JP2008051983A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非接触型温度センサの応答特性を生かし、非接触型温度センサの温度検知信号を画像形成装置のジャム検知制御に取り入れることで、構造が簡単で安価であるのに加えて、定着ローラ対への転写紙の巻き付きの検知を早くし、安全な定着装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】加熱ローラと加圧ローラよりなる定着ローラ対と、加熱ローラの表面温度を非接触で検知する非接触温度センサと、を備え、温度センサが、搬送方向上流側に位置する転写部で画像転写を受けた転写紙が測定領域に達しない場合は加熱ローラの表面温度を検知し、転写紙が測定領域に達した場合には転写紙の裏面温度を検知し、加熱ローラの表面温度と転写紙の裏面温度との検知温度差から用紙ジャムの発生を検出するように構成された定着装置を備えた電子写真式画像形成装置において、転写紙は、画像転写後に、画像形成装置の略縦方向上方に向けて搬送されて定着装置に進入する。
【選択図】図2
【解決手段】加熱ローラと加圧ローラよりなる定着ローラ対と、加熱ローラの表面温度を非接触で検知する非接触温度センサと、を備え、温度センサが、搬送方向上流側に位置する転写部で画像転写を受けた転写紙が測定領域に達しない場合は加熱ローラの表面温度を検知し、転写紙が測定領域に達した場合には転写紙の裏面温度を検知し、加熱ローラの表面温度と転写紙の裏面温度との検知温度差から用紙ジャムの発生を検出するように構成された定着装置を備えた電子写真式画像形成装置において、転写紙は、画像転写後に、画像形成装置の略縦方向上方に向けて搬送されて定着装置に進入する。
【選択図】図2
Description
本発明は、加熱ローラ、加圧ローラ及び加熱ローラの非接触型の温度センサを含んでいる定着装置を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。
従来、画像形成装置におけるこの種の定着装置において、加熱ローラの表面温度を検知する温度センサとしては、熱電対やサーミスタを利用した接触型の温度センサと、非接触型の温度センサとが知られているが、低コストであること、使い勝手が良いこと等から接触型の温度センサが使用されてきた。
しかしながら、この種の接触型温度センサは、加熱ローラが損傷して寿命が短くなったり、接触部にトナーが貯留してそれが画像上に落下したり、温度検知不良を起こしたり、異音を発生したり、磨耗等によるサーミスタの断線によって暴走するというような問題がある。
そこで、最近はこのような問題を解消するために、イオン赤外線検知型センサのような非接触型の温度センサを加熱ローラに対向して設置し、その信号によって加熱ローラの温度を調節するものが使用されるようになってきた。
しかしながら、この種の接触型温度センサは、加熱ローラが損傷して寿命が短くなったり、接触部にトナーが貯留してそれが画像上に落下したり、温度検知不良を起こしたり、異音を発生したり、磨耗等によるサーミスタの断線によって暴走するというような問題がある。
そこで、最近はこのような問題を解消するために、イオン赤外線検知型センサのような非接触型の温度センサを加熱ローラに対向して設置し、その信号によって加熱ローラの温度を調節するものが使用されるようになってきた。
また、転写紙に転写されたトナー像を、加熱された定着ローラ対にて構成される、所謂、定着ニップを通過させることによって、トナーを溶融し転写紙に定着させて永久画像を得る定着装置の場合、トナー像をいったん加熱ローラの上で溶融させることが必要不可欠のため、溶融したトナーの表面張力等により、トナー像及び加熱ローラへの巻き付きが生じることがある。これを防止するために、PFAに代表されるような加熱ローラの表面エネルギを低くする表層材を採用したり、オイルを塗布したりする既知の技術がある。
しかしながら、如何なる定着装置でも加熱ローラ方式を採用している以上は、転写紙の巻き付き発生率は完全にゼロにできないのが現状である。
そこで、ほとんどすべての画像形成装置においては、転写紙搬送路における定着ローラ対のニップ出口近傍に転写紙検知センサ(ペーパセンサ)を配備し、転写紙搬送中の所定の時間に検知センサが検知しない場合には、定着ローラ対のうち何れかに転写紙の先端が分離されず巻き付いてしまった可能性が高いので、紙ジャム検知信号として定着装置或いは画像形成装置本体の駆動を停止させるようにしている。
しかしながら、如何なる定着装置でも加熱ローラ方式を採用している以上は、転写紙の巻き付き発生率は完全にゼロにできないのが現状である。
そこで、ほとんどすべての画像形成装置においては、転写紙搬送路における定着ローラ対のニップ出口近傍に転写紙検知センサ(ペーパセンサ)を配備し、転写紙搬送中の所定の時間に検知センサが検知しない場合には、定着ローラ対のうち何れかに転写紙の先端が分離されず巻き付いてしまった可能性が高いので、紙ジャム検知信号として定着装置或いは画像形成装置本体の駆動を停止させるようにしている。
前記のような紙ジャム検知であると、定着ローラ対のうち何れかに先端が巻き付いてしまった場合、巻き付きを検知するのが定着ニップ出口センサであるので、誤検知に対する余裕度も含めると、実際に分離不可能な状態まで巻き付いてしまってから検知信号を発し、装置を停止するまで、ペーパセンサの応答遅れなどを含めると約0.5秒程度のタイムラグが生じてしまうことがある。
