JP2008026386A - 定着ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ユニットが本体から分離されても定着ユニットだけで、ローラの温度検知、及び警告を可能とし、定着ユニット温度を確実にユーザやサービスマンに知らせることができるようにする。
【解決手段】プリンタ本体１００に対して着脱自在に装着され、内部にヒータを有する定着ユニット２１１であって、本体１００側から送信される電磁波を、アンテナ２６２を介して受信し、電力変換器２６２によって電力に変換し、ヒータ２６５によって加熱される例えば加圧ローラの表面温度を検出するセンサ２６３によって検出された加圧ローラの温度検出値と予め設定された基準値とをコンパレータで比較し、その結果、前記検出値が前記基準値を上回ったときに報知部２６４からブザー出力あるいはＬＥＤ出力により警告を発する。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱により定着する定着ユニット、及びこの定着ユニットを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複合して有する複合機等の画像形成装置に関する。

画像形成装置の定着ユニットは、例えば記録紙上に形成したトナー画像を加熱及び加圧により記録紙に定着させるためのものである。このような定着動作を行っているときに定着エラーが発生した場合、直ちに事態の悪化を防止し、オペレータに最適な対処方法を知らせる技術として、例えば特許文献１に記載された発明が知られている。この発明は、定着エラーが発生した場合、定着ユニットへの電源供給を切って、操作パネルのメッセージ表示部にエラーメッセージを表示し、定着エラーの情報がクリアされない限り、定着ユニットへの電源供給を行わないというものである。

この発明では、例えば定着高温エラーなどの定着時の動作や状態に関するエラーの発生を対象としており、定着ユニットを着脱する際の定着ユニット単体での温度に関するエラーの警告は行っていない。
特開２０００−３４７５３２号公報

一方、画像形成装置の定着ユニットは、ジャム処理時に記録紙などのシート状記録媒体（以下、単にシートと称する）を取り除くために定着ユニットを交換し、あるいは画像形成装置本体から取り外してシートを取り除くことがある。この定着ユニットは、高熱部を含み、ユニットの取り外しにより給電はカットされるため、当然高熱部への給電もカットされる。しかし、定着ユニット自体は給電カットされたにもかかわらず、取り外したばかりであると、しばらく熱いため、触る箇所によっては、火傷する危険性がある。また、現状の画像形成装置は、定着ユニット内のセンサと制御回路で温度検知をしており、取り外した場合には定着ユニットに供給している電源が切れてしまうため、温度検知することができない。

そこで、本発明が解決すべき課題は、定着ユニットが本体から分離されても定着ユニットだけで、ローラの温度検知、及び警告を可能とし、定着ユニット温度を確実にユーザやサービスマンに知らせることができるようにすることにある。

により安全性を確保できる。

前記課題を解決するため、第１の手段は、本体に対して着脱自在に装着され、内部に加熱源を有する定着ユニットであって、本体側から送信される電磁波を受信し、電力に変換する手段と、前記加熱源によって加熱される所定の部材の温度を検出する手段と、前記温度を検出する手段によって検出された前記所定の部材の温度検出値と予め設定された基準値とを比較する手段と、前記比較する手段によって比較した結果、前記温度検出値が前記基準値を上回ったときに警告を発する手段と、を備えていることを特徴とする。

第２の手段は、本体に対して着脱自在に装着され、内部に加熱源を有する定着ユニットであって、本体側から送信される電磁波を受信し、電力とする手段と、前記加熱源によって加熱される所定の部材の温度を検出する手段と、前記温度を検出する手段によって検出された前記所定の部材の温度検出値と予め設定された基準値とを比較する手段と、前記比較する手段によって比較した結果、前記温度検出値が前記基準値を上回ったときにその旨前記本体側に通知する手段と、を備えていることを特徴とする。

第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記所定の部材が定着ローラ、定着ベルト及び加熱ローラのいずれかであることを特徴とする。

第４の手段は、第１又は第２の手段において、前記部材が、ユーザが触れる取っ手もしくはその近傍であることを特徴とする。

第５の手段は、第１の手段において、前記警告が音によって発せられることを特徴とする。

第６の手段は、第１の手段において、前記警告が光によって発せられることを特徴とする。

第７の手段は、第１の手段において、前記警告が光による数字の表示であることを特徴とする。

第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段において、前記本体が画像形成装置本体であることを特徴とする。

