JP2007304566A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に使用される定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、特に、定着ニップを通過した記録材の定着部材(定着ローラまたは定着ベルト)への巻き付き防止技術に特徴のある定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus and an image forming apparatus provided with the same, and in particular, prevents a recording material that has passed through a fixing nip from being wound around a fixing member (fixing roller or fixing belt). The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing device that is characteristic in technology.
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真式画像形成装置においては、転写装置から搬送されてくる未定着トナー画像を保持した記録材は、定着装置の定着ニップで加熱、加圧されることによって画像定着されるが、その際に、溶融したトナーが粘着力を持ち、定着ベルト、定着ローラ等の定着部材に付着している場合には、記録材は先端から定着部材に巻き付きながら排出されるため、巻き付きジャムの発生や過定着による画像不良が発生しやすくなる。このような事故は、特に、記録材の先端から余白なしで画像が形成されている場合に発生し易い。
そのため、通常は記録材先端から1〜5mm程度の余白領域を設定し、その部分には画像を形成しないようにしている。そうすることで、搬送されてくる記録材は、定着ニップを出た直後に、その余白分だけは定着部材に巻き付かずに排出されるため、定着部材と記録材との間に間隙が生じる。そして、この間隙内に定着ニップ下流側近傍に設置された分離部材を挿入することによって、記録材を定着部材から強制的に分離させるようにしている。
In electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimile machines, a recording material holding an unfixed toner image conveyed from a transfer apparatus is heated and pressed in a fixing nip of the fixing apparatus. When the image is fixed, but the melted toner has adhesive force and adheres to a fixing member such as a fixing belt or a fixing roller, the recording material is discharged from the leading edge while being wound around the fixing member. For this reason, the occurrence of winding jam and image defects due to overfixing are likely to occur. Such an accident is likely to occur particularly when an image is formed without a margin from the leading edge of the recording material.
For this reason, normally, a blank area of about 1 to 5 mm is set from the front end of the recording material, and an image is not formed in that area. By doing so, immediately after leaving the fixing nip, the recording material conveyed is discharged without being wrapped around the fixing member, so that a gap is generated between the fixing member and the recording material. . The recording material is forcibly separated from the fixing member by inserting a separation member installed in the vicinity of the downstream side of the fixing nip into the gap.
上記のように、記録材先端に余白領域を形成し、分離部材で記録材を定着部材から強制的に分離させるようにしても、種々の条件で記録材の巻き付きが発生してしまうことがある。記録材が定着部材に巻き付いてしまう条件としては、トナー付着量・出力画像・定着温度・記録材質・分離部材構成・環境(温度・湿度)などの様々な要因が挙げられるが、これらはその都度条件が変わってくるもので、全てを制御することが不可能である。
このような記録材の定着部材に対する巻き付きを防止するために、先端余白幅に応じて分離部材を定着部材に当接または離間させるように分離部材の動作を制御することによって定着部材への記録材の巻き付きジャムの発生を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In order to prevent such a recording material from being wound around the fixing member, the recording material on the fixing member is controlled by controlling the operation of the separating member so that the separating member is brought into contact with or separated from the fixing member according to the margin width at the front end. There has been proposed a technique for suppressing the occurrence of wraparound jam (see, for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1に記載された技術の場合、動作制御させる機構を追加しなければならないため機器の大型化につながる。また高精度の位置決めが要求される分離機構を制御することは困難である。ところで、記録材の分離不良(定着部材への記録材の巻き付き)の発生の多寡は、記録材の材質、具体的には、記録材の厚さに大きく起因していることを本出願人は見出した。
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、定着装置における記録材の分離不良を低減することができ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を目的とする。
However, in the case of the technique described in Patent Document 1, it is necessary to add a mechanism for controlling the operation, leading to an increase in the size of the device. It is also difficult to control a separation mechanism that requires high-precision positioning. By the way, the applicant of the present invention indicates that the number of occurrences of poor recording material separation (winding of the recording material around the fixing member) is largely caused by the material of the recording material, specifically, the thickness of the recording material. I found it.