このタイムラグを少しでも少なくするためにペーパセンサを定着ニップに近づけると、耐熱性に富んだ高価なセンサを採用せざるを得なくなり、さらに、高速応答化を要求するとますます高価になってしまうことが懸念される。
前述した加熱ローラへの転写紙の巻き付き検知が約0.5秒間不可能であるとすれば、例えば、転写紙搬送速度が150mm/秒の装置であると約75mmが加熱ローラに巻き付いてしまうことになる。
このように、転写紙が巻き付いてしまった量が多ければ多いほど、ジャム除去処理に手間が掛かり、また、破れた転写紙が定着装置内に取り残される可能性も高くなる。
このタイムラグを少しでも少なくするためにペーパセンサを定着ニップに近づけると、耐熱性に富んだ高価なセンサを採用せざるを得なくなり、さらに、高速応答化を要求するとますます高価になってしまうことが懸念される。
前述した加熱ローラへの転写紙の巻き付き検知が約0.5秒間不可能であるとすれば、例えば、転写紙搬送速度が150mm/秒の装置であると約75mmが加熱ローラに巻き付いてしまうことになる。
このように、転写紙が巻き付いてしまった量が多ければ多いほど、ジャム除去処理に手間が掛かり、また、破れた転写紙が定着装置内に取り残される可能性も高くなる。
製品品質競争の激化する昨今では、さらに安全性の高い定着装置及び画像形成装置の提供が求められており、加熱ローラに巻き付いた転写紙の検知を早くする技術が求められかつ提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、非接触型の温度センサを、定着ニップ部に対し転写紙の排紙側において転写紙の裏面側から加熱ローラの表面温度を検知するように配置し、前記温度センサは、転写紙が測定領域に存在しない(達しない)場合には、加熱ローラの表面温度を検知し、この検知温度の温度差によって用紙ジャムの発生を検出する技術を開示している。
特開平10−198216号公報
特許文献1では、非接触型の温度センサを、定着ニップ部に対し転写紙の排紙側において転写紙の裏面側から加熱ローラの表面温度を検知するように配置し、前記温度センサは、転写紙が測定領域に存在しない(達しない)場合には、加熱ローラの表面温度を検知し、この検知温度の温度差によって用紙ジャムの発生を検出する技術を開示している。
しかしながら、特許文献1に開示の技術では転写紙温度を転写紙裏側から検知しているため、もし加熱ローラに転写紙の巻き付きが生じても大きく温度差が検知されず、巻き付き検知手段としては不適当であった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、非接触型温度センサの応答特性を生かし、非接触型温度センサの温度検知信号を画像形成装置のジャム検知制御に取り入れることにより、構造が簡単であって安価であるのに加えて、定着ローラ対への転写紙の巻き付きの検知を早くし、安全な定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、非接触型温度センサの応答特性を生かし、非接触型温度センサの温度検知信号を画像形成装置のジャム検知制御に取り入れることにより、構造が簡単であって安価であるのに加えて、定着ローラ対への転写紙の巻き付きの検知を早くし、安全な定着装置を備える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、加熱ローラ及び加圧ローラよりなる定着ローラ対と、前記加熱ローラの表面温度を非接触で検知する非接触温度センサと、を備え、前記非接触温度センサが、搬送方向上流側に位置する転写部において画像転写を受けた前記転写紙が測定領域に達しない場合は前記加熱ローラの表面温度を検知し、前記転写紙が測定領域に達した場合には前記転写紙の裏面温度を検知して、前記加熱ローラの表面温度と前記転写紙の裏面温度との検知温度差により用紙ジャムの発生を検出するように構成された定着装置を備えた電子写真式画像形成装置において、前記転写紙は、画像転写を受けた後に、当該画像形成装置の略縦方向上方に向けて搬送されて前記定着装置に進入する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記定着装置によって画像定着を受けた後の前記転写紙を前記定着装置から排出する胴内排紙スタック部を備えた請求項1記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、用紙ジャム発生の検出後、定着ローラ対の駆動を速やかに停止し、前記定着ローラ対に、或いは前記定着ローラ対及び転写紙搬送方向上流側に配設された転写紙搬送ローラを一定時間逆回転させるように制御する制御手段を備えた請求項1又は2記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記定着装置によって画像定着を受けた後の前記転写紙を前記定着装置から排出する胴内排紙スタック部を備えた請求項1記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、用紙ジャム発生の検出後、定着ローラ対の駆動を速やかに停止し、前記定着ローラ対に、或いは前記定着ローラ対及び転写紙搬送方向上流側に配設された転写紙搬送ローラを一定時間逆回転させるように制御する制御手段を備えた請求項1又は2記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記定着ローラ対のニップ部近傍に、前記加熱ローラに対して付勢接触して、或いは前記加熱ローラ表面との間に隙間を設けて設置した1又は複数の分離爪を有する請求項1乃至3の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