第９の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段に係る定着ユニットを画像形成装置が備えていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、定着ユニットは符号２１１に、電磁波を受信し、電力とする手段はアンテナ２６１と電力変換器２６２に、加熱源はヒータ２１１ｄ、２６５に、温度を検出する手段はセンサ（サーミスタ）を含む温度検出部２６３に、比較する手段はコンパレータ２７２に、警告を発する手段はＬＥＤあるいはブザーを含む報知部２６４に、音によって発するのはブザー２６４ａに、光によって発するのはＬＥＤ２６４ｂ，２７３，２７３Ｒ，２７３Ｇ，２７３Ｂに、数字によって発するのは液晶表示パネル２７４に、本体側に通知する手段は制御回路２６７に、本体及び画像形成装置はプリンタ本体１００に、それぞれ対応する。

本発明によれば、受信した電磁波を電力に変換し、定着ユニットに駆動のための電力を供給するので、定着ユニットが本体から分離されても当該定着ユニットだけで、定着部材の温度検知と警告を行うことが可能となり、定着ユニット温度を確実にユーザやサービスマンに知らせることができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成を示す図である。図１において、プリンタ１００は、作像系、書き込み系、転写系、定着系、給紙系、両面給紙系、排紙系、及び制御系の各部から構成されている。

作像系は、感光体ベルト２１５、感光体ベルト２１５を帯電させる帯電ユニット２０５、各色潜像を現像するマゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）現像器、シアン（Ｃｙａｎ）現像器、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）現像器及びブラック（Ｂｌａｃｋ）現像器からなる現像ユニット２０２、感光体ベルト２２０上の残留トナーを除去する感光体クリーニングユニット２０３、及び次の現像サイクルで感光体ベルト２１５を再使用するために感光体ベルト２１５上を除電する除電ユニット２０４からなる。前記各現像器には現像ローラ２０２ａと現像ブレード２０２ｂが設けられ、現像ローラ２０２ａ上のトナーの穂立ちを現像ブレード２０２ｂで規制し、適正な厚さのトナー層を形成し、感光体ベルト２１５上の潜像を現像する。なお、符号２０２ｃは現像器駆動クラッチであり、現像時に現像対象となる色の現像器を感光体ベルト２１５側に進出させ、現像が終了すると後退させる。

書き込み系は、図示しない書き込み画像処理ＩＣ、画素クロック生成／ＬＤ変調ＩＣ、レーザダイオード、ポリゴンミラーなどを含む書き込みユニット２０１、及び図示しない同期検知ユニットを備え、帯電ユニット２０５によって帯電された前記感光体ベルト２１５に光書き込み（露光）を行い、各色毎の潜像を形成する。

転写系は、中間転写ベルト２０６、中間転写ベルト２０６に対して感光体ベルト２１５からトナー像を転写させる１次転写ブラシ２０８、中間転写ベルト２０６に転写されたトナー像をシート（転写材）に転写させる２次転写ローラ２１０、転写後残留したトナーを除去するクリーニングブラシローラ２０７からなる。

定着系は前記２次転写ローラ２１０のシート搬送方向下流側に設けられた定着ベルト方式の定着ユニット２１１からなり、加熱と加圧によりフルカラーの画像をシート上に定着させる。なお、定着ユニット２１１は、複写機１００本体から着脱可能な構成となっている。定着ユニット２１１は定着ベルト２１１ａと加熱ローラ２１１ｂからなり、定着ベルト２１１ａは一対のローラ間に張設され、一方のローラには定着ベルト２１１ａを加熱するためのヒータ２１１ｃが設けられている。また、加熱ローラ２１１ｂ内にも加熱源としてのヒータ２１１ｄが設けられている。さらに、本体１００側と定着ユニット２１１側にはそれぞれＲＦＩＤ（Radio frequency identification）用のアンテナ１１０及び２６１が設けられている。

給紙系は、画像形成に供されるシートを収納する給紙トレイ２０９、給紙トレイ２０９からシートを引き出し、搬送路２１８側に送り込む給紙ローラ２１６、搬送路２１８でシートを搬送する搬送ローラ２１７及び前記２次転写ローラ２１０が配置された２次転写部における中間転写ベルト２０６上の画像先端とタイミングをとってシートを送り出すレジストローラ２１９からなる。