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device and an image forming apparatus including the fixing device that can reduce recording material separation failure in the fixing device.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、定着ニップから排出される記録材を定着部材から分離させる分離部材を有する定着装置を備えた画像形成装置において、使用する記録材の厚さを検知する紙種検知手段と、記録材先端の余白領域を調整する余白領域調整手段と、前記紙種検知手段の検知結果により、前記記録材先端の余白領域を調整するよう前記余白領域調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記余白調整手段は、薄紙通紙モード時に記録材先端の余白領域を広げることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、定着ニップから排出される記録材を定着部材から分離させる分離部材を有する定着装置を備えた画像形成装置において、定着部材と分離部材のギャップを検知するギャップセンサと、記録材先端の余白領域を調整する余白領域調整手段と、前記ギャップセンサの検知結果により前記記録材先端の余白領域を調整するよう前記余白領域調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、定着ニップから排出される記録材を定着部材から分離させる分離部材を有する定着装置を備えた画像形成装置において、使用する記録材の厚さを検知する紙種検知手段と、定着部材と分離部材のギャップを検知するギャップセンサと、記録材先端の余白領域を調整する余白領域調整手段と、紙種検知手段の検知結果及びギャップセンサの検知結果の双方により記録材先端の余白領域を調整するよう余白領域調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to an image forming apparatus having a fixing device having a separating member for separating the recording material discharged from the fixing nip from the fixing member. Paper margin detecting means for detecting the margin, margin area adjusting means for adjusting the margin area at the leading edge of the recording material, and the margin area adjustment so as to adjust the margin area at the leading edge of the recording material according to the detection result of the paper type detecting means. And a control means for controlling the means.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the margin adjusting means widens a margin area at the leading end of the recording material in the thin paper passing mode.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including a fixing device having a separation member that separates the recording material discharged from the fixing nip from the fixing member, and a gap sensor that detects a gap between the fixing member and the separation member; A margin area adjusting means for adjusting a margin area at the leading edge of the recording material; and a control means for controlling the margin area adjusting means to adjust the margin area at the leading edge of the recording material according to a detection result of the gap sensor. Features.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus having a fixing device having a separating member for separating the recording material discharged from the fixing nip from the fixing member, a paper type detecting means for detecting the thickness of the recording material to be used. And a gap sensor for detecting a gap between the fixing member and the separating member, a margin area adjusting means for adjusting a margin area at the leading edge of the recording material, and a detection result of the paper type detection means and a detection result of the gap sensor. And a control means for controlling the margin area adjusting means to adjust the margin area.
請求項5記載の発明は、請求項3または4に記載の画像形成装置において、前記ギャップセンサを前記定着部材の回転軸に沿って複数個配置することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の画像形成装置において、前記複数個のギャップセンサが検知したギャップの最大値を定着部材と分離部材との間のギャップと判定する判定手段を備えたことを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項5または6記載の画像形成装置において、前記複数個のギャップセンサの少なくとも1個のギャップセンサで検出されたギャップの値が、当該1個のギャップセンサで検出された前回のギャップの値から所定以上の測定差が生じた場合には異常として検知する異常検出手段を備えたことを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項7記載の画像形成装置において、前記異常検出手段からの異常検出信号によって画像処理部の作動を停止させることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third or fourth aspect, a plurality of the gap sensors are arranged along the rotation axis of the fixing member.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, the image forming apparatus further includes a determination unit that determines a maximum value of the gap detected by the plurality of gap sensors as a gap between the fixing member and the separation member. It is characterized by that.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth or sixth aspect, a gap value detected by at least one gap sensor of the plurality of gap sensors is detected by the one gap sensor. An abnormality detection means is provided for detecting an abnormality when a measurement difference of a predetermined value or more has occurred from the previous gap value.
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the seventh aspect, the operation of the image processing unit is stopped by an abnormality detection signal from the abnormality detecting means.
本発明によれば、上記構成を採用することによって、定着装置における記録材の分離不良を低減することができ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が可能となる。 According to the present invention, by adopting the above configuration, it is possible to provide a fixing device that can reduce recording material separation failure in the fixing device and an image forming apparatus including the same.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。本画像形成装置は、CPU101を中心として、紙種検知手段102、ギャップセンサ103、画像処理手段104を備える。紙種検知手段102は、通紙される記録材の厚さを検知する。ギャップセンサ103は、後述する分離板と定着ベルトのギャップの値を検知する。画像処理手段104は、記録材先端の余白領域を調整する余白領域調整手段105を有する。
図2は、本発明による一実施形態の定着装置の構成図である。縦型搬送機のベルト定着装置の概要を説明する。定着ベルト1は、定着ローラ2と加熱ローラ3の周囲に掛けまわされ、テンションローラ4で張力を与えられ、定着ローラ2と加熱ローラ3に密着している。このように構成した定着ベルトループの定着ローラ2に対応する箇所に加圧ローラ5を押し当てることで定着ニップを構成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a functional block diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus includes a paper
FIG. 2 is a configuration diagram of a fixing device according to an embodiment of the present invention. An outline of the belt fixing device of the vertical conveyance machine will be described. The fixing belt 1 is wound around the
定着ベルト1は、ベルト基材として耐熱樹脂の無端フィルムであるポリイミド(PI)で構成されている。厚みは50〜90μm程度が適当である。ベルト基材の上には、画像のしなやかさを維持するために、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性層があり、この厚みは100〜300μmが適当である。さらに表層には、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの離型層が設けられ、この厚みは20〜50μm程度である。離型層はチューブタイプのものを被せても良いし、液状や粉体のPFAやPTFEの塗装・焼成による成膜も可能である。
加熱ローラ3の内側には、熱源6(ハロゲンヒーターや赤外線ヒータ、他の熱抵抗も可)を設け、サーミスタなどの温度検知素子7によってその温度を検知し、熱源6の点滅を制御し、加熱ローラ3または、定着ベルト1の表面温度をコントロールしている。
加熱ローラ3はアルミや鉄などの金属で構成し、厚みは薄いほど良いが、ベルト1の張力によって、曲げ応力を受けるので、アルミなら0.4mm以上、鉄なら0.2mm以上の厚みが必要となる。加熱ローラ3の内側には、熱源6からの熱を吸収しやすいよう、黒色などの熱吸収を促進する塗料が塗られている。
The fixing belt 1 is made of polyimide (PI) which is an endless film of a heat resistant resin as a belt base material. A thickness of about 50 to 90 μm is appropriate. On the belt substrate, there is an elastic layer such as silicone rubber or fluororubber in order to maintain the flexibility of the image, and the thickness is suitably 100 to 300 μm. Furthermore, a release layer such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE) is provided on the surface layer, and the thickness is about 20 to 50 μm. The release layer may be covered with a tube type or may be formed by coating or baking liquid or powder PFA or PTFE.