記定着ローラ対のニップ部から、転写紙搬送方向上流側であって転写紙の搬送方向寸法以内の距離に、転写紙有無センサを配設した請求項1乃至4の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記制御手段は、用紙ジャム発生の検出後、少なくとも1回目に定着装置温度を立ち上げるのに要する回転時間を、通常時の回転時間よりも長くするように制御する請求項1乃至5の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記定着ローラ対のニップ部から、転写紙搬送方向上流側であって転写紙の搬送方向寸法以内の距離に、転写紙有無センサを配設した請求項1乃至4の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記制御手段は、用紙ジャム発生の検出後、少なくとも1回目に定着装置温度を立ち上げるのに要する回転時間を、通常時の回転時間よりも長くするように制御する請求項1乃至5の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
本発明によれば、構造が簡単であって安価であるのに加えて、定着ローラ対への転写紙の巻き付きの検知を早くし、画像転写後の転写紙を略下から上へ縦方向に搬送する、転写用紙巻き付きが発生し易くなる場合にあっても、安全かつ安価に安全な画像形成装置を提供できる。
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は本発明を実施する画像形成装置を示す概略図である。図1に基づいて、本発明における定着装置14及び画像形成装置20の一例を説明する。
この画像形成装置20本体の下部には給紙トレイ1が配置され、転写紙2が積載されている。給紙トレイ1の上方には給紙コロ3が配置され、この給紙コロ3に圧接しているフリクションパッド4により1枚ずつ分離して転写紙2をレジストローラ5へと搬送する。
給紙トレイ1、給紙コロ3及びフリクションパッド4は給紙手段を構成している。レジストローラ5の上方には、縦搬送路Bを挟んで感光体(像担持体)6と転写ローラ7が配置され、縦搬送路Bを上方に向かって移動する転写紙2上に、感光体6上のトナー画像を転写する。
感光体6、現像手段8、帯電手段9、クリーニング手段10、転写ローラ7(転写部)は、画像形成部Aを構成している。この画像形成部Aの横方向には、書き込み光学系11が配置されている。
感光体6を含んだ画像形成部Aの上方には、加熱ローラ12と加圧ローラ13とからなる定着装置14が配置され、熱と圧力により未定着トナー画像を転写紙2に定着する。
なお、第1及び第2の排紙トレイ15、16は、画像形成部Aよりも上側に位置し、かつコンタクトガラスCG上の原稿画像を読み取るスキャナユニット17よりも下方に位置しており、そして縦搬送路Bの終端付近に位置している。
この画像形成装置20本体の下部には給紙トレイ1が配置され、転写紙2が積載されている。給紙トレイ1の上方には給紙コロ3が配置され、この給紙コロ3に圧接しているフリクションパッド4により1枚ずつ分離して転写紙2をレジストローラ5へと搬送する。
給紙トレイ1、給紙コロ3及びフリクションパッド4は給紙手段を構成している。レジストローラ5の上方には、縦搬送路Bを挟んで感光体(像担持体)6と転写ローラ7が配置され、縦搬送路Bを上方に向かって移動する転写紙2上に、感光体6上のトナー画像を転写する。
感光体6、現像手段8、帯電手段9、クリーニング手段10、転写ローラ7(転写部)は、画像形成部Aを構成している。この画像形成部Aの横方向には、書き込み光学系11が配置されている。
感光体6を含んだ画像形成部Aの上方には、加熱ローラ12と加圧ローラ13とからなる定着装置14が配置され、熱と圧力により未定着トナー画像を転写紙2に定着する。
なお、第1及び第2の排紙トレイ15、16は、画像形成部Aよりも上側に位置し、かつコンタクトガラスCG上の原稿画像を読み取るスキャナユニット17よりも下方に位置しており、そして縦搬送路Bの終端付近に位置している。
第1の排紙トレイ15の直前位置には、第1の排紙ローラ18が配置され、第2の排紙トレイ16の直前位置には第2の排紙ローラ19が配置されている。第1の排紙トレイ15は通常使用するためのトレイであり、例えば、250枚までの排紙容量に耐えられる高さを有している。
第2の排紙トレイ16はファクシミリやプリンタ画像などを仕分けしたい時に使用する補助的なトレイで、例えば、100枚までの排紙容量を有する。これらの排紙容量は当然大きい方が望ましいが、過剰に容量を大きくすると機器の高さが大きくなる不具合が生じる。排紙トレイの選択方法は色々と考えられるが、装置本体の操作部から入力してRAMに記録する方法や、プリンタドライバ上で設定する。
第2の排紙トレイ16はファクシミリやプリンタ画像などを仕分けしたい時に使用する補助的なトレイで、例えば、100枚までの排紙容量を有する。これらの排紙容量は当然大きい方が望ましいが、過剰に容量を大きくすると機器の高さが大きくなる不具合が生じる。排紙トレイの選択方法は色々と考えられるが、装置本体の操作部から入力してRAMに記録する方法や、プリンタドライバ上で設定する。
図2は図1の画像形成装置内の定着装置を拡大して示す概略図である。図2は図1の定着装置14を示している。加熱ローラ12は、図では熱源を内蔵しているが、熱源は内蔵とは限らず、外部から加熱されても差し支えない。
