JP2010211087A - 電子写真式印刷装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷用紙のエッジによる加熱ローラ面の集中的な摩耗を原因とする加熱ローラの交換時期を判断することで、画像への悪影響を少なくする。
【解決手段】加熱ローラと、該加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラとを有し、未定着トナー像を保持した印刷用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記印刷用紙に定着させる手段と前記加熱ローラを挟持搬送にて通過する印刷用紙の通紙量を記憶する第１の記憶手段と、予め実験予測に基づいて設定した加熱ローラの限界通紙量を記憶する第２の記憶手段と、交換時期を告知する手段を有する定着装置において、前記第１の記憶手段は印刷用紙の種類毎の記憶領域で構成され、前記第２の記憶手段は、印刷用紙の種類毎の記憶領域で構成されることを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、印刷機などにおいて、記録媒体上に形成された画像に加熱部材を接触させて画像を加熱定着させる印刷装置に用いられる定着装置に関するものである。

電子写真印刷装置に用いられる加熱ローラ定着装置には、内部ヒータを有する加熱ローラとそれに圧接する加圧ローラとに挟持搬送され、加熱加圧されることにより印刷用紙に定着される加熱ローラ定着装置において、加圧ローラが加熱ローラへ圧接されている時は、つまり印刷時においては、印刷用紙を加熱ローラと加圧ローラの圧接部に対し、印刷用紙搬送方向下流側で、加熱ローラの巻きつける位置になるように、印刷用紙案内部材を保持し、印刷用紙を加熱ローラに巻き付け、接触しながら定着される定着装置が実用化されている。

また、上記のように定着装置における上記加熱ローラは、印刷用紙の通紙による摩擦や上記加圧ローラとの摩擦により摩耗されるため、固有の交換時期を有している。従来の装置おいては、交換時期を判断するため、使用に耐え得る限界の通紙量を設定し、計測した通紙量が加熱ローラの限界通紙量を超えた場合に加熱ローラの寿命と判断し、交換時期を報告していた。また、他の判断方法としては、上記定着手段を加熱した加熱時間を積算した積算時間が所定の時間となった場合を寿命とする方法が提案されている。

上記電子写真式印刷装置の使用時においては、同じ幅の印刷用紙が定着ローラ対の同じ位置で多数搬送されることにより、加熱ローラ（定着ローラおよび加圧ローラ）のローラ面の、印刷用紙エッジに対応する位置が集中的に摩耗し、摩耗した位置よりも幅の広い印刷用紙を使用する場合に画像品質の劣化をもたらすという問題が生じる。すなわち、加熱ローラや加圧ローラが部分的に摩耗すると、摩耗した部分では、加熱または加圧が適切に行われないため、その部分で定着不良を生じたり、摩耗部分の形状が画像に転写されてしまったりすることにより、画像故障（画像不良）を引き起こしたり、加熱ローラ方式の定着装置における本質的な問題となっている。

本発明の目的は、印刷用紙のエッジによる加熱ローラ面の集中的な摩耗を原因とする加熱ローラの交換時期を判断することで、画像への悪影響を少なくすることのできる定着装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の手段は、加熱ローラと、該加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラとを有し、未定着トナー像を保持した印刷用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記印刷用紙に定着させる手段と前記加熱ローラを挟持搬送にて通過する印刷用紙の通紙量を記憶する第１の記憶手段と、予め実験予測に基づいて設定した加熱ローラの限界通紙量を記憶する第２の記憶手段と、交換時期を告知する手段を有する定着装置において、前記第１の記憶手段は印刷用紙の種類毎の記憶領域で構成され、前記第２の記憶手段は印刷用紙の種類毎の記憶領域で構成されることを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は第１の手段において、前記印刷用紙の種類が用紙幅であることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は第１の手段において、前記限界通紙量を超えた用紙幅よりも狭い用紙幅の印刷用紙を印刷する場合は、前記加熱ローラの交換時期を報告しないことを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は第１の手段において、前記用紙幅毎の通紙量が前記限界通紙量を超え、前記加熱ローラの交換時期を報告する場合において、前記限界通紙量を超えた用紙幅を報告する機能を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、印刷用紙のエッジが、定着ローラ面の特定の部分に集中して接触することで発生する摩耗を用紙幅毎の通紙量によって認識することができる。これにより、印刷時に定着ローラ面の前記摩耗が発生した位置に印刷用紙を通紙させないことが可能となり、前記摩耗によって発生する印刷用紙の画像への悪影響を防ぐことができる定着装置を提供することができる。