Inside the
The
定着ローラ2は表層をシリコーンゴムなどの弾性体で覆い、金属などの剛性の高い芯材で構成する。芯材に適するのは、鉄やアルミである。高強度の樹脂でも構わない。表層の弾性体は、スポンジゴムが最も適当で、低硬度(50HS以下:アスカーC)で構成できるため、定着ベルト1への負荷が少ないだけでなく、熱伝導が普通のゴムと比較して低いため、定着ベルトの熱を逃がしにくいという利点がある。
テンションローラ4は、加熱ローラ3と定着ローラ2に掛けられた定着ベルト1のほぼ中間位置に設けてあり、この図ではベルト1のループの外側からスプリング8などの押し付け部材で加圧されている。
テンションローラ4は、芯材に金属などの剛性の高い材料を使用し、表層を耐熱フェルトやシリコーンゴムなどのある程度の弾性を有した材料で覆っている。これらの表層材は、加圧時に定着ベルト1を傷つけないことや、ある程度の精度を欠いた設定でも均一に押し付け力を確保できることのほか、熱伝導がそれほど速くないため、定着ベルト1からの放熱を防止することにも役立つ。テンションローラ4は、定着ベルト1の内側から当てても良いし、加熱ローラ3や定着ローラ2を移動可能として、テンションローラ4の替わりに用いても良い。
The
The tension roller 4 is provided at a substantially intermediate position between the fixing roller 1 and the
The tension roller 4 uses a highly rigid material such as metal for the core material, and covers the surface layer with a material having a certain degree of elasticity such as heat-resistant felt or silicone rubber. These surface materials do not damage the fixing belt 1 at the time of pressurization, can ensure a uniform pressing force even in a setting lacking a certain degree of accuracy, and heat conduction is not so fast. It also helps to prevent. The tension roller 4 may be applied from the inside of the fixing belt 1 or may be used in place of the tension roller 4 so that the
加圧ローラ5は、金属のように剛性を持った芯材にシリコーンゴムなどの弾性体を配した構成を取る。表層にPFAチューブなどの離型性の良い部材を巻くのが効果的である。この時、加圧ローラ5の硬度を定着ローラ2より高く設定すれば(ゴム厚みを薄くするとかゴム硬度を高くするなど)、定着ニップは定着ローラ2側に凹型になる。
カラー画像では、トナー量がモノクロ画像よりも多いため溶融時のトナーの粘着力が高くなり、定着ベルト1から剥離しにくい。そのため定着ローラ2側に凹状に湾曲したニップとすることで、曲率分離で定着後の画像を定着ベルトから剥離させやすい構成となる。この例でも、定着ローラ2(定着ベルト1)側に加熱ローラ3、熱源6を配置し、定着ローラ2側を画像面としている。そのため、定着ローラ2を加圧ローラ5よりも低硬度とすることで定着ニップを画像側に凹型としている。
The
In a color image, since the toner amount is larger than that in a monochrome image, the adhesive force of the toner at the time of melting is high, and it is difficult to peel off from the fixing belt 1. Therefore, a nip that is concavely curved on the fixing
図3は定着装置前後の記録材搬送経路を示す図である。上流の転写装置9から搬送されてくる未定着画像10−1が載った記録材10は、入口ガイド板11に沿って定着ニップNに進入する。そして定着ニップN内で、所定の熱・圧力を加えられることでトナー画像は溶けて記録材10面に定着される。
定着装置出口には、画像側に分離板12を設置する。分離板12は、搬送幅全域をカバーするサイズで、金属で構成するのがよい。先端部12−1の厚みは、できるだけ薄く作る(例えば0.2mm以内)。先端が薄くなることで、定着ニップに極力近づけて設置することが可能となり、また熱容量も低くなるため、簡単に水蒸気が付着できない温度に上昇する。先端部は板厚より薄く潰しても良いし、別の薄い0.2mm以下の板を貼りつけても良い。
FIG. 3 is a diagram showing a recording material conveyance path before and after the fixing device. The
A
分離板12は、その画像範囲内において、定着ベルト1とは非接触とすることで定着ベルト1に対するダメージを低減できる。一般には、分離板12の先端と定着ベルト1のギャップは、1mm以下程度にする。ギャップが離れ過ぎると、定着ニップから排出した記録材10が分離板12に引っかかって紙詰まりを起こすし、逆に近すぎると、定着ベルト1に接触してしまい、定着ベルト1に傷をつけてしまう。
このギャップを正確に保つため、分離板12を有する位置出し部材13が画像外の分離板12両端で定着ベルト1に突き当てられて取り付けられている。これにより、分離板12と定着ベルト1は常に安定した位置関係となりギャップが安定する。
定着ニップを出た記録材10は、定着ベルト1に巻き付いて狙いの時間よりも長く定着ベルト1に沿って搬送されてしまうと画像にムラが発生しやすいため、分離板12の先端位置はニップNに近いほど良い。定着装置から排出された記録材10は、分離板12に沿って搬送され、下流の搬送ローラ対14に挟まれ、さらに下流(画像形成装置の排出口)へと搬送される。
The
In order to maintain this gap accurately, a positioning
When the
記録材の分離不良(定着部材への記録材の巻き付き)の発生の多寡は、記録材10の材質、具体的には、記録材の厚さに大きく起因していることに鑑み、本発明では以下のように制御する。
[実施例1]
実施例1では、記録材質により先端余白幅を調整する方法を提案する。記録材と一言で言ってもそこにはサイズや厚さ、繊維質・繊維方向などが異なった様々な種類が存在するが、通常は定着性や搬送性に大きく寄与する紙厚によって、薄紙・普通紙・厚紙といった具合に種類分けされており、ユーザーが使用時にその都度設定するようになっている。
これらの区分けは、目安として薄紙(60g/m2以下)、普通紙(60〜105g/m2)、厚紙(105g/m2以上)のような区分けとなる。
紙厚は厚くなればなるほどその分コシが強くなるため、定着時にトナーが溶融して粘着力を持った場合でも普通紙・厚紙では紙のコシがある程度強いため、定着ベルト1への巻き付きは発生しにくい。それに対し、薄紙は極端に紙のコシが弱くなるために非常に巻き付きやすく、他の2種と同条件の先端余白幅では巻き付きの発生する確率が非常に高くなる。
In the present invention, in view of the fact that the occurrence of poor recording material separation (winding of the recording material around the fixing member) is largely caused by the material of the
[Example 1]
Embodiment 1 proposes a method of adjusting the leading edge margin width depending on the recording material. There are various types of recording materials that differ in size, thickness, fiber and fiber direction, etc., but there are usually thin papers depending on the paper thickness that greatly contributes to fixability and transportability. -It is classified into various types such as plain paper and cardboard, and is set by the user each time it is used.
These segmentation is thin (60 g / m 2 or less) as a guide, plain paper (60~105g / m 2), a division such as cardboard (105 g / m 2 or higher).
The thicker the paper, the stronger the stiffness. Therefore, even if the toner melts and has adhesive strength at the time of fixing, the paper is thick to some extent with plain paper / thick paper, so the winding around the fixing belt 1 occurs. Hard to do. On the other hand, thin paper is extremely easy to wrap because the stiffness of the paper is extremely weak, and the probability of occurrence of wrapping becomes very high in the tip margin width under the same conditions as the other two types.