両面給紙系は、分岐ユニット２１２及びスイッチバック経路２２２を有する両面ユニット２２１からなる。分岐ユニット２１２は、分岐爪２２０を備え、定着されたシートを排紙系の搬送路と両面ユニット２２１側へ搬送するための搬送路との切り換えを行う。両面ユニット２２１は、分岐ユニット２１２からシートを搬入し、スイッチバック経路２２２に導くシート搬入路２２３、シート搬入路２２３からスイッチバック経路２２２に搬入されたシートをスイッチバックさせるスイッチバックローラ２２４、及びスイッチバックローラ２２４から分岐爪２２５を介して再度２次転写ローラ２１０側にシートを導く搬送路２２６を備え、シート搬送路２２６は前記レジストローラ２１９のニップに両面ユニット２２１で反転したシートを導く。なお、シート搬送路２２６には、シート搬送のための複数の搬送ローラ対２２７が設けられている。

排紙系は排紙トレイ２２８及び分岐ユニット２１２から排紙トレイ２２８にシートを排出する排紙ローラ２２９からなる。また、制御系として制御部２３０が本体１００内に設けられている。

このように構成されたプリンタ１００の動作は大略以下のようになる。
書き込みユニット２０１から露光されるレーザ光によって感光体ベルト２１５上に潜像を形成し、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各色の現像器２０２によりトナー現像を行う。また、帯電ユニット２０３、除電ユニット２０４、感光体クリーニングユニット２０５によって、感光体の帯電、除電を行い、感光体ベルト２１５のクリーニングも実行する。この後、中間転写ベルト２０６、クリーニングブラシローラ２０７、１次転写ブラシ２０８によって中間転写ベルト２０６への中間転写を行い、中間転写ベルト２０６上の画像を給紙トレイ２０９から給紙されたシートに２次転写ローラ２１０によって転写し、シート上に画像を形成する。シート上に形成された画像は、定着ユニット２１１により熱定着が行われ、分岐ユニット２１２を通り、本体への排紙、もしくは両面機２１３へのいずれかの排紙経路を通る。以上の一連の動作によって、ホストからホストＩ／Ｆを介して入力した印字データに基づいた印刷が行われる。２色以上のカラー印字の場合は、上記一連の動作を各色毎に繰り返し実行することにより、複数色（フルカラーの場合には４色）が重畳されたカラー画像を得ることができる。

なお、本実施形態に係るプリンタ１００では、現像ユニット２０２の上方（最上位のブラック現像器の上方）に制御部２３０が設けられている。この制御部２３０はプリンタ全体の制御を司るメイン制御部とホストＩ／Ｆを介して送られてくるホストからの書き込みデータ、図示しない画像読み取り装置（スキャナ）から送られてくる原稿画像データを処理し、書き込みデータに変換する画像処理回路を含むリードライト制御部とを備えている。

図２は本実施形態における着脱可能な定着ユニット２１１とプリンタ１００本体との関係を示すブロック図である。着脱可能な定着ユニット２１１には、コイル、電池、又はＲＦＩＤが搭載され、定着ユニット２１１の温度検出が可能となっている。ＲＦＩＤを搭載した定着ユニット２１１は、本体１００のアンテナ１１０から出力された電磁波を受信するアンテナ２６１と、このアンテナ２６１で受信した電磁波を電力に変換する電力変換器２６２と、温度検知を行い、基準温度と比較するセンサを含む温度検出部２６３と、ヒータ２６５、及びＬＥＤあるいはブザーを備え、外部に報知する報知部２６４とから構成されている。

定着ユニット２１１内の電源の供給方法は、プリンタ本体１００のＲ／Ｗ（アンテナ）１１０から送信される電波をコイル又はＲＦＩＤ等のアンテナ２６１で受信し、電力変換回路２６２で電力に変換し、定着ユニット２１１の電源を得る。もしくは、定着ユニット内に予め電池を搭載して電源を得る。温度検出部２６３では、サーミスタＴＨ（図４）によって温度を検出し、基準温度（基準電圧）と比較してユーザが定着ユニット２１１に触れて危険だと判断される温度の場合に、報知部２６４からＬＥＤによる表示又はブザーによる音によって警告する。前記サーミスタＴＨは、好ましくはユーザが触れる箇所、例えば、定着ユニット２１１の取っ手２１１ｅ（図３、図５、図６参照）もしくはその近傍に搭載される。