加圧ローラ13は、加熱ローラ12と定着ニップを形成するために加熱ローラ12に弾力的に押圧されている。定着ニップ進入ガイド21、22は転写紙2の進入を案内するために定着装置14に固定されて形成されている。
クリーニングローラ23は、加熱ローラ12の表面と接触する位置に、加熱ローラ12表面のオフセットトナーを除去するように弾力的に配置されている。クリーニングローラ24は、加圧ローラ13の表面と接触する位置に、加圧ローラ13表面に遷移したオフセットトナーを除去するように弾力的に配置されている。
定着ニップ出口ガイド25、26は定着装置14に適宜に固定され、また、定着出口ローラ対28、29が画像形成装置本体に配置されかつ適宜に固定されている。定着装置14内を通過中の転写紙2には、転写紙2に転写された未定着のトナー27が示してある。
定着ニップ出口ガイド26の近傍には、加熱ローラ12に対向して非接触型の温度センサ30が加熱ローラ12表面の温度を検知できるように配置されている。この非接触型の温度センサ30として、本実施の形態では、赤外線放射量を検知して温度換算するサーモパイル素子を用いている。
加圧ローラ13は、加熱ローラ12と定着ニップを形成するために加熱ローラ12に弾力的に押圧されている。定着ニップ進入ガイド21、22は転写紙2の進入を案内するために定着装置14に固定されて形成されている。
クリーニングローラ23は、加熱ローラ12の表面と接触する位置に、加熱ローラ12表面のオフセットトナーを除去するように弾力的に配置されている。クリーニングローラ24は、加圧ローラ13の表面と接触する位置に、加圧ローラ13表面に遷移したオフセットトナーを除去するように弾力的に配置されている。
定着ニップ出口ガイド25、26は定着装置14に適宜に固定され、また、定着出口ローラ対28、29が画像形成装置本体に配置されかつ適宜に固定されている。定着装置14内を通過中の転写紙2には、転写紙2に転写された未定着のトナー27が示してある。
定着ニップ出口ガイド26の近傍には、加熱ローラ12に対向して非接触型の温度センサ30が加熱ローラ12表面の温度を検知できるように配置されている。この非接触型の温度センサ30として、本実施の形態では、赤外線放射量を検知して温度換算するサーモパイル素子を用いている。
通常は、温度センサ30の検知値を図示しない温度コントローラにフィードバックし、加熱ローラ12の内部のヒータへの電力入力が決定され、加熱ローラ12表面温度は略一定に保持される。
なお、温度センサ30と加熱ローラ12表面との間については、転写紙搬送経路にて赤外線放射を遮らないように配置し、温度センサ30の出力値が必要以上にぶれないようにする。この実施の形態において、転写紙2が、温度センサ30の測定領域に存在しない(達しない)場合には、温度センサ30は、加熱ローラ12の表面温度を検知する。
なお、温度センサ30と加熱ローラ12表面との間については、転写紙搬送経路にて赤外線放射を遮らないように配置し、温度センサ30の出力値が必要以上にぶれないようにする。この実施の形態において、転写紙2が、温度センサ30の測定領域に存在しない(達しない)場合には、温度センサ30は、加熱ローラ12の表面温度を検知する。
しかしながら、転写紙2に転写されたトナー27は定着ニップにて溶融するため、転写紙2の先端部2aのトナー層31のある箇所では、加熱ローラ12表面に密着しかつ表面張力が生じるために、転写紙2が加熱ローラ12表面に巻き付く場合ある。
加熱ローラ12が、温度センサ30で加熱ローラ12表面を検知する検知位置まで転写紙2の先端2aを巻き込んで来た場合、温度センサ30は転写紙2の裏面の温度を検知する格好となるため、検知温度が急激に変化する。
加熱ローラ12が、温度センサ30で加熱ローラ12表面を検知する検知位置まで転写紙2の先端2aを巻き込んで来た場合、温度センサ30は転写紙2の裏面の温度を検知する格好となるため、検知温度が急激に変化する。
図3は加熱ローラに巻き付いた転写紙の裏面温度の一例を表として示す図である。図2及び図3を参照して、まず、図3には、加熱ローラ12に巻き付いた転写紙2の裏面温度、加熱ローラ12の温度、及び加圧ローラ13の温度の一例を示している。さらに言えば、図3は加熱ローラ12、加圧ローラ13、及び転写紙2の相関温度図表である。
転写紙2の裏面の温度は、定着装置14の内部状態、とくに加圧ローラ13の表面温度が支配的である。しかしながら、加熱ローラ12の温度が約180℃に対して転写紙2の裏面の温度は高い時でも150℃であり、30℃の差がある。
図示しない定着温度コントローラのサンプリングタイムが100m秒とすると、100m秒間に加熱ローラ12の表面温度が30℃低下する物理的現象は考えにくい。よって、温度サンプリング間で30℃以上の温度低下が認められた時には、転写紙2の先端2aが加熱ローラ12に巻き付いたものと判断し、定着装置14の駆動装置(図示せず)を停止させる。
転写紙2の裏面の温度は、定着装置14の内部状態、とくに加圧ローラ13の表面温度が支配的である。しかしながら、加熱ローラ12の温度が約180℃に対して転写紙2の裏面の温度は高い時でも150℃であり、30℃の差がある。
図示しない定着温度コントローラのサンプリングタイムが100m秒とすると、100m秒間に加熱ローラ12の表面温度が30℃低下する物理的現象は考えにくい。よって、温度サンプリング間で30℃以上の温度低下が認められた時には、転写紙2の先端2aが加熱ローラ12に巻き付いたものと判断し、定着装置14の駆動装置(図示せず)を停止させる。
もし、温度センサ30に電気的ノイズが乗ってしまい、検知温度の信頼性が乏しいと推測される場合、30℃以上落ち込んだ瞬間の温度を(t+1)、1サンプル前の温度を(t)とすると、前記では、