そこで、本発明では薄紙通紙モード選択時に先端余白幅を広げる制御を行う。具体的には、図1において、紙種検知手段102で薄紙が通紙されていることを検知したら、CPU101は、画像処理手段104の余白領域調整手段105を制御して先端余白幅を広げる制御を行う。上述した図2の構成の定着装置で先端余白幅を調整した未定着紙の巻き付き実験を行ったところ、図5に示すように、普通紙・厚紙では先端余白幅が2mm以上あれば分離可能であるが、薄紙については3.5mm以上の先端余白幅が必要となることがわかる。このように、薄紙については分離性が極端に悪くなるため、巻き付き防止策として薄紙通紙モード選択時には先端余白幅を広げることで巻き付きを防止することが可能となる。
Therefore, in the present invention, control is performed to widen the leading edge margin width when the thin paper passing mode is selected. Specifically, in FIG. 1, when the paper
実施例1では紙種によって先端余白幅を調整する制御方式を提案したが、ここではそれ以外に分離性能を大きく左右するもう一つの要因として図3に示した分離板12と定着ベルト1とのギャップGについて説明する。
上述したとおり、分離板12と定着ベルト1とのギャップ長は1mm以下とすることで、狭ければ狭いほどそれだけ分離性能は向上するが、逆に狭すぎると分離板12の先端が定着ベルト1と接触してしまい、定着ベルト1を傷つけてしまうことになる。メンテナンス無しで継続して使用した場合には、紙粉や飛散したトナーや埃などがそのギャップ部Gに堆積していき、最終的にはギャップGを全て埋めてしまい定着ベルト1に接触して傷つけてしまうため、最低でも0.1mm以上はギャップ長を確保しなければならない。
このように非接触式の分離板機構では0.1mm単位のギャップ長精度が要求される一方、加工精度・組立て精度の限界から0.2mm程度の公差ばらつきを含んでしまうため、ギャップ長の狙い中央値としては0.3〜0.4mmあたりにする必要がある。その場合、図6に示すように、それぞれのギャップにおける分離性能結果を見ると、ギャップ長の公差上下限における分離性では、同じ通紙モードにおいても大きな差が出ていることがわかる。
しかしながら、このギャップ長のばらつきについては、加工精度・組立て精度によるものであるためこれ以上の精度アップは難しく、また量産される製品の1点1点を検査するのも現実的でない。
In the first embodiment, a control method of adjusting the leading edge margin width according to the paper type has been proposed, but here, as another factor that greatly affects the separation performance, the
As described above, by setting the gap length between the
As described above, the non-contact type separation plate mechanism requires a gap length accuracy of 0.1 mm unit, but includes a tolerance variation of about 0.2 mm due to the limit of processing accuracy and assembly accuracy. The median value should be around 0.3 to 0.4 mm. In that case, as shown in FIG. 6, when the separation performance result in each gap is seen, it can be seen that there is a large difference in the separation performance at the upper and lower tolerances of the gap length even in the same sheet passing mode.
However, since the gap length variation depends on the processing accuracy and assembly accuracy, it is difficult to further improve the accuracy, and it is not realistic to inspect each point of mass-produced products.
[実施例2]
そこで実施例2では、定着ベルト1と分離板12のギャップ長を検知するギャップセンサ103を取り付ける構成を提案する。図4は定着ベルトと分離板のギャップ長を検知するギャップセンサ103の取り付け位置を示す図である。図4に示すように、定着装置内部に定着ベルト1と分離板12のギャップ長を検知するギャップセンサ(反射型フォトセンサ、あるいはレーザー式のセンサ)103を取り付ける。