本発明における印刷システムに適用される電子写真印刷装置の概略構成図である。 電子写真式印刷装置に組み込まれた定着装置の概略構成図である。 本発明における加熱ローラの交換時期の判断方法の概略を示す制御ブロック図である。 加熱ローラの交換時期の判断・報告を説明するためのフローチャートである。 加熱ローラと印刷用紙を正面から見た場合の平面図である。 加熱ローラの交換時期を判断する制御ブロック図である。 用紙幅毎の通紙枚数による加熱ローラの交換時期の判断方法の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。はじめに図１を用いて本発明印刷システムに適用される電子写真印刷装置の一実施例について説明する。

図１に示すように、電子写真印刷装置は、光導電性を有する感光体表面１に光学部２により印刷データを露光し、感光体表面１に電位差を生じさせ、粉体インクであるトナー４を現像機３により現像し、感光体表面１から印刷用紙５に転写させ、トラクタ６により、定着装置７に印刷用紙５が送り出される。定着装置７に送り出された印刷用紙５上のトナー３は、内部にヒータを有する予熱板８より、印刷用紙５裏面より熱を受け軟化を始める。軟化を始めたトナー４は、中空円筒形状で内部にヒータ９を有する加熱ローラ１０と加圧ローラ１１とにより挟持搬送されることにより印刷用紙５上に定着される。定着された印刷用紙５は、用紙送りローラ１２及び用紙ガイド１３を通過し、用紙折り畳み部１４に送り出され、折り畳まれる。

次に、上述した電子写真式印刷装置に組み込まれた定着装置７について、図２を用いて詳細に説明する。図２に示すように定着装置７は、加熱加圧式定着部、接触加熱部からなる。加熱加圧式定着部は加熱ローラ１０と加圧ローラ１１が圧接可能な状態で配設されており、加熱ローラ１０は熱源３により加熱される。加熱ローラ１０は図示しない駆動機構により回転駆動され、加熱ローラ１０と加圧ローラ１１との間に搬送されてくる印刷用紙５を加熱ローラ１０と加圧ローラ１１の間で圧接加熱して、印刷用紙５上の未定着トナーを印刷用紙５に定着させる。

なお、加熱ローラ１０は、その表面温度が温度センサ１５により検出され、この温度センサ１５の検出結果に基づいて、図示しない制御部により、熱源３の駆動が制御され、所定の温度に制御される。加圧ローラ１１は、停止時には加熱ローラ１０から離間しているが、印刷時には圧接機構１６により加熱ローラ１０に圧接され、加熱ローラ１０の回転に従動して回転する。接触加熱部は、内部ヒータを有する予熱板８で構成される。印刷用紙５への急激な温度付与を避けるため、予熱板８は印刷用紙５の搬送方向に複数枚に分割され、上流側の温度を下流側よりも低く設定し、上流から下流に向かって除々に温度を上昇させる構成となっている。

ここで、一般に加熱ローラは印刷用紙の通紙による摩擦や上記加圧ローラの摩擦により摩耗されるため、経時的に劣化されることが知られている。そのため加熱ローラにおいては、予め実験予測に基づいた交換時期を設定し、通紙枚数がそれを超えた場合は、交換を実施する必要がある。

次に加熱ローラ１０の交換時期の判断方法について図３を用いて説明する。図３は、本発明に関わる上記加熱ローラの交換時期の判断方法の概略を示す制御ブロック図である。制御部２０は、通紙枚数をカウントするカウント部２１と交換時期を判断する交換時期判断部２２と交換時期判断部内のメモリ２４と記述しないＲＯＭに記憶されている予め実験予測に基づいた設定した限界通紙枚数（以下限界通紙枚数Ｐとする）をメモリ２４に記録する交換時期設定部２３を有している。表示装置２５においては、交換時期判断部２２で交換時期を判断した際に交換を促す警告を表示する。