警告が前記ブザーによって行われる場合には、定着ユニット２１１の温度が、ユーザが触れても危険でない温度まで低下すれば、警告音が消えるようにする。図３は本実施形態におけるブザー２６４ａの取り付け位置の一例を示す図である。なお、ブザー２６４ａに代えてＬＥＤ２６４ｂの点灯表示による警告とすることもできる。なお、図３ではブザー２６４ａのスピーカ部が図示されている。

図４は前記温度検出部２６３の回路構成の一例を示すブロック図である。温度検出部２６３は一方が接地されたサーミスタＴＨと、このサーミスタＴＨに直列に接続され、所定の電位が加えられる抵抗Ｒと、サーミスタＴＨと前記抵抗Ｒとの接続点２７１に接続され、そのサーミスタサーミスタＴＨの抵抗値と抵抗（Ｒ）間の分圧値を基準電圧と比較するコンパレータ２７２と、コンパレータ２７２の出力が印加されるＬＥＤ２７３とから構成されている。このように構成すると、定着ユニット２１１の所定の部位、例えば加熱ローラ２１１ｂの表面温度をサーミスタＴＨで検出して、そのサーミスタＴＨと抵抗（Ｒ）間の分圧値と基準温度（基準電圧）をコンパレータ２７２で比較し、加熱ローラ２１１ｂのローラ温度が基準温度より高い場合にＬＥＤ２７３を光らせることができる。温度検知対象は、加熱ローラ２１１ｂの他に定着ベルト２１１ａを加熱するためのヒータ２１１ｃを有するローラの表面温度、定着ベルト２１１ａの表面温度、定着ユニット２１１の取っ手２１１ｅの温度など種々設定することができる。

前記ＬＥＤ２７３は複数個設けて、温度が高い場合には、全てのＬＥＤを点灯させるなど、温度とＬＥＤ点灯個数の関係させることもできる（図３）。又は、違う色のＬＥＤを設けて、例えば、図５に示すように赤のＬＥＤ２７３Ｒの点灯：高温、黄のＬＥＤ２７３Ｙの点灯：中温、青のＬＥＤ２７３Ｂの点灯：低温のように温度と色を関連づけてＬＥＤ表示することもできる。また、ＬＥＤ２７３に代えて液晶表示パネル２７４を使用することもできる。すなわち、図６に示すように定着ユニット２１１にデジタル表示できる液晶表示パネル２７４を搭載し、定着ユニット２１１の表面温度を表示できるようにしてユーザに現在の温度が危険かどうかを知らせるようにすることもできる。

図７は定着ユニットへの電力供給構成の一例を示すブロック図である。同図において、定着ユニット２１１には図２の定着ユニットに対して電力変換器２６２に制御回路２６７を付加しただけでその他の構成は図２と同一なので重複する説明は省略する。

この実施形態では、着脱可能な定着ユニットにＲＦＩＤを搭載し、本体１００に搭載しているＲ／Ｗ（アンテナ）１１０から、送信される電波により、定着ユニット２１１に電力を供給できるようにしている（図７−Ａ）。電力供給を受けて、定着ユニット２１１の回路は動作し、定着ユニット２１１で、図４の回路によって定着ヒータ（加熱ローラのヒータ）２６５の温度と基準温度を比較し、比較結果を本体１００に送信する（図７−Ｂ）。比較結果に基づいて、本体１００側が、さらに定着ユニット２１１の温度を上げるか、温度を下げるかどうかの指示をするために、定着ユニット２１１に信号を送信する（図７−Ａ）。そして、定着ユニット２１１内にある制御回路（ヒータ駆動回路）２６７により、ヒータ２６５を点灯・消灯させる。

このように構成し、動作させると、常時温度情報を本体１００に送信する定着制御が可能になり、さらに定着ユニット２１１内にブザー２６４ａ、ＬＥＤ２７３、液晶表示パネル２７４などの報知部（警告手段）を備えているので、予め設定された危険な状況であると判断すれば前述のブザー２６４ａやＬＥＤ２７３を使用して警告することもできる。