印刷要求のあった場合にギャップセンサ103でギャップ長を検知し、そのギャップ長により、または、ギャップ長と紙種の双方により、前述の図6で示すような、ギャップ長と紙種と先端余白幅の関係をルックアップテーブル(LUT)106等に記録し、図8に示すように、検出されるギャップ長と紙種に基づいて対応する記録材10の先端余白領域となるように、画像処理手段104を制御して調整する。ここでギャップセンサ103の耐熱性150℃以上とすることで定着装置内部でも設置することが可能となる。
[Example 2]
Therefore, in the second embodiment, a configuration is proposed in which a
When a print request is made, the gap length is detected by the
[実施例3]
図7は、本発明による他の実施の形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。この実施例においては、前述の図4で示すギャップセンサ103a、103b、103cを定着ローラ2の回転軸2aに沿って平行に中央部と両端部の3個所を取り付けている。このように、ギャップセンサ103を定着ローラ2の回転軸2aに沿って複数個取り付けることにより、複数点における定着ベルト1の表面と分離板12の先端とのギャップ長の検知が可能となるが、ほとんどの場合において、これらの複数のギャップセンサ103におけるセンサ読値が全て一致することはなく、ばらつきが発生する。
しかし、図6で示したように、分離板12のギャップ長の大小により記録材10の分離性能も異なってしまう。仮に、定着ローラ2の左右端部で定着ベルト1と分離板12のギャップ長が大きく異なっていた場合には、記録材10が搬送される際に片側では分離されるが、もう一方の片側では巻き付きが発生してしまうということも考えられる。このような問題に対処するために、複数点におけるギャップ測定値の最大値を参照して記録材の先端余白を決定するようにしている。
即ち、図8で示すように、複数のギャヤップセンサ103a、103b、103cで検出されるギャップ測定値の内、判定手段107で判定して得られるギャップ測定値の最大値を使用して、前述の図6で示すギャップ長と紙種と先端余白幅の関係を記録したLUT106を参照して先端余白幅が決定される。
[Example 3]
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a fixing device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
However, as shown in FIG. 6, the separation performance of the
That is, as shown in FIG. 8, among the gap measurement values detected by the plurality of
この先端余白幅の調整方法としては、前述の図6で示すギャップ長と紙種と先端余白長の関係を直接利用するだけでなく、当該関係から画像形成装置に予め先端余白幅の設定値をいくつか記憶させておき、例えば、定着ベルト1と分離板12のギャップ測定値が0.2mm〜0.4mmの時には先端余白幅を2.5mmの設定値、ギャップ測定値が0、4mmを超える場合には、先端余白幅を3.5mmの設定値を参照して画像形成するといった方法も使用することができる。
これにより、複数点でギャップの値がばらついていた場合でも、それらの読値の最大値をギャップ長として判定し、この判定したギャップ長に対応する先端余白幅を決定することによって、適切に巻き付き発生を抑制することが可能となる。
なお、定着ローラ2と分離板12とのギャップを検出するギャップセンサが複数設けられているのは以下のような理由による。
即ち、分離板12は非常に精度が求められる部品であるにも関わらず、分離板12は1枚の板金を加工して(先端を潰して)いるため精度を得るのが難しい。そのため、同一部品内でも軸方向でギャップが変動する。そこで、本実施の形態では、軸方向に複数個のギャップセンサを設け、各箇所におけるギャップを検知し、ギャップが最大となった箇所の測定値をギャップとすることで、それに見合った先端余白調整を行うようにしている。
As a method for adjusting the leading edge margin width, not only the relationship between the gap length, the paper type, and the leading edge margin length shown in FIG. 6 described above is directly used, but the leading edge margin width is set in advance in the image forming apparatus based on the relationship. For example, when the measured gap value between the fixing belt 1 and the
As a result, even when gap values vary at multiple points, the maximum value of those readings is determined as the gap length, and the leading edge margin width corresponding to the determined gap length is determined, so that wrapping occurs appropriately Can be suppressed.