図４は、上述した交換時期判断部２２による加熱ローラ１０の交換時期の判断・報告を説明するためのフローチャートである。まず、通紙中か否かを判断する（Ｓ１１）。通紙中の場合は、カウント部２１に加熱ローラ１０の通紙枚数をカウントする（Ｓ１２）。交換時期判断部２２にて、メモリ２４に記録されている加熱ローラ１０の限界通紙枚数Ｐを超えたかを判断し（Ｓ１３）、限界通紙枚数Ｐを超えた場合に、加熱ローラ１０の交換時期を判断し、表示装置２５を介して、加熱ローラの交換時期を報告する（Ｓ１４）。以上により加熱ローラ１０の交換時期を判断している。

図５は、図２に示した加熱ローラ１０と印刷用紙５を正面から見た場合の平面図であり、これを用いて今回の課題を説明する。図５において、印刷用紙５の通紙位置は、通紙位置の端部１７を基準として、用紙幅によって通紙位置１８が決定されている。ここで例えば、用紙幅Ａを持つ印刷用紙が定着ローラ対の同じ位置で多数搬送されることにより、加熱ローラ１０のローラ面の、印刷用紙のエッジに対応する通紙位置１８が集中的に摩耗し、摩耗した通紙位置１８よりも幅の広い印刷用紙、例えば用紙幅Ｂをもつ印刷用紙を使用する場合は、通紙位置１８における画像品質の劣化をもたらすという問題が生じる。すなわち、加熱ローラや加圧ローラが部分的に摩耗すると、摩耗した部分では、加熱または加圧が適切に行われないため、その部分で定着不良を生じたり、摩耗部分の形状が画像転写されてしまったりすることにより、画像故障（画像不良）を引き起こしている。また、通紙位置１８における摩耗による、用紙幅Ａの印刷用紙へ与える悪影響や通紙位置の端部１７の摩耗による印刷用紙の画像への悪影響は用紙端部のため発生しないものとする。

上記課題を解決するための手段について図６を用いて説明する。図６に示すように加熱ローラの交換時期を判断する制御部において、用紙幅毎の通紙枚数カウント部２６を設け、用紙幅センサ２７より、セットされている印刷用紙の用紙幅を認識することで用紙幅毎の通紙枚数をカウントする。

例えば、図５に示す用紙幅Ａ〜Ｄに対応した通紙枚数をカウント部２６において認識することが可能となる。また、前記交換時期設定部２３においては、上述した予め実験予測に基づいて設定した加熱ローラ１０の限界通紙枚数Ｐとは別に、記述しないＲＯＭに記憶されている予め実験予測に基づいて設定された同じ用紙幅における限界通紙枚数（以下限界通紙枚数Ｑとする）をメモリ２４に記録する。限界通紙枚数Ｑは、上述した印刷用紙のエッジの集中的な摩耗のため、限界通紙枚数Ｐよりも少ない値になると考えられる。これにより用紙幅毎の通紙枚数カウント部２６でカウントされた用紙枚数が限界通紙枚数Ｑを超え、該用紙幅を超えた印刷用紙を印刷する場合は、加熱ローラ１０の交換時期を上述したように表示装置２５において警告を表示する。また、限界通紙枚数Ｑを超えたときの用紙幅が例えば、図５に示す用紙幅Ｃの場合は、用紙幅Ｃより狭い用紙幅Ａと用紙幅Ｂにおいては、上述したエッジによる集中的な摩耗の影響を受けないため、加熱ローラ１０の交換時期の警告を発生させず印刷可能とした。また、上述した用紙幅毎の通紙枚数が限界通紙枚数Ｑを超えた場合に加熱ローラ１０の交換を促す警告を発生させる場合は、用紙幅毎に対応した警告を報告する。また、限界通紙枚数Ｑを超えた用紙幅が複数存在する場合は、該用紙幅の中で最も狭い用紙幅に対応した警告を報告する。これにより、加熱ローラ１０のローラ面における前記摩耗位置を認識することができ、印刷用紙に画像故障が発生する用紙幅を認識することが可能となる。