(t)−(t+1)>30℃・・・[0017]
が駆動停止の条件であったとする。
すると、電気的ノイズが多い場合では、
(t)−(t+2)>30℃・・・[0018]
(t)−(t+3)>30℃・・・[0019]
(t)−(t+n)>30℃・・・[n]
とし、[0020]、[0021]、[0022]及び・・・[n]を駆動停止の条件とすればよい。
nが大きくなればなるほど、ノイズなどによる温度サンプリングミスに関しての誤判断は解消されるが、巻き付き検知時間を遅らせることになるので、サンプリングタイムと転写紙搬送線速に鑑み、巻き付きが許容できる範囲で大きく取るのがよい。
(t)−(t+1)>30℃・・・[0017]
が駆動停止の条件であったとする。
すると、電気的ノイズが多い場合では、
(t)−(t+2)>30℃・・・[0018]
(t)−(t+3)>30℃・・・[0019]
(t)−(t+n)>30℃・・・[n]
とし、[0020]、[0021]、[0022]及び・・・[n]を駆動停止の条件とすればよい。
nが大きくなればなるほど、ノイズなどによる温度サンプリングミスに関しての誤判断は解消されるが、巻き付き検知時間を遅らせることになるので、サンプリングタイムと転写紙搬送線速に鑑み、巻き付きが許容できる範囲で大きく取るのがよい。
また、本発明に接触型のサーミスタ素子などを用いた場合、接触型の素子は素子そのものの熱容量をゼロにはできないため、非接触型の温度センサに比して応答が遅いのが常である。接触型温度センサでは本発明で要求されるような素早い応答ができないため、本発明のシステム構築は困難といえる。
転写紙2の加熱ローラ12への巻き付きが検知された場合、定着装置14の駆動は速やかに停止され、それ以上転写紙2の加熱ローラ12への巻き付きが悪化しないようにする。
なお、画像形成装置20(図1)には、図示しない表示パネルやLEDランプによるジャム紙除去を要求する表示機構が設けられており、前記巻き付きを検知した場合、ジャム紙除去を要求するような表示をする。
オペレータは、まず、図示しない外装ドアを開き、同様に図示しない絵表示などに従って、定着装置14及び周辺のジャム紙除去を行う。外装ドアには開閉検知センサ(図示せず)が設けてあり、外装ドアの閉検知を行った後に、加熱ローラ12に巻き付いて除去された転写紙2に形成された画像と同じ画像の形成プロセスに入り、やがて第1の排紙トレイ15或いは第2の排紙トレイ16に排出される。
転写紙2の加熱ローラ12への巻き付きが検知された場合、定着装置14の駆動は速やかに停止され、それ以上転写紙2の加熱ローラ12への巻き付きが悪化しないようにする。
なお、画像形成装置20(図1)には、図示しない表示パネルやLEDランプによるジャム紙除去を要求する表示機構が設けられており、前記巻き付きを検知した場合、ジャム紙除去を要求するような表示をする。
オペレータは、まず、図示しない外装ドアを開き、同様に図示しない絵表示などに従って、定着装置14及び周辺のジャム紙除去を行う。外装ドアには開閉検知センサ(図示せず)が設けてあり、外装ドアの閉検知を行った後に、加熱ローラ12に巻き付いて除去された転写紙2に形成された画像と同じ画像の形成プロセスに入り、やがて第1の排紙トレイ15或いは第2の排紙トレイ16に排出される。
図4は図2との対比のために加熱ローラと加圧ローラの異なる配置を有する定着装置を示す概略図である。図2及び図4を参照して、図4の定着装置の配置は図2の本発明の実施の形態の配置とは異なり、加熱ローラ12を加圧ローラ13の略上方向に配置し、略横方向に転写紙2が搬送される構成になっている。図4では、図2と同様な部分には同一符号を付してあり、ここで必要な部分以外の詳細な説明は割愛する。
図4で示すように、略横方向に転写紙2を搬送するタイプの定着装置14の場合、定着ニップから排出された転写紙2の先端2aは、この転写紙2の自重が作用するために、転写紙2の加熱ローラ12に対する巻き付きが緩和される格好となる。
一方、本実施の形態の図2の配置では、図4中の矢印方向の自重が転写紙に作用しないため、巻き付きに関しては不利な状況となる。このため、温度サンプリング間で所定の温度低下、例えば、上述の30℃以上の温度低下が認められた時には、図示しない制御手段転写紙2の先端2aが加熱ローラ12に巻き付いたものと判断し定着装置14の、図示しない駆動装置を停止させるので、本実施の形態が極めて有効となる。
上述した図1の画像形成装置の実施の形態において示した第1及び第2の排紙トレイ15、16は胴内排紙部である。これらの第1及び第2の排紙トレイ15、16が画像形成装置20の外部に突出しないため、設置平面スペースを小さくすることができる。
図4で示すように、略横方向に転写紙2を搬送するタイプの定着装置14の場合、定着ニップから排出された転写紙2の先端2aは、この転写紙2の自重が作用するために、転写紙2の加熱ローラ12に対する巻き付きが緩和される格好となる。
一方、本実施の形態の図2の配置では、図4中の矢印方向の自重が転写紙に作用しないため、巻き付きに関しては不利な状況となる。このため、温度サンプリング間で所定の温度低下、例えば、上述の30℃以上の温度低下が認められた時には、図示しない制御手段転写紙2の先端2aが加熱ローラ12に巻き付いたものと判断し定着装置14の、図示しない駆動装置を停止させるので、本実施の形態が極めて有効となる。
上述した図1の画像形成装置の実施の形態において示した第1及び第2の排紙トレイ15、16は胴内排紙部である。これらの第1及び第2の排紙トレイ15、16が画像形成装置20の外部に突出しないため、設置平面スペースを小さくすることができる。