The plurality of gap sensors for detecting the gap between the fixing
That is, although the
また、本実施例による定着装置においては、画像形成装置で印刷要求があった場合に、前述のように、3個所のギャップセンサ103a、103b、103cによって定着ベルトと分離板のギャップ長を検知するが、その際に、少なくとも1個のギャップセンサにおいて、前回検知時の読値との測定差が±0.1mm以上あった場合には異常として検知し、異常クリア処理を行うまで印刷を行わない、或いは印刷のストップを可能にしている。
即ち、図8で示すように、ギャップセンサ103a、103b、103cからのそれぞれのギャップ測定値を記録し、前回のそれぞれのギャップセンサ103a、103b、103cからの前回のギャップ測定値と比較し、今回測定したギャップ測定値と前回の測定値との差が±0.1mm以上となった場合に異常と判断する異常検知手段108が備えられており、この異常検知手段からの出力信号をCPU101に供給して、警報を表示したり、後述するように、画像処理手段104の動作を停止して印刷処理を中断することも可能である。
例えば、前回印刷時に何らかの理由で巻き付きジャムが発生してしまい、記録材10が定着ベルトに完全に巻き付いてしまった場合でも、次回の印刷要求時の検知で記録材10が巻き付いた分のギャップ長が狭まり異常として検知できる。また、記録材10が搬送途中にどこかで引っ掛かり、ジャバラ状のジャムを起こして分離板12を持ち上げるような状態になってしまった場合でもギャップ長が拡大したと判断して異常を検知することができる。
そして、これらのギャップ長の異常検知があった場合には印刷要求をストップし、異常クリアをするまでは印刷を再開しない方式とすることで、ジャム等の異常早期発見やユニット・マシンの損傷を防止することが可能となる。
Further, in the fixing device according to the present embodiment, when a print request is made by the image forming apparatus, the gap length between the fixing belt and the separation plate is detected by the three
That is, as shown in FIG. 8, the gap measurement values from the
For example, even when a winding jam occurs for some reason at the time of the previous printing and the
And when these gap lengths are detected abnormally, the printing request is stopped and printing is not resumed until the abnormality is cleared, thereby preventing early detection of abnormalities such as jams and damage to unit machines. It becomes possible to prevent.
[実施例4]
本実施例においては、前述の実施例3で説明した定着装置を画像形成装置に使用した例について、具体的に説明する。
図9は、本発明による一実施形態の画像形成装置としての4連タンデム方式のフルカラープリンタの概略構成を示す図である。
このプリンタは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の4色のトナー像を、それぞれ対応した感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bk(像担持体)の表面上に形成するために電子写真方式の4組の画像形成部10Y、10M、10C、10Bk(像形成手段)を備えている。
これら画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの下方には、各画像形成部を通して用紙(記録媒体)11を搬送するための搬送ベルト20が張架されている。各画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkは、搬送ベルト20にそれぞれ転接配置され、用紙11は搬送ベルト40の表面に静電的に吸着される。4組の画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは、略同じ構造を有する。よって、ここでは用紙11の搬送方向(矢印E方向)の最上流側に配設されたイエロー用の画像形成部10Yについて代表して説明し、他の色用の画像形成部10M、10C、10Bkについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。
[Example 4]
In this embodiment, an example in which the fixing device described in
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a four-tandem full-color printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
This printer uses four color toner images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) on the corresponding photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk (image carrier). In order to form on the surface, four sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, 10Bk (image forming means) of an electrophotographic system are provided.
