＜実施形態８＞
図１〜８に示すように、実施形態１〜７のいずれかの巻付検知装置を定着装置の中に組み込み、巻付検知装置搭載の定着装置として構成してもよい。

＜実施形態９＞
実施形態１〜７のいずれかの巻付検知装置を画像形成装置に組み込み、巻付検知装置搭載の画像形成装置として構成してもよい。また、実施形態８の定着装置を画像形成装置に組み込み、巻付検知装置搭載の定着装置を備えた画像形成装置として構成してもよい。

図９は、本実施形態の画像形成装置の概略構成を示した図である。

本実施形態の画像形成装置は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）１と、原稿台２と、給紙ローラ３と、給送ベルト４と、配送ローラ５と、コンタクトガラス６と、原稿セット検知部７と、給紙ユニット８と、縦搬送ユニット９と、感光体１０と、搬送ベルト１１と、定着ユニット１２と、排紙ユニット１３と、現像ユニット１４と、読取りユニット１５と、書込みユニット１６と、フィニシャ１７とから構成される。

まず、ＡＤＦ１の具備する原稿台２上に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されることで、一番上の原稿から給送ローラ３と、給送ベルト４とにより、コンタクトガラス６上の所定の位置に給送される。

次に、コンタクトガラス６上の所定の位置に給送された原稿は、読取りユニット１５により読み取られ、読取りが終了した原稿は、給送ベルト４、排送ローラ５を介して排出される。さらに、原稿台２に次の原稿があることを原稿セット検知部７が検知した場合には、上述した処理動作と同様に、コンタクトガラス６上に給送される。なお、給送ローラ３、給送ベルト４、排送ローラ５は、搬送モータによって駆動される。

次に、給紙ユニット８のトレイに積載された記録紙は、各々の給紙装置により給紙され、縦搬送ユニット９により感光体１０に当接する位置まで搬送される。

そして、読取りユニット１５にて読み込まれた画像データは、書込みユニット１６からのレーザによって感光体１０上に書き込まれ、感光体１０上に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が現像ユニット１４を通過することで現像され、感光体１０上にトナー像が形成される。

縦搬送ユニット９より搬送された記録紙は、感光体１０の回転速度と等速の搬送ベルト１１により搬送され、この際に、感光体１０上に形成されたトナー像が記録紙上に転写される。定着ユニット１２に搬送される。また、トナー像の転写された記録紙は、定着ユニット１２に搬送される。定着ユニット１２において、記録紙上に転写されたトナー像が熱定着される。

そして、排紙ユニット１３は、後処理装置であるフィニシャ１７に記録紙を排出する。フィニシャ１７は、記録紙を、通常排紙トレイ側と、ステープル台側とに導くための装置である。

感光体１０、搬送ベルト１１、定着ユニット１２、排紙ユニット１３、現像ユニット１４は、不図示のメインモータによって駆動される。また、給紙装置は、該メインモータの駆動を各々の給紙クラッチが伝達することで駆動される。また、縦搬送ユニット９は、不図示のメインモータの駆動を中間クラッチが伝達することで駆動される。

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

本発明の実施形態に係る巻付検知装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る巻付検知装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る巻付検知装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る巻付検知装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る巻付検知装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る巻付検知装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る巻付検知装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る巻付検知装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

符号の説明

１００ 転写紙
１０１ ローラａ
１０２ ローラｂ
１０３ 定着ローラ
１０４ 加圧ローラ
１０５ａ 定着ヒータ
１０５ｂ 定着加熱ヒータ
１０６ａ 加圧ヒータ
１０６ｂ 加圧加熱ヒータ
１０７ 定着ベルト
１０８ 加圧ベルト
１０９ コロ
１１０ クリーニングローラ
１１１ オイル塗布ローラ
１１２ バイアスローラ
１１３ エンコーダ

Claims (8)

1. 定着装置における加熱手段若しくは加圧手段に接触して回転する回転体と、前記回転体の回転速度及び回転位置を検出する回転検出手段とから構成される巻付検知装置であって、
   前記回転検出手段は、前記回転体の回転速度の変化量及び前記回転体の回転位置の変位量に基づいて転写媒体の前記加熱手段若しくは前記加圧手段への巻付きを検知することを特徴とする巻付検知装置。
2. 前記回転検出手段は、前記回転体の回転軸に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の巻付検知装置。
3. 前記回転検出手段は、等間隔にスリットが設けられた透明な円盤と、発光素子及び受光素子からなる光学センサと、前記光学センサの検出結果に基づいてパルスを出力するパルス出力手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の巻付検知装置。
4. 前記回転体は、前記加熱手段若しくは前記加圧手段の表面をクリーニングするクリーニング回転手段であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の巻付検知装置。
5. 前記回転体は、前記加熱手段若しくは前記加圧手段の表面にオイルを塗布するオイル塗布回転手段であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の巻付検知装置。
6. 前記回転体は、前記加熱手段若しくは前記加圧手段の表面を除電する除電回転手段であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の巻付検知装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の巻付検知装置を搭載したことを特徴とする定着装置。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載の巻付検知装置若しくは請求項７に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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