図2を参照して、加熱ローラ12に巻き付いた転写紙2を検知した場合、駆動が停止されるため、転写紙2の先端2aは定着ニップから測定して(θ)の位置で停止している。
この状態から、制御手段はさらに、定着ローラ対(加熱ローラ12、加圧ローラ13)及び転写紙搬送方向上流側に配設された用紙搬送ローラ(図示せず)に、少なくとも加熱ローラ12が(−θ)以上回転するように定常状態から逆回転を一定時間付与するように制御する。
この逆回転により転写紙2の先端2aは定着ニップから見て上流側に掃き出されて、オペレータのジャム紙処理が容易となり、オペレータが高温部に触れてしまう危険性を低減できる。また、オペレータのジャム紙除去ミスによる定着装置14内のダメージも回避できる。
このように、定着ローラ対(加熱ローラ12、加圧ローラ13)に巻き付いた転写紙2を剥離し、ジャム用紙の除去をし易くし、オペレータが定着装置14内部の高温部に触れ、火傷する危険性を最小限にするとともに、ジャム紙による定着装置14内部のダメージも最小限にすることができる。
この状態から、制御手段はさらに、定着ローラ対(加熱ローラ12、加圧ローラ13)及び転写紙搬送方向上流側に配設された用紙搬送ローラ(図示せず)に、少なくとも加熱ローラ12が(−θ)以上回転するように定常状態から逆回転を一定時間付与するように制御する。
この逆回転により転写紙2の先端2aは定着ニップから見て上流側に掃き出されて、オペレータのジャム紙処理が容易となり、オペレータが高温部に触れてしまう危険性を低減できる。また、オペレータのジャム紙除去ミスによる定着装置14内のダメージも回避できる。
このように、定着ローラ対(加熱ローラ12、加圧ローラ13)に巻き付いた転写紙2を剥離し、ジャム用紙の除去をし易くし、オペレータが定着装置14内部の高温部に触れ、火傷する危険性を最小限にするとともに、ジャム紙による定着装置14内部のダメージも最小限にすることができる。
図5は図1の画像形成装置内の定着装置を拡大して示す概略図である。図6は加熱ローラ12の近傍に設けた分離爪を示す概略図である。図7は加熱ローラ12と複数の分離爪を示す概略正面図である。図5で示す定着装置14は全体的には図2の構成と同様であるので、図2と同様な部分には同一符号を付して必要以上の説明は割愛する。
図5乃至図7を参照して、加熱ローラ12に巻き付いた転写紙2を強制的に剥離するために加熱ローラ12の近傍に分離爪33が配置されている。この分離爪33は先端にくさび形形状部分を有するが、加熱ローラ12の表面をなるべく傷付けないように設定された比較的弱い力で付勢され、加熱ローラ12の軸方向と平行に複数個配設されている。
図5において、転写紙2が加熱ローラ12に巻き付いている状態を説明しているので、分離爪33の配置は、単に、図示位置近傍に設けられることを示すために表している。
加熱ローラ12への巻き付きが万が一生じた場合は、分離爪33の先端鋭利な部分により転写紙2の先端2aが剥離され、定着出口ガイド26により定着出口ローラ28、29に案内される。
図5乃至図7を参照して、加熱ローラ12に巻き付いた転写紙2を強制的に剥離するために加熱ローラ12の近傍に分離爪33が配置されている。この分離爪33は先端にくさび形形状部分を有するが、加熱ローラ12の表面をなるべく傷付けないように設定された比較的弱い力で付勢され、加熱ローラ12の軸方向と平行に複数個配設されている。
図5において、転写紙2が加熱ローラ12に巻き付いている状態を説明しているので、分離爪33の配置は、単に、図示位置近傍に設けられることを示すために表している。
加熱ローラ12への巻き付きが万が一生じた場合は、分離爪33の先端鋭利な部分により転写紙2の先端2aが剥離され、定着出口ガイド26により定着出口ローラ28、29に案内される。
しかしながら、前述したように、分離爪33の付勢力は比較的強く設定しづらいため、加熱ローラ12に巻き付いた転写紙2の先端2aに、1つ或いは複数個の分離爪33が弾かれて、結局、温度センサ30による巻き付き検知位置まで転写紙先端2aが進入することがある。
このような状況の場合、分離爪33の先端は鋭利であるため、転写紙2の先端2a近傍は破れることが多くなるが、本発明によれば、転写紙2の加熱ローラ12への巻き付きを最低限にすることができる。
転写紙2の先端2aが破れている状態で加熱ローラ12への巻き付き量が多くなると、ジャム紙除去の際に破れてジャム紙が残ってしまったりして、ジャム紙除去が困難になることがある。
とくに、この状態においてオペレータが加熱ローラ12を正方向(図中反時計方向)に回転させてしまうと、分離爪33が加熱ローラ12に食い込むことになるため、転写紙2と分離爪33が干渉しあって、加熱ローラ12表面に傷が及ぶ可能性が高い。
このような状況の場合、分離爪33の先端は鋭利であるため、転写紙2の先端2a近傍は破れることが多くなるが、本発明によれば、転写紙2の加熱ローラ12への巻き付きを最低限にすることができる。
転写紙2の先端2aが破れている状態で加熱ローラ12への巻き付き量が多くなると、ジャム紙除去の際に破れてジャム紙が残ってしまったりして、ジャム紙除去が困難になることがある。
とくに、この状態においてオペレータが加熱ローラ12を正方向(図中反時計方向)に回転させてしまうと、分離爪33が加熱ローラ12に食い込むことになるため、転写紙2と分離爪33が干渉しあって、加熱ローラ12表面に傷が及ぶ可能性が高い。