次に図７を用いて、用紙幅毎の通紙枚数による加熱ローラ１０の交換時期の判断方法の一例を示す。図７は、図５に示した用紙幅Ａ〜Ｄの印刷用紙が通紙する全ての種類の印刷用紙とした場合の加熱ローラ１０の交換時期を判断するためのフローチャートの一例である。

まず、現在の用紙幅を用紙幅センサ２７にて認識する（Ｓ２１）。ここで図５に示した用紙幅Ｃを検出したとする。次に最も狭い用紙幅Ａにおける通紙枚数が限界通紙枚数Ｑを超えているかを判断し（Ｓ２２）、越えている場合は、用紙幅Ａの摩耗による加熱ローラ１０の交換時期を報告する（Ｓ２９）。Ｓ２２で限界通紙枚数Ｑを超えていない場合は、次の用紙幅である用紙幅Ｂにおける通紙枚数が限界通紙枚数Ｑを超えているかを判断し（Ｓ２３）、越えている場合は、用紙幅Ｂの摩耗による加熱ローラ１０の交換時期を報告する（Ｓ２１０）。Ｓ２３で限界通紙枚数Ｑを超えていない場合は、通紙中かを判断し（Ｓ２４）、通紙中の場合は、用紙幅Ｃにおける通紙枚数と加熱ローラ１０の通紙枚数をカウントする（Ｓ２５、Ｓ２６）。次に加熱ローラ１０の通紙枚数が加熱ローラ１０の限界通紙枚数Ｐを超えたかを判断し（Ｓ２７）、越えている場合は、加熱ローラ１０の交換時期を報告する（Ｓ２８）。以上の方法は、用紙幅の種類が用紙幅Ａ〜Ｄの場合であるが任意の設定可能用紙幅の種類で適用可能である。

以上より、印刷用紙のエッジが、定着ローラ面の特定の部分に集中して接触することで発生する摩耗を用紙幅毎の通紙枚数によって認識することができるため、前記摩耗によって発生する印刷用紙の画像への悪影響を防ぐことができる電子写真式印刷装置の定着装置を提供することが可能となった。

１は感光体、２は光学部、３は現像機、４はトナー、５は印刷用紙、６はトラクタ、７は定着装置、８は予熱板、９はヒータ、１０は加熱ローラ、１１は加圧ローラ、１２は用紙送りローラ、１３は用紙ガイド、１４は用紙折り畳み部、１５は温度センサ、１６は圧接機構、１７は通紙位置の端部、１８は通紙位置、２０は制御部、２１は通紙枚数カウント部、２２は交換時期判断部、２３は交換時期設定部、２４はメモリ、２５は表示装置、２６は用紙幅毎の通紙枚数カウント部、２７は用紙幅センサである。

特開平１０−０９１０３４号公報 特開平６−２７４０５６号公報

Claims (4)

1. 加熱ローラと、該加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラとを有し、未定着トナー像を保持した印刷用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記印刷用紙に定着させる手段と前記加熱ローラを挟持搬送にて通過する印刷用紙の通紙量を記憶する第１の記憶手段と、予め実験予測に基づいて設定した加熱ローラの限界通紙量を記憶する第２の記憶手段と、交換時期を告知する手段を有する定着装置において、
   前記第１の記憶手段は印刷用紙の種類毎の記憶領域で構成され、前記第２の記憶手段は、印刷用紙の種類毎の記憶領域で構成されることを特徴とする電子写真式印刷装置の定着装置。
2. 前記印刷用紙の種類が用紙幅であることを特徴とする請求項１記載の電子写真式印刷装置の定着装置。
3. 前記限界通紙量を超えた用紙幅よりも狭い用紙幅の印刷用紙を印刷する場合は、前記加熱ローラの交換時期を報告しないことを特徴とする請求項１記載の電子写真式印刷装置の定着装置。
4. 前記用紙幅毎の通紙量が前記限界通紙量を超え、前記加熱ローラの交換時期を報告する場合において、前記限界通紙量を超えた用紙幅を報告する機能を有することを特徴とする請求項１記載の電子写真式印刷装置の定着装置。

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