また、定着ヒータ２１１の温度と基準温度を比較して、基準温度より定着ヒータ２１１の温度が高い場合時のみに本体１００に送信し（図７−Ｂ）、本体１００側が定着ユニット２１１の温度を下げる信号を定着ユニット２１１に送信する（図７−Ａ）。そして、定着ユニット２１１内の制御回路（ヒータ駆動回路）により、ヒータ２６５を消灯させる。このように制御すると、常時温度情報を本体１００に送信することなく、基準電圧より定着温度が高い場合のみ、温度情報を本体１００に送信することによって定着制御が可能になる。なお、制御回路２６７は本体１００側に温度情報を送信し、本体１００側から送信される指示情報に基づいて定着制御を実行する。また、サーミスタＴＨによって加熱ローラ２１１ｂ、定着ベルト２１１ａ、あるいは定着ベルトを加熱するヒータ２１１ｃのいずれかの温度を検出する場合には、検出した温度を前記制御回路２６７からプリンタ本体１００に送信し、プリンタ本体１００の制御部２３０で定着制御するための温度センサとしても使用することもできる。

以上のように、本実施形態によれば、
１）定着ユニット２１１が、画像形成装置本体１００から分離されても定着部分に電力を供給できるので、定着部分だけで定着ローラ２１１ａの温度検知を行うことができる。
２）定着ユニット２１１にブザーを搭載しているので、危険な温度の場合は、ブザー音で警告することができる。これにより、定着ユニット２１１を外した状態でもユーザやサービスマンに知らせることが可能となり、安全性を確保することができる。
３）定着ユニット２１１にＬＥＤ２７３を搭載しているので、定着ユニット表面が危険な温度となっている場合に、ＬＥＤ２７３の点灯（光）で警告することができる。これにより、定着ユニット２１１を外した状態でもユーザやサービスマンに知らせることが可能となり、安全性を確保することができる。
４）ＲＦＩＤによって定着ユニット２１１と本体１００との間で通信することができるので、ハーネスレスで定着制御が可能となる。
等の効果を奏する。

本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成を示す図である。 本実施形態における着脱可能な定着ユニットとプリンタ本体との関係を示すブロック図である。 本実施形態におけるブザーの取り付け位置の一例を示す定着ユニットの斜視図である。 本実施形態における温度検出部の回路構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態における色違いのＬＥＤを備えた定着ユニットの一例を示す斜視図である。 本実施形態における液晶表示パネルを備えた定着ユニットの一例を示す斜視図である。 本実施形態のける定着ユニットへの電力供給構成の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１００ プリンタ本体
１１０ アンテナ
２１１ 定着ユニット
２６１ アンテナ
２６２ 電力変換器
２１１ｄ、２６５ ヒータ
２１１ｅ 取っ手
２６３ 温度検出部
２６４ 報知部
２６４ａ ブザー
２６４ｂ，２７３，２７３Ｒ，２７３Ｇ，２７３Ｂ ＬＥＤ
２７２ コンパレータ
２７４ 液晶表示パネル
ＴＨ サーミスタ

Claims (9)

1. 本体に対して着脱自在に装着され、内部に加熱源を有する定着ユニットであって、
   本体側から送信される電磁波を受信し、電力に変換する手段と、
   前記加熱源によって加熱される所定の部材の温度を検出する手段と、
   前記温度を検出する手段によって検出された前記所定の部材の温度検出値と予め設定された基準値とを比較する手段と、
   前記比較する手段によって比較した結果、前記温度検出値が前記基準値を上回ったときに警告を発する手段と、
   を備えていることを特徴とする定着ユニット。
2. 本体に対して着脱自在に装着され、内部に加熱源を有する定着ユニットであって、
   本体側から送信される電磁波を受信し、電力に変換する手段と、
   前記加熱源によって加熱される所定の部材の温度を検出する手段と、
   前記温度を検出する手段によって検出された前記所定の部材の検出値と予め設定された基準値とを比較する手段と、
   前記比較する手段によって比較した結果、前記温度検出値が前記基準値を上回ったときにその旨前記本体側に通知する手段と、
   を備えていることを特徴とする定着ユニット。
3. 前記所定の部材が定着ローラ、定着ベルト及び加熱ローラのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２記載の定着ユニット。
4. 前記所定の部材が、ユーザが触れる取っ手もしくはその近傍であることを特徴とする請求項１又は２記載の定着ユニット。
5. 前記警告が音によって発せられることを特徴とする請求項１記載の定着ユニット。
6. 前記警告が光によって発せられることを特徴とする請求項１記載の定着ユニット。
7. 前記警告が光による数字の表示であることを特徴とする請求項１記載の定着ユニット。
8. 前記本体が画像形成装置本体であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の定着ユニット。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の定着ユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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