この場合、ジャム紙除去の際には加熱ローラ12が正方向に回らないような、定着駆動列にワンウエイクラッチ(図示せず)を配備する手段も考えられるが、コストアップかつジャム紙除去の操作性が劣ることになる。
しかしながら、非接触型の温度センサ30の検知温度差を紙ジャム検知信号にとして、用紙ジャムを検出すると、加圧ローラ13と加熱ローラ12の駆動を速やかに停止させた後、本発明のように加熱ローラ12が逆回転する際には、分離爪33が転写紙2と干渉しても加熱ローラ12を傷付けることが無い。
このように、ジャム紙除去の際、定着装置14内部を傷付け易い構成での定着装置14であっても、オペレータはジャム紙による定着装置14内部のダメージを最小限にし、ジャム紙除去をすることができる。
しかしながら、非接触型の温度センサ30の検知温度差を紙ジャム検知信号にとして、用紙ジャムを検出すると、加圧ローラ13と加熱ローラ12の駆動を速やかに停止させた後、本発明のように加熱ローラ12が逆回転する際には、分離爪33が転写紙2と干渉しても加熱ローラ12を傷付けることが無い。
このように、ジャム紙除去の際、定着装置14内部を傷付け易い構成での定着装置14であっても、オペレータはジャム紙による定着装置14内部のダメージを最小限にし、ジャム紙除去をすることができる。
図5には、加熱ローラ12より転写紙搬送方向上流側に、転写紙有無センサ32を設置がされている。この転写紙有無センサ32として、本実施の形態では、赤外線発光素子と受光素子を一体の筐体に併せ持つ反射型フォトインタラプタを用いている。
しかし、転写紙有無センサ32は、センサ位置の紙有無検知ができるものであれば差し支えないので、透過型フォトインタラプタ、その他アクチュエータを用いるセンサも使用可能である。
いま、温度センサ30によって巻き付き検知がなされたとする。オペレータは外装ドア(図示せず)を開け、定着装置14内部のジャム紙を除去するが、この際、定着装置14内部のジャム紙を取らずに外装ドアを閉めたとする。
巻き付き検知がなされてから上記一連の操作までは、少なくとも数秒以上は必要であると考えられる。転写紙2の熱容量は非常に少ないため、この数秒の間に転写紙2の加熱ローラ12への巻き付き部は加熱ローラ12表面とほぼ同水準の温度まで上昇し、温度センサ30による巻き付き転写紙2の有無の検知が難しくなる。
しかし、転写紙有無センサ32は、センサ位置の紙有無検知ができるものであれば差し支えないので、透過型フォトインタラプタ、その他アクチュエータを用いるセンサも使用可能である。
いま、温度センサ30によって巻き付き検知がなされたとする。オペレータは外装ドア(図示せず)を開け、定着装置14内部のジャム紙を除去するが、この際、定着装置14内部のジャム紙を取らずに外装ドアを閉めたとする。
巻き付き検知がなされてから上記一連の操作までは、少なくとも数秒以上は必要であると考えられる。転写紙2の熱容量は非常に少ないため、この数秒の間に転写紙2の加熱ローラ12への巻き付き部は加熱ローラ12表面とほぼ同水準の温度まで上昇し、温度センサ30による巻き付き転写紙2の有無の検知が難しくなる。
もし、前記のようにオペレータがジャム紙除去をせずに外装ドアを開閉した場合、巻き付いた転写紙2を何らかで検知できないと、画像形成装置20(図1)は画像形成前のウォーミングアップ動作を開始してしまい、定着駆動が回転を開始し巻き付きが悪化したり、さらには定着熱源に電力が投入されたりして、定着ニップ近傍に残るジャム紙の過剰な温度上昇が懸念される。
この問題点を解決するために、上述したように、加熱ローラ12より転写紙搬送方向上流側に、転写紙有無センサ32を設置し、この転写用紙有無センサ32がクリアにならないならばウォーミングアップ動作をしないようにする。
転写紙有無センサ32の設置位置は、定着ニップから転写紙有無センサ32までの距離をLとすると、L=L1+L2であり、このLは画像形成装置の搬送可能な転写紙の最小サイズより小さくするのが望ましい。例えば、転写紙対応の最小サイズがA6縦であれば、L<149mmといった具合である。
このように、オペレータが定着装置14内のジャム紙を除去し忘れ、定着ローラニップ或いは近傍にジャム紙が残った場合においても、定着装置14内の加熱を開始しない安全な画像形成装置を提供できる。
この問題点を解決するために、上述したように、加熱ローラ12より転写紙搬送方向上流側に、転写紙有無センサ32を設置し、この転写用紙有無センサ32がクリアにならないならばウォーミングアップ動作をしないようにする。
転写紙有無センサ32の設置位置は、定着ニップから転写紙有無センサ32までの距離をLとすると、L=L1+L2であり、このLは画像形成装置の搬送可能な転写紙の最小サイズより小さくするのが望ましい。例えば、転写紙対応の最小サイズがA6縦であれば、L<149mmといった具合である。
このように、オペレータが定着装置14内のジャム紙を除去し忘れ、定着ローラニップ或いは近傍にジャム紙が残った場合においても、定着装置14内の加熱を開始しない安全な画像形成装置を提供できる。
図2及び図5を参照して、加熱ローラ12に巻き付いた転写紙2のうち、巻き付いている先端部2aに転写されていたトナーは、オペレータにより除去されるまで加熱ローラ12に密着しているため熱量過多となり、加熱ローラ12表面に何割かはホットオフセットしてしまうことが予想される。
かかるトナーは、画像形成装置のウォーミングアップ中の定着装置14の回転により、クリーニングローラ23、24により除去されるが、オフセットトナー量が多い場合、所定のウォーミングアップ時間中では除去しきれず、次に搬送されてきた転写紙を汚す結果となりかねない。