Below these image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10Bk, a
画像形成部10Yは、その略中央位置に搬送ベルト40に転接された感光体ドラム1Yを有する。感光体ドラム1Yの周囲には、感光体ドラム1Yの表面を所定の電位に帯電させる帯電装置2Y、帯電されたドラム表面を色分解された画像信号に基づいて露光し、ドラム表面上に静電潜像を形成する露光装置3Y、ドラム1Y表面上に形成された静電潜像にイエロートナーを供給して現像する現像装置4Y、現像したトナー像を、搬送ベルト40を介して搬送される用紙上に転写する転写ローラ5Y(転写装置)、転写されずにドラム表面に残留した残留トナーを除去するクリーナ6Y、および図示しないドラム1Y表面に残留した電荷を除去する除電ランプが、感光体ドラム1Yの回転方向に沿って順に配設されている。
搬送ベルト40の図中右下方には、用紙を搬送ベルト20上に給紙するための給紙機構50が配設されている。搬送ベルト40の図中左側には、前述の実施例1に記載された定着装置60が配設されている。搬送ベルト40によって搬送された用紙11は、搬送ベルト20から連続して定着装置60を通って延びた搬送路を搬送され、定着装置60を通過する。定着装置60は、搬送された用紙11、すなわちその表面上に各色のトナー像Tが転写された状態の用紙を加熱および加圧する。
そして、各色のトナー像を溶融して用紙に浸透させて定着させる。また、定着装置40の搬送経路下流側に排紙ローラを介して排紙する。なお、図9中、102は、紙種検知手段である紙種検知センサで、紙厚みを検知することによって紙種を判定している。この紙種検知センサ102としては、紙厚みの他、紙の重量等の特性を利用して紙種を判定するものであっても良い。
The image forming unit 10Y has a photosensitive drum 1Y that is in rolling contact with the
A
Then, the toner images of the respective colors are melted and permeated into the paper to be fixed. In addition, the paper is discharged to the downstream side of the conveyance path of the fixing
以上のように、本実施例による画像形成装置においては、定着装置60として、前述の実施例3で示した定着装置が組み込まれており、この定着装置60には、図9上では図示しない分離板12と定着ローラ2の回転軸2aに沿った複数個のギャップセンサ103が取り付けられている。さらに、この画像形成装置においては、図8で示すような紙種検知手段102、判定手段107及び異常検知手段108が備えられており、前述のように、複数のギャップセンサ103からのギャップ測定値に基づいて最大のギャップ測定値を判定し、判定によって得られたギャップ測定値に基づいて、前記画像形成部10Y、10M、10C、10Bkを制御する画像処理部104の余白領域調整手段15を調整して余白幅を調整するようになっている。
また、複数のギャップセンサ103からのギャップ測定値に基づいて、前回の測定値との差が所定値、例えば、±0.2mmを超えている場合には、異常検知手段108から異常発生信号が出力され、CPU101によって、異常の表示を行うと共に、画像処理手段104の作動を制御し、画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの作動を停止させる。異常表示により、使用者等が定着装置の前述の異常修理を行い、始動させることによって画像処理部104が画像形成部10Y、10M、10C、10Bkを始動させるようになっている。
このように、ギャップ長の異常検知があった場合には印刷要求をストップし、異常クリアをするまでは印刷を再開しない方式とすることで、ジャム等の異常早期発見やユニット・マシンの損傷を防止することが可能となる。
As described above, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the fixing device shown in the above-described third embodiment is incorporated as the fixing
Further, based on the gap measurement values from the plurality of
In this way, when a gap length abnormality is detected, the printing request is stopped and printing is not resumed until the abnormality is cleared, thereby preventing early detection of abnormalities such as jams and damage to the unit machine. It becomes possible to prevent.
なお、本実施例に置いては、画像形成装置として、4連タンデム方式のフルカラープリンタを例示したが、黒色、単色の画像形成部10Bkを有するモノクロタイプのプリンタであっても有効に利用することができる。
また、本発明による前記実施例においては、定着部材として、定着ベルトを使用したベルト方式の定着部材を例示したが、定着ベルトを使用しないローラ方式の定着部材であってもよい。
また、本発明による前記実施例においては、定着部材に記録材10を圧接する加圧部材として、加圧ローラ5を例示したが、ローラでない固定の加圧パッドや駆動ローラと加圧ローラとに無端状のベルトを張架したベルト方式の加圧部材であってもよい。
さらに、前述の図1及び図8で示す余白領域を調整する機構は、定着装置が画像形成装置と別体で使用される場合には、定着装置内に内蔵させてもよい。
In this embodiment, the four-tandem full-color printer is exemplified as the image forming apparatus. However, even a black-and-white type printer having the black and single-color image forming unit 10Bk can be used effectively. Can do.
In the embodiment according to the present invention, a belt-type fixing member using a fixing belt is exemplified as the fixing member, but a roller-type fixing member not using a fixing belt may be used.
In the above-described embodiment according to the present invention, the
Further, the mechanism for adjusting the margin area shown in FIGS. 1 and 8 may be incorporated in the fixing device when the fixing device is used separately from the image forming apparatus.