そこで、本発明では、温度センサ30により加熱ローラ12に転写紙2が巻き付いた時には画像形成装置のウォーミングアップ動作を所定の時間よりも長くし(定着装置温度を立ち上げるのに要する定着ローラ対の回転時間を長くする)、定着クリーニング時間を長くするように制御手段によって制御することによりこの問題を解決する。
かかるトナーは、画像形成装置のウォーミングアップ中の定着装置14の回転により、クリーニングローラ23、24により除去されるが、オフセットトナー量が多い場合、所定のウォーミングアップ時間中では除去しきれず、次に搬送されてきた転写紙を汚す結果となりかねない。
そこで、本発明では、温度センサ30により加熱ローラ12に転写紙2が巻き付いた時には画像形成装置のウォーミングアップ動作を所定の時間よりも長くし(定着装置温度を立ち上げるのに要する定着ローラ対の回転時間を長くする)、定着クリーニング時間を長くするように制御手段によって制御することによりこの問題を解決する。
しかしながら、このモードに入るとオペレータの待ち時間が増加してしまうため、画像よりも速度優先モードも、図示してない操作パネルやプリンタドライバから選択できるようにしておくのが好ましい。
このように、画像転写後の転写紙2の巻き付きが生じた画像転写後の転写紙2から加熱ローラ12にオフセットしたトナー像により、次に定着ローラ対を通過する転写紙に、オフセットトナーによる画像汚れを生じさせない画像形成装置を提供できる。
このように、画像転写後の転写紙2の巻き付きが生じた画像転写後の転写紙2から加熱ローラ12にオフセットしたトナー像により、次に定着ローラ対を通過する転写紙に、オフセットトナーによる画像汚れを生じさせない画像形成装置を提供できる。
2 転写紙、2a 転写紙の先端、6 像担持体(感光体)、7 転写ローラ、8 現像手段、12 加熱ローラ、13 加圧ローラ、14 定着装置、15 胴内排紙スタック部(第1の排紙トレイ)、16 胴内排紙スタック部(第2の排紙トレイ)、20 画像形成装置、27 転写紙上のトナー、30 非接触型の温度センサ、32 転写紙有無センサ、33 分離爪
Claims (6)
- 加熱ローラ及び加圧ローラよりなる定着ローラ対と、前記加熱ローラの表面温度を非接触で検知する非接触温度センサと、を備え、前記非接触温度センサが、搬送方向上流側に位置する転写部において画像転写を受けた前記転写紙が測定領域に達しない場合は前記加熱ローラの表面温度を検知し、前記転写紙が測定領域に達した場合には前記転写紙の裏面温度を検知して、前記加熱ローラの表面温度と前記転写紙の裏面温度との検知温度差により用紙ジャムの発生を検出するように構成された定着装置を備えた電子写真式画像形成装置において、
前記転写紙は、画像転写を受けた後に、当該画像形成装置の略縦方向上方に向けて搬送されて前記定着装置に進入することを特徴とする画像形成装置。 - 前記定着装置によって画像定着を受けた後の前記転写紙を前記定着装置から排出する胴内排紙スタック部を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 用紙ジャム発生の検出後、定着ローラ対の駆動を速やかに停止し、前記定着ローラ対に、或いは前記定着ローラ対及び転写紙搬送方向上流側に配設された転写紙搬送ローラを一定時間逆回転させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 前記定着ローラ対のニップ部近傍に、前記加熱ローラに対して付勢接触して、或いは前記加熱ローラ表面との間に隙間を設けて設置した1又は複数の分離爪を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項記載の画像形成装置。
- 前記定着ローラ対のニップ部から、転写紙搬送方向上流側であって転写紙の搬送方向寸法以内の距離に、転写紙有無センサを配設したことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、用紙ジャム発生の検出後、少なくとも1回目に定着装置温度を立ち上げるのに要する前記定着ローラ対の回転時間を、通常時の回転時間よりも長くするように制御することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006227229A JP2008051983A (ja) | 2006-08-23 | 2006-08-23 | 画像形成装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009251124A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 定着装置、印刷装置、及びプログラム |
JP2020042075A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置、定着制御方法およびプログラム |
-
2006
- 2006-08-23 JP JP2006227229A patent/JP2008051983A/ja active Pending
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JP7147388B2 (ja) | 2018-09-06 | 2022-10-05 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置、定着制御方法およびプログラム |
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