1 定着ベルト、2 定着ローラ、3 加熱ローラ、4 テンションローラ、5 加圧ローラ、10 記録材、1Y、1M、1C、1Bk 感光体ドラム、2Y、2M、2C、2Bk 帯電装置、3Y、3M、3C、3Bk 露光装置、4Y、4M、4C、4Bk 現像装置、5Y、5M、5C、5Bk 転写ローラ、6Y、6M、6C、6Bk クリーナ、10Y、10M、10C、10Bk 画像形成部、12 分離板(分離部材)、60 定着装置、101 CPU(制御手段)、102 紙種検知手段、103、103a、103b、103c ギャップセンサ、104 画像処理手段、105 余白領域調整手段、106 LUT、107 判定手段、108 異常検知手段 1 fixing belt, 2 fixing roller, 3 heating roller, 4 tension roller, 5 pressure roller, 10 recording material, 1Y, 1M, 1C, 1Bk photosensitive drum, 2Y, 2M, 2C, 2Bk charging device, 3Y, 3M, 3C, 3Bk exposure device, 4Y, 4M, 4C, 4Bk developing device, 5Y, 5M, 5C, 5Bk transfer roller, 6Y, 6M, 6C, 6Bk cleaner, 10Y, 10M, 10C, 10Bk image forming unit, 12 separator ( Separation member), 60 fixing device, 101 CPU (control means), 102 paper type detection means, 103, 103a, 103b, 103c gap sensor, 104 image processing means, 105 margin area adjustment means, 106 LUT, 107 determination means, 108 Abnormality detection means
Claims (8)
使用する記録材の厚さを検知する紙種検知手段と、記録材先端の余白領域を調整する余白領域調整手段と、前記紙種検知手段の検知結果により、前記記録材先端の余白領域を調整するよう前記余白領域調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus including a fixing device having a separating member for separating a recording material discharged from a fixing nip from a fixing member,
Paper type detecting means for detecting the thickness of the recording material to be used, margin area adjusting means for adjusting the margin area at the leading end of the recording material, and adjusting the margin area at the leading end of the recording material according to the detection result of the paper type detecting means An image forming apparatus comprising: control means for controlling the margin area adjusting means.
前記余白調整手段は、薄紙通紙モード時に記録材先端の余白領域を広げることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the margin adjusting means widens a margin area at the leading end of the recording material in the thin paper passing mode.
定着部材と分離部材のギャップを検知するギャップセンサと、記録材先端の余白領域を調整する余白領域調整手段と、前記ギャップセンサの検知結果により前記記録材先端の余白領域を調整するよう前記余白領域調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus including a fixing device having a separating member for separating a recording material discharged from a fixing nip from a fixing member,
A gap sensor for detecting a gap between the fixing member and the separation member; a margin area adjusting means for adjusting a margin area at the leading edge of the recording material; and the margin area to adjust the margin area at the leading edge of the recording material according to a detection result of the gap sensor. An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the adjustment unit.
使用する記録材の厚さを検知する紙種検知手段と、定着部材と分離部材のギャップを検知するギャップセンサと、記録材先端の余白領域を調整する余白領域調整手段と、紙種検知手段の検知結果及びギャップセンサの検知結果の双方により記録材先端の余白領域を調整するよう余白領域調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus including a fixing device having a separating member for separating a recording material discharged from a fixing nip from a fixing member,
A paper type detecting means for detecting the thickness of the recording material to be used, a gap sensor for detecting a gap between the fixing member and the separating member, a margin area adjusting means for adjusting a margin area at the leading end of the recording material, and a paper type detecting means. An image forming apparatus comprising: a control unit that controls a margin area adjusting unit so as to adjust a margin area at the leading end of the recording material based on both the detection result and the detection result of the gap sensor.
前記ギャップセンサを前記定着部材の回転軸に沿って複数個配置することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3 or 4, wherein:
An image forming apparatus comprising a plurality of gap sensors arranged along a rotation axis of the fixing member.
前記複数個のギャップセンサが検知したギャップの最大値を定着部材と分離部材との間のギャップと判定する判定手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5.
An image forming apparatus comprising: a determination unit that determines a maximum gap detected by the plurality of gap sensors as a gap between a fixing member and a separation member.
前記複数個のギャップセンサの少なくとも1個のギャップセンサで検出されたギャップの値が、当該1個のギャップセンサで検出された前回のギャップの値から所定以上の測定差が生じた場合には異常として検知する異常検出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5 or 6,
An abnormality occurs when a gap value detected by at least one gap sensor of the plurality of gap sensors is more than a predetermined difference from the previous gap value detected by the one gap sensor. An image forming apparatus comprising an abnormality detecting means for detecting
前記異常検出手段からの異常検出信号によって画像処理部の作動を停止させることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 7.
An image forming apparatus, wherein an operation of an image processing unit is stopped by an abnormality detection signal from the abnormality detecting means.
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